屈光和屈光不正

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5.视网膜(retina) 可以被认为是眼光学系统的成像屏幕，是 一个凹形的球面。其中黄斑区具有最强的分辨能力。 从光学角度出发，视网膜可以被认为是眼光学系统的成像 屏幕,它是-一个凹形的球面，其曲率半径约为-12mm。对于照 相机和其他一些光学仪 器来说，将像成于平面比较方便，然 而，视网膜的这种凹形弯曲有两个优点:①由于存在场曲像差， 人眼光学系统成像的清晰像面本身就是曲面，而弯曲的视网膜 作为像屏正好符合这一点;②弯曲的视网膜能接收更广阔的视 野内的信号。
眼ccommodation) 是人眼为了对不同物距的目标均能清 晰成像在视网膜上而改变其屈光力的过程，主要是通过改变 晶状体曲率和厚度来实现，其中晶状体前表面曲率改变在屈 光力变化中起到最重要的作用。而晶状体曲率的改变又是通 过睫状肌收缩和舒张作用引起。睫状肌完全松弛而无任何张 力时，晶状体悬韧带收缩，使得晶状体曲面处于最平均的形 态，这时视网膜与物空间的远点生共轭关系(即物像恰好落在 视网膜上),眼的这种状态称为非调节状态，也称静息状态;当 睫状肌收缩时，晶状体悬韧带逐渐松弛，晶状体凸度逐渐增 加,此时人眼的视网膜与物空间的非远点平面相共轭，即发生 了眼的调节:当睫状肌极度收缩时,晶状体达到最大凸度，此 时视网膜与物空间的近点共轭。
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（二） 模型眼的基本结构
需要指出的是，两个面以上的模型眼相关数据的计算都是采用厚透 镜等效屈光力及相关的基点公式。将相邻两折射面合成为-一个等效折 射面，再与其他折射面合成，以此类推，直到最后-一个折射面为止。 各面的屈光力仍按单球面公式计算。以下是Gullstrand简易模型眼参数 的计算(表4-1,图4-3)。 已知参数值(晶状体处于非调节状态下): 角膜曲率半径r1:=7.80mm 晶状体前表面曲率半径r2=10mm 晶状体后表面曲率半径r3= -6mm 前房深度d1=3.60mm 晶状体厚度d2=3.60mm 空气折射率n1=1 房水折射率n2=1 晶状体折射率n3=1.3333 玻璃体折射率n4=1.3333
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第二节 正视与屈光不正
一、人眼屈光状态的发育和临床分布
人从出生到青春期的视觉发育过程呈尖峰态分布，其分布主 要集中在正视，并逐渐向近视方向移位。屈光不正分布在出生时 呈正态分布，并向远视方向倾斜;到学龄前，屈光度分布逐渐向 正视方向移位，并向近视方向倾斜。这个平均屈光度向正视方向 移位，整个屈光度的分布趋于稳定的过程称为“正视化”，一般 认为6~8岁时完成眼屈光状态的正视化。 在正视化过程中,婴儿和儿童的屈光不正分布范围缩窄，其 峰值接近正视。影响屈光不正分布的因素很多，有年龄、性别、 人种、饮食以及遗传和工作环境等等，其中年龄在屈光不正的临 床分布中起着重要的作用。
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四、视网膜像
(一)物理概念
光学像是物体经过光学系统所成的清晰像，不考虑视网膜位置。 视网膜像可以是清晰或模糊的，与成像条件和网膜位置有关。 例如当光学像在视网膜后，则此光学像不能被发现，视网膜像 则为模糊存在。
(二) 简略眼的成像
根据公式和提供的必要数据 ( 如物体的大小和物体离主点的距 离),我们可以很容易算出像的位置和大小。 举例如下:对于一个标准简略眼，高50mm的物体被放置在距主点 250mm处，如何来计算像的位置和大小呢(图4-5)?
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其中n1代表与角膜接触的大气折射率，通常取1;n2代表角膜 实质层的折射率，通常取1.376; n3代表与角膜后表面接触的房 水折射率，通常取1.336。r1表角膜前表面的曲率半径约为 7.7mm;r2代表角膜表面的曲率半径约为6.8mm。 因此，角膜的整体屈光力为F1与F2之和，大约为+43D,占眼球 光学系统总屈光力的2/3以上。
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二、正视和正视眼的临床标准
当眼处于非调节状态(静息状态)时，外界的平行光线(-般认为来自 5m以外)经眼的屈光系统后恰好在视网膜黄斑中心凹聚焦，这种屈光状 态称为正视（emmetropia）（图4-7)
根据屈光不正的正态分布可以了解，人眼的正视状态是有-一个屈光的 生理值范围的，虽然有多种报告值，但基本上一致， 认为正视眼的临 床标准为-0.25~+0.50D。
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2.前房(anterior chamber) 角膜后表面与虹膜，晶状体之 间的空腔称为前房，前房内满无色的液体，即房水(aqueous chamber)，其成分中98%是水分。前房深度应是在光轴方从角 膜后顶点至晶状体前表面之间的距离，平均大约为 3.0mm。 据文献报道中国人的深度为2.75mm+0.03mm。 从光学观点出发，前房表示角膜和晶状体这两种屈光组 织的相对间隔,因此它会影光学系统的总体屈光力。前房变浅 将会使总屈光力增加，而相反方向的移位会得到的结果。例 如,假设其他因素不变，前房深度每减少1mm(假如晶状体前 移),眼的总力约增加1.4D。 前房深度会影响眼光学系统的总屈光力。
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三、模型眼
建立一个适用于进行眼球光学系统理论研究且模拟人眼的光学结构。
（一）模型眼(schematic eye)的历史
Gullstrand I号模型眼：又称Gullstrand 精密模型眼，共有六个 面（角膜两个面，晶状体四个面），非调节状态下其等效屈光力为 +58.64D，调节状态下为+70.57D，为高度远视。 Gullstrand II号模型眼：包括单一面的角膜和薄晶状体，共三个 面。 简化模型眼：假三面，忽略晶状体的厚度，非调节状态下其等效屈 光力为+60D。 Emsley改良了Gullstrand I号模型眼，称为G-E模型眼，是目前最 广泛接受的。
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3.虹膜(iris)和瞳孔(pupil)：调节进入眼内的光通量。 4.晶状体(crystalline lens)和玻璃体(vitreous)：晶状体的直 径约9mm,呈双凸状，其前表面的曲率半径是后表面曲率半径的 1.7倍。在静止状态(即非调节状态)'下，年轻的成年人其晶状体 中央厚度约3.6mm，而在调节状态下，晶状体的前后表面，特别 是前表面变凸，中央厚度随之增加，晶状体前顶点向前移动，前 房深度减少。典型的调节前后晶状体的形状如图4-2所示，而该 图同时表明了在调节过程中，晶状体前后表面曲率中心的位置范 围。晶状体的屈光力约为+21D, 不同调节状态下的屈光力不同。
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三、屈光不正（refractive error）
当眼处于非调节状态时，外界的平行光线经眼的屈光系统后，不 能在视网膜黄斑中心凹聚焦，故不能产生清晰像。又称非正视 （ametropia）。
四、远点（far point distance）
当眼处于非调节状态时，与视网膜黄斑中心凹发生共轭关系的物 空间物点的位置。正视的远点在无穷远，近视的远点在眼前与无穷远之 间的一定距离上，而远视的远点则在眼后某距离上。
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第四章 屈光和屈光不正
15级物电5班
掌握：各种屈光不正的分类、诊断和处理原则。 熟悉：眼球的光学特点；各类屈光不正的光学基础。 了解：模型眼的特点和发展。

关键词
正视 屈光不正 近视 远视 散光 屈光参差
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第一节 眼球光学
一 眼和成像 眼睛作为一个光学系统，与照相机相似而又有 不可比拟的优越性。 眼屈光系统成像原理总体上说是凸透镜成像。 光线—角膜—瞳孔—晶状体—视网膜
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(三)简略眼
简略眼是将眼的光学系统简略为仅有一个折射面的光学结构。 简略眼是指将眼的光学系统筍略为仅有一个单球折射面的光学结 构，比较常用的是Emsley简略眼，其总屈光力为+60D,折射率为 4/3,球面项点在简略眼角膜后1.66mm处(该点也是简化眼的主点 P),屈光面球心是简化眼的节点N(图4-4)。 由于节点位于单一折射面的曲率中心，故视网膜像的大小可 以很容易计算出来。某一物体发出的一束射向节点的光线可以不 改变方向直接到达视网膜，因此,物像形成角一致。像高可以通 过从节点到视网膜的距离乘以物发出来的通过节点的光线与光轴 的夹角的正切值(相对的弧度值)而获得。
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(三) 无穷远物体成像
如图4-6,无穷远轴外物点Q发出光线，与光轴夹角为u,成像于像方 焦平面上一点Q',像方光线与光轴夹角u'。经过节点N的光线不改变方向。 根据折射法则，n' (sin u')=n(sin u)。在该图中,n=1;由于角度u,u' 很小，故n’ (sin u')≈n'u', n (sin u)≈nu=u, 所以u'=u/n'。又因为u'=-h'/f'e，因此， h'=-u'(f'e)=-u/n(f'e)=-u/Fe (h'以米为 单位,u以弧度为单位)。
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二、眼的光学特征
（一）眼球的光学结构 1.角膜（cornea） 角膜前后表面可以被近似地认为是球面， 用单折射球面屈光力公式可以分别计算角膜前后表面的届光力以 及角膜的总屈光力(F，单位: D)。 单折射球面屈光力公式: F=n'-n/r 其中r为球面曲率半径 (单位: m)，n'和n分别代表像、物空间的折射率(图4-1)。根据上 述公式，角膜前后表面的屈光力F和F2分别为: