Динамическая рефракция глаза

В естественных условиях в соответствии с задачами зрительной постоянно меняется преломляющая сила оптики глаза, то есть действует не статическая, а динамическая рефракция глаза.

Динамическая рефракция и аккомодация глаза это очень близкие, но не идентичные понятия: первое шире, второе уже. Аккомодация представляет собой основной механизм динамической рефракции глаза. Упрощая, можно сказать, что бездействующая аккомодация плюс сетчаткаэто статическая рефракция глаза. В том случае, если мы регистрируем изменения, которые происходят в аппарате цилиарная мышца — цинновая связка — хрусталик, безотносительно к тому, как эти изменения отражаются на построении ретинальных изображений, то мы изучаем, собственно аккомодацию. Если же нас интересует, где находится фокальная плоскость изображения объекта при данном состоянии аппарата аккомодации и как эта плоскость относится к сетчатке, то мы изучаем динамическую рефракцию глаза.

Аккомодация

Аккомодация — это физиологический процесс изменения преломляющей силы глаза при зрительном восприятии предметов, находящихся от него на разных расстояниях.

К аккомодационному аппарату глаза имеют отношение гладкомышечные волокна ресничной мышцы, волокна, цинновой связки, хориоидея и хрусталик.

Ресничная мышца представляет собой кольцо гладкомышечных волокон, расположенных на внутренней поверхности переднего отдела склеры (рис.6).

Самый наружный слой располагается вдоль склеры меридиально (продольно) в виде идущих кзади групп волокон и вплетается в хориоидею. Волокна следующего слоя направлены как бы радиально к оси глаза. Наконец, внутренний слой не имеет связи со склерой, а формирует кольцо сфинктера ресничной мышцы.

Ресничная мышца прикреплена к капсуле хрусталика зонулярными волокнами, ее работа регулируется непроизвольно, импульсами из центральной нервной системы.

Зонулярные волокна бесклеточные и представляют собой эластичную микрофибрилярную ткань. Одна группа волокон идет к передней, а другая к задней преэкваториальной поверхности хрусталика. Зонудярные волокна исходят из крипт ресничного тела (между ворсинками), и часть их направляется к хрусталику. Другая часть волокон формирует сетку на поверхности ресничного тела. Эти волокна участвуют в формировании стекловидного тела.

Форма хрусталика определяется эластичностью его капсулы и содержимого. Старческий хрусталик почти не способен к изменению формы, а в молодом возрасте аккомодирующий хрусталик может значительно округлиться. Радиус кривизны передней поверхности хрусталика изменяется с 10 до 6 мм.

Для объяснения механизма аккомодации предложены различные (порой взаимоисключающие) теории, каждая из которых предусматривает взаимодействие таких анатомических структур, как цилиарное тело, цинновая связка, и хрусталик. Наиболее признанной является теория Гемгольца, суть которой сводится к следующему (рис. 7.).

Рис. 7. Механизм аккомодации по Гемгольцу. Состояние аппарата аккомодации в покое — (а) и напряжении — (б)

При зрении вдаль цилиарная мышца расслаблена, а цинновая связка, соединяющая внутреннюю поверхность цилиарного тела и экваториальную зону хрусталика, находится в натянутом состоянии и таким образом не дает возможности хрусталику принять более выпуклую форму. В процессе аккомодации происходит сокращение циркулярных волокон цилиарной мышцы, круг суживается, в результате чего цинновая связка расслабляется, а хрусталик благодаря своей эластичности принимает более выпуклую форму. При этом увеличивается преломляющая способность хрусталика, что в свою очередь обеспечивает возможность четкой фокусировки на сетчатке изображения предметов, расположенных на достаточно близком расстоянии от глаза. Таким образом, аккомодация является основой динамической, то есть меняющейся, рефракции глаза.

Регуляция деятельности цилиарной мышцы осуществляется как парасимпатическим, так и симпатическим отделом вегетативной нервной системы. Вегетативная иннервация аппарата аккомодации представляет собой сложный целостный процесс, в котором гармонично участвуют парасимпатическая и симпатическая нервные системы и которые нельзя сводить к простому антагонизму действия этих систем. Основную роль в сократительной деятельности цилиарной мышцы играет парасимпатическая система. Симпатическая система выполняет главным образом трофическую функцию и оказывает некоторое тормозящее действие на сократительную способность цилиарной мышцы. Вследствие этого при ее максимальном расслаблении в физиологических условиях применение симпатомиметиков дает небольшой дополнительный расслабляющий эффект. Однако это вовсе не означает, что симпатическая нервная система управляет аккомодацией для дали, а парасимпатическая аккомодацией для близи. Такая концепция упрощает истинную картину и создает ложное представление о существовании двух относительно изолированных аппаратов аккомодации. Между тем аккомодацияэто единый механизм оптической установки глаза к любому расстоянию, в котором всегда участвуют, сложно взаимодействуя и парасимпатический и симпатический отделы вегетативной нервной системы. Учитывая изложенное целесообразно различать положительную и отрицательную аккомодацию, или соответственно аккомодацию для дали и для близи, рассматривая и первую, и вторую как активный физиологический процесс.

Динамическую рефракцию можно рассматривать как функциональную саморегулирующею систему, назначение, которой обеспечивать четкое фокусирование изображений на сетчатке, несмотря на изменение расстояния от глаза до фиксируемого объекта. Схема этой системы показана на (рис 8).

Если при данном расстоянии до предмета Х и данной длине оси глаза G кривизна хрусталика окажется недостаточной, чтобы получить на сетчатке четкую проекцию изображения Y, то информация об этом по каналам обратной связи V, E поступит в центр управления аккомодацией, сигнал Z, направленный отсюда к цилиарной мышце и хрусталику, соответственно изменит кривизну последнего и его преломляющую силу. Вследствие этого изображение предмета в глазу совпадает с плоскостью сетчатки. Как только это произойдет, отпадает надобность в дальнейшем регулирующем воздействии на цилиарную мышцу. Под влиянием, какихлибо возмущений изменится ее тонус, и изображение на сетчатке расфокусируется. Возникает сигнал ошибки, за которым вновь возникает корригирующее воздействие на хрусталик. Динамическая рефракция может выступать в роли как следящей (при перемещении фиксируемого объекта в переднезаднем направлении), так и стабилизирующей (при фиксации неподвижного объекта) системы.

Установлено, что порог ощущения нечеткости изображения на сетчатке, который служит сигналом рассогласования системы динамической рефракции и вызывает регулирующее воздействие на цилиарную мышцу, составляет 0.2 Дптр [Campbell F.W. et al., 1959]. Величина 0.2 дптр соответствует, например, изменению расстояния предмета от глаза от ___5 до 5 м (и обратно), от 5 до 2.5 м, от 1.25 м до 1 м, от 53 до 48 см, от23 до 22 см. Таким образом, чем меньше расстояние на которое сфокусирован глаз, тем меньше глубина четко видимого пространства. Следует отметить также, что весь диапазон расстояния от__5 до 20 см может быть покрыт не более чем 25 разными фокусировками глаза [Смирнов М.С. 1971].

При фиксации объекта, расположенного в бесконечности (5 м и далее), цилиарная мышца эмметропического глаза находится в расслабленном состоянии. Однако это не означает, что зрение вдаль не требует усилий. Удержание мышцы в расслабленном состоянии — это тоже активный процесс. Когда мы говорим о напряжении цилиарной мышцы, мы имеем в виду ту степень дополнительного тонуса мышцы, которая необходима для четкого различения объектов, находящихся на конечном расстоянии. Учитывая это обстоятельство, можно отметить, что для четкого различения эмметропическим глазом предметов, расположенных на расстоянии 5 м и более, дополнительного тонуса аккомодации практически не требуется. Условно принимают, что аккомодация в этом случае равна нулю. Тогда окажется, что для четкого различения объекта, находящихся на расстоянии 33 см от глаза, требуется напряжение аккомодации в 3.0 дптр, а для ясного видения предметов, расположенных на расстояниях 1; 2; 3 и 4 м — соответственно 1.0; 0.5; 0.33 и 0.25 дптр.

При максимальном расслаблении аккомодации динамическая рефракция совпадает со статической и глаз устанавливается к дальнейшее точке ясного зрения. По мере усиления динамической рефракции вследствие увеличения напряжения аккомодации точка ясного видения все больше приближается к глазу. При максимальном усилении динамической рефракции глаз оказывается установленным к ближайшей точке ясного зрения. Расстояние между дальнейшей и ближайшей точками ясного зрения определяет ширину, или область, аккомодации.

При эмметропии и гиперметропии эта область очень широкая: она простирается от ближайшей точки ясного видения до бесконечности. Чтобы видеть в указанном диапазоне расстояний, гиперметропический глаз в отличие от эмметропического должен напрягать свою аккомодацию на величину, равную степени аметропии, уже при рассматривании предмета, находящегося в бесконечности. При миопии область аккомодации занимает небольшой участок вблизи глаза. Чем больше величина миопии, тем ближе к глазу дальнейшая точка ясного зрения и тем уже область аккомодации. При этом миопическому глазу, преломляющая сила оптики которого и без того велика, аккомодация помочь не может. Наоборот, при напряжении цилиарной мышцы область аккомодации еще более суживается.

При отсутствии стимула к аккомодации (в темноте или в безориентированнном пространстве) сохраняется некоторый тонус цилиарной мышцы, за счет которого глаз устанавливается к точке, занимающей промежуточное положение между дальнейшей и ближащей точками ясного зрения). Разность между максимальной динамической (Р) и статической® рефракцией определяет объем абсолютной (монокулярной) аккомодации. Этот показатель отражает, следовательно, способность цилиарной мышцы к максимальному сокращению и расслаблению.

Объем относительной аккомодации характеризует возможный диапазон изменения напряжения цилиарной мышцы при бинокулярной фиксации объекта, расположенного на конечном от глаз расстоянии. Обычно это 33 см — среднее рабочее расстояние для близи. Различают отрицательную и положительную части объема относительной аккомодации. О них судят соответственно по максимальной плюсовой или максимальной минусовой линзам, при которых еще сохраняется ясность видения текста на этом расстоянии. Отрицательная часть объема относительной аккомодации — ее израсходованная часть, положительная — неизрасходованная, это резерв, или запас аккомодации.

Резерв относительной аккомодации в норме составляет 5.0 -6.0 дптр. За счет этого компенсируются необходимые затраты аккомодации и успешно выполняются различные виды зрительных работ.

Между показателями динамической рефракции в разных зонах существует взаимообусловленная сопряженность. Так, увеличение объема аккомодации приводит к увеличению резерва аккомодации, повышение тонуса аккомодации обычно сопровождается уменьшением величины рефракции в положении покоя аккомодации и в положении ближайшей точки ясного видения. Величина тонуса аккомодации в зоне дальнейшего видения коррелирует с рефракцией в пожени ближайшей точки ясного видения.

В зависимости от физического состояния и изменений организма происходят направленные сдвиги в положении основных показателей динамической рефракции. Так, при зрительном и физическом утомлении у лиц с эмметропией наблюдается смещение рефракции в сторону миопии и соответственно рефракция в положении ближайшей точки ясного видения, как и резерв аккомодации, существенно ослабевает. По наблюдениям С. Л. Шаповалова (1977), в стрессовых ситуациях происходит гиперметронизация глаза, и ближайшая точка ясного видения отодвигается от глаза. При преобладании активности вагоинсулярной системы в зоне дальнейшего видения наблюдается усиление рефракции той или иной степени, а в зоне ближайшего видения — приближение к глазу ближайшей точки ясного видения. По соотношению показателей динамической рефракции можно в известном мере судить не только о состоянии глаза, но и о патологических нарушениях в организме.

Для динамической рефракции гиперметропического глаза характерны следующие показатели. В зоне дальнейшего видения наблюдается высокий тонус аккомодации и соответственно значительный сдвиг рефракции в сторону миопических значении при исследовании с помощью приборов. Рефракция в положении относительного покоя аккомодации мало отличается от таковой при эмметропии. В зоне ближайшего видения резерв аккомодации бывает обычно на 1.0 — 2.0 дптр меньше, чем при эмметропии, а рефракция в положении ближайшей точки ясного видения находится на уровне 10.0 дптр.

Как правило, после инстилляции пилокарпина рефракция усиливается и выявляется довольно значительное усиление аккомодации в зоне ближайшего видения. В целом динамическая рефракция при гиперметропии характеризуется повышенным тонусом аккомодации.

При некоррегированной гиперметропии для каждого расстояния требуется более сильная аккомодация, чем при эмметропии. Основным приспособительным механизмом к этому виду аметропии являются повышение тонуса аккомодации и ослабление связи между аккомодацией и конвергенцией, которое проявляется уменьшением аккомодационной конвергенции к аккомодации. Дезадаптация зрительной системы к гиперметропии может выражаться в снижении корригированной остроты зрения, часто неодинаковом на обоих глазах (рефракционная амблиопия), и возникновении астенопических явлений. Другими проявлениями дезадаптации служат расстройство бинокулярного зрения и возникновение сходящегося косоглазия.

Сложные изменения динамической рефракции глаза отмечаются при миопии. Строго говоря, зона дальнейшего видения некоррегированного миопического глаза должна располагаться в пределах области аккомодации, то есть на близком конечном расстоянии. Однако при рассмотрении динамической рефракции глаза при миопии очень важно сохранить то же представление о зоне дальнейшего видения, которым мы пользовались при анализе динамической рефракции эмметропического и гиперметропического глаза к бесконечности, то есть к расстоянию 5 м и более. Только при таком условии можно получить сопоставимые данные и выявить важные особенности зрения при миопии. Ведь и миопический глаз должен пользоваться зрением для дали, хотя это и зрение в кругах светорассеяния.

В случаях миопии слабой степени и высокой степени выявляются те же качественные показатели динамической рефракции глаза, что и при гиперметропии и эмметропии. Однако вследствие недостаточности аккомодационного аппарата эти показатели мало служат интересам зрения.

Так, рефракция в зоне дальнейшего видения после инстилляции циклоплегиков часто оказывается слабее, чем при определении с помощью линз в условиях действующей аккомодации. Это происходит вследствие чрезмерного напряжения аккомодации. Однако в отличие от гиперметропии, когда этот тонус аккомодации целесообразен, усиление его при миопии приводит к еще большей расфокуссировки изображения. Может отмечаться, особенно при миопии высокой степени, и так называемый отрицательный тонус аккомодации, когда рефракция до применения циклоплегиков бывает слабее, чем в условиях циклоплегии (например, 9.0 и 11.0 дптр соответственно). При некоррегированнонй миопии зона относительного покоя аккомодации практически отсутствует и оптическая установка глаза в безориентированном пространстве приближается к статической рефракции.

Степень миопии существенно влияет как на положение ближайшей точки ясного видения, так и на амплитуду изменения аккомодации в этой зоне. Даже при данной и той же степени миопии отмечается непостоянство положения этой точки изза неустойчивости аккомодации. Для миопии характерно почти полное отсутствие действия пилокарпина на рефракцию в зоне ближайшего виденья. В этой зоне при миопии слабой степени резерв аккомодации ослаблен, а при миопии высокой степени может наблюдаться его отсутствие.

При некоррегированной миопии потребность в аккомодации либо существенно снижена, либо отсутствует. Адаптация к оптическому дефекту при этом виде аметропии осуществляется за счет ослабления постоянного тонуса аккомодации и повышения отношения аккомодационной конвергенции к аккомодации. При миопии высокой степени может появиться еще один приспособительный механизм _ снижение чувствительности к расфокусировке изображения [Аветисов В. Э., 1976]. Дезадаптация зрительной системы к миопии обычно проявляется снижением некоррегированной остроты зрения. Реже, чем при гиперметропии, наблюдается астенопический синдром и нарушение бинокулярного зрения, приводящее к расходящемуся косоглазию.