Справочник
медицинского
оптика
ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКИ
ФИЗИОЛОГИЯ ЗРЕНИЯ
КОНТАКТНАЯ КОРРЕКЦИЯ
ОЧКОВЫЕ ЛИНЗЫ
Под редакцией
Вадима Бахтина
ББК 56.7
УДК 617
Содержание
Предисловие
5
Глава 1.
Основы физической оптики
Введение
7
§ 1.1
Основы геометрической оптики
1.1.1. Понятие о световом луче
8
1.1.2. Предмет, изображение и оптическая система
8
1.1.3. Законы распространения света
9
1.1.4. Законы отражения и преломления света
9
1.1.5. Оптические детали (пластинки, призмы, линзы)
11
и построение изображений в них
1.1.6. Геометрические аберрации: сферическая
18
аберрация, кома, астигматизм, дисторсия
§ 1.2
Элементы волновой оптики
1.2.1. Интерференция света
22
1.2.2. Дифракция
22
1.2.3. Дисперсия света и хроматические аберрации.
22
1.2.4. Число Аббе
24
1.2.5. Поляризация света
24
Глава 2.
Оптика глаза и основы физиологии зрения
§ 2.1
Строение глаза и общее описание зрительной системы
25
§ 2.2
Главные оптические оси и плоскости глаза
31
§ 2.3
Построение изображения в глазу. Влияние аметропий
33
на размер ретинального изображения
§ 2.4
Роговица глаза и слезная пленка
2.4.1. Прикладная физиология роговицы
38
2.4.2. Геометрия роговицы
43
2.4.3. Оптические свойства роговицы
45
§ 2.5
Радужная оболочка и хрусталик
2.5.1. Радужная оболочка. Зрачок
46
Справочник
«Справочник медицинского оптика» Часть1
1
70 Х 100 –
16
192 стр.
«Справочник медицинского оптика» - настольное пособие, содержащее в
кратком виде всю необходимую научно-практическую информацию. Книга
предназначена для медицинских оптиков, оптометристов, окулистов и
офтальмологов, а также для студентов, обучающихся в медтехникумах и
вузах по специальности "Медицинская оптика и оптометрия".
© ЧП Бахтин, 2016
ISBN 978-5-9925-1160-4
2.5.2. Строение хрусталика
50
2.5.3. Геометрия и оптические свойства хрусталика
52
§ 2.6
Стекловидное тело и сетчатка
2.6.1. Стекловидное тело
53
2.6.2. Строение сетчатки
54
2.6.3. Цветовое восприятие
57
2.6.4. Патологии сетчатки и их профилактика
59
§ 2.7
Зрительное различение
60
2.7.1. Светоразличение и адаптация
61
2.7.2. Острота зрения и контрастная чувствительность.
62
Слабовидение
§ 2.8
Аберрации в оптической системе глаза
66
§ 2.9
Аккомодация
74
§ 2.10
Поле зрения и бинокулярное зрение
76
§ 2.11
Аномалии рефракции и принципы их оптической коррекции 80
Глава 3.
Контактная коррекция зрения
§ 3.1
Некоторые ключевые понятия контактной
86
коррекции зрения
§ 3.2
Контактные линзы как средство оптической
91
коррекции зрения
§ 3.3
Преимущества и недостатки контактной
95
коррекции зрения
§ 3.4
Показания и противопоказания к ношению контактных линз 97
§ 3.5
История контактных линз и материалов
99
§ 3.6
Косметические контактные линзы
104
§ 3.7
Средства ухода за контактными линзами
106
Глава 4.
Очковые линзы
Введение
§ 4.1
Материалы и характеристики очковых линз
§ 4.2
Классификация очковых линз. Контроль параметров
§ 4.3
Однофокальные линзы
§ 4.4
Бифокальные линзы
§ 4.5
Призматические линзы
§ 4.6
Линзы для работы вблизи
§ 4.7
Прогрессивные линзы
§ 4.8
Окрашенные линзы
§ 4.9
Покрытия очковых линз
Список использованной и рекомендуемой литературы (по главам)
Обложки: «Аввита», Bausch & Lomb, «Компания МОК».
Цветные страницы:
НПФ «Медстар», Санкт-Петербургский медико-технический колледж,
CooperVision, компания «ОптикЦентр»
Вадим Геннадьевич – уроженец Кировской области. Окончив школу в сель-
ской местности, в 1977 году поступил в Ленинградский электротехнический
медицинский техникум (современное название: Санкт-Петербургский ме-
дико-технический колледж Федерального медико-биологического агентства)
и в 1980 году окончил здесь полный курс обучения по специальности «ме-
дицинская оптика». Вадиму Геннадьевичу была присвоена квалификация
«техник-оптик», и с этого момента оптика стала его судьбой.
Сразу после учебы продолжил осваивать специальность на производстве
в государственной оптике. Параллельно в 1982 году Вадим Геннадьевич по-
ступил в Ленинградский ордена Трудового Красного знамени финансово-эко-
номический институт им. Н.А. Вознесенского. В 1987 году окончил полный
курс по специальности «финансы и кредит» с присвоением квалификации
экономиста.
В 1989 году Вадим Геннадьевич уже как индивидуальный предприниматель
открыл собственную мастерскую, а в 1992 году – свое первое предприятие
«Очки срочно». К 1997 году фирма имела 50 оптик в Санкт-Петербурге и до-
черние предприятия-филиалы в Новгороде, Пскове, Кирове, Мурманске, Но-
восибирске. Сейчас В.Г. Бахтин является руководителем оптического
предприятия «Зайди – Увидишь».
Будучи «обычным вятским пареньком», каким он сам себя считает, Вадим
Геннадьевич ведет самую разностороннюю деятельность. В сферу его инте-
ресов входят как оптика и финансы, так и всевозможные хобби – от экзоти-
ческой фотосъемки до авторства и сочинительства. Вадим снимается в кино,
является автором патентов на изобретения в области изготовления очков,
вкладывает средства в образование и занимается меценатством.
Вадим Бахтин стал инициатором подготовки данного справочника, совме-
щая редакторскую деятельность с финансированием проекта.
«Чтобы быть настоящим мастером своего дела, недостаточно просто полу-
чить диплом. Залог роста и успеха – непрерывное самообразование, постижение
всех тонкостей профессии. Есть немало серьезных учебников и монографий по
медицинской оптике и оптометрии, но уже много лет не было емкого и краткого
научно-популярного справочника, позволяющего быстро усвоить базовые зна-
ния» (Вадим Бахтин).
ПредиСловие
В «Справочнике медицинского оптика» собрана информация, необходимая
оптикам в их повседневной работе: сведения о геометрической оптике, оптиче-
ской системе глаза и физиологии зрения, базовые принципы оптической кор-
рекции, в том числе с помощью контактных линз, современные технологии
изготовления очков. Описаны технические характеристики очковых линз и
оправ, требования к ним, методики контроля очковой оптики.
Цель данного издания — собрать по возможности самые последние и практи-
ческие сведения об оптической коррекции зрения и изготовлении очков, объ-
единить их в одном справочном пособии. Каждый работник оптического салона,
от руководителя до начинающего оптометриста, оптика-консультанта или ма-
стера, сможет найти здесь ответы на все вопросы ежедневной практики. Это не
подробный учебник по оптометрии, физиологии зрения и сборке очков, а посо-
бие, позволяющее читателю быстро получить краткую и притом как можно более
полную справочную информацию по перечисленным темам.
В последнее десятилетие произошел мощный рывок в очковой оптике, авто-
матическом измерении и обработке очковых линз, а также в контактной коррек-
ции зрения. Параллельно с этим в России и за рубежом активно развиваются
такие научные дисциплины, как физиология зрения и оптометрия. Иногда это
приводит к пересмотру привычных аксиом и применяемых на практике лечебных
методик. Часть сведений, которые еще с советских времен кочуют из одного
справочного методического пособия в другое, устарела или нуждается в серьез-
ных уточнениях. Один из наглядных примеров — ложный штамп о «сферической
поверхности» роговицы. На самом деле роговица глаза всегда в той или иной
степени асферична, что было установлено в США еще в начале 70-х годов про-
шлого века. Именно поэтому сейчас почти все ведущие производители контакт-
ных линз перешли на задний асферический дизайн, что положительно повлияло
на оптические характеристики и посадку КЛ на глазу. Не является идеальной
сферой и склера, особенно у миопов. Все это хорошо известно врачам-офталь-
мологам, однако знания об оптике глаза и физиологических основах зрения не
помешают и рядовому консультанту.
В оптических салонах клиенты часто спрашивают о разных средствах коррек-
ции зрения, их влиянии на здоровье глаз, и каждый консультант должен уметь
дать ответ в ясной и доступной форме. Сейчас хорошо известно, что любое вме-
шательство в оптику глаза, даже подбор самой простой оптической коррекции,
оказывает серьезное влияние на физиологические процессы. Это особенно
важно для детей с прогрессирующей миопией и пресбиопов. Поэтому в главе об
оптической системе глаза излагаются возможные причины нарушений рефрак-
ции, основы стратегии и тактики коррекции с современных научных позиций.
Отдельная глава посвящена контактной коррекции зрения, которая давно
стала неотъемлемой частью оптического бизнеса. Объясняются преимущества
и недостатки, «подводные камни» этого метода по сравнению с очками, даются
общие рекомендации по выбору подходящих кандидатов и подбору КЛ (как пер-
вичному, так и повторному в случае жалоб и осложнений).
«Справочник» поможет оптикам ориентироваться в ассортименте очковых
линз и оборудования, доступных на российском рынке, правильно работать
с ГОСТами. Описаны конструктивные особенности очковых линз (в том числе
самых сложных современных дизайнов), их влияние на зрительную систему
человека, методы контроля и правила установки. Объясняются тонкости сборки
и выправки очков, работы с оправами разных конструкций и из разных материа-
лов. Описаны автоматические бесшаблонные системы крупнейших производи-
телей, предназначенные для обработки очковых линз. Вся эта информация
впервые собрана в одном методическом пособии.
«Справочник» предназначен прежде всего для медицинских оптиков, но
может также служить пособием для окулистов и офтальмологов, оптометристов,
студентов медицинских вузов.
Вадим Бахтин
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
в в е д е н и е
Глава I
ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКИ
Зрительное восприятие невозможно без света, который проникает в глаз
и запускает в сетчатке серию биохимических реакций, преобразуемых в нервные
сигналы. Перед этим в прозрачных оптических средах глаза происходит
формируется изображение на сетчатке. При аномалиях рефракции изображение
получается нечетким и нуждается в коррекции. Все эти процессы и явления под-
робно рассматриваются в главе 2.
тальмологии, разрабатывающий методы определения оптических дефектов
глаза и их коррекции с помощью оптических средств».
вании дополнительных, искусственных прозрачных сред с преломляющими по-
верхностями (очковых и контактных линз разных типов). Чтобы понимать
принципы работы оптической коррекции, необходимо иметь представление об
основах оптики.
ствие с веществом. В физике
тромагнитные волны с частотой 1,5 x 1011 — 30000 x 1012 Гц. Сюда входит и
инфракрасное излучение, и видимый свет, и ультрафиолетовое излучение. Этот
диапазон частот также называют
ного излучения. Человеческому восприятию доступна только
Частицы света называются фотонами. Как и любые другие микрочастицы ма-
терии, они имеют двойственную природу — обладают свойствами и частиц, и
волн. Свет ведет себя одновременно и как поток испускаемых частиц, и как
волна.
пространения света в прозрачных средах без учета его волновой природы. Гео-
метрическая оптика объясняет, как свет отражается от зеркальных и
полупрозрачных поверхностей, как строятся изображения в оптических систе-
мах. На законах геометрической оптики основано влияние очковых и контактных
линз на зрение (с поправкой на аберрации и волновые эффекты).
волновой природой. Она также имеет важное прикладное значение для опто-
метрии, поскольку именно в рамках волновой оптики рассматриваются такие
явления, как дисперсия, дифракция, интерференция и поляризация света. Все
они учитываются при разработке очковых линз. Большинство волновых эффек-
тов ухудшают качество зрительного изображения, за исключением поляризации,
которая нашла широкое практическое применение.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 1.1. Основы геометрической оптики
1.1.1. Понятие о световом луче
В геометрической оптике свет рассматривается как
купность лучей.
света распространяется энергия электромагнитной волны.
Пучки лучей, выходящие из одной точки, называют расходящимися, а входя-
щие в одну точку — сходящимися. Пучок лучей, исходящий из удаленной точки,
расположенной в условной бесконечности, называют параллельным пучком.
В геометрической оптике любой источник света считается центром расходя-
щегося пучка лучей. В естественных условиях встречаются только расходящиеся
и параллельные пучки. Для получения сходящегося пучка нужна хотя бы про-
стейшая оптическая система — собирающая линза, система линз, глаз.
1.1.2. Предмет, изображение и оптическая система
ментов (линз, призм, пластинок, зеркал, светофильтров), которые формируют
световые пучки, чтобы создать оптические изображения предметов на при-
емнике светового излучения (сетчатке глаза, экране, фотопленке, матрице циф-
рового фотоаппарата и т. п.).
оптики. По определению Г.А. Можарова, «под предметом понимают совокупность
точек, светящихся собственным или отраженным светом, а под изображением —
картину, получаемую в результате действия оптической системы на лучи, испус-
каемые предметом, и воспроизводящую контуры и детали предмета».
Различают действительные и мнимые изображения.
прохождения через оптическую систему. Такое изображение можно наблюдать
глазом, спроецировать на экран или фотопленку.
ется, если на выходе из оптической системы (например, бинокля или очков с ми-
нусовыми линзами) лучи образуют расходящийся пучок. Если мысленно
продолжить их в обратном направлении, они пересекутся в одной точке. Сово-
купность таких точек называют мнимым изображением предмета. В мнимом
изображении не пересекаются реальные световые лучи, поэтому его нельзя не-
посредственно обнаружить, например, с помощью фотоэлемента. Но мнимое
изображение может играть роль предмета по отношению к другой оптической
системе, которая и преобразует его в действительное. Сам по себе глаз является
такой природной оптической системой, поэтому любое изображение на сетчатке
получается действительным (см. § 2.1).
В зависимости от ориентации изображения относительно предмета различают
кие зеркала всегда образуют зеркальные изображения, линзы и глаз человека —
обратные.
Через оптическую систему может проходить так называемый
не участвующий в построении изображения. В природных условиях постоянно
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
приходится иметь дело с рассеянным светом: солнечные лучи рассеиваются в
небе и беспорядочно отражаются от множества предметов. Кроме того, рассея-
ние света происходит и внутри оптической системы из-за переотражения лучей
от ее внутренних поверхностей. Рассеянный свет плохо влияет на качество оп-
тического изображения, снижая общий
ностью изображения и окружающего поля). Полностью устранить это явление
невозможно.
Однако количество рассеянного света в оптической системе можно умень-
шить, поместив в ней
верстием в центре, которая ограничивает пучки лучей, выходящих из осевой
точки предмета. Входной зрачок (отверстие диафрагмы) ограничивает попереч-
ные размеры и угол раскрытия световых пучков, проходящих через оптическую
систему. В результате уменьшается количество попадающей в систему световой
энергии, устраняются краевые лучи, в которых особенно заметны аберрации,
снижается засветка из-за рассеянного света. Также увеличивается глубина резко
изображаемого пространства. При слишком сильном уменьшении диаметра от-
верстия качество изображения может ухудшиться из-за дифракции (см. § 1.2.2). В
глазу человека роль диафрагмы выполняет радужная оболочка с отверстием —
зрачком.
1.1.3. Законы распространения света
среде, то есть среде с одинаковым показателем преломления (см. стр. 10), свет
распространяется прямолинейно, как и всякая электромагнитная волна. Отступ-
ление от этого закона наблюдается только при дифракции, когда световые
волны огибают препятствие (см. § 1.2.2).
влияют друг на друга, даже пересекаясь, и распространяются независимо один
от другого. Наложение и взаимное гашение световых волн (интерференция) рас-
сматривается в рамках волновой оптики.
1.1.4. Законы отражения и преломления света
Если световой луч падает на границу раздела двух сред с разными показате-
лями преломления (например, воздух и поверхность роговицы глаза, воздух и
стекло), наблюдается сразу два явления: отражение и преломление. Луч ча-
стично отражается от поверхности, которая преградила ему путь, и частично
проходит сквозь нее, меняя свое направление (рис. 1.1). Изменение направления
луча при прохождении границы раздела двух сред с разными рефракционными
индексами называется
нице двух сред, восстановленным в точке падения
луч, восстановленным из точки отражения
между перпендикуляром в точке
двух сред.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
b
a
g
Отношение скорости света в вакууме
Однородная прозрачная среда с одинаковым показателем преломления на-
зывается оптической средой. Для любой среды, кроме вакуума, n > 1. На практике
показатель преломления обычно определяют относительно показателя прелом-
ления воздуха, который мало отличается от 1 (n = 1,000292). Рефракционный ин-
декс — важная характеристика материалов очковых линз.
1) угол падения равен углу отражения;
2) падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к отражающей поверхно-
сти в точке падения луча лежат в одной плоскости.
1) преломленный луч лежит в той же плоскости, что и падающий луч с перпен-
дикуляром к границе двух сред в точке падения;
2) отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных сред
не зависит от угла падения, но зависит от длины световой волны:
Величины
Величина
носительно среды 1. Если n > 1,
21
вторая среда называется оптически более плот-
ной.
=
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
1.1.5. Оптические детали (пластинки, призмы, линзы)
и построение изображений в них
ломления, ограниченные гладкими оптическими поверхностями заданной
формы. Рассмотрим основные оптические детали, применяемые в оптометриче-
ской практике.
полированными плоскими поверхностями, параллельными между собой. Про-
ходя через такую систему, луч последовательно преломляется на двух грани-
цах. Он не меняет направления, а смещается параллельно себе на величину
зависящую от толщины пластинки
(рис. 1.2). С другой стороны пластинки кажется, будто источник света
стился ближе к ней — возникает мнимое изображение
D
a
b
a
лельными плоскими поверхностями, на двух из которых преломляются лучи. Све-
товой луч, падающий под углом
сквозь нее и меняет направление, отклоняясь в сторону основания (рис. 1.3). На
рисунке 1.3 буквой
а буквой
ломляющего угла призмы и показателя преломления. При взгляде со стороны
второй боковой поверхности призмы источник света
клоняющее действие призмы зависит от величины преломляющего угла.
Призматический эффект применяется в оптометрии для коррекции гетеро-
тропии (явного косоглазия) и гетерофории (скрытого косоглазия, которое в от-
дельных случаях может приводить к зрительному утомлению). Призмы
обязательно входят в наборы пробных линз. Очки с призматическим действием
всегда подбираются индивидуально. Призматический эффект создается и на пе-
риферии обычных сферических линз (см. ниже), поэтому его можно получить,
сместив в оправе центр линзы относительно центра зрачка.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
j
dδ
b2
a
a
1
b1
2
b
2
1
Призма способна разлагать немонохроматический белый свет на монохрома-
тические составляющие. Если за призмой, на которую падает луч света, разме-
стить экран, то на нем будет видна радужная полоса —
состоящий из основных семи цветов радуги и их оттенков. Это явление называ-
ется
тики (см. § 1.2.3).
верхностями, хотя бы одна из которых является поверхностью вращения. На
практике чаще всего применяются сферические линзы, обладающие осью сим-
метрии. На рисунке 1.4 показаны совмещенные главные плоскости, оси и фокусы
собирающей (см. с. 14) линзы.
Прямая, проведенная через центры кривизны поверхностей, называется
пряженные плоскости (одна является изображением другой), перпендикулярные
оптической оси, в которых линейное увеличение равно 1х (см. с. 16–17). В тонких
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
линзах, толщина которых намного меньше радиусов кривизны поверхностей, обе
главные плоскости совпадают в одну. Точка, в которой они пересекаются с глав-
ной оптической осью, –
ные через оптический центр и не совпадающие с главной осью, называются
побочными осями линзы. Лучи, проходящие через оптический центр линзы
вдоль главной и побочных осей, не меняют своего направления.
Остальные лучи, проходя через линзу, преломляются дважды (на каждой по-
верхности). При построении схемы хода лучей в тонкой линзе условно изобра-
жается одно преломление в главной плоскости. В каждой линзе различают
переднюю и заднюю поверхность, а также передний и задний
ложенные на главной оптической оси по обе стороны от линзы.
это точка на главной оптической оси, где пересекаются все параллельные ей
лучи (или их продолжения), входящие в линзу.
ходящие из которой лучи выходят из линзы параллельно главной оптической
оси.
Расстояние от оптического центра до фокуса называется
ской оси, —
от радиусов кривизны преломляющих поверхностей, показателя преломления и
толщины линзы. Величина
рах), называется
D = 1/f2.
Данная формула применима в воздушной среде, где абсолютный показатель
преломления
(например, воде) оптическую силу необходимо вычислять по формуле:
D = n/f .
2
Оптическая (преломляющая) сила характеризует степень преломления свето-
вого пучка линзой. Она измеряется в диоптриях:
D = 1/м = дптр.
скому ГОСТу, они обозначаются сокращением
пользуется и обозначение
принимается оптическая сила линзы, заднее фокусное расстояние которой
равно одному метру. Соответственно, при f = 0,5 м оптическая сила составит
2
2 дптр, при f = 0,2 м — 5 дптр и т. д. Преломляющую силу выпуклых линз обозна-
2
чают положительным числом, а силу вогнутых линз — отрицательным.
В сложных оптических системах общая преломляющая сила (рефракция) за-
висит от величины оптической силы каждой линзы, расстояния между линзами
и показателя преломления среды, заполняющей промежутки между ними.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В зависимости от
цилиндрическими и торическими (рис. 1.6), а также параболическими и др.
1)
2)
3)
По оптическим свойствам линзы делятся на
и
2
сеивающей при f < 0. Положительные (собирающие) линзы: двояковыпуклая
2
(рис. 5а), плоско-выпуклая (рис. 4б), вогнуто-выпуклая (мениск, утолщающийся
к центру, рис. 5в). Отрицательные (рассеивающие) линзы: двояковогнутая (рис.
5г), плоско-вогнутая (рис. 5д), выпукло-вогнутая (мениск, утолщающийся к краям,
рис. 5е).
Положительную линзу можно представить в виде ряда призм с основаниями,
направленными к середине линзы (рис. 5ж), а отрицательную — в виде совокуп-
ности призм с основаниями к краям линзы (рис. 5з). Призма отклоняет луч к ос-
нованию. Следовательно, положительные линзы отклоняют лучи к заднему
фокусу, собирают их, а отрицательные, наоборот, рассеивают. В собирающих
линзах задний фокус — реальная точка собирания лучей, а в рассеивающих —
мнимая, расположенная с той же стороны, где находится источник света. Соот-
ветственно, рассеивающие линзы всегда дают мнимое изображение действи-
тельного предмета, которое глаз преобразует в действительное изображение на
сетчатке. Призматическое действие линз растет по направлению к краю.
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
или двумя цилиндрическими. Цилиндрические линзы также бывают собираю-
щими
Выпуклая цилиндрическая линза собирает лучи не в одну фокусную точку, а в
фокальную линию
цилиндрической линзы фокальная линия является такой же мнимой, как и мни-
мый фокус рассеивающих сферических линз
линз —
Преломившись в торической линзе, световой пучок из параллельного становится
астигматическим: лучи не собираются в одну точку, а образуют два изображе-
ния в виде прямых отрезков под углом друг к другу (см. § 1.1.6). Цилиндрические
и торические линзы применяются в оптометрии для коррекции астигматизма (см.
§ 2.11).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
1) луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в
линзе проходит через задний фокус;
2) луч, идущий через передний фокус, после преломления в линзе идет па-
раллельно главной оптической оси;
3) луч, идущий через центр линзы, не меняет своего направления.
Ход лучей в идеальной собирающей тонкой линзе, соответствующий этим пра-
вилам, показан на
ский центр линзы,
изображение,
ние от оптического центра до изображения. Величина
изображения и предмета.
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
Любая оптическая система имеет четыре так называемые
с помощью которых может быть построено изображение предмета. Это передняя
и задняя
пряженные главные плоскости, линейное увеличение в которых V = +1. Величина
изображения в задней плоскости равна величине объекта в передней плоскости.
На главной оптической оси выделяют также две
через переднюю узловую точку под определенным углом к этой оси, после пре-
ломления выйдет из задней узловой точки под тем же углом. Узловые точки сов-
падают с главными, если показатели преломления сред слева и справа от
оптической системы одинаковы. Это относится к очковым линзам (воздух — воздух),
но не к оптической системе глаза (воздух — водянистая влага и стекловидное
тело), поэтому ее узловые и главные плоскости не совпадают (см. схематический
глаз Гульстранда на рис. 2.3 в § 2.1).
Плоскости, проведенные через передний и задний фокусы перпендикулярно
главной оптической оси, называются
вается
параметром любой оптической системы наряду с ее суммарной оптической
силой (рефракцией).
1/a + 1/a = 1/f
1
2
2
определяет, как положение изображения относительно линзы зависит от поло-
жения предмета. Заднее фокусное расстояние
центра тонкой линзы до изображения считаются положительными для собираю-
щих линз и отрицательными для рассеивающих линз. Изображения предметов,
находящихся в условной бесконечности, расположены в заднем фокусе линзы
(a = f ). Чем ближе предмет к линзе, тем дальше от нее изображение.
2
2
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В тонких линзах, как уже говорилось выше, главные плоскости сливаются
в одну, а точки
ваются как оптические системы, и построение изображения в положительной
и отрицательной линзах будет выглядеть иначе (рис. 1.9). У линз разной формы
главные плоскости расположены по-разному и не всегда симметрично относи-
тельно преломляющих поверхностей (рис. 1.10).
1.1.6. Геометрические аберрации: сферическая аберрация, кома,
астигматизм, дисторсия
До сих пор рассматривались идеальные оптические системы, создающие иде-
альное, так называемое стигматическое изображение (от греческого stigmata
«точка»), каждой точке которого соответствует точка предмета. В реальных оп-
тических системах всегда присутствуют погрешности —
приводят:
— к потере четкости изображения (точка преображается в
— к искажению формы изображаемых объектов;
— к появлению окрашенных контуров по краям изображения.
Аберрации бывают
мах, они рассматриваются в рамках волновой оптики (см. § 1.2.3).
Стигматическое изображение можно получить только в том случае, если изоб-
ражение создается очень узкими световыми пучками, параллельными главной
оптической оси или попадающими в оптическую систему под очень малыми
углами к этой оси. В реальных оптических системах, в том числе очковых линзах
и глазу человека, эти условия не выполняются. Попадание в оптическую систему
широких пучков света вызывает сферическую аберрацию и кому.
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
ляет световые лучи сильнее, чем ее центральная часть. В результате любая сфе-
рическая линза дает изображение точечного источника света в виде размытого
круглого пятна —
тельно главной оптической оси при этом не нарушается. Исправить сферическую
аберрацию можно тремя способами:
1) к рассеивающей линзе подобрать собирающую, к собирающей — рассеи-
вающую (в определенной комбинации);
2) добавить к сферической линзе или системе линз линзу
формы (параболической или гиперболической);
3) сузить пучок лучей, попадающих в оптическую систему, поместив в нее
апертурную диафрагму (см. § 1.1.2); диафрагмирование ограничивает ширину
пучка.
линзу широкого пучка лучей от точки, лежащей не на главной оптической оси,
а на побочной (рис. 1.12). Изображение этой точки выглядит как вытянутое, не-
равномерно освещенное пятно, по форме напоминающее комету и не симмет-
ричное по отношению к главной оси.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Сферическая аберрация (4-го порядка) и кома (3-го порядка) относятся к
вносят, например, при фотосъемке светосильными объективами на открытой
диафрагме или в человеческом глазу в темное время суток, когда зрачок макси-
мально расширен (см. § 2.5.1).
Попадание в оптическую систему любых наклонных световых пучков (как ши-
роких, так и узких) от точек предмета, удаленных от главной оптической оси,
приводит к дисторсии и астигматизму. Эти аберрации нельзя исправить диафраг-
мированием, так как они проявляются и на узких пучках.
дения через сферическую линзу точечное (стигматическое) изображение. Если
предмет
него пучок света составляет значительный угол с нею. В этом случае изображе-
ние
кулярных друг другу отрезков, лежащих в разных плоскостях (рис. 1.13).
Расстояние между фокальными линиями называется
клонных пучков применяются анастигматы — оптические системы из нескольких
линз, компенсирующих астигматизм друг друга.
же результату независимо от направления световых пучков. Он вызван тем, что
сферичность реальных линз, как правило, не идеальна, и они преломляют лучи
по-разному в вертикальном (меридиональном) и горизонтальном (сагиттальном)
сечениях, которые называют
астигматизме нет ни одной точки, в которой сходились бы все световые пучки,
прошедшие через оптическую систему (рис. 1.14). Из рис. 1.14 видно, что в зави-
симости от расположения экрана (в человеческом глазу — сетчатки) изображение
точки на нем будет иметь вид либо горизонтального отрезка, либо горизонталь-
ного овала, либо круга (так называемого
вертикального овала, либо вертикального отрезка.
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
о с н о в Ы г е о м е т Р и Ч е с к о Й о п т и к и
На практике при изготовлении линз свести астигматизм к минимуму очень
трудно. Неудивительно, что такой астигматизм всегда присутствует и в глазу че-
ловека из-за несферичности роговицы и хрусталика (см. § 2.11). Природный
астигматизм глаза можно исправить астигматическими очковыми или ториче-
скими контактными линзами, а также с помощью рефракционной хирургии. В оп-
тометрии главные сечения астигматизма принято называть
нейного увеличения
прямоугольной сетки становится подушкообразным, если линза положительная,
или бочкообразным, если линза отрицательная (рис. 1.15). Дисторсия искажает
изображение, но не влияет на резкость, в отличие от всех геометрических абер-
раций, перечисленных выше.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 1.2. Элементы волновой оптики
Некоторые явления, рассматриваемые в волновой оптике, также имеют прак-
тическое значение для оптометрии.
1.2.1. Интерференция света
одних случаях свет ведет себя как поток частиц (фотонов), в других — как элек-
тромагнитная волна. Интерференция света — наложение когерентных электро-
магнитных волн оптического диапазона. В процессе распространения световых
волн из-за интерференции происходит их взаимное усиление или гашение. Ре-
зультат интерференции света, который можно наблюдать на экране, —
или полос.
1.2.2. Дифракция
Интерференция приводит к такому явлению, как
отклонение световых волн из-за малых препятствий, оказавшихся на их пути.
Примером такого препятствия может быть небольшое отверстие в непрозрачном
теле, например, зрачок в радужной оболочке глаза. В результате вместо резкой
границы между светом и тенью, как требовали бы законы геометрической оп-
тики, получается сложная картина распределения интенсивности света. Каждой
точке предмета в изображении соответствует не точка, а светлое пятно, окру-
женное интерференционными кольцами. Дифракция присутствует в любой оп-
тической системе, поскольку входящий световой пучок всегда в той или иной
степени ограничен входным зрачком.
Именно от дифракции зависит предел
системы — минимального углового расстояния между двумя точками, при кото-
ром они воспринимаются как раздельные. Чем уже входной зрачок, тем сильнее
дифракция. Если в оптической системе имеется подвижная апертурная диа-
фрагма, то при уменьшении отверстия дифракция начинает заметно влиять на
оптическое разрешение. В глазу человека дифракция ухудшает резкость изоб-
ражения, получаемого на сетчатке, при диаметре зрачка менее 2 мм (§ 2.5.1).
1.2.3. Дисперсия света и хроматические аберрации
ления света
волны (или от длины волны в вакууме). Световые волны разной длины в одной
и той же среде преломляются с разной силой. Самый известный и наглядный
пример — эффект разложения видимого света призмой на радужный спектр.
Каждому из условно выделяемых семи основных цветов радуги соответствует
определенный диапазон длин световых волн. Смешение всех семи цветов дает
закате — также проявления дисперсии.
Поскольку в реальном мире мы наблюдаем не монохроматический, а полихрома-
тический (смешанный) свет, дисперсия вызывает побочный оптический эффект —
о С н о в ы ф и з и ч е С к о й о п т и к и
Э л е м е н т Ы в о л н о в о Й о п т и к и
хроматические аберрации.
вание изображения, возникающее из-за дисперсии света при прохождении через
преломляющий элемент (линзу или призму). Различают хроматизм положения и хро-
матизм увеличения.
наблюдается на главной оптической оси. Фокусы световых волн разной длины
не совпадают, синий свет преломляется сильнее, чем красный. В итоге изобра-
жение точечного источника белого света выглядит как набор концентрических
цветных колец (рис. 1.16). Последовательность цветов колец зависит от положе-
ния экрана. Из-за хроматизма положения в эмметропическом глазу человека
лучи синей части спектра фокусируются перед сетчаткой, а лучи красной части
спектра — за ней (§ 2.8). Это заметно снижает резкость изображения при широко
открытом зрачке. Уменьшение апертурной диафрагмы снижает осевой хрома-
тизм, а комбинирование собирающей и рассеивающей линз исправляет его.
ется как радужная кайма по краям изображения в фокальной плоскости. Из-за
дисперсии изображение имеет разные размеры в лучах разного спектра (рис.
1.17). Это обусловлено разной степенью преломления пучков света, падающих
под углом к главной оптической оси. Вместо изображения точки получается
цветная линия.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
1.2.4. Число Аббе
Физическая мера дисперсии в прозрачных средах —
ею хроматические аберрации. В очковой оптике это одна из основных характе-
ристик материала очковых линз (см. § 4.1.2). Чем выше показатель преломления
материала, тем ниже число Аббе.
1.2.5. Поляризация света
правление вектора колеблющейся величины. Электромагнитные волны види-
мого света — поперечные волны, у каждой из них есть два вектора колебаний:
электрический вектор
другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения
световой волны
может меняться.
Естественный свет — смесь световых волн со всеми вероятными направле-
ниями поляризации (рис. 1.18а), поэтому он всегда неполяризован. Частично по-
ляризованным солнечный свет становится лишь после отражения от ровных
горизонтальных поверхностей — снега, льда, песка, водной глади, автотрассы.
Полностью поляризованный свет можно получить с помощью прозрачной пла-
стинки, пропускающей только лучи с колебаниями вектора
ной
плоскости.
Такой
луч
называется
или
Устройства, позволяющие преобразовать естественный свет в поляризован-
ный, называют
светофильтры для фото- и кинообъективов, а также солнцезащитные очки со
встроенной в линзы прозрачной поляризационной пленкой. Эффект поляриза-
ции используется для того, чтобы блокировать отражения света от разных по-
верхностей. Это уменьшает рассеянный свет неба, повышает общий контраст
и четкость изображения, усиливает насыщенность цветов, удаляет блики.
Блики, отраженные от горизонтальных поверхностей, могут быть опасны для
водителей транспортных средств. В лучшем случае они становятся постоянной
помехой, усиливающей зрительное утомление. Особенно яркие блики могут вре-
менно ослепить водителя. Поэтому в поляризационных очках встроенные
фильтры ориентированы таким образом, чтобы отсекать горизонтальный поля-
ризованный свет.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т Р о е н и е гл а з а и о б щ е е о п и с а н и е з Р и т е л ь н о Й с и с т е м Ы
Глава 2
Оптика глаза и основы физиологии зрения
§ 2.1. Строение глаза и общее описание зрительной системы
Сотрудникам современных оптических салонов часто приходится работать как
с диагностическим оборудованием, так и с достаточно сложными средствами
оптической коррекции – призматическими и прогрессивными очками, мульти-
фокальными контактными линзами. Многие клиенты приходят в салоны уже
с предубеждением против оптической коррекции зрения, которое сформирова-
лось у них под влиянием антинаучных лечебных методик. Поэтому специалисты,
работающие в салонах оптики, должны хорошо разбираться в принципах работы
зрительной системы.
Важно понимать, что состояние зрительной функции тесно связано со свой-
ствами глазных тканей, с работой целого ряда природных регуляторных меха-
низмов. Оптику глаза нельзя рассматривать чисто схематически, вне связи с
физиологией зрения. В отличие от рефракционной хирургии, оптическая кор-
рекция зрения – процедура обратимая. Однако и она прямо влияет на физиоло-
гические процессы, происходящие в глазах. В случае неправильно подобранной
коррекции это влияние иногда все же оказывается необратимым. Например, не-
докоррекция детской близорукости, согласно последним научным данным, ведет
к ускоренному росту глаза по передне-задней оси и, следовательно, к прогрес-
сированию миопии. Поэтому любому сотруднику оптического салона, от про-
давца-консультанта до оптомтериста, необходимо знать основы физиологии
зрения.
мм, состоящая из трех слоев (рис. 2.1). Наружная прочная фиброзная оболочка
примерно на 5/6 состоит из непрозрачной склеры, а на 1/6 – из прозрачной ро-
говицы, в которую переходит склера в передней части глаза. По форме роговица
представляет собой участок эллипсоида, выступающий над сферической поверх-
ностью склеры; свойства и строение роговицы подробно рассмотрены в § 2.4.
Изнутри к склере прикреплены два других слоя: сосудистая оболочка, обеспечи-
вающая питание тканей глаза, и сетчатка (§ 2.6.2), переводящая свет в нервные
сигналы, на основе которых в головном мозге формируется изображение.
Фиброзная оболочка глаза (ФОГ) состоит из упругих и одновременно эластич-
ных коллагеновых пластин, а также расположенных вдоль них эластичных воло-
кон. Жесткость, или ригидность, ФОГ – важное ее свойство, обеспечивающее
стабильность формы глазного яблока и делающее ФОГ прочным «защитным ко-
жухом» этого природного оптического прибора. Не менее важным свойством
ФОГ является эластичность. В современных исследованиях отмечается, что бла-
годаря микрофлуктуациям склеры регулируется внутриглазной объем, поддер-
живается необходимый стабильный уровень внутриглазного давления (ВГД),
обеспечивается отток отработанной водянистой влаги. Сравнительно недавно
выяснилось, что с возрастом ФОГ теряет эластичность и становится жестче. У по-
жилых людей ригидность склеры может увеличиться в 1,5–2 раза. Исследователи
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
20
19
18
6
5
4
3
17
2
1
13
16
7
8
15
14
12
9
10
11а
11б
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т Р о е н и е гл а з а и о б щ е е о п и с а н и е з Р и т е л ь н о Й с и с т е м Ы
И. Н. Кошиц и профессор О. В. Светлова связывают это с тем, что более жесткий
поверхностный слой склеры, лишенный эластических волокон, быстрее стареет
и сдавливает слои, лежащие под ним. В результате ВГД растет. В глаукомном глазу
склера может быть в 3–5 раз жестче по сравнению со здоровым молодым глазом.
Снаружи к каждому глазному яблоку крепятся шесть экстраокулярных мышц,
управляющих его движениями. Благодаря этому можно и менять направление
взгляда, и фиксировать его на определенном предмете или направлении. Согла-
сованное действие экстраокулярных мышц обоих глаз в норме обеспечивает би-
нокулярное зрение (§ 2.10). Под влиянием наружных мышц глазное яблоко может
сдавливаться и слегка деформироваться, что является одним из дополнительных
механизмов аккомодации (§ 2.9). Кроме плавных следящих движений, которые
происходят при осознанном переводе взгляда, оба глаза постоянно совершают
непроизвольные сканирующие микродвижения, которые играют важную роль
в зрительном восприятии.
Важнейшая функция глаз – преобразование световых сигналов из окружаю-
щей среды в нервные импульсы, которые затем передаются в зрительную кору
головного мозга. В природе от предметов отражается рассеянный свет: световые
лучи от каждой точки исходят в разных направлениях. Если бы не оптика глаза,
мы могли бы различать только уровень освещенности, но не контуры предметов.
Как известно из геометрической оптики, чтобы сфокусировать изображение на
экране, необходимо поместить перед ним собирающую линзу. Эту роль и выпол-
няет оптическая система глаза в целом.
Первоначальное преломление света происходит на границе раздела воздуха
и слезной пленки – двух сред с разными рефракционными индексами. Благодаря
слезной пленке, в норме покрывающей роговицу сплошным слоем, также под-
держивается гладкость передней оптической поверхности и обеспечивается наи-
лучшее качество изображения (§ 2.4.1). Слезная пленка и передняя поверхность
роговицы собирают лучи, а задняя поверхность слегка рассеивает (§ 2.4.3), что
позволяет расширить собирающие возможности хрусталика по его краям.
Затем свет попадает в переднюю камеру глаза, заполненную прозрачной во-
дянистой влагой. Здесь на его пути стоит радужная оболочка, или радужка – тон-
кая непрозрачная ткань с отверстием в центре, размер которого зависит от
реакции мышц на яркость светового фона (§ 2.5.1). Радужная оболочка выполняет
функцию апертурной диафрагмы оптической системы глаза (§ 1.1.2). Размер цент-
рального отверстия ограничивает количество света, проходящего в глаз, влияет
на глубину резкости изображаемого пространства и качество изображения на
сетчатке.
За радужной оболочкой и пространством передней камеры находится задняя
камера глаза, ограниченная хрусталиком (§ 2.5.2). Если роговица – практически
неподвижная выпукло-вогнутая линза-мениск, то хрусталик – активный оптиче-
ский элемент. Под действием цилиарной мышцы эта двояковыпуклая линза ме-
няет кривизну поверхностей и, следовательно, оптическую силу. Это основной
механизм аккомодации (§ 2.9), позволяющий глазу фокусироваться на разных
дистанциях. Хрусталик – многослойная структура, ядро которой с возрастом ста-
новится все менее эластичным. Примерно с 45-летнего возраста люди посте-
пенно теряют способность сохранять близкие объекты в фокусе.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
1,44
1,42
1,40
1,38
1,36
1,34
1,32 400 450 500 550 600 650 700 750 800 нм
После того как свет преломляется хрусталиком, он входит в витреальную ка-
меру, заполненную прозрачным стекловидным телом. К этому времени свет
успевает пройти через несколько преломляющих поверхностей: воздух/слеза,
слеза/роговица, роговица/водянистая влага передней камеры, водянистая
влага/хрусталик, хрусталик/стекловидное тело. У сред глаза разные показатели
преломления, на рис. 2.2 показана их зависимость от длины световой волны.
Средние значения приводятся ниже на рис. 2.3а. Полностью совпадают только
индексы преломления слезы, водянистой влаги и стекловидного тела, которые
очень близки по химическому составу и оптическим свойствам. Сильнее всего
показатель преломления изменяется на границе между воздухом и слезной
пленкой. Следующие изменения рефракции, как уже говорилось, происходят на
поверхностях роговицы и хрусталика, а водянистая влага и стекловидное тело
лишь исполняют роль светопроводящей среды.
Итак, в передней камере содержится собирающая система, состоящая из двух
линз. Первая линза практически неподвижна, а вторая регулируется с помощью
цилиарной мышцы (ЦМ). Суммарная
ской системы глаза составляет приблизительно 58 дптр при среднем тонусе ЦМ,
в спокойном состоянии, и до 70 дптр при максимальном напряжении. Оптический
центр системы расположен на расстоянии приблизительно 5,6 мм от роговицы
по главной оптической оси, которую в офтальмологии принято называть также
передне-задней осью глаза (§ 2.2). На рефракцию глаза влияют не только по-
казатели преломления, но и радиусы кривизны преломляющих поверхностей,
а также расстояния между ними. Эти величины немного отличаются у разных
людей. В качестве модели оптической системы глаза обычно используется
данных (рис. 2.3 и табл. 2.1). На ней показано расположение главных оптических
плоскостей относительно передней вершины роговицы.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т Р о е н и е гл а з а и о б щ е е о п и с а н и е з Р и т е л ь н о Й с и с т е м Ы
Пройдя через всю оптическую систему глаза, свет достигает сетчатки, где
формируется действительное, перевернутое, уменьшенное изображение (§ 2.3).
В идеальном глазу без нарушений рефракции фокус должен располагаться
прямо на сетчатке. Это нервная ткань с очень сложным строением, содержащая
светочувствительные клетки. Она тонким слоем покрывает заднюю внутреннюю
часть глазного яблока. Сетчатка является одновременно и экраном, на котором
формируется изображение, и устройством, преобразующим свет в электрохими-
ческие сигналы.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Нетрудно заметить, что оптическая система каждого отдельно взятого глаз-
ного яблока имеет много общего с фотоаппаратом, и ее работу можно описать
в привычных схемах геометрической оптики. Роговица, радужка, хрусталик и
прозрачные среды внутренней полости глаза образуют «объектив» с подвижной
диафрагмой, а роль фотопленки или цифровой матрицы выполняет сетчатка,
на которую проецируется перевернутое изображение объекта. Однако, если вни-
мательнее присмотреться к устройству сетчатки и зрительного анализатора
в целом, сходство с фотокамерами совершенно исчезает.
Прежде всего, сетчатка – сферический экран, причем основная часть фоторе-
цепторов сосредоточена в самом его центре. Здесь немного в стороне от опти-
ческой оси находится желтое пятно, или макула, а посреди макулы – центральная
ямка, или фовеа (§ 2.6.2). В макуле и особенно в центральной ямке светочувстви-
тельные клетки расположены очень плотно, чтобы обеспечить высокое разре-
шение центрального зрения. Даже при фиксации взора на неподвижном
предмете глаз постоянно совершает автоматические микродвижения –
чтобы зафиксировать нужные детали именно в этой зоне. Периферийные зоны
сетчатки дают низкое разрешение, но помогают собирать дополнительную ин-
формацию и обнаруживать объекты в поле зрения. Итоговые сигналы отправ-
ляются в зрительную кору по зрительному нерву. Место, где он входит внутрь
глаза, называется диском зрительного нерва. Это слепое пятно – зона сетчатки,
полностью лишенная светочувствительных клеток.
Как видно из табл. 2.1, фокусное расстояние глаза человека приблизительно
равно 22,8 мм. Глазное дно округлено, на периферии сетчатки детализация изоб-
ражения гораздо слабее, чем в центре. Синхронное использование двух глаз
дает угол четкого зрения от 130 до 160 градусов бинокулярно в зависимости от
межзрачкового расстояния (§ 2.10). Это довольно большое поле зрения по
сравнению с большинством искусственных оптических систем. Два плоских изоб-
ражения на сетчатках обоих глаз объединяются в бинокулярное, которое пре-
вращается в трехмерный зрительный образ уже в головном мозге.
Процессы преобразования нервных сигналов в зрительной коре мозга исклю-
чительно сложны и до сих пор изучены лишь поверхностно. Эти проблемы выхо-
дят за рамки данного учебного пособия. Важно понимать главное: зрительный
образ в мозге невозможно свести к сумме центральных полей зрения обоих глаз.
Образ окружающего мира непрерывно создается из отдельных фрагментов и
корректируется в соответствии с поступающими новыми данными. Поэтому глаз
человека уместно сравнивать не с фотоаппаратом, а с камерой, встроенной в го-
ловку сканера, или с подвижной экшн-камерой.
Люди получают через зрительный канал до 60% информации об окружающем
мире, а не 80–90%, как считалось ранее, поскольку мозгу приходится постоянно
оценивать информацию, получаемую сразу от всех органов чувств. При этом мозг
очень часто тормозит или забегает вперед, дополняет, исправляет или даже
принципиально игнорирует реальные зрительные данные, чтобы привести их
в соответствие с привычным опытом. Наше сознание постоянно дорисовывает
или трансформирует «непонятные» картины реальности за счет похожих обра-
зов, хранящихся в памяти. На этом свойстве мозга основаны многочисленные
примеры обмана зрения.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
гл а в н Ы е о п т и Ч е с к и е п л о с к о с т и и о с и гл а з а
С чисто оптических позиций глаз человека – прибор довольно простой и несо-
вершенный. Но недостатки оптики компенсируются за счет постоянного скани-
рования пространства, бинокулярности и сложнейших процессов обработки
информации в зрительной коре. Зрение – очень энергозатратный процесс, по-
этому живые организмы, оказавшиеся в экстремальных условиях обитания, без
колебаний жертвуют им в пользу других органов восприятия. Например, пещер-
ные животные слепы и за счет этого экономят до 15% энергии. Человек тратит
на зрение более 50% энергии, получаемой вместе с едой.
§ 2.2. Главные оптические оси и плоскости глаза
Для описания формы глазного яблока и оптики глаза условно выделяется не-
сколько важнейших точек, осей и плоскостей.
полюс – в задней части склеры, напротив переднего и на одной линии с ним,
проходящей через геометрический центр глазного яблока. Эта линия называется
мм от переднего полюса и не совпадает с центром вращения глазного яблока.
Поскольку наружные мышцы оказывают на глаз очень сложное воздействие,
точно определить центр вращения невозможно. Примерный центр вращения
глазного яблока в горизонтальной плоскости находится в 15 мм от переднего по-
люса.
внутренние поверхности роговицы и склеры. Все точки склеры, равноудаленные
от обоих полюсов, образуют
гда немного асимметричен, все оболочки глазного яблока с назальной стороны
сокращены, а с темпоральной (височной) расширены. Это приводит к тому, что
и реальный анатомический экватор слегка перекошен относительно геометри-
ческой оси. Фронтальная плоскость, проведенная через экватор, условно делит
глаз на переднюю и заднюю половины.
Перечисленные термины используются для описания геометрии глазного
яблока, но могут служить и дополнительными ориентирами для описания оптики
глаза. Выше на схематическом глазе Гульстранда (рис.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
оптические плоскости глаза, проходящие перпендикулярно геометрической оси
через фокусные, главные и узловые точки (эти понятия подробно объяснены
в § 1.1.5). Сложнее обстоит дело с оптическими осями зрительной системы.
В искусственных оптических системах оптические элементы, как правило, осе-
симметричны. У каждой оптической поверхности есть центр кривизны, а центры
кривизны всех поверхностей лежат на оптической оси – прямой линии, прохо-
дящей через геометрический центр системы (§ 1.1.5). Например, производители
фотообъективов или подзорных труб добиваются как можно лучшей центрации,
выравнивания линз по оптической оси. Плохая центрация ведет к техническому
браку – кривизне поля изображения (неравномерной резкости), коме и другим
аберрациям.
Глаз человека – живая оптическая система, созданная природой, и примени-
тельно к нему оптическая ось – понятие чисто теоретическое. Истинную оптиче-
скую ось можно было бы провести, если бы поверхности роговицы и хрусталика
были осесимметричны, как линзы в качественном телескопе-рефракторе. В этом
случае их центры кривизны должны лежать на одной линии, перпендикулярной
каждой из оптических поверхностей. Разместив перед таким идеальным глазом
точечный источник света и наблюдая отражения (изображения Пуркинье), можно
было бы найти такое положение источника, при котором все изображения сов-
падают. Линия, проведенная через источник света и все изображения Пуркинье,
и была бы оптической осью. Однако в реальном глазу оптические поверхности
не осесимметричны, а изображения Пуркинье никогда не совпадают полностью,
так что не существует ни одного глаза с истинной оптической осью.
клоняются друг от друга минимально. С ней совпадает
Традиционно выделяется несколько осей в человеческом глазу, а также раз-
ные углы между ними и точки пересечения с передней поверхностью роговицы.
Основные оси показаны на рис. 2.4, на схеме правого глаза в горизонтальном
разрезе (вид сверху). Хорошо заметно, что оптическая ось не совпадает с зоной
фовеа, играющей ключевую роль в зрительном восприятии. Желтое пятно с
ямкой децентрировано – смещено примерно на 5 градусов в темпоральную сто-
рону по отношению к точке пересечения оптической оси с сетчаткой (рис. 4а).
На рисунке показано расположение зоны фовеа, центра зрачка
тических точек
линия, соединяющая точку фиксации с передней узловой точкой N, а затем иду-
щая к зоне фовеа. Стоит отметить, что хрусталик также может быть наклонен или
децентрирован относительно роговицы.
Несовпадение зрительной оси с оптической – одна из нерешенных пока зага-
док эволюции. Отчасти это компенсируется тем, что отверстие зрачка обычно
тоже слегка децентрировано в противоположную, назальную сторону. Теорети-
чески расположение зрительной ямки прямо на оптической оси обеспечивало
бы лучшее качество изображения, сводя к минимуму аберрации. С другой сто-
роны, в зарубежных исследованиях отмечается, что продольные хроматические
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
п о с т Р о е н и е и з о б Ра ж е н и я в гл а з у. в л и я н и е а м е т Р о п и Й н а Ра з м е Р
Р е т и н а л ь н о г о и з о б Ра ж е н и я
аберрации в зоне фовеа помогают мозгу быстрее реагировать на дефокус и
включать механизм аккомодации (§ 2.9), чтобы изображение снова стало резким.
Это может быть одним из ключей к другой нерешенной загадке: как мозг опре-
деляет максимальную степень резкости и правильность наводки глаза на фокус?
На рис. 2.4б показаны две дополнительные оси глаза.
через центр зрачка. Эта ось находится на линии, соединяющей первое изобра-
жение Пуркинье с центром зрачка. Вторая ось на этом рисунке – линия визиро-
вания, или
который чаще всего обозначается греческой буквой гамма. У гиперметропов этот
угол больше, чем у миопов.
задний фокус его оптической системы и перпендикулярная оптической оси.
В идеальном глазу без малейших рефракционных ошибок – а таких глаз практи-
чески не бывает – задняя фокальная плоскость при наводке на резкость пере-
секала бы поверхность сетчатки. Чтобы удерживать ее здесь при рассматривании
предметов на разном расстоянии, необходимо менять кривизну хрусталика и
вместе с ней преломляющую силу глаза.
§ 2.3. Построение изображения в глазу. Влияние аметропий на
размер ретинального изображения
Еще древних греков и римлян интересовала природа зрения. Первые попытки
ответить на вопрос, как человек видит окружающую реальность, были довольно
наивными. На раннем этапе развития античной мысли образы предметов счита-
лись некими целостными идеальными сущностями, словно витающими в воздухе.
Согласно Эмпедоклу, из зрачков исходит «внутренний свет», который соеди-
няется с этими внешними образами. Позже, в римскую эпоху, знаменитый врач
Гален, препарируя глаза животных, обнаружил зрительный нерв, сетчатку и хру-
сталик. Гален впервые отметил роль головного мозга в зрительном восприятии
и даже верно, в полном соответствии с современными представлениями, назвал
сетчатку «частью мозга, заключенной в глазу». Основную роль в восприятии он,
однако, отводил не сетчатке, а «хрусталиковой влаге» и «светлой пневме» — тон-
кой духовной субстанции, поступающей из мозга в область прямо перед хруста-
ликом. Гален полагал, что готовые идеальные «образы» не нужны: люди видят
благодаря тому, что исходящие из глаз лучи как бы ощупывают предметы. Таким
образом, зрение по Галену — своеобразная биолокация. В Европе взгляды Га-
лена господствовали очень долго, до эпохи Возрождения.
Тем временем арабская наука развивалась независимо от европейской. Араб-
ский физик Ибн аль-Хайсам, или Альгазен (965 — около 1039), который жил и ра-
ботал в Каире, особенно интересовался вопросами оптики и внес большой вклад
в изучение отражения и преломления света. Он объяснил явление радуги, опи-
сал свойства линз, изобрел параболическое зеркало и камеру-обскуру. В своем
научном труде об оптике Альгазен впервые в истории сделал правильный вывод,
что свет исходит от источников света, таких как солнце, а глаза видят свет, отра-
женный от объектов. Он считал, что видимый образ формируется в глазу, но не
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
смог точно сформулировать, как именно,
из-за нехватки сведений об оптических сре-
дах глаза. Альгазен использовал специ-
альные
палатки
для
наблюдений
за
Солнцем во время затмений: в одной стене
палатки делалось маленькое отверстие, а на
другой появлялось точное перевернутое
изображение. Аналогичные опыты он про-
водил со свечами и коробкой. Так была
изобретена камера-обскура. Но Альгазен не
мог поверить, что глаз видит перевернутое
изображение, и предположил, что внутрен-
ние среды глаза как-то ориентируют его
правильным образом.
Значительный рывок в развитии оптики
и понимании природы зрения был сделан в
эпоху Возрождения. В Европе начали при-
менять очки для коррекции зрения, Галилей
изобрел телескоп. Все больше ученых пола-
гали, что изображение в глазу формируется
точно так же, как в камере-обскуре, но
очень трудно было принять тот факт, что это
изображение перевернуто. Даже Леонардо
да Винчи, который писал свои дневники,
глядя в зеркало, не смог принять идею пе-
ревернутого изображения на сетчатке. Так
же, как Альгазен, да Винчи пытался подо-
гнать оптику глаза под свои представления.
Правильная гипотеза образования ре-
тинального изображения была впервые вы-
двинута
и
подробно
обоснована
знаменитым немецким астрономом Иоган-
ном Кеплером (1571—1630). Кеплер объяснил роль хрусталика и на простой опти-
ческой схеме показал, что лучи света, проходя через роговицу и хрусталик,
формируют
другой немецкий астроном и физик Кристоф Шейнер (1573—1650) наглядно под-
твердил гипотезу Кеплера. Он взял овечий глаз, удалил часть склеры и сосуди-
стой оболочки, чтобы обнажить сетчатку, и направил глаз на яркий объект. На
сетчатке появилось небольшое перевернутое изображение. Как и Кеплер, Шей-
нер считал, что полученный образ воспринимается сетчаткой. Аналогичные
опыты с энуклеированными глазами животных проводил Рене Декарт.
На рис. 2.5 показана одна из первых правильных схем образования ретиналь-
ного изображения (17 век). Крайним точкам предмета V и Y на сетчатке (ретине)
соответствуют точки R и T, тогда как центральные точки предмета X и изображе-
ния S расположены прямо друг против друга.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
п о с т Р о е н и е и з о б Ра ж е н и я в гл а з у. в л и я н и е а м е т Р о п и Й н а Ра з м е Р
Р е т и н а л ь н о г о и з о б Ра ж е н и я
После этого открытия прошло почти 2 века, в течение которых ученые пыта-
лись точно определить свойства и размеры оптических элементов глаза чело-
века. Первую законченную схему глаза создал великий естествоиспытатель
Герман фон Гельмгольц (1821—1894), используя для опытов изобретенные им при-
боры — офтальмометр и офтальмоскоп. Затем упомянутый выше шведский оф-
тальмолог Альвар Гульстранд (1862—1930) уточнил данные Гельмгольца и в 1909
году создал схему глаза, названную его именем (см. рис.
Мозг с первых недель жизни адаптируется к тому, что ретинальное изображе-
ние перевернуто и что его нужно постоянно трансформировать для правильной
ориентации в пространстве. Одним из важных свойств человеческого мозга яв-
ляется нейропластичность — способность изменять нейронные связи и реакции
под действием новой информации. Неоднократные опыты с добровольцами по-
казали, что через несколько дней непрерывного ношения переворачивающих
очков люди легко привыкают и к такому ходу лучей, а, сняв очки, очень быстро
возвращаются к привычному восприятию. Еще Гельмгольц приводил в пример
людей, которые постоянно работают за микроскопами и тоже быстро привыкают
к вертикальной инверсии изображения.
ловая точка находится в центре кривизны последней преломляющей поверхно-
сти. Лучи от крайних точек объекта, направленные к оптической узловой точке
глаза, будут идти прямо на сетчатку, не преломляясь; следовательно, при пере-
сечении с оптической осью они образуют одинаковые противолежащие углы.
Размер перевернутого ретинального изображения h (A'B') равен расстоянию от
узловой точки до сетчатки (f ≈ 17,2 мм), умноженному на
под которым виден предмет AB (рис. 2.6). И наоборот, угол зрения можно опре-
делить по формуле
Вершина угла зрения находится в оптическом центре глаза, а лучи направ-
лены на крайние точки предмета. На практике угол зрения проще определить по
другой формуле
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
где G – размер предмета AB, a – расстояние от него до оптического центра
глаза (узловой точки).
Из формул видно, что чем ближе рассматриваемый предмет к глазу, тем
больше угол зрения и ретинальное изображение. Мы часто пользуемся этим эф-
фектом — приближаем мелкий предмет или надпись к глазу, чтобы хорошо рас-
смотреть. Это особенно характерно для близоруких людей. Однако чем ближе
предмет, тем сильнее напрягается цилиарная мышца (ЦМ), тем быстрее устает
глаз. Точка, которую глаз видит глаз при расслабленной ЦМ, называется дальней
точкой ясного видения. Здоровый глаз в спокойном состоянии дает на сетчатке
отчетливое изображение очень удалённых предметов (например, звезд). Под-
робнее обо всем этом говорится в § 2.9, посвященном аккомодации.
При нормальной рефракции, или
находится в бесконечности, а параллельные лучи после преломления в оптиче-
ской системе глаза фокусируются на сетчатке без усилия (без участия хрустали-
кового механизма аккомодации). На практике наблюдаются те или иные виды
образуется без дополнительного аккомодационного усилия. К аметропиям отно-
сят близорукость (миопию) и дальнозоркость (гиперметропию), а также астигма-
тизм. Подробнее о видах, причинах, профилактике и методах коррекции
аметропий рассказывается в § 2.11.
Важнейшими показателями для определения состояния рефракции являются
преломляющая сила роговицы и осевая длина глазного яблока. Баланс между
этими величинами слегка нарушен даже у условных эмметропов, к тому же они
не могут абсолютно точно совпадать в левом и правом глазу из-за природной
асимметрии. Статистика показывает, что эмметропия вовсе не является нормой.
Чаще всего в популяции встречается слабая гиперметропия до +1 дптр. По ста-
тистике конца 1950-х годов, в США доля эмметропов среди детей и молодежи до
25 лет составляла всего 12%, а среди взрослых от 25 лет и старше — 25%.
Аметропии влияют на размер ретинального изображения без коррекции: при
миопии оно увеличено, а при гиперметропии уменьшено по сравнению с нормой
(эмметропией). При оптической коррекции размер изображения меняется: по-
ложительные линзы увеличивают его, отрицательные уменьшают.
Поскольку идеально симметричных глаз в природе не бывает, даже у эммет-
ропов левый и правый глаз слегка отличаются по оптической силе и/или осевой
длине. Значительная (более 2 дптр) разница между преломляющей силой глаз
называется
рефракции различаются осевые размеры глазных яблок), рефракционной (при
одинаковых размерах отличается оптическая сила глаз) или смешанной (присут-
ствуют оба фактора). Анизометропия влечет за собой
между размерами изображения на сетчатках левого и правого глаза. Выражен-
ная анизэйкония ведет к зрительному дискомфорту и нарушениям бинокуляр-
ного зрения (§ 2.10). Для коррекции анизэйконии можно использовать
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
п о с т Р о е н и е и з о б Ра ж е н и я в гл а з у. в л и я н и е а м е т Р о п и Й н а Ра з м е Р Р е т и -
н а л ь н о г о и з о б Ра ж е н и я
специальные эйконические (афокальные) очковые линзы в комбинации со сфе-
рическими и цилиндрическими. Однако эйконические линзы дают недостаточное
в таких случаях увеличение в диапазоне 0,5–8% и потому широкого применения
не получили.
Контактные линзы прилегают вплотную к роговице и непосредственно встраи-
ваются в оптическую систему глаза. Поэтому они влияют на размер изображения
значительно меньше, чем очковые линзы. Этот эффект становится заметным лишь
при контактной коррекции значительных аметропий в 7–8 дптр, но даже в таких слу-
чаях он минимален: изображение на сетчатке уменьшается или увеличивается всего
на 5%. Напротив, очки являются отдельной оптической системой, вынесенной
в оправу перед глазами, и очень сильно влияют на величину ретинального изобра-
жения. Например, при очковой коррекции сильной близорукости предметы стано-
вятся резкими, но мелкими. В таблице 2.2 наглядно показано изменение
ретинального изображения в миопическом глазу под влиянием очковой линзы,
а также в зависимости от расстояния между нею и глазом.
Ясно, что при заметной разнице в рефракции глаз и высоких аметропиях оч-
ковая коррекция неизбежно вызовет сильную анизэйконию и дискомфорт. По-
этому, если разница между рефракцией правого и левого глаза составляет более
2 дптр, очки, как правило, не назначаются. В подобных случаях очковая коррек-
ция непереносима.
сетчатки. На него также влияют четыре вида размытия: 1) светорассеяние при
прохождении через хрусталик и стекловидное тело, 2) зрачковая дифракция,
3) неточная фокусировка из-за ошибок аккомодации и аметропий, 4) аберрации
глаза. Все эти явления, рассмотренные в соответствующих параграфах, могут
снижать резкость и контраст. Зрелая катаракта (врожденное или возрастное по-
мутнение хрусталика) приводит к потере зрения и требует операционного вме-
шательства. Заболевания сетчатки, ухудшающие зрительное различение, и очень
сильные аномалии рефракции могут приводить к слабовидению (§ 2.7.2).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Важно понимать, что приведенные выше на рис. 2.5 и 2.6 абстрактные схемы
построения изображения в глазу отражают только оптическую реальность, но не
тот целостный образ предмета, который создается в зрительной коре мозга.
Глаза непрерывно движутся, сканируя все окружающее пространство и те пред-
меты, которые из-за больших угловых размеров не помещаются целиком в зону
центрального зрения с высоким разрешением. К тому же мозг обрабатывает зри-
тельную информацию очень избирательно. Например, предметы в поле зрения,
которые подолгу остаются полностью неподвижными относительно глаза, мы
замечаем гораздо хуже.
§ 2.4. Роговица глаза и слезная пленка
Описав строение и принципы работы зрительной системы, можно перейти к
детальному рассмотрению прозрачных структур и сред, из которых состоит оп-
тика глаза. Первой из них является роговица, покрытая слезной пленкой.
2.4.1. Прикладная физиология роговицы
мм в центральной зоне. По направлению к периферии толщина роговицы уве-
личивается, достигая 0,9 мм по краям, где роговица переходит в непрозрачную
склеру. Разделительная зона между роговицей и склерой –
кольцо шириной в 1,0–1,5 мм. С лимбом неразрывно слита заканчивающаяся
здесь
ким слоем наружную часть глаза и заднюю часть век. В конъюнктиве содержится
множество бокаловидных клеток и добавочных слезных желез. Их согласованная
работа обеспечивает постоянное увлажнение и смазывание наружной поверх-
ности глазного яблока. Бокаловидные клетки вырабатывают слизь, а слезные
железы – слезу, из которой формируется
Отсутствие кровеносных сосудов (в норме, при отсутствии патологий) – уни-
кальная особенность, отличающая роговицу глаза от всех остальных живых тка-
ней в организме человека. Однако для поддержания прозрачности, температуры,
процессов деления клеток роговице необходимы кислород и питательные веще-
ства – глюкоза и аминокислоты. Питание роговицы осуществляется за счет ос-
моса питательных веществ из водянистой влаги, заполняющей переднюю камеру
глаза, а также из сети кровеносных сосудов конъюнктивы в зоне лимба. Кислород
поступает в роговицу непосредственно из воздуха, он очень важен для нормаль-
ного протекания обменных процессов. Нехватка кислорода приводит к отеку ро-
говицы.
Роговица лишена кровеносных сосудов, но зато пронизана нервными окон-
чаниями, плотность которых здесь в 300–400 раз выше, чем в коже. Это делает
роговицу одной из самых чувствительных тканей организма. Необходимость
столь мощной иннервации понятна: это помогает защитить от возможных по-
вреждений и сам глаз, и роговицу – его важнейшую собирающую линзу. При ма-
лейшем раздражении роговицы веки обоих глаз немедленно смыкаются. Этот
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Р о г о в и ц а гл а з а и с л е з н а я п л е н к а
роговичный, или корнеальный рефлекс – один из безусловных рефлексов, ис-
чезающий лишь при клинической смерти. Чувствительность роговицы снижается
с возрастом или при постоянном ношении контактных линз.
Основное биомеханическое свойство роговицы, как и всей фиброзной обо-
лочки – ригидность (жесткость), способность тканей сопротивляться внешним
механическим воздействиям и сохранять форму. Сопротивление роговицы не-
обходимо учитывать при тонометрии, независимо от используемого метода из-
мерения ВГД.
Насколько важно сохранение нормальной геометрии роговицы, наглядно по-
казывает
котором роговица постепенно истончается и принимает коническую форму. Ке-
ратоконус приводит к сильным оптическим искажениям и существенному сниже-
нию остроты зрения. Оптимальным методом оптической коррекции в подобных
случаях являются специальные контактные линзы, жесткие или мягкие. Причины
развития дистрофии роговицы пока не совсем ясны. Кератоконус поражает при-
мерно 1 из 500 представителей популяции. Однако данные некоторых зарубеж-
ных исследований говорят о повышенной вероятности развития
(выпячивания роговицы) или кератоконуса у пациентов, перенесших лазерную
хирургию роговицы. Подобные случаи наблюдаются в отдаленный период после
операции и связаны с процессами старения.
Традиционно в роговице глаза выделяется 5 слоев: эпителий, боуменова обо-
лочка (передняя пограничная мембрана), строма, десцеметова оболочка (задняя
пограничная мембрана), эндотелий (рис. 2.7). В 2013 году ученые из Великобри-
тании обнаружили еще один, чрезвычайно прочный и тонкий слой между стро-
мой и десцеметовой оболочкой, который был назван
первооткрывателя – Харминдера Дуа, профессора Ноттингемского университета).
Роль этого слоя пока неясна, но остальные давно изучены.
Неороговевающий
ных клеток. Он беспорядочно усеян микроворсинками, которые способствуют
прилеганию слезной пленки к роговице. Эпителий выполняет защитную функ-
цию и может быстро регенерировать. За ним следует тонкая и относительно
жесткая
вреждение которой ведет к ее помутнению.
толщины роговицы и на 78% состоит из воды. Остальные 22% – очень прочные
прозрачные пластины, сплетенные из коллагеновых волокон. Именно строма
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
обеспечивает как механическую прочность, так и оптическую прозрачность ро-
говицы.
гое основание эндотелия. Наконец,
непосредственно контактирует с водянистой влагой передней камеры. Он под-
держивает водный баланс роговицы, поскольку через эндотелий в нее всасы-
ваются вода и питательные вещества. В то же время эндотелий защищает
роговицу от избыточного пропитывания водянистой влагой.
Средняя толщина всех слоев роговицы приводится в таблице 2.3.
Роговица с обеих сторон окружена водным раствором: снаружи – слезой, из-
нутри – влагой передней камеры глаза. При моргании или во время сна роговица
контактирует с веками, а при ношении контактных линз – с обратной стороной и
краем линзы. Наружная поверхность глаза и роговицы покрыта
толщина которой у здоровых людей составляет от 4 до 7 мкм. Большая часть
объема (около 90%) всей слезы содержится в
Слезная пленка условно делится на липидный, водный и муциновый слои; на
водный слой приходится 98% ее толщины. На самом деле между слоями нет чет-
ких границ. Слезная пленка с каждым морганием увлажняет, смазывает и защи-
щает поверхность роговицы и конъюнктивы. Она играет очень важную роль
в оптической системе глаза, так как без слезного слоя роговица была бы лишь
слабой рассеивающей линзой (см. начало § 2.4.3). Кроме того, целостность слез-
ной пленки обеспечивает четкое видение: слеза сглаживает шероховатости на-
ружного эпителия и создает гладкую оптическую поверхность.
При напряженной зрительной работе человек сосредотачивается на объекте,
и частота морганий (в норме 15–20 раз в минуту) сокращается. Это приводит
к тому, что влага из слезы испаряется быстрее, чем обычно. Количество слезы
уменьшается, химический состав меняется: в ней становится меньше воды и
больше солей. Соли оказывают повреждающее действие на эпителий роговицы
и конъюнктивы, что ведет к деградации тканей и воспалению. К тому же из-за
высыхания слезной пленки прозрачность роговицы уменьшается (в зависимости
от количества и площади сухих участков эпителия). Это вызывает затуманивание
и ухудшение остроты зрения, особенно к вечеру.
Аналогичные процессы происходят в сухом климате или при ношении контакт-
ных линз из плохо смачиваемых материалов без увлажнителей. С поверхности
таких линз слеза быстро испаряется, и образуются гидрофобные пятна, покры-
тые кристалликами соли. Моргания в таком случае не помогают, а лишь разносят
эту соль по конъюнктиве.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Р о г о в и ц а гл а з а и с л е з н а я п л е н к а
определить либо на глаз, по размеру слезной призмы вдоль краев век, либо про-
ведя тест Ширмера. Для оценки
Норна – тест на инвазивное время разрыва. В глаз закапывают каплю флюорес-
цеина, усаживают пациента за щелевую лампу и в синем свете наблюдают с се-
кундомером, когда появится первый разрыв – темно-синий участок на зеленом
фоне. Нормальное время разрыва слезной пленки – не менее 10–15 секунд. Если
это произошло раньше, у пациента есть проблемы со слезой. Сейчас появилось
немало других методов для диагностики «сухого глаза».
Хроническое нарушение качества и/или количества слезной пленки и вызван-
ное этим воспаление конъюнктивы называется
сухим кератоконъюнктивитом. На ранних стадиях появляются симптомы сухости
и дискомфорта, глаза устают, особенно к концу дня после зрительной работы.
Сухость в глазах развивается по многим причинам:
•
ухудшение качества слезной пленки с возрастом (особенно после 50 лет), из-
за гормонального дисбаланса или нарушения работы слезных желез;
•
отрицательное воздействие внешней среды (сухой и жаркий климат, конди-
ционированный воздух, ветер, пыль и так далее);
•
курение;
•
высокая зрительная нагрузка (особенно при постоянной работе с цифровыми
устройствами);
•
воспалительные заболевания конъюнктивы и роговицы;
•
прием некоторых лекарственных средств;
•
ношение контактных линз с низкой смачиваемостью;
•
рефракционные операции или кератопластика
При всех методах рефракционной хирургии, от устаревшей кератотомии до
фемто-LASIK, оказывается прямое воздействие на форму роговицы. Толщина ро-
говицы – критически важный показатель при отборе кандидатов на операцию.
При слишком тонкой роговице есть риск кератэктазии – выпячивания роговицы
в зоне лазерного вмешательства, и таким пациентам операция однозначно не
рекомендуется. Степень ослабления роговицы зависит от ее исходной толщины
и степени корригируемой рефракционной аномалии. Сейчас достоверно уста-
новлено, что после операций по методу LASIK биомеханические показатели ро-
говицы ухудшаются в любом случае. Сам метод предполагает неизбежное
утончение роговицы: чтобы изменить форму этой природной линзы, часть
стромы испаряют лазерным лучом. Ослабление роговицы автоматически влияет
на всю фиброзную оболочку глаза (ФОГ), частью которой она является. Механи-
ческие напряжения в ФОГ перераспределяются, и «слабым звеном», конечно,
оказывается именно роговица, которая стала тоньше. С возрастом это может
стать причиной деградационных процессов.
Как уже отмечалось в § 2.1, по мере старения жесткость ФОГ только увеличи-
вается, и с этим напрямую связан рост внутриглазного давления (ВГД). Поскольку
склера становится все жестче, а ВГД растет, основная нагрузка неизбежно будет
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
направлена в сторону роговицы. Напомним, что после LASIK не только уменьша-
ется толщина роговицы, но и нарушается целостность ее наружных слоев. Оче-
видно, что все это значительно повышает вероятность кератэктазии или
кератоконуса.
Другая характерная проблема, связанная с LASIK, – нарушение слезопродукции,
постоянное ощущение сухости в глазах после операции. При LASIK повреждаются
чувствительные нервные окончания в тканях роговицы, а слезопродукция и мор-
гание зависят как раз от ее чувствительности. Ощущая нехватку слезы, нервы по-
сылают сигналы в слезные железы и мышцы века; дополнительная порция слезы
вырабатывается и сразу размазывается веком по глазной поверхности. Этот ме-
ханизм нарушается из-за снижения чувствительности роговицы. В результате
пациенты, перенесшие LASIK, испытывают симптомы сухости в течение примерно
6 месяцев после операции. У 30% из них развивается хронический ССГ.
Наконец, эффект рефракционной лазерной хирургии необратим. Далеко не
всегда толщина роговицы позволяет провести повторную процедуру в случае
неудовлетворительного результата. В России и за рубежом ведется статистика
осложнений. Исследования показывают, что осложнения в ходе LASIK или в раз-
ные сроки после операции встречаются в 15–17% случаев.
Всего сказанного достаточно, чтобы понять, почему рефракционные операции
занимают лишь 4% на мировом рынке оптической коррекции зрения, и доля эта
с годами не увеличивается. Лазерная хирургия – явно не средство первого вы-
бора и не панацея от аномалий рефракции.
Здоровье роговицы – залог успешного ношения контактных линз и потому
всегда было основной темой исследований по
контактная линза (КЛ) – инородное тело, которое оказывает механическое воз-
действие на лимб и эпителий роговицы, отделяет ее от воздуха, рассекает слез-
ную пленку на две части – прелинзовую и подлинзовую, провоцируя высыхание
слезы со всеми последствиями, рассмотренными выше. Под линзой может нару-
шаться слезообмен, а на ее поверхности могут скапливаться белковые и липид-
ные отложения – содержащиеся в слезе продукты жизнедеятельности. Все это
ведет сначала к дискомфорту, затем к ухудшению состояния роговичного эпите-
лия и в конце концов к отказу от ношения КЛ. Если пользователь пренебрегает
правилами ухода за КЛ, не делает регулярную очистку и дезинфекцию, его линзы
могут стать благоприятной почвой для развития грибков и бактерий, представ-
ляющих серьезную угрозу для роговицы. Самые серьезные осложнения контакт-
ной коррекции связаны именно с грибковым или бактериальным кератитом –
тяжелым заболеванием, которое поражает роговицу и может привести к полной
потере зрения.
Однако перечисленные проблемы по очереди оказывались в центре внимания
и успешно решались благодаря новым материалам и технологиям (см. § 3.5). Для
нынешнего рынка контактной коррекции характерно многообразие высокотех-
нологичных оригинальных решений. Ключевым понятием стала
отрезка глаза, становясь из инородного тела практически продолжением рого-
вицы. Разумеется, это идеал, но индустрия уже приблизилась к нему вплотную.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Р о г о в и ц а гл а з а и с л е з н а я п л е н к а
Современные биосовместимые КЛ от ведущих производителей – удобное
и безопасное средство оптической коррекции зрения. К 2013–2015 годам посте-
пенно сформировались определенные стандарты. Дизайн мягких и жестких га-
зопроницаемых контактных линз, как правило, оптимизирован для лучшего
комфорта и слезообмена. Материалы последнего поколения обеспечивают не-
обходимый доступ кислорода к роговице, отличаются низким модулем упругости
и гидрофильностью, хотя еще в прошлом десятилетии совместить все эти свой-
ства в одном продукте было нельзя. Подробнее о возможностях современной
контактной коррекции рассказывается в главе 3.
И все же технический прогресс не означает, что пациенты могут расслабиться,
нарушать правила пользования КЛ и забыть о визитах к врачу. Обязательно
нужно хотя бы раз в год проходить профилактический осмотр у оптометриста.
Проверяется состояние зрительных функций и переднего отрезка глаза, в пер-
вую очередь слезной пленки, эпителия роговицы, конъюнктивы и внутренней
поверхности век. При осмотре обязательно нужно использовать специальные
красители – флюоресцеин, лиссамин зеленый, бенгальский розовый. После за-
капывания их в глаз окрашиваются только мертвые клетки, и потому сразу видны
все повреждения. Прокрашивание – очень надежный объективный признак, поз-
воляющий напрямую оценить состояние эпителия роговицы.
2.4.2. Геометрия роговицы
К 10–12 годам жизни форма, размеры и оптические свойства роговицы стаби-
лизируются и в дальнейшем практически не меняются.
В самом центре передняя и задняя поверхности роговицы почти параллельны,
но по направлению к утолщающемуся краю постепенно расходятся. Средний
передний радиус кривизны роговицы равен 7,7 мм, средний задний – 6,8 мм.
В центре роговица всегда тоньше (0,49–0,56 мм), чем на периферии (0,7–0,9 мм),
и это соотношение сохраняется до глубокой старости, по мере того как роговица
незначительно утончается.
Еще в начале 70-х годов ХХ века было установлено, что
радиус ее кривизны постепенно увеличивается от центра к периферии. С тех пор
многочисленные исследования позволили уточнить картину. Для описания точ-
ной формы используется наглядный метод
световые кольца проецируется на роговицу, полученное изображение фотогра-
фируется, анализируется компьютером и преобразуется в карту рельефа –
Асферичность более выражена на периферии (до 1 мм), чем в центре (всего
0,3 мм), где роговица почти сферична, а кривизна ее максимальна. За пределами
центральной зоны диаметром 3–5 мм передняя поверхность роговицы посте-
пенно уплощается по направлению к краю, причем асимметрично. Все это хо-
рошо заметно на топограммах (рис. 2.8). Обычно роговица уплощается в
темпоральную сторону сильнее, чем в назальную. Если асимметрия в пределах
нормы, форма роговицы считается регулярной.
особого подхода к оптической коррекции, особенно контактной, из-за необхо-
димости учитывать посадку линзы на глазу и корригировать сильные аберрации,
в первую очередь выраженный неправильный астигматизм.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Асферичность роговицы означает, что по форме она напоминает не участок
сферы, а вытянутый конец эллипсоида, наподобие мяча для регби.
ческого сечения от окружности. На рис. 2.9, взятом из монографии Atchinson D.
и Smith G. “Optics of the human eye” (Эдинбург, 2002), наглядно показана разница
между поверхностями второго порядка с разным эксцентриситетом и одинако-
вым апикальным (вершинным) радиусом. При эксцентриситете, равном нулю, по-
лучается сфера. У нормальной роговицы эксцентриситет от -0,3 до -0,7, что на
рисунке соответствует крайнему справа эллипсоиду. Значение эксцентриситета
обязательно учитывается при расчете дизайна индивидуальных контактных
линз, в первую очередь жестких газопроницаемых (ЖГКЛ) и ортокератологиче-
ских (ОКЛ). Несовпадение сагиттальной глубины линзы и роговицы привело бы
к неправильной посадке линзы, что при ношении ЖГКЛ или ОКЛ чревато серь-
езными последствиями.
Другой важный геометрический параметр роговицы –
метром или кератометром. Аналогичная функция имеется и в авторефкератомет-
рах – приборах, совмещающих в себе автоматическое измерение рефракции
глаза и геометрии роговицы. Радиус центральной кривизны – усредненное значе-
ние по одному из меридианов передней поверхности на центральном участке
диаметром 3–5 мм. Этим он отличается от апикального радиуса, измеряемого не
на участке, а только в одной точке – вершине роговицы. Современные автореф-
кератометры обычно могут измерять не только центральную, но и периферийную
кривизну роговицы, что позволяет диагностировать неправильный астигматизм.
Кривизну роговицы выражают как в миллиметрах, так и в диоптриях, что от-
ражает прямое соответствие между геометрией и преломляющей силой рого-
вицы. Есть даже специальные таблицы перевода диоптрий в миллиметры.
Например, наиболее распространенный в популяции радиус кривизны 7,85 мм
соответствует рефракции 43,00 дптр. Чем меньше кривизна роговицы, тем
больше ее радиус, и наоборот. У миопов роговица обычно более крутая, чем у
эмметропов, а у гиперметропов более плоская.
Радиус кривизны роговицы имеет важное практическое значение для контакт-
ной коррекции: от него зависит правильная посадка контактных линз на глазу.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Р о г о в и ц а гл а з а и с л е з н а я п л е н к а
n (
Посадка КЛ влияет на комфорт и качество зрения. Зная радиус кривизны рого-
вицы, оптометрист может быстро и точно подобрать линзу, которая лучше всего
подойдет данному пациенту. В последние годы появилось немало моделей авто-
рефкератометров, способных измерять радиус базовой кривизны КЛ. Это тоже
облегчает первичный подбор.
Вертикальный диаметр роговицы в среднем составляет 10,6 мм, горизонталь-
ный – 11,7 мм. Вертикальный диаметр обычно меньше примерно на 1 мм. Этому
соответствует и кривизна: вертикальный радиус кривизны меньше, чем горизон-
тальный, то есть в вертикальном меридиане роговица немного круче. Таким об-
разом, роговица – не просто эллипсоид, а слегка сплющенный эллипсоид, она
имеет торическую форму. Величина торичности в центре и на периферии прак-
тически одинакова и не превышает 0,3 мм.
В пресбиопическом возрасте практически у всех людей корнеосклеральное
кольцо, на которое опирается роговица, деформируется. В результате ее кри-
визна в горизонтальном меридиане становится сильнее, чем в вертикальном.
2.4.3. Оптические свойства роговицы
Роговица – главная линза глаза, дающая около 69% его суммарной рефракции.
По форме она представляет собой мениск, утолщающийся от центра к краям
(§ 1.1.5). Следовательно, сама по себе роговица – рассеивающая линза, а вовсе
не собирающая, как нередко неправильно пишут в учебных пособиях. Однако
спереди она покрыта слезной пленкой – средой с другим рефракционным ин-
дексом, дважды преломляющей свет. Поэтому вся система
дает не отрицательную, а положительную оптическую силу +43,1 D.
Вокруг вершины роговицы расположена оптическая зона диаметром 3–5 мм,
через которую световые лучи попадают в глаз. Оптическая зона полностью по-
крывает зрачок и обеспечивает центральное зрение. Поэтому травмы и заболе-
вания роговицы очень опасны. Сильные ожоги, рубцы, язвы или эрозии резко
снижают качество зрения и могут привести к полной слепоте.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Торическая форма роговицы означает, что в любом глазу более или менее вы-
ражен астигматизм (§ 1.1.6, § 2.11). Так как кривизна роговицы по вертикальному
меридиану больше, чем по горизонтальному, в оптической зоне обязательно
имеется
формации корнеосклерального кольца
Асферичность и торичность роговицы, отсутствие идеальной осевой симмет-
рии приводят к астигматизму, трефойлу и некоторым аберрациям высшего по-
рядка. Но асферичность дает и важное преимущество. Линзы из оптически
однородного материала со сферическими преломляющими поверхностями вы-
зывают очень сильные сферические аберрации (§ 1.1.6). Наглядный пример –
объектив-монокль, самая старая оптическая схема в истории фотографии. Мо-
нокль состоит только из одной линзы с помещенной перед ней диафрагмой, что
позволяет получать снимки с характерным эффектом размытия и свечения по
краям объектов. Это очень живописно, но непрактично с точки зрения зритель-
ных задач, стоящих перед человеком в повседневной жизни. Асферическая
форма роговицы существенно снижает сферические аберрации, которые еще
сильнее уменьшаются при прохождении света через хрусталик (§ 2.5.3). У здоро-
вых людей средняя величина сферических аберраций составляет около 0,1 мкм,
что соответствует рефракционной ошибке всего в 0,12 дптр.
Асферичность роговицы в последние годы учитывается при производстве
контактных линз, в том числе мягких (МКЛ). Раньше задняя поверхность МКЛ де-
лалась сферической, и это давало сферические аберрации, особенно сильные
при нехватке света, когда зрачок расширен. Они снижали контраст и разрешаю-
щую способность глаза, а в некоторых ситуациях вызывали серьезный зритель-
ный дискомфорт. Например, водители вечером слепли из-за сияющих ореолов
и гало вокруг каждого встречного источника света. Теперь практически все круп-
ные производители выпускают МКЛ только с задней асферикой. Постепенно вхо-
дит в моду и биасферика. Это улучшает посадку КЛ на глазах, уменьшает
аберрации высших порядков и помогает линзе лучше встраиваться в природную
оптику роговицы.
§ 2.5 Радужная оболочка и хрусталик
2.5.1. Радужная оболочка. Зрачок
Сразу под плотной фиброзной оболочкой глаза расположена сосудистая обо-
лочка. Она пронизана кровеносными сосудами и благодаря этому обеспечивает
питание тканей. Содержащийся в сосудистой оболочке пигмент препятствует
проникновению света сквозь склеру и устраняет светорассеяние. В передней
части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Тонкая
границей, отделяющей переднюю камеру глаза от задней. Радужная оболочка
тоже содержит пигмент и практически непроницаема для света, кроме
круглого отверстия в центре. Диаметр радужки равен примерно 12 мм, толщина –
0,5 мм, толщина в зоне вокруг зрачка — 0,6 мм. Зрачковый край опирается прямо
на переднюю поверхность хрусталика.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Р о г о в и ц а гл а з а и с л е з н а я п л е н к а
Именно цвет радужки люди воспринимают как «цвет глаз». Окраска и текстура
радужной оболочки генетически обусловлены и не меняются в течение жизни;
на этом основании сейчас даже разрабатываются биометрические системы точ-
ной идентификации личности. Заболевания, за исключением редких врожден-
ных, не могут влиять на окраску и вид радужки, поэтому иридодиагностика
является лженаукой.
Сам зрачок в здоровом глазу снаружи кажется черным, поскольку оптические
среды глаза прозрачны и не отражают, а поглощают свет. Эффект красных глаз,
с которым часто вынуждены бороться фотографы, объясняется тем, что яркий
свет вспышки отражается от красного глазного дна. При катаракте зрачок ка-
жется сероватым или белым из-за помутнения хрусталика. Если у пациента нет
катаракты, через искусственно расширенный зрачок можно осмотреть глазное
дно с помощью офтальмоскопа или линзы Гольдмана. Эта процедура называется
офтальмоскопией.
Говоря о зрачке, обычно имеют в виду не реальный зрачок, а входной — увели-
ченное изображение внутреннего края радужки, видное снаружи через роговицу
и влагу передней камеры.
относительно реального (рис. 2.10). Когда оптометрист определяет диаметр зрачка
и расстояние между зрачками правого и левого глаз, учитываются именно види-
мые, входные зрачки.
совпадает с реальным – он смещен всего на 0,07 мм ближе к хрусталику.
Зрачок пропускает в глаз только центральный пучок световых лучей, тем
самым уменьшая светорассеяние и аберрации. Это повышает качество ретиналь-
ного изображения и остроту зрения, особенно на ярком свету. По мере сужения
зрачка увеличивается глубина резкости. Сужение зрачка — один из важнейших
дополнительных механизмов аккомодации, обеспечивающий от 0,5 до 1,2 дптр
рефракции (§ 2.9).
Зрачок играет важную роль в механизме адаптации к уровню освещения. Не-
произвольная реакция зрачка на яркость светового фона называется
сигнал мышцам радужки. Их всего две:
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
сужающая зрачок, и
тонкий диск, состоящий из особых клеток пигментного слоя радужки. При не-
хватке света зрачок расширяется, чтобы зрительные центры мозга могли полу-
чить как можно больше информации. Расширение зрачка называется
Мидриаз может быть вызван спазмом или параличом сфинктера зрачка, а также
медикаментозными средствами — мидриатиками. И наоборот, при ярком осве-
щении зрачок сужается — происходит
глаз одинаково реагируют на световую стимуляцию, даже если яркий свет по-
падает только в один из них. Таким образом, в норме мидриаз и миоз в левом
и правом глазу происходят симметрично. На изменение освещенности зрачок
начинает реагировать уже через 0,2–0,3 секунды; для максимального сокращения
или расширения требуется более длительное время.
Важно отметить, что механизм светового рефлекса сформировался у человека
и животных в условиях теплого солнечного света. Глаз совершенно иначе реа-
гирует на яркий холодный свет с сильным сдвигом в синюю сторону спектра. По
последним научным данным, спектр искусственных источников света по-разному
влияет на средний диаметр зрачка. При освещении лампами дневного света или
холодными светодиодными лампами зрачок не сужен, а слегка расширен. В ре-
зультате сетчатка получает избыточную дозу вредного для нее высокочастотного
синего излучения. По этой причине производители постепенно переходят на вы-
пуск светодиодных ламп с теплым спектром.
На диаметр зрачков влияет не только яркость светового фона, но и другие
факторы. От эмоционального возбуждения зрачки расширяются, а при аккомо-
дации и конвергенции (§ 2.9), под влиянием отрицательных эмоций, стресса и
боли сужаются. Диаметр зрачка измеряется с помощью пупиллометра или авто-
рефрактометра. Он может меняться от 1,5 мм на ярком свету до 7–8 мм в темноте.
У новорожденных он равен 2,5 мм, что соответствует обычному диаметру зрачка
при дневном освещении — около 2,5–3 мм. К 2 годам жизни диаметр зрачка рас-
тет, а с 40–50 лет постепенно уменьшается. Уже к 60 годам зрачок может расши-
ряться только до диаметра чуть более 4 мм.
Попадающий в глаз световой поток (при одинаковых условиях освещения)
пропорционален квадрату диаметра зрачка. Это значит, что даже при максималь-
ном сокращении зрачка от 8 до 2 мм площадь светового пятна на поверхности
сетчатки уменьшается всего в 16 раз. Стоит отметить, что воспринимаемый
людьми яркостной диапазон гораздо шире. Например, дневной свет в 105 раз
ярче, чем свет полной луны. По-видимому, световой рефлекс не столько защи-
щает сетчатку, сколько помогает улучшить остроту зрения, адаптируя оптическую
систему глаза к разным условиям освещения.
Механизм расширения зрачка в условиях слабой освещенности позволяет
людям получать достаточно зрительной информации, чтобы различать контуры
предметов даже ночью или в темной комнате. Светочувствительность глаза при
этом увеличивается до предела, но качество изображения на сетчатке заметно па-
дает. Во время действия мидриатиков, когда зрачки не реагируют на условия осве-
щения, а их диаметр может превышать 9 мм, качество зрения также ухудшается.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Ра д у ж н а я о б о л о Ч к а и х Р у с т а л и к
Дело в том, что в оптической системе глаза, как и в объективах, разрешение
и глубина резкости напрямую зависят от размера апертурной диафрагмы. Чем
меньше диаметр зрачка, тем выше глубина резко изображаемого пространства
и острота зрения. Наилучшая острота зрения достигается при диаметре зрачка
2–3 мм. Аберрации, вызванные роговицей и хрусталиком, практически исчезают,
хотя при диаметре менее 2 мм качество ретинального изображения начинает па-
дать из-за дифракции (§ 1.2.2). Светосила глаза при максимально узком зрачке
слегка превышает значение f/8, которое рекомендуется устанавливать на объ-
ективе при пейзажной фотосъемке. Так обеспечивается очень большая глубина
резкости.
И наоборот, расширение зрачка всегда приводит к ухудшению качества зре-
ния. В темноте глаз начинает работать как объектив с плохо исправленными
аберрациями при максимально открытой диафрагме. Светосила глаза при диа-
метре зрачка 8 мм примерно соответствует значению диафрагмы f/2. Если в поле
зрения попадают яркие источники света (фонари, автомобильные фары и т. п.),
возникают оптические помехи — блики и отражения. Уже при расширении зрачка
свыше 3 мм начинают проявляться сферические и хроматические аберрации,
ухудшается контрастная чувствительность, уменьшается глубина резкости. Лучи,
проходящие через периферию расширенного зрачка, фокусируются не на сет-
чатке, а перед нею, что вызывает миопизацию до 0,3 дптр. Хроматические абер-
рации дают близорукость до 0,5 дптр. Чтобы компенсировать эти отрицательные
эффекты, цилиарная мышца напрягается. Расширение зрачков вносит заметный
вклад в так называемую
ученное явление. Она может достигать 2 и даже 4 дптр, а значит, вызывается не
только расширением зрачков.
Как уже отмечалось в § 2.2, зрачки слегка смещены в назальную сторону —
приблизительно на 0,5 мм. Это вызывает небольшую кому. Таким образом, зрачок
вносит определенный вклад в аберрации волнового фронта глаза (§ 2.8).
Расстояние между зрачками правого и левого глаз составляет от 56 до 74 мм,
и при назначении очков этот показатель обязательно определяется индивиду-
ально.
корнеальному рефлексу с помощью линейки, пупиллометра или авторефракто-
метра. Межзрачковое расстояние может меняться в зависимости от степени вер-
генции (см. § 2.10): оно максимально при взгляде вдаль и уменьшается при работе
вблизи. Чем ближе к глазам расположен рассматриваемый объект, тем сильнее
сведены зрительные оси. Конвергенцию очень важно учитывать, указывая рас-
стояние между центрами линз в рецепте на монокулярные очки для близи. В не-
которых советских учебниках рекомендовалось просто уменьшать межцентровое
расстояние (РЦ) на 2 мм по сравнению с очками для дали (так называемое пра-
вило двух миллиметров). Позже профессор Ю. З. Розенблюм указал, что реаль-
ная разница в PD при зрительной работе вдаль и вблизи составляет от 4 до 6 мм.
Несоответствие PD пациента и РЦ — грубейшая ошибка при подборе очков. Она
приводит к непереносимости очков — дискомфорту, зрительной усталости, асте-
нопии. «Правило двух миллиметров» годится только для лиц, работающих за
компьютером (примерно в 60–70 см от монитора).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
При работе на обычном расстоянии 33 см разница между очками для дали
и близи должна составлять не меньше 4 мм. На практике стоит учитывать и дру-
гие факторы — узкую или широкую посадку глаз, оптическую силу и призмати-
ческое действие очковых линз и так далее. Показатель правильного
межцентрового расстояния в монофокальных очках для близи — комфортная
для пациента зрительная работа на требуемой дистанции в течение получаса.
С появлением прогрессивных линз (§ 4.7) эта тема утратила актуальность: в ко-
ридоре прогрессии зона для близи и так смещена относительно зоны для дали.
Но для правильной центровки очковых линз межзрачковое расстояние для дали
в любом случае необходимо учитывать. Центровочные кресты должны находиться
точно по центру зрачков клиента. Если зона для дали для пациента самая важная,
кресты можно опустить на 1–2 мм. Важно помнить, что зрачки правого и левого
глаза расположены слегка асимметрично относительно переносицы. Поэтому PD
и РЦ определяется монокулярно, то есть отдельно для правого и левого глаза.
2.5.2. Строение хрусталика
Сразу за радужной оболочкой находится передняя поверхность хрусталика,
на которую опирается круглый зрачковый край. Здесь заканчивается передняя
камера глаза. Глубина передней камеры определяется как расстояние от задней
вершины роговицы до передней вершины хрусталика (в среднем чуть больше
3 мм). Сзади хрусталик подпирает стекловидное тело, благодаря чему при дви-
жениях гасятся колебания и сохраняется стабильное положение хрусталика. Не-
большая зона между радужкой и передней поверхностью хрусталика называется
задней камерой глаза. Передняя и задняя камеры заполнены прозрачной
Как и в роговице, в хрусталике нет кровеносных сосудов, что обеспечивает
его прозрачность. Но в хрусталике нет и нервов. Он состоит примерно на две
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
Ра д у ж н а я о б о л о Ч к а и х Р у с т а л и к
трети из воды и на одну треть из прозрачного белка кристаллина.
плотная, но эластичная структура, напоминающая луковицу: вложенные друг
в друга слои прозрачных волокон эпителия покрыты упругой тонкой капсулой
(хрусталиковой сумкой). С внутренней стороны капсулы вся передняя поверх-
ность хрусталика, от переднего полюса до экватора, покрыта одним слоем куби-
ческих эпителиальных клеток. В течение всей жизни на экваторе образуются
новые эпителиальные клетки. Они превращаются в вытянутые волокна, заги-
баются к заднему полюсу, смещаются вглубь, и хрусталик медленно растет (рис.
2.11). Из-за этого с возрастом меняются объем и форма хрусталика. До 20 лет рас-
тет только диаметр, а затем и толщина. Волокна образуют кору, или кортикаль-
ные слои, окружающие ядро хрусталика.
Капсула хрусталика крепится к цилиарному телу посредством густой сети рес-
ничных (цинновых) связок. Стекловидное тело подпирает хрусталик сзади. Цин-
новы связки постоянно натянуты и находятся, по выражению И. Н. Кошица,
«в состоянии динамического равновесия». Сокращение или расслабление цили-
арной мышцы не приводит к полному расслаблению и провисанию цинновых
связок, а изменяет степень их натяжения. Из-за этого меняется форма хруста-
лика, а следовательно, и его оптическая сила. Этот процесс, называемый акко-
модацией, позволяет глазу фокусироваться на объектах на разном расстоянии.
Он очень важен и для циркуляции водянистой влаги.
По мере старения увеличивается объем, толщина и диаметр хрусталика. Он
постепенно утрачивает эластичность, что обычно становится заметно к 45 годам.
Примерно с этого возраста людям труднее сфокусировать взгляд вблизи. Так раз-
вивается старческая дальнозоркость, или
В детском возрасте хрусталик бесцветен, а в старости приобретает все более
желтый оттенок. Это ведет к изменениям в восприятии цвета. Хрусталик не
только желтеет, но и мутнеет (в возрасте за 60 лет — у 50% людей, а к 80 годам
практически у всех). Заключительная стадия процесса — старческая катаракта,
сильное помутнение хрусталика, из-за которого человек теряет зрение. Все это
очень наглядно проявляется у художников. Классический пример — Клод Моне,
который после 68 лет страдал от катаракты на обоих глазах. Его палитра стано-
вилась все более темной и желто-коричневой.
Удаление непрозрачного хрусталика — единственный способ лечения больных
с катарактой. После удаления катаракты в глаз имплантируется интраокулярная
линза (ИОЛ). Недавно были предложены другие способы замены хрусталика:
в Японии в капсульный мешок заливают прозрачный гель, в Великобритании —
жидкий монокристалл. Это позволяет сохранить естественный механизм аккомо-
дации и поддерживать нормальный обмен веществ в глазу.
Отсутствие хрусталика, врожденное или после удаления катаракты, называ-
ется
пенсировать с помощью ИОЛ (для детей предпочтительнее контактные линзы).
В результате травм или редких патологий хрусталик иногда смещается относи-
тельно оптической оси. Подвывих хрусталика требует операционного вмеша-
тельства, поскольку в таких случаях нарушается и зрение, и физиологические
процессы в глазу.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
2.5.3. Геометрия и оптические свойства хрусталика
Хрусталик — двояковыпуклая собирающая линза с закругленными краями.
Ее передняя и задняя поверхности соединяются в экваториальной области. Обе
они близки к сферической форме, но на периферии их кривизна постепенно
уменьшается. Передняя поверхность хрусталика менее выпуклая, чем задняя: их
средние радиусы кривизны равны соответственно 10 и 6 мм. Поскольку сферич-
ность обеих поверхностей хрусталика не идеальна, это часто приводит к хруста-
ликовому астигматизму.
У взрослых центральная толщина хрусталика составляет около 3,6 мм, эква-
ториальный диаметр — от 9 до 10 мм. С возрастом хрусталик не только уплот-
няется, но и увеличивается в объеме, становится толще и шире. Если до 50 лет
объем хрусталика составляет 163 микролитра, то к 80 годам он достигает 240 мкл,
то есть увеличивается в полтора раза. Каждый год глубина передней камеры
глаза уменьшается на 0,01 мм. У стариков толщина хрусталика в центре доходит
до 5 мм.
Если бы хрусталик был оптически однородной линзой, он вызывал бы
значительную сферическую аберрацию. Однако хрусталик — линза многослой-
ная. У разных слоев немного отличается рефракционный индекс и радиус кри-
визны. Самый высокий показатель преломления — в центре хрусталика, ядре;
чем ближе к периферии, тем он слабее (разница достигает примерно 15%). В пре-
делах ядра рефракционный индекс практически одинаков, самые заметные из-
менения происходят в кортикальных слоях. Это уменьшает сферическую
аберрацию и тем самым улучшает качество изображения.
Расположение главных точек хрусталика зависит от радиусов кривизны пе-
редней и задней поверхностей, толщины и распределения показателя прелом-
ления. Все эти величины меняются в процессе аккомодации. Позиции главных
точек зависят также от показателей преломления окружающих сред. Типичное
положение главных точек показано на рис. 2.13.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т е к л о в и д н о е т е л о и с е т Ч а т к а
Когда ЦМ расслаблена, цинновы связки максимально растягивают хрустали-
ковую капсулу, и ее содержимое, хрусталик, уплощается. В этом состоянии без
усилий видны удаленные предметы. При взгляде вблизь глаз аккомодирует: со-
кращение ЦМ ослабляет натяжение цинновых связок, и хрусталик становится
более округлым и выпуклым, особенно спереди. Давление внутри хрусталика
уменьшается. Вместе с кривизной увеличивается его оптическая сила, и в здо-
ровом глазу фокус вновь оказывается на сетчатке. Поскольку задняя часть хру-
сталика упирается в стекловидное тело, под его воздействием утолщенный
хрусталик также смещается чуть вперед. При переводе взгляда вдаль ЦМ рас-
слабляется, и цинновы связки снова растягивают хрусталик.
Подробнее об аккомодации говорится в § 2.7. Механизм стимула аккомодации
изучен не до конца.
Поскольку диапазон изменений формы хрусталика физически ограничен, оп-
тическая сила хрусталика и диапазон четкого видения тоже варьируются в опре-
деленных границах. Когда расслабленный глаз сфокусирован на бесконечность,
оптическая сила хрусталика составляет 19,11 дптр, а при фокусировке на расстоя-
ние 10 см от передней поверхности роговицы — примерно 30–33 дптр. Фокусное
расстояние хрусталика равно 69,9 мм.
Стоит отметить, что хрусталик сам по себе — довольно мощная линза с силой
почти 102 дптр. Однако в реальных условиях, внутри глаза его преломляющая
сила колеблется в указанных пределах 19–33 дптр в зависимости от настройки
аккомодации. Невысокая по сравнению с роговицей (43 дптр) оптическая сила
хрусталика объясняется тем, что в глазу он не изолирован, а соприкасается с дру-
гими прозрачными средами. Хрусталик и спереди, и сзади окружен водянистой
влагой — она заполняет тончайшую щель между ним и стекловидным телом. Эти
среды обеспечивают питание хрусталика.
Все описанные выше движения хрусталика в процессе аккомодации имеют
принципиально важное значение для циркуляции и оттока водянистой влаги. На
этом основании некоторые российские специалисты полагают, что при соответ-
ствующей анатомической предрасположенности (например, мелкой передней ка-
мере) пресбиопия может быть главной причиной развития глаукомы. Хрусталик
становится все плотнее и все слабее изменяет форму под воздействием ЦМ, из-
за чего дренажная система работает хуже. Отток водянистой влаги ухудшается,
что может привести к повышению ВГД. Кроме того, нарушается «дыхание» хру-
сталика: в норме он при взгляде вдаль легче впитывает водянистую влагу, при
взгляде вблизь легче выбрасывает наружу отработанные вещества. Ухудшение
эластичности хрусталика в пожилом возрасте замедляет метаболизм, что уско-
ряет созревание катаракты.
§ 2.6. Стекловидное тело и сетчатка
2.6.1. Стекловидное тело
Витреальная камера глаза находится между хрусталиком и сетчаткой (см. рис.
2.1). Она содержит бесцветную, прозрачную желеобразную массу —
подпирающее заднюю поверхность хрусталика (хотя между хрусталиком и стек-
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
ловидным телом есть капиллярная щель). Глубина витреальной камеры от зад-
него полюса хрусталика до сетчатки составляет в среднем 16,6 мм. От диска зри-
тельного нерва к хрусталику через все стекловидное тело тянется тонкий
гиалоидный канал.
Стекловидное тело на 99% состоит из воды. Однако это не просто жидкость,
в отличие от водянистой влаги передней и задней камер, а особая структура, до
сих пор довольно слабо изученная. При обычном осмотре стекловидное тело ка-
жется однородным, но при ультразвуковом исследовании хорошо видно его
сложное строение. Стекловидное тело пронизано сетью коллагеновых волокон,
которые также образуют его наружную оболочку — стекловидную мембрану.
В нем содержится гиалуроновая кислота и другие вещества. На отдельных участ-
ках стекловидное тело связано с окружающими его глазными тканями. Оно за-
нимает примерно 55% внутреннего объема глаза. Стекловидное тело
обеспечивает несжимаемость глазного яблока и придает ему форму.
С возрастом в стекловидном теле могут возникать плавающие помутнения
разной формы и размера. При свете они бросают маленькие тени на сетчатку
и поэтому видны в поле зрения как пятна или полоски. Сами по себе помутнения
не опасны и не мешают зрению, но могут быть симптомами различных заболе-
ваний. Особенно часто они возникают у миопов.
2.6.2. Строение сетчатки
Около 50% света теряется при прохождении сквозь все прозрачные оптиче-
ские среды глаза. Причины потерь – поглощение и рассеяние, неоднородное
преломление света в этих средах, а также отражение на переходах между ними.
Даже если рассеянный свет доходит до сетчатки, он не участвует в акте зритель-
ного восприятия. Итак, только 50% видимого света в диапазоне волн 400–700 нм
достигает цели и формирует ретинальное изображение.
ных волокон. Разные слои выполняют разные функции. На свет реагирует слой
сетчатки. Толщина сетчатки составляет от 0,05 мм в центре зоны фовеа до при-
мерно 0,6 мм вокруг диска зрительного нерва.
Не только у человека, но и у всех позвоночных сетчатка устроена довольно
странно. Еще физик Ричард Фейнман в одной из своих известных лекций обра-
тил внимание, что у людей «сетчатка как бы вывернута наизнанку». Чтобы до-
стичь фоторецепторов, свет сначала должен пройти сквозь сеть кровеносных
сосудов и нервных волокон. Теоретически это должно ухудшать качество изоб-
ражения. Но толщина наружных слоев сетчатки очень мала по сравнению с дли-
ной поступающих в глаз световых волн, поэтому разрешающая способность глаза
практически не уменьшается.
В природе встречаются и другие конструктивные решения. Например, у мол-
люсков, кальмаров и каракатиц свет прежде всего попадает на слой фоторецеп-
торов, который находится на поверхности сетчатки. Затем зрительная
информация передается в наружные слои зрительных долей – частей централь-
ной нервной системы, расположенных прямо за глазами. Сравнивая глаз осьми-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т е к л о в и д н о е т е л о и с е т Ч а т к а
нога с человеческим, Фейнман пришел к выводу, что в этом случае природа ис-
правила свою «ошибку». Но знаменитый физик ошибся сам: моллюски древнее
млекопитающих.
В отличие от моллюсков человек – существо теплокровное. «Нерациональ-
ное» строение нашей сетчатки можно объяснить необходимостью поддерживать
вокруг нее постоянную температуру. Это нужно для нормального протекания
биохимических реакций: колебания температуры могут вызвать ложные зритель-
ные эффекты. Возможно, именно поэтому светочувствительный слой сетчатки
спрятан под другими слоями и кровеносными сосудами.
На рис. 2.14 показана упрощенная схема основных слоев и важнейшие типы
клеток сетчатки. На самом деле ее строение исключительно сложно. Исследова-
ния эмбрионального развития показали, что сетчатка – фактически передний
край головного мозга, вынесенный на глазное дно.
Основная функция сетчатки – перевод света в химическую энергию, а затем в
сигналы, понятные нервной системе. Светочувствительные клетки сетчатки со-
держат зрительный пигмент родопсин. Фотоны «выбивают» фрагменты из его
сложных молекул. Эта реакция воспринимается нервными клетками (биполяр-
ными, а затем ганглиозными, см. рис. 2.14 6-7) как раздражение – электрический
сигнал, который передается в зрительную кору. Тем временем сложные химиче-
ские механизмы восстанавливают исходную форму пигмента, и процесс повто-
ряется снова множество раз. Полное восстановление родопсина в палочках
занимает около 30 минут. Именно столько времени нужно, чтобы глаза привыкли
к темноте, то есть обрели максимальную светочувствительность.
Фоторецепторы делятся на два типа:
ясняются разной формой клеток. В сетчатке около 6–7 миллионов колбочек и 120
миллионов палочек. Светочувствительные клетки распределены по сетчатке не-
равномерно. Плотнее всего они расположены в зоне приблизительно 20° от
центральной ямки – фовеолы (см. ниже). В зависимости от места на глазном дне
форма световых рецепторов может значительно меняться, так что бывает сложно
различить их. В целом палочки длиннее и уже, чем колбочки.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Нейронная сеть палочек устроена так, что от них исходят объединенные уси-
ленные сигналы. К одной биполярной клетке может быть подключено до ста
палочек. В результате система палочек обладает очень высокой светочувстви-
тельностью, но плохой разрешающей способностью. Напротив, от колбочек ис-
ходят отдельные сигналы. Система колбочек функционирует при хорошем
освещении и обеспечивает высокое разрешение. Благодаря колбочкам также
осуществляется восприятие цвета. Они делятся на 3 типа в зависимости от пиг-
мента. Их условно называют «красными», «зелеными» и «голубыми», поскольку
они поглощают излучение разных длин волн. Колбочки важны для фотопиче-
ского (светового) зрения, а палочки — для скотопического (темнового).
Самая высокая плотность колбочек наблюдается в области
или
щади сетчатки и содержит 1% от общего числа колбочек. Центральная часть
фовеа —
именно расположенные здесь колбочки (всего 0,05% от общего числа) отвечают
за пространственное разрешение.
Большая часть колбочек распределена по периферии сетчатки. При слабом
освещении колбочки в центральной ямке практически не работают, и люди пе-
рестают четко различать детали объектов. Чтобы можно было увидеть хотя бы
очертания, «включаются» палочки — в основном те, что расположены в зоне
примерно 10—15° вокруг центральной ямки. Именно они помогают обнаруживать
объекты при нехватке света.
Когда глаз фиксируется на объекте, центр его изображения формируется
в центре фовеа. В центральной ямке слои, расположенные поверх фоторецеп-
торов, тоньше, чем в других зонах сетчатки. Это, как и высокая плотность колбо-
чек, делает фовеолу областью самого высокого разрешения. К периферии
сетчатки разрешение падает очень быстро. Поэтому глаза автоматически совер-
шают
объект. Все важные детали фиксируются в фовеа. Конечно, это не означает, что
фоторецепторы вне этой зоны не работают. Идущий в мозг нервный импульс –
результат сложного взаимодействия всех светочувствительных клеток сетчатки.
Угловой предел разрешения глаза величиной в 1 минуту соответствует раз-
меру одной колбочки. На этом основании разрешающая способность и острота
зрения в отечественной научной литературе часто прямо соотносятся с физиче-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т е к л о в и д н о е т е л о и с е т Ч а т к а
скими размерами колбочек. Но с позиций физиологии зрения это не совсем
верно. Колбочки связаны с биполярными клетками, биполярные — с ганглиоз-
ными, причем связь эта очень сложна и хаотична. Одна клетка может быть со-
единена синапсами с двумя или несколькими клетками соседнего слоя.
Отдельные волокна зрительного нерва связаны с ганглиозными клетками, но не
напрямую с палочками и колбочками. Концентрические
этих полей в самом деле примерно равны диаметру колбочки. Но, строго говоря,
разрешающую способность зрения определяет мозаика рецептивных полей,
а не сами по себе размеры фоторецепторов.
Чтобы зрительные сигналы попадали в мозг, аксонам – отросткам нервных
клеток необходим выход наружу. Это место называется
дее – сосудистой оболочке глаза, которая находится между сетчаткой и склерой.
Внутренние слои сетчатки питают сосуды, входящие в глаз также в зоне ДЗН (рис.
2.15). Здесь нет ни палочек, ни колбочек, поскольку нерв и кровеносные сосуды
образуют брешь в слое фоторецепторов. Поэтому в поле зрения диску зритель-
ного нерва соответствует так называемое
зально и на 1,5° вниз относительно точки фиксации. Чтобы разместить всю эту
сложную конструкцию, природе понадобился небольшой зазор между стенкой
склеры и фоторецепторами, что увеличивает риск отслоения сетчатки.
К счастью, в повседневной жизни этот конструктивный недостаток не играет
особой роли. Слепое пятно очень мало и просто не замечается в огромном по-
токе зрительной информации, исходящей от фоторецепторов. Слепые пятна ле-
вого и правого глаз не совпадают, и мозг постоянно восполняет пробел в поле
зрения за счет парного глаза. Нарушить работу этого механизма и обнаружить
у себя слепое пятно можно только благодаря оптическим иллюзиям.
2.6.3. Цветовое восприятие
Внутри видимого спектра от 380 нм (фиолетовый) до 780 нм (красный) человек
теоретически способен различить около миллиона цветовых оттенков. Но на
практике такое количество цветов нам не нужно, оно просто проходит мимо на-
шего сознания. Поэтому люди обычно различают всего несколько тысяч оттен-
ков, и лишь художники способны воспринимать от 16 до 20 тысяч. Так как палочек
в сетчатке во много раз больше, чем колбочек, человек воспринимает гораздо
больше градаций яркости, чем цветовых оттенков.
Фоновое освещение (солнце, светильники и лампы разного типа) и цветовое
окружение (например, обои на стенах) заметно влияют на восприятие цветов,
окрашивая воспринимаемую картину в основные тона своего спектра. Этот эф-
фект хорошо знаком художникам и фотографам. Дизайнеры, печатники, фото-
графы вынуждены создавать на рабочем месте стабильные условия освещения,
иначе пришлось бы заново калибровать монитор в зависимости от времени суток
и источников света. В обычной жизни люди не обращают на это внимания благо-
даря цветовой адаптации — способности убирать фоновую цветовую примесь.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
На цветовосприятие значительно влияет и уровень освещенности. В сумерках
и ночью основную роль играют не колбочки, а палочки. Они не могут обеспечи-
вать цветовое зрение, но чувствительны к синему цвету. Поэтому в условиях по-
ниженной освещенности наблюдается
обесцвечиваются, красные кажутся более темными, а синие — более светлыми.
При нормальном освещении наша зрительная система наиболее чувствительна
к желто-зеленому диапазону видимого спектра. Возможно, это объясняется не
только работой фоторецепторов, но и особенностями хроматических аберраций
в глазах людей (см. § 2.8).
Длина световых волн — объективный показатель, но
пример, дети в возрасте нескольких месяцев различают четыре цвета (красный,
желтый, зеленый и синий), не видя разницы между оттенками. С точки зрения
этимологии, русские прилагательные «желтый» и «зеленый» — однокоренные
слова, восходящие к общеиндоевропейскому корню
вино» из русских былин — это так называемое белое вино с желтоватым оттен-
ком. В разные эпохи цвета выделялись и группировались по-разному, и это четко
прослеживается по древним литературным памятникам. На Древнем Востоке
в радуге различали 5 цветов. По мере развития цивилизаций и языков цветовая
дифференциация становится все более тонкой. Например, только в 18 веке
в России стали употреблять прилагательные оранжевый и фиолетовый.
Для цветового зрения необходимо наличие как минимум 2 типа фоторецеп-
торов, работающих одновременно, но отличающихся по светочувствительности.
Разница между ними объясняется тем, что в их зрительном пигменте содержатся
разные светочувствительные белки, реагирующие на световые волны опреде-
ленной длины.
Генетический анализ показывает, что у всех существ, разделившихся на раз-
ные виды около миллиарда лет назад, была одна изначальная форма опсина –
светочувствительного белка. От того же общего корня произошли и 5 групп оп-
синов, которые выделяются у позвоночных. Одна из групп связана с колбочко-
выми фоторецепторами сетчатки, остальные четыре – с палочковыми.
Считается, что ранние млекопитающие вели ночной образ жизни, чтобы реже
попадаться на глаза хищным динозаврам, и это повлияло на их зрение. В отличие
от большинства позвоночных, у современных млекопитающих в сетчатке пре-
обладают палочки, а не колбочки. Они также утратили 2 из 4 групп опсинов,
и поэтому у большинства млекопитающих зрение основано на смешении всего
2 основных цветов. Позже у людей и некоторых других дневных приматов один
из 2 сохранившихся «цветовых» генов подвергся дупликации, а естественный
отбор быстро «настроил» получившиеся копии на разные длины волн. Про-
изошло это сравнительно недавно, примерно 30 миллионов лет назад.
и синего, воспринимаемых 3 типами колбочек.
ненный дефект зрения: в Европе от него страдают 4–8% мужчин и 0,4% женщин.
Во многих случаях это проявляется только в виде небольших отклонений в вос-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
с т е к л о в и д н о е т е л о и с е т Ч а т к а
приятии красного и зеленого, при том что способность подбирать все цвета сме-
шением трех основных цветов сохраняется. Эту форму цветовой слепоты назы-
вают
«аномальным
трихроматическим
зрением».
Другая
форма
–
дихроматическое зрение: люди с этой аномалией утратили дополнительный ген
и подбирают все цвета путем смешения только двух основных. Чаще всего встре-
чается нарушение восприятия красного и зеленого цветов (дальтонизм), но ино-
гда – желтого и синего. Третья, очень редкая форма цветовой слепоты –
монохроматическое зрение, полная неспособность различать цвета.
2.6.4. Патологии сетчатки и их профилактика
Сетчатка требует внимательного и бережного отношения. Восстановить по-
врежденную сетчатку трудно или практически невозможно. Сейчас разрабаты-
ваются и успешно имплантируются разные варианты искусственной сетчатки,
проводятся эксперименты со стволовыми клетками. Но пока это отнюдь не мас-
совая медицина. При повреждениях сетчатки в поле зрения возникают слепые
участки — скотомы.
Любое направленное, мощное излучение опасно для сетчатки, поэтому не-
обходимо соблюдать определенные правила безопасности. Без защитного све-
тофильтра нельзя смотреть на солнце не только в бинокли, подзорные трубы
и телескопы, но и в оптический видоискатель зеркального фотоаппарата. По-
падание в глаз луча лазерной указки или проектора во время шоу также может
привести к серьезным последствиям.
Ультрафиолет частично поглощается роговицей и желтоватым хрусталиком (и
оказывает на них повреждающее действие, если глаз не защищен очками или кон-
тактными линзами с УФ-фильтром). Небольшая часть УФ-А лучей все равно дости-
гает сетчатки, но это не опасно, если не смотреть долго на солнце или ярко
освещенный им фон. Регулярное пребывание на солнце может быть дополнитель-
ным фактором риска развития возрастной макулярной дегенерации (см. ниже).
Другая повседневная опасность в наше время – холодный свет ЖК-мониторов,
мобильных цифровых устройств, ламп дневного света, а также светодиодных
ламп первого поколения. В ходе эволюции глаз человека был настроен на теп-
лый спектр солнечных лучей. Сине-фиолетовый спектр в принципе вреден для
сетчатки. Постоянное воздействие холодного света вызывает фотохимическое
повреждение сетчатки и ускоряет деградационные процессы.
Разрывы, истончение и отслоение сетчатки встречаются почти у 80% миопов.
При миопии увеличены размеры задней части склеры, что повышает веро-
ятность повреждения сетчатки. Иногда эти проблемы возникают и у людей с нор-
мальным зрением в условиях плохой экологии, при высоких зрительных или
физических нагрузках, при беременности и родах.
Серьезную угрозу для сетчатки представляет диабет, а в старом возрасте – ма-
кулярная дегенерация. Согласно статистике, диабетическая ретинопатия (по-
вреждение сетчатки из-за нарушения обмена веществ при диабете) – главная
причина слабовидения и слепоты в пожилом возрасте.
Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) – болезнь, поражающая централь-
ное зрение в старости. Хуже всего, что поражается именно центральное зрение,
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
а не периферическое. Причины этого заболевания ясны не до конца. Точно уста-
новлено, что большую роль в развитии ВМД играет нарушение микроциркуляции
и обмена веществ между сетчаткой и сосудистой оболочкой. Нынешнюю распро-
страненность ВМД в развитых странах обычно объясняли старением населения
(раньше большинство просто не доживало до таких симптомов), но в последнее
время болезнь неожиданно «помолодела» – она встречается в 50-летнем и даже
40-летнем возрасте.
Для профилактики и лечения заболеваний сетчатки применяются такие пре-
параты, как «Лютеин», «Оковидит», «Зеаксантин», «Миртикам», «Черника
Форте», Vitrum Vision Forte и т. п. Все они питают и поддерживают сетчатку бла-
годаря экстрактам различных растений, в том числе черники, целительные свой-
ства которой для глаз были открыты еще во время Второй мировой войны.
К повреждению диска зрительного нерва, потере части поля зрения, а в даль-
нейшем и к необратимой слепоте ведет глаукома. Это заболевание на ранних
стадиях проходит бессимптомно, поэтому мониторинг и своевременная диагно-
стика очень важны. Причины глаукомы до сих пор неясны. Традиционно ее свя-
зывали с повышенным внутриглазным давлением (ВГД), поражающим
ганглиозные клетки сетчатки и ДЗН. Однако выяснилось, что характерные изме-
нения ДЗН и поля зрения могут происходить и при нормальном ВГД.
Самостоятельно проверить состояние сетчатки нельзя, поэтому необходимо
хотя бы раз в год проходить полное обследование у офтальмолога, включая
осмотр глазного дна и тонометрию. Проблемы с сетчаткой грозят не только
людям зрелого возраста. Если у молодого пациента быстро ухудшается зрение,
это может объясняться не рефракционной аномалией, а выпячиванием макуляр-
ной области. В таких случаях очень важно осматривать глазное дно, чтобы во-
время обнаружить отек макулы и принять меры.
Особенностями устройства сетчатки обусловлены
ствительность, бинокулярность.
§ 2.7. Зрительное различение
Любая сенсорная система обладает как абсолютной чувствительностью, так
и дифференциальной, то есть может как обнаруживать раздражители разной ин-
тенсивности и длительности, так и различать их. Чтобы орган чувств выполнял
свои задачи, одного лишь обнаружения недостаточно. Это относится и к челове-
ческому зрению.
тельной системы воспринимать и анализировать поступающие световые сиг-
налы, вычленять и идентифицировать единицы зрительной информации.
Выделяется 3 основных типа зрительного различения:
1.
дифференциальную световую чувствительность, яркостный контраст, спектраль-
ную чувствительность.
2.
объекты, различать их форму и относительную величину, взаимное расположе-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
з Р и т е л ь н о е Ра з л и Ч е н и е
ние и движение в пространстве. Частные проявления пространственного раз-
личения — разрешающая способность и острота зрения.
3.
щиеся со временем. Оно косвенно влияет на остроту зрения и контрастную чув-
ствительность, поскольку зрительный анализатор реагирует на стимулы с
некоторым опозданием.
2.7.1. Светоразличение и адаптация
У фоторецепторов сетчатки практически предельная возможная чувствитель-
ность: для возбуждения одной палочки достаточно 1 фотона. Но зрительная си-
стема реагирует на сигнал, если сетчатки достигло не менее 8 фотонов. В любом
случае, благодаря огромному количеству палочек абсолютная чувствительность
зрения очень высока, как и
способность воспринимать градации яркости. При высоких уровнях яркости че-
ловек способен заметить разницу освещенности двух поверхностей до 1,5—2%.
Эта разница в полтора-два процента — минимальный (пороговый)
принимаемых одновременно. При последовательном восприятии пороговое
значение должно составлять не менее 4%. На практике величина контраста
должна быть заметно выше пороговой. Зрительный анализатор человека скло-
нен усиливать яркостный контраст. Один и тот же серый объект на белом фоне
кажется более темным, а на черном — более светлым (рис. 2.16).
Яркостный контраст — важнейшая характеристика условий освещения. Он воз-
растает по мере увеличения освещенности. Поэтому так важно хорошее освеще-
ние во время работы: оно позволяет с меньшими усилиями различать больше
деталей. При ярком освещении дольше сохраняется зрительная работоспособ-
ность, глаза меньше устают.
Способность зрительной системы приспосабливаться к разным условиям осве-
щенности называют
Различают световую и темновую адаптацию.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
паде яркости от малого уровня к большому (например, при выходе из темного
помещения на солнце). Зрачок рефлекторно сужается до 2 мм, до предела умень-
шая входящий в глаз световой поток. Но происходит это не мгновенно, а уже в
ответ на сильное световое раздражение сетчатки. За те 5 секунд, что требуются
для максимального сужения зрачка, яркий свет «засвечивает» палочки. Покры-
вающий их зрительный пигмент быстро и практически полностью разлагается,
и палочки временно слепнут. Изображение воспринимают колбочки, защищен-
ные пигментными зернами. Возникает неприятное ощущение частичной потери
зрения, но спустя 8—10 минут зрительные функции восстанавливаются.
паде яркости от большого уровня к малому (например, при выходе из освещен-
ной комнаты в темный коридор). Зрачок открывается как можно шире, чтобы
пропустить в глаз как можно больше света. Колбочки не чувствительны к слабому
свету, и поначалу глаз не может ничего различить Затем в сетчатке восстанав-
ливается родопсин, и постепенно включаются палочки. Человек начинает раз-
личать контуры, а затем и некоторые детали предметов. Зрачок достигает самого
широкого диаметра за 5 минут, а весь процесс темновой адаптации занимает
около часа. Таким образом, к темноте глаза привыкают гораздо дольше, чем к
яркому свету. После длительной темновой адаптации светочувствительность па-
лочек максимальна.
2.7.2. Острота зрения и контрастная чувствительность.
Слабовидение
тали объектов. Она определяется по минимальному угловому расстоянию между
двумя соседними точками, при котором они воспринимаются раздельно друг от
друга. С остротой зрения тесно связана
способность различать минимальный яркостный контраст. Если перепад яркости
между точками не воспринимается, то для зрительного анализатора они просто
сливаются в одну. Острота зрения и КЧ — близкие, но не тождественные показа-
тели. КЧ — реакция на слабый перепад яркости, тогда как острота зрения опре-
деляется при максимальном контрасте объекта и фона. От остроты зрения и КЧ
зависит
состояния зрительных функций, зоркости, четкости изображения.
Иногда термин
остроты зрения. Это принципиальная ошибка. Можно говорить о разрешающей
способности оптики глаза (по аналогии с объективом) или о пределе разрешения
сетчатки, зависящем от размера и плотности рецептивных полей (по аналогии с
цифровой матрицей). Но то и другое — объективные физические характеристики.
А острота зрения — характеристика психофизическая. Это субъективная реакция
человека на зрительные стимулы, результат обработки потока сигналов в зри-
тельной коре головного мозга.
При «нормальной» остроте зрения, принимаемой за 1,0, угол различения φ
равен одной минуте. Острота зрения выражается с помощью десятичных дробей
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
з Р и т е л ь н о е Ра з л и Ч е н и е
и определяется как величина, обратная величине угла предельного различения,
выраженной в минутах. Например, если φ = 1', то V = 1,0; если φ = 2', то V = 0,5, и
так далее. Однако нередко встречается «сверхострота» зрения. Человек с V = 2,0
способен различать отдельные детали даже под углом φ = 30''. Сверхострота зре-
ния может объясняться особенностями рецептивных полей сетчатки и повышен-
ной контрастной чувствительностью. Скорее всего, это наследственная черта.
Итак, в норме две близкие точки должны восприниматься раздельно, если они
видны под
рота зрения определяется по
при котором человек способен различить отдельные детали объекта. Острота
зрения характеризует предел различения зрительного анализатора в целом,
а не разрешающую способность глаза как отдельного органа. Этим, по-видимому,
и объясняются случаи повышенной остроты зрения. Офтальмологические тесты
на остроту зрения выявляют именно способность различать или даже угадывать
детали. Интересный факт: бинокулярная острота зрения обычно в 1,3 раза выше,
чем определяемая монокулярно. Очевидно, зрительная информация, идущая
одновременно от двух глаз, помогает мозгу более точно сформировать образ
объекта.
Visus — важнейший показатель, определяющий качество зрения. Сначала ди-
агностируется острота зрения без коррекции, а затем наилучшая корригирован-
ная острота зрения с помощью пробных линз или фороптера. Основной метод
определения остроты зрения — предъявление пациенту
или сведенных в таблицу со строками разного размера) с расстояния 5–6 метров.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Таблицу можно повесить прямо на стену или использовать специальный освети-
тель с рамкой — аппарат Ротта. На остроту зрения укажет минимальный размер
тест-объектов, которые пациент сможет идентифицировать.
В оптометрической практике применяются оптотипы самых разных форм:
кольца, буквы разных алфавитов, картинки и пиктограммы. Самый удачный
набор оптотипов, применяемый во всем мире, — кольца Ландольта (рис. 2.17).
Способность разглядеть разрыв кольца — более надежный и точный показатель,
чем различение формы букв. Картинки имеет смысл применять только при ра-
боте с детьми дошкольного возраста, если они плохо воспринимают кольца
и буквы. В РФ популярна таблица Сивцева — Головина, состоящая из двух поло-
вин: с кольцами Ландольта и буквами русского алфавита. Широко применяются
проекторы знаков — приборы, проецирующие изображения оптотипов на экран.
Проекторы гораздо универсальнее, чем таблицы, поскольку содержат большой
набор зрительных тестов. Они позволяют показывать оптотипы самыми раз-
ными способами (с вращением и увеличением, в виде отдельных знаков или
строк).
Острота зрения зависит как от состояния зрительной системы пациента, так
и от условий обследования. Она всегда понижена при аномалиях рефракции
и выраженном астигматизме, поскольку резкого изображения на сетчатке не по-
лучается (см. § 2.11). В большинстве случаев это исправимо. Основная задача оп-
тической коррекции — добиться наилучшей корригированной остроты зрения с
помощью очковых или контактных линз. Острота зрения также заметно снижа-
ется при зрительной усталости.
Кроме рефракции и состояния аккомодации, острота зрения зависит от диа-
метра зрачка. При диаметре менее 2 мм visus снижается из-за дифракции, а при
диаметре более 3 мм — из-за усиления аберраций и отражения света от сетчатки.
Оптимальная острота зрения достигается при диаметре зрачка 2–3 мм. Именно
такой размер зрачка наблюдается при дневном зрении.
Что касается условий обследования, то на остроту зрения влияют условия
освещения, форма и контрастность мишени. Например, черные оптотипы на
белом фоне слишком контрастны. В условиях реальной зрительной работы конт-
раст обычно намного меньше, а значит, больше требования к контрастной чув-
ствительности. Проверка остроты зрения по таблице не позволяет оценить,
насколько хорошо пациент различает слабоконтрастные объекты.
Поэтому для максимально точной оценки состояния зрительного анализатора
исследуется
профессору В. В. Волкову, ПКЧ «определяет минимальный контраст, необходи-
мый для обнаружения изображений различных размеров». Для оценки ПКЧ при-
меняется метод визоконтрастометрии. Пациенту предъявляют чередующиеся
черно-белые или цветные полосы или решетки с синусоидальным изменением
яркости (рис. 2.18). Полосы различаются по ширине (пространственной частоте)
и контрасту. Пространственная частота — количество циклов на градус поля зре-
ния. 30 ц/гр соответствуют углу различения φ = 1' или остроте зрения 1,0. ПКЧ —
величина, обратная пороговому контрасту, необходимому для различения полос.
У людей с одинаковой остротой зрения ПКЧ может отличаться очень заметно.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
з Р и т е л ь н о е Ра з л и Ч е н и е
Для визоконтрастометрии разрабатываются специальные компьютерные про-
граммы и атласы. Эта процедура, в отличие от обычной проверки остроты зре-
ния, позволяет диагностировать нарушения (например, амблиопию) на самых
ранних стадиях. Визоконтрастометрия широко применяется для оценки эффек-
тивности рефракционных операций.
Остроту зрения можно искусственно повысить с помощью различных оптиче-
ских увеличителей — луп, микроскопов, биноклей, подзорных труб и телескопов.
Увеличение изображения на сетчатке позволяет рассмотреть больше деталей.
При слабовидении этот метод становится необходимым.
рота зрения даже с оптической коррекцией не превышает 0,3. Сохранившейся
остроты зрения недостаточно для чтения мелкого текста и другой зрительной
работы, иногда даже для простейших бытовых действий. Самые частые причины
слабовидения — дистрофия сетчатки, диабетическая ретинопатия, глаукома,
ВМД, многолетняя прогрессирующая миопия высокой степени, у детей — рети-
нопатия недоношенных.
Уже при остроте зрения 0,3 человеку недоступна большая часть источников
информации. Нарушается бинокулярное зрение. Почти у четверти слабовидящих
наблюдается анизометропия более 2 дптр. Слабовидение может прогрессиро-
вать, пока не утратится полностью различающая способность зрения — останется
только светоощущение.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Слабовидение — результат катастрофического падения разрешения в цент-
ральном поле зрения, поэтому обычная оптическая коррекция не помогает вос-
становить зрительные функции. Единственный способ улучшить зрение при
слабовидении — увеличение размера изображения на сетчатке. Это достигается
с помощью специальных увеличителей, оптических и электронных. Каждое по-
добное устройство разрабатывается для решения определенных зрительных
задач. Поэтому слабовидящему необходимо иметь сразу несколько увеличителей
для разных нужд. Сейчас доступны различные типы увеличителей для слабови-
дящих:
1.
очках). Отличаются по степени увеличения и конструкции (складные, без осве-
щения или с подсветкой). На рынке РФ представлены лупы отечественного про-
изводства, а также продукция немецкой компании Eschenbach. Ручные и опорные
лупы — простое, универсальное и незаменимое средство помощи слабовидящим
для кратковременной зрительной работы. Они позволяют легко сфокусиро-
ваться на предмете практически независимо от состояния зрительного аппарата.
2.
кулярного (с увеличением до 5 крат) и монокулярного (с увеличением до 2,5 крат)
применения. Предназначены для зрительной работы на близком расстоянии
(10–25 см от глаз). Подбор таких очков-гиперокуляров возможен только в опре-
деленных случаях. Нужно, чтобы сохранилось бинокулярное зрение вблизи,
а разница между правым и левым глазом не превышала 2 дптр по рефракции
и 50% по остроте зрения.
3.
дистанциях. Производимые в РФ приборы обеспечивают диапазон увеличений
от 2,5 до 8 крат, а фокусировка позволяет четко видеть и удаленные объекты,
и расположенные на расстоянии в полметра.
4.
ными (компактные приборы со встроенным экраном) или стационарными (ком-
пьютерные видеосистемы). По сравнению с оптическими видеоувеличители
обладают рядом преимуществ, но и не лишены недостатков.
Использование увеличителей помогает сохранить трудоспособность при ост-
роте зрения 0,12–0,2 или повысить качество жизни при остроте зрения 0,05–0,1.
Дети-инвалиды с V = 0,05 и выше могут получить образование (возможно, даже
в обычных школах, без переезда в интернат). У слабовидящих подростков также
появляется больше возможностей для учебы и работы.
§ 2.8. Аберрации в оптической системе глаза
Для идеальной остроты зрения необходимо, чтобы все множество лучей сфо-
кусировалось на сетчатке строго в одной точке. На практике этот идеал недости-
жим даже в оптических приборах, поскольку при самом точном производстве
нельзя добиться идеальной центровки и формы оптических поверхностей. В при-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а б е Р Ра ц и и в о п т и Ч е с к о Й с и с т е м е гл а з а
роде не бывает идеальных математических форм. Кроме того, свет полихрома-
тичен, а лучи с разной длиной волны нельзя собрать в одной точке. И, наконец,
сделать это не позволяет сама волновая природа света: точка всегда будет в той
или иной степени размыта из-за дифракции.
Из всего, что выше говорилось о роговице и хрусталике, очевидно, что оптика
глаза не может быть свободной от дефектов — аберраций, в той или иной сте-
пени искажающих ретинальное изображение. И в самом деле, в глазу есть все
виды аберраций, которые встречаются в искусственных оптических системах. Во-
прос лишь в том, насколько заметно эти аберрации влияют на зрение.
Для измерения аберраций глаза сейчас широко применяется
точке поля зрения и по сути является также очень точным объективным спосо-
бом измерения рефракции. Неслучайно аберрометр Шака — Гартмана все чаще
встраивается в современные авторефкератометры. Устройство посылает в глаз
небольшой пучок лучей и с помощью сенсора анализирует их отражение от сет-
чатки. Проходя через хрусталик и роговицу, лучи отклоняются от идеальной тра-
ектории. Эти отклонения фиксируются компьютерной системой и записываются
в виде карты волнового фронта.
до которых к заданному времени дошел процесс распространения световой
волны. При обследовании не существующего в природе «идеального» глаза эта
поверхность получилась бы плоской, но в реальности она имеет сферическую
форму со множеством микроскопических изгибов и ямок. На экранах современ-
ных приборов карта волнового фронта может быть представлена либо в виде
плоской фронтальной проекции, либо в виде объемной фигуры, где зоны опти-
ческих искажений выделяются разными оттенками спектра. Зеленый цвет озна-
чает, что искажений практически нет; синий — что на данном участке волнового
фронта лучи запаздывают; красный — что они приходят раньше. Интенсивность
цвета указывает на величину ошибки волнового фронта.
Полученные поверхности удобно распределить по типам в зависимости от их
формы. В большинстве аберрометров предусмотрена возможность подобной
сортировки на основе полиномов Цернике. Сами по себе полиномы Цернике —
математические функции, с которыми условно можно соотнести формы аберра-
ций волнового фронта, типичные для оптических систем, в том числе для глаза.
Каждый полином представляет одну элементарную аберрацию вроде комы или
трефойла. Некоторые из них показаны на рис. 2.19.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Карта волнового фронта — наглядное отображение разницы между «идеаль-
ным» и реальным глазом. Хотя средний уровень аберраций у разных людей
очень похож, карта волнового фронта так же уникальна, как отпечатки пальцев.
Анализ волнового фронта стал для офтальмологов и оптометристов совершен-
ным инструментом измерения аберраций всех типов. Это позволило впервые об-
ратить пристальное внимание на аберрации высших порядков.
Аномалии рефракции (миопия, гиперметропия, астигматизм) являются абер-
рациями второго порядка и существенно влияют на остроту зрения. Но влияние
аберраций высшего порядка (сферических, хроматических, комы, трефойла
и других) гораздо слабее. Долгое время оптометристы подбирали только сфери-
ческую и цилиндрическую коррекцию аберраций второго порядка. Пионерами
в борьбе с аберрациями высших порядков стали офтальмохирурги.
Предполагалось, что полная лазерная коррекция всех аберраций должна
обеспечить пациенту так называемое суперзрение, то есть остроту зрения 2,0
и больше. Практика показала, что это не так. Сама структура рецептивных полей
сетчатки накладывает ограничения на зрительное разрешение. Более того, как
отмечают профессора С.Э. Аветисов и В.М. Шелудченко, аберрации высших по-
рядков играют положительную роль, увеличивая глубину фокусной области.
Не стоит преувеличивать отрицательную роль аберраций высшего порядка.
Для здорового глаза при нормальном освещении их влияние на остроту зрения
очень невелико. Еще раз напомним особенности оптической системы глаза,
влияющие на общую картину аберраций.
•
оптические поверхности глаза не осесимметричны;
•
поверхности роговицы и хрусталика не идеально сферичны, их форма в той
или иной степени неправильна;
•
роговица всегда имеет торическую форму, а значит, в любом глазу есть астиг-
матизм;
•
зрительная ось не совпадает с оптической, так как зона фовеа на сетчатке от-
клонена от оптической оси примерно на 5° в височную сторону;
•
апертура глаза (зрачок) также слегка децентрирована в противоположную,
назальную сторону;
•
при диаметре зрачка более 3 мм сферические и хроматические аберрации на-
чинают отрицательно влиять на качество зрения; это особенно заметно при рас-
ширении зрачка до 5 мм;
•
оптическая система глаза — аналог широкоугольного фотообъектива с фокус-
ным расстоянием примерно 23 мм, а значит, она вызывает дисторсию;
•
дисперсия света при прохождении через хрусталик вызывает хроматические
аберрации.
•
асферичность роговицы существенно снижает сферические аберрации;
•
хрусталик неоднороден, его преломляющая сила максимальна в центре и па-
дает к периферии, что еще более снижает сферические аберрации;
•
чуть ниже показано, что сферические аберрации, вызванные роговицей, как
правило, компенсируются аберрациями хрусталика;
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а б е Р Ра ц и и в о п т и Ч е с к о Й с и с т е м е гл а з а
•
при обычном диаметре зрачка до 3 мм в дневное время величина аберраций
пренебрежимо мала, а при диаметре от 2,5 до 3,22 мм (по разным данным) они
практически не влияют на качество изображения;
•
дисторсия не замечается, поскольку для зрительного анализатора имеет
значение только центральная часть поля зрения;
•
так же успешно зрительный анализатор «исправляет» незначительные сфе-
рические и хроматические аберрации.
Несмотря на все свои оптические недостатки, глаз человека работает почти
как апланатическая система. (Апланатизмом называется полное отсутствие
сферической аберрации. Искусственная оптическая система считается строго
апланатической, если в ней исправлены и сферическая аберрация, и кома.)
У здоровых людей при расслабленной аккомодации наблюдается сферическая
аберрация Z04 ≈ 0,13 мкм. Она приводит к пренебрежительно малой рефракцион-
ной ошибке в 0,12 дптр.
Столь низкий уровень сферической аберрации в глазу объясняется взаимо-
действием двух несовершенных оптических компонентов — роговицы и хруста-
лика. Сегодня общепризнано, что хрусталик компенсирует умеренный
роговичный астигматизм и сферическую аберрацию (рис. 2.20).
Недавние исследования показали, что хрусталик может компенсировать и кому.
С возрастом, когда хрусталик начинает стареть и терять эластичность, оптическое
равновесие между ним и роговицей нарушается, и суммарные аберрации растут.
Поэтому молодой глаз более апланатичен, чем старый. После достижения воз-
раста 30 лет аберрации высших порядков начинают усиливаться, и к 60 годам их
общая величина удваивается.
Кроме возраста, на величину сферической аберрации влияют диаметр зрачка
и уровень освещенности, рефракция, степень напряжения аккомодации (чем
сильнее аккомодирует глаз, тем выше сферическая аберрация) и даже моргание
или смена направления взора. Такая изменчивость аберраций высшего порядка
заставляет задуматься, насколько вообще возможно исправлять их оптическими
средствами коррекции.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В 2000-е годы технологию волнового фронта начали применять для изготов-
ления контактных и очковых линз по индивидуальным заказам. Некоторые ве-
дущие производители представили свои варианты линз, исправляющих
аберрации высшего порядка. Разумеется, если оптический дизайн линзы точно
подогнан под картину волнового фронта глаза, ее подвижность нужно макси-
мально ограничить. Иначе при малейшем сдвиге очковой оправы или ротации
контактной линзы возникнет масса новых, индуцированных аберраций.
Такие индивидуальные линзы по-настоящему необходимы лишь в некторых
случаях. При выраженной иррегулярности формы роговицы уровень аберраций
очень велик, так как оптическая поверхность сильно искажена. Линзы с учетом
данных волнового фронта также помогают пациентам с повышенным уровнем
сферических аберраций. Вечером, когда зрачок расширен, у таких людей за-
метно падает острота зрения.
Итак, сферическими аберрациями высших порядков в большинстве случаев
можно пренебречь. А вот продольные хроматические аберрации довольно за-
метно влияют на рефракцию. При прохождении света через хрусталик наблю-
дается дисперсия: лучи разного цвета преломляются по-разному (рис. 2.21).
В результате фокусное расстояние глаза возрастает вместе с длиной волны. Раз-
ница в силе рефракции между крайними границами видимого диапазона — фио-
летовыми и красными лучами достигает 2 дптр! При эмметропии точный фокус
на сетчатке образуют именно лучи из желто-зеленой части спектра. Красные
лучи фокусируются за сетчаткой, а синие — перед ней. Очки и контактные линзы
корригируют глаз с учетом только одной длины световой волны. Однако в по-
вседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с разноцветными объектами,
поэтому испускаемые ими световые волны не могут фокусироваться на сетчатке
одновременно.
Сейчас считается, что исправлять хроматические аберрации не стоит. Они сти-
мулируют аккомодацию, помогая быстрее сфокусировать глаз на нужном объ-
екте. Однако необходимо учитывать, что
улучшают остроту зрения, контрастную чувствительность и зрительную работо-
способность. Напротив, использование фиолетовых светофильтров приводит
к заметной миопизации до 0,75 дптр. Влияние светофильтров на рефракцию ис-
пользуется в
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а к к о м о д а ц и я
§ 2.9. Аккомодация
Глаз способен изменять свою оптическую силу, что позволяет четко фокуси-
роваться на предметах, находящихся на разном расстоянии. Этот процесс назы-
вается
изменения кривизны хрусталика.
Уточнение «в первую очередь» важно: в процессе эволюции у живых организ-
мов сформировалось несколько биологических механизмов аккомодации. Все
они в разной степени работают и в человеческом глазу. Подробная схема эво-
люционного развития аккомодации была предложена в докторской диссертации
проф. С. Л. Шаповалова. Кратко перечислим
Древнейший из них — изменение формы глазного яблока под воздействием
наружных глазных мышц. При взгляде вблизь склера уплощается, передне-зад-
няя ось (ПЗО) удлиняется, сетчатка слегка отдаляется от роговицы и хрусталика.
У человека этот механизм сохранился лишь отчасти, а у некоторых рептилий (на-
пример, у аллигаторов) остается основным.
Следующим этапом стала возможность смещения хрусталика вдоль ПЗО глаза.
Этот механизм аккомодации характерен для рыб, земноводных, головоногих мол-
люсков. Например, у осьминога хрусталик имеет форму шара, и при аккомодации
меняется не его кривизна, а расположение на ПЗО.
На третьем этапе развилась способность изменять оптическую силу глаза за
счет кривизны поверхности хрусталика. Хрусталиковый механизм аккомодации
реализуется по-разному. У птиц и рептилий цилиарная мышца (ЦМ) сдавливает
хрусталик. У позвоночных ЦМ ослабляет натяжение волокон, которыми хруста-
ликовая капсула крепится к цилиарному кольцу.
Именно хрусталиковый механизм аккомодации является основным у людей.
При этом частично сохраняются более ранние (слабое удлинение ПЗО под дей-
ствием наружных мышц, слабое смещение хрусталика вперед). Как уже отмеча-
лось, важные дополнительные механизмы — сужение зрачка, дающее от 0,5 до
1,2 дптр оптической силы, и сужение век (прищуривание).
В РФ растет популярность антинаучных теорий, пропагандирующих отказ от
средств оптической коррекции зрения. Все они основаны на книгах американ-
ского офтальмолога Уильяма Бейтса (1860—1931). Он утверждал, что важнейший
механизм аккомодации у людей — изменение формы склеры и роговицы под дей-
ствием наружных глазных мышц. По Бейтсу, к аномалиям рефракции приводит
спазм ЦМ и/или наружных глазных мышц. На этом и основан его метод лечения,
сводящийся к разным формам глазодвигательной гимнастики и психологиче-
ского тренинга. Все популярные «нетрадиционные» методики лечения аномалий
рефракции, включая метод Норбекова, являются лишь пересказом идей Бейтса.
Клинические исследования на Западе не подтвердили эффективность методик
Бейтса. В самой его теории есть очевидные неувязки. Чтобы изменить рефрак-
цию глаза на 3 дптр только за счет изменения длины глазного яблока, необхо-
димо изменить длину ПЗО на 1 мм. Таким образом, аккомодация на 10 дптр
должна удлинять глазное яблоко на 3 мм. Разумеется, в реальности столь замет-
ных изменений формы глаз не наблюдается. Кроме того, если причина мио-
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
пии в постоянном перенапряжении ЦМ, ее
можно было бы излечить с помощью пол-
ного расслабления. Это и происходит при
атропинизации, но она вовсе не улучшает
зрение, а выявляет «истинную» рефракцию
глаза.
Хотя Бейтс утверждал, что его доказатель-
ства «непреодолимы», он сам вынужден был
признать: эффект атропинизации в 9 случаях
из 10 подтверждает «ортодоксальную» теорию
Гельмгольца. Она нуждается в уточнениях, но
в главном Гельмгольц не ошибался: глаз чело-
века аккомодирует прежде всего за счет изме-
нения кривизны поверхности хрусталика. Все
остальные дополнительные механизмы позво-
более чем на 2,5 дптр.
Хрусталиковая капсула прикреплена к
цилиарной мышце (ЦМ) посредством цинновых связок — волокон ресничного по-
яска. Эти волокна всегда в той или иной степени натянуты, а при взгляде вдаль
натянуты максимально. В этом случае ЦМ расслаблена, хрусталиковая капсула
растянута, и хрусталик максимально уплощен. Таким образом, по умолчанию зри-
тельная система человека настроена вдаль.
ное кольцо сжимается, натяжение волокон ослабевает, и хрусталик становится
более выпуклым (рис. 2.22).
При взгляде вдаль радиус кривизны передней поверхности хрусталика равен
10 мм, а при максимальном напряжении аккомодации вблизи уменьшается до
5,33 мм. Слабее увеличивается кривизна более выпуклой задней поверхности
хрусталика: диапазон изменений радиуса ее кривизны составляет всего 0,5 мм
(от 6 мм при взгляде вдаль до 5,5 мм при максимальной аккомодации вблизи).
Реакция ЦМ на зрительный стимул, выраженная в диоптриях, называется
стояния в 5—10 метров. Чем ближе предмет, тем сильнее напряжена ЦМ и тем
более выпуклым становится хрусталик, прежде всего с передней стороны.
Он также немного смещается вперед под воздействием стекловидного тела. По-
скольку натяжение цинновых связок при взгляде вблизь ослабляется, хрусталик
провисает вниз примерно на 0,25 мм и может слегка подрагивать при движениях
глаза.
Это очень упрощенное и схематичное описание процесса аккомодации, кото-
рый до сих пор недостаточно изучен. Важно понимать, что даже когда ЦМ макси-
мально напряжена при взгляде вблизь, полного расслабления и провисания
цинновых связок не происходит. Еще Герман Гельмгольц, который впервые от-
крыл и описал хрусталиковый механизм аккомодации, говорил только об ослаб-
лении их натяжения. Проф. О. В. Светлова, И. Н. Кошиц и проф. А. И. Горбань
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а к к о м о д а ц и я
отмечают, что даже при максимальной аккомодации вблизь остаточное натяже-
ние цинновых связок должно сохраняться. Благодаря этому уменьшаются коле-
бания хрусталика; эту же роль выполняет стекловидное тело, постоянно
подпирающее хрусталик сзади. Поскольку натяжение цинновых связок присут-
ствует всегда, эти исследователи предложили вместо устоявшегося ошибочного
термина
правильный с позиций физиологии и биомеханики.
Рефракция глаза при работе аккомодации изменяется и поэтому называ-
ется
ном «покое», вернее, предустановке аккомодации означает, что система
«хрусталик — цинновы связки — ЦМ» находится в состоянии динамического рав-
новесия, а не полного расслабления. При этом, по мнению указанных авторов,
тонус ЦМ минимален (но не равен нулю!) именно при взгляде вдаль, а не на
некой средней дистанции. Наличие этого минимального тонуса нужно, чтобы ЦМ
в любой момент могла среагировать на зрительный стимул.
При свободном, ненапряженном взгляде вдаль на сетчатке здорового глаза
возникают резкие изображения далеких предметов. Самое дальнее положение
предмета, который можно рассмотреть при расслабленной ЦМ, называется
условной бесконечности. Клиническим эквивалентом бесконечности считается
расстояние начиная с 6 метров от глаза.
Стоит отметить, что каждый глаз в отдельности является природным широкоу-
гольным объективом с апертурой, сравнительно узкой даже при предельно рас-
ширенном зрачке. Этим обусловлена очень большая глубина резкости. К. м. н.
А. А. Стахеев и д. м. н. проф. Л. И. Балашевич подсчитали, что при установке глаза
на бесконечность все предметы должны казаться резкими уже начиная с рас-
стояния 52,5 см от глаза. Эти авторы определяют аккомодацию как «процесс вре-
менной миопизации глаза для обеспечения ясного зрения на расстоянии ближе
гиперфокального».
По мере приближения рассматриваемого предмета фокус необходимо сме-
стить вперед, чтобы он оставался на сетчатке. Это происходит благодаря уве-
личению кривизны хрусталика. Поскольку объем и эластичность хрусталика
ограничены физически, ограничена и его способность аккомодировать вблизи.
Поэтому при сильном приближении предмета к глазу наступает момент, когда уже
нельзя получить резкое изображение на сетчатке. Минимальное расстояние от
глаза, на котором предмет еще можно четко рассмотреть, называется
на расстоянии 10 см от глаза. При настройке аккомодации на ближайшую точку
ясного видения напряжение ЦМ максимально.
Положение дальней и ближней точек ясного видения и соответствующие
формы хрусталика схематично показаны на рис. 2.23. Для миопического глаза
они смещены ближе, а для гиперметропического — дальше, чем при эмметропии.
Расстояние между дальней и ближней точками ясного видения (в метрах) на-
зывается
ракции (в дптр) при взгляде на дальнюю и ближнюю точку ясного видения
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
называется
ется термин
точке ясного видения, напряжение ЦМ и кривизна хрусталика максимальны. По
сути, амплитуда аккомодации — это разница между максимальной динамической
и статической рефракцией. При фиксации взгляда дальше ближней точки ясного
зрения глаз задействует не весь объем аккомодации. Неиспользованная часть
объема аккомодации (дптр) называется
После 10 лет жизни дальняя точка ясного видения почти не смещается. Но
ближняя точка ясного зрения отодвигается от глаза все дальше, так как по мере
старения хрусталик теряет эластичность. Объем аккомодации уменьшается, и при-
мерно с возраста 45 лет человек уже не может рассматривать предметы на близком
расстоянии. Развивается старческая дальнозоркость, или пресбиопия. Примерно
к 65 годам хрусталик полностью теряет способность изменять свою кривизну.
Для оптической коррекции пресбиопии эмметропам подбирают положитель-
ные линзы разной силы в зависимости от возраста (табл. 2.4), поскольку необхо-
димо учитывать ослабление аккомодации. Подбор оптической коррекции
пресбиопам всегда индивидуален и зависит от многих факторов, в том числе от
профессии и зрительных задач. Если у пациента есть миопия или гиперметропия,
эти аномалии рефракции и их степень также учитываются. При миопии и
гиперметропии ближняя и дальняя точки ясного видения смещены (см. § 2.11),
из-за чего требуется большее усилие для успешной аккомодации, причем не
только вблизи, но и вдаль.
котором напряжение аккомодации невелико и глаз не устает. Минимальное рас-
стояние наилучшего зрения для здорового глаза составляет приблизительно 25—
30 см. Здоровым считается глаз с хорошо сохранившейся способностью к
аккомодации.
Аккомодация, определяемая для одного глаза, называется
сразу для двух глаз —
глаза, поэтому процесс аккомодации обязательно сопровождается
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а к к о м о д а ц и я
ослабить напряжение ЦМ, поэтому относительная аккомодация всегда немного
меньше абсолютной. Для измерения аккомодации используют различные ме-
тоды, как объективные, так и субъективные.
У эмметропов без нарушений бинокулярного зрения аккомодация и кон-
вергенция совершаются одновременно и согласованно. При переводе взгляда
с близких предметов на дальние происходит
вновь расходятся. Между аккомодацией и бинокулярностью существует тесная
связь. Только благодаря стереозрению мозг может определять расстояние до
объекта фиксации (см. § 2.10). Поэтому проф. О. В. Светлова, И. Н. Кошиц и проф.
А. И. Горбань считают механизм конвергенции — дивергенции одним из экстра-
окулярных механизмов аккомодации.
Если запас аккомодации при зрительной работе вблизи слишком мал (меньше
половины напряжения, уже затраченного на аккомодацию), быстро возникает
скольку ЦМ постоянно напряжена. Усталость и
жаются в затрудненной фокусировке на близком расстоянии — буквы начинают
расплываться перед глазами. Это состояние часто возникает у школьников и сту-
дентов. На фоне длительного эмоционального напряжения или стресса оно
может перейти в
При спазме аккомодации наблюдается миопическая рефракция от -5 до -10 дптр
и значительно ухудшается острота зрения.
Постоянный напряженный зрительный труд, особенно при некорригирован-
ных аномалиях рефракции или неправильно подобранной оптической коррек-
ции, ведет к астенопии. Это сложный комплекс симптомов: зрительная усталость,
слабость и неустойчивость аккомодации, сухость в глазах, эмоциональные про-
блемы, головная боль. Лечение всегда подбирается индивидуально. Если у па-
циента есть нарушения рефракции, назначение правильной оптической
коррекции очень важно для профилактики астенопии.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 2.10. Поле зрения и бинокулярность
подвижной голове и фиксации на одной точке. Различаются монокулярное и би-
нокулярное поле зрения, а также поле взора (с учетом вращения глаз).
фиксации взора.
двумя глазами.
жениях глаз. Глазодвигательные мышцы позволяют смещать зрительные оси каж-
дого глаза и, соответственно, поле зрения в среднем на 45° в разные стороны.
Исследование поля зрения осуществляется с помощью различных приборов.
В повседневной врачебной практике чаще всего применяется периметр. Важно
не только определить границы поля зрения, но и выявить проблемные участки
с пониженной чувствительностью —
на качестве зрения, но и являются симптомом патологий сетчатки и зрительного
нерва.
межзрачковое расстояние (от 56 до 74 мм у взрослых людей) и границы подвиж-
ности глаз, состояние рефракции. При миопии, в условиях плохого освещения,
после долгой зрительной работы поле зрения сужается по сравнению с нормой.
Сужение поля зрения связано также с возрастом — оно начинается после 24 лет.
Поле зрения для черно-белых предметов шире, чем для цветных.
Входной зрачок глаза можно увидеть со стороны виска под углом более 90°
к оптической оси. Как показано на рис. 2.24, свет может входить в него даже при
угле около 105°. Однако на самом деле монокулярное поле зрения ограничено
размерами сетчатки и выступающим носом. С височной стороны сетчатка
меньше, а с другой стороны нос заслоняет свет. Оба этих фактора отнимают при-
мерно 60° из потенциальных 210°. Границы поля зрения по горизонтали — около
60° в носовую сторону и около 90° в височную (итого ≈ 150°); по вертикали
меньше — в среднем около 125°.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
п о л е з Р е н и я и б и н о к ул я Р н о с т ь
0
0
30
330
70
60
50
60
40
300
40
30
30
20
20
10
10
9
9
0
0
270
1
3
5
8
270
2
5
7
0
20 0 40 0 60 70 0 90
0
30 4 0 6 0 80
10
20
30
40
50
60
70
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
10
10
20
20
30
30
1
0
2
40
4
40
0
2
50
50
60
60
70
1
70
5
0
0
1 2
0 8 1
0 8 1
Суммарное поле зрения парных глаз в зоне бинокулярного перекрытия до-
стигает 120–130°. Это большое поле зрения для оптической системы. Обычно его
трудно получить, если экран, на который проецируется изображение, имеет
плоскую форму (как, например, в фотоаппарате). Если каждому отдельному глазу
соответствует широкоугольный фотообъектив с фокусным расстоянием 23 мм, то
зрению двумя глазами одновременно — сверхширокоугольный объектив «рыбий
глаз» (англ. fish-eye) с ФР около 14 мм. В глазу человека кривизна поля компен-
сируется сферической формой сетчатки. Кроме того, практическое значение для
процесса зрительного восприятия имеет лишь узкая центральная зона.
лярном поле зрения можно выделить 3 зоны:
1. Центральная зона самого ясного зрения. Она очень узка: всего 1,5–2°.
Именно здесь окажется изображение небольшого объекта, на котором зафикси-
рован взор, именно здесь обеспечивается максимальное разрешение и острота
зрения. Центральному зрению соответствует область фовеолы (центральной
ямки) на сетчатке.
2. Зона ясного зрения без различения мелких деталей объектов (примерно 30°
по горизонтали и 22° по вертикали).
3. Зона периферийного зрения (примерно от 20 до 60°; свыше 60° — дальняя
периферия), в которой предметы не различаются. Однако периферийное зрение
дает важную информацию для ориентации в пространстве.
торого становится зрительный образ, совмещенный из двух ретинальных изоб-
ражений в зоне центральных ямок сетчатки. Бинокулярное поле зрения делится
на 3 зоны: похожую на круг центральную зону с диаметром около 70°, образо-
ванную наложением полей зрения парных глаз, и две периферийные зоны для
левого и правого глаза (рис. 2.26).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
•
достаточная острота зрения обоих глаз (при остроте зрения любого из них
менее 0,4 бинокулярность утрачивается);
•
формирование сходных по четкости и размерам изображений объекта на сет-
чатке обоих глаз; анизометропия и анизэйкония плохо сказываются на биноку-
лярном зрении, вплоть до полной его потери;
•
становится одновременная ориентация зрительных осей на объект фиксации;
•
образ в зрительной коре головного мозга;
•
определение положения объектов в поле зрения и пространственных соотно-
шений (размеров и расстояний).
Верзионные движения обеспечивают синхронный перевод взгляда, а вергент-
ные движения —
ных осей. При взгляде вдаль оптические оси парных глаз параллельны.
Конвергенция непроизвольно включается (практически одновременно с акко-
модацией) при переводе взгляда с дальних объектов на близкие, начиная с рас-
стояния 6 метров. Точка пересечения зрительных осей называется
точками О1 и О2 — центрами вращения глазных яблок (рис. 2.27). Максимальное
возможное значение угла конвергенции равно 32°.
Важная характеристика бинокулярного зрения —
предельная амплитуда движений глаз, при которой возможна
двух ретинальных изображений в одно).
Правильное бинокулярное зрение невозможно без баланса силы наружных
мышц-антагонистов, управляющих движениями глазных яблок. Этот баланс на-
А
В
С
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
п о л е з Р е н и я и б и н о к ул я Р н о с т ь
зывается
тельных мышц-антагонистов называется
При нарушении бинокулярного баланса зрительные оси направлены непра-
вильно и отклоняются от точки бификсации. Эта патология называется
коррекции косоглазия у эмметропов применяют призматические очковые стекла
(рис. 2.28). Если косоглазие осложнено аномалиями рефракции, применяют сфе-
ропризматические очковые стекла. Косоглазие часто развивается у детей в ре-
зультате некорригированной аметропии: мозг попросту отключает управление
плохо видящим глазом, чтобы не тратить энергию на работу мышц.
Двумя глазами внешний мир воспринимается гораздо лучше, чем одним. Би-
нокулярные острота зрения и контрастная чувствительность выше, чем измерен-
ные монокулярно. Благодаря наличию одновременно двух «точек зрения» —
правого и левого глаза возможно трехмерное восприятие мира.
Способность оценивать относительную удаленность объектов называется
тому, что предметы, расположенные на разном расстоянии от глаз, проецируются
на разные точки сетчаток парных глаз (рис. 2.29). Если объект А расположен за
объектом В, то для левого глаза он смещен чуть влево, а для правого — чуть
вправо (с учетом инверсии перевернутого изображения в головном мозге). При
этом ретинальные изображения А ближе друг к другу, чем изображения В. Это
смещение видимых объектов и является основой стереозрения.
Отмеченные на том же рисунке парные точки А-А и В-В сетчаток левого и пра-
вого глаза называются корреспондирующими. Благодаря их строго симметричному
положению относительно центральной ямки зрительный анализатор осуществляет
слияние двух ретинальных изображений в бинокулярное. Несимметричные точки
сетчаток называются диспаратными, попавшие на них изображения не сливаются.
Горизонтальная
головному мозгу создавать ощущение глубины пространства.
Степень стереопсиса отчасти зависит от величины межзрачкового расстояния,
которая может отличаться в зависимости от возраста, пола, расовой принадлеж-
ности и индивидуальных особенностей посадки глаз. Стереоскопическое зрение
можно значительно улучшить с помощью специальных оптических устройств — на-
пример, дальномеров, увеличивающих эффективное межзрачковое расстояние.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Как уже говорилось в разделе об аккомодации, только стереозрение позволяет
мозгу определять расстояние до объекта фиксации. Этим объясняется огромная
важность бинокулярного и стереоскопического зрения для аккомодации. Ак-
комодация очень тесно связана с механизмом конвергенции, а следовательно,
с бинокулярным балансом. Поэтому
Дело в том, что для правильного подбора крайне важно учитывать
чаев), чем ортофория. Необходимые тесты подробно описаны в литературе по
офтальмологии и оптометрии. Для исследования фории применяют Cover Test,
пробу с цилиндром Мэддокса, тест Шобера с красным и зеленым фильтром, тест
Геринга и некоторые другие методы. Исследование фузионных резервов прово-
дят на синоптофоре, с помощью призменных компенсаторов, призм из набора
пробных линз, призматической линейкой с 5 метров.
§ 2.11. Аномалии рефракции и принципы
их оптической коррекции
Отсутствие аномалий рефракции, способность без напряжения четко разли-
чать удаленные объекты называют эмметропией. Согласно схеме Гульстранда,
приведенной в § 2.1 на рис. 2.3, типичный эмметропический глаз взрослого че-
ловека обладает преломляющей силой 58,64 дптр при длине передне-задней оси
(ПЗО) 24,4 мм. Это усредненные идеальные значения. На практике возможны раз-
ные величины длины ПЗО и физической рефракции и разные их соотношения.
Особенно заметно эти параметры меняются у детей и подростков до 15 лет, когда
глаз растет.
Физическая рефракция, зависящая от преломляющей силы роговицы и хру-
сталика, и длина ПЗО определяют
ного (заднего) фокуса оптической системы глаза относительно сетчатки.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а н о м а л и и Р е ф Ра к ц и и и п Р и н ц и п Ы и х о п т и Ч е с к о Й к о Р Р е к ц и и
При
задний фокус совпадает с сетчаткой. Дальняя точка ясного видения расположена
в бесконечности, и входящие в глаз параллельные лучи собираются в фокусе на
поверхности сетчатки. В результате резкое изображение бесконечно удаленных
объектов образуется без аккомодационного усилия. Эмметропы не нуждаются
в оптической коррекции, но, как уже отмечалось, идеальная эмметропия прак-
тически не встречается.
При
кое изображение бесконечно удаленных объектов можно получить только на-
прягая аккомодацию. Иначе на сетчатке вместо точки получается
пятно размытия. Чем сильнее выражена аметропия, тем сильнее размытие, тем
хуже острота зрения на разных дистанциях. Аметропия до 3 дптр оценивается
как слабая, от 3,25 до 6 дптр — как средняя, свыше 6 дптр — как высокая.
Аномалии рефракции выявляются и оцениваются с помощью различных субъ-
ективных и объективных методов диагностики — демонстрации оптотипов, ста-
тической и динамической ретиноскопии (скиаскопии), авторефрактометрии,
автокератометрии, примерки пробных линз (в пробной оправе или форопторе).
По результатам диагностики пациенту подбирается переносимая оптическая кор-
рекция, восстанавливающая нормальное зрение на всех дистанциях.
При близорукости, или
ностью сетчатки. Световые лучи после преломления собираются перед сетчат-
кой, а не точно на ней. Это обусловлено либо слишком большой преломляющей
силой глаза, либо слишком длинной ПЗО, либо обоими факторами. Для миопи-
ческого глаза дальняя точка ясного зрения всегда лежит на определенном ко-
нечном расстоянии, а не в условной бесконечности. Такой глаз плохо видит все
предметы, расположенные дальше этой точки. Для коррекции миопии необхо-
дима отрицательная (рассеивающая) линза (рис. 2.30б).
При дальнозоркости, или
чаткой. Это обусловлено либо слишком слабой преломляющей силой глаза, либо
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
слишком малой осевой длиной глазного яблока, либо обоими факторами. Гипер-
метропия приводит к удалению от глаза ближней точки ясного зрения. Гиперме-
тропический глаз плохо видит все близкие предметы, расположенные перед этой
точкой. Приходится также делать усилие, чтобы рассмотреть удаленные объекты.
Поэтому, как отмечал проф. Ю. З. Розенблюм, русскоязычный термин «дальнозор-
кость» некорректен: возникает ошибочное впечатление, будто дальнозоркому че-
ловеку легче смотреть вдаль. На самом деле у гиперметропа нет никаких
преимуществ, он одинаково плохо видит и вдаль, и вблизи. Для коррекции гипер-
метропического глаза необходима положительная (собирающая) линза (рис. 2.30а).
Процесс формирования клинической рефракции в связи с ростом глаза на-
зывается
вольно прост: глаз ребенка растет одновременно с телом и другими органами.
Однако в зависимости от наследственности и условий зрительной работы био-
метрические особенности глаза и скорость его роста могут заметно отличаться.
Большинство детей (за исключением 6—15% младенцев с врожденной мио-
пией) рождаются с гиперметропией +2,0—3,0 дптр. Затем происходит
все ближе к сетчатке. Примерно к 10 годам этот процесс завершается. Как отме-
чает д. м. н. Н.Ю. Кушнаревич, сам термин эмметропизация не совсем точен, по-
скольку итогом в норме становится не эмметропия, а слабая гиперметропия
+0,5—1,0 дптр. По мнению Н.Ю. Кушнаревич, в наше время повышенных зритель-
ных нагрузок нормой можно считать слабую миопию до -0,25 дптр.
В связи с наследственностью часть детей в указанном возрасте 10 лет приходят
либо к средней и высокой гиперметропии, либо к миопии, которая со временем уси-
ливается, в первую очередь из-за постоянной зрительной работы вблизи. У детей
без генетической предрасположенности миопия возникает и точно так же прогрес-
сирует из-за зрительной нагрузки (так называемая школьная близорукость).
шается. У гиперметропов ПЗО короче, глубина передней камеры глаза меньше,
поэтому гиперметропический глаз иногда называют «коротким». Это увеличи-
вает вероятность нарушений циркуляции и оттока внутриглазной жидкости
в зрелом возрасте, а также вероятность глаукомы. Среднюю и высокую гиперме-
тропию необходимо корригировать, так как иначе она быстрее переходит в мио-
пию при школьных зрительных нагрузках. Без коррекции практически
неизбежны астенопические жалобы и зрительное утомление; у детей очень
велик риск амблиопии и косоглазия.
Трудность субъективной диагностики гиперметропии связана с тем, что такому
глазу приходится аккомодировать постоянно (при взгляде как вблизь, так и
вдаль). Из-за этого сохраняется напряжение цилиарной мышцы даже после под-
бора удобной положительной линзы, и часть гиперметропии остается скрытой.
У детей и молодых людей большой запас аккомодации, поэтому
только при сильной зрительной усталости. Для точной диагностики скрытой ги-
перметропии необходимо проводить циклоплегию — искусственно парализовать
цилиарную мышцу с помощью медикаментозных средств. Когда в возрасте за 40
лет аккомодация ослабевает, скрытая гиперметропия становится явной.
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а н о м а л и и Р е ф Ра к ц и и и п Р и н ц и п Ы и х о п т и Ч е с к о Й к о Р Р е к ц и и
Оптимальное средство оптической коррекции гиперметропии — прогрессивные
очковые линзы, обеспечивающие четкое зрение на всех дистанциях. По мнению
профессора С. Э. Аветисова, это средство первого выбора. Высокая гиперметро-
пия, анизометропия и астигматизм — показания к подбору контактных линз. При
сочетании сильного астигматизма с гиперметропией очковая коррекция непере-
носима из-за разных размеров изображений в плоскости главных меридианов.
Для
по ПЗО. Задний полюс склеры растянут, возможны отслоение сетчатки и другие
витреоретинальные осложнения. Проф. Е. Н. Иомдина отмечает у миопов биоме-
ханическую слабость склеры и различные нарушения здоровья, вплоть до гор-
монального дисбаланса. Это позволяет многим специалистам считать миопию
системным заболеванием. Однако еще в советское время проф. Э. С. Аветисов
предложил рассматривать миопию «как следствие приспособительной реакции».
Это позволяет по-новому взглянуть на проблему прогрессирующей приобре-
тенной миопии, которой, согласно прогнозам, к 2050 году будут страдать 5 мил-
лиардов людей. Биофизик И. Н. Кошиц, офтальмолог М. Г. Гусева, профессора
О. В. Светлова, Л. И. Балашевич и Ф. Н. Макаров полагают, что «приобретенная
миопия – это не болезнь, а нормальное адаптационное приспособление к зри-
тельной среде обитания! И тогда болезнью следует считать только высокую сте-
пень миопии, в том числе с осложнениями». Согласно их теории, развитие
миопии, которое начинается у многих школьников с 10 лет, — это природный «ме-
ханизм подстройки величины ПЗО под зрительную нагрузку».
грессированию миопии ведет не оптическая коррекция, а ее отсутствие или не-
правильный подбор. На сегодняшний день доказано, что постоянный дефокус на
сетчатке ослабляет аккомодацию и нарушает обмен веществ, тем самым вызывая
рост глаза по ПЗО. Кроме того, полное отсутствие оптической коррекции у детей-
аметропов, особенно в период рефрактогенеза, ведет к астенопии, амблиопии
и косоглазию.
Недокоррекция детской миопии пропагандировалась в СССР начиная с 1970-х
годов. Считалось, что причиной приобретенной миопии является спазм акко-
модации (§ 2.9), а недокоррекция снижает нагрузку на аккомодацию. Но спазм
бывает не у всех миопов. И сейчас доказано, что миопия прогрессирует из-за
ускоренного роста глаза по ПЗО, а недокоррекция лишь провоцирует это.
При миопии контактные линзы часто предпочтительнее очков, если пациент
готов соблюдать режим ношения и ухода. КЛ не создают призматического эффекта,
усиливают аккомодацию, улучшают качество ретинального изображения, увеличи-
вают поле зрения. С их помощью можно также избавиться от анизэйконии. Доказана
эффективность ортокератологических КЛ в борьбе с прогрессирующей миопией.
В целом выбор средства коррекции при аномалиях рефракции зависит от стра-
тегии и тактики лечения. Например, необходимо учитывать, как очки повлияют на
величину ретинального изображения: от этого будет зависеть переносимость кор-
рекции. При некоторых глазодвигательных нарушениях нужно добиваться приз-
матического эффекта, а в других случаях он нежелателен. При высоких степенях
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
миопии и гиперметропии использование очков затруднено, поскольку минусовые
линзы будут очень сильно уменьшать ретинальное изображение.
Важно помнить, что диагностика и подбор коррекции всегда осуществляется
отдельно для каждого глаза. Рефракция парных глаз часто отличается. Более
того, один глаз может оказаться близоруким, другой — дальнозорким. Сильная
анизометропия более 2 дптр, как отмечалось в § 2.3, делает очковую коррекцию
непереносимой и является показанием к подбору контактных линз.
Для успешной очковой коррекции имеет значение высокое качество мате-
риала и оптических поверхностей, просветления линз, так как это позволяет сни-
зить индуцированные аберрации и повысить качество зрения.
Чем ближе очковые линзы расположены к глазам, тем шире поле зрения без
искажений (особенно для линз небольшого диаметра), тем меньше влияние
очков на размер ретинального изображения. Оптимальное расстояние — перед-
ний фокус оптической системы глаза (около 15 мм перед вершиной роговицы).
печивающей наибольшую остроту зрения, создаются условия для нормальной
работы аккомодации, циркуляции внутриглазной жидкости и питания тканей глаза.
Существуют также
незом или влиянием напряженной зрительной работы вблизи. Дефокус может быть
вызван изменениями рефракции хрусталика глаза, роговицы, инволюционными про-
цессами и заболеваниями. Например, индуцированные аметропии развиваются при
афакии, кератоконусе и кератоглобусе. В подобных случаях оптимальное средство оп-
тической коррекции — склеральные и роговичные жесткие контактные линзы. Миопия
и гиперметропия могут быть результатом неудачных рефракционных операций.
аметропии. Это неспособность глаза аккомодировать вблизи из-за того, что хру-
сталик по мере старения теряет свою эластичность. Для коррекции пресбиопии
применяются положительные линзы. Проще всего подобрать монофокальные
плюсовые очки для близи. Они возвращают на место ближнюю точку ясного ви-
дения, которая отодвигается от глаза все дальше, начиная примерно с 45 лет. Не-
достаток очков-монофокалов — невозможность зрительной работы в них на
средней и дальней дистанции. Эта проблема успешно решается с помощью би-,
трифокальных и прогрессивных очков, а также мультифокальных контактных
линз. Еще один способ — так называемое моновидение, одновременное исполь-
зование на обоих глазах двух сферических КЛ с разной оптической силой, для
близи и для дали (см. в гл. 3). Самым популярным и удобным способом оптиче-
ской коррекции пресбиопии стали прогрессивные очковые линзы. Рефракция
плавно изменяется при вертикальном движении глаза вдоль так называемого
коридора прогрессии (см. в гл 4).
К аномалиям рефракции относят и
точно сойтись в одном фокусе из-за разных значений преломляющей силы ро-
говицы в главных (центральных) меридианах — вертикальном и горизонтальном
(§ 1.1.6). В зависимости от типа астигматизма и наличия других аметропий фо-
кальные линии могут находиться как перед сетчаткой, так и на сетчатке или за
ней. Как и дефокус, астигматизм относится к аберрациям 2-го порядка и вызы-
о п т и к а гл а з а и о С н о в ы ф и з и о л о г и и з р е н и я
а н о м а л и и Р е ф Ра к ц и и и п Р и н ц и п Ы и х о п т и Ч е с к о Й к о Р Р е к ц и и
вает заметное размытие ретинального изображения. Астигматизм измеряется
в диоптриях. В диапазоне от 1,75 до 2,5 дптр он считается умеренным, свыше 2,5
дптр — высоким.
Для оптической коррекции астигматизма применяются цилиндрические и
сфероцилиндрические очки, торические мягкие и жесткие контактные линзы.
Астигматизм, как не раз говорилось выше, связан с формой роговицы, а ино-
гда также с формой и положением хрусталика. Он может быть врожденным или
приобретенным (в результате дистрофических заболеваний и рубцов роговицы,
подвывиха хрусталика).
При
постоянна на всем их протяжении. При
отличается на разных отрезках одного сечения. Неправильный астигматизм
встречается достаточно редко, он всегда связан с серьезными искажениями
формы роговицы из-за рубцов, кератэктазий, кератоконуса.
Астигматизм называется
ляется сильнее, чем в горизонтальном, и
сечении свет преломляется сильнее, чем в вертикальном. При астигматизме
с
(более чем на 30°) отклоняются от горизонтали и/или вертикали.
В зависимости от рефракции выделяют следующие виды правильного астиг-
матизма:
1) простой астигматизм, миопический или гиперметропический: в одном глав-
ном меридиане наблюдается эмметропия, в другом – миопия или гиперметропия;
одна из фокал ьных линий находится на сетчатке
2) сложный астигматизм, миопический или гиперметропический: в обоих глав-
ных меридианах наблюдается миопия или гиперметропия;
3) смешанный астигматизм: в одном главном меридиане — гиперметропия,
в другом — миопия.
Простой астигматизм корригируется с помощью цилиндрической линзы с
осью, параллельной эмметропическому меридиану. Сложный и смешанный астиг-
матизм лучше всего корригировать торическими контактными линзами.
Оптическая коррекция астигматизма уменьшает напряжение аккомодации,
астенопию, снижает вероятность развития амблиопии у детей. Снижаются абер-
рации, повышается контраст. Астигматизм высокой степени (свыше 2,5 дптр) не-
обходимо корригировать, иначе он может привести к нарушениям
бинокулярного и стереоскопического зрения, косоглазию, аккомодационной
астенопии, рефракционной амблиопии.
В любом глазу есть
Традиционно считалось, что коррекция такого астигматизма не нужна. По мне-
нию И.Н. Кошица, профессоров О.В. Светловой, А.И. Горбаня, Л.И. Балашевича
и Ф.Н. Макарова, физиологический астигматизм до 1,5 дптр необходим для ра-
боты важного дополнительного механизма аккомодации, позволяющего быстро
определять вертикальные размеры объекта. Современные зарубежные специа-
листы рекомендуют корригировать практически любой астигматизм, чтобы улуч-
шить качество зрения и избежать зрительной утомляемости (астенопии).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Глава 3
Контактная коррекция зрения
§ 3.1. Некоторые ключевые понятия
контактной коррекции зрения
Начиная разговор о контактных линзах (КЛ), следует прежде всего усвоить
некоторые ключевые термины. Здесь в алфавитном порядке приводятся тер-
мины, определения которым даны в российском ГОСТе Р 53941-2010 (ИСО 18369-
1:2006) «Оптика офтальмологическая. Линзы контактные». Толкования и сами
термины при необходимости уточняются или дополняются.
лергических, сверхчувствительных, раздражающих или токсических реакций при
его контакте с тканью глаза человека или слоем слезной жидкости.
шении по массе), присутствующее в гидратированной КЛ в заданных темпера-
турных условиях. Это понятие наиболее часто применяют в отношении
гидрогелевых (гидрогельных) материалов. Влагосодержание влияет на многие
физические характеристики гидрогелевых материалов, а также на различные
параметры готовых контактных линз.
перпендикулярно к плоскости, проходящей через края КЛ.
(гидрофильного) материала, обладающего равновесным содержанием воды не
менее 10% в стандартном солевом растворе при температуре 20°С.
кращение числа жизнеспособных микроорганизмов на КЛ до уровня, безвред-
ного как для здоровья глаз, так и для качества КЛ и принадлежностей. Споры
бактерий и некоторые вирусы не обязательно дезактивируются в процессе дез-
инфекции КЛ.
товой контактной линзы или оболочки, измеряемый через центр. Наряду с ра-
диусом базовой кривизны и оптической силой является одним из важнейших
параметров при подборе КЛ. Диаметр стандартных МКЛ составляет от 13,0 до
15,0 мм. Чаще всего применяются МКЛ с диаметром от 13,8 до 14,5 мм. Выбор диа-
метра КЛ зависит от размера роговицы пациента.
ром их носят только во время бодрствования.
жится один или несколько компонентов в достаточной концентрации для того,
чтобы пропускать кислород.
ных механических воздействиях сохраняет свою форму без опоры.
к о н т а к т н ы е л и н з ы
н е к о т о Р Ы е к л ю Ч е в Ы е п о н я т и я к о н т а к т н о Й к о Р Р е к ц и и з Р е н и я
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
к глазу пациента. Задняя поверхность КЛ может быть гладкой асферической или
состоять из совокупности сферических (торических) сегментов, пересекающихся
друг с другом на «стыках».
риал КЛ единичной толщины, подвергнутый единичной разности давлений при
заданных условиях. Это наиболее общепринятый вид газопроницаемости ма-
териалов КЛ. Кислородопроницаемость Dk выражают в единицах 10-11 (см2/с) [мл
O2 /(мл • гПа)] или, что эквивалентно, в единицах 10-11 (см3 O2 • см)/(см2 • с • гПа). Для
простоты единицы измерения Dk называются единицами Dk. Чтобы выразить Dk
в миллиметрах ртутного столба вместо гектопаскалей (760 мм рт. ст. = 1013,25 гПа),
следует умножить полученное значение на 1,33322. Кислородопроницаемость яв-
ляется физической характеристикой материала, а не функцией формы или тол-
щины контактной линзы или образца материала.
материалов. Примеры: ламинированная линза, линза с впаянным сегментом или
линза с жестким центром и гибкой периферией.
ношения на передней поверхности глазного яблока. К контактным линзам отно-
сятся также КЛ с нулевой рефракцией.
мендовал определенную периодичность замены.
точную обработку для повторного использования в соответствии с инструкциями
изготовителя между периодами ношения. Промежуточная обработка КЛ повтор-
ного использования традиционно включает в себя ее чистку и дезинфекцию.
содержание W которой превышает 65%.
держание W которой не менее 10%, но не превышает 50%.
содержание W которой составляет от 50 до 65% включительно.
дичность замены которой не превышает одного месяца.
мого диаметра радужной оболочки, рассчитанная на ношение целиком на рого-
вице глаза.
маскирования внешнего вида глаза. Косметические линзы могут быть использо-
ваны и с лечебными целями.
кислородная проводимость) – отношение кислородопроницаемости Dk к тол-
щине t измеряемого образца, в см, при заданных условиях. Коэффициент про-
пускания кислорода Dk/t выражают в единицах 10-9 (см/с) [мл O2/(мл • гПа)] или,
что эквивалентно, в единицах 10-9 (см3 O2)/(см2 • с • гПа). Для простоты единицы
к о н т а к т н ы е л и н з ы
н е к о т о Р Ы е к л ю Ч е в Ы е п о н я т и я к о н т а к т н о Й к о Р Р е к ц и и з Р е н и я
измерения Dk/t называются единицами Dk/t. Чтобы выразить Dk/t в миллимет-
рах ртутного столба вместо гектопаскалей (760 мм рт. ст. = 1013,25 гПа), нужно
умножить полученное значение на 1,33322. В отличие от кислородопроницаемо-
сти коэффициент пропускания кислорода зависит от толщины и, следовательно,
от формы сечения или конструкции КЛ или образца материала.
ния, а для бандажа роговицы или доставки лекарств в передний отрезок глаза.
печения двух и более зон с различной корригирующей способностью. Исполь-
зуется для коррекции пресбиопии.
парат, обладающий более чем одной заявленной функцией при гигиеническом
уходе за контактными линзами.
(не постоянно) деформироваться при приложении к нему силы. Эта величина
используется для описания жесткости мягких КЛ. Чем выше модуль упругости,
тем более тверда МКЛ; чем ниже, тем более она эластична. Модуль упругости КЛ
вместе с толщиной определяют ее жесткость.
действием собственного веса и принимает форму оболочки, на которую она на-
девается.
вание (период ношения). Одноразовая КЛ не предназначена для повторного ис-
пользования, после снятия с глаза предусмотрена ее ликвидация.
телей с КЛ путем пропускания потока подходящей жидкости по поверхностям
линзы. Изготовитель обычно указывает на этикетке ополаскивающей жидкости
минимальное время ополаскивания линз, необходимое для обеспечения пред-
усмотренного назначения.
действием. В случае поверхности одного оптического компонента этот термин
допускается уточнять прилагательным «задняя» или «передняя». В случае би-
фокала с переменным визированием этот термин допускается уточнять прила-
гательным
«дальняя»
или
«ближняя».
В
случае
концентрической
многофокальной линзы этот термин допускается уточнять прилагательным
«центральная» или «периферийная».
ческой коррекции зрения, заключающийся в моделировании формы роговицы
с помощью ортокератологических контактных линз (ОК-линз), надеваемых на
ночь и снимаемых после пробуждения. Во время сна эпителий роговицы прини-
мает форму внутренней поверхности ОК-линз, что изменяет оптические свойства
роговицы.
от глаза пациента. Передняя поверхность КЛ может быть сферической или со-
стоять из нескольких сферических (торических) сегментов.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
для утилизации КЛ. Периодичность замены определяют, начиная с первого при-
менения КЛ и до достижения момента, рекомендованного для ее ликвидации.
тическую зону (зоны), которая не обладает предписанной рефракцией.
через единицу площади образца материала КЛ в единицу времени при заданных
условиях, включающих температуру, толщину образца и парциальные давления
кислорода с обеих сторон образца. Удобной единицей измерения потока кисло-
рода для материалов КЛ является мкл/(см2 • с).
клиновидной конструкции, облегчающей вращательную стабилизацию ториче-
ской КЛ на глазу.
для определения требуемых параметров КЛ потенциального пациента.
шения КЛ, при котором ее носят непрерывно в следующие друг за другом пе-
риоды бодрствования и сна.
поверхности линзы. Должна соответствовать кривизне роговицы глаза. Это один
из важнейших для подбора КЛ параметров: плохая посадка линзы из-за несоот-
ветствия радиуса кривизны линзы форме роговицы может стать причиной отказа
от ношения КЛ. Радиус базовой кривизны измеряется в миллиметрах и обычно
составляет 8,1–8,9 мм. Чем меньше его величина, тем круче будет посадка КЛ,
и наоборот. Радиус базовой кривизны можно определить на современных авто-
рефкератометрах, в которых обычно предусмотрена данная функция.
дневном режиме ношения КЛ можно носить в течение дня, при продолжитель-
ном — непрерывно до 7 суток, не снимая на ночь, при гибком — 1–2 дня не снимая.
Непрерывный режим ношения (в течение 30 суток не снимая) в настоящее время
не рекомендуется, поскольку связан с высоким риском кератита.
щего из двух фаз, силиконовой и гидрогелевой. Гидрофобный силикон, обес-
печивающий высокий Dk/t, и гидрофильный гидрогель, обеспечивающий
смачиваемость и комфорт, смешаны в матрице линзы в различных пропорциях.
мая на глазу веками.
метрическом центре, измеренная вдоль геометрической оси.
формы.
бывает первой стадией гигиенического ухода за многоразовыми КЛ. В материалах
для чистки КЛ часто применяют химические агенты (например, поверхностно-
активные вещества) для облегчения удаления посторонних веществ.
к о н т а к т н ы е л и н з ы
к о н т а к т н Ы е л и н з Ы к а к с Р е д с т в о о п т и Ч е с к о Й к о Р Р е к ц и и з Р е н и я
§ 3.2. Контактные линзы как средство
оптической коррекции зрения
КЛ используются для коррекции всех аномалий рефракции — миопии, гипер-
метропии, пресбиопии, астигматизма, а также при врожденной или приобретен-
ной катаракте, афакии, если по каким-либо причинам невозможна имплантация
интраокулярной линзы (ИОЛ) вместо хрусталика.
Главная оптическая плоскость КЛ почти совпадает с главной (преломляющей)
плоскостью глаза, проходящей через вершину роговицы, так как линза надева-
ется прямо на роговицу. Разница между этими плоскостями соответствует тол-
щине слезного слоя и контактной линзы, то есть не превышает 0,15 мм даже при
высоких рефракциях (рис. 3.1). Роговица и КЛ, разделенные лишь тончайшим
слезным слоем, работают практически как склейка из двух линз, удерживаемых
вместе силами капиллярного притяжения. В отличие от очковой линзы, распо-
ложенной на определенном расстоянии от роговицы, контактная линза надева-
ется непосредственно на поверхность глаза и таким образом напрямую
встраивается в его оптическую систему.
Этим обусловлены как значительные оптические преимущества метода кон-
тактной коррекции зрения, так и ключевая проблема: КЛ — инородное тело, по-
мещенное в глаз. КЛ практически не влияют на размер ретинального
изображения, однако влияют на физиологические процессы в роговице, лимбе
и конъюнктиве, оказывают механическое воздействие и создают преграду между
воздухом и роговицей, что может приводить к гипоксии. На решение этих про-
блем и были направлены усилия производителей. В результате контактная кор-
рекция стала достаточно комфортной и безопасной.
Свыше 130 миллионов людей во всем мире успешно носят КЛ, постоянно или
время от времени. Средний возраст пользователей составляет 31 год, две трети
из них — женщины. Только в США сейчас насчитывается почти 33 миллиона поль-
зователей КЛ; 75% из них — люди в возрасте 18–45 лет. Мировой рынок контакт-
ной коррекции к концу 2014 года оценивался примерно в 7 с половиной
миллиардов долларов. Согласно статистике GfK, в России рынок контактных линз
за 2014 год составил более 10 миллиардов рублей только в салонах оптики (без
учета онлайновых продаж), то есть почти в 3 раза превысил рынок солнцезащит-
ных очков.
По данным за 2004 год, осложнения возникали лишь у 5% пользователей и в
основном были связаны с нарушениями правил эксплуатации — перенашиванием
линз или неправильным уходом за ними. Более важен дискомфорт при ношении,
который до сих пор остается главной причиной отказа от КЛ. В 2010 году при под-
держке компании Alcon в социальной сети Facebook был проведен опрос пользо-
вателей КЛ из Канады. В нем приняли участие более 4000 человек. Чаще всего
причинами отказа от КЛ были дискомфорт, сухость и покраснение глаз, необхо-
димость постоянных финансовых расходов. Итоговая доля «отказников» соста-
вила 23% — такие же результаты наблюдались в Канаде еще в 1990-е годы. С тех
пор были изобретены «дышащие» линзы, которые помогли избавиться от гипо-
ксии роговицы, но оказались менее удобными. Такие итоги опроса заставили
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
специалистов и производителей вновь сосредоточить внимание на проблеме
дискомфорта. В результате к 2016 году на мировом рынке появился целый ряд
многообещающих инновационных продуктов, которые наверняка помогут как
удержать старых пользователей, так и привлечь новых.
При любой степени
поскольку не влияют на размер ретинального изображения и не создают приз-
матического эффекта (рис. 3.2). Установлено, что зрительная работоспособность
миопов в КЛ на 11% выше, чем в очках, и астенопических жалоб не возникает. КЛ
улучшают остроту зрения и состояние аккомодации, помогают восстановить би-
нокулярное зрение. Улучшается работоспособность и кровоснабжение цилиар-
ной мышцы, почти в 2 раза увеличивается запас относительной аккомодации.
Поэтому у близоруких детей, носящих КЛ, близорукость прогрессирует значи-
тельно медленнее. Единственный недостаток заключается в том, что миопам
в КЛ требуется более сильная конвергенция вблизи.
Отдельное перспективное направление контактной коррекции для борьбы
с
тологические КЛ (ОК-линзы) для коррекции гиперметропии и астигматизма, но
чаще всего этот метод используется при близорукости. ОК-линзы сами по себе
не являются оптическим средством коррекции. Фактически это не корригирую-
щие линзы, а специальные шаблоны, которые надеваются на роговицу, чтобы
модифицировать ее форму, пока пациент спит. За ночь роговичный эпителий
принимает форму внутренней поверхности ОК-линз (не за счет давления на ро-
говицу, как часто ошибочно думают, а за счет миграции эпителиальных клеток,
постепенно заполняющих пустоты в подлинзовом пространстве). Дизайн ОК-линз
рассчитывается так, что при коррекции миопии центральная оптическая зона
роговицы становится более плоской, а при коррекции гиперметропии — более
выпуклой. Утром пациент снимает линзу, но роговица сохраняет новую форму
до самой ночи. Это очень удобно, поскольку в активное время суток пациен-
там совершенно не нужны никакие средства коррекции зрения. По результату
ортокератология напоминает кераторефракционную хирургию, но эффект
ОК-линз временный и полностью обратимый. Важным побочным эффектом
1
2
3
к о н т а к т н ы е л и н з ы
к о н т а к т н Ы е л и н з Ы к а к с Р е д с т в о о п т и Ч е с к о Й к о Р Р е к ц и и з Р е н и я
ортокератологии, который подтвержден многочисленными исследованиями в РФ
и за рубежом, оказалось торможение прогрессирования близорукости. ОК-линзы
не только заметно улучшают функциональные показатели миопических глаз,
но и существенно (в 3–4 раза) замедляют осевой рост глаз у детей-миопов.
Гиперметропы, успевшие привыкнуть к очкам, после подбора КЛ поначалу ис-
пытывают зрительный дискомфорт. Дело в том, что при
вые очки увеличивают размер ретинального изображения. После перехода на
КЛ людям кажется, что окружающие предметы стали меньше. И все же после пе-
риода адаптации гиперметропы часто предпочитают КЛ очкам из-за более чет-
кого и контрастного зрения. Кроме того, при зрении вблизи в КЛ гиперметропам
требуется меньшая конвергенция.
При коррекции
либо
контактной коррекции пресбиопии; до начала 2000-х годов он оставался более
популярным. Пациенту подбирают две обычные сферические КЛ с разной опти-
ческой силой. Один глаз настраивается на ближнюю дистанцию, другой — на
дальнюю. Изображения от разных глаз поступают в мозг одновременно, и паци-
ент постепенно приучается выбирать одно из них в соответствии со зрительными
задачами. Недостаток моновидения заключается в том, что при этом сильно стра-
дает восприятие глубины пространства, поэтому для водителей этот метод не
подходит. По сравнению с моновидением мультифокальные ЖГКЛ и МКЛ обес-
печивают намного лучшую стереоостроту зрения. В то же время они усиливают
аберрации высшего порядка и тем самым снижают низкоконтрастную биноку-
лярную остроту зрения. Однако в целом специальные КЛ для пресбиопов, осо-
бенно жесткие, дают более высокое качество зрения, чем моновидение. Сейчас
в России доступно несколько мультифокальных МКЛ массового производства
(табл. 3.1).
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Очковая коррекция астигматизма является довольно сложной задачей, она
может вызывать нежелательные побочные эффекты, такие как анизофория
и анизейкония. Поэтому именно контактная коррекция — оптимальный выбор
при
в подобных случаях получить максимальную достижимую остроту зрения. КЛ для
коррекции астигматизма имеют торическую форму и потому называются также
торическими. Они слегка растянуты в одном меридиане, зависящем от оси астиг-
матизма. Чтобы такой способ коррекции был успешным, необходимо точно за-
фиксировать линзу в одном положении, не допуская ее ротации. Для этого
производители применяют разные дизайны — призматический балласт, пери-
балласт, заднюю торику и другие. Чтобы оптометрист при осмотре со щелевой
лампой легко мог проверить ориентацию линзы на глазу, на торические КЛ на-
носятся специальные лазерные метки.
Для успешного подбора торических КЛ требуется как обширный банк линз
с разными параметрами, так и высокий уровень подготовки оптометриста. При
астигматизме в пределах 0,5–0,75 дптр применение торических КЛ необяза-
тельно. С таким же успехом можно добиться более высокой остроты зрения, на-
значив сферические КЛ с задней асферической поверхностью.
На российском рынке в 2014 году было доступно более 20 МКЛ для коррекции
астигматизма из разных материалов и с разными режимами замены. Главными
новинками последних лет стали однодневные торические линзы Focus DAILIES®
Toric (Alcon), Clariti® 1 day toric (Sauflon – CooperVision) и 1-DAY ACUVUE® MOIST
FOR ASTIGMATISM (Johnson & Johnson), а также линзы ежемесячной замены Pure
Vision 2 for astigmatism, SoftLens Toric (Bausch + Lomb) и Proclear® Toric XR (Coop-
erVision) с высокими значениями силы цилиндра — от 2,75 до 5,75.
При врожденной катаракте или афакии у детей в возрасте от 1 года именно
КЛ являются оптимальным средством первого выбора. Это связано с тем, что глаз
ребенка растет, особенно в раннем возрасте, и подобрать оптическую силу ИОЛ
очень сложно. При односторонней афакии очковая коррекция в принципе не-
переносима из-за слишком большой анизэйконии. Для афакичного глаза необхо-
димо подбирать очень сильные плюсовые линзы, от +8 или 17 дптр до +30 дптр.
Даже при такой оптической силе КЛ размер ретинального изображения остается
практически нормальным. Как отмечает А. А. Киваев, остаточная анизэйкония
после контактной коррекции односторонней афакии достигает 9% при норме
к о н т а к т н ы е л и н з ы
п Р е и м у щ е с т в а и н е д о с т а т к и к о н т а к т н о Й к о Р Р е к ц и и з Р е н и я
в 5–6%, чем и объясняется успешное восстановление бинокулярного зрения
в 60–80% случаев.
КЛ — идеальное средство оптической коррекции при рефракционной анизо-
метропии, однако при осевой анизометропии они не позволяют выправить раз-
ницу в размере ретинальных изображений.
КЛ, в том числе ортокератологические, используются перед рефракционными
операциями как средство, позволяющее заранее смоделировать оптический эф-
фект хирургии, дать прогноз и при необходимости скорректировать степень вме-
шательства. После рефракционных лазерных операций лечебные КЛ
используются в качестве бандажа для быстрого заживления роговицы.
§ 3.3. Преимущества и недостатки контактной
коррекции зрения
более четкое и контрастное зрение, отсутствие нежелательных призматических
эффектов, которые возникают при движениях глаз у пользователей очков. КЛ
очень слабо влияют на размер ретинального изображения, что особенно важно
при рефракционной анизометропии. КЛ сводят к минимуму оптические аберра-
ции, обеспечивают хорошую остроту зрения при неправильной форме роговицы.
На состояние поверхности КЛ не влияют ни дождь, ни туман, ни снег. В отличие
от очков, КЛ позволяют скрыть проблемы со зрением от окружающих, что осо-
бенно важно для детей. КЛ также намного удобнее при занятиях спортом. Цвет-
ные и декоративные МКЛ позволяют изменить цвет глаз или рисунок радужки.
Этот эффект часто используется не только в косметических, но и в профессио-
нальных целях. Например, актеры театра и кино, певцы иногда носят цветные
или crazy линзы, чтобы создать яркий сценический образ.
Но у контактной коррекции есть и некоторые
подбора и адаптации к новым линзам нужно время. Необходимо регулярно, раз
в полгода проходить профилактический осмотр у оптометриста. Если пользова-
тель не появляется в кабинете врача хотя бы раз в год, это почти наверняка чре-
вато осложнениями. Массовые продажи МКЛ в супермаркетах, уличных автоматах
и интернете отрицательно сказываются как на бизнесе оптических салонов, так
и на общей культуре контактной коррекции, поскольку все это постепенно раз-
рушает связь между пациентом и врачом.
Пользователи должны учиться правильно обращаться с КЛ, а если их линзы
не однодневные, регулярно проводить дезинфекцию и очистку. При опросах ре-
гулярно отмечается, что контактная коррекция — дополнительная и довольно
ощутимая статья расходов. Пользователям КЛ любых типов необходимо покупать
средства ухода, иногда и увлажняющие капли для улучшения комфорта, а при
ношении линз плановой замены и однодневных регулярно пополнять их запас.
Технические параметры МКЛ плановой замены постепенно ухудшаются по мере
их использования. Наконец, пользователи часто повреждают или теряют свои
линзы. Поэтому все более популярны одноразовые, или однодневные МКЛ,
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
несмотря на сравнительно высокую стоимость. Они автоматически избавляют от
многих из перечисленных проблем: уход за такими линзами не нужен, их наде-
вают утром и выбрасывают в конце дня.
В зависимости от состояния здоровья глаз, чувствительности роговицы, каче-
ства самих КЛ время ношения может быть ограничено. Регулярное длительное
ношение МКЛ по разным причинам может приводить к повреждению роговицы.
Например, линзы из устаревших материалов, которые слабо пропускают воздух
к роговице и плохо влияют на слезообмен, как правило, вызывают хроническую
гипоксию и симптомы сухости. В результате клетки роговичного эпителия испы-
тывают постоянный стресс, что в конце концов делает ношение КЛ невозможным.
Механическое воздействие при заостренном дизайне края МКЛ вызывает
ощущение линзы на глазу, раздражает, а иногда слегка травмирует периферию
эпителия роговицы, особенно если МКЛ изготовлены из твердого материала с
большим содержанием силикона. Возникает дискомфорт, в крайних случаях – ме-
ханические повреждения. Чаще всего с механическим воздействием КЛ связаны
бессимптомные вмятины и повреждения, прокрашивание роговицы. В крайних
случаях возможно развитие гигантского папиллярного конъюнктивита (ГПК).
Большинство современных МКЛ выпускается с оптимизированной формой края
специально для того, чтобы улучшить комфорт и слезообмен, уменьшить меха-
ническое воздействие линзы на роговицу.
ГПК — серьезное осложнение, связанное прежде всего с ношением силикон-
гидрогелевых КЛ первого поколения, которые отличались высоким модулем
упругости (большинство из них уже снято с производства). Существует 2 основ-
ных фактора риска возникновения ГПК: токсико-аллергический (в ответ на от-
ложения денатурированного белка на линзе) и механический (реакция на
сочетание высокого модуля упругости, неоптимальной для данного пациента
формы края и механического контакта с плохо смачиваемой поверхностью КЛ).
ГПК может привести к долговременной или постоянной непереносимости КЛ.
Проф. Брайен Холден предположил, что ГПК возникает из-за сочетания ряда
факторов – дизайна края, модуля упругости и других характеристик материала
и поверхности линзы. В случае ГПК необходимо прервать ношение КЛ до исчез-
новения всех симптомов. Затем можно попробовать перейти на контактные
линзы, обладающие повышенной устойчивостью к белковым отложениям (I или
II класса по классификации FDA), с плазменной обработкой поверхности. Также
стоит обратить внимание на линзы с низким модулем упругости.
Некоторые средства ухода способны поддерживать белки слезы в активном
состоянии, за счет чего происходит меньшая их денатурация. Это также важно
для профилактики ГПК.
Неаккуратное снятие или надевание линз ведет к повреждению их краев или
поверхности. В этих местах возникают эрозии роговицы, для заживления кото-
рых необходимо прервать ношение и заменить линзы.
Случайно попавшее под край КЛ инородное тело может привести к серьезным
травмам и заболеваниям роговицы, особенно при ортокератологической кор-
рекции. Перед надеванием КЛ необходимо тщательно мыть руки, вытирать их по-
лотенцем, не оставляющим ворсинок, и внимательно осматривать линзы.
к о н т а к т н ы е л и н з ы
п о к а з а н и я и п Р о т и в о п о к а з а н и я к н о ш е н и ю к л
§ 3.4. Показания и противопоказания к ношению КЛ
Несмотря на определенные сложности, связанные с контактной коррекцией,
в некоторых случаях назначение КЛ вместо очков — вынужденная мера.
1. Рефракционная анизометропия — разница в оптической силе левого и пра-
вого глаза. Выправить ее можно только с помощью контактной коррекции, по-
скольку очковая в подобных случаях в принципе непереносима (этот вопрос
подробно разбирался в § 2.3).
2. Высокая степень миопии или афакия. В этих случаях необходимы очень
сильные минусовые линзы. Очковые линзы будут слишком уменьшать ретиналь-
ное изображение.
3. Проблемы с формой или общим состоянием роговицы: иррегулярные ро-
говицы, кератоконус и кератоглобус. По данным А. А. Киваева и Т. Д. Абуговой,
у пациентов с кератоконусом, носящих КЛ, средняя острота зрения примерно
в 2 раза выше, чем в очках; у всех больных наблюдается устойчивое бинокуляр-
ное зрение, тогда как при ношении очков — только у 74%.
4. Лечебные мягкие КЛ либо применяются в качестве бандажа для заживле-
ния роговицы после травм, либо пропитываются лекарствами, которые посте-
пенно высвобождаются из материала линзы в ткани переднего отрезка глаза
(при различных глазных заболеваниях).
5. Серьезные ошибки рефракционной хирургии, ведущие к рефракционным
нарушениям, которые невозможно исправить с помощью очковой коррекции.
6. В редких случаях — физическая невозможность носить очки, например, из-
за отсутствия или деформации наружного носа.
Кроме того, КЛ — незаменимое средство оптической коррекции для спортсме-
нов и военных, особенно летчиков, так как при занятиях активными видами
спорта, в противогазах, специальных шлемах или защитных очках использование
очков невозможно или очень затруднительно.
Перед подбором КЛ пациенту следует оценить ряд факторов — зрительных,
косметических, медицинских и возрастных, профессиональных, психологических,
а также факторов окружающей среды. Зрительными противопоказаниями яв-
ляются слабые (до 1 дптр) рефракционные ошибки, высокий астигматизм (со-
временные торические КЛ позволяют корригировать астигматизм до 5,75 дптр).
Что касается профессии, то, например, явно не стоит назначать КЛ пожарному.
Или, например, в некоторых случаях профессия требует высокой остроты зрения
в темное время суток (дальнобойщики, штурманы). Тогда лучше использовать КЛ,
особенно с асферической оптикой. Иногда очки помогают скрыть дефекты лица
или сильное косоглазие и потому более предпочтительны.
1. Активная инфекция или патология.
2. Рецидивные эрозии роговицы.
3. Сильный насморк, катар дыхательных путей.
4. Аллергии.
5. Весенний кератоконъюнктивит.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
6. Диабет (из-за слабости эпителия и нарушения трофики роговицы).
7. Анатомические (например, потеря века).
8. Повышенная чувствительность роговицы, век или краев век.
9. Низкий объем или качество слезы.
10. Редкое моргание, снижение чувствительности роговицы.
11. Симптомы сухости, вызванные приемом некоторых лекарств (такой эффект,
например, дают антигистаминные препараты).
12. Возрастные изменения: ухудшение качества слезы и уменьшение слезопро-
дукции, пониженный тонус век.
13. Синдром сухого глаза с временем разрыва слезной пленки меньше 5 секунд.
14. Нарушение координации движений или тремор рук, затрудняющие манипу-
ляции с линзами.
15. Курение.
1. Сухой климат.
2. Значительная высота над уровнем моря.
3. Постоянная сухость в рабочем или жилом помещении (в частности, из-за кон-
диционеров, центрального отопления).
4. Постоянная работа за компьютером.
5. Пыльная местность, большое количество пыли в рабочем или жилом помещении.
Не все из перечисленных противопоказаний абсолютны, но все заслуживают
того, чтобы учитывать их перед назначением КЛ. Например, почти все люди сей-
час активно пользуются мобильными цифровыми устройствами с дисплеями, что
вызывает риск компьютерного зрительного синдрома. Кроме того, стационарные
компьютеры и ноутбуки всегда создают статический электрический заряд. По-
этому в рабочую зону неизбежно притягивается пыль, разгоняемая кулерами по
воздуху. Поскольку роговичные КЛ удерживаются на глазах по принципу при-
соски, эта пыль легко может оказаться у края линзы и попасть под нее. Конечно,
все это не означает, что кандидатов на контактную коррекцию не осталось. Про-
сто при работе с пациентами, подолгу работающими за компьютером, стоит уде-
лять повышенное внимание увлажнению и комфорту. Необходимо подбирать им
самые лучшие в этом отношении КЛ, средства ухода с пролонгированным увлаж-
няющим действием, слезозаменители.
Большое значение для успешного и здорового ношения КЛ имеют условия
жизни и работы — подходящий климат, чистота в помещении, нормальная тем-
пература и влажность.
Не менее важны психологические противопоказания. Например, некоторые
люди в принципе не выносят присутствия инородного тела в глазу, остро реаги-
руют на малейший дискомфорт, не могут научиться надевать и снимать КЛ. Бес-
смысленно подбирать КЛ недисциплинированному человеку, не готовому взять
на себя ответственность за собственное здоровье и не понимающему, что нару-
шение правил эксплуатации грозит серьезными глазными осложнениями.
Разумеется, абсолютно дисциплинированный пациент — идеал, который
встречается довольно редко, особенно сейчас, когда КЛ все чаще покупаются
к о н т а к т н ы е л и н з ы
и с т о Р и я к о н т а к т н Ы х л и н з и м а т е Р и а л о в
через интернет, иногда даже без первичного осмотра у специалиста. Оптомет-
ристы и производители понимают это и стараются облегчить жизнь пользовате-
лей КЛ, по возможности переводя их на линзы с высокой кислородной
проницаемостью и однодневные, чтобы свести к минимуму возможные риски.
Разрабатываются антибактериальные линзы, которые скоро сделают ненужными
дезинфицирующие растворы для КЛ.
Но никакие продвинутые материалы и технологии сами по себе не могут за-
щитить пользователя, сознательно или по небрежности нарушающего правила
эксплуатации. Одна из проблем, особенно актуальная в РФ, — перенашивание
линз. Двухнедельные КЛ иногда носят в течение месяца, однодневные — целую
неделю. Встречаются еще более вопиющие случаи нарушения режима ношения,
когда линзы не снимают так долго, что они врастают в роговицу или веко. Ра-
ботник оптики должен дать понять потенциальным нарушителям, что перенаши-
вание – их личный рискованный эксперимент, и ответственность за результаты
будет лежать на них, а не на производителе или продавце.
§ 3.5. История контактных линз и материалов
У контактной коррекции довольно долгая история. Еще в 1823 году Джон Гер-
шель впервые описал принцип действия роговичных линз и показал, что эта
идея вполне осуществима. В 1888 году швейцарский офтальмолог Адольф Т. Фик
опубликовал статью о практическом применении роговичных и склеральных КЛ,
которые он также называл «стеклянной роговицей». В его опытах линзы были
изготовлены по слепкам с трупных глаз человека и использовались для коррек-
ции неправильного астигматизма и кератоконуса. В том же году французский
медик Эжен Каль описал применение КЛ при кератоконусе и для стабилизации
миопии. Через год офтальмолог из Германии Август Мюллер защитил диссерта-
цию на тему «роговичных линз». Для их изготовления он впервые использовал
слепки с живых глаз. У всех пионеров контактной коррекции линзы были на
самом деле не роговичными, а склеральными, поскольку покрывали всю види-
мую часть склеры.
Затем в течение 60 лет по-прежнему применялись
массовое производство которых наладило предприятие Carl Zeiss. Отдельные по-
пытки немецких оптиков сделать роговичные линзы потерпели неудачу, по-
скольку КЛ из стекла были слишком тяжелы, чтобы прочно держаться на
роговице. К концу 1930-х годов в США стали выпускать склеральные КЛ из орг-
стекла — полиметилметакрилата (ПММА). Сначала это были комбинированные
линзы из стекла и пластмассы по краям, а затем сплошные. С 1943 года в скле-
ральных КЛ начали сверлить отверстия для свободной циркуляции слезы. Скле-
ральные линзы — исторически самый старый тип КЛ, но сейчас специалисты
снова стали часто подбирать их. Возрождение интереса к склеральным линзам
объясняется их универсальностью: они позволяют решить множество клиниче-
ских проблем (рис. 3.3). К тому же появились новые материалы.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В 1947 году были выпущены первые роговичные линзы из ПММА, которые пе-
реносились гораздо лучше, чем склеральные, и давали лучшее качество зрения.
Это сразу резко ускорило развитие контактной коррекции. Дизайны жестких КЛ
и методы подбора постоянно совершенствовались на основе новых данных о то-
пографии роговицы. Немного позже, в 1960-е годы в оргстекло стали добавлять
силикон для улучшения кислородопроницаемости. Так появились
с тех пор значительно улучшились, жесткие линзы стали намного комфортнее.
Если недостатком чистого ПММА была очень низкая кислородопроницаемость,
то недостатки силикона — жесткость и слабая устойчивость к липидным отложе-
ниям. Силиконовые акрилаты (силоксаны) — сополимеры ПММА и силикона по-
прежнему широко применяются, но появляются и новые материалы без
силикона, также обеспечивающие хороший доступ кислорода к роговице.
В конце 1950-х годов чешские химики Отто Вихтерле и Драгослав Лим совер-
шили революцию в контактной коррекции. Они изготовили первую партию
менялся новый, гидрофильный, прозрачный и стабильный по форме полимер —
гидроксиэтилметакрилат (ГЭМА). Новый материал мог впитывать влагу до 38,5%
собственной массы. Через несколько лет Отто Вихтерле изобрел более совер-
шенный метод ротационной полимеризации, при котором вогнутая форма с по-
лимером быстро вращается по вертикальной оси. В 1966 году знаменитая
оптическая компания Bausch & Lomb (США) заинтересовалась изобретениями
Вихтерле, закупила патенты и впервые приступила к массовому производству
МКЛ. Наступила эпоха гидрогелевых материалов и мягких линз (рис. 3.4).
к о н т а к т н ы е л и н з ы
и с т о Р и я к о н т а к т н Ы х л и н з и м а т е Р и а л о в
Комфортность ношения КЛ зависит от
смачиваемости и способности впитывать влагу. Плохая смачиваемость КЛ ведет
к быстрому высыханию надлинзовой слезной пленки и симптомам сухости (этот
механизм описан в § 2.4). Поэтому производители долгое время стремились уве-
личить влагосодержание гидрогелевых материалов, пока не выяснилось, что
у высокой гидрофильности есть и обратная сторона. Во-первых, гидрогелевые
КЛ с влагосодержанием более 50% оказались менее прочными. Во-вторых, такие
линзы хуже сохраняют форму и менее устойчивы к дегидратации: при ношении
они теряют влагу намного быстрее. В течение дня это вызывает те самые симп-
томы сухости, от которых надеялись избавиться, доведя влагосодержание до 60%
и выше. Сами же линзы в течение дня из высокогидрофильных превращаются
в средне- или низкогидрофильные прямо на глазу.
Однако технологии не стоят на месте. Химические свойства материалов многих
современных МКЛ препятствуют испарению влаги и сохраняют возможность носить
линзы долго и комфортно. Это позволило значительно увеличить долю воды в ма-
териалах линз. Например, гидрогелевые МКЛ Biotrue ONEday (Bausch + Lomb) из ма-
териала HyperGel™ к концу дня теряют всего лишь 1,5% влаги. При этом у них очень
высокое влагосодержание 78%, соответствующее влагосодержанию роговицы
глаза. В силиконгидрогелевой МКЛ DAILIES TOTAL1 (Alcon) влагосодержание уве-
личивается от 33% в центре до 80 и почти до 100% у поверхности и удерживается
на том же уровне спустя 14 часов ношения. Высоким влагосодержанием (свыше
50%) отличаются силиконгидрогелевые МКЛ MyDay и CLARITI 1 day (CooperVision).
Другая важная характеристика материала КЛ —
развивается хроническая гипоксия. «Кислородное голодание» роговицы ведет
к тяжелым последствиям. За несколько лет существенно утончается эпителий
и строма роговицы, появляется много микроцист, в течение дня наблюдается вы-
раженный отек роговицы, покраснение лимба и неоваскуляризация. Кроме того,
изменениям подвергаются и клетки эндотелия (особенно при ношении линз
дольше 10–15 лет), уменьшается количество клеток и меняется их размер. Поэтому
при стаже ношения КЛ от 10–15 лет очень желательно проводить эндотелиоско-
пию в ходе планового осмотра или при подборе новых линз.
Исследования показали, что отрицательные симптомы в роговичном эпителии
сохраняются на протяжении месяца после снятия линз. Изменения в строме
и эндотелии оказались еще более устойчивыми: нужно минимум полгода, чтобы
избавиться от этих симптомов. Все они вызваны гипоксией.
Известные исследователи Холден и Мерц вывели величину Dk/t = 24,1 для
дневного ношения КЛ и Dk/t = 87 для ночного ношения, то есть при сне в кон-
тактных линзах (так называемый
пускания кислорода гарантирует, что у пользователя линз не будет развиваться
отек роговицы. Затем критическое значение для открытого глаза (при дневном
ношении КЛ) было уточнено: для предупреждения гипоксии необходима кисло-
родопропускаемость Dk/t = 35. Для сохранения нормальной физиологии рого-
вицы в контактных линзах глаза должны получать не менее 90% от обычного
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
(в отсутствие линз) количества кислорода. В 90-е годы гидрогелевые МКЛ не
могли обеспечить такой высокий уровень кислородопропускаемости. В резуль-
тате проблема гипоксии при ношении МКЛ приобрела очень широкие масштабы.
Группа исследователей во главе с проф. Брайеном Холденом и в тесном со-
трудничестве с компанией CIBA Vision создала материал принципиально нового
типа – полимерную матрицу, в которой гидрофильный гидрогель объединен
с гидрофобным силиконом. Силиконгидрогель значительно улучшил способность
линз пропускать кислород. Первая «дышащая» МКЛ Focus NIGHT & DAY была вы-
пущена в 1999 году компанией CIBA Vision. Вскоре появилась и МКЛ Pure Vision
от другого лидера рынка – компании Bausch & Lomb, которая с тех пор развивает
эту линейку для специализированных сегментов рынка (коррекция астигматизма
и пресбиопии, повышение чекости зрения благодаря коррекции аберраций).
Разработка разных силиконгидрогелевых материалов стала очередной техноло-
гической революцией в контактной коррекции.
помогли победить гипоксию и обеспечить здоровое ношение. Именно поэтому
уже к началу 2007 года на СГКЛ приходилось более 90% подборов контактных
линз по всему миру.
Однако СГКЛ принесли с собой новые проблемы, связанные с принципиаль-
ными недостатками силикона – одного из компонентов полимерной матрицы. Из-
за силикона СГКЛ притягивали липидные отложения. Кроме того, новые линзы
оказались жесткими и гидрофобными, что плохо сказывалось на комфорте и био-
совместимости линз с тканями переднего отрезка глаза. Упомянутые выше первые
СГКЛ сначала рекомендовались для непрерывного ношения в течение 30 дней.
Вскоре выяснилось, что не снимать линзы на ночь все-таки слишком опасно: риск
развития кератита возрастает многократно. Сейчас под «расширенным режи-
мом ношения» понимают скорее возможность не снимать линзы 2–3 дня в опре-
деленных ситуациях, например, во время командировок и путешествий.
С гидрофобностью силиконгидрогелевых материалов 1-го и 2-го поколения
производители боролись с помощью различных увлажняющих агентов, пропи-
тывающих материал и выделяемых при моргании либо напрямую включенных
в матрицу линзы (последний подход характерен для компании Johnson & John-
son). Поверхность некоторых СГКЛ на завершающем этапе производства подвер-
галась плазменной обработке, чтобы улучшить гладкость поверхности, сделать
линзы более комфортными и устойчивыми к отложениям. Например, обе техно-
логии использовала компания CIBA Vision (ныне подразделение Alcon) в своей
линейке AIR OPTIX, которая до сих пор успешно развивается.
Поначалу производители стремились увеличить кислородопроницаемость ма-
териала за счет повышения доли силикона. Скоро выяснилось, что чем больше
силикона, тем хуже увлажнение и комфорт. А при достижении Dk/t от 40 до 54
дальнейшее улучшение кислородопропускаемости фактически уже не помогало
провести больше кислорода к роговице. В итоге наметилась новая тенденция:
искать оптимальный баланс, уменьшать долю силикона, чтобы линза была более
комфортной, но при этом все же отвечала критерию Холдена – Мерца для днев-
ного ношения. Появилось 2-е, а затем и 3-е поколение силиконгидрогелевых ма-
териалов с более низким модулем упругости и улучшенной смачиваемостью.
к о н т а к т н ы е л и н з ы
и с т о Р и я к о н т а к т н Ы х л и н з и м а т е Р и а л о в
В 2015 году компания CooperVision представила новую СГКЛ MyDayTM из так на-
зываемого «умного силикона» Stenfilcon A. Это стало новым шагом в химии по-
лимеров и принципиально новым этапом развития силиконгидрогелевых линз.
Впервые вода стала интегрированной частью материала, что обеспечивает его
увлажнение на молекулярном уровне – так называемую естественную смачивае-
мость, без специальных увлажнителей и покрытий. Кроме того, впервые удалось
в силиконгидрогелевой линзе достичь уровня мягкости гидрогелевого мате-
риала (модуль упругости MyDayTM равен 0,4 МПа).
Контактные линзы с высоким уровнем Dk/t стали стандартом здорового но-
шения. Недавно силиконгидрогелевые материалы начали проникать даже в сег-
мент косметических КЛ, которые не всегда нужно носить в течение всего дня. Но
химия гидрогелей тоже не стоит на месте: линзы Biotrue ONEday от Bausch + Lomb
изготавливаются из гидрогелевого материала с Dk/t = 42. Этот показатель кис-
лородопропускаемости не просто отвечает критерию Холдена – Мерца для днев-
ного ношения, а даже превышает его.
Гонка технологий между компаниями-производителями делает МКЛ все более
комфортными и простыми в обращении. Важнейшие достижения последних
лет – массовое производство МКЛ плановой замены, изобретение и постоянное
улучшение материалов с высокой кислородопроницаемостью, широкое приме-
нение торических КЛ для коррекции астигматизма и мультифокальных для кор-
рекции пресбиопии. Улучшение биосовместимости МКЛ с тканями переднего
отрезка глаза повышает комфорт для пользователей.
Ожидается, что
новыми режимами замены (двухнедельным и месячным) и так называемые тра-
диционные МКЛ (срок замены – от 6 до 12 месяцев). Это объясняется как большей
физиологичностью однодневных линз, так и тем, что пользователю не нужно по-
купать средства ухода. Долгое время высокая стоимость была препятствием для
широкого распространения однодневных КЛ, но разница в цене между ними
и линзами плановой замены постепенно уменьшается, особенно с учетом стои-
мости растворов для очистки и дезинфекции. Сегмент одноразовых КЛ на рынке
контактной коррекции растет быстрее всех, и, по прогнозам, к 2020 году именно
они будут доминировать на рынке. К этому же времени должны появиться и КЛ
с антибактериальным покрытием. Ожидается, что «умные» МКЛ от Google и No-
vartis можно будет использовать для слежения за температурой и уровнем са-
хара, а также вместо шлемов виртуальной реальности и цифровых экранов.
Бывают случаи, когда МКЛ массового производства не отвечают потребностям
пациентов: дистрофия роговицы, кератоконус, синдром сухого глаза, повышен-
ная чувствительность роговицы, эктазии, неправильная форма роговицы и так
далее. В этих случаях назначаются
заказу, – как МКЛ, вытачиваемые из заготовок, так и ЖГКЛ, гибридные и скле-
ральные контактные линзы.
гим сегментом бизнеса контактной коррекции. Если лаборатория по изготовле-
нию жестких КЛ находится в другом городе, приходится ждать заказа.
Привыкать к ним приходится дольше, чем к мягким, – около недели, причем каж-
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
дый раз заново после перерыва в ношении. Размер роговичных ЖГКЛ меньше,
чем МКЛ, и линзы могут выпасть из глаз при резких движениях, например, во
время занятий спортом. Это и есть все недостатки жестких линз, наряду со
сравнительно высокой ценой. Зато они вытачиваются по индивидуальному за-
казу, в точном соответствии с формой роговицы пациента, и при правильном
уходе служат до полутора лет. Жесткость материала обеспечивает более высокое
качество оптической поверхности. Зрительное изображение получается более
качественным, с уменьшенными аберрациями высшего порядка.
У
именно склеральные линзы – исторически первый тип КЛ, они выпускаются уже
более 100 лет. Современные склеральные КЛ, как и ЖГКЛ, делаются из более ка-
чественных материалов с очень высокой кислородопроницаемостью. Об уве-
личении интереса к склеральным линзам говорит рост числа и популярности
учебных курсов, семинаров и конференций по этой технологии.
Склеральные линзы очень универсальны и помогают в самых разных слу-
чаях. Например, если пациент не переносит обычную контактную коррекцию
из-за повышенной чувствительности роговицы, ему вполне подойдут скле-
ральные линзы, так как они опираются краями не на роговицу в зоне лимба,
а на куда менее чувствительную склеру. Слезная жидкость свободно обвола-
кивает всю поверхность глаза под линзой, что резко уменьшает риск синдрома
сухого глаза. При кератоконусе склеральные линзы предпочтительнее, чем ро-
говичные ЖГКЛ.
§ 3.6. Косметические контактные линзы
Большинство мягких и жестких контактных линз слегка тонированы для удоб-
ства в обращении (полностью бесцветную линзу очень трудно заметить в рас-
творе, когда она находится в блистере, флаконе или кейсе для хранения).
Следовательно, согласно действующему российскому ГОСТу, практически все КЛ
можно назвать «окрашенными», что создает ненужную путаницу.
Окрашенные МКЛ, на которые наносится полупрозрачный или непрозрачный
рисунок, перекрывающий радужку, называют
Цветные МКЛ используются для украшения или маскировки дефектов глаза.
В зависимости от целей плотность и вид окраски бывают разными. Цветные кон-
тактные линзы можно разделить на 3 группы.
страненная и популярная разновидность косметических контактных линз. На них
наносится рисунок, имитирующий рисунок радужной оболочки. Такие КЛ изме-
няют цвет глаз и при этом смотрятся естественно. Эффект зависит от интенсив-
ности и плотности рисунка. Цветные МКЛ делятся на 2 подгруппы:
•
собственно
ностью меняют цвет глаз, как светлых, так и темных);
•
светлых глаз (оттеночные линзы можно носить и на темных глазах, чтобы при-
дать взгляду особую выразительность).
к о н т а к т н ы е л и н з ы
к о с м е т и Ч е с к и е к о н т а к т н Ы е л и н з Ы
Нередко эти разновидности цветных КЛ выпускаются в рамках одной линейки
брендов, чтобы можно было подобрать либо оттеночные, либо цветные линзы
в зависимости от потребностей пользователя.
Иногда используются дополнительные выразительные средства — блестки,
золотое или черное кольцо вокруг радужки, из-за которого глаза кажутся очень
большими и сразу притягивают внимание, и т. п.
чудаковатый, потрясающий, волнующий») с неестественным рисунком, который
не просто меняет цвет радужки, а полностью перекрывает ее. Для этого нано-
сится до 3 цветных слоев, что значительно снижает кислородопроницаемость
таких линз. Используются самые разные рисунки: вертикальный зрачок, красный
глаз, «волчий глаз», бельмо, спираль, мишень, паутина, футбольный мяч, знак
доллара и т. п. Линзы крейзи не просто изменяют имидж, а делают его очень
броским и вызывающим. Такие КЛ пользуются популярностью у рок-музыкантов,
артистов, молодежи. Их также называют карнавальными и дискотечными.
косметических дефектах глаза — помутнениях и рубцах роговицы, бельмах, ани-
ридии (отсутствии радужки) и т. д. Не выпускаются массово, а изготавливаются
вручную в частных лабораториях контактной коррекции. Преимущество маски-
рующих КЛ — возможность обойтись без удаления глазного яблока и протезиро-
вания, то есть сохранить глаз в ожидании лечения. Иногда для косметической
маскировки могут успешно применяться и те цветные МКЛ массового производ-
ства, которые полностью меняют цвет любых глаз, в том числе темных.
Большинство цветных и оттеночных МКЛ выпускаются со сроком замены в
1 месяц, хотя встречаются и однодневные косметические линзы, и ежекварталь-
ные, и традиционные (срок замены — от 6 до 12 месяцев). Однодневные цветные
МКЛ очень удобны для эпизодического ношения. Маскирующие КЛ обычно изго-
тавливают под заказ из традиционных гидрогелевых линз или заготовок. Часть
брендов цветных МКЛ выпускается с разными диоптриями, чтобы обеспечить
возможность оптической коррекции.
С самой технологией изготовления цветных КЛ связаны возможные про-
блемы, о которых должны знать как специалисты, так и пользователи.
нительный красочный слой, возникает логичный вопрос: как это влияет на
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
кислородопроницаемость? На самом деле красочный слой очень тонок, а иногда
наносится в виде отдельных линий и точек. Поэтому цветные линзы от ведущих
производителей пропускают кислород к роговице не хуже, чем обычные МКЛ из
аналогичных материалов. Соответственно, все рекомендации и ограничения по
времени ношения должны быть такими же. В середине 2014 года компания Alcon
выпустила Air Optix® Colors — первые в мире «дышащие» цветные МКЛ из сили-
конгидрогелевого материала. При необходимости их можно даже не снимать
перед сном.
Все это не относится к линзам crazy с очень высокой плотностью красочных
слоев. При ношении таких КЛ для сохранения здоровья роговицы необходимы
жесткие ограничения: не более 2–3 часов в сутки!
нанесении красочного слоя в центре контактной лизы оставляют прозрачную
зону, соответствующую зрачку. Однако при расширении зрачка или децентра-
ции линзы край окрашенной зоны наползает на зрачок. Это вызывает затумани-
вание зрения и зрительный дискомфорт. Для борьбы с этим нежелательным
эффектом производители стремятся обеспечить стабильную посадку цветных
линз на глазу и по возможности расширить диаметр оптической зоны. Вполне
достаточно 4–5 мм, чтобы большинство пользователей не испытывали диском-
форта при умеренном комнатном освещении.
проблема характерна только для низкокачественных цветных МКЛ. Например,
проведенные в Японии исследования показали, что дешевые крейзи-линзы от
малоизвестных производителей действительно могут представлять угрозу для
здоровья глаз. Пигментный слой, нанесенный на внутреннюю сторону КЛ, входит
в контакт с роговицей и содержит потенциально опасные вещества.
Крупные производители цветных МКЛ — Johnson & Johnson, Alcon, Cooper-
Vision, Bausch + Lomb, Adria (линейка Interojo) — используют только безопасные
красители, причем рисунок наносится на линзу в процессе полимеризации. Эта
технология стала практически стандартом. В результате красочный слой заклю-
чен внутри материала линзы и вообще не соприкасается с роговицей.
§ 3.7. Средства ухода за КЛ
Важнейшие задачи ухода за контактными линзами: промывка и очистка, дез-
инфекция, увлажнение и безопасное хранение линз в контейнере, включая его
дезинфицирующую обработку. В последнее время к этому добавилось улучшение
комфорта в начале ношения и в течение дня. Раньше почти для каждой из этих
целей применялись специальные средства ухода.
Сейчас стандартом ухода стали
мягких и/или жестких линз, совмещающие все необходимые функции. Обяза-
тельные компоненты МФР – консерванты, буферные вещества и дезинфектанты.
Подбирая пациенту с СГКЛ подходящий МФР, следует обратить внимание на дез-
инфицирующие свойства и способность удалять с линзы белки и липиды, не
ухудшая ее смачиваемость. В идеальном случае раствор должен уничтожать все
к о н т а к т н ы е л и н з ы
с Р е д с т в а у х о д а з а к л
резистентные микроорганизмы при минимальной токсичности для роговицы
и обеспечивать комфорт в течение всего дня.
МФР идеально подходят для линз плановой замены и очень просты в исполь-
зовании. Однако встречаются аллергические реакции на содержащиеся в МФР
консерванты. Поэтому
Если пациент испытывает дискомфорт, это достаточно часто можно исправить,
просто предложив ему другой раствор. Важно помнить об этом, так как диском-
форт – главная причина отказа от КЛ. Важнейшие факторы при выборе МФР: со-
вместимость раствора с материалом КЛ, которые носит пациент, очищающий
и дезинфицирующий эффект, повышенный комфорт при ношении линз, удобство
использования и доступная для пациента цена.
По статистике, от 40 до 90% пользователей нарушают как минимум одно из
правил очистки КЛ. Неправильная очистка снижает эффект раствора. Три чет-
верти пациентов не протирают и не промывают линзы раствором. Часто бывает,
что пациенты не оставляют линзы в растворе на всю ночь, не используют еже-
дневно свежий раствор, не сушат и не заменяют вовремя контейнер для контакт-
ных линз. По некоторым данным, более трети пользователей даже не моют руки
перед надеванием КЛ. Перевоспитывать потребителей бесполезно, поэтому
производители стараются сделать новые МФР как можно более эффективными
(даже с учетом возможных нарушений) и простыми в использовании.
Все дезинфицирующие растворы для КЛ должны соответствовать междуна-
родным стандартам. В ходе испытаний проводятся тесты на различные бактерии
и грибки Candida albicans и Fusarium solani. После рекомендуемой производите-
лем процедуры ухода за КЛ количество жизнеспособных микроорганизмов на
линзе должно быть на безопасном уровне. Растворы также должны уничтожать
акантамебу — очень распространенную бактерию, которая обитает в почве и
пресной воде. По дезинфицирующему эффекту некоторые современные МФР
практически достигли уровня пероксидных систем (см. ниже) и при этом очень
долго сохраняют антимикробную активность. В растворах Biotrue (Bausch & Lomb),
CyClean и Synergi (CooperVision), «ОПТИ-ФРИ® PureMoist» (Alcon) и COMPLETE Re-
vitaLens (Abbott Medical Optics), а также «ЛИКОСОЛ-2000» и «ЛИКОНТИН-УНИВЕР-
САЛ» (НПФ «Медстар») можно безопасно хранить КЛ на протяжении 30 дней.
Ежедневная очистка поверхности КЛ необходима, чтобы удалить слизь, ли-
пидные, белковые и неорганические отложения, нерастворимые загрязняющие
вещества. Все это ухудшает оптические свойства линз и комфорт, может причи-
нить вред роговице или стать питательной почвой для бактерий. Отложения
также мешают химической дезинфекции.
Некоторые МФР содержат очищающие вещества — предполагалось, что это
позволит обойтись вообще без механической очистки линз. Cамо по себе хране-
ние в современных МФР в течение нескольких часов действительно очищает КЛ.
Раствор Biotrue позволяет добиться полноценной дезинфекции за 4 часа. И все-
таки, чтобы обеспечить наилучшую очистку и дезинфекцию, необходимо также
вручную протирать линзы с раствором. В 2010 году американская контроли-
рующая организация FDA официально постановила, что производители должны
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
убрать с упаковок надписи no rub (англ. «не протирать») и no rinse (англ. «не
промывать»). Специальный раствор «ЛИКОНТИН-С»® (НПФ «Медстар») предна-
значен как раз для ежедневной очистки КЛ от загрязнений («шампунь» для
линз).
В составе многофункциональных растворов, кроме дезинфектантов, есть
увлажняющие и смазывающие компоненты. Они добавляются для улучшения
комфорта при ношении КЛ. Увлажняющие вещества (например, поливинилпир-
ролидон) способствуют распределению раствора по всей поверхности линзы.
Смазывающие вещества добавляются в раствор, чтобы улучшить смачиваемость
поверхности линз. Это особенно важно для пользователей СГКЛ, обычно испы-
тывающих дискомфорт из-за гидрофобности линз.
Например, в состав МФР «ОПТИ-ФРИ® PureMoist» входит увлажняющий агент
HydraGlyde®. Он встраивается в поверхность линзы после обработки раствором
и сохраняет ее увлажненной в течение 16 часов. В некоторых МФР — например,
Biotrue (Bausch + Lomb), Hy-Care (Sauflon/CooperVision), DenIQ Unihyal (Soleko S.p.A.),
UNICA SENSITIVE (Avizor) и OPTIMED pro Active («Оптимедсервис») — для увлажнения
применяется гиалуроновая кислота. Это природный лубрикант, содержащийся
в тканях глаза. Один грамм гиалуроновой кислоты способен удерживать один литр
воды. В растворе Biotrue гиалуроновая кислота поддерживает непрерывное увлаж-
нение КЛ 20 часов после надевания. Этот МФР также способен поддерживать белки
слезы в активном состоянии, за счет чего происходит меньшая их денатурация. Это
очень важно для профилактики ГПК. МФР DenIQ Unihyal помимо непрерывного
увлажнения в течение 24 часов обеспечивает стопроцентную биосовместимость
при отсутствии аллергических реакций и других побочных эффектов. МФР «ЛИ-
КОНТИН-УНИВЕРСАЛ», «ЛИКОСОЛ-2000» и «ЛИКОНТИН-НЕО-МУЛЬТИ» (НПФ «Мед-
стар») содержат специальные увлажняющие полимеры, которые обладают еще
и смазывающим эффектом, облегчая скольжение линзы.
Для комфортного ношения контактных линз также важен параметр pH рас-
твора. У слезы здорового глаза этот показатель колеблется в пределах 7,3–7,7.
Выход за эти рамки зачастую может быть причиной дискомфорта при ношении
КЛ, хотя пользователи часто не связывают его с самим раствором. Кроме того,
чем точнее рН раствора соответствует рН слезы, тем более эффективной оказы-
вается дезинфекция.
Компании НПФ «Медстар» и «Оптимедсервис» обеспечили российский рынок
контактной коррекции доступными и качественными средствами ухода, не усту-
пающими импортным. Линейка МФР OPTIMED часто обновлялась и сейчас пред-
ставлена сразу четырьмя растворами для ухода за МКЛ. НПФ «Медстар»
выпускает целый ряд универсальных и специальных растворов для мягких и/или
жестких линз. Например, МФР «ЛИКОНТИН-ФОРТЕ» предназначен для жестких
линз, а «ЛИКОНТИН-УНИВЕРСАЛ», «ЛИКОСОЛ-2000» и «ЛИКОНТИН-НЕО-МУЛЬТИ» –
для всех видов МКЛ и ЖКЛ. НПФ «Медстар» также выпускает МФР OKVision®
SILVER и OKVision® Gold (с антиоксидантом таурином, защищающим роговицу от
отека и повреждений) для ухода за всеми видами мягких линз. Все МФР про-
изводства НПФ «Медстар» используются для очистки и хранения КЛ, а также
улучшают переносимость линз, смазывая их и увлажняя.
к о н т а к т н ы е л и н з ы
с Р е д с т в а у х о д а з а к л
от НПФ «Медстар» или различные МФР)
ключение: перед дезинфекцией жесткие КЛ можно промывать водой от остатков
энзимного очистителя (см. ниже).
Такой же уход необходим и для контейнеров. Контакт контейнера для хране-
ния КЛ с водопроводной водой не допускается, чтобы избежать инфицирования
акантамебой. Для его мытья разрешается использовать кипяченую воду, но в
любом случае нужна дезинфекция. После надевания КЛ контейнер следует про-
мыть многофункциональным раствором и высушить.
Стоит помнить, что даже погибшие микроорганизмы остаются токсинами, спо-
собными вызвать воспалительную реакцию. Лучший способ избавиться от них –
просушить перевернутый контейнер сухим воздухом (например, с помощью
фена). В идеале контейнер для КЛ надо заменять каждый месяц, чтобы он не стал
источником заражения. Некоторые контейнеры в последние годы специально
выпускаются с антибактериальными нанопокрытиями из полимеров или ионов
серебра.
В США к началу 2014 года четверть пациентов использовала не МФР, а
пулярность в последние годы немного выросла. Пероксидные системы очень
универсальны и эффективны, они предназначены для очистки, дезинфекции,
хранения, удаления белковых и липидных отложений с КЛ всех типов. На рос-
сийском рынке представлены 4 бренда: AOSEPT PLUS (Alcon), One Step (Sauflon,
теперь в составе компании CooperVision), EVER CLEAN (Avizor) и PIILOSET (две раз-
новидности — для МКЛ и ЖГКЛ).
Недостаток пероксидных систем по сравнению с многофункциональными рас-
творами – необходимость нейтрализации перекиси водорода. Иногда это зани-
мает длительное время. После того как дезинфекция завершена, надо применить
нейтрализующие вещества, чтобы перекись превратилась в безопасный ней-
тральный раствор. Если пациент ошибется и на линзах останется немного пере-
киси, можно получить ожог тканей глаза.
щих веществ. Другие преимущества – максимальная эффективность очистки и
дезинфекции, отсутствие консервантов, совместимость с любыми материалами
КЛ. При этом пероксидные системы все же более дороги и сложны в пользовании,
чем МФР. Еще раз отметим, что по эффективности очистки и дезинфекции мно-
гие современные многофункциональные растворы уже не уступают пероксид-
ным системам.
Для гарантированного удаления с поверхности КЛ всевозможных отложений
используют растворимые
в форме таблеток. Энзимные очистители содержат биологические катализаторы
химических реакций, ведущих к распаду белков, жиров и муцина. В РФ доступны
четыре бренда: импортные TRIZYME (Sauflon) и ENZYME TABLETS (Avizor), а также
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
отечественные аналоги в жидкой, быстрорастворимой форме «ЛИКОНТИН-Ф»
(«Медстар») и OPTIMED («Оптимедсервис»).
Таблетки или жидкие очистители растворяются в физиологическом растворе
или используются вместе с дезинфицирующим раствором. В составе современ-
ных МФР, как правило, есть очищающие вещества, так что при их использовании
можно обойтись без энзимных очистителей. И все же это важное дополнительное
средство очистки МКЛ. Для некоторых материалов ЖГКЛ энзимные очистители
незаменимы.
Данный метод очистки линз рассчитан на еженедельное применение. Поль-
зователи пероксидных систем при очистке ЖГКЛ могут использовать энзимные
очистители реже, так как в этом случае линзы дольше сохраняют чистоту. Таб-
летку или несколько капель жидкого энзимного очистителя растворяют в любом
многофункциональном растворе для ухода за КЛ. Линзы выдерживают в полу-
ченной жидкости от 2 до 9 часов, а затем, в соответствии с инструкцией произво-
дителя, ополаскивают их в МФР или выдерживают в нем несколько часов. Нужно
тщательно промывать КЛ многофункциональным или специальным раствором,
чтобы следы энзимного очистителя не попали в глаза!
увлажнения и смазывания КЛ всех типов во время ношения, особенно в сухом
помещении или климате. В их составе обычно есть увлажняющее вещество, кон-
серванты и хелатообразующий агент. Некоторые из увлажняющих капель теперь
производят без консервантов в форме разовой дозы или в виде дозирующей си-
стемы с неизменной монодозой. Капли для комфорта уменьшают механическое
воздействие линзы на роговицу, восполняют недостаток слезы, помогают сохра-
нить целостность слезной пленки и тем самым предотвратить развитие синдрома
сухого глаза, вызванного ношением КЛ.
Применять подобные капли необходимо всем пользователям КЛ при пони-
женной слезопродукции или в неблагоприятных условиях внешней среды (по-
вышенная температура и сухость, сильный ветер, значительная высота над
уровнем моря, кондиционированный воздух, сигаретный дым и т. п.). На рынке
РФ доступно около 25 брендов, в том числе несколько отечественных разрабо-
ток. Это OPTIMED и OPTIMED pro Active с гиалуронатом натрия от «Оптимедсер-
вис», а также серия продуктов «Медстар» «ЛИКОНТИН КОМФОРТ» и OKVision Aqua
(с таурином). Причем «ЛИКОНТИН-КОМФОРТ-ФОРТЕ» — единственные увлажняю-
щие капли, доступные на российском рынке, которые предназначены специ-
ально для пользователей жестких КЛ.
Важно отметить, что
средства, предназначенные прежде всего для профилактики или лечения син-
дрома сухого глаза, совместимы с КЛ! Некоторые из них содержат вещества, раз-
рушающие материал контактных линз, а некоторые отличаются высокой
вязкостью, что влияет на качество зрения в линзах. Поэтому глазные лубриканты
и искусственные слезы можно использовать при ношении КЛ только в том слу-
чае, если это указано производителем в инструкции к препарату.
о ч к о в ы е л и н з ы
м а т е Р и а л Ы и х а Ра к т е Р и с т и к и о Ч к о в Ы х л и н з
Глава 4
Очковые линзы
Введение
Подбор наилучшего типа линз для каждого назначения очков определяется:
Рекомендации должны исходить не только от оптика-консультанта, но и от
врача-офтальмолога, подбирающего коррекцию. Особенно это оправдано в слу-
чае высоких рефракций, сложной коррекции или наличия глазных патологий.
В некоторых случаях, когда в оптику обращается «технически подкованный»
заказчик, стоит обсудить с ним будущую толщину линз и возможности ее опти-
мизации. Обязательно надо рассказать об особенностях различных материалов
и покрытий.
Оптик-консультант, хорошо ориентирующийся в ассортименте очковых линз,
знающий достоинства и недостатки линз разных типов, легко решит задачу вы-
бора оптимального варианта для клиента и будет способствовать продвижению
современных высококачественных очков.
§ 4.1. Материалы и характеристики очковых линз
Очковые линзы изготавливаются из минерального стекла и пластика с раз-
личными показателями преломления (см. § 1.1.4) .
4.1.1. Виды материалов
состоит из следующих компонентов: 70% – заготовка для стекла (кварц), 20% –
флюсующий материал (поташ и сода), 10% – отвердитель стекла (оксиды). Добав-
ляя оксиды и фториды различных металлов (1%), можно изменить оптические
свойства и цвет стекла. Например, добавление оксидов свинца, титана и лантана
повышает показатель преломления, а добавление оксида и фторида бария
уменьшает дисперсию. В процессе плавления стекло можно окрасить с помощью
железа, кобальта, ванадия и марганца и получить солнцезащитные линзы. Для
придания стеклу фотохромных свойств при его варке добавляются соединения
различных металлов с фтором, хлором и бромом (галогениды).
термоактивных полимеров используют процесс полимеризации. Будучи отвер-
жденными под воздействием тепла и УФ-излучения, линзы не способны впослед-
ствии изменять свою форму при повышении температуры. Основные
преимущества пластиковых линз – надежность, малый вес, высокая прочность
и максимальная безопасность, включая 100% защиту от УФ-излучения у линз из
пластиков с высоким показателем преломления.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Схема 4.1. Основные типы очковых линз
о ч к о в ы е л и н з ы
м а т е Р и а л Ы и х а Ра к т е Р и с т и к и о Ч к о в Ы х л и н з
чаются повышенной прочностью, устойчивы к воздействию температур и иде-
ально подходят для спортивных очков как наиболее ударостойкие и безопасные
для сборки в оправы безободковых конструкций. В отличие от минеральных линз
они полностью поглощают УФ-лучи, не требуя для этого дополнительного по-
крытия или окраски. Показатель преломления поликарбоната равен 1,586, но это
не обязательно означает, что линзы из него получаются более тонкими, чем из
CR-39: чтобы линзы из поликарбоната оставались травмобезопасными, их тол-
щина по центру не должна быть ниже определенного минимума. Ввиду популяр-
ности этого материала некоторые лаборатории могут изготавливать
поликарбонатные линзы с толщиной по центру всего 1,0 мм. При такой малой
толщине можно при обработке по краю получить линзу большего размера, чем
требуется, из-за прогиба линзы.
У поликарбоната низкое число Аббе (см. § 1.2.4), что заставляет осторожно от-
носиться к использованию этого материала для изготовления линз со средними
и высокими значениями рефракции. Обработка поликарбоната отличается от об-
работки других полимеров. Обычно передняя поверхность заготовки изготавли-
вается методом литья под давлением, а вторую поверхность линзы доводят
путем механической обработки.
красные оптические характеристики, хорошую устойчивость и малый вес (на 10%
меньше по сравнению с поликарбонатными линзами). С химической точки зрения
трайвекс является промежуточным материалом между термопластами (поликар-
бонат, полиметилметакрилат) и реактопластами (CR-39 и высокопреломляющие
материалы на его основе), что позволяет ему сочетать положительные свойства
обоих типов оптических материалов. По величине показателя преломления трай-
векс относится к материалам со средними значениями этого параметра
(n = 1,53). Интерес к данному материалу обусловлен триадой его положительных
d
свойств: высокой устойчивостью к ударным нагрузкам; высоким числом Аббе – от
43 до 46; низким удельным весом – всего 1,11 г/см3, что делает трайвекс одним из
самых легких на сегодняшний день материалов. Следует также отметить, что трай-
векс надежно блокирует ультрафиолетовое излучение до 394 нм. Благодаря без-
опасности, малому весу и полной блокировке УФ-излучения этот материал
идеально подходит для детей, пожилых людей, водителей, а также для установки
в оправы с креплением линз на винтах и дюбелях (втулках).
4.1.2. Характеристики материалов
Чтобы решить, какой материал линз следует выбрать для установки в очки,
необходимо знать его оптические и физические характеристики.
Так, например, толщина, форма поверхности, вес линзы определяются пока-
зателем преломления.
Основными характеристиками материалов очковых линз считаются:
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
с преломлением света на границе раздела двух прозрачных оптически однород-
ных и изотропных сред при переходе его из одной среды в другую и обуслов-
ленная различием фазовых скоростей распространения света в этих средах.
В настоящее время показатель преломления измеряется для длины волны е-
линии ртути 546 нм (см. также § 1.1.4).
Кривизна поверхности линзы заданной силы обратно пропорциональна по-
казателю преломления материала. Поэтому, чем выше показатель преломления
материала, тем меньше кривизна и стрелка прогиба поверхности для заданного
диаметра. Следовательно, чем выше показатель преломления материала, тем
тоньше линза.
Наиболее часто встречающаяся классификация материалов очковых линз по
показателю преломления выглядит таким образом:
•
с обычным показателем преломления n > 1,48, но < 1,54;
•
со средним показателем преломления n > 1,54, но < 1,64;
•
с высоким показателем преломления n
•
с очень высоким показателем преломления n > 1,74.*
В настоящее время явное предпочтение при заказе очков отдают линзам из
материалов с высокими показателями преломления из-за их эстетичности и вы-
сокого комфорта при ношении. Преимущества и недостатки таких линз приве-
дены ниже.
•
При любой рефракции линза будет тоньше и легче.
1.534
1.560
1.600
о ч к о в ы е л и н з ы
м а т е Р и а л Ы и х а Ра к т е Р и с т и к и о Ч к о в Ы х л и н з
•
Более легкие очки обеспечат более комфортное ношение.
•
С увеличением показателя преломления снижается собственное увеличение
линзы.
•
Имеют оптимальные оптические свойства для линз асферического дизайна.
•
Высокое отражение.
•
Минеральные стекла тяжелее при малых рефракциях.
•
Линзы из минеральных материалов более хрупкие.
•
Большая дисперсия из-за низкого числа Аббе (см. §§1.2.3–1.2.4).
•
Меньшая поверхностная прочность для линз из органических материалов (без
специальных упрочняющих покрытий).
•
В некоторых случаях пластиковые линзы получаются толще минеральных.
раются материалы с минимальной плотностью
легкости и линз, и готовых очков.
Самую низкую плотность и, соответственно, вес из оптических материалов
имеет трайвекс. Плотность его составляет всего 1,11 г/см3
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
(см. § 1.2.4) помогает понять оптические свойства материала, а не его механи-
ческие характеристики. Число Аббе определяет дисперсионные свойства ма-
териала и показывает степень ПХА – поперечных хроматических аберраций (см.
§ 1.2.3), которые ощущаются в очках. Материалы по числу Аббе классифици-
руются как низкодисперсионные (ν ≥ 45), среднедисперсионные (ν ≥ 39, но < 45),
высокодисперсионные (ν < 39).
Чем выше число Аббе, тем меньше дисперсионность материала, тем меньшее
влияние хроматических аберраций на зрение будет наблюдаться в очках. С по-
вышением показателя преломления число Аббе высокопреломляющих материа-
лов снижается, увеличивая дисперсионность и хроматические аберрации.
В случае, если изображение имеет низкую контрастность, цветной ореол
может быть незаметным. Вместо этого высокие хроматические аберрации при-
о ч к о в ы е л и н з ы
м а т е Р и а л Ы и х а Ра к т е Р и с т и к и о Ч к о в Ы х л и н з
ведут к снижению четкости изображения. Этот эффект часто называют внеосе-
вой размытостью, из-за которой возникают жалобы такого рода: «Когда смотрю
сквозь центр линзы, все вижу четко, а посмотрю чуть в сторону – и изображение
становится размытым».
преломления и рассчитывается по формуле:
2
,
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Таким образом, для материала с показателем преломления 1,5 коэффициент
отражения составит (0,5/2,5) 2 × 100 = 4% от каждой поверхности.
Количество света, пропускаемого линзой из материала с показателем прелом-
ления 1,5, можно рассчитать.
4.1.3. Форма очковых линз
Есть еще два параметра, важных для понимания характеристик очковой
линзы. Они связаны с формой линз и определяются производителем на этапе
расчета поверхностей или изготовления полузаготовки, часто представляя собой
ноу-хау и гордость для их создателей. Речь идет о кривизне поверхности и при-
меняемой технологии ее обработки. Самой продвинутой на современном этапе
является так называемая технология
бор наиболее физиологичной для человеческого глаза конструкции и базовой
кривизны линзы. Так, например, концерн Rodenstock в 2010 году практически
полностью перешел на изготовление линз по технологии FreeForm в различных
категориях, оставив в традиционном исполнении лишь две позиции из более чем
двух десятков. Это линзы с названиями Perfalit и Cosmolit, производимые с клас-
сическими сферическими и асферическими поверхностями по традиционной
технологии. Компания BBGR использует метод расчета и обработки поверхностей
Digital Surfacing, разработанный для оборудования марки Satisloh.
Теперь стоит обратиться к основам физиологии зрения и дать определение
«очковым линзам оптимальной формы», потому что именно они обеспечивают
не только минимум погрешностей, но также могут минимизировать отличия
в форме линз с различной оптической силой. Кроме того, хорошо известны слу-
чаи, когда людям, привыкшим к линзам традиционной формы, трудно было пе-
реходить на новые сложные конструкции, например, с двойной асферикой.
Очковыми линзами оптимальной формы называют линзы, у которых прелом-
ление поверхностей рассчитано из условия минимума искажений изображения.
Так, например, хроматизм положения, который состоит в том, что изображения
точки, образуемые лучами разной длины волны, лежат на различных расстоя-
ниях и положения главных фокусов на оптической оси не совпадают для лучей
разного цвета (см. § 1.2.3), зависит от числа Аббе и может быть уменьшен. Нужно
выбрать материал с максимально высоким числом Аббе. Астигматизм наклонных
пучков и кривизна поля (см. § 1.1.6) могут быть уменьшены подбором формы по-
верхности, выбором оптимальной базовой кривизны. Линзы такой формы при-
нято называть
о ч к о в ы е л и н з ы
м а т е Р и а л Ы и х а Ра к т е Р и с т и к и о Ч к о в Ы х л и н з
+25
+20
+15
10,00
8,00
+10
6,00
4,00
2,00
+5
0,50
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
означает «формирующий точку», Такие линзы можно найти в каталогах немецких
производителей Rodenstock (линза Punktulit) и Carl Zeiss (линза Punktal).
Эллипс Чернинга (
линз с наименьшими астигматическими аберрациями. Принцип использования
пунктальных поверхностей заложен в конструкцию первой в мире индивидуаль-
ной прогрессивной линзы Impression, выпущенной компанией Rodenstock в 2000
году. Она представляет собой конструкцию, сочетающую переднюю пунктальную
сферическую поверхность подобранной базовой кривизны с прогрессивной ато-
рической задней поверхностью (FreeForm). Самым прогрессивным методом рас-
чета средств коррекции на сегодня является их расчет совместно с оптической
системой глаза, то есть с учетом положения линзы перед глазом.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 4.2. Классификация очковых линз. Контроль параметров
В соответствии с национальным действующим стандартом РФ ГОСТ Р 53950-
2010 «Линзы очковые нефацетированные готовые», который в п. 4 дает ссылку
о ч к о в ы е л и н з ы
к л а с с и ф и к а ц и я о Ч к о в Ы х л и н з . к о н т Р о л ь п а Ра м е т Р о в
на классификацию очковых линз в ГОСТ Р ИСО 13666, очковые линзы подразде-
ляют:*
астигматические.
Последние представляют собой менисковые линзы, передняя выпуклая по-
верхность которых имеет сферическую форму, а задняя вогнутая – торическую.
Астигматическая линза имеет два значения задней вершинной рефракции в
главных сечениях, расположенных в линзе взаимно перпендикулярно. Подбор
значений базовой кривизны осуществляется производителем. В результате
линза может быть выполнена с конструкцией так называемого плюсового ци-
линдра (большее значение ВС и меньшая разнотолщинность по краю линзы) или
минусового цилиндра;
•
и непризматические.
У призматических линз оптическая ось не проходит через полюс поверхности,
вследствие чего линза приобретает характерную форму призмы. Такие линзы
обладают заданным призматическим действием и положением основания
призмы;
•
отрицательные и отрицательно-положительные (например, для коррекции сме-
шанного астигматизма, когда линза имеет и положительную и отрицательную
рефракцию в разных сечениях);
•
и нелентикулярные.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Лентикулярные линзы имеют относительно маленькую оптическую зону, окру-
женную несущей частью. Для сверхвысоких рефракций, как плюсовых, так и ми-
нусовых, это часто единственно возможный тип конструкции линзы. Оптическая
зона таких линз может быть как сферической, так и асферической. Современ-
ная альтернатива лентикулярным линзам – линзы смешанного лентикурно-поли-
номиального асферического типа. Примером такого решения служит линза
Perfastar (Rodenstock) для коррекции высоких гиперметропий до +22,0 дптр с воз-
можностью коррекции астигматизма до 4,0 дптр, а также Specio Cristall Unifocal
(BBGR) в которых при наружном диаметре 67 мм линза имеет внутренний полез-
ный диаметр на 30% меньше, что позволяет дополнительно увеличить рефрак-
цию оптической зоны на 2,0–3,0 дптр и пропорционально уменьшить вес линзы.
Смешанные лентикулярные линзы имеют оптическую зону, плавно переходящую
в несущую. Линзы более эстетичны, размер оптической зоны завит от силы
линзы и уменьшается с ее увеличением. Примером такой конструкции служит
также линза Lentilux (Rodenstock) для коррекции высоких миопий до -24,0 дптр
с цилиндром до 4,0 дптр.
Другой тип лентикулярных конструкций – профилированные лентикулярные
линзы, оптическая зона которых повторяет форму проема оправы. Каждая такая
линза изготавливается под оправу индивидуально. Примером может служить
линза Formlenti Plan (Rodenstock); линзы Speсio Concave и Speсio Convexe (BBGR)
с диапазоном силы от -22,0 до +28,0 дптр и цилиндром до 12,0 дптр. Благодаря
применению различных дополнительных опций (оптическая апертура, двояко-
вогнутые, двояковыпуклые, специальная овальная форма, оптимизация базовой
кривизны и толщины) данные линзы могут быть максимально адаптированы
к оправе при условии высокого качества зрения и эстетики очков.
со сложными расчетными поверхностями сегодня изготавливаются отдельно для
коррекции правого глаза и для коррекции левого глаза);
•
центрированные и децентрированные.
Традиционно все линзы прогрессивного действия изготавливаются в децент-
рированном варианте. Так, новейшая прогрессивная линза с моделируемым ди-
зайном Impression FreeSign 3 (Rodenstock) может предложить любую
пре-децентрацию в диапазоне от 0 до 5 мм, при этом величина децентрации
в правой и левой линзе может быть разной.
Технологически децентрация, или смещение оптического центра либо ссылоч-
ной (базовой) точки, осуществляется за счет введения в линзу призматического
действия. Призматическую очковую линзу, с другой стороны, можно рассматри-
вать как децентрированную оптическую систему, причем значение призматиче-
ского действия очковой линзы определяется углом отклонения луча, идущего
вдоль ее геометрической оси, после выхода из линзы. Призматический эффект
выраженный в призматических диоптриях, в точке, находящейся на расстоянии
о ч к о в ы е л и н з ы
к л а с с и ф и к а ц и я о Ч к о в Ы х л и н з . к о н т Р о л ь п а Ра м е т Р о в
децентрирования
эффект в точке, расположенной на 6 мм ниже оптического центра линзы с реф-
ракцией +5,00 дптр, равен 0,6 × 5,00 = 3 ∆ (основание призмы направлено вверх).
Призматический эффект в точке, расположенной на 8 мм правее оптического
центра линзы с рефракцией –4,00 дптр, равен 0,8 × 4,00 = 3,2 ∆ (основание справа).
Направление основания призм в этих двух случаях можно определить, уста-
новив, где располагается более толстая часть линзы относительно рассматри-
ваемой точки. При оптической силе +5,00 дптр самая толстая часть линзы
находится в оптическом центре, и он всегда выше точки, в которой определяется
призматический эффект; здесь основание призмы направлено вверх. При силе
–4,00 дптр оптический центр линзы находится в самой тонкой ее части и распо-
лагается на вершине призмы. Так направление основания призмы совпадает
с направлением смещения точки относительно оптического центра.
Использование компьютерных программ по расчету децентрированных опти-
ческих систем позволяет существенно упростить расчет.
Предельно допустимые отклонения оптических характеристик от их значений
задаются в конструктивных базовых точках очковых линз. Для линз прогрессив-
ного действия соответствие значения рефракции проверяется в зоне установоч-
ного креста, в ссылочной точке для дали, указанной производителем, а для
офисных линз – в ссылочной точке для близи, указанной производителем. Конт-
роль величины и положения базы призматического действия производится в
ссылочной точке призмы, положение которой также определяет производитель.
Значения предельно допустимых отклонений рефракции однофокальных оч-
ковых линз, зон для дали многофокальных и прогрессивных очковых линз при-
ведены в таблице 1 ГОСТ Р 53950-2010 (см. ниже).
В соответствии с предельно допустимыми отклонениями рефракции, указан-
ными в таблице, нормируются только значение рефракции в первом главном ме-
ридиане и значение цилиндра, и только при отклонении в одну сторону
(увеличении или уменьшении). В результате получаем гораздо более широкий
диапазон действительных (измеренных) значений рефракции годной линзы.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Таким образом, для астигматических линз нормирование и определение год-
ности линзы по соответствию рефракции производится по данным рефракции
в первом главном меридиане и по значению цилиндра.
Стоит обратить внимание на то, что для прогрессивных линз допуски на реф-
ракцию в зоне для дали увеличены, по сравнению с аналогичными допусками в
однофокальных и многофокальных линзах малых рефракций (до 3,0 дптр).
Проверку следует осуществлять в соответствии с предельно допустимыми от-
клонениями рефракции для дали прогрессивных очковых линз по таблице 2 ГОСТ
Р 53950-2010 (см. выше на с. 124).
Аналогично следует подходить к проверке величины аддидации, которая в
новом ГОСТе названа дополнительной рефракцией для близи. Если линза имеет
о ч к о в ы е л и н з ы
к л а с с и ф и к а ц и я о Ч к о в Ы х л и н з . к о н т Р о л ь п а Ра м е т Р о в
пересчет рефракции для близи, допустимые отклонения следует рассматривать
относительно пересчитанной рефракции для близи, указанной в дополнитель-
ной третьей строке наклейки конвертов и обозначенной знаком N (near – близь).
Контроль значений рефракции осуществляется на диоптриметре при условии
его обязательной предварительной настройки. В ГОСТ Р 53950-2010 в п. 5.2.1.2 есть
указание на особенности проверки правильности исполнения рефракции в лин-
зах с применением поправки значения рефракции в положении ношения. В этом
случае предельно допустимые значения относятся к пересчитанным по принципу
position of wear значениям, указываемым изготовителем на конверте линзы от-
дельной строкой.
Итак, прежде чем проверять на диоптриметре линзы, изготовленные с по-
правкой на положение ношения, следует произвести его настройку. Настройки
диоптриметра при контроле таких линз включают: установку в меню прибора со-
ответствующего значения числа Аббе для контролируемой линзы, установку
шага 0,01 дптр по сфере и цилиндру, 1° для положения главных сечений и базы
призм, установку системы измерения призматического действия в варианте
«призма – база» (Pr-Basic).
2,4
2,3
2,2
2,1
2,0
1,9
1,8
1,7
+5,00
+3,00
+1,00
-3,00
-5,00
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Рисунок
ношения (по сравнению с классическими условиями подбора сферической
добавки для близи) для прогрессивных линз в диапазоне рефракций от –5,0 до
+5,0 дптр при установке линз перед глазом с пантоскопическим наклоном 8 град,
с учетом изгиба оправы 4 град, и при вертексном расстоянии 15 мм.
Следует помнить, что расчет распределения рефракции в реальном положе-
нии линзы перед глазом (position of wear) приводит к необходимости проверять
данные заказа на диоптриметре не в оптическом центре, а в специальных ссы-
лочных точках для дали и близи. Причина этого – отличия в ходе лучей и поло-
жении линзы при измерении на диоптриметре, в кабинете при подборе и в
готовых очках.
– полное соответствие силы линзы, которую ощущает глаз для каждого на-
правления взора, данным рецепта;
– меньшее влияние положения линзы в выбранной оправе на качество зре-
ния;
– гораздо более легкий выбор оправы для линз любой категории.
Для определения годности линзы данные, измеренные после настройки ди-
оптриметра, сравниваются с предельно допустимыми значениями из таблицы 1
или таблицы 2 в зависимости от типа линзы и значения рефракции.
Предельно допустимые значения величины призматического действия при-
ведены в таблице 5 из ГОСТ Р 53950-2010 (см. выше). Эта же таблица используется
и для контроля величины децентрации в линзах или несоответствия положения
конструктивной базовой точки и расчетной у непризматических линз.
Оценку годности линзы осуществляют, измеряя значение нежелательного
призматического действия и сравнивая его с данными расчета по таблице 5.
о ч к о в ы е л и н з ы
к л а с с и ф и к а ц и я о Ч к о в Ы х л и н з . к о н т Р о л ь п а Ра м е т Р о в
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 4.3. Однофокальные линзы
Однофокальные линзы, как видно из названия и классификации, имеют одну
оптическую зону и применяются в очках для постоянного ношения в случае
аметропий или в очках для чтения при пресбиопии.
Разработка программ компьютерного конструирования и появление оборудо-
вания с ЧПУ произвели революцию в дизайне современных очковых линз, поз-
волив с высокой точностью воспроизводить поверхности практически любой
формы. Поэтому сегодня, кроме традиционного разделения по формам на стиг-
матические (коррекция миопии, гиперметропии) и астигматические (коррекция
астигматизма), различают
рактеризуются более плоской кривизной передней поверхности, улучшенными
оптическими свойствами и меньшей толщиной. Такие линзы позволяют при
взгляде в сторону иметь такое же качество зрения, что и при взгляде через оп-
тический центр. Асферическая форма позволяет также уменьшить вес очков,
особенно при средней и высокой гиперметропии. Так, пластиковая асферическая
линза примерно на 10% легче аналогичной сферической из CR-39, а асфериче-
ская линза 1.67 тоньше, чем 1.6, примерно на 15%, а значит, и легче.
Rodenstock благодаря серьезной экономии объема линзы и невысокой плотности
особого стекла при рефракциях свыше +4,0 дптр оказывается легче пластиковой
линзы из CR-39.
Различные
Сферические
Perfa UV 1.5
Чем выше показатель преломления материала,
показатели
Perfalux 1.6
тем тоньше линзы, даже с высокими рефракциями.
преломления
Perfalux 1.6
Широкий диапазон изготовления.
Perfalux 1.8
Perfalux 1.9
Хорошие оптические свойства благодаря
оптимизации базовой кривизны и расчету
Асферические
Cosmolux 1.6
геометрии поверхностей.
Лентикулярные
Cosmolux 1.6
С увеличением показателя преломления линзы
более эстетичны благодаря плоскому профилю.
Высокая твердость
На линзах образуется меньше царапин,
поверхности
следовательно, они дольше служат.
Низкая дисперсия
Число Аббе варьируется от 58,3 до 30,4
даже у материалов
в зависимости от показателя преломления.
с высокими показателями
Меньше хроматических аберраций,
преломления
пациенты лучше адаптируются
даже к линзам со сверхвысокими
показателями преломления.
При производстве
Простая утилизация побочных
загрязнение окружающей
продуктов производства.
среды сведено к минимуму.
Защита
100% защита от УФ-излучения
от УФ-излучения
гарантирована для диапазона до 350 нм
(в фотохромных линзах и материале
с адсорбером, поглощающим до 350 нм УФ).
Наличие фотохромных Сферические
Perfa UV Colormatic
Фотохромные линзы, окрашенные
свойств
Perfa UV Colormatic
в массе.
Асферические
Cosmolux1.6 CM
Затемнение от 15 до 75%.
Широкий диапазон изготовления.
Скорость и равномерность затемнения
зависят от толщины линзы и оптической силы.
Разрешено вождение автомобиля днем
в любой фазе затемнения и ночью.
Термостойкость
Линзы не деформируются
и не изменяют оптические свойства
при высоких температурах.
Различные показатели Сферические
Punktulit 1.5
Чем выше показатель преломления,
преломления
Organic 1.5
тем тоньше линзы, даже при
(от 1,5 до 1,76)
Perfalit 1.5
высоких рефракциях.
Perfalit Trivex®
Широкий диапазон изготовления.
Perfalit Polycarbonate
Хорошие оптические
Perfalit 1.6
свойства поверхностей
Perfalit 1.67
благодаря оптимизации базовой
Асферические
Cosmolit 1.5
кривизны и расчету геометрии.
Cosmolit 1.6
С увеличением показателя преломления линзы
Cosmolit 1.67
более эстетичны благодаря плоскому профилю.
Cosmolit 1.74
Использование пластика с высоким
Cosmolit 1.74
показателем преломления.
Низкая плотность
Легкие, удобные очки.
Плотность варьируется от 1,1 до 1,47 г/см3
в зависимости от показателя
преломления и вида пластика.
Высокая ударопрочность
Отличаются безопасностью.
Отлично подходят для спортивных
и детских очков.
Огромные возможности
Равномерно окрашиваются в растворах
окрашивания
в любой желаемый цвет
независимо от величины рефракции.
Возможно нанесение специальных
фильтров с увеличением контрастности
и медицинского назначения.
Наличие
Сферические
Perfalit CM IQ® 2 1.54
Фотохромные линзы изготовлены
фотохромных свойств
Perfalit CM IQ® 2 1.6
по технологии поверхностного
Perfalit CM IQ® 2 Sun 1.6
фотохромного лака
Асферические
Cosmolit CM IQ 2 1.6
или Mass Technique (в материале 1.54).
Cosmolit CM IQ 2 1.67
Затемнение от 5 до 90%
в зависимости отматериала и типа линзы.
Широкий диапазон изготовления.
Скорость активации и дезактивации
заметно выше, чем у минеральных.
Разрешено вождение автомобиля днем
в любой фазе затемнения и ночью
(исключение – ColorMatic IQ Sun).
Минимальный срок эксплуатации – от 2 до 4 лет.
Возможна установка линз при анизометропии.
Для улучшения эксплуатационных характеристик
предлагаются только с покрытиями.
Защита
Поглощают УФ-излучение лучше, чем стекло,
от УФ-излучения
гарантируют полную защиту до 380 нм, эффективно
защищая глаза при любых погодных условиях.
100% защита от УФ гарантирована для диапазона
до 350 нм для пластика 1,5 и до 400 нм
для всех остальных пластиков.*
Низкая твердость
Для повышения твердости поверхности
поверхности
и устойчивости к царапинам рекомендуется
нанесение покрытий.
Различные показатели Сферические
Unor 1.5
С увеличением индекса преломления
преломления
Unor 1.5 Kid
уменьшается толщина и вес линзы.
(от 1,5 до 1,74)
Trivex®
Широкий диапазон изготовления.
Tillium
Хорошие оптические свойства благодаря
Unor 1.6
асферизации поверхности линз.
Unor 1.67
С увеличением индекса преломления линзы
Specio
более эстетичны.
Асферические
Asphor 1.5
Линза из поликарбоната (Tillium) в России
Asphor 1.6
с 2015 года не назначается в связи с низким
Asphor 1.67
числом Аббе.
Asphor 1.74
Aspheo 1.5–1.74
Низкая плотность
При изготовлении очки получаются легкие.
Плотность варьируется от 1,11 до 1,46 г/см3
в зависимости от показателя преломления
и вида пластика.
Высокая ударопрочность
Отличаются безопасностью по сравнению
с минеральными линзами.
Обязательны для спортивных и детских очков.
Огромные возможности
Равномерно окрашиваются в растворах
окрашивания
в любой желаемый цвет независимо
от величины рефракции.
Возможно нанесение специальных фильтров
с увеличением контрастности
и медицинского назначения.
Возможно использование ультрамодных
зеркальных покрытий (14 видов).
Наличие
Сферические
Unor 1.5
Фотохромные линзы изготовлены
фотохромных
Trivex®
по технологии Transitions.
свойств
Unor 1.6
Затемнение от 5 до 95% в зависимости
от материала и типа линзы,
вида фотохромной технологии.
Широкий диапазон изготовления.
Асферические
Asphor 1.6
Один из лучших показателей
Asphor 1.67
скорости активации и дезактивации.
Asphor 1.74
Разрешено вождение автомобиля днем
Aspheo 1.5–1.67
в любой фазе затемнения и ночью.
Оптимальны при анизометропии
и высоких степенях аметропии.
Возможно нанесение и упрочняющих,
и мультипокрытий.
Защита
100% защита от УФ гарантирована
от УФ-излучения
для диапазона до 350–380 нм
в индексе 1.5 и до 400 нм
для всех остальных материалов и индексов.
В фотохромных линзах – до 400 нм.
Низкая твердость
Для повышения твердости поверхности
поверхности
и устойчивости к царапинам
рекомендуется нанесение покрытий.
Различные показатели Сферические
Orma 15
Широкий диапазон изготовления.
преломления
Ormix 1,6
Могут быть использованы
(от 1,5 до 1,74)
Stylis 1,67
для оправ любого типа.
Airwear (поликарбонат) С увеличением показателя преломления
Orma Junior
толщина линзы уменьшается,
Airwear Junior
линзы более эстетичны благодаря
Асферические
Essilor f- 360° Ormix 1,6
плоскому профилю.
Essilor f-360° Stylis 1,67
Хорошие оптические свойства благодаря
Essilor f-360° Lineis 1,74 оптимизации базовой кривизны и расчету
AS Ormix 1,6
геометрии поверхностей.
AS Stylis 1,67
Применение высокоиндексных
AS Lineis 1,74
материалов для всех
AS Airwear (поликарбонат)
дизайнов очковых линз.
Лентикулярные
Aspheric Lenticular Orma
Tele Aspheric Lenticular
Orma
Omega Orma
Низкая плотность
Легкие, удобные очки.
Плотность варьируется от 1,2
до 1,47 г/см3 в зависимости от
показателя преломления и вида пластика.
Высокая
Отличаются безопасностью.
ударопрочность
Отлично подходят для спортивных
и детских очков.
Огромные
Равномерно окрашиваются в растворах в любой
возможности
желаемый цвет, независимо от величины
окрашивания
рефракции.
Наличие
Сферические
Transitions. VII
Фотохромные линзы изготовлены
фотохромных
Orma 15
по технологии Transitions.
свойств
Ormix 1,6
Широкий диапазон изготовления
Stylis 1,67
в различных дизайнах и материалах.
Airwear (поликарбонат)
Степень затемнения от 5 до 90%.
Асферические
Transitions XTRActiv
XTRActiv – степень затемнения
Essilor 360° Ormix 1,6
от 11 до 90%.
AS Ormix 1,6
XTRActiv темнеют под действием
AS Stylis 1,67
видимого излучения до 50%,
AS Airwear (поликарбонат)
незаменимы при вождении
автомобиля.
Скорость активации и дезактивации
заметно выше, чем у минеральных линз.
Возможна установка линз при анизометропии.
Для улучшения эксплуатационных
характеристик предлагаются
только с покрытиями.
Наличие
Xperio Orma 15
Блокируют слепящие лучи
поляризационных
Airwear Xperio
поляризованного света.
свойств
Повышают контрастность восприятия
и остроту зрения.
100% защита от УФ излучения.
Защита
Для всех типов
Поглощают УФ-излучение
от УФ-излучения
очковых линз
лучше, чем стекло.
100% защита от УФ гарантирована
для диапазона до 355 нм для пластика 1.5,
до 385 нм – для поликарбоната,
до 400 нм – для всех остальных пластиков.
В фотохромных линзах из материала 1.5 – до 393 нм.
В фотохромных линзах из поликарбоната – до 388 нм.
В фотохромных линзах из материалов 1.6–1.67 – до 400 нм.
Для лигз Xperio защита от 385 нм в материале 1.5, от 397 нм
в поликарбонате, до 400 нм – в других пластиках.
Для полной защиты от УФ-излучения
рекомендованы покрытия Crizal UV.
Низкая
Для повышения твердости поверхности
твердость
и устойчивости к царапинам
поверхности
рекомендуется нанесение покрытий.
Различные
Сферические
LENSSTAR 1.5
1. Широкий диапазон изготовления.
показатели
LENSSTAR 1.56
Могут быть использованы
преломления
LENSSTAR 1.6
для оправ любого типа.
(от 1,5 до 1,67)
Асферические
LENSSTAR 1.67
2.С увеличением показателя преломления
уменьшается толщина линзы;
в готовом виде получаем эстетические
и комфортные в использовании очки.
3. Хорошие оптические свойства.
4.Применение всех материалов
только с покрытиями.
Защита от УФ
100% защита от УФ излучения
излучения
гарантирована для диапазона до 400 нм
( кроме индекса 1,5). Поглощают УФ-излучение
в количестве, достаточном, чтобы эффективно
защищать глаза в нормальных погодных условиях.
Высокая
На линзах образуется меньше царапин,
твердость
следовательно, они дольше служат.
поверхности
. Безопасные.
Наличие
Сферические
LENSSTAR 1.56
Фотохромные линзы изготовлены
фотохромных
Photochromic SunSensors
из материала SunSensors.
свойств
Широкий диапазон изготовления
в различных дизайнах и материалах.
Затемнение от 15 до 75%. Скорость
и равномерность затемнения зависят
от толщины линзы и оптической силы.
Время, необходимое для возвращение
в начальное состояние после нахождения
на солнце, составляет всего 2–3 минуты.
Рекомендовано вождение автомобиля
днем в любой фазе затемнения.
Асферические линзы
Асферические поверхности, как известно, характеризуются меньшим проги-
бом и уменьшением кривизны в направлении от центра к краю. Прогиб враща-
тельно-симметричной асферичной поверхности (
асферичности – показателем
телем р = -2,0 у линзы силой +6,0 дптр из CR-39 прогиб уменьшится до 6,82 мм при
диаметре линзы 70 мм (по сравнению с с 7,74 мм у линзы того же диаметра со
сферической поверхностью при р = 1,0).
Изменение значения базовой кривизны для разных рефракций можно про-
следить по данным таблицы 4.8. Обратите особое внимание на близость значе-
ний базовых кривых для производства линз положительных рефракций. При
1.74
о ч к о в ы е л и н з ы
о д н о ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
этом каждый базовый профиль обеспечивает определенный узкий диапазон
рефракций линзы. Это существенная особенность асферических линз. Дело
в том, что когда рефракции линз для обоих глаз различаются и для линз тре-
буются различные базовые поверхности, важно, чтобы для сохранения эстетич-
ности готовых очков кривизна линз не слишком отличалась.
Асферические линзы позволяют при взгляде в сторону иметь такое же каче-
ство зрения, что и при взгляде через оптический центр. Сопоставление призма-
тического эффекта P, Δ и сферических аберраций sph ab, мм для сферических
и асферических линз рефракций +4,0 дптр и -4,0 дптр, представленное в таб-
лице 4.9, позволяет увидеть некоторое снижение уровня аберраций в линзах
асферического дизайна при заметных отклонениях линии взгляда от оптиче-
ского центра линзы. Столбцы со 2-го по 8-й дают истинное призматическое дей-
ствие, получаемое при повороте глаза для наблюдения через внеосевые точки.
Считается, что обратная вершина линзы находится на расстоянии 27 мм относи-
тельно центра вращения глаза.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Кроме асферических, очковые линзы могут иметь так называемые аториче-
ские поверхности, в конструкции которых используется более сложная враща-
тельно-несимметричная асферическая поверхность. Аторика чаще применяется
в астигматических или прогрессивных линзах, чтобы как можно больше ослабить
астигматизм наклонных пучков и снизить общий уровень аберраций в линзах.
Такие конструкции для линз прогрессивного дизайна можно найти у Essilor, Ro-
denstock, BBGR, R&H, Shamir, Zeiss, SEIKO и других производителей. В 2009 году
компания Rodenstock запатентовала термин
Их основное отличие – различная вершинная кривизна в главных сечениях, то
есть разная степень асферичности в разных меридианах астигматической линзы.
Такие поверхности были применены впервые в однофокальных линзах Multi-
gressiv Mono, изготавливаемых по технологии FreeForm во всех видах пластика,
включая фотохромный, и оптимизируемых для каждого рецепта индивидуально.
Важно, что мультиасферические конструкции позволяют получать не только
более тонкие, легкие и эстетичные линзы, но и значительно расширить чистые
поля зрения, уменьшить дисторсию, максимально выровнять базовую кривизну
в случае анизометропии и снизить или полностью исключить в этом сложном
случае дифференциальную призму. В линзу Multigressiv Mono также была
включена оптимизация по межзрачковому расстоянию (монокулярному PD), что
значительно улучшило бинокулярность зрения при больших, малых или асим-
метричных межзрачковых расстояниях благодаря особому распределению
рефракции по линзе. Multigressiv Mono была сразу высоко оценена врачами
и оптометристами. Сейчас многие специалисты считают ее линзой первого вы-
бора в случае сложного рецепта.
Включение в расчет поверхностей линз индивидуальных данных положения
линзы перед глазом позволило в значительной мере расширить поля зрения
и обзорность в очках. Оптимизация оптической силы буквально в каждой точке
в зависимости от монокулярного межзрачкового расстояния, вертексного рас-
стояния, угла кривизны оправы, данных центрирования позволила в однофо-
кальной линзе, независимо от выбранной оправы и антропометрических данных,
получить недостижимое ранее качество коррекции, которое оказалось соизме-
римым со зрением в контактных линзах. Индивидуальные однофокальные линзы
Impression Mono можно найти в каталоге Rodenstock, Aspheo PdM – в каталоге
BBGR, Indi SV – в каталоге Seiko, Essilor 360° – у французского производителя
и во многих других каталогах.
от 6,0 до 9,0 дптр и разворот линзы относительно глаза, возникающий из-за при-
легающей изогнутой формы оправы. Как правило, спортивные линзы имеют не-
стандартно большой диаметр. Для компенсации призматического действия,
разводящего глазные оси, в конструкцию спортивных линз включено призмати-
ческое действие. Его величина зависит от угла кривизны оправы, силы линзы,
технологии расчета и обработки, диаметра, а также данных оправы и центриро-
вания.
о ч к о в ы е л и н з ы
о д н о ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
Основание призмы всегда направлено противоположно возникающему раз-
водящему призматическому действию, а именно – к носу и вниз.
Новые правила центрирования однофокальных очковых линз
При установке всех современных линз по правилам физиологии глаза должно
обеспечиваться условие прохождения зрительной оси через центр вращения
глаза. По условиям бинокулярности, для горизонтального центрирования соблю-
дают монокулярное межцентровое расстояние, указанное в рецепте. Причем
чем больше оптическая сила линз, тем выше требования к точности воспроиз-
ведения монокулярного межцентрового расстояния. Правило центра вращения,
или вертикального центрирования, предполагает, что при определении положе-
ния оптического центра или ссылочной (базовой) точки линзы должен учиты-
ваться пантоскопический наклон оправы, а установка линзы должна
производиться с так называемым понижением относительно видимого центра
зрачка глаза.
Для соблюдения этого правила на выбранной оправе предварительно отме-
чают точку напротив центра зрачка. Если при разметке взгляд пациента был на-
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
правлен прямо и вперед, точку центрирования – отмеченный на линзе оптиче-
ский центр или установочный крест маркировки опускают относительно види-
мого центра зрачка на 2–5 мм в зависимости от пантоскопического наклона.
Другой способ разметки предполагает иное, приподнятое положение головы
пациента при условии, что рамка оправы расположена строго вертикально, без
наклона. В этом случае точка центрирования совпадет с отмеченной точкой
центра зрачка.
Есть мнение, что главные ссылочные точки однофокальных очков для чтения
следует центрировать относительно межцентрового расстояния для дали. В этом
случае основное условие центра вращения не сможет быть корректно выпол-
нено, и смена очков для дали на очки для чтения может вызывать затруднения,
о ч к о в ы е л и н з ы
о д н о ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
так как пользователь очками привык к призматическому действию в ссылочных
точках для близи в своих очках для дали, которые он использовал ранее также
для зрения вблизи.
Однофокальные линзы с поддержкой аккомодации
Соцсети, просмотр интернет-сайтов, электронная переписка и чтение с циф-
ровых экранов стали неотъемлемой частью нашей жизни. По статистике, у каж-
дого четвертого жителя Европы есть планшет и смартфон. Экраны смартфонов
много меньше мониторов компьютеров, поэтому даже минимальные отклонения
от нормальных для зрения условий вызывают проблемы. Маленькое расстояние
до текста и частая смена направления взора при пользовании смартфоном
предъявляет к глазам повышенные требования из-за усиления напряжения.
Кроме того, разрешение цифровых устройств становится все выше и выше.
Наши глаза не в состоянии угнаться за ними. Ответом на эту задачу современно-
сти стало создание линз для молодых людей с поддержкой аккомодации.
Оптический дизайн линз основан на добавлении в зоне для близи небольшой,
до 1,0 D, плюсовой рефракции. Такого рода линзы выпускают практически все ве-
дущие производители. Остановимся на последних разработках в этой области.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
о ч к о в ы е л и н з ы
о д н о ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Президент компании
имеет многолетний опыт работы в области международного оптического биз-
неса и является президентом Ассоциации корейских производителей линз.
Компания
в том числе фотохромные, высокоиндексные и прогрессивные. Линзы имеют УФ-
защиту и многофункциональные покрытия, отвечающие самым современным тре-
бованиям оптической индустрии. Фабрика оборудована современными поточными
линиями для производства полимерных линз всех видов и системами для нане-
сения разнообразных мультипокрытий.
Продукция компании
оптические сети как самой Южной Кореи, так и многих стран мира, прежде всего,
Европы, США и стран Азии. Теперь эти линзы доступны и в России.
Линзы мирового качества от компании
ставлены в России под маркой
Специально для российского рынка производятся линзы с плюсовой рефрак-
цией диаметром 68 и 70 мм.
Самые современные линзы
любого оптического салона. Одно из лучших на российском рынке сочетание цены
и качества позволит оптикам удовлетворять все запросы своих клиентов и полу-
чать стабильную прибыль.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 4.4. Бифокальные линзы
В случае пресбиопии для одновременного зрения вдаль и вблизи в одной
паре очков могут быть использованы бифокальные линзы. Как следует из назва-
ния, такие линзы характеризуются наличием двух оптических зон. Область би-
фокальной линзы, используемая для зрения вдаль, называется зоной для дали,
а область, используемая для зрения вблизи – зоной для близи, или зоной для
чтения. Как правило, зона для дали большая, и в соответствии с ГОСТ Р ИСО
13666-2009 она называется главной зоной.
Исключение составляют специальные бифокальные и трифокальные линзы,
размер, расположение и назначение зон в которых формируются по отдельному
техническому заданию. Они будут рассмотрены ниже.
Существует несколько классификаций бифокальных линз. Наиболее логичной
представляется классификация по конструктивным признакам. Первые бифо-
кальные линзы были составными: две отдельные линзы для дали и близи подго-
нялись одна к другой краями и закреплялись в одном ободке. Дизайн такого рода
часто называют очками Франклина, поскольку их изобрел именно Бенджамин
Франклин, что подтверждается документально. Современным примером такой
конструкции являются цельные бифокальные линзы с прямой видимой линией
раздела (линзы Е-типа). Цельные бифокальные линзы изготавливаются методом
шлифования.
Справедливости ради стоит упомянуть склеенные бифокальные линзы. Такие
линзы не изготавливаются серийно и выполняют некие особые медицинские или
функциональные требования. Примером склеенных бифокальных конструкций
могут служить очень популярные в 70-е годы в Советском Союзе очки БСПО (би-
фокальные сферо-призматические очки) для коррекции прогрессирующей мио-
пии у подростков. Бифокальный сегмент, обладающий плюсовой рефракцией
и призматическим действием, приклеивался к внутренней стороне нижней части
основной линзы.
Самое современное конструктивное решение – бифокальная линза с сегмен-
том. Если линза изготавливается из минерального стекла, она будет называться
спеченной. Сегмент с более высоким показателем преломления (флинт) вплав-
ляется в вогнутую лунку на поверхности основной линзы, изготовленной из
крона – материала с более низким показателем преломления. Линия раздела зон
тогда почти незаметна. Размер сегмента небольшой, поскольку он ограничен ре-
о ч к о в ы е л и н з ы
б и ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
зультирующей толщиной линзы. Линза из пластика с сегментом относится к цель-
ным и имеет уступ на границе зон.
Линия раздела оптических зон бифокальной линзы может иметь различную
форму и упрощенно подразделяется на несколько видов:
– D-сегмент – граница сегмента прямая, у производителей часто носит назва-
ние S-формы от слова straight (прямой);
– С-сегмент – граница сегмента дугообразная, у производителей также носит
название С-формы от слова curved (изогнутый);
– круглый сегмент, часто называемый R-сегментом;
– линзы Е-типа, или представительские; прямая линия пересекает всю линзу
и разделяет ее на две зоны, примерно равные по размеру.
Ниже приведена таблица размеров сегментов различных форм.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
4.4.1. Скачок изображения в бифокальных линзах
Когда взгляд человека в бифокальной линзе перемещается из зоны для дали
в зону для близи, то ощущается изменение призматического действия при пе-
ресечении взглядом разделительной линии. Глаз встречает постоянно возрас-
тающее призматическое действие по мере удаления от оптического центра зоны
для дали. Когда взгляд оказывается в зоне для близи, он ощущает призматиче-
ское действие основанием вниз, внесенное сегментом на его вершине. Резкое
действие призмы вызывает скачок изображения в поле зрения. Кроме того, из-
за линии раздела сегмента возникает кольцевая скотома (слепой участок), в пре-
делах которой предметы будут полностью скрыты до тех пор, пока пользователь
бифокальных очков не поднимет голову. При этом формируется устойчивая при-
вычка менять положение головы при чтении; следовательно, процесс перехода
с бифокальных очков на прогрессивные усложняется.
Величина скачка изображения равна величине призматического действия,
вносимого сегментом на линии раздела, и определяется как произведение рас-
стояния от вершины сегмента до его оптического центра, измеренного в санти-
метрах, и добавки для чтения. Например, для круглого сегмента ее можно
рассчитать так:
Для сегмента некруглой формы скачок изображения всегда меньше, поскольку
его оптический центр расположен гораздо ближе к линии разделa. Это, собст-
венно, и определило популярность такого дизайна.
Ясно, что скачок изображения совершенно не зависит от силы основной
линзы и положения оптического центра зоны для дали. Существуют запатенто-
ванные конструкции бифокальных линз без скачка изображения.
4.4.2. Установка и центрирование бифокальных линз
Установка бифокальных линз по вертикали осуществляется в соответствии
с правилом «полей зрения», а именно: верхняя граница сегмента должна про-
ходить по касательной к нижнему краю радужной оболочки (лимба), при этом па-
циент смотрит прямо вперед (нулевое направление взгляда). Для обеспечения
правильного вертикального центрирования бифокальных линз проводят раз-
метку, отмечая на демолинзе не центр зрачка, как это делается обычно, а край
нижнего века. Впоследствии именно эта линия служит для позиционирования
верхней точки сегмента (см.
по межзрачковому расстоянию для дали.
о ч к о в ы е л и н з ы
б и ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
Такое положение сегмента является нормой для подавляющего большинства
людей, носящих бифокальные очки, и наиболее удобно для тех, кто надевает
бифокальные очки впервые. Если возникает какое-либо сомнение в отношении
требуемой высоты сегмента, если клиент находит обычное положение неудоб-
ным, линзы могут быть установлены в оправу иначе. Если бифокальные линзы
выписаны главным образом для зрения вблизи, вершина сегмента может быть
установлена несколько выше – скажем, посередине между нижним краем зрачка
и нижним краем радужной оболочки. Если линзы выписаны для некоторой про-
фессиональной цели и предполагается лишь их редкое использование для зре-
ния вблизи, вершину сегмента можно расположить на 3–5 мм ниже нормы либо
применить специальные конструкции бифокальных линз.
Установочная высота для бифокальных линз всегда больше, чем у прогрес-
сивных из-за более низкого положения зоны близи. Оправы выбирают со значи-
тельным вертикальным размером для размещения сегмента, форма проема
ободка – предпочтительно скругленный прямоугольник. Пантоскопический на-
клон для стандартных линз составляет 8–12 градусов, что гарантирует в дальней-
шем «правильное» положение сегмента относительно направления взгляда.
1. Выберите оправу и подгоните ее правильно к лицу клиента.
2. Наденьте оправу на лицо клиента и предложите ему смотреть прямо и впе-
ред.
Если нужно, отрегулируйте высоту своего стула так, чтобы ваши глаза были
точно на уровне глаз клиента.
3. Предложите клиенту смотреть прямо в ваш левый открытый глаз. Затем, ис-
пользуя маркер, поставьте метку на уровне нижнего края радужной оболочки
правого глаза клиента. Эта точка часто находится на уровне нижнего века.
4. Предложите клиенту смотреть прямо в ваш правый глаз, не двигая головой,
и поставьте вторую метку напротив нижнего края радужной оболочки левого
глаза клиента.
5. Снимите и снова наденьте оправу на клиента и повторите процедуру. В этот
раз новых меток не ставят: нужно только убедиться, что готовые метки действи-
тельно расположены напротив нижних краев радужных оболочек.
6. Запомните величины установочной высоты сегмента или положения вер-
шины сегмента по отношению к горизонтальной средней линии. Используйте
карты разметки, чтобы убедиться, что линза нужного дизайна может быть изго-
товлена из заготовки с диаметром, имеющимся в наличии.
4.4.3. Контроль бифокальных линз
Проверка параметров бифокальных линз осуществляется в соответствии
с ГОСТ Р 53950-2010. Контроль оптических параметров подробно описан в § 2 дан-
ной главы. В заключительной части этого параграфа особое внимание уделяется
определению годности бифокальных линз и проверке возможности их париро-
вания при разных положениях сегментов правой и левой линзы.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Отдельные требования предъявляются в стандарте к размерам сегментов.
В соответствии с п. 5.3.3 ГОСТ Р 53950, любой из размеров сегмента (ширина, глу-
бина и глубина промежуточной зоны) не должен отличаться от номинального
значения более чем на ±0,5 мм. Для согласованной пары очковых линз любые
размеры сегмента (ширина, глубина и глубина промежуточной зоны) не должны
отличаться от номинального значения более чем на ±0,7 мм.
Поскольку ГОСТ не определяет методику контроля и допустимые значения ли-
нейных параметров положения сегментов бифокальных линз, определение год-
ности парных линз можно оценить по величине призматического действия. Так,
при контроле расстояния от базовой точки для дали (оптического центра для
дали) до вершины сегмента следует произвести измерения призматического
действия в точке зоны для дали в вершине сегмента правой и левой линз, найти
их разницу и сравнить с данными первой строки третьего столбца таблицы 5 (см.
стр. 126).
ных по рецепту OU: -3,5 Add 2,0, в правой линзе расстояние от оптического
центра для дали до вершины равно 5 мм, в левой линзе – 2 мм. Годны ли линзы?
Призматическое действие в вершине сегмента составило 1,75 пр. дптр в правой
линзе и 0,70 пр. дптр в левой линзе. Разница 1,75 – 0,70 = 1,05 пр. дптр. Выбираем
в таблице 5 первую строчку (призматическое действие ноль) и третий столбец
(«По вертикали») и рассчитываем предельно допустимое для данного случая
значение призматического дифференциала по формуле 0,25 + 0,05 х F' = 0,25 +
+ 0,05 х 3,5 = 0,425 пр. дптр. Имеющийся призматический дифференциал 1,05 пр.
дптр. превышает предельно допустимое значение 0,425 пр. дптр. Вывод: линзы
не пригодны к установке. Другой способ контроля: вместо расчетного метода
можно измерить значение призматического действия линз на диоптриметре.
о ч к о в ы е л и н з ы
б и ф о к а л ь н Ы е л и н з Ы
4.4.4. Бифокальные линзы специального назначения
Подавляющее большинство рецептов на бифокальные линзы выписыва-
ется для того, чтобы заменить две отдельные пары очков. Однако ни одна
пара очков не сможет обеспечить наилучшим образом специальные медицин-
ские или профессиональные требования для всех случаев жизни – например,
когда нужны линзы для лечения аккомодационного косоглазия у детей или
при пресбиопии с нестандартными требованиями к расположению зоны для
близи в очках.
менты в линзах принято смещать к носу для совмещения полей зрения при
работе вблизи. С учетом средней конвергенции смещение обычно составляет
2–3 мм. Линзы для коррекции аккомодационного косоглазия Excelit AS (С 40)
имеют сегмент не только увеличенный до 40 мм, но и смещенный в сторону
виска для создания управляемого разводящего призматического действия.
Действие линзы заключается в поддержке нормальной работы глаз при из-
быточной аккомодации и создает в зоне для близи призматический эффект
кнаружи (out) за счет обратного смещения сегмента к виску. При этом ком-
пенсируется избыточное движение глаз кнутри (in). Фактор AC/A при этом уве-
личивается. Благодаря такой бифокальной конструкции и величине
аддидации от 2,00 до 3,00 дптр снижаются аккомодационные усилия и угол
отклонения косящего глаза. Основное предназначение таких линз – достиже-
ние хорошего бинокулярного зрения вблизи.
Для успешного лечения линзы Excelit AS должны центрироваться выше, чем
обычные бифокальные линзы, чтобы при правильной посадке очков на лице
и нормальном привычном положении головы близко расположенные пред-
меты были видны через зону для близи. В рамках терапии гиперметропии
с аккомодационным косоглазием у детей вершина сегмента устанавливается
по нижнему краю зрачка. Такое положение сегмента также обусловлено при-
вычным направлением взора ребенка прямо и вверх и положением оправы
на лице и голове с малым пантоскопичским наклоном из-за несформирован-
ной переносицы.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
требования к расположению зоны для близи, – например, пилотам (из-за рас-
положения приборов сверху), архивариусам, библиотекарям, электрикам, юсти-
ровщикам
станков.
Конструкция
характеризуется
отсутствием
скачка
изображения.
Линзы относятся к семейству Ardis от Rodenstock Manufaktur и могут иметь не
только бифокальную, но и трифокальную конструкцию с самым разным распло-
жением зон. Так, линза Ardis NFN 1.50 из минерального стекла состоит из двух
зон для близи – сверху и снизу, между которыми расположена зона для дали. Обе
линии раздела выполняются с разворотом для совмещения бинокулярных полей
зрения при взгляде через зоны близи, т. е. с учетом угла разворота глаз при кон-
вергенции.
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р и з м а т и Ч е с к и е л и н з Ы
уникальную возможность изготовления разных призм в зонах. Возможна также
индивидуальная децентрация центра зоны для близи. Такая линза доступна
также в трифокальном варианте.
первысоких гиперметропий со специальной поверхностью высоких порядков для
гашения повышенных аберраций плюсовой линзы носит название Perfastar Bifo
1.50. Конструкцию отличает отсутствие кольцевой скотомы благодаря специ-
альным полиномиальным поверхностям. Благодаря сложной асферичности и ма-
териалу линза имеет небольшой вес. Сегмент круглой формы диаметром 22 мм
может быть выполнен с индивидуальной децентрацией зоны близи, стандартная
децентрация сегмента составляет 4 мм. По вертикали линза центрируется по
верхнему краю нижнего века, по горизонтали – согласно монокулярному меж-
зрачковому расстоянию.
§ 4.5. Призматические линзы
В соответствии с ГОСТ ИCO 136666-2009
Величина отклонения светового луча называется призматическим действием
линзы (см. § 1.1.5) в соответствующей точке, а направление линии, соединяющей
вершину угла призмы с ее основанием в главном сечении призмы, – положением
основания призмы. Конструктивно призматическое действие очковой линзы до-
стигается за счет разной толщины противоположных краев.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Общепринятым обозначением призменной диоптрии служат Δ или пр. дптр,
где 1 призменная диоптрия — это отклонение светового луча на 1 см на расстоя-
нии 1 метр. Поэтому призматическое действие
а положение основания (базу) – углом в градусах по шкале Табо. Значение приз-
матического действия и направление основания призмы могут быть измерены
на диоптриметре в пределах, заданных техническими возможностями прибора
(обычно 6–8 пр. дптр).
OD Sph +6,0 D, cyl -2, 5 D ax 15° pr 5,0 ∆ основание кнаружи (temporalis)
OS Sph +5,5 D, cyl -1,75 D ax 165°
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р и з м а т и Ч е с к и е л и н з Ы
Для горизонтальных и вертикальных направлений основания призмы часто
вместо шкалы Табо с указанием в градусах используют такую систему: основание
внутрь (0° для правой и 180° для левой линзы), основание наружу (180° для пра-
вой и 0° для левой), основание вверх (90°), основание вниз (270°).
Возможность получения призматического действия
методом децентрации однофокальных стигматических линз
Если необходимо не слишком большое призматическое действие в точке цент-
рирования линзы, которая определяется PD пациента и данными вертикального
центрирования, его можно получить с помощью децентрации сферической оч-
ковой линзы относительно главной зрительной точки. Величина децентрации,
на которую следует сместить оптический центр линзы, определяется по правилу
Прентиса.
Для того, чтобы призматическое действие Δ было выражено в см/м, расстоя-
ние
учета знака.
Положение основания призмы будет определяться знаком задней вершинной
рефракции (оптической силы). У плюсовых линз основание призмы будет на-
правлено к оптическому центру относительно измеряемой точки; у отрицатель-
ных – в противоположном направлении, но всегда по направлению к более
толстому краю линзы.
Следовательно, требуемую децентрацию с можно рассчитать по формуле:
Сместив геометрический центр относительно оптического центра на величину
рассчитанной децентрации, можно получить призматическую линзу с требуемым
призматическим действием. И наоборот, если сделать линзу призматической,
можно за счет децентрации оптического центра получить линзу с большим по-
лезным диаметром при сохранении стандартного. При использовании формулы
необходимо помнить, что линейные параметры линз измеряются в миллиметрах,
а децентрация, рассчитанная по формуле, получается в сантиметрах.
В астигматической однофокальной линзе получить призматическое действие
путем децентрации крайне сложно, поскольку нет возможности определить
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
направление децентрации по требуемому положению основания призмы, если
оно не совпадает с направлением главных меридианов астигматической линзы,
а значит, нельзя использовать формулу Прентиса для расчета. В этом случае ре-
комендуется в условиях оптической мастерской с помощью диоптриметра про-
извести разметку линзы с учетом и необходимого призматического действия
и направления главных меридианов по рецепту.
При производстве линз призматическое действие достигается использова-
нием призматических колец, подкладываемых под блокировочный инструмент
при креплении заготовки линзы в станке, если используется традиционная тех-
нология обработки поверхностей.
о ч к о в ы е л и н з ы
л и н з Ы д л я Ра б о т Ы в б л и з и
§ 4.6. Линзы для работы вблизи
Выбор вида пресбиопической коррекции происходит, как правило, в кабинете
врача при подборе очков. Сегодня пациенту предлагают на выбор очки для чте-
ния, бифокальные или прогрессивные линзы, объяснив все возможности каж-
дого вида коррекции.
4.6.1. Понятие: линзы для работы вблизи
Очки для чтения и прогрессивные очки обладают как рядом преимуществ, так
и некоторыми ограничениями. Очевидно, что на неких средних рабочих расстоя-
ниях только специализированные линзы способны обеспечить оптимальное ка-
чество изображения и наилучший зрительный комфорт для различных условий
зрения внутри помещений.
держка аккомодации для требуемых дистанций, обеспечение удобного положе-
ния головы и тела и естественной позы для каждого рабочего места,
возможность сохранения зрительных привычек. Отличают эти линзы и б
зоны зрения для основных рабочих расстояний по сравнению с прогрессивными
очками. Еще одно положительное отличие – возможность выбрать дизайн в со-
ответствии с рабочей ситуацией (основные направления взора) в отличие от по-
давляющего большинства прогрессивных линз.
4.6.2. Эргономика рабочего места с дисплеем
можностям человека, обеспечение наиболее эффективной работы, не создаю-
щей угрозы для здоровья и выполняемой при минимальных затратах
биологических ресурсов.
Более 90% работающего населения используют на работе компьютеры. Для
тех, кто работает в офисах, особенно за компьютером, должны приниматься
в расчет индивидуальные аспекты рабочего места, чтобы длительная работа за
компьютером не приводила к ухудшению здоровья.
Применение эргономических принципов создает ощущение удобства на ра-
боте и способствует защите здоровья. Если человек испытывает меньшую на-
грузку во время работы, это одновременно повышает и качество работы, и
производительность труда.
По статистике примерно 75% тех, кто пользуется очками в возрасте от 45 до 59
лет, работают за компьютерами. Те же исследования показали, что 80% людей,
работающих за компьютером более 3 часов в день, жалуются на:
•
боль в глазах и головную боль;
•
сухость глаз;
•
усталость;
•
затуманивание зрения;
•
слезотечение;
•
повышенную чувствительность к свету.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Это часто сопровождается напряжением в шейном отделе позвоночника и
болью в плечевом поясе.
4.6.3. Зрение и компьютер
Именно для глаз характерно особое напряжение при работе за мониторами.
Избыточное напряжение вызывают повышенные усилия аккомодационного ап-
парата, необходимость движения глазами, отражения, блики, часто низкое каче-
ство изображения экрана, отсутствие заботы о режиме зрения или
неподходящие для глаз условия освещенности. Из этого следует, что работа за
мониторами предъявляет повышенные требования к функциям аккомодации
и адаптации глаза (изменению расстояний и яркости). Многообразные глазные
симптомы, испытываемые при работе за монитором, известны как компьютерный
зрительный синдром (КЗС). Он возникает, когда зрительные потребности превы-
шают зрительные возможности индивидуума. Симптомы КЗС: головная боль, боль
в глазах и в области орбит, зрительная усталость, сухость в глазах, нерезкость
изображений.
Идеальные линзы для работы с мониторами должны обеспечивать поддержку
функции аккомодации при взглядах на клавиатуру и монитор, гарантировать
нормальное зрительное восприятие, учитывать основные рабочие расстояния,
направление взгляда и вид компьютерной деятельности. Наличие AR-покрытия
на линзах, включающего контроль уровня излучения синего света, – очень важ-
ный фактор в условиях офисной работы. Ниже приведены несколько рекомен-
даций для снижения КЗС.
• Правильно подберите размер шрифта: шрифт должен читаться легко, без
напряжения.
• Почаще смотрите на удаленные объекты, например, в окно. Короткие пере-
рывы на 10 минут в 1 час позволят мышцам ресничного тела расслабиться.
• Часто и регулярно моргайте во избежание сухости глаз. При работе за ком-
пьютером люди смаргивают только 7 раз в минуту, в то время как нормальная
частота моргания – 15–20 раз. Пейте достаточно воды! Чтобы помочь глазам,
время от времени закрывайте их на несколько секунд.
• Чаще давайте глазам короткую передышку. Хорошо, если вы прогуляетесь,
например, к копировальному аппарату.
• Уберите блики, правильно установив монитор (перпендикулярно окну).
• Стул и стол должны быть адаптированы к физиологическим потребностям.
• Носите правильно выправленные очки.
о ч к о в ы е л и н з ы
л и н з Ы д л я Ра б о т Ы в б л и з и
4.6.4. Дизайны линз для работы вблизи
Дизайны линз для работы вблизи подразделяются в зависимости от назначе-
ния, постоянной или варьируемой дегрессии, степени индивидуализации линзы,
применяемой технологии расчета и производства.
Зависимость величины дегрессии (степени убывания рефракции снизу вверх)
от величины аддидации принципиально меняет возможности таких линз. Боль-
шинство линз для работы имеют одну фиксированную дегрессию или две де-
грессии для линз двух возрастных групп. Необходимость для дизайнов,
предназначенных для работы на средних расстояниях, в офисе, иметь как мини-
мум две дегрессии обусловлена соблюдением требуемых для такого вида зри-
тельной работы рабочих расстояний. Дело в том, что из-за фиксированной
величины дегрессии положение зрительных точек при разных расстояниях до
объекта отличается, степень различия зависит от аддидации и аккомодации.
Рисунок
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
A
B
Единое значение дегрессии для разных возрастных групп
торых значение аддидации меняется от 0,75 до 3,5 дптр, приводит к различию
в положении зрительных точек и зависимости реальных рабочих расстояний от
возраста/аддидации заказчика. При работе в таких очках возникнет необходи-
мость подстраивать положение головы и степень понижения взгляда под дей-
ствие линз. Наблюдается также уменьшение глубины фокуса, а значит, рабочих
расстояний с увеличением возраста и аддидации.
Идеальное расположение зрительных зон и гарантированное рабочее рас-
стояние в линзах более высокого класса является результатом расчета дегрессии
по величине аддидации. Такие линзы позволяют заказчику легче адаптироваться
в обстановке привычного рабочего места с учетом всех особенностей; они зака-
зываются по рецепту для дали и индивидуальному значению аддидации. Таким
образом, каждой аддидации в каждой линзе соответствует свое значение дегрес-
сии.
о ч к о в ы е л и н з ы
л и н з Ы д л я Ра б о т Ы в б л и з и
4.6.5. Типы дизайнов линз для работы вблизи
Разберем виды дизайнов линз с варьируемой дегрессией на примере линз для
работы семейства Ergo от Rodenstock. Новое портфолио комфортных линз для
работы разработано по принципу обеспечения четкости зрения в соответствии
с предъявляемыми ситуацией требованиями для самых разных рабочих расстоя-
ний. Более того, каждая зрительная зона имеет значительно увеличенное поле
зрения для приоритетных дистанций и гарантирует длительную зрительную ра-
боту в удобной позе.
Предлагаются дизайны с понятными каждому человеку названиями Book
(Книга), PC (Компьютер), Room (Комната) для легкости выбора. Как и в прогрес-
сивных линзах Rodenstock, в портфолио комфортных линз для работы сохра-
няется разделение на индивидуальные, оптимизированные и классические
линзы.
превышающем вытянутой руки. Особенности этих линз:
•
решают проблемы зрения на коротких рабочих дистанциях;
•
рассчитаны с учетом последних исследований физиологии и эргономики, дис-
танций и углов зрения при выполнении зрительных задач на соответствующем
расстоянии;
•
позволяют работать очень длительное время на коротких расстояниях без
утомления;
•
предметы, расположенные на расстоянии до 1 м, видны четко только за счет
вертикальных движений глаз;
•
главный фокус данного типа дизайна расположен на расстоянии ладони чуть
согнутой руки;
•
работа с ноутбуком возможна либо при небольшом опускании головы либо
через верхнюю часть очков.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
ром и письменными или рабочими столами. Особенности этих линз:
•
оптимальны для средних дистанций вплоть до 1,20 м;
•
особенно подходят для работы за любыми мониторами, ноутбуками и другими
цифровыми устройствами;
•
зрительные зоны особенно широки именно для этих дистанций;
•
рассчитаны на большие мониторы;
•
снижают проблемы в области шейного отдела позвоночника для постоянно
работающих за компьютером людей за счет эргономичного положения головы
и комфортной позы;
•
одновременно удобные и чистые поля зрения обеспечиваются для книги, до-
кумента, расположенного на расстоянии чтения.
жены на расстоянии внутри комнаты или при частой смене рабочих расстояний
внутри помещения с более удаленных на короткие. Особенности этих линз:
•
дизайн предполагает использование на всех, но преимущественно на увели-
ченных средних дистанциях до 5 м;
•
большие зрительные зоны рассчитаны на ширину и глубину комнаты;
•
надежный и гарантированный комфорт по сравнению с PAL при использова-
нии только внутри помещения;
•
зрение, свободное от стрессов и усталости;
•
большая комфортная зона, как для чтения, благодаря наличию второй фокус-
ной зоны, рассчитанной на расстояние около 40 см.
4.6.6. Индивидуальные параметры
Индивидуальные параметры посадки также оказывают влияние на размер
полей зрения. Если не использовать индивидуальные данные оправы и центри-
о ч к о в ы е л и н з ы
л и н з Ы д л я Ра б о т Ы в б л и з и
рования, а заложить в расчет принятые стандартные параметры (которые, несо-
мненно, будут отличаться от параметров реального положения линз относи-
тельно глаз), то результирующие поля зрения, доступные для использования,
будут несколько ограничены. Использование в расчете дизайна индивидуальных
параметров заказчика дает возможность получить идеальные по размеру поля
зрения, не зависящие от выбора оправы. Такие линзы называются
Контроль линз для работы вблизи осуществляется в зоне для близи (в специ-
ально обозначенной скобками или кругом зоне). В случае пересчета линз в по-
ложение ношения (position of wear) или по индивидуальным параметрам посадки
на конверте линзы, помимо данных рецепта, присутствуют номинальные изме-
ренные значения. Следует помнить, что каждое из этих номинальных значений
измеряется в различных точках линзы. Так, номинальные значения сферы, ци-
линдра и оси приведены при измерении в кружке для близи. Номинальное
значение призматического действия определяется в ссылочной точке призмы
(часто не маркируется). Значение призматического действия R/L линзы будет
одинаковым, если в рецепте нет призматической составляющей. В случае приз-
матического рецепта измеряется результирующее действие рецептурной и
утоньшающей призм. Значение дегрессии не контролируется и определяется
производителем.
4.6.7. Влияние базовой кривизны
Классические линзы для близких и средних расстояний обычно имеют перед-
нюю прогрессивную поверхность; рецептурная поверхность наносится по задней
поверхности линзы после получения заказа. В таком случае используется пред-
варительно рассчитанный и изготовленный в соответствии с принятой системой
базовых кривых стандартизированный полуфабрикат (так называемая полуза-
готовка). Для классических линз оптимизация в каждом случае выполняется по
средней величине рефракции относительно базовой кривизны. Это однозначно
приводит к тому, что оптические свойства линз разной оптической силы будут
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
отличаться одна от другой в одном и том же продукте семейства. Для линз, изго-
товленных по технологии FreeForm (например, Multigressiv Ergo®), не задейству-
ется единая система оптимизации значения рефракции; значение базовой
кривизны оптимизируется для каждого рецепта, чтобы получить наилучшие оп-
тические характеристики.
4.6.8. Установка линз для работы вблизи
Все линзы для работы устанавливаются по правилам, определяемым произво-
дителем. Так, для линз от Rodenstock установка осуществляется по общему для
прогрессивных линз правилу, в соответствии с которым разметка оправы про-
изводится в естественном положении головы и тела при взгляде прямо и вперед.
Центровочный крест на линзе располагается при установке напротив центра
зрачка (см. рис 4.31). Тип дизайна, аддидация, базовая кривизна и показатель
преломления определяются по лазерной гравировке в линзе.
о ч к о в ы е л и н з ы
л и н з Ы д л я Ра б о т Ы в б л и з и
)
)
)
)
Следует помнить о различиях в требованиях к размеру ободка и установочной
высоте для разных линз. Различия в установочной высоте возникают из-за раз-
личного положения базовых точек для близи для каждого типа дизайна линз.
Каталоги производителей предоставляют полную информацию по минимальной
установочной высоте и размерам проема оправы.
Расстояние от точки B – центровочного креста до верхнего края ободка для
Z
линз Nexyma 80 рекомендуется ≥ 10 мм; при этом минимально допустимое рас-
стояние составляет 6 мм. Минимальное расстояние от центра для близи D до
N
нижнего внутреннего края ободка составляет 2 мм
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
§ 4.7. Прогрессивные линзы
Прогрессивные линзы являются наиболее современным и универсальным
способом очковой коррекции пресбиопии, где плавный переход от одной реф-
ракции (для зрения вдаль) к другой (для зрения вблизи) получается благодаря
сложному процессу расчета поверхностей и их дальнейшей обработки.
Традиционно в линзах разделяют три зоны: для дали, для близи и прогрессив-
ного (вариабельного) канала. Такая конструкция призвана обеспечить естествен-
ное восприятие видимого объекта, независимо от расстояния, на котором он
находится. Резкое детальное видение объекта на различных расстояниях воз-
можно в довольно ограниченной области, порядка 30 градусов. Поэтому зоны
прогрессивных линз, в которых используется центральное зрение, должны
строить изображения в области желтого пятна сетчатки. Естественное положе-
ние головы и тела определяют вертикальные движения глаз при переводе
взгляда от удаленного до приближенного объекта. Горизонтальные движения
глаз и головы определяют физиологические условия обзора и используемую ши-
рину зон линзы.
Периферическое зрение обеспечивает краевая область сетчатки, позволяю-
щая определить местонахождение предмета, воспринять его форму или следить
за его передвижением.
На восприятие истинной формы предмета влияет величина призматического
действия в каждой точке линзы. Изменение рефракции в зоне прогрессии при-
водит к призменному разделению на поверхности линзы. В зависимости от ве-
личины шага призмы происходят те или иные искажения вертикальных и
горизонтальных линий, особенно в боковых зонах линз. Поэтому для достижения
наилучшего эффекта в линзах прогрессивных очков каждый изготовитель доби-
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
вается минимальной величины шага призмы. Наилучшее решение – технология
изготовления и расчета прогрессивных поверхностей с оптимизацией призма-
тического дифференциала, что особенно важно для хорошей переносимости
прогрессивных очков при анизометропии.
Бинокулярное зрение, как известно, обеспечивается согласованными движе-
ниями обоих глаз, поддерживающими постоянное направление зрительных
линий на точку фиксации и слиянием изображений в единый зрительный образ.
При переводе взгляда на близко расположенный предмет происходит естествен-
ное сведение осей. Следовательно, направление канала прогрессии рефракции
должно происходить так, чтобы конвергенция пациента в очках оставалась ес-
тественной. Для этого обе линзы, правая и левая, должны иметь приблизительно
одинаковый шаг прогрессии, а зона для близи, в свою очередь, должна быть сме-
щена в сторону носа в зависимости от конвергенции, которая меняется в очках
в зависимости от силы линзы для дали, величины аддидации, положения линзы
перед глазом, привычного рабочего расстояния и некоторых других параметров.
Самым современным способом расчета PAL является метод установления ин-
дивидуального закона изменения силы линзы внутри прогрессивного канала
и полного контроля за уровнем и расположением зон аберраций.
Смещение ссылочной точки для близи (или центра зоны близи) относительно
ссылочной точки для дали называется инсетом (inset), измеряется в мм и в иде-
альном случае является в линзах варьируемой величиной в зависимости от вы-
шеперечисленных параметров.
Position of wear, или положение ношения (ГОСТ 13066-2010 п. 9.15), – оптический
принцип пересчета оптической силы в линзе в соответствии с положением
линзы перед глазом (с наклоном, разворотом) относительно ситуации подбора
и положения пробной линзы в пробной оправе или фороптере. Данные заказа
при проверке на диоптриметре в ссылочных (базовых) точках для дали и близи
отличаются от прописи рецепта. В готовых очках также перед глазом в зависи-
мости от направления взора располагаются точки с несколько другой рефрак-
цией. Причиной этого являются отличия в ходе лучей и положении линзы при
измерении на диоптриметре, в кабинете при подборе и в готовых очках
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
взгляда, полностью соответствует данным рецепта;
Обычные прогрессивные линзы изготавливаются из полузаготовки с набором
стандартных прогрессивных форм и базовой кривизны передней поверхности.
Затем происходит последующая обработка сферо/торической задней поверхно-
сти по рецепту. В результате использование одной полузаготовки для всех линз,
объединенных в один диапазон рефракций, является обычной практикой. Но,
разумеется, это противоречит принципу пунктальной линзы (см. § 4.1). Если реф-
ракция в рецепте отличается от заложенной в расчет дизайна средней из диа-
пазона, ограничения зрительных полей заметно ухудшают зрение. Эта
зависимость носит название base curve effect (влияние базовой кривизны).
Оптимизация рефракции по поверхности линзы и перенос прогрессивной по-
верхности на заднюю поверхность линзы (или распределение прогрессивного
действия между передней и задней поверхностью) значительно улучшает опти-
ческие характеристики прогрессивных линз. Такие линзы обеспечивают гораздо
лучшее бинокулярное зрение благодаря симметричности полей зрения незави-
симо от рецепта (даже при анизометропии), а также снижают плавающий эф-
фект.
Наличие вертикальной несимметричности в прогрессивной линзе (нижняя
часть из-за более плюсовой рефракции имеет большую кривизну поверхности)
требует компенсации. Чтобы сделать линзу тоньше, в конструкцию прогрессив-
ных линз стали вводить призму, равную примерно 2/3 Аdd основанием вниз.
Такую призму также называют технологической. Чаще производители исполь-
зуют призматическое уменьшение толщины для линз плюсовых рефракций, чем
отрицательных, поскольку это в лучшей мере сказывается на эстетике линз. Оп-
тический эффект от включения призмы заключается в том, что необходимость
подъема головы при взгляде через зону для дали и опускания при использова-
нии зоны для чтения сводится на нет, что делает использование очков более
удобным. Проверить наличие призматического уменьшения толщины в линзе
можно, установив последнюю на диоптриметр в точку призмы. При наличии ре-
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
цептурного призматического действия в линзе или других компенсаторных
призм диоптриметр покажет суммарное значение призматического действия.
Применение технологии FreeForm для обработки поверхностей прогрессивных
линз позволило не только значительно улучшить эстетику и повысить точность,
но и уменьшить собственное увеличение линзы, сделать отражение более рав-
номерным и заметно увеличить размеры чистых зрительных зон по сравнению
с традиционными технологиями использования прогрессивной полузаготовки.
Для воспроизведения высокоточных оптических поверхностей необходимы
станки с ЧПУ не только для генерации поверхности, но и для ее полировки.
Только тогда могут быть реализованы исключительные качества и точность для
всех FreeForm линз.
В оптике известны два метода расчета и описания оптического изображения.
Первый базируется на канонах геометрической оптики при расчете хода лучей,
второй – на принципах волновой оптики (расчет по волновому фронту). Расчет
по волновому фронту наиболее эффективен для сложных поверхностей, однако
является крайне трудоемким. Значительное уменьшение машинного времени
расчета линзы (напомним, что прогрессивная рецептурная поверхность рассчи-
тывается для каждой линзы отдельно) было достигнуто благодаря специальному
методу описания локальных волновых фронтов, предложенному концерном Ro-
denstock. Данный метод применим практически для всех линз концерна в ком-
бинации с технологией FreeForm. Этот высокоэффективный комплексный
процесс позволяет реализовать до 2000 различных оптимизаций, включая оп-
тимизацию рефракции, учет индивидуальных параметров посадки и физиологи-
ческой модели глаза, а также контроль над аберрациями. Так появилась
возможность создания самых разных по эксплуатационным свойствам дизайнов.
С другой стороны, описание более чем 7000 точек на линзе предъявляет самые
высокие требования к оборудованию и программному обеспечению.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Для обеспечения индивидуальной оптимизации в расчет поверхности линз
закладывается монокулярное межзрачковое расстояние, вертексное расстояние,
пантоскопический наклон и кривизна оправы. Данные параметры отражают ре-
альное положение очков при ношении.
Из рисунков видно, что наиболее критичными для полей зрения и качества
изображения в прогрессивной линзе являются угловые параметры посадки.
Становится понятной рекомендация производителей традиционных прогрес-
сивных линз: выбирать оправу с пантоскопическим наклоном 7–8 градусов.
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
Волновой фронт, проходя через глаз, искажается, деформируется из-за нали-
чия множества самых разных аберраций. В результате на сетчатке возникает не-
четкое изображение, часто искаженной формы. Большой размер зрачка также
провоцирует большие аберрации высоких порядков (англ. сокр. HOA). В очковых
линзах даже с применением современных технологий могут быть полностью ком-
пенсированы только аберрации более низких порядков, такие как дефокус,
призма, астигматизм. Однако их влияние на качество сфероцилиндрической кор-
рекции весьма заметно! Включение аберрационных данных в комплексную тех-
нологию расчета и оптимизации линзы дает каждому заказчику оптимальную
коррекцию в каждой точке очковой линзы. Это гарантирует идеальное значение
сферы и цилиндра для каждого направления взгляда с учетом изменения раз-
мера зрачка в процессе зрения.
ностей линз при астигматизме. В астигматическом глазу, при изменении направ-
ления взгляда, которые сопровождаются вращательными движениями глазного
яблока, возникают изменения в расположении главных рефракционных мери-
дианов, которые требуют соответствующей адаптации оси цилиндра в линзе. Это
чисто физиологическое явление. Закон, который описывает изменение положе-
ния оси цилиндра при верзионных движениях глаза называется
Отличие в вергентных движениях при работе вблизи приводит к тому, что опи-
сание изменения положения оси по закону Листинга для дали становится некор-
ректным для близи. Модели, разработанные за последние несколько лет в
области физиологических исследований, рассматривают движения глаза при
зрении вблизи и отображают изменение оси цилиндра в соответствующих точках
сетчатки. Они принципиально отличаются от ситуации при зрении вдаль и опи-
сываются
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Полностью учесть все аберрации глаза позволит включение индивидуальных
данных измерения на аберрометре в технологию расчета поверхностей. Это
значительно улучшает качество изображения на сетчатке и повышает возмож-
ности как центрального, так и периферического зрения. Такого рода оптимиза-
цию предлагает концерн Rodenstock
с аберрометром DNEye®
Scanner,
отличительной особенностью которого является измерение всех индивидуаль-
ных аберраций не только при зрении вдаль, но и при зрении вблизи. Компания
Zeiss разработала технологию i.Scription® , позволяющую включить в расчет
линзы индивидуальные аберрации высших порядков при зрении вдаль. Компа-
ния Rupp & Hubrach также предлагает подобную опимизацию, но при этом не
имеет собственного аберрометра, так что информация об измеренных данных
нуждается в дополнительной обработке.
В начале этого параграфа уже говорилось о понятии инсет и о том, как важна
его варьируемость для бинокулярного зрения в прогрессивных очках. Один из
самых простых шагов улучшения адаптации – включение монокулярного рас-
стояния в расчет положения зоны для близи. Ниже на рисунке 4.42 показано, как
меняется конвергенция в зависимости от PD. Видно, что при больших значениях
PD величина инсета должна возрастать, а при меньших, соответственно, умень-
шаться.
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
Современные линзы отличаются высоким качеством изображения. Однако
эстетика и вес очков, особенно плюсовых, также сильно влияют на то, будет ли
клиент чувствовать себя в них комфортно. Один из способов минимизировать
толщину и вес плюсовой линзы – оптимизация толщины центра линзы за счет
уменьшения диаметра. В основе этой оптимизации лежит включение в расчет
формы и размера проема ободка оправы. Такой подход позволяет получить
самую тонкую линзу для данного рецепта. Производителю очков для оптимиза-
ции толщины линзы необходимо ввести данные ее центрирования и проема.
Требуется также соблюдать одно из следующих оптических условий: 1) для астиг-
матических рецептов по крайней мере один главный меридиан линзы должен
быть положительным; 2) для призматических рецептов значение рефракции
должно быть положительным или слабо отрицательным; 3) экономия в толщине
и весе должна быть значимой; 4) линза должна быть прогрессивного дизайна
или для работы вблизи.
Данная оптимизация, которая может применяться не только к линзам прогрес-
сивного действия, носит название MDM у Rodenstock, Precal у Essilor. Есть такая
функция и у Hoya, Seiko, BBGR, Shamir и других производителей.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В прогрессивных линзах диаметр часто задается двойным значением – напри-
мер, 65/70. Это означает децентрацию ссылочной точки для дали (положения
установочного креста) относительно геометрического центра линзы. Такая кон-
струкция позволяет получить больший полезный диаметр при минимальном фи-
зическом диаметре и уменьшить толщину линзы. Стандартная децентрация
составляет 2,5 мм, что дает увеличение полезного диаметра на 5 мм – диаметры
60/65 или 75/80. Если геометрический расчетный диаметр адаптирован индиви-
дуально к форме, размерам проема и данным центрирования, пре-децентрация
варьируется и рассчитывается для правой и левой линзы отдельно. Одновре-
менно может применяться выравнивание толщин правой и левой линз в случае
ассиметричного расположения зрачков и анизометропии. Варьируемая децент-
рация позволяет использовать линзу среднего диаметра даже для больших
оправ и таким образом получить гораздо более тонкие, легкие и эстетичные
очки.
Обратимся к стандартной маркировке и расположению ссылочных точек в
прогрессивной линзе. Расстояние d от геометрического центра до центрирую-
щего креста составляет обычно 4 мм, от геометрического центра до центра зоны
для близи – p = 14 мм (
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
С помощью известной формулы для нахождения призматического действия,
справедливой и для прогрессивных линз, можно легко вычислить ожидаемые
величины призматичности в центрах зон для дали и близи:
F - рефракция в диоптриях, с – расстояние от точки определения призмы до оп-
V
тического центра в мм
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Сложности адаптации при прогрессивной коррекции анизометропии можно
заметно уменьшить, если использовать линзу со специально разработанным ди-
зайном. Если конструкция и компьютерный расчет поверхности позволяют све-
сти к переносимому минимуму разницу вертикальных призм и полей зрения
в прогрессивной линзе, то такую линзу можно рекомендовать и при больших сте-
пенях анизометропии. Одним из ярких примеров таких дизайнов являются линзы
семейства Multigressiv
успешно использовалась пациентом-миопом при сферической анизометропии
в 1,5 D и разнице цилиндрических состaвляющих для правого и левого глаза
в 0,75 D при условии косых осей. Срок адаптации составил один день. Паци-
ент, ранее носивший другие прогрессивные линзы, оценил Multigress
как наиболее комфортный вариант.
Моделирование дизайна прогрессивной линзы с целью получения индивиду-
ально ориентированных оптических зон, их размеров, а также контроль за зонами
аберраций – еще один из признаков самых высокотехнологичных прогрессивных
линз. С 2007 года, когда компания Rodenstock создала линзу Impression FreeSign
эта идея продолжает развиваться. Так, компания BBGR в линзах Intuitiv предло-
жила учитывать различия в направлении взгляда у правшей и левшей при чтении
с помощью технологий Ergonomic Technology и VisionBooster. Эти современные тех-
нологии расчета обеих прогрессивных поверхностей при распределении аддида-
ции по обеим поверхностям линзы заключаются в увеличении количества точек
оптимизации поверхности в 5 раз (чтобы улучшить оптические характеристики
для каждого рецепта) и в дополнительной асферизации индивидуальных областей
линзы (чтобы улучшить зону ближнего зрения). Оптимизация характеристик зоны
для близи осуществляется на основе анализа реального движения взгляда по по-
верхности линзы с учетом латерализации (приоритет рабочей руки). Это позво-
лило увеличить поля зрения при работе на ближних дистанциях и сгладить
переход между оптическими зонами линз. Дизайн линз для левшей и для правшей,
таким образом, имеет принципиальное отличие в направлении увеличения этих
зон. У левшей увеличение происходит симметрично в обе стороны, у правшей —
в темпоральную и назальную стороны для правой и левой линзы соответственно.
В результате любой клиент, будь он правша или левша, получает максимально ши-
рокие зоны для работы вблизи и на средних расстояниях, а также, по утверждению
85% клиентов, улучшенный зрительный комфорт вблизи.
Рассмотрим случаи применения специальных дизайнов прогрессивных линз.
В этом ряду:
1)
2)
3)
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
При высокой степени миопии высока и кривизна задней поверхности очковых
линз. В результате эффективные оптические и оптически полезные зоны линзы
резко сокращаются. Параллельно наблюдаются сильное уменьшение размера
предмета (что дополнительно снижает визус), большие периферические абер-
рации, уменьшение полей зрения, а также повышенный плавающий эффект, ко-
торый приобретает скачкообразный характер. При этом близорукий человек
меньше поворачивает глаза для рассматривания периферийно расположенного
предмета, чем эмметроп или гиперметроп. Специально для группы миопических
пациентов с рефракциями ниже среднестатистических был увеличен диапазон
оптической силы линз Impression® Myop: он составляет от -4,25 до -17,0 дптр при
цилиндре 6,0 дптр. Правильная центровка очень важна для линз высоких от-
рицательных рефракций. Именно поэтому при работе со специальными прогрес-
сивными линзами ошибки центрирования должны быть исключены, а разметку
и установку следует производить с особой тщательностью. Из-за высоких пока-
зателей преломления и дисперсионности при ношении линз высоких отрица-
тельных рефракций могут также появится жалобы на цветные полосы, особенно
если до этого использовались очки с линзами из материалов с низкими показа-
телями преломления.
Для положительных линз высоких рефракций свыше 8 дптр нет «решения»
выбора конструкции линзы с минимальными аберрациями: теория дает очень
сильную рефракцию передней поверхности. Это означает очень заметное уве-
личение в линзе, сильные ограничения по диаметрам и выбору оправы, высо-
чайший уровень периферических аберраций. Также нельзя забывать, что
современные линзы — это всегда компромисс между хорошей оптикой и внешней
привлекательностью.
Для примера рассмотрим некую виртуальную поверхность прогрессивной
линзы Sph +11,0 D Add 2,0 D. Аберрационная картина на рисунке
казывает, что у обычной прогрессивной линзы поле зрения для дали очень ма-
ленькое, а зона близи практически отсутствует; уровень астигматизма для близи
превышает 1,5 D. Чтобы снизить аберрации на периферии прогрессивных линз,
1,50 1,25 1,000,7
-0,75
5
1,75
-0,50
0
-0
2,75
,5
5 ,
-0,25
0
0
3,00
2,50
2,25
2,00
-0,50
-0,25
0,5
0 0
0,75
,25
0,00
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
фокальная рефракция на периферии зоны для дали должна возрастать, а на пе-
риферии ближней зоны – снижаться. Такому принципу соответствуют так назы-
ваемые сложные полиномиальные поверхности, которые и были положены в
основу конструкции индивидуальной прогрессивной линзы Impression
от Rodenstock. Линза изготавливается в диапазоне рефракций от +6,0 до +13,0 D/
cyl +6,0 D в материале 1.67, включая фотохромный пластик, и представлена в двух
вариантах длины коридора – обычном и коротком (XS).
К особенностям работы с такими линзами, изготовление которых возможно
только по технологии FreeForm с применением специальных программ, относятся
заказ функции оптимизации толщины и обязательное применение AR-покрытия
с высокими свойствами гашения отражения (из-за высокого показателя прелом-
ления и очень плоской задней поверхности). Следует помнить также, что для
линз крайних диапазонов измерение рефракции на диоптриметре в зоне для
близи невозможно из-за высокой призмы (до 18 cм/м) и дисперсии (окрашива-
ния марки). В случае жалобы выяснение причин возможно только при измерении
на специальной установке SPV1 в Мюнхене.
Ниже приведены преимущества специализированных прогрессивных линз
при высоких степенях аметропии.
Фактическая геометрия прогрессивной поверхности является коммерческой
тайной фирмы–изготовителя. Но исходя из соображений правильности работы
всех зон, четкости установки и проверки маркировка, гравировка и правила
сборки прогрессивных линз в оправу едины и знакомы всем оптикам.
о ч к о в ы е л и н з ы
п Р о г Р е с с и в н Ы е л и н з Ы
Стандартная процедура установки – набор действий, в результате выполнения
которых ссылочная точка для дали (установочный крест) расположится напротив
зрачка при прямом направлении взгляда, а гравировальные метки (горизонталь-
ные) – параллельно средней линии оправы.
Для измерения оптических параметров самой линзы используют штамп на
линзе (маркировку) или восстанавливают его по гравировальным меткам и картам
центрирования, предоставляемыми изготовителем. Верхний полукруг или скобки
используют для определения оптической силы линзы в зоне для дали, круг в ниж-
ней части линзы – для определения ее рефракции в зоне для близи. Однако, с уче-
том особенностей коллимационной конструкции диоптиметров, измерения в зоне
близи неточны. Проще проверять значение аддидации по гравировке линзы. Двух-
значная цифра в нижней височной части линзы обозначает аддидацию (напри-
мер, «12» – Add = 1,25 D). Призматический эффект линзы измеряется в ссылочной
точке призмы. Обычно величина призматического действия, которую определяют
в этой точке, возникает из-за наличия утоньшающей призмы, выравнивающей
верхний и нижний края линзы по толщине, за исключением случаев, когда призма
назначается врачом специально. В этом случае величина призматического дей-
ствия будет складываться из имеющейся величины утоньшающей призмы и той,
что прописана по рецепту, с учетом расположения основания.
Длина коридора прогрессии может быть определена по гравировке или – го-
раздо менее точно – как расстояние от линии горизонтали, обозначенной зна-
ками гравировки (ромбами, кружками и др.) до середины зоны ближнего зрения
(центра кружка).
Для восстановления расположения центрирующего креста и зон прогрессив-
ной линзы используют гравировки и специальные карты или приспособления.
Восстановление горизонтали осуществляется по знакам гравировки, которые на-
ходятся на одной горизонтальной линии с геометрическим центром линзы на
расстоянии 34 мм друг от друга. Восстановление центровочного креста следует
производить по картам, которые предоставляет производитель для каждого типа
прогрессивных линз.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
о ч к о в ы е л и н з ы
о к Ра ш е н н Ы е л и н з Ы
§4.8. Окрашенные линзы
Основное назначение окрашенных линз – защищать орган зрения от избы-
точного излучения, в первую очередь от избыточного солнечного света. Таким
образом, окрашенные линзы являются оптическими фильтрами и призваны либо
изменять интенсивность и спектральный состав света, проходящего через линзу,
либо снижать зрительную нагрузку (как это делают, например, медицинские
фильтры) и в целом улучшать зрительное восприятие. Идеальный фильтр не дол-
жен вносить искажения цветоощущения и снижать остроту зрения.
По принципу действия светофильтры делятся на поглощающие и отражающие.
образуют его в энергию другого типа. Все линзы из цветных органических или
неорганических материалов являются поглощающими.
излучения. Как правило, это покрытия в виде отражающих пленок, например,
зеркальные.
По световому пропусканию фильтры делятся на пять категорий:
Существует и другие виды классификации по коэффициенту пропускания, на-
пример, для разных стран и континентов.
Отдельно могут рассматриваться допустимые пределы пропускания в диапа-
зоне ультрафиолетового излучения УФ-А и УФ-Б.
Косметические линзы практически не осуществляют защиту глаза от ультра-
фиолетового излучения. Линзы массового применения предназначены для ис-
пользования в летнее время в средних широтах. Линзы высокой степени защиты
ориентированы для применения в условиях высокогорья, заполярья, экватори-
ально-тропических регионов и условий озоновых аномалий.
На сегодняшний день принято оценивать все линзы, не только солнцезащит-
ные, по степени блокировки жесткого УФ-излучения. При этом их делят на 2 по-
требительские
группы:
так
называемые
линзы
UV400,
отсекающие
ультрафиолетовый диапазон короче 380–400 нм, то есть фактически блокирую-
щие его полностью, и линзы, не пропускающие ультрафиолет короче 350 нм,
но пропускающие более длинноволновые УФ-лучи. Производители очковых
линз стараются максимально повысить порог защиты. Так, в 2016 году компания
Rodenstock заявила о переходе к высокоиндексным пластиковым материалам
с блокировкой в 400 нм независимо от того, окрашена линза или нет, повысив
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
свой предыдущий порог в 380 нм. Отечественная разработка – покрытие «Озон»
для линз из CR39, получившее золотую медаль в Брюсселе на Всемирном салоне
изобретений и инноваций за совокупность свойств. «Озон» полностью гасит ко-
ротковолновое излучение, обеспечивает хорошую цветопередачу, повышает
четкость и контрастность.
По характеру пропускания солнечного излучения различают:
Интересный исторический факт: самыми древними солнцезащитными очками
были эскимосские очки – костяные щитки с прорезями, ограничивающие коли-
чество попадающего в глаз света. Одновременно они могли несколько повышать
остроту зрения за счет увеличения глубины фокуса (эффект апертуры, который
положен также в основу принципа действия «дырчатых» очков). Первая большая
промышленная партия очков с защитой от солнца была выпущена двести лет
назад во Франции для солдат наполеоновской армии, участвовавших в афри-
канской войне. Первые диоптрийные цветные солнцезащитные линзы были вы-
пущены в конце 19 века на фабрике Rodenstock в Баварии. Во время Второй
мировой войны моряки и летчики американской армии в обязательном порядке
снабжались солнцезащитными очками (Ray-Ban фирмы Boush & Lomb), стеклян-
ные линзы которых не пропускали излучение с длиной волны менее 400 нм.
Информацию по видам окраски пластиковых линз (тонировкам) можно без
труда найти в каталогах производителей, отдельно выпущенных брошюрах, учеб-
никах по очковой оптике. Поэтому остановимся на тех видах очковых фильтров,
которые не так часто употребляются и потому описаны не столь подробно.
Большинство поглощающих минеральных фильтров изготавливаются из цвет-
ного стекла. Окрашивание стекла получается в результате добавления в расплав
компонентов, ослабляющих излучение различных длин волн – например, УФ-
лучей, ИК-лучей. Есть фильтры, поглощающие в желтой области спектра, конт-
растные фильтры. Шире всего распространены поглощающие минеральные
фильтры зеленого цвета, поглощающие как УФ-, так и ИК-излучение. Пропуска-
ние таких фильтров зависит от толщины линзы, поэтому они редко используются
для изготовления корригирующих линз значительной оптической силы.
Ослабление синей составляющей спектра для здорового зрительного аппа-
рата дает некоторое повышение контрастности восприятия. Причиной такого
эффекта является успешная борьба с хроматическими аберрациями оптической
системы глаза, из-за которых излучение синего цвета фокусируется перед сет-
чаткой (см. § 2.8). При избытке рассеянного синего света в изображении на сет-
чатке присутствует значительная составляющая расфокусированного синего
фона, которая и размывает контуры предметов. Поэтому контрастный фильтр
должен поглощать излучение с длиной волны меньше 450 нм, повышать пропус-
о ч к о в ы е л и н з ы
о к Ра ш е н н Ы е л и н з Ы
кание до максимума в районе 525 нм и поддерживать его стабильным для осталь-
ных длин волн видимого спектра. Считается, что контрастность сильнее всего по-
вышают линзы желтого цвета и так называемы «блю-блокеры». Это не совсем
так. Из всех цветов наибольшим эффектом усиления контрастности обладает
оранжевый. Значительная блокировка прохождения синего света в «блю-блоке-
рах» приводит к изменению цветоощущений. Поэтому желтые линзы хороши
в условиях тумана и отсутствия обильной цветовой информации. А для спортив-
ных очков и очков для вождения автотранспорта следует выбирать специальные
решения с «правильным» повышением контрастности без цветовых искажений.
Для групп пациентов с глазными патологиями разрабатывают блокировочные
фильтры направленного действия, которые гасят определенную длину волны
в нужном диапазоне спектра видимого света (с разной силой – от отражения до
пропускания). Поскольку единых объективных критериев для назначения специ-
альных фильтров не существует, определение линз, наиболее подходящих кон-
ретному пациенту, обычно производится методом подбора (особенно при таких
дегенеративных глазных заболеваниях, как пигментная дистрофия сетчатки или
диабетическая ретинопатия). Пациенты субъективно оценивают визуальный
комфорт, предоставляемый различными типами фильтров. В качестве примера
можно привести IndoCare – разработанные компанией Indo cпециальные линзы,
в которые встроены медицинские фильтры с повышенной защитой от ультра-
фиолета. IndoCare рекомендуют при глазной патологии и нарушениях зрения,
когда требуется фильтрация световых волн длиной 440 нм, 500 нм, 527 нм.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
В отличие от УФ-излучения, результаты воздействия ИК-лучей не накапли-
ваются в тканях организма, так как они гораздо слабее поглощаются средами
глаза. При этом значительная доля ИК-излучения достигает сетчатки. В офталь-
мологии высокоинтенсивное воздействие ИК-лучей на хрусталик связывают
с возникновением катаракты и ожогами светочувствительной ткани сетчатки, об-
разованием на ней рубцов, что ведет к ухудшению зрения. К инфракрасной части
спектра относят излучение с длиной волны от 740 нм (окончание диапазона длин
волн видимого спектра) до 2000000 нм. Весь диапазон инфракрасного излучения
делят на три составляющих:
о ч к о в ы е л и н з ы
о к Ра ш е н н Ы е л и н з Ы
Ближние коротковолновые инфракрасные лучи даже не теплые, люди их не
чувствуют. Этот вид ИК-излучения используется в дистанционных пультах управ-
ления; частота и энергия его выше, чем у длинноволнового, но не на том уровне,
чтобы навредить нашему организму. Тепло ощущается при средних и длинных
волнах ИК-лучей. Например, тепло, исходящее от выключенной, но все еще рас-
каленной конфорки электроплиты, – это и есть средние инфракрасные волны.
Длинноволновые инфракрасные лучи обладают меньшим уровнем энергии и
создают тепло. Пример такого излучения – инфракрасные лампы, или тепловые
лампы, используемые в косметологии и физиотерапии.
Наиболее опасным принято считать ИК-излучение с длиной волны 1400 нм.
Обычно защита от инфракрасного излучения выглядит как маска из стекла, при-
крывающая не только глаза, но и лицо. Такого рода защитные устройства при-
меняются, например, в горячих цехах металлургических производств или при
сварочных работах. Специализированные защитные очки имеют отражающее
металлическое покрытие из алюминия, никеля, хрома, золота. Применение
стекла обусловлено нестабильностью пластиков при нагреве. Стеклянные ин-
фракрасные светофильтры обычно имеют зеленый цвет благодаря наличию ок-
сида железа в составе стекла. Очковая линза Uropal из минерального стекла 1.6
от Zeiss имеет красивый топазовый оттенок и благодаря добавлению селена ча-
стично гасит инфракрасное излучение.
С некоторыми ограничениями можно использовать ИК-светофильтры из по-
ликарбоната.
§ 4.9. Покрытия очковых линз
Для повышения функциональных, эксплуатационных и эстетических свойств
на очковые линзы наносят покрытия:
–
Типичное
тельных слоев, нанесенных на материал очковой линзы: упрочняющее покрытие
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
(повышает сопротивляемость к образованию царапин), адгезионный слой (для
сцепления упрочняющего и просветляющих слоев), просветляющие слои (для
снижения отражения и повышения коэффициента пропускания), гидрофобный
слой с антистатическими свойствами (для повышения устойчивости к загрязне-
нию и оседанию пыли).
В очках в основном обращают внимание на отражения, которые мешают че-
ловеку, носящему очки (так называемые внутренние или корнеальные), и отра-
жения, видимые окружающим людям (внешние).
Основная причина использования антирефлексных покрытий – снижение
внутренних отражений, которые приводят:
– к уменьшению субъективной яркости изображения объектов;
– к уменьшению контраста изображения объектов, особенно в сумерки и в ноч-
ное время;
– к появлению вторичных (паразитных) изображений.
Возможно также появление в поле зрения предметов, расположенных сзади.
В зависимости от показателя преломления материала каждая линза имеет
свой уровень отражения. В
в линзах из материалов с различными показателями преломления.
Для линзы, изготовленной из стекла с самым высоким показателем прелом-
ления n = 1,9, потери составят примерно 18%, то есть почти пятая часть падаю-
щего излучения не достигнет глаза наблюдателя. В пересчете на остроту зрения
это составляет почти две строчки таблицы из десяти.
Для определения полного отражения от обеих поверхностей линзы следует
удвоить полученный результат.
Например, для материала с показателем преломления n = 1,525 показатель от-
ражения составит 0,043, что обозначает, что 4,3% всего падающего света будет
потеряно на отражение от передней поверхности. 95,7% света попадет внутрь
линзы, и 4,3% из них отразится от задней поверхности линзы.
Если линза бесцветная, то, пренебрегая поглощением, доля проходящего
света составит 91,6%.
Хорошее антирефлексное покрытие должно отвечать следующим пяти требо-
ваниям качества:
1. Уменьшение отражения до требуемого уровня.
2. Воспроизводимость (повторяемость) характеристик для парных и складских
линз.
3. Простой уход за линзами с покрытиями.
4. Адгезия – продолжительность срока службы покрытия.
5. Устойчивость к истиранию при нормальном пользовании очками.
Отражение от оптических поверхностей может быть уменьшено или даже фак-
тически ликвидировано благодаря нанесению на линзу слоев тонких пленок.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Пленка, толщина которой исчисляется нанометрами, наносится в условиях вы-
сокого вакуума путем выпаривания специальных материалов. В результате об-
разуются две отражающие границы: воздух/пленка и пленка/линза. Отраженные
от каждой границы лучи гасят друг друга в соответствии с физическим принци-
пом интерференции (рис. 4.50, см. также § 1.2.1).
Для создания эффективного покрытия состав покрытия и толщина его слоев
должны быть подобраны в соответствии с материалом линзы. Органические
линзы мягче и более эластичны, чем минеральные, то есть больше подвержены
царапинам и изгибу. На них наносят твердые упрочняющие покрытия, которые
повышают абразивостойкость и служат основой для AR-покрытий. Слои анти-
рефлексного покрытия требуются более гибкие и другой толщины.
Минеральные линзы, напротив, хрупкие и не подвержены изгибу, поэтому тол-
щина слоев AR-покрытия меньше, чем у линз из пластика.
Для производства покрытий, обладающих всеми показателями качества, не-
обходимо использовать новейшие технологии. Первейший фактор получения хо-
рошего покрытия – подготовленная основа. Поверхности линз должны быть
высококачественно отполированы и не должны иметь дефектов. Перед нанесе-
нием покрытия необходимо провести многократную ультразвуковую очистку по-
верхности. После очистки линзы следует удалить влагу с поверхности, сохраняя
ее идеально чистой в процессе нанесения покрытий.
Линзы при вакуумном напылении укладываются в гнезда купола в обеспылен-
ном помещении. Очень важно, чтобы при транспортировке линз к вакуумным
установкам на их поверхности не осаждались пыль и другие загрязнения.
Невозможно наносить качественные покрытия без современных электронных,
нано- и компьютерных технологий. Поскольку толщина каждого слоя покрытия
кратна четверти длины волны, контролировать ее возможно только при помощи
кварцевого резонатора и фотометрических датчиков. Скорость нанесения покры-
тия также строго контролируется для того, чтобы цвет и характеристики остаточ-
ного отражения были одинаковыми по всей поверхности линзы. Описанные
о ч к о в ы е л и н з ы
п о к Р Ы т и я н а о Ч к о в Ы е л и н з Ы
контролируемые параметры – всего лишь часть огромного числа технологических
характеристик, необходимых для получения качественного покрытия.
Просветляющие покрытия, получаемые в вакуумных камерах, состоят из не-
органических материалов и имеют малую толщину до 1 мкм, что не дает достиг-
нуть достаточной твердости и абразивостойкости поверхности. Относительная
хрупкость покрытий компенсируется нанесением на поверхность перед просвет-
лением упрочняющих покрытий.
После обработки поверхности линз в вакуумных установках технологический
процесс возобновляется для нанесения водоотталкивающего покрытия, облег-
чающего очистку линзы, так как известно, что тонкие пленки подвержены за-
грязнению.
пленок, обеспечив высокую устойчивость при нагревании в силу близких значений коэф-
фициентов температурного расширения очковой линзы и просветляющего покрытия.
На инновационных технологиях основаны методики создания дополнительной
абразивостойкости за счет увеличения количества AR-слоев и уменьшения тол-
щины каждого слоя с их дополнительным последующим уплотнением в плазме.
В результате просветляющее покрытие под воздействием твердых частиц про-
гибается, а не разрушается, демонстрируя значительное повышение сопротив-
ления мелким эксплуатационным царапинам и увеличение срока службы.
несения комплексный, является очень результативным, но и дорогостоящим, поскольку
кроме дорогих исходных материалов и оборудования, требует сложной системы контроля.
Упрочняющие (защитные) покрытия предназначены для повышения проч-
ностных свойств преломляющих поверхностей очковых линз из полимерных
материалов. В последние годы для этих целей применяются покрытия на основе
нанокомпозитного лака с органосиликоновой матрицей, в которой распреде-
лены частицы коллоидного кремния размером от 10 до 20 нм. Кремний позволяет
сделать покрытие много тверже, а органическая структура придает эластичность.
Перед нанесением покрытия очковые линзы подвергаются интенсивной очистке
в химических и ультразвуковых ваннах. Затем, после сушки, они одновременно
с двух сторон покрываются лаковой пленкой, чаще методом окунания. После на-
гревания в печах пленка укрепляется путем полимеризации и образует абрази-
востойкое защитное покрытие.
Упрочнение может также осуществляться методом вакуумного испарения (не-
органических веществ), методом центрифугирования с последующей полимери-
зацией лака под воздействием ультрафиолета или тепла.
В результате развития технологии покрытий полимерных линз за последнее
десятилетие многие компании сменили по несколько поколений многофункцио-
нальных покрытий, в состав которых включают упрочняющий слой, серию про-
светляющих, а также гидрофобные и антистатические слои.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Поверхность после нанесения AR-покрытия больше подвержена загрязнению
из-за увеличения микронеровностей и шероховатости. Даже малейшие частички
грязи и воды остаются на ней, сцепляясь с неровностями покрытия. Эту проблему
можно решить, нанеся сверху слой покрытия Clean coat, который сделает поверх-
ность идеально гладкой. В качестве защиты от образования капель на поверхно-
стях очковых линз может применяется нанесение фторсодержащих органических
полимерных покрытий. При этом оптические характеристики просветляющего по-
крытия не изменяются, а химическая устойчивость к воздействию влажной атмо-
сферы и пятнающих агентов повышается.
Поверхности очковой линзы становятся гидрофобными (несмачиваемыми),
меньше запотевают. Водоотталкивающее покрытие характеризуется углом
смачивания воды (или краевым углом).
тальной поверхностью и касательной к поверхности капли жидкости, помещен-
ной на этой поверхности, в точке соприкосновения с поверхностью. Если
краевой угол больше 90о, то растекания капли по поверхности не происходит.
Чем меньше краевой угол, тем сильнее растекается капля по поверхности.
При создании гидрофобных покрытий стремятся максимально повысить угол
смачивания (рис. 4.52).
Большинство современных упрочняющих покрытий на полимерных линзах
легко поддаются окраске, а просветляющих покрытий – нет.
Q <
Q >
Q =
о ч к о в ы е л и н з ы
п о к Р Ы т и я н а о Ч к о в Ы е л и н з Ы
Как известно, поверхность полимеров сильно электризуется и притягивает
пыль, а значит, может повреждаться при протирке линз вследствие низкой по-
верхностной твердости материала. Поэтому на полимеры наносят антистатиче-
ские покрытия. Необходимо отметить, что некоторые типы покрытий
одновременно обладают несколькими свойствами. Просветляющие покрытия,
например, могут одновременно повышать поверхностную прочность очковой
линзы и обладать гидрофобным или антистатическим действием.
Большинство новейших многослойных многофункциональных покрытий
включает в систему просветления дополнительные слои с защитой от лучей УФ-
диапазона. Для материалов или линз, выполненных из полузаготовок с вклю-
ченной блокировкой УФ-излучения, данные слои наносят только на заднюю
поверхность. Это обеспечивает всестороннюю защиту глаз, включая как прохо-
дящие, так и отраженные лучи вредного ультрафиолетового диапазона.
Зеркалом называют тело, обладающее полированной поверхностью и способ-
ное образовывать оптические изображения предметов, отражая световые лучи.
Первые сведения о применении металлических зеркал из бронзы или серебра
относятся к III тысячелетию до нашей эры. Позже стеклянными зеркалами с оло-
вянной или свинцовой подкладкой пользовались римляне в I веке нашей эры;
в начале средних веков они исчезли и снова появились только в XIII веке. В XVI
веке была изобретена подводка стеклянных зеркал оловянной амальгамой. Зер-
кальные покрытия нашли применение в офтальмологической оптике благодаря
косметическим особенностям: они изменяют внешний вид очковых линз, делая
глаза человека практически невидимыми, а также выполняют защитные функ-
ции. Зеркальные покрытия наносят на переднюю (выпуклую) поверхность пред-
варительно окрашенных очковых линз. Длительное время зеркальные покрытия
применялись только для нанесения на плановые очковые линзы в солнцезащит-
ных очках. Однако совершенствование технологии способствует увеличению по-
пулярности рецептурных очковых линз с зеркальными покрытиями.
Зеркальные покрытия с высоким коэффициентом отражения (50%) суще-
ственно снижают количество видимого света, поступающего в глаза. В сочетании
с интенсивным окрашиванием самой очковой линзы они дают остаточное свето-
пропускание всего 10–20%. Ношение подобных очков в условиях низкой освещен-
ности может создать серьезные проблемы. Такие очки рекомендуются для занятий
зимними и горными видами спорта. Поэтому для рецептурных линз выбираются
более светлые зеркальные покрытия. Например, покрытие Solitaire Silver Moon
от Rodenstock обладает всего 10-процентным светоотражением, однако обяза-
тельно должно комбинироваться с окраской линз с затемнением не менее 35%.
С п р а в о ч н и к м е д и ц и н с к о г о о п т и к а
Зеркальное покрытие создается посредством взаимодействия различных
слоев покрытий, нанесенных на линзу с помощью технологии вакуумного напы-
ления.
В отличие от возможного негативного эффекта при взаимодействии отражен-
ных лучей в просветляющих покрытиях, в зеркальных покрытиях такое взаимо-
действие создается намеренно и дает положительный результат. Может
применяться метод нанесения нескольких слоев покрытия различной толщины,
благодаря чему достигается эффект переливов и отражений.
Интенсивность зеркального покрытия зависит от основного оттенка линзы.
Зеркальное покрытие на прозрачных или слегка тонированных линзах воспри-
нимается как легкое; однако оно не пригодно для ношения ввиду очень боль-
шого отражения и формирования изображений от внутренней поверхности
линзы. Таким образом, чем темнее линза, тем интенсивнее ее зеркальное покры-
тие. В случае, если линза обладает очень высокой степенью светопоглощения,
окружающие не смогут увидеть глаза человека в очках. Такого рода зеркальные
покрытия применяются в так называемых зеркальных линзах со стабильной ком-
бинацией цвета линзы, зеркального покрытия и, возможно, цвета остаточного
отражения по задней поверхности. У ведущих производителей такие линзы могут
выпускаться в довольно широком диапазоне рефракций в различных дизайнах.
В холодное время года очки часто запотевают. Это связано с низкой тепло-
проводностью материала линз: при входе с улицы в теплое помещение они на-
греваются не сразу и некоторое время сохраняют температуру ниже точки росы.
Поскольку в воздухе всегда присутствуют водяные пары, они выпадают на хо-
лодную поверхность линз в виде конденсата. Очки также могут запотеть и на
улице из-за повышенной влажности, пара от дыхания или испарения влаги
с кожи лица. Даже в небольших количествах конденсат сильно ухудшает свето-
пропускание линз и качество зрения, поэтому приходится часто протирать очки.
Большинство производителей наносят на очковые линзы многофункциональ-
ные покрытия с гидрофобным слоем (см. выше на стр. 186), благодаря которому
конденсат недолго держится на поверхности. Кроме того, сейчас выпускаются
специальные средства ухода: салфетки, карандаши и спреи для обработки очко-
вых линз. К этим средствам предъявляют целый ряд требований: 1) высокая мою-
щая способность; 2) нейтральность по отношению к материалу линз и их
покрытиям; 3) антистатический эффект; 4) противозапотевающее действие;
5) нейтральное значение рН; 6) отсутствие разводов на оптике после обработки;
7) образование однородной пленки на поверхности линзы после высыхания,
причем не должно оставаться кристаллических включений. Последний пункт осо-
бенно важен, поскольку иначе возможны механические повреждения линз при
следующей протирке.
Компания НПФ «Медстар» (Волгоград) провела специальное исследование,
в ходе которого выяснилось, что подавляющее большинство спреев, имеющихся
на рынке РФ, не обладают всеми перечисленными свойствами одновременно.
о ч к о в ы е л и н з ы
п о к Р Ы т и я н а о Ч к о в Ы е л и н з Ы
Более того, все спреи при высыхании образуют кристаллизующиеся остатки, ко-
торые могут оставить царапины на линзе. Результаты исследования использова-
лись при разработке нового очищающего спрея Good Look® с оптимизированным
составом.
Спрей Good Look® содержит нейтральное поверхностно-активное вещество,
антизапотевающий и антистатический агент (специальный полимер), а также
консервант. Дальнейшие сравнительные исследования показали, что средство
Good Look® обладает всеми необходимыми свойствами, в том числе высокой
моющей способностью. Этот спрей не взаимодействует химически с покрытиями
современных очковых линз и отличается от аналогов очень высоким антизапо-
тевающим действием. Также нет ни малейшего риска повреждения поверхности
линз, поскольку при высыхании Good Look® не образует абразивных остатков.
Список литературы
Глава 1.
1.
2.
3.
4.
Глава 2.
1.
С. 3–8.
2.
физиология зрения: Сборник трудов МНИИ ГБ им. Гельмгольца. – М., 1993. – С. 199–209.
3.
4.
5.
Т. 9. – № 3. – С. 62–69.
6.
7.
8.
пособие. – M.: ИППИ РАН, 2013. – 100 с.
9.
10
11.
приложения. – М., 2005. – 454 с.
12.
ш и н о в о й . – М . : М е д и ц и н а , 2 0 0 5 . – 8 7 2 с : и л .
13.
14.
15.
зации приобретенной миопии у детей // Глаз. – М., 2011. – № 5. – С. 10–17.
16.
оси глаза в теории изменения ретинального дефокуса // Глаз. – М., 2016. – № 4. – С. 23–36.
17.
аккомодации Гельмгольца. Нормальная физиология глаза: монография. – СПб.: Изд-во СЗГМУ им. И. И. Мечникова, 2014. –
180 с.: ил.
18.
тальмология. – 2014. – № 4. – С. 16–21.
19.
20.
21.
22.
23.
// Биомеханика глаза. Сб. трудов конференции. – М.: МНИИГБ им. Гельмгольца, 2009. – С. 18–24.
24.
25.
мальная и патологическая физиология глаза: учебное пособие. – СПб.: Изд-во СЗГМУ им. И. И. Мечникова, 2014. – 64 с.
26.
27.
това. – Киев, 1965. – С. 34–39.
28.
таракты у пациентов со сферичным хрусталиком: доклад на конференции «Современные технологии катарактальной и реф-
ракционной хирургии – 2012» // URL: http://www.eyepress.ru/article.aspx?12166 (дата обращения: 20.08.2016) 29.
ского. – М.: Академия, 2004. – 1072 с.
30.
31.
ния: автореф. дис. … д-ра мед. наук. — М., 1977. — 29 с..
Глава 3.
1.
М.: Изд. Института Johnson & Johnson Vision Care, 2006. – 93 с.
2.
& Lomb University, 2009. – 80 с.
3.
4.
5.
6.
48 с.
7.
8.
9.
10.
11.
352 c.
12.
13.
14.
общей редакцией А.В. Мягкова, Т.В. Ставицкой. – Москва: Последнее слово, 2011. – 552 с., илл.
15.
Глава 4.
1
2.
P. 30–35.
3.
4.
5.
6. ГОСТы РФ по очковой и офтальмологической оптике.
Практика показала,
что спреи не всегда эффективны
как средства против запотевания.
В оптике есть такая проблема, как
образование конденсата на поверхностях
при резкой смене температур. Многие про-
изводители пытаются решить проблему за
счёт химических составов спреев, но эффек-
тивность нулевая. Некоторые спреи показы-
вают результат, но для этого требуются
идеальные условия, как то: обезжиренная по-
верхность, специальные покрытия на линзы,
определённая влажность. Тем более спреи
не работают на морозе. И не всегда удобно
пользоваться на морозе салфеткой,
которая становится влажной
при использовании спрея. Кстати, на оптиче-
ском рынке присутствуют какие-то сомнитель-
ные жидкости, рекомендованные как средства
от запотевания; их упаковка и хим. состав, со-
проводительная документация, никак
не сответствуют заявленным функциям,
требованиям Роспотребнадзора, поэтому
не имеют права предлагаться
к продажам.
Справочник медицинского оптика.
Бахтин Вадим
Керник Наталия
Кушель Татьяна
Певко Дмитрий
Абрамов Максим (
Коровенков Руслан (
Корешев Максим
Майорова Марина
Пичугин Сергей
«Аввита», «Компания МОК», НПФ «Медстар», Bausch & Lomb, CooperVision,
«ИнтерОПТИК», компания «ОптикЦентр»
«Essilor – ЛУЙС-Оптика»
Артюшину Андрею, Крылову Сергею, Петрову Игорю,
Смирнову Петру, Чубаеву Александру.
Подписано в печать
Отпечатано в типографии