Текст книги "Хорошее зрение. Как избавиться от близорукости, дальнозоркости, глаукомы, катаракты"

Глава 4
Оптическая система глаза

Чтобы наш глаз мог ясно и четко видеть различной величины и формы объекты на разном расстоянии, природа подарила ему великолепнейшее устройство, по своей сложности и точности превосходящее все, что изобретено человеческим гением за многие тысячелетия. Это оптическая система глаза. Но для того, чтобы разобраться в ней, нам придется прибегнуть к упрощению и для начала рассмотреть оптическую систему глаза с позиции устройства оптического прибора. Так будет легче перейти к более сложной живой оптической системе.

4.1. Глаз как оптический прибор

Мы вправе сравнивать глаз с любым самым совершенным техническим устройством для передачи изображений – фотоаппаратом, кинокамерой, передающим монитором телевизионной системы и т. д. Ведь и там, и там есть три основные составляющие: отверстие для прохождения световых лучей; структура, преломляющая эти лучи, и поверхность, на которой они фокусируются. В глазу свет пропускает зрачок, преломляет оптическая система глаза и воспринимает сетчатка.

При этом основные составляющие оптической системы глаза – это роговица и хрусталик, о которых мы уже говорили в главе 1. Водянистую влагу и стекловидное тело как жидкое и гелеобразное образования мы в расчет не принимаем, хотя они имеют свой показатель преломления (1,336), пусть и более слабый, чем у роговицы (1,376) и особенно у хрусталика (1,386). Плотные же образования оптической системы – роговица и хрусталик – имеют кривизну с радиусами различного значения. Так, по расчетным данным, передняя поверхность роговицы имеет радиус 7,7 мм, а задняя – 6,8 мм. У хрусталика разница еще больше – 10,0 мм передняя поверхность и 6,0 мм задняя. Общая преломляющая сила роговицы при этом составляет 43,05 Д, а хрусталика – 19,11 Д. В живом глазу эти параметры значительно варьируют: преломляющая сила роговицы колеблется в пределах 38,0–46,0 Д, а хрусталика – 15,0–23,0 Д. Общая же преломляющая сила глаза составляет 52,0–71,0 Д (в среднем 60,0 Д) при длине передне-задней оси глаза от 19,0 до 30,0 см (в среднем 23,0–23,5 см). Таким образом, суммарная преломляющая сила оптической системы, как мы видим, существенно превышает значения, которыми мы оперируем, говоря об увеличительных линзах. Глаз преломляет свет значительно сильнее.

Нужно сказать, что многие известные ученые прошлых веков, пытаясь понять и четко определить преломляющую способность живого глаза, разрабатывали так называемый «схематический глаз». Основывались подобные разработки на очень сложных расчетах, как, например, схематическая модель глаза по Гульстранду. Этому шведскому оптику удалось наиболее удачно описать оптическую систему нормального человеческого глаза (рис. 5) и дать точные параметры, на которые мы уже ссылались. Я не стану вдаваться в такие детали, как передний главный фокус (F₁), задний главный фокус (F₂), главные плоскости и фокусные расстояния. Я просто хочу продемонстрировать сложность тончайших расчетов при оценке оптики глаза.

Рис. 5. Строение оптики глаза по Гульстранду:

F₁ – передний главный фокус; F₂ – задний главный фокус; f1 – переднее фокусное расстояние; f₂ – заднее фокусное расстояние; Н₁ и Н₂ – передняя и задняя главные плоскости; f_{в. п} – переднее вершинное (т. e. отсчитанное от вершины роговицы) фокусное расстояние; f_{в. з} – заднее вершинное фокусное расстояние

Есть и более простые схемы оптической системы глаза, в которых для легкости изложения принимается в расчет только одна из преломляющих поверхностей, – это так называемый редуцированный глаз. Показатели его наиболее полно были рассчитаны советским офтальмологом В. К. Вербицким.

Но все эти подходы и расчеты относятся к идеальному, усредненному глазу. В реальности все намного сложнее, и заниматься этими вопросами приходится в рамках таких разделов науки, как физиологическая оптика и медицинская оптометрия. Ведь в живом человеческом глазу нужно привести в гармоническое состояние два основных параметра – длину передне-задней оси и преломляющую силу оптической системы. И тот и другой параметр, как мы уже говорили выше, варьируют в широких пределах, и исключительно редки случаи, когда они укладываются в классические расчеты. И здесь в дело включается аккомодация. О строении аккомодационной (ее еще называют цилиарной) мышцы мы говорили в главе 1. Теперь давайте посмотрим, как она работает.

Когда глаз в спокойном состоянии направлен на отдаленный объект (в офтальмологии принято называть далеким расстояние более 5 м), аккомодационная мышца находится в состоянии относительного покоя и равновесия. Ведь ее задача – помочь глазу рассмотреть более мелкие и близко расположенные предметы. Если аппарат аккомодации не включен, воспринимаемый глазом близкий предмет проецируется на сетчатке нечетко, контуры его размыты. При этом автоматически посылается сигнал в мозг, и оттуда приходит приказ начинать действовать цилиарной мышце. Она сокращается, меняется сила натяжения цинновых связок, поддерживающих хрусталик, и его кривизна тоже меняется. Чтобы можно было рассмотреть мелкие объекты на близком расстоянии, хрусталик должен стать более выпуклым. Преломляющая сила глаза при этом увеличивается. Когда взгляд переводится опять вдаль, цилиарная мышца автоматически расслабляется, циннова связка натягивается и хрусталик приобретает более плоскую форму; преломляющая сила оптической системы глаза при этом уменьшается.

Этот процесс кажется очень сложным, когда о нем говоришь словами. На самом деле все происходит легко и быстро, в доли секунды. И тем легче и быстрее, чем больше глаз человека натренирован в переводе взгляда с близкого расстояния вдаль и обратно. Смотреть вдаль действительно очень полезно. Цилиарная мышца при этом хорошо расслабляется и потом меньше устает при напряжении. Причем в пределах города наша «даль» ограничена десятками, в лучшем случае сотнями метров. Настоящая «даль» – на природе. Недаром раньше, в эпоху парусного флота, считалось, что наилучшее зрение имеют моряки – ведь они часто и долго всматриваются в даль, отстоящую на десятки и сотни километров.

4.2. Понятие клинической рефракции глаза

Для того чтобы систематизировать варианты строения оптической системы живого глаза, было введено понятие «рефракция»[8]8
  Рефракция глаза – преломляющая сила оптической системы глаза, выраженная в диоптриях.


[Закрыть]. Она характеризует соотношение переднезадней оси глаза и его преломляющей силы в состоянии покоя, когда аккомодация отключена, и, соответственно, положение фокуса преломленных глазом лучей по отношению к сетчатке. Принято различать три вида рефракции: эмметропию, гиперметропию и миопию.

Лучше всего вам это покажет схема. Взгляните на рис. 6. Вы видите здесь все три варианта клинической рефракции глаза.

Рис. 6. Три вида клинической рефракции глаза:

М – миопия (близорукость); Em – эмметропия (соразмерная рефракция); H – гиперметропия (дальнозоркость)

А теперь охарактеризуем их.

Под эмметропией, или соразмерной рефракцией, следует понимать такой вид оптического устройства глаза, когда гармоническое соотношение длины глазного яблока и силы его оптической системы обеспечивает положение фокуса преломленных лучей непосредственно на сетчатке. Понятно, что это самый лучший вариант, и острота зрения при этом будет максимальной. Эмметропический глаз наиболее приспособлен к восприятию внешнего мира. Четкое зрение не только при взгляде в бесконечность, но и в пределах от бесконечности до 1,5 м от глаза осуществляется без напряжения аккомодации. Но на более близкие дистанции требуется аккомодативное усиление. Такой вид рефракции встречается, по данным различных исследователей прошлых лет, у 30–40 % населения земного шара, однако практика показывает, что у современного человека идеальная соразмерная рефракция глаза встречается намного реже.

Гиперметропия, или дальнозоркость, характеризуется тем, что фокус преломленных в глазу лучей оказывается позади сетчатки. Другими словами, это укороченный глаз. И для того, чтобы достичь нормальной остроты зрения, вмешательство аккомодации нужно всегда, даже при взгляде вдаль. Однако в большинстве случаев глаз с этим справляется. Исследователи, проводившие большие статистические наблюдения, считают, что это наиболее распространенная рефракция. Во всяком случае, когда в начале ХХ века была построена кривая распределения рефракции у большого контингента обследованных (несколько тысяч человек), пик ее пришелся на дальнозоркость в 0,5 Д. Замечу, к слову, что подавляющее большинство детей рождается с дальнозоркостью, и только потом, в течение нескольких лет, глаза ребенка растут и параметры их меняются, формируя окончательную рефракцию к 10–12 годам.

При миопии, или близорукости, длина глаза увеличена, вследствие чего фокус преломленных лучей располагается впереди сетчатки. Понятно, что изображение на самой сетчатке получается нечетким, размытым и острота зрения всегда понижена. Тут уже не приходится ожидать помощи от напряжения аккомодации, поскольку этим путем можно только приблизить фокус к сетчатке, отдалить же нельзя никак, и нужно искать другие пути для нормализации зрения.

Итак, подведем итог. Клиническая рефракция характеризует глаз с точки зрения расположения фокуса преломленных оптической системой лучей света по отношению к сетчатке, от чего, вполне понятно, зависит острота зрения. Эмметропия характеризуется гармоничным сочетанием длины глаза и его оптической силы, острота зрения всегда в норме. Это – идеальная рефракция. Гиперметропия (дальнозоркость) представляет собой вариант укороченного глаза. Достаточная острота зрения достигается за счет включения аккомодации. Миопия (близорукость) – наиболее неблагоприятный вариант строения глаза, когда длина его слишком велика в соотношении с оптической силой. Острота зрения всегда понижена.

Исходя из сказанного, мы делаем заключение, что практически нормальной, идеальной рефракцией является только эмметропия. Она не требует вмешательства специалиста, во всяком случае в молодом возрасте, поскольку острота зрения достаточна и способность к зрительной работе обычно сохранена. Два других вида рефракции уже не обеспечивают идеального зрения и нуждаются во вмешательстве специалиста, чтобы обеспечить хорошую остроту зрения и достаточный уровень зрительной работоспособности. Поэтому их объединили в одну группу и, в отличие от эмметропии, назвали аметропиями, то есть несоразмерными рефракциями. Применяется еще один термин – аномалии рефракции.

Рассмотрим их подробнее, поскольку это важно для практических целей и представляет интерес для каждого человека.

4.3. Дальнозоркость

Когда мне на заре моей научной деятельности в области офтальмологии пришлось осуществить детальный осмотр органа зрения у более чем 5000 школьников, я на собственном опыте убедилась, что гиперметропия действительно является наиболее распространенным видом рефракции. При этом у большинства обследованных школьников острота зрения была нормальной, а степень дальнозоркости – слабой.

С клинических позиций аметропии принято делить еще и по степеням – на слабую, среднюю и высокую. Применительно к дальнозоркости слабая степень укладывается в границы 2,0 Д, средняя – 5,0 Д и высокая – больше 5,0 Д. Правда, иногда можно встретить и другую градацию по степеням (до 3,0; до 6,0 Д и свыше 6,0 Д), но первая из них более приемлема и удобна. Обычно нормальная острота зрения наблюдается только при слабой степени гиперметропии. Средняя и высокая степень практически всегда обусловливают понижение зрения и нарушение зрительной работоспособности – такие люди быстро устают при длительном выполнении мелкой работы на близком расстоянии. Напомню еще раз, что нормальное расстояние для зрительной работы – это 33 см. При таком расстоянии в глазу с соразмерной рефракцией используется 3,0 Д аккомодации, и это считается нормой. Если человек уменьшает расстояние от глаз до объекта зрительной работы (это часто делают дети, которые, как говорят, «пишут носом»), то он искусственно увеличивает нагрузку на аккомодационный аппарат. И это может привести к негативным последствиям, о чем мы будем говорить дальше.

Люди, имеющие дальнозоркость средней и высокой степени, как правило, всегда имеют нарушенную остроту зрения для дали. И им обычно тяжело дается работа на близком расстоянии. Чем можно помочь в таком случае?

Выход только один – компенсировать недостаток оптической системы глаза специальными линзами.

Оптическая коррекция дальнозоркости осуществляется использованием двояковыпуклых, или плюсовых, линз. Приставляя их к глазу, определяют величину его аметропии.

Понятно, что чем больше степень аметропии, тем дальше от сетчатки располагается фокус лучей, преломленных оптической системой глаза (вспомните рис. 6). Но мы не имеем возможности измерить это расстояние непосредственно. Это делается путем приставления к глазу в пробной очковой оправе плюсовой линзы той или иной силы.

Если нарушенная острота зрения восстанавливается полностью при приставлении линзы +1,0 Д, то речь идет о дальнозоркости в 1,0 Д, то есть гиперметропии слабой степени. Так осуществляется проверка зрения в глазном кабинете, и вы, я полагаю, знаете об этом. Если же для восстановления остроты зрения требуется линза силой в +3,5 Д, то речь идет уже о средней степени дальнозоркости. Это так называемый субъективный метод определения рефракции глаза.

Есть, конечно, и специальный диагностический аппарат – рефрактометр. Такими аппаратами оснащены в наше время многие оптические салоны. Их имеют специализированные центры по лечению зрительных расстройств.

Однако глазные кабинеты районных поликлиник такой аппаратурой не располагают. И если врач имеет намерение определить объективным путем степень аметропии, он прибегает обычно к методу скиаскопии. В этом случае при обследовании в темной комнате через различной силы оптические стекла, вставленные в специальную линейку, нейтрализуется движение тени, образующейся при направлении в глаз пучка отраженного света от специального зеркальца. Этот метод, разумеется, менее точный, однако представление о рефракции глаза он дает вполне достаточное.

А как определить степень дальнозоркости, если острота зрения в норме? Да точно так же, но только ориентиром будет уже не восстановление остроты зрения, а ее сохранение при приставлении все более сильных линз.

Теперь возникает вопрос: нужно ли носить очки при дальнозоркости? Думаю, ответ вам уже ясен. Если зрение вдаль нарушено и человек лишен возможности полноценно воспринимать своими глазами окружающее пространство, то очки ему необходимы. Тем более что, как мы уже с вами знаем, нет другого пути изменить ситуацию – укороченный глаз не вытянешь никаким способом. Однако в тех случаях, когда зрение вдаль нормально и нет никаких сложностей со зрительной работой, без очков вполне можно обойтись. Во всяком случае, в молодом возрасте, пока аккомодация сильна.

Бывает, что зрение вдаль нормальное, но зрительная работа на близком расстоянии затруднена и быстро возникает чувство усталости и дискомфорта. Что делать в таком случае? Использовать очки только для зрительной работы, а постоянно ходить без них.

Чтобы убедить вас окончательно, покажу схематически, как влияет приставленное плюсовое стекло на фокус преломленных лучей (рис. 7). Как вы видите, фокус под воздействием линзы четко совмещается с сетчаткой.

Рис. 7. Коррекция дальнозоркости плюсовой линзой

Из других способов воздействия на зрительный аппарат глаза при дальнозоркости можно использовать любые методы, способствующие укреплению аккомодационной мышцы, чтобы сохранить ее способность к полноценному сокращению как можно дольше.

Можно применять домашние способы, из которых наиболее эффективным будет упражнение с переводом взгляда с дальнего объекта на близкий. Например, выбрать на расстоянии 4–5 м от глаз небольшого размера объект с четким контуром и смотреть поочередно на него и на близко расположенный объект, скажем, букву из обычного текста, но только четко пропечатанную. Ее можно вырезать и наклеить на белый фон – получится тест-объект собственного изготовления. Такая тренировка хороша тем, что стимулирует как саму мышцу, так и иннервационные механизмы, приводящие ее в действие. Здесь работает такой показатель, как время аккомодации, а он напрямую связан с силой цилиарной мышцы и ее способностью к сокращению. Выполняя упражнения, следует, однако, помнить общее правило физической тренировки. Оно гласит, что для получения желаемого эффекта упражнение следует повторить не менее 20 раз. Увеличение числа повторов благотворно действует на конечный результат. Некоторые специалисты общей физической тренировки идут по пути увеличения повторов упражнения до 100, 200 и даже 300 раз и получают при этом очень хорошие результаты. И еще одно правило следует соблюдать – не нагружать мышцу чрезмерно. Иными словами, если испытываете боль и неприятные ощущения, не форсируйте занятий, замедлите темп. Мышца обязательно откликнется на тренировку и окрепнет.

Тренировку аккомодационной мышцы можно проводить и в оптометрическом кабинете. Есть несколько способов тренировки мышцы. Лучше всего работают методы, построенные на приставлении к глазу оптических линз разной силы. Такое воздействие проводится обычно курсом – не менее 10 занятий, можно 15. Курсы повторяются 2–3 раза в год.

Если у человека возникает зрительное утомление на фоне имеющейся дальнозоркости, то лечение проводится уже только у специалиста. Признаки утомления глаз (чувство тяжести и боль в глазах, головная боль, расплывание объектов восприятия) свидетельствуют о резком ослаблении цилиарной мышцы, и здесь нужно, во-первых, найти причину этого явления и, во-вторых, действовать очень осторожно, чтобы не сорвать аккомодативную функцию. Такое возможно при форсированном воздействии, и восстановить даже исходное состояние иногда не удается долгое время. Это очень мучительно для человека.

Но какое бы воздействие на аккомодативную мышцу вы для себя ни избрали, вопрос оптической коррекции остается в силе. Нет смысла тренировать ослабленную мышцу, когда зрительный аппарат постоянно испытывает избыточную нагрузку, например при высокой дальнозоркости, и работает на пределе своих возможностей. Обеспечив же глаз оптическим средством коррекции – очками, можно спокойно тренировать его и усиливать аккомодацию.

4.4. Близорукость как аномалия рефракции

Я не ошиблась, назвав этот раздел именно так. Потому что сейчас мы будем говорить о наименее опасном варианте близорукости, обусловленном строением оптической системы глаза. Глаз в этом случае, как мы уже знаем из предыдущего изложения, имеет слишком большую длину, чтобы обеспечить совпадение фокуса преломленных лучей с сетчаткой. Обычно средняя длина передне-задней оси глаза составляет примерно 23,0–23,5 см, но при близорукости она может достигать 26,0–28,0 и даже 30,0 см. И форма глаза становится уже не круглой, как должно быть в норме, а вытянутой, удлиненной.

Когда мы говорим о близорукости как об аномалии рефракции, то имеем в виду стабильную ее форму, то есть человек от природы имеет такую вытянутую форму глаза и слишком сильный аппарат преломления. Это не грозит ему ничем, кроме недостаточного зрения. Однако эта форма близорукости – явление нечастое. Тем не менее рассмотрим его в этом разделе.

Как и дальнозоркость, миопия имеет три степени: слабую (0,25–3,0 Д), среднюю (3,25–6,0 Д) и высокую (свыше 6,0 Д). Понятно, что чем выше степень близорукости, тем ниже острота зрения. Она может составлять 0,1–0,2, то есть человек различает только одну-две верхние строки в таблице для проверки зрения вдаль. А может быть и меньше, когда речь идет уже о 0,03–0,05, то есть о сотых долях нормальной остроты зрения, за которую принимается, как правило, 1,0. Ясно, что при таком зрении человек становится практически беспомощным и не может даже нормально ориентироваться в пространстве.

Для сравнения добавлю, что приемлемой бытовой остротой зрения, когда человек может обходиться без дополнительных средств коррекции, считают 0,5–0,7 (мы уже говорили об этом, помните?). Хотя, конечно, четкого видения вдали (например, на доске в классе, аудитории либо на экране телевизора) такое зрение не дает.

Как можно исправить такое положение дел и обеспечить глазу четкое видение объектов восприятия? Опять же, с помощью специальных линз, меняющих соотношение между длиной глаза и силой преломления. Но только здесь будут применяться двояковогнутые, или минусовые линзы. Посмотрите, как они работают, отодвигая фокус лучей на сетчатку (рис. 8).

Рис. 8. Коррекция близорукости минусовой линзой

Значит, самое надежное средство исправить дефект оптического устройства близорукого глаза – носить минусовые линзы, нейтрализующие эту аметропию. При этом сила стекол в очках должна быть на нижнем пределе или даже немного меньше, чем степень близорукости, определенная для данного глаза приставлением диагностических минусовых линз. Достаточно, чтобы острота зрения одного глаза с коррекцией была 0,8–0,9, тогда при зрении двумя глазами (бинокулярно) она составит 0,9–1,0, и это вполне нормально.

Так подбираются очки для дали. Однако при зрении на близком расстоянии оптическая сила близорукого глаза оказывается слишком сильной. И для зрительной работы можно вообще не пользоваться очками, если близорукость лежит в пределах слабой степени, либо иметь очки на 2,0 Д слабее тех, что обеспечивают коррекцию для дали.

Нужно ли специально тренировать аккомодацию в случае простой близорукости, являющейся следствием соотношения длины глаза и его преломляющей силы? В этом случае такой необходимости нет. Сила цилиарной мышцы обычно вполне достаточна, и аккомодация не имеет той нагрузки, что при дальнозоркости. Да и зрительное утомление при простой близорукости практически не встречается.

А есть ли другие способы повышения зрения при этой форме миопии? Да, есть. Теоретически здесь хорошо может помочь оперативное вмешательство. Оптическую силу глаза искусственно ослабляют, уплощая роговую оболочку, и подгоняют под предварительно определенную длину глаза, чтобы достичь гармоничного сочетания обоих компонентов системы. К слову сказать, измерить длину своего глаза может любой человек, и это не представляет большой сложности. Для этого существует метод биометрии. Выполняют эту процедуру обычно врачи – специалисты по ультразвуковой диагностике (УЗИ).

Однако надо помнить, что любое хирургическое вмешательство должно проводиться строго по медицинским показаниям. Ведь при любом, даже самом незначительном вмешательстве всегда существует возможность осложнений. Мы, врачи, с институтской скамьи помним статистику, что при простой, неосложненной аппендэктомии (удаление воспаленного аппендикса) смертельный исход составляет 2 %. Сами операции по уплощению роговой оболочки на первых этапах их применения (тогда делали радиальные насечки) давали частые осложнения в виде разрывов ослабленной роговой оболочки. Это, как вы понимаете, приводило к потере глаза. Сейчас хирургическое вмешательство в этой области значительно усовершенствовалось и возможности серьезных осложнений сведены к минимуму. И все же убрать их полностью не сможет никто и никогда. Поэтому при выборе такого метода лечения должны быть тщательно взвешены все «за» и «против», и «за» должны ощутимо перевешивать.