СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2014, том 28, № 1, с. 72-80
_ зрительная _
система
УДК 612.843.74+ 612.843.721
очковый хромостереопсис у людей с различными показателями естественного
хромостереопсиса
© 2014 г. С. и. Рычкова, А. С. Большаков, М. А. Грачева, Г. и. Рожкова
ФГБУН Институт проблем передачи информации им. А.А.Харкевича РАН 127994Москва, Б. Каретный пер., 19 E-mail: lana.rych@mail.ru
Поступила в редакцию 21.05.2013 г.
В офтальмологической практике довольно часто применяют коррекционную оптику с призматическими компонентами. При лечении косоглазия такими очками компенсируют угол отклонения косящего глаза, благодаря чему можно сохранить и развивать бинокулярное зрение пациента. Выраженным призматическим эффектом также могут обладать и обычные очки со сферическими линзами, если расстояние между центрами линз в оправе существенно отличается от расчетного значения, определяемого межзрачковым расстоянием и дистанцией до объекта наблюдения. Поскольку коротковолновые и длинноволновые световые лучи преломляются призмами в разной степени, для призматических очков характерно наличие хроматической аберрации, приводящей к относительному смещению изображений синих и красных объектов на сетчатках глаз. Если призмы в очках установлены симметрично (основаниями к носу или к вискам), то это смещение на сетчатке оказывается эквивалентным бинокулярной диспаратности, которая создает иллюзию разной удаленности от наблюдателя равноудаленных объектов разного цвета. Обусловленный призматическими очками стереоэффект зависит от силы призм, межзрачкового расстояния и различия показателей преломления для излучений разной длины волны. В работе показано, что не у всех людей действие одинаковых призм проявляется одинаково из-за наличия собственного естественного хромостереопсиса, связанного с индивидуальными особенностями оптического и рецепторного аппарата глаз, а также центральных механизмов зрения. Вклад этого эффекта необходимо учитывать при назначении призматической коррекции.
Ключевые слова: очковая коррекция зрения, призматические очки, хромостереопсис, индивидуальная вариабельность
ВВЕДЕНИЕ
При очковой коррекции зрения нередко используют призмы или линзы с призматическими компонентами. Призматическую коррекцию назначают, например, при косоглазии, декомпенсированной гетерофории, ослабленной конвергенции у пациентов с пресбиопией и слабовидением (Розенб-люм, 1991; Егорова, 2004; Утехин, 2009; Плисов и др., 2012; Atchison et al., 1980; Lee et al., 1995; Noorden, Campos, 2002; Wright, Spiegel, 2003; Choi et al., 2010).
При определенных видах косоглазия и значениях угла отклонения оси косящего глаза возможна полная оптическая компенсация девиации при помощи призм. Используя свойство призмы отклонять световые лучи в направлении ее основания,
подбором силы призмы добиваются комфортных условий восприятия для косящего глаза, что позволяет сохранять и совершенствовать бинокулярное зрение. В тех случаях, когда косоглазие возникает только при некоторых направлениях взора (чаще это бывает при паралитических видах косоглазия), призматическая коррекция даёт возможность скомпенсировать несимметричность установки зрительных осей в этих направлениях и избавить пациента от двоения и вынужденного положения головы (Плисов и др., 2012; Noorden, Campos, 2002; Wright, Spiegel, 2003).
Показанием к назначению призматической коррекции также могут быть астенопические жалобы (повышенная зрительная утомляемость, головные боли, зрительный дискомфорт), связанные с бинокулярными расстройствами или нару-
шением взаимоотношений между аккомодацией и конвергенцией. В этих случаях используется призматическая коррекция в неполном объеме -до устранения дисбаланса в глазодвигательной системе, вызывающего у пациента астенопиче-ские явления, или же назначаются бифокальные очки с призмами в нижней части очковых линз (Розенблюм, 1991; Егорова, 2004; Утехин, 2009; Atchison et al., 1980; Lee et al., 1995; Noorden, Campos, 2002).
Призматические компоненты могут появляться и при ношении очков с чисто сферическими линзами, если расстояние между центрами линз в оправе существенно отличается от расчетного значения, обеспечивающего прохождение светового потока через параксиальные зоны очковых линз и определяемого межзрачковым расстоянием, оптической силой линз и рабочей дистанцией (Кузнецов, 2009).
Наличие призматических компонентов обусловливает появление искажений пространственного восприятия, одно из которых - очковый хромосте-реопсис (ХС). В основе этого эффекта лежит хроматическая аберрация - различие в преломлении коротковолновых и длинноволновых лучей света при прохождении через призму. Естественный ХС - это давно известная пространственная иллюзия, заключающаяся в том, что равноудаленные от наблюдателя объекты разного цвета воспринимаются как разноудаленные. Первоначальное объяснение этой иллюзии базировалось на двух факторах: поперечной хроматической аберрации оптической системы глаза и смещении фовеа от заднего полюса глазного яблока (Brücke, 1868; Einthoven, 1885). В результате последующего детального исследования ХС у разных людей и в различных условиях наблюдения обнаружилось, что естественный ХС, по-видимому, может определяться несколькими причинами и может существенно варьировать не только по величине и знаку, но и по характеру зависимости от уровня освещения. Эволюция представлений о механизмах ХС рассмотрена в обзоре, публикуемом в этом же выпуске журнала (Рожкова, Грачева, 2014).
Данное экспериментальное исследование касается вопроса о практических аспектах проявления очкового ХС и влияния на него естественного ХС. Мы обратили внимание на ХС в связи с сильными стереоиллюзиями, возникающими у людей при наблюдении уличных световых реклам и декораций, а также сигналов светофоров в темное время суток (Рожкова и др., 2012). Эти стереоиллюзии иногда выражаются в кажущемся смещении объектов разного цвета по глубине на десятки и сотни метров. Сила и знак иллюзий зависят как от
наличия у человека очков и их параметров, так и от индивидуальных особенностей его глаз.
В настоящей статье приведены результаты экспериментальной оценки влияния индивидуальных особенностей строения глаз испытуемых на стереоэффекты, вызываемые очковой оптикой. С практической точки зрения такое предварительное исследование необходимо провести, чтобы в дальнейшем можно было сформулировать рекомендации по подбору призматической коррекции с учетом индивидуальных характеристик ХС.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Испытуемые. Всего в исследовании участвовало 45 испытуемых: 25 детей в возрасте 8-13 лет (среднее значение 9.7 ± 0.85 лет) и 20 взрослых в возрасте 20-75 лет (среднее значение 26.85 ± 1.95 лет).
Предварительно всем испытуемым было проведено офтальмологическое обследование, включавшее измерение рефракции, определение остроты зрения без коррекции и с коррекцией, если у испытуемых были аномалии рефракции, определение угла a (угла между оптической и зрительной осями), исследование состояния бинокулярного зрения и бинокулярной фиксации.
В группе детей было десять человек без аномалий рефракции, восемь человек с миопической рефракцией и семь - с гиперметропической. Угол а был положительным у пятнадцати человек и отрицательным - у десяти, а детей с нулевым значением a среди испытуемых не было.
В группе взрослых было четырнадцать человек без аномалий рефракции, четверо с миопической рефракцией, двое - с гиперметропической рефракцией; двенадцать человек имели положительный угол a, восемь - отрицательный, испытуемых с нулевым значением a среди взрослых также не было.
Тест-объекты и условия эксперимента. Эксперименты по измерению ХС при наблюдении цветных тест-объектов через призматические очки проводили полностью в затемненном помещении, что позволяло исключить возможность влияния видимого окружения на оценку пространственного расположения тест-объектов. Схема эксперимента представлена на рис. 1, а. В процессе измерений использовали акриловые призмы фирмы Luneau Ophtalmologie, которые вставляли в пробную очковую оправу.
Тест-объектами служили светодиоды с красным и синим излучениями, видимую яркость которых уравнивали при помощи нейтральных фильтров. Синий светодиод был закреплен неподвижно на расстоянии 2.8 м от испытуемого. Красный
ŒHœPHbffi CИCТЕМЫ том 28 № 1 2014
2,8 м
ок ор
-о-
Синий I „светодиод
Красный ^
светодиод (подвижный)
400 500 600
Длина волны, нм
700
рис. 1. Детали методики эксперимента: общая схема установки - а и спектральные кривые красного - б и синего -в светодиодов.
светодиод можно было перемещать по глубине. В исходном положении при одинаковом удалении от испытуемого расстояние между светодиодами составляло 4 см.
Данные источники света можно было считать почти точечными, так как их размеры (4.5 мм) были во много раз меньше расстояния до испытуемого (2.8 м).
Спектральные кривые излучений, измеренные при помощи прибора Ocean Optics Red Tide USB650, имели вид, представленный на рис. 1, б, в. В соответствии с полученными спектрами и характеристиками материала призм при теоретической оценке эффектов использовали следующие показатели преломления: nc = 1.4970 - для излучения коротковолнового источника, пк = 1.4880 - для
длинноволнового, пж = 1.4913 - для стандартного желтого (Kasarova et а1., 2007).
Процедура измерений. Обусловленное существованием ХС иллюзорное различие в удаленности от испытуемого источников красного и синего света оценивали, сдвигая красный тест-объект по глубине до получения впечатления равной удаленности обоих источников света.
У всех испытуемых определяли относительное смещение синего и красного тест-объектов в естественных условиях наблюдения и с призмами различной силы, от 2 до 10 призматических диоптрий (прДптр). Для каждого испытуемого проводили серию измерений, меняя в квазислучайном порядке силу призм и их ориентацию (основанием к носу либо основанием к виску). При наличии у испытуемого аномалий рефракции дополнительно использовали необходимую коррек-ционную оптику.
В ходе проведения экспериментов было обеспечено соблюдение положений Хель
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.