Астигматизм — это тип рефракционной ошибки, вызванной вращательной асимметрией преломляющей способности глаза . Это приводит к искаженному или нечеткому зрению на любом расстоянии. [1] Другие симптомы могут включать напряжение глаз , головные боли и проблемы с вождением в ночное время . [1] Астигматизм часто возникает при рождении и может измениться или развиться позже в жизни. [5] Если он возникает в раннем возрасте и не лечится, он может привести к амблиопии . [2]
Причина астигматизма неясна, хотя считается, что она частично связана с генетическими факторами. [3] [4] Основной механизм включает в себя нерегулярную кривизну роговицы и изменения защитной реакции хрусталика глаза , называемые астигматизмом хрусталика, который имеет тот же механизм, что и спазм аккомодации. [1] [3] Диагностика проводится с помощью обследования глаз , называемого авторефракторной кератометрией (объективно, позволяет увидеть компоненты астигматизма хрусталика и роговицы), и субъективной рефракции.
Доступны три варианта лечения: очки , контактные линзы и хирургическое вмешательство. [1] Очки являются самым простым вариантом. [1] Контактные линзы могут обеспечить более широкое поле зрения и меньше артефактов, чем даже двойные асферические линзы. [1] Рефракционная хирургия направлена на постоянное изменение формы глаза и тем самым на излечение астигматизма. [1]
В Европе и Азии астигматизмом страдают от 30% до 60% взрослых. [4] Люди всех возрастов могут страдать от астигматизма. [1] Впервые об астигматизме сообщил Томас Янг в 1801 году. [3] [6]
Хотя астигматизм может протекать бессимптомно, более высокие степени астигматизма могут вызывать такие симптомы, как нечеткость зрения , двоение в глазах , косоглазие , напряжение глаз , усталость или головные боли. [7] Некоторые исследования указали на связь между астигматизмом и более высокой распространенностью мигрени . [8]
Причина врожденного астигматизма неясна, хотя считается, что она частично связана с генетическими факторами. [3] Генетика, основанная на исследованиях близнецов, по-видимому, играет лишь небольшую роль в астигматизме по состоянию на 2007 год. [9]
Для изучения генетической основы астигматизма использовались исследования ассоциаций по всему геному (GWAS). Хотя окончательных результатов получено не было, были выявлены различные кандидаты. В исследовании, проведенном в 2011 году на различных азиатских популяциях, были выявлены варианты гена PDGFRA на хромосоме 4q12 , связанные с астигматизмом роговицы. [10] Однако последующее исследование в 2013 году на европейской популяции не обнаружило ни одного варианта, значительно связанного с астигматизмом роговицы на уровне всего генома (однонуклеотидный полиморфизм rs7677751 в PDGFRA). [11] Столкнувшись с этим противоречием, исследование Шаха и его коллег в 2018 году включало как популяции азиатского, так и североевропейского происхождения. Они успешно воспроизвели ранее идентифицированный общегеномный значимый локус для роговичного астигматизма вблизи гена PDGFRA, с дальнейшим успехом в идентификации трех новых генов-кандидатов: CLDN7 , ACP2 и TNFAIP8L3 . [12] Другие исследования GWAS также дали неубедительные результаты: Лопес и коллеги идентифицировали локус восприимчивости с ведущим однонуклеотидным полиморфизмом rs3771395 на хромосоме 2p13.3 в гене VAX2 (VAX2 играет важную роль в развитии дорсовентральной оси глаза); [13] Ли и коллеги, однако, не обнаружили последовательных или сильных генетических сигналов для рефракционного астигматизма, предполагая при этом возможность широко распространенной генетической совместной восприимчивости для сферических и астигматических рефракционных ошибок. Они также обнаружили, что область гена TOX, ранее идентифицированная для сферической эквивалентной рефракционной ошибки, была второй наиболее сильно связанной областью. [14] Другое недавнее последующее исследование снова выявило четыре новых локуса для астигматизма роговицы, причем два из них также являются новыми локусами для астигматизма: ZC3H11B (связанный с осевой длиной), NPLOC4 (связанный с миопией ), LINC00340 (связанный со сферической эквивалентной рефракционной ошибкой) и HERC2 (связанный с цветом глаз ). [12]
Астигматизм может также возникнуть после операции по удалению катаракты или травмы роговицы. [15] Сокращение рубца из-за раны или удаления катаракты вызывает астигматизм из-за уплощения роговицы в одном направлении. [15] При кератоконусе прогрессирующее истончение и укручение роговицы вызывают нерегулярный астигматизм. [16]
При астигматизме с правилом глаз имеет слишком большой «плюсовой» цилиндр на горизонтальной оси относительно вертикальной оси (т. е. глаз слишком «крутой» вдоль вертикального меридиана относительно горизонтального меридиана). Вертикальные лучи света фокусируются спереди ( кпереди ) от горизонтальных лучей света в глазу. Эту проблему можно исправить с помощью очков , которые имеют «минусовой» цилиндр, размещенный на этой горизонтальной оси. Эффект этого будет заключаться в том, что когда вертикальный луч света на расстоянии движется к глазу, «минусовой» цилиндр (который размещен с осью, лежащей горизонтально — то есть на одной линии с горизонтальным меридианом пациента относительно чрезмерно крутого вертикального меридиана) заставит этот вертикальный луч света слегка «расходиться» или «растекаться вертикально», прежде чем он достигнет глаза. Это компенсирует тот факт, что глаз пациента сильнее сходит свет в вертикальном меридиане, чем в горизонтальном меридиане. Будем надеяться, что после этого глаз будет фокусировать весь свет на одном и том же месте сетчатки, и зрение пациента станет менее размытым. [ необходима медицинская цитата ]
При астигматизме «против правила» добавляется положительный цилиндр по горизонтальной оси (или отрицательный цилиндр по вертикальной оси). [18]
Ось всегда записывается как угол в градусах, между 0 и 180 градусами против часовой стрелки. Оба 0 и 180 градусов лежат на горизонтальной линии на уровне центра зрачка, и, как видит наблюдатель, 0 лежит справа от обоих глаз. [ медицинская цитата необходима ]
Неправильный астигматизм, который часто связан с предшествующей операцией на глазах или травмой, также является распространенным естественным состоянием. [ необходимо разъяснение ] [19] Два крутых полумеридиана роговицы, отстоящие друг от друга на 180° при правильном астигматизме, могут быть разделены менее чем на 180° при неправильном астигматизме (так называемый неортогональный неправильный астигматизм); и/или два крутых полумеридиана могут быть асимметрично крутыми — то есть один может быть значительно круче другого (так называемый асимметричный неправильный астигматизм). Неправильный астигматизм количественно определяется с помощью векторного расчета, называемого топографической диспаратностью. [20]
С комфортными условиями проживания:
Астигматизм, будь он регулярным или нерегулярным, вызывается некоторой комбинацией внешних (поверхность роговицы) и внутренних (задняя поверхность роговицы, хрусталик человека, жидкости, сетчатка и интерфейс глаз-мозг) оптических свойств. У некоторых людей внешняя оптика может иметь большее влияние, а у других людей может преобладать внутренняя оптика. Важно отметить, что оси и величины внешнего и внутреннего астигматизма не обязательно совпадают, но именно их комбинация по определению определяет общую оптику глаза. Общая оптика глаза обычно выражается рефракцией человека; вклад внешнего (переднего роговицы) астигматизма измеряется с помощью таких методов, как кератометрия и топография роговицы . Один метод анализирует векторы для планирования рефракционной хирургии таким образом, что операция оптимально распределяется как между рефракционными, так и топографическими компонентами. [21] [22]
Во время проверки зрения используется ряд тестов для определения наличия астигматизма и количественной оценки его величины и оси. Таблица Снеллена или другие таблицы для проверки зрения могут изначально выявить снижение остроты зрения . Для измерения кривизны самых крутых и самых плоских меридианов на передней поверхности роговицы может использоваться кератометр . [23] Топография роговицы также может использоваться для получения более точного представления о форме роговицы. [24] Авторефрактор или ретиноскопия могут обеспечить объективную оценку рефракционной ошибки глаза, а использование цилиндров Джексона в фороптере или пробной оправе может использоваться для субъективного уточнения этих измерений. [25] [26] [27] Альтернативная методика с фороптером требует использования «часового циферблата» или таблицы «солнечных лучей» для определения оси и силы астигматизма. [28] [29] Кератометр также может быть использован для оценки астигматизма путем нахождения разницы в силе между двумя основными меридианами роговицы. Затем правило Жаваля может быть использовано для вычисления оценки астигматизма.
Метод анализа астигматизма Альпинса может быть использован как для определения того, насколько необходимо хирургическое изменение роговицы, так и для определения того, насколько близко лечение к цели после операции. [30]
Другой редко используемый метод рефракции заключается в использовании стенопеической щели (тонкощелевой апертуры), где рефракция определяется в определенных меридианах – этот метод особенно полезен в случаях, когда у пациента высокая степень астигматизма или при рефракции у пациентов с нерегулярным астигматизмом.
Существует три основных типа астигматизма: миопический астигматизм, гиперметропический астигматизм и смешанный астигматизм. Случаи можно классифицировать далее, например, как регулярные или нерегулярные, хрусталиковые или роговичные.
Астигматизм можно исправить с помощью очков , контактных линз или рефракционной хирургии . [1] Очки являются самыми простыми и безопасными, хотя контактные линзы могут обеспечить более широкое поле зрения . Рефракционная хирургия может полностью устранить необходимость носить корректирующие линзы, навсегда изменив форму глаза, но, как и все плановые операции, сопряжена с большим риском и расходами, чем неинвазивные варианты. Различные соображения, касающиеся здоровья глаз, рефракционного статуса и образа жизни, определяют, может ли один вариант быть лучше другого. У пациентов с кератоконусом определенные контактные линзы часто позволяют пациентам достичь лучшей остроты зрения, чем очки. Когда-то доступные только в жесткой, газопроницаемой форме, торические линзы теперь также доступны в виде мягких линз .
У пожилых людей астигматизм также может быть исправлен во время операции по удалению катаракты. Это может быть сделано либо путем установки торической интраокулярной линзы, либо путем выполнения специальных разрезов (лимбальные расслабляющие разрезы). Торические интраокулярные линзы, вероятно, обеспечивают лучший результат в отношении астигматизма в этих случаях, чем лимбальные расслабляющие разрезы. [31]
Торические интраокулярные линзы могут дополнительно использоваться у пациентов со сложным офтальмологическим анамнезом, например, с предыдущей офтальмологической хирургией. [32] В таких сложных случаях торические интраокулярные линзы кажутся столь же эффективными, как и в несложных случаях для коррекции сопутствующего роговичного астигматизма. [32]
В 2019 году Всемирная организация здравоохранения сообщила, что 123,7 миллиона человек во всем мире страдают от неисправленных ошибок рефракции, включая астигматизм. Подборка многих систематических обзоров показала, что распространенность астигматизма среди взрослых составляет 8–62%, а предполагаемая распространенность во всем мире составляет 40%. [33] Страна с самой высокой распространенностью среди систематических обзоров — Китай — 62%. [33] Распространенность астигматизма увеличивается с возрастом из-за изменений градиентов индекса рефракции. [33] [34] Согласно американскому исследованию, почти трое из десяти детей (28,4%) в возрасте от пяти до семнадцати лет страдают астигматизмом. [35] Бразильское исследование, опубликованное в 2005 году, показало, что 34% учащихся в одном городе страдают астигматизмом. [36]
Исследования показали, что у младенцев в первые несколько месяцев жизни наблюдается высокая распространенность астигматизма из-за крутой роговицы. Самые крутые роговицы встречаются у младенцев с низкой массой тела при рождении и в постконцептуальном возрасте. [37] К четырем годам распространенность астигматизма снижается, поскольку роговица становится более плоской. Роговица остается в основном стабильной во взрослом возрасте, а затем снова становится круче в более старшем возрасте (40+ лет). [37]
Легкий астигматизм имеет более высокую распространенность, чем умеренный и значительный астигматизм, и увеличивался до возраста 70 лет, в то время как умеренный и значительный астигматизм показал увеличение распространенности после 70 лет. [33] Из всех уровней астигматизма, легкий астигматизм является наиболее распространенным, составляя около 82% от общего числа зарегистрированных случаев астигматизма. [33]
Астигматизм по правилам (из исследований с разными возрастными группами) имеет диапазон распространенности от 4 до 98% во всем мире. Диапазон распространенности астигматизма против правил (из исследований с разными возрастными группами) составляет от 1 до 58%. Для косого астигматизма диапазон распространенности составляет от 2 до 61%. [33] Астигматизм по правилам более распространен среди молодых людей, и со временем распространенность смещается в сторону астигматизма против правил. [37] Польское исследование, опубликованное в 2005 году, показало, что «астигматизм по правилам» может привести к возникновению миопии . [38]
Основной причиной астигматизма являются изменения кривизны роговицы. [37] Если астигматизм не лечить, он приводит к снижению качества жизни, связанного со зрением. К некоторым факторам, которые приводят к этому, относятся снижение качества зрения и увеличение бликов и ореолов. [33] Люди с астигматизмом испытывают больше трудностей при ночном вождении и могут иметь сниженную производительность из-за ошибок. Однако существует много способов исправить астигматизм: использование очков или контактных линз, торических интраокулярных линз, торических имплантируемых линз Collamer и/или рефракционная хирургия роговицы, как было показано, исправляют астигматизм. [33]
Будучи студентом, Томас Янг обнаружил, что у него проблемы с одним глазом в 1793 году. [39] В последующие годы он проводил исследования своих проблем со зрением. [40] Он представил свои выводы в Бейкерианской лекции в 1801 году. [41]
Независимо от Янга, Джордж Бидделл Эйри открыл явление астигматизма на собственном глазу. [42] Эйри представил свои наблюдения на собственном глазу в феврале 1825 года в Кембриджском философском обществе. [43] [44] Эйри изготовил линзы для исправления своих проблем со зрением к 1825 году, [42] [45] в то время как другие источники относят это к 1827 году, [46] когда Эйри получил цилиндрические линзы от оптика из Ипсвича . [47] Название этому состоянию дал Уильям Уэвелл . [48] [49] [50]
К 1860-м годам астигматизм был устоявшимся понятием в офтальмологии, [51] и главы в книгах описывали открытие астигматизма. [52] [53] [54]
В 1849 году ирландский английский физик и математик Джордж Стокс изобрел линзу Стокса для обнаружения астигматизма. [55] В 1887 году американский офтальмолог Эдвард Джексон пересмотрел концепцию линзы Стокса и создал кросс-цилиндрическую линзу для уточнения силы и оси астигматизма. [56] В 1907 году Джексон описал определение оси корректирующего цилиндра при астигматизме с помощью кросс-цилиндра. [57]