Офтальмология

Рефракционные нарушения - состояния клинической рефракции, отличные от нормальной, которые приводят к снижению зрительного разрешения, астенопии, диплопии, изменениям функции бинокулярного зрения или изменениям качества зрительного перцепта.

Возрастные изменения рефракции

Клиническая рефракция глаза зависит от длины его оси, особенностей рефракции роговицы и хрусталика. В течение жизни человека она подвержена некоторым изменениям. Например, при рождении ребенка может быть очень значительный разброс рефракции от высокой гиперметропии до высокой миопии. У большинства людей глаз имеет гиперметропическую рефракцию. В течение первых лет жизни происходит усиление гиперметропической рефракции и ослабление миопической. Этот процесс называют эмметропизацией. Эмметропизация заканчивается к 6-10 годам. Нормальная рефракция глаза в этом периоде - слабо гиперметропическая. Однако у части детей возможен дальнейший рост глаза и развитие миопии, которая стабилизируется к 18-20 годам. До 40-45 лет в большинстве случаев рефракция остается стабильной. Затем колебания рефракции несколько увеличиваются за счет проявления скрытой части гиперметропии (исчезает напряжение аккомодации) и развития пресбиопии (аккомодационной слабости). До 60 лет процесс возрастного угасания аккомодации нарастает и одновременно с ним происходит сдвиг рефракции в сторону гиперметропии. А после 60 лет может происходить усиление рефракции и обратного астигматизма в результате старческих изменений в хрусталике.

Первичные аметропии

Аметропия - отклонение клинической рефракции от нормальной (эмметро-пии). При первичных аметропиях основная причина оптического дефекта состоит в нарушении анатомо-оптического соотношения. Различают несколько видов аметропии (рис. 23-9, табл. 23-3).

Миопия - клиническая рефракция глаза, при которой сила оптической системы велика по сравнению с длиной оси глаза, фокус преломления лучей находится перед сетчаткой и на нее попадают рассеянные лучи. Четкость зрительной картинки нарушена, зрительное разрешение снижено. Для перемещения фокуса к сетчатке необходимы рассеивающие линзы. Ближайшая точка ясного видения расположена ближе, чем при эмметропии, дальнейшая точка - на конечном расстоянии. Величину миопии разделяют на степени: до 3,25 D - слабая, до 6,25 D - средняя и более 6,25 D - высокая. Иногда выделяют так называемую экстремальную миопию (более 10,0 D). Хотя выделение степеней миопии не имеет четких обоснований, целесообразно придерживаться этих градаций, ставших общепринятыми.

Гиперметропия - клиническая рефракция глаза, при которой сила оптической системы мала по сравнению с длиной оси глаза, фокус преломления лучей находится в мнимом пространстве позади сетчатки, а на нее также попадают рассеянные лучи. Зрительное разрешение также снижено. Для возвращения фокуса в проекцию сетчатки необходимы собирательные линзы. Ближайшая точка ясного видения расположена дальше от глаза, а дальнейшая ближе, чем при эмметропии. Разделение гиперметропии по степеням несколько отлично такового для миопии. Слабая гиперметропия до 2,25 D, средняя - до 5,25 D и высокая - более 5,25 D.

Астигматизм - клиническая рефракция, при которой существует разница в преломлении по двум главным меридианам. В результате такого несоответствия изображение также не фокусируется на сетчатке, что приводит к снижению зрительного разрешения. Форма преломления лучей в астигматическом глазу и их фокусирование носят название коноида Штурма (рис. 23-10). Для коррекции астигматизма нужны астигматические линзы (цилиндры). При эмметропии физиологический астигматизм до 0,75 D обычно компенсируется.

При простом астигматизме один из главных меридианов эмметропичен. При сложном одноименном астигматизме в обоих меридианах клиническая рефракция одного и того же знака, но разной величины. При смешанном астигматизме клиническая рефракция в главных меридианах разноименна. При астигматизме прямого типа наибольшей преломляющей силой обладает вертикальный меридиан, а при астигматизме обратного типа - горизонтальный. Астигматизм прямого типа встречается более часто и хорошо поддается коррекции очками, астигматизм обратного типа плохо корригируется очками. Если положение главных меридианов астигматизма глаза отклонено от общепринятых (горизонтального и вертикального) более чем на 30°, говорят об астигматизме с косыми осями. При регулярном (правильном) астигматизме рефракция одинакова на протяжении всего меридиана, при иррегулярном (неправильном) - рефракция различна на разных отрезках одного меридиана.

Изометропия - состояние рефракции при ее равенстве в обоих глазах. Если неравенство рефракции более 1,0 D, говорят об анизометропии. В случае неравенства рефракции, при котором рефракция в обоих глазах имеет противоположный знак, состояние носит название - антиметропия.

Пресбиопия - расстройство аккомодации возрастного характера, приводящее к уменьшению ее объема. В основе пресбиопии лежит снижение эластических свойств хрусталика глаза, наступающее в 40-45 лет. При этом ближайшая точка ясного видения постепенно удаляется от глаза, а дальнейшая точка (при эмметро-пии) находится в бесконечности. Для коррекции пресбиопии применяют плюсовые линзы, величина которых зависит от возраста. Так, согласно шкале Дондерса, в 60 лет объем аккомодации уменьшается на 3,0 D. При сочетании гиперметропии и пресбиопии развитие последней наступает раньше. Сочетание пресбиопии с миопией коммпенсирует отсутствие объема аккомодации.

Спазм аккомодации (ложная миопия) - отсутствие полного расслабления аккомодации при зрении вдаль и усиление клинической рефракции (миопия). Наблюдают у детей и подростков, призывников. Истинная рефракция - гиперме-тропическая или эмметропическая. Причина - слабость аккомодационного аппарата. При выключении аккомодации медикаментозными средствами (циклоплегия) рефракция из миопической становится гиперметропической или эмметропической.

Вторичные аметропии

Вторичные (индуцированные) аметропии - изменения рефракции, создаваемые в результате различных приобретенных изменений преломляющих сред глаза или его оси.

Изменение рефракции роговицы возможно во многих случаях. При кератоконусе происходит усиление рефракции роговицы с нарушением ее сферичности. При изменениях роговицы травматического, дистрофического или воспалительного характера чаще всего развивается аметропия и неправильный астигматизм. Послеоперационный (рубцовый) астигматизм возможен при операциях по поводу катаракты, глаукомы и кератотрансплантации. Один из симптомов развития ядерной катаракты - усиление рефракции глаза в сторону миопии. Плавающее усиление рефракции может происходить за счет изменения хрусталика при СД. При афакии отмечают гиперметропию высокой степени, при артифакии - различные виды аметропий. Вторичные аметропии могут формироваться в результате ранее проведенных рефракционных операций на роговице. Например, при кератотомии наиболее часто встречается астигматизм обратного типа, реже - гиперметропия разной степени. Изменение переднезадней оси, например при циркляже (операция при отслоении сетчатки) приводит к усилению рефракции, а некоторые состояния в центральной части глазного дна вследствие проминенции тканей приводят к ослаблению рефракции. Вторичные аметропии могут изменяться с течением времени.

Аберрации оптической системы глаза

Аберрации - погрешности изображения, обусловленные отклонением светового луча в реальной оптической системе от его направления в идеальной оптической системе. Различают аберрации хроматические и монохроматические. Среди монохроматических выделяют аберрации высшего и низшего порядков. К аберрациям низшего порядка относят аметропии (дефокус) и астигматизм. Аберрации высшего порядка представлены сферической аберрацией, комой, астигматизмом косых пучков, кривизной поля, дисторсией, нерегулярными аберрациями. Карту оптических отклонений реальных световых лучей от идеальных во множестве точек в проекции зрачка называют волновым фронтом. В реальной физиологической оптической системе всегда есть отклонения от плоского волнового фронта. В настоящее время для описания аберраций волнового фронта используют серии полиномов математического формализма Цернике (рис. 23-11, см. цв. вклейку). Оптическую систему считают хорошей, если коэффициенты Цернике близки к нулю и среднеквадратичное отклонение волнового фронта, обозначаемое как RMS (от англ. - root mean square), меньше ¹/₁₄ длины волны или равно 0,038 мкм (критерий Марешаля). Улучшая оптику глаза путем снижения аберраций, можно повысить зрительное разрешение от обычного уровня к более высокому.

ВИДЫ АБЕРРАЦИЙ

Различают хроматическую, дифракционную и монохроматическую аберрации.

Хроматическая аберрация - искажение изображения, связанное с тем, что коротковолновые лучи (сине-зеленые) фокусируются дальше от сетчатки, чем длинноволновые (красные). Это явление называют хроматизмом положения. В результате изображение размывается, и края его окрашиваются. Дифракционная аберрация связана с нарушением прямолинейности, отклонением световой волны при ее распространении мимо резких краев непрозрачных или прозрачных структур, формирующих отверстия. Такая структура в глазу - зрачок. С уменьшением диаметра зрачка диаметр дифракционного круга светорассеяния увеличивается. Однако при этом сферическая аберрация уменьшается. Сферическая аберрация характеризует состояние, при котором есть различие в преломлении светового луча между центром сферической оптической поверхности и ее периферией. В основе сферической аберрации лежит кривизна роговицы и хрусталика. Влияние сферической аберрации на качество изображения зависит от величины зрачка. Астигматизм - это аберрация наклонных пучков (аберрация больших углов наклона). Возникает из-за асферичности преломляющих поверхностей глаза. Кома - это аберрация, возникающая при несовпадении центров изображений светящихся точек, расположенных вне оси оптической системы (аберрация малых углов наклона оптических пучков). Наложение изображений принимает вид несимметричного пятна, напоминающего запятую. Одной из причин комы считают отсутствие соосности между оптическими центрами роговицы, хрусталика и фовеолы. Кривизна поля изображения обусловлена тем, что изображение плоского предмета получается резким не в плоскости, как это должно быть в идеальной оптической системе, а на искривленной поверхности. Дисторсия является аберрацией, при которой нарушено геометрическое подобие между объектом и его изображением. При дисторсии линейное увеличение разных частей изображения различно в пределах всего поля, так как разноудаленные от оптической оси точки предмета изображаются с разным увеличением.

АБЕРРОМЕТРИЯ, ИЛИ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АБЕРРАЦИЙ ГЛАЗА

Субъективные методы характеризуют степень суммарных аберраций глаза, объективные - построены по принципу анализа волнового фронта и характеризуют аберрации количественно (волновое отклонение), качественно (соотношение различных видов аберраций), аберрации всего глаза в целом и его оптических сред.

Субъективная аберрометрия

Метод фиксационной топокератометрии используют для оценки неправильного астигматизма роговицы. Для измерений применяют офтальмометр с насадкой в виде диска с подвижным источником света. При перемещении диска глаз пациента постепенно меняет точку фиксации на определенный угол от центрального положения. В новой точке производят измерение оптической силы роговицы. Всего исследуют 17 точек и составляют диоптрийную карту роговицы в центральной зоне. Оценивают величину иррегулярного астигматизма.

Методика решетки Чернинга заключается в следующем. Перед глазом устанавливают решетку с шагом линий 0,5 мм и оптическую линзу, создающую миопии в 7,0 D. Пациента просят смотреть на точечный источник света (лампочку), расположенный в 2-3 м от глаза. При незначительной степени иррегулярности оптической системы пациент видит полосы ровными и по горизонтали и по вертикали. При положительной сферической аберрации крайние полосы изгибаются вовнутрь, а при отрицательной - наружу. При значимом иррегулярном астигматизме паттерн решетки искривлен. Эти искривления чрезвычайно индивидуальны, но дают хорошее представление об аберрациях.

Метод анализа аберраций глаза по совмещению отклоненного и осевого (опорного) лучей. В основе этого метода лежит принцип Шейнер - проявление аберраций при рассматривании объекта через диск с двумя отверстиями (двойное изображение устраняют фокусировкой с помощью линз). Слить изображения можно также с помощью второго перемещающегося луча. Этот способ реализован в современном субъективном аберрометре Spatially Resolved Refractometry. Пучок света от осциллоскопа проходит через вращающийся диск с отверстиями 1 мм. При вращении диска поверхность зрачка сканируется. Через другой оптический канал на фовеолу проецируют контрольную метку в виде крестика. Степень аберраций зависит от угла отклонения направленного светового луча от контрольной метки. Пациент с помощью джойстика проводит совмещение фокуса луча и метки, тем самым позволяя системе количественно выразить угол отклонения, характеризующий функцию рассеяния. Таким образом, можно просканировать всю плоскость зрачка, составив карту аберраций.

Объективная аберрометрия

Объективная скиаскопия. Одним из оригинальных способов аберрометрии можно считать способ ее проведения, основанный на принципе скиаскопии. Интегральный скиаскоп сканирует плоскость зрачка инфракрасным светодиодом в 360 меридианах по классическому скиаскопическому принципу. При этом подсчитывают разницу в длине оптического пути между детекторами при движении проецируемой щели. На основе дальнейшей цифровой обработки данных составляются интегральная рефракционная и аберрометрическая карты. Результаты зависят от скорости сканирования области зрачка, так как данный принцип не является принципом классической аберрометрии и не дает одномоментной карты аберраций.

Аберрометрия по анализу ретинального изображения (Чернинга). Объективный аберроскоп современного типа с основным принципом фотоанализа отраженного паттерна светящейся решетки, создаваемой зеленым лазером с длиной волны 532 нм на сетчатке. Все искажения полученной реальной решетки сравнивают с идеальной решеткой. Аберрометр представляет результаты в виде цветовой карты распределения аберраций в плоскости зрачка испытуемого. Точность измерения дефокусировки составляет ±0,08 D, отклонения от идеальной плоскости волнового фронта ±0,02 мкм.

Аберрометрия по отслеживанию луча (от англ. ray tracing aberrometry). Это современный вариант аберрометрии при анализе ретинального изображения по принципу, согласно которому отклонение от точки фокусирования опорного луча определяют по месту расположения фокуса другого лазерного параллельного луча. Второй луч диодного лазера с длиной волны 650 нм направляется в зрачок по сканирующему принципу с многократными повторениями, и величина его отклонения характеризует функцию светорассеяния.

Аберрометрия по анализу отраженного луча, вышедшего из глаза (Хартмана). Основан на принципе, при котором для анализа выходящего луча разделяют его множеством отверстий с помощью диафрагмы, расположенной перпендикулярно плоскости зрачка. После замены отверстий диафрагмы собирательными линзами (их может быть более 1000) стал возможен компьютерный анализ волнового фронта глаза. В качестве излучателя в аберрометре используют диодный лазер с длиной волны 850 нм. Отраженное от сетчатки излучение несет информацию об оптических несовершенствах всех сред глаза. Цифровая обработка позволяет представить результат в виде цветокарты с точностью оценки дефокусировки ±0,05 D.

КЛИНИЧЕСКАЯ РОЛЬ АБЕРРАЦИЙ И АБЕРРОМЕТРИИ

Выраженность аберраций зависит от многих факторов, к которым относят размер зрачка, возраст пациента, рефракцию, аккомодацию. Аберрации непостоянны. Монохроматические аберрации маскируют хроматические. Эффект Стайлса-Кроуфорда, при котором световой пучок в центральной зоне зрачка более яркий, чем в его периферической части, частично смягчает аберрации.

На сегодняшний день знания об аберрациях нашли практическое применение в оптической коррекции зрения. Широко применяемая лазерная фотоабляция роговицы в различных ее вариантах при хирургической коррекции аметропий дает возможность получения высокого зрительного разрешения, но при этом увеличивает аберрации высшего порядка, проявляющиеся при диаметре зрачка 5 мм и более. Например, при проведении лазерного кератомилеза in situ возрастает сферическая аберрация, проявляющаяся глэр-эффектом, а при фоторефракционной кератэктомии возможно усиление комы, которая лежит в основе монокулярной диплопии. Использование кератофотоабляции на основе волнового фронта позволяет улучшить качество зрительного восприятия. Применение ИОЛ при афакии усиливает сферическую аберрацию. Разработаны и применяются в клинике ИОЛ с отрицательной сферической аберрацией, которая частично компенсирует положительную сферическую аберрацию роговицы для получения более качественного изображения на сетчатке глаза. Технология создания КЛ с любым профилем аберраций уже существует.

Положительная роль аберраций высокого порядка состоит в том, что они увеличивают глубину фокусной области. Если устранить эти аберрации, сохранив только аметропию, то произойдет контрастная инверсия воспринимаемых изображений. В данной ситуации аберрации расценивают как механизм коррекции качества зрения. Отсутствие аберраций, создающих малый уровень дефокусировки, частично устранило бы стимул к аккомодации, нарушив ее работу и снизив точность аккомодирования.