眼的折光成像功能

出处:按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第707页(2477字)

(一)眼的折光成像

眼的折光系统包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。它们的折光指数和曲率半径都不相同,物体发出的光线入眼到达视网膜前必须经过它们发生多次折射,才能成像于视网膜上。为了便于研究和分析眼的成像功能,常把眼的折光系统看作一种物质组成的一个凸透镜(convex lens),称为简化眼(reduced eye)。

眼折光成象的原理与凸透镜基本相同(图13-11)。对于正常眼,6米以外的平行光,经过折光系统后,正好聚焦在视网膜上,形成一个倒置、缩小的实像。要在视网膜上清晰成像需要两个条件。一是折光系统要透明。如果由于疾病影响了折光系统的透明度,光线就不能通过。例如白内障(cataract)即是由于晶状体浑浊致使视力下降甚至失明。二是折光力和眼球的形态正常。如果折光系统的折光力改变或眼球前后径的长度改变,使物像前移或后退,视网膜上成像模糊,从而引起视物不清。

图13-11 简约眼及其成像示意图

(二)眼的调节

正常眼在看远处物体(6米以外)时,物体发出的光线入眼时近似于平行光,经折射后正好成像于视网膜上。眼看近物(6米以内)时,物体发出的光线是辐散状的,如果眼不进行调节,物像将成在视网膜后,而出现视物不清。但是眼在视近物时会发生相应的变化,使物体发出的辐散状光仍然成像在视网膜上,这称为眼的调节。眼通过以下三方面的变化使人能看清近物:

1.晶状体的调节 视近物时,由于近物发出的是辐散状的光线,眼未进行调节时,物像成在视网膜后,而在视网膜上的成像模糊,这种信息传到皮层视中枢,反射性引起动眼神经中的副交感纤维兴奋,使睫状体中的环形睫状肌收缩,睫状体向前向中间移位,睫状小带放松,晶状体由于自身的弹性而变凸,折光力增强,使物像前移,在视网膜上形成清晰的物像(图13-12)。眼作最大限度调节,增加的折光力称为调节力(accommodation force),可用近点来表示。近点(near point)是指看清物体的最近距离。人眼看近物的能力是有一定限度的,也就是说晶状体变凸的能力是有一定限度的。随着年龄增长,晶状体的弹性下降,使近点远移。8岁儿童的近点平均为8cm左右,20岁的成人约为10cm,60岁时增大到83cm。一般人到45岁以后晶状体的弹性开始下降,晶状体的调节能力随之下降,此时可以看清远物,但看不清近物,称为老视(presbyopia),即通常所说的老花眼。矫正的方法是看近物时配带凸透镜,以增加折光能力,使物像成在视网膜上。

图13-12 晶状体的调节

2.瞳孔近反射(near reflex) 人在视近物时,反射性地引起瞳孔缩小,称为瞳孔近反射。它的意义是减小折光系统的球面像差(sphericas aberration)和色像差(chiomatic aberration),使视网膜上的物像更清晰。瞳孔近反射与瞳孔对光反射不同。瞳孔对光反射(1ight reflex)是指强光照眼时,反射性引起瞳孔缩小。它的意义主要是减少入眼的光线,保护视网膜。瞳孔对光反射是临床上检查中枢功能的常用方法。

3.辐辏反射(convergence reflex) 双眼看近物时反射性地引起两眼球向鼻侧靠拢称为辐辏反射,也称为双眼球会聚。它的意义是看近物时,使物像仍可落在两眼视网膜的对称点(correspoinding points)上,不会发生复视。

视近物时,以上三种调节方式是同时进行的,但是晶状体的调节是最主要的。

(三)眼的折光异常

6米以外的平行光不需眼进行调节,通过眼的折光系统正好成像在视网膜上称为正视眼(emmetropia),即正常眼。如果由于眼的折光力异常或眼球形状改变,使平行光不能在视网膜上清晰成像,称为屈光不正(ametropia;refraction error),包括近视、远视和散光(图13-13)。

图13-13 眼的折光异常

1.近视(myopia) 近视眼的原因多是由于眼球的前后径过长,或是角膜、晶状体的曲度过大,折光力过强,远物发出的平行光,不能聚焦在视网膜上,而聚焦在视网膜前,引起视物不清。近视眼的矫正方法是配戴凹透镜(concave lens),平行光适度辐散后进入眼睛,而使物像后移,聚焦在视网膜上。

2.远视(hypermetropia) 远视眼主要由于眼球前后径过短或折光系统的折光力减弱,远物发出的平行光不能聚焦在视网膜上,而聚焦于视网膜后,引起视物不清。矫正的方法是配戴凸透镜(convex lens),光线适度会聚后进入眼睛,使物像前移到视网膜上。

3.散光(astigmatism) 正常眼折光系统的各折光面都是正球形的,即在眼球表面任何一点的曲率半径都是相等的。如果由于某种原因,折光面在某一方位曲率半径变小,而与它垂直的方位曲率半径变大,这种状态多发生在角膜,这样通过角膜入眼的光线就不能同时在视网膜上聚焦,造成视物变形或视物不清,这种情况属于规则散光。矫正的方法是配戴柱面透镜(cylindrical lens),使角膜的曲率异常得到矫正。

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