101optics Optics & Refraction 史 敏 秀 醫 師
Emmetropia ( 正 視 眼 ) 可 看 清 ( 遠 點 ) 無 限 遠 (6m) no refractive error, far point is infinity (6m) Cornea: 43 D Lens: 10 20 D Axial length: 23.5 mm 看 遠 清 楚 看 近 ( 未 調 節 ) 模 糊 看 近 ( 調 節 ) 清 楚 看 近 ( 未 調 節, 加 老 花 眼 鏡 ) 清 楚
Ametropia: refractive errors Myopia ( 近 視 ) I Hyperopia ( 遠 視 )II Astigmatism ( 散 光, 亂 視 )
Refractive State of Eyes 可 看 清 楚 的 最 遠 距 離 D (diopter, 屈 光 度 ) =1/ focal length of a lens (m) =1/ 遠 點 ( 公 尺 ) 正 視 : 無 限 遠 近 視 : 眼 ( 網 膜 ) 前 (-4.0 D myopia---> 25 cm) 遠 視 : 眼 ( 網 膜 ) 後 (+4.0D hyperopia---> 25 cm behind the retina)
Myopia Inheritance (nature) v.s. environment (nurture) congenital myopia pseudomyopia pathological (high) myopia Correction with minus (concave) spherical lenses 看 遠 模 糊 看 近 ( 遠 點 ) 清 楚 軸 性 ( 過 長 ) 屈 光 性 ( 過 強 ) 白 內 障 ( 回 春 )
Myopia in Taiwan Preschool or school onset early onset, fast progression axial elongation (1 mm ~ 2.5 diopter) Complication of high myopia (>6~8 D) Presenile cataract( 早 發 性 白 內 障 ) Glaucoma( 青 光 眼 ) Retinal detachment( 視 網 膜 剝 離 ) Maculopathy( 黃 斑 部 病 變 )
近 視 率 (%) 小 學 一 年 級 小 學 六 年 級 國 中 三 年 級 高 中 三 年 級 1986 年 1990 年 1995 年 2000 年 2006 年 3 6.5 12.8 20.4 19.6 27.5 35.2 55.8 60.6 61.8 61.6 74 76.4 80.7 77.1 76.3 75.2 84.1 84.2 85.7 平 均 度 數 (*100) 1983 年 1995 年 2000 年 小 學 六 年 級 50 100 150 國 中 三 年 級 150 227 289 高 中 三 年 級 225 332 364
Prevention and treatment of myopia Cycloplegia ( 散 瞳 劑 ) (atropine) Multifocal glasses Rigid gas permeable contact lenses Orthokeratology ( 角 膜 塑 型 ) Spectacle lenses Contact lenses Intraocular lenses Refractive surgery (LASIK, PRK )
Cycloplegia ( 睫 狀 肌 麻 痺 劑 ) 種 類 : tropicamide 0.4~1% ( 短 效 ), atropine 0.1~1% ( 長 效 ) 目 的 : 正 確 驗 光, 抑 止 度 數 增 加 副 作 用 : 刺 痛 散 瞳 調 視 困 難 眼 壓 升 高 全 身 性
Hyperopia Low grade (< 2D) hyperopia is usual before 7 y/o Latent (can compensate with accommodation) v.s. manifest hyperopia Correction with plus (convex) spherical lenses 看 遠 模 糊 遠 點 眼 後 看 遠 ( 調 節 ) 清 楚 軸 性 ( 太 短 ) 屈 光 性 ( 太 弱 平 ) 無 水 晶 體
Spherical Lenses Convex (plus) Concave (minus) Sph +3.0D Sph 3.0D +3 3 +3 3
Astigmatism Disparity of curvature of the cornea or lens in different meridian 散 光 ( 亂 視 ): 如 果 角 膜 水 平 與 垂 直 的 弧 度 不 同, 影 像 經 由 不 同 的 弧 度 聚 焦 後 形 成 幾 個 不 同 的 焦 點 造 成 散 光 規 則 性 散 光 的 角 膜 多 為 橢 圓 形 而 非 正 常 球 型 Regular astigmatism Irregular astigmatism: keratoconus, corneal scar, cataract
Vision from astigmatic eye
Regular Astigmatism 強 弱 軸 交 角 成 90 度, 且 在 瞳 孔 中 央 With the rule v.s. against the rule 順 向 性 (cyl(-) 180, 橫 置 橄 欖 球, 小 孩 ), 逆 向 性 ( 老 人 ) Compound v.s. mixed v.s. simple
Astigmatic Lenses Cylindric lenses cyl. 3.0 x 90 cyl. +3.0 x 90
Regular Astigmatism with the rule ( 順 向 ) v.s. against the rule ( 逆 向 ) cyl 1.5 X 0 cyl 1.5 X 90 compound v.s. mixed, v.s. simple 2 2 2 4 0 +1 0 +2 +1 +1
Toric Transposition Spherocylindrical Combination +4.0 cyl 1.0 X 0 +3.0 cyl +1.0 X 90 +4-1 +3 0 +4 0 +3 +1 +3 0 0 +4 Crossed cylinder
單 純 散 光 合 併 散 光 近 視 + 散 光 -2.0/-1.0*180 等 於 -3.0/+1.0*90-2 -1-3 0-2 0-3 + 1 遠 視 + 散 光 +2.0/-1.0*180 等 於 +1.0/+1.0*90 +2-1 +1 0 +2 0 +1 +1
矯 正 視 力 時, 若 需 戴 用 如 下 眼 鏡 : 球 面 透 鏡 +3D, 圓 柱 透 鏡 -3D 角 度 軸 九 十 度, 以 看 清 楚 遠 方 視 標 時, 其 屈 光 診 斷 為 A) with-the-rule simple hyperopic astigmatism B) against-the-rule simple hyperopic astigmatism C) with-the-rule compound myopic astigmatism D) against-the-rule compound myopic astigmatism 散 光 鏡 片 度 數 的 記 載 +2.0D sph with cyl -3.0D ax 90 與 下 列 何 者 是 相 當 的? A) -2.0D sph with cyl +3.0D ax 180 B) -2.0D sph with cyl -3.0D ax 90 C) -1.0D sph with cyl +3.0D ax 180 D) -1.0D sph with cyl -3.0D ax 90 張 小 姐 26 歲, 原 本 就 有 近 視 散 光, 原 來 的 眼 鏡 已 經 戴 了 4 年, 最 近 覺 得 看 東 西 模 糊, 所 以 到 眼 鏡 行 想 重 配 眼 鏡 老 闆 告 知 眼 睛 有 問 題, 所 以 至 眼 科 檢 查, 發 現 張 小 姐 的 度 數 和 原 來 的 眼 鏡 比 較, 右 眼 近 視 增 加 -2.0D, 散 光 增 加 5.0D, 矯 正 視 力 為 6/20, 左 眼 散 光 增 加 2.0D, 矯 正 視 力 為 6/6.7, 裂 隙 燈 及 視 網 膜 檢 查 皆 正 常 張 小 姐 工 作 為 室 內 設 計, 下 列 何 項 治 療 為 優 先 選 擇? A) 戴 針 孔 眼 鏡 B) 戴 軟 式 日 拋 隱 形 眼 鏡 C) 戴 硬 式 透 氧 隱 形 眼 鏡 D) 近 視 及 散 光 雷 射 手 術
Spherical equivalent ( 球 面 當 量 ) to refer to an eye's effective focusing power if only spherical aberration were present. SER can be defined as: sphere + cylinder/2 w A spherical power whose focal point coincides with the circle of least confusion of a spherocylindrical lens. The spherical equivalent of the prescription 3 D sphere 2 D cylinder axis 180º is equal to 4 D. Exp. 4.0 cyl 3.0 X 0 5.0 cyl 1.0 X 0
Refractive errors Anisometropia( 不 等 視 ): difference in RE between two eyes (> 2D) Aniseikonia( 不 等 像 ): difference in image size between two eyes Retinal image size ( 視 網 膜 ) Spectacle ( 眼 鏡 ) Intraocular correction lenses( 人 工 水 晶 體 ) Axial myopia = E (emmetropia) >> E > E Axial hyperopia = E << E < E Refractive myopia << E = E < E Refractive hyperopia >> E = E > E Contact lens correction 臨 床 上, 使 用 下 列 何 種 儀 器 檢 查 患 者, 較 無 法 得 知 受 檢 者 的 眼 球 屈 光 狀 態? A) 自 動 屈 折 計 (automated refractometer) B) 網 膜 檢 影 鏡 (retinoscope or skiascope) C) 直 接 眼 底 鏡 (direct ophthalmoscope) D) 眼 球 突 出 計 (exophthalmometer)
( )sph (+)sph ( )cyl (+)cyl
Types of Optical Correction Spectacle Lenses front surface: plus power back surface: minus power astigmatism: minus cylinder Contact Lenses More effective than spectacle for myopia 近 視 更 有 效, 遠 視 反 之 (>4D) Less effective for hyperopia Intraocular Lenses IOL power = A 2.5L 0.9K 普 通 眼 鏡 ( 頂 間 距 離 12 毫 米 ) 戴 -6.5 屈 光 度 鏡 片 矯 正 的 近 視 眼, 若 換 戴 隱 形 眼 鏡 時, 則 A) 所 需 鏡 片 度 數 增 加 ( 如 :-8.00) B) 所 需 鏡 片 度 數 減 少 ( 如 :-6.00) C) 所 需 鏡 片 度 數 不 變 D) 影 像 變 小
Automated Refractometer VD: vertex distance ( 頂 間 距 離 ) 0,12,15 mm Cyl( )or (+): cylinder S: sphere C: cylinder A: axis of cylinder S. E.: spherical equivalence ( 球 面 當 量 )(S+C/2) PD: pupillary distance ( 瞳 孔 距 離 )
Visual Acuity distance at which the letter is read distance at which it should normally be read Snellen E chart (20 ft): 20/16, 20/20, 20/25, 20/40.. Landolt C chart (5 m): 1.2, 1.0, 0.9, 0.8, 0.7 size of E or C letter
20/20 的 視 標 E 在 距 離 20 feet 處 佔 視 角 5 分 角 (5min), 大 小 約 為 8.7 mm (When is small, tan.) 每 一 分 角 約 為 2 r/360 *60 = 2 * 3.14 * 6 * 1000/360 * 60 = 1.745 mm 20/40 的 視 標 E, 佔 視 角 10 分 角 (10 min) E E E 20 40 60 ft
Distance Visual Acuity Right eye (Vod) left eye (Vos) Bare eye or PG best corrected VA At least >3 correct in one line 0.1 better or <0.1/5m 0.1/?m CF or ND(counting finger or digit number)/?cm HM(hand motion)/?cm SL(+)or LP(+) (sight of light only) SL( ) or NLP (no light perception)
VA 1.0 20/20 0.5 in 5 m 1.0/2.5m 0.02 ND/1m Record: Bare-eye VA or VA with PG (present glasses) or VA with best correction exp: Vod: 0.2(1.0x-1.5/-1.0x180 0) Vos: 0.3(NC)(0.4xPH)
Red-green (duochrome) test 紅 綠 雙 色 試 驗 可 見 光 色 散 差 : 綠 黃 紅 A A 近 視 : 紅 底 視 標 較 清 楚 黃 在 網 膜 前 ( 仍 近 視 ) 再 加 近 視 度 數 綠 底 視 標 較 清 楚 黃 在 網 膜 後 ( 變 遠 視 ) 須 減 少 近 視 度 數 限 制 : 視 力 至 少 0.6 以 上, 過 度 調 節, 色 盲? 在 驗 光 時 以 紅 色 視 標 及 綠 色 視 標 分 別 檢 查 視 力, 患 者 若 表 示 綠 色 視 標 較 清 晰, 則 應 如 何 修 正 矯 正 鏡 片 度 數 A) 增 加 凹 透 鏡 或 減 少 凸 透 鏡 度 數 B) 增 加 凸 透 鏡 或 減 少 凹 透 鏡 度 數 C) 增 加 負 圓 柱 鏡 或 減 少 正 圓 柱 鏡 度 數 D) 增 加 正 圓 柱 鏡 或 減 少 負 圓 柱 鏡 度 數
Subjective Refraction( 主 動 驗 光 ) 1. 霧 視 : 焦 線 在 網 膜 前 2. 粗 調 遠 近 度 數 : 少 配, 至 少 0.3 3. 散 光 圖 30 準 則 : 散 光 全 矯 正 (<2D) 4. 微 調 遠 近 度 數 : 至 1.0 5. 紅 綠 試 驗 : 透 鏡 全 矯 正 6. 雙 眼 平 衡 : 優 勢 眼
Pinhole ( 針 孔 ) 原 理 : 增 加 景 深 (infinity) 降 低 網 膜 模 糊 度 The most useful diameter: 1.2 mm for 5 D to + 5D Pinhole visual acuity: improved for optical irregularity, decrease for central visual disorder (macula)
Accommodation ( 調 視 ) Resulting from increasing the tonus of ciliary muscle and relaxation of zonule more biconvex lens ( 水 晶 體 ) with greater refractive power 老 花 眼 : ( 矯 正 有 無 ) 看 遠 清 楚, 看 近 不 清 楚 老 花 度 數 (add): 看 清 遠 和 近 的 度 數 差
Accommodation Near point( 近 點 ): the point at which the eye is focused when accommodation is fully active Amplitude of accommodation (diopter): total number of diopters an eye can accommodation Range of accommodation (meter): far to near point, the extent of clear vision of an eye (exp. From 2 m to 50 cm)
Presbyopia ( 老 花 眼 ) gradual loss of accommodation resulting from loss of elasticity of lens capsule and lens substance Begin after age 40 Depend on refractive error, pupil size (depth of focus), nature of task. Correction with convex lens
年 齡 度 數 和 老 花 正 視 眼 近 點 :40 歲 (25 cm),50 歲 (40 cm),60 歲 (1 m) 老 花 度 數 :40 歲 (1 D),50 歲 (2 D),60 歲 (3 D) 遠 視 1D 近 點 : 40 歲 (50 cm),50 歲 (67 cm),60 歲 ( ) 近 視 1D, 調 視 距 離 :40 歲 (1 m~20 cm),50 歲 (1 m~30 cm),60 歲 (1 m~50 cm)
Bifocals ( 雙 光 眼 鏡 )
Progressive addition lenses ( 漸 進 多 焦 點 寬 頻 兒 控 ) 優 點 : 美 觀 多 種 明 視 距 離 無 環 狀 盲 點, 無 影 像 跳 躍 缺 點 : 周 邊 模 糊 近 用 區 小 改 變 使 用 習 慣 昂 貴 散 光 干 擾 區 遠 用.. 近 用 漸 近 變 焦 散 光 干 擾 區 限 制 : 早 期 老 花 (50 歲 前 )
Multifocal intraocular lens Multifocal contact lens