Система для проведення аберометричного аналізу – аналізатор хвильового фронту Wave Scan – унікальний діагностичний прилад, який дозволяє визначити всі наявні в зоровій системі оптичні особливості (аберації) як нижчих (короткозорість, далекозорість та астигматизм), так і вищих порядків (кома, дисторсія, сферичні аберації ). Саме наявність або відсутність таких аберацій визначає якісні характеристики зору людини.
В ідеальній зоровій системі хвилі світла не спотворюються та при проходженні паралельного променя через оптичну систему ока сходяться на сітківці в одній точці. Зорова система зі спотвореннями викривляє світлові промені. Цей процес покладено в основу аберометричного аналізу зорової системи людини. У ході проведення аберометрії у клініці «Ексімер» (Київ) промінь світла певної хвильової довжини спрямовується всередину ока, проходить через рогівку, кришталик, склоподібне тіло, потрапляє на сітківку і, відбившись від неї, повертається. Аберометр порівнює вихідний і відбитий хвильовий фронт і потім визначає їхню різницю (похибку). Власне, ця різниця (похибка) хвильових фронтів й описує всі аберації ока людини.
Один з принципів — аналіз відбитого променя (outgoing refraction aberrometry), що вийшов з ока, вперше був описаний у 1900 році Йоганном Хартманом, пізніше модифікований у 1971 Рональдом Шаком і застосовувався в астрономії для компенсації аберацій у телескопах при проходженні через атмосферу. Ідея використання технології хвильового фронту належить Дж. Біллю (1982). У 1988-1994 роках було розроблено технологію використання аберометричного аналізу для діагностики зору. Було розроблено алгоритм реконструкції хвильового фронту.
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 дослідження на авторефкератометрі, вимірює всі клінічно вагомі аберації, зокрема й 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 свій.
Система Wave Scan в офтальмологічному центрі «Ексімер» (Київ) виконує сканування з метою отримання картини аберації ока людини. Wave Scan перетворює хвильові спотворення на індивідуальну карту зорової системи пацієнта (Acuity Map). Унікальність карти Acuity Map у тому, що вона не обмежується лише реєстрацією одного аспекту рефракції ока та передньої поверхні рогівки (що зазвичай виконують авторефкератометри), а точно представляє зміну рефракційного статусу всієї оптичної системи (включаючи параметри рогівки, кришталика, склоподібного тіла, стану слізної плівки та всіх камер зорового апарата) на основі вимірів спотворень хвильового фронту. Acuity Map дозволяє показати у кольорі аберації по всій поверхні рогівки.
Аберометр Wave Scan працює спільно з лазерним комплексом VISX Star S4 IR, який проводить лазерну корекцію зору з персоналізованим супроводом Custom Vue. Результат аналізу вхідного та відбитого 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 корекції диск поміщається до лазерного комплексу, який зчитує інформацію з диска та за отриманими даними проводить корекцію, формуючи компенсувальну поверхню рогівки, яка могла б тепер забезпечувати оптимальний зір з мінімальними абераціями (спотвореннями). Корекція на VISX Star 4S за методом лазерної корекції 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 до хвильового пристрою 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 їх позиції, зібрані датчиком, з теоретичним ідеалом (ідеальною плоскою хвилею). Для ідеальних прямих хвиль кожна фокусна точка збігається з оптичною віссю лінзи, і отримані світлові плями рівно відстоять 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 і хвильових аберацій методом розкладання полінома. Рефракційні похибки та хвильові аберації виводяться на дисплей у вигляді різниці оптичного шляху (OPD) між виміряною хвилею, що минає, та ідеальною плоскою хвилею.
У процесі аберометричного аналізу система WaveScan перетворює хвильові вимірювання у карту гостроти зору (AcuityMap), об’єктивне кольорове зображення варіацій гостроти зору по всій поверхні зіниці. Карти гостроти зору можуть складатися для показу всіх сферичних, циліндричних та хвильових помилок; лише аберацій високих порядків; або гостроти зору, що коригується WaveScan, з використанням адаптаційної оптики.
Що може вплинути на чинники хвильового аналізу?
- Патології слізної плівки можуть суттєво вплинути не тільки на якість хвильового аналізу, але й на топографію та решту діагностичних методів. Навіть за нормальних рогівки та інших оптичних елементів неоднорідна слізна плівка призводить до значних хвильових аберацій.
- Помутніння чи відзначені аберації. Системи хвильових вимірювань не виявляють помутніння, але дозволяють візуально оцінити катаракту чи інші зміни кришталика. Крім того, можливі труднощі хвильових вимірювань ока, пов’язані, наприклад, з рубцями або кератоконусом.
- Міоз. Очі з відносно звуженими зіницями також важко проаналізувати, може знадобитися фармакологічне розширення, оскільки малий розмір зіниці не дозволяє повністю коректно провести аналіз хвильового фронту. Аберації високих порядків можливо виявити лише при розширеній зіниці.
