Sistema óptico do olho

O olho humano é um sistema óptico complexo que consiste na córnea, na humidade da câmara anterior, na lente e no vítreo. A força de refração do olho depende do raio de curvatura da superfície anterior da córnea, das superfícies anterior e posterior da lente, das distâncias entre elas e dos índices de refração da córnea, da lente, da umidade aquosa e do humor vítreo. A força óptica da superfície posterior da córnea não é levada em consideração, uma vez que os índices de refração do tecido da córnea e da humidade da câmara anterior são os mesmos (é sabido que a refração dos raios é possível apenas no limite de meios com diferentes índices de refração).

Podemos convencionalmente assumir que as superfícies refratárias do olho são esféricas e seus eixos ópticos coincidem, isto é, o olho é um sistema centrado. Na realidade, no entanto, existem muitos erros no sistema óptico do olho. Assim, a córnea é esférica apenas na zona central, o índice de refração das camadas externas da lente é menor do que o interno, o grau de refração dos raios em dois planos mutuamente perpendiculares não é o mesmo. Além disso, as características ópticas em diferentes olhos variam significativamente, e não é fácil identificá-las. Tudo isso dificulta o cálculo das constantes óticas do olho.

Para avaliar o poder de refração de qualquer sistema óptico, use a unidade convencional - dioptré (abreviado - dptr). O poder da lente com a distância focal principal de 1 m é aceito para 1dpi. Diopter (D) é o recíproco da distância focal (F):

D = 1 / F

Conseqüentemente, a lente com uma distância focal de 0,5 m tem uma força de refração de 2,0 D, 2 m é 0,5 D, e assim por diante. O poder de refracção das lentes convexas (coletando) é denotado por um sinal de mais, côncavo (dispersão) pelo sinal " menos ", e as próprias lentes são chamadas de positivas e negativas, respectivamente.

Existe uma técnica simples pela qual se pode distinguir uma lente positiva de uma lente negativa. Para fazer isso, a lente deve ser colocada a poucos centímetros do olho e movê-la, por exemplo, na direção horizontal. Ao visualizar um objeto através de uma lente positiva, sua imagem irá se misturar na direção oposta ao movimento da lente, e através da lente negativa, pelo contrário, na mesma direção.

Para realizar cálculos relacionados ao sistema óptico do olho, são propostos esquemas simplificados deste sistema, com base nos valores médios das constantes óticas obtidas na medida de um grande número de olhos.

O mais bem sucedido é o olho esquematizado , proposto por VK Verbitsky em 1928. Suas principais características: o plano principal toca o ápice da córnea; o raio de curvatura dos últimos 6,82 mm; o comprimento do eixo anterior-posterior é de 23,4 mm; o raio de curvatura da retina é de 10,2 mm; o índice de refracção do meio intraocular é 1,4; o poder refractivo total é 58.82 D.

Como outros sistemas ópticos, o olho é caracterizado por várias aberrações (do desvio latino-aberracional) - defeitos no sistema óptico do olho, levando a uma diminuição na qualidade da imagem do objeto na retina. Devido à aberração esférica, os raios que emanam da fonte pontual da luz não são coletados no ponto, mas em alguma zona no eixo óptico do olho. Como resultado, um círculo de dispersão de luz é formado na retina. A profundidade desta zona para os olhos humanos "normais" varia de 0,5 a 1,0 Dpt.

Como resultado da aberração cromática, os raios da parte de onda curta do espectro (azul-verde) se cruzam no olho a uma distância menor da córnea do que os raios da parte de onda longa do espectro (vermelho). O intervalo entre os focos desses raios no olho pode atingir 1,0 Dpt.

Praticamente todos os olhos têm mais uma aberração, devido à falta de uma esfericidade ideal das superfícies refrativas da córnea e da lente. A asfericidade da córnea, por exemplo, pode ser eliminada usando uma placa hipotética que, quando aplicada na córnea, transforma o olho em um sistema esférico ideal. A ausência de esfericidade leva a uma distribuição desigual da luz na retina: o ponto luminoso forma uma imagem complexa na retina, na qual as áreas de iluminação máxima podem ser alocadas. Nos últimos anos, a influência desta aberração na acuidade visual máxima é estudada ativamente, mesmo em olhos "normais" com o objetivo de corrigi-la e alcançar a chamada supervisão (por exemplo, usando um laser).

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Formação do sistema óptico do olho

A consideração do órgão de visão de vários animais no aspecto ecológico atesta a natureza adaptativa da refração, isto é, a formação do olho como um sistema óptico que proporciona ao animal uma orientação visual ideal de acordo com as características de sua atividade e habitat vitais. Aparentemente, não é acidental, mas condicionado historicamente e ecologicamente, o fato de que uma pessoa é marcada principalmente pela refração, perto da emetropia, o que melhor proporciona uma visão clara dos objetos distantes e próximos de acordo com a variedade de suas atividades.

Observado em mais adulto aproximação regular de refração para emetropia reflecte-se na elevada correlação inversa entre os componentes anatómicas e ópticas do olho no decurso do seu crescimento tende a uma combinação de aparelhos de óptica maior poder de refracção com um eixo antero-posterior mais curto, e por outro lado, um poder de refracção mais baixo com um eixo mais longo. Portanto, o crescimento do olho é um processo regulado. Ao aumentar a olho deve ser entendido que não é fácil de aumentar seu tamanho e dirigido a formação do globo ocular como um sistema óptico complexo sob a influência das condições ambientais e factores genéticos com a sua característica específica e individualmente.

Dos dois componentes - anatômicos e ópticos, a combinação de quais determina a refração do olho, anatômica (em particular, o tamanho do eixo ântero-posterior) é muito mais "móvel". Através dele, principalmente, e / regulando a influência do corpo sobre a formação de refração do olho.

Foi estabelecido que, no olho do recém-nascido, como regra, eles têm uma fraca refração. À medida que as crianças se desenvolvem, a refração aumenta: o grau de hipermetropia diminui, a hipermetropia fraca passa para a emmetropia e até mesmo na miopia, e os olhos emétricos tornam-se miope em alguns casos.

Nos primeiros 3 objetivos da vida da criança, o olho cresce intensamente, assim como a refração da córnea e o comprimento do eixo ântero-posterior, que atinge os 22 mm em 5-7 anos, ou seja, cerca de 95% do tamanho do olho do adulto. O crescimento do globo ocular dura até 14 a 15 anos. Por esta idade, o comprimento do eixo dos olhos se aproxima de 23 mm, e o poder refractivo da córnea é de 43,0 Dpt.

À medida que o olho cresce, a variabilidade da sua refração clínica diminui: aumenta lentamente, isto é, muda para a emetropia.

Nos primeiros anos de vida de uma criança, a hipermetropia é o tipo predominante de refração. À medida que a idade aumenta, a prevalência de hipermetropia diminui, e a refração emetrópica e a miopia aumentam. A incidência de miopia é especialmente acentuada, com 11 a 14 anos, atingindo cerca de 30% aos 19-25 anos. A proporção de hipermetropia e emmetropia nessa idade é de cerca de 30 e 40%, respectivamente.

Embora os indicadores quantitativos da prevalência de certos tipos de refração ocular em crianças, citados por diferentes autores, variam significativamente, o padrão geral acima de alterações na refração ocular com a idade aumenta.

Atualmente, estão sendo feitas tentativas para estabelecer a idade média de refração do olho em crianças e usar esse indicador para resolver problemas práticos. No entanto, como a análise dos dados estatísticos mostram, as diferenças na magnitude da refração em crianças da mesma idade são tão significativas que essas normas só podem ser condicionais.

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