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Capitolo 1 • Due occhi e una percezione: vantaggi e limiti
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Due oCChi e una perCezione: vant v antaggi aggi e limiti
MarcoNardi
FrancescoNasini
TeresaMautone
Dipartimento di Neuroscienze Università degli Studi - Pisa
Dipartimento di Neuroscienze Università degli Studi - Pisa
Dipartimento di Neuroscienze Università degli Studi - Pisa
I movimenti oculari al servizio della visione binoculare
C c
I movimenti del bulbo oculare sono determinati da 6 muscoli extraoculari (4 muscoli retti e 2 muscoli obliqui). Muscoliretti I 4 muscoli retti sono: il retto superiore, l’inferiore, il mediale ed il laterale. Tali muscoli originano all’apice dell’orbita dall’anello di Zinn, una formazione tendinea imbutiforme che comprende il forame ottico e la porzione mediale della fessura orbitaria superiore. I muscoli retti originano dalla porzione più interna dell’anello con 2 tendini comuni: il superiore, detto tendine comune di Lockwood, e l’inferiore, detto tendine comune di Zinn6,7. I muscoli retti si inseriscono sul bulbo a distanze diverse dal limbus; le loro inserzioni si trovano su una curva spiraliforme detta spirale di Tillaux. L’inserzione L’inserzione del retto mediale è la più vicina al limbus, quella del retto superiore è la più distante.
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Muscoliobliqui
Muscolo obliquo superiore L’obliquo superiore origina superiormente e medialmente all’anello tendineo di Zinn e al muscolo retto mediale. Decorre in avanti, lungo l’angolo formato dalle pareti mediale e superiore dell’orbita, no alla troclea. Circa 10 mm dietro la troclea, il muscolo inizia a trasformarsi in tendine. Dopo aver attraversato la troclea il tendine si dirige in basso, indietro e lateralmente, formando un angolo di 51° con il piano sagittale dell’occhio. Successivamente penetra nella capsula di Tenone, passa sotto il retto superiore, e si inserisce dietro l’equatore nella porzione postero-laterale della sclera. Muscolo obliquo inferiore L’obliquo inferiore origina da una depressione del pavimento orbitario del mascellare. Questa depressione è di poco posteriore al margine or-
bitario inferiore ed appena laterale all’oricio del dotto nasolacrimale. Il muscolo si dirige lateralmente ed indietro, formando un angolo di 51° con il piano sagittale dell’occhio. L’obliquo inferiore penetra nella capsula di Tenone a pochi millimetri dalla sua origine, in prossimità del margine nasale del m. retto inferiore. Passa poi sotto al m. retto inferiore, si dirige verso la porzione posteriore e laterale del bulbo, e si inserisce con un corto tendine alla sclera, lungo una linea obliqua e convessa in alto4. Innervazione L’innervazione dei muscoli extraoculari è sostenuta dal III-IV e VI paio di nervi cranici. Il muscolo retto superiore è innervato dalla branca superiore del III nervo cranico. I muscoli retti mediale, inferiore e il muscolo obliquo inferiore sono innervati dalla branca inferiore del III nervo cranico. Invece il IV paio di nervi cranici innerva
ANATOMIA DEI MUSCOLI EXTRAOCULARI
Muscolo
Origine
Lunghezza (mm)
Retto Supe- riore
Tendine comune di Lockwood e guaina del nervo ottico
Retto Infe- riore
Tendine comune di Zinn
40.0
Retto Me- diale
Tendini comuni di Lockwood e di Zinn e guaina del nervo ottico
Retto Late- rale
Arco di contatto (mm)
Inserzione (mm)
Innervazione
Vascolarizza- zione
7.7 dal limbus
ramo superiore arterie oftalmica del terzo nervo e lacrimale cranico
6.5
6.5 dal limbus
ramo inferiore arterie oftalmica del terzo nervo e infraorbitaria cranico
40.8
6.0
5.5 dal limbus
ramo inferiore del terzo nervo arteria oftalmica cranico
Tendini comuni di Lockwood e di Zinn
40.6
12.0
6.9 dal limbus
sesto nervo cranico
arterie oftalmica e lacrimale
Obliquo Superiore
Sopra e medialmente all’anello di Zinn
Origine-troclea: 40.0 Troclea-Inserzione: 20.0
8.0
posteriormente nel quadrante supero-esterno
quarto nervo cranico
arteria oftalmica
Obliquo Inferiore
Pavimento orbitario del mascellare
15.0
posteriormente nel quadrante infero-esterno
41.8
37
6.5
ramo inferiore arterie oftalmica del terzo nervo e infraorbitaria cranico
Tabella 1. Origine, inserzione, innervazione e vascolarizzazione dei muscoli extraoculari
Capitolo 1 • Due occhi e una percezione: vantaggi e limiti
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Figura 1. Anatomia dei muscoli extraoculari. Rappresentazione schematica, occhio sinistro
Figura 2. Assi di Fick. (X): asse orizzontale; (Z): asse verticale; (Y): asse torsionale. (C): centro di rotazione
i muscoli obliqui superiori, e il VI paio è destinato all’innervazione dei muscoli retti laterali5-12.
Piano Muscolare La gura 3 mostra il m. retto mediale destro a contatto con la supercie del bulbo. La forza si esercita nel punto in cui il muscolo è tangenziale alla supercie del bulbo, cioè nel punto tangenziale T. La direzione della forza è lungo la linea tangenziale TT’. Il piano muscolare (PM) è il piano che contiene la direzione della forza applicata ed il centro di rotazione C. Un muscolo extraocu-
a a d d sc sc x xc c
Terminologia
Centro di rotazione Si può assumere che l’occhio compia i suoi mo vimenti di rotazione attorno ad un punto sso, detto centro di rotazione, situato circa 13,5 mm dietro l’apice corneale. Nei movimenti puramente rotatori, il centro di rotazione del bulbo non si sposta dalla sua posizione ed ha quindi velocità zero. In realtà, durante le rotazioni attorno agli assi di Fick, il centro di rotazione dell’occhio si muove in un semicerchio nel piano di rotazione9. Di questo comunque non si tiene generalmente conto ed il centro di rotazione dell’occhio viene considerato immobile. Assi di Fick L’occhio ruota intorno a tre assi principali, detti assi di Fick: l’orizzontale, o asse X; il verticale, o asse Z; il torsionale, o asse Y; tali assi si intersecano nel centro di rotazione2.
Figura 3. Rappresentazione schematica del piano muscolare e dell’arco di contatto. (I-T): arco di contatto; (TT’): direzione della forza; (C): centro di rotazione; (PM): piano muscolare; (Z): asse di Z di Fick
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lare ruota l’occhio su un asse perpendicolare al piano muscolare3. Arco di contatto L’arco di contatto di un muscolo è la distanza tra il punto tangenziale T, dove il muscolo tocca per la prima volta la sclera, ed il punto I, al centro dell’inserzione anatomica del muscolo stesso. Il muscolo si avvolge e si svolge attorno al bulbo oculare come una corda su una puleggia e l’arco di contatto è l’analogo di un braccio di leva. Quando il bulbo oculare ruota, l’arco di contatto si allunga o si accorcia: è più lungo quando il muscolo è rilasciato e più corto quando il muscolo è contratto. La riduzione dell’arco di contatto è alla base di un intervento, detto “intervento del lo (fadenoperation)”. In questo intervento il muscolo viene suturato alla sclera tra 11 e 15 mm dalla sua inserzione: l’efcacia del muscolo viene così a diminuire in modo progressivo nel proprio campo d’azione, ma non è modicata in posizione primaria o nel campo di azione del muscolo antagonista1-8. Duzioni Sono movimenti monoculari di rotazione attorno ad uno degli assi di Fick. Si parla di abduzione se il bulbo ruota verso l’esterno, di adduzione se il bulbo ruota medialmente, di supra ed infraduzione se il bulbo ruota rispettivamente in alto od in basso; di incicloduzione od intorsione se il bulbo ruota sul suo asse anteroposteriore, spostando in direzione nasale il polo superiore della cornea (ore 12 del meridiano verticale), di excicloduzione o extorsione nel caso contrario. Posizione primaria di sguardo È la posizione degli occhi di un individuo che, con la testa eretta e la faccia posta su un piano verticale, osserva una mira situata a distanza innita; gli assi visivi sono paralleli ed i meridiani verticali delle due cornee sono verticali e paralleli. Azioni primarie, secondarie e terziare dei muscoli extraoculari Se il piano muscolare è perpendicolare ad uno
Figura 4. Intervento del lo (fadenoperation). Dopo l’intervento del lo l’efcacia di un muscolo non è modicata nel campo d’azione dell’antagonista o in posizione primaria (A e B); diminuisce però in modo progressivo nel proprio campo d’azione (C)
degli assi di Fick, si avranno movimenti semplici di rotazione attorno a tale asse. Se invece il piano muscolare non è perpendicolare ad uno degli assi di Fick, si avranno movimenti complessi, che possono essere descritti analizzandone le componenti di rotazione sugli stessi assi di Fick. Tali componenti, in rapporto alla loro importanza relativa, sono dette: azione primaria, azione az ione secondaria e azione terziaria. L’entità di queste componenti varia a seconda della posizione del bulbo all’inizio del movimento: pertanto la direzione in cui un muscolo fa ruotare l’occhio, dipende dalla posizione di quest’ultimo al momento in cui il muscolo si contrae. Ciò è spiegabile con il fatto che l’inserzione bulbare dei muscoli extraoculari varia la sua posizione relativa, rispetto all’in-
Capitolo 1 • Due occhi e una percezione: vantaggi e limiti
serzione orbitaria, in rapporto alla posizione del bulbo oculare. Azionedei Azionedeising singolim olimuscol uscolii
Muscoli retti orizzontali In posizione primaria il piano muscolare dei mm. retti orizzontali coincide con il piano orizzontale del bulbo oculare (detto anche piano di Listing). Pertanto, in tale posizione, con l’asse verticale Z perpendicolare al piano muscolare, l’azione di uno di questi muscoli darà luogo ad un semplice movimento sul piano orizzontale: più precisamente al movimento di rotazione in senso mediale (adduzione) per la contrazione del m. retto mediale, ed al movimento di rotazione in senso laterale (abduzione) per la contrazione del m. retto laterale. Quando l’asse visivo è diretto in alto od in basso, la contrazione dei mm. retti orizzontali causa rispettivamente una ulteriore elevazione od una ulteriore depressione del bulbo: tali movimenti vengono a costituire l’azione secondaria. Muscoli retti verticali Con l’occhio in posizione primaria, il piano muscolare dei mm. retti verticali forma un angolo di circa 23° con l’asse anteroposteriore del bulbo (asse Y di Fick). In questa posizione l’azione principale del retto superiore è l’elevazione (sursum( sursumduzione), facendo ruotare il bulbo sull’asse X di Fick; le azioni secondarie, derivanti dall’angolo d’inserzione del muscolo, sono l’intorsione e l’adduzione. Quando l’occhio è abdotto di 23°, l’asse orizzontale X è perpendicolare al piano muscolare del m. retto superiore. In questa posizione la contrazione del retto superiore provoca solo un movimento di elevazione. Se il bulbo potesse addursi di 67° dalla posizione primaria, l’asse Y forformerebbe un angolo retto con il piano muscolare e la contrazione del muscolo indurrebbe solo un movimento di adduzione e di intorsione. i ntorsione. Tuttavia Tuttavia un’adduzione di 67° è puramente teorica, perché l’occhio non può addursi no a tal punto: tutto questo è però indicativo del fatto che, tanto più l’occhio è addotto, tanto più il retto superiore di venta adduttore ed intorsore, a scapito della sua attività di elevatore.
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Considerazioni analoghe possono farsi per il muscolo retto inferiore. Quando l’occhio è in posizione primaria l’azione principale del retto inferiore è la depressione (deorsumduzione), ruotando il bulbo sull’asse X di Fick; le azioni secondarie sono la extorsione e la adduzione. Quando l’occhio è abdotto di 23°, l’asse orizzontale X (intorno al quale l’occhio compie le rotazioni verticali) diviene perpendicolare al piano muscolare del m. retto inferiore. In questa posizione il muscolo retto inferiore induce solo il movimento di abbassamento del bulbo oculare. Se il bulbo potesse essere addotto di 67° dalla posizione primaria, l’attività del muscolo retto inferiore produrrebbe unicamente adduzione ed extorsione. Perciò, man mano che l’occhio si adduce, il retto inferiore diviene sempre più adduttore ed extorsore a scapito della sua attività di depressore.
Figura 5. Azione del muscolo retto superiore. Rapporti tra il piano muscolare del muscolo retto superiore e gli assi X-Y di Fick; (M.O.S.): muscolo obliquo superiore; (M.R.S.): muscolo retto superiore; (P.M.): piano muscolare
Muscolo obliquo superiore In posizione primaria il piano muscolare dell’obliquo superiore forma un angolo di 51° con l’asse Y, ossia l’asse anteroposteriore del bulbo. Per-
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tanto in posizione primaria l’azione principale dell’obliquo superiore è la intorsione; le azioni secondarie sono la depressione e l’abduzione. Quando il bulbo è abdotto di 39°, il piano muscolare dell’obliquo superiore è perpendicolare all’asse Y. In questa posizione l’azione principale dell’obliquo superiore è una intorsione (incicloduzione); l’azione secondaria è una abduzione. Quando l’occhio è addotto di 51° l’asse orizzontale X è perpendicolare al piano muscolare dell’obliquo superiore. In questa posizione l’azione primaria dell’obliquo superiore è l’abbassamento del bulbo oculare. Muscolo obliquo inferiore In posizione primaria il piano muscolare dell’obliquo inferiore forma un angolo di 51° con l’asse Y. In questa posizione l’azione principale del muscolo è la extorsione, le azioni secondarie sono l’abduzione e la elevazione. Quando l’occhio è abdotto di 39°, l’asse Y diviene perpendicolare al piano muscolare dell’obliquo inferiore. In questa posizione l’azione principale del muscolo è l’extorsione, quella secondaria l’abduzione. Quando l’occhio è addotto di 51°, l’asse orizzontale X è perpendicolare al piano muscolare del muscolo obliquo inferiore. Conseguentemente l’azione primaria dell’obliquo inferiore in questa posizio-
Figura 6. Azione del muscolo obliquo superiore. Rapporti tra il piano muscolare del muscolo obliquo superiore e gli assi X-Y di Fick; (M.O.S.): muscolo obliquo superiore; (P.M.): piano muscolare. Muscolo retto superiore sezionato
ne è l’elevazione. Le azioni primarie, secondarie e terziarie dei muscoli extraoculari sono riassunte nella seguente tabella:
AZIONE PRIMARIA, SECONDARIA E TERZIARIA DEI MUSCOLI EXTRAOCULARI, CON L’OCCHIO IN POSIZIONE PRIMARIA DI SGUARDO
Muscolo
Azione Primaria
Azione Secondaria
Azione terziaria
Retto Mediale
Adduzione
-
-
Retto Laterale
Abduzione
-
-
Retto Inferiore
Infraduzione
Excicloduzione
Adduzione
Retto Superiore
Supraduzione
Incicloduzione
Adduzione
Obliquo Inferiore
Excicloduzione
Supraduzione
Abduzione
Obliquo Superiore
Incicloduzione
Infraduzione
Abduzione
terz iarie dei muscoli extraoculari Tabella 2. Le azioni primarie, secondarie e terziarie
Capitolo 1 • Due occhi e una percezione: vantaggi e limiti
i c
Terminologia
Al ne di comprendere meglio quanto descritto nei paragra successivi è utile precisare e introdurre alcuni termini e denizioni. Muscoli agonisti ed antagonisti Il muscolo che con la sua contrazione muove il bulbo oculare in una particolare direzione è detto agonista. Il muscolo che sposta l’occhio nella direzione opposta è detto antagonista. I muscoli extraoculari di ciascun occhio formano delle coppie agonista-antagonista: tali sono il retto mediale ed il laterale, l’obliquo inferiore ed il superiore, il retto superiore e l’inferiore. Muscoli sinergici Due muscoli che muovono l’occhio nella stessa direzione sono detti sinergici. Il retto superiore e l’obliquo inferiore sono sinergici perché entrambi elevatori; il retto inferiore e l’obliquo superiore sono abbassatori; il retto superiore e l’obliquo superiore sono inciclotorsori (intorsori); l’obliquo inferiore ed il retto inferiore sono exciclotorsori (extorsori). Muscoli corrispondenti (sinergici controlaterali) I muscoli dei due occhi, che inducono movimenti nella stessa direzione di sguardo, sono detti muscoli corrispondenti. Muscoli corrispondenti sono il retto superiore da un lato e l’obliquo inferiore dall’altro, il retto inferiore da un lato e l’obliquo superiore dall’altro, il retto laterale da un lato ed il retto mediale dall’altro. Movimenti monoculari Come già detto in precedenza i movimenti monoculari di rotazione attorno ad uno degli assi di Fick sono detti duzioni. Duzioni Si parla di abduzione se il bulbo ruota verso l’esterno, di adduzione se il bulbo ruota medialmente, di supra ed infraduzione se il bulbo ruota rispettivamente in alto od in basso; di incicloduzione od intorsione se il bulbo ruota sul suo asse
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anteroposteriore, spostando in direzione nasale il polo superiore della cornea (ore 12 del meridiano verticale), di excicloduzione o extorsione nel caso contrario. Movimenti binoculari I movimenti binoculari sono costituiti dalle versioni (movimenti coniugati, in cui entrambi gli occhi si muovono nella stessa direzione) e dalle vergenze (movimenti disgiunti, in cui gli occhi si muovono in direzione opposta). Versioni Le versioni sono movimenti binoculari coniugati, sincroni e simmetrici. I termini destroversione e levoversione indicano rispettivamente la rotazione di entrambi gli occhi verso destra o verso sinistra; i termini supraversione ed infraversione indicano la rotazione di entrambi gli occhi in alto od in basso; inne i termini destrocicloversione e levocicloversione indicano la ciclorotazione del polo superiore della cornea rispettivamente verso destra e verso sinistra. Vergenze Le vergenze sono movimenti binoculari disgiuntivi nei quali i 2 occhi si muovono in modo sincrono e simmetrico in direzione opposta. La con vergenza è il movimento in cui i 2 occhi ruotano verso l’interno; nella divergenza invece i 2 occhi ruotano verso l’esterno. Esistono inoltre movimenti di vergenza verticali e di ciclovergenza cicl overgenza11. Convergenza Esistono diversi tipi di convergenza: tonica, fusionale, accomodativa, prossimale, totale. Convergenza tonica Se i mm. extraoculari perdono completamente tono, come nella morte, gli occhi si pongono in una posizione di divergenza, detta posizione anatomica di riposo. Nel vivente è sempre presente un certo tono dei mm. extraoculari che determina la comparsa di una convergenza tonica. Convergenza fusionale È un riesso optocinetico che permette che immagini retiniche simili vengano proiettate su
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aree retiniche corrispondenti. Questa forma di convergenza è stimolata dalla disparità bitemporale delle immagini retiniche. Convergenza accomodativa È in rapporto all’attivazione della accomodazione e fa parte, insieme alla miosi pupillare, della sincinesia per vicino. In pratica, ad ogni diottria di accomodazione si accompagna una certa quantità di convergenza, secondo il rapporto con vergenza accomodativa/accomodazione (CA/A), predeterminato per ciascun individuo. Convergenza prossimale È determinata dalla consapevolezza di stare osservando un oggetto posto a distanza ravvicinata. Questa forma di convergenza può creare problemi nell’uso di determinati strumenti oftalmologici: in questo caso si parla di convergenza strumentale (come esempio di convergenza strumentale ricordiamo che le esodeviazioni risultano generalmente maggiori quando sono misurate al sinottoforo, rispetto a quando sono misurate nell’ambiente mediante il cover test con prismi). Convergenzatotale L’insieme della convergenza c onvergenza accomodativa, fusionale e tonica costituisce la convergenza totale. Divergenza La sola forma clinicamente signicativa di divergenza è la divergenza fusionale: è simile alla all a con vergenza fusionale ma è stimolata dalla disparità disparità binasale delle immagini retiniche.
Vergenze verticali I movimenti di vergenza verticale sono rappresentati dalla vergenza verticale positiva o supra vergenza, caratterizzata dall’elevazione di OD e dall’abbassamento di OS, e dalla vergenza verticale negativa o infravergenza, caratterizzata dall’abbassamento di OD e dall’elevazione di OS. Tali forme di vergenza compaiono in rapporto ad
una disparità verticale delle immagini retiniche. Ciclovergenza I movimenti di ciclovergenza sono rappresentati dall’inciclovergenza, data dalla rotazione all’interno del polo superiore della cornea, e dall’exciclovergenza, data dalla rotazione del polo superiore della cornea verso l’esterno. Lo stimolo alla ciclovergenza è dato da una disparità retinica torsionale. I movimenti ciclofusionali hanno tuttavia scarso valore nella fusione, in quanto le ciclodisparità maggiori di 5° sono compensate dalla fusione sensoriale centrale. Leleggidellamotilitàoculare
Legge di Sherrington (o dell’innervazione reciproca) Se un muscolo si contrae, contemporaneamente viene inviato un impulso inibitorio al suo antagonista, che si rilascia e si allunga. L’innervazione reciproca è importante, perché fa sì che i movimenti siano regolari e di normale ampiezza. Per esempio, se ogni volta che il retto laterale si contrae, si avesse una contrazione del retto mediale, invece di un rilasciamento, non solo sarebbe impossibile ottenere una completa abduzione, ma l’occhio verrebbe retratto entro l’orbita. Una tale innervazione paradossa è presente in quella condizione clinica nota come sindrome di Duane, in cui la legge di Sherringhton non è osservata. Legge di Hering (o dell’innervazione equivalente) La legge di Hering afferma che, quando un impulso per l’esecuzione di un movimento oculare viene inviato ai muscoli di un occhio, i muscoli corrispondenti dell’altro occhio ricevono un impulso nervoso uguale per la contrazione od il rilasciamento10. I muscoli interessati sono i muscoli sinergici controlaterali. La legge di Hering è essenziale per l’esecuzione di movimenti binoculari coniugati coordinati: tale legge è comunque applicabile anche ai movimenti di vergenza (disgiuntivi).
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BIBLIOGRAFIA
1. CuppErs C. The so-called “Fadenoparation” (surgical correction by well dened changes in the arc of contact), in Fells P. P. (ed.): Second Congress of the International Strabismological Association. Diffusion Générale de Libraire, Marseilles, 1976, p.395 2. d alErt. Motilità Oculare e Strabismo. USES, Firenze, 1988 3. d avsoN H. The Physiology of the Eye. Academic Press, New York, 1972 4. FINK VH. Surgery of the Vertical Muscle of the Eyes, 2 ed., C.C. Thomas Publisher, Springeld, Ill., 1962
nd
a
5. K aNsKI JJ. Oftalmologia Clinica 6 ed. Elsevier Masson, Milano, 2008 6. K EstENBaum EstENBaum A. Applied Anatomy of the Eye. Grune &
Stratton, New York, 1961 7. l ast RJ. Wolff’s Anatomy of the Eye and Orbit. Saunders, Philadelphia, 1968 8. NoordENGK voN. Binocular Vision and Ocular Motility. 4th ed., C.V. Mosby, St. Louis, 1990 9. p arKsrs,p arK GE. GE. The center of ocular rotation in the horizontal plane. Am. J. Physiol , 104: 545, 1933 10. solomoNs H. Binocular Vision. Heinemann, London, 1978 ENturIG,N ardI m. Strabismo Concomitante. Mono11. v ENturI graa SOI, Editoriale I.N.C., Roma, 1991
12. y aNoFFm,duKErJs. Trattato di Oftalmologia. Antonio Delno Editore, Roma, 2003
