Точность измерений на глазном дне

Описание

При проведении измерений на глазном дне нередко не учитывается ряд существенных факторов, снижающих ценность полученных результатов. Большое значение для наблюдения за развитием процессов имеет определение размеров элементов в динамике. Для этого достаточно знать относительные размеры элементов, измеренные в разные периоды времени. Такие измерения позволяют проследить скорость развития заболевания, эффективность методов лечения и пр. Одним из серьезных недостатков этого метода является невозможность проводить сравнения размеров элементов на глазах с разными параметрами, что затрудняет обобщение результатов исследования.

Более информативными, но соответственно и более сложными являются абсолютные измерения. Основные трудности вызываются тем, что в формировании изображения глазного дна совместно с прибором участвует оптическая система исследуемого глаза, обладающая значительным разбросом параметров.

В ряде случаев исследователи, стремясь к точности количественных оценок, не учитывают ограниченных возможностей самого метода офтальмоскопии и пытаются провести измерения с точностью, превышающей точность офтальмоскопа или аппарата для фотографирования глазного дна. Замеряя, например, калибр сосуда по фотопленке, отснятой на ретинофоте, пытаются довести точность измерений до микрона и даже долей микрона, используя возможности измерительного микроскопа. При этом забывают, что сама методика офтальмоскопии не обеспечивает подобной точности. Для правильной оценки результатов измерений нужно знать точность, обеспечиваемую данным методом. Необходимо также при измерениях, проводимых как в процессе визуального исследования, так и по фотопленке, руководствоваться рядом правил, способствующих повышению точности.

Случайные ошибки. Среди возникающих при измерениях различных элементов глаза ошибок всегда имеются случайные, т, е, отклонения от истинного значения вследствие причин, заранее неизвестных или нестабильных в процессе измерений. К числу случайных могут быть отнесены ошибки измерения, возникшие в результате неточных отсчетов по измерительным шкалам и т. п.. Чтобы выявить случайные погрешности и оценить их влияние на окончательные результаты, необходимо сделать достаточно большое количество измерений. Если предусмотрена статистическая обработка, число измерений должно быть не менее 10. В случаях, когда невозможно произвести большое число измерений, или если не предусматривается статистическая обработка результатов, то делают три измерения и в качестве истинного значения принимают среднее. Следует помнить, что обычно разрешающая сила на периферии поля зрения ниже, чем в центре. Поэтому рекомендуется проводить измерения в центральной части поля, подводя к ней в процессе наводки измеряемый участок изображения.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

При фотографировании на черно-белую пленку можно применять слабые светофильтры, несколько суживающие спектральный диапазон излучения источника света и вследствие этого снижающие остаточную хроматическую аберрацию. Подбирая светофильтры, надо учитывать спектральную чувствительность фотоматериала. Для панхроматической пленки хорошие результаты дает применение голубого фильтра.

Влияние дифракции на точность измерений. При офтальмоскопии вследствие дифракции на зрачке и аберраций исследуемого глаза разрешение на глазном дне составляет примерно 0,005—0,010 мм. Более мелкие детали видны в виде размытых пятен, вследствие чего контуры исследуемого объекта очерчены не резко. Эта размытость незаметна, когда производят офтальмоскопию с обычным увеличением, не превышающим 20—30 раз. То же самое относится к измерениям, ведущимся не в процессе офтальмоскопии, а по фотопленке, отснятой на аппарате для фотографирования глазного дна. В последнем случае, однако, разрешение может быть еще несколько снижено при небольшой разрешающей способности фотоэмульсии пленки. Учитывая, что на фотопленке глазное дно изображено обычно с увеличением примерно в 3 раза, увеличение измерительной лупы или другого измерительного устройства должно быть не выше 10—15, чтобы размытость изображения не затрудняла измерения.


Влияние длины оси глаза на масштаб изображения глазного дна. Причиной ошибок может быть также непостоянство масштаба изображения разных глаз. При определении размера элемента глазного дна обычно пользуются номинальным увеличением, указанным в описании, упуская из виду, что это увеличение дается для усредненного схематического глаза.

Анатомо-оптические параметры реальных глаз, естественно, отличаются от усредненных. Длина оси эмметропического глаза взрослого человека, принимаемая условно за 23,4 мм («схематический глаз» — по Гульстранду), в действительности колеблется от 21 до 27 мм. Еще более заметно отличаются от размеров «схематического глаза» размеры глаз детей. Размер глазной оси ребенка к первому году жизни составляет в среднем 19,2 мм и только к 14—15 годам приближается к глазу взрослого человека. Поскольку размеры реального глаза могут заметно отличаться от усредненного, то истинные увеличения могут также не соответствовать номинальному и, следовательно, при пренебрежении вариациями длины глаза будет возникать ошибка в определении истинного размера элементов глазного дна. Эта ошибка может быть вычислена при рассмотрении хода лучей, образующих изображение глазного дна.
Зависимость истинного увеличения ? для глаза с произвольной длиной переднезадней оси L и номинального увеличения р0 для «схематического глаза» с длиной оси L0 = 23,4 мм, которое приводится в описании прибора, выражается следующей формулой:

Для ретинофота Н/п «Карл Цейс Йена» с номинальным увеличением ?о = 2,8 истинный масштаб ? изображения глазного дна для годовалого ребенка составляет примерно 3,45, а для взрослого человека — от 2,45 до 3,13 На 1 мм отклонения длины оси глаза от средней величины масштаб изображения колеблется примерно на 4%.

Для артерий и вен крупного калибра, средний размер которых составляет 90 и 140 мкм, эта ошибка может составить соответственно 4 и 6 мкм на 1 мм длины оси.

Таким образом, погрешность в определении калибра сосуда или любого другого элемента глазного дна, возникающая вследствие пренебрежения поправкой на длину оси, для эмметропических глаз у взрослого может быть 10%, а у ребенка — до 30% от истинной величины Для уменьшения этой погрешности необходимо учитывать возрастные изменения размера глаза, ориентируясь па среднестатистические показатели, а при более точных измерениях предварительно проводить эхобиометрию.

Если известно номинальное увеличение прибора ?0, измерена величина изображения l' элемента глазного дна на фотопленке и каким либо способом определена длина оси L глаза, то истинный размер элемента на глазном дне можно рассчитать по формуле:

Влияние аметропии и аккомодации на масштаб изображения глазного дна. Кроме длины оси глаза, на масштаб изображения глазного дна могут влиять также вариации преломляющей силы глаза — рефракционной аметропии и аккомодации Величины погрешности, возникающие при этих отклонениях, зависят от оптической схемы прибора В некоторых приборах ошибки доходят до 0,5% на 1 дптр Это значит, что, например, при миопии 10 дптр калибр сосуда, по измерениям равный 50 мкм, в действительности может быть на 2/3 мкм больше иди меньше. Аккомодация сказывается меньше, однако ее влияние труднее поддается учету. Объясняется это тем, что детальное исследование, а тем более фотографирование глазного дна производятся, как правило, при медикаментозно расширенном зрачке, а они действуют на аккомодационную мышцу расслабляюще.

Влияние клинической рефракции (F) на масштаб изображения глазного дна (?f) выражается зависимостью:

где ?о — номинальное увеличение прибора; k — коэффициент, зависящий от оптической схемы прибора. Величины k, определенные экспериментально для одной из моделей ретинофота Н/п «Карл Цейс Иена» и большого безрефлексного офтальмоскопа БО-58, приведены в табл 2.

Таким образом, при гиперметропии на ретинофоте допускается постоянная ошибка в сторону занижения, а при миопии — в сторону завышения результатов. При измерении окуляром Лобека на большом безрефлексном офтальмоскопе БО-58 закономерности обратные.

Телецентрический ход лучей. Использование в офтальмоскопе или аппарате для фотографирования глазного дна телецентрического хода лучей при определении угловых размеров элемента глазного дна исключает погрешности, связанные с аметропией и аккомодацией.

Это позволяет сравнивать угловые величины элементов для различных глаз. Линейные размеры элементов глазного дна вследствие того, что длина оси исследуемого глаза неизвестна, можно сравнивать только для одного и того же глаза, сфотографированного в разное время.

На рисунке приведена принципиальная схема аппарата для фотографирования глазного дна с нетглецентрическим ходом лучей. При одной и той же угловой величине а элемента на глазном дне величина его изображения на пленке различна для эмметропического и аметропического глаза. На рисунке показан телецентрический ход лучей в пространстве окончательных изображений. Апертурная диафрагма установлена в передней фокальной плоскости объектива. Вследствие этого главные лучи в пространстве изображений идут параллельно оптической оси системы. При разных величинах аметропии окончательное изображение глазного дна находится на различных расстояниях от объектива, но величина его остается постоянной.

Наводка на резкость при аметропии производится фокусировкой объектива. Иногда применяют оптическую схему с телецентрическим ходом лучей в пространстве промежуточных изображений. Входной зрачок системы, и следовательно, зрачок исследуемого глаза совмещены с передним фокусом офтальмоскопической линзы. В результате этого главные лучи выходят из нее параллельными. Промежуточное изображение, создаваемое офтальмоскопической линзой, в зависимости от рефракции исследуемого глаза формируется на разных расстояниях от заднего фокуса этой линзы, но величина этого изображения не зависит от аметропии и аккомодации глаза. Передвигая вдоль оптической оси всю фотокамеру, добиваются того, что расстояние между нею и промежуточным изображением остается постоянным. Вследствие этого величина окончательного изображения не зависит от аметропии. Обе рассмотренные схемы находят применение в аппаратах для фотографирования глазного дна.

Общий анализ погрешностей. Оценка влияния всех рассмотренных погрешностей на точность определения истинного размера элементов глазного дна по его изображению показала, что погрешность от вариации длины оси глаза может достигать 20—30%. Клиническая рефракция влияет несколько меньше. Так, при миопии 20 дптр ошибка измерения линейного размера на ретинофоте старой модели составляет примерно 6% в сторону уменьшения, а на большом безрефлексном офтальмоскопе около 9% в сторону увеличения. Относительная погрешность, связанная с дифракцией, возрастает при измерении элементов малого размера. Например, для элемента размером 30 мкм она составляет 16%, а при l = 300 мкм — 1,6%.

Для уменьшения погрешности от длины оси глаза следует учитывать индивидуальные размеры глаза, ориентируясь на среднестатистические показатели, а при более точных измерениях предварительно проводить эхобиометрию, особенно при выраженной аметропии, имеющей осевой характер.

Для уменьшения ошибок в масштабе изображения, связанных с высокой (более 5 дптр) аметропией, желательно пользоваться приборами с телецентрическим ходом лучей.

Даже при соблюдении всех этих рекомендаций размытость изображений, вызываемая дифракцией и аберрациями, делает неосуществимым проведение измерений на глазном дне с точностью, превышающей 5—6 мкм.

---

Статья из книги: Оптические приборы для исследования глаза | Тамарова Р.М.