^

Здоровье

Оптическая система глаза

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из роговицы, влаги передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Преломляющая сила глаза зависит от величины радиусов кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, расстояний между ними и показателей преломления роговицы, хрусталика, водянистой влаги и стекловидного тела. Оптическую силу задней поверхности роговицы не учитывают, поскольку показатели преломления ткани роговицы и влаги передней камеры одинаковы (как известно, преломление лучей возможно лишь на границе сред с различными коэффициентами преломления).

Условно можно считать, что преломляющие поверхности глаза сферичны и их оптические оси совпадают, т. е. глаз является центрированной системой. В действительности же в оптической системе глаза имеется много погрешностей. Так, роговица сферична только в центральной зоне, показатель преломления наружных слоев хрусталика меньше, чем внутренних, степень преломления лучей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях неодинакова. Кроме того, оптические характеристики в разных глазах существенно различаются, причем точно определить их нелегко. Все это затрудняет вычисление оптических констант глаза.

Для оценки преломляющей способности любой оптической системы используют условную единицу - диоптрию (сокращенно - дптр). За 1 дптр принята сила линзы с главным фокусным расстоянием в 1 м. Диоптрия (D) - величина, обратная фокусному расстоянию (F):

D=1/F

Следовательно, линза с фокусным расстоянием 0,5 м обладает преломляющей силой 2,0 дптр, 2 м - 0,5 дптр и т. д. Преломляющую силу выпуклых (собирающих) линз обозначают знаком "плюс", вогнутых (рассеивающих) - знаком "минус", а сами линзы называют соответственно положительными и отрицательными.

Существует простой прием, с помощью которого можно отличить положительную линзу от отрицательной. Для этого линзу нужно расположить па расстоянии нескольких сантиметров от глаза и передвигать ее, например, в горизонтальном направлении. При рассматривании какого-либо предмета через положительную линзу его изображение будет смешаться в сторону, противоположную движению линзы, а через отрицательную, наоборот, - в ту же сторону.

Для проведения расчетов, связанных с оптической системой глаза, предложены упрощенные схемы этой системы, основанные на средних величинах оптических констант, полученных при измерении большого количества глаз.

Наиболее удачным является схематический редуцированный глаз, предложенный В. К. Вербицким в 1928 г. Его основные характеристики: главная плоскость касается вершины роговицы; радиус кривизны последней 6,82 мм; длина передне-задней оси 23,4 мм; радиус кривизны сетчатки 10,2 мм; показатель преломления внутриглазной среды 1,4; общая преломляющая сила 58,82 дптр.

Как и другим оптическим системам, глазу свойственны различные аберрации (от лат. aberratio - отклонение) - дефекты оптической системы глаза, приводящие к снижению качества изображения объекта на сетчатке. Вследствие сферической аберрации лучи, исходящие из точечного источника света, собираются не в точке, а в некоторой зоне на оптической оси глаза. В результате этого на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина этой зоны для "нормального" человеческого глаза колеблется от 0,5 до 1,0 дптр.

В результате хроматической аберрации лучи коротковолновой части спектра (сине-зеленые) пересекаются в глазу на меньшем расстоянии от роговицы, чем лучи длинноволновой части спектра (красные). Интервал между фокусами этих лучей в глазу может достигать 1,0 дптр.

Практически во всех глазах имеется еще одна аберрация, обусловленная отсутствием идеальной сферичности преломляющих поверхностей роговицы и хрусталика. Асферичность роговицы, например, может быть устранена с помощью гипотетической пластинки, которая, будучи наложена на роговицу, превращает глаз в идеальную сферическую систему. Отсутствие же сферичности приводит к неравномерному распределению света на сетчатке: светящаяся точка образует на сетчатке сложное изображение, на котором могут выделяться участки максимальной освещенности. В последние годы активно изучается влияние указанной аберрации на максимальную остроту зрения даже в "нормальных" глазах с целью ее коррекции и достижения так называемого суперзрения (например, с помощью лазера).

Формирование оптической системы глаза

Рассмотрение органа зрения различных животных в экологическом аспекте свидетельствует о приспособительном характере рефракции, т. е. о таком формировании глаза как оптической системы, которое обеспечивает данному виду животного оптимальную зрительную ориентировку в соответствии с особенностями его жизнедеятельности и среды обитания. По-видимому, не случайным, а исторически и экологически обусловленным является тот факт, что у человека отмечается преимущественно рефракция, близкая к эмметропии, наилучшим образом обеспечивающая отчетливое видение и далеко, и близко расположенных предметов в соответствии с многообразием его деятельности.

Наблюдающееся у большинства взрослых людей закономерное приближение рефракции к эмметропии находит выражение в высокой обратной корреляции между анатомическим и оптическим компонентами глаза: в процессе его роста проявляется тенденция к сочетанию более значительной преломляющей силы оптического аппарата с более короткой переднезадней осью и, наоборот, более низкой преломляющей силы с более длинной осью. Следовательно, рост глаза - это регулируемый процесс. Под ростом глаза следует понимать не простое увеличение его размеров, а направленное формирование глазного яблока как сложной оптической системы под влиянием условий внешней среды и наследственного фактора с его видовой и индивидуальной характеристикой.

Из двух компонентов - анатомического и оптического, сочетанием которых определяется рефракция глаза, значительно более "подвижным" является анатомический (в частности, величина переднезадней оси). Через него главным образом и реализуются /регулирующие влияния организма на формирование рефракции глаза.

Установлено, что у новорожденных глаза, как правило, имеют слабую рефракцию. По мере развития детей происходит усиление рефракции: степень гиперметропии уменьшается, слабая гиперметропии переходит в эмметропию и даже в миопию, эмметропические глаза в части случаев становится близорукими.

В первые 3 гола жизни ребенка происходят интенсивный рост глаза, а также увеличение рефракции роговицы и длины переднезадней оси, которая к 5-7 годам достигает 22 мм, т. е. составляет примерно 95 % от размера глаза взрослого человека. Рост глазного яблока продолжается до 14-15 лет. К этому возрасту длина оси глаза приближается к 23 мм, а преломляющая сила роговицы - к 43,0 дптр.

По мере роста глаза вариабельность его клинической рефракции уменьшается: она медленно усиливается, т. е. смещается в сторону эмметропии.

В первые годы жизни ребенка преобладающим видом рефракции является дальнозоркость. По мере увеличения возраста распространенность дальнозоркости уменьшается, а эмметропической рефракции и близорукости увеличивается. Частота близорукости особенно заметно повышается, начиная с 11 - 14 лет, достигая в возрасте 19-25 лет примерно 30 %. На долю дальнозоркости и эмметропии в этом возрасте приходится примерно 30 и 40 % соответственно.

Хотя количественные показатели распространенности отдельных видов рефракции глаз у детей, приводимые разными авторами, заметно варьируют, отмеченная выше общая закономерность изменения рефракции глаз по мере увеличения возраста сохраняется.

В настоящее время предпринимаются попытки установить средневозрастные нормы рефракции глаз у детей и использовать этот показатель для решения практических задач. Однако, как показывает анализ статистических данных, различия в величине рефракции у детей одного и того же возраста настолько значительные, что такие нормы могут быть лишь условными.

Последнее обновление: 25.06.2018
!
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Медицинский эксперт-редактор

Портнов Алексей Александрович

Образование: Киевский Национальный Медицинский Университет им. А.А. Богомольца, специальность - "Лечебное дело"

Другие врачи

Использованная литература

Лекции по анатомии и физиологии человека с основами патологии – Барышников С.Д. 2002

Атлас анатомии человека – Билич Г.Л. – Том 1. 2014

Анатомия по Пирогову – В. Шилкин, В. Филимонов – Атлас анатомии человека. 2013

Атлас по анатомии человека – P.Tank, Th. Gest – Lippincott Williams & Wilkins 2008

Атлас анатомии человека – Коллектив авторов – Схемы – Рисунки – Фотографии 2008

Основы медицинской физиологии (второе издание) – Алипов H.H. 2013



Другие статьи по теме

Воспалительные процессы, затрагивающие органы зрения, считаются одной из наиболее серьезных проблем в клинической офтальмологии, ведь воспалительная реакция способна вызвать опасные и часто необратимые нарушения в глазных тканях.

Лечение двоения в глазах
Устранение зрительного дефекта достигается многими методами, применение которых зависит от установленной причины патологии. Что делать при двоении в глазах должен рассказать лечащий врач.
В получении объемного изображения окружающих нас предметов участвуют сразу оба глаза. Одновременно с каждого из них центральный отдел зрительного анализатора головного мозга получает по сигналу, которые, накладываясь друг на друга, сливаются в единое стереоскопическое изображение.

Новейшие исследования по теме Оптическая система глаза

Фотоаппарат со вспышкой поможет диагностировать нарушения зрения у детей

Доктор-офтальмолог Светлана Корбутяк поделилась информацией о том, как можно распознать некоторые глазные болезни у детей при помощи обычной фотокамеры со вспышкой.

Новый сканер позволит провести полное обследование глаз меньше, чем за минуту
Изобретено устройство, которое позволяет всего на несколько секунд просканировать полностью всю сетчатку глаза и выявить имеющиеся заболевания.

Поделись в социальных сетях

Сообщите нам об ошибке в этом тексте:
Просто нажмите кнопку "Отправить отчет" для отправки нам уведомления. Так же Вы можете добавить комментарий.