Аберрации оптической системы глаза

Как известно, оптические погрешности в виде сферической, волновой (неправильный астигматизм) и хроматической аберрации характерны для любого нормального человеческого глаза. Могут ли миопия или связанные с ней изменения усиливать имеющиеся аберрации либо вносить дополнительные погрешности в оптическую систему глаза?

Необходимо отметить, что понятие «аберрации» связано с физической рефракцией глаза, тогда как миопия представляет собой разновидность клинической рефракции и отличается от эмметропии только положением заднего главного фокуса относительно сетчатки.

М.С.Смирнов (1971) заметил: «Аберрации разных глаз — разные», и тем самым подчеркнул, что они больше отражают индивидуальные особенности глаза, чем его обобщенные «групповые» свойства, в частности рефракцию. Своеобразно проявляет себя в зависимости от рефракции глаза хроматическая аберрация. Напомним, что она обусловлена неодинаковым коэффициентом преломления лучей с разной длиной волны. Это приводит к тому, что преломляющая сила глаза для коротковолновых, синих, лучей оказывается на 1,0—1,5 дптр больше, чем для длинноволновых, красных. Вследствие этого глаз, слабомиопический или слабогиперметропический по отношению к белому свету, может стать эмметропическим для красных и синих лучей. По той же причине миопическая рефракция для белого света усилится в синих лучах и станет слабее в красных.

Свойство миопического глаза более четко видеть линии на красном фоне, а гиперметропического — на сине-зеленом используют для уточнения рефракции и оптической коррекции с помощью так называемого дуохромного теста. На феномене хроматической аберрации глаза основан и другой метод рефрактометрии — исследование с кобальтовым стеклом, пропускающим только две узкие полосы спектра — в области красных и в области синих лучей. При наблюдении через такой фильтр за светящейся точкой она бывает бесцветной только при идеальном фокусировании на сетчатке. При гиперметропической установке глаза видно синее пятно с красным венчиком, при миопической — красное пятно с синим венчиком. Венчики устраняют с помощью линзы, компенсирующей вид и степень аметропии.

Вопросу об оптических аберрациях глаза посвящено очень мало работ. Это объясняется главным образом тем, что измерение их на живом человеческом глазу представляет большие трудности. В отдельных работах приводятся данные о сферической аберрации человеческого глаза безотносительно к его рефракции. Как известно, суть сферической аберрации состоит в том, что преломляющая сила линз со сферическими поверхностями больше в их периферических частях, чем в центральных.

Установлено [Sami G. et al., 1973; Millidot В., Sivak J.G., 1974], что в роговице и хрусталике обычно наблюдаются аберрации противоположного знака. В результате суммарная оптическая аберрация глаза в большинстве случаев уменьшается. При исследовании преломляющей силы глаза в центре зрачка и на его периферии получены разноречивые данные. Н.Т. Рі (1925) обнаружил, что в большинстве глаз периферическая зона зрачка более близорука, чем центральная. Поданным G.H. Stine (1930), это наблюдалось только в 22 % исследованных глаз, в 14 % более сильной была центральная область зрачка и в 64 % выявлена смешанная аберрация, когда в одном и том же глазу в зависимости от участка периферии зрачка она была то более сильной, то более слабой, чем центральная область зрачка.

В связи с этим особый интерес вызывает исследование волновой аберрации или неправильного астигматизма. Измерение этого вида аберраций, который можно рассматривать как суммарный эффект нескольких оптических несовершенств, удалось осуществить М.С.Смирнову (1961), а затем G. van den Brink

Рис.29. Неправильный астигматизм — более легкий (а) и более выраженный (б). Объяснение в тексте.

(1962), Т.А.Корнюшиной (1979) и Н.М.Сергиенко (1982). Н.М.Сергиенко с помощью сконструированного им астигмометра исследовал 147 глаз, что позволило ему сделать заключение о структуре и степени неправильного астигматизма, который автор не совсем удачно называет физиологическим астигматизмом. Во всех случаях степень преломления в оптической зоне была различной. Резкие перепады его отмечались даже в соседних зонах, разделенных промежутком в 1—2 мм. При сопоставлении показателей неправильного астигматизма правого и левого глаза часто удается отметить симметрию в структуре астигматизма. Установлена четкая зависимость между степенью неправильного астигматизма, выраженного коэффициентом астигматизма, и остротой центрального зрения. Автор пришел к выводу, что прогрессирование миопии обусловливает рост иррегулярных аберраций роговицы и хрусталика. По его мнению, при прогрессировании близорукости происходит не только изменения в заднем отрезке глазного яблока, но и деформация его переднего отрезка. Однако даже при минимальной деформации роговицы нарушается ее сферичность.

Н.М.Сергиенко (1982) приводит характерный пример, показывающий влияние иррегулярных оптических несовершенств на корригированную остроту зрения.

2,4дптр (1,9—4,3). Оптические несовершенства роговицы удавалось корригировать только с помощью контактных линз.

Аналогичные результаты получила Т.А.Корнюшина (1979), которая исследовала неправильный астигматизм (волновые аберрации) по методу Смирнова на 63 глазах (из них 43 с миопической рефракцией от 1,0 до 17,0 дптр). Автором подтверждено наличие измеримых величин аберраций оптической системы глаза при всех видах рефракции. Расчет толщины «пластины погрешностей» показал, что не существует строгих закономерностей в распределении волновых аберраций при всех видах рефракции. При небольших степенях миопии (до 5,0 дптр) и корригированной остроте зрения 1,0 величины аберраций существенно не отличаются от тех, которые выявляются при эммет- ропической и гиперметропической рефракции. При миопии высокой степени аберрации в среднем существенно больше, однако встречаются лица с такой миопией и высокой остротой зрения, у которых аберрации малы. При всех видах клинической рефракции и высокой остроте зрения на гистограммах распределения локальных рефракций выявлялись острые узкие пики (разброс рефракции в пределах 2,0 дптр). Эти пики указывают на наличие на многих участках зрачка практически одинаковой рефракции. При миопии и остроте зрения с коррекцией ниже 0,5 отмечаются пологие кривые без четко определяющихся пиков, что свидетельствует о большем разбросе рефракции. Сравнение результатов исследований аберраций у одних и тех же лиц с миопией в условиях оптимальной очковой коррекции (острота зрения осталась низкой) и контактной коррекции (острота зрения повысилась) показало, что при контактной коррекции оптические дефекты поверхности роговицы устраняются.