Динамическая рефракция глаза. Ее особенности при эмметропии, гиперметропии и миопии

Описание

В естественных условиях в соответствии с задачами зрительной деятельности постоянно меняется преломляющая сила оптики глаза, т.е. действует не статическая, а динамическая рефракция глаза.

Динамическая рефракция и аккомодация глаза — это очень близкие, но не идентичные понятия: первое шире, второе уже. Аккомодация представляет собой основной механизм динамической рефракции глаза. Упрощая, можно сказать, что бездействующая аккомодация плюс сетчатка — это статическая рефракция, действующая аккомодация плюс сетчатка — это динамическая рефракция глаза. В том случае, если мы регистрируем изменения, которые происходят в аппарате цилиарная мышца — циннова связка — хрусталик, безотносительно к тому, как эти изменения отражаются на построении ретинальных изображений, то мы изучаем собственно аккомодацию. Если же нас интересует, где находится фокальная плоскость изображения объекта при данном состоянии аппарата аккомодации и как эта плоскость относится к сетчатке, то мы изучаем динамическую рефракцию глаза.

↑ Аккомодация как основной механизм динамической рефракции глаза

Вопрос об иннервации аппарата аккомодации, основного механизма динамической рефракции глаза, недостаточно изучен. На основе обобщения данных литературы по этому вопросу можно отметить следующее.

Регуляция деятельности цилиарной мышцы осуществляется как парасимпатическим, так и симпатическим отделом вегетативной нервной системы. Вегетативная иннервация аппарата аккомодации представляет собой сложный целостный процесс, в котором гармонично участвуют парасимпатическая и симпатическая нервные системы и который нельзя сводить к простому антагонизму действия этих систем. Основную роль в сократительной деятельности цилиарной мышцы играет парасимпатическая система. Симпатическая система выполняет главным образом трофическую функцию и оказывает некоторое тормозящее действие на сократительную способность цилиарной мышцы. Вследствие этого при ее максимальном расслаблении в физиологических условиях применение симпатомиметиков дает небольшой дополнительный расслабляющий эффект. Однако это вовсе не означает, что симпатическая нервная система управляет аккомодацией для дали, а парасимпатическая — аккомодацией для близи. Такая концепция упрощает истинную картину и создает 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. Учитывая изложенное, целесообразно различать положительную и отрицательную аккомодацию, или соответственно аккомодацию для близи и для дали, рассматривая и первую, и вторую как активный физиологический процесс.

Динамическую рефракцию можно рассматривать как функциональную саморегулируемую систему, назначение которой — обеспечивать четкое фокусирование изображений на сетчатке, несмотря на изменение расстояния от глаза до фиксируемого объекта. Схема этой системы показана на рис. 12





[Аветисов Э. С., 1967]. Если при данном расстоянии до предмета X и данной длине оси глаза G кривизна хрусталика окажется недостаточной, чтобы получить на сетчатке четкую проекцию изображения Y, то информация об этом по каналам обратной связи V, Е поступит в центр управления аккомодацией. Сигнал Z, направленный отсюда к цилиарной мышце и хрусталику, соответственно изменит кривизну последнего и его преломляющую силу. Вследствие этого изображение предмета в глазу совпадет с плоскостью сетчатки. Как только это произойдет, отпадет надобность в дальнейшем регулирующем воздействии на цилиарную мышцу. Под влиянием каких-либо возмущений изменится ее тонус, и изображение на сетчатке расфокусируется. Возникает сигнал ошибки, за которым вновь последует корректирующее воздействие на хрусталик. Динамическая рефракция может выступать в роли как следящей (при перемещении фиксируемого объекта в переднезаднем направлении), так и стабилизирующей (при фиксации неподвижного объекта) системы.

Установлено, что порог ощущения нечеткости изображения на сетчатке, который служит сигналом рассогласования системы динамической рефракции и вызывает регулирующее воздействие на цилиарную мышцу, составляет 0,2 дптр [ Campbell F. W., 1959; Campbell F. W. et al., 1959]. Величина 0,2 дптр соответствует, например, изменению расстояния предмета от глаза от оо5 до 5 м (и обратно), от 5 до 2,5 м, от 1,25 до 1 м, от 53 до 48 см, от 23 до 22 см. Таким образом, чем меньше расстояние, на которое сфокусирован глаз, тем меньше глубина четко видимого пространства. Следует отметить также, что весь диапазон расстояний от ? 5 до 20 см может быть покрыт не более чем 25 разными фокусировками глаза [Смирнов М. С., 1971].
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

↑ Объем и область, или ширина, аккомодации

При максимальном расслаблении аккомодации динамическая рефракция совпадает со статической и глаз устанавливается к дальнейшей точке ясного зрения. По мере усиления динамической рефракции вследствие увеличения напряжения аккомодации точка ясного видения все больше приближается к глазу. При максимальном усилении динамической рефракции глаз оказывается установленным к ближайшей точке ясного зрения. Расстояние между дальнейшей и ближайшей точками ясного зрения определяет ширину, или область, аккомодации.

При эмметропии и гиперметропии эта область очень широка: она простирается от ближайшей точки ясного видения до бесконечности. Чтобы ясно видеть в указанном диапазоне расстояний, гиперметропический глаз в отличие от эмметропического должен напрягать свою аккомодацию на величину, равную степени аметропии, уже при рассматривании предмета, находящегося в бесконечности. При миопии область аккомодации занимает небольшой участок вблизи глаза. Чем больше величина миопии, тем ближе к глазу дальнейшая точка ясного зрения и тем уже область аккомодации. При этом миопическому глазу, преломляющая сила оптики которого и без того велика, аккомодация помочь не может. Наоборот, при напряжении цилиарной мышцы область аккомодации еще больше суживается.

При отсутствии стимула к аккомодации (в темноте или в безориентирном пространстве) сохраняется некоторый тонус цилиарной мышцы, за счет которого глаз устанавливается к точке, 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. Этот показатель отражает, следовательно, способность цилиарной мышцы к максимальному сокращению и расслаблению.

Объем относительной аккомодации характеризует возможный диапазон изменений напряжения цилиарной мышцы при бинокулярной фиксации объекта, расположенного на конечном от глаз расстоянии. Обычно это 33 см — среднее рабочее расстояние для близи. Различают отрицательную и положительную части объема относительной аккомодации. О них судят соответственно по максимальной плюсовой или максимальной минусовой линзам, при которых еще сохраняется ясность видения текста на этом расстоянии. Отрицательная часть объема относительной аккомодации — ее израсходованная часть, положительная — неизрасходованная, это резерв, или запас, аккомодации.

↑ Аккомодация и конвергенция

При нормальном бинокулярном зрении взаимосвязь между аккомодацией и конвергенцией не бывает жесткой: при неизменной конвергенции возможны изменения аккомодации, при неизменной аккомодации — изменения конвергенции в достаточных широких пределах. В первом случае речь идет об объеме относительной аккомодации, во втором — о фузионных резервах. При устранении условий для бинокулярного зрения путем 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 (АК/А). При гиперметропии отношение АК/А несколько меньше, чем при эмметропии, при миопии — больше.

↑ Основные зоны динамической рефракции глаза

Как уже отмечалось, при перемещении объекта фиксации из бесконечности до ближайшего расстояния, на котором еще возможно четкое различение, а также в обратном направлении динамическая рефракция глаза выступает в роли следящей функциональной системы, при фиксации неподвижного объекта — в качестве стабилизирующей системы.

Методы исследования динамической рефракции глаза как следящей системы сложны, их применяют в основном при решении специальных физиологических задач (определение характера аккомодационной кривой, скорости аккомодационного рефлекса и др.). На рис. 13





представлены полученные при исследовании с помощью инфракрасного сканирующего аккомодометра графики зависимости изменения длительности импульса и соответственно динамической рефракции глаза от расстояния до тест-объекта при эмметропии и миопии в 2,0; 3,0 и 5,0 дптр (Ананин В. Ф. и др., 1996, 1997]. Начало подъема кривых характеризует дальнейшую, а вершина каждой кривой — ближайшую точку ясного зрения. По образцам записи и графикам можно установить объем аккомодации, латентный период ее включения, ход и скорость изменения динамической рефракции, активность цилиарной мышцы, которую определяют по характеру кривизны кривой, т. е. производной (угол наклона кривой к оси абсцисс). Чем выше это значение, тем активнее работает цилиарная мышца. С помощью инфракрасного сканирующего аккомодометра регистрируют также микрофлюктуации аккомодации, показанные на рис. 13 пунктиром.

В клинической практике целесообразно использовать методы исследования динамической рефракции глаза как стабилизирующей системы. Эти методы позволяют определить оптическую установку глаза к фиксируемым неподвижным объектам, находящимся в любой точке области аккомодации. Однако при этом наиболее информативным является определение динамической рефракции при установке оптической системы глаза на объекты, находящиеся в трех зонах: зоне дальнейшего видения, ближайшего видения и в зоне относительного покоя аккомодации. Смысл исследования заключается в том, что в зависимости от требований, которые предъявляются при применении того или иного метода к деятельности аккомодации, положение стабильных с позиции статической рефракции дальнейшей и ближайшей точек ясного зрения и точки покоя аккомодации меняется в достаточно широком диапазоне, что очень точно отражает участие динамической рефракции в зрительном акте [Аветисов Э. С., Розенблюм Ю. З., 1981].

На рис. 14





представлено типичное распределение рефракции при фиксации объекта в зоне дальнейшего видения для эмметропического глаза у лиц молодого возраста, которое получено с помощью различных методов. Под цифрами l1, l2, l3 представлены значения рефракции, выявляемые в состоянии циклоплегии. Циклоплегики типа гоматропина вызывают неполный паралич аккомодации, однократная атропинизация обеспечивает более значительное ослабление рефракции, а применение атропина в течение нескольких дней позволяет выявить состояние, близкое к эмметропии. Цифрой l4 показана рефракция, выявляемая при применении гипотетического препарата, оказывающего более сильное циклоплегическое действие, чем атропин. Как видно, при этом определяется гиперметропия слабой степени.

Цифрой 2 обозначена рефракция, полученная в условиях действующей аккомодации субъективным способом, т. е. путем приставления к глазу линз. Как правило, такая рефракция по сравнению с предыдущими оптическими установками глаза сдвинута в сторону миопии за счет некоторого тонуса аккомодации. Тонус аккомодации — один из важных показателей динамической рефракции глаза. По его величине, знаку и устойчивости можно оценить адаптационные возможности системы динамической рефракции, способность глаза точно фокусировать изображения предметов на сетчатке при зрении вдаль, определить функциональное состояние цилиарной мышцы. Для получения сравнимых результатов рефракцию в состоянии циклоплегии следует определять в стандартных условиях, лучше всего после инстилляций 1 % раствора атропина по 2 раза в день в течение 3 дней. Дополнительную характеристику тонуса аккомодации можно получить, сравнивая рефракцию, полученную в условиях циклоплегии, с рефракцией, измеренной с помощью приборов типа рефрактометра или оптометра. В норме у лиц с эмметропией тонус аккомодации составляет 0,5—1,0 дптр и имеет отрицательный знак, что в оптике указывает на усиление оптической системы. Увеличение или уменьшение тонуса аккомодации и особенно изменение его знака обычно свидетельствуют о патологических изменениях.

Под цифрой 3 показана рефракция, получаемая с помощью оптических устройств. В норме, как правило, наиболее близка к оптической установке глаза, выявленной субъективным способом путем приставления линз, рефракция, полученная на диоптроне (31). Несколько дальше отстоит рефракция по редуцированной дальнейшей точке ясного видения (32), положение которой определено на проксиметре (аккомодометр). Дальнейший сдвиг рефракции в сторону ее усиления (33) характерен для рефрактометров. Особенно значительное перемещение рефракции в сторону минусовых значений наблюдается при использовании оптометров (34).

Таким образом, динамическая рефракция эмметропического глаза при фиксации объекта в зоне дальнейшего видения характеризуется серией последовательных оптических установок от слабой гиперметропии до слабой миопии. Величина тонуса аккомодации и изменение рефракции в зависимости от условий ее измерения отражают устойчивость рефракции в этой зоне.

При фиксации объекта, расположенного в бесконечности (5 м и далее), цилиарная мышца эмметропического глаза находится в расслабленном состоянии. Однако это не означает, что зрение вдаль не требует усилий. Удержание мышцы в расслабленном состоянии — это тоже активный физиологический процесс. Когда мы говорим о напряжении цилиарной мышцы, мы имеем в виду ту степень дополнительного тонуса мышцы, которая необходима для четкого различения объектов, находящихся на конечном расстоянии. Учитывая это обстоятельство, можно отметить, что для четкого различения эмметропическим глазом предметов, расположенных на расстоянии 5 м и более, дополнительного напряжения тонуса аккомодации практически не требуется. Условно принимают, что аккомодация в этом случае равна нулю. Тогда окажется, что для четкого различения объектов, находящихся на расстоянии 33 см от глаза, потребуется напряжение аккомодации в 3,0 дптр, а для ясного видения предметов, расположенных на расстояниях 1; 2; 3 и 4 м — соответственно 1,0; 0,5; 0,33 и 0,25 дптр.

Как известно, в живом организме любая мышца никогда не находится в состоянии абсолютного покоя: ей свойствен определенный тонус. Это в полной мере относится и к цилиарной мышце. Состояние относительного покоя этой мышцы наступает тогда, когда из поля зрения исключаются стимулы, возбуждающие аккомодацию. Однако при исследовании этого состояния создается парадоксальная ситуация: с одной стороны, нужно создать условия так называемого безориентирного пространства, т.е. устранить в поле зрения все зрительные стимулы, с другой — без наличия таких стимулов вообще невозможно проведение самого исследования. Вследствие этого любой из существующих методов позволяет составить лишь приблизительное представление о зоне относительного покоя аккомодации. Чем большее возбуждающее действие оказывает предъявляемый стимул на аккомодацию, тем все более далеки от истинной характеристики этой зоны получаемые результаты.

По-видимому, наиболее правильное представление о зоне покоя аккомодации можно получить при исследовании этой зоны с помощью кобальтового стекла, которое проводят в условиях минимальной стимуляции аккомодации [Волков В. В., Колесникова Л. Н., 1973]. Еще более информативным является метод лазеррефрактометрии, удивительно адекватный задачам исследования динамической рефракции глаза вообще.

Динамическую рефракцию глаза при фиксации объекта в зоне ближайшего видения характеризуют четыре основных показателя: 1) изменение оптической установки глаза при перемещении фиксируемого объекта в пределах этой зоны; 2) оптическая установка глаза к ближайшей точке ясного видения; 3) резерв относительной аккомодации; 4) устойчивость аккомодации (работоспособность цилиарной мышцы). Рассмотрим эти показатели применительно к лицам молодого возраста с эмметропией. В отличие от зоны дальнейшего видения даже небольшие перемещения объекта фиксации в зоне ближайшего видения требуют существенного изменения напряжения (тонуса) аккомодации. Так, при перемещении объекта с 33 см до ближайшей точки ясного зрения степень напряжения аккомодации составит в среднем 9,0 дптр. Из этого видно, что, хотя известные нервно-мышечные усилия необходимы и для зрения вдаль, наибольшее напряжение аккомодации требуется при рассматривании предметов в зоне ближайшего видения. Оптическая установка глаза к ближайшей точке ясного зрения характеризует способность цилиарной мышцы к максимальному сокращению в естественных условиях. После медикаментозного возбуждения аккомодации посредством инстилляции 1 % раствора пилокарпина наблюдается усиление рефракции на 2,0—4,0 дптр. Этот показатель пока мало используют, но, подобно циклоплегии, которая дает возможность выявить тонус аккомодации в зоне дальнейшего видения, он позволяет, по-видимому, определить состояние тонуса аккомодации в зоне ближайшего видения.

Важным показателем является резерв относительной аккомодации. В норме величина этого резерва составляет 5,0—6,0 дптр. За счет этого компенсируются необходимые затраты аккомодации и успешно выполняются различные виды зрительной работы.

Между показателями динамической рефракции в разных зонах существует взаимообусловленная сопряженность. Так, увеличение объема аккомодации приводит к увеличению резерва аккомодации, повышение тонуса аккомодации обычно сопровождается уменьшением величины рефракции в положении покоя аккомодации и в положении ближайшей точки ясного видения. Величина тонуса аккомодации в зоне дальнейшего видения коррелирует с рефракцией в положении ближайшей точки ясного видения.

В зависимости от физического состояния и изменений организма происходят направленные сдвиги в положении основных показателей динамической рефракции. Так, при зрительном и физическом утомлении у лиц с эмметропией наблюдается смещение рефракции в сторону миопии и соответственно рефракция в положении ближайшей точки ясного видения, как и резерв аккомодации, существенно ослабевает. По наблюдениям C. Л. Шаповалова (1977), в стрессовых ситуациях происходит гиперметропизация глаза, и ближайшая точка ясного видения отодвигается от глаза. При преобладании активности вагоинсулярной системы в зоне дальнейшего видения наблюдается усиление рефракции той или иной степени, а в зоне ближайшего видения — приближение к глазу ближайшей точки ясного видения. По соотношению показателей динамической рефракции можно в известной мере судить не только о состоянии глаза, но и о патологических нарушениях в организме.

Для динамической рефракции гиперметропического глаза характерны следующие показатели. В зоне дальнейшего видения наблюдаются высокий тонус аккомодации и соответственно значительный сдвиг рефракции в сторону миопических значений при исследованиях с помощью приборов. Рефракция в положении относительного покоя аккомодации мало отличается от таковой при эмметропии. В зоне ближайшего видения резерв аккомодации бывает обычно на 1,0—2,0 дптр меньше, чем при эмметропии, а рефракция в положении ближайшей точки ясного видения находится на уровне примерно 10,0 дптр. Как правило, после инстилляции пилокарпина рефракция усиливается и выявляется довольно значительное усиление аккомодации в зоне ближайшего видения. В целом динамическая рефракция при гиперметропии характеризуется повышенным тонусом аккомодации.

При некорригированной гиперметропии для каждого расстояния требуется более сильная аккомодация, чем при эмметропии. Основными приспособительными механизмами к этому виду аметропии являются повышение тонуса аккомодации и ослабление связи между аккомодацией и конвергенцией, которое проявляется уменьшением отношения аккомодационной конвергенции к аккомодации (АК/А). Дезадаптация зрительной системы к гиперметропии может выражаться в снижении корригированной остроты зрения, часто неодинаковом на обоих глазах (рефракционная амблиопия), и возникновении астенопических явлений. Другими проявлениями дезадаптации служат расстройства бинокулярного зрения и возникновение сходящегося косоглазия.

Сложные изменения динамической рефракции глаза отмечаются при миопии. Строго говоря, зона дальнейшего видения не корригированного миопического глаза должна располагаться в пределах области аккомодации, т.е. на близком конечном расстоянии. Однако при рассмотрении динамической рефракции глаза при миопии очень важно сохранить то же представление о зоне дальнейшего видения, которым мы пользовались при анализе динамической рефракции эмметропического и гиперметропического глаза. Это — зона оптических установок глаза к бесконечности, т.е. к расстоянию 5 м и более. Только при таком условии можно получить сопоставимые данные и выявить важные особенности зрения при миопии. Ведь и миопический глаз должен пользоваться зрением для дали, хотя это и зрение в кругах светорассеяния.

В случаях миопии слабой и высокой степени выявляются те же качественные показатели динамической рефракции глаза, что и при гиперметропии и эмметропии. Однако вследствие недостаточности аккомодационного аппарата эти показатели мало служат интересам зрения. Так, рефракция в зоне дальнейшего видения после инстилляции циклоплегиков часто оказывается слабее, чем при определении с помощью линз в условиях действующей аккомодации. Это происходит вследствие чрезмерного напряжения аккомодации. Однако в отличие от гиперметропии, когда этот тонус аккомодации целесообразен, усиление его при миопии приводит к еще большей расфокусировке изображения. Может отмечаться, особенно при миопии высокой степени, и так называемый отрицательный тонус аккомодации, когда рефракция до применения циклоплегиков бывает слабее, чем в условиях циклоплегии (например, 9,0 и 11,0 дптр соответственно). При некорригированной миопии зона относительного покоя аккомодации практически отсутствует и оптическая установка глаза в безориентирном пространстве приближается к статической рефракции.

Степень миопии существенно влияет как на положение ближайшей точки ясного видения, так и на амплитуду изменения аккомодации в этой зоне. Даже при одной и той же степени миопии отмечается непостоянство положения этой точки из-за неустойчивости аккомодации. Для миопии характерно почти полное отсутствие действия пилокарпина на рефракцию в зоне ближайшего видения. В этой зоне при миопии слабой степени резерв аккомодации ослаблен, а при миопии высокой степени может наблюдаться даже его отсутствие.

При некорригированной миопии потребность в аккомодации либо существенно снижена, либо отсутствует. Адаптация к оптическому дефекту при этом виде аметропии осуществляется за счет ослабления постоянного тонуса аккомодации и повышения отношения аккомодационной конвергенции к аккомодации (АК/ А). При миопии высокой степени может появиться еще один приспособительный механизм — снижение чувствительности зрения к расфокусировке изображения [Аветисов В. Э., 1976]. Дезадаптация зрительной системы к миопии обычно проявляется снижением некорригированной остроты зрения. Реже, чем при гиперметропии, наблюдаются астенопический синдром и нарушение бинокулярного зрешш, приводящее к расходящемуся косоглазию.

Помимо динамической рефракции в трех зонах, при некорригированной миопии важно знать оптическую установку в этих же зонах в условиях коррекции.

----

Статья из книги: Близорукость | Э. С. Аветисов