Сферическая аберрация глаза – Оптические аберрации (искажения) зрительной системы человека

Содержание

Оптические аберрации (искажения) зрительной системы человека

ВсеАстигматизмБлизорукостьГлаукомаДальнозоркостьДетская офтальмологияКатарактаКератоконусКосоглазиеЛазерная коррекция зренияМикрохирургияОчки и контактные линзыПроверка зренияСетчатка

Почитать по теме

Волновой фронт, аборрометрический анализКак и любой «неидеальной» оптической системе, человеческому глазу свойственны оптические дефекты — аберрации, которые снижают качество зрения, искажая изображение на сетчатке. Аберрация — это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой при его прохождении через всю оптическую систему глаза.

В технической оптике качество оптической системы определяется аберрациями плоского или сферического фронта световой волны при прохождении через эту систему. Так, глаз без аберраций имеет плоский волновой фронт и дает наиболее полноценное изображение на сетчатке точечного источника (так называемый «диск Эйри», размер которого зависит только от диаметра зрачка). Но в норме, даже при остроте зрения 100%, оптические дефекты преломляющих свет поверхностей глаза искажают ход лучей и формируют неправильный волновой фронт, в результате чего изображение на сетчатке получается более крупным и асимметричным.

Порядки полиномов Зернике

Порядки полиномов Зернике

Количественной характеристикой оптического качества изображения является среднеквадратичное значение ошибок отклонения реального волнового фронта от идеального. Немецкий математик Зернике (Zernike) ввел математический формализм, использующий серии полиномов для описания аберраций волнового фронта. Полиномы первого и второго, т. е. низших порядков, описывают привычные для офтальмологов оптические аберрации — близорукости, дальнозоркости и астигматизма. Менее известны полиномы высших порядков: третий соответствует коме — это сферическая аберрация косых пучков света, падающих под углом к оптической оси глаза. В ее основе лежит асимметрия оптических элементов глаза, в результате которой центр роговицы не совпадает с центром хрусталика. К аберрациям четвертого порядка относится сферическая аберрация, которая в основном обусловлена неравномерностью преломляемой силы хрусталика в различных его точках. Более высокие порядки известны как нерегулярные аберрации.

Как измеряется волновой фронт

Как происходит аберрометрический анализ?

excimerclinic.ru

Аберрация оптической системы глаза — Традиция

Рис.1,Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью биологически приспообленных систем изменения кривизны поверхностей, плотности структуры линз и др. оптической системы глаза (2)

Аберрация оптической системы глаза — аберрационные явления, характерные для глаза млекопитающих, и интересные прежде всего с точки зрения оценки возможностей человеческого зрения.

Аберрации в оптической системе глаза приводят к ухудшению качества изображения. Каждая предметная точка, после отображения её на сетчатке, выглядит в виде пятна с весьма сложным распределением освещенности. Эти дефекты из-за неидеальной оптической системы частично компенсируются при помощи сложной обработки оптической информации нейронными сетями (см. статьи зрение, а также о Лаборатория Р.Е.Марка, исследующей коннектом сетчатки).

Основные виды аберраций в глазу[править]

Хроматическая аберрация[править]

Хроматическая аберрация в оптической системе глаза имеет сходный характер аберраций систем линз — фокусировка различных длин волн на разном расстоянии вдоль главной оси линз, что на фокальной поверхности (сетчатки) образует кружки нерезкости (см. рис.1 (1)) (рассеяние лучей), обусловленное неодинаковой сходимостью фокусирующихся на фокальной поверхности лучей различной длины волны , в результате чего получаем на срезе трёх конусов оптическое изображение точек, размытых с окрашенными краями, в итоге изображение получаем с окрашенными краями. (Обычно красная кромка более заметна, так как красные лучи при фокусировке дистанцируются с большей удалённостью от синих и зелёных)

Хроматическая аберрация всегда приводит к тому, что падающий на линзу параллельный пучок широкополосного света («белый» свет) фокусируется в линию, при этом: коротковолновые (синие) лучи сфокусируются ближе к линзе, далее идут зелёные лучи и затем — красные. (в порядке возрастания длины волны) (см. рис.1 (1)). Что приводит к тому, что оптическое изображение белой точки в любой плоскости получается в виде окрашенного пятна (кружка). В данном случае, если фокус синих лучей ляжет на сетчатку, то изображение точки будет окружено красно-зелёным ореолом.

Хроматическая аберрация зависит от диаметра зрачка глаза (диафрагмы) и увеличивается вместе с ним. В среднем величина хроматической аберрации для крайних длин волн видимого спектра составляет примерно 1,2-1,3 D (диоптрии) (значение было принято Т.Юнгом)[1].

Как правило в условиях нормального освещения белым, светом человек не различает цветных каемок вокруг наблюдаемых предметов. Это может быть объяснено рядом факторов:

  1. Специфическим строением "приёмника цвета" при котором он расположен вдоль линии на которой фокусируются различные длины волн, перпендикулярно рецетивной поверхности сетчатки. При этом "приёмник" своей длиной полностью перекрывает весь диапазон воспринимаемых длин волн.
  2. Наличием малых угловых схождений лучей при фокусировках и соответственно наложением цветных ореолов один на другой, и малыми угловыми размерами цветных каёмок (более компактное схождение центров фокусировок см.). Но это маловероятно, так как мы чётко разделяем границы цветов и не видим ореолов при различных яркостях освещения.
  3. Восприятие цвета и света при помощи трёхкомпонентной системы колбочек, рефлекторно воспринимающих раздельно области «синих», «зелёных», «красных» спектральных лучей. Но это не подтверждено гистологически, так как в этом случае, каждый тип колбочек находился бы на своём уровне (фокусировке воспринимаемой длины волны).
  4. Способностью оптической сиситемы рефлекторно менять кривизну роговицы и хрусталика, а также с переменной твёрдостьи биологических линз (роговица+хрусталик, у которых с уменьшением твёрдости к периферии измененяется показатель преломления, при котором, центры преломления (например, различных длин волн ложаться на сетчатку с наименьшим разбросом расстояний между центрами фокусипровок — с меньшими кружками нерезкости (см.рис.1 (2)). Однако при этом невозможно объяснить тот факт, что мы видим резко одновременно всю окружающую нас "картинку", а не только её малую точечную часть.

Из всего описанного наиболее реальным является только первое предположение.


При определении остроты зрения в монохроматическом свете, а также при применении специальных средств для исправления хроматической аберрации не приводят к существенному повышению остроты зрения. Таким образом, хроматические аберрации не оказывают определяющего влияния на центральное зрение[2].

Сферическая аберрация=[править]

Сферическая аберрация глаза происходит, если лучи света, проходя через периферические зоны зрачка, преломляются сильнее лучей, которые проходят через центральную зону зрачка (разные показатели преломления).

Сферическая аберрация при малых размерах диафрагмы зрачка (2 – 4 мм) на характеристики оптического изображения влияют не значительно. С увеличением размеров зрачка влияние сферической аберрации возрастает (что соответсвенно сказывается на оптическое изображение).

Ошибка создания миниатюры: Файл не найден

Сферическая аберрация

В связи c большим разбросом параметров глаза у людей, то имеет место изменения вектора аберраций. Обычно минимальные аберрации становятся при аккомодации глаза при рассмотрении предметов на расстояниях 1 – 2 м. В большинстве глаз имеется отрицательная аберрация. В данном случае лучи оптического пучка испорченного сферической аберраций образуют каустику — поверхность с «бесконечной» (геометрическое приближение) плотностью световой энергии. Каустика может располагаться до фокальной поверхности оптического изображения — при отрицательной величине аберрации. Каустика подчеркивает яркость края расфокусированного пятна в изображении и служит надежным индикатором остаточной сферической аберрации при тестировании оптики, например, по звездам. Если при достаточно большом увеличении пятно расфокусировки условно точечного тест-предмета в «предфокале» имеет яркий резко очерченный край, а в «зафокале» имеем внешний край более тусклый и размытый, то имеем отрицательную сферическую аберрацию (недокомпенсированную) и, наоборот.

Для глаза такие аберрации характерны тогда, когда рефракция роговицы высокая, а хрусталика — низкая. В случае, когда аберрация роговицы ниже обычной, а хрусталика выше, то чаще имеет место положительной аберрации.

Особенность глаза, по сравнению с обычной оптической системой, связана с оптикомоторной реакцией роговицы и хрусалика и в меньшей мере с ретиномоторной реакцией колбочек и палочек глаза. В глазу поэтому сферическая аберрация частично компенсируется.

  • Во-первых, благодаря тому, что периферические зоны оптической системы глаза имеют более слабую рефракцию (меньшую оптическую силу) в связи с меньшим показателем преломления периферических зон хрусталика по сравнению с его ядром.
  • Во-вторых, благодаря некоторому увеличению радиусов кривизны периферической части роговицы. Сферическая аберрация зависит от аккомодации, она, как правило, увеличивается с ростом аккомодационного напряжения.

Дифракционная аберрация[править]

Дифракционная аберрация глаза как и оптической системы - это дифракция, когда световые лучи оптического изображения проходят через уменьшенный (задиафрагмированный) зрачок. С его уменьшением — уменьшением диаметра зрачка диаметр дифракционного кружка светорассеяния увеличивается. С другой стороны сферическая аберрация уменьшается. В связи с такой обратной зависимостью наилучшие условия наиболее четкого визуального наблюдения объектов происходят при диаметре зрачка 2 – 4 мм. Дополнительно, для точек, не лежащих на оси оптической системы глаза, наблюдаются и другие аберрации, как например, астигматизм не перпендикулярных пучков лучей света, который называется комой, и ещё появление аберраций, вызывающие искажение формы изображения, которые называются дисторсией, т.е. увеличение оптического изображения при удалении объекта от оси оптической системы (нормально к оптической оси).

Физиологический астигматизм глаза[править]

Дополнительно наряду со сферической и хроматической аберрациями в глазе наблюдается аберрация — физиологический астигматизм. Физиологический астигматизм — такой астигматизм глаза, когда при визуалном зрении сохраняется его нормальная острота.

Физиологический астигматизм в отличие от астигматизма, например, от анастигматов (объективов) имеет место у каждого глаза и обусловлен рядом главных факторов:

  • асферичностью преломляющих поверхностей,
  • астигматизмом лучей, косо падающих,
  • децентрированием преломляющих поверхностей и неравномерностью оптической плотности преломляющих сред.

Физиологический астигматизм прямого типа (преломление роговицы по вертикали больше, чем по горизонтали) является нормой глаза человека, его величина - в диапазоне от -0,5 Дптр до -0,75 Дптр. Он не требует исправления.

traditio.wiki

АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА — Большая Медицинская Энциклопедия

АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА — искажение изображений на сетчатой оболочке глаза в результате несовершенств его оптической системы.

АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА может быть обусловлена различными причинами: неправильной формой поверхностей роговицы и хрусталика, несовершенством их центрировки, неоднородностью глазных сред (особенно хрусталика) и возникающими в глазу на пути прохождения луча света явлениями дифракции (огибание световыми волнами препятствий и др.).

Оптической системе глаза человека присущи в той или иной степени все виды аберрации оптических систем: сферическая, хроматическая, а также дифракционные аберрации и астигматизм (см. Аберрация, Астигматизм глаза).

Сферическая аберрация глаза обусловлена неоднородным строением хрусталика. Она определяется как разность между степенью преломления оптической системой лучей, проходящих через периферические и центральные участки зрачка глаза, и измеряется в диоптриях. Одна диоптрия (1 дптр) — преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Сферическая АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА считается положительной, если периферические лучи преломляются сильнее центральных и их фокус оказывается ближе к хрусталику, чем к сетчатой оболочке, и отрицательной, если фокус периферических лучей оказывается ближе к сетчатой оболочке, чем к хрусталику. Отсутствие единого фокуса для падающих на зрачок центральных и периферических лучей приводит к тому, что рассматриваемые светящиеся точки проецируются на сетчатой оболочке глаза в виде пятен (круги светорассеяния). В результате этого снижается острота зрения.

Сферическая АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА в известной мере корригируется снижением кривизны поверхностей роговицы и хрусталика по мере перехода от их центральных зон к периферическим. Сферическая АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА зависит от состояния аккомодации глаз (см.) и ширины зрачка. Обычно при дневном освещении (диаметр зрачка 3—4 мм) аберрация глаз равняется 0,5—1 дптр.

Хроматическая аберрация глаза обусловлена неодинаковым преломлением оптической системой глаза световых лучей с различной длиной волн (см. Рефракция глаза). У разных людей она не одинакова. Хроматическая аберрация численно характеризуется разницей между преломляющей силой глаза для желтого излучения с длиной волны 587,6 нм (5876А) и преломляющей силой глаза для данной волны и выражается в диоптриях.

В результате хроматической аберрации изображения объектов на сетчатой оболочке глаза оказываются окруженными цветной каймой. Однако из-за избирательной чувствительности сетчатой оболочки глаза к излучениям различной длины волн человек не замечает окрашенных контуров объектов.

Хроматической АБЕРРАЦИЕЙ ГЛАЗА объясняется неспособность глаза с нормальной рефракцией (см. Эмметропия) видеть далекие синие или фиолетовые объекты, а также и явления «выступающих» и «отступающих» цветов. Во многих случаях хроматической АБЕРРАЦИЕЙ ГЛАЗА объясняются особенности приемов, используемых художниками в пейзажной и портной живописи.

На использовании явлений хроматической АБЕРРАЦИИ ГЛАЗА основан ряд методов и приборов, применяемых в офтальмологии для измерения величины аметропии глаза. Дифракционными аберрациями глаза называются искажения на сетчатой оболочке глаза в результате дифракции, возникающей при прохождении световых лучей через зрачок малого диаметра. При дифракционной А. г. точечные объекты изображаются на сетчатой оболочке не в виде точек, а в виде круглых пятен, окруженных рядами светлых и темных колец. Дифракционная АБЕРРАЦИЯ ГЛАЗА проявляется тем резче, чем меньше диаметр зрачка.

Наибольшая четкость изображения объектов на сетчатой оболочке глаза, а следовательно, и наилучшая зрения глаза имеет место при диаметрах зрачка глаза, равных 2—4 мм. Дальнейшее увеличение диаметра зрачка сопровождается снижением остроты зрения.

xn--90aw5c.xn--c1avg

Аберрации человеческого глаза, способы их измерения и коррекции (обзор литературы) | Егорова Г.Б., Бородина Н.В., Бубнова И.А.

This article is devoted to the new technology, «new diagnostic tool» –non–invasive wavefront sensing of the human eye, which can provide ophthalmologists with precise measurement of both higher– and lower–order aberrations. It describes most wide–spread types of wavefront systems, which use different principles in there functioning. Many factors, such as age of patient, accommodation, tear film break–up may cause the changes in wavefront map. Also higher order aberrations can be increased, by wearing soft or rigid contact lenses. Refractive and cataract surgery may induce large amount of higher order aberrations, which determine the cause the lower BCVA, than we can expect. This article describes different possible ways of correction higher order aberrations.


Современный мир предъявляет высокие требования к здоровью человека, и в первую очередь к зрению, так как основной объем информации поступает через зрительный анализатор. Для выполнения качественной и быстрой интеллектуальной работы специалист должен не только иметь хорошую остроту зрения, но удовлетворительную зрительную работоспособность, которая зависит от качества поступающего в головной мозг изображения.
Как и любой «неидеальной» оптической системе, человеческому глазу свойственны оптические дефекты – аберрации, которые снижают качество зрения, искажая изображение на сетчатке. Аберрация – это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре фовеолы при его прохождении через всю оптическую систему глаза [3].
В технической оптике качество оптической системы определяется аберрациями плоского или сферического фронта световой волны при прохождении через эту систему [5]. Так, глаз без аберраций имеет плоский волновой фронт и дает наиболее полноценное изображение на сетчатке точечного источника (так называемый «диск Эйри», размер которого зависит только от диаметра зрачка) [1]. Но в норме, даже при остроте зрения 100%, оптические дефекты преломляющих свет поверхностей глаза искажают ход лучей и формируют неправильный волновой фронт, в результате чего изображение на сетчатке получается более крупным и асимметричным. Такое искажение называется «функцией светорассеяния изображения точки» [1].
Количественной характеристикой оптического качества изображения является среднеквадратичное значение ошибок отклонения реального волнового фронта от идеального [5]. Zernike ввел математический формализм, использующий серии полиномов для описания аберраций волнового фронта [31]. Полиномы первого и второго, т. е. низших порядков, описывают привычные для офтальмологов оптические аберрации – дефокусировку (аметропии), астигматизм. Менее известны полиномы высших порядков: третий соответствует коме – это сферическая аберрация косых пучков света, падающих под углом к оптической оси глаза. В ее основе лежит асимметрия оптических элементов глаза, в результате которой центр роговицы не совпадает с центром хрусталика и фовеолы. К аберрациям четвертого порядка относится сферическая аберрация, которая в основном обусловлена тем, что периферия хрусталика преломляет падающие на нее параллельные лучи сильнее центра. Более высокие порядки известны, как нерегулярные аберрации [2].
Кроме того, сама полихроматическая природа света обусловливает появление аберраций: лучи разной длины волны фокусируются на разном расстоянии от сетчатки (коротковолновые – ближе к роговице, чем длинноволновые). Такие аберрации называют хроматическими [3].
Оптическая система считается хорошей, если коэффициенты Цернике близки к нулю и, следовательно, среднеквадратичное значение ошибок волнового фронта меньше 1/14 длины волны (критерий Марешаля) [20]. При известных волновых аберрациях можно рассчитать коэффициент Штреля (соотношение между пиком интенсивности функции светорассеяния изображения точки определенного глаза и глаза без аберраций), который в определенных условиях хорошо коррелирует с остротой зрения [1]. Исходя из данных этого коэффициента можно прогнозировать остроту зрения, моделируя изображение любых оптотипов на сетчатке.
Вопрос разработки методов качественной и количественной оценки аберраций стоял перед офтальмологами давно. Еще в конце 19 века, в 1894 году, Tscherning разработал оригинальный метод, основанный на субъективном определении аберраций [23]. В дальнейшем он был доработан Howland в 1960 году, а в 1989 аберроскопом такого типа пользовался Ю.З. Розенблюм [3]. Но, к сожалению, такая аберрометрия носит только описательный характер, требует активного участия пациента и является весьма трудоемкой процедурой. С приходом в офтальмологию новых технологий появился широкий спектр точных объективных методов как качественного, так (и что особенно важно) количественного способа оценки аберраций глаза.
В настоящее время известно несколько методов определения аберраций глаза, основанных на разных принципах. Первый из них – это анализ ретинального изображения мишени (retinal imaging aberrometry), реализованный в двух вариантах. В усовершенствованном аберрометре Tscherning в качестве источника параллельных лучей используется YAG–лазер с длиной волны 532 нм, луч которого, пройдя через коллиматор, приобретает параллельное направление и проецирует на сетчатку решетку из 168 точек, расположенных в форме квадрата. Ретинальное изображение этой решетки регистрируется цифровой камерой и обрабатывается на компьютере [23]. При аберрометрии по отслеживанию луча (ray tracing aberrometry) используется прибор, разработанный В.В. и В.С. Молебными совместно с И. Паликарисом. На сетчатку проецируются два параллельных лазерных луча с длиной волны 650 нм и диаметром 0,3 мм, один из которых падает строго по зрительной оси и является опорным, а другой расположен на заданном расстоянии от него. Далее регистрируется степень отклонения второго луча от точки фиксации опорного луча, и таким образом последовательно анализируется каждая точка в пределах зрачка [22].
Второй принцип – анализ вышедшего из глаза отраженного луча (outgoing refraction aberrometry) – впервые был описан Hartmann в 1900 году, позднее модифицирован R.V. Shack и B.C. Platt в 1971 году и применялся в астрономии для компенсации аберраций в телескопах при прохождении через атмосферу и космическое пространство. С помощью диодного лазера с длиной волны 850 нм в глаз направляется коллимированный пучок излучения, который, пройдя через все среды глаза, отражается от сетчатки с учетом аберраций и на выходе попадает на матрицу, состоящую из 1089 микролинз. Каждая микролинза собирает неаберрированные лучи в своей фокальной точке, а подверженные аберрации лучи фокусируются на некотором расстоянии от нее. Полученная информация обрабатывается компьютером и представляется в виде карты аберраций [28].
Третий принцип основан на компенсаторной юстировке падающего на фовеолу светового пучка. Основоположником его был русский физик М.И. Смирнов, который изобрел простейший метод измерения аберраций и опубликовал свою работу в 1961 году. В дальнейшем он был усовершенствован и в настоящее время применяется в качестве субъективного аберрометра, требующего активного участия пациента. В ходе исследования через вращающийся диск с отверстиями 1 мм, расположенный на одной оптической оси со зрачком, в глаз направляется пучок света. При вращении диска узкие параллельные пучки света проходят через каждую точку зрачка и при отсутствии аберраций проецируются на фовеолу, куда направлен другой луч с контрольной меткой в виде крестика. Если у пациента имеется аметропия или другие аберрации более высоких порядков, то он заметит несовпадение этих точек с крестиком и с помощью специального устройства должен будет их сопоставить. Угол, на который он смещает точку, отражает степень аберраций [10].
Принцип классической скиаскопии реализован в виде сканирующего щелевого рефрактометра «OPD Scan», в котором через вращающееся колесо с щелью по оптической оси глаза проецируется инфракрасный пучок. Его отражение воспринимает фотодетектор и оценивает направление и скорость движения отраженного от сетчатки луча [18].
Разнообразие офтальмологических приборов, созданных с учетом новейших технологий и основанных на различных принципах действия, делает реальным не только качественную, но и количественную оценку аберрации низших и высших порядков, а также влияющих на них факторов.
Выявлено, что аберрации оптической системы глаза зависят от формы и прозрачности роговицы и хрусталика; локализации патологических изменений в сетчатке; прозрачности внутриглазной жидкости и стекловидного тела [3,4].
Известно, что увеличение диаметра зрачка вносит изменения в соотношение аберраций высших порядков. Если при диаметре зрачка равном 5,0 мм превалируют аберрации 3–го порядка, то при его увеличении до 8,0 мм возрастает доля аберраций 4–го порядка. Рассчитано, что критический размер зрачка, при котором аберрации высших порядков оказывают наименьшее влияние и отвечают критерию Марешаля, составляет 3,22 мм [5].
Несомненно воздействие на карту аберраций аккомодации. Отмечено, что с возрастом аберрации увеличиваются, и в период от 30 до 60 лет аберрации высшего порядка удваиваются. Возможно, это связано с тем, что со временем эластичность и прозрачность хрусталика уменьшается, и он перестает компенсировать роговичные аберрации [6].
К факторам, влияющим на аберрации, относится и состояние слезной пленки. Авторами обнаружено, что при разрушении слезной пленки аберрации высших порядков увеличиваются в 1,44 раза [15].
Значительное место в использовании волнового фронта занимают исследования аберраций при кератоконусе. Отмечено значительное увеличение аберраций, особенно кома–подобных, которые превышали в 2,3 раза уровень сферических аберраций [8, 19]. Метод волнового фронта дает возможность создания «индивидуальной оптики» – контактной линзы (КЛ) для коррекции кератоконуса. «Индивидуальная оптика» предназначена для коррекции аберраций высшего порядка. Алгоритм дизайна КЛ разрабатывается на основе данных волнового фронта и компьютерной топографии роговицы [21].
Некоторые исследователи отмечают появление аберраций, индуцированных КЛ. Так, выявлено, что мягкие КЛ могут вызывать волновые монохроматические аберрации высокого порядка, тогда как жесткие КЛ значительно уменьшают аберрации 2–го порядка[14, 17]. Однако асферичность поверхности жестких КЛ может быть причиной сферических аберраций. Асферические КЛ могут вызывать большую нестабильность остроты зрения, чем сферические КЛ при одной и той же подвижности за счет индуцирования аберраций [7]. Мультифокальные КЛ могут индуцировать аберрации по типу комы и 5–го порядка [26].
Использование волнового фронта позволило разработать методы изготовления КЛ с целью максимальной нейтрализации аберраций глаза. Однако ротация и изменение положения линзы на роговице ограничивают возможности компенсации аберраций [ 16, 22, 29].
Исследования аберраций индуцированных КЛ открыли возможность изготовления линз определенного дизайна, который позволяет снизить уровень суммарных остаточных аберраций глаза и повысить контрастную чувствительность [9, 12].
Несомненным является тот факт, что практически любое хирургические вмешательство индуцирует аберрации высших и низших порядков. Так, фоторефракционные операции увеличивают аберрации роговицы (в основном 3–го и 4–го порядка) и изменяют их соотношение, что может обусловливать низкое зрение после операции и появление жалоб у пациентов на ослепление и двоение изображения [25]. Выявлена строгая корреляция между зрительными симптомами и аберрациями: монокулярная диплопия возникает при горизонтальной коме, а глэр–эффект – при сферических аберрациях [11]. Проведенные исследования показывают, что при диаметре зрачка, превышающем 7,0 мм, Laser in situ keratomileusis (LASIK) индуцирует больше сферических аберраций, чем фоторефрактивная кератэктомия (ФРК). Вероятно, этим можно объяснить, что после проведенного LASIK описывается большее количество жалоб пациентов, связанных с ослеплением, чем после ФРК [24].
В настоящее время разработана методика проведения индивидуализированной абляции на основе аберрометрии, которая позволяет достичь так называемого «суперзрения», т.е. остроты зрения 1,5 и более. Множество факторов могут ограничивать возможности данной методики. Во–первых, это постоянные динамические изменения параметров глаза, зависящие от тонуса аккомодации, размера зрачка, изменения направления взгляда, которые нельзя полностью учесть при прогнозировании результатов операции. Во–вторых, имеются так называемые рецепторные и нейронные ограничения остроты зрения: плотность фоторецепторов сетчатки определяет минимальные размеры деталей, возможных для их различения. Следовательно, совершенствование оптических свойств глаза, позволяющих получить на сетчатке изображение с более мелкими деталями, не только не улучшит его качества, но может даже исказить реальную картину [1, 2].
После экстракции катаракты даже таким современным методом, как факоэмульсификация с имплантацией ИОЛ, также отмечается значительное увеличение высших аберраций высших (преимущественно 4–го) порядков [30]. Предпринята попытка разработки ИОЛ с отрицательными сферическими аберрациями, которые частично компенсируют положительные сферические аберрации роговицы. Авторами, в предварительных сообщениях, отмечено некоторое повышение контрастной чувствительности при имплантации таких линз [13, 27]. Это направление коррекции аберраций представляется весьма интересным, но требует дальнейшего изучения.
Таким образом, изучение аберраций человеческого глаза позволяет дать дополнительную оценку оптическому аппарату глаза, что расширяет возможности для более углубленной и полноценной диагностики, адекватной коррекции и эффективного лечения большинства офтальмологических заболеваний, сопровождающихся снижением корригированной остроты зрения, появлением астенопических жалоб.

Литература
1. Арталь П. «Суперзрение»: факты и вымыслы.// Вестник оптометрии. – 2002. – №4. – С.34–41.
2. Балашевич Л.И. Оптические аберрации глаза: диагностика и коррекция.// Окулист. – 2001. – №6(22). – С.12–15.
3. Балашевич Л.И. Рефракционная хирургия. – Санкт–Петербург, 2002. – С.285.
4. Корнюшина Т.А., Розенблюм Ю.З. Аберрации оптической системы глаза человека и их клиническое значение.// Вестник оптометрии. – 2002. – №3. – С.13–20.
5. Семчишен В., Мрохен М., Сайлер Т. Оптические аберрации человеческого глаза и их коррекция.// Рефракционная хирургия и офтальмология. – 2003. – Т.3.– №1. – С. 5–13.
6. Artal P. Understanding Aberrations by using Double–pass techniques.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 560–562.
7. Atchison D.A. Aberrations associated with rigid contact lenses.// J. Opt. Soc.Am. A. – 1995.– vol.– 12.– №10.– Р. 2267–2273.
8. Barbero S., Marcos S., Merayo–Lloves J., Moreno–Barriuso E. Validation of the estimation of corneal aberration from videokeratography in keratokonus.// J. Refract. Surg. – 2002. – Vol. 18. – No 3. – P. 263–270.
9. Brabander J., Chaten N., Bouchard F. et al. Contrast sensivitivity soft contact lenses compensated for spherical aberration in high ametropia.// Optom. Vis. Sci.– 1998.– Vol.75.– №1.– Р.–43.
10. Burns S.A. The Spatially Resolved Refractometer.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5 – P. 566–569.
11. Chalita M.R., Waheed S., Xu M., Krueger R.R. Wavefront Analysis in Post–LASIK Eyes and its Correlation with Visual Symptoms, Refraction and Topography.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2003. – №44(5). – P. 2651.
12. Dietze H.H., Cox VJ. On– and of– eye spherical aberration of soft contact lenses and consequent changes of effective lens power [In Process Citation]. // Optom. Vis. Sci.– 2003.– Vol. 80.– №2.– Р.126–134.
13. Holladay J.T., Piers P.A., Koranyi G., Mooren M., Norrby S. A new intraocular lens design to reduce spherical aberration of pseudopfakic eyes.// J. Refract. Surg. – 2002.– Vol. 18. – No 6. – P. 683–691.
14. Hong X., Himebaugh N., Thibos LN. On – eye evaluation of optical performance of rigid and soft contact lenses. // Optom. Vis. Sci. –2001.– Vol. 78.–№12.– Р.872–880.
15. Koh S., Maeda N., Kuroda T., Hori Y., Watanabe H., Fujikado T., Tano Y., Hirohara Y., Mihashi T. Effect of tear film break–up on higher–order aberrations measured with wavefront sensor.// Am J Ophthalmol. – 2002. – №134. – P. 115–117.
16. Lopez – Gil N., Castejon – Mochon JF.,Benito A. at al. Aberration generation by contact lenses with aspheric and asymmetric surfaces. // J.Refract. Surg.–2002.– Vol.–18.– №5.– Р. 603–609.
17. Lu F,.Mao X.,Qu J., еt al. Monochromatic wavefront aberration in the human eye with contact lenses.// Optom.Vis. Sci. –2003.– Vol.–80.–№2.– Р.135–141
18. MacRae S., Fujieda M. Slit Skiascopic–guided Ablation Using the Nidek Laser.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 576–580.
19. Maeda N., Fujikado T., Kuroda T., et al. Wavefront aberrations measured with Hartmann–Shack sensor in patients with keratoconus.// Ophthalmology.– 2002.– Vol.109.– №11.– Р. 1996–2003.
20. Marechal A. Etude des effect combines de la diffraction et des aberrations geometriques sur L’image d’un point lumineux.// Revue d’optique. – 1947. – P. 257–277.
21. Marsack J., Milner T., Rylander G.,et al. Applying wavefront sensors and corneal topography to keratoconus. // Biomed. Sci. Instrum.– 2002.– Vol.38.– Р. 471–476.
22. Molebny V.V., Panagopoulou S.I., Molebny S.V., Wakil Y.S., Pallikaris I.G. Principles of Ray Tracing Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 572–575.
23. Mrochen M., Kaemmerer M., Mierdel P., Krinke H.E., Seiler T. Principles of Tscherning Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 570–571.
24. Oshika T., Klyce S.D., Applegate R.A., Howland H.C., Danasoury M.A. Comparision of corneal wavefront aberrations after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis.// Am J Ophthalmol. – Vol. 127. – №1. – P. 1–7.
25. Oshika T., Miyata K., Tokunaga T., Samejima T., Amano S., Tanaka S., Hirohara Y., Mihashi T., Maeda N., Fujikado T. Higher order wavefront aberrations of cornea and magnitude of refractive correction in laser in situ keratomileusis.// Ophthalmology. – 2002. – Vol. 109. – №6. – P. 1154–1158.
26. Patel S., Fakhry M., Alio JL. Objective assessment of aberrations induced by multifocal contact lenses in vivo.// CLAO J.– 2002 – Vol. 28.– №4.– Р. 196–201.
27. Piers P.A., Mester U., Anterist N., Dillinger P., Norrby S. How wavefront–based IOL designs affect pseudophakic visual quality.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2002. – Vol. 43. – №12.– P. 2022.
28. Thibos L.N. Principles of Hartmann–Shack Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 563–565.
29. Williams D., Yoon GY., Porter J.,et al. Visual benefit of correcting higher order aberrations of the eye.// J. Refract. Surg.– 2000.– Vol.– 16.– № 5.– Р. 554–559.
30. Xiong Y., Lu Y., Qu X., Xue F., Chu R., He J.C. Investigation of wavefront aberrations for patients with cataract surgery.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2002. – Vol. 43. – №12.– P. 387.
31. Zernike F. Beugungstheorie des Schneidenverfahrens und seiner verbesserten Form der Phasenkontrastmethode.// Physica I. – 1934. – №2. – Р. 689–704.

www.rmj.ru

Сферическая аберрация глаза. Исправление сферических аберраций

А. г., обусловленная различием в преломляющей способности центральных и периферических отделов роговицы и хрусталика.

  • - одна из геом. аберраций оптических систем, зависящая от положения точки пересечения луча с плоскостью входного зрачка. С. а. наблюдается даже для точки-объекта, находящейся на гл....

    Физическая энциклопедия

  • - одна из осн. аберраций оптических систем; проявляется в несовпадении гл. фокусов для лучей света, прошедших через осесимметрич. оптич...

    Физическая энциклопедия

  • - раздел астрономии, разрабатывающий математические методы решения задач, связанных с изучением видимого расположения и движения космических тел на небесной сфере, в частности разработка теоретических основ счета...

    Астрономический словарь

  • - искажение изображений на сетчатке вследствие несовершенства оптической системы глаза...

    Большой медицинский словарь

  • - А. г., обусловленная дифракцией, возникающей при прохождении световых лучей через суженный зрачок...

    Большой медицинский словарь

  • - А. г., обусловленная неодинаковым преломлением оптической системой глаза световых лучей с различной длиной волны...

    Большой медицинский словарь

  • - Л., обе поверхности которой являются частями поверхности шара; применяется, напр., для коррекции зрения при отсутствии астигматизма...

    Большой медицинский словарь

  • - одна из аберраций оптических систем, обусловленная несовпадением фокусов для лучей света, проходящих через осесимметричную оптич. систему на разных расстояниях от оптической осы этой системы...

    Большой энциклопедический политехнический словарь

  • - искажение изображения, являющееся следствием того, что лучи пучка монохроматического света, исходящего из точки, лежащей на оптической оси, пройдя через оптическую систему, не пересекаются в одной точке, а создают ряд...

    Краткий толковый словарь по полиграфии

  • - см. Оптические стекла...
  • - см. Астрономия...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфро

www.medidi.ru

Аберрации глаза [виды и методы коррекции заболевания] – ГКДБ

Аберрации глаза – что это такое?

Оптические аберрации – результат несовершенства зрительной системы человека, когда попадающее на сетчатку изображение предметов искажается из-за отклонения луча света от точки нормального пересечения с сетчатой оболочкой глаза.

abber.jpg

В офтальмологической практике аберрации глаза встречаются не так уж редко и подлежат коррекции, поскольку любое искажение получаемого глазом изображения влечет за собой дискомфортные ощущения в повседневной жизни и чревато развитием иных, в том числе более серьезных  глазных заболеваний.

Самый распространенный пример аберрации – близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Однако есть и другие виды аберраций оптической системы, например:

  • Сферическая аберрация глаза, возникающая из-за искривления поверхности роговицы или хрусталика
  • Хроматическая аберрация глаза, проявляющаяся в появлении постороннего окрашивания у рассматриваемых предметов либо цветного контура, отсутствующего в реальности.

Для выявления аберраций оптической системы в современной офтальмологии используют совокупность объективных и субъективных диагностических методов под общим названием аберрометрия.

Виды и методы коррекции аберрации глаза

Аберрометрия позволяет выявить вид и степень оптических искажений, после чего Пациенту предлагаются варианты лазерной коррекции аберрации. В центре лазерной коррекции зрения доктора Беликовой можно пройти полное обследование на современном аберрометре за один визит к врачу в любое удобное вам время.

После диагностики врач определяет оптимальный для Пациента метод коррекции. Это может быть СУПЕР-ЛАСИК, ФЕМТО-ЛАСИК, Супер ФРК, ТКАНЕСОХРАННЫЙ ЛАСИК, СМАЙЛ.

belikova.net

Аберрометрия глаза — метод исследований аберрация глаз в клинике СФЕРА

Аберрация глаза — именно такой термин используют в офтальмологии для обозначения оптических дефектов, которые негативно влияют на остроту зрения и искажают изображения на глазной сетчатке. Явление возникает вследствие отклонения луча от направления, по которому он должен был проходить  в норме. Согласно статистическим данным, от него страдают около 15% пациентов офтальмологических клиник. Нередки случаи, когда даже при остроте зрения аберрации преломляют свет и увеличивают изображение, искажая его.

Пройти диагностику и лечение аберрации глаза можно в клинике «Сфера» профессора Эскиной. Мы располагаем всем необходимым для того, чтобы компенсировать аберрации высшего порядка, добиваясь хороших показателей остроты зрения.

Этиология аберраций

Дефекты появляются вследствие разных причин:

  • Врождённые аномалии;
  • Травмы глазных структур;
  • Кровоизлияния;
  • Ношение контактных линз;
  • Дефицит слёзной плёнки;
  • Патологические состояния роговицы, при которых она принимает аномальную форму;
  • Рубцы на роговице после хирургического вмешательства;
  • Длительное статичное перенапряжение глазной мышцы;
  • Патологические изменения стекловидного тела при для миопии;
  • Заболевания глаз инфекционной природы;
  • Помутнение хрусталика.

Виды аберрации глаза

Виды аберраций глаза и их особенности представлены в нашей таблице ниже.

ВидХарактерные особенности и проявления
Хроматические аберрации глазаУ пациентов наблюдаются нарушения восприятия цвета, при которых чёрно-белые объекты выглядят более чёткими, а цветные — более расплывчатыми. Проявленность дефекта напрямую зависит от диаметра зрачка: чем он больше, тем больше он проявлен. Его средняя величина составляет от 1,2 D до 1,3 D. Данный вид нарушений не оказывают серьёзного влияния на центральное зрение, поскольку применение средств для его коррекции не оказывает серьёзного влияния на остроту зрения.
Монохроматические аберрацииЭти дефекты можно без преувеличения назвать основным предметом изучения специалистов, которые занимаются коррекцией рефракций. Их классифицируют исходя из степени дефектов, которые они вызывают. Выделяют нарушения:
  • низшего порядка: миопия, гиперметропия, астигматизм;
  • высшего порядка: дисторсия, сферический дефект, кривизна поля, кома, астигматизм косых пучков.
Сферическая аберрация глазаЯвляется подвидом монохромной аберрации высшего порядка.  Появляется при более сильном преломлении лучей, которые проходят через боковые области зрачка, чем преломление лучей, проходящих через его центральную область. При диаметре зрачка от 2-х до 4-х мм данный дефект оказывает минимальное влияние на параметры изображения, однако эффект усиливается по мере увеличения зрачка.
Дифракционная аберрацияДефект возникает при прохождении лучей света через уменьшенный зрачок. При уменьшении диаметра зрачка диаметр дифракционного круга светорассеяния становится больше, но с другой стороны сферическая аберрация становится меньше. Из-за обратной зависимости оптимальное условие для остроты зрения — диаметр зрачка от двух до четырёх миллиметров.

Диагностика и лечение аберраций

Диагностические методы определения аберраций предусматривает применение:

  • анализатора волнового фронта, при котором проводится компьютерный анализ отклонения световых лучей;
  • полиномов математического формализма Цернике, которые представляют собой трёхмерные иллюстрации аберраций до 7-го порядка;
  • прибора аберрометра, который позволяет определить погрешности оптической системы и выявить их влияние на качество зрения пациента.

Важно понимать, что те или иные дефекты оптической системы глаза свойственны практически любому человеку — но в том случае, если они не оказывают негативного влияния на качество зрения и не мешают его профессиональной деятельности, их коррекция не является целесообразной.

В случае, если негативное влияние очевидно, прибегают к коррекции при помощи очков или контактных линз. Правильно подобрать средство коррекции позволяют технологии волнового фронта.

Помимо этого, существует ряд методик лазерной коррекции зрения, которые позволяют изменить преломляющую силу роговицы и устранить дефект. Это — различные методики «Lasik», которые подбирают исходя из показаний пациента.

Лечение аберраций в клинике «Сфера»

В офтальмологической клинике «Сфера» проводится диагностика и лечение аберраций любой сложности. Наши хирурги прошли сертификацию и проводят лечение в соответствии с международными стандартами. В этом им помогает современное оборудование: офтальмологические системы, эксимерные и фемтосекундные лазеры от мировых лидеров в сфере оптометрического медицинского оборудования.

Обращаясь к нам, Вы гарантированно сможете решить свою проблему и видеть изображение мира вокруг себя чётко и ярко!

Для того, чтобы попасть на приём к нашим специалистам, воспользуйтесь онлайн-формой на нашем сайте или звоните нам: +7 495 139‑09-81.

www.sfe.ru

Сферическая аберрация глаза – Оптические аберрации (искажения) зрительной системы человека

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Пролистать наверх