Oftalmología (3) Imagenología y ajuste de ojos
1. Principio de la obtención de imágenes del ojo humano
El ojo humano es equivalente a una cámara, la lente es equivalente a la lente de la cámara y la retina es equivalente a la película de la cámara. El principio de la visión del ojo humano y las imágenes con lentes convexas es similar. La imagen muestra la estructura del ojo, que es una lente convexa. Según las condiciones de la imagen, el objeto forma una imagen real invertida y reducida en la retina. La luz del objeto pasa a través de la pupila, se refleja en la retina a través del cristalino y luego se transmite al cerebro a través del sistema nervioso. Después del procesamiento por parte del cerebro, vemos el objeto.
El ojo humano es un sistema óptico axial. Al observar un objeto, la luz del objeto pasa primero a través de la córnea, el líquido de la cámara anterior, la pupila, el cristalino, el líquido de la cámara posterior y finalmente llega a la retina. el fondo del ojo, convirtiéndose en un aspecto claro. Durante el proceso de obtención de imágenes, el ojo es como una cámara que automáticamente hace zoom y cambia el tamaño de apertura. Capta imágenes de objetos externos en la retina del ojo y los combina con la función biológica del cerebro humano para formar una comprensión sensorial del objetivo externo. cosas. Desde una perspectiva óptica, el cristalino corneal del ojo corresponde al cristalino de la cámara, el iris y la pupila equivalen al diafragma de apertura y la retina equivale a la película o al receptor de imágenes.
El eje visual del ojo humano es la línea que conecta el centro de la mácula y el nodo cuadrado de la imagen del sistema óptico del ojo. La rotación del globo ocular alinea el eje visual con el objeto observado y lo visualiza en un área centrada en la mácula. Las células visuales son estimuladas por la luz para producir información visual, que se transmite al cerebro a través del nervio óptico, produciendo así la imagen. visión más clara. La imagen de un objeto ante el ojo es una imagen real del objeto, por lo que la imagen en la retina es siempre una imagen invertida. Bajo la influencia del sistema nervioso y el cerebro, la gente siente que está en posición vertical.
Cuando las personas observan objetos, tienen un cierto rango de campo de visión (ángulo). El ángulo del campo de visión puede alcanzar 150° en la dirección horizontal, el ángulo del campo de visión vertical puede alcanzar un alto nivel de. 130°, y el campo de visión izquierdo y derecho puede alcanzar 150°. Alrededor de 70°, el campo de visión más claro es de 6°~8° alrededor del eje visual.
Los parámetros estructurales y ópticos del ojo humano, índice de refracción, se muestran en la Tabla 6-1.
2. Ajuste y adaptación del ojo humano
El ojo humano necesita ver objetos cercanos y lejanos con claridad, y también puede distinguir objetos en entornos claros y oscuros. Este ajuste automático es. Se llama ajuste ocular y se logra principalmente mediante la contracción del músculo ciliar y la elasticidad inherente del cristalino. Hay dos tipos principales de acomodación del ojo humano: acomodación de la pupila y acomodación de dioptrías.
1) Ajuste de la pupila
La pupila del ojo humano es el orificio circular central del iris. La pupila puede ajustar automáticamente su diámetro para controlar el flujo de luz que ingresa al ojo. El rango de diámetro está entre 2 y 8 mm. Cuando la luz es intensa durante el día y el brillo es alto, el iris se encoge y la pupila se vuelve más pequeña a 2 mm, y el diafragma bloquea parte de la luz para que no entre al ojo cuando la luz es oscura, la pupila se vuelve más grande a 8 mm; , permitiendo que entre más luz al ojo. Gracias al ajuste de la pupila, el ojo humano puede detectar cambios de luminosidad en un amplio rango. Al diseñar instrumentos ópticos visuales, se debe tener en cuenta que coincidan con el tamaño de la pupila del ojo humano.
Si la luz externa es muy fuerte y la pupila aún no puede adaptarse incluso cuando la pupila se reduce a 2 mm, fácilmente causará daños a la retina. Mirar directamente al sol o a un rayo láser puede quemar un punto ciego en la retina, de modo que cuando una persona mira cualquier escena, siempre habrá una o varias áreas que son puntos oscuros.
La capacidad de los ojos para adaptarse a diferentes ambientes luminosos y oscuros se llama adaptación. Esta adaptación se debe principalmente al aumento o disminución automática de la pupila del ojo humano. La adaptación se puede dividir en adaptación a la luz y adaptación a la oscuridad. La adaptación a la luz se produce al pasar de un lugar oscuro a un lugar brillante, provocando un deslumbramiento instantáneo. La pupila se encoge automáticamente, lo que provoca que entre menos luz. El proceso de adaptación a la luz es rápido, sólo unos minutos, pero la sensibilidad se reduce considerablemente. La adaptación a la oscuridad ocurre al pasar de un lugar brillante a un lugar oscuro. Al principio, los ojos se oscurecen y las pupilas se agrandan automáticamente. Con la finalización gradual del proceso de adaptación a la oscuridad, la energía luminosa que ingresa a los ojos aumenta y los ojos se adaptan. Al sentir una energía luminosa débil, la sensibilidad también aumenta en consecuencia y los ojos pueden ver claramente el entorno circundante a medida que se adaptan al entorno oscuro. Cuanto más tiempo permanezca una persona en un ambiente oscuro, mejor será la adaptación de los ojos a la oscuridad y mejor será la sensibilidad. Después de unos 60 minutos, la sensibilidad alcanza el máximo. En este momento, los bastones juegan un papel muy importante. El brillo que los ojos pueden percibir cambia mucho, alcanzando un rango de 1012:1.
Cuando el ojo humano se adapta, el diámetro de la pupila del ojo humano tiene un valor correspondiente según el brillo de la luz ambiental. La Tabla 6-2 muestra el valor promedio del diámetro de la pupila después de que el ojo humano se adapta a diferentes condiciones. condiciones de brillo. Al diseñar un sistema óptico visual, se debe considerar la coordinación del tamaño entre el entorno y la pupila del ojo humano.
2) Ajuste de dimensiones
El ojo es un sistema óptico de imágenes Al observar un objeto, el objeto forma una imagen clara en la retina. En el globo ocular, la distancia geométrica desde la lente, la principal estructura refractiva del ojo, hasta la retina es aproximadamente fija. Para el sistema óptico específico del ojo, cuando la distancia del objeto continúa cambiando y la distancia de la imagen permanece sin cambios, la distancia geométrica desde la lente, la principal estructura refractiva del ojo, hasta la retina es aproximadamente fija. Lo único que se puede cambiar es cambiar la distancia focal de la lente. Cuando el músculo ciliar se contrae, el radio de curvatura de la superficie del cristalino se vuelve más pequeño, lo que permite observar los objetos cercanos; cuando el músculo ciliar se relaja, el radio de curvatura del cristalino se vuelve más grande, lo que permite ver con claridad los objetos distantes. Cuando el sistema de imágenes oculares visualiza un objeto a cualquier distancia, el proceso de cambiar automáticamente la curvatura de la lente para ajustar el enfoque y ver objetos a diferentes distancias con claridad se denomina ajuste ocular. La fatiga ocular puede ocurrir si usa los ojos durante mucho tiempo. Los síntomas de la fatiga ocular incluyen: hinchazón de los ojos, dolor de cabeza, vértigo, dolor de ojos, ojos secos, etc.
Para describir la capacidad de los ojos de adaptarse para ver objetos cercanos y lejanos, se introdujo el concepto de agudeza visual. Supongamos que la distancia desde la posición de la superficie del objeto que el ojo humano puede ver claramente al ojo humano es l, la unidad es m, entonces el recíproco de esta distancia es la dioptría, representada por SD, la unidad es dioptría, el símbolo es D, la fórmula de cálculo específica es:
En un ojo normal, cuando los músculos están completamente relajados, el punto más lejano que se puede ver claramente se llama punto lejano cuando los músculos se contraen, el punto más cercano que; el ojo puede ver claramente cuando mira algo cercano se llama punto cercano. El punto lejano que un ojo normal puede ver está muy lejos y el punto cercano está a unos 10 centímetros del ojo. Suponga que la distancia del punto lejano es lr y la distancia del punto cercano es lp. La diferencia entre la agudeza visual del punto lejano y la agudeza visual del punto cercano es el rango de ajuste del ojo humano, o la capacidad de ajuste del ojo humano, que es. representado por un símbolo. La unidad es la dioptría D.
Los ojos son órganos importantes del ser humano. Diferentes personas tienen ojos diferentes, por lo que el punto cercano y el punto lejano serán diferentes. A medida que envejecemos, tanto el punto lejano como el cercano cambiarán, es decir, la capacidad de adaptación del ojo humano empeorará gradualmente con la edad y la capacidad de contracción muscular también disminuirá, por lo que el punto cercano cambiará significativamente. A menudo, cuanto más nos acercamos, más nos alejamos. A medida que la edad aumenta hasta cierta edad, aparecerá una hipermetropía senil o presbicia, y el grado de este fenómeno variará de persona a persona. La tabla 6-3 enumera las capacidades de acomodación de los ojos a diferentes edades.
Edad distancia punto cercano (CM) P / dioptría distancia punto lejano (CM) R / dioptría = R-P / dioptría. Normalmente, el ojo humano tiene una distancia de trabajo habitual a corta distancia, que se denomina distancia fotópica, que es la distancia de trabajo habitual de los ojos con visión normal bajo iluminación normal (50 lx). Esta distancia es la más cómoda. para que los ojos humanos vean objetos es diferente de la distancia del punto cercano, que es la distancia límite a la que el ojo humano puede ver claramente el objeto más cercano.
Ejemplo 1: Para una miopía con un punto lejano de 2 m, la potencia óptica de las gafas requerida es -0,5D, que es 50 grados. Según la fórmula de imagen gaussiana, la potencia de las gafas es igual a la dioptría × 100 = -0,5 × 100 = 50 grados.
(continuación)