本文是一篇临床医学论文，本研究发现在视力检查中，存在对视标形状和排列方式的识别偏好；在呈分散排列的E视力表中，偏好表现最不明显。采用分散排列E视力表，建立基于眼动追踪技术的视力检测系统，通过客观的眼动指标，可以实现自助式的视力检查。
第1章绪论
1.1研究背景
视力又称视锐度，是人眼能分辨两物点间最小距离的能力。视力检查在临床上至关重要，有助于评估视功能、诊断眼部疾病和进行疗效判定[1]。目前临床常用的视力检查工具是视力表，其种类繁多，形式多样，例如Snellen视力表、LandoltC视力表、早期糖尿病视网膜病变治疗研究（Early Treatment Diabetic RetinopathyStudy,ETDRS）视力表、标准对数视力表（E视力表）、HOTV视力表和Lea视力表等。在我国，常使用的是E视力表。
视力表的制作主要基于视角分辨原理。视角是指外界物体两端发出的光线在眼内节点形成的夹角[2]。通常情况下，人眼能分辨两点间的最小距离所形成的视角为最小视角，即一分视角[3]。视力表是以一分视角为单位进行设计的。常规的视力检查过程需要检查者与被检者之间的互动交流，如果没有这一过程，被检者无法自行完成检查。
眼动追踪技术自20世纪初面世以来，被广泛应用于各个领域[4,5]。这种非侵入性的方法可以记录眼睛注视点的位置或眼球相对头部的运动，从而实现对眼球运动的追踪[6,7]。近年来，眼动追踪技术逐渐被应用于眼科领域，如诊断和监测眼部疾病、选择治疗方案等[8,9]。
在临床实践中，眼动追踪技术通过提供与眼球运动和注意力特征相关的客观数据，如注视和扫视相关指标，来辅助诊断斜视、青光眼和年龄相关性黄斑变性等眼部疾病。Chen开发的基于眼动追踪技术的诊断系统，可以通过记录受试者的注视特征诊断斜视的类型和严重程度。实验结果表明，该系统得出的结果和医生的诊断结果之间一致性较好[10]。Christiane等通过眼动追踪系统记录受检者在阅读和位置识别等不同模式下的眼动特征，进而诊断斜视和弱视[11]。此外，眼动追踪技术能够通过获取眼动特征，辅助诊断年龄相关性黄斑变性[12]和青光眼[13]。
1.2综述
临床常用视力表的研究进展
根据相关研究数据，我国儿童和青少年的近视率大约为56.2%[20]，弱视的患病率大约在1.0-5.5%之间[21]，这些视觉问题会对生活质量产生负面影响。研究证明，早期进行弱视治疗可以取得更好的效果[22]。因此，进行早期筛查以检测视觉问题是极为重要的。一些学者指出有效视力测试的基本要素是执行任务的能力（可测性）和测试准确区分是否患有视力障碍的能力（敏感性和特异性）[23]。目前临床常用的视力检查工具是视力表。在国内，常使用标准对数视力表（E视力表）进行常规视力检查，使用ETDRS视力表对低视力者或手术患者进行视力检查。在国外，常常使用Lea和HOTV视力表对儿童进行视力检查，使用ETDRS视力表对成人进行视力检查，目前ETDRS视力表是国际上视力检查的金标准[24]。以下将对这4种视力表的设计原理、在临床中的应用以及各自特点进行综述。
1.2.1常用视力表的设计原理
1959年，缪天荣教授设计了标准对数视力表[25]，并开始广泛应用于临床。1980年，Hyvarinen和Hedin分别设计了Lea视力表[26]和HOTV视力表[27]，用于儿童的视力检查。1982年Ferris等早期治疗糖尿病视网膜病变研究组设计了ETDRS视力表，并成为国际上视力检查的金标准[28]。
1.2.1.1标准对数视力表
标准对数视力表使用上、下、左、右4个方向的E作为视标，共14行，从上到下的视力值分别为0.1、0.12、0.15、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5和2.0。E视力表的每行视标个数并不固定，第一到第十行视标个数依次为1、2、2、3、3、4、4、5、6、7，其余各行均为8个视标。后来，E视力表被重新修订，与原标准相比，第一行视标个数由1个变为2个。视标的行间距为24mm。视标增率恒定，即每行字母的大小是下一行字母的1.2589倍，视标大小每10行相差10倍[29]。
第2章视标形状和排列方式对眼动的影响
2.1材料和方法
2.1.1研究对象
本研究共招募30名受试者，年龄在20至30岁之间。使用电脑验光仪（KR-8900PA,Topcon Corp,Tokyo,Japan）和综合验光仪（VT-10,Topcon Corp,Tokyo,Japan）对受试者进行检查，确定最佳屈光矫正度数。本研究的纳入标准为：球镜屈光度不超过±5.0DS，散光不超过2.0DC。两眼对应子午线的屈光度差值不超过1D。所有受试者每眼最佳矫正视力均不低于0 logMAR。无斜视、弱视以及其他眼部疾病病史。无神经系统疾病病史。所有受试者在参与研究前均知情同意。研究方案遵循《赫尔辛基宣言》，并经我院伦理委员会批准（批准号：2022-119）。
2.1.2实验设备
使用戴尔Latitude 5175笔记本电脑（Dell[China]Co.,Ltd.），配备10.8英寸显示屏，分辨率为1920×1080像素。检查距离为0.8m。使用Eyeso Ec80眼动仪（Braincraft Technology Co,Ltd.）追踪并记录受试者的眼球运动。使用EyesoStudio V5.0软件进行数据的采集和储存。检查过程中受试者佩戴矫正眼镜，眼动仪可以实现在佩戴眼镜的情况下精确检测眼球运动（图2.1）。
2.2结果
各组数据均不符合正态分布（Shapiro-Wilks检验，P<0.001），故采用非参数检验进行分析。统计受试者对于E视标4个方向、HOTV视标4个字母和Lea视标4个图形所在AOI的总注视时间，采用中位数（M）和四分位距（IQR）表述数据分布趋势（见表2.1-2.3，图2.5-2.7）。结果表明，当视标大小为0.16，排列方式为分散时，受试者对于HOTV之间的识别存在偏好（Friedman检验，P<0.05，见表2.4），更倾向于注视O视标（Wilcoxon符号秩检验，P<0.008，见表2.5）。其余各组间无识别偏好（Friedman检验，所有测试P均>0.05，见表2.6-2.7）。
第3章 视力检查中的眼动特征 .................... 28
3.1 材料和方法 ................................. 28
3.1.1 研究对象 ................................. 28
3.1.2 实验设备 ............................. 28
第4章 眼动追踪仪辅助下的视力检查 ............................ 50
4.1 材料和方法 ............................... 50
4.1.1 研究对象 ............................ 50
4.1.2 实验设备 .......................... 50
第5章 结论............................ 58
第4章眼动追踪仪辅助下的视力检查
4.1材料和方法
4.1.1研究对象
本研究共招募60名受试者，年龄在20至30岁之间，纳入与排除标准同2.1.1。所有受试者在参与研究前均知情同意。研究方案遵循《赫尔辛基宣言》，并经我院伦理委员会批准（批准号：2022-119）。
4.1.2实验设备
与2.1.2实验设备相同。
4.1.3刺激材料
实验的刺激材料包括常规形式的E视力表（适用于0.8m检查，见图4.1）和眼动仪呈现的E视力表，均按视角原理绘制。眼动仪呈现的刺激材料包括指示图片和测试图片。指示图片的作用是提示受试者在测试图片中需要识别的目标视标（见图4.2）。每张测试图片包含5个相同大小的E视标，呈分散排列，视标间隔设定为216像素（见图4.2）。选择的视标大小为1.0（0 logMAR）、0.6（0.2 logMAR）、0.5（0.3 logMAR）、0.4（0.4 logMAR）、0.3（0.5 logMAR）、0.25（0.6 logMAR）、0.2（0.7 logMAR）、0.16（0.8 logMAR）和0.12（0.9 logMAR），视标的一笔画宽度分别为2像素、3像素、4像素、5像素、6像素、7像素、9像素、12像素和15像素。
第5章结论
在进行视力检查时，不同的视力表视标，对被检者的眼动特征会产生不同的影响。对于HOTV视力表，受试者更倾向于注视O视标；而对E视标和Lea视标的识别则不存在偏好。视标的排列方式会影响注视特征，对于水平或竖直排列的视标，受试者更倾向于关注中间位置；当视标呈现分散排列时，识别偏好消失。对于较大的视标，受试者能迅速准确识别，注视行为稳定；对于接近受试者视力阈值的视标，搜索效率变低，注视稳定性下降。与水平及竖直的排列方式相比，视标呈分散排列时，注视性质最稳定。基于上述研究结果设计的基于眼动追踪技术的视力检测系统，可以准确检查成年人的视力，与常规视力检查的结果具有良好的一致性。
常规的视力检查是一种主观的，需要检查者与被检查充分互动的过程。本研究基于客观的眼动指标，检查受试者的视力状态，不依赖检查者的经验和受试者的语言反馈，实现了非语言性的视力检查。这种基于客观指标的自助式检查方式，为未来的视力检查提供了新思路。
参考文献（略）
