Оптические аберрации (искажения) зрительной системы человека

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

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?

Оптическая система считается хорошей, если коэффициенты Зернике близки к нулю и, следовательно, среднеквадратичное значение ошибок волнового фронта меньше 1/14 длины световой волны (критерий Марешаля). Исходя из данных этого коэффициента можно прогнозировать остроту зрения, моделируя изображение любых оптотипов на сетчатке. Для определения аберраметрии зрительной системы человека используется специальный прибор — аберрометр. В клиниках «Эксимер» использует аберрометр Wave Scan компании «VISX Inc» (США).

Методы определения аберрации глаза

В настоящее время известно несколько методов определения аберраций глаза, основанных на разных принципах.

Методы определения аберрации глазаПервый из них — это анализ ретинального изображения мишени (retinal imaging aberrometry). 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.

Второй принцип — анализ вышедшего из глаза отраженного луча (outgoing refraction aberrometry). Широко 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 неискаженные 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. На этом принципе построена работа Wave Scan.

Третий принцип основан на компенсаторной юстировке падающего на фовеолу светового пучка. В настоящее время этот способ 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 близорукость, дальнозоркость, астигматизм 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.

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.

Основные причины появления аберраций в оптической системе глаза

  • Формы и прозрачность роговицы и хрусталика; состояние сетчатки; прозрачность внутриглазной жидкости и стекловидного тела.
  • Увеличение диаметра зрачка. 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, составляет 3,22 мм.
  • Аккомодация. 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. Аналогично происходит и при спазме аккомодации.
  • Спазм аккомодации встречается достаточно часто у людей разного возраста. В офтальмологии под спазмом аккомодации понимается излишне стойкое напряжение аккомодации, обусловленное таким сокращением ресничной мышцы, которое не исчезает под влиянием условий, когда аккомодация не требуется. Проще говоря, спазм аккомодации — это длительное статичное перенапряжение, глазной мышцы, например, из-за длительной работы за компьютером и возникновение вследствие этого компьютерного синдрома. Спазмы аккомодации могут развиваться при всех рефракциях (включая астигматизм). Спазм аккомодации вызывает ложную близорукость или усиливает близорукость истинную.
  • Состояние слезной пленки. Была обнаружено, что при разрушении слезной пленки аберрации высших порядков увеличиваются в 1,44 раза. Одна из разновидностей нарушения слезной пленки — синдром сухого глаза.

    Синдром сухого глаза возникает в связи с пересыханием поверхности роговицы от редкого моргания и непрерывного смотрения на объект работы. Исследования показали, что при работе на компьютере, а также при чтении человек моргает в три раза реже, чем обычно. В результате чего слезная пленка высыхает и не успевает восстанавливаться. Причинами возникновения синдрома сухого глаза могут быть: большие нагрузки на глаза при чтении и работе за компьютером, сухой воздух в помещениях, неправильное питание с недостаточным количеством витаминов, большая загрязненность воздуха, прием некоторых медикаментов.

  • Ношение контактных линз. Выявлено, что мягкие контактные линзы могут вызывать волновые монохроматические аберрации высокого порядка, тогда как жесткие контактные линзы значительно уменьшают аберрации 2-го порядка. Однако асферичность поверхности жестких контактных линз может быть причиной сферических аберраций. Асферические контактные линзы могут вызывать большую нестабильность остроты зрения, чем сферические контактные линзы. Мультифокальные контактные линзы могут индуцировать аберрации по типу комы и 5-го порядка.

В настоящее время разработана методика проведения индивидуализированной коррекции зрения (Super Lasik, Custom Vue) на основе аберрометрии, которая позволяет, максимальным образом компенсируя все возможные искажения в зрительной системе, добиваться отличных результатов в практически любых сложных случаях.

Оценка статьи: 4.3/5 (31 оценок)

Оцените статью

Запись оценки…

Спасибо за оценку

Симптомы

Искажение предметов перед глазами или метаморфопсия ─ это зрительное расстройство, при котором нарушено восприятие форм, размеров, цвета, контуров изображения. Оптические образы для человека с этой патологией теряют четкость и размываются. Также встречаются такие типы искажений изображений как:

  • макропсия, при которой объекты воспринимаются в увеличенном виде;
  • микропсия, когда все кажется меньше, чем в реальности. Это искажение известно под названием «синдром Алисы в Стране Чудес».

Виды и формы патологии и их причины

Существует две разновидности метаморфопсии — рефракционная и рецепторная.

Рефракционный типРецепторный тип
Нарушается аккомодация: способность хрусталика подстраиваться под удаленность так, чтобы на сетчатке «рисовалась» реальная картинка размеров, дальности и т. п.Искажение изображения предметов связано с тем, что рецепторы (нервные окончания) смещены, разбросаны по поверхности внутренней оболочки глаза. Из-за этого они определяют изображение не как цельное, а как состоящее из нескольких кусочков.

Искажение рассматриваемых объектов может случиться из-за расстройств работы многих внутренних систем организма и различных заболеваний.

  1. Зрительная система.

    К искажению зрения и нарушению восприятия могут привести такие глазные заболевания как[1][2]:

    • макулодистрофия — как правило, возрастное повреждение, дистрофия желтого пятна — центральной части сетчатки;
    • макулит — воспаление желтого пятна;
    • астигматизм — при нем деформируется роговица и, иногда, хрусталик;
    • воспаление сосудистой оболочки, которое отражается на функциях сетчатки;
    • отслоение сетчатки и нарушения рефрактерной функции.
  2. Центральная нервная система[1][2]:
    • при эпилепсии искажения восприятия предметов в виде микро и макропсии нередко возникают перед началом приступа. Связано это с различными сосудистыми нарушениями и изменениями работы нейронов головного мозга и анализаторов;
    • для мигрени типично нарушение восприятия предметов по типу микропсии. Многие пациенты именно по визуальному уменьшению знакомых вещей догадываются, что приступ близок;
    • инфицирование вирусом Эпштейна-Барр. Токсические эффекты от жизнедеятельности вируса в организме вызывают патологию восприятия в форме микропсии.
  3. Нарушения восприятия из-за расстройств психической сферы[2]:
    • повреждения в области затылка — места расположения зрительного анализатора, — в результате черепно-мозговой травмы, опухолевого процесса, атеросклероза;
    • нейроинфекции — менингиты, энцефалиты, миелиты, бешенство, туберкулез мозга;
    • различные психовегетативные расстройства и нарушения, панические атаки, повышенная тревожность и другие.

Отдельно выделяют метаморфопсии и извращения восприятия, возникающие при употреблении психоактивных веществ: гашиша, галлюциногенных грибов, декстрометорфана, ЛСД и других.

Известен феномен возникновения в темноте искажения восприятия у детей дошкольного и младшего школьного возраста. Это нарушение восприятия связано с незрелостью зрительных анализаторов и ЦНС, проходит быстро и практически не замечается детьми и взрослыми[3]:

Возможные симптомы и косвенные признаки

Основной признак метаморфопсии — восприятие человеком объекта не так, как он выглядит на самом деле.

Это замечает сам больной: изменились размеры автобуса, окно выглядит кривым, появились «лишние» пальцы, раздваиваются прохожие. На ощупь с закрытыми глазами вещь оценивается реально, но стоит их открыть — предметы меняют свои очертания и размеры. Из-за такого ошибочного восприятия возникают трудности и в быту, и в работе.

Со стороны неправильное восприятие реальности заметно по странным суждениям больного, нарушениям походки, поведения. Он может назвать красный квадрат коричневым овалом или отказаться пойти куда-то из-за дальности, хотя в реальности объект находится очень близко.

Часто отмечается ухудшение зрения, появляются «скотомы» — явление, при котором происходит выпадение полей зрения, таким образом, глаз не видит отдельных элементов изображения.

Лечение искажений зрительных восприятий

Метаморфопсия — симптом, а не заболевание и лечить нужно причину, по которой он возник. В зависимости от причины лечение может привести к окончательному выздоровлению — как после черепно-мозговой травмы, а иногда будет нужна пожизненная терапия в связи, например, с мигренью. Бывают состояния, при которых данный симптом не подлежит лечению и больному приходится адаптироваться к нему[1-3].

Диагностика: в поисках источника

Подход к диагностике причин искажения зрительных восприятий должен быть комплексным.

  1. Обследование у офтальмолога.
  2. Оценка результатов тестов:
    • тест «Амслера» — рисунок в виде сетки с пятном в центре, который поможет определить нарушения работы желтого пятна;
    • тест «Звезда Сименса» — окружность с лучами, позволяет определить искажения рефракции.
  3. Проведение инструментальных обследований: электроэнцефалограммы, МРТ, ядерно-магнитной резонансной томографии, УЗИ, томографии сетчатки.

Разумный подход к лечению может помочь предотвратить развитие многих серьезных заболеваний, в том числе тех, при которых возникает метаморфопсия.

Также нужно избегать перенапряжения и травм органа зрения, не употреблять психоактивные вещества, своевременно проходить лечение имеющихся заболеваний, принимать витаминно-минеральные комплексы для глаз.

Искажение зрения в одном глазу

Искажение зрения одного глазаВ офтальмологии существуют различные заболевания, которые влияют только на один глаз.

Это опасно для пациента тем, что может возникнуть амблиопия.

Информация посылается в головной мозг от обоих глаз различной, чтобы нормализовать зрительную деятельность, ЦНС отключает эту функцию у одного из глаз. У пациента бинокулярное зрение заменяется монокулярным, ухудшается качество жизни.

Причины искажения

Существует множество причин, по которым и может ухудшаться зрение только на одном глазу. Они могут быть врожденными или приобретенными. Их следует выявить на ранних этапах развития, чтобы предупредить развитие различных осложнений.

Макулодистрофия

болезньЭто группа заболеваний, которые приводят к чрезмерному истончению сетчатки. В результате снижается или устраняется возможность передачи информации с палочек и колбочек в зрительный нерв. У пациента образуется затуманенное зрение и нарушение распознания предметов. Прямые линии становятся искаженными.

Лечение макулодистрофии производится на основе препаратов, которые вводят внутрь глаза. Они направлены на улучшение питания тканей через сосуды, стабилизацию и улучшение зрения. Такие инъекции делают курсами на протяжении многих лет.

Центральный серозный хориоретинит (макулит)

Это заболевание, приводящее к воспалительному состоянию сетчатки в области желтого пятна. Болезнь чаще всего поражает только один орган зрения, развивается крайне быстро. Сначала больной жалуется на искажение предметов и туман перед глазами. Затем сужается поле зрения, человек постепенно слепнет. Внешне дефект выявить невозможно, необходим осмотр глазного дна.

Для терапии хориоретинита состояния используют препараты, которые улучшают кровоток и микроциркуляцию, нормализуют обмен веществ. Пациенту нужна дегидратационная терапия.

Хориоидит

Это воспалительное заболевание, затрагивающее сосудистую оболочку глаз. Чаще всего патология образуется совместно с другими воспалительными заболеваниями органов зрения. Поражение может быть очаговом или диффузным, распространяясь на все глазное яблоко.

Наиболее часто обострение локализуется в области диска зрительного нерва, часто образуется на одном органе зрения.

При заболевании боль у пациента отсутствует. Постепенно снижается острота зрения на глазу. Часто образуются фотопсии, то есть мерцание перед глазами.

Для лечения используют препараты, расширяющие зрачок, антибиотики, гормональные средства для снятия воспаления, обезболивающие препараты.

Отслойка сетчатки

Ранние признаки и симптомы отслоения сетчатки глазаЭто патологическое состояние сетчатой оболочки глаз, при котором происходит отделение этой зоны от сосудистой оболочки. В результате у пациента резко снижается острота зрения, возникают мелькания перед глазами, поля зрения сужаются. Для диагностики отслойки врачу необходимо провести визометрию, определить поля зрения, сделать УЗИ глаза, осмотреть глазное дно.

Лечение производится только с помощью лазерного или хирургического метода. Даже после этого сетчатка у человека подвергнута опасности. Поэтому ему противопоказаны любые физические нагрузки. Самым опасным осложнением является полная потеря зрения для пораженного глаза. В результате у пациента возникнет монокулярное зрение, при котором он не сможет расценивать расстояние до предметов.

Астигматизм

Это заболевание органов зрения, при котором происходит деформация формы глазного яблока. Астигматизм часто возникает только на одном глазу. В результате у человека снижается острота зрения, может формироваться близорукость или дальнозоркость. Человек не в состоянии определить форму некоторых предметов.

Терапия возможна с помощью специализированных линз или очков, а также лазерной коррекции, восстанавливающей форму глазного яблока.

Другие причины

К снижению остроты зрения только на одном глазу могут приводить следующие офтальмологические и системные заболевания:

  • миопия или гиперметропия;
  • глаукома;
  • закупорка сосудов только на одном органе зрения в результате атеросклероза, сахарного диабета, гипертонической болезни, ишемического заболевания, тромбоза сосудов;
  • помутнение рефракционных отделов глаза (роговица, хрусталик, стекловидное тело);
  • воспалительное состояние любого отдела глазного яблока (бактериальный, вирусный, аллергический конъюнктивит, блефарит, кератит);
  • механическое повреждение глаза инородным предметом;
  • опущение верхнего века только на одном органе зрения, в результате которого развивается амблиопия.

Все эти состояния крайне опасны. Амблиопия может быть необратимой. Поэтому, как только начало снижаться зрение, требуется обратиться к офтальмологу.

Диагностика и лечение

Для диагностики состояния пациента врач проводит следующие тесты:

  • визометрия;
  • осмотр глазного дна;
  • измерение внутриглазного давления;
  • периметр офтальмологический;
  • авторефрактометрия;
  • другие тестирования, которые не входят в перечень офтальмологических процедур, например, измерение артериального давления, холестерина, глюкозы.

лечениеТерапия пациента зависит от причины, вызвавшей болезнь. Наиболее часто применяются следующие средства:

  • антибиотики;
  • противовирусные лекарства;
  • нестероидные и стероидные противовоспалительные средства;
  • капли, снижающие внутриглазное давление;
  • лазерная их хирургическая методика.

Во время лечения следует периодически посещать офтальмолога, чтобы выявить наличие или отсутствие эффекта.

Была ли статья полезной?

Оцените материал по пятибалльной шкале!

Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом — напишите комментарий ниже.

Что еще почитать

Литература:
  1. Wise, «Review of the History of Medicine» (Л., 1967).
  2. Daremberg, «Histoire des sciences médicales» (П., 1966).
  3. Харенко Е. А., Ларионова Н. И., Демина Н. Б. Мукоадгезивные лекарственные формы. Химико-фармацевтический журнал. 2009; 43(4): 21–29. DOI: 10.30906/0023-1134-2009-43-4-21-29.
  4. https://excimerclinic.ru/press/aber/.
  5. https://okglaza.ru/symptoms/iskazhenie-predmetov.
  6. https://proglazki.ru/simptomy/iskazhenie-zreniya-v-odnom-glazu/.
  7. Patil H., Tiwari R. V., Repka M. A. Recent advancements in mucoadhesive floating drug delivery systems: A mini-review. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2016; 31: 65–71.DOI: 10.1016/j.jddst.2015.12.002.
  8. Puccinotti, «Storia della medicina» (Ливорно, 1954—1959).
Карпенко Любовь Сергеевна/ автор статьи

Ведущий врач
Ведет прием в поликлиниках:
Поликлиника №55
Медицинский стаж: 19 лет
Подробнее обо мне »

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Глаукома и лечение глаз
Adblock
detector