Физическая и клиническая рефракция глаза
Глаз человека – своеобразный оптический прибор, позволяющий воспринимать зрительную информацию и передавать её для распознавания в мозг. Световые лучи при попадании в него преломляются благодаря оптическим средам глаза (роговице, влаге передней камеры, хрусталику, стекловидному телу).
Ещё в 1872 году способность преломлять лучи света, называемую оптической силой или рефракцией, было предложено измерять в диоптриях (Д, дптр). Это физическая рефракция - величина, обратная фокусному расстоянию (расстоянию от центра линзы до точки пересечения преломлённых ею лучей). Рассчитывается она по формуле: D=1/f где D – преломляющая сила линзы, дптр; f – фокусное расстояние, м.
Таким образом, одна диоптрия равна оптической силе линзы с длиной фокусного расстояния в 1 метр.
Однако для получения чёткого изображения человеку важна не только преломляющая сила глаза, но и способность фокусировать лучи на сетчатке. В связи с этим в офтальмологии применяют понятие клинической рефракции, под которой понимают положение главного фокуса оптической системы глаза по отношению к сетчатке. Различают статическую и динамическую рефракцию. Под первой подразумевают рефракцию в состоянии покоя аккомодации, то есть после закапывания препаратов, вызывающих её паралич (атропин). Под второй – рефракцию с участием аккомодации.
Оптические свойства глаза уникальны у каждого человека. Исходя из этого, нельзя установить единые показатели преломления оптических сред для всех людей. С этой целью применяются усреднённые данные, полученные путем измерений большого количества глаз - так называемый схематический глаз.
Различными исследователями предложено множество вариантов такового, но наиболее точным и удачным является схематический глаз Гулльстранда. Так, усреднённая рефракция роговицы человека равна 43,05Д, хрусталика – 19,11Д, а всего глаза – 58,64Д. В действительности данные параметры значительно варьируются и могут составлять для роговицы 38-46Д, хрусталика 15-23Д, всего глаза – 52-71Д. В клинической практике за нормальную рефракцию роговицы принимают показатели в диапазоне 42-44Д. Значительную роль также играет возраст человека. Средняя преломляющая сила нормального глаза (по А. И. Дашевскому): у новорожденных – 77Д, у детей 3 – 5 лет - 59,9Д, 6-8 лет – 60,2Д, 9-12 лет – 59,6Д и старше 15 лет – 59,7Д.
Рефракция роговицы также может изменяться с течением времени. Так, к 30 годам она может уменьшиться на 0,5Д, а к 70 – усилиться на 1,0Д. Во взрослом возрасте средняя рефракция роговицы в вертикальном меридиане больше приблизительно на 0,5Д в сравнении с горизонтальным меридианом, чему способствует более высокая частота прямого астигматизма у молодых людей. Это различие нивелируется к 70 годам. Изменения в хрусталике вносят больший вклад в развитие обратного астигматизма.
Методы оценки клинической рефракции
Существуют субъективные (путём подбора корректирующих линз, дающих наивысшую остроту зрения) и объективные (скиаскопия, офтальмометрия, авторефрактометрия, кератотопография) методы оценки рефракции. Объективные методы основаны на способности сетчатки не только поглощать, но и отражать падающий на неё свет.
См. так же: определение рефракции в домашний условиях.
Автор: Врач-офтальмолог Е. Н. Удодов, г. Минск, Беларусь.
Глаз — сложная, постоянно изменяющаяся оптическая система, в объяснении работы которой не всегда применимы законы физической оптики. Глаз можно рассматривать как уникальное техническое устройство для передачи изображения. Создание картины зрительного восприятия — многокомпонентный процесс, важное звено в котором принадлежит ЦНС.
Рефракция — преломляющая сила оптической системы. Преломление световых лучей возможно при прохождении из одной прозрачной среды в другую. Оптические среды в глазу - роговица с присущей ей прекорнеальной слёзной плёнкой, влага передней камеры, хрусталик и СТ. Таким образом, глаз представляет собой сложную оптическую систему (рис. 24-1, а). По отношению к глазу различают два вида рефракции. физическую и клиническую.
ФИЗИЧЕСКАЯ РЕФРАКЦИЯ ГЛАЗА
Физическая рефракция глаза - преломляющая сила его оптической системы, выраженная в диоптриях. За одну диоптрию (D) принимают силу линзы с фокусным расстоянием 1 м. Данная величина противоположна фокусному расстоянию. Соотношение величин преломляющей силы (D) и фокусного расстояния (F) определяет известная формула D=1/F. Следовательно, линза с фокусным расстоянием 0,5 м обладает преломляющей силой 2,0 D, 2 м - 0,5 D и т.д. Средняя преломляющая сила нормального глаза составляет от 71 D у новорождённых до 52 D у взрослых. Преломляющая сила роговицы может находиться в пределах 38-47 D, хрусталика - 15-23 D.
Несмотря на оптическое «несовершенство» глаза, для проведения тех или иных расчётов предложены упрощённые схемы, основанные на средних константах, полученных при измерении глаз множества людей.
Наиболее удачная модель — схематический глаз Гульстранда (1909). В нём есть так называемые передняя и задняя главные точки пересечении оптической оси с главными плоскостями.
Сопряжённость плоскостей заключена в том, что изображение объекта, находящегося в передней главной плоскости, полностью совместимо со своим изображением в задней главной плоскости и имеет одинаковую величину и положение с самим объектом. В схематическом глазу несколько преломляющих поверхностей с разным коэффициентом преломления. Передняя и задняя главные плоскости расположены соответственно на расстоянии 1,47 и 1,75 мм от вершины роговицы, а передний и задний фокус на расстоянии 15.31 мм и 24,0 мм. Преломляющая сила равна 58,64 D, радиус кривизны роговицы 7,7 мм, радиус кривизны сетчатки 10,5 мм, длина глаза 24,0 мм (рис. 24-1, б).
Более простая схема оптической системы глаза предложена В. К. Вербицким (1928) в виде модели редуцированного глаза и основана на том, что в глазу только одна преломляющая поверхность и только одна оптическая среда с единым коэффициентом преломления. Главная точка совпадает с вершиной преломляющей поверхности, узловая точка — центр её кривизны. Преломляющая сила редуцированного глаза равна 58,82 D, радиус кривизны роговицы 6,8 мм, радиус кривизны сетчатки 10,2 мм и длина глаза 23.4 мм (рис. 24-1, в).
Для клинической практики необходимо иметь схему среднего глаза, которая была бы с одной стороны проста, а с другой — близка к анатомическим структурам. Такая анатомо-оптическая схема глаза, созданная на основе показателей модели редуцированного глаза и истинных средних анатомических размеров, предложена А. И. Дашевским (1955). Согласно данной схеме преломляющая сила глаза соответствует схематическому (24,0 мм), радиус кривизны роговицы такой же, как в редуцированном глазу (6,8 мм), радиус кривизны сетчатки 11,5 мм, а длина глаза равна 24,4 мм (рис. 24-1, г).
Однако в клинической практике необходимо оценивать местоположение точки заднего фокуса в глазу.
КЛИНИЧЕСКАЯ РЕФРАКЦИЯ ГЛАЗА
Клиническая рефракция глаза — это положение задней фокусной точки глаза относительно сетчатки. Если задний главный фокус оптической системы глаза совпадает с сетчаткой, то падающие на глаз параллельные лучи собираются в фокусе и дают изображение бесконечно удалённой от глаза точки на его сетчатке. Такую клиническую рефракцию называют эмметропией.
Различают клиническую рефракцию двух видов: статическую и динамическую.
Статическая рефракция непосредственно характеризует состояние глаза при расположении дальнейшей точки ясного видения в бесконечности. Она отражает лишь структурные особенности оптической системы глаза. Любое желание индивидуума распознать предмет, находящийся ближе бесконечности, приводит к дефокусированию изображения и требует изменения рефракции. Эти изменения возможны лишь при изменении рефракции хрусталика (аккомодации). Таким образом, статическая рефракция представляет собой рефракцию глаза в состоянии покоя аккомодации.
Динамическая рефракция — рефракция глаза при включении аккомодации. Положение ближайшей точки ясного видения соответствует максимальному напряжению аккомодации, ближе которой данный глаз уже не может видеть объекты. Отклонения клинической рефракции различного вида носят собирательное название аметропии. При миопии ( близорукости ) лучи в глазу фокусируются впереди сетчатки, при гиперметропии ( дальнозоркости ) мнимый фокус находится позади неё, а при астигматизме отмечают сочетание различных рефракций или разных величин одной рефракции.
Поделиться в соц. сетях
Физическая и клиническая рефракция глаза определяют способность человека четко видеть изображение. Человеческий глаз – это сложная и постоянно изменяющаяся оптическая система, работу которой не во всех случаях можно объяснить законами оптической физики. Наши глаза можно назвать уникальным техническим прибором для передачи изображения. А создание «картинки» — многокомпонентный процесс, важную роль в котором играет центральная нервная система. Для хорошего зрения, прежде всего, необходимо, чтобы изображение рассматриваемого предмета на сетчатке глаза было четким. В здоровом глазу это зависит от преломляющей силы оптической системы (рефракции) и длины оптической оси глаза. Эти анатомические параметры имеют индивидуальные колебания, поэтому разделяют физическую и клиническую рефракцию глаза. Физическая определяет преломляющую силу оптической системы глаза, а клиническая – положение главного фокуса оптической системы относительно сетчатки.
Физическая рефракция глаза
Этот вид рефракции представляет собой преломляющую силу оптической системы глаза и определяется в диоптриях. Физическая рефракция формируется во время роста глаза и практически не меняется после 3-летнего возраста.
У новорожденных она, в среднем, составляет 80 дптр. а у взрослых – 60 дптр. и может быть в пределах 52-71 дптр.
Преломляющая сила глаза определяется радиусами кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, расстояниями между ними и преломлением роговицы, хрусталика, водянистой влаги, а также стекловидного тела.
Для проведения расчетов оптической системы глаза применяются упрощенные схемы. Они основаны на средних показателях, полученных при измерении оптических параметров глаз множества людей. Схема, которая используется в клинической практике, должна быть простой и близкой к естественным структурам. Наиболее удачной считается схематический глаз Гульстранда. Согласно этой модели, усредненная рефракция всего глаза человека составляет 58,64 дптр. роговицы — 43,05 дптр. хрусталика — 19,11 дптр.
Клиническая рефракция глаза
Но чтобы изображение было четким, важна не только преломляющая сила, но и ее способность фокусировать лучи на сетчатке. В этой связи врачи-офтальмологи в своей практике используют понятие «клиническая рефракция». Это понятие учитывает соотношение физической рефракции с длиной анатомической оси глаза.
Этот вид рефракции определяет положение задней фокусной точки глаза относительно сетчатки. Главный фокус может совпадать с сетчаткой. Данную рефракцию называют эмметропией.
Когда главный фокус глаза не совпадает с сетчаткой, говорят об аметропии. Рассмотрим ее разновидности. Если преломляющая сила оптической системы слишком сильная для размера глаза, то параллельные лучи собираются перед сетчаткой. Этот вид рефракции представляет собой близорукость (миопию). В случае, если преломляющая сила слабая по отношению к размеру глаза. то главный фокус находится за сетчаткой (дальнозоркость, гиперметропия).
При астигматизме наблюдается сочетание разных рефракций или разных величин одной рефракции.
Различают статическую и динамическую клиническую рефракцию. Статистическая определяет способ получения изображения на сетчатке при расслабленной аккомодации (данная функция дает возможность менять преломляющую способность глаза). Это понятие оценивает структурные особенности глаза как оптической камеры, которая формирует изображение на сетчатке. В естественных условиях преломляющая сила оптики глаза все время меняется, подстраиваясь под задачи зрительной деятельности.
В этом случае действует динамическая рефракция — рефракция глаза при действующей аккомодации.
В отличие от физической, клиническая рефракция изменяется и после 3-летнего возраста. Если у новорожденного она составляет около 4,0 дптр, то затем она усиливается. К 3-4-м годам она достигает, в среднем, + 2,0 дптр, к 6-8 годам — + 1,0 дптр. В 9-12 лет у детей наблюдается эмметропия, но у некоторых развивается миопия.
Источник — www.likar.info
В физике рефракцией оптической системы принято считать ее преломляющую силу, выраженную в диоптриях. Физичесжая рефракция глаза человека (варьирует от 51,8 до 71,3 дптр [Трон Е. Ж. 1947; Дашевский А. И. 1956].
Для получееия четкого (изображения важна не преломляющая шла оптической системы глаза, а ее способность фокусировать лучи на сетчатке. В связи c этим в офтальмологии пользуются понятием клинической рефракции, под которой понимают соотношение между преломляющей силой и положением сетчатки или, что то же самое, между фокусным расстоянием оптической системы и длиной переднезадней оси глаза.
Различают два вида (клинической рефракции глаза — статическую и динамическую. Статическая рефракция характеризует способ получения изображений на (сетчатке в состоянии максимального расслабления аккомодации. Нетрудно заметить, что статическая рефракция - искусственное понятие и отражает лишь структурные особенности глаза как оптической камеры, формирующей ретиналыное изображение.
Для того, чтобы правильно решать многие вопросы, связанные со зрительной деятельностью в естественных условиях, необходимо иметь представление о функциональных особенностях оптической системы оплаза. Судить о таких особенностях позволяет динамическая рефракция, под (которой понимают преломляющую силу оптической системы глаза относительно сетчатки при действующей аккомодации.
Статическая рефракция глаза. Эмметропия и аметропия. Статическая рефракция определяется положением заднего главного фокуса оптической системы глаза относительно сетчатки. При эмметропической рефракции этот фокус совпадает с сетчаткой, при аметропиях — располагается либо впереди сетчатки (близорукость), либо позади нее (дальнозоркость). При эмметропической рефракции дальнейшая точка ясного зрения (punctum remoturn) находится в бесконечности, при близорукости — перед глазом на конечном расстоянии, при дальнозоркости — позади глаза (рис. 23).
В (клинической практике о степени аметропии судят по силе линзы, которая ее корригирует и искусственно цревращает глаз в эмметропический. В связи c этим миопическую рефракцию обычно обозначают знаком «—», а гиперметропическую знаком « + », хотя в физическом смысле при близорукости имеется относительный избыток, а при дальнозоркости — недостаток преломляющей силы глаза.
При аметропиях в условиях максимального расслабления аккомодации Изображение на сетчатке объекта, находящегося ев бесконечности, бывает нечетким. Каждая тючка образует на сетчатке не точку, a круг, называемый кругом .светорассеяния. Примерный диаметр его можно определить по формуле:
где r - ширина зрачка, мм; А — величина аметропии, дптр; D — преломляющая сила глава.
Последнюю можно считать равной примерно 60,0 дптр. Тогда формула приобретает вид:
Например, при близорукости 3,0 дптр и ширине зрачка 3 мм диаметр крyгa светорассеивания будет равен:
Динамическая рефракция глаза, ее особенности при эмметропической рефракции, дальнозоркости и близорукости. В естественных условиях в соответствии с задачами зрительной деятельности преломляющая сила оптической системы глаза постоянно меняется, т. е. действует ,не статическая, а динамическая рефракция глаза, связанная с аппаратом аккомодации.
Регуляция аккомодации осуществляется «как парасимпатическим, так и симпатическим отделами вегетативной нервной системы. Вегетативная иннервация аккомодации - сложный целостный процесс, в котором гармонично участвуют и парасимпатиче-ский, и симпатический отделы нервной системы и который нельзя сводить к простому антагонизму действия этих систем. В сокра-тигельной деятельности ресничной (цилиарной) мышцы основную роль играет парасимпатическая система. Симпатическая система выполняет главным образом трофическую функцию и оказывает некоторое тормозящee действие на сократительную способность ресничной мышцы. В связи с этим при ее максимальном расслаблении в физиологических условиях применение симпатомимети-ков дает небольшой дополнительный расслабляющий эффект. Однако это не означает, что симпатическая нервная система ведает аккомодацией для дали, а парасимпатическая — для близи. Такая концепция упрощает истинную картину, и создается ложное представление о существовании двух относительно изолированных аппаратов аккомодации. Между тем аккомодация — это единый «механизм оптической установки глаза к любому расстоянию, в котором всегда участвуют, сложно взаимодействуя, и парасимпатический, и симпатический отделы вегетативной нервной системы.
Динамическая рефракция может играть роль как следящей (при перемещении фиксируемого объекта в лереднезаднем направлении), так и стабилизирующей (при фиксации неподвижного объекта) системы. При максимальном расслаблении аккомодации динамическая рефракция почти совпадает со статической, и глаз устанавливается к дальнейшей точке ясного зрения. По мере усиления динамической рефракции за счет нарастающего напряжения аккомодации точка ясного зрения все больше приближается к глазу. При максимальном усилении динамической рефракции глаз установлен к ближайшей точке ясного зрения (punctum proximum). Расстояние между дальнейшей и ближайшей точками ясного зрения определяет ширину, или область, аккомодации.
При эмметропии и гиперметропии эта область очень широкая — от ближайшей точки ясного зрения до бесконечности. Однако для того чтобы ясно видеть в указанном диапазону расстояний, гиперметропический глаз в отличие от эмметропичрского должен напрягать свою аккомодацию на величину, равную степени аметропии, уже при рассматривании предмета, находящегося в бесконечности. При близорукости область аккомодации занимает небольшой участок вблизи от глаза. Чем больше близорукость, тем ближе к глазу дальнейшая точка ясного зрения и тем уже область аккомодации. Миопическому глазу, преломляющая сила оптической системы которого и без того велика, аккомодация помочь не может, наоборот, три напряжении ресничной мышцы область аккомодации еще больше суживается.
При отсутствии стимула к аккомодации в темноте шли в безориентирном пространстве сохраняется некоторый тонус ресничной мышцы, за счет которого глаз устанавливается к точке (punctum medium), занимающей промежуточное положение между дальнейшей и ближайшей точками ясного зрения. Положение этих точек (можно выразить в диоптриях, зная их расстояние от глаза. Разность между максимальной динамической (Р) и статической (R) (рефракцией определит объем абсолютной монокулярной) аккомодации. Следовательно, этот показатель отражает способность ресничной мышцы к максимальному сокращению и расслаблению. В зависимости от состояния зрительной системы и условий исследования положение стабильных с позиции статической рефракции точек дальнейшего арония, ближайшего зрения и покоя аккомодации меняется в достаточно широком диапазоне, что очень точно отражает участие динамической рефракции в зрительном акте. В связи с этим для характеристики динамической рефракции глаза пользуются понятием о зонах и различают зону дальнейшего зрения, (зону относительного покоя, зону ближайшего зрения.
Объем относительной аккомодации характеризует возможный диапазон изменений напряжения ресничной мышцы при бинокулярной фиксации объекта, расположенного на конечном от глаз расстоянии. Обычно — это 33 см, среднее рабочего расстояние для близи.
Различают отрицательную и положительную части объема относительной аккомодации. О них судят соответственно по максимальной плюсовой и максимальной минусовой линзам, при которых еще сохраняется ясность видения текста на атом расстоянии. Отрицательная часть объема относительной аккомодации - это ее израсходованная часть, положительная — неизрасходованная, резерв, или запас, аккомодации.
Таким образом, при нормальном бинокулярном зрении взаимосвязь между аккомодацией и конвергенцией не бывает жесткой: три неизмененной конвергенции возможны изменения аккомодации при неизмененной аккомодации — изменения конвергенции в достаточно широких пределах. В первом случае речь идет об объеме относительной аккомодации, во втором - о фузионных резервах. При устранении условий для бинокулярного зрения путам разобщения глаз связь между аккомодацией и конвергенцией приобретает почти линейный характер: на (каждую диоптрию напряжения аккомодации приходится определенная величина схождения зрительных осей. Эту величину называют отношением аккомодационной конвергенции к аккомодации (АКА).
Источники:
Следующие статьи
- Флуоресцентная ангиография
- Авторефрактометрия Расшифровка показания авторефрактометра
- Визометрия Типы таблиц для проверки качества зрения
Комментариев пока нет!
Поделитесь своим мнением