Астигматизм — это тип аномалии рефракции , возникающий из-за вращательной асимметрии преломляющей силы глаза . Это приводит к искажению или нечеткости зрения 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 в дальнейшем. [5] Если это происходит в раннем возрасте и не лечится, это может привести к амблиопии . [2]
Причина астигматизма неясна; однако считается, что это частично связано с генетическими факторами. [3] [4] Основной механизм включает неравномерную кривизну роговицы и изменения защитной реакции хрусталика глаза , называемые астигматизмом хрусталика, который имеет тот же механизм, что и спазм аккомодации. [1] [3] Диагноз ставится на основании осмотра глаз , называемого авторефракционной кератометрией (объективный, позволяет увидеть компоненты хрусталика и роговицы астигматизма) и субъективной рефракции.
Доступны три варианта лечения: очки , контактные линзы и хирургическое вмешательство. [1] Очки – самые простые. [1] Контактные линзы могут обеспечить более широкое поле зрения и меньше артефактов, чем даже двойные асферические линзы. [1] Рефракционная хирургия навсегда меняет форму глаза и тем самым лечит астигматизм. [1]
В Европе и Азии астигматизмом страдают от 30% до 60% взрослых. [4] Астигматизмом могут страдать люди всех возрастов. [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]
Хотя астигматизм сам по себе не является опасным для жизни состоянием, он может стать косвенной причиной серьезной травмы или смерти, если водитель транспортного средства воздерживается от ношения корректирующих линз во время вождения, особенно ночью или в плохих погодных условиях. [ нужна цитата ]
Причина врожденного астигматизма неясна; однако считается, что это частично связано с генетическими факторами. [3] Генетика, основанная на исследованиях близнецов, по состоянию на 2007 год играет лишь небольшую роль в развитии астигматизма. [9]
Полногеномные исследования ассоциаций (GWAS) использовались для изучения генетической основы астигматизма. Хотя никаких окончательных результатов получено не было, были идентифицированы различные кандидаты. В исследовании, проведенном в 2011 году на различных популяциях Азии, было выявлено, что варианты гена PDGFRA на хромосоме 4q12 связаны с астигматизмом роговицы. [10] Однако последующее исследование, проведенное в 2013 году среди населения Европы, не выявило ни одного варианта, значимо связанного с роговичным астигматизмом на уровне всего генома (однонуклеотидный полиморфизм rs7677751 в PDGFRA). [11] Столкнувшись с противоречиями, исследование Шаха и его коллег в 2018 году включало как популяции азиатского, так и североевропейского происхождения. Они успешно воспроизвели ранее идентифицированный общегеномный значимый локус роговичного астигматизма рядом с геном PDGFRA, с дальнейшим успехом идентифицировав три новых гена-кандидата: 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 его коллеги, однако, не обнаружили устойчивых или сильных генетических сигналов рефракционного астигматизма, предполагая при этом возможность широко распространенной генетической совместной предрасположенности к сферическим и астигматическим аномалиям рефракции. Они также обнаружили, что область гена TOX , ранее идентифицированная для сферической эквивалентной ошибки рефракции, была второй наиболее сильно связанной областью. [14] Другое недавнее исследование снова выявило четыре новых локуса роговичного астигматизма, причем два также являются новыми локусами астигматизма: ZC3H11B (связанный с осевой длиной), NPLOC4 (связанный с близорукостью ), LINC00340 (связанный со сферическим эквивалентом рефракции). ошибка) и HERC2 (связанный с цветом глаз ). [12]
Астигматизм также может 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 утолщение роговицы вызывают неравномерный астигматизм. [16]
При астигматизме, соответствующем правилу, глаз имеет слишком большой «плюсовый» цилиндр на горизонтальной оси относительно вертикальной оси (т. е. глаз слишком «крут» вдоль вертикального меридиана относительно горизонтального меридиана). Вертикальные лучи света фокусируются спереди ( спереди ) до горизонтальных лучей света в глазу. Эту проблему можно решить, используя очки , у которых на горизонтальной оси расположен «минусовый» цилиндр. Эффект от этого будет заключаться в том, что когда вертикальный луч света на расстоянии движется к глазу, «минусовый» цилиндр (который расположен так, что его ось расположена горизонтально, то есть на линии горизонтального меридиана пациента относительно слишком крутого вертикального меридиана) меридиан) заставит этот вертикальный луч света слегка «расходиться» или «растекаться по вертикали», прежде чем он достигнет глаза. Это компенсирует тот факт, что глаз пациента сильнее собирает свет в вертикальном меридиане, чем в горизонтальном. Будем надеяться, что после этого глаз будет фокусировать весь свет в одном и том же месте сетчатки, и зрение пациента будет менее размытым. [ нужна медицинская ссылка ]
При астигматизме, противоречащем правилам, по горизонтальной оси добавляется плюсовой цилиндр (или минусовой цилиндр по вертикальной оси). [18]
Ось всегда записывается как угол в градусах от 0 до 180 градусов против часовой стрелки. И 0, и 180 градусов лежат на горизонтальной линии на уровне центра зрачка, и, как видит наблюдатель, 0 лежит справа от обоих глаз. [ нужна медицинская ссылка ]
Неправильный астигматизм, который часто связан с предшествующей операцией на глазу или травмой, также является распространенным естественным заболеванием. [ нужны разъяснения ] [19] Два крутых полумеридиана роговицы, расположенные на расстоянии 180° друг от друга при правильном астигматизме, могут быть разделены менее чем на 180° при нерегулярном астигматизме (называемом неортогональным нерегулярным астигматизмом); и/или два крутых полумеридиана могут быть асимметрично крутыми, то есть один может быть значительно круче другого (так называемый асимметричный нерегулярный астигматизм). Неправильный астигматизм количественно оценивается с помощью векторного расчета, называемого топографическим несоответствием. [20]
При спокойном размещении:
Астигматизм, правильный или неправильный, вызван некоторой комбинацией внешних (поверхность роговицы) и внутренних (задняя поверхность роговицы, хрусталик человека, жидкости, сетчатка и интерфейс глаз-мозг) оптических свойств. У некоторых людей большее влияние может иметь внешняя оптика, а у других 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 роговичного) астигматизма измеряется с помощью таких методов, как кератометрия и топография роговицы . Один из методов анализирует векторы для планирования рефракционной хирургии таким образом, чтобы операция оптимально распределялась между рефракционным и топографическим компонентами. [21] [22]
Во время осмотра глаз используется ряд тестов для определения наличия астигматизма и количественной оценки его размера и оси. Таблица Снеллена или другие глазные таблицы могут первоначально выявить снижение остроты зрения . Кератометр можно использовать для измерения кривизны самых крутых и самых плоских меридианов передней поверхности роговицы. [23] Топографию роговицы также можно использовать для получения более точного представления формы роговицы. [24] Авторефрактор или ретиноскопия могут обеспечить объективную оценку ошибки рефракции глаза , а использование поперечных цилиндров Джексона в фороптере или пробной рамке может использоваться для субъективного уточнения этих измерений. [25] [26] [27] Альтернативный метод с использованием фороптера требует использования «циферблата часов» или диаграммы «солнечных лучей» для определения астигматической оси и силы. [28] [29] Кератометр также можно использовать для оценки астигматизма путем определения разницы в мощности между двумя основными меридианами роговицы. Затем правило Джаваля можно использовать для расчета оценки астигматизма.
Метод анализа астигматизма по Альпинсу может использоваться как для определения того, насколько необходимо хирургическое изменение роговицы, так и после операции, чтобы определить, насколько лечение было близко к цели. [30]
Другой редко используемый метод рефракции включает использование стенопейной щели (тонкой щелевой апертуры), где рефракция определяется в определенных меридианах - этот метод особенно полезен в случаях, когда у пациента высокая степень астигматизма или при рефракции пациентов с нерегулярным астигматизмом. .
Существует три основных типа астигматизма: близорукий астигматизм, дальнозоркий астигматизм и смешанный астигматизм. Случаи можно классифицировать дальше, например, регулярные или нерегулярные, хрусталиковые или роговичные.
Астигматизм можно исправить с помощью очков , контактных линз или рефракционной хирургии . [1] Очки — самые простые и безопасные средства, 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 любая плановая операция, сопряжена с большим риском и затратами, чем неинвазивные варианты . Различные факторы, включающие здоровье глаз, статус рефракции и образ жизни, определяют, может ли один вариант быть лучше другого. У пациентов с кератоконусом некоторые контактные линзы часто позволяют пациентам достичь более высокой остроты зрения , чем очки. Торические линзы, которые раньше были доступны только в жесткой, газопроницаемой форме, теперь доступны и в виде мягких линз .
У пожилых людей астигматизм также можно исправить во время операции по удалению катаракты. Это можно сделать либо путем установки торической интраокулярной линзы, либо путем выполнения специальных разрезов (лимбальных расслабляющих разрезов). 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, после предшествующей офтальмологической операции. [32] В таких сложных случаях торические интраокулярные линзы оказываются 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. Компиляция многих систематических обзоров показала, что распространенность астигматизма среди взрослых составляет 8–62%, а во всем мире, по оценкам, распространенность составляет 40%. [33] Страной с самой высокой распространенностью среди систематических обзоров является Китай – 62%. [33] Распространенность астигматизма увеличивается с возрастом из-за изменений градиента показателя преломления. [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% студентов в одном городе страдают астигматизмом. [36]
Исследования показали, что у младенцев в первые несколько месяцев жизни часто встречается астигматизм из-за крутой роговицы. Самая крутая роговица встречается у детей с низкой массой тела при рождении и в постконцептуальном возрасте. [37] К четырем годам распространенность астигматизма снижается по мере уплощения роговицы. Роговица остается в основном стабильной в зрелом возрасте, а затем снова становится более крутой в более старшем возрасте (40+ лет). [37]
Легкий астигматизм имеет более высокую распространенность, чем умеренный и значительный астигматизм, и увеличивается до 70 лет, в то время как умеренный и значительный астигматизм демонстрирует увеличение распространенности после 70 лет . [33] Из уровней астигматизма наиболее распространен легкий астигматизм, что составляет около 82% от общего числа зарегистрированных астигматизмов. [33]
Распространенность астигматизма среди всего населения во всем мире составляет от 4 до 98%. Диапазон распространенности астигматизма, противоречащего правилам, составляет от 1 до 58%. Для косого астигматизма диапазон распространенности составляет от 2 до 61%. [33] Астигматизм, не подчиняющийся правилам, более распространен среди молодых людей, и со временем его распространенность смещается в сторону преимущественно астигматизма, противоречащего правилам. [37] Польское исследование, опубликованное в 2005 году, показало, что «астигматизм, соответствующий правилам», может привести к развитию близорукости . [38]
Основной причиной астигматизма являются изменения кривизны роговицы. [37] При отсутствии лечения астигматизм приводит к снижению качества жизни, связанного со зрением. Некоторыми факторами, которые приводят к этому, являются снижение качества зрения и увеличение бликов и ореолов. [33] Людям с астигматизмом сложнее управлять автомобилем в ночное время, и их продуктивность может снизиться из-за ошибок. Однако существует множество способов исправить астигматизм. Было показано, что использование очков, контактных линз, торических интраокулярных линз, торических имплантируемых колламерных линз, рефракционная хирургия роговицы корректирует астигматизм. [33]
Будучи студентом, Томас Янг в 1793 году обнаружил, что у него проблемы с одним глазом. [39] В последующие годы он исследовал свои проблемы со зрением. [40] Он представил свои выводы в Бейкеровской лекции в 1801 году. [41]
Независимо от Янга, Джордж Бидделл Эйри открыл явление астигматизма на собственном глазу. [42] Эйри представил свои наблюдения собственными глазами 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 стал устоявшейся концепцией в офтальмологии [51] , и главы в книгах описывали открытие астигматизма. [52] [53] [54]
В 1849 году ирландский английский физик и математик Джордж Стоукс изобрел линзу Стокса для обнаружения астигматизма. [55] В 1887 году американский офтальмолог Эдвард Джексон пересмотрел концепцию линзы Стокса и создал перекрестноцилиндрическую линзу для уточнения оптической силы и оси астигматизма. [56] В 1907 году Джексон описал определение оси корректирующего цилиндра при астигматизме с помощью поперечного цилиндра. [57]