动态视力( dynamic visual acuity,DVA) 是眼睛在观察移动目标时,捕获影像以及分解、感知移动目标影像的能力.这种能力表现为通过 DVA 捕捉影像,并经短时间的大脑信息处理以使机体做出相应反应的过程[1,2].对于飞行员来说,作为执行空中作战训练和运输任务等工作的专业人员,在飞机的起航和归航、瞄准射击和投弹、追击和拦截敌人以及编队飞行时,不仅需要良好的一般视觉功能,更需要DVA 等良好的特殊视觉功能,以支撑飞行中相对运动的视觉需求[3].为了探究 DVA 功能的差异性,我们对 16 名受试者进行了 DVA 功能检测,现将分析结果报告如下.
1 对象和方法
1. 1 对象
某医学研究所 16 名健康志愿者,均为男性.年龄 17 ~19 岁,平均年龄( 18 ± 0. 6) 岁,矫正视力均在 1. 0 以上,无器质性眼部疾病、前庭功能检查未见异常.
1. 2 检查设备与方法
应用前庭功能检查系统 ( System 2000,美国MMT 公司) 对受试者前庭习服前、后进行静态视力( static visual acuity,SVA) 和 DVA 试验,计算机自动分析结果.
前庭习服方式: ( 1) VTO-Ⅲ型电动转椅采用科里奥利加速度刺激法,共设每秒钟 60°、75°、90°、105°、120°5 个角速度等级,每级持续 5 min,每天 1次.( 2) 打地转: 弯腰 180°,头向地面,左手握右耳,右手指地,顺时针或逆时针做原地旋转运动,一圈 2s,一次连续转 30 ~ 40 圈,顺时针、逆时针各转 2 ~ 3次/d.以上针对性锻炼均进行 1 周.
受试者先检测 SVA,视标显示屏幕距离受试者3. 05 m,平视显示器,视标为"C"型,其环粗及缺口宽度等于外径的 1/5,受试者能看到目标最小值的C 字缺口( 3 个) 不同朝向时,即可确定 SVA; 后检测DVA,受试者头部固定速度传感器,并对摆头速度进行测量,让受试者练习跟随节拍器频率声音刺激进行左右摆头,后根据提示进行相应摆头,"C"视标出现在头动速度为 100°/s.此时当受试者认清目标的缺口( 3 个) 不同朝向即为测定的 DVA.视力采用 LogMAR 视力表示[3],其与国际视力表和 Snellen的换算关系如表 1 所示.
1. 3 统计学分析
利用 SPSS13. 0 统计软件进行统计学分析,计算相应参数,试验结果中 DVA 与 SVA、习服前后的DVA 之间比较采用重复测量,P < 0. 05 认为差异具有统计学意义.
2 结果
为了评估前庭习服对于受试者视觉功能的影响变化,我们于前庭习服前进行了 DVA 和 SVA 功能的检测,并于前庭习服锻炼 1 周后再次进行了 DVA和 SVA 功能的检测,DVA 和 SVA 值反映当前的视力功能状态.结果如表 2 所示,前庭习服前后 SVA比较无显着变化,而 DVA 比较有显着变化,向左摆头与向右摆头 DVA 比较无显着变化,前庭习服前SVA 与 DVA 比较有显着变化,前庭习服后 SVA 与DVA 比较无显着变化.
其中前庭习服前,向左侧摆头的 DVA( -0. 07 ±0. 04) 和向右侧摆头的 DVA( - 0. 09 ± 0. 03) 较 SVA( -0. 14 ±0. 07) 显着降低( P <0. 01) ; 前庭习服后,向左侧摆头的 DVA( - 0. 13 ± 0. 06) 和向右侧摆头的 DVA( -0. 14 ±0. 05) 较习服前向左摆头的 DVA( -0. 07 ± 0. 04) 和向右摆头的 DVA( - 0. 09 ±0. 03) 均显着降低( P < 0. 01) .
3 讨论
人眼对运动的感觉是视功能的一个重要方面,测定 DVA 是衡量动态视觉功能的一项重要指标,飞行员的飞行作业全过程都是在运动状态下进行的,DVA 直接影响运动状态下完成工作任务的质量.作为飞行员的重要体格检查项目,DVA 测定是评价其工作能力,衡量动态视觉功能的一项重要指标.
DVA 就是受检者与视觉目标间发生相对运动时受检者的视力.相对于无相对运动时测量的 SVA 而言,DVA 有两种模式: 一是受检者头部保持不动,视觉目标以一定模式相对运动; 另一种是视觉目标保持不动,受检者头部以一定模式相对运动,DVA 不仅可以用来评估运动中的视觉功能情况,而且还可以检测前庭眼动反射进而评定前庭功能的状态.临床上 DVA 是评价运动视力与前庭眼动反射的一项有意义的检测评估项目[5,6].人类在完成日常复杂活动中,需要清晰地观察外界视觉目标,因此视网膜成像的稳定性尤为重要.
在飞行等特殊职业中,眼部、头部和身体活动相当复杂和频繁,会导致眼球( 视网膜) 相对目标不断移动.若无相应的生理对抗机制,视力必然下降.人体正是通过潜艇眼动反射来对抗和降低这种视力下降的变化,从而保持视网膜成像的稳定性和清晰度.
前庭习服是对前庭眼动反射稳定性的改善,它是前庭系统受到一系列相同的刺激后,所表现出来的反应性出现逐渐降低的现象.随着刺激重复进行,感觉输入信息发生贮存,比较单位对输入感觉信息和已获得的神经贮存信息之间的差别进行察觉,降低结果不匹配的程度,从而保持前庭眼动反应的稳定性,进而保持运动中视觉功能的稳定性[7].
国外军事航空医学界研究发现,在一般固定临床设施中进行的静态检查中,无法提供动态生物医学判断或预测飞行的活动能力,因而提出了动态工作能力的判断,如 DVA 等检查项目.美国等西方国家提出采用 DVA 对飞行员动态工作能力进行判断.
有关 DVA 的测定方法各异,如 Herdman 等[8]使用电脑屏幕呈现 E 字型来分析,Ahmad 等[9]使用常见的 Snellen 视力表( chart) 来评估,Longridge 等[10]自行研发动态 E 视力表评估 DVA 异常者,在摆头频率为 1 Hz 时,结果显示 DVA 减退低于 2 行 Snellen 视力表.Lee 等[11]通过研究 27 名美军飞行员摆头频率为1 Hz 时发现,DVA 减退不超过0. 1 LogMAR,即延长低海拔飞行时间的飞行人员,应该适当改变他们的注视方向,从而降低由于视网膜像扩张导致的局部运动适应性降低的现象,从而降低事故发生率.
本试验观察了头动在水平运动中 DVA 的变化,结果提示,当水平头动速度达 100°/s 时,习服前受试者 DVA 低于 SVA,受试者 DVA 在前庭习服前后比较差异显着.试验结果表明,经过地面针对性前庭习服锻炼的受试者要比之前没有进行前庭习服时DVA 有所改善,这与前庭习服导致的前庭适应进而前庭反射下降、前庭敏感性降低密切相关,DVA 和SVA 功能差异性可以通过前庭习服降低.Herdman等[12]研究发现,前庭功能异常导致 DVA 低下的飞行员可以通过前庭功能适应性锻炼也就是前庭习服使其明显改善.本试验结果提示,受试者有针对性地进行了旋转、地转等前庭负荷训练,其前庭功能较前庭习服前得到了更高强度的锻炼,前庭自主神经稳定性保持在较好的水平,从而使 DVA 得到改善.
人眼在身体不同的运动状态下对目标的固视,涉及复杂的生理反射,包括视跟踪机制、前庭眼动反射、平稳跟踪、扫视以及颈眼动反射等.因此,DVA和SVA是人体在不同运动状态下生理反射的一个综合体现.本研究发现,经过针对性前庭习服锻炼可以改善 DVA,提示我们对于未来 DVA 的保护不仅要通过 SVA 的防护,还要通过前庭习服锻炼从而保证 DVA 的稳定.
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