Механизм аккомодации глаза

Описание

Механизм аккомодации глаза объясняли еще в 1619 г. С. Scheiner и в 1637 г. R. Descartes. Среди многочисленных теорий и гипотез общепринятой считается теория Гельмгольца.

На основании результатов фикометрии, т.е. определения величины фигур Пуркинье—Сансона от передней и задней поверхности хрусталика, а также изменения во время аккомодации глубины передней камеры и формы цилиарной мышцы, Гельмгольц установил, что при раздражении глазодвигательного нерва происходит активное фокальной плоскости глаза кзади. Сокращение цилиарной мышцы приводит к расслаблению цинновых связок. В силу эластичности хрусталика кривизна его передней поверхности при этом увеличивается (радиус кривизны при максимальной аккомодации составляет 6 мм, при ее расслаблении — 10 мм). Радиус кривизны задней поверхности хрусталика меняется мало: 5,5 мм при напряжении аккомодации, 6 мм при ее расслаблении. Передний полюс хрусталика перемещается кпереди на 0,4 мм, и переднезадний размер его увеличивается с 3,6 до 4 мм.

При переводе взгляда вдаль установка фокальной плоскости, но Гельмгольцу, является пассивным процессом: при отсутствии возбуждения III пары черепных нервов цилиарная мышца теряет тонус, полностью расслабляется, цинновы связки переходят в состояние натяжения, хрусталик уплощается, оптическая сила глаза становится равной статической рефракции. Фактически Гельмгольц представлял процесс аккомодации как взаимодействие двух сил: пассивной эластической силы хрусталика и активной силы цилиарной мышцы, которые находятся в состоянии динамического равновесия.

Регуляция аккомодации обеспечивается аккомодационными ядрами в головном мозге и собственными афферентными и эфферентными нервными путями.

Иннервация цилиарной мышцы происходит под действием парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы. Помимо этого, и цилиарной мышце имеется большое количество болевых рецепторов (первая ветвь тройничного нерва), что делает область цилиарной мышцы чувствительной к механическим, физическим и химическим раздражителям.

Увеличение оптической силы глаза (положительная аккомодация) связано с возбуждением парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, а уменьшение его оптической силы (отрицательная аккомодация) регулируется симпатическим отделом.

Оптическая схема работы аккомодации. В основе построения изображения на сетчатке глаза лежат оптические закономерности, которые выражаются знаменитой формулой Аббе, в которой приведены как преломляющая сила глаза, так и положение фокальных плоскостей во внешнем пространстве объектов и во внутреннем пространстве изображений. Закономерности построения четкого изображения на сетчатке имеют универсальный характер и заслуживают подробного описания.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Математическое выражение формулы Аббе исключительно просто (Чуриловский В.Н., 1966):



где А — положение передней фокальной плоскости в пространстве объектов, в дптр; В — положение задней фокальной плоскости в пространстве изображений, в дптр; Д — преломляющая сила оптического аппарата глаза (в дптр), состоящая из двух частей: Д₁ и Д₂— постоянная преломляющая сила глаза в положении покоя — клиническая рефракция, дптр; Д₂ — увеличение преломляющей силы глаза при аккомодации, дптр.

На рис. 4.1, а показано, что, когда задняя фокальная плоскость совпадает с поверхностью сетчатки, преломляющая сила условно (как в градуснике) принимается за ноль.

Положение, при котором четкое изображение строится па сетчатке, именуют эмметропической рефракцией. Аккомодация при этом должна быть выключена.?

При фокальная геперметропии плоскость будет расположена за сетчаткой. И чем дальше за сетчаткой находится фокальная плоскость, тем меньше преломляющая сила оптической системы глаза. Оптики обозначают ее знаком «плюс». И наоборот, когда в оптическом аппарате глаза имеется избыток преломляющей силы, фокальная плоскость формируется перед сетчаткой, т.е. в стекловидном теле. Чем больше фокальная плоскость сдвигается вперед от сетчатки, тем более значительна преломляющая сила глаза. Такую клиническую рефракцию называют миопией (близорукостью). Оптики обозначают ее знаком «минус».

Шкала изменения клинической рефракции показана на рис. 4.1, б. Понятно, что в формуле Аббе, если изображение находится в бесконечности, то А =0 (А = 1/а), Д₂ отсутствует, а В совпадает с величиной Д₁. Формула приобретает следующий вид: В = Д₁.

Это выражение соответствует условиям субъективного измерения рефракции, когда таблица находится на расстоянии 5 м, а приставление линзы, которая дает остроту зрения 1,0, показывает величину и знак клинической рефракции.

В условиях отсутствия аккомодации изменение положения задней фокальной плоскости происходит по правилу Ньютона, известному как закон сопряженных фокусов. Чем ближе находится объект наблюдения, тем дальше задняя фокальная плоскость уходит за сетчатку, в сторону гиперметропической рефракции (рис. 4.2).


По формуле Аббе: Д₁ = В — А можно определить клиническую рефракцию глаза при предъявлении объекта, расположенного на любом расстоянии, учитывая это расстояние и определяя положение задней фокальной плоскости глаза с помощью линзы. Многолетний опыт показывает, что смещение задней фокальной плоскости при постоянной преломляющей силе оптической системы удивительно точно соответствует формуле Аббе. Так, если при расстоянии 5 м у наблюдателя определена эмметропическая рефракция, то при расстоянии 2 м у него будет дальнозоркость 0,5 дптр.

Изменение положения задней фокалиной плоскости легко определить по формуле Аббе: В = Д, + А. Можно без труда определить, что, если предмет находится на расстоянии 1 м, то величина А будет составлять +1,0дптр, а клиническая рефракция будет эмметропической. Задняя фокальная Плоскость будет находиться на уровне гиперметропии + 1,0 дптр.

Глаз преодолевает нарушение четкости изображения на глазном дне одинаково как при недостаточности преломляющей силы, так и при приближении объекта из бесконечности к глазу.?

На рис. 4.3 показан механизм аккомодации, позволяющий увеличивать преломляющую силу оптической системы глаза.

Главным образом благодаря градуальному увеличению кривизны поверхности хрусталика развивается дополнительная преломляющая сила глаза Дэ, которая компенсирует недостаток преломляющей способно- ста при гиперметроиии или при приближении предметов.

Формула Аббе имеет важное практическое значение. При анализе входящих в формулу оптических величин выявляется значение аккомодации в зрительном процессе.

Существует 2 вида реакций аккомодации.

Во-первых, имеет место рефлекс аккомодации. При приближении предметов к глазу их четкое изображение сохраняется на сетчатке благодаря участию аккомодации. Цилиарная мышца, сокращаясь, совершает динамическую мышечную работу по изменению формы хрусталика. Тем самым увеличивается преломляющая сила глаза. Плоскость изображений переносится на уровень сетчатки. Такой вид аккомодации определяется как динамическая реакция аккомодации.

Во-вторых, при зрении на определенное расстояние необходимо удерживать четкое изображение предметов. Цилиарная мышца, напрягаясь, не изменяет своей длины, удерживая неизменной форму хрусталика и тем самым сохраняя преломляющую силу глаза. В этом случае совершается статическая мышечная работа. Такой вид функционирования аккомодации следует определить как статическую реакцию аккомодации (тонус аккомодации).
?
В табл. 4.1 представлены величины динамической аккомодации (рефлекс аккомодации) у лиц с эммеетропической рефракцией при приближении объекта к глазу.

На расстоянии 5 м от глаза пучок света становится параллельным, и мы определяем рефракцию глаза (Д₁). Главный фокус, в котором строится изображение удаленного совпадает с сетчаткой. Это соразмерная клиническая рефракция — эмметропия; принимаем ее за ноль (В = Д = 0). Понятно, что при эмметропии для четкого различения предмета в зоне дальнего видения ни аккомодации, ни коррекции не требуется.

Согласно закону сопряженных фокусов, при приближении тест-объекта к глазу на расстояние 1 м (А = 1,0 дптр) изображение сместится за сетчатку на 1,0 дптр, что соответствует гиперметропии 1,0 дптр. Для возвращения четкого изображения на сетчатку необходимо приставить к глазу положительную линзу 1,0 дптр или развить рефлекс аккомодации, соответствующий 1,0 дптр.

При перемещении объекта все ближе и ближе к глазу рефлекс аккомодации будет постепенно возрастать. Уровень максимального напряжения аккомодации в диоптриях, при котором еще сохраняется четкое видение знаков, называют ближайшей точкой ясного видения. Разность между ближайшей точкой ясного видения и клинической рефракцией глаза представляет собой оббьем аккомодации, который отражает силу аккомодации.

В табл. 4.2 представлены величины динамической аккомодации у лиц с мистической рефракцией.

Миопия 3,0 дптр означает, что при расположении объекта на расстоянии 5 м от глаза главная фокальная плоскость находится перед сетчаткой, т.е. глаз с клинической рефракцией дптр обладает избыточной преломляющей силой.

При передвижении тест-одъекта к глазу с 5 м (0 дптр) до 0,33 м (3,0 дптр) происходит сдвиг задней фокальной плоскости также на 3,0 дптр. Изображение тест-объекта, формирующееся на уровне фокальной плоскости, будет находиться на сетчатке. Процесс переноса изображения не требует какого- либо участия аккомодации.

Дальнейшее приближение тест-объекта к глазу переведет фокальную плоскость с изображением в области гиперметропии. Возвращение его на сетчатку происходит за счет аккомодационного увеличения преломляющей силы оптической системы глаза.

Ближайшая точка ясного видения является количественным выражением максимального рефлекса аккомодации.

Особенностью аккомодации при миопической рефракции является равенство динамической и статической реакций аккомодации. Помимо этого, имеет место высокая неустойчивость положения ближайшей точки ясного видения.

В табл. 4.3 представлены величины динамической аккомодации при гиперметропической рефракции.

На расстоянии 5 м, когда положение передней фокальной плоскости А соответствует нулю, клиническая рефракция равна +3,0 дптр (В — Д₁ = 3,0 дптр). Это означает, что вследствие недостаточной оптической силы глаза положение задней фокальной плоскости переместится на 3,0 дптр за сетчатку глаза. Для того чтобы перевести изображение тест-объекта на сетчатку, необходимо затратить 3,0 дптр аккомодации.

При перемещении тест-объекта перед глазом с 5 м (0,0 дптр) до 0,33 м (3,0 дптр) положение задней фокальна 6,0 дптр. Возникает несоответствие между положением передней плоскости глаза и рефлексом аккомодации, который необходимо усилить на 6,0 дптр, хотя объект приблизился только на 3,0 дптр.

Для гиперметропической рефракции характерно несовпадение статической и динамической реакций аккомодации. Если кратковременное напряжение аккомодации может быть значительным, то напряжение аккомодации при работе на близких расстояниях будет значительно меньше, чем положение ближайшей точки ясного видения.



Статья из книги: Зрительные функции и их коррекция у детей | С.Э. Аветисов, Т.П. Кащенко, А.М. Шамшинова.