Аккомодация глада к стимулу в виде синусоидальной решетки при различных клинических рефракциях

Актуальность проблемы. Проблема изучения аккомодации глазаодна их старейших в офтальмофизиологии. Она не теряет своей актуальности и до настоящего времени, поскольку остаётся много нерешённых и спорных вопросов. Особый интерес представляет разработка проблемы оценки функциональных возможностей аккомодационного аппарата — иными словами рабочий диапазон аккомодации. Стремительность научно-технического прогресса и возрастание уровня образованности населения предъявляют немалые требования к органу зрения. Современный пациент нуждается в адекватной своим потребностям очковой, контактной или лазерной коррекции зрения, требуют уточнения также и медицинские показания к рефракционной кератопластике. Продолжает оставаться высокой доля людей, признаваемых непригодными к той или инои специальности в связи с близорукостью, в частности, безусловно, нуждаются в пересмотре основания для ограничения профессиональной пригодности людей со слабой близорукостью ко многим современным профессиям: За последние сорок лет создан и активно разрабатывается новый подход к оценке зрительных функций — путём исследования частотно-контрастных характеристик органа зрения (Campbell F.W., Green D.G., 1965; Campbell F. W, Robson J. G, 1968; Arden J, 1973, 1978; Волков B.B., Шелепин Ю. Е. 1983, 1987, 1988, 1993, 1999). Этот способ исследования уже широко применяется в оптике, телевиденииудобен он и для офтальмологии. Отличие такого подхода от общепринятого применительно к офтальмологии заключается в том, что возможности зрения описываются не в привычных мерах пространства: линейных величинах или угловых градусах, а на другом — спектральном, пространственно—частотном языке. Именно на таком языке можно характеризовать как сам предмет, зрительный стимул, попавший в поле зрения, так и качество его восприятия. С помощью этого метода характеризуется передача пространственной информации от глаза в мозг, причём не по какому-либо одному признаку, а по всему видимому пространственно-частотному диапазону. Как следует из литературы (Watson А. В, Barlow Н.В., & Robson J.G., 1983) именно пространственно-частотные синусоидальные стимулы являются оптимальными для исследования зрения.

Традиционно сложилось, что те тестовые знаки (Снеллена, Ландольта, Крюкова и др.), которые офтальмологи на протяжении многих лет уже использовали для оценки центрального зрения, в своё- время стали применяться в клинической практике и для изучения аккомодационной функции глаза. Другими словами, офтальмологи, изучавшие аккомодацию, применяли стимулы (буквенные знаки или кольца Ландольта), которые, как известно, имеют чёткие края и максимальный контраст с фоном (Аветисов Э.С., 1967, 1986, 1988, 2002; Шаповалов С. Л., 1972, 1974, 1975, 1981; Ватченко A.A., 1980; Левченко О. Г., 1977; Оковитов В В., 2001). Такие знаки, по современным представлениям, содержат массу дополнительных пространственно-частотных гармоник, и потому усложняют оценку характеристик стимула при решении задач диагностики зрительного восприятия (Волков В.В., Ше-лепин Ю.Е., 1983,1987; Коскин С. А., 1994 и др.). Вместе с тем, вопрос об оптимальном оптотипе как для визометрии, так и для исследований аккомодации — коренной вопрос современной офтальмофизиологии (Волков В.В., 2001).

Многочисленными исследованиями последних десятилетий убедительно доказано, что высококонтрастные тестовые знаки пригодны лишь для грубой, ориентировочной оценки сохранности зрительных функций (Campbell F.W., Westheimer G., 1960; Волков В. В., Колесникова Л. Н., Шеле-пин Ю.Е., 1983, 1987, 1988; Шелепин Ю. Е., Волков В. В., Макулов В. Б., Колесникова Л. Н., Паук В. Н., 1987 и др). При вошедшем уже в клиническую практику измерении пространственно-частотных характеристик зрительной системы стимулы располагают на фиксированном расстоянии от наблюдателя, например, на удалении 1,5 м, как при использовании «Атласа для визоконтрастометрии» (Волков В. В-, Колесникова Л. Н., Шелепин Ю. Е., 1983). По данным зарубежной литературы (Green D.G., Campbell F.W. 1965; Charman W.N., Tucker J. 1977, 1978; Owens D.A. 1980, 1984 и др.), зрительные стимулы располагают на фиксированных расстояниях в диапазоне 0,2 — 3,0 метра от наблюдателя, т. е. в пределах области, где происходит основная «диоптрийная игра» аккомодации: Вместе с тем, большой интерес представляет изучение взаимосвязи порогового восприятия и пространственных характеристик зрительных стимулов, предъявляемых на предельных по способности различения их конкретнымнаблюдателем удалениях, а именно, в ближайшей и дальнейшей точках ясного зренияКак известно, как раз по положению этих точек в пространстве традиционно судят о так называемомобъёме аккомодации глаза.

В литературе практически отсутствуют сведения о влиянии оптической коррекции зрения на этот рабочий" объём аккомодации. Остаётся предметом дискуссии-также вопрос о роли аккомодации в рефрактогенезе, в частности значение «слабости аккомодации» в патогенезе близорукости. Научные исследования в этих областях приостановились, прежде всего, из-за отсутствия у отечественных офтальмологов как современного оснащениядля акко-модометрии, так и достаточно надёжных и информативны х методик исследований аккомодацииадекватных новым возможностям офтальмофизиологии.

Высокая^ актуальность изучения проблемы аккомодации глаза на современном научно-методическом: уровне определяется и тем, что до сего времени не нашёл применения в аккомодометрии метод контроля её- возможностей в условиях крайнего напряжения с помощью исследования модуляци-онно-передаточных функций зрительной системы. С созданием в нашей стране необходимых тестов (в виде атласа таблиц для визоконтрастометрии, в виде ряда компьютерных программ) такая возможность появилась, но требуется разработать конкретные предложения для применения этих методик с целью аккомодометрии в условиях клиники и поликлиники. Всё- указанное оправдывает дальнейшие поиски путей совершенствования существующих методов исследования аккомодации и разработку новых.

Созданию такого метода и посвящено настоящее исследование.

Цель и задачи исследования

Цель исследования — разработка принципиально нового метода оценки рабочего диапазона аккомодации, варьирующего в зависимости от особенностей стимула при различной клинической рефракции у лиц молодого возраста (17 — 25 лет).

Для достижения поставленной цели было признано необходимым решить следующие основные задачи:

1. Отобрать для исследования рабочего диапазона аккомодации набор тестов с заданными пространственно-частотными характеристиками.

2. Создать методику измерения положения ближайших и дальнейших точек ясного видения этих тестов при различных видах клинической рефракции.

3. Разработать математический способ количественного сопоставления полученных результатов, применив октавное исчисление.

4. Определить вариабельность норматива рабочих диапазонов аккомодации у лиц с эмметропической рефракцией при последовательном предъявлении тестов различной пространственной частоты в диапазоне от 3,5 до 30,5 цикл/см.

5. Сопоставить рабочие диапазоны аккомодации, установленные разработанным методом, при эмметропии, миопии и гиперметропии различных степеней, в том числе при рефракционной амблиопии в изучаемой возрастной группе.

6. Определить и сравнить рабочие диапазоны аккомодации у миопов различной степени в зависимости от использования ими очковой коррекции зрения для дали, для близи, без коррекции.

7. Определить на авторефрактометре оптическую установку, принимаемую эмметропическим глазом при предъявлении синусоидальных пространственно-частотных тестов, в ближней и дальнейшей точках ясного видения;

Научная новизна и практическая значимость. Впервые разработан метод оценки рабочего диапазона аккомодации глаза к стимулам в виде синусоидальных модулированных по Гауссу (т.н. «габоровских» решёток), позволивший также впервые выразить величину рабочего диапазона аккомодации не в линейно-диоптрийных, а в пространственно-частотных терминах: а именно в октавах, т. е. в величинах, которые определяются двоичным логарифмом отношения верхней (из различаемых) граничной пространственной частоты к нижней. Получены новые данные о рабочих диапазонах аккомодации в октавах при эмметропии^ миопии разных степеней, а также гиперме-тропии, в том числе при рефракционной амблиопии в изучаемой возрастной группе. Впервые в сравнительном плане изучено влияние вариантов оптической коррекции миопии различной степени на рабочий диапазонаккомодации. Доказаночто величина рабочего диапазона аккомодации в октавах при: миопии слабой степени равна таковому при эмметропииа в варианте коррекции миопии слабой степени для дали рабочий диапазон аккомодации миопа даже превышает рабочий диапазон аккомодации эмметропа;

Апробация работы. Основные положения диссертационной работыдоложены и обсуждены на пленарных заседаниях Санкт-Петербургского научного медицинского общества офтальмологов (апрель 1991 г, июнь 2004 г.), на Международном симпозиуме по офтальмоэргономике (г. Москва, февраль 1991 г.), на Международных конференциях «Информация и зрение» и «Медицинская метрология» (С-Петербург, институт физиологии им. акад.И. П. Павлова РАНапрель 2003 г., март 2004 г.), на научных семинарах в институте физиологии имакад.И. П. Павлова РАН (март 2002 г., май 2004 г.).

Публикации Иизобретения. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Получены удостоверения, на 3 рационализаторских предложения.

Положения, выносимые на защиту.

1. Характеристики тестируемого объекта оказывают существенное влияние на результат аккомодометрии. Показана зависимость рабочего диапазона аккомодации от-свойств изображения.

2. Новая! мерарабочего диапазона аккомодации, выраженная в октавах, позволяет более полно оценить работу глаза во-всём зрительном диапазоне на различных расстояниях от глаза;

3. Октавное исчисление рабочего диапазона аккомодации показывает, что аккомодационный аппарат миопа слабой степени? не уступает таковому при эмметропииа при оптической коррекции — даже превосходит его.

4. В положениях крайнего напряжения аккомодационного" аппарата и и и о ' для различных расстоянии, как в ближнеитак и в дальнейшей точкахясного зрения сферическая установка глаза принимает характер астигматической;

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 259 страницах машинописи. Состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Работа содержит 54 таблицы и 44 рисунка. Указатель литературы включает 372 источника, из них 187 отечественных и 185 зарубежных.

ВЫВОДЫ:

1) Активность аккомодационного аппарата глаза определяется не только его структурно-функциональным состоянием, но и характером предъявляемого стимула. Поэтому, распространённое понятие объём аккомодации целесообразно расширить до понятия рабочий диапазон аккомодации с исследованием её- ответов на серию различных стимулов.

2) Для определения рабочего диапазонааккомодации применены оптотипы в виде синусоидальной решётки, модулированной по Гауссу, — т.н. решётки Габора. Вкачестве единицы измерения предлагаются октавы как двоичный логарифм отношения верхней граничной из распознаваемых пространственных частот к нижней граничной: частоте.

3) Установлен рабочий? диапазон аккомодации для серии применённых нами пространственно-частотных зрительных — тестов в зависимости от рефракции глаза пациента. Наибольший? рабочий диапазон аккомодациив октавах определяется не только при эмметроиии, но и. при миопии слабой степени у людей>молодого возраста (17−25 лет).

4) Рабочий диапазон аккомодации в октавах при миопии слабой степени, хотя и равен таковому при эмметропии, но, в отличие от последнего, смещён, приближен к глазу наблюдателя. Следовательно, для утверждения, что миопии слабой степени свойственна слабость аккомодации — не получено оснований.

5) При миопии средней и высокой степени рабочий? диапазон аккомодации уменьшен: Максимального его расширения у людей молодого возраста позволяют достичь корригирующие очки, подобранные для дали.

6) Рабочий диапазон аккомодации при гиперметропии, в особенности при наличии амблиопии, значительно укорочен как по частотному диапазону воспринимаемых синусоидальных стимулов (в'цикл/см), так и по граничным распознаваемым пространственным частотам (в цикл/угл-град).

7) При исследовании рабочего диапазона аккомодации в условиях крайнего напряжения (в ближайшей и дальнейшей точках ясного видения) подтверждено открытое В. И. Добровольским явление неравномерности влияния аккомодации на оптическую установку глаза, что проявляется усилением астигматизма системы. Наиболее активным стимулом к этому являются синусоидальные решётки средней пространственной частоты.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1) Для практической офтальмологии и оптометрии существует необходимость наладить в стране производство оптотипов по типу наборов синусоидальных габоровских решёток. Только они позволяют полноценно определять индивидуальные возможности аккомодации.

2) Использование синусоидальных габоровских решёток для аккомодометрии приведёт к необходимости перейти на октавное исчисление объёма аккомодации. Для целей очковой или хирургической (эксимерлазерной) коррекции зрения в расчёте требуемых оптических характеристик нужно учитывать расстояние, на котором привычно работает оператор, а также и оптические свойства тех изображений, с которыми он преимущественно имеет дело.

3) Существуют убедительные основания для проведения исследований по пересмотру ограничений к допуску молодых людей со о о 1 о 1 слабой миопическои рефракциеи к выполнению ряда профессии.

4) Заслуживает поддержки и дальнейшей детализации предложение М. И. Исмаилова учитывать при расчёте и конструировании ИОЛ целесообразность добавления к требующемуся сферическому также цилиндрического компонента, создающего в линзе астигматизм прямого типа до 1,5 дптр, что облегчит зрительную работу пациентам на близком расстоянии.