REFERAT

OPTICA BIOLOGICA

VLAD ANDREEA GEORGIANAAMG I C

ANUL I

Ochiul

Organul de simţ al văzului este ochiul. Ochiul este un “instrument” optic ce formează imagini reale. Pentru a putea examina pertinent alte instrumente optice, se cuvine sa stim modul in care functioneaza si cum este alcatuit ochiul.

Alcatuire În figura de mai jos este prezentată o secţiune longitudinală a ochilui uman. Ochiul

este alcătuit din două camere, anterioară şi posterioară cristalinului 6.Camera anterioară, delimitată de cornea transparentă 1 conţine umoarea apoasă 2, un lichid transparent cu indice de refracţie n=1,336. În cavitatea anterioară se află irisul, un muşchi ce are în centru o deschidere circulară – pupila ochiului. Cristalinul 6 este fixat într-o membrană circulară elastică formată din multe fibre, numită zonula lui lui Zinn 5. Aceasta se sprijină pe ţesutul exterior globului ochiului (albul ochiului) 7 numit sclerotica. Zonula este acţionată de muşchii ciliari 4.

Cristalinul este “lentila” ochiului şi este un corp transparent, elastic ce are indice de refracţie variabil, crescând de la 1,386 cât are spre margini, la 1,406 în centru.

Camera posterioară are peretele format din trei straturi successive. În interiorul sclereticii 7 se află coroida 8, ţesut de culoare neagră ce separă optic camera posterioară de mediul exterior. În interiorul scleroticii se află retina 9, ţesutul sensibil la lumină al ochiului. Retina are o zonă 11, numită fovea sau pata galbenă unde densitatea celulelor senzitive este cea mai mare. Fibrele nervoase ale celulelor retinei se reunesc în nervul optic 12 care este înserat în globul ochiului într-un punct numit pata oarbă deoarece dacă imaginea unui obiect cade pe ea, nu este “văzută”, acolo lipsind retina.

Camera posterioară 10 conţine umoarea sticloasă – un gel de indice de refracţie n=1,336.Fiziologie - Cei doi ochi lucreaza in mod conjugat sub controlul creierului, luand aceeasi directie pentru a fixa un obiect cu scopul de a se forma o imagine clara pe fiecare dintre retine. Ei realizeaza punerea la punct in functie de distanta fata de obiectul privit, multumita procesului de acomodare.

Patologie - Bolile ochiului pot afecta globul ocular, nervul optic sau anexele ochiului (conjunctiva, pleoapele, muschii si nervii oculomotori). Ele pot fi de diferite tipuri:- Afectiunile congenitale sunt cauzate de o modificare de origine genetica in dezvoltarea aparatului ocular, sau de o afectiune contractata in timpul vietii intrauterine (rubeola, de exemplu) - Afectiunile inflamatorii afecteaza partea superficiala a aparatului ocular (conjunctivita, episclerita) sau membranele interioare (uveita, coroidita). - Glaucomul este o afectiune in cursul careia presiunea intraoculara, prea ridicata, este insotita de alterari ale nervului optic.

- Bolile vasculare sunt grave mai ales atunci cand privesc vascularizarea retinei sau a nervului optic (ocluzia arterei sau venei centrale a retinei). - Bolile degenerative pot fi legate de anomalii ereditare (degenerescente tapetoretiniene) sau de Imbatranirea ochiului (degenerescenta maculara legata de varsta, cataracta zisa "senila"). - Tulburarile de oculomotricitate sunt reprezentate, in principal, prin paralizii oculomotorii (oftalmoplegie) si prin strabisme.

Defectele ochiului Cele mai comuna tulburare a vederii este cauzata de cristale sau alte mici corpuri opace ce blocheaza o parte a irisului, si deobicei sunt indepartate dupa putin timp. Opacitatile mai serioase sunt numite cataracte, si sunt rezultatul unor raniri mecanice, batranete, sau deficiente in alimentatie. Opacitatea corneei poate cauza deasemenea obstructurarea vederii, dar aceasta poate fi reparata prin transplantul unei sectiuni currate de cornee de la o alta persoana.

Cataracta este o pelicula fina opaca aparuta la nivelul cristalinului, care blocheaza pasajul fasciculului luminos catre retina (componenta nervoasa a globului ocular la nivelul careia se formeaza imaginea), cauzand tulburari de vedere.Este important ca parintii sa observe diferitele tulburari vizuale in randul copiilor pentru identificarea precoce a cataractei (cataracta juvenila) sau a altei patologii oftalmologice.Daltonismul. Este cauzat de un defect congenital in retina , sau pe o portiune a nervului optic.Orbirea. Presiunea pe nervul optic poate cauza orbirea. Desprinderea retinei din interiorul globului ocular poate cauza orbire, pentru ca retina va iesi din cadrul imaginii formate de lentile. Corectarea permanenta a acestui defect se face numai prin operatie.

Cu toate că cristalinul are o structură complexă şi retina are suprafaţa curbă, ochiul prezintă practic toate aberaţiile sistemelor optice cunoscute. Aberaţia de sfericitate a ochiului este redusă în pături a cristalinului dar nu este complet înlăturată. Aberaţia de stigmatism este prezentă, distorsia este în butoi iar cîmpul are o oarecare curbură. Din cauza aberaţiilor geometrice , imaginea unui punct obiect nu mai este pe retină un punct, ci o mică pată de difuzie. Acest fapt nu este însă supărător atîta vreme cît diametrul petei de difuzie nu depăşeşte diametrul unei celule senzitive, ceea ce se întîmplă în cazul ochiului normal. La fel stau lucrurile cu aberaţia cromatică, care este prezentă, dar nu este supărătoare.

Dacă ochiul are însă una sau alta dintre aberaţii mai accentuată, defecţiunea devine supărătoare şi se caută înlaturarea ei prin diverse procedee.

Astfel, dacă de la naştere sau în urma unor traumatisme globul ochiului sau suprafeţele cristalinului pierd forma sferică, se manifestă puternic aberaţia de astigmatism. Cei cu ochiul astigmat nu pot vedea simultan clar seturi de linii reciproc perpendiculare ale planului obiect. Astigmatismul ochiului se înlătură cu ajutorul unor ochelari cilindrici.

Dacă ochiul nu percepe una din culorile fundamentale, senzaţia de culoare este puternic alterată. Defecţiunea se numeşte daltonism şi nu poate fi înlăturată.

Cele mai frecvente defecţiuni ale ochiului sunt cele determinate de acomodare ochiului. Ele se numesc defecte de refracţie şi sunt prezentate în figura 5. Presupunem că ochiul vizează un obiect situat la . Pentru un ochi emetrop (normal) imaginea obiectului se formează pe retină (fig. 5 a).

Dacă distanţa focală a cristalinului este prea mică, imaginea obiectului se formează în faţa retinei. Un asemenea ochi este numit miop (fig 9 b). Un ochi miop are distanţa minimă de vedere clară mai mică decît a ochiului emetrop, iar punctul remotum este la cîţiva metri în faţă şi nu la .

Corectare miopiei se face prin asocirea ochiului cu o lentilă divergentă (fig. 5 c).Dacă cristalinul formează imagine în spatele retinei spunem că ochiul este hipermetrop. Ochiul hipermetrop are punctul proximum mai departe decît a ochiului emetrop, iar punctul remotum este de regulă . Hipermetropia este o defecţiune ce apare invariabil după vîrsta de 50 de ani. Cei ce în tinereţe suferă de miopie, este posibil

să nu mai simtă această defecţiune odată cu îmbătrînirea ochiului, hipermetropia compensînd uneori miopia.

Hipermetropia se înlătură prin asocierea ochiului cu o lentilă convergentă (fig 5 e).În sfîrşit, cind cristalinul pierde elasticitatea şi nu se mai poate acomoda, ochiul suferă

de presbitism. Un asemena ochi percepe clar imaginile unor obiecte situate la o anumita distanţă de el. Pentru ochiul presbit punctele remotum şi proximum sînt confundate între ele. Corecţia acestei defecţiuni se face cu două feluri de lentile, unele pentru vederea obiectelor apropiate, altele pentru vederea obiectelor îndepărtate.

Funcţionarea ochiului:Când se percepe imaginea unui obiect, globul ochiului este rotit, cu ajutorul unor

muşchi nefiguraţi în desen, până când imaginea cade pe fovea. Pupila se restrânge sau se dilată automat până când fluxul de lumină ce formează imaginea ajunge în anumite limite suportabile de retină. În acelaşi timp, printr-un alt act reflex, muşchii ciliari întind zonula lui Zinn care lasă cristalinul să se bombeze, datorită propriei elasticităţi, până când distanţa sa focală are aşa o valoare încât imaginea obiectului se formează clară pe retină.

Retina are ea însăşi o structură complexă prezentată schematic în fig.2.

Retina constă din câteva straturi suprapuse de celule ce au funcţii diferite. Celulele vizuale fotosensibile sânt în ultimul; strat şi sânt de două feluri – conuri, destinate în principal vederii de zi (diurne) şi bastonaşe, destinate vederii crepusculare.

Lungimea medie a conurilor este de 0,035mm iar a bastonaşelor 0,06 – 0,08mm. Diametrul mediu al unei celule conice este de circa 2,5µm. Distribuţia acestor două tipuri de celule pe retină este diferită de la zonă la zonă. În porţiunile din apropierea cristalinului predomină bastonaşele. Pe fovea, având o densitate de 180.000 celule pe mm2 avem doar

conuri. Pe pata oarbă nu avem nici conuri nici bastonaşe. Numărul total de celule senzitive pe retină este de aproximativ 7 milioane.

La iluminări ale retinei de 0,01 lx, sau mai puţin, senzaţiile luminoase sunt date exclusiv de bastonaşe care însă nu sunt sensibile la diferite culori. La iluminări mai mari ca 1 lx senzaţia luminoasă este dată numai de conuri. Conurile dau senzaţia de culoare.

Probabil conurile sunt sensibile la 3 culori din spectru (roşu, verde, albastru) prin a căror recepţie sesizăm diferenţele de nuanţe de culoare ale obiectelor văzute. Nu existăîncă în lumea ştiinţifică un consens privitor la faptul dacă fiecare con simte diferenţiatcele trei culori amintite sau dacă există conuri specializate pentru diferite culori.

Senzaţiile luminoase sânt datorate acţiunii luminii asupra unor substanţe, idomina şi rodopsina care suferă transformări fotochimice. Energia eliberată în reacţia fotochimică excită nervul optic ce transmite electric informaţia la creer.

Ochiul normal are urmatoarele caracteristici: Ochiul normal mediu are puncte cardinale a căror poziţie depinde de planul conjugat

punctelor de pe retină. În fig.3 sânt arătate poziţiile acestor puncte pentru:a) Punctul remotuim (cel mai depărtat) – index inferior ∞b) Punctul proxim (cel mai apropiat) – 25 cm index inferior

Toate distanţele sunt date în milimetri.Se observă că planele principale nu sunt confundate şi că ochiul are şi puncte nodale.Câmpul vizual al ochiului este de 1500. Câmpul vizual al foveei este (cu ochi

nemişcat) de aproximativ 45|. Ochiul execută o mişcare oscilatorie rapidă prin care pe fovea ajung imaginile unor puncte aflate într-un interval unghiular de aproximativ 25-300, care este câmpul de vedere clară cu ochiul mobil.

Puterea de separare a ochiului este definită ca distanţa unghiulară dintre două puncte ce mai pot fi văzute distinct.

Dacă imaginea se formează pe fovea, unde diametrul mediu al unei celule (con) este de 2.5µm, pentru ca ochiul să perceapă distinct două puncte este necesar ca între imaginea primului punct ce cade pe o celulă şi imaginea celui de-al doilea punct, ce cade pe o altă celulă, să se afle cel puţin o celulă neiluminată.

Prin urmare distanţa minimă între cele două puncte imagine pe retină este de 5µm, ceea ce corespunde unei diferenţe unghiulare (vezi fig.3):

Acestei diferenţe unghiulare minime îi corespunde o distanţă y0 pe obiectul luminos plasat la δ=25cm de ochi unde

y0= .

Ochii omului sînt simultan orientaţi în mod reflex astfel ca imaginea obiectului

vizat să se formeze pe fovea fiecăruia din ei. În acest fel, datorită imaginilor uşor diferite ale celor doi ochi avem senzaţie de relief sau de vedere stereoscopică.

Din figura 4 rezultă:

Unghiul α sesizabil de ochi este de de arc, adică

. Aceasta corespunde unei distanţe

maxime la care se mai percepe senyaţia de relief de

.

Peste această distanţă obiectele par a fi situate in acelaşi plan, senuaţia de relief fiind datorată jocurilor de umbre şi experinţei anterioare a privitorului.

- Continut - Ochiului este constituit, din fata spre spate, din umoarea apoasa care hraneste corneea si trece in camera anterioara (intre cornee si iris) prin pupila, inainte de a fi eliminata in unghiul format de iris si cornee; din cristalin (lentila biconvexa transparenta de 1 centimetru diametru), situata in spatele irisului, impreuna cu care delimiteaza camera posterioara si legat de muschiul ciliar printr-un ligament inelar, numit zonula, care este responsabil de acomodarea ochiului; din corpul vitros, sau vitroasa, gel transparent care umple globul ocular intre cristalin si retina, si asigura mentinerea volumului ochiului.

Retina este un strat subţire de celule din globul ocular, care sînt responsabile de

transformarea luminii în semnale nervoase la vertebrate şi o parte din cefalopode.

Este interesant de remarcat faptul că (la vertebrate) stratul neuronal care transmite informaţiile

către creier este aşezat pe partea anterioară a retinei, astfel încât lumina trece întâi prin el,

înainte de a ajunge la celulele fotosensibile; aceasta este şi cauza pentru care există o „pată

oarbă” pe retină, o zonă fără fotoreceptori (nu se poate percepe lumina în acea zonă), pe unde

neuronii ajung în spatele ochiului, pentru a forma nervul optic. Cefalopodele, care au stratul

neuronal în spatele ochiului, nu au această pată (aceasta fiind o dovadă că a evoluat în paralel

cu ochiul vertebratelor).

În centrul retinei (acolo unde este intersectată de axul optic) se găseşte o zonă in care celulele

fotosensibile sunt foarte concentrate, numită pată galbenă - aceata furnizează creierului cea

mai clară imagine.

Diagrama ochiului uman. Notă: Nu toţi ochii au aceeaşi anatomie cu cei uman.

Corneea

2/3 posterioare – corneea se continua cu Sclera, strabatuta in polul posterior de filetele de iesire ale nervului optic; la acest nivel intra si iese din ochi a. centrala a retinei

Trecerea intre cornee si sclera se face la nivelul unei zone de condensare conjunctivala = limb sclero-cornean, zona extrem de importanta din punct de vedere anatomic, pentru ca aici dreneaza umorul apos din ochi, in aparatul conjunctival, acesta fiind locul de abordare chirurgical in interventiile pe globul ocular deschis

Procesele infectioase: Cornee Keratite Sclera Sclerite 2. Tunica vasculara Uveea, este formata din trei elemente: � irisul, anterior, care in partea centrala are un spatiu liber – orificiul pupilar prin care

camera posterioara comunica cu camera anetrioara si prin care circula umorul apos pe fata interna a limbului scelro-cornean se afla corpul cilia, format din: procesele ciliare, cu rol in secretia umorului apos m. ciliar care se leaga prin Zonula lui Zinn de cristalin si asigura acomodatia cristalina 2/3 posterioare din Uvee sunt reprezentate de Coroida, care este tunica vasculara a

polului posterior si care prin bogatia ei de pigment are rol de camera obscura pentru imaginea vizuala

procesele infectioase ale uveei – uveite (irido-ciclo-coroidite) cele mai frecvente inflamatii ale uveei sunt:

uveita anetrioara – Iridociclita uveita posterioara – Coroidita Exista o continuitate intre structura coroidei si a retinei – inflamatiile se transmit

rarisim (de aceea nu se stie daca o boala este chorio-retinita sau retino-coroidita) Prin contactul retinei cu vitrosul, retina se confrunta cu afectiuni inflamatorii ale

corpului vitros 3. Tunica nervoasa – Retina se insera la nivelul Orei Serrata de corpul ciliar; la acest nivel, in miopia forte si

fortissima se produc leziuni prodispozante dezlipirii de retina – complicatia cea mai grava a miopiei

retina are 10 structuri, din care stratul functional cu conuri si bastonase. Exista o reprezentare simetrica a acestora pe suprafata retinei, conurile fiind maxim concentrate la nivelul maculei lutea (pata galbena). Prin existenta celor trei tipuri de conuri – adaptarea celor trei culori fundamentale (rosu, verde, albastru), dupa teoria tricroma a lui Young – macula asigura vederea diurna, colorata. Pe masura ce ne indepartam de macula, spre periferie, numarul de celule cu conuri scade si creste numarul celulelor cu bastonase, astfel incat la periferia retiniana exista numai celule cu bastonase, aici existand cantitatea maxima a vederii nocturne, care apreciaza diferentele de: alb, negru, cenusiu

la nivelul retinei, in partea centrala - papila nervului optic – care corespunde locului de iesire a acestuia, locul de intrare si de iesire a arterei si venei centrale a ochiului.

Trunchiurile vasculare centrale, la emergenta in papila, se divid in 4 ramuri: temporale (superioare si inferioare) si nazale (superioare si inferioare), pentru a asigura vascularizatia retinei in totalitatea ei

Temporal de papila se afla macula lutea, care ofera valoare maxima functiei vizuale In structura anatomica a globului ocular exista o lentila biconvexa – Cristalinul, care

prin turtire si bombare, miscrorat de catre muschii ciliari, aduce imaginea vizuala pa suprafata retiniana, indiferent de pozitia obiectului in spatiu

In structura anatomica a globului ocular exista trei spatii libere: 1. Anterior Camera anterioara – un spatiu mare intre fata posterioara a corneei si fata anterioara a

irisului, limbul sclero-cornean, iar in mijloc – orificiul pupilar Camera posterioara – un spatiu extrem de mic si practic inexistent, in partea centrala

cand cristalinul este bombat si orificiul pupilar este in mioza. In mod normal este liber in partea centrala prin orificiul pupilar, dar intr-o irido-ciclita, cand se formeaza sinechii iriene posterioare (aderenta intre marginea posterioara a irisului si marginea anterioara a cristalinului) umorul apos secretat in camera posterioara de procesul ciliar nu se mai poate elimina in camera anterioara si acumulandu-se duce la formarea de glaucom secundar

2. Posterior Corpul vitros, a carui structura este constatnta toata viata Functia principala a analizatorului vizual este perceptia vizuala Pentru a fi perceput un obiect este nevoie de impulsul extern – lumina care actioneaza

printr-un proces fotochimic cu descarcarea pigmentului vizual, Rodopsina (retinen + opsina). Acest proces fotochimic transforma potentialul de repaos al celulelor nervoase in potential de actiune – unda care se transmite la cortex unde imaginea vizuala este perceputa si analizata si apoi se retransmite o unda la retina pentru perceptia finala a imaginii vizuale.

Materializarea functiei vizuale – acuitatea vizuala care este maxima la nivelul maculei si este modificata practic in toata patologia oftalmologica, scaderea de vedere fiind semnul subiectiv major pentru care pacientul se adreseaza medicului oftalmolog.

Refractia oculara

GO este un mediu refringent total de 60 de dioptrii Medii refringente: Corneea 45 d Umorul apos (refringenta minima) Cristalinul 15 d Corpul vitros (refringenta minima) Ochiul cu refringenta normala – imaginea razelor de la infinit se formeaza pe suprafata

retinei Viciile de refractie = Ametropii, acestea sunt: 1. Sferice – in care imaginea unui punct din spatiu este un punct pe retina, pentru ca

exista aceiasi refringenta in toate meridianele corneei. Se corecteaza cu lentile sferice convergente sau divrgente

2. Hipermetropia – imaginea razelor se formeaza in spatele retinei.

Hipermetropia

Clasificare: mica: +1 - +3 medie: +3 - +7 foarte mare: > +8 Etiologie: dpdv anatomic - cel mai frecvent GO este de dimensiuni mici dpdv al refringentei - in afrachie -lipsa cristalinului dpdv al curburii - in cornee plana Hipermetropul nu vede bine nici de aproape nici de la distanta, cristalinul se

acomodeaza continuu Tabelul Donders – amplitudinea acomodării la diferite vârste

ani 3 12 45 70D 20 12 3,5 0

In functie de acomodatie, hipermetropia poate fi: latenta, aceasta este prezenta la copilul mic si compensata de acomodatie, aceasta este

menifesta la adult totala (latenta si manifesta) Exista un paralelism intre acomodatie si convergenta, hipermetropul folosind in exces

convergenta Copilul hipermetrop este depistat doar cand exista strabism convergent, in aceasta

situatie imaginea vizuala se formeaza in afara maculei – imaginea vizuala va avea claritatea mai scazuta in functie de numarul de conuri care axista acolo unde aceasta se formeaza

Ambliopie = pierderea functiei unui ochi fara existenta unei leziuni organice Tratamentul strabismului convergent si al ambliopiei functionale

intre 3-7 ani, altfel nu se mai recupereaza. Ochiul hipermetrop fiind mic, nu predispune la complicatii, dar in evolutie hipermetropul va face prezbiopie mai devreme si valoarea prezbiopiei se sumeaza cu cea a hipermetropiei

Tratamentul hipermetropiei, este in esenta optic: lentile convergente cu cea mai mare valoare dioptrica pentru a rezolva acomodatia corectia optica se face in functie de varsta, copilul mic si foarte mic nu primeste

ochelari, dar cei cu strabism si ambliopie vor primi corectie cat mi aproape de valorile viciului de refractie

la adultul cu hipermetropie aprox. +4 – corectia este aceiasi pentru aproape si pentru adultul cu > +4, corectia este pentru departe

Miopia

Ochi mare in care razele formeaza imagini in fata retinei Clasificare: Mica: -1 - -3 Medie: -3 - -7 Mare: -8 - -10 Fortissima: > -10 Ochiul miop: dpdv anatomic: GO este de dimensiuni mari dpdv al refringentei: in cataracta nucleara dpdv al curburii: Keratocon Ochiul miop nu vede la distanta, el vede la apropiere. Are insuficienta de convergenta

cu exces de divergenta. Predispune la strabism divergent Ochiul miop in functie de determinarea genetica: Miopie benigna Miopie maligna (boala) Complicatriile miopiei sunt legate de alungirea polului posterior al GO cu subtierea

retinei si a coroidei, putandu-se produce hemoragii retino-coroidiene Cele mai frecvente complicatii sunt legate de fixarea retinei de restul structurilor

anatomice: la papila, macula, oro-serrata Complicatii in vecinatatea: a. papilei: coroidoza miopica peripapilara si conusul miopic – subtierea retinei si

coroidei in vecinatatea papilei n. optic b. maculei: dupa 60 de ani bilateral se face o impregnare pigmentara a maculei – pata

Fuchs, care este cauza principala de scadere a vederii la miopii in varsta c. oro-serrata: leziuni predispozante pentru dezlipirea si ruptura retiniana –

fotocoagularea cu laser limiteaza dezlipirea de retina Tratamentul: Medical – este ineficient dar util in complicatiile miopice

Corectia optica – cu lentile sferice divergente, date in cea mai mica valoare ioptrica, pentru a nu transforma ochiul din miop in hipermetrop. Aceasta corectie optica se poate face cu:

Lentile aeriene Lentile de contact (indicatie majora in caz de miopie unilaterala) Pentru miopiile mici si medii este aceiasi corectie pentru aproape si departe Pentru miopiile mari si foarte mari – cu 4 dioptrii mai putin decat pentru cea de

aproape Chirurgical (keratotomia cu laser) – utila pentru cazurile cu pana la 7-8 dioptrii;

aceasta operatie poate fi: clasica

sleroplastia operatia focala – scoaterea cristalinului

Bibliografie:

Arborele lumii

http://referat.clopotel.ro/

http://www.referate-lucrari.com