Diference astigmatické korekce v závislosti na akomodaci

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta Diference astigmatické korekce v závislosti na akomodaci Diplomová práce Vedoucí diplomové práce Autorka diplomové práce Mgr. Ondřej Vlasák Bc. Kamila Knötigová Brno, duben 2015

2 MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta Katedra optometrie a ortoptiky ANOTACE JMÉNO: OBOR: ZADÁNÍ PRÁCE: VEDOUCÍ PRÁCE: Bc. Kamila Knötigová Optometrie Diference astigmatické korekce v závislosti na akomodaci Mgr. Ondřej Vlasák Tato diplomová práce se hlouběji zabývá jednou z refrakčních vad astigmatismem a hlavně vlivem akomodace na tuto vadu. Cílem práce je zjistit jaký vliv má akomodace na konečnou hodnotu cylindrické korekce do blízka. Je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část je zaměřena na popis, dělení a korekci refrakčních vad, důraz je kladen na oční astigmatismus. Dále se věnuje popisu akomodace, a jaký vliv může mít na refrakci. V poslední části teoretického oddílu jsou popsány objektivní a subjektivní metody vyšetření astigmatismu. V praktické části jsou statisticky zpracovány výsledky z prováděného výzkumu a popsáno zda došlo k potvrzení hypotéz. KLÍČOVÁ SLOVA: Astigmatismus, akomodace, refrakční vady, objektivní a subjektivní metody měření astigmatismu.

3 MASARYKOVA UNIVERZITA Faculty of medicine Departement of Optometry and Orthoptics ANNOTATION NAME: SPECIALIZATION: THEME OF THE WORK: LEADER OF THE WORK: Bc. Kamila Knötigová Optometry Difference of astigmatic correction depending on the accommodation Mgr. Ondřej Vlasák This thesis looks deeper into one of refractive errors, astigmatism, and primarily into the effect accommodation may have on this error. The aim is to determine what effect does the accommodation have on the final value of the cylindrical correction for near vision. It is divided into theoretical and practical part. The theoretical part is focused on the description, classification and correction of refractive errors, the emphasis is on ocular astigmatism. Then it describes accommodation and what kind of influnce can it have on refractive error. In the last part of the theoretical section there are described the objective and subjective methods of examination of astigmatism. In the practical part there are statistically processed results of research conducted and evaluation of the hypothesis.

4 KEY WORDS Astigmatism, acommodation, refractive errors, objective and subjective methods of measurement of astigmatism

5 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci Diference astigmatické korekce v závislosti na akomodaci vypracovala samostatně s využitím uvedených pramenů a literatury pod vedením Mgr. Ondřeje Vlasáka. Souhlasím s tím, že má diplomová práce a její elektronická kopie může být použita k vnitřním potřebám školy a ke studijním účelům. Brno, duben 2015 podpis autora práce

6 Poděkování: Tímto bych chtěla poděkovat panu Mgr. Ondřeji Vlasákovi, vedoucímu mé diplomové práce, za cenné rady a připomínky, které mi v průběhu psaní poskytl. Dále bych chtěla poděkovat celému kolektivu, hlavně majitelce Lumioptic s.r.o., Bc. Libuši Novákové- Knollové, za možnost provádět měření v její optice. Za celkový přístup a podporu, kterou mi poskytla. Velké díky také patří Ing. Janu Vaško za rady při zpracování dat a také za jeho podporu. Jakožto celé mé rodině, která mě podporovala během celého mého studia.

7 Obsah 1 Úvod Refrakce a zraková ostrost oka Refrakce oka Refrakce rohovky Refrakce čočky Zraková ostrost oka Dělení refrakčních vad Myopie Popis myopie Dělení myopie Korekce myopie Hypermetropie Popis hypermetropie Dělení hypermetropie Korekce hypermetropie Astigmatismus Definice a teorie vzniku astigmatismu Popis a etiologie astigmatismu Dělení astigmatismu Klinické příznaky Korekce astigmatismu Presbyopie Popis presbyopie a její příznaky Etiologie presbyopie... 35

8 3.4.3 Korekce presbyopie Akomodace Anatomie očních struktur podílejících se na akomodaci Rohovka Komorová voda Čočka Závěsný aparát čočky Řasnaté tělísko Sklivec Mechanismus akomodace Akomodační teorie Fyzikální a fyziologická akomodace Složky akomodace Akomodační oblast a akomodační šíře Poruchy akomodace Akomodace a refrakce Akomodace a její vliv na refrakční vady Vyšetření astigmatismu Objektivní metody Hartingerův koincidenční refraktometr (HKR) Skiaskopie Autorefraktometr automatické oční refraktometry Wavefront analýza aberometrie Metody vyšetření předního segmentu měřící astigmatismus Keratometrie... 71

9 5.2.2 Topografie Subjektivní metody ( JC, zamlžovací metoda) Jacksonův zkřížený cylindr Výzkum Úvod do výzkumné části Cíl práce Pracovní hypotézy Metodika Vyšetřované osoby Navržení testu pro vyšetření astigmatismu do blízka Použité přístroje a pomůcky Výsledky Závěr Seznam obrázků Seznam tabulek a grafů Seznam použité literatury

10 1 Úvod Lidské oko, ač malý, ale velmi složitý orgán, je jedním z nejdůležitějších smyslových orgánů člověka. Umožňuje vnímat největší část podnětů přicházejících z vnějšího okolí. Pokud je oko zatíženo nekorigovanými refrakčními vadami, je toto vnímání značně omezeno a má to vliv na celkovou kvalitu života daného člověka. Cílem optometristy je zajistit zkvalitnění života klientům, kteří jsou postiženi některou z korigovatelných refrakčních vad (myopií, hypermetropií, astigmatismem či presbyopií). Jeho prací je objektivní i subjektivní změření zraku a následná korekce (např. brýlemi, kontaktními čočkami), vyšetření předního segmentu bezkontaktními metodami pomocí optických přístrojů, poradenství (např. při volbě adekvátní korekce pro určité vzdálenosti). Tato diplomová práce se bude hlouběji zabývat právě jednou z refrakčních vad a to astigmatismem. Dá se říci, že téměř u každého člověka se vyskytuje astigmatismus. Jedná se o fyziologický astigmatismus způsobený tlakem horního víčka na rohovku. Nefyziologický astigmatismus je refrakční vada vyskytující se asi u 10% populace [2]. Pokud není tato vada korigována, dostavuje se, stejně jako u nekorigované myopie a hypermetropie, celková i oční únava, pálení očí, bolesti hlavy, stres a pokles výkonnosti. Při měření a stanovení vhodné korekce se může výsledná hodnota měřeného astigmatismu lišit v závislosti na vyšetřovací vzdálenosti, resp jeho hodnota může být jiná při subjektivní korekci do dálky a poté do blízka. Tato diplomová práce se zaměří právě na diferenci astigmatické korekce, jak se změní její hodnota při pohledu do blízka, kdy je oko nucené akomodovat. V teoretické části je obsáhleji popsán astigmatismus, jeho dělení, popis a korekce, objektivní a subjektivní metody vyšetřování této vady. Dále se práce zabývá akomodací. Popisuje struktury oka, které se podílejí na akomodačním procesu a vliv na refrakci. Praktická část se zkoumá, zda je rozdíl (v síle a ose) mezi subjektivní astigmatickou korekcí do dálky a do blízka. 10

11 2 Refrakce a zraková ostrost oka 2.1 Refrakce oka Refrakce je ohyb světelného paprsku na rozhraní dvou optických prostředí. Refrakce oka vyjadřuje poměr mezi jeho délkou v optické ose a optickou mohutností lomivých prostředí. Lomivými prostředími jsou struktury oka, jimiž prochází světelný paprsek na své cestě k sítnici přední plocha rohovky, hmota rohovky, zadní plocha rohovky, komorová voda, přední plocha čočky, hmota čočky, zadní plocha čočky a sklivec. Prakticky lze považovat přední a zadní plochu rohovky za paralelní. Hmota rohovky může být zanedbána a její dvě plochy lze tudíž považovat za jednu. Index lomu komorové vody a sklivce je prakticky stejný (1,33), takže obojí tvoří jedno prostředí. Díky tomu se složitý optický systém oka mění v jednoduchý. Tvoří jej přední plocha rohovky, umístěná mezi vzduchem a komorovou vodou, čočka a sklivec. Čočka a rohovka působí jako konvexní čočky a vytvářejí systém se značnou refrakční hodnotou. Ve své funkci bývá oko obecně srovnáváno s fotografickým aparátem. Vlastní komoru představuje dutina vyplněná sklivcem. Pigmentová vrstva cévnatky pak obstarává zamezení reflexů. Rohovka, čočka a komorová voda představují objektiv. Stav, kdy paralelní paprsky jsou optickými strukturami oka lomeny tak, že se sbíhají přesně na sítnici, nazýváme emetropie (optická mohutnost odpovídá délce oka). Stav, kdy se paprsky sbíhají mimo sítnici, nazýváme ametropie (optická mohutnost oka je menší nebo větší, než by odpovídalo dané délce oka. Ametropické oko je zatíženo některou z refrakčních vad. [1, 2] 11

12 2.1.1 Refrakce rohovky Rohovka má, jako součást optického systému oka, největší lomivost. Její refrakční hodnota kolísá mezi +40 až +45 D. Ve skutečnosti není sférická. Periferní části jsou značně plošší než centrální. Vertikální meridián je o něco silněji zakřiven (0,5 D), což odpovídá fyziologickému rohovkovému astigmatismu. Vysvětlit si to lze tlakem horního víčka na bulbus. Pro vidění však člověk používá jen centrální část rohovky díky zornici. Proto lze rohovku považovat za sférickou lámavou plochu o poloměru zakřivení asi 8 mm. [2] Refrakce čočky Refrakce čočky je značně komplikovaná tím, že čočka nemá homogenní strukturu. Je tvořena mnoha vrstvami, přičemž vrstvy centrálněji uložené mají mnohem vyšší index lomu než vrstvy periferní. Lomivost čočky je dále zvyšována skutečností, že jednotlivé vrstvy nejsou přesně koncentrické. Zevní vrstvy čočky jsou méně zakřivené než vrstvy vnitřní. Centrálně uložené jádro čočky je téměř kulovité. Poloměr zakřivení přední plochy čočky je asi 10 mm, zatímco zadní plochy asi 6 mm. Index lomu periferních vrstev čočky je přibližně 1,338, zatímco index lomu jádra čočky je asi 1,41. Průměrná hodnota je tedy 1,39. Vlivem nehomogenní struktury čočky je však její skutečná refrakční hodnota vyšší. Pokud by čočky byla homogenní, odpovídala by jednotnému indexu lomu 1,42. Celková lomivost čočky je udávána +16 až +20 D. Zvláštní skladba čočky pomáhá korigovat nedostatky optického systému oka (sférickou a chromatickou aberaci, rozptyl světelných paprsků) a umožňuje jí zvýšit hodnotu lomivosti téměř na dvojnásobek. [2] 12

13 Dle lomivosti paprsků lze refrakční vady dělit následovně: 1. Pokud se paprsky sbíhají před sítnicí (oko je relativně dlouhé), jde o myopii. 2. Sbíhají-li se paprsky až za sítnicí (oko je relativně krátké), jde o hypermetropii. 3. Pokud neexistuje jediné ohnisko (optický systém oka nemá ve všech meridiánech stejnou optickou mohutnost), jde o astigmatismus. 2.2 Zraková ostrost oka Zrakovou ostrostí se rozumí kvalita a stupeň schopnosti lidského oka rozlišit detaily v předmětovém prostoru. Tato ostrost závisí na mnoha faktorech (např. kontrast, základní charakter pozorovaných předmětů aj). Jednotka jedné úhlové minuty byla na mezinárodní konferenci v Haagu uznána jakožto základ angulární-úhlové rozlišovací schopnosti lidského oka. Dle tohoto kritéria by tedy zdravé oko mělo být schopno rozlišit odděleně dva body, které byly vyjmuty z množiny bodů tvořících předmětový prostor, pokud jejich rozteč odpovídá v obecné pozorovací vzdálenosti tangentě úhlu 1'. Hodnotu funkce tg α, lze v případě omezení se jen na malé úhly, nahradit hodnotou arc α: Tg 1 = arc 1 = (2πα )/360 = 0,01745 (1) 1 =60' z toho plyne: (2) tg1' = arc1' = 0,01745/60 (3) tudíž arc 1'=0,00029 (4) Tato hodnota má základní význam pro kvalitativní rozbory vidění, jelikož byla odvozena na základě skutečných poměrů v lidském oku. V praxi se to využívá 13

14 při konstrukci optotypů sloužících pro zjišťování zrakové ostrosti oka neboli visu. Na optotypech jsou zobrazována vhodně vytypovaná písmena a čísla latinské abecedy (Landoltovy kruhy, Pflügerovy háky aj). Pro obecnou vzdálenost (y) dvou bodů, platí (při splnění výchozí podmínky pro tg1' (4)): y=x*arc1' (5) kde: x.. základní vyšetřovací vzdálenost Při ověřování zrakové ostrosti, například na Landoltově kruhu, tento znak tvoří část kruhového prstence, mezikruží s tloušťkou čáry, která odpovídá výřezu štěrbiny. Tato štěrbina tvoří 1/5 celkového průměru znaku (obrázek 1). Při vyšetřovací vzdálenosti 5 m vyhovuje kritériu jedné úhlové minuty velikost předmětu y=1,45 mm (5), to odpovídá tloušťce čáry Landoltova kruhu, celý znak pak bude mít velikost: yc=5*y (6) yc= 5*x* arc1' =0,00726 m (7) Obrázek 1: Landoltův kruh [23] 14

15 Tohoto výpočtu bude využito v praktické části této práce (viz kap. 6). Zraková ostrost (visus), která odpovídá těmto požadavkům je normálová, rovna 1. Visus lze tedy obecně zapsat pomocí zlomku: Visus= základní vyšetřovací vzdálenost [m] (8) vzdálenost, ve které zdravé oko vidí základní kritérium použitého znaku pod úhlem 1' [m] [8] 15

16 3 Dělení refrakčních vad 3.1 Myopie Popis myopie Myopie neboli krátkozrakost, je refrakční vada, při které se rovnoběžné paprsky po průchodu relaxovaným optickým aparátem (oko je v akomodačním klidu) sbíhají v ohnisku před sítnicí. Myopické oko je tedy relativně dlouhé. Většinou se jedná o axiální myopii. Křivková myopie má podklad ve zvýšeném zakřivení rohovky nebo ve zvýšeném zakřivení přední či zadní plochy čočky. Lomivost čočky je také zvýšena při uvolnění napětí závěsného aparátu čočky. [1, 2] Dělení myopie Myopii lze rozdělit podle několika kritérií: 1. Dle počtu dioptrií. 2. Dle degenerativních změn oka. 3. Dle anatomických parametrů oka a progrese změny dioptrií. 4. Speciální případy Dle počtu dioptrií a) Myopia simplex neboli levis (-0,25 až -3 D). b) Myopia modica (-3,25 až -6 D). c) Myopia gravis (-6,25 D a více). [1, 3] 16

17 Dle degenerativních změn oka a progrese změny dioptrií a) Myopie fyziologická (patří sem myopie simplex a modica), vzniká v adolescenci a po 20. roku se zpravidla nezhoršuje. Není také doprovázena degenerativními změnami na očním pozadí. b) Myopie intermediální začíná ve školním věku a rychle progreduje na hodnotu -5 D až -10 D. Jsou zde počínající známky zvětšování oka (předozadní délka je 25,5 až 32,5 mm) a malé změny na očním pozadí. Rozvoj se výrazně zpomaluje po 20. roce věku. c) Myopie progresivní neboli patologická, je rychle se zhoršující vada o 1 až 4 dioptrie za rok. Může dosáhnout hodnot -15 D až -25 D. Jsou při ní přítomny degenerativní změny sítnice, cévnatky a sklivce. Obvykle vzniká velmi časně. Zhoršuje se až do 30 let a poté dochází ke stabilizaci. d) Myopie vrozená mívá hodnotu až -10 D již v prvním roce života. Zpravidla příliš neprogreduje a častěji se s ní lze setkat u předčasně narozených dětí. [1, 2, 3] Dle anatomických parametrů oka a) Myopie indexová se může vyskytovat při cukrovce (příčinou je snížení indexu lomu korových čočkových hmot) a při šedém zákalu (při zvýšené lomivosti jádra čočky). Změna lomivosti komorové vody a sklivce nemůže podstatně ovlivnit refrakci oka. b) Myopie axiální je zvláštní forma krátkozrakosti, která vzniká při vrozeném glaukomu u dětí. Po oploštění rohovky a posunutí 17

18 čočky dozadu je výsledná myopie nižší, než by odpovídalo prodloužení předozadní délky oka. c) Myopie křivková je mnohem vzácnější. Je to stav, kdy je více zakřivena rohovka (například u keratokonu) nebo přední či zadní plocha čočky (přední a zadní lentikonus). Lomivost čočky je také zvýšena při uvolnění napětí závěsného aparátu čočky (po poranění nebo při spasmu akomodace). [1, 2] Speciální případy a) Arteficiální myopie neboli pseudomyopie nastává při nadměrném zatížení akomodace, jde o spasmus akomodace. [1, 2, 3] b) Noční myopií se rozumí posun refrakce oka při zhoršujících se světelných podmínkách v průměru až o 2 D směrem k myopii. Vzniká v důsledku sférické aberace - otvorové vady lomivého systému oka. Během zhoršených světelných podmínek dochází k rozšíření průměru zornice vzhledem ke snížení intenzity vstupního osvětlení. Průměrné ohnisko křivky se pak přesouvá před sítnici k vlastnímu optickému systému a refrakčně lze vznikající stav charakterizovat jako myopii. Ke vzniku noční myopie také přispívá chromatická aberace (díky velkému podílu krátkovlnné části spektra za setmění, kdy se paprsky s touto kratší vlnovou délkou více lomí) a i psychické příčiny (přílišná akomodace, aby bylo kompenzováno neostré vidění za šera). Právě klidová akomodace je asi největší příčinou noční myopie. Bylo prokázáno, že v klidovém postavení není akomodace nastavena na daleký bod, ale na určitou vzdálenost mezi blízkým 18

19 bodem a dálkou. V průměru to bývá vzdálenost 1-2 metry. Klidová akomodace nastupuje, je-li zorné pole bez jakéhokoliv podnětu, tedy v noci nebo v prázdném prostoru (u letců a kosmonautů). c) Přístrojová myopie, dosahující hodnot od 1 do 1,5 D. Vzniká v důsledku bezděčně aktivovaného akomodačního procesu při pohledu do přístroje ( foropter, autorefraktometr aj). d) Prostorová myopie je popisována u pilotů tryskových letadel, kosmonautů atd. Její příčinou je pobyt člověka ve velkých výškách, pokud je organismus obklopen relativně prázdným prostorem. e) Fakogenní myopie vzniká u šedého zákalu, kdy stoupá index lomu kalícího se jádra. [7] Korekce myopie Obecně platí, že je dospělý pacient s myopií korigován nejslabší rozptylkou, s níž dosáhne nejlepšího visu. U nízké a střední myopie je doporučena plná korekce a její stálé nošení. U presbyopických myopů je korekce na blízko obvykle slabší o 1 až 3 D (záleží na věku pacienta). U vysoké myopie nebývá zpravidla plná korekce tolerována. Míra podkorigování je přísně individuální a je kompromisem mezi zrakovou ostrostí a subjektivní snesitelností korekce. 19

20 3.2 Hypermetropie Popis hypermetropie Hypermetropie neboli dalekozrakost, je refrakční vada, u níž paprsky rovnoběžně dopadající na rohovku oka, při jeho akomodačním klidu, tvoří ohnisko za sítnicí. Hypermetropické oko je tedy relativně kratší. Příčinou může být menší předozadní průměr oka (axiální hypermetropie) nebo nedostatečné zakřivení některého z lomivých rozhraní (křivková hypermetropie). Další skupinu tvoří indexová hypermetropie (snížení indexu lomu čočkové tkáně). Paralelní paprsky, které dopadají do oka, se sbíhají za sítnicí a na sítnici dopadá neostrý obraz. Tento obraz je zamlžený, nezřetelný a menší. Čočka, která svoji velikost nemění, se zdá relativně velká a přední komora mělká. To způsobuje, že je hypermetropické oko predisponované ke glaukomu. [1, 2] Dělení hypermetropie Hypermetropii lze, stejně jako myopii, rozdělit dle několika kritérií: 1) Dle anatomických parametrů. 2) Dle akomodačního úsilí Dle anatomických parametrů a) Axiální hypermetropie, u které je příčinou menší předozadní průměr oka. Změna předozadní délky oka o 1 mm způsobí změnu refrakce asi o 3 D. Tato hypermetropie je jedním ze stupňů fyziologického vývoje oka. Zkrácení oka může být způsobeno i chorobou tlak nádoru nebo zánětlivých hmot 20

21 na zadní pól oka, které nadzvednou sítnici v místě žluté skvrny zánětlivým výpotkem. b) Křivková hypermetropie je způsobená nedostatečným zakřivením některého z lomivých rozhraní. U rohovky to může být způsobeno vrozenou vadou cornea plana nebo úrazem. Přičemž zvětšení poloměru zakřivení rohovky o 1 mm vede k nárůstu dalekozrakosti o 6 D. c) Indexová hypermetropie je způsobena snížením indexu lomu čočkové tkáně. Vyskytuje se u starších lidí je příčinou fyziologické hypermetropie staršího věku. Patologická indexová hypermetropie se vyskytuje u pacientů s nově zaléčeným diabetem. [1, 2] Dle akomodačního úsilí Hypermetropii nelze dělit dle stupně vady v dioptriích, protože celková problematika zobrazování je zde mnohem relativnější, a to z důvodu možnosti jakési autokorekce zvýšeným akomodačním úsilím. Celkovou míru hypermetropie označujeme jako totální a lze ji rozdělit následovně: a) Latentní hypermetropie je korigována zvýšeným úsilím ciliárního svalu. Jedná se tedy o fyziologický tonus, který lze eliminovat pouze atropinovými preparáty. b) Manifestní hypermetropie tvoří zbývající část a lze ji rozdělit: - Fakultativní, která je zvládnutelná zvýšeným úsilím ciliárního svalu (akomodace). 21

22 - Absolutní, kterou akomodace není schopna vykorigovat. [1, 2, 4] Korekce hypermetropie Ke korekci hypermetropie se používají spojné korekční čočky. Při měření dioptrií hypermetropové často akomodují, aniž by si to uvědomovali. Proto se při měření zjišťuje pouze manifestní hypermetropie, která je tvořena hypermetropií fakultativní (aktivní akomodace) a absolutní (nekorigovaný zbytek vady). Pro zjištění celkové hypermetropie, tedy i zbývající latentní hypermetropie, je nutno aplikovat cykloplegika do spojivkového vaku a tím vysadit akomodaci. Obecně platí, že pokud je vada malá, je zraková ostrost normální a pacient nemá žádné astenopické potíže nebo příznaky porušení svalové rovnováhy, není korekce nutná. V opačném případě je nutné předepsat brýle. [1] 22

23 3.3 Astigmatismus Definice a teorie vzniku astigmatismu Slovo astigmatismus pochází z řečtiny stigma = bod, astigma = ne bod. Astigmatismus je refrakční stav, při kterém nemá optický aparát oka ve všech meridiánech stejnou optickou mohutnost. [1] Svazek rovnoběžných paprsků nevytvoří po průchodu optickými prostředími oka ohnisko v jedné, ale v různých rovinách. Isaac Newton byl první, který upozornil na existenci astigmatismu a to již v roce Později, v roce 1801, byl podrobněji popsán Thomasem Youngem, který sám touto vadou trpěl. V roce 1827 byl astigmatismus poprvé korigován astronomem Airyim pomocí cylindrické čočky. Klinické příznaky této refrakční vady popsal v roce 1864 Donders. [5] Příčinou astigmatismu může být vada zakřivení, nesprávná centrace nebo index lomu Popis a etiologie astigmatismu Oko je zatíženo astigmatismem, pokud jeví ve všech meridiánech různou optickou mohutnost. Jde tedy o asférickou refrakční vadu. Dalo by se říct, že každé oko je zatíženo jistým stupněm astigmatismu. Jde o fyziologický astigmatismus, který je způsoben rozdílnou lomivostí rohovky ve vertikálním směru (zhruba o 0,5 D až 0,75 D) oproti horizontálnímu. Je pravděpodobně způsoben tlakem horního víčka. Získané (patologické) změny zakřivení rohovky bývají výsledkem úrazů, operací a onemocnění rohovky. Změna zakřivení přední plochy rohovky o 0,1 mm v jednom meridiánu se projeví astigmatismem o velikosti 0,5 D. Nefyziologický astigmatismus se vyskytuje asi u 10 % populace [2]. Jeho příčinou je již výše zmíněná asymetrie rohovky, dále asymetrie lámavých ploch čočky, 23

24 excentricita uložení čočky, kde se optická osa čočky neshoduje s optickou osou rohovky, a také chybný index lomu. Čočkový astigmatismus je méně častý. Vrozené větší či menší zakřivení předního nebo zadního pólu čočky nacházíme u lentikonu. Astigmatismus je způsoben i subluxací čočky a změny lomu čočky při počínajícím šedém zákalu. Čočkový astigmatismus se může měnit při akomodaci. Jde o tak zvaný akomodativní nebo dynamický astigmatismus. Sítnicový astigmatismus se může také vyskytovat, ale nebude zde o něm více pojednáno. Příčinu vzniku u pravidelného astigmatismu lze nalézt v interakci mezi růstem rohovky, čočky, tlakem víček, rigiditou obalů oka a nitroočním tlakem. Nejvíce astigmatismu se vyskytuje u dětí v prvním roce života. Do 5 až 8 let se počet výskytu této vady snižuje a nadále zůstává relativně stabilní. Důvodem je předozadní růst oka a jeho oplošťování. Pokud astigmatismus nevznikne v prvním roce života, je málo pravděpodobné, že by vznikl později. V dětství převažuje obvykle astigmatismus proti pravidlu, ve středním věku podle pravidla a ve stáří opět přibývá astigmatismu proti pravidlu. [1, 5, 7] Dělení astigmatismu Astigmatismus s vzájemně kolmými meridiány s nejmenší a největší lomivostí se označuje jako astigmatismus pravidelný (regularis). Osy hlavních meridiánů jsou nejčastěji ve vertikální nebo horizontální rovině. Pokud tomu tak není, jde o astigmatismus šikmý (obliquus). V případě, že osy k sobě kolmé nejsou, jde o astigmatismus nepravidelný (irregularis). 24

25 Astigmatismus pravidelný (ast. regularis) Lze u něj najít dvě ohniska a jim příslušné osy zakřivení, které jsou na sebe kolmé. Tyto osy (meridiány) mají navzájem maximálně odlišnou lomivost. Tento druh astigmatismu lze řešit brýlemi, kontaktními čočkami i operativně. Nejčastějším typem astigmatismu je právě tento. Lze jej dále dělit na astigmatismus jednoduchý, složený a smíšený, ryze smíšený, proti a podle pravidla Astigmatismus jednoduchý (ast. simplex) Vyznačuje se jednou rovinou myopickou či hypermetropickou a druhou rovinou emetropickou. Koriguje se pomocí plan-cylindrických brýlových čoček. myopicus hypermetropicus Obrázek 2: Astigmatismus simplex [7] Astigmatismus složený (ast. compositus) Vyznačuje se oběma ohniskovými rovinami hypermetropickými či myopickými. Koriguje se, stejně jako astigmatismus smíšený, torickými skly. 25

26 myopicus hypermetropicus Obrázek 3: Astigmatismus compositus [7] Astigmatismus smíšený (ast. mixtus) Vyznačuje se jednou ohniskovou rovinou hypermetropickou a druhou myopickou v různém poměru. Obrázek 4: Astigmatismus mixtus [7] Ryze smíšený (ast. mixtus symmetricus) Vyznačuje se jednou ohniskovou rovinou hypermetropickou a druhou myopickou, přičemž jsou obě roviny stejně daleko od sítnice. Kroužek nejmenšího rozptylu (KNR) se tedy nachází na sítnici. 26

27 Přímý, podle pravidla (ast. rectus) Má vertikální meridián více lomivý než horizontální. Většinou jím bývá astigmatismus rohovkový. Vyskytuje se u 80 % lidí s astigmatismem Nepřímý, proti pravidlu (ast. inversus) Zde je naopak horizontální meridián více lomivý oproti vertikálnímu. Bývá většinou čočkový a je o něco menší než rohovkový. Vyskytuje se u 10 % lidí s astigmatismem Astigmatismus šikmý (obliquus) U astigmatismu šikmého leží oba meridiány šikmo, pod úhlem 45 a 135 stupňů. Nelze tedy určit, který meridián je horizontální a který vertikální. Další definice říká, že se jedná o astigmatismus šikmých os, pokud na sebe kolmé ohniskové linie nejsou orientovány v základním horizontálně-vertikálním směru. Tento směr odpovídá dle TABO schématu os resp Od těchto základních směrů jsou osy v tomto případě odchýleny o více než 11 (dle Sachsenwegera) resp. 20 (dle Trottera). [8] Vyskytuje se cca u 10 % populace s astigmatismem Nepravidelný astigmatismus (ast. irregularis) Nepravidelný astigmatismus má v různých směrech různou refrakci. Osy k sobě nejsou kolmé. Velmi malý stupeň této vady je fyziologický a je dán rozdíly indexu lomu v čočce. Vyšší stupně jsou způsobeny patologií rohovky. Převážně po jejím poranění nebo zánětech. Vyskytuje se například u keratokonu. Tento typ nelze korigovat brýlemi ani kontaktními čočkami. 27

28 Astigmatismus biobliquus Toto je speciální druh astigmatismu, kde spolu dva meridiány, mající nejvyšší rozdílnou lomivost, nesvírají pravý úhel. Rohovkový astigmatismus je obvykle přímý, zatímco čočkový bývá nepřímý a nižší než rohovkový. Nezřídka se stává, že oba typy očního astigmatismu (rohovkový i čočkový) mohou dosahovat izolovaně značných hodnot i přes to, že se na venek oko může jevit jako neastigmatické. Je to způsobeno vzájemným vyrušením právě rohovkového a čočkového astigmatismu. [1, 5, 7, 8] Klinické příznaky Člověk trpící astigmatismem si často zaměňuje znaky: například 0 za 8, C za O, či R za K atd. Oko postižené astigmatismem se snaží posunout refrakci do jedné z ohniskových rovin, která je blíže sítnici. Pokud je vzdálenost ohniskových rovin od sítnice stejná, oko preferuje rovinu vertikální před horizontální. Dále bývá přítomno časté přivírání víčka a tím vyrušení vertikální roviny a vytvoření stenopeické linie. V případě astigmatismu šikmých os dochází k různým kompenzačním postavením hlavy. Pacient se snaží pomocí správného natočení hlavy dosáhnout pravidelného astigmatismu, což může vést k tortikolis (chorobný sklon hlavy) i skolióze, hlavně u dětí, kdy dochází ještě k celkovému vývinu. U astigmatismu či jeho nevhodné korekci se lze setkat s astenopickými obtížemi, jako jsou podrážděnost, neurastenií (nervová slabost vyskytující se u různých duševních a tělesných poruch), bolestí hlavy. Tyto astenopické potíže se objevují zejména u lehkého až středního stupně astigmatismu, kdy je akomodační úsilí schopno přinést určité zlepšení. U těžkého astigmatismu již akomodace úlevu 28

29 nepřináší, proto se zde astenopické obtíže nevyskytují. Pacienti s astigmatismem a hypermetropií si často stěžují na náhlé zamlžení vidění, které zmizí po zavření očí nebo jejich promnutí. [4, 7, 8] Se změnou akomodačního úsilí se mění i astigmatická diference. Což je v dioptriích vyjádřená absolutní hodnota rozdílu dvou na sebe kolmých optických mohutností lámavé plochy neboli v celkovém optickém systému oka absolutní rozdíl axiálních refrakcí obou astigmatických řezů. Toto by se mělo projevit i při předpisu brýlí do dálky a do blízka, pokud by korekce astigmatismu měla být zcela přesná. S postupujícím věkem, kdy ubývá tuková vystýlka v zadní části očnice, oční bulbus jakoby zapadá, dochází ke snížení tlaku na rohovku a tím pádem i snížení rohovkového astigmatismu. Zvětšuje se pravděpodobnost, že bude celkově převažovat čočkový astigmatismus proti pravidlu. Výsledný astigmatismus celkový Astc lze získat po sečtení astigmatismu rohovky, čočky a tzv. zbytkového astigmatismu. Zbytkový astigmatismus bývá ovšem zanedbatelný. Příčina jeho vzniku bývá obvykle šikmá poloha čočky nebo nepravidelnosti v utváření žluté skvrny. Spolehlivější podklady však chybí. Stejně tak může být zanedbán sítnicový astigmatismus. [8] Javalova podmínka Závislost mezi stupněm očekávaného astigmatismu celkového Astc a astigmatismu rohovky AstR, který je ovlivněn právě astigmatismem čočky, udává Javalova podmínka. V případě, že je nitrooční čočka sférická, plně se projevuje rohovkový astigmatismus na astigmatismu celkovém plně. 29

30 Platí: Astc = 1,25. AstR ± 0,5 u nepřímého rohovkového astigmatismu.+ 0,5 u přímého rohovkového astigmatismu - 0,5 Není ovšem moc spolehlivé takto získané výsledky bezvýhradně přejímat do praxe Hrubyho teorie Hrubyho teorie říká, že se astigmatismus rohovkový AstR plně projeví na astigmatismu celkovém Astc, pokud je čočka sférická. V opačném případě, tedy pokud je sférická rohovka, podíl čočkového astigmatismu Astč je zhruba 2/3 na celkovém astigmatismu. U osové hypermetropie je tento podíl poněkud nižší a u osové myopie naopak vyšší. Všeobecně lze pak pro stupeň čočkového astigmatismu Ast Č odvodit: Ast Č = 3/2 (Astc - AstR) Podobně jako u Javalovy podmínky má i tento vztah pouze podmíněnou platnost. [8] 30

31 3.3.5 Korekce astigmatismu Akomodací je oko schopné vykorigovat sférickou složku refrakční vady, to ovšem neplatí o složce cylindrické. Při korekci astigmatismu je tedy nutné vždy plně vykorigovat cylindrickou složku astigmatickou diferenci, tedy dioptrický rozdíl dvou na sebe kolmých meridiánů s maximálně odlišnou lomivostí. Při korekci je nutno mít na paměti, že korekce astigmatismu vyvolává meridionální aniseikonii a distorzi binokulárního prostorového vidění. Plnou korekce lze ve většině případů aplikovat u dětí, které jsou zpravidla adaptabilnější. U dospělých, kteří astigmatickou korekci nikdy nenosili, je nutné začít na snesitelné hodnotě. Při astigmatismu pod 1 D není obvykle zraková ostrost snížená. Korekce však většinou činí obraz ostřejším a kontrastnějším. Lidé s nekorigovaným myopickým astigmatismem však často korekci odmítají. Nebývají spokojeni s viděním do dálky, ale naopak jsou spokojeni s viděním do blízka. Při korekci je nutno respektovat nejenom astigmatickou diferenci, ale i polohu cylindrické osy. Při nesprávné poloze osy totiž vzniká nový astigmatismus v nové ose. Vždy je nutný individuální přístup, protože u některých osob vede korekce i malého astigmatismu k překvapivému zlepšení zrakové ostrosti a k ústupu subjektivních problémů. Jiní naopak astigmatickou korekci odmítají, jak již bylo uvedeno výše. Korekci astigmatismu lze provést brýlovými čočkami, kontaktními čočkami nebo chirurgickým zákrokem Korekce astigmatismu brýlovými čočkami Při korekci vyššího astigmatismu brýlovými čočkami, dochází k meridionální aniseikonii, což je nestejná velikost sítnicových obrazů na obou očích. Při monokulární korekci toto nebývá problém. Ten ovšem může nastat při binokulární dokorekci, vznikem prostorové distorze. Distorze je důsledek nestejného zvětšení centrálních a periferních částí korekčních čoček. Čím je 31

32 vzdálenost korekčního skla od rohovky větší, tím je i makulární distorze obrazu větší. U dospělých, i přes to, že získají ostrý obraz, je návyk pomalejší a obtížný. Obecně je mnohem lépe snášena distorze obrazu v 90 nebo 180 stupních oproti šikmým osám. Je nutno zmínit, že tato distorze není vyvolána astigmatismem, ale právě jeho korekcí. Tou se distorze nezmenšuje, ale naopak zvětšuje. Proto se při korekci u dospělých začíná na plné korekci, ale zkouší se její subjektivní binokulární snášenlivost, jak již bylo výše zmíněno. Pacient se s nasazenou korekcí musí projít po vyšetřovací místnosti. Je nutné, aby se podíval do prostoru, například z okna atd. Pokud je korekce binokulárně špatně snášena (pacientovi se zdá například, že je strop prohnutý nebo se vlní podlaha), pak lze korekci přizpůsobit: a) minimalizací vzdálenosti korekční čočky od oka, b) natočením osy cylindru k 90 nebo 180 stupňům, c) snížením dioptrické hodnoty cylindru, kdy však zároveň musí být přizpůsobena sférická hodnota, aby byl zachován sférický ekvivalent. Výsledná korekce musí být kompromisem mezi zrakovou ostrostí a binokulární snášenlivostí korekce. Žádná forma astigmatismu nemůže byt plně kompenzována akomodačním úsilím oka. Pokud je zvolena nesprávná korekce astigmatismu a pacient ji nosí dlouho, může dojít k výrazné adaptaci a změna této špatné korekce za správnou, může vyvolat výrazné subjektivní nepohodlí. Potom nezbývá, než se částečně přiklonit k nesprávné korekci, ať již co se osy nebo síly týče. [2, 4, 9] Korekce astigmatismu kontaktními čočkami Nepravidelný astigmatismus nelze korigovat brýlemi. Úspěchu lze docílit pouze kontaktními čočkami. Tyto se dají použít i v případech, kdy je brýlová korekce špatně snášena. Kontaktní čočky mění minimálně velikost a zkreslení 32

33 obrazu. Při korekci astigmatismu za pomoci měkkých kontaktních čoček je nutné vycházet z brýlové korekce, protože ve většině případů nelze ověřit visus se zkušební čočkou, pro velké množství kombinací sféro-cylindrických hodnot, také os a poloměrů křivostí. Prvním krokem je přepočítání lámavého účinku brýlové korekce na vzdálenost, ve které bude umístěna kontaktní čočka, tedy d=0 mm. A to převedením sféro-cylindrické hodnoty na kombinaci cylindricko-cylindrickou, pro případné jednotlivé cylindrické hodnoty vyšší než +/- 4,0 D, se použije níže uvedený vztah a po zohlednění vzdálenosti d se zpětně převede hodnota požadované korekce na sph-cyl zápis. Pro přepočet vzdálenosti je používán následující vzorec: S`kč = S`b/(1 Δd. S`b), kde: Δd...vzdálenost brýlí od vrcholu rohovky S kč...výsledná vrcholová lámavost kontaktní čočky S b...vrcholová lámavost korekční brýlové čočky V případě, že je sférická hodnota mnohem vyšší než hodnota cylindrická, lze použít ke korekci astigmatismu i sférickou kontaktní čočku. A to tak, že je sférická hodnota navýšena o polovinu cylindrické (tzv. sférický ekvivalent). Protože je část cylindrické hodnoty kompenzována slznou čočkou, lze u nízkých stupňů astigmatismu dosáhnout vyhovujícího visu. [2, 4, 9] 33

34 Korekce astigmatismu chirurgicky: Radikální řešení korekce, spojené pochopitelně s větším rizikem, nabízí také refrakční chirurgie. U dospělých se stabilizovanou vyšší refrakční vadou se nabízí fakické i afakické nitrooční čočky. Slibné výsledky se ukazují rovněž při tvarování rohovky excimerovým laserem (PRK, LASIK, LASEK), a to u myopií do -5 D s astigmatismem do -3 D. Zavedení wavefront technologie, která pomáhá korigovat i aberace vyššího řádu, by mělo přinést při chirurgických emetropizacích očí s refrakční vadou ještě lepší výsledky. [2, 4, 9] 3.4 Presbyopie Popis presbyopie a její příznaky Po 40. roce věku se posunuje blízký bod za hranici 20 centimetrů, což se projevuje: Prodlužující se čtecí vzdáleností. Texty musí být dále od očí, čímž se presbyop snaží přiblížit bodu, kde nemusí zapojovat plnou akomodaci. Poklesem visu do blízka při nedokonalém osvětlení. Presbyop vyhledává intenzivní osvětlení, protože při něm dochází k mióze. Zúžený kužel paprsků pak vytváří při stejném refrakčním stavu oka méně neostrý sítnicový obraz pozorovaného předmětu. Naprostou neschopností zaostřit na krátkou vzdálenost (např. navléci nit do jehly). Snaha zvětšit obraz drobných předmětů tím, že jsou přiblíženy k oku, naráží na nedostatečnou akomodaci. Obtížemi zhoršujícími se v průběhu dne. Dlouhotrvající akomodační úsilí spolu s dilatací zornice při slábnoucím světle ke konci dne vede k večeru ke stupňování obtíží. 34

35 Zamlženým viděním při přeostření mezi dalekým a blízkým bodem. Časná presbyopie bývá provázena ciliárními spasmy, které mohou narušovat vidění do dálky. Přechodnou diplopií, která bývá následkem excesivní akomodační konvergence, kterou fúzní vergence jen velmi obtížně překonává. Zpočátku přetrvávajícími obtížemi vizuálního charakteru, později se dostavuje únava a bolest očí, bolest hlavy, unavený vzhled očí a překrvení spojivek. Rizikovými faktory urychlujícím projevy presbyopie jsou refrakční vady a okolní teplota. I korigovaní hypermetropové mají celkem menší akomodační šíři, protože část jejich akomodace se spotřebuje ke korekci na dálku, proto se u nich presbyopie projevuje dříve, než u emetropie a myopie. U myopů s vadou -4 D a více se presbyopie neprojeví nikdy. Co se teploty týče, oko je denně vystaveno kolísaní teploty a vztah mezi zevní teplotou a presbyopii je inverzní. [2, 10] Etiologie presbyopie V průběhu stárnutí dochází k poklesu akomodační šíře, k níž vede řada biomechanických, biochemických a fyziologických faktorů. Mezi tři nejdůležitější patří snižování elasticity pouzdra čočky, také čočkové substance, jako třetí faktor je zde stálý růst čočky. Po 45. roce dochází úměrně se snižováním akomodační šíře také k poklesu elasticity pouzdra čočky. Pružnost samotné čočkové hmoty roste asi do 40. roku, později dochází k jejímu snižování. Růst čočky (během celého života) tedy vede ke snížení účinnosti pouzdra čočky. Právě tento růst a pokles elasticity přispívá ke snížení akomodační schopnosti až o 55 %. [2] 35

36 Dalším faktorem přispívajícím ke snížení akomodační šíře a vzniku presbyopie je sníženy účinek zonulárního závěsu. Během růstu čočky se zonulární závěs posunuje dopředu a po 40. roce se, do té doby kolmý tah, stává tangenciálním a méně účinným. Věkem také klesá počet vláken zonulárního aparátu. Ke snížení elasticity rovněž vede zvýšený počet disulfidových vazeb v pouzdře a hmotě čočky. Věkem je také ovlivněn ciliární sval, jeho pohyb dopředu a dozadu je poněkud omezen. Toto je z důvodu snížení elasticity cévnatky, která působí proti pohybu ciliárního svalu, a ten musí vyvíjet větší úsilí, aby dosáhl stejné dioptrické změny. Kontrakční schopnost ciliárního tělíska narůstá od mládí až do 45. roku, poté dochází k mírnému poklesu, avšak ciliární sval si udržuje dostatečnou schopnost kontrakce do vysokého věku. Existují dvě hlavní teorie, které se snaží vysvětlit podstatu presbyopie. 1. Teorie Helmholtze-Hessa-Gullstranda říká, že za ztrátu akomodace mohou biomechanické změny v čočce a jejím pouzdře. 2. Teorie Donderse-Duana-Finchhamana naopak připisuje ztrátu akomodace insuficienci ciliárního svalu nikoli čočce. Morgan se pokusil obě tyto teorie spojit- říká, že první teorie platí pro většinu mladších presbyopů, zatímco teorie druhá se týká starších presbyopů s malou akomodační šíří Korekce presbyopie. Při korekci presbyopie jde především o posílení refrakční soustavy oka tak, aby byla při pohledu na pracovní vzdálenost zachována polovina akomodační šíře jako akomodační rezerva. Při správné korekci je nutno splnit dvě podmínky: 1. Při korekci je nutné brát ohled na požadavek pracovní vzdálenosti. 36

37 2. Nelze postupovat schematicky a vycházet z konstantní vzdálenosti 33 cm. Teoreticky by bylo vhodné nejprve stanovit blízký bod oka a spočítat akomodační šíři a stanovit celkovou optickou mohutnost odpovídající pracovní vzdálenosti. Poté odečtením 50 % akomodační šíře od celkové optické mohutnosti, dojde k získání optické mohutnosti korekčního skla. Rozdíl mezi korekcí do dálky a do blízka se nazývá adice. Hodnota korekční čočky potřebná pro požadovanou vzdálenost musí být taková, aby presbyop využíval asi 2/3 své akomodační šíře. Vždy je nutno postupovat individuálně, v zájmu udržení souhry akomodace a konvergence se při refrakci používá nejslabší čočka, se kterou je vidění pohodlné a příjemné. Nejostřejší vidění není vždy zárukou komfortu. Platí, že je přijatelnější trochu podkorigovat, než překorigovat. Také je dobré ujistit se, zda presbyop vidí s danou korekcí nejen na svoji čtecí vzdálenost, ale je schopen číst i ve vzdálenosti cm delší. [2, 10] 37

38 4 Akomodace Schopnost lidského oka vidět ostře na různé vzdálenosti se nazývá akomodace. Dochází ke změně refrakčního stavu oka, díky tomu, že oko dokáže zesílit svoji lomivost. Obrázek 5: Akomodace oka: vlevo při zaostření na vzdálený předmět, vpravo na blízký. Rozdíl je v různém zakřivení oční čočky.[24] Pojem akomodace poprvé použil H. Pemperton v roce Pravděpodobně však již Galen tušil, že existuje nějaký mechanismus změn při změně pohledu ze vzdáleného na blízký předmět. Akomodace se vyvíjí už od narození a stává se relativně fixní okolo prvního měsíce s akomodační šíří 5 D. Ve třetím měsíci je pak rychlost akomodace přibližně srovnatelná s rychlostí u dospělého člověka. Ve dvanácti letech je akomodační proces stejný jakou dospělého. V průběhu akomodačního procesu lze vidět následující biomechanické a anatomické změny: 1. Nervové podráždění. 2. Kontrakce ciliárního svalu. 3. Posun ciliárního svalu dopředu a dovnitř. 4. Ciliární prstenec se posune spolu s ciliárním svalem asi o 0,5 mm. 38

39 5. Cévnatka a zadní část zonulárního závěsu se protáhne asi o 0,5 mm. 6. Přední část zonulárního závěsu se uvolní. 7. Elastická čočka a její pouzdro se zaoblí a zvýší lomivost protože: a. Ekvatoriální průměr se zmenší o 0,4 mm. b. Přední pól čočky se posune o 0,3 a zadní o 0,15 mm dopředu. c. Poloměr zakřivení centrální části čočky se změní z 11 na 5,5 mm a zadní plochy z 5,18 na 5,05 mm. d. Centrální tloušťka čočky se zvýší o 0,36 až 0,58 mm. e. Čočka poklesne v důsledku gravitace o 0,3 mm. Pravděpodobná senzorická dráha pro monokulární akomodaci začíná na sítnici. Zde jsou čípky podrážděny rozostřením obrazu, toto podráždění je dále přenášeno přes corpus geniculatum laterale až do středního mozku, do Eding- Westphalova jádra. Motorický podnět je veden okohybným nervem přes ciliární ganglion a krátké ciliární nervy až k ciliárnímu svalu. [2] 39

40 4.1 Anatomie očních struktur podílejících se na akomodaci Struktury oka podílející se na akomodaci: 1. Rohovka 2. Komorová voda 3. Čočka 4. Závěsný aparát čočky 5. Řasnaté tělísko 6. Sklivec Obrázek 6: Struktury oka podílející se na akomodaci. [22] 40

41 4.1.1 Rohovka Rohovka je za normálních okolností bezbarvá, transparentní, elastická a avaskulární tkáň. Je pokračováním skléry směrem dopředu. Zevně hraničí se vzduchem a směrem dovnitř je ve styku s komorovou vodou (toto zvyšuje její lomivou sílu). Má tvar horizontálně uložené elipsy. Horizontálně měří 11,5-12 mm a vertikálně pak 11 mm. Centrální tloušťka rohovky je kolem 550 mikrometrů, směrem k periferii se ztlušťuje na hodnoty mikrometrů. Poloměr zakřivení přední plochy rohovky je udáván cca 7,8 mm a zadní plochy 7 mm. Rohovka se směrem k limbu oplošťuje. Vertikální meridián je o něco silněji zakřiven, což odpovídá fyziologickému rohovkovému astigmatismu. Histologicky sestává rohovka z pěti vrstev-zevně je kryta epitelem, dále je Bowmanova membrána, stroma, Descemetova membrána a endotel. [12] Epitel Rohovkový epitel se skládá z 5 až 7 vrstev buněk. Průměrná tloušťka se pohybuje mezi 30 až 50 mikrometry. V histologickém obraze lze nalézt celkem tři typy buněk. Vrstva přivrácená k bazální membráně je složena z jedné vrstvy cylindrických buněk, následují dvě vrstvy buněk polygonálních a tři vrstvy povrchových squamózních buněk. Vrchní vrstva se odlučuje a stává se příměsí slz. Epitelová vrstva obsahuje i další elementy, kterými jsou kromě neuronů ještě melanocyty a mikrofágy. K výměně epitelu dochází asi jednou týdně. Rohovka má velmi dobrou regenerační schopnost, drobné odřeniny se během několika hodin epitelizují. Prekorneální slzný film má tloušťku přibližně 7 mikrometrů. Skládá se ze tří vrstev-lipidové, mucinové a vodné. Význam tohoto filmu tkví především v zajištění hladkého refrakčního povrchu rohovky. Rozhraní vzduch-slzný film je nejsilnější refrakční rozhraní na oku a představuje asi 80 % celkové refrakční síly oka. Výživa rohovky je zajišťována atmosférickým kyslíkem obsaženým v slzném 41

42 filmu, který prostupuje jednotlivými vrstvami rohovky až do komorové tekutiny, kde doplňuje množství získané z kapilár řasnatého tělíska a duhovky. Opačným směrem epitel využívá energii získanou z glukózy a aminokyselin prostupující z komorové vody přes endotel a stroma Bowmanova membrána Je to homogenní vrstva, která je směrem k epitelu ostře ohraničena a na vnitřní ploše splývá se stromatem. Její tloušťka je kolem 8-12 mikrometrů. Skládá se z nebuněčné sítě kolagenních fibril. Je produkována bazálními buňkami epitelu, jejichž nevýhodou je neschopnost regenerace. Za normálních okolností je tato vrstva transparentní Stroma Rohovkové stroma sestává z vláken a velmi jemné struktury pojivové tkáně. Tvoří asi 90 % celkové tloušťky rohovky. Nejdůležitější funkcí je funkce ochranná a také určuje zakřivení rohovky. Skládá se z celé řady elementů (např. keratocytů, kolagenních vláken, proteoglykanů, glykoproteinů, leukocytů, plazmatických buněk, lymfocytů). Svazečky kolagenních vláken jsou složeny z velmi jemných fibril. Ty prokazují velice pravidelnou tloušťku a vzdálenost od sebe. Na základě těchto poznatků byla odvozena teorie mřížky. Každý svazek fibril lze pokládat za část mřížky složené z paralelně probíhajících fibril. Jejich index lomu je větší než okolní. Stejná tloušťka a vzdálenost fibril (menší než vlnová délka světla), způsobuje, že procházející světelné paprsky nejsou ve svém průběhu rohovkou nijak ovlivňovány. Toto je jedna z příčin průhlednosti rohovky, další je ještě obsah vody mezi vlákny. Pokud dojde k jejímu zvýšení (nad 80 %), rohovka se zakalí. V prostorách mezi fibrilami jsou mukopolysacharidy. Ty při zvýšení vody nabobtnají, roztlačí jednotlivé fibrily a rohovka se kalí. 42

43 Descemetova membrána Tato membrána je modifikovanou bazální membránou endotelové vrstvy rohovky. Je velmi odolná při infekcích a poraněních. Její stavba je podobná jako u Bowmanovi membrány. Vlákna fibril se kříží ve všech směrech. V periferii pak membrána přechází do trabekula duhovko-rohovkového úhlu a končí ve Schwalbeho prstenci Endotel Endotel je nejvnitřnější rohovkovou vrstvou. Skládá se z jedné vrstvy polygonálních buněk, které jsou velmi řídce rozprostřeny. Normální počet buněk při narození je buněk na mm², během života tento počet klesá na polovinu a reparace probíhá zvětšováním zbývajících buněk. Při poklesu pod 500 buněk na mm² dojde k poruše hydratace a edému rohovky. Jejich průměr je kolem mikrometrů. Na bocích jsou vzájemně spojeny a toto spojení spolu s cytoplazmatickými organelami určují jejich roli při aktivním transportu tekutin Nervové zásobení rohovky. Rohovka je nejcitlivější tkání v těle. Má velmi bohaté nervové zásobení senzorickými nervovými vlákny, vycházejícími z ciliárního plexu. Ten dostává vlákna z krátkých a dlouhých ciliárních nervů, které jsou větvemi nervus nasociliaris, který je větví nervus trigeminus. Tyto vlákna leží zejména v předních vrstvách a v centrální oblasti. Během svého průběhu se nervová vlákna různě větví a spojují a tvoří tak hustou síť. Jejich zakončení je obvykle volné. Téměř každá buňka epitelu má své nervové vlákno. K této základní síti přicházejí ještě vlákna z oblasti limbu, která pocházejí ze spojivky a episkléry. Při vstupu do rohovky 43

44 ztrácejí nervová vlákna svoje myelinové pochvy a jsou proto těžce viditelná pod mikroskopem. [11, 12] Komorová voda Komorová voda je čirá, bezbarvá tekutina s indexem lomu 1,33. Je produkována výběžky řasnatého tělíska, kombinovaným sekretoricko-difúzním mechanismem. Komorová voda cirkuluje ze zadní komory skrz pupilární prostor do přední komory. Cirkulace je podmíněna rozdílem teplot mezi studenou rohovkou a teplou duhovkou. Odváděna je pak v duhovko-rohovkovém úhlu do Schlemmova kanálu. Komorová voda je nejdůležitějším faktorem ve výživě čočky. Také se účastní výživy rohovky. [12] Čočka Čočka je transparentní bikonvexní struktura. Má zakulacený okraj. Leží za duhovkou v prohlubenině sklivce. A je upevněna vlákny závěsného aparátu, kterým je připojena k řasnatému tělísku. Má v podstatě tři základní funkce: - akomodaci, - refrakci, - udržení své vlastní transparentnosti. Čočka je elastická a skládá se z pouzdra, epitelu a kortexu s jádrem. Přední pouzdro tvoří pružná transparentní a silná bazální membrána čočkového epitelu. Zadní pouzdro je tvořeno bazální membránou, skládající se z nejzevnějších a nejmladších čočkových vláken. Kromě základních struktur společných pro všechny bazální membrány obsahuje přední pouzdro ještě bílkovinu fibronektin. Tato bílkovina hraje roli v adhezi buněk a pravděpodobně ovlivňuje konečnou strukturu pouzdra. V oblasti ekvátoru lze na elektronovém mikroskopu 44

45 rozeznat jemnou lamelu, do které se upínají vlákna závěsného aparátu čočky. Čočkový epitel se rozprostírá pod pouzdrem přes celou přední plochu čočky až k ekvátoru. Vždy je jednořadý. Struktura buněk se na ekvátoru mění, jádra se stávají oválnější a buňky dostávají šikmou polohu. V oblasti zadního pouzdra epitelové buňky nejsou. Čočkové stroma tvoří vlákna vyvíjející se z ekvatoriálních epiteliálních buněk. Během života se stále tvoří nové buňky a ty staré se posunují směrem k zadnímu pólu. Jádro lze rozdělit na embryonální, fetální, infantilní a dospělé. Embryonální obsahuje pouze primární čočková vlákna (vzniklá v době embryonální diferenciace z buněk očního váčku). Fetální je tvořeno ze sekundárních vláken vzniklých před narozením. Infantilní jádro tvoří sekundární vlákna vznikající po narození až do čtyř let. Dospělé jádro je pak složeno ze sekundárních vláken vzniklých do konce dospívání. [11, 12] Obrázek 7: Rozměry čočky [12] 45

46 4.1.4 Závěsný aparát čočky Vlákna závěsného aparátu, zonulární vlákna, udržují čočku na svém místě a umožňují akomodaci. Rozprostírají se mezi řasnatým tělískem a čočkou a mají různý průběh. K přední ploše čočky přicházejí nejsilnější vlákna z pars plana řasnatého tělíska. O něco tenčí vlákna vycházející od ora serrata končí na zadní ploše čočky. Další, velmi četná vlákénka, odstupují z údolíček výběžků řasnatého tělíska a jdou jak k zadní ploše čočky, tak k čočkovému ekvátoru. Vlákna jsou tvořena kolagenními a elastickými fibrilami a celý závěsný aparát je obalen homogenní spojovací plazmatickou hmotou. Na čočce se upínají na zonulární lamele čočkového pouzdra. Stářím se vlákna stávají křehká a méně elastická. [11, 12] Obrázek 8: Závěsný aparát čočky [12] 46

47 4.1.5 Řasnaté tělísko Řasnaté tělísko leží mezi kořenem duhovky a končí klikatou obloukovitou linií ora serrata. Má dvojí úlohu: pomocí své svaloviny umožňuje změnu zakřivení čočky a tudíž akomodaci, a také ve svých výběžcích produkuje komorovou vodu. Řasnaté tělísko tvoří svalovina a pojivová tkáň. V řezu je v předních částech trojúhelníkového tvaru s mnoha výběžky a směrem k ora serrata je ploché. Řasnaté tělísko měří v nejtlustším místě 7-8 mm a celková délka je 6 mm. Přední oddíl má cca dlouhých ciliárních výběžků a v bazální části je ciliární sval. [12] Ciliární sval je tvořen vlákny uspořádanými do trojrozměrné mřížky. Zde se v ostrých úhlech protínají vlákna Brückeova svalu a v širokých úhlech seřazená vlákna Müllerova svalu. Při kontrakci svalu dochází k přeskupení a to tak, že radiální a meridionální vlákna se stahují cirkulárně, což má za následek zvýšený výkon Müllerova svalu a následnou akomodaci. Naopak k desakomodaci dochází při povolení longitudinálních vláken Brückeho svalu. U dalekozrakých očí je cirkulární svalovina nadměrně vyvinutá. Souvisí to s vyššími nároky na tento sval při akomodaci. Müllerův sval je inervován parasympatickými vlákny a Brückeho naopak sympatickými vlákny. [12] 47

48 Obrázek 9: Řasnaté tělísko [25] Sklivec Sklivec vyplňuje prostor mezi čočkou, řasnatým tělískem a sítnicí. Slouží k udržení formy bulbu. Je součástí optických medií oka. Je to želatinózní bezbarvá hmota. Převážně je tvořen vodou. Skladba je podobná jako u komorové vody s tím rozdílem, že ve sklivci je navíc bílkovina zvaná vitrein, která tvoří sklivcovou trámčinu. Horizontálně probíhá sklivcem Cloquetův kanál, který je pozůstatkem embryonálního vývoje oka. Tímto kanálem odtéká nitrooční tekutina do perilymfatického cévního systému. Sklivec nemá nervy ani cévy a index lomu je stejný jako u komorové vody. [12] 48

49 4.2 Mechanismus akomodace Na mechanismu akomodace se podílí ciliární sval, který se skládá z cirkulárních vláken (Mülerův sval) inervovaných parasympatikem a meridionálních vláken (Bruckeův sval), který je inervován sympatikem. Při kontrakci cirkulárních vláken ciliárního svalu při pohledu do blízka se zužuje prstenec ciliárního svalu a uvolňuje se napětí zonulárního aparátu. Naopak meridionální vlákna jsou aktivována při pohledu do dálky. Pomáhají zvýšit napětí zonulárních vláken. Dále dochází ke změně tvaru čočky. Ta je dána vlastní elasticitou čočkového pouzdra a plasticitou čočkové substance. Uvolnění tahu zonulárního aparátu při pohledu do blízka umožňuje elastický cirkulární ekvatoriální tlak čočkového pouzdra na čočkovou substanci. Díky plasticitě čočkového pouzdra se lentikulární tvar mění na více sférický. Poloměr zakřivení čočky se při akomodaci mění a to tak, že přední plocha čočky získává téměř konický tvar a poloměr se mění z původních 10 na 6 mm. To má za následek, že se předozadní průměr čočky zvětšuje. Relaxace ciliárního svalu vede k napnutí zonulárního aparátu. Síla tahu zonuly působí proti směru elastických sil čočkového pouzdra. Lomivé plochy čočky se oplošťují. S vyšším věkem klesá elasticita pouzdra a plasticita čočkových hmot. Změny tvaru čočky jsou pak i při neporušené akci ciliárního svalu menší. 49

50 Obrázek 10: Mechanismus akomodace [26] Akomodační teorie Existují různé akomodační teorie. Avšak nebyly a ani nyní nejsou zcela jednotné. Mezi tři nejznámější teorie patří: - Helmholtzova (kapsulární) teorie - Schacharova a Tscherningova teorie - Colemanova teorie Helmholtzova Teorie Dle Helmholtzovi teorie spočívá proces akomodace v kontrakci, a tím zmenšení ciliárního svalu a v uvolnění závěsného aparátu. Helmholtz si všiml anterioposteriorního rozšiřování centrální části čočky. Toto rozšiřování vzniká, když se ciliární sval kontrahuje (dopředu a dovnitř), povolí se napětí zonulárních vláken mezi ekvátorem čočky a ciliárním svalem. Díky elasticitě pouzdra se čočka vyklene a tím zvýší svoji dioptrickou sílu. Když akomodace pomine, ciliární sval se 50

51 uvolní a vrátí do své původní velikosti. Napětí zonulárních vláken se opět zvýší a tak je čočka formována zpět do svého původního, relativně plochého, stavu. Pohyb ekvatoriální části čočky se tedy během akomodace děje směrem od skléry a zase zpět. Helmholtzova teorie však nevysvětlovala vyklenutí pouze přední plochy čočky, jak bylo dokázáno později. Toto vysvětlil v roce 1937 Fincham variací tloušťky pouzdra v určitých oblastech čočky. Přičemž nejtlustší je čočka v oblastech přední a zadní periferie v oblasti úponu závěsného aparátu, proto se předpokládá, že zde čočka nemění svůj tvar, je nejpevnější. Vyklenuje se nejvíce v centrální části vpředu, kde je pouzdro velmi tenké. V oblasti zadního pólu, kde je pouzdro nejtenčí, se již více vyklenout nemůže, protože je vyklenuto maximálně již před akomodací. Nervové zásobení při akomodaci je zajišťováno parasympatickými nervy, které vystupují z třetího hlavového nervového vlákna v mozkovém kmeni. Jejich stimulace kontrahuje obě skupiny vláken ciliárního svalu (svalová hladká meridionální a ciliární vlákna). Pokud má předmět přibližující se k oku zůstávat stále zaostřen, jsou vyžadovány stále častější parasympatické impulzy. Sympatická stimulace, která způsobuje relaxaci ciliárního svalu, nehraje při akomodaci žádnou roli. [11] Schachar a Tscheringova teorie Další teorií je teorie podle Schachara a Tscheringa. Ta pracuje s mechanismem akomodace, založeném na jiném anatomickém umístění úponu ciliárního svalu. Toto navrhl v roce 1993 Schachar a Tschering v roce Ekvatoriální část zonuly se podle této teorie upíná do nejpřednější části ciliárního svalu, přední a zadní část zonuly se upíná do jeho zadní části. To by znamenalo, že se během kontrakce ciliárního svalu dostane jeho přední část směrem ke skléře a ke kořeni duhovky. Tento pohyb řasnatého tělíska napne ekvatoriální zonulu 51

52 a uvolní přední a zadní zonulu. Výsledkem toho je prodloužení vertikálního průměru čočky. Periferní oblast se ztenčí a centrální rozšíří. Základní rozdíl mezi Helmholzovou a Schachar-Tscheringovou teorií je, že během akomodace Schachar předpokládá aktivní spolupráci mezi ciliárním svalem a závěsným aparátem a předpokládá přiblížení ekvátoru čočky ke skléře. Naproti tomu Helmholtzova teorie spoléhá na pasivní uvolnění zonuly a naopak vzdálení se ekvátoru čočky od skléry. Nutno dodat, že Tschering ještě předpokládal, že se akomodace účastní i sklivec. [11] Obrázek 11: Helmholtzova a Schacharova teorie [27] 52

53 Colemanova teorie Třetí teorií je Colemanova teorie, ta spočívá ve faktu, že celý proces akomodace nelze vysvětlit pouze pomocí předchozích dvou teorií. Coleman předpokládá, že čočka, závěsný aparát a přední sklivec tvoří diafragma mezi přední komorou a sklivcovým prostorem. Ciliární sval při své konstrikci způsobí tlakový gradient mezi předním sklivcem a přední komorou. Tlak ve sklivcovém prostoru se zvýší s následným snížením tlaku v přední komoře. Tlak sklivce na zadní čočkové pouzdro vytvoří na bočním řezu obraz síťové houpačky nebo trampolíny vyklenuté směrem do přední komory. [11] Fyzikální a fyziologická akomodace Akomodaci ovlivňují dva faktory. Jeden je zajištěn elasticitou čočky. Její schopností měnit tvar. Aktuální deformace čočky, která se měří v dioptriích, je označována jako fyzikální akomodace. Druhým faktorem je fyziologická akomodace. Ta vyjadřuje kontrakční sílu ciliárního svalu, která je nutná ke změně refrakčního stavu oka o 1 D. Tato akomodace se měří v myodioptriích. Jedna myodioptrie se rovná kontrakci ciliárního svalu potřebné ke zvýšení refrakce čočky o 1 D. [2] Složky akomodace Předpokládá se, že akomodace má čtyři složky: reflexní, vergenční, proximální a tonickou. Reflexní složka akomodace zajišťuje zaostření obrazu na sítnici. Toto se děje automaticky. 53

54 Vergenční složka je kontrolována fúzí a je druhou nejdůležitější při akomodaci. Dává podnět ke konvergenčně akomodačnímu kvocientu (u mladých lidí je to přibližně 0,5 D na metrový úhel). Proximální akomodace je pak vyvolána blízkostí předmětu. Může se projevit při objektivním vyšetření refrakce jako přístrojová myopie. Tonická složka je přítomna vždy, bez jakéhokoli podnětu. Její velikost je u mladých lidí přibližně 1 D. [2] Akomodační oblast a akomodační šíře Rozmezí, ve kterém oko vidí jednotlivé body ostře, je omezeno nejvzdálenějším, ještě ostrým bodem a nejbližším ostře viděným bodem. Rozdíl statické (klidové) a dynamické (maximální) akomodace udává akomodační šíři. Tato šíře je vyjadřována v dioptriích a rovná se rozdílu převrácených hodnot dalekého a blízkého bodu. Vzdálenost mezi dalekým a blízkým bodem označujeme jako akomodační oblast. Velikost akomodační oblasti není v přímé proporci k akomodační šíři. Akomodační oblast je mírou využitelnosti akomodace. Průměrná doba akomodace je asi jedna sekunda. Je to čas potřebný pro pohyb čočky spolu s latencí. Akomodace je ovlivněna řadou faktorů. Mezi ně patří optické (sférická a chromatická aberace, astigmatismus) a neoptické faktory (velikost, blízkost, zdánlivá velikost, disparita). Dále může být ovlivněna také náladou, vůlí, osvětlením nebo kontrastem atd. U člověka s hypermetropií se část akomodace využije na korekci refrakční vady, o kterou je nižší akomodační šíře. [2] 54

55 4.2.5 Poruchy akomodace Exces akomodace Vzniká u mladých lidí při dlouhodobém čtení nebo práci na blízko za nedostatečného nebo přílišného osvětlení. Projevuje se nadměrnou konvergencí a myopizací, což vede k astenopickým obtížím. Častěji se objevuje u neurotických osob, které mají sklon k přepracovanosti. Důležitá je správná diagnóza, aby nedošlo k zesílení myopické korekce a tím ke zhoršení obtíží. Léčba spočívá v aplikaci cykloplegik, správné korekci a vhodné ergonomii práce do blízka Spasmus akomodace Vzniká u lidí s nekorigovanou nebo podkorigovanou hypermetropií nebo u presbyopů. Také při aplikaci miotik. Projevuje se myopizací oka spojenou s mikropsií. Hodnota navozené myopie může být až -10 D. Podobný stav je projevem otravy morfinem nebo CO. Spasmus se uvolňuje spontánně. Je třeba korigovat refrakční vadu. Jen zřídka je nutné použít cykloplegika Insuficience akomodace Vzniká u lidí s myopií či emetropií před 40. rokem, příčinou jsou patologické změny čočky nebo ciliárního svalu. Vzniká neefektivní akomodační úsilí, které vytvoří exces konvergence (konvergence je vetší, než by odpovídalo stupni akomodace). Trvalou insuficienci je nutno řešit presbyopickou korekcí. Někdy je nutná i korekce prizmaty, která slouží k uvolnění konvergenčního excesu. 55

56 Obrna akomodace Příčin obrny akomodace může být více. Patří sem porucha vegetativní inervace, úraz oka, aplikace cykloplegik, vaskulární léze, chronický alkoholismus, diabetes, botulismus atd. Starší nemocný nemusí tuto poruchu zaznamenat. Obrna akomodace bývá spojena s mydriázou, protože parasympatická vlákna zásobující musculus ciliaris inervují i zornicový svěrač. Léčba spočívá v léčbě základního onemocnění. Pokud obtíže přetrvávají, předepisuje se presbyopická korekce. Paralýza duhovky je pak korigována stenopeickou kontaktní čočkou nebo plastikou duhovky. [1, 14] 4.3 Akomodace a refrakce Akomodace a její vliv na refrakční vady U myopických očí, je akomodační interval posunut blíže k oku. Pokud není myop korigován, do blízka neakomoduje. To má za následek, že ciliární sval atrofuje, není používán. Pokud se jedná o hypermetropa, je u něj akomodační interval posunut dále od oka. Při pohledu do dálky, nekorigovaný hypermetrop akomoduje, proto má akomodační aparát dosti silný. Ve srovnání s myopem, který si nemůže svojí akomodací zlepšit vidění do dálky, přinese u nekorigovaného hypermetropa zapojení akomodace zlepšení zrakové ostrosti. Toto zlepšení je ovšem omezeno rozsahem amplitudy akomodace u daného jedince. U mladého člověka s velkou akomodační šíří nebude problém vykompenzovat si vadu například +2 D. nicméně u staršího člověka se akomodační šíře postupně snižuje, proto už nemusí být schopen plně kompenzovat svoji vadu. Se zrakovou ostrostí do blízka je to podobné. Zde záleží hlavně na velikosti hypermetropie, akomodační šíři a požadavku na čtecí vzdálenost. 56

57 Na refrakční vadu může mít značný vliv také porucha akomodace. Některé tyto poruchy (spasmus akomodace a exces akomodace) způsobují myopizaci oka. Při nesprávné diagnóze může dojít ke zvýšení vzniklé myopie a tím ke zhoršení obtíží. Při postižení akomodace insuficiencí nebo obrnou je využívána presbyopická korekce. Při správné korekci refrakční vady je u myopa zapojena akomodace a tudíž začne správně pracovat akomodační aparát a ciliární sval neochabuje. U nekorigovaného myopa s novou, správnou korekcí, se mohou vyskytnout potíže zvláště při pohledu do blízka. Je to způsobeno tím, že je právě nucen začít používat akomodační aparát. Při korekci nesmí dojít k překorigování myopa. Bez korekce totiž vidí do blízka dobře, protože konverguje, aniž by akomodoval a jeho blízký bod je vlastně dalekým. Při překorigování je nucen akomodovat bez konvergence. Tato korekce by nebyla snášena a nastaly by astenopické obtíže. U hypermetropa dojde při správné korekci k uvolnění nadměrné akomodace a ta může být tudíž použita k dívání do blízka. Podkorigování způsobí, že je stále zapojena část akomodace. Jak u hypermetropa tak u myopa je po monokulární korekci velmi důležité následná binokulární dokorekce. Clona na nevyšetřovaném oku může navodit akomodaci, která se projeví i na korigovaném oku. [15] 57

58 5 Vyšetření astigmatismu Jak již bylo uvedeno v kapitole 2, astigmatismus je refrakční vada, kterou je nutno korigovat, aby byla zajištěna klientova zraková pohoda. Pro stanovení správné astigmatické korekce existují objektivní (Hartingerův refraktometr, skiaskopie, autorefraktometry, wave front analýza) i subjektivní metody (JC, zamlžovací metoda) a také vyšetření předního segmentu pomoci keratometrie. 5.1 Objektivní metody Hartingerův koincidenční refraktometr (HKR) Při měření na tomto přístroji je využíváno poznatku, že koincidenční zraková ostrost je několikanásobně vyšší, zhruba 6x až 8x [8] oproti úhlové zrakové ostrosti, která je měřena na optotypech. Z toho plyne, že lidské oko je mnohem citlivější na rozdvojení tenké čáry, než na její rozostření. Toto zjistil již v 17. století německý fyzik Christopher Scheiner ( ) a předvedl na svém pokusu. Použil stínítko se dvěma malými otvory ve vzdálenosti menší než je průměr zornice. Stínítko umístil v blízkosti oční pupily. Přes dva malé otvory je pozorován světelný zdroj z dostatečné vzdálenosti (5-6 m) a jeho obraz vznikne na sítnici. U emetropa je tento obraz jednoduchý. Pokud je oko ametropické dojde k příčnému posunutí původně se kryjících parciálních obrazů. Tudíž je pozorovaný předmět vnímán dvojitě. Tento pokus byl ještě vylepšen Bachmeierovou variantou s diagonálně kříženou dvojicí úseček v červené barvě a vertikální úsečkou v barvě zelené, která prochází středem červeného kříže. U emetropa bude obraz na sítnici v postavení, které bylo popisováno výše, kdežto u ametropií nebude zelená čára procházet středem. U astigmatismu je nutno provést měření v obou hlavních řezech. Právě ze Scheinerova pokusu vychází i Hartingerův koincidenční refraktometr. Použita je zde testová značka skládající se z trojice úseček. Tyto jsou 58

59 na sítnici zobrazeny jako dvě kratší trojice poloúseček a jedna dvojice delších poloúseček (viz obrázek 12). Principem je koincidence těchto čar, pokud tomu tak není, je nutno navrátit čáry do základní koincidenční polohy (viz první část obrázku 12). Při měření astigmatismu dojde k vzájemnému překrytí a vzdálení těchto čar. Koincidence je dosaženo správným natočením refraktometru. [16, 17] Obrázek 12: Testové značky HKR [8] Skiaskopie Skiaskopie patří mezi objektivní metody zjišťování refrakce oka. Její princip tkví ve sledování orientace pohybu stínu v červeném reflexu oka. Vyšetření je monokulární. V dnešní době už je skiaskopie nahrazena modernějšími metodami. K vyšetření je potřeba lehce zatemněné prostředí (příliš zatemněné by vyvolalo mydriázu), planární nebo konkávní zrcátko, které má centrální otvor. Místo zrcátka je možné použít skiaskop. Dále je použit světelný zdroj a sada skiaskopických čoček. Podmínkou je průhlednost optických medií, tudíž výbavnost červeného reflexu sítnice. Ideální průměr zornice pro měření je 4 mm (při větším průměru je rozlišení zhoršeno aberacemi). Dále je potřeba, aby vyšetřovaný neakomodoval. Měl by se tedy v místnosti dívat na objekt vzdálený nejméně 5 metrů. Při statické skiaskopii je také nutná konstantní vzdálenost mezi okem vyšetřovaného a okem vyšetřujícího. Paprsky ze zdroje, který je umístěn u klasické 59

60 skiaskopie vedle hlavy vyšetřovaného, jsou odraženy zrcátkem do oka. Daleký bod je promítnut na sítnici. Otvorem v zrcátku je pak pozorován pohyb stínu v červeném reflexu ze sítnice. Technicky dokonalejší jsou skiaskopy (retinoskopy), které mají vlastní světelný zdroj napájený baterií v rukojeti. V hlavici přístroje se nachází optický hranol nebo polopropustné zrcátko, od nějž se odráží světlo v kolmém směru k ose rukojeti. Vyšetřující pak pozoruje zornici vyšetřovaného přes toto zrcátko. Mohou nastat tři situace, jak se bude chovat světlo v zornici: -pohyb ve směru otáčení se zrcátkem -pohyb proti směru -nelze pozorovat žádný pohyb, světlo pouze velmi rychle přeblikne (tzv. neutrální bod). Cílem této metody je právě nalezení neutrálního bodu. V tomto případě se daleký bod nachází v ose zrcátka. K tomuto lze dospět dvěma metodami: -statickou skiaskopií -labilní skiaskopií Statická skiaskopie Při statické skiaskopii je pevná vyšetřovací vzdálenost a k posunutí obrazu sítnice vyšetřovaného oka do polohy oka vyšetřujícího dochází předkládáním spojných nebo rozptylných čoček. Tyto jsou uspořádány ve skiaskopických lištách a předkládají se přímo před oko vyšetřovaného. Vyšetřovací vzdálenost je většinou 0,4-0,5 m. Mohou nastat dvě situace. Nachází-li se daleký bod za vyšetřovaným okem, je pozorován souhlasný pohyb stínu s pohybem skiaskopu (zrcátka) a oko je hypermetropické. Tudíž jsou předkládány spojné čočky. Naopak pokud je daleký 60

61 bod mezi vyšetřovaným okem a skiaskopem, paprsky jsou zkřížené a lze pozorovat opačný pohyb stínu. Jedná se tedy o myopické oko a je nutno použít rozptylné čočky. [2, 7, 17] Labilní skiaskopie Během labilní skiaskopie je měněna vyšetřovací vzdálenost, avšak pouze tehdy, pokud se daleký bod nachází před okem vyšetřovaného. Tato vzdálenost je měněna, dokud není opět dosaženo neutrálního bodu. Vergence této vzdálenosti se rovná axiální refrakci oka. [7, 17] Měřit astigmatismus lze pomocí skiaskopické lišty a stabilní nebo labilní skiaskopie. Při stabilní skiaskopii je vykorigován nejprve jeden meridián sférickou čočkou a druhý dokorigován čočkou cylindrickou. Poté v žádném meridiánu není vidět stín. Vhodnější je pro korekci použít minusové cylindrické čočky z důvodu vyřazení akomodace. Ta má totiž vliv na změnu lomivosti meridiánů ve smyslu hypermetropie a myopie. Při korekci pomocí labilní skiaskopie je měněn vyšetřovaný astigmatismus v astigmatismus mixtus, a to předkládáním sférické korekce, dokud v obou meridiánech neproběhne přibližně stejně silný stín v protichůdném směru. Zkříženým cylindrem (antitestem), posazeným minusovou osou paralelně s meridiánem, ve kterém probíhá stín proti, je dokorigován zbývající astigmatismus. Při kontrole správnosti polohy osy cylindru je nutno lehce podkorigovat cylindrické dioptrie. Dokud nebude cylindr ve správné ose, nebude stín probíhat kolmo na osu cylindru. [2, 17] 61

62 Dělení skiaskopů Skiaskopy lze rozdělit na pásové a bodové Pásové skiaskopy Pásové skiaskopy je vhodné použít pro zjištění a následnou korekci astigmatismu. Jsou vybaveny speciální žárovkou, která má velmi dlouhé žhavicí vlákno. Osvětlovací paprsek pak na oku vytvoří úzký světelný pás, který přesahuje zorničku, duhovku i bělimu. Pásový skiaskop má ještě navíc jeden až dva přídavné ovládací prvky. Jedná se o posuvku kondenzátoru, která umožňuje přeostření světelného zdroje a také kroužek (prstenec), kterým lze obraz světelného zdroje otáčet i přes to, že držátko skiaskopu je ve stále stejné vertikální poloze. U novějších skiaskopů lze toto přeostření a otočení ovládat jedním prstem. Tímto se dá nastavit výstupní svazek osvětlovacích paprsků jako divergentní, paralelní nebo konvergentní. Hlavní výhodou pásové skiaskopie je rychlé a spolehlivé určení polohy hlavních řezů u astigmatického oka. A to tak, že je vyrovnána orientace promítaného světelného pásu na duhovce a bělimě s nasměrováním vytvořeného červeného reflexu uvnitř zorničky. Pokud je skiaskopický svazek paprsků nastaven na divergentní orientaci a světelný pás je natočen tak, aby probíhal rovnoběžně s osou přístroje, vznikne prakticky bodový skiaskop. Pohyb svazku osvětlovacích paprsků je souběžný světlo uvnitř pupily je na stejné straně jako pás vně očního bulbu. 62

63 Obrázek 13: Schéma pásového skiaskopu s divergentním paprskovým svazkem. [12] Při nastavení skiaskopu na konvergentní svazek paprsků vznikne reálný obraz před skiaskopem. V této situaci je světlo uvnitř zorničky na opačné straně než světelný pás vně oka. Dochází k protiběžnosti paprsků. Obrázek 14: Schéma pásového skiaskopu s konvergentním paprskovým svazkem [12] 63

64 V následující tabulce je přehled o druzích paprskových svazků, směru pohybu stínu červeného reflexu, poloze dalekého bodu měřeného oka a druhu předřazeného korekčního skla. Paprskový svazek Pohyb stínu v červeném reflexu Daleký bod Neutralizační sklo Divergentní Souběžný Za okem Kladné Divergentní Protiběžný Před okem Záporné Divergentní Neutrální Ve skiaskopu Žádné Konvergentní Souběžný Před okem Záporné Konvergentní Protiběžný Za okem Kladné Konvergentní Neutrální Ve skiaskopu Žádné Tabulka 1: Přehled paprskových svazků. Pro měření astigmatismu je nejvhodnější navodit uměle hypermetropii pomocí rozptylek, pokud vyšetřovaný není hypermetrop. Sice je zvýšený akomodační podnět, ale v prvotní fázi, kdy je hledán pouze směr hlavních řezů, to příliš neruší. Poté jsou rozptylná skla opět vyndána. Při správném postavení skiaskopu vidí pozorovatel světelný pás uvnitř pupily vyšetřovaného oka a druhý světelný pás na skléře a duhovce. Pokud oko není zatíženo astigmatismem, orientace pásů se shoduje. U astigmatických očí je orientace shodná pouze tehdy, když se orientace pásů shoduje se směrem jednoho z obou hlavních řezů. Při zjišťování astigmatismu je nejvhodnější následující postup: - Z divergentního svazku paprsků se pomalým posouváním prstencem stává nejprve rovnoběžný svazek a při dalším posunu poté konvergentní. Tuto změnu lze na oku pozorovat jako změnu ostrosti a velikosti světelného pásu vně oka měřeného člověka (pás na rohovce a bělimě), ten se zostří a zúží. 64

65 Ostrý je i obraz štěrbiny na sítnici, tudíž je dobře rozlišitelná jejich vzájemná orientace. - Jako druhý krok následuje otáčení pásem, až do chvíle, kdy se orientace uvnitř a vně shoduje. Takto je určen jeden z obou hlavních řezů astigmatického oka. - Lze určovat i refrakci tohoto řezu. Druhý je pak orientován kolmo a v této poloze je pak určena refrakce druhého hlavního řezu. Nutné je navození fiktivní hypermetropie přiměřeného stupně. Pokud by byla vysoká, pak by výše popsané situace byly méně zřetelné. Dále je nezbytné vyvarovat se situaci, kdy je světelný pás na bělimě příliš ostrý. Pásová skiaskopie by pak nebyla možná, protože by celý průměr zorničky jasně zářil. Nebylo by možné určit orientaci obou hlavních řezů oka. Při přechodu z divergentního na konvergentní svazek paprsku se obrátí i orientace směru pohybu červeného reflexu. Pouze pokud je dosaženo neutrálního bodu v rovině zorničky, je reakce nezávislá na typu osvětlovacího paprsku. Výsledná refrakce může být negativně ovlivněna několika faktory. Patří sem: - akomodace, - samotná vnímatelnost změn světelných jevů v zorničce, - šířka zornice (při široké zornici je nepatrná změna červeného reflexu hůře registrovatelná, např. při cykloplegii) - obtížné zachování konstantní vyšetřovací vzdálenosti. Při vyšších ametropií je nutno respektovat pozici korekční čočky před rohovkou. [8, 17, 18] 65

66 Bodové skiaskopy Bodové skiaskopy jsou ruční přístroje se světelným zdrojem v rukojeti. Zdroj je opatřen kondenzorem, dále je zde polopropustné zrcátko a světelná past. Světelné paprsky vycházející ze zdroje přes kondenzor mají divergentní charakter a pomocí polopropustného zrcátka jsou vrhány do roviny vyšetřovaného oka. Zde vyvolávají červený reflex. Bodové skiaskopy jsou vhodné pro stanovení hodnoty axiální refrakce očí, které jsou zatíženy sférickými ametropiemi. Pokud se však nepodaří najít neutrální bod ve všech možných směrech pomocí sférické korekční čočky, jedná se o oční astigmatismus. Nejprve je tedy nutno určit oba směry hlavních řezů. Toto se provádí umístěním rukojeti skiaskopu v různých směrech (0, 45, 90 a 135 stupňů vůči horizontální ose, dle TABO-schématu). V rovině, kde se směr skiaskopu shoduje nejlépe se směrem pohybu stínu, se nachází jedna z hlavních os astigmatismu. Pokud je navozena situace neutrálního bodu pomocí sférické korekce nejprve v prvním a poté ve druhém řezu, pak rozdíl těchto sférických čoček se rovná astigmatické diferenci. [7, 18] Autorefraktometr automatické oční refraktometry Dnes je již na trhu nespočet různých druhů autorefraktometrů. Liší se jednak svojí konstrukční stavbou, jednak softwarovou vybaveností a také opticko-fyzikálními vlastnostmi. Firmy vyrábějí tyto přístroje nejen s funkcí měření optické mohutnosti oka, ale také například dokážou změřit zakřivení rohovky, nitrooční tlak nebo tloušťku rohovky. Tyto přístroje jsou pak auto-refrakto-keratotono-pachymetry. Takto získané informace si lze vytisknout nebo přístroj připojit k počítači a vizualizovat výsledky. I přes rozmanitost přístrojů mají jedno společné - fungují na stejném základě - využívají infračerveného záření světelného spektra (kolem 880 nm) a to z důvodu vyloučení oslnění vyšetřovaného. 66

67 Z historického hlediska lze autorefraktometry rozdělit na tři vývojové stupně, tedy do tří generací: 1. generace umožňovala pouze objektivní určení axiální refrakce a měření očí postižených astigmatismem, 2. generace přinesla vyjádření změny sférické a refrakční složky z objektivně a subjektivně určených hodnot a dosáhla požadovaného uvolnění akomodace, 3. generace už dokázala subjektivní dokorigování po předchozím objektivním změření optické mohutnosti. Zde se používají Jacksonovy zkřížené cylindry, zamlžovací metoda nebo komplementární testy (polatest, bichromatické testy). Historicky první automatický refraktometr sestrojila v roce 1971 firma Bausch & Lomb. Tento přístroj využíval principu dynamické skiaskopie. Přes pupilu oka procházela světelná štěrbina a hledal se neutralizační bod pomocí po straně ležících světelných detektorů. Automatické refraktometry jsou nedílnou součástí většiny očních ordinací a optometristických pracovišť. Díky nim je usnadněno a urychleno určení a změření objektivního refrakčního stavu oka a následná subjektivní dokorekce. [7, 8, 17] Wavefront analýza aberometrie Wavefront analýza je metoda vyšetřující aberace nižších a vyšších řádů, které negativně ovlivňují kvalitu zobrazení ve všech optických systémech. Původně byla tato technologie vyvinuta v astronomii pro měření nepřesnosti čoček a zrcadel hvězdářských dalekohledů. Touto technologií se měří deformace vlnoplochy. Vlnoplocha je myšlená plocha, jejíž body mají od zdroje záření stejnou vzdálenost. Kmitají tudíž se stejnou fází. Vždy je kolmá na směr šíření světelných paprsků. V prostředí opticky hustším (například optická média lidského oka) se 67

68 světlo šíří pomaleji než před okem. Pro překonání stejné fyzikální vzdálenosti uvnitř oka, musí světelný paprsek uskutečnit více oscilací než před okem. Takovýto paprsek, šířící se z bodového zdroje různými směry skrz optická prostředí, dospěje za určitý časový okamžik do stejné optické vzdálenosti. Pro ideální optickou soustavu je optická vzdálenost pro všechny paprsky šířící se z předmětu (bodového zdroje světla) do obrazu (obraz tohoto zdroje na sítnici) totožná. Pokud oko není zatíženo žádnými aberacemi, budou mít všechny paprsky po průchodu optickými medii stejnou optickou vzdálenost od zdroje světla - vytvoří dokonalou sférickou vlnoplochu. Pokud je oko zatíženo aberacemi, nebudou mít paprsky po průchodu stejnou optickou vzdálenost a ani fázi. Důsledkem toho bude deformace tvaru vlnoplochy. Různé tvary vlnoplochy jsou charakterizovány Zernikeho polynomy. Tyto polynomy jsou řazeny do tvaru pyramidy. Na špičce pyramidy jsou aberace nižších řádů a směrem k základně pak aberace vyšších řádů. Výsledkem je tedy zobrazení deformace vlnoplochy ve formě mapy podrobné topografické mapy (viz kap ). 68

69 Obrázek 15: Zernikeho polynomy. [28] Princip aberometru Na principu Shack-Hartmanna pracuje nejvíce využívaných aberometrů, které jsou také označovány jako výstupní reflexní aberometry. Součástí takového aberometru je zdroj světla (superluminiscenční dioda), detektor (Shack-Hartmannův senzor), záznamové a vyhodnocovací zařízení. Senzor se skládá ze soustavy mikročoček a senzoruccd. Diodový laser vyšle paprsek, který je fokusován na sítnici. Tento bod na sítnici je zdrojem odražené vlnoplochy. Ta je po průchodu okem zachycena maticí čoček. CCD senzor detekuje a analyzuje odchylky vlnoplochy od ideálního zobrazení na korespondující čočce v matici. Patří sem například Wasca Wavefront Analyzer (firma Zeiss), Zywave (firma Bausch and Lomb). 69

70 Dalším typem aberometrů jsou wavefront analyzátory založené na principu retinálního zobrazení. Využívá kolimovaného laserového paprsku. Tímto paprskem je prosvícena clona s pravidelnou maticí malých otvorů, které se promítnou na sítnici ve formě tenkých paralelních paprsků. Na sítnici se vytvoří obraz složený z bodů odchýlených od ideální polohy. To je způsobeno optickými aberacemi. Nepřímým oftalmoskopem je retinální obraz zachycen na CCD kameru a odchylka každého bodu je měřena na úrovni zornice. Z takto naměřených hodnot jsou vypočítány aberace. Na principu Scheinerova disku pracuje refraktometr (Spatially resolved refraktometr - SRR). Tento disk vyšle dva oddělené paprsky do zornice. Jeden jde do horní periferie a druhý do centra zornice. Množství a směr vychýlení retinální polohy od ideální je měřítkem deviace paprsku. Během vyšetření SRR přesune vyšetřovaný periferní paprsek k centrálnímu bodu a tím vyruší optické aberace z daného periferního bodu. K zaznamenání deformace vlnoplochy je potřeba zachytit 37 bodů, což je hlavní omezení této metody. Využití aberometrie je velmi široké diagnostika rohovkových onemocnění, chirurgie katarakty aj. Asi největší využití má v refrakční chirurgii, při laserových operacích. Tehdy je wavefront analyzátor propojen s laserovými systémy a i díky němu mohou být korigovány aberace nižších i vyšších řádů. [19] 70

71 5.2 Metody vyšetření předního segmentu měřící astigmatismus Mezi tyto metody se řadí keratometrie (mechanické a automatické keratometry) a topografie Keratometrie Keratometrie je metoda, která využívá zrcadlícího se povrchu rohovky k jejímu měření. Vychází z faktu, že se přední plocha rohovky chová jako konvexní zrcadlo a odráží 3-4 % dopadajícího světla. Při zobrazení předmětu, který se nachází v libovolné vzdálenosti od rohovky, vznikne důsledkem odrazu paprsků od první lámavé plochy rohovky obraz neskutečný, přímý a zmenšený jedná se o tzv. Purkyňův obrázek. Ke změření poloměru křivosti rohovky keratometry je použit předmět o definované velikosti, který je umístěn do známé vzdálenosti před oko. Poloměr je pak odečten na stupnici jak v milimetrech, tak v dioptriích. Výsledkem je informace o orientaci hlavních řezů a síle pravidelného astigmatismu. Oblast rohovky, která je měřena, se zpravidla pohybuje kolem 2-4 mm. Obraz, který vznikne, je zvětšen, zdvojen (nejčastěji pomocí optických klínů) a poté pozorován dalekohledným systémem zkonstruovaným na pozorování na krátkou vzdálenost. Plochá rohovka bude vytvářet obraz větší oproti strmé rohovce. Platné hodnoty naměří keratometr pouze pokud není rohovka postižena patologií, operací nebo traumatem. Keratometry se dělí na mechanické a automatické. [20] Mechanické keratometry Mechanické keratometry se ve zdravotnické praxi objevily koncem 19. století. Hlavním záměrem byla potřeba měřit rohovkový astigmatismus. Základní 71

72 rozdíl v konstrukci byl typ použitých testových značek, zdvojovací soustava a soustava pozorovací. Prvním předchůdcem, z něhož dnešní keratometry vycházejí, byl Helmholtzův keratometr. U tohoto přístroje tvořily testové značky dvě petrolejové lampy umístěné v rozích místnosti. Zdvojení obrazu bylo zajišťováno planparalelní destičkou a k pozorování sloužil astronomický dalekohled. Přestože tento přístroj byl velmi přesný, používal se výhradně k vědeckým účelům. Další zdokonalování vedlo ke keratometru použitelném pro klinické účely. Byl to Javal-Schiötzuv oftalmometr. Jde v podstatě o dalekohled vhodně upravený pro pozorování na bližší ohniskovou vzdálenost. Do dnes je jedním z nejrozšířenějších po celém světě. Avšak s vývojem modernějších technologií (automatických keratometrů a počítačové topografie) jeho využití klesá. Testové značky u tohoto přístroje mají podobu červeného obdélníku rozděleného na dva čtverce a schodovité pyramidy zelené barvy, také rozdělené na dvě části (obrázek 16). Tento keratometr má dvě stupnice. První udává zakřivení přední plochy rohovky v milimetrech a druhá její lomivost v dioptriích, za předpokladu určité polohy světelných zdrojů. Zde je zdvojení paprsků docíleno pomocí Wollastonova hranolu. Ten se nachází v přístroji mezi dvěma spojnými čočkami. Při měření jde o to dosáhnout koincidence zelené a červené značky. Parametry obrazu vzniklého na rohovce závisí na vzdálenosti předmětu od vyšetřovaného oka a na poloměru zakřivení rohovky. Při konstantních parametrech a vzdálenosti předmětu a obrazu je jedinou proměnlivou veličinou poloměr křivosti přední plochy rohovky. Při měření astigmatických očí nejsou půlící a dělící linie obou značek v koincidenci. Koincidence je pak nastavena pomocí natáčení ramene oftalmometru (obrázek 16b). Následuje nastavení značek do dotykové vzdálenosti. (obrázek 16c) v tomto okamžiku lze odečíst ze stupnic hodnotu poloměru přední plochy rohovky, její dioptrickou hodnotu a orientaci prvního astigmatického řezu. Pootočením ramene kolem své osy o 90 je zjištěna hodnota druhého hlavního řezu. [7, 17, 20] 72

73 Obrázek 16: Testové značky u Javal-Schiötzova oftalmometru. [8] Dalším typem keratometru je Krahnův keratometr. Vznikl kombinací obou výše zmíněných. Zdvojovací soustavu tvoří tři planparalelní destičky (Helmholtzův keratometr) a testové značky jsou v podobě zelené pyramidy a červeného obdélníku. Jsou ale pevně fixovány po stranách měřicí hlavy přístroje. Hartingerův koincidenční keratometr také využívá pevné testové značky. Ke zdvojení obrazu využívá dva diasporametry, které jsou umístěné mezi čočkami objektivu. Je závislý na přesné vzdálenosti od rohovky. Na přesné vyšetřovací vzdálenosti je závislý také Sutcliffův keratometr. Přístroj je vybaven projekčními značkami a pro optimální vyšetřovací vzdálenost je nutné, aby došlo ke spojení těchto značek. Sutcliffův keratometr umožňuje odečíst hodnoty obou hlavních řezů naráz při jednom nastavení. Testová značka má podobu kruhu, což je výhodné při porušení pravidelnosti rohovky. Pro vyšetřujícího je pak toto porušení více zřetelné. Ke zdvojení značek je použita dvojice klínů s bázemi ve 73

74 vertikálním a horizontálním směru. Vyšetřující pak vidí tři kružnice, které se snaží dostat do koincidence. Za nejdokonalejší keratotmetr je považován Littmanův keratometr. Konstrukčně se jedná o přístroj Helmholtzova typu. Nezáleží zde na vyšetřovací vzdálenosti a svazek je dělen pomocí hranolového systému do dvou energeticky shodných svazků. Testové značky mají podobu dvou křížů, jednoho plného a jednoho dutého (obrázek 17). Obě testové značky jsou umístěny v ohniscích kolimátorů a tudíž promítány do nekonečna. Obrázek 17: Testové značky Littmanova keratometru. [8] V dnešní době již nejsou v praxi mechanické keratometry téměř vůbec používány. Je to nejen z důvodu vyšších nároků na čas, ale hlavně protože jsou nahrazeny automatickými přístroji, které kombinují měření více parametrů najednou. Vyšetření těmito přístroji je rychlejší, komfortnější a na vyšetřovaného není vyvíjena taková zátěž. Díky počítačovým softwarům odpadá nepřesnost měření způsobená vyšetřujícím. [7, 17, 20] 74

75 Automatické keratometry Autokeratometrie je, stejně jako mechanická keratometrie, založena na schopnosti rohovky odrážet světlo. Zásadní rozdíl je v tom, že centraci a samotné měření poloměrů křivosti obstarává počítač. Většinou jsou ještě v kombinaci s dalšími přístroji (refraktometry, tonometry a pachymetry). Další výhodou, oproti mechanickým keratometrům, je rozsah měření. Dnešní přístroje dokážou analyzovat plochu rohovky v průměru až 7,5 mm. Součástí přístrojů je laserová dioda o vlnové délce 830 nm, pomocí které se porovnává testová značka a její obraz na přední ploše rohovky. K odrazu nedochází jen tam, tudíž je nutné eliminovat ostatní odrazy od zadní plochy rohovky a čočky. K detekci záření je pak používána CCD kamera a k vyhodnocení odchylek od referenční plochy počítač. Díky tomu odpadá subjektivní posuzování koincidence značek vyšetřujícím a zvyšuje se přesnost a objektivnost měření Topografie Topografie je metoda, která se používá pro mapování přední plochy rohovky. Zadní plochu rohovky není snadné měřit, protože na každé měření má vliv přední plocha. Možností je topograficky změřit přední plochu rohovky a k tomu provést pachymetrii v celém jejím průměru. Z tohoto měření se již dá odvodit průběh zadní plochy rohovky. Historicky lze metody zjišťování zakřivení přední plochy rohovky rozdělit následovně: 1. Metody celkové jedná se o metodu otisku a stereogrammetrii. 2. Metody optické sem lze zařadit klasickou keratometrii, topogometrii a speciální oftalmometrii. 3. Metody fotografické sem patří fotokeratometrie. 75

76 Keratoskop Předchůdcem topografů je keratoskop. Ten se skládá ze soustavy soustředných kružnic tzv. Placido kotouče (obrázek 18). Ve středu těchto kružnic se nachází otvor s lupou pro pozorování. Nepravidelnosti v poloměrech křivosti rohovky se pak jeví jako deformace kružnic. Výsledky vyšetření pomocí keratoskopu jsou pouze orientační. [17, 21] Obrázek 18: Placido kotouč. [29] Statická topografie keratograf Keratograf patří mezi nejpoužívanější topografické přístroje. Spojuje keratometrii s topografickou metodou měření povrchu rohovky, na principu odrazu kružnic Placidova kotouče. Takto získaná data jsou vyhodnocena softwarem, kde je získaný analogový obraz převeden na digitální. Počítač pak celkový objem dat zkomprimuje a navrhne topografický obraz rohovky. Tento obraz je ve výsledku pak buď ve formě barevného diagramu, nebo prostorového obrazu. Měřené hodnoty horizontální a vertikální poloměr křivosti v centru rohovky, astigmatismus a pozice osy, střední excentricita jsou poté zobrazeny v závislosti na místě, 76

77 velikosti astigmatismu a orientaci úhlu. Výsledné hodnoty poloměru křivosti rohovky jsou udávány v milimetrech nebo dioptriích. [21] Dynamická topografie (orbscan, pentacam, galileo) Přístroje pracují na principu nízkokoherentní interferometrie, kdy se laserový paprsek o vlnové délce 1310 nm odráží od jednotlivých optických prostředí a pohybem v jedné rovině se tak získává dvojrozměrný obraz Orbscan Vývojově mladší metodou je systém slit-imaging. Zde je souvisle promítán paprsek světla na rohovku z různých úhlů, podobně jako u štěrbinové lampy. V kombinaci s Placido kotoučem systém využívá soustředných kružnic, které se odrážejí od přední plochy rohovky, a svazek světla skenující rohovku. Pokud je rohovka nepravidelná, kružnice se jeví deformované. Díky osvětlovacímu Placido kruhu na rohovce získají senzory více než bodů za necelé dvě vteřiny. Tohoto principu využívá například Orbscan (firma Bausch & Lomb, pbrázek 19). Výsledná mapa zahrnuje keratometrii, topografii rohovky, pachymetrii, pupilometrii a měření úhlu kappa. Výhoda přístroje tkví v zobrazení i zadní plochy rohovky. Veškeré naměřené údaje jsou převedeny do trojrozměrné barevně kódované mapy. [19, 21] 77

78 Obrázek 19: Orbscan. [30] Pentacam Další zobrazovací systém tvoří Scheimpflugova kamera. Využívá jí například Pentacam (firma Oculus). Měření trvá cca 2 vteřiny ve bodech. Probíhá opět v oblasti celého předního segmentu oka. Umožňuje srovnávat snímky, získat virtuální model předního segmentu, také analyzovat pokročilost katarakty. Výsledkem je pachymetrická mapa rohovky, která zachycuje tloušťku rohovky v celém jejím průměru, dále topografická mapa (obrázek 20), která zachycuje zakřivení nebo pravou elevaci a také 3D mapu analyzující přední segment oka. Všechny tyto mapy jsou srovnány s normou a uloženy do počítače pro pozdější porovnání s dalším měřením. Také poskytuje různé analytické programy (keratometrická deviace, Zernickeho analýza (obrázek 21) aj.). V kombinaci s wavefront analýzou je vhodný i k předoperačnímu (pooperačnímu) vyšetření v refrakční chirurgii. 78

79 Obrázek 20: Mapa Pentacamu topograf přední i zadní plochy rohovky. [31] Obrázek 21: Zernikeho analýza. [32] Nevýhoda tkví v požadavku průhlednosti optických medií. Pokud jsou optická media zkalena, může dojít k absorbování paprsku a následné nepřesnosti měření. 79

80 Scheimpflugova kamera zachycuje plochu, která svírá s osou objektivu a rovinou fotografického filmu ostrý úhel. Přední segment oka je osvětlen přes štěrbinu a vzniklý řez je zachycen rotující CCD kamerou. Tím, že kamera rotuje, dodává obrazce ze tří prostorových úrovní. Avšak rovina obrazu, předmětu a optické čočky je paralelní (obrázek 22). Tyto roviny se potkávají v jedné průsečnici a je dosaženo velké hloubky obrazu předního segmentu. Pohyby očí jsou při vyšetření zaznamenávány, tím je Pentacam přesnější. Obrázek 22: Scheimpflugův princip tří rovin. [33] Díky Pentacamu lze hodnotit stav rohovkového úhlu, hloubku přední komory a stav zakalení čočky. Vypočítává údaje o topografii rohovky a poskytuje aberometrické údaje rohovky pomocí Zernikeho polynomů. Díky 3D zobrazení předního segmentu lze získat informace o objemu přední komory a vztahu duhovky k zadní ploše rohovky. [19, 21] 80

81 Galilei Přístroj Galilei využívá dvoukanálovou Scheimpflugovu kameru a Placido disk. Kombinuje tedy dvě technologie. Placidovo zobrazování poskytuje vysoce přesné měření poloměrů křivosti, kdežto Scheimpflugovo zobrazování má vysoké rozlišení. Duální zobrazení (obrázek 23) snímá ze dvou stran osvícené štěrbiny a poté vyhodnotí získané údaje. Také je vybaven nastavitelným blízkým nebo dalekým fixačním bodem, což umožňuje vyšetřit přední komoru, čočku a nitrooční čočku. Galilei zkvalitňuje zobrazení vyšetření zadní plochy rohovky nezávisle na decentraci. [19, 21] Obrázek 23: Duální Scheimpflugovo zobrazení. [34] 81

82 5.3 Subjektivní metody ( JC, zamlžovací metoda) Po objektivním změření astigmatismu je nutno přistoupit k subjektivnímu vyšetření. Bez něj by se nedala určit optimální korekce pro daného klienta. Existuje více metod, z nichž nejpoužívanější a nejpraktičtější se ukázaly dvě. Jsou jimi Jacksonovy zkřížené cylindry a zamlžovací metoda Jacksonův zkřížený cylindr Metoda měření astigmatismu pomocí Jacksonových zkřížených cylindrů (JC) je dostatečně rychlá, minimálně náročná na speciální vybavení, velice přesná a také nejrozšířenější po celém světě. K vyšetření je zapotřebí zkušební sada brýlových čoček, ve kterých je již JC obsažen (obrázek 23), zkušební obruba a optotyp. Jacksonův cylindr je dostupný ve třech variantách: ±0,25, ±0,50, ±1,00 D. Tvoří ji tedy dvojice plan-cylindrů, které jsou na sebe navzájem kolmé. Tyto čočky jsou upevněny v kovové nebo plastové objímce, přičemž rukojeť přesně půlí směr os. Na čočkách je buď uvedeno znaménko, které reprezentuje zápornou osu, nebo je zde záporná a kladná hodnota označena barevnými tečkami (červené nebo modré značí zápornou hodnotu a zelené nebo bílé pak kladnou hodnotu). Obrázek 24: Jacksonův zkřížený cylindr. [35] 82

83 Postup při vyšetření Jacksonovým cylindrem. Prvním krokem je nalezení optimální sférické korekce. Tím je navozen ryze smíšený astigmatismus. Vychází se z předpokladu, že se oko automaticky nastavuje na kroužek nejmenšího rozptylu, který je místem relativně nejkvalitnějšího zobrazení, nachází se na sítnici. Cílem dalšího postupu je tento kroužek zmenšovat a přibližovat tak dvě hlavní fokály k sobě, až je docíleno splynutí. Během tohoto postupu se vyšetřovanému zlepšuje zraková ostrost. Dalším krokem je nalezení předběžné osy cylindru. Toto je již prováděno na speciálních testech optotypu (například Brokův test). Je nutné si stanovit, zda bude vyšetřující určovat osu podle kladné nebo záporné osy plan-cylindru. JC je vyšetřovanému předkládán v základních osách 90 a 180 stupňů a poté ve 45 a 135 stupních. Během toho se ptá vyšetřující, zda je mezi dvěma polohami rozdíl a pokud ano, která se jeví jako lepší. Po odpovědi je vsazena sféro-cylindrická čočka před oko vyšetřovaného, do místa předběžné osy (obraz jevící se jako lepší). Dále je nutné nalézt definitivní osu. Tentokrát je držátko JC předkládáno do předběžné osy. Otáčení rukojeti je pak opět zjišťováno, který ze dvou nabídnutých obrazů je lepší. Přičemž vyšetřující se orientuje dle jím zvolené osy. Osa cylindru je pootáčena vždy ke směru, který vyšetřovaný zhodnotil jako lepší (ostřejší). Toto je prováděno do chvíle, kdy již vyšetřovaný nedokáže posoudit, zda je jeden obraz lepší. Následným krokem je určení síly cylindru. Osa JC je nyní vkládána do osy cylindru ve zkušební obrubě a točením rukojeti se hledá optimální hodnota cylindru. Pokud vyšetřující reaguje kladně (obraz se mu zdá ostřejší) na zápornou hodnotu JC, je nutno navýšit hodnotu korekční čočky. Ve chvíli, kdy vyšetřovaný již nevidí rozdíl mezi obrazem jedna (před otočením rukojeti) a obrazem dva (po otočení rukojeti), je nalezena správná hodnota cylindrické korekce. 83

84 Posledním krokem je jemné sférické dokorigování, již opět na optotypu pro určení korekce do dálky. Přičemž platí korekční podmínka do dálky použití nejslabší rozptylky a nejsilnější spojky, která ještě zlepší obraz. [2, 17] Zamlžovací metoda K provedení zamlžovací metody je opět potřeba sada zkušebních brýlových čoček, zkušební obruba, optotyp a astigmatický vějíř. Prvním korkem je nalezení optimální sférické korekce nejlepší rozptylka nebo spojka. Tím je navozen smíšený astigmatismus. Poté dojde k zamlžení pomocí sférické spojné čočky. Účelem je vyřazení akomodace. Astigmatismus smíšený je změněn na složený myopický. Nyní je na optotypu nastaven astigmatický vějíř (obrázek 25) a vyšetřovaný hodnotí, jestli vidí některé rameno kontrastnější či černější. Rameno kolmé na kontrastnější čáru udává jeden hlavní astigmatický řez. Do tohoto kolmého ramena je umístěna záporná plan-cylindrická čočka. Korigována je tak fokála více vzdálená od sítnice. Hodnota této čočky je zvyšována až do okamžiku, kdy se všechny čáry astigmatického vějíře jeví stejné. Posledním krokem je odmlžení a jemné sférické dokorigování. Opět je nutno řídit se korekční podmínkou do dálky. Tato metoda je hojněji využívána při korekci vyššího stupně astigmatismu. Obrázek 25: Astigmatický vějíř. [36] 84

85 6 Výzkum 6.1 Úvod do výzkumné části V teoretické části práce jsou popsány a rozděleny refrakční vady, nejvíce je zde věnováno astigmatismu. Další teoretická část byla věnována akomodaci. V práci je popsána stručná anatomie očních struktur podílejících se na akomodačním procesu a také to, jak může akomodace ovlivňovat výslednou refrakci. 6.2 Cíl práce Hlavním cílem této práce je ověřit, jak se změní cylindrická korekce v závislosti na akomodaci. Jde tedy o porovnání cylindrické korekce na dálku a poté do blízka. K tomuto byl navržen speciální test do blízka, na kterém byla u měřených osob ověřena správnost cylindrické korekce. Tedy zda a jak moc se změní dioptrická síla nebo osa korekce při testování. 85

86 6.3 Pracovní hypotézy Na základě publikovaných výsledků ve studii Epidemiology and refractive determination of astigmatism at near sight [37] autorů Christin Anders, Stephan Degle, Oliver Kolbe, z roku 2014 byly stanoveny následující hypotézy: H1. Ke změně cylindrické korekce by mělo docházet až od určitého stupně astigmatismu. Přičemž změna by měla být v řádu čtvrt dioptrií. H2: Změna by měla nastat nejen v síle cylindrické korekce, ale i v její ose. Ověření první a druhé hypotézy je hlavní naplní této diplomové práce. Třetí a čtvrtá hypotéza je doplňkovou. H3: Rozdíl hodnoty cylindru do dálky a do blízka se projeví především u pacientů, kteří mají vyšší hodnotu čočkového astigmatismu. H4: Poslední zkoumanou hypotézou bude, zda má věk a s ním spojený úbytek akomodace, také vliv na změnu cylindrické korekce do blízka. A to z důvodu ubývání tukové tkáně, kdy oční bulbus zapadá a tlak na rohovku se snižuje. 6.4 Metodika V následující kapitole budou popsány metody, přístroje a pomůcky, které sloužili při empirickém výzkumu, jenž měl ověřit pravdivost hypotéz. Dále bude pojednávat o samotných respondentech, kteří se účastnili výzkumu a díky nimž bylo možno nasbírat potřebná data ke zpracování. Vyšetřování probíhalo v oční optice Lumioptic s.r.o., za běžného provozu. Vyšetřovaní respondenti byli buďto klienti oční optiky, kteří souhlasili s účastí v tomto výzkumu, nebo rodinní příslušníci a přátelé, u kterých se vyskytovala potřebná refrakční vada (astigmatismus). Měřenými parametry byla objektivní refrakce, zjišťovaná pomocí auto refraktokeratometru RC 5000, firmy Tomey Corporation dále subjektivní 86

87 korekce do dálky a následné ověření korekce do blízka pomocí speciálně navrženého testu do blízka pro vyšetřování astigmatismu. Vyšetřování probíhalo v naprosté většině bez problémů nebo komplikací a díky dobré spolupráci vyšetřovaných osob bylo samotné ověřování cylindrické korekce do blízka časově nenáročné Vyšetřované osoby Výzkumu se účastnilo celkem 53 osob, z toho 25 žen a 28 mužů. Všechny osoby byly starší 19 let. Nejvíce zde byla zastoupena věková kategorie mezi 25 až 30 lety. Nejmladší respondent byl ve věku 19 let a nejstarší ve věku 58 let. Žádný z účastníků netrpěl patologií oka (například kataraktou nebo amblyopií) ani žádným jiným celkovým onemocněním. Astigmatismus jim byl zjištěn alespoň na jednom z obou očí, nejdříve objektivním změřením a poté následnou subjektivní refrakcí. Graf č. 1 ukazuje zastoupení mužského a ženského pohlaví a graf č. 2 znázorňuje věkové rozložení. Pohlaví počet Žena 25 Muž 28 Tabulka 2: rozdělení měřených osob dle pohlaví. 87

88 28 25 Žena Muž Graf 1: Složení měřené skupiny dle pohlaví. Výskyt Věk Graf 2: Věkové rozložení zkoumaných osob. 88

89 6.4.2 Navržení testu pro vyšetření astigmatismu do blízka Pro praktické měření v této diplomové práci byl navržen speciální test. Tento vychází z Brokova testu pro vyšetření astigmatismu do dálky. Pro výpočet velikosti brokova testu byl použit vzorec: yc=x*y*arc1' (9) související se zrakovou ostrostí (viz kap. 2.2). Kde: yc...celková velikost základního znaku x..vyšetřovací vzdálenost y..vzdálenost, ze které by znak vidělo zdravé oko Vyšetřovací vzdálenost v optice Lumioptic byla 5,8m a při hodnotě visus 1,0 je velikost jednoho broku na LCD optotypu rovna 1cm. Pro test do blízka byl zvolen adekvátní visus 0,8. Díky vzorci pro výpočet visu, lze tedy vypočítat vzdálenost, ze které by byl znak viděn okem bez refrakce: 0,8= 5,8/7,3 (8) Tato hodnota (7,3 m) je pak dosazena: Yc=5,8*7,3*0,00029 visus 0,8 > yc=12,3mm je pak velikost broku pro vzdálenost 5,8 a Vyšetřovací vzdálenost do blízka byla zvolena 0,4m. Výpočet velikosti broku (X) pro vzdálenost 0,4m a visus 0,8: 89

90 0,0123 m.5,8 m X m...0,4 m X=(0,4/5,8)*0,0123 X=0,000828m > velikost broku na vzdálenost 40cm je 0,848mm tudíž zmenšení je 14,5x z toho vypočtu i ostatní vzdálenosti: 0,8mm > 0,055mm vzdálenost mezi vnějšími broky 0,6mm > 0,041mm...vzdálenost mezi vnitřními broky 0,5mm > 0,034mm vzdálenost mezi středovým brokem a vnitřní kružnicí broků 6,7mm > 0,46mm průměr kružnice ve které jsou broky Použité přístroje a pomůcky Výzkum byl prováděn v soukromé oční optice Lumioptic s.r.o. K objektivnímu změření dioptrií byl u všech osob použit autorefraktokeratometr RC 5000, firmy Tomey Corporation. Subjektivní korekce byla měřena na LCD optotypu TCP 2000, firmy Tomey Corporation, který se nacházel ve vzdálenosti 5,8 m. Pro subjektivní měření stupně cylindrické korekce byly použity Jacksonovy zkřížené cylindry a Brokův test do dálky. Přičemž byla zvolena záporná hodnota cylindru, jak u objektivního, tak u subjektivního měření a všechny naměřené hodnoty byly zaznamenány. U všech měřených osob byl také zaznamenán věk a pohlaví. U všech měřených osob bylo dosaženo visu minimálně 1,0 a s výslednou korekcí do dálky i do blízka neměli problém. 90

91 Pro výzkum byl navržen speciální test do blízka (viz kap ), který vychází z Brokova testu pro vyšetření astigmatismu do dálky Výsledky Do celkové analýzy naměřených dat bylo zahrnuto 101 očí, u kterých se vyskytoval astigmatismus. Pět očí muselo být z výzkumu vyloučeno, jelikož na nich nebyl astigmatismus naměřen. Graf č. 3 popisuje sílu cylindrické korekce a její výskyt ve zkoumaném počtu očí. Přičemž je vidět, že do dálky byla nejčetnější cylindrická korekce o velikosti -1,75 D. Výskyt Četnost cylindrické korekce ,25-0,50-0,75-1,00-1,25-1,50-1,75-2,00-2,25-2,50-2,75-3,00-3,25-4,00-4,50 cyld cylb [D] Graf 3: Četnost hodnoty cylindrické korekce do dálky (cyld) a do blízka (cylb). 91

92 V grafu 4 je znázorněna změna cylindrické korekce v závislosti na velikosti naměřeného astigmatismu do dálky. Z tohoto grafu vyplývá, že s rostoucí hodnotou naměřené cylindrické korekce do dálky dochází k její změně při korekci do blízka. Přičemž převažuje diference v hodnotě 0,25 D. Tento výzkum ukazuje, že k těmto změnám dochází již od hodnoty naměřené cylindrické korekce -0,75 D. Diference 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00-0,10-0,25-0,25-0,25-0,50-0,50-0,50-0,75-0,75-0,75-0,75-1,00-1,00-1,00-1,25-1,25-1,25-1,50-1,75-1,75-1,75-1,75-1,75-1,75-2,25-2,50 cyld-cylb Poly. (cyld-cylb) -4,00 [D] Graf 4: Změna cylindrické korekce v závislosti na stupni astigmatismu do dálky. 0 44% 0,75 1% 0,5 10% 0 0,25 0,5 0,75 0,25 45% Graf 5: Procentuální zastoupení diference síly astigmatické korekce. 92