第一节 眼球的解剖与生理
眼球近似球形,由两个不同弯曲半径的球面对合而成,正常成人的眼球大小为前后径24mm、垂直径23mm、横径(水平)23.5mm。
眼球位于眼眶前部,周围有眶脂肪包裹,前面有眼睑保护。眼球向前平视时,突出于外侧眶缘12~14mm,一般两眼突出度相差不超过2mm。眼球的前端暴露于外,易遭受外伤。
眼球由眼球壁和眼球内容物两部分组成(图1-1)。临床上习惯将眼球分为眼前段和眼后段,常以晶状体后极为切面,切面以前为眼前段,其后为眼后段。
图1-1 眼球水平切面示意图
一、眼球壁
眼球壁分三层:外层为纤维膜,中层为葡萄膜,内层为视网膜。
(一)外层(纤维膜)
外层称纤维膜,由坚韧致密的纤维组织构成,前1/6为透明的角膜,后5/6为瓷白色的巩膜,二者移行处为角巩膜缘。主要功能为保护眼内组织和维持眼球形状。
1.角膜 位于眼球前极的中央,为稍向前突的透明组织,其形略呈横椭圆。成人的角膜横径为11.5~12mm,垂直径为10.5~11mm。
角膜前表面的水平方向曲率半径约为7.8mm,垂直方向曲率半径约为7.7mm,后部表面的曲率半径为6.22~6.8mm。角膜的厚度中央为0.5~0.64mm,周边约为1mm。
角膜的组织结构从外向内分为五层(图1-2)。
图1-2 角膜横切面示意图
(1)上皮细胞层 是结膜上皮的延续。由5~6层鳞状上皮细胞构成,排列整齐,表层无角化。上皮细胞的再生能力极强,损伤后修复快且不遗留瘢痕。因是结膜上皮层的延续,病变时可相互影响。
(2)前弹力层 是一种无细胞成分的均质透明薄膜,终止于角膜周边部,与上皮层界限不清。前弹力层为实质层特殊分化而成,损伤后不能再生。其损伤后由新生的结缔组织代替,形成较薄的瘢痕组织,临床称为云翳。
(3)基质层 占角膜厚度的90%,由与角膜表面平行的胶原纤维束薄板组成。纤维薄板排列规则,屈光指数相同,该层向周围延伸至巩膜组织中,病变时多相互影响。基质层无再生能力,病变或损伤后由不透明的瘢痕组织代替。
(4)后弹力层 是一层较坚韧的透明均质膜,由胶原纤维组成,在前房角处分成细条并移行到小梁组织中。该膜由内皮细胞分泌而来,实为内皮细胞层的基底膜,损伤后可再生。
(5)内皮细胞层 由六角形的单层扁平细胞构成。位于角膜最内面,紧贴后弹力层。角膜内皮细胞数随年龄的增长而逐渐减少,正常为2899±410/mm2,细胞间紧密连接,具有角膜-房水屏障功能。正常情况下房水不能透过此层渗入到角膜组织里,当其损伤后房水就可透过该层渗入到角膜组织引起基质层水肿。内皮细胞损伤后不能再生,受损后缺损区由邻近细胞扩张和移行来覆盖。如果内皮细胞失去代偿功能,角膜会发生水肿或大疱性角膜病变。
角膜表面有一层泪膜,称角膜前泪膜。泪膜分为三层:表面为脂质层,中间为水液层,底部为黏蛋白层。主要具有润滑角膜,防止角膜干燥,供给角膜氧气等作用。
角膜富含三叉神经末梢,感觉极其灵敏。角膜透明、无血管,其营养代谢主要来自房水、泪膜和角膜缘血管网。角膜是眼球重要的屈光介质之一,总屈光力为43D,占全眼屈光力的70%。
2.巩膜 由致密的相互交错的胶原纤维组成。位于眼球的中后部分,占整个纤维膜的5/6。巩膜前接角膜缘,外由眼球筋膜及球结膜覆盖,内面紧贴睫状体、脉络膜;其后在与视神经相交处分成内外两层,外2/3移行于视神经鞘膜,内1/3呈细小筛状孔,此处极薄,称为巩膜筛板,视神经纤维束由此穿出眼球。巩膜厚度差异较大,视神经周围最厚约1mm,各直肌附着处较薄约为0.3mm,巩膜筛板处最薄。因此,巩膜筛板处抵抗力弱,易受眼内压的影响,若眼压升高压迫视盘会出现生理凹陷加深、扩大的病理改变。
组织学上巩膜由表层巩膜、巩膜实质层及棕黑板层构成。
巩膜呈乳白色,不透明,质地坚韧,有弹性,且坚固。表面组织富有血管、神经,炎症时疼痛较明显;深层组织血管、神经少,代谢缓慢,病变时反应不剧烈,病程多较长。
3.角巩膜缘 从透明角膜嵌入不透明巩膜的过渡区域,没有十分明确的界线,宽约1mm。组织学上多认为角巩膜缘前界起于角膜前弹力层止端,后缘为角膜后弹力层止端。角膜、巩膜和结膜三者在此处结合,是内眼手术的常用切口部位或重要标志。
角巩膜缘内面是前房角组织。前房角前界的标志为Schwalbe线,依次为小梁网、Schlemm管、巩膜突、睫状体带及虹膜根部。前房角是房水排出的主要通道。
角巩膜缘的血管网主要由表面的结膜后动脉与深部的睫状前动脉的小分支联络构成,可供给角膜营养。
(二)中层(葡萄膜)
葡萄膜具有丰富的血管及色素,故又称血管膜或色素膜。由于有丰富的血管和色素,所以具有供给眼球营养、遮光和暗室的作用。
葡萄膜从前至后分为三部分:虹膜、睫状体、脉络膜,其组织相互衔接。
1.虹膜 是位于角膜后面的圆盘状薄膜,为葡萄膜最前面的部分。其周边根部与睫状体相连,向中央延伸到晶状体前面,将眼球前部腔隙隔成前房和后房两部分,虹膜悬在房水中。虹膜表面有高低不平的放射状隆起的条纹,形成虹膜纹理和隐窝。
虹膜内缘于中央形成圆孔,称瞳孔,其直径为2.5~4mm。瞳孔的大小与年龄、屈光及精神状态等因素有关。瞳孔周围有呈环形排列的瞳孔括约肌,受副交感神经支配,兴奋时具有缩小瞳孔的作用;还有呈放射状排列的瞳孔开大肌,受交感神经支配,兴奋时具有散大瞳孔的作用。通过瞳孔括约肌和瞳孔开大肌的交替及相互制约作用,瞳孔可缩小、散大,以调节进入眼内的光线。当光线直接照射一眼瞳孔时,引起两眼瞳孔均缩小的现象称为瞳孔光反射。光照眼的瞳孔缩小称直接对光反射,对侧眼的瞳孔缩小称间接对光反射。眼视近时瞳孔缩小,并发生调节和集合作用,称为瞳孔近反射。此系大脑皮质的协调作用,即传入路与视路伴行到视皮质,传出路为由视皮质发出的纤维经枕叶-中脑束至中脑的Eolinger-Westphal核(简称E-W核)和动眼神经内直肌核,随动眼神经达瞳孔括约肌、睫状肌和内直肌,以完成瞳孔缩小、调节和集合的作用。
组织学上,虹膜主要由前面的基质层和后面的色素上皮层构成。基质层是由疏松的结缔组织和虹膜色素细胞组成的框架网,神经、血管行走其间。虹膜基质内有丰富的动脉、静脉和毛细血管,被丰富的色素掩盖,正常情况下看不到血管。虹膜的颜色取决于基质内色素细胞的色素含量,色素致密则虹膜呈棕色,色素较少则虹膜呈蓝色或灰色。色素上皮层分前、后两层,两层细胞中均含丰富而致密的黑色素,故虹膜后面呈深黑颜色。后层的色素上皮在瞳孔缘向前翻转为一条细窄的黑色环形花边,称瞳孔领。
虹膜具有丰富的血管和密布的三叉神经纤维网,感觉特别敏锐。炎症时,虹膜出现肿胀,纹理消失,并伴有剧烈的眼痛及大量的渗出,甚至出血。
2.睫状体 睫状体位于巩膜后,前接虹膜根部,后与脉络膜相连,是宽6~7mm的环带组织。其色深褐,矢状面约呈三角形,基底朝向虹膜根部。前1/3肥厚,称睫状冠,宽约2mm,富含血管,有70~80个纵行放射状突起,称睫状突;后2/3薄而扁平,称为睫状体扁平部。扁平部与脉络膜相连处呈锯齿状,称锯齿缘(图1-3)。睫状突的上皮细胞产生房水,房水可供给眼球内组织的营养,维持眼内压。
睫状体主要由睫状肌和睫状上皮细胞组成。睫状肌由外侧的纵行、中间的放射状和前内侧的环形三组肌纤维组成,为平滑肌,受副交感神经支配。睫状体与晶状体赤道部由纤细的晶状体悬韧带联系(图1-4)。睫状肌的舒缩,使晶状体起调节作用和房水外流作用,即睫状肌之环形肌纤维收缩时,晶状体悬韧带松弛,晶状体借助本身弹性变凸,屈光力增加,以达到视近的目的,这一作用称为调节。其中纵行肌纤维收缩,牵引前部的脉络膜,将巩膜突向后拉,使前房角开放,有利于房水的外流。此外,若睫状肌长时间收缩会出现调节过度而发生近视现象;又因牵引前部脉络膜影响锯齿缘部的视网膜,可造成视网膜的囊样变性,甚至发生周边视网膜裂孔。
图1-3 睫状体的后面观示意图
图1-4 睫状体矢状面示意图
睫状体有来自睫状长、短神经的感觉神经,并在睫状肌中形成神经丛,分布密集,又富含血管,故炎症时眼痛、渗出明显。
3.脉络膜 前接睫状体扁平部的锯齿缘,向后止于视盘周围,介于巩膜与视网膜之间。脉络膜由外向内分为:①脉络膜上腔,为血管神经通过的要道,睫状后长动脉、睫状后短动脉、睫状神经等从此通过;②大血管层,血管的网状条纹特别显著,是豹纹状眼底的由来;③中血管层;④脉络膜毛细血管层;⑤玻璃膜,为无结构的透明组织,与视网膜的色素上皮层紧密相连。
脉络膜的血液主要来自睫状后短动脉。此处血管极多,血容量也大,有眼球的血库之称,占眼球血液总量的65%左右,供给视网膜外层和玻璃体的营养,但因血流出入口均较小,血流缓慢,故血中病原体易在此停留而产生病变。脉络膜的毛细血管通透性高,小分子的荧光素易于渗漏,而大分子的吲哚菁绿不易渗漏,所以吲哚菁绿能较好地显示脉络膜血管的影像。
脉络膜含有丰富的色素,有遮光作用,使眼球形成暗箱,确保成像清晰。脉络膜不含感觉神经纤维,炎症时无疼痛感。
(三)内层(视网膜)
视网膜为透明膜,位于脉络膜与玻璃体之间,前至锯齿缘,后至视盘周围。
视网膜由外向内分为10层(图1-5)。
图1-5 视网膜组织学示意图
(1)色素上皮层 是视网膜的最外层,与脉络膜的最内层玻璃膜紧密相连。色素上皮细胞(RPE)是单层六角形细胞,可选择性地运送脉络膜与视网膜外层之间的营养和代谢产物,能吞噬、消化光感受器外节脱落的盘膜。色素上皮细胞间有紧密连接,又称封闭小带,能避免脉络膜血管正常漏出液中的大分子物质进入视网膜,具有血-视网膜外屏障的作用,亦称视网膜-脉络膜屏障。色素上皮细胞中含有一种色素颗粒即紫褐质,它是一种很活跃的细胞,在多种眼底病中起着重要作用。如视网膜色素变性中,色素上皮一部分增生,一部分萎缩,增生的色素上皮进入视网膜内,沉着在视网膜血管外,形成骨细胞样的色素沉着。而老年人色素上皮细胞萎缩,色素减少,在眼底可见脉络膜的血管条纹,多呈豹纹状。
(2)视锥、视杆细胞层 又称光感受器细胞层。由光感受器内、外节组成。视锥细胞主要分布在黄斑及中心凹,感受明光,分辨颜色,具有明视觉和主管色觉的作用。视杆细胞分布在黄斑区以外的视网膜,越近黄斑区数量越少,至黄斑中心凹则无此种细胞。视杆细胞感受弱光,司暗视觉。视杆细胞的感光色素为视紫红质,它需要维生素A才能合成,当维生素A缺乏时,视杆细胞功能障碍,就会产生夜盲。
(3)外界膜 是一网状薄膜,网眼大小不一,视锥细胞经过的网眼较视杆细胞的网眼大。
(4)外核层 又称外颗粒层,由光感受器细胞核组成。此层没有血管,营养来自脉络膜。
(5)外丛状层 为疏松的网状结构,是视锥细胞、视杆细胞和双极细胞树突、水平细胞突起相连接的突触部位。
(6)内核层 又称内颗粒层,主要由双极细胞、水平细胞的细胞核组成。水平细胞为神经胶质细胞,具有联络和支持的作用。
(7)内丛状层 主要由双极细胞与神经节细胞相互接触形成突触的部位。
(8)神经节细胞层 由神经节细胞核组成。
(9)神经纤维层 由神经纤维构成。神经纤维最后集中形成视神经盘。该层血管丰富。
(10)内界膜 是介于视网膜和玻璃膜间的一层透明薄膜。
光感受器为第一神经元;双极细胞为第二神经元,联系第一与第三神经元;神经节细胞是第三神经元。
视觉的形成是视信息在视网膜内形成视觉神经冲动,由光感受器、双极细胞、神经节细胞这三个神经元传递,沿视路将信息传递到视中枢而形成。
视网膜上的重要组织有黄斑、视网膜的血管及视盘等。黄斑位于视盘颞侧约3mm处,呈横椭圆形凹陷区,正中为中心凹。中心凹为视力最敏锐的地方,中心凹处可见反光亮点,称中心凹光反射。黄斑区中央部分为无血管区,因其色素上皮细胞排列紧密,含色素较多,再加之下面的脉络膜血管网特别厚,因此颜色较深。黄斑区纤维分为上下,约呈水平线样弧形排列,此束纤维称黄斑乳头束。此外,黄斑部外丛状层较厚,容易吸收水分而发生水肿,又因无毛细血管,故水肿时难以消退。
视网膜的血管包括视网膜中央动脉和中央静脉,分为颞上支、颞下支、鼻上支和鼻下支,分布在视网膜上,静脉与同名动脉伴行。
视盘位于眼底后极部,是视网膜神经节细胞发出的神经纤维汇集的部位。呈圆形或椭圆形,其色为不均匀的淡红色,直径约1.5mm,又称视乳头。其中央或稍偏颞侧有一凹陷,称生理凹陷,中央动、静脉由此通过。视盘仅有神经纤维而无视网膜的其他各层,因此无视觉功能,即视野检查时会出现盲点,称生理盲点。视盘的血液供应:其表面的神经纤维层由视网膜中央动脉的毛细血管供给,筛板和筛板前由睫状后短动脉的分支供给。
二、眼内容物
眼内容物包括房水、晶状体、玻璃体,三者均为透明体。房水、晶状体、玻璃体连同角膜一并构成眼的屈光介质,又称屈光系统,是光线进入眼内并到达视网膜的通路。
(一)房水
房水由睫状突的上皮细胞产生,并充满后房、前房。房水循环途径:房水首先进入后房,经过瞳孔到前房,从前房角小梁进入Schlemm管,通过房水静脉,最后流入巩膜表面睫状前静脉回到血液循环(图1-6)。此外,有少部分房水由虹膜表面吸收和从脉络膜上腔排出。其主要成分为水,另含少量乳酸、维生素C、葡萄糖、肌醇、谷胱甘肽、尿素、钠、钾、蛋白质等。主要功能是营养角膜、晶状体和玻璃体,调节眼内压。
图1-6 房水循环示意图
1.前房 角膜后面,虹膜和瞳孔前面,周围以前房角为界的空间称前房。前房内充满房水,中央深度为2.5~3mm,周边稍浅。
2.后房 虹膜、瞳孔后面,睫状体前端和晶状体前面的环形腔隙称后房。其间充满房水。
(二)晶状体
晶状体位于虹膜后面,玻璃体的前面,是富有弹性的形如双凸透镜的透明体,前面弯曲度较后面小。前后面的环行交界周称晶状体赤道部,前面的顶点为晶状体前极,后面的顶点称后极。晶状体的直径约为9mm,厚度为4~5mm。
晶状体分为晶状体囊膜、晶状体皮质、晶状体核。晶状体悬韧带是晶状体与睫状体连接的小带。
晶状体是眼屈光介质的重要组成部分,其屈光度约为19D的凸透镜,可滤去部分紫外线,对视网膜有一定的保护作用。通过睫状肌的舒缩,使晶状体悬韧带或松或紧,晶状体随之变凸或扁平,以完成眼的调节功能。随着年龄的增长,晶状体弹性减弱,调节减退而出现老视。
晶状体无血管,营养来自房水。若晶状体受损或房水代谢发生变化,可出现混浊,临床称之为白内障。
(三)玻璃体
1.玻璃体腔 是晶状体赤道及睫状体之后,由视网膜包绕的腔体,内由透明的胶质体填充。
2.玻璃体 在玻璃体腔内,占眼球内容积的4/5。玻璃体为透明的胶质体,其中99%为水。玻璃体前面有一凹面,称玻璃体凹,以容纳晶状体。玻璃体的其他部分与视网膜和睫状体相贴,在视盘边缘、黄斑中心凹附近及锯齿缘前2mm和后4mm区域紧密粘连。其前部表面和晶状体后囊间有圆环形粘连,青少年时期粘连紧密,老年时变松弛。
玻璃体为眼重要的屈光介质之一,对视网膜和眼球壁还起着支撑的作用。玻璃体无血管,营养来自脉络膜和房水。