Методы и средства диагностики нарушения зрительных функций человека

Федеральное агентство по образованию и науке

РГРТУ

Кафедра БМПЭ

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Диагностические системы и аппараты»

на тему:

«Методы и средства диагностики нарушения

зрительных функций человека»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: магистр группы 733М

Ургапов В.А.

Проверил: профессор кафедры БМПЭ

Михеев А.А.

 

 

РЯЗАНЬ 2012

Введение

Ухудшение или потеря зрения могут быть вызваны многими причинами. Диагностика органа зрения на современном оборудовании позволяет выявить эти причины, поставить правильный диагноз, решить вопрос о возможности и целесообразности проведения той или иной операции, определить тактику лечения пациента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строение человеческого глаза

На рисунке 1 в упрощенном виде показано сечение человеческого глаза. Глаз имеет почти сферическую форму со средним диаметром около 20 мм. Глаз окружен тремя оболочками: роговица со склерой образуют внешнюю оболочку, под которой последовательно расположены сосудистая оболочка (хороидея) и нейроглиальная оболочка (сетчатка). Роговица – это плотная прозрачная ткань, закрывающая переднюю поверхность глаза. Продолжением ее является склера – непрозрачная оболочка, закрывающая остальную часть оптической сферы глаза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – упрощенная схема глаза человека в разрезе

Хороидея расположена непосредственно под склерой. В этой оболочке проходит сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих питание глаза. Даже незначительное повреждение хороидеи, часто кажущееся неопасным, может привести к серьезному нарушению зрения из-за воспаления, препятствующего нормальному кровотоку. Поверхностный слой хороидеи сильно пигментирован, что снижает интенсивность попадающего через склеру внешнего света, мешающего восприятию из-за его отражения и рассеяния внутри оптической сферы. Передняя область (зубчатая линия) хороидеи непосредственно вплетена в цилиарное тело и радужную оболочку (или радужку). Отверстие в центре радужной оболочки (зрачок) может сужаться или расширяться, регулируя тем самым количество попадающего через роговицу света. Диаметр зрачка может изменяться в пределах от 2 до 8 мм. От цвета пигмента на передней поверхности радужки зависит цвет глаза человека, а пигмент на задней поверхности радужки имеет черный цвет, что также снижает внутреннее рассеяние света.

Хрусталик (хрусталиковая линза), состоящий из наружной капсулы и внутрихрусталикового вещества, закреплен внутри глаза с помощью передней и задней порций волокон ресничного пояска хрусталика, которые проходят между отростками цилиарного тела и вплетаются в зубчатую линию хороидеи. Капсула и внутрихрусталиковое вещество состоят из коллагеновых волокон и содержат от 60% до 70% воды, около 6% жиров и больше белков, чем любые другие ткани глаза. Внутрихрусталиковое вещество имеет слабо-жёлтую пигментацию, которая с возрастом усиливается. Ускоренное помутнение вещества хрусталика, связанное с нарушением его питания, приводит к заболеванию, называемому катарактой, при котором ухудшаются цветовое восприятие и острота зрения. В видимом диапазоне спектра хрусталик поглощает около 8% света, и практически не пропускает более коротковолновое излучение. Свет инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов существенно поглощается белком хрусталика, и при высокой интенсивности может привести к необратимому нарушению зрения.

Самая внутренняя оболочка глаза – сетчатка – выстилает изнутри задний отдел глаза. При правильной оптической фокусировке глаза свет от наружного объекта проецируется в виде изображения на сетчатку. Зрительное восприятие образов становится возможным благодаря распределению дискретных светочувствительных клеток (рецепторов) по внутренней поверхности сетчатки. Существуют рецепторы двух видов – колбочки и палочки. В глазу насчитывается от 6 до 7 миллионов колбочек, которые обладают высокой чувствительностью к спектральным составляющим цвета и располагаются преимущественно в центральной области сетчатки, называемой жёлтым пятном. В центре жёлтого пятна имеется так называемая центральная ямка – область наибольшей остроты зрения. Человек различает мелкие детали изображения в основном благодаря колбочкам, поскольку каждая из них соединена с отдельным нервным окончанием. Наружные мышцы глаза обеспечивают вращение глазного яблока так, чтобы изображение интересующего объекта попадало в область жёлтого пятна. Колбочки обеспечивают фотопическое зрение, или зрение в ярком свете.

Количество палочек в глазу намного больше: по поверхности сетчатки их распределено от 75 до 150 миллионов. Большая, чем у колбочек, плотность распределения и тот факт, что к одному нервному окончанию присоединено сразу несколько палочек (в среднем около 10), уменьшают возможности различения деталей с помощью этих рецепторов. Палочки позволяют сформировать общую картину всего поля зрения. Они наиболее чувствительны при низких уровнях освещённости и не участвуют в обеспечении функций цветного зрения. Например, предметы, имеющие яркую окраску при дневном свете, при сумеречном освещении выглядят как лишённые цветов образы, поскольку возбуждаются только палочки. Это явление известно как скотопическое (или сумеречное) зрение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – распределение палочек и колбочек по сетчатке

Рисунок 2 иллюстрирует зависимость плотности распределения палочек и колбочек по сетчатке в зависимости от величины угла между зрительной осью и линией, проведённой из центра хрусталика до сетчатки. Изображено горизонтальное сечение правого глаза в месте выхода зрительного нерва. Отсутствие рецепторов в этой области приводит к появлению так называемого «слепого пятна» (см. рисунок 1). В остальной области сетчатки распределение рецепторов центрально симметрично относительно центра жёлтого пятна.

Из рисунка 2 видно, что максимальная плотность колбочек наблюдается в центре сетчатки (центральной ямке), а плотность палочек возрастает от этой точки приблизительно до угла в 20º, после чего плавно снижается вплоть до периферии сетчатки.

Центральная ямка представляет собой углубление круглой формы в сетчатке, с диаметром около 1.5 мм. В несколько вольной интерпретации можно рассматривать центральную ямку как квадратный массив чувствительных элементов на площади 1.5 мм ×1.5 мм. Плотность колбочек в этой области сетчатки приблизительно равна 150 тыс. на 1 мм2, следовательно, общее количество колбочек в области наибольшей остроты зрения составляет около 337 тыс. элементов.

 

Формирование изображения в глазу   

Основное отличие хрусталика глаза от жёсткой оптической линзы состоит  в возможности изменения его оптической силы за счёт некоторой вариации его формы (кривизны). Как видно из рисунка 1, радиус кривизны передней поверхности капсулы хрусталика больше, чем задней. Изменение формы хрусталика осуществляется путем натяжения или ослабления передней и задней порций волокон ресничного пояска. Для фокусировки зрения на удалённом предмете ресничная мышца расслабляется, хороидея сжимается, натягивая при этом волокна ресничного пояска, в результате чего хрусталик приобретает уплощенную форму. Наоборот, для фокусировки на близкорасположенном предмете ресничная мышца сокращается, что приводит к ослаблению натяжения волокон ресничного пояска и округлению хрусталика, т.е. к увеличению его преломляющей способности.

При изменении преломляющей способности хрусталика с минимального значения до максимального, его фокусное расстояние изменяется соответственно от 17 мм (при фокусировке на дальние предметы) до 14 мм (при фокусировке на близкие предметы). При рассмотрении предметов на удалении более 3 м преломляющая способность хрусталика минимальна, при разглядывании близко расположенных предметов преломляющая способность хрусталика максимальна. На основе этих данных легко вычислить размеры изображения некоторого объекта на сетчатке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы диагностики нарушений зрения

Визометрия

Визометрия – метод определения остроты зрения. При этом, как правило, используются специальные таблицы (напечатанные на бумаге, предъявляемые на экране монитора или с помощью специального проектора). Исследуемому человеку могут предъявляться для распознавания буквы, цифры, кольца с разрывами или рисунки (для детей). Эти изображения называются оптотипами.

Для проведения визометрии в Российской Федерации используют, как правило, таблицы Сивцева-Головина. Таблица содержит 12 рядов букв: наиболее крупные расположены вверху. Наиболее мелкие – внизу. В норме человек должен видеть с 5 метров 10 строку, что соответствует зрению в условную единицу (1.0) или 100%. Если же человек видит 9 строку, то острота зрения равна 90% или 0.9 и.т.д. Если при визометрии видны только верхние строчки, то говорят об остроте зрения 10% (0.1).

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – таблица Сивцева-Головина для проведения визометрии.

Если же исследуемый не видит и верхних строчек, то возможны несколько вариантов: или человек подходит к таблице, делая шаги по 1 м, до того момента, пока он не различит знаки, или врач подходит к нему, показывая различное количество пальцев на фоне белого халата. Далее возможны варианты со счётом пальцев у лица, движением руки у лица или определением направления света. Исследование проводят попеременно с правым и левым глазом (именно в таком порядке).

Визометрия также может установить зрение человека в 150% или 200% - такое возможно в том случае, если человек читает 11-ю или 12-ю строки. После процедуры офтальмолог делает такую запись:

Vis OD = 0.4

Vis OS = 1.0

Это соответствует тому, что острота зрения правого глаза без коррекции составляет 40%, а левого 100%.

Сначала проводят исследование без коррекции (не подставляют стекла), далее - с коррекцией, используя специальную оправу и набор линз. После чего запись может выглядеть примерно так:

Vis OD = 0.4 sph – 0.5 = 1.0

Vis OS = 1.0 б/к

Это значит, что человек видит правым глазом 100% при подстановке линзы -0.5 диоптрий, что соответствует близорукости слабой степени.

Визометрия является одним из первых этапов офтальмолологического осмотра, однако перед этим возможно проведение рефрактометрии, после этой процедуры врачу понятно, какие линзы подставлять в оправу, для проверки зрения с коррекцией.

Тонометрия глаза

Тонометрия глаза – измерение внутриглазного давления (ВГД). Это давление создаётся находящейся в глазном яблоке внутриглазной жидкостью. Оценка «упругости, наполненности» глаза и проводится в процессе тонометрии. Принцип измерения основан на степени деформации глазного яблока при внешнем воздействии на роговицу глаза, в зависимости от давления внутриглазной жидкости. Это основной способ диагностики серьезного заболевания глаз – глаукомы, ведущего к слепоте. Поэтому измерение внутриглазного давления является обязательной ежегодной процедурой после 40 лет.

Данное исследование повсеместно применяется в офтальмологии и может выполняться различными методами. Показатели нормального внутриглазного давления зависят от способа, с помощью которого проводится исследование. На данный момент  в поликлиниках врачи-офтальмологи пользуются тремя основными методами тонометрии глаза: бесконтактной, по Маклакову и пальцевым методом.

Пальцевая тонометрия – ориентировочный метод тонометрии глаза, при котором врач-офтальмолог, используя собственные подушечки пальцев, через веко определяет уровень напряженности глазного яблока. Данный метод используется в послеоперационном периоде, т.к. глаз невозможно подвергать инструментальному измерению.

 

 

Рисунок 2 – пальцевая тонометрия

Тонометрия по Маклакову. Суть тонометрии глаза по Маклакову заключается в том, что на глаз пациента, в который предварительно закапывают анестетик, ставят специальный грузик, смоченный краской. Затем на бумаге делают отпечаток, по которому, с помощью специальной линейки, измеряют, какое количество краски было удалено с его поверхности при соприкосновении. Принцип тонометрии глаза по Маклакову основан на том, что чем мягче глаз (ниже внутриглазное давление), тем больше площадь соприкосновения между роговицей и цилиндром, и тем больше краски остается на глазу, и наоборот.

Пневмотонометрия - аппаратный (компьютерный) метод измерения внутриглазного давления. Принцип бесконтактной тонометрии глаза основан на скорости и степени изменения формы роговицы, в ответ на давление, создаваемое потоком воздуха. При этом контакта с глазом нет, поэтому при данном способе измерения внутриглазного давления отсутствуют инфекционные осложнения и какая-либо болезненность. Сама процедура  бесконтактной тонометрии глаза проводится в течение нескольких секунд в автоматическом режиме: пациент фиксирует голову в специальном аппарате, затем смотрит на горящую точку, широко раскрыв глаза и фиксируя взгляд. Из аппарата подается прерывистый поток воздуха (пациент воспринимает это как хлопки), под действием которого изменяется форма роговицы (создается давление на глаз, но без контакта). По изменению роговицы компьютер выдает врачу цифры давления.

Данный способ измерения внутриглазного давления применяется для массовых обследований (диспансеризации) и в случаях, когда проведение контактной тонометрии глаза невозможно в силу ряда причин. Он не имеет осложнений, хорошо переносится пациентами, но не так точен, как тонометрия по Маклакову.

Рефрактометрия глаза

Рефрактометрия глаза - исследование оптических свойств человеческого глаза, с помощью специальных приборов – рефрактометров. Данное исследование отличается от офтальмометрии, при которой определяется только преломляющая сила роговицы. Целью исследования является выявление таких заболеваний глаз, как миопия, гиперметропия или астигматизм.

Рефрактометрия в настоящее время проводится на автоматических (компьютерных) аппаратах - рефрактометрах. Есть и «ручные» приборы, которые ещё встречаются в ряде медицинских учреждений, например, рефрактометр совмещения Хартингера.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – рефрактометр Хартингера.

При проведении рефрактометрии автоматическим рефрактометром пациент ставит голову на специальную подставку прибора и смотрит на картинку (домик, кораблик и.т.п.), которая становится то расплывчатой, то более чёткой. Весь процесс повторяется несколько раз (обычно три) для каждого глаза, в результате чего определяется усреднённое значение. В итоге, врач-офтальмолог получает распечатку полученных данных, которые он использует для проверки остроты зрения (визометрии) с коррекцией.

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – как проводится рефрактометрия

Пациентам можно брать себе копию результатов рефрактометрии глаза и сохранять их. Это позволяет определять изменения рефракции (например, прогрессирования близорукости) с течением времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 – показания рефрактометра.

SPH - это сферический компонент рефракции, он может быть как со знаком "+" (дальнозоркость), так и "-" (близорукость). То есть, в данном конкретном случае, на правом глазу имеется дальнозоркость +1.0 диоптрии, а на левом близорукость -0.5 диоптрии (такое может быть и называется анизометропия).

CYL и AXIS – данные показатели относятся к такому понятию, как «Астигматизм», первый показатель CYL (цилиндры) показывает, какая линза потребуется для коррекции зрения, второй – AXIS – под каким углом её нужно выставлять.

PD – межзрачковое расстояние.

Это стандартные показания рефрактометра, независимо от фирмы-производителя. Поэтому рекомендуется эти данные сохранять. Кроме того, т.к. печать производится на термобумаге, то знаки, со временем, выцветают, поэтому рекомендуется делать копию на обычной бумаге.

Исследование цветового зрения

Возможность определять цвета является одной из особенностей человеческого глаза. За эту функцию ответственны специальные клетки сетчатки человеческого глаза - колбочки. Изменения в цветовом зрении могут быть как врожденными (обусловленные наследственными особенностями), так и приобретенными (на фоне заболеваний глаз, периферической и центральной нервной системы).

Исследование цветового зрения проводится врачом-офтальмологом с помощью специальных таблиц или приборов. В России и странах СНГ наиболее распространены таблицы для проверки цветового зрения Рабкина. С помощью них можно за несколько минут определить различные степени и формы цветовых отклонений.

Данное исследование проводится с целью решения вопроса о допуске человека к различным видам деятельности (вождения автотранспорта, службы в армии, управления механизмами и другими транспортными средствами).

При прохождении исследования цветового зрения могут быть выявлены основные формы цветоаномалий:

• Цветослабость – затруднение с определением оттенков (человек может их не различать, либо для их идентификации требуется больше времени;
• Дихромазия – невозможность различить какой-либо один из трёх основных цветов (красный, синий, зелёный);
• Цветовая слепота – невозможность различать какие-либо цвета (человек видит мир в чёрно-белом цвете).

Офтальмоскопия

Офтальмоскопия - метод исследования глазного дна (сетчатки и её сосудов, зрительного нерва, сосудистой оболочки) в основе которого лежит отражение лучей света от глазного дна. Говоря простым языком, это осмотр глаза изнутри. Исследование проводят с помощью специального прибора – офтальмоскоп.

 

 

 

 

 

Рисунок 6 – офтальмоскоп.

Врач направляет луч света (исходящий непосредственно из лампы прибора или отраженный от другого источника) в глаз пациента (через зрачок на сетчатку) и в определенных положениях рассматривает различные отделы глазного дна: диск зрительного нерва, макулу, сосуды сетчатки, периферию. Так же можно увидеть помутнения стекловидного тела и хрусталика.

Офтальмоскопия может проводиться как с узким зрачком, так и с широким (на мидриазе, после закапывания специальных капель: мидриацила, ирифрина и т.п.). К этому методу прибегают, когда не видны периферические отделы сетчатки или требуется детальный осмотр глазного дна (близорукость высокой степени, подозрения на разрывы, дистрофию или отслойку сетчатки). Но даже при использовании расширяющих зрачок капель, не всегда врач может увидеть все отделы сетчатки. Тогда используют дополнительные приспособления – линзу Гольдмана, которая позволяет увидеть офтальмологу все отделы сетчатки. Примерно такую картину видит врач, когда "заглядывает" пациенту в глаза:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – картина глазного дна.

Офтальмоскопия входит в стандартный осмотр врача-офтальмолога и является одним из наиболее информативных методов определения состояния глаз. Зачастую данные офтальмоскопии требуются и другим специалистам, таким как:

Терапевтам и кардиологам: их интересует состояние сосудов на глазном дне при таких заболеваниях, как гипертоническая болезнь или атеросклероз. По описанию сосудов глазного дна они делают заключение о степени выраженности терапевтического заболевания.

Неврологам: ценную информацию для них представляет состояние диска зрительного нерва, артерий и вен. Они подвержены изменениям при шейном остеохондрозе, повышении внутричерепного давления, инсультах и других неврологических заболеваниях.

Акушерам-гинекологам: для прогноза течения родов. Офтальмоскопия показывает, насколько велик риск отслойки сетчатки при родах естественным путем. Поэтому консультация врача-офтальмолога – обязательная процедура для всех будущих мам.

Эндокринологам: состояние сосудов глазного дна при сахарном диабете дает ценную информацию о стадии и выраженности процесса во всем организме. Поэтому наблюдение у офтальмолога является у диабетиков обязательным, т.к. глазные проявления (диабетическая ретинопатия и катаракта) наиболее часто встречающиеся осложнения при этом заболевании.

Поэтому, не удивляйтесь, если кто-то из врачей направляет Вас к окулисту для осмотра глазного дна (офтальмоскопии). Возможна и обратная ситуация: врач-офтальмолог, видя изменения сосудов или диска зрительного нерва, может направить пациента к неврологу или кардиологу, т.к. причина патологических изменений на глазном дне может быть и не в глазах.

Кампиметрия

Кампиметрия – способ измерения на плоской поверхности центральных отделов поля зрения и определения в нем дефектов зрительной функции. Метод позволяет наиболее точно определить форму и размеры слепого пятна, центральные и парацентральные дефекты поля зрения - скотомы.

Слепое пятно – проекция в пространстве диска зрительного нерва, относится к физиологическим скотомам. Оно расположено в височной половине поля зрения на 12-8º от точки фиксации. Его размеры по вертикали 8-9º и по горизонтали 5-8º.

К физиологическим скотомам относятся и лентовидные пробелы в поле зрения, обусловленные сосудами сетчатки, расположенными впереди её фоторецепторов, - ангиоскотомы. Они начинаются от слепого пятна и прослеживаются на кампиметре в пределах 30-40º поля зрения.

Исследование проводят с помощью кампиметра - матового экрана черного цвета с белой фиксационной точкой в центре. Больной садится спиной к свету на расстоянии 1 м от экрана, опираясь подбородком на подставку, установленную против точки фиксации.

Белые объекты диаметром от 1-5 до 10 мм, укрепленные на длинных стержнях черного цвета, медленно передвигают от центра к периферии в горизонтальном, вертикальном и косых меридианах. При этом булавками или мелом отмечают точки, где исчезает объект. Таким образом отыскивают участки выпадения - скотомы и, продолжая исследование, определяют их форму и величину.

Периметрия

Периметрия предназначена для диагностики состояния поля зрения – пространства, которое видит глаз человека при неподвижной фиксации. Зачастую человек не замечает появление дефектов (выпадений) в поле зрения благодаря подаренной природой способности смотреть на мир двумя глазами. Современные модели периметров имеют широкий диапазон пороговых исследований и высокоспециализированных тестов, что позволяет выявлять на начальных стадиях такие глазные патологии, как глаукома, дистрофия сетчатки, сосудистая патология сетчатки (окклюзии и тромбозы ретинальных сосудов), ретинопатия, отслойка сетчатки.

Периметрия проводится на специальных аппаратах, представляющих собой полусферу, на внутренней поверхности которой проецируются световые сигналы.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – проведение периметрии

 

Электроретинография

Электроретинография представляет собой метод регистрации изменений биоэлектрического потенциала сетчатки глаза, графически выражающий электрическую активность клеточных элементов сетчатой оболочки в ответ на световое раздражение. 

Электроретинография позволяет судить о функциональном состоянии фотопической и скотопической систем, вне зависимости от прозрачности оптических сред глаза. Исследование порогов электрической чувствительности и электрической лабильности зрительного анализатора позволяет оценить функциональное состояние внутренних слоёв сетчатки и аксиального пучка зрительного нерва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

http://proglaza.ru/diagnostica-bolezney-glaz/visiometriya.html

http://www.ophthalm.com