Аберрации человеческого глаза, способы их измерения и коррекции (обзор литературы). Аберрации оптической системы

Http://miroft.org.ua/
03.06.14 10:17

Понятие об аберрациях. Аберрации как несовершенство глаза

Термин «аберрация» происходит от латинских слов: «aberrare, aberration» - уклоняться, уклонение. В оптике под аберрациями понимают погрешности изображения, обусловленные отклонением светового луча в реальной оптической системе от его направления в идеальной оптической системе.

В физиологической оптике аберрации - любое угловое отклонение узкого параллельного (коллимированного) пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре фовеолы при его прохождении через оптическую систему глаза.

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, дистрофией, нерегулярными аберрациями.

Карта оптических отклонений реальных световых лучей от идеальных в проекции зрачка называется волновым фронтом. Оптическая система с минимальным количеством аберраций имеет плоский, или сферический, волновой фронт. В реальной физиологической оптической системе всегда есть отклонения от плоского волнового фронта.

Рис. 1

В настоящее время для описания аберраций волнового фронта используют серии полиномов математического формализма Цернике (F.Zernike) (1934). Согласно этим представлениям призматический наклон описывают полиномами 1-го порядка (Z1), дефокус и астигматизм – 2-го (Z2), кому относят к 3-му (Z3),а сферическую аберрацию к 4-му порядку (Z4).

Рис. 2

Существующие системы для измерения и анализа аберраций волнового фронта обычно имеют точность 6-7-го порядка по F.Zernike. Оптическая система считается хорошей, если среднеквадратичное отклонение волнового фронта, обозначаемое как RMS (англ. – root mean square), меньше 1/14 длинны волны или равно 0.038 мкм. Данный критерий называюткритериям Марешаля .

Идеально исправленная по всем аберрациям оптическая система не может дать точного изображения предмета! Точка никогда не изображается точкой. Причина связана с волновой природой света, создающей дифракционные явления. Точечный источник света изображается на сетчатке не в виде одной точки, а виде более светлого пятна, окруженного рядом концентрических менее светлых колец убывающей яркости (диск Эйри).

Качество зрительного восприятия зависит от разрешающей способности сетчатки, дифракции света в области зрачка и свойств оптических сред глаз. Одной из особенностей человеческого глаза является наличие глубины фокусной области, в пределах которой может не происходить изменения качества изображения [Сергиенко Н.,М.,1972]. Зрительное восприятие регулируется не только физиологической оптикой, но и корковыми структурами центральной нервной системы. Улучшая оптику глаза путем снижения аберрации, можно повысить зрительное разрешение от обычного уровня к более высокому.

Классификация и виды аберраций

Различают хроматическую, дифракционную и монохроматическую аберрации.

Хроматическая аберрация – искажение изображения, связанное с тем, что лучи видимого света, имея разную длину волны и падая на линзу параллельным пучком, преломляясь, фокусируются не в одной точке. Коротковолновые лучи (сине-зеленые) фокусируются дальше от сетчатки, чем длинноволновые (красные). Это явление называется хроматизмом положения. В результате изображение размывается, и края его окрашиваются. Если фокус синих лучей совместить с сетчаткой, изображение точки будет окружено красным ореолом, и наоборот. Очертания воспринимаемых предметов могут окрашиваться при гиперметропии – красным, при миопии – синим цветом. Практическое значение хроматических аберраций более заметно при проведении дуохромного теста для уточнения оптической установки глаза при аметропии. В условиях освещения белым светом человек не различает цветные каемки вокруг наблюдаемых предметов. Это объясняется наложением цветных ореолов один на другой и малыми угловыми размерами цветных каемок. Хроматические аберрации не оказывают существенного влияния на центральное зрение.

Дифракционная аберрация связана с нарушением прямолинейности, отклонением, световой волны при ее распространении мимо резких краев непрозрачных или прозрачных структур, формирующих отверстия. Такой структурой в глазу является зрачок. В результате дифракции света на границе зрачка, где согласно законам геометрической оптики должен быть четкий переход от тени к свету, возникает ряд светлых и темных дифракционных колец, проецируемых на сетчатку. С уменьшением диаметра зрачка диаметр дифракционного круга светорассеянья увеличивается. Но 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. При малых размерах зрачка от 2 до 4 мм сферическая аберрация минимальна, но резко возрастает при расширении зрачка. Если преломление лучей через периферическую часть зрачка сильнее, чем через центральную, то сферическая аберрация называется положительной (например, при неизмененной роговице). При обратном положении возникает отрицательная сферическая аберрация (например, при уплощении центра роговицы после лазерной фотоабляции). Сферическая аберрация носит индивидуальный характер. Поверхность хрусталика носит индивидуальный характер. Поверхность хрусталика может частично компенсировать сферическую аберрацию роговицы.

Астигматизм – это аберрация наклонных пучков (аберрация больших углов наклона). Возникает из-за асферичности преломляющих поверхностей глаза. Если на оптическую систему направлен узкий пучок лучей, находящийся на значительном расстоянии от оптической оси, то он сфокусируется в виде двух взаимно перпендикулярных отрезков на определенном расстоянии друг от друга, образуя при этом изображение в виде хорошо известного коноида Штурма (эллипс, за ним кружок, и снова эллипс). Такое состояние равносильно прямому падению лучей на торическую поверхность. Астигматизм снижает зрительное разрешение.

Частным случаем астигматизма глаза является физиологический астигматизм. Под ним понимают такой астигматизм глаза, при котором сохранена нормальная острота зрения. Он обусловлен несколькими факторами: асферичностью преломляющих поверхностей, астигматизмом наклонных лучей, децентрированием преломляющих поверхностей и различиями в оптической плотности преломляющих сред [Смирнов М.С.,1961].

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 является отсутствие соосности между оптическими центрами роговицы, хрусталика и фовеолы. К усилению комы может приводить децентрирование новых оптических зон при различных способах хирургической коррекции аметропий.

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. Она представляет собой срединную поверхность между обеими астигматическими, которые возникают вследствие отображения каждой точки отрезка двумя изображениями, лежащими в сагиттальной и меридиональной плоскостях.

Дисторсия является аберрацией, при которой нарушается 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. Прямоугольное изображение может перейти в «бочкообразное» (отрицательная дисторсия) или «подушкообразное» (положительная дисторсия). Такой же эффект могут создавать астигматические очковые линзы, сжимающие ли растягивающие предметы в одном направлении.

Клиническая роль аберрации и аберрометрии

Выраженность аберраций зависит от многих факторов, к которым относят размер зрачка, возраст пациента, рефракцию, аккомодацию. Аберрации непостоянны и меняются во времени с частотой около 2 Гц. Характер аберраций может изменить даже направление взгляда человека, что необходимо при рассматривании предметов. Эффект Стайлса-Кроурфорда, при котором световой пучок в центральной зоне зрачка более яркий, чем в его периферической части, частично смягчает аберрации.

В нормальных глазах среднее значение аберраций высшего порядка при диаметре зрачка 5мм составляет 0.25 мкм (или λ/2), что адекватно 0.25 дптр дефокусировки. При возрастании уровня аберраций их значения могут превышать нормальные в 2-10 раз.

Анализ аберраций 130 эмметропических глаз при диаметре зрачка 5мм показал доминирование комы в 69 % ,сферической аберрации – в 16 % случаев. При увеличении диаметра зрачка до 8 мм, доля комы уменьшалась до 44 %, а доля сферической аберрации увеличивалась до 38 % от общего числа аберраций высшего порядка. Аберрации 5 и 6 порядков практически оставались без изменений.

При изучении аберраций высшего порядка у 114 пациентов в возрасте от 20 до 69 лет с амметропией не более 2.0 дптр было показано, что их количество в глазу очень индивидуально и в 95 % случаев среднее квадратичное отклонение волнового фронта (RMS) составляет 0.334 мкм. Аберрации, как правило, зеркально симметричны в правом и левом глазах. Внутренние оптические среды обладают компенсирующим влиянием по отношению к роговице за счет аберраций Z4. Это компенсирующее влияние уменьшается с возрастом.

На сегодняшний день знания об аберрациях нашли наибольшее практическое применение в оптической коррекции зрения и при визуальных методах исследования глазного дна.

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. Так, 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 интраокулярных линз при афакии усиливает сферическую аберрацию. Разработаны и применяются в клинике интраокулярные линзы с отрицательной сферической аберрацией, которая частично компенсирует положительную сферическую аберрацию роговицы для получения более качественного изображения на сетчатке глаза.

При практическом применении оптических средств и хирургических методов существуют факторы, которые ограничивают возможности зрительного разрешения. Например, любые динамические изменения параметров аккомодации или зрачка приведут к искажениям на сетчатке за счет остаточных аберраций. Статистическая коррекция аберраций не способна сделать глаз свободным от нежелательного их влияния. Только динамическая коррекция, основанная на принципах адаптивной оптики, используемая при визуализации глазного дна, лишена недостатков. Устранение монохроматических аберраций тут же приводит к доминированию хроматических. А устранить эффект светорассеяния невозможно даже при устранении аберраций.

Достижение суперзрения при полной коррекции аберрации глаза вряд ли возможно и целесообразно! Во-первых, аберрации сами по себе динамичны. Во-вторых, существуют нейрорецепторные ограничения зрительного разрешения, обусловленные расположением фоторецепторов сетчатки на расстоянии, равном 0.5 угл. мин, что обеспечивает зрительное разрешение, равное 1.8-2.0. Дальнейшее повышение зрительного разрешения может вызвать зрительные иллюзии.

Положительная роль аберраций высокого порядка заключается в том, что они увеличивают глубину фокусной области. Если устранить эти аберрации, сохранив только аметропию, то произойдет контрастная инверсия воспринимаемых изображений – белое и черное поменяются местами. В данной ситуации аберрации являются механизмом коррекции качества изображения. Отсутствие аберраций, создающих малый уровень дефокусировки, частично устранило бы стимул к аккомодации, нарушив ее работу и снизив точность аккомодирования.

Авторы: Аветисов Сергей Эдуардович – директор НИИ глазных болезней, член-корреспондент РАМН
Шелудченко Вячеслав Михайлович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом Государственного Учреждения НИИ глазных болезней РАМН

Что такое аберрации?

Когда мы, врачи, назначаем очки, мы преследуем только одну цель – переместить фокус глаза на сетчатку. Положительные линзы перемещают фокус вперед, а отрицательный линзы – назад. Перемещение тем сильнее, чем выше преломляющая сила линзы (на бытовом языке – чем больше номер линзы).

Однако, помимо этого основного действия, у оптических линз есть еще как минимум пять свойств, которые мы не можем отменить и к которым пациент должен адаптироваться. Эти дополнительные свойства мы называем аберрациями. Выраженность аберраций напрямую зависит от оптической силы линзы. При слабых линзах аберрации почти не ощущаются. Но примерно с 4,0-5,0 Д я предупреждаю пациентов о возможных неудобствах, а выше 7,0 Д – жалуются практически все.

Давайте разберемся подробно с каждой аберрацией!

1. Изменение величины изображения на глазном дне. Положительные линзы увеличивают изображение, отрицательные уменьшают его. Чем больше сила линзы, тем больше изменяется изображение предмета относительно его реальной величины. Дальнозоркие люди, как правило, на это не жалуются: из-за увеличения изображения у них повышается острота зрения. А вот у близоруких людей из-за уменьшения изображения снижается острота зрения с коррекцией, примерно выше -7,0 Д стопроцентное зрение получить уже трудно, выше -10,0 Д - невозможно. При высокой близорукости получается такая ситуация: без очков предметы размытые, но большие, а в очках – резкие, но маленькие; без очков предметы не разглядеть из-за расплывчатости очертаний, а в очках их не разглядеть из-за уменьшения размера. Отдельная проблема, когда глаза разные,и для коррекции требуются разные линзы. Из-за разной величины изображений на глазном дне расстраивается бинокулярное зрение, то есть слить изображения двух глаз в один образ становится невозможно. Как правило, мы не выписываем очки, в которых линзы отличаются больше, чем на 2,0 Д, более сильную разницу люди не переносят. Однако детей с раннего возраста можно приучить и к таким очкам. У меня есть пациентка (ей сейчас 6 лет), у которой правое стекло в очках +0,5 Д, а левое +5,0 Д, и девочка их спокойно носит. Адаптировалась!

2. Радужные контуры по краям рассматриваемых объектов. Напомню, что угол преломления зависит от длины волны: чем короче волна, тем сильнее преломление. Поэтому солнечный свет, проходя через линзу, распадается на радугу. Эта радуга видна в очках большой силы по контуру предметов (как и все аберрации, эта тоже тем сильнее выражена, чем больше оптическая сила линзы).

3. Параллакс – смещение изображения при движении линзы. Параллакс тем больше, чем сильнее линза и чем ближе к глазам рассматриваемый предмет. Отрицательные линзы смещают изображение в ту же сторону, положительные – в противоположную. Именно из-за параллакса возникает головокружение при ношении очков большой силы, пациенты жалуются, что все плывет перед глазами.

4. Изменения в поле зрения. Эта аберрация связана с тем, что центральная часть пространства видна через очки, а периферическая часть – мимо очков. При положительных собирающих стеклах есть часть пространства, которая не видна ни через очки, ни мимо очков. Это так называемая кольцевая скотома (скотома – выпадение внутри поля зрения). Предметы, попавшие в эту зону, становятся невидимками, как будто растворяются в пространстве. При рассеивающих отрицательных стеклах, наоборот,часть пространства видна и через стекла, и мимо них. В этой зоне получается удвоение предметов. Если сейчас на вас очки, попробуйте скосить глаза в сторону и посмотреть на что-то через край очков. Вы поймете, о чем я говорю. Опыт выполним даже при очках силой 1,0 Д. При сильных очках этот феномен мешает жить.

5. Астигматизм косого падения или косых лучей. Мы помним, что угол преломления зависит от угла падения и от кривизны поверхности, на которую падает луч. Для сферических линз рассчетная сила достижима строго по центру линзы. Если рассматривать изображение через край линзы, там кривизна поверхности другая и лучи падают под другим углом. Значит преломление на периферии линзы совсем другое, чем в центре. Сферическая линза на периферии ведет себя как торическая, то есть появляется косого падения. Если ребенок смотрит не через центр очков, а через их верхний край (так бывает, когда переносица оправы слишком широкая и очки съезжают на кончик носа) острота зрения может снижиться на две-три строчки. С другой стороны, ко мне на прием пришла дама с жалобами, что через центр своих минусовых сферических очков она видит плохо, а через их верхне-правую периферию зрение четкое, в итоге у нее ноет шея из-за постоянного вынужденного положения головы. Оказалось, что у нее не просто , а сложный близорукий , который она сама случайно нашла способ нейтрализовать. Правильно подобранные торические стекла в ее случае решили проблему.

Астигматические линзы имеют, кроме описанных, еще свои специфические аберрации. В первую очередь это искажение предметов. Это своеобразное проявление аберрации №1 – изменение величины изображения. Астигматическая линза будет менять его по разному в разных меридианах. В итоге предметы либо вытянуты в высоту, либо растянуты в ширину. В любом случае реального изображения через астигматические очки не получится.

Это особенно заметно на лестнице.

Те, кто впервые надел астигматические очки, жалуются, что либо верхние ступеньки выше нижних, либо наоборот (это зависит от положения сильного меридиана). В итоге повышенный травматизм при пользовании лестницей: человек либо промахивается, либо спотыкается, в любом случае – опасность упасть. Другая астигматическая аберрация проявляется только в том случае, если неправильно определена ось линзы: появляется излом прямых линий. Допустим, Вы смотрите на дверь, или на оконный переплет, или на дерево, или на любую другую прямую линию. Часть ее видна Вам через очки, а часть – мимо очков. Если ось установлена неправильно, через стекло эта линия будет видна под углом к реальной линии, угол излома тем больше, чем больше отклонение оси линзы от слабого меридиана астигматического глаза.

А теперь – самое главное. К аберрациям можно адаптироваться. Допустим, Вам выписали очки. Вы их надели, и на Вас навалились аберрации. Неделю-другую будет трудно, а потом Вы привыкнете и перестанете их замечать. Это не значит, что аберрации исчезли, но они перестанут Вас отвлекать. Это как фоновая музыка, которую сначала слышишь, а потом увлекаешься чем-то и не замечаешь ее. В организме возникают новые связи, и нога перестает промахиваться на ступеньках, при повороте головы не появляется головокружение и т.п. Это и называется адаптация.

Именно поэтому я детям сразу сильные очки не выписываю – из-за аберраций они отказываются их носить. Силу стекол детям я поднимаю ступенчато, на 1-1,5 Д каждые 3-4 месяца (если начинать с 3,0 Д), чтобы дать им время адаптироваться.

Не забывайте, уважаемые читатели, что у детей адаптационные способности очень сильны, а взрослые этим похвастаться не могут. Детей можно приучить носить практически любые очки. Взрослые же к аберрациям привыкают с трудом. Насколько я заметила, после 35 лет адаптироваться к астигматическим очкам практически невозможно.

Поэтому у окулистов есть золотое правило: детям мы очки назначаем, а взрослым подбираем. Детей не спрашивают, комфортно ли им в очках, они привыкнут. И носить очки мы их заставляем любыми способами, чтобы после 15 лет они сами могли решать, носить очки или нет: навык ношения сформировался, адаптация к аберрациям работает, в любой момент очки можно надеть снова. Если же человек зрелого возраста впервые надевает очки, будет выраженный дискомфорт. Обычно мы просим подождать две-три недели. Если за это время дискомфорт не проходит, приходится жертвовать остротой зрения ради переносимости очков, то есть выписывать очки послабее, в которых зрение хуже, но аберраций меньше.

К слову сказать,

если очки подобраны правильно, дети их носят с удовольствием, потому что зрение в них лучше, а к аберрациям они быстро привыкают. Я все время говорю родителям: если ребенок отказывается носить назначенные мною очки, берите очки, берите ребенка и идите ко мне, буду разбираться. Дело в том, что когда очки не подходят, взрослый человек пожалуется на боли в надбровных дугах, чувство распирания в глазах, тяжесть в лобной части головы, в конце концов на дискомфорт. Дети так пожаловаться не могут; не жалуются они, если оправа трет или давит, если очки на нос сползают. Они в таких случаях их просто снимают, и никакими силами родители не могут заставить их носить. И я должна посмотреть, как очки сидят на ребенке, чтобы понять, почему он их не носит.

В принципе, любой окулист должен отвечать за свою работу и подбирать очки так, чтобы дети их носили. Но это приходит с опытом. Да еще оптики, случается, готовят очки не по рецепту: или оси сместят, или стекло вставят другое, потому что выписанного в наличии нет. Я с этим много раз сталкивалась. Наши оптики хором уверяли меня, что они имеют право усилить или ослабить линзу на 0,5 Д, им, видите ли, так в лекциях объясняли. И спорить с ними было бесполезно, пришлось голосовать рублем. Я перестала посылать своих пациентов в те оптики, где с моими рецептами обращались слишком вольно. Теперь те, кто хотят со мной работать, при отсутствии нужной линзы звонят и спрашивают, какой линзой ее можно заменить.

Совет тем, кто не доволен очками, заказанными по рецепту: сначала пойдите к другому оптику (не к тому, у которого очки заказывали) и попросите проверить Ваши очки на диоптриметре (это аппарат, который может определить силу линзы в главных меридианах и положение осей) и результат выдать письменно, затем с этим документом и с рецептом на очки пойдите к врачу, который Вам очки выписал, и спросите его, в чем дело. Пусть разбирается, его это ошибка или оптика.

В заключение хочу привести письмо, которое я нашла в Живом Журнале (есть такой в Интернете). Цитирую:

«У меня в последнее время было -6/-6.5 Последние 10 лет все время носила линзы. На прошлой неделе пошла к американскому офтальмологу за очередным рецептом. Во-первых, он сказал, что у меня -10 на оба глаза (аппаратура в офисе супер-современная). Во-вторых, он сказал, что сосуды (?) подбираются к сетчатке, и мне полгода минимум нельзя носить линзы. Если я сейчас не одену очки, то линзы не смогу носить никогда. Об операции речи на ближайший год быть не может (а там посмотрим). Но проблема, собственно, не в этом. Сегодня я получила свои очки. Сказать, что я в ужасе - это ничего не сказать. Сплошные искажения - на меня падают с боку стены, валятся книжные полки, взятая в руки книга выглядит как трапеция (даже если держать прямо перед глазами). Монитор из плоского превратился в шарообразный. Жуткая хроматическая абберация. Ходить могу с трудом - постоянно натыкаюсь на предметы, которые в моем представлении должны быть в метре от меня. Работать тоже не могу - на экране монитора все выглядит в два раза меньше, и в жутких диспропорциях. На мои недоумения врач сказал не волноваться и подождать дня два - мол, глаза просто привыкают. Это действительно так? Неужели между линзами и очками должна быть настолько существенная разница? Я не помню, делались ли при выписке линз поправки на (компьютерная диагностика показала, что он есть и достаточно серьезный) - но в линзах я никогда в жизни не ощущала никакого дискомфорта. Помогите, пожалуйста, советом, потому что я просто в ужасе, как с этим жить дальше - я практически ничего не могу делать.»

Обсуждение:

Я привела это письмо, потому что оно очень наглядно показывает, что такое аберрации. Здесь необходимо пояснение. Контактные линзы радикально отличаются от очков одним свойством: они не являются отдельной оптической системой, как очки, а встраиваются в оптическую систему глаза, изменяя ее в нужную сторону. Поэтому контактные линзы в отличие от очковых линз обладают только одним свойством - изменяют положение фокуса относительно сетчатки. В контактных линзах мы имеем реальные размеры изображения, реальное поле зрения, отсутствие радужной каймы вокруг предметов и т.д. Женщина 10 лет носила контактные линзы. Надев в зрелом возрасте очки, она остро чувствует аберрации.

Давайте вчитаемся. «Сплошные искажения - на меня падают с боку стены, валятся книжные полки, взятая в руки книга выглядит как трапеция (даже если держать прямо перед глазами). Монитор из плоского превратился в шарообразный.» - это из-за астигматической аберрации, которая дает искажение контуров предметов. «Ходить могу с трудом – постоянно натыкаюсь на предметы, которые в моем представлении должны быть в метре от меня» - минусовые стекла уменьшают и отдаляют изображения предметов, а контактные линзы давали реальное изображение. Это письмо - наглядная иллюстрация, какую проблему создают впервые надетые очки. Представьте себе, наши дети испытывают то же самое, когда им впервые очки надевают, только они сказать об этом не могут. Поэтому они отказываются их носить. Поэтому к коррекции высоких степеней рефракции я подхожу ступенчато, постепенно увеличивая силу очков - так дети к ним легче адаптируются.

Аберрациями называют оптические дефекты человеческого глаза, которые искажают изображение на сетчатке и ухудшают качество зрения (примерно у 15 % людей). Их возникновение связано с особенностями строения преломляющих сред глаза.

Аберрации бывают:

• дифракционные. Часть светового пучка, проходящего у края зрачка, отклоняется, свет рассеивается по периферии;
• хроматические. Связаны с особенностями восприятия цвета оптической системой глаза. Дефект проявляется тем, что изображение цветного предмета на сетчатке оказывается расплывчатым, а черно-белого - более четким;
• монохроматические. Могут быть разного порядка и являются предметом изучения рефракционных хирургов.

Монохроматические аберрации могут быть:

• высшего порядка (15 %): сферическая аберрация, астигматизм косых пучков, нерегулярные аберрации, кривизна поля, дисторсия, кома;
• низшего порядк (85 %): астигаматизм, дальнозоркость, близорукость.

Возникновение дефектов связано с особенностями прохождения света через оптические среды глаза. А именно: слезную пленку, роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело.

Причинами аберраций могут быть:

• синдром сухого глаза, вызывающий недостаточность слезной пленки;
• послеоперационные рубцы на роговице;
• травмы органов зрения;
• инфекционные заболевания глаза;
• помутнение хрусталика;
• заболевания роговицы (кератоконус, кератоглобус);
• изменение стекловидного тела, характерное для близорукости;
• кровоизлияния и т. д.

Полиномы математического формализма Зернике (Цернике) используют для описания комплекса монохроматических аберраций высшего порядка. Это набор трехмерных иллюстраций аберраций вплоть до седьмого порядка.

Диагностика аберрационных дефектов проводится с применением т. н. анализатора волнового фронта. Этот метод основан на компьютерном анализе отклонений световых лучей при прохождении к сетчатке глаза с последующим частичным отражением.

Обследование пациентов проводится с помощью аберрометра. Прибор с высокой точностью определяет все погрешности оптической системы глаза, а также позволяет судить об их влиянии на качество зрения.

Лечение аберраций высшего порядка

Дефекты оптической системы глаза в той или иной мере присущи каждому человеку. Если аберрации не ухудшают качество зрения и не ограничивают профессиональную деятельность пациента, они не нуждаются в специфической коррекции.

В противном случае предлагается специальная адаптивная оптика. Например, очки, контактные и интраокулярные линзы. Использование технологии волнового фронта позволяет выбрать оптимальный способ компенсации влияния аберраций на качество зрения.

Помимо адаптивной оптики пациент может воспользоваться методами рефракционной хирургии. Они направлены на изменение преломляющей силы роговицы. На основе данных аберрометрии проводится хирургическая коррекция зрения.

Получить консультацию компетентных специалистов можно в офтальмологической клинике И. Медведева.

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 Евфрона

• - один из типов аберраций оптических систем...
• - раздел астрометрии, разрабатывающий математические методы решения задач, связанных с изучением видимого расположения и движения светил на небесной сфере...

  Большая Советская энциклопедия

• - искажение изображения в оптических системах, связанное с тем, что световые лучи от точечного источника, расположенного на оптической оси, не собираются в одну точку с лучами, прошедшими через удаленные от оси части...

  Большой энциклопедический словарь

• - От серого глаза, от карего глаза, от синего глаза, от черного глаза...
• - См. ЛЮБОВЬ -...

  В.И. Даль. Пословицы русского народа

"аберрация глаза сферическая" в книгах

Душевная аберрация

Из книги Сколько стоит человек. Повесть о пережитом в 12 тетрадях и 6 томах. автора

Душевная аберрация

Из книги Сколько стоит человек. Тетрадь первая: В Бессарабии автора Керсновская Евфросиния Антоновна

Душевная аберрация Удивляться ли тому, что 28 июня 1940 года советские войска были встречены как освободители? Колокольный звон, священники с хлебом-солью…А как мама была растрогана тем, что солдат назвал ее «мамаша»! А я? Разве моя душа не рвалась навстречу им? Но зачем

Из книги Все лучшие методики воспитания детей в одной книге: русская, японская, французская, еврейская, Монтессори и другие автора Коллектив авторов

Смотреть в глаза «Смотри в глаза, когда с тобой разговаривают!» Это требование родителей не лишено здравого смысла. «Хорошо воспитанный» ребенок обязательно смотрит на своего собеседника. Зрачок, этот маленький кружок в середине глаза, пропускает свет к сетчатке глаза.

4.3. Звездная аберрация

Из книги Теория относительности - мистификация ХХ века автора Секерин Владимир Ильич

4.3. Звездная аберрация В 1727 г. астроном Д. Бредли открыл явление звездной аберрации, которое заключается в том, что все звезды в течение года описывают на небесной сфере эллипсы с большой полуосью, наблюдаемой с Земли под углом? = 20,5». Аберрация обусловлена движением Земли

Аберрация

БСЭ

Аберрация света

Из книги Большая Советская Энциклопедия (АБ) автора БСЭ

Аберрация

Из книги Энциклопедический словарь (А) автора Брокгауз Ф. А.

Аберрация Аберрация света состоит в том, что мы, наблюдая звезду, видим последнюю не в том месте, где она находится, вследствие движения земли вокруг солнца и времени, необходимого для распространения света. Если бы земля была недвижима, или если бы свет распространялсяХроматическая аберрация Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХР) автора БСЭ

Общее рассуждение об основных состояниях глаза и его воспалении Анатомия глаза

Из книги Канон врачебной науки автора ибн Сина Абу Али

Общее рассуждение об основных состояниях глаза и его воспалении Анатомия глаза Мы говорим: зрительная сила и материя зрительной пневмы проникает в глаз по пути обоих полых нервов, с которыми ты уже ознакомился в анатомии. По мере того как нервы и оболочки, которые с ними

Аберрация,

Из книги Литературная Газета 6486 (№ 45 2014) автора Литературная Газета

Аберрация, "Дурдом" - сатирическая передача, выходящая на Втором канале немецкого общественного телевидения, высмеяла германские СМИ в отношении событий на юго-востоке Украины: почти все они сознательно и грубо искажают и толкуют факты в пользу Киева. В той же

Аберрациями глаза называются различного типа искажения изображения, формируемого на сетчатке глаза. Хорошо известными примерами аберраций являются миопия (близорукость), гиперметропия (дальнозоркость) и астигматизм . С этими аберрациями обычно имеют дело при исследовании рефракции в кабинете врача-офтальмолога, и их величина определяет, главным образом, качество нашего зрения без применения средств коррекции зрения. После измерения величины этих аберраций врач выписывает рецепт, по которому пациент приобретает очки, или контактные линзы для коррекции имеющихся у него аберраций.

Однако даже при полной коррекции указанных аберраций зрение может оставаться неудовлетворительным: сохраняется плохое зрение в сумерках, изображение двоится, в поле зрения появляются световые блики, изображение остается размытым. Эти симптомы могут быть признаками того, что у вас остались некорригированными аберрации высших порядков.

Что такое аберрации высших порядков?

Чтобы лучше понять, что из себя представляют аберрации высших порядков (АВП), следует обратиться к понятию волнового фронта световой волны. Волновой фронт волны, излучаемой точечным источником света, имеет идеальную сферическую форму. А волновой фронт плоской волны имеет форму идеальной плоскости. Если бы глаз был идеальной оптической системой, то вышедший из глаза после отражения от глазного дна узкий пучок света имел бы сферическую форму (волновой фронт световых лучей, исходящих от точечного источника света, расположенного в плоскости сетчатки глаза, должен остаться сферическим после прохождения через все структуры идеальной оптической системы глаза).

Однако, при прохождении света через оптические структуры глаза (роговицу, хрусталик и др.) происходит искажение фронта волны из-за того, что глаз не является идеальной оптической системой. Поэтому, анализируя волновой фронт световой волны, вышедшей из глаза после отражения от глазного дна, и оценивая величину, на которую он стал отличаться от идеальной формы, можно измерить аберрации глаза. Измерение искажений волнового фронта стало возможным относительно недавно после того, как появились диагностические приборы, называемые аберрометрами. Это сложные оптические устройства со встроенным компьютерным обеспечением. Для анализа зарегистрированных прибором искажений волнового фронта применяется специальный математический аппарат, основанный на использовании полиномов Цернике. Каждая тип аберраций при таком анализе представляется собой сумму полиномов Цернике разной степени. Максимальная степень таких полиномов и определяет порядок различного типа аберраций.

Корригируемые обычными очками или контактными линзами миопия, гиперметропия и астигматизм - это аберрации 2-го порядка (состоят из полиномов Цернике первой и второй степени). Среди аберраций высших порядков (3-го и более) наиболее значимы сферические аберрации и кома. Чем выше порядок аберраций, тем сложнее форма волнового фронта световых волн, вышедших из глаза.

Как аберрации высших порядков влияют на зрение?

По оценкам специалистов аберрации 2-го порядка (миопия, гиперметропия, астигматизм и призматические отклонения) составляют примерно 85% от всех аберраций глаза и имеют определяющее значение для качества нашего зрения. Остальные 15% приходятся на АВП, и для большинства людей роль АВП незначительна. Влияние АВП на зрение зависит от ряда факторов. Важную роль играет размер зрачка. При большом диаметре зрачка , а зрачок значительно расширяется в условиях плохой освещенности, влияние АВП на качество зрения возрастает. Поэтому плохое зрение в сумерках может свидетельствовать о наличии АВП.

Однако даже при маленьком зрачке у некоторых людей может быть плохое зрение даже с коррекцией аберраций низших порядков из-за значительных АВП, вызванных искривлением формы роговицы. Типичный пример - кератоконус, при котором наблюдается локальное конусовидное выпячивание роговицы . Нерегулярные изменения формы роговицы могут быть также следствием хирургических операций на роговице. Неправильная форма роговицы, являющейся одним из важнейших элементов оптической системы глаза, не позволяет световым лучам правильно фокусироваться и, следовательно, приводит к различным искажениям изображения, которые нельзя корригировать традиционными способами.

Как можно корригировать аберрации высших порядков?

В настоящее время для коррекции АВП используются несколько подходов, которые можно разделить на 2 группы. К первой группе относятся методы, основанные на измерении АВП у конкретного пациента и изготовлении на основе полученных данных индивидуальных средств коррекции - это могут быть очковые или контактные линзы.

Вторая группа включает ряд контактных линз массового производства, асферический дизайн которых рассчитывается таким образом, чтобы компенсировать сферические аберрации глаза, которые в среднем являются наиболее значимым типом АВП. Типичным примером таких контактных линз являются контактные линзы PureVison компании Bausch & Lomb. Линзы PureVison обеспечивают более четкое зрение в сумерках.

Кератоконус, который характеризуется наличием значительных АВП ("трифоль"), обычно корригируются с помощью жестких газопроницаемых контактных линз, индивидуально изготовляемых на основе измерения топографии роговицы пациента. Хотя эта методика не связана с анализом волнового фронта и расчетом АВП, тем не менее, существующие дизайны жестких газопроницаемых контактных линз позволяют достаточно эффективно исправлять оптические искажения, индуцируемые кератоконусом.

Только анализ волнового фронта дает полную информацию обо всех аберрациях, на основе которой могут быть изготовлены индивидуальные очковые или контактные линзы, учитывающие все аберрации пациента, как низших, так и высших порядков. Примерами таких линз являются очковые линзы iZon, разработанные американской компанией Ophthonix (в России такие линзы пока не доступны).

В настоящее время большинство специалистов считают, что применение индивидуальных линз, дизайн которых рассчитан на основе анализа волнового фронта глаз пациента, эффективен лишь в тех случаях, когда у пациента имеется значительный уровень АВП и его зрение не удается корригировать традиционными очками или контактными линзами, а также в условиях плохой видимости, когда зрачок сильно увеличен.