Optički sustav oka

Ljudsko oko je složen optički sustav koji se sastoji od rožnice, tekućine prednje očne komore, leće i staklastog tijela. Refrakcijska moć oka ovisi o veličini polumjera zakrivljenosti prednje površine rožnice, prednje i stražnje površine leće, udaljenostima između njih te indeksima loma rožnice, leće, očne vodice i staklastog tijela. Optička moć stražnje površine rožnice ne uzima se u obzir, budući da su indeksi loma tkiva rožnice i tekućine prednje očne komore isti (kao što je poznato, lom zraka moguć je samo na granici medija s različitim indeksima loma).

Konvencionalno se može smatrati da su refrakcijske površine oka sferne i da se njihove optičke osi podudaraju, tj. oko je centriran sustav. U stvarnosti, optički sustav oka ima mnogo pogrešaka. Dakle, rožnica je sferna samo u središnjoj zoni, indeks loma vanjskih slojeva leće je manji od unutarnjih, stupanj loma zraka u dvije međusobno okomite ravnine nije isti. Osim toga, optičke karakteristike u različitim očima značajno se razlikuju, te ih nije lako točno odrediti. Sve to komplicira izračun optičkih konstanti oka.

Za procjenu refrakcijske moći bilo kojeg optičkog sustava koristi se konvencionalna jedinica - dioptrija (skraćeno - dptr). Za 1 dptr uzima se snaga leće s glavnom žarišnom duljinom od 1 m. Dioptrija (D) je recipročna vrijednost žarišne duljine (F):

D=1/F

Stoga leća žarišne duljine od 0,5 m ima lomnu moć od 2,0 dptr, 2 m - 0,5 dptr itd. Lomna moć konveksnih (konvergentnih) leća označena je znakom plus, konkavnih (divergentnih) leća - znakom minus, a same leće nazivaju se pozitivne i negativne.

Postoji jednostavna metoda kojom možete razlikovati pozitivnu leću od negativne. Da biste to učinili, leću trebate postaviti na udaljenost od nekoliko centimetara od oka i pomicati je, na primjer, u horizontalnom smjeru. Kada gledate objekt kroz pozitivnu leću, njegova će se slika pomicati u smjeru suprotnom od kretanja leće, a kroz negativnu leću, naprotiv, u istom smjeru.

Za provođenje izračuna vezanih uz optički sustav oka predložene su pojednostavljene sheme ovog sustava, temeljene na prosječnim vrijednostima optičkih konstanti dobivenih mjerenjem velikog broja očiju.

Najuspješnije je shematski smanjeno oko koje je predložio V. K. Verbitsky 1928. Njegove glavne karakteristike su: glavna ravnina dodiruje vrh rožnice; polumjer zakrivljenosti potonje je 6,82 mm; duljina prednje-stražnje osi je 23,4 mm; polumjer zakrivljenosti mrežnice je 10,2 mm; indeks loma intraokularnog medija je 1,4; ukupna refrakcijska snaga je 58,82 dioptrije.

Kao i drugi optički sustavi, oko je podložno raznim aberacijama (od latinskog aberratio - odstupanje) - defektima optičkog sustava oka, što dovodi do smanjenja kvalitete slike objekta na mrežnici. Zbog sferne aberacije, zrake koje izlaze iz točkastog izvora svjetlosti skupljaju se ne u točki, već u određenoj zoni na optičkoj osi oka. Kao rezultat toga, na mrežnici se formira krug raspršenja svjetlosti. Dubina ove zone za "normalno" ljudsko oko kreće se od 0,5 do 1,0 dioptrije.

Kao rezultat kromatske aberacije, zrake kratkovalnog dijela spektra (plavo-zelene) sijeku se u oku na kraćoj udaljenosti od rožnice nego zrake dugovalnog dijela spektra (crvene). Razmak između žarišta tih zraka u oku može doseći 1,0 Dptr.

Gotovo sve oči imaju još jednu aberaciju uzrokovanu nedostatkom idealne sferičnosti refrakcijskih površina rožnice i leće. Asferičnost rožnice, na primjer, može se eliminirati uz pomoć hipotetske ploče koja, kada se postavi na rožnicu, pretvara oko u idealan sferni sustav. Odsutnost sferičnosti dovodi do neravnomjerne raspodjele svjetlosti na mrežnici: svjetleća točka formira složenu sliku na mrežnici, na kojoj se mogu razlikovati područja maksimalne osvijetljenosti. Posljednjih godina utjecaj ove aberacije na maksimalnu oštrinu vida aktivno se proučava čak i kod "normalnih" očiju s ciljem njezine korekcije i postizanja tzv. nadzora (na primjer, uz pomoć lasera).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Formiranje optičkog sustava oka

Ispitivanje vidnog organa raznih životinja u ekološkom aspektu svjedoči o adaptivnoj prirodi refrakcije, tj. o takvoj formaciji oka kao optičkog sustava koji datoj životinjskoj vrsti osigurava optimalnu vizualnu orijentaciju u skladu s karakteristikama njezine životne aktivnosti i staništa. Očito nije slučajno, već povijesno i ekološki uvjetovano da ljudi pretežno imaju refrakciju blisku emetropiji, koja najbolje osigurava jasan vid i udaljenih i bliskih objekata u skladu s raznolikošću njihovih aktivnosti.

Pravilan pristup refrakciji emetropiji, koji se opaža kod većine odraslih, izražava se u visokoj inverznoj korelaciji između anatomskih i optičkih komponenti oka: u procesu njegovog rasta očituje se tendencija kombiniranja veće refrakcijske moći optičkog aparata s kraćom prednjo-stražnjom osi i, obrnuto, niže refrakcijske moći s dužom osi. Posljedično, rast oka je reguliran proces. Rast oka treba shvatiti ne kao jednostavno povećanje njegove veličine, već kao usmjereno formiranje očne jabučice kao složenog optičkog sustava pod utjecajem uvjeta okoline i nasljednog faktora s njegovim vrstama i individualnim karakteristikama.

Od dvije komponente - anatomske i optičke, čija kombinacija određuje refrakciju oka, anatomska je znatno "pokretljivija" (posebno veličina prednje-stražnje osi). Uglavnom kroz nju se ostvaruju regulatorni utjecaji tijela na formiranje refrakcije oka.

Utvrđeno je da oči novorođenčadi, u pravilu, imaju slabu refrakciju. Kako se djeca razvijaju, refrakcija se povećava: stupanj hipermetropije se smanjuje, slaba hipermetropija prelazi u emetropiju, pa čak i miopiju, emetropne oči u nekim slučajevima postaju kratkovidne.

Tijekom prve 3 godine djetetova života dolazi do intenzivnog rasta oka, kao i povećanja refrakcije rožnice i duljine anteroposteriorne osi, koja do dobi od 5-7 godina doseže 22 mm, tj. iznosi približno 95% veličine odraslog oka. Rast očne jabučice nastavlja se do 14-15 godina. Do ove dobi duljina očne osi približava se 23 mm, a refrakcijska moć rožnice - 43,0 dioptrije.

Kako oko raste, varijabilnost njegove kliničke refrakcije se smanjuje: polako se povećava, tj. pomiče prema emetropiji.

U prvim godinama djetetova života, predominantni tip refrakcije je hipermetropija. S porastom dobi, prevalencija hipermetropije se smanjuje, dok se emetropna refrakcija i miopija povećavaju. Učestalost miopije posebno se zamjetno povećava, počevši od 11-14 godina, dostižući približno 30% u dobi od 19-25 godina. Udio hipermetropije i emetropije u ovoj dobi iznosi približno 30 odnosno 40%.

Iako se kvantitativni pokazatelji prevalencije pojedinih tipova refrakcije oka kod djece, koje navode različiti autori, značajno razlikuju, gore spomenuti opći obrazac promjene refrakcije oka s porastom dobi ostaje.

Trenutno se pokušavaju utvrditi prosječne dobne norme refrakcije oka kod djece i koristiti ovaj pokazatelj za rješavanje praktičnih problema. Međutim, kako pokazuje analiza statističkih podataka, razlike u veličini refrakcije kod djece iste dobi toliko su značajne da takve norme mogu biti samo uvjetne.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]