第二章第三节正常视力及其表达 - 视光学基础

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第二章第三节正常视力及其表达

2009-12-02 19:39:20 来源:网络作者:精工【大中小】浏览:99240次评论:0条

一、视角和视力
外界物体通过眼睛引起的大小感觉，决定于外物成于视网膜上像的大小，而视网膜像的大小与外物在入瞳中心所成的视角成正比。根据几何光学原理：
视网膜像大小=(物体大小/物体至第一结点距离)×视网膜至第二结点距离
由于视网膜至第二结点距离对某一特定眼睛来说是个常数，所以外界物体引起主观上的大小决定于:物体大小/物体至第一结点距离这个比值，即等于物体两端与眼第一结点所成的夹角的正切值。一般视力表视标在眼前的夹角都很小，正切便等于角度(以弧度为单位)，这就是视角。从而感觉上的外物大小就决定于外物所含视角的大小(图2-10)。

视力的定义：视力就是眼睛能够分辨两物点间最小距离的能力，以视角来衡量。能分辨的视角越小，视力越好，所以通常用视角的倒数来表达视力。

二、视力和视力极限

视力或视觉分辨力通常用视觉细胞能辨认两物点对眼的最小夹角，即视角来表达。视角越小表明视力越高。在正常情况下，人眼对外界物体的分辨力是有一定限度的，称之为视觉分辨力极限理论。一般人群的视力极限为5.0(1.0)，少数人视力极限为5.1(1:2)，甚至5.3(2.0)，极少数人视力可以超越5.3。视力之所以有极限性，是因为人眼的一些生理和解剖结构限制了视力的无限性。

主要的理论为：感受器理论和光的波动理论。

1.感受器理论黄斑中心凹的视网膜感觉层内一个锥体细胞的直径约为1. 5μm，锥体细胞之间的边缘间隙为0. 5μm，所以两个锥体中心之间的距离约为2μm。中间相隔一个锥体细胞的相邻两个锥体细胞中心的距离为4μm。如果眼结点离视网膜中心凹的距离为16.67mm，则该两个锥体中心对结点的夹角为：

因为只有当相隔一个非刺激锥体细胞的两个锥体受到视觉刺激时，人眼才能区别开两个物点，也就是说，由于受到视网膜感觉层内锥体直径的限制，所以人眼的分辨能力受到了限制。感受器理论的分辨力理论极限约为49″(约1分视角)，指出同时存在个体差异(图2-11)。

最小视角的大小，根据视网膜上单位面积所包含的光感受器的数目多少而定，光感受器的体积愈小，或细胞排列的密度愈大，则细胞之间的距离就愈小，所测得的最小视角也随之愈小。如上描述，中心小凹处的视力最好，离开中心小凹视力明显下降，如偏离中央0.25°，视力大约降低一半，愈向周边愈降低，待到中心小凹的边缘5°时，视力只有4.5(0.3)。

2.光的波动理论光波动学说中衍射现象表明，即使一个完美无缺的光学系统，点光源经过该系统形成的像也不是一个点像，而是一个衍射斑，称之为Airy氏斑，Airy氏斑的直径对结点所夹的角为：

ω＝2.44λ/g rad，λ为光的波长，g为瞳孔的直径。

所以，当λ=555 nm，g= 3 mm，则：

图2-12表明两个Airy氏斑之间的重叠情况，Rayleigh认为当第一个斑的峰值与第二个斑的边缘重叠后，两个斑的峰间凹陷处的照度是峰值照度的74%左右，这是人眼可分辨的最小距离，它相当于Airy氏斑直径的一半量。这个理论标准称为Rayleigh标准。

根据标准，人眼最小分辨角θ=ω/2，即θ＝1．22λ/g，设λ＝555 nm，g=3 mm，则θ＝47"。波动理论分析分辨力的理论极限时不涉及受视觉刺激的锥体细胞之间要有一个未受刺激的锥体细胞问题。

三、视力的表达
视力是患者恰能辨认的最小视标的视角大小，但是临床上根据不同的视力表设计会有一些不同的表达方式，但它们的意义是可以相通的。
1.分数记录分数记录以Snellen为代表，有时亦称“Snellen分数”，以测试距离和字母高度来表示该视标的视角大小。在Snellen分数中，表示字母高度的数字是5 minarc字母高度所对应的距离。也就是说，一个20英尺(或6m)的字母就是在20英尺(或6m)处相对的5 minarc字母。Snellen分数中测试标准距离作为分母，实际测试距离作为分子。
视力=测量距离/视标划粗1分视角设计距离
20/200的视力表示：测试距离为20英尺，能够读出最小字母的相对5 minarc的距离在200英尺。在20英尺处该字母的视角大小为50 minarc。在美国，距离以英尺为单位，临床医师几乎都以20英尺作为Snellen分数视力的分子。而在其他绝大部分米制单位的国家里，最常用的是以6米作为测试距离。所以，20/20等同于6/6，20/25等同于6/7.5，20/40等同于6/12，20/100等同于6/30，20/200等同于6/60，等等。近距可记为14/14、14/28等。由分数记录的分子可知测试距离，若在10英尺才能看到20/200的视标，可记为10/200或20/400。

2.小数记录小数记录将Snellen分数转变为小数形式。故，20/20(6/6)即1.0，20/200(6/60)即0.1，20/40(6/12)即0.5等等。小数记录在欧洲运用最广，它只用了一个数字来表示视角，并且没有涉及到测试距离。
以上分数和小数表达均为视角a的倒数表达，最小能辨视角越小，则表达视力越佳。

3.最小分辨角最小分辨角(MAR)的经典表达以弧分为单位，它提供了恰能分辨的视标的临界视角大小。对于字母，是将字母高度的1/5作为其关键标准。对于20/20(或6/6)视力，MAR＝ 1 minarc；对于20/40(6/12)视力，MAR＝2 minarc；对于20/200(6/60)视力，MAR=10 minarc。弧分制的MAR就等于小数视力值的倒数。

4.最小分辨角的对数表达最小分辨角的对数表达(lgMAR) (Bailey & Lovie，1976)是对MAR取常用对数。视力是20/20(6/6)时，MAR＝1 minarc，则lgMAR＝lg10(1.0)＝0.0；视力是20/40(6/12)时，MAR＝2 minarc，则lgMAR＝lg10(2.0)＝0.30；视力是20/200(6/60)时，MAR＝10 minarc，则lgMAR＝lg10(10.0)＝1.0。当视力好于20/20(6/6，1.0，5.0)时，lgMAR值为负。比如：视力为20/16(6/4.8)，MAR＝0. 8 minarc，lg10(0.8)＝-0.10。该视力表中，视标增率为O.1lg单位，每行五个字母，每个字母可以以lgMAR尺度赋值为0.02(表2-1)。

5.五分记录法采用了如下公式：
VA＝5-lgMAR或VA＝5-lg(1/a)．
该视力表达方式避免了直接用最小分辨角对数表达方式中视力越好，数字越小甚至为负值的问题。
以上最小分辨角的对数表达和五分记录法均为对数表达，具有生理感觉表达的科学性，更适于科研统计。

四、达到正常视力的阶段
婴儿出生后，在学会协调肌肉活动的同时，视力也随着时间在发育，黄斑中心凹的解剖发育在出生后几个月内才成熟。在出生后12个月内，光感知能力达到成人水平，20个月内，视力平均每月每度增加一个空间频率(cpd)。6~8个月平均屈光状态为+2.00 D±2.00 D，呈正态分布；1周岁时为＋1.00 D±1.10 D，2周岁前是发育的关键期，4~6周岁基本达到成人正视水平。由于最初视力的发展不仅取决于视网膜像质，更取决于神经系统对图像处理的能力。由于婴幼儿表达和理解能力的差异，所测得的视力常低于实际视力。

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责任编辑：peijingshi

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