Ögonlaboration 1(1) Uppsala Universitet Institutionen för Neurovetenskap, Fysiologi VT 08 GS, LJ För Neural reglering och rörelse ÖGONLABORATION Avsikten med laborationen är att illustrera teoretisk bakgrund och ge någon praktisk övning kring: 1. Skelning 2. Färgseendeundersökning 3. Undersökning av synskärpa och ögats optik Skelning Teorin inhämtas i samband med Fall 3 Teori Färgseende Tas upp på föreläsning, och framgår av Purves, s. 273-277 eller Bear, s. 296-297. Ögats optik Länk om detta finns på kurswebben. Kort sammanfattning: När ljusstrålar passerar genom en gränsyta mellan två medier med olika brytningsindex kommer de (såvida de inte infaller vinkelrätt) att brytas. Om ytan är böjd kommer parallella strålar att mötas i en gemensam brännpunkt, alternativt divergera från en virtuell brännpunkt. Två brytande ytor kan "sammanfogas" till en lins. Brännvidden är avståndet mellan ytan eller linsen och brännpunkten, negativ för spridningslins. Brytkraften (dioptrier) är inverterade värdet av brännvidden i meter. Om två linser sätts intill varandra adderas deras brytkrafter. För en idealisk lins gäller linsformeln: 1/föremålsvastånd + 1/bildavstånd = linsens brytkraft Ögats brytande system är långt ifrån idealiskt, men kan ganska bra approximeras med ett "reducerat öga", en tänkt idealisk lins med lämplig brytkraft (t ex 50D) och axellängd (avstånd från retina), t ex 20 mm. Dessa antaganden måste väljas så att de uppfyller villkoret att "nettobrytkraften", brytkraften - 1/axellängden, är lika med 1 genom det avstånd (i meter) som ögat ser skarpast på.
Ögonlaboration 2(2) Synskärpa definieras som distinktionsvinkeln mätt i bågminuter. Refraktionstillstånd definieras för det vilande (icke ackommoderande) ögat och kan vara Emmetropi: nettobrytkraft = 0 Hyperopi: nettobrytkraft < 0, korrigeras med +glas Myopi: nettobrytkraft > 0, korrigeras med -glas. Fjärrpunkten är (med reservation för djupskärpa) ett genom nettobrytkraften i vila, alltså oändlig vid emmetropi, positiv vid myopi och negativ, "bakom ögat" vid hyperopi. Ju större pupill, dess sämre synskärpa. Vid ackommodation ökas ögats brytkraft genom kontraktion av m. ciliaris. Ackommodationsvidd är skillnaden mellan ögats största och minsta brytkraft. Den minskar med åldern (presbyopi). Ålder, år 10 20 30 40 50 60 70 Typisk ackommodationsvidd, D 15 11 8 5 2.5 1 0.5 Närpunkten är ett genom nettobrytkraften vid maximal ackommodation. Vid astigmatism är de brytande ytorna inte sfäriska och kan inte ge tydlig bild. Korrigeras med astigmatiska glas. Prismatiskt glas Apparatur Ficklampa Pseudoisokromatiska tavlor enligt Ishihara Glasögonlåda med bågar Syntavla. Denna upptar olikstora bokstäver ordnade i tio rader. Bokstäverna i samma rad har samma storlek. Vid varje rad finns uppgift på synskärpan hos ögat, för vilket raden på 5 m avstånd är den nedersta läsbara. Detaljerna hos nedersta radens bokstäver upptar på 5 m avstånd vinkeln 1 bågminut, bokstäverna kan alltså på detta avstånd nätt och jämt läsas av ett öga med synskärpa 1.0. Finner man att ett öga läser nedersta raden på ett avstånd a meter, så är synskärpan S=a/5 eftersom synskärpan ju är proportionell mot avståndet. Det vanliga arrangemanget med fp (försökspersonen) sittande 5 m från syntavlan är relativt obekvämt. I stället kan man fästa en syntavla med spegelvända typer ovanför
Ögonlaboration 3(3) fp:s huvud och låta fp läsa syntavlan i en spegel. Därvid tillses att avståndet från syntavla till spegel plus avståndet spegel till fp blir 5 meter. Om fp har en synskärpa större än 1 kan man klara sig utan att öka avståndet genom att använda en syntavla med rader för synskärpa 1.5 och 2.0. Jaegers bokstavstavla nr 1 Utförande Samtliga moment skall utföras av samtliga laboranter. Till moment 1 och 2 är materielen begränsad. Eftersom de tar ganska kort tid bör det vara möjligt att låta materielen cirkulera mellan lablagen. 1. Skelning a. Lys mot Fps ögon med ficklampan på några dm avstånd. Observera reflexerna av lampan i cornea. Ligger de symmetriskt i förhållande till pupillerna? b. Fp sätter på sig glasögonbågar, vid behov med korrektionslinser (i så fall utförs lämpligen moment 3 och 4 först). Sätt i den prismatiska linsen (vi har bara en; var försiktig med den!) för att simulera skelning. Vrid linsen i olika lägen och gå omkring i rummet. Observera att skelningen är olika besvärande vid olika lägen på linsen. Denna illustration av den skelandes värld är relevant för en hastigt påkommen skelning. Patienten i fallet kommer att ha en delvis annan upplevelse. Hur, och varför? 2. Färgsinnesundersökning De pseudoisokromatiska tavlorna skall betraktas vinkelrätt, på ca ¾ m avstånd och i dagsljus. Det sistnämnda har vi svårt att uppfylla, varför resultaten får tas med en nypa salt. Om fp missar mer än en av de 14 första tavlorna talar det för en färgsinnesdefekt. Prova i så fall också med 15 och 16 som kan ge en närmare diagnos. Titta också litet på de övriga tavlorna. De är avsedda främst för barn, men är svåra att använda om undersökaren inte har perfekt färgsinne. Följande moment utförs med glasögonlåda och syntavla. Om försökspersonen har kontaktlinser som inte kan tas av betraktas de som en del av försökspersonen. Bestämning av synskärpan ("visus") ingår i en normal ögonundersökning. Ur läkarens synpunkt är det viktigt att fastslå om synproblem beror på brytningsfel eller om ögat faktiskt är sjukt. Att fastslå ett brytningsfels exakta storlek och hur det skall korrigeras kan man i regel överlåta på optiker. Vi kan därför här delvis bortse från vissa felkällor som t ex djupskärpa, dvs att ögat i praktiken ser skarpt även på avstånd som avviker något från det teoretiskt optimala.
Ögonlaboration 4(4) 3. Bestämning av synskärpa utan korrektion Bestäm vilken rad fp med obeväpnat öga kan läsa på 5 m avstånd. Skulle fp inte ens kunna läsa översta raden på 5 m avstånd, får hon gå närmare syntavlan. Utförs på båda ögonen, ett i taget. 4. Bestämning av synskärpa med korrektion Om fp (inklusive kontaktlinser enligt ovan) är emmetrop eller labkamraten är alltför väl bekant med fp:s brytningsfel simuleras ett brytningsfel medelst okända linser som fås från handledaren. Vid undersökningen provar man sig fram till det mest positiva (minst negativa) sfäriska glas som ger maximal synskärpa. Om denna maximala synskärpa är mindre än 1.0 talar det för att astigmatism föreligger, och man försöker höja synskärpan med astigmatiska glas. Både det astigmatiska glasets styrka och dess orientering är av betydelse. När man har uppnått synskärpa 1.0 bör man som kontroll öka korrektionen med +0.5 D. Då skall synskärpan normalt falla till ca 0.5. 5. Bestämning av närpunkten För undersökningen används text med fin stil, s.k. diamantstil. Den är så liten att redan ringa oskärpa gör den oläslig, såvida den inte - som hos vissa höggradiga myoper - kan föras exceptionellt nära ögat. Det minsta avstånd på vilket en person kan läsa denna fina text motsvarar hennes närpunkt. Om närpunkten ligger långt från ögat, såsom fallet inte sällan är hos presbyoper och hyperoper, blir synvinkeln för liten för att texten skall kunna läsas. Man hjälper då ögat genom att inskjuta en positiv lins. På analogt sätt måste man ibland hos (starka) myoper avlägsna närpunkten från ögat med en negativ lins. Eftersom försökspersonen på detta stadium i princip är korrigerad till emmetropi bör vi slippa detta problem. Undersökningen utförs med ett öga i taget. Fp stöder knoppen mot orbital-randen och uppsöker det minsta avstånd på vilket hon kan läsa skriften. 6. Approximativ beräkning av ackommodationsvidden Gör korrektionen mer negativ, till att börja med 2 D i taget, mot slutet 1 D i taget, genom att minska ev, positiv korrektionslins eller tillföra negativa, tills fp inte längre kan uppnå maximal synskärpa. Beräkna ur detta resultat fp:s ackommodationsvidd. Den kan även beräknas ur resultatet av moment 5. Stämmer de två värdena någorlunda? Stämmer de med fp:s ålder?
Ögonlaboration 5(5) ÖVNINGSEXEMPEL Använd Dig av nedanstående exempel för att träna på hemma. 1. Myop 4D närpunkt 12.5 cm framför ögat. a). Ack.vidd? b). Fjärrpunkt? 2. Myop 8, ack.vidd 2.5 D. a). Närpunkt? b). Fjärrpunkt? 3. Närpunkt 10 cm framför ögat, ack.-vidd 8 D. a). Refraktionstillstånd? b). Fjärrpunkt? 4. Emmetrop läser med +4 D Jaegers diamantstil på minst 0.11 m:s avstånd a). Verklig närpunkt? b). Ack. vidd? c). Fjärrpunkt? 5. Myop 7 läser med 5 D Jaegers diamantstil på minst 10 cm:s avstånd a). Verklig närpunkt? b). Ack.-vidd? c). Fjärrpunkt? 6. Hyperop 1, närpunkt 12.5 cm framför ögat. a). Ack.vidd? b). Fjärrpunkt? 7. Hyperop 5, ack.-vidd 2.5 D. a). Fjärrpunkt? b). Närpunkt? c). Ålder? 8. Närpunkt 1/3 m bakom ögat. Ack.-vidd 7 D. a). Refraktionstillstånd? b). Ålder? 9. Hyperop 5. Ack.-vidd 7D. Närpunkt? 10. Hyperop 6 D. läser med +11.5 D Jaegers diamantstil nr 1 på minst 10 cm. a). Ack.-vidd? b). Ålder? 11. Per Patient (50 år) söker på Din mottagning då han är oroad eftersom synen försämrats på nära håll och han har svårt att läsa. Per har alltid blivit trött i ögonen då han varit tvungen att läsa mycket. Vid bestämning av refraktionstillståndet finner Du att Per är hyperop 1 D på båda ögonen och att synskärpan är 1,0. a. Var ligger Pers fjärrpunkt? b. Ungefär vilken ackommodationsvidd har man vid Pers ålder och var bör därmed Pers närpunkt ligga? c. Var ligger Pers närpunkt då hans hyperopi korrigerats med glasögon (+1,0)? d. Om man ger Per progressiva glasögon med +1,0 i avståndsdelen och addition +1,5 i närdelen (totalt i närdelen +2,5), var kommer närpunkten att ligga med dessa glasögon? e. Om Du skulle träffa Per igen när han är 80 år gammal, var skulle Du förvänta Dig att finna Pers närpunkt? f. Var skulle då närpunkten ligga med de glas Du gav Per i fråga d?
Ögonlaboration 6(6) 12. Pers dotter Lisa (20 år) söker Dig samtidigt. Hon känner inte igen folk på andra sidan gatan och många av hennes vänner blir irriterade över att hon inte hälsar. Lisa har ett par glasögon, men använder dem inte så gärna. Vid refraktionsbestämningen finner Du att Lisa är myop 3 D. a. Var ligger Lisas fjärrpunkt? b. Var ligger Lisas närpunkt? c. Om Du ger Lisa glasögon som korrigerar hennes myopi (-3,0) var kommer närpunkten att ligga med dessa glasögon? d. Vilket närpunktsavstånd kommer Lisa att ha vid 80 års ålder? 13. En patient kommer och vill ha glasögon att använda i arbetet, där han vill kunna se på upp till 75 cm avstånd och dessutom på så kort håll som möjligt. Hans närpunkt befinns ligga på 25 cm. Han ser bokstavstavlan skarpt utan glas, och även med glas upp till +2.25 D. Vilken styrka på arbetsglasögonen rekommenderar du, och på hur kort avstånd kan han förväntas se bra med dem? 14. Vilka egenskaper bör progressiva korrektionsglas ha för en 60-åring som är hyperop 2 D? 15. En patient är 3.5 D myop, och har närpunkten 19 cm framför ögat. Vilka korrektionsglas bör patienten ha?
Ögonlaboration 7(7) Lösningar: Dessa uppgifter går alla att lösa genom förståndig tillämpning av följande regler (total nettobrytkraft = ögats nettobrytkraft + brytkraften hos ev. glas): Vid myopi är ögats nettobrytkraft utan ackommodation >0 Vid hyperopi " " " " <0 Vid emmetropi " " " " =0 Vid ackommodation ökar ögats nettobrytkraft Ackommodationsvidden är skillnaden mellan ögats maximala och minimala brytkraft Det avstånd man ser skarpast på är 1/(total nettobrytkraft) Fjärrpunkten = 1/(total nettobrytkraft utan ackommodation) (positivt värde innebär framför ögat) Närpunkten = 1/(total nettobrytkraft vid max. ackommodation) (positivt värde innebär framför ögat) Glöm dock inte att beräkningarna inte blir så exakta som de ser ut, då vi bortser från flera mindre felkällor, främst djupskärpan samt att brytkrafterna inte blir exakt adderbara eftersom korrektionsglas inte kan placeras på 0 avstånd från ögats huvudplan. 1. a) 4 D b). 0.25 m framför ögat. Myop 4D => Ögats nettobrytkraft +4D utan ackommodation. Närpunkt 0.125 m => Ögats nettobrytkraft 1/0.125 = +8 D vid full ackommodation. Ackommodationsvidd 8 4 = 4D. Fjärrpunkt = 1/(nettobrytkraft utan ackommodation) = 1/4 = 0.25 m 2. a). 0.095 m framför ögat. b). 0.125 m framför ögat. Myop 8D => Ögats nettobrytkraft +8D utan ackommodation. Vid ackommodation 2.5D blir ögats nettobrytkraft 8 + 2.5 = 10.5D Närpunkt 1/10.5 = 0.095 m framför Fjärrpunkt = 1/8 m = 0.125 m framför. 3. a) Myop 2D b) 0.5 m framför ögat. Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 1/0.10 = +10D Ögats nettobrytkraft utan ackommodation = 10-8 = +2D Alltså myop 2D Fjärrpunkt då 1/2 = 0.5 m. 4. a) 0.200 m framför ögat. b) 5 D c). Total nettobrytkraft vid full ackommodation och + 4D glas = 1/0.11 = 9D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 9-4 = 5D Emmetrop, alltså är ögats nettobrytkraft utan ackommodation = 0 Ackommodationsvidd = 5-0 = 5D Fjärrpunkt = 1/0 =
Ögonlaboration 8(8) 5. a). 0.0667 m framför ögat. b). 8 D c). 0.143 m framför ögat. Total nettobrytkraft vid full ackommodation och - 5D glas = 1/0.1 = 10D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 10 - (-5) = +15D Verklig närpunkt = 1/15 = 0.0667 m Myop 7D, alltså är ögats nettobrytkraft utan ackommodation = +7D Ackommodationsvidd = 15-7 = 8D Fjärrpunkt = 1/7 = 0.143 m 6. a). 9 D b). 1 m bakom ögat. Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 1/0.125 = +8D Hyperop 1D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -1D Ackommodationsvidd = 8 - (-1) = 9 D Fjärrpunkt = 1/(-1) = -1 m, alltså 1 m bakom ögat 7. a). 0.2 m bakom ögat b). 0.4 m bakom ögat c). 50 år. Hyperop 5D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -5D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = -5 + 2.5 = -2.5D Fjärrpunkt = 1/(-5) = -0.2 m Närpunkt = 1/(-2.5) = -0.4 m Ackommodationsvidd 2.5D förväntas vid ca 50 år 8. a). Hyperop 10 D b). 35 år Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 1/(-1/3) = -3D Ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -3D - 7D = -10D, alltså 10D hyperop Fjärrpunkt = 1/(-10) = -0.1 m Ackommodationsvidd 7 förväntas vid ca 35 år 9. 0.5 m framför ögat. Hyperop 5D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -5D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = -5 + 7 = +2D Närpunkt = 1/2 = 0.5 m 10. a). 4.5 D b) 40 år. Hyperop 6D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -6D Total nettobrytkraft vid full ackommodation och + 11.5D glas = 1/0.1 = 10D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = 10-11.5 = -1.5D Ackommodationsvid = -1.5 - (-6) = 4.5D Ackommodationsvidd 4.5D förväntas vid ca 40 år 11. a) 1 m bakom ögat Hyperop 1D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -1D Fjärrpunkt = 1/(-1) = -1 m b) 67 cm framför ögat Ackommodationsvidd 2.5D förväntas vid ca 50 år Hyperop 1D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = -1D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = -1 + 2.5 = 1.5D Närpunkt = 1/1.5 = 0.67 m
Ögonlaboration 9(9) c) 40 cm framför ögat Total nettobrytkraft vid full ackommodation = 1.5 + 1 = 2.5D Närpunkt = 1/2.5 = 0.4 m d) 25 cm framför ögat Total nettobrytkraft vid full ackommodation = -1 + 2.5 + 2.5 = 4D Närpunkt = 1/4 = 0.25 m e) 1 m bakom ögat Ackommodationsvidd vid 80 år praktiskt taget 0 Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = -1 + 0 = -1D Närpunkt = 1/(-1) = -1 m f) 67 cm framför ögat Total nettobrytkraft vid full ackommodation = -1 + 2.5 = 1.5 D Närpunkt = 1/1.5 = 0.67 m 12. a) 33 cm framför ögat Myop 3D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = +3D Fjärrpunkt = 1/3 = 0.33 m b) 7 cm framför ögat Vid 20 år förväntas ackommodationsvidd ca 11D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation = +3 + 11 = 14D Närpunkt = 1/14 = 0.07 m c) 9 cm framför ögat Total nettobrytkraft vid full ackommodation = 14-3 = 11D Närpunkt = 1/11 = 0.09 m d) 33 cm framför ögat Ackommodationsvidd vid 80 år praktiskt taget 0 Ögats nettobrytkraft utan ackommodation 3 + 0 = 0D Närpunkt = 1/3 = 0.33 m 13. 3.6D, 13 cm Tydligen 2.25D hyperop, dvs ögats nettobrytkraft utan ackommodation -2.25 D Önskad fjärrpunkt 0.75 m, dvs total nettobrytkraft utan ackommodation 1/0.75 = 1.33D. För att uppnå den fjärrpunkten behöver brytkraften ökas med 1.33 - (-2.25) = 3.6D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation 1/0.25 = 4D Med dessa glas är total nettobrytkraft vid full ackommodation 3.6 + 4 = 7.6D Närpunkt med glas 1/7.6 = 0.13 m 14. 2D i glasets övre del, 4D i den nedre I övre delen enkel korrektion av brytningsfelet, alltså +2D Nedre delen beror på patientens önskemål, men i allmänhet är närpunkt ca 33 cm ett lämpligt mål I så fall skall total nettobrytkraft vid full ackommodation vara 1/0.33 = 3D. Detta skall vara summan av ögats nettobrytkraft utan ackommodation (-2D), ackommodationsvidden (ca 1D vid 60 år) och brytkraften i glaset. Brytkraften i glasets nedre del 3-1 - (-2) = +4D.
Ögonlaboration 10(10) 15. -3.5D i glasets övre del, -2.25D i den nedre I övre delen enkel korrektion av brytningsfelet, alltså -3.5D. Myop 3.5D, alltså ögats nettobrytkraft utan ackommodation = +3.5D Ögats nettobrytkraft vid full ackommodation 1/0.19 = +5.25D. Ackommodationsvidd 5.25-3.5 = 1.75D. Om önskad närpunkt är 33 cm (se ovan) skall total nettobrytkraft vid full ackommodation vara 1/0.33 = 3D. Detta skall vara summan av ögats nettobrytkraft utan ackommodation (+3.5D), ackommodationsvidden (1.75D) och brytkraften i glaset. Brytkraften i glasets nedre del 3-1.75-3.5 = -2.25D