Вимірювання параметрів рогівки має найважливіше значення при підборі контактних лінз.
Найбільш поширеним приладом, що застосовуються для цієї мети, є Офтальмометр. Він призначений для визначення радіуса кривизни і рефракції передньої поверхні рогівки, ступеня і виду рогівкового астигматизму, а також напрямків його головних перетинів.
Принцип дії Офтальмометрія полягає в тому, що передня поверхня рогівки розглядається як опукле сферичне дзеркало. Якщо помістити предмет на кінцевій відстані від рогівки, то за правилом побудови зображення в опуклому дзеркалі його зображення буде розташовуватися в просторі між фокусом рогівки і її вершиною (рис. 19).
Радіус кривизни поверхні, що відбиває (в даному випадку, передньої поверхні рогівки) дорівнює:
При досить великій відстані предмета можна прийняти X = L, тоді формула набуде вигляду:
Відстань L для даного приладу вибирають постійним, що досягається відповідною оптичною системою, тоді визначення радіуса рогівки зводиться або до вимірювання величини зображення l 'при відомій величині предмета l; або до вимірювання l при постійній l '. Перший шлях використовується в Офтальмометрія з нерухомими марками, другий - з рухомими.
В оптичні схеми всіх Офтальмометрія входять так звані елементи подвоєння. Вони необхідні, оскільки зображення марок весь час переміщаються через рухи очей. Таке переміщення особливо помітно, коли зображення марок розглядається з деяким збільшенням, при якому спостерігаються навіть найнезначніші зміщення марок. Тому безпосередньо вимірювати величини зображення методами, придатними для нерухомих предметів, неможливо. При введенні елемента подвоєння в поле зору приладу видно два зображення M1''N1 '' і M2''N2 '' (рис. 20).
При збігу точок М2 "і N1" величина лінійного подвоєння дорівнює величині зображення M'N '. Отже, знаючи величину подвоєння, можна знайти і величину зображення. Момент збігу точок М2 "і N1 '' можна спостерігати, незважаючи на постійний рух об'єкта.
В даний час більш поширені Офтальмометри з нерухомими марками. У них є дві нерухомі марки і елемент зі змінною величиною подвоєння. Ця величина змінюється до тих пір, поки не стане дорівнює величині зображення l '(рис. 19), яка залежить, як зазначалося вище, від радіуса кривизни рогівки. Кожному радіусу рогівки відповідає певна величина подвоєння, вимірювання якої фіксуються на спеціальній шкалі.
Існує багато моделей Офтальмометрія з нерухомими марками, які відрізняються застосовуваними елементами подвоєння (призма Волластона, плоскопараллельние пластинки, оптичні клини та ін.) (Урмахер Л. C. з співавт. 1974).
Наведемо методику роботи з найбільш поширеним в нашій країні Офтальмометрія ОФ-3. На рогівку досліджуваного очі проектують два світлових кільця, домагаються сполучення двох світлових плям в одне в області зіниці, що забезпечує потрапляння вимірювальних марок в поле зору окуляра, і встановлюють різке зображення марок на рогівці. Як марок використовують тести у вигляді «драбинки» і чотирикутника. Встановлюють дугу в горизонтальному меридіані. За допомогою спеціального кільця зрушують марки до зіткнення. Можуть бути різні розташування марок в залежності від форми рогівки. Якщо збіглися марки розташовані на одному рівні, роблять відлік радіусу рогівки в горизонтальному меридіані за шкалою приладу. Якщо марки стикаються, але розташовані на різних рівнях, слід повернути головку приладу, поки рівні зіштовхувалися марок не співпадуть.
Потім за шкалою зчитують радіус рогівки і кут однієї з головних осей астигматизму. Після відліку за шкалою в одному меридіані повертають голівку приладу на 90 ° і знову проводять вимірювання, орієнтуючись на зіткнення марок на одному рівні. Якщо значення, лічені по шкалі приладу, при повороті головки Офтальмометрія на 90 ° не змінилися, то рогівкового астигматизму немає. Якщо відмінність відліків є, шляхом зазначених вище маніпуляцій визначають положення головних меридіанів і радіуси рогівки в них, а також відповідний ступінь астигматизму (рис. 21).
За шкалою приладу можна визначити не тільки радіуси рогівки, а й здатність заломлення силу в діоптріях. В контактної корекції застосовують зазвичай радіуси рогівки в мм. Є Офтальмометри з іншими формами марок, наприклад, «хрест». При значних деформаціях рогівки, особливо при кератоконусе, спостерігаються різні спотворення офтальмометріческой картини - нахил марок, їх дисторсии та інше.
Однак звичайна офтальмометрія дозволяє отримати точні дані про радіус рогівки тільки в невеликій центральній зоні, в той час як для цілей контактної корекції необхідна інформація про всій поверхні рогівки. Для цього було запропоновано використовувати так звану топогометрію, коли шляхом повороту очного яблука щодо осі Офтальмометрія вимірюють корнеального периферію.
Пропонувалися спеціальні топогометріческіе насадки на Офтальмометр або спеціальні топогометри. Наприклад, топогометр фірми «Роденшток» забезпечений спеціальною шайбою з світяться точками, розташованими дискретно під кутом від 20 ° до 35 ° з інтервалом в 5 °. Пацієнт почергово фіксує поглядом ці точки, а спостерігач визначає радіуси кривизни рогівки в двох взаємно перпендикулярних меридіанах в відповідних ділянках рогівки діаметром 2,5-3,0 мм. Для забезпечення розрахунків топографії рогівки до топогометру прикладений комп'ютер зі спеціальною програмою.
Однак топогометрія має ряд істотних недоліків: Офтальмометр призначений для вимірювання сферичних поверхонь, а поверхня рогівки асферічності. Наближено сферичної її можна визнати тільки в центральній частині діаметром приблизно 4,0 мм, тому при вимірюванні периферичних корнеальних відділів виникає помилка. Крім того, за допомогою топогометров неможливо виміряти периферичні ділянки рогівки, розташовані під кутом більше 25-30 ° щодо осі симетрії, через появу спотворень зображення марок. Клінічні дослідження показали, що в той час як при дослідженні топогометром похибка вимірювання радіусів рогівки в центральній зоні не перевищує 0,02 мм, при дослідженні периферичних зон вона зростає до 0,07 мм. Крім того, топогометрію практично складно використовувати при значній деформації рогівки (висока ступінь астигматизму, кератоконус та ін.).
До недоліків топогометріі слід також віднести суб'єктивність оцінки результатів, тривалість обстеження, що відбивається на точності вимірювання.
Робилися спроби отримати точну інформацію про форму рогівки за допомогою контактних методів - за допомогою зліпків з гіпсу, парафіну, пластмас. Однак ці методи небезпечні для пацієнтів і незручні. Застосовувалися методи фотографування профілю рогівки, однак вони виявилися неточними і малопридатними для конструювання контактних лінз. Пропонувалися і інші методи - Стереофотограмметрія, спосіб так званих «муарових смуг», голографія та інші, але всі вони не увійшли в широку практику через складність або небезпеки для пацієнта, або через малу точність.
Починаючи з 70-х років, з'явилася найточніша методика оцінки топографії рогівки у всіх її зонах - так звана фотокератометрія. Її принцип полягає в фотореєстрації зображення марок на рогівці. У нашій країні розроблено оригінальний фотокератометр ФК-01 (А. А. Киваев, А. В. Карпов, 1979) (рис. 22).
На сферичної поверхні приладу розташовані відбивні марки у вигляді кілець; кутові відстані між якими становлять 10 °. Конструкція сфери і розташування кілець дозволяють отримувати інформацію з усієї поверхні рогівки (діаметром до 12,0 мм). Кільця марок висвітлюються за допомогою імпульсної лампи. Зображення кілець на рогівці проектується на фотоплівку, на отриманої фотокератограмме є зображення 15 концентричних кілець, відстань між якими виходить різним і залежить від ступеня асферічності рогівки.
Фотокератометр ФК-01 дозволяє на одному знімку отримати різке зображення рогівки навіть при значному ступені її деформації, досліджувати корнеального топографію в будь-якому вибраному меридіані. Похибка при визначенні радіусів кривизни всій поверхні рогівки при простих її формах не перевищує 0,02 мм, при складних формах рогівки (наприклад, при кератоконусе) - 0,03-0,05 мм (рис. 23).
Розрахунок топографії рогівки проводиться шляхом обчислення так званого коаксильного радіусу в різних корнеальних зонах. Коаксіальний радіус (Rk) - це довжина нормалі від вимірюваної точки на поверхні рогівки до осі симетрії під певним кутом а до цієї осі (рис. 24).
Формула для визначення Rk:
де: dk - діаметр вимірюваного кільця;
Kk - тарувальний коефіцієнт (постійна величина, зазначена в паспорті приладу).
Таким чином, для визначення необхідно заміряти діаметр зображення кільця на фотоплівці. Ці вимірювання можна проводити за допомогою, наприклад, проекційного мікроскопа, який дозволяє розглядати знімок на екрані з великим збільшенням. Зазвичай вимірюють кільця в двох меридіанах - в «крутому» і «плоскому». Встановлено, що для виявлення закономірностей топографії рогівки та розрахунку конструкції контактних лінз, досить проводити вимірювання в зонах, відповідних топографічним кутах 0 °, 15 °, 25 ° і 35 °, або на рівнях п'ятого, дев'ятого і тринадцятого кілець фотокератограмми. Це дозволяє визначити радіуси корнеальної кривизни в центральній, периферичної та перехідною середній зоні. Вимірювання зазначених показників проводять в двох взаємно перпендикулярних меридіанах. Однак величини одних лише радіусів не дозволяють в повному обсязі характеризувати різні параметри асферічності форми поверхні рогівки.
Для виявлення топографічних особливостей і закономірностей рогівки запропоновані наступні показники (Киваев А. А. 1983):
Асферічность - ступінь зміни коаксіального радіусу рогівки від центру до периферії. Вона визначається по різниці величин радіусів кривизни рогівки в межах дев'ятого і п'ятого кілець (R9 - R5) в центральній зоні; в периферійній зоні - як різниця радіусів в межах тринадцятого і дев'ятого кілець (R13 - R9).
Асиметрія рогівки - відмінність радіусів кривизни темпорального і назального напів-меридіанів в зоні дев'ятого кільця. Для визначення цього показника обчислюють різницю радіусів кривизни в зоні зазначеного кільця у вертикальній і горизонтальній площинах (R9 # 96; - R9 ").
Торічность рогівки - характеризується різницею радіусів кривизни в двох головних меридіанах (вертикальному і горизонтальному) в зоні п'ятого (центральна торічность - Т5), дев'ятого (торічность на кордоні оптичної зони - Т9) і тринадцятого (периферична торічность - Т13) кілець.
Крім того, застосовується також такий показник як ексцентриситет. характеризує ступінь уплощения різних кривих з одним і тим же радіусом при вершині. Його можна визначати не тільки за даними фотокератометріі, але і за допомогою топогометріі. Наприклад, при дослідженні топографії рогівки приладом фірми «Роденшток» корнеальний ексцентриситет обчислюється за формулою:
де: Е - ексцентриситет рогівки;
rs - сагітальний радіус рогівки;
r0 - центральний радіус рогівки;
альфа - кут між точками вимірювання радіусів рогівки.
Зазначені прилади призначені для визначення корнеальної топографії і знаходять широке застосування при реконструктивних операціях на рогівці, для діагностики і динамічного спостереження змін поверхні рогівки при її захворюваннях.
«Схематичний очей» і його модифікації
Варіабельність елементів очі. Розміри елементі »оптичної системи очі відрізняються великим розкидом. Частково різниця у наведених розмірах залежить від
Рогівка та склера
Рогівка - високочутливий, прозорий і оптично гомогенний поверхневий шар зовнішньої фіброзної оболонки ока. Середній горизонтальний розмір рогівки
Фізична і клінічна рефракція очі
Око - складна, постійно змінюється оптична система, в поясненні роботи якої не завжди застосовні закони фізичної оптики. Око можна розглядати
Астигматизм. Короткий опис
Астигматизм - поєднання в одному оці різних видів аметропії або різних ступенів одного виду аметропії.