Методы и средства диагностики нарушения зрительных функций человека

Федеральное агентство по образованию и науке

РГРТУ

Кафедра БМПЭ

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Диагностические системы и аппараты»

на тему:

«Методы и средства диагностики нарушения

зрительных функций человека»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: магистр группы 733М

Ургапов В.А.

Проверил: профессор кафедры БМПЭ

Михеев А.А.

 

 

РЯЗАНЬ 2012

Введение

Ухудшение или потеря зрения могут быть вызваны многими причинами. Диагностика органа зрения на современном оборудовании позволяет выявить эти причины, поставить правильный диагноз, решить вопрос о возможности и целесообразности проведения той или иной операции, определить тактику лечения пациента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строение человеческого глаза

На рисунке 1 в упрощенном виде показано сечение человеческого глаза. Глаз имеет почти сферическую форму со средним диаметром около 20 мм. Глаз окружен тремя оболочками: роговица со склерой образуют внешнюю оболочку, под которой последовательно расположены сосудистая оболочка (хороидея) и нейроглиальная оболочка (сетчатка). Роговица – это плотная прозрачная ткань, закрывающая переднюю поверхность глаза. Продолжением ее является склера – непрозрачная оболочка, закрывающая остальную часть оптической сферы глаза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – упрощенная схема глаза человека в разрезе

Хороидея расположена непосредственно под склерой. В этой оболочке проходит сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих питание глаза. Даже незначительное повреждение хороидеи, часто кажущееся неопасным, может привести к серьезному нарушению зрения из-за воспаления, препятствующего нормальному кровотоку. Поверхностный слой хороидеи сильно пигментирован, что снижает интенсивность попадающего через склеру внешнего света, мешающего восприятию из-за его отражения и рассеяния внутри оптической сферы. Передняя область (зубчатая линия) хороидеи непосредственно вплетена в цилиарное тело и радужную оболочку (или радужку). Отверстие в центре радужной оболочки (зрачок) может сужаться или расширяться, регулируя тем самым количество попадающего через роговицу света. Диаметр зрачка может изменяться в пределах от 2 до 8 мм. От цвета пигмента на передней поверхности радужки зависит цвет глаза человека, а пигмент на задней поверхности радужки имеет черный цвет, что также снижает внутреннее рассеяние света.

Хрусталик (хрусталиковая линза), состоящий из наружной капсулы и внутрихрусталикового вещества, закреплен внутри глаза с помощью передней и задней порций волокон ресничного пояска хрусталика, которые проходят между отростками цилиарного тела и вплетаются в зубчатую линию хороидеи. Капсула и внутрихрусталиковое вещество состоят из коллагеновых волокон и содержат от 60% до 70% воды, около 6% жиров и больше белков, чем любые другие ткани глаза. Внутрихрусталиковое вещество имеет слабо-жёлтую пигментацию, которая с возрастом усиливается. Ускоренное помутнение вещества хрусталика, связанное с нарушением его питания, приводит к заболеванию, называемому катарактой, при котором ухудшаются цветовое восприятие и острота зрения. В видимом диапазоне спектра хрусталик поглощает около 8% света, и практически не пропускает более коротковолновое излучение. Свет инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов существенно поглощается белком хрусталика, и при высокой интенсивности может привести к необратимому нарушению зрения.

Самая внутренняя оболочка глаза – сетчатка – выстилает изнутри задний отдел глаза. При правильной оптической фокусировке глаза свет от наружного объекта проецируется в виде изображения на сетчатку. Зрительное восприятие образов становится возможным благодаря распределению дискретных светочувствительных клеток (рецепторов) по внутренней поверхности сетчатки. Существуют рецепторы двух видов – колбочки и палочки. В глазу насчитывается от 6 до 7 миллионов колбочек, которые обладают высокой чувствительностью к спектральным составляющим цвета и располагаются преимущественно в центральной области сетчатки, называемой жёлтым пятном. В центре жёлтого пятна имеется так называемая центральная ямка – область наибольшей остроты зрения. Человек различает мелкие детали изображения в основном благодаря колбочкам, поскольку каждая из них соединена с отдельным нервным окончанием. Наружные мышцы глаза обеспечивают вращение глазного яблока так, чтобы изображение интересующего объекта попадало в область жёлтого пятна. Колбочки обеспечивают фотопическое зрение, или зрение в ярком свете.

Количество палочек в глазу намного больше: по поверхности сетчатки их распределено от 75 до 150 миллионов. Большая, чем у колбочек, плотность распределения и тот факт, что к одному нервному окончанию присоединено сразу несколько палочек (в среднем около 10), уменьшают возможности различения деталей с помощью этих рецепторов. Палочки позволяют сформировать общую картину всего поля зрения. Они наиболее чувствительны при низких уровнях освещённости и не участвуют в обеспечении функций цветного зрения. Например, предметы, имеющие яркую окраску при дневном свете, при сумеречном освещении выглядят как лишённые цветов образы, поскольку возбуждаются только палочки. Это явление известно как скотопическое (или сумеречное) зрение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – распределение палочек и колбочек по сетчатке

Рисунок 2 иллюстрирует зависимость плотности распределения палочек и колбочек по сетчатке в зависимости от величины угла между зрительной осью и линией, проведённой из центра хрусталика до сетчатки. Изображено горизонтальное сечение правого глаза в месте выхода зрительного нерва. Отсутствие рецепторов в этой области приводит к появлению так называемого «слепого пятна» (см. рисунок 1). В остальной области сетчатки распределение рецепторов центрально симметрично относительно центра жёлтого пятна.

Из рисунка 2 видно, что максимальная плотность колбочек наблюдается в центре сетчатки (центральной ямке), а плотность палочек возрастает от этой точки приблизительно до угла в 20º, после чего плавно снижается вплоть до периферии сетчатки.

Центральная ямка представляет собой углубление круглой формы в сетчатке, с диаметром около 1.5 мм. В несколько вольной интерпретации можно рассматривать центральную ямку как квадратный массив чувствительных элементов на площади 1.5 мм ×1.5 мм. Плотность колбочек в этой области сетчатки приблизительно равна 150 тыс. на 1 мм2, следовательно, общее количество колбочек в области наибольшей остроты зрения составляет около 337 тыс. элементов.

 

Формирование изображения в глазу   

Основное отличие хрусталика глаза от жёсткой оптической линзы состоит  в возможности изменения его оптической силы за счёт некоторой вариации его формы (кривизны). Как видно из рисунка 1, радиус кривизны передней поверхности капсулы хрусталика больше, чем задней. Изменение формы хрусталика осуществляется путем натяжения или ослабления передней и задней порций волокон ресничного пояска. Для фокусировки зрения на удалённом предмете ресничная мышца расслабляется, хороидея сжимается, натягивая при этом волокна ресничного пояска, в результате чего хрусталик приобретает уплощенную форму. Наоборот, для фокусировки на близкорасположенном предмете ресничная мышца сокращается, что приводит к ослаблению натяжения волокон ресничного пояска и округлению хрусталика, т.е. к увеличению его преломляющей способности.

При изменении преломляющей способности хрусталика с минимального значения до максимального, его фокусное расстояние изменяется соответственно от 17 мм (при фокусировке на дальние предметы) до 14 мм (при фокусировке на близкие предметы). При рассмотрении предметов на удалении более 3 м преломляющая способность хрусталика минимальна, при разглядывании близко расположенных предметов преломляющая способность хрусталика максимальна. На основе этих данных легко вычислить размеры изображения некоторого объекта на сетчатке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы диагностики нарушений зрения

Визометрия

Визометрия – метод определения остроты зрения. При этом, как правило, используются специальные таблицы (напечатанные на бумаге, предъявляемые на экране монитора или с помощью специального проектора). Исследуемому человеку могут предъявляться для распознавания буквы, цифры, кольца с разрывами или рисунки (для детей). Эти изображения называются оптотипами.

Для проведения визометрии в Российской Федерации используют, как правило, таблицы Сивцева-Головина. Таблица содержит 12 рядов букв: наиболее крупные расположены вверху. Наиболее мелкие – внизу. В норме человек должен видеть с 5 метров 10 строку, что соответствует зрению в условную единицу (1.0) или 100%. Если же человек видит 9 строку, то острота зрения равна 90% или 0.9 и.т.д. Если при визометрии видны только верхние строчки, то говорят об остроте зрения 10% (0.1).

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – таблица Сивцева-Головина для проведения визометрии.

Если же исследуемый не видит и верхних строчек, то возможны несколько вариантов: или человек подходит к таблице, делая шаги по 1 м, до того момента, пока он не различит знаки, или врач подходит к нему, показывая различное количество пальцев на фоне белого халата. Далее возможны варианты со счётом пальцев у лица, движением руки у лица или определением направления света. Исследование проводят попеременно с правым и левым глазом (именно в таком порядке).

Визометрия также может установить зрение человека в 150% или 200% - такое возможно в том случае, если человек читает 11-ю или 12-ю строки. После процедуры офтальмолог делает такую запись:

Vis OD = 0.4

Vis OS = 1.0

Это соответствует тому, что острота зрения правого глаза без коррекции составляет 40%, а левого 100%.

Сначала проводят исследование без коррекции (не подставляют стекла), далее - с коррекцией, используя специальную оправу и набор линз. После чего запись может выглядеть примерно так:

Vis OD = 0.4 sph – 0.5 = 1.0

Vis OS = 1.0 б/к

Это значит, что человек видит правым глазом 100% при подстановке линзы -0.5 диоптрий, что соответствует близорукости слабой степени.

Визометрия является одним из первых этапов офтальмолологического осмотра, однако перед этим возможно проведение рефрактометрии, после этой процедуры врачу понятно, какие линзы подставлять в оправу, для проверки зрения с коррекцией.

Тонометрия глаза

Тонометрия глаза – измерение внутриглазного давления (ВГД). Это давление создаётся находящейся в глазном яблоке внутриглазной жидкостью. Оценка «упругости, наполненности» глаза и проводится в процессе тонометрии. Принцип измерения основан на степени деформации глазного яблока при внешнем воздействии на роговицу глаза, в зависимости от давления внутриглазной жидкости. Это основной способ диагностики серьезного заболевания глаз – глаукомы, ведущего к слепоте. Поэтому измерение внутриглазного давления является обязательной ежегодной процедурой после 40 лет.

Данное исследование повсеместно применяется в офтальмологии и может выполняться различными методами. Показатели нормального внутриглазного давления зависят от способа, с помощью которого проводится исследование. На данный момент  в поликлиниках врачи-офтальмологи пользуются тремя основными методами тонометрии глаза: бесконтактной, по Маклакову и пальцевым методом.

Пальцевая тонометрия – ориентировочный метод тонометрии глаза, при котором врач-офтальмолог, используя собственные подушечки пальцев, через веко определяет уровень напряженности глазного яблока. Данный метод используется в послеоперационном периоде, т.к. глаз невозможно подвергать инструментальному измерению.

 

 

Рисунок 2 – пальцевая тонометрия

Тонометрия по Маклакову. Суть тонометрии глаза по Маклакову заключается в том, что на глаз пациента, в который предварительно закапывают анестетик, ставят специальный грузик, смоченный краской. Затем на бумаге делают отпечаток, по которому, с помощью специальной линейки, измеряют, какое количество краски было удалено с его поверхности при соприкосновении. Принцип тонометрии глаза по Маклакову основан на том, что чем мягче глаз (ниже внутриглазное давление), тем больше площадь соприкосновения между роговицей и цилиндром, и тем больше краски остается на глазу, и наоборот.

Пневмотонометрия - аппаратный (компьютерный) метод измерения внутриглазного давления. Принцип бесконтактной тонометрии глаза основан на скорости и степени изменения формы роговицы, в ответ на давление, создаваемое потоком воздуха. При этом контакта с глазом нет, поэтому при данном способе измерения внутриглазного давления отсутствуют инфекционные осложнения и какая-либо болезненность. Сама процедура  бесконтактной тонометрии глаза проводится в течение нескольких секунд в автоматическом режиме: пациент фиксирует голову в специальном аппарате, затем смотрит на горящую точку, широко раскрыв глаза и фиксируя взгляд. Из аппарата подается прерывистый поток воздуха (пациент воспринимает это как хлопки), под действием которого изменяется форма роговицы (создается давление на глаз, но без контакта). По изменению роговицы компьютер выдает врачу цифры давления.

Данный способ измерения внутриглазного давления применяется для массовых обследований (диспансеризации) и в случаях, когда проведение контактной тонометрии глаза невозможно в силу ряда причин. Он не имеет осложнений, хорошо переносится пациентами, но не так точен, как тонометрия по Маклакову.

Рефрактометрия глаза

Рефрактометрия глаза - исследование оптических свойств человеческого глаза, с помощью специальных приборов – рефрактометров. Данное исследование отличается от офтальмометрии, при которой определяется только преломляющая сила роговицы. Целью исследования является выявление таких заболеваний глаз, как миопия, гиперметропия или астигматизм.