Методы определения аберраций глаза человека

Описание

Измерение аберраций глаза человека гораздо сложнее, чем оптической системы прибора. Это связано как с неосесимметричностью оптической системы глаза, так и с подвижностью самого глазного яблока, а также с постоянным изменением преломляющих поверхностей хрусталика, которое происходит из-за флюктуации аккомодации. Невозможно также поставить прибор, объективно регистрирующий изображение на сетчатке, внутрь глаза обследуемого. Наблюдение же через зрачок отраженного от дна глаза изображения связано с повторным искажением фронта световой волны. Расчет этого дополнительного искажения весьма сложен.

Субъективные методы.
Эти методы применялись при первых исследованиях аберраций глаза человека. В их основе лежит наблюдение различных световых марок, проецируемых через разные участки и отраженных от глазного дна.

Изучением аберраций глаза человека занимались многие исследователи.

М. С. Смирнов первым начал заниматься исследованием волновых аберраций глаза человека Он предложил оригинальную установку для исследования искажений волнового фронта в разных участках зрачка и алгоритм расчета пластинки погрешностей волнового фронта. Этот результат выдавался в вице рельефа (топографическая карта толщин) гипотетической контактной линзы, которая делала бы глаз безаберрационным. Исследование было субъективным, занимало много времени, расчет проводился вручную Эта методика применялась только в лабораторных условиях в исследовательских целях (рис 5 8).

Объективные методы.
Наиболее приемлемыми в наши дни следует считать приборы, позволяющие быстро и точно определить топографию роговицы и аберрации глаза в целом.

Метод фиксационной топокератометрии применяют для исследования неправильного астигматизма роговицы. Измерение производят на офтальмометре со специальной насадкой в виде диска с подвижным точечным источником света. При перемещении диска глаз пациента отклоняется от первоначального центрального положения на определенный угол исследование можно проводить в 17 точках. Для количественной оценки степени иррегулярности рефракционной структуры роговицы при топокератометрии А.-Г.Д- Алиев и М.И. Исмаилов (2000) предложили коэффициент неправильного астигматизма, который характеризует отклонение рефракции в данной точке роговицы от усредненного показателя ее рефракции.

Метод фотокератографии применяют для исследования формы передней поверхности роговицы. Метод заключается в проецировании на роговицу кольцевых отражательных марок с радиальной сеткой и их фотографировании. Фотокерагограммы иллюстрируют характер и степень искажения отражательных колец, что позволяет сулить об аберрациях роговицы (рис. 5.9).
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Наиболее удобными и менее трудоемкими являются появившиеся в последнее время компьютерные видеокератографы, которые представляют схему роговичной поверхности в виде цветовой карты, где каждому цвету соответствует определенный интервал значений рефракции и кривизны роговицы. Данные видео-кератометрических исследований используются до и после проведения оптико-реконструктивных операций и при определении оптической силы интраокулярных линз.

В современных видеокератографах TMS-2 фирмы «Computed Anatomy» (США), помимо томографической карты рельефа роговицы, выдается ось и сила цилиндра, исправляющего большую часть роговичных аберраций (рис. 5.10).

Новый импульс к изучению и компенсации аберраций глаза дала так называемая адаптивная оптика, впервые нашедшая свое применение в астрономии.

Этот термин был введен в 1953 г. американским астрономом Г. Бэбкоком (H. Babcock), бывшим тогда директором Маунт-Вильсоновской и Паломорской обсерваторий.

Суть метода заключается в измерении положения поверхности волнового фронта и «выпрямлении» его с помощью подвижных зеркал или призм.

Позже этот принцип был применен для высокоразрешающего исследования глазного дна. Определитель (сенсор) волнового фронта был разработан Хартманном (G. Hartman) и Шаком (Shack) и на его основе группой немецких и американских физиков из Гейдельберга и Рочестера построена фундус-камера высокого разрешения.

С помощью криптоновой импульсной лампы разные участки глазного дна освещаются вспышками длительностью 4 мс с расходимостью светового пучка на Г. Отраженная картина проецируется на мозаику из 37 подвижных зеркал, положением которых управляет компьютер. С помощью фокусирующей системы она проецируется на сенсор волнового фронта.

Карта 37 смещений луча (которую М.С. Смирнов когда-то измерял вручную и изображал в виде гипотетической контактной линзы) называется хартманограммой и является основой для вычисления смещения тех 37 зеркал, на которые попадает луч. Когда происходят эти смещения с помощью электро - и пьезоприводов, неправильный волновой фронт «выпрямляется» и на экране появляется скорришрованное высокоточное изображение глазного дна.

Такая фундус-камера была построена в Рочестере (Великобритания) и дала такое разрешение деталей глазного дна, что оказалось возможным увидеть отдельные фоторецепторы (рис. 5.11).

Разработка аналогичной (а может быть, и более мошной) камеры ведется на физическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством проф. А.В. Ларичева.

Разумеется, возникает вопрос, а нельзя ли применить этот метод для повышения разрешающей способности самого человеческого глаза, т.е. полупить так называемое суперзрение. Для интактного живого глаза эта задача оказалась чрезвычайно сложной, так как глаз находится в непрерывном движении.

Но неожиданно изложенный принцип адаптивной оптики оказался приемлемым для повышения эффективности рефракционной хирургии. По принципу Шака—Хартмана рядом фирм («Bausch & Lomb», США) были построены абсррометры, измеряющие аберрации глаза в 37 точках, и созданы компьютерные программы, рассчитывающие необходимую толщину эксимерлазерной абляции роговицы в этих точках (рис. 5.12).

По данным ряда офтальмохирургов, это позволяет значительно повысить послеоперационную остроту зрения при операциях фоторефракционной кератоэктомии и лазерного интрастромального кератомилоза.

На наш взгляд, эта «безаберрационная» фотохирургия особенно полезна в тех случаях, когда исходная острота зрения с обычной очковой коррекцией была низкой из-за значительных аберраций роговицы.

Что касается полного устранения аберраций при исходной высокой корригированной остроге зрения с целью достижения «сверхвысокой остроты», то этот вопрос является спорным. Устранение аберраций резко уменьшает глубину фокусной зоны и, следовательно, обостряет стимул аккомодационного рефлекса. А это в свою очередь может приводить к усилению флюктуаций аккомодации и повышенному зрительному утомлению. Этот вопрос требует изучения.?

В практических целях, а именно для выявления причин снижения остроты зрения неполной очковой коррекции и др., разработаны упрощенные методы исследования аберраций оптической системы глаза, которыми может пользоваться каждый офтальмолог.

Метод Чернинга является наиболее простым и быстрым качественным способом определения аберраций оптической системы глаза. Методика исследования заключается в том, что перед глазом испытуемого (4) устанавливается решетка (2) с шагом 0,5 мм и линза (3), вызывающая искусственную миопию 7,0 дптр. Пациент смотрит на точечный источник спета (1), расположенный на расстоянии 2—3 м от глаза (рис. 5.13, а).

В норме испытуемый видит ровные полосы (рис. 5.13, б). Если сферическая аберрация положительная, крайние полосы изогнуты вовнутрь (рис. 5,13, в), если отрицательная — наружу (рис. 5.13, г). При наличии неправильного астигматизма обследуемый видит искривленную картину решетки (рис. 5.13, д).

Определение глубины фокусной зоны. В глазу с аберрациями фокусная зона, получающаяся на сетчатке, шире, чем в глазах с идеальной оптикой, поэтому, измеряя эту фокусную зону, можно судить о наличии и величине аберраций.

Методика заключается в следующем. Вначале с помощью циклоплегических средств выключают аккомодацию, диафрагмируют зрачок до 3,5 мм, тщательно корригируют аметропию до максимальной остроты зрения. С помощью дуохромного теста уточняют коррекцию.

Перед глазом с помощью «лонета» последовательно устанавливают 2 линзы с силой +0,125 и —0,125 дптр, быстро сменяя их. Если острота зрения изменилась, подставляют линзы силой 0,25 дптр, и так до тех пор, пока острота зрения не снизится (рис. 5.14). Алгебраическая разность оптической силы сферических линз, в пределах которой перемещение фокусной точки не повлияло на остроту зрения, составляет глубину фокусной зоны в диоптриях, а она в свою очередь отражает величину суммарных аберраций.

Глубина фокусной области глаза с корригированной остротой зрения 1,0 и более при диаметре зрачка 3—4 мм колеблется от 0,3 до 1,2 дптр. У пациентов с выраженными аберрациями она больше, т.е. чувствительность к расфокусировке ниже.?

Определение остроты зрения с разными диафрагмами. Определяют остроту зрения для дали. При наличии аметропии или астигматизма подбирают коррекцию, дающую максимальную остроту зрения. Добиваются медикаментозного мидриаза путем закапывания в конъюнктивальный мешок 1 % раствора мезатона. После этого в пробную оправу перед глазом обследуемого устанавливают последовательно диафрагмы размером 1,5, 3,0, 4,0 и 6,0 мм и определяют остроту зрения с каждой из них, а также без диафрагмы. Исследование проводят для каждого глаза отдельно.

При отсутствии аберраций (или их незначительных величинах) острота зрения при разной величине зрачка будет одинаковой. Если острота зрения снижается более чем в 1,4 раза от максимальной, то имеется выражение аберрации оптической системы глаза.

Фигура креста. Наиболее быстрым и простым является способ исследования аберраций по фигуре креста. На расстоянии 0,33 м пациенту предъявляют фигуру креста с толщиной линий 1 мм. Аметропия должна быть полностью корригирована. При наличии аберраций появляется легкий второй контур креста (рис. 5.15).

Диск Плацидо — круглая прозрачная пластинка с нанесенными концентрическими черными кольцами. Наблюдая роговицу через ее центральное окно, исследующий видит отражение колец от ее поверхности.

Если имеются аберрации, то тени становятся неправильными, имеют изгибы (рис. 5.16).

Роговичная аберрометрия имеет значение для выбора вида контактной коррекции, особенно при рубцах роговицы и кератоконусе, а также при планировании рефракционных операций и диагностике их осложнений.

Все описанные выше методы имеют качественный характер. Однако они позволяют решить ряд конкретных диагностических задач: определить причины снижения корригированной остроты зрения при аметропиях и возникновение монокулярной диплопии и полиопии, диагностировать ранние стадии кератоконуса и эффективность коррекции при этом заболевании, определить причины снижения остроты зрения и астенопических жалоб после операций на глазном яблоке, в особенности рефракционных, и выявить причины астенопических жалоб и снижения зрения в сумеречное время суток.



Статья из книги: Зрительные функции и их коррекция у детей | С.Э. Аветисов, Т.П. Кащенко, А.М. Шамшинова.