Аберрации низкого порядка
Lower-Order Aberrations
Миопия, гиперметропия и регулярный астигматизм являются аберрациями низкого, или второго, порядка. Миопия вызывает положительный дефокус (см. Рисунок 1-4), тогда как гиперметропия вызывает отрицательный дефокус. Регулярный (цилиндрический) астигматизм вызывает аберрацию волнового фронта, которая имеет ортогональные (т. е. расположенные под прямым углом) и косые компоненты (см. Рисунок 1-5). Другими аберрациями низкого порядка являются не имеющие визуальной значимости аберрации, известные как аберрации первого порядка, такие как вертикальные и горизонтальные призмы, а также аберрации нулевого порядка.
Myopia, hyperopia, and regular astigmatism are all lower-order, or second-order, aber rations. Myopia produces positive defocus (see Figure 1-4), whereas hyperopia produces negative defocus. Regular (cylindrical) astigmatism produces a wavefront aberration that has orthogonal (ie, facing at right angles) and oblique components (see Figure 1-5). Other lower-order aberrations are non–visually significant aberrations known as first- order aberrations, such as vertical and horizontal prisms and zero-order aberrations.
Аберрации высокого порядка
Higher-Order Aberrations
На аберрацию волнового фронта сильно влияет размер зрачка, при этом аберрации высокого порядка становятся более выраженными по мере расширения зрачка. Аберрации высокого порядка также увеличиваются с возрастом, хотя считается, что клинический эффект уравновешивается нарастающим миозом зрачка с возрастом. Хотя аберрации низкого порядка уменьшаются после лазерной коррекции зрения, аберрации высокого порядка, в частности сферическая аберрация и кома, могут увеличиваться после традиционной поверхностной абляции, лазерной кератомиопекции (LASIK) или радиальной кератотомии (RK) при миопии. (См. раздел «Влияние абляции экцимерным лазером на аберрации высокого порядка».)
Wavefront aberration is strongly affected by pupil size, with higher-order aberrations be coming more apparent as the pupil dilates. Higher-order aberrations also increase with age, although the clinical effect is thought to be balanced by the increasing miosis of the pupil with age. Although lower-order aberrations decrease after laser vision correction, higher-order aberrations, particularly spherical aberration and coma, may increase after conventional surface ablation, laser in situ keratomileusis (LASIK), or radial keratot omy (RK) for myopia. (See the section “Effect of excimer laser ablation on higher-order aberrations.”)
Сферическая аберрация
Spherical aberration
Когда периферические световые лучи, проходящие через линзу или роговицу, фокусируются перед более центральными лучами, этот эффект называется сферической аберрацией (см. Рисунок 1-6 в данном томе, а также BCSC Section 3, Clinical Optics). Клинически эта радиально-симметричная аберрация четвертого порядка является причиной ночной миопии и обычно увеличивается после RK, миопической LASIK и поверхностной абляции. Она приводит к появлению ореолов вокруг точечных изображений. Сферическая аберрация является наиболее значимой аберрацией высокого порядка. Хотя она может увеличивать глубину резкости, она снижает контрастную чувствительность.
When peripheral light rays passing through a lens or the cornea focus in front of more central rays, the effect is called spherical aberration (see Figure 1-6 in this volume and also BCSC Section 3, Clinical Optics). Clinically, this radially symmetric fourth-order aberration is the cause of night myopia and is commonly increased after RK and myopic LASIK and surface ablation. It results in halos around point images. Spherical aberration is the most significant higher-order aberration. Although it may increase depth of field, it decreases contrast sensitivity.
Рисунок 1-4 Представление дефокуса с помощью полиномов Цернике. (Перерисовано Cyndie C. H. Wooley. Оригинальное изображение предоставлено Roger F. Steinert, MD.)
Figure 1-4 Zernike polynomial representation of defocus. (Redrawn by Cyndie C. H. Wooley. Original image courtesy of Roger F. Steinert, MD.)
Рисунок 1-5 Представление астигматизма с помощью полиномов Цернике. (Перерисовано Cyndie C. H. Wooley. Оригинальное изображение предоставлено Roger F. Steinert, MD.)
Figure 1-5 Zernike polynomial representation of astigmatism. (Redrawn by Cyndie C. H. Wooley. Origi nal image courtesy of Roger F. Steinert, MD.)
Кома и трифойл
Coma and trefoil
При коме, аберрации третьего порядка, световые лучи на одном крае зрачка фокусируются раньше, чем лучи на противоположном крае. Лучи, входящие в систему, не фокусируются в одной плоскости; скорее, один край входящего пучка фокусируется либо перед, либо позади противоположного края пучка (см. Рисунок 1-7). Изображение, создаваемое входящим световым пучком, проходящим через оптическую систему с комой, будет выглядеть «размытым», напоминая комету, с зоной резкого фокуса на одном крае, переходящей в размытый фокус на противоположном крае пучка. Кома часто встречается у пациентов с децентрированными роговичными трансплантатами, кератоконусом и децентрированной лазерной абляцией.
With coma, a third-order aberration, light rays at one edge of the pupil come into focus before those at the opposite edge do. The rays entering the system do not focus on a plane; rather, one edge of the incoming beam focuses either in front of or behind the opposite edge of the beam (see Figure 1-7). The image generated by an incoming light beam pass ing through an optical system with a coma aberration would appear “smeared,” looking somewhat like a comet, with a zone of sharp focus at one edge tailing off to a fuzzy focus at the opposite edge of the beam. Coma is common in patients with decentered corneal grafts, keratoconus, and decentered laser ablations.
Трифойл, также аберрация третьего порядка, может возникать после рефракционной хирургии. Трифойл вызывает меньшую деградацию качества изображения, чем кома при аналогичной величине RMS (см. Рисунок 1-8).
Trefoil, also a third-order aberration, can occur after refractive surgery. Trefoil pro duces less degradation in image quality than does coma of similar RMS magnitude (see Figure 1-8).
Рисунок 1-6 Представление сферической аберрации с помощью полиномов Цернике. (Перерисовано Cyndie C. H. Wooley. Оригинальное изображение предоставлено Roger F. Steinert, MD.)
Figure 1-6 Zernike polynomial representation of spherical aberration. (Redrawn by Cyndie C. H. Wooley. Original image courtesy of Roger F. Steinert, MD.)
Рисунок 1-7 Представление комы с помощью полиномов Цернике. (Перерисовано Cyndie C. H. Wooley. Оригинальное изображение предоставлено Roger F. Steinert, MD.)
Figure 1-7 Zernike polynomial representation of coma. (Redrawn by Cyndie C. H. Wooley. Original image courtesy of Roger F. Steinert, MD.)
Рисунок 1-8 Представление трифойла с помощью полиномов Цернике. (Перерисовано Cyndie C. H. Wooley. Оригинальное изображение предоставлено Roger F. Steinert, MD.)
Figure 1-8 Zernike polynomial representation of trefoil. (Redrawn by Cyndie C. H. Wooley. Original image courtesy of Roger F. Steinert, MD.)