ABERACE OKA VYŠŠÍCH ŘÁDŮ A JEJICH MOŽNÁ KOREKCE KONTAKTNÍMI ČOČKAMI

Otické vady oka můžeme rozdělit na vady (aberace) nižšího řádu, které běžně korigujeme například pomocí brýlí a na aberace vyšších řádů. O korekci aberací vyšších řádů se nejčastěji hovoří ve spojení s metodami korekce zraku pomocí laseru (fotorefraktivní keratektomie, LASIK ap). Je zde však možnost korigovat tyto aberace i pomocí speciálních kontaktních čoček.

Běžně jsme zvyklí aberace jakékoliv optické soustavy vyjadřovat pomocí paprskových aberací. V oční optice se však vady vyjadřují mnohem lépe pomocí vlnových aberací.

Paprskové a vlnové aberace.

Nejlépe můžeme demonstrovat pojem aberace na všeobecně známé otvorové vadě optické soustavy. Sledujme rovnoběžné paprsky přicházející z nekonečna, které procházejí kulovou spojnou čočkou OS. Pokud by optická soustava (čočka) neměla otvorovou vadu, všechny paprsky by po průchodu soustavou směřovaly do obrazového ohniska F'. Paprsky, které v určitém časovém okamžiku t0 vyšly ze zdroje v nekonečnu, by se jiném časovém okamžiku t nacházely ve výstupní pupile OS na kulové ploše W se středem v F'. Ve skutečnosti se však paprsky paprsky nacházejí na ploše W'. Okrajové paprsky protínají optickou osu v bodě, jehož vzdálenost od ohniska představuje pro otvorovou vadu OS. Vyjádřime-li matematicky ve výstupní pupile tvar plochy W a W', pak rozdíl δW = W - W' jsou vlnové aberace OS.

Výhodou je, že vlnové aberace můžeme vyjádřit jako nekonečnou řadu ve formě Zernikeho polynomu a pracovat buď s dílčími aberacemi nebo s aberacemi určitého řádu nebo i se všemi aberacemi současně.

Aberace oka nižšího řádu.

Na sítnici oka ve foveole realizujme světelný bod. Pokud by optická soustava oka byla bez vady, v jeho výstupní pupile by vlnoplocha šířena z toho bodu byla rovinná (označeno E). Je-li oko krátkozraké je vlnoplocha kulová, na obrázku označena M, u dalekozrakého oka je kulová vlnoplocha označena H. Astigmatickému oku pak odpovídá vlnoplocha A. Všechny tyto aberace jsou aberacemi nižšího řádu, které běžně korigujeme například brýlovými skly. V Zernikeho polynomu jsou to aberace 2. řádu.

Aberace oka vyšších řádů.

Všechny aberace od 3. řádu do nekonečna označujeme jako aberace vyšších řádů. Velikost všech aberací vyšších řádů můžeme vyjádřit matematicky jako střední kvadratickou odchylku (sko) v µm (mikrometrech)skutečné vlnoplochy od ideální vlnoplochy. Pro názornost můžeme tyto aberace znázornit graficky.

Na dolním obrázku vlevo je příklad celkových aberací 3. a 4. řádu keratokonického oka (sko = 1,46 µm) srovnán s aberacemi 3. a 4. řádu určitého "normálního" oka (vpravo) se sko = 0,21 µm. Aberace (nižší i vyšší) můžeme rozdělit na osově souměrné, které (pokud bychom je korigovali pomocí kontaktních čoček) lze korigovat bez stabilizace osy kontaktní čočky vzhledem k určitému meridiánu oka. Příkladem je kontaktní čočka Ultrasilk 55 AC s multiasférickou přední plochou, konstruovanou tak, aby korigovala především otvorovou vadu oka (do dálky) u "průměrné" populace. Protože otvorová vada do dálky má u většiny lidí opačné znaménko než otvorová vada do blízka, může se stát, že tato skutečnost se projeví u začínajících presbyopů tak, že s čočkou čistě sférickou vidí začínající presbyop do blízka lépe než s multiasférickou čočkou.

S kontaktní čočkou, která má korigovány aberace vyšších řádů vidí však člověk lépe například při jízdě autem v noci.

Osově nesouměrné aberace (mezi které patří i astigmatismus) musí mít stabilizaci polohy kontaktní čočky. Astigmatismus korigujeme pomocí tórické plochy. Obecné osově nesouměrné aberace se korigují pomocí kontaktních čoček, které dostaly název CLAAS (Contact Lenses with Aspherical and Asymmetrical Surfaces - kontaktní čočky a asférickými a asymetrickými povrchy).

Adaptivní optika v diagnostice oka.

Největší uplatnění má zatím korekce aberací vyšších řádů v diagnostice oka, kde využíváme tak zvané adaptivní optiky, kde korekce dynamických aberací probíhá on-line. Bylo dosaženo takové kvality obrazu sítnice, které nám umožňuje vizuálné rozlišit jednotlivé druhy čípků, tj. čípky pro dlouhovlnnou, střední a krátkovlnou oblast.
Na obrázku dole vidíme srovnání kvality obrazu sítnice, který pozoruje oftalmolog bez použití adaptivní optiky (vlevo) a s odstraněním aberací pomocí adaptivní optiky (obrázek vpravo). Zařízení, které tuto korekci provádí je však zatím pro běžné vyšetření sítnice velmi drahé.


ZPĚT