Aberacije človeškega očesa, metode njihovega merjenja in popravljanja (pregled literature). Sferična aberacija oči

Tako kot vsak optični sistem ima oko številne aberacije. Prisotnost aberacij oči vodi do dejstva, da je vsaka točka predmeta prikazana kot mesto s precej zapleteno porazdelitvijo osvetlitve v njem. Na osi sistema opazimo sferične in kromatične aberacije.

Sferična aberacija očesa je posledica dejstva, da se žarki, ki gredo skozi obrobne cone zenice, lomijo močneje kot žarki, ki gredo skozi njeno osrednje območje. Vpliv sferične aberacije na kakovost slike je relativno majhen pri majhnih velikostih zenic (2 - 4 mm). Ob velike velikosti zenice, učinek sferične aberacije postane močnejši, kakovost slike na mrežnici se znatno poslabša.

Vprašanja sferičnih in kromatičnih aberacij človeškega očesa so preučevali Jung, Helmholtz in drugi, leta 1947 se je pojavilo temeljno delo A. Ivanova o merjenju sferičnih in kromatičnih aberacij očesa. Leta 1961 je M.S. Smirnov izmeril valovno aberacijo očesa. Poudariti je treba, da so bile izvedene samo meritve aberacij subjektivna metoda- glede na odgovore subjekta o dojemanju predstavljenega predmeta. Posledično se pridobljeni podatki nanašajo le na aberacije osrednje makularne regije. Preiskovanec ne more določiti aberacij točk zunaj osi, prikazanih na obrobnih področjih mrežnice, zaradi grobe strukture teh območij mrežnice in številnih drugih. fiziološki dejavniki... Na podlagi eksperimentalnih podatkov so bile oblikovane krivulje očesnih aberacij.

Razpršenost parametrov očesa različni ljudje je velika, tudi znak aberacij se spremeni. Najmanjše aberacije se pojavijo pri nameščanju bližnjih predmetov (1 - 2 m). Večina oči ima negativno aberacijo. Takšne aberacije so značilne za tiste primere, ko je lom roženice visok, leča pa nizka. Če je aberacija roženice nižja od običajne in je leča višja, potem je pogostejša pozitivna aberacija.

Pot žarkov v prisotnosti sferične aberacije je prikazana na sliki 8. Po mnenju Ivanova je pri velikosti zenice 4 mm sferična aberacija očesa enaka 1 dioptriji.

Riž. 8 - Pot žarkov ob prisotnosti sferične aberacije

Posebnost očesa v primerjavi s klasičnim optičnim sistemom je, da je v očesu sferična aberacija delno kompenzirana, najprej zaradi dejstva, da imajo obrobne cone optičnega sistema očesa šibkejši lom (manjša optična moč) zaradi na nižji indeks loma leče perifernih območij v primerjavi z njenim jedrom, drugič zaradi rahlega povečanja polmera ukrivljenosti perifernega dela roženice.

Sferična aberacija je odvisna od akomodacije; praviloma se povečuje s povečanjem akomodacijskega stresa.

Pot žarkov v prisotnosti kromatične aberacije je prikazana na sliki 9. Kromatska aberacija se kaže v dejstvu, da je vzporedni žarek bele svetlobe, ki pada na lečo, osredotočen na več kot eno točko: kratkovalovni žarki se bodo zbrali bližje leči kot žarki daljše valovne dolžine. To vodi do dejstva, da je podoba bele točke v kateri koli ravnini pridobljena v obliki barvne lise. Če se osredotočite modri žarki poravnajte z mrežnico, bo točkovna slika obdana z rdečim halojem in obratno; kromatska aberacija je odvisna od premera očesne zenice in se s tem povečuje.

Riž. 9 - Pot žarkov v prisotnosti kromatične aberacije

Vrednost kromatične aberacije za ekstremne valovne dolžine vidnega spektra je v povprečju 1,3 dioptrije. To vrednost je določil T. Jung.

V normalnih pogojih bele svetlobe ne moremo razlikovati barvnih robov okoli opazovanih predmetov. To je posledica superpozicije barvnih halojev enega na drugem in majhnih kotnih dimenzij barvnih obrob. Določanje ostrine vida v enobarvni svetlobi in uporaba posebna sredstva popravljanje kromatične aberacije ni povzročilo bistvenega povečanja ostrine vida, t.j. kromatske aberacije ne vplivajo bistveno na osrednji vid.

Za oko je poleg sferične in kromatične aberacije značilna tudi aberacija kot fiziološki astigmatizem.

Spodaj fiziološki astigmatizem razumeti takšen očesni astigmatizem, pri katerem se ohranja normalna ostrina vida. Psihološki astigmatizem je značilen za vsako oko in ga povzroča več glavnih dejavnikov: asferičnost lomnih površin, astigmatizem poševnih vpadnih žarkov, decentriranje lomnih površin in neravnine optična gostota lomni mediji.

Navedimo primer porazdelitve loma v zenici v fiziološkem astigmatizmu (slika 10).

Riž. 10 - En primer porazdelitve loma v zenici s fiziološkim astigmatizmom

Motnja strukture fiziološkega astigmatizma onemogoča njegovo odpravo z valjastimi ali kontaktnimi lečami. Slednji lahko odpravijo roženice astigmatizem, vendar je leča komponenta fiziološkega astigmatizma v celoti ohranjena.

Velikosti fiziološkega astigmatizma ni mogoče izmeriti na tradicionalen način- razlika v dveh medsebojno pravokotnih ravninah (meridianih). Najenostavnejša možnost ocenjevanja je razlika med najmočnejšim in najšibkejšim lomom. Uporablja se tudi koncept koeficienta astigmatizma. TO:

,

kje a- odstopanja od povprečja aritmetična vrednost(brez upoštevanja znaka) vrednosti lomov v posameznih conah zenice; n Je število meritev loma.

Za podani primer TO= 0,34 dioptrije.

Ugotovljeno je bilo jasno razmerje med stopnjo fiziološkega astigmatizma in osrednjo ostrino vida (tabela 3).

Tabela 3- Odvisnost ostrine vida od koeficienta fiziološkega astigmatizma

Manj fiziološkega astigmatizma, višja je ostrina vida. Ta vzorec velja za ostrino vida v območju 1,0 - 2,0, tj. za veliko večino normalnih oči.

Globina FOKALNEGA PODROČJA OČI.

Vsaka optična zasnova ima v slikovnem prostoru lastno globinsko ostrino, pri kateri premiki zaslona (mrežnica za oko) ne povzročajo opazne spremembe kakovosti slike. Oftalmologi tej vrednosti pravijo globina žariščne površine.

Očitno je globina žariščne površine odvisna od premera zenice: manjši je premer, večja je globina. Eden od razlogov za prisotnost globin žariščne regije je končna debelina svetlobno sprejemljive plasti (približno 0,06 mm). To daje vrednost ene od komponent globine žariščne površine 0,2 dioptrije.

Po rezultatih Sergienka N.M. globina žariščne površine je (0,63 ± 00,24) dioptrije z najpogostejšo ostrino vida 1,35 - 1,5 ( D str= 5 mm). Vpliv premera zenice na goriščno globino po Campbell F.W. in drugi avtorji so navedeni v tabeli 4.

Tabela 4- Vpliv premera očesne zenice na globino žariščne površine

REŠITEV O DIFRAKCIJI OČI... Spomnimo se, da noben optični sistem, tudi optični sistem, idealno popravljen za vse aberacije, ne more dati natančne slike predmeta. Točka nikoli ni predstavljena s točko. Razlog so pojavi difrakcije, ki so neločljivo povezani z valovno naravo svetlobe. Točkovni vir svetlobe na mrežnici ni prikazan kot ena jasna točka, ampak kot krog, obdan z vrsto koncentričnih svetlobnih obročev padajoče svetlosti.

Za oko je premer osrednjega svetlobnega kroga za sevanje z valovno dolžino λ odvisen od premera zenice D str in zadnjo goriščno razdaljo f ":

,(5)

kje n- lomni količnik steklasto telo.

Z zmanjšanjem premera zenice se poveča premer difrakcijskega kroga razprševanja svetlobe. Vendar to zmanjšuje sferično aberacijo. Glede na to obratno razmerje najboljši pogoji najbolj jasno opazovanje predmetov poteka s premerom zenice 2 - 4 mm. Poleg tega pri točkah, ki ne ležijo na osi sistema, opazimo še druge aberacije, na primer astigmatizem poševnih žarkov, komo, pa tudi aberacije, ki povzročijo popačenje oblike slike. Zadnje od njih - popačenje - spremeni povečavo, ko se objekt oddalji od osi optičnega sistema. Prisotnost precej velikih aberacij v optičnem sistemu očesa z velikim premerom zenice vodi do prerazporeditve osvetlitve v difrakcijski sliki: osvetlitev pri osrednjem maksimumu se zmanjša, v difrakcijskih obročih pa se poveča.

Zgoraj opisane pomanjkljivosti oči imajo kumulativni učinek na mejo ločljivosti. V delu je prikazano, da ostrine vida ne omejujejo očesne aberacije, ampak predvsem difrakcija svetlobe na zenici očesa. Tako se optični sistem emmetropnega očesa popravi dovolj dobro, da v celoti izkoristi vse možnosti valovne narave svetlobe.

Aberacije

Idejo o očesu kot popolni optični napravi dobimo že od šole, ko študiramo odsek fizike "Optika". Pri študiju ustreznih ved na višjih ali srednjih specializiranih izobraževalnih ustanovah se takšna zamisel o očesu utrdi, prerašča Dodatne informacije... Zato je izjava S.N. Fedorov, da je oko nepopolna naprava in da je naloga oftalmologa, da jo izboljša, dolgo časa je bilo veliko zdravnikov dojetih s skepticizmom.

In kaj je laserska korekcija, če ne izboljšanje napak narave? Napake narave tukaj vključujejo kratkovidnost, hiperopijo in astigmatizem. In ne samo. Optiki to poznajo že dolgo. Vedeli so, da je treba pri načrtovanju celo najpreprostejšega teleskopa ne le osredotočiti optičnega sistema na eno točko (izključiti kratkovidnost, hiperopijo in astigmatizem teleskopa), ampak tudi zagotoviti kakovost nastale slike. Leče, iz katerih je teleskop izdelan, morajo biti dobro steklo, skoraj popolne oblike in z dobro obdelano površino. V nasprotnem primeru bo slika nejasna, popačena in izprana. Takrat se je začela študija aberacij - najmanjše hrapavosti in nepravilnosti loma. S prihodom naprav za odkrivanje in merjenje očesnih aberacij je v oftalmologijo vstopila nova dimenzija - aberometrija.

Aberacije so lahko različnega reda... Najenostavnejše in najbolj znane aberacije so ista kratkovidnost, hiperopija in astigmatizem. Imenujejo se defokusiranje ali aberacije drugega, najnižjega reda. Aberacije višji red in so iste hrapavosti in nepravilnosti loma, ki so bile že omenjene zgoraj.

Aberacije višjega reda so prav tako razdeljene na več vrst velikosti. Menijo, da na kakovost vida vplivajo aberacije predvsem do sedmega reda. Za lažje zaznavanje obstaja niz Zernikovih polinomov, ki prikazujejo vrste monokromatskih aberacij kot tridimenzionalni model lomne neenakosti. Niz teh polinomov lahko bolj ali manj natančno prikaže vse nepravilnosti pri lomu očesa.

Od kod prihajajo aberacije?

Vsak jih ima. Sestavljen je iz posamezna kartica refrakcija očesa. Sodobne naprave zaznajo aberacije višjega reda, ki nekako vplivajo na kakovost vida, pri 15% ljudi. Ampak individualne značilnosti vsi imajo lome.

Dobavitelji aberacij so roženica in leča.

Aberacije lahko povzročijo:

Prirojena anomalija (zelo majhne in šibko vplivajo na nepravilnosti vida, lentikonus);

Poškodba roženice (brazgotina roženice zategne okoliško tkivo, pri čemer se roženici odvzame sferičnost);

Operacija (radialna keratotomija, odstranitev leče skozi rez roženice, laserska korekcija, termokeratoplastika in drugi posegi na roženici);

Bolezni roženice (posledice keratitisa, trnja, keratokonusa, keratoglobusa).

Razlog, zakaj so oftalmologi pozorni na aberacije, je oftalmokirurgija... Oftalmologija, ki ni pozorna na aberacije in ne upošteva njihovega vpliva na kakovost vida, obstaja že dolgo. Pred tem so proučevali aberacije in se z njimi borili. negativni vpliv samo proizvajalci teleskopov, teleskopov in mikroskopov.

Operacija roženice ali leče(kar pomeni zarezo roženice) za več vrst velikosti poveča aberacije najvišjega reda, kar lahko včasih povzroči zmanjšanje ostrine vida po operaciji. Zato je razširjena uvedba implantacije umetnih leč, keratotomije in laserske korekcije v oftalmološko prakso prispevala k razvoju diagnostične opreme: pojavili so se keratotopografi, ki so analizirali lomni zemljevid roženice, zdaj pa tudi aberometri, ki analizirajo celotno valovno fronto s sprednje površine roženica do mrežnice.

Aberacije LASIK

Popravlja defokusiranje (kratkovidnost, hiperopija), refrakcijski kirurg pacientu doda aberacije visokega reda.

Oblikovanje lopute roženice z mikrokeratomom vodi do povečanja aberacij višjega reda.

Zapleti med LASIK -om vodijo v povečanje aberacij višjega reda.

Proces zdravljenja vodi do povečanja aberacij višjega reda.

Boj proti aberacijam, ki jih povzroča LASIK

Mikrogrubosti in nepravilnosti ni bilo mogoče odstraniti z uporabo ekscimernega laserja z režo. Izumljena je bila naprava z možnostjo točkovne ablacije, ki je bila uvedena v proizvodnjo, torej premer laserski žarek pri nekaterih modelih manj kot milimeter. Z uporabo polinoma Zernike so v prakso uvedli računalniške programe, ki posamezen zemljevid loma, pridobljen iz aberrometra v laserski instalaciji, samodejno pretvorijo v algoritem, ki nadzoruje žarek, pri čemer odpravlja ne le preostalo defokusiranje, ampak tudi aberacije višjega reda. Polinomi Zernike postanejo niz orodij, od katerih je vsako zasnovano za odstranjevanje določene komponente v kompleksu aberacij. Kot mizar je ravnina za izravnavo, dleto je za poglabljanje, žaga je za cepljenje, sekira je za cepljenje. Seveda ni tako preprosto. Ker ne najdete enega, ampak deset načinov uporabe sekire, je polinom namenjen odstranjevanju prostorsko precej zapletenih oblik. Toda osnovno načelo je jasno.

Pri izvajanju takšne prilagojene laserske ablacije mora biti roženica po obliki blizu ravni optično idealne krogle.

Nadzor

Po laserski korekciji so nekateri bolniki dosegli ostrino vida več kot 1,0. Bolniki niso videli le deset vrstic, ampak enajst, dvanajst in še več. Ta pojav se imenuje "nadzor".

V znanstvenih krogih se je skoraj razplamtela razprava o kršenju človekovih pravic. Kako pravilno je dati človeku preveč dober vid, saj bo videl pomanjkljivosti na obrazih ljubljenih, razlikoval bo vsako slikovno piko na računalniških in televizijskih zaslonih ter trpel zaradi presežka vizualnih informacij. Precej znanstveni pristop. Morda bo ta spor ostal aktualen čez nekaj let.

Vzporedno s tem sporom so se pojavili komercialni predlogi.... Oglasi za ekscimer klinike so obljubljali nadzor vsem. Toda nadzor ni predvidljiv! Nekaterim bolnikom bo uspelo, več deset drugim pa ne. Konec koncev je sposobnost nadzora odvisna od velikosti očesnih fotodetektorjev, istih stožcev na mrežnici. Manjši kot je stožec in večja je njegova gostota v makuli, manjši je predmet, ki ga človek lahko vidi. Poleg tega učinek vsake vrste aberacije višjega reda na vid še ni ustrezno preučen. Zato je komercialna ponudba nadzora v obliki superLASIK (glej zgoraj) napačna. Lahko govorimo le o prilagojeni laserski korekciji.

Vpliv aberacij na vid

Med hladno vojno med ZSSR in ZDA je znanstveno in vojaško-industrijsko vohunjenje postalo eno najpomembnejših področij delovanja posebnih služb obeh držav. Ko je novi sovjetski lovec MiG v lokalnih vojnah pokazal očitno svojo prednost tehnične značilnosti nad sovražnimi letali je ameriška obveščevalna služba storila vse, da bi prevzela skrivni razvoj oblikovalskega biroja Artyoma Mikoyana. Na koncu jim je uspelo dobiti skoraj celoten MiG.

Ena od prednosti MiG -a pred ameriškimi kolegi je bila njegova okretnost in hitrost zaradi izredno nizkega zračnega upora takrat med letom. Zdelo se je, da se zrak sploh ne upira trupu letala in je gladko tekel okoli njegove konture.

Da bi dosegli ta učinek, so ameriški oblikovalci letal poskušali narediti površino svojega letala idealno gladko, ravno in poenostavljeno. Predstavljajte si njihovo presenečenje, ko so zagledali neravno, hrapavo površino MiG -a s štrlečimi glavami "zakov in vijakov". Skrivnost racionalizacije ruskih letal se je izkazala za preprosto in iznajdljivo. Vse te hrapavosti med letom so ustvarile nekakšno zračno blazino okoli telesa letala, ki omogoča čim bolj zmanjšanje zračnega upora.

Morda je to mit ali legenda letalskih oblikovalcev, vendar takšna analogija odlično ponazarja odnos oftalmologov do aberacij višjega reda. Dejstvo je, da so pogledi oftalmologov na učinek aberacij na vid v zadnjih desetih letih doživeli določeno evolucijo, podobno evoluciji ameriških oblikovalcev do značilnosti površine letala.

Kot smo že omenili, so oftalmologi problemu aberacij posvetili veliko pozornosti predvsem zaradi poslabšanje kakovosti vida po operaciji roženice... Bolniki so videli potrebno število vrstic, vendar so se pritožili zaradi zmanjšanja temna prilagoditev, izkrivljanje in brisanje meja vidne predmete... Bili so tudi tisti, ki s praktično ničelnim lomom (torej odsotnostjo kratkovidnosti in hiperopije) ostrina vida ni dosegla 1-2 vrstic na raven, ki so jo dali v očalih pred korekcijo. Ni presenetljivo, da je bil odnos do aberacij povsem negativen glede pridobljene ali prirojene patologije. Prav ta odnos je spodbudil tekmo za popolno sferičnost roženice in super vid.

Zdaj se mnenje oftalmologov spreminja. Prva lastovka je bila legendarni oftalmološki kirurg Pallikaris (svetovno znan refrakcijski kirurg in eden od ustanoviteljev laserske korekcije).

Leta 2001 je v Cannesu predlagal, da ima poleg parametrov očesa, ki se beležijo s pomočjo sodobnih naprav, vsaka oseba tudi »dinamični vizualni faktor«. Čas bo pokazal, do česa bodo pripeljale nadaljnje raziskave na tem področju. Nekaj ​​je gotovo: aberacije lahko zmanjšajo in povečajo ostrino vida.

Morda bo nadaljnja študija "dinamičnega vizualnega faktorja" temeljila na naslednji hipotezi.

LASIK vodi do povečanja aberacij višjega reda. Možno je, da zožitev teh aberacij na sedem vrst velikosti v perspektivi znanstvenih raziskav ni povsem pravilna. Razlika v optični gostoti v območju vmesnika (prostor pod loputo), hrapavost nastale površine roženice in procesi celjenja (preoblikovanje oblike roženice, vlečenje poškodovanih fibrilov, neenakomerna epitelna plast itd.). ) so tukaj pomembni. Vse to skupaj z drugimi aberacijami vodi v zameglitev osredotočenosti na mrežnico, pojav več slik. Z akomodacijskim mehanizmom možgani izberejo najbolj jasno in najbolj zadovoljivo v določenem časovnem obdobju od vseh predstavljenih podob (načelo multifokalnosti). Posamezne značilnosti prilagajanja možganov spremenljivosti nastale slike bodo tisti "dinamični vizualni dejavnik", od katerega je odvisna - ta niz aberacij bo izboljšal vid pri ta oseba ali zmanjšati njegovo kakovost. In to je že povezano z ravnotežjem zavesti in podzavesti, psihomotoričnimi posebnostmi, inteligenco, psihološkim statusom.

Od džungle predpostavk do posebnih vprašanj.

Kaj so aberacije?

Kromatika, astigmatizem poševnih žarkov, koma itd. Vse skupaj tvorijo podobo okoliškega sveta na mrežnici, katere zaznavanje je za vsako osebo strogo individualno. Vsak od nas svet resnično vidi le na svoj način. Le popolna slepota je lahko enaka za vse.

Obstaja več vrst aberacij višjega reda.

1. Sferična aberacija. Svetloba, ki prehaja po obodu bikonveksne leče, se lomi močneje kot v sredini. Glavni "dobavitelj" sferične aberacije v očesu je leča, drugič pa roženica. Širša je zenica, torej večji del leče sodeluje pri vizualnem dejanju, bolj je opazna sferična aberacija.

Pri refrakcijski kirurgiji najpogosteje povzroči sferično aberacijo:

Umetna leča;

Laserska termokeratoplastika.

2. Aberacije kotov nagiba optičnih žarkov. Asferičnost lomnih površin. Predstavlja neskladje središč slik svetlobnih točk, ki se nahajajo zunaj osi optičnega sistema. Razdeljeni so na aberacije velikih kotov nagiba (astigmatizem nagnjenih nosilcev) in majhne kote nagiba (koma).

Koma nima nič opraviti z znano diagnozo oživljalcev. Njegov aberometrični vzorec je podoben krogu, ki se nahaja v optičnem središču roženice in je s črto razdeljen na dve enakomerni polovici. Ena od polovic ima visoko optično moč, druga pa nizko optično moč. S takšno aberacijo človek svetlobno točko vidi kot vejico. Pri opisovanju predmetov ljudje s takšno aberacijo uporabljajo besede "rep", "senca", "dodatna kontura", "dvojni vid". Smer teh optičnih učinkov (aberacijski poldnevnik) je lahko drugačna. Vzrok za komo je lahko prirojeno ali pridobljeno neravnovesje v optičnem sistemu očesa. Optična os (na kateri je fokus leče) roženice ne sovpada z osjo leče in celoten optični sistem ni osredotočen v središču mrežnice, v makuli. Koma je lahko med drugim ena od sestavin refrakcijske napake pri keratokonusu. Med LASIK -om se lahko pojavi koma zaradi decentriranja območja laserske ablacije ali posebnosti celjenja roženice med lasersko korekcijo hiperopije.

3. Popačenje- kršitev geometrijske podobnosti med objektom in njegovo podobo - popačenje. Točke predmeta na različnih razdaljah od optične osi so upodobljene z različnimi povečavami.

Laserska korekcija ni monopol pri korekciji aberacij. Umetne leče so že razvite in kontaktne leče kompenzirajo nekatere vrste aberacij višjega reda.

Izlet v oftalmološko klasifikacijo aberacij

Aberacije so razdeljene v tri glavne skupine:

Difrakcijski;

Kromatično;

Enobarvno.

Difrakcijska aberacija pojavijo, ko svetlobni snop preide v bližini nepreglednega predmeta. Svetlobni val odstopa od svoje smeri in prehaja blizu jasne meje med prozornim medijem (zrakom) in nepreglednim medijem. V očesu je tak neprozoren medij šarenica. Tisti del svetlobnega snopa, ki ne prehaja v središču zenice, ampak na njegovem robu, se odkloni, kar vodi do razprševanja svetlobe po obodu.

Kromatska aberacija nastanejo zaradi naslednjega optičnega pojava. sončna svetloba, kot že omenjeno, je sestavljen iz svetlobnih valov z zelo različnimi dolžinami. Vidna svetloba sega od kratkovalne vijolične do dolgovalne rdeče. Se spomnite malo za zapomnitev spektra vidne svetlobe - barve mavrice? "Vsak lovec želi vedeti, kje sedi fazan."

Rdeča, oranžna, rumena, zelena, modra, modra, vijolična.

Vsaka od teh vrst žarkov ima svoj lomni količnik. Vsaka barva se na svoj način lomi v roženici in leči. V grobem gledano je slika modrega in zelenega dela predmeta osredotočena na emetron z mrežnico in rdeče za njim. Posledično je slika barvnega predmeta na mrežnici bolj zamegljena kot črno -bela. 3D video temelji na učinku, povezanem s kromatsko aberacijo.

Monokromatska aberacija, pravzaprav so glavni predmet študija refrakcijskih kirurgov. Enobarvne aberacije delimo na aberacije višjega in nižjega reda. Monokromatske aberacije nizkega reda: kratkovidnost, hiperopija in astigmatizem. Monokromatske aberacije višjega reda: sferična aberacija, koma, astigmatizem poševnih žarkov, ukrivljenost polja, popačenje, nepravilne aberacije.

Za opis kompleksa monokromatskih aberacij višjega reda se uporabljajo polinomi matematičnega formalizma Zernike (Zernike). Dobro je, če so blizu ničle in je povprečno kvadratno odstopanje valovne fronte RMS manjše od valovne dolžine ali enako 0,038 μm (kriterij Marechal). Vendar so to tankosti refrakcijske kirurgije.

Standardna polinomska tabela Zernike je nekakšen niz tridimenzionalnih ponazoritev aberacij do sedmega reda: defokusiranje, astigmatizem, astigmatizem poševnih žarkov, koma, sferična aberacija, trolist, štirinožnik in tako naprej, do osem listov (trolist, tetrafoil, pentafoil) , šesterostranec ...). "Shamrocks" predstavljajo od tri do osem enotnih sektorjev kroga s povečano optično močjo. Njihov pojav je lahko povezan z glavnimi centripetalnimi smermi stromalnih vlaken, nekakšnimi rebri, ki utrjujejo roženico.

Aberacijski vzorec očesa je zelo dinamičen. Enobarvne aberacije prikrivajo kromatične aberacije. Ko se zenica razširi v temnejši sobi, se sferične aberacije povečajo, a difrakcijske aberacije se zmanjšajo in obratno. S starostnim zmanjšanjem sposobnosti prilagajanja začnejo aberacije višjega reda, ki so bile prej spodbuda in povečale natančnost akomodacije, začeti zmanjševati kakovost vida.

Zato je trenutno težko določiti pomen pozitivnega in negativni vpliv vsake vrste aberacije na vid vsake osebe.

Vloga aberrometrije (s funkcijo keratotopografije) pri predoperativnem pregledu

O tem je bilo že vse povedano. Glede na podatke o aberometriji je sestavljen individualni zemljevid valovne fronte, po parametrih katere se izvaja prilagojena laserska korekcija. Pri večini bolnikov je raven aberacij višjega reda, milo rečeno, zelo majhna. In ni potrebe po uporabi prilagojene laserske ablacije. Zadostujejo podatki avtorefraktokeratometrije. Toda to ne pomeni, da se ne bi smeli loviti personalizacije. Konec koncev, če imate aberacije, jih lahko odkrijete le z aberometrijo. In s korekcijo boste imeli večjo ostrino vida, kot ste jo kdaj imeli z očali ali celo s kontaktnimi lečami.

Riž. 17. Analizator očesnega vala (aberrometer s funkcijo keratotopografije). Bistvo keratotopografije je naslednje. Svetlobni koncentrični krogi (Placidov disk) (b) so projicirani na sprednjo površino roženice in njihov odsev fotografira naprava (a). Z razliko med parametri projiciranega in odsevnega kroga aparat izračuna ukrivljenost roženice v 10.000 točkah in tvori lomni "zemljevid".

Personalizirana laserska ablacija se izvaja tudi z dodatno korekcijo, s korekcijo po drugih operacijah in s tanko roženico.

Kar se tiče diagnoze kot take, torej iskanja patologije, je tukaj glavna stvar, da ne zamudite keratokonusa.

Spet keratokonus

Refrakcijski kirurg je z lahkoto prepoznati keratokonus z ustrezno opremo. Ampak to ni problem. Problem je odgovornost. Pa tudi zapletenost saperjevega dela, ne le v poznavanju zapletenosti obrti. Težava je v tem, da se saper moti le enkrat. S keratokonusom se ne morete zmotiti. Nikoli. In za to morate nenehno upoštevati njegove posredne znake:

Miopični astigmatizem je pogosteje s poševnimi osmi;

Optična moč roženice je več kot 46 dioptrij;

Tanka roženica;

Presenetljivo dober vid brez očal in presenetljivo slab s kozarci v prisotnosti hudega astigmatizma;

Napredovanje astigmatizma;

Lokalna izboklina roženice, pogosto v spodnjem sektorju.

Te izbokline ni mogoče zgrešiti, kadar keratotopografija (ali aberrometrija)... Štrlenje spremlja povečanje optične moči. Splošno sprejet standard za barvne indikacijske barve na sliki valovne fronte v modre barve območja z manjšo optično močjo (dioptrija) in v rdeči barvi - z več. Klasični keratokonus je videti kot rdeča pika v spodnji desni ali spodnji levi roženici.

Mimogrede, navaden astigmatizem visoka stopnja izgleda kot rdeč metulj. Včasih krila tega metulja izgubijo simetrijo. Eno krilo postane ogromno, se pomakne navzdol, drugo pa se zmanjša. Kot pesek v peščeni uri optična moč teče od zgoraj navzdol. To je morda že manifestacija keratokonusa. Naredite laserska korekcija v tem primeru je nemogoče.

Kdo slabše prenaša aberacije, pridobljene po LASIK -u?

Mladi z labilno psiho in širokim učencem. Vsak od nas ima v luči drugačno velikost zenic. V povprečju tri milimetre, nekateri pa imajo od rojstva nekaj milimetrov več. In večja kot je zenica, večja je površina roženice in leče, ki sodeluje pri vidnem dejanju. Bolj majhna hrapavost izkrivlja sliko. Praviloma možgani niso pozorni na take malenkosti. Poleg tega izključuje plavajoče motnosti v steklastem telesu iz vizualnih informacij (prisotne so pri večini kratkovidni ljudje), oseba pa je nanje pozorna le včasih, ko gleda slepeč bel sneg ali recimo svetel zaslon računalnika. Toda pri subtilni, ustvarjalni, živčni naravi je zaznavanje pogosto povečano, kar lahko prispeva k temu, da so na takšne dražljaje nenehno pozorni. To ni izbirčno, ampak funkcija. živčni sistem, kot je na primer individualni prag občutljivosti na bolečino.

V takih primerih lahko poskusite razviti odvisnost od aberacij v možganih ali bolje rečeno, odvrniti njegovo pozornost od te težave z vkapljanjem kapljic, ki za en mesec stisnejo zenico (pilokarpin). V primeru neuspeha taktike se bodo morali dodatno popraviti, da se zmanjšajo aberacije višjega reda.

Kje se lahko v vsakodnevni praksi optometrist sreča z aberacijami višjega reda?

Pri keratokonusu ostrina vida s popolno korekcijo očal pogosto pade pod 1,0. Pri pregledu vida skozi diafragmo treh milimetrov ali manj se ostrina vida bistveno izboljša (glej zgoraj). V obeh primerih je razlog za dogajanje v aberacijah.

Po odstranitvi katarakte z implantacijo umetne leče pacient pogosto, tudi s popolno korekcijo očal, ne vidi 1,0. Ni v vseh primerih povezana z boleznimi mrežnice, ambliopijo ali sekundarno katarakto.

Umetna leča z manjšim premerom od naravne. Včasih je umetna leča lahko neenakomerna. Med operacijo zareza roženice spremeni sferično obliko roženice. Vsi ti razlogi povzročajo aberacije višjega reda. V skrajnih primerih jih je mogoče zmanjšati z izvedbo prilagojene laserske korekcije (več o bioptiki v naslednjem poglavju).

Smiselno je izvesti aberometrijo in s tako imenovano nočno slepoto, ki se kaže v poslabšanju ostrine vida v mraku, vendar je ne spremljajo znaki hude bolezni mrežnica (tapetoretinalna abiotrofija itd.).

Primerov je veliko. Če obstaja sum na aberacije, se lahko pacienta napoti na pregled v center za refrakcijsko kirurgijo.

Članek iz knjige:

ZMOGLJIVOST OČI- popačenje slik na očesni mrežnici zaradi pomanjkljivosti njegovega optičnega sistema.

NEVARNOST OČI je lahko posledica različnih razlogov: nepravilne oblike površine roženice in leče, nepopolnost njihovega centriranja, nehomogenost očesnih medijev (zlasti leče) in pojavi difrakcije, ki nastanejo v očesu na poti svetlobnega snopa (upogibanje ovir s svetlobnimi valovi itd.).

Vse vrste aberacij so v takšni ali drugačni meri lastne optičnemu sistemu človeškega očesa. optični sistemi: sferična, kromatična, pa tudi difrakcijska aberacija in astigmatizem (glej Aberacija, astigmatizem očesa).

Sferična aberacija očesa zaradi heterogene strukture leče. Opredeljena je kot razlika med stopnjo loma optičnega sistema žarkov, ki prehajajo skozi obrobne in osrednje dele očesne zenice, in se meri v dioptrijah. Ena dioptrija (1 dioptrija) - lomna moč leče s Goriščna razdalja 1 m. Sferična aberacija očesa se šteje za pozitivno, če se periferni žarki lomijo močneje od osrednjih in je njihov fokus bližje leči kot do mrežnice, negativno pa, če je fokus perifernih žarkov bližje mrežnici kot do objektiva. Pomanjkanje enotnega ostrenja za osrednje in obrobne žarke, ki padajo na zenico, vodi do dejstva, da se obravnavane svetleče točke projicirajo na očesno mrežnico v obliki pik (krogov, ki razpršujejo svetlobo). Posledično se zmanjša ostrina vida.

Sferična aberacija očesa je v določeni meri popravljena z zmanjšanjem ukrivljenosti površin roženice in leče kot prehod iz njihovih osrednjih con v periferne. Sferična aberacija očesa je odvisna od stanja nastanitve oči (glej) in širine zenice. Običajno je pri dnevni svetlobi (premer zenice 3-4 mm) aberacija oči 0,5-1 dioptrije.

Kromatska aberacija očesa zaradi neenakega loma svetlobnih žarkov z različnimi valovnimi dolžinami v optičnem sistemu očesa (glejte lom očesa). Pri različnih ljudeh ni enako. Za kromatično aberacijo je numerično značilna razlika med lomno močjo očesa pri rumenem sevanju z valovno dolžino 587,6 nm (5876A) in lomno močjo očesa za dani val in je izražena v dioptrijah.

Zaradi kromatične aberacije so slike predmetov na očesni mrežnici obdane z obarvano obrobo. Vendar oseba zaradi selektivne občutljivosti mrežnice na sevanje različnih valovnih dolžin ne opazi obarvanih obrisov predmetov.

Kromatična aberacija oči pojasnjuje nezmožnost očesa z normalnim lomom (glej Emmetropia), da bi videl oddaljene modre ali vijolične predmete, pa tudi pojav "štrlečih" in "umikajočih se" barv. V večini primerov kromatična aberacija očesa pojasnjuje posebnosti tehnik, ki jih uporabljajo umetniki v krajinskem in krojaškem slikarstvu.

Številne metode in naprave, ki se uporabljajo v oftalmologiji za merjenje velikosti očesne ametropije, temeljijo na uporabi pojavov kromatične aberacije očesa. Difrakcijske aberacije očesa so popačenja na mrežnici očesa kot posledica difrakcije, ki nastane, ko svetlobni žarki prehajajo skozi zenico majhnega premera. V difrakcijski A. okrogle lise obdan z vrstami svetlih in temnih obročev. Difrakcijska aberacija oči je ostrejša, manjši je premer zenice.

Največja jasnost slike predmetov na očesni mrežnici in zato najboljši pogled oko se pojavi, ko je premer zenice očesa 2-4 mm. Nadaljnje povečanje premera zenice spremlja zmanjšanje ostrine vida.

L. H. Gassovsky.

Aberacije se imenujejo napake katerega koli optičnega sistema, vključno z očmi.

Ločimo aberacije nizkega reda - miopija, hiperopija in astigmatizem, ki so najpogostejše in predstavljajo približno 85% vseh aberacij.

Obstajajo tudi aberacije višjega reda, ki jih je le 15%, so precej raznolike. Ti vključujejo komo, sferično aberacijo in popačenje.

Kaj je njihov vzrok in kako vplivajo na vid?

Aberacije nastanejo kot posledica popačenja svetlobnih žarkov pri prehodu skozi katero koli funkcionalno strukturo očesa:

• Solzni film, ki pokriva zunanjo stran sprednje regije zrklo, zagotavlja hidracijo in ščiti sprednji del očesa pred vdorom tujih teles in sodeluje pri lomu svetlobnih žarkov ter gladi majhne nepravilnosti v roženici.
• Roženica - sprednji prozorni del zunanje lupine očesa v obliki krogle - sodeluje pri lomu svetlobnih žarkov.
• Vodna vlaga - zapolni prostor med roženico spredaj in lečo z šarenico zadaj, sodeluje pri lomu.
• Leča je intraokularna leča, ki lomi svetlobne žarke.
• Steklasto telo je gel, ki zapolni velik volumen v očesni votlini za lečo, meji na mrežnico od znotraj (na svetlobo občutljivo membrano očesa) in sodeluje pri prenosu svetlobnih žarkov.

V skladu s tem se lahko ob spremembah katerega koli od oddelkov, ki so našteti, pojavijo ali se okrepijo že obstoječe aberacije.

Različne spremembe in bolezni lahko povzročijo pojav aberacij, na primer nezadostna solzna folija pri sindromu suhega očesa; brazgotine na roženici po operacijah, poškodbah, nalezljive bolezni; zamegljenost leče (katarakta); spremembe v steklastem telesu z kratkovidnostjo, po vnetne bolezni, travma, krvavitev.

Aberacije višjega reda poslabšajo vid in so opisane kot zamegljene slike in predmeti, bleščanje, oreol okoli svetlobnih virov, utripanje, s čimer se zmanjša kakovost vida, zlasti v slabih svetlobnih pogojih in ponoči.

Resnost simptomov je odvisna od številnih dejavnikov, na primer vzroka aberacije ali velikosti zenice. Tako lahko oseba opazi navedene manifestacije aberacij le v pogojih slabe osvetljenosti, ko se s širjenjem zenice stopnja vpliva aberacij na kakovost vida poveča.

Diagnostika.

Diagnostika aberacij višjega reda je nedavno postala mogoča zaradi tehnologije, ki uporablja računalniška analiza odklon svetlobnih žarkov pri prehodu na mrežnico, čemur sledi delni odboj, tako imenovana valovna fronta.

Ta metoda se uporablja v posebni diagnostični opremi - aberometrih, ki z visoko natančnostjo ugotavljajo vse napake v optičnem sistemu očesa in stopnjo njihovega vpliva na kakovost vida.

Popravek aberacij višjega reda.

Človeško oko ni popolno in ima do določene mere nekatere aberacije. Če to ne vključuje omejitev poklicne dejavnosti in poslabšanja kakovosti vida, aberacije ne zahtevajo posebnega popravka.

Če diagnoza ugotovi prisotnost aberacij, ki zmanjšujejo kakovost vida, lahko kot korekcijski ukrepi pomagajo posebna prilagodljiva optika (očala, kontaktne leče, očesne leče), ki lahko z uporabo tehnologije valovne fronte kompenzirajo učinek odstopanja od kakovosti vida.

Alternativa prilagodljivi optiki je refrakcijska kirurgija (kirurška sprememba lomne moči roženice), ki omogoča uporabo individualni program za dosego vizije Visoka kvaliteta na podlagi podatkov abberometrije.

P.S.: Optični sistem očesa je sestavljen predvsem iz interakcije dveh naravnih leč: roženice in leče. Vsak od njih ima lahko optične pomanjkljivosti - različne ukrivljenosti površin]. majhne motnosti, različna gostota tkiva na različnih delih površine. Vse to lahko povzroči aberacije višjega reda.

Treba je opozoriti, da se povprečna ostrina vida pri osebi običajno vzame kot 100% - to je zmožnost videti s 5 metrov deseto vrstico klasične mize Golovin -Sivtsev, ki jo lahko najdete v kateri koli kliniki pri oftalmologu.

Z odpravo aberacij višjega reda z uporabo prilagojene tehnike ablacije (superLASIK) in diagnostične tehnike valovne fronte je mogoče doseči ostrino vida 1,2-2,0 (tj. 120-200%). Najprej pa je pomembno povečati občutljivost prostorskega kontrasta, tj. jasnost razlikovanja predmetov, zlasti pri šibki svetlobi. V tem primeru bo z ostrino vida 100% in celo 90% povprečne norme udobno za Vsakdanje življenje oseba.