В клинике «Эксимер» (Одесса) анализатор волнового фронта Wave Scan дает возможность определить все имеющиеся в зрительной системе оптические искажения (аберрации) как низших (близорукость, дальнозоркость и астигматизм), так и высших порядков (кома, дисторсия, сферические аберрации). Наличие или отсутствие таких аберраций определяет качественные характеристики зрения человека. Wave Scan — уникальный диагностический прибор для аберрометрического анализа.
В норме в зрительной системе световые волны не искажаются и при прохождении параллельных лучей через оптическую систему глаза сходятся на сетчатке в одной точке. Если есть искажения, световые лучи искривляются. Этот процесс положен в основу аберрометрического анализа зрительной системы. В процессе него луч света определенной волновой длины направляется внутрь глаза, проходит через роговицу, хрусталик, стекловидное тело, попадает на сетчатку и, отразившись от нее, возвращается обратно. Аберрометр сравнивает исходящий и отраженный волновые фронты и затем определяет их разницу (ошибку). Эта разница и описывает все аберрации глаза человека.
Один из принципов — анализ вышедшего из глаза отраженного луча (outgoing refraction aberrometry) был впервые описан в 1900 году Иоганном Хартманом, а позднее модифицирован в 1971-м Рональдом Шаком и использовался в астрономии для компенсации аберраций в телескопах при прохождении через атмосферу и космическое пространство. Идея применения технологии волнового фронта принадлежит Дж. Биллю (1982-й). В 1988-1994 годах была разработана технология использования аберрометрического анализа для диагностики зрения. Был создан алгоритм реконструкции волнового фронта.
В офтальмологическом центре «Эксимер» (Одесса) в рефракционной хирургии анализатор волнового фронта (Wavefront) позволяет измерить индивидуальные особенности оптических искажений (аберрации) в 25 раз точнее, чем с помощью стандартных методов (например, авторефкератометра).
В недавнем прошлом оптика глаза описывалась только сфероцилиндрическими искажениями — т. н. аберрациями низших порядков. Сферические искажения — это близорукость и дальнозоркость, цилиндрические — астигматизм. Все остальные оптические дефекты зрительной системы обозначались как «сложный астигматизм».
Анализатор волнового фронта, в отличие от авторефкератометра, измеряет все клинически значимые аберрации, в том числе и т. н. аберрации высших порядков. К ним офтальмологи чаще всего относят кому, неправильный астигматизм, дисторсию и сферическую аберрацию. Волновой фронт по своей индивидуальности можно сравнить с отпечатком пальца — у каждого человека он индивидуальный.
Анализатор Wave Scan выполняет сканирование глаза с целью получения картины аберраций глаза человека. Система преобразует волновые искажения в индивидуальную карту зрительной системы пациента (Acuity Map). Уникальность Acuity Map в том, что она не ограничивается только регистрацией одного аспекта рефракции глаза и передней поверхности роговицы (что обычно делают авторефкератометры), а точно представляет изменение рефракционного статуса всей оптической системы (включая параметры роговицы, хрусталика, стекловидного тела, состояния слезной пленки и всех камер зрительного аппарата) на основе измерений искажений волнового фронта. Карта позволяет показать в цвете аберрации по всей поверхности роговицы.
Аберрометр Wave Scan в клинике «Эксимер» (Одесса) работает вместе с лазерным комплексом VISX Star S4 IR, которым проводят коррекцию зрения с персонализированным сопровождением Custom Vue. Результаты анализа входящего и отраженного (прошедшего через все среды глаза, отраженного сетчаткой и прошедшего обратно через все среды глаза) волновых фронтов пересчитываются. Затем специальная программа моделирует такую переднюю форму роговицы, которая полностью и абсолютно компенсировала бы измеренные ошибки волновых фронтов (аберрации). Эта индивидуализированная программа заносится на персональную карту пациента — специальный диск. Во время лазерной операции его помещают в лазерный комплекс. Он считывает информацию с диска и по полученным данным проводит коррекцию, формируя компенсирующую поверхность роговицы, которая могла бы теперь обеспечивать оптимальное зрение с минимальными аберрациями (искажениями). Коррекция лазером VISX Star 4S с персонализированным сопровождением Custom Vue отличается высокой точностью, стабильностью результатов и максимальной безопасностью.
Принцип работы Wave Scan
Оптическая головка проецирует пучок световых лучей на сетчатку. Лучи отражаются от сетчатки и поступают в волновое устройство с сенсорными датчиками Хартмана-Шака (Hartmann-Shack). Отраженный пучок отображается матрицей элементарных линз на видеокамеру. Каждая линза матрицы собирает световую информацию об отклонении разных участков зрачка, чтобы сформировать изображение света, проходящего через эти участки.
На датчике формируется массив точек. Устройство сравнивает позиции массива точек, собранных датчиком, с теоретическим идеалом (идеальной плоской волной). Для идеальных прямых волн каждая фокусная точка совпадает с оптической осью линзы, и полученные световые пятна равноотстоят друг от друга. Для искривленных волн фокусные точки сдвигаются пропорционально локальному градиенту волны, приводя к несимметричному расположению световых пятен. Система WaveScan воспроизводит эти фокусные точки как шаблоны датчика Hartmann-Shack.
Программа Wave Scan использует эти данные для расчета рефракционных ошибок и волновых аберраций методом разложения полинома. Они выводятся на дисплей в виде разницы оптического пути (OPD) между измеренной уходящей волной и идеальной плоской волной.
В процессе аберрометрического анализа в клинике «Эксимер» (Одесса) система WaveScan преобразует волновые измерения в карту остроты зрения (Acuity Map) — объективное цветное изображение вариаций остроты зрения по всей поверхности зрачка. Карты могут составляться для показа:
- всех сферических, цилиндрических и волновых ошибок;
- только аберраций высоких порядков;
корригируемой WaveScan остроты зрения с использованием адаптационной оптики.
Что может повлиять на волновой анализ:
- патологии слезной пленки. Они могут значительно повлиять на качество волнового анализа, так же, как на топографию и другие диагностические методы. Даже при нормальных роговице и прочих оптических элементах неоднородная слезная пленка приводит к значительным волновым аберрациям;
- помутнения, или отмеченные аберрации. Системы волновых измерений не выявляют помутнения, но позволяют визуально оценить катаракту или другие изменения хрусталика. Кроме того, возможны затруднения измерений, связанные, например, с рубцами или кератоконусом;
- миоз. Глаза с относительно суженными зрачками также бывает трудно проанализировать, может потребоваться фармакологическое расширение, так как малый размер зрачка не позволяет полностью и корректно провести анализ волнового фронта. Аберрации высоких порядков более очевидны при расширенном зрачке.
