Что значит рефракция. Рефракция глаза – механизм и функции

13471 0

Глаз человека — это сложная оптическая система. Как любая оптическая система, он обладает преломляющей способностью - рефракцией. По отношению к глазу различают два вида рефракции - физическую и клиническую.

Физическая рефракция - это преломляющая сила оптической системы, выраженная в условных единицах - диоптриях (дпгр). Диоптрия - величина, обратная главному фокусному расстоянию, - выражается такой формулой:

D= 100 (см) / F (см)

За одну диоптрию принята преломляющая сила линзы с главным фокусным расстоянием 1 м.

Основными частями оптической системы глаза являются роговица, преломляющая сила которой составляет 42-46 дптр, и хрусталик, преломляющая сила которого 18,0-20,0 дптр.

В сложной оптической системе для построения оптических изображений и вычислений используют систему главных плоскостей и кардинальных точек. Все преломляющие поверхности такой системы можно упростить до двух главных плоскостей.

Главные плоскости оптической системы глаза расположены в передней камере между роговицей и хрусталиком. В глазу лучи света преломляются только на главных плоскостях. Фокусные расстояния также измеряются от главных плоскостей: переднее фокусное расстояние - от переднего фокуса F1 до передней главной плоскости, заднее фокусное расстояние - от задней плоскости до заднего фокуса F2.

Различают 6 кардинальных точек: фокусные точки F1 и F2 (передняя и задняя); главные точки Н1 и Н2 (передняя и задняя) - точки пересечения оптической оси с главными плоскостями, расположенными перпендикулярно к оптической оси; узловые точки N1 и N2 - луч, входящий в переднюю узловую точку, выходит из задней узловой точки параллельно самому себе, сместившись на величину расстояния между двумя узловыми точками (рис. 1).

Рис. 1. Схематический глаз

В связи с тем что расчеты преломляющей силы оптической системы глаза сложны, ученые Листинг, Гельмгольц и Гульштранд предложили пользоваться схематическими глазами, которые были созданы на основе средних значений констант, полученных при многочисленных измерениях. Преломляющая сила схематического глаза Гульштранда составляет 58,64 дптр, роговицы - 43,05 дптр, хрусталика - 19,11 дптр, длина оси схематического глаза - 24 мм, коэффициент преломления внутриглазной жидкости - 1,336.

В дальнейшем оптическую систему схематических глаз упростили, предложив для практических целей пользоваться редуцированными глазами (Листинг, Дондерс, Гульштранд, Вербицкий). Оптическая система редуцированного глаза В.К. Вербицкого представлена одной преломляющей поверхностью, которая разделяет две среды с разной оптической плотностью. Впереди преломляющей среды находится воздушная среда с показателем преломления 1, сзади - среда с показателем преломления 1,4. Величина радиуса преломляющей поверхности редуцированного глаза равна 6,8 мм, преломляющая сила +58,82 дптр. В редуцированном глазу, в отличие от нормы, имеются две фокусные точки (передняя и задняя), одна главная и одна узловая точка.

Средняя преломляющая сила нормального глаза человека, согласно данным А.И. Дашевского, составляет: у новорожденных - 77 дптр; у детей 3-5 лет - 59,9 дптр; 6-8 лет - 60,2 дптр; 9-12 лет - 59,6 дптр, старше 15 лет - 59,7 дптр.

Все реальные оптические системы имеют оптические погрешности - аберрации. Различают монохроматические (сферические и астигматические) и хроматические аберрации.

Сферические аберрации обусловлены тем, что параллельные лучи, которые падают на преломляющую поверхность вблизи оптической оси (параксиальные лучи), и более периферические лучи преломляются по-разному и собираются не в одну точку, а пересекаются с оптической осью в пределах некоторой зоны (глубина фокуса).

Астигматизмом оптической системы называют состояние, когда фокусирование параллельно падающих лучей на поверхность раздела двух оптических сред в одной точке невозможно из-за различной преломляющей силы в разных меридианах.

Хроматическая аберрация является следствием неодинакового преломления лучей света с разной длиной волны, поэтому они собираются в разных точках на оптической оси.

Оптической системе человеческого глаза присуще некоторое несовершенство, а именно:

1) несферичность преломляющих поверхностей;

2) децентрация преломляющих поверхностей - центры кривизны различных преломляющих поверхностей глаза не лежат точно на одной прямой;

3) неравномерность плотности преломляющих сред, особенно хрусталика.

Все вместе они создают оптическую погрешность глаза, которая получила название физиологический астигматизм. Суть его состоит в том, что лучи, исходящие из точечного источника света, собираются не в точку, а в определенную зону на оптической оси глаза - фокусную область, в результате чего на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина фокусной области для нормального глаза составляет 0,5-1,0 дптр.

Фокусная область характеризуется диаметром поперечного сечения и глубиной. Так, чем меньше диаметр поперечного сечения фокусной области, тем четче ретинальное изображение и выше острота зрения. Ее глубина зависит от ширины зрачка. Фокусная область позволяет глазу хорошо видеть на разных расстояниях даже в случае отсутствия хрусталика.

Для получения четкого изображения на сетчатке важна не преломляющая сила глаза как таковая, а способность оптической системы глаза фокусировать лучи точно на сетчатке. В связи с этим в офтальмологии большее значение имеет не физическая, а клиническая рефракция - положение главного фокуса оптической системы глаза (точки, в которой сходятся лучи, идущие в глаз параллельно оптической оси) по отношению к сетчатке.

В зависимости от этого выделяют два вида клинической рефракции: эмметропию и аметропию.

Эмметропия (от греч. emmetros - соразмерный, орs - зрение) - соразмерная рефракция. Сила оптической системы такого глаза соответствует (соразмерна) передне-заднему размеру глаза и главный фокус параллельных лучей находится на сетчатке. Эмметропия - это наиболее совершенный вид клинической рефракции глаза. Дальнейшая точка ясного зрения эмметропа лежит в бесконечности. Острота зрения такого глаза - 1,0 и выше, эмметропы хорошо видят вдаль и вблизи.

Аметропия - несоразмерная рефракция. Главный фокус параллельных лучей в таком глазу не совпадает с сетчаткой, расположен перед или за ней. Аметропия может быть двух видов: близорукость и дальнозоркость.

Близорукость , или миопия (myopia, от греч. myo - прищуриваю, ops - зрение), - это сильная рефракция. Параллельные лучи собираются в фокус впереди сетчатки, поэтому на сетчатке получается нечеткое, в кругах светорассеяния, изображение. На сетчатке в таком глазу могут собраться только расходящиеся лучи от предметов, расположенных на конечном расстоянии от глаза. Дальнейшая точка ясного зрения близорукого глаза лежит близко, на определенном конечном расстоянии. Острота зрения у миопа всегда ниже 1,0, они плохо видят вдаль и хорошо - вблизи (рис. 2).

Рис. 2. Миопия:

б - зрение вблизи, четкая картина;

в - очковая коррекция

Дальнозоркость , или гиперметропия (hypermetropia, от греч. hypermetros - чрезмерный), - это слабый вид рефракции. Фокус параллельных лучей находится за сетчаткой, изображение на сетчатке получается нечетким, в кругах светорассеяния, острота зрения такого глаза ниже 1,0. Глаз гиперметропа может собрать на сетчатке только лучи, которые еще до входа в него имели бы сходящееся направление. Поскольку в природе сходящихся лучей не существует, то нет и такой точки, к которой была бы установлена оптическая система дальнозоркого глаза, т. е. дальнейшей точки ясного зрения не существует, так как она находится в отрицательном пространстве позади глаза (рис. 3).

Рис. 3. Гиперметропия:

а - зрение вдаль, нечеткая картина;

б - напряжение аккомодации, четкая картина вдаль;

в - очковая коррекция

Равенство клинической рефракции в обоих глазах называется изометропией, неравенство - анизометропией.

Эмметропия, миопия и гиперметропия - это сферические рефракции. Преломляющие поверхности оптической системы таких глаз имеют сферическую форму (роговица - выпукловогнутая сфера, хрусталик - двояковыпуклая сфера), сила преломления в разных меридианах одинаковая и главный фокус параллельных лучей представляет собой единую точку.

Существуют глаза, в которых преломляющие поверхности оптической системы асферичны и сила преломления их в разных меридианах неодинаковая. Главный фокус параллельных лучей в таких глазах не один; их несколько и они занимают по отношению к сетчатке разное положение, в результате чего получить отчетливое изображение невозможно. Такая аномалия оптической системы называется астигматизмом (рис. 4).

Рис. 4. Ход лучей света в астигматической оптической системе

Астигматизм (от греч. а - отрицание, stigma - точка) характеризуется разной силой преломления оптических сред глаза во взаимно перпендикулярных меридианах (осях). Если преломляющая сила одинакова по всему меридиану, то астигматизм называется правильным, если различна - неправильным.

В астигматических глазах выделяют главные меридианы, в которых преломляющая сила наиболее сильная и наиболее слабая. Астигматизм бывает прямой и обратный. При прямом астигматизме более сильную рефракцию имеет вертикальный главный меридиан, при обратном астигматизме - горизонтальный.

Кроме того, различают три вида астигматизма:

1) простой - при котором в одном из главных меридианов имеется эмметропия, а в другом - близорукость (простой миопический астигматизм) или дальнозоркость (простой гиперметропический астигматизм);

2) сложный - при котором в обоих главных меридианах определяется аметропия одного вида, но различной величины (сложный миопический или сложный гиперметропический астигматизм);

3) смешанный - при котором в одном из главных меридианов имеется близорукость, а в другом - дальнозоркость.

Астигматизмом с косыми осями называется астигматизм, главные меридианы которого проходят в косом направлении. Правильный прямой астигматизм с разницей преломляющей силы в главных меридианах 0,5-0,75 дптр считается физиологическим и не вызывает субъективных жалоб.

Жабоедов Г.Д., Скрипник Р.Л., Баран Т.В.

Дата: 09.02.2016

Комментариев: 0

Комментариев: 0

• Разновидности патологии
• Особенности возникновения и развития
• Методы диагностики
• Методы корректировки

Рефракция глаза — это процесс преломления лучей в сложной системе оптики зрения. Зрение — это возможность принимать и обрабатывать информацию, полученную с помощью световых лучей. Глаз человека можно сравнить с работой видеокамеры. Она, как и глаз, состоит из нескольких частей: системы оптического приема и накопителя информации.

Прием и обработка информации от солнечных лучей происходит в самом глазу, а сохранение и трансляция информации — уже в мозгу. Зрительная информация может храниться там годами.

Разновидности патологии

Рефракция глаза может быть нескольких видов:

• аметропия;
• эмметропия.

Аметропия является нарушением восприятия преломленных лучей. Выражается она в том, что после того, как луч был преломлен, он фокусируется не на самой глазной сетчатке, а либо за ней, либо перед нею. При близорукости лучи света фокусируются перед сетчаткой, а в случае с дальнозоркостью — после. В первом случае человек с таким нарушением восприятия света может различать только ближайшие предметы, а во втором — дальние.

Эмметропия — это нормальное восприятие и преломление световых лучей. Фокусировка их происходит непосредственно на сетчатке. Поэтому довольно часто при заключении о хорошем зрении врачи-окулисты медицинским языком называют это состояние эмметропией.

Вернуться к оглавлению

Особенности возникновения и развития

Все разновидности рефракции глаза будут иметь свои закономерные искривления роговой оболочки. Эти типы искривлений отражаются на кривой Гаусса. Известный ученый был первым, кто обратил свое внимание на особенности строения глаза, в том числе и на определенные отличия роговой оболочки у людей различного возраста.

Когда появились оптические приборы и их стали применять в исследовании глаз, то с их помощью смогли научиться вымерять силу преломления лучей в хрусталике. Ультразвуковыми волнами определяют ось глаза и ее длину. Эти параметры со временем подчиняются распределению Гаусса в его кривой.

Как выяснилось, такое состояние эмметропии является практически идеальным и у взрослого человека почти не наблюдается. Такая разновидность рефракции глаза свойственна младенцам и детям до 18 лет. Потом постепенно у человека формируется склонность к близорукости или дальнозоркости. А с годами аметропия становится более выраженной и прогрессивной.

Но нередко бывают случаи, когда рефракция глаза той или иной формы является врожденной. К тому же она может быть и в сочетании с другими аномалиями. Появление врожденной близорукости или дальнозоркости обусловлено генетической склонностью или определенными отклонениями в процессе развития плода еще в утробе матери.

Врожденная близорукость не может исчезнуть. Она больше склонна к прогрессивному развитию, особенно с ростом организма взрослого человека. Самое интересное, что все попытки обнаружить ген, влияющий на близорукость, пока не увенчались успехом. Но врачи неоднократно сталкиваются с врожденными формами нарушения зрения, передающимися детям от родителей.

Разновидности рефракции глаза с высокой степенью близорукости встречаются нечасто, но если есть подозрения на такое проявление или уже существует инцидент, то врачи для таких пациентов введут особые ограничения. Этим людям не рекомендуются большие спортивные нагрузки, особенно занятия бойцовскими видами спорта.

Вернуться к оглавлению

Методы диагностики

Современная медицина пользуется двумя методами для определения различных отклонений в зрительных органах человека:

• субъективным;
• объективным.

Рефракция глаза определяется двумя этими способами. Субъективный метод позволяет дать точное и правильное определение самочувствию пациента по его собственным наблюдениям и ощущениям. По такому методу наблюдение происходит в два этапа. Сначала опрашивают пациента, потом проверяют его остроту зрения по специальной таблице, созданной Херманном Снелленом.

После определения уровня и степени рефракции врач назначает специальные линзы для корректировки и снижения падения зрения.

Метод объективного определения уровня рефракции включает несколько видов:

• ретиноскопия;
• рефрактометрия.

Метод ретиноскопии основан на исследовании сетчатки глаза. С помощью специального прибора скиаскопа врач наблюдает за областью зрачка, специально освещая ярким светом ламп глаз пациента.

При рефрактометрии проводится специальное обследование на оснащенных компьютерных аппаратах. Рефрактометры позволяют более точно определить, что за рефракция глаза наблюдается у пациента.

Для определения уровня дальнозоркости или близорукости была придумана специальная единица измерения. Она была создана для обозначения степени преломления лучей в определенных стеклах оптики. Такую измерительную величину назвали диоптрией. Благодаря рефрактометрии врачи могут выяснить, какие стекла для корректировки зрения нужны пациенту. Линзы на очках могут иметь как выпуклую, так и вогнутую силу преломления лучей. В зависимости от вида рефракции окулист назначит тип линз.

В практике окулистов встречаются случаи, когда в одном глазу могут быть два вида рефракции. Например, по вертикали и горизонтали глаза могут иметь разный вид отклонения в зрении. Рефракция глаза может быть очень многогранной. Все зависит от наследственности, различных перенесенных заболеваний или аномалий при развитии плода. Когда у пациента наблюдается в одном глазу несколько типов рефракции, такой дефект называют отсутствием точки фокусировки.

Бывают случаи, когда каждый глаз имеет разный вид рефракции. Например, один склонен к близорукости, другой — к дальнозоркости. Такой вид заболевания поддается корректировке в основном при помощи очков. Но в некоторых ситуациях не исключено и оперативное вмешательство.

Нормальное зрение в обоих глазах специалисты называют стереоскопическим видом рефракции. Интересно, что в школьном возрасте такая норма зрения может отсутствовать, так как сильные физические и эмоциональные нагрузки отражаются на зрительных нервах. При своевременной консультации у врача и корректировке зрения можно полностью восстановить его и избежать различных последствий и осложнений.

Под определением, рефракция глаза и что это такое, понимается его способность преломлять лучи света. Острота зрения зависит от неё. Искривление хрусталика и роговой слой влияют на этот процесс. Только меньшая часть населения планеты может похвастать отсутствием её аномалий.

Рефракция – это процесс, при котором осуществляется преломление лучей света при помощи оптики глаза. Кривизна хрусталика и роговица определяют уровень рефракции.

Оптика глаза непростая и состоит из четырёх составляющих:

• роговицы (прозрачной оболочки глаза);
• тела стекловидного (субстанции со студнеобразной консистенцией позади хрусталика);
• влаги передней камеры (места между радужной оболочкой и роговицей);
• хрусталика (прозрачной линзы за зрачком, отвечающей за преломляющую способность световых лучей).

Разные характеристики влияют на искривление. Оно зависит от расстояния между роговицей и хрусталиком и радиуса кривизны их задней и передней поверхностей, пространства между сетчаткой и задней поверхностью хрусталика.

Её разновидности

Человеческий глаз представляет собой сложную оптику. Виды рефракции делятся на физическую и клиническую. Способность фокусировать чётко на сетчатке лучи является приоритетом для зрения. Когда задняя фокусная точка расположена относительно сетчатки, это называется клинической рефракцией глаза. Этот вид искривления важнее в офтальмологии. За силу преломления отвечает рефракция физическая.

В зависимости от нахождения главного фокуса по отношению к сетчатке определяют два вида клинической рефракции: эмметропию и аметропию.

Эмметропия

Нормальная рефракция называется эмметропия. Преломляясь, лучи сосредотачиваются на сетчатке. Фокусировка лучей происходит в состоянии аккомодационного покоя. Близкими к параллельным считаются лучи света, отражающиеся от предмета, располагающегося в 6 метрах от человека. Без аккомодационного напряжения эмметропический глаз видит вещи, удалённые на расстояние в несколько метров, чётко.

Такой глаз лучше всего приспособлен воспринимать окружающую среду. По статистике эмметропия встречается у 30-40% людей. Зрительные патологии отсутствуют. Изменения могут наступить после 40 лет. Появляется затруднение при чтении, которое требует пресбиопического исправления.

Острота зрения равна 1,0, а часто и больше. Преломляющая сила линзы с главным фокусным расстоянием равным 1 метру считается одной диоптрией. Такие люди видят отлично и далеко, и близко. Глаз у эмметропа в состоянии функционировать при чтении долго без усталости. Это благодаря локализации главного фокуса сзади на сетчатке. В таком случае глаза могут иметь неодинаковую величину. Это зависит от длины оси глазного яблока и преломляющей силы.

Аметропия

Несоразмерная рефракция - аметропия. Главный фокус лучей параллельных не совпадает с сетчаткой, а располагается перед или за ней. Два вида есть у аметропической рефракции: дальнозоркость и близорукость.

К сильной рефракции относится близорукость. Её другое название миопия, что в переводе с греческого «прищуриваю». Изображение нечёткое из-за параллельных лучей, которые сходятся перед сетчаткой в фокус. На сетчатке собираются только лучи, расходящиеся от предметов, расположенных на конечном расстоянии от глаза. Самая дальняя точка зрения близорукого глаза располагается рядом. Лежит она на определённом конечном расстоянии.

Причина такого преломления лучей в увеличении яблока глазного. У близорукого человека показатель зрения никогда не бывает 1,0 диоптрии, она ниже единицы. Такие люди хорошо видят на близком расстоянии. Далеко они видят предметы в расплывчатом виде. Три степени близорукости существует: высокая, средняя и слабая. Очки выписываются при высокой и средней степени. Это соответственно более 6 диоптрий и от 3 до 6. Слабой степенью считается до 3-х единиц диоптрий. Рекомендуется ношение очков только когда больной смотрит вдаль. Это может быть, например, посещение театра или просмотр кинофильма.

Дальнозоркость подразумевает слабую рефракцию. Второе её название – гиперметропия, что происходит от греческого «чрезмерный». Из-за фокуса параллельных лучей, который находится за сетчаткой, изображение размытое. сетчаткой глаз может воспринимать лучи, со сходящимся направлением до входа. Но в действительности таких лучей нет, а значит и точки, где бы была установлена оптическая система дальнозоркого глаза, нет, т. е. не существует дальнейшей точки ясного зрения. Находится она позади глаза в отрицательном пространстве.

При этом глазное яблоко сплющенное. Пациент видит хорошо только предметы, находящиеся далеко. Всё, что рядом, он видит не чётко. Острота зрения меньше 1,0. Дальнозоркость имеет три степени сложности. При любой её форме следует носить очки, так как обычно человек рассматривает ближние предметы.

Одной из форм дальнозоркости является пресбиопия. Её причина — это возрастные изменения, и данное заболевание не бывает до 40 лет. Хрусталик становится плотным и теряет свою эластичность. По этой причине он не в состоянии менять свою кривизну.

Особенности диагностики

Преломляющая сила глазной оптики это рефракция глаза. Установить её можно, используя рефрактометр, который определяет плоскость, соответствующую оптической установке глаза. Это осуществляется при помощи перемещения определённого изображения к его совмещению с плоскостью. Искривление измеряется диоптриями.

Для диагностики необходимо провести ряд обследований:

• анализ жалоб пациента на нарушение зрения;
• опрос на предмет операций, травм или наследственности;
• визометрия (определение остроты зрения при помощи таблицы);
• ультразвуковая биометрия (оценивание состояния глазной передней камеры, хрусталика и роговицы, определение длины оси яблок глазных);
• циклоплегия (отключение аккомодационной мышцы при помощи медикаментов для выявления аккомодационного спазма);
• офтальмометрия (замер радиусов кривизны и преломляющей силы роговицы);
• автоматическая рефрактометрия (исследование процесса искривления световых лучей);
• скиаскопия (определение форм рефракции);
• компьютерная кератотопография (исследование состояния роговицы);
• пахиметрия (УЗИ глазной роговицы, её формы и толщины);
• биомикроскопия (использую микроскоп, выявление заболеваний глаза);
• выбор линз.

Исследование роговицы при помощи лазера обычно назначается в сложных случаях.

Причины патологий разнообразные. Это может быть генетическая предрасположенность, особенно если у обоих родителей есть физические аномалии оптической системы. Вследствие травмы или возрастных изменений может поменяться анатомическое строение глаза. Длительное напряжение органов зрения также способствует появлению заболеваний. У новорожденных с недостаточным весом рефракция глаза часто бывает нарушена.

Лечение заболевания

Современная офтальмология предоставляет возможность скорректировать все дефекты рефракции при помощи очков, контактных линз, хирургических и лазерных операций. При близорукости назначается коррекция с использованием рассеивающих линз.

В случае дальнозоркости слабой степени пациенту выписывают очки с собирающими линзами и пользоваться ими он должен только для работы на ближнем расстоянии. Постоянное ношение очков в таких случаях показано при сильной астенопии.

Он же даёт рекомендацию на ношение линз и составляет режим их использования. Они оказывают менее выраженный эффект, потому что на внутренней оболочке глаза формируется меньшее изображение. Линзы могут быть дневными, гибкими или пролонгированными. Непрерывные линзы дают возможность пользоваться ими в течение месяца, не снимая их.

Для того чтобы изменить толщину роговицы, используют лазерную коррекцию зрения, в результате которой меняется её преломляющая сила, а соответственно и направление лучей. Этот метод используют при миопии до -15 диоптрий.

Астигматизм требует индивидуального подбора очков из-за необходимости комбинировать линзы сферического и цилиндрического типа. Если же эффективность такой коррекции низкая, то рекомендуют микрохирургическое лечение. Суть его в нанесении микроразрезов на роговую оболочку.

Для улучшения зрения и укрепления глазной мышцы рекомендуется принимать витамины:

1. Ретинол (необходим для остроты зрения);
2. Рибофлабин (снимает усталость и улучшает кровеносную систему глаз);
3. Пиродоксин (влияет на обменные процессы);
4. Тиамин (положительно воздействует на нервную систему);
5. Ниацин (влияет на кровоснабжение);
6. Лютеин (защищает сетчатку от ультрафиолетовых лучей);
7. Зеаксантин (укрепляет сетчатку).

Все эти витамины можно найти в кисломолочных и мясных продуктах, рыбе, печени, орехах, сливочном масле и яблоках. Рекомендуется включить чернику в рацион питания. В её ягодах содержится огромное количество витаминов, которые так необходимы при глазных болезнях.

Прогноз хороший при лечении этих отклонений. Если коррекция оптической дисфункции сделана вовремя, то можно получить полную компенсацию. Как таковых особенных методов профилактики нет. Но предупредить спазм аккомодации и усугубление патологии можно при помощи неспецифических превентивных мер. Важно следить за светом в помещении, читать с перерывами, почаще отрываться от компьютера и обязательно заниматься гимнастику для глаз. Взрослым рекомендуется ежегодно проходить осмотр у врача-офтальмолога и обязательно измерять внутриглазное давление. Врач диагностирует остроту зрения путем проведения визометрии.

О законах физики абсолютное большинство людей забывают сразу же, как только пропадает необходимость их учить. Но ведь данная наука - это вся жизнь каждого человека в отдельности и всего человечества вместе. Например, четко ответить на вопрос, что такое рефракция, могут или физики, или врачи-офтальмологии. Ведь именно это физическое явление служит основой зрения.

Наука везде

Физика - это весь мир человека. Физические процессы внутри организма обеспечивают слаженную работу органов и систем. Термин "рефракция" в переводе с английского означает "преломление". Виды рефракции зависят от области работы. Преломление звуковых волн в воде изучает гидроакустика, рефракцией небесных тел занимается астрономия. Если же говорить об организме человека, то здесь оперирует термином "рефракция" офтальмология. Само явление преломления волн опирается на основные законы физики: закон сохранения энергии и закон сохранения импульса.

Рефракция как основа зрения

Зрительный аппарат человека - сложнейшая система мировосприятия, способная воспринимать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения видимого светового спектра в цветное изображение, создающее картину окружающего мира. Многочисленные процессы, как физические, так и биохимические, обеспечивают качество и особенности зрения человека. Одна из таких составляющих - рефракция. Это процесс преломления света при прохождении через компоненты зрительной системы: переднюю и заднюю поверхности роговицы и хрусталика. Именно этот процесс определяет основное качество зрения человека, называемое в просторечие остротой зрения и определяемое специалистами в диоптриях.

Типы рефракции

Так как основа зрения - преломление лучей спектра при прохождении через структуры зрительной системы, то качество этого процесса определяет виды рефракции глаза. Подразумевая четкую проекцию видимого на сетчатке глаза, мы говорим о хорошем зрении, зависящем от пары анатомических компонентов зрительной системы - от преломляющей оптической силы и от длины оптической оси глаза. У каждого человека эти параметры индивидуальны, а потому речь можно вести о физическом явлении, характеристикой которого служит именно преломляющая сила оптической системы зрения, зависящая от анатомии глаза конкретного человека, и об офтальмологическом проявлении этого физического свойства. Основной параметр, характеризующий качество зрения, - клиническая рефракция. Этим термином обозначается соотношение главного фокуса оптической системы и сетчатки глаза.

Рассматривая вопрос о зрении человека, следует понять, какая рефракция становится основным показателем качества зрения и заставляет человека прибегать к помощи специальных приспособлений - очков, контактных линз или же к хирургическому вмешательству, чтобы скорректировать работу оптической системы глаза. Эта сфера здоровья человека касается именно клинической рефракции.

Далеко и близко

Плохое зрение - большая проблема, хотя те же самые очки стали аксессуаром стиля и вкуса, а линзы помогают и зрение улучшить, и цвет глаз поменять. Но это лишь внешняя атрибутика, к которой большинство людей прибегают из-за необходимости скорректировать оптическую систему глаза. Степень рефракции, а именно это физическое явление - основа зрения, определяется специалистом в диоптриях. Диоптрия - оптическая сила осесимметричных оптических систем, например, линз, определяемая фокусным расстоянием в 1 метр. Нормальное соотношение длины оси глаза и фокусного расстояния дают четкое изображение, получаемое на сетчатке глаза и обрабатываемое мозгом. Такая рефракция называется эмметропической. При таком зрении индивид может увидеть как очень далеко расположенные предметы, размеры которых доступны для человеческого зрения, так и ближайшие, и мелкие детали. Но, к сожалению, большинство людей в современном мире страдают нарушениями зрения. В большинстве случаев оно проявляется из-за сбоев в работе оптической системы зрения, рефракции, в частности.

Если преломление световых лучей при прохождении оптической системы глаза нарушено, то специалисты говорят об аметропии, которая делится на три разновидности:

• астигматизм;
• гиперметропия;
• миопия.

Разница рефракции или ее нарушение могут быть как врожденными, так и приобретенными. Вид нарушения зрения и его степень определяется только специалистом при помощи специального офтальмологического оборудования. Миопия в обыденной речи называется близорукостью, а гиперметропия - дальнозоркостью. Более сложное сочетание нарушений восприятия световых лучей всеми компонентами оптической системы глаза называется астигматизмом.

Зрение ребенка

Одна из задач врача неонатолога, осматривающего новорожденного малыша, - установить особенности его зрения. Это связано с тем, что в некоторых случаях ребенок может иметь врожденные нарушения, требующие скорейшего медицинского вмешательства. Ребенок появляется на свет с недоразвитой зрительной системой, которая должна адаптироваться к окружающему миру. В первые недели жизни мир видится малышу лишь яркими пятнами, которые постепенно приобретают все более четкие контуры и оттенки. Благодаря особому строению зрительных органов у новорожденных развита гиперметропия - дальнозоркость, исчезающая с течением времени - к трем годам жизни ребенка. В норме рефракция у детей становится определенной лишь к 6-7 годам. Но уже в первые полгода жизни врач-офтальмолог может выявить некоторые нарушения аккомодации и назначить специальные очки, помогающие зрительному аппарату ребенка развиваться правильно.

Близорукость

Рефракция глаза у детей и у взрослых может быть нарушена из-за удлинения центральной оси глаза, при этом полученное изображение фокусируется не на сетчатке, а перед ней. Изображение дальних предметов получается расплывчатым, мутным. Чтобы нормализовать такое нарушение зрения, специалист рекомендует корректирующие очки с рассеивающими линзами - с отрицательными диоптриями. Если установлено, что миопия требует использования линз от -0,1 до -3 диоптрий, то степень нарушения считается слабой. Корректировка зрения при помощи очков от -3 до -6 диоптрий применяется при средней стадии близорукости. Более -6 диоптрий - признак тяжелой миопии. Примечательно, что слабая степень миопии многими людьми "корректируется", если можно так сказать, при помощи прищуривания и пристального вглядывания в наблюдаемый предмет. Это стимулирует аккомодацию, то есть усиливает напряжение связочно-мышечного аппарата глаза, за счет чего сокращается длина центральной оси зрения. Но чем выше степень близорукости, тем меньше помогает такой способ.

Дальнозоркость

При фокусировке изображения за сетчаткой, нарушение рефракции называется гиперметропией, иначе дальнозоркостью. Причина этого может быть в следующем:

• слишком короткая центральная ось глаза;
• изменение формы хрусталика;
• нарушение аккомодации.

С возрастом у многих людей наблюдается естественная корректировка зрения, при которой имеющаяся близорукость проходит, уступая место так называемой старческой дальнозоркости - пресбиопии. Хотя для большинства пожилых людей естественным будет применение двух пар очков - одни, чтобы смотреть в даль, другие - чтобы читать книги. Естественные процессы старения организма сказываются и на тонусе всех компонентов зрительной системы, в том числе и на аккомодации. За счет этого центральная ось глаза укорачивается, воспринимаемая картинка становится более четкой лишь тогда, когда находится на определенном расстоянии. Зрение человека в возрасте после 45-50 лет часто становится "зрением вытянутой руки", когда для того, чтобы прочитать текст книги, этикетки, приходится отодвигать его на некоторое расстояние от глаз.

Вопреки мнению многих обывателей, дальнозоркость не является каким-либо преимуществом перед близорукостью. Все дело в более простой аккомодации зрения при наблюдении дальних объектов по сравнению с рассматриваемыми ближними предметами.

Гиперметропия измеряется в диоптриях со знаком плюс. Такие линзы позволяют фокусировать изображение ближних предметов, делая его более четким.

Астигматизм

В некоторых случаях обращение пациента к врачу окулисту становится поводом для тщательнейшего обследования, ведь иногда определение рефракции в обычной поликлинике затруднено тем, что у пациента имеется определенный вид астигматизма - нарушение преломления световых волн в каждой составляющей оптической системы зрения. В этом случае подобрать очки достаточно сложно без использования определенной аппаратуры, ведь в одном и том же глазу, но в разных его меридианах возможно наличие как миопии, так и гиперметропии, причем комбинации могут быть очень различными. Такое нарушение зрения выражается в том, что пациенту сложно четко рассмотреть предметы как на дальнем, так и на ближнем расстоянии. Корректировка такой проблемы со зрением возможна только подбором специальной комбинации линз в оправе, то есть очков. Контактные линзы при астигматизме не используются.

Диагностика зрения

При исследовании рефракции в кабинете врача-окулиста определяется тип и степень нарушения зрения. Пациенту выписываются корректирующие очки или контактные линзы с определенным количеством диоптрий со знаком "плюс" или "минус". Как же происходит процесс диагностики? Эта процедура известна всем с самого детства - посетителю кабинета врача-окулиста предлагается сесть на определенном расстоянии от специальной таблицы и, закрыв один глаз, вторым глазом прочитать указанные буквы или символы. Чтобы сделать этот метод диагностики остроты зрения более точным, необходимо минимизировать естественную аккомодацию зрения. Именно для этого пациенту закапывают в глаза определенные лекарственные вещества, временно парализующие ресничную мышцу глаза, то есть вызывающие циклоплегию. Обычно используют атропин, действие которого проходит лишь спустя несколько часов после введения, что вызывает некоторый дискомфорт данной методики диагностики. В период уменьшения аккомодации под воздействием лекарства, врач окулист или офтальмолог предлагает пациенту специальные линзы или набор линз, при помощи которых определяется степень нарушения зрения, и подбираются корректирующие очки. Рефракция роговицы и хрусталика будет достаточно заметно изменена, если аккомодация участвует в процессе зрения. В некоторых случаях процесс преломления световых лучей в системе глаза необходимо исследовать в динамике, например, при дальнозоркости. В этом случае циклоплегию не используют.

Лечение нарушений зрения

Отвечая на вопрос, что такое рефракция, всегда следует помнить, что физика является сутью процессов самой жизни. Преломление световых лучей в оптической системе зрения является основным показателем остроты зрения. А значит и рефракция - важнейший компонент качественного зрительного восприятия окружающего мира.

Если человек плохо видит в даль, то такая проблема называется близорукостью или миопией. Гиперметропия - способность видеть дальние предметы и плохо различать ближние. Также человек может страдать от астигматизма. Абсолютное большинство тех, кто плохо видит, предпочитают использовать специальные приспособления - очки или контактные линзы.

Большое заблуждение, как считают специалисты, говорить о лечении нарушений зрения, в частности о такой его стороне, как клиническая рефракция, народными методами в домашних условиях. Такие методики могут служить качественными способами профилактики развития нарушений или замедления прогрессирования уже имеющихся проблем.

Хирургия

Определение рефракции зрительного аппарата человека проводится только в специализированных медицинских учреждениях. Врач окулист определит степень нарушения и порекомендует способ коррекции зрения. Набирает популярность хирургический способ восстановления рефракции. Современная офтальмология обладает техникой хирургической корректировки зрения, позволяя устранить имеющиеся дефекты оптической системы глаза. Такое вмешательство проводится несколькими методиками, каждая из которых постоянно совершенствуется. Наиболее эффективна и малотравматична операция по коррекции зрения при помощи лазера.

Такое вмешательство помогает скорректировать оптические поверхности системы зрения. Методика коррекции поверхностных слоев роговицы называется фоторефракционной кератэктомией. Абляция, то есть удаление слоев роговицы, помогает изменить ее толщину, кривизну, за счет чего происходит изменение длины луча преломления и фокусировка полученного изображения непосредственно на сетчатке глаза. Такой вид вмешательства наиболее щадящий, имеет короткий период постоперационного восстановления - максимум 4-5 дней. Впрочем, этот период характеризуется значительным дискомфортом до момента эпителизации. Зрительные функции после этой операции восстанавливаются в течение месяца. Как осложнение после ФРК может развиться помутнение роговицы, рубцевание эпителиального слоя, что предупреждается правильным назначением специальных медицинских препаратов.

Зарядка для зрения

С детского возраста человек должен беречь свое зрение. Этому способствуют специальные упражнения, направленные на стимуляцию правильной аккомодации. Клиническая рефракция - показатель качества оптического восприятия, зависит от работы связочно-мышечного аппарата. Для поддержания аккомодации в нужном состоянии следует выполнять определенные упражнения.

Например, переводить взгляд с ближней точки на дальнюю, которые расположены на одной прямой перед глазами. Или же смотреть направо и налево, не поворачивая головы. Также переводить взгляд вверх и вниз. Эти упражнения можно выполнять в любой обстановке. Обращение к специалисту поможет подобрать необходимый комплекс упражнений, способных сохранить или даже улучшить работу зрительной системы.

Витамины в тарелке

Ответ на вопрос, что такое рефракция, может быть очень простым. Ведь световые волны, воспринимаемые глазом, преломляются при прохождении через компоненты зрительной системы, за счет чего мозг получает подлежащие переработке сигналы. И если преломление происходит с нарушениями, то и изображение получается неправильное. В этом случае у человека плохое зрение, требующее коррекции. Как и всему организму, зрению необходим полноценный набор значимых витаминов, микро- и макроэлементов, других биологически активных веществ. Их можно найти в специальных витаминно-минеральных комплексах, которые порекомендует специалист. Но и продукты питания могут восполнить дефицит этих компонентов. Для зрения важны тиамин, рибофлавин, ретинол, аскорбиновая кислота, токоферол, цинк, лютни, зеаксантин, полиненасыщенные жирные кислоты. Они присутствуют во многих овощах и фруктах, печени, рыбе, молочных продуктах. Полноценное, сбалансированное питание поможет сберечь зрение.

Отвечая на вопрос, что такое рефракция в офтальмологии, следует говорить не столько о самом физическом явлении, сколько о том, что оно является основой качества зрения. Именно нарушение преломления световых лучей при прохождении через оптическую систему глаз является причиной миопии, гиперметропии или астигматизма. В настоящее время этими проблемами зрения страдает половина населения Земли. Чтобы улучшить зрение, человеку приходится использовать методики корректировки рефракции зрительного аппарата - очки, контактные линзы или хирургическое вмешательство.

Гиперметропия и миопия в офтальмологии объединяются под общим термином «аметропия», что обозначает аномалии рефракции глаза. Реже у людей выявляется анизометропия – такое состояние, при котором рефракции у правого и левого глаза различны. К аметропии относится и астигматизм – состояние, характеризующееся разной силой преломления оптических сред, там, где проходят взаимно перпендикулярные оси.

Исследования позволили установить, что клиническая рефракция глаза зависит от его размеров и оптических свойств преломляющих сред, изменяющихся по мере взросления организма.

Длина переднезадней оси у только что родившегося ребенка достигает всего 16 мм, поэтому для новорожденных норма – дальнозоркая рефракция, составляющая примерно 4,0 D. По мере взросления организма степень гиперметропии постепенно уменьшается и происходит сдвиг рефракции к эмметропии.

Методики измерения рефракции в офтальмологии

В офтальмологии активно используется рефрактометрия. Этот метод объективно определяет рефракции глаза при помощи глазных рефрактометров – специальных приборов. Рефрактометрия основывается на исследовании отражающейся от дна глаза блестящей марки. Рефрактометрия – это метод, при помощи которого выявляются все аметропии, в том числе астигматизм глаза.

Существует также субъективный метод анализа оптической системы глаза, который определяет рефракцию (в данном случае остроту зрения) при помощи линз. При подборе линз острота зрения улучшается, и это указывает на такие виды рефракции.

• Эмметропия – данному состоянию глаза соответствует острота зрения в 1,0 или чуть больше. При такой рефракции фокус совпадает с сетчаткой.
• Гиперметропия устанавливается с использованием плюсовой линзы. Проводя такой анализ остроты зрения, можно при помощи линзы скорректировать рефракцию и задний фокус станет совпадать с сетчаткой. Это приведет к эмметропии.
• Миопия как диагноз устанавливается, если зрение улучшается после приставления к поверхности глаз минусовой линзы.

Аметропия подразделяется на несколько степеней:

• слабая (рефракция доходит до 3,0 D);
• средняя (рефракция от 3,25 и до 6,0 D);
• высокая (от 6,0 D).

Чтобы установить степень аметропии, необходимо постепенно увеличивать силу выбранных сферических линз. Анализ проводят вплоть до достижения самой высокой остроты зрения в обоих глазах. Степень и вид астигматизма определяется при помощи специальных цилиндрических стекол. В одном из этих стекол один из взаимно перпендикулярных меридианов является оптически недеятельным.

Рефрактометрия, проводимая при помощи линз, может оказаться неточной, так как в определении рефракции при таком методе участвовала и аккомодация глаза. Поэтому рефрактометрия при помощи субъективного способа считается ориентировочной и достоверна в большинстве случаев только после сорокалетия.

Точно рефракцию стараются определить с помощью скиаскопии. При этом методе врач должен находиться от пациента примерно на расстоянии в 1 метр. Освещения зрачка скиаскопом – плоским или вогнутым зеркалом помогает выявить аметропию. Это достигается путем перемещения скиаскопа в горизонтальном и вертикальном направлении. Расшифровка проведенного анализа осуществляется следующим способом.

• Если проводить скиаскопию плоским зеркалом, то зрачок будет двигаться так же, то есть в ту сторону, что и само зеркало при гиперметропии, эмметропии и миопии менее 1,0 диоптрии. Если есть миопия более 1,0 диоптрии, то зрачок будет передвигаться в противоположную сторону.
• При использовании вогнутого скиаскопа движение зрачков будет в обратном направлении. Отсутствие тени означает, что у пациента миопия 1,0 D.

Такими методами офтальмологи устанавливают вид рефракции. Чтобы установить степень рефракции, используют способ нейтрализации тени. Добиться этого состояния можно при помощи скиаскопической линейки. Также применяется рефрактометрия, выключение аккомодации. Вид рефракции можно установить путем закапывания циклоплегических средств в конъюнктивальный мешок (атропина, скополамина, гоматропина, мидриацила).

После определения рефракции на фоне паралича аккомодации объективными методами вновь применяют оптические линзы. Субъективная рефрактометрия проводится с помощью линз, которые соответствуют степени и виду установленной аметропии. В дальнейшем очковая коррекция зрения возможна только после полного прекращения действия циклоплегических препаратов.