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彩色智齡×視覺設計趣
2012/10/20 & 27


【單元課程一】老人視覺問題面面觀

口述/葉伯廷醫師(臺大醫院眼科主治醫師)
撰稿/陳淑英

這次T型人才工作坊強調從瞭解老人視覺的感受再進入智齡色彩的設計,因此,課程一開始,先邀請臺大醫院葉伯廷眼科主治醫師來介紹眼睛的解剖構造和成像原理,以及在為高齡者產品做色彩設計時,需注意哪些重點。葉伯廷再三強調:「眼球的構造十分精密,一旦受過傷,視力便很難恢復,一定要好好保護。」

【引言】為高齡化社會打造美麗色彩

【經驗移轉】老師也瘋狂

【單元課程一】老人視覺問題面面觀

【單元課程二】色彩傳播與體驗

【單元課程三】好設計,從了解「人」開始

【學生成果】給生活好顏色

【我有話要說】學生心得

【助教有話說】工作坊的靈魂人物

【課程勉勵】每個人都是跨領域教學種子   

眼球的構造

眼球的構造主要分成兩部分:一個是眼前部,一個是眼後部。
  • 眼前部
  1. 眼角膜。電視上常演動角膜移植手術後眼睛大放光明,有部分確是如此,但大部分原因是因眼後部的視網膜受損。眼後部如果受損的話,即使換了眼角膜也沒有辦法看見;就像相機,即使有再好的鏡頭,後面的感光晶片若壞了,就照不出漂亮的照片來。
  2. 眼結膜。結膜是覆蓋在眼白上那層紅紅、薄薄、半透明的膜,上面佈滿血管。我們的眼睛要是感染發炎,看起來紅紅的,就是結膜發炎。
  3. 虹膜。東方人的虹膜大都是咖啡色,但西方人有藍眼珠子。這是因為虹彩色素含量多寡會造成眼睛顏色不一樣。
  4. 水晶體。水晶體看起來就像放大鏡的凸透鏡。若年紀漸長,水晶體變混濁了就叫白內障。
眼球以水晶體為界,水晶體之前是眼前部,以後叫眼後部。眼後部包括睫狀體、視網膜跟脈絡模,最重要的是視網膜跟脈絡膜這兩個膜,他們的感光細胞最多,也是要能看清楚最重要的兩個構造。
  • 眼後部
  1. 睫狀體。眼睛看遠、看近功能的調節需靠水晶體與睫狀體共同完成。睫狀體與水晶體之間有纖細的懸韌帶相連結。水晶體如雙凸透鏡,富有彈性,當睫狀體收縮時,懸韌帶鬆弛,水晶體彈性變凸,焦距變短,屈光度改變,看近物就很清晰,睫狀體若長時間處於收縮緊張狀態,就會感到眼睛疲勞。但隨著年齡增大,水晶體逐漸硬化,彈性下降,睫狀體的功能也逐漸下降。大約從40~45歲開始,看近處物體時,因調節作用減弱,會看不清楚,為了看清目標,常習慣把目標放遠些,因看遠處無需太多調節就可看清,也就是俗稱的「老花眼」。
  2. 脈絡膜。另外,視網膜後面還有層薄薄黑黑的脈絡膜,這是視神經感光很重要的構造,這幾個構造如果受傷的話,視力會變差,眼睛是非常精密的,他像一個非常精密的相機,比nikon、canon都做得更精細。很多近視的人會問:做雷射近視手術安不安全?其實眼角膜區光有四千三百度,最安全的方法,我們只矯正到一千度左右,超過一千度就不建議要完全矯正。雖然目前美國食品藥物管理局已經通過這是合格手術,但不建議現在做,因目前還在初期實驗階段。像以前的鑽石刀近視手術,現在沒人做了,因它的副作用太多,所以治療發展還在初期階段就動手術,等於把自己當白老鼠,我建議等這項技術更穩定時再做。
  3. 視網膜就是光學影像會成像在視網膜上面,如果剛好成像在視網膜上面的話表示沒有近視、也沒有遠視、沒有閃光、看東西非常清楚,這種人通常就是戰鬥機飛行員,每個視力都是2.0、1.5非常清楚,但是比較年紀大,老花眼就會很厲害。
  4. 黃斑部。眼睛前面是眼角膜、中間是水晶體,當紅色光線照過來,經過眼球表面還有水晶體的折光效果,會成像在視網膜的中心點,叫黃斑部。黃斑部中心有個中央小窩,若剛好成像在那個位子,會看得非常清楚,視力可到1.5~2.0以上。如果近視的話,成像會在視網膜前面;遠視的話,成像則在視網膜後面。
如果近視只有兩、三百度,不用戴眼鏡,看書也會非常清楚;遠視五十、一百度的話,不用戴眼鏡,看遠也可以看到1.0,這是為什麼?因水晶體可以調焦。輕度遠視的人稍微用點力,就可讓光學影像剛好成像在視網膜上,所以看得清楚。那近視的人呢,近視的人焦距在視網膜前面,如果是兩百度近視,視線在五十公分以內,水晶體都不用調節,五十公分的地方都可以看得很清楚;如果是三百度近視的話,焦點剛好在33公分地方,也就是平常看書的距離,所以三百度近視不用戴眼鏡,看書也可以看得非常清楚。
有些科幻片要辨別身分,會用眼睛的虹膜。虹膜有很多小洞,每個人都不一樣,就像指紋一樣難模仿,也有人是對準視網膜裡的血管,每個人血管的樣子也不一樣,但主要由四條大血管拉制住,而中間黃黃圓圓的是視神經。視神經就是把視網膜上所有的感光神經細胞傳出來的神經纖維,從視神經往後面大腦傳,讓大腦接收到影像。

視覺運作原理

其實眼睛是相機而已,相機只是個儀器,真正能夠判讀影像的其實在大腦。視網膜看起來薄薄一層,但在光學顯微鏡底下,可以分成十層,最主要的是最後面這層,叫「感光細胞」,感光細胞下有個「色素上皮層」。當光線經過眼角膜、水晶體成像到視網膜時,色素上皮細胞會把光線擋住。就像鏡子上塗水銀一樣,它會把光線擋住反射出來,才可以看見自己的影像;視網膜也一樣。最後一層就像水銀塗料,把光子擋住;第九層是「感光細胞層」,感光細胞層接收到光子,然後經過一連串化學反應,把產生的神經衝動訊號傳到大腦,這是個非常複雜的過程。
簡單來講,光線進來,光子就被色素上皮擋住,光子被反彈回去,感光細胞就把光子抓住,光子被抓住之後就產生神經衝動,再往前傳,傳到視神經,視神經再往後傳到大腦,這是個很複雜的路徑,我們才能看得清楚。上帝造物真的非常奇妙,了解視覺運作原理才知道造物者的偉大。

視覺成像要角「感光細胞」

感光細胞可分成兩種,一種叫「錐狀細胞」,一種叫「桿狀細胞」。這兩種細胞有什麼不一樣?他們一個是「光視覺」,一個是「暗視覺」。
「光視覺」就是當光線充足時能分辨出各種顏色,靠的就是「錐狀細胞」。錐狀細胞抓住光子後產生色彩影像,我們才能看見七彩不同的顏色。而「桿狀細胞」只負責抓住光子,產生明、暗的差別而已,所以他是灰色的。怎麼證明呢?大家晚上時看到的世界是什麼顏色?是黑白、灰的,色彩在夜晚並不明顯。光線暗的時候,主要靠桿狀細胞在作用,但有些動物剛好相反,每種生物眼睛構造是不一樣的。
錐狀細胞在人體裡面負責眼睛對物體細部對焦呈像的部份,因此辨析很多色彩視覺。它們多半分佈在眼球黃斑部或者是說中央小窩地方,因為視覺成像都在這裡,我們的聚光點都要靠黃斑部這地方,如果黃斑部出問題,視力會變得非常差,能看到的最大視標只有0.05的視力,這就是所謂的法定盲人。黃斑部或視神經受損的人比較容易有這樣的問題。
桿狀細胞分布在比較邊緣地方,數目也比錐狀細胞來得多,所以晚上時,瞳孔會放大,才能抓入更多光子。眼睛接受光線之後,成像在黃斑部這地方,所以看正前方的影像看得最清楚,旁邊的話,就是我們講的餘光,只能看到物體晃動,沒辦法看得很清楚。最清楚區域是在中央,所以錐狀細胞分布最多,桿狀細胞主要分辨明跟暗,多分布在邊緣地方。
錐狀細胞可以分成三類。有種錐狀細胞對藍色光特別敏感,專門抓藍色光子;有些對綠色敏感,抓綠色光波的光子;還有一部分比較靠紅色光譜。這就是大家知道的三原色R(red)、G(green)、B(blue)。這是人類的眼睛看到的顏色,其他動物看的色彩跟人類是不一樣的,甚至動物們看到的色彩類型比人類多得多,看這個世界更多采多姿。

認識光譜

光譜從波長長的到波長短的,連續排列下來。
波長很長的就是「無線電波」,這世界到處充滿無線電波,所以我們在家就可以聽收音機、手機也可以接收訊號。比較短的,就是伽馬射線、X光線。波長越短、能量越高,甚至能把細胞裡的DNA切掉,所以,X光不要照太多,否則容易致癌。這種高能量的光線,會穿過我們的身體,破壞細胞裡的DNA,雖然我們的細胞本身有自行修補DNA的機制,但萬一X光線切到沒辦法修補的地方造成突變,就是照到癌前細胞切斷了某一小段DNA,一變二、二變四……癌細胞繁殖速率非常快,就會造成惡性腫瘤。
X光射線、伽馬射線什麼地方最多?就是核能電廠,輻射最強的就是α、β、γ射線,尤其γ(伽馬射線)能量最高,對身體最不好。
低能量光波的波長比較長,對身體較沒傷害。至於可見光呢,只佔光波一小部份而已,所以,我們的眼界是非常狹窄的,這個花花世界我們看到的只有一點點。

視覺傳導

光線進來,經過視神經、感光細胞、錐細胞跟桿細胞然後把神經衝動傳到視神經,視神經再傳到視神經交叉,視神經交叉一路傳,中間經過大腦很多地方會產生共軛效應。若閉起眼睛單腳站立,身體就會晃來晃去,但把眼睛睜開,會覺得穩定多了,這都跟神經視覺傳導有關係。
再來提到「視神經交叉」。右眼和左眼看的影像不一樣,才會有立體感。知道三D電影怎麼拍的嗎?就是兩個攝影機以不同角度同時拍一個影像,一個從左邊拍、一個從右邊拍,影像經過處理之後,把兩個影片疊起來,再戴上特殊鏡片,就可以看到三D立體圖。眼睛也一樣,左、右眼一起看,左眼影像會傳到右腦,右眼會傳到左腦,就是視神經交叉,影像在大腦裡就會產生立體感。但不是所有影像100%都交叉,是43%會交叉、57%不交叉,為什麼會有這樣的比例,目前醫學還無解。光線經過視神經交叉之後,會繼續往內走,經過外膝體,從外側轉到內側跑到視覺皮層。常有腦血管中風的病人,血液沒有辦法輸送到視覺皮層,就看不到了,但眼睛構造都沒問題、神經反射也很好,但因為傷到視覺中樞,血流通不過,神經細胞無法獲得供應,皮質無法作用,兩眼就同時瞎掉了。
另外,因為很靠近腦下垂體(分泌生長激素、泌乳激素、甲狀腺素),萬一腦下垂體長出腫瘤壓迫到視神經交叉,兩邊(餘光部分)會看不到,所以騎摩托車時常跟旁邊的人撞在一起,因為兩邊視野變黑了。

銀髮族常見的眼睛疾病

接下來講銀髮族常見的眼睛疾病:白內障、青光眼跟黃斑部病變。
  • 白內障就是水晶體變黃,白內障對視力會有什麼影響呢?就是視力會慢慢衰減,尤其晚上開車時,面對對向來車的車燈,會讓眼睛張不開,色覺的感光度變差,尤其對藍光的敏感度變差。我們看莫內的畫,他後期的畫為什麼都紅紅黃黃、黑黑的?因為他晚年兩眼都是白內障看不清楚,所以畫出來的畫都紅紅黃黃的。白內障患者對於紫光、綠光、黃光、紅光可以看得清楚,但就是沒有藍色,因為白內障把藍光給濾掉了,所以大家要為老人家做設計時,藍色部分不要太多,因為他看不清楚。
  • 青光眼,會造成視野變狹窄,青光眼早期並沒有症狀,病程是緩慢進行;到了中期時,有些地方會看不到,慢慢受損之後,視野會只剩下圓圓的或像根管狀般的視線;到末期時,視野只剩外側一點點,所以看東西都要側著頭看,才看得到;到最末期就完全看不到了。青光眼的病人,對黃、藍光的辨識比較差,所以使用blue on yellow 視野檢查,就可測出較早期的青光眼,他視覺對比性比較差,視野會變窄。
  • 老年性的黃斑部病變,分成乾式跟濕式兩種。乾式的話,整個視網膜會慢慢萎縮乾掉;濕式的話,眼球內部會出血,滲出蛋白質液狀物來,中心視野會看不見,看線條也會扭曲。高危險群就是年紀大、有遠視、家族史有高血壓、抽菸的人較容易產生黃斑部病變,怎麼治療?非血管性的老年性黃斑部病變沒藥可治;血管性的話,要在眼珠裡面打針,不過這非常貴,打一次要六、七千元,若用更新的藥,打一次要四萬多元,但不是打一次就會好,每個月都要打,一年治療好,就需花四十八萬元,一般健保是不給付的。若要健保給付,需先申請,但要達到符規定,條件滿嚴格的。若平常多攝取維他命C、維他命E 、葉黃素可以減緩黃斑部退化的過程。

結論

老人家的視力問題,第一因為視網膜感光細胞老化,功能會退化,視力變差;第二,敏感度變差。還有老花眼問題,所以要設計給老人家看的宣傳品,字體要稍微大一點,這就是我們講的對比敏感度,老人家跟年輕人比起來有很明顯的差別。總之,眼睛疾病對視覺主要造成的影響,就是顏色、視野、對比跟亮度,而且最好擺在中間位置,因老人家視野變窄,旁邊就看不到了。這也是在做設計時,需要常常留意之處。 
 
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臺大醫院葉伯廷眼科主治醫師來介紹眼睛的解剖構造和成像原理,以及在為高齡者產品做色彩設計時,需注意哪些重點。
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老人家的視力問題,第一因為視網膜感光細胞老化,功能會退化,視力變差;第二,敏感度變差。
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葉伯廷再三強調:「眼球的構造十分精密,一旦受過傷,視力便很難恢復,一定要好好保護。」

 

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