Оптические средства коррекции зрения

 

Описание

ОЧКОВЫЕ ЛИНЗЫ

Основным прибором для коррекции зрения ЯВЛЯЮТСЯ очки. Очки состоят из линз и оправы.

По оптическому действию очковые линзы разделяются на стигматические (сферические), астигматические, призматические и эйконические (афокальные). Первый и второй виды могут сочетаться с третьим и четвертым.

По положению главного фокуса стигматические и астигматические линзы разделяются на собирательные, обозначаемые знаком «+», и рассеивающие, обозначаемые знаком «-».

Положительные линзы иногда называют «конвеко, а отрицательные — «конкав».

По форме преломляющих поверхностей линзы бывают:

1.  би-формы — обе поверхности линзы выпуклые или вогнутые (рис. 36, а, г);
2.  план-формы — одна из поверхностей плоская, другая выпуклая или вогнутая (рис 36, б, д);
3.  мениски — одна поверхность выпуклая, другая вогнутая (рис. 36, в, е); при этом подбирают такое их сочетание, при котором влияние аберраций уменьшается до минимума. В настоящее время линзы би- и план-формы почти не применяются, так как в них велик астигматизм косых пучков.

По числу оптических зон линзы могут быть одно- и многофокальными. Многофокальные линзы служат для улучшения четкости видения предметов, находящихся на разных расстояниях, и применяются при ослабленной аккомодационной способности. Существуют бифокальные (рис. 37, а—г), трифокальные (рис. 37, д, е) и мультифокальные линзы.

 

Последние отличаются тем, что по мере перехода от верхней части, предназначенной для рассматривания далеких предметов, к нижней части, предназначенной для рассматривания близких предметов, оптическая сила линзы изменяется постепенно. Такие линзы имеют сложную асферическую поверхность. Они называются линзами прогрессивного действия. Фирменные названия — «варилюко или «омнифокал».

Бифокальные линзы изготовляют либо из одного стекла, на поверхности которого (обычно задней) с ПОМОЩЬЮ шлифовки II полировки образуют зону с иной преломляющей силой, либо из двух стекол с различным показателем преломления, спеченных между собой. В таких бифокальных линзах линия раздела почти незаметна.

В цельной бифокальной линзе оптические центры участков, предназначенных для дали и для близи,

располагаются на одной вертикальной прямой. В спеченных бифокальных линзах геометрические центры нижней части линз для правого и левого глаза смещены кнутри от вертикального меридиана линзы на 2,5мм. В таких очках зрительные линии проходят через центры линз при рассматривании как далеких, так и близких предметов.

Остановимся подробнее на характеристике однофокальных линз, производимых в России. Их полезный диаметр (максимальный диаметр окружности, в пределах которой находятся допустимые дефекты—децентрация, пузыри, точки, царапины, сколы), варьирует от 50 до 72 мм. Толщина положительных линз по краю и отрицательных по центру должна быть не менее 0,4 мм.

Центр сферической линзы маркируют черной точкой, в астигматической линзе, помимо того, двумя дополнительными черными тачками обозначают одно из главных сечений. Диаметр точек, наносимых тушью или специальной смываемой краской, не должен превышать 1 мм. Допустимое смещение маркировочной точки от оптического центра линзы до 0,5 дптр— 3 мм, от 0,5 до 1,0 дптр—2 мм, свыше 1,0 дптр— 1 мм. Допустимое отклонение обозначенного главного сечения для линз с астигматической разностью до 0,5дптр составляет ±5°, от 0,5 до 3,0 дптр ±3°, свыше 3,0 дптр ±2°.

Серийно изготовляются следующие виды линз: стигматические от—30 дптр до +20 дптр; астигматические с рефракцией в меридиане наивысшей аметропии до ±8,0 дптр и астигматической разностью до 4,0 дптр; бифокальные стигматические — с рефракцией верхней (основной) части от—6 до +6,0 дптр и с разницей нижнего сегмента (добавкой для близи) от +0,5 до +3,0 дптр.

Линзы с иной рефракцией изготовляются индивидуально и называются рецептурными. Таким образом могут изготовляться астигматические линзы с рефракцией в меридиане наибольшей аметропии от +20 до —30 дптр и астигматической разностью до 8,0 дптр. Индивидуально изготовляются и астигматические бифокальные линзы.

Линзы с призматическим действием всегда изготавливаются индивидуально. При этом сила призм может быть от 0,5 до 10 (до 3 с интервалом в 0,5прдптр, а с 3 до 10 прдптр — с интервалом в 1,0 прдптр). На них обозначается положение линии вершина — основание, т. е. перпендикуляра к основанию призмы, проходящего через геометрический центр заготовки.

Призматические линзы могут содержать также стигматический элемент от +20 до—30 дптр, а также астигматический элемент до 4,0 дптр, но только если ось или деятельное сечение цилиндра совпадают с направлением линии вершина—основание призмы. Призмы сильнее 10 прдптр не делаются, так как они тяжелы, толсты, косметически неприемлемы.

 

Призматическое действие может быть получено также другими способами:

1. путем применения френелевских насадок на очки; они представляют собой пластинку из мягкого пластика, одна из поверхностей которой гладкая, а вторая выполнена в виде пилообразного растра (рис. 38); в зависимости от угла зубцов «пилы» действие насадок варьирует от 2 до 25 нрдптр; из пластинки необходимой силы вырезают кусок по форме очкового стекла, который прижимают к задней поверхности последнего; никакого клея не требуется, пластинка держится на очковой линзе под действием атмосферного давления;
2. за счет смещения Центра линз в оправе — смещение центра линзы относительно центра зрачка на 1 см создает призматическое действие, равное 1,0 прдптр на каждую диоптрию силы линзы; при этом в случае положительной линзы основание призмы направлено в сторону смещения центра, а в случае отрицательной — в противоположную;
3. с помощью еще одного особого вида очков с призматическим действием; это бифокальные сферо-призматические очки (БСПО), предложенные ЕВ. и ЮЛ. Утехиными для разгрузки аккомодации и конвергенции при работе на близком расстоянии; линзы в этих очках имеют основную часть для дали от 0 до —11дптр и наклеиваемый в нижней части элемент для близи, содержащий сферу +2,25 дптр и призму 6,75 прдптр основанием к носу; такие очки обеспечивают оптическую установку глаз к расстоянию 45 см без напряжения аккомодации и конвергенции (рис. 39). Бифокальные линзы с другим сочетанием сфер и призм необходимо изготовлять индивидуально.

Линзы с эйконическим действием употребляются как афокальные, так и в сочетании со стигматическим или астигматическим компонентом. Они предусматривают увеличение от 0,5 до 8%.

Ввиду того, что такого увеличения обычно недостаточно для коррекции анизейконии, распространения эти линзы не получили.

Для получения большего увеличения применяют системы из нескольких линз. Примером использования такой системы являются очки ИЛ. Вязовского (рис. 40), предложенные для коррекции односторонней афакии. В этом случае коррекция обычными очками не переносится, так как они дают разницу размеров изображения на сетчатках двух глаз около 30%.

 

В очках И.Л. Вязовского употреблена телескопическая система Галилея, состоящая, как известно, из двух линз — положительной и отрицательной: перед глазом без хрусталика ближе к глазу находится положительная линза, перед парным глазом — отрицательная.

Очковые линзы производятся в основном из стекла с показателем преломления 1,525. В настоящее время начинают применять стекло с более высоким показателем преломления, что позволяет уменьшить массу линз высоких рефракций. Другой путь уменьшения массы линз — переход на органические материалы. Синтезирован ряд твердых пластиков (СR1-39, ДЭГБАК, поликарбонат и др.), поверхность которых устойчива к механическому воздействию. Они имеют близкий к стеклу показатель преломления.

В отдельную группу выделяют светозащитные очковые линзы. Они предохраняют глаза от действия ультрафиолетового и инфракрасного излучений при выполнении различных производственных операций, а также от яркого солнечного света. Защитные светофильтры обычно афокальные.

Солнцезащитные линзы изготовляют и афокальными, и корригирующими. При этом корригирующие линзы из цветного стекла выпускаются со значениями рефракции до ±3,0 дптр. Солнцезащитные очковые линзы с рефракцией свыше ±3,0 дптр изготовляют путем покрытия линз из бесцветного стекла специальной светозащитной пленкой.

Цветные стекла (светофильтры) для солнцезащитных очковых линз бывают желто-зеленые (ЖЗС9, ЖЗС4),нейтральные (НС8) или темные (ТС1, ТС6, ТС7, ТС9).

Для больных глаукомой выпускаются специальные линзы зеленого цвета (ЗС1). Солнцезащитные линзы характеризуются коэффициентом пропускания, который представляет собой отношение светового потока, прошедшего через линзу, к световому потоку, падающему на нее.

Визуальный коэффициент пропускания измеряется в центральной (диаметром 10 мм) зоне линзы. Он бывает 15, 30, 50, 70 и 85% с допуском ±3%. Коэффициент пропускания зеленых очков для больных глаукомой составляет 51%.

Применяют также специально окрашенные линзы для защиты от повреждающего действия света на глаз: слабо-желтые при афакии, желто-коричневые — при альбинизме.

Другие линзы используют для уменьшения светорассеяния в средах глаза и повышения остроты зрения: интенсивно-желтые при начальных катарактах, оранжевые — при дистрофиях желтого пятна и пигментной дегенерации сетчатки.

В последнее время получили распространение фото-хромные линзы — окрашенные линзы, коэффициент пропускания которых изменяется в зависимости от освещенности: при ярком солнечном свете он становится меньше, при низкой освещенности — больше.

Применяются и так называемые просветленные очковые линзы. На их переднюю поверхность вакуумным способом наносят специальный противорефлексный слой, который увеличивает светопропускание линзы на несколько процентов. Благодаря этому просветленные линзы почти не дают мешающих рефлексов и двойных изображений, а также несколько улучшают видимость в сумерках.

ОЧКИ КАК ОПТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ

Очки — простые или сложные оптические системы, применяемые для коррекции аметропий и расстройств аккомодации, а также для исправления недостатков мышечного аппарата глаз. Корригирующие очки состоят из линз и оправы, обеспечивающей правильное положение линз относительно глаз.

Очковая оправа должна отвечать ряду требований: не вызывать болезненных состояний при контакте с кожей лица, чувства тяжести или давления, иметь поверхность, легко очищаемую от загрязнения. К оправе предъявляются и большие эстетические требования. Хорошо подобранная оправа не только не портит лицо, но и может скрыть 'некоторые его недостатки и сделать человека более привлекательным. Не случайно форма очковых оправ подчиняется влиянию моды, подобно предметам туалета.

Очковая оправа содержит лицевую часть, или рамку, и крепящиеся к ней с помощью шарниров заушники. Оправы бывают пластмассовые, металлические и комбинированные. Часть рамки, в которую вставляют линзы, называют ободком. В некоторых оправах линзы крепятся непосредственно к рамке с помощью винтов, проходящих через их верхнюю часть,— это безободковые оправы. Ободок может охватывать и только верхнюю часть линзы (полуободковые оправы).

В средней части рамки имеется выемка для носа. Иногда к оправе в этом месте прикрепляют специальные пластинки — носовые упоры. Они могут жестко крепиться к ободкам оправы (неподвижные носовые упоры) или соединяться с ними посредством шарниров (подвижные носовые упоры).

Заушники бывают жесткие и эластичные. Последние употребляются главным образом в очках для детей. Плоскость, проходящая через оба заушника, образует с плоскостью рамки угол, который в отечественных оправах равен 80—83°. В оправах с круглыми ободками допускается угол 87—90°. Угол открытия заушника до упора должен составлять 100—105°. В задней части жестких заушников имеется изгиб кнутри для более плотного прилегания к поверхности кожи (радиус изгиба 450 мм), а на конце — небольшой изгиб кнаружи (радиус его 20—30 мм).

 

Основные параметры, определяющие размер оправы (рис. 41),— это расстояние между центрами носовых упоров (а), максимальный горизонтальный диаметр светового проема ободка (А) и длина прямой части заушника (К).

На внутренней части заушника обычно указаны два числа: первое (14—18) означает ширину переносья (расстояние между носоупорами) в миллиметрах (а), второе (44—52) — максимальный горизонтальный диаметр светового проема, также в миллиметрах (А). Сумма этих двух чисел представляет, собой расстояние между центрами проемов С:

 

В старых оправах иногда встречается другая маркировка: первое число означает диаметр проема (А), а второе—расстояние между центрами проемов (С).

Современные очковые оправы отличаются большим разнообразием. При этом проявляется тенденция к увеличению размера и усложнению формы световых проемов.

Это, в свою очередь, приводит к увеличению расстояния между центрами проемов (С). Поскольку межзрачковое расстояние у пациентов остается прежним (в среднем 65мм у мужчин и 62,5 мм у женщин), при изготовлении таких очков приходится смещать центры линз к носу по отношению к центрам проемов оправы.

Требования, предъявляемые к готовым очкам, сформулированы в ГОСТе 19134—81 «Очки, корригирующие. Технические условия».

Отклонение преломляющей силы сферических и астигматических очковых линз от указанной в рецепте не должно превышать для линз до 6,0дптр ±0,12 дптр, для линз от 6 до 15 дптр ±0,15 дптр, для линз свыше 15 дптр ±0,35 дптр.

Отклонение призматического действия не должно превышать для призм до 3,0 прдптр ±0,2 прдптр, свыше 3,0 прдптр ±0,3 прдптр.

Ниже приведено допустимое отклонение в положении оси астигматических линз и линии вершина — основание линз с призматическим действием.

 

Допускаются отклонения расстояния между оптическими центрами очковых линз; Для линз до 0,5 дптр ±6 мм, для линз от 0,75до 1,0 дптр ±4 мм, для линз свыше 1,0дптр ±2 мм.

Относительное смещение центров двух линз по вертикали не должно превышать 2 мм для линз до 2,0 дптр и 1 мм — для линз свыше 2,0 дптр.

Обе линзы в очках должны иметь одинаковые светопоглощающие свойства и цвет.

Расстояние от вершины роговицы до задней поверхности очковых линз должно быть 12 мм. Если это расстояние увеличивается, то эффективная сила положительных линз возрастает, а отрицательных—убывает, если оно уменьшается,— отношения обратные.

КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ

В оптическом отношении наиболее совершенным видом коррекции зрения является коррекция контактными линзами, изготовляемыми из пластических материалов. Их накладывают непосредственно на передний отдел глазного яблока, они составляют с глазом единую оптическую систему.

Контактные линзы выгодно отличаются от обычных очков и в косметическом отношении, так как не видны окружающим. При изменении направления взгляда контактная линза повторяет все движения глазного яблока.

Контактные линзы можно носить беспрерывно в течение длительного времени — от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от типа линз. Переносимость линз зависит от их формы и вида, материала, из которого они изготовлены, от соответствия внутренней поверхности линзы поверхности глазного яблока, визуального эффекта и индивидуальной чувствительности.

Различают склеральные, корнеосклеральные и роговидные контактные линзы. Склеральная линза состоит из центральной, более выпуклой, оптической части, расположенной перед роговицей, и периферической, более плоской, гаптической части, прилегающей к склере и удерживающей линзу на глазном яблоке.

Между внутренней поверхностью центральной части линзы и поверхностью роговицы имеется узкое пространство, заполненное жидкостью, с показателем преломления, близким к показателю преломления роговицы. Лучше переносятся роговичные линзы. Они не имеют склеральной опорной части и удерживаются тонким слоем слезной жидкости непосредственно на роговице.

Различают жесткие, мягкие, гибкие и комбинированные линзы.

Жесткие линзы изготовляют из различных видов оргстекла индивидуально, строго по форме глаза пациента. В последнее время вместо оргстекла используют кислородопроницаемые материалы — целлюлоза-цетилбутират и др. Линзы из этих материалов называют RGP (Rigid Gas Permeable — жесткие газопроницаемые).

Мягкие линзы изготовляют из гидрофильного полимера на основе полиоксиметилметакрилата с различным содержанием воды (38—70%). Эти линзы пациенты переносят лучше, чем жесткие, но они хуже исправляют астигматизм, так как повторяют форму роговицы.

Мягкие линзы изготовляют в основном заводским путем и подбирают готовыми, исходя из сочетания требуемой рефракции и кривизны роговицы. Эти линзы менее долговечны, чем жесткие.

Гибкие линзы делают из эластичных пластмасс типа силиконовой резины. Они обладают преимуществами жестких (долговечность, простота ухода, высокие оптические качества) и мягких линз (возможность заводского изготовления, большая простота подбора, хорошая переносимость).

Комбинированные (мягко-жесткие) линзы имеют центральную часть, сделанную из оргстекла, и периферическую — из гидрофильного полимера. Однако ввиду сложности технологии изготовления большого распространения они пока не получили.

ОПТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОМОЩИ СЛАБОВИДЯЩИМ

В отличие от обычных корригирующих очков и контактных линз оптические средства помощи слабовидящим повышают остроту зрения не путем перенесения главного фокуса на сетчатку, а посредством увеличения на сетчатке изображения рассматриваемых предметов.

Можно выделить три группы оптических средств помощи слабовидящим: увеличительные стекла, или лупы; телескопические очки; корригирующие очки с сильными положительными линзами (так называемые гиперокуляры).

К первой группе относятся лупы. Они представляют собой положительные сферические линзы, помещаемые между глазом и рассматриваемым объектом. Если глаз находится за пределами заднего фокуса лупы, то наблюдатель видит мнимое прямое увеличенное изображение объекта.

 

Под увеличением лупы (М) понимают отношение видимого через нее размера объекта (l') к видимому размеру того же объекта (l) со стандартного расстояния 250 мм. Это увеличение равно отношению тангенсов углов (рис. 42):

 

Приближенно увеличение лупы для эмметропического глаза можно определить по формуле:

 

где f— фокусное расстояние лупы, мм.

Увеличение обозначается в паспорте лупы числом и знаком х, например 2х, 4х и т. д. Таким образом, лупа с двукратным увеличением (2х) представляет собой положительную сферическую линзу силой +8,0 дптр. Лупы с увеличением более 5x — это сложная оптическая система.

В качестве средств помощи слабовидящим применяются ручные лупы (в иностранной литературе они обычно называются ручными увеличителями), накладные, опорные, специальные и стационарные лупы.

 

Ручные лупы (рис. 43) удерживаются слабовидящим либо у текста, либо вблизи от линзы корригирующих очков перед тем глазом, который лучше видит. В последнем случае коррекция лупой не отличается от постоянной очковой коррекции. Увеличение, обеспечиваемое лупой, в первом случае больше, чем во втором.

Накладные лупы ставят («накладывают») непосредственно на текст, при чтении их необходимо передвигать вдоль строки. К ним относятся накладная полустрочная (2х) и накладная ортосксшическря (4х) лупы, разработанные в Свердловской тифлотехнической лаборатории P.C. Муратовым.

 

Опорные лупы (рис. 44) отличаются от накладных тем, что линза в них не контактирует с читаемым текстом, а отделена от него опорным устройством — кольцом или ножками. Опорные лупы имеют фиксированное и переменное фокусное расстояние. Они выпускаются с увеличением до 10 х.

Лупы с фиксированным фокусным расстоянием требуют очковой коррекции аметропии при работе с ними. Иногда опорные лупы снабжаются маленькой лампочкой, освещающей читаемый текст.

Специальные (часовые) лупы фиксируются на очковой оправе с помощью специального держателя (рис. 45). Их помещают перед глазом, видящим лучше, второй глаз закрывают непрозрачной заслонкой—окклюдором. Эти лупы имеют увеличение от 1,7х до 5x.

 

Стационарные лупы крепятся над рабочим столом и предназначены в основном для выполнения ручных работ. Некоторые из них имеют осветитель.

Вторая группа средств помощи слабовидящим — телескопические системы. Их используют как в виде очков, так и в виде подзорных трубок-монокуляров. Оптическую основу этих приборов составляет, как правило, афокальная, увеличительная, система типа галилеевской (значительно реже — кеплеровской) трубы. Для исправления аметропии к окулярной ее части добавляют рефракционную насадку.

 

Телескопические очки раньше делались в виде бинокля (рис. 46), сейчас телескопическую систему обычно монтируют в очковую оправу. Увеличение афокальной части варьирует от 1,5 до 3x. Монокуляры имеют большее увеличение—вплоть до 8х. Телескопические очки используют и для работы на близком расстоянии.

Для этого могут применяться объективные насадки, имеющие рефракцию от +4 до +14 дптр, позволяющие получать увеличение до 6х. Насадку крепят на объектив лучше видящего глаза, второй объектив закрывают окклюдором.

Делают и специальные очки для чтения, окуляры которых расположены под углом конвергенции, а объективные насадки включают сферическую линзу и призму основанием к носу. Такие очки иногда называют микроскопными.

 

В России выпускается 4 типа очков для слабовидящих:

1. монокулярные бифокальные очки для близи (рис. 47, а); они представляют собой корригирующие очки с закрепленным на нижней части одной из линз афокальным увеличителем 2x; на увеличителе может быть закреплена насадка от +4 до +12 дптр для работы на близком расстоянии. Очки дают увеличение от 2хдо 6х;
2. бинокулярные бифокальные (телескопические) очки для дали (рис. 47, б); верхняя часть корригирующих линз с укрепленными па них афокальными увеличителями (2х) используется для рассматривания далеких предметов, нижняя свободная часть линз — для грубой зрительной ориентировки вблизи; при чтении на один из увеличителей надевают насадку для близи, а на второй — окклюдор;
3. монокулярные унифокалъные очки для близи (с упором); эти очки (рис. 47, в) предназначены для чтения с увеличителями 6х ИЛИ 8х; для коррекции аметропии в оправу вставляют очковую линзу; при чтении текст следует держать у плоскости упора;
4. монокулярные унифокальные очки для близи (с осветителем); эти очки (рис. 47, г) предназначены для чтения с увеличением 10—20х, изготовляются с четырьмя различными увеличителями; для питания осветители снабжаются батарейкой, вмонтированной в специальный корпус с выключателем.

Третью группу увеличителей составляют гиперокуляры. Как уже говорилось, это положительные сферические очки или добавки к очкам, корригирующим аметропию. Обычно при сферических линзах до +8,0дптр еще возможно чтение двумя глазами, так как при этом расстояние от глаз до текста около 12 см.

Более сильные очки-гиперокуляры делают с добавками к сферическим линзам призм основанием к носу от 4,0 до 8,0 прдптр.