Способ определения динамической рефракции глаза Советский патент 1991 года по МПК A61B3/09 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для исследования динамической рефракции глаза,

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается путем освещения глаза пространственно-когерентным излучением и наблюдением спекл-картины. Спекл-картину наблюдают в излучении, отраженном от сетчатки, измеряют средний размер спекла и вычисляют фокусное расстояние глаза как дробно-линейную функцию от среднего размера спекла, коэффициенты которой предварительно определяют из оптических параметров схемы измерения и/или калибровочных измерений положения плоскости аккомодации глаза. При освещении глаза пространственно-когерентной плоской волной фокусное расстояние f глаза вычисляют по следующему соотношению:

f da/(db + c),

где d - средний размер спекла в плоскости зрачка; а DS, в D, с пЯ S;

D - диаметр зрачка;

S - расстояние от хрусталика до сетчатки;

А -длина волны излучения;

п- показатель преломления среды внутри глаза.

При освещении глаза пространственно- когеретной расходящейся волной, в указанном соотношении коэффициенты а DSH, b (DH + DS), с кп A SH, где Н - расстояние от источника до зрачка, К 1, если источник расположен дальше плоскости, на которую сфокусирован глаз, и К - 1, если источник расположен ближЪ.

Сущность способа заключается в том, что лазерное излучение, отразившееся от сетчатки глаза, образует за счет фазовых неоднородносте,й последней неоднородное распределение отраженного света на выходе из глаза - так называемую спекл-структу- ру. Характерный размер неоднородностей пропорционален длине волны света и обО

ю

v|

VI

ратно пропорционален размеру лазерного пятна на сетчатке. В свою очередь, размер пятна на сетчатке при неизменной конфигурации освещающего пучка будет зависеть от степени аккомодации глаза. Таким образом, осветив глаз пространственно-когерентным излучением и наблюдая изображение зрачка в отраженном от сетчатки свете на распределенном фотоприем- нике, по последующему измерению среднего размера спекла можно вычислить рефракцию глаза.

Рассмотрим количественные соотношения между размером спекла и фокусным расстоянием глаза в данном способе определения динамической рефракции глаза. Допустим, глаз освещается плоской волной лазерного излучения с длиной волны А . Если глаз аккомодирован на объект, находящийся на расстоянии А от глаза, то фокусное расстояние f оптической системы глаза определяется по обычному соотношению для линзы

f AS/(A + S),(1),

где S - расстояние от хрусталика до сетчатки.

Параллельный пучок лазерного излуче- ния, прошедший зрачек глаза диаметра D даст на сетчатке пятно диаметром Ф

Ф DZ, (2)

где Z (S - f)/fРазмер спекла в плоскости зрачка определится простым соотношением (2):

AfS/nD(S-f) ,(3), где п - показатель преломления внутренней среды глаза.

Из (3) легко получается значение фокусного расстояния глаза

f-dDS/(dD + nAS)(4).

Для случая точечного источника, находящегося на расстоянии Н от зрачка выражение приобретает вид

f dDSH/( + nASH),npnH А, (4а

т.е. когда источник расположен дальше плоскости, на которую аккомодирован глаз. В противном случае имеем

f dDSH/(dDH + dDS - nA SH), при Н А, (4Ь).

8 общем случае освещения произвольной волной от протяженного источника соотношение (4) можно записать в виде,

f da/(db + c),(5/

где d - средний размер спекла; а,Ь,с- постоянные, зависящие от размера источника излуче ния, расстояния до глаза, длины волны излучения, расстояния от хрусталика до сетчатки, диаметра зрачка, расстояния до плоскости наблюдения спекл-картины, показателя преломления внутренней среды глаза и других оптических характеристик.

Эти постоянные могут быть получены как непосредственными измерениями, так и определены путем нормировочных испытаний перед использованием реального устройства, принцип действия которого будет основан на предложенном способе.

Постановка следующих характеристик эначений для глаза (3): 5 23 мм, D 6 мм и для длины волны ближнего инфракрасного диапазона 0,9 мкм в выражение (4) дает изменение среднего размера спекла от 19 до 186 мкм при изменении фокусного расстояния глаза от 19 до

22,5 мм (изменение расстояния до плоскости фокусировки глаза от 10 см до 1 м). Таким образом видно, что измерение распределения размеров спекла на зрачке дает возможность получать информацию о рефракции глаза.

П р и м е р. В качестве примера рассмотрим

случай освещениятлаза параллельным плоским пучком излучения инжекционного полупроводникового лазера ( А 0,9 мкм), которое легко осуществить, сколлимировав излучение с помощью объектива. Освещая глаз через полупрозрачное зеркало, наблюдая изображение зрачка в отраженном от сетчатки излучении на . распределенном фоторегистраторе, например, на матрице фотоприемников и анализируя получаемое распределение с помощью процессора, измеряющего средний размер спекл-картины, по приведенным выше формулам легко рассчитать значения динамической рефракции глаза в диоптриях. Допустим, получается значение d

100 мкм 0,1 мм. Для значения диаметра зрачка глаза 0 6 мм, расстояния от хрусталика до сетчатки S 23 мм и значения показателя преломления внутренней средь: глаза п 1.44 из формулы (4) легко рассчитать значение абсолютной динамической рефракции глаза:

гл пdDSn....

D т Q-n-Xs- 65,54 диоптрии.

Поскольку преломляющая сила глаза в со- стоянии покоя аккомодации равна DO 59,6 диоптрии, то динамическая рефракция глаза будет равна

DOTH DO - D 59,5 - 65,54 -6,04 диоптрии.

Использование предложенного способа определения динамической рефракции глаза обеспечивает:

повышение точности результатов;

объективность контроля аккомодация; осуществление измерений в реальном масштабе времени;

создание комфортных условий для наблюдаемого за счет возможности применения лазеров инфракрасного диапазона.

излучение которых не воспринимается гла-наблюдения спекл-картины, отлича ющи йзом человека.с я тем, что, с целью повышения точности.

Формулаизобретениярегистрируют спекл-картину, формирующуСпособ определения динамической ре-юся после отражения излучения от сетчатки

фракции глаза путем его освещения простран-5 и измеряют размер спекла.

ственно-когерентным излучением и

Изобретение относится к медицине, з именно к офтальмологии, и может быть использовано для исследования динамической рефракции глаза. Цель изобретения - повышение точности способа. Глаз освещают пространственно-когерентным излучением и наблюдают спекл-кзртину в излучении, отраженном от сетчатки, измеряют средний размер спекла и вычисляют фокусное расстояние как дробно-линейную функцию от среднего размера спекла.