WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга (автореферат) - Реферат

Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга (автореферат) - Реферат

Наступні дослідження розділу були присвячені аналізу методів визначення головних офтальмологічних параметрів абераційних вад зору – величини аметропії та параметрів астигматизму. Показано, що визначення аметропії ока за допомогою церніківського коефіцієнту дефокусу (табл.1) є коректним лише при малих хвильових абераціях ОС ока (набагато менших величини л). Як відомо, церніківський поліноміальний розклад функції W(...) „балансує" апроксимаційні коефіцієнти за критерієм мінімуму середньоквадратичного відхилення хвильового фронту відносно сфери порівняння. При цьому вказані коефіцієнти фактично визначаються за умови максимуму числа Штреля. Але у випадках, коли хвильові аберації наближаються до довжини хвилі і перевищують її, церніківський коефіцієнт дефокусу може не відображати положення площини з найбільш „різким" для ока зображенням. Для цього випадку, запропоновано пошук найкращої площини зображень, а відповідно і величину аметропії, визначати за критерієм максимуму модуляційної передавальної функції (МПФ) на середніх просторових частотах смуги, яку здатна забезпечувати ОС ока при фіксованому діаметрі зіниці ока. Цей максимум досягається при мінімумі радіусу „інерції" , розрахованого за допомогою полярного другого гауссового моменту функції розсіювання точки (ФРТ) на сітківці. В роботі розроблено матапарат і алгоритм визначення аметропії за умови мінімуму параметра , з використанням для цього результатів багаторакурсної аберометрії. Доведено, що величина аметропії повинна визначатися з урахуванням коефіцієнту сферичної аберації 3-го і значущих коефіцієнтів сферичної аберації інших вищих степеневих порядків.

Наступні дослідження розділу були присвячені астигматизму ока. Показано, що при урахуванні складових астигматизму до третього степеневого порядку включно, параметри сумарного астигматизму мають вирази (4).

Аналіз виразів (4) дозволив зробити наступні висновки: 1) кожний степеневий порядок астигматизму має свій коноїд Штурма і на сітківці утворює свою абераційну еліптичну пляму, яка при відповідному дефокусуванні вироджується в астигматичні фокуси з притаманною лише цьому порядку відстанню між ними і кутовою орієнтацією астигматичних фокусних відрізків; 2) сумарний астигматизм теж має свій коноїд Штурма і також має пляму у вигляді еліпсу відповідної орієнтації з виродженням її у астигматичні фокуси, причому параметри сумарного астигматизму, залежними від тих самих параметрів складових степеневих порядків і є результатом векторного складання астигматизму окремих степеневих порядків; 3) незалежно від співвідношень між коефіцієнтами апроксимації, що характеризують відповідні степеневі порядки астигматизму, площини головних перетинів ока сумарного астигматизму завжди є перпендикулярними одна до одної, до того ж значення параметрів астигматизму є незмінними по всьому отвору зіниці; 4) внаслідок природного несуміщення візуальної та оптичної осей ока на візуальній осі завжди виконується нерівність , тому у макулярній зоні сітківки може існувати астигматизм всіх степеневих порядків; 5) модуль вектора сумарного астигматизму, може приймати нульове значення , що свідчить про можливість взаємної компенсації астигматизму різних степеневих порядків; 6) якщо у макулярній зоні сітківки взаємокомпенсація степеневих порядків не спостерігається, то вона може виникнути у інших зонах сітківки при відповідних значеннях координат .

Найважливішим висновком аналізу є те, що виявлення астигматизму оптичної системи ока одноосьовим рейтресингом, тобто відносно однієї об'єктної точки, дає змогу встановлювати лише сумарний астигматизм на цій осі і не дозволяє виявляти його на сусідніх осях та знаходити всі його складові. Для виявлення складових астигматизму аберометрію треба обов'язково виконувати з декількох точок поля зору ока, тобто здійснювати багаторакурсний рейтресинг. Це дозволить коректно виправляти астигматизм, що особливо важливо при хірургічних методах корекції форми рогівки.

Клінічні рефрактометричні дослідження астигматизму ока виявляють аномальну поведінку цієї аберації. Аномалія полягає в тому, що в порушення встановлених в даному розділі властивостей астигматизму, реальний астигматизм має несталі значення його параметрів в різних зонах зіниці. Спостерігається детермінована залежність вказаних параметрів від відстані до осьової точки на зіниці (залежність від координати ), коли величина зростає або зменшується з ростом величини , а зональні головні перетини повертаються на деякий кут відносно перетинів осьової зони. Причина цього феномену була знайдена при детальному аналізі виразів монохроматичних аберацій. Виявилось, що оптичній системі ока, якщо вона просторова, притаманна аберація, котра за своїми властивостями нагадує і сферичну аберацію і астигматизм. В просторових системах така аберація має місце по всьому полю об'єктів і на оптичній осі. Вона є ізопланатичною – незалежною від координат , що є характерним для сферичної аберації 3 -го порядку. Але, з іншого боку, абераційна пляма за виглядом і еволюцією форми (при дефокусуванні зображення відносно сітківки) поводить себе як астигматизм, через що цю аберацію назвали сфероастигматизмом. Абераційна пляма на сітківці при сфероастигматизмі приймає характерний вигляд, залежний від стану акомодації ока:

Аналіз сфероастигматизму, на основі приведених в роботі математичних виразів, дозволив пояснити вищеозначений феномен. Представлені на рис.4 контурні карти хвильової аберації і графіки параметрів астигматизму як функцій зіничної координати , пояснюють природу аномальної поведінки параметрів астигматизму. Вона є результатом сумарної дії звичайного астигматизму і сфероастигматизму ОС ока.

Наявність сфероастигматизму на осі рейтресинга вказує на відсутність в ОС ока осьової симетрії відносно цієї осі. Отже коефіцієнти сфероастигматизму можуть слугувати кількісною мірою асиметрії оптичної системи ока відносно вказаної осі. Найбільш важливим з цього є те, що їх урахування не дозволить допустити грубої помилки при корекції астигматизму ока хірургічною зміною поверхні рогівки.

Розділ 4 присвячено створенню матапарату оцінок якості зображення на сітківці та глибини фокусної області за результатами рейтресингу і апроксимації функції хвильової аберації ОС ока. Ця задача має виключно важливе значення, бо 1) кінцевою метою корекції вад зору є підвищення гостроти зору, яка залежить від якості зображення на сітківці, 2) коректна оцінка глибини фокусної області дозволяє оцінювати і, при потребі, коригувати обсяг псевдоакомодації артифакічного чи пресбіопічного ока. Аналіз робіт, присвячених оцінці якості зображень на сітківці, а також результати власних досліджень автора показали, що відомий параметр якості – число Штреля, який можна розрахувати за результатами рейтресингу з використанням церніківських коефіцієнтів, є ефективним і коректним лише при дуже малих хвильових абераціях ОС ока (долі довжини хвилі). В інших випадках треба використовувати універсальну характеристику – модуляційну передавальну функцію (МПФ). Але вона не має відомого на цей час математичного представлення через церніківські коефіцієнти. Це не дозволяє оцінювати вплив на якість зображення окремих абераційних складових аберацій ока та приймати рішення щодо виправлення тих чи інших типів аберацій для підвищення гостроти зору. Тому першочерговою задачею розділу було створення математичного апарату для оцінки МПФ безпосередньо через апроксимаційні коефіцієнти абераційної моделі. Для цього було застосовано ідею Лукоша про використання радіусів „інерції" до других гауссових моментів від ФРТ, які впливають на характер МПФ в нижній та середній частинах смуги просторових частот, де МПФ є визначеною.

В даному розділі розвинуто апарат Лукоша з поширенням його на ОС, які не мають осьової симетрії і відносяться до типу просторових. Для цього були знайдені математичні вирази радіусів „інерції" до всіх компонентів тензору моменту „світлової інерції" (аналогу механічного моменту інерції) від ФРТ, яка обчислюється через функцію хвильової аберації, представленою церніківськими коефіцієнтами. Показано, що за допомогою радіусу до полярного другого гауссового моменту від ФРТ – , та радіусів до осьових гауссових моментів – , , можна знайти апроксимацію МПФ для будь-якого перетину ОС ока і зробити оцінку просторової роздільної здатності, виявивши при цьому кут нахилу площини перетину ОС ока з найбільшою () або найменшою () граничною просторовою частотою ОС ока, використовуючи для цього максимальне і мінімальне значення радіусів , до головних других гауссових моментів: Вирази МПФ (5).

Пошук формул (5) супроводжувався складними і надзвичайно громіздкими математичними перетвореннями, тому вони були ретельного перевірені із застосуванням інших точних методів розрахунків радіусів , , . Апроксимація функції МПФ(N) за формулою (5) була перевірена на реальних оптичних системах із застосуванням програм ОПАЛ і ZEMAX, за допомогою яких ця функція розраховувалася принципово іншими методами. Результати тестування, приведені в роботі, підтвердили коректність формул (5) і високу точність апроксимації МПФ(N) за їх допомогою. Формули (5) надали можливість за результатами рейтресингової аберометрії оцінювати просторову роздільну здатність ОС ока, безпосередньо використовуючи для цього апроксимаційні коефіцієнти. Вони також дозволили встановити кореляційний зв'язок між просторовою роздільною здатністю ОС ока і наявною гостротою зору, для чого були використані літературні дані про залежність між гостротою зору і наявними некомпенсованими величинами аметропії і астигматизму ока. Це дозволяє за результатами аберометрії прогнозувати гостроту зору ока.

Loading...

 
 

Цікаве