Zraková ostrost, optotypy oční koule c.Iii.it.- télisko sinus venosus selcrae lens \ \ m. ciliaris — fibrae zonulares ora serrata ^ 4°- 8C camera ant. bullu cornea ! iris camera post l>till»i limbus corneae corpus ciliare optická osa prochází přibližně středy křivosti optických ploch centrální jamka (fovea centralis] UFI zorná osa spojuje centrální jamku s obrazovým uzlovým bodem a předmětový uzlový bod s bodem zrakové fixace macula excavatio papillae spektrální propustnost oka c o '55 (/> E c n 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 — Cornea — Mqueous -4~ 1 /~\ r~\ o -+Vitreous / \ ! / 1 1 /// / \ LI *w\ ^"s. o 500 1000 1500 Wavelength (nm) 2000 2500 kumulativní spektrální propustnosti jednotlivých optických vrstev oka [J. Schwiegerling: Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics, SPIE Press, Bellingham 2004] UFI sítnice nervus oplicus manila excavatio papillae opticky aktivní část leží na cévnatce světlo prochází několika vrstvami buněk k fotoreceptorům (tyčinky, čípky] zde je světlo absorbováno a signál prochází bipolárními buňkami k sítnicovým gangliovým buňkám odtud jde signál do mozku světlo fotoreceptory sítnice fotoreceptory • vnější vrstva s jádrem, vnitřní segment, vnější segment s fotocitlivým pigmentem tyčinky • vnější segment tvořený oddělenými disky naplněnými rhodopsinem • noční, tzv skotopické, monochromatické vidění • „vysvecují se" v jasném světle • rychlá časová odezva • hlavně v okrajových částech sítnice, nejsou v centrální části (0,2 mm) • v sítnici asi 125 milionů čípky • vnější segment tvořený řasami naplněnými fotocitlivou látkou (tři různé opsiny) • denní, tj. fotopické barevné vidění • 3 skupiny (pro krátké, střední a dlouhé vlnové délky světla) • necitlivé ve tmě, pomalá časová odezva • většinou v centrální jamce (fovea centralis), částečně i na okraji sítnice • v sítnici asi 6,4 milionu spektrální citlivost čípků žlutá a slepá skvrna sítnice centrální jamka (fovea centralis] a jamka (foveola] nervus opticus macula excavatio papillae žlutá skvrna (macula lutea] zobrazení lidské sítnice oftalmoskopem >lOv UFI žlutá skvrna (průměr 2 - 3 mm] • vysoká zraková ostrost: v centrální jamce (fovea centralis, průměr asi 1,25 mm, bezcévná oblast] připadá 1 neuron na 1 čípek • ve středu centrální jamky (foveola, průměr asi 0,25 mm - 0,35 mm] jen čípky; jsou delší a štíhlejší, než v jiných částech sítnice • průměr čípku cca 2,5 um v centrální jamce, rychle roste až k 10 um na okraji sítnice • v centrální jamce asi 30 tisíc čípků, v oblasti žluté skvrny asi 130 tisíc, v celé sítnici asi 6,4 milionu slepá skvrna • vstup zrakového nervu, nasální strana oka, neobsahuje foto receptory • 1,5 mm x 2 mm, 5° x 7° z uzlového bodu fotoreceptory sítnice Tyčinky a čípky v živém lidském oku zobrazené konfokálním mikroskopem Vlevo: tyčinky a čípky 10° temporálně od místa fixace. Vpravo: čípky ve fovei, hvězdička označuje její střed. (R. Lu et al. Optica 8: 3 (2021) 333-343) • konjugované páry hlavních rovin a uzlových bodů mají vzdálenosti 0,25 mm, proto se sjednocují do jedné hlavní roviny oddělující indexy lomu vzduchu a sklivce a do jednoho uzlového bodu (redukovaný model oka) • ohniskové vzdálenosti: f0' = 22,78 mm,/0 = -17,05 mm, délka oka 24 mm • oko se natáčí tak, aby bod fixace ležel na spojnici se sdruženým uzlovým bodem a fovea centralis velikost obrazu na sítnici n1 = 1,000 • ohnisková vzdálenost: f0 = -17,05 mm • předmět o výšce y ležící ve velké vzdálenosti x před okem (optické oo), se zobrazuje pod úhlem a na sítnici, • obraz na sítnici má velikosty' y y' = -fo-= "/otg « X N0=N0 a zraková ostrost: angulární (úhlová) Zraková ostrost (visual acuity, VA, V) j e kvalita a stupeň schopnosti oka rozlišovat prostorové detaily předmětu. Zaměříme se na angulární zrakovou ostrost (resolution acuity, rozlišovací schopnost) závisející na nej menší úhlové vzdálenosti amin bodů právě okem rozlišených. čípky ve fovea centralis, standardní oko: N0=N0' y' =/0tga (jen absolutní hodnoty všech veličin) y't 0,005 mm tg ttst = ^ = ——-« 0,00029 f0 17,05 mm 2,5 |im y st ast ~ 0,00029 rad = 0,9969' ~ ľ Zdravé (standardní) oko je schopno rozlišit 2 body o úhlové vzdálenosti ast = ľ (rozlišovací schopnost, minimum separabile, minimum angle of resolution, MAR). Tomu odpovídá zraková ostrost (resolution acuity) V = ast/amin(') = ľ/ľ = 1. zhoršení zrakové ostrosti Zhoršení zrakové ostrosti může být způsobeno: • vadou optické soustavy oka (refrakční vadou, dalšími optickými aberacemi oka), • difrakcí světla (nemá-li optický systém aberace, zobrazí se bod jako tzv Airyho disk, který je větší pro menší průměr pupily oka), • vadou sítnice (retinopatie), • rozptylem světla na nehomogenitách v optických prostředích oka. PUPIL DIAMETER -> FOVEAL POLYCHROMATIC PSF>: (0.4-0.7/im PHCTOPIC) FOVEAL MONOCHROMATIC PSF>: (0.546^m) • eye model 1mm 2mm 4mm UFI simulace zobrazení bodu^ pomocí modelu oka 6 m m • ♦ t ! • i O.lmm PHOTORECEPTORS: Cones AIRY Dl! \ J min arc utes Rods ISC (0.55 nm): (^) Q O 1 2 4 6 PUPIL DIAMETER (mm) í zobrazení bodu skutečným okem více o difrakci světla Difrakce světla ... změna směru šíření světla nezpůsobená lomem, ale vyplývající z vlnové povahy světla světla s vlnovou optická soustava s délkou X výstupní pupilou o poloměru a UFI příklad zobrazení bodu (trasování paprsků) stopy paprsků procházejících pupilou oka na sítnici sjFľz flfl: sira OHJ : 9.9999 Ltt i rtH SPQT DIAGRAM SUN Mf* M 2011 UHITS f»E J>*. fllĚT EflOllS < 1.33B J"* FIELD : 1 re ŕroius i 2.a<56 CEO RRDIUS : 2.513 SCALE enif ■ I'1 REFERENCE ■■ CHIEF PAY okraj Airyho disku (vliv difrakce] J I ■ H.tiSbB ARIZONA.ZMX CONFIGURATION l OF Arizonskú1 schematický model oka, průměr zornice 2,4 mm, 1 — 656 mn^ zobrazeni na optické ose koincidenční (noniusová) zraková ostrost čípky ve fovea centralis: min 2,5 |im Schopnost oka vyhodnotit koincidenci (návaznost) dvou přímých čar Člověk dokáže vyhodnotit koincidenci přímých čar 6x až lOx přesněji než při hodnocení separace bodů. Rozliší je tedy při vzdálenosti 6x až lOx menší, než dva body. U koincidenční zrakové ostrosti se totiž na vyhodnocování spolupodílí celé sloupce čípků. Na základě společného propojení se úměrně zvyšuje přesnost a spolehlivost vyhodnocení. Měření zrakové ostrosti, optotypy tabule užívaná před r. 1850 i - .f ■.!>- f! tJubetťKfuiuú ríf- •Hmfftftbmiét .... IJ. fl(jj*t^:!i.«Ťiľt.' zraková ostrost - první definice Franciscus Cornelis Donders (1818- 1889) Definoval „standardní oko" jako oko schopné rozlišit písmena, která jsou vysoká 5' (r. 1861) Pak posuzoval pacientovo oko (vidění, vizus, V] podle zvětšení znaků, které bylo potřebné k tomu, aby pacient rozlišil totéž, co „standardní oko". V = nutné zvětšení znaků M To odpovídá současné definici zrakové ostrosti (resolution acuity): ť 5 1' 5' 1 V = 5 = - x ^•minO 5 ^min() ^-znakC) M ^•znak( ) M = 5' zvětšení znaků: 2x zraková ostrost, vizus [V): 1/2 0,5 4x 1/4 0,25 lOx 1/10 0,1 zraková ostrost - první měření Herman Snellen (1834-1908) Na žádost C. Donderse navrhnul H. Snellen znaky pro posuzování stupně zrakové ostrosti (= optotypy), publikoval je r. 1862. Znaky byly kalibrovaný podle 5' standardu (jejich úhlová velikost byla 5', velikost detailů na znacích byla ľ) Písmena se ukázala praktičtější, než abstraktní znaky. o □ A C E g l n •tit ÚFI Snellenovy optotypy c u □ zäun u □ e n 11 li neu 3 r O □ = lil s=; II! 1_ = □ T U = 1 III + O tli T E O □ r = TII30 + A C E a l k P R T S V 2 E J> 4 F H K O S 3 ITTACEOLa Poprvé publikovány: H. Snellen, Probebuchstaben zur Bestimmung der Sehschärfe, Utrecht 1862. závislost zrakové ostrosti na věku První měření zrakové ostrosti populace provedl na žádost F. C. Donderse pomocí Snellenových tabulí De Haan roku 1862. ■•A UFI Log MAŘ -3 3 -0 2 -0 1 +0 " +0.2 +0.3 +3.4 +3.S VAS 11E i-u l"3 112 ... 110 IDS 108 107 106 13; 101 I03 102 101 100 99 SB 37 36 3F 34 33 32 91 90 BE S7 3F 54 S3-31 S' 30 7B 77 7i <2G 20+ 25+ 3fl+ 35+ 40+ 45+ 50+ 55+ 60+ 65+ 70+ 75+ 8fl+ 35+ 90+ standarcf"^^ —■— Average seniors Portray et al. M.F Aborigines Taylor Popula:ion s:udy De Haan Heahhy subjects Elliott etal 1999 1961 vizus a vzdálenosti v = velikost znaků rozlišená standardním pozorovatelem velikost znaků rozlišená vyšetřovaným 5' tfznakO M A y C E .__No = = N0' Fo' <- x y y' = -f0- = -f0tga^y = xtga Á, V = standardní vyšetřovací vzdálenost d vzdálenost, z níž se nejmenší přečtený znak jeví pod úhlem 5' D (kritérium = detail znaku pod úhlem 1') ... poměr uvedený na optotypové tabuli Pozor, vyšetřovaný čte z vyšetřovací vzdálenosti d, D jen vyjadřuje velikost nejmenšího přečteného znaku! vizus a vzdälenosti DIE 8EH8CHAEBFE (S) WIBD AUSGEDRÜCKT DUBCH DAS VEBUaELTNDJS DES ABSTÄNDE*, IN WELCHEM DEB BUCHSTABE BEKANNT WIBD (D) ZU DEM ABSTAND, IN WELCHEM EB SICH UNTBB EINEM WINKEL VON FÜNF MINUTEN ZEIGT (D.). Finden wir d gleich D und wird also No. XX aul 30 Firn Abstand gesehen, dann ist B B II s I, du ist, die SehschArfe bt normal. Wird dangen d kleiner ab D. no dass No. XX nur auf 10, No. X nur auf 2, No. VI nur auf 1 Fuss gcstln-u wird, dan isl in diesen Fallen, respectire g__ 1 0 _ _ II »= i =■/. U kann huwellen grosser als D sein, und No. XX also noch weiter als auf to Fuss erkann werden, In diesem Fall ist die Sehschärfe großer aU die miniere normale. H. Snellen, Probebuchstaben zur Bestimmung der Sehschärfe, Utrecht 1862 další historie optotypových tabulí 1868, John Green upozornil na nevýhody Snellenových tabulí: nestejná velikost a rozeznatelnost znaků a nestejné poměry velikosti znaků v různých sériích. Navrhl používat některá bezpatková písmena, proporcionální velikost mezer a dodržet stálý poměr pro velikosti sérií. 1888, Edmund Landolt navrhl tzv Landoltovo „C". 1959, Louise Sloan navrhla test s 10 bezpatkovými podobně rozlišitelnými písmeny v každé sérii. 1976, lan Bailey a Jan Lovie navrhli test s 5 písmeny na řádku, se vzdálenostmi znaků i řádků rovnou výšce písmen a logaritmickou stupnicí velikostí (tzv. LogMAR tabulky). 1976, Lea Hyvärinen vytvořila tzv. Lea-test, s obrázkovými symboly pro předškolní děti. 1976 Hugh Taylor navrhl „E" tabulky pro analfabety (použity pro testy australských domorodců). 1982 Rick Ferris et al. navrhli test s rozložením podle Bailey-Lovie a se znaky podle Sloan pro měření zrakové ostrosti v rámci tzv. „Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study" (ETDRS). současná Snellenova tabule E C B T Z F C L B O T O E B H F C ZEBHCLFOB CBFZETFBOCZE EZCOBFCH E L B z VISUS 36 2J = 0,17 = 0.25 IV0'33 12 0.5 0.67 = 1 = 1,2 l f e d P E C F D e p r c z p F E L O F Z D DEFPOTEC 1 4 5 6 7 8 9 K) 11 20/200 20/100 20/70 20/50 20/40 20/30 20/25 20/20 Celořádková metoda (ČSN EN ISO 8596): hodnota vizu se stanoví podle přečteného řádku, to je řádek, na kterém subjekt identifikuje 60 % a více optotypových znaků v = vyšetřovací vzdálenost vzdálenost, z níž se znak jeví pod úhlem 5' další používané symboly Landoltovo „C" Pliigerův „hák" O O O C O o o c o o c o o c o o o o o c o o c o o o c o o o - c o o c o o o c o o o e o d o 0 D O O 0 3 E m e s tu m E 111 E 3 E UJ 3 e m m 3 3 ni ni E 3 III 111 III E 3 „Lea" symboly O O □ o □ o o i □ O O D O l D □ O □ O O O □ O Q O □ O Q O ' □ O □ O Q i a o a o o o I — o o o o o f o o o o o •ifeUFI odstupňování velikosti optotypů Die Grösse unserer Buchstaben ebenso wie der Zwischenraum zwischen den einzelnen, genau durch die Theilmaschine auf dem Stein ausgemessen, ist folgende: No. I = 0,209 Par. M. No. XI = 2,304 Par. M. ,» II = 0,419 „ „ XII SS 2,513 „ „ HI = 0,628 „ „ XV SS 3,141 „ iv =. 0,838 „ „ „ XX SS 4,189 „ „ v = 1,047 „ „ XXX SS 6,283 „ „ vi = 1,257 „ „ „ XL SS 8,377 „ VII = 1,466 „ n L — 10,472 „ „ VIII = 1,675 „ „ „ LXX — 14,660 „ n IX =. 1,885 „ „ ,. c — 20,943 „ „ x = 2,094 „ „ cc SS 41,886 „ Die Nummer über den Buchstaben drückt in Pariser Fuss den Abstand aus, in welchem die Buchstaben unter einem Winkel von 5 Minuten gesehn werden. H. Snellen, Probebuchstaben zur Bestimmung der Sehschärfe, Utrecht 1862 odstupňování velikosti optotypů Snellenovo odstupňování velikostí z roku 1890: 0,1; 0,16; 0,25; 0,33; 0,5; 0,66; 1,0; 1,33; 2,0 Ve zlomkovém zápise a po úpravě (pro 6 m): 6/60; 6/36; 6/24; 6/18; 6/12; 6/8; 6/6; 6/5; 6/4 Po dalších úpravách vznikly řady pro pětimetrovou a šestimetrovou verzi tabule: V des. č. V zlomkem poměry V des. č. V zlomkem poměry 0,10 6/60 - 0,10 5/50 - 0,20 6/30 2,0 0,17 5/30 1,7 0,25 6/24 1,25 0,25 5/20 1,47 0,33 6/18 1,32 0,33 5/15 1,32 0,40 6/15 1,21 0,50 5/10 1,51 0,50 6/12 1,25 0,67 5/7,5 1,34 0,67 6/9 1,34 1,00 5/5 1,49 1,00 6/6 1,49 1,25 5/4 1,25 1,50 6/4 1,5 logaritmické odstupňování V zlomkem V des. č. Log MAR VAR 6/60 0,10 1,0 0 6/48 0,125 0,9 10 6/38 0,16 0,8 20 6/30 0,20 0,7 30 6/24 0,25 0,6 40 6/19 0,32 0,5 50 6/15 0,40 0,4 60 6/12 0,50 0,3 70 6/9,5 0,63 0,2 80 6/7,5 0,80 0,1 90 6/6 1,00 0,0 100 6/4,75 1,25 -0,1 110 6/3,75 1,60 -0,2 120 6/3 2,00 -0,3 130 1\ la LogMAR = log10 I - I = log10 (Logarithm of Minimum Angle of Resolution, Bailey a Lovie, 1976) VAR = 100(1 - LogMAR) (Visual Acuity Rating, Bailey) UFI tabule ETDRS N C K Z O R H S D K D O V H R -C Z R H S- O N H R C D K S N V Z S O K N C K n N R --J ■ lú • 't -.1 S ŕ? Z K D H X. Ů H C — M V Q e K — -H' Interpolační metoda ETDRS • vyšetřovaný čte až k řádku, který přečte méně než z 60 % • vezme se hodnota předchozího řádku (správně přečtených alespoň 60 % znaků) v jednotkách LogMAR (VAR) • za každý další přečtený znak (ze stejného řádku nebo řádků následujících) se odečte 0,02 LogMAR (přičte 2 VAR) V des. č. Log MAR VAR 0,63 0,2 80 0,80 0,1 90 1,00 0,0 100 1,25 -0,1 110 ETDRS-fast N C K Z O R H S D K D O V H R -C Z R H S- O N H R C D K S N V Z S O K N C K n N R --J ■ lú • 't -.1 S H Z K D H X. Ů H C — M V Q e K — -H' Metoda ETDRS-fast (Camparini 2001) • vyšetřovaný čte znaky nikoli horizontálně, ale odshora vertikálně • zastaví se na řádku, kde již znak není správně identifikován • vrátí se o jeden řádek výš, kde již čte znak po znaku s interpolací - za každý přečtený znak se odečte 0,02 LogMAR (přičte 2 VAR) V des. č. Log MAR VAR 0,63 0,2 80 0,80 0,1 90 1,00 0,0 100 1,25 -0,1 110 tabule cRLM DZO C H R OZ K . N VO r h s 0,6 C N V o,5 DZO 0,4 B N K 0,3 VSH o,2 O z □ 0,1 K NC 0,0 v oh -0,1 cia -0,2 -0,3 1,0 0,9 (compact reduced LogMAR) UFI závislost zrakové ostrosti na úhlu optotypy na blízko a kontrastní tabulky aUo treaty, the restitution oi tlx itandsnii and prisoner* which had toco Ukrn in Uw defeat of< ■. .- Hi ,:■ n CM] i, 111 1 ill? Cílily pajt Of III - M'lHll. itttmptCd lllľ lť'hlŕl!i)!l of Rítusmi in j Armiii« Felix, Thry- nwrtinl nm a t! mmi- Miiľi link* to the south of the tropic; but- tin? heat of the climate soon repelled ilir invnd«r», and prv toe led tho unwarbke natives of Uiok sequestered regions The northern countries *' Europe scarcely deserved the expense and labor of conquest The forests and moraines of Ocrmany were . SAW (ill- :i with a hardy race of barbarians who despiaod life when it waft separated from freedom; and though, on the first 3.5cm attack, they seemed to yield to the weight of the Roman power, they soon, by a signal Jägerovy tabulky Eduard Jäger, 1854 navrhl tabulky pro měření zrakové ostrosti, které se dodneška používají na blízko. Podle velikosti písma jsou odstavce označeny čísly 1 - 24. Kontrastní tabulka Op to typový test na kontrastní citlivost C H V O 5 N D S Z N R K N D R H V ^ASSESS A Duochrome Test is a test commonly used to refine the final sphere in refraction, which makes use of the chromatic aberration of the eye. Because of the chromatic aberration of the eye, the shorter wavelengths [green] are focused in front of the longer red wavelengths. The patient is asked to compare the clarity of the letters on the green and the red side. If the letters of the green side are clearer +0.25 D sphere is added and if the letters on the red side are clearer -0.25 D sphere is added. With optimal spherical correction, the letters on the red and green halves of the chart appear equally clear. Because this test is based on chromatic aberration and not on color discrimination, it is used even with color-blind patients. The eye with overactive accommodation may still require too much minus sphere in order to balance the red and green. Cycloplegia may be necessary. The duochrome test is not used with patients whose visual acuity is worse than 20/30 [6/9], because the 0.50 D difference between the 2 sides is too small to distinguish.