Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) • Фотометрия

Определение заболевания

Близорукие люди плохо видят предметы, расположенные вдали, но хорошо различают объекты вблизи. При прогрессирующем заболевании зрение постепенно ухудшается. Сначала нарушения компенсируются аппаратом аккомодации. После исчерпания ресурса преломляющей системы, острота проявления миопии усиливается, человек может полностью ослепнуть.
При таком недуге глаза формируют изображения объекта перед сетчаткой, а не на ней. Предметы получаются расплывчатыми и «туманными». Ухудшению чистоты видения способствуют чрезмерные перенапряжения, работа при плохом освещении, травмы, несбалансированное питание.

Конвертер величин

Диоптрия — единица измерения оптической силы линз. Если линза находится в вакууме или в воздухе, ее оптическая сила в диоптриях D является величиной, обратной фокусному расстоянию f, измеренному в метрах:

= 1/
f
В СИ единицей измерения оптической силы является обратный метр (м⁻¹). Диоптриями удобно пользоваться, в частности, потому что если сложить несколько линз вместе, их оптические силы в диоптриях приблизительно складываются.

Увеличение линзы или лупы — это безразмерная величина, равная отношению размеров сформированного на сетчатке глаза изображения объекта, рассматриваемого через линзу и без нее на стандартном расстоянии в 25 сантиметров. В этом конвертере для определения увеличения по известной оптической силе в диоптриях и наоборот используется формула:

=
D
× 0.25 + 1

где М — безразмерное увеличение, D — оптическая сила в диоптриях и 0,25 — стандартное расстояние в метрах, на котором рассматривается объект. Эта формула используется для случая, когда линза находится близко к глазу и для получения резкого изображения глаз движется вместе с линзой.

Для измерения оптической силы и других оптических параметров линз для очков используются диоптриметры — приборы, состоящие из зрительной трубы (телескопа), фиксированной линзы, освещенного объекта, держателя измеряемой линзы и регулировочных элементов.

Оптическая сила плоского оконного стекла в диоптриях равна нулю

Оптическая сила

— физическая величина, характеризующая преломляющую способность линз и оптических систем. Линзы с большей кривизной имеют более высокую оптическую силу, так как проходящие через линзу световые лучи отклоняются сильнее и формируют на сетчатке глаза изображение наблюдаемого объекта большего размера. Оптическая сила измеряется в диоптриях и является величиной, обратной фокусному расстоянию, измеренному в метрах. Плоскопараллельная стеклянная пластина, несмотря на то, что преломляет лучи, не может их фокусировать, поэтому ее оптическая сила в диоптриях равна нулю.

Увеличение

лупы (например 10×) представляет собой отношение размера изображения, сформированного на сетчатке глаза с увеличительным стеклом и без него. Оно показывает насколько увеличится объект при рассматривании в лупу. Сразу отметим, что размер изображения объекта на сетчатке зависит от расстояния, на котором рассматривается объект. Люди разного возраста могут четко видеть предметы на различных расстояниях. Трехлетнему ребенку увеличительное стекло часто вообще не нужно, так как в этом возрасте дети способны четко видеть предметы на расстоянии мене 5 см. Люди среднего возраста могут четко видеть предметы на больших расстояниях, обычно более 25 сантиметров. Люди старше пятидесяти отходят от малых предметов на несколько метров, чтобы хорошо их рассмотреть. Поэтому, если мы говорим об увеличении увеличительного стекла, мы предполагаем, что для случая «без него» малый объект рассматривается с расстояния 25 см или 10 дюймов. Это стандартное расстояние должно быть указано на любой лупе вместе с ее увеличением. Однако, поскольку на большинстве луп это расстояние не указывается, некоторые изготовители иногда используют стандартное расстояние 50 см или иное, что позволяет дороже продать дешевые линзы.

Увеличение лупы или увеличительного стекла зависит от расстояния между глазом и линзой, а также от расстояния между линзой и наблюдаемым объектом. Увеличение 1× означает, что размер наблюдаемого на сетчатке глаза предмета был увеличен на 100% по сравнению с тем же предметом, рассматриваемым без увеличительного стекла на расстоянии 25 см. Как мы увидим ниже, такое увеличение обеспечивает линза в 4 диоптрии. Чтобы еще больше запутать читателя, отметим, увеличение 2× также означает увеличение размера предмета на 100%. Но об этом чуть ниже.

Перевернутое изображение монитора в увеличительном стекле 5× с оптической силой +16 диоптрий

Для расчета увеличения по известной оптической силе в диоптриях используется несколько формул. Наиболее часто встречаются две формулы:

=
D
× 0.25

=
D
× 0.25 + 1

Здесь М

— безразмерное увеличение,
D
— оптическая сила в диоптриях и 0,25 — стандартное расстояние в метрах, на котором объект рассматривается невооружённым глазом. Видно, что одна и та же линза может давать разное увеличение, в зависимости от того, по какой формуле его определять. Первая из этих двух формул используется в тех случаях, когда увеличительное стекло расположено близко к объекту, приблизительно на фокусном расстоянии, а глаз расположен достаточно далеко от линзы. Вторая формула используется в случае, когда линза расположена рядом с глазом и глаз вместе с линзой перемещаются для достижения наилучшей резкости. Лупы и увеличительные стекла обычно маркируются по второй формуле. Например, обозначение 2× на лупе соответствует фокусному расстоянию 25 см или оптической силе 4 диоптрии, или увеличению рассматриваемого объекта на 100%.

В этом конвертере для определения увеличения по оптической силе используется вторая формула.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Формы и причины возникновения

Снижение остроты зрения при миопии возникает в результате поражения глазного яблока и элементов преломляющей системы.

В зависимости от уровня поражения и причины близорукости, она может быть:

Осевой (аксиальной). Прогрессирует из-за слишком длинного переднезаднего размера глазного яблока.
Лентикулярной. Развивается из-за повышения преломляющей силы хрусталика.
При поражении роговицы. Возникает в результате чрезмерной кривизны роговицы и силы ее проявления.

Заболевание может быть: истинным или ложным. В первом случае наблюдается органическое поражение хрусталика, глазного яблока, роговицы. Лечение зрения при ложной близорукости заключается в принятии профилактических мер и устранении очагов, вызывающих спазмы аккомодации. Никаких дефектов в преломляющей системе и глазном яблоке не фиксируется.

Нарушения зрения могут быть:

Наследственными. Заболевание передается от родителей.
Приобретенными. Болезнь появляется из-за чрезмерных зрительных нагрузок.

Наследственная близорукость констатируется в 50% случаев при обследовании детей, оба родителей которых имеют такой недуг. Если болезнь есть только у одного из родителей, она будет наблюдаться и у детей в 25% случаев.

Лечение близорукости приобретенного характера может потребоваться, если зрительные органы пострадали из-за факторов внешней среды: травмы, неблагоприятных условий труда, чрезмерных нагрузок, несоблюдения гигиены для глаз.

Проявление остроты симптомов зависит от формы болезни — стационарная или прогрессирующая. При стационарной форме — не наблюдается осложнений, зрение держится на одном уровне и не падает. При прогрессирующей — чистота и ясность видения постепенно ухудшается и, при отсутствии лечения, может настать полная слепота.

Почему появляется миопия

Близорукость развивается обычно из-за сочетания нескольких факторов. Каждый из них не обязательно приведет к миопии, но если они присутствуют, необходимо тщательно следовать правилам профилактики и регулярно посещать офтальмолога.

Факторы, на которые мы не можем повлиять:

Наследственность.
Если миопия есть у одного родителя, то риск развития миопии у ребенка повышается на
50%
, если у обоих родителей – на
70%.
Расовая принадлежность.
Азиаты изначально имеют более высокую предрасположенность к развитию миопии, а люди негроидной расы – более низкую.
Снижение уровня возрастного запаса дальнозоркости.
Ребенок изначально рождается с небольшой дальнозоркостью, так как глазное яблоко его уменьшено в размере. В дальнейшем с ростом ребенка дальнозоркость уменьшается. Так в 1-2 года норма
+3,0 – +2,5 Д
, к 3-4 годам –
+1,5-+2,0 Д
, в 5-6 лет –
+0,75-+1,0 Д
. Оптимальное состояние зрения к 7 годам –
+0,5-+0,75 Д
. Дальше глаз уже расти не должен, и если это все-таки происходит, то, быстро перешагивая отметку
0
, глаз начинает уходить в минус.
Сопутствующие заболевания.
Расходящееся косоглазие значительно увеличивает риск развития миопии и утяжеляет ее течение. Синдром дисплазии соединительной ткани проявляется повышенной гибкостью, но выливается в проблемы с позвоночником, плоскостопием, сердечными клапанами и зрением.

Факторы, которые можно контролировать:

Нагрузка на глаза на близком расстоянии. Мультик, который ребенок смотрит по телевизору, в разы менее вреден, чем тот же мультик, включенный на телефоне в полутемной машине, да еще и во время движения.

Внутри глаза есть особый механизм – аккомодация. Он обеспечивает наведение четкого фокуса на разных расстояниях. Когда мы смотрим вдаль (максимально комфортное для глаза состояние) – аккомодация расслаблена. Чем ближе объект и чем он мельче, тем сильнее напряжен глаз, особенно если:

это происходит в условиях плохого освещения
это длится более 25-30 минут
используется электронный дисплей
фокусное расстояние постоянно меняется

Аккомодация работает по-разному у разных детей. Кто-то может сидеть часами за играми на телефоне, и зрение у него останется хорошим, а кто-то даже при ограничении нагрузки станет близоруким. Функцию эту можно измерить и, к счастью, натренировать.

Ограничение времени пребывания на свежем воздухе. Клинические исследования доказали, что пребывание на свежем воздухе при естественном освещении 2-3 часа в день снижает риски развития миопии, а если она развилась, снижает темпы ее роста.

Симптомы и степени нарушений

Миопия может долгое время никак не проявлять себя. Со временем человеку приходится прищуриваться, чтобы увидеть лица людей или предметы на расстоянии. Изображения становятся размытыми, а объекты едва различимыми.

С остротой проявления близорукости фиксируются такие сопутствующие симптомы ухудшения видения, как:

Головные боли. Возникают из-за нарушений в кровообращении внутриглазных структур.
Боль и жжение в глазах. Симптомы наблюдаются при попытке работы с предметами на близком расстоянии. Так проявляется переутомление внутриглазных структур.
Слезоточивость. Интенсивное слезоотделение наблюдается при чтении книги, работе за компьютером. Такая же реакция появляется и на яркое освещение.

При прогрессирующем недуге увеличивается размер глазной щели. Это происходит из-за увеличения глазного яблока, выступающего вперед и раздвигающего веки. Наблюдается растяжение задней части этого органа: склер, сетчатки, сосудистой оболочки.

Степень нарушения зрения зависит от стадии заболевания:

Слабая (от 0,20 до -3 диоптрии).
Средняя (от -3 до -6 диоптрий).
Сильная (больше -6 диоптрий).

Острота зрения при близорукости первой степени выше 0,5. Изменения в длине глаза слабо выражены и не превышают 1,5 мм. Человек хорошо видит, немного размытыми будут только очертания объектов, расположенных вдали.

Остроту зрения при миопии второй степени фиксируют в рамках 0,5 — 0,3. Длина глаза увеличивается до 33 мм, отмечаются патологии в сетчатке (дистрофия). Видимость вдаль заметно снижается, а близи сохраняется в норме 30 см.

Люди с третьей степенью близорукости воспринимают предметы на отдалении очень размыто, на близком расстоянии могут различить их в пределах 10 см. Коэффициент остроты снижен до 0,05. Истончается сетчатка и сосудистая оболочка, наблюдаются изменения глазного дна.

Степени близорукости в диоптриях

Слабая – 3 диоптрии.
Средняя – 3-6 диоптрий.
Высокая – более 6 диоптрий. В некоторых случаях показатель может достигать 30.

На основании точных данных измерения степени миопии (для каждого глаза отдельно) производится коррекция. Процедура проверки зрения выполняется по таблице Сивцева.

Как проводится диагностика

Проверить глаза перед коррекцией и лечением можно с помощью различных методов. В современной медицине применяется:

Визометрия. Остроту зрительного восприятия исследуют с помощью специальных таблиц с изображение букв, цифр или рисунков различного размера. Степень заболевания определяется на основе того, знаки из какого ряда пациенту еще удается различить.
Офтальмометрия. Оценивается преломляющая сила роговицы. В ходе диагностики на роговицу глаза проецируются тестовые марки.
Рефрактометрия. Данный метод диагностики близорукости подобен предыдущему, но тестовые символы проецируются на сетчатку. Одновременно исследуется преломляющая сила хрусталика и роговицы.
Компьютерная кератотопография. С помощью современных технологий исследуется форма и преломляющая сила роговицы.

Процедура исследования остроты зрения и состояния органов зрительной системы не занимает много времени, а ее применение актуально для людей любого возраста. Перед диагностикой никаких особых приготовлений для пациентов не требуется.

Как подобрать?

Сначала нужно провести диагностику зрения. Определение остроты производится по таблице Сивцева. Занимается этим только врач. Таблица состоит из двух столбиков и 10 строчек. В первом столбе уровни зрения в цифрах, во втором — буквы алфавита разного размера. Вверху — самые большие, внизу — маленькие. Чтобы измерить зрение, больной садится на стул на расстоянии 5 метров. Закрывает один глаз, потом другой. Каждая строчка соответствует определенной остроте. Какую последнюю пациент увидит, такие показатели зрения. Если человеку измеряют зрение и он видит 4 верхних строки, то это 40 процентов зрения. Если перевести % в диоптрии, то получится — чем меньше процент, тем больше дптр.

Подобрать правильную оптику поможет специалист методом подставления линз различных диоптрий.

Чтобы подобрать очки, доктор после диагностики подставляет линзы различных диоптрий и больной говорит, в каких ему лучше видно самую нижнюю строчку. Если тяжелая степень близорукости (например, зрение -7 диоптрий, до -20—30), то линзы получатся толстые и некрасивые. Это важно особенно для девушек. Значит, нужно подобрать высокоиндексные, они тоненькие и аккуратные. Существует метод коррекции с помощью лазера, им можно добиться остроты 120%. Если измерять, то человек будет видеть с того же расстояния меньшие предметы.

Стоить помнить, чем раньше начать коррекцию миопию, тем больше шансов достичь положительной динамики. Важную роль играет изменение образа жизни, подбор правильного освещения рабочего места, расстояния до книги, отсутствие длительных зрительных нагрузок, прием витаминов для глаз, своевременная профилактика и лечение болезней.

Коррекция и лечение

Лечение глаз при близорукости назначается после обследование офтальмологом. Чтобы стабилизировать состояние и исключить ухудшение, применяют такие методы:

Медикаментозный. Коррекцию остроты зрения проводят с помощью лекарственных препаратов.
Физиотерапия. В ходе терапии может применяться инфракрасный лазер, чрезкожная электростимуляция, эндоназальный электрофорез.
Оптический. Коррекция близорукости осуществляется посредством линз и очков.
Хирургический. Проводится оперативное вмешательство.

Для того чтобы восстановить остроту зрения или хотя бы не допустить прогрессирования заболевания, следует заняться лечением сразу же после обнаружения патологии и соблюдать рекомендации офтальмолога.

Профилактика и предупреждение

Для поддержания показателей с нормальной остротой зрения важно сбалансировать свой режим и питание. Нужно включить в рацион продукты с высокой концентрацией кальция и белка (творог, курага, чернослив, красное мясо). Восстановить хорошую работу органов зрительной системы поможет специальная гимнастика по Дашкевичу или Аветисову. Улучшить состояние можно, если вместе с медикаментозным лечением, использовать массаж. Пациентам с плохим зрением противопоказаны интенсивные спортивные нагрузки, лучше заменить их гимнастикой и плаванием.

От остроты человеческого зрения зависит жизненный комфорт, трудоустройство и ориентация в пространстве. Для того чтобы своевременно обнаружить нарушения и патологии, следует регулярно посещать офтальмолога. Острота периферического зрения, как и центрального, даже у человека, не имеющего жалоб, должна проверяться не менее двух раз в год.