Очки для дальтонизма
Очки для дальтонизма или линзы для цветокоррекции представляют собой светофильтры, обычно в виде очков или контактных линз, которые пытаются облегчить дальтонизм , приближая недостаточное цветовое зрение к нормальному цветовому зрению или облегчая определенных цветовых задач выполнение . Несмотря на вирусный статус, научная литература в целом скептически относится к эффективности цветокорректирующих линз.
Цветовая слепота
[ редактировать ]
Цветовая слепота (дефицит цветового зрения) — это снижение способности видеть цвет или различия в цвете. Это может ухудшить повседневные задачи, связанные с цветом , такие как выбор спелых фруктов или одежды, а также выполнение задач, связанных с безопасностью, таких как интерпретация сигналов светофора . Хотя дальтонизм считается незначительным, использование цвета в системах безопасности исключает дальтоника из многих профессий. Проверка цветовой слепоты среди этих профессий осуществляется с помощью тестов на цветовое зрение , часто теста Ишихары . Лекарства от дальтонизма не существует, но управлять цветовым зрением можно с помощью приложений или цветокорректирующих линз.
Разновидности
[ редактировать ]Существует несколько типов линз , которые, как утверждается, повышают точность в задачах, связанных с цветопередачей. Линзы могут быть очковыми, контактными или портативными, но в этой статье они разделены по принципу действия. Большинство линз предназначены для людей с дальтонизмом на красно-зеленый цвет , хотя некоторые линзы также продаются для людей с дальтонизмом на сине-желтый цвет. Все линзы являются пассивными оптическими фильтрами , поэтому могут вычитать/ослаблять только определенные длины волн света. Однако на эту тему существуют большие вариации:
- Разные линзы: использование разных фильтров для каждого глаза
- Монокулярные линзы: использование фильтра только на одном глазу
- Бинокулярные линзы: использование одного и того же фильтра на обоих глазах.
Разные линзы
[ редактировать ]Идея использования цветных фильтров в качестве цветокорректирующих линз возникла у Августа Зеебека в 1837 году. В 1857 году Джеймс Клерк Максвелл сконструировал красные и зеленые очки в соответствии с теорией Зеебека. [1] Зеебек заметил, что красные и зеленые линзы изменяют относительную яркость цветов, которые красно-зеленые дальтоники обычно воспринимали как метамеры , и таким образом испытуемые могли оценить правильный цвет. Основываясь на этих результатах, Максвелл предположил, что восприятие цвета улучшится после длительного пребывания в очках. [1]
Линзы с разными оттенками красно-зеленого цвета в настоящее время не продаются, вероятно, потому, что полученное цветовое зрение сильно искажается (что затрудняет задачу по названию цветов), а линзы разных цветов неэстетичны. Однако современное шведское изобретение под названием SeeKey использует красные и зеленые линзы, чтобы помочь пользователю распознавать цвета. Линзы не надеваются на глаза, а держат в руках. Пользователь поочередно смотрит между двумя линзами и может определить цвет по относительным изменениям яркости между двумя линзами и прямым зрением. Например, испытуемые, страдающие красно-зеленым дальтонизмом, обычно путали зеленый и оранжевый; с помощью SeeKey оранжевый будет казаться светлее через красный фильтр и темнее через зеленый фильтр (по сравнению с отсутствием фильтра). Использование линз во время теста Исихара позволило добиться улучшения на 86%. [2] В отличие от других линз для коррекции цвета, SeeKey не предназначен для постоянного ношения и используется только тогда, когда это необходимо для выполнения цветокоррекции.
Монокулярные линзы
[ редактировать ]
Монокулярные линзы обычно представляют собой контактные линзы красного оттенка, которые надеваются на один (недоминантный) глаз. Эти линзы предназначены для использования бинокулярного неравенства для улучшения различения некоторых цветов. По сравнению с разнородными линзами один глаз остается без фильтра, чтобы сохранить реалистичное восприятие цветов. Примеры этой технологии включают X-chrom (1971; руководство ) и Chromagen (1998).
Обзор различных исследований по оценке эффекта контактных линз X-chrom, проведенный в 1981 году, пришел к выводу, что, хотя линзы могут позволить пользователю получить более высокие баллы в определенных тестах на цветовое зрение (в частности, в псевдоизохроматических пластинках, таких как тест Исихара ), это не дает результатов. правильное цветовое зрение в естественной среде. [3] или практическая промышленность. [4] Улучшение псевдоизохроматических пластин происходит за счет избирательного (для некоторых цветов) изменения яркости, тем самым внося в изображения ахроматический контраст, а не увеличение хроматического контраста. Фактически, несмотря на утверждение о бинокулярном несоответствии, приводящем к улучшению цветового зрения, результаты теста Исихара на самом деле улучшались, когда доминирующий (нефильтрованный) глаз был прикрыт во время теста. [4]
Хотя монокулярные фильтры все еще коммерциализированы, они считаются устаревшими, поскольку они приводят к снижению остроты зрения , изменениям восприятия видимой скорости, зрительным искажениям (таким как эффект Пульфриха ) и ухудшению восприятия глубины . [5] Эти побочные эффекты могут сделать монокулярные линзы помехой, если они предназначены для решения проблемы цветовой слепоты.
Бинокулярные линзы
[ редактировать ]Бинокулярные линзы применяют один и тот же фильтр к обоим глазам. Они не используют бинокулярное неравенство (как монокулярные линзы) или временное неравенство (как SeeKey) для извлечения информации о цвете. Существует два типа бинокулярных фильтров, классифицируемых по форме кривых пропускания.
Тонированные фильтры
[ редактировать ]
Тонированные линзы (например, Pilestone [6] /Колорлайт [7] /КолорМакс [8] очки) применяют оттенок (например, пурпурный) к падающему свету, который может искажать цвета таким образом, что облегчает выполнение некоторых цветовых задач. Эти очки могут обойти многие тесты на дальтонизм, хотя носить их во время тестирования обычно не разрешается. [9]
Пропускание . опсина этих фильтров имеет ограничение вблизи пиковой длины волны одной из спектральных чувствительностью , что может эффективно смещать пиковую длину волны в сторону более высоких или более низких длин волн Поскольку аномальная трихроматия (протаномалия и дейтераномалия) возникает из-за того, что пиковые длины волн двух классов опсинов расположены слишком близко друг к другу в спектре, утверждается, что их смещение друг от друга улучшает цветовое зрение. [10]
Оценка нескольких тонированных фильтров в 2010 году не выявила полезного улучшения цвета, как это определено тестом D-15 или практическим тестом, включающим цвета светофора (аналогично FALANT ). Они отметили, что линзы «следует считать опасными в условиях дорожного движения». [11]
Режекторные фильтры
[ редактировать ]
Очки с режекторным фильтром (например, очки EnChroma ) фильтруют узкую полосу света около 590 нм, которая возбуждает как L-, так и M-колбочки (желто-зеленые длины волн). [12] Их часто комбинируют с дополнительной полосой задерживания в коротковолновой (синей) области, чтобы минимизировать оттенок линз и приблизиться к фильтру нейтральной плотности . Они превосходят другие типы линз, вызывая меньшее искажение цветов. Эффект заключается в увеличении насыщенности некоторых цветов (в зависимости от основного спектра), что многие пользователи объясняют «выскакиванием» определенных цветов. Очки EnChroma выпускаются в вариантах для внутреннего и наружного использования, которые различаются по степени блокировки света.
Объективы с режекторными фильтрами работают только с трихроматами (аномальными или нормальными) и, в отличие от некоторых других типов линз, не оказывают существенного влияния на дихроматы. [13] дихроматов и трихроматов требуется специальная проверка зрения или генетическое тестирование Однако для дифференциальной диагностики , поэтому оно обычно не проводится. [13]
Несколько исследований, проведенных по изучению эффективности очков EnChroma, не показали улучшения по сравнению с традиционными тестами цветового зрения ( Исихара , [14] [15] ФМ-100 , [15] САПР [13] ). Другие исследования показали небольшие улучшения в тестах Исихара и D-15 , но объясняют это введением светового контраста. [16] Недавние исследования показывают, что длительное использование очков EnChroma может оказать положительное влияние на восприятие цвета, даже если очки сняты. [17] [18] Авторы предполагают, что «модификации сигналов фоторецепторов активируют пластический пострецепторный субстрат, который потенциально можно использовать для зрительной реабилитации». [17]
Маркетинг
[ редактировать ]Когда в 1971 году были представлены линзы X-chrom — первые терапевтические линзы с цветовой коррекцией, интерес к устройству подкрепился ложными заявлениями о том, что линзы могут вылечить дальтонизм. В то время у FDA было мало полномочий для регулирования ложных заявлений в отношении медицинских устройств. В 1976 году FDA получило это право на основании Закона о регулировании медицинского оборудования , но линзы X-chrom по-прежнему оставались за пределами их юрисдикции, поскольку не классифицировались как медицинские устройства. [19] Когда ColorMax уведомила FDA о своих новых цветокорректирующих линзах в 1998 году, FDA ввело ограничения на маркетинг, который могла использовать ColorMax: [19]
- Никаких инсинуаций, что линзы заставят дальтоников видеть в «нормальном цвете».
- Не требуется одобрение FDA (уведомление не является одобрением и не означает валидации технологии).
- Следует отметить, что любые преимущества некоторых цветовых различий происходят за счет других цветов.
Все эти ограничения затем будут применяться и к последующим цветокорректирующим линзам, которые захотят использовать ColorMax (или X-Chrom) в качестве основного медицинского устройства. Использование предикатного устройства значительно упрощает процесс регулирования. [19]
Вирусные видеоролики, посвященные людям с дальтонизмом, впервые пробующим цветокорректирующие очки и вызывающим эмоциональную реакцию, очень распространены, и многие производители линз полагались на этот вирусный маркетинг . Хотя самим продюсерам запрещено делать вышеуказанные заявления, ложные заявления, сделанные в вирусных постах/видео в социальных сетях пользователями линз, не регулируются. В 2016 году маркетинговая компания, связанная с EnChroma, получила маркетинговую награду за лучшее использование вирусного маркетинга. [20] Один из YouTube-блогеров, участвовавший в маркетинговой кампании, Логан Пол , признался, что приукрашивал свою реакцию на примерку очков EnChroma в своем видеоблоге : [21] и многие раскритиковали эти видео как в основном представляющие фальшивые/приукрашенные реакции. [22] Третьи раскритиковали использование вирусного эмоционального маркетинга как способа отвлечься от «негативных научных новостей» в отношении очков. [23]
Законность
[ редактировать ]В исследовании 1978 года, проведенном ФАУ, рассматривалось «аэромедицинское» значение линз X-chrom, и было обнаружено, что линзы повышают баллы на псевдоизохроматических пластинах, не увеличивая производительность в практических испытаниях (например, испытаниях авиационной сигнальной световой пушки). [4] Впоследствии они запретили использование линз X-chrom во время испытаний. Сегодня большинство профессиональных скринингов на дальтонизм имеют явные запреты либо на использование линз X-chrom в частности, либо на все линзы с цветокоррекцией в целом.
Похожие концепции
[ редактировать ]В этом разделе собраны аналогичные приложения для цветокорректирующих линз и альтернативные инструменты для улучшения цветового зрения.
Ахроматопсия
[ редактировать ]Ахроматопсия — это расстройство зрения, симптомы которого включают полную цветовую слепоту , то есть полное отсутствие цветового зрения. Хотя не существует линзы, которая бы обеспечивала ахроматам цветовое зрение, линзы являются важной частью лечения ахроматопсии . Например, еще одним симптомом ахроматопсии является светобоязнь , из-за которой трудно видеть при ярком свете. Сильно тонированные солнцезащитные очки [24] или контактные линзы [25] часто используются для уменьшения яркости. Линзы с красным оттенком очень распространены, но для оптимизации комфорта пользователя используются разные оттенки. [26]
Ахроматы часто используют красные фильтры во время вождения, чтобы распознавать светофоры, когда сигналов о местоположении недостаточно. Подобно работе SeeKey, модуляция красного фильтра позволит водителю использовать разницу в яркости, чтобы определить, какой свет горит. [27]
Умные очки
[ редактировать ]
Все линзы с цветокоррекцией, о которых говорилось выше, являются пассивными фильтрами и поэтому могут поглощать свет только с определенными длинами волн. Однако активные линзы, которые также способны усиливать свет определенной длины волны, гораздо более гибки в том, как они могут «исправлять» цветовое зрение и вызывать большие сдвиги цвета. Умные очки, такие как Google Glass и Epson Moverio, могут действовать как активные линзы и используются с приложениями для перекрашивания, чтобы помочь дальтоникам решать цветовые задачи. [23] [28] Цифровые фильтры перекрашивания обычно основаны на алгоритмах дальтонизации , которые перекрашивают изображение независимо от содержимого, но умные очки также могут учитывать контекст и адаптироваться к различным сценам для оптимизации фильтра. Например, они могут увеличить контраст между коричневым и розовым при приготовлении красного мяса. Эти активные линзы представляют собой разновидность дополненной реальности .
Линзы, имитирующие дальтонизм
[ редактировать ]
Противоположностью цветокорректирующих линз являются линзы, имитирующие дальтонизм , т. е. ухудшающие цветовое зрение нормальных цветов. Одним из примеров являются линзы Variantor, имеющие голубой оттенок. Пропускание объектива Variantor соответствует принципу , фильтра . противоположному цветокорректирующим линзам с режекторными фильтрами Фильтр линзы пропускает свет с такой длиной волны , которая либо незначительно возбуждает L- и M- опсины (коротковолновая полоса пропускания <490 нм), либо возбуждает их одинаково (длинноволновая полоса пропускания ~ 560 нм). [29] При построении графика спектральной чувствительности колбочек опсинов может показаться, что максимум пропускания «пропускает» точку пересечения M- и L-опсинов, но это всего лишь артефакт нормализации. При денормализации точка равного возбуждения будет ближе к максимальному коэффициенту пропускания, поскольку у большинства наблюдателей M-конусы более чувствительны, чем L-конусы. Эффект является точным представлением протанопии. [29]
Дислексия
[ редактировать ]Цветокорректирующие линзы также используются для облегчения дислексии — расстройства, препятствующего способности человека читать. В 2001 году компания, производившая линзы Chromagen для людей с нарушением цветового зрения, также заявила, что эти же линзы приводят к «увеличению скорости чтения у пациентов с нарушениями чтения, связанными с искажением текста». [19]
Этот отрывок был основан на исследовании 1996 года, в котором утверждалось, что наложение цвета на текст (например, просмотр через тонированные линзы) может оказать значительное и немедленное влияние на скорость чтения. [30] FDA отрицало, что исследование подтвердило утверждение об увеличении скорости чтения, но допустило уменьшенное утверждение об «облегчении зрительного дискомфорта во время чтения», поскольку участники исследования постоянно оценивали «легкость чтения» выше при использовании линз Chromagen, чем при приеме плацебо. линзы. [19]
Недавний систематический обзор литературы по тонированным линзам, используемым в качестве вспомогательного средства при дислексии, пришел к тем же выводам, заявив, что их использование «для облегчения трудностей с чтением не может быть одобрено и что любые преимущества, о которых сообщают люди в клинических условиях, вероятно, являются результатом плацебо , практики». или эффекты Хоторна ». [31]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Максвелл, Джеймс Клерк (1857). «XVIII.— Эксперименты с цветом, воспринимаемым глазом, с замечаниями о дальтонизме» . Труды Королевского общества Эдинбурга . 21 (2): 275–298. дои : 10.1017/S0080456800032117 . S2CID 123930770 .
- ^ Флюк, Даниэль (31 октября 2007 г.). «Сики – дальтоники видят иначе невидимые цвета – Колблиндор» . Колблиндор . Проверено 29 сентября 2022 г.
- ^ Сигел И.М. (1981). «Объектив X-Chrom. Видя красный цвет». Обзор офтальмологии . 25 (5): 312–24. дои : 10.1016/S0039-6257(81)80001-X . ПМИД 6971497 .
- ^ Jump up to: а б с Уэлш, Кеннет В. (апрель 1978 г.). «Авиамедицинское значение линз X-chrom для улучшения недостатков цветового зрения» . Авиационная, космическая и экологическая медицина . 50 (3). Оклахома-Сити: Федеральное управление гражданской авиации: 249–255. ПМИД 313209 . Проверено 30 сентября 2022 г.
- ^ Валеро, Ева М.; Уэртас, Рафаэль; Мартинес-Доминго, Мигель Анхель; Гомес-Робледо, Луис; Эрнандес-Андрес, Хавьер; Ньевес, Хуан Луис; Ромеро, Хавьер (февраль 2021 г.). «Можно ли компенсировать дальтонизм с помощью фильтра?». Технология окраски . 137 (1): 64–67. дои : 10.1111/cote.12505 . hdl : 10481/86732 . S2CID 228815532 .
- ^ Пайлстоун
- ^ Колорлайт
- ^ КолорМакс
- ^ «Руководство для авиационных медицинских экспертов (52. Цветовое зрение)» . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 1 октября 2022 г.
- ^ Венцель, К; Урбин, А (2014). «Улучшение цветового зрения» . Колорлайт . Проверено 1 октября 2022 г.
- ^ Морленд, Джек Д.; Вестленд, Стивен; Чунг, Вена; Дейн, Стивен Дж. (25 августа 2010 г.). «Количественная оценка коммерческих фильтрующих средств для устранения дефектов красно-зеленого цвета: Средства для устранения дефектов цвета» . Офтальмологическая и физиологическая оптика . 30 (5): 685–692. дои : 10.1111/j.1475-1313.2010.00761.x . ПМИД 20883355 . S2CID 26345126 .
- ^ Чжоу Л. «Ученый случайно разработал солнцезащитные очки, которые могут исправить дальтонизм» . Смитсоновский институт . Проверено 6 января 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Паттерсон, Э.Дж.; Мэсти, Р.Р.; Кухенбекер, Дж. А.; Роулан, Дж.; Нейтц, Дж.; Нейтц, М.; Кэрролл, Дж. (15 августа 2022 г.). «Влияние улучшающих цвет очков на цветовое зрение при врожденном дефиците красно-зеленого цвета» . Оптика Экспресс . 30 (17): 31182–31194. Бибкод : 2022OExpr..3031182P . дои : 10.1364/OE.451295 . ПМЦ 9576280 . ПМИД 36242206 .
- ^ Патти, Кэт; Астон, Стейси; Джордан, Габриэле (29 августа 2022 г.). «Улучшают ли очки EnChroma эффективность клинических тестов на дефекты красно-зеленого цвета?» . Оптика Экспресс . 30 (18): 31872–31888. Бибкод : 2022OExpr..3031872P . дои : 10.1364/OE.456426 . ПМИД 36242261 . S2CID 250515800 .
- ^ Jump up to: а б Гомес-Робледо, Л.; ВАЛЕРО, ЭМ; Уэртас, Р.; Мартинес-Доминго, Массачусетс; Эрнандес-Андрес, Дж. (29 октября 2018 г.). «Улучшают ли очки EnChroma цветовое зрение у людей с дальтонизмом?». Оптика Экспресс . 26 (22): 28693–28703. Бибкод : 2018OExpr..2628693G . дои : 10.1364/OE.26.028693 . hdl : 10481/57698 . ПМИД 30470042 . S2CID 53721875 .
- ^ Варикути, Венката, Невада; Чжан, Чарльз; Клер, Брэндон; Рейнольдс, Эндрю Л. (июнь 2020 г.). «Влияние очков EnChroma на проверку цветового зрения с использованием тестов цветового зрения Исихара и Фарнсворта D-15». Журнал Американской ассоциации детской офтальмологии и косоглазия . 24 (3): 157.e1–157.e5. дои : 10.1016/j.jaapos.2020.03.006 . ПМИД 32497581 . S2CID 219331901 .
- ^ Jump up to: а б Вернер, Джон С.; Марш-Армстронг, Бреннан; Кноблаух, Кеннет (август 2020 г.). «Адаптивные изменения цветового зрения в результате длительного использования фильтров при аномальной, но не нормальной трихромазии» . Современная биология . 30 (15): 3011–3015.e4. Бибкод : 2020CBio...30E3011W . дои : 10.1016/j.cub.2020.05.054 . ПМИД 32589909 . S2CID 220057224 .
- ^ Рабин, Джефф; Сильва, Фрэнсис; Тревино, Натали; Джиллентин, Харпер; Ли, Лицин; Инклан, Лоари; Андерсон, Гэри; Ли, Эрика; Во, Харрисон (июль 2022 г.). «Повышение производительности при дефиците цвета с помощью цветокорректирующих линз» . Глаз . 36 (7): 1502–1503. дои : 10.1038/s41433-021-01924-0 . ПМЦ 9232552 . ПМИД 34999724 .
- ^ Jump up to: а б с д и Драм, Брюс (май 2004 г.). «Регулирование FDA маркировки и рекламных заявлений в отношении терапевтических устройств цветового зрения: учебное пособие». Визуальная нейронаука . 21 (3): 461–463. дои : 10.1017/S0952523804213256 . ПМИД 15518230 . S2CID 27061525 .
- ^ «Золотая награда PRO Awards: Лучшее использование социального/вирусного маркетинга 2016 года — цвет Valspar для дальтоников» . Главный маркетолог . Проверено 1 октября 2022 г.
- ^ Карвалью, Леонардо (6 июня 2021 г.). «Логан Пол дальтоник?: Правда о противоречиях» . По сути Спорт . Проверено 1 октября 2022 г.
- ^ «Фейковые видео Enchroma» . Реддит . 9 октября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Салих, Ахмед Э.; Эльшериф, Мохамед; Али, Мурад; Вахдати, Надер; Йетисен, Али К.; Батт, Хайдер (август 2020 г.). «Офтальмологические носимые устройства для управления дальтонизмом» . Передовые технологии материалов . 5 (8): 1901134. doi : 10.1002/admt.201901134 . hdl : 10044/1/96854 . S2CID 219753813 .
- ^ Виндзор, Ричард. «Фильтры и солнцезащитная одежда» . www.achromatopsia.info . Проверено 29 сентября 2022 г.
- ^ Виндзор, Ричард. «Контактные линзы для ахроматопсии» . www.achromatopsia.info . Проверено 29 сентября 2022 г.
- ^ Виндзор, Ричард. «Почему красные фильтры?» . www.achromatopsia.info . Проверено 29 сентября 2022 г.
- ^ Виндзор, Ричард. «Использование фильтров при вождении с ахроматопсией» . www.achromatopsia.info . Проверено 29 сентября 2022 г.
- ^ Танувиджая, Энрико; Хюинь, Дерек; Коа, Кирстен; Нгуен, Кальвин; Шао, Чурен; Торбетт, Патрик; Эмменеггер, Коллин; Вайбель, Надир (13 сентября 2014 г.). «Chroma: носимое решение дополненной реальности для дальтонизма». Материалы Международной совместной конференции ACM по всеобъемлющим и повсеместным вычислениям 2014 года . стр. 799–810. дои : 10.1145/2632048.2632091 . ISBN 9781450329682 . S2CID 16127607 .
- ^ Jump up to: а б Альваро, Летисия; Линьярес, Жоао ММ; Форманкевич, Моника А.; Во, Сара Дж. (декабрь 2022 г.). «Цветные фильтры могут имитировать дефицит цвета при нормальном зрении, но не могут компенсировать врожденный дефицит цветового зрения» . Научные отчеты . 12 (1): 11140. Бибкод : 2022NatSR..1211140A . дои : 10.1038/s41598-022-13877-9 . ПМЦ 9249763 . ПМИД 35778454 .
- ^ Уилкинс, Эй Джей; Джинс, Р.Дж.; Памфри, PD; Ласкиер, М. (ноябрь 1996 г.). «Тест R на скорость чтения: его надежность и достоверность при оценке воздействия цветных наложений». Офтальмологическая и физиологическая оптика . 16 (6): 491–497. дои : 10.1046/j.1475-1313.1996.96000282.x . ПМИД 8944196 . S2CID 17584625 .
- ^ Гриффитс, Филип Г.; Тейлор, Роберт Х.; Хендерсон, Лиза М.; Барретт, Брендан Т. (сентябрь 2016 г.). «Влияние цветных накладок и линз на чтение: систематический обзор литературы». Офтальмологическая и физиологическая оптика . 36 (5): 519–544. дои : 10.1111/opo.12316 . hdl : 10454/10145 . ПМИД 27580753 . S2CID 19179581 .