Главный фокус находится за сетчаткой при

Довольно часто гемералопия сочетается с образованием на конъюнктиве глазного яблока ксеротических бляшек рядом с роговицей на уровне ее горизонтального меридиана в виде суховатых участков эпителия.

Такая гемералопия обратима и проходит довольно быстро, если в пищу вводить содержащие витамин А продукты, свежие овощи, фрукты, печень и т. д. Она хорошо поддается лечению витаминами А, В1 и В2.

Иногда наблюдается врожденная гемералопия без изменений глазного дна. Причины ее неясны. Заболевание носит семейно-наследственный характер.

ЛЕКЦИЯ 3

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА. КЛИНИЧЕСКАЯ РЕФРАКЦИЯ. АККОМОДАЦИЯ. ПРЕСБИОПИЯ. АСТИГМАТИЗМ.

Учение о преломлении световых лучей прозрачными средами глаза и образовании в нем изображений внешнего мира основано на законах оптики и в первую очередь на законах преломления света. Преломление световых лучей происходит при прохождении из одной прозрачной среды в другую через разделяющую их поверхность, которая называется преломляющей поверхностью.

Как известно, направление световых лучей изменяется при переходе из одной среды в другую при различной оптической плотности последних.

Простая оптическая система состоит из одной преломляющей сферической поверхности. В офтальмологии чаще всего приходится встречаться с явлениями преломления света, проходящего через линзу.

Линзой называют оптическую деталь, ограниченную преломляющими поверхностями. По форме преломляющих поверхностей линзы могут быть сферическими, цилиндрическими или торическими.

Если сферическая линза достаточно тонкая, то ее можно представить как две выпуклые или вогнутые сферические поверхности, находящиеся на оптической оси в одной плоскости. Выпуклая линза обладает свойством собирать падающие на нее лучи, вогнутая – рассеивать. Точка, в которой собирается пучок падающих на линзу параллельных лучей, называется ее

фокусом.

Линия, соединяющая центры поверхностей, образующих линзу,

называется ее оптической осью. Расстояние от центра линзы до фокуса называется фокусным расстоянием.

Сложная оптическая система состоит из двух и более преломляющих поверхностей. В сложной оптической системе выделяют кардинальные точки и плоскости. Это значительно упрощает построение изображения в

такой системе и необходимые вычисления. Различают две главные плоскости

– переднюю и заднюю. Они перпендикулярны оптической оси. Точки пересечения главных плоскостей с оптической осью называют главными точками. На оптической оси выделяют также две узловые точки –

переднюю и заднюю, проходя через которые лучи света не преломляются.

В реальных оптических системах проявляются оптические погрешности – аберрации. Различают монохроматические и хроматические аберрации. Основные из монохроматических аберраций – это сферическая аберрация и астигматизм. Сущность сферической аберрации заключается в том, что параллельные лучи света, проходящие через линзу, не собираются в одну точку, а пересекаются с оптической осью в пределах некоторой зоны. Эта зона называется глубиной фокуса данной системы. Астигматизм возникает в случае косого падения лучей на линзу.

Хроматическая аберрация является следствием неодинакового преломления света с разной длиной волны, поэтому изображения объектов,

получаемые с помощью оптической системы, имеют цветные каемки.

Альвар Гульштранд в 1899 г. использовал предложение Монуайе

измерять преломляющую силу оптических стекол не фокусным их расстоянием, а особой единицей измерения – диоптрией. Диоптрия – преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Это величина обратная фокусному расстоянию

D = 1/f

Оптическая система глаза. Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из роговицы, влаги передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Из двух поверхностей роговицы учитывается лишь преломление при прохождении света через ее переднюю поверхность, так как заднюю учитывать не приходится вследствие равенства показателей преломления ткани роговицы и влаги передней камеры.

Приближенно можно считать, что преломляющие поверхности глаза сферичны и их оптические оси совпадают, то есть глаз является

центрированной системой. В действительности же оптическая система глаза имеет много погрешностей.

Для характеристики оптической системы глаза необходимо знать радиусы кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхности хрусталика, толщину роговицы и хрусталика, глубину передней камеры, длину анатомической оси глаза и показатели преломления прозрачных сред. Изменение этих величин (кроме показателей преломления)

можно выполнить на живом глазу. Методы, предложенные для этой цели,

делят на три группы: оптические, рентгенологический и ультразвуковой. С

помощью оптических методов производят непосредственное измерение отдельных элементов преломляющего аппарата, длину оси определяют путем вычислений. Рентгенологический и ультразвуковой методы позволяют непосредственно измерить длину оси глаза.

Для проведения расчетов параметров оптической системы глаза предложены упрощенные схемы этой системы, основанные на определении средних величин оптических констант, полученных при измерении многих глаз, наилучшим является схематический глаз Гульштранда.

Схематический глаз Гульштранда состоит из шести преломляющих поверхностей (передняя и задняя поверхности роговицы, передняя поверхность хрусталика, передняя и задняя поверхности хрусталикового ядра, задняя поверхность хрусталика); они разграничивают семь сред:

воздух, роговицу, влагу передней камеры, передние и задние кортикальные слои хрусталика, ядро хрусталика и стекловидное тело. Преломляющая сила схематического глаза Гульштранда равна 58,64 дптр. На роговицу приходится 43,05 дптр, на хрусталик в покое, без аккомодации – 19,11 дптр.

Схематический глаз характеризуют: а) идеальная сферичность преломляющих поверхностей: б) идеальная центрация преломляющих поверхностей относительно друг друга и относительно зрительной оси; в)

гомогенность преломляющих сред.

Несмотря на известные допущения, схематический глаз имеет исключительно важное значение в качестве эталона человеческого глаза при решении различных задач теоретической, практической офтальмологии,

оптического приборостроения и пр. Но в ряде случаев для получения данных,

нужных для клинических целей, достаточно еще более упрощенной схемы.

Оптическая модель глаза, в которой сложная система схематического глаза сведена к простой оптической системе, носит название редуцированного глаза.

В редуцированном глазу приняты единый усредненный показатель преломления, одна усредненная преломляющая поверхность и одна глазная плоскость. Наиболее совершенной моделью является редуцированный глаз В.К. Вербицкого, константы которого следующие: показатель преломления

1,4, радиус кривизны преломляющей поверхности 6,8 мм, радиус поверхности сетчатки 10,2 мм, длина глаза 23,4 мм.

В последние годы, упрощенные схемы расчета оптических элементов приобретают большое значение, например, для расчета фокуса оптической системы глаза при оптико-реконструктивных операциях.

Виды рефракции глаза. В физике рефракцией оптической системы принято считать ее преломляющую силу, выраженную в диоптриях.

Физическая рефракция глаза человека варьирует от 51,8 до 71,3 дптр,

составляя в среднем 60,0 дптр, из них 40,0 дптр приходится на роговицу, 1,0

дптр – на влагу передней камеры, 18,0 дптр – на хрусталик в состоянии покоя, 1,0 дптр – на стекловидное тело. Физическая рефракция глаза у новорожденных составляет в среднем около 80,0 дптр.

Для получения четкого изображения важна не преломляющая сила оптической системы глаза сама по себе, а ее способность фокусировать лучи на сетчатке. В связи с этим в офтальмологии пользуются понятием

клинической рефракции, под которой понимают соотношение между преломляющей силой и положением сетчатки, или, что то же самое, между задним фокусным расстоянием оптической системы и длиной переднезадней

оси глаза. Различают два вида рефракции глаза – статическую и

динамическую. Статическая рефракция характеризует способ получения изображения на сетчатке в состоянии максимального расслабления аккомодации. Нетрудно заметить, что статическая рефракция – это искусственное понятие и отражает лишь структурные особенности глаза как оптической камеры, формирующей ретинальное изображение.

Для правильного решения многих вопросов, связанных со зрительной деятельностью в естественных условиях, необходимо иметь представление о функциональных особенностях оптической системы глаза. Судить о них позволяет динамическая рефракция, под которой понимают преломляющую силу оптической системы глаза относительно сетчатки при действующей аккомодации.

В практической деятельности офтальмолог определяет только клиническую рефракцию, которая отражает соразмерность физической рефракции с длиной анатомической оси глаза. Клиническую рефракцию характеризует положение главного фокуса по отношению к сетчатой оболочке. Если задний главный фокус оптической системы глаза совпадает с сетчаткой, то падающие на глаз параллельные лучи собираются в фокус и дают изображение бесконечно удаленных от глаза предметов на его сетчатке.

Такая клиническая рефракция называется эмметропией (от греч. emmetros –

соразмерный и ops – зрение). При несовпадении заднего главного фокуса с сетчаткой клиническая рефракция глаза является аметропической.

Преломляющая сила оптического аппарата глаза может быть слишком сильной для данной оси, и тогда параллельные лучи собираются перед сетчаткой. Такой вид несоразмерной рефракции называется близорукостью

– миопией (от греч. myo – прищуриваю). Если же преломляющая сила по отношению к оси глаза будет слабой, то главный фокус будет располагаться за сетчаткой. Этот вид несоразмерной рефракции называется

дальнозоркостью – гиперметропией (от греч. hypermetros – чрезмерный).

Соответственно виду клинической рефракции изменяется положение в пространстве так называемой дальнейшей точки ясного зрения (punctum remotum). Это точка, из которой исходят световые лучи, собирающиеся на сетчатке данного глаза, находящегося в состоянии покоя, то есть без включения аккомодации.

На сетчатке эмметропического глаза собираются параллельные лучи,

идущие из бесконечности. Следовательно, дальнейшая точка ясного зрения находится в бесконечности.

При близорукости преломляющая сила оптической системы слишком велика по сравнению с длиной оси глаза. Поэтому главный фокус находится перед сетчаткой. Дальнейшая точка ясного зрения лежит на конечном расстоянии. На сетчатке собираются только расходящиеся лучи. Чем выше степень близорукости, тем ближе к глазу дальнейшая точка ясного зрения.

При дальнозоркости преломляющая сила также не соответствует длине оси глаза – мала. Главный фокус находится за сетчаткой. На сетчатке при слабой преломляющей силе могли бы сфокусироваться только сходящиеся лучи, а так как таких лучей в природе не существует, то гиперметропический глаз не имеет реальной дальнейшей точки ясного зрения. Мнимая дальнейшая точка ясного зрения лежит в отрицательном пространстве – за сетчаткой.

Астигматизм. Исследования оптического аппарата, проведенные на живых глазах, показали, что идеально сферические преломляющие поверхности встречаются редко, гораздо чаще наблюдается их деформация.

Она одинаково часто встречается и у роговицы, и у хрусталика, но влияние роговой оболочки на рефракцию глаза сказывается сильнее вследствие ее большей преломляющей способности. Предполагают, что деформация преломляющих поверхностей обусловлена неравномерным давлением на развивающееся глазное яблоко век, глазодвигательных мышц и костей орбиты.

В глазах, имеющих отклонения от сферической формы в строении преломляющих поверхностей, при исследовании в двух взаимно перпендикулярных меридианах отмечается разная преломляющая сила и разные фокусные расстояния, и в результате чего на сетчатке не получается точечного изображения.

Сочетание в одном глазу различных видов рефракции или разных степеней одного вида рефракции называется астигматизмом (от греч. a –

отрицание и stigma – точка). В астигматических глазах две перпендикулярные плоскости сечения с наибольшей и наименьшей преломляющей силой называются главными меридианами. Чаще они располагаются вертикально и горизонтально, но могут иметь и косое расположение, образуя астигматизм с косыми осями. В большинстве случаев преломление в вертикальном главном меридиане бывает сильнее, чем в горизонтальном. Такой астигматизм называют прямым (astigmatismus versus). Иногда, наоборот, горизонтальный меридиан преломляет сильнее вертикального, это – обратный астигматизм (astigmatismus perversus). Кроме того, когда главный меридиан не является вертикальным или горизонтальным, а проходит в косом меридиане, говорят об астигматизме с

косыми осями (astigmatismus obliquus).

Различают правильный и неправильный астигматизм.

Неправильный астигматизм (astigmatismus irregularis) обычно роговичного происхождения. Он характеризуется локальными изменениями преломляющей силы на разных отрезках одного меридиана и обусловлен заболеваниями роговицы: рубцы, кератоконус и др.

Правильный астигматизм (astigmatismus regularis) имеет одинаковую преломляющую силу на протяжении всего меридиана. Это врожденная аномалия, передается по наследству и мало изменяется в течение жизни.

Далее астигматизм различают по виду клинической рефракции в главных меридианах: 1) простой астигматизм (astigmatismus simplex), когда в одном из главных меридианов имеется эмметропия, а в другом – миопия

(простой миопический) или гиперметропия (простой гиперметропический);

2) сложный астигматизм (astigmatismus compositus), когда в обоих главных меридианах аметропия одинакового вида (сложный миопический или гиперметропический), но различной степени; 3) смешанный астигматизм

(astigmatismus mixtum), когда в одном из главных меридианов имеется миопия, а в другом – гиперметропия.

Следует отметить, что правильный прямой астигматизм в 0,5 дптр считается физиологическим, не дающим никакой патологии, не вызывающим субъективных жалоб и поэтому обычно не требующим коррекции.

Развитие рефракции. Рефракция формируется в период роста организма. В этот период происходит развитие оптического аппарата глаза и увеличение размеров глазного яблока. Оптический аппарат и размеры глаза подвержены значительным индивидуальным колебаниям. Между ними имеется определенная корреляционная зависимость. Следует предполагать,

что развитие оптического аппарата и увеличение размеров глазного яблока происходит под влиянием координирующего воздействия каких-то центров.

Точный источник корреляционных воздействий до сих пор не установлен.

Фогт считает, что это размеры сетчатой оболочки, Э.С. Аветисов – состояние аккомодационного аппарата глаза. Тем не менее, в большинстве случаев развитие глаза идет таким путем, что при индивидуальных колебаниях его элементов между ними складываются благоприятные для зрительной функции отношения.

Глаза новорожденного имеют большую преломляющую силу (в

среднем 80,0 дптр), но сочетается она со столь короткой анатомической осью, что главный фокус оптической системы располагается за глазом.

Таким образом, для большинства новорожденных характерна гиперметропическая рефракция.

По мере роста преломляющая сила оптической системы глаза быстро уменьшается. В возрасте 3-5 лет преломляющая сила глаза в среднем

равняется 60,0 дптр и практически уже не изменяется в течение всей жизни.

Параллельно происходит и рост глазного яблока, увеличивается длина его анатомической оси.

Рост глазного яблока к 3-5 годам также почти заканчивается. В этом возрасте оно лишь на 0,5 мм короче среднего глаза взрослого. Изменения оптического аппарата и анатомической оси глаза в период роста приводят к изменению клинической рефракции, которая меняется от гиперметропии к эмметропии и миопии.

В развитии рефракции следует рассматривать два периода – формирование первичной и вторичной рефракции. Формирование первичной рефракции соответствует периоду роста глаза. При этом формируются глаза шаровидной формы, рефракция которых близка к эмметропии (эмметропия и небольшие степени гиперметропии и миопии). Вторичная рефракция формируется под влиянием неблагоприятных воздействий, которые могут привести к преждевременной остановке роста глаза и формированию осевой гиперметропии или после физиологической остановки роста глазного яблока к изменению его формы за счет растяжения заднего отдела. В этих более часто встречающихся случаях происходит удлинение анатомической оси и формирование миопии.

Корригирующие линзы. Для определения рефракции глаза и коррекции аметропии используют оптические стекла. Они могут быть собирательными и рассеивающими, сферическими и цилиндрическими.

Собирательные линзы. Параллельные лучи, проходя через такие линзы, превращаются в сходящиеся и собираются в главном фокусе линзы.

Они называются положительными и обозначаются знаком (+).

Рассеивающие линзы называются отрицательными и обозначаются знаком (-). Проходящие через них параллельные лучи превращаются в расходящиеся. Мнимый фокус этих лучей находится в месте их мысленного продолжения непосредственно перед линзой.