Просмотр полной версии : Расчет геометрии и оптики глаза

Здравствуйте!

Я учусь в аспирантуре, работаю над созданием системы расчета геометрических и оптических параметров глаза человека до и после ЛАСИК.

Возникло несколько вопросов, буду благодарен за ответы или ссылки.

1) Поверхность ложа после абляции неровная, а поверхность лоскута - (относительно) ровная. Что происходит после укладывания лоскута?
2) Показатель преломления хрусталика зависит от положения внутри хрусталика и возраста. Как (количественно)? Интересует состояние покоя аккомодации.
3) Насколько изменчивы показатели преломления роговицы, водянистой влаги передней камеры, стекловидного тела в популяции здоровых людей?
4) При наложении вакуумного кольца ВГД повышается. Зачем это нужно? Меняется ли при этом форма роговицы? Меняется ли форма ложа после снятия вакуумного кольца?
5) Можно ли рассчитать аберрации волнового фронта с помощью законов лишь геометрической оптики, без волновой?
6) С какой точностью можно рассчитать освещенность сетчатки и то, как видит здоровый человек монокулярно, с помощью законов лишь геометрической оптики, без волновой?
7) Насколько можно доверять статьям в J Cataract & Refract Surg?

Под "здоровыми" понимаются люди:
- не имеющие глазных заболеваний,
- не имеющие заболеваний ЦНС, снижающих зрение,
- возможно, имеющие аметропии.
Интересует состояние до ЛАСИК и спустя 6-12 мес. после ЛАСИК по поводу миопии (миопического астигматизма).

Спасибо заранее!

Здравствуйте, Сергей. Вы учитесь в медицинской аспирантуре или в технической (физика)? Просто если второе - Вам лучше обратиться к физикам. Вряд ли офтальмологи смогут Вам ответить на такие вопросы. Хотя, кто знает... :ah:

Здравствуйте, Сергей. Вы учитесь в медицинской аспирантуре или в технической (физика)?

В математической.

К сожалению, Сергей, Вы не совсем по-адресу. простите, но врачи в такие дебри не лезут, да и не нужно это нам... Так что вряд ли вам кто-нибудь ответит... это скорее к физикам-оптикам лучше обратиться... :confused:

Cергей, да....назадавали Вы вопросов!
Действительно в "такие дебри лезут" лишь некоторые врачи, а больше физики с математиками. И мы, в принципе, это приветствуем.
Течение "залезания в дебри" называется у нас - биомеханикой. Основная группа залезающих - из Питера, посмотрите работы Кошица Ивана Николаевича и соавтроров, спишитесь - они общаются с удовольствием.
Удачи!

одобряю последнее, и не только в Питере, есть Москва, Киев. Вы на правильном пути, не забудьте зайти к практикующим лазерщикам (и производителям: Карл Цейсс, Япония, американцы - разработчики рефракционных платформ).

Почитал "Оптометрию" Розенблюма (1996), появилось несколько вопросов, если никто не против, я их задам.

1)с. 89. "Место в пространстве, куда направлены (где пересекаются) зрительные линии двух глаз, называется точкой бификсации. ... Окружность, проходящую через центры двух глаз и точку бификсации, представляющую собой геометрическое место точек, равно удаленных от глаз, называют гороптером". В то же время из школьного курса геометрии хорошо известно, что геометрическим местом точек, равноудаленных от точек А и В, является прямая-серединный перпендикуляр к отрезку АВ. Странно.
Так что же такое этот гороптер?

2) с. 102 "Лучистая фигура (рис. 76)... Если обследуемый видит все лучи фигуры одинаково четкими или несколько размытыми, то астигматизм либо отсутствует, либо он равномерно смешанный..."
Равномерно смешанный астигматизм - это такой, при котором сильнейший и слабейший меридианы имеют одинаковую по модулю и противоположную по знаку оптическую силу? (Скажем, сильнейший +2дптр 0гр., слабейший -2дптр 90гр., сфероэквивалент 0дптр.) Если "да", то тогда имеется два меридиана эмметропии, оба под углом 45 гр. к сильнейшему и слабейшему (в моем примере 45гр. и 135гр.). Соответственно, в этих меридианах лучи будут четкими, а в остальных - более или менее размытыми. Так?

3)с. 103. "Стрела" Раубичека представляет собой черную двускатную симметричную гиперболу (рис. 77)..." Во-первых, понятия "двускатная гипербола" нет ни в одном справочнике, и даже в Интернете нет. Возможно, автор имел в виду, что у нее 2 ветви - так у любой гиперболы 2 ветви. Во-вторых, "симметричная гипербола" - это "масло масляное", все гиперболы симметричны. В-третьих, эта "стрела" - вообще не гипербола. На рисунке слева - пример гиперболы.
Тут даже не вопросы, а удивление.

4)с. 178. "При большой разнице рефракции двух глаз... лучшим видом коррекции являются контактные линзы".
с. 193. "При односторонней афакии и втором зрячем глазе назначают контактные линзы".
И вдруг:
с. 196. "Контактные линзы в этом случае [гиперметропии - доб. Sergey_] уменьшают изображение и неохотно принимаются пациентами".
с. 202. "Особо стоит вопрос о контактной коррекции гиперметропии. При этом виде рефракции контактная линза дает меньшее изображение на сетчатке по сравнению с очковой".
Плюсовые контактные линзы сами по себе уменьшают изображение? Если бы уменьшали, то как бы их носили при односторонней афакии и втором зрячем глазе???

1. Окружность, проходящую через центры двух глаз и точку бификсации

называют гороптером.

Не придирайтесь к словам нематематика.

2. Равномерно смешанный астигматизм - это такой, при котором сильнейший и слабейший меридианы имеют одинаковую по модулю и противоположную по знаку оптическую силу

да. Правильно.

Соответственно, в этих меридианах лучи будут четкими, а в остальных - более или менее размытыми. Так?

Нет. Скорее в минусовом меридиане лучи будут более "чёрными". А в остальных более серыми.

3. Тут даже не вопросы, а удивление.
См. пункт 1.

с. 178. "При большой разнице рефракции двух глаз... лучшим видом коррекции являются контактные линзы".
с. 193. "При односторонней афакии и втором зрячем глазе назначают контактные линзы".
Правильно. Или имплантацию ИОЛ

Если бы уменьшали, то как бы их носили при односторонней афакии и втором зрячем глазе???

Да молча! Дело в том что линза контактная линза находится ближе к сетчатке чем очковая. Значит она более физиологична. Но менее чем ИОЛ.
Тут дело не в уменьшении или увеличнии, а в том что афакичный откорректированный очками глаз имеет другой размер изображения на сетчатке, чем норм или артифакичный. Из-за фокусного расстояния. А почему - пожалуйта, оптики физики Вам всё обьяснят.

1. Не придирайтесь к словам нематематика.
Это очень сложно: 2 года работы на семинаре, посвященном придиркам к матем. текстам, сделали свое дело:).
2. Скорее в минусовом меридиане лучи будут более "чёрными". А в остальных более серыми.
То есть (так или иначе) одни лучи будут четче/чернее, другие размытее/светлее. Нам же пишут:
обследуемый видит все лучи фигуры одинаково четкими или несколько размытыми
Все равно странно.
4. Дело в том что линза контактная линза находится ближе к сетчатке чем очковая. Значит она более физиологична. Но менее чем ИОЛ.
Тут дело не в уменьшении или увеличнии, а в том что афакичный откорректированный очками глаз имеет другой размер изображения на сетчатке, чем норм или артифакичный. Из-за фокусного расстояния. А почему - пожалуйта, оптики физики Вам всё обьяснят.
Нашел у Киваева в "Контактной коррекции зрения":
с. 51. "При односторонней афакии... при контактной коррекции зрения... реальная анизейкония может достигать 2-7%"
Хорошо, оставим афакию.
В противовес цитате из Розенблюма
с. 196. "Контактные линзы в этом случае [гиперметропии - доб. Sergey_] уменьшают изображение"
Киваев пишет:
с. 45. "Плюсовые... контактные линзы практически не изменяют его [изображение на сетчатке - доб. Sergey_]."
Хотя вывод у него тот же:
с. 50. "контактные линзы, практически не изменяющие изображение на сетчатке, при дальнозоркости переносятся хуже из-за того, что пациенту окружающие предметы кажутся меньше по сравнению с коррекцией плюсовыми стеклами"
Итак, на простой вопрос "Плюсовые контактные линзы сами по себе уменьшают изображение в глазу с собственным хрусталиком?" два автора дают противоположные ответы. Снова странно.

все плюсовые линзы увеличивают изображение, только контактные линзы это делают меньше, чем очковое стекло - и поэтому "им, гиперметропам нравяться меньше чем привычные очки".

Я повторюсь.
Тут дело не в уменьшении или увеличнии, а в том что афакичный откорректированный очками глаз имеет другой размер изображения на сетчатке, чем норм или артифакичный. Из-за фокусного расстояния. А почему - пожалуйта, оптики физики Вам всё обьяснят.

Здравствуйте!
Разбираюсь с оптикой здорового глаза; возникли еще вопросы, задам в надежде, что кто-то залезал в такие дебри:
8) при аккомодации задний полюс хрусталика, можно считать, практически неподвижен? Глубина стекловидного тела постоянна?
9) диаметр зрачка существенно влияет на изображение на сетчатке. Поэтому много вопросов по количественному описанию зрачковых реакций. Что порекомендуете почитать?
10) услышал от одного врача фразу: "Астигматизм - это такой оптический дефект, при котором в глазу одновременно существуют два оптических фокуса." Я правильно понимаю, слово "фокус" лучше заменить на слова "фокальная линия"? О фокальных линиях пишет Розенблюм в своей "Оптометрии": "Ход лучей в астигматическом глазу представляет собой... коноид Штурма. Тип астигматизма определяет ориентацию коноида, вид его - относительное положение сетчатки и фокальных линий."
11) верно ли, что хрусталик, вынутый из глаза (трупного, например), имеет форму, соответствующую максимуму напряжения аккомодации для своего возраста?

8. Я думаю что задний полюс подвижен. Неподвижна зона ресничного пояска, вернее она незначительно подвижна.
9. Вот диаметр зрачка как раз и не влияет на размер изображения на сетчатке. (Аналогично как не влияет диафрагма фотоаппарата на размер обьекта на негативе).
10. Да. Фокальная линия.
11.Хрусталик вынутый из глаза имеет форму "киселя", в котором есть ядро (в центре, более плотное) и хрусталиковие массы (сопливые). В трупном глазу он находится в состоянии максимального расслабления аккомодации, но если его отделить от цилиарной мышцы вместе с капсулой, то он примет форму максимального аккомодационного напряжения. Вроде так.

8. Посмотрел у Ковалевского, Копаевой, Розенблюма и Сидоренко - у всех неподвижен. А в работе M. Dubbleman et al. Vision Research 45 (2005) 117-132 говорится, что в среднем длина переднего сегмента ("distance between the cornea and the posterior lens surface") растет где-то на 7.5мкм на 1дптр аккокомдации. Причем разброс этого показателя - от (на глазок) -40 до +70мкм/дптр. Хм...
9. Я не про размер, я про само изображение. (Вспомним эффект черных очков с дырочками. Провертел в бумажке всего одну дырочку диаметром 1мм - через нее видно значительно четче и резче.) Так что вопрос актуален.

9. думаю дело в аберрациях. А почему - физикам лучше знать

че то в дискуссию не вступает В.А.Бондарь... хотелось бы услышать начальника транспортного цеха..
Вообще из моих скудных познаний в оптике - геометрическая оптика - эта та в которой можно пренебречь распространением светового пучка в линзе?! в случае глаза совершенно не подходит! тут исключительно физика толстых линз. Сложность еще и в том что норму физиологическую НИКТО не мерил - вы будете первым. только на трупах и оч приблизительно в первой половине 20 века на живых. С учетом наличия ультрозвуковых биомикроскопов, современных пахиметров и проч достижений, данный пробел не понятен. У нас (в России) вы вообще ничего толкового не найдете. Если вам нужны "железобетонные данные" то путь ваш в доказательную медицину - кокрейновское сообщество, но данные там скудны... Ищите в рефракционной хирургии в америке - там пока все самое продвинутое,

А так вопрос у меня один - а что хотите выяснить в итоге? предсказуемость ласика пока все же низка. разработка лучшего алгоритма расчета? оптика глаза слишком подвижна и острота зрения зависит даже от психологического состояния (не говоря уж про усталость, сопутствующие заболевания, и т.д.
P.S. еще не понял зачем нужна освещенность сетчатки? для инициации зрительного импульса достаточно 3 фотонов - 2 из которых рассеиваются в стекловидном теле.

Вообще из моих скудных познаний в оптике - геометрическая оптика - эта та в которой можно пренебречь распространением светового пучка в линзе?! в случае глаза совершенно не подходит! тут исключительно физика толстых линз.
Рад увидеть знак вопроса, ибо Вы не правы. Расчет толстых линз даже с переменным показателем преломления внутри (хрусталик, например) можно провести и с позиций геометрической оптики, не заменяя линзу на тонкую.

Что в итоге? Сомневаюсь, что речь пойдет об остроте зрения, все-таки субъективный показатель. Скорее ограничимся аберрациями волнового фронта.
Зачем нужна освещенность - это тоже вопрос. Опять же, сомневаюсь, что займусь поштучным подсчетом фотонов, попадающих в каждую отдельную клетку.

3, 4. Вопросы про показатели преломления и вакуумное кольцо снимаются: выяснил.

9. А на феноменологическом (без объяснения причин) уровне? Интересует что-то вроде "на 1 дптр аккомодации в возрасте 20-25 лет зрачок в среднем сужается на столько-то мм или % от диаметра в покое аккомодации". В фотометрию пока не углублялся, но расширение зрачка в темноте/сумерках тоже будет интересно.

10. Если здоровую роговицу из глаза вырезать, на что она будет больше похожа: на упругую резину, на пластичный пластилин? Если ее вначале немножко потянуть за края, а потом отпустить, деформация останется?

не на пластилин, правда и не на резину, растягивается она так себе, при превышении нагрузки рвется, ну вообще на резину больше чем на пластилин
про
9. ..чет я не думаю что все так просто. Вы представляете себе реальный фокус от всего хрусталика? ведь фокус с края будет ближе, а к центру дальше.. получается если зрачок расширен (в темноте), глаз миопичен (есть какие то работы про космос и космонавтов но не знаю даже где искать) соответственно перфорационные очки так миопию и "лечат" - сужают зрачок (изображение) до "0". еще тут влияет цвет радужки и "альбиносность", т.к. часть света может проходить и через нее.

9. Да, вопрос о причинах ночной миопии весьма интересен. В том ли дело, что хрусталик на периферии преломляет лучи сильнее, или в том, что в темноте аккомодация напрягается дополнительно? Но, во всяком случае, проход света через радужку у нас учитываться не будет.

10. Это я пытаюсь определить, какой раздел в библиотеке мне смотреть: "Теория упругости" или "Теория пластичности". Получается, первый. Хорошо.

не на пластилин, правда и не на резину, растягивается она так себе, при превышении нагрузки рвется, ну вообще на резину больше чем на пластилин

Не на резину и не на пластиллин, а на хрящ!
Боуменова мембрана не тянется. Десцеметка немного тянется (десцеметоцеле), но при ее освобождении вообще заворачивается в трубочку! Роговичная ткань (между мембранами) довольно плотная и пластических свойств почти не имеет.

5) Вопрос об аберрациях снимается: выяснил. Есть, оказывается, и "geometric wavefront".

Не на резину и не на пластиллин, а на хрящ!
..а на роговицу)) ее правда трудно с чем то сравнить

9.аккомодация напрягается дополнительно?

в отсутствии четкого контура/зрит.стимула аккомодация будет напрягаться, НО у миопов со стажем по сообщениям нек авторов (аветисов напр.) этот механизм практически не работает, - учтите если будете обобщать выборки с аметропиями

Здравствуйте!

Хотел спросить: не будет ли слишком нескромно попросить желающих почитать и - главное - покритиковать мою статью по этому вопросу, готовящуюся к печати? Если кто-то готов - пжл, напишите свой адрес эл. почты мне в ЛС.

Здравствуйте вновь!

Статья готова, скоро будет опубликована. Она теоретическая, надо готовить экспериментальную часть. Есть программа, которая по данным предоперационного обследования дает прогноз аберраций глаза после операции. И есть еще более нескромный вопрос: не сможет ли кто-нибудь из участников форума выслать мне исходные данные для расчета, тогда я в ответ пришлю результаты, сравним модель и реальность.

Набор требуемых данных: возраст, ПЗО, глубина ПК, толщина хрусталика, кератотопограмма (точнее - матрица преломляющих сил сечений роговицы в точках), аберрации глаза (точнее - коэффициенты Цернике порядков с 1 по 4), диаметр зрачка, толщина лоскута, параметры абляции (радиус зоны, коррекция - сфера, цилиндр, ось; глубина абляции в центре).

Выходные данные: аберрации глаза (коэффициенты Цернике порядков с 1 по 4) после лечения.

Здравствуйте!

Хотел спросить: не будет ли слишком нескромно попросить желающих почитать и - главное - покритиковать мою статью по этому вопросу, готовящуюся к печати? Если кто-то готов - пжл, напишите свой адрес эл. почты мне в ЛС.

Статья вышла в первом (довольно кратком - почти 7 страниц А5) варианте. Всех интересующихся приглашаю прочесть, пишите в ЛС. Кому недоступны ЛС - в этой теме.

Позже выйдет более подробный вариант, 11 стр. А4.

Аннотация:
В статье описывается вычислительная модель глаза человека, позволяющая рассчитать геометрические аберрации волнового фронта. Форма передней поверхности роговицы восстанавливается численно по данным кератотопографии. Также представлена модель рефракционной операции ЛАСИК (англ. LASIK). Обсуждается один подход к нахождению неосесимметричного обобщения формулы Маннерлина для глубины абляции. Приведены данные расчета контрольного варианта.

Интересно

Доброе время суток.
Я учусь на магистратуре и сейчас готовлю диссертацию об алгоритмах абляции. Меня очень заинтересовала Ваша статья. Не могли бы Вы выслать мне ее на e-mail ([Ссылки могут видеть только зарегистрированные и активированные пользователи]) и данные о публикации (для ссылки).
Заранее спасибо.