Что относят к оптической системе глаза
Анатомия
Оптическая система глаза
Человек воспринимает предметы внешнего мира путем анализа изображения каждого из предметов на сетчатке. В функциональном отношении орган зрения разделяется на два отдела: светопроводящий отдел и световоспринимающий.
Светопроводящий отдел состоит из прозрачной среды глаза: хрусталик, роговица, влага передней камеры, стекловидное тело. Сетчатка – это световоспринимающий отдел. Изображение окружающих нас предметов на сетчатке оказываются при помощи оптической системы глаза. Лучи света, что отражаются от рассматриваемых предметов, обязательно проходят через 4 преломляющие поверхности: задняя и передняя поверхности роговицы, задняя и передняя поверхности хрусталика. Каждая их этих поверхностей отклоняет световой луч от его изначального направления, именно поэтому в фокусе оптической системы органа зрения появляется реальное, но перевернутое изображение наблюдаемого объекта.
Ход лучей и величины
Процесс преломления света в глазной оптической системе носит название рефракция. Учение о рефракции основывается на законах оптики, которые характеризуют распространение световых лучей в разнообразных средах.
Прямая линия, которая проходит через центры всех преломляющих поверхностей, и есть оптическая ось глаза. Световые лучи, падающие параллельно данной оси, преломляясь, собираются в основном фокусе системы. Эти лучи исходят от бесконечно удаленных предметов, поэтому главный фокус оптической системы – место на оптической оси, где возникает изображение бесконечно удаленных объектов.
Лучи расходящиеся, которые идут от тех предметов, что расположены на конечном расстоянии, собираются уже в дополнительных фокусах. Они располагаются дальше основного фокуса, потому как для фокусировки лучей расходящихся необходима дополнительная преломляющая сила. Чем сильнее расходятся падающие лучи (близость линзы к источнику этих лучей), тем большая необходима преломляющая сила.
Чтобы охарактеризовать оптическую систему глаза нужно знать радиус кривизны передних и задних поверхностей хрусталика и роговицы, глубину передней камеры, толщину хрусталика и роговицы, длину анатомической оси органа зрения, а также показатели преломления каждой из прозрачных сред глаза.
Измерить эти величины (кроме показателей преломления) реально на живом глазу. Способы, служащие этой цели, делят на 3 группы: ультразвуковые, оптические и рентгенологические. Ультразвуковые и рентгенологические способы позволяют узнать длину оси глаза. При помощи оптических методов происходит измерение элементом преломляющего аппарата, длина оси определяется путем вычислений.
Сегодня в связи с появлением оптико-реконструктивной микрохирургии: лазерная коррекция зрения ( Lasik или кератомилез), оптическая кератотомия, имплантация искусственного хрусталика, кератопротезирование) в своей работе офтальмохирурги постоянно используют расчеты оптической системы глаза.
Формирование оптической системы органа зрения
Научно доказано, что глаза новорожденных детей в большинстве случаев имеют слабую рефракцию. В процессе развития происходит усиление рефракции, уменьшается степень дальнозоркости, слабая гиперметропия переходит в эмметропию (нормальное зрение), а иногда в миопию.
Первые три года жизни глаза ребенка интенсивно растут, увеличивается рефракция роговицы, а также длинна переднее-задней оси глаза, которая к семи годам достигает 22 мм (95% от размера органа зрения взрослого человека). Глазное яблоко растет до 15 лет.
Оптическая система глаза
В наших глазах находится сложная структура, которая состоит из множества важных элементов. Эту структуру принято называть оптической системой глаза. Согласованное функционирование каждого из составляющих оптической системы позволяет нам видеть окружающий мир. Здесь происходят рассеивание, преломление и фокусировка светового пучка и, как результат, создание качественного изображения.
Оптическая система глаза — что это?
Оптическая система глаза — это несколько структур-компонентов, принимающих участие в преломлении световых волн. Данный процесс необходим, чтобы лучи света фокусировались четко на плоскости сетчатки и формировали реальное изображение предмета.
Оптическая система глаза состоит из нескольких отделов — в нее входят:
Симптоматика заболеваний оптической системы глаза
Основные характеристики оптической системы глаза — это радиус кривизны поверхностей, толщина хрусталика и роговицы, длина оси глаза (прямой линии, проходящей через центральные точки всех преломляющих поверхностей), глубина передней камеры, а также индекс преломления.
При патологических изменениях данных величин у человека развиваются различные заболевания зрительного аппарата, среди которых:
Астенопия (быстрая утомляемость глаз)
Кератоконус (изменение формы «выпячивание» роговицы глаза).
Как правило, при развитии заболеваний оптической системы глаза возникают следующие симптомы:
Диагностика заболеваний оптической системы глаза
В Глазной клинике доктора Беликовой осмотр оптической системы глаза проводят с помощью ультразвуковых и оптических методов мы определяем:
Для лечения заболеваний оптической системы глаза мы применяем современные методы коррекции зрения.
Что относят к оптической системе глаза
Глаз (греч. ophthalamos, отсюда – офтальмология, офтальмолог; лат. oculus, отсюда окулист), состоит из глазного яблока, и окружающих вспомогательных органов.
Глаз является периферическим отделом зрительного анализатора, который состоит из глаза, проводящих путей (зрительный нерв и внутричерепные образования) и центрального аналитического отдела (шпорная борозда коры головного мозга).
Очевидно, что хорошее зрение возможно лишь при условии четкого и нормального функционирования всех структур столь сложно устроенного органа чувств. То есть, с одной стороны предъявляются требования к четкости строения глаза как оптического прибора, с другой стороны – к «органической дееспособности» всех составляющих цепочки от глазного яблока до коры головного мозга.
Глазное яблоко имеет шаровидную форму и состоит из трех оболочек.
Третья, самая внутренняя, самая сложная по строению и наиболее физиологически важная оболочка – это сетчатка. Она состоит из 10 слоев. Внутренняя поверхность глазного яблока, выстланная оптически деятельной частью сетчатки (т.е. до цилиарного тела), получила название глазного дна. На глазном дне есть желтое пятно (восприятие предметов областью желтого пятна определяет центральную остроту зрения) и диск зрительного нерва (начавшись на глазном дне в виде диска, зрительный нерв покидает глазное яблоко, затем глазницу, далее, перекрестившись в головном мозге с нервом второго глаза, волокна нерва направляются к коре головного мозга – конечному пункту анализа зрительного образа).
Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача – «передать» правильное изображение зрительному нерву.
Основные функции глаза:
1. световосприятие (способность воспринимать свет),
2. цветовосприятие (способность различать цвета),
3. центральное зрение (функция центрального отдела сетчатки, максимальная острота зрения),
4. периферическое зрения (функция периферических отделов сетчатки, поле зрения),
5. бинокулярное зрение (зрение 2 глазами, объёмное зрение).
В зависимости от выполняемых функций и роли в формировании качественного зрения в глазу можно выделить 3 аппарата:
1. оптическая система, проецирующая изображение на сетчатку;
2. система восприятия света и передачи нервного импульса – сетчатка (фоторецепторы, воспринимающие и «кодирующие» полученную информацию для головного мозга) и зрительный нерв (нервные волокна, проводящие нервный импульс);
3. система питания глаза – «обслуживающая» система жизнеобеспечения.
Оптическая система состоит из светопреломляющих структур (роговица, хрусталик) и светопроводящих (внутриглазная жидкость или камерная влага, стекловидное тело), также к ней относится «диафрагма» глаза – радужка и зрачок (регулирование потока света, попадающего на сетчатку глаза).
Внутриглазная жидкость (камерная влага) заполняет переднюю (находиться между роговицей и радужкой) и заднюю (нажодиться между радужкой и хрусталиков) камеры глаза. В норме она прозрачна и содержит питательные вещества. Камерная влага выполняет функцию проведения света и питания безсосудистых структур глаза – роговицы и хрусталика. Внутриглазная жидкость секретируется цилиарным телом (часть сосудистой оболочки) в заднюю камеру (омывает хрусталик), потом через зрачок попадает в переднюю камеру (омывает заднюю поверхность роговицы) и оттекает в уголь передней камеры глаза через Шлеммов канал. Нарушение нормальной циркуляции жидкости приводит к повышению внутриглазного давление, что называется глаукома.
Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденциюотслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.
Система питания глаза – сосудистая оболочка – выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс, тогда как при патологии сосудистой оболочки страдает сетчатка. Сосудистая оболочка состоит из 3 частей – собственно сосудистая оболочка, цилиарное тело и радужка.
1. Собственно сосудистая оболочка обеспечивает питание склеры и сетчатки, в ней нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.
2. Цилиарное тело выполняет 2 основные функции – секрецию внутриглазной жидкости (питание хрусталика и роговицы) и аккомодация или фокусировка глаза (цилиарная мышца через ресничный поясок связана с хрусталиком – при изменении тонуса мышцы изменяется кривизна хрусталика и человек видит хорошо на различных дистанциях).
3. Радужка – мышечная структура, обеспечивающая регулирование потока света (за счёт изменения ширины зрачка). Цилиарное тело и радужка имеют богатую чувствительную иннервацию, поэтому патологические состояния (ирит, иридоциклит, циклит) сопровождаются болевым синдромом.
ГБУ РО «КБ им. Н.А. Семашко»
2 офтальмологическое отделение, заведующий отделением, кандидат медицинских наук,
доцент по кафедре глазных болезней, профессор Российской академии естествознания Колесников А.В.
Оптическая система глаза
Путь световых лучей и величины
Преломление света в средах глазной оптической системы носит название процесса рефракции. Учение о рефракции основано на законах оптики, дающих характеристики распространению световых лучей в различных средах.
Оптической осью глаза принято называть прямую линию, проходящую через центральные точки всех преломляющих поверхностей. Световые лучи, которые падают параллельно данной оси, преломляются и сходятся в основном фокусе зрительной системы. Лучи эти отражены от бесконечно удаленных объектов, поэтому, главным фокусом оптической системы, принято называть точку оптической оси, где возникают изображения бесконечно удаленных объектов.
Световые лучи, отраженные от предметов, находящихся на конечных расстояниях, сходятся в дополнительных фокусах. Дополнительные фокусы локализуются дальше основного, ведь фокусировка расходящихся лучей происходит с применением дополнительной преломляющей силы. При этом, чем сильнее расходятся лучи (чем ближе линза к источнику данных лучей), тем большая сила преломления необходима.
Основными характеристиками оптической системы глаза, принято считать: радиус кривизны поверхностей хрусталика и поверхностейроговицы, длину оси глаза, глубину передней камеры, показатели толщины хрусталика и роговицы, а также индекс преломления прозрачных сред.
Измерение данных величин (кроме данных преломления) выполняются с помощью методов офтальмологического обследования: ультразвуковых, оптических и рентгенологических. Ультразвуковые и рентгенологические исследования позволяют выявить длину оси глаза. Посредством оптических методов проводят измерение составляющих преломляющего аппарата, длина оси определяется путем вычислений.
В связи с широким распространением оптико-реконструктивной микрохирургии: лазерной коррекции зрения ( Lasik либо кератомилез, оптической кератотомии, имплантаций искусственного хрусталика, кератопротезирования), расчеты элементов оптической системы глаза необходимы в работе офтальмохирургов.
Видео об оптической системе глаза
Формирование оптической системы
Давно доказано, что глаза новорожденных детей, обычно, имеют слабую рефракцию. Усиление ее происходить только в процессе развития. Таким образом степень дальнозоркости уменьшается, затем слабая гиперметропия постепенно становится нормальным зрением, а иногда переходит в миопию.
В течение первых трех лет жизни орган зрения ребенка интенсивно растет, увеличивается рефракция роговицы, вследствие удлинения переднее-задней глазной оси. К семи годам глазная ось достигает 22 мм, что составляет уже 95% размера глаз взрослого человека. При этом, глазное яблоко продолжает расти до 15 лет.
Строение и функции глаз человека
Человеческий глаз является сложным парным органом, который дает возможность получать большую часть информации об окружающем мире. Глаз каждого человека обладает уникальными характеристиками, но имеет особенности строения. Знание строения глаза позволяет понять, как работает зрительный анализатор.
Зрительный анализатор имеет очень сложное строение, характеризующееся сочетанием различных тканевых структур, обеспечивающих его основную функцию – зрение.
Человеческий глаз имеет шарообразную или сферическую форму, поэтому его и назвали «глазным яблоком». Глазное яблоко располагается в глазнице – костной структуре черепа, благодаря чему защищено от повреждений. Переднюю его поверхность защищают веки.
Поверхность глазного яблока постоянно увлажняется слезой, продуцируемой слезными железами. Отток слезной жидкости осуществляется через слезоотводящие пути. Слеза образует защитную пленку на поверхности глаза.
Оболочки глаза
Конъюнктива. Наружная прозрачная оболочка, выстилающая поверхность глаза и внутреннюю поверхность век. При движении глазных яблок она обеспечивает достаточное скольжение.
Фиброзная оболочка глаза. Ее большую часть составляет склера – белая оболочка, являющаяся наиболее плотной, роль которой заключается в обеспечении опорной функции, защиты. Фиброзная оболочка в передней части прозрачная, имеет вид часового стекла. Данная ее часть называется роговицей. Она обильно иннервирована, поэтому обладает высокой чувствительностью. Благодаря сферической форме роговица является оптической преломляющей средой. Ее прозрачность позволяет световым лучам проникать внутрь глаза. На границе склеры с роговицей находится переходная зона – лимб. Здесь располагаются стволовые клетки, обеспечивающие регенерацию наружных слоев роговицы.
Сосудистая оболочка. Обеспечивает кровоснабжение, трофику внутриглазных структур. Состоит из следующих структур:
— собственно хориоидеа – тесно контактирует с сетчаткой, склерой, выполняет трофическую и амортизационную функции;
— цилиарное тело – нейро-эндокринно-мышечный орган, участвует в аккомодации, продуцирует водянистую влагу;
— радужка – данная часть сосудистой оболочки определяет цвет глаз, в зависимости от содержания пигмента ее цвет может варьировать от бледно-голубого, зеленоватого до темно-коричневого. В самом центре радужки имеется зрачок – отверстие, ограничивающее проникновение световых лучей.
Несмотря на то, что радужка, цилиарное тело и хориоидеа относятся к единой структуре, они имеют различную иннервацию и кровоснабжение, что определяет характер многих заболеваний.
Сетчатка. Это самая внутренняя оболочка, являющаяся высокодифференцированной многослойной нервной тканью. Выстилает 2/3 задней части сосудистой оболочки. Здесь начинаются волокна зрительного нерва, по которым импульсы через сложный зрительный тракт попадают в головной мозг. Импульсы преобразуются, анализируются, воспринимаются как объективная реальность. Наиболее чувствительная тонкая часть сетчатки – макула – обеспечивает центральное зрение.
Камеры глаза
Между роговицей и радужкой находится пространство – передняя камера глаза. Между периферической частью роговицы и радужки расположен угол передней камеры. Здесь находится сложная дренажная система, обеспечивающая отток внутриглазной жидкости. За радужкой расположен хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы. Хрусталик фиксирован к цилиарному телу при помощи множества тонких связок. Между задней поверхностью цилиарного тела и радужки, а также передней поверхностью хрусталика расположена задняя камера глаза. Позади хрусталика находится стекловидное тело, заполняющее полость глазного яблока, поддерживающее его тургор.
Камеры глаза заполнены внутри водянистой влагой – внутриглазной бесцветной жидкостью, омывающей внутренние глазные структуры, питающей роговицу, хрусталик, которые не имеют собственного кровоснабжения.
Оптическая система глаза
Человеческий глаз является сложной оптической системой, обеспечивающей возможность зрения. Данная система имеет важные оптические структуры. Восприятие объектов внешнего мира обеспечивается функционированием светопроводящих и воспринимающих структур. Именно от состояния пропускающих, преломляющих, воспринимающих структур зависит четкость зрения.
Прошедшие через светопреломляющие среды световые лучи попадают на воспринимающий отдел – сетчатку. Здесь формируется реальное уменьшенное перевернутое изображение.
