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1、 眼视光学简介眼视光学简介 衡阳爱尔 李康第一节第一节 概概 述述眼是以光作为适宜刺激眼是以光作为适宜刺激的视觉生物器官，因此的视觉生物器官，因此从光学角度可将眼看作从光学角度可将眼看作一种光学器具，即一种一种光学器具，即一种复合光学系统。复合光学系统。眼球的光学系统成分眼球的光学系统成分由外向内为角膜、房由外向内为角膜、房水、晶状体和玻璃体。水、晶状体和玻璃体。l外界所要注视的物体，通过眼的光学系统折外界所要注视的物体，通过眼的光学系统折射后聚焦在视网膜上，是人们获得清晰视觉射后聚焦在视网膜上，是人们获得清晰视觉的前提。若在眼调节放松的状态下，无穷远的前提。若在眼调节放松的状态下，无穷远处物
2、体所成的像没有准确聚焦在视网膜上，处物体所成的像没有准确聚焦在视网膜上，即称为即称为“屈光不正屈光不正”；而此时若正好聚焦在；而此时若正好聚焦在视网膜上，则称为视网膜上，则称为“正视正视”。l屈光不正的状态比较复杂，主要包括近视、远屈光不正的状态比较复杂，主要包括近视、远视、散光等。老视（亦称老花）虽然是因年龄视、散光等。老视（亦称老花）虽然是因年龄而出现的生理性调节问题所致，也常常被归为而出现的生理性调节问题所致，也常常被归为“屈光不正屈光不正”的一种特殊类型。的一种特殊类型。l人眼的屈光状态受到多种因素的影响，包括遗传人眼的屈光状态受到多种因素的影响，包括遗传因素和环境因素。正常情况下，婴
3、幼儿出生不久因素和环境因素。正常情况下，婴幼儿出生不久大部分都是处于远视状态，随着生长发育，逐渐大部分都是处于远视状态，随着生长发育，逐渐趋于正视，至学龄前基本达到正视，该过程称为趋于正视，至学龄前基本达到正视，该过程称为“正视化正视化”。 第二节第二节 眼球光学眼球光学l当光从一种介质进入另一种不同折射率的介质时，当光从一种介质进入另一种不同折射率的介质时，光线将在界面发生偏折现象，该现象在眼球光学光线将在界面发生偏折现象，该现象在眼球光学中称为屈光（中称为屈光（refraction)。光线在界面的偏折程。光线在界面的偏折程度，可用屈光力来表达。度，可用屈光力来表达。l在眼球光学中，应用屈光
4、度（在眼球光学中，应用屈光度（diopter,D)作为屈光作为屈光力的单位。屈光度为焦距的倒数，即力的单位。屈光度为焦距的倒数，即D=1/f。 如一透镜的焦距为如一透镜的焦距为0.5m，则该透镜的屈光力为：，则该透镜的屈光力为：1/0.5=2.00D。l眼球总屈光力眼球总屈光力(total diopter of the eyeball)在调节静止状态下为在调节静止状态下为58.64D。眼屈光系统中最。眼屈光系统中最主要的屈光成分是角膜和晶状体，角膜的屈光主要的屈光成分是角膜和晶状体，角膜的屈光力大约为力大约为43D，晶体约为，晶体约为19D。眼轴长度。眼轴长度24mm。 （数据来自人卫（数据来
5、自人卫7版眼科学）版眼科学）l为了便于分析眼的成像和计算，人们常用为了便于分析眼的成像和计算，人们常用Gullstrand精密模型眼和精密模型眼和Gullstrand简易模简易模型眼，后者将眼球复杂的多个光学界面简化型眼，后者将眼球复杂的多个光学界面简化，其特点是将角膜简化为单一球面和晶状体，其特点是将角膜简化为单一球面和晶状体简化为前后两个面。简化为前后两个面。 眼的调节与集合眼的调节与集合眼的调节与集合眼的调节与集合l调节调节 ：为看清目标，需增加晶状体的曲率，从而：为看清目标，需增加晶状体的曲率，从而增强眼的屈光力，使近距物体在视网膜上形成清增强眼的屈光力，使近距物体在视网膜上形成清晰的
6、像，这种为看清近距物而改变眼的屈光力的晰的像，这种为看清近距物而改变眼的屈光力的功能称为调节（功能称为调节（accommodation)。l通常认为调节产生的机理是：当看远目标时，睫状肌处于通常认为调节产生的机理是：当看远目标时，睫状肌处于松弛状态，睫状肌使晶状体悬韧带保持一定的张力，晶状松弛状态，睫状肌使晶状体悬韧带保持一定的张力，晶状体在悬韧带的牵引下，其形状相对扁平；当看近目标时，体在悬韧带的牵引下，其形状相对扁平；当看近目标时，环形睫状肌收缩，睫状冠所形成的环缩小，晶状体悬韧带环形睫状肌收缩，睫状冠所形成的环缩小，晶状体悬韧带松弛，晶状体由于弹性而变凸。松弛，晶状体由于弹性而变凸。l眼
7、所能产生的最大调节称为调节幅度，与年龄密眼所能产生的最大调节称为调节幅度，与年龄密切相关。青少年调节力强，随着年龄增长，调节切相关。青少年调节力强，随着年龄增长，调节力将逐渐减退而出现老视。力将逐渐减退而出现老视。l临床上比较常应用临床上比较常应用Hoffstetter调节幅度公式来表调节幅度公式来表达调节力与年龄的关系：达调节力与年龄的关系： 最小调节幅度最小调节幅度= 15-0.25 年龄年龄 最大调节幅度最大调节幅度= 25-0.4年龄年龄 平均调节幅度平均调节幅度= 18-0.3 年龄年龄 l调节范围调节范围(accommodative range) 眼在调节放松状态下所能看清的最远一
8、点眼在调节放松状态下所能看清的最远一点称为远点。眼在极度调节时所能看清的最称为远点。眼在极度调节时所能看清的最近一点称为近点。远点和近点之间的距离近一点称为近点。远点和近点之间的距离为调节范围。为调节范围。l调节、集合与瞳孔反应调节、集合与瞳孔反应产生调节的同时引起双眼内产生调节的同时引起双眼内转，该现象称为集合。调节转，该现象称为集合。调节越大集合也越大，调节和集越大集合也越大，调节和集合是一个联动过程，两者保合是一个联动过程，两者保持协同关系。表达集合程度持协同关系。表达集合程度常用棱镜度。常用棱镜度。 调节时还将发生瞳孔缩小。调节时还将发生瞳孔缩小。因此调节、集合和瞳孔缩小因此调节、集合
9、和瞳孔缩小为眼的三联动现象。为眼的三联动现象。第三节第三节第三节第三节 正视、屈光不正与老视正视、屈光不正与老视正视、屈光不正与老视正视、屈光不正与老视一、正一、正 视视 当眼调节静止时，外界的平行当眼调节静止时，外界的平行光线（一般认为来自光线（一般认为来自5m以外）经以外）经眼的屈光系统恰好在视网膜黄斑中眼的屈光系统恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦，这种屈光状态称为正视心凹聚焦，这种屈光状态称为正视 （emmetropia）。若不能在视网膜黄斑中心凹聚焦，将不能产生）。若不能在视网膜黄斑中心凹聚焦，将不能产生清晰像，称为非正视或屈光不正清晰像，称为非正视或屈光不正(refractive erro
10、r)。 l二、近视(myopia)l在调节放松状态下，平行光线经眼球屈光系统后聚焦在视在调节放松状态下，平行光线经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前。网膜之前。 近视眼的远点在眼前某一点。近视眼的远点在眼前某一点。 l近视分类近视分类(classification of myopia) ：l按屈光成分：按屈光成分： 屈光性近视屈光性近视:主要由于角膜或晶状体曲率过大，屈光主要由于角膜或晶状体曲率过大，屈光力超出正常范围，而眼轴长度在正常范围。力超出正常范围，而眼轴长度在正常范围。 轴轴性性近近视视 :眼眼轴轴长长度度超超出出正正常常范范围围，角角膜膜和和晶晶状状体体曲曲率在正常范围。率在正常范围。
11、l按近视度数按近视度数(degree of myopia )： 轻度近视轻度近视 -3.00 D 中度近视中度近视 -3.00-6.00D 高度近视高度近视 -6.00Dl临临床床表表现现(Clinical findings)：远远距距视视物物模模糊糊，近近距距视视力力好好。 由由于于看看近近时时不不用用或或少少用用调调节节，所所以以集集合合功功能能减弱，易引起外隐斜或外斜视。减弱，易引起外隐斜或外斜视。l近近视视度度数数较较高高者者除除远远视视力力差差，常常伴伴有有夜夜间间视视力力差差，飞飞蚊症，漂浮物，闪光感等症状蚊症，漂浮物，闪光感等症状l眼眼底底改改变变：弧弧形形斑斑，豹豹纹纹状状眼眼
12、底底，黄黄斑斑部部出出血血或或视视网网膜膜下下新新生生血血管管膜膜， Fuchs斑斑，视视网网膜膜周周边边部部格格子子状状变变性性，囊囊样样变变性性。玻玻璃璃体体液液化化，混混浊浊和和玻玻璃璃体体后后脱脱离离，后巩膜葡萄肿。后巩膜葡萄肿。l矫治：凹透镜，角膜接触镜，屈光手术。矫治：凹透镜，角膜接触镜，屈光手术。l三、远视(hyperopia)l当调节放松时，平行光线经过眼的屈光系统后聚焦在视网当调节放松时，平行光线经过眼的屈光系统后聚焦在视网膜之后。远视眼的远点在眼后，为虚焦点膜之后。远视眼的远点在眼后，为虚焦点.l分类分类(Classification) ：l按度数：按度数：1）低度）低度+
13、3.00D l 2）中度）中度+3.00+5.00Dl 3）重度）重度 +5.00Dl能被调节所代偿的那一部分远视，称为隐性远能被调节所代偿的那一部分远视，称为隐性远视，在未行睫状肌麻痹眼光时难以发现。随年视，在未行睫状肌麻痹眼光时难以发现。随年龄增长，调节能力下降，被调节所代偿的隐性龄增长，调节能力下降，被调节所代偿的隐性远视则逐渐暴露出来。远视则逐渐暴露出来。l远视与年龄远视与年龄l 40岁：调节幅度进一步下降，隐性远视转为显性远视，这些岁：调节幅度进一步下降，隐性远视转为显性远视，这些患者不仅需要近距阅读附加（患者不仅需要近距阅读附加（add），而且还需要远距远视矫正。），而且还需要远距
14、远视矫正。l与远视有关的几个常见问题与远视有关的几个常见问题 1. 屈光性弱视屈光性弱视 一般发生在高度远视且在一般发生在高度远视且在6岁前未给予适当矫岁前未给予适当矫正的儿童，通过检查及早发现并完全矫正，同正的儿童，通过检查及早发现并完全矫正，同时行适当的弱视训练可以达到良好的治疗效果。时行适当的弱视训练可以达到良好的治疗效果。 2. 内斜内斜 远视者未进行屈光矫正，在远距工作时就开始远视者未进行屈光矫正，在远距工作时就开始使用调节，近距工作时使用更多的调节，产生使用调节，近距工作时使用更多的调节，产生内隐斜或内斜。如果内斜持续存在，就会出现内隐斜或内斜。如果内斜持续存在，就会出现斜视性弱视
15、。斜视性弱视。 3. 远视眼常伴有小眼球、浅前房，因此远视眼常伴有小眼球、浅前房，因此远视者散瞳前要特别注意检查前房角。远视者散瞳前要特别注意检查前房角。另外，远视眼的眼底常可见小视乳头，另外，远视眼的眼底常可见小视乳头，色红，边缘略不清，稍隆起，类似视乳色红，边缘略不清，稍隆起，类似视乳头炎或水肿，但矫正视力正常。头炎或水肿，但矫正视力正常。 4. 远视眼用凸透镜矫正。远视眼用凸透镜矫正。l四、散光四、散光l眼球在不同子午线上眼球在不同子午线上屈光力不同，形成两屈光力不同，形成两条焦线和最小弥散斑条焦线和最小弥散斑的屈光状态称为散光，的屈光状态称为散光，散光可由角膜或晶状散光可由角膜或晶状体
16、产生。体产生。l类型：类型：l1.规则散光：最大和最小屈光力子午线相互垂规则散光：最大和最小屈光力子午线相互垂直者。又分：直者。又分： （1）顺规散光：最大屈光力子午线在）顺规散光：最大屈光力子午线在9030 位置的散光；位置的散光； （2）逆规散光：最大屈光力子午线在）逆规散光：最大屈光力子午线在 18030 位置的散光；位置的散光； （3）斜向散光：其余方向的散光。）斜向散光：其余方向的散光。 l2. 不规则散光：最大和最小子午线屈光力不相不规则散光：最大和最小子午线屈光力不相互垂直。互垂直。l按两条主子午线聚焦与视网膜的位置关系：按两条主子午线聚焦与视网膜的位置关系：l1. 单纯近视散光
17、：一主子午线聚焦在视网膜上，另一单纯近视散光：一主子午线聚焦在视网膜上，另一主子午线聚焦在视网膜前。主子午线聚焦在视网膜前。l2. 单纯远视散光：一主子午线聚焦在视网膜上，另一单纯远视散光：一主子午线聚焦在视网膜上，另一主子午线聚焦在视网膜后。主子午线聚焦在视网膜后。l3. 复合近视散光：两条主子午线均聚焦在视网膜前，复合近视散光：两条主子午线均聚焦在视网膜前，但聚焦位置前后不同。但聚焦位置前后不同。l4. 复合远视散光：两条主子午线均聚焦在视网膜后，复合远视散光：两条主子午线均聚焦在视网膜后，但聚焦位置前后不同。但聚焦位置前后不同。l5. 混合散光：一主子午线聚焦在视网膜前，另一主子混合散光
18、：一主子午线聚焦在视网膜前，另一主子午线聚焦在视网膜后。午线聚焦在视网膜后。l散光对视力下降的影响取决于散光的度数散光对视力下降的影响取决于散光的度数和轴位。散光度数高或斜轴散光对视力影和轴位。散光度数高或斜轴散光对视力影响较大，逆规散光对视力的影响比顺规散响较大，逆规散光对视力的影响比顺规散光大。光大。l散光矫治：散光应以柱镜片矫正，不规则散光矫治：散光应以柱镜片矫正，不规则散光可试用硬性角膜接触镜矫正。散光可试用硬性角膜接触镜矫正。l五、屈光参差五、屈光参差l双眼屈光度数不等者称为屈光参差。临床双眼屈光度数不等者称为屈光参差。临床上一般认为，当参差量小于上一般认为，当参差量小于1.00D时
19、，我们时，我们基本感觉不到差异造成的问题，称之为生基本感觉不到差异造成的问题，称之为生理性屈光参差。参差量相差理性屈光参差。参差量相差2.50D以上者，以上者，常可能会因融像困难出现症状。常可能会因融像困难出现症状。l因此，对屈光参差者进行屈光矫正时，需因此，对屈光参差者进行屈光矫正时，需考虑矫正方法的视网膜像放大率。如单眼考虑矫正方法的视网膜像放大率。如单眼为无晶状体者，配戴框架眼镜后，双眼视为无晶状体者，配戴框架眼镜后，双眼视网膜像大小差异约为网膜像大小差异约为25%，无法融像而产，无法融像而产生许多症状。若配戴角膜接触镜，则放大生许多症状。若配戴角膜接触镜，则放大率差异约为率差异约为6%
20、，接近双眼融像的能力范围，接近双眼融像的能力范围（5%），可相对减少因融像困难带来的视），可相对减少因融像困难带来的视觉症状。觉症状。l六、老视六、老视l随年龄增长，晶状体逐渐硬化，弹性减弱，睫状肌的功能随年龄增长，晶状体逐渐硬化，弹性减弱，睫状肌的功能逐渐减低，从而引起眼的调节功能下降。大约在逐渐减低，从而引起眼的调节功能下降。大约在4550岁岁出现近距离阅读困难，这种由于年龄增长所致的生理性调出现近距离阅读困难，这种由于年龄增长所致的生理性调节减弱称为老视。节减弱称为老视。l老视是一种生理现象，不论屈光状态如何，每个人均会发生老视。除老视是一种生理现象，不论屈光状态如何，每个人均会发生老视
21、。除年龄外老视的发生和发展还与以下因素有关：年龄外老视的发生和发展还与以下因素有关：l （1）屈光不正）屈光不正: 远视眼比近视眼出现老视的时间早远视眼比近视眼出现老视的时间早; 戴角膜接触镜戴角膜接触镜比戴普通框架眼镜出现老视要早。比戴普通框架眼镜出现老视要早。l （2）用眼方法）用眼方法: 从事精细的近距离工作的人比从事远距离工作的从事精细的近距离工作的人比从事远距离工作的人出现老视要早。人出现老视要早。l （3）患者的身体素质）患者的身体素质: 长手臂的高个子比手臂较短的矮个子有比长手臂的高个子比手臂较短的矮个子有比较远的工作距离较远的工作距离, 需要比较少的调节需要比较少的调节, 因此
22、后者较早出现老视症状。因此后者较早出现老视症状。l （4）地理位置因素）地理位置因素: 因为温度对晶状体的影响因为温度对晶状体的影响, 生活在赤道附近的生活在赤道附近的人们较早出现老视症状。人们较早出现老视症状。l （5）药物对患者的影响）药物对患者的影响: 服用胰岛素服用胰岛素, 抗焦虑药抗焦虑药, 抗忧郁药抗忧郁药, 抗精抗精神病药神病药, 抗组胺药抗组胺药, 抗痉挛药和利尿药等的患者抗痉挛药和利尿药等的患者, 由于药物对睫状肌的由于药物对睫状肌的作用作用, 会比较早出现老视。会比较早出现老视。l l第四节第四节 屈光检查法屈光检查法l屈光检查主要内容是验光。完整的验光过程包括屈光检查主要
23、内容是验光。完整的验光过程包括三个阶段，三个阶段， 即初始阶段，即初始阶段， 精确阶段和终结阶段。精确阶段和终结阶段。第五节第五节 屈光不正矫治屈光不正矫治 Correction of refractionl一、眶架眼镜一、眶架眼镜(glasses)l二、角膜接触镜二、角膜接触镜(contact lens)l三、屈光手术三、屈光手术(surgery)l一、框架眼镜一、框架眼镜 框架眼镜主要使用球镜、柱镜或球柱镜（现多为环曲面）。框架眼镜主要使用球镜、柱镜或球柱镜（现多为环曲面）。球镜用于矫正单纯远视或近视，正球镜用于矫正单纯远视，球镜用于矫正单纯远视或近视，正球镜用于矫正单纯远视，负球镜用于矫
24、正单纯近视。柱镜或球柱镜用于矫正散光。负球镜用于矫正单纯近视。柱镜或球柱镜用于矫正散光。 l框架眼镜的特点是安全、简便、经济。框架眼镜的特点是安全、简便、经济。 l框架眼镜镜片材料主要有玻璃和树脂。玻璃镜片耐磨性好、框架眼镜镜片材料主要有玻璃和树脂。玻璃镜片耐磨性好、折射率较高，但较重、易碎。树脂镜片的特点是不易破碎、折射率较高，但较重、易碎。树脂镜片的特点是不易破碎、较轻、抗紫外线，但易磨损，镀膜工艺的发展逐步克服了较轻、抗紫外线，但易磨损，镀膜工艺的发展逐步克服了树脂镜片的易磨损等问题。树脂镜片的易磨损等问题。l二、角膜接触镜二、角膜接触镜 l角膜接触镜亦称隐形眼镜，矫正原理与框架眼镜基本
25、相同，角膜接触镜亦称隐形眼镜，矫正原理与框架眼镜基本相同，不同之处为减少了框架眼镜所致的像放大率问题等。但由不同之处为减少了框架眼镜所致的像放大率问题等。但由于镜片与角膜、结膜、泪膜等直接接触，容易影响眼表正于镜片与角膜、结膜、泪膜等直接接触，容易影响眼表正常生理。常生理。 l角膜接触镜从材料上分为软镜和硬镜。软镜由含水的高分角膜接触镜从材料上分为软镜和硬镜。软镜由含水的高分子化合物制成，特点是验配较简单、配戴舒适。硬镜目前子化合物制成，特点是验配较简单、配戴舒适。硬镜目前一般是指硬性透氧性接触镜，由质地较硬的疏水材料制成，一般是指硬性透氧性接触镜，由质地较硬的疏水材料制成，其透氧性较高。硬镜的特点是透氧性强、抗蛋白沉淀、护其透氧性较高。硬镜的特点是透氧性强、抗蛋白沉淀、护理方便、光学成像质量佳，但验配较复杂、配戴者需要一理方便、光学成像质量佳，但验配较复杂、配戴者需要一定的适应期。定的适应期。l三、屈光手术三、屈光手术 屈光手术是以手术的方法改变眼的屈光状屈光手术是以手术的方法改变眼的屈光状态态, 包括：包括： 1.角膜屈光手术；角膜屈光手术； 2.眼内屈光手术；眼内屈光手术； 3.巩膜屈光手术。巩膜屈光手术。
