3 – Il diottro oculare ametrope

Il diottro oculare in cui i raggi provenienti dall’infinito non vengono messi a fuoco sulla retina, in condizioni di assoluta assenza di accomodazione, è detto ametrope, aggettivo formato dalla parola composta AMETROPIA derivata dal greco:

a (alfa negativo), métron = misura, ops (gen. di opos) = dell’occhio  à non (giusta) misura dell’occhio.

L’occhio ametrope presenta una lunghezza sproporzionata alla distanza focale del diottro, per cui il fuoco non viene a coincidere esattamente con la retina; può essere considerato un occhio patologico, necessita di un sistema ottico aggiuntivo o di una modifica del suo potere diottrico per percepire le immagini a fuoco.

L’occhio ametrope con fuoco posteriore alla retina, con uno sforzo accomodativo, può ugualmente portare il fuoco sulla retina: l’accomodazione determina un aumento del potere del diottro, riducendo la distanza focale fino a farla coincidere con la retina.

Perché si abbia una ametropia è sufficiente che sia modificato uno solo dei parametri ottici necessari per un perfetto equilibrio tra il potere diottrico e la lunghezza del bulbo.

In base alle caratteristiche del diottro possiamo dividere le ametropie in sferiche (diottro sferico, anche se ametrope) e asimmetriche o astigmatiche  (diottro asimmetrico).

3.1 – Ametropie sferiche

Il diottro con ametropia sferica presenta, come quello emmetrope, un fuoco puntiforme; il rapporto  F/L non è più uguale all’unità, potrà essere inferiore o superiore determinando tipi di ametropia diversi.

Fattori ametropizzanti

Questi fattori determinano un’alterazione dei parametri ottici necessari perché sia mantenuto costante il rapporto distanza focale/ lunghezza del bulbo.

Dalle seguenti

                              n_{2 *} R
              F   =   ^{______________}                  L = F       (condizione perché si abbia emmetropia)
                             n₂ - n₁    

 possiamo ricavare:

                             n_{2 *} R
              L   =   ^{______________} 
                                       n₂ - n₁

Questa è la relazione che deve essere soddisfatta perché il diottro oculare sia emmetrope; se solo uno dei fattori che compongono la relazione si modifica, si produrrà una ametropia.

Esaminiamo singolarmente i vari fattori che compongono la relazione: 

Fattori assiali

L – lunghezza del bulbo

Se la lunghezza antero–posteriore aumenta o diminuisce, rimanendo invariato il potere diottrico, il fuoco del diottro cadrà rispettivamente al davanti o al di dietro della retina. In tal modo si producono le AMETROPIE ASSIALI.

Fattori refrattivi

R – raggio di curvatura corneale

Modificando il raggio di curvatura corneale, si avrà una variazione del potere del diottro con conseguente variazione della distanza focale e non coincidenza del fuoco con la retina. In pratica cambia la rifrazione del diottro e si ha una AMETROPIA REFRATTIVA.

n₂ – indice di rifrazione del secondo mezzo

Variando l’indice di rifrazione del secondo mezzo, cioè interno dell’occhio, che è il risultato di tutti gli indici di rifrazione (considerando l’occhio, per semplicità, un diottro unico), si modificherà il potere diottrico dell’occhio, e quindi anche il fuoco, provocando una AMETROPIA REFRATTIVA D’INDICE (INTERNO). Una variazione di uno qualsiasi dei singoli indici di rifrazione interni è causa di una ametropia d’indice. Il più frequente ad essere chiamato in causa è l’indice di rifrazione del cristallino, che con l’età e l’insorgenza della cataratta aumenta fino a determinare un errore di fuoco fino a 5-6 D, cioè la distanza focale può diventare di 22 mm (si produce così una miopia d’indice , che esamineremo più avanti).

n₁ – indice di rifrazione del primo mezzo

Anche l’indice di rifrazione del primo mezzo, cioè l’aria , può cambiare. Queste variazioni possono dipendere dalla semplice variazione di densità per la pressione o anche dalla variazione di composizione della miscela gassosa, queste variazioni in genere sono molto piccole da essere considerate trascurabili. L’indice del primo mezzo può cambiare perché cambia totalmente il mezzo, per esempio può essere l’acqua (aprendo gli occhi immersi nell’acqua). Cambiando questo indice si avrà una variazione del potere diottrico con allontanamento del fuoco dalla retina. Anche questa è una AMETROPIA REFRATTIVA D’INDICE (ESTERNO), ma da cause esterne all‘occhio.

Nel caso particolare che il primo mezzo è l’acqua avremo i seguenti valori:

D_T = 18,4       (potere complessivo del diottro oculare in stato di rilasciamento accomodativo)

         con     F₂ = 80,3 mm

D_T = 33          (potere complessivo del diottro oculare in stato di massima accomodazione)

         con     F₂ = 44,8 mm

Come si può notare dai precedenti valori di distanza focale, anche in stato di massima accomodazione, l’occhio immerso in acqua non è in grado di mettere a fuoco sulla retina, ma in un punto molto distante, circa 10,8 mm. Quindi l’occhio nell’acqua è troppo corto per il suo potere diottrico (si produce così una ipermetropia, che esamineremo più avanti).

Per semplicità l’occhio è stato considerato un diottro unico, tuttavia le stesse considerazioni possono essere fatte per ogni singolo diottro del diottro oculare composto.

Tipi di ametropie sferiche

Possiamo dividere le ametropie sferiche, in base alla posizione del fuoco rispetto alla retina, in: ipermetropia, miopia.

Ipermetropia

Nel diottro ipermetrope i raggi provenienti dall’infinito, cioè paralleli, vengono messi a fuoco dietro la retina, in condizioni di completa assenza di accomodazione. Per valori non troppo elevati, con l’accomodazione è possibile portare il fuoco sulla retina e percepire l’immagine a fuoco.

Nell’ipermetropia, essendo F>L, il rapporto tra la distanza focale e la lunghezza dell’occhio sarà maggiore di 1:

                       F                                      F = distanza focale del diottro oculare
                    ^_____   >  1                        L =  lunghezza del bulbo
                       L

Esempio di calcolo della differenza di potere diottrico tra potere reale e potere necessario per la emmetropia in caso di ametropia ipermetropica di tipo assiale:

L = 23 mm (lunghezza del bulbo più corto di un bulbo normale di 1 mm)

f  = 24 mm (fuoco per una lunghezza del bulbo normale)

dalla formula

                            n₂   
                         f   = ^_____  
                                   D           

ricaviamo

                                    n₂                                                                 n₂
                          D = ^______                       e anche            DD =   ^_________
                                     f                                                                L - f

per cui la differenza diottrica sarà 

                 1,479              1,479
  DD = ^___________  = ^__________ =  ^_1,479
                23 ^_ 24               ^_1

Cioè per ogni mm di differenza di lunghezza tra bulbo e fuoco insorge una ametropia di 1,479 D (circa una diottria e mezza), nel caso che la differenza tra lunghezza del bulbo e fuoco è negativa (cioè se la prima è minore della seconda) si avrà una ipermetropia.

Miopia

L’occhio miope ha un potere diottrico eccessivo in rapporto alla lunghezza del bulbo, per cui i raggi provenienti dall’infinito, cioè paralleli, vengono messi a fuoco anteriormente alla retina. In nessun modo l’accomodazione può migliorare questa situazione perché è in grado solo di aumentare il potere diottrico e quindi allontanare anteriormente il fuoco.

Nella miopia, essendo F<L, il rapporto tra la distanza focale e la lunghezza dell’occhio sarà minore di 1:

                        F                                       F = distanza focale del diottro oculare
                    ^_____   <  1                          L =  lunghezza del bulbo
                       L

 Esempio di calcolo della differenza di potere diottrico tra potere reale e potere necessario per la emmetropia in caso di ametropia miopica di tipo assiale:

L = 25 mm (lunghezza del bulbo più, lungo di un bulbo normale di 1 mm)

f  = 24 mm (fuoco per una lunghezza del bulbo normale)

              1,479                1,479
 DD = ^___________  = ^__________ =  1,479
             25 ^_ 24                 1

Nel caso che la differenza tra lunghezza del bulbo e fuoco è positiva (cioè se la prima è maggiore della seconda) si avrà una miopia.

3.2 – Ametropie asimmetriche o astigmatiche

Il diottro con ametropia asimmetrica o astigmatica non presenta un unico punto di fuoco, ma due linee di fuoco, una orizzontale e una verticale, una anteriore ed una posteriore, dovute alla differenza di  potere diottrico dei due meridiani principali. Lo spazio compreso tra queste due linee è detto intervallo di Sturm (vedi capitolo primo).

Tra  tutte le due linee focali del conoide esiste un piano che presenta un’area di forma circolare detta “cerchio di minore diffusione o confusione”.   Questo cerchio di minore diffusione o confusio­ne,  può considerarsi come il valore medio delle due distanze focali, il valore diottri­co equivalente  all'analogo diottro sferico simmetrico.

Anche le ametropie astigmatiche presentano gli stessi fattori ametropizzanti di quelle sferiche, tuttavia non è possibile calcolare matematicamente la posizione di un punto focale.

L’anomalia fondamentale che si crea nelle ametropie astigmatiche è dovuta alla mancanza di un fuoco, ciò determina una sfuocatura dell’immagine in qualsiasi punto del conoide di Sturm, l’occhio non è in grado in alcun modo di modificare tele situazione. Solo a livello del cerchio di minore confusione è possibile avere l’immagine più nitida.

Nell’astigmatismo l'accomodazione non è in grado di risolvere o migliorare l’ametropia, ma riesce solo a spo­stare la posizione del conoide di Sturm rispetto alla retina, in modo da far coincidere con la sulla superficie retinica o una delle due linee focali o il cerchio di minor confusione.

L’astigmatismo può essere causato da una anomalia di curvatura sia la cornea che il cristallino. Questa situazione refrattiva è dovuta in genere ad un'anomalia congenita della cor­nea .  Una curvatura verticale maggio­re di quella orizzontale (0,25-0,50 diottrie) è un difetto co­mune, tanto da essere considerato fisiologico. L’astigmatismo di curvatura di tipo acquisito è dovuto a cheratocono, a pro­cessi infiammatori, ad ulcere corneali, ad interventi chirurgici e a  neoformazioni palpe­brali.

Una anomalia di curvatura del cristallino può determinare un astigmatismo, ma in genere èdi piccola entità; può essere un po' obliquo o spostato rispetto all'asse del diottro, determinando astigmatismo da de­centramento; un astigmatismo analogo è determina­to dalla sublussazione del cristallino. Nelle persone anziane, l'astigmatismo cristallinico può essere dovuto ad ano­malie refrattive delle varie zone del cristallino, per una iniziale cataratta, questo è detto astig­matismo d’indice.

In pratica l'astigmatismo oculare totale è dato dalla combinazione di diversi astigmatismi presenti ai vari livelli del diottro composto.

Classificazione degli astigmatismi in base agli assi

L’esse dell’astigmatismo è una linea immaginaria perpendicolare al meridiano del diottro presa in considerazione. È possibile classificare gli astigmatismi in base alla posizione di questi due assi.

Astigmatismo regolare:

se gli assi dei meridiani principali sono ad angolo retto. 

Astigmatismo ad assi obliqui:

se i due assi inve­ce di essere verticali ed orizzontali sono incli­nati secondo una direzione obliqua, pur formando sempre fra loro un angolo retto.

Astigmatismo biobliquo:

se gli assi non formano tra loro angoli retti, si incrociano obliquamente,

Astigmatismo irregolare:

se la refrazione è irrego­lare nei vari meridiani; questo tipo di astigmatismo in genere è  incorreggibile con le lenti convenzionali. Astigmatismo irregolare si ha nel cheratocono e negli esiti di leucomi corneali.

L'astigmatismo più frequente è quel­lo regolare, in cui esiste una differenza di curvatura fra i due meridiani principa­li, perpendicolari l'uno all'altro. In uno il potere diot­trico è massimo, nell'altro è minimo. I raggi paralleli che penetrano nel diottro lun­go il meridiano di massimo potere saranno messi a fuoco sulla prima linea focale, mentre quelli che inve­ce penetrano attraverso il meridiano di potere minore andranno a fuoco sulla seconda linea focale. Se il meridiano verticale  ha il potere maggiore l'astigma­tismo è detto secondo regola; mentre se il meridiano di potere maggiore è quel­lo orizzontale, l'astigma­tismo è detto  contro regola.

Classificazione secondo la posizione delle due linee focali

• Astigmatismo semplice

Si ha un astigmatismo semplice quando una delle linee focali cade sulla retina, in base a come cade la seconda linea focale avremo:

astigmatismo miopico semplice:

la seconda linea focale cade al davanti della retina;

astigmatismo ipermetropico semplice:

 la seconda linea focale cade dietro la retina.

• Astigmatismo composto

Nell’astigmatismo composto nessuna delle due linee focali coincide con la retina, ma entrambe al davanti o al di dietro, in base a come cadono le due linee focali avremo:

astigmatismo miopico composto:

entram­be le linee focali sono o al davanti della retina;

astigmatismo ipermetropico composto:

entram­be le linee focali sono o al di dietro della retina.

• Astigmatismo misto

Nell’astigmatismo misto una delle li­nee focali cade al davanti e l'altra al di dietro della retina.

3.3 – Particolari ametropie 

Alterata capacità accomodativa

La capacità accomodativa diminuisce con l’età, già dall’età di 12 anni l’accomodazione si riduce progressivamente, anche se non determina alcuna sintomatologia soggettiva perché il residuo minimo è sufficiente per portare il fuoco sulla retina fino a circa 40 anni. A questa età  il punto prossimo supera i 30-35 cm, distanza media di lettura e di qualsiasi attività che necessita di accomodazione, per cui compaiono i primi sintomi dovuti alla incapacità dell’occhio di mettere a fuoco a meno di 35 cm. La sintomatologia verrà approfondita nei prossimi capitoli.

La causa della presbiopia è la progressiva riduzione della capacità di aumentare il suo potere diottrico da parte del cristallino, per cui si riduce la differenza tra potere massimo e potere minimo del diottro oculare, con conseguente allontanamento del punto prossimo.

La capacità di variare il potere diottrico del cristallino dipende essenzialmente dalla sua elasticità, che si riduce progressivamente con l’età. La perdita di elasticità del cristallino è dovuta ad una modifica delle sue caratteristiche chimico - fisiche che si verificano con il passare degli anni.

Nella tabella seguente sono riportati i valori della distanza del punto prossimo e il potere accomodativo in diottrie: 

Afachia

Il termine di «afachia» si indica l’assenza del cristallino, la parola deriva dal greco:

a (alfa negativo, assenza), phaké (lente) = assenza del cristallino.

La condizione di assenza del cristallino può essere dovuta a cause chirur­giche, esiti di intervento per catarat­ta, trau­matiche, lussazione della lente in camera vitrea o all'esterno del­l'occhio, o malformative.

Attualmente la condizione di afachia chirurgica è rara perché dopo l’estrazione del cristallino si applica il “cristallino artificiale” o IOL che determina la cosiddetta  pseudofùchia, che dal punto di vista ottico si ottiene un diottro composto molto simile all’occhio normale (fachico).

L’afachia determina la assenza completa del cristallino con conseguente assenza dell’accomodazione e riduzione del potere complessivo del diottro oculare.

 Eseguendo la somma algebrica dei poteri dei vari diottri componenti il sistema rifrattivo oculare , escluso il cristallino, avremo il potere totaledell’occhio afachico:

 D_T =  D₁ + D₂ + D₃ = 43,552 + 4,615 + (-5,882) = 42,285

In pratica il potere complessivo si riduce di circa 19 diottrie che è il potere diotrico del cristallino a riposo accomodativo.

La distanza focale sarà:

                             n₂               1,479
                         f₂  = ^_____  =  ^{_____________}   =  0,035 m  =  35  mm
                                    D              42,285

Il fuoco posto a 35 mm è posteriore alla retina, per cui si verifica una ipermetropia elevata di circa 19 diottrie. Il punto remoto diventa virtuale e i punti principali più anteriori.

Nell’afachia  l'occhio  riceve anche le  lun­ghezze d'onda di solito assor­bite dalla cristallino (quelle inferiori a 300-400 nm a seconda dell’età), con conseguente comparsa di una visione con dominante blu (cianopsia) e una intensa e frequente fotofobia.

Inoltre nell’afachia monolaterale si verifica una anisometropia (notevole differenza di potere diottrico tra i due occhi) nella visione binoculare, con conseguente aniseiconia (diversa dimensione dell’immagine retinica nei due occhi. Di queste due situazioni parleremo nei prossimi capitoli.

CONTINUA