Современные представления об этиопатогенезе амблиопии основаны на наблюдениях, подтверждающих решающее влияние зрительного опыта ребенка в первое десятилетие его жизни на формирование всех зрительных функций. Амблиогенные факторы (помутнения оптических сред, некорригированные аномалии рефракции, косоглазие и т. д.) нарушают процессы постнатального развития зрительной коры и приводят к патологическим изменениям механизма анализа зрительной информации, сохраняющимся даже после устранения амблиогенного фактора [1][2]. При этом все виды амблиопии (дисбинокулярная, рефракционная, анизометропическая, обскурационная, истерическая) представляют собой целый комплекс зрительных, аккомодационных, глазодвигательных и проприоцептивных нарушений, выраженность которых может индивидуально варьировать [1–3].

Различия в степени ухудшения разных зрительных функций могут объясняться многоканальной теорией зрительного восприятия, которая учитывает существование двух основных каналов: 1) парвоцеллюлярного (Р-клеточного) канала, обеспечивающего проведение и анализ информации о размере и форме объектов, их цвете, точной пространственной локализации; 2) магноцеллюлярного (М-клеточного), обеспечивающего прежде всего восприятие движения крупных объектов в поле зрения. Дальнейшая дифференциация основных каналов на еще более специализированные происходит на уровне зрительной коры. При этом нарушения цветовосприятия у пациентов с амблиопией могут быть обусловлены поражением парвоцеллюлярного канала. Согласно результатам некоторых исследований, у пациентов с дисбинокулярной амблиопией высокой степени могут выявляться нарушения чувствительности к красным и зеленым стимулам в центральной и парацентральной зонах [1–3].

Несмотря на то что исследование цветового зрения при различной офтальмопатологии является одной из актуальных задач современной офтальмологии, только небольшое число публикаций посвящено результатам исследования цветового зрения у детей с амблиопией [4–7]. Это может быть связано с особенностями существующих в настоящее время методов диагностики цветового зрения. Часть из них (например, табличные тесты, некоторые компьютерные программы) являются простыми в использовании, но дают возможность только качественной оценки наличия/отсутствия нарушений цветового зрения. Другие (например, аномалоскопия, цветовая кампиметрия, регистрация электроретинографии (ЭРГ) и зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) на цветовые стимулы) предназначены в основном для диагностики цветового зрения у взрослых и детей старшего возраста или требуют специального оборудования [8–17].

Одним из наиболее известных и используемых методов диагностики цветового зрения является ранжировочный 100-оттеночный тест Фарнсворта – Манселла (Farnsworth – Munsell 100 hue test) и его сокращенный вариант – дихотомический тест Фарнсворта – Манселла D-15 (Farnsworth – Munsell Dichotomous D-15 Test) [8–19]. Эти тесты представляют собой наборы из цветных фишек с поверхностями (дисками), цветовой тон которых последовательно меняется. 100-оттеночный тест содержит четыре отдельные панели (ряда) цветовых оттенков, каждая из которых включает 25 различных вариантов каждого цвета. При выполнении теста пациент должен расставить в каждой панели фишки в порядке изменения оттенка. Окончательное расположение цветных фишек отражает способность пациента воспринимать различия в цветовых оттенках. Нарушения цветовосприятия оценивают по двум критериям: 1) количество случаев, когда фишка стояла не на своем месте, 2) величина смещения фишки от правильного положения.

Недостатками 100-оттеночного теста Фарнсворта – Манселла являются трудоемкость для пациента (задача правильно расставить 100 фишек) и относительно большая длительность обследования (дольше 10 минут). Это затрудняет его использование при массовых обследованиях, у детей и у пожилых пациентов. В связи с этим был разработан сокращенный вариант – 15-оттеночный панельный тест Фарнсворта – Манселла (качественный), состоящий из контрольной голубой фишки и 15 съемных фишек с постепенным изменением цветовых тонов. Данный тест менее чувствительный по сравнению со 100-оттеночным. Он позволяет разделить обследуемых на две группы: 1) пациенты с тяжелыми и умеренными нарушениями цветового зрения, 2) обследуемые с нормальным цветовосприятием и его легкими нарушениями. Поэтому тест был назван дихотомическим. 15-оттеночный тест Фарнсворта – Манселла является более быстрым и удобным для скрининговых исследований, чем 100-оттеночный, в то же время он недостаточно информативный в определении характера и выраженности нарушений цветового зрения.

В связи с этим актуальность проблемы разработки простых и доступных способов эффективной диагностики цветового зрения у детей с офтальмопатологией, в том числе амблиопией, не вызывает сомнений.

Цель работы – изучить возможности использования у детей с амблиопией разработанного собственного способа количественной и качественной оценки цветового зрения.

С начала сентября 2021 г. до начала июня 2022 г. под наблюдением находился 81 ребенок школьного возраста. По итогам стандартного офтальмологического обследования дети были разделены на две группы: 1) 35 детей (70 глаз) с амблиопией, 2) 46 детей (92 глаза) контрольной группы с остротой зрения 0,9–1,0 (корригированной при наличии аметропии и некорригированной при эмметропической рефракции). Среди детей с амблиопией у девяти детей она была дисбинокулярной, у 21 ребенка – рефракционной и у пяти детей – обскурационной (трое детей с оперированной врожденной катарактой и двое – с врожденным птозом). Двусторонняя амблиопия выявлялась в 30 случаях и односторонняя – у пяти детей. Дополнительные клинические характеристики групп обследованных детей представлены в таблице (табл. 1).

Разница в остроте зрения лучше видящего и хуже видящего глаза у детей контрольной группы была недостоверной. У детей с амблиопией острота зрения лучше видящего глаза была достоверно выше, чем хуже видящего (р < 0,05). По сравнению с детьми контрольной группы острота зрения как лучше, так и хуже видящего глаза у детей с амблиопией была достоверно ниже (р < 0,01).

Для исследования цветового зрения у всех детей использовали классический дихотомический тест Фарнсворта – Манселла D-15 и разработанный собственный способ количественной и качественной оценки цветового зрения.

Дихотомический тест Фарнсворта – Манселла D-15 состоит из контрольной голубой фишки и 15 съемных фишек, характеризующихся постепенным изменением цветовых тонов верхней поверхности (рис. 1).

Перед проведением теста съемные фишки перемешивали, и задачей обследуемого ребенка было расставить их в ряд (ранжировать) по мере изменения цветового оттенка, начиная от контрольной фишки. Исследование проводили при одинаковом для всех обследуемых освещении 700 лк для каждого глаза отдельно (порядок тестирования правого/левого глаза меняли в случайном порядке), при наличии аметропии – в очках или контактных линзах. Наличие нарушений цветового зрения пациента отмечали при неправильном порядке ранжирования им фишек в ряду. Время выполнения задания не ограничивали, обычно оно составляло 2–3 минуты.

Разработанный нами способ количественной и качественной оценки цветового зрения (подана заявка на изобретение «Способ оценки цветового зрения» № 2022129440 от 14.11.2022 г.)предусматривает предъявление обследуемому пациенту на экране монитора компьютера изображения, включающего 30 контрольных (неподвижных, расположенных по кругу) и 6 тестовых (перемещаемых при помощи мыши) цветных кружков на черном фоне. Соответственно цветовой модели HSL яркость и насыщенность всех кружков L 50 %, S 100 %. Цветовые тона (Н) всех соседних контрольных кружков различаются на 12°. Цветовые тона тестовых кружков соответствуют красному – H 0°, желтому – H 60°, зеленому – H 120°, голубому – H 180°, синему – H 240°, пурпурному – H 300° (рис. 2).

Исследование проводили для каждого глаза отдельно (порядок тестирования правого/левого глаза меняли в случайном порядке), при наличии аметропии в условиях оптимальной оптической коррекции (очках или контактных линзах), при одинаковом освещении 700 лк. Тестовое изображение предъявляли на экране монитора на расстоянии 70 см от глаз. Предварительно проводили цветовую калибровку дисплея при помощи спектрофотометра i1pro (Rev. E) фирмы X-Rite и программы DisplayCal. Обследуемого ребенка просили поставить каждый из тестовых кружков рядом с тем контрольным, с которым он воспринимался одинаковым по цветовому тону. Время выполнения теста не ограничивали, но обычно обследуемому ребенку было достаточно 1–2 минут.

При оценке состояния цветового зрения учитывали: 1) количество ошибок в сопоставлении контрольного и тестового кружков; 2) тон, в определении которого ошибается обследуемый; 3) величину смещения (в градусах) тестового кружка от соответствующего ему контрольного. Если ребенок правильно устанавливал все тестовые кружки рядом с соответствующими им контрольными, отмечали нормальную трихромазию. Если ребенок помещал тестовый кружок рядом с несоответствующим контрольным кружком, отмечали нарушение восприятия данного цветового тона, а его выраженность оценивали в градусах (рис. 3).

Результаты анализировали отдельно для лучше и хуже видящего глаза у детей с амблиопией и для доминантного и недоминантного глаза у детей контрольной группы. Доминантность глаза определяли, используя классический тест «карточка с отверстием» [20][21].

Статистическую обработку материала проводили при помощи программы SPSS. Статистическая значимость была установлена на уровне 0,05.

Анализируя результаты исследования цветовосприятия при помощи разработанного нами способа, нужно отметить, что в контрольной группе детей сравнение средних значений суммарной ошибки восприятия цветовых тонов при исследовании доминантного глаза (М = 10,2 ± 2°) и недоминантного (М = 14,3 ± 2,7°) показало отсутствие достоверной разницы (р = 0,46). Между тем, при сравнении распределения детей в зависимости от количества неправильно воспринимаемых цветовых тонов обращает на себя внимание отсутствие неправильного восприятия сразу пяти цветовых тонов и меньшее количество случаев неправильного восприятия трех и четырех тонов при исследовании доминантного глаза по сравнению с недоминантным. Нужно отметить, что 25 (54,3 %) детей (14 девочек и 11 мальчиков) при исследовании доминантного глаза и 24 (52,2 %) ребенка (13 девочек и 11 мальчиков) при исследовании недоминантного глаза не делали ошибок ни с одним из цветовых тонов (рис. 4).

Корреляционный анализ зависимости величины суммарной ошибки восприятия цветовых тонов от возраста детей контрольной группы демонстрирует слабую отрицательную корреляцию, не являющуюся статистически достоверной при исследовании как доминантного глаза (r = –0,26, p = 0,08), так и недоминантного (r = –0,27, p = 0,07) (рис. 5).

Среди ошибочно воспринимаемых тонов преобладали красный, зеленый и синий при исследовании как доминантного, так и недоминантного глаза (рис. 6).

Сравнение данных, полученных при помощи разработанного нами способа оценки состояния цветовосприятия и при использовании классического дихотомического теста Фарнсворта – Манселла D-15, показало, что в 35 случаях (76,1 %) результаты совпадали: у 24 детей наблюдали правильное восприятие всех цветовых тонов, у 15 детей выявляли нарушения цветовосприятия при использовании обоих способов оценки как для доминантного, так и для недоминантного глаза. В остальных случаях наблюдали расхождение результатов по классическому и нашему способам оценки: у четырех детей незначительные нарушения цветовосприятия (1–2 смещения тестовых кружков на 12°) выявлялись нашим способом и не обнаруживались при помощи теста Фарнсворта – Манселла D-15. Трое детей, наоборот, хорошо справлялись с нашим тестом, но имели небольшие погрешности ранжировки (1–2 раза ошибались на одну фишку) при выполнении классического теста.

Приводя данное сравнение результатов использования разработанного нами способа оценки цветового зрения и теста Фарнсворта – Манселла D-15, мы учитывали даже незначительные ошибки. Между тем, согласно обычным правилам оценки результатов теста Фарнсворта – Манселла D-15, представленным в публикациях других авторов, допускается, что обследуемый с нормальной трихромазией может 1–2 раза ошибаться при ранжировке соседних фишек. Нарушения цветового зрения, как правило, отмечают, если обследуемый ошибается в ранжировке более двух раз и/или «сдвиг» составляет более одной фишки [18][19][22]. Основанное на таком подходе сравнение результатов оценки цветового зрения при помощи теста Фарнсворта – Манселла D-15 и классических полихроматических тестовых таблиц S. Ishihara показало их сопоставимость [22]. Поэтому, для того чтобы иметь возможность сравнить результаты, полученные при помощи разработанного нами способа оценки цветового зрения, с результатами, полученными в других исследованиях, мы допустили возможность 1–2 ошибок не более 12° при определении цветовых тонов обследуемыми с нормальной трихромазией.

При таком подходе количество случаев нарушения цветового зрения составило по результатам использования нашего теста 4 (8,7 %) случая для доминантного глаза и 11 (23,9 %) для недоминантного. При использовании теста Фарнсворта – Манселла D-15 нарушения цветового зрения отмечали в 3 (6,5 %) случаях для доминантного глаза и в 7 (15,2 %) для недоминантного. Таким образом, при исследовании доминантного глаза при помощи обоих тестов мы получили данные, сопоставимые с результатами других работ – от 2,2 до 8,3 % случаев выявления нарушений цветового зрения по сообщениям разных авторов [9][10][16][17][23–26]. Для недоминантного глаза количество выявленных нарушений было несколько больше. Это может быть связано с тем, что в других исследованиях диагностика цветового зрения у обследуемых с нормальной остротой зрения обоих глаз проводилась чаще в бинокулярных условиях наблюдения и результаты не анализировались отдельно для доминантного и недоминантного глаза. Кроме того, разработанный нами способ дает возможность оценить правильность восприятия шести цветовых тонов, а не только трех основных, как, например, в большинстве табличных тестов. Соответственно, при использовании нашего способа больше и вероятность выявленных нарушений.

Анализ результатов количественной оценки цветового зрения при помощи разработанного нами способа в группе детей с амблиопией показал, что при сравнении средних значений суммарной ошибки восприятия цветовых тонов при исследовании лучше видящего глаза (М = 15,4 ± 2,1°) и хуже видящего глаза (М = 30,5 ± 3,3°) разница была статистически достоверной (р = 0,001). Сопоставление средних значений суммарной ошибки восприятия цветовых тонов при исследовании доминантного глаза у детей контрольной группы и лучше видящего глаза детей с амблиопией, а также недоминантного глаза детей контроля и хуже видящего глаза детей с амблиопией выявило достоверно более высокие показатели у детей с амблиопией по сравнению с детьми контрольной группы (р = 0,37 и р < 0,001 соответственно).

При анализе распределения детей с амблиопией в зависимости от количества неправильно воспринимаемых цветовых тонов нужно отметить, что только 10 детей (четыре девочки и шесть мальчиков) при исследовании лучше видящего глаза и пять детей (две девочки и три мальчика) при исследовании хуже видящего глаза правильно воспринимали все используемые цветовые тона. Таким образом, детей с амблиопией, правильно воспринимавших цветовые тона, было значительно меньше по сравнению с контрольной группой (28,6 % для лучше видящего глаза у детей с амблиопией против 54,3 % для доминантного глаза у детей контроля и 14,3 % для хуже видящего глаза у детей с амблиопией против 52,2 % для недоминантного глаза у детей контроля). При этом для хуже видящего глаза этот показатель был в два раза меньше, чем для лучше видящего (14,3 против 28,6 % соответственно). Также нужно отметить, что при исследовании лучше видящего глаза, в отличие от хуже видящего, не было выявлено случаев неправильного восприятия сразу 5 цветовых тонов, а количество случаев неправильного восприятия трех и четырех тонов было меньше, чем при исследовании хуже видящего глаза (5,7 и 2,9 % против 14,3 и 5,7 %). Чаще всего у пациентов наблюдали ошибки восприятия двух цветовых тонов при исследовании как лучше видящего (37,1 %), так и хуже видящего глаза (40 %) (рис. 7).

Корреляционный анализ зависимости величины суммарной ошибки восприятия цветовых тонов от возраста детей с амблиопией демонстрирует слабую положительную корреляцию, не являющуюся статистически достоверной при исследовании как лучше видящего (r = 0,33, p = 0,05), так и хуже видящего глаза (r = 0,29, p = 0,09) (рис. 8).

В то же время корреляционный анализ зависимости величины суммарной ошибки восприятия цветовых тонов от длительности заболевания выявил статистически достоверную связь – слабую для лучше видящего глаза (r = 0,49, p = 0,03) и среднюю для хуже видящего глаза (r = 0,58, p < 0,001) (рис. 9).

Корреляционный анализ зависимости величины суммарной ошибки восприятия цветовых тонов от остроты зрения обоих глаз демонстрирует статистически достоверную слабую отрицательную корреляцию (r = –0,47, p < 0,001) (рис. 10).

При этом нужно отметить, что из 10 пациентов с остротой зрения лучше видящего глаза 0,9–1,0 четверо имели небольшие (12–24°) нарушения восприятия синего и зеленого (трое детей), а также пурпурного (один ребенок) тонов.

Выявленная нами обратная зависимость выраженности нарушения цветовосприятия от остроты зрения у пациентов с амблиопией согласуется с результатами масштабного исследования Rajavi Z. и соавт., проведенного в группе 2160 детей школьного возраста с нормальной остротой зрения и амблиопией [6]. В своей публикации авторы подчеркивают, что состояние цветового зрения, согласно полученным ими данным, коррелирует именно с остротой зрения, но не зависит от аномалий рефракции и вида амблиопии.

Среди ошибочно воспринимаемых тонов у детей с амблиопией преобладали зеленый и синий (31,1 и 44,5 % соответственно) для лучше видящего глаза. При исследовании хуже видящего глаза соотношение неправильно воспринимаемых тонов было более равномерным в отношении красного, зеленого, синего и пурпурного цветов (27,8, 16,4, 24,2, 16,4 % соответственно) (рис. 11).

Сравнение данных, полученных при помощи разработанного нами способа оценки состояния цветового зрения и классического дихотомического теста Фарнсворта – Манселла D-15, показало, что в 27 (77,1 %) случаях для лучше видящего глаза и 29 (82,9 %) для хуже видящего глаза результаты совпадали. Согласно совпадающим результатам обоих тестов, правильное восприятие всех цветовых тонов наблюдали при исследовании лучше видящего глаза в семи случаях и хуже видящего глаза в шести случаях. Нарушения цветового зрения по обоим тестам при исследовании лучше/хуже видящего глаза выявляли у 20/23 детей соответственно. В остальных случаях наблюдали расхождение результатов по классическому и нашему способам оценки цветового зрения. У семи детей при исследовании лучше видящего глаза и у шести детей при исследовании хуже видящего глаза нарушения цветового зрения выявляли разработанным нами способом и не обнаруживали при помощи теста Фарнсворта – Манселла D-15. Один ребенок при исследовании лучше видящего глаза хорошо справился с нашим тестом, но сделал две ошибки при ранжировке фишек в сине-зеленой части классического теста Фарнсворта – Манселла D-15.

Чувствительность и специфичность подхода определяли в общей группе обследуемых детей по методу Байеса для условных вероятностей. Чувствительность вычисляли по формуле Ч = ИП / (ИП + ЛО) × 00 %, где Ч – чувствительность, ИП – истинно положительный результат, ЛО – ложноотрицательный результат. Специфичность вычисляли по формуле С = ИО / (ИО + ЛП) × 00 %, где С – специфичность, ИО – истинно отрицательный результат, ЛП – ложноположительный результат. Сравнительный анализ представлен в табл. 2.

Анализируя представленные данные, нужно отметить достаточно высокие показатели чувствительности и специфичности обоих методов. Чувствительность нашего метода была немного больше, а специфичность немного меньше, чем классического, но эта разница не являлась статистически достоверной (р > 0,05). Также нужно отметить, что в нашем исследовании чувствительность и специфичность теста Фарнсворта – Манселла D-15 были сопоставимы с чувствительностью (75,8 %) и специфичностью (91,7 %) этого метода в исследовании других авторов [22].

Результаты нашего исследования подтверждают правильность современных представлений об амблиопии как о сложной многофакторной патологии зрительной системы, симптомокомплекс которой включает не только снижение остроты зрения и контрастной чувствительности, но и нарушения других зрительных функций, в том числе цветового зрения.

При этом механизмы формирования патологической функциональной системы цветовосприятия при амблиопии остаются недостаточно изученными. Существует предположение, что у пациентов с амблиопией прежде всего страдает парвоцеллюлярный канал проведения и анализа зрительной информации, обеспечивающий в норме восприятие формы, цвета, объема и точной пространственной локализации объекта. Между тем, не вполне ясно, на каком уровне зрительной системы происходят нарушения функционирования этого канала – периферическом или центральном.

Возможность патологических изменений функционирования сетчатки при амблиопии подтверждают результаты различных психофизических и электрофизиологических исследований. Показаны изменения паттерн-электроретинограммы при различных видах амблиопии, а также при помощи оптической когерентной томографии выявлено нередкое увеличение толщины слоя нервных волокон и фовеолярной области в амблиопичных глазах [5]. Предполагаемым объяснением этих изменений является прекращение или замедление процесса уничтожения избыточных ганглиозных клеток и излишних синаптических соединений [5]. Между тем, не стоит забывать, что, согласно классическим представлениям о патогенезе амблиопии, большую роль в развитии заболевания играет процесс центрального торможения обработки зрительной информации разной модальности (сигналы о форме, цвете, удаленности объекта и т. д.), поступающей в корковый отдел зрительного анализатора от амблиопичного глаза [1–3]. О большом значении нормального функционирования центральных механизмов цветовосприятия свидетельствуют клинические случаи изолированного нарушения цветового зрения (с сохранением других зрительных функций) при поражении центра цвета в затылочной доле больших полушарий. Так, например, американский невролог и нейропсихолог О. Сакс наблюдал пациента, перенесшего черепно-мозговую травму, в результате которой пострадала кортикальная зона, обеспечивающая обработку информации о цвете [27]. Этот пациент, согласно описанию О. Сакса, с трудом переносил изменившийся вид других людей и свое собственное отражение в зеркале как «ожившие серые статуи». При этом состояние других зрительных функций у данного пациента осталось без изменений.

Таким образом, использование эффективных методов оценки состояния цветового зрения необходимо для полноценной диагностики зрительных функций у детей с амблиопией, а результаты исследования цветовосприятия имеют большое значение для дальнейшего развития представлений о патогенезе амблиопии и персонифицированного подхода к лечению данного заболевания.

Вклад авторов: авторы внесли равный вклад в эту работу.

Участие в сборе и статистической обработке материала: С. И. Рычкова, Р. И. Сандимиров.

Поиск литературы, подготовка иллюстраций: Р. И. Сандимиров.

Обсуждение результатов и редактирование текста статьи: В. Г. Лихванцева.

Написание текста: С. И. Рычкова.

Author’s contribution: the authors contributed equally to this work.

Participation in the collection, statistical processing of the material: S.I. Rychkova, R.I. Sandimirov.

Literature search, preparation of illustrations: R.I. Sandimirov.

Discussion of the results and editing of the text of the article: V.G. Likhvantseva.

Writing the text: S.I. Rychkova.