Понятие о рефракции и аккомодации

Описание

Прозрачные среды глаза: роговица, жидкость передней камеры, хрусталик и стекловидное тело, пропускающие световые лучи внутрь глазного яблока к светочувствительному аппарату сетчатки, — служат одновременно и преломляющими средами, потому что каждая из них обладает различным коэффициентом преломления, а поверхности, ограничивающие эти среды, — сферичны. Таким образом, преломление лучей в прозрачных средах глаза происходит на передней и задней поверхности роговицы, на передней и задней поверхности хрусталика (и в самом хрусталике, который состоит из зон с различной оптической плотностью).

Для характеристики любой сложной оптической системы (для определения хода лучей, ее фокусного расстояния и т. п.) необходимо знать постоянные — константы этой системы: радиусы кривизны преломляющих поверхностей, показатели преломления сред, расположение различных преломляющих сред в системе (расстояние их друг от друга). На основании этих данных можно рассчитать положение кардинальных точек, которые и определяют ход лучей в оптической системе. Таких точек в оптической системе шесть: две главные точки, две узловые и две фокусные. Только зная положение этих точек в оптической системе, возможно рассчитать их величину, местоположение.

Точную оптическую характеристику глаза получить практически невозможно, так как оптическая система глаза состоит из ряда сред с различными показателями преломления, из большою количества преломляющих поверхностей с различными радиусами кривизны и различным местоположением этих сред н системе. Кроме того, надо учесть, что эти данные у каждого человека индивидуально различны. Поэтому предложено пользоваться для оптической характеристики средними цифрами, полученными при измерении оптических констант нескольких глаз. Глаз, оптическая характеристика которого дана на основании средних чисел, называется схематическим. В дальнейшем для практических клинических целей сложная оптическая система была упрощена — редуцирована. Оптическая система редуцированного глаза представлена как бы состоящей из одной преломляющей поверхности, разделяющей только две среды с разной оптической плотностью. Впереди воздушная среда с показателем преломления, равным 1, а позади преломляющей поверхности среда с показателем преломления, равным 1,4.

Таким образом, глаз представляет сложную собирательную оптическую систему. Чтобы изображение предметов внешнего мира было четким, необходимо, чтобы фокус падал точно На сетчатую оболочку. Если фокус с ней не совпадает, то изображение каждой точки, составляющей контур предмета, будет ложиться на сетчатую оболочку в виде кружка, и контур предмета будет воспринят глазом нечетко — смазано.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Для измерения оптической, преломляющей силы мышцы или целой оптической системы пользуются величиной, обратной фокусному расстоянию. Мера эта называется диоптрией. Чем длиннее фокусное расстояние, тем слабее преломляющая сила стекла, и, наоборот, чем больше оптическая сила линзы, тем короче фокусное расстояние. За единицу оптической сипи принята оптическая сила линзы с фокусным расстоянием, равным 1 м (100 см). Оптическая сила стекла равна: 1/1 = 1 Д (Д — диоптрия). В практической работе врачу часто приходиться пользоваться диоптрийной системой измерения для расчетов рефракции глаза, очковых линз, объема аккомодации и т. д. Большинство этих оптических систем и линз имеет фокусное расстояние меньше 1 м, определяемое сантиметрами, поэтому для вычисления величины, обратной фокусному расстоянию, — диоптрии удобнее при расчетах за единицу принять не 1 м, а 100 см. Так, например, линза с фокусным расстоянием 25 см обладает оптической силой, равной 100/25 = 4 Д. Зная оптическую силу линзы, можно вычислить величину оптической силы — ее фокусное расстояние (например, оптическая сила линзы равна 5 Д. Ее фокусное расстояние равно: 100/5=20 см). Одной из основных причин нарушении зрения являются аномалии рефракции и аккомодации. В физике под рефракцией понимают преломляющую силу оптической системы, выраженную в диоптриях.

Физическая рефракция глаза человека колеблется в пределах 51,7—71,3 дптр, в среднем — 60 дптр. Основным компонентом преломляющей силы глаза является роговица. Она обладает силой преломления не менее 40 дптр.

Однако в клинике очень редко приходится встречаться с абсолютной преломляющей силой глаза. В практической деятельности наибольшее значение имеет второй вид рефракции — клиническая рефракция, которую характеризует соотношение главного фокуса и сетчатки.

В понятие клинической рефракции вкладывается диоптрийная система глаза, рассматриваемая в связи с анатомической структурой, длиной глаза.

Чтобы изображение предметов внешнего мира на сетчатке было четким, необходимо, чтобы фокус оптической системы глаза совпадал с месторасположением сетчатки. Таким образом, клиническая рефракция характеризуется не длиной фокусного расстояния, а положением главного фокуса глаза по отношению к сетчатке. Говоря о рефракции глаза, надо помнить, что постоянная оптическая установка глаза, его диоптрийная система может активно изменяться в сторону усиления — аккомодировать (приспосабливаться). Усиление рефракции бывает необходимым при рассматривании близко лежащих к глазу объектов. Поэтому существуют понятия: рефракция статическая и рефракция динамическая. Когда говорят о клинической рефракции, имеют в виду рефракцию глаза в се статическом состоянии.

Клиническая рефракция может быть соразмерной — эмметропической, или, как ее называют, нормальной и несоразмерной — аметропической, или аномальной.

По положению главного фокуса глаза относительно сетчатой оболочки различают три вида клинической рефракции: миопию, т. е. близорукость; гиперметропию, т. е. дальнозоркость — слабую рефракцию. Эмметропия — соразмерная рефракция, т. е. преломляющая сила оптической системы эмметропического глаза соответствует длине оси его, и фокус параллельных лучей ложится точно на сетчатую оболочку. Каждая из трех видов клинической рефракции обладает оптической установкой на какое-либо определенное расстояние — на сетчатой оболочке фокусируется пучок света, исходящий только из точки, расположенной именно на этом расстоянии — это дальнейшая точка ясного зрения. Поэтому месторасположение дальнейшей точки ясного зрения определяет клиническую рефракцию глаза.

При эмметропии оптическая система глаза установлена к фокусированию на сетчатой оболочке параллельного пучка световых лучей, поэтому дальнейшая точка ясного зрения находится бесконечно далеко от глаза. Практически бесконечно далеким можно считать расстояние, равное 5 м, потому что незначительно рассеянный пучок света, исходящий с этого расстояния под углом в 1 мин, после прохождения через узкое отверстие зрачка приближается к параллельному. Среди лиц старше 17 лет эмметропия, по данным разных авторов, наблюдается в 30—50% случаев, она является превалирующей и позволяет расценивать эмметропию как биологически целесообразный вариант рефракции.

Аккомодация — приспособление оптической системы глаза для зрения вблизи. Оптическая система глаза, его статическая рефракция постоянно установлена на дальнейшую точку ясного зрения. Оптическая система глаза фокусирует на сетчатой оболочке и таким образом дает четкое изображение только тех предметов, которые находятся в дальнейшей точке ясного зрения глаза. Так, наилучше устроенный соразмерный эмметропический глаз может, пользуясь только своей статической рефракцией, фокусировать на сетчатой оболочке изображение предметов, находящихся очень далеко.

В повседневной жизни человеку приходится рассматривать предметы, находящиеся на различных расстояниях от глаза, но всегда ближе, чем на «бесконечно» далеком. Для того чтобы соврать на сетчатой оболочке лучи, исходящие от близких предмета, лучи расходящегося направления, оптическая сила глаза может увеличиваться. Такая способность глаза увеличивать спою рефракцию, динамичность рефракции, дает возможность приспособления оптической системы глаза к различным расстояниям. Эта способность называется аккомодацией.

Механизм аккомодации. Активное увеличение оптической силы глаза происходит за счет изменения кривизны, главным образом, передней собирательной поверхности хрусталика.

Хрусталик, состоящий из упругих волокон эпителиального происхождения, в молодом возрасте обладает эластичностью, вследствие чего, освобождаемый от натяжения цинковой связки, приобретает более выпуклую форму. Цинковая связка, центральные концы которой вплетены как в переднюю, так и в заднюю капсулу хрусталика, а периферические связаны с цилиарным телом, натягивает капсулу и тем самым уплощает хрусталик.

Когда возникает необходимость при рассматривании предмета на близком расстоянии усилить оптическую силу глаза, рефлекторно сокращается цилиарная мышца, вследствие чего уменьшается натяжение цинковой связки, уменьшается натяжение капсулы хрусталика, и хрусталик принимает более выпуклую форму, увеличивая преломляющую силу глаза.

Аккомодация начинает действовать, как только глаз фиксирует предметы, находящиеся ближе дальнейшей точки ясного зрения этого глаза, и по мере приближения к глазам рассматриваемого предмета (или шрифта) аккомодация все увеличивается. Предельную, максимальную аккомодацию определяет положение ближайшей точки ясного зрения. Ближе этой точки уже нельзя будет прочесть буквы шрифта, так как оптическая сила будет уже недостаточной, чтобы фокусировать изображение букв на сетчатой оболочке.

Таким образом, оптическое приспособление глаза к различным расстояниям — аккомодация — осуществляется в области между дальнейшей и ближайшей точками ясного зрения. Эта область, в пределах которой возможно получить изображение, фокусированное на сетчатой оболочке (область аккомодации), есть область ясного зрения. За ее пределами — ни дальше дальнейшей, ни ближе ближайшей точек ясного зрения — фокусировать изображение предмета на сетчатке невозможно.

Сила, или, как говорят, объем аккомодации, измеряется тем количеством диоптрий, на которое глаз может увеличить свою рефракцию за счет максимальной аккомодации.

Эластичные эпителиальные волокна, образующие хрусталик, в течение жизни уплотняются, начиная с центральной части хрусталика, потому что сдавливаются все время вновь образующимися в экваториальной зоне волокнами. Таким образом, постепенно увеличивается ядро хрусталика. Эластичность хрусталика с возрастом уменьшается, а к 60—65 годам жизни человека хрусталик совсем теряет эластичность и тем самым теряет способность аккомодировать.

Объем аккомодации в течение жизни человека, от детских лет к старости, постепенно уменьшается, поэтому ближайшая точка ясного зрения с годами отодвигается от глаза.

Объем аккомодации зависит исключительно от возраста человека, но местоположение ближайшей точки ясного зрения зависит не только от объема аккомодации, но одновременно и от рефракции глаза. Так, гиперметропический глаз, рефракция которого недостаточна, чтобы фокусировать параллельный пучок света на сетчатке, должен прибавить аккомодацию к своей статистической рефракции уже тогда, когда необходима установка оптической системы глаза на бесконечно далекое расстояние, т. е. чтобы стать равным эмметропическому, гиперметропический глаз уже включает аккомодацию. Таким образом, часть из имеющегося у него объема аккомодации будет израсходована для создания условий эмметропического глаза, а оставшаяся часть будет, естественно, меньше, чем объем, соответствующий его возрасту. Например, гиперметропический глаз в 5,0 Д в двадцатилетием возрасте имеет объем аккомодации 10,0 Д, из него глаз затратит 5,0 Д, чтобы установить свою оптику на бесконечно далекий объект (т. е. на то, что эмметропическому глазу аккомодация еще не нужна). В результате у него останется 5,0 Д от его объема аккомодации, включив которые он сможет установить оптику своего глаза на 100/5 = 20 см, и окажется, что его ближайшая точка ясного зрения отодвинута от глаза по сравнению с эмметропическим глазом его возраста на 10 см.

При близорукости, с сильно преломляющей рефракцией, дальнейшая точка ясного зрения находится на более близком расстоянии от глаза. Поэтому и ближайшая точка ясного зрения у близорукого находится ближе к глазу, чем при эмметропической рефракции в том же возрасте. Например, при близорукости в 5,0 Д в двадцатилетием возрасте, когда объем аккомодации составляет 10,0 Д, вся сумма рефракции (статическая и динамическая) будет равна 15,0 Д. Воспользовавшись этой рефракцией, глаз может установить свою оптику на фокусное расстояние 100/15 = 6,6 см. Ближайшая точка ясного зрения окажется ближе к глазу, чем у эмметропа в двадцатилетием возрасте, на 3,5 см.

----

Статья из книги: Глазные болезни. Полный справочник | Передерий В.А.