双色试验在验光中的应用及分析
何柳芳
泉州市新华眼镜有限公司
摘要:双色试验系利用色像差的原理使用红绿视标定量分析在屈光检查的过程中被测眼所处的屈光状态，其检查结果对调整矫正眼镜的焦度有重要的参考价值。本文主要对双色试验（红绿视标检测）在验光工作中的应用及调节、特定人群、检查环境对双色试验的影响进行分析。
双色试验是主觉验光法中很好的简易测试方式,但本人在多年的验光工作中发现多种因素会使双色试验产生偏差，因此在一些特殊情况下使用双色试验进行屈光检查与评价时需要谨慎分析检查结果。
关键词：双色试验；红绿视标；主觉验光；应用及分析；
1原理
1.1色像差理论
由于光的波长不同，可产生各种颜色感觉。白光如日光通过三棱镜后可散开为七种不同颜色光，此种现象谓“色散”。这表明白光系由七种不同色光混合而成。不同色光在真空中传播速度相等，但进入较密介质中则速度各异。红色光波长长、折射率小、速度最快；而紫色光波长短、折射率大、速度最慢，故其分别结焦于光轴上不同点，红色光焦点最远，蓝色光焦点则最近(图6-1)，这种在轴上成像的位置差叫做轴上色像差。
人眼屈光系统也存在着色像差。正视眼时的色像差是恰使黄色光焦点落在视网膜上，绿色光焦点在视网膜前，红色光焦点在视网膜后(图6-2)。近视眼时眼轴偏长，黄色光焦点则落于视网膜前；远视眼时眼轴偏短，黄色焦点则落于视网膜后(图6-3)。
色像差的计算公式为△D=D/V，△D为色像差，D为屈光力，V为介质色散系数(即阿贝数)。人眼平均屈光力为58.64D，眼色散系数为56.4，代入上式，可计算出人眼色像差约为1.04D，即对于红光和蓝光来说，在视网膜上结成焦点约有1D的差异，两焦点间距离则约为0.3mm(镉元素发出的红色、蓝色光谱线、波长分别为643.8nm和480nm)。一般情况下，因为眼睛先天具有颜色敏感度，对黄色光的感光度强，对红色、蓝色光感光度较差，这样光谱中最亮的黄光在视网膜上形成极为清晰的像，而由较长或较短波长的颜色光，则只形成一个较为不亮的光环，所以易被忽略，也就使色像差得到一定程度弥补。但当人眼患有屈光不正或虽矫正但未达到适度，则戴用红、绿色镜片或注视红（长波光线）绿（短波光线）不同视标，人眼的色像差就必然会使患者感到红、绿视标清晰度的差异。这也正是双色试验法的原理。
1.2不同屈光状态的眼所见到的红绿视标
正视状态
若被测眼处于正视状态，外界光线通过矫正眼镜和眼的屈光系统后，光谱中最亮的黄色光线聚焦于视网膜上。波长短于黄色光线的绿色光线聚焦于视网膜前方，先聚后散，在视网膜上形成绿色弥散圈。波长长于黄色光线的红色光线聚焦于视网膜后方，于聚焦之前已在视网膜上形成红色弥散圈。由于绿色弥散圈与红色弥散圈的直径相近，光线分散度相近，亮度也相近，故当被测眼见到的红色视标与绿色视标的清晰度相近时，其屈光状态近于正视眼（图6-4）。
近视状态
若被测眼处于近视状态，外界光线通过矫正眼镜和眼的屈光系统后，黄色光线聚焦于视网膜之前，波长短于黄色光线的绿色光线更在黄色光线的焦点前方聚焦，相对远离视网膜，绿色光线先聚后散后在视网膜上形成较大的弥散圈，由于光线的分散，显的较为暗淡。而波长长于黄色光线的红色光线则聚焦于视网膜附近，焦点相对距视网膜近，无论其焦点位于视网膜上或视网膜前后，红色光线在视网膜上或形成焦点或形成直径远小于绿色光弥散圈的红色弥散圈，由于光线集中，显得较为明亮。故当被测眼所见到红色视标显著清晰于绿色视标时（红色视标叠置的字母视标因对比度较强，较绿色视标叠置的字母清晰），其屈光状态处于近视状态，提示矫正眼镜近视欠矫或远视过矫（图6-5）。远视状态
若被测眼处于远视状态，外界光线通过矫正眼镜和眼的屈光系统后，黄色光线聚焦于视网膜之后，波长长于黄色光线的红色光线更在黄色光线的焦点后方聚焦，相对远离视网膜，红色光线在聚焦之前已在视网膜上形成较大的弥散圈，光线较为分散，显得较为暗淡。而波长短于黄色光线的绿色光线则聚焦于视网膜附近，焦点相对距视网膜近，无论其焦点位于视网膜上或视网膜前后，绿色光线在视网膜上或形成的焦点或形成直径远小于红色弥散圈的绿色弥散圈，光线较为集中，显得较明亮。故当被测眼所见到的绿色视标显著清晰于红色视标时（绿色视标叠加的字母视标因对比度较强，较红色视标叠加的字母清晰），其屈光状态处于远视状态，提示矫正眼镜近视过矫或远视欠矫（图6-6）。
2应用
双色试验（红绿视标检测）在现代规范验光中一种必不可少的验光方法，双色试验可以精确调整球镜，是主觉验光法中近视或远视的终结点，也可验证原眼镜球镜是否矫正正确。红绿视标检测系利用色像差的原理定量分析在屈光检查的过程中被测眼所处的屈光状态[1]。
2.1单眼第一次双色试验（为JCC精调柱镜做准备）
a散光盘检测后，投放1.0～1.5视标（标准对数视力表，下同）。
b 嘱被测眼注视视标，逐步递增-0.25D（远视递减+0.25D）球镜试片，直至找到被测眼最佳视力后终止。
c投放红绿视标，嘱被测者比较绿色背景与红色背景中视标的清晰度。
d若红色背景视标清晰，增加-0.25D（远视减少+0.25D）球镜试片。
e若绿色背景视标清晰，减少-0.25D（远视增加+0.25D）球镜试片。
f重复上述d～e步骤，直至绿色背景视标与红色背景视标一致。
2.2单眼第二次双色试验
JCC精调柱镜后，投放红绿视标，依照2.1c～f步骤，直至绿色背景视标与红色背景视标清晰度相同。
2.3检测被测眼处方所处的屈光状态（应用于患者复查）
a预置被测眼处方数据于双测视孔或试戴架上。
b分别进行单眼双色试验。
c记录检测结果并分析是否需重新为患者进行屈光检测。
3分析
屈光不正的检查又称为屈光检测法，目前常用的方法可以分为主觉验光和他觉验光[2]。双色试验属于主觉验光法，检测结果依赖于被检者的主观判断，不同人群、同一个人的不同年龄阶段对看到的红绿视标在主观理解上会有所差异，双色试验是否成功与被检者的认知能力有关。
3.1调节对双色试验的影响
调节会对双色试验产生干扰，若被测眼发生调节，则红绿单色光的焦点就会同步向视网膜前的方向移位，此时双色试验所提示的被测眼的屈光异常就包含了调节的因素在内，矫正眼镜所定量的是眼的静态屈光和不定量的眼的调节焦量两重因素的总和，故双色试验检测结果便失去了对矫正眼镜的焦度进行调整的参考价值。要维持被测眼的屈光静态，通常利用光学透镜将被测眼调整到低度近视状态（雾视状态后辨别红绿视标，应是红色视标较绿色视标清晰，如果反之，则可能辨别有误或雾视不成功），使被测眼被迫处于屈光静态。一般人群的视力极限为5.0（1.0），少数人视力极限为5.1（1.2），甚至5.3（2.0），极少数人视力可以超越5.3[3]；故双色试验前应将矫正视力尽量提至最佳值，从而提高双色试验的精度。对比红绿视标时亦可让被检者先看绿色背景视标，后看红色背景视标以尽量减少调节对双色试验的干扰。青少年调节力高,视力在足矫状态,或是过矫状态时,经常会反映红色视标较清的倾向,常常会测出偏高的负度数，在初次MPMVA确定终止点时要将双色试验与更小更黑做比对以确认被检者是否适用双色试验，以便为接下来的屈光检查做指导。老视眼由于近阅读时使用调节，所以本人认为近用红绿测试用于测量老花的方法是不可靠的。
3.2特定人群要慎用双色试验
色觉异常患者要慎用双色试验，虽然可将红绿视标分置左右，令其从左看到右或从右看到左（而非看红绿视标部份）来对比左右视标；但红色盲对于光谱的红端敏感度低，感觉红色背景要比绿色背景暗，会影响双色试验的精度。老年人由于晶体老化，年纪大的人即使已经正视状态也会感觉绿色视标比较清晰。学龄前儿童或认知能力较差者，不易得出准确结果[4]。在这项检查中，某些被检者对某种颜色有偏好，会一直感觉一种颜色的视标清晰，若球镜的追加超过0.75D，则说明此项检查的可靠性较差，应放弃对被检者进行红绿实验[5]。无晶体患者的眼睛色散与有晶体的人不同不适用双色试验。
3.3双色试验对检查环境的要求
如无红绿双色视标，可代之红绿滤光片交替置于矫正试镜片前，但红、绿两种色光互补性能必须良好。为提高双色试验的精度，一般选绿光波长在520～530nm，红光波长在620～640nm范围内，理想的绿光波长为547nm，红光波长为625nm，轴上色差为0的黄光波长587.8nm。这样的色像差约为±0.25D。光源为近似日光光源，常用日光灯为光源，照度为300～500勒克司。不能用白炽灯为光源，因为白炽灯光偏向红端，造成双色试验的误差。验光室要求明室，照度约为200勒克司，在暗室中眼的敏感度会向短波方向移动，红色会变暗，绿色变亮，影响双色试验的精度；实际应用中与选用的验光设备有关，如选用投影仪，则须在稍暗的验光环境中进行双色试验，灯箱、液晶视力表则一般要求明室验光。
4结论
正视眼所见到的绿色背景视标与红色背视标的清晰度相近。近视欠矫或远视过矫所见到的红色背景视标较绿色背景视标清晰。近视过矫或远视欠矫所见到的绿色背景视标较红色背景视标清晰。当绿色背景视标与红色背景视标清晰度相近时，被测眼的视力不一定是1.0，存在个体差异。
双色试验是主觉验光法中很好的简易测试方式, 但本人在多年的验光工作中发现以上几种因素会使双色试验产生偏差，因此在一些特殊情况下使用双色试验进行屈光检查与评价时需要谨慎分析检查结果。
参考文献：
(1)齐备.综合验光仪的原理和操作方法.上海:上海科学出版社2003;6:39
(2)李凤鸣.眼科全书.北京:人民卫生出版社 1996;2:671
(3)王光霁.视光学基础.北京:高等教育出版社 2005;2:14
(4)邓可立.眼镜验配技术江苏:江苏科学技术出版社 2008;3:028
(5)王宁利.同仁验光配镜实用技术北京:人民军医出版社 2007;3:100
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