Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга

Похибки відновлення церніківських коефіцієнтів від мікрорухів і мікрофлутуацій акомодації ока під час рейтресинга досліджувалися методом математичного моделювання процесу рейтресинга ОС ока в умовах його кутових рухів з частотами і амплітудами тремору і „стрибків”. На основі цього були зроблені узагальнюючи висновки: 1) девіація кутового положення ока під час рейтресинга впливає на точність відновлення коефіцієнтів Церніке і тим більше, чим більшими є величини аберації ОС ока і середні значення діапазону кутових переміщень ока, але випадковість напрямку і величини кутових стрибків призводить до зменшення інтегрального впливу мікрорухів; 2) вплив тремору незначний, кутових стрибків ока - істотний, але, використовуючи особливості стрибків (майже сталу частоту), можна істотно зменшити їх вплив на похибки аберометрії, якщо сеанс аберометрії здійснювати за період менший ніж період повторюваності стрибків, а саме, за інтервал часу, менший ніж 1/(1.5…3Гц) = 0.67...0.33 с.; 3) при здійсненні сеансу рейтресинга за час, менший ніж період мікрофлуктуації акомодації, аметропія визначається з похибкою, що дорівнює амплітуді мікрофлуктуацій ? 0.25 дптр, тому середнє значення аметропії з більшою точністю можна визначити лише з декількох сеансів рейтресинга.

Знайдено співвідношення, які дозволяють здійснювати габаритні та енергетичні розрахунки ОС РТ-аберометра і на цій основі робити аналіз похибок аберометрії від дії електричного шуму, від дискретної структури елементів фотоприймача (ФП) та від полисків. Було встановлено, що з вимог до допустимих розмірів субапертур рейтресинга на зіниці, розмірів світлової плями на сітківці і допустимого світлового потоку, що опромінює сітківку, випромінювач повинен мати яскравість випромінювання лазера, а ОС системи рейтресинга - забезпечувати проекцію вихідної зіниці ОС випромінювача в площину зіниці. Показано, що поперечні аберації променя на сітківці треба визначати як координати точки максимальної освітленості в світловій плямі, які збігаються з координатами головного променя пучка, що здійснює рейтресинг.

Складові систематичної похибки вимірювання координат плями виникають внаслідок: 1) дискретної структури ФП, 2) він'єтування плями на краю світлочутливої зони ФП, 3) ненульового маточікування шумової складової електричних сигналів ФЧЕ, обумовлених однополярністю АЦП. Доведено, що похибки визначення координат плями від дискретності ФП є допустимими, якщо діаметр плями на рівні 0.135 від максимальної освітленості, при її гауссовому розподілі, не меш як в два рази перевищує період розташування фоточутливих елементів (ФЧЕ), а проміжок між сусідніми ФЧЕ є не більшим ніж 0.1. Складові від дії він'єтування присутні лише на краях світлочутливої зони довжиною , . Систематична складова похибки від електричного шуму має від'ємний знак і тому призводить до „міопічної” похибки визначення координат. Зменшення її досягається шляхом збільшення С/Ш (відношення сумарного (по всіх ФЧЕ) сигналу до СКВ шуму одного ФЧЕ), вибором оптимальної кількості ФЧЕ та застосуванням порогової фільтрації сигналів з ФЧЕ.

Випадкова складова похибки як результат присутності шумового сигналу в корисних сигналах тих ФЧЕ, які не можливо відсікати пороговим фільтром, може бути лише зменшеною шляхом використання інтерполяційних методів визначення координат плями при високих степенях інтерполяційних поліномів. В зв'язку з цим доведено, що запропонований оптимізаційний алгоритм, заснований на пошуку такої апроксимації розподілу амплітуд корисних сигналів з ФЧЕ, при якій досягається мінімальна сума квадратів нев'язок, відтворює координати плями з найбільшою точністю у порівнянні з відомими інтерполяційними методами, а також з методом „центру ваги”.

В розділі представлені математичні вирази і графічні матеріали, які дозволяють для забезпечення обґрунтованої в розділі 5 точності вимірювання координат світлової плями визначити потрібні значення С/Ш, оптимальну кількість ФЧЕ та відносну величину порогу фільтрації з урахуванням умов відбиття і розсіювання світла в макулярній зоні сітківки.

Доведено, що істотною завадою точним вимірюванням координат світлової плями на сітківці є світлові полиски в площині ФП від поверхонь рогівки, кришталика та окремих оптичних поверхонь аберометра. Ці полиски здатні спотворювати координати плями на величини в рефракційному еквіваленті до ± 5 дптр. Для їх усунення запропоновано: 1) будувати оптичну систему аберометра так, щоб на дистанції між світлоподільником і оком (див.рис. 5) не розташовувалися оптичні елементи, на поверхнях яких можуть виникати полиски, 2) використовувати інтерференційно-полярізаційний світлоподільник з неперпендикулярними до осі вхідною і вихідною гранями, 3) використовувати під час рейтресинга синхронний відеозапис розподілу освітленості в площині ФП, 4) здійснювати попередню (перед визначенням координат світлової плями) корекцію кожного відеокадру методом накладання цифрової „маски” для відсікання сигналів тих світлочутливих елементів ФП, на яких розташовані зображення полисків, або для виключення результатів вимірювань у точках зіниці, де спотворення координат плями від полисків зменшити до допустимих величин є неможливим.

В сьомому розділі представлені результати експериментальних досліджень похибок аберометрії, обумовлених неточним функціонуванням його структурних елементів і неточним позиціонуванням аберометра відносно ока пацієнта. Досліджувалася точність багаторакурсної аберометрії. Мета - експериментальна перевірка найважливіших теоретичних положень і рекомендацій, розроблених в попередніх розділах.

Спочатку було перевірено результати теоретичних досліджень похибок вимірювача координат світлової плями на сітківці в умовах, наближених до роботи з живим оком із використанням в якості фотоприймача ПЗЗ-матриці. Досліджувалися систематичні і випадкові складові похибок вимірювання координат плями за допомогою фізично модельованих фотоприймачів з різною топологією і розташуванням фоточутливих елементів (ФЧЕ) та з різними співвідношеннями між розмірами плями і розмірами ФЧЕ. Моделювалися також різні значення С/Ш. Отримані при цьому результати підтвердили виявлений теоретично якісний і кількісний характер залежностей систематичних і випадкових складових похибок від співвідношень між розмірами світлової плями і розмірами ФЧЕ, а також від величини С/Ш. Підтвердилися переваги оптимізаційного методу визначення координат у порівнянні з іншими інтерполяційними методами. Найвищу точність визначення координат плями, було досягнуто при використанні сигналів з модельованих (384x284) пікселів матриці ПЗЗ з діагоналлю (1/3)^//. При цьому співвідношення С/Ш мало величини 30...70, які спостерігаються в умовах аберометрії живого ока при додержанні допустимого опромінювання сітківки. Пляма з реальними для аберометрії ока розмірами переміщувалася на дистанцію 1 мм (еквівалентну поперечній рефракційній аберації променя на сітківці 10 дптр) з кроком 0.1мм ±0.002мм , які контролювалися за допомогою механічного мікрометра. При цьому абсолютна похибка визначення координати плями коливалася в діапазоні +2...- 6 мкм, що задавольняє вимогам розд. 5.

Дослідження похибок від неточного позиціонування аберометра відносно ока проводилися на спеціально створеному для цього макеті рейтресингового аберометра (рис. 6). В ньому було застосовано вказаний вище прецизійний вимірювач координат світлової плями і прецизійний оптично-механічний сканер з кутовою похибкою позиціонування променя перед імітатором ОС ока не більше ± 2^// (еквівалентно похибці визначення абераційної рефракції ± 0.0064 дптр). Вхідну зіницю вимірювального каналу формувала система Бадаля. Імітатором ОС ока слугувала анабераційна лінза разом з додатковою лінзою, яка додавала міопію, або гіперметропію, або астигматизм із заданими величинами, які попередньо точно вимірювалися на оптичній лаві за допомогою коліматора і вимірювального мікроскопу. Ці ж самі величини визначалися потім за результатами фізичного рейтресинга імітатора ОС ока за допомогою формул табл.1. Для експериментів було створено спеціальну комп'ютерну програму „ОФТА”. Рейтресинг здійснювався при контрольованих децентруваннях ОС ока відносно осі макета і контрольованих поздовжніх дистанціях між вузловою точкою імітатора і вхідною зіницею вимірювального каналу.

Результати експериментів підтвердили результати теоретичних досліджень похибок аберометрії від неточного позиціонування аберометра відносно ОС ока і дали можливість переконатися в коректності рекомендацій щодо усунення цих похибок або їх зменшення до допустимих величин.

Коректне позиціонування аберометра відносно ока потребує суміщення оптичної осі аберометра з візуальною віссю ока, яка не може бути визначеною без участі пацієнта. Тому прив'язку аберометра зазвичай здійснюють до осі симетрії рогівкового зображення центрувальних джерел світла (рис.5) або до геометричного центру зіниці, що, як виявилося, не є коректним. В зв'язку з цим постало питання про величину можливої похибки поперечного позиціонування аберометра при його центруванні в такий спосіб, відповідь на яке могло дати лише експериментальне дослідження. На рис. 7 показано експериментальну установку, яка дозволяє пацієнту суміщати візуальні ось ока з оптичною віссю установки і фіксувати при цьому на відеокадрі зображення площини зіниці свого ока, а також рогівкового зображення центрувальних джерел. Головним результатом проведених досліджень на очах (правому і лівому) 25 пацієнтів при різних діаметрах зіниці є приведені в роботі гістограми середніх значень і СКВ відстаней між вказаними на рис.7 точками. З них видно, що в більшості випадків використання точок 2 або 3 для поперечного позиціонування аберометра може призводити до абсолютно недопустимих похибок позиціонування. Тому в реальній аберометрії для забезпечення необхідної точності позиціонування аберометра обов'язково потрібно попередньо для кожного ока здобувати карту точок, показану на рис.7, і, за її допомогою, суміщати точку 1 з віссю аберометра.

Заключний експеримент був присвячений здійсненню багаторакурсної аберометрії на спеціально створеному для цього аберометрі, рис.8. Мета - перевірка ефективності застосування запропонованих удосконалень рейтресингової аберометрії для підвищення її точності. В зв'язку з тим, що не існує інших точних методів визначення абераційних вад ОС живого ока, за допомогою яких можна було б виявляти похибки експериментального РТ-аберометра, для проведення досліджень було розроблено і виготовлено спеціальний імітатор ОС ока. При його створенні, для забезпечення умов, ідентичних умовам аберометрії живого ока, були використані дані про оптичні властивості очей людини, здобуті в результаті відповідних досліджень (розділ 1). Також було досліджено вплив технологічних похибок ОС імітатора на його абераційні властивості. Показано, що технологічні похибки є настільки малими величинами, що імітатор впевнено можна використовувати як еталон абераційних вад. Їх можна точно визначати розрахунково за конструктивними параметрами чисельним рейтресингом для різних фізичних станів імітатора і за їх допомогою оцінювати точність результатів фізичного рейтресинга.

Аналіз отриманих експериментальних результатів (числові дані приведені в дисертації) дозволив зробити такі висновки: 1) розбіжності між результатами розрахункового і фізичного рейтресинга еталонної моделі ока не перевищують допустимих, обґрунтованих в розділі 5, які задовольняють сучасним практичним потребам; 2) одноракурсна аберометрія ока із реальним випадково утвореним ракурсом (внаслідок можливої неточної фіксації погляду пацієнта), здатна призводити до недопустимих похибок у визначенні параметрів вад зору ока навіть при достатньо точній аберометрії; 3) можна вважати за доведене, що істотне (в 3-5 разів) зменшення систематичних похибок відтворення коефіцієнтів Церніке первинних аберацій ОС ока, у порівнянні з результатами одноракурсної аберометрії (розділ 1), є наслідком: а) забезпечення сканування і позиціонування лазерного пучка з похибками, які не є вищими за обґрунтовані, допустимі; б) коректного позиціонування (згідно з рекомендаціями і висновками розділів 5, 6) моделі ока відносно аберометра; в) використання в системі аберометра вимірювача координат світової плями на сітківці, який забезпечує обґрунтовану в роботі точність вимірювань; г) застосування математичного апарату методу подвійної церніковської апроксимації функції хвильової аберації в координатах зіниці і простору об'єктів, який, окрім забезпечення більшого обсягу інформації про абераційний стан ока, здатний підвищувати точність аберометрії завдяки більш ефективним фільтруючим властивостям цього методу.

ВИСНОВКИ

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Молебний В.В., Чиж І.Г., Сокуренко В.М. Однопроменевий метод вимірювання локального розподілу аберацій ока // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах .1998 .№4 .C.130135.

2. Молебний В.В., Чиж І.Г., Сокуренко В.М. Модель оптичної системи ока на базі фазових транспарантів // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах.1999.№4. C. 127130.

3. Молебний В.В., Чиж І.Г., Сокуренко В.М. Розрахунок первинних аберацій ока за допомогою поліномів Церніке // Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2000. №1. C. 85-88.

4. Чиж І.Г., Сокуренко В.М. Визначення просторового розподілу рефракції ока за результатами вимірювань його поперечних аберацій // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. - 2000. - №3. - С. 105 -109.

5. Колобродов В.Г.,Сокуренко В.М., Чиж І.Г. Рефрактометрія ока з просторовим розділенням // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 2000. - № 12. - C. 128-135.

6. Колобродов В.Г., Сокуренко В.М., Чиж І.Г. Похибки відновлення хвильової аберації та параметрів вад зору в просторово роздільний рефрактометрії ока // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 2000.- №15.- C.108-115.

7. Чиж И.Г., Сокуренко В.М. Методы измерения рефракции глаза с пространственным разрешением по зрачку // Оптический журнал. - 2001. - Том 68. - № 3. - С.19 -25.

8. Чиж І.Г., Осіпова І.Ю. Вплив мікрорухів ока на похибки відновлення характерис-тик вад зору методом однопроменевої просторово роздільної рефрактометрії // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. 2001. №1. C. 73-80.

9. Чиж І.Г., Осіпова І.Ю. Вплив флуктуацій акомодаційного стану ока на похибки відтворення його абераційних характеристик // Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2001. №2. C.113-120.

10. Чиж І.Г. Глобальна апроксимація абераційної функції оптичної системи ока // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. 2001. №4. C.127-135.

11. Чиж І.Г. Монохроматичні аберації оптичної системи ока // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. 2002. №1. С. 98-110.

12. Чиж І.Г. Визначення величини аметропії за допомогою функції хвильової аберації оптичної системи ока // Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2002.№2. C. 100-106.

13. Чиж І.Г. Астигматизм оптичної системи ока // Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2002. № 3. C. 96-104.

14. Молебний В.В., Чиж І.Г., Сокуренко В.М. Рейтресингові методи вимірювання рефракційних похибок вад зору // Вісник національного технічного університету України “КПІ”. Приладобудування . 2002. №24. C.134-137.

15. Чиж І.Г., Осіпова І.Ю. Вплив апертури фотоприймального каналу на похибки відтворення коефіцієнтів Церніке у методі однопроменевої рефрактометрії ока // Вісник національного технічного університету України “КПІ”. Приладобудування . 2002. №24. C.143-148.

16. Чиж І.Г. Сокуренко В.М. Афончина Н.Б. Оптимізаційний метод вимірювання координат світлової плями на сітківці ока // Вісник національного технічного університету України “КПІ”, Приладобудування .2003. № 25.C. 137-143.

17. Чиж І.Г. Осіпова І.Ю. Вплив зворотного проходження світла в оптичній системі ока на точність визначення параметрів його аметропії та астигматизму // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. -2002 . - №1(3) . - C. 95-100.

18. Чиж І.Г., Афончина Н.Б. Визначення абераційної рефракції ока методом рейтресингу // Вісник національного технічного університету України“КПІ”. Приладобудування. 2003. № 26. C. 123-131.

19. Чиж І.Г. Визначення модуляційної передавальної функції оптичної системи за допомогою радіусів других гауссових моментів від функції розсіювання точки Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2004. №4. С. 127-137.

20. Чиж І.Г., Сокуренко В.М., Афончина Н.Б. Експериментальне дослідження похибок вимірювання аметропії та астигматизму методом рейтресингу // Вісник національного технічного університету України“КПІ”/ Приладобудування . 2004. №27. С. 150-157.

21. Чиж І.Г. Визначення просторово-роздільної здатності і глибини фокусної області оптичної системи ока через радіуси других гауссових моментів від функції розсіювання точки Наукові вісті НТУУ “КПІ” . 2005. №1.С.77-88.

22. Чиж І.Г., Сокуренко В.М., Афончина Н.Б. Експериментальне дослідження розташування в площині зіниці характерних точок ока // Вісник національного технічного університету України“КПІ”. Приладобудування. 2005. № 28.С. 131-137.

23. Вимірювач абераційної рефракції ока : Патент 46833, Україна, МКВ А61В3/00 / Молебний В.В., Чиж І.Г., Сокуренко В.М., Pallikaris I., Naoumidis L.; Заявлено 07.10.1998; Опубл. 17.06.2002, Бюл. № 6.

24. Вимірювач рефракції ока з просторовим розрізненням : Патент 47531, Україна , МКВ А61В3/00 /Чиж І.Г., Сокуренко В.М.; Заявлено 17.02.2000; Опубл. 15.07.2002, Бюл. № 7.

25. Рефрактометр з просторовим розділенням: Патент 54570, Україна, МКВ А61В3/00 / Чиж І.Г., Сокуренко В.М.; Заявлено 29.06.2000; Опубл. 17.03.2003, Бюл. № 3.

26. Патент 6.932.475. B2, США, МКВ А61В 3/10. Device for measuring aberration refraction of the eye / Молебний В.В.,Чиж І.Г., Сокуренко В.М. , Pallikaris I., Naoumidis L. ,Wakil Y. - Prior Publication Data US 2003/0011745 A1 Jan. 16, 2003. Date of Patent: Aug. 23, 2005.

АНОТАЦІЯ

Чиж І.Г. Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.07 - оптичні прилади та системи. - Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.

Удосконаленнями методу рейтресинга вирішено проблему підвищення точності і збільшення обсягу інформації про абераційний стан ока, що отримується при аберометрії його оптичної системи. Здійснено теоретичне узагальнення метода, розвинуто його теоретичні засади, розроблено принцип дії та систему удосконаленого багаторакурсного рейтресингового аберометра. Експериментально апробовано метод багаторакурсної аберометрії ока. Показано, що використання багаторакурсної аберометрії дозволяє виявляти всі типи аберацій та пояснювати причини появи первинних аберацій, які може мати реальне око з характерною для нього оптичною системою просторового типу. Експериментально підтверджено підвищення точності аберометрії за рахунок фільтруючих властивостей подвійної церніковської апроксимації функції хвильової аберації ока. Створено математичний апарат для обчислення стандартних офтальмологічних параметрів вад зору. Розроблено методи оцінок якості зображення і обсягу псевдоакомодації на основі використання компонентів тензору другого гауссового моменту від функції розсіювання точки на сітківці. Показано шляхи підвищення точності метода та апаратної точності рейтресингової аберометрії ока. Обґрунтовано рекомендації щодо коректного позиціонування аберометра відносно ока пацієнта.

Ключові слова: аберометрія ока, багаторакурсний рейтресинг, похибки аберометрії ока.

АННОТАЦИЯ

Чиж И.Г. Аберрометрия оптической системы глаза методом рейтресинга. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.11.07 - оптические приборы и системы. - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2006.

Усовершенствованием метода рейтресинга решена проблема повышения точности и увеличения объема информации об аберрацинном состоянии глаза, получаемой при аберрометрии его оптической системы.

Осуществлено теоретическое обобщение метода. Показано, что использование традиционной одноракурсной (вдоль визуальной оси) аберрометрии глаза не позволяет получать данные о всех возможных аберрациях глаза ввиду принадлежности его оптической системы к типу пространственных. Доказано, что полный объем информации об аберрационном состоянии глаза и более точное определение офтальмологических параметров и характеристик оптических недостатков зрения можно получить, осуществляя многоракурсную аберрометрию.

Создана математическая обобщенная аберрационная модель глаза, использующая двойное церниковское разложение функции волновой аберрации, в которой задействованы в качестве аргументов не только зрачковые координаты, но и координаты пространства предметов, а также длина волны, аккомодационное расстояние, момент времени осуществления аберрометрии.

Разработаны методы определения стандартных офтальмологических параметров оптических недостатков зрения на основе использования результатов многоракурсной аберрометрии.

Показано, что корректное определение аметропии требует учета всех осевых аберраций и размера зрачка. Величина и ориентация главных плоскостей астигматизма определяется векторной суммой астигматизма всех степенных порядков. А поворот главных плоскостей, по мере возрастания полярной координаты на зрачке, есть результат совместного действия астигматизма и сфероастигматизма. Для более точного определения астигматизма на визуальной оси следует производить многоракурсную аберрометрию.

Для расчетов характеристик качества изображения на сетчатке, а также объема псевдоаккомодации глаза, предложено использовать компоненты тензора второго гауссового момента от функции рассеяния точки на сетчатке, а точнее - радиусы соответствующих моментов “инерции”. Показано, что их можно представить в явном виде, используя церниковские-лукошевские коэффициенты аппроксимации функции волновой аберрации.

Разработан принцип действия и система усовершенствованного многоракурсного рейтресингового аберрометра. Изучены методические и инструментальные ошибки аберрометра и его структурных элементов. Установлено, что для аберрометрии глаза без кератоконуса достаточным есть представление функции волновой аберрации до шестого степенного порядка. Изучены ошибки аберрометрии от неточного продольного и поперечного позиционирования аберрометра относительно глаза, а также от неточного функционирования дефлектора светового луча и фотоэлектрического измерителя координат светового пятна на сетчатке. На основе теоретического анализа этих ошибок и экспериментальной проверки корректности теоретических результатов обоснованы методы уменьшения или устранения указанных ошибок.

Экспериментально, на большом количестве пациентов, изучено расположение особых точек в плоскости зрачка глаза - центра зрачка, центра роговичного зеркального изображения центрировочных светодиодов, симметрично расположенных вокруг оптической оси аберрометра и точки от визуальной оси глаза. Показано, что эти точки разнесены на такие расстояния, при которых совмещение одной из первых двух перечисленных точек с осью аберрометра (практикуется в существующих аберрометрах) не гарантирует совмещение этой оси с визуальной осью глаза с точностью, необходимой для корректной аберрометрии. Рекомендовано в систему аберрометра включить устройство, позволяющее получать карту этих точек, с последующим использованием ее для корректного поперечного позиционирования аберрометра.

Созданием экспериментального образца многоракурсного рейтресингового аберрометра и специальной модели оптической системы глаза, выполняющей функцию эталона аберраций, экспериментально исследованы ошибки многоракурсной рейтресинговой аберрометрии. Показано, что предложенные в работе методы уменьшения методических и инструментальных ошибок, наряду с использованием более эффективного аппарата восстановления церниковских коэффициентов аппроксимации функции волновой аберрации, позволяет достичь той точности и объема информации об аберрационном состоянии глаза, которые способны удовлетворить потребностям современной офтальмологической науки и клинической практики.

Ключевые слова: аберрометрия глаза, многоракурсный рейтресинг, ошибки аберрометрии глаза.

ABSTRACT

Chyzh I. H. Aberrometry of an eye's optical system by the ray-tracing technique. - Manuscript.

Thesis for a doctor's scientific degree by speciality 05.11.07 - optical instruments and systems. - National Technical University of Ukraine “Kyiv polytechnic institute”, Kyiv, 2006.

The problem is solved to increase the accuracy and involve all eye-aberration data obtained by the ray-tracing technique. Theoretical generalization is performed for this technique. Theoretical investigations are carried out as well as design principles are developed for an improved multi-field ophthalmic ray-tracing aberrometer. The technique of multi-field eye aberrometry is tested experimentally. It is shown that the use of multi-field eye aberrometry enables to evaluate all types of aberrations and to explain the reasons of arising primary aberrations, which a specific eye may have as an optical system of a spatial type. It is proved experimentally that the accuracy of aberrometry is increased due to filtering properties of double Zernike approximation of an eye's wave aberration.

Mathematical apparatus is developed for calculating standard ophthalmic parameters characterizing sight lacks. The method is proposed for estimating image quality and pseudo-accommodation volume. This method incorporates components of a tensor of the second Gaussian moment of a point-spread function at the retina. The ways are shown which increase methodical and instrumental accuracy of ray-tracing eye aberromentry.

The recommendations are presented for correct aligning the aberrometer relatively to a patient's eye.

Key words: eye aberrometry, multi-field ray-tracing, eye aberrometry errors.

Размещено на Allbest.ru