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Prof.Lipari Carmelo LOCCHIO UMANO (PREMESSA) La Rifrazione e Le Sue LeggiLa Rifrazione e Le Sue Leggi Il Sistema OcchioIl Sistema Occhio I Difetti VisiviI.

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1 Prof.Lipari Carmelo LOCCHIO UMANO (PREMESSA) La Rifrazione e Le Sue LeggiLa Rifrazione e Le Sue Leggi Il Sistema OcchioIl Sistema Occhio I Difetti VisiviI Difetti Visivi La Rifrazione e Le Sue LeggiLa Rifrazione e Le Sue Leggi Il Sistema OcchioIl Sistema Occhio I Difetti VisiviI Difetti Visivi

2 Prof.Lipari Carmelo La RIFRAZIONE La rifrazione è il fenomeno per il quale un raggio luminoso monocromatico, quando incontra la superficie di separazione di due mezzi trasparenti(il primo più denso ed il secondo meno denso ) penetra in questultimo deviando verso la normale (vedasi figura). Le leggi della rifrazione sono: 1.Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale alla superficie giacciono sullo stesso piano. 2.Il rapporto tra il seno dellangolo di incidenza ed il seno dellangolo di rifrazione risulta costante

3 Prof.Lipari Carmelo IL DIOTTRO SFERICO Dicesi diottro sferico un sistema costituito da due mezzi trasparenti omogenei aventi diverso indice di rifrazione e separati da una superficie sferica di centro C e di raggio di curvatura R. Gli elementi caratteristici di un diottro sferico sono (vedasi fig.1): 1)Langolo di apertura ACB 2)Lasse ottico principale,cioè lasse di simmetria passante per C, 3) Il vertice,cioè lintersezione dellasse ottico con la calotta, 4) Il Fuoco F 1 (fig.2),cioè il punto ove occorre porre loggetto affinchè la sua immagine si formi allinfinito, ed il fuoco F 2 (fig.2),cioè il punto in cui si forma limmagine quando loggetto è posto allinfinito 5) Le distanze focali f 1 ed f 2 cioè le distanze rispettivamente di F1 e di F2 dal vertice.

4 Prof.Lipari Carmelo LEQUAZIONE DEI PUNTI CONIUGATI Lequazione dei punti coniugati rappresenta la relazione che intercorre tra la distanza delloggetto dal vertice (indicata con p),la distanza dellimmagine dal vertice (indicata con q) e la distanza del fuoco dal vertice (indicata con f). Essa è la seguente: n 1 /p + n 2 /q =(n 2 -n 1 )/R Questa relazione,ovviamente, è valida solo entro le approssimazioni di Gauss (angolo di apertura del diottro piccolo e raggi parassiali). In caso contrario, al fascio omocentrico uscente da P non corrisponderebbe più un fascio omocentrico e conseguentemente limmagine del punto P non sarebbe più un altro punto Q.

5 Prof.Lipari Carmelo CALCOLO DELLEQUAZIONE DEI PUNTI CONIUGATI

6 Prof.Lipari Carmelo Potenza del Diottro Dicesi potere diottrico (o potenza del diottro o potere convergente) il valore corrispondente ad uno dei seguenti rapporti: D = n 1 /f 1 = n 2 / f 2 = (n 2 - n 1 )/n Se n 2 > n 1 si ha che D>0 e percio il diottro si dice convergente. Se D<0 il diottro sarà divergente. Lunità di misura del potere convergente di un diottro sferico è la diottria. Se n 1 =1, cioè se il primo mezzo è laria D= n 1 /f 1 =1/f 1, perciò un diottro con distanza focale f 1 =1m avrà un potere diottrico di 1 diottria, mentre un diottro con distanza focale f 1 = 20 cm avrà un potere diottrico di 5 diottrie. Più semplicemente, il potere diottrico rappresenta la capacità di far convergere verso lasse i raggi rifratti.

7 Prof.Lipari Carmelo LA STRUTTURA DELLOCCHIO Locchio umano è di diametro di circa 23 mm. Le pareti del globo oculare sono costituite da tre membrane sovrapposte e concentriche (vedi fig.) 1) La prima membrana, la più esterna, si compone, a sua volta, di due parti, la sclerotica o sclera (biancastra,opaca e anelastica costituente i 5/6 della tunica esterna) e la cornea che rappresenta la parte anteriore dellocchio incastonata nella sclerotica come il vetro di un orologio e costituisce per locchio al tempo stesso una membrana avvolgente ed un mezzo rifrangente (n=1,34). 2) La seconda, ossia quella intermedia, detta anche tunica vascolare o uvea, è costituita dalla coroide (strato intermedio posteriore, ricco di vasi sanguigni e di pigmenti bruni che ha pertanto funzione nutritizia e funzione di camera oscura), dal corpo

8 Prof.Lipari Carmelo LA STRUTTURA DELLOCCHIO ciliare ( Prolungamento della coroide verso la parte anteriore dellocchio,costituito da elementi vascolari e da fibre muscolari che costituiscono il muscolo ciliare il quale si inserisce su una formazione membranosa detta zonula di Zinn e dalla cui rotazione dipende la curvatura del cristallino ed il suo potere convergente) e dalliride(Parte anteriore della tunica vascolare, ricca di pigmenti e dal colore variabile da individuo ad individuo, che presenta al centro un forame detto pupilla che si restringe alla luce e si dilata nelloscurità). Liride e priva di pigmenti solo negli albini, nei quali presenta solo un colore rossastro per la trasparenza del colore del fondo dellocchio.

9 Prof.Lipari Carmelo LA STRUTTURA DELLOCCHIO 3) La terza è detta retina (Parte interna della parete posteriore del globo oculare, ricca di fibre nervose e di recettori di stimoli luminosi detti coni e bastoncelli, a sua volta collegata al nervo ottico tramite la papilla ottica e costituita da una piccola zona detta macula lutea con una depressione centrale detta fovea centrata delle dimensioni di 0,3 mm e con massima sensibilità visiva). Queste tre membrane: sclera, tunica vascolare e retina, dette tuniche parietali delimitano uno spazio interno in cui troviamo mezzi liquidi come lumor acqueo (liquido, costituito da acqua, sali e sostanze proteiche, che

10 Prof.Lipari Carmelo LA STRUTTURA DELLOCCHIO riempie la camera anteriore dellocchio ed ha indice di rifrazione 1,34 come la cornea), lumor vitreo (sostanza gelatinosa trasparente avente indice di rifrazione quasi uguale a quello dellumor acqueo) e mezzi solidi come il cristallino ( mezzo trasparente, simile ad una lente biconvessa con indice di rifrazione n= 1,4 con curvatura variabile per azione del muscolo ciliare con il compito di far convergere i raggi luminosi sulla retina).

11 Prof.Lipari Carmelo IL SISTEMA OTTICO DELL OCCHIO Locchio,come e stato detto, è pressochè sferico di diametro di circa 23mm. Nella parte anteriore, la cornea,che si inserisce nel globo oculare, si può, a sua volta, considerare una calotta sferica del diametro di circa 16 mm.I centri delle due sfere distano circa 5 mm.Dal punto di vista ottico locchio è un insieme di due diottri accoppiati, centrati sullo stesso asse e distinti in due sistemi: 1) Il diottro corneale, formato dallaria e dallumor acqueo separati dalla cornea, ha un potere convergente pari 42 D (vedasi figura). 2) Il diottro lenticolare, formato dallumor acqueo e dallumor vitreo separati dal cristallino ha un potere convergente di 16 D.

12 Prof.Lipari Carmelo IL SISTEMA OTTICO DELL OCCHIO Il potere convergente del diottro lenticolare è meno accentuato di quello del diottro corneale(16 diottrie contro 42 diottrie). Poiché il potere diottrico di un sistema formato da più diottri è dato dalla somma dei poteri diottrici dei singoli componenti, il potere diottrico complessivo dellocchio sarà pari a: D=D 1 +D 2 = = 58diottrie. Il cristallino, equivalente ad una lente biconvessa, ha indice di rifrazione pari a 1,42 ed i suoi fuochi hanno rispettivamente distanze focali pari a17mm e 23mm. Il cristallino, attraverso circa 50 legamenti,inseriti radialmente tuttintorno ad esso da un lato e nel corpo ciliare dallaltro, può cambiare anche forma e incrementare il suo potere diottrico fino a 32 diottrie.

13 Prof.Lipari Carmelo IL SISTEMA OTTICO DELL OCCHIO Cambiando mezzo ad esempio sottacqua gli oggetti appaiono confusi. La cornea infatti perderà il suo potere convergente, trovandosi tra acqua ed umor acqueo, mentre riacquisterà il suo potere convergente se si indossa una maschera, perché in tal caso la cornea tornerà a trovarsi tra aria ed umor acqueo.

14 Prof.Lipari Carmelo IL SISTEMA FISIOLOGICO DELLOCCHIO La visione di un oggetto è il risultato di un processo nel quale uno stimolo esterno (prodotto dai raggi luminosi ) viene portato allinterno del sistema nervoso, dove viene campionato, decodificato ed elaborato. Quando i raggi luminosi vengono messi a fuoco sulla retina (accomodazione o processo di accomodamento), in corrispondenza della fovea si ha unimmagine rimpicciolita, capovolta e reale. Le cellule fotorecettoriali detti coni e bastoncelli, investiti dai raggi luminosi, trasmettono i diversi tipi di informazioni (colore, forma etc.) attraverso le cellule bipolari, alle cellule nervose le quali le inviano,poi, attraverso il nervo ottico, ai centri della visione, situati nel lobo occipitale.Lmmagine viene, qui, raddrizzata e fusa con laltra immagine formatasi nellaltro occhio.

15 Prof.Lipari Carmelo I CONI E I BASTONCELLI I coni,come pure i bastoncelli, se investiti se investiti dalla luce, provocano uniperpolariz- zazione, che aumenta con andamento logaritmico, allaumentare dellintensità dello stimolo. Raggiunto un certo valore dellintensità dello stimolo, la risposta, in termini di iperpolarizzazione rimane costante (saturazione). I coni mediano la visione ad alti livelli di luminanza (visione fotopica). I bastoncelli,invece, mediano la visione a bassi livelli di luminanza (visione scotopica).

16 Prof.Lipari Carmelo I COLORI

17 Prof.Lipari Carmelo RADIOMETRIA La luce può essere intesa come ente fisico soltanto,ovvero come radiazione elettromagnetica, oppure non solo come ente fisico, ma anche come sensazione psicologica. Nel primo caso, passando alle misure relative alla luce, si parla di radiometria,e si ha a che fare con misure oggettive dette radiometriche quali: 1)Lenergia raggiante,ovvero, lenergia trasportata per irraggiamento (Joule). 2) Il flusso di radiazione od anche il flusso di potenza, cioè la quantità di energia che attraversa perpendicolarmente una certa superficie,rapportata al tempo (Joule/sec ovvero watt).

18 Prof.Lipari Carmelo RADIOMETRIA 3) Lintensità di radiazione I, ovvero il flusso emesso entro langolo solido unitario (watt/steradiante) 4) Lirraggiamento E di una superficie,ovvero il flusso di radiazione che attraversa la superficie, rapportato alla sua estension (watt/m^2). Si dimostra che E = I / R 2 (Legge di Lambert )

19 Prof.Lipari Carmelo FOTOMETRIAFOTOMETRIA Nel secondo caso, ovvero quando la luce è è intesa come ultimo risultato di un processo che dalla stimolazione dellocchio umano, tramite propagazione di segnali elettrici lungo i nervi ottici, porta alla rappresentazione di segnali elettrici lungo i nervi ottici, porta alla rappresentazione visiva del mondo esterno, si parla di footometria e si deve tenere conto non solo dellente fisico (radiazione elettromagnetica) ma anche del ricevitore(retina) e del sistema di elaborazione dati (cervello). Le principali grandezze fotometriche sono: 1) Lintensità luminosa della sorgente (cd). 2) Il flusso luminoso (lumen o lm) 3) Lintensità di illuminazione o illuminamento di una superficie, corrisponde allirraggiamento (lm/m 2 =lux).

20 Prof.Lipari Carmelo DISFUNZIONI DELLOCCHIO vizi di rifrazionestati patologici Come tutti gli altri organi del corpo umano anche locchio può avere una conformazione variabile da soggetto a soggetto e può ammalarsi. Di seguiti verranno illustrati i principali difetti visivi direttamente o indirettamente riconducibili a vizi di rifrazione e/o gli stati patologici più frequenti dellorgano della vista: 1.La miopia 2.Lipermetropia 3.La cataratta 4.Lastigmatismo 5.Il cheratocono 6.Lambliopia 7.Lo strabismo 8.Le retinopatie 9.Il Daltonismo 10.Il glaucoma

21 Prof.Lipari Carmelo LA MIOPIA I difetti visivi (ametropie) derivano da una scarsa correlazione tra le varie parti dellocchio.Si dice che un occhio è miope se i raggi luminosi provenienti da lontano vanno vanno a fuoco su un punto anteriore alla retina sulla quale si forma unimmagine confusa, mentre i raggi provenienti da vicino vanno perfettamente a fuoco su di essa. La miopia è dovuta,in genere ad una maggiore lunghezza del bulbo oculare. Si corregge con lapplicazione di lenti divergenti che fanno si che i raggi focalizzino esattamente sulla retina. Il difetto può essere corretto definitivamente mediante la Chirurgia radiale oppure mediante la chirurgia con laser ad eccimeri.

22 Prof.Lipari Carmelo LA PRESBIOPIA La presbiopia consiste in una perdita, da parte dellocchio, del potere di accomodamento ed appare con lavanzare delletà. In tal caso il punto prossimo è più lontano del normale e pertanto si vedranno chiaramente gli oggetti distanti, mentre diventa difficoltosa la visione da vicino (ad es. la lettura). Tale difetto si corregge con lapplicazione di lenti convergenti che vanno a sopperire al diminuito potere di accomodamento dellocchio.

23 Prof.Lipari Carmelo LIPERMETROPIA Lipermetropia consiste nella formazione del punto di convergenza dei raggi luminosi dietro la retina, con conseguente visione sfocata. Allorigine di ciò cè la brevità dellasse antero-posteriore del globo oculare e la deficiente delle superfici rifrangenti dellocchio etc. Se lipermetropia non è grave viene compensato mediante il processo di accomodamento, altrimenti si può correggere mediante lenti convergenti o meglio ancora con il laser ad eccimeri.

24 Prof.Lipari Carmelo LA CATARATTA La cataratta consiste in una progressiva opacizzazione del cristallino che a sua volta non permette il formarsi di unimmagine chiara sulla retina. Tale difetto si manifesta prevalentementein età superiore ai 55 anni. Produce la sensazione del vedere attraverso un velo. Per risolvere il problema occorre rimuovere e sostituire il cristallino. Vi sono due tecniche: 1) Lestrazione extracapsulare che prevede unapertura nellocchio per 11 cm, per permettere laccesso degli strumenti e la rimozione della cataratta con successiva sostituzione del cristallino e chiusura mediante lapplicazione di punti. 2) La facoemulsificazione che prevede unapertura nellocchio di circa 5mm in ed un immediato recupero.aperturasostituzione chiusura facoemulsificazione

25 Prof.Lipari Carmelo LA CATARATTA Occorre precisare che, prima delleliminazione della cataratta, occorre rimuovere una sottile membrana che le sta davanti cioè la capsula anteriore della lente. Con la nuova tecnica si riesce a rimuoverla in modo circolare (capsulorhexis) con il vantaggio di una migliore fissazione della lente intraoculare. Dopo qualche anno nel primo tipo di intervento, si può formare unopacizzazione che dicesi cataratta secondaria che si può ambulatoriamente eliminare con il Laser. Tale evenienza è nettamente diminuita con lintervento di facoemulsificazione.lintervento

26 Prof.Lipari Carmelo LASTIGMATISMOLASTIGMATISMO E un difetto visivo, per lo più, determinato dalla irregolare curvatura della cornea. Cioè essa non ha la classica forma a cupola o a mestolo da cucina.La curvatura non è uguale su tutti i meridiani.La sua forma si avvicina a quella di un cucchiano da tè, con alcuni meridiani più curvi ed altri meno curvi. Lastigmatismo, si può correggere, aseconda dei casi, con occhiali o con la chirurgia radiale o con il laser ad eccimeri o con la termocheratoplastica od ancora, se molto accentuata,con la tecnica Lasik che consiste nel sollevamento dello strato esterno della cornea con uno speciale strumento tagliente e lesecuzione del laser ad eccimeri sulla cornea scoperta e subito dopo, la stesura degli strati esterni sollevati sulla cornea trattata e che vengono nuovamente fatti aderire senza punti di sutura.

27 Prof.Lipari Carmelo IL CHERATOCONO Il cheratocono (Keratos+conos = cornea+cono) consiste nella perdita, da parte della cornea, della sua naturale forma a cupola, assumendo quella di un cono, con conseguente perdita di acuità visiva. Essa viene ristabilita con occhiali, lenti a contatto e, in casi più complicati, con un trapianto di cornea.

28 Prof.Lipari Carmelo LAMBLIOPIALAMBLIOPIA Per ambliopia si intende la diminuita capacità visiva di uno o di entrambi gli occhi. In genere tale difetto si indica coon lespressione occhio pigro. In tali casi si ha che gli occhi presentano diversi livelli di difetto visivo. Tale difetto, non corretto alletà giusta, porta il cervello a preferire un occhio rispetto allaltro.

29 Prof.Lipari Carmelo LO STRABISMO Lo strabismo consiste in una modificata posizione degli occhi. Si manifesta, appunto, con globi oculari non in asse, ma convergenti o divergenti

30 Prof.Lipari Carmelo LE RETINOPATIE - La rottura retinica - Il distacco della retina - La retinopatia diabetica - Le maculopatie - La retinite pigmentosa Le patologie della retina più comuni sono: - La rottura retinica - Il distacco della retina - La retinopatia diabetica - Le maculopatie - La retinite pigmentosa

31 Prof.Lipari Carmelo LA ROTTURA RETINICA La rottura retinica consiste in una discontinuità della retina che può dare origine a visione di lampi o mosche. Essa può portare al distacco dellepitelio pigmentato, per cui si rende necessario lintervento chirurgico.

32 Prof.Lipari Carmelo IL DISTACCO DELLA RETINA Il distacco della retina è una raccolta di liquido sotto la retina. Nella maggior parte dei casi essa è provocata dallo sviluppo di una o più lacerazioni retiniche. La scelta del tipo di terapia (chirurgica o laser) dipende dal tipo di distacco.

33 Prof.Lipari Carmelo LA RETINOPATIA DIABETICA Il diabete provoca un'alterazione dei vasi sanguigni in tutto il corpo e in particolar modo dei piccoli vasi (capillari), i quali portano sangue ai tessuti e scambiano con essi ossigeno e nutrimenti. I capillari vengono danneggiati a causa dell'interazione tra i costituenti della loro parete e lo zucchero circolante in eccesso nel sangue

34 Prof.Lipari Carmelo LE MACULOPATIA La degenerazione maculare è per lo più dovuta al processo di invecchiamento dell'occhio (degenerazione maculare senile), sebbene alcuni pazienti presentino una predisposizione ereditaria; In molti altri casi la degenerazione maculare si sviluppa in seguito a traumi oculari, infezioni, infiammazioni o miopia.

35 Prof.Lipari Carmelo LA RETINTE PIGMENTOSA Con il termine di Retinite Pigmentosa (RP) sono oggi indicate un gruppo daffezione che ha in comune un processo degenerativo evolutivo, geneticamente determinato che causa una scarsa efficienza del Recettore Retinico (coni e bastoncelli). La Retinite Pigmentosa è una degenerazione retinica che comporta un progressivo deterioramento del sistema visivo che in molti casi, soprattutto negli individui più anziani (ma talvolta anche in soggetti giovani), può portare alla cecità. Attualmente la comunità scientifica internazionale non dispone di cure efficaci in grado di far guarire un paziente affetto, anche se da alcuni anni esistono alternative terapeutiche in grado di bloccarne o di rallentarne fortemente il decorso.

36 Prof.Lipari Carmelo IL DALTONISMO E un difetto della visione dei colori che è dovuto akl fatto che locchio vede i colori scomponibili in alcuni canali, come succede nelle telecamere, nei monitors o nelle stampanti a colori.Si può pertanto avere uno squilibrio tra i diversi canali per cui alcuni colori vengono scambiati con altri.


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