作者：汪育文，保金华，吕帆    作者单位：温州医学院眼视光学院，浙江 温州 325027

    【摘要】  目的 比较三种瞳孔测量方法的不同，并分析不同测量状态对瞳孔大小的影响。方法 对年龄为21~32岁的40例最佳矫正视力≥5.0的近视和正视志愿者分别采用照相机拍摄法、Pupillometer瞳孔测量仪和Rosebaum瞳孔尺三种方法测量瞳孔大小。瞳孔大小的测量在远距(5 m)的双眼和单眼状态下以及近距(33 cm)的清晰注视单个视标和阅读状态下进行。结果 自然状态下的照相机拍摄法测得的瞳孔直径均小于Pupillometer瞳孔测量仪(P<0.01)，远距瞳孔直径大于近距，近距清晰注视视标状态下的瞳孔直径大于近距阅读状态(随机区组方差分析，P<0.05)。结论 三种方法中，照相机拍摄法最为自然、精确。瞳孔近反应和阅读状态下的主动性导致了瞳孔大小的差异。

    【关键词】  瞳孔直径；调节；测量

    Comparison of three measurements of pupil size and analysis of pupil size under different conditions

    WANG Yuwen， BAO Jinhua， LU Fan.

    School of Optometry & Ophthalmology， Wenzhou Medical College， Wenzhou China， 325027

    ［Abstract］  Objective  To compare three different measurements and to analyze the factors that influence pupil size under different conditions. Methods  Forty volunteers with best corrected visual acuity better than 5.0 in the right eye were enrolled in the study. Their ages ranged from 21 years to 32 years； they were all emmetropes or myopes. Pupil size was measured with a camera， Pupilometer and Rosebaum pupil ruler both at a distance of 5 m under binocular and monocular conditions and at a distance of 33 cm under target fixation and text reading conditions. Results  Pupil size was smaller when measured with camera technology than with a pupilometer (paired-samples t-test， P<0.01). Pupil size was bigger for distance than for the near condition. At the near condition， pupil size under the target fixation condition was bigger than under the text reading condition (ANOVA， P<0.05). Conclusion  The camera technology is the most precise and natural method for measuring pupil size. Near pupillary reaction and the activity involved in reading can cause differences in pupil size.

    ［Key words］  pupil size； accommodation； measurement

    瞳孔[1]是位于人眼虹膜中央的圆形缺损，直径为2～6 mm。瞳孔相当于眼光学系统中的孔径光阑，它可以通过放大和缩小来调节进入眼内光线的量，从而影响视网膜像差大小。瞳孔大小由动眼神经支配的瞳孔括约肌和交感神经支配的瞳孔开大肌共同控制，它们彼此在中枢紧密联系并相互拮抗。在传入及传出路径中，任何部位发生病变都会影响瞳孔[2]。瞳孔反射包括对光反射和调节、辐辏引起的近反射，各通过不同的神经通路产生作用，因此，不同的光照刺激和不同的调节状态都能影响它的大小。此外，它还受很多内外部因素的影响，如年龄、屈光状态以及精神状态等，故其精确测量是一个比较复杂的过程。

    瞳孔的临床检查在眼科领域中有着广泛的应用，如某些眼科疾病的诊断，新药和新仪器的临床研究，尤其是在现代角膜和晶状体手术中，瞳孔的大小和形态已经成为了一个重要的参数。随着屈光手术的飞速发展，术后视觉质量的下降已引起人们的普遍关注。导致视觉质量下降的根本原因是屈光手术给人眼的屈光系统带来了更多高阶像差，而像差与瞳孔大小密切相关，瞳孔越大，像差就越大[3]。许多学者认为瞳孔直径部分决定了屈光手术后的夜视质量[4]。因此，瞳孔大小的精确测量十分重要。

    目前关于瞳孔测量的方法包括传统的直尺、半圆板测量技术，现代的红外瞳孔测量技术和临床上常用的像差仪、角膜地形图等，每种方法都有各自的优缺点。国内对瞳孔测量的相关研究很少。本实验旨在分析在同一照明环境下，三种常用的、简单的瞳孔测量方法间的差异，以及不同测量状态对瞳孔大小的影响，希望为临床和科研领域中瞳孔大小的测量和影响因素的分析提供一定参考。

    1  对象和方法

    1.1  研究对象  40例正视和近视志愿者参加本实验，均取右眼作为实验眼。年龄21~32岁，平均为（25.6±2.5）岁。右眼等效屈光度为0～-3.75 D，平均为（－2.00±1.40)D。正视11眼，平均屈光度为（－0.25±0.22)D；近视29眼，平均屈光度为（－2.62±1.00)D。其中男20例，女20例，所有受试者右眼最佳矫正视力均≥5.0，并都能在裸眼状态下清晰阅读33 cm处的文字(宋体五号字)，无双眼视功能及眼球运动功能异常，近3个月内无服药史及点散瞳或缩瞳药史。

    1.2  实验室环境及实验设备  普通室内照明（照度为34 cd/m2）。采用如下三种测量瞳孔直径的方法及装置。Pupillometer：由美国LOMBART公司生产，为红外瞳孔检查仪的一种，它采用光放大技术，基本原理为从眼内反射的低能量的光照刺激检查仪内的光电管阴极，激发电子后触发荧光屏点亮，展现出加强的瞳孔虹膜影像；照相机拍摄法：采用佳能350 D数码相机，该相机焦距为35 mm，800万像素，光学变焦，可放大3倍，所拍照片输入计算机后采用专门的Image J软件对瞳孔直径进行测量；Rosebaum瞳孔尺：边缘由一系列直径以1 mm递增的半圆组成，可以直接放在瞳孔下方对照测量。

    1.3  方法

    1.3.1  准备  询问病史及服药史。常规眼部检查，包括电脑验光、主觉验光、视力检查、裂隙灯检查、眼压测量、眼底检查以排除其他眼部疾病及药物对瞳孔大小的影响。瞳孔直径测量均在无屈光矫正状态下进行，受试者先在实验照明环境下适应2 min，检查者向受试者讲明实验目的，使其尽量放松。

    1.3.2  远距瞳孔直径测量  远用视标采用大汉字视标，距离受试者5 m，对应视角为20'。让受试者注视远用视标，分别用Pupillometer、照相机拍摄法和Rosebaum瞳孔尺三种方法测量右眼瞳孔直径。其中照相机拍摄法和Rosebaum瞳孔尺同时测量了单眼(遮左眼)和双眼状态下的右眼瞳孔直径，而Pupillometer由于仪器本身的限制只能在单眼状态下测量。

    1.3.3  近距瞳孔直径测量  近用视标采用常用五号宋体字，分为单个清晰视标和阅读材料两种，距离受试者33 cm。首先让受试者注视单个汉字视标，并保持清晰，分别用三种方法测量瞳孔大小；然后让受试者读懂阅读材料，并在其阅读过程中分别用三种方法测量瞳孔大小。在近距测量时不区分双眼和单眼状态，故照相机拍摄法和Rosebaum瞳孔尺均只在双眼自然状态下测量，而Pupillometer 由于仪器本身的限制仍只能在单眼状态下测量。

    1.3.4  数据处理  在三种测量方法中，用Pupillometer测量五次，去掉最大和最小值，保留三次测量结果并取平均值作为瞳孔直径；用照相机拍摄法拍摄下照片并将照片输入电脑，经过专门的Imag J图像处理及测量软件测量三次瞳孔直径并取平均值；用Rosebaum瞳孔尺分别测量三次取平均值作为瞳孔直径以减小误差。

    1.4  统计学方法  用SPSS 12.0进行统计学分析，对同一状态（远距：单眼和双眼状态，近距：单个清晰视标和阅读状态）下用不同测量方法所测得的瞳孔直径采用配对t检验加以分析，以明确各测量方法之间的差异；对同一种测量方法在不同状态下测量的瞳孔直径采用随机区组方差分析，以得出不同状态对瞳孔大小的影响。

    2  结果

    2.1  由于国人的虹膜颜色深，故用Rosebaum瞳孔尺在普通照明环境下测量困难，难以分辨瞳孔边缘，结果不精确；更因瞳孔尺以1 mm为梯度，在不同状态下只能观察到因瞳孔近反射而导致瞳孔缩小的现象，无法对瞳孔直径进行量化。因此，Rosebaum瞳孔尺只是一种粗略的测量瞳孔直径的方法。

    2.2  比较照相机拍摄法和Pupillometer测量的瞳孔大小。在远距，双眼状态下的照相机拍摄法测得的瞳孔直径[(4.73±0.68)mm]要明显小于Pupillometer测得的瞳孔直径(5.28±0.67)mm，差异有非常显著统计学意义（P=0.000）；而单眼状态下的照相机拍摄法测得的瞳孔直径[(5.12±0.70)mm]和Pupillometer的测量结果[(5.28±0.67)mm] 差异并无统计学意义(P=0.094)。在近距，清晰注视单个视标和阅读两种状态下，照相机拍摄法测得的瞳孔直径均明显小于Pupillometer，差异有非常显著统计学意义（P=0.000）。详见表1。

    2.3  对在不同状态下照相机拍摄法和Pupillometer测得的瞳孔直径进行比较发现，远距瞳孔直径大于近距瞳孔直径，差异具有非常显著统计学意义（P=0.000）；而近距清晰注视单个视标状态下的瞳孔直径大于近距阅读状态下的瞳孔直径，差异具有非常显著统计学意义（P=0.003）（结果采用随机区组方差分析）。

    3  讨论

    本实验采用的三种瞳孔测量方法均为目前临床、教学和科研中常用、简便的方法。Rosebaum瞳孔尺属于传统测量法，比较粗略，可重复性差，并且在暗环境下无法测量。Twa等[5]认为它所测量的瞳孔直径偏小，目前在国际上仅用于屈光手术的临床实验的[6]。国外学者通过研究证实了近代的红外技术较传统法来说具有更高的准确性和可重复性[7]。本实验使用的Pupillometer是红外瞳孔检查仪的一种，精确至0.1mm，为手持式，使用方便，检查者只需将仪器对准眼睛，按下开关即可激活光放大过程，获得增强的影像，并可直接读数，但它只能在单眼状态下进行测量。而照相机拍摄法比较直观，可以分别在单眼和双眼状态下进行测量，一般来说双眼状态更接近自然状态，能更直观地反映瞳孔大小。本实验采用佳能350 D数码相机，快门时间很短，可以在瞳孔对闪光发生反应前拍摄瞳孔大小。Sabline等[8]比较了几种瞳孔测量的不同方法，认为照相机拍摄法比红外瞳孔测量仪和直尺法具有更高的可信度和可重复性，红外瞳孔测量仪所得结果虽较为可信，但变异性较大，所测结果亦偏大。除这三种常用方法外，临床用的像差仪由于屏幕光的刺激可导致瞳孔缩小，故所测的瞳孔直径也偏小[9]；角膜地形图测量仪因照明系统缘故所测瞳孔偏小，另外，操作者间可重复性差，且不同型号间存在着差异[10]。

    本实验用Pupillometer测得的瞳孔直径大于在双眼状态下用照相机拍摄法测得值，这和Sabline等[8]的研究结果相一致。首先应考虑这是由于Pupillometer本身的限制(只能在单眼状态下测量)导致其测量的结果偏大。因为双眼状态和单眼状态下的调节反应不同，在单眼状态下的照相机拍摄法测得的瞳孔直径和Pupillometer相比无显著性差异，则充分说明了这一点，即双眼和单眼状态下调节反应的差异导致了瞳孔大小的差异。双眼调节是在双眼视状态下的调节，通过索取双眼视差信息获得更精细的视觉和三维立体感觉。Otake[11]认为双眼调节比单眼大0.7 D；郑穗联等[12]利用分光式验光镜对19岁正视眼自然双眼状态下双眼调节和单眼调节作比较，显示双眼比单眼大0.63 D。正由于双眼调节大于单眼，故引起了双眼状态下的瞳孔直径小于单眼状态。

    在远距，Otake[11]认为除了焦点深度的关系以外，自然双眼状态本身的优越性导致了双眼调节大于单眼调节；在近距，笔者更倾向于支持是辐辏的刺激加强了调节的作用。也可能是由于双眼状态下的融合机制通过视觉通路将信号传入大脑枕叶，而调节反射沿着枕叶-中脑束到达中脑和佩利阿核[11]，这一融合反射信号加强了调节反射信号，导致了双眼状态下的调节力大于单眼，因此本实验Pupillometer的测量结果均大于双眼状态下的照相机拍摄法。

    造成两种测量方法差异的部分原因也可能是由于Pupillometer放在眼眶上测量，而个体眼窝凹陷深度不同，使得不稳定因素增加，故变异性增大。

    鉴于以上实验结果和分析，作者认为照相机拍摄法保留了正常双眼状态的优越性，是最客观和自然的测量方法，且实验数据易于保存。

    在不同状态下，照相机拍摄法和Pupillometer测得的瞳孔直径结果显示，由于瞳孔近反射的存在，使得近距视物时瞳孔缩小，明显小于远距瞳孔直径。在近距清晰注视单个视标和近距阅读这两种状态下，由于阅读时个体的主动性成分参与，故近距阅读时的调节反应高于近距清晰注视单个视标[13]，因此导致了阅读状态下的瞳孔直径偏小。

    精确的瞳孔测量是一项复杂的检查技术，需要综合考虑很多影响因素，亦需要检查者的熟练操作和被检者的配合，目前，国内对这方面的研究很少。随着角膜屈光手术的日益发展， 眩光、光晕和单眼复视作为手术的并发症成为人们普遍关心的问题。而它们均和切削光学区直径相关，切削直径越小，瞳孔直径越大，则术后像差越明显，因此瞳孔直径的精确测量可帮助手术医生根据患者的不同情况个体化地设计切削区域的大小，以最大限度地减少手术并发症，提高视觉质量。

    【参考文献】

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    [3] 王大庆，邓应平. 瞳孔大小对LASIK手术患者波前像差的影响[J]. 中国实用眼科杂志，2006，24（5）：464-466.

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    [10] Wachler BS， Krueger RR. Agreement and repeatability of pupillometry using videokeratography and infrared devices[J]. J Cataract Refract Surg，2000，26(1)：35-40.

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    [12] 郑穗联，施明光. 双眼分光同时视装置的研制及在双眼调节测定中的应用[J]. 眼科研究，2001，19(6)：539-541.

    [13] Stark LR， AtchisonDA. Subject instructions and methods of target presentation in accommodation research[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，1994，35(2)：528-37.