Научное исследование преимуществ контактных линз в занятиях спортом

• Введение
• Методы
• Подробное описание процедур
• Результаты
• Обсуждение
• Заключение

Введение

В большинстве спортивных состязаний требуется, чтобы их участники имели великолепное зрение. Бейсболисты, например, обладая хорошей остротой зрения, способны рассмотреть вращение брошенного мяча, перед тем как ударить по нему битой [1, 2]. Как и ожидалось, одно исследование показало, что профессиональные бейсболисты обладают высокой остротой зрения по Снеллену [3]. Обширность периферического зрения также оказывает влияние на результаты при занятиях спортом. Например, футболист-полузащитник пристально сканирует все поле, находящееся перед ним, чтобы в любой момент броситься наперерез пошедшему в прорыв игроку противника.

Как правило, мы привыкли считать, что контактные линзы больше подходят спортсменам, нежели очки, хотя у очков есть одно преимущество перед ними: специальные очки с защитной функцией – то есть те, которые прошли строгие тесты Американского общества по тестированию и материалам (American Society for Testing and Materials), – способны снизить травматизм глаз [4]. Практические причины, по которым контактные линзы лучше, чем очки, в частности, следующие: их можно беспрепятственно надевать при ношении шлема, тогда как очками при этом не всегда можно воспользоваться, линзы не соскальзывают, на них не скапливается влага, пыль и грязь во время игры. При сравнении качества зрения, обеспечиваемого очками и контактными линзами, одни исследования выявили лучшую контрастную чувствительность у последних, в то время как другие пришли к противоположным выводам или не обнаружили различия вообще [5–22].

Тем не менее у контактных линз перед очками есть совершенно четкие преимущества. В очковых линзах возникает призматический эффект, а в контактных– нет [23]. В очках эти призматические эффекты усиливаются по мере отклонения направления взора в сторону периферии поля зрения. Такие призматические искажения в очках оказывают влияние на способность человека указать точно на мишень в темноте [24]. Данный эффект можно снизить, повернув голову в сторону мишени.

Кроме того, очковые линзы обладают значительными хроматическими аберрациями. И их влияние на периферическое поле зрения при использовании очков существенно, тогда как при ношении контактных линз оно незначительно [25].

Заключительным преимуществом контактных линз перед очками является размер поля зрения. У миопов очки создают большее поле зрения для неподвижного глаза по сравнению с контактными линзами, поскольку призматический эффект очковых линз отрицательной оптической силы вводит в поле зрения по краям больше объектов [25]. Однако сама оправа, в которую вставлены линзы, вносит ограничения на размер поля зрения. Таким образом, до определенной степени размер периферического поля зрения в очках определяется характеристиками оправы [26].

Поскольку существуют преимущества использования контактных линз при занятиях спортом, разумно задать вопрос, проводилось ли прямое сравнение очков и контактных линз применительно к спортивным занятиям или координации зрительного и двигательного аппаратов.

Насколько мы выяснили, опубликованы два таких исследования. Шнидер (Schnider) и соавт. [27] изучили различия между очками и контактными линзами с помощью целого ряда зрительных тестов. Статистической разницы в действии контактных линз и очков обнаружено не было – ни в одном из тестов. Тем не менее исследователи сделали вывод, что контактные линзы дают пользователю «психологическое преимущество» по сравнению с очками [27].

Галлавей (Gallaway) и соавт. [26] проводили измерения статического поля зрения у пациентов без очков в сравнении с теми, кто носил одни из семи вариантов защитных очков. Также они сравнивали способность человека выполнять такие задачи, как обнаружение объектов на периферии поля зрения и указание на мишень во время ношения очков в разных оправах. Исследование выявило, что, хотя очки и уменьшают доступное поле зрения, эти ограничения не влияют на способность человека указывать на мишень. Исследователи пришли к выводу, что, возможно, выявлению различий между зрением в очках и без них могла бы поспособствовать более сложная зрительная задача.

Поскольку в нашем распоряжении очень мало фактических исследований, в которых проводилось сравнение зрительно-моторной координации человека в очках и контактных линзах, мы решили сами изучить этот вопрос более подробно в собственном исследовании.

Методы

Институциональный наблюдательный совет по биомедицине Университета штата Огайо одобрил все процедуры, связанные с набором участников и проведением экспериментов. Приглашения принять участие в исследовании рассылались по электронной почте профессорско-преподавательскому составу, сотрудникам и студентам колледжа оптометрии, а также делались в устной форме. Данные были собраны по 31 участнику, это мужчины и женщины в возрасте 22–27 лет. Необходимыми условиями для включения в исследование были иметь корригированную остроту зрения 1,0 на обоих глазах, располагать опытом ношения очков и контактных линз и обладать остротой стереоскопического зрения как минимум 30''.

Эксперимент в рамках исследования проводился с помощью прибора AcuVision 1000 (International AcuVision Systems, Inc.) – огромного сенсорного экрана, который крепится на стене [28]. На экране могут высвечиваться мишени в виде кружков диаметром 3 см, которые загораются внутри описывающих круг квадратных секторов. На экране AcuVision 1000 размещены более 1000 таких секторов, но только в 120 из них может загореться круглая мишень. Одновременно может демонстрироваться только одна из них. Что касается размера поля зрения, то экран показывает мишени в поле, простирающемся примерно на 105° по горизонтали и 82° по вертикали.

В нашем эксперименте максимальное время между появлением мишеней составило 0,80 с (в настройках прибора это соответствует режиму скорости 8). Новая мишень появлялась на экране сразу же, как участник нажимал пальцем на предыдущую. Демонстрация мишени длилась примерно 0,56 с. Когда участник нажимал на появившуюся мишень вовремя, ему засчитывался ответ «вовремя», а если нажатие на нее приходилось на оставшиеся 30% времени, засчитывался ответ «поздно».

Подробное описание процедур

После того как детали эксперимента были разъяснены его участникам и от них было получено подписанное информированное согласие, мы оценили критерии участия. Затем участникам закрепили на голове инерционный трекер Intersense InertiaCube 3 (Thales Visionix, Inc.).

На первом этапе исследования его участники должны были смотреть на экран с помощью привычного им средства коррекции зрения: 15 из них делали это в своих контактных линзах, 16 – в очках. Предварительно каждого попросили левой рукой взяться за левый вертикальный край экрана, а правой – за правый вертикальный, затем нужно было отойти от экрана на такое расстояние, чтобы пальцы лишь касались его, и в последствии сохранять это расстояние.

После этого началось непосредственно тестирование с помощью AcuVision 1000. Освещение в помещении оставалось включенным. Все участники проделали по три последовательных теста. Им не давали инструкций, как двигать глазами и головой во время исследования. Некоторые из них спрашивали, можно ли поворачивать голову, и мы отвечали утвердительно. Участников просили проходить тест как можно быстрее и точнее с помощью обеих рук, им было сообщено, что несвоевременные нажатия будут обозначаться как «поздно». Также им объяснили, что AcuVision 1000 издает звуковой сигнал при правильном или запоздалом нажатии и не издает его, когда нажата не мишень.

Первый подход к AcuVision 1000 был тренировочным. Затем проводился тест со 120 мишенями, когда участники пользовались привычным им средством коррекции зрения. Затем следовала замена одного средства коррекции на другое, мы заново измеряли остроту зрения и остроту стереоскопического зрения. И снова проводился тест со 120 мишенями.

После завершения тестов на AcuVision 1000 мы получили от институционального наблюдательного совета по биомедицине Университета штата Огайо разрешение запросить у участников данные их рецептов на контактные линзы. Они были получены от 30 из 31 участника.

Результаты

Длительность полного прохождения теста, и количество верных, поздних и неверных ответов (мимо мишени) с указанием затраченного на них времени мы выгружали из AcuVision 1000. Данные приведены в таблице.

Среднее различие во времени завершения теста между пользователями контактных линз и очков составило (1,50±1,87) с. Первые завершали его быстрее, чем вторые. Среднее различие было статистически значимым (парный t-тест, p < 0,001).

Результаты тестирования

Помимо этого, мы сравнили общее количество верных, поздних нажатий и нажатий мимо мишени, сделанных пользователями очков и контактных линз (рис. 1). Среднее различие в верных нажатиях составило 5,32±7,60, а это говорит о том, что в среднем пользователи контактных линз чаще делали правильный выбор мишени. Это различие также было статистически значимым (парный t-тест, p = 0,001). Среднее различие между поздними нажатиями составило 0,16±8,08, оно не было статистическим значимым (парный t-тест, p = 0,91). Среднее различие между неверными нажатиями составило 5,16±7,46 и указывает на то, что пользователи очков чаще «мазали». Это различие было статистически значимым (парный t-тест, p = 0,001).

Хотя мы обнаружили статистически значимые различия во времени завершения теста, в количестве верных и неверных нажатий между участниками, носившими контактные линзы и очки, определение клинической значимости этих различий – задача более трудная. Клиническая значимость подразумевает, что функциональные различия между контактными линзами и очками, выявленные с помощью прибора AcuVision 100, должны каким-то образом коррелировать с их различиями в жизни пациентов.

Есть ряд доказательств того, что показатели, полученные на приборах, подобных AcuVision 100, коррелируют с показателями в реальной жизни [29, 30]. Что нам неизвестно, так это то, каким должно быть ухудшение полученных результатов в лабораторных условиях, которое бы отражало ухудшение результатов в реальных условиях. В нашем исследовании количество верных нажатий на мишени у участников в очках было на 12% меньше, чем у участников в контактных линзах. В таком случае вполне можно ожидать, что данное различие должно ассоциироваться со значительным снижением успеха спортсмена на поле, если он носит очки, а не контактные линзы, но для однозначных выводов требуется проведение дополнительных исследований.

Рис. 1. Общее количество верных, поздних и неверных нажатий при использовании контактных линз () и очков ()

Мы думали, что любые различия в координации между зрением и движениями рук среди пользователей контактных линз и очков будут наиболее очевидны на периферии поля зрения. Поскольку AcuVision 1000 дает возможность оценить число нажатий по шести квадрантам, мы провели сравнение по двум центральным квадрантам (40 мишеней, 35º по горизонтали и 82º по вертикали) и по четырем квадрантам по краям (80 мишеней, 70º по горизонтали и 82º по вертикали).

При сравнении количества верных, поздних и неверных нажатий в центральных квадрантах статистически значимой разницы между пользователями очков и контактных линз не наблюдалось (p > 0,05; рис. 2). Однако в периферических квадрантах мы выявили статистически значимую разницу между количеством верных нажатий теми, кто носил контактные линзы, и теми, кто носил очки (среднее различие 3,42±5,45; парный t-тест, p = 0,001) и между количеством неверных нажатий (среднее различие 4,10±6,12; рис. 3). Таким образом, статистически значимое различие между «поведением» контактных линз и очков наблюдалось лишь в периферических квадрантах. Количество верных нажатий было значительно выше в контактных линзах, а неверных – значительно выше в очках.

Рис. 2. Общее количество верных, поздних и неверных нажатий в центральных квадрантах AcuVision 1000 при использовании контактных () и очков ()

Рис. 3. Общее количество верных, поздних и неверных нажатий в периферических квадрантах AcuVision 1000 при использовании контактных линз () и очков ()

Мы вполне можем ожидать, что если оптические аберрации или призматические эффекты негативно сказываются на координации между зрением и движениями рук при ношении очков, то количество ошибок будет расти с увеличением аметропии. Средний сфероэквивалент у 30 участников для правого глаза составил –(3,59±2,07) дптр, а абсолютное различие – от 0,50 до –9,13 дптр. Для проверки связи между сфероэквивалентом аметропии и различиями по разным параметрам (время завершения теста, общее количество верных, поздних и неверных нажатий и т. п.) использовалась линейная регрессия. Статистическая значимость результатов таких расчетов оказалась незначительной во всех случаях (p > 0,05).

В заключение мы рассчитали стандартное отклонение для поворота головы по горизонтали для тех, кто носит очки, и тех, кто носит контактные линзы. Парный t-тест показал, что результаты в этих двух группах существенно не различались (p = 0,42).

Обсуждение

Хотя можно было ожидать, что в спорте контактные линзы проявят себя лучше, чем очки, число исследований по данной теме невелико [26, 27]. В нашем исследовании мы провели сравнение между способностью пользователей в очках и контактных линзах быстро указывать на мишень на экране, что требует поиска по периферии и точной локализации мишени.

Контактные линзы показали себя лучше по таким параметрам, как общее количество верных нажатий, общее количество неверных нажатий и время выполнения теста (см. таблицу). Как нам известно, это первое подобное исследование, в котором предпринята попытка показать и качественно описать преимущества контактных линз перед очками в задачах, требующих хорошей моторно-зрительной координации человека. Различия были значительными только в отношении периферии поля зрения, что говорит о том, что на результаты влияет качество оптики в периферической части. Тем не менее отсутствие корреляции между функциональными различиями и ростом рефракционной ошибки указывает на то, что за различия отвечает что-то иное, а не оптические аберрации и призматические эффекты.

Это приводит нас к мысли, что уменьшенное поле зрение в очках, вызванное ограничениями оправы, может быть причиной различий между результатами. Однако этот вывод не может быть окончательным в силу того, что угловые размеры экрана AcuVision 1000 таковы, что участникам, когда они смотрели прямо вперед, он оказывался целиком в их поле зрения.

Похоже, что голову поворачивали в сторону мишени как пользователи контактных линз, так и очков, и это может объяснять то, как относительное поле зрения влияет на эти результаты [31]. Когда человек в очках поворачивал голову к мишени, те части экрана Acuvision 1000, которые до этого не были за границей поля зрения, уходили в его периферию, а в очках – и вообще за его границу. Чтобы проверить эту гипотезу, нам будет необходимо регистрировать движения глаз и головы, чтобы соотнести их с положением мишеней.

Заключение

Как нам известно, это первое исследование, проведенное с целью показать преимущества контактных линз перед очками при решении зрительных задач, которые требуют регистрации и локализации мишени на периферии поля зрения. Полученные нами данные говорят о том, что контактные линзы обеспечивают лучшие результаты у спортсменов, нежели очки.

Список литературы

1. Bahill AT, Baldwin DG, Venkateswaran J. Predicting a baseball’s path. Am Sci. 2005 May–Jun; 93: 218–225.
2. Hagee D, Fogt N. Baseball seam recognition under temporal constraints. Optom Vis Perf. 2018 Apr; 6: 49–56.
3. Laby DM, Rosenbaum AL, Kirschen DG, et al. The visual function of professional baseball players. Am J Ophthalmol. 1996 Oct; 122: 476–485.
4. Rodriguez JO, Lavina AM, Agarwal A. Prevention and treatment of common eye injuries in sports. Am Fam Physician. 2003 Apr 1; 67: 1481–1488.
5. Applegate RA, Massof RW. Changes in the contrast sensitivity function induced by contact lens wear. Am J Optom Physiol Opt. 1975 Dec; 52: 840–846.
6. Woo G, Hess R. Contrast sensitivity function and soft contact lenses. 1979; 6 (4): 171–176.
7. Mitra S, Lamberts DW. Contrast sensitivity in soft lens wearers. Contact Intraocul Lens Med J. 1981 Oct–Dec; 7: 315–322.
8. Bernstein IH, Brodrick J. Contrast sensitivities through spectacles and contact lenses. Am J Optom Physiol Opt. 1981 Apr; 58: 309–313.
9. Guillon M, Lydon DPM, Wilson C. Variations in contrast sensitivity function with spectacles and contact lenses. J Brit Contact Lens Assoc. 1983 July; 6: 120–124.
10. Kirkpatrick DL, Roggenkamp JR. Effects of soft contact lenses on contrast sensitivity. Am J Optom Physiol Opt. 1985 Jun; 62: 407–412.
11. Tomlinson A, Mann G. An analysis of visual performance with soft contact lens and spectacle correction. Ophthalmic Physiol Opt. 1985; 5 (1): 53–57.
12. Teitelbaum B, Kelly S, Gemoules G. Contast sensitivity through spectacles and hydrogel lenses of different polymers. 1985; 12 (3): 162–166.
13. Grey CP. Changes in contrast sensitivity when wearing low, medium and high water content soft lenses. J Brit Contact Lens Assoc. 1986; 9 (1): 21–25.
14. Grey CP. Changes in contrast sensitivity during the first hour of soft lens wear. Am J Optom Physiol Opt. 1986 Sep; 63: 702–707.
15. Nowozyckyj A, Carney L, Efron N. Effect of hydrogel lens wear on contrast sensitivity. Am J Optom Physiol Opt. 1988 Apr; 65: 263–271.
16. Gundel RE, Kirshen SA, DiVergilio D. Changes in contrast sensitivity induced by spherical hydrogel lenses on low astigmats. J Am Optom Assoc. 1988 Aug; 59: 636–640.
17. Collins JW, Carney LG. Visual performance in high myopia. Curr Eye Res. 1990 Mar; 9: 217–223.
18. Hall DK, Ward JA, Edmondson W. Spectacles and custom toric hydrogel contact lenses: a comparison of vision. J Am Optom Assoc 1994 Nov; 65: 783–787.
19. Ng V, Cho P, Fong J, Wong C, Ko D, Chau J. Comparative study on the clinical performance of Acuvue and Focus contact lenses. 1997 Jan/Feb; 24: 10–19.
20. Wachler BS, Phillips CL, Schanzlin DJ. Krueger RR. Comparison of contrast sensitivity in different soft contact lenses and spectacles. CLAO J. 1999 Jan; 25: 48–51.
21. Liou SW, Chiu CJ. Myopia and contrast sensitivity function. Curr Eye Res. 2001 Feb; 22: 81–84.
22. Barth B, Alves MR, Kara-José N. Desempenho visual no correção de myopia com óculos e lentes do contato gelatinosas [Visual performance in myopic correction with spectacles and soft contact lenses]. Arq Bras Oftalmol. 2008 Jan–Feb; 71: 90–96.
23. Remole A. Determining exact prismatic deviations in spectacle corrections. Optom Vis Sci. 1999 Nov; 76: 783–795.
24. Fogt N. The negative directional aftereffect associated with adaptation to the prismatic effects of spectacle lenses. Optom Vis Sci. 2000 Feb; 77: 96–101.
25. Fannin TE, Grosvenor T. Clinical Optics. Boston, MA: Butterworth-Heinemann, 1987: 446–448.
26. Gallaway M, Aimino J, Scheiman M. The effect of protective sports eyewear on peripheral visual field and a peripheral visual performance task. J Am Optom Assoc. 1986 Apr; 57: 304–310.
27. Schnider CM, Coffey BM, Reichow AR. Comparison of contact lenses versus spectacles for sports oriented visual performance. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1993; 34 (Suppl): 1005.
28. Beckerman S, Fornes AM. Effects of changes in lighting level on performance with the AcuVision 1000. J Am Optom Assoc. 1997 Apr; 68: 243–249.
29. Sherman A method of evaluating eye-hand coordination and visual reaction time in athletes. J Am Optom Assoc. 1983 Sep; 54: 801–802.
30. Laby DM, Kirschen DG, Govindarajulu U, DeLand P. The hand-eye coordination of professional baseball players: The relationship to batting. Optom Vis Sci. 2018 Jul; 95: 557–567.
31. Roll R, Bard C, Paillard J. Head orienting contributes to the directional accuracy of aiming at distant targets. Hum Mov Sci. 1986 Dec; 5: 359–371.

Перевод: И. В. Ластовская

Статья опубликована в журнале Contact Lens Spectrum (01.02.2020). Журнал выпускается компанией PentaVision LLC (Амблер, Пенсильвания, США). © PentaVision LLC, 2020. Больше информации см. на сайте компании: www.visioncareprofessional.com. Перевод печатается с разрешения PentaVision LLC.

© РА «Веко»

Печатная версия перевода статьи опубликована в журнале «Современная оптометрия» [2020. № 4 (134)].

По вопросам приобретения журналов и оформления подписки обращайтесь в отдел продаж РА «Веко»:

• Тел.: (812) 603-40-02.
• E-mail: magazine@veko.ru
• veko.ru

Наши страницы в соцсетях:

• vk.com/vekomagazine
• fb.com/vekomagazine