Стереоскопическое зрение и методы его исследования

Цветовая гаплоскопия (четырёхточечный, или Уорс-тест)

Используют прибор конструкции завода «Точмедприбор» или аналогичный тест-проектор испытательных знаков. Действие прибора основано на принципе разделения полей зрения обоих глаз с помощью цветных фильтров.

В съёмной крышке прибора имеется четыре расположенных в виде лежащей буквы «Т» отверстия со светофильтрами: два отверстия для зелёных фильтров, одно — для красного и одно — для белого. В приборе применяются светофильтры дополнительных цветов, при наложении друг на друга они не пропускают света.
Исследование проводят с расстояния от 1 до 5 м. На обследуемого надевают очки с красным светофильтром перед правым глазом и с зелёным — перед левым глазом.

При рассматривании цветных отверстий прибора через красно-зелёные очки исследуемый с нормальным бинокулярным зрением видит четыре кружка: красный — справа, два зелёных — по вертикали слева и средний кружок, как бы состоящий из красного (правый глаз) и зелёного (левый глаз) цветов.

• При наличии явно выраженного ведущего глаза средний кружок окрашивается в цвет светофильтра, поставленного перед этим глазом.
• При монокулярном зрении правого глаза обследуемый видит через красное стекло только красные кружки (их два), при монокулярном зрении левого глаза — только зелёные (их три).
• При одновременном зрении испытуемый видит пять кружков: два красных и три зелёных.

Растровая гаплоскопия (тест Баголини)

Растровые линзы с тончайшими параллельными полосками располагают в оправе перед правым и левым глазом под углом 45° и 135°, что обеспечивает взаимно перпендикулярное направление полос растров, или используют готовые растровые очки. При фиксации точечного источника света, помещённого на расстоянии 0,5-1 см перед очками, его изображение преобразуется в две светящиеся взаимно перпендикулярные полосы. При монокулярном характере зрения пациент видит одну из полос, при одновременном — две несовмещённые полосы, при бинокулярном — фигуру креста.

По тесту Баголини бинокулярное зрение регистрируют чаще, чем по цветотесту, ввиду более слабого (не цветового) разобщения правой и левой зрительной системы.

Метод последовательных зрительных образов Чермака

Вызывают последовательные образы, засвечивая поочерёдно правый и левый глаз при фиксации центральной точки: яркой вертикальной полосой (правый глаз), а затем горизонтальной полосой (левый глаз) в течение 15-20 с (каждым глазом). Далее наблюдают последовательные образы на светлом фоне (экране, листе белой бумаги на стене) при световых вспышках (через 2-3 с) или при моргании глазами.

По расположению полос фовеальных зрительных образов в виде «креста», несовмещению вертикальной и горизонтальной полосы или по выпадению одной из них судят соответственно об их совмещении (у лиц с бинокулярным зрением), несовмещении с одноимённой или перекрёстной локализацией, супрессии (подавление одного образа), наличии монокулярного зрения.

Оценка бинокулярных функций на синоптофоре

Прибор осуществляет механическую гаплоскопию посредством двух раздельных подвижных (для установки под любым углом косоглазия) оптических систем — правой и левой. Набор состоит из трёх типов парных тест-объектов: для совмещения (например, «цыплёнок» и «яйцо»), для слияния («кошка с хвостом», «кошка с ушами») и стереотеста.

Синоптофор позволяет определить:

• способность к бифовеальной фузии (когда оба изображения совмещены под углом косоглазия);
• наличие зоны регионарной или тотальной супрессии (функциональной скотомы), её локализацию и размеры (по измерительной шкале прибора в градусах);
• величину фузионных резервов по тестам для слияния — положительных (при конвергенции), отрицательных (при дивергенции парных тестов), вертикальных, торсионных;
• наличие стереоэффекта.

Данные синоптофора позволяют определить прогноз и тактику комплексного лечения, а также выбрать тип ортоптического или диплоптического лечения.

Оценка глубинного зрения

Используют прибор типа Говарда-Долмана. Исследование выполняют в естественных условиях, не разделяя поля зрения.

Три вертикальных стержня поибора (правый, левый и подвижный средний) располагают во фронтальной плоскости на одной горизонтальной прямой. Обследуемый должен уловить смещения среднего стержня при его приближении или удалении по отношению к двум неподвижным. Результаты фиксируют в линейных (или угловых) величинах, составляющих для лиц зрелого возраста 3-6 мм для близи (с 50,0 см) и 2-4 см для дали (с 5,0 м) соответственно.

Глубинное зрение хорошо тренируется в реальной обстановке: игры с мячом (волейбол, теннис, баскетбол и др.).

Оценка стереоскопического зрения

• С помощью теста «летающая муха». Исследование осуществляют с помощью буклета с поляроидными вектограммами (fly-test фирмы Titmus). При рассматривании картинки через прилагаемые к буклету поляроидные очки возникает впечатление стереоскопического эффекта.
  По узнаваемости расположения и степени удалённости тестов с различным уровнем поперечного смещения парных рисунков судят о пороге стереоскопического зрения (от наличия способности к стереоскопическому ощущению до 40 угловых секунд), пользуясь таблицей буклета.

С помощью Ланг-теста. Исследование проводят на поляроидном буклете в поляроидных очках аналогично описанному выше способу. Метод позволяет оценивать порог стереоскопического зрения в интервале от 1200 до 550 угловых секунд.

На линзовом стереоскопе с парными картинками Пульфриха. Парные картинки построены по принципу поперечной диспарации. Детали рисунков (крупные, мелкие) позволяют регистрировать по правильным ответам испытуемого порог стереоскопического зрения до 4 угловых секунд.

Скрининговые методы. Исследования проводят с помощью проекторов испытательных знаков, снабжённых измерительной линейкой к специальным тестам (фирмы Carl Zeiss). Тест состоит из двух вертикальных штрихов и округлого светящегося пятна под ними. Обследуемый со стереоскопическим зрением при рассматривании через поляроидные очки различает три фигуры, расположенные на разной глубине (каждый из штрихов виден монокулярно, пятно — бинокулярно).

Определение фории

Тест Меддокса

Классическая методика включает использование красной «палочки» Меддокса из набора линз, а также «креста» Меддокса с вертикальной и горизонтальной измерительной шкалой и точечным источником света в центре креста. Методика может быть упрощена, если использовать точечный источник света, «палочку» Меддокса перед одним глазом и призменный офтальмокомпенса-тор ОКП-1 или ОКП-2 перед другим глазом.

Офтальмокомпенсатор представляет собой бипризму переменной силы от 0 до 25 призменных диоптрий. При горизонтальном положении палочки обследуемый видит вертикальную красную полосу, смещённую при наличии гетерофории от источника света кнаружи или кнутри по отношению к глазу, перед которым стоит палочка. Сила бипризмы, компенсирующая смещение полосы, определяет величину эзофории (при смещении полосы кнаружи) или экзофории (при смещении кнутри).

Аналогичный принцип исследоваия может быть реализован с помощью тестов проектора испытательных знаков.

Проба Грефе

На листе бумаги рисуют горизонтальную линию с вертикальной стрелкой в середине. Перед одним глазом обследуемого помещают призму силой 6-8 призменных диоптрий основанием вверх или вниз. Возникает второе изображение рисунка, сдвинутое по высоте.

При наличии гетерофории стрелка смещается вправо или влево. Одноимённое смещение стрелки (кнаружи) по отношению к глазу, перед которым стоит призма, свидетельствует об эзофории, а перекрёстное (смещение кнутри) — об экзофории. Призма или бипризма, компенсирующая степень смещения стрелок, определяет величину фории. На горизонтальную линию можно нанести тангенциальную разметку точками соответственно градусам или призменным диоптриям (вместо бипризмы). Степень смещения вертикальных стрелок по этой шкале укажет величину фории.

Исследование бинокулярного зрения

Перед исследованием бинокулярного зрения производят пробу с прикрыванием глаза («ковер-тест»), которая позволяет с большой вероятностью установить наличие явного или скрытого косоглазия. Пробу производят следующим образом. Проводящий исследование садится напротив пациента на расстоянии 0,5— 0,6 м от него и просит пациента пристально, не моргая, смотреть на какой-либо отдаленный предмет, находящийся позади исследующего. При этом он попеременно без интервала прикрывает рукой или непрозрачной заслонкой то правый, то левый глаз пациента.

Если в момент открывания ни один глаз не совершает движений, то, скорее всего, косоглазие отсутствует; если же движение имеется, то косоглазие есть. Если движение глаза при открывании (переносе заслонки на другой глаз) происходит в сторону носа, то косоглазие расходящееся, если в сторону уха — сходящееся, т. е. обратное углу косоглазия. Эти движения глаза называются установочными. Для определения характера косоглазия (скрытое или явное) прикрывают и открывают сначала один, а затем другой глаз. В случае явного косоглазия при открывании одного из глаз (ведущего) оба глаза совершают быстрое установочное движение в одну сторону, а при открывании другого глаза (косящего) они остаются неподвижными. В случае скрытого косоглазия (гетерофории) при открывании каждого глаза возникает медленное (вергентное) движение только этого глаза.

Собственно исследование бинокулярного зрения включает определение характера зрения (при двух открытых глазах), исследование мышечного равновесия (фории), анизейконии, фузионных резервов, стереоскопического зрения.

Определение характера зрения. Наличие или отсутствие бинокулярного зрения определяют с помощью «четырехточечного теста». Этот тест предложен английским офтальмологом Уорсом. Обследуемый наблюдает 4 светящихся кружка разного цвета через очки-светофильтры. Цвета кружочков и линз подобраны таким образом, что один кружок виден только одному глазу, два кружка — только другому, а один кружок (белый) виден обоим глазам.

У нас выпускается аппарат цветотест ЦТ-1. В круглом фонаре, передняя стенка которого закрыта черной крышкой, имеются расположенные в виде повернутой набок буквы «Т» 4 круглых отверстия: верхнее и нижнее закрыты зелеными светофильтрами, правое — красным, а среднее — бесцветным матовым стеклом. Фонарь вешают на стену рядом с таблицей или экраном для исследования остроты зрения.

Обследуемый смотрит на фонарь с расстояния 5 м. Поверх корригирующих очков он надевает очки-светофильтры: перед правым глазом находится красное, а перед левым — зеленое стекло. Перед началом исследования проверяют качество фильтров: попеременно прикрывают щитком левый и правый глаз; при этом обследуемый водит сначала два красных (правым глазом), а затем три зеленых (левым глазом) кружка. Основное исследование проводят при двух открытых глазах.

Возможны три варианта результатов исследования: бинокулярное (нормальное), одновременное и монокулярное зрение. При этом одновременное еще подразделяется на различные виды косоглазия, а монокулярное имеет два варианта в зависимости от доминирующего глаза.

Исследование мышечного равновесия (фории). Для исследования мышечного равновесия (фории) необходимо иметь точечный источник света (малогабаритная электролампа или фонарь с круглым, диаметром 1 см, отверстием против лампы), цилиндр Мэддокса, пробную очковую оправу и призменный компенсатор. При отсутствии призменного компенсатора используют призмы из пробного набора очковых линз.

Исследование фории производят следующим образом. Пациент надевает пробную оправу с линзами, полностью корригирующими аметропию. В одно из гнезд (обычно правое) вставляют цилиндр Мэддокса в горизонтальном положении оси, в другое — призменный компенсатор с вертикальным положением рукоятки и нулевым расположением риски на шкале. Обследуемого просят смотреть на точечный источник света, находящийся от него на расстоянии 5 м, при этом он должен указать, с какой стороны от лампочки проходит вертикальная красная полоса.

Если полоса проходит по лампочке, то у пациента имеется ортофория, если в стороне от нее — гетерофория. При этом, если полоса проходит с той же стороны от лампочки, с которой находится цилиндр Мэддокса, то у пациента эзофория, если с противоположной, то экзофория. Для определения степени гетерофории вращают валик компенсатора (или меняют призмы в оправе) до тех пор, пока полоса не пересечет лампочку. В этот момент деление на шкале компенсатора укажет величину гетерофории в призменных диоптриях. При этом положение призмы основанием к виску указывает на эзофорию, а основанием к носу — на экзофорию.

Поскольку у обследуемых имеется тенденция к самокомпенсации гетерофории, рекомендуется прикрывать щитком глаз, против которого находится цилиндр Мэддокса, и регистрировать положение полосы только в первый момент после его открывания.

После определения горизонтальной фории исследуют вертикальную. Для этого цилиндр Мэддокса располагают осью вертикально, а призменный компенсатор— рукояткой горизонтально. При исследовании добиваются, чтобы горизонтальная красная полоса пересекала лампочку.

Существуют и другие способы определения гетерофории, при которых разделение полей зрения двух глаз не такое полное, например при исследовании с помощью фильтров дополнительных цветов, так называемых цветовых анаглифов. Таков тест Шобера. Пациенту на экране с помощью проектора показывают две концентрические зеленые окружности, в центре которых находится красный крест.

В пробную оправу, помимо корригирующих линз, перед правым глазом вставляют красный, а перед левым — зеленый светофильтр. При ортофории обследуемый видит красный крест в центре зеленых колец. При экзофории крест смещен влево, при эзофории — вправо, при вертикальной фории — вверх или вниз от центра.

С помощью призменного компенсатора или призм из набора добиваются перемещения креста в центр.

При этом основания призм должны быть обращены в ту сторону, куда смещено изображение данного глаза.

Значение гетерофории, измеряемой по методу Шобера, обычно бывает не сколько меньше, чем при определении ее по методу Мэддокса, так как при этом разделение полей зрения правого и левого глаза неполное; обследуемый видит двумя глазами экран и предметы, расположенные вокруг него.

Чем менее полно производится разделение полей зрения, тем меньше значение гетерофории. В некоторых странах получил распространение метод исследования бинокулярного равновесия с минимальным разделением полей — фиксационная диспаратность.

Разделение полей осуществляют с помощью поляроидных фильтров, помещаемых перед глазами. Обследуемый наблюдает за экраном, на котором имеются видимые двумя глазами на периферии поля знаки (буквы или цифры) и горизонтальная полоса посередине поля. В середине этой полосы имеются две вертикальные светящиеся риски, закрытые поляроидными стеклами, т. е. видимые раздельно правым и левым глазом.

Одна из них неподвижная, вторая — подвижная. Перемещением подвижной риски добиваются, чтобы обследуемому они казались расположенными одна точно под другой. Истинное смещение рисок в этот момент, выраженное в угловых минутах, измеряет фиксационную диспаратность.

Фиксационную диспаратность измеряют многократно с приставлением различных призм (вращением призменного компенсатора) основанием к носу и к виску. По ее величине (не более 30′) и устойчивости к «нагрузке» призмами судят об устойчивости бинокулярного зрения.

Исследование фузионных резервов. Фузионные резервы исследуют с помощью синоптофора, или призменного компенсатора.

Синоптофор представляет собой прибор для диагностики и лечения расстройств бинокулярного зрения главным образом при косоглазии. Он снабжен двумя подвижными головками, в каждой из которых имеются источник света, система зеркал и линз и гнездо для диапозитива.

Оптическая система рассчитана так, что глаз, находящийся перед объективом, видит картинку на диапозитиве как бы в бесконечности. Каждый глаз видит свою картинку.

Головки могут перемещаться по дуге, а также вращаться вокруг своей оси. Таким образом, угол между зрительными линиями двух глаз может изменяться от +30° до —50°. Следовательно, при косоглазии можно проецировать двум глазам сходные объекты на центральную ямку сетчатки и вызывать их слияние.

Диапозитивы к синоптофору содержат три группы объектов:
1) объекты на совмещение, не имеющие общих элементов, например яйцо и цыпленок, гараж и автомобиль, окружность и вписываемая в него звезда;
2) объекты на слияние, представляющие собой силуэтные фигурки с большим центральным общим элементом, например две кошки, одна из которых имеет уши, но не имеет хвоста, а другая имеет хвост, но не имеет ушей;
3) объекты на стереопсис — две аналогичные картинки, в одной из которых часть деталей смещена по горизонтали; при слиянии это создает эффект диспаратности и воспроизводит ощущение глубины — одни детали видны исследуемому ближе, а другие дальше от него.

Объектами 1-й группы пользуются для определения фории, а при наличии косоглазия — его угла. Объекты 3-й группы применяют для исследования и тренировки стереозрения. Объекты 2-й группы используют для исследования способности к фузии и фузионных резервов.

Для определения фузионных резервов в головках синоптофора устанавливают диапозитивы 2-й группы, например «кошки». Ставят головки в положение 0 на дуговой шкале. Обследуемого спрашивают, видит ли он одну кошку с хвостом и ушами. Если не видит, то вводят диапозитивы первой группы, например с изображением цыпленка и яйца, и перемещают головки по дуге до тех пор, пока цыпленок не окажется в центре яйца.

Если ответ утвердительный, то начинают медленно двигать головки по дуге навстречу друг другу до тех пор, пока обследуемый не начнет отмечать раздвоение картинки: вместо одной кошки появляются две. Сумма делений, на которых находятся в этот момент головки, укажет положительный фузионный резерв.

Далее двигают головки в противоположные стороны — к вискам пациента, и вновь отмечают момент начала двоения. Сумма делений на обоих шкалах укажет отрицательный фузионный резерв.

Фузионный резерв, как и фория, может измеряться в градусах и призменных диоптриях.

Измерение фузионных резервов с помощью призменного компенсатора производится следующим образом.

Обследуемый с надетой пробной оправой, в оба гнезда которой вставлены призменные компенсаторы (в положении рукоятки вертикально), наблюдает с расстояния 5 м вертикальную черную полосу на белом фоне. Вращают валик обоих компенсаторов полосы. В этот момент сумма делений на шкалах укажет положительный фузионный резерв. Затем повторяют вращение призм основаниями к носу, т. е. навстречу друг другу. Момент раздвоения полосы укажет отрицательный фузионный резерв в призматических диоптриях.

Примерные нормы фузионных резервов: 40— 50 прдптр (20—25°) — положительный, 6—10 прдптр (3—5°) — отрицательный.

Стереоскопическое зрение: что это, как работает, как измеряется?

Стереоскопическое зрение – бесценный дар, которым природа наградила человека. Благодаря этому механизму, мы воспринимаем окружающий мир во всей его глубине и многогранности. Объёмное изображение формирует мозг, когда человек рассматривает видимые объекты обоими глазами.

Стереоскопическое зрение дало возможность современному человеку создавать имитации стереоэффекта: 3D-фильмы, стереокартинки и стереофотографии. Всё это делает мир вокруг нас ещё более восхитительным и загадочным.

Что такое стереоскопическое зрение и как оно работает?

Определение стереоскопического зрения

Стереоскопическое зрение – это уникальное свойство органов зрения, которое позволяет увидеть не только размеры объекта в одной плоскости, но и его форму, а также размеры объекта в разных плоскостях. Такое объёмное зрение присуще каждому здоровому человеку: к примеру, если мы видим дом вдалеке, мы можем приблизительно определить, какого он размера и на каком расстоянии от нас находится.

Стереоскопическое зрение – важная функция, которую выполняет человеческий глаз.

На сетчатке наших глаз формируется двумерное изображение, тем не менее, человек воспринимает глубину пространства, то есть обладает трёхмерным стереоскопическим зрением.

Мы способны оценивать глубину благодаря разным механизмам. Владея данными о величине предмета, человек способен рассчитать расстояние к нему или понять, какой из объектов находится более близко, путём сравнения угловой величины объекта. Если один предмет находится перед другим и частично его заслоняет, то передний объект воспринимается на более близком расстоянии.

Удалённость предмета можно также определить по такому признаку, как «параллакс» движения. Это кажущееся смещение более далёких и близких предметов при движении головой в разных направлениях. Примером может служить «железнодорожный эффект»: когда мы смотрим из окна движущегося поезда, нам кажется, что скорость близко расположенных предметов больше скорости удалённых объектов.

Одной из важных функций стереоскопического зрения является ориентация в пространстве. Благодаря возможности видеть предметы объёмно, мы лучше ориентируемся в пространстве.

Если человек утратит восприятие глубины пространства, жизнь его станет опасной.

Стереоскопическое зрение помогает нам во многом, например, в спортивной деятельности. Без оценки себя и окружающих объектов в пространстве станут невозможными выступления гимнастов на брусьях и бревне, прыгуны с шестом не смогут правильно оценивать расстояние до планки, а биатлонисты не способны будут поразить мишень.

Без стереоскопического зрения человек не сможет работать в профессиях, требующих моментальной оценки расстояния, или связанных с быстро движущимися объектами (лётчик, машинист поездов, охотник, стоматолог).

Отклонения

Человек обладает несколькими механизмами оценки глубины. Если какой-либо из механизмов не работает, то это – отклонение от нормы, ведущее к различным ограничениям оценки удалённости предметов и ориентации в пространстве. Наиболее важный механизм восприятия глубины – стереопсис.

Стереопсис

Стереопсис зависит от совместного использования обоих глаз. При рассматривании любой трёхмерной сцены оба глаза формируют различные изображения на сетчатке. В этом можно убедиться, если смотреть прямо вперёд и быстро перемещать голову из стороны в сторону или быстро закрывать поочередно то один, то другой глаз. Если перед вами плоский объект, то особой разницы вы не заметите. Однако если предметы находятся на разном расстоянии от вас, то вы заметите значительные изменения в картине. В процессе стереопсиса мозг сравнивает изображения одной и той же сцены на двух сетчатках и с относительной точностью оценивает их глубину.

Диспарантность

Так называют отклонение от положения корреспондирующих точек на сетчатках правого и левого глаза, в которых фиксируется одно и то же изображение. Если отклонение не превышает в горизонтальном направлении 2°, а по вертикали – не более нескольких угловых минут, то человек будет визуально воспринимать одиночную точку в пространстве как расположенную ближе, чем сама точка фиксации. Если же расстояние между проекциями точки меньше, чем между корреспондирующими точками, то человеку будет казаться, что она расположена дальше точки фиксации.

Третий вариант предполагает отклонение более 2°. Если вертикальное направление превышает несколько угловых минут, то мы сможем увидеть 2 отдельные точки, которые будут казаться расположенными ближе или дальше от точки фиксации. Данный эксперимент лежит в основе созданий серии стереоскопических приборов (стереоскоп Уитстона, стереотелевидение, стереодальномеры и пр.).

Выделяют конвергентную диспаратность (у точек, расположенных ближе точки фиксации) и дивергентную (у точек, расположенных дальше точки фиксации). Распределение диспаратностей по изображению называют картой диспаратностей.

Проверка стереопсиса

Некоторые люди не могут воспринимать глубину объектов с помощью стереоскопа. Свой стереопсис можно проверить с помощью такого рисунка.

Если есть стереоскоп, можно сделать копии стереопар, которые на нём изображены, и вставить их в прибор. Второй вариант – перпендикулярно расположить между двумя изображениями одной стереопары тонкий лист картона. Установив их параллельно, можно попытаться смотреть на своё изображение каждым глазом.

В 1960 году учёный из США Бела Юлеш предложил использовать уникальный способ демонстрации стереоэффекта, исключающий монокулярное наблюдение объекта. Этот принцип можно использовать для тренировки стереопсиса. Посмотрите на рисунки-автостереограммы.

Если вы посмотрите вдаль, сквозь рисунок, то увидите стереоскопическую картину.

На базе этого метода создано устройство, позволяющее исследовать порог стереоскопического зрения, – автостереограмма. Существует и модифицированное устройство, которое позволяет очень точно определить порог стереоскопического зрения.

Каждому глазу предлагаются тест-объекты, которые имеют одинаковые области точек и представляют собой фигуру произвольной формы. В том случае, когда значения параллактических углов нулевые, то наблюдатель может увидеть в обобщённом изображении точки, расположенные в произвольном порядке. Он будет не способен выделить на рандомизированном фоне определённую фигуру. Таким образом, монокулярное видение фигуры исключается.

Переместив один из тест-объектов перпендикулярно оптической оси системы, мы увидим, как изменяется параллактический угол между фигурами. Когда он достигнет определённого значения, наблюдатель сможет увидеть фигуру, как бы отрывающуюся от фона; фигура может также удаляться или приближаться к нему.

Параллактический угол измеряется посредством оптического компенсатора, который введён в одну из ветвей прибора. Когда фигура появляется в поле зрения, её фиксирует наблюдатель, а на индикаторе появляется соответствующий показатель порога стереоскопического зрения.

Нейрофизиология стереоскопического зрения

Исследования в области нейрофизиологии стереоскопического зрения позволили выявить в первичной зрительной коре головного мозга специфические клетки, настроенные на диспаратность. Они могут быть 2 типов:

1. Клетки первого типа реагируют только в том случае, когда стимулы точно попадают на корреспондирующие участки обеих сетчаток.
2. Второй тип клеток реагирует только тогда, когда предмет расположен дальше точки фиксации.

Кроме того, существуют клетки, реагирующие в том случае, когда стимул находится ближе точки фиксации.

Все типы клеток обладают свойством ориентационной избирательности. Они обладают хорошей реакцией на движущиеся стимулы и концы линий.

Также существует борьба полей зрения. В том случае, когда на сетчатках обоих глаз создаются изображения, сильно различающиеся между собой, то зачастую одно из них вообще перестаёт восприниматься. Это явление означает следующее: если зрительная система не может объединить изображения на обеих сетчатках, то она частично или полностью отвергает один из образов.

Условия для стереоскопического зрения

Для нормального стереоскопического зрения необходимы следующие условия:

• Нормальная работа двигательной системы глазных яблок;
• Хорошая острота зрения обоих глаз;
• Взаимосвязь между аккомодацией, фузией и конвергенцией;
• Незначительное различие в масштабах изображений обоих глаз.

Если на сетчатке обоих глаз при рассматривании одного и того же предмета изображение имеет разные размеры или неодинаковый масштаб, то это называется анизейконией.

Это отклонение является самой частой причиной того, что стереоскопическое зрение становится неустойчивым или теряется.

Анизейкония, как правило, развивается при наличии разной рефракции глаз (анизометропии). Если она не превышает 2 – 2,5%, то можно провести коррекцию обычными стигматическими линзами. При более высокой степени анизейконии приходится использовать анизейконические очки.

Нормы и показатели

Основной причиной появления косоглазия считается нарушение связи между конвергенцией и аккомодацией. При видимом косоглазии имеется не только косметический изъян, но и снижается острота зрения косящего глаза. Он даже может периодически выключиться из процесса восприятия образов (амблиопия). В случае гетерофории, то есть скрытого косоглазия, косметический дефект отсутствует, но патология всё же будет препятствовать стереопсису. Люди с гетерофорией, которая превышает 3°, не могут работать с бинокулярными приборами.

Порог стереоскопического зрения обусловлен влиянием разных факторов, таких как:

• Яркость фона;
• Контраст объектов;
• Длительность наблюдения.

При хороших условиях наблюдении порог восприятия глубины варьирует от 10 – 12 до 5″.

Стереоскопическое зрение можно исследовать, определять, оценивать несколькими способами:

• Посредством стереоскопа по таблицам Пульфриха (минимальный порог равен 15″)4
• При помощи стереоскопов с набором более точных таблиц (диапазон измерения – от 10 до 90″);
• Используя устройство, включающее применение рандомизированного фона (допустимая погрешность измерения равна 1 – 2″).

Итак, стереоскопическое зрение – это сложный механизм, без которого человеку было бы сложно жить в этом мире. Оно помогает нам видеть предметы не только на плоскости, но и в пространстве, позволяет рассчитать их размер, объём, удалённость. Проверить стереоскопическое зрение можно несколькими способами, указанными в статье.

Также читайте про то, как исследуют поля зрения.

Лекция № 3 функции органов зрения. Методы их исследования

Разнообразные функции органов зрения обеспечивают около 90 % информации об окружающей нас среде. Снижение их может ограничивать профессиональную ориентацию человека и его трудоспособность вплоть до инвалидности. Поэтому и врачи стоматологического профиля должны иметь представление о том, как функционируют органы зрения, о физиологии (а на её основе – о патологии) зрительных функций и владеть доступнымиметодами их исследования.

Функции органов зрения реализуются не только за счёт восприятия, но также путём синтеза и анализа зрительных ощущений. Это осуществляется через тесную связь органов зрения с корой головного мозга при ведущей роли его в этом сложном процессе – акте зрения. Разнообразные функции, присущие органам зрения, позволяют им наиболее полно воспринимать зрительные впечатления, возбуждаемые световой энергией.

Основой всех зрительных функций является световая чувствительность глаз. Среди функциональных способностей органов зрения наиболее важное значение имеет возможность их различать формы и размеры предметов. Наиболее совершенное форменное (центральное) зрение обеспечивает центральная ямка жёлтого пятна сетчатки, в котором сконцентрировано около 7 млн. и более колбочек. На остальной же части сетчатки преобладают менее дифференцированные фоторецепторы – палочки, и чем дальше от центральной ямки проецируется изображение предмета, тем менее чётко оно воспринимается глазом. Примером этого может служить снижение зрения при косоглазии.

Центральное зрениеизмеряется остротой зрения (Visus). Это способность глаза чётко различатьдеталинаиболее мелких предметов, находящихся на максимальном удалении от глаза, т.е. воспринимаемых под наименьшим углом зрения. Острота зрения, как наиболее информативный показатель, является одним из основополагающих критериев оценки функционального состояния глаз. Поэтому определение остроты зрения (визометрия) входит в число обязательных исследований органов зрения.

Давно установлено, что с заданного расстояния (5 метров) весь рассматриваемый предмет различается под углом в 5 минут, а мельчайшие детали его – под углом в 1 минуту (1’). За нижнюю границу нормальной остроты зрения, равной 1,0, принята величина, обратная углу зрения в 1’.

Для исследования остроты зрения применяют различные таблицы, содержащие несколько рядов тестовых знаков. Но принцип построения таблиц одинаков: в каждом ряду тестовые знаки должны восприниматься исследуемым под углом в 5’, а детали знаков – под углом в 1’. Этому критерию достаточно оптимально соответствуют кольца Ландольта, имеющиеся в таблицах Головина – Сивцева, которые используются в нашей стране для определения остроты зрения.

Если острота зрения исследуемого составляет менее 0,1, то более точно её можно определить с помощью оптотипов, предложенных Б.Л. Поляком. Ориентировочно это исследование можно провести, показывая пальцы пациенту с различных расстояний на тёмном фоне. Если же он не видит и пальцев у самого глаза, нужно выяснить – различает ли пациент свет от зеркальца офтальмоскопа, направляемый в его глаз с разных сторон. При неспособности исследуемого отличить свет от тьмы, отсутствии прямой и содружественной реакции зрачка на свет, констатируют абсолютную слепоту (Visus=0). С методиками исследования функции центрального зрения и других функций глаз Вы ознакомитесь на практических занятиях.

Периферическое зрение (ПЗ)физиологически обеспечивается деятельностью палочек, которые занимают бÒльшую часть сетчатки за исключением макулярной области и диска зрительного нерва. Кроме того, палочки обеспечивают сумеречное и ночное зрение. ПЗ позволяет ориентироваться в окружающем пространстве, и если в значительной степени нарушено ПЗ, то даже при хорошем центральном зрении это становится проблематичным.

Функция ПЗ характеризуется полем зрения – это пространство, которое видит глаз при неподвижной голове и фиксированном взоре пациента. При исследовании поля зрения определяют границы его и наличие дефектов в поле зрения. Границы поля зрения зависят от уровня освещённости, величины и цвета предъявляемого объекта. Наиболее широкие границы поля зрения на объект белого цвета, затем – синего, красного и самое узкое – на зелёный цвет. Исследование поля зрения проводится отдельно на каждый глаз без коррекции. Допускается только коррекция зрения контактными линзами, но не очками, т.к. они могут искажать показатели границ поля зрения.

Изменения поля зрения могут быть в виде: сужения его границ в одном или нескольких меридианах, выпадения в поле зрения отдельных ограниченных участков – скотома; секторообразного выпадения, двустороннего выпадения поля зрения с височной или носовой стороны – гемианопсия. Исследование ПЗ (особенно в динамике) имеет важное значение в диагностике заболеваний головного мозга различного генезиса и различной патологии органов зрения – глаукоме, поражениях сосудистой оболочки, сетчатки, зрительного нерва, зрительно-нервного пути, прогрессирующей близорукости средней и высокой степени и др.

Существует несколько способов исследования поля зрения: контрольный (ориентировочный); периметрия с помощью настольного периметра Фёрстера, электрического проекционно-регистрационного периметра (ПРП) в 8-ми меридианах; исследование центрального поля зрения способом кампиметрии и компьютерной периметрии. Из этих способов Вам реально могут быть доступны два первых, и при необходимости Вы можете воспользоваться ими. На практических занятиях Вы освоите доступные Вам методы определения поля зрения.

Цветоощущение. Функция колбочек заключается не только в обеспечении центрального зрения, но также даёт возможность глазу различать широкий спектр цветов. Установлено, что способность к зрительному восприятию всей цветовой гаммы зависит от возможности различать три основных цвета различной длины волны: красного – длинноволнового, зелёного – средневолнового и синего – коротковолнового спектра. Каждый цвет характеризуется тремя признаками – тоном, насыщенностью и яркостью. Способность глаза различать цвета имеет важное значение в различных областях жизнедеятельности человека.

Нормальное цветоощущение трёх основных цветов называется нормальной трихромазией. Расстройства цветоощущения могут проявляться либо полным неразличением одного из трёх цветов –дихромазией, либо аномальным восприятием какого-либо цвета –цветоаномалия. Расстройства цветовосприятия могут быть врождёнными и приобретёнными. Среди врождённых расстройств наиболее часто встречается цветоаномалия – около 70% всей патологии цветоощущения. Цветоаномалия всегда поражает оба глаза, не сопровождается нарушением других зрительных функций и обнаруживается случайно или при специальном исследовании.

Приобретённая патология цветоощущения может встречаться при заболеваниях ЦНС, отравлениях, острой кровопотере, а также – при различной патологии сетчатки и зрительного нерва. Она бывает на одном или обоих глазах, выражается в нарушении восприятия всех трёх цветов, обычно сопровождается расстройствами других зрительных функций и в отличие от врождённой патологии цветоощущения, может претерпевать изменения в процессе заболевания и его лечения.

Для исследования цветоощущения используют: ориентировочный метод, заключающийся в предъявлении обследуемому предметов красного, зелёного и синего цветов; полихроматические таблицы, основанные на принципе уравнивания яркости и насыщенности основного и дополнительных цветов в виде кружочков, образующих цифры или фигуры; сложные спектральные приборы – аномалоскопы, используемые в клинической практике. При необходимости исследования функции цветоощущения на доступном Вам уровне, Вы реально сможете воспользоваться первыми двумя методами.

Светоощущение – это способность глаза воспринимать свет и различные степени его яркости. Это наиболее ранняя и основная функция органа зрения. Физиологически она реализуется палочковым аппаратом сетчатки, обеспечивая сумеречное и ночное зрение. Способность сетчатки воспринимать минимальное световое раздражение характеризуетпорог светоощущения, а восприятие наименьшей разницы в интенсивности освещения –порог различения.

Процесс приспособления глаза к различной степени освещённости называется адаптацией.Световая адаптация– это приспособление глаза к максимальному уровню освещённости, атемновая адаптация– к минимальной освещённости. Понижение темновой адаптации называетсягемералопией(«куриная слепота»). Она бывает врождённой и приобретённой; первая нередко имеет семейно-наследственный характер. Приобретённая гемералопия может быть одним из симптомов заболеваний сетчатки, зрительного нерва, близорукости высокой степени, глаукомы и др. Из общих заболеваний снижение темновой адаптации может наблюдаться при хронических заболеваниях печени (циррозе), авитаминозе.

Приобретённая гемералопия, как функциональное нарушение сетчатки, может развиться при гиповитаминозе, особенно с дефицитом витаминов «А», «В₂» и «С». Кроме того, световая чувствительность может снижаться при недостатке кислорода, голодании, психических переживаниях, а также – у пожилых людей.

Для исследования световой чувствительности глаз и всего процесса световой и темновой адаптации в клинической и экспертной практике используют довольно сложные приборы – адаптометры. Ориентировочно темновую адаптацию можно определить в затемнённом помещении, предложив обследуемому обнаружить стул или какой-нибудь предмет на столе и т.п.; критерием будет служить время, которое он затратит на выполнение задания. С этой же целью можно использовать таблицу Кравкова – Пуркинье, позволяющую более точно, чем предыдущий метод, определить состояние темновой адаптации.

Бинокулярное зрение. Если смотреть на объект двумя хорошо функционирующими глазами, то этот объект отражается на сетчатке правого и левого глаза; но видится он единым, как если бы воспринимался одним глазом. Это возможно за счёт функции бинокулярного зрения, но для реализации её необходимо, чтобы изображения на сетчатке каждого глаза соответствовали друг другу по величине и проецировались на строго идентичные, корреспондирующие участки сетчатки правого и левого глаз. Такими оптимальными корреспондирующими областями являются центральные ямки жёлтого пятна, однако могут быть и равноудалённые, но близкие от них области сетчаток.

Бинокулярное зрение возможно, если острота зрения хуже видящего глаза будет не ниже 0,4 и имеется мышечное равновесие всех глазодвигательных мышц, обеспечивающее параллельное положение зрительных осей обоих глаз. Основным фактором достижения этого является фузионный рефлекс, реализующий слияние изображений от сетчаток обоих глаз.

Нарушение любого из этих условий может стать причиной расстройств или невозможности формирования бинокулярного зрения. Вследствие чего характер зрения будет либо монокулярным(зрение одним глазом), либоодновременным, при котором в корковых зрительных центрах воспринимаются импульсы то от одного, то от другого глаза. Такой характер зрения формируется и развивается при косоглазии различного генезиса.

Наличие бинокулярного зрения даёт возможность формирования и развития ещё более качественного стереоскопического зрения, которое обеспечивает восприятие окружающего мира в трёх измерениях, т.е. объёмности, глубины и расстояний между предметами. Кроме того, при бинокулярном зрении повышается острота зрения (по сравнению с остротой зрения каждого глаза в отдельности) и расширяется поле зрения.

Формируется бинокулярное зрение не сразу, развитие его начинается примерно с 3-х месячного возраста, а заканчивается к 7-10 годам и позднее. Бинокулярное и стереоскопическое зрение являются важными зрительными функциями, отсутствие их может существенно ограничивать выбор профессии и профессиональную пригодность.

Существует несколько способов проверки бинокулярного зрения: на клиническом уровне характер зрения исследуют с помощью специальных приборов – четырёхточечного цветотеста, синоптофора и др. Описание доступных Вам способов определения бинокулярного зрения Вы найдёте в учебнике и освоите их на практических занятиях.

Таким образом, полноценная работа органов зрения обеспечивается анатомо-физиологическими особенностями их устройства, разнообразными функциями и проявляется в процессе развития глаз, мозга и жизнедеятельности человека. Знание основ функций органов зрения и умение исследовать эти функции с помощью доступных методов позволят в ситуациях, когда это потребуется от Вас: более полно обследовать больных с различной офтальмологической патологией (в первую очередь – острой!), заподозрить её и обоснованно предпринять Ваши дальнейшие действия.

Стереоскопическое зрение человека, методы его определения и картинки

На сетчатке глаз формируется двумерное изображение, но невзирая на это, человек воспринимает глубину пространства, то есть имеет трехмерное, стереоскопическое зрение. Люди оценивают глубину благодаря разным механизмам. При наличии данных о величине предмета расценить расстояние к нему или понять, какой из объектов находится более близко, можно путем сравнения угловой величины объекта. Когда один предмет находится впереди другого и его частично заслоняет, то человеком передний объект воспринимается на более близком расстоянии. Если взять, например, проекцию параллельных линий (железнодорожных рельсов), которые уходят вдаль, то в проекции эти линии будут сближаться. Это является примером перспективы – весьма эффективного показателя глубины пространства.

Механизмы стереоскопического зрения

Выпуклый участок стены выглядит в верхней своей части более светлым, когда источник света расположен выше, а вот углубление в ее поверхности выглядит в верхней части более темным.

Удаленность предмета можно определить по такому важному признаку, как параллакс движения. Это кажущееся относительное смещение более далеких и близких предметов при движении головой в разных направлениях (вверх и вниз или вправо и влево). Все имели возможность наблюдать «железнодорожный эффект»: если смотреть из окна движущегося поезда, кажется, что скорость предметов, которые расположены более близко, большая, чем тех, которые находятся на большом расстоянии.

Стереопсис

Критерием удаленности предметов является величина аккомодации глаза (напряжение цилиарного тела и цинновых связок, которые управляют хрусталиком). Об удаленности объекта наблюдения также можно судить по усилению дивергенции или конвергенции. Все вышеперечисленные показатели удаленности, за исключением предпоследнего, монокулярные. Наиболее важным механизмом восприятия глубины пространства является стереопсис. Он зависит от возможности совместного использования двух глаз. Дело в том, что, когда человек рассматривает любую трехмерную сцену, каждый его глаз формирует несколько неодинаковые изображения на сетчатках. В процессе стереопсиса в коре головного мозга происходит сравнение изображения одной и той же сцены на обеих сетчатках и оценка относительной глубины. Процесс слияния двух монокулярных изображений, которые видны раздельно левым и правым глазом при рассматривании объекта одновременно обоими глазами, в одно объемное изображение, называется фузией.

Диспарантность

Диспарантностью называют отклонение от положения корреспондирующих точек (точки на сетчатках правого и левого глаза, в которых позиционируется одно и то же изображение). Если это отклонение не превышает в горизонтальном направлении 2°, а по вертикали – не больше нескольких угловых минут, то человек будет визуально воспринимать одиночную точку в пространстве как расположенную ближе, чем сама точка фиксации. В том случае, когда расстояния между проекциями точки меньше, а не больше, чем между корреспондирующими точками, будет казаться, что она расположена дальше точки фиксации. Третий вариант: если горизонтальное отклонение будет больше 2°, вертикальное превышает несколько угловых минут, то мы сможем увидеть две отдельные точки. Они могут казаться расположенными ближе или дальше точки фиксации. Этот эксперимент лежит в основе созданий целой серии стереоскопических приборов – от стереоскопа Уитстона до стереотелевидения и стереодальномеров.

Проверка стереопсиса

Не все люди могут воспринимать глубину с помощью стереоскопа. Поверить свой стереопсис можно при помощи такого рисунка. При наличии стереоскопа можно сделать копии стереопар, которые на нем изображены, и вставить их в стереоскоп. Также можно между двумя изображениями одной стереопары расположить перпендикулярно тонкий лист картона и, установив глаза параллельно, попытаться смотреть на свое изображение каждым глазом.

В США в 1960 году Бела Юлеш предложил использовать оригинальный способ демонстрации стереоэффекта, который исключает монокулярное наблюдение объекта. Книги, основанные на этом принципе, можно использовать также для тренировки стереопсиса. Один из рисунков представлен на рис.3. Если смотреть вдаль, как бы сквозь рисунок, можно увидеть стереоскопическую картину. Эти рисунки называются автостереограммами.

На основании этого метода создано устройство, которое позволяет исследовать порог стереоскопического зрения. Существует его модификация, которая позволяет повысить точность определения порога стереоскопического зрения. Каждому глазу наблюдателя представляются тест-объекты на рандомизированном фоне. Каждый из них является совокупностью точек на плоскости, которые расположены по индивидуальному вероятностному закону. Каждый тест-объект имеет идентичные области точек, представляющие собой фигуру произвольной формы. В том случае, когда значения параллактических углов идентичные точки фигур, расположенных на тест-объекте, нулевые, то наблюдатель может увидеть в обобщенном изображении точки, которые расположены в произвольном порядке. Он не способен выделить на рандомизированном фоне определенную фигуру. Так исключается монокулярное видение фигуры.

При перемещении одного из тест-объектов перпендикулярно оптической оси системы изменяется параллактический угол между фигурами. Когда он достигнет некоторого значения, наблюдатель сможет увидеть фигуру, которая как бы отрывается от фона и начинает или удаляться, или же приближаться к нему. Параллактический угол измеряют при помощи оптического компенсатора, который введен в одну из ветвей прибора. Когда фигура появляется фигуры в поле зрения, ее фиксирует наблюдатель, и на индикаторе появляется соответствующее значение порога стереоскопического зрения.

Нейрофизиология стереоскопического зрения

Благодаря исследованиям в области нейрофизиологии стереоскопического зрения в первичной зрительной коре головного мозга удалось выявить специфические клетки, которые настроены на диспарантность. Они существуют двух типов:

• клетки первого типа реагируют только тогда, когда стимулы точно попадают на корреспондирующие участки обеих сетчаток;
• вторая разновидность клеток отвечает только в том случае, когда предмет расположен дальше точки фиксации;
• также имеются такие клетки, которые реагируют в том случае, когда стимул находится ближе точки фиксации.

Все эти клетки обладают свойством ориентационной избирательности. Они обладают хорошей реакцией на концы линий и движущиеся стимулы. Некоторые бинокулярные стимулы обрабатываются в коре головного мозга непонятно как. Также существует борьба полей зрения. В том случае, когда на сетчатках обоих глаз создаются изображения, которые сильно различаются между собой, то часто одно из них вообще перестает восприниматься. Этот феномен означает, что, если зрительная система не способна объединить изображения на двух сетчатках, она полностью или частично отвергает один из образов.

Для нормального стереоскопического зрения нужны следующие условия:

• адекватная работа глазодвигательной системы глазных яблок;
• достаточная острота зрения;
• минимальная разница в остроте зрения обоих глаз;
• прочная связь между аккомодацией, фузией и конвергенцией;
• небольшое различие в масштабах изображений в обоих глазах.

Если на сетчатке левого и правого глаза при рассматривании одного и того же предмета изображение имеет разные размеры или неодинаковый масштаб, это называется анизейконией. Она является одной из многих причин того, что стереоскопическое зрение становится неустойчивым или вовсе отсутствует. Анизейкония чаще всего развивается при наличии анизометропии (разной рефракции глаз). Если она не превышает 2 – 2,5%, то можно провести коррекцию обычными стигматическими линзами. При более высокой анизейконии приходится использовать анизейконические очки.

Одной из причин появления косоглазия является нарушение связи между конвергенцией и аккомодацией. При явном косоглазии имеется не только косметический изъян, но и снижается острота остроты зрения косящего глаза. Он может вообще выключиться из процесса восприятия образов. В случае скрытого косоглазия, или гетерофории, косметический дефект отсутствует, но оно может препятствовать стереопсису. Лица с гетерофорией, превышающей 3°, не способны работать с бинокулярными приборами.

Порог стереоскопического зрения находится в зависимости от разных факторов:

• от яркости фона;
• контраста объектов;
• продолжительности наблюдения.

При оптимальных условиях наблюдении порог восприятия глубины находится в диапазоне от 10 – 12 до 5″.