醫(yī)學眼的視覺功能講解培訓課件

1、眼的視覺功能講解眼的視覺功能講解22334一、眼的折光系統(tǒng)及其調節(jié)（一）眼的折光系統(tǒng)的光學特征 4一、眼的折光系統(tǒng)及其調節(jié)5（二）眼內光的折射與簡化眼 5（二）眼內光的折射與簡化眼 667簡化眼：折光效果與實際眼相同的單球面折光系統(tǒng)。前后徑20mm，折光率1.333，一次折射，曲率5mm。7簡化眼：折光效果與實際眼相同的單球面折光系統(tǒng)。8(二)眼的調節(jié)8(二)眼的調節(jié)9 遠點 far-point9 遠點 far-point10視近物（6m以內）時，如果眼不作調節(jié)，近物發(fā)出的散射光線，經(jīng)折射后必定成像于視網(wǎng)膜之后，在視網(wǎng)膜上形成的是模糊不清的物像。10視近物（6m以內）時，如果眼不作調節(jié)，近物發(fā)

2、出的散射光11但是，正常眼能看清一定近距離的物體。這是因為視近物時，由于眼的折光系統(tǒng)能隨著物體的移近而發(fā)生相應的變化，以使物像仍能清晰地聚焦在視網(wǎng)膜上。11但是，正常眼能看清一定近距離的物體。這是因為視近物時，12眼睛發(fā)生這種能看清近物的適應性變化，稱為眼的調節(jié)。12眼睛發(fā)生這種能看清近物的適應性變化，稱為眼的調節(jié)。131.眼的調節(jié)-近反應包括：晶狀體曲度增加瞳孔縮小視軸會聚131.眼的調節(jié)-近反應14（1）晶狀體曲度增加當眼看遠物時，睫狀肌處于松弛狀態(tài)，這時懸韌帶保持一定的緊張度，晶狀體受懸韌帶的牽引，其形狀相對扁平；當看近物時，可反射性地引起睫狀肌收縮，導致連接于晶狀體囊的懸韌帶松弛，晶狀

3、體因其自身的彈性而向前和向后凸出，尤以前凸更為明顯。晶狀體的變凸使其前表面的曲率增加，折光能力增強，從而使物像前移而成像于視網(wǎng)膜上。14（1）晶狀體曲度增加15Accommodation of Lens15Accommodation of Lens16睫狀體Cilliary body 睫狀體是血管膜中最肥厚的部分睫狀肌ciliary muscle ：環(huán)形平滑肌纖維，位于睫狀體內，通過睫狀小帶調節(jié)晶狀體的曲度。16睫狀體Cilliary body 17171818191920視近物時引起晶體變凸的反射過程：模糊的視覺形象視區(qū)皮層下行沖動中腦正中核動眼神經(jīng)眼內睫狀肌的環(huán)行肌收縮睫狀肌向前向內移動懸

4、韌帶放松晶狀體由于其自身的彈性而向前方和后方凸出（以前突較為明顯），折光能力增大。20視近物時引起晶體變凸的反射過程：21近點：通過最大的視調節(jié)能看清物體的最近點。由晶狀體彈性極限決定。年齡增長，近點移遠。遠點：非視調節(jié)狀態(tài)下能看清物體的最遠點。老年人彈性下降，近點變遠，稱為老視。21近點：通過最大的視調節(jié)能看清物體的最近點。由晶狀體彈性極22老視presbyopia ：靜息時折光能力正常，由于年齡增長，晶狀體彈性減弱，看近物時調節(jié)能力減弱。遠點正常、近點遠移22老視presbyopia ：靜息時折光能力正常，由于年齡23（2）瞳孔縮小副交感神經(jīng)興奮虹膜環(huán)行肌收縮瞳孔縮小交感神經(jīng)興奮虹膜輻射狀

5、肌收縮瞳孔擴大當視近物時，在晶體調節(jié)的同時還伴隨瞳孔縮小。這種反應可減少入眼的光線量和減少折光系統(tǒng)的球面像差和色像差，使視網(wǎng)膜形成的物像更清晰。稱為瞳孔近反射或稱瞳孔調節(jié)反射。23（2）瞳孔縮小24Pupil Dilation and ConstrictionParasympathetic stimulation pupil constrictsSympathetic stimulation pupil dilates24Pupil Dilation and Constrict25Emmetropia and Near Response25Emmetropia and Near Respons

6、e26減少球面像差點光源發(fā)出的光錐通過透鏡后所形成的像不是一個理想清晰點,而是一個小亮圓。這是因為透鏡愈邊緣部分的折光力愈大,愈近中央部分的折光力愈小。減少色像差透鏡對不同色光的折射率不同,故白光經(jīng)透鏡后不是清晰的點像,而是一個有色彩邊緣的小園。透鏡邊緣部分的這種折射率的差異較中央部分大。26減少球面像差27272828292930Distant objectClose object30Distant objectClose object313、視軸會聚雙眼注視一個由遠移近物體時會發(fā)生雙眼球內收及視軸向鼻側會聚現(xiàn)象，稱為視軸會聚。也稱為輻輳反射。這種反射過程可以使雙眼視近物時物體成像于兩眼視網(wǎng)

7、膜的對稱點上，產(chǎn)生單一的清晰視覺和立體視覺。313、視軸會聚32也是一種反射活動,其反射途徑與晶狀體調節(jié)反射基本相同，不同之處主要為效應器(內直肌)。 意義：使物像分別落在兩眼視網(wǎng)膜的對稱點上,使視覺更加清晰和防復視的產(chǎn)生。32也是一種反射活動,其反射途徑與晶狀體調節(jié)反射基本相同33完成單視輻輳反射33完成單視輻輳反射34（五） 雙眼視覺和立體視覺人和高等哺乳動物的雙眼都在面部前方，兩眼視野有很大一部分重疊。(1) 擴大視野(2) 彌補盲點 blind spot(3) 立體視覺34（五） 雙眼視覺和立體視覺352.瞳孔對光反射：瞳孔的大小可隨光線的強弱而改變，弱光下瞳孔散大，強光下瞳孔縮小。意

8、義：調節(jié)進入眼內的光量，使視網(wǎng)膜不致因光量過強而受到損害。瞳孔對光反射為雙側性的，稱為互感性對光反射。瞳孔對光反射中樞在中腦。352.瞳孔對光反射：36 瞳孔對光反射36 瞳孔對光反射373738過程： 強 光 視網(wǎng)膜感光細胞 視 神 經(jīng) 中腦的頂蓋前區(qū)(雙側)動眼神經(jīng)副交感核(雙側) 睫狀神經(jīng)節(jié) 瞳孔括約肌 瞳孔縮小 38過程： 強 光 視網(wǎng)膜感光細胞 視 神 經(jīng) 中腦的頂39(三）視敏度 Visual acuity眼對物體細小結構的分辨能力，稱為視敏度視敏度可以用視角的倒數(shù)來表示。39(三）視敏度 Visual acuity40孫濟中于 1950 年初設計了用小數(shù)記錄，國際標準視力表用以檢

9、查遠視力。徐廣第于 1955 年設計了與上述遠視力相對應的標準近視力表 20 世紀 60 年代繆天榮設計了視標增率均勻并可用于統(tǒng)計的標準對數(shù)視力表40孫濟中于 1950 年初設計了用小數(shù)記錄，國際標準視力41（四）眼的折光能力異常 正視眼：無需調節(jié)可以使平行光線聚焦在視網(wǎng)膜上，可看清遠處物體。經(jīng)調節(jié)6m之內、近點之外的物體也可看清。折光能力異常或眼球形態(tài)異常，使平行光線不能在安靜未調節(jié)的眼聚焦在視網(wǎng)膜上，稱為非正視眼。41（四）眼的折光能力異常 42遠視近視近視和遠視42遠視近視近視和遠視431.近視：眼球前后徑過長或折光系統(tǒng)折光力過強，使遠處物體的平行光聚焦于視網(wǎng)膜之前。矯正近視可用凹透鏡。

10、近視 myopia遠點、近點都近移431.近視：眼球前后徑過長或折光系統(tǒng)折光力過強，使遠處物體442. 遠視：由于眼球前后徑過短或折光力過弱，使遠處物體平行光聚焦于視網(wǎng)膜后方，造成視遠物模糊。矯正遠視用凸透鏡 。遠視 hyperopia遠點消失、近點遠移442. 遠視：由于眼球前后徑過短或折光力過弱，使遠處物體平453. 散光： 眼的表面不呈正球面，折光表面的不同方位曲率不等，平行光線不能在視網(wǎng)膜上聚焦成為焦點，而是形成焦線。造成視物不清或物像變形。可用柱鏡矯正。453. 散光：464647房水無色透明，充滿于眼房內。 睫狀體上皮分泌產(chǎn)生眼后房瞳孔眼前房虹膜角膜角鞏膜靜脈竇眼靜脈。作用：屈光、

11、維持眼內壓、營養(yǎng)角膜、晶狀體和玻璃體等。若因虹膜睫狀體炎或前房角狹窄等原因，可導致房水回流受阻，引起眼內壓增高，使視力減退，甚至失明，臨床上稱為青光眼。（五）房水47房水無色透明，充滿于眼房內。（五）4848494950二、眼的感光換能系統(tǒng)（一）視網(wǎng)膜的結構50二、眼的感光換能系統(tǒng)515152人類視網(wǎng)膜感光細胞有視桿和視錐細胞兩種。視桿細胞Rods位于周邊部、分辨力低、對光的敏感性較高介導暗光覺、聚合聯(lián)系、含視紫紅質，只能區(qū)別明暗而無色覺。52人類視網(wǎng)膜感光細胞有視桿和視錐細胞兩種。53視錐細胞Cones位于中央部 (中央凹)，含三種視錐色素對光的敏感性較差，介導晝光覺。單線聯(lián)系、能辨別顏色色

12、覺，且對物體表面的細節(jié)和境界都能看得清楚，有很高的分辨力。53視錐細胞Cones位于中央部 (中央凹)，含三種視錐色54視桿細胞在形態(tài)上分為四部分，由外向內依次稱為外段、內段、胞體和終足。視桿細胞所含的視紫紅質幾乎全部集中在外段的視盤膜中。54視桿細胞在形態(tài)上分為四部分，由外向內依次稱為外段、內段555556565757585859Location of Visual Pigments59Location of Visual Pigments60盲點：視乳頭，視神經(jīng)的始端。無感光細胞，無視覺感受。60盲點：視乳頭，視神經(jīng)的始端。無感光細胞，無視覺感受。616162（二）視網(wǎng)膜的兩種感光換能系統(tǒng)

13、1.視桿系統(tǒng)和視錐系統(tǒng)62（二）視網(wǎng)膜的兩種感光換能系統(tǒng)63視桿系統(tǒng)又稱晚光覺或暗視覺（scotopic vision）系統(tǒng)，由視桿細胞和與它們相聯(lián)系的雙極細胞以及神經(jīng)節(jié)細胞等組成，它們對光的敏感度較高，能在昏暗環(huán)境中感受弱光刺激而引起暗視覺，但無色覺，對被視物細節(jié)的分辨能力較差。63視桿系統(tǒng)又稱晚光覺或暗視覺（scotopic visi64視錐系統(tǒng)又稱晝光覺或明視覺（photopic vision）系統(tǒng)，由視錐細胞和與它們相聯(lián)系的雙極細胞以及神經(jīng)節(jié)細胞等組成。它們對光的敏感性較差，只有在強光條件下才能被激活，但視物時可辨別顏色，且對被視物體的細節(jié)具有較高的分辨能力。 64視錐系統(tǒng)又稱晝光覺或

14、明視覺（photopic visi651. 視桿細胞和視錐細胞在視網(wǎng)膜中的分布不同651. 視桿細胞和視錐細胞在視網(wǎng)膜中的分布不同66中央凹：視網(wǎng)膜的中央部分，直徑0.5mm。在此視網(wǎng)膜很薄，只分布有視錐細胞。66中央凹：視網(wǎng)膜的中央部分，直徑0.5mm。在此視網(wǎng)膜很薄67Other cell layers are displaced in the fovea. Allows light to hit cones with less interference.67Other cell layers are displa6868692. 兩種光感受器細胞與雙極細胞以及神經(jīng)節(jié)細胞的聯(lián)系方式有所不同

15、。692. 兩種光感受器細胞與雙極細胞以及神經(jīng)節(jié)細胞的聯(lián)系方式70Duplicity Theory70Duplicity Theory713. 從動物種系的特點來看，某些只在白晝活動的動物，如雞、鴿、松鼠等，其光感受器以視錐細胞為主；而另一些在夜間活動的動物，如貓頭鷹等，其視網(wǎng)膜中只有視桿細胞。4. 從光感受器細胞所含的視色素來看，視桿細胞中只有一種視色素，即視紫紅質，而視錐細胞卻含有三種吸收光譜特性不同的視色素，這與視桿系統(tǒng)無色覺功能而視錐系統(tǒng)有色覺功能的事實是相符合的。 713. 從動物種系的特點來看，某些只在白晝活動的動物，如雞72視桿細胞視錐細胞感光物質視紫紅質視錐色素外段形態(tài)桿狀錐狀

16、主要分布周邊部中心部功能暗視覺明視覺（空間、顏色）神經(jīng)聯(lián)系多對一一對一數(shù)量1.2億600萬72視桿細胞視錐細胞感光物質視紫紅質視錐色素外段形態(tài)桿狀錐狀732. 暗適應和明適應 dark adaptation and light adaptation暗適應：人從亮處突然進入暗處，最初看不清任何物體，經(jīng)過一定時間逐漸恢復暗光視覺的現(xiàn)象，稱為暗適應。機制：與在暗處視網(wǎng)膜中感光色素合成增強有關；732. 暗適應和明適應74第一階段（7分鐘內）視錐細胞感光色素合成量增加：第二階段（在6-7分鐘后到20分鐘左右）視桿細胞視紫紅質的合成逐漸增加74第一階段（7分鐘內）視錐細胞感光色素合成量增加：第二階段75

17、7576明適應：當人從暗處突然進入光亮處時，最初只有耀眼光亮而視物不清，稍等片刻才能恢復視覺，這個現(xiàn)象稱為明適應。機制：明適應約1分鐘即可完成。耀眼的光感主要是由于在暗處合成的大量視紫紅質，在亮處迅速分解所致。只有當大量視紫紅質迅速分解之后，視錐色素才能在光亮處感光。76明適應：當人從暗處突然進入光亮處時，最初只有耀眼光亮而視773.視桿細胞的感光換能機制 （1）視色素的分子結構視色素由一分子視蛋白和一分子視黃醛組成。不同視色素的差別在于視蛋白。視紫紅質的視蛋白：348個疏水性氨基酸組成，有7個跨膜片段，11-順視黃醛分子連接在第7個螺旋區(qū)的賴氨酸殘基上。 773.視桿細胞的感光換能機制 78

18、78797980（2）視色素的光化學反應視紫紅質在光照時迅速分解為視蛋白和視黃醛。視黃醛分子在光照時由11-順型（一種較為彎曲的構象）變?yōu)槿葱停ㄒ环N較為直的分子構象）。視黃醛分子構象的這種改變，將導致視蛋白分子構象也發(fā)生改變，經(jīng)過較復雜的信號傳遞系統(tǒng)的活動，誘發(fā)視桿細胞出現(xiàn)感受器電位。此過程中，視色素失去顏色，稱為漂白。80（2）視色素的光化學反應8181828283cytoplasmic sideLight-induced conformational transition83cytoplasmic sideLight-induce84在亮處分解的視紫紅質，在暗處又可重新合成，亦即它是一個

19、“可逆”反應 ：全反型的視黃醛變?yōu)?1-順型的視黃醛，很快再同視蛋白結合。這一過程需要視網(wǎng)膜色素上皮中的異構酶。全反型視黃醛必須從視桿細胞中釋放出來，被色素上皮攝取，再由異構酶將之異構化為11-順型視黃醛，并返回到視桿細胞與視蛋白結合，形成視紫紅質。 84在亮處分解的視紫紅質，在暗處又可重新合成，亦即它是一個85視紫紅質的光化學反應及其代謝 視紫紅質 = 視蛋白 + 11-順視黃醛 視蛋白 全反型視黃醛 11-順視黃醛 Vit A 夜盲癥 Nyctalopia強光下分解暗光下合成85視紫紅質的光化學反應及其代謝強光下分解暗光下合成86868787888889（3）感光細胞的感受器電位89（3）

20、感光細胞的感受器電位90光照前，視桿細胞外段膜對Na+通透性較大，有一定量的Na+內流使膜靜息電位明顯地小于K+平衡電位值。這是由于外段膜在無光照時，就有相當數(shù)量的Na+通道處于開放狀態(tài)并有持續(xù)的Na+內流所造成，而內段膜有Na+泵的連續(xù)活動將Na+移出膜外，這樣就維持了膜內外的Na+平衡。90光照前，視桿細胞外段膜對Na+通透性較大，有一定量的N91視桿細胞在靜息（非光照）狀態(tài)時，Na+流入胞內，形成從視桿細胞內段流向外段的電流，稱為暗電流（dark current），這時感受器細胞處于去極化狀態(tài)，其突觸終末釋放興奮性遞質谷氨酸。 91視桿細胞在靜息（非光照）狀態(tài)時，Na+流入胞內，形成從視

21、92當視網(wǎng)膜受到光照時，可看到外段膜兩側電位短暫地向超極化的方向變化92當視網(wǎng)膜受到光照時，可看到外段膜兩側電位短暫地向超極化93Patch clamp93Patch clamp949495Cones and rods hyperpolarize in response to light95Cones and rods hyperpolarize96光照時：cGMP分解，鈉通道關閉，導致超級化，60mV。超級化的大小隨光照的強度改變。96光照時：cGMP分解，鈉通道關閉，導致超級化，60mV。979798光量子被作為受體的視紫紅質吸收后引起視蛋白分子的變構，又激活了視盤膜中一種稱為傳遞蛋白（t

22、ransducin）Ct的中介物，后者在結構上屬于G-蛋白家庭的一員，它激活的結果是進而激活附近的磷酸二酯酶，于是使外段部分胞漿中的cGMP大量分解。98光量子被作為受體的視紫紅質吸收后引起視蛋白分子的變構，99cGMP在膜上的存在正是這膜中存在的化學門控式Na+通道開放的條件，膜上cGMP減少，Na+通道開放減少，于是出現(xiàn)了超極化型感受器電位。99cGMP在膜上的存在正是這膜中存在的化學門控式Na+通100Details of Phototransduction in Rod Photoreceptors/photo1.html100Details of Phototransductio10

23、1一個被光子激活的視紫紅質分子產(chǎn)生約 500個傳遞蛋白分子，一個傳遞蛋白分子激活一個磷酸二酯酶，一個磷酸二酯酶分子每秒使2000個cGMP分子降解，在光子吸收和cGMP失活間的級聯(lián)反應能導致極大的放大作用。101一個被光子激活的視紫紅質分子產(chǎn)生約 500個傳遞蛋白102視桿細胞的Na+通道也允許Ca2+通過，而進入細胞的Ca2+則可抑制鳥苷酸環(huán)化酶。如前所述，光照視網(wǎng)膜可使cGMP減少，Na+通道開放也減少；但由于細胞內Ca2+濃度降低，對鳥苷酸環(huán)化酶的抑制作用也減弱，結果cGMP合成增加，從而保持cGMP水平相對穩(wěn)定，并使Na+通道恢復其開放狀態(tài)。 102視桿細胞的Na+通道也允許Ca2+通

24、過，而進入細胞的1031031044.顏色視覺（1）顏色視覺顏色視覺指不同波長的可見光刺激人眼后在腦內引起的一種主觀感覺。視覺光波波長范圍:380-760nm波長nm的增減就可分辨：復雜的物理心理現(xiàn)象1044.顏色視覺105顏色 波長(nm) 范圍(nm) 紅700640750 橙 620600640 黃 580550600 綠 510480550 藍 470450480 紫420400450105顏色 波長(nm) 范圍(nm) 紅700106三原色理論：在視網(wǎng)膜中可能存在著三種分別對紅、綠、藍光敏感的機制， 這三種機制在不同波長光的刺激下發(fā)出不同的信號，傳至大腦，產(chǎn)生各種顏色感覺。106三

25、原色理論：107 混合光： 若紅、綠、藍三種視錐細胞興奮程度為111白色覺; 若紅、綠、藍三種視錐細胞興奮程度為410紅色覺; 若紅、綠、藍三種視錐細胞興奮程度為281綠色覺。 三原色學說可以較好地解釋色盲和色弱的發(fā)病機制。 107 混合光：108人視網(wǎng)膜的三種視錐的光譜吸收特性108人視網(wǎng)膜的三種視錐的光譜吸收特性109109110110111L-cones, most sensitive to red light (610 nm) M-cones, most sensitive to green light (560 nm)S-cones, most sensitive to blue light (430 nm)111L-cones, most sensitive to 112112113113114114115 115 116色盲與色弱（中國）男色盲率：4.710.074%女色盲率：0.670.036%116色盲與色弱117（3）對比色學說： 假設存在著六種獨立的原色（紅、黃、綠、藍、白、黑），耦合為三對拮抗機制，即紅-綠、黃-藍以及黑-白機制。因為它們在感知上是不相容的，既不存在帶綠的紅色，也不存在帶藍的黃