基础专业知识视光学

第一章基础光学第一节光

我们所能看到外界物体就是因为光的作用。人眼直接看到的光都是可见光。光在真空中的速度为×10^8米/秒。根据光波波长的不同，光可分为：

微波红外线可见光紫外线宇宙射线

波长（纳米）

1纳米=10^-11米

光是电磁波的一种，电磁波根据不同的波长分为：无线电波、红外线、可见光

紫外线、微波、X光等。光线在真空中进行的速度为km/S。

波长在80nm—nm为可见光（1nm毫微米=一百万分之一毫米），自然界中克见光市白色的，经三棱镜分光后为赤、橙、黄、绿、兰、青、紫七种颜色。

波长在nm—nm为红外线。红外线虽然不能被人所看见，但能够释放大量热能。因此，过量的红外线照射可烧伤角膜、晶状体、视网膜等眼组织。

波长在00nm—80nm为紫外线。紫外线长时间照射人的皮肤能使皮肤变黑或发生日光性皮炎。同时也能烧伤眼角膜、结膜、晶状体等眼组织。

波长越短，其折射越大。红色波长最长，紫色波长最短。

第二节屈光

当光从一种介质进入另一种介质时，光的行进方向会发生改变，这种现象称之为“折射”，在视光学中把“折射”称之为“屈光”。为了表示方向改变程度的大小，我们用折射率（n’）来表示，又称为屈光指数。光在空气中折射率为1，而在别的物质中折射率都比1大，譬如人眼角膜屈光指数为1.77。

我们刚才谈到可见光，也就是常说的白光，是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的。那么我们是怎么知道的呢？科学家做了以下这个实验：

由此可见，三棱镜的折射规律是：光线总是折向三角形的基底方向。

第三节透镜

如果我们用两个三棱镜的基底连在一起，根据三棱镜的折射特性，光线都向基底方向折射，并聚于一点，这点称为焦点，根据它的形状特征我们称为凸透镜，焦点到透镜光学中心的距离称为焦距（f）。

如果将两个三棱镜的顶尖连在一起，根据三棱镜的折射特性，光线都向基底方向折射，所以光线会发散，但其反向沿长线会聚于一点，这点就称为（虚）焦点，根据它的形状特征我们称为凹透镜，焦点到透镜光学中心的距离称为焦距（f）。

可以想象，透镜由于凸凹程度的不同，它们对光线的屈光（折射）能力就不一样，为表示透镜屈光能力的不同，我们引入概念–––屈光度，用D表示，D=1/f，由此，若焦距为1米的透镜，那么它的屈光度就是1.00D，若此透镜是凸透镜，它有着“会聚”光的特征，就记为+1.00D；若此透镜是凹透镜，它有着“发散”光的特征，就记为-1.00D。

第二章眼球构造第一节眼的结构

眼为视觉器官，由眼球、视路、眼附属器组成，并共同完成人的视觉功能。

视觉器官的组成如下表：

外层（纤维膜）：角膜、巩膜、角巩膜缘

眼球壁中层（葡萄膜）：虹膜、睫状体、脉络膜

眼球内层（视网膜）：视网膜

眼球内容物：房水、晶状体、玻璃体

眼的构造

眼的附属器：眼眶、睫毛、眼睑、结膜、泪器、眼外肌

视路：视网膜视神经视交叉视束外侧膝状体

视放射大脑枕叶视中枢

眼球：略呈圆形位于眼眶内，其直径约为4mm，由眼球壁和眼球内容物构成。

第二节简化眼

为更好的说明，我们引入“简化眼”的概念。我们对外界物体产生视觉的经过就是这样：在正常情况下，眼球左右对称，同向运动，注视同一物体，物体发出的光线通过角膜房水晶状体和玻璃体等屈光介质，光经过角膜折射，第一次聚焦，穿过瞳孔，经过晶状体第二次聚焦，再穿过玻璃体在视网膜上成像，刺激视网膜的视觉细胞，发生光电转换，视觉信号以神经传导的形式通过视路传入视中枢，从而实现视觉感受。这个过程就象照相机的拍照过程：角膜是镜头，晶状体是调焦，虹膜是快门，视网膜是底片。

让我们分别来讨论组成“简化眼”的各个重要器官：

1角膜

[解剖]

角膜占眼球前1/6，为近似圆形的透明膜。横径约11mm－11.5mm，中央厚度0.5mm－0.7mm周边部位约1mm，角膜本身无血管，感觉极为敏感。

1.1角膜从外向内共分五层：

1.1.1上皮细胞层：为5－6层扁平上皮细胞所组成，代谢周期为8－1小时，故细胞损伤后易于再生。

1.1.前弹力层：位于上皮细胞层下，为较坚实的弹性纤维构成，对外来侵害由一定抵抗力，受损伤后不能再生，愈后为不透明云翳，白斑。

1.1.基质层：位于前弹力层的后面，占角膜厚度的90％，由平行排列的－00层极为规则并由绝对相同屈光指数的纤维薄板组成，当角膜发生溃疡延及此层时，会导致患者视力严重下降，但经有效治疗后，可望基质层在很大程度上获得较理想的矫正视力。

1.1.4后弹力层：位于基质层下，它具有抗微生物、炎症、化学损伤等作用，对外来侵害有较强的抵抗力，损伤后能够再生。

1.1.5内皮层：位于角膜最内层，内皮细胞具有对水及电解质主动运载的功能，是维持角膜水平衡的主要部分。

[生理]

角膜是眼屈光系统的重要组成部分，也是我们人体极为珍贵的器官。角膜起到了主要的屈光作用，约为眼屈光度的/4（为48.D，眼的总屈光力约为60D）。

角膜需要氧气来维持生理平衡，角膜在缺氧时，会出现水肿现象，严重时会影响其透明度，使视力下降。角膜的上皮层有快速的复原能力，但创伤到达前弹力层或基质层时，再生的组织将变成不透明的疤痕，可严重影响视力。

巩膜

巩膜为质地坚硬、乳白色不透明组织，位于眼球的后5/6部分。是由相当硬且有弹性的致密的纤维所构成，这种结构使眼球能保持一定的形状。

虹膜：

[解剖]

虹膜为一横隔膜，位于角膜与晶状体之间，将房水腔分隔为前房和后房。虹膜呈圆盘形，直径约1mm。中央有一个.5-4毫米圆孔，即瞳孔。

[生理]

虹膜是一个可调节的隔膜，可调节瞳孔大小，虹膜内括约肌收缩时瞳孔缩小，开大肌收缩时瞳孔放大，两者相互作用和制约，控制进入眼内的光线量。尽管虹膜本身对光线无感觉，它的主要作用是对视网膜上光强度的改变作出反应。虹膜还对一些其他的刺激作出反应，如死亡时会出现瞳孔开大的现象。

4睫状体：

[解剖]

虹膜后部逐渐变厚，形成一较厚的肌层，这就是睫状体，主要作用是分泌房水，维持眼内压力。其中睫状肌收缩对调节晶状体凸度起着重要作用。

[生理]

睫状肌的环形纤维的舒缩对晶状体的凸度起着调节作用，晶状体籍睫状小带悬在睫状肌上，当肌纤维收缩时，睫状小带放松，则晶状体凸度加大，使眼睛看清近目标，称为调节。超过40岁，因睫状肌的退化，导致调节能力下降，形成老视。初戴隐形眼镜时，因不能调动足够的调节常发生视近困难。

5晶状体

[解剖]

晶状体位于虹膜的瞳孔之后玻璃体之前，直径约为10mm，厚约4mm。

[生理]

晶状体在眼的屈光系统中起调节作用，由于晶体凸度的不断改变，其焦距不断变化，使人眼能够看清远近不同距离的影像。当年老时，晶状体核发生硬化，使其不能依照睫状肌的调节增加厚度，则发生老视。

当因年老、外伤等原因导致晶状体混浊，形成白内障。

6视网膜

[解剖]

为眼球壁的最内层，外附脉络膜，内邻玻璃体。

视网膜的中央，相当于眼球后极部为黄斑区，距黄斑区鼻侧～4mm为视盘，视盘中心部有视网膜中心血管穿出。

[生理]

视网膜具有感受光线刺激并传导神经冲动的作用。视网膜含有丰富的视细胞，视锥细胞司明视觉和色觉，视杆细胞司暗视觉。杆细胞分布于视网膜周边部，锥细胞分布在黄斑区。

7眼球内容物

包括：房水、晶状体、玻璃体等透明组织，连同角膜共同构成眼的屈光系统。

7.1房水

无色、透明、液态、充满于前后房内，房水调解眼内压。

7.玻璃体

为透明胶状体，主要功能使导光和固定视网膜与巩膜色素上皮层之间的关系。

第三节眼附属器

眼球的构造非常精致、脆弱，需要周密的保护装置以防受伤。眼附属器包括：睫毛、眼睑、结膜、泪器、眼外肌、眼眶。

1睫毛

位于上、下眼睑的边缘，当外界灰尘异物碰到睫毛时，睫毛会异常敏感立即发生瞬目反应，将异物挡在眼外。

眼睑

通过瞬目动作，使泪液散开，均匀地湿润角膜，填补角膜表面的不平之处。眼见闭合可以免遭外伤，有保护眼球的功能。还可以遮住光线。脸板的高度发育的皮脂腺，分泌泪液。泪液中含有油脂、蛋白质矿物质，这些物质加上环境的污染物都会在配戴隐形眼镜时沉淀在镜片上。所以，隐形眼镜的护理及清洁是非常重要的。眼睑关闭不全的人，由于泪液分布不均，不适宜配戴隐形眼镜。

结膜

结膜为一薄形透明粘膜组织。闭眼时则形成结膜囊。

.1睑结膜：为眼睑的最内层，富有血管，不能移动。

.球结膜：为覆盖眼球前1/巩膜面的部分，薄而半透明。除角膜缘外，可自由移动，发炎是可引起充血。

.穹隆结膜：是联接结膜的部分，较厚而松弛富有血管。结膜发炎时此处充血水肿明显。

.4结膜分泌腺：分泌粘液，维持角膜的亲水性。其功能在于湿润角膜表面使其维持透明性。

.5

4泪器

由分泌部及排泄部组成

4.1泪液

泪液由外层脂质层，中层水质电解质层和内层粘液层三层组成。

脂质层的功能：1、防止水份从水层蒸发，保持泪液的数量。

、润滑眼睑的活动。

、防止眼睑粘合。

水电解质层的功能：1、保护冲洗，湿润角膜，结膜。

、在角膜表面形成均匀的泪液膜，提高光滑度及屈光性能。

、泪液含有溶菌酶具有轻度杀菌作用。

4、泪液为角膜组织提供部分葡萄糖及其他养份供其代谢之用。

粘液层的功能：增加角膜的亲水性使泪水更能平均的分布。

4.泪道

包括泪小点，泪小管，泪囊及鼻泪管，鼻泪管开口于下鼻道。

5眼外肌

眼外肌共六条，即内外，上下直肌及上下斜肌，眼球能灵活转动，是依靠六条眼外肌协调作用的结果。

6眼眶

眼眶由：上颌骨、颌骨、腭骨、蝶骨、颧骨、筛骨、泪骨所组成。眼眶为眼球提供了骨保护和软组织的缓冲作用，尤其是眶筋膜对眼球起到支撑定位的作用。

第四节视路

视路包括：视网膜、视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射、大脑枕叶视中枢，其中任何一个部位有病变或受邻近部位的影响都会导致视野的范围受影响。

第三章屈光不正第一节屈光不正的分类

.1.1正视眼

人之所以有视觉有赖于眼的屈光介质的透明，外界的影像落在视网膜黄斑区中心凹，以及视觉分析器功能的正常。

眼的屈光介质包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。角膜后房水的折射率为1.6，其介质空气的折射率为1，故角膜的屈光力约占眼总屈光力的70％～75％。晶状体的屈光力仅占眼总屈光力的5％～0％。眼的屈光力总和为56.00～65.00D。

正视眼的定义：是指眼在调节静止情况下，5米以外的平行光线经眼的屈光系统后成像在视网膜上。否则，则为屈光不正。

影响眼的屈光的因素：

1）年龄：7～8岁之前，远视度增加，8～0岁远视度减少，0～60岁远视度又复增加。

）眼轴约为1～6mm；角膜屈光度约为8.00~48.00D，晶状体屈光度约为17.00~6.00D，前房深度约为.9~.97mm，屈光不正是由于上述眼的各屈光成分匹配不当造成的。

.1.屈光不正的分类

平行光线进入静止的眼内不能在黄斑区中心凹聚焦，称为“屈光不正”。

屈光不正主要有以下三种情况：

其焦点落在视网膜之前，对于这种情况，我们称之为“近视”。

其焦点落在视网膜之后，对于这种情况，我们称之为“远视”。

无法形成焦点的，这种情况我们称之为“散光”。

.1.视力

视力就是我们人眼视物的敏锐程度，它是指视网膜黄斑区中心凹的视功能。通常5m外的视力称为“远视力”；阅读时的视力称为“近视力”。周边视力也称为视野，它是指眼球向正前方固视不动时所见的周边范围。视角就是指外界物体两端与人眼连线间的夹角。

一定条件下，人眼所能分辨最小物体的视角是一定的，我们常用它的倒数来表示视力。

一般，人眼的最小视角为1分，则视力=1/视角=1/1分=1.0

视力表就是根据这个原理设计的。

我们常用的远视力表有：国际标准视力表、对数视力表、环形视力表、儿童视力表。

常用的近视力表有：标准近视力表、对数近视力表、环形近视力表、耶格近视力表。

第二节近视

..1成因

近视指眼睛在调节静止情况下，5M以外的平行光线，经过眼的屈光系统，成像在视网膜之前（即焦点在视网膜之前），视网膜接收到的只是一片模糊的光斑。那么究竟近视是怎样形成的呢？这里主要有两点。

遗传因素：包括睫状肌发育过强和巩膜发育薄而软所致。

环境因素：主要为持续性的近距离用眼。

..分类

近视眼根据其成因不同可以分为轴性近视和屈光性近视。

轴性近视：眼球的前后径即称为眼球。正常眼球的前后径为4mm，超过4mm为眼轴过长。由于眼轴过长，而视网膜就跟着向后移。但眼球的屈光系统的屈光力却没有改变（也就是角膜、房水、晶状体和玻璃体的屈光力没有改变）平行光线经过屈光系统后仍事成像于角膜顶点约mm处，所以使得像位于视膜前，形成近视。

屈光性近视：眼轴虽然在正常范围，但眼的屈光系统的屈光力较强，以致于平行光线的焦点落在视网膜前面。

另外有一种假性近视，多出现在青少年身上，主要是由于过度看近（长期近距离工作阅读）而引起睫状肌痉挛，出现暂性的近视。当经过休息或使用睫状肌麻痹肌之后视力恢复正常值.

一般-.00D以下称为轻度近视；-.00D~-6.00D称为中度近视；-6.00D以上称为高度近视。

..症状

远视力下降。如学生感觉看不清黑板上的字，座位要前移，看书时距离很近。

视物易疲劳。

易形成外斜视。当调节力增加到一定程度时,辐辏力因超过其限度而放弃其辐辏，眼偏离注视点形成外斜,偏离眼常是度数深,视力差的一眼，高度近视眼易导致玻璃体混浊，也就是我们常说的“飞蚊症”（眼前有黑影飘动）。

..4矫正与治疗

在前面我们讲透镜的知识时，认为凹透镜对光有发散作用，凸透镜对光有汇聚的作用，而近视眼是由于成像落在视网膜之前。如果我们能够使光线刚好落在视网膜上就必须用凹透镜把其屈光力减弱使焦点移到视网膜上。近视眼的矫正原则是用最低的矫正度数获得最好的视力。

治疗方法有激光手术治疗（RK手术、PRK手术和LISK手术）；OK镜治疗。

第三节远视

..1成因

眼睛在调节静止情况下，5米以外的平行光线经过眼的屈光系统，成像在视网膜之后，视网膜只能接受到一个模糊的光斑，这时只有动用调节力量，才能把像移到视网膜上。因此，远视眼视物时，在任何情况下都要产生调节，而视近物时，要比正常人付出更多的调节力。只是视远物时，所需调节力较少，看得较清楚，因而称之为“远视眼”。

..分类

根据成因不同，可分为轴性远视和屈光性远视。

轴性远视：眼球的轴变短，即眼球的焦距比眼球的长度要长，眼轴没有发育到正常大小就停止增长，短于4mm。

屈光性远视：眼轴虽然在正常范围内，但眼的屈光力不足，使得聚焦于视网膜之后。

一般小于+.00D为轻度远视；在+.00D~+5.00D之间称为中度远视；大于+D称为高度远视。

..症状

视力障碍。患有高度远视的小学生，怕读书、写字。

视疲劳。由于远视者每时都要付出调节力，视近物时调节更多，故极易产生疲劳。主要表现在头痛、头昏和眼球胀痛等。严重甚至产生失眠、记忆力减退，常被误诊为神经衰弱。

内斜视。与近视眼相反，远视眼需过度调节，导致过度辐辏，长期的过度辐辏使内直肌肥厚，内外直肌失去平衡，内斜视被固定。但近视同外斜视的关系远不如远视和内斜视的关系那么重要。

..4矫正

对于有远视眼的患者，为解除视疲劳和改善视力，必须配戴眼镜。在讲近视时，矫正的方法是加凹透镜，使本来落在视网膜后的焦点经过凹透镜聚焦后落在视网膜上，从而实现对近视患者的矫正，而对远视患者的矫正却恰恰相反。我们必须在其眼前加凸透镜，这样做的原理是使平行光线先会聚，而后进入眼内，正好落在视网膜上，远视眼的矫正原则是用最高度数获得最高视力。

第四节散光

.4.1成因

散光,简单来说，就是指光线经过眼的屈光系统不能集成一个焦点，它也是一种屈光不正，那么它是怎么造成的呢？散光绝大多数来自角膜，少数来自晶体。理想的角膜是一个规则球面，任何两条相互垂直的子午线的弯曲程度都是一样的，也就是各子午线的屈光度一致，所以造成会聚于一点。

但实际由于种种原因，我们的眼睛不是一个球面，比如由于经常眨眼睛，造成对角膜上下方的挤压，就会使角膜变形，这就造成在角膜或眼球的两条垂直子午线方向上的曲率不同，它们在眼内各自的焦线不能重叠，这就造成了散光。因此我们说，散光是因角膜或眼球在不同垂直方向上的屈光度不同造成的。

.4.分类

a规则散光：占散光的大多数。角膜或眼球各子午线方向屈光度不同，但总有屈光度最弱和最强的两个子午线方向，它们在眼内的焦线在最前和最后。规则散光指最强屈光度与最弱屈光度的轴刚好成90度。

根据视网膜与前后两条焦线的关系，规则散光又可分为：

单纯性散光：眼的一条焦线在视网膜上，另一条在视网膜前或视网膜后。

复性散光：眼的两条焦线都在视网膜前或都在视网膜后。

混合散光：眼的一条焦线在视网膜前，另一条在视网膜后。

b不规则散光：眼在多条子午线方向上的屈光度不同，而且同一子午线方向上的各部分屈光度也不同，可以说无规则可循，不能用柱镜矫正。

.4.症状

视力模糊。无论哪类散光，无论视远视近都是模糊的，这是因为两条焦线不能重合。

视疲劳。眼酸痛、头痛也是常见症状。这是因为散光眼在感到事物模糊时，总是企图通过调节得到较好的视力，特别是远视散光调节更厉害，但实际上是徒劳的，反而更加加度调节，加重眼的疲劳症状。

.4.4矫正

散光眼的矫正一般我们是用柱镜来矫正的。

柱镜我们可以看作是圆柱体的一部分，我们可知在柱镜母体圆柱轴线方向，也就是柱镜的轴线方向屈光度为0，而与柱镜轴线垂直的方向屈光度最大。

第五节老视

.5.1成因

一般人随着年龄的增大，晶体的调节力随之减弱，近点距离越来越远，阅读时出现问题，最后完全丧失调节能力，这就是老视。中国人开始老视的年龄一般在40岁左右，并且以后调节力的下降，大体为每五年下降约0.50D。

.5.症状

老视眼视近物模糊，需把阅读物放得远一点，开始阶段还有一定的调节力，尚可阅读，但日子长之后，就会变得模糊。随着年龄的增长，不戴老视眼镜阅读就感到十分困难。但是对于一位年轻时是近视的患者，老视的年龄会比长人迟些，但是看近时必须取下近视眼镜。

.5.矫正

在老视中有一个阅读加光度的概念，那么什么叫做阅读加光度呢？其实很简单，阅读加光度实际上就是老视的度数。对于一名正视眼者，他的阅读加光度就是老视的度数。对于一名屈光不正的患者，如果他的近视度数是—.00D，老视度数+1.00D，则他的配镜度数就为-1.00D；而对于一位本来是远视的患者，原来是+.00D，老视是+1.00D,那么他的配镜度数就为+.00D。通过上面的例子，我们可以得出一个结论，视近度数=视远度数+阅读加光度。

老花眼与远视眼比较：

相同点：矫正方法相同，都是用凸透镜矫正。

不同点：成因不同：老视属于一种生理现象。远视属于屈光不正。

症状不同：老视看近模糊，看远清晰。远视看近看远都不清楚，看近更模糊。

发生年龄不同：老视发生于40岁左右。远视从小就有，只是程度不同。

第六节其它名词解释

.6.1屈光参差：

两眼屈度不同称为屈光参差。由于屈光参差，外界物体在两眼视网膜上的影像大小和形状不等，便不能融合，当两眼差别为0.5D时，视网膜上像的大小相差0.5%。一般人可以忍受的极限为5%，也就是.5D。既然出现屈光参差了，我们用什么办法解决呢？必须充分矫正屈光度较低的一眼，然后对另一眼予以能够接受的矫正，或者配戴角膜接触镜，从而减轻影像不等的程度。

.6.弱视：

在眼部没有器质性病变，以功能性因素为主所引起的远视力低于4.9(0.8)，且不能用镜片矫正者，均为弱视。

如果经常用同一眼注视，另一眼长期偏斜，则偏斜眼的视力则常显著减退。且不能用镜片矫正，这种情况称为弱视。矫正方法主要有遮盖法，就是用物体遮住一只视力较好的眼睛，当弱视恢复到一定程度时，即可用立体镜或同视机训练双眼的融合力，以达到功能的完全恢复。

.6.斜视：

双眼注视同一目标，其中一眼的视轴表现不同程度的偏斜。

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