Новый подход к анализу хрусталика может улучшить методы лечения близорукости
Приборы воссоздают свойства миопического глаза для тестирования линз, предотвращающих ухудшение зрения
ВАШИНГТОН — Исследователи разработали новые инструменты для точной количественной оценки и сравнения светофокусирующих свойств специализированных очковых линз, которые используются для замедления прогрессирования близорукости. Информация, полученная с помощью этого нового подхода, может помочь разработать новые конструкции линз, которые будут еще более эффективными в предотвращении ухудшения зрения.
Близорукость растет во всем мире, особенно среди детей. Если нынешние тенденции сохранятся, к 2050 году половина населения земного шара будет близорукой, согласно отчету Австралийского института зрения имени Брайена Холдена. Хотя причины этой тревожной тенденции не совсем ясны, было показано, что специализированные линзы для очков предотвращают ухудшение миопии. Это особенно важно для детей и подростков, у которых часто наблюдается прогрессирование заболевания по мере роста организма.
В Optica, журналеOptica Publishing Group, исследователи из ZEISS Vision Science Lab при Тюбингенском университете в Германии и Университете Мурсии, в Испании, описывают свои новые приборы, которые измеряют характеристики линз в реальных условиях просмотра. Они также сообщают о результатах измерения характеристик фокусировки света различных линз, используемых для замедления прогрессирования миопии.
“Понимание связи между оптическими свойствами линз для лечения прогрессирования близорукости и эффективностью в реальных условиях проложит путь к более эффективным методам лечения”, - сказал автор исследования Аугусто Ариас-Гальего из ZEISS Vision Science Lab. “Это может помочь миллионам детей и имеет фундаментальное значение для понимания механизмов, с помощью которых работают эти линзы”.
Отображение реальных условий просмотра
Миопия обычно возникает, когда глаза человека становятся слегка удлиненными. Это приводит к тому, что удаленные объекты кажутся размытыми, потому что они сфокусированы перед сетчаткой, а не на ней. Хотя традиционные очковые линзы могут исправить эту нечеткость, обычные линзы не предотвращают ухудшения миопии. Прогрессирование миопии может увеличить вероятность других проблем со зрением и необратимой слепоты.
Линзы, которые изменяют сигналы сетчатки для уменьшения прогрессирования миопии, прошли клинические испытания и в настоящее время доступны на рынке. Исследователи предполагают, что эти линзы замедляют рост глазного яблока, предотвращая его удлинение. В состав этих линз входят различные типы структур, такие как микролинзы или микродиффузоры, позволяющие изменять свойства изображения на периферии сетчатки при коррекции центрального зрения. Однако оптические свойства этой относительно новой технологии не были тщательно изучены и сравнены.
В новой работе исследователи хотели подробно охарактеризовать доступные в настоящее время линзы в реальных условиях просмотра. “Изучив современное состояние, мы не нашли метода, который можно было бы использовать для характеристики оптических свойств этих очковых линз в реальных условиях просмотра”, - сказал Ариас-Гальего. “Поэтому мы разработали новый прибор, который может измерять оптическую реакцию хрусталика на различные углы освещения, воспроизводя зрачок миопического глаза и аномалии рефракции”.
В новом приборе используется источник освещения, установленный на кронштейне, который вращается вокруг линзы. После прохождения света через линзу поворотное зеркало направляет его к пространственному модулятору света (SLM), который состоит из крошечных жидкокристаллических ячеек, которые изменяют распространяющийся свет с высоким пространственным разрешением.
SLM является ядром прибора, поскольку он воспроизводит аномалии рефракции и форму зрачка миопических глаз. Это позволило исследователям впервые воспроизвести реальные аберрации, создаваемые разными углами освещения для разных миопических глаз при тестировании линз. Эти аберрации были запрограммированы в виде фазовых карт с использованием SLM.
Более того, с помощью SLM можно индуцировать запрограммированную степень расфокусировки, что позволяет исследователям проводить тест на сквозную фокусировку. Этот тест фиксирует качество изображения в непосредственной близости от моделируемого положения сетчатки, проливая свет на то, как хрусталик взаимодействует с удлинением глаза, о котором сигнализирует сетчатка.
Исследователи также количественно оценили светорассеивающие свойства линз, что было важно, поскольку одна из тестируемых линз основана на снижении контрастности за счет добавления рассеяния. Для этого они разработали специальную установку, которая не требует специальных детекторов и движущихся частей, обычно необходимых для количественной оценки рассеяния.
“Объединив результаты сквозной фокусировки с измерениями светорассеяния, мы смогли точно охарактеризовать несколько типов очковых линз”, - сказал Ариас. “Затем мы сравнили наши измерения для каждой линзы с их заявленной клинической эффективностью в замедлении прогрессирования миопии. Результаты подняли новые вопросы, которые требуют дальнейшего изучения, а также указали на потенциальные стратегии, которые могли бы повысить эффективность будущих конструкций ”.
В этой работе линзы характеризовались с использованием одной длины волны света, чтобы упростить анализ свойств изображения. Поскольку освещение в реальных сценариях содержит много длин волн, исследователи работают над адаптацией прибора для включения источников с различной длиной волны.
Статья: А. Ариас, А. Олендорф, П. Артал, С. Валь, “Углубленная оптическая характеристика очковых линз для лечения прогрессирования миопии".,” 10, 5, 594-603 (2023).
DOI: https://doi.org/10.1364/OPTICA.486389
Лаборатория ZEISS Vision Science Lab - это рабочая группа “Отраслевого профессорства в кампусе” Тюбингенского университета. В рамках Инициативы университета по повышению квалификации в лаборатории запускаются новые совместные проекты с промышленностью, которые сосредоточены на прикладных исследованиях в области близорукости, пресбиопии и искусственного интеллекта.
Optica - журнал с открытым доступом, посвященный быстрому распространению высокоэффективных рецензируемых исследований по всему спектру оптики и фотоники. Ежемесячно публикуемый издательской группой Optica Publishing Group, журнал предоставляет форум для новаторских исследований, к которым международное сообщество может быстро получить доступ, независимо от того, являются ли эти исследования теоретическими или экспериментальными, фундаментальными или прикладными. В Optica работает уважаемая редакционная коллегия, состоящая из более чем 60 младших редакторов со всего мира, и ее курирует главный редактор Прем Кумар, Северо-Западный университет, США. Для получения дополнительной информации посетите сайт Optica.