MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta PŘÍSTROJE A TESTY PRO VYŠETŘENÍ BARVOCITU, METODIKA, VYHODNOCENÍ VYŠETŘENÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE vedoucí práce Mgr. Petr Veselý, DiS., Ph.D. Lada Pavlíková Optika a optometrie Brno, duben 2016
ANOTACE Bakalářská práce s názvem Přístroje a testy pro vyšetření barvocitu, metodika, vyhodnocení vyšetření se zabývá převážně problematikou barvocitu. Nalezneme zde kapitoly zaměřené čistě na barvu a její vlastnosti, dále na nejrozšířenější teorie barevného vidění, mezi které řadíme Young-Helmholzovu nebo Heringovu teorii. Následující úsek pojednává o poruchách barvocitu a jejich dělení, výskytu a případné korekci. Hlavní část je pak věnována testům a přístrojům používaných k vyšetřování stavu barvocitu od těch nejjednodušších jako jsou pseudoisochromatické tabulky, až po ty složitější obsaženy v LCD tabulích. Poslední oddíl se zabývá barvocitem v legislativě, převážně výčtem povolání, kde by byla porucha barvocitu značnou překážkou. KLÍČOVÁ SLOVA barvocit, poruchy barvocitu, barvoslepost, achromatopsie, monochromázie, dichromázie, anomální trichromázie, protanopie, deuteranopie, tritanopie, vyšetření barvocitu, teorie barevného vidění, pseudoisochromatické tabulky, FM 100, LCD tabule ANNOTATION The bachelor thesis named Devices and tests for colour vision testing, methodology, evaluation tests is principally focused on colour vision deficiency. There are chapters describing facts about pure colour such as brightness, tint or saturation. The thesis also includes theories of colour vision, types of colour vision deficiency and their occurrence or their possible correction. The major part deals with testing methods from the easiest to complicated like pseudoisochromatic plates or LCD panel. In the last section is discussed colour vision in legislation especially list of jobs where intact colour vision is absolutely necessary. KEY WORDS colour vision, colour vision deficiency, colour blindness, achromatopsia, monochromasia, dichromasia, anomalous trichromasia, protanopia, deuteranopia, tritanopia, colour vision testing, theories of colour vision, pseudoisochromatic plates, FM 100, LCD panel
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem svoji bakalářskou práci zpracovala samostatně na základě poznatků z literatury a všechny použité literární a odborné zdroje řádně uvedla v seznamu na konci této práce. V Brně, dne Lada Pavlíková
PODĚKOVÁNÍ Děkuji Mgr. Petru Veselému, Dis., Ph. D., vedoucímu mé bakalářské práce, za odborné rady a připomínky, které mi v průběhu psaní poskytl.
SOUHLAS Souhlasím s tím, že má bakalářská práce může být použita ke studijním a vědeckým účelům.
OBSAH ÚVOD... 7 1. BARVOCIT... 8 1.1 BARVA... 8 1.1.1 Jas... 9 1.1.2 Tón... 10 1.1.3 Sytost... 10 1.2 TEORIE BAREVNÉHO VIDĚNÍ... 11 1.2.1 Young-Helmholzova teorie... 11 1.2.2 Heringova teorie... 12 1.2.3 Tetrachromacie... 13 1.2.4 Retinex teorie... 14 1.3 PORUCHY BARVOCITU... 16 1.3.1 Dělení z klinického hlediska a dle příčin jejich vzniku... 16 1.3.2 Dělení dle počtu typů funkčních receptorů... 18 1.4 VÝSKYT A KOREKCE PORUCH BARVOCITU... 20 2 VYŠETŘENÍ BARVOCITU... 24 2.1 ROZLIŠOVACÍ TESTY... 25 2.2 SEŘAZOVACÍ TESTY... 28 2.3 MÍCHACÍ TESTY... 32 2.4 POJMENOVÁVACÍ TESTY... 35 2.5 VYŠETŘENÍ BARVOCITU NA LCD TABULÍCH... 37 3 BARVOCIT V LEGISLATIVĚ... 39 ZÁVĚR... 42 SEZNAM ZKRATEK... 43 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 44 KNIŽNÍ PUBLIKACE... 44 ČASOPISY... 45 ELEKTRONICKÉ ZDROJE... 45 ZDROJE OBRÁZKŮ... 47
ÚVOD Oko je jedním z nejdůležitějších orgánů lidského těla. Bez dobrého zraku by náš každodenní život byl mnohonásobně těžší. Zrakem přijímáme až 80 % všech vjemů z našeho okolí. Lidské oko je malý optický systém. Dopadající světlo se nejprve láme na rohovce, vstupním otvorem zornicí, projde přes čočku a následně se promítne obraz na sítnici. U zdravého oka paprsek ideálně dopadne do jamky nejostřejšího vidění, kde jsou jenom čípkové buňky a jejich koncentrace je zde největší. Směrem do periferie se koncentrace čípků snižuje a postupně se objevují buňky tyčinkové. Barvocit je schopnost rozlišit konkrétní vlnovou délku barevného spektra, která se od pozorovaného předmětu odráží nebo jím prochází. U lidského oka se jedná o rozmezí od 380 do 760 nanometrů. Nejlepší barevnou rozlišovací schopnost máme ve foveole, kde se nachází tři typy čípků s různými fotopigmenty, které jsou různě citlivé. V současnosti není zcela objasněno, jak člověk dokáže rozpoznat barvy. Jedná se o velmi složitý subjektivní děj, který je každodenní součástí našich životů. Existuje nepřeberné množství teorií, které se snaží vysvětlit právě barevné vnímání, ale žádná doposud neodpověděla na všechny otázky. Mnohdy si ani neuvědomujeme, jak je pro nás správné rozlišování barev důležité. Obzvlášť velké nároky jsou kladeny na některá povolání, jako například řidiči, piloti, strojvůdci, ale také i elektroinstalatéři. Protože tito lidé neohrožují případným riskantním chováním jen sebe, ale i životy mnoha dalších jedinců. Správný barvocit je důležitý také v tvůrčích profesích, jak u designérů, tak i v textilním průmyslu. V této bakalářské práci jsem se nejprve zabývala samotnou barvou, jak je definována a jak ji vnímáme. Zmínila jsem také nejrozšířenější teorie barevného vidění. Zaměřila jsem se také na testy, jimiž vyšetřujeme stav barvocitu jedince. A na závěr jsem se zabývala problematikou barvocitu v legislativě. Především povoláními, kde je víc než nutné mít zcela neporušený barvocit. 7
1. BARVOCIT Schopnost rozlišovat konkrétní barvy a správně je vnímat nazýváme barvocit. Přesněji schopnost rozlišit vlnovou délku světla, které se od daného předmětu odrazí, případně jím projde nebo je dokonce předmětem vyzářeno. Určování barvy je důležité v každodenním životě, zvláště pak v technických oborech, dopravě či jiných zaměstnáních. Správným vnímáním barev se rozumí průměrné vnímání barev naprostou většinou lidí se zdravým zrakem. Správný barvocit je definován normálním nebo doplňkovým pozorovatelem CIE Commission internationale de l éclairage Mezinárodní komise pro osvětlování. Barvocit je závislý na neporušené činnosti oka, zrakové dráhy a příslušných mozkových center. Právě čípkové buňky jsou zodpovědné za barevné vidění a jejich funkce je ovlivňována osvětlením. Při velmi intenzivním osvětlení přestáváme vnímat barvy, problémy začínají od krátkovlnného konce spektra, to je fialová a modrá barva, až postupně k barvě červené. Naopak při snižování osvětlení přestáváme vnímat barvy od těch dlouhovlnných až do překročení prahové hodnoty čípku, kdy zcela nejsme schopni barvy rozeznat. (Technický sborník oční optiky 1975) Lidské oko je citlivé na vlnové délky světla od 380 do 760 nanometrů. Paprsky s kratší vlnovou délkou než 380 nm jsou zpravidla pohlcovány čočkou. Při testech citlivosti oka na různé složky světelného spektra za různých světelných podmínek, to jsou fotopické adaptace na světlo, nebo skotopické adaptace na tmu; získáváme dvě odlišné křivky citlivosti. Křivka citlivosti čípků za fotopických podmínek má maximum při 555 nm, což je zelenožlutá barva. Křivka získaná při adaptaci na tmu má maximum při kratších vlnových délkách světla - 507 nm, to odpovídá modrozelené barvě. Tato skutečnost se označuje jako Purkyňův jev. Tyčinky nejsou citlivé na červenou barvu, rozmezí 650 až 750 nanometrů, proto červenými brýlemi projde jen ta část spektra, na kterou reagují pouze čípkové buňky. Tyčinky zůstávají adaptovány na tmu. (Synek 2004) 1.1 BARVA Světlo vyslané z pozorovaného předmětu projde optickým systémem oka, dopadne na sítnici, kde objektivně podráždí světločivné buňky, ty pak vyšlou signál přes zrakovou dráhu až do mozku. Teprve v mozku vzniká samotný barevný vjem, který je nezávislý na barvě. Ta vzniká aditivním mísením barev, to znamená, že barevné pozadí, na kterém se předmět nachází, ovlivňuje daný předmět. Proto můžeme vnímat dvě totožné barvy na různých 8
pozadích odlišně. Barva je fyzikální vlastností světla, kterou charakterizuje vlnová délka, jíž připadá konkrétní barevný tón jako subjektivní vjem. (Veselý 2014) Z fyzikálního hlediska barva vlastně neexistuje, jde jen o zrakový vjem. Dva světelné zdroje se zcela odlišným spektrem mohou vyvolat stejný barevný vjem. Dvě barevné předlohy mohou být proto na denním světle totožné, ale při umělém osvětlení odlišné. (Anton 2006) Sluneční světlo i bílé světlo umělého zdroje je světlo složené, to znamená, že po průchodu optickým hranolem se rozloží na nekonečně mnoho barev spektrálních světel. Mezi těmito barvami nenalezneme ostré hranice, ale postupně se jedna v druhou přeměňuje. Existenci jednoduchého monochromatického světla můžeme dokázat tak, že když z viditelného spektra vezmeme světlo jedné barvy a prosvítíme jím hranol, paprsek se již dále nerozkládá. (Technický sborník oční optiky 1975) Lidské oko je schopno rozlišit dva světelné paprsky, které mají rozdílné vlnové délky minimálně o 1 nanometr. Většinou pozorujeme část barevného spektra o různé vlnové délce, máloco se nachází v čistě monochromatických vlnách. Tyto barvy se pak nazývají odstíny. Pokud k barvě přimícháváme bílé světlo, získáme nenasycené barvy. Nasycenými barvami pak jsou barvy základní a to červená, zelená a modrá. (Synek 2004) Barva je definována několika percepčními faktory jas, barevný tón a sytost, nebo fyzikálními atributy jako je vlnová délka a intenzita. 1.1.1 Jas Jas barvy určuje intenzitu barevného vjemu. Zjednodušeně řečeno, závisí na množství přimíchané bílé nebo černé barvy, které mohou měnit jas pestré barvy. Hodnota jasu je přímo úměrná intenzitě světla. Barva je tím jasnější, čím více obsahuje bílé a naopak je tím tmavší, čím více je do ní přidána černá. Dvě barvy stejného odstínu (= stejné vlnové délky, stejného barevného tónu) a stejné sytosti se mohou lišit jasem v závislosti na jejich relativní příměsi bílé nebo černé. (Veselý 2014) obr. 1: změna jasu barvy neutrální (nahoře) a chromatické (dole) 9
1.1.2 Tón Barevný tón je dán vlnovou délkou světla dopadajícího na sítnici. Přesněji barevný vjem lze charakterizovat právě kmitočtem barevného světla, který je v různých optických prostředích stálý, na rozdíl od vlnové délky, která se v prostředích mění. Červené světlo vnímáme na vzduchu i pod vodou jako červené, i když má ve vodě přibližně 1,33 krát kratší vlnovou délku. Tón se vztahuje jen na spektrální barvy. (Technický sborník oční optiky 1975) obr. 2: vlnová délka a barevný tón 1.1.3 Sytost Jedná se o množství čisté spektrální barvy. Přidáváním bílého světla ubývá sytosti barvy. Čím je barva méně sytá, tím víc se přibližuje bílé barvě, i když má stále stejný tón vlnovou délku. Jde o subjektivní vjem, fyzikálně jí odpovídá čistota barvy. Sytost je v procentech udávaný podíl přidaných složek. Bílá barva má sytost 0 %, všechny spektrální barvy pak mají maximální sytost a to 100 %. obr. 3 (vlevo): sytost a jas barvy obr. 4 (vpravo): barvy v modelu odstín sytost jas 10
1.2 TEORIE BAREVNÉHO VIDĚNÍ Doposud známe dvě základní teorie barevného vidění jedná se o takzvanou trichromatickou teorii (Young-Helmholzova), která je v dnešní době nejrozšířenější, a teorii oponentního kódování barev (Heringova). Nelze určit, která teorie je pravdivá, obě se vzájemně doplňují. Existují samozřejmě další teorie, ty jsou však méně rozšířené, spekulativní nebo doposud neověřené, například tetrachromacie nebo retinex. 1.2.1 Young-Helmholzova teorie Britský fyzik a lékař Thomas Young (1773 1829) vyjádřil názor, že v lidském oku se nachází tři druhy čípků, z nichž každý je citlivý na specifickou část světelného spektra modré (modrofialové), zelené a červené světlo. Polychromatické sluneční paprsky dopadající na sítnici podráždí všechny tři světločivné složky, ale každou v jiné míře. Vnímaný barevný obraz je pak výsledkem poměrů podráždění jednotlivých typů čípků, jde o takzvané aditivní mísení barev. Každá barva vzniká smícháním spektrálních barev, vždy podle podráždění receptorů. Když budou všechny tři typy osvětleny ve stejném poměru, vnímáme bílou barvu. Jestliže bude podrážděn například jen čípek citlivý na vlnovou délku zelené barvy, vidíme předmět zeleně. Když čípky nezaznamenají dopad světla, objekt se jeví černě. (Technický sborník oční optiky 1975) Později německý fyziolog Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821 1894) rozvinul Youngovu teorii a doplnil ji o spektrální absorpční křivky jednotlivých fotoreceptorů. Tvrdil, že světločivná buňka není podrážděná jen jednou barvou, ale vlnovými délkami všech barev, lišící se různou intenzitou. Absorpční maxima fotopigmentů čípků jsou následující modrý 419 nm, zelený 531 nm a červený 560 nm. Buňky nejsou v sítnici rozmístěny rovnoměrně, ale v poměru 1:16:32. Nejméně je čípků v oblasti s modrou absorpcí S čípky (short = krátká vlnová délka), pak zelenou M čípky (middle = střední), a nejvíce je buněk citlivých na červenou barvu L čípky (long = dlouhá). Trichromatická teorie barevného vidění je dána fyziologií sítnice, nejedná se o fyzikální vlastnost světla. Každá barva, kterou lidské oko vnímá, může být složena ze tří základních barev a to v různých poměrech, které lze vyjádřit rovnicí B = αč + βz + γm, kde koeficienty α, β, γ vyjadřují intenzitu základních barev, těmi jsou modrá, zelená a červená. Poruchy barevného vidění teorie vykládá tak, že v sítnici je snížena citlivost pro některé základní barvy, tím pádem je podráždění ostatními barvami vyšší. (Technický sborník oční optiky 1975) 11
Také můžeme nalézt vždy dvě barvy, jejichž smísením získáme bílé světlo, jedná se o takzvané komplementární neboli doplňkové barvy. Ukázkou míchání barev může být Heringův kruh, kde po obvodu kruhu jsou jednotlivé spektrální barvy a ostatní barvy vznikají jejich smísením. obr. 5: spektrální citlivost čípků (t modrá, d zelená, p červená) obr. 6: Heringův kruh 1..2.2 Heringova teorie Německý fyziolog Ewald Hering (1834 1918) nesouhlasil s Young-Helmholtzovou trichromatickou teorií barevného vidění, na celý proces vnímání barev se díval z hlediska dvou, respektive tří, párů základních oponentních barev, které nazýval prabarvami. Jedná se o tyto páry barev: červená-zelená, žlutá-modrá a bílá-černá. Barevné informace jsou přenášeny pomocí tří druhů čípků, za bílou a černou barvu jsou odpovědné tyčinky. (Medová 2014) 12
Stejně jako Young se domníval, že v sítnici existují tři typy nervových elementů, každý typ odpovídá jednomu páru barev. Barevný vjem je podle Heringa výsledkem asimilační a disimilační činnosti horizontálních buněk. Asimilačními pochody maximální hyperpolarizace horizontální buňky - dojdeme k počitku zelené, modré a černé barvy. Disimilačními pochody maximální depolarizace - pak vnímáme červenou, žlutou a bílou. Vzájemný poměr prabarev i možnosti jejich míchání je znázorněn Podestovým šikmým dvojkuželem o elipsovité základně (viz obr. 7). (Technický sborník oční optiky 1975) obr. 7: Podestův šikmý dvojkužel 1.2.3 Tetrachromacie Předpokladem této teorie je přítomnost čtyř druhů čípků v sítnici, což dává potenciál pro rozlišení více barev, než za pomoci tří druhů čípků. Většinou se s těmito případy setkáváme ve zvířecí říši. Například ryby, ptáci, hmyz a plazi jsou schopni rozeznat ultrafialové, nebo infračervené záření, čímž si rozšiřují viditelnou část spektra. (Vacková 2013) Každý typ čípku umožňuje člověku rozlišovat až sto různých druhů barev, běžně se setkáváme se třemi druhy čípků, to znamená, že normální jedinec rozezná 100 3, tj. milion, druhů barev. Vědci se domnívají, že mezi námi existují lidé, kteří mají dokonce čtvrtý druh čípkové buňky, z čehož vyplývá, že tetrachromat vnímá dokonce stokrát více barev. V běžném životě na to však nepřijdeme, protože vidění je komplexní a zcela individuální proces. Jedinci se čtvrtým druhem čípku neví, že mají abnormální vnímání barev. Pro tyto barvy, pro ostatní lidi nerozpoznatelné, neexistují ani názvy nebo vzorníky. 13
První zmínky o tetrachromatické teorii pochází již z roku 1948, ale teprve před několika lety se povedlo neuroložce Gabriele Jordan, zabývající se touto tematikou, nalézt ženu se čtyřmi druhy čípkových buněk. Předpokládáme však, že nebude poslední. Holandský vědec De Vries se domnívá, že potenciál pro čtyři typy čípků mají právě matky nebo dcery barvoslepého muže, který má zmutovaný jeden typ čípků (většinou pro červenou nebo zelenou barvu). Protože je barvoslepost geneticky podmíněna a vázána na pohlaví projevuje se většinou u mužů, matky a dcery mají v sítnici také zmutovaný čípek plus ještě všechny tři zdravé typy čípků. Výzkum však ukázal, že ne všechny ženy se čtyřmi druhy čípků mají tetrachromatické vidění, zdůvodnění ovšem ještě neznáme. (Discover 2012) 1.2.4 Retinex teorie Podle klasické teorie míchání barev nám stačí k aditivnímu mísení na obrazovce či pro promítání jakéhokoliv obrazu tři základní barvy červená, zelená a modrá. Americký vědec Edwin Herbert Land (1909 1991) přišel roku 1958 na výroční schůzi Optické společnosti v Americe s teorií, že nejsou třeba všechny tři barvy. Promítal zde černobílý obrázek mísy s ovocem projektorem se třemi barevnými filtry červený, zelený, modrý. Když odstranil červený filtr z projektoru, který promítal pouze bílé světlo, na projekčním plátně logicky měla zůstat směs bílé, zelené a modré barvy. Promítaný obraz však obsahoval i barvu červenou, ne tolik sytou jako s červeným filtrem. Totéž demonstroval se zeleným i modrým filtrem. Tvrdil, že ne vždy souvisí spektrální rozdělení barvy objektu s jeho následným zobrazením. Tímto Land dokázal, že červené barvě vždy neodpovídá jen záření o dlouhých vlnách, zelené o středních vlnách a modré o krátkých. (Valberg 2005) Odstín barevné plochy není absolutní, ale relativní, protože výslednou barvu vnímáme v souvislosti se všemi okolními barevnými plochami. Díky tomu můžeme vidět jednu věc jednoho konkrétního odstínu ve více barvách. Osvětlení a intenzita světla zde nehraje tak významnou roli, jako reflektance (odrazivost světla) a luminiscence (vyzařování světla) pozorovaného objektu v porovnání se zbytkem celého zorného pole. Při snížení osvětlení nebo změně jeho vlnové skladby se nemění jeho vlnová délka, ale i intenzita odraženého světla. Však to, co se nemění, je relativní zářivost všech ploch. Základem retinex teorie je, že barva je sice konstantní, ale hlavně relativní vzhledem ke skladbě celého percepčního pole. (Démuth 2013) Land se také domníval, že člověk vnímá barvy pomocí třech samostatných zrakových kanálů, jejichž anatomicko-funkční rozdělení není zcela možné, proto celou teorii nazval retinex tvorba barevného vjemu vzniká mezi retinou (sítnice) a cortexem (mozková kůra). 14
Zrakový systém si dělá záznam jak z krátkovlnných, středovlnných, tak i dlouhovlnných receptorů. Právě ty potom vzájemně porovnává, především jejich reflektanci a celkový jas jednotlivých barevných ploch nasnímaných jakoby jednou kamerou, ale se třemi odlišnými filtry červeným, zeleným a modrým. Po jejich vzájemném porovnání (složitou matematickou rovnicí) se stanoví výsledná barva konkrétní plochy zorného pole. Tento fyzikálně-matematický model sahá až do poznatků neurofyziologie. Tato teorie byla ověřena na jedincích s cerebrální achromatopsií (úplná barvoslepost) pomocí Mondrianových obrazů. Pacient dokázal rozpoznat, jaké barvy jsou na obrazech. (Démuth 2013) Edwin Land hodnotí Young-Helmholtzovu teorii jako zastaralou. Současní vědci zkoumající barevné vidění však neprojevili větší zájem o retinex teorii, která by mohla mít potenciální uplatnění při konstrukci umělého zraku nebo ve vývoji digitálních fotografií. (Vacková 2013) 15
1.3 PORUCHY BARVOCITU Pokud postižený nerozezná některé barevné tóny nebo vůbec nedokáže rozlišit barvy, pak tuto neschopnost nazýváme barvoslepostí. Barvoslepost můžeme dělit hned podle několika kritérií. Z klinického hlediska se bavíme o celkových nebo částečných poruchách. Podle příčiny vzniku barvosleposti ji můžeme rozlišit na vrozenou nebo získanou. A posledním parametrem, který v práci zmíním, je dělení podle počtu typů funkčních barevných receptorů, co nefungují nebo nejsou v sítnici obsaženy. Jiný název pro barvoslepost, se kterým se můžeme setkat, je daltonismus. Toto slovo je odvozeno od anglického přírodovědce Johna Daltona, který se mimo jiné věnoval problematice poruch barvocitu a jako první vědecky vysvětlil její podstatu. Sám trpěl deuteranopií nevnímal zelenou barvu. 1.3.1 Dělení z klinického hlediska a dle příčin jejich vzniku Při celkové poruše barvocitu jako například achromatopsie / achromázie jedinec vnímá svět jako černobílou fotografii, v sítnici nemá žádný fotopigment, takže nerozezná a nevnímá žádnou barvu, orientuje se jen podle odstupňovaného jasu. Při monochromatopsii / monochromázii postižený vnímá svět v odstínech jediné barvy, jejíž fotopigment mají funkční čípkové buňky a taktéž se orientuje podle odstupňovaného jasu. Achromatopsie je také často spojena s poklesem zrakové ostrosti, to kvůli hypoplázii makuly (což je neúplné diferencování centrální části sítnice, vývoj je zastaven na úrovni 6. - 7. měsíce nitroděložního rozvoje), dále ještě se světloplachostí nebo nystagmem. Příčiny úplné barvosleposti jsou buď vrozené (čípková / tyčinková monochromázie), nebo získané, kde se většinou jedná o poruchu v mozkové kůře. (Autrata 2002) Částečné poruchy barvocitu se většinou týkají špatného vnímání jediné barvy. Partikulární barvoslepost dále dělíme podle toho, která základní barva chybí ve vnímání, nejčastěji to bývá v oblasti červené a zelené barvy. Barvy se pak jeví jako odstíny žluté, modré a šedé. Pokud je neexistence žluté a modré barvy, pacient vidí v odstínech červené, zelené a šedé. Pod částečné poruchy barvocitu patří protanopie (postižený nevnímá červenou barvu), deuteranopie (porucha vidění zelené barvy), tritanopie (defekt modré barvy) a v poslední době uváděná velmi vzácná tetranopie (nevnímání žluté barvy). V praxi se ovšem většinou setkáváme pouze se sníženým vnímání jedné barvy. Hovoříme pak o anomáliích, vidění je trichromatické, ale je změněn poměr vnímání základních barev, 16
tj. protanomalie, deuteranomalie a tritanomalie. (Technický sborník oční optiky 1975, Synek 2004) Jak již bylo zmíněno, barvoslepost můžeme také dělit na poruchy vrozené a získané. Vrozené defekty jsou geneticky dané, barvoslepost v oblasti červené a zelené barvy je přenášena recesivně na heterochromozomu X, který jde u žen zapsat dvěma různými alelami, proto jsou také touto vadou značně méně postiženy. Jinak tomu je u dědičnosti poruch barvocitu v oblasti modré barvy, v tomto případě se postižený gen nachází na sedmém autozomu, a tak tritanopie a tritanomálie postihuje stejně muže i ženy. U vrozených poruch barvocitu se v sítnici mohou nacházet všechny tři typy čípkových buněk, ale právě vlivem genetické mutace jsou jejich absorpční vlastnosti odlišné od čípků zdravých jedinců. V populaci jsou nejčastěji geneticky přenášeny deuteranomalie a protanomalie. Tyto vady jsou celkově neléčitelné, komfort postiženého lze zvyšovat barevnými skly. Pacienti většinou umí pojmenovat barvy, protože se orientují pomocí jasu a sytosti, problémy jim však dělá rozeznat rozdíly mezi jednotlivými barvami. (Mráziková 2011) Jedinec s vrozenou poruchou barvocitu má v sítnici obsaženy buď všechny tři typy fotopigmentů, pouze dva, nebo jen jediný fotopigment. Výše uvedená získaná barvoslepost může být způsobena změnou průchodnosti očních médií (katarakta, hemoftalmus, afakie), nebo poškozením oka, zrakové dráhy (porucha vnímání červenozelené složky), sítnice (zhoršené vnímání modrožluté složky), nemocemi jako je věkem podmíněná makulární degenerace, diabetická retinopatie nebo glaukom (dochází ke změnám zorného pole pro barvy). U některých jedinců můžeme také nalézt centrální skotom pro barvy, ten je většinou způsoben již zmíněnou afekcí zrakového nervu nebo různými otravami. Po léčbě příčiny můžeme dosáhnout zlepšení poruchy barvocitu. Dalšími faktory, co mohou zapříčinit získanou poruchu barvocitu, jsou také dlouhodobé užívání léků, působení chemických látek nebo věk. (Technický sborník oční optiky 1975) Do získaných poruch barevného vidění řadíme také specifickou skupinu chromatopsie. Jsou to barevné vidy vždy přechodného charakteru. Patří sem xantopsie žlutavé vidění, vzniklé při žloutence, po santoninu, kyselině pikrové, salicylu a amylnitritu. Erytropsie červené vidění, které může nastat po oslnění oka, převážně u afakie, dále při otravách skopolaminem, nikotinem, chininem a sirouhlíkem. Ještě vzácnějšími chromatopsiemi jsou chloropsie zelené vidění; kyanopsie modré vidění a iantinopsie fialové vidění. (Technický sborník oční optiky 1975) 17
1.3.2 Dělení dle počtu typů funkčních receptorů Jiné dělení barvosleposti podle počtu typů funkčních fotoreceptorů je na monochromázie, dichromázie a anomální trichromázie. Monochromázií rozumíme totální ztrátu barvocitu, chybí totiž dva nebo tři barevné pigmenty v čípkových buňkách. Dělíme ji na tyčinkovou, kdy postižený není schopný rozeznat barvy, shledáváme u něj fotofobii, nystagmus způsobující problémy se stálou fixací na předmět, a má slabou zrakovou ostrost. V sítnici se nenachází žádný funkční typ čípkových buněk. Tyčinková monochromázie je buď způsobena nepřítomností fotopigmentu v čípku, nebo velmi vzácně jde o poškození v průběhu zrakové dráhy. Čípková monochromázie je poměrně vzácná a pacient má relativně normální vidění, zhoršené za šera a tmy. V sítnici jedince se nachází jediný typ čípkové buňky, nejčastěji jde o čípky citlivé na krátkovlnné světlo modrá barva. (Prudilová 2014) Dichromázie znamená absenci nebo dysfunkci jednoho typu barevných receptorů, postižený dokáže vnímat svět barevně, dokonce je schopen většinu spektrálních barev složit ze dvou stávajících fotopigmentů. Podle chybějícího nebo nefunkčního typu čípku sem řadíme protanopii, deuteranopii, tritanopii a tetranopii. Protanopie označuje absenci receptorů pro červenou barvu, červená barva se většinou jeví jako černá nebo šedá. obr. 8: normální barevný vjem obr. 9: barevné spektrum protanopie Deuteranopie definuje absenci nebo dysfunkci receptorů pro zelenou barvu, která se opět jeví jako šedá nebo černá. Barevné vnímání je dosti podobné jako u protanopie. 18
obr. 10: barevné spektrum deuteranopie Tritanopie znamená absenci modrých receptorů, pro pacienty s touto poruchou je obtížné rozlišovat od sebe barvu bílou a žlutou nebo červenou a fialovou. obr. 11: barevné spektrum tritanopie Tetranopie je velmi vzácná odchylka ve vnímání modrožlutých barev. Pokud se jedná pouze o sníženou schopnost rozpoznávání barev jedním fotoreceptorem, hovoříme o anomální trichromázii. To znamená, že v sítnici jsou obsaženy všechny tři typy fungujících čípkových buněk, avšak vnímání jedné barvy je nedostatečné. Anomální trichromázii opět můžeme rozdělit na tři skupiny, právě podle barvy, která je abnormálně vnímána. Protanomalie je spojena se sníženou schopností vnímání červené barvy, deuteranomalie označuje sníženu schopnost vnímat zelenou barvu a poslední tritanomalií rozumíme sníženou schopnost vnímat barvu modrou. (Autrata 2006) 19
1.4 VÝSKYT A KOREKCE PORUCH BARVOCITU Větší význam a horší prognózu poruch barvocitu mají vrozené defekty. Jak bylo již uvedeno, nedají se léčit a projevují se hned od útlého věku. Na rozdíl od získaných poruch, u kterých lze řešit primární problém a tím alespoň částečně barvocit opět zlepšit. Problém způsobující zhoršení barvocitu může spočívat v oblasti sítnice, jedinec pak hůře vnímá modré a žluté barvy, nebo v průběhu zrakové dráhy, to je většinou spojeno s obtížným rozlišováním červené a zelené barvy. Výskyt plně vyjádřené poruchy barvocitu je u osmi mužů a u čtyř žen ze sta. Přibližně patnáct mužů ze sta má různě závažnou odchylku barvocitu. Většina postižených má defekt v zelené fotoreceptorové oblasti (deutan), jedná se o 75 % postižených jedinců. U zbylých 25 % se převážně setkáváme s poruchami v červené oblasti vnímání barev (protan). (Kuchynka 2007) Nejčetnější poruchou barvocitu je dysfunkce v deutan komplexu, jedná se o absenci / anomálii (deuteranopie / deuteranomalie) zeleného opsinu (M-opsinu) a postihuje šest ze sta mužů, následuje protan komplex absence / anomálie (protanopie / protanomalie) červeného opsinu (L-opsinu), s prevalencí dvou mužů ze sta. Méně častou poruchou je pak omezení v tritan komplexu absence / anomálie (tritanopie / tritanomalie) modrého opsinu (S-opsinu), která se nachází přibližně u jednoho jedince z pěti set. Tato vada není vázána na pohlaví, postihuje tedy stejně jak muže, tak ženy. Ještě vzácnější je pak modrá monochromázie projevující se absencí / anomálií červeného a zeleného opsinu, většinou je ještě spojena s poruchou vízu, centrálním skotomem, nystagmem a retinální dystrofií, setkáváme se s ní u jednoho muže ze sta tisíc. Zcela raritní je pak totální achromatopsie, v těchto případech chybí všechny tři typy fotopigmentů a je opět spojena s poruchou vízu, fotofobií a nystagmem. (Kuchynka 2007) Také celosvětově je nejčastější porucha barvocitu spojena s vnímáním červené a zelené barvy, v procentech se jedná o 7 až 10 %, převážně u mužů. Je to způsobeno tím, že absorpční maxima M-opsinu a L-opsinu jsou relativně blízko sebe a jejich absorpční křivky se značně překrývají, a proto jedinci s narušeným barvocitem špatně rozeznávají červenou a zelenou barvu. Tito lidé naopak nemají problém s rozlišováním například žluté a modré barvy, protože absorpční maxima M-opsinu a S-opsinu jsou dostatečně vzdálená. Deuteranomalie u postižených jedinců zaujímá 5 %; 2,6 % pak protanomalie a protanopie a 2,6 % deuteranopie. U žen je přítomnost poškození barvocitu značně menší, nejčastější je deuteranomalie a postihuje přibližně 0,35 % populace. Důležitou roli ve výskytu poruch 20
barvocitu hraje i lidská rasa. Z výzkumů vyplývá, že nejvíce poruch barvocitu se vyskytuje u bělochů, nejméně pak Afroameričanů. (Veselý 2010, Haberland 2010) Léčba vrozených poruch barvocitu je zcela nemožná, však nejrozšířenější korekcí defektů barvocitu jsou barevné filtry, které prokazatelně zlepšují barevné vidění u protanomalie a deuteranomalie. U obou zmíněných odchylek jsou v sítnici obsaženy všechny tři typy fotopigmentů, avšak díky mutaci se jejich absorpční vlastnosti zcela liší. Geny pro M-opsin a L-opsin jsou umístěny na dlouhém konci 23. chromozomu v bezprostřední blízkosti. Blízkost poloh obou genů je příčinou toho, že při procesu růstového dělení chromozomu mohou být frekvence genu L-opsinu vloženy do genu M-opsinu. V tomto případě vznikne deuteranomalie. Vzniklý anomální M -opsin získal touto mutací absorpční vlastnosti podobné L-opsinu. Čím jsou si podobnější absorpční vlastnosti M -opsinu a L- opsinu, tím je obtížnější rozlišování v dlouhovlnné části viditelného spektra. Červená, žlutá a zelená jsou pak vzájemně lehce zaměnitelné. (Haberland 2010) Podobně tomu je i u protanomalie, pouze do L-opsinu je vložena část M-opsinu, takže vzniká anomální L -opsin. Tyto vady nejsou v běžném životě jedince příliš omezující, protože každá barva je definována pomocí tónu, jasu a sytosti. Takže pokud postižený špatně rozeznává tón barvy, dokáže se řídit právě pomocí jasu a sytosti. obr. 12: absorpční křivky S-opsinu (modrá), M-opsinu (zelená), L-opsinu (červená) a anomálního L -opsinu (plná čára) v případě protanomalie Korekce vad barvocitu pomocí barevných filtrů je založena na posunu spektrální citlivosti anomálního opsinu do její normální pozice. Nejedná se přímo o posun poloh maxim citlivosti čípků, nýbrž o změnu výšky absorpce, kterou ovlivňuje právě propustnost barevných filtrů. 21
Tato výška absorpce se změní u všech tří typů čípkových buněk, ale poloha maximální citlivosti zůstane na stejném místě. Ani vzdálenost maxim se nijak lišit nebude, absorpční křivky se budou nadále shodně překrývat. Teoretickým cílem správné korekce vrozených poruch barvocitu pomocí barevných filtrů je posunutí absorpční křivky anomálního opsinu a zároveň co nejmenší ovlivnění absorpčních křivek normálních opsinů. Barevné filtry mění spektrální složení prošlého světla, což ve skutečnosti ovlivní všechny absorpční křivky čípkových buněk. Druhým principem účinku barevných filtrů na vady barvocitu je ovlivnění velkých gangliových buněk zrakového nervu. Tyto buňky nemají barevnou citlivost, protože nedovedou rozlišit typ čípku, od kterého získaly signál. Mají však silnou světelnou citlivost a značně rozvětvené dendrity, z čehož vyplývá, že mají široké receptivní pole, které nám pomáhá rozpoznávat hrubé obrysy. Reagují na krátkodobé světelné impulzy. Velké gangliové buňky jsou mimo jiné spojovány i s poruchou čtení dyslexií. Barevné filtry omezují vstup světla do oka, sítnicový obraz je tmavší, tím se prodlouží i reakce gangliových buněk na světlo a tím i celý proces vjemu ze sítnice až do mozkových center. Barevné čočky se mohou aplikovat jak binokulárně, tak monokulárně. Při binokulárním užití se shodně ovlivní světelné vjemy obou očí, do mozku jsou tak přiváděny stejné stimuly. U monokulární aplikace barevných filtrů se ovlivní pouze vjem jednoho oka, nejčastěji jde o čočky ChromaGen. Jedna správně zvolená barevná čočka, jak brýlová nebo kontaktní, se umístí před nedominantní oko. Podmínkou pro aplikaci barevných čoček jsou dvě vidoucí oči klienta. Většina pacientů subjektivně pociťuje zlepšené vnímání barev - co dříve nerozlišili, již rozliší. Často se dokonce setkáváme i se zlepšeným prostorovým vnímáním jedinců. To lze vysvětlit pomocí takzvaného Pulfrichova fenoménu, kdy na sítnici nedominantního oka dopadá méně světelných paprsků, obraz je tmavší a zpracování vjemu díky gangliovým buňkám je pomalejší a tak jsou pohybující se předměty registrovány s jiným prostorovým vjemem. Účinnost barevných filtrů můžeme pozorovat při čtení pseudoisochromatických tabulek. Při pohledu přes barevné čočky se změní vnímání každé barvy, takže z pseudoisochromatických tabulek se stávají běžné potištěné tabulky. Osoby s poruchami barvocitu je pak bezchybně čtou, což není zapříčiněno vyléčením barvocitu, ale zvýšením kontrastu mezi barvami. Přes červený filtr pacient vidí zelené prvky černě, zbylé části červeně. 22
Nevýhodou používání barevných čoček je fakt, že barevné filtry mění celé spektrum prošlého světla, vyvolávají tak uměle poruchu barvocitu, která se s vrozeným defektem překryje. Přes barevné filtry je pozměněno i vnímání ostatních barev, například přes červený filtr, který propouští převážně dlouhovlnnou část spektra, jedinec špatně rozlišuje i barvy s krátkou vlnovou délkou, se kterými běžně nemá problémy. U aplikace barevných filtrů je také velmi důležité brát ohledy například na dopravní signalizace, každá barevná čočka musí být řádně zkontrolována, zda je přes ni možno signalizaci správně rozeznat. Z toho vyplývá, že sice můžeme z části upravit vidění jedince s poruchou barvocitu, ale pozměníme mu tím celkové vnímání okolního barevného světa. Tyto změny můžeme laboratorně dokázat na pseudoisochromatických tabulkách, v běžném životě je však nejdůležitější subjektivní hodnocení a komfort každého jednotlivého pacienta. Dále nesmíme zapomínat na to, že barevné kontaktní čočky jsou nedioptrické, proto je důležité u každého jedince ještě korigovat případnou refrakční vadu. (Haberland 2010) obr. 13: barevné filtry ChromaGen 23
2 VYŠETŘENÍ BARVOCITU Je značně přínosné vyšetřovat barvocit několika metodami, případně za různých světelných podmínek, abychom získali co nejpřesnější výsledky. Protože se v současné době u některých povolání klade velký důraz na perfektní barvocit piloti, řidiči, designéři, restaurátoři, elektroinstalatéři. Důkladné vyšetření barvocitu není součástí běžné preventivní lékařské prohlídky, je nutné o něj zažádat a to hlavně v případech, kdy máme subjektivní pocit špatného rozlišování barev, nebo pokud vyšetření vyžaduje samotný zaměstnavatel. (Veselý 2010, Medová 2014) K měření barvocitu přistupujeme po předchozím pečlivém vyšetření celého zrakového orgánu. Vždy začínáme anamnézou, dále vyhodnocujeme přesný refrakční stav oka, vyšetřujeme motorickou složku (heterotropie, heteroforie, motilita oka), následují testy na jednoduché binokulární vidění. Z vyšetření barvocitu získáme přesné informace a velikosti a typu defektu barvocitu, což nám pomůže vyhodnotit, zda konkrétní jedinec smí či nesmí vykonávat dané povolání. Dále můžeme určit, zda je poškození vrozené nebo získané. Pacienti s mírnou poruchou barvocitu, jsou z běžného života zvyklí rozpoznávat barevné odstíny podle rozdílů sytosti a světlosti, proto se při vyšetřování zásadně neptáme na názvy barev, abychom vadu barvocitu odhalili. (Výjimkou je zkouška založená na principu fyziologického kontrastu barev.) (Technický sborník oční optiky 1975) V literatuře se většinou uvádí čtyři kategorie testů, jimiž vyšetřujeme barvocit, jsou rozděleny podle jejich provedení, řadíme sem testy rozlišovací, seřazovací, míchací a pojmenovávací. Jiné dělení testů může být podle jejich účelu, kde rozlišujeme tři skupiny v první jsou zahrnuty testy, které nám určují, zda se jedná o vrozený nebo získaný defekt barvocitu; ve druhé skupině se nachází testy, které umožňují určit druh a míru poškození barvocitu a poslední kategorie testů je zaměřená na vyhodnocování významu barevného defektu. Dále se budu zabývat jen prvním dělením na čtyři kategorie. (Veselý 2010) 24
2.1 ROZLIŠOVACÍ TESTY K nejjednodušším a nejdostupnějším rozlišovacím testům patří takzvané pseudoisochromatické tabulky (PIC tests), které jsou založeny na principu splývání záměnných barev. Je jich nepřeberné množství a jsou pojmenovávány především podle jejich autorů - Ishihara, Stilling, Rabkin, Velhagen a další. Prvním publikovaným pseudoisochromatickým testem byl test Ishihara již v roce 1906. Stillingovy tabulky se používají dokonce od roku 1873. (Veselý 2010, Beneš 2015) Rozlišovací testy se skládají z velkého počtu malých různě barevných a různě velkých bodů, které mají stejný odstín, ale rozdílný jas a odrazivost. Tón skvrn tvořících prvek je odlišný od tónu bodů v pozadí tabulky, většinou se jedná o záměnnou barvu. Sledovaný prvek může být písmeno, číslice, obrázek nebo symbol. Člověk se správným barvocitem rozliší ve shluku bodů barevně odlišný objekt, protože rozezná odlišný tón bodů. Jedinec s narušeným barvocitem, který je zvyklý se v běžném životě orientovat podle jasu, symbol v tabulce neuvidí. Protože odlišný jas mají jak body tvořící objekt, tak body pozadí. Jedná se o princip pseudoisochromazie. Někdy jsou dokonce testy upraveny tak, že políčka stejné barvy, ale různé odrazivosti tvoří určité písmeno, např. B, avšak v téže předloze tvoří políčka stejné odrazivosti, ale různé barvy (tedy pseudoizochromatická) např. číslici 3. Přečte-li vyšetřovaný místo písmene B číslici 3, je zřejmo, že se neorientuje podle barev, nýbrž podle odrazivosti. (Technický sborník oční optiky 1975) Tabulky slouží k diagnostice, zda je případná porucha barvocitu u klienta vůbec přítomna, nikoliv ke kvantitativnímu posouzení odchylky. Vyšetřovací vzdáleností je jeden metr, aby na obrázek dopadal dostatek difúzního světla. K testování je také důležité zajistit vhodné osvětlení, pacient by neměl být příliš unaven a jeho zraková ostrost by měla být nejméně 6 / 18. Vyšetření se může provádět i s korekcí na blízko. obr. 14: pseudoisochromatická tabulka 25
Jinou variantou rozlišovacích testů jsou American Optical Hardy-Rand-Rittler Products, postupně jsou zdokonalovány a v současnosti od roku 2002 na trhu můžemee naleznout jejich čtvrtou verzi. Plates (AOHRR), které byly poprvé publikovány v roce 1955 firmou Richmond obr. 15: AOHRR Standardd Pseudochromatic Plates (SPP) mají dvě varianty, první je specializová ána na poruchy barvocitu v oblasti zelené a červené barvy, druhé vydání je určeno k diagnóze získaných defektů barvocitu. (Veselý 2010) Pro vyšetření barvocitu dětí do šesti let věku je vhodné použít Color Vision Testing Made Easy (CVTME). Jedná se o devět testovacích karet, na kterých jsou zobrazeny obrazce seřazeny od jednodušších po složitější (od geometrických tvarů až po jednoduché obrázky, například pes nebo auto), nejedná se o číslice nebo písmena. Abychom o dítěti mohli prohlásit, že má neporušený barvocit, musí rozeznat minimálně osm karet. (Bíbrová 2013) obr. 16: CVTME Do rozlišovacích testů můžeme ještě zařadit Holmgreenovy bavlnky, což jsou různobarevné bavlnky o různých odstínech a sytostech, nesmí zde chybět především odstíny olivové, šedé, šedě růžové, světle fialové a modré barvy. Vyšetřovanému na dobře osvětlené ploše předložíme zelený, purpurový a sytě červený vzorek a jeho úkolem je z krabice vytáhnout všechny ostatní přadénka stejných barevných tónů. Což pacient s porušeným 26
barvocitem nesvede, protože se řídí jasem barev. Výhoda tohoto testu spočívá právě v tom, že respektuje skutečnost, že mnozí lidé sice správně rozeznají barvy, ale nesvedou je označit správným názvem. (Beneš 2015, Technický sborník oční optiky 1975) obr. 17: Holmgreenovy balvnky Podobným testem jako Holmgreenovy bavlnky je Daanova tabulka. Je to deska s obdélníkovými okénky, rozdělená na sedm sloupců a deset řad. V každém obdélníku je několik bavlnek s různým barevným tónem. V některých řadách se odstíny značně liší a obsahují tak několik odstínů barev jako je žlutá, modrá, hnědá nebo zelená. V jiných řadách jsou tóny bavlnek velmi podobné odstíny purpurů, zelené vzorky různé sytosti a tak dále. Úkolem vyšetřovaného je určit řady, ve kterých jsou si barevná okénka podobná, a řady, kde jsou rozdíly velké. Posledním rozlišovacím testem, co zmíním, je Heidelberská barevná knížka, její princip je založen na simultánním kontrastu. Neutrální šedé značky jsou zobrazeny na barevném podkladu - buď červeném, nebo zeleném. Celý test se provádí přes hedvábný papír, aby se snížila sytost barevného podkladu a zredukovaly se přechody mezi značkami a pozadím. Člověku s neporušeným barvocitem se značky jeví v komplementární (doplňkové) barvě pozadí. Zato pro jedince s poruchou barvocitu je velmi obtížné rozlišit kontrast mezi symbolem a pozadím, často znak vůbec nerozpozná. (Technický sborník oční optiky 1975, Mráziková 2011) 27
2.2 SEŘAZOVACÍ TESTY Většina rozlišovacích testů vychází z Munsellova systému barev, který je znázorněn níže na obrázku. Munsellův barevný systém řadí barvy podle stejných percepčních úrovní. Barvy testu Farnsworth-Munsell 100 Hue Test (FM 100) se tak shodují v sytosti (chroma) a jasu (value), odlišují se pak v odstínu (hue), tento test se používá již od 40. let 20. století. Rozlišujeme zde pět odstínů červený (Red), žlutý (Yellow), zelený (Green), modrý (Blue) a purpurový (Purple). Přechody mezi těmito tóny tvoří ještě dalších pět barev oranžová (Yellow-Red), zelenožlutá (Green-Yellow), modrozelená (Blue-Green), fialovomodrá (Purple-Blue) a červenofialová (Red-Peurple). Každý z těchto deseti odstínů se dělí na dalších deset pododstínů (1 RP 10 RP), takže v Munsellově systému barev nalezneme celých sto různých odstínů. obr. 18: Munsellův systém barev Farnsworth-Munsell 100 Hue Test sice vychází z Munsellova systému, ale obsahuje pouze 85 barevných terčů, protože doktor Dean Farnsworth zjistil, že člověku dělá potíže rozlišit některé odstíny, proto je z testu odstranil. Od roku 1957 se tedy používá těchto 85 barevných barevných terčů, které jsou dále rozděleny do čtyř skupin. Všechny terčíky jsou zespodu očíslovány, aby vyšetřující rychle porovnal správnost spektrální posloupnosti. V prvním boxu jsou terče v oranžových a červených odstínech (85 21), ve druhém jsou žluté a zelené barvy (22 42), ve třetím modré a fialové (43 63) a ve čtvrtém pak fialové a červené (64 84). Úkolem vyšetřovaného je seřadit v každém boxu zvlášť terče podle jejich odstínu jak jdou za sebou s tím, že první a poslední terč jsou pevně připevněné a ostatní terče jsou volně pohyblivé. 28
Podle rozdílů konečného subjektivního uspořádání terčů zaznamenaného do kruhového schématu a objektivní posloupnosti odstínů pak můžeme zjistit pacientovo takzvané celkové chybové skóre (Total Error Score, TES). Tato křivka je závislá na věku, do dvaceti let nejprve klesá a po dvacátém roce pozvolna opět narůstá. Farnsworth-Munsell 100 Hue Test se používá především při diagnostice získaných poruch barvocitu, nebo je dobrý na určení kvality barvocitu zdravého jedince, pokud potřebuje k výkonu práce mít velmi dobrý barvocit, například designéři a pracovníci v textilním průmyslu. Nevýhodou testu může být fakt, že se zde špatně určuje rozdíl mezi normálním barvocitem a anomální trichromázií. (Veselý 2010, Mráziková 2011) Grafické vyhodnocení testu pak ukazuje na případnou poruchu barvocitu. Hodnocení je následné: TES 0 16 výborné; TES 20 100 průměrné; TES více jak 100 špatné. Chybové skóre se též zaznamenává na terči, kdy přítomnost poruchy barvocitu je dána výší amplitudy v polárním grafu. Pro stanovení protanopie se udává porucha ve správnosti určení terčů v rozmezí čísel 62 70, deuteranopie pak v rozsahu terčů 56 61 a tritanopie u terčů 46 52. Kvantitativní analýza pak zahrnuje posouzení úhlu záměny, velký a malý rádius, celkové skóre a indexy výběru a záměny. (Beneš 2015) obr. 19: celkové chybné skóre (TES) obr. 20: Farnsworth-Munsell 100 Hue Test 29
Zkrácenou modifikací testu FM 100 je Farnsworth-Munsell Dichotomous D-15 nebo Panel D-15 test, opět se používá pro diagnostiku získaných poruch barvocitu. V tomto testu je pouhých 16 barevných terčů s použitým jasem 5 a sytostí 4, čísla vychází z Munsellova systému barev. Klient opět seřazuje terče všech barev od modré přes zelenou a žlutou až po fialovou. Stav barvocitu hodnotíme taktéž podle celkového chybného skóre. Výhodou oproti FM 100 je časová nenáročnost, však nevýhoda ve špatném rozlišení normálního barvocitu a anomální trichromázií zůstává. obr. 21: Farnsworth-Munsell Dichotomous D-15 Dalším seřazovacím testem je také Lanthony Desaturated D-15 Test, znovu je podobný FM 100 nebo D-15, obsahuje 16 barevných terčíků. Rozdíl je v tom, že tyto barvy jsou desaturované, nejsou přímo spektrální, ale mají v sobě určitý poměr bílé barvy. Jsou tedy méně syté, a tak jejich vzájemné rozlišení je těžší. V Munsellově systému barev jim konkrétně odpovídá jas 8 a sytost 2. Kvůli větší náročnosti je doporučováno i vyšší osvětlení a to od 600 do 800 luxů. V praxi většinou navazuje na D-15 Test a lépe tak diagnostikuje zjištěné poruchy barvocitu z testu D-15. Používá se především k určování získaných poruch barvocitu. Možnou metodou vyhodnocení je kruhový diagram, kde je v kruhu dané pořadí terčů a vyšetřující čarou spojuje subjektivní pořadí terčů pacienta. Právě tak se dají rozlišit vrozené poruchy barvocitu od těch získaných. obr. 22: Lanthony Desaturated D-15 Test 30
obr. 23: vyhodnocení poruch barvocitu pomocí kruhového diagramu u Lanthony D-15 testu; první sloupec zleva znázorňuje normální barvocit, prostřední sloupec vrozený defekt a diagram vpravo zobrazuje získanou poruchu barvocitu Jinou variantou může být Adams Desaturated D-15 Test, který je shodný s D-15 testem, pouze jsou v něm použity terče se sytostí 2. Byl vyvinut pro zjišťování získaných vad barvocitu, zjistilo se však, že je velmi spolehlivý i v určování vrozených poruch barvocitu. Druhý test původně navržený pro diagnózu získaných defektů barvocitu je Lanthony New Colour Test. Používá se však i pro vrozené poruchy barvocitu nebo zjištění zpožděného vývoje v rozlišení v modro-žluté oblasti a to u dětí do šesti let. Test má čtyři úrovně obtížnosti podle sytosti barev 2, 4, 6 a 8. Prvním úkolem vyšetřovaného je rozdělit terče na barevné a šedé. Následně ty šedé rozdělí podle jejich reflektivity a barevné podle odstínu. Poslední částí je pak porovnávání, zda zbylé terčíky jsou tmavší než ty šedé. (Veselý 2010, Medová 2014) 31
2.3 MÍCHACÍ TESTY Typickým a nejrozšířenějším míchacím testem je anomaloskop. První zařízení bylo vyrobeno již v roce 1907 německým fyziologem Willibaldem Nagelem, proto se můžeme v literatuře setkat s pojmenováním Nagelův anomaloskop. Prvním komerčně vyráběným anomaloskopem byl The Schmidt and Haensch Nagel Anomaloscope Mark 1 a do dnes je považován za zlatý standard pro určování odchylek barvocitu v červené a zelené oblasti. Tento přístroj je založen na principu Rayleigova vztahu, to znamená červená + zelená = žlutá. Vyšetřovanému je promítáno žluté pole a jeho úkolem je pomocí otočných šroubů aditivně mísit monochromatické červené světlo o vlnové délce 670,8 nm a monochromatické zelené světlo s vlnovou délkou 546 nm tak, aby subjektivně namíchal stejný odstín žluté. Při zjištění poruchy je pak vykázán jiný poměr smíchání barev. Jedinci s poruchou vnímání barev v červené oblasti (protanopie / protanomalie) přidávají více červené, pacienti s problémy se zelenou barvou (deuteranopie / deuteranomalie) zase doplní více zeleného světla. Jelikož se jedná o spektrální přístroj, dává nám přesnější výsledky poruch barvocitu a to jak kvalitativní, tak kvantitativní. Právě pomocí Rayleigova vztahu můžeme přesně určit a rozeznat vrozené poruchy barvocitu. Oproti seřazovacím testům dokážeme rozlišit normální barvocit od anomální trichromázie, dále také dokážeme rozpoznat rozdíly mezi anomální trichromázií a dichromázií, nebo identifikujeme extrémní anomální trichtromaty. (Veselý 2010, Beneš 2015) Výsledek vyšetření vychází z takzvaného kvocientu anomálie (AQ), který vypočítáme pomocí následného vzorce N(73 P) AQ =, P(73 N) kde P je díl červené barvy, (73 P) díl zelené barvy nastavené vyšetřovaným, N a (73 N) jsou pak střední normálové hodnoty. Pokud hodnoty AQ jsou menší než 0,7, pacient má protanomalii. Rozmezí neporušeného barvocitu je od 0,7 do 1,4. Deuteranomalii pak odpovídá kvocient větší než 1,4. Anomaloskop využívá škálu od 0 do 73, správná hodnota barvocitu je 43, za normální se považují výsledky v rozmezí šesti dílků od střední hodnoty na obě strany. (Prudilová 2014) Anomaloskop Oculus Heidelberg Mk 2 je doplněn ještě o Morelandův vztah modrá 436 nm + zelená 490 nm = modrozelená 480 + 580 nm, pomocí něhož můžeme měřit i poruchy vnímání modré barvy. Rozdílný je také v použití LED diod, místo disperzních prizmat. 32
Jiným komerčním anomaloskopem je Neitz OT, který využívá barevné filtry místo disperzních prizmat nebo LED diod. obr. 24: anomaloskop Dalším míchacím testem je OSCAR (Medmont C-100), který obsahuje blikající červené LED diody s vlnovou délkou 650 nm a zelené diody o vlnové délce 560 nm. Vyšetřovaný pacient nastavuje blikání barev tak, aby subjektivně vnímal žlutou barvu. Zároveň se snaží o co nejmenší frekvenci blikání. Protanop opět dává větší důraz na červenou barvu, zvýší tak její frekvenci. Nevýhodou tohoto testu může být horší rozeznání poruch v zelené oblasti spektra. The City University Test (CUT) také řadíme do míchacích testů, i když se jedná spíše o úpravu seřezovacího testu D-15, ze kterého se použije pouze pět barev, které tvoří kříž. Jedna barva se umístí do středu pomyslného kříže, nejlépe na černý papír, k tomuto odstínu se položí sousední spektrální barva. Do zbylých ramen kříže se pak umístí další tři barvy z D- 15 testu, právě takové, které leží na liniích záměny. Vyšetřovaný má za úkol určit polohu terče, který se mu jeví jako nejvíc podobný středovému odstínu. V současnosti je na trhu již třetí vydání souboru desíti karet s těmito testy. obr. 25: CUT 33