光学と視覚

人間や他の生物の視力は、眼の水晶体や、光学素子を使って像 を焦点に合わせる視力矯正装置など、いくつかの器官に依存しています。

多くの動物の目には、周囲の光を網膜に焦点を合わせるレンズが備わっています。このレンズは、目の中に鮮明な画像を生成するために不可欠です。

しかし、人によっては、近視や老眼など、焦点に問題がある場合があります。この場合、目の焦点は、メガネやコンタクトレンズなどの外部レンズ、または手術によって矯正できます。

視覚とは、目に入る可視光から情報や周囲の状況を解釈する能力です。この知覚は、視力、視覚、またはビジョンとも呼ばれます。視覚に関係するさまざまな生理学的要素は、総称して視覚システムと呼ばれ、心理学、認知科学、神経科学、分子生物学の多くの研究の焦点となっています。

人間の視覚系は、個人が環境からの情報を同化することを可能にします。見るという行為は、目の水晶体が周囲の画像を目の奥にある網膜と呼ばれる光感受性膜に焦点を合わせることから始まります。^{[1 ] 網膜は光のパターンを神経信号に変換します。 [2]}目の水晶体は光を網膜の光受容細胞に焦点を合わせ、光受容細胞は光子を検出し、神経インパルスを生成することで反応します。これらの信号は、網膜から外側膝状体、脳の一次視覚野と二次視覚野に至るまで、脳のさまざまな部分によって階層的に処理されます。網膜からの信号は、網膜から直接上丘に伝わることもあります。

人間の目は、いくつかの目的で光に反応する器官です。

意識的な感覚器官として、目は視覚を可能にします。 網膜の桿体細胞と錐体細胞は、色の区別や奥行きの知覚を含む意識的な光知覚と視覚を可能にします。人間の目は約1000万色を識別できます。^[3]

人間の目の網膜にある非画像形成性光感受性神経節細胞は、瞳孔の大きさの調整、メラトニンというホルモンの調節と抑制、体内時計の同調に影響を与える光信号を受け取ります。^[4]

視力とは視覚、特に形態視覚の鋭さや明瞭さであり、眼球内の網膜焦点の鮮明さと脳の解釈能力の感度に依存します。 ^[5]

視力は、白い背景に黒い記号を、記号の大きさを変えながら、標準化された距離で識別する能力を定量的に測定するものです。これは、視覚機能の最も一般的な臨床測定です。「 20/20 視力」という用語の分子は、人が 1 組の物体を確実に識別できる距離 (フィート単位) を指します。分母は、「平均的な」人が識別できる距離 (分離角が 1分角の距離) です。メートル法では、距離が 6 メートルの場合、6/6 視力となります。20/ x の数字は、視力を矯正するために必要な眼鏡の処方箋に直接関係するものではありません。むしろ、視力検査では、少なくとも 20/20 の視力を提供する処方箋を見つけようとします。^{[引用が必要]}

矯正レンズは目の前に装着するレンズで、主に近視、遠視、乱視、老眼の治療に使用されます。その目的は、視力を 20/20 またはこれにできるだけ近づけることです。 眼鏡は 、目の前の顔に装着する矯正レンズです。 コンタクトレンズは目の表面に直接装着します。眼内レンズは、白内障除去後に外科的に埋め込まれる場合が最も一般的ですが、最近では純粋に屈折矯正の目的でも使用されています。近視には発散レンズが必要で、遠視には収束レンズが必要です。

矯正レンズは通常、検眼士によって処方されます。処方箋には、レンズを作るために必要なすべての仕様が記載されています。処方箋には通常、各レンズ（各目）の度数仕様が含まれます。度数は、ほとんどの人が通常、より小さな増分（例：1/8 度数 / 0.125 D）を区別できないため、通常、1/4 度数単位（0.25 D）で処方されます。

眼鏡（めがねまたは眼鏡とも呼ばれる）は、通常は視力矯正、目の保護、または紫外線からの保護のために、目の前に装着するレンズが付いたフレームです。

現代の眼鏡は、通常、鼻梁のパッドと耳の上に置かれたテンプルアームによって支えられています。歴史的なタイプには、鼻眼鏡、片眼鏡、長眼鏡、はさみ眼鏡などがあります。

眼鏡のレンズは、 CR-39やポリカーボネートなどのプラスチックで作られるのが一般的です。これらの素材は破損の危険性が低く、ガラスレンズよりも軽量です。プラスチックの中には、可視光の透過率が高く、紫外線の吸収率が高いなど、ガラスよりも優れた光学特性を持つものもあります。^[6]プラスチックの中には、ほとんどの種類のガラスよりも屈折率が高いものがあり、これは近視などのさまざまな視力異常を矯正する矯正レンズの製造に役立ち、特定の処方箋に対してより薄いレンズを可能にします。

コンタクトレンズ（単にコンタクトとも呼ばれる）は、通常、目の角膜に装着される矯正用、美容用、または治療用のレンズです。現代のソフトコンタクトレンズは、チェコの化学者オットー・ヴィヒテルレと彼の助手ドラホスラフ・リムによって発明されました。彼らはまた、その製造に使用される最初のジェルも発明しました。

コンタクトレンズは通常、眼鏡と同じ矯正目的を果たしますが、軽量でほとんど見えません。市販のレンズの多くは、洗浄液や保管液に浸したときに見えやすくなるよう、淡い青色に着色されています。一部の化粧用レンズは、目の外観を変えるために意図的に着色されています。現在、レンズには薄い紫外線コーティングが施され、わずかに青みがかった色合いになっています。これにより、サングラスのようにまぶしさや角膜の損傷が軽減されます。^{[引用が必要]}

光線屈折角膜切除術（PRK）とレーザー補助上皮下角膜切除術（またはレーザー上皮角膜切削術^[7]）（LASEK）は、人の視力を矯正し、眼鏡やコンタクトレンズへの依存を減らすことを目的としたレーザー 眼科手術です。最初のLASEK手術は、1996年にマサチューセッツ眼耳病院で眼科医で屈折矯正外科医のディミトリ・アザールによって実施されました。^[8]この手術は後にカメリンによって普及し、彼はレーザー上皮角膜切削術の略語としてLASEKという用語を作り出しました。

LASEK と PRK は、エキシマレーザーを使用して、角膜上皮のすぐ下にある眼球の前面の角膜実質から少量の組織をアブレーション (蒸発除去) し、前部中央角膜の形状を永久的に変更します。アブレーションの前に角膜の外層が除去されます。コンピューターシステムは、使用するレーザーのブランドに応じて、患者の眼球の位置を 1 秒間に 60 回から 4,000 回追跡し、レーザーパルスをリダイレクトして正確な位置に配置します。ほとんどの最新のレーザーは、患者の視軸を自動的に中心に合わせ、眼球が範囲外に移動した場合は一時停止し、患者の眼球が再び中心に戻った後、その時点でアブレーションを再開します。

白内障治療のための眼内レンズ挿入は、最も一般的に行われる眼科手術です。この手術は局所麻酔下で実施でき、患者は手術中ずっと意識があります。柔軟な [眼内レンズ] を使用すると、非常に小さな切開でレンズを丸めてカプセルに挿入できるため、縫合の必要がなくなり、経験豊富な眼科医の手にかかると、この手術は通常 30 分以内に終わります。手術後、患者は激しい運動や血圧を大幅に上昇させるその他のことは避ける必要があります。また、インプラントの状態を監視するために、数か月間は定期的に眼科医の診察を受ける必要があります。

現在装着される眼内レンズのほとんどは、遠視力に合わせた固定単焦点レンズです。ただし、遠距離と読書距離で複数の焦点を合わせた視力を提供する多焦点 IOL や、限られた視覚調節を患者に提供する適応型 IOL など、他のタイプも利用できます。

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