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

В сьомому розділі представлені результати експериментальних досліджень похибок аберометрії, обумовлених неточним функціонуванням його структурних елементів і неточним позиціонуванням аберометра відносно ока пацієнта. Досліджувалася точність багаторакурсної аберометрії. Мета – експериментальна перевірка найважливіших теоретичних положень і рекомендацій, розроблених в попередніх розділах.

Спочатку було перевірено результати теоретичних досліджень похибок вимірювача координат світлової плями на сітківці в умовах, наближених до роботи з живим оком із використанням в якості фотоприймача ПЗЗ-матриці. Досліджувалися систематичні і випадкові складові похибок вимірювання координат плями за допомогою фізично модельованих фотоприймачів з різною топологією і розташуванням фоточутливих елементів (ФЧЕ) та з різними співвідношеннями між розмірами плями і розмірами ФЧЕ. Моделювалися також різні значення С/Ш. Отримані при цьому результати підтвердили виявлений теоретично якісний і кількісний характер залежностей систематичних і випадкових складових похибок від співвідношень між розмірами світлової плями і розмірами ФЧЕ, а також від величини С/Ш. Підтвердилися переваги оптимізаційного методу визначення координат у порівнянні з іншими інтерполяційними методами. Найвищу точність визначення координат плями, було досягнуто при використанні сигналів з модельованих (384x284) пікселів матриці ПЗЗ з діагоналлю (1/3)//. При цьому співвідношення С/Ш мало величини 30...70, які спостерігаються в умовах аберометрії живого ока при додержанні допустимого опромінювання сітківки. Пляма з реальними для аберометрії ока розмірами переміщувалася на дистанцію 1 мм (еквівалентну поперечній рефракційній аберації променя на сітківці 10 дптр) з кроком 0.1мм 0.002мм , які контролювалися за допомогою механічного мікрометра. При цьому абсолютна похибка визначення координати плями коливалася в діапазоні +2...– 6 мкм, що задавольняє вимогам розд. 5.

Дослідження похибок від неточного позиціонування аберометра відносно ока проводилися на спеціально створеному для цього макеті рейтресингового аберометра (рис. 6). В ньому було застосовано вказаний вище прецизійний вимірювач координат світлової плями і прецизійний оптично-механічний сканер з кутовою похибкою позиціонування променя перед імітатором ОС ока не більше 2// (еквівалентно похибці визначення абераційної рефракції 0.0064 дптр). Вхідну зіницю вимірювального каналу формувала система Бадаля. Імітатором ОС ока слугувала анабераційна лінза разом з додатковою лінзою, яка додавала міопію, або гіперметропію, або астигматизм із заданими величинами, які попередньо точно вимірювалися на оптичній лаві за допомогою коліматора і вимірювального мікроскопу. Ці ж самі величини визначалися потім за результатами фізичного рейтресинга імітатора ОС ока за допомогою формул табл.1. Для експериментів було створено спеціальну комп'ютерну програму „ОФТА". Рейтресинг здійснювався при контрольованих децентруваннях ОС ока відносно осі макета і контрольованих поздовжніх дистанціях між вузловою точкою імітатора і вхідною зіницею вимірювального каналу.

Результати експериментів підтвердили результати теоретичних досліджень похибок аберометрії від неточного позиціонування аберометра відносно ОС ока і дали можливість переконатися в коректності рекомендацій щодо усунення цих похибок або їх зменшення до допустимих величин.

Коректне позиціонування аберометра відносно ока потребує суміщення оптичної осі аберометра з візуальною віссю ока, яка не може бути визначеною без участі пацієнта. Тому прив'язку аберометра зазвичай здійснюють до осі симетрії рогівкового зображення центрувальних джерел світла (рис.5) або до геометричного центру зіниці, що, як виявилося, не є коректним. В зв'язку з цим постало питання про величину можливої похибки поперечного позиціонування аберометра при його центруванні в такий спосіб, відповідь на яке могло дати лише експериментальне дослідження. На рис. 7 показано експериментальну установку, яка дозволяє пацієнту суміщати візуальні ось ока з оптичною віссю установки і фіксувати при цьому на відеокадрі зображення площини зіниці свого ока, а також рогівкового зображення центрувальних джерел. Головним результатом проведених досліджень на очах (правому і лівому) 25 пацієнтів при різних діаметрах зіниці є приведені в роботі гістограми середніх значень і СКВ відстаней між вказаними на рис.7 точками. З них видно, що в більшості випадків використання точок 2 або 3 для поперечного позиціонування аберометра може призводити до абсолютно недопустимих похибок позиціонування. Тому в реальній аберометрії для забезпечення необхідної точності позиціонування аберометра обов'язково потрібно попередньо для кожного ока здобувати карту точок, показану на рис.7, і, за її допомогою, суміщати точку 1 з віссю аберометра.

Заключний експеримент був присвячений здійсненню багаторакурсної аберометрії на спеціально створеному для цього аберометрі, рис.8. Мета – перевірка ефективності застосування запропонованих удосконалень рейтресингової аберометрії для підвищення її точності. В зв'язку з тим, що не існує інших точних методів визначення абераційних вад ОС живого ока, за допомогою яких можна було б виявляти похибки експериментального РТ-аберометра, для проведення досліджень було розроблено і виготовлено спеціальний імітатор ОС ока. При його створенні, для забезпечення умов, ідентичних умовам аберометрії живого ока, були використані дані про оптичні властивості очей людини, здобуті в результаті відповідних досліджень (розділ 1). Також було досліджено вплив технологічних похибок ОС імітатора на його абераційні властивості. Показано, що технологічні похибки є настільки малими величинами, що імітатор впевнено можна використовувати як еталон абераційних вад. Їх можна точно визначати розрахунково за конструктивними параметрами чисельним рейтресингом для різних фізичних станів імітатора і за їх допомогою оцінювати точність результатів фізичного рейтресинга.

Аналіз отриманих експериментальних результатів (числові дані приведені в дисертації) дозволив зробити такі висновки: 1) розбіжності між результатами розрахункового і фізичного рейтресинга еталонної моделі ока не перевищують допустимих, обґрунтованих в розділі 5, які задовольняють сучасним практичним потребам; 2) одноракурсна аберометрія ока із реальним випадково утвореним ракурсом (внаслідок можливої неточної фіксації погляду пацієнта), здатна призводити до недопустимих похибок у визначенні параметрів вад зору ока навіть при достатньо точній аберометрії; 3) можна вважати за доведене, що істотне (в 3-5 разів) зменшення систематичних похибок відтворення коефіцієнтів Церніке первинних аберацій ОС ока, у порівнянні з результатами одноракурсної аберометрії (розділ 1), є наслідком: а) забезпечення сканування і позиціонування лазерного пучка з похибками, які не є вищими за обґрунтовані, допустимі; б) коректного позиціонування (згідно з рекомендаціями і висновками розділів 5, 6) моделі ока відносно аберометра; в) використання в системі аберометра вимірювача координат світової плями на сітківці, який забезпечує обґрунтовану в роботі точність вимірювань; г) застосування математичного апарату методу подвійної церніковської апроксимації функції хвильової аберації в координатах зіниці і простору об'єктів, який, окрім забезпечення більшого обсягу інформації про абераційний стан ока, здатний підвищувати точність аберометрії завдяки більш ефективним фільтруючим властивостям цього методу.

ВИСНОВКИ

  1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення проблеми аберометрії ока, реалізоване використанням методу рейтресинга з удосконаленнями, які дозволяють здійснювати аберометрію згідно сучасним потребам офтальмологічної науки і практики, що стосуються обсягу і точності інформації про абераційний стан оптичної системи ока людини.

  2. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено, що ефективними, згідно п.1, удосконаленнями аберометрії методом рейтресингу, є:

– перехід від існуючої і розповсюдженої на цей час одноракурсної аберометрії до багаторакурсної з відтворенням коефіцієнтів подвійної церніківської апроксимації функції хвильової аберації не тільки в координатах зіниці ока, але і в координатах простору об'єктів навколо візуальної осі;

– застосування для оцінки абераційного стану ока глобальної абераційної моделі ОС ока, яка дозволяє моделювати не тільки монохроматичні аберації, але й хроматичні та акомодаційні з відображенням їх змін у часі;

– підвищення точності позиціонування променя перед оком та точності фотоелектричного вимірювача світлової плями на сітківці до рівня, котрий забезпечує в кінцевому результаті вимірювання наявних поперечних аберацій променя на сітківці ока з похибкою в рефракційному еквіваленті не більшими 0.1 дптр;

– забезпечення системою аберометру контрольованого поздовжнього позиціонування вхідної зіниці вимірювального каналу приладу відносно передньої вузлової точки ОС ока;

– забезпечення системою аберометру контрольованого поперечного позиціонування оптичної осі аберометру відносно візуальної осі ока з використанням для цього запропонованого методу визначення в площині зіниці ока системи трьох точок – від візуальної осі ока, геометричного центру зіниці і геометричного центру рогівкового зображення центрувальних джерел світла.

Loading...

 
 

Цікаве