Зрительный анализатор состоит из глазного яблока, строение которого схематично представлено на рис. 1, проводящих путей и зрительной коры головного мозга.
Собственно глазом называется сложно устроенное, упругое, почти шарообразное тело - глазное яблоко. Оно находится в глазнице, окружено костями черепа. Между стенками глазницы и глазным яблоком есть жировая прокладка.
Глаз состоит из двух частей: собственно глазного яблока и вспомогательных мышц, век, слезного аппарата. Как физический прибор глаз представляет подобие фотоаппарату - темную камеру, в передней части которой находится отверстие (зрачок), пропускающее в нее световые лучи. Вся внутренняя поверхность камеры глазного яблока выстлана сетчатой оболочкой, состоящей из элементов воспринимающих световые лучи и перерабатывающих их энергию в первое раздражение, которое передается далее в мозг по зрительному каналу.
Глазное яблоко
По форме глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Глазное яблоко имеет три оболочки: наружную, среднюю и внутреннюю и ядро, то- есть хрусталик, и стекловидное тело - студенистую массу, заключенную в прозрачную оболочку.
Наружная оболочка глаза построена из плотной соединительной ткани. Это самая плотная из всех трех оболочек, благодаря ей глазное яблоко сохраняет свою форму.
Наружная оболочка в основном белая, поэтому ее называют белком или cклерой. Передняя ее часть отчасти видна в области глазной щели, центральная ее часть более выпукла. В своем переднем отделе она соединяется с прозрачной роговицей.
Вместе они образуют роговидно - склеральную капсулу глаза, которая является наиболее плотной и упругой наружной частью глаза, выполняет защитную функцию, составляя как бы скелет глаза.
Роговица
Роговица глаза напоминает часовое стекло. Она имеет переднюю выпуклую и заднюю вогнутую поверхность. Толщина роговицы в центре около 0,6, а на периферии до 1 мм. Роговица является наиболее преломляющейся средой глаза. Она как бы является окном, через которое в глаз проходят пути света. В роговице нет кровеносных сосудов и ее питание осуществляется за счет диффузии из сосудистой сети, расположенной на границе между роговицей и склерой.
В поверхностных слоях роговицы располагаются многочисленные нервные окончания, по этому она самая чувствительная часть тела. Даже легкое касание вызывает рефлекторное мгновенное смыкание век, что предупреждает попадание на роговицу инородных тел и ограждает ее от холод и тепловых повреждений.
Средняя оболочка носит название сосудистой, потому что в ней сосредоточена основная масса кровеносных сосудов, питающих ткани глаза.
В состав сосудистой оболочки входит радужка с отверстием (зрачком) посредине, выполняющая роль диафрагмы на пути лучей, идущих в глаз через роговицу.
Радужная оболочка
Радужная оболочка является передним, хорошо видимым отделом сосудистого тракта. Она представляет собой пигментированную круглую пластинку, расположенную между роговой оболочкой и хрусталиком.
В радужной оболочке имеются две мышц: мышца, суживающая зрачок и мышца, расширяющая зрачок. Радужка имеет губчатую структуру и содержит пигмент, в зависимости от количества и толщины которого оболочки глаза могут быть темными (черными или коричневыми) или светлыми (серыми или голубыми).
Сетчатка
Внутренняя оболочка глаза - сетчатка - самая важная часть глаза. Имеет очень сложное строение и состоит глазным образом из нервных клеток. По анатомическому строению сетчатка состоит из десяти слоев. В ней различают пигментный, нервоклеточный, фоторецепторный и др.
Наиболее важным из них является слой зрительных клеток, состоящий из световоспринимающих клеток - палочек и колбочек, осуществляющих также восприятие цвета. Количество палочек в сетчатке человека достигает 130 млн., колбочек около 7 млн. Палочки способны воспринимать даже слабые световые раздражения и являются органами сумеречного зрения, а колбочки - органами дневного зрения. В них происходит преобразование физической энергии лучей света, попадающих в глаз, в первичный импульс, который по зрительно первому пути передается в затылочную долю головного мозга, где и формируется зрительный образ.
В центре сетчатки расположена область желтого пятна, которое осуществляет наиболее тонкое и дифференцированное зрение. В носовой поло вине сетчатой оболочки примерно в четырех мм от желтого пятна, находится место выхода зрительного нерва, образующее диск диаметром 1,5 мм.
Из центра диска зрительного нерва выходят сосуды артерии и века, которые делятся на ветви, распределяющиеся почти по всей сетчатой оболочки. Полость глаза заполнена хрусталиком и стекловидным телом.
Оптическую часть глаза
Оптическую часть глаза составляют светопреломляющие среды: роговица, хрусталик, стекловидное тело. Благодаря им световые лучи, идущие от предметов вешнего мира, после своего преломления в них дают четкое изображение на сетчатой оболочке.
Хрусталик является важнейшей оптической средой. Он представляет собой двояковыпуклую линзу, состоящую из многочисленных клеток, наслаивающихся друг на друга пластами. Он расположен между радужной оболочкой и стекловидным телом. Сосудов и нервов в хрусталике нет. Благодаря своим эластичным свойствам хрусталик может менять свою форму и становиться то более, то менее выпуклым в зависимости от того, рассматривается предмет близкого или дальнего расстояния. Этот процесс (аккомодация) осуществляется посредством особой системы глазных мышц, связанных тонкими нитями с прозрачной сумкой, в которой заключен хрусталик. Сокращение этих мышц обуславливает изменение кривизны хрусталика: он становиться выпуклее и сильнее преломляет лучи при рассматривании близко расположенных предметов, а при рассматривании далеко расположенных предметов - становиться более плоским, преломляются лучи слабее.
Стекловидное тело
Стекловидное тело - бесцветная студенистая масса, занимающая большую часть полости глаза. Оно располагается позади хрусталика и составляет 65 % содержимого массы глаза (4 г). Стекловидное тело является опорной тканью глазного яблока. Благодаря относительному постоянству состава и формы, практической однородности и прозрачности структуры, эластичности и упругости, тесному контакту с цилиарным телом, хрусталиком и сетчаткой, стекловидное тело обеспечивает свободное прохождение световых лучей к сетчатке, пассивно участвует в акте аккомодации. Оно создает благоприятные условия для постоянства внутриглазного давления и стабильной формы глазного яблока. Кроме того, оно выполняет и защитную функцию, предохраняет внутренние оболочки глаза (сетчатку, цилиарное тело, хрусталик) от дислокации, особенно при повреждении органов зрения.
Функции глаза
Основной функцией зрительного анализатора человека является восприятие света и трансформация лучей от светящихся и несветящихся предметов в зрительные образы. Центральный зрительно - нервный аппарат (колбочки) обеспечивает дневное зрение (острота зрения и цветоощущение), а периферийный зрительно-нервый аппарат - ночное или сумеречное зрение (светоощущение, темновая адаптация).
Зрительные ощущения получаются при воздействии на глаз световых лучей. Светочувствительность присуща всему живому. Она проявляется у бактерий и простейших, достигая совершенства в зрении человека. Имеется структурное сходство наружного сегмента фоторецептора, как сложного мембранного образования, с хлоропластами или митохондрией, т. е. со структурами, в которых совершаются сложные биоэнергетические процессы. Но в отличие от фотосинтеза, где энергия аккумулируется, при фоторецепции квант света тратится только на «нажатие спускового курка».
Свет - изменение электромагнитного состояния среды. Поглощенный молекулой зрительного пигмента, он запускает в фоторецепторной клетке неизвестную еще цепь фотоэнзимохимических процессов, которая приводит в конечном счете к возникновению и передаче сигнала следующему нейрону сетчатки. А мы знаем, что сетчатка имеет три нейрона: 1) палочки и колбочки, 2) биполярные и 3) ганглиозные клетки.
В сетчатке 7-8 млн. колбочек и 130-160 млн. палочек. Палочки и колбочки - это высокодифференцированные клетки. Они состоят из наружного и внутреннего сегмента, которые соединены ножкой. Наружный сегмент палочек содержит зрительный пигмент родопсин, а колбочки - йодопсин и представляют окруженную наружной мембраной стопку дисков, наложенных друг на друга. Каждый диск образован двумя мембранами, состоящими из биомолекулярного слоя липидных молекул, «вставленных» между слоями белковых. Внутренний сегмент имеет скопление плотно упакованных митохондрий. Наружный сегмент и часть внутреннего находятся в контакте с пальцевыми отростками клеток пигментного эпителия. В наружном сегменте и происходят фотофизические, фотохимические и ферментативные процессы трансформации энергии света в физиологическое возбуждение.
Какая же схема фоторецепции известна в настоящее время? Под действием света светочувствительный пигмент изменяется. А зрительный пигмент - это сложные окрашенные белки. Та часть, которая поглощает свет, называется хромофором, ретиналем (альдегид витамина «А»). Ретиналь связан с белком, который называется опсином. Молекула ретиналя имеет различную конфигурацию, называемую цис- и транс- изомерами. Всего 5 изомеров, но только 11-цис-изомер изолированно участвует в фоторецепции. В результате поглощения кванта света изогнутый хромофор выпрямляется и нарушается связь между ним и опсином (до этого прочно связаны). На последней стадии трансретиналь полностью отрывается от опсина. Наряду с разложением идет синтез, т. е. свободный опсин соединяется с ретиналем, но 11-цисретиналем. Опсин образуется в результате выцветания зрительного пигмента. Транс-ретиналь восстанавливается с помощью фермента ретининредуктазы в витамин «А», который превращается в альдегидную форму, т.е. в ретиналь. В пигментном эпителии находится специальный фермент - ретиненизомераза, который обеспечивает переход молекулы хромофора из трас- в 11-цис-изомерную форму. А ведь к опсину подходит только 11-цис-изомер.
Все зрительные пигменты позвоночных и беспозвоночных построены по общему плану: 11 цис-ретиналь + опсин. Но прежде, чем свет будет поглощен сетчаткой и вызовет зрительную реакцию, он должен пройти через все среды глаза, где разное поглощение в зависимости от длины волны может исказить спектральный состав светового стимула. Практически вся энергия света с длиной волны более 1400 нм поглощается оптическими средами глаза, преобразуется в тепловую энергию и, таким образом, не достигает сетчатки. В некоторых случаях это может вызвать даже повреждение роговицы и хрусталика. Поэтому лицам определенных профессий для защиты от инфракрасного излучения необходимо носить специальные очки (например, литейщикам). При длине волны менее 500 нм электромагнитная энергия может свободно проходить через водные среды, но и здесь поглощение все-таки произойдет. Роговица и хрусталик не пропускают в глаз лучи с длиной волны менее 300 нм. Поэтому следует носить защитные очки при работе с источниками ультрафиолетового (УФ) излучения (например, дуговая сварка).
Это позволяет, в основном в дидактических целях, выделить пять основных зрительных функций. В процессе филогенеза зрительные функции развивались в следующем порядке: светоощущение, периферическое, центральное зрение, цветоощущение, бинокулярное зрение.
Зрительная функция - чрезвычайно широка по диапазону и в смысле многообразия, и в смысле количественной выраженности каждой из ее разновидностей. Выделяют: абсолютную, различительную, контрастную, световую чувствительность; центральное, периферическое, цветовое, бинокулярное глубинное, дневное, сумеречное и ночное зрение, а также зрение вблизи и вдаль. Кроме того, зрение может быть фовеальное, парафовеальное - эксцентрическое и периферическое в зависимости от того, какой участок сетчатки подвергается световому раздражению. Но простая световая чувствительность является обязательным компонентом любой разновидности зрительной функции. Без нее невозможно никакое зрительное ощущение. Она измеряется световым порогом, т.е. минимальной силой раздражителя, способного при определенном состоянии зрительного анализатора вызвать световые ощущения.
Светоощущение (световая чувствительность глаза) - это способность глаза к восприятию световой энергии и света различной яркости.
Светоощущение отражает функциональное состояние зрительного анализатора и характеризуется возможностью ориентации в условиях пониженного освещения.
Световая чувствительность глаза проявляется в виде: абсолютной световой чувствительности; различительной световой чувствительности .
Абсолютная световая чувствительность - это абсолютный порог световой энергии (порог раздражения, способный вызвать зрительные ощущения; порог этот ничтожно мал и соответствует 7-10 квантам света).
Различительная световая чувствительность глаза (т.е. различие минимальной разницы в освещении) также чрезвычайно высока. По диапазону светоощущение глаз превосходит все известные в технике измерительные приборы.
При различном уровне освещенности функциональные способности сетчатки неодинаковы, так как функционируют либо колбочки, либо палочки, что обеспечивает определенный вид зрения.
В зависимости от освещенности принято выделять три разновидности зрительной функции: дневное зрение (фотопическое - при больших интенсивностях освещения); сумеречное (мезопическое - при малой и очень малой освещенности); ночное (скотопическое - при минимальных освещенностях).
Дневное зрение - характеризуется высокой остротой и полноценным цветовосприятием.
Сумеречное - низкой остротой и цветослепотой. При ночном зрении дело сводится к светоощущению.
Более 100 лет назад анатом Макс Шульц (1866) сформулировал двойственную теорию зрения, что дневное зрение осуществляется колбочковым аппаратом, а сумеречное - палочковым, на том основании, что сетчатка дневных животных состоит преимущественно из колбочек, а ночных - из палочек.
В сетчатке курицы (дневная птица) - в основном колбочки, в сетчатке совы (ночная птица) - палочки. У глубоководных рыб колбочки отсутствуют, у щуки, окуней, форели - много колбочек. У рыб с водно-воздушным зрением (рыба-прыгун) нижняя часть сетчатки содержит только колбочки, верхняя - палочки.
Позже Пуркинье и Крис независимо друг от друга, не зная о работе Шульца, пришли к тому же заключению.
В настоящее время доказано, что колбочки принимают участие в акте зрения при малых освещенностях, а особая разновидность палочек участвует в осуществлении восприятия синего света. Глазу приходится постоянно приспосабливаться к переменам внешней среды, т.е. менять свою светочувствительность. Прибор чувствительнее, чем на меньшее воздействие он реагирует. Световая чувствительность высока, если глаз видит очень слабый свет, и низка, если сравнительно сильный. Чтобы вызвать изменение в зрительных центрах, надо чтобы возникли фотохимические процессы в сетчатке. Если концентрация светочувствительного вещества в сетчатке больше, то и фотохимические процессы будут более интенсивные. По мере воздействия света на глаз запас светочувствительных веществ уменьшается. При переходе в темноту происходит обратный процесс. Изменение чувствительности глаза при световом раздражении называется световой адаптацией, изменение чувствительности по мере пребывания в темноте - темновой адаптацией.
Начало исследования темновой адаптации было положено Аубертом (1865). Исследование темновой адаптации проводится адаптометрами, основанными на феномене Пуркинье. Феномен Пуркинье состоит в том, что в условиях сумеречного зрения происходит перемещение максимума яркости в спектре в направлении от красного к сине-фиолетовому. Надо найти ту минимальную интенсивность, которая вызывает у испытуемого человека ощущение света при данных условиях.
Светочувствительность весьма изменчива. Увеличение световой чувствительности идет непрерывно, сначала быстро (20 минут), потом медленнее и достигает максимума через 40-45 минут. Практически после 60-70 минутного пребывания больного в темноте световая чувствительность устанавливается на более или менее постоянном уровне.
Существует два основных типа нарушений абсолютной световой чувствительности и зрительной адаптации: гипофункция колбочкового аппарата сетчатки, или дневная слепота, и гипофункция палочкового аппарата сетчатки, или ночная слепота - гемералопия (Шамшинова А.М., Волков В.В., 1999).
Дневная слепота характерна для колбочковой дисфункции. Симптомами ее являются некорригируемое снижение остроты зрения, снижение фоточувствительности, или нарушение адаптации от темноты к свету, то есть световой адаптации, нарушение цветоощущения в различных вариациях, улучшение зрения в сумерках и ночью.
Характерными симптомами являются нистагм и светобоязнь, ослепление и изменения в колбочковой макулярной ЭРГ, более высокая, чем в норме, скорость восстановления световой чувствительности в темноте. Среди наследственных форм колбочковой дисфункции, или дистрофии, выделяют врожденные формы (ахроматопсия), голубой колбочковый монохроматизм. Изменения в макулярной области обусловлены атрофическими или дегенеративными изменениями. Характерным признаком является врожденный нистагм.
Изменения света и цветоощущения наблюдаются и при приобретенных патологических процессах в макулярной области, обусловленных токсическими макулопатиями, вызванными длительным применением хлорохина (гидроксихлорохин, делагил), нейролептиками фенотиазинового ряда.
При гипофункции палочкового аппарата (гемералопия) выделяют прогрессирующую форму, обусловленную мутацией родопсина, и врожденную стационарную. К прогрессирующим формам относят пигментный ретинит, колбочко-палочковую дистрофию, синдром Ушера, М. Бидля, Лебера и др., fundus punctata albescenc.
К стационарным относятся:
1) стационарная ночная слепота с нормальным глазным дном, при которой отсутствуют скотопическая ЭРГ, негативная ЭРГ и негативная ЭРГ полная и неполная. Форма стационарной ночной слепоты, сцепленная с полом (тип II), сочетается с миопией тяжелой и средней степени;
2) стационарная ночная слепота с нормальным глазным дном:
А) болезнь «Огуши» ;
Б) феномен Мизуо;
В) plick retina of Kandory.
В основе этой классификации лежат изменения в ЭРГ, которая отражает функцию колбочкового и палочкового аппаратов сетчатки.
Врожденная стационарная ночная слепота с патологическими изменениями на глазном дне, болезнь «Огуши» , характеризуется своеобразной серо-белой дисколорацией сетчатки в заднем полюсе и экваториальной зоне, макулярная область при этом темная в контрасте с окружающим фоном. Вариацией этой формы является известный феномен Мизуо, который выражается в том, что после длительной адаптации необычная окраска глазного дна исчезает, и дно выглядит нормальным. После пребывания на свету она медленно возвращается к своему оригинальному металлическому цвету.
Большую группу составляют и разнообразные виды ненаследственной гемералопии, обусловленные общими нарушениями обмена веществ (при дефиците витамина «А», при хроническом алкоголизме, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, гипоксии и начальном сидерозе).
Одним из ранних признаков многих приобретенных заболеваний глазного дна может быть нарушение зрения в условиях сниженной освещенности. При этом светоощущение нередко нарушается по смешанному колбочко - палочковому типу, как бывает при отслойке сетчатки любого генеза.
При любой патологии зрительно-нервного пути, сопровождающейся нарушением в поле зрения, вероятность снижения темновой адаптации в функционирующей его части тем выше, чем дистальнее локализованы основные нарушения.
Так, адаптация нарушается при миопической болезни, глаукоме и даже при трактусовых гемианопсиях, а при амблиопии центрального характера и корковой гемианопсии адаптационных нарушений обычно не обнаруживают. Нарушения светоощущения могут быть не связаны с патологией зрительно-нервного пути. В частности, порог светочувствительности возрастает при ограничении поступления света внутрь глаза в случаях резкого миоза или помутнения оптических сред. Особую форму нарушения ретинальной адаптации представляет эритропсия.
При афакии, когда сетчатка подвержена воздействию яркого света без фильтрации хрусталиком коротковолновых лучей, пигмент «синих» и «зеленых» колбочек выцветает, чувствительность колбочек к красному цвету увеличивается и красночувствительные колбочки отвечают суперреакцией. Эритропсия может сохраняться в течение нескольких часов после засвета высокой интенсивности.
Световоспринимающие элементы сетчатки - палочки и колбочки - распределяются в различных отделах неодинаково. В fovea centralis - только колбочки. В парафовеальной области к ним присоединяется небольшое количество палочек. В периферических отделах нейроэпителий сетчатки состоит почти исключительно из палочек, количество колбочек невелико. Область желтого пятна, особенно fovea centralis, обладает наиболее совершенным, так называемым центральным форменным зрением. Центральная ямка устроена своеобразно. Здесь более прямые связи от каждой колбочки к биполярным и ганглиозным клеткам, чем на периферии. Кроме того, колбочки в этой области гораздо теснее упакованы, имеют более вытянутую форму, биполярные и ганглиозные клетки смещены к краям центральной ямки. У ганглиозных клеток, собирающих информацию из этой области, очень небольшие рецептивные поля. Поэтому центральная ямка - это область максимальной остроты зрения. Зрение периферических частей сетчатки в отношении различать мелкие объекты значительно уступает центральному. Уже на расстоянии 10 градусов от fovea centralis острота зрения в 5 раз меньше, а дальше к периферии еще более ослабевает. Основным мерилом зрительной функции является центральная острота зрения.
Центральное зрение - это способность глаза различать детали и форму предметов. Оно характеризуется остротой зрения.
Острота зрения - это способность глаза воспринимать раздельно две светлые точки на темном фоне, находящиеся на минимальном расстоянии друг от друга. Для ясного и раздельного восприятия двух светящихся точек необходимо, чтобы расстояние между их изображениями на сетчатке было не меньше известной величины. А величина изображения на сетчатке зависит от угла, под которым виден данный предмет
Острота зрения измеряется в угловых единицах. Угол зрения измеряется в минутах. Острота зрения находится в обратной зависимости от угла зрения. Чем больше угол зрения, тем меньше острота зрения, и наоборот. При исследовании остроты зрения определяется минимальный угол, под которым могут быть раздельно восприняты два световых раздражения сетчатой оболочки глаза. Такому углу на сетчатке соответствует линейная величина в 0,004 мм, равная поперечнику одной колбочки. Острота зрения глаза, могущего воспринимать раздельно две точки под углом в 1 минуту, считается нормальной остротой зрения, равной 1,0. Но зрение может быть и выше - это норма. И зависит это от анатомического устройства колбочек.
На распределение световой энергии на сетчатке оказывают влияние: дифракция (при узком зрачке меньше 2 мм), аберрация - смещение фокусов лучей, проходящих через периферические отделы роговицы и хрусталика, из-за перепадов в преломляющей силе этих отделов (относительно центральной области) - это сферическая аберрация.
Геометрические аберрации (сферическая, астигматизм, дисторсия, кома) особенно ощутимы при зрачке более 5 мм, поскольку в этом случае увеличивается доля лучей, поступающих через периферию роговицы и хрусталика.
Хроматическая аберрация ,обусловленная различиями в силе преломления и расположения фокусов лучей разной длины волны, в меньшей степени зависит от ширины зрачка.
Рассеивание света - часть света рассеивается в микроструктурах оптических сред глаза. С возрастом выраженность этого феномена возрастает и это может послужить причиной слепимости от ярких засветов глаза. Имеет значение и абсорбция, о которой уже говорилось.
Также способствует зрительному восприятию мельчайшей структуры окружающего пространства гексагональное строение ретинальных рецептивных полей, которых образуется множество.
Для зрительного опознания важную роль играет система фильтров различной пространственной частоты, ориентации и формы. Они функционируют на уровне ганглиозных клеток сетчатки, наружных коленчатых тел и в зрительной коре. Пространственная дифференциация находится в тесной зависимости от световой. На остроту зрения, кроме функции светоощущения, оказывает влияние адаптация к длительной экспозиции объекта. Для нормального зрительного восприятия окружающего мира необходимы не только высокая острота зрения, но и полноценные пространственно - частотные каналы контрастной чувствительности, которые обеспечивают фильтрацию высоких частот, информирующих о мелких, низких деталях объекта, без которых невозможно восприятие целостного образа, даже при различимости мелких деталей и средних, особенно чувствительных к контрастам и создающих предпосылки для качественного высокочастотного анализа контуров предметов.
Контрастная чувствительность - это способность улавливать минимальные различия в освещенности двух соседних областей, а также дифференцировать их по яркости. Полноту информации во всем диапазоне пространственных частот дает визоконтрастометрия (Шамшинова A.M., Волков В.В., 1999). Для проверки остроты зрения вдаль широко используют таблицы Сивцева, Снеллена, которые равномерно освещаются спереди (70 ватт.).
Наилучшим тестом остается тест в виде колец Ландольта. Таблицы Снеллена, которые применяются у нас, были одобрены на втором международном конгрессе в Париже в 1862 году. Позже появилось множество новых таблиц с различными видоизменениями и добавлениями. Несомненным шагом вперед для уточнения исследования остроты зрения явились выпущенные в свет на стыке двух веков метрические таблицы Мануайе.
В России общим признанием пользуются таблицы Головина С.С. и Сивцева Д.А., построенные по системе Мануайе.
Исследования остроты зрения вдаль проводят с расстояния 5 м., за рубежом чаще с расстояния 6 м, при остроте зрения, не позволяющей видеть самые крупные знаки таблиц, прибегают к показу одиночных знаков или пальцев врача на темном фоне. Если больной считает пальцы с расстояния 0,5 м, то остроту зрения обозначают как 0,01, если с 1 м - 0,02 и т.д. Эти расчеты ведут по формуле Снеллена vis = d / Д, где d - расстояние, с которого больной считает пальцы или читает первый ряд таблицы; Д - это первый ряд таблицы, который должен в норме видеть исследуемый. Если больной не может сосчитать пальцы, находящиеся у самого лица, то перед глазом перемещают руку врача, чтобы выяснить, удается ли пациенту определить направление перемещаемой перед глазом руки врача.
Если результат положительный, то зрение обозначают как 0,001.
Если пациент при направлении зеркала офтальмоскопа ощущает свет со всех сторон правильно, то зрение обозначается как правильная проекция света.
Если пациент не ощущает света, то его зрение равно 0 (нулю). Высокая острота зрения вдаль может быть без высокой остроты зрения вблизи и наоборот. Для более детальной оценки изменений остроты зрения предложены таблицы с уменьшенным «шагом» между рядами (Розенблюм Ю.З., 1961).
Снижение центрального зрения только вдаль, корригируемое стеклами, бывает при аметропиях, а вблизи - вследствие нарушения аккомодации при возрастных изменениях. Снижение центрального зрения вдаль при одновременном улучшении его вблизи связано с миопизацией в связи с набуханием хрусталика.
Снижение, не устранимое оптическими средствами, при наличии на хуже видящем глазу гиперметропии, астигматизма, косоглазия, говорит об амблиопии. Если выявлены патологические процессы в макулярной области, снижается центральное зрение. У больных, предъявляющих жалобы на центральную скотому и нарушение цветоощущения, а также снижение контрастной чувствительности на одном глазу, нужно исключить неврит или ретробульбарный неврит, если эти изменения выявляются на обоих глазах, то необходимо исключить оптохиазмальный арахноидит или проявления осложненного застойного диска.
Стойкое снижение центрального и периферического зрения с ослаблением рефлекса с глазного дна может быть следствием нарушения прозрачности преломляющих сред глаза.
При нормальной остроте зрения снижение контрастной чувствительности с нарушениями в парацентральной области поля зрения является начальным проявлением глаукомы.
Изменения пространственной контрастной чувствительности (ПКЧ) зрительного анализатора, которая определяет минимальный контраст, необходимый для обнаружения изображения различных размеров, при многих патологических состояниях могут быть первым признаком заболевания зрительной системы. Для уточнения поражения исследование дополняется другими методами. Современные компьютерные игровые программы для исследования ПКЧ позволяют определить ее у детей.
На остроту зрения оказывают влияние различные побочные раздражения: слуховые, состояние ЦНС, двигательный аппарат глаза, возраст, ширина зрачка, утомление и т. д.
Периферическое зрение Если фиксировать какой-нибудь предмет, то помимо отчетливого видения этого предмета, изображение которого получается в центральной части желтого пятна сетчатки, мы замечаем и другие объекты, которые находятся на разном расстоянии (справа, слева, сверху или снизу) от фиксируемого предмета. Следует отметить, что изображения этих объектов, проецирующихся на периферию сетчатки, распознаются хуже, чем фиксируемого предмета, и тем хуже, чем дальше они от него отстоят.
Острота периферического зрения во много раз меньше центрального. Это объясняется тем, что количество колбочек по направлению к периферическим отделам сетчатой оболочки значительно уменьшается. Оптические элементы сетчатки в ее периферических отделах представлены главным образом палочками, которые в большом количестве (до 100 палочек и более) соединены с одной биполярной клеткой, поэтому возбуждения, идущие от них, менее дифференцированы и изображения получаются менее четкими. Однако периферическое зрение в жизнедеятельности организма играет не меньшую роль, чем центральное. Отличие центрального зрения от периферического красочно описал в своей книге академик Авербах М.И.: «Я вспоминаю двух больных, адвокатов по профессии. Один из них страдал атрофией зрительного нерва обоих глаз, с центральным зрением равным 0,04-0,05, и почти нормальными границами поля зрения. Другой был болен пигментным перерождением сетчатки, имея нормальное центральное зрение (1,0), а поле зрения резко суженное - почти до точки фиксации. Оба они приходили в здание судебных учреждений, в котором был длинный темный коридор. Первый из них, не будучи в состоянии прочесть ни одной бумаги, совершенно свободно бегал по коридору, ни на кого не наталкиваясь и не нуждаясь в посторонней помощи; второй же, беспомощно останавливался, ожидая, пока кто-нибудь не возьмет его под руку и не проведет через коридор в светлый зал заседаний. Несчастье сблизило их, и они помогали друг другу. Атрофик провожал своего товарища, а тот читал ему газету».
Периферическое зрение - это то пространство, которое воспринимает глаз при неподвижном (фиксированном) состоянии.
Периферическое зрение расширяет наш кругозор, необходимый для самосохранения и практической деятельности, служит для ориентировки в пространстве, дает возможность свободного перемещения в нем. Периферическое зрение более, чем центральное, восприимчиво к прерывистым раздражениям, в том числе к впечатлениям всякого движения; благодаря этому можно быстро заметить перемещающихся со стороны людей и транспорт.
Периферические части сетчатки, представленные палочками, особенно чувствительны к слабому свету, что играет большую роль в условиях пониженного освещения, когда на первый план выступает не потребность в остроте центрального зрения, а способность ориентироваться в пространстве. Вся сетчатка, содержащая в себе фоторецепторы (палочки и колбочки), участвует в периферическом зрении, котороя характеризуется полем зрения. Наиболее удачное определение этого понятия дано Богословским И.А.: «Все поле, которое одновременно видит глаз, фиксируя неподвижным взором и при неподвижном положении головы определенную точку в пространстве, и составляет его поле зрения». Размеры поля зрения нормального глаза имеют определенные границы и определяются границей оптически деятельной части сетчатки, расположенной до зубчатой линии.
Для исследования поля зрения существуют определенные объективные и субъективные методы, включающие: кампиметрию; контрольный метод; обычную периметрию; статическую квантитативную периметрию, при которой тестируемый объект не перемещают и не меняют в размерах, а предъявляют в заданных по той или иной программе точках поля зрения с переменной яркостью; кинетическую периметрию, при которой тестируемый объект с постоянной скоростью смещают по поверхности периметра от периферии к центру и определяют границы поля зрения; цветовую периметрию; мерцательную периметрию - исследование поля зрения с помощью мелькающего объекта. Метод заключается в том, что определяют критическую частоту слияния мельканий в разных участках сетчатки для белых и цветных объектов разной интенсивности. Критической частотой слияния мельканий (КЧСМ) называется наименьшее число световых мельканий, при котором наступает феномен слияния. Имеются и другие методы периметрии.
Наиболее простым субъективным методом является контрольный метод Дондерса, но он пригоден только для обнаружения грубых дефектов поля зрения. Пациент и врач садятся друг против друга на расстоянии 0,5 м, причем пациент садится спиной к свету. При исследовании правого глаза пациент закрывает левый глаз, а врач - правый, при исследовании левого глаза - наоборот. Пациента просят открытым правым глазом смотреть прямо в левый глаз врача. При этом можно заметить самое легкое нарушение фиксации во время исследования. На середине расстояния между собой и пациентом врач держит палочку с белой меткой, ручку или кисть своей руки. Помещая объект вначале вне своего поля зрения и поля зрения пациента, врач постепенно приближает его по направлению к центру. Когда пациент увидит перемещаемый объект, он должен сказать «да». При нормальном поле зрения пациент должен увидеть объект одновременно с врачом, при условии, что у врача границы поля зрения нормальные. Этот метод позволяет составить представление о границах поля зрения у пациента. При этом методе измерение границ поля зрения производят в восьми меридианах, что позволяет судить только о грубых нарушениях границ поля зрения.
На результаты исследования поля зрения большое влияние оказывают размер используемых тест-объектов, их яркость и контраст с фоном, поэтому эти величины должны быть точно известны и для получения сравнительных результатов должны сохраняться постоянными не только в процессе одного исследования, но и при повторной периметрии. Для определения границ поля зрения надо пользоваться белыми тест-объектами диаметром 3 мм, а для исследования изменений внутри этих границ - тест-объектами диаметром 1 мм. Цветные тест-объекты должны иметь диаметр 5 мм. При пониженном зрении можно применять тест-объекты и большего размера. Лучше пользоваться круглыми объектами, хотя форма объекта при одинаковой площади и яркости не влияет на результаты исследования. Для цветной периметрии тест-объекты должны предъявляться на нейтральном сером фоне и быть равно яркими с фоном и между собой. Пигментные объекты различного диаметра, изготовленные из белой и цветной бумаги или нитроэмали, должны быть матовыми. В периметрах могут быть использованы также самосветящиеся объекты в виде лампочки, помещенной в корпус с отверстием, которое закрывается цветными или нейтральными светофильтрами и диафрагмами. Самосветящиеся объекты удобно использовать при исследовании лиц с пониженным зрением, так как они могут обеспечить большую яркость и контрастность с фоном. Скорость передвижения объекта должна быть приблизительно 2 см за 1 секунду. Испытуемый во время исследования должен находиться в удобной позе, при постоянной фиксации взора на фиксационную точку. В течение всего времени исследования необходимо следить за положением глаз и взора исследуемого. Границы поля зрения равны: кверху - 50, книзу - 70, кнутри - 60, кнаружи - 90 градусов. На размеры границ поля зрения оказывают влияние многие факторы, зависящие как от самого больного (ширина зрачка, степень внимания, утомляемость, состояние адаптации), так и от метода исследования поля зрения (величина и яркость объекта, скорость движения объекта и др.), а также от анатомического строения орбиты, формы носа, ширины глазной щели, наличия экзофтальма или энофтальма.
Наиболее точно измеряется поле зрения методом периметрии. Границы поля зрения исследуются для каждого глаза отдельно: глаз, который не подвергается исследованию, выключается из бинокулярного зрения наложением на него не давящей повязки.
Дефекты в границах поля зрения разделяют по их моно- или бинокулярности (Шамшинов A.M., Волков В.В., 1999).
Монокулярное зрение (греч. monos - один + лат. oculus - глаз) - это зрение одним глазом.
Оно не позволяет судить о пространственном расположении предметов, дает представление лишь о высоте, ширине, форме предмета. При сужении части нижнего поля зрения без четкой квадрантной или гемианопической локализации с жалобой на ощущение пелены снизу и медиально, ослабевающей после постельного режима, - это свежая отслойка сетчатки с разрывом в верхненаружной или верхней части глазного дна.
При сужении части верхнего поля зрения с ощущением нависающей пелены, усиливающейся при физической активности, - это свежие отрывы или разрывы сетчатки в нижних отделах. Постоянное выпадение верхней половины поля зрения бывает при старых отслойках сетчатки. Клиновидные сужения в верхневнутреннем или нижневнутреннем квадранте наблюдаются при развитой или далеко-зашедшей глаукоме и можут быть даже при нормальном офтальмо-тонусе.
Конусовидное сужение поля зрения, вершиной связанное со слепым пятном, а расширяющимся основанием уходящее к периферии (скотома Йенсена), возникает при юкстапапиллярных патологических очагах. Чаще при хроническом продуктивном воспалении хориоидеи. Выпадение на одном глазу всей верхней или нижней половины поля зрения характерно для ишемической оптической нейропатии.
Бинокулярное зрение (лат. bin [i] - по два, пара + oculus - глаз) - это способность человека видеть окружающие предметы двумя глазами и получение при этом единого зрительного восприятия.
Для него характерно глубинное, рельефное, пространственное, стереоскопическое зрение.
При выпадении нижних половин поля зрения с четкой горизонтальной линией характерно для травмы, в особенности огнестрельных ранений черепа с повреждением обеих затылочных долей коры больших полушарий головного мозга в области клина. При выпадении гомонимно правых или гомонимно левых половин поля зрения с четкой границей по вертикальному меридиану - это поражение зрительного тракта, противоположного гемианопическому дефекту. Если сохраняется при этом выпадении реакция зрачка на очень слабый свет - то это поражен центральный нейрон одной из гемисфер зрительной коры. Выпадение на обоих глазах и правых и левых половин поля зрения с сохранением островка в центре поля зрения в пределах 8-10 градусов у людей преклонного возраста может явиться следствием обширной ишемии обеих половин затылочной коры атеросклеротического генеза. Выпадение гомонимных (правых и левых, верхних и нижних квадрантов) полей зрения, при верхне-квадрантной гомонимной гемианопсии является признаком поражения пучка Грациолле при опухоли или абсцессе в соответствующей височной доле. При этом зрачковые реакции не нарушены.
Гетеронимное выпадение либо половин, либо квадрантов поля зрения характерно для хиазмальной патологии. Биназальная гемианопсия часто сочетается с концентрическим сужением поля зрения и центральными скотомами и характерна для оптохиазмального арахноидита.
Битемпоральная гемианопсия - если дефекты появляются в нижненаружных квадрантах - это субселлярные менингиомы бугорка турецкого седла, опухоли III желудочка и аневризмы этой области.
Если прогрессируют верхненаружные дефекты - это аденома гипофиза, аневризма внутренней сонной артерии и ее ветвей.
Периферический дефект поля зрения моно- и бинокулярный может быть следствием давления на зрительный нерв в орбите, костном канале или полости черепа опухоли, гематомы, обломков кости.
Так может начинаться пре- или постхиазмальный процесс, либо проявляться периневрит зрительного нерва, он может лежать в основе изменений в поле зрения и корковых изменений.
Повторные измерения поля зрения должны проводиться при одинаковых условиях освещения (Шамшинова А.В., Волков В.В., 1999).
Объективными методами исследования поля зрения являются:
1. Пупилломоторная периметрия.
2. Периметрия по реакции остановки альфаритма.
По реакции остановки альфаритма судят об истинных границах периферического поля зрения, в то время как по реакции испытуемого - о субъективных границах. Важное значение объективная периметрия приобретает в экспертных случаях.
Различают фотопическое, мезопическое и скотопическое поле зрения.
Фотопическое - это поле зрения в условиях хорошей яркости. При таком освещении преобладает функция колбочек, а функция палочек в какой-то мере заторможена. При этом наиболее четко выявляются те дефекты, которые локализуются в макулярной и парамакулярной областях.
Мезопическое - исследование поля зрения в условиях пониженной яркости после небольшой (4-5 мин) сумеречной адаптации. И колбочки, и палочки работают почти в одинаковых режимах. Протяженность поля зрения, полученная в этих условиях, почти не отличается от нормального поля зрения; особенно хорошо выявляются дефекты и в центральной части поля зрения, и на периферии.
Скотопическое - исследование поля зрения после 20-30- минутной темновой адаптации в основном дает информацию о состоянии палочкового аппарата.
В настоящее время цветная периметрия является обязательным исследованием главным образом при трех категориях заболеваний: заболеваниях зрительного нерва, отслойке сетчатки и при хориоидитах.
1. Цветная периметрия важна при ряде неврологических заболеваний, для доказательства начальных стадий туберкулезной атрофии зрительного нерва, при ретробульбарных невритах и других заболеваниях зрительного нерва. При этих заболеваниях наблюдаются ранние нарушения способности распознавать красный и зеленый цвета.
2. Цветовая периметрия имеет важное значение при оценке отслойки сетчатки. При этом нарушается способность распознавать синий и желтый цвета.
3. При свежих очагах поражения сосудистой оболочки и сетчатки выявляются абсолютная центральная скотома и относительная скотома в периферической части поля зрения. Наличие скотом на различные цвета является ранним диагностическим признаком многих серьезных заболеваний.
Изменения поля зрения могут проявляться в виде скотом.
Скотома - это ограниченный дефект в поле зрения. Скотомы могут быть физиологические и патологические, положительные и отрицательные, абсолютные и относительные.
Положительная скотома - это скотома, которую ощущает сам больной, а отрицательная обнаруживается с помощью специальных методов исследования.
Абсолютная скотома - депрессия чувствительности к свету и не зависит от интенсивности поступающего света.
Относительная скотома - невидимая при стимулах слабой интенсивности и видна при стимулах более высокой интенсивности.
Физиологические скотомы - это слепое пятно (проекция диска зрительного нерва) и ангиоскотомы (проекция сосудов сетчатки).
Шамшинова A.M. и Волков В.В. (1999) так характеризуют скотомы.
Центральная зона - монокулярная центральная положительная скотома, нередко с метаморфопсией, бывает при монокулярном отеке, дистрофии Фукса, кистах, вплоть до разрыва сетчатки в макуле, геморрагии, экссудате, опухоли, лучевом ожоге, сосудистых мембранах и др. Положительная скотома с микропсией характерна для центральной серозной хориопатии. Отрицательная скотома бывает при аксиальном неврите, травмах и ишемии зрительного нерва. Бинокулярная отрицательная скотома выявляется либо сразу на обоих глазах, либо с небольшим временным интервалом, что бывает при оптико-хиазмальном арахноидите.
Зона слепого пятна - монокулярная: расширение слепого пятна более 5 градусов в поперечнике, субъективно не замечаемое, бывает при застойном диске, друзах диска зрительного нерва, при глаукоме.
Центральная зона и зона слепого пятна (центроцекальная скотома)
Монокулярная, ремиттирующая скотома (врожденная «ямка» диска зрительного нерва с серозной отслойкой сетчатки).
Бинокулярная: токсическая, Леберовская и другие формы оптической нейропатии.
Парацентральная зона (по окружности в пределах 5-15 градусов от точки фиксации).
Монокулярная: при глаукоме (скотома Бьерума), возможны зрительный дискомфорт, снижение контрастной чувствительности и темновой адаптации.
Парацентральные боковые зоны (гомонимно правосторонние, гомонимно левосторонние).
Бинокулярная: создает затруднение при чтении.
Парацентральные горизонтальные зоны (верхние или нижние).
Монокулярные: при наличии чувства «срезания» верхней или нижней части рассматриваемого объекта (ишемическая нейропатия).
Срединная зона (между центром и периферией в виде кольца, кольцевидная скотома, в поздних стадиях заболевания кольцо сжимается к центру до 3-5 градусов).
Монокулярная: при далекозашедшей глаукоме и др.
Бинокулярная: при тапеторетинальной дистрофии, медикаментозной дистрофии сетчатки и др. Обычно сопровождается снижением темновой адаптации. Островковые скотомы (в различных участках периферии поля зрения).
Монокулярные, реже бинокулярные, часто остаются незамеченными. Встречаются при патологических хориоретинальных очагах, сопоставимых по диаметру с диском зрительного нерва (кровоизлияния, опухоли, воспалительные фокусы).
Увеличение скотом на различные цвета является ранним диагностическим признаком многих серьезных заболеваний, позволяющим заподозрить заболевание на ранних стадиях. Так, наличие скотомы на зеленый цвет является симптомом опухоли лобной доли головного мозга.
Наличие лилового или синего пятна на светлом фоне - это скотома гипертоника.
«Я вижу через стекло» - так называемая стеклянная скотома, свидетельствует о спазме сосудов как проявлении вегетоневроза.
Мерцательная скотома (глазная мигрень) у пожилых людей является ранним признаком опухоли или кровоизлияния в мозг. Если пациент не различает красный и зеленый цвет - это проводниковая скотома, если желтый и синий, то поражены сетчатая и сосудистая оболочки глаза.
Цветоощущение - одна из важнейших составляющих зрительной функции, позволяющая воспринимать предметы внешнего мира во всем разнообразии их хроматической окраски - это цветовое зрение, которое в жизни человека играет большую роль. Оно помогает лучше и полнее познавать внешний мир, оказывает немалое влияние на психофизическое состояние человека.
Разные цвета по-разному сказываются на частоте пульса и дыхания, на настроении, тонизируют их или угнетают. Недаром в своем исследовании о цветах Гете писал: «Все живое стремится к цвету... Желтый цвет радует глаз, расширяет сердце, бодрит дух и мы сразу ощущаем тепло, синий цвет, наоборот, представляет все в печальном свете». Правильное восприятие цветов имеет значение в трудовой деятельности (на транспорте, в химической и текстильной промышленности, врачей при работе в медицинском учреждении: хирургов, дерматологов, инфекционистов). Без правильного восприятия цветов не могут работать художники.
Цветоощущение - способность органа зрения различать цвета, то есть воспринимать световую энергию различной длины волны от 350 до 800 нм.
Длинноволновые лучи, воздействуя на сетчатку человека, вызывают ощущение красного цвета - 560 нм, коротковолновые - синего, имеют максимальную спектральную чувствительность в диапазоне - 430-468 нм, у зеленых колбочек максимум поглощения находится на уровне 530 нм. Между ними - остальные цвета. В то же время цветоощущение есть результат воздействия света на все три типа колбочек.
В 1666г. в Кембридже Ньютон с помощью призм наблюдал «знаменитые явления цветов». Образование разных цветов при прохождении света через призму было к тому времени известно, но объяснялось это явление неправильно. Свои опыты он начал с того, что поместил призму перед отверстием в ставне затемненной комнаты. Луч солнечного света проходил через отверстие, затем через призму и падал на лист белой бумаги в виде цветовых полос - спектра. Ньютон был убежден, что эти цвета изначально присутствовали в исходном белом свете, а не появились в призме, как считалось в то время. Чтобы проверить это положение, он собирал вместе цветные лучи, образованные призмой, с помощью двух различных методов: сначала линзой, затем с помощью двух призм. В обоих случаях получился белый цвет, такой же, как и до разложения призмой. Исходя из этого, Ньютон пришел к выводу, что белый цвет представляет собой сложную смесь различных видов лучей.
В 1672 году он направил в Королевское общество работу под названием «Теория цветов», в которой сообщил о результатах своего опыта с призмами. Выделил семь основных цветов спектра и впервые объяснил природу цвета. Ньютон продолжал свои опыты и после завершения работы в 1692 году написал книгу, но во время пожара все его заметки и рукописи погибли. Только в 1704 году вышел его монументальный труд под названием «Оптика».
Теперь мы знаем, что различные цвета - это не что иное, как электромагнитные волны разной частоты. Глаз, чувствительный к свету различных частот, и воспринимает их, как разные цвета. Каждый цвет следует расценивать с точки зрения трех характеризующих его признаков:
- тон - зависит от длины волны, является основным качеством цвета;
- насыщенность - густота тона, процентное соотношение основного тона и примесей к нему; чем больше в цвете основного тона, тем он насыщеннее;
- яркость - светлость цвета, проявляется степенью близости к белому цвету - степень разведения белым цветом.
Разнообразие цветов может быть получено путем смешения только трех основных цветов - красного, зеленого и синего. Эти основные три цвета для человека впервые установил Ломоносов М.В. (1757), а затем Томас Юнг (1773-1829). Опыты Ломоносова М.В. заключались в проецировании на экран наложенных друг на друга кругов света: красного, зеленого и синего цвета. При наложении происходило сложение цветов: красный и синий давали пурпурный цвет, синий и зеленый - голубой, красный и зеленый - желтый. При наложении всех трех цветов получался белый цвет.
Согласно Юнгу (1802) глаз анализирует каждый цвет в отдельности и передает сигналы о нем в мозг по трем различным типам нервных волокон, но теория Юнга была отвергнута и на 50 лет предана забвению.
Гельмгольц (1862) так же проводил опыты по смешиванию цветов и в конечном итоге подтвердил теорию Юнга. Теперь теория называется теория Ломоносова - Юнга - Гельмгольца.
Согласно этой теории в зрительном анализаторе существуют три вида цветоощущающих компонентов, которые по-разному реагируют на цвет с разной длиной волны.
В 1964 году две группы американских ученых - Маркс, Добелл, Мак - Никол в опытах на сетчатке серебряного карася, обезьяны и человека и Браун и Уол на сетчатке человека - провели виртуозные микроспектрофотометрические исследования одиночных рецепторов-колбочек и обнаружили три типа колбочек, поглощающих свет в различных частях спектра.
В 1958 году де Валуа с соавт. проводили исследования на обезьянах - макаках, имеющих механизм цветового зрения такой же, как у человека. Они доказали, что цветоощущение есть результат воздействия света на все три типа колбочек. Излучение любой длины волны возбуждает все колбочки сетчатки, но в разной степени. При одинаковом раздражении всех трех групп колбочек возникает ощущение белого цвета.
Существуют врожденные и приобретенные расстройства цветового зрения. Около 8% мужчин имеют врожденные дефекты цветовосприятия. У женщин эта патология встречается значительно реже (около 0,5%). Приобретенные изменения цветовосприятия отмечаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва, центральной нервной системы и общих заболеваниях организма.
В классификации врожденных расстройств цветового зрения Криса - Нагеля красный цвет считается первым и обозначают его «протос» (греч. - protos - первый), затем идут зеленый - «дейтерос» (греч. deuteros - второй) и синий - «тритос» (греч. iritos - третий). Человек с нормальным цветовосприятием называется нормальным трихроматом. Аномальное восприятие одного из трех цветов обозначают соответственно как прото-, дейтеро- и тританомалию.
Прото - дейтеро - и тританомалию подразделяют на три типа: тип С - незначительное снижение цветовосприятия, тип В - более глубокое нарушение и тип А - на грани утраты восприятия красного и зеленого цвета.
Полное невосприятие одного из трех цветов делает человека дихроматом и обозначается соответственно как протанопия, дейтеранопия или тританопия (греч. an - отрицательная частица, ops, opos - зрение, глаз). Людей, имеющих такую патологию, называют: протанопами, дейтеранопами, тританопами.
Отсутствие восприятия одного из основных цветов, например красного, изменяет восприятие других цветов, так как в их составе отсутствует доля красного. Крайне редко встречаются монохроматы и ахроматы, которые не воспринимают цвета и видят все в черно-белом цвете. У совершенно нормальных трихроматов наблюдается своеобразная истощаемость цветового зрения, цветовая астенопия. Это явление физиологическое, оно свидетельствует просто о недостаточной устойчивости хроматического зрения у отдельных лиц.
На характер цветового зрения оказывают влияние слуховые, обонятельные, вкусовые и многие другие раздражения. Под влиянием этих непрямых раздражителей цветовое восприятие может в одних случаях угнетаться, в других усиливаться. Врожденные нарушения цветовосприятия обычно не сопровождаются другими изменениями глаза, и обладатели этой аномалии узнают о ней случайно при медицинском обследовании. Такое обследование является обязательным для водителей всех видов транспорта, людей, работающих с движущимися механизмами, и при ряде профессий, требующих правильного различения цветов.
Расстройства цветового зрения, о которых мы говорили, имеют врожденный характер.
У человека 23 пары хромосом, одна из которых несет информацию о половых признаках. У женщин имеются две идентичные половые хромосомы (XX), а у мужчин неодинаковые половые хромосомы (ХУ). Передача дефекта цветового зрения определяется геном, находящимся в X-хромосоме. Дефект не проявляется, если другая Х- хромосома содержит соответствующий нормальный ген. Поэтому у женщин с одной дефектной и одной нормальной Х-хромосомой цветовое зрение будет нормальным, но она может быть передатчиком дефектной хромосомы. Мужчина наследует X-хромосому от матери, а женщина по одной от матери и от отца.
Для диагностики дефектов цветового зрения в настоящее время существует более десятка тестов. В клинической практике у нас используются полихроматические таблицы Рабкина Е.Б., а также аномалоскопы - приборы, основанные на принципе достижения субъективно воспринимаемого равенства цветов путем дозированного составления цветовых смесей.
Диагностические таблицы построены по принципу уравнения кружочков разного цвета по яркости и насыщенности. С их помощью обозначены геометрические фигуры и цифры «ловушки», которые видят и читают цветоаномалы. В то же время они не замечают цифру или фигурку, выделенную кружками одного цвета. Следовательно, это и есть тот цвет, который не воспринимает обследуемый. Во время исследования пациент должен сидеть спиной к окну. Врач держит таблицу на уровне его глаз на расстоянии 0,5-1,0 метра. Каждая таблица экспонируется 2 секунды. Дольше можно демонстрировать только наиболее сложные таблицы.
Классическим прибором, предназначенным для исследования врожденных нарушений восприятия красно-зеленых цветов, является аномалоскоп Нагеля (Шамшинова A.M., Волков В.В., 1999). Аномалоскоп позволяет диагностировать как протанопию и дейтеранопию, так и протаномалию и дейтераномалию. По этому принципу построен аномалоскоп Рабкина Е.Б.
В отличие от врожденных приобретенные дефекты цветового зрения могут проявляться только на одном глазу. Поэтому при подозрении на приобретенные изменения цветоощущения тестирование следует проводить только монокулярно.
Нарушения цветового зрения могут быть одним из ранних симптомов приобретенной патологии. Они чаще связаны с патологией макулярной области сетчатки, с патологическими процессами и на более высоком уровне - в зрительном нерве, зрительной коре в связи с токсическими воздействиями, сосудистыми нарушениями, воспалительными, дистрофическими, демиелинизирующими процессами и др.
Созданные пороговые таблицы Юстовой с соавт. (1953) заняли ведущее место в дифференциальной диагностике приобретенных заболеваний зрительных путей, в диагностике начальных нарушений прозрачности хрусталика, при которых одним из наиболее частых симптомов, выявляемых таблицами, оказался тритадефицит второй степени. Таблицы могут быть использованы и при мутных оптических средах, если сохраняется форменное зрение не ниже 0,03-0,04 (Шамшинова A.M., Волков В.В., 1999). Перспективы в улучшении диагностики офтальмологической и нейроофтальмологической патологии открывает новый метод, разработанный Шамшиновой A.M. с соавт. (1985-1997) - цветовая статическая кампиметрия.
Программой исследования предусматривается возможность изменения не только длины волны и яркости стимула и фона, но и величины стимула в зависимости от топографии рецептивных полей в сетчатке, уравнения по яркости, стимула и фона.
Метод цветовой кампиметрии позволяет проводить «топографическое» картирование световой и цветовой чувствительности зрительного анализатора при начальной диагностике заболеваний различного генеза.
В настоящее время в мировой клинической практике признана классификация приобретенных нарушений цветового зрения, разработанная Verriest I. (1979), в которой цветонарушения подразделены на три типа в зависимости от механизмов их возникновения: абсорбция, альтерация и редукция.
1. Приобретенные прогрессирующие нарушения восприятия красно-зеленого цвета от трихромазии до монохромазии. На аномалоскопе выявляются изменения различной степени выраженности от протаномалии до протанопии и ахроматопсии. Нарушение этого типа характерно для патологии макулярной области сетчатки и свидетельствует о нарушениях в колбочковой системе. В исходе альтерации и скотопизации лежит ахроматопсия (скотопическая).
2. Приобретенные красно-зеленые нарушения, характеризуются прогрессирующим нарушением различения цветового тона от трихромазии до монохромазии и сопровождаются сине-желтыми нарушениями. На аномалоскопе в равенстве Релея расширен диапазон зеленого. При тяжелом заболевании цветовое зрение приобретает форму ахроматопсии и может проявиться скотомой. Нарушения этого типа встречаются при заболеваниях зрительного нерва. Механизм - редукция.
3. Приобретенные сине-желтые нарушения цветового зрения: в ранних стадиях больные путают цвета пурпурный, фиолетовый, синий и сине-зеленый, при его прогрессировании наблюдается дихроматическое цветовое зрение с нейтральной зоной в области около 550 нм.
Механизм нарушения цветового зрения - редукция, абсорбция или альтерация. Нарушения этого типа характерны для заболеваний хориоидеи и пигментного эпителия сетчатки, заболеваний сетчатки и зрительного нерва, встречаются также при бурой катаракте.
К приобретенным расстройствам относят и своеобразную патологию зрительного восприятия, сводящуюся к видению всех предметов, окрашенных в один какой-нибудь цвет.
Эритропсия - окружающее пространство и предметы окрашиваются в красный или розовый цвет. Это бывает при афакии, при некоторых заболеваниях крови.
Ксантопсия - окрашивание предметов в желтый цвет (ранний симптом поражения гепато-билиарной системы: (болезнь Боткина, гепатиты), при приеме акрихина.
Цианопсия - окрашивание в синий цвет (чаще после экстракции катаракты).
Хлоропсия - окрашивание в зеленый цвет (признак отравления медикаментами, иногда токсикомании).
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные зрительные функции по очередности их развития филогенеза.
2. Назовите нейро-эпителиальные клетки, обеспечивающие зрительные функции, их количество, место расположения на глазном дне.
3. Какие функции выполняет колбочковый аппарат сетчатки?
4. Какие функции выполняет палочковый аппарат сетчатки?
5. Каким качеством характеризуется центральное зрение?
6. По какой формуле рассчитывается острота зрения меньше 0,1?
7. Перечислите таблицы и приборы, с помощью которых можно исследовать остроту зрения субъективно.
8. Назовите методы и приборы, с помощью которых можно исследовать остроту зрения объективно.
9. Какие патологические процессы могут привести к снижению остроты зрения?
10. Назовите средние нормальные границы поля зрения на белый цвет, у взрослых, у детей (по основным меридианам).
11. Назовите основные патологические изменения полей зрения.
12. При каких заболеваниях, как правило, возникают очаговые дефекты поля зрения - скотомы?
13. Перечислите заболевания, при которых происходит концентрическое сужение полей зрения?
14. На каком уровне нарушается проводимость зрительного пути при развитии:
А) гетеронимной гемианопсии?
Б) гомонимной гемианопсии?
15. На какие основные группы делятся все цвета, наблюдаемые в природе?
16. По каким признакам хроматические цвета отличаются друг от друга?
17. Назовите основные цвета, воспринимаемые человеком в норме.
18. Назовите виды расстройства цветового зрения врожденного характера.
19. Перечислите приобретенные расстройства цветового зрения.
20. Какие методы применяются для исследования цветоощущения в нашей стране?
21. В каком виде у человека проявляется световая чувствительность глаза?
22. Какой вид зрения (функциональной способности сетчатки) наблюдается при различном уровне освещенности?
23. Какие нейроэпителиальные клетки функционируют при различном уровне освещенности?
24. Какими свойствами характеризуется дневное зрение?
25. Перечислите свойства сумеречного зрения.
26. Перечислите свойства ночного зрения.
27. Назовите время адаптации глаза к свету и к темноте.
28. Перечислите виды нарушений адаптации к темноте (виды гемералопии).
29. Какими методами можно исследовать светоощущение?
У человека есть удивительный дар, который он не всегда ценит, — возможность видеть. Человеческий глаз способен различать мелкие предметы и малейшие оттенки, при этом видеть не только днем, но и ночью. Специалисты утверждают, что с помощью зрения мы узнает от 70 до 90 процентов всей информации. Многие произведения искусства не были бы возможны при отсутствии глаз.
Поэтому разберемся подробнее, зрительный анализатор – что это такое, какие он выполняет функции, какое имеет строение?
Составляющие зрения и их функции
Начнем с рассмотрения строения зрительного анализатора, состоящего из:
- глазного яблока;
- проводящих путей — по ним картинка, зафиксированная глазом, подается в подкоровые центры, а потом и в кору мозга.
Поэтому в целом выделяют три отдела зрительного анализатора:
- периферическая – глаза;
- проводниковая – зрительный нерв;
- центральная – зрительная и подкорковая зоны коры головного мозга.
Зрительный анализатор еще называют зрительной секреторной системой. Глаз включает в себя глазницу, а также вспомогательный аппарат.
Центральная часть находится в основном в затылочной части мозговой коры. Вспомогательный аппарат глаза представляет собой систему защиты и движения. В последнем случае внутренняя часть век имеет слизистую оболочку, называемую конъюнктивой. Защитная система включает нижнее и верхнее веко с ресницами.
Пот с головы спускается вниз, но не попадает в глаза за счет существования бровей. В слезах есть лизоцим, который убивает вредоносные микроорганизмы, попадающие в глаза. Моргание век способствует регулярному увлажнению яблока, после чего слезы спускаются ближе к носу, где попадают в слезной мешок. Дальше они переходят в полость носа.
Глазное яблоко двигается постоянно, для чего предусмотрено 2 косые и 4 прямые мышцы. У здорового человека оба глазных яблока перемещаются в одном направлении.
Диаметр органа составляет 24 мм, а его масса – около 6-8 г. Яблоко располагается в глазнице, сформированной костями черепа. Есть три оболочки: сетчатка, сосудистая и наружная.
Наружная
Внешняя оболочка имеет роговицу и склеру. В первой нет кровеносных сосудов, однако имеет множество нервных окончаний. Питание осуществляется благодаря межклеточной жидкости. Роговица пропускает свет, а также выполняет защитную функцию, предотвращая повреждение внутренности глаза. Она имеет нервные окончания: в результате попадания на нее даже небольшой пыли появляются режущие боли.
Склера имеет либо белый, либо голубоватый цвет. К ней фиксируются глазодвительные мышцы.
Средняя
В средней оболочке можно выделить три части:
- сосудистая оболочка, находящаяся под склерой, имеет множество сосудов, поставляет кровь для сетчатки;
- ресничное тело контактирует с хрусталиком;
- радужка – зрачок реагирует на интенсивность света, который попадает на сетчатку (расширяется при слабом, сужается при сильном освещении).
Внутренняя
Сетчатка – мозговая ткань, которая позволяет реализовать функцию зрения. Она выглядит как тонкая оболочка, прилегающая по всей поверхности к сосудистой оболочке.
Глаз имеет две камеры, заполненные прозрачной жидкостью:
- переднюю;
- заднюю.
В итоге можно выделить факторы, которые обеспечивают выполнение всех функций зрительного анализатора:
- достаточное количество света;
- фокусировка картинки на сетчатке;
- аккомодационный рефлекс.
Глазодвигательные мышцы
Они являются частью вспомогательной системы органа зрения и зрительного анализатора. Как отмечалось, есть две косые и четыре прямые мышцы.
- нижняя;
- верхняя.
- нижняя;
- латеральная;
- верхняя;
- медиальная.
Прозрачные среды внутри глаз
Они необходимы, чтобы пропускать лучи света к сетчатке, а также их преломлять в роговице. Дальше лучи попадают в переднюю камеру. Затем преломление осуществляется хрусталиком – линзой, меняющей силу преломления.
Можно выделить два основных нарушения зрения:
- дальнозоркость;
- близорукость.
Первое нарушение образуется при снижении выпуклости хрусталика, близорукость – наоборот. В хрусталике нет нервов, сосудов: развитие воспалительных процессов исключено.
Бинокулярное зрение
Чтобы получить одну картинку, сформированную двумя глазами, картинка фокусируется в одной точке. Такие линии зрения расходятся при взгляде на удаленные объекты, сходятся – близкие.
Еще благодаря бинокулярному зрению можно определить нахождение объектов в пространстве по отношению друг к другу, оценивать их удаленность, прочее.
Гигиена зрения
Мы рассмотрели строение зрительного анализатора, а также определенным образом разобрались, как ведется работа зрительного анализатора. А напоследок стоит узнать, как же правильно следить за гигиеной органов зрения, чтобы обеспечить их эффективную и бесперебойную работу.
- необходимо защищать глаза от механического воздействия;
- читать книги, журналы и прочую текстовую информацию необходимо с хорошим освещением, держать объект чтения на должном расстоянии – около 35 см;
- желательно, чтобы свет падал слева;
- чтение на коротком расстоянии способствует развитию близорукости, поскольку хрусталику длительное время приходится пребывать в выпуклом состоянии;
- нельзя допускать воздействия излишне яркого освещения, которое способно разрушить световоспринимающие клетки;
- не стоит читать в транспорте или лежа, поскольку в этом случае постоянно меняется фокусное расстояние, снижается эластичность хрусталика, ослабевает ресничная мышца;
- нехватка витамина А может спровоцировать снижение остроты зрения;
- частые прогулки на свежем воздухе – хорошая профилактика многих заболеваний глаз.
Подведение итогов
Следовательно, можно отметить, что зрительный анализатор представляет собой непростой, но весьма важный инструмент для обеспечения качественной жизни человека. Не зря изучение органов зрения переросло в отдельную дисциплину – офтальмологию.
Кроме определенной функции, глаза играют еще и эстетическую роль, украшая человеческое лицо. Поэтому зрительный анализатор – очень важный элемент организма, очень важно соблюдать гигиену органов зрения, периодически приходить на осмотр к врачу и правильно питаться, вести здоровый образ жизни.
ФУНКЦИИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА И МЕТОДИКА ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Зрительный анализатор человека является сложной нервно-рецепторной системой, предназначенной для восприятия и анализа световых раздражений. Согласно, в нем, как и в любом анализаторе, имеются три основных отдела - рецепторный, проводниковый и корковый. В периферических рецепторах - сетчатке глаза происходят восприятие света и первичный анализ зрительных ощущений. Проводниковый отдел включает зрительные пути и глазодвигательные нервы. В корковый отдел анализатора, расположенный в области шпорной борозды затылочной доли мозга, поступают импульсы как от фоторецепторов сетчатки, так и от про-приорецепторов наружных мышц глазного яблока, а также мышц, заложенных в радужной оболочке и цилиарном теле. Кроме того, имеются тесные ассоциативные связи с другими анализаторными системами.
Источником деятельности зрительного анализатора является превращение световой энергии в нервный процесс, возникающий в органе чувств. По классическому определению, «... ощущение есть действительно непосредственная связь сознания с внешним миром, есть превращение энергии внешнего раздражения в факт сознания. Это превращение каждый человек миллионы раз наблюдал и наблюдает действительно на каждом шагу».
Адекватным раздражителем для органа зрения служит энергия светового излучения. Человеческий глаз воспринимает свет с длиной волны от 380 до 760 нм. Однако в специально созданных условиях этот диапазон заметно расширяется в сторону инфракрасной части спектра до 950 нм и в сторону ультрафиолетовой части - до 290 нм.
Такой диапазон световой чувствительности глаза обусловлен формированием его фоторецепторов приспособительно к солнечному спектру. Земная атмосфера на уровне моря полностью поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм, часть ультрафиолетового излучения (до 360 нм) задерживается роговицей и особенно хрусталиком.
Ограничение восприятия длинноволнового инфракрасного излучения связано с тем, что внутренние оболочки глаза сами излучают энергию, сосредоточенную в инфракрасной части спектра. Чувствительность глаза к этим лучам привела бы к снижению четкости изображения предметов на сетчатке за счет освещения полости глаза светом, исходящим из его оболочек.
Зрительный акт является сложным нейрофизиологическим процессом, многие детали которого еще не выяснены. Он состоит из 4 основных этапов.
1.С помощью оптических сред глаза (роговица, хрусталик) на фоторецепторах сетчатки образуется действительное, но инвертированное (перевернутое) изображение предметоввнешнего мира.
2. Под воздействием световой эвергии в фоторецепторах (колбочки, палочки) происходит сложный фотохимический процесс, приводящий к распаду зрительных пигментов с последующей их регенерацией при участии витамина А и других веществ. Этот фотохимический процесс способствует трансформации световой энергии в нервные импульсы. Правда, до сих пор неясно, каким образом зрительный пурпур участвует в возбуждении фоторецепторов.
Светлые, темные и цветные детали изображения предметов по-разному возбуждают фоторецепторы сетчатки и позволяют воспринимать свет, цвет, форму и пространственные отношения предметов внешнего мира.
3. Импульсы, возникшие в фоторецепторах, проводятся по нервным волокнам к зрительным центрам коры головного мозга.
4. В корковых центрах происходит превращение энергии нервного импульса в зрительное ощущение и восприятие. Но каким образом происходит это преобразование, до сих пор неизвестно.
Таким образом, глаз является дистантным рецептором, дающим обширную информацию о внешнем мире без непосредственного контакта с его предметами. Тесная связь с другими анализаторными системами позволяет с помощью зрения на расстоянии получить представление о свойствах предмета, которые могут быть восприняты только другими рецепторами - вкусовыми, обонятельными, тактильными. Так, вид лимона и сахара создает представление о кислом и сладком, вид цветка - о его запахе, снега и огня - о температуре и т. п. Сочетанная и взаимная связь различных рецепторных систем в единую совокупность создается в процессе индивидуального развития.
Дистантный характер зрительных ощущений оказывал существенное влияние на процесс естественного отбора, облегчая добывание пищи, своевременно сигнализируя об опасности и способствуя свободной ориентации в окружающей обстановке. В процессе эволюции шло совершенствование зрительных функций, и они стали важнейшим источником информации о внешнем мире.
Основой всех зрительных функций является световая чувствительность глаза. Функциональная способность сетчатки неравноценна на всем ее протяжении. Наиболее высока она в области желтого пятна и особенно в центральной ямке. Здесь сетчатка представлена только нейроэпителием и состоит исключительно из высокодифференцированных колбочек. При рассматривании любого предмета глаз устанавливается таким образом, что изображение предмета всегда проецируется на область центральной ямки. На остальной части сетчатки преобладают менее дифференцированные фоторецепторы - палочки, и чем дальше от центра проецируется изображение предмета, тем менее отчетливо оно воспринимается.
В связи с тем, что сетчатка животных, ведущих ночной образ жизни, состоит преимущественно из палочек, а дневных животных - из колбочек, Шульце в 1868 г. высказал предположение о двойственной природе зрения, согласно которому дневное зрение осуществляется колбочками, а ночное - палочками. Палочковый аппарат обладает высокой светочувствительностью, но не способен передавать ощущение цветности; колбочки обеспечивают цветное зрение, но значительно менее чувствительны к слабому свету и функционируют только при хорошем освещении.
В зависимости от степени освещенности можно выделить три разновидности функциональной способности глаза.
1. Дневное (фотопическое) зрение (от греч. photos - свет и opsis - зрение) существляется колбочковым аппаратом глаза при большой интенсивности освещения. Оно характеризуется высокой остротой зрения и хорошим восприятием цвета.
2. Сумеречное (мезопическое) зрение (от греч. mesos - средний, промежуточный) осуществляется палочковым аппаратом глаза при слабой степени освещенности (0,1-0,3лк). Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматичным восприятием предметов. Отсутствие цветовосприятия при слабом освещении хорошо отражено в пословице «ночью все кошки серы».
3. Ночное (скотопическое) зрение (от греч. skotos - темнота) также осуществляется палочками при пороговой и надпороговой освещенности. Оно сводится только к ощущению света.
Таким образом, двойственная природа зрения требует дифференцированного подхода к оценке зрительных функций. Следует различать центральное и периферическое зрение.
Центральное зрение осуществляется колбочковым аппаратом сетчатки. Оно характеризуется высокой остротой зрения и восприятием цвета. Другой важной чертой центрального зрения является визуальное восприятие формы предмета. В осуществлении форменного зрения решающее значение принадлежит корковому отделу зрительного анализатора. Так, среди рядов точек человеческий глаз легко формирует их в виде треугольников, наклонных линий за счет именно корковых ассоциаций (рис. 46).
Рис. 46. Графическая модель, демонстрирующая участие коркового отдела зрительного анализатора в восприятии формы предмета.
Значение коры головного мозга в осуществлении форменного зрения подтверждают случаи потери способности распознавать форму предметов, наблюдаемые иногда при повреждении затылочных областей мозга.
Периферическое палочковое зрение служит для ориентации в пространстве и обеспечивает ночное и сумеречное зрение.
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ЗРЕНИЕ
Острота зрения
Для распознавания предметов внешнего мира необходимо не только выделить их по яркости или цвету на окружающем фоне, но и различить в них отдельные детали. Чем мельче детали может воспринимать глаз, тем выше его острота зрения (visus). Под остротой зрения принято понимать способность глаза воспринимать раздельно точки, расположенные друг от друга на минимальном расстоянии.
При рассматривании темных точек на светлом фоне их изображения на сетчатке вызывают возбуждение фоторецепторов, количественно отличающееся от возбуждения, вызываемого окружающим фоном. В связи с этим становится различимым светлый промежуток между точками и они воспринимаются как раздельные. Величина промежутка между изображениями точек на сетчатке зависит как от расстояния между ними на экране, так и от удаленности их от глаза. В этом легко убедиться, отдаляя книгу от глаз. Вначале исчезают наиболее мелкие промежутки между деталями букв и последние становятся неразборчивыми, затем исчезают промежутки между словами и строка видится в виде линии, и, наконец, происходит слияние строк в общий фон.
Взаимосвязь между величиной рассматриваемого объекта и удаленностью последнего от глаза характеризует угол, под которым виден объект. Угол, образованный крайними точками рассматриваемого объекта и узловой точкой глаза, называется углом зрения. Острота зрения обратно пропорциональна углу зрения: чем меньше угол зрения, тем выше острота зрения. Минимальный угол зрения, позволяющий раздельно воспринимать две точки, характеризует остроту зрения исследуемого глаза.
Определение минимального угла зрения для нормального глаза человека имеет уже трехсотлетнюю историю. Еще в 1674 г. Гук с помощью телескопа установил, что минимальное расстояние между звездами, доступное для их раздельного восприятия невооруженным глазом, равно 1 угловой минуте. Через 200 лет, в 1862 г., Снеллен использовал эту величину при построении таблиц для определения остроты зрения, приняв угол зрения в 1 мин. за физиологическую норму. Только в 1909 г. на Интернациональном конгрессе офтальмологов в Неаполе угол зрения 1 мин был окончательно утвержден в качестве международного эталона для определения нормальной остроты зрения, равной единице. Однако эта величина не предельная, а скорее характеризующая нижнюю границу нормы. Встречаются люди с остротой зрения 1,5; 2,0; 3,0 и более единиц. Гумбольт описал жителя Бреслау с остротой зрения 60 единиц, который невооруженным глазом различал спутники Юпитера, видимые с земли под углом зрения 1 с.
Предел различительной способности глаза во многом обусловлен анатомическими размерами фоторецепторов желтого пятна. Так, угол зрения 1 мин соответствует на сетчатке линейной величине 0,004 мм, что, например, равно диаметру одной колбочки. При меньшем расстоянии изображение падает на одну или две соседние колбочки и точки воспринимаются слитно. Раздельное восприятие точек возможно только в том случае, если между двумя возбужденными колбочками находится одна интактная.
В связи с неравномерным распределением колбочек в сетчатке различные ее участки неравноценны по остроте зрения. Наиболее высокая острота зрения в области центральной ямки желтого пятна, а по мере удаления от нее быстро падает. Уже на расстоянии 10° от центральной ямки она равна всего 0,2 и еще более снижается к периферии, поэтому правильнее говорить не об остроте зрения вообще, а об остроте центрального зрения.
Острота центрального зрения меняется в различные периоды жизненного цикла. Так, у новорожденных она очень низка. Форменное зрение появляется у детей после установления устойчивой центральной фиксации. В 4-месячном возрасте острота зрения несколько меньше 0,01 и к году постепенно достигает 0,1. Нормальной острота зрения становится к 5-15 годам. В процессе старения организма происходит постепенное падение остроты зрения. По данным Лукиша, если принять за 100% остроту зрения в 20-летнем возрасте, то в 40 лет она снижается до 90%, в 60 лет - до 74% и к 80 годам - до 42 %.
Для исследования остроты зрения применяются таблицы, содержащие несколько рядов специально подобранных знаков, которые называются оптотипами. В качестве оптотипов используются буквы, цифры, крючки, полосы, рисунки и т. п. Еще Снеллен в 1862 г. предложил вычерчивать оптотипы таким образом, чтобы весь знак был виден под углом зрения 5 мин, а его детали - под углом 1 мин. Под деталью знака понимается как толщина линий, составляющих оптотип, так и промежуток между этими линиями. Из рис. 47 видно, что все линии, составляющие оптотип Е, и промежутки между ними ровно в 5 раз меньше размеров самой буквы.
|
Рис.47. Принцип построения оптотипа Снеллена
С целью исключить элемент угадывания буквы, сделать все знаки в таблице идентичными по узнаваемости и одинаково удобными для исследования грамотных и неграмотных людей разных национальностей Ландольт предложил использовать в качестве оптотипа незамкнутые кольца разной величины. С заданного расстояния весь оптотип также виден под углом зрения 5 мин, а толщина кольца, равная величине разрыва,- под углом в 1 мин (рис. 48). Исследуемый должен определить, с какой стороны кольца расположен разрыв.
|
Рис.48. Принцип построения оптотипа Ландольта
В 1909 г. на XI Международном конгрессе офтальмологов кольца Ландольта были приняты в качестве интернационального оптотипа. Они входят в большинство таблиц, получивших практическое применение.
В Советском Союзе наиболее распространены таблицы и, в которые наряду с таблицей, составленной из колец Ландольта, входит таблица с буквенными оптотипами (рис. 49).
В этих таблицах впервые буквы были подобраны не случайно, а на основании углубленного изучения степени их узнаваемости большим числом людей с нормальным зрением. Это, естественно, повысило достоверность определения остроты зрения. Каждая таблица состоит из нескольких (обычно 10-12) рядов оптотипов. В каждом ряду размеры оптотипов одинаковы, но постепенно уменьшаются от первого ряда к последнему. Таблицы рассчитаны для исследования остроты зрения с расстояния 5 м. На этом расстоянии детали оптотипов 10-го ряда видны под углом зрения 1 мин. Следовательно, острота зрения глаза, различающего оптотипы этого ряда, будет равна единице. Если острота зрения иная, то определяют, в каком ряду таблицы исследуемый различает знаки. При этом остроту зрения высчитывают по формуле Снеллена: visus = - , где d - расстояние, с которого проводится исследование, a D - расстояние, с которого нормальный глаз различает знаки этого ряда (проставлено в каждом ряду слева от оптотипов).
Например, исследуемый с расстояния 5 м читает 1-й ряд. Нормальный глаз различает знаки этого ряда с 50 м. Следовательно, vi-5м sus= =0,1.
Изменение величины оптотипов выполнено в арифметической прогрессии в десятичной системе так, что при исследовании с 5 м чтение каждой последующей строки сверху вниз свидетельствует об увеличении остроты зрения на одну десятую: верхняя строка - 0,1, вторая - 0,2 и т. д. до 10-й строки, которая соответствует единице. Этот принцип нарушен только в двух последних строках, так как чтение 11-й строки соответствует остроте зрения 1,5, а 12-й - 2 единицам.
Иногда значение остроты зрения выражается в простых дробях, например 5/5о, 5/25, где числитель соответствует расстоянию, с которого проводилось исследование, а знаменатель - расстоянию, с которого видит оптотипы этого ряда нормальный глаз. В англо-американской литературе расстояние обозначается в футах, и исследование обычно проводится с расстояния 20 футов, в связи с чем обозначения vis = 20/4o соответствуют vis = 0,5 и т. п.
Острота зрения, соответствующая чтению данной строки с расстояния 5 м, проставлена в таблицах в конце каждого ряда, т. е. справа от оптотипов. Если исследование проводится с меньшего расстояния, то пользуясь формулой Снеллена, нетрудно рассчитать остроту зрения для каждого ряда таблицы.
Для исследования остроты зрения у детей дошкольного возраста используются таблицы, где оптотипами служат рисунки (рис. 50).
Рис. 50. Таблицы для определения остроты зрения у детей.
В последнее время для ускорения процесса исследования остроты зрения выпускаются телеуправляемые проекторы оптотипов, что позволяет врачу, не отходя от исследуемого, демонстрировать на экране любые комбинации оптотипов. Такие проекторы (рис. 51) обычно комплектуются с другими аппаратами для исследования глаза.
|
Рис. 51. Комбайн для исследования функций глаза.
Если острота зрения исследуемого меньше 0,1, то определяют расстояние, с которого он различает оптотипы 1-го ряда. Для этого исследуемого постепенно подводят к таблице, или, что более удобно, приближают к нему оптотипы 1-го ряда, пользуясь разрезными таблицами или специальными оптотипами (рис. 52).
Рис. 52. Оптотипы.
С меньшей степенью точности можно определять низкую остроту зрения, пользуясь вместо оптотипов 1-го ряда демонстрацией пальцев рук на темном фоне, так как толщина пальцев примерно равна ширине линий оптотипов первого ряда таблицы и человек с нормальной остротой зрения может их различать с расстояния 50 м.
Остроту зрения при этом вычисляют по общей формуле. Например, если исследуемый видит оптотипы 1-го ряда или считает количество демонстрируемых пальцев с расстояния 3 м, то его visus= = 0,06.
Если острота зрения исследуемого ниже 0,005, то для ее характеристики указывают, с какого расстояния он считает пальцы, например: visus = c46T пальцев на 10 см.
Когда же зрение так мало, что глаз не различает предметов, а воспринимает только свет, остроту зрения считают равной светоощущению: visus= - (единица, деленная на бесконечность, является математическим выражением бесконечно малой величины). Определение светоощущения проводят с помощью офтальмоскопа (рис. 53).
Лампу устанавливают слева и сзади от больного и ее свет с помощью вогнутого зеркала направляют на исследуемый глаз с разных сторон. Если исследуемый видит свет и правильно определяет его направление, то остроту зрения оценивают равной светоощущению с правильной светопроекцией и обозначают visus=- proectia lucis certa, или сокращенно - р. 1. с.
Правильная проекция света свидетельствует о нормальной функции периферических отделов сетчатки и является важным критерием при определении показаний к операции при помутнении оптических сред глаза.
Если глаз исследуемого неправильно определяет проекцию света хотя бы с одной стороны, то такая острота зрения оценивается как светоощущение с неправильной светопроекцией и обозначается visus = - pr. 1. incerta. Наконец, если исследуемый не ощущает даже света, то его острота зрения равна нулю (visus = 0). Для правильной оценки изменений функционального состояния глаза во время лечения, при экспертизе трудоспособности, освидетельствовании военнообязанных, профессиональном отборе и т. п. необходима стандартная методика исследования остроты зрения для получения соизмеримых результатов. Для этого помещение, где больные ожидают приема, и глазной кабинет должны быть хорошо освещены, так как в период ожидания глаза адаптируются к имеющемуся уровню освещенности и тем самым готовятся к исследованию.
Таблицы для определения остроты зрения должны быть также хорошо, равномерно и всегда одинаково освещены. Для этого их помещают в специальный осветитель с зеркальными стенками.
Для освещения применяют электрическую лампу 40 Вт, закрытую со стороны больного щитком. Нижний край осветителя должен находиться на уровне 1,2 м от пола на расстоянии 5 м от больного. Исследование проводят для каждого глаза в отдельности. Для удобства запоминания принято первым проводить исследование правого глаза. Во время исследования оба глаза должны быть открыты. Глаз, который в данный момент не исследуется, заслоняют щитком из белого, непрозрачного, легко дезинфицируемого материала. Иногда разрешается прикрыть глаз ладонью, но без надавливания, так как после надавливания на глазное яблоко острота зрения снижается. Не разрешается во время исследования прищуривать глаза.
Оптотипы на таблицах показывают указкой, длительность экспозиции каждого знака не более 2-3 с.
Остроту зрения оценивают по тому ряду, где были правильно названы все знаки. Допускается неправильное распознавание одного знака в рядах, соответствующих остроте зрения 0,3-0,6, и двух знаков в рядах 0,7-1,0, но тогда после записи остроты зрения в скобках указывают, что она неполная.
Кроме описанного субъективного метода, имеется и объективный метод определения остроты зрения. Он основан на появлении непроизвольного нистагма при рассматривании движущихся объектов. Определение оптокинетического нистагма проводят на нистагмаппарате, в котором через смотровое окно видна лента движущегося барабана с объектами разной величины. Исследуемому демонстрируют подвижные объекты, постепенно уменьшая их размеры. Наблюдая за глазом в роговичный микроскоп, определяют наименьшую величину объектов, которые вызывают нистагмоидные движения глаза.
Этот метод пока еще не нашел широкого применения в клинике и используется в случаях экспертизы и при исследовании маленьких детей, когда субъективные методы определения остроты зрения недостаточно надежны.
Цветоощущение
Способность глаза различать цвета имеет важное значение в различных областях жизнедеятельности. Цветовое зрение не только существенно расширяет информативные возможности зрительного анализатора, но и оказывает несомненное влияние на психофизиологическое состояние организма, являясь в определенной степени регулятором настроения. Велико значение цвета в искусстве: живописи, скульптуре, архитектуре, театре, кино, телевидении. Цвет широко используется в промышленности, транспорте, научных исследованиях и многих других видах народного хозяйства.
Большое значение цветовое зрение имеет для всех отраслей клинической медицины и особенно офтальмологии. Так, разработанный метод исследования глазного дна в свете различного спектрального состава (офтальмохромоскопия) позволил проводить «цветовую препаровку» тканей глазного дна, что значительно расширило диагностические возможности офтальмоскопии, офтальмофлюорографии.
Ощущение цвета, как и ощущение света, возникает в глазу при воздействии на фоторецепторы сетчатки электромагнитных колебаний в области видимой части спектра.
В 1666 г. Ньютон, пропуская солнечный свет через трехгранную призму, обнаружил, что он состоит из ряда цветов, переходящих друг в друга через множество тонов и оттенков. По аналогии со звуковой гаммой, состоящей из 7 основных тонов, Ньютон выделил в спектре белого цвета 7 основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.
Восприятие глазом того или иного цветового тона зависит от длины волны излучения. Можно условно выделить три группы цветов:
1) длинноволновые - красный и оранжевый;
2) средневолновые - желтый и зеленый;
3) коротковолновые - голубой, синий, фиолетовый.
За пределами хроматической части спектра располагается невидимое невооруженным глазом длинноволновое - инфракрасное и коротковолновое - ультрафиолетовое излучение.
Все многообразие наблюдаемых в природе цветов разделяется на две группы - ахроматические и хроматические. К ахроматическим относятся белый, серый и черный цвета, где средний человеческий глаз различает до 300 различных оттенков. Все ахроматические цвета характеризует одно качество - яркость, или светлота, т. е. степень близости его к белому цвету.
К хроматическим цветам относятся все тона и оттенки цветного спектра. Они характеризуются тремя качествами: 1) цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения; 2) насыщенность, опpeделяемой долей основного тона и примесей к нему; 3) яркостью, или светлостью, цвета, т. е. степенью близости его к белому цвету. Различные комбинации этих характеристик дают несколько десятков тысяч оттенков хроматического цвета.
В природе редко приходится видеть чистые спектральные тона. Обычно цветность предметов зависит от отражения лучей смешанного спектрального состава, а возникающие зрительные ощущения являются следствием суммарного эффекта.
Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешивании с которым образуется ахроматический цвет - белый или серый. При смешивании цветов в иных комбинациях возникает ощущение хроматического цвета промежуточного тона.
Все многообразие цветовых оттенков можно получить путем смешивания только трех основных цветов - красного, зеленого и синего.
Физиология цветоощущения окончательно не изучена. Наибольшее распространение получила трехкомпонентная теория цветного зрения, выдвинутая в 1756 г. великим русским ученым. Она подтверждена работами Юнга (1807), Максвелла (1855) и особенно исследованиями Гельмгольца (1859). Согласно этой теории, в зрительном анализаторе допускается существование трех видов цветоощущающих компонентов, различно реагирующих на свет разной длины волны.
Цветоощущающие компоненты I типа сильнее всего возбуждаются длинными световыми волнами, слабее - средними и еще слабее - короткими. Компоненты II типа сильнее реагируют на средние световые волны, более слабую реакцию дают на длинные и короткие световые волны. Компоненты III типа слабо возбуждаются длинными, сильнее - средними и больше всего - короткими волнами. Таким образом, свет любой длины волны возбуждает все три цветоощущающих компонента, но в различной степени (рис. 54, см. цветную вклейку).
При равномерном возбуждении всех трех компонентов создается ощущение белого цвета. Отсутствие раздражения дает ощущение черного цвета. В зависимости от степени возбуждения каждого из трех компонентов суммарно получается все многообразие цветов и их оттенков.
Рецепторами цвета в сетчатке являются колбочки, но остается невыясненным, локализуются ли специфические цветоощущающие компоненты в различных колбочках или все три вида имеются в каждой из них. Существует предположение, что в ощущении цвета участвуют также биполярные клетки сетчатки и пигментный эпителий.
Трехкомпонентная теория цветного зрения, как и другие (четырех - и даже семикомпонентные) теории, не может полностью объяснить цветоощущение. В частности, эти теории недостаточно учитывают роль коркового отдела зрительного анализатора. В связи с этим их нельзя считать законченными и совершенными, а следует рассматривать как наиболее удобную рабочую гипотезу.
Расстройства цветоощущения. Расстройства цветового зрения бывают врожденными и приобретенными. Врожденные именовались раньше дальтонизмом (по имени английского ученого Дальтона, страдавшего этим дефектом зрения и впервые его описавшим). Врожденные аномалии цветоощущения наблюдаются довольно часто - у 8% мужчин и 0,5% женщин.
В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения нормальное ощущение цвета называется нормальной трихромазие и, а люди, им обладающие, - нормальными трихроматами.
Расстройства цветоощущения могут проявляться либо аномальным восприятием цветов, которое называется цветоаномалией, или аномальной трихромазией, либо полным выпадением одного из трех компонентов - дихрома-зией. В редких случаях наблюдается только черно-белое восприятие - монохромазия.
Каждый из трех цветорецепторов в зависимости от порядка их расположения в спектре принято обозначать порядковыми греческими цифрами: красный - первый (протос), зеленый - второй (дейторос) и синий - третий (тритос). Таким образом, аномальное восприятие красного цвета называется протаномалиеи, зеленого - дейтераномалией, синего - тританомалией, а людей с таким расстройством называют соответственно протаномалами, дейтераномалами и тританомалами.
Дихромаз^я наблюдается также в трех формах: а) протанопии, б) дейтеранопии, в) тританопии. Лиц с данной патологией называют протанопами, дейтеранопами и тританопами.
Среди врожденных расстройств цветоощущения наиболее часто встречается аномальная трихромазия. На ее долю приходится до 70% всей патологии цветоощущения.
Врожденные расстройства цветоощущения всегда двусторонние и не сопровождаются нарушением других зрительных функций. Они обнаруживаются только при специальном исследовании.
Приобретенные расстройства цветоощущения встречаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва и центральной нервной системы. Они бывают в одном или обоих глазах, выражаются в нарушении восприятия всех трех цветов, обычно сопровождаются расстройством других зрительных функций и в отличие от врожденных расстройств могут претерпевать изменения в процессе заболевания и его лечения.
К приобретенным расстройствам цветоощущения относится и видение предметов, окрашенных в какой-либо один цвет. В зависимости от тона окраски различают: эритропсию (красный), ксантопсию (желтый), хлоропсию (зеленый) и цианопсию (синий). Эритропсия и цианопсия наблюдаются нередко после экстракции катаракты, а ксантопсия и хлоропсия - при отравлениях и интоксикациях.
Диагностика. Для работников всех видов транспорта, рабочих ряда отраслей промышленности и при службе в некоторых родах войск необходимо хорошее цветоощущение. Выявление его расстройств - важный этап профессионального отбора и освидетельствования военнообязанных. Следует учитывать, что лица с врожденным расстройством цветоощущения не предъявляют жалоб, не чувствуют аномального цветовосприятия и обычно правильно называют цвета. Ошибки цветовосприятия проявляются только в определенных условиях при одинаковой яркости или насыщенности разных цветов, плохой видимости, малой величине объектов. Для исследования цветового зрения применяются два основных метода: специальные пигментные таблицы и спектральные приборы - аномалоскопы. Из пигментных таблиц наиболее совершенными признаны полихроматические таблицы проф. Е."Б. Рабкина, так как они позволяют установить не только вид, но и степень расстройства цветоощущения (рис. 55 см. цветную вклейку).
В основе построения таблиц лежит принцип уравнения яркости и насыщенности. Таблица содержит набор тестов. Каждая таблица состоит из кружков основного и дополнительных цветов. Из кружков основного цвета разной насыщенности и яркости составлена цифра или фигура, которая легко различима нормальным трихроматом и не видна людям с расстройством цветоощущения, так как цветослепой человек не может прибегнуть к помощи различия тона и производит уравнивание по насыщенности. В некоторых таблицах имеются скрытые цифры или фигуры, которые могут различать только лица с расстройством цветоощущения. Это повышает точность исследования и делает его более объективным.
Исследование проводят только при хорошем дневном освещении. Исследуемого усаживают спиной к свету на расстоянии 1 м от таблиц. Врач поочередно демонстрирует тесты таблицы и предлагает называть видимые знаки. Длительность экспозиции каждого теста таблицы 2-3 с, но не более 10 с. Первые два теста правильно читают лица как с нормальным, так и расстроенным цветоощущением. Они служат для контроля и объяснения исследуемому его задачи. Показания по каждому тесту регистрируют и согласуют с указаниями, имеющимися в приложении к таблицам. Анализ полученных данных позволяет определить диагноз цветовой слепоты или вид и степень цветоаномалии.
К спектральным, наиболее тонким методам диагностики расстройств цветового зрения относится аномалоскопия. (от греч. anomalia - неправильность, skopeo - смотрю).
В основе действия аномалоскопов лежит сравнение двухцветных полей, из которых одно постоянно освещается монохроматическими желтыми лучами с изменяемой яркостью; другое поле, освещаемое красными и зелеными лучами, может менять тон от чисто красного до чисто зеленого. Смешивая красный и зеленый цвета, исследуемый должен получить желтый цвет, по тону и яркости соответствующий контрольному. Нормальные трихроматы легко решают эту задачу, а цветоаномалы - нет.
В СССР изготовляется аномалоскоп конструкции, при помощи которого при врожденных и приобретенных расстройствах цветового зрения можно проводить исследования во всех участках видимого спектра.
ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ
Поле зрения и методы его исследования
Полем зрения называется пространство, которое одновременно воспринимается неподвижным глазом. Состояние поля зрения обеспечивает ориентацию в пространстве и позволяет дать функциональную характеристику зрительного анализатора при профессиональном отборе, призыве в армию, экспертизе трудоспособности, в научных исследованиях и т. д. Изменение поля зрения является ранним и нередко единственным признаком многих глазных болезней. Динамика поля зрения часто служит критерием для оценки течения заболевания и эффективности лечения, а также имеет прогностическое значение. Выявление нарушений поля зрения оказывает существенную помощь в топической диагностике поражений головного мозга в связи с характерными дефектами поля зрения при повреждении разных участков зрительного пути. Изменения поля зрения при поражении головного мозга нередко являются единственным симптомом, на котором базируется топическая диагностика.
Все это объясняет практическую значимость изучения поля зрения и вместе с тем требует единообразия методики для получения сопоставимых результатов.
Размеры поля зрения нормального глаза определяются как границей оптически деятельной части сетчатки, расположенной по зубчатой линии, так и конфигурацией соседних с глазом частей лица (спинка носа, верхний край глазницы). Основными ориентирами поля зрения являются точка фиксации и слепое пятно. Первая связана с областью центральной ямки желтого пятна, а второе - с диском зрительного нерва, поверхность которого лишена свето-рецепторов.
Исследование поля зрения заключается в определении его границ и выявлении дефектов зрительной функции внутри них. Для этой цели применяются контрольные и инструментальные методы .
Обычно поле зрения для каждого глаза исследуется отдельно (монокулярное поле зрения) и в редких случаях одновременно для обоих глаз (бинокулярное поле зрения).
Контрольный метод исследования поля зрения прост, не требует приборов и отнимает всего несколько минут. Он широко используется в амбулаторной практике и у тяжелобольных для ориентировочной оценки. Несмотря на кажущуюся примитивность, эта методика все же дает достаточно определенную и сравнительно точную информацию, особенно при диагностике гемианопсий.
Сущность контрольного метода заключается в сравнении поля зрения исследуемого с полем зрения врача, которое должно быть нормальным. Поместив больного спиной к свету, врач садится против него на расстоянии 1 м. Закрыв один глаз исследуемого ладонью, врач закрывает свой глаз, противоположный закрытому у больного. Исследуемый фиксирует взором глаз врача и отмечает момент появления пальца или другого объекта, который врач плавно передвигает с разных сторон от периферии к центру на одинаковом расстоянии между собой и пациентом. Сравнивая показания исследуемого со своими, врач может установить изменения границ поля зрения и наличие в нем дефектов.
К инструментальным методам исследования поля зрения относятся кампиметрия и периметрия.
Кампиметрия (от лат. campus - поле, плоскость и греч. metreo -мерю). - 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 (от греч. skotos - темнота).
Исследование проводят при помощи 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 передвигаются 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.
Слепое пятно - проекция в пространстве диска зрительного нерва, относится к физиологическим скотомам. Оно расположено в височной половине поля зрения на 12-18° от точки фиксации. Его размеры по вертикали 8-9° и по горизонтали 5-8°.
К физиологическим скотомам относятся и лентовидные пробелы в поле зрения, обусловленные сосудами сетчатки, расположенными впереди ее фоторецепторов, - ангиоскотомы. Они начинаются от слепого пятна и прослеживаются на кампиметре в пределах 30-40° поля зрения.
Периметрия (от греч. peri - вокруг, metreo - мерю) - наиболее распространенный, простой и достаточно совершенный метод исследования периферического зрения. Основным отличием и достоинством периметрии является проекция поля зрения не на плоскость, а на вогнутую сферическую поверхность, концентричную сетчатой оболочке глаза. Благодаря этому исключается искажение границ поля зрения, неизбежное при исследовании на плоскости. Перемещение объекта на определенное число градусов по дуге дает равные отрезки, а на плоскости их величина неравномерно увеличивается от центра к периферии.
Впервые это показал в 1825 г. Пуркинье, а применил на практике Грефе (1855). На этом принципе Ауберт и Ферстер в 1857 г. создали прибор, получивший название периметра. Основной деталью наиболее распространенного и в настоящее время настольного периметра Ферстера является дуга шириной 50 мм и радиусом кривизны 333 мм. В середине этой дуги расположен белый неподвижный объект, служащий для исследуемого точкой фиксации. Центр дуги соединен с подставкой осью, вокруг которой дуга свободно вращается, что позволяет придать ей любой наклон для исследования поля зрения в разных меридианах. Меридиан исследования определяется по диску, разделенному на градусы и расположенному позади дуги. Внутренняя поверхность дуги покрыта черной матовой краской, а на наружной с интервалами 5° нанесены деления от 0 до 90°. В центре кривизны дуги расположена подставка для головы, где по обе стороны от центрального стержня имеются упоры для подбородка, позволяющие ставить исследуемый глаз в центр дуги. Для исследования используют белые или цветные объекты, укрепленные на длинных стержнях черного цвета, хорошо сливающихся с фоном дуги периметра.
Достоинствами периметра Ферстера являются простота в обращении и дешевизна прибора, а недостатком - непостоянство освещения дуги и объектов, контроль за фиксацией глаза. На нем трудно обнаружить небольшие дефекты поля зрения (скотомы).
Значительно больший объем информации о периферическом зрении получается при исследовании с помощью проекционных периметров, основанных на принципе проекции светового объекта на дугу (периметр ПРП, рис. 56) или на внутреннюю поверхность полусферы (сферо-периметр Гольдмана, рис. 57).
|
Рис. 56. Измерение поля зрения на проекционном периметре.
Рис. 57. Измерение поля зрения на сферопериметре.
Набор диафрагм и светофильтров, вмонтированных на пути светового потока, позволяет быстро и главное дозированно изменять величину, яркость и цветность объектов. Это дает возможность проводить не только качественную, но и количественную (квантитативную) периметрию. B сферопериметре, кроме того, можно дозированно менять яркость освещения фона и исследовать дневное (фотопическое), сумеречное (мезопическое) и ночное (скотопическое) поле зрения. Устройство для последовательной регистрации результатов сокращает время, необходимое для исследования. У лежачих больных поле зрения исследуют при помощи портативного складного периметра.
Методика периметрии. Поле зрения исследуют поочередно для каждого глаза. Второй глаз выключают с помощью легкой повязки так, чтобы она не ограничивала поле зрения исследуемого глаза.
Больного в удобной позе усаживают у периметра спиной к свету. Исследование на проекционных периметрах проводят в затемненной комнате. Регулируя высоту подголовника, устанавливают исследуемый глаз в центре кривизны дуги периметра против фиксационной точки.
Определение границ поля зрения на белый цвет осуществляется объектами диаметром 3 мм, а измерение дефектов внутри поля зрения- объектами в 1 мм. При плохом зрении можно увеличить величину и яркость объектов. Периметрию на цвета проводят объектами диаметром 5 мм. Перемещая объект по дуге периметра от периферии к центру, отмечают по градусной шкале дуги момент, когда исследуемый констатирует появление объекта. При этом необходимо следить, чтобы исследуемый не двигал глазом и постоянно фиксировал неподвижную точку в центре дуги периметра.
Движение объекта следует проводить с постоянной скоростью 2-3 см в секунду. Поворачивая дугу периметра вокруг оси, последовательно измеряют поле зрения в 8- 12 меридианах с интервалами 30 или 45°. Увеличение числа меридианов исследования повышает точность периметрии, но вместе с тем прогрессивно возрастает время, затрачиваемое на исследование. Так, для измерения поля зрения с интервалом Г требуется около 27 ч.
Периметрия одним объектом позволяет дать только качественную оценку периферического зрения, довольно грубо отделяя видимые участки от невидимых. Более дифференцированную оценку периферического зрения можно получить при периметрии объектами разной величины и яркости. Этот метод называется количественной, или квантитативной, периметрией. Метод позволяет улавливать патологические изменения поля зрения в ранних стадиях заболевания, когда обычная периметрия не выявляет отклонений от нормы.
При исследовании поля зрения на цвета следует учитывать, что при движении от периферии к центру цветной объект меняет окраску. На крайней периферии в ахроматической зоне все цветные объекты видны примерно на одинаковом расстоянии от центра поля зрения и кажутся серыми. При движении к центру они становятся хроматичными, но сначала их цвет воспринимается неправильно. Так, красный из серого переходит в желтый, затем в оранжевый и, наконец, в красный, а синий - от серого через голубой к синему. Границами поля зрения на цвета считаются участки, где наступает правильное распознавание цвета. Раньше всего узнаются синие и желтые объекты, затем красные и зеленые. Границы нормального поля зрения на цвета подвержены выраженным индивидуальным колебаниям (табл. 1).
Таблица 1 Средние границы поля зрения на цвета в градусах
Цвет объекта | ||||
височная | ||||
Красный Зеленый |
В последнее время область применения периметрии на цвета все больше сужается и вытесняется квантитативной периметрией.
Регистрация результатов периметрии должна быть однотипной и удобной для сравнения. Результаты измерений заносят на специальные стандартные бланки отдельно для каждого глаза. Бланк состоит из серии концентрических кругов с интервалом 10°, которые через центр поля зрения пересекает координатная сетка, обозначающая меридианы исследования. Последние наносят через 10 или. 15°.
Схемы полей зрения принято располагать для правого глаза справа, для левого - слева; при этом височные половины поля зрения обращены наружу, а носовые - внутрь.
На каждой схеме принято обозначать нормальные границы поля зрения на белый цвет и на хроматические цвета (рис. 58 см. цветную вклейку). Для наглядности разницу между границами поля зрения исследуемого и нормой густо заштриховывают. Кроме того, записывают фамилию исследуемого, дату, остроту зрения данного глаза, освещение, размер объекта и тип периметра.
Границы нормального поля зрения в определенной степени зависят от методики исследования. На них оказывают влияние величина, яркость и удаленность объекта от глаза, яркость фона, а также контраст между объектом и фоном, скорость перемещения объекта и его цвет.
Границы поля зрения подвержены колебаниям в зависимости от интеллекта исследуемого и индивидуальных особенностей строения его лица. Например, крупный нос, сильно выступающие надбровные дуги, глубоко посаженные глаза, приспущенные верхние веки и т. п. могут обусловить сужение границ поля зрения. В норме средние границы для белой метки 5 мм2 и периметра с радиусом дуги 33 см (333 мм) следующие: кнаружи - 90°, книзу кнаружи - 90°, книзу - 60, книзу кнутри - 50°, кнутри -- 60, ~ кверху кнутри - 55°, кверху -_55° и кверху кнаружи - 70°.
В последние годы для характеристики изменений поля зрения в динамике заболевания и статистического анализа используется суммарное обозначение размеров поля зрения, которое образуется из суммы видимых участков поля зрения исследованного в 8 меридианах: 90 + +90 + 60 + 50 + 60 + 55 + 55 + 70 = 530°. Это значение принимается за норму. При оценке данных периметрии, особенно если отклонение от нормы невелико, следует соблюдать осторожность, а в сомнительных случаях проводить повторные исследования.
Патологические изменения поля зрения. Все многообразие патологических изменений (дефектов) поля зрения можно свести к двум основным видам:
1) сужение границ поля зрения (концентрическое или локальное) и
2) очаговые выпадения зрительной функции - скотомы.
Концентрическое сужение поля зрения может быть сравнительно небольшим или простираться почти до точки фиксации - трубочное поле зрения (рис. 59).
|
|
Рис. 59. Концентрическое сужение поля зрения
Концентрическое сужение развивается в связи с различными органическими заболеваниями глаза (пигментное перерождение сетчатки, невриты и атрофия зрительного нерва, периферические хориоретиниты, поздние стадии глаукомы и др.), может быть и функциональным - при неврозах, неврастении, истерии.
Дифференциальный диагноз функционального и органического сужения поля зрения основывается на результатах исследования его границ объектами разной величины и с разных расстояний. При функциональных нарушениях в отличие от органических это заметно не влияет на величину поля зрения.
Определенную помощь оказывает наблюдение за ориентацией больного в окружающей обстановке, которая при концентрическом сужении органического характера весьма затруднительна.
Локальные сужения границ поля зрения характеризуются сужением его в каком-либо участке при нормальных, азмерах на остальном протяжении. Такие дефекты могут быть одно - и двусторонние.
Большое диагностическое значение имеет двустороннее выпадение половины поля зрения - гемианопсия. Гемианопсии разделяются на гомонимные_(одноименные) и гетеронимные (разноименные). Они возникают при поражении зрительного пути в области хиазмы или позади нее в связи с неполным перекрестом нервных волокон в области хиазмы. Иногда гемианопсии обнаруживаются самим больным, но чаще выявляются при исследовании поля зрения.
Гомонимная гемианопсия характеризуется выпадением височной половины поля зрения в одном глазу и носовой - в другом. Она обусловлена ретрохиазмальным поражением зрительного пути на стороне, противоположной выпадению поля зрения. Характер гемианопсии изменяется в зависимости от локализации участка поражения зрительного пути. Гемианопсия может быть полной (рис. 60) при выпадении всей половины поля зрения или частичной, квадрантной (рис. 61).
|
|
Рис. 60. Гомонимная гемианопсия
Битемпоральная гемианопсия (рис. 63, а) - выпадение наружных половин поля зрения. Она развивается при локализации патологического очага в области средней части хиазмы и является частым симптомом опухоли гипофиза.
|
Рис. 63. Гетеронимная гемианопсия
а - битемпоральная; б - биназальная
Таким образом, углубленный анализ гемианопических дефектов поля зрения оказывает существенную помощь для топической диагностики заболеваний головного мозга.
Очаговый дефект поля зрения, не сливающегося полностью с его периферическими границами, называется скотомой. Скотома может отмечаться самим больным в виде тени или пятна. Такая скотома называется положительной. Скотомы, не вызывающие у больного субъективных ощущений и обнаруживаемые только с помощью специальных методов исследования, носят название отрицательных.
При полном выпадении зрительной функции в области скотомы последняя обозначается как абсолютная в отличие от относительной скотомы, когда восприятие объекта сохраняется, но он виден недостаточно отчетливо. Следует учесть, что относительная скотома на белый цвет может быть в то же время абсолютно % на другие цвета.
Скотомы могут быть в виде круга, овала, дуги, сектора и иметь неправильную форму. В зависимости от локализации дефекта в поле зрения по отношению к точке фиксации различают центральные, перицентральные, парацентральные, секторальные и различного вида периферические скотомы (рис. 64).
|
Наряду с патологическими в поле зрения отмечаются физиологические скотомы. К ним относятся слепое пятно и ангиоскотомы. Слепое пятно представляет собой абсолютную отрицательную скотому овальной формы.
Физиологические скотомы могут существенно увеличиваться. Увеличение размеров слепого пятна является ранним признаком некоторых заболеваний (глаукома, застойный сосок, гипертоническая болезнь и др.) и измерение его имеет большое диагностическое значение.
7. Светоощущение. Методы определения
Способность глаза к восприятию света в различных степенях его яркости называется светоощущением. Это наиболее древняя функция зрительного анализатора. Осуществляется она палочковым аппаратом сетчатки и обеспечивает сумеречное и ночное зрение.
Световая чувствительность глаза проявляется в виде абсолютной световой чувствительности, характеризующейся порогом восприятия света глаза и различительной световой чувствительности, которая позволяет отличать предметы от окружающего фона в зависимости от их различной яркости.
Исследование светоощущения имеет большое значение в практической офтальмологии. Светоощущение отражает функциональное состояние зрительного анализатора, характеризует возможность ориентации в условиях пониженного освещения, является одним из ранних симптомов многих заболеваний глаза.
Абсолютная световая чувствительность глаза-величина непостоянная; она зависит от степени освещенности. Изменение освещенности вызывает приспособительное изменение порога светоощущения.
Изменение световой чувствительности глаза при изменении освещенности называется адаптацией. Способность к адаптации позволяет глазу защищать фоторецепторы от перенапряжения и вместе с тем сохранять высокую светочувствительность. Диапазон светоощущения глаза превосходит все известные в технике измерительные приборы; он позволяет видеть при освещенности порогового уровня и при освещенности, в миллионы раз превышающей его.
Абсолютный порог световой энергии, способный вызвать зрительное ощущение, ничтожно мал. Он равен 3-22-10~9 эрг/с-см2, что соответствует 7-10 квантам света.
Различают два~вида адаптации: адаптацию к свету при повышении уровня освещенности и адаптацию к темноте при понижении уровня освещенности.
Световая адаптация, особенно при резком увеличении уровня освещенности, может сопровождаться защитной реакцией зажмуривания глаз. Наиболее интенсивно световая адаптация протекает в течение первых секунд, затем она замедляется и заканчивается к концу 1-й минуты, после чего светочувствительность глаза уже не увеличивается.
Изменение световой чувствительности в процессе темновой адаптации происходит медленнее. При этом световая чувствительность нарастает в течение 20-30 мин, затем нарастание замедляется, и только к 50-60 мин достигается максимальная адаптация. Дальнейшее повышение светочувствительности наблюдается не всегда и бывает незначительным. Длительность процесса световой и темновой адаптации зависит от уровня предшествующей освещенности: чем более резок перепад уровней освещенности, тем длительнее идет адаптация.
Исследование световой чувствительности - сложный и трудоемкий процесс, поэтому в клинической практике часто применяются простые контрольные пробы, позволяющие получить ориентировочные данные. Самой простой пробой является наблюдение за действиями исследуемого в затемненном помещении, когда, не привлекая внимания, ему предлагают выполнить простые поручения: сесть на стул, подойти к аппарату, взять плохо видимый предмет и т. п.
Можно провести специальную пробу Кравкова - Пуркинье. На углы куска черного картона размером 20x20 см наклеивают четыре квадратика размером 3X3 см из голубой, желтой, красной и зеленой бумаги. Цветные квадратики показывают больному в затемненной комнате на расстоянии 40-50 см от глаза. В норме через 30-40 с становится различимым желтый квадрат, потом голубой. При нарушении светоощущения на месте желтого квадрата появляется светлое пятно, голубой квадрат не выявляется.
Для точной количественной характеристики световой чувствительности существуют инструментальные способы исследования. С этой целью применяются адаптометры. В настоящее время существует ряд приборов этого типа, отличающихся только деталями конструкции. В СССР широко используется адаптометр АДМ (рис. 65).
Рис. 65. Адаптометр АДМ (объяснение в тексте).
Он состоит из измерительного устройства (/), шара для адаптации (2), пульта управления (3). Исследование должно проводиться в темной комнате. Каркасная кабина позволяет делать это в светлом помещении.
В связи с тем, что процесс темновой адаптации зависит от уровня предварительной освещенности, исследование начинают с предварительной световой адаптации к определенному, всегда одинаковому уровню освещенности внутренней поверхности шара адаптометра. Эта адаптация длится 10 шш^и создает идентичный для всех исследуемых нулевой уровень. Затем свет выключают и с интервалами 5 мин на матовом стекле, расположенном перед глазами исследуемого, освещают только контрольный объект (в виде круга, креста, квадрата). Освещенность контрольного объекта увеличивают до тех пор, пока его не увидит исследуемый. С 5-минутными интервалами исследование продолжается 50-60 мин. По мере адаптации исследуемый начинает различать контрольный объект при более низком уровне освещенности.
Результаты исследования вычерчивают в виде графика, где по оси абсцисс откладывается время исследования, а по оси ординат - оптическая плотность светофильтров, регулирующих освещенность увиденного в данном исследовании объекта. Эта величина и характеризует светочувствительность глаза: чем плотнее светофильтры, тем ниже освещенность объекта и тем выше светочувствительность увидевшего его глаза.
Расстройства сумеречного зрения называются гемералопией (от греч. hemera - днем, aloos - слепой и ops - глаз), или куриной слепотой (так как действительно у всех дневных птиц отсутствует сумеречное зрение). Различают гемералопию симптоматическую и функциональную.
Симптоматическая гемералопия связана с поражением фоторецепторов сетчатки и является одним из симптомов органического заболевания сетчатки, сосудистой оболочки, зрительного нерва (пигментная дегенерация сетчатки, глаукома, невриты зрительного нерва и др.). Она, как правило, сочетается с изменениями глазного дна и поля зрения.
Функциональная гемералопия развивается в связи с гиповитаминозом А и сочетается с образованием ксеротических бляшек на конъюнктиве вблизи лимба. Она_хорошо поддается лечению витаминами/А, Вь В2.
Иногда наблюдается врожденная гемералопия без изменения глазного дна. Причины ее не ясны. Заболевание носит семейно-наследственный характер.
БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ И МЕТОДЫ ЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Зрительный анализатор человека может воспринимать окружающие предметы как одним глазом - монокулярное зрение, так и двумя глазами - бинокулярное зрение. При бинокулярном восприятии зрительные ощущения каждого из глаз в корковом отделе анализатора сливаются в единый зрительный образ. При этом происходит заметное улучшение зрительных функций: повышается острота зрения, расширяется поле зрения и, кроме того, появляется новое качество - объемное восприятие мира, стереоскопическое зрение. Оно позволяет осуществлять трехмерное восприятие непрерывно: при рассматривании различно расположенных предметов и при постоянно изменяющемся положении глазных яблок. Стереоскопическое зрение является сложнейшей физиологической функцией зрительного анализатора, высшим этапом его эволюционного развития. Для его осуществления необходимы: хорошо координируемая функция всех 12 глазодвигательных мышц, четкое изображение рассматриваемых предметов на сетчатке и равная величина этих изображений в обоих глазах - изейкония, а также хорошая функциональная способность сетчатки, проводящих путей и высших зрительных центров. Нарушение в любом из этих звеньев может явиться препятствием для формирования стереоскопического зрения или причиной расстройств уже сформированного.
Бинокулярное зрение развивается постепенно и является продуктом длительной тренировки зрительного анализатора. Новорожденный не имеет бинокулярного зрения, только к 3-4 мес дети устойчиво фиксируют предметы обоими глазами, т. е. бинокулярно. К 6 мес формируется основной рефлекторный механизм бинокулярного зрения - фузионный рефлекс, рефлекс слияния двух изображений в одно. Однако для развития совершенного стереоскопического зрения, позволяющего определять расстояние между предметами и иметь точный глазомер, требуется еще 6-10 лет. В первые годы формирования бинокулярного зрения оно легко нарушается при воздействии различных вредных факторов (болезнь, нервное потрясение, испуг и др.), затем становится устойчивым. В акте стереоскопического зрения различают периферический компонент - расположение изображений предметов на сетчатке и центральный компонент - фузионный рефлекс и происходящее в корковом отделе зрительного анализатора слияние изображений от обоих сетчаток в стереоскопическую картину. Слияние происходит только в том случае, если изображение проецируется на идентичные - корреспондирующие точки сетчатки, импульсы от которых поступают в идентичные отделы зрительного центра. Такими точками являются центральные ямки сетчаток и точки, расположенные в обоих глазах в одинаковых меридианах и на равном расстоянии от центральных ямок. Все другие точки сетчатки неидентичны - диспаратны. Изображения от них передаются в различные участки коры головного мозга, поэтому не могут сливаться, в результате чего возникает двоение (рис. 66).
https://pandia.ru/text/78/602/images/image024_15.jpg" width="211" height="172 src=">
Рис. 67. Опыт с «дырой в ладони»
3. Проба с чтением за карандашом. В нескольких сантиметрах перед носом читающего помещают карандаш, который будет закрывать часть букв. Читать, не поворачивая головы, можно только при бинокулярном зрении, так как буквы, закрытые для одного глаза, видны другим и наоборот.
Более точные результаты дают аппаратные методы исследования бинокулярного зрения. Они наиболее широко используются при диагностике и ортоптическом лечении косоглазия и изложены в разделе «Заболевания глазодвигательного аппарата».
Возрастная анатомия и физиология сенсорных систем организма человека.
Классификация анализаторов, их строение и функции
По определению И.П. Павлова, анализаторы – это сложные нервные аппараты, воспринимающие и анализирующие раздражения, которые поступают из внешней и внутренней сред организма.
Анализатор включает:
Рецептор – периферический отдел, проводниковый отрезок, центральный – мозговой, или, точнее, корковый, отдел анализатора, в котором рождается ощущение.
Все звенья анализатора действуют как единое целое. При повреждении любого из трех звеньев происходит нарушение работы анализатора.
Анализаторы организма человека: зрительный, обонятельный, слуховой, мышечный, вестибулярный, кожный, вкусовой.
Периферическим отделом зрительной сенсорной системой является глаз, который расположен в углублении черепа – глазнице.
Сзади и с боков он защищен от внешних воздействий костными стенками глазницы, а спереди – веками. Он состоит из глазного яблока и вспомогательных структур: слезных желез, ресничной мышцы, кровеносных сосудов и нервов. Слезная железа выделяет жидкость, предохраняющую глаз от высыхания. Равномерному распределению слезной жидкости по поверхности глаза способствует мигание век.
Глазное яблоко ограниченно тремя оболочками – наружной, средней и внутренней. Наружная оболочка глаза – склера, или белочная оболочка. Это плотная непрозрачная ткань белого цвета, толщиной около 1 мм, в передней части она переходит в прозрачную роговицу.
Под склерой расположена сосудистая оболочка глаза, толщина которой не превышает 0,2–0,4 мм. В ней содержится большое количество кровеносных сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное (цилиарное) тело и радужную оболочку (радужку).
В центре радужки располагается зрачок, его диаметр изменяется, от чего в глаз может попадать большее или меньшее количество света. Просвет зрачка регулируется мышцей, находящейся в радужке.
В радужной оболочке содержится особое красящее вещество – меланин. От количества этого пигмента цвет радужки может колебаться от серого и голубого до коричневого, почти черного. Цветом радужки определяется цвет глаз. Если пигмент отсутствует (таких людей называют альбиносами), лучи света могут проникать в глаз не только через зрачок, но и через ткань радужки. У альбиносов глаза имеют красноватый оттенок, зрение понижено.
В ресничном теле расположена мышца, связанная с хрусталиком и регулирующая его кривизну.
Хрусталик – прозрачное, эластичное образование, имеет форму двояковыпуклой линзы. Он покрыт прозрачной сумкой, по всему его краю к ресничному телу тянутся тонкие, но очень упругие волокна. Они сильно натянуты и держат хрусталик в растянутом состоянии.
В передней и задней камере глаза находиться прозрачная жидкость, которая снабжает питательными веществами роговицу и хрусталик. Полость глаза позади хрусталика заполнена прозрачной желеобразной массой – стекловидным телом . Оптическая система глаза представлена роговицей, камерами глаза, хрусталиком и стекловидным телом. Каждая из этих сред имеет свой показатель оптической силы.
Оптическая сила выражается в диоптриях . Одна диоптрия (дптр) – это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Оптическая сила системы глаза в целом – 59 дптр при рассматривании далеких предметов и 70,5 дптр при рассматривании близких предметов.
Глаз – чрезвычайно сложная оптическая система, которую можно сравнить с фотоаппаратом, в котором объективом выступают все части глаза, а фотопленкой – сетчатка. На сетчатке фокусируются лучи света, давая уменьшенное и перевернутое изображение. Фокусировка происходит за счет изменение кривизны хрусталика: при рассматривании близкого предмета он становится выпуклым, а при рассматривании удаленного – более плоским.
Световоспринимающий аппарат глаза. Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой (0,2–0,3 мм), весьма сложной по строению оболочкой – сетчаткой, или ретиной, на которой находятся светочувствительные клетки – палочки и колбочки, или рецепторы (рис. 5.5).
Колбочки сосредоточены в основном в центральной области сетчатки – в желтом пятне. По мере удаления от центра число колбочек уменьшается, а палочек – возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки. У взрослого человека насчитывается 6–7 млн. палочек, которые обеспечивают восприятие дневного и сумеречного света. Колбочки являются рецепторами цветного зрения, палочки – черно-белого.
Местом наилучшего видения является желтое пятно, и особенно его центральная ямка. Такое зрение называют центральным. Остальные части сетчатки принимают участие в боковом, или периферическом, зрении. Центральное зрение обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов, а периферическое позволяет ориентироваться в пространстве.
В палочках содержится особое вещество пурпурного цвета – зрительный пурпур, или родопсин, в колбочках – вещество фиолетового цвета – йодопсин, который, в отличие от родопсина, в красном свете выцветает.
Возбуждение палочек и колбочек вызывает появление нервных импульсов в связанных с ними волокнах зрительного нерва. Колбочки менее возбудимы, поэтому, если слабый свет попадает в центральную ямку, где находятся колбочки, а палочек нет, мы его видим очень плохо или не видим вовсе. Зато слабый свет хорошо виден, когда он попадает на боковые поверхности сетчатки. Таким образом, при ярком освещении функционируют в основном колбочки, при слабом освещении – палочки.
В сумерках при слабом освещении мы видим за счет зрительного пурпура. Распад зрительного пурпура под действием света вызывает возникновение импульсов возбуждения в окончаниях зрительного нерва и является начальным моментом зрительной афферентации.
Зрительный пурпур на свету распадается на белок опсин и пигмент ретинен – производное витамина А. В темноте витамин А превращается в ретинен, который соединяется с опсином и образует родопсин, т. е. зрительный пурпур восстанавливается. В темноте сетчатка содержит мало витамина А, а на свету обнаруживается значительное его количество. Следовательно, витамин А – источник зрительного пурпура.
Недостаток в пище витамина А сильно нарушает образование зрительного пурпура, что вызывает резкое ухудшение сумеречного зрения, так называемую куриную слепоту (гемералопию).
Рецепторы сетчатки передают сигналы по волокнам зрительного нерва, в котором насчитывают до 1 млн. нервных волокон, только один раз, в момент появления нового предмета. Затем добавляются сигналы о наступающих изменениях в изображении предмета по сравнению с его прежним изображением и о его исчезновении. Зрительные ощущения возникают только в момент фиксации взгляда в ряде последовательных точек предмета.
Проводниковый отдел зрительной сенсорной системы – это зрительный нерв, ядра верхних бугров четверохолмия среднего мозга, ядра наружного коленчатого тела промежуточного мозга.
Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле.
Возрастные особенности. Элементы сетчатки начинают развиваться на 6–10-й неделе внутриутробного развития, но окончательное ее морфологическое созревание происходит лишь к 10–12-ти годам. В процессе развития существенно меняются цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, обеспечивающие черно-белое зрение. Колбочки, ответственные за цветовое зрение, еще не зрелые, и их количество невелико. И хотя функции цветоощущения у новорожденных есть, но полноценное включение колбочек в работу происходит только к концу 3-го года жизни. По мере созревания колбочек дети начинают различать сначала желтый, потом зеленый, а затем красный цвета (уже с 3-х месяцев удавалось выработать условные рефлексы на эти цвета); распознавание цветов в более раннем возрасте зависит от яркости, а не от спектральной характеристики цвета. Полностью различать цвета дети начинают с конца 3-го года жизни. В школьном возрасте различительная цветовая чувствительность глаза повышается. Максимального развития ощущение цвета достигает к 30-ти годам и затем постепенно снижается. Важное значение для формирования этой способности имеет тренировка.
Миелинизация проводящих путей начинается лишь на 8–9-м месяце внутриутробного развития, и заканчивается лишь к 3–4-му году жизни.
Корковый отдел зрительного анализатора в основном формируется на 6–7-м месяце внутриутробной жизни, но окончательно зрительная кора созревает к 7-летнему возрасту.
Что касается дорецепторных структур, то у новорожденного глазное яблоко составляет 16 мм, а его масса 3,0 г. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые 5 лет жизни, менее интенсивно – до 9–12-ти лет. У взрослых диаметр глазного яблока составляет около 24 мм, а вес 8,0 г.
У новорожденных форма глазного яблока более шаровидная, чем у взрослых, в результате в 80–94% случаев у них отмечается дальнозоркая рефракция (см. рис. 5.6, с. 128). Повышенная растяжимость и эластичность склеры у детей способствует легкой деформации глазного яблока, что важно в формировании рефракции глаза. Так, если ребенок играет, рисует или читает, низко наклонив голову, в силу давления жидкости на переднюю стенку, глазное яблоко удлиняется и развивается близорукость (рис. 5.6).
В первые годы жизни радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый оттенок, а окончательное формирование ее окраски завершается только к 10–12-ти годам.
Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6–8-ми лет зрачки широкие из-за преобладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки, что повышает риск солнечных ожогов сетчатки. В 8–10 лет зрачок вновь становится узким, а к 12–13-ти годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как и у взрослого.
У новорожденных и детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более эластичный, чем у взрослого, и его преломляющая способность выше. Это делает возможным четкое видение предмета при большем приближении его к глазу, чем у взрослого. В свою очередь, привычка рассматривать предметы на малом расстоянии может приводить к развитию косоглазия.
Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновременно. В первые дни после рождения движения глаз несинхронны, при неподвижности одного глаза можно наблюдать движение другого. Способность фиксировать взглядом предмет, или, образно говоря, «механизм точной настройки», формируется в возрасте от 5-ти дней до 3–5-ти месяцев. Функциональное созревание зрительных зон коры головного мозга, по некоторым данным, происходит уже к рождению ребенка, по другим – несколько позже.
Реакция на форму предмета отмечается уже у 5-месячного ребенка. У дошкольников первую реакцию вызывает форма предмета, затем его размеры и в последнюю очередь – цвет.
Острота зрения с возрастом повышается, улучшается и стереоскопическое зрение.
Стереоскопическое зрение к 17–22-м годам достигает своего оптимального уровня, причем с 6-ти лет у девочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков.
В 7–8 лет глазомер у детей значительно лучше, чем у дошкольников, но хуже, чем у взрослых; половых различий не имеет. В дальнейшем у мальчиков линейный глазомер становиться лучше, чем у девочек.
Интенсивно увеличивается и поле зрение у детей, к 7-ми годам его размер составляет приблизительно 80% от размера поля зрения взрослого человека. В развитии поля зрения наблюдаются половые особенности.
Нарушения зрения. Коррекция зрения. Важное значение в процессе обучения и воспитания детей с дефектами органов чувств имеет высокая пластичность нервной системы, позволяющая компенсировать выпавшие функции за счет оставшихся. Известно, что у слепоглухих детей повышена чувствительность вкусового и обонятельного анализаторов. С помощью обоняния они могут хорошо ориентироваться на местности и узнавать родственников и знакомых. Чем более выражена степень поражения органов чувств ребенка, тем более трудной становится и учебно-воспитательная работа с ним.
Подавляющая часть всей информации из окружающего мира (примерно 90%) поступает в наш мозг через зрительные и слуховые каналы, поэтому для нормального физического и психического развития детей и подростков особое значение имеют органы зрения и слуха.
Среди дефектов зрения наиболее часто встречаются различные формы нарушения рефракции оптической системы глаза или нарушения нормальной длины глазного яблока. В результате лучи, идущие от предмета, преломляются не на сетчатке. При слабой рефракции глаза вследствие нарушения функций хрусталика – его уплощения, или при укорочении глазного яблока, изображение предмета оказывается за сетчаткой. Люди с такими нарушениями зрения плохо видят близкие предметы; такой дефект называют дальнозоркостью.
При усилении физической рефракции глаза, например, из-за повышения кривизны хрусталика, или удлинении глазного яблока, изображение предмета фокусируется впереди сетчатки, что нарушает восприятия удаленных предметов. Этот дефект зрения называют близорукостью.
При развитии близорукости школьник плохо видит написанное на классной доске, просит пересадить его на первые парты. При чтении он приближает книгу к глазам, сильно склоняет голову во время письма, в кино или в театре стремится занять место поближе к экрану или сцене. При рассматривании предмета ребенок прищуривает глаза. Что бы сделать изображение на сетчатке более четким, он чрезмерно приближает рассматриваемый предмет к глазам, что вызывает значительную нагрузку на мышечный аппарат глаза. Нередко мышцы не справляются с такой работой, и один глаз отклоняется в сторону виска – возникает косоглазие. Близорукость может развиваться при таких заболеваниях, как рахит, туберкулез, ревматизм.
Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского химика Дальтона, у которого впервые был обнаружен этот дефект). Дальтоники обычно не различают красный и зеленый цвета (они им кажутся серыми разных оттенков). Около 4–5% всех мужчин страдают дальтонизмом. У женщин он встречается реже (до 0,5%). Для обнаружения дальтонизма пользуются специальными цветовыми таблицами.
Профилактика нарушений зрения основывается на создании оптимальных условий для работы органа зрения. Зрительное утомление приводит к резкому снижению работоспособности детей, что отражается на их общем состоянии. Своевременная смена видов деятельности, изменение обстановки, в которой проводятся учебные занятия, способствуют повышению работоспособности.
Большое значение имеет правильный режим труда и отдыха, школьная мебель, отвечающая физиологическим особенностям учащихся, достаточное освещение рабочего места и др. во время чтения каждые 40-60 мин необходимо делать перерыв на 10-15 мин, чтобы дать отдохнуть глазам; для снятия напряжения аппарата аккомодации детям рекомендуют посмотреть вдаль.
Кроме того, важная роль в охране зрения и его функции принадлежит защитному аппарату глаза (веки, ресницы), который требуют бережного ухода, соблюдения гигиенических требований и своевременного лечения. Неправильное использование косметических средств может привести к конъюнктивитам, блефаритам и другим заболеваниям органов зрения.
Особое внимание следует обратить на организацию работы с компьютерами, а также просмотр телевизионных передач. При подозрении на нарушение зрения необходима консультация врача – офтальмолога.
До 5-ти лет у детей преобладает гиперметропия (дальнозоркость). При данном дефекте помогают очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами (придающими проходящим через них лучам сходящееся направление), которые улучшают остроту зрения и снижают излишнее напряжение аккомодации.
В дальнейшем в связи с нагрузкой при обучении частота гиперметрии снижается, а частота эмметропии (нормальной рефракции) и миопии (близорукости) увеличивается. К окончанию школы по сравнению с начальными классами распространенность близорукости возрастает в 5 раз.
Формированию и прогрессированию близорукости способствует дефицит света. В условиях Заполярья, при постоянном искусственном освещении в период полярной ночи, в тех школах, где уровень освещенности на рабочих местах был в 5–10 раз ниже гигиенических нормативов, у детей и подростков близорукость развивалась чаще.
Острота зрения и устойчивость ясного видения у учащихся существенно снижаются к окончанию уроков, и это снижение тем резче, чем ниже уровень освещенности. С повышением уровня освещенности у детей и подростков увеличивается быстрота различения зрительных стимулов, возрастает скорость чтения, улучшается качество работы. При освещенности рабочих мест 400 лк без ошибок было выполнено 74% работ, при освещенности 100 лк и 50 лк – соответственно 47 и 37%.
При хорошем освещении у нормально слышащих детей у подростков обостряется острота слуха, что также благоприятствует работоспособности, положительно сказывается на качестве работы. Так, если диктанты проводились при уровне освещенности 150 лк, число пропущенных или написанных с ошибками слов было на 47% меньше, чем в аналогичных диктантах, проведенных при освещенности 35 лк.
На развитие близорукости оказывает влияние учебная нагрузка, непосредственно связанная с необходимостью рассматривать объекты на близком расстоянии, ее продолжительность в течение дня.
Следует также знать, что у учащихся, мало бывающих или совсем не бывающих на воздухе в околополуденное время, когда интенсивность ультрафиолетовой радиации максимальна, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Это приводит к уменьшению тонуса глазных мышц, что при высокой зрительной нагрузке и недостаточной освещенности способствует развитию близорукости и ее прогрессированию.
Больными считаются дети, у которых миопическая рефракция составляет 3,25 дптр и выше, а острота зрения с коррекцией – 0,5–0,9. Таким учащимся рекомендованы занятия физической культурой только по специальной программе. Им также противопоказано выполнение тяжелой физической работы, длительное пребывание в согнутом положении с наклоненной головой.
С целью профилактики близорукости необходимы ежегодные медицинские осмотры учащихся врачом – окулистом. При миотопии слабой и средней степени, гиперметропии, астигматизме учащиеся осматриваются окулистом один раз в год, а в случаях высокой степени миопии (более 6,0 дптр) – два раза в год.
При близорукости назначают очки с рассеивающими двояковогнутыми стеклами, которые превращают параллельные лучи в расходящиеся. Близорукость в большинстве случаев врожденная, но она может увеличиваться в школьном возрасте от младших классов к старшим. В тяжелых случаях близорукость сопровождается изменениями сетчатки, что ведет к падению зрения и даже отслойке сетчатки. Поэтому детям, страдающим близорукостью, необходимо строго выполнять предписания окулиста. Своевременное ношение очков школьниками является обязательным.
Строение и функции слухового анализатора
Периферический отдел слуховой сенсорной системы состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха.
Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход.
Ушная раковина предназначена для улавливания звуковых колебаний, которые далее передаются по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Наружный слуховой проход имеет длину около 24 мм, он выстлан кожей, снабженной тонкими волосками и особыми потовыми железами, которые выделяют ушную серу. Ушная сера состоит из жировых клеток, содержащих пигмент. Волоски и ушная сера выполняют защитную роль.
Барабанная перепонка находится на границе между наружным и средним ухом. Она очень тонкая (около 0,1 мм), снаружи покрыта эпителием, а изнутри – слизистой оболочкой. Барабанная перепонка расположена наклонно и при воздействии на нее звуковых волн начинает колебаться. И так как барабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний, то она колеблется при всяком звуке соответственно его частоте и амплитуде.
Среднее ухо представлено барабанной полостью неправильной формы в виде маленького плоского барабана, на который туго натянута колеблющаяся перепонка, и слуховой, или евстахиевой, трубой.
В полости среднего уха расположены сочленяющиеся между собой слуховые косточки – молоточек, наковальня, стремечко. Среднее ухо отделено от внутреннего перепонкой овального окна.
Рукоятка молоточка одним концом соединена с барабанной перепонкой, другим с наковальней, которая в свою очередь с помощью сустава подвижно соединена со стремечком. К стремечку прикреплена стременная мышца, удерживающая его у перепонки овального окна преддверия. Звук, пройдя наружное ухо, действует на барабанную перепонку, с которой соединен молоточек. Система этих трех косточек увеличивает давление звуковой волны в 30–40 раз и передает ее на перепонку овального окна преддверия, где она трансформируется в колебания жидкости – эндолимфы .
Посредствам слуховой трубы барабанная полость соединена с носоглоткой. Функция евстахиевой трубы заключается в выравнивании давления на барабанную перепонку изнутри и снаружи, что создает наиболее благоприятные условия для ее колебания. Поступление воздуха в барабанную полость происходит во время глотания или зевания, когда просвет трубы открывается, и давление в глотке и барабанной полости выравнивается.
Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Между костным и перепончатым лабиринтом имеется жидкость – перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта – эндолимфа.
В центре костного лабиринта находится преддверие, спереди от него улитка, а сзади – полукружные каналы. Костная улитка – спирально извитой канал, образующий 2,5 оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине – 0,5 мм. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части, или лестницы.
В улитковом ходе, внутри среднего канала улитки, находится звуковоспринимающий аппарат – спиральный, или кортиев, орган. Он имеет базальную (основную) пластину, которая состоит из 24 тыс. тонких фибриозных волоконец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль нее в 5 рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.
Рецепторные клетки имеют удлиненную форму. Каждая волосковая клетка несет 60–70 мельчайших волосков (длиной 4–5 мкм), которые омываются эндолимфой и контактируют с покровной пластиной. Слуховой анализатор воспринимает звук различных тонов. Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны.
Длина звуковой волны определяется расстоянием, которое проходит звук за 1 сек., деленным на число полных колебаний, совершаемых звучащим телом за это же время. Чем больше число колебаний, тем меньше длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких – длинная, измеряемая в метрах.
Высота звука определяется его частотой, или числом колебаний за 1 сек. Частота измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в белах (чаще применяется децибел, дБ).
Звук улавливается ушной раковиной, направляется по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо, в котором имеются три слуховые косточки. Через систему рычага они усиливают звуковые колебания и передают их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринтом улитки. Волны, достигая основания улитки, вызывают смещение основной мембраны, с которой соприкасаются волосковые клетки. Клетки начинают колебаться, вследствие чего возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Эластичность основной мембраны на разных участках не одинакова. Вблизи овального окна мембрана уже и жестче, далее – шире и эластичнее. Волосковые клетки в узких отрезках воспринимают звуки высокими частотами, а в более широких – с низкими частотами.
Различение звуков происходит на уровне рецепторов. Сила звука кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Внутренние волосковые клетки возбуждаются при большой силе звука, наружные при меньшей.
Проводниковый отдел . Волосковые клетки охватываются нервными волокнами улитковой ветви слухового нерва, который несет нервный импульс в продолговатый мозг, далее, перекрещиваясь со вторым нейроном слухового пути, он направляется к задним буграм четверохолмия и ядрам внутренних коленчатых тел промежуточного мозга, а от них – в височную область коры, где располагается центральная часть слухового анализатора.
Центральный отдел слухового анализатора расположен в височной доле. Первичная слуховая кора занимает верхний край верхней височной извилины, она окружена вторичной корой. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных зонах. У человека в центральном ядре слухового анализатора особое значение имеет зона Вернике, расположенная в задней части верхней височной извилины. Эта зона ответственна за понимание смысла слов, она является центром сенсорной речи. При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возрастает. Это адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.
Возрастные особенности . Закладка периферического отдела слуховой сенсорной системы начинается на 4-й неделе эмбрионального развития. У 5-месячного плода улитка уже имеет форму и размеры, характерные для взрослого человека. К 6-му месяцу пренатального развития заканчивается дифференциация рецепторов.
Миелинизация проводникового отдела идет медленными темпами, и заканчивается лишь к 4-м годам.
Слуховая зона копы выделяется на 6-м месяце внутриутробной жизни, но особенно интенсивно первичная сенсорная кора развивается на протяжении второго года жизни, развитие продолжается до 7-ми лет.
Несмотря на незрелость сенсорной системы уже в 8–9 месяцев пренатального развития ребенок воспринимает звуки и реагирует на них движениями.
У новорожденных орган слуха не волне развит, и нередко считают, что ребенок рождается глухим. В действительности имеет место относительная глухота, которая связана с особенностями строения уха. Наружный слуховой проход у новорожденных короткий и узкий и поначалу расположен вертикально. До 1 года он представлен хрящевой тканью, которая в дальнейшем окостеневает, этот процесс длится до 10–12-ти лет. Барабанная перепонка расположена почти горизонтально, она намного толще, чем у взрослых. Полость среднего уха заполнена амниотической жидкостью, что затрудняет колебания слуховых косточек. С возрастом эта жидкость рассасывается, и полость заполняется воздухом. Слуховая (евстахиева) труба у детей шире и короче, чем у взрослых, и через нее в полость среднего уха могут попадать микробы, жидкости при насморке, рвоте и др. Этим объясняется довольно частое у детей воспаление среднего уха (отит).
С первых дней после рождения ребенок реагирует на громкие звуки вздрагиванием, изменением дыхания, прекращением плача. На 2-м месяце ребенок дифференцирует качественно разные звуки, в 3–4 месяца различает высоту звуков в пределах от 1-ой до 4-х октав, в 4–5 месяцев звуки становятся условнорефлекторными раздражителями. К 1–2-м годам дети дифференцируют звуки, разница между которыми составляет 1–2, а к 4–5-ти годам – даже ¾ и ½ музыкального тона.
Порог слышимости также изменяется с возрастом. У детей 6–9-ти лет он составляет 17–24 дБ, у 10–12-летних – 14–19 дБ. Наибольшая острота слуха достигается к среднему и старшему школьному возрасту (14–19 лет). У взрослого порог слышимости лежит в пределах 10–12 дБ.
Чувствительность слухового анализатора к различным частотам неодинакова в разном возрасте. Дети лучше воспринимают низкие частоты, чем высокие. У взрослых до 40 лет наибольший порог слышимости отмечается при частоте 3000 Гц, в 40–50 лет – 2000 Гц, после 50 лет – 1000 Гц, причем с этого возраста понижается верхняя граница воспринимаемых звуковых колебаний.
Функциональное состояние слухового анализатора зависит от действия многих факторов окружающей среды. Специальной тренировкой можно добиться повышения его чувствительности. Например, занятия музыкой, танцами, фигурным катанием, спортивной и художественной гимнастикой вырабатывают тонкий слух. С другой стороны, физическое и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкие колебания температуры и давления значительно снижают чувствительность органов слуха.
