O OLHO HUMANO E A ÓPTICA DA VISÃO
O globo ocular humano é um sistema óptico bastante complexo, constituído por diversos elementos, alguns com funções ópticas e outros não.
Os raios luminosos atravessam a córnea, o cristalino, o humor aquoso e o humor vítreo e atingem a retina.
O mecanismo da visão pode ser melhor entendido, se compararmos o globo ocular a uma câmara fotográfica: o cristalino seria a objetiva; a Íris, o diafragma, e a retina seria a placa ou película (filme). Desta maneira os raios luminosos, ao penetrarem na córnea e no humor aquoso, passando pela pupila, chegam ao cristalino, que leva a imagem mais para trás ou para frente, permitindo que ela se projete sobre a retina. Esse ajuste da imagem na retina pelo cristalino se dá através dos músculos ciliares que prendem o cristalino às paredes do globo ocular. Diferente de uma máquina fotográfica, no globo ocular a focalização da imagem sobre a retina é obtida à custa de uma variação da distância focal do cristalino pela ação destes músculos que se contraem ou relaxam modificando o formato do cristalino.
Observa-se que as faces do cristalino são mais curvas, com menor raio de curvatura, quando os músculos ciliares estão contraídos e menos curvas, com maior raio de curvatura, quando esses músculos estão relaxados. A esse processo de variação da distância focal pelo cristalino permitindo a focalização da imagem sobre a retina, chamamos de Acomodação Visual. Para uma pessoa de visão normal, o foco do cristalino se encontra exatamente sobre a retina. A máxima distância focal ocorre, como já vimos, quando os músculos ciliares estão relaxados e, nesse caso não se realiza nenhum esforço de acomodação. A posição do objeto nessa situação é denominada ponto remoto (distância máxima de visão distinta).
Para uma pessoa emétrope (pessoa de visão normal), o ponto remoto fica numa distância D considerada no infinito. É importante salientar que, na óptica da visão, distâncias superiores a 10 metros podem ser consideradas infinitamente grandes quando comparada as demais distâncias envolvidas no estudo do globo ocular. Á medida que o objeto se aproxima do olho, para manter a focalização da imagem sobre a retina, é necessário como já vimos, que os músculos ciliares passem a atuar sobre o cristalino visando diminuir sua distância focal. A menor distância focal do cristalino será obtida quando os músculos ciliares tiverem máxima contração, o que corresponde ao máximo esforço de acomodação. A posição do objeto nessa situação corresponde ao ponto próximo (distância mínima de visão distinta). Essa distância é variável de pessoa para pessoa, além de variar com a idade, não constituindo isso nenhuma anormalidade. Estabelece-se por convenção uma distância mínima de visão distinta igual a 25 centímetros.
A zona de acomodação corresponde à distância entre o ponto próximo e o ponto remoto. Mas o que de fato enxerga, não são os olhos e sim o cérebro, embora não se saiba exatamente como ele interpreta as imagens sempre invertidas (reais) que se formam na retina. A imagem formada na retina chega ao cérebro através do nervo óptico ligado à mesma. Na retina existem dois tipos de fotorreceptores: os cones e os bastonetes. Os cones são os responsáveis pela visão detalhada à luz do dia, enquanto os bastonetes funcionam mais eficientemente do que os cones quando se está sob luz fraca. Os bastonetes, no entanto são pouco sensíveis a cores. A luz incidente no fotorreceptor desencadeia uma reação fotoquímica que origina um impulso elétrico, ou seja, um impulso nervoso. Através do nervo óptico, os impulsos nervosos são enviados ao cérebro que interpreta o estímulo recebido e o observador vê o objeto observado. A transição da visão diurna - baseada nos cones - para a visão noturna - baseada nos bastonetes - não é instantânea. Tal fenômeno é denominado adaptação no escuro e depende de diversos fatores, entre eles: dilatação das pupilas, regeneração da rodopsina e ajuste funcional da retina, de forma que os bastonetes estejam mais disponíveis para as células ganglionares, uma vez que os bastonetes não são encontrados na fóvea, mas apenas na retina periférica.
AMETROPIAS Dizemos que um olho é normal (emétrope), quando pode receber sobre a retina as imagens de objetos situados desde o ponto remoto, infinitamente afastado, até o ponto próximo, a 25 cm do olho. Qualquer alteração nesse intervalo de visão distinta recebe o nome de ametropia. Presbiopia Com o avançar da idade, o cristalino vai gradualmente perdendo sua flexibilidade e, em conseqüência disso, a amplitude de acomodação diminui. A esse processo chamamos de presbiopia ou vista cansada. Miopia A miopia é um defeito de visão que não permite a visualização nítida de um objeto afastado, em razão, principalmente, de um alongamento do globo ocular na direção do eixo óptico ou por um aumento da vergência do cristalino.
Pelo fato do olho ser mais alongado, a imagem se forma antes da retina, não sendo possível sua visualização distinta.
O ponto remoto de um míope é mais próximo da vista uma vez que o míope não enxerga longe.
Hipermetropia A hipermetropia é o defeito da visão que acontece em razão, principalmente, de um encurtamento do globo ocular na direção do eixo óptico ou por uma diminuição da vergência do cristalino e impede a visualização de objetos muito próximos à vista.
Pelo fato to olho ser encurtado, a imagem se forma depois da retina.
Para um olho hipermétrope, o ponto próximo se encontra mais afastado da vista, ou seja, a uma distância superior a 25 cm. Astigmatismo O astigmatismo consiste em defeito na curvatura da córnea e mais raramente, do cristalino. Em um globo ocular astigmático a córnea não se apresenta como uma perfeita calota esférica, ou seja, seu raio de curvatura é variável de acordo com a direção considerada. Em conseqüência, o olho não é capaz de distinguir, ao mesmo tempo, com a mesma nitidez, linhas verticais e horizontais. Essa anomalia pode se somar à miopia ou à hipermetropia.
Estrabismo O estrabismo é um defeito que se manifesta quando os olhos se movimentam em direções diferentes e não conseguem focalizar juntos o mesmo objeto. Ele pode ser causado por diferenças acentuadas nos graus de miopia ou hipermetropia dos dois olhos, por desenvolvimento insuficiente ou desigual dos músculos que os movem, ou ainda por algum problema do sistema nervoso central.
Daltonismo O daltonismo é uma anomalia genética, geralmente herdada, na qual o portador é incapaz de distinguir cores. Os cones, receptores de luz localizados sobre a retina do globo ocular, contêm pigmentos que selecionam as luzes vermelha, verde e azul (cores primárias da luz através das quais se obtêm todas as demais cores). Se a quantidade de pigmento é reduzida ou se um ou mais dos três sistemas de cones estiver ausente, o portador será daltônico. Os daltônicos normalmente vêem o mundo em tonalidades de amarelo, cinza-azulado e azul.
Catarata A catarata é a deficiência da passagem da luz através do olho, devido à opacidade do cristalino que deixa de ser um meio transparente à passagem de luz.
Conjuntivite A conjuntivite é a inflamação da conjuntiva. Ela ocorre quando corpos estranhos, como ciscos, entram nos olhos. O movimento das pálpebras e as lágrimas conduzem o cisco para o canto do olho. Daí ele pode ser facilmente retirado. Quando isso não acontece, só o médico deve removê-lo. A conjuntivite também pode ser causada por infecções oculares, alergias, etc.
Glaucoma Glaucoma é o conjunto de enfermidades que têm em comum o aumento da pressão ocular, a perda do campo visual e a atrofia do nervo óptico. A forma mais comum de glaucoma é conhecida como glaucoma primário de ângulo aberto. Nesta condição, o nervo óptico é danificado lentamente e o paciente perde a visão de forma gradual. Juntamente com a catarata, é uma das razões mais comuns de cegueira.
Pterígeo Pterígeo é o crescimento anormal da conjuntiva, que invade a córnea.
Terçol Uma infecção muito comum das pálpebras é o terçol, provocado por bactérias que aí se alojam. Caracteriza-se por inchaço e vermelhidão da área infectada e acaba espontaneamente.
Correção das Ametropias Miopia, Hipermetropia e Astigmatismo
A correção da Miopia é feita através do uso de lentes divergentes. Essa correção visa buscar um afastamento do ponto remoto do olho do míope. A lente divergente a ser usada deve possibilitar que, a um objeto muito distante, seja conjugada uma imagem localizada no ponto remoto do olho do míope (maior distância que um míope consegue enxergar). Essa imagem desempenhará o papel de objeto para o olho míope. Note que o foco imagem da lente corretiva coincide com a posição do ponto remoto do míope. Para calcularmos o grau da lente corretiva (vergência), basta então fazer a seguinte conta:
C
1 f
sendo C a vergência da lente e f o foco que para o míope se encontra no
seu ponto remoto. O sinal negativo se deve à convenção de foco para lente divergente. Lembramos que para calcular a vergência em dioptrias (graus), o foco deve estar em metros.
A correção da hipermetropia é feita com o uso de lentes convergentes. Essa correção visa buscar uma aproximação do ponto próximo que para o portador de hipermetropia fica mais afastado dos olhos. A lente convergente a ser usada deve possibilitar que, a um objeto localizado a 25 cm (ponto próximo de uma pessoa normal que o portador de hipermetropia não enxerga) seja conjugada uma imagem localizada no ponto próximo do portador de hipermetropia de maneira que este consiga visualizar. Para a lente corretiva temos p = 0,25m (25 cm da visão de um olho saudável) e p´= ponto próximo do hipermétrope. A vergência em dioptrias (graus) fica sendo:
C
1 f
1 0,25
1 p
Lembrando que p´ de imagem virtual é sempre negativo! e a imagem conjugada pela lente corretiva tem que ser virtual porque deve estar direita!
A correção do astigmatismo é feita com o uso de lentes cilíndricas cujo comportamento não é estudado neste curso pela complexidade.
EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 1 (UNIFESP) Uma pessoa idosa que tem hipermetropia e presbiopia foi a um oculista que lhe receitou dois pares de óculos, um para que enxergasse bem os objetos distantes e outro para que pudesse ler um livro a uma distância confortável de sua vista. Hipermetropia: a imagem de um objeto distante se forma atrás da retina. Presbiopia: o cristalino perde, por envelhecimento, a capacidade de acomodação e objetos próximos não são vistos com nitidez. Dioptria: a convergência de uma lente, medida em dioptrias, é o inverso da distância focal (em metros) da lente. Considerando que receitas fornecidas por oculistas utilizam o sinal mais (+) para lentes convergentes e menos ( ) para divergentes, a receita do oculista para um dos olhos dessa pessoa idosa poderia ser, a) para longe: 1,5 dioptrias; para perto: +4,5 dioptrias b) para longe: 1,5 dioptrias; para perto: 4,5 dioptrias c) para longe: +4,5 dioptrias; para perto: +1,5 dioptrias d) para longe: +1,5 dioptrias; para perto: 4,5 dioptrias e) para longe: +1,5 dioptrias; para perto: +4,5 dioptrias 2 (VUNESP-SP) Uma pessoa apresenta deficiência visual, conseguindo ler somente se o livro estiver a uma distância de 75 cm. Qual deve ser a distância focal dos óculos apropriados para que ela consiga ler, com o livro colocado a 25 cm de distância?
3 (FUVEST) O ponto remoto correspondente à maior distância que pode ser focalizada na retina. Para um olho míope, o ponto remoto, que normalmente está no infinito, fica bem próximo dos olhos. a) Que tipo de lente o míope deve usar para corrigir o defeito? b) Qual a distância focal de uma lente para corrigir a miopia de uma pessoa cujo ponto remoto se encontra a 20 cm do olho? 4 (UFRO) Se você justapuser uma lupa de distância focal 10 cm com uma lente dos óculos de um míope, com distância focal 5 cm, obterá um conjunto de convergência, em dioptrias, igual a: a) 5 b) 10 c) 15 d) -10 e) -5 5 (UF Santa Maria RS) A distância máxima de visão distinta de um míope é igual a 25 cm. Determine a vergência das lentes que essa pessoa deve usar para corrigir o problema.
6 (UNICAMP-SP) Nos olhos das pessoas míopes, um objeto localizado muito longe, isto é, no infinito, é focalizado antes da retina. À medida que o objeto se aproxima, o ponto de focalização se afasta até cair sobre a retina. A partir deste ponto, o míope enxerga bem. A dioptria D, oi grau , de uma lente definida como D = 1/ (distância focal) e 1 grau = 1m 1 . Considere uma pessoa míope que só enxerga bem objetos mais próximos do que 0,4 m de seus olhos. a) Faça um esquema mostrando como uma lente bem próxima dos olhos pode fazer com que um objeto no infinito pareça estar a 40 cm do olho. b) Qual a dioptria (em graus) dessa lente? c) A partir de que distância uma pessoa míope que usa óculos de 4 graus pode enxergar bem sem os óculos? 7 (UFPA) Nas figuras abaixo representa-se de forma simplificada um olho humano normal.
a) Em (1), raios paralelos provenientes de um objeto no infinito produzem uma imagem na retina que se situa no fundo do olho a uma distância de 2 cm. Qual é a distância focal, em cm, do olho nessa situação? b) Em (2), se o objeto é trazido até 40 cm do olho, para que a imagem se forme sobre a retina, qual é o novo valor, em cm, da distância focal? c) Supondo agora um olho hipermétrope, a imagem de um objeto se formará antes ou depois da retina? Qual é o tipo de lente usada para corrigir esse defeito? Qual é a vergência dessa lente, em dioptrias, para que o hipermétrope, cujo ponto próximo está a 1 m, possa ler de forma nítida a uma distância de 25 cm, considerando desprezível a distância da lente ao olho? 8 (FATEC-SP) Sabe-se que o olho humano normal focaliza a imagem dos objetos exatamente sobre a retina. Pessoas míopes possuem o globo ocular alongado. Assim: a) a imagem forma-se antes da retina, sendo necessário o uso de lente convergente. b) a imagem forma-se após a retina, sendo necessário o uso de lente divergente. c) a imagem forma-se antes da retina, sendo necessário o uso de lente divergente. d) a imagem forma-se após a retina, sendo necessário o uso de lente convergente. e) a imagem forma-se após a retina, sendo necessário o uso de lentes acromáticas.
9 (PUC-PR) Um presbita tem 1,5 m para a mínima distância de visão distinta. Ele necessita ler a 50 cm. A vergência das lentes que deve utilizar, supondo-as de espessura desprezível, é: a) 4 di b) 4 di c) 0,75 di d) 0,75 di e) 4/3 di 10 (FGV-SP) Um olho hipermétrope tem o ponto próximo a 50 cm. Esse olho deveria utilizar lente de contato de x dioptrias para observar objetos a 25 cm. Então, x vale: a) 2,0 b) 1,0 c) 1,0 d) 1,5 e) 2,0 11 (PUC-MG) Uma pessoa sofre de hipermetropia, não distinguindo objetos a uma distância inferior a 2,0 m de seus olhos. Para ler as questões desta prova, deverá usar: a) óculos com lentes côncavas. b) óculos com lentes convexas. c) óculos com lentes cilíndricas. d) um espelho plano a 25 cm de distância da folha. e) um espelho plano a 50 cm de distância da folha. GABARITO 1 e 2 f = 37,5 cm 3 a) lente divergente b) |f | = 20 cm 4 d 5 ( - 4 di) 6 b) | D | = 2,5 graus c) Sem óculos, esse míope enxergará bem apenas os objetos que estiverem a uma distância menor do que 25 cm. 7 a) 2 cm b) 40/21 cm c) No olho hipermétrope, a imagem se forma depois da retina e o defeito é corrigido com lentes convergentes. Para o hipermétrope em questão, a lente a ser usada deve ter divergência igual a + 3 di. 8 c 9 e 10 e 11 b
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