Poruchy barvocitu a jejich vyšetřování Bakalářská práce

Masarykova univerzita v Brně Lékařská fakulta Poruchy barvocitu a jejich vyšetřování Bakalářská práce Mgr. Pavel Beneš, Ph.D. Vendula Prudilová Optika a optometrie Brno, duben 2014

ANOTACE Bakalářská práce nazvaná Poruchy barvocitu a jejich vyšetřování zahrnuje poznatky o barevném vidění, poruchách barvocitu, metodách vyšetřování barvocitu a možnostech korekce poruch barvocitu. V kapitolách jsou popsány a definovány anatomicko-fyziologické poznatky barevného vidění a teorie barevného vidění. Dále jsou zmíněny vrozené a získané poruchy barevného vidění, s možností jejich korekce. Jsou uvedeny také vyšetřovací metody a postupy sloužící k vyšetření barvocitu, včetně popisu vyšetření pomocí pseudoisochromatických tabulek. Klíčová slova: barevné vidění, poruchy barvocitu, vyšetřovací metody, korekce, barvoslepost ANNOTATION The bachelor thesis Colour Vision Deficiencies and thein testing includes knowledge about colour vision, colour vision deficiencies, methods of testing colour vision and correction of colour blindness. Chapters are describing anatomical and physiological knowledge of colour vision and theories of colour vision. In the next section are discussed congenital and acquired deficiency of colour vision and possibilities of their correction. Testing methods and procedures for testing colour vision are also described, including a detailed description with pseudoisochromatic plates. Keywords: colour vision, colour vision deficiency, testing methods, correction, colour blindness

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem svoji bakalářskou práci zpracovala samostatně a v seznamu uvedeném na konci této práce jsem uvedla všechny použité literární a odborné zdroje. V Brně dne 17. 3. 2014.

PODĚKOVÁNÍ Děkuji panu Mgr. Pavlu Benešovi, Ph.D. za vedení a cenné připomínky v průběhu psaní mé bakalářské práce.

SOUHLAS Souhlasím s půjčováním práce ke studijním účelům. V Brně, 17. 3. 2014..

OBSAH ÚVOD... 8 1 BAREVNÉ VIDĚNÍ... 10 1.1 Co je to barva?... 11 1.1.1 Tón barvy... 12 1.1.2 Sytost barvy... 12 1.1.3 Jas barvy... 13 1.2 Anatomicko-fyziologické poznatky... 14 1.2.1 Tyčinky a čípky... 14 1.2.2 Fotochemie zrakových pigmentů... 16 1.2.3 Elektrofyziologie barevného vidění... 17 1.2.4 Zraková dráha... 17 1.3 Teorie barevného vidění... 18 1.3.1 Young-Helmholzova teorie (trichromatická teorie)... 19 1.3.2 Heringova teorie... 20 2 PORUCHY BARVOCITU... 21 2.1 Vrozené poruchy barvocitu... 21 2.1.1 Monochromázie... 22 2.1.2 Dichromázie... 23 2.1.3 Anomální trichromázie... 24 2.2 Získané poruchy barvocitu... 26 2.3 Možnosti korekce poruch barvocitu... 29 3 METODY VYŠETŘOVÁNÍ BARVOCITU... 32 3.1 Rozlišovací testy... 33 3.1.1 Pseudoisochromatické testy (PIC tests)... 33 3.2 Seřazovací testy... 35 3.2.1 Farnsworth-Munsell 100 Hue Test (FM100)... 35 3.2.2 Farnsworth-Munsell Dichotomous D-15, Panel D-15 test (D-15)... 37 3.2.3 Lanthony Desaturated D-15 Test... 37 3.2.4 Adams Desaturated D-15 Test... 37 3.2.5 Lanthony New Colour Test... 38 3.3 Míchací testy... 38 3.3.1 Nagelův anomaloskop... 38 3.3.2 Test OSCAR (Medmont C-100)... 40 3.3.3 The City University Test (CUT)... 40 6

3.3.4 Inter-Society Color Council Colour Matching Aptitude Test (CAT)... 41 3.4 Pojmenovávací testy... 41 3.4.1 Farnsworth Lantern Test (FaLant Test)... 41 3.4.2 Holmes-Wright Lantern Test (H-W)... 41 3.5 Vyšetření barvocitu pomocí LCD tabulí... 42 ZÁVĚR... 44 SEZNAM LITERATURY A PRAMENŮ... 45 SEZNAM OBRÁZKŮ... 48 7

ÚVOD Bakalářská práce popisuje mechanismus barevného vidění, dále uvádí anatomické a fyziologické poznatky včetně teorií o barevném vidění. Hlavní část práce pak tvoří popis poruch barvocitu včetně jejich rozdělení a definic. Následuje zmínka o metodách a vyšetřovacích postupech s uvedením příkladů nejčastěji využívaných testů a přístrojového vybavení. Je zmíněn také postup vyšetření pomocí pseudoisochromatických tabulek a možnosti korekce poruch barvocitu pomocí barevných filtrů ve formě brýlových nebo kontaktních čoček. Schopnost oka rozpoznat jednotlivé vlnové délky světla, tedy schopnost rozlišit barvy, se nazývá barevným viděním a lidské oko je schopné rozlišit dva světelné paprsky, které se liší o 2 nm. Vývoj barevného vidění je spjatý s vývojem oblasti nejostřejšího vidění na sítnici, tedy s foveou centralis. Tato oblast obsahuje vysoký počet čípků, které zajišťují barevné vidění. V případě přítomnosti tří typů těchto receptorů (citlivých na červenou, zelenou a modrou barvu), neporušenosti zrakové dráhy a zrakových center mozkové kůry je barevné vidění neporušené a jedinec bez problému rozeznává všechny barvy. Pokud ovšem dojde k dysfunkci, či nepřítomnosti jednoho nebo dvou typů čípků, zakalení optických medií, onemocnění sítnice nebo nervové složky barevného vidění, dochází k poškození vnímání určité složky barevného spektra. Pacient může vnímat některou barvu nedokonale nebo dokonce barvy nerozeznávat a svět se mu jeví pouze v odstínech šedi. Nejčastějším onemocněním, které způsobuje poškození barvocitu, je zejména katarakta, neboli šedý zákal, který způsobí změnu propustnosti čočky pro světlo. Dalšími patologickými onemocněními, které ovlivňují barvocit, je glaukom, věkem podmíněná makulární degenerace, dystrofie sítnice, hemoftalmus, Alzheimerova choroba, roztroušená skleróza, leukémie a další. Mezi vrozené poruchy barvocitu se řadí anomální trichromázie, dichromázie a monochromázie, při které jedinec nerozezná barvy a vše se mu jeví jako na černobílé fotografii. Dichromázie je charakterizována dvěma funkčními typy čípků. Třetí typ čípků chybí, nebo je dysfunkční. Podle toho, pro kterou barvu čípky chybí, se dichromázie dělí na protanopii, deuteranopii a tritanopii. Podle stejného kritéria se rozděluje i anomální trichromázie. Rozdílem je, že u této choroby se v sítnici nacházejí všechny tři druhy čípků, ale jedna barva je vždy vnímána nedokonale. Rozlišuje se tedy protanomálie, deuteranomálie a tritanomálie. 8

V určitých zaměstnáních a pracovních oborech je neporušený barvocit podmínkou. Jedná se zejména o obor dopravy, kde je u profesionálních pilotů, řidičů a drážních zaměstnanců důležitá kvalita jejich barevného vidění. Neporušenost barvocitu je důležitá také v oděvním a módním průmyslu. Aby bylo možné testovat barevné vidění a stanovit rozsah poruchy barvocitu, bylo vytvořeno nepřeberné množství testů, které jsou založeny na různých principech. Nejčastější dělení testů je na rozlišovací, seřazovací, míchací a pojmenovávací. Nejjednodušším a nejpoužívanějším testem jsou tzv. pseudoisochromatické tabulky. Naopak nejpřesnější testování barvocitu zajistí např. Farnsworth-Munsell 100 Hue Test. 9

1 BAREVNÉ VIDĚNÍ Barevným viděním je nazývána schopnost oka rozlišit jednotlivé vlnové délky světla, tedy schopnost rozpoznávat barvy. Předpokladem pro správné vnímání barev je neporušenost a správná funkce oka, zrakové dráhy a zrakových center v mozkové kůře. Vnímání barev je zajišťováno žlutou skvrnou, která je místem nejostřejšího vidění a ve které se nachází nejvyšší počet čípků. Směrem do periferie počet čípků ubývá a schopnost vnímat barvy se postupně snižuje pro zelenou, červenou a modrou barvu. Čípky jsou postupně nahrazovány jinými světločivými receptory, a to tyčinkami. Periferií je oko schopné rozeznávat syté barvy velkých objektů, které jsou vhodně osvětleny. Lidské oko je schopné rozlišit světelné záření v rozmezí 380-760 nm, které se nazývá viditelné spektrum. Každá barva viditelného spektra je charakterizována třemi základními vlastnostmi a to tónem, sytostí a jasem. Barevné vidění je umožněno pouze za určité hladiny osvětlení. Znamená to tedy, že při intenzivním osvětlení přestávají být jednotlivé barvy rozlišovány směrem od krátkovlnných barev (modrá), až k barvám červeným. Naopak při snížení okolního osvětlení je oko schopné rozlišit lépe modré předměty než červené. Pokud dojde k překročení určité hraniční hladiny osvětlení, čípky již nejsou schopny reagovat a barevné vidění tak není umožněno. Čípky jsou aktivní především za normálního denního světla a zajišťují tedy fotopické vidění, kdežto tyčinky přebírají funkci při snížené hladině osvětlení a zajišťují skotopické vidění. Tato teorie, která popisuje průběh fotopického a skotopického vidění, je nazývána teorií duplicitní a jejím základem jsou znalosti anatomie různých druhů živočichů a výsledky fyziologických a patologických stavů pacientů. Za snížených světelných podmínek se objevuje centrální skotom, který je projekcí fovey do prostoru, což je způsobeno faktem, že fovea obsahuje pouze čípky, které jsou za těchto podmínek vyřazeny z činnosti. Skotopické vidění zároveň umožňuje dobrou orientaci v prostoru, ale neumožňuje rozeznávat detaily předmětů. J. E. Purkyně popsal jev, při kterém dochází k posunu maxima sítnice v závislosti na změně osvětlení. Vidění, ke kterému dochází mezi viděním fotopickým a skotopickým se nazývá mezopické vidění. V sítnici se nacházejí tři typy čípků, které obsahují fotopigment opsin a odlišují se podle absorpčního maxima, jak je možné vidět na obrázku č. 1. Jsou to L-čípky s absorpčním maximem 570-590 nm (žlutá až červená barva), M-čípky s absorpčním maximem 535-555 nm (zelená barva) a S-čípky s absorpčním maximem 440-450 nm (modrá barva). Tyčinky obsahují fotopigment rodopsin. [4, 11, 13, 15] 10

Obr. 1 Absorpční křivky tří typů čípků [15] Pomocí zrakových evokovaných potenciálů (VEP) je umožněno zjistit začátek vývoje barevného vidění již u půlročního dítěte a předpokládá se, že vývoj barevného vidění je pevně spjatý s vývojem fovey, kde se nachází nejvyšší množství čípků. Testovaní malých dětí je díky jejich nízkému věku velice složité, ale i přesto je dokázané, že dítě upřednostňuje barevné hračky a předměty. První kvalitnější testování barvocitu by mělo proběhnout před nástupem dítěte do školy a následně v rozmezí 10 až 12 let dítěte. U dětí v předškolním věku se nejčastěji k vyšetření používají pseudoisochromatické tabulky, u dětí starších je již možné využít všech vyšetřovacích pomůcek a metod. Ve škole, především v první třídě, jsou vyučovací metody a pomůcky založeny také na barevné odlišnosti, proto je velice důležité otestovat barevné vidění dítěte ještě před nástupem do školy. Porušený barvocit může způsobit nepochopení zadaného úkolu a tím i zhoršit žákův prospěch. [9] 1.1 Co je to barva? Barva je pouze zrakový vjem a z fyzikálního hlediska neexistuje. Stejný zrakový vjem mohou vyvolat také dva zdroje se zcela odlišným barevným spektrem a z toho důvodu se mohou jevit dvě barevné předlohy na slunečním světle stejně, ale při umělém osvětlení mohou být odlišné. Barva je tedy vlastností světla, které dopadá do oka ze zdroje světla, nebo se odráží od určitého předmětu. Bílé světlo z umělého světelného zdroje, ale i sluneční světlo je tvořeno z nekonečného množství barev (spektrálních barev), a proto je takové světlo označováno jako světlo složené. Tento poznatek je možné prakticky potvrdit rozkladem složeného světla pomocí hranolu, čímž vznikne pestrobarevná duha, ve které jedna barva plynule přechází v barvu další. Pokud bude hranolem procházet světlo o určité barvě a vlnové 11

délce, tedy světlo jednoduché (monochromatické), nedojde k dalšímu rozkladu světla, jak tomu bylo u světla složeného. Pomocí spektroradiometru je možné zaznamenat rozložení světelné energie. Složení spektra vyvolává objektivní barevné podráždění sítnice a barevný vjem vzniká až v mozku. Tento barevný vjem není závislý na samotné barvě, protože ta vzniká jako výsledek aditivního mísení barev. Proto mohou být dvě identické barvy vnímány jako různé. Barvu lze popsat a charakterizovat pomocí tří základních faktorů barevný tón, sytost a jas. [11, 17] 1.1.1 Tón barvy Bylo prokázáno, že lidské oko není schopné rozlišit jednotlivé vlnové délky viditelného spektra, ale pouze vlnové délky, které jsou od sebe vzdáleny přibližně 2 nm. Z toho vyplývá, že lidské oko rozliší přibližně 150 vlnových délek ve viditelném spektru a tyto vlnové délky se označují jako monochromatické světlo. Barevným tónem je tedy nazýván barevný vjem, který je vyvolán působením každého monochromatického světla. Barevný tón je tedy to, čím se liší například červeň od modré či zeleň od žluté. [5] 1.1.2 Sytost barvy Sytost barvy udává množství bílého světla, které je přimíchané do světla monochromatického. Bílé světlo vzniká smíšením všech vlnových délek, popřípadě všech monochromatických světel a v případě, že k čistému monochromatickému světlu bude přidáváno stále větší množství bílého světla, vznikne barevná řada. V této řadě bude mít každá barva stejný základní barevný tón, ale postupně budou světlejší, až se v přebytku bílé ztratí. Tímto způsobem lze dosáhnout přechodu od sytého barevného tónu přes barvy nenasycené až k barvě bílé. Čím menší je tedy množství bílé barvy a větší množství barvy spektrální, tím vyšší je sytost barvy. Na obrázku č. 2 je znázorněna škála sytosti červené barvy. [5, 11] 12

Obr. 2 Škála sytosti červené barvy [30] 1.1.3 Jas barvy Tato charakteristika udává intenzitu barevného vjemu a je závislá na odražené či vyzařované světelné energii. Jas je možné charakterizovat přiřazením každého tónu ke stejně světlé šedé ploše, tedy ploše bez barevného tónu. Pro názornost lze použít příklad. Jahodová šťáva má červenou barvu a přimícháním tmavé tekutiny ztrácí červená barva svůj jas, tedy tmavne. [5, 11, 17] Obr. 3 Jas zelené barvy [29] S barevným vnímáním jsou úzce spjaty tři nezvyklé barevné fenomény, kterými jsou barevná oponence, soudobý barevný kontrast a barevná stálost. [5] Barevná oponence V případě rovnoměrného mísení červené a zelené barvy dojde ke vzniku sytě žluté barvy a stopy původních dvou barev vymizí. Obdobná situace nastane při rovnoměrném mísení světla žlutého a modrého, kde je výsledkem barva bílá bez jakékoliv příměsi žluté či modré. Ovšem při kombinaci jiných barev už se tento fenomén neobjevuje. Například rovnoměrným smícháním světla červeného a žlutého je získán odstín oranžový, smícháním 13

světla červeného a modrého získáme fialový odstín. Z toho plyne, že ve všech ostatních kombinacích jsou zachovány stopy původních barev. Soudobý (simultánní) barevný kontrast Tento fenomén je přesným opakem výše popsané barevné oponence. Jev je možné hodnotit na malých předmětech nebo detailních liniích větších objektů, které se nachází na červeném, zeleném, žlutém nebo modrém pozadí. V případě pozorování malého šedého útvaru na červeném pozadí se bude jevit zbarvený do zelena, na zeleném pozadí zbarvený do červena, na žlutém do modra a na modrém do žluta. Barevná stálost Objektivně bylo zjištěno, že spektrální složení slunečního světla se odlišuje například od světla svíčky, žárovky nebo výbojky. Navzdory tomu jsou barvy předmětů osvětlených různým zdrojem vnímány stále stejně, i když je světelné spektrum odražené od předmětu vždy různé. To znamená, že například papír je vždy vnímaný jako bílý a citrón vždy jako žlutý. [5] 1.2 Anatomicko-fyziologické poznatky K tomu, aby bylo umožněno barevné vidění, nestačí pouze přítomnost čípků, ale také správná funkce mozku, který musí spojit signály z jednotlivých čípků, což zajistí barevné vidění. V sítnici se musí nacházet nejméně dva typy čípků, jinak není možné sečíst signály z čípků v mozku. Součet těchto signálů z čípků ovlivňuje jas a rozdíl signálů ovlivňuje barvu. 1.2.1 Tyčinky a čípky Sítnice lidského oka obsahuje přibližně 130 milionů smyslových buněk (tyčinky a čípky), které se liší svojí strukturou a funkcí, jak je vidět na obrázku č. 4. Tyčinek je v sítnici kolem 120 milionů. Ve foveole se tyčinky nevyskytují a objevují se až ve vzdálenosti 0,13 mm od centrální jamky. Nejvyšší hustota tyčinek je přibližně ve vzdálenosti 5-6 mm od fovey a to přibližně 160000/mm 2. S narůstající vzdáleností se jejich počet opět snižuje, viz. obr. 5. Tyčinku je možné rozdělit na dvě části. Na vnitřní úsek, který je tvořen buněčným jádrem a nervovým vláknem a na vnější úsek, který obsahuje světločivé 14

elementy. Na vnějším úseku je možné rozlišit další dvě části, a to vnitřní a vnější výběžek. Vnější výběžek je tvořen tisíci disky, které jsou uspořádány kolmo na osu tyčinky a jsou na sebe těsně natlačeny. V těchto discích se nachází světločivá substance rodopsin (zrakový purpur), který při osvitu mění svoji stavbu a dochází k přeměně světelné energie na nervový impuls. Rodopsin je obsažen pouze v tyčinkách, nikoliv v čípcích a uplatňuje se při vidění za šera a za tmy. Vnitřní výběžek tyčinky je tvořen nervovými vlákny a buněčným jádrem. Nervovými vlákny je zajištěno propojení mezi tyčinkami a bipolárními buňkami. Počet čípků v sítnici se pohybuje okolo 6-7 miliónů. Největší hustota je ve foveole, kde se nachází přibližně 150000/mm 2 a směrem k periferii jejich počet výrazně klesá. Ve vzdálenosti 3 mm od centra se jich nachází pouze 6000/mm 2, viz obr. 5. Stavba čípků je obdobná jako u tyčinek. V periferii mají čípky širší a tlustší tvar, který se směrem k foveole zužuje, což je způsobeno větší hustotou čípků v centru sítnice. Na čípcích je možné rozlišit vnější a vnitřní úsek. Vnější úsek je opět tvořen vnějším výběžkem, který je tvořen hustě naskládanými disky obsahujícími světločivý pigment jodopsin a vnitřním výběžkem, který je tvořen velkým počtem mitochondrií. Vnitřní úsek obsahuje buněčné jádro a nervová vlákna, která tvoří synapse s bipolárními buňkami. Tyčinky i čípky jsou spojeny s pigmentovým epitelem sítnice pomocí vnějších výběžků. [8, 18] Obr. 4 Schéma tyčinek (a) a čípků (b) [8] 15

Obr. 5 Topografické rozdělení čípků (z) a tyčinek (s) na sítnici a papile (p) [8] 1.2.2 Fotochemie zrakových pigmentů Jak už bylo zmíněno výše, zrakový pigment se nachází ve vnějších úsecích fotoreceptorů a tento zevní úsek se obnovuje přibližně každých deset dní. Rodopsin (zrakový purpur) je tvořen několika substancemi, mezi které patří složka absorbující světlo, chromatofor a bílkovina opsin. Chromatofor, neboli retinaldehyd je aldehyd vitamínu A. V stavu regenerace je retinal v 11-cis formě a svým tvarem přesně zapadá do opsinové části molekuly. Po ozáření 11-cis retinalu dojde ke změně v transformu a vzniká prelumirodopsin, který se dále přemění na lumirodopsin, metarodopsin I a metarodopsin II. Na závěr dojde k hydrolyzaci rodopsinu na transformu retinalu a opsinu. Základem schopnosti adaptace na tmu je regenerace rodopsinu a vitamínu A. Při tomto procesu dochází k přeměně transformy retinalu na cisformu vitamínu A, následuje přeměna vitamínu na aldehyd a vazba na opsin, viz obr. 6. Při těchto dějích je při osvětlení zajištěn vnik raných receptorových potenciálů. Tyto potenciály mohou být zachyceny při elektrookulografii mezi rohovkovou a indiferentní elektrodou. [16] Obr. 6 Reakce rodopsinu na světlo [16] 16

1.2.3 Elektrofyziologie barevného vidění Informace o barvě, kterou získaly čípky, je zpracována horizontálními buňkami sítnice. Tyto buňky jsou důležité pro svůj S-potenciál, který je využíván při osvitu sítnice různou částí barevného světla. Tento systém je nazýván tzv. oponentní kódování, což znamená, že červená barva způsobí hyperpolarizaci a zelená depolarizaci. Druhý systém se týká modré a žluté barvy, kdy modrá působí hyperpolarizaci a žlutá depolarizaci. Na stejném principu fungují i buňky, které se nacházejí ve vyšších etážích zrakové dráhy. U gangliových buněk dochází na začátku osvitu k on-reakci a při skončení osvitu k off-reakci. [16] 1.2.4 Zraková dráha Zraková dráha je tvořena čtyřmi neurony a je senzitivní. 1. neuron zrakové dráhy je tvořen světločivými buňkami (tyčinky a čípky). Jsou to modifikované neurony, jejichž funkcí je přeměna světelné energie v nervové vzruchy. Jejich dendrit je přeměněn na speciální světločivý výběžek, který přijímá tuto světelnou energii a axon přenáší nervový vzruch na další neuron. Fotoreceptory se v sítnici nacházejí ve vnější vrstvě, světločivá část směřuje zevně, naopak axony směřují do vnitřních vrstev sítnice. Vzniklé nervové vzruchy jsou předávány na 2. neuron sítnice. 2. neuron je tvořen bipolárními buňkami, jejichž soubor se nazývá ganglion retinae. Bipolární buňky jsou pomocí dendritů spojeny s fotoreceptory a axony jsou propojeny s gangliovými buňkami, které vytváří 3. neuron. 3. neuron zrakové dráhy je tvořen gangliovými buňkami, jejichž soubor je nazýván ganglion opticum a nachází se nejblíže očnímu povrchu. Axony gangliových buněk se sbíhají na disku zrakového nervu. V této oblasti nervová vlákna opouštějí oční bulbus a získávají myelinovou pochvu. Tento široký svazek axonů je zrakový nerv (nervus opticus). Prochází skrz canalis opticus do lebeční dutiny a oba zrakové nervy vstupují do útvaru chiasma opticum. V tomto místě se vlákna z mediálních polovin sítnice kříží, vlákna z laterálních polovin sítnice se nekříží a vlákna ze středu sítnice jdou zkříženě i nezkříženě. Z chiasma opticum vystupuje tractus opticus. Pravostranný tractus opticus obsahuje vlákna z pravých polovin sítnice (tj. z levých polovin zorných polí obou očí), levostranný z levých polovin obou sítnic (tj. z pravých polovin zorných polí obou očí). Tractus opticus směřuje do corpus geniculatum laterale. 17

4. neuron začíná buňkami corpus geniculatum laterale a dále směřuje ke kůře lobus occipitalis jako tractus geniculocortikalis (radiatio optica Gratioletův svazek). Je zakončen v primární zrakové korové oblasti area 17 (area striata). K přepojení části vláken dochází v nejhlubší vrstvě corpus geniculatum laterale, tyto vlákna potom nekončí v area 17, ale v area 18 (area parastriata), popřípadě v area 19 (area peristriata). Odtud jsou vlákna dále přepojena do frontálního okohybného pole, které řídí veškeré vyhledávací a volní pohyby očí. Průběh celé zrakové dráhy je znázorněn na obrázku č. 7. [3] Obr. 7 Průběh zrakové dráhy [25] popis: left eye- levé oko, right eye- pravé oko, optic nerves- optický nerv, optic chiasm- zrakové chiasma, uncrossed axon- nezkřížené axony, crossed axon- zkřížené axony, optic tracts- optický trakt, left brain- levá hemisféra, right brain- pravá hemisféra, primary visual areas in occipital lobes of cerebral cortex- primární zrakové centra okcipitálních laloků mozkové kůry 1.3 Teorie barevného vidění Vznik a tvorba zrakových vjemů zůstávají stále pouze teorií a k vysvětlení tohoto jevu nepřispěly fyzikální, psychologické, ani filosofické objevy. Doposud prezentované a publikované teorie o barevném vidění popisují vznik barevného vjemu podle různých kritérií. Některé z těchto kritérií dokážou spolehlivě vysvětlit možnost vzniku poruchy barvocitu, ale vždy zůstává některý z jevů barevného vidění nevysvětlitelný. Zatím tedy chybí určité základní poznání, které by umožnilo přesné popsání vzniku, pochodu a poruch 18

barevného vidění. Primárním problémem je nejednotnost autorů v předpokladu vlastní funkce čípků. Existují dvě základní teorie barevného vidění trichromatická teorie a teorie oponentního kódování barev. Tyto dva systémy fungují ve zrakovém systému vedle sebe a vzájemně se doplňují. Nejprve se zpracování barvy účastní mechanismus trichromatický, který se nachází na úrovni tyčinek a čípků a následně se uplatňuje oponentní kódování barev. Dochází k přesunu barevné informace ze tří typů čípků do dvou oponentních systémů. Propojení mezi trichromatickým a oponentním systémem je zajišťováno horizontálními buňkami. [5, 11] 1.3.1 Young-Helmholzova teorie (trichromatická teorie) Tato teorie vychází z existence tří základních barevných složek bílého světla (modrofialové, červené a zelené) a z poznatku, že v sítnici se nachází 3 typy čípků, které jsou citlivé na modrou, zelenou a červenou barvu. Na základě aditivního mísení tří základních barev dochází v mozku ke vzniku různých barevných vjemů, viz. obr. 10. Bylo dokázáno, že monochromatické světlo může podráždit zároveň nejen dva, ale i všechny tři typy čípků a výsledný barevný vjem je tak závislý na poměru rozsahu podráždění jednotlivých typů čípků. Pokud jsou všechny tři typy čípků podrážděny stejnoměrně, vzniká dojem bílé barvy. V případě podráždění pouze jednoho typu čípků, je tedy vnímána pouze jedna základní barva. Pokud nedojde k podráždění sítnice žádným světelným podnětem, vzniká vjem barvy černé. Identický barevný vjem může být způsobený i zářením s různým spektrálním složením metamerní barvy. Představit si rozložení barev může umožnit tzv. barevný trojúhelník, který je zobrazený na obrázku č. 8. V jeho rozích se nachází monochromatické barvy (červená, zelená a modrá). Každá jiná barva vzniká kombinací těchto tří základních barev. Na stejném principu je také založena normalizovaná barevná tabulka CIE, viz. obr. 9. Není-li brán ohled na jas barvy, tak se při hodnocení barev v barevném trojúhelníku vystačí pouze s jejich tónem a sytostí. [11, 17] Obr. 8 Barevný trojúhelník [27] popis: B (blue)- modrá barva, R (red)- červená barva, G (green)- zelená barva 19

Obr. 9 Normalizovaná barevná tabulka CIE [17] Obr. 10 Aditivní mísení barev [15] 1.3.2 Heringova teorie Tato teorie je založena na principu oponentního kódování barev. Podle Heringovy teorie je každý pár antagonistických barev, které již byly popsány v rámci barevné oponence (červená (R)-zelená (G) a žlutá (Y)-modrá (B)), přenášen a dále zpracováván v odděleném nervovém informačním kanálu. První kanál, kterým je R-G systém, reaguje hyperpolarizací nebo depolarizací na stimul červené barvy a signálem opačného znaménka (depolarizací nebo hyperpolarizací) na stimul zelené barvy. Úplně stejné reakce probíhají i v případě Y-B systému. Pokud tyto systémy nesou informaci o rovnoměrné směsi dvou barev, nedochází k žádné změně napětí. Propojením obou výše zmíněných teorií vzniká teorie zónová, kterou se podařilo experimentálně prokázat. Ze zónové teorie vyplývá, že fyzikální barevné podněty, které dopadají na sítnici, jsou zaznamenány na základě trichromatické teorie barev a jejich další vedení a zpracování v mozku je zajištěno pomocí teorie antagonistické. [2, 5] 20

2 PORUCHY BARVOCITU Poruchy barvocitu lze rozdělit na poruchy vrozené a získané. Vrozené poruchy jsou dědičné a postihují přibližně 8% mužské populace a 0,4% ženské populace. V případě vrozených poruch barvocitu není možné jejich vyléčení, naopak v případě získaných poruch může dojít po léčbě vyvolávající příčiny k zlepšení. Příčinou těchto získaných poruch může být porucha v oblasti sítnice (zhoršené vnímání modré a žluté barvy) nebo poruchy zrakové dráhy (zhoršené vnímání červené a zelené barvy). [4] Obr. 11 Normální barvocit [21] 2.1 Vrozené poruchy barvocitu Lidé s poruchou barvocitu nejsou schopni vidět takové množství barevných odstínů jako lidé s normálním barvocitem. Dědičnost poruchy pro červenou a zelenou barvu (protanopie, deuteranopie, protanomálie a deuteranomálie) je zajišťována recesivními geny, které se nachází na heterochromozomech X. Tyto poruchy postihují častěji muže, a to z toho důvodu, že tento gen může být u žen vyjádřen dvěma různými alelami, kdežto u mužů nikoliv. Opakem je dědičnost pro barvu modrou (tritanopie a tritanomálie), kdy se postižený gen nachází na sedmém autozomu. Z tohoto důvodu jsou zasaženi muži i ženy stejně. Vrozené defekty barevného vidění mohou vznikat několika odlišnými způsoby. Jednou z příčin je stav, kdy sítnice postrádá funkční čípky a druhou příčinou je situace, při které se v sítnici nachází místo tří typů fotopigmentů pouze dva nebo dokonce pouze jeden. Poslední příčinou, kdy dojde k poškození barvocitu, je rozdílná spektrální citlivost jednoho ze tří typů čípků, která se liší od normálu. [1, 21] 21

2.1.1 Monochromázie Jedná se o totální ztrátu barvocitu z důvodu nepřítomnosti dvou nebo všech tří typů barevného pigmentu. Monochromázie bývá také popisována jako achromatopsie (nepřítomnost barevného vidění). Tento termín se ale používá především k popisu barvosleposti způsobené poruchou korových oblastí. Je nutné rozlišit tyčinkovou monochromázii neschopnost rozpoznat jakékoliv barvy a monochromázii čípkovou. Tyčinková monochromázie V případě tohoto postižení se v sítnici nenacházejí žádné funkční čípky. Chybění funkčních čípků má za následek pokles zrakové ostrosti až na hodnoty okolo 6/60 a velice často se u pacientů vyskytuje fotofobie (nesnášenlivost jasného osvětlení) a nystagmus, při kterém není umožněna stálá fixace pohledu. Tyčinková monochromázie může být dále rozdělena na dva podtypy. Jedním z důvodů ztráty barvocitu je absence veškerého čípkového fotopigmentu, která má za následek neschopnost generovat jakoukoliv čípkovou odpověď. Druhým důvodem vzniku tyčinkové monochromázie je poškození v oblasti zrakové dráhy. Tento stav má za následek ztrátu barvocitu i v přítomnosti čípkových fotopigmentů. Tato příčina je ale velmi vzácná. Čípková monochromázie Tento typ poruchy je vzácný a tedy i méně častý. V případě této poruchy barvocitu se v sítnici nachází pouze jeden typ čípků a u většiny pacientů jsou to čípky s fotopigmentem citlivým na krátkovlnnou (modrou) část barevného spektra. Tento stav bývá v některých publikacích nazýván neúplnou achromatopsií. Na rozdíl od tyčinkové monochromázie je zachováno relativně normální vidění a zraková ostrost se pohybuje v hodnotách 6/9 až 6/24. Velice ojediněle se vyskytuje také fotofobie a nystagmus, které pacienti udávají pouze při snížené zrakové ostrosti k hodnotě 6/18. Genetické výzkumy na molekulární úrovni dokazují, že v případě monochromázie, při které jsou přítomny čípky citlivé na modrou barvu, se nacházejí abnormality v oblasti kontrolního místa na X-chromozomu, které ovlivňuje tvorbu červenozeleného pigmentu. U některých čípkových monochromatů byl prokázán rozvoj progresivní centrální degenerace sítnice v závislosti na věku. Provede-li se ERG měření, tak fotopická reakce jakékoliv velikosti potvrzuje přítomnost funkčních čípků. Člověk s tímto postižením vnímá okolní svět pouze v odstínech šedi, obdobně jako při pohledu na černobílou fotografii a orientuje se pouze podle odlišného jasu. [1, 11, 21] 22

2.1.2 Dichromázie Dichromázie se řadí mezi částečné poruchy barvocitu a je charakterizována nepřítomností či dysfunkcí jednoho ze tří typů čípkových fotopigmentů. Pacienti s tímto postižením jsou schopni vytvořit většinu spektrálních odstínů s použitím pouze dvou barev. Dichromázii lze rozdělit na tři skupiny podle toho, který ze tří typů čípků chybí, nebo je dysfunkční. Protanopie Protanopie je definována absencí či totální dysfunkcí receptorů citlivých na červenou barvu. Lidé s protanopií zaměňují tmavě červenou barvu za černou nebo tmavě šedou. Na obrázku č. 12 je viditelné špatné rozlišení barev v oblasti zelené, žluté a červené a fialová může být zaměňována za modrou. Obr. 12 Protanopie [21] Deuteranopie Při této chorobě chybí nebo jsou dysfunkční čípky absorbující zelenou barvu. I u této poruchy se objevuje problém s rozlišováním v oblasti zelené, žluté a červené barvy, viz. obr. 13. Na rozdíl od protanopie dochází k záměně za barvu černou či tmavě šedou u barvy zelené. Obr. 13 Deuteranopie [21] Tritanopie Tritanopie se vyznačuje absencí nebo neschopností absorpce receptorů citlivých na barvu modrou. Pacienti zaměňují žlutou a bílou barvu a těžko rozpoznávají barvu fialovou od červené, viz. obr. 14. 23

Obr. 14 Tritanopie [21] Tetranopie Tetratanopie je vzácně se vyskytující porucha barvocitu, která je popsána především zahraničními publikacemi a jedná se o poruchu barevného vidění v oblasti barvy žluté a modré. Pomocí sítnicové denzitometrie byla v případě protanopie a deuteranopie prokázána přítomnost právě pouze červeného nebo zeleného fotopigmentu. Dalším testem, při kterém byly hodnoceny poruchy barvocitu, je spektrofotometrie, která prokázala absenci fotopigmentů citlivých na středněvlnné délky u vyjmutého deuteranopického oka. [1, 11, 12, 21] 2.1.3 Anomální trichromázie V tomto případě se vyskytuje poškození jednoho typu barevných receptorů. Lidé postižení touto poruchou tedy využívají k vytvoření různých barevných odstínů všechny tři typy fotopigmentů, ale jedna barva je vždy vnímána nedokonale. Opět je možné anomální trichromázii rozdělit na tři skupiny a to podle toho, který fotopigment má abnormální spektrální citlivost. Protanomálie Protanomálie je popisována jako snížená schopnost vnímat červenou barvu, která se pacientům jeví tmavší a dochází k poruchám kontrastní citlivosti, viz. obr. 15. Genovou mutací dochází k vložení části M-opsinu (fopigment absorbující zelenou barvu) do L-opsinu (fotopigment absorbující červenou barvu), čímž se absorpční vlastnosti anomálního L-opsinu blíží vlastnostem M-opsinu a dochází tak k poruchám ve vnímání barev z dlouhovlnné části viditelného spektra. Problém nastává především při řízení, kdy jsou brzdová a obrysová světla rozpoznána později. 24

Obr. 15 Protanomálie [28] Deuteranomálie Deuteranomálie je porucha barvocitu se sníženou schopností vnímat barvu zelenou. Geny pro M-opsin a L-opsin se nacházejí v bezprostřední blízkosti na 23. chromozomu. Z důvodu blízkosti polohy obou genů může dojít při růstovém dělení chromozomu k vložení frekvence genu L-opsinu do genu M-opsinu. Tímto procesem získává anomální M-opsin vlastnosti podobné L-opsinu, což způsobí obtížnější rozeznávání barev v dlouhovlnné části barevného spektra, viz. obr. 16. Při této poruše je stále zachována kontrastní citlivost. Obr. 16 Deuteranomálie [28] Tritanomálie Toto postižení se vyznačuje sníženou schopností vnímat modrou barvu. Tato porucha je velmi vzácná a ze všech výše jmenovaných se vyskytuje nejméně. Znázornění této poruchy je na obrázku č. 17. Obr. 17 Tritanomálie [28] V případě této poruchy není možné použít k vyšetření reflexní denzitometrii, protože není dostatečně citlivá k hodnocení malých rozdílů citlivosti fotopigmentů. Anomální trichromázie je také řazena mezi částečné poruchy barvocitu. [1, 12, 18, 21] 25

Nejčastěji se celosvětově v populaci objevuje porucha pro červeno-zelenou barvu (7-10 %), a to u mužů. Z toho je 5,0 % deuteranomálií, 2,6 % protanomálií a protanopií a 2,6 % deuteranopií. U žen se celosvětově nejčastěji objevuje deuteranomálie (0,35 %). [21] 2.2 Získané poruchy barvocitu Mimo poruchy barvocitu, které jsou způsobeny dědičností, můžou být defekty barevného vidění způsobeny nemocemi či zraněním oka, dlouhodobým užíváním léků, působením chemických látek a věkem. Jedná se především o tyto nemoci diabetická retinopatie, glaukom, věkem podmíněná makulární degenerace, katarakta, hemoftalmus, dystrofie sítnice, centrální serózní chorioretinopatie, pooperační cystoidní makulární edém, idiopatická makulární díra, Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, roztroušená skleróza, leukémie, srpkovitá anémie a chronický alkoholismus. [22] Diabetická retinopatie Diabetická retinopatie je nejčastější příčinou vniku cévního onemocnění sítnice a je častou orgánovou komplikací diabetu. Je tedy velmi důležité, aby byl diabetes správně kompenzován a oční projevy se objevily co nejpozději, nejlépe vůbec. Hlavními příčinami poklesu zraku či slepoty jsou především: komplikace spojené s proliferativní diabetickou retinopatií (krvácení do sklivce a trakční odchlípení sítnice), vznik diabetické makulopatie. Při diabetické retinopatii je barvocit ovlivněn především diabetickou makulopatií a to z toho důvodu, že barvocit je závislý na čípcích, které se v nejhojnějším počtu nacházejí právě v makule. Klinickým testováním bylo prokázáno, že rozsah poškození barevného vidění je přímo úměrný rozsahu postižené sítnice. Pánové Dubois-Poulsen a Cochet popsali poruchy barevného vidění v modré oblasti především u pokročilé diabetické retinopatie. K dalšímu poškození barvocitu může dojít po fotokoagulační léčbě, kdy dochází k úbytku fotoreceptorů. [1, 13] 26

Glaukom Toto onemocnění patří ve vyspělých zemích k nejčastějším příčinám oslepnutí u osob nad 40 let a trpí jím přibližně jeden z padesáti dospělých. Glaukom je onemocnění, které se projevuje změnami na zrakovém nervu a odumíráním jeho nervových vláken, většinou ve spojení s vysokým nitroočním tlakem. V případě, že není glaukom správně léčený, dochází k zužování zorného pole a postupem času může dojít až ke slepotě. Díky změně barvocitu u tohoto onemocnění, je možné odhalení glaukomu i o několik let dříve než dojde ke změnám v zorném poli. Glaukomové onemocnění ovlivňuje především vnímání barev v oblasti barvy modré, modrozelené a žluté. [1, 13] Věkem podmíněná makulární degenerace Jedná se o onemocnění, které je ve vyspělých zemích jednou z nejčastějších příčin slepoty a postihuje především osoby starší padesáti let. Věkem podmíněná makulární degenerace většinou postihne nejdříve jedno oko a k poškození druhého dochází během následujících let. U onemocnění lze rozlišit dvě formy: suchou a vlhkou formu. V případě suché (atrofické) formy je barvocit neporušený a pacient si zachovává normální barevné vidění. V případě vlhké (exsudativní) formy se na sítnici objevují neovaskularizace a dochází k rychlému poklesu zrakových funkcí, včetně porušení barevného vidění především v oblasti modré barvy. [1, 7] Katarakta Při kataraktě dochází k zakalení nitrooční čočky, které je způsobeno chemickými změnami bílkovin, které čočku tvoří. Tím je narušena její průhlednost a je tak rozptýlen paprsek světla vstupující do oka a pacient tedy udává zamlžené vidění. Rizikovými faktory pro vnik šedého zákalu jsou zejména UV záření, kouření, alkohol, radiační působení, genetická zátěž a dlouhodobé užívání kortikosteroidů. Nejčastější příčinou vzniku katarakty je stárnutí čočky (tzv. senilní katarakta) a dále metabolické, systémové a oční onemocnění. Mimo to dochází také k narušení barevného vidění. Jedinou léčbou je léčba operační, kdy se zkalená čočka nahradí čirou umělou čočkou. Čočka, která prochází procesem zakalování získává nažloutlou barvu, která částečně blokuje vlnové délky v oblasti modrého spektra a tím dochází k poruše barevného vidění pro modrou barvu. Po odstranění zkalené čočky pacienti často udávají namodralé vidění, které časem odezní. [1, 7, 11, 13] 27

Parkinsonova choroba Toto onemocnění se projevuje zejména u starších osob a dochází k neurodegenerativním změnám v oblasti centrální nervové soustavy a ke snižování počtu specifických nervových buněk středního mozku, které produkují dopamin. Právě tato látka je nezbytná pro přenos vzruchů mezi jednotlivými nervovými buňkami a její nedostatek způsobuje, že pacient přestává být postupně schopen ovládat a kontrolovat svůj pohyb. U Parkinsonovy choroby dochází také k poškození sítnice, zejména k poruše přenosu signálu mezi buňkami amakrinními a bipolárními. Z tohoto důvodu se snižuje kontrastní citlivost a objevují se změny v barevném vidění, které se projevují zhoršeným vnímáním v oblasti modrozelené barvy. [20] Skleroza multiplex Skleroza multiplex neboli roztroušená skleróza je celkové chronické autoimunitní onemocnění, které postihuje častěji ženskou populaci ve věku 20 až 40 let. Jedná se o tzv. demyelinizační onemocnění, které způsobuje ztenčení až vymizení myelinových pochev nervových vláken, čímž dochází ke zpomalení až vymizení přenosu nervových signálů a také ovlivňuje komunikaci mezi nervovými buňkami v mozku a v míše. Roztroušená skleróza se může projevovat prakticky jakýmikoliv neurologickými symptomy, které často přecházejí v fyzickou kongitivní invaliditu a neuropsychiatrické poruchy. Velice často způsobuje toto onemocnění zánět zrakového nervu, což způsobuje především rozoostřené vidění a poruchy barvocitu. Na roztroušenou sklerózu neexistuje žádná cílená kauzální léčba. Dostupné léky se zaměřují především na zmírnění obtíží, zpomalení progrese, předcházení nových atak a zabránění invalidity. Střední délka života pacientů se slerozou multiplex se neliší od populace bez tohoto onemocnění. [19] Mezi léky, které ovlivňují vnímání barev, patří především léky na srdeční nemoci, na snížení vysokého krevního tlaku, protizánětlivé léky, léky na nemoci postihující nervový systém či psychofarmaka. V případě požití některého jedu nebo nesprávného množství léku může dojít ke změnám barevného vidění, které jsou nazývány barevné vidy, neboli chromatopsie: - Iantopsie fialové vidění - Kyanopsie modré vidění - Chloropsie zelené vidění 28

- Erytropsie červené vidění objevující se např. po oslnění při afakii, při otravách skopolaminem, nikotinem, chininem a sirouhlíkem. - Xantopsie žluté vidění, které se objevuje při žloutence, po santoninu, pikrové kyselině, salicylu a amylnitritu. Poruchy barevného vidění a šeroslepost se objevují při toxicitě thioridazinu. Thioridazin způsobuje změny barevného vidění v oblasti modré barvy a může způsobit atrofii pigmentového epitelu. Poškození je závislé na výšce denní dávky a ne na délce užívaní. Dalším lékem, který způsobuje poruchy barevného vidění je tamoxifen, který se používá při léčbě karcinomu prsu. Při léčbě srdečních nemocí digoxinem či digitoxinem se může objevit xantopsie a erytropsie. Chloroquin poškozuje barevné vidění nejprve v oblasti barvy modré a dále poškozuje vnímání barvy červené. Etambutol, který se používá při léčbě tuberkulózy je dalším lékem, který ovlivňuje barevné vidění. [1, 7, 11, 22] Mezi chemické látky, které mohou způsobit ztrátu barevného vidění, patří především hnojiva a styreny. Dalšími látkami, které mohou poškodit barvocit, jsou např. santonin (jedovatý seskviterpenický lakton), fenacetin, tabák, naftalin, betanaftol, námel a thálium. Fenacetin způsobuje nažloutlé vidění, žvýkání tabáku naopak červené a zbývající vyjmenované látky způsobují zakalení čočky, což má za následek poruchy ve vnímání modré a žluté barvy. [9, 22, 24] Vliv na vnímání barev má také věk. U lidí nad 60 let dochází k fyzickým změnám, které mohou ovlivnit schopnost rozeznávání barev. S narůstajícím věkem dochází ke vzrůstající absorpci čočky pro krátkovlnné délky viditelného spektra. To má za následek snížený přístup modré části světla k sítnici a vznikají tak poruchy barevného vidění v oblasti modré a žluté barvy. Nejmarkantnější je toto poškození u hnědé jádrové katarakty. Dalšími příčinami změn barevného vidění je stařecká mióza, kdy na sítnici dopadá menší množství světla a také se snižuje počet čípků a gangliových buněk. [9, 23] 2.3 Možnosti korekce poruch barvocitu Použití barevných filtrů je omezeno na protanomálii a deuteranomálii, kdy u korekce těchto poruch bylo prokázáno zlepšení barevného vidění. Barevné filtry působí dvěma způsoby. Prvním je ovlivnění a posunutí spektrální citlivosti anomálního opsinu na jeho 29

normální polohu a druhou funkcí je ovlivňování velkých gangliových buněk zrakového nervu, které mohou způsobovat potíže se čtením. Světlo, které vstupuje do oka, je absorbováno čípkovými opsiny, prochází skrz rohovku, čočku a lutein a tím mění své spektrální složení. Toto spektrální složení a tím i vnímání barev může být ovlivněno změnou průhlednosti čočky, ale i individuální pigmentací makuly. Studie předpokládají, že absorpční maxima všech typů čípků mohou být pomocí filtrů posunuta do normálu. Ve skutečnosti nedojde k posunu absorpčního maxima, ale změní se výška absorpce v závislosti na propustnosti filtrů. Korekce pomocí těchto filtrů může dosáhnout úspěchu pouze v případě, že absorpční křivka anomálního opsinu bude posunutá, ale normální opsin nebude použitím filtrů ovlivněn. Tato situace není bohužel dosažitelná, a proto je ovlivněn i normální opsin. Barevné filtry tedy ovlivňují všechny druhy čípků rovnoměrně, a proto se rozdíly mezi absorpcemi jednotlivých typů čípků nemění. Barevné filtry se mohou aplikovat jak binokulárně, tak i monokulárně. Mohou se také aplikovat jako brýlová skla nebo kontaktní čočky, viz obr. 18 a 19. V případě binokulární korekce, je barevné vidění obou očí ovlivněno stejně a do mozku se tak dostávají stejné informace. Oproti tomu monokulární korekce způsobuje, že impulsy jdoucí do mozku se výrazně odlišují. Možnou výhodou je použití kontaktních čoček ChromaGen, které jsou určeny pro pacienty s porušeným barevným viděním. Je nutné určit přesný nádech barevného odstínu v místě zornice. Podmínkou pro aplikaci těchto čoček je, aby měl pacient obě oči vidoucí. V případě monokulární korekce se čočka aplikuje vždy na nedominantní oko. ChromaGen čočky se aplikují stejně, jako klasické kontaktní čočky. Tuto metodu korekce poruchy barvocitu vyzkoušel jako první pan David Haris v Anglii a v České republice se tento způsob korekce zatím využívá jen minimálně. Tyto kontaktní čočky se vyrábějí v odstínech fialové, růžové, oranžové, žluté a zelené barvy a to ve třech různých intenzitách. Při aplikaci je důležité brát ohled na subjektivní pocity pacienta, který sleduje barevné obrazce a sám si stanoví intenzitu vybrané čočky. Při použití ideální čočky se pacientovi rozšíří barevné rozpětí a zvýrazní jednotlivé barvy. Brát ohled na individuální pocity pacienta je důležité zejména u protanomalů, protože zvolení špatné intenzity způsobí stav, kdy červená barva je příliš zářivá a pacient od korekce může odstoupit. V případě korekce vady barevného vidění kontaktní čočkou je důležité vědět, že tyto čočky jsou pouze planární, a proto je nutné potřebnou refrakční vadu korigovat brýlovými čočkami. Pacienti s korekcí pomocí barevných filtrů udávají zlepšení barevného vidění, rozeznávají dříve nerozpoznatelné barvy a popisují také zlepšení prostorové orientace. Zlepšení prostorového vnímání je dáno tzv. Pulfrichovým fenoménem. Tento fenomén 30

popisuje stav, kdy pomocí barevných filtrů dojde ke ztmavnutí sítnicového obrazu a tím ke zpomalení zpracování zrakového vjemu, čímž jsou pohyblivé objekty vnímány s jiným prostorovým vjemem. Při korekci pomocí barevných filtrů jsou prokázány pozitivní výsledky při vyšetření pomocí pseudoisochromatických tabulek. Pokud se korigovaný pacient podívá přes barevný filtr na vyšetřovací tabulky, změní se odstín barvy znaku a pozadí, která dopadá na sítnici, a tím jsou barvy vnímány odlišně. Barevné filtry zajišťují také zvýšení kontrastu. Pokud se pacient dívá na zelený optotyp přes červený filtr, zelená barva se mu jeví jako černá. Znak je tedy rozeznán díky zvýšenému kontrastu, a ne díky zlepšenému barvocitu. Testování barvocitu s filtry by se mělo provádět monokulárně, protože při získaných poruchách barvocitu může být postiženo každé oko jinak a vnímání barev je odlišné. Při použití barevných filtrů se mění spektrum světla, které dopadá na sítnici, což vyvolá navození uměle získané vady barvocitu, která se překryje s původní vrozenou vadou barevného vidění. Červený filtr způsobí absorpci téměř všech barev spektra kromě červené. Použití červeného filtru tedy ztíží vnímaní barev krátkovlnného spektra, které jsou bez filtru vnímány správně. Barevná světla použitá u signálních světel jsou volena tak, aby byla rozpoznána i člověkem s poruchou barvocitu a není nutné, aby pacient rozpoznal signální světla správným způsobem. V případě, že se přistoupí k aplikaci barevných filtrů, je důležité, aby nedošlo ke znemožnění vnímání signálních barev a informací. Průzkumy dokázaly zlepšení barevného vnímání u osob s poruchami barevného vidění, ale nezajišťují zlepšení barvocitu. Není možné používat barevné filtry v zaměstnání, kde je z bezpečnostních důvodů vyžadován bezchybný barvocit a v oborech, kde je nutné správné rozlišování barev. [10, 18] Obr. 18 ChromaGen kontaktní čočky [26] Obr. 19 Barevné brýlové filtry [26] 31

3 METODY VYŠETŘOVÁNÍ BARVOCITU Správný a neporušený barvocit je v dnešní době nezbytný při výkonu určitého povolání. Při vyšetřování barevného vidění je důležité pamatovat na to, že za normálních světelných podmínek jsou lidé s lehčími poruchami barvocitu schopni pojmenovat základní barevné tóny podle sytosti a jasu, a proto se u většiny vyšetřovacích metod neptáme na název barvy. V dnešní době existuje mnoho metod, testů a přístrojů pro vyšetřování barvocitu. Testy je možné podle účelu rozdělit na tři skupiny. Jsou to testy pro rozlišení vrozených a získaných poruch barvocitu, testy určující typ a rozsah poruchy barvocitu a testy, které umožňují stanovit význam barevného defektu vzhledem k určitému povolání. Správnost barvocitu je důležitá především v dopravě a to hlavně u zaměstnanců, kteří se podílejí na řízení v železniční dopravě. Právě u tohoto povolání je podmínkou neporušené barevné vidění. V případě silniční dopravy jsou požadavky méně striktní a stačí rozlišení červené, zelené a žluté barvy. Dále je možné testy rozdělit podle způsobu provedení a vyhodnocení. Podle těchto kritérií je testy možné rozdělit do čtyř skupin. Jsou to testy rozlišovací (pseudoisochromatické testy), seřazovací (např. Farnsworth-Munsell 100 Hue Test, Lanthonyho Desaturated D-15 Test), míchací (anomaloskop) a pojmenovávací (Fansworth Lantern Test). Mezi vyšetřovací metody barvocitu patří také Daaova tabulka. Tato pomůcka je složená z destičky, ve které se v 10 řadách nachází 7 na výšku orientovaných obdélníkových okének. Tyto okénka obsahují bavlněná vlákna, která mají odlišný barevný tón, stupeň sytosti a jsou prokládány purpurovými, žlutými a hnědými odstíny. Úkolem vyšetřovaného je zorientovat se v uspořádání bavlnek a správně reagovat na zadané úkoly. Další metodou využívající barevné provázky jsou Holmgreenovy bavlnky. Tyto bavlnky jsou uloženy v krabičce a mají opět různý odstín a sytost. Úkolem vyšetřovaného je vybrat z krabičky bavlnky, které mají stejné tónovaní. [11, 14, 21] 32

3.1 Rozlišovací testy Mezi rozlišovací testy jsou řazeny tzv. PIC testy, neboli pseudoisochromatické testy. Těchto testů existuje nepřeberné množství, jako např. American Optical Hardy-Rand-Rittler Plates, Standard Pseudochromatic Plates a Color Vision Testing Made Easy. 3.1.1 Pseudoisochromatické testy (PIC tests) Tento typ testů je nejvíce rozšířený především díky své jednoduchosti a vyšetření pomocí pseudoisochromatických testů slouží pouze ke screeningu. Není možné takto přesněji určit charakter poruch a stejně tak není možné sledovat aktivity procesu, např. zánětu zrakového nervu. Na testech se vyskytují geometrické tvary, čísla, nebo písmena, které jsou vytvořeny z jednobarevných bodů (skvrn), které mají odlišný stupeň jasu. Znaky jsou obklopeny množstvím různobarevných skvrn s odlišným jasem a fungují tedy na principu splývání záměnných barev. Normální trichromat, což je člověk s normálním barvocitem, se v testu zorientuje podle barevného tónu, a proto je schopný najít požadovaný znak ve skvrnitém poli. Naopak člověk s porušeným barvocitem se orientuje podle jasu, a tudíž hledaný znak v testu nerozezná. Nejběžnější jsou pseudoisochromatické tabulky dle Velhagena, Ishihary a Rabkina, viz. obr. 20. Při použití těchto tabulek je důležité, aby byl pacient odpočatý, nehýbal při pozorování testu hlavou a aby bylo zajištěno dostatečné osvětlení. Tabulky by měli být drženy kolmo k podlaze, ve vzdálenosti přibližně 1 m tak, aby na ně dopadalo difúzní světlo a pacient by neměl test pozorovat déle než 15 vteřin. Další variantou PIC testů je American Optical Hardy-Rand-Rittler Plates (AOHRR), který byl poprvé vydán společností Richmond Products v roce 1955 a dnes je již vydána jejich čtvrtá verze. Další modifikací PIC testů je Standart Pseudochromatic Plates (SPP). První vydání těchto testů umožňuje vyšetření poruchy barvocitu v oblasti červené a zelené barvy. Druhé vydání je zaměřeno na získané poruchy barvocitu. Test Colour Vision Testing Made Easy (CVTME) byl vydán Waggonerem a je používaný zejména při vyšetřování dětí. Na testech se neobjevují číslice ani písmena, pouze symboly. [11, 13, 14, 21] 33