Физиологическая оптика

 

Описание

ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР, ПОНЯТИЕ О КЛИНИЧЕСКОЙ РЕФРАКЦИИ

Глаз можно сравнить с техническим устройством, предназначенным для передачи изображений — фото- или кинокамерой, передающим устройством телевизионной системы.

Анатомически глазное яблоко человека представляет собой почти правильную сферу диаметром около 25 мм. Оно состоит из трех оболочек —наружной фиброзной, средней сосудистой и внутренней (сетчатки), которые окружают ядро глаза. Оно включает водянистую влагу, хрусталик и стекловидное тело (рис. 13).

 

 

В свою очередь, фиброзная оболочка состоит из непрозрачной части — склеры, охватывающей большую часть глазного яблока, и передней прозрачной части — роговицы. Роговица слегка возвышается над уровнем сферы глазного яблока, так как радиус ее кривизны меньше (около 8мм), чем радиус склеры (около 12мм).

В сосудистой оболочке выделяют три части: наибольшая по площади, собственно сосудистая, выстилает изнутри примерно 2/3склеры. Спереди она переходит в более толстое ресничное (цилиарное) тело, а еще дальше кпереди, на уровне перехода склеры в роговицу, в радужку. Она представляет собой лежащую во внутриглазной жидкости круглую мембрану с отверстием в центре — зрачком.

Радужка имеет две мышцы, одна из которых расширяет, а другая — сужает зрачок. Внутренняя оболочка глазного яблока— сетчатка — выстилает в виде тонкой пленки всю сосудистую оболочку от заднего полюса глаза до ресничного тела. Она является той оболочкой, на которой изображение формируется и преобразуется в нервный сигнал.

Клетки, в которых свет преобразуется в нервный импульс, называются фоторецепторами. Они бывают двух видов: палочки, которые чувствительны к слабому свету и возбуждаются при низкой освещенности; колбочки, которые чувствительны к перепадам освещенности при высоких ее значениях, обладают высокой разрешающей способностью и способностью воспринимать цвет.

Палочки рассредоточены по всей периферии сетчатки. В центральной ее части, занимающей задний полюс глазного яблока, расположены колбочки. Они заполняют особую зону сетчатки — овал размером примерно 3x2мм. Эта зона называется желтым пятном. В центре его находится особо чувствительный к перепадам освещенности участок диаметром 0,3 мм — центральная ямка.

Центральная ямка обеспечивает способность к различению мелких деталей видимых предметов, т. е. остроту зрения. Острота зрения измеряется в десятичных дробях 0,1; 0,2...1,0; 1,1; 1,2 и т. д. За норму, соответствующую остроте зрения 1,0, принимается такая различительная способность глаза, при которой две точки видны как раздельные, если угол между лучами, идущими от них в глаз, равен 1' (рис 14).

 

 

При этом лучи от двух точек попадают как раз на две колбочки, между которыми расположена еще одна колбочка (невозбужденная). Острота зрения может быть гораздо выше, и это зависит от условий, в которых она исследуется. Но гипотеза двух несмежных колбочек не утратила своей силы.

Если угол между минимально различимыми точками равен 2', то острота зрения равна 0,5если 10', то 0,1, и т. д. Иначе говоря, острота зрения равна обратной величине предельного угла различения, выраженного в минутах. Острота зрения — основная функция глаза, на которую ориентируются при подборе очков.

Внутренняя часть глазного яблока заполнена прозрачными внутриглазными средами: сегмент между роговицей и радужкой (передняя камера) заполнен водянистой влагой. Непосредственно за радужкой находится эластичное. плотное чечевицеобразное образование—хрусталик. Он подвешен к ресничному телу при помощи густой сети фиброзных тяжей, называемых ресничной (цинновой) связкой. Большая часть глазного яблока, находящаяся за хрусталиком, заполнена студнеобразной массой — стекловидным телом.

Роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело являются преломляющими свет средами. Вместе они образуют оптическую систему глаза.

Приближенно можно считать, что преломляющие поверхности роговицы и хрусталика сферичны и их оптические оси совпадают, т. е. глаз является системой центрированной.

 

 

Наиболее удачное описание оптической системы среднего нормального человеческого глаза принадлежит шведскому оптику Гулльстранду. Основные параметры схематического глаза по Гулльстранду приведены на рис. 15 и в табл. 1.

 

 

Предложены и более простые схемы оптической системы глаза, в которых имеется только одна преломляющая поверхность—передняя поверхность роговицы — и одна среда—усредненная внутриглазная субстанция. Показатели редуцированного глаза были рассчитаны советским офтальмологом В.К. Вербицким (рис. 16). Его основные характеристики: главная плоскость касается вершины роговицы, радиус кривизны роговицы составляет6,82 мм, длина переднезадней оси — 23,4 мм, показатель преломления внутриглазной среды —1,4, общая преломляющая сила глаза—58,82 дптр.

 

 

Все эти характеристики относятся к среднему глазу. В действительности они значительно варьируют. Так, преломляющая сила роговицы колеблется в пределах 38—46 дптр, хрусталика —15—23 дптр, общая преломляющая сила глаза—52—71 дптр, длина оси глаза— 19—30 мм.

Как уже говорилось, глаз может быть сравним с прибором для передачи изображений, например с телевизионной передающей камерой — видиконом (рис. 17).

 

 

Как и технические оптические камеры, глаз снабжен устройством для наведения объектива на объект — глазодвигательным аппаратом — и регулирования резкости изображений предметов, находящихся на разном расстоянии,— аппаратом аккомодации.

Глазодвигательный аппарат включает наружные мышцы глаза — по б мышц в каждом глазу: внутреннюю, наружную, верхнюю и нижнюю прямые, верхнюю и нижнюю косые. Благодаря их согласованной работе глаз постоянно совершает поисковые движения и при появлении в поле зрения какого-либо нового объекта, привлекающего внимание, совершает поворот (скачок) таким образом, чтобы изображение этого объекта попало на центральную ямку (рис. 18).

 

 

Линия, соединяющая центральную ямку с рассматриваемым объектом, называется зрительной линией (рис. 19). Как правило, она не совпадает с оптической осью глаза — линией, проходящей через центры преломляющих поверхностей хрусталика и роговицы. Угол между зрительной линией и оптической осью называют углом ? (гамма).

 

 

Угол ? имеет практическое значение. Если он достаточно велик, то может возникать впечатление кажущегося косоглазия. Его следует учитывать при определении расстояния между центрами очковых линз. Он может вызывать дополнительный астигматизм глаза, не выявляемый объективными методами.

Аккомодация осуществляется согласованной работой трех элементов ресничной мышцы, ресничной связки и хрусталика.

Ресничная мышца является круговым образованием, заполняющим ресничное тело. Она образует кольцо, наружная часть которого прикреплена к склере. При ее сокращении кольцо становится толще и внутренний его диаметр уменьшается. К внутренней части кольца прикреплена в виде велосипедных спиц ресничная связка. Центральные концы этих «спиц» вплетены в переднюю и заднюю капсулу хрусталика. Хрусталик как бы подвешен на ресничной связке к ресничной мышце (рис. 20).

 

 

Аккомодация происходит следующим образом. Если предмет, находящийся в поле зрения, находится ближе точки, на которую сфокусирован глаз, то он проецируется на сетчатке нечетко, контуры его размыты. При поступлении сигналов от такого изображения в головной мозг посылается сигнал в ядро III пары черепных нервов, т. е. глазодвигательного нерва, именно в ту его часть, которая связана с ресничной мышцей.

Возбуждение передается с глазодвигательного нерва на эту мышцу, она сокращается, кольцо ресничного тела суживается, натяжение ресничной связки ослабевает, и хрусталик, особенно передняя его поверхность, становится более выпуклым (см. левую половину рис. 20).

Преломляющая сила глаза увеличивается, и изображение близкого предмета на сетчатке становится четким. Когда же зрительная ось глаза переводится на далекий объект, раздражение глазодвигательного нерва прекращается, ресничная мышца расслабляется, кольцо ресничного тела снова расширяется, ресничная связка натягивается и хрусталик принимает свою прежнюю, более плоскую форму (см. правую половину рис. 20).

Преломляющая сила глаза уменьшается, и он снова фокусируется на бесконечность. Происходит дезаккомодация.

Некоторые ученые считают, что дезаккомодация — не пассивный процесс, обусловленный прекращением раздражения глазодвигательного нерва, а активный и связан с раздражением симпатического нерва, идущего от шейного симпатического узла. При этом происходит сокращение радиальной части ресничной мышцы, которое вызывает не сужение, а, напротив, расширение внутреннего кольца ресничного тела.

Однако этот механизм дезаккомодации (иногда ее называют аккомодацией вдаль) пока нельзя считать доказанным.

Положение задней фокусной точки глаза относительно сетчатки представляет его главную оптическую характеристику. Она называется клинической рефракцией глаза (рис. 21).

 

 

Если фокусная точка лежит за сетчаткой, то рефракция считается гиперметропической, или дальнозоркой, если на сетчатке, то эмметропической, или соразмерной, если впереди сетчатки, то миопической, или близорукой.

Эти виды рефракции обозначаются латинскими буквами Н (Hypermetropia), Em (Emmetropia) и М (Myopia).

ОПТИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ ГЛАЗА И ИХ КОРРЕКЦИЯ

Итак, существует три вида клинической рефракции: эмметропия, гиперметропия и миопия. Только первая обеспечивает (при покое аккомодации) четкое изображение далеких предметов на сетчатке и, следовательно, нормальное зрение. Поэтому два других вида рефракции объединяют термином «аметропия», что в переводе на русский язык означает несоразмерное зрение.

Аметропии ухудшают зрение, так как изображение предметов, находящихся на бесконечном удалении от глаза, получается на сетчатке нечетким, в кругах светорассеяния.

Ухудшение зрения при двух видах аметропий неодинаково.

При гиперметропии оно вызвано недостаточностью преломляющей силы глаза и, следовательно, в какой-то мере может быть исправлено напряжением аккомодации.

При миопии оно вызвано избытком преломляющей силы глаза и, следовательно, не может исправляться аккомодацией.

При обоих видах аметропии зрение может быть исправлено помещением линз перед глазом: при гиперметропии — выпуклых (положительных), при миопии — вогнутых (отрицательных). Линзы перемещают задний фокус глаза на сетчатку и делают изображение предметов резким (рис. 22).

 

 

Дефекты зрения — аметропии — различаются не только по виду, но и по степени. Чем дальше находится фокус от сетчатки, тем выше степень аметропии. Однако непосредственно измерить расстояние фокуса от сетчатки в глазу невозможно.

Степень аметропии измеряют преломляющей силой линзы, корригирующей дефект зрения, т. е. помещающей фокус на сетчатку.

Если миопия корригируется вогнутой линзой — 1,0дптр, то говорят, что миопия имеет степень 1,0дптр. Если гиперметропия корригируется выпуклой линзой +4,0 дптр, то говорят, что гиперметропия имеет степень 4,0 дптр. Иногда рефракцию глаза обозначают только посредством знака и силы корригирующей линзы. Так, рефракция —6,0 дптр означает миопию степени 6,0 дптр, рефракция 0 означает эмметропию,а рефракция +2,5 дптр — гиперметропию степени +2,5 дптр .

В зависимости от величины корригирующей линзы различают три степени аметропии: слабую—от 0,25 до 3,0 дптр; среднюю—от 3,25 до 6,0 дптр; высокую — выше 6,0дптр. Это разделение применяют и для гиперметропии, и для миопии. Следует, однако, отметить, что оно далеко не достаточно для клинической характеристики аметропии. Особенно это относится к миопии: миопия 5,0 дптр является весьма большой и прогностически неблагоприятной для ребенка 6 лет и может абсолютно не мешать жизни и деятельности и не грозить никакими последствиями для человека40 лет.

Особым случаем аметропии является афакия — состояние после удаления хрусталика (катаракты). При этом обычно возникает гиперметропия очень высокой степени (8— 13 дптр, в зависимости от исходной рефракции глаза), требующая коррекции сильными положительными линзами.

К дефектам зрения, также корригируемым стигматическими линзами, относится пресбиопия, или возрастное ослабление аккомодации. При пресбиопии невозможно получение на сетчатке четкого изображения близко расположенных предметов. Обычно речь идет об объектах зрительной работы — текстах, нотах, мониторах компьютеров, приборах или экранах на пультах управления, обрабатываемых деталях машин и механизмов.

 

 

Для того чтобы сделать объект четким, перед глазом ставят положительную (выпуклую) линзу (рис. 23). Она перемещает фокус на сетчатку. Эта линза (обычно силой от 0,5 до 3,0 дптр) берет на себя сначала часть, а затем всю работу по аккомодации.

Пресбиопические очки применяют только для работы на близком расстоянии. Далекие предметы через них видны нечетко. Для одновременного зрения вдаль и вблизь применяют специальные линзы, имеющие разную рефракцию в разных частях — бифокальные, трифокальные, мультифокальные.

Коррекции требует также астигматизм глаза. Астигматизм не является самостоятельным видом клинической рефракции. Он может сопутствовать и эмметропии, и аметропии. Очки могут исправлять только правильный астигматизм глаза — случай, кода его оптическая система преобразует параллельный пучок лучей в коноид Штурма (см. рис. 9). Это бывает, когда преломляющие поверхности оптических сред (роговицы и хрусталика) имеют не сферическую, а эллиптическую или торическую форму. В этом случае в глазу сочетается как бы несколько рефракций: если посмотреть на астигматический глаз спереди и мысленно рассечь его плоскостями, проходящими через передний полюс роговицы и центр вращения, то окажется, что рефракция в таком глазу плавно изменяется от самой сильной в одном из сечений до самой слабой в другом сечении, перпендикулярном первому (рис. 24).

 

 

Внутри каждого сечения рефракция остается постоянной (этим правильный астигматизм отличается от неправильного, при котором и в одном сечении- меридиане—рефракция меняется).

Сечения (меридианы), в которых рефракция является наибольшей и наименьшей, называются главными сечениями (меридианами) астигматического глаза.

Положение главных меридианов астигматического глаза принято обозначать по так называемой шкале ТАБО — градусной полукруговой шкале с отсчетом против часовой стрелки (рис. 25).

В конце каждого луча указывают рефракцию данного меридиана в диоптриях: со знаком «+» в случае гиперметропии и со знаком «—» в случае миопии. Варианты астигматической рефракции приведены ниже.

По сочетанию рефракций в главных меридианах различают виды астигматизма, а по их взаимному расположению — типы астигматизма.

Имеется 5 видов астигматизма:

1.  — сложный гиперметропический (НН) — сочетание гиперметропии разной степени;
2.  — простой гиперметропический (Н) — сочетание гиперметропии в одном меридиане с эмметропией в другом;
3.  —смешанный (НМ или МН) — сочетание гиперметропии в одном меридиане с миопией в другом;
4.  —простой миопический (М) — сочетание эмметропии с миопией;
5.  —сложный миопический (ММ) — сочетание миопии разной степени в двух меридианах.

Различают 3 типа астигматизма:

• I — астигматизм прямого типа — меридиан с более сильным преломлением расположен вертикально или в секторе ± 30° от вертикали;
• II — астигматизм обратного типа—меридиан с более сильным преломлением расположен горизонтально или в секторе ± 30° от горизонтали;
• III — астигматизм с косыми осями — оба меридиана лежат в секторах от 30° до50° и от 120° до 150е по шкале ТАБО(рис. 26).

Приведем примеры записи и классификации астигматической рефракции:

 

За рефракцию астигматического глаза принимают среднюю арифметическую рефракцию двух главных меридианов. Ее называют сферическим эквивалентом данного глаза. В рассмотренных примерах сферические эквиваленты соответственно равны —2,0; -0,5; +0,75; +3,0 дптр.

Разность рефракций двух главных меридианов называют астигматической разностью или степенью астигматизма данного глаза.

Ход лучей в астигматическом глазу представляет собой, как уже говорилось, коноид Штурма. Тип астигматизма определяет ориентацию коноида, вид его— относительное положение сетчатки и фокальных линий (рис. 27).

 

При сложном гиперметропическом астигматизме (НН) сетчатка находится впереди фокальных линий, при простом гиперметропическом (Н) — на передней фокальной линии, при смешанном (МН) — между двумя фокальными линиями, при простом миопическом (М) — на задней фокальной линии, при сложном миопическом (ММ) — за обеими фокальными линиями.

Оптическая коррекция астигматизма производится астигматическими цилиндрическими и сфероцилиндрическими линзами. При простых видах астигматизма перед глазом помещают цилиндрическую линзу, ось которой параллельна эмметропическому меридиану (рис. 28). В результате в этом меридиане лучи продолжают сходиться на сетчатке, а во втором меридиане они сводятся на сетчатку с помощью линзы. Коноид превращается в конус, изображение на сетчатке становится четким.

 

При сложном и смешанном видах астигматизма коррекцию производят комбинацией сферической и цилиндрической линз. Вначале перед глазом ставят сферическую линзу, компенсирующую аметропию в одном из меридианов (обычно в том, который имеет меньшее абсолютное значение аметропии), затем к ней добавляют цилиндрическую линзу, соответствующую астигматической разности, ось помещают параллельно ранее корригированному меридиану.

Отсюда следует, что ход лучей в астигматическом глазу можно корригировать двумя комбинациями сферической и цилиндрической линз: в каждой из них сферическую линзу выбирают по рефракции одного из главных меридианов. Из этих комбинаций при сложном астигматизме следует выбирать ту, в которой сферическая и цилиндрическая линзы имеют одинаковый знак, а при смешанном астигматизме — ту, в которой значение сферического компонента меньше. Приведем примеры:

 

Геометрический смысл коррекции астигматизма состоит в том, что сферические линзы перемещают коноид вдоль оптической оси, не изменяя его форму, а цилиндрические линзы изменяют форму коноида, превращая его в конус.

Сферические линзы могут улучшать зрение при астигматизме, хотя и не полностью исправляют его. Наилучшее зрение должна обеспечивать линза, соответствующая сферическому эквиваленту астигматического глаза. Именно она помещает на сетчатку круг наименьшего светорассеяния коноида. В приведенных примерах сферический эквивалент равен +3,0 дптр; —1,0 дптр;—0,5 дптр.

БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ И ОПТИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ЕГО НАРУШЕНИЙ

Подавляющее большинство животных, обладающих форменным зрением, имеют два глаза. Однако только у приматов оба глаза работают как согласованная система, формирующая единый зрительный образ видимого предмета.

Способность формировать такой образ из изображений, появляющихся в двух глазах, называется бинокулярным зрением. Наибольшего развития бинокулярное зрение достигло у человека.

Одновременное видение двумя глазами имеет по крайне мере три преимущества перед восприятием одним глазом (монокулярное зрение):

1.  расширяется поле зрения в стороны — одним глазом без поворота головы человек может охватить около 140° пространства, двумя глазами — около 180°.
2.  благодаря двойному сигналу от каждого видимого предмета усиливается его образ в коре головного мозга; острота зрения при двух открытых глазах примерно на 40%выше, чем острота зрения каждого глаза в отдельности (при втором закрытом);
3.  бинокулярное зрение позволяет оценивать глубину—относительную удаленность окружающих предметов.

Способность оценивать относительную удаленность видимых предметов называют стереоскопическим зрением, или стереоскопическим. Она основана на том, что предметы, находящиеся на разном удалении от глаз, проецируются на разные точки сетчаток двух глаз.

 

Это ясно из рис. 29: если зрительные линии обоих глаз нацелены на черный кружок, то его изображение попадает в центральные ямки. Изображения любого предмета, находящегося на том же расстоянии от глаз, что и кружок, попадают на обе сетчатки в точку, одинаково удаленную от центра: например, светлый кружок, находящийся слева от черного, попадет в обоих глазах в точку сетчаток справа от центра.

Этого не происходит с предметами, находящимися ближе или дальше от глаз, чем черный кружок: предмет, находящийся ближе него (на нашем рисунке светлый квадрат), проецируется на сетчатках по разные стороны от центра: на правом глазу вправо, а на левом—влево от него; изображение предмета, находящегося дальше черного кружка, смещается в противоположную сторону: на правом глазу он проецируется влево, а на левом— вправо от центра.

Такое смещение видимых предметов на сетчатке создает ощущение глубины пространства, т. е. относительной удаленности предметов.

Место в пространстве, куда направлены (где пересекаются) зрительные линии двух глаз, называется точкой бификсации. Иногда ее называют точкой фиксации. Окружность, проходящую через центры двух глаз и точку бификсации, представляющую собой геометрическое место точек, равно удаленных от глаз, называют гороптером.

Точки на сетчатке, куда проецируются предметы, находящиеся на гороптере, называют соответствующими, или корреспондирующими. Точки же, в которые проецируются предметы, находящиеся вне гороптера, называют диспаратными. Величина смещения диспаратной точки (иногда ее называют величиной диспарации) определяет ощущение глубины предмета. Его измеряют в дуговых величинах—градусах, минутах и секундах. Это смещение соответствует разности углов, которые образуют линии, проведенные из центров двух глаз на предмет в гороптере и вне его. В нашем примере — разность углов ? и ?. Чем больше разность (?—?), тем ближе расположен к наблюдателю предмет Впо сравнению с А.

В таких дуговых (угловых) величинах измеряют чувствительность или остроту (точнее, порог) сгереозрения: чем меньше величина диспарации, при которой предмет начинает казаться ближе или дальше фиксируемого, тем лучше острота стереозрения. В норме острота (порог) стереозрения колеблется от 20" до 40". Отметим, что порог различения глубины значительно ниже (острота стереозрения лучше), чем порог различения двух точек, ведь при остроте зрения 1,0 он равен 1'.

Бинокулярное, в том числе стереоскопическое, зрение—очень тонкая функция. Она обеспечивается двумя механизмами: согласованными движениями обоих глаз, поддерживающими постоянное направление зрительных линий на точку бификсации; слиянием изображений двух глаз в единый зрительный образ.

Бинокулярные движения двух глаз бывают двух типов: верзионные движения, представляющие собой согласованные повороты двух глаз на один и тот же угол; вергентные движения, при которых общее направление взора двух глаз (т. е. направление биссектрисы угла между зрительными линиями) остается прежним, а угол между зрительными линиями изменяется.

Очевидно, что верзионные движения необходимы при переносе взора с одного объекта на другой, находящийся на таком же удалении от глаз, а вергентные движения необходимы при переносе взора с дальнего на ближний объект и обратно.

Вергентные движения называют положительными, или конвергенцией, когда взор переводится с дальнего на ближний объект, и отрицательными, или дивергенцией,— с ближнего на дальний.

 

Вергентные движения измеряются в градусах—по углу, образуемому зрительными линиями. Когда взор направлен на очень далекие предметы, например звезды на небе, зрительные линии двух глаз параллельны, т. е. угол конвергенции равен нулю (рис. 30, а). При фиксации предмета, находящегося на конечном расстоянии, угол конвергенции (рис. 30, б) тем больше, чем это расстояние меньше. Его можно определить по формуле:

 

гдеК — угол конвергенции,

а — расстояние между центрами вращения глаз (обычно за него принимают расстояние между центрами зрачков, мм);

d— расстояние от глаз до фиксируемого предмета, мм.

Угол конвергенции иногда измеряют также в призменных диоптриях. Он соответствует силе призмы, которая так преломляет зрительную линию одного глаза, чтобы она стала параллельной зрительной лиши второго глаза. Так как 1 прдптр равна 34', т. е. около 0,5°, то число призменных диоптрий, выражающих угол конвергенции, примерно вдвое больше числа градусов.

Поскольку конвергенция служит для рассматривания ближних объектов, она тесно связана с аккомодацией. При этом на какое расстояние удалена от глаз точка, на которую глаза конвергируют, на такое же примерно расстояние происходит и аккомодация каждого глаза.

Так, при фиксации точки, удаленной на 1м, угол конвергенции равен примерно 3,5°(arctg?3,5°), а напряжение аккомодации 1,0 дптр; при фиксации точки, удаленной на 33 см, соответственно 10,3° и 3,0 дптр.

Хотя глаза непрерывно совершают оба вида движений, верзионные движения производятся значительно быстрее и точнее, чем вергентные.

Непрерывность слитного, одиночного видения предметов обеспечивается вторым механизмом бинокулярного зрения — слиянием изображений, поступающих в головной мозг от двух глаз, в единый образ. Это слияние носит название фузии.

Этот механизм обладает высокой прочностью. Если сигналы от двух глаз настолько сходны, что в мозге возникает образ одного предмета, то он сохраняется единым, даже если зрительная линия одного из глаз слегка отклоняется от объекта фиксации.

Фузия и вергентные движения тесно связаны. Если изменять направление зрительной линии одного из глаз, например с помощью призмы, то глаз повернется так, чтобы сохранить положение проекции рассматриваемого предмета на обеих центральных ямках, т. е. бификсацию. Величина, на которую можно повернуть зрительную линию кнутри (к носу) без нарушения фузии, называется положительным фузионным резервом, или резервом конвергенции, а на которую можно повернуть ее кнаружи (к виску),— отрицательным фузионным резервом, или резервом дивергенции.

В норме резерв конвергенции равен 20-25°, а резерв дивергенции — 3—5°.

Нарушения бинокулярного зрения чаще всего проявляются в виде косоглазия.

Косоглазие — это отклонение зрительной линии одного из глаз от совместной точки фиксации.

Если эта линия отклоняется на один и тот же угол при равных направлениях взора (т. е. верзионные движения сохранены), то косоглазие называется содружественным. Если отклонение в каком-то направлении взора уменьшается, увеличивается или исчезает (т. е. нарушены верзионные движения, что бывает связано с параличом одной или нескольких глазных мышц), то косоглазие называется паралитическим.

 

По направлению отклонения глаза различают косоглазие сходящееся, расходящееся и вертикальное (рис. 31).

По тому, отклоняется ли постоянно один глаз или попеременно то один, то другой, различают монолатеральное (правостороннее или левостороннее) и альтернирующее косоглазие.

Наконец, различают косоглазие явное (гетеротропия) и скрытое (гетерофория). Они отличаются по наличию или отсутствию механизма фузии. При явном косоглазии фузия нарушена и один из глаз постоянно отклонен от точки фиксации. При этом глаз, направленный на точку фиксации, называется ведущим, а отклоненный от нее — косящим. При скрытом косоглазии отклонение одного глаза появляется только при разобщении зрения двух глаз, например с помощью заслонки (рис. 32).

 

При двух открытых глазах благодаря наличию фузии обе зрительные линии направлены на объект фиксации.

Наиболее частые сочетания явного и скрытого, сходящегося и расходящегося косоглазия обозначаются терминами, приведенными в табл. 2.

 

Тщательное исследование мышечного равновесия показывает, что скрытое косоглазие присуще большинству людей, но лишь у немногих оно вызывает расстройство зрения.

Исследование, проводимое для обнаружения скрытого косоглазия, называется исследованием мышечного равновесия, или фории. Состояние идеального мышечного равновесия, когда отклонение глаза равно 0, называется ортофорией (по аналогии правильное положепие глаз, но без бинокулярного зрения, называют ортотропией).

Как уже сказано, гетерофория встречается чаще, чем ортофория, однако требует коррекции только декомпенсированная гетерофория, т. е. та, которая вызывает зрительные нарушения. Эти нарушения могут быть при разных степенях гетерофории. Чаще всего они возникают при вертикальных отклонениях, реже — при эзофории, еще реже — при экзофории.

Очень условно можно принять следующие границы нормы, при которых декомпенсация возникает очень редко:

• — гипер- и гипофория —1,0 прдптр;
• — эзофория —3,0 прдптр;
• — экзофория —6,0 прдптр.

 

Причинами косоглазия могут быть как нарушения движений глаз, так и нарушения фузии.

Типичным примером нарушения движений является избыточная конвергенция при гиперметропии. Она обусловлена тем, что гиперметропический глаз вынужден аккомодировать даже при взгляде вдаль, а аккомодация, как мы видели, тесно связана с конвергенцией. Бот и появляется сходящееся косоглазие. Другим возможным нарушением движений глаз являются врожденные парезы или просто слабость каких-либо мышц глаза.

Фузия чаще всего нарушается при понижении остроты зрения одного из глаз вследствие какого-либо заболевания или аметропии.

Независимо от первичной причины косоглазия дальше оно развивается обычно по сходной схеме. То, что в центральную ямку одного глаза проецируется изображение фиксируемого предмета, а в центральную ямку другого глаза — изображение совсем другого участка пространства, приводит к «конфликту» в мозговой части зрительного анализатора.

Изображение с центра сетчатки косящего глаза подавляется. Если косит все время один глаз (монолатеральное косоглазие), то это приводит к стойкому снижению остроты зрения косящего глаза — так называемой амблиопии.

Лечение при косоглазии заключается в лечении амблиопии, устранении угла косоглазия (с помощью коррекции аметропии, специальных упражнений и операции) и восстановлении способности к фузии. Лечение амблиопии носит название плеоптики, упражнения по восстановлению фузии и уменьшению угла косоглазия — ортоптики и диплоптики.

Для компенсации косоглазия, особенно скрытого, могут также применяться очки с призматическим действием. Призматическое действие основано на способности призмы (оптического клина) отклонять луч к ее основанию.

Для того чтобы с помощью призмы компенсировать косоглазие, т. е. поместить изображение фиксируемого предмета в центре сетчатки косящего глаза, необходимо поставить перед этим глазом призму, основанием направленную в сторону, обратную отклонению глаза. Сила призмы должна соответствовать углу косоглазия. Таким образом, при сходящемся косоглазии основание призмы должно быть направлено к виску, а при расходящемся — к носу (рис. 33).

Сила призмы в призменных диоптриях (срад) должна быть вдвое больше угла отклонения глаза в градусах. Так, сходящееся косоглазие (эзотропия) с углом 10° требует установки призмы 20 прдптр основанием к виску, расходящееся косоглазие (экзотропия) с углом 7° — призмы 14 прдптр основанием к носу.

 

Для того чтобы призмы не были слишком толстыми, их обычно «раскладывают» на два глаза. Для компенсации отклонения глаза неважно, перед каким глазом помещена призма, однако необходимо, чтобы суммарное действие двух призм соответствовало заданному.

Так, в первом примере следует поместить призмы по 10 прдптр основаниями к виску перед каждым глазом, во втором — по 7,0 прдптр основаниями к носу.

Следует иметь в виду, что призмы не исправляют косоглазия. Они лишь компенсируют относительное смещение изображений на сетчатках двух гдаз, вызванное косоглазием. Медицинские показания к назначению призм будут рассмотрены ниже.

Имеется еще один дефект бинокулярного зрения, который может быть компенсирован линзами. Это — анизейкония — неодинаковый размер изображений на сетчатках двух глаз. Если разница размеров одинакова во всех направлениях, т. е. изображение предмета в одном из глаз равномерно увеличено или уменьшено, то анизейкония называется общей (рис. 34, а), если оно увеличено только в одном направлении, то меридиональной (рис. 34, б). Величину анизейконии измеряют в процентах.

 

Главной причиной анизейконии является коррекция анизометропии, т. е. различной рефракции двух глаз. При этом возникает разница в увеличении (или уменьшении), вносимом очковыми линзами.

Самый яркий пример анизейконии — это разница в размерах изображений, возникающая при коррекции очками односторонней афакии, т. е. отсутствия хрусталика на одном глазу при втором нормальном глазе. В этом случае сильная положительная линза перед этим глазом вызывает увеличение изображения на 20—30%. Такая разница не переносится зрительной системой — фузия становится невозможной. Нужны специальные оптические системы с эйконическим действием для компенсации анизейконии.

Из сказанного следует, что для коррекции анизейконии редко используются линзы или системы линз с чисто эйконическим действием: как правило, это линзы или системы линз, сочетающие эйконическое с другими видами оптического действия.

Значительно чаще эйконическое действие линз применяется при слабовидении — снижении остроты зрения (с оптимальной коррекцией) вследствие заболеваний глаз — помутнений сред, поражением сетчатки и зрительного нерва. В этом случае увеличение, достигаемое за счет линзы или системы линз, позволяет глазу с низкой остротой зрения различать объекты, которые он раньше различать не мог, например газетный шрифт.

Увеличение в этих случаях измеряется не в процентах, а в «кратах», т. е. оно обозначается числом, указывающим, во сколько раз увеличено изображение.

Таким образом, оптические линзы могут корригировать различные дефекты зрения: сферические аметропии, пресбиопию, афакию, астигматизм, а также нарушение взаимодействия двух глаз — косоглазие и анизейконию.

 

Использование различных видов оптического действия линз отражено в табл. 3.

РАЗВИТИЕ РЕФРАКЦИИ И ЗРЕНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ЖИЗНИ

Рефракция глаз при рождении ребенка отличается значительным разбросом: от высокой гиперметропии до высокой миопии. Однако большинство глаз имеет все же гиперметропическую рефракцию. Средняя рефракция новорожденных лежит в области +2,0 ... +3,0 дптр. В течение первых лет жизни этот разброс резко уменьшается за счет усиления рефракции гиперметропических и ослабления рефракции миопических глаз.

Средняя рефракция несколько усиливается и приближается к эмметропии. Поэтому данный процесс носит название эмметропизации. К 10—12годам этот процесс заканчивается и у большинства людей формируется нормальная рефракция взрослого — слабая (0,5—1,0дптр) гиперметропия. Однако у части детей начало учебы сопровождается усилением рефракции, развивается так называемая школьная миопия.

В большинстве случаев она появляется в 10—14лет, но в последнее время ее начало все чаще бывает раньше—с 6—8 лет. Она увеличивается («прогрессирует») особенно интенсивно в первые 4 года после возникновения. Во всяком случае, у большинства к 18—20 годам прогрессирование заканчивается.

Есть основания считать, что процесс эмметропизации регулируется форменным зрением вдаль. Исследования специальными методами показывают, что нормальная острота зрения развивается уже в первые месяцы жизни. Грубые же ее нарушения вследствие врожденных заболеваний сетчатки и зрительного нерва, как правило, сопровождаются значительной аметропией.

Развитие миопии в школьном возрасте во многом обусловлено состоянием аккомодации. В норме она окончательно формируется к 6—8годам, т. е. к началу интенсивной работы на близком расстоянии. У детей, у которых к этому сроку аккомодация не созрела, компенсаторно усиливается рефракция за счет роста глаза. Большую роль в развитии миопии играет наследственная предрасположенность.

С18—20 до 40—45 лет в большинстве случаев рефракция остается стабильной, хотя к концу этого периода намечается увеличение разброса рефракций. Происходит некоторое увеличение частоты и степени аметропий обоих знаков, но особенно — гиперметропии. Последняя переходит из скрытого состояния в явное за счет ослабления привычного тонуса аккомодации.

С40—45 до 60 лет идет процесс пресбиопии — возрастного угасания функции аккомодации. В это же время нарастает и «антиэмметропизация» — увеличение частоты и степени аметропий и сдвиг средней рефракции в сторону гиперметропии.

 

Этот процесс еще более усиливается после 60лет. На него влияют возрастные заболевания глаза (особенно катаракта, которая, как правило, вызывает усиление рефракции) и общие заболевания (особенно диабет, при котором могут быть изменения рефракции в обе стороны). В этом возрасте может усиливаться или вновь появляться обратный астигматизм, а также нарушения бинокулярного зрения, вызванные сосудистыми поражениями глазодвигательных центров.

 

Схематически возрастная динамика рефракции и зрительных функций может быть разделена на 7периодов (рис. 35 и табл. 4).