Optische afwijkingen

Vooraleer over optische afwijkingen van het oog te kunnen spreken, is enig inzicht in de optica van het oog vereist. Het normaal functionerend oog, dat dus geen optische correctie behoeft, wordt emmetroop genoemd (emmetropie). Het oog dat zonder bril of lenzen goed ziet voor dichtbij,  maar slecht voor ver is bijziend of myoop (myopie). Het oog dat dichtbij nog slechter ziet dan ver, is verziend of hypermetroop (hypermetropie). Vervormde beelden te wijten aan de vorm van het lenzensysteem van het oog noemt men astigmatisme. Het achteruitgaan van het zicht voor dichtbij, dat optreedt vanaf de leeftijd van 45 jaar, noemt men presbyopie.

Emmetropie: het optisch normaal functionerend oog
Myopie of bijziendheid: ziet goed dichtbij, maar slecht veraf
Hypermetropie of verziendheid: ziet slechter dicht dan veraf
Astigmatisme: ziet schaduwen achter lijnen zowel ver als dicht
Presbyopie: de behoefte aan een leesbril vanaf 45 jaar

Emmetropie: het optisch normaal functionerend oog

Om een scherp beeld van een voorwerp te krijgen, moeten de lichtstralen, die dit voorwerp uitstraalt (in het voorbeeld een huis in de verte), precies op het netvlies samenvallen. Het hoornvlies en de lens zorgen ervoor, dat het licht zo gebogen wordt dat er een scherp beeld ontstaat op het netvlies. In het normale oog (ook wel emmetroop oog genaamd) worden de evenwijdige lichtstralen, die van oneindig komen, zonder enige inspanning van de spiertjes die de lens boller kunnen maken, zo gebroken dat deze evenwijdige lichtstralen precies samenvallen op het netvlies.

Deze situatie is vergelijkbaar met deze van een fotocamera, waarbij het hoornvlies en de lens de rol spelen van de lenzen van uw camera, en waarbij het netvlies vergeleken kan worden met de fotografische film die het beeld finaal zal vastleggen. Door scherp te stellen zorgt u ervoor dat binnenvallende lichtstralen zo door de lens gebroken worden, dat ze precies op de film samenkomen. Het normale oog hoeft voor ver niet scherp te stellen en is dus volledig ontspannen bij kijken in de verte vermits de lensspiertjes volledig ontspannen zijn (geen accommodatie). Een voorwerp dichtbij (in het voorbeeld een kaars) wordt door het normale (jonge) oog scherp waargenomen door het boller maken van de lens in het oog. Dit gebeurt door het opspannen van de spiertjes in de oogwand, waaraan de lens met vezeltjes verbonden is. Dit fenomeen noemt accommodatie.

Myopie of bijziendheid

Wanneer het brekend vermogen van hoornvlies en lens te sterk is omdat het hoornvlies te bol is in verhouding tot de lengte van het oog of andersom, het oog te lang is in verhouding tot het brekend vermogen van hoornvlies en lens, dan worden binnenvallende stralen van een voorwerp, dat zich bevindt op grote afstand, te veel gebroken. Ze vallen dan samen op een punt dat voor het netvlies ligt. Zonder optische correctie ontstaat er op deze manier geen scherp beeld op het netvlies.

Een scherp beeld op het netvlies kan bekomen worden door het voorwerp dichter bij het oog te brengen. Het punt waarop de lichtstralen van een bekeken voorwerp samenvallen wordt op deze manier naar achteren verplaatst en kan op een bepaald ogenblik dus toch in focus komen. Het oog kan dus zonder optische correctie wel scherp zien van dichtbij, maar niet van ver. Vandaar de naam van bijziendheid (myopie). bijziendheid kan bijvoorbeeld gecorrigeerd worden door (sferische) min-glazen voor het oog te plaatsen

Bij kinderen neemt de lengteas van het oog toe bij het groeien Dit verklaart waarom ook de bijziendheid toeneemt en dit vaak tot de leeftijd van 28 jaar! Men spreekt van lengteas myopie. Het normale oog heeft een aslengte van 23 mm. Een toename van de lengteas met 1 mm komt overeen met een toename van de myopie met 3 D.

Bij de hoogbejaarde gaat de ooglens verdikken en de breking toenemen. De brillenglazen van hoogbejaarden moeten daarom soms worden aangepast. Men spreekt van lensmyopie. Meestal is dit de voorbode van cataract (vertroebeling van de lens), ook grijze staar of grauwe staar genoemd.

 Hypermetropie, hyperopie of verziendheid

Is het brekend vermogen van hoornvlies en lens te zwak, bijvoorbeeld omdat het hoornvlies te vlak is, of het oog te kort, dan vallen de lichtstralen van een voorwerp dat zich bevindt op grote afstand, samen achter het netvlies en is er evenmin een scherp beeld. Deze verziendheid (hypermetropie of hyperopie) kan met plusglazen gecorrigeerd worden.
 
Een voorwerp dichtbij staat nog meer uit focus en wordt nog slechter waargenomen (de kaars op de figuur). De jonge verziende kan, onbewust, zijn optische afwijking compenseren door gebruik te maken van zijn accommodatie (het boller maken van de lens door spiertjes in de oogwand, waaraan de lens met behulp van vezeltjes is opgehangen). Dit kan leiden tot hoofdpijnklachten en vroegtijdige leesproblemen (voor de leeftijd van 45 jaar).

Astigmatisme en zijn mengvormen

Regelmatig astigmatisme

Bij zuivere verziendheid of bijziendheid is het hoornvlies mooi bol. Soms kan er ook nog een vervorming van het hoornvlies aanwezig zijn, waardoor evenmin scherpe beelden ontstaan. Men spreekt dan van astigmatisme. De graad van astigmatisme wordt bepaald door 2 krommingsassen van het hoornvlies (F1 en F2 op de figuur hieronder).
 
Hierbij ligt de vlakste as loodrecht op de steilste, en hebben deze assen een verschillende straal. Een astigmatisme kan gecorrigeerd worden door een cilindrisch glas,waarbij de as van de cilinder in de juiste richting moet gezet worden. Vaak komen verziendheid of bijziendheid in combinatie met astigmatisme voor. Bij de astigmaat wordt op het brillenvoorschrift niet alleen de sferische waarden ingevuld (+ voor de verziende en - voor de bijziende), maar wordt eveneens de cilinder en de asrichting aangegeven, waarin deze cilinder het beeld dient uit te rekken. Een sferische component voor correctie van verziendheid of bijziendheid kan dus gecombineerd worden met een cilinder. Men spreekt dan van een torisch glas. Regelmatig astigmatisme kan met een bril, contact- of inplantlenzen of excimerlaserbehandeling gecorrigeerd worden.

Onregelmatig astigmatisme

Indien het oppervlak van het hoornvlies bulten en putten vertoont, dan kan de vorm van het hoornvlies niet meer gedefinieerd worden door twee loodrecht op elkaar staande krommingsassen zoals hierboven is beschreven. Het oppervlak van het hoornvlies is dan niet mooi glad meer, maar onregelmatig. Men spreekt dan van onregelmatig astigmatisme. Dit onregelmatig astigmatisme kan niet door een bril worden gecorrigeerd, maar wel door harde lenzen, op voorwaarde dat deze verdragen worden. Sommige vormen van onregelmatig astigmatisme kunnen ook met behulp van de excimerlaser behandeld of verbeterd worden.
Onregelmatig astigmatisme is vaak een probleem en komt meestal enkel voor na ongeval, ziekte (keratoconus) of infectie. Een onregelmatig astigmatisme kan opgemeten worden en wordt weergegeven in een topografische kaart. Dit is een soort landkaart van de vorm van het oog. Hierboven wordt een topografie van een onregelmatig astigmatisme 3-dimensionaal weergegeven (keratoconus).
Onregelmatig astigmatisme optisch corrigeren met een bril vergt kunst en vliegwerk. Met “trial en error” en een klapcilinder wordt dan gezocht naar die correctie die het best door de betrokkene wordt verdragen. Afhankelijk van de diameter van de pupil kan de best verdragen subjectieve brilcorrectie anders zijn. Daarom kan het gebeuren dat de bril absoluut niet voldoet.
Vermits bij iedereen wel in zekere mate onregelmatig astigmatisme of "higher order aberrations" voorkomen, is het aanpassen van een bril niet steeds eenvoudig en is er bij elke brillenmeting ook een foutmarge. Omwille van de aanwezigheid van deze kleine optische fouten moet een brillencorrectie steeds  gecontroleerd worden aan de hand van een manuele subjectieve test waarbij de betrokkene de glazen voorgezet krijgt.

Een onregelmatig astigmatisme kan best gecorrigeerd worden met een harde contactlens. De harde contactlens zal een perfecte vorm geven aan de traanfilm en voor een stuk ook aan de cornea, waarop deze steunt en zo in staat zijn dit onregelmatig astigmatisme te corrigeren. Deze lens moet wel door het oog verdragen worden, wat soms niet het geval is.

Presbyopie: leesproblemen bij het ouder worden

Ons oog is een zeer gesofisticeerd orgaan, dat eveneens beschikt over een autofocussysteem, dat ons toelaat onbewust scherp te stellen op voorwerpen die zich dichter bij ons bevinden. Hiervoor beschikt het oog over spiertjes die de lens boller maken bij het kijken van dichtbij, zonder dat wij ons hiervan bewust zijn. Dit fenomeen noemt accommodatie. Helaas gaat, in de loop van het leven, deze onbewuste functie geleidelijk aan verloren omdat de lens haar soepelheid verliest. De lens, die bij jonge mensen heel slap en soepel is, wordt bij bejaarden heel rigide en hard, zodat de desbetreffende spiertjes niet meer in staat zijn de lens bij te stellen om een scherp beeld voor dichtbij te bekomen. Dit fenomeen noemt men presbyopie en is de reden waarom personen die voordien nooit een bril gedragen hebben vanaf de leeftijd van ongeveer 45 jaar lectuur steeds verder van zich af dienen te houden en stilaan een leesbril nodig hebben. Dit fenomeen treedt bij iedereen op. De bijziende is zich hier vaak niet van bewust, omdat hij gewoon zijn bril afneemt om te lezen. Bij de verziende zal dit fenomeen op jongere leeftijd optreden.