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屈光不正
第一节 概 述
眼是以光作为适宜刺激的视觉生物器官,因此从光学角度可将眼看作一种光学器具,即一种复合光学系统。
眼球光学系统的主要成分由外向里:
角膜、房水、晶状体、玻璃体。
从角膜到眼底视网膜前的每一界面都是该复合光学系统的组成部分,如同一件精密的光学仪器,包含着复杂的光学原理(图16-1)。
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,该现象在眼球光学中称为屈光。
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的前提。
若在眼调节放松的状态下,无穷远处物体所成的像没有准确聚焦在视网膜上,即称为“屈光不正”;而此时若正好聚焦在视网膜上,则称为“正视”。
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)虽然是因年龄而出现的生理性调节问题所致,也常常被归为“屈光不正”的一种特殊类型。
此外,由于人类有双眼,双眼间的屈光状态也有可能存在差异,从而更增加了人眼“屈光不正”的复杂性。
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,逐渐趋于正视,至学龄前基本达到正视,该过程称为“正视化”。
第二节 眼球光学
一、眼的屈光和屈光力
当外界物体的光线在眼光学系统各界面发生偏折时,该现象称为屈光,光线在界面的偏折程度,可用屈光力的概念来表达,屈光力取决于两介质的折射率和界面的曲率半径。
屈光力大小可以用焦距(f)来表达,即平行光线经某透镜后聚焦为一点,该点离透镜中心的距离为焦距。
在眼球光学中,应用屈光度(Diopter,简写D)作为屈光力的单位,屈光度为焦距(以米为单位)的倒数,即屈光度(D)=1/f。
如一透镜的焦距为0.5m,则该透镜的屈光力为:
1/0.5=2.00D。
眼的屈光力取决于:
各屈光成分的位置、曲率半径、球面特性、折射率。
视觉信息的获得首先取决于眼球光学系统能否将外部入射光线清晰聚焦在视网膜上,即眼的屈光状态是否得当。
眼的屈光力与眼轴长度匹配与否是决定屈光状态的关键。
二、模型眼和简略眼
为了便于分析眼的成像和计算,人们常用模型眼和简略眼。
模型眼主要有:
Gullstrand精密模型眼(GullstrandSchematicEyeNo.1orGullstrandexactschematiceye)、简易模型眼(GullstrandschematiceyeNo.2orGullstrand-EmsleySchematicEye)和广角光学模型眼(wideangleopticalmodaloftheeye);简略眼主要为Emsley’sreducedeye。
Gullstrand精密模型眼(Gullstrandexactmodeleye)和简易模型眼(Gullstrandsimplifiedeye),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简化为前后两个面,其参数见表16-1和图16-2。
表16-1Gullstrand模型眼的基本参数
Gullstrand
精密模型眼
Gullstrand
简易模型眼
折射率
角膜
1.376
----
房水
1.336
1.336
晶状体皮质
1,386
----
晶状体核
1.406
1.413
玻璃体
1.336
1.336
位置
角膜前顶点
0
0
角膜后顶点
0.5mm
----
晶状体前顶点
3.6mm
3.6mm
晶状体后顶点
7.2mm
7.2mm
曲率半径
角膜前表面
7.7mm
7.8mm
角膜后表面
6.8mm
----
晶状体前表面
10.0mm
10.0mm
晶状体后表面
-6.0mm
-6.0mm
屈光力
角膜
43.05D
42.74D
晶状体
19.11D
21.76D
总屈光力
58.64D
60.48D
焦距
前焦距
-15.70mm
-14.99mm
后焦距
24.38mm
23.90mm
眼轴
24.00mm
23.90mm
广角光学模型眼其光学系统不仅体现各屈光界面的曲率和位置,而且表达了光学界面的球面特性,如角膜的非球面性质、晶状体的多层结构和梯度变化的折射率等,更接近眼的光学系统实际,但因此而更复杂。
为了便于理解,还可将模型眼进一步简化为单一光学面,这种简化的眼球称为“Emsley简化眼”(Emsley’sreducedeye)(图16-3),即将眼球总屈光力(非调节状态下)定为60D,眼球屈光介质的平均折射率为1.336,前焦距为-16.67mm,后焦距为22.27mm。
三、眼的调节与集合
1.调节
为了看清近距离目标,需增加晶状体的曲率(弯曲度),从而增强眼的屈光力,使近距离物体在视网膜上成清晰像,这种为看清近物而改变眼的屈光力的功能称为调节(accommodation)。
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,晶状体悬韧带松弛,晶状体由于弹性而变凸。
调节主要是晶状体前表面的曲率增加而使眼的屈光力增强(图16-4)。
调节力也以屈光度为单位。
如一正视者阅读40cm处目标,则此时所需调节力为1/0.4m=2.50D。
2.调节幅度、调节与年龄
眼所能产生的最大调节力称为调节幅度。
调节幅度与年龄密切相关,青少年调节力强,随着年龄增长,调节力将逐渐减退而出现老视。
临床上比较常应用Hoffstetter调节幅度公式来表达调节力与年龄的关系(图16-5):
最小调节幅度=15-0.25×年龄
最大调节幅度=25-0.4×年龄
平均调节幅度=18-0.3×年龄
在临床应用于计算年龄和调节幅度时,Hoffstetter最小调节幅度公式。
3.调节范围
眼在调节放松(静止)状态下所能看清的最远一点称为远点,眼在极度(最大)调节时所能看清的最近一点称为近点。
远点与近点的间距为调节范围。
4.调节、集合与瞳孔反应
产生调节的同时引起双眼内转,该现象称为集合(convergence)。
调节越大集合也越大,调节和集合是一个联动过程,两者保持协同关系(图16-6)。
表达集合程度常用棱镜度(prismaticdiopter)。
如:
某正视者双眼瞳距为60mm,阅读40cm的目标,双眼共同使用的集合量为6cm/0.4m=15Δ。
调节时还将发生瞳孔缩小。
因此调节、集合和瞳孔缩小为眼的三联动现象。
第三节 正视、屈光不正与老视
一、正视
当眼调节静止时,外界的平行光线(一般认为来自5m以外)经眼的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦,这种屈光状态称为正视(emmetropia),即正视眼的远点为眼前无限远(图16-7)。
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(ametropia)或屈光不正(refractiveerror)。
二、近视
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,称为近视(myopia),如图16-8。
近视眼的远点在眼前某一点。
近视的发生受遗传和环境等多因素的综合影响,目前确切的发病机理仍在探索中。
根据屈光成分分类:
1.屈光性近视:
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;2.轴性近视:
眼轴长度超出正常范围,角膜和晶状体曲率在正常范围。
根据近视度数分类:
(1)轻度近视:
<-3.00D;
(2)中度近视:
-3.00D~-6.00D;(3)高度近视:
>-6.00D。
近视的临床表现为:
远距视物模糊,近距视力好,集合功能相应减弱,使用的集合也相应减少,近视初期常有远距视力波动,注视远处物体时眯眼。
由于看近时不用或少用调节,所以易引起外隐斜或外斜视。
近视度数较高者,除远视力差外,常伴有夜间视力差、飞蚊症、漂浮物、闪光感等症状,并可发生程度不等的眼底改变,如近视弧形斑、豹纹状眼底、黄斑部出血或形成新生血管膜,可发生形状不规则的白色萎缩斑,或有色素沉着呈圆形黑色斑(Fuchs斑);视网膜周边部格子样变性、囊样变性;在年龄较轻时出现玻璃体液化、混浊和玻璃体后脱离等。
与正常人相比,发生视网膜脱离、撕裂、裂孔、黄斑出血和新生血管的危险性要大得多。
常由于眼球前后径变长,眼球较突出,眼球后极部扩张,形成后巩膜葡萄肿。
伴有上述临床表现者,称为病理性近视,无明显上述病变者称为单纯性近视。
三、远视
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,称为远视(hypermetropia或hyperopia)。
远视眼的远点在眼后,为虚焦点(图16-9),因此典型的远视者视远不清、视近更不清。
当远视度数较低时,患者可以利用其调节能力,增加眼的屈光力,将光线聚焦在视网膜上,从而获得清晰视力。
但由于频繁并过度使用调节,远视者视疲劳症状比较明显。
根据远视度数分类:
(1)低度远视:
<+3.00D,该范围远视在年轻时由于能在视远时使用调节进行代偿,大部分人40岁以前不影响视力;
(2)中度远视:
+3.00D~+5.00D,视力受影响,并伴有不适感或视疲劳症状,过度使用调节还会出现内斜;(3)高度远视:
>+5.00D,视力受影响,非常模糊,但视觉疲劳或不适感反而不明显,因为远视度数太高,患者无法使用调节来代偿。
能被调节所代偿的那一部分远视,称为隐性远视,在未行睫状肌麻痹验光难以发现。
随着年龄的增大,调节幅度或能力下降,被调节所代偿的隐性远视则逐渐暴露出来。
远视与年龄
< 6岁时:
低中度远视者无任何症状,因为调节幅度很大,近距阅读的需求也较少。
高度远视者通常是在体检时发现,或伴有调节性内斜而被发现。
调节性内斜表现为近距内斜大于远距内斜,由高调节性集合/调节比例(AC/A)引起。
远视的正确矫正可以减少调节,从而减少调节性集合而消除或减少内斜。
6~20岁:
近距阅读需求增大,特别在10岁左右时,阅读量增加,阅读字体变小,开始出现视觉症状。
20~40岁:
近距阅读时出现眼酸、头痛等视疲劳症状,部分患者老视提前出现,这是因为随着年龄增长,调节幅度减少,隐性远视减少,显性远视增加。
> 40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(add),而且还需要远距远视矫正。
与远视有关的问题
屈光性弱视:
一般发生在高度远视且未在6岁前给予适当矫正的儿童,这类弱视可以通过检查及早发现并完全矫正,同时给予适当视觉训练可以达到良好的治疗效果。
内斜:
(1)集合和调节是联动的,当调节发生时,必然会出现集合。
调节所诱发的集合的量取决于患者的AC/A,AC/A因人而异,远视者通常较高。
(2)远视者未进行屈光矫正时,为了获得清晰视力,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,产生内隐斜或内斜。
如果内斜持续存在,就会出现斜视性弱视。
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观察前房深度。
另外远视眼的眼底常可见视乳头小、色红、边缘不清、稍隆起,类似视乳头炎或水肿,但矫正视力正常或与以往相比无变化,视野无改变,长期观察眼底无改变,称为假性视乳头炎。
远视眼用凸透镜矫正。
轻度远视如无症状则不需矫正,如有视疲劳和内斜视,即使远视度数低也应戴镜。
中度远视或中年以上远视者应戴镜矫正视力,消除视疲劳及防止内斜视的发生。
四、散光
眼球在不同子午线上屈光力不同,形成两条焦线和最小弥散斑的屈光状态称为散光(astigmatism),如(图16-10)。
散光类型:
分为规则散光和不规则散光。
最大屈光力和最小屈光力主子午线相互垂直者为规则散光,不相互垂直者为不规则散光。
规则散光又分为顺规散光(astigmatismwiththerule)、逆规散光(astigmatismagainsttherule)、斜向散光(obliqueastigmatism)。
最大屈光力主子午线在90度+30度位置的散光称为顺规散光,最大屈光力主子午线在180度+30度称为逆规散光,其余为斜向散光。
根据两条主子午线聚焦与视网膜的位置关系(图16-11),分为:
(1)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之前;
(2)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之后;
(3)复合近视散光两互相垂直的主子午线均聚焦在视网膜之前,但聚焦位置前后不同;
(4)复合远视散光两互相垂直的主子午线均聚焦在视网膜之后,但聚焦位置前后不同;
(5)混合散光一主子午线聚焦在视网膜之前,另一主子午线聚焦在视网膜之后。
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响较大,逆规散光对视力的影响比顺规散光大。
五、屈光参差
双眼屈光度数不等者称为屈光参差(anisometropia),当双眼屈光差异超过1.00D者,在双眼矫正或非矫正状态下有可能会出现以下问题。
由于人眼调节活动是双眼等同性的(Herring’slaw),在非矫正状态下眼通过调节来获得清晰视力,若此时屈光参差者一眼清晰聚焦,其另一眼则常处于视觉模糊状态。
如屈光参差的远视者,低度数眼或正视眼清晰聚焦,而其度数较高眼则为模糊像,很容易成为弱视。
若屈光参差的近视者,正视眼用于注视远处目标,近视眼用于注视近距离,一般不会引起弱视,但由于缺乏融像机会,因此,容易出现双眼视异常。
当屈光参差者屈光不正完全被矫正时,双眼视网膜上所成的的像的大小存在差异,即不等像(aniseikonia),有可能造成融像困难,从而出现相关融像困难症状如头晕、阅读模糊等。
一般情况下,屈光参差度数相差超过2.50D以上并使用配戴框架眼镜矫正者通常会出现类似融像困难症状。
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25%,无法融像而产生许多症状。
若配戴角膜接触镜,则放大率差异约为6%,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觉症状。
六、老视
随着年龄增长,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逐渐下降。
大约在40~45岁开始,出现阅读等近距离工作困难,这种由于年龄增长所致的生理性调节减弱称为老视(presbyopia)。
老视者初期常感觉将目标放得远些才能看清,在光线不足时,由于瞳孔增大,景深变短,近距离阅读模糊更为明显。
随着年龄的增长,这种现象逐渐加重。
在老视前期或初发期,为了看清近目标需要努力使用调节,常产生因睫状肌过度收缩和相应的过度集合所致的眼疲劳症状。
老视的症状一般如下:
(1)视近困难。
患者会逐渐发现在往常习惯的工作距离阅读,看不清楚小字体,与近视患者相反,患者会不自觉地将头后仰或者把书报拿到更远的地方才能把字看清,而且所需的阅读距离随着年龄的增加而增加。
(2)阅读需要更强的照明度。
因为足够的光线既增加了书本与文字之间的对比度,又使患者瞳孔缩小,加大景深,提高视力。
(3)视近不能持久。
因为调节力减退,患者要在接近双眼调节极限的状态下近距离工作,所以不能持久;同时由于调节集合的联动效应,过度调节会引起过度的集合,故看报易串行,字迹成双,最后无法阅读。
某些患者甚至会出现眼胀、流泪、头痛等视疲劳症状。
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。
除年龄外(表16-3),老视的发生和发展还与以下因素有关:
(1)屈光不正:
远视眼比近视眼出现老视的时间早;近视者配戴框架眼镜后,由于矫正负镜片离角膜顶点存在12mm~15mm距离,减少了同样阅读距离的调节需求,而戴角膜接触镜的近视者,由于角膜接触镜配戴在角膜面,其矫正后的光学系统接近正视眼,因此,戴角膜接触镜比戴普通框架眼镜出现老视要早。
(2)用眼方法:
调节需求直接与工作距离有关,因此,从事近距离精细工作者容易出现老视的症状,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。
(3)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较远的工作距离,需要比较少的调节,因此后者较早出现老视症状。
(4)地理位置因素:
因为温度对晶状体的影响,生活在赤道附近的人们较早出现老视症状。
(5)药物对患者的影响:
服用胰岛素,抗焦虑药,抗忧郁药,抗精神病药,抗组胺药,抗痉挛药和利尿药等的患者,由于药物对睫状肌的作用,会比较早出现老视。
表16-3年龄与调节幅度的关系:
Donder调节幅度表
年龄(岁)
幅度(D)
年龄(岁)
幅度(D)
10
15
20
25
30
35
40
14.00
12.00
10.00
8.50
7.00
5.50
4.50
45
50
55
60
65
70
75
3.50
2.50
1.75
1.00
0.50
0.25
0.00
第四节 屈光检查法
屈光检查主要内容是验光。
验光是一个动态的、多程序的临床诊断过程。
从光学角度来看,验光,是让位于无穷远的物体通过被检眼眼前的矫正镜片后恰在视网膜上产生共轭点,但是仅达到这样的目标是远远不够的,因为验光的对象是人,而不仅是眼球,就是要为被测者找到既看清物体而又使眼睛舒适的矫正镜片,即,看到他需要看到的一切,但又能持续使用眼睛而无任何不适。
完整的验光过程包括三个阶段,即初始阶段,精确阶段和终结阶段。
(1)验光的第一阶段(初始阶段),在此阶段,检查者主要收集有关被测者眼部屈光状况的基本资料,根据这些资料,预测验光的可能结果。
该阶段的具体内容有:
①检影验光或电脑验光;②角膜曲率计检查;③镜片测度仪检测。
检影验光是该阶段的关键步骤,在检影验光时综合验光仪为验光医师带来很大的方便和好处。
(2)验光的第二阶段(精确阶段),对从起始阶段所获得的预测资料进行检验,精确阶段使用的主要仪器为综合验光仪,让被测者对验光的每一微小变化作出反应,由于这一步特别强调被测者主观反应的作用,所以一般又称之为主观验光。
(3)验光的第三阶段为终结阶段,包括双眼平衡和试镜架测试,终结阶段并不仅仅是一种检查或测量技能,而是经验和科学判断的有机结合。
(4)在上述检测基础要进行近视力的检测,对于老视者,该步骤就是检测老视的“加光”度数。
表16-4验光过程的三个阶段及其方法
阶 段
内 容
第一阶段
(初始阶段)
检查者主要收集有关被测者眼部屈光状况的基本资料,根据这些资料,预测验光的可能结果。
方法:
检影验光或电脑验光:
初步获得眼屈光信息
角膜曲率计检查:
获得角膜散光信息
镜片测度仪检测:
获得习惯性矫正状态信息
第二阶段
(精确阶段)
对从起始阶段所获得的预测资料进行检验。
方法:
综合验光仪:
通过主觉验光的标准流程和步骤,获得被测者最佳视力的处方
第三阶段
(终结阶段)
个性化调整和评定,获得最终处方
方法:
综合验光双眼平衡测量:
获得双眼调节等同
试镜架测试:
个性化调整,达到配戴清晰和舒适。
一、静态检影
检影包括静态检影和动态检影两大类,用于常规验光的为静态检影,为一种客观验光方法,所得的结果作为综合验光的起始点。
1.检影镜和检影原理:
检影镜是利用检影镜的照明系统将眼球内部照亮,光线从视网膜反射回来,这些反射光线经过眼球的屈光成分后发生了变化,通过检查反射光线的变化可以判断眼球的屈光状态(图16-12)。
目前根据检影镜投射光斑的不同,分为点状光检影镜(spotretinoscopes)和带状光检影镜(streakretinoscpes)两类。
点状光源发自单丝灯泡,由检影镜射入被检眼的光束在瞳孔内及眼睑皮肤上为一光团而非光带;而带状光以带状光作为光源由投射系统进入被检眼;其他特性两者基本相同,由于带状光检影的光带判断的简洁性和精确性,目前基本使用带状光检影镜。
检影镜由投影系统和观察系统两部分构成,检影镜的投影系统照明视网膜。
通过观察系统可以窥视视网膜的反光,经视网膜反光的部分光线进入检影镜,通过反射镜的光圈,从检影镜头后的窥孔中出来。
当我们将检影镜的带状光移动时,可以观察到投射在视网膜上的反射光的移动,光带和光带移动的性质可以确定眼球的屈光状态。
根据眼的屈光类型,反射回来的光线是这样的(图16-13):
观察反射光时,首先需要判断影动为逆动或顺动(图16-14),其次根据速度、亮度和宽度快速并准确地判断离中和点还有多远。
当检影镜与视网膜面共轭时,则满瞳孔反光影动不随光带动。
显然在无穷远处进行检影是不可能的,但是检查者可以通过在被检者眼前一定距离放置工作镜达到无穷远的效果,工作镜的度数必须与你的检影距离的屈光度一样。
临床上我们的工作距离常为67cm或50cm。
如在50cm,达到中和的度数为+3.00D,则该被检者的屈光不正度数为(+3.00D)-(+2.00D)=+1.00D;在67cm,达到中和的度数为+5.00D,则该被检者的屈光不正度数为(+5.00D)-(+1.50D)=+3.50D。
2.检查方法和程序:
(1)让被测者安坐检查椅上,如原戴眼镜,则取下眼镜;
(2)调整坐椅的高度,使被测者的眼位高度与验配医师的眼位高度相等;
(3)将综合验光仪与被测者相接触的部位用酒精消毒;
(4)将综合验光仪放在被测者眼前,其瞳距将与被测者的瞳距相一致,调整综合验光头的高度,使被测者双眼位于视孔中心;
(5)令被测者在检影过程中双眼均睁开,注视远距视标。
(6)在检影时,验光医师应将双眼睁开,分别用右眼检查被测者的右眼,用左眼检查被测者的左眼;
(7)控制检查距离,检影镜距离被测者眼50cm或67cm。
(8)检影时调整室内照明至适当水平。
(9)令被测者注视视标,先检查右眼,后检查左眼;
(10)通过改变检影镜的套筒位置和检查距离,可以判断被测者屈光为球性或散光,转动检影镜的光带,寻找破裂现象、厚度现象和偏离现象;
(11)如果屈光不正为球性,观察到反光移动为顺动或逆动,转动粗调球镜轮和微调球镜轮,即加上正镜或负镜直至无反光运动出现。
(12)为了中和散光,首先要确定两条主子午线,然后分别中和两条主子午线。
当使用综合验光仪中的负柱镜时,一条子午线仅用球镜矫正,另一条主子午线用球镜和负柱镜结合来矫正。
(13)当两条主子午线均被中和
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