Занимательная офтальмология. [02] Рефракция и внутриглазное давление.
Рассмотрев, в общих чертах, принципы устройства глазного яблока, пришло время перейти к практике. Сегодня мы познакомимся с первыми представителями многоликой и разнообразной братии офтальмологических механизмов и устройств, используемые офтальмологами, оптометристами, окулистами и прочими глазниками для осмотра, изучения и лечения наших органов зрения.
Техника на страже зрения. Офтальмологическая диагностическая пехота - незаменимые бойцы, всегда на передовой офтальмологического фронта, невысокотехнологичны, зачастую компьютеро-независимы, но очень нужны. Думаю, большинство из нас встречались с ними: сегодняшняя глава - об авторефрактометрах, форопторах и тонометрах.
АВТОРЕФРАКТОМЕТРЫ
Встречайте сложновыговариваемые слова: автоматический рефрактометр и кераторефрактометр. Эти приборы (как следует из их названия), автоматически измеряют рефракцию глаза, а также кривизну роговицы (кератометрия).
ЛИРИКА ВКЛ.
Для начала - стандартная картинка (02-01), на которой мы видим нормальное положение вещей (б - эмметропия), близорукость (а - миопия) и дальнозоркость (в - гиперметропия). Насколько сильно наш глаз промахивается мимо сетчатки зависит от его общей оптической силы, которая измеряется в диоптриях (величина, обратная главному фокусному расстоянию системы). Если бы наш глаз был идеальной сферой, мы бы ограничились всего одним показателем - кхм-надцать диоптрий. Но наш глаз далеко не идеален по своей форме, и одним числом его не охарактеризуешь.
Представим эллипсоид (приплюснутую сферу). Наличие глазной приплюсности называется астигматизмом. Приплюснутость легко визуализируется картинкой внизу, где красная и синяя плоскости "режут" глаз по двум меридианам. Так как на примере мы имеем вертикальную "приплюснутость", синий радиус меньше красного = кривизна в синей плоскости круче = лучи света преломляются больше. В итоге точка фокуса для синей плоскости будет находится перед сетчаткой (недолет), а красной плоскости - за сетчаткой (перелет). Это пример сложного астигматизма, сочетающего в себе варианты а) и в). Нечастый случай, но достаточно вероятный. Более распространенный астигматизм подразумевает, что синий и красный радиусы эллипсоида создают ситуацию, когда проецируемые картинки одновременно "недолетают" или "перелетают".
Картинка 02-02: астигматизм в картинках
Картинка 02-01 (справа): норма и аномалии рефракции
Положение синего и красного меридианов представляет собой минимальный и максимальный углы астигматизма (ну или углы минимального и максимального астигматизма). В реальных полевых условиях они не всегда будут расположены по вертикали и горизонтали (как на картинке), но всегда будут перпендикулярны друг другу. Таким образом, чтобы описать "положение астигматизма", нам достаточно знать положение лишь одного из них (например, сильного/главного меридиана).
Вот, наконец-то мы и пришли к оптометрическим терминам, обязательным для понимания рецептов на очки - сфера, цилиндр и ось. Берем слабенький меридиан, измеряем оптическую силу в этой плоскости - получаем сферическую составляющую (сфера). Также измеряем оптическую силу в плоскости сильного меридиана и обнаруживаем, что это значение больше нашей сферы на апчхи диоптрий. Вот эта разница называется цилиндрической составляющей (цилиндр). Ну а положение меридианов задаем выше объясненным углом сильного меридиана (угол).
Точно по такому же принципу мы можем выбрать в качестве сферической характеристики данные сильного меридиана. В этом случае значение цилиндра будет отрицательным (т.к. оно будет меньше), ну и ось будет соответствовать положению слабого меридиана. Оба метода равноправны при описании оптической силы глаза.
Итого имеет славную тройку параметров сфера-цилиндр-ось, с помощью которых мы весьма упрощенным образом можем описать обобщенные оптические характеристики нашей зрительной системы и даже прописать очки.
Картинка 02-03: рецепт на очки
ЛИРИКА ВЫКЛ.
Возвращаемся к нашим баранам, то есть рефрактометрам! Современные автоматические инструменты выглядят приблизительно вот так (бесплатный продакт плейсмент на картинке 02-04). Пациент усаживается с одной стороны, кладет подбородок на подбородник, смотрит внутрь прибора, видит там картинку с домиком, или воздушным шариком, или еще чем-то. Инструмент через зрачок проецирует инфракрасные метки на сетчатку и отслеживает, где они в итоге оказались. По положению меток высчитываются оптические показатели глаза - те самые сфера, цилиндр и ось астигматизма. Но мы же помним, что наш зрачок умеет менять свою форму - аккомодировать, с помощью чего легко фокусироваться на предметах, расположенных на разном расстоянии. Чтобы во время измерения наш хрусталик не пытался обмануть прибор, картинка периодически уходит в расфокус.
Картинка 02-04: автокераторефрактометр автоматический, японский, обыкновенный
Кераторефрактометры в дополнение к вышесказанному еше измеряют и кривизну роговицы. Эти данные позволяют приблизительно оценить, насколько сильно влияние роговицы и хрусталикам на астигматизм. Кривизна роговицы может измеряться в тех же диоптриях или же в миллиметрах. О физических свойствах и топографии роговицы мы еще будет говорить - уж очень интересная и сложная тема...
Таким образом измеряется объективная рефракция... Что же тогда такое субъективная рефракция? Дело в том, что наши глаза - не стеклянные линзы, характеризуемые найденными выше значениями. Мы умело пользуемся аккомодацией, чтобы сфокусировать свое зрение на том или ином объекте. Вдобавок, у нас еще один из двух глаз зачастую является ведущим, и второй глаз вынужденно подстраивается под "желания" лидера. Именно поэтому для оценки рефракции наших глаз нам просто необходима и наша субъективная оценка ситуации.
ФОРОПТОРЫ
От автокераторефрактометров переходим к проекторам знаков и автоматическим форопторам.
ШБ-МНК-ЫМБШ-ИНШМК и так далее... Всем известная с детства таблица для проверки остроты зрения - примитивный, немного устаревший и совершенно ненадежный диагностический инструмент, тем не менее все еще висящий в каждом глазном кабинете. Все помнят буквы наизусть. Собственно, вообще не об остроте зрения, а о рефракции... Каждый настоящий глазной кабинет должен быть оснащен проектором знаков в худшем случае или же жидкокристаллическим компьютеризированным монитором, отображающим таблицы знаков, включая и НШЫИКБ, в лучшем.
Что проектор знаков, что монитор с таблицами - это просто средство отображения различных таблиц, с помощью которых проверяется острота зрения пациента и выписываются рецепты на очки. Делается это так. Берется пациент. Берется проектор или монитор таблиц, берется механический или компьютеризированный фороптор.
Картинка 02-05: коробочка с линзами - автоматический фороптор
Фороптор - это такая коробка с дисками, в которые вставлены десятки различных линз. Вручную или с помощью пульта управления эти диски вращаются, и линзы требуемой диоптрийности устанавливаются в окуляры. Пациент смотрит через эти линзы на те самые таблицы и сообщает свою субъективную оценку - хорошо или плохо видно. Доктор понемножку корректирует сферические линзы, добавляет различные цилиндрические линзы, поворачивает их на нужные углы, ориентируясь на комментарии пациента, лучше или хуже видно, в итоге находя оптимальные сферу-цилиндр и ось для каждого глаза.
Чтобы подбор линз не был хаотическим перебором всех возможных комбинаций, были разработаны разные логические программы, демонстрирующие специальные таблицы символов и ведущие доктора через процедуру выбора. Стартовой точкой подбора линз обычно бывает та самая объективная рефракция, полученная при помощи авторефрактометра. Финальный результат - исключительно докторское решение, сделанное на основании ответов пациента.
Ранее вместо форопторов использовались специальные оправы для пробных линз. Такая очковая оправа и огромная коробка с почти сотней различных линз позволяли доктору делать такой же перебор, вручную вставляя линзы в оправу, спрашивая пациента о результате, меняя линзы, спрашивая, меняя вручную линзу, и опять спрашивая, и опять меняя, и опять, и опять...
ТОНОМЕТРЫ
Внутриглазное давление (ВГД) - очень важный параметр. Знаете, как его меряли раньше? Человек ложился на спину, в глаз капали анестетик, а потом прямо на глаз ставили малюсенькую гирьку, на поверхность которой предварительно наносилась специальная красящая жидкость. Роговица под грузом слегка просаживалась. Гирька убиралась и ставилась на бумагу. По отпечатку на бумаге с помощью специальной линейки измеряли, какое количество краски было удалено с поверхности гирьки при соприкосновении ее с роговицей. Специальные таблицы потом давали ответ, какому давлению соответствует тот или иной результат. Этот метод (по Маклакову), как ни удивительно, до сих пор считается одним из наиболее точных, но, увы, технологически устаревшим, длительным, потенциально опасным для пациента из-за прямого контакта с роговицей.
Картинка 02-06: голубоглазый блондин подвергается экзекуции профессором Маклаковым во имя науки (измерение внутриглазного давления)
За железным занавесом тоже время зря не теряли, и в отместку Маклакову отец офтальмологии Гольдман придумал свой контактный метод измерения внутриглазного давления. Доктор смотрит на глаз через специальный микроскоп (щелевым лампам будет посвящен отдельный рассказ), одновременно прикладывает к роговице головку тонометра (дизинфецированную призмочку с нанесенным на нее специальным рисунком). Подкручивая регулятор, доктор увеличивает давление головки тонометра на роговицу до тех пор, пока рисунок не примет определенное положение, что означает, что роговица вогнулась на заданное определенное значение. Так вычисляется внутриглазное давление.
Сейчас для скринингового измерения используются пневмонометры. Инструмент очень похож на автокераторефрактометр. Пациент также садится и смотрит внутрь прибора, а оттуда внезапно и подло выплевывается струйка воздуха прямо пациенту в глаз. Под воздействием воздушного толчка роговица прогибается, а тонометр старается отследить насколько быстро, насколько сильно она прогнулась. Потом по сложным формулам прибор высчитывает, какому внутриглазному давлению соответствует такое поведение роговицы.
Такой метод измерений очень быстр, безопасен (т.к. бесконтактный), но, к сожалению, порой неточен. Причиной тому может быть и неравномерный плевок воздухом вследствии засорения сопла, и толщина роговицы, и ее биомеханика, оказывающая влияние на результат измерения давления. Но при всем этом пневмотонометрия - остается наиболее популярным и востребованным методом базового диагностирования, дающим достаточно достоверный результат. Более сложные приборы измеряют толщину роговицы, отслеживают динамику изменения ею формы в момент выстрела воздухом, и высчитывают давление с учетом всех этих данных.
Альтернативой пневмотонометрии является контактный метод измерения давления. Прогресс не стоит на месте - на смену гирьке пришли автоматические ручные молоточки :). Ручной прибор с миниатюрным отбойным молотком направляется пациенту в глаз, молоточек выстреливается в глаз, легонько касается роговицы и быстро прячется обратно. За ту долю секунды, что кончик молотка касался роговицы, скорость его продвижения вперед уменьшалась прямо пропорционально ВГД - чем выше давление, тем больше глаз сопротивляется и тем резче тормозится кончик прибора.
Страшно? А не должно быть. Метод безболезненный, быстрый, хотя и контактный. Вот полюбуйтесь на рекламу такого прибора, в которой производитель сначала рассказывает о том, как людям не нравятся пневмотонометрия (когда воздухом стреляют в глаз), но как они довольны отбойным тонометром. Прелесть видео в качественной замедленной съемке, показывающий оба процесса измерения давления.
Конечно, помимо перечисленных выше приборов существует еще масса важных и полезных инструментов. Я рассказал лишь о том, что может быть полезно в дальнейшем разговоре о тяжелой артиллерии офтальмологической армии. Как я уже упоминал, я не работаю с такого рода приборами, так как, по сути своей, это достаточно примитивные и автономные инструменты. Мой основной интерес состоит в компьютерно-управляемых монстрах, к которым мы рано или поздно перейдем.
Бонусом - распечатка с автоматического рефракто-керато-тонометра - три в одном: измеряет рефракцию, кератомию и давление! Сначала идет рефракция правого глаза - три измерения и усредненное значение (сфера, цилиндр, ось). Потом кривизна роговицы по двум радиусам (слабому и сильному) - в мм и диоптриях, среднее значение кривизны роговицы и разница между кривизной по двум радиусам. Потом все тоже самое для левого глаза. PD - расстояние между зрачками - 64 мм. И в самом конце два измерения (плюс усредненное) давления.
Картинка 02-08: мои цифери
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
[00] Пролог. Вступление. Анонс. Прелюдия.
[01] Как же оно все устроено?
[02] Рефракция и внутриглазное давление.