Warto przeczytać

Nie można rozmawiać na temat zepsutego samochodu bez znajomości problemów, które spotkały kierowcę. Nie da się również go naprawić, nie wiedząc jak jest zbudowany. Podobnie z narządem wzroku. Rozpoczynając temat dalekowzroczności, przypomnijmy sobie zatem podstawowe informacje anatomiczne.

R4HzZk0vUbVGE

Rys. 1. Na ilustracji widoczny jest schemat gałki ocznej. Narysowana jest ona w postaci okrągłego kształtu z wybrzuszeniem po lewej stronie. Obwód gałki ocznej narysowany jest grubą pomarańczową linią a kontur wybrzuszenia grubą szarą linia. Wybrzuszenie podpisane jest rogówka oka. Jest ona oddzielona od pozostałej owalnej części gałki ocznej źrenicą. Na źrenicy znajduje się tęczówka. Wybrzuszenie wypełnione jest płynem wodnistym. Za wybrzuszeniem widoczna jest niebieska elipsa wydłużona w kierunku pionowym, która symbolizuje soczewkę. Ustawiona jest ona centralnie za rogówką i utrzymywana na swojej pozycji przez mięśnie rzęskowe, narysowane w postaci brązowych plamek przytrzymujących soczewkę z góry i z dołu. Pomarańczowa obwódka większej części gałki ocznej to siatkówka wypełniona na rysunku niebieskim kolorek symbolizującym ciecz szklistą. Na wysokości środka soczewki, z tyłu gałki ocznej, na jej obwodzie umieszczona jest plamka żółta, a poniżej plamka ślepa do której styczny jest nerw wzrokowy narysowany w postaci grubej ciemno‑pomarańczowej linii. Na ilustracji, po lewej stronie przed gałką oczną widoczna jest gruba, niebieska, pionowa strzałka skierowana do góry. Z końców strzałki poprowadzone są przerywane, czarne linie symbolizujące promienie świetlne. Biegną one w prawą stronę, przechodząc przez wybrzuszenie i soczewkę w oku. Skupiane są one w jednym punkcie wewnątrz gałki ocznej i biegną dalej rozbieżnie. W tylnej części gałki ocznej widać kolejną, mniejszą niebieską strzałkę pomiędzy rozbieżnymi promieniami. Strzałka ta znajduje się w tylnej płaszczyźnie gałki ocznej, jest niebieska, pionowa i skierowana w dół. Kierunek w dół symbolizuje obraz odwrócony.

Narząd wzroku można podzielić na: oko (składające się z gałki ocznej i nerwu wzrokowego) oraz tak zwane narządy dodatkowe. Gałka oczna (Rys. 1.) kształtem przypomina kulę o promieniu około 12 mm. Nie jest ona jednak idealnie okrągła: przednia część jest bardziej wypukła, zaś tylna – nieco spłaszczona. Jej wnętrze wypełnia ciecz szklista otoczona trzema błonami: twardówką, naczyniówką i siatkówką. Najważniejszą częścią twardówki jest rogówka – czyli swego rodzaju okno, przez które światło wpada do oka.

Światło trafia następnie na soczewkę. Ten, umieszczony w przedniej części oka i utrzymywany na specjalnych wiązadłach element, dzięki swojej elastyczności, może zwiększać lub zmniejszać zdolność skupiającą. Cecha ta, zwana akomodacją, umożliwia uzyskanie ostrego obrazu na siatkówce przy różnych odległościach obserwowanych przedmiotów. Przy przedmiotach dalekich soczewka się spłaszcza, przy bliskich – staje się bardziej wypukła. Zobaczmy, jak wygląda opis matematyczny tego zjawiska. Załóżmy, że osoba patrzy na przedmiot znajdujący się w odległości dobrego widzenia wynoszącej $x_1$ = 25 cm. Następnie kieruje swój wzrok na przedmiot znajdujący się w odległości $x_2$ = 5 m. Jak zmieni się kształt soczewki? Aby to opisać, oznaczmy przez y odległość od soczewki do siatkówki, zaś $R_1$ i $R_2$ niech oznaczają promienie krzywizny soczewki, gdy patrzymy na przedmiot z bliska, zaś $R_1^{'}$ i $R_2^{'}$ – gdy patrzymy na przedmiot daleki.

Zastosujmy wzór soczewkowy dwukrotnie (dla obu odległości):

gdzie $n_0$ i  $n_{\mathrm{s}}$ to współczynniki załamania otoczenia i soczewki. Mamy więc układ równań

Odległość y jest wielkością stałą, gdyż odpowiada rozmiarom oka. Możemy zatem przyrównać wyeliminować z nich odwrotność y, tj. wyznaczyć tę wielkość z obu równań i porównać otrzymane wyrażenia. Otrzymamy

co po przegrupowaniu wyrazów daje

Na podstawie powyższej równości postaramy się ocenić, jaka jest wartość różnicy w nawiasie kwadratowym, tj.

Zarówno licznik jak i mianownik po prawej stronie są dodatnie, więc $(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2})-(\frac{1}{R_1\prime }+\frac{1}{R_2\prime })>0$, skąd

Wynika z tego, że w przypadku obserwowania przedmiotów znajdujących się w bliskiej odległości soczewka oka jest bardziej wypukła, zaś w przypadku przedmiotów dalekich – ulega spłaszczeniu.

Wracając jednak do budowy oka, możemy zauważyć, że światło ostatecznie dociera do siatkówki będącej dla niego swego rodzaju ekranem. W jej budowie możemy wyróżnić dwa rodzaje fotoreceptorówfotoreceptoryfotoreceptorów (komórek światłoczułych):

• czopki – odpowiedzialne za postrzeganie kolorów,

• pręciki – pozwalające na widzenie zarysów przedmiotów oraz wykrywanie ruchu.

To dzięki nim, na siatkówce powstaje sygnał, który jest przesyłany nerwem wzrokowym do mózgu, gdzie jest interpretowany.

W oku zdrowym przechodząca przez rogówkę równoległa wiązka światła, pochodząca od bardzo odległego przedmiotu, skupia się bez akomodacji na siatkówce tworząc obraz rzeczywisty, zmniejszony i odwrócony (zarówno w pionie, jak i w poziomie). Jeśli jednak wystąpi czynnik, w wyniku którego proces ten zostanie zaburzony, mamy wówczas do czynienia z wadami wzroku. Dalekowzroczność (zwana także nadwzrocznością czy hyperopiąhyperopiahyperopią) to wada, przy której (jeśli mięśnie oczne są nienapięte, czyli nie ma akomodacji) wpadające do oka promienie ogniskują się za siatkówką (Rys. 2.). Jest ona wynikiem zbyt małych rozmiarów przednio‑tylnych oka (czyli mówiąc prostym językiem – gałka oczna jest za krótka, a soczewka znajduje się zbyt blisko siatkówki) lub zbyt małej zdolności skupiającej soczewki. Widać to szczególnie u osób po czterdziestym roku życia, ponieważ zdolność akomodacji jest wówczas niewystarczająca, by ją skorygować. U osób młodych akomodacja „koryguje” tę wadę, w związku z czym jest ona utajona.

RnzwrAiGMpkQs

Rys. 2. Na ilustracji widoczny jest czarno‑biały schemat ludzkiego oka. Oko narysowane jest w postaci okrągłego kształtu z wybrzuszeniem po lewej stronie. Za wybrzuszeniem po lewej stronie gałki ocznej widoczny jest eliptyczny kształt, wydłużony w kierunku pionowym, który symbolizuje soczewkę dwuwypukłą. W postaci poziomej, czarnej linii narysowana jest oś optyczna, która przechodzi przez środek schematu oka i środek soczewki. Z lewej strony na wybrzuszenie i soczewkę padają dwa równoległe do osi optycznej promienie, narysowane w postaci czarnych i skierowanych w prawą stronę linii. Promienie biegną symetrycznie powyżej i poniżej osi optycznej., Promienie skupiane są po przejściu przez soczewkę w jednym punkcie za schematem gałki ocznej po jej prawej stronie.

Zdolność skupiającą Z każdej soczewki (także ocznej) można zapisać za pomocą równania

gdzie f to ogniskowa, zaś x i y odpowiednio – odległość przedmiotu od powierzchni soczewki i siatkówki od powierzchni soczewki. Zatem wzór na zdolność skupiającą soczewki oka ma postać

Jeśli założymy, że przedmiot znajduje się w odległości dobrego widzenia x = d = 25 cm oraz, że zarówno d, jak i y są wielkościami stałymi, w celu korekcji wady wzroku należy przed okiem umieścić soczewkę (okularową lub kontaktową) o określonej zdolności skupiającej takiej, żeby

Dalekowzroczność koryguje się za pomocą soczewek o zdolności skupiającej dodatniej (Rys. 3.). Soczewka korekcyjna musi mieć taką zdolność skupiającą, by ostry obraz oglądanego przedmiotu powstał dokładnie na siatkówce oka, a nie za nią. Podczas badań w gabinecie optometrycznym czy okulistycznym dobiera się soczewkę o największej zdolności skupiającej, która zapewnia pacjentowi najlepszą ostrość wzroku.

RZYgOIVqrL6u6

Rys. 3. Na ilustracji widoczny jest czarno‑biały schemat ludzkiego oka. Oko narysowane jest w postaci okrągłego kształtu z wybrzuszeniem po lewej stronie. Za wybrzuszeniem po lewej stronie gałki ocznej widoczny jest eliptyczny kształt, wydłużony w kierunku pionowym, który symbolizuje soczewkę dwuwypukłą. Przed wybrzuszeniem po lewej stronie schematu gałki ocznej narysowano czarną linią eliptyczny kształt, wydłużony pionowo, który symbolizuje soczewkę skupiającą. W postaci poziomej, czarnej linii narysowana jest oś optyczna, która przechodzi przez środek schematu oka i środek soczewki umieszczonej przed nim. Z lewej strony na wybrzuszenie i soczewkę padają dwa równoległe do osi optycznej promienie, narysowane w postaci czarnych i skierowanych w prawą stronę linii. Promienie biegną symetrycznie powyżej i poniżej osi optycznej., Promienie skupiane są po przejściu przez soczewkę w jednym punkcie leżącym na osi optycznej oka i soczewki umieszczonej przed nim i znajdującym się na obwodzie gałki ocznej po jej prawej stronie.

W dzisiejszych czasach coraz popularniejsze stają się laserowe korekcje oczu. Metoda ta polega na zmianie krzywizny rogówki. Odbywa się to poprzez odparowanie nieprawidłowo zbudowanych warstw rogówki za pomocą lasera. Zabiegom poddawane są jedynie osoby, u których gałka oczna się już nie rozwija (czyli te, które ukończyły dwudziesty pierwszy rok życia), cechujące się stabilną wadą. Korekcji ulegają wady z zakresu od +0,75 do + 6 dioptrii.

Ciekawostka (skierowana przede wszystkim dla osób noszących okulary):

W przypadku, gdy nosimy soczewki kontaktowe zamiast okularów, powinniśmy pamiętać, że taka  soczewka powinna mieć większą zdolność skupiającą od soczewki okularowej dla tego samego oka. Można to obliczyć z zależności:

w której: ZIndeks dolny SK_SK oznacza zdolność skupiającą soczewki kontaktowej, ZIndeks dolny SO_SO – zdolność skupiająca soczewki okularowej, zaś d – odległość między soczewką okularową a rogówką (przyjmowaną jako 12 mm).

Osoba nosząca okulary o zdolności skupiającej + 6,00 dioptrii powinna nosić soczewki kontaktowe: 

Dostępne są jedynie soczewki o zdolnościach skupiających różniących się o 0,25 dioptrii, z tego względu należy do korekcji zastosować soczewki kontaktowe + 6,50 dioptrii.