IZOPTYKA 62 - Instytut Fizyki

Małgorzata Borysiuk, ortoptystka
Kiedy do gabinetu
ortoptystycznego...
Może kilka słów o tym, kim właściwie jest ortoptystka. Jest to osoba zajmująca się badaniem i leczeniem
specjalistycznym zeza, niedowidzenia, zaburzeń obuocznego widzenia oraz rehabilitacją pacjentów po operacjach zeza i urazów w obrębie oczodołu. Zawód medyczny, który wykonują ortoptystki wziął swoją nazwę
od ortoptyki – działu okulistyki, gdzie ortos (grec)=prosty, opticos=wzrok, czyli głównym zadaniem leczenia jest dążenie do prawidłowego ustawienia oczu wraz z prawidłowym widzeniem obuocznym.
Ortoptyka
Bardzo ważnym działem ortoptyki jest pleoptyka zajmująca się leczeniem niedowidzenia jednostronnego występującego w
zezie jednostronnym. Zarówno ortoptyka,
jak i pleoptyka posiadają dużą wartość
w leczeniu niedowidzenia, heteroforii,
niedomodze konwergencji, widzenia obuocznego oraz diplopii. Badanie i leczenie
odbywa się przy pomocy specjalistycznego sprzętu do leczenia zeza oraz ćwiczeń
ortoptyczno-pleoptycznych.
Leczenie
odbywa się po zbadaniu i dobraniu odpowiedniej korekcji okularowej lub pryzmatycznej i wykonaniu zabiegu operacyjnego, jeśli zachodzi taka potrzeba. Badanie
ortoptyczne obejmuje: badanie ostrości
wzroku do dali i bliży – w korekcji okularowej i bez korekcji; badanie fiksacji; badanie korespondencji siatkówkowej; badanie
obiektywnego i subiektywnego kąta zeza;
badanie widzenia obuocznego (jednoczesnej percepcji, fuzji z zakresem, stereopsji);
badanie ruchomości gałek ocznych. Wynik
badania jest cenną wskazówką dla lekarza
okulisty, który po określeniu wady wzroku
u dziecka podejmuje decyzję odnośnie
dalszego leczenia czy tylko okulary), czy
ćwiczenia ortoptyczno-pleoptyczne lub
jeśli trzeba operacja zeza.
Pacjenci
Do gabinetu leczenia zeza trafiają pacjenci w różnym wieku: od 2 do 80 roku
życia. Są oni kierowani na konsultację
przez lekarzy okulistów, neurologów,
chirurgów twarzowo-szczękowych lub
przez specjalistów pracujących w Poradniach Wychowawczo-Zawodowych.
Powody są bardzo różne: zez, niedowidzenie, zaburzenia widzenia, heteroforia,
niedomoga konwergencji, diplopii spowodowanej dekompensacją heteroforii
lub urazów w obrębie twarzoczaszki.
Największą grupę stanowią oczywiście
dzieci między 2 a 12 rokiem życia, u których lekarze okuliści zdiagnozowali zeza
lub niedowidzenie. Zeza zaczynamy le-
czyć jak najwcześniej, już po ukończeniu
1 roku życia. Należy uczulać rodziców, że
jeśli tylko zauważą zeza u dziecka, natychmiast powinni zgłosić się do lekarza
okulisty. Szczególnie dotyczy to dzieci,
u których rodzinnie występuje ta wada
wzroku. Im szybciej zbadamy dziecko,
tym ma większą szansę na prawidłowy
rozwój gałki ocznej. Około 60% przypadków zeza powstaje do 4 r.ż., dlatego tak
ważne jest badanie dzieci najmłodszych.
Mały zez u dziecka może być łatwo skompensowany poprzez noszenie okularów i
ćwiczenia w gabinecie, nie dojdzie wówczas do powstania niedowidzenia w oku
z większą wadą wzroku. Podstawowym
elementem odpowiedniej pracy obu oczu
jest bowiem zachowana równowaga
pomiędzy ich siatkówkami (prawidłowa
korespondencja siatkówkowa, prawidłowa fiksacja plamkowa) i mięśniami poruszającymi gałką oczną. Wszystkie te elementy razem składają się na prawidłowe,
pojedyncze widzenie obuoczne.
Z praktyki
Po 30 latach pracy mogę śmiało powiedzieć, że leczenie wzroku dzieci, to nie tylko okulary czy operacja, bardzo ważne są
ćwiczenia w gabinecie ortoptystycznym.
Oczywiście rodzice muszą dla dobra dziecka ściśle współpracować z lekarzami, ortoptystami. Z mojej praktyki mogę stwierdzić, że już 2-letnie dzieci potrafią świetnie
współpracować podczas badania. Bardzo
szybko przyzwyczajają się do ortoptysty i
gabinetu, wspaniale współpracują, ćwiczenia traktują jak zabawę, a nie leczenie,
zwłaszcza kiedy rodzice siedzą w poczekalni (tak jest właśnie u mnie). Najmłodsze
dziecko, jakie udało mi się zbadać w gabinecie miało 18 miesięcy, dzięki współpracy
z rodzicami, zmierzyłam na synoptoforze
obiektywnie kąt zeza (kąt, który ocenia
ortoptystka). Będąc za granicą w Norwegii
czy Niemczech, lub rozmawiając z amerykańskimi przyjaciółmi dowiedziałam się,
jak u nich w kraju dużą wagę przywiązuje
się do rehabilitacji i profilaktyki zeza.
62 Nauka/technika
Prof. Marek Zając, Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej, e-mail: [email protected]
SPRAWDŹ CZY WIESZ... rozwiązanie zadania nr 1
Zagadnienie nr 11 polegało na zaprojektowaniu (obliczeniu promieni krzywizn, grubości itp.) soczewki
okularowej o zadanej mocy (przyjmijmy dwie wartości:
+2,00 D i –2,00D) i średnicy (przyjmijmy 60 mm) o skorygowanej aberracji chromatycznej. Zakładamy, że dostępne są typowe materiały wykorzystywane w optyce
okularowej. Miała to być soczewka achromatyczna,
to znaczy taka, której ognisko czerwone i zielone leży
dokładnie w tym samym miejscu. Inaczej mówiąc moc
takiej soczewki w świetle czerwonym (niech to będzie
λC’=643,8 nm) i zielonym (niech to będzie λF’=480,0
nm) ma być taka sama.
W artykule2 wyjaśniono, że warunki takie spełnia dublet, to znaczy układ złożony z dwóch soczewek wykonanych z różnych materiałów. W najprostszym przypadku niech to będą dwie stykające się ze sobą idealne
soczewki cienkie. Niech moc jednej (wykonanej z materiału o współczynniku załamania n1 i liczbie Abbego ν1)
będzie równa Φ1, a drugiej (z materiału o współczynni14
ku załamania n2 i liczbie Abbego ν2) Φ2. Przyjmujemy,
że współczynniki załamania n1 i n2 są określone np. dla
światła żółtego (niech to będzie λe=546,1 nm).
Warunek achromatyzacji (tzw. warunek Abbego) ma
postać3:
Φ2
Φ1
—— + ——= 0 (warunek 1)
ν1
ν1
Oczywiście całkowita moc takiego dubletu wynosi
Φ1 + Φ2 = Φ (warunek 2)
Rozwiązując układ równań otrzymamy:
ν1
Φ1 = Φ ———
— (warunek 3a)
ν1 - ν2
-ν1
Φ2 = Φ ———
— (warunek 3b)
ν1 - ν2
Aby spełniony był warunek (1) Φ1 musi mieć przeciwny znak niż Φ2, a więc jedna część dubletu musi być
skupiająca, a druga rozpraszająca i to niezależnie od
tego, jaka ma być moc całkowita. Aby składowe moce
były jak najmniejsze szukamy takich dwóch materiałów
(szkieł), aby różnica liczb Abbego była jak największa. W dziedzinie szkieł mineralnych wybieramy kron
i flint. W katalogu szkieł optycznych4) znajdujemy np.
kron typu BK7 o parametrach ne1=1,5187, νe1=63,96
i flint typu SF7 o parametrach ne2=1,8127, νe2=25,24.
Za wzorów (3a) i (3b) obliczamy moce obu części składowych dubletu:
63,96
Φ1 = Φ ———
————— = Φ ⋅ 1,652 (warunek 4a)
63,96 - 25,24
-25,24
Φ2 = Φ ———
————— = Φ ⋅ 0,652 (warunek 4b)
63,96 - 25,24
Ponieważ wypadkowa moc soczewki ma wynosić
Φ=2,00 D, więc ostatecznie
Φ1 = 2,00 ⋅ 1,652 = +3,3304 D,
Φ2 = -2,00 ⋅ 0,652 = 1,204 D
Teraz pora na wyliczenie konkretnego kształtu soczewki.
Soczewki mają się ze sobą stykać, najprościej, by miały
jedną wspólną powierzchnię (dublet klejony). Złóżmy,
ne1-1 1,5187-1
— = ————— = 0,157 m = 157 m
ρ1 = ——
Φ1
3,304
Podobnie wyliczymy promień krzywizny drugiego składnika, płasko-wklęsłego:
1-ne2 1-1,8127
= ————— = 0,623 m = 623 m
ρ3 = ———
Φ2
-3,304
Teraz należy przyjąć rozsądne wartości grubości na brzegu
i w środku. Niech wynoszą one odpowiednio: grubość na
brzegu części dodatniej: b1=1 mm, grubość w środku części
b1 b2
ρ1
D
ρ3
h
D/2 ρ
ρ -4
(D2 ) + (ρ-4) = ρ
2
d1 d 2
Rys. 1
2
2
Rys. 2
10
longitudinal
chromatic
spherical aber. (mm) focal shift (mm)
+
0.7
+
0.6
+
0.5
+
-0.01
units: mm
0.01
Rys. 3a
-2
2
Rys. 3b
10
longitudinal
chromatic
spherical aber. (mm) focal shift (mm)
+
0.7
+
0.6
+
0.5
+
-0.01
units: mm
0.01
Rys. 4a
-2
2
Rys. 4b
ρ1=157 mm
d1=3,86 mm
ρ2=∞
d2=1,00 mm
materiał: BK7
materiał: SF6
ρ3=623 mm
Tabela 1
ρ1=290 mm
d1=4,0 mm
materiał: BK7
d2=1,00 mm
materiał: SF6
ρ2=-340 mm
ρ3=-750 mm
Tabela 2
ujemnej d2=1 mm. Rysunek 2 ilustruje, jak na podstawie
prawa Pitagorasa wylicza się strzałkę h czaszy kulistej o zadanym promieniu krzywizny i zadanej średnicy D (rys.2).
Dla wartości D = 60 mm i ρ1 = 157 mm mamy:
ofer ta JZO
że jest ona płaska. Na rysunku 1 zaznaczyliśmy promienie
krzywizn pierwszego i drugiego składnika (odpowiednio
ρ1 i ρ3), oczywiście ρ2= ∞ (rys.1).
Dla pierwszego składnika (soczewki wypukło-płaskiej) jest
ne1-1
——
Φ1 = ——
ρ1 , więc
JZO − widzenie bez granic
⎯ ⎯ ⎯⎯
⎯ ⎯ ⎯⎯⎯
h1 = ρ1- √ρ1- ¼ D2 = 157 - √1572- ¼ 602 =
⎯ ⎯ ⎯⎯
157- √24649-900 =157-154,11 =2,89 mm
(Korzystając ze wzoru uproszczonego otrzymalibyśmy niemal taki sam wynik:
D2
602
3600
h1 = ——— = ————— = ———— = 2,86 mm )
8ρ1
8 ⋅ 157
1256
Jeżeli grubość na brzegu ma wynosić b1 = 1 mm to musimy
zwiększyć o tę wartość grubość w środku, a więc przyjąć
d1 = h1+b1 = 2,86+1,00 = 3,86 mm
Podobnie wyliczymy strzałkę h3 trzeciej powierzchni:
D2
602
3600
h3 = ———= —————= ———— = 0,72 mm
8ρ1
8 ⋅ 623
1256
Jeżeli grubość w środku ma wynosić d2=1 mm to na brzegu będzie b2=1,00+0,72=1,72 mm, co zupełnie wystarczy
by zaspokoić wymagania technologiczne. Otrzymaliśmy soczewkę (rys. 3), której parametry zapisać można w tabeli 1.
Soczewka taka jest poszukiwanym achromatem, choć jej moc
nie równa się dokładnie +2,00 D ze względu na niezerową
grubość; a w dodatku charakteryzuje ją duża aberracja sferyczna (rysunek 3). Żeby ją zmniejszyć trzeba (zachowując
wartości mocy składowych) wybrać inny promień krzywizny
ρ2, a w konsekwencji także ρ1 i ρ3, ale jest to już zagadnienie nieco trudniejsze i wykracza poza zakres tego zadania.
Zainteresowani tematem mogą „pobawić się” w poszukiwanie lepszego rozwiązania korzystając z komputerowego
programu do przeliczania biegu promieni i projektowania
układów optycznych, na przykład dostępnego bezpłatnie
(w wersji podstawowej) w Internecie programu OSLO LT5.
Przykładowy rezultat takiej „optymalizacji” zawiera tabela 2 i
rysunek 4. W tym miejscu rodzi się pytanie: Czy takie rozwiązanie można (i warto) stosować w okularach? Z jednej strony
można by zlikwidować uciążliwy niekiedy chromatyzm, z drugiej – zwiększyła by się znacząco grubość soczewek (nawet
dla małych mocy). Warto jednak zwrócić uwagę, że wtopka
w soczewkach dwuogniskowych z niewidocznym segmentem to w istocie rzeczy dublet klejony. Niestety, nie wiem,
czy przy projektowaniu takiej soczewki bierze się pod uwagę
warunek achromatyzacji. Ujemną soczewkę achromatyczną o
mocy całkowitej -2,00 D projektuje się podobnie.
PS. Na adres [email protected] otrzymałem jedną prawidłową odpowiedź. Prawidłowe rozwiązanie na zadanie 1
nadesłała Pani Dorota Mazur z Bystzycy Kłodzkiej.
Gratuluję i zapraszam do dalszej zabawy.
reklama
w przygotowaniu
•
Przypisy: 1 Izoptyka 61’2012, s. 14; 2 op.cit, s.12-14; 4 Wyprowadzenie tego warunku można znaleźć w każdym podręczniku optyki; 4 Skorzystałem ze strony http://www.
schott.com/advanced_optics/english/our_products/materials/optical_glass.html?so=poland&lang=polish; 5 OSLO LT jest to program do projektowania i analizowania układów optycznych, którego darmową wersję można pobrać bezpłatnie ze strony www.sinopt.com/software1/downloads1/dloads_lt.htm
SPRAWDŹ CZY WIESZ...
Zgodnie z zapowiedzią z numeru poprzedniego prezentujemy kolejne krótkie zadanie z dziedziny optyki okularowej i fizjologii widzenia.
Zadanie nr 2
Mamy soczewkę astygmatyczną (cylindryczną): cyl: +2,00 DPT X 1800. Jaka jest jej moc w osi 300 ?”
Na odpowiedzi czekamy do 30 października pod adresem: [email protected] lub [email protected]
Nagrodę NIESPODZIANKĘ wylosujemy wśród trzech trafnych odpowiedzi. Zapraszamy do zabawy!
Więcej informacji u Przedstawicieli Handlowych JZO,
Przedstawicieli Regionalnych JZO oraz
w Biurze Obsługi Klienta JZO.
www.jzo.cm.pl
15