Fisiologia dell'ottica
La luce è una forma di energia radiante che permette la visione degli oggetti che ci circondano.
In un mezzo trasparente la luce ha un percorso rettilineo; per convenzione (per assodato) si dice che viaggia sotto forma di raggi.
Un fascio di raggi può essere formato da raggi convergenti, divergenti o paralleli. I raggi provenienti dall'infinito, che in ottica viene considerato già a partire da una distanza di 6 metri, si dicono paralleli. Il punto in cui i raggi convergenti o divergenti s'incontrano è detto fuoco.
Quando un fascio di raggi luminosi incontra un oggetto si avranno due possibilità:
In un mezzo trasparente la luce ha un percorso rettilineo; per convenzione (per assodato) si dice che viaggia sotto forma di raggi.
Un fascio di raggi può essere formato da raggi convergenti, divergenti o paralleli. I raggi provenienti dall'infinito, che in ottica viene considerato già a partire da una distanza di 6 metri, si dicono paralleli. Il punto in cui i raggi convergenti o divergenti s'incontrano è detto fuoco.
Quando un fascio di raggi luminosi incontra un oggetto si avranno due possibilità:
- Subirà il fenomeno della rifrazione, tipico degli oggetti trasparenti. I raggi attraversano l'oggetto subendo una deviazione che dipenderà dall'indice di rifrazione dell'oggetto in questione (che a sua volta dipende dalla densità della materia di cui è formato lo stesso oggetto) e dall'angolo di incidenza (angolo formato dalla direzione del raggio luminoso con la perpendicolare alla superficie dell'oggetto).
- Subirà il fenomeno della riflessione, tipico dei corpi opachi: i raggi non attraversano l'oggetto ma vengono riflessi.
Le lenti sferiche sono mezzi trasparenti delimitati da superfici sferiche, che possono essere concave o convesse e che rappresentano delle calotte sferiche. Il centro ideale della sfera di cui le superfici fanno parte è detto centro di curvatura, il raggio della sfera è detto raggio di curvatura, la linea ideale che unisce i due centri di curvatura delle superfici della lente si chiama asse ottico.
Le superfici sferiche della lente possono essere convesse o concave; esse hanno la capacità di misurare la direzione dei raggi luminosi (vergenza) che le attraversano.
In un sistema convergente, dei raggi paralleli cioè giungenti da un punto luminoso posto all'infinito, verranno rifratti posteriormente sull'asse ottico ad una distanza dal vertice della lente correlata al raggio di curvatura ed all'indice di rifrazione della stessa lente. Spostando il punto luminoso dall'infinito verso la lente (distanza inferiore a 6 metri), i raggi vi giungeranno non più paralleli ma divergenti. Il fuoco posteriore tende ad allontanarsi proporzionalmente all'aumentare dell'angolo di incidenza. Progredendo nell'avvicinamento del punto luminoso alla lente, si giungerà ad una posizione in cui, per aumento dell'angolo di incidenza, i raggi emergeranno paralleli. Per ulteriori avvicinamenti del punto luminoso, i raggi emergeranno divergenti ed il loro fuoco sarà virtuale, trovandosi sui prolungamenti degli stessi raggi.
Le superfici sferiche della lente possono essere convesse o concave; esse hanno la capacità di misurare la direzione dei raggi luminosi (vergenza) che le attraversano.
In un sistema convergente, dei raggi paralleli cioè giungenti da un punto luminoso posto all'infinito, verranno rifratti posteriormente sull'asse ottico ad una distanza dal vertice della lente correlata al raggio di curvatura ed all'indice di rifrazione della stessa lente. Spostando il punto luminoso dall'infinito verso la lente (distanza inferiore a 6 metri), i raggi vi giungeranno non più paralleli ma divergenti. Il fuoco posteriore tende ad allontanarsi proporzionalmente all'aumentare dell'angolo di incidenza. Progredendo nell'avvicinamento del punto luminoso alla lente, si giungerà ad una posizione in cui, per aumento dell'angolo di incidenza, i raggi emergeranno paralleli. Per ulteriori avvicinamenti del punto luminoso, i raggi emergeranno divergenti ed il loro fuoco sarà virtuale, trovandosi sui prolungamenti degli stessi raggi.
Le lenti convesse inducono una vergenza positiva, cioè fanno convergere verso un punto detto fuoco i raggi luminosi che le attraversano, ingrandendo l'immagine. Per questo sono chiamate lenti sferiche positive. Il fuoco di questi raggi è reale.
Le lenti concave inducono una vergenza negativa, cioè fanno divergere i raggi luminosi che le attraversano diminuendo la grandezza dell'immagine osservata. Per questo sono chiamate lenti sferiche negative. Il fuoco di questi raggi è virtuale e lo si individua prolungando all'indietro i raggi emergenti dalla lente.
Le lenti concave inducono una vergenza negativa, cioè fanno divergere i raggi luminosi che le attraversano diminuendo la grandezza dell'immagine osservata. Per questo sono chiamate lenti sferiche negative. Il fuoco di questi raggi è virtuale e lo si individua prolungando all'indietro i raggi emergenti dalla lente.
Il potere delle lenti, cioè l'entità di convergenza o divergenza indotta da un dato diottro (la lente), prende il nome di potere diottrico e la sua unità di misura è la diottria. Essa corrisponde all'inverso della distanza focale espressa in metri, secondo la legge
d = 1/fin cui d è la diottria ed f è il fuoco. Perciò una diottria è un metro.
Per esempio, se il fuoco è a 10 centimetri, la diottria è 10; se il fuoco è ad un metro, la diottria sarà uno. Minore è il fuoco e maggiore è il potere diottrico, cioè più la distanza è piccola e più aumenta la convergenza.
La proprietà fondamentale dell'occhio è la capacità di modificare le sue caratteristiche a seconda dell'oggetto osservato, in modo tale che la sua immagine cada sempre sulla retina. Per questo l'occhio viene considerato come un diottro composto, costituito di più superfici. La prima superficie di separazione è la cornea, la seconda è il cristallino. Esse formano un sistema di lenti convergenti.
La cornea ha un potere diottrico molto elevato, pari a circa 40 diottrie. Questo valore si spiega con il fatto che la differenza tra il suo indice di rifrazione e quello dell'aria è molto elevata. Sott'acqua, invece, non ci vediamo perché l'indice di rifrazione di cornea ed acqua sono molto simili, per cui il fuoco non è sulla retina ma molto oltre ad essa.
Il forame pupillare presenta un diametro di circa 4 millimetri, esso allarga quando la luminosità dell'ambiente diminuisce e si restringe quando questa aumenta. La lunghezza media del bulbo oculare è di 24 millimetri, ed è la lunghezza che permette ai raggi paralleli che attraversano la lente di essere messi a fuoco sulla retina. Da ciò si deduce che una lunghezza maggiore o minore del bulbo causa difetti visivi.
Detto questo, possiamo affermare che in un occhio normale (emmetrope) i raggi provenienti dall'infinito (da 6 metri in poi) cadono esattamente sulla retina. Per avere l'emmetropia, quindi, deve esistere una giusta relazione tra potere diottrico oculare e lunghezza del bulbo. Quando questo non succede, l'occhio è detto ametrope ed abbiamo i vizi di rifrazione che causano i più comuni difetti della vista.
La cornea ha un potere diottrico molto elevato, pari a circa 40 diottrie. Questo valore si spiega con il fatto che la differenza tra il suo indice di rifrazione e quello dell'aria è molto elevata. Sott'acqua, invece, non ci vediamo perché l'indice di rifrazione di cornea ed acqua sono molto simili, per cui il fuoco non è sulla retina ma molto oltre ad essa.
Il forame pupillare presenta un diametro di circa 4 millimetri, esso allarga quando la luminosità dell'ambiente diminuisce e si restringe quando questa aumenta. La lunghezza media del bulbo oculare è di 24 millimetri, ed è la lunghezza che permette ai raggi paralleli che attraversano la lente di essere messi a fuoco sulla retina. Da ciò si deduce che una lunghezza maggiore o minore del bulbo causa difetti visivi.
Detto questo, possiamo affermare che in un occhio normale (emmetrope) i raggi provenienti dall'infinito (da 6 metri in poi) cadono esattamente sulla retina. Per avere l'emmetropia, quindi, deve esistere una giusta relazione tra potere diottrico oculare e lunghezza del bulbo. Quando questo non succede, l'occhio è detto ametrope ed abbiamo i vizi di rifrazione che causano i più comuni difetti della vista.
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/anatomia-fisiologia-occhio.html
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/anatomia-fisiologia-occhio.html
Cos'è la Miopia?
La miopia è un vizio rifrattivo sferico in cui i raggi luminosi che provengono dall'infinito (paralleli) vengono messi a fuoco davanti alla retina, in quanto il potere rifrattivo del diottro oculare è eccessivo rispetto alla lunghezza del bulbo.
Avremo pertanto un eccesso di convergenza (potere diottrico maggiore). I miopi, quindi, vedono bene da vicino e male da lontano.
L'entità della miopia si misura con la lente divergente, che corregge il vizio di rifrazione.
Alcuni esempi:
L'entità della miopia si misura con la lente divergente, che corregge il vizio di rifrazione.
Alcuni esempi:
- la messa a fuoco a 10 centimetri si riferisce ad una miopia di 10 diottrie
- la messa a fuoco a 33 centimetri si riferisce ad una miopia di 3 diottrie
- la messa a fuoco ad 1 metro si riferisce ad una miopia di 1 diottria.
La miopia può essere classificata in tre stadi:
- lieve, se va da 0 a 3 diottrie
- moderata, se va da 3 a 6 diottrie
- elevata, se è maggiore di 6 diottrie.
Sintomi
Vedi approfondimento: Sintomi Miopia
Cause
Le cause di miopia possono essere molteplici:
- La forma più frequente in clinica è la miopia assile o assiale, dovuta ad una eccessiva lunghezza del bulbo oculare rispetto alla norma. Per questo il fuoco non cade sulla retina ma davanti ad essa.
- Nella miopia da indice, invece, il globo oculare è normale, ma il potere diottrico è maggiore perché l'indice di rifrazione del cristallino è superiore alla norma. Questo avviene soprattutto nella cataratta, una malattia che colpisce il nucleo del cristallino facendolo addensare ed aumentando così il suo indice di rifrazione.
- Nella miopia da cheratocono, invece, abbiamo una cornea di forma conica. Il cheratocono è una forma di degenerazione corneale in cui si ha un progressivo assottigliamento e sfiancamento della cornea che assume la forma conica con aumento della sua curvatura, che provoca la miopia. Si può avere anche irregolarità della superficie corneale che provoca l'astigmatismo. Le due possono essere presenti contemporaneamente. Per i casi avanzati di cheratocono occorre il trapianto di cornea.
- La miopia da spasmo accomodativo è dovuta ad una curvatura della superficie anteriore del cristallino superiore alla norma.
Correzione della miopia
La correzione ottica della miopia può essere attuata in tre modi:
- occhiali tradizionali
- lenti a contatto
- ortocheratologia notturna
- chirurgia corneale rifrattiva o fotocheratectomia rifrattiva.
Per gli occhiali vengono usate lenti che rendano divergenti i raggi paralleli.
Le lenti a contatto hanno lo stesso principio divergente degli occhiali; richiedono più cura ma offrono una visione più completa di tutto il campo visivo, essendo sferiche ed appoggiate direttamente sulla cornea.
Le lenti a contatto hanno lo stesso principio divergente degli occhiali; richiedono più cura ma offrono una visione più completa di tutto il campo visivo, essendo sferiche ed appoggiate direttamente sulla cornea.
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/miopia.html
Ipermetropia
L'ipermetropia è un vizio di rifrazione sferico in cui i raggi luminosi provenienti dall'infinito vanno a fuoco dietro la retina, in quanto il potere del diottro oculare è scarso rispetto alla lunghezza del bulbo.Può succedere che l'ipermetropia, soprattutto se non elevata, resti misconosciuta. Infatti il paziente ipermetrope, ma anche la persona emmetrope (senza difetti della vista), modificando la forma del cristallino, riesce ad aumentare il potere diottrico e dunque riesce ad ovviare all'ipermetropia. Questo meccanismo comporta un uso continuo di quello che viene chiamato il riflesso dell'accomodazione, caratterizzato appunto dalla modificazione della globosità del cristallino in base alla vicinanza od alla lontananza dei bersagli visivi. I raggi provenienti da una distanza infinita sono paralleli e hanno il fuoco esattamente sulla retina (in un soggetto emmetrope). In questa situazione il cristallino è a "riposo accomodativo" ed assume una forma più sottile, affilata ed allungata. Man mano che i raggi si avvicinano all'occhio, divengono via via più divergenti per cui non andrebbero a fuoco sulla retina ma oltre ad essa e l'immagine risulterebbe così sfuocata. Ecco che, in questi casi, interviene il cristallino, aumentando la sua superficie di curvatura ed assumendo così una forma più globosa. In questo modo aumenta il suo potere convergente e permette ai raggi di cadere ugualmente sulla retina.
Con l'aumentare dell'età, l'accomodazione si riduce fisiologicamente ed ecco che l'ipermetropia si appalesa, anche per le forme che prima risultavano misconosciute.
Con l'aumentare dell'età, l'accomodazione si riduce fisiologicamente ed ecco che l'ipermetropia si appalesa, anche per le forme che prima risultavano misconosciute.
Sintomi
Per approfondire: Sintomi Ipermetropia
Nel bambino
Nel bambino e nel giovane ipermetropi, l'acuità visiva è buona sia per lontano che per vicino ma il continuo sforzo di accomodazione dà luogo a diversi disturbi che prendono il nome di astenopia accomodativa. Essa comprende un senso di stanchezza agli occhi, cefalea (mal di testa) dopo la lettura, annebbiamento della vista, bruciori oculari, lacrimazione e facilità a sviluppare congiuntiviti. Inoltre, il marcato sforzo accomodativo, può causare uno strabismo.
Nell'adulto
Nell’adulto e nell’anziano si ha invece una riduzione dell’acuità che compare intorno ai 40-50 anni, quando l'accomodazione non riesce più a compensare il deficit visivo e causa difficoltà inizialmente nella visione da vicino, simulando una presbiopia (problematica dovuta alla riduzione dell'accomodazione legata all'avanzare dell'età), e successivamente da lontano. Anche qui sono frequenti le cefalee e le alterazioni della congiuntiva.
Cause
Le cause di ipermetropia sono :
- Un diametro del bulbo più corto del normale (ipermetropia assile). È sicuramente la causa più frequente.
- Una curvatura della superficie del cristallino inferiore alla norma od un suo indice di rifrazione aumentato rispetto alla norma.
- Un'assenza del cristallino (rara), chiamata afachia.
Trattamento
Si usano gli stessi presidi visti per la miopia: - Occhiali con lenti convergenti (positive), che permettano far cadere i raggi luminosi direttamente sulla retina e non posteriormente ad essa
- Lenti a contatto con il medesimo effetto
- Chirurgia laser: prevede l'asportazione di strati della cornea per rendere la sua superficie più curva.
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/ipermetropia.html
L'astigmatismo
Nell'astigmatismo, diversamente da quanto accade nella miopia, nell'ipermetropia e nella presbiopia, la curvatura della cornea non è uguale in tutti i suoi punti, chiamati meridiani, ma varia, per cui la cornea non è perfettamente sferica; di conseguenza, il potere del diottro oculare non è lo stesso su tutti i meridiani. Ne derivano problemi di visione (offuscamento visivo) degli oggetti osservati sia da vicino che da lontano.
C'è un astigmatismo che viene definito fisiologico, di circa 0,50 diottrie, dovuto al fatto che nel soggetto normale la curvatura della cornea sul meridiano verticale è leggermente più ampia di quella sul meridiano orizzontale. Questo astigmatismo fisiologico viene compensato da una modifica, anch'essa fisiologica, della globosità del cristallino.
Se consideriamo una sorgente luminosa i cui raggi attraversano una normale lente sferica positiva, che ha un uguale potere lungo tutti i meridiani, l'immagine che si formerà sulla retina sarà puntiforme. Quando invece le due curvature (meridiano verticale ed orizzontale) si fanno marcatamente diverse, il sistema oculare avrà due fuochi, posti su due piani diversi, ed i raggi luminosi andranno perciò a fuoco non su di un punto ma su due linee perpendicolari l'una all'altra, chiamate linee focali. Questo è l'astigmatismo.
Se consideriamo una sorgente luminosa i cui raggi attraversano una normale lente sferica positiva, che ha un uguale potere lungo tutti i meridiani, l'immagine che si formerà sulla retina sarà puntiforme. Quando invece le due curvature (meridiano verticale ed orizzontale) si fanno marcatamente diverse, il sistema oculare avrà due fuochi, posti su due piani diversi, ed i raggi luminosi andranno perciò a fuoco non su di un punto ma su due linee perpendicolari l'una all'altra, chiamate linee focali. Questo è l'astigmatismo.
Quindi, in un sistema che viene chiamato omocentrico, i meridiani hanno tutti lo stesso raggio di curvatura (trascurando l'astigmatismo fisiologico) ed i raggi rifratti convergono in un unico punto. In un sistema astigmatico, invece, i meridiani hanno raggi di curvatura diversi ed i raggi rifratti convergono in punti altrettanto diversi.
L'astigmatismo è detto regolare se lungo uno stesso meridiano la curvatura è sempre la stessa, irregolare se la curvatura cambia; se il meridiano più curvo è quello verticale od uno a lui molto vicino, l'astigmatismo viene detto secondo regola, se è il contrario, è detto contro regola.
Gli astigmatismi si possono classificare in base alla posizione che le due linee focali hanno rispetto alla retina:
L'astigmatismo è detto regolare se lungo uno stesso meridiano la curvatura è sempre la stessa, irregolare se la curvatura cambia; se il meridiano più curvo è quello verticale od uno a lui molto vicino, l'astigmatismo viene detto secondo regola, se è il contrario, è detto contro regola.
Gli astigmatismi si possono classificare in base alla posizione che le due linee focali hanno rispetto alla retina:
- Astigmatismo miopico composto: entrambi i meridiani sono miopi, quindi le due linee focali cadono davanti alla retina
- Astigmatismo miopico semplice: un meridiano è emmetropie e l'altro è miope, quindi una linea focale cade sulla retina e l'altra davanti ad essa
- Astigmatismo misto: i due meridiani principali sono uno miope e l'altro ipermetrope, per cui una linea focale cade davanti alla retina e l'altra dietro
- Astigmatismo ipermetropico semplice: un meridiano è emmetropie e l'altro ipermetrope, per cui una linea focale cade sulla retina e l'altra dietro
- Astigmatismo ipermetropico composto: entrambi i meridiani principali sono ipermetropi e le due linee focali cadono dietro la retina.
Cause
Le cause dell'astigmatismo sono legate alla deformazione della cornea o alla deformazione del cristallino.
L'accomodazione nell'astigmatico non può modificare l'entità del vizio, ma può soltanto collocare una delle due linee focali sulla retina.
L'accomodazione nell'astigmatico non può modificare l'entità del vizio, ma può soltanto collocare una delle due linee focali sulla retina.
Sintomi
Per approfondire: Sintomi Astigmatismo
I sintomi dell'astigmatismo consistono in un calo della vista sia da lontano che da vicino. Frequente è l'associazione con l'astenopia accomodativa (cefalea, bruciori oculari, lacrimazione, annebbiamento della vista, congiuntivite, dolori oculari in seguito a lavori da vicino prolungati).
Addirittura la sintomatologia non interessa tanto l'acuità visiva quanto l'insorgere delle manifestazioni facenti parte dell'astenopia accomodativa.
Correzione dell'astigmatismo
Si attua mediante l'uso di lenti cilindriche chiamate toriche, sia sotto forma di occhiali che di lenti a contatto, e che hanno la capacità di modificare il potere di uno solo dei meridiani, quello patologico, lasciando intatti tutti gli altri. È possibile anche l'uso di lenti a contatto e il trattamento chirurgico mediante laser.
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/astigmatismo.html
Presbiopia
Ciò provoca l'aumento della curvatura del cristallino stesso, aumentando così la sua capacità di convergenza. Tutto questo si traduce clinicamente in un progressivo allontanamento del cosiddetto punto prossimo, cioè il punto più vicino che si riesce a mettere a fuoco con il massimo potere di accomodazione. Il punto prossimo, a 10 anni è a circa 7-8 centimetri dall'occhio, a 45 anni a 25 centimetri ed a 60 anni è a circa 1 metro.
Sintomi
Il paziente presbite si accorge della sua condizione perché non riesce più a mettere a fuoco gli oggetti alla normale distanza, ma deve allontanarli. L'esempio classico è quello dell'allontanamento del giornale nel momento della lettura.
Età di Insorgenza
La presbiopia insorge negli emmetropi verso i 45 anni circa, negli ipermetropi un po' prima e nei miopi più tardivamente. Nell'astigmatismo, a seconda che esso sia miotico o ipermetropico, si manifesterà più precocemente o più tardivamente.
La presbiopia, dunque, non è una patologia ma un fenomeno parafisiologico (normale) legato all'invecchiamento.
Molto importante da tener presente è il fatto che ogni apparente miglioramento della presbiopia dopo il 65 anni deve sempre far pensare ad una miopizzazione dovuta ad una variazione dell'indice di rifrazione del cristallino che si verifica nella cataratta (malattia caratterizzata dalla progressiva opacizzazione del cristallino, che in condizioni normali è trasparente).
La presbiopia, dunque, non è una patologia ma un fenomeno parafisiologico (normale) legato all'invecchiamento.
Molto importante da tener presente è il fatto che ogni apparente miglioramento della presbiopia dopo il 65 anni deve sempre far pensare ad una miopizzazione dovuta ad una variazione dell'indice di rifrazione del cristallino che si verifica nella cataratta (malattia caratterizzata dalla progressiva opacizzazione del cristallino, che in condizioni normali è trasparente).
Correzione della presbiopia
Si rende necessaria intorno ai 45 anni e si attua mediante l'uso di lenti bifocali che siano convergenti nella visione da vicino.È possibile anche l'uso di lenti a contatto e il trattamento chirurgico mediante laser.
Tratto da https://www.my-personaltrainer.it/salute/presbiopia.html