Aberații ale ochiului uman, metode de măsurare și corectare a acestora (revizuirea literaturii). Aberație sferică a ochiului

Ochiul, ca orice sistem optic, are o serie de aberații. Prezența aberațiilor oculare duce la faptul că fiecare punct al unui obiect este descris ca un punct cu o distribuție destul de complexă a iluminării în el. Aberațiile sferice și cromatice sunt observate pe axa sistemului.

Sferic aberația ochiului se datorează faptului că razele care trec prin zonele periferice ale pupilei sunt refractate mai puternic decât razele care trec prin zona sa centrală. Efectul aberației sferice asupra calității imaginii este relativ mic pentru dimensiunile mici ale elevilor (2 - 4 mm). La dimensiuni mari la pupilă, efectul aberației sferice devine mai puternic, calitatea imaginii pe retină se deteriorează semnificativ.

Problemele aberațiilor sferice și cromatice ale ochiului uman au fost studiate de Jung, Helmholtz și alții. În 1947 a apărut lucrarea fundamentală a lui A. Ivanov privind măsurarea aberațiilor sferice și cromatice ale ochiului. În 1961 M.S. Smirnov a măsurat aberația valului ochiului. Trebuie subliniat faptul că măsurătorile de aberație au fost efectuate numai metoda subiectivă- conform răspunsurilor subiectului despre percepția obiectului prezentat. Ca rezultat, datele obținute se referă doar la aberații ale regiunii centrale, maculare. Subiectul nu este în măsură să determine aberațiile punctelor off-axis descrise pe zonele periferice ale retinei datorită structurii aspre a acestor zone ale retinei și a altor câteva altele. factori fiziologici... Pe baza datelor experimentale, au fost construite curbele aberațiilor oculare.

Răspândirea parametrilor ochiului oameni diferiți este mare, chiar și semnul aberațiilor se schimbă. Aberațiile minime devin la adăpostirea obiectelor apropiate (1-2 m). Majoritatea ochilor au aberație negativă. Astfel de aberații sunt tipice pentru acele cazuri în care refracția corneei este mare și lentila este scăzută. Dacă aberația corneei este mai mică decât în ​​mod normal, iar lentila este mai mare, atunci se observă mai des o aberație pozitivă.

Traseul razelor în prezența aberației sferice este prezentat în Fig. 8. Potrivit lui Ivanov, cu o dimensiune a pupilei de 4 mm, aberația sferică a ochiului este egală cu 1 dioptriie.

Orez. 8 - Traseul razelor în prezența aberației sferice

Particularitatea ochiului în comparație cu sistemul optic convențional este că în ochi aberația sferică este parțial compensată, în primul rând, datorită faptului că zonele periferice ale sistemului optic al ochiului au o refracție mai slabă (putere optică mai mică) datorată la indicele de refracție inferior al lentilelor zonelor periferice în comparație cu nucleul său și, în al doilea rând, datorită unei ușoare creșteri a razei de curbură a părții periferice a corneei.

Aberația sferică depinde de acomodare; de ​​regulă, crește odată cu creșterea stresului acomodativ.

Traseul razelor în prezența aberației cromatice este prezentat în Fig. 9. Aberația cromatică se manifestă prin faptul că un fascicul paralel de lumină albă incidentă pe un obiectiv este focalizat în mai mult de un punct: razele cu lungime de undă scurtă se vor aduna mai aproape de lentilă decât razele cu o lungime de undă mai mare. Acest lucru duce la faptul că imaginea unui punct alb în orice plan este obținută sub forma unei pete colorate. Dacă focalizare raze albastre aliniați-vă cu retina, imaginea punctuală va fi înconjurată de un halou roșu și invers; aberația cromatică depinde de diametrul pupilei ochiului, crește odată cu acesta.

Orez. 9 - Traseul razelor în prezența aberației cromatice

Aberația cromatică pentru lungimile de undă extreme ale spectrului vizibil are în medie 1,3 dioptrii. Această valoare a fost stabilită de T. Jung.

În condiții normale de iluminare a luminii albe, nu putem distinge margini colorate în jurul obiectelor observate. Acest lucru se datorează suprapunerii de halouri colorate una peste alta și dimensiunilor unghiulare mici ale marginilor colorate. Determinarea acuității vizuale în lumina monocromatică, precum și aplicarea mijloace speciale corectarea aberației cromatice nu a dus la o creștere semnificativă a acuității vizuale, adică aberațiile cromatice nu afectează semnificativ vederea centrală.

Pe lângă aberația sferică și cromatică, ochiul este caracterizat de o aberație precum astigmatismul fiziologic.

Sub astigmatism fiziologicînțelegeți un astfel de astigmatism al ochiului, în care se menține acuitatea vizuală normală. Astigmatismul fiziologic este caracteristic fiecărui ochi și este cauzat de mai mulți factori principali: asfericitatea suprafețelor de refracție, astigmatismul razelor incidente oblic, descentralizarea suprafețelor de refracție și denivelări densitate optica medii refractive.

Să dăm un exemplu de distribuție a refracției în regiunea pupilară în astigmatismul fiziologic (Fig. 10).

Orez. 10 - Un exemplu de distribuție a refracției în regiunea pupilară cu astigmatism fiziologic

Tulburarea structurii astigmatismului fiziologic face imposibilă corectarea acesteia cu lentile cilindrice sau de contact. Acestea din urmă sunt capabile să corecteze astigmatismul corneean, dar componenta lentilei astigmatismului fiziologic este complet păstrată.

Magnitudinea astigmatismului fiziologic nu poate fi măsurată modul tradițional- diferența în două planuri perpendiculare reciproc (meridiane). Cea mai simplă opțiune de evaluare este diferența dintre cea mai puternică și cea mai slabă refracție. Este utilizat și conceptul coeficientului de astigmatism. LA:

,

Unde A- abateri de la medie valoarea aritmetică(fără a lua în considerare semnul) valorile refracțiilor în zonele individuale ale zonei pupilare; n Este numărul măsurătorilor de refracție.

Pentru exemplul dat LA= 0,34 dioptrii.

S-a stabilit o relație clară între gradul de astigmatism fiziologic și acuitatea vizuală centrală (Tabelul 3).

Tabelul 3- Dependența acuității vizuale de coeficientul astigmatismului fiziologic

Cu cât este mai puțin astigmatism fiziologic, cu atât acuitatea vizuală este mai mare. Acest model este valabil pentru acuitatea vizuală în intervalul 1.0 - 2.0, adică pentru marea majoritate a ochilor normali.

ADâncimea zonei oculare focale.

Orice design optic are o adâncime de câmp inerentă în spațiul imaginii, în cadrul căreia deplasările ecranului (retina pentru ochi) nu provoacă o schimbare vizibilă a calității imaginii. Oftalmologii numesc această valoare adâncimea zonei focale.

Evident, adâncimea zonei focale depinde de diametrul pupilei: cu cât diametrul este mai mic, cu atât este mai mare adâncimea. Unul dintre motivele prezenței adâncimilor regiunii focale este grosimea finită a stratului de recepție a luminii (aproximativ 0,06 mm). Aceasta oferă valoarea uneia dintre componentele adâncimii zonei focale egală cu 0,2 dioptrii.

Conform rezultatelor lui Sergienko N.M. adâncimea zonei focale este (0,63 ± 00,24) dioptrii cu acuitatea vizuală cea mai frecventă 1,35 - 1,5 ( D p= 5 mm). Efectul diametrului pupilei asupra profunzimii focale conform Campbell F.W. și alți autori sunt prezentați în Tabelul 4.

Tabelul 4- Influența diametrului pupilei ochiului pe adâncimea zonei focale

REZOLUȚIA DIFFRACȚIEI OCHILOR... Să ne amintim că niciun sistem optic, chiar și un sistem optic corectat în mod ideal pentru toate aberațiile, nu poate oferi o imagine exactă a unui obiect. Un punct nu este niciodată reprezentat de un punct. Motivul este fenomenele de difracție legate indisolubil de natura undelor luminii. O sursă de lumină punctuală este descrisă pe retină nu ca un singur punct clar, ci ca un cerc înconjurat de o serie de inele de lumină concentrice cu luminozitate descrescătoare.

Pentru ochi, diametrul cercului luminos central pentru radiații cu lungimea de undă λ depinde de diametrul pupilei D pși distanța focală spate f ":

,(5)

Unde n- indicele de refracție vitros.

Odată cu scăderea diametrului pupilei, diametrul cercului de difracție al împrăștierii luminii crește. Cu toate acestea, acest lucru reduce aberația sferică. Având în vedere această relație inversă cele mai bune condiții cea mai clară observare a obiectelor are loc cu un diametru al pupilei de 2 - 4 mm. În plus, pentru punctele care nu se află pe axa sistemului, se observă alte aberații, de exemplu, astigmatismul fasciculelor oblice, comă, precum și aberații care provoacă distorsionarea formei imaginii. Ultima dintre ele - distorsiunea - schimbă mărirea pe măsură ce obiectul se îndepărtează de axa sistemului optic. Prezența unor aberații destul de mari în sistemul optic al ochiului cu un diametru mare al pupilei duce la o redistribuire a iluminării în figura difracției: iluminarea la nivelul maxim central scade, iar în inelele de difracție crește.

Imperfecțiunile oculare descrise mai sus au un efect cumulativ asupra limitei de rezoluție. În lucrare se arată că nu aberațiile ochiului, ci în special difracția luminii asupra pupilei ochiului, limitează acuitatea vizuală. Astfel, sistemul optic al ochiului emmetropic este corectat suficient de bine pentru a exploata pe deplin toate posibilitățile naturii de undă a luminii.

Aberații

Avem ideea ochiului ca un dispozitiv optic perfect încă de la școală, când studiem secțiunea de fizică „Optică”. Atunci când studiați științele relevante în instituții de învățământ specializate superioare sau secundare, o astfel de idee a ochiului este consolidată, crescând în exces Informații suplimentare... Prin urmare, declarația S.N. Fedorov că ochiul este un dispozitiv imperfect și sarcina medicului oftalmolog este îmbunătățirea acestuia, perioadă lungă de timp a fost perceput de mulți medici cu scepticism.

Și ce este corectarea cu laser dacă nu îmbunătățirea greșelilor naturii? Greșelile naturii includ miopia, hipermetropia și astigmatismul. Și nu numai. Oamenii de știință în domeniul opticii știu acest lucru de mult timp. Știau că atunci când proiectăm chiar și cel mai simplu telescop, era necesar nu numai să focalizăm sistemul optic la un moment dat (excluzând miopia, hipermetropia și astigmatismul telescopului), ci și să asigurăm calitatea imaginii rezultate. Lentilele din care este fabricat telescopul trebuie să fie din sticlă bună, aproape perfectă ca formă și cu o suprafață bine finisată. În caz contrar, imaginea va fi neclară, distorsionată și spălată. Atunci a început studiul aberațiilor - cea mai mică rugozitate și nereguli de refracție. Și odată cu apariția dispozitivelor pentru detectarea și măsurarea aberațiilor oculare, o nouă dimensiune a intrat în oftalmologie - aberometria.

Aberațiile pot fi de ordin diferit... Cele mai simple și faimoase aberații sunt aceeași miopie, hipermetropie și astigmatism. Acestea sunt numite defocare sau aberații de ordinul al doilea, cel mai mic. Aberații de ordin superiorși sunt aceleași rugozități și nereguli de refracție, care au fost deja menționate mai sus.

Aberațiile de ordin superior sunt, de asemenea, împărțite în mai multe ordine de mărime. Se crede că calitatea vederii este influențată de aberații, în principal până la ordinul al șaptelea. Pentru ușurința percepției, există un set de polinoame Zernike care afișează tipurile de aberații monocromatice ca un model tridimensional al denivelărilor refractive. Un set din aceste polinoame poate afișa mai mult sau mai puțin precis orice neregulă în refracția ochiului.

De unde vin aberațiile?

Toată lumea le are. Se compune din card individual refracția ochiului. Dispozitivele moderne detectează aberații de ordin superior, afectând cumva calitatea vederii, la 15% dintre oameni. Dar caracteristicile individuale toată lumea are refracții.

Furnizorii de aberații sunt corneea și lentila.

Aberațiile pot fi cauzate de:

Anomalie congenitală (foarte mică și afectează slab neregulile de vedere, lenticonus);

Traumatism cornean (cicatricea corneană strânge țesutul înconjurător, privând corneea de sfericitate);

Operație (cheratotomie radială, îndepărtarea lentilei prin incizia corneei, corectarea cu laser, termokeratoplastie și alte operații pe cornee);

Boli ale corneei (consecințe ale cheratitei, spini, keratoconus, keratoglobus).

Motivul pentru care oftalmologii se concentrează pe aberații este oftalmochirurgie... Fără a fi atenți la aberații și a nu lua în considerare efectul acestora asupra calității vederii, oftalmologia există de mult timp. Înainte de aceasta, aberațiile au fost studiate și luptate. influenta negativa numai producătorii de telescoape, telescoape și microscopuri.

Chirurgia corneei sau a lentilelor(adică o incizie corneeană) cu mai multe ordine de mărime cresc aberațiile de ordinul cel mai înalt, care uneori pot duce la o scădere a acuității vizuale postoperatorii. Prin urmare, introducerea pe scară largă a implantării lentilelor artificiale, a cheratotomiei și a corecției cu laser în practica oftalmologică a contribuit la dezvoltarea echipamentelor de diagnosticare: au apărut keratotopografii, analizând harta refracțională a corneei, iar acum aberometrele care analizează întregul front de undă de pe suprafața anterioară a corneea către retină.

Aberații LASIK

Corectând defocul (miopie, hipermetropie), chirurgul refractiv adaugă pacientului aberații de ordin înalt.

Formarea unui lambou cornean de către un microkeratom duce la creșterea aberațiilor de ordin superior.

Complicațiile din timpul LASIK conduc la o creștere a aberațiilor de ordin superior.

Procesul de vindecare duce la creșterea aberațiilor de ordin superior.

Combaterea aberațiilor induse de LASIK

Nu a fost posibil să se elimine microroughness și nereguli folosind un laser cu excimer alimentat cu fante. Un dispozitiv cu posibilitatea ablației punctiforme a fost inventat și introdus în producție, adică diametrul fascicul cu laser la unele modele mai puțin de un milimetru. Cu ajutorul polinoamelor Zernike, au fost introduse în practică programe de calculator care convertesc automat harta de refracție individuală obținută din aberometru într-o instalație laser într-un algoritm care controlează fasciculul, eliminând nu numai defocalizarea reziduală, ci și aberațiile de ordin superior. Polinoamele Zernike devin un set de instrumente, fiecare dintre acestea fiind conceput pentru a elimina o componentă specifică dintr-un complex de aberații. La fel ca un tâmplar, un avion este pentru nivelare, o dalta este pentru adâncire, un ferăstrău este pentru despicare, un topor este pentru despicare. Nu este atât de simplu, desigur. După cum puteți găsi nu unul, ci zece moduri de utilizare a toporului, polinomul este conceput pentru a elimina forme spațiale destul de complexe. Dar principiul de bază este clar.

Atunci când se efectuează o astfel de ablație laser personalizată, corneea ar trebui să aibă o formă aproape de nivelul unei sfere optic ideale.

Supraveghere

După corecția laser personalizată, la unii pacienți s-a obținut acuitate vizuală mai mare de 1,0. Pacienții au văzut nu doar zece rânduri, ci unsprezece și douăsprezece și chiar mai multe. Acest fenomen a fost numit „supraveghere”.

În cercurile științifice, a apărut o discuție aproape cu privire la încălcarea drepturilor omului. Cât de corect este să oferi unei persoane o viziune prea bună, deoarece va vedea defecte pe fețele celor dragi, va distinge fiecare pixel de pe ecranul computerului și al televizorului și va suferi de un exces de informații vizuale. O abordare destul de științifică. Poate că această dispută va rămâne relevantă în câțiva ani.

Totuși, în paralel cu această dispută, au apărut propuneri comerciale.... Reclamele pentru clinicile de excimeri promiteau supravegherea tuturor. Dar supravegherea nu este previzibilă! Unii dintre pacienți vor reuși, dar alții nu vor reuși. La urma urmei, capacitatea de supraveghere este determinată de mărimea fotodetectorilor ochiului, aceiași conuri de pe retină. Cu cât conul este mai mic și cu atât este mai mare densitatea acestuia în macula, cu atât obiectul pe care îl poate vedea o persoană este mai mic. În plus, efectul fiecărui tip de aberație de ordin superior asupra vederii nu a fost încă studiat în mod adecvat. Prin urmare, oferta comercială de supraveghere sub formă de superLASIK (vezi mai sus) este incorectă. Nu putem vorbi decât despre corecția laser personalizată.

Impactul aberațiilor asupra vederii

În timpul Războiului Rece dintre URSS și Statele Unite, spionajul științific și militar-industrial a devenit unul dintre cele mai importante domenii de lucru ale serviciilor speciale din cele două țări. Când noul luptător sovietic MiG a demonstrat în războaiele locale un avantaj clar al său caracteristici tehniceîn ceea ce privește avioanele inamice, serviciile secrete americane au făcut totul pentru a intra în posesia dezvoltărilor secrete ale biroului de proiectare al lui Artyom Mikoyan. În cele din urmă, au reușit să pună mâna pe aproape un întreg MiG.

Unul dintre avantajele MiG față de omologii săi americani a fost manevrabilitatea și viteza, datorită rezistenței extrem de reduse a aerului în timpul zborului în acel moment. Aerul părea să nu reziste deloc corpului avionului, curgând lin în jurul conturului său.

Pentru a obține acest efect, proiectanții americani de aeronave au încercat să facă suprafața aeronavelor lor în mod ideal netedă, plană și simplificată. Imaginați-vă surpriza lor când au văzut suprafața neuniformă și aspră a MiG cu capete proeminente de „nituri și șuruburi”. Secretul raționalizării avionului rus s-a dovedit a fi simplu și ingenios. Toate aceste aspri în timpul zborului au creat un fel de pernă de aer în jurul corpului aeronavei, care permite reducerea rezistenței aerului cât mai mult posibil.

Poate că acesta este un mit sau o legendă a proiectanților de aeronave, dar o astfel de analogie ilustrează perfect atitudinea oftalmologilor față de aberații de ordin superior. Faptul este că opiniile oftalmologilor asupra efectului aberațiilor asupra vederii din ultimii zece ani au suferit o anumită evoluție, similară cu evoluția designerilor americani față de caracteristicile suprafeței unui avion.

După cum sa menționat mai sus, oftalmologii au acordat o atenție deosebită problemei aberațiilor datorate în principal deteriorarea calității vederii după intervenția chirurgicală corneorefractivă... Pacienții au văzut numărul necesar de linii, dar s-au plâns de o scădere adaptare întunecată, distorsionarea și estomparea limitelor obiecte vizibile... Au fost și cei care, cu refracție practic nulă (adică absența miopiei și hipermetropiei), acuitatea vizuală nu a atins 1-2 linii până la nivelul pe care l-au dat în ochelari înainte de corectare. Nu este surprinzător faptul că atitudinea față de aberații a fost pur negativă, în ceea ce privește patologia dobândită sau congenitală. Această atitudine a determinat cursa pentru sfericitatea corneei perfectă și super viziune.

Acum opinia oftalmologilor se schimbă. Prima rândunică a fost legendarul chirurg oftalmologic Pallikaris (un chirurg refractiv de renume mondial și unul dintre fondatorii corecției cu laser).

În 2001, la Cannes, el a sugerat că, pe lângă parametrii ochiului, care sunt înregistrați cu ajutorul dispozitivelor moderne, fiecare persoană are și un „factor vizual dinamic”. Timpul va spune la ce vor conduce cercetările ulterioare în acest domeniu. Un lucru este sigur: aberațiile pot reduce și crește acuitatea vizuală.

Poate că studiul suplimentar al „factorului vizual dinamic” se va baza pe următoarea ipoteză.

LASIK duce la o creștere a aberațiilor de ordin superior. Este posibil ca reducerea acestor aberații la șapte ordine de mărime în perspectiva cercetării științifice să nu fie pe deplin corectă. Diferența de densitate optică în zona de interfață (spațiul sub-clapă) și rugozitatea suprafeței rezultate a patului corneean, precum și procesele de vindecare (remodularea formei corneene, tracțiunea fibrilelor deteriorate, stratul epitelial neuniform etc. ) sunt importante aici. Toate acestea, împreună cu alte aberații, duc la estomparea focalizării asupra retinei, la apariția mai multor imagini. Folosind mecanismul de acomodare, creierul îl selectează pe cel mai clar și mai satisfăcător într-o anumită perioadă de timp din toate imaginile prezentate (principiul multifocalității). Caracteristicile individuale ale adaptării creierului la variabilitatea imaginii rezultate vor fi chiar „factorul vizual dinamic” de care depinde - acest set de aberații va îmbunătăți vederea în această persoană sau să-i reducă calitatea. Și acest lucru este deja legat de echilibrul conștiinței și subconștientului, particularitățile psihomotorii, inteligența, starea psihologică.

De la jungla presupunerilor la întrebări specifice.

Care sunt aberațiile?

Cromatic, astigmatism al fasciculelor oblice, comă etc. Toate împreună formează o imagine a lumii înconjurătoare pe retină, a cărei percepție este strict individuală pentru fiecare persoană. Fiecare dintre noi vede lumea cu adevărat doar în felul său. Numai orbirea completă poate fi aceeași pentru toată lumea.

Există mai multe tipuri de aberații de ordin superior.

1. Aberație sferică. Lumina care trece prin periferia unei lentile biconvexe este refractată mai puternic decât în ​​centru. Principalul „furnizor” de aberație sferică în ochi este lentila și, în al doilea rând, corneea. Cu cât pupila este mai largă, adică, partea mai mare a lentilei participă la actul vizual, cu atât aberația sferică este mai vizibilă.

În chirurgia refractivă, induce cel mai adesea aberație sferică:

Lentila artificiala;

Termokeratoplastie cu laser.

2. Aberații ale unghiurilor de înclinare ale fasciculelor optice. Asfericitatea suprafețelor de refracție. Reprezintă nepotrivirea centrelor imaginilor punctelor luminoase situate în afara axei sistemului optic. Acestea sunt împărțite în aberații ale unghiurilor mari de înclinare (astigmatismul grinzilor înclinate) și unghiurilor mici de înclinare (comă).

Coma nu are nimic de-a face cu diagnosticul cunoscut al resuscitatorilor. Modelul său aberometric este similar cu un cerc situat în centrul optic al corneei și împărțit printr-o linie în două jumătăți uniforme. Una dintre jumătăți are o putere de refracție mare, iar cealaltă are o putere de refracție scăzută. Cu o astfel de aberație, o persoană vede un punct luminos ca o virgulă. Atunci când descriu obiecte, persoanele cu o astfel de aberație folosesc cuvintele „coadă”, „umbră”, „contur suplimentar”, „vedere dublă”. Direcția acestor efecte optice (meridianul de aberație) poate fi diferită. Cauza comei poate fi dezechilibrul congenital sau dobândit în sistemul optic al ochiului. Axa optică (pe care se află focalizarea lentilei) a corneei nu coincide cu axa lentilei și întregul sistem optic nu este focalizat în centrul retinei, în macula. Coma poate fi, printre altele, una dintre componentele erorii de refracție din keratocon. În timpul LASIK, o comă poate apărea ca urmare a descentralizării zonei de ablație laser sau a particularităților vindecării corneei în timpul corecției cu laser a hipermetropiei.

3. Distorsiune- încălcarea asemănării geometrice între un obiect și imaginea acestuia - distorsiune. Punctele obiectului la distanțe diferite de axa optică sunt reprezentate cu măriri diferite.

Corecția cu laser nu este un monopol în corecția aberației. Lentilele artificiale au fost deja dezvoltate și lentile de contact compensând unele tipuri de aberații de ordin superior.

O excursie în clasificarea oftalmică a aberațiilor

Aberațiile sunt clasificate în trei grupe principale:

Diffractiv;

Cromatic;

Monocromatic.

Aberație difractivă apar atunci când un fascicul de lumină trece lângă un obiect opac. O undă ușoară se abate de la direcția sa, trecând lângă o limită clară între un mediu transparent (aer) și un mediu opac. În ochi, un astfel de mediu opac este irisul. Acea parte a fasciculului de lumină care nu trece în centrul pupilei, ci la marginea sa, este deviată, ceea ce duce la împrăștierea luminii de-a lungul periferiei.

Aberatie cromatica apar din cauza următorului fenomen optic. lumina soarelui, așa cum am menționat deja, constă din unde luminoase cu o lungime foarte variată. Lumina vizibilă variază de la violul cu unde scurte la roșu cu unde lungi. Vă amintiți puțin pentru memorarea spectrului de lumină vizibilă - culorile curcubeului? „Fiecare vânător vrea să știe unde stă fazanul”.

Roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru, violet.

Fiecare dintre aceste tipuri de raze are propriul indice de refracție. Fiecare culoare este refractată în cornee și lentile în felul său. Aproximativ vorbind, imaginea părților albastre și verzi ale obiectului este focalizată spre emetron de către retină, iar cele roșii din spatele acestuia. Ca urmare, imaginea unui obiect colorat pe retină este mai neclară decât una alb-negru. Videoclipul 3D se bazează pe efectul asociat cu aberația cromatică.

Aberație monocromatică, de fapt, acestea constituie subiectul principal de studiu al chirurgilor refractivi. Este vorba despre aberații monocromatice care se împart în aberații de ordin superior și inferior. Aberații monocromatice de ordin scăzut: miopie, hipermetropie și astigmatism. Aberații monocromatice de ordin superior: aberații sferice, comă, astigmatism al grinzilor oblice, curbură de câmp, distorsiune, aberații neregulate.

Pentru a descrie complexul de aberații monocromatice de ordin superior, se utilizează polinoame ale formalismului matematic Zernike (Zernike). Este bine dacă sunt aproape de zero, iar deviația pătrată medie a rădăcinii frontului de undă RMS este mai mică decât lungimea de undă sau egală cu 0,038 μm (criteriul Marechal). Cu toate acestea, acestea sunt subtilitățile chirurgiei refractive.

Tabel polinom standard Zernike este un fel de set de ilustrații tridimensionale ale aberațiilor până la ordinul al șaptelea: defocus, astigmatism, astigmatism al grinzilor oblice, comă, aberație sferică, trifoi, patrufoil și așa mai departe, până la opt frunze (trifoil, tetrafoil, pentafoil , hexafoil ...). „Shamrocks” reprezintă de la trei la opt sectoare uniforme ale unui cerc cu putere optică crescută. Apariția lor poate fi asociată cu principalele direcții centripete ale fibrilelor stromale, un fel de coaste de rigidizare a corneei.

Modelul de aberație al ochiului este foarte dinamic. Aberațiile monocromatice maschează aberațiile cromatice. Când pupila se extinde într-o cameră mai întunecată, aberațiile sferice cresc, dar aberațiile de difracție scad și invers. Odată cu scăderea în funcție de vârstă a capacității de acomodare, aberațiile de ordin superior, care anterior erau un stimul și sporeau acuratețea acomodării, încep să reducă calitatea vederii.

Prin urmare, în prezent este dificil să se determine semnificația pozitivului și influenta negativa a fiecărui tip de aberație asupra viziunii fiecărei persoane.

Rolul aberometriei (cu funcție keratotopografică) în examinarea preoperatorie

Totul a fost deja spus despre acest lucru. Conform datelor aberometriei, este compilată o hartă individuală a frontului de undă, în funcție de parametrii cărora se efectuează corecția laser personalizată. La majoritatea pacienților, nivelul aberațiilor de ordin superior este, pentru a spune ușor, foarte mic. Și nu este nevoie să utilizați ablația laser personalizată. Datele de autorefractokeratometrie sunt suficiente. Dar asta nu înseamnă că nu ar trebui să urmăriți personalizarea. La urma urmei, dacă aveți aberații, atunci acestea pot fi detectate numai prin aberație. Și odată cu corectarea, este mai probabil să obțineți o acuitate vizuală mai mare decât ați avut vreodată cu ochelarii sau chiar cu lentilele de contact.

Orez. 17. Analizor ochi de front de undă (aberometru cu funcție de cheratotopografie). Esența keratotopografiei este următoarea. Cercurile concentrice luminoase (discul lui Placido) (b) sunt proiectate pe suprafața anterioară a corneei și reflexia lor este fotografiată de aparat (a). Prin diferența dintre parametrii cercurilor proiectate și reflectate, aparatul calculează curbura corneei în 10.000 de puncte și formează o „hartă” de refracție.

Ablația laser personalizată se efectuează și cu corecție suplimentară, cu corecție după alte operații și cu o cornee subțire.

În ceea ce privește diagnosticul ca atare, adică căutarea patologiei, principalul lucru aici este să nu ratați keratoconusul.

Keratoconus din nou

Este destul de ușor pentru un chirurg refractiv să identifice keratoconusul cu echipamentul adecvat. Dar nu asta este problema. Problema este responsabilitatea. La fel ca și complexitatea muncii sapatorului, nu numai în cunoașterea complexităților meșteșugului. Dificultatea este că minătorul este greșit o singură dată. Nu puteți greși cu keratoconus. Nu. Și pentru aceasta trebuie să țineți cont în permanență de semnele sale indirecte:

Astigmatismul miopic este mai des cu axe oblice;

Puterea optică a corneei este mai mare de 46 de dioptrii;

Corneea subțire;

Viziune surprinzător de bună fără ochelari și surprinzător de slabă cu ochelari în prezența astigmatismului sever;

Progresia astigmatismului;

Proeminență locală a corneei, adesea în sectorul inferior.

Această proeminență nu poate fi ratată când keratotopografie (sau aberometrie)... Proeminența este însoțită de o creștere a puterii optice. Standardul general acceptat pentru indicarea culorilor culorilor în imaginea frontului de undă din culoarea albastra zone cu o putere optică mai mică (dioptrii), iar în roșu - cu una mai mare. Keratoconusul clasic arată ca o pată roșie în corneea din dreapta jos sau din stânga jos.

Apropo, astigmatism obișnuit grad înalt arată ca un fluture roșu. Uneori aripile acestui fluture își pierd simetria. O aripă devine imensă, se deplasează în jos, iar cealaltă scade. Ca nisipul într-o clepsidră putere optică curge de sus în jos. Aceasta poate fi deja o manifestare a keratoconusului. Face corectarea cu laserîn acest caz este imposibil.

Cine tolerează aberațiile dobândite după LASIK mai rău?

Tinerii cu un psihic labil și un elev larg. Fiecare dintre noi are o dimensiune diferită a elevului în lumină. În medie, trei milimetri, dar unii au încă câțiva milimetri mai mult de la naștere. Și cu cât pupila este mai mare, cu atât este mai mare aria corneei și a lentilei care participă la actul vederii. Și cu cât rugozitatea mai mică distorsionează imaginea. De regulă, creierul nu acordă atenție lucrurilor atât de mici. De asemenea, exclude opacitățile plutitoare din corpul vitros din informațiile vizuale (acestea sunt prezente în majoritatea oameni miopi), iar o persoană îi acordă atenție doar uneori, privind la zăpadă albă orbitoare sau, să zicem, la un ecran luminos al computerului. Dar în naturile subtile, creative, nervoase, percepția este adesea accentuată și acest lucru poate contribui la faptul că aceștia acordă constant atenție unor astfel de stimuli. Aceasta nu este pretențioasă, ci o caracteristică. sistem nervos, ca, de exemplu, un prag individual al sensibilității la durere.

În astfel de cazuri, puteți încerca să dezvoltați o dependență de aberații în creier sau, mai degrabă, să-i abateți atenția de la această problemă prin instilarea picăturilor care constrâng pupila (pilocarpina) timp de o lună. În cazul eșecului unor astfel de tactici, va trebui făcută o corecție suplimentară pentru a reduce aberațiile de ordin superior.

Unde, în practica de zi cu zi, un optometrist poate întâlni aberații de ordin superior?

În keratocon, acuitatea vizuală cu corectarea completă a ochelarilor este adesea sub 1,0. La examinarea vederii printr-o diafragmă de trei milimetri sau mai puțin, acuitatea vizuală este semnificativ îmbunătățită (vezi mai sus). În ambele cazuri, motivul a ceea ce se întâmplă este în aberații.

După îndepărtarea cataractei cu implantarea unei lentile artificiale, pacientul adesea, chiar și cu corectarea completă a ochelarilor, nu vede 1.0. Nu în toate cazurile este asociat cu boli ale retinei, ambliopie sau cataractă secundară.

Lentile artificiale cu un diametru mai mic decât cele naturale. Uneori, lentila artificială poate fi inegală. În timpul operației, o incizie a corneei schimbă forma sferică a corneei. Toate aceste motive determină aberații de ordin superior. În cazuri extreme, acestea pot fi reduse prin efectuarea corecției laser personalizate (mai multe despre bioptici în capitolul următor).

Este logic să efectuați aberometria și cu așa-numita orbire nocturnă, manifestată printr-o deteriorare a acuității vizuale la amurg, dar nu însoțită de semne boală gravă retină (abiotrofie tapetoretinală etc.).

Există multe exemple. Dacă se suspectează aberații, pacientul poate fi trimis pentru examinare la un centru de chirurgie refractivă.

Articol din carte:

ABERAȚIA OCHILOR- distorsionarea imaginilor pe retina ochiului ca urmare a imperfecțiunilor sistemului său optic.

ABERAȚIA OCHILOR se poate datora diverse motive: formă neregulată suprafețele corneei și ale lentilei, imperfecțiunea centrării lor, neomogenitatea mediilor oculare (în special a lentilei) și fenomene de difracție care apar în ochi pe traseul fasciculului de lumină (rotunjirea obstacolelor de către undele luminoase etc.).

Toate tipurile de aberații sunt inerente sistemului optic al ochiului uman într-un grad sau altul. sisteme optice: aberație sferică, cromatică, precum și difractivă și astigmatism (vezi Aberație, Astigmatismul ochiului).

Aberație sferică a ochiului datorită structurii eterogene a cristalinului. Este definită ca diferența dintre gradul de refracție al sistemului optic de raze care trece prin secțiunile periferice și centrale ale pupilei ochiului și se măsoară în dioptrii. O dioptrie (1 dioptrie) - puterea de refracție a obiectivului cu distanta focala 1 m. ABERAȚIA Sferică A OCHIULUI este considerată pozitivă dacă razele periferice sunt refractate mai puternic decât cele centrale și focalizarea lor este mai aproape de lentilă decât de retină și negativă dacă focalizarea razelor periferice este mai aproape de retină decât la obiectiv. Lipsa unei focalizări unice pentru razele centrale și periferice incidente asupra pupilei duce la faptul că punctele luminoase considerate sunt proiectate pe retina ochiului sub formă de pete (cercuri de împrăștiere a luminii). Ca urmare, acuitatea vizuală scade.

ABERAȚIA sferică a ochiului, într-o anumită măsură, este corectată de o scădere a curburii suprafețelor corneei și a lentilei ca tranziție de la zonele lor centrale la cele periferice. Aberația sferică a ochiului depinde de starea de acomodare a ochilor (vezi) și de lățimea pupilei. De obicei, la lumina zilei (diametrul pupilei 3-4 mm), aberația ochilor este de 0,5-1 dioptrii.

Aberație cromatică a ochiului datorită refracției inegale a razelor de lumină cu lungimi de undă diferite de către sistemul optic al ochiului (vezi Refracția ochiului). Nu este același lucru pentru oameni diferiți. Aberația cromatică este caracterizată numeric prin diferența dintre puterea de refracție a ochiului pentru radiația galbenă cu lungimea de undă de 587,6 nm (5876A) și puterea de refracție a ochiului pentru o undă dată și este exprimată în dioptrii.

Ca urmare a aberației cromatice, imaginile obiectelor de pe retină sunt înconjurate de o margine colorată. Cu toate acestea, datorită sensibilității selective a retinei la radiații de diferite lungimi de undă, o persoană nu observă contururile colorate ale obiectelor.

ABERATIA OCULARĂ cromatică explică incapacitatea ochiului cu refracție normală (vezi Emmetropia) de a vedea obiecte albastre sau violete îndepărtate, precum și fenomenul culorilor „proeminente” și „retrăgătoare”. În multe cazuri, ABERAȚIA cromatică a ochiului explică particularitățile tehnicilor utilizate de artiști în pictura peisajului și croitorie.

O serie de metode și dispozitive utilizate în oftalmologie pentru a măsura amploarea ametropiei oculare se bazează pe utilizarea fenomenelor de ABERARE cromatică a ochiului. Aberațiile difractive ale ochiului sunt distorsiuni ale retinei ochiului ca urmare a difracției care apare atunci când razele de lumină trec printr-o pupilă cu diametru mic. În A. difractiv pete rotundeînconjurat de rânduri de inele luminoase și întunecate. ABERAȚIA OCULARĂ Diffractivă apare cu cât este mai ascuțită, cu atât diametrul pupilei este mai mic.

Cea mai mare claritate a imaginii obiectelor de pe retina ochiului și, prin urmare cea mai buna vedere ochiul apare atunci când diametrul pupilei ochiului este de 2-4 mm. O creștere suplimentară a diametrului pupilei este însoțită de o scădere a acuității vizuale.

L. H. Gassovsky.

Aberațiile sunt numite erori ale oricărui sistem optic, inclusiv ale ochilor.

Se disting aberațiile de ordin scăzut - miopie, hipermetropie și astigmatism, care sunt cele mai frecvente și reprezintă aproximativ 85% din toate aberațiile.

Există, de asemenea, aberații de ordin superior, care sunt doar 15%, sunt destul de diverse. Acestea includ comă, aberație sferică și distorsiune.

Care este cauza lor și cum afectează vederea?

Aberațiile rezultă din denaturarea razelor de lumină atunci când trec prin orice structură funcțională a ochiului:

• Film lacrimal care acoperă exteriorul regiunii anterioare globul ocular, asigurând hidratare, protejând partea anterioară a ochiului de la apariție corpuri străine, și participă la refracția razelor de lumină, netezind mici nereguli în cornee.
• Corneea - partea anterioară transparentă, în formă de sferă a învelișului exterior al ochiului - participă la refracția razelor de lumină.
• Umiditate apoasă - umple spațiul dintre corneea din față și lentila cu irisul în spate, participă la refracție.
• Lentila este o lentilă intraoculară care refractează razele de lumină.
• Corpul vitros este un gel care umple un volum mare în interiorul cavității ochiului din spatele lentilei, limitează retina din interior (membrana sensibilă la lumină a ochiului) și participă la transmiterea razelor de lumină.

În consecință, cu modificări în oricare dintre departamentele enumerate, aberațiile deja existente pot apărea sau se pot intensifica.

Diverse modificări și boli pot duce la apariția aberațiilor, de exemplu, o peliculă lacrimală insuficientă în sindromul ochiului uscat; cicatrici pe cornee după operații, leziuni, boli infecțioase; opacizarea lentilei (cataracta); modificări ale corpului vitros cu miopie, după boli inflamatorii, traume, hemoragii.

Aberațiile de ordin superior afectează vederea și sunt descrise ca imagini și obiecte neclare, orbire, halouri în jurul surselor de lumină, fantomă, reducând astfel calitatea vederii, în special în condiții de lumină slabă și pe timp de noapte.

Severitatea simptomelor depinde de o serie de factori, cum ar fi cauza aberației sau dimensiunea elevului. Deci, o persoană poate observa manifestările enumerate ale aberațiilor numai în condiții de iluminare scăzută, atunci când, odată cu extinderea elevului, crește gradul de influență a aberațiilor asupra calității vederii.

Diagnostic.

Diagnosticul aberațiilor de ordin superior a devenit recent posibil datorită tehnologiei care folosește analiza computerizată devierea razelor de lumină la trecerea lor către retina ochiului cu reflecție parțială ulterioară, așa-numitul front de undă.

Această metodă este utilizată în echipamente de diagnosticare speciale - aberometre, care cu o precizie ridicată determină toate erorile din sistemul optic al ochiului și gradul de influență a acestora asupra calității vederii.

Corectarea aberațiilor de ordin superior.

Ochiul uman nu este perfect și are unele aberații într-o anumită măsură. În cazul în care aceasta nu implică restricții privind activitatea profesională și deteriorarea calității vederii, aberațiile nu necesită nicio corecție specifică.

Dacă diagnosticul determină prezența aberațiilor care reduc calitatea vederii, atunci optica specială adaptivă (ochelari, lentile de contact, lentile intraoculare) poate ajuta ca măsuri de corecție, care, datorită utilizării tehnologiei frontului de undă, pot compensa efectul aberații asupra calității vederii.

O alternativă la optica adaptivă este chirurgia refractivă (modificarea chirurgicală a puterii de refracție a corneei), care permite utilizarea program individual pentru a realiza viziunea Calitate superioară pe baza datelor de abberometrie.

P.S.: Sistemul optic al ochiului constă în principal în interacțiunea a două lentile naturale: corneea și lentila. Fiecare dintre ele poate avea imperfecțiuni optice - o curbură diferită a suprafeței]. opacități mici, densitate tisulară diferită în diferite părți ale suprafeței. Toate acestea pot da aberații de ordin superior.

Trebuie remarcat faptul că acuitatea vizuală medie a unei persoane este considerată în mod convențional ca fiind 100% - aceasta este capacitatea de a vedea de la 5 metri a 10-a linie a tabelului clasic Golovin-Sivtsev, care poate fi găsit în orice clinică de la oftalmolog.

Prin eliminarea aberațiilor de ordin superior folosind tehnica de ablație personalizată (superLASIK) și tehnica de diagnosticare a frontului de undă, se poate atinge acuitatea vizuală de 1,2-2,0 (adică 120-200%). Dar, în primul rând, este important să creșteți sensibilitatea la contrast spațial, adică claritatea diferențierii obiectelor, în special în condiții de lumină slabă. În acest caz, cu o acuitate vizuală de 100% și chiar 90% din norma medie, va fi confortabil pentru Viata de zi cu zi persoană.