Аберрации волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией до и после циклоплегии

Целью данной работы явилось сравнительное изучение влияния циклоплегии на аберрации волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией. Материал и методы . В исследовании участвовали 20 пациентов (39 глаз) с миопической (в среднем -5,2±1,5 дптр) и 26 пациентов (53 глазa) с гиперметропической рефракцией (средняя рефракция +3,1±1,15 дптр) в возрасте от 5 до 17 лет (в среднем 11,6±0,6 лет). Всем пациентам проводили аберрометрию волнового фронта в затемненной комнате до и после медикаментозной циклоплегии (1% циклопентолат дегидрохлорид 2 раза с интервалом 10 минут, аберрометрия через 30 минут после первого закапывания) на аберрометре OPD-Scan III, Nidek. Аберрации низшего и высшего порядков анализировали, выбирая ширину зрачка 3 мм, как без циклоплегии, так и в условиях циклоплегии (в последнем случае - с помощью выбора 3 мм зоны). Исследовали общие аберрации (total RMS). Из коэффициентов Цернике были рассчитаны среднеквадратичное отклонение суммарных аберраций высшего порядка (RMS HOAs), вертикальный и горизонтальный наклон (C1-tilt1, C2-tilt2), вертикальные и горизонтальные трефойл (C5-trefoil 6, C8-trefoil 9), вертикальная и горизонтальная кома (C6-coma7, C7-coma8) и сферическая аберрация (S4+S8+S12). Результаты. Как при миопии, так и при гиперметропии на фоне циклоплегии обнаружилась недостоверная тенденция к повышению общего уровня абeрраций высшего порядка, а также cферическoй аберрации. В естественных условиях при миопии уровень аберраций tilt1, горизонтальный трефойл и coma7 оказались достоверно выше, а coma8 и tilt2 - достоверно ниже, чем при гиперметропии. В миопических глазах достоверных изменений всех исследованных HOAs после циклоплегии по сравнению с исходным состоянием не обнаружено. В глазах с гиперметропией обнаружены достоверные изменения: увеличение горизонтального трефойлa и уменьшение горизонтальной комы. Обнаружилась также недостоверная тенденция к увеличению Tilt1 и coma7 и уменьшению вертикального трефойлa и tilt2. Заключение . В естественных условиях при ширине зрачка 3 мм общий уровень аберраций оптической системы глаз с миопией и гиперметропией у детей достоверно не различается, в то время как структура волнового фронта в указанных группах имеет существенные отличия. Выявленные различия структуры волнового фронта и ее динамики на фоне циклоплегии могут свидетельствовать о разном состоянии аккомодационного аппарата, в частности, цилиарной мышцы и связочного аппарата хрусталика, при миопии и гиперметропии. Для цитирования: Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Смирнова Т.С. Аберрации волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией до и после циклоплегии. Российский офтальмологический журнал. 2017; 10 (3): 78-83. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-3-78-83

волновой фронт, аберрации, циклоплегия, гиперметропия, миопия, wavefront, aberrations, cycloplegia, hyperopia, myopia

1. Hazel C.A., Cox M.J., Strang N.C. Wave front aberration and its relationship to the accommodative stimulus-response function in myopic subjects. Optom Vis Sci. 2003; 80: 151-8. doi: 10.1097/00006324-200302000-00011

2. He J.C., Burns S.A., Marcos S. Monochromatic aberrations in the accommodated human eye. Vision Res. 2000; 40(1): 41-8. https://doi.org/10.1016/S0042-6989(99)00156-X

3. Atchison D.A., Collins M.J., Wildsoet C.F., Christensen J., Waterworth M.D. Measurement of monochromatic ocular aberrations of human eyes as a function of accommodation by the Howland aberroscope technique. Vision Res. 1995; 35: 313-23.

4. Cheng H., Barnett J.K., Vilupuru A.S., et al. A population study on changes in wave aberrations with accommodation. J. Vis. 2004; 4: 272-80. doi:10.1167/4.4.3

5. Yimin Yuan, Yilei Shao, Aizhu Tao, et al. Ocular anterior segment biometry and high-order wavefront aberrations during accommodation. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2013; 54: 7028-37. doi: 10.1167/iovs.13-11893.

6. Le R., Bao J., Chen D., He J.C., Lu E. The effect of blur adaptation on accommodative response and pupil size during reading. Journal of Vision. 2010, 10 (December): 1. doi:10.1167/10.14.1

7. Tsukamoto M., Nakajima K., Nishino J., et al. Accommodation causes with the rule astigmatism in emmetropes. Optom. Vis. Sci. 2000; 77: 150-5. doi: 10.1097/00006324-200003000-00014

8. Cheng H., Barnett J.K., Vilupuru A.S., et al. A population study on changes in wave aberrations with accommodation. J. Vis. 2004; 4: 272-280. doi:10.1167/4.4.3.

9. Charman W.N. Optics of human eye. In: Charman W.N. Visual optics and instrumentation. Florida: CRC Press. 1991; 1:1-26.

10. Applegate R.A., Hilmantel G., Howland H.C., et al. Corneal first surface optical aberrations and visual performance. J. Refract. Surg. 2000; 16: 507-14.

11. Miller J.M., Anwaruddin R., Straub J., et al. Higher order aberrations in normal, dilated, intraocular lens, and laser in situ keratomileusis corneas. J. Refract. Surg. 2002; 18(5): 579-83.

12. Gilmartin B. A review of the role of sympathetic innervations of the ciliary muscle in ocular accommodation. Ophthalmic Physiol. Opt. 1986; 6(1): 23-37. doi: 10.1111/j.1475-1313.1986.tb00697.x

13. Hiraoka T., Miyata K., Nakamura Y., et al. Influences of cycloplegia with topical atropine on ocular higher-order aberrations. Ophthalmology. 2013; 120 (1): 8-13. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ophtha.2012.07.057

14. El-Hage S.G., Berny F. Contribution of the crystalline lens to the spherical aberration of the eye. J. Opt. Soc. Am. 1973; 63(2): 205-11. doi: 10.1364/JOSA.63.000205

15. Artal P., Guirao A. Contributions of the cornea and the lens to the aberrations of the human eye. Opt. Lett. 1998; 23(21): 1713-15. •doi: 10.1364/OL.23.001713

16. Artal P., Guirao A., Berrio E., Williams D.R. Compensation of corneal aberrations by the internal optics in the human eye. J. Vis. 2001; 1(1): 1-8. doi:10.1167/1.1.1.

17. Carkeet A., Velaedan S., Tan Y.K., Lee D.Y, Tan D.T. Higher order ocular aberrations after cycloplegic and non-cycloplagic pupil dilation. J. Refract. Surg 2003; 19(3): 316-20.

18. Jankov 2nd M.R., Iseli H.P., Bueeler M., et al. The effect of phenylephrine and cyclopentolate on objective wavefront measurements. J. Refract. Surg. 2006; 22(5): 472-81.

19. Kirwan C., O`Keefe M., Soeldner H. Higher-order aberrations in children. Am. J. Ophthalmol. 2006; 141(1): 67-70. DOI:10.1016/j.ajo.2005.08.031

20. Gao L., Zhuo X., Kwok A.K., et al. The change in ocular refractive components after cycloplegia in children. Jpn. J. Ophthalmol. 2002; 46(3): 293-8. doi: 10.1016/S0021-5155(02)00479-3

21. Dubbelman M., Van der Heijde G.L., Weeber H.A., Vrensen G.F. Changes in the internal structure of the human crystalline lens with age and accommodation. Vision Res. 2003; 43(22): 2363-75.

22. Dubbelman M., Van der Heijde G.L., Weeber H.A. Change in shape of the aging human crystalline lens with accommodation. Vision Res. 2005; 45(1): 117-32. doi: 10.1016/j.visres.2004.07.032

23. Иомдина Е.Н., Бауэр С.М., Котляр К.Е. Биомеханика глаза: теоретические аспекты и клинические приложения. Москва: Реал Тайм; 2015.

24. Страхов B.В., Минеева Л.А., Бузыкин М.А. Инволюционные изменения аккомодационного аппарата глаза человека по данным ультразвуковой биометрии и биомикроскопии. Вестник офтальмологии. 2007; 123(4): 32-5.

25. Zernike F. Beugungs theorie des Schneiden verfahrens und seiner verbsserten from der phasen contrast mentode. Physica. 1934; 2: 689-70.

26. Корниловский И.М., Диденко Т.Н., Годжаева А.М. Влияние медикаментозного спазма аккомодации на структуру аберраций оптического тракта глаза. Рефракционная хирургия и офтальмология. 2004; 4(2): 8-11.

27. Walsh G. The effect of mydriasis on the papillary centration of the human eye. Ophthalmic Physiol. Opt. 1988; 8(2): 178-82.

28. Wilson M.A., Campbell M.C, Simonet P. The Julius F. Neumueller Award in Optics, 1989: change of pupil centration with change of illumination and pupil size. Optom. Vis. Sci. 1992; 69(2Feb.): 129-36.

29. Jae-hyung Kim, Taehyung Lim, Myoung Joon Kim, Hungwon Tchah. Changes of higher-order aberrations with the use of various mydriatics. Ophthal. Physiol. Opt. 2009; 29: 602-5. doi: 10.1111/j.1475-1313.2009.00675.x