第二節(jié)?眼的屈光與屈光不正

人們之所以能看清楚外界的物體,是因為物體發(fā)出的(或反射的)光進(jìn)入眼內(nèi),經(jīng)過眼屈光系統(tǒng)(角膜、房水、晶狀體及玻璃體)的折射,在視網(wǎng)膜黃斑聚焦形成物像。眼的這種功能就叫做眼的屈光。決定眼屈光狀態(tài)的兩個要素是:①角膜與晶狀體的屈光力;②眼前后軸的長度。表示對光屈折力的概念就叫做屈光度(diopter),英文縮寫為:D。+1D表示可以將平行光在鏡距1m的距離匯聚成焦點(diǎn)的屈光力[圖1?15(A)];-1D表示可以將平行光在反向鏡距1m的距離匯聚成焦點(diǎn)的屈光力[圖1?15(B)]。

(A)F、F'為前后主焦點(diǎn),E、E'為前后主點(diǎn),N、N'為前后結(jié)點(diǎn);(B)F、F'為前后主焦點(diǎn),N為結(jié)點(diǎn),角膜表面代表E、E'的平均數(shù)的角膜屈光度

一、簡化眼

眼的屈光系統(tǒng)就是一個屈光組,眼的屈光系統(tǒng)光學(xué)常數(shù)最早是由古爾斯特蘭德測定的,經(jīng)黑姆霍茨簡化為模型眼[schematic eye,圖1?16(A)],后經(jīng)再次簡化為簡化眼[reduced eye,圖1?16(B)]。簡化眼由1個節(jié)點(diǎn)和前后主焦點(diǎn)構(gòu)成。簡化眼所設(shè)定的光學(xué)常數(shù)如下。

總屈光指數(shù):1.33。

角膜彎曲度:5.0mm。

前焦點(diǎn)(角膜前):15.0mm。

后焦點(diǎn)(角膜后):20.0mm。

總屈光力:66.67D。

結(jié)點(diǎn)(視網(wǎng)膜前):15.0mm。

從外界來的光線交叉地通過結(jié)點(diǎn),在視網(wǎng)膜上形成倒置、縮小的視像(圖1?17),再經(jīng)過視神經(jīng)系統(tǒng)(視神經(jīng)、視交叉、視束、外側(cè)膝狀體、視放射)傳遞到大腦枕葉紋狀區(qū)(圖1?18),由大腦視神經(jīng)中樞融合、處理而形成一個直立的雙眼單視知覺像。視覺神經(jīng)系統(tǒng)對視像的處理是一個非常復(fù)雜的生理生化過程,有些方面的謎底至今尚未揭開。這方面的知識與眼?視光矯正方法到底有什么聯(lián)系還不是十分清楚。倘若讀者有興趣了解這方面知識的話,筆者特別推薦阮迪云、壽天德編著的《神經(jīng)生理學(xué)》(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社)、壽天德著的《視覺信息處理的腦機(jī)制》(上?？萍冀逃霭嫔?和楊雄里等譯《神經(jīng)生物學(xué)》(科學(xué)出版社)這三本書。

二、兒童眼的發(fā)育變化

一個人,眼的視覺生理功能并非是一成不變的,而是處在不斷的變化中。這種變化,在兒童時期是非常明顯的。了解這種變化的規(guī)律,對一名驗光師來說是非常必要的,對于開展少年兒童驗光工作的眼鏡店、驗光中心、驗配中心則更為重要。大家一定不會反對這樣的說法:不了解什么年齡孩子視力是多少的驗光師,就不可能給孩子驗好光。驗光師在初步認(rèn)識人在不同發(fā)育時期的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)識與掌握人的視覺發(fā)展規(guī)律,是開展高質(zhì)量青少年、兒童驗光的最基本條件。兒童、青少年在生長發(fā)育上可以分為以下6個時期。

① 新生兒期:從出生~1個月。

② 嬰兒期:出生后1個月到1歲。

③ 幼兒期:1~3歲。

④ 幼年期(學(xué)齡期前):4~7歲。這一時期的截止年齡,不同報告、作者的陳述稍有差異。通常大多將4歲到上學(xué)前這一段時間作為幼年期。

⑤ 少年期(學(xué)齡期):進(jìn)入小學(xué)~12歲,這一時期相當(dāng)于小學(xué)階段。

⑥ 青年期(青春期):這一時期一般認(rèn)為是在13~20歲,女孩為12~18歲。

以上6個時期中,人眼發(fā)育的關(guān)鍵時期是在4歲之前,即“三兒期”。眼的發(fā)育主要有三個方面:①眼球逐漸增大,組織分化成熟;②視覺功能在外界適宜的光刺激條件下日趨完善;③眼的屈光狀態(tài)呈現(xiàn)持續(xù)的去正鏡度化改變。

(一)兒童眼的發(fā)育

兒童眼的發(fā)育是指包括視神經(jīng)中樞在內(nèi)的整個視覺器官的發(fā)育。對眼?視光學(xué)影響較大的則是眼球的發(fā)育和眼外肌功能的完善。

1.眼球

剛出生的新生兒,眼的前后徑約為17.5mm(亦有人認(rèn)為是12.5~15mm),水平徑約為17.1mm,垂直徑約為16.5mm。出生后1~3年是眼球增長最為迅速的時期。3歲后發(fā)育的速度逐漸減緩,15~16歲時眼球基本達(dá)到成人大小。16歲以后,眼球增長極其有限。一般在20歲前后,眼球停止發(fā)育。在眼球發(fā)育過程中,有以下幾個特征值得關(guān)注。

① 新生兒眼球的視神經(jīng)乳頭和黃斑中心凹距離較大。因此,光軸與視軸的夾角也就相對較大。這可能與新生兒注視能力較差有關(guān)。黃斑中心凹遠(yuǎn)離光軸可以避免強(qiáng)光對視網(wǎng)膜的損傷。在發(fā)育中,隨著注視能力的提高,光軸與視軸的夾角會逐漸達(dá)到正常生理大小。

② 眼球的發(fā)育中,前部發(fā)育較早,后部發(fā)育相對較晚。新生兒的角膜大小相當(dāng)于成人角膜的1/3,2歲時可以達(dá)到成人大小。

③ 新生兒瞳孔較小(≤1.5mm),瞳孔散大肌發(fā)育尚不完善,對睫狀肌麻痹劑反應(yīng)不太敏感。瞳孔散大肌要在5歲左右才會發(fā)育成熟,整個睫狀肌的發(fā)育完善要到7歲。新生兒的前房角相對較為狹窄,應(yīng)當(dāng)在2~4歲時達(dá)到正常大小。正因為嬰幼兒期前房角的這種特征,對≤4歲兒童進(jìn)行屈光檢測時應(yīng)慎用睫狀肌麻痹劑,以免誘發(fā)青光眼。

④ 新生兒的晶狀體為球形,到青春期時成為扁平型。其質(zhì)量由80g增至160g。

⑤ 新生兒眼底的顏色較淺,黃斑部較厚、略凸起,中心凹反光不明顯,錐細(xì)胞較短。這都說明新生兒黃斑部的發(fā)育還不太完善。

2.眼外肌

新生兒的眼外肌尚待發(fā)育完善,雙眼運(yùn)動的協(xié)調(diào)性還沒有建立,會出現(xiàn)兩眼非隨意性異向運(yùn)動。在出生后1周內(nèi)新生兒還會出現(xiàn)內(nèi)斜視的生理現(xiàn)象,這可能與新生兒的視神經(jīng)乳頭和黃斑中心凹距離較大有關(guān)。

(二)眼屈光的發(fā)育變化趨勢

在眼的發(fā)育中,眼屈光的發(fā)育有兩個關(guān)鍵時期,一個是兒童時期,另一個是青春期。前一時期突出的生理特征是發(fā)育不成熟;后一時期的生理特征主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)與機(jī)能的脆弱。

1.兒童時期屈光的發(fā)育

兒童時期眼的特點(diǎn)是:眼的前后軸較短,角膜的曲率半徑較大,晶狀體呈球狀,屈光力較大。這些特點(diǎn)就形成了兒童在屈光方面的兩個現(xiàn)象。

① 兒童眼的屈光狀態(tài),是在其特有的結(jié)構(gòu)匹配條件下達(dá)到視覺需求的。因此,盡管兒童眼的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與成人有很明顯的不同,但進(jìn)入眼的光線仍可以精確聚焦在視網(wǎng)膜上。

② 存在著生理性的輕度遠(yuǎn)視眼。一般認(rèn)為這一遠(yuǎn)視度的生理數(shù)值為:+3.50D(亦有人主張+2.00D~+3.00D)。在正常的發(fā)育中,這一數(shù)據(jù)會在成長中的去正鏡度化過程中被逐漸減退。

倘若新生兒為高度遠(yuǎn)視或中度及以上近視時,過大的屈光矯正鏡度就不可能在未來的發(fā)育中被抵消,眼睛將會成為遠(yuǎn)視眼。這種情況大多提示兩種可能性:①可能是由遺傳因素所致;②胚胎發(fā)育中出現(xiàn)了異常狀況。

2.青春期屈光的發(fā)育

青春期正值人的中學(xué)階段,正好是眼最終定型的時間。從生理機(jī)制上講,結(jié)構(gòu)與機(jī)能的脆弱為屈光狀態(tài)的最終定型預(yù)留了一定的空間。這一時期在人一生中最突出的特點(diǎn)就是:學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)沉重,學(xué)業(yè)緊張,近距離工作的負(fù)荷極大。倘若不注意合理用眼,就會使眼的結(jié)構(gòu)在比較苛刻的視近環(huán)境下發(fā)生生物與生理性的適應(yīng),這就是經(jīng)典環(huán)境學(xué)說誘發(fā)近視眼的生理機(jī)制所在。

三、人眼視覺功能的發(fā)育

人眼視覺功能的發(fā)育,包括兩個方面的能力。一個是視覺的分辨能力,即視力、色覺、雙眼視覺,另一個是視覺的保障功能,即調(diào)節(jié)與集合。與眼?視光學(xué)關(guān)系最為密切的則是視力、調(diào)節(jié)與集合。

(一)視覺功能與視力的發(fā)育

1.嬰幼兒視覺功能的發(fā)育

人視覺功能的發(fā)育是在以下兩種條件下完成的。

① 出生時眼的解剖結(jié)構(gòu)與生理發(fā)展的潛在能力。

② 適宜的光刺激。

前者是視覺正常發(fā)育的生理基礎(chǔ),而后者則是視覺正常發(fā)育的客觀基礎(chǔ)。人視覺功能的發(fā)育和完善,正是在客觀基礎(chǔ)的作用下,以生理基礎(chǔ)為主體的生理功能不斷適應(yīng)外界客觀環(huán)境的過程和結(jié)果。這是一個循序漸進(jìn)的過程,對這樣一個過程僅僅用文字?jǐn)⑹龅姆绞?是很難表述清楚的。在此,筆者特將視覺發(fā)展時期和視覺功能的發(fā)育狀況一并編輯成表1?2。讀者通過閱讀這一表格中的內(nèi)容,就可以了解青少年、兒童視覺發(fā)育的清晰脈絡(luò)。在此,需要特別說明的是,即便是足月胎兒,在出生瞬間也是沒有視覺的,光覺也是在出生后數(shù)小時才獲得的。

一般認(rèn)為,人在出生后5個月便可以感知顏色,在視覺發(fā)育中,最先被感知的顏色是黃色,其次是紅色,對藍(lán)、綠色的識別相對較晚。4歲時,色覺的發(fā)育達(dá)到完善,此時,人的視覺可以分辨波長相差3nm的顏色。一般認(rèn)為,人可識別150種色調(diào),加上光譜中沒有的絳色,人可識別的色調(diào)約為180種。倘若結(jié)合顏色的飽和度與亮度,人真正可以識別的顏色種類是很難統(tǒng)計清楚的。

2.嬰幼兒視力的變化

嬰幼兒時期是視覺功能發(fā)育的關(guān)鍵時期,而視力發(fā)育狀況是視覺功能發(fā)育的重要指標(biāo)。嬰兒時期的視力發(fā)育如圖1?19中的曲線所示,圖1?20為幼兒階段視力發(fā)育的曲線。這里須說明,圖1?19和圖1?20中的上方實(shí)曲線代表視力發(fā)育的上限,而下方虛曲線則代表視力發(fā)育的下限。從兩圖反映的視力發(fā)育速度看,嬰幼兒的視力發(fā)育過程可以分成兩個階段。

① 出生到3歲:視力從0.0發(fā)育到0.6,視力的提升速度為0.2/a。

② 3~4歲:視力從0.6發(fā)育到1.0,視力的提升速度為0.4/a。

一般說來,人在進(jìn)入少年期后裸眼視力將不再提高。人的視覺功能與視力在早期發(fā)育中的規(guī)律性,也給眼?視光學(xué)工作者和從事視力保健的工作者提出了一個值得探討的問題:視力保健與近視眼的預(yù)防工作,從以學(xué)齡期為重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到以幼兒期為重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是更為合理、科學(xué)的方略。

(二)眼調(diào)節(jié)與集合功能的發(fā)育

在視覺功能的發(fā)育中,眼調(diào)節(jié)功能的發(fā)育比雙眼輻輳功能的發(fā)育要晚。眼調(diào)節(jié)功能的發(fā)育之所以比較晚,可能與兒童早期視力比較低下有關(guān):沒有精確的視力,調(diào)節(jié)自然也就不會發(fā)生。這應(yīng)當(dāng)與近視眼在遠(yuǎn)點(diǎn)以外不會進(jìn)行調(diào)節(jié)是一樣的道理。

雙眼輻輳的協(xié)調(diào)性是在出生4周后才逐漸建立的。5~6周時雙眼注視已經(jīng)比較穩(wěn)定,輻輳功能也已出現(xiàn)。但是,此時的調(diào)節(jié)功能還比較落后,只有到2~3歲時,眼的調(diào)節(jié)功能才能真正發(fā)揮作用。眼的調(diào)節(jié)是隨著視力的不斷提高而發(fā)育的,5~7歲時,眼的調(diào)節(jié)達(dá)到與集合的協(xié)調(diào)狀態(tài)。在調(diào)節(jié)的發(fā)育中,有兩點(diǎn)值得從事驗光工作的驗光師們給予注意。

① 眼調(diào)節(jié)功能的發(fā)育是在比較完善的集合功能條件下進(jìn)行的。

② 眼調(diào)節(jié)功能的發(fā)育與視力狀況密切相關(guān)。

兒童調(diào)節(jié)功能開始發(fā)揮作用時,其裸眼視力應(yīng)達(dá)到0.4,0.4也是建立雙眼視覺所需要的必備視力條件。當(dāng)視力達(dá)到最佳狀態(tài)時,調(diào)節(jié)與集合將達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)。兩者達(dá)到協(xié)調(diào)的年齡為6~7歲。這也說明,當(dāng)兒童眼的發(fā)育狀況無法達(dá)到最佳視力需求的時候,調(diào)節(jié)功能與集合功能就會處于不太協(xié)調(diào)的狀態(tài)。倘若眼的發(fā)育狀況滯留在遠(yuǎn)視狀態(tài),調(diào)節(jié)功能就會比集合功能強(qiáng),表現(xiàn)為潛在或顯性的內(nèi)斜視傾向;假如眼發(fā)育過度而達(dá)到近視狀態(tài),調(diào)節(jié)功能就會比集合功能弱,表現(xiàn)為潛在或顯性的外斜視傾向。

(三)雙眼視功能的發(fā)育

雙眼的視覺功能不是生來就有的,而是在出生后的發(fā)育中逐漸得到完善的。首先出現(xiàn)的是雙眼的同視功能和融合視功能,立體視覺是稍后發(fā)展的,也是最后發(fā)展完善的視覺功能。

1.同視功能的發(fā)育

新生兒出生時,眼位處于正眼位的很少。數(shù)周內(nèi)嬰兒的眼位會在“內(nèi)斜位—正位—外斜位”之間變化。有的學(xué)者對出生~4個月嬰兒角膜映光法檢測的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果顯示:外斜位為66.5%,正眼位為29.9%,內(nèi)斜位為1%,不定眼位為2.6%。出生1個月后正眼位兒童的比例呈逐漸增大的趨勢,6個月時具備正眼位的比例已經(jīng)達(dá)到97.2%。這就說明雙眼同視只能出現(xiàn)在出生1個月之后,達(dá)到雙眼同視完善的程度至少要在6個月之后。

視覺誘發(fā)電位(VEP)研究發(fā)現(xiàn),反映雙眼的P₂波在出生后2~4個月時才出現(xiàn)。而P₂波持續(xù)增大會一直延續(xù)到6歲,這又說明視網(wǎng)膜與視神經(jīng)中樞的發(fā)育、完善要一直延續(xù)到6歲。

2.融合視功能和立體視功能的發(fā)育

一般認(rèn)為,雙眼的融合視功能是在2~3個月時開始出現(xiàn)的,立體視功能是在16周時開始產(chǎn)生的(用立體視覺刺激測定立體視銳度)。立體視覺達(dá)到成人水平要在5歲以后。偏振立體視圖(Titmus立體圖)是檢測立體視覺的測試用圖,也有人使用這種測試圖對1.5~13歲具有雙眼視功能的少年兒童進(jìn)行了測定,其調(diào)查結(jié)果顯示:1.5~9歲這一期間立體視銳度呈現(xiàn)逐步增高的趨勢,立體視銳度的變化狀況如表1?3所示。但是也有人認(rèn)為,人在3~5歲時,立體視覺已經(jīng)發(fā)育完善,只是因為當(dāng)前使用的檢測方法還不能排除因經(jīng)驗不足所造成的對識別、判定的影響。

從以上敘述中可以看出,雙眼視覺發(fā)育的關(guān)鍵時期是從出生后2~3個月開始的,一直要延續(xù)到9歲,而至關(guān)重要的階段應(yīng)是1~6歲。

四、人眼屈光狀態(tài)的分類

人眼屈光狀態(tài)的分類,是根據(jù)在靜態(tài)——不使用自主調(diào)節(jié)的狀態(tài)下,平行光入眼,經(jīng)屈光系統(tǒng)后,是否能在視網(wǎng)膜上聚焦而進(jìn)行的分類。根據(jù)這種分類方法,人眼可以分為以下兩類。

(一)正視眼

平行光入眼,經(jīng)不使用自主調(diào)節(jié)的屈光系統(tǒng)屈折后,能在視網(wǎng)膜上聚焦的眼稱為正視眼。這種眼又叫做正常眼。從屈光學(xué)意義上分析,正視眼應(yīng)當(dāng)有三種。①正軸(常折射力)正視眼:眼的前后軸長度、屈光系統(tǒng)的屈光力均在正常范圍;②長軸(低折射力)正視眼:眼的前后軸長度雖然大于正常范圍、屈光系統(tǒng)的屈光力卻呈反比例降低,平行光入眼后,經(jīng)屈光系統(tǒng)屈折恰好能在視網(wǎng)膜上聚焦;③短軸(高折射力)正視眼:眼在前后軸長度、屈光系統(tǒng)的屈光力方面恰好與第二種正視眼相反,但仍能將平行光聚焦在視網(wǎng)膜上。

(二)非正視眼

平行光入眼,經(jīng)不使用自主調(diào)節(jié)的屈光系統(tǒng)屈折后,不能在視網(wǎng)膜上聚焦的眼稱為非正視眼。根據(jù)聚焦的位置和狀況,非正視眼可以分為三類。倘若以眼軸的改變進(jìn)行區(qū)別的話,正視眼與非正視眼的屈光狀況如圖1?21所示。因眼的前后軸過長而成像在視網(wǎng)膜前的眼稱為近視眼。而因眼的前后軸過短而成像在視網(wǎng)膜后的眼稱為遠(yuǎn)視眼。

倘若,平行光入眼,經(jīng)不使用自主調(diào)節(jié)的屈光系統(tǒng)屈折后,不能在視網(wǎng)膜上聚焦而成為兩條焦線的眼就是散光眼。

非正視眼又叫做屈光不正眼,關(guān)于每一種屈光不正,將在第三章~第六章中分別進(jìn)行介紹,在此不再贅述。