(一)眼球内的解剖
眼球内充满透明物质,使眼球保持一定张力,保证光的通过和曲折。眼球内容物由房水、晶状体、玻璃体组成,与角膜一起构成眼的屈光系统。
1.房水 由睫状体分泌产生,从后房经过瞳孔流入前房,由前房角的小梁网、许氏管进入巩膜静脉窦,再经睫前静脉汇入眼静脉。房水的主要功能是营养邻近组织和维持眼内压。
2.晶状体 它是双凸面的透明体,富有弹性,位于虹膜后面,玻璃体前面,为眼球屈光间质的主要组成部分,其屈光力为+20D,约占整个眼球屈光力的1/3。晶状体分前后两面,两面相连的边缘称为赤道部,有许多睫状体悬韧带附着。晶状体借助悬韧带与睫状体相连,当环行睫状肌收缩时,悬韧带松弛,晶状体靠自身的弹性回缩而变凸,眼球屈光力增加,使眼球能看清近物;当看远物时,睫状肌放松,悬韧带拉紧,晶状体变平,眼球屈光力变小,使眼能看清远物。故晶状体就像照相机的变焦镜头一样,使远近物体均能看清。
3.玻璃体 为无色透明的凝胶体,充满晶状体后面的眼球腔内。它除能透过光线外,主要起支撑视网膜和维持眼内压的作用。
(二)眼的视觉功能
人类视觉的基本特征是感受外界光刺激,与感受光刺激有关的视觉基本功能包括人类能分辨刺激光的不同强弱,分辨出在空间有一定距离的两个刺激物,分辨有一定时间间隔的闪光刺激和分辨不同波长的颜色光刺激,同时又通过眼球运动,使眼主动对准和扫描刺激物,以形成清晰视觉。视觉的这些基本的功能使人们能够接受外界丰富的信息,并在此基础上形成更复杂的图形和空间知觉。它还有一个特点是把断续的动作(例如电影胶片上是一个一个的图)让我们感觉的是一个动作过程。
(三)视功能的检查
视功能的检查包括:①视力的检查;②对比敏感度的检查;③视野的检查;④色觉的检查;⑤明、暗适应的检查;⑥眼屈光的检查;⑦立体视觉的检查。
(四)视力、远视力、近视力
视力又称视敏度,是指眼睛分辨物体细节的能力。视力分为中心视力和周边视力。中心视力主要反映视网膜黄斑中心凹的视功能,即视锥细胞的功能。周边视力即视野,反映视网膜中心凹以外部位的功能,即视杆细胞的功能。
通常人们所说的视力一般指中心视力,是检查眼睛分辨最小物体的能力。物体反射出的光经过眼的屈光系统成像于视网膜,视网膜上物像的大小,一方面取决于物体本身的大小,另一方面取决于物体与被检眼距离的远近。如果被注视物体越大,距离越近,则物像也越大,反之则物像越小。
假设物体AB两端引出的线,经眼球内结点(N)交叉后在视网膜ab点成像,ab即为物像之大小。如果物体AB增大,物像ab也增大。如果物体AB大小不变,但移近被检眼,则视网膜上的物像ab也随之增大。由此可见,视网膜上的物像的大小取决于角aNb,故将此角称为视角(图3)。
图3 视网膜的成像
正常眼视力为1.0,其分辨力为1分视角。1分视角时视网膜上ab的距离相当于4.96微米。视网膜中心凹锥细胞的直径为1~1.5微米。要想分出两个点,必须在视网膜上有两个锥细胞兴奋,中间至少被一个不兴奋的细胞隔开。按此理论讲1.0的视力是最高视力,实际并非如此,徐广第教授认为:这只可视为前人的规定标准,因为这种传统的解释也常遇到一些解释不了的现象,故现在视力表中增加了1.2、1.5、2.0。例如从小在草原生活的人由于经常看远处,视网膜经常分辨一些微小的物像,其视力可达2.0、3.0,甚至更高。
视力的检查就是根据视角原理设计的。视角越大,视力越低。根据检查视力的距离不同,又将视力分为近视力和远视力。远视力是指5米和5米以上的视力。目前常用的远视力检查表有国际标准视力表、标准对数视力表、儿童图形视力表、Senllen视力表。记载视力的方法有小数记录法、五分记录法、分数记录法等。其正常视力定为1.0、5.0、20/20,即检查距离为5米时,1.0这行的视标笔画粗细及其间隔所形成的视角为1分角。
近视力是指在近距离分辨视标的能力。通常用的近视力检查表有Jaeger表和徐广第表。设计原理同远视力表,但要求检查距离不同。在良好的照明下,30厘米能分辨1.0行者为正常近视力,记录为J1。如果对1.0分辨不清者,可调节检查距离,以求辨清为止。通过近视力检查可了解眼的调节能力。与远视力检查配合,可判断是否有屈光不正或其他眼病。
(五)正视眼不等于正常眼
正视眼指眼在调节静止时,平行光线经过眼的曲折后,正好聚焦在视网膜上,此时眼的屈光度数为零。正视眼不等于正常眼,也不等于视力正常,正视眼只是保证视力正常的基础。正常或理想的屈光主要的决定因素是年龄,不同年龄有不同的正常屈光生理值,在大多数年龄所需要的最佳屈光状态不一定都是正视眼。例如婴幼儿的最佳屈光度为+2~+3D,儿童的最佳屈光度为+1~+1.5D,成人正视眼的屈光度在±0.25D以内。
(六)年轻人的正常眼为什么远、近都能看清
人眼好似一部照相机,照相机通过改变相机镜头的长度(即镜头与感光底片的距离)从而远近都可以照清楚。人的眼球长度又不能随时改变,为何远、近物体都可看清呢?这是因为人眼有自动调节的功能,正常眼球前后径较短,最适合看远,在最轻松的情况下即可看清楚,看近时物距小,眼内像距大,视网膜的像就不清楚了,这就引起眼的自动调节,调节就是睫状肌收缩,晶状体变凸屈光力增加,在物距不变的情况下使像距变小,将成像点重新调到视网膜上而看清,这种调节称自动调节。它会根据物距的大小改变调节力量,使物距与调节力成反比,即物距越大调节力越小,物距越小调节力越大。这是指年轻人的正常眼,而中度以上近视者和老年人例外。中度以上近视者看一尺远的近物时基本不用调节就能看清,而老人调节失灵,只能外加凸球镜片(戴花镜)。
(七)眼的调节功能
眼睛看近物时睫状肌收缩,晶状体屈光力增强,把增大的像距拉回来的过程称调节。通过调节使眼睛既能看清远处的物体,又能看清近处的物体。调节是通过眼球内睫状肌、晶状体悬韧带和晶状体来实现的。当注视无限远处的目标时,眼球内睫状肌松弛,晶状体悬韧带紧张,牵拉着晶状体赤道部,使晶状体变扁平。当注视目标移近时,睫状肌逐渐收缩,使晶状体悬韧带逐渐放松,晶状体借其固有的弹性使之趋向球形,凸度变大,屈光力增强,使近处的景物正好成像在视网膜上,从而能够看清近处的景物。
调节力的计算单位是屈光度(D),也就是我们所说的眼镜度数。如果要看清1米处的景物,则眼睛需要付出1D的调节力。调节力的计算公式:
D=1/F
其中F为需要看清景物的距离(以米为单位)。例如需要看清50厘米处的景物,需要的调节力为2D。能看清景物的最小距离称为近点,也就是说近点距离的倒数就是该眼所具备的最大调节力。
儿童的调节力很强,10岁儿童的近点距离约为7厘米,调节力可达14D。随着年龄的增长,调节力逐渐下降。老年人几乎没调节力,称为老视眼,需要配老花镜才能看书。
(八)初入暗室什么也看不到,视力为什么会逐渐提高
人眼好似照相机,视网膜相当于照相机的感光片是接受物像的。视网膜上有两种感光细胞来感受,一种是专门感受强光的细胞称昼光觉细胞又称视锥细胞。另一种是夜光觉细胞又称视杆细胞。两种感光细胞的不同是两种感光细胞所含的感光物质不同。视锥细胞中所含的感光物质尚未分析清楚是什么物质,因此有的书称它视锥物质。白昼光强,视锥物质可在强光下迅速地分解合成,分解时释放能量刺激视锥细胞兴奋,合成时吸收能量。还有人认为视锥细胞有3种,分别感受红色、绿色和蓝色,三者同比例分解时则感到是白色,以不同比例分解就呈现不同的颜色。视杆细胞的感光物质已研究清楚,这种物质叫视紫红质,能感受弱光,不能分辨颜色,只能区别白、灰和黑色,主要在弱光下起作用。感光机制也已研究清楚,过程如(图4)所示。
图4 视紫红质在感光过程中的转变
在亮处时光线强,视紫红质几乎全部被分解,故白天的视觉主要是靠视锥物质分解和合成来完成的。如果突然到黑暗处,因视锥物质只对强光起反应,在黑暗处没有作用。感弱光的视紫红质几乎没有,所以视力很差。但在黑暗处视紫红质的合成大于分解,在视网膜的含量也很快增加,视网膜中感光物质含量与视网膜对光的敏感度有密切的关系,故随着感光物质的增加,视网膜的光敏度也增加,视力提高。经20~30分钟可达到最高峰。
(九)人眼是如何看清物体的
人眼是光的感觉器官。在生物的进化过程中,眼睛对光的敏感性不断提高和完善。人眼是高度发达的感光器官,像一架高级照相机,角膜和晶状体相当于照相机的镜头,能够聚焦成像,眼内的视网膜相当于照相机内的胶片,能够接受物像。
自然界的各种物体反射出不同的光线,透过角膜,通过瞳孔(光圈),经晶状体(自动变焦镜头)的折射,成像在视网膜(胶片)。视网膜将其转变成电信号,通过视神经、视束、视放射,传导到大脑枕叶视中枢,中枢将电信号转变成视觉感知的图像,此时,你就能清楚地看到物体(图5)。
图5 人眼视觉成像的神经通道和眼底倒像反转为正像的示意图
(十)人眼是倒像,为什么我们感觉万物是正的
理论和实验都证明人眼视网膜上的像是倒置的,我们感觉看到的都是正像的。早在15世纪文艺复兴时期意大利科学家达·芬奇就提出人眼内的像是倒的。直到1619年德国的谢纳用牛眼做实验,将牛眼后极部的巩膜及脉络膜去掉后,在视网膜上看到了外界物体的倒像。现在生物实验观察眼球成像常用家兔眼球,因其壁薄不用去掉巩膜和脉络膜,在暗室里拿出一只家兔眼球,在其角膜前一定的距离处放一支蜡烛,就可在眼球的后极部看到与蜡烛相反的灯影。几何光学又早已从理论上证明眼内成的像是倒像。为什么我们感觉中看到的万物都是正的呢?对此,1897年早期的实验心理学杂志介绍了斯特拉顿的实验。斯特拉顿在自己身上做了实验,他是用卡勃勒所设计的成倒像的望远镜戴在自己的眼前,刚戴上时看到外界任何物体都是倒的,头昏脑涨寸步难行,只好凭着自己的意志用手扶着物体才可挪动脚步。坚持一段较长的时间后,慢慢地外界物体看成是正的了,身体的症状消失,并慢慢恢复自由行动。但把眼前的那套透镜拿掉之后用裸眼看,反而感到一切物体又都是倒的了,上述的症状又会出现,但维持时间很短。这一实验证明大脑有产生正确认识的能力,有修正错误视觉信息的本领。大脑接受多种感觉信息,除视觉外,还接受触觉、平衡觉、肌肉肌腱的本体感觉等。综合多种感觉器官的信息,在经过反复实践、试探、修正再修正,最后得出与客观事实符合的认识。总之,大脑有修正错误的功能(图6)。
图6 触觉与视觉相互作用使物像翻转示意图
(十一)视力好不等于视觉好
视力只是视觉的一个方面,视力好不等于视觉功能全面好。例如,色盲患者的视力可为1.0以上,但是患者的色觉异常;视网膜色素变性、维生素A缺乏的患者,虽中心视力正常,但患者的光觉异常,即暗适应异常,患者不能在暗处行走,就是一般说的夜盲症。所以说视力好不等于视觉好。
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