Абберации высших порядков

Аберрации высших порядков

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.