人眼
一般性質
人眼
眼睛不是完全的球體,而是一個融合的兩件式單位。較小的單位在前方,有較大的弧度,以被稱為角膜的部分與較大單位被稱為鞏膜的部分相聯(lián)結。角膜段的半徑通常是8mm (0.3英寸)。鞏膜構成其余的六分之五,典型的半徑大約是12mm。角膜和鞏膜由稱為角膜緣的環(huán)連接。 虹膜 – 眼睛的顏色 – 和它黑色的中心,瞳孔,由于角膜是透明的,因而取代角膜成為可見的部分。因為光不會反射出來,觀看眼睛的內部需要檢眼鏡。眼底 (相對于瞳孔的區(qū)域) 顯現(xiàn)光學盤面 (視乳頭) 的特征,所有眼睛的光線由此穿過視神經纖維離開眼球。
尺寸
成人之間的尺寸相差只有1mm或2mm。垂直方向的大小,通常小于水平方向,在成人大約是24mm,出生時大約是16mm至17mm (大約0.65英寸)。眼球成長得很快,在3歲時就已經長至22.5mm至23mm (大約0.89英寸)。到13歲,眼睛已經達到最大尺寸,體積大約是6.5毫升 (0.4立方英寸),重量大約7.5公克 (0.25盎司)
組成
眼睛大致呈現(xiàn)球狀,由外而內來看,主要可以區(qū)分成三層膜結構所組成。最外層由角膜和鞏膜組成,中間的一層由脈絡膜、睫狀體、和虹膜組成。最內層是視網(wǎng)膜,如同從眼底鏡看見的視網(wǎng)膜血管,它從脈絡膜的血管獲得循環(huán)。
在這些外套內的是房水、玻璃體、和柔韌的水晶體。水樣液是一種清澈的液體,包含在兩個區(qū)域:晶狀體暴露的區(qū)域,在角膜和虹膜中間的眼前房。晶狀體被由透明的細纖維組成的睫狀體懸吊韌帶 (睫狀小帶) 懸吊著。玻璃體、眼后房是比眼前房大的清澈膠狀物,位置在晶狀體的后面和其余的地區(qū),包覆在鞏膜、小帶和晶狀體的周圍。它們是通過瞳孔聯(lián)接著 。
動態(tài)范圍
視網(wǎng)膜的靜態(tài)對比度大約是100:1 (焦比大約是6.5)。當眼球快速地移動 (眼球顫動)時, 它會反復地控制其接觸的化學物質和幾何位置,以調整虹膜控制瞳孔的大小。剛進入黑暗的環(huán)境時,視覺畫面大約有4秒鐘的時間陷入完全的黑暗,通過視網(wǎng)膜的化學調整 (浦肯頁效應) 大多需要8分鐘才能完全適應黑暗的環(huán)境。此時的動態(tài)對比度可能會達到大約1,000,000:1(焦比大約是20) 。這個過程是非線性和多方面的,因此若受到光照而中斷后,這個適應程序必須重新開始。完全的適應是依賴良好的血流量,因此暗適應可能會造成血液循環(huán)很大的負擔 (貧血),而好像受到酒精或煙草的影響。
眼睛包括鏡頭,不同于光學儀器,這更像是照相機和應用相同原則的光學鏡頭。瞳孔是人眼的口徑;虹膜是光圈,像是孔徑內的檔板。在角膜的折射造成有效孔徑 (入射瞳),但與物理上的瞳孔直徑略有不同。入射瞳的直徑通常是4mm,但是它的范圍可以從在明亮地方的2mm ( f/ 8.3)變化至在黑暗地方的8mm( f/ 2.1),但后者的數(shù)值隨著人年齡的增大而減退,老人眼睛的瞳孔有時不會超過5-6mm 。
視野
人眼的視野大約是向外95°、向內60°、向上60°、向下75°。視神經的非感光點或是盲點位于顳部12–15°、水平向下1.5°處,大約是7.5°高和5.5°寬
眼睛發(fā)炎
眼球中的血絲
眼睛的運動
掃描人眼的磁共振成像(MRI)。
眼外肌
每只眼睛有六組肌肉控制它的運動:外直肌、內直肌、下直肌、上直肌、上斜肌、和下斜肌。當肌肉以不同的張力收縮時,施加在眼球上的扭力,幾乎完全用在旋轉眼球上,而只有大約1mm的移動量 。因此,眼睛可以視為以眼睛的中心點轉動的單點。
快速眼動
快速眼動,或是短期的REM,通常是發(fā)生在睡眠的夢境最活躍階段。在這個階段,眼睛快速的運動。眼球獨特的運動形式是不自主的。
眼球顫動
眼球顫動是快速的,兩只眼睛受到大腦額葉的控制同時運動指向同一方向。一些不規(guī)則的漂移、移動,小于眼球顫動但大于微眼跳,角度可以達到6弧分。
微跳視
即使定睛看一個點,眼睛也會漂動,這可以確保個別的感光細胞可以不斷的受到不同程度的刺激。不改變輸入,這些細胞將停止輸出反應。在成人,微眼跳造成眼睛的移動角度小于0.2°。
前庭視反射
前庭視反射是當頭部在運動期間,眼睛會向相反的方向運動,以使影像在視網(wǎng)膜上維持穩(wěn)定的反射運動。例如,當頭向右移動時,眼睛會向左移動,反之亦然。
追隨平穩(wěn)運動
眼睛可以追隨一個移動中的物體。這種追隨是前庭視反射,不需要大腦處理傳入的視覺資訊和提供回饋,因此不是很準確。雖然眼睛經常會反射的掃視,但相對來說,追隨以恒定速度移動的物體是較容易的。成人的眼睛可以100%的順利追隨平穩(wěn)運動的物體。
在低照度的條件下,除非有另一個速度確定的參考點,是很難以視覺估計移動的速度。
視動反射
視動反射是掃視和追隨平穩(wěn)運動的組合。例如,當從窗口注視窗外運動中的列車,眼睛可以短時間集中在運動中的列車 (經由追隨平穩(wěn)),直到列車駛到視野之外。在這個點上,視動反射起了作用,將眼睛移回第一次看到列車的點 (經由掃視)。
臨近的響應
近距離的視覺調整涉及將影像聚焦在視網(wǎng)膜上的三個進程。
聚散度移動 (姿勢)
兩只眼睛會聚指向相同的物體。
當生物以雙眼注視一個物體時,眼睛必須繞著垂直的軸旋轉,讓影像在兩眼都能投影在視網(wǎng)膜的中心。要看更近的物體,兩眼必須旋轉得更為接近 (收斂,而看較遠的物體,兩眼就會轉動得更為分歧??鋸埖氖諗糠Q為交叉視法 (例如,聚焦在人類的鼻子) 。當觀望遠處時,或是"開始視若無物",眼睛暨不發(fā)散也不收斂。眼睛的聚散運動與眼睛的調節(jié)緊密的結合,在正常狀況下,更改眼睛的焦點以觀看不同距離上的物體,眼睛將自動的調整和聚散,來更改眼睛的焦點。
瞳孔壓縮
透鏡的邊緣不能像接近中心區(qū)域一樣的偏折光線,因此在鏡頭中的影像會有些模糊的邊緣 (球面像差)。篩選掉周圍而只看中心的光線,可以讓球面差降到最低。 在眼睛,當眼睛要聚焦在近距離的物體時,瞳孔的目的就是阻擋掉周圍的光線。 瞳孔達成這種工作有雙重的目的:調整眼睛的亮度變化和減少球面像差 。
透鏡的調節(jié)
改變透鏡曲率的改變,由環(huán)繞著透鏡的睫狀肌調整。這些縮小睫狀肌的直徑、放松交叉的韌帶纖維,并允許透鏡放松成為形狀更凸的鏡頭。曲率越大的鏡頭折光越強烈,并且將更靠近的物體發(fā)散的光更緊密的聚焦在視網(wǎng)膜上 。
老化效應
有許多疾病、身心失調和年齡相關的因素,都會使眼睛和周圍的結構發(fā)生變化。
眼睛隨著年齡的變化,無疑的可以完全歸咎于衰老過程。許多生理上和結構上的程序會隨著年齡逐漸衰退 (老化)。伴隨著老化,視覺品質惡化是眼疾老化的單獨原因。雖然有許多眼睛的變化與疾病無關,最重大的功能變化似乎是瞳孔的大減少和調節(jié)距焦能力的衰減 (老花眼)。瞳孔控制可以到達視網(wǎng)膜的光量,瞳孔的擴張程度隨年齡遞減,導致在視網(wǎng)膜接收到的光量大幅度下降。相較于年輕人,老人就像經常帶著中等密度的太陽眼鏡。因此,對于任何需要隨著照明的視覺導引才能看清楚的細節(jié),老人需要額外的照明。某些眼部疾病,像是皰疹和生殖器疣,可以來自性行動的傳染。如果感染的區(qū)域和眼睛之間發(fā)生接觸,性病可以傳染到眼睛 。
隨著老化在角膜的邊緣周圍會發(fā)展出白色的圓環(huán),稱為老年環(huán)。老化導致的松弛使眼臉組織下垂和眼窩脂肪的萎縮。這些變化與幾個眼臉疾病,像是外翻、內翻、眼皮松弛下垂、和眼臉下垂。玻璃體凝膠經歷液化 (玻璃體后脫離或PVD) 和它的不透明度— 可見的漂浮物 — 在數(shù)量上逐漸增加。
各種眼睛護理專業(yè),包括眼科醫(yī)師、驗光配鏡師、和眼鏡商參與眼球和視覺障礙的治療。斯內倫圖表是一種用來衡量視力的眼圖表。眼部檢查的結果,可以讓眼科醫(yī)生提供病人的眼鏡處方的矯正鏡頭。一些眼睛的疾病,包括影響到三分之一人口的近視和四分之一人口的遠視、和由于老化失去聚焦范圍的老花眼,被建議佩戴矯正鏡片。
眼科護理專業(yè)人員
人眼的復雜度有足夠的理由由全科醫(yī)生以外的專業(yè)醫(yī)師來關心和愛護。這些專家或眼科護理專業(yè)人員在不同的國家或地區(qū)有不同的功能。每位眼科護理專業(yè)人員通??梢詺w類到以下一個或多個 (也就是說,在某些情況下透過鏡頭,眼科醫(yī)生可以執(zhí)行外科手術;而這通常是驗光師的職責) 類型的專業(yè)人員的職責:
眼科醫(yī)師
視軸矯正師
驗光配鏡師
光學儀器商
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