第三节 眼的调节与集合
眼的调节与集合是人们在注视任意目标时所必须使用的眼功能。倘若眼不进行调节的话,就无法看清楚近距离注视的目标。倘若没有集合发生,就不能形成双眼单视。调节与集合协同作用的目标就是:获得双眼清晰的单视像。倘若双眼协同作用不良,就会导致复视和视觉疲劳。
一、眼的调节
眼的调节是指眼通过调节晶状体将眼前任意距离的目标聚焦在视网膜上。其调节作用的产生是由晶状体凸度的动态变化来实现的。眼的这种功能有两个特征。
① 清晰的视觉只能在调节能力所能达到的距离范围内获得。对于近点以内的目标,眼的调节能力是无法使之聚焦在视网膜上的。
② 只能将单一目标成像在黄斑中心上。对于不同距离,或距离相同但相距较远的目标,是不能在同一时间被聚焦在视网膜上的。
对正视眼来说,无限远来的平行光线,经过没有调节的眼时,就会恰好被聚焦在视网膜上[图1⁃22(A)]。倘若,光线来自眼前的有限距离(N),经过没有调节的眼时,就不会被聚焦在视网膜上,而必然会在视网膜后聚焦[图1⁃22(B)];晶状体通过适当的前凸进行调节,眼的屈光系统对入眼光的聚合力增强而使其聚焦在视网膜上[图1⁃22(C)]。通过晶状体变凸所产生的屈光力,就可以将由眼前有限远物体发射与反射的发散光线聚焦在视网膜上,这就是调节的作用。
图1⁃22 调节原理示意图
1.调节启动因素
那么,什么因素导致眼的调节呢?这里有两个因素发挥着决定性作用。
(1)远点以内目标发出的发散光线:注视目标在远点以内有限距离时,它发射的和反射的光对人们的眼来说肯定是发散光线。而眼在不使用调节的时候,只能将平行光线聚焦在视网膜上,发散光线则只能被聚焦在视网膜之后。这是导致调节的客观因素。
(2)视网膜上模糊的物像:既然发散光线被聚焦在视网膜之后,视网膜上的物像就必然是一个模糊的像。这一模糊的视网膜像就是启动调节的知觉因素。
2.调节机制
(1)调节的神经支配:多年以来人们都认为,调节是受动眼神经中的副交感神经支配的,视远时的调节是被动的,而视近时的调节则是主动的。但是,事实证明:视近时,副交感神经支配的睫状肌环状纤维(缪勒氏肌)收缩是调节的动力来源;视远时,则是由副交感神经支配的睫状肌放射状纤维(布鲁克氏肌)收缩来提供调节动力的。这也就是说,视近与视远时的调节都是主动的。
(2)调节的过程:眼的调节是由睫状肌的收缩与放松来完成的。当睫状肌中的环状肌纤维收缩、放射状肌纤维放松时,睫状环就会缩小,悬韧带因张力下降而松弛,晶状体囊的牵张力就会下降,晶状体就会发生形变——向前凸出,使晶状体的屈光力增大,这就是视近时眼发生正调节并使物像聚焦在视网膜上的过程。倘若,睫状肌中的环状肌纤维放松、放射状肌纤维收缩,睫状环就会扩大,悬韧带因张力增强并牵拉晶状体囊,晶状体就会因囊膜绷紧而发生形变——趋于扁平,此时晶状体的屈光力减小,这就是视远时眼发生负调节后物像聚焦在视网膜上的经过。
(一)调节力
调节力:人眼所使用的令5m以内光线屈折的调节力量,以屈光度(D)来表示。调节力的计量方法是:注视距离的倒数。当注视的距离为1m时,眼所使用的调节力就是1D。
每个人的眼都是具有一定调节能力的,当注视目标所需使用的调节力小于眼的调节能力时,人们就会看清楚目标的细节。当注视目标所需使用的调节力大于眼最大的调节能力时,目标就无法成像在视网膜上,人们也就看不清楚目标。表1⁃4是青少年调节力(D)的正常值与平均调节力所对应近点距离值。
表1⁃4 8~21岁调节力(D)的正常值与平均调节力的近点距离对照表
注:引自徐广第《眼科屈光学》。
(二)调节的常用名词
1.远点
在不使用调节力时,与视网膜中心凹共轭的空间点就是远点。眼的前主点到远点的距离叫作远点距离。正视眼的远点在无限远(∞)处;近视眼的远点在眼前有限远的距离处,因其远点位于视网膜光学坐标的负侧,故近视眼的屈光矫正镜度要用负值表述;而远视眼的远点则在视网膜之后,恰好位于光学坐标的正侧,其屈光矫正镜度就使用正值来表述。
2.调节远点
在不使用调节力的情况下所能看到的最远一点就是调节远点。正视眼的调节远点与远点是同一个点,这个点就在无限远处。近视眼的调节远点也同远点是同一个点,该点一定在眼前的有限距离处。远视眼的调节远点在眼前的无限远处,例如,+2.00D的远视眼在使用2D调节力时,就能看到无限远,这时无限远的点就是远视眼的调节远点。
3.近点
在使用最大调节力时,与视网膜中心凹共轭的空间点就是近点。所有人的近点都是调节近点。眼的前主点到近点的距离叫做近点距离。近点距离会随着年龄的增长而逐渐增大。但是,这种变化在青少年时期相对较小。从8岁到20岁这一距离仅增大1.7627cm。
通过表1⁃4中的数据还可以进行这样的探究:16岁的青少年平均调节力为12.0D,以为其保留1/3的调节力来计算,其舒适的阅读距离应为12.5cm;倘若为其保留1/2调节力的话,其舒适的阅读距离应为16.6666cm。这就说明:要求阅读距离为30~33cm,应当是远大于被测者最小舒适阅读距离的,只要保持正常的阅读距离,发生视觉疲劳的概率就会相对较小。
4.调节范围
调节范围又叫调节区域,是指远点与近点之间的距离。调节范围一般用米(m)来表述。
5.调节幅度
调节幅度又叫调节广度、调节程度、调节强度,是指注视近点所使用的最大调节力与注视远点所使用的调节力之差,调节幅度用屈光度(D)来表述。
二、眼的集合
(一)集合分类
眼的集合,又称为辐辏、会聚、近点反应。集合是指双眼注视5m距离以内任意一点时,双眼同时内转的现象。集合可以分成两类,一类是自主性集合,另一类是非自主性集合。自主性集合是后天习得的一种可以通过个人主观意志控制的双眼辐辏现象,如演员在演出中的“对眼”表演。这种集合发生时,演员的视觉将为复视。而非自主性集合则是一种视觉的生理性心理反射。非自主性集合可以分成以下四种(图1⁃23)。
图1⁃23 集合的分类
1.张力性集合
人在非觉醒状态下,双眼的视轴是呈现一定外转状态的。当人进入觉醒状态对无限远进行注视时,双眼的内直肌就会接收到比外直肌更多维持肌张力的指令,这就使视轴由原来的外转状态转为对无限远的注视状态。这种由非觉醒状态到觉醒状态所产生的集合就叫张力性集合。
2.调节性集合
人在注视有限距离的目标时,与所使用的生理调节相伴而产生的集合就是调节性集合。这是非自主性集合中最主要的一种。这种集合也是一种伴随中枢神经的兴奋生理性调节而产生的集合。尽管局部使用缩瞳药也可以使调节发生改变,但不会产生集合,这是因为中枢神经未兴奋。
3.融像性集合
当双眼注视某一目标时,物像并非落在双眼视网膜的对应点上,而是落在距对应点一定距离的颞侧或鼻侧,这种轻微的对应差异,可以通过神经反射对集合进行适当调整。这种因融像而产生的调整性集合就叫融像性集合。
4.近感性集合
近感性集合又称为接近性集合、精神性融合。在注视近距离目标时,在调节性集合基础上所发生的、由精神心理因素所引起的集合就叫近感性集合。这种集合力为2.5~3.5△,一般认为其在眼科临床上意义不大。在屈光检测中,往往会因被测者对近距目标过于关注、情绪过度紧张、仪器温度过低刺激而产生。在青少年第一次接受验光时,尤其容易发生。近感性集合的产生往往还会伴有近感性调节,有可能会发生近视眼过度矫正或远视眼矫正不足的现象,验光师在对青少年验光时,必须对近眼光的适应给予关注。
(二)集合力
集合力的大小,是用双眼所使用的集合力来表述的。集合力值的表述方法有以下三种。
1.米角
集合角的单位是米角(MA),集合角计量方法是:距离的倒数(1/l,l以m为单位)。注视5m的距离所使用的集合力为0.2MA,而0.5m的视距则使用2MA的集合力(图1⁃24)。
图1⁃24 集合:米角
2.三棱镜度
集合力的第二种表述方法是三棱镜表述法。图1⁃25、图1⁃26分别为使用基底向内与基底向外的三棱镜来反映集合力状况的示意图。其计量单位为:三棱镜度(△)。
图1⁃25 集合:三棱镜度(+)
图1⁃26 集合:三棱镜度(-)
3.集合角
集合力的第三种表述方法就是:直接量取集合角的角度(°)来表述集合力的大小(图1⁃27)。
图1⁃27 集合角
从上述三种对集合力的计量方法看,三棱镜度和集合角的角度是两种较为精确的量化指标,而米角是一种相对比较模糊的量化指标。这是因为:在注视同一距离的目标时,瞳距较大的人比瞳距较小的人回转角度要大。例如注视1m距离的目标时,60mm瞳距的人,双眼视轴的会聚角为3.4367°,而50mm、70mm瞳距时则分别为2.8642°、4.0091°。这就说明注视同样距离的目标时对集合力使用米角进行表述,只能反映距离的概念,并不能准确反映集合力的量。表1⁃5则是三种集合表述方式对照表。
(三)集合的常用名词
1.集合远点
集合远点又叫会聚远点、辐辏远点。能保持双眼单视的两眼最远的注视点就是集合远点。
表1⁃5 集合——米角、角度与三棱镜度的换算(PD=60mm)
2.集合近点
集合近点又叫会聚近点、辐辏近点。能保持双眼单视的两眼最近的注视点就是集合近点。倘若视距再短就会出现复视。一般认为正常人的集合近点在7cm之内。
3.集合范围
集合远点到集合近点间的距离就是集合范围。
4.集合幅度
双眼注视时,从集合远点到集合近点注视中眼球的内转程度就叫集合幅度。即注视集合近点与注视集合远点的集合力之差。
三、调节与集合的协调与失调
(一)调节与集合的联动关系
人在注视任意距离的目标时,既要发生调节,也一定要发生集合。调节的作用是使注视目标的清晰像落在视网膜中心凹上。集合的作用是使注视目标分别落在双眼的对应点上。调节与集合的综合视觉效应就使被测者形成清晰的双眼单视知觉。在调节与集合联动的同时,瞳孔的大小也会发生相应的改变:在同等光照条件下,视距较近时瞳孔相对较大,视距较远时瞳孔相对较小。这种调节、集合、瞳孔的联动简称为调节三联动。
瞳孔大小还与年龄有关,表1⁃6中所示的就是从新生儿到30岁的瞳孔大小。验光师对这种瞳孔大小的信息,是应当给予必要关注的:瞳孔较大时所获得深径觉就会较小,而瞳孔较小时所获得深径觉就会较大。显然,深径觉越小,被测者所看到清晰视觉的范围就会越大;反之,清晰视觉的范围就会越小。
表1⁃6 儿童、青少年年龄与瞳孔直径的关系
图1⁃28 正视眼的调节与集合
(二)调节与集合的屈光协调
一般情况下,双眼注视时,调节功能与集合功能是处于协调状态之中的。例如正视眼在注视某一点时,所使用的调节力与集合力在数值上是相同的(图1⁃28):在注视1m目标时,使用1个调节力和1个集合力;而在注视0.5m目标时,使用2个调节力和2个集合力;同理,注视0.25m目标时,则需使用4个调节力和4个集合力。这就是说,正视眼的调节与集合是均衡的。
近视眼、远视眼的调节与集合则分别如图1⁃29和图1⁃30所示,将图中的相关信息及注视距离0.25m时的情况汇集成表1⁃7。从图与表中都可以看出:
图1⁃29 近视眼的调节与集合
图1⁃30 远视眼的调节与集合
表1⁃7 屈光不正眼调节与集合的关系
① 近视眼(-1.00D)在注视远点之内任意距离目标时都要少使用1D的调节力;
② 远视眼(+1.00D)在注视眼前任意距离目标时都要多使用1D的调节力。
这种过多或过少使用调节力的状况,与正视眼进行比较的话,显然是不均衡的。这种不均衡又是被测者在较长时间屈光不正发展的必然结果。不均衡就应当出现相应的症状。但是,不均衡的相应症状并不会必然出现,这又是为什么呢?这种情况应与被测者在屈光发展过程中有一个较长的生理适应时期有关,其使人的调节与集合通过适应建立起了新的生理性均衡状态。这应当是调节与集合的适应性协调状态。高度屈光不正以及部分中度屈光不正在最初的屈光矫正中,不能接受完全屈光矫正镜度矫正的情况,应当与突然打破已经建立起来的这种适应性协调状态导致的新暂时失衡有关。
那么,少年儿童在调节与集合上有什么特点呢?应当说,最大的特点就是调节潜力很大。这也就导致了青少年屈光不正在症状上具有以下两个特征性的表现。
① 视觉疲劳现象是比较少见的。
② 比较容易发生眼位偏斜。
这两个特征性的表现,是验光师在屈光检测中应予以重视的。验光师应当认识到:视觉疲劳在青少年屈光矫正中的特异性意义并不是十分突出。眼位偏斜则应当成为屈光检测中的一个重点检测项目。青少年时期的中、高度远视眼常常会伴有显性内斜视,这是众所周知的现象,无须解释。但是,低、中度远视眼是否存在内隐斜视呢?这应当是肯定的。那么近视眼是否也会有外隐斜视呢?这也应当是事实。这种隐斜视是否需要纠正呢?这只有根据检测结果才能作出相应的判断。在对青少年进行验光时,应当重视眼位偏斜及隐斜视的检测。
(三)AC/A
AC/A用中文表示就是集合调节比率,又称为调节性集合/调节比(简称:集合/调节比),眼⁃视光学更习惯于使用AC/A来表述。AC/A,即由调节力诱发的集合三棱镜度与调节力(D)的比率。
1. AC/A的正常值
正常的AC/A值为(3~5)∶1,即1D的调节力可引起3△~5△的集合。我国著名儿童斜视、弱视专家孟祥成认为正常的AC/A值应为(2~6)∶1。
AC/A是以记录比值的方法来记录的。
2.测量AC/A的意义
进行AC/A检测的意义就在于:为水平斜视进行诊断、矫正和手术设计提供重要依据。
(1)对屈光矫正方案制订的指导意义:AC/A的状况对屈光矫正具有重要的现实意义,对青少年中、高度远视眼常见的内斜视并发症进行屈光矫正时,不同的AC/A状况应当使用的相应矫正方案见表1⁃8。
表1⁃8 AC/A高、低与内斜视屈光矫正方案的选择
(2)斜视的分型与对手术的影响:倘若经屈光矫正效果不明显,应当选用手术法来进行斜视的矫治。矫治方法也与AC/A的状况有关,表1⁃9就是不同AC/A状况下斜视分型以及手术方案选择的对照表。
表1⁃9 内斜视分型与斜视手术方案选择
(3)药物对AC/A的影响:在眼科常用药物中,阿托品与毛果芸香碱是两种可以影响AC/A的药物。局部滴用阿托品,可以使AC/A值增高;局部使用毛果芸香碱,可以使AC/A值降低。在眼科治疗中,对高AC/A的内斜视,应用毛果芸香碱改善视近时内斜视状况,应当是一种在一定程度上可以取代使用近用附加正镜度的矫治方法。