Оптическая система глаза из чего состоит что это такое

Оптическая система глазапредставляет собой структуру со сложным устройством, состоящую из множества важных элементов. В её составвключают:

• роговицу;
• хрусталик;
• стекловидное тело;
• камеры глаза;
• сетчатку.

Роговица полностью прозрачная часть глазного яблока, имеющая выпуклую форму. Роговая оболочка занимает передний отдел глаза и играет роль главной преломляющей среды.Она достигает 11,5 мм по вертикали и 12 мм по горизонтали, её толщина неоднородна. Роговица образована 5 слоями эпителием, стромой, десцеметовой оболочкой и другими.

Хрусталиком называют прозрачное тело внутри глаза, находящееся напротив зрачка.Этот элемент имеет небольшие размеры (толщина до 5 мм, высота 7-9 мм). По форме хрусталик напоминает двояковыпуклую линзу с несколько уплощённой передней стороной. Его преломляющая сила может достигать 20-23 диоптрии.Прозрачность хрусталика обеспечивается особыми белковыми энзимами.

Стекловидное тело этогелеподобное прозрачное вещество, присутствующее в пространстве между хрусталиком и ретиной, занимающее до 2/3 объёма глазного яблока. Состав данного элемента на 99 % представлен водой. Также в стекловидном теле присутствует немалое количество гиалуроновой кислоты. Внутри него имеются многочисленные каналы, кровеносные сосуды, артерия, питающая хрусталик.

Камеры глаза являют собой замкнутые пространства с внутриглазной жидкостью. В норме они сообщаются через отверстие в радужке (зрачок). Глазное яблоко обладает передней и задней камерами. Первая располагается позади роговицы. Вторая находится за радужкой и длится вплоть до стекловидного тела. Присутствующая в глазных камерах водянистая влага имеет состав, схожий с плазмой крови.

Сетчатка (ретина, сетчатая оболочка) внутренняя оболочка глаза, образованная высокодифференцированной нервной тканью. В её центральном отделе расположено жёлтое пятно (макула), являющееся местом наибольшей остроты зрения.Сетчаткасостоит измногих слоёв, содержащих кровеносные сосуды и нейроны.В ретине содержатся особые светочувствительные рецепторы, именуемые палочками и колбочками.

Отделы зрительного органа, представленные роговицей, хрусталиком, стекловидным телом, глазными камерами, являются природными линзами, имеющими различный показатель светового преломления. Остальные элементы глаза, такие как радужка, зрачок, склера, цилиарное телоне входятв оптическую систему.

Оптический аппарат имеет надёжное устройство, отлично приспособленное для визуального восприятия. Несмотря на то, что качество видимого ниже, чем в усовершенствованных технических системах, его более чем достаточно для потребностей человеческого организма.

Функции оптической системы

Основным назначением оптической системы глаза является обеспечение человека информацией об окружающем мире. Её элементы отвечают за важные особенности видения:

1. Бинокулярность визуальное восприятие обоими глазами. Подобное свойство поддерживается естественным рефлексом, благодаря которому изображения, получаемые каждым органом зрения, соединяются в единые картинки.
2. Стереоскопичность, позволяющую оценивать расстояния, на которых находятся предметы, а также воспринимать их рельефно. В полной мере такая функция присутствует, если объекты рассматриваются одновременно обоими глазами.

На качество изображения влияет острота зрения, зависящая от величины колбочек в зоне макулы. Также она обусловлена:

• типом рефракции;
• прозрачностью роговой оболочки;
• степенью эластичности хрусталика;
• размерами зрачков.

Благодаря природным адаптационным способностям глаза оптическая система приспосабливается к различной степени освещённости. Чувствительность зрительного аппарата определяется многими факторами, среди которых преобладают интенсивность светового источника, длина волн, длительность воздействия светового раздражителя.

По мере старения человеческого организма происходит постепенное ухудшение оптических характеристик органов зрения и чувствительность глазного яблока постепенно снижается. Избежать преждевременного развития зрительных дефектов удаётся благодаря качественной профилактике и постоянной заботе о здоровье глаз.

III. Световоспринимающая и светопроводящая части глаза. Оптическая сила глаза. Аккомодация.

Глаз — воспринимающий отдел зрительного анализатора, служащий для восприятия световых раздражений. Через глаза человек получает до 90 % информации об окружающем мире.

1. Склера— достаточно прочная внешняя белковая оболочка, защищающая глаз от повреждений и придающая ему постоянную форму.

2. Роговица— передняя часть склеры, более выпуклая и прозрачная; действующая как собирающая линза с оптической силой +(42-43) дптр. Склера обеспечивает до 75 % фокусирующей способности глаза. Ее толщина 0,6-1 мм, а показатель преломления

n = 1,38.

3. Конъюнктива— наружная оболочка глаза, выполняет барьерную и защитную роль.

4. Сосудистая оболочка

— с внутренней стороны склера выстлана сосудистой оболочкой. Это очень тонкая перепонка, содержащая кровеносные сосуды. В передней части она утолщается и принимает форму кольца. Здесь-то и прикрепляется радужная оболочка и ресничная мышца.

Пигментная оболочка,

содержащая темные пигментные клетки, препятствующие рассеиванию света в глазу.

5. Радужная оболочка —

в передней части сосудистая оболочка переходит в окрашенную радужную оболочку, цвет которой определяет цвет глаз.

6. Зрачок

—
круглое отверстие в радужной оболочке, пропускающее свет. Диаметр зрачка может изменяться от 2 до 8 мм. Радужная оболочка и зрачок играют роль диафрагмы, регулирующей поступление света внутрь глаза.
7. Хрусталик— природная эластичная двояковыпуклая линза диаметром 8-10 мм и оптической силой +(20-30) дптр. Хрусталик имеет слоистую структуру с наибольшим показателем преломления n = 1,41; находится за радужной оболочкой.

8.Передняя камера —

камера с водянистой массой (n = пводы), которая находится в передней части глаза между роговицей и хрусталиком, оптическая сила +(2-4) дптр.

9.Стекловидное тело— студенистое вещество, заполняющее пространство между хрусталиком и сетчаткой (задняя глазная камера). Оптическая сила -(5-6) дптр.

10. Зрительный нерв, обеспечивающий передачу зрительной информации в мозг. Подходя к глазу, он разветвляется, образуя на задней стенке сосудистой оболочки светочувствительный слой — сетчатку.

11. Сетчатка— светочувствительный слой, воспринимающий свет и преобразующий его в нервные импульсы. Сетчатка представляет собой разветвление зрительного нерва с нервными окончаниями в виде палочек и колбочек. Колбочки (их примерно 10 млн) служат для восприятия мелких деталей предмета и различения цветов; диаметр колбочки 7 мкм, а длина около 35 мкм.

Палочки (120 млн клеток) не воспринимают различия в цвете и мелкие детали, но они высокочувствительны к слабому свету (отвечают за сумеречное зрение). С помощью палочек человек различает предметы в сумерках и ночью. Диаметр палочки 2 мкм, а длина 6 мкм.

Палочки и колбочки распределены неравномерно: в средней части сетчатки преобладают колбочки, а по краям — палочки. Чувствительность сетчатки очень высока: свет обыкновенной свечи виден на расстоянии нескольких километров.

12. Слепое пятно —

расположено в том месте, где зрительный нерв входит в глаз. Здесь нет ни палочек, ни колбочек, и лучи, попадающие на эту область, не вызывают световых ощущений (отсюда и название «слепое пятно»).

13. Желтое пятно (макула)— самая чувствительная область сетчатки, площадью около 3 мм2. Человек видит ясно те предметы, изображение которых проецируется на желтое пятно. Центральная ямка

— наиболее чувствительная часть желтого пятна. Это область диаметром примерно полмиллиметра, в которой сетчатка углублена. Здесь палочки совсем отсутствуют, а концентрация колбочек максимальна (наилучшее зрение).

14. Реснитчатое тело – место соединения склеры и роговицы, предназначено для аккомодации глаза, поддерживает, фиксирует и растягивает хрусталик. При сокращении реснитчатой мышцы выпуклость хрусталика увеличивается и происходит аккомодация на близлежащие предметы (и наоборот).

15. Кольцевая мышца— мышца, которая охватывает хрусталик и может изменять кривизну его поверхностей. При сжатии кольцевой мышцы оптическая сила хрусталика увеличивается.

Т.о., глаз включает:

1.Светопроводящий аппарат —

образован роговицей, жидкостью передней камеры, хрусталиком и стекловидным телом. Глаз — центрированная оптическая система,
главная оптическая ось
(ОО) которой проходит через центры роговицы, зрачка, хрусталика.

2.Световоспринимающий (рецепторный) аппарат — сетчатка, в которой находятся светочувствительные зрительные клетки (палочки и колбочки).

3.Опорно-механический аппарат— склера, капсула хрусталика и его связка, стекловидное тело.

4. Светорегулирующий аппарат – радужка, реснитчатое тело.

Оптическая сила глазаскладывается из оптических сил роговицы, жидкости передней камеры, хрусталика и стекловидного телаи вычисляется как обратное фокусное расстояние:

где — заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах.

При полностью расслабленной кольцевой мышце оптическая сила глаза — около +60 дптр, при максимальном напряжении кольцевой мышцы (рассматривании близких предметов) D > +70 дптр.

Аккомодация(comodus — удобный) — это свойство глаза четко видеть предметы, находящиеся на различных расстояниях от глаза.

В основе аккомодации лежит способность хрусталика менять свою кривизну под действием импульсов, посылаемых из центральной нервной системы в ресничную мышцу.

Её основные характеристики:

1. Ближняя точка ясного видения

(punctumproximum) (Рр) — это

точка, соответствующая min расстоянию, на котором напряженный глаз четко различает предмет. Зависит от свойств аппарата аккомодации, от эластичности хрусталика, и с возрастом – отдаляется. В молодом возрасте она находится на r = 7-10 см от глаза.

2. Дальняя точка ясного видения

(punctumremootum) (Рr) – это точка, соответствующая максимальному расстоянию ясного видения без напряжения глаза. У нормального глаза эта точка находится в условной бесконечности. Её положение определяется анатомическими способностями глаза.

3. Диапазон или объем аккомодации

(L, Д, Да ) – это расстояние между Рr и Рр или разность оптических сил глаза при установлении на дальнюю и ближнюю точки ясного видения.

Количественно:

1. Да= Д = Дрr – Дрр

2. L= Lpr — Lрp

Да — диапазон аккомодации (в диоптриях дптр)

Дптр— диоптрий, единица оптической силы линз и оптических систем:

1 дптр- преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием в 1метр.

Lрр — расстояние от вершины роговицы до ближней точки (в «м»).

Lрr — расстояние от вершины роговицы до дальней точки (в «м»).

В возрасте ≈ 20 лет диапазон аккомодации равен 10 дптр., в 40 лет – 2,5 дптр., к 60 годам равен – 1-0,5 дптр.

Заболевания оптической системы и их симптомы

К распространённым болезням оптического аппарата относят:

1. Миопию (близорукость), приводящую к неполноценному восприятию дальних объектов.
2. Гиперметропию (дальнозоркость), вызывающую невозможность нормальной визуализации предметов, находящихся вблизи.
3. Астигматизм, провоцирующий плохое видение на различных расстояниях.
4. Кератит, характеризующийся наличием роговичного синдрома.
5. Катаракту, поражающую хрусталик, приводящую к его помутнению и уплотнению.
6. Глаукому, вызывающую подъём внутриглазного давления, постепенное ухудшение периферического зрения, болезненные приступы.
7. Бельмо, для которого характерна утрата роговицей нормальной прозрачности.

Реже встречаются другие патологии, способные непосредственно затрагивать оптические структуры. В списке таких заболеваний значатся кератоконус, кератоглобус, амблиопия, дальтонизм.

Каждое из офтальмологических нарушений имеет собственные характерные признаки. К общим симптомам болезней оптических структур принадлежат диплопия (двоение картинки), снижение остроты зрения, уменьшение полей обзора, повышенная утомляемость глаз, ненормированное слезоотделение, светобоязнь. При наличии проблем с бинокулярным видением нередко развиваются мигрени. Если имела место травма органа зрения, возникают болевой синдром, ощущение присутствия в глазном яблоке инородного тела. Инфекционные заболевания провоцируют покраснение глаз, появление гнойных выделений, расплывчатость изображения.

Детализация изображения

За детализацию изображения или способность различить две точки раздельно на определенном расстоянии отвечает острота зрения. В первую очередь острота зрительного восприятия определена углом, который образуют лучи отраженные от крайних точек рассматриваемого предмета. Причем чем данный угол меньше, тем острота зрительного восприятия выше.

Такой показатель, как острота обусловлен размером колбочек, находящихся в сетчатке, в зоне желтого пятна, а так же некоторыми сопутствующими факторами, типа рефракции, размеров зрачка, степени прозрачности роговицы, эластичности хрусталика и много другого.

Оптика человеческого глаза – очень сложная система, которая требует к себе постоянного внимания, ведь своевременная профилактика некоторых заболеваний зрительного аппарата позволит сохранить ваше зрение на долгие годы.

Методы диагностики и лечения

Чтобы выявить имеющиеся заболевания оптического аппарата, пациентам назначают детальную офтальмологическую диагностику. Обследование состоит из нескольких информативных процедур:

• визометрии, уточняющей уровень остроты зрения;
• офтальмометрии, необходимой для определения преломляющих способностей роговицы;
• офтальмоскопии, исследующей состояние сетчатки и глазного дна;
• кератоскопии, изучающей роговую оболочку глаза;
• тонометрии, помогающей определить показатели внутриглазного давления;
• пахиметрии, состоящей в измерении толщины глазной роговицы;
• скиаскопии, помогающей получить информацию относительно рефракции.
• биомикроскопии, детально изучающей поверхностные и глубокие структуры глазного яблока.

В случае необходимости стандартное исследование зрительного аппарата дополняется такими современными методами, как УЗИ, КТ, МРТ.

Подход к терапии офтальмологических заболеваний определяется разновидностью имеющегося у пациента диагноза. В процессе лечения миопии, гиперметропии, астигматизма преимущественно применяются методы очковой или линзовой коррекции. При инфекционном поражении глазных яблок назначаются противовоспалительные капли, противовирусные или антибактериальные мази. Усилить эффективность основного лечебного курса помогают аппаратные процедуры. В случае развития серьёзных патологий специалисты принимают решение о необходимости в хирургическом вмешательстве.

Оптическая система глаза важнейший отдел человеческого организма, позволяющий ежедневно познавать окружающий мир и наслаждаться его красотами. Необходимо помнить, что органы зрения характеризуются высокой чувствительностью и нуждаются в постоянном бережном отношении. Даже незначительные нарушения в функционировании оптической системы не должны оставаться без внимания и требуют своевременного обращения за медицинской помощью.

Строение и функционирование роговицы

Эта эластичная оболочка похожа по форме на выпукло-вогнутую линзу. Роговица

защищает переднюю часть глаза. Она не содержит в себе кровеносных сосудов и состоит из 5 слоев.

В нормальном состоянии роговица глаза прозрачная, блестящая и гладкая, имеет высокую степень чувствительности. Диаметр роговой оболочки:

• по вертикали – 11,5 мм;
• по горизонтали – 12 мм.

Средняя толщина центральной части – 500 микрон, периферийной – до 1 мм.

Роговица пропускает сквозь себя световые лучи, благодаря чему воспринимается трехмерное изображение. Она является главной преломляющей средой органа зрения

.

Строение оптической системы глаза

В состав оптической системы глаза входят следующие элементы:

• Передняя камера глаза;
• Роговица;
• Хрусталик;
• Сетчатка;
• Стекловидное тело;
• Защитные системы глаза (ресницы, слезная железа и т.д.).

При этом у всех структурных компонентов глаза имеются свои характерные особенности:

• Форма глаза не абсолютно сферична;
• В наружных отделах преломляющая сила хрусталика меньше, нежели во внутренних слоях;
• Глаза могут несколько различаться по форме и размерам.

Что не входит в состав оптической системы глаза?

В ее структуру не входят:

1. Склера. Роговица прозрачная, пропускает свет. Невидимая часть внешней оболочки глаза белая, которую можно сравнить с яичным белком. Она выполняет ограничительную и защитную функции.
2. Радужка. Эта часть глаза является участком сосудистой оболочки, причем радужка полностью лишена сосудов. Это единственная структура человеческого организма, питание которого осуществляется без вмешательства кровеносной системы. В центре радужной цветной оболочки локализуется зрачок, который под воздействием света может расширяться и сужаться. Эта особенность нужна для нормального зрения, поскольку обеспечивает прохождение световых лучей идеального диаметра.
3. Цилиарное тело, которое представляет собой соединительное звено между хориоидеей и задней поверхностью радужного покрова. Цилиарное тело содержит отростки, которые осуществляют весьма важные функции. Во-первых, они имеют способность поддерживать хрусталик в подвешенном состоянии, во-вторых, вырабатывают внутриглазную жидкость.
4. Сетчатка — самый сложный, элемент органа зрения, имеющий много слоев. Она является природным сенсором, который является периферийным участком анализатора. Именно в этой структуре происходит восприятие света и цвета. Сетчатка очень чувствительная и тонкая, держится благодаря эпителиальным связкам, дополнительно прижимаясь стекловидным телом. Глаз применяет ее для фиксации картинки и передачи ее по зрительным нервам в мозг. В строении сетчатки различают палочковые и колбочковые клетки. Колбочковые различают цветное изображение, а палочковые отвечают за зрение в темноте, но они существенно чувствительней. При тончайшем рассмотрении сетчатка состоит из десяти слоев, различных по своему строению, причем 9 из таковых абсолютно прозрачны.

Что это такое?

Роговица сферическая и прозрачная часть наружной оболочки глаза. Представляет собой органическую линзу, имеющую двояковыпуклое строение, которая через тонкие фиброзные волокна (лимб) прикрепляется к склере глаза.

Благодаря роговице и особенностям ее строения световые волны легко проходят в более глубокие слои органа зрения и попадают на сетчатку.

Функции роговицы:

• защитная;
• опорная;
• светопроводящая;
• преломляющая.

В норме ее характерными признаками являются:

• высокая чувствительность и способность к регенерации;
• прозрачность и зеркальность;
• сферическое строение;
• прочность и целостность;
• отсутствие капилляров;
• радиус кривизны7,7-9,6 мм;
• горизонтальный диаметр 11 мм;
• сила преломления света 41 дптр.

Воспаление, травмы или дегенеративные процессы в роговице приводят к изменению ее изначальных параметров и свойств.

Строение и функционирование сетчатки

Сетчатка

, или ретина, представляет собой высокочувствительную ткань, состоящую из нескольких слоев. Это внутренняя оболочка глаза, которая образована нейронами и кровеносными сосудами.

Сетчатка содержит в себе рецепторы двух типов – палочки и колбочки, названные так из-за своей формы. Именно они позволяют глазу различать свет.

Ретина играет важнейшую роль в обеспечении визуального восприятия. Она отвечает за центральное и периферическое зрение, способность видеть цвета и оттенки.

Физиологическая роль оптической системы глаза

Основные функции, которые обеспечивает оптическая система глаза, представлены ниже:

• Необходимая степень преломления лучей;
• Фокусировка изображения и предметов строго в плоскости сетчатки;
• Создание необходимой длины оси зрения.

В результате человек может воспринимать предметы в объеме, четко и в цвете, то есть к мозговым структурам поступают сигналы о реалистичном изображении. При этом глаз способен воспринимать темное и светлое, а также цветовые показатели, то есть обладает функцией светоощущения и цветоощущения, соответственно.

Для оптической системы глаза человека присущи следующие характеристики:

1. Бинокулярность способность воспринимать объемное изображение обоими глазами, при этом предметы не раздваиваются. Это происходит на рефлекторном уровне, один глаз выступает в качестве ведущего, второй ведомого. 2. Стереоскопичность позволяет человеку определить приблизительное расстояние до предмета и оценить рельеф и очертания. 3. Острота зрения определяется способностью различить две точки, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии.

Строение и свойства глаза

Глаз состоит из глазного яблока диаметром 22–24 мм, покрытого непрозрачной оболочкой, склерой, а спереди — прозрачной роговицей (или роговой оболочкой). Склера и роговица защищают глаз и служат для крепления глазо-двигательных мышц.
Радужная оболочка — тонкая сосудистая пластинка, ограничивающая проходящий пучок лучей. Свет проникает в глаз через зрачок. В зависимости от освещения диаметр зрачка может изменяться от 1 до 8 мм.

Хрусталик представляет собой эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом.

Внутренняя поверхность задней камеры покрыта светочувствительным слоем — сетчаткой. От сетчатки световой сигнал передается в мозг по зрительному нерву. Между сетчаткой и склерой находится сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз.

На сетчатке имеется желтое пятно — участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза вверх на угол около 5 градусов. Диаметр желтого пятна — около 1 мм, а соответствующее ему поле зрения глаза — 6–8 градусов.

Сетчатка покрыта светочувствительными элементами: палочками и колбочками. Палочки более чувствительны к свету, но не различают цветов и служат для сумеречного зрения. Колбочки чувствительны к цветам, но менее чувствительны к свету и поэтому служат для дневного зрения. В области желтого пятна преобладают колбочки, а палочек мало; к периферии сетчатки, наоборот, число колбочек быстро уменьшается, и остаются только палочки.

В середине желтого пятна находится центральная ямка. Дно ямки выстлано только колбочками. Диаметр центральной ямки — 0,4 мм, поле зрения — 1 градус.

В желтом пятне к большинству колбочек подходят отдельные волокна зрительного нерва. Вне желтого пятна одно волокно зрительного нерва обслуживает группу колбочек или палочек. Поэтому в области ямки и желтого пятна глаз может различать тонкие детали, а изображение, попадающее на остальные места сетчатки, становится менее четким. Периферическая часть сетчатки служит в основном для ориентирования в пространстве.

В палочках находится пигмент родопсин, собирающийся в них в темноте и выцветающий на свету. Восприятие света палочками обусловлено химическими реакциями под действием света на родопсин. Колбочки реагируют на свет за счет реакции йодопсина.

Кроме родопсина и йодопсина на задней поверхности сетчатки имеется пигмент черного цвета. При свете этот пигмент проникает в слои сетчатки и, поглощая значительную часть световой энергии, защищает палочки и колбочки от сильного светового воздействия.

На месте ствола зрительного нерва располагается слепое пятно. Этот участок сетчатки не чувствителен к свету. Диаметр слепого пятна — 1,88 мм, что соответствует полю зрения 6 градусов. Это значит, что человек с расстояния 1 м может не увидеть предмета диаметром 10 см, если его изображение проектируется на слепое пятно.

Оптическая система глаза

Оптическая система глаза состоит из роговицы, водянистой влаги, хрусталика и стекловидного тела. Преломление света в глазе происходит, главным образом, на роговице и поверхностях хрусталика.

Свет от наблюдаемого предмета проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на сетчатке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

Показатель преломления стекловидного тела больше единицы, поэтому фокусные расстояния глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Оптическая сила глаза (в диоптриях) вычисляется как обратное заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах. Оптическая сила глаза зависит от того, находится ли он в состоянии покоя (58 диоптрий для нормального глаза) или в состоянии наибольшей аккомодации (70 диоптрий).

Аккомодация — это способность глаза четко различать предметы, находящиеся на разных расстояниях. Аккомодация происходит за счет изменения кривизны хрусталика при натяжении или расслаблении мышц ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается, и его радиусы кривизны увеличиваются. При уменьшении натяжения мышцы кривизна хрусталика увеличивается под действием упругих сил.

В свободном, ненапряженном состоянии нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для ненапряженного глаза, называют дальней точкой глаза.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении глаза, называют ближней точкой глаза.

При аккомодации глаза на бесконечность задний фокус совпадает с сетчаткой. При наибольшем напряжении на сетчатке получается изображение предмета, находящегося на расстоянии около 9 см.

Разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точкой называют диапазоном аккомодации глаза (измеряется в диоптриях).

С возрастом способность глаза к аккомодации уменьшается. В возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 диоптрий), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2,5 диоптрии), а к 60 годам уходит на бесконечность, то есть аккомодация прекращается. Это явление называется возрастной дальнозоркостью или пресбиопией.

Расстояние наилучшего зрения — это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета. При нормальном зрении оно составляет в среднем 25–30 см.

Приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности называется адаптацией. Адаптация происходит за счет изменения диаметра отверстия зрачка, перемещения черного пигмента в слоях сетчатки и различной реакцией на свет палочек и колбочек. Сокращение зрачка происходит за 5 секунд, а его полное расширение — за 5 минут.

Темновая адаптация происходит при переходе от больших яркостей к малым. При ярком свете работают колбочки, палочки же «ослеплены», родопсин выцвел, черный пигмент проник в сетчатку, заслоняя колбочки от света. При резком снижении яркости отверстие зрачка раскрывается, пропуская больший световой поток. Затем из сетчатки уходит черный пигмент, родопсин восстанавливается, и когда его становится достаточно, начинают функционировать палочки. Так как колбочки не чувствительны к слабым яркостям, то сначала глаз ничего не различает. Чувствительность глаза достигает максимального значения через 50–60 минут пребывания в темноте.

Световая адаптация — это процесс приспособления глаза при переходе от малых яркостей к большим. Сначала палочки сильно раздражены, «ослеплены» из-за быстрого разложения родопсина. Колбочки, не защищенные еще зернами черного пигмента, также раздражены слишком сильно. Через 8–10 минут чувство ослепления прекращается, и глаз снова видит.

Поле зрения глаза достаточно широкое (125 градусов по вертикали и 150 градусов по горизонтали), но для ясного различения используется только его малая часть. Поле наиболее совершенного зрения (соответствующее центральной ямке) — около 1–1,5°, удовлетворительного (в области всего желтого пятна) — около 8° по горизонтали и 6° по вертикали. Вся остальная часть поля зрения служит для грубого ориентирования в пространстве. Для обозрения окружающего пространства глазу приходится совершать непрерывное вращательное движение в своей орбите в пределах 45–50°. Это вращение приводит изображения различных предметов на центральную ямку и дает возможность рассмотреть их детально. Движения глаза совершаются без участия сознания и, как правило, не замечаются человеком.

Схемы терапии

Рассмотрим принципы лечения заболеваний в зависимости от их типа:

1. Эрозивные изменения небольшие повреждения лечат путем применения анестетиков местного действия и заживляющих мазей. Во избежание заражения врач может назначить мазь с антибиотиком. Ускоряют восстановление препараты с гиалуроновой кислотой, капли типа искусственная слеза. При грамотном своевременном лечении эрозии хорошо эпителизируются, осложнений не возникает.
2. Раны сильные повреждения лечат хирургическим путем в специализированном офтальмологическом отделении. Параллельно показана терапия антибиотиками, ферментами, заживляющие капли местно. Если запустить проблему, можно ослепнуть.
3. Ожоги поврежденные ткани иссекаются хирургическим путем, применяются антибактериальные, противовоспалительные, заживляющие мази, проводится ферментная терапия.
4. Попадание инородных тел сначала их нужно устранить тампоном из ваты или специальным инструментом. Если это невозможно, тело оставляется в глазу на определенное время, пока оно не переместится в поверхностный слой. Оставлять можно только нейтральные с химической точки зрения тела стекло, пластик. Для ускорения заживления врач назначает капли, мази.
5. Кератиты патологические измерения в структуре роговицы, которые приводят к ее помутнению, снижают остроту зрения. Природа заболевания инфекционная или травматическая. Лечение, как при травмах и инфекциях.
6. Изменения формы, величины оболочки роговица может быть слишком большой, маленькой, выпячиваться, приобретать форму конуса. При выраженных формах показана операция, в детском возрасте конические изменения сопровождаются развитие астигматизма, который излечению не подлежит.

Важно устранить повреждающий, травмирующий фактор иначе терапия окажется не эффективной. Когда это будет сделано, можно назначать регенерирующее лечение.

Методы диагностики при поражении оптической системы глаза

При оценке работы оптической системы в целом необходимо четко определить, какой из глаз является ведущим, а какой ведомым.

Это легко определить путем простого теста. При этом необходимо смотреть сквозь отверстие в темном экране попеременно правым и левым глазом. В том случае, если глаз ведущий, то картина не перемещается. Если же глаз ведомый, то происходит смещение картинки.

Для диагностики заболеваний необходимо выполнить ряд методик:

• Визометрия необходима для определения остроты зрения. Ее можно проводить и на фоне очковой коррекции, чтобы подобрать линзы.
• Скиаскопия помогает получить объективные данные о величине рефракции.
• Автоматическая рефрактометрия.
• Офтальмометрия позволяет определить преломляющую силу роговицы.
• Пахиметрия измеряет толщину роговицы на разных участках.
• При кератоскопии врач рассматривает роговицу сквозь линзу.
• УЗИ глазного яблока.
• Фотокератотопография.
• Офтальмоскопия изучает глазное дно и сетчатую оболочку.
• Биомикроскопическое исследование.

Следует еще раз напомнить, что оптическая система глаза является важнейшей в структуре этого органа. Она позволяет получить качественное изображение на сетчатой оболочке. Это возможно за счет реализации нескольких механизмов, к которым относят бинокулярность, рефракцию, стереоскопичность и некоторые другие. При поражении хотя бы одной структуры этой сложной системы, работа ее нарушается. Поэтому так важна ранняя диагностика. Только при таком условии можно сохранить насыщенное и четкое зрение.

Вредные факторы воздействия на роговицу

Глаза регулярно подвергаются следующим вредным воздействиям:

• контакту с механическими частицами, которые взвешены в воздухе;
• химическим веществам;
• движению воздуха;
• температурным перепадам.

При попадании посторонних частиц в глаз у человека по безусловному рефлексу смыкаются веки, усиленно текут слезы и наблюдается реакция на свет. Слезы помогают вымывать посторонние агенты с поверхности глаза. В результате в полной мере проявляются защитные функции роговицы. Серьезного повреждения оболочки не происходит.

Такая же защитная реакция наблюдается и при химическом воздействии, при сильном ветре, ярком солнце, на холоде и жаре.

Симптомы астигматизма

Главным проявлением астигматизма является нарушение зрения, однако с течением времени могут развиться и другие симптомы со стороны центральной нервной системы и других систем и органов.

При астигматизме симптомы у разных пациентов могут отличаться, но чаще всего больные жалуются на:

• снижение остроты зрения;
• размытое, мутное, искаженное восприятие предметов;
• раздражение, боль, дискомфорт в глазах;
• трудности при чтении, рассматривании мелких картинок, линий;
• головную боль, больше выраженная в надбровных областях;
• чувство усталости в глазах;
• быструю утомляемость при чтении, зрительном напряжении;
• чтобы лучше видеть приходится наклонять или поворачивать голову. Особенно важный симптом для внимательных родителей, которые могут заподозрить у своего ребенка астигматизм, если он начинает отворачиваться в пол оборота, чтобы лучше рассмотреть предмет;
• неспособность четко рассмотреть как близкие, так и отдаленные предметы.

Интересно знать

Согласно научным исследованиям ученых, дети в младенчестве обладают слабовыраженной рефракцией. Зрение у малышей первых лет жизни характеризуется дальнозоркостью постепенно трансформируется в показатели нормального (эмметропия) или близорукости (миопию).

Глазное яблоко растет до 15 летнего возраста (интенсивно до 3 лет) из-за чего рефракция постоянно увеличивается. С возрастом увеличивается длина основной оптической оси, достигая к 7 лет 22 мм (95% оси здорового глаза взрослого человека).

Хрусталик

Глаз как оптическая система снабжен преломляющим элементом, который выполняет функцию рефракции. Это хрусталик. Его можно рассматривать как самостоятельный орган, сложный по строению и важнейший по функциям.

Хрусталик имеет вид полутвердой субстанции без сосудов. Он находится сразу за радужной оболочкой и отвечает за передачу четкого отображения увиденной картинки в границы желтого пятна на сетчатку.

Хрусталик имеет несколько различных слоев и капсульную сумку, которая со временем может утолщаться и вызывать помутнение на поверхности тела.

Глаз как оптический инструмент

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая по своему действию аналогична оптической системе фотоаппарата. Схематическое устройство глаза представлено на рис. 3.4.1. Глаз имеет почти шарообразную форму и диаметр около 2,5 см. Снаружи он покрыт защитной оболочкой 1 белого цвета – склерой. Передняя прозрачная часть 2 склеры называется роговицей. На некотором расстоянии от нее расположена радужная оболочка 3, окрашенная пигментом. Отверстие в радужной оболочке представляет собой зрачок. В зависимости от интенсивности падающего света зрачок рефлекторно изменяет свой диаметр приблизительно от 2 до 8 мм, т.е. действует подобно диафрагме фотоаппарата. Между роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость. За зрачком находится хрусталик 4 – эластичное линзоподобное тело. Особая мышца 5 может изменять в некоторых пределах форму хрусталика, изменяя тем самым его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом. Задняя часть глаза – глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой 6, представляющей собой сложное разветвление зрительного нерва 7 с нервными окончаниями – палочками и колбочками, которые являются светочувствительными элементами.

Лучи света от предмета, преломляясь на границе воздух–роговица, проходят далее через хрусталик (линзу с изменяющейся оптической силой) и создают изображение на сетчатке.

Роговица, прозрачная жидкость, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему, оптический центр которой расположен на расстоянии около 5 мм от роговицы. При расслабленной глазной мышце оптическая сила глаза приблизительно равна 59 дптр, при максимальном напряжении мышцы – 70 дптр.

Основная особенность глаза как оптического инструмента состоит в способности рефлекторно изменять оптическую силу глазной оптики в зависимости от положения предмета. Такое приспособление глаза к изменению положения наблюдаемого предмета называется аккомодацией.

Область аккомодации глаза можно определить положением двух точек:

• дальняя точка аккомодации определяется положением предмета, изображение которого получается на сетчатке при расслабленной глазной мышце. У нормального глаза дальняя точка аккомодации находится в бесконечности.

• ближняя точка аккомодации – расстояние от рассматриваемого предмета до глаза при максимальном напряжении глазной мышцы. Ближняя точка нормального глаза располагается на расстоянии 10–20 см от глаза. С возрастом это расстояние увеличивается.

Кроме этих двух точек, определяющих границы области аккомодации, у глаза существует расстояние наилучшего зрения, т. е. расстояние от предмета до глаза, при котором удобнее всего (без чрезмерного напряжения) рассматривать детали предмета (например, читать мелкий текст). Это расстояние у нормального глаза условно полагают равным 25 см.

При нарушении зрения изображения удаленных предметов в случае ненапряженного глаза могут оказаться либо перед сетчаткой (близорукость), либо за сетчаткой (дальнозоркость) (рис. 3.4.2).

Расстояние наилучшего зрения у близорукого глаза меньше, а у дальнозоркого больше, чем у нормального глаза. Для исправления дефекта зрения служат очки. Для дальнозоркого глаза необходимы очки с положительной оптической силой (собирающие линзы), для близорукого – с отрицательной оптической силой (рассеивающие линзы).

Для наблюдения удаленных предметов оптическая сила линз должна быть такой, чтобы параллельные пучки фокусировались на сетчатке глаза. Глаз должен видеть через очки мнимое прямое изображение удаленного предмета, находящееся в дальней точке аккомодации данного глаза. Если, например, дальняя точка аккомодации близорукого глаза находится на расстоянии 80 см, то применяя формулу тонкой линзы получим:

d = ∞, f = –0,8 м, следовательно, дптр.

Следует отметить, что у дальнозоркого глаза дальняя точка аккомодации мнимая, т. е. ненапряженный глаз фокусирует на сетчатке сходящийся пучок лучей. Потому при рассмотрении удаленных предметов очки для дальнозоркого глаза должны превращать параллельный пучок лучей в сходящийся, т. е. обладать положительной оптической силой.

Очки для «ближнего зрения» (например, для чтения) должны создавать мнимое изображение предмета, находящегося на расстоянии d0 = 25 см (т. е. на расстоянии наилучшего зрения нормального глаза), на расстоянии наилучшего зрения данного глаза. Пусть, например, близорукий глаз имеет расстояние наилучшего зрения 16 см. По формуле тонкой линзы получим: d = d0 = 0,25 м, f = –0,16 м, следовательно, дптр. Вследствие сужения области аккомодации у многих людей очки для ближнего зрения должны обладать большей (по модулю) оптической силой по сравнению с очками для рассматривания удаленных предметов.

Рис. 3.4.3 иллюстрирует коррекцию дальнозоркого и близорукого глаза с помощью очков.

Чудеса зрения в природе

Уникальными глазами обладают змеи, способные воспринимать инфракрасное излучение. Благодаря этой способности они с успехом охотятся на теплокровных животных даже в условиях нулевой освещенности.

У бабочек имеется иная особенность, чудесные создания воспринимают часть ультрафиолетового сектора, поэтому им не составляет труда обнаружить пыльцу в цветках.

Великолепным ночным зрением славятся гекконы. Причем они видят в том же спектральном диапазоне, что и люди. Просто их сетчатая оболочка в триста пятьдесят раз чувствительней к световым лучам. Настоящий прибор ночного видения!

Отдельного внимания заслуживает хамелеон. Ему не нужно поворачивать голову, что обозреть все триста шестьдесят градусов окружающей среды. Измерить дистанцию до объекта он способен одним глазом.

Самыми большими глазами на всей планете может похвастаться гигантский кальмар. Он обитает в пучине океана, на самом его дне. Здесь практически никогда не бывает солнечного света, но при этом моллюск способен рассмотреть своего врага на расстоянии тысяча метров.

Камерная влага

Оптическая система глаза включает в себя важнейшую биологическую среду водянистую влагу. Это бесцветная вязкая жидкость, заполняющая собой переднюю и заднюю глазные камеры. Каждый день продуцируется новая порция внутриглазной жидкости, а отработанное количество через шлеммов канал выводится в кровоток.

Камерная влага, помимо преломляющей функции, выполняет еще и питательную, насыщая все элементы глаза аминокислотами. Затруднение выхода ее из камеры влечет развитие глаукомы.

Круговая мышца глаза и ее функции

Круговая мышца глаза относится к мимическим мышцам лица. Эта мышца в паре с поднимателем век, отвечает за движение век. Главным образом она участвует в опускании век и закрытии глазной щели.

Круговая мышца глаз состоит из трех частей:

• Глазничной
• Вековой
• Слезной

Глазничная часть мышцы

начинается от лобного отростка верхней челюсти. Далее она простилается вдоль верхнего и нижнего края глазницы. В результате слияния образуется кольцо.

Вековая часть мышцы

продолжает круговую мышцу и находится она под кожей век, соответственно. Мышца имеет две части – верхнюю и нижнюю. Начинаются эти мышцы у медиальной связки век верхнего и нижнего края век и направляются к углам глаз. В этих местах они крепятся к боковой связке век.

Слезная часть,

также именуемая мышцей Горнера, представляет собой глубокую сеть мышечных частей. Начинается от заднего гребня слезной косточки, где делится она на две части.

Каждая из частей охватывает слезный мешочек с передней и задней стороны. Далее они «теряются» среди мышечных пучков периферии. Именно периферическая часть одной из частей разделенной мышцы осуществляет суживание глазной щели и разглаживает поперечные складки кожи на лбу.

Внутренняя же часть этой мышцы закрывает глазную щель. Кроме этого, слезная мышца расширяет слезный мешочек.

Таким образом, следует заключить, что оптическая система глаза, его мышечный аппарат и прочие анатомические особенности – это очень сложная и специфическая система, которая за секунду времени способна осуществить множество разнообразных движений, которые обеспечивают нам качественное зрение и восприятие окружающего мира.

Наверх

Основы оптики

Вспомним школьную программу по физике. Многие преподаватели демонстрировали ученикам занимательный фокус: два помещения со слабым уровнем освещенности, но одно из них имеет небольшие отверстия в стенах. За ними размещен сильный источник света, например, солнышко. В некоторых случаях вместо точечных отверстий, использующихся для освещения комнаты, применяли небольшой фонарик.

Если между точечным источником света и вторым отверстием в стене поместить предмет из непрозрачного материала, то на перегородке, расположенной за вторым отверстием появится его изображение, перевернутое на сто восемьдесят градусов.

Подобный фокус со световыми лучами проделывает собирательная линза. Причина кроется в том, что каждая микроскопическая точка любого объекта при освещении, сама становится источником света, отражая во все стороны, попавшие на неё частицы.

Белые изделия практически ничего не поглощают из видимого диапазона, весь попавший на них свет они отражают в окружающую среду. Чёрные предметы, наоборот, любой источник энергии используют для нагрева.

Лечение

Методы лечения могут использоваться самые разные, и в основном будут зависеть не только от причин вызвавших заболевания, но и от возраста пациента и общей клинической картины. Например, заболевания инфекционного характера предполагают применение глазных капель содержащих антибиотики. Если проблема вызвана более серьезными причинами, типа утончения роговицы, образования на ней рубцов и пузырьков, то больного длительное время наблюдают и при крайней необходимости оперируют.

Главное помните, независимо от причин при любых ухудшениях зрения необходимо срочно обратиться к врачу-офтальмологу, который сможет поставить правильный диагноз и назначит эффективное лечение.

Клиническая и физическая рефракция

Рефракция глаза имеет следующее определение: преломляющая сила глаза, обозначаемая в диоптриях. Рефракция глаза физическая у человека может варьироваться от 51,8 и до 71,3 дптр, это определено с помощью многочисленных исследований.

Для четкого изображения любой внешней картинки важна не только преломляющая сила всей оптической системы, но и способность этой силы фокусировать световые лучи на сетчатке. Поэтому в офтальмологии также используется такой термин, как рефракция глаза.

Клиническая рефракция глаза это соотношение, возникающее между положением сетчатки и преломляющей силой или, иначе говоря, соотношение между длиной переднезадней оси глаза и задним фокусным расстоянием всей оптической системы. Клиническую рефракцию глаза подразделяют на динамическую и статическую.

Статическая рефракция позволяет получить изображение на сетчатке в момент максимального расслабления аккомодации. Статическую рефракцию можно воспринимать как условный символ, который отражает структурные особенности глаза человека как оптической камеры, ответственной за формирование изображения на сетчатке.

Знания обо всех функциональных особенностях, относящихся к оптической системе глаза, позволяют офтальмологам решать многие вопросы о характеристиках зрительной деятельности в обычных условиях. Судить об оптической системе глаза позволяет динамическая рефракция. Этим термином обозначают преломляющую силу в оптической системе глаза относительно сетчатки при функционирующей аккомодации.

Преломление света

Главными преломляющими средами человеческого глаза являются роговица, которая обладает наивысшей преломляющей силой, и хрусталик, представляющий двояковыпуклую линзу. Преломление света в глазу проходит по основным законам, которые изучает физика. Лучи, проходящие через центр хрусталика и роговицы (т. е. через главную глазную оптическую ось) перпендикулярно к их поверхности, преломления не испытывают. Остальные преломляются и внутри камеры глаза сходятся в единой точке – фокусе. Такой ход световых лучей обеспечивает на сетчатке четкое изображение, причем оно получается обратным и уменьшенным.

Показатель преломления света в стекловидном теле больше единицы, поэтому фокусные расстояния во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри (заднее) не могут быть одинаковы. Оптическая сила рассчитывается в виде обратного заднего фокусного расстояния глаза, выраженного в метрах. Она зависит от того, в состоянии покоя находится орган зрения или в состоянии аккомодации. Аккомодация — это способность четко различать предметы, которые находятся на разных расстояниях.