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眼的构造 发布日期:[2008/10/8]    共阅[5035]次

人的眼睛近似球形,位于眼眶内。正常成年人其前后径平均为24mm,垂直径平均23mm。最前端突出于眶外12--14mm,受眼睑保护。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、神经、血管等组织。


【图】人的眼睛


【图】眼睛解剖图


【图】人眼的成像原理

1. 眼球壁主要分为外、中、内三层。
外层由角膜巩膜组成。
中层又称葡萄膜,色素膜,具有丰富的色素和血管,包括虹膜睫状肌和脉络膜三部分。
内层为视网膜,是一层透明的膜,也是视觉形成的神经信息传递的第一站。具有很精细的网络结构及丰富的代谢和生理功能。
2. 眼内腔和内容物
眼内腔包括前房、后房和玻璃体腔。
眼内容物包括房水、晶体和玻璃体。三者均透明,与角膜一起共称为屈光介质。
3. 视神经、视路
视神经是中枢神经系统的一部分。视网膜所得到的视觉信息,经视神经传送到大脑。
视路是指从视网膜接受视信息到大脑视皮层形成视觉的整个神经冲动传递的径路。
4. 眼附属器
眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。

角膜
角膜(Cornea)位于眼球前壁的一层透明膜,约占纤维膜的前1/6,从后面看角膜呈正圆形,从前面看为横椭圆形。
成年男性角膜横径平均值为11.04mm,女性为10.05mm,竖径平均值男性为10.13mm,女性为10.08mm,3岁以上儿童的角膜直径已接近成人。中央瞳孔区约4mm直径的圆形区内近似球形,其各点的曲率半径基本相等,而中央区以外的中间区和边缘部角膜较为扁平,各点曲率半径也不相等。从角膜前面测量,水平方向曲率半径为7.8mm,垂直方向为7.7mm,后部表面的曲率半径为6.22-6.8mm。角膜厚度各部分不同,中央部最薄,平均为0.5mm,周边部约为1mm。
角膜分为五层,由前向后依次为:上皮细胞层(epithelium)、前弹力层(lamina elastica anterior又称Bowman膜)、基质层(stroma)、后弹力层(lamina elastica porterior又称Descemet膜)、内皮细胞层(endothelium)。上皮细胞层厚约50um,占整个角膜厚度的10%,由5-6层细胞所组成,角膜周边部上皮增厚,细胞增加到8-10层。过去认为前弹力层是一层特殊的膜,用电镜观察显示该膜主要由胶原纤维所构成。基质层由胶原纤维构成,厚约500um,占整个角膜厚度的90%,实质层共包含200-250个板层,板层相互重叠在一起。板层与角膜表面平行,板层与板层之间也平行,保证了角膜的透明性。后弹力层是角膜内皮细胞的基底膜,很容易与相邻的基质层及内皮细胞分离,后弹力层坚固,对化学物质和病理损害的抵抗力强。内皮细胞为一单层细胞,约由500000个六边形细胞所组成,细胞高5um,宽18-20um,细胞核位于细胞的中央部,为椭圆形,直径约7um。
角膜之所以透明,其重要因素之一是角膜组织内没有血管,血管终止于角膜缘,形成血管网,营养万分由此扩散入角膜。
角膜的感觉神经丰富,主要由三叉神经的眼支经睫状神经到达角膜。
人眼的构造好比一部光学照相机,视网膜、视神经与大脑视觉中枢的功能就像胶卷,虹膜像是光圈,角膜就像是相机的镜头。角膜如果变得混浊,就好比照相机的镜头磨损了,会影响到相机影像的质量;如果替换成一个透明的好镜头,又可以照出清晰的照片,这就是我们通常所说的角膜移植。
角膜位于眼球的最前方,弯曲如同球面,有聚光作用。

巩膜
巩膜即眼球外围的白色部分,约占总面积的30%。
巩膜是眼球壁的最外一层,由致密的胶原和弹力纤维构成,质地坚硬呈磁白色。
巩膜组织是由胶原纤维构成,并有少量的血管。
巩膜 由外向内分为:①巩膜上层;②主质层;③巩膜下层。主要由弹性纤维等组织所构成的坚硬外壳,保护眼球。
巩膜为致密的胶原纤维结构,不透明,呈乳白色,质地坚韧。
巩膜是由胶原纤维组织组成的,其结构坚韧,不透明,呈乳白色,血管很少,前面与角膜,后面与视神经硬膜鞘相连。巩膜表面被眼球筋膜和结膜覆盖。巩膜包括表层巩膜、巩膜实质、和棕黑层。表层巩膜血管丰富,易形成变态反应性病灶,巩膜深层则血管及神经很少,不易患病。 眼球外膜的后面六分之五,是白色坚韧的巩膜,有保护作用。

虹膜
虹膜又称“虹彩”,位于眼睛角膜和晶状体之间,中间有中间有一直径2.5~4mm的圆孔,这就是我们熟悉的瞳孔。

【图】人眼的虹膜
虹膜中含有色素,其颜色因人种而有所不同,人们通常所说“眼睛的颜色”实际上就是虹膜的颜色。不同人种的虹膜是有差别的,黄种人含色素较多,呈棕褐色,远看如黑色,而白种人色素少,呈浅灰色或淡蓝色。在虹膜的表层有凹凸不平的皱褶,据科学家研究,这些皱褶像指纹一样每个人都不相同,而且不会改变。根据虹膜的这一特点,制成了电子密码门锁,当开门者把眼睛凑近扫描孔,扫描装置就会将虹膜的图像扫描下来,并与预先设置好的图形进行对比,如果吻合,门锁自动打开。虹膜组织内有调节瞳孔大小的肌肉,即瞳孔括约肌和瞳孔开大肌,这两者分别由副交感的动眼神经和交感神经所支配,两者的协调维持着瞳孔大小的相对稳定,通过瞳孔直径大小的变化,可使到达视网膜上的光线亮度保持适宜、稳定的水平。

睫状肌
睫状肌(ciliary muscle)位于睫状体最外层,是由外间充质分化而来的平滑肌。按肌纤维方向可分为三组。

【图】人眼的睫状肌
外侧份是纵行(子午线)肌,又称Brupcke肌,前端起自巩膜距和小梁网,后端终止于脉络膜的前l/3基质中,肌纤维受交感神经支配,收缩时可以拉长脉络膜,故又称脉络膜张肌。
中间分是放射状肌,它也是起自巩膜距及其周围的结缔组织,向后内作放射状排列,行程较短,终止附着于睫状突的结缔组织。
内侧份是环形肌,又称米勒肌(Muller muscle)或米勒一鲁惹肌(Mtiller—Rouget muscle),该肌出现于出生后2~3岁,起点和上述两肌一致,止于睫状突最前的结缔组织,受副交感神经支配。也有人认为这些肌纤维的走向并非严格分层排列,而是相互交织成立体网。
睫状肌纤维之间有弹性纤维、黑素细胞和黏液样基质。随着年龄的增长,睫状肌可呈进行性萎缩,最终以结缔组织代替,以致影响睫状肌调节物像焦距和巩膜静脉窦开闭的功能作用。

视网膜
视网膜:(内层)为衬于血管膜内面的一层薄膜,有感光作用。后部有一视神经乳头。
视网膜就像一架照相机里的感光底片,专门负责感光成像。当我们看东西时,物体的影像通过屈光系统,落在视网膜上。
视网膜上的感觉层是由三个神经元组成。第一神经元是视细胞层,专司感光,它包括锥细胞和柱细胞。人的视网膜上共约有1.1~1.3 亿个柱细胞,有600~700万个锥细胞。柱细胞主要在离中心凹较远的视网膜上,而锥细胞则在中心凹处最多。第二层叫双节细胞,约有10到数百个视细胞通过双节细胞与一个神经节细胞相联系,负责联络作用。第三层叫节细胞层,专管传导。
视信息在视网膜上形成视觉神经冲动,沿视路将视信息传递到视中枢形成视觉,这样在我们的头脑中建立起图像。
视网膜是一层透明薄膜,因脉络膜和色素上皮细胞的关系,使眼底呈均匀的橘红色。后界位于视乳头周围,前界位于锯齿缘,其外面紧邻脉络膜,内面紧贴玻璃体。
组织学上视网膜分为10层,由外向内分别为:色素上皮层,视锥、视杆细胞层,外界膜,外颗粒层,外丛状层,内颗粒层,内丛状层,神经节细胞层,神经纤维层,内界膜。
视网膜后极部有一直径约2mm的浅漏斗状小凹陷区,称为黄斑,这是由于该区含有丰富的叶黄素而得名。其中央有一小凹为黄斑中心凹,黄斑区无血管,但因色素上皮细胞中含有较多色素,因此在检眼镜下颜色较暗,中心凹处可见反光点,称为中心凹反射,它是视网膜上视觉最敏锐的部位。
视网膜是一层菲薄的但又非常复杂的结构,它贴于眼球的后壁部,传递来自视网膜感受器冲动的神经纤维跨越视网膜表面,经由视神经到达出口。视网膜的分辨力是不均匀的,在黄斑区,其分辨能力最强。
从光学观点出发,视网膜是眼光学系统的成像屏幕,它是一凹形的球面。视网膜的凹形弯曲由两个优点:(1)眼光学系统形成的像有凹形弯曲,所以弯曲的视网膜作为像屏具有适应的效果,(2)弯曲的视网膜具有更广宽的视野。
视网膜,又称为外周脑,从起源来说与大脑相同,是与外界有直接联系的部分。从组织上来讲,包括十层细胞,它们构成了一个复杂的细胞网络,具有初步的信息处理功能。图6-2-3是视网膜的简化图。感受器细胞(感光细胞,receptor cell, RC)将光量子能量转换成电信号,具体地说就是光刺激变成感受器细胞的膜电位超极化,(光致超极化效应),经化学突触将信号传到双极细胞,双极细胞进而又将信号处理后经化学突触传递到神经节细胞,神经节细胞是唯一的能将视网膜处理后的视觉信息编码为神经冲动传输到脑的细胞。介于感光细胞和双极细胞之间有一水平细胞层,从光感受器接收信息,并反馈输出到光感受器,同时也输出到双极细胞,在这三种细胞间形成了复杂的突触联系网络层,作为外网状层。内网状层,双极细胞——无足细胞层——神经节细胞层。网间细胞接受无足细胞的输入,逆行投射到外网状层的水平细胞形成突触,偶尔也与双极细胞形成突触,在内网状层与外网状层之间形成了一条离心反馈通路。
感受器细胞包括外段(outer segment,OS)(形状有的呈杆状,有的呈锥状)和内段(inner segment, IS),中间为一个细的连接颈。外段充满了由膜围成扁囊状结构,在膜上镶嵌有数以百万计的视色素(visiual pigment, VP),由视蛋白和视黄醛构成,两者的差异在于视蛋白的不同。感受器细胞分类两类:视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞(core,C): 6.5百万/单眼,光敏感度低,强光刺激才能引起兴奋,但具有分辨颜色的能力。中央凹,仅视锥细胞,密度最高,约150000个/mm2。中央凹的结构特点均为特高的视锐度创造了条件,它是灵长类视网膜适应高视锐度的需要而分化的结果。视觉最敏感。鸽子只有视锥细胞。3种视锥细胞,包含不同的视紫蓝质分子,绿视锥细胞 450~675nm,红-蓝。530nm,绿光。蓝视锥细胞,455nm(蓝光);红视锥细胞,625nm(橙色光)。
视杆细胞(rod, R):1.25亿/单眼,视紫红质,对弱光敏感,一个光量子可引起一个细胞兴奋,5个光量子就可使人眼感觉到一个闪光,不能分辨颜色。猫头鹰只有视杆细胞。
光照,视紫红质中的顺式视黄醛变构成全反式视黄醛,视蛋白与之分离,视黄醛在酶作用下还原成Va,在暗处,在酶作用下由全反式生成顺式。构象变化激活了转导蛋白(T)一个光量子所激活的视紫红质分子能与约500个转蛋白的分子相互作用,使信号放大,转导蛋白转而激活磷酸二酯酶(PDE),PDE又使cGMP降解为非活性的GMP,一个PDE分子每秒钟可使2000个cGMP分子分解,cGMP含量的下降,造成了Na+不能再流入细胞内,于是此细胞电位变得更负,超极化的视杆细胞不再继续释放神经递质,递质释放量下降,无论刺激多强,只能给出分级的超极化电位,不产生动作电位(无冲动神经元),经过这一系列级联反应,一个光量子信号放大了约1亿倍。
双极细胞(bipolar cell, BC):只能给出分级电位,不产生动作电位。明显的呈现中心和周边同心圆拮抗方式。对感受野中心的光刺激呈去极化,给光——中心双极细胞;对中心光照呈超极化反应,超极化或撤光—中心双极细胞。色拮抗双极细胞
单拮抗细胞:感受野中心对红光最敏感,周边区对绿光最敏感。(心理学)时间色对比现象的神经基础,在注视红色一段时间后,突然观看一张白纸,会感到绿色出现的现象,反之亦然。双拮抗细胞,中心区和周边区刺激波长改变时,反应的极性也会翻转,同时色对比现象,当一灰色区域被一红色区域包围时,灰色区域呈现出绿色,反之亦然。
神经节细胞(ganglion cell, GC):同心圆拮抗式感受野(视系统中的单细胞活动,若受一定的时间和空间构型的光刺激,视网膜某区域而调制时,该区域就称为该细胞的感受野)同心圆拮抗形式,即感受野一般是由中心的兴奋区和周边抑制区所组成的同心圆结构,在功能上是相互拮抗的给光区域:给光时,GC单细胞发放频率升高;撤光区域:撤光时,GC单细胞发放频率升高;on-off:给光、撤光均升高。1965年,Rodieck关于同心圆拮抗式感受野的数学模型高斯分布的性质,高斯差模型。(difference of two Gaussians) 。神经节细胞的同心圆拮抗式感受野可以解释心理学中著名的马赫带(Mach band)现象,马赫是19世纪奥地利著名的物理学家:在观察一个亮度渐变的边缘时,发现主观感觉在亮的一端呈现一个特别亮的亮带,在暗的一端呈现一个特别暗的暗带。
感受器细胞的总数是视网膜节细胞的100倍,外膝体神经元则与神经节细胞数目几乎相等,视皮层17区第4层的细胞数几乎为外膝体细胞数的40倍。所以在17区的第4层,即视皮层的信息入口处存在很大的信息处理容量,从而为视皮层内第一级的精细信息加工创造了条件。
视网膜功能减退:血压长期升高使得视网膜动脉发生狭窄和玻璃样病变。

房水
房水为无色透明的液体,充满前后房,约有0.15~0.3ml,它具有营养和维持眼内压力的作用。
房水不断由睫状体产生,经后房-瞳孔-前房角-排出进入血液。房水产生及排出是循环往复的过程。房水不同于眼泪,眼泪是由眼外产生。
房水提供虹膜、角膜和晶状体营养。
房水也具有维持眼内压的功能。眼的内部压力--眼内压--取决于房水的量。原本这种充满于角膜和虹膜之间的液体,是由睫状体产生然后通过瞳孔进入前房,再由前房角的小梁网排出眼球。眼睛的房水系统,可以象水喉总是打开的洗涤槽相比,眼睛的引流管道就象与洗涤槽连接的排水管道,如果厨房的洗涤槽正常工作,从水喉出来的水顺利迅速地从洗涤槽排出。如果眼睛的房水系统工作正常的话,房水生成量应正好等于房水的排出量。眼内压在一天内的不同时间有变化,但一般都保持在安全范围。如果房水过多,或者排除不出去,就会造成眼内液体增加而导致眼内压力升高。眼压升高会损害视神经,视野变小,最终导致失明。这种眼内压力升高的眼病就是青光眼。

玻璃体
玻璃体为无色透明胶状体玻璃体 位于晶状体后面,充满于晶状体与视网膜之间,充满晶状体后面的空腔里,具有屈光、固定视网膜的作用。
玻璃体不是玻璃,它是人眼中类似于玻璃一样的物质,其无色透明,半固体,呈胶状,其主要成分是水,占了玻璃体体积的99%左右。玻璃体的前面有一凹面,正好能容纳晶状体,称为玻璃体凹。年轻时,晶状体与玻璃体能较好地紧密粘连,随着年龄的逐渐增长,晶状体与玻璃体的粘连性也逐渐变差,因此在老年性白内障手术时很容易将它们分开。玻璃体周围有一层密度很高的物质,称为玻璃体膜,并分为前后两部分:前界膜与后界膜。玻璃体内没有血管,它所需的营养来自房水和脉络膜,因而代谢缓慢,不能再生,若有缺损,其空间就由房水来充填。当玻璃体因各种原因发生混浊,看东西时,就会觉得眼前如有蚊虫飞舞。此外随着年龄的增大,或由于高度近视等原因,半固体的凝胶状玻璃体就会逐渐变成液体状,这叫玻璃体液化。
玻璃体和晶状体房水、角膜等一起构成了眼的屈光间质,并且对视网膜和眼球壁起支撑作用,使视网膜与脉络膜相贴。在外伤或手术中,一旦发生玻璃体丢失,就容易造成视网膜脱离。

晶状体
晶状体位于玻璃体前侧,周围接睫状体,呈双凸透镜状。晶状体为一个双凸面透明组织,被悬韧带固定悬挂在虹膜之后玻璃体之前。
晶体是眼球屈光系统的重要组成部分,也是唯一具有调节能力的屈光间质,其调节能力随着年龄的增长而逐渐降低,形成老视现象。
晶体的前凸曲率半径为10mm,后凸曲率半径为6mm,前后径为5mm,直径为10mm。
晶体由晶体囊、晶体上皮、晶体纤维和悬韧带组成。
如果晶体由于各种原因造成其部分或全部混浊,则发生白内障。
晶状体是眼球中重要的屈光间质之一。它呈双凸透镜状,前面的曲率半径约10mm,后面的约6mm,富有弹性。晶状体的直径约9mm,厚约4~5mm,前后两面交界处称为赤道部,两面的顶点分别称为晶状体前极、后极。晶状体就像照相机里的镜头一样,对光线有屈光作用,同时也能滤去一部分紫外线,保护视网膜,但它最重要的作用是通过睫状肌的收缩或松弛改变屈光度,使看远或看近时眼球聚光的焦点都能准确地落在视网膜上。晶状体由晶状体囊和晶状体纤维组成。晶状体囊为一透明薄膜,完整地包围在晶状体外面。前囊下有一层上皮细胞,当上皮细胞到达赤道部后,不断伸长、弯曲,移向晶状体内,成为晶状体纤维。晶状体纤维在人一生中不断生长,并将旧的纤维挤向晶状体的中心,并逐渐硬化而成为晶状体核,晶状体核外较新的纤维称为晶状体皮质。因此随着年龄的增长,晶状体核逐渐浓缩、扩大,并失去弹性,这时眼的调节能力就会变差,出现老视。
晶状体内没有血管,它所需的营养来自房水,如果房水的代谢出了问题,或晶状体囊受损时,晶状体因缺乏营养而发生混浊,原本透明的晶状体就成为乳白色,而变得不透明,最终影响视力,这就是白内障。现在治疗白内障的方法很多,有一种方法就是干脆把已变得不透明的晶状体拿掉,换上一个人造的晶体,这就是人工晶体植入术。
晶体屈光力使眼的总屈光力的一小部分,起到平衡眼屈光力的效果。另外,晶体还提供对不同距离的对焦作用,称为调节。晶体会随着年龄的增长发生一系列老化改变,从而影响其弹性和透明度。晶体实质部分包裹在一个弹性囊袋中。晶体悬韧带从囊袋的周边延伸到睫状体,支撑晶体的位置,并通过睫状肌的作用产生小带的张力变化,从而改变晶体表面的曲率。
晶体的直径约9 mm,呈双凸状,且前面比后面略平坦。其前面离角膜前顶点约3.6mm。当无调节时,前后面的曲率半径各为+10.0mm和-6.0mm (Gullstrand氏数据),厚度为3.6mm。晶体由多层不同折射率的物质组成,向着中心在光学上变得更为致密,这使得晶体的光学复杂化。于是,从前极到后极,从中心到赤道,有一个折射率梯度。Gullstrand氏在其1号模型眼中,欲反映出此一情况,即将晶体表示为一个双凸形式透镜(r1=+7.911mm,r2=-5.76mm)的核心(n=1.406),被一个折射率为1.386的更大的双凸形式透镜(r1=+10.00mm,r2=-6.0mm)的皮质所围绕。这样,使得整个晶体的折射力为+19.11 D。当眼睛调节以对近点聚焦时,晶体折射力增加,此种改变的完成,主要通过:前面曲率增加,后面曲率少许增加,并由于厚度增加而前顶点少许向前移动(增加距离效果)。
晶体后面和玻璃体相接触,玻璃体是透明的凝胶,充满眼球的后段。光线通过晶体之后,行进于玻璃体而到达视网膜。玻璃体的折射率可以取同于房水的折射率(1.336)。
晶状体是眼球中重要的屈光间质之一。它呈双凸透镜状,前面的曲率半径约10mm,后面的约6mm,富有弹性。晶状体的直径约9mm,厚约4~5mm,前后两面交界处称为赤道部,两面的顶点分别称为晶状体前极、后极。晶状体就像照相机里的镜头一样,对光线有屈光作用,同时也能滤去一部分紫外线,保护视网膜,但它最重要的作用是通过睫状肌的收缩或松弛改变屈光度,使看远或看近时眼球聚光的焦点都能准确地落在视网膜上。晶状体由晶状体囊和晶状体纤维组成。晶状体囊为一透明薄膜,完整地包围在晶状体外面。前囊下有一层上皮细胞,当上皮细胞到达赤道部后,不断伸长、弯曲,移向晶状体内,成为晶状体纤维。晶状体纤维在人一生中不断生长,并将旧的纤维挤向晶状体的中心,并逐渐硬化而成为晶状体核,晶状体核外较新的纤维称为晶状体皮质。因此随着年龄的增长,晶状体核逐渐浓缩、扩大,并失去弹性,这时眼的调节能力就会变差,出现老视。
晶状体内没有血管,它所需的营养来自房水,如果房水的代谢出了问题,或晶状体囊受损时,晶状体因缺乏营养而发生混浊,原本透明的晶状体就成为乳白色,而变得不透明,最终影响视力,这就是白内障。现在治疗白内障的方法很多,有一种方法就是干脆把已变得不透明的晶状体拿掉,换上一个人造的晶体,这就是人工晶体植入术。

眼睑
眼睑eyelids俗称眼皮,位于眼球前方,构成保护眼球的屏障。以保护眼球及其最外部的易于受伤的角膜,并具有将泪液散布到整个结膜和角膜的作用。
眼睑分上睑和下睑,上、下睑之间的裂隙称睑裂。睑裂的内、外侧端分别称内眦和外眦。内眦呈钝圆形,附近有一微陷的空间,叫做泪湖,泪湖底上有蔷薇色的隆起称泪阜。上、下睑的内侧端 各有一小突起,突起的顶部有一小孔,叫泪点,是泪小管的开始处。
上、下睑都有前、后两面。前面为皮肤,后面为结膜。二者之间有皮下组织,肌层和睑板。前后两面移行部叫脸缘。睑缘有睫毛约2、3行,上下睫毛均弯曲向前,故闭眼时并不妨碍睑裂的关闭。睫毛有防止灰尘进入眼内和减弱强光照射的作用。睫毛根部有睫毛腺,此腺的急性炎症即称麦粒肿。眼睑的皮肤细薄,皮下组织疏松,故可因积水或出血而肿胀。肌层主要是眼轮匝肌的睑部,该肌收缩时睑裂关闭。
睑板tarsus由致密结缔组织构成,呈半月形。上、下睑板的内、外侧端各 合成水平走行的结缔组织带附着于眶缘,称睑内侧韧带和睑外侧韧带。睑板内有许多睑板腺,与睑缘成垂直排列,并开口于睑缘。睑板腺分泌油样液体,有润滑睑缘防止泪液外溢的作用。

泪囊
泪囊位于眼眶内侧壁前部的泪囊窝,为一膜性的盲囊。
泪囊位于眼眶内侧壁前部的泪囊窝,为一膜性的盲囊。上端是盲端,高于内眦,下部移行为鼻泪管。泪囊和鼻泪管贴敷于泪囊窝和骨性鼻泪管的骨膜。泪囊的前方有眼睑内侧韧带和眼轮匝肌眼睑部的纤维横过,眼轮匝肌还有少量肌束跨过泪囊的深面。眼轮匝肌收缩时,牵引眼睑内侧韧带可以扩大泪囊,使泪囊内产生负压,促使眼泪流出泪囊。