Другие аберрации высокого порядка
Other higher-order aberrations
Хотя существует множество других аберраций высокого порядка, лишь немногие из них представляют клинический интерес. По мере расширения знаний об индуцированных хирургическим путем аберрациях, большее количество типов аберраций может стать клинически значимым.
Although there are numerous other higher-order aberrations, only a few are of clinical in terest. As knowledge of surgically induced aberration increases, more types of aberrations may become clinically relevant.
Влияние эксимерной лазерной абляции на аберрации высшего порядка
Effect of excimer laser ablation on higher-order aberrations
Использование традиционной эксимерной лазерной абляции обычно увеличивает аберрации высшего порядка, и этот эффект коррелирует со степенью предоперационной рефракции. После стандартной миопической лазерной коррекции зрения роговица приобретает сплюснутую (oblate) форму, индуцируя положительную сферическую аберрацию. При гиперметропической абляции воздействие на среднюю периферию роговицы по сравнению с центральной зоной увеличивает центральную кривизну роговицы, что приводит к гиперпролатной форме роговицы, генерирующей большее количество отрицательной сферической аберрации (см. раздел «Визуализация роговицы для кераторефракционной хирургии» и Рисунок 1-1).
The use of conventional excimer laser ablation typically increases higher-order aberra tions, and the effect is correlated with the degree of preoperative refractive error. After standard myopic laser vision correction, the cornea assumes an oblate shape, inducing positive spherical aberration. In hyperopic ablation, treatment is applied to the midperiph eral cornea relative to the central cornea, increasing the central curvature of the cornea, resulting in a hyperprolate cornea that generates greater amounts of negative spherical aberration (see the section Corneal Imaging for Keratorefractive Surgery and Figure 1-1).
Однако, по сравнению с традиционным лазерным лечением, абляции с волновым фронтом (wavefront-optimized, wavefront-guided) и топографически-ориентированные (topography-guided) абляции могут уменьшить количество индуцированных аберраций высшего порядка и, в принципе, могут быть способны уменьшить уже существующие аберрации высшего порядка и обеспечить лучшее качество зрения, особенно в мезопических условиях.
However, compared with conventional laser treatment, wavefront-optimized, wavefront- guided, and topography-guided ablations may decrease the number of induced higher-order aberrations and, in principle, may be able to reduce preexisting higher-order aberrations and provide better-quality vision, particularly in mesopic conditions.
Holland S, Lin DT, Tan JC. Topography-guided laser refractive surgery. Curr Opin Ophthalmol. 2013;24(4):302–309.
Holland S, Lin DT, Tan JC. Topography-guided laser refractive surgery. Curr Opin Ophthalmol. 2013;24(4):302–309.
Визуализация роговицы для кераторефракционной хирургии
Corneal Imaging for Keratorefractive Surgery
Профили формы, кривизны и толщины роговицы могут быть получены с помощью различных технологий, таких как системы на основе диска Пласидо и системы на основе элевации (включая системы сканирующей щели и визуализацию по методу Шеймпфлюга). Каждая технология передает различную информацию о кривизне, анатомии и биомеханической функции роговицы. Компьютеризированные топографические и томографические системы также могут отображать другие данные, включая размер и расположение зрачка, индексы для оценки регулярного и иррегулярного астигматизма, оценки вероятности кератоконуса, симулированную кератометрию и асферичность роговицы. Другие топографические системы могут интегрировать данные волновой аберрометрии с топографическими данными. Хотя такая дополнительная информация может быть полезна при предоперационной хирургической оценке, ни одна автоматизированная система скрининга не может заменить клинический опыт при оценке изображений роговицы.
Corneal shape, curvature, and thickness profiles can be generated from a variety of tech nologies such as Placido disk–based systems and elevation-based systems (including scanning-slit systems and Scheimpflug imaging). Each technology conveys different in formation about corneal curvature, anatomy, and biomechanical function. Computerized topographic and tomographic systems may also display other data, including pupil size and location, indices for estimating regular and irregular astigmatism, estimates of the probability of keratoconus, simulated keratometry, and corneal asphericity. Other topo graphic systems may integrate wavefront aberrometry data with topographic data. Al though such additional information can be useful in preoperative surgical evaluations, no automated screening system can supplant clinical experience in evaluating corneal imaging.
Степень асферичности роговицы может быть количественно определена путем определения значения Q, где Q= 0 для сферических роговиц, Q < 0 для пролатных роговиц (относительно более плоская периферия) и Q > 0 для сплюснутых (oblate) роговиц (относительно более крутая периферия). Нормальная роговица является пролатной со значением асферичности Q = –0.26. Пролатные роговицы минимизируют сферические аберрации благодаря своей относительно плоской периферической кривой. Напротив, сплюснутые контуры роговицы, при которых периферия роговицы круче центра, увеличивают вероятность индуцированных положительных сферических аберраций (см. Рисунок 1-1).
The degree of asphericity of the cornea can be quantified by determining the Q value, with Q= 0 for spherical corneas, Q< 0 for prolate corneas (relatively flatter periphery), and Q> 0 for oblate corneas (relatively steeper periphery). A normal cornea is prolate, with an asphericity Q value of –0.26. Prolate corneas minimize spherical aberrations by virtue of their relatively flat peripheral curve. Conversely, oblate corneal contours, in which the peripheral cornea is steeper than the center, increase the probability of induced positive spherical aberrations (see Figure 1-1).
Топография роговицы
Corneal Topography
Топография роговицы предоставляет высокодетализированную информацию о кривизне роговицы. Топография оценивается с помощью кератоскопических изображений, которые получают на основе паттернов диска Пласидо (mires), отражающихся от слезной пленки, покрывающей поверхность роговицы, с последующим преобразованием в компьютерные цветовые шкалы (Рис 1-9). Поскольку изображение генерируется от передней поверхности слезной пленки, нарушения в составе или объеме слезы могут оказать существенное влияние на качество и результаты системы на основе диска Пласидо. Учитывая этот эффект, крайне важно просматривать изображение Пласидо (изображение миров/mires) перед интерпретацией карт и последующих числовых данных. Кроме того, системы на основе диска Пласидо отсчитываются от линии, которую прибор проводит к поверхности роговицы (называемой нормалью вершины). Эта линия не обязательно является линией взора пациента или визуальной осью, что может привести к путанице при интерпретации топографических карт. Для более подробного обсуждения компьютерной топографии роговицы см. BCSC Section 3, Clinical Optics.
Corneal topography provides highly detailed information about corneal curvature. To pography is evaluated using keratoscopic images, which are captured from Placido disk patterns (mires) that are reflected from the tear film overlying the corneal surface and then converted to computerized color scales (Fig 1-9). Because the image is generated from the anterior surface of the tear film, irregularities in tear composition or volume can have a major impact on the quality and results of a Placido disk–based system. Given this effect, it is extremely important to review the Placido image (image of the mires) before inter preting the maps and subsequent numerical data. In addition, Placido disk–based systems are referenced from the line that the instrument makes to the corneal surface (called the vertex normal). This line is not necessarily the patient’s line of sight or the visual axis, which may lead to confusion in interpreting topographic maps. For a more extensive dis cussion of computerized corneal topography, refer to BCSC Section 3, Clinical Optics.
Карты топографии роговицы содержат цветовые шкалы для представления данных о кривизне. Обычно используются два типа шкал: абсолютная (или стандартная) шкала и нормализованная (или относительная) шкала. Эти цветовые шкалы расположены на левом поле карты; верхняя часть шкалы представляет наиболее крутую кривизну, а нижняя часть шкалы — наиболее плоскую кривизну. Области более крутой кривизны представлены теплыми цветами, такими как красный и оранжевый, а области более плоской кривизны — холодными цветами, такими как зеленый и синий. Абсолютная шкала отображает фиксированную карту цветового кодирования, где каждый цвет представляет интервал в 1.5 D в диапазоне от 35 до 50 D. Один и тот же цвет всегда представляет одну и ту же оптическую силу, что позволяет легко сравнивать различные карты. Напротив, нормализованная шкала охватывает общую диоптрийную силу глаза, обеспечивая тем самым более подробную топографическую информацию. При использовании нормализованной шкалы важно учитывать изменение диоптрий между цветами. Слишком большая разница между цветами может маскировать значительные аномалии, в то время как слишком малая разница может «сглаживать» значительные аномалии.
Corneal topography maps provide color scales to represent curvature data. Two types of scales are commonly used: absolute (or standard) scale and normalized (or relative) scale. These color scales appear on the left margin of the map; the top of the scale represents the steepest curvature, and the bottom of the scale represents the flattest curvature. Areas of steeper curvature are represented by warmer colors, such as red and orange, and areas of flatter curvature by cooler colors, such as green and blue. The absolute scale displays a fixed color-coding map, with each color representing a 1.5-D interval between 35 and 50 D. The same color always represents the same power, allowing easy comparisons between different maps. In contrast, the normalized scale spans the eye’s total dioptric power, thus providing more detailed topographic information. It is important to note the diopter change between colors when using the normalized scale. Too large a difference between colors can mask sig nificant abnormalities, while too little difference can “smooth” over significant abnormalities.
Осевая оптическая сила и кривизна
Axial power and curvature
Представление осевой оптической силы основано на предположении, что роговица является сферой и что угол падения лучей прибора перпендикулярен роговице. Осевая оптическая сила базируется на концепции «осевого расстояния» (Рис 1-10). Как показано на иллюстрации, осевая оптическая сила занижает значения при более крутой кривизне и завышает значения при более плоской кривизне. Такое представление также крайне зависит от используемой референтной оси: оптической или визуальной. Карты одной и той же роговицы, построенные с использованием этих 2 референтных осей, будут выглядеть очень по-разному. Представления осевой оптической силы фактически усредняют оптическую силу роговицы и тем самым обеспечивают более «плавное» отображение кривизны роговицы, чем тангенциальный или мгновенный метод. Хотя кривизна и оптическая сила центральных 1–2 мм роговицы обычно не получают четкого изображения при использовании методов диска Пласидо, их можно близко аппроксимировать с помощью индексов осевой оптической силы и кривизны (ранее называвшихся сагиттальной кривизной); однако центральные измерения являются экстраполированными и, следовательно, потенциально неточными. Эти индексы также не позволяют описать истинную форму и оптическую силу периферической части роговицы. Топографические карты, отображающие осевую оптическую силу и кривизну, дают интуитивное представление о физиологическом уплощении роговицы, но не представляют истинную рефракционную силу или истинную кривизну периферических областей роговицы (Рис 1-11A, 1-12).
Axial power representation derives from the assumption that the cornea is a sphere and that the angle of incidence of the instrument is normal to the cornea. Axial power is based on the concept of “axial distance” (Fig 1-10). As shown in the illustration, axial power underestimates steeper curvatures and overestimates flatter curvatures. This representa tion is also extremely dependent on the reference axis employed: optical or visual. Maps of the same cornea generated by these 2 reference axes will look very different from each another. Axial power representations actually average the corneal powers and thereby provide a “smoother” depiction of corneal curvature than does the tangential, or instan taneous, method. Although the curvature and power of the central 1–2 mm of the cornea are generally not well imaged by Placido disk techniques, they can be closely approximated by the axial power and curvature indices (formerly called sagittal curvature); however, the central measurements are extrapolated and, thus, potentially inaccurate. These indices also fail to describe the true shape and power of the peripheral cornea. Topographic maps displaying axial power and curvature provide an intuitive sense of the physiologic flatten ing of the cornea but do not represent the true refractive power or the true curvature of peripheral regions of the cornea (Figs 1-11A, 1-12).
Рисунок 1-9 Плацидо-визуализация роговицы. A, На роговице пациента видны отражённые кольца устройства Плацидо. Это изображение затем фиксируется и анализируется. B, Зафиксированное изображение Плацидо видно в правом нижнем углу, а построенные по нему цветовые карты разных типов — в остальных углах. (Предоставлено M. Bowes Hamill, MD.)
Figure 1-9 Placido imaging of the cornea. A, The reflected mires from the Placido device can be seen on this patient’s cornea. This image is then captured and analyzed. B, The captured Placido image is seen in the lower right-hand corner, and the different types of color maps derived from it appear in the other corners. (Courtesy of M. Bowes Hamill, MD.)