2493
Частина 2. Скільки мегабітів / с можна пропустити через оптичний нерв і що таке вирішення сітківки? Трохи теорія.
Попереднє повідомлення про технологію корекції лазерного бачення зустрілися з інтересами, які я чесно не чекав. Саме тому я вирішив продовжити статтю у вигляді цілого циклу, в якому ми розглянемо докладніше технології, що лежать в основі лазерної офтальмічної хірургії. Якщо ви очікуєте, щоб побачити самі лазери в цій статті, я розчарує вас трохи. Я спробував отримати біологічні суб'єкти протягом тривалого часу, але в кінці я зрозумів, що я не міг говорити про корекцію лазерного бачення без виявлення основ структури і функціонування нашого бачення.
Я намагаюся шукати людське бачення через призму ІТ. Якщо хтось не дуже цікавиться читанням частини, присвяченої біологічним аспектам зору, це океї. Просто пропускаємо розділи, починаючи з оптичної системи очей, і відразу переходимо на традиційний конкурс від наших дівчаток. Тим не менш, я рекомендую читати цей матеріал, щоб краще зрозуміти наступну статтю, в якій ми розглянемо LASIK, Femto-LASIK, ReLEx SMILE та інші методи лазерної офтальмічної хірургії.
Ви в настрої, щоб з'ясувати саме те, що ці неперевершені люди в білих пальмах говорять, кумедно дивляться на результати вашої експертизи? Ви хочете дізнатися трохи про унікальний природний подарунок? Потім ласкаво просимо на дупу. Як звичайно, багато ілюстрацій і трафіку (≈5 Мб).
Зміст:
Бачення та ІТ
- Трохи введення
- Стина і мегабіти
- Порівняйте його на камеру?
- рогоносець
- Передні та задні камери
- Ірис і учні.
- об'єктив
- Вітреус
- Короткий опис
- Спазм проживання
- астигматизм
- Головна
- Проксимус
- Міні-інтерв'ю з лазерним хірургом
- Ще один конкурс наших дівчат
Замість
Око - це комплексний оптичний інструмент, створений природою. У багатьох способах людина була тільки імітатором, створюючи його твори. Компанія Optics має багаторічний досвід роботи в Ньютоні з призмом до розробки унікальних лазерів, приладів нічного бачення та інших цікавих речей. Проте, ми розглянемо те, що в багатьох шляхах надихнула людство для вивчення і стала прототипом багатьох сучасних речей. Людина очей.
Відтінки і оптичний нерв
Будь-який пристрій, здатний записувати світло, як правило, має одну або іншу версію легкочутливої матриці. Його біологічний аналог - сітчаста мембрана очей.
Нормалізовані графіки чутливості клітин конуса людини різних видів (K, C, D) та клітин штанги (P) до різних частин спектру. Ось хвиль на цьому графіку логарифмічна.
Електронний ретинальний мікрограф. Палиці сірі і конуси пурпурні. Ілюстрація показує чітку поширеність монохромних паличок над конусами.
Наприклад, сітківка очей людини становить близько 7-8 мільйонів конусів, відповідальних за колірне бачення, а близько 120 млн штанг (чорне і біле бачення). Не зовсім правильним є визначення конуса / палиці з піксельною, але, відповідно до грубих оцінок, їх число відповідає приблизно 250 мегапікселів для панорами обох очей. Після того, як збуджуються світлочутливі ретинальні клітини, сигнал необхідно перенести до нашого біологічного процесора / ГПУ. Ця функція успішно виконується оптичним нервом. Пляшка, в якій максимальна частота «рамок», що передається органом спокою зору, полягає в затримці нервових знімків (зона зв’язку між нейронами, де імпульс передається вивільненням і захопленням хімічних речовин). За різними оцінками, це близько 100-150 Гц, яка є лімітом швидкості передачі зображень до візуальної кори головного мозку. Кількість нервових волокон в оптичному нерві становить приблизно 1,200,000. Якщо припустимо, що одне волокно в циклі може передавати 1 біт інформації, то загальна пропускна здатність оптичного нерва приблизно дорівнює 1.2 * 106 * 150 біт = 180 мегабіт / с. Твердий потік. Наш мозок має обробляти загальний потік 360 мегабіт / s тільки від візуального аналізу. Але є також слух, запах, дотик, температура і больові рецептори, відчуття балансу, пропіоцептивне почуття (відчуття власного тіла в космосі). Все це навантаження, крім пучка інших функцій, вписується тільки 25 В ТПП.
Тут, до речі, є ряд питань, що лежать в галузі біоінформатики. Наприклад, це не зовсім зрозуміло, як ≈125*106 рецепторних клітин може передавати інформацію ≈1.2*106 для проведення нейронів. Це, навіть перед передачею в мозок, є деякий фільтруючий і препереробка візуальної інформації. До речі, це випливає, що сітківка не здатна передавати більше 1,2 мегапікселів на «стрейк». Ще одна річ полягає в тому, що в результаті обробки ряду таких «знімків» в мозку утворюється більш чітка картина того, що відбувається. Ще одна цікава риса людського бачення - ми завжди бачимо минуле. Затримка в проведенні нервового імпульсу в обробні центри, згідно з різними оцінками, близько 150-180 м. Саме тому, до речі, в професійному спорті, вважається передчасним стартом спортсмена в інтервалі від 0 до 100 мс. Вважають, що людина не може швидко реагувати через фізіологічні обмеження. Хочу сказати, що ці значення можуть відрізнятися в залежності від стресу, психоемоційного стану, рівня нейротрансмітаторів, але в цілому картина досить стабільна.
Порівняйте його на камеру?
Легка чутливість може варіюватися в широкому діапазоні - від нормального бачення при освітленні 25,000 люкс (яскрава нога) до запису окремих фотон в темряві з максимальною адаптацією. Динамічний діапазон очей також вражає на тлі традиційних камер - близько 24 см. Для порівняння максимальний динамічний діапазон серед фотоматеріалів має чорно-білу плівку - близько 10 см. Колірна плівка має діапазон близько 7, а середня матриця сучасної камери від 4 до 6. Таким чином, динамічний діапазон очей перевищує середню камеру в 2(24-6)=262,144 раз(ів)й
Варто відзначити, що ця адаптація займає час. Швидкість залежності більша при переїзді до яскравого приміщення - всього кілька секунд. Коли ви зайдете в темряву, цей час продовжується на кілька хвилин. Це пов'язано в першому рядку з необхідністю синтезувати зруйнований родопсин, візуальний протеїн, який безпосередньо відповідає за виникнення візуального збудження. Світлий потік регулюється таким же чином, як і в камерах – дифрагма. Ця функція виконується ірисом, отвором, в якому називається школяр. Знаючи, що фокальна довжина ока становить близько 22 мм, можна розрахувати кількість діафрагми для учня: для самих дилатованих учнів 8 мм - 22/8 = 2.75, для найбільш вузьких - 22/1.1 = 20.
По суті, наші очі ширококутні лінзи з її периферичних спотворень. Однак при реконструкції тривимірної картини в мозку це компенсується. Також ми не помітили сліпе місце, незважаючи на його досить помітний кутовий розмір (близько 1.3o).
Оптична система очей
Для коректного фокусування променів важливо не тільки розмір і форма елементів, але і їх світловий індекс. Слід розуміти, що кожен елемент світлового гіда має свої чіткі коефіцієнти. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Все це відбувається, тому що оптична міцність об'єктива залежить від реактивного індексу середовища.
Скляна лінза значно втрачає свою здатність фокусувати світло, коли передається в середовище з іншим ІОР.
Око - це тонко збалансована оптична система. Найменші зміни співвідношення його елементів призводять до порушення кінцевого зображення на сітці. Уявіть для другого, який ви прийняли і встановіть в ручному режимі довільний фокус на об'єктиві камери. Якщо ви не отримаєте хорошу і чітку картину таким чином. Давайте подивимося на те, що шлях світиться на шляху до сітківки.
Оптична система очей. Вказані основні розміри та коефіцієнти рефракційних засобів
р.рогоносець
р.Кукурудза з щілинною офтальмоскопією
високотемпературна кукурудзяна
Першим елементом, який відповідає не надто дружній обстановці, є карбона. Кориця відноситься до зовнішньої оболонки очей і виконує захисну і рефракційну функцію. Це мембрана очей, яка стикається з постійним негативним впливом пилу, зерна, сонячних променів та багатьох інших чинників. Епітелій рогівки постійно оновлюється, забезпечуючи його цілісність і захисні властивості. Цікаво, що карбона не має судин в її оптичній частині – це б порушить прозорість. Харчування і газообмін цих зон здійснюється шляхом дифузії через розривну рідину зовні і водяну вологу передньої камери зсередини.
Передні та задні камери
На фото представлена передня камера очей, розташована відразу під кукурудзою і заливається спеціальною рідиною - вологою водою. Задня камера розташована за ірисом і учням.
Ірис і учні.
Кожна людина є власником унікального ірисового візерунка в своїй красі і палітрі. Для ІТ-спеціаліста ірис є перш за все важливим елементом для біометричної ідентифікації. Для лікаря це дуже важливий елемент, який, як діафрагма, регулює потік вхідного світла. Отвір в ірисі називається учням. Нехай люди усвідомлюють, що ірис має досить виражений тривимірний рельєф, який можна показувати в картинках з правильно встановленим світлом. Поляризаційні фільтри часто використовуються для пригнічення карнизу.
До речі, багато хто ніколи не думав, що залежність глибини поля зображення і діаметра апертури поширюється на учня. У темряві глибина поля різко знижується, оскільки діафрагма-пупілка зростає.
Більш красиві фотографії ірису.
об'єктив
Об'єктив є унікальною біологічною лінзою, яка має ряд надзвичайно важливих властивостей. Однією з найважливіших є можливість змінити її викривлення під впливом циліарного м'яза. Цей процес називається розміщенням і дозволяє зосередитися на віддалених і дуже тісних об'єктах. Можливості розміщення оптичної системи очей юної людини ~14 діоптрій, поступово зменшуються з віком і практично втрачаються на 60-65 років. До речі, завдяки об'єктиву, оптична система ока настільки компактна порівняно з, скажуть, дзеркальні камери.
Глер передньої поверхні лінзи під час мікроскопії щілини
Вітреус
Всупереч поширеній вірі, що око заповнюється рідиною, яка може витікати на найменшій пункції, основна маса очей займає вихрове тіло. Ця речовина досить нагадує в'язкий гель, механічні властивості яких визначаються в основному гіалуроновою кислотою. Головною функцією в'язкого тіла є збереження стабільної форми очей, що дає йому необхідну еластичність. В'язкість тіла також проходить через себе і вогнетривкий світло.
Порушення реактивних порушень
Всі вищевказані елементи пов'язані з рефракційною системою очей. Саме тому будь-які порушення, пов’язані з ними, називаються рефракційними. Цей тип патології цікавий тим, що у нас є можливість відновити правильний курс променів, які діяли на невірному елементі, який був причиною захворювання. Наприклад, використання окулярів в якості додаткового об'єктива виправляє міопію, викликаного збільшенням центральної оптичної осі очей. Розглянемо основні проблеми, пов'язані з легкою вогнетривкою.
Ансаріл3 запропонував додати фізичне обґрунтування таких порушень до статті. На жаль, моя медична освіта не дозволяє мені повністю зрозуміти значення таких речей, але я залишаю посилання для тих, хто цікавиться.
Терніцисні поліномії та хвильові аберації:
Неприємність (міопія)
Багато ІТ-фахівців. Перед тим як говорити про причини цього захворювання, хочу трохи перетворитися на мистецтво. Філіп Барлоу – талановитий Південь-африканський художник, який зміг відбити світ очима короткозорого чоловіка.
Ще кілька творів цього автора
67053.
Причиною для міопії є збільшення розміру очного яблука вздовж оптичної осі:
Це захворювання найчастіше проявляється в підлітковому віці, в період швидкого зростання тіла. Спостереження, що посилаються надмірне розтягування очей з генетичними порушеннями синтезу колагену. Колаген є структурним білком, що важливо при формуванні сполучної тканини. З її надмірною еластичністю відбувається непропорційне зростання очного яблука. На етапі росту можна зупинити подальше зростання міопії, склеро- і колагенопластики. Суть цих методів полягає в збільшенні міцності зовнішньої мембрани очей - склери - за рахунок імплантації спеціального матеріалу. Лікування даної патології полягає в неопераційних методах (склянки, контактні лінзи) і оперативних (варіальні види корекції лазерного бачення).
У нас є можливість виправити цю проблему за допомогою технології Femto-LASIK, в найближчі тижні ми також зможемо працювати з технологією ReLEx SMILE. У роботі використовуються останні покоління офтальмологічних хірургічних лазерів:
Для Femto-LASIK це Amaris 750S від Schwind (ексимерний лазер для корекції себе) і VisuMax з Zeiss (femto лазер для різання клаптиків).
Для ReLEx SMILE це тільки VisuMax (технологія передбачає виконання всіх маніпуляцій тільки на ній, як більше деталей в наступній статті)
Спазм проживання
Необхідно відрізнити між справжньою міопією і так званим спазмом проживання, який також помилкова міопія. Я думаю, що, виходячи з нашої професії, багато з нас витрачають величезну кількість часу, безперервно дивляться на монітор. Як ми вже говорили раніше, циліарний м'яз несе відповідальність за проживання, яке деформує об'єктив необхідно. З постійним візуальним натягом, коли фокус зору знаходиться близько довго, цей м'язовий досвід спазми і не може розслабитися. В результаті очей втрачає здатність орієнтуватися на об'єкти на відстані, але це пов'язано з тимчасовими явищами в плані розміщення, а не змінювати форму очей. У такій ситуації призначають спеціальні препарати, які викликають тимчасовий параліч циліарного м'яза, допомагаючи їй розслабитися (тропамід, атропін і інші). Корисна візуальна гімнастика та діагностична гігієна (світа робочого місця, перерви та ін.)
астигматизм
Ця патологія часто поєднується з іншими. Його причина є симетричним викривленням рогівки або лінзи. Наслідок відрізняється вогнетривкістю відносно різних осей. В результаті людина може чітко бачити, наприклад, горизонтальні лінії і вертикальні лінії будуть розмиті.
Більше інформації про астигматизм
Перегляд тестового світу очима людини, які страждають астигматизмом
Тестувати світ у початковій формі.
р.Лікування - використання спеціальних циліндричних лінз у келихах або корекції лазерного зору, під час яких дана патологія буде виправлена.
Перфектність (гіперметропія)
Це зворотна міопія. оптична вісь очей коротше, ніж вона повинна бути, викликаючи зображення, щоб зосередитися за сітківкою.
Це захворювання часто плутають з презбіопією (загальненість)
Лікування офтальмохірургічними лазерами практично схожа на лікування міопії.
Presbyopia (загальна спадщина)
Особливість цього рефракційного розладу полягає в тому, що людина з віком втрачає здатність вмістити. Об'єктив стає більш жорстким, циліарний м'яз все важче деформувати. В результаті розвивається те, що іноді jokingly називається «короткий синдром руки» (Це не мій погляд, і руки короткі!). Об'єктив фіксується в положенні «фокус на нескінченності» і втрачає здатність вмістити близько об'єктів. В якості лікування людина заміняє природний механізм з носінням келихів при необхідності врахувати щось близько. Ми не говоримо про точний динамічний калібрування оптичної сили. Є складні варіанти прогресивних лінз, ряд інших методів, але в будь-якому випадку це не повноцінна заміна для природного механізму.
Практика лазерної офтальмічної хірургії
Для виявлення можливостей хірургічних лазерів для корекції зору в невеликій кількості деталей я просив писати про них кілька слів одного з наших офтальмологічних хірургів, к.т.н., Бойко Олександрович. Я не хотів би, що він не встиг відповідав від свого імені Хабре через постійне робоче навантаження, але на мій запит він взяв кілька хвилин, щоб поділитися враженнями тут:
Я завжди сказав, що лікар перестає бути професійним моментом, він перестає вчитися щось нове. Не секрет для будь-якого з вас, що ліки ще не стоять, і кожен рік з'являються нові методи, які дозволяють проводити більш повне і якісне лікування. Коли я вибрав свою професію як офтальмолога, це навіть складно уявити технології, які мені доведеться працювати в майбутньому. Я зрозумів, що майбутнє вже тут, коли я навчався в 2013 році, щоб працювати з нашими новими офтальмологічними лазерами.
Це навчання по роботі з Zeiss VisuMax femtoсекундним лазером в Джені в Німеччині і SCHWIND Amaris 500E ексцимерний лазер в Ашаченбурзі. Це з великим задоволенням, що я згадую ці кілька тижнів безперервного навчання, професійні викладачі, які розповідали нам про всі нюанси роботи з цим дійсно чудовим обладнанням.
ергономічна ергономіка цих лазерів дійсно продумана так багато, що машина стає природним розширенням рук і думок хірурга, що дозволяє їм швидко і точно виконувати лікувальні маніпуляції. Амаріс Excimer Laser дозволяє корекцію зору виконуватися в більш широкому обсязі і з більшою точністю, ніж його попередники. Корекція міопії до -15 діоптрій, дальність до +8D, а також складні випадки астигматизму до ± 7 діоптрій циліндричного компонента. Femto лазерний VisuMax дозволяє розрізати муфту складною тривимірною структурою, яка розрахована індивідуально для кожного пацієнта. Це дав нам можливість розширити показання до операції у людей з досить тонкими карнизами.
Разом з колегою, Іваном ми спробуємо підготуватися до наступної статті, найповнішим і детальним оглядом всіх цих методів і методів, завдяки яким ми маємо можливість повернути людей чітким виглядом світу.
У статті використані матеріали:
- Веб-сайт: www.cambridgeincolour.com
- heck-aitomix.livejournal.com/67763.html з приголомшливими образами офтальмоскопії
- Дивовижні фото iris від Suren Manvelyan
- Текстові посібники з нормальної фізіології людини, офтальмології.
- до колеги Сончеї, які допомогли принести матеріал на читабельну форму і дав багато цінних порад
- Антон Хоренко з Братислави за цінне редагування
- Вишгород
- ангел3
- ОДЯГ
- І всім іншим, хто допоміг при підготовці матеріалу.
Tanya-designer працює над завданням)
Наша жіноча половина команди врахувала побажання про складність завдань і придумала щось нове. У цей час брали участь більше людей, особливо коли він прийшов на призи. Так, як приз за перші 10 осіб, які вирішать цей квест Сертифікат на повну екскурсію клініки, при відвідуванні серверної кімнати, прямий огляд лазерних інсталяцій (за робочі години, звичайно) та повний спектр діагностики зору для переможцяй Я сподіваюсь, що вам подобається. Я розумію, що багато людей живуть в інших містах і не зможуть приїхати, але ви можете надати до нас сертифікат (право дозвольте нам знати) або відвідати нас, якщо ви знаходитесь в нашому регіоні (Краснодар, Есентуки, Перм).
Невелике опитування
Ідея виникла для проведення невеликого вебінару, який відбудеться в нашому технічному директорі та одному з лазерних хірургів. На ній кожен зможе запитати питання про зацікавленість, які залишилися нерозголошення в серії статей. Відповідно, я хочу знати від думки громади Хабраського на цьому питанні. Також буде корисно уточнити яку платформу (безкоштовно) краще і зручніше для більшості людей, які використовують для вебінару. Чи цікавий вебінар з технічним директором та офтальмологом для громади габра? Немає, я не дуже зацікавлений тільки зареєстрованих користувачів може брати участь у опитуванні. Приходьте, будь ласка, 1,010 осіб проголосували. 447 р.
Джерело: habrahabr.ru/post/207990/