老眼、近視、遠視


1) 「私は近視だから、老眼にならない」 という人がいるが、そうではなく正視の人と同じように老化するが、老眼鏡を必要とする時期が遅れるだけのはずだ。

2) また、老眼になる理由として「老化により、眼のレンズに相当する水晶体の弾力性が低下することと、水晶体を支えている毛様体筋の収縮力が衰え、水晶体を十分ふくらますことが出来なくなったため」のように誤解しやすい説明が多いため、理解しにくい(現に私は、どこか間違っていると思いながらも、このような説明を見て、眼の構造を誤解していたようだ。近くを見る時に水晶体を支える筋肉が収縮するのなら、水晶体は引っ張られて薄くなるはず? それなのにふくらむとは? おかしい!)

誤り記述例
★ 某眼科(レーザー治療) 『毛様体が水晶体を押したり引いたりして厚みを変えてピント調節します』 (筋肉というものは引く仕事しかできないのに!)、とか
 『近視の人は老眼になると近くを見る時にメガネが必要でなくなり』 (まちがい! 正しくは、『近視の人は老眼になると、近くを見る時に近視用のメガネを外さなければならなくなり』)などの誤り

★ 2002.xx.xx 放映の某テレビ 『...ところが、近くのモノを見るとき、毛様体筋は休んではいられない。毛様体筋の力でレンズをぐっと押し込んで、レンズを厚くする必要があるのだ。』 (まちがい! 筋肉は押したり出来ない)

(毛様体筋が水晶体に直接つながっている左図は間違っている。毛様体と水晶体の間を毛様小帯という多数の糸状のものがつないでいる。  このような誤った図を見て押しこむという連想も生まれたのだが、間に糸がある正しい図なら、医学に暗い人でも、まさか”糸”で押しこむという誤った連想はしなかったはず)


器具売りつけや、視力回復トレーニングなど商売がらみのページは、知識がないのか、知って意図的にこじつけている様なものもあるが、反論する値打ちもない

検索で調べても、多くの間違った記述の中から正しいサイトを探し出さなければならないのが現状。    
眼の焦点調節機構の調査結果の要約



近視の人がコンタクトをつけた状態が正視と同じである。

したがって、コンタクトをつけたままならば、年を取ると近視の人でも近くを見るとき老眼鏡が必要になる。

コンタクトを外せば、当然、メガネなしで近くは見えるが、遠くを見るときは、やはり近眼鏡が必要である。
結論として、

1) 近視の人が正視の人に比べて体の組織が特別若いわけでも、老化しているわけでもない。

水晶体の弾力、毛様体の筋力は正視と変わりないが、見える範囲が近い方にずれているだけである。
眼軸長が長い(前に出ているか、眼底が奥深い)か、眼の焦点距離が短い(角膜がわずか突き出て曲率が小さくなり、屈折力が大きい)ため。
適切な眼鏡をかけた状態で、正視と全く同じになる。あるサイトに、近視は調節能力が劣るとあったが、弾力、筋力などの調節能力は全く劣らない。

近視でも体組織の老化は正視と同じように進む。今まで近視用眼鏡をかけて正視と同じ範囲が見えていたのだから、老化で近点が遠くなると、近くを見る時は眼鏡を外さないと見えにくくなる

それを勘違いして、外しても近くが見えるから近視が直ってきたと言う人さえいる
(もともと、近視では近くを見るのには眼鏡は不要だったのを忘れている!)。

2005.02.08追記
昨日、96歳の母親が体温調節が衰えてきた話を妹(○○)としていて、自律神経、血糖値、甲状腺、高血圧と話が進み、だれも加齢により身体能力低下は避けがたいという話題になった。

 私「ぼくは経験済みだが、○○は五十肩にはなったことないね」

 ○○「週一回、プールで500mクロールしているから大丈夫と思う」

 私「そりゃいい、地上で努力して腕回しするより、泳いでいるときの方が、意識しなくても精一杯腕を回しているはずだから」

 私「でも、やはり○○にも老眼は来たね、老眼鏡を使えばいいのにと思って見ていたが、なかなか使おうとしない」

 ○○「うっとうしいから。近視だった友人は皆、最近メガネが要らなくなったからうれしいと言っている」

 私「要らなくなったんじゃない。学校時代には黒板と教科書、ノートの間を頻繁に往復するためメガネをかける必要があり、ずっとかけていた(眼鏡をかけて矯正さえしていれば、若いから正視の友人と同じく、ノートから屋外の遠いところまで楽に見える)
  (近くはメガネを外しても当然見えるが、掛け外しが面倒だったから)」

 私「それが老眼になると、近くを見る時メガネをつけていると見えにくくなり、メガネを外さなければならなくなった
  (黒板と本を交互に見る必要もなくなったので、家の中だけなら、日常生活を送るにはメガネをかけない方が便利)」

 私「僕は、度の弱い目の老眼鏡だと、パソコンから数メート先のテレビまでめがねを掛けたまま過ごせる(細かい字は度の強い眼鏡が必要)。
  これが、近視の人が老眼になって眼鏡を外した状態と同じだろう。室内だけなら良いが、運転は絶対に無理。

 私「メガネなしで運転できるようになったのなら話は別だが。メガネ不要論は客観的に正確に考えない結論であり、たんなる錯覚だ

  ....以上のように、世の中には近視と老眼の関係を誤解している人が非常に多い。



遠視は、”ずれ”が近視と逆になっているだけで、事情は同じである。ただ、若いうちは近点の調節力に余裕があるから、遠視は眼鏡なしでも過ごせる場合が多いが、読書など近くを見るときに、人一倍無理が続くので疲れやすい。近くから遠くまで、見るときは常に筋肉の緊張が必要だ(下図参照)

2) 筋肉の緊張で水晶体をふくらませる件は、話が逆で、遠くを見る時は毛様体筋は遊んでいて、多くの糸のようなチン氏帯(毛様小帯)が水晶体を引っ張って薄くしているが、近くを見る時は毛様体筋の緊張により、チン氏帯の引っ張りを弱め*、水晶体が自力でふくらんでいくと言うことになる。

毛様体筋は水晶体に直接でなくチン氏帯(毛様小帯)を介してつながっているとまでは書いてあるものもあるが、多くは正確な構造が書かれていない(毛様体の筋肉がどの方向に並んでいて、収縮するとどう変形するか)。

     眼の焦点調節機構に概略のスケッチを掲載した



次の模式図は、眼の水晶体の位置にレンズを置き、網膜の位置に網膜表記の赤縦線を表記した。
(実際の眼の屈折は大部分が角膜表面と空気との界面で起きるが、角膜から水晶体までを含んだ部分を図のレンズで表したと考えてほしい。くわしくは 眼の焦点調節機構(続) 参照)。

正視、近視、遠視の人の見える相対範囲を黒の太線で示した。
正視の近点(努力して見える最も近い点)にある物体が近視、遠視の人ではどのように像を結ぶかを茶色の線で示した。
毛様体の筋力を働かせない状態にある水晶体は、無限遠の物体の焦点をちょうど網膜上に結ぶが、そのままでは近点にある物体は、限界と書いてある線に焦点を結ぶ。筋力を最大限に働かせて張力を取り去ることにより、水晶体をふくらませ、やっと焦点を網膜上に移動できる。つまり、毛様体筋を働かせて焦点を調節できるのは最大限、黒の縦線から赤の縦線までだけで、範囲外はどんなに努力しても焦点は合わせられず、メガネに頼るほかない。

老眼になると黒線が赤線に近づく(つまり調節能力が弱くなる)。白内障のため眼内レンズを入れた場合は黒線が赤線に重なった状態で、焦点調節は全くできない。
 (注: ここでは原理説明として、物理のレンズの説明図を利用するが、実物はかなり違う
   眼の焦点調節機構(続)参照)

  は筋肉で調節できるもの
  はメガネでしか調節できないもの

正視: 無限遠 黒線:筋肉を緩めてちょうど網膜に焦点。
     近点  茶線:そのままでは網膜より遠くに焦点を結ぶため、
           筋肉を最大限働かせて網膜に焦点を結ばせる(黒線まで)


近視: 無限遠 黒線:網膜に焦点が届かない。凹レンズで茶線まで補正必要。
     近点  茶線:近くの調節は余裕で見える(近すぎるところまで)
           遠くは筋力ゼロにしても見えない(訓練でも不可能)


遠視: 無限遠 黒線:筋肉を緩めきるとぼやける。少し筋肉が必要
     近点  茶線:近くは最大努力しても正視に及ばない。
           常に筋肉を使わねばならず、疲れる


それでは、それぞれの目の見え方、それが老化した時を下の略図に示す(但し、数字は個人差がある)。
(複雑化させないため、乱視は説明から省く)。

      各視力の見える範囲

         ('99.04.07放送)ためしてガッテン 「★老・遠・近!メガネの真実」で上図に相当する実験をやっていた。
        その例では、正視の近点は7.6cm、近視の近点は5.2cmである。
         (それらの近点は単なる一例。数値自体に大きな意味はないが、私のが推測値だったので引用)。
        次の図は、上の図と比較しやすいように私流の表に書き変えたものである。
        
          *1 24cmまで見えるから、まだ老眼と言えないほどの老化初期
          *2 メガネの度が強すぎると思う。近点30〜40cm程度で我慢すれば、もっと遠くまで見えて、日常
            生活が楽になる。私は老眼ん十年だが、最近、近点40cm*)の既製メガネをパソコン用に買い、
            満足している。部屋の中なら、気がついたら掛けたまま生活しているほど楽だ。
            *)小さい文字を近くから遠ざけていき、ハッキリ見え始める距離。(それより近くはぼやける)
              (ここでは、眼鏡を掛けた状態での近点)
          *3 8.5mまでしか見えないのが遠視とはおかしい
             8.5mの測定値が怪しいか、(軽い近視の)老眼初期か乱視や白内障かもしれない


 眼の焦点調節機構 (断面: 上が前方)

 焦点合わせは、毛様体筋が水晶体(レンズに相当)の弾力を利用し、その周囲から引っ張る力を加減して行う。
     
毛様体は糸状の毛様小帯(チン氏帯)を介して水晶体を周囲から保持している。
近くを見る時は、毛様体筋が緊張して毛様体が中心に向かって盛り上がり、毛様体の内周が小さくなる結果、毛様小帯の引っ張りが弱まって水晶体が自身の弾力で厚くなる。

遠くを見るときは、毛様体筋が弛緩して、外周に後退し、毛様小帯が水晶体を引っ張って水晶体が薄くなる。

そのことは、医者が診察時に散瞳薬を眼に滴下すると、麻酔作用により瞳孔が開くと同時に、毛様体筋も一時的に緊張出来なくなって、毛様小帯が水晶体を周囲から引っ張っぱりっぱなしになるため、近くに焦点が合わなくなることで体感できる。

毛様体筋はリング状(周方向)、放射状、斜行の3種類があるということだが、それぞれの働きは、図の説明に無かった。 後ほど、慶応大学のサイトで調べた結果から考察すると、どうもこういうことらしい。

(1) リング状(周方向)の筋が緊張すると、円周が小さくなり、毛様小帯(チン氏帯)がゆるんで水晶体が膨らむ。
(2) 放射状筋と斜行筋は縮んで太く盛り上がり、やはりは共に毛様小帯の緊張を緩める方向に働く。
  筋肉は緊張(収縮)すると、短く(1)、太く(2)なる : (1),(2)とも、毛様小帯をゆるませる方向→ 水晶体を厚くさせ、焦点距離を短くする

そうして水晶体への張力減少に応じて水晶体が膨らみ、近方へ焦点が合って行く。

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(2003.10.07) 眼のことを書いた直後のある夜、急に眼の前に黒い点が見えだし消えなくなった。「飛蚊症だろうけど少し強いなあ」と思ったが、その夜、車をバックさせようとして後ろを振り向いた時、眼の中で白い輪の光が走ったので車を止め、眼をつむって顔を左右に振ると、やはり一瞬白い光の輪が見えた(網膜剥離が進行するかもと、それ以後、二度としていない)。

この光視症が併存する場合は網膜剥離初期である可能性があるとサイトで見ていたので、早速、翌日市民病院へ行った。
そこで診察の2,30分前に散瞳薬を注してもらって眼底検査を受けた。
結果は「老化現象で普通に起こる硝子体剥離は確かに起こっているが、現在の所、網膜剥離の心配はなく、白内障の兆候もあるが、視力が左右1.2だから、それも心配要りません。ただし飛蚊症が急に増えたり強くなるなど、心配なことがあったら来て下さい」ということで、とりあえず安心した。はじめは、透明な小エビのように感じたが、今は、やはり蚊のようで、それも視野の端ではないが、中心と端の中間程度なのが不幸中の幸いである。
(ただ、硝子体剥離が進行中なので、今後は強く首を振るとか、激しすぎる動きは注意しなければと思っている)



眼の焦点調節機構(続)
実際の眼は一枚レンズではなく、角膜(その裏のゼリー様体 ?)、水晶体、硝子体全体がレンズの役割をし(下に説明)、焦点を結ぶのも平面でなく凹曲面の網膜である。
つまり、下図の水色の部分全体が一つの合せレンズと見なせる。

上(このページ中頃)で使用した図は一枚レンズであったが、写真機では数枚のレンズが合わさっていることが多い。 しかしそれは近似的には一枚レンズと等価と見なせる。

写真機ではレンズの前後は空気であるが、人間の眼の場合は角膜の前だけが空気で、後ろは房水、そして水晶体の前後も房水と硝子体で満たされている。

重要なのはレンズと見なすべき部分と、その前後を満たす媒体の屈折率の差である。(従って、眼では、光の屈折はほとんど、角膜と空気との界面でおこっていて、下図で説明するように、角膜の曲率が最重要である)。

眼の構成部分の内、光が通過する媒体(水色部分)の屈折率を
ネットで調べたところ、
  【角膜 :1.376】
  【眼房 :1.336】
  【水晶体:1.386】
  【硝子体:1.336】
であり、眼の構成媒体間では、水晶体と角膜がやや大きいが、ほとんど近い値である。それに比べ空気【空気:1.0】とは大差がある。
それ故、水晶体は形状こそレンズそっくりだが、全体の屈折力にはごく僅かしか寄与していないことが分かる。
(眼の構成物質はすべて水を主成分とする液体またはゼリー状の物質で、主成分が同じ故、屈折率も大差がない)

屈折率の差
眼の外
 
眼の中
空気中空気1.000<<1.386〜1.336
水中 水1.333 1.386〜1.336
眼は空気中と比べて、水中では外界との屈折率の差がきわめて小さい。
したがって、水中めがねを装着せずに水に潜ると、角膜の前に水の凹レンズを密着させたのと同じことになり、著しい遠視状態となって像がひどいピンぼけ状態になる!
平面ガラス入りの水中メガネを装着すると、目に接するのは空気なので正常に見える。

角膜の前(眼球に接する外界)が空気であってこそ眼が十分な屈折力を獲得でき、近い距離(眼球後面の網膜)に焦点を結ぶことが出来るのだ

左図のように、レンズに相当すると言われる水晶体の屈折率は、前後の媒体の屈折率
と大差ない(色の濃さで屈折率の違いを表現したつもり)。

屈折は、二つの媒体の屈折率の差により、その接する界面で起きるから、
眼のレンズ の働き(屈折)のほとんどを、空気と角膜の界面(角膜の表面)が担っているのだ

つまり、眼全体(空色部分)を球形に近い一つのレンズだと見なしても大過ない。
割り切れば、角膜とその後ろの房水がレンズ、水晶体と毛様体がピント合わせと言える。

屈折率の違う媒体の界面で屈折が起こる逆の例 (つまり、屈折率が近い界面で屈折が小さい例) は

 1.大学で実験中に、ベンゼン(だったと思う)の中へガラス棒をつっこんで攪拌するとき、ガラス棒がほとんど見えなくなる経験をした。屈折率がたまたま近かったから。

 2.魚釣りのテグス(釣り糸)メーカーは屈折率が水に近い糸の開発も目標の一つ。ナイロンに比べ、フロロカーボン系の糸が上の例ほどではないが屈折率が水に近く、魚に見えにくい長所を持つという。
大ざっぱに捕らえると、眼全体が一つの球状のガラス玉の様に見なせるとはいえ、毛様体の収縮が実際には近くを見るために役立っているのだ。それは

毛様体筋(特に輪状筋)の収縮によって円周が小さくなり、
 1.円周が小さくなると、毛様小帯の張力が減って水晶体の中央がふくらむ(ただし変形であって体積変化でない)
 2.角膜の周辺も多少は絞られ、前面がわずかに突き出すのではないか(房水で満たされた空間も)
その両方により、カメラよりかなり小さい眼においては、そのわずかの変形でも、焦点合わせに必要な程度なのだと思われる。


注意: 眼の記述をしたサイトを見ていて、屈折率を間違った意味に使用している例がかなりある。屈折率とは物質固有の(温度や成分により変動する)数値であって、形状(レンズの曲率など)や位置に依存しない値だ。
メガネのレンズや眼の水晶体の焦点調節は、形状や位置の違いによりなされるのであって、成分が変わるわけではない。

(2006.05.09)追記
ここの焦点調節を書いていて、角膜の形状(凸の曲率)が近視、遠視の度合いに大きく影響することを理解した。
そして、

1.レーシック手術のいろんなリスクはあるものの、近視に対して角膜のレーシック手術(角膜の表皮を温存しながら内部を薄く除去し曲率を下げる)がともかく有効な理由が理解できた。レーザー切削では光学的平滑を得るのは無理だと思うが、角膜で蓋をすると凹凸が屈折率の近い房水などで満たされるはず(後にゼリー状に?)だから、うまく行った場合は手術直後に矯正効果が分かるはず(すりガラスの凹凸を水でぬらして埋めると、半透明になるが、角膜と房水は更に屈折率が近いので)。

2.眼圧が高くなる緑内障も、眼球内の圧が増すと角膜を押す傾向になって、近視傾向になる可能性があるかなと思って調べたところ、

結果は、直接的な研究結果は見あたらなかったが、逆の因果関係で、近視傾向と緑内障発症率には強い関連性があることが分かった。

強度近視は緑内障予備軍 (共同通信社 最新医療情報)
 55-64歳で緑内障発症率: 遠視1.38% 正視1.42% 近視2.68% 強度近視3.80%

その他、参考: 強度近視に起こりやすい病気 (参天堂サイト)

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老眼鏡の度数 

 既製の老眼鏡にも安くて良い物が見つかるようになってきた。
 それには+2.0、+3.0 などと表記されているが、単位記載が無く、何を意味するか、正確には知らなかった。
 それはジオプトリー(ディオプター diopter D値)そのものらしい(D値をレンズの度数と書いている物が多い)。
 それなら物理で習ったので、計算した。(焦点距離(単位m)の逆数、ただし下表では焦点距離をcmで表示)
  (追記 使われているのかどうか分からないが、「度」は焦点距離をインチ(=2.54cm)で表したものとか)
   ディオプトリ(単位D)  0.5  1.0  1.5  2.0  2.5  3.0  3.5  4.0  4.5  5.0
  焦点距離(単位cm)  200.0 100.0 66.7  50.0  40.0  33.3  28.6  25.0  22.2  20.0
  度(単位in)       79.2  39.9  26.7  20.1  16.2  13.6  11.7  10.3  9.2  8.3
 焦点距離なら、メガネを太陽にかざし白紙に焦点を結ばせたときのレンズと紙の距離で概略が分かる。
 (但し、このような手持ちで正確に計るのは無理)
 たまたま、3.5と表記した老眼鏡があったので焦点距離を測ってみると、29cmだった(後ほど、この表で確認すると28.6cm)。
 手持ちでは通常±1cmの精度も難しいと思うので、偶然、近い値になったものと思う。




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