Binokulaarinen näkö

Binokulaarinen näkö eli näkeminen kahdella silmällä, kun kohde havaitaan yhtenä kuvana, on mahdollista vain silmämunien selkeillä, samanaikaisilla liikkeillä. Silmälihakset varmistavat, että molemmat silmät ovat kiinnityskohteessa siten, että sen kuva osuu samoihin pisteisiin molempien silmien verkkokalvoilla. Vain tässä tapauksessa tapahtuu kiinnityskohteen yksittäinen havaitseminen.

Identtiset eli toisiaan vastaavat ovat keskikaivot ja verkkokalvon pisteet, jotka sijaitsevat samalla etäisyydellä keskikaivoista samassa meridiaanissa. Eri etäisyyksillä keskikaivoista sijaitsevia verkkokalvon pisteitä kutsutaan erilaisiksi eli ei-vastaaviksi (ei-identtisiksi). Niillä ei ole synnynnäistä yksittäisen havainnon ominaisuutta. Kun kiinnityskohteen kuva osuu verkkokalvon ei-identtisiin pisteisiin, esiintyy kaksoiskuvia eli diplopiaa (kreikaksi diplos - kaksois, opos - silmä) - erittäin kivulias tila. Tämä tapahtuu esimerkiksi strabismuksen yhteydessä, kun toinen näköakseleista siirtyy yhteisestä kiinnityspisteestä toiselle puolelle.

Silmät sijaitsevat samassa otsatasossa tietyllä etäisyydellä toisistaan, joten kumpikaan niistä ei muodosta aivan identtisiä kuvia kiinnityskohteen edessä ja takana sijaitsevista esineistä. Tämän seurauksena tapahtuu väistämättä kahdentumista, jota kutsutaan fysiologiseksi. Se neutraloituu visuaalisen analysaattorin keskiosassa, mutta toimii ehdollisena signaalina kolmannen tilallisen ulottuvuuden, eli syvyyden, havaitsemiselle.

Tämä esineiden kuvien siirtyminen (lähempänä ja kauempana kiinnityspisteestä) makulan keltarauhasen oikealle ja vasemmalle puolelle molempien silmien verkkokalvoilla luo niin sanotun kuvien poikittaisen eron (siirtymän) ja niiden pääsyn (projektion) eri alueille (ei-identtiset pisteet), mikä aiheuttaa kaksoiskuvia, mukaan lukien fysiologisia.

Poikittainen dispariteetti on syvyysnäköön vaikuttava ensisijainen tekijä. Kolmannen avaruudellisen ulottuvuuden arvioinnissa on myös toissijaisia, aputekijöitä. Näitä ovat lineaarinen perspektiivi, esineiden koko sekä valon ja varjon järjestely, jotka auttavat syvyysnäkössä, erityisesti yhden silmän läsnä ollessa, kun poikittainen dispariteetti on poissuljettu.

Binokulaarisen näön käsite liittyy sellaisiin termeihin kuin fuusio (monokulaaristen kuvien yhdistämisen psykofysiologinen teko), fuusiovarannot, jotka tarjoavat binokulaarisen fuusion tietyllä visuaalisten akselien vähenemisen (konvergenssin) ja erottelun (divergenssin) asteella.

[ 1 ], [ 2 ]

Binokulaarisen näön ominaisuudet

Binokulaarinen näkö on kyky nähdä tilavuutta ja havaita syvyyttä käyttämällä kahta ihmisen kasvoilla olevaa silmää. Tämä näköominaisuus saavutetaan seuraavien ominaisuuksien ansiosta:

1. Nivelhavainto: Kumpikin silmä näkee kohteen hieman eri kulmasta, ja aivot yhdistävät kaksi kuvaa yhdeksi. Tämä kuvien fuusio mahdollistaa henkilön arvioida kohteen syvyyttä, etäisyyttä ja kolmiulotteista rakennetta.
2. Stereonäkö: Vaikutusta, jossa molemmat silmät näkevät kuvan hieman siirtymällä, kutsutaan stereonäöksi. Sen avulla henkilö voi arvioida kohteiden etäisyyden ja etäisyyden sekä määrittää tarkasti niiden sijainnin avaruudessa.
3. Päällekkäiset kuvat: Binokulaarisessa näössä osat kummankin silmän kuvista ovat päällekkäin, ja aivot yhdistävät nämä päällekkäiset alueet. Tämä luo syvyyden ja tilavuuden tunteen.
4. Kiinnitys: Silmät kiinnittyvät yleensä samaan pisteeseen avaruudessa. Tämä varmistaa näön vakauden ja mahdollistaa liikkuvien kohteiden seuraamisen.
5. Konvergenssi: Kun henkilö katsoo lähellä olevaa kohdetta, silmät lähestyvät toisiaan tarkentaakseen kyseiseen kohteeseen. Tätä kutsutaan konvergenssiksi. Kun henkilö katsoo kaukaista kohdetta, silmät hajaantuvat.
6. Stereopsis: Stereopsis on kyky havaita pieniä eroja esineiden sijainnissa avaruudessa. Sen avulla henkilö voi nähdä pienimmätkin yksityiskohdat ja arvioida syvyysnäköä.

Binokulaarinen näkö on tärkeä osa normaalia ihmisen näkökykyä ja sen avulla voimme arvioida ympäröivää maailmaa kolmiulotteisesti. Binokulaarisen näön häiriöt voivat johtaa syvyysnäköön ja silmien liikkeiden koordinaatioon liittyviin ongelmiin, mikä voi aiheuttaa ongelmia näkötoiminnoissa ja ympäröivän maailman havaitsemisessa.

Mitkä esi-isien ominaisuudet johtivat binokulaariseen näkemiseen?

Binokulaarinen näkö kehittyi nisäkkäiden, myös ihmisten, evoluution aikana sopeutuneena ympäristönsä ja elämäntapansa ominaisuuksiin. Tällä ominaisuudella on etunsa, ja se liittyy useisiin evolutiivisiin muutoksiin:

1. Siirtyminen puuelämään: Varhaiset kädelliset siirsivät elämänsä maasta puihin, missä ne alkoivat aktiivisesti liikkua, etsiä ruokaa ja välttää vaaraa. Kiikarinäkö oli sopeutumiskykyinen etu, jonka avulla ne pystyivät arvioimaan etäisyyksiä ja syvyyksiä liikkuessaan puiden oksien välissä.
2. Metsästys ja ravinnonhankinta: Kiikarinäöstä tuli tärkeä hyönteisten ja muiden pienten eläinten metsästyksessä sekä syötävien hedelmien ja kasvien löytämisessä metsästä. Syvä stereonäkö mahdollisti kädellisten tarkan tähtäyksen ja saaliin nappaamisen.
3. Sosiaalinen elämä: Kädellisillä, joilla on binokulaarinen näkö, on monimutkaista sosiaalista käyttäytymistä, mukaan lukien erilaisia kommunikaation, vuorovaikutuksen ja ryhmän jäsenten tunnistamisen muotoja. Binokulaarinen näkö mahdollistaa muiden ilmeiden ja eleiden tarkemman havaitsemisen.
4. Petoeläinten puolustus: Kiikarinäkö voi myös auttaa petoeläinten havaitsemisessa varhaisessa vaiheessa, mikä voi lisätä selviytymismahdollisuuksia.
5. Aivojen kehitys: Binokulaarinen näkö vaatii aivoissa monimutkaisempaa tiedonkäsittelyä, mikä edisti kädellisten aivojen kehitystä ja sen kykyä erittäin organisoituun käyttäytymiseen.

Näiden evolutiivisten sopeutumien ja etujen seurauksena binokulaarisesta näöstä on tullut yksi kädellisten, myös ihmisten, ominaispiirteistä. Tämä ominaisuus mahdollistaa tehokkaamman vuorovaikutuksen ympäröivän maailman kanssa ja mahdollistaa sopeutumisen menestyksekkäästi elämämme eri osa-alueisiin.

Binokulaarisen näön määritelmä

Synoptofori on instrumentti strabismuksen arviointiin ja binokulaarisen näön kvantifiointiin. Se voi havaita suppressiota ja ACS:ää. Instrumentti koostuu kahdesta sylinterimäisestä putkesta, joissa on suorassa kulmassa oleva peili ja +6,50 D:n linssi kumpaakin silmää kohden. Tämä mahdollistaa optisten olosuhteiden luomisen 6 metrin etäisyydelle. Kuvat asetetaan kunkin putken ulkopuolella olevaan diakuljettimeen. Kaksi putkea on tuettu pylväillä, jotka mahdollistavat kuvien liikkumisen toisiinsa nähden, ja nämä liikkeet on merkitty asteikolla. Synoptofori mittaa vaakasuuntaisia, pystysuuntaisia ja vääntöpoikkeamia.

[ 3 ], [ 4 ]

ACS:n tunnistaminen

ACS havaitaan synoptoforilla seuraavasti.

1. Tutkija määrittää strabismuksen objektiivisen kulman heijastamalla kuvan ensin toisen silmän foveaan ja sitten toisen, kunnes säätöliikkeet loppuvat.
2. Jos objektiivikulma on yhtä suuri kuin strabismuksen subjektiivinen kulma, eli kuvat arvioidaan päällekkäin asettuneina synoptoforikahvojen samassa asennossa, verkkokalvon vastaavuus on normaali.
3. Jos objektiivikulma ei ole yhtä suuri kuin subjektiivinen kulma, kyseessä on AKS. Kulmien ero on anomaliakulma. AKS on harmoninen, jos objektiivikulma on yhtä suuri kuin anomaliakulma, ja epäharmoninen, jos objektiivikulma ylittää anomaliakulman. Harmonisessa AKS:ssa subjektiivinen kulma on nolla (eli teoriassa ei tapahdu asennusliikettä peitetestin aikana).

Poikkeamakulman mittaaminen

Hirschbergin testi

Tämä on likimääräinen menetelmä ilmeisen strabismuksen kulman arvioimiseksi huonosti yhteistyökykyisillä ja huonosti kiinnittyneillä potilailla. Potilaan molempiin silmiin asetetaan käsivarren mitan päässä taskulamppu ja potilasta pyydetään kiinnittämään katseensa kohteeseen. Sarveiskalvon refleksi sijaitsee suurin piirtein kiinnittyvän silmän pupillin keskellä ja on siristelevässä silmässä hajautunut poikkeaman suuntaan. Sarveiskalvon keskipisteen ja refleksin välinen etäisyys arvioidaan. Jokainen poikkeaman millimetri on oletettavasti 7 (15 D). Esimerkiksi jos refleksi sijaitsee pupillin ohimoreunalla (sen halkaisija on 4 mm), kulma on 30 D, jos se sijaitsee limbus-alueen reunalla, kulma on noin 90 D. Tämä testi on informatiivinen pseudostrabismuksen havaitsemisessa, joka luokitellaan seuraavasti.

Pseudoesotropia

• epikantus;
• pieni pupillien välinen etäisyys ja lähekkäin sijaitsevat silmät;
• Negatiivinen kulma kappa. Kulma kappa on silmän näkö- ja anatomisten akselien välinen kulma. Tyypillisesti foveola sijaitsee temporaalisesti takanavasta. Silmät ovat siis lievässä abduktiossa bifoveaalisen fiksaation saavuttamiseksi, mikä johtaa refleksin nasaaliseen siirtymään sarveiskalvon keskeltä molemmissa silmissä. Tätä tilaa kutsutaan positiiviseksi kulmakappaksi. Jos se on riittävän suuri, se voi simuloida eksotropiaa. Negatiivinen kulma kappa esiintyy, kun foveola sijaitsee nasaalisti takanapaan nähden (fovean voimakas likinäköisyys ja ektopia). Tässä tilanteessa sarveiskalvon refleksi sijaitsee temporaalisesti sarveiskalvon keskeltä ja voi simuloida esotropiaa.

Pseudoeksotropia

• suuri pupillien välinen etäisyys;
• positiivinen kappakulma, jota on kuvattu aiemmin.

Krimskyn testi

Tässä testissä prisma asetetaan fiksaatiosilmän eteen, kunnes sarveiskalvon valoheijastukset muuttuvat symmetrisiksi. On tärkeää huomata, että Krimskyn testi ei dissosioi ja arvioi vain ilmeistä poikkeamaa, mutta koska piilevää komponenttia ei oteta huomioon, poikkeaman todellinen suuruus aliarvioidaan.

Peitetesti

Tarkin tapa arvioida poikkeamaa on peittotesti. Peittotestissä erotellaan tropiat ja foriat, arvioidaan poikkeaman hallinnan astetta ja määritetään kummankin silmän kiinnitysmieltymys ja kiinnitysvoimakkuus. Tämä testi perustuu potilaan kykyyn kiinnittää kohde ja vaatii huomiota ja vuorovaikutusta.

Peittäytymistesti koostuu kahdesta osasta.

Heterotropian peitetesti. Tulisi suorittaa lähellä olevien (käyttäen akkommodaatiokiinnitysvihjettä) ja kaukaisten kohteiden kiinnitys seuraavasti:

• Potilas kiinnittää suoraan hänen edessään olevan esineen.
• Jos oikean silmän liikkeitä epäillään, tutkija peittää vasemman silmän ja kirjaa ylös oikean silmän liikkeet.
• Asennusliikkeiden puuttuminen osoittaa vasemmalla olevan ortoforian tai heterotropian.
• Oikean silmän adduktio kiinnityksen palauttamiseksi viittaa eksotropiaan ja abduktio esoforiaan.
• Alaspäin suuntautuva liike osoittaa hypertropiaa ja ylöspäin suuntautuva liike hypotropiaa.
• Testi toistetaan toisella silmällä.

Avaustesti paljastaa heteroforian. Se tulisi suorittaa kiinnittämällä katse lähelle (käyttäen akkommodatiivista ärsykettä) ja kaukaiseen kohteeseen seuraavasti:

• Potilas fiksoi katseensa suoraan edessään olevaan kaukaiseen esineeseen.
• Tutkija peittää oikean silmänsä ja avaa sen muutaman sekunnin kuluttua.
• Liikkeen puute viittaa ortoforiaan, vaikka tarkkaavainen tutkija havaitsee usein pienen piilevän poikkeaman useimmilla terveillä henkilöillä, koska todellinen ortoforia on harvinaista.
• Jos sulkimen takana oleva oikea silmä on poikennut, avattaessa ilmestyy uudelleenkiinnitysliike.
• Oikean silmän lähentäminen osoittaa eksoforiaa ja abduktio esoforiaa.
• Ylös- tai alaspäin suuntautuva säätöliike viittaa vertikaaliseen foriaan. Latenttisessa strabismuksessa, toisin kuin manifestissa strabismuksessa, ei ole koskaan selvää, onko kyseessä toisen silmän hypotropia vai toisen hypertropia.
• Testi toistetaan toisella silmällä.

Tutkimus yhdistää yleensä peittotestin ja paljastamistestin, mistä johtuu nimi "peitto-paljastustesti".

Vuorotteleva peitetesti häiritsee binokulaarisen fuusion mekanismeja ja paljastaa todellisen poikkeaman (forian ja tropian). Se tulisi suorittaa peittämis-paljastumistestin jälkeen, koska jos se tehdään aiemmin, se ei erota foriaa tropiasta.

• oikea silmä peitetään 2 sekunnin ajan;
• suljin siirretään toiseen silmään ja siirretään nopeasti toiseen silmään 2 sekunnin ajan, sitten edestakaisin useita kertoja;
• sulkimen avaamisen jälkeen tutkija panee merkille silmän paluun nopeuden ja tasaisuuden alkuperäiseen asentoonsa;
• Heteroforiaa sairastavalla potilaalla silmien oikea asento havaitaan ennen testiä ja sen jälkeen, kun taas heterotropiassa havaitaan ilmeinen poikkeama.

Prisman peittotestin avulla voit mitata tarkasti strabismuksen kulman. Se suoritetaan seuraavasti:

• Ensin suoritetaan vuorotellen peittävä testi;
• Kasvavan tehon omaavat prismat asetetaan toisen silmän eteen siten, että pohja osoittaa poikkeaman vastakkaiseen suuntaan (eli prisman kärki osoittaa poikkeaman suuntaan). Esimerkiksi konvergentin strabismuksen tapauksessa prismat asetetaan pohja ulospäin;
• Vuorottelevan peittämisen testi jatkuu koko tämän ajan. Prismojen vahvistuessa refiksaatiosilmän liikkeiden amplitudi vähitellen pienenee;
• Tutkimus suoritetaan, kunnes silmänliikkeet neutraloituvat. Poikkeamakulma on yhtä suuri kuin prisman teho.

Testejä eri kuvilla

Maddox Wing -testissä silmät erotetaan toisistaan samalla, kun katse kiinnitetään läheiseen kohteeseen (0,33 m) ja mitataan heteroforiaa. Laite on suunniteltu siten, että oikea silmä näkee vain valkoisen pystysuoran ja punaisen vaakasuoran nuolen ja vasen silmä vain vaakasuoran ja pystysuoran numerorivin. Mittaukset tehdään seuraavasti:

• Vaakasuuntainen siirtymä: Potilaalta kysytään, mihin numeroon valkoinen nuoli osoittaa.
• Pystysuuntainen poikkeama: Potilaalta kysytään, mihin numeroon punainen nuoli osoittaa.
• Sykloforian asteen arviointi: potilasta pyydetään siirtämään punaista nuolta niin, että se on yhdensuuntainen vaakasuoran numerorivin kanssa.

Maddox-tikkutestissä käytetään useita yhteen sulatettuja sylinterimäisiä punaisia lasitikkuja, joiden läpi valkoisen täplän kuva havaitaan punaisena juovana. Tikkujen optiset ominaisuudet taittavat valonsäteen 90 asteen kulmassa: jos tikut ovat vaakasuunnassa, viiva on pystysuora ja päinvastoin. Testi suoritetaan seuraavasti:

• Maddox-sauva asetetaan oikean silmän eteen. Tämä erottaa silmät toisistaan, koska oikean silmän edessä oleva punainen viiva ei voi yhdistyä vasemman silmän edessä olevaan valkoiseen valopisteeseen.
• Dissosiaatioaste mitataan yhdistämällä kaksi kuvaa prismojen avulla. Prisman pohja on suunnattu silmän poikkeaman vastakkaiseen suuntaan.
• Pysty- ja vaakasuuntaista poikkeamaa voidaan mitata, mutta foriaa ei voida erottaa tropiasta.

Binokulaarisen näön asteikot

Binokulaarinen näkö luokitellaan synoptoforin tietojen mukaan seuraavasti.

1. Ensimmäistä astetta (samanaikainen havainto) testataan esittämällä kaksi erilaista, mutta ei täysin antagonistista kuvaa, esimerkiksi "lintu häkissä". Koehenkilöä pyydetään asettamaan lintu häkkiin liikuttamalla synoptoforin kahvoja. Jos kahta kuvaa ei nähdä samanaikaisesti, kyseessä on joko amblyopian vaimennus tai merkittävä amblyopia. Termi "samanaikainen havainto" on harhaanjohtava, koska kahta eri kohdetta ei voida paikantaa samaan paikkaan avaruudessa. Verkkokalvon "kilpailu" tarkoittaa, että toisen silmän kuva hallitsee toista. Toinen kuvista on pienempi kuin toinen, joten sen kuva projisoituu foveaan ja suurempi parafoveaan (ja siten projisoituu siristelevään silmään).
2. Toinen aste (fuusio) on kyky yhdistää kaksi samanlaista, mutta pienissä yksityiskohdissa eroavaa kuvaa yhdeksi. Klassinen esimerkki on kaksi kania, joista toisella ei ole häntää ja toisella on kukkakimppu. Jos lapsi näkee kanin, jolla on häntä ja kukkakimppu, se osoittaa fuusion olemassaoloa. Fuusiovarat arvioidaan siirtämällä synoptoforin kahvoja, ja silmät synergisoituvat tai hajaantuvat fuusion ylläpitämiseksi. On selvää, että pienillä fuusiovarannoilla varustettu fuusio on vain vähän arvoa jokapäiväisessä elämässä.
3. Kolmannen asteen (stereopsis) syvyysvaikutus on kyky säilyttää syvyysnäkö, kun kaksi kuvaa samasta kohteesta heijastetaan päällekkäin eri kulmista. Klassinen esimerkki on ämpäri, joka havaitaan kolmiulotteisena kuvana.