Офтальмологические линзы. История создания и развития

Современные врачи-офтальмологи по сей день благодарны шведскому специалисту Gulstrand (1911 г.), который придумал по-настоящему революционное изобретение, которое и сегодня является главным диагностическим инструментом любого окулиста - щелевую лампу (ЩЛ). При помощи этого прибора стало возможно выявление самых разных изменений во всех структурах переднего отдела глазного яблока. Однако в силу определенных особенностей конструкции, ЩЛ не позволяет непосредственно визуализировать угол передней камеры и глазное дно с прилежащими слоями стекловидного тела.

Функциональные возможности ЩЛ расширяются с помощью одновременного применения особых офтальмологических линз различных типов. В таком сочетании ЩЛ становится действительно универсальным диагностическим оптическим прибором.

Чтобы было удобно рассматривать особенности офтальмологических линз, которые сегодня применяются в биомикроскопии глаза, разделим их на две группы (контактные и бесконтактные), каждая из которых имеет как свои преимущества, так и недостатки.

История создания и хронология развития офтальмологических линз

Контактные элементы, которые позволяли исключить отражение роговичной оболочки глаза и давали возможность наблюдать угол передней камеры, считаются прародителями современных офтальмологических линз. Впервые наблюдать угол передней камеры глазного яблока удалось в 1938 году Trantas. Этот врач использовал для так называемой гониоскопии пальцевую компрессию лимбальной зоны глаза пациента.

После этого, благодаря усилиям многих ученых мира, свет увидели различные сферичные стекла, которые получили общее название "гониолинзы". Такие стеклышки позволяли преодолевать внутреннее отражение лучей, которые естественным образом выходят из угла глазной передней камеры.

Среди важнейших этапов развития гониоскопии, нельзя не остановиться на отечественном офтальмологе Б. Л. Поляке, который еще в далеком 1950 году предложил набор из трех разноразмерных гониолинз, соответствующих основным вариантам нормы ширины глазной щели. Хотя такое изобретение ленинградского врача стало настоящим прорывом в мировой офтальмологии, все же предложенная им методика оказалась довольно сложной и в полной мере не обеспечивала получения нужной исследователю информации о клинической картине зрительного аппарата пациента. Основными недостатками такой методики можно выделить вынужденную необходимость проведения осмотра камерного угла при лежачем положении пациента и, как следствие, отсутствие правильно сфокусированного света и сильных увеличительных систем (в положении лежа нельзя идеально сфокусировать световые лучи).

Здесь на помощь пришел вклад швейцарского офтальмолога Goldmann. Врач предложил для проведения осмотра угла передней камеры глазного яблока использовать зеркальный гониоскоп, имеющий особую конструкцию. Суть его была следующая: вмотрированное в прибор зеркало отражало выходящие из глаза лучи, что обеспечивало возможность осмотреть все отделы камерного угла с помощью поворота гониоскопа вокруг своей оси. Главное достижение Goldmann заключается в том, что наконец офтальмологи получили возможность проведения осмотра пациента в его сидячем положении. С этого момента исследование угла передней камеры превратилось из макро- в микрогониоскопию.

Гониолинзы продолжали модернизироваться. На постсоветском пространстве наиболее распространенными (кстати, до сих пор) являлись гониоскопы Бойнингена и М.М.Краснова. Даже сегодня гониоскоп Бойнингена продолжает выпускаться в небольшом объеме российским МНТК "Микрохирургия глаза". Второй же был освоен и длительное время производился Изюмским оптико-механическим заводом.

Четырехгранный пирамидальный гониоскоп Бойнингена особенно удобен тем, что обеспечивает осмотр всей окружности камерного угла без его дополнительных вращательных движений на глазу пациента.

Обязательно следует упомянуть универсальную линзу Гольдмана, имеющую гониоскопическое зеркало, с помощью которого успешно и полноценно осуществляется микрогониоскопия. Попытка воспроизвести такую линзу была сделана также Изюмским оптико-механическим заводом, который в течение длительного времени выпускал трехгранную призму-линзу.

a - трехзеркальная линза Гольдмана; б - гониоскоп Бойнингена; в - гониоскоп Краснова

Все это время разработка технических путей биомикроофтальмоскопии (осмотр глазного дна при помощи микроскопа ЩЛ) велась не менее активно. Уже в 1914 году Zalmann начинает применение контактного стекла Фукса, радиус кривизны которого составлял 8 мм. Однако предельная досягаемость осмотра все же была ограничена передними слоями стекловидного тела.

Спустя 4 года Коерре в своей монографии "Микроскопия живого глаза" описал применение в исследовании глазного дна и сетчатой оболочки глаза плоской корнеальной линзы одновременно с ЩЛ. Но такая методика была быстро отвергнута ввиду своей опасности, ведь линза имела достаточно острые края! К тому же она не подразумевала под собой возможность обследования пациентов детского возраста, имеющих высокую степень близорукости.

В 1916 году Fhorpe был сделан важнейший шаг в становлении современной биомикроофтальмоскопии: ученый смог при помощи увеличения радиуса кривизны с 8 мм до 14.7 мм модернизировать контактное стекло (до 5-ти диоптрий), благодаря чему исключились ненужные рефлексы и увеличилась площадь видимой поверхности глазного дна.

Но все же ведущая роль в создании наиболее оптимальных вариантов контактных линз принадлежит тому же великому Гольдману. В 1938 году он закрыл боковые поверхности роговичной линзы, поместив ее в футляр из пластика черного цвета. За счет этого уменьшилось количество паразитных бликов, использование линзы стало гораздо более безопасным, сама же она стала намного устойчивее к механическим повреждениям. И, наконец, в 1948 году Гольдман разработал трехзеркальные контактные линзы, которые сделали возможным реализацию биомикроофтальмоскопии в современном понимании этого слова.

Советские офтальмологи, точнее лишь немногие из них, были знакомы с эффективной модификацией трехзеркальной линзы Гольдмана, которая производилась фирмой Carl Zeiss (ГДР) и в 70-80-х годах поступала в Россию вместе с другим Цейссовским оборудованием. В 80-е годы в Россию стали поступать универсальные линзы Гольдмана производства фирмы Haag Streit (Швейцария), которыми, как правило, комплектовались импортные лазерные офтальмокоагуляторы и которые, в силу этого, были недоступны большинству рядовых офтальмологов.

Активное совершенствование контактных диагностических линз продолжается и сегодня. Подробное хронологическое описание этого хоть и интересного процесса, займет слишком много времени, да и это все — не цель нашей статьи. Отметим только, что огромная вариабельность ныне существующих контактных диагностических линз, в большинство которых впоследствии была введена гониоскопическая грань, заставляет говорить о широкой гамме линз типа Гольдмана, так как все они, по сути представляют собой модификации именно его призмы 1948 г.

Осознавая все преимущества контактного метода исследования внутриглазных структур, специалисты все же пытались перейти к более безопасному бесконтактному методу осмотра глазного дна. И совсем скоро мир познакомился с отрицательной линзой Hrub, имевшей силу в 55 диоптрий (!). Потом появилась положительная линза El Baydi и многие другие, которыми сегодня в качестве как дополнительного, так и обязательного узла оснащаются почти все щелевые лампы, выпускаемые серийно.

При всех явных положительных аспектах бесконтактной методики эти и другие аналогичные оптические элементы (М.М.Краснов, 1964 г.) грешили существенным недостатком - весьма небольшим (в пределах 5 - 8° для линзы Hruby и 23° для линзы El Baydi) полем обзора. В связи с этим, использование таких оптических приспособлений было целесообразно при проведении уточняющих исследований, но обзорная офтальмоскопия ими, к сожалению, не обеспечивалась. В последние 20 лет проблема была решена благодаря созданию высокодиоптрийной линзы с поверхностью асферической формы. Такая линза увеличила поле обзора до 60 и даже больше градусов.

Если гониоскопы разнообразных модификаций, различные линзы типа Гольдмана и линза Груби широко знакомы офтальмологу с первых шагов его практической деятельности, то высокодиоптрийные асферические линзы для биомикроофтальмоскопии являются сравнительно новым элементом, о котором многие слышали, но, к сожалению, мало кто из отечественных офтальмологов имел удовольствие с ними работать.

Использование асферических поверхностей в офтальмологических линзах, применение высокоэффективных просветляющих покрытий, внедрение в медицинскую практику лазерных микрохирургических установок, появление новых материалов привело к тому, что в настоящее время на мировом рынке офтальмологической аппаратуры представлена широчайшая гамма всевозможных контактных и бесконтактных линз.

Слаженная работа линз и ЩЛ

Офтальмологические линзы, предназначенные для одновременной работы с щелевыми лампами, являются одномоментно как частью осветительной, так и частью наблюдательной систем ЩЛ. По этой причине, маленькая величина рабочего отрезка микроскопа и диапазона потенциального перемещения ЩЛ относительно налобника ограничивает габариты и фокусное расстояние линз. Подробнее остановимся на этом вопросе.

Микроскопы ЩЛ имеют маленький отрезок, средний его размер равняется 130 мм. Перед объективом микроскопа может находиться осветительный элемент, вследствие чего свободное расстояние между глазом пациента и непосредственное осветителем обычно составляет около 0.6 см. Поэтому все офтальмологические элементы имеют небольшие габариты.

Каждый контактный элемент, который соприкасается с роговичной оболочкой глаза, имеет вогнутую поверхность. Радиус кривизны вогнутой поверхности приблизительно равняется среднему значению радиуса кривизны роговицы. Контактный элемент элемент может иметь как плоскую (сферическую), так и неплоскую (асферическую) наружную поверхность. Наряду с такими, чисто линзовыми, преломляющими поверхностями в контактных системах часто используют зеркала - отражающие поверхности, расположенные под различными углами наклона к оси линзового элемента.

Контактные линзовые элементы предназначаются для нейтрализации оптической силы глаза, они не формируют действительного реального изображения структур глаза, а образуют с ним условную плоскопараллельную или плоско-выпуклую пластину, через которую врач и рассматривает интересующую его внутреннюю область глазного яблока. Примерами таких элементов (линз и линзо-призменных систем) служат гониоскопы, универсальные трехзеркальные линзы Гольдмана, простейшие фундус-линзы. При работе с ЩЛ ее необходимо придвигать к глазу пациента, совмещая предметную плоскость микроскопа ЩЛ с диагностируемым участком глаза. Линза Гольдмана, сила рефракции которой обычно составляет 64 диоптрии, принята за стандарт, позволяющий вести наблюдение с увеличением, соответствующим увеличению ЩЛ. При рефракции контактного элемента, отличающейся от 64 диоптрий, врач будет наблюдать внутренний участок глаза с истинным увеличением, несколько отличным от выбранного им увеличения ЩЛ.

Контактные линзовые элементы с дополнительными и установленными с воздушным промежутком линзами формируют в воздухе или непосредственно в стекле дополнительной линзы изображение глазного дна, образуя офтальмоскопические контактные системы. Примером такой системы служит панфундускоп (разработан фирмой Роденшток и к 1980 году выпущен на мировой рынок). В качестве второй линзы в панфундускопе использовался стеклянный шар, в котором и локализовалось вторичное изображение глазного дна. Эксплуатация панфундускопов, в том числе и в России, выявила недостаток этой принципиальной схемы, который заключался в повышенных паразитных бликах в стекле. Поэтому современные модели контактных офтальмоскопических систем вторичное изображение сетчатки строят в воздухе (к примеру, известная лазерным офтальмохирургам линза Meinster). При работе с такими контактными офтальмологическими системами микроскоп ЩЛ отодвигается от глаза пациента, совмещая предметную плоскость микроскопа и плоскостью вторичного изображения внутреннего участка глаза. Схожий принцип работы имеют и бесконтактные высокодиоптрийные системы. Об этом и поговорим.

Бесконтактные линзовые системы

По факту бесконтактными линзовыми системами являются высокодиоптрийные линзы (более чем 50 диоптрий). В большинстве своем это одиночные линзы со сложным асферическим профилем, который позволяет получать высококачественные изображения и обеспечивает широкое поле обзора. Известны офтальмоскопические линзы силой от 50-ти до 132-ух диоптрий, обеспечивающие увеличение от 1,3´ до 0,45 градусов , технические характеристики приведены в таблице ниже. Однако практикующие специалисты утверждают, что не всегда обозначенные характеристики линз являются идеально достоверными, это стоит иметь ввиду.

Асферические линзы фирмы Volk (США)
Обозначение 60 дптр 78 дптр 90 дптр 132 дптр
Увеличение, крат 1,15 0,93 0,75 0,45
Поле зрения, град 76,0 84 94 99
Рабочее расстояние (от линзы до роговицы глаза), мм 11 8 5 4

А что с отечественным рынком офтальмологических линз?

За рубежом наиболее известна продукция фирм, специализирующихся на разработке и производстве офтальмологических линз, таких как фирмы Ocular Instruments и Volk (США). При отсутствии представительств в России этих фирм их продукцию можно приобрести лишь через посредников, что значительно повышает и без того высокую цену. Поэтому огромное значение для возможности массового применения офтальмологических линз имеет их выпуск российскими производителями.

В 1983 году по инициативе и с участием директора МНТК "Микрохирургия глаза" профессора Федорова С.Н. Государственным оптическим институтом (ГОИ) им.С.И.Вавилова был разработан, а ПО ЗОМЗ серийно освоил выпуск комплекта офтальмологических линз КОЛ-1. В состав выпускаемого до настоящего времени комплекта КОЛ-1 входит универсальная трехзеркальная линза по Гольдману, широкопольный панфундускоп и асферические офтальмоскопические линзы силой 15, 20, 29 диоптрий. Высокие для своего времени технические характеристики входящих в состав комплекта линз способствовали оснащению ими практически всех офтальмологических учреждений клинического профиля.

Однако со временем появилась настоятельная необходимость не только в усовершенствовании уже имеющихся в практике линз (в первую очередь линзы Гольдмана и панфундускопа), но и в создании принципиально новых элементов и устройств, способных вывести лечебно-диагностический процесс на более высокоэффективном уровне.

Большой вклад в решение этой проблемы с 1991 г. вносит специализированная офтальмотехническая фирма ОЛИС, разрабатывающая и серийно выпускающая офтальмологические линзы различного назначения. Для офтальмологов интересны также линзы, рекламируемые МНТК "Микрохирургия глаза" совместно с соисполнителями. В частности, совместно с московской фирмой "Трансконтакт" МНТК МГ на страницах своего журнала представил асферическую фундус-линзу 90 диоптрий.

Перечисленными фирмами практически и исчерпывается перечень фирм-производителей, офтальмологические линзы которых применяются в практике российских офтальмологов. Известная ранее в России продукция Изюмского оптико-механического завода, к сожалению, безнадежно устарела и практически не применяется.

Об эргономических аспектах

Практикующие офтальмологи наверняка неоднократно сталкивались с проблемой ненадежности фиксации линзы на глазу пациента, с досадным явлением выталкивания линзы при рефлекторном блефароспазме пациента. Эту проблему прекрасно решает наличие специального гаптического венчика вокруг контактной части оптического элемента, заводящегося под веки пациента и обеспечивающего надежную фиксацию и плотное соприкосновение с роговицей на протяжении всего времени исследования.

Фирма ОЛИС уделяет этому вопросу свое особое внимание. Все офтальмологические контактные линзы, выпускаемые здесь, снабжены гаптическим специально рассчитанным ободком. Линзы, предназначенные или обеспечивающие гониоскопию, имеют съемные гаптические насадки, без которых становится возможным проведение пробы Форбса.

Ввиду некоторой сложности работы с бесконтактными системами (что актуально при отсутствии опыта использования подобных линз) возможно использование специального устройства фиксации линзы в пространстве, также выпускающегося фирмой ОЛИС. Одним концом устройство закрепляется на вертикальной стойке установы щелевой лампы, в пружинный держатель которого вводится линза. Так как устройство состоит из трех шарнирно связанных звеньев, линза сохраняет любое требуемое положение, которое устанавливается врачом в ходе обследования.

К основным эргономическим преимуществам можно отнести такие аспекты:

  • Различные среды глаза неодинаково пропускают световые лучи разных длин волн. Поскольку коротковолновые синие лучи наиболее нежелательны для роговицы и хрусталика, и при обследовании сетчатки являются бесполезными, то линзы, используемые для офтальмоскопии, снабжают съемными защитными желтыми фильтрами, либо сами линзы изготавливают из желтого стекла.
  • Для максимального подавления мешающих отраженных бликов (от поверхностей, граничащих с воздухом) соответствующие поверхности покрывают высокоэффективными просветляющими покрытиями.
  • Фирмами-производителями офтальмоскопических линз большое внимание с эксплуатационной точки зрения уделяется удобству их удержания (охвата) пальцами врача для исключения вероятности выскальзывания оптического элемента.

О медико-технических аспектах

В настоящее время для осмотра угла передней камеры глаза применяются контактные линзо-призменные системы.

В гониоскопах углы наклона зеркал к основанию обычно находятся в диапазоне 59-64°. Чаще всего входная, обращенная к врачу поверхность - плоская. Количество зеркал - 1-4. Чем больше зеркал, тем на меньшей угол необходимо вращать линзу на глазу вокруг сагиттальной его оси для осмотра всей окружности интересующей зоны.

Контактные линзо-призменные системы, позволяющие осматривать различные области глазного дна, имеют несколько зеркал с разным их наклоном к основанию. Так, углы от 64° до 76° обеспечивают осмотр периферии сетчатки глаза (ora serrata и экваториальная область); участок вблизи заднего полюса сетчатки рассматривается с помощью зеркал, расположенных под углом к основанию до 80°. Каждое из зеркал предназначено для осмотра одной какой-либо области.

Количество граней-зеркал в таких универсальных офтальмологических элементах обычно составляет 2-4. Для осмотра всей окружности интересующей зоны необходимо линзу на глазу повернуть вокруг оси на 360°.

При различных значениях углов наклона к основанию возможен поэтапный осмотр большой области глазного дна, например, от центра до крайней периферии с помощью одной линзы, правда при этом также требуется ее поворот на глазу для полного кругового обзора.

Контактные однолинзовые системы позволяют наблюдать центральную область глазного дна примерно до 40°. Дальнейшее увеличение площади обзора позволяют осуществлять лишь двух- или трехлинзовые системы. В настоящее время фирмой Volk разработана двухлинзовая система, для наблюдения глазного дна в поле зрения » 160° , достижимом за счет наличия в элементе четырех асферических поверхностей. Увеличение при этом составляет 0.52.

Сегодня микрогониоскопия осуществляется лишь с помощью контактных линз-призм, наиболее известными из которых являются линзы по Бойнингену (четырехзеркальные) и универсальная линза по Гольдману (трехзеркальная).

Остановимся на варианте гониоскопа Бойнингена, выпускаемого фирмой ОЛИС.

Гониоскопа Бойнингена (пр. ОЛИС)

Новая конструкция обуславливает немалые эргономические и диагностические преимущества. Наличие съемной гаптической насадки, помимо двух вышеуказанных плюсов, позволяет проводить исследование у пациентов с очень узкой глазной щелью (при снятой гаптике). С оптической точки зрения, конструктивные особенности линзы обеспечивают большие поля обзора в каждой грани, и, тем самым, повышенную наглядность гониоскопической картины.

При мидриазе (от 5 мм и более) в эти же грани комфортно наблюдается далекая периферия сетчатки, что обуславливает полезность и эффективность данной модели гониоскопа не только при определении форм глаукомы, но и при работе с пациентами, страдающими различными поражениями периферии глазного дна.

Осмотр глазного дна и различных его зон возможен с помощью наиболее известной врачам-офтальмологам универсальной линзы Гольдмана, также модернизированной фирмой ОЛИС.

Особый интерес вызывают впервые созданные в России фирмой ОЛИС контактные широко- и сверхширокопольные линзы с полем обзора 90° и 120°. Они незаменимы для выявления распространенных, далеко расположенных полиморфных изменений практически на любом участке глазного дна, высокоэффективны для топической диагностики. Великолепная стереоскопичность и высокое разрешение обеспечивает обнаружение тончайших изменений даже в стекловидном теле, несмотря на сравнительно небольшое увеличение. Особенно ценным в контактных широкопольных линзах является возможность их использования и при узком зрачке, например, у пациентов с глаукомой или круговой синехией радужки.

Одним из основных достижений фирмы ОЛИС в последние годы явилось создание и серийный выпуск бесконтактных высокодиоптрийных асферических объективов (линз), предназначенных для биомикроофтальмоскопии с применением щелевых ламп любой конструкции. Благодаря большому полю обзора (70° - 90° ), четкости, отличной стереоскопичности, яркости и другим оптическим характеристикам, становится возможным последовательное исследование глазного дна от центра до периферии с максимальной эффективностью, отслеживая любую по морфологии и выраженности патологию (мидриаз должен быть от 3 мм и более). Эти линзы сильно выручают при обследовании глазного дна в посттравматическом или послеоперационном состоянии глаз, когда контактное исследование исключается. С их помощью можно провести не только качественную диагностику, но и, при необходимости, лазеркоагуляцию поврежденных структур.

Фактически высокодиоптрийные линзы в известной степени заменяют традиционную обратную офтальмоскопию.

При выборе линз следует помнить, что линза в 60 диоптрий обеспечивает наибольшее увеличение и является идеальной для детального наблюдения диска и макулы. Линза в 75 - 78 диоптрий работает с оптимальным расстоянием от исследуемого глаза (~ 7 мм от роговицы). А линза в 90 диоптрий, обеспечивающая наибольшее расчетное поле обзора, удобна при обследовании глазного дна с небольшим зрачком.

Усовершенствование и разработка новых офтальмологических линз продолжается. Наряду с диагностическими, разрабатываются линзы для работы с лазерным излучением различной мощности и длины волны излучения. И хотя сегодня мы не коснулись большой группы линз хирургических, иридектомических и прочих, все же надеемся, что врачу-офтальмологу будет полезно ознакомиться и научиться работе с контактными универсальными (можно сказать классическими) трехзеркальными линзами, широкоугольными фундус-линзами и высокодиоптрийными неконтактными офтальмоскопическими линзами. Сложность овладения навыками биомикроскопии с помощью офтальмологических линз в полной мере компенсируется для врача-офтальмолога высокой зрелищностью наблюдаемого стереоизображения внутренней структуры глаза и повышенной эффективностью диагностики труднонаблюдаемого в обычных условиях патологического очага.

R-Optics

123458, г. Москва, ул. Твардовского, 8
Телефон: +7 (495) 780-92-55
Факс: +7 (495) 780-92-57