У клініці «Ексімер» (Одеса) аналізатор хвильового фронту Wave Scan дає можливість визначити всі оптичні спотворення (аберації), що є у зоровій системі, як нижчих (короткозорість, далекозорість і астигматизм), так і вищих порядків (кома, дисторсія, сферичні аберації). Наявність чи відсутність таких аберацій визначає якісні характеристики зору людини. Wave Scan – унікальний діагностичний прилад для аберометричного аналізу.
В нормі у зоровій системі світлові хвилі не спотворюються та при проходженні паралельних променів через оптичну систему ока сходяться на сітківці в одній точці. Якщо є спотворення, світлові промені викривляються. Цей процес покладено в основу аберромметричного аналізу зорової системи. У процесі нього промінь світла певної хвильової довжини прямує всередину ока, проходить через рогівку, кришталик, склоподібне тіло, потрапляє на сітківку і, відбившись від неї, повертається. Аберрометр порівнює вихідний і відбитий хвильові фронти та потім визначає їхню різницю (помилку). Ця різниця описує всі аберації ока людини.
Один з принципів — аналіз відбитого променя (outgoing refraction aberrometry), що вийшов з ока, був вперше описаний у 1900 році Йоганном Хартманом, а пізніше модифікований у 1971-му Рональдом Шаком і використовувався в астрономії для компенсації аберацій у телескопах при проходженні через атмосферу та космічний простір. Ідея застосування технології хвильового фронту належить Дж. Білл (1982-й). У 1988-1994 роках було розроблено технологію використання аберрометричного аналізу для діагностики зору. Було створено алгоритм реконструкції хвильового фронту.
В офтальмологічному центрі «Ексімер» (Одеса) у рефракційній хірургії аналізатор хвильового фронту (Wavefront) дозволяє виміряти індивідуальні особливості оптичних спотворень (аберації) у 25 разів точніше, ніж за допомогою стандартних методів (наприклад, авторефкератометра).
У недавньому минулому оптика ока описувалася лише сфероциліндричними спотвореннями – т.з. абераціями нижчих порядків. Сферичні спотворення — це короткозорість і далекозорість, циліндричні — астигматизм. Решта оптичних дефектів зорової системи позначалися як «складний астигматизм».
Аналізатор хвильового фронту, на відміну від авторефкератометра, вимірює всі клінічно значущі аберації, зокрема і т. зв. аберації вищих порядків. До них офтальмологи найчастіше відносять кому, неправильний астигматизм, дисторсію та сферичну аберацію. Хвильовий фронт за своєю індивідуальністю можна порівняти з відбитком пальця – у кожної людини він індивідуальний.
Аналізатор Wave Scan виконує сканування ока з метою отримання картини аберації ока людини. Система перетворює хвильові спотворення на індивідуальну карту зорової системи пацієнта (Acuity Map). Унікальність Acuity Map у тому, що вона не обмежується лише реєстрацією одного аспекту рефракції ока та передньої поверхні рогівки (що зазвичай роблять авторефкератометри), а точно представляє зміну рефракційного статусу всієї оптичної системи (включаючи параметри рогівки, кришталика, склоподібного тіла, стану слізної плівки, усіх камер зорового апарату) на основі вимірів спотворень хвильового фронту. Карта дозволяє показати у кольорі аберації по всій поверхні рогівки.
Аберрометр Wave Scan у клініці «Ексімер» (Одеса) працює разом з лазерним комплексом VISX Star S4 IR, яким проводять корекцію зору з персоналізованим супроводом Custom Vue. Результати аналізу вхідного та відбитого (який пройшов через всі середовища ока, відбитого сітківкою та що пройшли назад через всі середовища очі) хвильових фронтів перераховуються. Потім спеціальна програма моделює таку передню форму рогівки, яка повністю компенсувала б виміряні помилки хвильових фронтів (аберації). Ця індивідуалізована програма заноситься на персональну картку пацієнта — спеціальний диск. Під час лазерної операції його поміщають у лазерний комплекс. Він зчитує інформацію з диска та за отриманими даними проводить корекцію, формуючи компенсаційну поверхню рогівки, яка могла б тепер забезпечувати оптимальний зір з мінімальними абераціями (спотвореннями). Корекція лазером VISX Star 4S з персоналізованим супроводом Custom Vue відрізняється високою точністю, стабільністю результатів і максимальною безпекою.
Принцип роботи Wave Scan
Оптична головка проєктує пучок світлових променів на сітківку. Промені відбиваються від сітківки та надходять у хвильовий пристрій з сенсорними датчиками Хартмана-Шака (Hartmann-Shack). Відбитий пучок відображається матрицею елементарних лінз на камеру. Кожна лінза матриці збирає світлову інформацію про відхилення різних ділянок зіниці, щоб сформувати зображення світла через ці ділянки.
На датчику формується масив точок. Пристрій порівнює позиції масиву точок, зібраних датчиком, з теоретичним ідеалом (ідеальною плоскою хвилею). Для ідеальних прямих хвиль кожна фокусна точка збігається з оптичною віссю лінзи, і отримані світлові плями рівно стоять одна від одної. Для викривлених хвиль фокусні точки зсуваються пропорційно локальному градієнту хвилі, що призводить до несиметричного розташування світлових плям. Система WaveScan відтворює ці фокусні точки як шаблони датчика Hartmann-Shack.
Програма Wave Scan використовує ці дані для розрахунку рефракційних помилок та хвильових аберацій методом розкладання полінома. Вони виводяться на дисплей у вигляді різниці оптичного шляху (OPD) між виміряною хвилею, що йде, та ідеальною плоскою хвилею.
У процесі аберрометричного аналізу у клініці «Ексімер» (Одеса) система WaveScan перетворює хвильові вимірювання на карту гостроти зору (Acuity Map) — об’єктивне кольорове зображення варіацій гостроти зору по всій поверхні зіниці. Карти можуть складатися для показу:
- всіх сферичних, циліндричних і хвильових помилок;
- лише аберацій високих порядків;
коригування WaveScan гостроти зору з використанням адаптаційної оптики.
Що може вплинути на хвильовий аналіз:
- патології слізної плівки. Вони можуть значно вплинути на якість хвильового аналізу, як і на топографію та інші діагностичні методи. Навіть при нормальних рогівці та решти оптичних елементів неоднорідна слізна плівка призводить до значних хвильових аберацій;
- помутніння, або зазначені аберації. Системи хвильових вимірювань не виявляють помутніння, але дають змогу візуально оцінити катаракту чи інші зміни кришталика. Крім того, можливі труднощі вимірювань, пов’язані, наприклад, з рубцями або кератоконусом;
- міоз. Очі з відносно звуженими зіницями також буває важко проаналізувати, може знадобитися фармакологічне розширення, адже малий розмір зіниці не дозволяє повністю коректно провести аналіз хвильового фронту. Аберації високих порядків очевидні при розширеній зіниці.
