Szemészet, 2002 (139. évfolyam, 1-4. szám)
2002-09-01 / 3. szám
178 Szemészet cse és az üvegtest optikai lencsékhez hasonlóan működnek. Ha a szem optikai rendszerét tökéletesnek fogjuk fel, akkor a bulbust elhagyó fénysugár is síkhullám lesz. Bár a látószerv fénytörésben részt vevő közegei ennél az egyszerűsített példánál komplexebben értelmezendők, mégis a szemből kilépő síkhullám standardtól való eltérését aberrációnak kell tekintenünk. Ezen aberrációk generálásának számos tényezőjét ismerjük: a szem törőközegeinek sűrűségkülönbségei, a törőközegek határfelületeinek egyenetlenségei okozhatnak a fentiekhez hasonló jelenséget. Az eredeti, a szemre bocsátott hullám átalakulásai vezetnek tehát a bulbusból kilépő síkhullám aberrációjához egy standard, adott síkhullámhoz képest. A hullámfront rekonstrukciója Ahogy azt a fentiekben kifejtettük, a hullámfront-aberrációk egy ideális síkhullámtól való eltérésként jellemezhetők. A szem optikai eltéréseinek megfelelően a látószervre bocsátott hullámfront alakja törőközegről-törőközegre változik, a kilépő hullámfront pedig térbeli hullámalakzatok formájában detektálható (6. ábra). A Shack-Hartmann-szenzor segítségével mérhetjük az aberrációkat, hiszen az eszköz alkalmas a hullámfront eltéréseinek térbeli deriváltjainak leképezésére. A szem optikai funkcióit, illetve eltéréseit és az azokból eredő hullámfront-aberrációkat a matematikai leíráson túl a szemészetben háromdimenziós geometriai alakzatokkal (ún. Zemicke-polinomiálisokkal) is szokás jellemezni. A Zernicke-polinomiálisokat kifejező együtthatók segítségével a pupillán áthaladó hullámfrontot a következő egyenlettel jellemezhetjük: WR(X, y) = Y, X Cr,mZr,ÁX> y) n=0 m= 0 Znm a Zernicke polinormálisokat, c„m pedig a hullám visszaalakítási együtthatóit jellemzi, amelyek mindegyike egy-egy specifikus Zernicke-alakzatot súlyoz. Az n és m értékek a polinomiálisok koordinátái. A kifejezésben az n koordináta mérőszámának növekedésével egyrészt a származtatott hullámfront természete WR(x,y) változik, másrészt a standard hullámhoz viszonyított hullámfront-aberráció nagysága W(x,y) növekszik. A WASCA hullámfront-anali-ELNEVEZÉSEK Piston Tip, Tilt (prizma) Asztigmatizmus (3, 5); Defókusz (4) Coma (7, 8); Trefoil (8, 9) Szférikus aberráció (12) Szekunder coma (17,18) AZ ABERRÁCIÓK RENDJE oc^'X 10 11 12 13 14 15 15 6. ábra. Az alacsonyabb és magasabb rendű aberrációk térbeli formái (ötödrendig megjelenítve) zátor a Zernicke-polinomiálisok első négy rendjét, azaz tizenöt geometriai alakzatot használ fel a származtatott hullámfront leírásához. A 6. ábrán a Zernicke-polinomiálisok első öt rendjét tüntettük fel. Az 1. táblázatban a Zernicke-polinomiálisok rendjeinek matematikai leírása szerepel. Az oszlopok főcímei a következők: az alakzat formája, rendje, a WASCA-egység által megadott koordináták, a poláris (szögfüggvényekkel jellemzett) és a cartesiai leírások, illetve a Zernicke-polinomiálisok optikai megfelelői. A Zernicke-polinomiálisok formáját a Z„v alakban, a szemészetben leggyakrabban használt formában írtuk le. Ez az alak egyben a hullám frekvenciáját is mutatja. A felső index (v: frekvencia) n és m értékével a következő arányban áll: v=2m-n. A Zernicke-polinomiálisok segítségével a szférikus ekvivalens (Se), a cylinder (C) és annak tengelyének (A) értékeit következő módon számolhatjuk ki: Seq 2c°, C ж^(сгУ + (c9 ’ ч f V A c koefficiens értékei a Zernicke-polinomiálisok térbeli kiterjedését határozzák meg. Pontosabb magyarázatot követel azonban a szférikus (Se), a cilidrikus (C) dioptriák kiszámítása és az astigmatismus tengelyének (A) meghatározása. Az Se, C, A, értékei az eddig használt más készülékekkel, például a refraktométerrel mértekhez közvetlenül nem hasonlíthatók, mert az eddig használt diagnosztikus eszközök nem vették figyelembe a szem magasabb rendű optikai aberrációit és a szfero-cilindrikus, illetve a tengelyértékeket csak közvetve, erősen közelítőleg adták meg. A WASCA hullámfront-analizátor objektiven képes mérni az előbb említett értékeket. A magasabb rendű aberrációk leírásához leggyakrabban az ún. Seidel-aberrációkat használjuk. A Seidel-aberrációk a Zernicke-koefficiensekből a következőképp származtathatók (2. táblázat). Shack-Hartmann-szenzor A WASCA hullámfront-analizátorban található Shack-Hartmann-szenzorral mérhetjük a szemből kilépő hullámfront-aberrációt. Valójában a kilépő hullám aktuális alakját detektáljuk a referenciahullámhoz viszonyítva. A hullámfront-analízis során a szemet 850 nm-es, monokromatikus, alacsony energiájú infravörös lézer síkhullámmal (0,45 pW) világítjuk meg. A lézersugár a betegek maculáján fókuszálódik. Az így kapott fókuszpont a másodlagos fénysugár emissziójának centruma. A másodlagos fénysugár a referencia-síkhullámtól való eltéréseit vizsgálja a hullámfront-analizátor. Egy nem akkomodáló, emmetrópiás, ideális szem esetén a corneán át kilépő sugár szabályos síkhullám lesz. Minden más esetben a kilépő hullámfront a szabályos síkhullámtól eltérő alakzatot vesz fel. A szenzor összesen 1452 darab, mikrométeres nagyságú, konvex lencsét tartalmaz. Minden lencse a belépő síkhullám egy-egy kicsiny részét fókuszálja a szenzoron, így apró Nagy Zoltán Zsolt
