Когда распространяющийся в воздухе луч света входит в прозрачное твердое вещество, скорость света уменьшается и лучи продолжают движение под разными углами, т.е. преломляются. Таким образом, преломление света – это явление изменения направления распространения света при переходе из одной среды в другую.          

Линза –  это прозрачное преломляющее тело, ограниченное двумя сферическими (сферические  линзы) или цилиндрическими (цилиндрические, торические линзы) поверхностями.         

Главная оптическая ось линзы – это линия, соединяющая  центры кривизны ее поверхностей. Главный  фокус линзы – это точка  на главной оптической оси, в которой  параллельные лучи света после прохождения  через линзу сходятся (выпуклые линзы), либо мнимо расходятся (вогнутые линзы). Фокусное расстояние линзы – это  расстояние от оптического центра линзы  до главного фокуса.          

Сила линзы  определяется как ее способность собрать в пучок лучи, падающие на нее. У собирающих (выпуклых) линз оптическая сила положительная, у рассеивающих (вогнутых) – отрицательная. Она обратно пропорциональна фокусному расстоянию в метрах, т.е. D=1/F. Преломление света в оптической системе глаза называется рефракцией. Это – физическая рефракция. Оптическая сила линз измеряется в диоптриях (дптр). Одна диоптрия – оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1м.          

Линзы бывают двух типов: сферические и цилиндрические (торические, астигматические).          

Сферические линзы ограничены двумя сферическими поверхностями и, в основном, бывают двух типов: выпуклые и вогнутые. Выпуклые ( или плюс-линзы) – это собирающие линзы. Они могут быть двояковыпуклые, плоско-выпуклые, вогнуто-выпуклые. Плюс-линзы используются для коррекции гиперметропии, пресбиопии, афакии. Вогнутые линзы (или минус-линзы) – это рассеивающие линзы. Они также бывают трех типов: двояковогнутые, плоско-вогнутые и выпукло-вогнутые. Минус-линзы используются для коррекции миопии.           

Цилиндрические  линзы действуют только по одной  оси, т.е. оптическая сила сосредоточена  лишь на одной оси, по другим осям она  равна нулю. Цилиндрические (или  торические) линзы предназначены для коррекции астигматизма. 

 Глаз  как оптическая система

          Между глазом и видеокамерой наблюдается аналогия устройства. Фокусирующие элементы глаза – роговица и хрусталик, а «экран» - сетчатка. Чтобы упростить  обсуждение глаза как оптической  системы, мы используем ряд допущений и прибегаем к схематичному или  редуцированному глазу, в котором все лучи света условно соосны и все элементы идеально лежат на оптической оси.          

Суммарная оптическая сила глаза около +60дптр. Роговица имеет показатель преломления 1,376 и оптическую силу около 40-42 дптр. Хрусталик имеет показатель преломления 1,41 и оптическую силу 16-18дптр. 

Клиническая рефракция

           Под клинической  рефракцией понимают положение главного фокуса относительно чувствительного  слоя сетчатки. Основные типы клинической  рефракции :          

1.Эмметропия (соразмерная рефракция оптически нормального глаза).                                  Глаз считается эмметропическим, если параллельные лучи света, исходящие из бесконечности, фокусируются на сетчатке при покое аккомодации. В эмметропическом глазу создается четкая картина удаленного объекта без какого-либо приспособления его оптических систем. В то время, как наиболее эмметропический глаз имеет длину около 24мм, больший глаз может быть эмметропическим, если его оптическая система слабее, а меньший – если оптическая система сильнее.         

2.Аметропия  (несоразмерная рефракция) определяется  как состояние рефракции, при  котором параллельные лучи света,  исходящие из бесконечности (при  покое аккомодации), фокусируются  либо перед, либо за чувствительным слоем сетчатки, в одной или обеих плоскостях. Аметропия включает миопию, гиперметропию и астигматизм. Миопия и гиперметропия – это сферические аметропии, т.к. сила преломления одинакова во всех меридианах.      

Гиперметропия (гиперопия) или дальнозоркость – это состояние рефракции глаза, в котором параллельные лучи света, исходящие из бесконечности, фокусируются позади сетчатки (при покое аккомодации). Таким образом, сфокусированное изображение формируется за плоскостью сетчатки. Это слабая рефракция.           

Мы должны помнить, что большинство детей  рождается с гиперметропией примерно +3дптр, которая обычно исчезает к 12 годам.          

      Этиологически гиперметропия может быть осевой. В этом случае передне-задний размер глаза меньше нормы при нормальных преломляющих средах (роговице и хрусталике). Рефракционная гиперметропия возникает, если хрусталик или роговица имеют меньшую, чем в норме, кривизну и, соответственно, меньшую преломляющую способность.           Гиперметропия может возникать из-за изменения показателя преломления хрусталика  в старческом возрасте. Состояние аккомодации при гиперметропии более важно, чем структурные изменения, приведшие к ней, так как аккомодация – ключевой динамический фактор в исправлении, по крайней мере, части нарушений рефракции.

      Клиническая картина. (7) У пациентов с гиперметропией симптомы сильно зависят от возраста и степени нарушения рефракции. Эффект длительного существования  гиперметропии заключается в прогрессирующей потере аккомодационных возможностей.

      1.Небольшое  количество нарушений у молодых  пациентов обычно корректируется  легким усилием аккомодации и  не приводит к появлению симптомов.

      2.Астенопия  – результат длительного напряжения  аккомодации. Симптомы астенопии  – усталость глаз, боли в области  лба, слезотечение. Эти симптомы, зачастую, связаны с недавней  работой и нарастают к вечеру.

      3.Пациенты  жалуются на нечеткое видение  больше вблизи, чем вдали. 

      Признаки  гиперметропии высокой степени: (8)         

1.Маленький  размер глазного яблока.         

      2.Передняя  камера глаза относительно небольшая .         

      3.Исследование  глазного дна выявляет маленький  диск зрительного нерва, который  кажется «приподнятым» и симулирует  воспаление (поскольку возвышения  на самом деле нет, это состояние  называется псевдопапиллит). (9) Основные осложнения при неисправленной гиперметропии следующие:

      1.Повторный  ячмень, блефарит или халазион.

      2.Сходящееся  аккомодационное косоглазие (обычно  у детей 2-3 лет).

      3.Амблиопия.

4.Спазм  аккомодации.

      Используемая  в России классификация гиперметропии:

      1. Легкая – (+) 0,25дптр - (+) 2,0дптр.

      2.Средняя  – (+) 2,25дптр - (+) 5,0дптр.

      3.Высокая  – (+) 5,25дптр и более.

Лечение гиперметропии: прописать собирающие (+) линзы (очки или контактные линзы).   

      Миопия или близорукость – это нарушение рефракции, при котором параллельные лучи света, идущие из бесконечности, фокусируются перед сетчаткой (при покое аккомодации). Это сильная рефракция. Миопия растет в развитых странах, число лиц с миопией достигает 70 %.

      Этиологические  типы миопии следующие:

1)Осевая  миопия – передне-задний размер глаза больше нормы, в то время, как кривизна роговицы и хрусталика нормальные и хрусталик находится в анатомически правильной позиции.

2)Рефракционная  миопия – обусловлена увеличением  кривизны роговицы (врожденным или  в  форме кератоконуса), хрусталика (вследствие значительной гипергликемии), либо их обоих.

3)Миопия, обусловленная увеличением показателя  преломления хрусталика вследствие  склеротических изменений в нем.

4)Позиционная  миопия – обусловлена смещением  хрусталика вперед (часто наблюдается  после хирургического лечения  глаукомы).

      Врожденная  миопия. Она часто имеется уже при рождении однако диагностируется обычно к 2-3 годам. Большую часть времени нарушение одностороннее, изредка бывает двусторонним. Обычно нарушение находится в пределах 8-10дптр или больше. Иногда врожденная миопия сочетается с другими аномалиями развития, такими, как катаракта, микроофтальмия, аниридия и другими. Эта миопия обычно не прогрессирует, но должна быть скорректирована как можно раньше, чтобы помочь ребенку сформировать нормальное видение удаленных объектов и восприятие мира.

Простая миопия (приобретенная) это самая  распространенная разновидность. Причина  – зрительная работа на близком  расстоянии. Она считается физиологическим  нарушением, не связанным с каким-либо заболеванием глаза. Это приспособительная  реакция глаза к работе на близком  расстоянии. 

      Клиническая картина: основной симптом миопии –  плохое видение на расстоянии. У  больных с легкой степенью миопии могут быть симптомы астенопии.

      Миопический глаз обычно большой и несколько выступающий; передняя камера глаза немного глубже обычной; глазное дно нормальное. Изредка, может быть виден миопический конус.

      Патологическая (дегенеративная, прогрессирующая) миопия – быстро прогрессирующее нарушение, приводящее к миопии высокой степени  в раннем взрослом возрасте, обычно сочетающееся с дегенеративными  изменениями в глазу.

      Гипотезы  об этиологии патологической миопии можно суммировать следующим  образом:

      1)генетический  фактор (играет основную роль);

      2)общий  процесс роста (играет меньшую  роль).  

      Клиническая классификация миопии:

      1)Легкая  миопия – (-) 0,25дптр - (-) 3,0дптр.

      2)Средняя  миопия – (-) 2,25дптр - (-) 6,0дптр.

      3) Высокая миопия – (-) 6,25дптр  и более.  

Клиническая картина:

      1)Затуманенное  видение удаленных объектов. Из-за  прогрессирующих дегенеративных  процессов возможна необратимая  потеря зрения.

      2)При  высокой степени миопии с дегенеративными  изменениями возможны жалобы  на нарушение сумеречного зрения.

3)Плавающие  черные пятна перед глазами,  возникающие в результате дегенеративных  процессов в стекловидном теле. Часто глаз выпирает. Передняя  камера глаза глубокая. При исследовании  глазного дна (офтальмоскопии) выявляются:          

      1)Большой  и бледный диск зрительного  нерва.         

      2)Миопический конус, иногда, виден околососочковый полумесяц, окружающий диск.        

3)Дегенеративные  изменения сетчатки и сосудистой  оболочки (белые пятна атрофии,  особенно в центральной зоне); пятно Фостера-Фуча ( темно-красное круглое пятно, возникающее в результате кровоизлияния в сетчатку) может располагаться на макуле. По периферии видна дегенерация.   

      Основные  осложнения миопии :

      1)Отслоение  сетчатки.

      2) Кровоизлияния в стекловидное  тело и сосудистую оболочку.

      3)Осложненная  катаракта.  

      Лечение миопии:

      1)Назначение  рассеивающих (-) линз (очки или контактные линзы).

      2)Хирургическое  лечение         

      а)усиление заднего полюса глазного яблока - склеропластика;          

      б)радиальная кератотомия (метод основан на уменьшении кривизны роговицы);          

      в)фото-рефракционная кератэктомия (выполняется эксимерным лазером).   

Астигматизм

Астигматизм – это такое нарушение рефракции, при котором преломление различно по разным меридианам. Это комбинация различных типов преломления  или различных степеней одного вида преломления в одном глазу.   

Классификация.

      1.Правильный  астигматизм. Существует два перпендикулярных  друг другу главных меридиана.  Правильный астигматизм включает  в себя горизонто-вертикальный астигматизм, при котором два главных меридиана располагаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и преломляющая сила по одному меридиану одинаковая, и косой астигматизм, при котором два главных меридиана не являются горизонтальным и вертикальным.

2.Неправильный  астигматизм. Он характеризуется  неправильным изменением преломляющей  способности по одному меридиану  (это обычно является результатом  патологии роговицы). 

      Виды  правильного астигматизма (аст.)

1.Простой  аст. – это сочетание эмметропии в одном меридиане и миопии (или гиперметропии) в другом (простой миопический или гиперметропический аст.).

      2.Сложный аст. – сочетание различных степеней одного вида рефракции (сложный миопический аст., сложный гиперметропический аст.).

      3.Смешанный аст. – сочетание миопии в одном меридиане и гиперметропии в другом.

      Другая  классификация включает:        

-прямой  аст., при котором вертикальный меридиан более выпуклый, чем горизонтальный;                    

-обратный  аст., при котором горизонтальный меридиан более выпуклый, чем вертикальный.             

Основные  клинические симптомы: нечеткое видение, затуманивание объектов, иногда симптомы астенопии.              

Лечение:                    

1.Оптическая  коррекция – цилиндрические линзы  (очки или контактные линзы).                     

2.Хирургическая  коррекция астигматизма.              

Анизометропия – состояние, при котором в двух глазах имеются разные нарушения рефракции. Это состояние может быть врожденным или обусловленным асимметричными возрастными изменениями или заболеваниями. При анизометропии пациент может испытывать зрительный дискомфорт в следующих случаях:               

1.Разница  между двумя глазами в остроте  зрения.               

2.Анизейкония:  разный размер изображений предметов  в каждом глазе.               

3.Анизофория: скрытое косоглазие (мышечный дисбаланс), проявляющееся при напряжении  зрения, направление которого зависит  от глаза, используемого для  фиксации.               

4.Амблиопия  или страбизм (может быть выявлен  у молодых анизометропов).

Лечение амметропий:                

1.Для корректирующих  очков допускается максимальная  разница между линзами в 2,0 дптр. При превышении развивается диплопия.                 

2.Контактные  линзы.                 

3.Хирургическое  лечение.

Аккомодация.                 

Роговица  – это неподвижная поверхность. Хрусталик же способен увеличивать  свою преломляющую способность. Это  лежит в основе фокусировки или  аккомодации, способности глаза  видеть на разных расстояниях.               

Хрусталик подвешен в глазу на тысячах нитей, которые образуют циннову связку, которая одним концом прикрепляются к цилиарному телу, а другим – к капсуле хрусталика. Когда цилиарная мышца расслаблена, волокна связки поддерживают натяжение капсулы. Сокращение мышцы приводит к расслаблению капсулы. Хрусталик становится более выпуклым (из-за эластичности), таким образом, возрастает его оптическая сила.             

Изменение оптической силы называется аккомодацией. Когда эмметроп хочет разглядеть близкий предмет, он сокращает цилиарную мышцу, вследствие чего возрастает сила аккомодации и изображение фокусируется на плоскости сетчатки.              

Ближайшая точка, в которой четко виден  мелкий предмет, называется ближайшая  точка ясного видения (punctum proximum), а дальняя – дальнейшая точка ясного видения (punctum remotum). Расстояние от ближайшей до дальнейшей точки ясного видения называется область аккомодации. Разница между оптическими силами для фокусировки на ближайшей (Р) и дальнейшей (R) точках называется объем аккомодации (А). Таким образом, А=Р-R.        

Нарушения аккомодации включают в себя:

1)      паралич аккомодации;

2)      спазм аккомодации;

3)      пресбиопия.          

Паралич аккомодации  – это полное ее отсутствие. Главные  причины:               

1.Лекарственные  вещества (атропин, гоматропин и  другие парасимпатолитики).                

2. Сифилис,  алкоголизм, заболевания головного  мозга и мозговых оболочек.               

3.Полный  паралич глазодвигательного нерва (вызванный внутричерепными или внутриглазничными причинами).         

Спазм аккомодации  приводит к ненормальной чрезмерной аккомодации. Главные причины:          

1.Лекарственные  вещества (сильные миотические средства).            

2.Спонтанный  спазм. Он обычно происходит, когда  глаз используется для видения  на чрезмерно близком расстоянии  в неблагоприятной обстановке, например, при плохом освещении, плохом  положении для чтения, умственной  усталости.           

Пресбиопия – физиологическое снижение объема аккомодации при старении (из-за снижения эластичности и пластичности хрусталика).         

Симптомы:

1)      затрудненное видение вблизи;

2)      симптомы астенопии         

Лечение: прописать  очки с выпуклыми линзами для  работы вблизи.

Объективные способы определения  клинической рефракции  глаза

Скиаскопия (теневая  проба)

Исследование может  выполняться в двух вариантах - с плоским и вогнутым зеркалом офтальмоскопа. В обоих случаях оно производится с расстояния в 1 метр в затемненной комнате. Лампу следует установить слева, за головой пациента. Плоским зеркалом (прилагается к офтальмоскопу), находящимся перед правым глазом врача, отбрасывают свет в глаз исследуемого и добиваются свечения его зрачка красным светом. Затем, поворачивая рукоятку зеркала вправо и влево, отмечают появление с какого-либо края зрачка тени. Если она движется в ту же сторону, что и зеркало, у исследуемого может быть эмметропия, гиперметропия или миопия менее 1,0 дптр (отличаются «густотой» тени, которая наиболее выражена при гиперметропии). В случае движения ее в сторону, противоположную движению зеркала, у исследуемого миопия свыше 1,0 дптр.

Определив по движению тени характер рефракции, нужно приставить к глазу пациента соответствующую  скиаскопическую линейку (при миопии свыше 1,0 дптр - с минусовыми стеклами, при других рефракциях - с плюсовыми). Смещая постепенно выбранную линейку от самого слабого по силе стекла (±0,5 дптр) к более сильному, находят положение, когда тень при движениях зеркала уже не появляется. Установив таким образом силу нейтрализующей линзы, производят затем несложные расчеты, которые и позволяют определить клиническую рефракцию глаза. При работе с минусовыми линзами к найденной величине прибавляют 1,0 дптр, а при работе с плюсовыми - вычитают. Например, тень в зрачке нейтрализуется стеклом «-» 2,5 дптр.

Клиническая рефракция - миопия I 3,5 дптр. Тень нейтрализуется стеклом «+» 3,0 дптр.

Клиническая рефракция - гиперметропия в 2,0 дптр. Появление прибавляемой или вычитаемой диоптрийной величины (в данном примере 1,0 дптр) объясняется тем, что нейтрализация зрачковой тени происходит в тот момент, когда фокусы оптической системы глаза пациента и врача оказываются сопряженными, т.e. находятся на их сетчатке. Поскольку исследование производилось с расстояния в 1 м, то этот статус соответствует миопии в 1,0 дптр. Отсюда и возникает необходимость в проведении описанного выше пересчета. Понятно, что, если измерение будет осуществляться с другого расстояния, величина поправочного коэффициента изменится. Например, для дистанции в 75 см она составит уже 1,3 дптр.

Скиаскопия с вогнутым зеркалом по сути ничем не отличается от описанной выше. Однако в таком варианте тень на зрачке при миопии свыше 1,0 дптр будет двигаться в ту же сторону, что и зеркало, а при эмметропии, гиперметропии и миопии менее 1,0 дптр - и противоположную.

Приборная рефрактометрия

На современном  этапе развития офтальмологии это  исследование осуществляется, главным  образом, с помощью авторефрактометров. Они проецируют на глазное дно пациента невидимую ему инфракрасную метку, что исключает стимуляцию аккомодации, и с помощью встроенного компьютера быстро производят математический анализ параметров измерения. Результаты его тут же выдаются в печатном виде на специальном бланке. Тем не менее, рекомендуется проверять получаемые данные с помощью пробных очковых линз и оценивать их восприятие пациентом.

Для исследования детей  в возрасте до 3-4 лет фирмой «Клемент Кларк» разработан новый тип автоматизированного рефрактометра - видеорефрактометр (VPR - I) - с иным принципом получения конечного результата. Измеряется после фотовспышки величина отраженного от глазного дна светового пятна на зрачке ребенка (с трех различных расстояний). Изображения пятен с помощью телекамеры выводятся на экран монитора. Все дальнейшие расчеты производит компьютер. Шкала измерения прибора рассчитана на выявление аномалии рефракции в пределах ±5,0 дптр (с «шагом» в 0,5 дптр).