眼科研究网 | 世界眼镜网 | 眼镜人才网 | 医药卫生人才网 | 教育人才网 | 天网人才总站
个人服务 | 企业服务 | 请家教 | 做家教 | 教育培训 | 有问必答 | 联系我们  
会员名:  密码:
 
 
学术争鸣
 
争鸣主题 | 焦点人物 | 实验视频 
 争鸣主题:人眼的调节机制
 
非球面的形成
睫状肌的推压
   
 
  编者按

    当正视性老视眼的调节力完全丧失后,其最远的模糊点(近点距离)都未超出1.5 m,更没有退至无限远;且正视眼经扩瞳麻痹睫状肌后的景深域只是改变了前景深(视近模糊),其后景深没有改变(视远清晰),这些事实还有暗焦点现象均与超焦距的定义吻合,故得出人眼属于超焦距光学系统的结论。再从所有正视性老视眼一生最高的视近配镜度极少超过+2.50D的事实,可知其年青时常用到的调节幅度即是这个矫正值,约占到人眼总屈光力的4%左右,这表明人眼属于微变焦光学系统。据此,笔者提出人眼应属于一体化调节机制,即由视近测控机理、视近总控机理和视近调节机理三部分组成。

    当正视性老视眼的调节力完全丧失后,其最远的模糊点(近点距离)都未超出1.5 m,更没有退至无限远;且正视眼经扩瞳麻痹睫状肌后的景深域只是改变了前景深(视近模糊),其后景深没有改变(视远清晰),这些事实还有暗焦点现象均与超焦距的定义吻合,故得出人眼属于超焦距光学系统的结论。再从所有正视性老视眼一生最高的视近配镜度极少超过+2.50D的事实,可知其年青时常用到的调节幅度即是这个矫正值,约占到人眼总屈光力的4%左右,这表明人眼属于微变焦光学系统。据此,笔者提出人眼应属于一体化调节机制,即由视近测控机理、视近总控机理和视近调节机理三部分组成。

    当正视性老视眼的调节力完全丧失后,其最远的模糊点(近点距离)都未超出1.5 m,更没有退至无限远;且正视眼经扩瞳麻痹睫状肌后的景深域只是改变了前景深(视近模糊),其后景深没有改变(视远清晰),这些事实还有暗焦点现象均与超焦距的定义吻合,故得出人眼属于超焦距光学系统的结论。再从所有正视性老视眼一生最高的视近配镜度极少超过+2.50D的事实,可知其年青时常用到的调节幅度即是这个矫正值,约占到人眼总屈光力的4%左右,这表明人眼属于微变焦光学系统。据此,笔者提出人眼应属于一体化调节机制,即由视近测控机理、视近总控机理和视近调节机理三部分组成。

争论焦点
核心提示:重发我认可的原创让读者评评 ... 这是一篇挑战眼科权威的论文,在这些权威中有最著名的 亥姆霍兹(Helmholtz),更有曾获1911年诺贝尔生理学或医学奖的古尔斯特兰德(Gullstrand),他们所提出的调节假说,虽历百余年已成为眼科学的经典之作,但至今仍争论不断。2013年7月我正式在《中华实验眼科杂志》发文参与争鸣,没想到,发表的论文居然不是我认可的第二次返修稿,文中的一些重要论证均被编审们改得面目全非,原本明确的观点几乎全删改成模棱两可的说法,已变得有气无力,这无疑会让读者觉得我所做的结论,明显缺乏应有的底气,进而影响到读者作出正确的判断。同样难以接受的还有,文中不少句子更因删改了某些关键字或助词导致上下句子连接极为不畅。这种完全不考虑作者感受的做法,我想换谁都会抗争一下。现将我认可的原创文稿附于下,并将我不能接受的删除或删改全补上,让读者评评,究竟我是胡言乱语还是有理有据,相信阅者自明。另外,为方便读者比对,我在下文中凡加有下划线的都是有别于杂志刊出的,其中加粗的字句则是我始终要坚持的地方。您看后如感觉我的坚持过了请说说 ...
草根挑战国际权威3:原创论文!
草根挑战国际权威4:我的证据-非球面的形..
草根挑战国际权威4:我的证据-睫状肌的推..
草根挑战国际权威3:原创论文!
 
广西嘉奇医用科技有限公司  罗富铭

    【摘要】 本文基于摄影镜头的超焦距概念,提出正视眼存在远超焦距、近超焦距和调节超焦距。笔者研究发现,当正视性老视眼的调节力完全丧失后,其最远的模糊点(近点距离)都未超出1.5 m,更没有退至无限远;且正视眼经扩瞳麻痹睫状肌后的景深域只是改变了前景深(视近模糊),其后景深没有改变(视远清晰),这些事实还有暗焦点现象均与超焦距的定义吻合,故得出人眼属于超焦距光学系统的结论。再从所有正视性老视眼一生最高的视近配镜度极少超过+2.50 D 的事实,可知其年青时常用到的调节幅度即是这个矫正值,约占到人眼总屈光力的4%左右,这表明人眼属于微变焦光学系统。据此,笔者提出人眼应属于一体化调节机制,即由视近测控机理、视近总控机理和视近调节机理三部分组成。本文侧重讨论基于超焦距的视近调节机理兼及视远休息机理,并对 Tscherning & Schachar 的拉伸调节模式以及 Helmholtz & Gullstrand 的自弹调节模式提出质疑,指出能让晶状体产生最快甚至最大的形变力,且能有效地调控其形变量的只有推压调节模式。 

关键词】调节;正视眼;晶状体;睫状肌;悬韧带;虹膜;瞳孔;超焦距;景深;暗焦点 

A novel concept of accommodation: Human eyes optical system based on hyperfocal distance-micro zoom  LUO Fu-ming. Guangxi Jiaqi Medical & Technical Co. Ltd., Nannning, Guangxi 530031, China Corresponding author:LUO Fu-ming, Email:871766248@qq.com 
[Abstract] Based on a concept of the hyperfocal distance from photographic lens, this study proposes that emmetropia presents far-hyperfocal distance, near-hyperfocal distance and accommodative hyperfocal distance. When emmetropic presbyopias completely lose the ability of accommodation, its farthest blur point is not beyond 1.5 m, even not being at infinity. This fact and the phenomenon of dark focus both completely match with the definition of hyperfocal distance. On the other hand, after cycloplegic mydriatics in emmetropia, it could be found in the region of depth-of-field that there is no change in the back depth of field (clearness in far vision), but change was found in the front depth of field (blur in near vision). It conforms well to the definition of the hyperfocal distance, demonstrating that human eyes belong to the hyperfocal distance optical system. Furthermore, it is reported that the emmetropic presbyopias rarely matched the spectacles higher than +2.50 D in their whole life; therefore, it can be inferred that their accommodative amplitude in youth is equal to this corrected value. This value accounts for about 4% of the total refractive power in human eyes, so it is suggested that human eye is a micro zoom optical system. Based on the objective existence of hyperfocal distance, the author proposes that human eye is an integrated accommodative mechanism. It includes three components: the accommodative mechanism of near vision, the measuring and controlling mechanism of near vision, and the general control of near vision. This paper discusses the accommodative mechanism of near vision and the resting mechanism of distance vision based on the hyperfocal distance, and considers that when the human eye transfers into the accommodation of near vision from the normal distance vision of hyperfocal distance. There are three different pushing forces contributing to lens deformation and its anterior shift, and these forces cause four different accommodative efforts, which constitute the real accommodative efforts in the relative tissue. This paper also points out that it is only the mode of pushing accommodation that can make the lens vary refraction quickly and greatly, and control the amount of deformation effectively. That can not be achieved by the stretching mode proposed by Tscherning & Schachar, because some authors have verified that excessive pulling would result in decline in the refraction, which would be difficult to regulate and control the eye. Similarly, the self-bulging mode of Helmholtz & Gullstrand will not work neither, because it is unable to control the amount of lens deformation that is its fatal defect.
[Key words] Hyperfocal;Depth of focus;Emmetropia;Lens;Accommodation; Ciliary muscle;Zonule;Iris;Pupil;Dark focus 

    自 Helmholtz[1] (1855)提出其调节假说以来,虽经 Gullstrand [2-3](1908)增补了晶状体“囊外-囊内调节机制”,并为此获得1911年诺贝尔生理学或医学奖,然而百余年来仍争论不休,其间最具代表性的有 Tscherning[4](1904)和 Schachar[5](1992)两学者提出的假说。笔者早期涉足眼科学即感诸多困惑,为此于1983年基于摄影镜头的超焦距概念,首次提出“人眼远、近视觉基于超焦距”的假说;并在随后的反复研究中又进一步得出“人眼在超焦距状态下属于微变焦光学系统”的新结论,认为人眼并非单一调节机理,而是一体化调节机制。这里因篇幅所限先作个概述,相关的论证将在拙著《眼科学新说》一书中详细列出。下面先从摄影镜头的超焦距说起。

1  摄影镜头的超焦距
1.1  超焦距的定义 
     超焦距与焦距是两个不同的概念。焦距是指摄影镜头聚焦在无限远时,由焦平面至镜头后主面的距离;而超焦距则是当镜头聚焦在无限远时(相当于镜头处在其调焦范围的后极限位置上),位于无限远的景物会清晰成像在底片平面上,而在有限距离某一点上的景物也同时在底片上聚成了可容许的清晰像点,再近的景物就模糊不清了,这个最近清晰点到镜头间的模糊距离,即叫做超焦距[6]。更准确点说,在摄影镜头的焦距 f 和光圈系数 F 均已确定的前提下,能获得最大景深时的摄景物距 u,称为在该焦距和该光圈系数下的超焦距,用 H 表示。物距为超焦距 H 的物平面称为超焦距物平面。显然,只有当景深远界的物距刚好增至无限远时,所摄画面才可获得极大的景深[7](图1)。

 

1  当镜头调焦到无限远物平面时,从景深近界(最近清晰点)到镜头间的模糊距离称为超焦距H

 

1.2  超焦距与景深的关系

    当镜头针对某一被摄物平面准确调焦后,位于调焦物平面前后且能结成相对清晰影像的纵深距离,亦即能在实际像平面上获得相对清晰的景物空间深度范围统称为景深;而距镜头最近和最远亦能结成相对清晰影像的物平面分别称为景深近界和景深远界;调焦物平面至景深近界和景深远界的距离分别称为前、后景深;景深近界与景深远界之间的距离,称为全景深,简称景深[7](图2)。超焦距与景深近似成反比关系[7]。值得注意的是,摄影理论中的“超焦距”与“近点距离”虽然指的都是从景深近界至镜头物方主点之间的模糊距离,但两者的区分是很明确的:只要景深远界之外存在模糊现象,则由此产生的景深近界至镜头物方主点之间的这段模糊距离,即称为“近点距离”;反之,只要景深远界之外不存在模糊现象,则由此产生的景深近界至镜头物方主点之间的这段模糊距离,即称为“超焦距”,两者混淆不得。

1.3  超焦距与弥散圆的关系

    人眼视觉不能分辨出的最大弥散圆直径称为可容许弥散圆 C,又称可容许的模糊圈直径 C。显然,景深近界和景深远界处的景物,在感光胶片上所成影像的实际弥散圆直径刚好为可容许弥散圆直径[7]。也就是说,可通过弥散圆判断图像是否锐利,进而判断景深的深浅。从其定义可知,超焦距H与可容许弥散圆直径 C 近似成反比关系。即可容许弥散圆直径 C 愈小,则超焦距H就愈大;反之,超焦距H就愈小[7]

2  影响镜头超焦距的因素

    影响超焦距H大小的因素有可容许弥散圆直径 C、光圈系数 F 及焦距f等。经推导超焦距 H 的计算公式为:H =(f2/CF)+ f ,这表明摄影镜头的超焦距 H 并不是一个固定不变的常数,其大小将视该镜头的可容许弥散圆直径 C 的大小、所用摄影镜头焦距f的长短、所选光圈系数 F 的大小的变化而改变:当可容许弥散圆直径 C 确定后,焦距f愈短、光圈愈小,则超焦距 H 愈近;反之,则超焦距 H 愈远[7]。为更好地理解,下面分述之。

2.1  光圈对超焦距的影响

    一个镜头有多级可变光圈对应着多级超焦距[6]。光圈系数 F 与超焦距 H 近似成反比关系,摄影镜头的光圈系数 F 愈小(即光圈愈开大),则超焦距 H 愈大,超焦距物平面也愈远离摄影镜头;反之亦然。例如,光圈每收小一级,超焦距 H 就约减少至1/√2;光圈每开大一级,超焦距 H 就约增大至 √2 倍[7]

2.2  调焦对超焦距的影响

    调焦也叫对焦或聚焦,它不是改变镜头的焦距,而是通过略微移动镜头来改变像距v,也就是改变镜头光心到底片平面的距离,满足成像公式 1/u + 1/v = 1/f,以便在底片上结成清晰的像。除了部分全自动相机镜头没有调焦结构而不能改变像距外,其他定焦、变焦镜头都可通过调焦改变像距,以利获得更清晰的影像。当摄影镜头的焦距f和光圈系数F选定后,如对超焦距物平面调焦(相当于镜头处在其调焦范围的前极限位置上)即可获得最大的景深,其范围可达到 H/2 处至无限远[6-7]。可见,调焦对超焦距的影响非常突出(图2)。不少全自动(傻瓜)相机无需调焦也能实现极大范围的影像清晰,正是利用了这一原理来获取最大景深的。 

 

2  当镜头调焦到超焦距物平面时,原先模糊的超焦距H将缩短1/2,即新超焦距为H/2

 

2.3  变焦对超焦距的影响 
    由于光学变焦是依靠改变镜头内各镜片相对位置来改变镜头焦距以达成变焦的,故其超焦距无疑会随着其焦距的改变而发生变化,特点是超焦距H与焦距f的平方近似成正比关系,即摄影镜头的焦距f愈短,则超焦距H愈小,超焦距物平面也愈移近摄影镜头,反之亦然。当焦距每增大 2 倍,超焦距H就约增大4倍;焦距每缩小 l/2,超焦距H就约缩小 1/4[7]。光学变焦除了对超焦距产生影响外,还有两个现象值得特别关注,一是改变焦距会改变拍摄范围,即改变镜头的视场角。从图3看出,焦距越短,视场角就越大;焦距越长,视场角就越小。二是改变焦距会改变景深及影像的放大率。这从变焦镜头的变焦过程中可看到,所摄的景物会随着焦距的改变而出现前后移动,并导致景物的放大或缩小。
 

 

 

 

3  改变焦距会改变视场角,焦距越短,视场角就越大,反之视场角就越小

 

    反思 Gullstrand[2](1908)精密模型眼的数据,他得出晶状体总屈光力由不调节时的 19.11 D猛增至调节时的 33.06 D,增加了 13.95 D,增幅达到73%,相应的焦距也从不调节时的69.91 mm下降至调节时的 40.42 mm,相差 29.49 mm。这么大的变焦量,究竟会对人眼的视场角、景深以及影像放大率产生怎样的影响,笔者为此做了一个模拟变焦的摄影实验以求证。拍摄前固定好机位,从变焦镜头上校准 70 mm 焦距拍摄(类似不调节时的视远值),再校准 42 mm 焦距拍摄(类似调节时的视近值),两个焦距相差 28 mm,尽管变焦量小于上述 Gullstrand 的 29.49 mm,但两个焦距拍摄出的画面差距已大得惊人(图4),这使得图4B的视场角及景深均明显缩小,影像也被显著地拉近放大。如果人眼真有那么大的变焦量,则毫不例外地会发生像图4A和B照片中的光学现象。也就是说,只要焦距变,其视场角、景深以及影像放大率就会跟着变,即出现视近类似 图4 A 画面那样,视野增大,所视景物被推远缩小;当转向视远则类似 图4B 画面,视野反而缩至最小,景物也被拉近放大。然而,现实中我们却感觉不到这些奇观,只能说明我们的眼睛变焦不会大。毫无疑问,如果人类真的选择这种大变焦进化模式,则将无法对所视目标的距离作出准确判断,从而危及到人类的早期生存。因此笔者推断,不但人类会选择超焦距模式,估计连灵长类和脊椎类动物的眼睛,都会采用微变焦甚至不变焦的模式进行调节,以减少和避免因变焦量过大所致眼中景物产生大幅度的前后移动等现象。故从这点上看,可知 Gullstrand[2]精密模型眼数据的严重错误,同样也很好地反证了 Helmholtz & Gullstrand 调节假说的不成立。因为从我们的视觉中找不到支持该假说的相关证据。  

 

4A  镜头变焦至42 mm焦距拍摄到的画面(用Gullstrand模型眼数据模拟人眼视近),视野增大,所视景物被推远缩小

4B  镜头变焦至70 mm焦距拍摄到的画面(用Gullstrand模型眼数据模拟人眼视远),视野缩小,所视景物被拉近放大

 

    新增模拟视频(原论文没有这部分):虽然从 图4A、B 两照片中已看出显著差别,但读者可能还不明白其中的道理,现新增两个模拟视频让读者体验一下,即明白其假说不成立的原因: 

1、用Gullstrand精密模型眼数据模拟人眼从视近转向视远即从40 mm渐变至70 mm时的情形 

2、用Gullstrand精密模型眼数据模拟人眼从视远转向视近即从70 mm渐变至40mm时的情形 

 

    如您的眼睛真的看到了这种变化现象,便可证明 Helmholtz & Gullstrand 调节假说成立,要不,是成立不了的,因为这是光学变焦成像不可逆的内在变化规律!是不以人们的意志为转移的客观事实!既然我们看不到这种光学现象,这无疑就反证了我们的眼睛变焦不会大。如仍有专家不顾变焦后的光学事实非硬说是成立的,那就是睁着眼睛说瞎话了!其实,搞调节机理研究的人都清楚,Helmholtz & Gullstrand 提出的调节假说,至今仍拿不出能有力证明其成立的相关实验或事实依据来,而能拿出来的全是些想当然的主观臆测作出的人为解释。这便是其纷争不断的原因所在! 
 

    由此看来,人眼似乎只有选择超焦距模式才更有利于生存,因为过大的变焦均会导致所视景物的严重失真。这些都可从所有的变焦镜头实验中直接观察到。如再从进化的角度去反思,则笔者更觉得,人眼唯有选择超焦距模式才能获得最大景深。也只有这样的聚焦模式,才无需用到大的变焦而仅以微变焦的配合,即可达到视近的需求。至于人眼是怎样的超焦距模式?下面详细分析之。 

3  人眼晶状体的超焦距 
    为更好地理解人眼的超焦距,有必要先明确并熟识一些重要概念及视觉现象:  
   (1)共轭点所有物理光学书都将几何光学中相对应的物点与像点称为共轭点。然而我们有部分专业书[8-11]却把“共轭点(conjugate point)”称之为“共轭焦点(conjugate focus)”,这是不准确的。从光学成像实验中可知,只有物点在无限远时,其像点才叫作“焦点”,即“焦点”是严格界定物点在无限远时所成“像点”的一个专称。如物点不在无限远而是在有限的距离上时,则“像点”是不能定义为“焦点”的,即像点≠焦点。因此,“共轭焦点”很容易让人误解为近处物体在眼内所形成的像点等于焦点、像距等于焦距。而实际上,焦点是不能与不同距离的物点相“共轭”的,即焦点的值不会随着物点距离的改变而发生变化。而像点与物点则不同,这种“共轭”是可以无限量变的,即物点近移,像点就会远移;物点远移,像点也会跟着近移。
 
   (2)新的人眼调节定义:依据上述“共轭点”的定义,有必要将现行的“眼调节定义”更正为:于眼前较近距离的物体,其像点必成于视网膜之后,即物点的共轭点在视网膜之后,也就是说,该物点的光束只能在视网膜上形成模糊圆,以致物像不清。此时如欲看清物体,则必须增加晶状体的变焦调节,并联合眼的调焦功能即晶状体前移调节,以及瞳孔缩小调节等,使“共轭”像点前移至视网膜上。这一过程即称为人眼的调节。这个定义才是人眼调节的真实写照。 

   (3)新的人眼调节力及调节幅度的定义:Donders[8](1864)认定正视眼的调节幅度等于视野内的清晰范围,即相当于人眼的全景深。笔者觉得这个全景深实际上是由聚焦式景深与调节式景深两部分组成的。所谓聚焦式景深是指人眼晶状体所处的常态位置,正好固定聚焦于某一距离上的物平面所产生的那部分景深。显然,这部分景深属于固定景深。至于调节式景深,则是指人眼通过调节力量新增加的那部分景深。无疑这新增的景深会随着调节的增减而波动,故属于波动景深。看得出,只有这部分波动的景深域才有资格定义为人眼的调节幅度,而固定景深域则无此资格,因为人眼在这段固定景深域中并没有付出丝毫的调节力,故绝不能将这部分景深纳入到调节幅度之内。如把这部分景深域计算成调节幅度必将导致较大的误差。因此,笔者得出新的人眼调节力定义是:通过眼相关组织的协同作用力所产生的波动景深即称为人眼的调节力。由此也得出新的人眼调节幅度定义是:通过眼相关组织的协同作用力所产生的最大波动景深域即称为人眼的调节幅度。有关这方面的详细论证及新的正视眼调节力计算公式的具体应用将另文分述。 

   (4)调节静止点[12]现象:英国天文学家 Maskelyne(1789)首先注意到了一个特殊的视觉现象,他发现当夜间工作时可出现 1.0 D 的近视[12]。随后人们对这一现象进行了研究,证实在缺乏视觉刺激的状态下调节处于一个中间静止的位置[13-20]。目前多将此现象称为暗焦点或称张力性调节(tonic accommodation,TA)。Baker 等[13](1993)发现调节在视觉刺激撤消后的 2 ~3 s 就能达到暗焦点位置;Hennessy 等[16](1976)报告当调节幅度下降时会达到一个固定的中间静息焦点,相距约为 1 m,表明存在中间休息位置。也有报导认为此位置存在波动[15-20],其范围通常接近眼睛远点0.9~1.7 D。而 Leibowitz 等[15](1978)和 Heron等[21](1981)则分别记录到从 0~4 D 变化的个体差异,不过他们仍认为这些数据与中间静止状态的假说一致。可是 Miller[22](1978)的研究却得出了不一样的结果,他发现在2~3周内,多数受试者的暗焦点变化不大,波动范围是0.08~2.92 D,平均值为1.07 D,认为暗焦点是一个相对稳定的现象[23]。Johnson等[18](1984)发现不同个人之间、同一个人不同日期的中间静息位置和波动的大小都各不相同,表现出静息焦点的平均值越大,其波动幅度也越大,并认为受试者的屈光状态可能是导致差别的一个因素。尽管如此,仍有不少研究认为这个暗焦点的位置稳定性很好[20-29]。另外,Zadnik等[30](1999)经过多年的测试,发现TA值在近视眼明显较低,正视眼居中,而远视眼最高。Simonelli[31](1983)也发现暗焦点随着年龄的增长而衰退,其速度与远点的衰退速度相同。Whitefoot等[32](1992)亦证实暗焦点值随年龄增长而逐渐下降,认为年轻时为 1D 的暗焦点值到达50岁以上时几乎为零。Mordi等[33](1998)也证实TA随年龄增长呈线性下降。 
    上述这些特殊的视觉现象,其实正是人眼晶状体聚焦于超焦距物平面上的最好见证,因为只有这样,人眼才能产生从 H/2 处至无限远的最大景深。为何相关文献报告的暗焦点值各异?又为何个体之间的差别很大?说穿了是因为人们不明其机理而用错了检测方法所致。笔者经深入研究后认为,正视眼的超焦距实际上存在三个,即远超焦距、近超焦距和调节超焦距。下面分述之。
3.1  远超焦距的定义 
    当正视眼聚焦无限远时,位于无限远的景物会清晰地成像在视网膜上,而在有限距离某一点上的景物在视网膜上也同时聚成了可容许的清晰像点,再近的景物就模糊不清了,这个最近的清晰点到人眼物方主点之间的模糊距离,即定义为正视眼的远超焦距(图5),这相当于晶状体处在其调焦范围的后极限位置上。要想使物体更近也清晰,则必须借助眼睛的调节才能缩短这个远超焦距。笔者认为,这个清晰与模糊的交界点即相当于上述暗焦点下的中间静息位置变化范围的最远点。经笔者反复实测,初步得出正视眼的远超焦距值 H ≈1.2 m,并初步证实近视眼经矫正变为“正视眼”后,基本都是从这个景深近界即远超焦距物平面作为调节起始点的。有关这方面的论证另文详述。
 

 

5  当正视眼聚焦无限远时,从景深近界(最近清晰点)到人眼物方主点间的模糊距离即为正视眼的远超焦距H

 

3.2  近超焦距的定义 
     当正视眼对景深近界即远超焦距这个物平面(图5)聚焦时,将会获得最大的景深。其景深范围可达到 H/2 处至无限远,再近的景物就模糊不清了。这个最近的清晰点到人眼物方主点之间的模糊距离,即定义为正视眼的近超焦距(图6)。这相当于晶状体处在其调焦范围的前极限位置上。同样,这个清晰与模糊的交界点,即相当于上述暗焦点下的中间静息位置变化范围的最近点。经笔者实测检验,已证实正视眼的近超焦距值符合上述 H/2 的特点,即正视眼的近超焦距值约为H/2 ≈ 1.2/2 ≈ 0.6 m。可以预见,这个近超焦距值会因人而略有不同,其原因可能与视网膜视细胞功能的强弱有关,而这些差异会直接影响视网膜可容许弥散圆直径的大小,进而影响到近超焦距的大小。从人眼分辨力存在个体间差异的事实,也很好地反证了视细胞功能有强弱之分。同样可以预见,如将正视眼获最大景深的近超焦距原理应用到人工晶状体的植入术中,则术后视力的改善肯定是令人鼓舞。笔者认为,植入的人工晶状体要想获得更好的远、近视力,则必须同时具备三要素:一是植入的度数正好与该眼的光学系统相匹配;二是植入的位置正好是该眼光学系统调焦范围的前极限位上;三是没有损伤到虹膜组织以确保瞳孔收缩反应的正常。显然,这三要素全都具备确非易事。为方便下一步人工晶状体植入术的全面验证,笔者拟尽快设计出正视眼的三个模型眼(远超焦距、近超焦距和调节超焦距)供临床参考
 

 

 

6  当正视眼调焦到远超焦距物平面时,原先模糊的远超焦距H将缩短1/2,即其近超焦距约为H/2

 

    理解上述近超焦距的定义及明白这个最近清晰点很重要,它其实是绝大多数正视眼静息态与调节态的实际分界点,也是起始点,从这个点(0.6 m)至无限远均无需调节,而是处于一种休息的状态。要想更近、更清晰地视物,则必须借助眼睛的调节才能缩短这个近超焦距。那么正视眼会不会对远超焦距这个物平面聚焦呢?显然,上述有关暗焦点现象已给出了一个明证。如再依据视近调节时晶状体会习惯性前移、前房会变浅的客观事实作进一步推断的话,则正视眼的晶状体常态位置,没有理由不从聚焦无限远的后极限位逐渐推进到前极限位置,以争取 H/2 处至无限远的最大景深,因为调焦于远超焦距这个物平面上能最大化地增加前景深,也即能最有效地减轻视近的调节压力。退一步说,就算人眼不能聚焦于远超焦距物平面上,而是聚焦于无限远处,则其所获得的超大范围的固定景深域也是很令人吃惊的,这便是超焦距模式的最大优势。其实,只要人眼视远清晰了就必然是处于远超焦距状态,也就不可抗拒地会出现从近处某一点至无限远处都清晰的现象。这是所有摄影镜头成像实验都能看得见的事实。毫无疑问,正视眼根本无法掌控亦即无法改变这种固定景深域的出现。因此,Donders[8](1864)认为全程视野都需要调节的假说是不成立的,因为正视眼视远已没了调节的需求 
    笔者通过观测发现正视性老视眼的调节力完全丧失后,其最远的模糊点(近点距离)都没有超出1.5 m,更没有退至无限远,这也表明正视眼并非全程调节,此现象与超焦距定义吻合,加之大量研究暗焦点的文献都已证实人眼存在一个中间静止点位置[13-20],且具有高度稳定性的特征[20-29],这也与超焦距的定义相符。再从正视眼扩瞳麻痹后的景深域看,后景深没有改变(视远清晰),只是改变了前景深(视近模糊),这与超焦距的定义也完全吻合。由此可以判断人眼属于超焦距光学系统。另外,从所有正视性老视眼一生最高的视近配镜度极少超过 +2.50 D 的事实,亦可推断他们年青时常用到的调节幅度即是这个矫正值,而该值仅占到人眼总屈光力(以 60 D 算)的 4% 左右;即便按晶状体总屈光力20 D 算也只占到 12% 左右,仍属微变焦的范畴,因为这个调节幅度并非全靠变焦而来。故从老视眼调节力丧失后的视近配镜度判断,即知人眼属于微变焦光学系统
3.3  调节超焦距的定义 
    当正视眼针对远超焦距或近超焦距启动最大的调节力量方能看清最近的景物,再靠近便模糊不清时,这个最近的清晰点到人眼物方主点之间的模糊距离,即定义为正视眼的调节超焦距(图7A、B)。笔者认为,现实中正视眼的晶状体常态静息位置会有很多种情况,但有两种最为常见,一种是位于后极限位的晶状体,其恰好聚焦于无限远物平面上,由此产生的远超焦距即是该类正视眼的调节起始点(H ≈ 1.2 m),从这个点至其最近的清晰点即是其调节范围(图7A);另一种是位于前极限位的晶状体,其正好聚焦于远超焦距物平面上,由此产生的近超焦距便是该类正视眼的调节起始点(H/2 ≈ 0.6 m),从这个点至其最近的清晰点便是其调节范围(图7B)。显然,调节超焦距的大小直接代表该眼付出调节力的大小。由此看来,只要能有效地缩短这个远、近超焦距,则不论其效能大小,都应归属为人眼的调节范畴才对。然而,Helmholtz & Gullstrand 假说及其修正说[1,5]似乎只认可晶状体的形变为调节,而几乎忽略掉了瞳孔缩小及晶状体前移在人眼联合调节中所起的作用,导致无法解释植入人工晶状体后个别裸眼远视力良好且近视力达1.0[34]的临床现象。早在Helmholtz时代也发现无晶状体眼在配戴远用矫正镜时仍具有较好的近用视力,对此现象当时即引起极大的争论,很多著名眼科学家如 von Graefe、Jaeger、Loring、Silex、Forster 和 Woinow 都认为,无晶状体眼确实存在一些调节力,而另一些著名眼科学家如 Helmholtz、Donders和 Manhardt 则持反对态度[35],认为这种调节力并不存在。也许正是由于 Helmholtz、Donders 的巨大影响力,才有了今日较为片面的人眼调节定义 

 

 

7A  调焦于无限远的正视眼,其调节起始点从远超焦距物平面至最近清晰点止即是其调节范围,

而从最近清晰点至眼物方主点间的模糊距离即是其调节超焦距

 

 

7B  调焦于远超焦距物平面的正视眼,其调节起始点从近超焦距物平面至最近清晰点止即是其调节范围,

而从最近清晰点至眼物方主点间的模糊距离即是其调节超焦距

 

3.4  调节超焦距与近点的区别 
    了解传统定义的近点与调节超焦距之间的差别很有必要。由于调节超焦距是基于远、近超焦距的范围经最大调节力所产生的近点距离进行定义的,因此,判定人眼是否处于超焦距状态很关键,只有无限远的景物能清晰地成像在视网膜上时,则最近清晰点到人眼物方主点之间的这段模糊距离才能称为调节超焦距,因为该值的大小直接体现出人眼调节力的强弱。而传统定义的近点则没有更明确的界定,只要是能看清的最近点便认定是人眼已付出最大调节力的近点。该定义对于正视眼来说是正确的,但对于屈光不正的眼则存在偏差。以近视眼为例,裸眼测出的近点值会比其戴视远矫正镜测出的近点值要小,如是高度近视眼则其差别更明显。究其原因,显然是由于裸眼存在聚焦式景深的视近优势致其固定景深的大幅度前移所致,而非是其最大调节力的真实体现。因此,要想获得屈光不正眼付出最大调节力时的真实近点,则必须对其视远加以矫正,以消除其裸眼聚焦式景深的干扰,只有将其矫正至良好的远视力,即让其聚焦于无限远处,使之变成一个戴着矫正镜的“正视眼”,这样以戴镜测出的近点值与正视眼裸眼测出的近点值才有可比性,这个近点值才符合调节超焦距的定义。如果屈光不正眼以裸眼或戴误差大的视远矫正镜测出的近点值,都不能算作是调节超焦距值,只能算作是近点距离值。这个区分很重要,混淆了就会出现较大的误差。上述 TA 测定出现近视者的暗焦点平均值小于远视者,而正视者居于这两者之间以及个体之间的差别很大,即与此区分不明确有关
 
4  影响人眼超焦距的因素 
     从上述人眼远、近超焦距的定义可知,只要不改变定义中限定的聚焦点,则人眼远、近超焦距相对很稳定,不会随调节强弱而发生明显改变,即与调节的关系不大。除非眼球光学系统发生结构性变化时才会影响到远、近超焦距的稳定,例如老视的出现及加深就极易改变近超焦距的位置,导致景深范围的缩小,但其景深的属性是不会变的,即仍属于聚焦式的固定景深。也就是说,远、近超焦距所对应的景深域都是聚焦式的固定景深域。另外,值得一提的是,近超焦距=远超焦距 H 的1/2,是在聚焦于远超焦距物平面时才成立的。如固定聚焦点偏离了远超焦距物平面,则近超焦距值会随之发生改变,如偏离不大,则其近超焦距仍≈H/2;如偏离过大,则近超焦距≠H/2。 
    严格说,影响人眼超焦距的因素分为两大类,一类是影响人眼远、近超焦距的因素,另一类是影响人眼调节超焦距的因素,前者不涉及调节,而后者则与调节相关,因此宜分开讨论。经归纳,影响人眼远、近超焦距的因素有晶状体常态位置、形状结构及其折射率的渐变,加上眼轴长度、角膜弯曲度的改变以及视敏度的下降等;而影响人眼调节超焦距的因素有视近晶状体形变及原位前移、或因形变至其梯度折射率的改变、加上视近虹膜收缩 (导致瞳孔缩小、促成晶状体非球面、诱发调节微动)等。这些因素都会不同程度地影响到其相应的景深域。 
5  一体化调节机制的提出  
    已知影响人眼调节力的因素众多,涉及的功能组织也不少,尽管睫状肌、虹膜和晶状体都在调节中担当着重要角色,但它们多是各司其职。很显然,要实现最有效的协同调节,人眼肯定存在一个调节测控及总控机制。反观各种调节机制假说,均是着眼于局部某些组织来推测其功能,而几乎忽略掉谁掌控又是如何掌控各组织协同调节等问题,以至于极少有这方面的明确论述。为此,笔者基于上述客观存在的超焦距事实,提出人眼应属于一体化调节机制,包括:(1)视近测控机理(黄斑中心凹的调节测控);(2)视近总控机理(视中枢的总体调控);(3)视近调节机理(睫状肌收缩、晶状体变焦及前移调焦、虹膜收缩等)。下面侧重讨论人眼的视近调节机理兼及视远休息机理。其它两个机理另文详述。
5.1  基于超焦距的视近调节机理           
    当眼睛从超焦距的视远常态转入视近调节时,晶状体的形变和前移调节是由三种不同的推压力促成的。第一种推压力来自睫状肌的收缩,是睫状肌的收缩力推压悬韧带、驱使悬韧带推压晶状体赤道部【请看动画1】;第二种推压力同样来自睫状肌的收缩,是它的收缩引发玻璃体对晶状体后表面同时施加一个前推的支撑力;在这两种推压力下迫使晶状体首次形变和前移;而第三种推压力则来自虹膜的收缩,是它的收缩力阻挡了因睫状肌的收缩引发双重推压力下的晶状体前移,但却抵挡不住晶状体前表面的中央区从瞳孔中突出,也正是这个凸出,才导致晶状体前表面的再次形变,促其产生非球面曲度【请看动画2】。很显然,由睫状肌收缩引发的两种推压力产生了两种不同的调节力,一种是形变(变焦)调节力,一种是前移(调焦)调节力。而由虹膜收缩引发的瞳孔缩小也同样产生了两种不同的调节力,一种是导致晶状体非球面形变的调节力,一种是瞳孔缩小后增加前景深的调节力。笔者认为,这四种调节力联合起来便是眼内相关组织的真实调节力。不难看出,调节力及调节幅度的大小会受到来自眼内四方面因素的直接影响,第一因素来自睫状肌收缩所输出力量强弱的影响;第二因素来自虹膜收缩量引发瞳孔大小的影响;第三因素来自睫状肌与虹膜之间的相互配合,从而迫使晶状体前表面产生非球面曲度增减的影响;第四因素则来自各个协同组织的自身性能改变的影响。例如晶状体失去弹性就意味着其失去了形变的调节力。 
    其实,这种推压调节模式已在某些动物中获得验证,Sivak[36](1980)的研究指出,某些水鸟有能力以睫状肌和虹膜肌肉的方式快速改变晶状体的形状。Bito 等[37](1987)在一个被切除虹膜的3岁猕猴眼中进行动态调节的研究,他们通过植入电极以点刺激动眼神经核诱导调节,在20V(17 D 调节)刺激时观察到前房深度、晶状体厚度和睫状体宽度在1 s 内发生变化,在0.8 s 达到最大值,此时悬韧带放松,而且一些睫状突接近,甚至接触晶状体赤道部。West等[38](1991)通过对幼鸡眼形态学的详细研究,并应用硫酸烟碱(nicotine sulphate)在幼鸡中诱导调节,证实当调节时睫状褶皱迫使悬韧带向前推压晶状体表面,使得晶状体因受挤压而变得更凸。West等[38](1991)介绍了Walls(1942)得出的结论,即“鸡眼的睫状突直接与晶状体的赤道部区域接触”,并提及Meyer(1977)的观点,即“睫状肌的前移推力(轴向),使得睫状突沿着晶状体环形盘均匀地推压晶状体”。Croft 等[39](2006)对24只活猕猴的34只眼(年龄在5.7到26岁之间)实施虹膜切除后,测量它们在调节状态和休息状态的晶状体周隙,并定性评估调节时悬韧带的方向和晶状体的垂悬,结果发现15只眼中有8只年老的猕猴眼调节时的睫状突与其晶状体接触;另外4只青壮年猕猴中,5只眼 Scheimpflug 图像显示下部睫状突在调节时接近或接触晶状体赤道部。这些事实表明,如果睫状肌收缩放松悬韧带后,晶状体真能借助其自身弹性达到最大调节量,则睫状突显然没有这个必要非去接触晶状体,既然接触了那就有力地证明晶状体需要睫状肌的推压力,以增强其形变的调节量。再从睫状突接触到晶状体,亦知其间的悬韧带已被推压成折叠状[40]。 
    值得一提的是,笔者在搜集文献的过程中陆续发现一些假说与笔者的部分假说不谋而合。像19世纪的 Cramer等[4,8,41](1851)指出虹膜的作用可以解释晶状体的非球面形变:即环形纤维和辐射状纤维同时收缩,给晶状体造成压力,致其中央区凸度加大并从瞳孔处突出。尽管 Young[42](1801)和 Langenbeck[4](1849)早于 Cramer发现晶状体前表面存在非球面现象,但都没他描述得那样的精准。Muller[8](1858)也发表了相似的假说,认为睫状肌最外层的作用增加了对玻璃体的压力,以推动晶状体向前从而阻止晶状体后表面凸度的增加,并同时通过虹膜收缩的抵抗力,以增加晶状体前表面的凸度。但是,当他知道睫状肌绝对不会触碰到晶状体后即摈弃了这种观点[4]。随后,Norton[43](1873)也发表了类似的假说,他认定睫状肌不直接作用于调节,但它间接通过膨胀隆起的睫状突形成的环形垫压缩来自赤道部的晶状体物质,使其趋向极部以增加晶状体的凸度来实现视近的调节。此外,他还认为虹膜可直接作用于调节,因为没有证据显示虹膜不是导致晶状体变化的驱动力,且虹膜环形纤维在不影响晶状体的条件下可使瞳孔收缩,故只要有辐射状纤维与环状纤维的联合作用,则虹膜就可以压缩和调节晶状体。Wilson[44](1993)提出的假说更为明确,他认为由睫状体的收缩力驱使悬韧带纤维直接压缩晶状体赤道部,使得晶状体前后表面变得更凸。可遗憾的是,这些假说都没有得到进一步的完善,以至未被公认。 
    回顾 Helmholtz[1](1855)和 Gullstrand [2](1908)的调节假说,可知他们所描述的调节属于被动调节,由于睫状肌收缩时悬韧带被假定为放松,而晶状体也被假定是借助其自身弹力隆起进行调节的。这样一来,当人眼从视远瞬间转入视近时,其调节反应的速度完全取决于晶状体自身弹力隆起的响应速度。若按Gullstrand[3](1911)所说的:“人们很容易证实晶状体的物质明显缺少弹性”,再加上不少研究已揭示,晶状体表现出粘弹的特性[45-51] ,则其隆起的响应速度必然滞后。很显然,这种配合是极其被动的,也是难以控制的。因为睫状肌的收缩力越强,悬韧带就越放松,可以设想,此时的睫状肌根本无法通过已放松的悬韧带控制晶状体的活动。也就是说,睫状肌成了调节过程中的配角,而晶状体反倒成了主角。这种完全依赖晶状体自身弹力隆起的被动调节模式,显然不是人眼在调节进化过程中的首选模式。反观笔者提出的“是睫状肌的收缩力推压悬韧带、驱使悬韧带推压晶状体产生形变”,看得出这个调节过程属于主动调节,因为睫状肌完全控制着晶状体,它通过调控其收缩力的强弱直接推压悬韧带,促使悬韧带推压晶状体以实现有效的形变调节。也正是这种推压作用,才确保在调节时的晶状体很稳定[52-56]而不受重力的影响。因此,笔者认为这种主动调节才是人眼在调节进化过程中的首选模式。毫无疑问,能让晶状体产生最快甚至最大的形变力且能有效地调控其形变量的,只有推压调节模式能达到。除此之外,Tscherning[4]& Schachar[5]的拉伸调节模式达不到,因为实验已证明加大拉伸反而导致屈光力的下降[57-58 *],这使得眼睛难以调控;同样 Helmholtz[1] & Gullstrand[2]的自弹调节模式更不行,因为该模式最致命的缺陷是不能有效地调控晶状体形变量的大小。 
    为何 Helmholtz 和 Gullstrand 包括 Schachar 在内,还有不少学者都认可睫状肌收缩时悬韧带是松弛的说法,这与相继被观察到[39,58-59]睫状肌收缩时悬韧带外观呈弯曲状,甚至折叠[40],从而推测其肯定是处于松弛状态。殊不知,睫状肌的收缩推压同样会迫使悬韧带弯曲,也许正是这种貌似“松弛”的假象,才导致了他们的误判。其实要区分悬韧带弯曲究竟是睫状肌收缩推压引起,还是其自身松弛所致同样可用重力来验证:如悬韧带在调节时是松弛状,则位于晶状体上部的悬韧带必因晶状体的重量下坠而被拉直,故上部的悬韧带理应不存在弯曲状,且整个晶状体会因下坠而偏离视轴的中心;如果是睫状肌的收缩推压引起的,则晶状体上部的悬韧带无疑仍保持着弯曲状,尽管存在晶状体重力的影响,但由于有睫状肌向心收缩推压悬韧带的托力,使得整个晶状体在调节时趋向稳定,且会随着调节力的增加获得进一步的增强,这无形中起到稳住整个晶状体不让其偏离视轴中心的作用,即便有所偏离也远比悬韧带处于松弛状的小得多。很显然,只要验证出上部悬韧带仍存在弯曲现象,那怕小于下部悬韧带的弯曲量,也同样能反映出人眼用的是推压调节模式。很巧,Croft 等[39](2006)在切除虹膜的猕猴眼研究报告中就提供了这方面的佐证,文中图3的注解明确指出“处于超刺激条件时,调节状态下的悬韧带纤维下部比上部更放松”。这表明上部悬韧带仍是弯曲状,未出现拉直迹象就很能说明问题。其实细分析 Helmholtz[1]和 Gullstrand[2]的调节机制,也很难得出悬韧带松弛时其外观是呈弯曲状的结论。从他们认为晶状体是极富弹性的观点来看,当睫状肌收缩放松悬韧带的一瞬间,可想而知,原被牵拉压迫成扁平状的晶状体所暴发出的反弹力应是不小的,在隆起的瞬间必然导致其直径的缩小,进而施加张力于悬韧带上,以致悬韧带被拉直是不可避免的,甚至连睫状肌也会受晶状体的反弹力通过悬韧带被牵拉一把。此现象可从牵拉弹性体的实验中获得见证请看实验视频1-正在准备录制中,请稍后查看】。所以,从这一点上看,经典的调节理论认为悬韧带放松呈弯曲状显然缺乏实验支持,尤其当悬韧带呈折叠状时,更是无法做出合理的解释。唯有用睫状肌收缩推压悬韧带呈弯曲状,甚至折叠状的解释才合乎常理。
5.2  基于超焦距的视远休息机理 
    应该说,这一机理与视近调节机理同等重要。笔者认为,当眼睛视远时,睫状肌将会迅即恢复到松弛常态,此时弯曲的悬韧带与变凸的晶状体由于没有了睫状肌收缩推压的作用力,它们迅即借助其自身的反作用力所产生的张力得以复原,而复原后的晶状体除了部分聚焦无限远外,更多的正视眼晶状体应是聚焦于远超焦距这个物平面上,以获取最大景深。有关“暗焦点”现象已印证了这一点[12-33]。 
    反观 Helmholtz[1](1855)的视远假说,由于其将调节假说设定是晶状体依靠其自身弹性隆起来调节的,显然,要想再看远,他唯有用“牵拉”的假说才能进行合理的解释。因为自动弹起来的晶状体如没有外力的“牵拉”肯定是变不了扁平的,也正是这个原因,才导致他别无选择地采用“牵拉”的假说令晶状体变扁平,以符合人眼视远时屈光度下降的事实。另一方面,他也迫于视远时人眼是处于休息状态这一事实,又不得不将睫状肌说成是“放松”状态,即处于不做功的休息状态,并把“牵拉”晶状体的重任单独留给悬韧带来完成。但毫无“动力”的悬韧带在“失去”睫状肌的依托下,凭什么就一定能将富有弹性的晶状体“牵拉”致扁平?它的“牵拉力”靠什么来产生?又是依靠什么作它的“牵拉支撑点”来维持长时间视远时晶状体所处的扁平状态?尽管 Helmholtz[1]和 Gullstrand[2]都以脉络膜作为假说,然而却缺乏相应的实验支持。解剖证实,悬韧带与睫状突-睫状肌紧密相连,试想,脉络膜隔着睫状肌去给悬韧带发力,其间的“牵拉折腾”,难道夹在中间的睫状肌丝毫不受影响仍能“放松”得下?这显然是不可信的请看实验视频2-正在准备录制中,请稍后查看】。再以 Gullstrand[2](1908)精确模型眼的数据为例,晶状体的屈光力由调节放松时的 19.11 D 增至最大调节时的 33.06 D,其间的自弹量为 13.95 D。即人眼要重新视远,则必须通过悬韧带牵拉,将最大调节时的 33.06 D 拉降至 19.11 D。但究竟能不能拉降13.95 D,笔者未发现有这方面的验证。其实只要做一下牵拉实验即可鉴别:根据 Helmholtz[1](1855)的说法,离体的晶状体等于体内最大调节状态,故可用其悬韧带直接牵拉,看能否将其屈光度下降13.95 D 而不发生悬韧带断裂;再看达到13.95 D时所用的牵拉距是否超出眼内晶状体的周隙距,如果未达到13.95 D就已发生悬韧带断裂,或达到这个度数却超出了眼内晶状体的周隙距,则只能反证 Helmholtz“牵拉”假说的不成立。从上述不难看出,悬韧带牵拉晶状体致扁平的荷载量远远大于睫状肌收缩让晶状体自弹的荷载量。也即是说,从力学角度看,如 Helmholtz 的假说成立,则人眼视远做功所耗费的能量必将远远大于视近。而事实却恰好相反,因为人眼视远无需做什么功,故极少有视远疲劳症的出现,倒是视近疲劳症极易发生。可见,这种有违常理的“牵拉”假说是很值得反思的。 
     笔者觉得,人眼完全没必要非将晶状体“牵拉”压迫致扁平才能视远,且压迫致扁平本身也体现不出人眼是处于休息状态。因此,笔者认定人眼由视近转向视远,实质上是从调节状态复原回到调节前的常态而已,这个常态才是可信的人眼休息状态。由于该常态被笔者定义为正视眼的超焦距状态,尽管有远、近超焦距之分,但笔者相信绝大多数的正视眼会恰好聚焦到远超焦距这个物平面上以获取最大景深,在这个范围内,该类正视眼无需再作变焦调节,只有在近超焦距范围内才动用到变焦功能。也就是说,该类正视眼只需微变焦,再配合适度的前移调焦以及瞳孔的收缩调节等,即能满足视近的要求。如果没有远、近超焦距作为大前提,则单靠微变焦肯定是不行的。可见,这个远、近超焦距在人眼光学系统中,尤其在视近调节中发挥着极其重要的作用。也正是由于属微变焦,所以人眼在视近时是感觉不出因微变焦引发的那一点点视野变化的,同样也察觉不出因微变焦引发的那一点点景物前后微动以及微缩放现象的。要是大变焦的话,人眼看到的景物无疑会飘移不定,这种现象都可以通过所有的变焦摄影实践中观察到。因此,笔者得出的结论是:晶状体在最大调节时的变焦量不大,相对其自身总焦度而言属于微变焦范畴。尽管是微变焦,也许它对改变调节超焦距不是很大,但如果晶状体已处于聚焦远超焦距物平面上,则其在获得最大景深的基础上再适度的前移调焦,这对进一步地缩短调节超焦距的作用是不容低估的,加上虹膜收缩引发的瞳孔缩小以及晶状体非球面形变所产生的调节力,这无疑已能最大化地满足了人眼的视近需求。因此,笔者有理由坚信,这个源于实验、基于超焦距的视远休息机理及视近调节机理,必定能经得起实践的进一步检验
 

特别志谢  在笔者6年多的研究过程中,首先要感谢美国 Ronald A. Schachar 博士的热心支持!是他及时为笔者提供了他的80多篇论文,这给笔者准确理解他所提出的调节机理起到了关键的作用。其次要感谢广西南宁市第一人民医院眼科周炜主任!是他在 UBM 实验中的精湛技术,截获了不少人眼调节的珍贵视频和图片,这给笔者深入理解调节机理同样起到了关键的作用。接着还要感谢笔者的翻译团队,尤其是王英女士!是她翻译了大量的参考文献,为笔者的顺利研究提供了有力的保障。 
 

参考文献

[1] von Helmholtz HH. Helmholtz’s treatise on physiological optics[M]//Southall JPC, ed. Mechanism of accommodation. New York: Dover Publications, 1909:143-172. 
[2] Gulsatrand A. Mechanism of accommodation. Helmholtz’s treatise on physiological optics[M]//Southall JPC, ed. Mechanism of accommodation. New York: Dover Publications,1909:382-415.
[3]Gullstrand A. How I found the mechanism of intracapsular accommodation[J]. Nobel Lecture, 1911, December 11 [http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1911/gullstrand-lecture.pdf] 
[4] Tscherning ML. Accommodation. Physiologic optics[M]. 3rd ed. Philadelphia: Keystone; 1920:192-228.
[5] Schachar RA. Cause and treatment of presbyopia with a method for increasing the amplitude of accommodation [J]. Ann Ophthalmol, 1992, 24:445-447,452.
[6] 贺修桂,肖绪瑚,李开源,等. 摄影手册[M]. 北京:中国摄影出版社, 1985:32-35.
[7] 沙占祥. 摄影镜头的使用技巧[M]. 北京:中国摄影出版社, 2004:63-99,119-176.
[8] Donders FC. Accommodation and refraction of the eye[M]. Now York: Krieger Publishing, 1979:10-28, 38-79.
[9] 李凤鸣. 中华眼科学[M]. 2版. 北京:人民卫生出版社, 2005:2313-2467.
[10] 徐广第. 眼科屈光学[M]. 4版. 北京:军事医学科学出版社, 2005:133-137.
[11] 王幼生, 廖瑞端,刘泉,等. 现代眼视光学[M]. 广州:广东科技出版社, 2005:153-179.
[12] 汪芳润. 近视眼[M]. 上海:上海医科大学出版社, 1996:128-160.
[13] Baker R, Brown B, Garner L. Time course and variability of dark focus[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1983, 24:1528-1531.
[14] Leibowitz HW, Owens DA. Anomalous myopias and the intermediate dark focus of accommodation[J]. Science, 1975, 189:646-648. 
[15] Leibowitz HW, Owens DA. New evidence for the intermediate position of relaxed accommodation [J]. Doc Ophthalmol, 1978, 46:133-147.
[16] Hennessy RT, Iida T, Shiina K, The effect of pupil size on accommodation[J]. Vision Res, 1976, 16:587-589.
[17]Johnson CA. Effects of luminance and stimulus distance on accommodation and visual resolution[J]. J Opt Soc Am, 1976, 66:138-142.
[18] Johnson CA, Post RB, Tsuetaki TK. Short-term variability of the resting focus of accommodation[J]. Ophthalmic Physiol Opt, 1984, 4:319-325.
[19] Gilmartin B, Hogan RE, Thompson SM. The effect of Timolol Maleate on tonic accommodation, tonic vergence, and pupil diameter[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1984, 25:763-770. 
[20] McBrien NA, Millodot M. The relationship between tonic accommodation and refractive error[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987, 28:997-1004
[21] Heron G, Smith AC, Winn B. The influence of method on the stability of dark focus position of accommodation[J]. Ophthalmic Physiol Opt, 1981, 1:79-90. 
[22] Miller RJ. Temporal stability of the dark focus of accommodation[J]. Am J Optom Physiol Opt, 1978, 55:447-450.
[23] Miller RJ. Mood changes and the dark focus of accommodation[J]. Percept Psychophys, 1978, 24:437 -443.
[24] Owens RL, Higgins KE. Long-term stability of the dark focus of accommodation[J]. Am J Optom Physiol Opt, 1983, 60:32-38.
[25] Krumholz DM, Fox RS, Ciuffreda KJ. Short-term changes in tonic accommodation[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1986, 27:552-557.
[26] Mershon DH, Amerson TL Jr. Stability of measures of the dark focus of accommodation[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1980,19:217-221.
[27] Post RB, Johnson CA, Tsuetaki TK. Comparison of laser and infrared techniques for measurement of the resting focus of accommodation: mean differences and long-term variability[J]. Ophthalmic Physiol Opt, 1984, 4:327-332.
[28] Fisher SK, Ciuffreda KJ, Hammer S. Interocular equality of tonic accommodation and consensuality of accommodative hysteresis [J]. Ophthalmic Physiol Opt, 1987, 7:17-20. 
[29] Smith G. The accommodative resting states, instrument accommodation and their measurement[J]. Optica Acta, 1983, 30:347-359.
[30] Zadnik K, Mutti DO, Kim HS, et al. Tonic accommodation, age, and refractive error in children[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1999, 40:1050-1060.
[31] Simonelli NM. The dark focus of the human eye and its relationship to age and visual defect[J]. Hum Factors, 1983, 25:85-92.
[32] Whitefoot H, Charman WN. Dynamic retinoscopy and accommodation[J]. Ophthalmic Physiol Opt, 1992, 12:8-17.
[33] Mordi JA, Ciuffreda KJ. Static aspects of accommodation: age and presbyopia[J]. Vision Res, 1998, 38:1643-1653.
[34] 马波, 王从毅, 陈莉,等. 1CU 可调节人工晶状体眼拟调节力临床分析[J]. 国际眼科杂志, 2007, 7: 100-104.
[35] Bettman JW. Apparent accommodation in aphakic eyes[J]. Am J Ophthalmol, 1950, 33:921-928. 
[36] Sivak JG. Avian mechanisms for vision in air and water[J]. Trends Neurosci, 1980, 3:314-317. 
[37] Bito LZ, Kaufman PL, Neider M, et al. The dynamics of accommodation(ciliary muscle contraction, zonular relaxation and lenticular deformation)as a function of stimulus strength and age in iridectomized rhesus eyes[J].Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987, 28:S319.
[38]West JA, Sivak JG, Doughty MJ. Functional morphology of lenticular accommodation in the young chicken (Gallus domesticus)[J]. Canad J Zool, 1991, 698:2183-2193. 
[39] Croft MA, Glasser A, Heatley G, et al. The zonula, lens, and circumlental space in the normal iridectomized rhesus monkey eye[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2006, 47:1087-1095. 
[40] Bito LZ, Kaufman PL, DeRousseau CJ, et al. Presbyopia: an animal model and experimental approaches for the study of the mechanism of accommodation and ocular ageing[J]. Eye, 1987, 1 ( Pt 2): 222-230.
[41]Tonkelaar D, Henkes HE, van Leersum GK. Antonic cramer’s explanation of accommodation[J]. Doc Ophthalmol, 1990, 74: 87-93. 
[42] Young T. The Bakerian Lecture: On the mechanism of the eye[M]// Philosophical Transactions of the Royal Society of London. London: Royal Society, 1801, 91:23-88.
[43] Norton AT. The mechanism of accommodation of the eye[J]. Br Med J, 1873, 2:749-750. 
[44] Wilson RS. A new theory of human accommodation: cilio-zonular compression of the lens equator[J]. Trans Am Ophthalmol Soc,1993, 91: 401-419.
[45] Itoi M, Ito N, Kaneko H. Visco-elastic properties of the lens[J]. Exp Eye Res, 1965, 4:168-173. 
[46] Kikkawa Y, Sato T. Elastic properties of the lens[J]. Exp Eye Res, 1963, 2:210-215. 
[47] Czygan G, Hartung C. Mechanical testing of isolated senile human eye lens nuclei[J]. Med Eng Phys, 1996, 18:345-349.
[48] Beers AP, van der Heijde GL. Presbyopia and velocity of sound in the lens[J]. Optom Vis Sci, 1994, 71:250- 253.
[49] Beers AP, van der Heijde GL. In vivo determination of the biomechanical properties of the component elements of the accommodation mechanism[J].Vision Res, 1994, 34:2897-2905. 
[50] Beers AP, van der Heijde GL. Age-related changes in the accommodation mechanism[J]. Optom Vis Sci, 1996, 73:235-242. 
[51] Tiffany JM, Koretz JF. Viscosity of alpha-crystallin solutions[J]. Int J Biol Macromol, 2002, 30:179- 185.
[52] Schachar RA, Cudmore DP. The effect of gravity on the amplitude of accommodation [J]. Ann Ophthalmol, 1994, 26:65-70.
[53] Schachar RA, Koivula A. The stress on the anterior lens surface during human in vivo accommodation [J]. Br J Ophthalmol, 2008, 92:348-350.
[54] Sokolowska A, Thorn F. Accommodation induced changes in crystalline lens position [J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2003, 44:4072.
[55]郑穗联, 张艳玲,蔡剑秋, 等. 调节发生时屈光因素变化的初步分析[J]. 中国中医眼科杂志, 2001, 14:10-12.
[56] Kirschkamp T, Dunne M, Barry JC. Phakometric measurement of ocular surface radii of curvature, axial separations and alignment in relaxed and accommodated human eyes[J]. Ophthalmic Physiol Opt, 2004, 24: 65-73.
[57] Schachar RA. The effect of equatorial stretching of the human crystalline lens on accommodative amplitude[J/OL]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2003, March 14: eLetter[2013-01-03]. http://www.iovs.org/content/44/1/250/reply#content-block
[58*] Shung VW. An analysis of a crystalline lens subjected to equatorial periodic pulls, doctorial thesis. Department of Civil Engineering, University of Texas at Arlington. Arlington, Texas. 2002;P139-142  注:该条文献被编审删除不给用,然而在发表的文稿中却没有删去相应的标号,以致读者将[58]文献误解成本条文献。
[58] Brown N. The shape of the lens equator[J]. Exp Eye Res, 1974, 19:571-576. 
[59] Ludwig K, Wegscheider E, Hoops JP, et al. In vivo imaging of the human zonular apparatus with high- resolution ultrasound biomicroscopy[J]. Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol, 1999, 237:361-371.

【发表评论】
 
焦点人物简介

关于我们 | 合作加盟 | 服务资费 | 常见问题 | 分站管理 | 联系我们
《中华人民共和国增值电信业务经营许可证》许可证编号:桂B2-20030026 咨询电话:0771-4802387 传真:0771-4802317 邮箱:Job@eyeworld.cn
地址:中国广西南宁市星光大道17号 国际经贸大厦21层A座 邮编:530031 广西嘉奇医用科技有限公司 版权所有