A cikk orvosi szakértője
Új kiadványok
A szem optikai rendszere
Utolsó ellenőrzés: 04.07.2025
Minden iLive-tartalmat orvosi szempontból felülvizsgáltak vagy tényszerűen ellenőriznek, hogy a lehető legtöbb tényszerű pontosságot biztosítsák.
Szigorú beszerzési iránymutatásunk van, és csak a jó hírű média oldalakhoz, az akadémiai kutatóintézetekhez és, ha lehetséges, orvosilag felülvizsgált tanulmányokhoz kapcsolódik. Ne feledje, hogy a zárójelben ([1], [2] stb.) Szereplő számok ezekre a tanulmányokra kattintható linkek.
Ha úgy érzi, hogy a tartalom bármely pontatlan, elavult vagy más módon megkérdőjelezhető, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt.
Az emberi szem egy összetett optikai rendszer, amely a szaruhártyából, az elülső csarnokvízből, a lencséből és az üvegtestből áll. A szem törőereje a szaruhártya elülső felszíne, a lencse elülső és hátsó felszíne görbületi sugarának nagyságától, a közöttük lévő távolságtól, valamint a szaruhártya, a lencse, a csarnokvíz és az üvegtest törésmutatóitól függ. A szaruhártya hátsó felszínének optikai teljesítményét nem vesszük figyelembe, mivel a szaruhártya szövetének és az elülső csarnokvíznek a törésmutatói megegyeznek (mint ismeretes, a sugarak törése csak különböző törésmutatójú közegek határán lehetséges).
Hagyományosan úgy tekinthető, hogy a szem törőfelületei gömb alakúak és optikai tengelyeik egybeesnek, azaz a szem egy centrált rendszer. A valóságban a szem optikai rendszere számos hibát tartalmaz. Így a szaruhártya csak a központi zónában gömb alakú, a lencse külső rétegeinek törésmutatója kisebb, mint a belsőké, a sugarak törésmutatója két egymásra merőleges síkban nem azonos. Ezenkívül a különböző szemek optikai jellemzői jelentősen eltérnek, és nem könnyű pontosan meghatározni őket. Mindez megnehezíti a szem optikai állandóinak kiszámítását.
Bármely optikai rendszer törőerejének értékeléséhez egy hagyományos mértékegységet használunk - a dioptriát (rövidítve - dptr). 1 dptr-hez egy 1 m fő fókusztávolságú lencse teljesítményét vesszük. A dioptria (D) a fókusztávolság (F) reciproka:
D=1/F
Ezért egy 0,5 m fókusztávolságú lencse törőereje 2,0 dptrs, 2 m - 0,5 dptrs stb. A konvex (konvergáló) lencsék törőerejét a pluszjel, a konkáv (divergáló) lencsékét a mínuszjel jelzi, magukat a lencséket pedig pozitívnak, illetve negatívnak nevezzük.
Van egy egyszerű módszer, amellyel megkülönböztethetjük a pozitív lencsét a negatívtól. Ehhez a lencsét néhány centiméter távolságra kell elhelyezni a szemtől, és például vízszintes irányban kell mozgatni. Ha egy tárgyra pozitív lencsén keresztül nézünk, a képe a lencse mozgásával ellentétes irányban, negatív lencsén keresztül pedig ellenkezőleg, ugyanabba az irányba fog elmozdulni.
A szem optikai rendszerével kapcsolatos számítások elvégzéséhez a rendszer egyszerűsített sémáit javasoljuk, amelyek nagyszámú szem mérésével kapott optikai állandók átlagértékein alapulnak.
A legsikeresebb a V. K. Verbitsky által 1928-ban javasolt sematikus redukált szem. Fő jellemzői: a fő sík érinti a szaruhártya csúcsát; az utóbbi görbületi sugara 6,82 mm; az elülső-hátsó tengely hossza 23,4 mm; a retina görbületi sugara 10,2 mm; az intraokuláris közeg törésmutatója 1,4; a teljes törőerő 58,82 dioptria.
Más optikai rendszerekhez hasonlóan a szem is ki van téve különféle aberrációknak (a latin aberratio - eltérés szóból) - a szem optikai rendszerének hibáinak, amelyek a retinán lévő tárgy képének minőségének romlásához vezetnek. A szférikus aberráció miatt a pontszerű fényforrásból kiinduló sugarak nem egy pontban, hanem a szem optikai tengelyének egy bizonyos zónájában gyűlnek össze. Ennek eredményeként a retinán egy fényszórási kör alakul ki. Ennek a zónának a mélysége egy "normális" emberi szem esetében 0,5 és 1,0 dioptria között mozog.
A kromatikus aberráció következtében a spektrum rövidhullámú részének (kékeszöld) sugarai a szemben rövidebb távolságra metszik egymást a szaruhártyától, mint a spektrum hosszúhullámú részének (vörös) sugarai. Ezen sugarak fókuszpontjai közötti távolság a szemben elérheti az 1,0 dioptriát.
Szinte minden szemnél megfigyelhető egy másik aberráció, amelyet a szaruhártya és a lencse fénytörő felületeinek ideális gömbszerűségének hiánya okoz. A szaruhártya aszferikus jellege például egy hipotetikus lemez segítségével kiküszöbölhető, amely a szaruhártyára helyezve a szemet ideális gömbszerű rendszerré alakítja. A gömbszerűség hiánya a fény egyenetlen eloszlásához vezet a retinán: egy világító pont komplex képet alkot a retinán, amelyen a maximális megvilágítású területek megkülönböztethetők. Az utóbbi években ennek az aberrációnak a maximális látásélességre gyakorolt hatását aktívan vizsgálták még "normál" szemeknél is azzal a céllal, hogy korrigálják és úgynevezett felügyeletet érjenek el (például lézer segítségével).
[ A szem optikai rendszerének kialakulása
Különböző állatok látószervének ökológiai szempontból történő vizsgálata a refrakció adaptív jellegét bizonyítja, azaz a szem olyan optikai rendszerként való kialakulását, amely az adott állatfaj számára optimális vizuális tájékozódást biztosít az élettevékenységének és élőhelyének jellemzőivel összhangban. Nyilvánvalóan nem véletlen, hanem történelmileg és ökológiailag kondicionált, hogy az embereknél túlnyomórészt az emmetropiához közeli refrakció figyelhető meg, amely tevékenységeik sokszínűségének megfelelően a legjobban biztosítja mind a távoli, mind a közeli tárgyak tiszta látását.
A legtöbb felnőttnél megfigyelhető, az emmetropiához vezető szabályos refrakciós megközelítés a szem anatómiai és optikai komponensei közötti magas inverz korrelációban fejeződik ki: növekedése során megnyilvánul az a tendencia, hogy az optikai készülék nagyobb törőerejét rövidebb elülső-hátsó tengellyel, és fordítva, alacsonyabb törőerejét hosszabb tengellyel kombinálják. Következésképpen a szem növekedése szabályozott folyamat. A szem növekedését nem a méretének egyszerű növekedéseként, hanem a szemgolyó irányított kialakulásának, mint komplex optikai rendszernek a környezeti feltételek és az örökletes tényező hatása alatt, fajával és egyéni jellemzőivel.
A két komponens - az anatómiai és az optikai - közül, amelyek kombinációja határozza meg a szem fénytörését, az anatómiai lényegesen "mozgékonyabb" (különösen az elülső-hátsó tengely mérete). Főként ezen keresztül valósulnak meg a test szabályozási hatásai a szem fénytörésének kialakulására.
Megállapították, hogy az újszülöttek szeme általában gyenge fénytörésű. Ahogy a gyermekek fejlődnek, a fénytörés fokozódik: a távolságlátás mértéke csökken, a gyenge távolságlátás emmetropiává, sőt rövidlátássá alakul, az emmetrop szemek egyes esetekben rövidlátássá válnak.
A gyermek életének első 3 évében a szem intenzív növekedése, valamint a szaruhártya fénytörésének és az anteroposterior tengely hosszának növekedése figyelhető meg, amely 5-7 éves korra eléri a 22 mm-t, azaz a felnőtt szem méretének körülbelül 95%-át. A szemgolyó növekedése 14-15 éves korig folytatódik. Ebben a korban a szemtengely hossza megközelíti a 23 mm-t, a szaruhártya törőereje pedig 43,0 dioptriát.
A szem növekedésével a klinikai fénytörésének változékonysága csökken: lassan növekszik, azaz az emmetropia felé tolódik el.
A gyermek életének első éveiben a refrakció domináns típusa a távollátás. Az életkor előrehaladtával a távollátás előfordulása csökken, míg az emmetropikus refrakció és a rövidlátás növekszik. A rövidlátás gyakorisága különösen észrevehetően nő 11-14 éves kortól kezdődően, és 19-25 éves korban eléri a körülbelül 30%-ot. A távollátás és az emmetropia aránya ebben a korban körülbelül 30, illetve 40%.
Bár a különböző szerzők által megadott, a gyermekeknél előforduló egyes szemtörési típusok prevalenciájának mennyiségi mutatói jelentősen eltérnek, a fent említett általános szemtörési változás mintázata az életkor növekedésével továbbra is fennáll.
Jelenleg kísérleteket tesznek a gyermekek szemének átlagos életkori normáinak meghatározására, és ennek a mutatónak a felhasználására gyakorlati problémák megoldására. Azonban, ahogy a statisztikai adatok elemzése is mutatja, az azonos korú gyermekek refrakciójának nagyságrendjében mutatkozó különbségek olyan jelentősek, hogy ezek a normák csak feltételesek lehetnek.