science world · this is college

Fisika Mata dan Penglihatan

ANATOMI DAN FISIOLOGI MATA

Struktur anatomi mata (sumber : http://cetrione.blogspot.com/2008/06/retinopati-hipertensi.html)

• Sklera (bagian putih mata) : merupakan lapisan luar mata berupa selubung berserabut putih dan relatif kuat.
• Konjungtiva : selaput tipis yang melapisi bagian dalam kelopak mata dan bagian luar sklera.
• Kornea : struktur transparan yang menyerupai kubah, merupakan pembungkus dari iris, pupil dan bilik anterior serta membantu memfokuskan cahaya. Memiliki diameter sekitar 12 mm dan jari-jari kelengkungan sekitar 8 mm.
• Lapisan koroid : lapisan tipis di dalam sklera yang berisi pembuluh darah dan suatu bahan pigmen, tidak menutupi kornea.
• Pupil : daerah hitam di tengah-tengah iris.
• Iris : jaringan berwarna yang berbentuk cincin, menggantung di belakang kornea dan di depan lensa; berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata dengan cara merubah ukuran pupil.
• Lensa : struktur cembung ganda yang tergantung diantara humor aqueus dan vitreus; berfungsi membantu memfokuskan cahaya ke retina.
• Retina : lapisan jaringan peka cahaya yang terletak di bagian belakang bola mata, berfungsi mengirimkan pesan visuil melalui saraf optikus ke otak. Retina terbagi menjadi 10 lapisan dan memiliki reseptor cahaya aktif yaitu sel batang dan sel kerucut pada lapisan ke-9.
• Saraf optikus : kumpulan jutaan serat saraf yang membawa pesan visuil dari retina ke otak.
• Bintik buta : cakram optik yang merupakan bagian fovea dekat hidung, merupakan tempat percabangan serat saraf dan pembuluh darah ke retina, tidak mengandung sel batang ataupun kerucut, terletak pada region sekitar 13̊ – 18̊.
• Humor aqueous : cairan jernih dan encer yang mengalir di antara lensa dan kornea (mengisi segmen anterior mata), serta merupakan sumber makanan bagi lensa dan kornea; dihasilkan oleh prosesus siliaris.
• Humor vitreous : gel transparan / cairan kental yang terdiri dari bahan berbentuk serabut, terdapat di belakang lensa dan di depan retina (mengisi segmen posterior mata).

 

RETINA SEBAGAI DETEKTOR CAHAYA

Retina mengubah bayangan cahaya menjadi impuls listrik saraf yang dikirim ke otak. Penyerapan suatu foton cahaya oleh sebuah fotoreseptor menimbulkan suatu reaksi fotokimia di fotoreseptor yang melalui suatu cara akan memicu timbulnya sinyal listrik ke otak, yang disebut suatu potensial aksi. Foton harus di atas energy minimum untuk dapat menimbulkan reaksi.

Ada 2 tipe umum reseptor cahaya di retina, yaitu :

a. Sel Kerucut
– Jumlahnya sekitar 6,5 juta di masing-masing mata.
– Digunakan untuk penglihatan siang hari (fotopik).
– Berguna untuk melihat detail halus dan mengenali beragam warna.
– Tersebar di seluruh retina, terutama di fovea sentralis.
– Memiliki sensitivitas maksimum di panjang gelombang sekitar 550 nm pada region kuning-hijau.

b. Sel Batang
– Jumlahnya sekitar 120 juta di masing-masing mata.
– Digunakan untuk penglihatan malam hari (skotopik).
– Berguna untuk penglihatan perifer.
– Tidak tersebar merata di retina namun memiliki kepadatan maksimum di sudut sekitar 20̊.
– Memiliki sensitivitas maksimum di panjang gelombang sekitar 510 nm pada region biru-hijau.

 

PEMBEDAAN WARNA

Penglihatan warna terjadi melalui dua tingkatan proses, yaitu pada tingkat reseptor sesuai dengan teori triwarna, sedangkan pada saraf optik dan di luarnya sesuai dengan teori antagonis.

Teori triwarna menganggap bahwa pada retina terdapat 3 macam pigmen yang mempunyai penyerapan maksimum terhadap warna biru, hijau, dan merah pada spectrum. Pigmen-pigmen ini terdapat pada reseptor secara terpisah yang masing-masing mengirimkan impuls-impuls yang dapat dibedakan ke otak. Teori antagonis menganggap bahwa retina mempunyai aktivitas yang lebih kompleks. Ada 6 macam tanggapan retina yang terjadi dalam bentuk pasangan antagonistik. Rangsangan yang menghasilkan setiap tanggapan tunggal dapat menekan kegiatan anggota pasangan lain.

Ukuran saraf batang dan kerucut yang begitu kecilnya, jika dikombinasikan dengan indeks bias relatifnya yang tinggi menunjukkan bahwa mereka dapat bertindak sebagai pemandu gelombang optik, yang secara selektif mentransmisikan energi hanya di dalam suatu pita gelombang karakteristik sempit bagi saraf batang atau kerucut. Secara teoritis, energi cahaya dalam suatu pemandu yang berupa serat ditransmisikan dalam bermacam ragam yang karakteristik, artinya, ada selektivitas warna dalam retina.

 

KEPEKAAN DAN KETAJAMAN MATA

Ada tiga macam ukuran kepekaan / ketajaman mata, yaitu :

a. Ambang kuantum
Ambang kuantum merupakan jumlah minimum foton yang diperlukan untuk merangsang sebuah tanggapan sensor. Ambang kuantum ini berperan untuk menentukan ketajaman penglihatan seseorang di tempat gelap – seseorang dengan ambang kuantum yang baik, akan memiliki penglihatan yang lebih baik di tempat gelap, artinya dengan sedikit foton saja sudah mampu mengaktifkan sensor optikus (sel batang dan kerucut).

b. Ambang penerangan
Ambang penerangan merupakan ukuran kepekaan relatif mata terhadap cahaya dengan aneka macam panjang gelombang. Penglihatan untuk adaptasi gelap disebut skotopik dan terang disebut fotopik.

c. Ketajaman
Ketajaman yang dimaksud merupakan ukuran ketajaman penglihatan dan diukur dengan pemisahan sudut minimum terhadap dua buah objek dan bukan satu. Batas terendah teoritis untuk resolusi dua buah titik cahaya adalah sebesar 0,1 mrad, sedangkan pada kenyataannya, dengan penglihatan paling tajam dan kondisi yang optimum manusia dapat memisahkan sudut pemisahan sekitar 0,2 mrad.

 

CACAT MATA

a. Miopia (penglihatan dekat)
Karakteristik : titik jauh kurang dari tak berhingga, bayangan jatuh di depan retina.
Penyebab umum : bola mata panjang atau kornea terlalu lengkung.
Diperbaiki dengan : lensa negatif / cekung / minus.

b. Hiperopia (penglihatan jauh)
Karakteristik : titik dekat lebih dari punctum proximum mata normal, yaitu 25 cm, bayangan jatuh di belakang retina.
Penyebab umum : bola mata pendek atau kelengkungan kornea kurang.
Diperbaiki dengan : lensa positif / cembung / plus.

c. Astigmatisme
Karakteristik : benda titik nampak bergaris-garis sedangkan benda bergaris-garis dilihat baik hanya pada arah tertentu saja.
Penyebab umum : kelengkungan kornea tidak merata.
Diperbaiki dengan : lensa silindris atau lensa kontak keras.

d. Presbiopia (mata tua)
Karakteristik : titik dekat lebih dari 25 cm, titik jauh kurang dari tak berhingga.
Penyebab umum : kurangnya akomodasi.
Diperbaiki dengan : lensa bifokal atau trifokal.

e. Buta warna
Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu spektrum warna tertentu akibat faktor genetis.

Buta warna merupakan kelainan genetik / bawaan yang diturunkan dari orang tua kepada anaknya, kelainan ini sering juga disebaut sex linked, karena kelainan ini dibawa oleh kromosom X. Artinya kromosom Y tidak membawa faktor buta warna. Hal inilah yang membedakan antara penderita buta warna pada laki dan wanita. Seorang wanita terdapat istilah ‘pembawa sifat’ hal ini menujukkan ada satu kromosom X yang membawa sifat buta warna. Wanita dengan pembawa sifat, secara fisik tidak mengalami kelalinan buta warna sebagaimana wanita normal pada umumnya. Tetapi wanita dengan pembawa sifat berpotensi menurunkan faktor buta warna kepada anaknya kelak. Apabila pada kedua kromosom X mengandung faktor buta warna maka seorang wanita tsb menderita buta warna.

Saraf sel di retina terdiri atas sel batang yang peka terhadap hitam dan putih, serta sel kerucut yang peka terhadap warna lainnya. Buta warna terjadi ketika syaraf reseptor cahaya di retina mengalami perubahan, terutama sel kerucut.

 

PENYAKIT MATA

a. Ablasio
Ablasio adalah suatu keadaan lepasnya retina sensoris dari epitel pigmen retina (RIDE). Keadaan ini merupakan masalah mata yang serius dan dapat terjadi pada usia berapa pun, walaupun biasanya terjadi pada orang usia setengah baya atau lebih tua. Ablasio retina lebih besar kemungkinannya terjadi pada orang yang menderita rabun jauh (miopia) dan pada orang yang anggota keluarganya ada yang pernah mengalami ablasio retina. Ablasio retina dapat pula disebabkan oleh penyakit mata lain, seperti tumor, peradangan hebat, akibat trauma atau sebagai komplikasi dari diabetes. Bila tidak segera dilakukan tindakan, ablasio retina dapat menyebabkan cacat penglihatan atau kebutaan yang menetap.

b. Dakriosistitis
Dakriosistitis adalah suatu infeksi pada sakus lakrimalis atau saluran air mata yang berada di dekat hidung dan bersifat menular. Infeksi ini menyebabkan nyeri, kemerahan, dan pembengkakan pada kelopak mata bawah, serta terjadinya pengeluaran air mata berlebihan (epifora). Radang ini sering disebabkan obstruksi nasolakirmalis oleh bakteri S. aureus, S. pneumoniae, Pseudomonas.

c. Glaukoma
Glaukoma adalah salah satu jenis penyakit mata dengan gejala yang tidak langsung, yang secara bertahap menyebabkan penglihatan pandangan mata semakin lama akan semakin berkurang sehingga akhirnya mata akan menjadi buta. Hal ini disebabkan karena saluran cairan yang keluar dari bola mata terhambat sehingga bola mata akan membesar dan bola mata akan menekan saraf mata yang berada di belakang bola mata yang akhirnya saraf mata tidak mendapatkan aliran darah sehingga saraf mata akan mati.

d. Katarak
Katarak adalah sejenis kerusakan mata yang menyebabkan lensa mata berselaput dan rabun. Lensa mata menjadi keruh dan cahaya tidak dapat menembusnya, bervariasi sesuai tingkatannya dari sedikit sampai keburaman total dan menghalangi jalan cahaya. Dalam perkembangan katarak yang terkait dengan usia penderita dapat menyebabkan penguatan lensa, menyebabkan penderita menderita miopi, menguning secara bertahap dan keburaman lensa dapat mengurangi persepsi akan warna biru. Katarak berkembang karena berbagai sebab, seperti kontak dalam waktu lama dengan cahaya ultra violet, radiasi inframerah, radiasi gelombang mikro, radiasi nuklir, terkena bahan kimia tertentu, efek sekunder dari penyakit seperti diabetes dan hipertensi, usia lanjut, atau cedera (trauma) fisik pada mata.

e. Koloboma
Koloboma adalah lubang yang terdapat pada struktur mata, seperti lensa mata, kelopak mata, iris, retina, koroid, atau diskus optikus. Lubang ini telah ada sejak lahir dan dapat disebabkan adanya jarak antara dua struktur di mata. Struktur ini gagal menutup sebelum bayi dilahirkan. Koloboma dapat terjadi pada satu atau kedua mata.

Kloboma memengaruhi pandangan, tergantung dari tingkat keparahan sesuai dengan ukuran dan lokasi. Misalnya, bila hanya sebagian kecil dari iris yang rusak, pandangan mungkin saja normal. Namun bila terjadi pada retina atau saraf optik, maka pandangan pasien akan rusak dan sebagian besar lapangan pandang akan hilang. Kadang-kadang mata dapat mengecil atau mikroftalmos, dan bahkan pasien dapat menderita penyakit mata lainnya seperti glaukoma.

f. Konjungtivitis
Konjungtivitis adalah suatu peradangan pada konjungtiva dan bersifat menular. Penyakit ini dapat disebabkan oleh faktor alergi, iklim, usia, dan jenis kelamin. Bayi baru lahir bisa mendapatkan infeksi gonokokus pada konjungtiva dari ibunya ketika melewati jalan lahir. Karena itu setiap bayi baru lahir mendapatkan tetes mata (biasanya perak nitrat, povidin iodin) atau salep antibiotik (misalnya eritromisin) untuk membunuh bakteri yang bisa menyebabkan konjungtivitis gonokokal. Konjungtivitis gonokokal disebabkan melalui hubungan seksual (misalnya jika cairan semen yang terinfeksi masuk ke dalam mata).

g. Xerophtalmia (xerosis)
Xerophtalmia (xerosis), penyakit mata yang disebabkan oleh keringnya konjungtiva dan kornea mata akibat kekurangan vitamin A. Salah satu gejala awal dari penyakit ini adalah rabun senja, berkurangnya kemampuan melihat pada saat hari senja.

 

OPHTALMOSKOP

Perangkat ini dibagi atas 3 bagian
1. Atas
Bagian ini sering disebut sebagai Projector Head dan di sinilah lokasi dari sumber sinar dan media okuler tersedia yang letaknya saling bertolak belakang. Beberapa perusahaan memberikan bantalan di atas bagian okuler ( bagian paling atas ) atau menyediakan asesoris tambahan berupa plastik sepanjang kira-kira 5 cm yang berguna sebagai sandaran dahi agar supaya pengaplikasiannya lebih mudah.

2. Sleeve atau lengan
Sleeve ini identik dengan pembentukan sinar yang anda inginkan. Berkas sinar melebar dengan ketajaman sinar yang rendah disebut Sleeve Up, sedangkan berkas sinar ramping ( seperti asesoris stenopic slit pada trial lens ) dengan ketajaman sinar yang tinggi dikenal sebagai sleeve down. Persis dibawah sleeve ada alat pemutar sudut dari berkas sinar yang pada nantinya berkas sinar bisa tampil secara vertikal, horizontal dan miring tergantung pada axis yang dibentuk oleh media mata pasien.

3. Battery
Bagian ini adalah tempat tangan anda menggengam retinoskop dan juga pengaturan intensitas sinar yang ingin anda hasilkan. Patut digaris bawahi sebaiknya intensitas sinar jangan terlalu tinggi dimana bila ini terjadi pasien akan merasa silau dan pedih. Retinoskop digunakan sebagai salah satu alternatif pemeriksaan obyektif ( baca pasien tidak berperan aktif ). Tatkala pasien kurang kooperatif dan autoref tidak bisa mengeluarkan hasil alias error. Kemudahan penggunaan dan efektifdalam waktu pemeriksaan menjadikannya sebagai idola di atas idola bagi para praktisi yang memilikinya.

 

DAFTAR PUSTAKA

Ackerman, Eugene. Ilmu Biofisika. Surabaya : Airlangga University Press.

Cameron, John R. 2006. Fisika Tubuh Manusia Edisi 2. Jakarta : EGC.

Gabriel, J.F. 1996. Fisika Kedokteran. Jakarta : EGC.

2 thoughts on “Fisika Mata dan Penglihatan

**Silakan Berkomentar~! ^.^

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s