视觉器官由眼球、视路和附属器三部分组成。
一、眼球(eye ball)
近似球形,其前后径约24mm,垂直径约23mm,水平径约23.5mm。眼球前面有上、下眼睑保护,周围借筋膜与眶壁、周围脂肪、结缔组织和眼肌等联系以维持其正常位置。眼球由眼球壁和眼内容物组成。
(一)眼球壁
由3层组成。
1.纤维膜 眼球最外层,由坚韧致密的纤维组织构成。前1/6为透明的角膜,后5/6为瓷白色不透明的巩膜。两者结合处称角巩膜缘。具有保护眼球内部组织、维持眼球形状及屈光作用。
(1)角膜(cornea):位于眼球正前方,呈横椭圆形,稍向前突出。横径为11.5~12cm,垂直径为10.5~11mm。周边厚度约为1mm,中央稍薄约为0.6mm。前表面曲率半径7.8mm,后表面6.8mm。组织学上,角膜由外向内分5层(图1-1)。
①上皮细胞层:由复层鳞状上皮细胞组成,对细菌有较强的抵抗力,再生能力强,损伤后修复快且不留瘢痕。
②前弹力层(Bowman’s membrane):为一层匀质无结构透明薄膜,损伤后不能再生。
③基质层:占角膜全厚90%以上。由排列整齐的胶原纤维薄板构成,板层排列极有规则,其间有固定细胞和少数游走细胞,丰富的透明质酸和一定量的黏多糖。损伤后不能再生,而由瘢痕组织代替。
④后弹力层(Descemet’s membrane):为一层富有弹性的透明薄膜,坚韧、抵抗力较强,损伤后可迅速再生。
图1-1 角膜横切面示意图
⑤内皮细胞层:一层六角形细胞构成。具有角膜-房水屏障作用。损伤后常引起基质层水肿,不能再生,其缺损区靠邻近的内皮细胞扩展和移行来覆盖。
在角膜表面还有一层泪液膜(precorneal tear film),从外到内由脂质层、泪液层、黏液层三层构成。具有湿润角膜、维持角膜平滑以及光学性能作用。
角膜生理功能特点:①透明,以保证外界光线的透入。②无血管,其营养主要来源于角膜缘血管网和房水。代谢所需的氧80%来自空气。③屈光性,约+43D屈光力。④感觉神经末梢丰富,感觉灵敏,对保护眼球具有重要意义。⑤在组织学上,与结膜、巩膜、虹膜密切联系,一些疾病常互相影响。
(2)巩膜(sclera):坚韧、不透明,瓷白色。前面被结膜、筋膜覆盖,周周有眼外肌附着。前部与角膜相连,后部有视神经穿出,形成多孔的筛板。赤道后4~6mm处有涡静脉穿出。组织学上,巩膜由排列不整齐的弹力纤维和致密结缔组织组成,除表层富有血管外,深层血管、神经极少。巩膜各处厚度不同,直肌肌腱附着处约为0.3mm,视神经周围最厚约为1mm。但视神经穿过筛板处最薄弱,易受眼内压影响,在青光眼形成特异性凹陷,称青光眼杯。巩膜主要作用为保护眼球和维护眼球形状。
(3)角巩膜缘(limbus):透明角膜到不透明的巩膜之间移行的半透明灰白色区,宽约1mm,其内侧即为重要的房角结构。
①前房角(angle of anterior chamber):由角巩膜缘、睫状体及虹膜根部组成。房角镜下:前壁可见一条灰白色发亮略突起的线称Schwalbe线,为角膜后弹力层的终止部;小梁网(trabecular meshwork),浅灰色透明带,常附有色素颗粒,是房水排出的主要区域。其外为Schlemm管,位于Schwalbe线和巩膜突之间;巩膜突,向前房突起,为睫状肌纵行纤维的附着部;睫状体带,前房角后壁,为一条灰黑色的条带。
②角巩膜缘重要意义:房水循环的主要排出通道,与某些类型青光眼发病有关;角膜缘是内眼手术切口的重要进路;此处结构薄弱,眼球受伤时容易破裂。
2.葡萄膜(uvea) 也称色素膜和血管膜,自前向后分为虹膜、睫状体和脉络膜三部分。具有遮光、供给眼球营养功能。
(1)虹膜(iris):形如圆盘状,中央有一直径2.5~4mm的圆孔,称瞳孔(pupil)。虹膜表面凹陷的隐窝和辐射状条纹皱褶称虹膜纹理。虹膜有受副交感神经支配的环行瞳孔括约肌和受交感神经支配的放射状瞳孔开大肌,通过改变瞳孔大小起调节进入眼内光线作用。
(2)睫状体(ciliary body):前接虹膜根部,后与脉络膜相连。前1/3较肥厚称睫状冠,其内侧面有70~80个纵行放射状突起称睫状突,主要功能是产生房水;后2/3薄而平坦称睫状体平坦部(或睫状环)。自睫状体至晶状体赤道部有纤细的晶体悬韧带与晶体联系。睫状体内有睫状肌,与虹膜中的瞳孔括约肌、瞳孔扩大肌统称为眼内肌,起调节作用。
(3)脉络膜(choroid):前起锯齿缘,后止于视盘周围。脉络膜和巩膜之间存有潜在性间隙,称脉络膜上腔。组织学上富有血管,起着营养视网膜外层、晶状体和玻璃体作用;含有丰富的色素,具有遮光作用。另外,由于流量大、流速较慢,病原体易在此处滞留,造成脉络膜疾病。
3.视网膜(retina) 是一层透明的薄膜,前部起于锯齿缘,后部到视盘。组织学上,视网膜分10层,外1层为色素上皮层,内9层为视网膜感觉层,两层在病理情况下可分开,称为视网膜脱离。
(1)视网膜色素上皮层:此层与脉络膜的玻璃膜紧密相连,是由排列整齐的单层六角形柱状色素上皮细胞组成,细胞间紧密连接构成血-视网膜外屏障。其主要作用为维持光感受器细胞的正常生理功能:①支持光感受器细胞,储存并传递视觉活动必需的物质如维生素A。②吞噬、消化光感受器外节盘膜以及视网膜代谢产生的一些物质。③作为血-视网膜外屏障,维持视网膜内环境的稳定。④从脉络膜毛细血管输送营养给视网膜外层。⑤遮光、散热作用。⑥再生和修复作用等。视网膜色素上皮细胞的异常可引起光感受器细胞的病变及坏死。
(2)感觉层由三级神经元、神经胶质细胞和血管组成。从外向内由视杆及视锥层、外界膜、外核层、外网状层、内核层、内网状层、神经节细胞层、神经纤维层及内界膜9层组成(图1-2)。最外层为第一神经元,称光感受器细胞(photorecepter cells),是接受、转变光刺激的神经上皮细胞,共两种。一种是锥细胞,主要集中在黄斑区,司明视觉及色觉,有精细辨别力,形成中心视力。一种是杆细胞,分布在黄斑区以外的视网膜,司暗视觉,形成周边视力(视野)见图1-3。锥细胞和杆细胞的超微结构包括外节、内节、连接纤毛、体部和突触。外节由许多扁平膜盘堆积组成,在生理功能上有重要意义。锥细胞外节呈圆锥形,其膜盘含有3种与色觉相应的视色素;杆细胞外节为圆柱形,膜盘内充满视紫红质感光色素,由维生素A醛和视蛋白相结合而成,感光时发生光化学反应,如果缺乏维生素A等,就会导致视紫红质再合成发生障碍,引起暗适应功能降低或消失,临床上称夜盲症。第二级神经元为双极细胞,起联络第一、三级神经元作用。居于内层的第三级神经元是传导神经冲动的神经节细胞,其轴突汇集形成视神经。
临床上,借助于眼底镜可观察到视网膜情况。其主要结构有视盘(optic disc)和黄斑(macula lutea)。视盘又称视乳头,位于眼球后极偏鼻侧,呈淡红色,是视神经纤维汇集穿出眼球的部位。其中央呈漏斗状,称生理凹陷,其形状、大小、位置、深度因人而异。视盘无感光细胞,故无视觉,在正常视野中存在一个盲点叫生理盲点。黄斑为正对视轴处视网膜,距视盘3~4mm的颞侧稍偏下方,为锥细胞集中处。黄斑没有视网膜血管,营养主要靠脉络膜毛细血管层供应。该区中央有一凹陷称中心凹,此处视网膜最薄,只有锥细胞,光线到达中心凹时能直接照射到锥细胞上,是中心视力最敏锐之处。
(二)眼内容物
包括房水、晶状体和玻璃体,与角膜一起组成眼屈光间质。其特点为:透明、无血管、具有一定的屈光指数,以保证光线通过。
图1-2 视网膜组织分层(www.xing528.com)
图1-3 视网膜视锥和视杆细胞
1.房水(aqueous humor) 房水由睫状突上皮产生,经后房→瞳孔→前房→前房角→小梁网→巩膜静脉窦(Schlemm管)→集液管和房水静脉→最后进入巩膜表层的睫状前静脉而归入全身血循环。此外,少量房水在虹膜表面隐窝处被吸收,以及在经脉络膜上腔吸收。房水主要成分为水,含有少量氯化物、蛋白质、维生素C、尿素及无机盐类等。充满由角膜后面与虹膜和晶体前面之间的前房,及虹膜后面、睫状体和晶状体赤道部之间的后房。其主要功能:①供给眼内组织,尤其是角膜、晶状体的营养和氧气;②维持眼内压;③具有屈光作用。
2.晶状体(lens) 双凸透镜状,富于弹性的透明体。位于虹膜、瞳孔之后,玻璃体之前,借晶体悬韧带与睫状体联系。晶体直径9~10mm,厚4~5mm。组织学上,晶状体分晶体囊膜和晶体纤维。赤道部囊膜具有上皮细胞,能不断分裂增殖变成晶体纤维。晶体纤维为构成晶状体的主要成分,形成的纤维板层层排列颇似洋葱。新形成的外层纤维质软,构成晶体皮质,内层、旧的纤维被挤向中央、脱水、硬化而形成晶状体核。睫状体与晶体赤道部之间无弹性纤维小带称晶体悬韧带。晶状体生理特点:①透明、无血管,是重要的屈光间质。晶状体变浑浊即形成白内障。②富有弹性,与睫状肌、悬韧带共同作用形成眼的调节。随年龄的增加,晶体变硬、弹性减弱而导致调节减退,出现老视。
3.玻璃体(vitreous) 充满在晶状体后、视网膜前玻璃体腔内,具有一定弹性的胶体,是屈光间质之一。玻璃体中央可见密度较低的狭长漏斗状管,称玻璃体管(Cloquet管),胚胎时玻璃体动脉通过。玻璃体的生理特点:①无血管、无神经、透明,具有屈光作用。其营养来自脉络膜和房水,无再生能力,脱失后留下的空隙由房水填充。当玻璃体周围组织发生病变时,玻璃体代谢也受到影响而发生液化、变性和混浊。②起支撑视网膜和维持眼内压的作用。如玻璃体发生液化、变性或形成机化条带,不但影响其透明度,而且易导致视网膜脱离。
二、视神经、视路
(一)视神经(optic nerve)
由视网膜神经节细胞轴突汇集而成,全长42~47mm,分为球内段、眶内段、管内段和颅内段四部分。①球内段:由视盘到巩膜,包括视盘和筛板部分,长约1mm,是整个视路中唯一可用肉眼看到的部分。神经纤维无髓鞘,但穿过筛板以后则有髓鞘。由于视神经纤维通过筛板时高度拥挤,临床上容易出现视盘淤血、水肿。②眶内段:从眼球后至视神经管,全长25~35mm,在眶内呈“S”状弯曲,以保证眼球转动自如而不受牵制。眼球外伤时,外力作用于眼球而传达到眶内,由于眶内视神经相对游离、眼球重而固定,容易引起视神经损伤。③管内段:为通过骨性视神经管部分,长约6mm。本段视神经与蝶窦、后组筛窦等毗邻,关系密切。由于处于骨管紧密围绕之中,当头部外伤、骨折等可导致此段视神经严重损伤,称为管内段视神经损伤。④颅内段:颅腔入口到视交叉部分,长约10mm。
视神经外面包被鞘膜,由三层脑膜(硬脑膜、蛛网膜、软脑膜)延续而来。硬脑膜下与蛛网膜下隙前端是盲端,止于眼球后面,鞘膜间隙与大脑同名间隙相同,其中充有脑脊液。临床上颅内压增高时常可引起视盘水肿,而眶深部感染也能累及视神经周围的间隙而扩散到颅内。视盘表面的神经纤维层、眼内段视神经由视网膜中央动脉来的毛细血管供应,而视盘筛板及筛板前的血供,则由来自睫状后动脉的分支供应,二者之间有沟通。眶内、管内、颅内段则由视神经中的动脉及颅内动脉、软脑膜血管供应。
(二)视路(visual pathway)
视网膜到大脑枕叶视中枢的视觉通路称视路。包括视网膜、视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射和视中枢。视网膜神经节细胞发出的纤维(轴突)汇集成视神经,入颅后在蝶鞍处形成视交叉(optic chiasma)。来自双眼视网膜鼻侧半的纤维在此处互相交叉到对侧,与同侧未交叉的视网膜颞侧半纤维形成视束(optic tract),最后终止到外侧膝状体(lateral geniculate body)。在此换神经元后发出纤维进入视放射(optic radiation),再经过内囊到大脑枕叶视中枢纹状区(striate area)。
(三)瞳孔光反应
光线进入眼后引起瞳孔缩小称光反应,分直接和间接两种。光照时被照眼瞳孔缩小称直接光反应;光照一眼,另眼瞳孔同时缩小称间接光反应。光反应经路分传入和传出经路。①传入经路:光照一眼后,除引起视觉冲动外,也同时引起光反射传入纤维的冲动。光反射纤维先与视觉纤维伴行入颅,经视交叉时一部分纤维交叉到对侧视束,另一部分纤维不交叉进入同侧视束。当接近外侧膝状体时,光反应传入纤维离开视束经四叠体上丘臂进入中脑顶盖前区,终止于顶盖前核。在核内交换神经元后,一部分纤维绕过大脑导水管,与同侧缩瞳核(Eolinger-Westphal核,E-W核)相联系;另一部分纤维经后联合交叉到对侧,与对侧的缩瞳核联系。②传出经路:光反应的传出纤维由两侧的E-W核发出后,随动眼神经入眶,终止于睫状神经节。在节内交换神经元后,发出节后纤维,经睫状短神经进入眼球,止于瞳孔括约肌,引起两眼同时缩瞳。间接光反应是由于传入纤维在后联合处有纤维互相交叉,使每侧的E-W核包含两眼传入的冲动之故。
近反射:当两眼同时注视近处目标时,两眼同时瞳孔缩小、晶体变凸(调节)及两眼向内侧集合运动,这3种联合反射称为近反射。其目的是使外界物体成像清晰并投射在两眼的黄斑上。近反射的管辖为中枢性,主要由大脑皮质的协调作用完成。婴儿无近反射。
三、附属器
眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。
(一)眼睑(eyelids,palpebrae)
分上睑和下睑。上下眼睑之间的裂隙为睑裂,外端联合处叫外眦,内端联合处叫内眦,游离边缘叫睑缘。睑缘前唇钝圆,有排列整齐的睫毛,其周围有皮脂腺,称为Zeis腺及变态汗腺,称Moll腺;后唇边缘较锐,紧贴于眼球前部。两唇交界处形成浅灰色线称灰线。在灰线与后唇之间,有排成一行的睑板腺的开口。近内眦部上下睑缘各有一乳头状隆起,中央有一小孔称上、下泪小点。内眦角与眼球之间有一结膜形成的半月状皱襞,称半月皱襞,肉状隆起称泪阜。眼睑覆盖在眼球前面,能灵活运动,主要生理功能是保护眼球、防止损伤。
组织学上,眼睑分为①皮肤层:人体最薄的皮肤之一,细嫩而富于弹性。②皮下组织:人体最松软的组织之一,受伤易引起水肿和皮下淤血。③肌肉层:包括眼轮匝肌、提上睑肌和Müller肌。眼轮匝肌纤维以睑裂为中心,环绕上下睑,形似一个扁环形,司眼睑闭合作用,由面神经支配。提上睑肌起于眶内总腱环,沿眶上壁向前至眶缘呈扇形散开,止于睑板前面,司提上睑作用,如部分穿过眼轮匝肌止于上睑皮肤下则形成双重睑,由动眼神经支配。Müller肌,上睑的肌肉起源于提上睑肌深面的肌纤维,向下走行于提上睑肌和结膜之间,止于睑板上缘;下睑的肌肉较小,起源于下直肌,附着于睑板下缘。该肌协助开睑,受交感神经支配。④睑板:质硬如软骨,由致密结缔组织及弹力纤维构成,是眼睑的支架。睑板中含有与睑缘垂直、互相呈平行排列的睑板腺(Meibomian glands),开口于睑缘后唇,分泌油脂状物,参与构成泪液膜,起润滑作用。⑤睑结膜:与睑板紧密贴合不易分离,与覆盖在眼球前面的球结膜相延续。在距睑缘后唇2mm处,有一与睑缘平行的浅沟,叫睑板下沟,为细小异物常存留之处。
(二)结膜(conjunctiva)
为一层薄而透明的黏膜组织,覆盖在眼睑后面和眼球前面,分睑结膜、球结膜、穹窿部结膜。结膜的分泌腺有:①副泪腺,分泌泪液。②杯状细胞,分泌黏液。
(三)泪器(lacrimal organs)
由分泌(泪腺和副泪腺)和排泄(泪道,包括泪小点、泪小管、泪囊和鼻泪管)两部分组成。①泪腺和副泪腺:泪腺位于眼眶前部外上方的泪腺窝内,被提上睑肌肌腱分隔为较大的眶部和较小的睑部泪腺。其排泄导管有10~20根,开口于外上穹窿部结膜处。②泪道:上、下泪小点,开口面向泪湖→泪小管,开始垂直于睑缘1~2mm,然后再转水平向鼻侧,上下泪小管连合→泪总管→泪囊。泪囊位于泪骨的泪囊窝内,上部在内眦韧带的后面,为一囊状盲端,下端与鼻泪管相接。鼻腔疾病可引起泪道感染或鼻泪管阻塞而发生溢泪。
(四)眼外肌(extraocular muscles)
附着于眼球外部、司眼球运动的横纹肌。每眼各有6条,4条直肌即上、下、内、外直肌;2条斜肌即上斜肌和下斜肌。四条直肌均起始于眶尖部总腱环,分别向前展开,附着在眼球赤道前角膜缘不同距离的巩膜上。内、下、外、上直肌分别附着于角膜缘后5.5mm、6.5mm、6.9mm、7.7mm处。上斜肌也起始于总腱环,沿眶上壁与眶内壁之间前行,穿过滑车转向后外方经过上直肌的下面,止于眼球后外上部。下斜肌起于眶壁的内下侧,经下直肌与眶下壁之间,向外伸展附着于眼球的后外侧。6条眼外肌的作用及神经支配见表1-1。
表1-1 眼外肌的作用及神经支配
正常情况下,眼球运动时,各肌肉互相协作、互相制约共同完成,以维持双眼平衡,从而保持双眼单视状态。一旦这种平衡破坏,眼球发生偏斜形成斜视。
(五)眼眶(orbit)
眼眶是容纳眼球、视神经、眼外肌、泪腺、脂肪、血管、神经等组织的类似四边锥形的骨腔。除外侧壁比较坚固外,其他三壁骨质均菲薄。上壁与颅前凹、额窦,下壁与上颌窦,内侧壁与筛窦、鼻腔,后方与蝶窦相邻。因而,临床上眼眶病变除可损害眼球和视神经外,还可引起副鼻窦和颅内病变。同样,各鼻窦及颅内的病变时也可波及眶内组织。
眼眶壁上有许多重要的孔、裂、缝隙、窝。①视神经孔:位于眶尖部,为视神经管之眶内开口,并有眼动脉自颅内经此管入眶。②眶上裂;位于视神经孔外侧,眶外壁与眶下壁分界处,与颅中窝相通。动眼神经、滑车神经、外展神经、三叉神经第一支(眼神经)、眼静脉及交感神经纤维等由此裂通过。此处受损伤则出现眶上裂综合征。③眶下裂:在眶外壁与眶上壁之间,有眶下神经、三叉神经第二分支、眶下动脉及眶下静脉与翼腭静脉丛的吻合支等通过。④眶上切迹(或孔):在眶上缘外2/3和内1/3交界处,有眶上神经和眶上静脉通过。⑤眶下孔:在眶下缘中部,缘下4~8mm处,有眶下神经、眶下动脉通过。⑥眼眶的窝:外上角处有泪腺窝,容纳泪腺;内上角处有滑车窝;内侧壁前方有泪囊窝。
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