POROVNÁNÍ A SPOLEHLIVOST VYŠETŘENÍ ZRAKOVÉ OSTROSTI NA OPTOTYPU LOGMAR ETDRS A SNELLEN CELOŘÁDKOVOU A INTERPOLAČNÍ METODOU

Masarykova univerzita v Brně Lékařská fakulta POROVNÁNÍ A SPOLEHLIVOST VYŠETŘENÍ ZRAKOVÉ OSTROSTI NA OPTOTYPU LOGMAR ETDRS A SNELLEN CELOŘÁDKOVOU A INTERPOLAČNÍ METODOU Disertační práce Vypracoval: Mgr. Petr Veselý, DiS. Klinika nemocí očních a optometrie, FN u sv. Anny v Brně Katedra optometrie a ortoptiky, LF MU Brno Školitel: doc. MUDr. Svatopluk Synek, CSc. Brno 2012

Bibliografická identifikace Jméno a příjmení autora: Mgr. Petr Veselý, DiS. Název disertační práce v originálním jazyce: Porovnání a spolehlivost vyšetření zrakové ostrosti na optotypu logmar ETDRS a Snellen celořádkovou a interpolační metodou Název disertační práce anglicky: Comparison and reliability of visual acuity measurement on logmar ETDRS and Snellen chart with whole-line and interpolation method Studijní program: LF D-BF4 Lékařská biofyzika 5103V021 Studijní obor: LF LBIF Lékařská biofyzika Školitel: doc. MUDr. Svatopluk Synek, CSc. Rok obhajoby: 2012 Klíčová slova: zraková ostrost optotypová tabule celořádková metodika interpolační metodika ETDRS interpersonální rozdíly Key words: visual acuity optotype chart whole-line method interpolation method ETDRS inter-observer differences 2

Prohlášení autora Prohlašuji, že tato práce je mým původním, samostatně vypracovaným autorským dílem. Všechny použité informační zdroje, prameny a literaturu, které jsem použil při zpracování a z kterých jsem čerpal, řádně v práci cituji s uvedením úplného odkazu na příslušný bibliografický zdroj. V Brně dne 20. 8. 2012 Mgr. Petr Veselý, DiS. 3

Poděkování Rád bych touto cestou poděkoval svému školiteli doc. MUDr. Svatoplukovi Synkovi, CSc. za pomoc a rady během zpracování mé disertační práce i v průběhu celého doktorského studia. Dále děkuji panu RNDr. Jiří Poláchovi z PřF MU Brno za konzultaci při statistickém zpracování výzkumné čásit práce. 4

Abstrakt Úvod: Vyšetření zrakové ostrosti je v oftalmologii a optometrii frekventovaných a důležitým úkonem, od kterého se dále odvíjí terapie nebo výsledná hodnota korekce optického systému oka. Pro nás praktiky je tedy velice důležité získat hodnotu vízu přesně, spolehlivě a efektivně. Metody: V první studii byly zjišťovány rozdíly mezi interpolační metodou na opotypové tabuli ETDRS, celořádkovou metodou na optotypové tabuli ETDRS a celořádkovou metodou na optypové tabuli Snellen u 108 očí testovaných subjektů. Druhá studie byla zaměřená na testování spolehlivosti a opakovatelnosti metod interpolační na optotypové tabuli ETDRS, celořádkové a interpolační na optotypové tabuli Snellen. Měření byla prováděnai celkem na 154 očích testovaných subjektů. Třetí studie měla definovat rozdíly mezi interpersonálním a intrapersonálním testováním zrakové ostrosti u interpolační metody na optotypu ETDRS. Výsledky: V první studii byl prokázán statisticky významný rozdíl mezi metodou ETDRSint a SNcel (p < 0,01) a mezi ETDRScel a SNcel (p = 0,04). Naopak mezi metodami ETDRSint a ETDRScel nebyl statisticky významný rozdíl (p = 0,39). Ve druhé studii byla nejmenší test-retest variabilita (TRV) dle metody Blanda a Altmana stanovena u metody ETDRSint (CI = +/-0,08, resp. +/-0,05 logmar) a největší u metody SNint (CI = +/-0,20, resp. +/-0,16 logmar). Ve třetí studii nebyly rozdíly mezi interpersonálním a intrapersonálním testováním prokázány (T-test p = 1,0, Wilcoxonův test p = 0,77). Závěr: Výsledky práce prokázaly, že existuje rozdíl v hodnotě zrakové ostrosti při použití různých typů optotypových tabulí a metod. Největší spolehlivost a opakovatelnost má optotypová tabule ETDRS, pokud se používá s interpolační metodikou. Naopak nejhorší spolehlivost a opakovatelnost byla nalezena na nestandardizované optotypové tabuli Snellen, při použití interpolační metodiky. Dále bylo prokázáno, že na optotypové tabuli ETDRS při použití interpolační metodiky na statisticky významné hladině neexistují rozdíly mezi interpersonálním a intrapersonálním použitím testu. Klíčová slova: zraková ostrost optotypová tabule celořádková metodika interpolační metodika ETDRS interpersonální rozdíly 5

Abstract Purpose: Visual acuity examination is frequent and important examination in ophthalmology and optometry, which shows direction of eye s therapy or optical system s correction. For us, as practitioners, is very important to measure visual acuity exactly, reliably and effectively. Methods: In the first study were measured on 108 eyes of tested subjects differences between these methods: interpolation on ETDRS chart, whole-line on ETDRS chart and on Snellen chart. The second study was focused on testing of reliability and repeatability of interpolation method on ETDRS chart, whole-line and interpolation method on Snellen chart. In this study were measured 154 eyes of tested subjects. The third study should show differences between inter-observer and intra-observer testing on ETDRS chart with interpolation testing. Results: In the first study was proved statistical significant difference between methods ETDRSint versus SNcel (p < 0,01) and ETDRScel versus SNcel (p = 0,04). On the other side was not proved statistical significant differences between methods ETDRSint verus ETDRScel (p = 0,39). In the second study was set the best test-retest variability (TRV) according to Bland and Altman by method ETDRSint (CI = +/-0,08, resp. +/- 0,05 logmar) the worst TRV by method SNint (CI = +/-0,20, resp. +/- 0,16 logmar). In the third study were not found inter-observer and intra-observer differences using interpolation method on ETDRS chart (T-test, p = 1,0, Wilcoxonův test, p = 0,77). Conclusions: This work shows differences in visual acuity between various types of visual acuity charts and methods. Best reliability and repeatability has according our results ETDRS chart used with interpolation method. On the other side the worst results gives nonstandard Snellen chart used with interpolation method. It was also proved that ETDRS chart used with interpolation method generates no differences between inter-observer and intra-observer testing on statistical important level. Key words: visual acuity optotype chart whole-line method interpolation method ETDRS inter-observer differences 6

Obsah Úvod... 10 1. Zraková ostrost... 11 1.1. Vznik zrakového vjemu... 11 1.1.1. Vazivová vrstva oka... 11 1.1.2. Cévnatá vrstva oka... 12 1.1.3. Nervová vrstva oka... 12 1.1.4. Zraková dráha... 14 1.1.5. Zrakový kortex... 15 1.2. Zraková ostrost a rozlišovací schopnost oka... 16 1.2.1. Rozlišení světla nebo barvy... 16 1.2.2. Rozlišení předmětů v prostoru... 17 1.2.3. Rozlišení temporálních předmětů a časově proměnných stimulů (temporal discrimination)... 19 1.2.4. Difrakce oka... 20 1.2.5. Hloubka ostrosti a hloubka pole... 20 1.3. Vývoj zrakové ostrosti... 20 2. Vyšetřování zrakové ostrosti... 23 2.1. Historický vývoj metod testování CZO... 23 2.2. Objektivní metody testování CZO... 26 2.2.1. Preferenční vidění (preferential looking PL)... 26 2.2.2. Testování optokinetického nystagmu (OKN)... 27 2.2.3. VEP a svep... 29 2.3. Subjektivní metody testování CZO... 30 2.3.1. Vysokokonstrastní testování CZO... 30 2.3.2. Nízkokontrastní testování CZO... 31 2.3.3. Testování CZO počítačem... 32 2.3.4. Testování nízkých hodnot CZO... 32 2.3.5. Testování CZO na internetu... 33 2.3.6. Testování CZO do blízka... 33 2.3.7. Způsoby měření, zápisu a hodnocení centrální zrakové ostrosti (CZO).. 35 2.3.7.1. Celořádková metoda... 35 2.3.7.2. Prahová metoda... 35 2.3.7.3. Interpolační metoda... 35 2.3.7.4. Konverzní vztah ZO a logmar... 36 2.3.7.5. Normalizovaný optotyp a jeho zobrazení (ČSN EN ISO 8596)... 36 7

2.3.7.6. VAR (visual acuity rating)... 37 2.3.7.7. VE (Visual efficiency)... 37 3. Cíle studie a hypotézy... 38 4. Soubor testovaných subjektů... 38 4.1. Soubor 1... 38 4.2. Soubor 2a... 38 4.3. Soubor 2b... 39 4.4. Soubor 3... 39 5. Metodika... 40 5.1. Studie 1... 40 5.1.1. Projekční optotyp Zeiss SZP 350... 40 5.1.2. Optotypová tabule CSV-1000 Vector Vision... 40 5.1.3. Průběh vyšetření... 40 5.2. Studie 2a... 41 5.2.1. Optotypová tabule Smart chart LCD CP-400... 41 5.2.2. Průběh vyšetření... 42 5.3. Studie 2b... 42 5.3.1. Optotypová tabule Vista Vision 19... 42 5.3.2. Průběh vyšetření... 43 5.4. Studie 3... 43 5.4.1. Optotypová tabule Smart chart CP-200... 43 5.4.2. Průběh vyšetření... 43 6. Výsledky... 45 6.1. Studie 1... 45 6.2. Studie 2a... 50 6.2.1. Opakovatelnost a korelace pro metodu ETDRSint... 50 6.2.1. Opakovatelnost a korelace pro metodu SNcel... 53 6.2.2. Opakovatelnost a korelace pro metodu SNint... 57 6.3. Studie 2b... 60 6.3.1. Opakovatelnost u korelace pro metodu ETDRSint... 60 6.3.1. Opakovatelnost a korelace pro metodu SNcel... 64 6.3.2. Opakovatelnost a korelace pro metodu SNint... 68 6.4. Studie 3a... 71 6.5. Studie 3b... 76 7. Diskuse... 78 7.1. Studie 1... 78 7.2. Studie 2... 80 8

7.3. Studie 3... 83 Závěr... 86 Seznam použitých obrázků... 88 Seznam použitých tabulek... 90 Seznam vzorců... 92 Seznam použitých zkratek a jednotek... 93 Literatura... 95 Příloha 1 Seznam publikací autora (dle IS MUNI)... 100 Příloha 2 Aktivní přednášky na veřejných odborných fórech (dle IS MUNI)... 102 Příloha 3 Odborné stáže (dle IS MUNI)... 104 9

Úvod Vyšetření zrakové ostrosti je základním a jedním z nejdůležitějších úkonů, který je prováděn téměř při každém oftalmologickém nebo optometristickém vyšetření. Přináší nám velice důležité informace nejen o aktuálním stavu oka, ale i zrakové dráhy a korových zrakových center v mozkovém týlním laloku. Abychom získali aktuální, přesnou a spolehlivou hodnotu zrakové ostrosti, kterou je možné (pokud se sama nezmění například z patologických důvodů) kdykoliv a kdekoliv opakovaně změřit, musíme používat standardizovanou optotypovou tabuli a metodu vyšetřování. Od roku 1862, kdy Snellen poprvé použil optotypovou tabuli k testování zrakové ostrosti, se v klinické praxi objevují různé typy těchto testovacích prostředků. Za další významný mezník ve vývoji testování zrakové ostrosti můžeme pokládat rok 1976, kdy Bailey a Lovie vyvinuli nový koncept optototypové tabule s logaritmickou progresí. Tento princip se osvědčil Ferrisovi, který v roce 1982 tuto tabuli s logaritmickou progresí použil ve své studii pro testování úspěšnosti léčby diabetické retinopatie laserovou koagulací sítnice. Optotypová tabule nazvaná podle výše uvedené studie ETDRS (Early Treatment Diabetic Retinopathy Study) se v následujících letech rozšířila, a to zejména na poli vědy a klinického výzkumu. V porovnání se standardní metodikou podle Snellena má tabule ETDRS několik nesporných výhod, které jí umožňují generovat přesné a opakovatelné výsledky. Jedná se zejména o definovaný celkový počet optotypových znaků, které tak mohou získat konkrétní hodnotu zrakové ostrosti v jednotkách logmar, dále stejný počet znaků na řádek, stejný počet řádků s odstupňování podle kvocientu 0,1 logmar (tj. 1,2589 decimálně), stejná vyšetřovací vzdálenosti (4 m) a konstantní světelný jas tabule (automatické řízení). Malou nevýhodou tabule ETDRS je větší časová náročnost při testování v přímém porovnání s tabulí Snellen, která se nejčastěji používá v kombinaci s celořádkovou metodou. To je možná také jeden z důvodů proč i v současné době (v roce 2012) stále převládá použití klasické nebo modifikované tabule Snellen. Velice často ale v provedení se zobrazením pomocí projekčního optotypu nebo optotypu s LCD displejem. I v České Republice v současné době převažuje použití optotypové tabule vycházející z konceptu optotypové tabule dle Snellena z roku 1862, ačkoliv česká a evropská norma (ČSN EN ISO 8596) jasně definuje tzv. standardní optotyp. Ten by měl využívat tzv. Landoltových kruhů, logaritmické výstavby a může se zde uplatňovat tzv. celořádková metodika testování. Cílem této práce bylo poukázat na tuto nejednotnost v metodice testování zrakové ostrosti a přinést důkaz o tom, že celořádková metoda testování zrakové ostrosti na optotypu Snellen je méně přesná a má nižší spolehlivost (opakovatelnost) než metoda interpolační, která umožňuje přesné dopočítávání přečtených znaků v kombinaci s logaritmickou optotypovou tabulí ETDRS. V současné době se nalézáme v období, kdy se v klinické i odborné praxi oftalmologů a optometristů objevují oba způsoby testování a zápisu zrakové ostrosti. V některých případech tato ambivalence činí těmto praktikům nemalé potíže. Z několika odborných studií, které uvádím v diskuzi této práce je ale patrné, že použití optotypu ETDRS má rostoucí tendenci a do budoucnosti bude s největší pravděpodobností nahrazovat Snellenovu optotypovou tabuli. Ideálním řešením, jak se v současné vyhnout nedorozumění a nepřesnosti v testování zrakové ostrosti je provést testování zrakové ostrosti oběma způsoby a hlavně nepřevádět hodnoty naměřené na optotypové tabuli Snellen na logaritmický zápis. 10

1. Zraková ostrost 1.1. Vznik zrakového vjemu Zraková ostrost můžeme chápat jako veličinu, která se vytváří na podkladě určitých anatomicko-fyziologických vlastností oka. Pro tvorbu zrakového vjemu jsou důležité všechny části i obsah oční koule (Syka et al. 1981). Oko má podobu dutého váčku a je vyplněné polotekutou průhlednou substancí. Tvarem se blíží kouli. Celé oko váží asi 7,5 g a má objem zhruba 8,5 ml. Obal oka se skládá se ze tří hlavních vrstev: vazivové (tunice fibrosa), cévnaté (tunice vasculosa) a nervové (tunica nervosa). Obr. 1: Vrstvy oční koule 1.1.1. Vazivová vrstva oka Zevní vazivová vrstva se skládá z rohovky (cornea) a bělimy (skléra). Rohovka je specializovaná průhledná a zcela bezcévná tkáň. Skládá se z velmi pravidelně uspořádaných, rovnoběžných vazivových lamel, mezi nimiž leží ploché vazivové buňky zvané keratocyty. Přední plocha rohovky je téměř polokulovitá. Pokryta je slzným filmem, který má významný vliv na tvorbu správného obrazu předmětů. Rohovka má celkem 5 vrstev. Vpředu se nachází epitel, který je složený z pěti řad buněk. Pod epitelem se nachází tzv. Bowmanova membrána, což je jemná vazivová vrstvička neobsahující buňky. Další vrstvou je stroma rohovky, složené z pravidelně uspořádaných vazivových lamel. Jejich jemná kolagenní vlákna jsou uložena v mukoproteinovém obalu. Při poruše vodní rovnováhy rohovky se díky této stavbě ve stromatu rohovky ukládá voda. Tento jev vede ke ztrátě průhlednosti rohovky. Pod stromatem rohovky se nachází tzv. Descemetova membrána, která je produktem nejvnitřnější vrstvy rohovky endotelu. Endotel tvoří hranici mezi rohovkou a přední komorou. Ovlivňuje příjem metabolitů, vody a iontů z komorové vody. Rohovka je celkově velmi hustě inervována, a proto je její povrch velice citlivý. Nervy přicházející z bělimy ztrácejí svou myelinovou pochvu, aby nenarušily transparenci rohovky (Syka et al. 1981). 11

Obr. 2: Vrstvy rohovky (Ep epitel, BM Bowmanova membrána, SP stroma, DM Descemetnova membrána, En endotel) Bělima se skládá z hrubších a nepravidelně provázaných vazivových lamel. Přes bělimu do oka pronikají četné cévy a nervy. Český název je odvozen od její bělavé barvy. Na jejím povrchu se nachází episkléra. Ke spojení obou struktur vazivové vrstvy dochází v tzv. limbu (limbus corneae). Na zadní straně skléry je v bulbu malý kanálek, jímž prostupují axony gangliových buněk, které tvoří zrakový nerv. Otvor ve skléře je vyplněn tzv. lamina cribrosa sclerae. Skléra nemá svůj vlastní epitel. Na přední straně je skléra kryta jemnou blankou spojivkou (Syka et al. 1981). 1.1.2. Cévnatá vrstva oka Střední vrstva oka se také nazývá živnatka (uvea). Je velmi jemná a v různých částech se liší svou stavbou. V optické části sítnice je to jemná blanka složená z množství cév, proto nese název cévnatka (chorioidea). V této vrstvě probíhají četná nervová vlákna a nachází se zde pigmentové buňky (chromatofory). Nejvnitřnější vrstva cévnatky, která je v kontaktu s pigmentovou vrstvou sítnice a leží na Bruchově basální membráně, se nazývá lamina choriocapillaris. Jejím úkolem je vyživovat zevní části sítnice. Druhou vrstvou cévnatky je lamina vasculosa a nejzevnější vrstvou cévnatky je vrstva suprachorioidea (Syka et al. 1981). Před ekvátorem končí cévnatka u linie, která se nazývá ora serrata. Dále směrem dopředu následuje tzv. řasnaté tělísko (corpus ciliare). Řasnaté tělísko obsahuje ciliární sval, který slouží především k akomodaci. Dále řasnaté tělísko obsahuje ciliární výběžky (pars plicata). Hlavním úkolem ciliárních výběžků je produkce nitrooční tekutiny a výživa vnitřních částí oka (Syka et al. 1981). Těsně za okrajem rohovky se uvea vzdaluje od zevní stěny a přepažuje prostor za rohovkou. Vytváří tzv. duhovku (iris). Duhovka je složena z cév, nervů, řídkého vaziva a pigmentových buněk. V centru duhovky se nachází kruhový otvor, který nazýváme zornice (pupila). Hlavním úkolem zornice je regulace množství světla přicházejícího do oka (Syka et al. 1981). 1.1.3. Nervová vrstva oka Obrazy předmětů ze zevního světa vznikají na sítnici, která se v jistém smyslu podobá citlivé vrstvě fotografickému aparátu. V porovnání s fotoaparátem má oko některé výhody. Malá ohnisková vzdálenost zajišťuje poměrně velkou hloubku ostrosti. Kulové zakřivení 12

sítnice minimalizuje okrajové zkreslení obrazu a díky existenci dvou očí u jednoho jedince máme k dispozici prostorový obraz. Sítnice se skládá z optické části (pars optica retinae) a slepé části (pars coeca retinae). Slepá část sítnice je složená z dvouvrstevného epitelu. Na optické části sítnice se popisuje 10-14 vrstev. Kuchynka (2007) uvádí 9 vrstev stínice. Nejčastěji se uvádí 10 vrstev (Syka et al. 1981): 1. pigmentový epitel 2. vrstva tyčinek a čípků 3. membrána limitans externa 4. zevní jádrová vrstva 5. zevní plexiformní vrstva 6. vnitřní jádrová vrstva 7. vnitřní plexiformní vrstva 8. vrstva gangliových buněk 9. vrstva nervových vláken 10. membrána limitans interna Sítnice obsahuje 3 vertikální neurony. První vertikální neuron je tzv. receptor. Slouží k přijímání světleného paprsku a převodu tohoto impulsu na elektrický signál. Na lidské sítnici existují dva druhy receptorů, které můžeme dělit např. podle Müllera na tyčinky a čípky, nebo dle Wallse na fotopické a skotopické receptory. Čípky se nacházejí v centru sítnice zvaném fovea a tyčinky jsou distribuovány v periferii sítnice. Tyčinky jsou specializované pro vnímání světelných rozdílů při nízkých hladinách osvětlení. Na tyčince rozlišujeme zevní a vnitřní část. Zevní část se dále rozděluje na zevní segment s obsahem tzv. sakulů. Vnitřní segment je se zevním segmentem spojen tzv. spojovacím oddílem a obsahuje mitochodrie v tzv. elipsoidu. Další část vnitřního segmentu tyčinky obsahuje tzv. myoid, který obsahuje glykogen a ribozomy, je kontraktilní a podle osvětlení mění celkovou délku receptoru. Čípek má podobné složení jako tyčinka. Na první neuron sítnice navazují bipolární buňky jako druhý vertikální neuron. Zároveň zde také sousedí s prvním horizontálním neuronem sítnice tzv. horizontálními buňkami. Každý výběžek receptoru je propojen s bipolárními a horizontálními buňkami. V této souvislosti se hovoří o tzv. trias. Missotten ukázal, že uvnitř jednoho zakončení čípků v lidské sítnici je až 25 invaginovaných triád. Pro zrakovou ostrost jsou důležité tzv. monosynpatické bipolární buňky (Polyakovy midget bipolars ), které slouží k přímému přenosu signálu z jednoho čípku na jednu gangliovou buňku. Tyto buňky se nachází spíše v centru sítnice. Čím více se nacházíme v periferii sítnice, tím více se zde kumulují polysynaptické bipolární buňky, které mohou obsáhnout velké množství receptorů. Receptorové potenciály, které vznikají na velkém množství receptorů, se tak mohou sumovat na jedné bipolární buňce. Tzv. difúzní bipolární buňky převádějí signál na gangliové buňky s rozsáhlým dendritickým větvením. Na rozhraní mezi 2. a 3. vertikálním neuronem tak může docházet k další sumaci. Celkově sumace odpovídá přibližně celkovému počtu tyčinek (150 mil.) a celkovému počtu axonů gangliových buněk (1 mil.). Sumace umožňuje zvýšení citlivosti sítnice za nízkých hladin osvětlení. Na druhé straně a díky sumaci dochází ke snížení zrakové ostrosti. 13

Obr. 3: Individuální spojení bipolární buňky a čípku Ve vnitřní jádrové vrstvě se nacházejí jádra buněk bipolárních, horizontálních a dalšího horizontálního neuronu, buněk amakrinních, poprvé posaných S. R. Cajalem. Funkce amakrinních buněk není ještě zcela známá, pravděpodobně mají inhibiční vliv. Gangliové buňky tvoří třetí vertikální neuron sítnice. Axony těchto buněk se sbíhají k papile zrakového nervu. Nesou informaci k mozku. Morfologicky rozlišujeme difúzní gangliové buňky a monosynaptické gangliové buňky. Opět nejvíce monosynaptických gangliových buněk je okolo fovey (Syka et al. 1981). 1.1.4. Zraková dráha Zraková dráha začíná zrakovým nervem. Zrakový nerv je tvořen axony gangliových buněk. Axony gangliových buněk vedou informaci z buněk sítnice do mozku. Vlákna papilomakulárního svazku vnikají do optického nervu v temporálním kvadrantu papily a teprve dále za okem zaujmou ve zrakovém nervu (nervus opticus) centrální polohou. V těchto místech jsou tato vlákna obklopena vlákny z paramakulární oblasti sítnice a ta zase vlákny z periférie sítnice. Jednotlivé svazky nervových vláken jsou od sebe odděleny gliemi a vazivovými septy. Na povrchu se nachází pia mater, arachnoidea a dura mater. Všechny tři obaly jsou pokračováním mozkových plen. Po esovitém průběhu v očnici se optický nerv dostává do kanálku zrakového nervu (canalis nervi optici). Po dosažení lební dutiny se vlákna obou zrakových nervů sblíží ve střední čáře. Vlákna ze zevních polovin zorného pole obou očí pokračují bez křížení k mozku a vlákna vnitřních polovin zorných polí se kříží a přechází na druhou stranu. Za chiasmatem následuje část zrakové dráhy nazvaná optický trakt (tractus opticus). Ten prochází kolem pedunkulu až do corpus geniculatum laterale, které je součást tzv. talamu, oddílu diencefala. V corpus geniculatum laterale končí velká většina vláken. Pouze malá část vláken se corpus geniculatum laterale vyhne a končí v tzv. pretektální krajině na hranici mezi diencefalem a mesencefalem. Corpus geniculatum laterale se skládá ze šesti lamel šedé hmoty, které jsou vzájemně odděleny pruhy bílé hmoty (nervová vlákna). Vlákna ze stejnostranné části sítnice (temporální) téže strany končí u buněk 2., 3. a 5. vrstvy, zkřížená vlákna pak u 1., 4. a 6. vrstvy. Počet všech buněk v corpus geniculatum laterale odpovídá 14

zhruba počtu vláken ve zrakovém traktu. Největší okrsek v corpus geniculatum laterale zabírají makulární vlákna. Z buněk v corpus geniculatum laterale pokračují axony do tzv. radiatio optica a dále do příslušné oblasti zrakové mozkové kůry. Tato sekundární dráha se vějířovitě rozšiřuje a její dolní část smyčkovitě obíhá postranní mozkovou komoru až do temporální krajiny. Jedná se o tzv. Mayerovu smyčku (Syka et al. 1981). Obr. 4: Zraková dráha 1.1.5. Zrakový kortex V kůře mozkové končí axony v tzv. area striata (17. okrsek). Makulární se promítají dozadu na zadní konec fissura calcarina. Fissura calcarina je jednou z hlavních rýh mozkové kůry. Před touto oblastí se zakončují paramakulární vlákna a nejvíce vpředu vlákna z periferie sítnice. Fissura calcarina má horizontální průběh, takže vlákna z horní poloviny sítnice se upínají do jejího horního rtu a vlákna z dolní poloviny sítnice do dolního rtu. Udává se, že povrch zrakové kůry zaujímá 3,2% celého povrchu mozkové hemisféry. Anatomicky má area striata celkem 6 vrstev odlišných buněk. Je velice tenká (1,5 2 mm) a přechod mezi area striata a area parastriata můžeme poznat podle rozdílné stavby buněk, ale také podle absence tzv. Genariho proužku, který představuje nahromadění bílé hmoty myelinizovaných vláken. Vlákna z area striata pokračují do area parastriata (18. okrsek). Tento okrsek obklopuje v týlním laloku 17. okrsek. Už neobsahuje Genariho proužek, ale podobně jako okrsek 18 se skládá z šesti vrstev. Vpředu pak okrsek 18 přechází do okrsku 19. Area striata je spojena s area parastriata kratšími vlákny a delšími tzv. komisurálními vlákny s druhostrannou kůrou stejných okrsků. Dále se spojuje ještě s jinými okrsky, například okrsky v čelním laloku, kde se nachází oblast pro volní oční pohyby. Osmnáctý okrsek má mimo jiné také asociační funkce, tzn., že pokud je poškozen, ale je-li zachován okrsek 17, mluvíme o tzv. zrakové agnózii. Dále má tento okrsek vliv na vnímání jasu, barvy, pohybů a také na tzv. optokinetický nystagmus. Devatenáctý okrsek se nachází v zadní části temenního a spánkového laloku. Pomocí asociačních drah je spojen s různými centry mozkové kůry a také s mesencefalickými centry a jádrem VI. hlavového nervu. Má tedy význam pro oční pohyby a 15

jeho podráždění může vyvolat nystagmus. Při projekci sítnice do zrakové kůry je podle Syky et al. (1981) zachováno rozlišení, které vzniklo na sítnici (tzv. korové zvětšení). Obr. 5: Zrakový kortex (area 17, 18, 19 dle Brodmanna) 1.2. Zraková ostrost a rozlišovací schopnost oka Zraková ostrost normálního oka je limitována optickým systémem oka a jeho anatomicko-fyziologickými vlastnostmi (Moes 1970). Rozlišovací schopnost oka můžeme rozdělit do tří hlavních skupin: 1. rozlišení světla nebo barvy (light discrimination) 2. rozlišení předmětů v prostoru (spatial discrimination) 3. rozlišení temporálních předmětů a časově proměnných stimulů (temporal discrimination) 1.2.1. Rozlišení světla nebo barvy Citlivost na světlo (brightness sensitivity) je schopnost oka rozpoznat na tmavém pozadí velice malý/slabý světelný bod. Hecht, Schlaer a Piernne (Pierne 1949) prováděli pokusy, kdy osvětlovali na tmu adaptovanou sítnici světlem o vlnové délce 510 nm zdrojem o velikosti 10 úhlových minut umístněným cca 20 mimo osu vidění do oblasti největší citlivosti tyčinek. Zjistili, že ke vzniku zrakového vjemu stačí pouze 5 až 15 fotonů, které podráždí oblast o velikosti 10 úhlových minut na sítnici (cca 500 čípků). Světelný rozdílový práh (luminance difference threshold LDT - L) určuje schopnost oka rozlišit objekty s rozdílným světelným jasem. Weber formuloval obecný vztah, který aplikoval na rozlišení světelného jasu předmětu. Tvrdí, že pokud má být světelný rozdílový práh detekovatelný okem, musí být poměr mezi rozdílovým prahem L a světelným jasem pozadí konstantní L (Duane 1981). = konst. (1) V roce 1760 Bouguer objevil, že poměr světelných jasů (světelný jas pozadí Lp, světelný jas objektu, resp. písmen Lo) pro jejich rozlišení vzhledem k jejich pozadí (tzv. světelný kontrast nebo práh brightness contrast) musí být 1%. 16

0,01 1% (2) Pokud světelný kontrast/práh (C) násobíme 100, dostaneme jeho vyjádření v procentech. Světelný kontrast závisí na velikosti objektu, světelného jasu pozadí, vlnové délce světla, oblasti dráždění sítnice a tvaru předmětu. Pro rozlišení světelného jasu větších objektů stačí nižší světelný kontrast. Dále platí, že reciproká hodnota světelného kontrastu/prahu (C) se nazývá kontrastní citlivost CS (Moes 1970). (3) Rozlišení předmětu také závisí na jeho barvě. Barva je definována barevným tónem, sytostí a jasem. Wulfeck (1959) zjistil, že malý detekovatelný rozdíl v barevném tónu je funkcí vlnové délky použitého světla. 1.2.2. Rozlišení předmětů v prostoru Minimální viditelná ostrost (minimum visible acuity) je schopnost detekovat malou oblast/předmět v prostoru bez schopnosti určit její/jeho tvar. Minimální viditelná ostrost není definována velikostí předmětu, protože bodový zdroj světla se na sítnici díky aberacím nezobrazí jako jeden bod, ale jako rozptylový kroužek (Moes 1970). Minimální ostrost vjemu (minimum perceptible acuity) je schopnost oka rozlišit objekty jako jsou tečky, čárky oproti plochému pozadí. Objekty mohou být světlé na tmavém pozadí nebo naopak, nebo mohou mít nízký světelný kontrast. Tento typ zrakové ostrosti závisí na citlivosti na světlo a na rozlišovací schopnosti oka. Je možné například, aby oko rozlišilo čáru, která na sítnici dopadá pod úhlem 0,5 úhlových vteřin, protože rozdíl mezi jasem pozadí a čáry bude 1% (viz kapitola 1.2.1.). Minimální rozlišovací schopnost (minimum separable acuity) je ovlivňována velikostí pupily (viz kapitola 1.2.4). Abychom od sebe odlišily dva předměty, musí světelné maximum prvního předmětu dopadnout do minima druhého předmětu. Úhel mezi předměty můžeme vypočítat pro 3mm zornici dle Rayleighova minima dle vzorce 7. Úhel bude roven 0,000225 radiánu, tedy 0,78 úhlovým minutám, tj. 47 úhlových vteřin. Zároveň musí platit, že světelná maxima musí ležet na dvou nejbližších nesousedních čípcích. Bylo zjištěno, že velikost čípků v makule je přibližně 1,5 mikrometru. Pokud tedy počítáme s nesousedními čípky, počítáme s hodnotou 3 mikrometry a do vzorce dále dosazujeme ohniskovou vzdálenost oka (17,2 mm), (Moes 1970).,, 0,000174 36 ú ý ěř (4) Tato hodnota odpovídá nejlepší prakticky dosažené zrakové ostrosti, která je dána velkostí čípků ve žluté skvrně (Moes 1970). Z praktických důvodů se ale za průměrnou angulární zrakovou ostrost lidského oka považuje jedna úhlová minuta, tj. 60 úhlových vteřin. Minimální rozlišovací schopnost oka je také závislá na vzdálenosti od fovey. Podle toho, do jakého místa na sítnici oka paprsek z vnějšího prostředí dopadne, můžeme hovořit o tzv. centrálním a periferním vidění. Protože distribuce světločivných elementů je největší v centru sítnice, v místě označovaném jako žlutá skvrna (macula lutea), je zde největší zraková ostrost. Dle Rutrleho (1993) směrem do periferie zraková ostrost klesá (viz obr. 6). 17

Obr. 6: Centrální a periferní zraková ostrost Koincidenční neboli Vernierova zraková ostrost je schopnost oka detekovat stranové posunutí dvou rovnoběžných rovnoběžných přímek, jejichž obraz dopadá na sousední čípky. Oko je schopno zaznamenat posunutí na úrovni 3 až 5 úhlových vteřin. Anderson a Weymouth (1923) tento jev vysvětlují rozdílným kontrastem a prostorovým rozložením obou konců přímek. Dle Adlera (1965) je rozdíl také vnímán díky tomu, že čípky nad předělem generují o trochu větší signál než čípky pod předělem. Obr. 7: Angulární a koincidenční zraková ostrost 18

Díky difrakci dochází při zobrazování předmětů na oku k tomu, že jejich světelný jas ovlivňuje jejich rozlišení. Vysoký světelný jas jednoho předmětu/pruhu může tedy negativně ovlivnit rozlišení předmětu/pruhu sousedního. Dle Michelsona můžeme kontrastní práh obou předmětů vypočítat dle tohoto vzorce (Duane 1981). (5) V této souvislosti hovoříme o modulaci zrakového vjemu (modulation transfer function). Kontrast sítnicového obrazu se bude zhoršovat, pokud se předměty s rozdílným světelným jasem přiblíží k sobě zvýší se jejich prostorová frekvence (Moes 1970). Pokud budeme považovat maximálně tmavý pruh a minimálně světlý pruh, oba o velikosti 1 úhlové minuty, za jeden cyklus, pak průměrné rozlišovací schopnosti oka odpovídá třicet takových cyklů na jeden prostorový stupeň. K testování zrakové ostrosti lidského oka se obvykle používá tzv. optotyp, neboli optotypový znak. První optotyp se objevil roku 1962 (viz kapitola 2.1.). Jedná se o černá písmena na bílém pozadí. Subjekt má za úkol rozeznat písmena, která mají velikost 5 úhlových minut s kritickým detailem, který odpovídá rozlišovací schopnosti oka (1 úhlová minuta). Tento test tedy netestuje přímo rozlišovací schopnost oka, ale spíše minimální ostrost oka při čtení (minimum legible acuity). Další rozlišovací schopností očí je rozlišení vzdálenosti předmětů (distance discrimination) a hloubky prostorového vjemu. Existují tzv. monokulární signály (monocular cues), které vypovídají o vzájemné poloze předmětů v prostoru. Jedná se např. o perspektivu, souhru světla a stínů, překrývání předmětů, vzdušnou perspektivu a pohybovou paralaxu. Daleko přesněji vzájemné prostorové vztahy předmětů však můžeme rozlišovat díky spolupráci obou očí. Jejich vzdálenost (průměrně 64 mm) určuje velikost tzv. stereoskopické paralaxy. Stereoskopická paralaxa je nejmenší prostorový úhel, který nám ještě umožní rozlišit prostorový vztah dvou předmětů. U některých jedinců byla tato hodnota zjištěna až na úrovni 2 úhlových vteřin (Duane 1981). Zraková ostrost klesá, pokud narůstá rychlost pohybu předmětu. Malé oční pohyby mohou ještě nastat, když se předmět pohybuje rychlostí 40 úhlových stupňů za sekundu. Když oční pohyby jsou synchronní s pohybem předmětu, zůstává zraková ostrost stejná. Pokud se rychlost předmětu zvýší, pak oko ztrácí fixaci a zraková ostrost klesá (Moes 1970). 1.2.3. Rozlišení temporálních předmětů a časově proměnných stimulů (temporal discrimination) V periferii sítnice dochází z anatomických důvodů (tzv. sumace viz kapitola 1.1.3.) k redukci zrakové informace. Podle tzv. Riccova zákona zraková informace vznikne, pokud světelný jas (L) dopadající na určitou oblast sítnice (A) dosáhne určité konstantní hodnoty (k).. (6) Pokud je tedy světelný jas poloviční, musí být osvětlena dvojnásobně veliká oblast sítnice, aby vznikla zraková informace. Pokud je sumace kompletní, n se rovná 1; pokud k sumaci nedochází, n je nula (Kalloniatis a Luu 2012). Hodnota kritické oblasti sítnice se mění s excentrickým umístěním stimulu. V parafoveolání oblasti (do 4 až 7 úhlových stupňů) 19

je hodnota kritické oblasti asi 30 úhlových minut a v periferii (35 úhlových stupňů) je tato velikost až 2 úhlové stupně (Davson 1990). Oko je schopno zaznamenat měnící se/blikající podnět jen do určité frekvence blikání. V této souvislosti hovoříme o kritické frekvenci blikání (critical fusion frequency - CFF). Důvodem je fakt, že pro zachycení dvou zrakových vjemů je nutné, aby po odeznění prvního vjemu nastala určitá krátká pauza, než začne být zpracováván druhý vjem. Na základě práce Ferryho a Portera víme, že CFF roste s rostoucím jasem stimulu. Autoři zjistili, že běžně je sítnice schopna detekovat okolo 10 bliknutí za sekundu. Tato hodnota ovšem závisí na vlnové délce použitého světla. V oblasti skotopického vidění byla při použití krátkovlnného světla naměřena větší CFF než při použití dlouhovlnného světla. Dále bylo zjištěno, že hodnota CFF také závisí na místně dopadu obrazu na sítnici. Při periferním podráždění CFF klesá. CFF také závisí na osvětlení pozadí, na které promítáme stimuly a adaptaci sítnice (Moes 1970). 1.2.4. Difrakce oka Zraková ostrost oka je mimo jiné ovlivňována jevem, který nazýváme ohyb světla (difrakce). V oku je difrakce generována kruhovou clonou zornicí. Výsledkem tohoto jevu jsou soustředné světlé a tmavé kružnice ve středu s tzv. Airyho diskem (George Airy, 1801-1892, britský astronom). Airyho disk obsahuje přibližně 84% světelné energie celého difrakčního obrazce. Airy zjistil, že úhlová velikost difrakčního obrazce ( závisí na vlnové délce použitého světla ( ) a na šířce clony/zornice (d), (Duane 1981).,. (7) Z výše uvedeného vzorce vyplývá, že delší/kratší vlnová délka použitého světla anebo menší/větší průměr zornice zvětšují/zmenšují průměr difrakčního kroužku na sítnici oka. Pokud k výpočtu použijeme vlnovou délku světla 555 nm a šířku zornice budeme mít 3 mm, bude velikost difrakčního obrazce ( rovna 0,000225 radiánu, tj. cca 0,78 úhlových minut nebo 47 úhlových vteřin (pokud se 1úhlová minuta rovná přibližně 0,00029 radiánu), (Duane 1981). 1.2.5. Hloubka ostrosti a hloubka pole Rozsah osové pozice obrazu, který koresponduje s hloubkou pole, se nazývá hloubka ostrosti. Když je oko zaostřeno na bod M, pak předmět posunutý do bodu P (mezi bod M a oko) se bude zdát rozmazaný podobně jako předmět posunutý do bodu R, který se nachází za bodem M. Vzdálenost mezi body P a R se nazývá hloubka zorného pole. Na sítnici obrazové body P a R vytváří rozptylový kroužek, který vymezuje hloubku ostrosti. Hloubka ostrosti i hloubka zorného pole závisí na průměru zornice. Větší/menší průměr zornice snižuje/zvyšuje hloubku zorného pole oka. Pro zornici o velikosti 3-4 mm se uvádí hodnota hloubky ostrosti +/-0,25 D. Pokud je tedy oko zaostřeno na 4 m (-0,25D), pak je hloubka zorného pole od nekonečna do 2 m (Duane 1981). 1.3. Vývoj zrakové ostrosti Zraková ostrost lidského oka se vyvíjí asi do 10 let. Několik hodin po narození novorozenec vnímá světlo. Svědčí o tom tzv. fotomotorický reflex. Sítnice a makulární krajina jsou po narození vyvinuté, ale čípky ještě nejsou zcela diferencovány a uspořádány. Některé z nich dokonce vykazují buněčné dělení. Novorozenec pro tuto nezralost vnímá více 20

periferií sítnice. Vnímá světlo, tmu, jednoduché tvary a kontrastní pruhy. Nadřazenost periferie sítnice nad centrem netrvá více jak dva týdny (Divišová 1979). Brzy po narození se čípky začínají diferencovat a seřadí se blízko vedle sebe v makulární krajině, především ve foveole. V prvních dvou měsících života dozraje centrální oblast sítnice natolik, že oko již může centrálně fixovat. Ve 4. měsíci již definitivně převládne centrální část sítnice nad periferií. Vývoj centrální části sítnice je zhruba dokončen v 6. měsíci života. Za definitivně dokončený vývoj světločivných elementů můžeme považovat 11. měsíc života (Curten de a Garey 1983). Zároveň po narození dochází k dokončení myelinizace nervových vláken v oblasti area striata. Propojení mezi primárním zrakovým centrem a korovou zrakovou oblastí je dokončeno mezi 2. a 3. měsícem. Nejpozději dozrávají asociační dráhy mezi jednotlivými korovými oblastmi (Sachsenweger 1966). Pomocí objektivní metody průkazu optokinetického nystagmu u dětí od 1 do 5 dnů po narození byla prokázána zraková ostrost 20/670, tj. cca 0,029 decimálně. Při dalším vývoji dítěte dochází k růstu zrakové ostrosti až na hodnotu 20/50 (0,4 decimálně) ve 3 letech (Moes 1970). Metodou zrakové preference (preferential looking) autoři Gwiazda et al. (1981) prokázali zrakovou ostrost kojenců ve 3. měsíci 0,1 a koncem 1. roku 0,4. Touto metodou také bylo zjištěno, že stereopse se vyvíjí rychleji než zraková ostrost. Stejné úrovně jako má dospělý člověk dosahuje stereopse dítěte již v 6. měsíci, kdežto zraková ostrost až ve 4 letech. Obr. 8: Vývoj zrakové ostrosti dítěte Lewis a Maurer (2005) ve své studii prokázali, že děti ve věku mezi 4 až 6 lety dosahují průměrné zrakové ostrosti zdravého dospělého jedince. Daw (1997) zjistil, že hranici rozlišení 30 cyklů na prostorový stupeň dosahují již děti ve věku kolem 3 let a klinicky se na zrakovou ostrost 6/6 dostávají děti ve věku kolem 5 let. Od věku asi 45 let dochází postupně vlivem mnoha změn, především degenerativním změnám v oblasti fovey a rozptylu světla na postupně houstnoucí hmotě nitrooční čočky, k poklesu zrakové ostrosti (Moes 1970). 21

Obr. 9: Vývoj zrakové ostrosti v dospělosti 22

2. Vyšetřování zrakové ostrosti Zrakovou ostrost vyšetřujeme zejména centrálně, tj. v místě nejostřejšího vidění. Zde stanovujeme u každého subjektu tzv. úhel minimálního rozlišení oka. Zrakovou ostrost, respektive citlivost sítnice můžeme testovat i v periferii. Přístroje pro zjišťování citlivosti sítnice v její periferii se nazývají perimetry. Tyto přístroje však primárně slouží k vymezení funkčního rozsahu sítnice oka neboli zorného pole. V další části práce se zaměřím na popis testování centrální zrakové ostrosti (CZO). 2.1. Historický vývoj metod testování CZO V antické době se k měření rozlišovací schopnosti oka používalo rozlišení dvojhvězd. V roce 1623 popsal Daca de Valdes metodu, při které se k definování zrakové ostrosti používala zrníčka hořčice. Rapidní vývoj poznatků o zraku a vidění byl odstartován v 19. století. V roce 1843 německý oftalmolog z Darmstadtu Keuchler vyvinul tři optotypové tabule k testování zrakové ostrosti, které se nedaly snadno zapamatovat. Kolem roku 1850 Franciscus Conerlius Donders (1818-1889) působící v Utrechtu v Nizozemí při psaní své knihy Refrakce a akomodace potřeboval ověřit definici zrakové ostrosti, a tak požádal svého spolupracovníka Hermana Snellena, aby vyvinul metodu, kterou půjde zraková ostrost měřit. V roce 1862 publikoval Snellen svůj model optotypové tabule. Tabule vycházela z Dondersovy definice tzv. standardního oka, které by mělo z dané vzdálenosti rozlišit písmeno vysoké 5 úhlových minut. Při měření bylo tedy třeba porovnat rozlišovací schopnost subjektu s tzv. standardním okem. Pokud bylo třeba například z dané vyšetřovací vzdálenosti (např. 6 metrů) předmět 2krát zvětšit, bylo jasné, že zraková ostrost subjektu bude 2krát menší než zraková ostrost standardního oka (Colenbrander 2001).. 0,5 (8) Snellen byl na rozdíl od Donderse lepší praktik a výborný chirurg. Při vývoji svého optotypu nejprve experimentoval s různými abstraktními tvary optotypových znaků, a nakonec použil písmena, protože se mu zdála praktičtější (viz obr. 10). Obr. 10: Modifikace původní Snellenovy tabule z roku 1862 Snellen nakonec použil znaky o velkosti 5 s kritickým detailem, který odpovídal rozlišovací schopnosti oka. Snellen zhotovil i sadu čtecích testů pro zjišťování zrakové ostrosti do blízka. Rozdíl mezi čtecími testy dle Snellena a Jaegera, který svou tabulku poprvé 23

uvedl již v roce 1854 ve Vídni, byl v tom, že Jaegrova tabulka neužívala žádnou měřící jednotku. Jednalo se pouze o seznam odstavců s různým textem očíslovaných od 1 do 14. Roku 1867 Angličan John Green (1835 1913) poprvé na optotypové tabuli použil geometrickou progresi, proporcionální zmenšování a v neposlední řadě písmo bez patek, jenž je pro subjekty čitelnější než patkové, které původně použil na svém optotypu Snellen. Třináct let po uvedení prvního svého opotypou (roku 1875) změnil Snellen původní vyjádření vzdálenosti u svého optotypu z pařížských stop na metry. Ve stejném roce Felix Monoyer z Lyonu poprvé vyjádřil Snellenův zlomkový zápis decimálně. V současné době se optotypová vzdálenost měří v USA ve stopách, v Anglii a Evropě v metrech (Colenbrander 2001). V roce 1888 Edmunt Landolt, pozdější profesor oftalmologie v Paříži, ve spolupráci se Snellenem vyvinul speciální optotypové znaky, později pojmenované jako Landoltovy kruhy. Důvodem byl fakt, že na rozdíl od dříve použitých písmen byly subjekty stejně rozpoznatelné. Roku 1909 se na oftalmologickém koncilu objevila snaha standardizovat metodu vyšetření zrakové ostrosti. Nakonec se ale ke standardizaci nepřistoupilo, neboť se většina klinických oftalmologů se domnívala, že testování zrakové ostrosti podle tzv. Snellenova standardu je dostatečné a nepotřebuje další specifikaci. Luis Sloan z Wilmer Institute v Baltimoru roku 1959 navrhl nový soubor optotypových písmen bez patek. Sloan také zavedl nový zápis původního Snellenova vzorce definováním tzv. M-jednotek. Zraková ostrost se podle tohoto vzorce vypočítá jako podíl vyšetřovací vzdálenosti (m) v metrech a velikosti optotypového písmene v M-jednotkách. V roce 1976 Ian Bailey a Jan Lovie v Melbourne představili svůj nový koncept optotypu s geometrickým proporcionálním rozmístěním znaků a pět znaky na řádek. National Eye Institute v roce 1982 oficiálně uznal optotypovou tabuli Bailey-Lovie se Sloanovými znaky, požitou ve studii Ricka Ferrise s názvem Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study (Colenbrander 2001). Obr. 11: ETDRS optotypová tabule V roce 1984 International Council of Ophthalmology (ICO) stanovil nové standardy testování zrakové ostrosti. Dokument vydaný ICO rozšiřuje závěry kongresu ICO z Koyota (1978) a kongresu WHO z Ženevy z roku 1980. Referenčním optotypovým znakem byl zvolen Landoltův kruh a doporučena byla geometrická progrese optotypových znaků. M- jednotky, poprvé použité Sloanem, byly doporučeny používat k vyjádření relativní velikosti optotypových znaků. Průměr 1M Landoltova znaku odpovídá velikosti 5 úhlových minut ve vzdálenosti 1 metru a přerušení ve znaku odpovídá jedné úhlové minutě z této vzdálenosti. 24

Počet optotypových znaků na řádek by měl být 5 a více a vyšetřovací vzdálenost minimálně 4 metry, resp. 1 m u slabozrakých jedinců. Dále zde byl definován zápis zrakové ostrosti ve zlomkové, decimální a logaritmické podobě (viz tab. 1), (Colenbrander 2001). Tab. 1: Konverzní tabulka zrakové ostrosti Snellen 6 m 5 m 4 m 1 m 20 stop Decimální zápis Úhel minimálního rozlišení LogMAR 6/3 5/2,5 4/2 1/0,5 20/10 2,00 0,5-0,3 6/3,8 5/3,2 4/2,5 1/0,63 20/12,5 1,60 0,63-0,2 6/4,8 5/4 4/3,2 1/0,8 20/16 1,25 0,8-0,1 6/6 5/5 4/4 1/1 20/20 1,00 1 0 6/7,5 5/6,3 4/5 1/1,25 20/25 0,80 1,25 +0,1 6/9,5 5/8 4/6,3 1/1,6 20/32 0,63 1,6 +0,2 6/12 5/10 4/8 1/2 20/40 0,50 2 +0,3 6/15 5/12,5 4/10 1/2,5 20/50 0,40 2,5 +0,4 6/19 5/16 4/12,5 1/3,2 20/63 0,32 3,2 +0,5 6/24 5/20 4/16 1/4 20/80 0,25 4 +0,6 6/30 5/25 4/20 1/5 20/100 0,20 5 +0,7 6/38 5/32 4/25 1/6,3 20/125 0,16 6,3 +0,8 6/48 5/40 4/32 1/8 20/160 0,125 8 +0,9 6/60 5/50 4/40 1/10 20/200 0,10 10 +1,0 6/75 5/63 4/50 1/12,5 20/250 0,08 12,5 +1,1 6/95 5/80 4/63 1/16 20/320 0,06 16 +1,2 6/120 5/100 4/80 1/20 20/400 0,05 20 +1,3 Dále je důležité, aby subjekt byl před vyšetřením zrakové ostrosti adaptován na správné světelné podmínky. Světelný jas černých optotypů by neměl překročit 15% světelného jasu bílého pozadí. Standardní světelný jas optotypové tabule používané pro klinické vyšetření by neměl být nižší než 80 cd/m 2. Při vyšetřování zrakové ostrosti do blízka se doporučuje používat stejné podmínky a stejný design jako u vyšetření zrakové ostrosti do dálky (Colenbrander 2001). 25

2.2. Objektivní metody testování CZO 2.2.1. Preferenční vidění (preferential looking PL) Tato behaviorální metoda se nejvíce využívá k objektivnímu měření zrakové ostrosti u dětí nebo mentálně retardovaných osob. Jedinci jsou předloženy dvě stejně veliké plochy. Jedna obsahuje kontrastní pruhy s definovanou prostorovou frekvencí a maximálním kontrastem a druhá pouze šedou plochu. Šedá barva odpovídá průměrné hodnotě tmavého a světlého proužku z první plochy. Mezi nejobjektivnější modifikace PL patří metoda, která nutí subjekt v určitém časovém úseku vybrat správnou (pruhovanou) testovací plochu (termed forced-choice looking (FPL). Metodu zavedl v roce 1979 Teller (1979). Při této metodě vyšetřující pozoruje pohyby očí a hlavy vyšetřovaného jedince, a předem neví, zda plocha s proužky se vyskytne na levé nebo pravé straně testu. Podle toho, na kterou stranu zaměřuje testovaný jedinec pohled, vyšetřující usuzuje, zda je subjekt schopen rozlišit proužky s danou frekvencí (Teller 2012). Obr. 12: Metoda FPL Pomocí metody PL je možné u dětí a dospělých určit objektivně nejen zrakovou ostrost, ale také např. steropsi nebo barvené vidění (Dobson 1995, Atkinson 1983, Teller 1984). Metoda má samozřejmě svá omezení. Zařízení, které měření zajišťuje je většinou rozměrné, drahé a vyžaduje pravidelnou kalibraci. Dále se prokázalo, že procento úspěšně vyšetřených dětí ve věku 1až 2 roky je velice malé. Další nevýhodou metody PL je fakt, že ke změření zrakové ostrosti na významné statistické hladině je nutné provést 60 až 100 prezentací obrázků s pruhy, což vyšetření samozřejmě znatelně časově protahuje. Z těchto důvodů byly vyvinuty tzv. Tellerovy zrakové karty (Teller acuity cards), které obsahují vysokokontrastní pruhy. Standardní metoda je založená pouze na hlášení pozorovatele, zda subjekt fixuje více pravou, či levou stranu karty. 26

Obr. 13: Tellerovy zrakové katry Rozšířená verze metody dle Tellera je doplněna ještě hodnocením pozorovatele, který zapisovateli sděluje, s jak velkou rychlostí a jistotou došlo k fixaci dané velikosti testových pruhů. Validační studie testující tuto modifikaci probíhají již od roku 1984 a ukázaly, že výsledek je možné získat již po 3 až 5 minutách testování. Úspěšnost testu je 90% a dále test má i příhodnou test-retest variabilitu, takže je velice spolehlivý. Výsledky jsou srovnatelné s klasickou FPL metodou (Dobson 1990, Hertz a Rosenberg 1992, Harvey et al. 1999). 2.2.2. Testování optokinetického nystagmu (OKN) Optokinetický nystagmus je reflex, který se objevuje u dětí již od 6. měsíce života. Jedná se o kombinaci dvou velkých očních pohybů pomalého sledovacího (smooth pursuit) a rychlé sakády. OKN je oční odpovědí jedince na sledování pohybujícího/rotujícího předmětu. OKN umožňuje očím sledovat pohybující se předmět, i když hlava je ve stacionární poloze. OKN se typicky objevuje při sledování ubíhajících předmětů, např. z okénka automobilu nebo vlaku. Přítomnost OKN indikuje funkčnost zrakové dráhy. Existují různé metody vyvolání OKN, které se používají k testování funkčnosti zrakového systému hlavně u preverbálních dětí a u osob např. s mentální retardací (Atkinson 1983, Wikipedia 2012a). OKN je možné vyvolat u subjektu, který sedí na rotující židli v místnosti, jejíž stěny obsahují pruhy s různou hustotou. Dále je možné použít rotující promítací zařízení, které dané pruhy promítá na stěny kruhové místnosti. Klinicky nejpoužívanějším nástrojem pro vyvolání OKN je rotující buben s pruhy (Timothy 2012). Obr. 14: Rotující OKN buben 27

Modifikací klasické metody metody vyvolání OKN je metoda OKAN (optokinetic (optokinetic afternystagmus). Metoda OKAN obvykle následuje po klasické metodě, kdy dojde ke zhasnutí světla a osvětlen je částečně jen rotující rotující buben. Pomocí metody OKAN můžeme odhalit např. poruchu vestibulárního ústrojí (Hain et al. 1994). 1994) Jedním ze zařízení vyvinutým pro vyšetření OKN v Moorsfields Eye Hospital v Londýně je svisle umístěný otočný válec, který který obsahuje šest řad různě velikých velikých bodů. Velikost těchto bodů je 0,5 až 7,5 mm a jsou tedy z vyšetřovací vzdálenosti 1m pozorovány pod prostorovým úhlem 1,7 až 25,8 úhlové minuty. Umožňují tak určit zrakovou ostrost od hodnoty 6/5 až a po hodnoty menší než 6/60. Tento válec se otáčí kol kolem em své svislé osy 16 otáček za minutu, což je empiricky empiricky zjištěná hodnota, jež stačila k vyvolání OKN (Lewkonia 1969) 1969). Obr. 15: Zařízení pro vyvolání OKN Před rotujícím bubnem se nachází clona s horizontálními pruhy, které je možné zakrývat a odkrývat. odkrývat. Před vlastním vyšetřením subjekt obdrží korekční brýle s plus 1 D sférické korekce pro eliminaci akomodace. Následuje monokulární vyšetření. Subjekt nejprve vidí horní řadu s největšími body, které by měly vyvolat OKN u všech zdravých jedinců, pak následuje druhá řada s nejmenšími body a v dalších řadách velikost bodů progresivně narůstá. následuje Tímto způsobem je možné objektivně určit zrakovou ostrost subjektu subjektu.. Pokud má subjekt zrakovou ostrost menší než 6/60 je možné vyšetření realizovat zmenšením vyšetřovací vzdálenosti (Lewkonia 1969). 28