что такое коноид штурма
Оптические дефекты глаза и их коррекция. Виды и типы астигматизма
По сочетанию рефракций в главных меридианах различают виды астигматизма, а по их взаимному расположению — типы астигматизма.
Имеется 5 видов астигматизма:
1 — сложный гиперметропический (НН) — сочетание гиперметропии разной степени;
2 — простой гиперметропический (Н) — сочетание гиперметропии в одном меридиане с эмметропией в другом;
3 — смешанный (НМ или МН) — сочетание гиперметропии в одном меридиане с миопией в другом;
4 — простой миопический (М) — сочетание эммет-ропии с миопией;
5 — сложный миопический (ММ) — сочетание миопии разной степени в двух меридианах.
Различают 3 типа астигматизма:
I — астигматизм прямого типа — меридиан с более сильным преломлением расположен вертикально или в секторе ± 30° от вертикали;
II — астигматизм обратного типа — меридиан с более сильным преломлением расположен горизонтально или в секторе ± 30° от горизонтали;
III — астигматизм с косыми осями — оба меридиана лежат в секторах от 30° до 50° и от 120° до 150° по шкале ТАБО.
Приведем примеры записи и классификации астигматической рефракции:
За рефракцию астигматического глаза принимают среднюю арифметическую рефракцию двух главных меридианов. Ее называют сферическим эквивалентом данного глаза. В рассмотренных примерах сферические эквиваленты соответственно равны —2,0; —0,5; +0,75; +3,0 дптр.
Разность рефракций двух главных меридианов называют астигматической разностью или степенью астигматизма данного глаза.
Ход лучей в астигматическом глазу представляет собой, как уже говорилось, коноид Штурма. Тип астигматизма определяет ориентацию коноида, вид его — относительное положение сетчатки и фокальных линий.
При сложном гиперметропическом астигматизме (НН) сетчатка находится впереди фокальных линий, при простом гиперметропическом (Н) — на передней фокальной линии, при смешанном (МН) — между двумя фокальными линиями, при простом миопическом (М) — на задней фокальной линии, при сложном миопическом (ММ) — за обеими фокальными линиями.
Оптическая коррекция астигматизма производится астигматическими цилиндрическими и сфероцилиндрическими линзами. При простых видах астигматизма перед глазом помещают цилиндрическую линзу, ось которой параллельна эмметропическому меридиану. В результате в этом меридиане лучи продолжают сходиться на сетчатке, а во втором меридиане они сводятся на сетчатку с помощью линзы. Коноид превращается в конус, изображение на сетчатке становится четким.
При сложном и смешанном видах астигматизма коррекцию производят комбинацией сферической и цилиндрической линз. Вначале перед глазом ставят сферическую линзу, компенсирующую аметропию в одном из меридианов (обычно в том, который имеет меньшее абсолютное значение аметропии), затем к ней добавляют цилиндрическую линзу, соответствующую астигматической разности, ось помещают параллельно ранее корригированному меридиану.
Отсюда следует, что ход лучей в астигматическом глазу можно корригировать двумя комбинациями сферической и цилиндрической линз: в каждой из них сферическую линзу выбирают по рефракции одного из главных меридианов. Из этих комбинаций при сложном астигматизме следует выбирать ту, в которой сферическая и цилиндрическая линзы имеют одинаковый знак, а при смешанном астигматизме — ту, в которой значение сферического компонента меньше.
Приведем примеры:
Геометрический смысл коррекции астигматизма состоит в том, что сферические линзы перемещают коноид вдоль оптической оси, не изменяя его форму, а цилиндрические линзы изменяют форму коноида, превращая его в конус.
Сферические линзы могут улучшать зрение при астигматизме, хотя и не полностью исправляют его. Наилучшее зрение должна обеспечивать линза, соответствующая сферическому эквиваленту астигматического глаза. Именно она помещает на сетчатку круг наименьшего светорассеяния коноида. В приведенных примерах сферический эквивалент равен +3,0 дптр; —1,0 дптр; —0,5 дптр.
Характеристика и виды астигматизма
Характеристика и виды астигматизма. (из кандидатской диссертации Беликовой Е.И.)
Астигматизм (а – частица, означающая отрицание; стигма – по-гречески точка, т.е. астигматизм – отсутствие фокусной точки) – это сочетание в одном глазу различных рефракций или разных степеней одной рефракции. Известно, что при эмметропии (Emmetros – соразмерный, ops – зрение, т.е. зрение соразмерное, нормальное) задний главный фокус оптической системы глаза совпадает с сетчаткой, а попадающие в глаз параллельные лучи собираются в фокусе и дают изображение бесконечно удаленных от глаза предметов на его сетчатке. По отношению к глазу понятие о бесконечности принимается в несколько условном значении. Дело в том, что при небольших размерах зрачка пучок света, проходящий через него в глаз так узок, что составляющие его лучи, даже если они исходят от предметов, находящихся от глаза на сравнительно недалеком расстоянии (5 – 6 метров), имеют очень незначительное расхождение, практически их можно считать параллельными. Поэтому расстояние в 5 – 6 метров можно считать для глаза уже бесконечно большим [4, 43,44,105,112,121,122].
При несовпадении главного заднего фокуса с сетчаткой клиническая рефракция глаза является аметропической, т.е. несоразмерной, неправильной. Существует два вида аметропии – миопия (близорукость) и гиперметропия (дальнозоркость). При миопии главный фокус оптической системы располагается в глазу впереди, а при гиперметропии – позади сетчатки. Преломляющая сила миопического глаза слишком велика по сравнению с длиной оси глаза. На сетчатке могут соединиться только лучи, имеющие известную степень расхождения, которые исходят от освещенных или светящихся предметов, находящихся на конечном расстоянии. Чем выше степень близорукости, тем ближе к глазу дальнейшая точка ясного зрения, которая находится на конечном от него расстоянии.
При дальнозоркости оптическая система глаза не так сильна для того, чтобы собрать параллельные лучи на сетчатке, тем более она не может собрать на сетчатке расходящиеся лучи. Следовательно, дальнейшая точка ясного зрения гиперметропического глаза не находится перед ним на каком-либо конечном или бесконечном расстоянии. Такой глаз в состоянии собрать на сетчатке лучи, которые образовали сходящийся пучок еще до того, как они попали в него. Точка пересечения этих лучей находится за глазом – она и считается дальнейшей точкой ясного зрения гиперметропического глаза (мнимая, воображаемая точка). Отстояние дальнейшей точки ясного зрения от глаза можно, по Гульштранду, выразить в диоптриях, что и будет являться степенью аметропии [43,44].
Таким образом, оптическая установка глаза при близорукости и дальнозоркости такова, что позволяет получить отчётливое изображение предметов, но получается оно не на сетчатке, а впереди или позади неё. В отличие от этого, при астигматизме получение ясного изображения вообще невозможно, так как лучи, выходящие из какой-нибудь точки после их преломления в оптических средах глаза нигде не соединяются опять в точку. Это происходит потому, что при астигматизме преломленный пучок лучей имеет форму неправильного конуса вследствие того, что световые лучи в различных сечениях оптической системы глаза преломляются с различной силой.
В преобладающем большинстве случаев астигматизм является врожденной патологией. В течение жизни он может остаться без перемен, но иногда может изменяться в связи с некоторым уплощением вертикального меридиана роговой оболочки. Астигматизм очень часто передается по наследству.
Приобретённый астигматизм развивается после операций на глазном яблоке, после повреждений глаза, различных заболеваний роговицы, смещения хрусталика.
При астигматизме роговая оболочка обладает в различных меридианах различной преломляющей способностью. Есть меридианы (главные) с наиболее сильной и наиболее слабой преломляющей силой. Если главные меридианы взаимно перпендикулярны и преломляющая сила одинакова по всему меридиану или хотя бы в его оптической зоне (центр роговицы диаметром 4 – 6 мм), то такой астигматизм называется правильным (Astigmatismus regularis ). В противном случае астигматизм будет неправильным (Astigmatismus irregularis).
Различают прямой и обратный типы астигматизма (Аstigmatism versus et perversus). При прямом астигматизме более сильной рефракцией обладает вертикальный главный меридиан, при обратном – горизонтальный. Обратный астигматизм даже в слабых степенях понижает остроту зрения, вызывает астенопические жалобы и подлежит коррекции. Если главные меридианы имеют не вертикальное и горизонтальное направление, а промежуточное между ними, говорят об астигматизме с косыми осями (Аstigmatismus obliquus).
Небольшая степень астигматизма присуща почти всем глазам. Но если это прямой правильный астигматизм с разницей в преломлении в 0,5 – 0,75 Д, то он считается физиологическим, не вызывающим субъективных жалоб, не влияющим на остроту зрения и поэтому обычно не требующим коррекции.
По виду клинической рефракции в главных меридианах различают:
По оптической структуре различают астигматизм:
в) за счёт положения главных плоскостей;
Роговичный астигматизм встречается наиболее часто. Он всегда является основой астигматизма глаза.
Кроме неправильности кривизны роговицы, астигматизм не менее часто зависит от неправильной кривизны поверхностей хрусталика (хрусталиковый астигматизм, редко превышающий величину в 1,5 – 2,0 диоптрии). При этом поверхность хрусталика и роговицы чаще всего деформированы во взаимно противоположных направлениях и компенсируют друг друга. Во многих случаях при наличии астигматизма роговицы и хрусталика образуется сферическая рефракция глаза. В части случаев роговичные и хрусталиковые деформации суммируются и увеличивают астигматическую рефракцию глаза.
Гельмгольцем и другими авторами установлено, что роговица представляет собой отрезок эллипсоида вращения. Однако потом было показано, что это не совсем верно, так как призма роговицы в различных участках неодинакова [2,4,35,37, 43,44,45].
В результате весьма точных исследований поверхности роговой оболочки Гульшранд установил, что в центральной зоне диаметром около 4 мм форма роговицы приближается к сферической. Эту зону принято называть оптической. В остальной части роговицы (к периферии) происходит постепенное её уплощение, и радиус кривизны роговицы тем больше, чем он ближе к лимбу. Сферичность роговицы даже в оптической зоне относительна. Чаще радиус кривизны роговицы в вертикальном меридиане несколько меньше, чем в горизонтальном, что обуславливает наличие физиологического астигматизма.
Положение задних главных плоскостей в разных меридианах также может иметь значение в формировании астигматизма вследствие различной степени отстояния от полюса главных плоскостей глаза.
Наиболее часто встречается комбинированный астигматизм (роговично-хрусталиковый), где основная роль принадлежит роговице, так как астигматизм хрусталика редко достигает величины в 2,0 диоптрии.
Ход лучей в астигматической системе представляет так называемый коноид Штурма (Sturm J.B., 1838) (рис 1. 1)
Рис. 1.1 Коноид Штурма.
Форма вертикальных сечений коноида Штурма везде овальна, за исключением одного, расположенного почти на середине расстояния (если считать его в диоптриях) между двумя фокальными линиями. Это круглое сечение является для астигматического глаза кругом наименьшего светорассеяния.
Клинические проявления астигматизма очень разнообразны, но среди них можно выделить основные, всегда наводящие на мысль о нём. Это понижение остроты зрения, астенопические жалобы, головные боли, упорный хронический блефароконъюнктивит. Понижение остроты зрения при астигматизме вызвано особенностями строения пучка преломлённых световых лучей, при котором не возможно получить на сетчатке чёткое изображение. Только при физиологическом астигматизме до 0,5 – 0,75 диоптрий острота зрения остаётся нормальной. Наличие обратного астигматизма даже слабых степеней не может считаться нормой и требует коррекции.
Следует считать доказанным (Добровольский В.И., 1868), что существует неравномерное в различных меридианах напряжение цилиарной мышцы. Только этим можно объяснить тот факт, что при астигматизме невысоких степеней острота зрения в течение известного периода времени может оставаться довольно высокой, особенно в детском и юношеском возрасте. У таких людей с возрастом, особенно когда наступает пресбиопия, а иногда после общих заболеваний, ведущих к ослаблению организма, обнаруживается снижение зрения без всякой видимой причины, и только при исследовании рефракции можно выявить астигматизм, о котором пациент раньше не подозревал.
Астигматизм – зрение как в королевстве «кривых зеркал»
Друзья, после некоторого перерыва мы возобновляем публикации о зрении и технологиях для его восстановления. Пауза была связана с моей загруженностью операциями и участием в конференциях: в ближайшее время опубликую обзор самых интересных технических новинок в офтальмологии, которые были на них представлены, а сегодня мы поговорим об астигматизме.
Современная статистика удручает. Более половины населения планеты страдает нарушением зрения, наиболее распространенными проблемами являются близорукость и дальнозоркость. Но офтальмологи часто диагностируют еще одно заболевание, название которого многим незнакомо. Астигматизм – дефект оптической системы глаза, когда резкость изображения ассиметрична по вертикали и горизонтали. И параллельные лучи света, проходящие через глаз, фокусируются не в точку, а в «восьмерку». Для человека это означает, что видимость изображения становится нерезкой, причем часто это касается как дальних, так и близких предметов. В результате вместо нормального изображения человек видит искаженное, в котором одни линии четкие, другие — размытые. Представление об этом можно получить, если посмотреть на свое искаженное отражение в овальной чайной ложке. Аналогичное искаженное изображение формируется при астигматизме на сетчатке глаза.
Окулисты утверждают, что с такой проблемой сталкиваются практически две трети жителей планеты. Но так как степень астигматизма может быть небольшой, то многие практически не ощущают какого-либо дискомфорта. Медикам сложно выделить четкий перечень общих симптомов, указывающих на наличие у пациента астигматизма. В каждом отдельном случае они будут различаться. На самых ранних стадиях его часто путают с усталостью глаз.
Однако, достаточно много людей нуждаются в специальном лечении или коррекции этого нарушения с помощью очков, контактных линз или даже операции.
Общее
Астигматизм – это дефект оптической системы глаза. При этом преломление (или отражение) лучей в различных сечениях проходящего светового пучка неодинаково.
Вследствие этого изображение предметов становится нерезким, каждая точка предмета отображается размытым эллипсом. А вся картинка как в «кривом зеркале» превращается в так называемую фигуру «коноид Штурма». На практике основная жалоба – ухудшение зрения вдаль, нередко расплывчатость вблизи, нечеткость и раздвоенность предметов.
Ход лучей в глазу с астигматизмом выглядит так.
— Я таким родился или жизнь меня испортила?
Это первый вопрос, который задают пациенты, когда слышат этот диагноз впервые.
Астигматизм может быть врождённым или приобретенным, может быть стабильным и прогрессировать.
Довольно часто астигматизм является особенностью строения роговицы при рождении, он даже может передаваться по наследству от родителей. Если его величина оказывает влияние на остроту зрения (как правило, речь идет об астигматизме больше 1 диоптрии), то он обязательно требует коррекции уже с раннего детского возраста. В противном случае глаз плохо видит и развивается амблиопия – «ленивый» глаз, который уже не способен на высокое зрение во взрослом возрасте. Ребенок с астигматизмом, кстати, никогда вам не пожалуется на плохое зрение – он же не знает, как это можно хорошо видеть. Поэтому так важны ранние осмотры у окулиста и ношение очков, «как доктор прописал».
Часто бывает, что уже взрослый человек с удивлением узнает, что у него, оказывается, астигматизм, это в случае необследованных в детстве.
Астигматизм может появиться уже во взрослом возрасте как результат заболеваний роговицы, например, кератоконуса, воспалений, травм и операций.
В любом случае он появляется не от работы за компьютером.
— Что повреждается при астигматизме?
Прежде всего причиной астигматизма могут быть две оптические системы глаза – роговица и хрусталик. Когда подбирают очки или линзы, то учитывают результирующую оптических сил этих двух систем. Обратите внимание, обычно пациенты знают про часто встречающийся роговичный астигматизм, но забывают про хрусталиковый — это может иметь значение, например, при катаракте, когда нерегулярность появляется в хрусталике. «Роговица ровная, но есть астигматизм» — это оно. Часто пациент и оптометрист вообще не заморачиваются тем, что является причиной. При подборе очков важно с помощью коррекции сфокусировать лучи света на сетчатку. А при хирургической коррекции – это важно.
Для упрощенного понимания сути проблемы я часто объясняю пациентам, что оптика глаза с астигматизмом похожа не на сферу (футбольный мяч), а на овал (мяч для рэгби).
— Как отличается астигматизм по величине, форме и содержанию?
Во-первых, имеет значение величина астигматизма – условно до 1 диоптрии астигматизм считается физиологическим, слабым. То есть, как правило, он не требует коррекции. Но в случае, если он даже такой небольшой величины снижает зрение, увы, его нужно корректировать. Средняя степень – до 2 диоптрий, высокая – 2-3 диоптрии и более 3 диоптрий – это очень высокий астигматизм. Есть другие классификации, но эта лучше всего отражает влияние на дефокус.
Во-вторых, есть два вида астигматизма роговицы: регулярный и нерегулярный.
При регулярном астигматизме есть две основные преломляющие перпендикулярные плоскости сечения, в пределах которых оптическая сила не меняется – слабая и сильная. В такой оптике есть хоть какая-то закономерность, даже если оси косые или большая разница в их оптической силе.
Регулярный астигматизм – в этом случае можно выделить две части, где роговица имеет различную степень преломления. Этот тип астигматизма можно исправить с помощью очков с цилиндрическими стекла или мягкими контактными линзами.
Нерегулярный астигматизм – в данном случае две части не могут быть выделены, поскольку существует много оптических осей. Этот тип обычно развивается в результате повреждение роговицы, например, во время аварии (образуется рубцовая ткань), либо обусловлено неравномерными выпуклостями роговицы (кератоконус). Нерегулярный астигматизм как правило плохо корректируется, иногда могут быть полезны жесткие контактные линз или лазерные воздействия на роговицу.
В-третьих, тип астигматизма зависит от расположения сильной оси. Если сильная ось вертикальна или не более, чем на 30 градусов отклоняется от вертикали – астигматизм прямой. Если сильная ось горизонтальна ±30 градусов – астигматизм обратный. Если в промежутке между – астигматизм с косыми осями. Прямой астигматизм чуть увеличивает глубину фокуса, обратный – больше ухудшает видимость, но эти оба варианта неплохо корректируются. А вот коррекция астигматизма с косыми осями очками и линзами хуже выполняется.
В астигматических глазах есть две перпендикулярные плоскости сечения с наибольшей и наименьшей преломляющей силой.
В-четвертых, в зависимости от того, как соотносится фокусировка по отношению к сетчатке, астигматизм делится на близорукий (миопический), дальнозоркий (гиперметропический) и смешанный – это когда в одном глазу часть изображения попадает перед сетчаткой, а часть позади сетчатки. Например, минус два и минус четыре – тогда это сложный близорукий астигматизм, плюс два и плюс четыре – сложный дальнозоркий астигматизм, плюс два и минус четыре – смешанный.
Близорукий астигматизм обозначают знаком «-», дальнозоркий – знаком «+», при смешанном в глазу есть «+» и «-».
— Как я могу заподозрить астигматизм?
Симптомами астигматизма является понижение зрения, иногда видение предметов искривлёнными, их раздвоение, быстрое утомление глаз при работе, головная боль. Часто вы можете даже не подозревать о том, что есть такая проблема, настолько типичными бывают жалобы – плохое зрение для дали или близи, или на всех расстояниях.
— Какая диагностика нужна при астигматизме.
Поскольку астигматизм является дефектом оптики, то, во-первых, тщательно исследуется оптика глаза. И правильное заключение даст только офтальмолог. Для этого у нас есть ряд тестов: исследование на авторефрактокератометре, аберрометре, фороптере с подбором пробных линз для определения остроты зрения с максимальной коррекцией. Очень интересная лучистая фигура дает представление о том, насколько присутствует астигматизм – если вы будете смотреть в центр фигуры снизу, то часть линий будет более четкими, а часть «расплывется» у тех, у кого есть астигматизм.
В тестах фороптера у офтальмолога в арсенале также есть ряд приемов для уточнения наличия астигматизма, его оси и величины. И этот процесс всегда довольно затратный по времени — это смогут подтвердить те пациенты, которые делали у нас, например, СМАЙЛ. Проверка тестов с «затуманиванием, кросс-цилиндрами с силовой и осевой пробами» по времени 20-30 минут.
Итак, когда определили, что астигматизм все же есть, нужно определить «кто виноват» — роговица или хрусталик.
Обследование роговицы должно включать кератотопографию – исследование рельефа и оптической силы роговицы по всей ее площади, оптическую когерентную томографию, которая определяет толщину, морфологию и геометрию роговицы также по всей площади, исследование задней поверхности роговицы с помощью Шаймфлюг камеры для определения нерегулярностей передних и задних поверхностей роговицы, конфокальную микроскопию – исследование заднего слоя роговицы (эндотелия). По результатам этого обследования мы уже можем делать заключение, насколько роговица здорова.
Так выглядит обследование на диагностической системе Шаймфлюг-камера + кольца Плацидо.
Иногда астигматизм связан с хрусталиком – его формой, наличием в нем различных помутнений или изменением его положения в пространстве, такой астигматизм называют хрусталиковым. А бывает, что и роговица неправильная и хрусталик с искажениями, тогда результирующая будет влиять на конечную оптику в целом.
Еще передний отрезок глаза мы можем изучать, проводя ультразвуковую биомикроскопию, чтобы рассмотреть недоступные для других методов отделы глаза и их измерить.
Как это происходит я подробно описывала в предыдущем посте: Мы добрались до побочных эффектов лазерной коррекции зрения — и ещё до диагностики (пост) и еще здесь: «Аугментация» глаза: что мы встраиваем в него сегодня, и под что ещё останется место (пост).Расчёт интраокулярных факичных линз (встраиваемых в глаз) – продолжаем про глаз и его биомеханику (пост).
Да, кстати, для детей есть такой педиатрический авторефрактометр, которым можно измерить оптику глаза у ребенка, бесконтактно, когда не нужно ничего прижимать к его лбу и все происходит на расстоянии 1,5-2 м. Это важно, так как дети вообще капризничают и плохо смотрят (или вообще отказываются смотреть) туда, куда просит офтальмолог. Есть далеко не во всех клиниках, так как дорого стоит. У нас, конечно, он есть, называется PlusOptix. А поздно диагностированный астигматизм приводит к серьезным последствиям.
Это обследование с PlusOptix
А, еще не назвала старый допотопный метод скиаскопии – слежения за движением тени рефлекса с глазного дна при свечении обратным офтальмоскопом и перемещением линейки с линзами. Так диагностировали наши бабушки, кстати, довольно успешно, если умеешь это делать.
— Как связан астигматизм с кератоконусом
Одним из основных симптомов, появляющимся при кератоконусе, является как раз астигматизм. Когда мы диагностируем пациента с астигматизмом, то всегда должны исключить скрытую (forme fruste) или начальную форму кератоконуса. Об этом серьезном заболевании я писала в посте:
В начале заболевания вы вообще даже о нем можете не подозревать, даже астигматизм может быть совсем небольшим – 0,5 – 0,75 диоптрий, однако изменения в роговице уже есть и доступны только специальными методами обследования. Поэтому, если вам предлагают пообследовать роговицу на предмет ее здоровья, это не коммерческая «накрутка», это стоит сделать, так как лечение в начальных стадиях гораздо эффективнее, чем в развитых и далекозашедших.
При кератоконусе речь идет как раз о нерегулярном астигматизме, который плохо в развитых стадиях поддается коррекции.
Так выглядит кератотопограмма при начальном кератоконусе.
А в следующем посте я расскажу о способах коррекции астигматизма как хирургических, так и нехирургических, а также о том, что самое главное при астигматизме в детском и взрослом возрасте.