Отмечено, что с возрастом аберрации увеличиваются, и в период от 30 до 60 лет аберрации высших порядков удваиваются, так как со временем эластичность и прозрачность хрусталика уменьшается, и он перестает компенсировать аберрации роговицы [5]. При достижении пациентами с гиперметропией пресбиопического возраста возникают ухудшения остроты зрения как на дальние, так и на ближние расстояния. Известно, что после рефракционных операций индуцируются различные типы оптических аберраций высших порядков, что влияет на качество зрения [7]. Интересно отметить и тот факт, что некоторые аберрации могут улучшать зрительные функции при работе глаза на различных расстояниях [6].
В МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова для коррекции гиперметропии из кераторефракционных операций используют два метода: ЛАЗИК (лазерный интрастромальный кератомилез) и ЛТК (лазерная термокератопластика). Технология лазерного воздействия на роговицу различается, поэтому представляет большой интерес исследование качества оптики после проведения данных операций.
Материал и методы
Рис. 1. Абсолютные значения клинически значимых аберраций до и после операции ЛАЗИК при ширине зрачка 6 мм
Рис. 2. Абсолютные значения клинически значимых аберраций до и после операции ЛТК при ширине зрачка 6 мм
Всем пациентам до и после операции, кроме стандартных методов обследования, проводили кератотопографию роговицы и анализ волнового фронта всего оптического тракта глаза. Аберрации высших порядков определяли при ширине зрачка 4 и 6 мм. Исследование проводили без циклоплегии на приборе «OPD-Scan ARK-10000» (NIDEK, Япония). Среднее квадратичное отклонение волнового фронта, вызванное аберрациями высших порядков (RMSHO), пересчитывали по коэффициентам Цернике по специально разработанной программе, входящей в комплектацию прибора. При анализе учитывали среднее значение коэффициентов Цернике и высчитывали среднее абсолютное значение. Для определения влияния аберраций на свойства зрения мы проводили компьютерное моделирование прохождения волнового фронта через глаз. Процесс сбора информации был максимально автоматизирован. При сканировании глаза все необходимые данные автоматически попадали в таблицы данных формата xl. Статистические и математические расчеты производились с использованием программы Excel MO, а также пакета ROOT. При статистической обработке данных использовали М±?M (среднее арифметическое ± ошибка среднего). При корреляционном анализе вычисляли коэффициент Пирсона. Для оценки достоверности измерения корреляции мы использовали контрольную группу, которая состояла из 25 глаз с гиперметропией от 1,5 до 4,0 дптр.
Пациенты были разделены на две группы в зависимости от технологии операции.
1-ю группу составили 14 пациентов (22 глаза), оперированных методом ЛАЗИК по стандартной технологии на эксимерной установке «Микроскан» (Россия) с формирующей системой типа «летающего пятна» диаметром 0,7 мм. В процессе операции использовали кератом «Zyoptix XP». Средняя степень гиперметропии до операции 2,6±0,27 дптр. Максимально корригируемая острота зрения составила 0,93±0,04.
2-ю группу составили 18 пациентов (27 глаз), оперированных по технологии ЛТК на отечественной лазерной установке «ОКО-1». Использовали ИК-лазер с длиной волны 2,12 мкм, временем воздействия 0,5 сек. Средняя степень гиперметропии до операции 1,46±0,03 дптр. Максимально корригируемая острота зрения составила 0,96±0,01.
Результаты
Рис. 3. Изменение сферической аберрации в зависимости от величины коррекции гиперметропии после операции ЛАЗИК и ЛТК
Рис. 4. Зависимость сферической аберрации от дефокуса после операции ЛАЗИК и ЛТК
После операции в обеих группах RMSTotal (среднее квадратичное отклонение волнового фронта, вызванное всеми аберрациями) при ширине зрачка 6 мм было снижено за счет коррекции аберраций низших порядков. После операции ЛАЗИК значение RMSTotal уменьшилось с 2,9±0,22 до 1,7±0,18. После технологии ЛТК RMSTotal снизилось с 2,6±0,24 до 1,42±0,21. RMSHO при ширине 6 мм в 1-й группе увеличилось с 0,36±0,05 до 0,54±0,05. Во 2-й группе RMSHO увеличилось с 0,32±0,05 до 0,45±0,04.
Из табл. 1 видно, что в 1-й группе возросли трефойл Х, кома Х и сферическая аберрация, а во 2-й группе кома Y, трефойл Y. На рис. 1 и 2 представлены изменения абсолютных значений коэффициентов Цернике при ширине зрачка 6 мм до и после операций ЛАЗИК и ЛТК соответственно.
После операции ЛАЗИК сферическая аберрация поменяла свой знак на противоположный и увеличилась приблизительно в 2 раза по абсолютному значению. После технологии ЛТК сферическая аберрация незначительно возросла, оставаясь положительной. Зависимость изменения сферической аберрации от величины коррекции гиперметропии представлена на рис. 3. Видно, что чем выше степень начальной гиперметропии, тем больше значение сферической аберрации после технологии ЛТК. После операции ЛАЗИК сферическая аберрация становится отрицательной и возрастает по абсолютному значению с увеличением степени коррекции гиперметропии.
Рис. 5. Моделирование влияния сферической аберрации на оптическую систему глаза
Средние значения коэффициентов Цернике аберраций высших порядков в группах до и после операции ЛАЗИК и ЛТК при ширине зрачка 4 и 6 мм
Для определения влияния сферической аберрации на оптическую систему глаза мы провели компьютерное моделирование.
На рис. 5а, 5б изображено распространение световых лучей через модель упрощенного глаза с фокусным расстоянием в 22,5 мм и диоптрической силой 44 дптр. Черной горизонтальной линией показан волновой фронт, сформированный сразу после прохождения лучей через роговицу. Радиус зрачка указан в относительных единицах (при апертуре 6 мм). Лучи света, которые представлены разноцветными вертикально-наклонными линиями, пересекают зрачок на разном расстоянии от центра и фокусируются на расстоянии 22,5 мм. На рис. 5б точка фокусировки лучей изображена при большем масштабе.
На рис. 5в изображены лучи волнового фронта, полученные при наложении на роговицу (см. рис. 5а) отрицательного дефокуса величиной 1,0. В результате, фокусное расстояние увеличилось приблизительно на 1,1 мм (это соответствует изменению диоптрической силы на 2,3 дптр).
Рис. 5г аналогичен рисунку 5в с тем отличием, что вместо отрицательного дефокуса наложен положительный дефокус величиной 1,0. В результате фокусное расстояние уменьшилось приблизительно на 1,1 мм.
На рис. 5д изображено распространение лучей волнового фронта через глаз (см. рис. 5а), на который наложена сферическая аберрация со значением коэффициента Цернике -0,27. Видно, что лучи из центральной зоны пересекаются ближе (миопический эффект), а с периферии дальше. Суммарная разница расстояния между крайними точками пересечения составляет около 0,7 мм, что приблизительно соответствует разнице в 1,5 дптр.
После операции ЛАЗИК отмечена высокая степень корреляции между величиной коррекции гиперметропии и возрастанием аберраций высших порядков, r = 0,71. После ЛТК r = 0,12, т.е. корреляция фактически отсутствует (табл. 2).
Обсуждение
В обеих группах отмечено повышение остроты зрения за счет уменьшения аберраций низших порядков. Аберрации высших порядков возрастают и вносят значительный вклад в общую аберрацию. При ширине зрачка 6 мм RMSHO составило в обеих группах около 35% от вклада в общую аберрацию. Таким образом, аберрации высших порядков возросли в 1,5 раза после операции ЛАЗИК и в 1,4 раза после операции ЛТК.
Все глаза у пациентов с гиперметропией пресбиопического возраста имеют положительную сферическую аберрацию, что подтверждено нашими исследованиями и данными литературы [9]. После операции ЛАЗИК сферическая аберрация в 100% случаев поменяла свой знак и стала отрицательной, а также возросла в 2 раза по абсолютному значению. При этом, чем выше степень коррекции гиперметропии, тем выше абсолютное значение сферической аберрации [7, 9]. Также после операции ЛАЗИК отмечена высокая степень корреляции между величиной коррекции гиперметропии и возрастанием аберраций высших порядков, в том числе и сферической аберрации (табл. 2). Следовательно, аберрации высших порядков индуцировались с определенной систематикой, в зависимости от величины воздействия лазера [8]. Это связано с технологией выполнения операции ЛАЗИК при коррекции гиперметропии. Так как лазер оказывает систематическое, симметрично-круговое воздействие по периферии роговицы, то помимо изменения дефокуса, также сильно изменяет значение сферической аберрации. Во 2-й группе подобных закономерностей не наблюдалось, сферическая аберрация индуцировалась без характерной систематики. Таким образом, технология ЛТК позволяет изменять кривизну роговицы более естественным образом, изменяя дефокус практически без внесения сферического компонента.
Обычно чем меньше значение дефокуса, тем острота зрения вблизи ниже. Такая закономерность является нормальной и наблюдается после технологии ЛТК (табл. 3). После операции ЛАЗИК чем меньше значение дефокуса, тем острота зрения вблизи выше. Подобная зависимость кажется парадоксальной. Но это объясняется значительным отрицательным значением сферической аберрации, индуцированной при технологии ЛАЗИК, и ее зависимостью от дефокуса (рис. 4). Для этого мы провели математическое моделирование влияния сферической аберрации на изменение волнового фронта. В результате отрицательная сферическая аберрация в центральной зоне роговицы увеличивает ее кривизну и действует как сильный положительный дефокус, а на периферии, наоборот, уменьшает кривизну. Таким образом, сильная отрицательная аберрация нивелирует «вредное» действие отрицательного дефокуса. Происходит так называемый «баланс аберраций» [3].
Из работ [2, 10] также известно, что большое значение отрицательной сферической аберрации должно приводить к такому же эффекту, как и в мультифокальных ИОЛ — улучшению сумеречного зрения. Так как после операции ЛАЗИК измеренное нами среднее значение сферической аберрации равно -0,27, то, согласно нашему моделированию, это эквивалентно изменению величины оптической силы, приблизительно, в центре глаза на +0,7 дптр, на периферии глаза -0,8 дптр. Следовательно, суммарная псевдоаккомодирующая разница составит около 1,5 дптр. При ярком освещении в проецировании изображения на сетчатку глаза участвует только центральная часть роговицы с большей оптической силой, что облегчает работу на близком расстоянии. В мезопических условиях, при расширении зрачка, на сетчатку глаза также проецируется изображение с периферии роговицы с меньшей оптической силой, что позволяет в сумерках лучше видеть вдаль.
Выводы
1. После операции ЛАЗИК и ЛТК вклад аберраций высших порядков в общую аберрацию составляет около 30%.
2. После операции ЛАЗИК индуцируются аберрации высших порядков, в основном, кома X, сферическая аберрация с высокой степенью корреляции со степенью абляции, при этом сферические аберрации всегда отрицательные. После ЛТК индуцируются аберрации без особой систематики, в основном, кома X и кома Y.
3. При технологии ЛАЗИК, кроме коррекции дефокуса, происходит изменение сферической аберрации, которая увеличивается в 2 раза и в 100% случаев становится отрицательной.
4. Технология ЛТК позволяет изменять дефокус без систематического изменения сферической аберрации.
5. После операции ЛАЗИК индуцированная отрицательная сферическая аберрация компенсируется отрицательным дефокусом и улучшает зрение вблизи, а также производит мультифокальный эффект с разницей оптической силы в 1,5 дптр.
