Parte 2. ¿Cuántos Mbit / s se puede pasar a través del nervio óptico y la retina a una resolución? Algunos teoría






Anterior publicación, dedicada a las tecnologías de corrección de la visión con láser ha sido recibido con gran interés que, sinceramente, no me lo esperaba. Es por eso que decidí continuar la historia en la forma de un ciclo en el que vamos a ver más tecnología subyacente a la cirugía ocular con láser. Si usted espera que verse a sí mismos láseres directamente en este artículo - Tengo que decepcionar un poco. He estado tratando de conseguir alrededor de un tema biológico, pero con el tiempo me di cuenta de que no podía hablar de corrección de la visión con láser, sin revelar los cimientos de la estructura y el funcionamiento de nuestra visión.

Voy a tratar de considerar el ojo humano a través de la lente de las TI. Si alguien no es muy interesante leer la parte dedicada a los aspectos biológicos de - no se preocupe. Sólo omitir secciones, empezando por el sistema óptico del ojo, y proceder de inmediato a la tradicional competencia de nuestras chicas. Sin embargo, aún así, recomiendo que leas este material para comprender mejor el próximo artículo, vamos a considerar el LASIK, Femto-LASIK, ReLEx SONRISA y otros métodos de cirugía ocular con láser.

Es el estado de ánimo para averiguar qué es exactamente lo que estas personas extrañas en batas blancas, mirando cuidadosamente los resultados de la encuesta? ¿Quieres aprender un poco sobre el nuevo natural único regalo - vista? Sea bienvenido bajo habracut. Como de costumbre - muchas ilustraciones y el tráfico (≈5 MB)
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Contenido:
Visión y TI
pequeña entrada megabits retina comparar con la cámara? El sistema óptico del ojo
córnea cámaras delantera y trasera iris y la pupila lente Vítreo ¿Por qué vemos lo malo? Trastornos refractivos
Miopía espasmo de alojamiento < a href = "# ancAstigmat"> El astigmatismo Hipermetropía La presbicia Bono
mini entrevista con cirugía láser próxima competencia de nuestras chicas
En lugar de unirse



Ojos - instrumento óptico sofisticado creado por la naturaleza. El hombre fue en muchos sentidos sólo un imitador, producir sus creaciones. Óptica ha recorrido un largo camino como la ciencia de los experimentos de Newton con un prisma de desarrollo láseres únicos, dispositivos de visión nocturna, y otras cosas interesantes. Sin embargo, una mirada más cercana a lo que se inspiró en gran medida a la humanidad a estudiar y se convirtió en un prototipo para muchas cosas modernas. El ojo humano.

retina y nervio óptico
Cualquier dispositivo capaz de detectar la luz por lo general tiene una u otra versión del sensor de imagen. Su análogo biológica es la retina del ojo.



sensibilidad gráfica normalizada de las células humanas diferentes tipos de conos (A, C, D) y células de varilla (R) para diferentes partes del espectro. El eje de la longitud de onda en este gráfico logarítmico. I>




una micrografía electrónica de la retina. Sticks son conos de color gris y morado. En la ilustración, se puede ver un claro predominio de las barras en los conos monocromáticos i>

Por ejemplo, la retina del ojo humano tiene unos 7-8 millones de conos son responsables de la visión del color, y unos 120 millones de bastones (visión en blanco y negro). No del todo sea correcto equiparar el frasco / palo para el píxel, pero, según cálculos aproximados, su número se corresponde aproximadamente 250 megapíxeles para panoramas con ambos ojos. Después de la excitación de las células sensibles a la luz de la retina, la señal que se transmite a nuestra biológica CPU / GPU. Esta función se ejecuta correctamente el nervio óptico. El cuello de botella en la frecuencia máxima está limitada por "personal", se transfirió el cuerpo de vista, es - sinapsis nerviosas de latencia i> (conexiones terrestres entre las neuronas, donde el pulso se transmite por la emisión y captura de los productos químicos). Según diversas estimaciones, es unos 100-150 Hz, que es el límite de la velocidad de transmisión de imagen en la corteza visual del cerebro. El número de fibras nerviosas del nervio óptico es de aproximadamente 1 200 000. Si suponemos que una fibra por ciclo puede transmitir un bit de información, la capacidad combinada del nervio óptico es aproximadamente igual a 1.2 x 10 6 sup> * 150 = 180 bits de Mbit / s. Corriente sólida. Nuestro cerebro tiene que manejar el flujo total de 360 ​​Mbit / s sólo en el analizador visual. Pero también hay receptores oído, olfato, tacto, temperatura y dolor, sensación de equilibrio, una sensación de propioceptiva (sensación de su propio cuerpo en el espacio). Toda esta carga, sin incluir un montón de otras características, aptos únicamente 25 vatios TDP.

Aquí, por cierto, cubierto una serie de cuestiones que se encuentran en el campo de la bioinformática. Por ejemplo, no está claro cómo ≈125 * 10 6 sup> receptor de células puede transmitir información en ≈1.2 * 10 6 sup> neuronas que llevan a cabo. Es decir, antes de la transferencia se lleva a cabo en el cerebro es una especie de filtrado y pre-procesamiento de la información visual. Por cierto, se deduce que el "golpe" de la retina no puede entregar una cámara de 1.2 megapíxeles. Otra cosa es que como consecuencia de la tramitación de una serie de "instantáneas" en el cerebro forma una imagen mucho más clara de lo que está sucediendo. Otra característica interesante del ojo humano es el hecho de que siempre vemos pasado i>. El retraso en la realización de un impulso nervioso al centro se estima diversamente sobre 150-180 ms. Es por eso que, por cierto, en el deporte profesional se considera prematuro lanzar un atleta de gran avance en el intervalo de 0 a 100 ms. Se cree que una persona no podía debido a las limitaciones fisiológicas tienen tiempo para reaccionar tan rápidamente. Cabe señalar que estos valores pueden variar dentro de ciertos límites en función de la tensión, el estado psico-emocional, el nivel de neurotransmisores, pero el panorama general es lo suficientemente estable.

comparar con la cámara?



La sensibilidad puede sufrir más amplia gama sustancial - a la vista normal con iluminación de 25.000 lux (brillante mediodía) antes de la inscripción de los fotones individuales en la oscuridad campo en la adaptación máxima. El rango dinámico del ojo y huelgas contra el telón de fondo de las cámaras tradicionales - alrededor de 24 f-stop! En comparación, el máximo rango dinámico es una de las fotografías de la película en blanco y negro - cerca de 10 pasos de diafragma. Película de color tiene un intervalo de aproximadamente 7, y la matriz media de la cámara moderna 4 a 6. Por lo tanto, el rango dinámico del ojo más de la cámara medio en 2 (de 24-6) sup> = 262 144 veces b >.

Vale la pena señalar que esta adaptación lleva tiempo. La tasa de la adicción sobre la transición a una habitación luminosa - sólo unos pocos segundos. En la transición al tiempo oscuro se extiende a varios minutos. Esto se debe principalmente a la síntesis de la necesidad ocherel destruyó rodopsina i>, la proteína visual que es directamente responsable de la aparición del campo visual. El flujo luminoso se regula, así como en una cámara - Apertura. Esta función se lleva a cabo por el iris, y el agujero en el que se llama la pupila. Sabiendo que la distancia focal del ojo es de aproximadamente 22 mm, puede contar con Número F abbr> i> para el alumno: para maximizar la pupila de 8 mm - 22 / 8 = 2,75, en su mayor estrecha - 22 / 1,1 = 20.

De hecho, nuestros ojos - lente gran angular con sus distorsiones inherentes en la periferia. Sin embargo, la reconstrucción de imágenes tridimensionales en el cerebro se compensa. Además, no nos damos cuenta Blind Spot abbr>, aunque es bastante notables dimensiones angulares (aproximadamente 1,3º).

sistema óptico del ojo
Para un correcto de enfoque de los rayos no somos sólo el tamaño y la forma de los elementos, pero su índice de refracción. Usted tiene que entender que cada elemento de guía de luz tiene sus propios factores y bien definidos. Por cierto, esto explica por qué, a diferencia de los peces, debido a la mala visibilidad bajo el agua - nuestros ojos han evolucionado como un cuerpo para proporcionar una visión clara sobre la tierra. Todo esto es debido a que la potencia de la lente depende del índice de refracción.





Lente de cristal pierde gran parte de su capacidad para enfocar la luz el miércoles cuando traslada a otra IOR abbr> i>

El ojo es un sistema óptico finamente equilibrado. El más mínimo cambio en la relación de sus miembros es probable que altere la imagen final en la retina. Imagine por un momento que usted ha tomado y poner en modo manual enfoque arbitrario en el lente de la cámara. Usted acepta que una imagen buena y clara de esta manera usted no conseguirá. Veamos en detalle de qué manera supera la luz hacia la retina.
El sistema óptico del ojo. Indique las principales dimensiones y los índices de refracción de los medios de comunicación

  

córnea


oftalmoscopia hendidura corneal i>
La córnea con un gran aumento

  

El primer elemento de conocer el ataque no es demasiado favorable al medio ambiente - la córnea. La córnea es el ojo de la capa exterior y una función protectora y luz se refracta. Es este revestimiento del ojo se enfrenta a un impacto negativo permanente del motas de polvo, luz solar y otros factores. El epitelio corneal se actualiza constantemente para garantizar sus propiedades de integridad y de barrera. Curiosamente, la córnea no tiene vasos sanguíneos en su parte óptica - se estaría violando la transparencia. Potencia y gas de cambio de estas áreas se lleva a cabo por difusión debido al fluido lagrimal exterior y el humor acuoso de la cámara anterior en el interior.

cámaras delantera y trasera


La imagen es la cámara anterior visible, situada justo debajo de la córnea y llena de un líquido especial - el humor acuoso. La cámara trasera se encuentra detrás del iris y la pupila.

iris y la pupila


Cada persona - el propietario de un único en su belleza, y la gama de colores del patrón del iris. Para IT-especialistas Iris es principalmente un elemento importante para la identificación biométrica. Para el médico - este es un elemento muy importante, que es similar al diafragma controla el flujo de la luz entrante. Un agujero en el iris y se llama pupila i>. Pocos se dan cuenta de que el iris tiene un patrón tridimensional bastante pronunciada, que puede mostrar las fotografías para poner luz adecuada. A menudo se utiliza filtros polarizadores para eliminar los reflejos de la córnea.

De hecho, muchos de ellos nunca han pensado que la relación глубины la nitidez y el diámetro de la abertura se extiende a la pupila. En la profundidad oscura del campo disminuye drásticamente, ya que aumenta el iris de la pupila.
Más bellas imágenes del iris.







  

lente

La lente es la lente biológica única, que tiene una serie de propiedades muy importantes. Uno de los más importante - la capacidad de cambiar su curvatura bajo la acción del músculo ciliar. Este proceso se conoce como el alojamiento y permite centrarse en distantes oa muy objetos cercanos. Posibilidades de acomodación del sistema óptico del ojo de un hombre joven es ~ 14 dioptrías, disminuir gradualmente con la edad y 60-65 años de prácticamente perdido. Por cierto, gracias al sistema óptico de la lente del ojo es tan compacto en comparación con, por ejemplo, las cámaras SLR.
El reflejo de la parte frontal de la lente en la microscopía de hendidura

  

Vítreo


Contrariamente a la creencia popular, que el ojo está lleno de líquido que puede fluir a la menor de punción, el grueso del ojo toma el vítreo. Esta sustancia es más como un gel viscoso, cuyas propiedades mecánicas se determinan principalmente ácido hialurónico. La función principal del vítreo - el mantenimiento de la forma estable de los ojos, dándole la elasticidad necesaria. Además, el cuerpo vítreo contiene en sí a través y refracta la luz.

trastornos refractivos
Todos estos elementos pertenecen al sistema de refracción del ojo. Es por ello que cualquier violaciónes asociados a ellos son llamados refracción i>. Este tipo de patología es interesante porque somos capaces de restaurar la ruta correcta de los rayos, que actúa sobre el artículo incorrecto, que fue la causa de la enfermedad. Por ejemplo, el uso de los puntos como una lente adicional corrige la miopía, la causa de los cuales fue el aumento en el eje óptico central del ojo. Consideremos ahora los principales problemas asociados a la refracción de la luz.
Habrazhitel ansaril3 sugerido la adición de un artículo en una justificación física de tales violaciónes. Por desgracia, mi título de médico no me permite entender plenamente el significado de estas cosas, pero voy a dejar el enlace para aquellos que estén interesados.
Zernike polinomios y la onda aberración :


miopía (miopía)
Playa muchos expertos en el campo de las TI. Antes de hablar de las causas de esta enfermedad, quiero hacer una breve referencia al arte. Philip Barlow - un artista sudafricano talentoso que era capaz de reflejar en su obra a través de los ojos de una persona miope
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Un poco más obras de este autor







  
La causa de la miopía está aumentando el tamaño del globo ocular a lo largo de su eje óptico:


Esta enfermedad es a menudo más pronunciada en la adolescencia, un período de fuerte crecimiento del organismo. Hay observaciones que unían estiramiento excesivo del ojo con defectos genéticos en la síntesis de colágeno. El colágeno - la proteína estructural, que es importante en la formación de tejido conectivo. Cuando se trata de elasticidad excesiva y crecimiento desproporcionado del globo ocular. En la etapa de crecimiento, para detener el mayor crecimiento de la miopía puede utilizar esclerosis y kollagenoplastiku i>. La esencia de estos métodos está aumentando a la fuerza de la membrana externa del ojo - esclerótica i> - mediante la implantación de un material especial. El tratamiento de esta enfermedad es métodos no operacionales (gafas, lentes de contacto) y operativas (diferentes tipos de corrección de la visión con láser).



Tenemos la oportunidad de corregir este problema Tecnología femto-LASIK, en las próximas semanas también vamos a ser capaces de trabajar en la tecnología ReLEx SONRISA. Utilizamos la última generación de láseres oftálmicos:
Para Femto-LASIK se Amaris 750S es impulsado por Schwind (láser excimer para la propia corrección) y VisuMax de Zeiss (femto-láser para cortar el colgajo)
Para ReLEx SONRISA sólo VisuMax (tecnología significa solamente realizar todas las manipulaciones en él con mayor detalle en el próximo artículo)

espasmo de alojamiento
Es necesario distinguir entre la verdadera miopía, y el llamado cyclospasm i>, también conocida como falsa miopía. Creo que, en vista de la profesión, muchos de nosotros pasamos mucho tiempo mirando el monitor continuamente. Como hemos dicho antes, es responsable de la acomodación del músculo ciliar, que deforma la lente según sea necesario. En vista cansada constante cuando es el foco de un largo periodo de tiempo próximo, esta espasmos musculares y pruebas no pueden relajarse. Como resultado, el ojo pierde su capacidad para enfocar correctamente los objetos en la distancia, pero esto se debe a un fenómeno temporal en términos de alojamiento y no cambiar la forma del ojo. En esta situación, nombrar a los medicamentos especiales que causan parálisis temporal del músculo ciliar, ayudando a que se relaje (tropicamida, la atropina, y otros). Vale la pena la gimnasia visuales e higiene del trabajo (iluminación del lugar de trabajo, descansos, etc.)

Astigmatismo


Esta patología se combina a menudo con otros. Su causa es la curvatura asimétrica de la córnea o el cristalino. El resultado es una refracción diferente con respecto a diferentes ejes. Como resultado, una persona puede ver claramente, por ejemplo, líneas horizontales y la vertical será borrosa.
Un poco más sobre el astigmatismo

Por ensayo миры los ojos de una persona que sufre de astigmatismo i>


La prueba del mundo en su forma original.



Tratamiento - el uso de lentes cilíndricas especiales en la corrección gafas o láser visión, durante el cual se ajusta, y esta patología
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hipermetropía (hipermetropía)


Status opuesto de la miopía. El eje óptico del ojo es más corto de lo que deberían, con el resultado de que la imagen se enfoca detrás de la retina.
Esta enfermedad a menudo se confunde con el presbicia i> (hipermetropía edad)
Tratamiento de los láseres oftálmicos sustancialmente similares al tratamiento de la miopía.

presbicia (hipermetropía edad)
La peculiaridad de los trastornos de refracción que una persona pierde la capacidad de envejecer de alojamiento.






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