歐莉　李晶　賈亮　劉嘉琛

關(guān)鍵詞：色覺；感知力；辨識(shí)力；定量檢測(cè)；百分制

色知覺簡(jiǎn)稱色覺，是視覺功能的重要組成部分，屬于心理物理學(xué)范疇。色覺正常者能用紅、綠、藍(lán)3種顏色匹配出光譜中的所有顏色[1]。色覺異常是指辨別顏色的能力出現(xiàn)障礙，分為先天性和后天性，根據(jù)辨色能力欠缺的輕重不同一般分為色弱和色盲[2]。據(jù)估算，全球色覺異?；颊呒s有2億人[3]。色覺檢查是升學(xué)、入職等體檢中的必查內(nèi)容，特別是在飛行員招飛和以顏色波長作為嚴(yán)格技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)準(zhǔn)入。色覺檢查的方法多樣，主要是主觀測(cè)試方法，包括色盲鏡、假同色圖、色相子排列等。國內(nèi)經(jīng)常用于檢測(cè)色覺異常的方法為《俞自萍色盲檢查圖》，廣泛用于征兵入伍、公務(wù)員招錄以及特種行業(yè)人員招錄等，但這種檢查方法也存在一些不足，如無法明確鑒別色盲與色弱[4]，而且存在被檢查者背誦圖譜通過測(cè)試的缺點(diǎn)。Farnsworth Munsell-100色彩檢測(cè)法（FM-100）根據(jù)呈色原理設(shè)計(jì)，可以對(duì)色覺進(jìn)行定量評(píng)估，將辨色力分為優(yōu)秀、一般和差三個(gè)等級(jí)[5]。但該檢測(cè)方法耗時(shí)長，需要專業(yè)人士協(xié)助才能完成，不便于在臨床廣泛應(yīng)用；且不同的照明條件下被檢者的顏色辨別力有差異[6]。Nagel色覺鏡可以對(duì)辨色能力強(qiáng)弱進(jìn)行檢查，是公認(rèn)的色覺異常檢查的金標(biāo)準(zhǔn)[7]，但同樣存在檢查過程費(fèi)事費(fèi)力的情況。

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，數(shù)字化研究應(yīng)用到色覺研究中，并有望克服這些缺點(diǎn)[8]。本研究采用基于光學(xué)三原色（紅、綠、藍(lán)）原理設(shè)計(jì)的數(shù)字化色覺定量檢測(cè)表（感知力量表和辨識(shí)力量表），這是一種主觀測(cè)定方法，通過電子顯示屏顯示檢測(cè)量表可以對(duì)色覺正常者及先天性色覺異常者的顏色感知能力和辨識(shí)能力進(jìn)行定量評(píng)估。本研究主要探究色覺正常成年人的色覺感知力和色覺辯識(shí)力的差異及規(guī)律，該檢測(cè)方法可為色覺定量檢查方法的完善提供參考和依據(jù)。

1? 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取某醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校學(xué)生122例，其中男性46例，女性76例，年齡范圍：18～24歲，平均年齡20.39±0.96歲。入組條件：身體健康，雙眼矯正視力均≥1.0，排除先天性白內(nèi)障、青光眼等眼科疾患；用《俞自萍色盲檢查圖》（人民衛(wèi)生出版社，第6版）檢查并排除色覺異常，特別是藍(lán)黃色盲患者，色覺檢測(cè)的結(jié)果由兩名眼科醫(yī)師復(fù)核。

1.2 數(shù)字化色覺量表設(shè)計(jì)

數(shù)字化色覺定量評(píng)分量表的設(shè)計(jì)原理：RGB模式又稱光學(xué)三原色，RGB分別代表紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）三個(gè)通道的顏色，人眼能感知的所有顏色都可通過三個(gè)顏色通道混合疊加而成。R、G、B三種顏色的取值范圍是0～255，0表示沒有刺激量，255表示刺激量達(dá)最大值。利用RGB色彩模式及原理，設(shè)計(jì)兩種數(shù)字化百分制色覺定量檢測(cè)量表——色覺感知力量表和色覺辨識(shí)力量表，用于檢測(cè)色覺正常者及先天性色覺異常者的色覺感知力和辨識(shí)力差異。

設(shè)計(jì)R、G、B三種顏色的感知力量表（見圖1），選用RGB值為（155、155、155）的灰色為固定背景顏色，定義為100分，隨著某種顏色色彩數(shù)字逐漸增加，隨機(jī)填充阿拉伯?dāng)?shù)字，直至增加到255，此時(shí)定義為0分。三種感知力評(píng)分均由高到低為100至1分，感知顏色能力越強(qiáng)，分值越高，反之越低。檢查時(shí)從低分到高分讀背景中的隨機(jī)數(shù)字，以不能正確讀出背景中隨機(jī)數(shù)字時(shí)終止，以能正確讀出的最后數(shù)字對(duì)應(yīng)的分值作為記錄結(jié)果，如檢查紅色感知力時(shí)，最高辨認(rèn)到分值95對(duì)應(yīng)的數(shù)字，則記錄分值為95分。辨識(shí)力量表檢查方法類同。

圖1? 數(shù)字化色覺感知力百分制評(píng)分量表

設(shè)計(jì)綠紅（G in R值）、藍(lán)綠（B in G值）、藍(lán)紅（B in R值）三種辨識(shí)力量表（見圖2），同樣，選用RGB值為（155、155、155）的灰色為基礎(chǔ)背景顏色，定義為100分，再使用一種顏色作為背景，另一種顏色色彩數(shù)字逐漸增加，填充隨機(jī)阿拉伯?dāng)?shù)字，同時(shí)，作為背景顏色的色彩數(shù)值也在同等增加，直到兩種顏色數(shù)值均增加到最大值255，定義為0分。三種辨識(shí)力評(píng)分均由高到低為100至1分，辨識(shí)顏色能力越強(qiáng)分值越高，反之越低。

圖2? 數(shù)字化色覺辨識(shí)力百分制評(píng)分量表

1.3 觀察指標(biāo)

所有人員距離40～50cm平視觀察并讀取感知力和辨識(shí)力量表，能夠清晰、正確辨認(rèn)的最大分值記錄為個(gè)人感色或辯色評(píng)分。每個(gè)人記錄6組數(shù)值，分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色、藍(lán)色感知力以及紅綠、藍(lán)紅、藍(lán)綠辨識(shí)力。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

使用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和對(duì)比。對(duì)不符合正態(tài)分布的非配對(duì)數(shù)據(jù)使用Wilconxon秩和檢驗(yàn)（Mann-Whitney U檢驗(yàn)）進(jìn)行分析，對(duì)配對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，P＜0.05代表具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差異。

2? 結(jié)果

2.1 年齡對(duì)比統(tǒng)計(jì)

將122名研究對(duì)象的年齡進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)男女兩組均不符合正態(tài)分布，故描述性別統(tǒng)計(jì)采用中位數(shù)±四分位數(shù)。男性 21±1（歲），女性 20±1（歲），因?yàn)槭切詣e描述的統(tǒng)計(jì)，則使用Wilconxon秩和檢驗(yàn)（Mann-Whitney U檢驗(yàn)），檢驗(yàn)結(jié)果為P=0.286，沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2.2 感知力評(píng)分統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，男性和女性分別對(duì)R、G、B三種顏色感知力上存在顯著性差異（表1），色覺感知力評(píng)分排序均表現(xiàn)為綠色>紅色>藍(lán)色；對(duì)比男性和女性分別在R、G、B三種色覺上的感知力發(fā)現(xiàn)，男性的紅色感色能力顯著高于女性，存在差異（見表2），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。而在G、B上的感知力，男性和女性之間無顯著差異。

表1 男性和女性分別對(duì)R 、G、 B感知力的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

表2 男性和女性的感知力評(píng)分統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2.3 辨識(shí)力評(píng)分統(tǒng)計(jì)

通過對(duì)同一性別的辨色力兩兩進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，男性對(duì)藍(lán)綠刺激和綠紅刺激的辨色能力均顯著高于藍(lán)紅刺激，但對(duì)藍(lán)綠和綠紅的辨識(shí)力之間不存在顯著差異。而對(duì)女性在三種辨識(shí)力上的表現(xiàn)進(jìn)行兩兩對(duì)比發(fā)現(xiàn)均存在差異，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（見表3）。統(tǒng)計(jì)顯示男性和女性三種辨色力評(píng)分排序均表現(xiàn)為藍(lán)綠>綠紅>藍(lán)紅，而對(duì)每一種辨色比較，均不存在性別之間的差異（見表4）。

表3 男性和女性分別對(duì)顏色辨識(shí)力的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

表4 男性和女性的辨識(shí)力評(píng)分統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2.4 感知力和辨識(shí)力評(píng)分的總體95%置信區(qū)間

不同檢測(cè)指標(biāo)的95%置信區(qū)間的下限值可以認(rèn)為是正常青年人群中該檢測(cè)指標(biāo)的最低評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，低于此評(píng)分，需要進(jìn)一步檢測(cè)以明確是否存在檢測(cè)誤差或色覺異常（見表5）。

表5 感知力和辨識(shí)力評(píng)分的總體95%置信區(qū)間

3 討論

人類擁有色知覺，能辨別不同頻率的可見光波，并識(shí)別為不同的顏色，這種能力亦稱為色覺。人眼可視光的波長范圍大約在380～780nm之間，可辨別一百多種單色光色調(diào)[9]。以往的色覺研究，主要針對(duì)先天性/后天性色覺障礙[10]。而關(guān)于色覺正常者的色覺定量檢查及評(píng)估研究較少，色覺正常者之間對(duì)三原色的區(qū)分是否有差異，性別等因素是否會(huì)影響色覺正常者的顏色辨別等問題少有學(xué)者研究?；诠鈱W(xué)三原色原理，本研究自主設(shè)計(jì)了兩種定量評(píng)分量表——色覺感知力和色覺辨識(shí)力量表，主要應(yīng)用于對(duì)紅、綠、藍(lán)的定量分析，并且將顏色兩兩混合，判斷色覺辨識(shí)能力并進(jìn)行評(píng)分?？梢栽u(píng)估色覺正常者和色覺異常者的色覺能力。兩個(gè)量表的分值均為0～100，分值越高，說明感色能力或辨色能力越好，反之越差。

色覺感知力量表評(píng)分結(jié)果顯示，成年男性和女性在紅色感知力上存在明顯差異，男性的紅色感知力高于女性。根據(jù)以往的研究可知，先天性的色盲遺傳大部分是隱性遺傳，按照遺傳規(guī)律，男性患病的概率高于女性。但并沒有研究表明正常人群中男性的色覺能力低于女性，還需要進(jìn)一步研究探索。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)男性及女性感知力評(píng)分：綠色>紅色>藍(lán)色，且均差異顯著（P < 0.01）。三原色學(xué)說認(rèn)為視網(wǎng)膜有三種不同類型的視錐細(xì)胞。最大吸收波長為 570nm的含感紅色素視錐細(xì)胞、535nm的含感綠色素視錐細(xì)胞、455nm的含感藍(lán)色素視錐細(xì)胞[11]。通過視錐細(xì)胞的敏感度曲線可得知，感知綠色的視錐細(xì)胞和感知紅色的視錐細(xì)胞的敏感度曲線有部分重合，兩種視錐細(xì)胞都能感知到綠色，而感知藍(lán)色的僅有一種視錐細(xì)胞，而且從視錐細(xì)胞的數(shù)量上看，感知綠色的視錐細(xì)胞最多，感知藍(lán)色的視錐細(xì)胞最少，這就解釋了為何成年人對(duì)綠色的感知能力最好，對(duì)藍(lán)色的感知能力最差。

研究發(fā)現(xiàn)成年男性和女性在紅綠、綠藍(lán)、藍(lán)紅辨識(shí)力上并無明顯差異，且分值均在96分以上。而王琪等[12]研究者利用FM100色相檢查方法發(fā)現(xiàn)女性的顏色辨別力好于男性。本研究主要側(cè)重藍(lán)綠、綠紅、藍(lán)紅三種辨識(shí)力的區(qū)別，沒有涉及到所有顏色的辨別力，這可能導(dǎo)致與以往的研究結(jié)果有出入；以往的辨色力研究主要關(guān)注色覺異常的群體，對(duì)色覺正常者的辨色情況關(guān)注較少，本研究通過色覺辨識(shí)力量表分析正常群體在性別上有無辨色力的差異。趙瑞華等[13]通過使用FM100色相檢查法，研究發(fā)現(xiàn)女飛行員和普通女性在任意月經(jīng)周期時(shí)相中的色覺總錯(cuò)誤分值均小于男飛行員，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究主要關(guān)注的是普通人群，且沒有篩查女性是否處于月經(jīng)期，沒有發(fā)現(xiàn)男性和女性在辨色力上的差異；本研究中男性和女性的色覺辨識(shí)力都沒有達(dá)到最高值（100分），有提高的可能性。楊新宇等[14]研究通過訓(xùn)練可以明顯改善色覺正常者的辨色力，其使用FM100色相檢查法對(duì)學(xué)生的色覺能力進(jìn)行評(píng)估，比較學(xué)生訓(xùn)練前后的辨色力TES和辨色力分級(jí)及不同色調(diào)的辨色能力發(fā)現(xiàn)，測(cè)試者訓(xùn)練前TES（35.44±34.99）分與訓(xùn)練后TES（17.31±21.92）分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）， 訓(xùn)練后色覺能力優(yōu)秀者顯著增多（P＜0.01）。這也說明色覺作為一種感覺，是心理活動(dòng)的結(jié)果，心理學(xué)研究已經(jīng)表明其具有記憶功能，可用心理物理量進(jìn)行描述，有可塑性，借助色相配列訓(xùn)練等方法可以提高心理物理量，即提高人的色知覺能力。對(duì)同一性別辨色力進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)男性和女性辨色力評(píng)分排序均為藍(lán)綠>綠紅>藍(lán)紅，即綠色為基礎(chǔ)背景顏色的辨識(shí)力系統(tǒng)得分最高，而以紅色為基礎(chǔ)背景顏色的辨識(shí)力稍差，這與感知力的統(tǒng)計(jì)結(jié)果有高度相關(guān)性：人眼對(duì)綠色的感知力最好，因此以綠色為背景進(jìn)行顏色辨別也相對(duì)容易。以紅色為背景分別辨別綠色和藍(lán)色，仍是綠色的辨別程度較高。在同一性別的辨色力進(jìn)行比較中，女性在三種辨色力上均存在差異，而男性只在兩種辨識(shí)力上有差異，這可能與女性對(duì)顏色的辨別能力整體好于男性有關(guān)[15]。

綜上所述，對(duì)基于光學(xué)三原色原理設(shè)計(jì)的數(shù)字化色覺定量檢測(cè)表可以很好地定量衡量正常成年人的色覺感知力和辨識(shí)力。本研究表明，男性和女性的色覺感知力評(píng)分排序均表現(xiàn)為綠色>紅色>藍(lán)色，在紅色的感知力上男性優(yōu)于女性；男性在兩種辨色力、女性在三種辨色力上存在差異，其他的色覺感知力和辨識(shí)力上男性與女性沒有差異。本研究設(shè)計(jì)的色覺量表也可用于評(píng)估先天性色覺異常者的色覺感知力和辨識(shí)力，但無法對(duì)色盲、色弱進(jìn)行明確分級(jí)，需要進(jìn)一步研究完善。同時(shí)，因該量表是根據(jù)RGB色彩模式及原理設(shè)計(jì)而成，黃藍(lán)色盲患者可辨別紅色和綠色，在探究色覺正常者的感知力和辨識(shí)力時(shí)，需先用《俞自萍色盲檢查圖》進(jìn)行排除。本研究還需進(jìn)一步與其他檢測(cè)方法進(jìn)行更大樣本比對(duì)和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 高強(qiáng)，馬瑞青，強(qiáng)彥.色相測(cè)驗(yàn)和色盲檢查鏡對(duì)異常色覺的檢測(cè)和分類[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2023，60（09）：501-508.

[2] 楊賁，閆東君，韓凝，等. 色覺異常的計(jì)量檢測(cè)研究[J]. 中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)， 2016， 20（12）：2.

[3] G. M. Machado， M. M. Oliveira and L. A. Fernandes， "A physiologically-based model for simulation of color vision deficiency，" IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics， vol. 15， no. 6， pp. 1291-1298， 2009.

[4] 李太東，陳丹婷，施偉.數(shù)字化色覺定量檢查研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生，2020，58（14）：70-73+193.

[5] SWANSON WH，COHEN JM.color visio[J].Ophthalmol Clin North Am.2003，16（2）：179-203.

[6] 劉穎，饒連江，鐘曉鷺等.不同照明條件下FM-100色相棋實(shí)驗(yàn)顏色辨別力量化有效性驗(yàn)證[J].照明工程學(xué)報(bào)，2020，31（02）：38-44.

[7] Baraas RC，foster DH，Amano K ，et al.Color constancy of red-green dichromats and anomalous? trichromates.Invest opthalmol Vis Sci 2010;51（4）：2286-2293.

[8] 于長禾， 孫亞男， 何麗云，等. 量表研制及測(cè)量屬性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比較研究[J]. 世界科學(xué)技術(shù)：中醫(yī)藥現(xiàn)代化， 2015（6）：9.

[9] 吳芳，楊亞波，熊凱. 等亮度點(diǎn)顏色視覺誘發(fā)電位在色覺缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用研究[C]//浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)分會(huì).2006年浙江省眼科學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2006年浙江省眼科學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2006：160-161.

[10] 張冰潔，楊賁，宗方偉，等. 色覺異?；颊呷臄?shù)字化檢測(cè)及診斷研究[C]// 中華醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)分會(huì)第二屆全國神經(jīng)眼科學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二屆海峽兩岸神經(jīng)眼科論壇. 2013.

[11] 王為民.視覺器官的結(jié)構(gòu)和功能[J].今日科苑，2007（14）：146.

[12] 王琪，劉強(qiáng)，萬曉霞等.LED光源相關(guān)色溫對(duì)顏色辨別力的影響[J].照明工程學(xué)報(bào)，2015，26（04）：18-22.

[13] 趙瑞華，趙蓉，趙磐林，孫靜，田燕，衛(wèi)杰，劉紅巾，顧國利.月經(jīng)周期對(duì)殲擊機(jī)女飛行員辨色力的影響[J].空軍醫(yī)學(xué)雜志，2015，31（01）：23-25.

[14] 楊新宇，梁嶸，王召平，等．FM 100孟塞爾色覺測(cè)試在中醫(yī)望診技能訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].中醫(yī)雜志，2012，53（9）：772-774.

[15] 黃浩，梁靜，姚步云等. 性別對(duì)顏色辨別的影響[C]//中國印刷科學(xué)技術(shù)研究院，北京印刷學(xué)院，杭州電子科技大學(xué)，中國印刷技術(shù)協(xié)會(huì).2015第四屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集.2015第四屆中國印刷與包裝學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集，2015：70.

基金項(xiàng)目：

安徽省衛(wèi)生健康委科研基金項(xiàng)目：基于數(shù)字信息技術(shù)的色覺定性定量檢查圖表和定量色弱輔助眼鏡的研究（ AHWJ2021b130）

作者單位：1.安徽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校

2.安徽省第二人民醫(yī)院眼科

3. 中國人民解放軍總醫(yī)院第三醫(yī)學(xué)中心眼科醫(yī)學(xué)部