Аберации от по-висок порядък. Аберации на оптичната система на окото

Какво представляват аберациите?

Когато ние, лекарите, предписваме очила, имаме само една цел – да преместим фокуса на окото към ретината. Положителните лещи преместват фокуса напред, а отрицателните лещи се движат назад. Движението е толкова по-силно, колкото по-висока е пречупващата сила на лещата (на ежедневен език – толкова по-голямо е числото на лещата).

Въпреки това, в допълнение към това основно действие, оптичните лещи имат поне пет други свойства, които не можем да отменим и към които пациентът трябва да се адаптира. Тези допълнителни свойствание наричаме аберации. Тежестта на аберациите директно зависи от оптичната сила на лещата. При слаби лещи аберациите почти не се усещат. Но от около 4.0-5.0 D предупреждавам пациентите за възможни неудобства, а над 7.0 D почти всички се оплакват.

Нека разгледаме по-отблизо всяка аберация!

1. Промяна на размера на изображението на очното дъно. Положителните лещи увеличават изображението, отрицателните го правят по-малък. Как повече силалещи, толкова повече се променя изображението на обекта спрямо реалния му размер. Далекогледите по правило не се оплакват от това: поради увеличението на изображението се увеличава зрителната им острота. Но при късогледи хорапоради намаляване на изображението, зрителната острота с корекция намалява, приблизително над -7,0 D, сто процента зрение вече е трудно да се получи, над -10,0 D е невъзможно. При висока миопия се получава следната ситуация: без очила обектите са замъглени, но големи, а с очила - остри, но малки; без очила предметите не могат да се различат поради замъглените очертания, а в очилата не могат да се различат поради намаляване на размера. Отделен проблем е, когато очите са различни, а за корекция са необходими различни лещи. Поради различния размер на изображенията на фундуса, бинокулярното зрение се нарушава, тоест става невъзможно да се слеят изображенията на две очи в едно изображение. По правило не предписваме очила, в които лещите се различават с повече от 2,0 D, хората не понасят по-силна разлика. Въпреки това, децата с ранна възрастможе да се научи на такива очила. Имам пациентка (вече е на 6 години), чието дясно стъкло в очила е +0,5 D, а лявото е +5,0 D и момичето ги носи спокойно. Адаптирано!

2. Контури на дъгата по ръбовете на въпросните обекти. Нека ви напомня, че ъгълът на пречупване зависи от дължината на вълната: колкото по-къса е вълната, толкова по-силно е пречупването. Следователно слънчевата светлина, преминаваща през лещата, се разпада на дъга. Тази дъга се вижда в очила с висока мощност по контура на обекти (както всички аберации, тази също е по-изразена, колкото повече оптична мощностлещи).

3. Паралакс - изместване на изображението при движение на обектива. Колкото по-силна е лещата и колкото по-близо е обектът до очите, толкова по-голям е паралаксът. Негативните лещи изместват изображението в същата посока, положителните лещи в обратната посока. Именно заради паралакса се получава замайване при носене на очила с голяма сила, пациентите се оплакват, че всичко витае пред очите им.

4. Промени в зрителното поле. Тази аберация се дължи на факта, че централната част на пространството се вижда през очилата, а периферната част - покрай очилата. При позитивните събирателни очила има част от пространството, която не се вижда нито през очила, нито през очила. Това е така нареченият пръстеновиден скотом (скотом - загуба в зрителното поле). Обектите, които попадат в тази зона, стават невидими, сякаш се разтварят в пространството. От друга страна, при дифузионните негативни стъкла част от пространството се вижда както през очилата, така и покрай тях. В тази зона се получава удвояване на обекти. Ако сега носите очила, опитайте да наклоните очите си настрани и да погледнете нещо над ръба на очилата. Ще разберете за какво говоря. Експериментът е осъществим дори с очила със сила 1,0 D. При здрави очила това явление пречи на живота.

5. Астигматизъм на косо падане или наклонени лъчи. Спомняме си, че ъгълът на пречупване зависи от ъгъла на падане и от кривината на повърхността, върху която пада лъчът. За сферични лещи проектната сила е постижима точно в центъра на лещата. Ако погледнем изображението през ръба на лещата, там кривината на повърхността е различна и лъчите падат под различен ъгъл. Това означава, че пречупването в периферията на лещата е напълно различно от това в центъра. Сферичната леща в периферията се държи като торична леща, тоест се появява наклонено падане. Ако детето гледа не през центъра на очилата, а през горния им ръб (това се случва, когато мостът на рамката е твърде широк и очилата се плъзгат надолу към върха на носа), зрителната острота може да намалее с две или три линии. От друга страна, една дама дойде на срещата ми с оплаквания, че през центъра на минусовите си сферични очила вижда зле, а през горната им дясна периферия зрението й е ясно, в резултат на това я боли шията от постоянно принудително позицията на главата й. Оказа се, че тя има не просто, а комплексно късогледство, което самата тя случайно намери начин да неутрализира. Правилно подбраните торични очила решиха проблема в нейния случай.

Астигматичните лещи освен описаните имат и свои специфични аберации. На първо място, това е изкривяването на обектите. Това е своеобразна проява на аберация No1 – промяна в размера на изображението. Астигматичната леща ще я промени по различни начини в различните меридиани. В резултат на това обектите или се разтягат на височина, или се разтягат по ширина. Във всеки случай, истинското изображение през астигматични очила няма да работи.

Това е особено забележимо на стълбите.

Тези, които слагат астигматични очила за първи път, се оплакват, че или горните стъпала са по-високи от долните, или обратното (това зависи от позицията на силния меридиан). В резултат на това се увеличават нараняванията при използване на стълбите: човек или пропуска, или се спъва, във всеки случай има опасност от падане. Друга астигматична аберация се появява само ако оста на лещата е неправилно определена: появява се изкривяване на прави линии. Да приемем, че гледате врата, или крило, или дърво, или друга права линия. Част от него ви се вижда през очилата, а част - покрай очилата. Ако оста е монтирана неправилно, през стъклото тази линия ще се вижда под ъгъл спрямо реалната линия, ъгълът на огъване е по-голям, повече отклонениеос на лещата от слабия меридиан на астигматичното око.

И сега - най-важното. Можете да се адаптирате към аберациите. Да приемем, че са ви дали очила. Облечеш ги и върху теб паднаха аберации. Ще бъде трудно за седмица-две, а след това ще свикнете и ще спрете да ги забелязвате. Това не означава, че аберациите са изчезнали, но ще спрат да ви разсейват. Това е като фонова музика, която първо чуваш, а после се увличаш по нещо и не го забелязваш. В тялото се появяват нови връзки и кракът престава да пропуска стъпалата, не се появява замайване при завъртане на главата и т.н. Това се нарича адаптация.

Затова не предписвам веднага силни очила на децата - заради отклонения те отказват да ги носят. Повишавам здравината на очилата за деца на стъпки, с 1-1,5 D на всеки 3-4 месеца (ако започнете с 3,0 D), за да им дам време да се адаптират.

Не забравяйте, скъпи читатели, че децата имат много силни адаптивни способности, а възрастните не могат да се похвалят с това. Децата могат да бъдат научени да носят почти всякакви очила. Възрастните, от друга страна, трудно свикват с аберациите. Доколкото забелязах, след 35 години е почти невъзможно да се адаптираш към астигматичните очила.

Следователно оптометристите имат златно правило: ние даваме очила на деца и избираме очила за възрастни. Децата не се питат дали им е удобно да носят очила, те ще свикнат. И ние ги принуждаваме да носят очила по всякакъв начин, така че след 15 години да могат сами да решат дали да носят очила или не: умението за носене се е развило, адаптирането към аберациите работи, по всяко време очилата могат да се поставят отново. Ако човек в зряла възраст сложи очила за първи път, ще има изразен дискомфорт. Обикновено ви молим да изчакате две до три седмици. Ако през това време дискомфортът не изчезне, човек трябва да пожертва зрителната острота в името на преносимостта на очилата, тоест да предпише по-слаби очила, при които зрението е по-лошо, но има по-малко аберации.

Между другото,

ако очилата са подбрани правилно, децата ги носят с удоволствие, защото зрението им е по-добро и бързо свикват с аберациите. Непрекъснато казвам на родителите: ако детето откаже да носи очилата, които съм назначил, вземете очилата, вземете детето и отидете при мен, аз ще разбера. Факт е, че когато очилата не пасват, възрастен ще се оплаква от болка в веждите, усещане за пълнота в очите, тежест в предната част на главата и в крайна сметка дискомфорт. Децата не могат да се оплакват така; не се оплакват, ако рамката се трие или притиска, ако очилата се плъзгат по носа. В такива случаи просто ги свалят и в никакъв случай родителите не могат да ги принудят да ги носят. И трябва да погледна как очилата стоят на детето, за да разбера защо то не ги носи.

По принцип всеки оптометрист трябва да носи отговорност за работата си и да избира очила, така че децата да ги носят. Но това идва с опита. Освен това оптиците, случва се, подготвят очила не по рецепта: или осите ще бъдат изместени, или стъклото ще бъде поставено по различен начин, защото предписаното не е налично. Сблъсквал съм се с това много пъти. Нашите оптици в хор ме увериха, че имат право да усилят или отслабят лещата с 0,5 D, нали разбирате, това обясниха в лекциите. И беше безполезно да споря с тях, трябваше да гласувам в рубли. Спрях да изпращам пациентите си в оптики, където предписанията ми се третираха твърде свободно. Сега желаещите да работят с мен, при липса на необходимия обектив се обаждат и питат кой обектив може да бъде сменен.

Съвет за тези, които не са доволни от очилата, поръчани с рецепта: първо отидете при друга оптика (не тази, от която са поръчани очилата) и ги помолете да проверят очилата ви с диоптър (това е устройство, което може да определи здравина на лещата в главните меридиани и положението на осите) и издайте писмено резултата, след което с този документ и с рецепта за очила отидете при лекаря, който Ви е предписал очилата и го попитайте за какво става въпрос. Нека да разбере дали е грешка или оптика.

В заключение бих искал да цитирам писмо, което намерих в LiveJournal (има такова в Интернет). цитирам:

„Напоследък имам -6 / -6,5. През последните 10 години нося лещи през цялото време. Миналата седмица отидох при американски офталмолог за друга рецепта. Първо каза, че имам -10 и на двете очи (оборудването в офиса е супер модерно). Второ, той каза, че съдовете (?) се приближават до ретината и не мога да нося лещи поне шест месеца. Ако сега не си сложа очилата, никога няма да мога да нося лещи. Не може да се говори за операция за следващата година (и ще видим). Но всъщност не това е проблемът. Днес получих очилата си. Да кажа, че съм ужасен, означава да не кажа нищо. Солидни изкривявания - падат върху мен отстрани на стената, рафтовете за книги падат, книга взета в ръцете ми прилича на трапец (дори и да го държиш точно пред очите си). Мониторът се промени от плосък на сферичен. Зловеща хроматична аберация. Трудно ходя – постоянно се блъскам в предмети, които според мен трябва да са на метър от мен. И аз не мога да работя - на екрана на монитора всичко изглежда наполовина по-голямо и в ужасни дисбаланси. За мое недоумение докторът ми каза да не се притеснявам и да изчакам два дни - казват, очите ми просто свикват. Наистина ли е така? Трябва ли наистина да има толкова значителна разлика между лещи и очила? Не помня дали са правени корекции (компютърната диагностика показа, че също е доста сериозно), когато лещите бяха разредени - но в лещите никога не съм изпитвал дискомфорт в живота си. Моля, помогнете ми със съвет, защото просто се страхувам как да живея с това - едва ли мога да направя нещо."

Дискусия:

Донесох това писмо, защото много ясно показва какви са аберациите. Тук е необходимо обяснение. Контактните лещи са коренно различни от очилата в едно свойство: те не са отделна оптична система, като очилата, а са вградени в оптичната система на окото, променяйки я в желаната посока. Следователно, контактните лещи, за разлика от лещите за очила, имат само едно свойство - променят позицията на фокуса спрямо ретината. При контактните лещи имаме реалните размери на изображението, реалното зрително поле, липсата на граница на дъгата около обектите и т.н. Жената е носила контактни лещи в продължение на 10 години. Носенето в зряла възрасточила, тя остро осъзнава аберацията.

Нека разгледаме по-отблизо. „Твърди изкривявания - те падат върху мен отстрани на стената, рафтовете за книги падат, книга, взета в ръцете ми, изглежда като трапец (дори ако го държите точно пред очите си). Мониторът се промени от плосък на сферичен." - това се дължи на астигматична аберация, която изкривява контурите на обектите. „Трудно мога да ходя – постоянно се блъскам в предмети, които според мен трябва да са на метър от мен“ – минус очилата намаляват и отдалечават изображенията на предмети, а контактните лещи дадоха истинско изображение. Това писмо е ясна илюстрация на проблема, породен от първото носене на очила. Представете си, нашите деца се чувстват същото, когато за първи път си сложат очила, само че не могат да кажат за това. Поради това те отказват да ги носят. Затова подхождам стъпка по стъпка към корекцията на високите степени на пречупване, като постепенно увеличавам здравината на очилата – така децата се адаптират по-лесно към тях.

Http://miroft.org.ua/
03.06.14 10:17

Концепцията за аберации. Аберации като несъвършенство на окото

Терминът "аберация" идва от латинските думи: "aberrare, aberration" - избягване, избягване. В оптиката аберациите се разбират като грешки в изображението, причинени от отклонението на светлинен лъч в реална оптична система от посоката му в идеална оптична система.

Във физиологичната оптика аберациите са всяко ъглово отклонение на тесен паралелен (колимиран) лъч светлина от точката на идеално пресичане с ретината в центъра на фовеолата, когато преминава през оптичната система на окото.

Правете разлика между хроматични и монохроматични аберации. Сред монохроматичните се разграничават аберации от по-висок и по-нисък порядък. Аберациите от нисък порядък включват аметропия (дефокус) и астигматизъм. Аберациите от по-висок порядък са представени от сферична аберация, кома, астигматизъм на наклонени лъчи, кривина на полето, дистрофия, неправилни аберации.

Картата на оптичните отклонения на реалните светлинни лъчи от идеалните в проекцията на зеницата се нарича вълнов фронт. Оптичната система с минимален брой аберации има плосък или сферичен вълнов фронт. В реална физиологична оптична система винаги има отклонения от плоския вълнов фронт.

Ориз. един

Понастоящем серия от полиноми на математическия формализъм се използва за описване на аберации на вълновия фронт Зернике(Ф. Зернике) (1934). Според тези концепции призматичният наклон се описва с полиноми от 1-ви порядък (Z1), дефокус и астигматизъм - 2-ри (Z2), който се обозначава като 3-ти (Z3), и сферичната аберация - от 4-ти ред. (Z4).

Ориз. 2

Съществуващите системи за измерване и анализиране на аберациите на вълновия фронт обикновено имат точност от 6-7-ми порядък според F.Zernike. Оптичната система се счита за добра, ако средноквадратичното отклонение на фронта на вълната, означено като RMS (на английски – средноквадратично корен), е по-малко от 1/14 от дължината на вълната или равно на 0,038 μm. Този критерий се нарича критериите на Марешал.

Оптическа система, идеално коригирана за всички аберации, не може да даде точен образ на обекта!Една точка никога не е представена от точка. Причината е свързана с вълновата природа на светлината, която създава дифракционни явления. Точков източник на светлина е изобразен върху ретината не под формата на една точка, а под формата на по-светло петно, заобиколено от поредица от концентрични по-малко светлинни пръстени с намаляваща яркост (Airy disk).

Качеството на зрителното възприятие зависи от разделителната способност на ретината, дифракцията на светлината в областта на зеницата и свойствата на оптичните среди на очите. Една от характеристиките на човешкото око е наличието на дълбочина на фокусната област, в рамките на която може да няма промяна в качеството на изображението [Сергиенко Н., М., 1972]. Зрителното възприятие се регулира не само от физиологичната оптика, но и от кортикалните структури на централната част нервна система... Чрез подобряване на оптиката на окото чрез намаляване на аберацията е възможно да се увеличи визуалната разделителна способност от нормално ниво до по-високо.

Класификация и видове аберации

Разграничаване на хроматични, дифракционни и монохроматични аберации.

Хроматичната аберация- изкривяване на изображението поради факта, че лъчите на видимата светлина, имащи различни дължинивълните и падащи върху лещата от успореден лъч, пречупвайки се, са фокусирани не в една точка. Късовълновите лъчи (синьо-зелени) се фокусират по-далеч от ретината, отколкото по-дългите вълни (червени). Това явление се нарича позиционен хроматизъм. В резултат на това изображението е замъглено и ръбовете са оцветени. Ако фокусът на сините лъчи е подравнен с ретината, изображението на точката ще бъде заобиколено от червен ореол и обратно. Очертанията на възприеманите обекти могат да бъдат оцветени с далекогледство - червено, с късогледство - синьо. Практическото значение на хроматичните аберации е по-забележимо при провеждане на дуохромен тест за изясняване на оптичната настройка на окото при аметропия. При осветеност от бяла светлина човек не различава цветни граници около наблюдаваните обекти. Това се дължи на наслагването на цветни ореоли един върху друг и малките ъглови размери на цветните граници. Хроматичните аберации не влияят значително на централното зрение.

Дифракционна аберациясе свързва с нарушение на праволинейността, отклонение, на светлинна вълна, когато се разпространява покрай острите ръбове на непрозрачни или прозрачни структури, които образуват дупки. Зеницата е такава структура в окото. В резултат на дифракция на светлината на границата на зеницата, където според законите на геометричната оптика трябва да има ясен преход от сянка към светлина, редица светли и тъмни дифракционни пръстени се проектират върху ретината. С намаляване на диаметъра на зеницата се увеличава диаметърът на дифракционния кръг на разсейване на светлината. Въпреки това сферичната аберация е намалена.

Сферична аберацияхарактеризира състояние, при което има разлика в пречупването на светлинен лъч между центъра на сферична оптична повърхност и нейната периферия. Сферичната аберация се основава на кривината на роговицата и лещата. Ефектът на сферичната аберация върху качеството на изображението зависи от размера на зеницата. При малки размери на зениците от 2 до 4 mm сферичната аберация е минимална, но се увеличава рязко с разширяване на зеницата. Ако пречупването на лъчите през периферната част на зеницата е по-силно, отколкото през централната част, тогава сферичната аберация се нарича положителна (например при непроменена роговица). В противоположната позиция възниква отрицателна сферична аберация (например, когато центърът на роговицата е сплескан след лазерна фотоаблация). Сферичната аберация е индивидуална. Повърхността на лещата е индивидуална. Повърхността на лещата може частично да компенсира сферичната аберация на роговицата.

АстигматизъмДали аберация на наклонени лъчи (аберация при големи ъгли на наклон). Възниква поради асферичността на пречупващите повърхности на окото. Ако тесен лъч лъчи е насочен към оптичната система, разположена на значително разстояние от оптичната ос, тогава тя ще се фокусира под формата на два взаимно перпендикулярни сегмента на определено разстояние един от друг, като по този начин се образува изображение във формата на добре познатия коноид на Sturm (елипса, последвана от кръг и отново елипса). Това състояние е равносилно на директно падане на лъчи върху торична повърхност. Астигматизмът намалява зрителната разделителна способност.

Специален случай на очен астигматизъм е физиологичният астигматизъм. Под него се разбира такъв астигматизъм на окото, при който се запазва нормалната зрителна острота. Причинява се от няколко фактора: асферичност на пречупващите повърхности, астигматизъм на косите лъчи, децентриране на пречупващите повърхности и разлики в оптична плътнострефракционни среди [Smirnov MS, 1961].

комаТова е аберация, която възниква, когато центровете на изображенията на светещи точки, разположени извън оста, не съвпадат оптична система(аберация на малки ъгли на наклон на оптичните лъчи). Наслояването на изображението се превръща в асиметрично петно, подобно на запетая. Една от причините за кома е липсата на подравняване между оптичните центрове на роговицата, лещата и фовеолата. Децентрирането на нови оптични зони с различни методи за хирургична корекция на аметропията може да доведе до увеличаване на комата.

Кривината на полетоИзображението се дължи на факта, че изображението на плосък обект е рязко не в равнината, както би трябвало да бъде в идеална оптична система, а върху извита повърхност. Той представлява средната повърхност между двете астигматични, които възникват поради показването на всяка точка от сегмента с две изображения, лежащи в сагиталната и меридионалната равнина.

Изкривяванее аберация, която нарушава геометричната прилика между обект и неговото изображение. При изкривяване линейното увеличение на различните части на изображението е различно в рамките на цялото поле, тъй като точките на обекта на различни разстояния от оптичната ос се показват с различни увеличения. Правоъгълното изображение може да се превърне в „бъчва“ (отрицателно изкривяване) или „игла“ (положително изкривяване). Същият ефект може да бъде създаден и от астигматика лещи за очила, компресиране или разтягане на обекти в една посока.

Клиничната роля на аберацията и аберометрията

Тежестта на аберациите зависи от много фактори, които включват размер на зеницата, възраст на пациента, рефракция, акомодация. Аберациите са нестабилни и се променят във времето с честота около 2 Hz. Естеството на аберациите може дори да промени посоката на погледа на човек, което е необходимо при изследване на обекти. Ефектът на Styles-Crawford, при който светлинният лъч в централната област на зеницата е по-ярък, отколкото в периферната му част, частично смекчава аберациите.

При нормални очи средната стойност на аберациите от по-висок порядък с диаметър на зеницата 5 mm е 0,25 µm (или λ / 2), което е еквивалентно на 0,25 диоптъра на дефокусиране. С повишаване на нивото на аберациите, техните стойности могат да надвишават нормалните 2-10 пъти.

Анализът на аберациите на 130 еметропични очи с диаметър на зеницата 5 mm показва доминиране на кома в 69%, сферична аберация в 16% от случаите. С увеличаване на диаметъра на зеницата до 8 mm, делът на комата намалява до 44%, а делът на сферичната аберация се увеличава до 38% от общия брой аберации от по-висок ред. Аберациите от 5-ти и 6-ти порядък остават практически непроменени.

При изследване на аберации от по-висок порядък при 114 пациенти на възраст от 20 до 69 години с аметропия не повече от 2,0 диоптъра е показано, че броят им в окото е много индивидуален и в 95% от случаите стандартното отклонение на фронта на вълната (RMS) е 0,334 μm. Аберациите обикновено са огледално симетрични в дясното и лявото око. Вътрешните оптични среди имат компенсиращ ефект по отношение на роговицата поради Z4 аберации. Този компенсаторен ефект намалява с възрастта.

Към днешна дата познанията за аберациите са намерили най-голямо практическо приложение в оптичната корекция на зрението и във визуалните методи за изследване на очното дъно.

Широко използваната лазерна фотоаблация на роговицата в различните й варианти по време на хирургичната корекция на аметропия дава възможност за получаване на висока визуална разделителна способност, но в същото време увеличава аберациите от по-висок порядък, които се проявяват с диаметър на зеницата 5 mm или Повече ▼. Така че, при извършване на лазерна кератомилеуза in situ, сферичната аберация, проявяваща се от ефекта на Глеър, се увеличава, а при фоторефрактивна кератектомия е възможно увеличаване на комата, която е в основата на монокулярната диплопия. Използването на кератофотоаблация, базирана на вълнов фронт, подобрява качеството на визуалното възприятие.

Използването на вътреочни лещи за афакия засилва сферичната аберация. Разработени са вътреочни лещи с отрицателна сферична аберация, които частично компенсират положителната сферична аберация на роговицата, които се използват в клиниката за получаване на по-добър образ на ретината.

При практическото приложение на оптичните средства и хирургични техникиима фактори, които ограничават възможностите за визуална резолюция. Например, всякакви динамични промени в параметрите на акомодацията или зеницата ще доведат до изкривявания на ретината поради остатъчни аберации. Статистическата корекция на аберациите не е в състояние да освободи окото от тяхното нежелано влияние. Само динамичната корекция, базирана на принципите на адаптивната оптика, използвана при изобразяване на очното дъно, няма недостатъци. Елиминирането на монохроматичните аберации веднага води до доминиране на хроматичните. И е невъзможно да се премахне ефектът от разсейването на светлината дори с елиминирането на аберациите.

Едва ли е възможно и препоръчително да се постигне супервизия с пълна корекция на очната аберация! Първо, аберациите сами по себе си са динамични. Второ, има неврорецепторни ограничения във визуалната разделителна способност поради разположението на фоторецепторите на ретината на разстояние от 0,5 ъгъл. min, което осигурява визуална разделителна способност от 1,8-2,0. По-нататъшното увеличаване на визуалната разделителна способност може да причини зрителни илюзии.

Положителната роля на аберациите от висок порядък е, че те увеличават дълбочината на фокусната област. Ако елиминираме тези аберации, като запазим само аметропията, тогава ще се получи контрастна инверсия на възприеманите образи - бялото и черното ще разменят местата си. В тази ситуация аберациите са механизъм за коригиране на качеството на изображението. Липсата на аберации, които създават ниско ниво на разфокусиране, би елиминирало частично стимула за акомодация, нарушавайки работата му и намалявайки точността на акомодацията.

Автори: Аветисов Сергей Едуардович - директор на Научноизследователския институт по очни болести, член-кореспондент на Руската академия на медицинските науки
Шелудченко Вячеслав Михайлович - доктор на медицинските науки, професор, ръководител на отдела на държавната институция на Научноизследователския институт по очни болести на Руската академия на медицинските науки

АБЕРАЦИИ КАТО НЕСЪВЪРШЕНСТВО НА ОКОТО Аберацията е всяко ъглово отклонение на тесен паралелен (колимиран) лъч светлина от точката на идеално пресичане с ретината в центъра на фовеолата, когато преминава през оптичната система на окото.

Хроматична дифракционна монохроматична Сферична кома от висок порядък Астигматизъм на наклонени лъчи Кривина на полето Изкривяване Неправилно Долна (1, 2) Аметропия Астигматизъм

ПРИЧИНИ ЗА ПОЯВА НА АБЕРАЦИИ Форми и прозрачност на роговицата и лещата; състоянието на ретината; прозрачност на вътреочната течност и стъкловидното тяло. Увеличен диаметър на зеницата. Ако при диаметър на зеницата, равен на 5,0 mm, преобладава A от 3-ти ред, то с увеличаването му до 8,0 mm делът на A от 4-ти ред се увеличава. Критичен размер на зеницата, при който A от по-висок порядък има най-малък ефект = 3,22 mm. Настаняване. С възрастта А се увеличава, а в периода от 30 до 60 години А от най-висок порядък се удвоява, тъй като с течение на времето еластичността и прозрачността на лещата намаляват и тя престава да компенсира роговицата А. , която не изчезва под влияние на условия, когато не се изисква настаняване. Състоянието на слъзния филм. С разрушаването на слъзния филм, А от по-високите порядки се увеличава с 1,44 пъти. Един от видовете нарушения на слъзния филм е синдромът на сухото око. Носенето на контактни лещи. Меките CR могат да причинят монохроматична А вълна от висок порядък, докато твърдите CR намаляват 2-ри ред А. Въпреки това, асферичността на повърхността на твърдите CR може да бъде причина за sp. А. Асферичните CL могат да причинят по-голяма нестабилност в зрителната острота от сферичните CL. Мултифокалният CL може да индуцира А по вида на кома и 5-ти ред.

ХРОМАТИЧНА АБЕРАЦИЯ Това е изкривяване на изображението поради факта, че лъчите на видимата светлина, с различни дължини на вълната и попадащи върху лещата с паралелен лъч, пречупвайки се, са фокусирани не в една точка. CVL (синьо-зелено) се фокусира по-далеч от ретината, отколкото DV (червено). Това е хроматизмът на позицията. В резултат на това изображението е замъглено и ръбовете са оцветени. Ако фокусът на сините лъчи е подравнен с ретината, изображението на точката ще бъде заобиколено от червен ореол и обратно. Очертанията на възприеманите обекти могат да бъдат оцветени с далекогледство - червено, с късогледство - синьо. Практическата стойност на CA е по-забележима при провеждане на дуохромен тест за изясняване на оптичната настройка на окото при аметропия. При осветеност от бяла светлина човек не различава цветни граници около наблюдаваните обекти. Това се дължи на наслагването на цветни ореоли един върху друг и малките ъглови размери на цветните граници. CA не влияят значително на централното зрение.

ДИФРАКЦИОНЕН Свързва се с нарушение на праволинейността, отклонение, на светлинна вълна, когато се разпространява покрай острите ръбове на непрозрачни или прозрачни структури, които образуват дупки. Зеницата е такава структура в окото. В резултат на дифракция на светлината на границата на зеницата, където според законите на геометричната оптика трябва да има ясен преход от сянка към светлина, редица светли и тъмни дифракционни пръстени се проектират върху ретината. С намаляване на диаметъра на зеницата се увеличава диаметърът на дифракционния кръг на разсейване на светлината. Въпреки това сферичната аберация е намалена.

СФЕРИЧНО Има разлика в пречупването на светлинен лъч между центъра на сферична оптична повърхност и нейната периферия. В сърцето на sf. И кривината на роговицата и лещата лъже. Влияние на сф. И качеството на изображението зависи от размера на зеницата. С малки размери на зениците от 2 до 4 mm SF. И то е минимално, но се увеличава рязко с разширяването на зеницата. Ако пречупването на лъчите през периферната част на зеницата е по-силно, отколкото през централната част, тогава sp. И се нарича положителен (например с непроменена роговица). В противоположната позиция възниква отрицателна сферична аберация (например, когато центърът на роговицата е сплескан след лазерна фотоаблация). Сф. И има индивидуален характер. Повърхността на лещата, която също е индивидуална, може частично да компенсира сферата. И роговицата.

АСТИГМАТИЗЪМ Това е наклонени греди (големи ъгли на наклон). Възниква поради асферичността на пречупващите повърхности на окото. Ако тесен лъч лъчи е насочен към оптичната система, разположена на значително разстояние от оптичната ос, тогава тя ще се фокусира под формата на два взаимно перпендикулярни сегмента на определено разстояние един от друг, като по този начин се образува изображение във формата на добре познатия коноид на Sturm (елипса, последвана от кръг и отново елипса). Това състояние е равносилно на директно падане на лъчи върху торична повърхност. Астигматизмът намалява зрителната разделителна способност. Специален случай на астигматизъм е физиологичен. При него се запазва нормалната зрителна острота. Причинява се от няколко фактора: асферичност на пречупващите повърхности, астигматизъм на наклонените лъчи, децентриране на пречупващите повърхности и разлики в оптичната плътност на пречупващата среда.

КОМА Възниква, когато центровете на изображенията на светещите точки, разположени извън оста на оптичната система, не съвпадат (аберация на малки ъгли на наклон на оптичните лъчи). Наслояването на изображението се превръща в асиметрично петно, подобно на запетая. Една от причините за кома е липсата на подравняване между оптичните центрове на роговицата, лещата и фовеолата. Децентрирането на нови оптични зони с различни методи за хирургична корекция на аметропията може да доведе до увеличаване на комата. Схема за образуване на кома: лъчите, идващи под ъгъл спрямо оптичната ос, не се събират в една точка

КРИВИНА НА ПОЛЕТО НА ИЗОБРАЖЕНИЕТО Това се дължи на факта, че изображението на плосък обект е рязко не в равнината, както би трябвало да бъде в идеалната оптична система, а върху извита повърхност. Той представлява средната повърхност между двете астигматични, които възникват поради показването на всяка точка от сегмента с две изображения, лежащи в сагиталната и меридионалната равнина.

НАРУШЕНИЕ Нарушава се геометричната прилика между обекта и неговия образ. При D линейното увеличение на различните части на изображението е различно в рамките на цялото поле, тъй като точките на обекта на различни разстояния от оптичната ос са изобразени с различни увеличения. Правоъгълно изображение може да се превърне в "бъчва" (- D) или "възглавница" (+ D). Същият ефект може да бъде създаден от астигматични лещи за очила, компресиране или разтягане на обекти в една посока.

КАРТА НА ОПТИЧНОТО ИЗПРИВАНЕ НА РЕАЛНИТЕ СВЕТЛИНИ ЛЪЧИ ОТ ИДЕАЛНИ ЛЪЧИ В ПРОЕКЦИЯТА НА ЗЕНИЦАТА СЕ НАРИЧАВА ВЪЛНА ФРОНТ. Оптичната система с минимален брой аберации има плосък или сферичен вълнов фронт. В реална физиологична оптична система винаги има отклонения от плоския вълнов фронт.

ТАКА, ОКОТО БЕЗ АБЕРАЦИИ ИМА ПЛОСКА ВЪЛНА ПРЕДНО И ДАВА НАЙ-ПЪЛНОТО ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЪРХУ РЕТИНАТА НА ИЗТОЧНИК НА ТОЧКА (ТАКА НАРЪЧЕН „ВОЗДУШЕН ДИСК”, КОЙТО ЗАВИСИ САМО В ЗАВИСИМОСТ). Но нормално, дори при зрителна острота от 100%, оптичните дефекти на пречупващите светлина повърхности на окото изкривяват пътя на лъчите и образуват неправилен вълнов фронт, в резултат на което изображението на ретината е по-голямо и по-асиметрично .

Количествената характеристика на оптичното качество на изображението е средно квадратната грешка на отклонението на реалния вълнов фронт от идеалния. За описание на аберациите на вълновия фронт се използва серия от полиноми на математическия формализъм на Цернике. Призматичният наклон се описва с полиноми от 1-ви ред (Z 1), дефокус и астигматизъм - 2-ри, който се обозначава като 3-ти, а сферичната аберация - от 4-ти ред. По-високите порядки са известни като неправилни аберации.

Как се измерва фронтът на вълната Оптичната система се счита за добра, ако коефициентите на Цернике са близки до нула и следователно средноквадратична стойност на грешките на вълновия фронт е по-малка от 1/14 от дължината на вълната на светлинната вълна (критерий на Маречал). Въз основа на данните от този коефициент е възможно да се предвиди зрителната острота чрез симулиране на изображението на всякакви оптотипи на ретината. За определяне на аберометрията на зрителната система на човека се използва специално устройство - аберометър.

Методи за определяне на аберацията на окото В момента има няколко метода за определяне на аберацията на окото, базирани на различни принципи. 1. Анализ на изображението на ретината на мишената 2. Анализ на отразения лъч, напускащ окото 3. Въз основа на компенсаторна настройка на светлинния лъч, падащ върху фовеолата

Оптическа система, идеално коригирана за всички аберации, не може да даде точен образ на обекта! Една точка никога не е представена от точка. Причината е свързана с вълновата природа на светлината, която създава дифракционни явления. Точков източник на светлина е изобразен върху ретината не под формата на една точка, а под формата на по-светло петно, заобиколено от поредица от концентрични по-малко светлинни пръстени с намаляваща яркост (Airy disk). Качеството на зрителното възприятие зависи от разделителната способност на ретината, дифракцията на светлината в областта на зеницата и свойствата на оптичните среди на очите. Една от характеристиките на човешкото око е наличието на дълбочина във фокусната област, в рамките на която може да няма промяна в качеството на изображението. Зрителното възприятие се регулира не само от физиологичната оптика, но и от кортикалните структури на централната нервна система. Чрез подобряване на оптиката на окото чрез намаляване на аберацията е възможно да се увеличи визуалната разделителна способност от нормално ниво до по-високо.

КЛИНИЧНА РОЛЯ НА А И АБЕРОМЕТРИЯ Тежестта на А зависи от много фактори, които включват размер на зеницата, възраст на пациента, рефракция, акомодация. И те са нестабилни и се променят във времето с честота около 2 Hz. Персонаж А може дори да промени посоката на погледа на човек, което е необходимо при разглеждане на обекти. Ефектът на Styles-Crawford, при който светлинният лъч в централната зона на зеницата е по-ярък, отколкото в периферната му част, частично омекотява A. дефокусиращия диоптър. С повишаване на нивото на А стойностите им могат да надвишават нормалните 2-10 пъти.

Лазерната фотоаблация на роговицата в различните й варианти по време на хирургичната корекция на аметропията дава възможност за получаване на висока визуална разделителна способност, но в същото време увеличава А от по-висок порядък, което се проявява с диаметър на зеницата 5 mm или повече. При практическото приложение на оптичните средства и хирургическите методи има фактори, които ограничават възможностите за визуална резолюция. Например, всякакви динамични промени в параметрите на акомодацията или зеницата ще доведат до изкривявания на ретината поради остатъчен А. Статистическата корекция А не е в състояние да освободи окото от тяхното нежелано влияние. Само динамичната корекция, базирана на принципите на адаптивната оптика, използвана при изобразяване на очното дъно, няма недостатъци. Елиминирането на монохроматичните А веднага води до доминирането на хроматичните. И е невъзможно да се премахне ефектът от разсейването на светлината, дори ако A.

Постигането на супервизия с пълна корекция на А око едва ли е възможно и препоръчително! Първо, самите А са динамични. Второ, има неврорецепторни ограничения във визуалната разделителна способност поради местоположението на фоторецепторите на ретината. Увеличаването на визуалната разделителна способност може да причини зрителни илюзии. Положителната роля на висок порядък А е, че те увеличават дълбочината на фокалната област. Ако елиминираме тези А, като запазим само аметропията, тогава ще се получи контрастна инверсия на възприеманите образи - бялото и черното ще разменят местата си. В тази ситуация A са механизъм за коригиране на качеството на изображението. Липсата на А, създавайки малко ниво на разфокусиране, би елиминирало частично стимула за акомодация, нарушавайки работата му и намалявайки точността на акомодацията.

Аберации

Още от училище получаваме представата за окото като перфектно оптично устройство, когато изучаваме раздела по физика "Оптика". При изучаване на съответните науки във висши или средни специализирани учебни заведения, такава идея за окото се консолидира, нараства Допълнителна информация... Поради това твърдението на С.Н. Федоров, че окото е несъвършено устройство и задачата на офталмолога да го подобри се възприема от много лекари със скептицизъм дълго време.

А какво е лазерна корекция, ако не подобряването на грешките на природата? Грешките на природата тук включват късогледство, далекогледство и астигматизъм. И не само. Оптиците знаят това от дълго време. Те знаеха, че при проектирането дори на най-простия телескоп е необходимо не само да се фокусира оптичната система в една точка (изключва се късогледство, далекогледство и астигматизъм на телескопа), но и да се гарантира качеството на полученото изображение. Лещите, от които е направен телескопът, трябва да са от добро стъкло, почти перфектна форма и с добре завършена повърхност. В противен случай изображението ще бъде размито, изкривено и измито. Тогава започва изследването на аберациите - най-малките грапавини и неравности на пречупване. И с появата на устройства за откриване и измерване на аберациите на окото, в офталмологията навлезе ново измерение - аберометрията.

Аберациите могат да бъдат от различен ред.... Най-простите и известни аберации са същата късогледство, далекогледство и астигматизъм. Те се наричат ​​дефокус или аберации от втори, най-нисък порядък. Аберациите от по-висок порядък са самите грапавини и неравности на пречупване, които вече бяха споменати по-горе.

Аберациите от по-висок порядък също са разделени на няколко порядъка. Смята се, че качеството на зрението се влияе от аберации предимно до седми порядък. За по-лесно възприемане има набор от полиноми на Zernike, които показват видовете монохроматични аберации като триизмерен модел на неравномерност на пречупване. Набор от тези полиноми може повече или по-малко точно да покаже всяка нередност в пречупването на окото.

Откъде идват аберациите?

Всеки ги има. Индивидуалната карта на пречупване на окото се състои от тях. Съвременните устройства откриват аберации от по-висок порядък, засягащи по някакъв начин качеството на зрението, при 15% от хората. Но всеки има индивидуални характеристики на пречупване.

Доставчиците на аберации са роговицата и лещата.

Аберациите могат да бъдат причинени от:

Вродена аномалия (много малки и слабо засягащи зрителни нередности, лентиконус);

Травма на роговицата (белегът на роговицата стяга околните тъкани, лишавайки роговицата от сферичност);

Операция (радиална кератотомия, отстраняване на лещата чрез разрез на роговицата, лазерна корекция, термокератопластика и други операции на роговицата);

Болести на роговицата (последствия от кератит, шипове, кератоконус, кератоглобус).

Причината офталмолозите да се фокусират върху аберациите е офталмохирургия... Без да обръщаме внимание на аберациите и без да вземаме предвид техния ефект върху качеството на зрението, офталмологията съществува от доста дълго време. Преди това аберациите бяха проучени и се бориха срещу тях. негативно влияниесамо производители на телескопи, телескопи и микроскопи.

Операция на роговицата или лещата(което означава разрез на роговицата) с няколко порядъка увеличават аберациите от по-висок порядък, което понякога може да доведе до намаляване на следоперативната зрителна острота. Следователно, широкото въвеждане на имплантиране на изкуствени лещи, кератотомия и лазерна корекция в офталмологичната практика допринесе за развитието на диагностично оборудване: появиха се кератотопографи, анализиращи рефракционната карта на роговицата, а сега аберометри, които анализират целия вълнов фронт от предната повърхност на роговицата към ретината.

LASIK аберации

Коригирайки дефокуса (късогледство, далекогледство), рефракционният хирург добавя аберации от висок порядък към пациента.

Образуването на роговичен клап от микрокератом води до увеличаване на аберациите от по-висок порядък.

Усложненията по време на LASIK водят до увеличаване на аберациите от по-висок порядък.

Лечебният процес води до увеличаване на аберациите от по-висок порядък.

Борба с LASIK-индуцирани аберации

Не беше възможно да се премахнат микрограпавините и неравностите с помощта на ексимерен лазер с прорезно подаване. Измислено е и въведено в производство устройство с възможност за точкова аблация, тоест диаметърът на лазерния лъч в някои модели е по-малък от милиметър. С използването на полиноми на Zernike бяха приложени на практика компютърни програми, които позволяват автоматично преобразуване на индивидуална карта на пречупване, получена от аберометър в лазерна инсталация, в алгоритъм, който управлява лъча, елиминирайки не само остатъчния дефокус, но и аберациите от по-висок порядък. Полиномите на Цернике се превръщат в набор от инструменти, всеки от които е предназначен да премахне специфичен компонент в комплекс от аберации. Като дърводелец, самолетът е за нивелиране, длето е за задълбочаване, трионът е за цепенето, брадвата е за цепенето. Не е толкова просто, разбира се. Както можете да намерите не един, а десет начина за използване на брадвата, така и полиномът е предназначен да премахва пространствено доста сложни форми. Но основният принцип е ясен.

При извършване на такава персонализирана лазерна аблация, роговицата трябва да бъде по форма близка до нивото на оптически идеална сфера.

Надзор

След персонализирана лазерна корекция, някои пациенти постигнаха зрителна острота над 1,0. Пациентите виждаха не само десет реда, а единадесет, дванадесет и дори повече. Това явление се нарича "надзор".

В научните среди се разгоря дискусия почти за нарушаването на правата на човека. Колко правилно е да се даде и на човек добра визия, защото ще вижда недостатъци по лицата на близките, ще различава всеки пиксел на екрана на компютъра и телевизора, ще страда от излишък на визуална информация. Доста научен подход. Може би този спор ще остане актуален след няколко години.

Успоредно с този спор обаче се появиха и търговски предложения.... Рекламите за ексимерни клиники обещаваха надзор на всички. Но надзорът не е предвидим! Някои от пациентите ще успеят, но десетки други не. В крайна сметка способността за наблюдение се определя от размера на фотодетекторите на окото, същите конуси на ретината. Колкото по-малък е конусът и колкото по-голяма е неговата плътност в макулата, толкова по-малък е обектът, който човек може да види. Освен това ефектът на всеки тип аберация от по-висок порядък върху зрението все още не е достатъчно проучен. Следователно търговското предложение за надзор под формата на superLASIK (виж по-горе) е неправилно. Можем да говорим само за персонализирана лазерна корекция.

Влияние на аберациите върху зрението

По време на Студената война между СССР и САЩ научният и военно-индустриалният шпионаж се превръща в една от най-важните области на работа на специалните служби на двете страни. Когато новият съветски изтребител МиГ демонстрира в местни войни явно предимство техническа характеристиканад вражеските самолети американското разузнаване направи всичко, за да овладее секретните разработки на конструкторското бюро на Артьом Микоян. В крайна сметка успяха да се сдобият с почти цял МиГ.

Едно от предимствата на МиГ пред американските му колеги е неговата маневреност и скорост, поради изключително ниското въздушно съпротивление по време на полет по това време. Въздухът сякаш изобщо не се съпротивляваше на корпуса на самолета, плавно обикаляйки контура му.

За да постигнат този ефект, американските авиоконструктори се опитаха да направят повърхността на самолета си идеално гладка, плоска и рационализирана. Представете си изненадата им, когато видяха неравната, грапава повърхност на МиГ с стърчащи глави на „нитове и болтове“. Тайната на рационализирането на руския самолет се оказа проста и гениална. Всички тези грапавини по време на полета създадоха един вид въздушна възглавница около корпуса на самолета, което позволява да се намали максимално въздушното съпротивление.

Може би това е мит или легенда за конструкторите на самолети, но подобна аналогия идеално илюстрира отношението на офталмолозите към аберациите от по-висок порядък. Факт е, че възгледите на офталмолозите за ефекта на аберациите върху зрението през последните десет години са претърпели известна еволюция, подобна на еволюцията на американските дизайнери към характеристиките на повърхността на самолета.

Както бе споменато по-горе, офталмолозите обърнаха голямо внимание на проблема с аберациите главно поради влошаване на качеството на зрението след корнеорефрактивна хирургия... Пациентите виждат необходимия брой линии, но се оплакват от намаление тъмна адаптация, изкривяване и неяснота на границите на видимите обекти. Имаше и такива, които при практически нулева рефракция (т.е. липса на късогледство и далекогледство) зрителната острота не достигна 1-2 реда до нивото, което дадоха в очилата преди корекцията. Не е изненадващо, че отношението към аберациите е чисто негативно, що се отнася до придобитата или вродена патология. Именно това отношение подтикна състезанието за перфектна сферичност на роговицата и супер зрение.

Сега мнението на офталмолозите се променя. Първата лястовица беше легендарният офталмолог Паликарис (световноизвестен рефракционен хирург и един от основателите на лазерната корекция).

През 2001 г. в Кан той предполага, че освен параметрите на окото, които се записват с помощта на съвременни устройства, всеки човек има и „динамичен визуален фактор“. До какво ще доведат по-нататъшните изследвания в тази област ще покаже времето. Едно е сигурно: аберациите могат както да намалят, така и да увеличат зрителната острота.

Може би по-нататъшното изследване на "динамичния визуален фактор" ще се основава на следната хипотеза.

LASIK води до увеличаване на аберациите от по-висок порядък. Възможно е стесняването на тези аберации до седем порядъка от гледна точка на научните изследвания да не е напълно правилно. Разликата в оптичната плътност в областта на интерфейса (пространството на подклапа) и грапавостта на получената повърхност на роговичното легло, и лечебните процеси (ремодулация на формата на роговицата, сцепление на увредените фибрили, неравномерен епителен слой и др. ) са важни тук. Всичко това, заедно с други аберации, води до замъгляване на фокуса върху ретината, появата на няколко изображения. Използвайки механизма за настаняване, мозъкът избира най-ясното и най-удовлетворяващо изображение за даден период от време от всички представени изображения (принципът на мултифокалност). Именно индивидуалните характеристики на адаптацията на мозъка към променливостта на полученото изображение ще бъдат самият „динамичен визуален фактор“, от който зависи – този набор от аберации ще подобри зрението в този човекили да намали качеството му. А това вече е свързано с баланса на съзнанието и подсъзнанието, психомоторните особености, интелигентността, психологическия статус.

От джунглата на предположенията до конкретни въпроси.

Какви са аберациите?

Хроматизъм, астигматизъм на наклонени лъчи, кома и др. Всички заедно образуват образ на околния свят върху ретината, чието възприемане е строго индивидуално за всеки човек. Всеки от нас наистина вижда света само по свой собствен начин. Само пълната слепота може да бъде еднаква за всички.

Има няколко вида аберации от по-висок порядък.

1. Сферична аберация.Светлината, преминаваща през периферията на двойно изпъкнала леща, се пречупва по-силно, отколкото в центъра. Основният "доставчик" на сферичната аберация в окото е лещата, а на второ място - роговицата. Колкото по-широка е зеницата, тоест по-голямата част от лещата участва във визуалния акт, толкова по-забележима е сферичната аберация.

При рефрактивната хирургия най-често предизвиква сферична аберация:

Изкуствена леща;

Лазерна термокератопластика.

2. Аберации на ъглите на наклон на оптичните лъчи.Асферичност на пречупващите повърхности. Той представлява несъответствието на центровете на изображенията на светещите точки, разположени извън оста на оптичната система. Те се подразделят на аберации на големи ъгли на наклон (астигматизъм на наклонени лъчи) и малки ъгли на наклон (кома).

Комата няма нищо общо с известната диагноза на реаниматорите. Неговият аберометричен модел е подобен на кръг, разположен в оптичния център на роговицата и разделен с линия на две равни половини. Едната от половините има висока сила на пречупване, а другата нисък коефициент на пречупване. При такава аберация човек вижда светеща точка като запетая. Когато описват обекти, хората с такава аберация използват думите "опашка", "сянка", "допълнителен контур", "двойно виждане". Посоката на тези оптични ефекти (аберационен меридиан) може да бъде различна. Причината за кома може да бъде вроден или придобит дисбаланс в оптичната система на окото. Оптичната ос (върху която се намира фокусът на лещата) на роговицата не съвпада с оста на лещата и цялата оптична система не е фокусирана в центъра на ретината, в макулата. Комата също може да бъде един от компонентите на рефракционната грешка при кератоконус. По време на LASIK може да се появи кома в резултат на децентриране на зоната на лазерна аблация или особеностите на заздравяването на роговицата по време на лазерна корекция на далекогледство.

3. Изкривяване- нарушаване на геометричната прилика между обект и неговото изображение - изкривяване. Точките на обекта на различни разстояния от оптичната ос се изобразяват с различно увеличение.

Лазерната корекция не е монопол в корекцията на аберациите. Вече са разработени изкуствени лещи и контактни лещи, за да компенсират някои видове аберации от по-висок порядък.

Екскурзия в офталмологичната класификация на аберациите

Аберациите се класифицират в три основни групи:

Дифракционен;

хроматичен;

Монохромен.

Дифракционна аберациясе появяват, когато лъч светлина преминава близо до непрозрачен обект. Светлинна вълна се отклонява от посоката си, преминавайки близо до ясна граница между прозрачна среда (въздух) и непрозрачна среда. В окото такава непрозрачна среда е ирисът. Тази част от светлинния лъч, която не преминава в центъра на зеницата, а в нейния ръб, се отклонява, което води до разсейване на светлината по периферията.

Хроматичната аберациявъзникват поради следното оптично явление. слънчева светлина, както вече споменахме, се състои от светлинни вълни с много различна дължина. Видимата светлина варира от късовълново виолетово до дълговълново червено. Помните ли малкото за запаметяване на спектъра на видимата светлина - цветовете на дъгата? "Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът."

Червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, синьо, лилаво.

Всеки от тези видове лъчи има свой собствен показател на пречупване. Всеки цвят се пречупва в роговицата и лещата по свой собствен начин. Грубо казано, изображението на синята и зелената част на обекта е фокусирано към еметрона от ретината, а червените зад него. В резултат на това изображението на цветен обект върху ретината е по-размазано от черно-бялото. 3D видеото се основава на ефекта, свързан с хроматичната аберация.

Монохроматична аберация,всъщност те са основният обект на изследване на рефракционните хирурзи. Това са монохроматичните аберации, които се подразделят на аберации от по-висок и по-нисък ред. Монохроматични аберации от нисък порядък: късогледство, далекогледство и астигматизъм. Монохроматични аберации от по-висок порядък: сферична аберация, кома, астигматизъм на наклонени лъчи, кривина на полето, изкривяване, неправилни аберации.

За описание на комплекса от монохроматични аберации от по-висок порядък се използват полиноми от математическия формализъм на Цернике (Цернике). Добре е те да са близки до нула, а средният квадрат (RMS) на фронта на вълната е по-малък от дължината на вълната или равен на 0,038 μm (критерий на Маречал). Това обаче са тънкостите на рефрактивната хирургия.

Стандартна полиномна таблица на Церникее вид набор от триизмерни илюстрации на аберации до седми порядък: дефокус, астигматизъм, астигматизъм на косия лъч, кома, сферична аберация, трилистник, четирилистник и т.н., до осем листа (трилистник, тетралист, петолистник , хексафолио ...). "Шамроките" представляват от три до осем еднородни сектора на кръг с повишена оптична сила. Тяхната поява може да бъде свързана с основните центростремителни посоки на стромалните фибрили, вид ребра за втвърдяване на роговицата.

Моделът на аберация на окото е много динамичен. Монохроматичните аберации маскират хроматичните аберации. Когато зеницата се разшири в по-тъмна стая, сферична аберация, но дифракцията намалява и обратно. С възрастово намаляване на способността за приспособяване, аберациите от по-висок порядък, които преди това са били стимул и повишават точността на акомодацията, започват да намаляват качеството на зрението.

Следователно в момента е трудно да се определи значението на положителното и негативно влияниена всеки тип аберация върху зрението на всеки човек.

Ролята на аберометрията (с кератотопографска функция) в предоперативния преглед

Всичко вече е казано за това. Въз основа на данните от аберометрията се съставя индивидуална карта на вълновия фронт, според параметрите на която се извършва персонализирана лазерна корекция. При повечето пациенти нивото на аберациите от по-висок порядък е, меко казано, много малко. И няма нужда да използвате персонализирана лазерна аблация. Данните от авторефрактокератометрия са достатъчни. Но това не означава, че не трябва да преследвате персонализирането. В крайна сметка, ако имате аберации, тогава те могат да бъдат открити само чрез аберометрия. И с корекцията е по-вероятно да получите по-висока зрителна острота, отколкото някога сте имали с очила или дори контактни лещи.

Ориз. 17.Анализатор на очен вълнов фронт (аберометър с функция кератотопография). Същността на кератотопографията е следната. Светещи концентрични кръгове (диск на Пласидо) (b) се проектират върху предната повърхност на роговицата и тяхното отражение се снима от апарата (a). Въз основа на разликата между параметрите на прожектираните и отразените кръгове апаратът изчислява кривината на роговицата в 10 000 точки и формира рефракционна "карта".

Извършва се и персонализирана лазерна аблация с допълнителна корекция, с корекция след други операции и с тънка роговица.

Що се отнася до диагнозата като такава, тоест търсенето на патология, основното тук е да не пропускате кератоконус.

Отново кератоконус

За рефрактивния хирург е доста лесно да идентифицира кератоконуса с подходящото оборудване. Но не това е проблемът. Проблемът е отговорността. Точно както сложността на работата на сапьора не е само в познаването на тънкостите на занаята. Трудността е, че сапьорът греши само веднъж. Няма как да сгрешите с кератоконуса. никога. И за това трябва постоянно да имате предвид неговите косвени признаци:

Миопичният астигматизъм е по-често с коси оси;

Оптичната сила на роговицата е повече от 46 диоптъра;

Тънка роговица;

Изненадващо добро зрение без очила и изненадващо лошо с очила при наличие на тежък астигматизъм;

Прогресия на астигматизма;

Локална изпъкналост на роговицата, често в долния сектор.

Тази изпъкналост не може да се пропусне, когато кератотопография (или аберометрия)... Изпъкналостта е придружена от увеличаване на оптичната мощност. Общоприетият стандарт за цветовете на индикацията на цвета в изображение на предната вълна син цвятзони с по-ниска оптична сила (диоптър), а в червено - с по-голяма. Класическият кератоконус изглежда като червено петно ​​в долната дясна или долната лява роговица.

Между другото, обикновеният висококачествен астигматизъм изглежда като червена пеперуда. Понякога крилата на тази пеперуда губят своята симетрия. Едното крило става огромно, измества се надолу, докато другото намалява. Подобно на пясък в пясъчен часовник, оптичната сила тече отгоре надолу. Това може вече да е проява на кератоконус. В този случай е невъзможно да се направи лазерна корекция.

Кой по-зле понася аберациите, придобити след LASIK?

Млади хора с лабилна психика и широка зеница. Всеки от нас има различен размер на зениците на светлината. Средно три милиметра, но някои имат няколко милиметра повече от раждането. И колкото по-голяма е зеницата, толкова по-голяма е площта на роговицата и лещата, която участва в акта на зрението. И по-малката грапавост изкривява изображението. По правило мозъкът не обръща внимание на такива малки неща. Както и елиминира плаващите непрозрачности от визуалната информация стъкловидно тяло(повечето късогледи имат такива) и човек им обръща внимание само понякога, гледайки ослепителен бял сняг или, да речем, ярък компютърен екран. Но при фините, креативни, нервни натури възприятието често се засилва и това може да допринесе за факта, че те постоянно обръщат внимание на такива стимули. Това не е придирчиво, а характеристика на нервната система, като индивидуалния праг на чувствителност към болка.

В такива случаи можете да опитате да развиете пристрастяване към аберации в мозъка или по-скоро да отклоните вниманието му от този проблем, като накапвате капки, които свиват зеницата (пилокарпин) за един месец. Ако тази тактика се провали, ще е необходимо да се направят допълнителни корекции, за да се намалят аберациите от по-висок порядък.

Къде в ежедневна практикаофталмологът може да се сблъска с аберации от по-висок порядък?

При кератоконус зрителната острота с пълна корекция на очилата често не достига 1,0. При изследване на зрението през диафрагма от три милиметра или по-малко, зрителната острота се подобрява значително (вижте по-горе). И в двата случая причината за случващото се е в аберации.

След отстраняване на катаракта с имплантиране на изкуствена леща пациентът често, дори при пълна корекция на очилата, не вижда 1.0. Не във всички случаи се свързва със заболявания на ретината, амблиопия или вторична катаракта.

Изкуствена леща с по-малък диаметър от естествената. Понякога изкуствената леща може да бъде неравномерна. По време на операцията разрезът на роговицата променя сферичната форма на роговицата. Всички тези причини причиняват аберации от по-висок порядък. В екстремни случаи те могат да бъдат намалени чрез извършване на персонализирана лазерна корекция (повече за биоптиката в следващата глава).

Има смисъл да се извърши аберометрия и с така наречената нощна слепота, проявяваща се с влошаване на зрителната острота при здрач, но не придружена от признаци сериозни заболяванияретина (тапеторетинална абиотрофия и др.).

Има много примери. Ако има съмнение за аберации, пациентът може да бъде насочен за преглед в център за рефрактивна хирургия.

Статия от книгата:

• Аберации от различни порядки
• Корекция на сферична аберация
• Сферични и асферични лещи - каква е разликата
• Предимства на лещите с асферичен дизайн
• Характеристики за избор
• Асферични лещи цени и производители

Днес почти всички вече са чували за високото качество на разширението. Ако искате да подобрите качеството на зрението си, тогава в този случай е необходимо да използвате асферични лещи за очите.

Асферичните лещи са уникален продукт

Много хора изпитват замъглени изображения или лоша видимост при слаба светлина. Причината за всичко това ще бъдат аберации от по-висок порядък.

Аберации от различни порядки

Аберациите могат да означават изкривяване на изображенията, които ще бъдат получени с помощта на оптични системи. Ако имате изкривявания, тогава обектите ще изглеждат различно от това, което са.

Положителни и отрицателни аберации на очите

Аберациите могат да бъдат от по-нисък или по-висок ред. Аберациите от по-нисък ред включват често срещани зрителни нарушения, които могат да бъдат лекувани с конвенционални коригиращи устройства. За да ги определите, трябва да използвате специални диагностични устройства, както и специални таблици, които са предназначени за тестване на зрението. Проверете срока на годност на лещите, преди да използвате тези лещи.

Аберациите от по-висок порядък са все по-сложни. Традиционни методище бъде просто невъзможно да ги идентифицираме. За да ги откриете, може да са ви необходими компютъризирани устройства, които се наричат ​​аберометри. Тези устройства ще показват графично представяне на вълновия фронт на лъча от светлинни лъчи. Всички полиноми са от степен 3 и ще бъдат от по-висок порядък.

Ореолите около източниците на светлина са симптом на аберация.

Ако преминем към подробно проучване, тогава можем да заключим, че изкривяванията могат да възникнат по различни причини:

1. Сферична. Те могат да се появят, когато успоредни лъчи, които удрят периферията на лещата и се пречупват повече от тези, които удрят нейния център.
2. Комата е сферично изкривяване на коси светлинни лъчи, които удрят под определен ъгъл спрямо оста на окото. Казано по-просто, тогава центърът на лещата просто няма да съвпада с центъра на роговицата.
3. Хроматичното е резултат от по-силното пречупване на късовълнови лъчи от белия спектър в зрителната система. Поради това многоцветните обекти просто няма да се възприемат с абсолютна яснота от окото.

Сега е време да се научите как да коригирате тези изкривявания.

Корекция на сферична аберация

Преди това корекцията на зрението се извършваше с помощта на конвенционални лещи за очила. Ето защо скоро бяха създадени видове асферични лещи, които могат да коригират подобни изкривявания. Днешната практика показва, че този метод на корекция все още е далеч от идеалния.

Ето как ще изглежда изгледът в асферични лещи.

Ако човек погледне отстрани, тогава устройството ще види с различни параметри. Поради това картината може да бъде изкривена, тъй като обективът съответства на индивидуалните параметри на човек. Колкото по-близо до ръба му изглежда пациентът, толкова по-голяма ще бъде разликата в параметрите. Също така асферичните лещи за очила могат да имат друг значителен недостатък. Основният недостатък е, че те ще променят не само размера на обектите, но и разстоянието до тях. Много хора, които са се отървали от очилата и са преминали към използване на асферични контактни лещи, съобщават, че когато се погледнат в огледало, тогава картината ще изглежда съвсем различно. Степента на изкривяване може да бъде повлияна от различни фактори:

1. Разстоянието между окото и устройството.
2. Пречупваща сила на устройството.

Инструментите с висока рефракция също могат да изкривят размера на човешкото око. Отличителна черта може да се счита за факта, че успоредният лъч ще бъде разположен строго в една точка. С прости думи: Картина, която удря ръбовете, може да бъде изкривена.

Асферичен и сферичен дизайн

Сферични и асферични лещи - каква е разликата

Сферичните контактни лещи могат просто да коригират само изкривявания от нисък порядък. Поправям по-високи поръчкиизползването на такъв обектив би било просто невъзможно. Сферичните очила и лещи са практически еднакви. Единствената разлика е, че лещите ви позволяват да коригирате и периферното зрение.

Асферичните контактни лещи се отличават с удобния си дизайн. Те могат да се различават поради техния дизайн. Обективът ще бъде елипсовиден. Поради това може да се увеличи радиусът на кривината от центъра до ръба. След използване на такива лещи, контрастът на обектива може значително да се увеличи. Ако се интересувате, тогава можете да прочетете за астигматичните лещи.

Предимства на лещите с асферичен дизайн

1. Асферичните устройства ви позволяват да коригирате периферното зрение. Това може да подобри качеството на изображението.
2. Изкривяването на околните обекти може да бъде сведено до минимум.
3. Устройствата са достатъчно тънки и следователно не се свикват.
4. Зрителното поле ще бъде достатъчно широко.

Важно е да знаете! Асферичните модели ще бъдат просто незаменими през нощта. Те могат да се справят с изкривявания както от по-висок, така и от по-нисък ред.

Ако проучите подробно прегледите, тогава можете да разберете, че умората на очите няма да се усети дори след силно и продължително натоварване.

Характеристики за избор

Първо, трябва да бъдете прегледани от офталмолог. Той е този, който ще може да определи дали е полезно да се използват такива лещи или не. Специалист, благодарение на специално оборудване, ще може да определи всички технически характеристики.

Степента на аберация при човек може да се отклони значително от средната. Ето защо крайният резултат може да не е по-добър, но дори по-лош.

Асферични лещи цени и производители

Цената на асферичните лещи може да бъде доста разнообразна. Всичко ще зависи от качеството. По-долу сме представили на вашето внимание таблица, която съдържа не само списък на производителите, но и цени.

Сега знаете със сигурност, че асферичните контактни лещи могат да предложат редица специфични предимства. Основните им предимства включват минимално изкривяване на картината. Надяваме се да намерите тази информация полезна и интересна.

Вижте също: как да премахнете контактните лещи от очите си.

Кога е необходима имплантация на изкуствена леща?

IOL се използват в съвременната офталмология, когато естествената леща по някаква причина вече не е в състояние да изпълнява стандартните си функции.

Най-често вътреочна леща се използва при пациенти с катаракта. Факт е, че по време на хирургическа интервенция за това заболяване естествената анатомична формация често става мътна, престава да изпълнява стандартните си функции. В този случай именно вътреочните лещи ще помогнат за коригиране на патологии като:

• астигматизъм;
• миопия;
• хиперметропия.

Катаракта, поради която естествената леща е загубила своята функционалност, не е единствената индикация. Офталмологичните устройства от този тип се използват и ако по някаква причина пациентът не може да извърши лазерна корекция. Това се случва главно на възраст 50-60 години, когато естествената акомодация на окото се губи. Пациентът ще трябва да носи очила дори след поставяне на импланта.

Ако акомодацията е в изправност, може да се извърши и имплантация и тогава пациентът възвръща способността си да вижда предмети, независимо от разстоянието до тях.

IOL устройство

Стандартните вътреочни лещи, използвани в съвременната практика за възстановяване на зрението, имат два основни елемента.

Оптичният компонент е самата леща, за производството на която обикновено се използва специален прозрачен материал. Тази част обикновено влиза в контакт с живите тъкани на окото, поради което е направена от висококачествени елементи, които с минимална вероятност ще причинят отрицателни реакции... Освен това на оптичния компонент винаги има зона на дефракция, благодарение на която се постига яснота на зрението.

Вторият компонент е референтният. Благодарение на него лещата е надеждно фиксирана в окото.

Срокът на годност на съвременните ВОЛ, независимо от материала, е напълно неограничен. Те могат да служат на човек дълго време без подмяна. Основното нещо е да следвате препоръките на лекаря относно грижата за очите.

Видове

Днес има различни видовеВОЛ. На първо място, разделянето става според критерия за твърдост. Разпределете:

• Твърди импланти. Твърдите вътреочни лещи имат постоянна форма. Невъзможно е да ги притиснете или да промените по друг начин конфигурацията им за най-оптималното имплантиране в окото. В тази връзка по време на операцията офталмологът е принуден да направи доста голям разрез, който след това се лекува с шевове. Недостатъкът на тези лещи е по-дълъг период на възстановяване.
• Меки импланти. В офталмологията днес най-популярна е изкуствената леща на окото, която е направена от специален полимер. Такава леща по време на работа може да бъде подложена на различни промени в конфигурацията, без да се причинява увреждане на конструкцията. Благодарение на тази функция не са необходими големи, травматични разрези. Такава вътреочна леща се сгъва в окото. Неговото разгръщане и фиксиране се извършват самостоятелно, без помощта на лекар.

Доста голяма класификация е разделянето на вътреочните лещи на няколко вида, в зависимост от това как действат върху работата на зрителния нерв.

Трифокални

Трифокалният тип е изкуствена леща, която е подходяща за хора, които не желаят да носят очила след интервенцията. Благодарение на уникалния си дизайн, такъв имплант е в състояние да осигури доста плавен преход на фокуса, позволявайки на пациента да вижда обекти на близко, средно и голямо разстояние. Интересното е, че действието на трифокалните лещи често се допълва от асферични свойства. Това помага за коригиране на полученото сферично изкривяване чрез добавяне на контрастна чувствителност към пациента.

Настаняване

Оптичният дизайн от типа на настаняване се счита днес за един от най-функционалните варианти. Този тип изкуствена леща идеално имитира работата на истински орган, като възстановява зрението на пациента, независимо от разстоянието, на което се намира обектът от него.

Подходящият тип конструкция според офталмолозите е най-близък до естествен вид... Благодарение на това дори след операцията мускулните и нервните структури на окото имат възможност да работят както преди.

С помощта на адаптивния тип пациентски лещи е възможно да се отървете не само от катаракта, но и от хиперметропия, свързана с възрасттанаричан още пресбиопия. Такива дизайни осигуряват добра визия, независимо от възрастта и разстоянието.

Мултифокални

Изкуствената леща от мултифокален тип е опция, често избирана от пациенти с промени, свързани с възрасттавизия. Инсталира се предимно за хора, чиято възраст е надхвърлила 50-годишната граница.

С помощта на мултифокални лещи е възможно да се постигне нормално фокусиране на зрението на няколко разстояния. Това ви позволява или да ограничите носенето на очила след операцията, или да се отървете напълно от тях. Според статистиката около 80% от пациентите с такива импланти в крайна сметка отказаха да използват очила.

торичен

Преди това едно от най-трудните заболявания от офталмологичен тип се считаше за катаракта в комбинация с астигматизъм. Пациентите, които преди това са били подложени на операция от катаракта, трябва да носят специални цилиндрични очила за коригиране на астигматизма. Днес, когато има торични лещи, необходимостта от използване на очила изчезва дори при комбинирана патология.

Торичните лещи са проектирани и произведени, за да увеличат значително пречупващата сила и по този начин да увеличат зрителната острота. Оказва се, че оптичното устройство не само замества неработеща леща, но и коригира астигматизма.

Асферична

На практика очен лекарсферичната аберация беше често срещан проблем в миналото. Тази патология се разбира като поява на светкавици, ореоли, отражения, които значително намаляват качеството на зрението дори след операция. Патологиите бяха особено изразени на тъмно, както и на здрач.

Днес е възможно да се коригират сферични аберации с помощта на асферични лещи. Тези устройства имат уникален дизайн, който помага да се събира светлина не в няколко точки, а само в една.

С жълт филтър

Повечето от лещите от ново поколение, независимо от основния им тип, са оборудвани със специален жълт филтър. Добавянето му се дължи на изискванията на физиологията. Факт е, че нормално самата човешка леща работи защитни функции, като не позволява нараняване на роговицата при контакт с лъчи от различен произход. В това му помага жълтият филтър. И, премахвайки лещата, хирургът премахва и филтъра, който се заменя с изкуствен филтър заедно с импланта.

Моноблок

Моноблокът е друг модерен дизайн, изработен със специални биологични материали. Биоактивността на материалите предотвратява негативните реакции от очната среда към импланта, намалявайки риска от развитие на катаракта и други възможни усложнения. Също така, благодарение на моноблока, стана възможно да се направят оперативните разрези още по-малки.

Вътреочните лещи не са лесни устройства, чийто избор не може да се нарече прост въпрос. Препоръчва се на пациентите да спазват следните правила:

• препоръчително е да се даде предпочитание на оптиката с филтър, тъй като ще предпази роговицата и ретината от отрицателно лъчение;
• трябва да обърнете внимание на материала на производство на ВОЛ, той трябва да бъде възможно най-близък до естествения;
• струва си да се даде предпочитание на дизайни с асферични свойства, за да се избегнат нежелани изкривявания предварително;
• опаковката трябва да съдържа надпис, че продуктът е обработен с очакването да получи перфектна гладкост - това показва, че ще бъде лесно поставен в окото.

Производители

Интраокулярната леща е популярен продукт на съвременния медицински пазар. Няколко фирми се занимават с тяхното производство. Най-популярни са:

• Алкон. Фирмата произвежда продукти с минимална дебелина. В този случай се използват хидрофобни материали.
• AcrySof ReSTOR. Продуктите им също са много тънки, което позволява най-малко травматични операции по имплантиране.
• AcrySof IQ. Тази компания използва сини филтри за производството на своите модели, което служи като отлична защита за очите.
• Румекс Интернешънъл. Продуктите на тази фирма са най-лесните за разтягане на капсулната торбичка, което ги прави лесни за позициониране в окото.

Естествено, при избора на ВОЛ трябва да разчитате на препоръките на лекуващия офталмолог. Не се препоръчва самостоятелно закупуване на такива продукти.

Полезно видео за вътреочните лещи