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视觉的主要研究成就有以下几个方面。
1、
2、
3、
眼球光学系统的构造有关研究利用解刨学和光学方法揭示了眼球光学系统的结构及光学参数,以此为基础,人们对眼球光学系统得几何光学特性和光度学特性等有了深入的了解。
光学元件的光学常数(如:
角膜、房水、晶状体、玻璃体的曲率半径和折射率,瞳孔的直径等。
眼睛的光度特性(视网膜的感光和感色性能,瞳孔对光的反应速度,眼睛的各种阈限。
这些特性为光学仪器的设计及视觉光学和眼科学的临床应用提供了依据。
视觉的神经生理学基础
主要研究了从视网膜到视皮层的整个视觉通路的构造和主要功能,已经完全掌握视网膜上的两种感受细胞的构造和机能,并对更高级的视皮层的结构和功能有相当的了解。
有关研究采用解刨学和电生理方法,掌握了视觉通路各级神经元的结构和相互间的连接,揭示了各级神经元的电响应及其在视网膜上的感受野区域。
视觉的基本功能视觉的基本功能:
视觉的时间和空间响应特性,对光亮度的接受范围,对光频率(颜色)的敏感特性,明视、暗视和间视以及眼球运动等。
视觉的高级功能视觉的高级功能:
形状与图形视觉、图像识别、图形后效,以及联想、匹配、学习、记忆和认识。
视觉的特殊功能视觉的特殊功能:
立体视觉、颜色视觉、运动视觉等。
视觉的光学系统
1.眼球的解剖结构
一、眼球壁由外膜、中膜和内膜三层组成。
1、外层为外膜,又称纤维膜。
由前部的角膜和后部的巩膜组成,均是坚韧致密的结缔组织,具有保护眼球内部组织及维持眼球形状的作用。
角膜透明,是眼球屈光系统的第一关,
让光线进入眼球。
2、中层为中膜,又称血管膜。
含有丰富的色素和血管,自前向后依次为虹膜、睫状体和脉络膜。
1虹膜为一棕色圆盘状的组织,中央有圆形的瞳孔,在瞳孔周围虹膜组织里有环状走向的瞳孔括约肌和辐射状走向的瞳孔开大肌。
前者受副交感神经支配,收缩时瞳孔缩小,后者受交感神经支配,收缩时瞳孔开大。
瞳孔的开大缩小可以调节进入眼内光线的量。
2睫状体位于虹膜向后的延续部分。
紧贴在巩膜里面,呈一环状,其断面大体是三角形。
睫状体内纤维走向错纵复杂,以环行为主构成睫状环,环行的睫状肌收缩则环变小,睫状肌松弛则环放大,这与眼的调节作用有很大关系。
睫状体上有几十个小突起,称为睫状突,是产生房水的组织。
3脉络膜,前连睫状体,向后覆盖全部巩膜内表面,含有丰富的血管和色素,其作用是供给视网膜外层的营养和发挥遮光作用。
3、内层是内膜,又称视网膜。
紧贴于脉络膜的里面,它是一层很薄的、透明的、构造极为细致复杂的薄膜。
视网膜上有两种视觉细胞,即锥状细胞和杆状细胞。
锥状细胞主要分布在视网膜中央区叫黄斑的部位,它负责白天的视觉活动,而且具有辨色力,我们平时看东西主要是它的作用。
体检时查看视力,杆状细胞分布在黄斑区以外的视网膜上,网膜组织内还有传导视觉的神经纤维,通路传导到大脑视觉中枢产生视觉,视神经向后经过视神经孔进入颅腔。
二、眼球的内容物包括:
房水、晶状体和玻璃体,与角膜共同构成眼的屈光系统。
它的共同特点是透明无血管,因而保证了光线的通过。
(1)房水:
在角膜与虹膜之间的空隙叫前房,在虹膜与晶状体及睫状体之间的小空隙叫后房,充满前房后房的液体叫房水。
房水由睫状突产生,其功能:
一是完成屈光作用;
二是供给眼内组织,尤其是角膜和晶状体的营养;
三是维持眼内压。
(2)晶状体:
位于虹膜与玻璃体之间,为一双凸球镜片之弹性透明体。
晶状体直径约
毫米,厚约4毫米,四周以无数条透明的悬韧带和睫状体相连,以固定晶状体的位置。
(3)玻璃体:
充填在晶状体后面的眼球空腔内,为一透明无血管的胶冻状组织,外观上与鸡蛋清颇为相似,它具有一定的屈光作用及维持眼内压的作用。
眼的附属器
居眼眶前口,覆盖眼球前面。
上睑以眉为界,下睑与颜面皮肤相连。
两睑相联接处,分别称为内眦及外眦。
内眦处有肉状隆起称为泪阜。
生理功能:
主要功能使角膜保持光泽,并可清洁结膜囊
眼睑分上睑和下睑,上下睑间的裂隙称睑裂。
上下睑缘的内侧各有一有孔的乳头状突起,称泪点,为泪小管的开口。
是保护眼球,由于经常瞬目,故可使泪液润湿眼球表面,内灰尘及细菌。
结膜是一层薄而透明的粘膜,覆盖在眼睑后面和眼球前面。
按解剖部位可分为睑结膜、球结膜和穹隆结膜三部分。
由结膜形成的囊状间隙称为结膜囊。
泪器包括分泌泪液的泪腺和排泄泪液的泪道。
眼外肌共有6条,司眼球的运动。
4条直肌是:
上直肌、下直肌、内直肌和外直肌。
条斜肌是:
上斜肌和下斜肌。
眼眶是由额骨、蝶骨、筛骨、腭骨、泪骨、上颌骨和颧骨7块颅骨构成,呈稍向内,向
上倾斜,四边锥形的骨窝,其口向前,尖朝后,有上下内外四壁。
成人眶深4~5cn。
眶内除
眼球、眼外肌、血管、神经、泪腺和筋膜外,各组织之间充满脂肪,起软垫作用。
2.眼球的光学系统
眼球呈球状、直径约20mm。
眼球的前面覆盖着透明的角膜(cornea),角膜里面有虹膜,最里面有晶状体。
晶状体是个双凸的透镜,在未调节的状态下后面的曲率半径较小。
在眼球的
内部充满了胶状的透明的玻璃体。
而在角膜和晶状体之间充满了房水液。
光线从外界进入眼
球,通过角膜、房水液、晶状体和玻璃体到达视网膜。
为了使外界的物体正好在视网膜上成象,焦点的调节是通过改变晶状体的曲率(特别是前面的曲率)来进行的。
瞳孔是在虹膜中央
开着的一个圆形小窗,它的直径是由入射光量来调节的,它能遮挡住边缘光。
但是光量的调
节在视觉系统能够处理的强度范围,即动态范围可达到106倍以上,由于瞳孔直径的变化
只不过是几倍,因此瞳孔对光量的调节怎么也不能说是充分的。
在这种意义上来说,敏感度
的调节主要是由下面要谈到的视网膜的适应作用来承担的。
为了使要看的目标物的象正好落
到视网膜的中央。
整个眼球就要旋转,这样的限球运动是靠外眼肌来进行的。
光轴和视轴
眼球基本上成球体,眼球前面的正中点叫前极,后面的正中点叫后极。
通过前、后极间的前后径是眼球系统的光轴,在医学上又叫做眼轴。
光轴是眼球光学系统的对称轴。
被注视的物体与视网膜中心凹的连线叫视轴。
视轴也用来表示眼睛观看物体的视线方
向。
光轴和视轴并不重合,两者的相交为5度角。
两眼视轴的交叉位置在眼前约为45-50cm
处,调节状态为2D(屈光度)。
在此点附近球差最小,也是形成双眼视觉最容易之点。
2.2.2眼球系统光学元件
(1)角膜
角膜
角膜(Cornea)位于眼球前壁的一层透明膜,约占纤维膜的前1/6,从后面看角膜呈正圆形,从前面看为横椭圆形。
成年男性角膜横径平均值为11.04mm,女性为10.05mm,
竖径平均值男性为10.13mm,女性为10.08mm,3岁以上
儿童的角膜直径已接近成人。
中央瞳孔区约4mm直径的圆形区内近似球形,其各点的曲率
半径基本相等,而中央区以外的中间区和边缘部角膜较为扁平,各点曲率半径也不相等。
从
角膜前面测量,水平方向曲率半径为7.8mm,垂直方向为7.7mm,后部表面的曲率半径为
6.22-6.8mm。
角膜厚度各部分不同,中央部最薄,平均为0.5mm,周边部约为1mm。
角膜之所以透明,其重要因素之一是角膜组织内没有血管,血管终止于角膜缘,形成血
管网,营养万分由此扩散入角膜。
角膜的感觉神经丰富,主要由三叉神经的眼支经睫状神经到达角膜。
(2)房水
房水J
房水为无色透明的液体,充满前后房,约有0.15〜0.3ml,它具有营养和维持眼内压
力的作用。
房水不断由睫状体产生,经后房-瞳孔-前房角-排出进入血液。
房水产生及排出是循环往复的过程。
房水不同于眼泪,眼泪是由眼外产生。
房水提供虹膜、角膜和晶状体营养。
房水也具有维持眼内压的功能。
眼的内部压力--眼内压--取决于房水的量。
原本这种
充满于角膜和虹膜之间的液体,是由睫状体产生然后通过瞳孔进入前房,再由前房角
的小梁网排出眼球。
眼睛的房水系统,可以象水喉总是打开的洗涤槽相比,眼睛的引
流管道就象与洗涤槽连接的排水管道,如果厨房的洗涤槽正常工作,从水喉出来的水
顺利迅速地从洗涤槽排出。
如果眼睛的房水系统工作正常的话,房水生成量应正好等
于房水的排出量。
眼内压在一天内的不同时间有变化,但一般都保持在安全范围。
如
果房水过多,或者排除不出去,就会造成眼内液体增加而导致眼内压力升高。
眼压升
高会损害视神经,视野变小,最终导致失明。
这种眼内压力升高的眼病就是青光眼。
(3)晶状体
晶状体
晶状体为一个双凸面透明组织,被悬韧带固定悬挂在虹膜之后玻璃体之前。
晶体是眼球屈光系统的重要组成部分,也是唯一具有调节能力的屈光间质,其调节能
力随着年龄的增长而逐渐降低,形成老视现象。
晶体的前凸曲率半径为10mm,后凸曲率半径为6mm,前后径为5mm,直径为10mm。
晶体由晶体囊、晶体上皮、晶体纤维和悬韧带组成。
如果晶体由于各种原因造成其部分或全部混浊,则发生白内障。
晶状体是眼球中重要的屈光间质之一。
它呈双凸透镜状,前面的曲率半径约10mm,
后面的约6mm,富有弹性。
晶状体的直径约9mm,厚约4〜5mm,前后两面交界处
不断伸
称为赤道部,两面的顶点分别称为晶状体前极、后极。
晶状体就像照相机里的镜头一样,对光线有屈光作用,同时也能滤去一部分紫外线,保护视网膜,但它最重要的作用是通过睫状肌的收缩或松弛改变屈光度,使看远或看近时眼球聚光的焦点都能准确地落在视网膜上。
晶状体由晶状体囊和晶状体纤维组成。
晶状体囊为一透明薄膜,完整地包围在晶状体外面。
前囊下有一层上皮细胞,当上皮细胞到达赤道部后,长、弯曲,移向晶状体内,成为晶状体纤维。
晶状体纤维在人一生中不断生长,并将旧的纤维挤向晶状体的中心,并逐渐硬化而成为晶状体核,晶状体核外较新的纤维称为晶状体皮质。
因此随着年龄的增长
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