Aberasi mata
Mata, seperti sistem optik lain, menderita daripada sejumlah aberasi optik tertentu. Kualiti optik mata dibatasi oleh aberasi optik, pembelauan dan penyerakan.[1] Pembetulan ralat pembiasan sferosilindrikal telah dilakukan selama hampir dua abad berikutan perkembangan kaedah Airy untuk mengukur dan membetulkan astigmatisme okular. Baru-baru ini ia dapat mengukur aberasi mata dan dengan menjalankan pembedahan pembiasan mungkin boleh memperbaiki beberapa jenis astigmatisme yang tidak teratur.
Kemunculan komplain visual seperti halo, silau dan diplopia monokular setelah pembedahan pembiasan kornea telah lama dikaitkan dengan induksi aberasi optik. Beberapa mekanisme dapat menjelaskan peningkatan jumlah peringkat tinggi aberasi dengan prosedur pembiasan laser eximer konvensional: perubahan bentuk kornea ke arah keoblatan atau keprolatan (masing-masing selepas miopik dan hiperopik), ukuran zon optik yang tidak mencukupi dan pemusatan yang tidak sempurna. Kesan buruk ini amat ketara apabila anak mata besar. [2]
Muka gelombang mendekati aberasi mata sunting
Muka gelombang adalah permukaan pada gangguan optik yang mempunyai fasa berterusan. Sinar dan muka gelombang adalah dua benda yang melengkapi dan mendekati kepada penyebaran cahaya. Muka gelombang selalu normal (tegak lurus) kepada sinar.
Bagi memastikan cahaya menyatu ke titik sempurna, permukaan gelombang yang muncul dari sistem optik mestilah sfera sempurna yang berpusat pada titik imej. Jarak dalam mikrometer antara muka gelombang yang sebenarnya dan muka gelombang yang ideal adalah aberasi muka gelombang, yang merupakan kaedah piawai untuk menunjukkan aberasi mata. Oleh itu, aberasi mata adalah perbezaan antara dua permukaan: permukaan gelombang yang ideal dan permukaan yang sebenarnya.
Aberasi mata normal sunting
Pada populasi normal aberasi yang dominan adalah peringkat kedua sferosilindrikal yang menfokuskan ralat, yang disebut sebagai ralat pembiasan. Aberasi peringkat yang lebih tinggi adalah komponen yang agak kecil, merangkumi sekitar 10% daripada aberasi mata.[3] Aberasi peringkat tinggi meningkat dengan usia dan simetri cermin wujud antara mata kanan dan kiri.[4]
Beberapa kajian telah melaporkan pampasan aberasi kornea oleh aberasi lensa kristal. Aberasi sfera kornea biasanya positif sedangkan lensa kristal muda menunjukkan aberasi sfera negatif. Selain itu, terdapat bukti kukuh mengenai pampasan aberasi antara optik kornea dan intraokular dalam kes astigmatisme (mendatar/menegak) dan koma mendatar. Keseimbangan aberasi kornea dan aberasi dalaman adalah contoh khas untuk mewujudkan dua sistem optik gandingan.[5]
Tindak balas akomodatif mata menghasilkan perubahan bentuk lensa dan secara signifikan mempengaruhi corak aberasi muka gelombang. Sebilangan besar mata menunjukkan aberasi sfera positif apabila tidak sesuai dengan kecenderungan aberasi sfera negatif pada tempat akomodasi.[1]
Aberasi peringkat rendah sunting
Aberasi peringkat rendah merangkumi miopia (kaburan positif), hiperopia (kaburan negatif), dan astigmatisme biasa. Aberasi peringkat rendah yang lain adalah aberasi yang tidak ketara dan dikenali sebagai aberasi peringkat pertama, seperti prisma dan aberasi peringkat sifar (omboh). Aberasi peringkat rendah menyumbang kira-kira 90% daripada aberasi gelombang keseluruhan pada mata.[5][6]
Aberasi peringkat tinggi sunting
Terdapat banyak aberasi peringkat tinggi, iaitu hanya aberasi sfera, koma dan trefoil yang mempunyai kepentingan klinikal.
Aberasi sfera adalah penyebab miopia malam dan biasanya meningkat selepas LASIK miopik dan ablasi permukaan. Ia menghasilkan halo di sekitar titik imej. Aberasi sfera memburukkan lagi miopia pada cahaya rendah (miopia malam). Dalam keadaan yang lebih cerah, anak mata disepetkan, menghalang sinar yang lebih periferal dan meminimumkan kesan aberasi sfera. Ketika anak mata membesar, lebih banyak sinar periferal memasuki mata dan fokusnya beralih ke anterior, menjadikan pesakit sedikit lebih miopik dalam keadaan cahaya rendah. Secara umum, peningkatan aberasi gelombang secara keseluruhan dengan ukuran anak mata telah dilaporkan meningkat kepada kira-kira kuasa dua jejari anak mata. Ini kerana kenyataan bahawa aberasi gelombang kebanyakan disebabkan oleh aberasi peringkat ke-2, yang memiliki ketergantungan radius persegi.[5] Kesan aberasi sfera meningkat pada kuasa keempat radius anak mata. Menggandakan radius anak mata meningkatkan aberasi sfera 16 kali.[7] Oleh itu, perubahan kecil dalam ukuran anak mata dapat menyebabkan perubahan pembiasan yang ketara. Kemungkinan ini harus dipertimbangkan pada pesakit yang mengalami penglihatan berfluktuasi walaupun kornea sembuh dengan baik setelah pembedahan keratorefractive.
Koma adalah perkara biasa pada pesakit dengan graf kornea disenter, keratokonus, dan ablasi laser disenter.
Trefoil menghasilkan kurang degradasi pada kualiti imej berbanding dengan koma dengan magnitud RMS yang sama.[6]
Penilaian dan ekspresi kuantitatif aberasi okular sunting
Penilaian sunting
Banyak teknik untuk mengukur aberasi mata telah dijelaskan, teknik yang paling umum adalah Sher-Hartmann aberometri. Kaedah lain termasuk sistem Tscherning, pengesanan sinar dan kaedah Skiascopy.[2][8]
Ungkapan kuantitatif sunting
RMS sunting
Perbandingan kuantitatif antara mata dan keadaan yang berlainan biasanya dibuat dengan menggunakan RMS (punca min kuasa dua). Untuk mengukur RMS bagi setiap jenis aberasi melibatkan pengkuasaan dua perbezaan antara nilai aberasi dan nilai min dan purata di seluruh kawasan anak mata. Jenis aberasi yang berlainan mungkin mempunyai RMS yang sama di seluruh anak mata tetapi mempunyai kesan yang berbeza terhadap penglihatan, oleh itu, ralat RMS tidak berkaitan dengan prestasi visual. Majoriti mata mempunyai nilai RMS kurang daripada 0.3 µm.[6]
Polinomial Zernike sunting
Kaedah yang paling umum untuk mengklasifikasikan bentuk peta aberasi adalah dengan mempertimbangkan setiap peta sebagai jumlah bentuk asas atau fungsi asas. Satu fungsi asas yang popular ialah polinomial Zernike.[2] Setiap aberasi mungkin bernilai positif atau negatif dan mendorong perubahan yang dapat diramalkan dalam kualiti imej.[9] Oleh sebab tidak ada batasan bilangan istilah yang mungkin digunakan oleh polinomial Zernike, saintis penglihatan menggunakan 15 polinomial pertama, berdasarkan fakta bahawa ia cukup untuk mendapatkan gambaran yang sangat tepat mengenai aberasi paling umum yang terdapat pada mata manusia.[10] Antara pekali Zernike yang paling penting yang mempengaruhi kualiti visual adalah koma, aberasi sfera, dan trefoil.[6]
Polinomial Zernike biasanya dinyatakan dalam bentuk koordinat kutub (ρ, θ), iaitu ρ adalah koordinat radial dan θ adalah sudut. Kelebihan mengungkapkan aberasi dari segi polinomial ini merangkumi hakikat bahawa polinomial bebas antara satu sama lain. Untuk setiap polinomial, nilai min penyimpangan bagi aberasi merentas anak mata adalah sifar dan nilai pekali memberikan ralat RMS untuk aberasi tertentu (iaitu pekali menunjukkan sumbangan relatif setiap mod Zernike terhadap jumlah ralat muka gelombang di mata).[4] Walau bagaimanapun, polinomial ini mempunyai kelemahan bahawa pekali tersebut hanya berlaku untuk diameter anak mata tertentu yang ditentukan.
Dalam setiap polinomial Zernike , subskrip n adalah peringkat aberasi, semua polinomial Zernike iaitu n = 3 disebut aberasi peringkat ketiga dan semua polinomial dengan n = 4, aberasi peringkat keempat dan sebagainya. dan biasanya disebut astigmatisme sekunder dan tidak sepatutnya menimbulkan kekeliruan. Superskrip m disebut frekuensi sudut dan menunjukkan berapa kali corak muka gelombang mengulanginya.[4]
Senarai mod Zernike dan nama umum mereka:[11]
| Istilah Zernike | Nama |
|---|---|
| Omboh/Piston | |
| , | Condongkan (Prisma) |
| Defokus | |
| , | Astigmatisme |
| , | Astigmatisme sekunder |
| Aberasi sfera | |
| , | Koma |
| , | Trefoil |
| , | Quadrafoil |
Kaedah atasi sunting
Aberasi peringkat rendah (hiperopia, miopia dan astigmatisme biasa), boleh diperbaiki dengan cermin mata, kanta lekap lembut dan pembedahan pembiasan. Baik cermin mata atau kanta lekap lembut atau pembedahan keratorefractive rutin dapat memperbaiki aberasi peringkat tinggi. Aberasi peringkat tinggi yang ketara biasanya memerlukan kanta sentuh telap gas yang tegar untuk pemulihan visual yang optimum.[6]
Rawatan laser kornea bias dipandu muka gelombang yang direka untuk mengurangkan aberasi yang ada dan untuk membantu mencegah penciptaan aberasi baru.[6] Peta muka gelombang mata boleh dipindahkan ke sistem Lasik dan membolehkan pakar bedah merawat aberasi. Penyelarasan rawatan dan anak mata yang sempurna iaitu tempat muka gelombang diukur diperlukan yang biasanya dicapai melalui pengesanan ciri iris. Sistem pengesanan mata yang cekap dan laser bersaiz kecil diperlukan untuk rawatan. Penyesuaian ablasi gelombang depan meningkatkan kedalaman ablasi kerana tisu kornea tambahan mesti dikurangkan untuk mengimbangi aberasi peringkat tinggi.[2] Hasil sebenar dengan LASIK yang dipandu muka gelombang menunjukkan bahawa bukan sahaja tidak dapat menghilangkan HOA tetapi aberasi optik juga meningkat. Walau bagaimanapun, jumlah peningkatan aberasi kurang daripada lasik konvensional.[12] Aberasi optik kornea selepas keratektomi fotorefraktif dengan zon ablasi yang lebih besar dan zon peralihan kurang ketara dan lebih fisiologi daripada yang berkaitan dengan generasi pertama (5 mm) pelepasan tanpa zon peralihan.[13] Kajian sistematik yang akan datang akan berusaha untuk membandingkan keselamatan dan keberkesanan pembedahan refraktif laser frontim excimer dengan pembedahan pembiasan laser excimer konvensional, dan akan mengukur perbezaan aberasi peringkat yang lebih tinggi antara kedua prosedur tersebut.[14]
Kanta intraokular asferikal (IOL) telah digunakan secara klinikal untuk mengimbangi aberasi sfera kornea positif. Walaupun asferikal IOL dapat memberikan kepekaan kontras yang lebih baik, tidak diragukan lagi sama ada ia mempunyai kesan yang baik terhadap ketajaman visual jarak jauh. IOL konvensional (bukan asferikal) memberikan kedalaman fokus yang lebih baik dan penglihatan dekat yang lebih baik. Oleh sebab peningkatan kedalaman fokus pada lensa konvensional dikaitkan dengan aberasi sfera residual. Peningkatan kecil dalam fokus dengan IOL konvensional meningkatkan penglihatan dekat yang tidak diperbetulkan dan menyumbang kepada kemampuan membaca.[15]
Kanta disesuaikan muka gelombang boleh digunakan pada cermin mata. Berdasarkan peta muka gelombang mata dan dengan penggunaan laser lensa dibentuk untuk mengimbangi aberasi mata dan kemudian dimasukkan ke dalam kaca mata. Laser ultraungu dapat mengubah indeks biasan bahan lensa tirai seperti polimer epoksi pada titik demi titik untuk menghasilkan profil biasan yang diinginkan.[1]
Kanta sentuh disesuaikan muka gelombang secara teorinya dapat membetulkan HOA. Putaran dan desentrasi mengurangkan jangkaan kaedah ini.[1]
Rujukan sunting
- ^ a b c d Cerviño, A; Hosking, SL; Montes-Mico, R; Bates, K (Jun 2007). "Clinical ocular wavefront analyzers". Journal of Refractive Surgery. 23 (6): 603–16. doi:10.3928/1081-597X-20070601-12. PMID 17598581.
- ^ a b c d Dimitri T. Azar; Damien Gatinel; Thang Hoang-Xuan (2007). Refractive surgery (ed. 2nd). Philadelphia: Mosby Elsevier. ISBN 978-0-323-03599-6.
- ^ Lawless, MA; Hodge, C (Apr 2005). "Wavefront's role in corneal refractive surgery". Clinical & Experimental Ophthalmology. 33 (2): 199–209. doi:10.1111/j.1442-9071.2005.00994.x. PMID 15807834.
- ^ a b c Charman, WN (Jun 2005). "Wavefront technology: past, present and future". Contact Lens & Anterior Eye : The Journal of the British Contact Lens Association. 28 (2): 75–92. doi:10.1016/j.clae.2005.02.003. PMID 16318838.
- ^ a b c Lombardo, M; Lombardo, G (Feb 2010). "Wave aberration of human eyes and new descriptors of image optical quality and visual performance". Journal of Cataract and Refractive Surgery. 36 (2): 313–31. doi:10.1016/j.jcrs.2009.09.026. PMID 20152616.
- ^ a b c d e f Basic and Clinical Science Course, Section 13: Refractive Surgery (ed. 2011-2012.). American Academy of Ophthalmology. 2011–2012. m/s. 7–9. ISBN 978-1615251209.
- ^ Basic and Clinical Science Course, Section 3: Clinical Optics (ed. 2011-2012 last major rev. 2010-2012.). American Academy of Ophthalmology. 2011–2012. m/s. 100. ISBN 978-1615251100.
- ^ Myron Yanoff; Jay S. Duker (2009). Ophthalmology (ed. 3rd). Mosby Elsevier. m/s. 104. ISBN 978-0-323-04332-8.
- ^ Applegate, RA; Thibos, LN; Hilmantel, G (Jul 2001). "Optics of aberroscopy and super vision". Journal of Cataract and Refractive Surgery. 27 (7): 1093–107. CiteSeerX 10.1.1.597.7451. doi:10.1016/s0886-3350(01)00856-2. PMID 11489582.
- ^ Thibos, LN; Applegate, RA; Schwiegerling, JT; Webb, R (Sep–Oct 2000). "Report from the VSIA taskforce on standards for reporting optical aberrations of the eye". Journal of Refractive Surgery. 16 (5): S654–5. PMID 11019893.
- ^ Wyant, James C. "Zernike Polynomials".
- ^ Kohnen, T; Bühren, J; Kühne, C; Mirshahi, A (Dec 2004). "Wavefront-guided LASIK with the Zyoptix 3.1 system for the correction of myopia and compound myopic astigmatism with 1-year follow-up: clinical outcome and change in higher order aberrations". Ophthalmology. 111 (12): 2175–85. doi:10.1016/j.ophtha.2004.06.027. PMID 15582071.
- ^ Endl, MJ; Martinez, CE; Klyce, SD; McDonald, MB; Coorpender, SJ; Applegate, RA; Howland, HC (Aug 2001). "Effect of larger ablation zone and transition zone on corneal optical aberrations after photorefractive keratectomy". Archives of Ophthalmology. 119 (8): 1159–64. doi:10.1001/archopht.119.8.1159. PMID 11483083.
- ^ "Wavefront excimer laser refractive surgery for adults with refractive errors". Cochrane Database Syst Rev. 6: CD012687. 2017. doi:10.1002/14651858.CD012687. PMC 6481747.
- ^ Nanavaty, MA; Spalton, DJ; Boyce, J; Saha, S; Marshall, J (Apr 2009). "Wavefront aberrations, depth of focus, and contrast sensitivity with aspheric and spherical intraocular lenses: fellow-eye study". Journal of Cataract and Refractive Surgery. 35 (4): 663–71. doi:10.1016/j.jcrs.2008.12.011. PMID 19304086.