Аберрации: Недопустимое название — Викисловарь
Аберрации глаза [виды и методы коррекции заболевания] – ГКДБ
Аберрации глаза – что это такое?
Оптические аберрации – результат несовершенства зрительной системы человека, когда попадающее на сетчатку изображение предметов искажается из-за отклонения луча света от точки нормального пересечения с сетчатой оболочкой глаза.
В офтальмологической практике аберрации глаза встречаются не так уж редко и подлежат коррекции, поскольку любое искажение получаемого глазом изображения влечет за собой дискомфортные ощущения в повседневной жизни и чревато развитием иных, в том числе более серьезных глазных заболеваний.
Самый распространенный пример аберрации – близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Однако есть и другие виды аберраций оптической системы, например:
- Сферическая аберрация глаза, возникающая из-за искривления поверхности роговицы или хрусталика
- Хроматическая аберрация глаза, проявляющаяся в появлении постороннего окрашивания у рассматриваемых предметов либо цветного контура, отсутствующего в реальности.
Для выявления аберраций оптической системы в современной офтальмологии используют совокупность объективных и субъективных диагностических методов под общим названием аберрометрия.
Виды и методы коррекции аберрации глаза
Аберрометрия позволяет выявить вид и степень оптических искажений, после чего Пациенту предлагаются варианты лазерной коррекции аберрации. В центре лазерной коррекции зрения доктора Беликовой можно пройти полное обследование на современном аберрометре за один визит к врачу в любое удобное вам время.
После диагностики врач определяет оптимальный для Пациента метод коррекции. Это может быть СУПЕР-ЛАСИК, ФЕМТО-ЛАСИК, Супер ФРК, ТКАНЕСОХРАННЫЙ ЛАСИК, СМАЙЛ.
Аберрации человеческого глаза, способы их измерения и коррекции (обзор литературы) | Егорова Г.Б., Бородина Н.В., Бубнова И.А.
This article is devoted to the new technology, «new diagnostic tool» –non–invasive wavefront sensing of the human eye, which can provide ophthalmologists with precise measurement of both higher– and lower–order aberrations.
It describes most wide–spread types of wavefront systems, which use different principles in there functioning. Many factors, such as age of patient, accommodation, tear film break–up may cause the changes in wavefront map. Also higher order aberrations can be increased, by wearing soft or rigid contact lenses. Refractive and cataract surgery may induce large amount of higher order aberrations, which determine the cause the lower BCVA, than we can expect. This article describes different possible ways of correction higher order aberrations.
Как и любой «неидеальной» оптической системе, человеческому глазу свойственны оптические дефекты – аберрации, которые снижают качество зрения, искажая изображение на сетчатке.
Аберрация – это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре фовеолы при его прохождении через всю оптическую систему глаза [3]. В технической оптике качество оптической системы определяется аберрациями плоского или сферического фронта световой волны при прохождении через эту систему [5]. Так, глаз без аберраций имеет плоский волновой фронт и дает наиболее полноценное изображение на сетчатке точечного источника (так называемый «диск Эйри», размер которого зависит только от диаметра зрачка) [1]. Но в норме, даже при остроте зрения 100%, оптические дефекты преломляющих свет поверхностей глаза искажают ход лучей и формируют неправильный волновой фронт, в результате чего изображение на сетчатке получается более крупным и асимметричным. Такое искажение называется «функцией светорассеяния изображения точки» [1].
Количественной характеристикой оптического качества изображения является среднеквадратичное значение ошибок отклонения реального волнового фронта от идеального [5].
Zernike ввел математический формализм, использующий серии полиномов для описания аберраций волнового фронта [31]. Полиномы первого и второго, т. е. низших порядков, описывают привычные для офтальмологов оптические аберрации – дефокусировку (аметропии), астигматизм. Менее известны полиномы высших порядков: третий соответствует коме – это сферическая аберрация косых пучков света, падающих под углом к оптической оси глаза. В ее основе лежит асимметрия оптических элементов глаза, в результате которой центр роговицы не совпадает с центром хрусталика и фовеолы. К аберрациям четвертого порядка относится сферическая аберрация, которая в основном обусловлена тем, что периферия хрусталика преломляет падающие на нее параллельные лучи сильнее центра. Более высокие порядки известны, как нерегулярные аберрации [2]. 
Такие аберрации называют хроматическими [3]. Оптическая система считается хорошей, если коэффициенты Цернике близки к нулю и, следовательно, среднеквадратичное значение ошибок волнового фронта меньше 1/14 длины волны (критерий Марешаля) [20]. При известных волновых аберрациях можно рассчитать коэффициент Штреля (соотношение между пиком интенсивности функции светорассеяния изображения точки определенного глаза и глаза без аберраций), который в определенных условиях хорошо коррелирует с остротой зрения [1]. Исходя из данных этого коэффициента можно прогнозировать остроту зрения, моделируя изображение любых оптотипов на сетчатке.
Вопрос разработки методов качественной и количественной оценки аберраций стоял перед офтальмологами давно. Еще в конце 19 века, в 1894 году, Tscherning разработал оригинальный метод, основанный на субъективном определении аберраций [23]. В дальнейшем он был доработан Howland в 1960 году, а в 1989 аберроскопом такого типа пользовался Ю.З. Розенблюм [3].
В настоящее время известно несколько методов определения аберраций глаза, основанных на разных принципах. Первый из них – это анализ ретинального изображения мишени (retinal imaging aberrometry), реализованный в двух вариантах. В усовершенствованном аберрометре Tscherning в качестве источника параллельных лучей используется YAG–лазер с длиной волны 532 нм, луч которого, пройдя через коллиматор, приобретает параллельное направление и проецирует на сетчатку решетку из 168 точек, расположенных в форме квадрата. Ретинальное изображение этой решетки регистрируется цифровой камерой и обрабатывается на компьютере [23]. При аберрометрии по отслеживанию луча (ray tracing aberrometry) используется прибор, разработанный В.
В. и В.С. Молебными совместно с И. Паликарисом. На сетчатку проецируются два параллельных лазерных луча с длиной волны 650 нм и диаметром 0,3 мм, один из которых падает строго по зрительной оси и является опорным, а другой расположен на заданном расстоянии от него. Далее регистрируется степень отклонения второго луча от точки фиксации опорного луча, и таким образом последовательно анализируется каждая точка в пределах зрачка [22]. Второй принцип – анализ вышедшего из глаза отраженного луча (outgoing refraction aberrometry) – впервые был описан Hartmann в 1900 году, позднее модифицирован R.V. Shack и B.C. Platt в 1971 году и применялся в астрономии для компенсации аберраций в телескопах при прохождении через атмосферу и космическое пространство. С помощью диодного лазера с длиной волны 850 нм в глаз направляется коллимированный пучок излучения, который, пройдя через все среды глаза, отражается от сетчатки с учетом аберраций и на выходе попадает на матрицу, состоящую из 1089 микролинз.
Третий принцип основан на компенсаторной юстировке падающего на фовеолу светового пучка. Основоположником его был русский физик М.И. Смирнов, который изобрел простейший метод измерения аберраций и опубликовал свою работу в 1961 году. В дальнейшем он был усовершенствован и в настоящее время применяется в качестве субъективного аберрометра, требующего активного участия пациента. В ходе исследования через вращающийся диск с отверстиями 1 мм, расположенный на одной оптической оси со зрачком, в глаз направляется пучок света. При вращении диска узкие параллельные пучки света проходят через каждую точку зрачка и при отсутствии аберраций проецируются на фовеолу, куда направлен другой луч с контрольной меткой в виде крестика. Если у пациента имеется аметропия или другие аберрации более высоких порядков, то он заметит несовпадение этих точек с крестиком и с помощью специального устройства должен будет их сопоставить.
Угол, на который он смещает точку, отражает степень аберраций [10].Принцип классической скиаскопии реализован в виде сканирующего щелевого рефрактометра «OPD Scan», в котором через вращающееся колесо с щелью по оптической оси глаза проецируется инфракрасный пучок. Его отражение воспринимает фотодетектор и оценивает направление и скорость движения отраженного от сетчатки луча [18].
Выявлено, что аберрации оптической системы глаза зависят от формы и прозрачности роговицы и хрусталика; локализации патологических изменений в сетчатке; прозрачности внутриглазной жидкости и стекловидного тела [3,4].
Известно, что увеличение диаметра зрачка вносит изменения в соотношение аберраций высших порядков. Если при диаметре зрачка равном 5,0 мм превалируют аберрации 3–го порядка, то при его увеличении до 8,0 мм возрастает доля аберраций 4–го порядка.
Рассчитано, что критический размер зрачка, при котором аберрации высших порядков оказывают наименьшее влияние и отвечают критерию Марешаля, составляет 3,22 мм [5].Несомненно воздействие на карту аберраций аккомодации. Отмечено, что с возрастом аберрации увеличиваются, и в период от 30 до 60 лет аберрации высшего порядка удваиваются. Возможно, это связано с тем, что со временем эластичность и прозрачность хрусталика уменьшается, и он перестает компенсировать роговичные аберрации [6].
К факторам, влияющим на аберрации, относится и состояние слезной пленки. Авторами обнаружено, что при разрушении слезной пленки аберрации высших порядков увеличиваются в 1,44 раза [15].
Значительное место в использовании волнового фронта занимают исследования аберраций при кератоконусе. Отмечено значительное увеличение аберраций, особенно кома–подобных, которые превышали в 2,3 раза уровень сферических аберраций [8, 19]. Метод волнового фронта дает возможность создания «индивидуальной оптики» – контактной линзы (КЛ) для коррекции кератоконуса.
«Индивидуальная оптика» предназначена для коррекции аберраций высшего порядка. Алгоритм дизайна КЛ разрабатывается на основе данных волнового фронта и компьютерной топографии роговицы [21].Некоторые исследователи отмечают появление аберраций, индуцированных КЛ. Так, выявлено, что мягкие КЛ могут вызывать волновые монохроматические аберрации высокого порядка, тогда как жесткие КЛ значительно уменьшают аберрации 2–го порядка[14, 17]. Однако асферичность поверхности жестких КЛ может быть причиной сферических аберраций. Асферические КЛ могут вызывать большую нестабильность остроты зрения, чем сферические КЛ при одной и той же подвижности за счет индуцирования аберраций [7]. Мультифокальные КЛ могут индуцировать аберрации по типу комы и 5–го порядка [26].
Использование волнового фронта позволило разработать методы изготовления КЛ с целью максимальной нейтрализации аберраций глаза. Однако ротация и изменение положения линзы на роговице ограничивают возможности компенсации аберраций [ 16, 22, 29].
Исследования аберраций индуцированных КЛ открыли возможность изготовления линз определенного дизайна, который позволяет снизить уровень суммарных остаточных аберраций глаза и повысить контрастную чувствительность [9, 12].
Несомненным является тот факт, что практически любое хирургические вмешательство индуцирует аберрации высших и низших порядков. Так, фоторефракционные операции увеличивают аберрации роговицы (в основном 3–го и 4–го порядка) и изменяют их соотношение, что может обусловливать низкое зрение после операции и появление жалоб у пациентов на ослепление и двоение изображения [25]. Выявлена строгая корреляция между зрительными симптомами и аберрациями: монокулярная диплопия возникает при горизонтальной коме, а глэр–эффект – при сферических аберрациях [11]. Проведенные исследования показывают, что при диаметре зрачка, превышающем 7,0 мм, Laser in situ keratomileusis (LASIK) индуцирует больше сферических аберраций, чем фоторефрактивная кератэктомия (ФРК). Вероятно, этим можно объяснить, что после проведенного LASIK описывается большее количество жалоб пациентов, связанных с ослеплением, чем после ФРК [24].
В настоящее время разработана методика проведения индивидуализированной абляции на основе аберрометрии, которая позволяет достичь так называемого «суперзрения», т.е. остроты зрения 1,5 и более. Множество факторов могут ограничивать возможности данной методики. Во–первых, это постоянные динамические изменения параметров глаза, зависящие от тонуса аккомодации, размера зрачка, изменения направления взгляда, которые нельзя полностью учесть при прогнозировании результатов операции. Во–вторых, имеются так называемые рецепторные и нейронные ограничения остроты зрения: плотность фоторецепторов сетчатки определяет минимальные размеры деталей, возможных для их различения. Следовательно, совершенствование оптических свойств глаза, позволяющих получить на сетчатке изображение с более мелкими деталями, не только не улучшит его качества, но может даже исказить реальную картину [1, 2].
После экстракции катаракты даже таким современным методом, как факоэмульсификация с имплантацией ИОЛ, также отмечается значительное увеличение высших аберраций высших (преимущественно 4–го) порядков [30].
Предпринята попытка разработки ИОЛ с отрицательными сферическими аберрациями, которые частично компенсируют положительные сферические аберрации роговицы. Авторами, в предварительных сообщениях, отмечено некоторое повышение контрастной чувствительности при имплантации таких линз [13, 27]. Это направление коррекции аберраций представляется весьма интересным, но требует дальнейшего изучения.Таким образом, изучение аберраций человеческого глаза позволяет дать дополнительную оценку оптическому аппарату глаза, что расширяет возможности для более углубленной и полноценной диагностики, адекватной коррекции и эффективного лечения большинства офтальмологических заболеваний, сопровождающихся снижением корригированной остроты зрения, появлением астенопических жалоб.
Литература
1. Арталь П. «Суперзрение»: факты и вымыслы.// Вестник оптометрии. – 2002. – №4. – С.34–41.
2. Балашевич Л.И. Оптические аберрации глаза: диагностика и коррекция.// Окулист. – 2001. – №6(22). – С.
12–15.
3. Балашевич Л.И. Рефракционная хирургия. – Санкт–Петербург, 2002. – С.285.
4. Корнюшина Т.А., Розенблюм Ю.З. Аберрации оптической системы глаза человека и их клиническое значение.// Вестник оптометрии. – 2002. – №3. – С.13–20.
5. Семчишен В., Мрохен М., Сайлер Т. Оптические аберрации человеческого глаза и их коррекция.// Рефракционная хирургия и офтальмология. – 2003. – Т.3.– №1. – С. 5–13.
6. Artal P. Understanding Aberrations by using Double–pass techniques.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 560–562.
7. Atchison D.A. Aberrations associated with rigid contact lenses.// J. Opt. Soc.Am. A. – 1995.– vol.– 12.– №10.– Р. 2267–2273.
8. Barbero S., Marcos S., Merayo–Lloves J., Moreno–Barriuso E. Validation of the estimation of corneal aberration from videokeratography in keratokonus.// J. Refract. Surg. – 2002. – Vol. 18. – No 3. – P. 263–270.
9. Brabander J., Chaten N., Bouchard F. et al. Contrast sensivitivity soft contact lenses compensated for spherical aberration in high ametropia.
// Optom. Vis. Sci.– 1998.– Vol.75.– №1.– Р.–43.
10. Burns S.A. The Spatially Resolved Refractometer.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5 – P. 566–569.
11. Chalita M.R., Waheed S., Xu M., Krueger R.R. Wavefront Analysis in Post–LASIK Eyes and its Correlation with Visual Symptoms, Refraction and Topography.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2003. – №44(5). – P. 2651.
12. Dietze H.H., Cox VJ. On– and of– eye spherical aberration of soft contact lenses and consequent changes of effective lens power [In Process Citation]. // Optom. Vis. Sci.– 2003.– Vol. 80.– №2.– Р.126–134.
13. Holladay J.T., Piers P.A., Koranyi G., Mooren M., Norrby S. A new intraocular lens design to reduce spherical aberration of pseudopfakic eyes.// J. Refract. Surg. – 2002.– Vol. 18. – No 6. – P. 683–691.
14. Hong X., Himebaugh N., Thibos LN. On – eye evaluation of optical performance of rigid and soft contact lenses. // Optom. Vis. Sci. –2001.– Vol. 78.–№12.– Р.
872–880.
15. Koh S., Maeda N., Kuroda T., Hori Y., Watanabe H., Fujikado T., Tano Y., Hirohara Y., Mihashi T. Effect of tear film break–up on higher–order aberrations measured with wavefront sensor.// Am J Ophthalmol. – 2002. – №134. – P. 115–117.
16. Lopez – Gil N., Castejon – Mochon JF.,Benito A. at al. Aberration generation by contact lenses with aspheric and asymmetric surfaces. // J.Refract. Surg.–2002.– Vol.–18.– №5.– Р. 603–609.
17. Lu F,.Mao X.,Qu J., еt al. Monochromatic wavefront aberration in the human eye with contact lenses.// Optom.Vis. Sci. –2003.– Vol.–80.–№2.– Р.135–141
18. MacRae S., Fujieda M. Slit Skiascopic–guided Ablation Using the Nidek Laser.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 576–580.
19. Maeda N., Fujikado T., Kuroda T., et al. Wavefront aberrations measured with Hartmann–Shack sensor in patients with keratoconus.// Ophthalmology.– 2002.– Vol.109.– №11.– Р. 1996–2003.
20. Marechal A. Etude des effect combines de la diffraction et des aberrations geometriques sur L’image d’un point lumineux.
// Revue d’optique. – 1947. – P. 257–277.
21. Marsack J., Milner T., Rylander G.,et al. Applying wavefront sensors and corneal topography to keratoconus. // Biomed. Sci. Instrum.– 2002.– Vol.38.– Р. 471–476.
22. Molebny V.V., Panagopoulou S.I., Molebny S.V., Wakil Y.S., Pallikaris I.G. Principles of Ray Tracing Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 572–575.
23. Mrochen M., Kaemmerer M., Mierdel P., Krinke H.E., Seiler T. Principles of Tscherning Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 570–571.
24. Oshika T., Klyce S.D., Applegate R.A., Howland H.C., Danasoury M.A. Comparision of corneal wavefront aberrations after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis.// Am J Ophthalmol. – Vol. 127. – №1. – P. 1–7.
25. Oshika T., Miyata K., Tokunaga T., Samejima T., Amano S., Tanaka S., Hirohara Y., Mihashi T., Maeda N., Fujikado T. Higher order wavefront aberrations of cornea and magnitude of refractive correction in laser in situ keratomileusis.
// Ophthalmology. – 2002. – Vol. 109. – №6. – P. 1154–1158.
26. Patel S., Fakhry M., Alio JL. Objective assessment of aberrations induced by multifocal contact lenses in vivo.// CLAO J.– 2002 – Vol. 28.– №4.– Р. 196–201.
27. Piers P.A., Mester U., Anterist N., Dillinger P., Norrby S. How wavefront–based IOL designs affect pseudophakic visual quality.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2002. – Vol. 43. – №12.– P. 2022.
28. Thibos L.N. Principles of Hartmann–Shack Aberrometry.// J. Refract. Surg. – 2000.– Vol. 16. – No 5. – P. 563–565.
29. Williams D., Yoon GY., Porter J.,et al. Visual benefit of correcting higher order aberrations of the eye.// J. Refract. Surg.– 2000.– Vol.– 16.– № 5.– Р. 554–559.
30. Xiong Y., Lu Y., Qu X., Xue F., Chu R., He J.C. Investigation of wavefront aberrations for patients with cataract surgery.// Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2002. – Vol. 43. – №12.– P. 387.
31. Zernike F. Beugungstheorie des Schneidenverfahrens und seiner verbesserten Form der Phasenkontrastmethode.
// Physica I. – 1934. – №2. – Р. 689–704.
.
| The chromosome aberration frequency observed in the […] first group ranged from 0.4 to 4.6%. urcrm.ru |
В первой обследуемой группе частота аберраций хромосом варьировала […] от 0,4 до 4,6%. urcrm.ru |
| This is an administrative aberration and an indirect way […] of awarding a promotion (which is imposed de facto) outside the statutory procedures. unesdoc.unesco.org |
Это представляет […] собой административную несуразицу и свидетельствует о […]возможности повышения сотрудника в должности (необходимость […]которого очевидна) в обход установленных процедур. unesdoc.unesco.org |
At this stage, a simulation of light passing through the lens is performed and the minimum number of […]elements required for each group is estimated from the […] way the light rays bend and from the various aberration algorithms.software.canon-europe.com |
На этом этапе выполняется моделирование прохождения света через объектив и оценивается минимальное число необходимых […]элементов в каждой группе, исходя из […] отклонения лучей света и с использованием различных алгоритмов вычисления […]аберраций. software.canon-europe.com |
The president’s team did not work miracles in the previous election, it only did not hinder a miracle from happening: «The victorious 54% of votes collected by Yeltsin in the second round of the election were not the result of Chubais’ subtlety or Berezovsky’s money, but of the scale of the personality of the first president of Russia, with his image as the destroyer of totalitarism, and the might that dwelt in him notwithstanding all of his illnesses and moments of mental aberration. wps.ru |
Команда президента перед прошлыми выборами не совершала чудо, она лишь не мешала чуду совершиться: «Победные 54 процента голосов, собранные Ельциным во втором туре тех выборов, были «сделаны» все-таки не хитростью Чубайса и не деньгами Березовского, а масштабом личности первого президента России», его имиджем разрушителя тоталитаризма, «мощью, сохранявшейся в нем и чувствовавшейся за ним вопреки всем недугам и помутнениям разума». wps.ru |
Although this method makes it possible to determine aberrations, it only allows calculations in one direction (i.e., the calculation of aberrations for a […]predetermined lens design) and thus does not allow lens construction […] data to be determined from aberration specifications.software.canon-europe.com |
Хотя этот метод позволяет определить аберрации, он дает возможность выполнять вычисления только в одном направлении (т. заданной конструкцией) и не позволяет определить […] параметры конструкции объектива по заданным характеристикам […]аберраций. software.canon-europe.com |
He condemned the expression — an unfortunate translation of the Spanish term “mestizo” — which implied that there were pure races […]and thus also races that were clearly distinct from one another, […] which was in his opinion an anthropological aberration.daccess-ods.un.org |
Он выражает свое отрицательное отношение к этому понятию – неудачному переводу с испанского языка термина « mestizo», который […]предполагает наличие чистых рас и рас, коренным образом […] отличных от них, что по его мнению является антропологической [. ..]аберрацией. daccess-ods.un.org |
Whenever I have been the victim of discrimination or racism […]– because no society is sheltered from […] these kinds of aberration – I always found […]plenty of people to support me, and resources […]and organisations that would stand up and, collectively, say “No! unesdoc.unesco.org |
Когда я подвергалась дискриминации или оказывалась […]жертвой расизма (потому что ни одно общество не […] застраховано от этих проявлений), всегда […]находилось немало людей, готовых меня […]поддержать, и организаций, готовых в один голос сказать: «Нет! unesdoc.unesco.org |
The senior Government representative […] agreed that this was an aberration that had to be corrected [. ..]and the Experts were assured […]that all authorities concerned would be instructed to desist from such a practice in the future and that refugees would be informed accordingly. unhcr.org.ua |
Правительственный представитель высокого уровня […] согласился, что это – отклонение от нормы, которое подлежит […]устранению, и Экспертов уверили, […]что все заинтересованные органы получат указание воздержаться от такой практики в будущем, и что беженцы будут соответствующим образом уведомлены. unhcr.org.ua |
Like an epidemic, it starts slowly, but once it has taken hold — whether as a […]world view, a tactical […] methodology or simply a sociological aberration — eradicating it is difficult […]and may take decades or even generations. daccess-ods. |
Подобно эпидемии, он начинается медленно, но как только он утвердился — будь то в качестве […]мировоззрения, […] тактической методологии или просто социологического отклонения, — искоренить его […]очень сложно, и на это […]могут уйти десятилетия или даже усилия целых поколений. daccess-ods.un.org |
| Unlike the previous chromatic aberration compensation technique, which […] combined convex and concave lenses, the new one is […]achieved using only convex lenses, making it possible to weaken the power of each element group in the lens, thereby permitting effective correction of other aberrations besides colour. software.canon-europe.com |
В отличие от […] предыдущих методов компенсации хроматических аберраций, в которых сочетались [. ..]собирающие и рассеивающие линзы, […]в новом методе используется только собирающая линза, что позволяет снизить оптическую силу каждой группы линз в объективе и, следовательно, более эффективно исправлять другие аберрации помимо хроматической. software.canon-europe.com |
There is a growing realization that police […] corruption is not always just an aberration.incb.org |
Все более широкое […]признание получает тот факт, что коррупция среди полицейских не всегда […] представляет собой случайное аномальное явление.incb.org |
After partial hepatectomy, in the regenerating liver of progeny, cytogenetic changes similar to those in the irradiated fathers were noted […](decrease in mitotic activity, […] increase in chromosomal aberration frequency, and so forth), [. ..]but the extent of changes was […]lower in comparison with the parent generation. oosa.unvienna.org |
После частичной гепатектомии в регенерированной печени потомства отмечались цитогенетические изменения, аналогичные происшедшим в организмах […]облученных предков (сокращение […] митотической активности, увеличение хромосомной аберрационной […]частоты и т.д.), однако масштабы […]изменения были меньше, чем у предыдущего поколения. oosa.unvienna.org |
Now, those are the two data on which life aligns itself and any […] misalignment with those two data will result in aberration.newerapublications.com |
Так вот, это те два данных, […]относительно которых выстраивается вся жизнь, и любая […] несогласованность с этими двумя стабильными данными приводит к аберрации». newerapublications.ru |
And we can do it, because every doubt […] which you have right this minute is just an aberration.newerapublications.com |
И мы можем это сделать, поскольку все сомнения, которые у вас […] есть прямо в эту минуту, — это просто-напросто аберрация.newerapublications.ru |
Recent events in Malaysia involving the desecration of places of […] worship, is an aberration in the country’s […]history since independence. daccess-ods.un.org |
Недавние […] события в Малайзии, когда надругательству […]подверглись священные места, стали из ряда вон выходящим явлением в жизни […]страны в период после обретения ею независимости. daccess-ods.un.org |
Specially designed to deliver improved […]center-to-edge resolution and […] brightness free from chromatic aberration, each lens is a masterpiece of […]FUJINON optical engineering […]and quality, and features all-glass fabrication of the aspherical lens and other lens elements, as well as treatment with FUJINON’s original Super EBC coating. fujifilm-x.com |
Каждый из объективов, специально разработанных для обеспечения […]улучшенного разрешения и […] яркости даже по краям снимка без хроматических аберраций, представляет собой […]совершенное сочетание […]оптических технологий и высочайшего качества FUJINON. Асферические линзы и другие элементы объектива изготовлены из стекла и имеют специальное покрытие Super EBC, разработанное FUJINON. fujifilm-x.com |
We firmly condemn those who promote […]interventionist sanctions and endeavour to repeat the […] military and political aberration that was committed […]against Libya. daccess-ods.un.org |
Мы решительно осуждаем действия тех, кто выступает за введение […]интервенционистских санкций и пытается и […] в Сирии осуществить те военные и политические […]замыслы, которые были ими опробованы в Ливии. daccess-ods.un.org |
Due to the optical performance of the lens, color divergence phenomena […] (magnification chromatic aberration) may occur at the periphery […]of the image. service.jvcpro.eu |
Из-за оптических [. ..]характеристик линз по внешним краям изображения возможно появление […] цветового расхождения (хроматическая аберрация увеличения).service.jvcpro.eu |
| Exchange chromosome aberrations such as dicentrics, centric rings and anomalous monocentric predominate in the aberration spectrum. urcrm.ru |
В спектре наблюдаемых нарушений преобладают структурные перестройки обменного типа, такие, как дицентрики, центрические кольца и аномальные моноцентрики. urcrm.ru |
It uses a glass molded aspheric lens at the 7th element to prevent […]field curvature, and places an ED (extra-low […] dispersion) glass lens at the 6th element to contain chromatic aberration.fujifilm-x.com |
В нем установлена асферическая линза из литого стекла на 7-м элементе, которая предотвращает [. ..]искажение фона, а также линза из специального […] нерассеивающего стекла на 6-м элементе для устранения хроматических аберраций.fujifilm-x.com |
The particular detail of this method is super precise […]”laser polishing” of […] the cornea using the data of the aberration analysis from the unique equipment […]— a wave front sensor named Wave Scan. en.excimerclinic.ru |
Особенность данного метода — точнейшая […]«шлифовка» роговицы на основании […] данных полученных с помощью предварительного аберрационного анализа на уникальном […]комплексе — анализаторе […]волнового фронта Wave Scan. excimerclinic.ru |
It was shown that [. ..]
estimation of chromosomal aberration level in intact cells gives […]the representation of the intensity of […]spontaneous chromosomal mutagenesis and allows the indication of radiation effects on human organism. At the same time test irradiation (G2-assay) allows the estimation of the value of sensitivity to radiation component among genotoxic factors of environment. utgis.org.ua |
Показано, что оценка уровня аберраций хромосом в интактных клетках […] дает представление об интенсивности спонтанного хромосомного […]мутагенеза и служит для индикации лучевого воздействия на организм человека, тогда как тестирующее облучение (G2-тест) позволяет оценить величину чувствительности клеток к радиационной компоненте среди генотоксических факторов окружающей среды. utgis.org.ua |
It is thus apparent that the improprieties for [. ..]which the Union Nationale became […] notorious were not an aberration ascribable to some particular […]malevolence specific to […]that party, as the myth created by its opponents would have it, but the prevailing practices of the day. transparency.ca |
Таким образом, очевидно, что незаконные […]действия, которыми прославился […] Национальный союз, были не отклонением от нормы, приписываемым […]особой враждебности характерной […]этой партии, как утверждают её оппоненты в созданном ими мифе, а скорее типичной для того времени практикой. transparency.ca |
And whoever once read a long cursing letter of a Muslim who in previous times had believed in Jesus but afterwards had been forced by […]his religion-sheik so as to cleanse [. ..]
himself from his “aberration” through cursing the […]Christians and their Christ, in his […]face the breath of hell will blow. waters-of-life.net |
Тот, кто когда-либо читал проклятие длиной в страницу, написанное мусульманином, некогда принявшим […]Христа, но принужденного религиозным […] шейхом «очиститься от своего заблуждения» произнесением […]проклятия на христиан и их Христа, […]тот в лицо почувствует веяние ада. waters-of-life.net |
L. Ron Hubbard had […] found the source of human aberration and had developed a technique […]of the mind that worked. hubbard.org |
Л. Рон Хаббард […] открыл источник человеческой аберрации и разработал эффективную технологию […]духовного исцеления. hubbard.org |
As mentioned earlier, the Union Nationale regime has generally been perceived and […] described as an aberration in Quebec’s political life.transparency.ca |
Как уже упоминалось, […]режим Национального союза, как правило, […] воспринимается и описывается как отклонение от нормы […]в политической жизни Квебека. transparency.ca |
FUJIFILM has selected this fixed focal length lens for the FinePix X100 because this configuration consistently delivers premier […]image quality in every way; from […] exceptional resolution and minimal aberration, to excellent light volume […]in image corners. finepix-x100.com |
FUJIFILM выбрала такое фиксированное фокусное расстояние объектива для FinePix X100 потому, что данная конфигурация гарантирует неизменно первоклассное качество […]изображения по всем параметрам, от […] великолепного разрешения и минимума аберраций до превосходного […]уровня освещенности по углам изображения. finepix-x100.com |
| A satanically instigated aberration can rapidly ensue from a religious objective when arrogance, pursuit of profit, and one’s own honor are coupled to it. waters-of-life.net |
Одержимость религиозными идеями очень быстро может превратиться в одержимость сатанинской ересью, если человеком движет гордость, погоня за прибылью и тщеславие. waters-of-life.net |
The FISH technique with composite whole chromosome-specific DNA probes, named […]FISH-painting, is presently considered the most reliable method […] to detect structural (so-called ―stable‖) chromosome aberrations.urcrm.ru |
Метод FISH, включающий использование сложных цельных хромосомо-специфических зондов ДНК, называемый методом FISHокрашивания, в […]настоящее время считается наиболее надежным способом выявления […] структурных (так называемых ―стабильных‖) хромосомных аберраций.urcrm.ru |
е., вычисления аберраций для объектива с
un.org
Аберрации оптической системы глаза Вебинар
Аберрации оптической системы глаза. Вебинар. Корниловский И.М., 02 июля 2020 года.
Анонсы. Рефракция. Офтальмология России.
Вебинар Дифференциальная диагностика и коррекция аберраций оптической системы глаза.
Лектор Корниловский Игорь Михайлович, врач-офтальмолог центра офтальмологии, доктор медицинских наук, академик ЛАН РФ, профессор кафедры глазных болезней института усовершенствования врачей Национального медико-хирургического центра им.Н.И. Пирогова, pirogov-center.ru
02 июля, в 14:00 по московскому времени.
Глаз является уникальной биоптической системой глаза, в которой рефракция роговицы и хрусталика являются главными преломляющими структурами. Оптической системе глаза присущи физиологические аберрации, которые в норме предопределяют глубину клинического фокуса.
Аномалии рефракции и различная патологии роговицы, хрусталика, стекловидного тела и сетчатки сопровождаются патологическими аберрациями, которые влияют на контрастную чувствительность, могут существенной снижать остроту зрения, явиться причиной субклинического оксидативного стресса во всех внутриглазных структурах, приводить к преждевременному их старению и развитию различной офтальмопатологии.
Вот почему ранняя диагностика,оптическая и современная персонализированная лазерная коррекция оптических аберраций глаза низших и высших порядков приобретает важное практическое значение в клинической офтальмологии.
На вебинаре будут рассмотрены различные методики субъективного и объективного исследования суммарных аберраций оптической системы глаза и их дифференциальная диагностика с применений современных аберрометров.
Особый акцент будет сделан на современную оптическую и лазерную коррекцию аберрационных нарушений в глазу.
При поддержке «Джонсон & Джонсон»
Сайт НМХЦ им. Н.И.Пирогова
Благодарим профессора Корниловского Игоря Михайловича за помощь в подготовке материала.
Офтальмология России, Офтальмология Москвы, #конференциибезпробелов, #офтальмологическиеконференциибезпробелов, #офтальмологиябезпробелов, #офтальмологическийцентрнмхцимнипирогова, #рефракциябезпробелов
Aberration | ARK: Survival Evolved вики
| Эта статья о DLC: Aberration. |
Aberration
Дополнение для ARK с новой картой и существами.Aberration является официальным платным дополнением для ARK: Survival Evolved.
DLC:Aberration было анонсировано 1 сентября 2017 года. Дополнение было выпущено 12 декабря 2017 года для ПК, Xbox One и PS4, по начальной цене 19,99 долларов США.
Особенности
Выжившие окажутся в заброшенном, неисправном ARK со сложной подземной системой биомов, где им предстоит столкнуться с новыми невиданными прежде экзотическими испытаниями: крайне радиоактивный солнечный свет и природные катаклизмы, тросы, костюмы для полета, альпинистское снаряжение, пещерные жилища, заряжаемые батареи, новые необычные существа в таинственных глубинах и многое другое. Но остерегайтесь наполненных Элементом «Безымянных» — безжалостных гуманоидов, которые превратились в злобных, боящихся света чудовищ! Вы раскроете запредельные секреты миров ARK и узнаете о том, что ждет в будущем тех, кто достаточно силен и умен, чтобы выжить.
Aberration отправляет выживших в поврежденный ARK, где отсутствие внутренней атмосферы привело к сильной радиации, формированию грубого ландшафта и изобилию пышных биомов под землей. Все это — системы обеспечения неисправного ARK, разные катаклизмы, существа и природа окружающей среды — представляет новый захватывающий мир, открытый для изучения и освоения.
Сильная радиация в Aberration привела к невероятным генетическим мутациям, в результате чего появились новые существа с удивительными способностями. Взбирайтесь на стены и парите в воздухе на спине способного маскироваться как хамелеон «Скалистого дрейка», не подпускайте темноту с дружелюбным «Светящимся мопсом», хватайте и подбрасывайте по несколько существ одновременно с огромным «Пещерным крабом», или — если вы сможете приручить хотя бы одну из них — управляйте мерзкой «Безымянной королевой», чтобы вживлять в ваших врагов ужасающе репродуктивных, вырывающихся из груди тварей!
Свыше 50 новых вещей! Для выживания в мире Aberration доступны новые инструменты, которые открывают множество возможностей для новых соревновательных и совместных сценариев. Передвигайтесь по миру ARK с помощью альпинистских кирок, костюма для планирования и тросов. Изучайте новые энграммы, чтобы господствовать в суровых условиях окружающей среды, защитите себя с помощью снаряжения химзащиты, заряжайте фонари, создавайте разрывные патроны, батарейки, светящиеся палочки, электромагнитные пушки и многое другое. Преуспевайте за счет сбора новых ресурсов, используя рыбацкие корзины, газоуловители, укрепляйте свои дома в пещерах, используя постройки на утесах и многое другое!
Землетрясения, воздействие радиации, утечки газа, камеры Элемента — вот некоторые из многих опасностей, с которыми выжившие столкнутся в разнообразных биомах мира Aberration, как наземных, так и подземных. Но одной из самых серьезных проблем этого разрушенного ARK является иерархия неумолимых Безымянных, для защиты от которых потребуется постоянная бдительность и заряд энергии!
Регионы
Существа
Уникальные существа
Существа, которые доступны только в дополнении Aberration
Другие существа
Обратите внимание, что это Аберрантные версии существ (имеют мутационное свечение в темноте)
Информационные карты
Видео
Галерея
Ссылки
Аберрации объективов | Фотография для начинающих
Сферическая аберрация
При детальном рассмотрении изображения точечного объекта, лежащего на оптической оси положительной линзы, заметно, что изображение представляет собой не точку, а пятно. Если, по закону преломления, аккуратно начертить лучи, проходящие через линзу объектива, то получим, что лучи, проходящие близко к краю линзы, отклоняются сильнее, чем проходящие через центральную точку. Если рассмотреть изображение в одной точке, то краевые лучи будут в фокусе, а центральные лучи будут размазывать изображение.
Если рассмотреть изображение в немного отдаленной точке, будет наоборот. Лучшее изображение находится в точке между этими двумя, представляет собой круг, его называют кружком рассеяния. То есть сферические аберрации возникают из-за преломления света под разными углами во время прохождения через сферическую поверхность линзы.
1. Сферическая оптика образует несовершенное изображение благодаря наличию сферических аберраций (распределяется неравномерно оптической мощности).
2. Асферические линзы имеют равномерную оптическую мощность на всех участках, создавая изображение высокого качества даже в условиях плохой освещенности.
Кривизна поля
Создаваемое сферической линзой изображение в плоскости, перпендикулярной оптической оси, не является плоским, оно имеет форму искривленной поверхности, напоминающую поверхность сферы. Так как поверхность матрицы или пленки плоские, то углы кадра будут нерезкие в сравнении с центром кадра. Или наоборот углы резкие — центр нет. Такая аберрация называется кривизной поля изображения.
Аберрация кома
Если точечный объект смещен относительно оптической оси, возникает аберрация, называемая комой. Такая аберрация напоминает комету, которую астрономы называют комой, оттуда и пошло название.
Дисторсия объектива
Если сфотографировать сетку с квадратными ячейками, то мы получим изображение в виде бочонка или подушки. Такого рода искажение зависит не только от самой линзы, но и от расположения диафрагмы внутри объектива. Изображение подобно проекции сетки на сфере. В центральной части кадра увеличение больше для бочкообразной дисторсии, а по краям — для подушкообразной дисторсии.
Астигматизм объектива
Это еще один вид искажения, лежащего вне оптической оси, точечного объекта. Условно можно сказать, что при фотографировании сетки вертикальные линии получаются резкими, а горизонтальные нерезкими или наоборот. Но чаще всего наблюдается эффект нерезкости сетки, когда линии сетки не перпендикулярны.
Хроматическая аберрация
Все вышеперечисленные аберрации работают одинаково для всех цветов. При хроматической аберрации лучи разного цвета преломляются по-разному. То есть фиолетовые лучи фиксируются в одной точке, а красные в другой. Это приводит к радужной кайме на отдельных элементах изображения.
Уровень всех аберраций выше к краям изображения. Для устранения аберраций в объективах используют линзы из различных сортов стекла. К примеру, при использовании одного вида стекла фиолетовые лучи фокусируются чуть ближе к линзе, чем красные, при другом наоборот. Путем соединения нескольких линз с противоположными хроматическими аберрациями производители объективов добиваются минимизации или полного устранения искажений.
Хромосомные аберрации у рабочих угольных шахт, больных легочными заболеваниями | Савченко
1. Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. Проблемы и перспективы комплексного освоения угольных месторождений Кузбасса. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН; 2009.
2. Мартынова Н. А ., Кислицына В.В. Профессиональная заболеваемость шахтеров (обзор литературы). Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2017; 5(72): 46–52. DOI: 10.5281/zenodo.1115460.
3. Олещенко А.М., Захаренков В.В., Суржиков Д.В., Панаиотти Е.А., Цай Л.В. Оценка риска заболеваемости рабочих угольных разрезов Кузбасса. Мед. труда и пром. экол. 2006; 6: 13–6.
4. Мендиякова Е.В., Семенихин В.А., Одинцева О.В. Показатели вентиляционной функции легких при различных формах пневмокониоза в динамическом наблюдении у шахтеров Кузбасса. Мед. труда и пром. экол. 2011; 12: 21–4.
5. Захаренков В.В., Гафаров Н.И., Панев Н.И., Кучер А.Н., Фрейдин М.Б., Рудко А.А. и др. Генетические факторы риска развития антракосиликоза у работников угледобывающих предприятий Кузбасса. Медицина в Кузбассе. 2012; 11(4): 50–4.
6. Armutcu F., Gun B.D., Altin R., Gurel A. Examination of lung toxicity, oxidant/antioxidant status and effect of erdosteine in rats kept in coal mine ambience. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2007; 24(2): 106–13. DOI: 10.1016/j.etap.2007.03.002.
7. Leon-Mejia G., Silva L.F., Civeira M.S., Oliveira M.L., Machado M., Villela I.V. et al. Cytotoxicity and genotoxicity induced by coal and coal fl y ash particles samples in V79 cells. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2016; 23(23): 24019–031. DOI: 10.1007/s11356-016-7623-z.
8. Васильева З.Ж., Берсимбаев Р.И., Бекманов Б.О., Воробцова И.Е. Полиморфизм генов репарации ДНК XRCC1, XRCC3 и уровень хромосомных аберраций у рабочих уранового производства. Радиационная биология. Радиоэкология. 2012; 52(1): 25–31.
9. Celik M., Donbak L., Unal F., Yuzbasioglu D., Aksoy H., Yilmaz S. Cy togenic damage in workers from a coalf ired power plant. Mutat . R e s. 2007; 627(2): 158–63. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2006.11.003.
10. Минина В.И., Кулемин Ю.Е., Толочко Т.А., Мейер А.В., Савченко Я.А., Волобаев В.П. и др. Генотоксические эффекты воздействия производственной среды у шахтеров Кузбасса. Мед. труда и пром. экол. 2015; 5: 4–8.
11. Donbak L., Rencuzogullari E., Yavuz A., Topaktas M. The genotoxic risk of underground coal miners from Turkey. Mutat. Res. 2005; 588(2): 82–7. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2005.08.014.
12. Santa Maria S.R., Arana M., Ramirez O. Chromosomal aberrations in peripheral lymphocytes from male native miners working in the Peruvian Andes. Genetics and Molecular Biology. 2007; 30(4): 1135–8. DOI: 10.1590/S1415-47572007000600017.
13. Volobaev V.P., Sinitsky M.Y., Larionov A.V., Druzhinin V.G., Gafarov N.I., Minina V.I. et al. Modifying infl uence of occupational infl ammatory diseases on the level of chromosome aberrations in coal miners. Mutagenesis. 2016; 31(2): 225–9. DOI: 10.1093/mutage/gev080.
14. Ulker O.C., Ustundag A., Duydu Y., Yucesoy B, Karakaya A. Cytogenetic monitoring of coal workers and patients with coal workers’ pneumoconiosis in Turkey. Environ. Mol. Mutagen. 2008; 49(3): 232–237. DOI: 10.1002/em.20377.
15. Smerhovsky Z., Landa K., Rossner P., Juzova D., Brabec M., Zudova Z. et al. Increased risk of cancer in radon-exposed miners with elevated frequency of chromosomal aberrations. Mutat. Res. 2002; 514(1-2): 165-76.
16. Окс Е.И., Куракин В.А., Абашкин А.О. Оценка условий труда и расчет допустимого (безопасного) стажа основных профессий угольных шахт Кузбасса. Мед. труда и пром. экол. 2015; 3: 147–150.
17. Рогалис В.С., Шилов А.А., Грибанов Н.И., Буракшаева А.В. Радиоактивный газ радон в угольной шахте — серьезная опасность для шахтеров. Уголь. 2014; 1(1054): 42–45.
18. Рогалис В.С., Павленко М.В., Шилов А.А. Сочетание воздействия угольной пыли и радиации на здоровье шахтеров. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016; 3: 109–120.
Что такое аберрации глаза?
На человеческий глаз может воздействовать ряд аберраций, которые могут снизить качество изображений на сетчатке и общее зрительное восприятие. Исследования показали, что возраст, в частности, увеличивает вероятность развития аберраций более высокого порядка.
Что такое аберрации глаза?
Аберрации, описываемые как небольшие оптические неоднородности, представляют собой дефекты глаза, которые приводят к тому, что свет не может эффективно фокусироваться на сетчатке, а также к дефектам визуального изображения.Есть два типа аберраций; аберрации низшего порядка (0, 1 и 2 порядок) и аберрации высшего порядка (3, 4…).
Аберрации высшего порядка
Аберрации высшего порядка (HOA) глаза не могут быть исправлены цилиндрической или сферической коррекцией и включают сферические аберрации, кому и трилистник.
Аберрации комы
Коматозные аберрации возникают, когда световые лучи с одного края зрачка фокусируются раньше, чем с противоположного края.Визуально люди с таким типом аберрации могут испытывать смазывание изображения, так что изображение может выглядеть как хвост кометы.
Аберрации трилистника
Трилистник, классифицируемый как аберрация третьего порядка, оказывает меньшее влияние на качество изображения по сравнению с такой же степенью комы.
Сферические аберрации
Сферические аберрации могут вызвать ореолы вокруг точечных источников света и снизить контрастную чувствительность.
Считается, что ТСЖ несут ответственность за людей, которые жалуются на блики, ореолы и снижение контрастной чувствительности после операции по рефракции роговицы.Примерно 90% аберраций вызваны роговицей.
Глаза молодых людей менее подвержены аберрациям более высокого порядка из-за частичной компенсации аберраций между поверхностью роговицы и внутренней оптикой. Было обнаружено, что этот механизм систематически работает при сферических аберрациях и горизонтальной коме. Поскольку на них влияет лишь небольшое количество сферических аберраций и ком, молодые глаза считаются приближенными к апланатической оптической системе.Однако с возрастом в среднем возникает больше аберраций, особенно сферических аберраций, а также горизонтальных ком.
Аберрации низшего порядка
Аберрации низшего порядка включают астигматизм, положительный дефокус (миопия) и отрицательный дефокус (дальнозоркость).
Астигматизм
У людей с астигматизмом глаз имеет форму мяча для регби, а не футбольного мяча. В результате свет, как правило, фокусируется более чем в одном месте глаза, вызывая нечеткое зрение, напряжение глаз и головные боли.Обычно это сопровождается близорукостью или дальнозоркостью.
Астигматизм. Кредит изображения: Slave SPB / Shutterstock
Близорукость
Близорукость, обычно называемая близорукостью, представляет собой заболевание глаз, при котором люди воспринимают отдаленные объекты нечетко, а близкие объекты видны четко. Считается, что это происходит, когда глаза становятся слишком длинными, что приводит к неправильной фокусировке света на сетчатке.
дальнозоркость
Дальнозоркость или дальнозоркость противоположны миопии.Люди с этим заболеванием могут ясно видеть объекты на расстоянии, но не могут ясно видеть объекты на расстоянии. Это, как правило, затрагивает людей старше 40 лет, однако может затронуть людей всех возрастов.
Дальнозоркость. Кредит изображения: Slave SPB / Shutterstock
Как обнаруживаются аберрации?
Анализ волнового фронта используется для измерения аберраций оптической системы. Существует множество методов, которые можно использовать для оценки аберраций глаза, включая зондирование волнового фронта Шака-Гартмана, метод Чернинга, рефрактометрию с пространственным разрешением и аберрометрию разности оптических путей.Кроме того, это обычно выполняется с использованием устройств, подобных датчикам волнового фронта Хартмана-Шака.
Устройства фокусируют маломощный луч на сетчатке, а затем полученные отраженные лучи света могут быть проанализированы. После прохождения через множество линз на детектор в идеальной оптической системе лучи будут параллельны и фокусируются в одной плоскости. Из-за сложности оптики глаз этого может не произойти. Степень отклонения изображения от ожидаемой точки фокусировки каждой линзы в системе представляет собой «ошибку волнового фронта» или аберрацию.Ошибка волнового фронта, возникающая в результате анализа волнового фронта, далее разбивается на компоненты, которые математически и визуально описывают конкретные элементы аберрации. Эти компоненты разделены на две категории; аберрации высшего порядка и аберрации низшего порядка.
Варианты лечения аберраций
Существует ряд вариантов лечения, в частности аберраций более низкого порядка. Детям и молодым людям с дальнозоркостью и близорукостью лечение может не потребоваться, поскольку их глаза могут адаптироваться естественным образом, в результате чего их зрение существенно не пострадает.Для пожилых людей обычно требуется лечение, так как из-за возраста глаза менее способны адаптироваться. Основное лечение — это очки или контактные линзы, чтобы свет фокусировался на сетчатке, и лазерная хирургия глаза, которая изменяет форму роговицы и избавляет от необходимости носить контактные линзы и очки. Такие же варианты лечения существуют и при астигматизме.
Дополнительная литература
Molecular Expressions Microscopy Primer: Anatomy of the Microscope
(Праймер для микроскопии молекулярных выражений: анатомия микроскопа)Объективы для микроскопов
Оптические аберрации
Идеальный объектив микроскопа дает симметричное дифракционно ограниченное изображение узора Эйри от бесконечно малой точки объекта.Плоскость изображения обычно располагается на фиксированном расстоянии от передней линзы объектива в среде с определенным показателем преломления. Объективы для микроскопов, предлагаемые ведущими производителями, имеют чрезвычайно низкую степень аберраций и других недостатков при условии, что соответствующий объектив выбран для задачи и объектив используется надлежащим образом в соответствии с рекомендациями производителя. Следует подчеркнуть, что линзы объектива не идеальны со всех точек зрения, но разработаны с учетом определенных спецификаций в зависимости от их предполагаемого использования, ограничений по физическим размерам и ценового диапазона.
Объективыизготавливаются с разной степенью оптической коррекции как монохроматических (сферические, астигматизм, кома, искажения), так и полихроматических аберраций, размера и плоскостности поля, длины волны пропускания, отсутствия флуоресценции, двойного лучепреломления и других факторов, влияющих на фоновый шум. В зависимости от степени коррекции объективы обычно классифицируются как ахроматы , флюориты и апохроматы , при этом обозначение plan добавляется к линзам с низкой кривизной поля и искажениями.В этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее распространенных оптических аберраций, которые обычно обнаруживаются (и часто корректируются) в объективах микроскопов.
Обзор оптических аберраций — Отклонения в действии линз от идеализированных условий гауссовой оптики известны как оптические аберрации. Оптические системы микроскопов обычно страдают от пяти общих аберраций: сферической, хроматической, кривизны поля, коматической и астигматической. Геометрическое искажение — еще один артефакт, часто встречающийся в окулярах и системах линз с переменным фокусным расстоянием, встречающихся в стереоскопических микроскопах.
Кривизна поля — Простая линза фокусирует точки изображения от протяженного плоского объекта, такого как образец на предметном стекле микроскопа, на сферическую поверхность, напоминающую изогнутую чашу. Номинальная кривизна этой поверхности обратна радиусу линзы и обозначается как кривизна Пецваля линзы. Искривление поля в оптической микроскопии — это аберрация, знакомая большинству опытных микроскопистов.
Интерактивные учебные пособия по JavaАстигматизм — Аберрации астигматизма аналогичны коматическим аберрациям, однако эти артефакты не так чувствительны к размеру апертуры и сильнее зависят от наклонного угла светового луча.Аберрация проявляется в том, что внеосевое изображение точки образца выглядит как линия или эллипс вместо точки. В зависимости от угла внеосевых лучей, попадающих в линзу, линейное изображение может быть ориентировано в одном из двух различных направлений: тангенциально (меридионально) или сагиттально (экваториально). Отношение яркости единичного изображения будет уменьшаться, а четкость, детализация и контраст будут потеряны по мере увеличения расстояния от центра.
Хроматическая аберрация — Хроматические аберрации — это артефакты, зависящие от длины волны, которые возникают из-за того, что показатель преломления каждого состава оптического стекла зависит от длины волны.Когда белый свет проходит через простую или сложную систему линз, составляющие длины волн преломляются в соответствии с их частотой. В большинстве очков показатель преломления больше для более коротких (синих) длин волн и изменяется с большей скоростью при уменьшении длины волны.
Коматические аберрации — Коматические аберрации похожи на сферические аберрации, но они в основном встречаются при внеосевых световых потоках и становятся наиболее серьезными, когда микроскоп не выровнен.Когда возникают эти аберрации, изображение точки фокусируется на последовательно различающихся высотах, образуя серию асимметричных пятен увеличивающегося размера, что приводит к форме кометы (отсюда и термин «кома») по форме Эйри.
Кривизна поля — Современные микроскопы работают с кривизной поля, корректируя эту аберрацию с помощью специально разработанных объективов. Эти специально скорректированные объективы были названы plan или plano (для плоского поля) и являются наиболее распространенным типом используемых сегодня объективов, обеспечивая поля зрения от 18 до 26 миллиметров, которые демонстрируют четкие детали от центра до центра. край.
Геометрическое искажение — искажение — это аберрация, обычно наблюдаемая в стереоскопической микроскопии, которая проявляется в изменении формы изображения, а не в резкости или цветовом спектре. Два наиболее распространенных типа искажения, положительный и отрицательный (часто называемые подушко-подушечкой и цилиндр соответственно), часто могут присутствовать в очень резких изображениях, которые в противном случае корректируются на сферические, хроматические, коматические и астигматические аберрации. В этом случае истинная геометрия объекта больше не сохраняется на изображении.
Сферическая аберрация — Самый серьезный из монохроматических дефектов , который возникает с объективами микроскопа, сферическая аберрация, из-за которой изображение образца выглядит нечетким или размытым и слегка не в фокусе. Эффект сферической аберрации проявляется двояко: центр остается в фокусе больше, чем края изображения, и интенсивность краев падает относительно центра. Этот дефект проявляется как в осевых, так и внеосевых точках изображения.
Глубина фокуса и сферическая аберрация — Поперечное разрешение для дифракционной картины Эйри, генерируемой точечным источником света, определяется в одной плоскости фокуса в промежуточном положении изображения в оптическом микроскопе. Когда апертурная функция объектива неоднородна или в случае сферической аберрации, волновой фронт, покидающий линзу, больше не является сферическим с центром, расположенным в точке фокуса в плоскости изображения. Вместо этого волновой фронт искажается и отклоняется от идеального поведения способом, который зависит от природы аберрации и / или фильтров изображения и условий, которые присутствуют в оптической системе.На промежуточной плоскости изображения функция рассеяния точки дает асимметричное распределение, в котором соотношение интенсивностей между центральным пиком и окружающими кольцами смещено, причем последние становятся гораздо более заметными.
Коррекция толщины покровного стекла — Объективы с большим увеличением, предназначенные для использования с воздухом в качестве иммерсионной среды между передней линзой и покровным стеклом, склонны к артефактам аберрации из-за различий в толщине покровного стекла и дисперсии.В этом руководстве показано, как можно отрегулировать внутренние элементы объектива сухого объектива с высокой числовой апертурой для корректировки этих колебаний.
Регулировка колец для коррекции объектива — Большинство объективов микроскопов предназначены для использования с покровным стеклом, которое имеет стандартную толщину 0,17 миллиметра и показатель преломления 1,515, что является удовлетворительным, когда числовая апертура объектива составляет 0,4 или меньше. Однако при использовании сухих объективов с высокой числовой апертурой (числовая апертура 0.8 или выше), вариации толщины покровного стекла всего на несколько микрометров приводят к резкому ухудшению качества изображения из-за аберрации, которая усиливается с увеличением толщины покровного стекла. Чтобы компенсировать эту ошибку, объективы с более высокой степенью коррекции оснащены корректирующей манжетой, позволяющей регулировать положение центральной группы линз в соответствии с колебаниями толщины покровного стекла. В этом интерактивном руководстве рассказывается, как настроить корректирующий воротник для достижения максимального качества изображения.
Избранные источники литературы — Аберрации делятся на две основные категории: ошибки, которые возникают, когда полихроматический свет (белый свет) проходит через линзу, и ошибки, которые возникают, когда свет только с одной длиной волны ( монохроматический ) используется. Избранные ссылки, перечисленные в этом разделе, содержат информацию о причинах и способах устранения наиболее распространенных оптических аберраций, встречающихся в микроскопах и других системах линз.Помните, что разработчик оптики должен корректировать как полихроматические, так и монохроматические аберрации одновременно при производстве хорошо скорректированных объективов микроскопа.
Соавторы
Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.
Х. Эрнст Келлер — Carl Zeiss Inc., One Zeiss Dr., Торнвуд, Нью-Йорк, 10594.
Кеннет Р. Спринг — научный консультант, Ласби, Мэриленд, 20657.
Брайан О. Флинн , Джон К. Лонг , Мэтью Дж. Парри-Хилл и Майкл У. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г. Ист. Таллахасси, Флорида, 32310.
НАЗАД К АНАТОМИИ МИКРОСКОПА
Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1998-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт обслуживается командой
по графике и веб-программированию
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:18
Счетчик доступа с 11 сентября 2000 г .: 95476
Для получения дополнительной информации о производителях микроскопов
используйте кнопки ниже для перехода на их веб-сайты:
границ | Аберрации в микроскопии со структурированным освещением: теоретический анализ
Введение
Флуоресцентная микроскопия широко используется для визуализации микроструктур и динамических процессов в клетках.Однако из-за дифракционного предела наилучшее разрешение составляет лишь около половины длины волны флуоресценции [1] при использовании обычного флуоресцентного микроскопа. Тем не менее, современная микроскопия сверхвысокого разрешения может выйти за рамки дифракционного предела. Эти методы включают, но не ограничиваются ими, микроскопию локализации одной молекулы (SMLM), которая стохастически активирует отдельные молекулы в полном поле [2–5], микроскопию стимулированного истощения излучения (STED) с использованием фокального пятна пончика истощения для уменьшения размер эффективной функции рассеяния точки (PSF) [6–8] и микроскопия структурированного освещения (SIM), освещающая образец с периодическим рисунком [9–11].Среди них SIM чрезвычайно важна для визуализации живых клеток, обеспечивая двойное пространственное разрешение по сравнению с обычной широкопольной микроскопией. В этом методе в фокальной плоскости линзы объектива создается одномерный синусоидальный образец освещения. Серия изображений, когда образец освещается узорами с разными фазами и ориентациями, приобретается камерой. Используя специальные алгоритмы реконструкции SIM [12–15], можно получить изображение образца со сверхвысоким разрешением.
В оптических микроскопах сверхвысокого разрешения аберрации ухудшают качество изображения, ухудшая его разрешение и уменьшая контраст. Аберрации в SMLM и STED микроскопии были достаточно исследованы в предыдущих работах [16–18]. Однако в случае SIM исследователи всегда обращали внимание только на аберрации на пути обнаружения или предполагали, что аберрации идентичны на двух путях [19, 20]. Обсуждения пути освещения недостаточно.Тем не менее, качество рисунка освещения также имеет решающее значение для производительности SIM-карты. Чтобы полностью оптимизировать окончательные изображения SIM-карты, важно создать модель для более полного описания аберраций в SIM-карте и выяснить, как они влияют как на схему освещения, так и на PSF обнаружения.
В этой статье разработана стратегия количественной оценки эффектов аберрации в SIM-карте. Мы строим математическую модель для анализа того, как аберрации влияют на схему освещения и PSF обнаружения.Поскольку систематические аберрации можно минимизировать во время проектирования, учитываются только аберрации, вызванные образцом. Кроме того, также обсуждаются несколько факторов, не связанных с аберрациями, особенно несовпадение падающих лучей по отношению к объективному зрачку.
Теория
В SIM-карте для возбуждения образца используется синусоидальная диаграмма. Изображение, полученное камерой, можно представить как:
i (r) = [e (r) · o (r)] ⊗h (r) (1), где e ( r ) = 1 + cos ( k e · r + φ) — распределение интенсивности диаграммы освещения, o ( r ) — пространственное распределение образца, помеченного флуорофором, и h ( r ) является функцией рассеяния точки (PSF) пути обнаружения.
В области Фурье уравнение (1) может быть выражено как:
ĩ (k) = [e˜ (k) ⊗o˜ (k)] · h ~ (k) = [o˜ (k) + 12o˜ (k-ke) · eiφ + 12o˜ (k + ke) · e-iφ] · h ~ (k) (2), где ĩ ( k ), ẽ ( k ), õ ( k ) и h ~ (k) — это преобразование Фурье для i ( r ), e ( r ), o ( r ) и h ( r ) соответственно. k представляет пространственную частоту. Создавая структурированный образец освещения, SIM может перемещать высокочастотную информацию, изначально заблокированную оптической системой, в полосу пропускания, что увеличивает размер функции оптической передачи (OTF) системы.
Уравнения (1) и (2) демонстрируют, что изображение, полученное с помощью SIM, находится в тесной связи с рисунком освещения, пространственным распределением образца и PSF тракта обнаружения. Поэтому мы приняли во внимание как путь освещения, так и путь обнаружения, чтобы проанализировать аберрации в SIM-карте. Чтобы упростить обсуждение, учитывались только аберрации, вызванные образцом, поскольку систематические аберрации всегда сводятся к минимуму во время проектирования. Для пути освещения диаграмма возбуждения создается за счет интерференции двух лучей, что может быть выражено как:
e (r) = [A1 ехр (ik1 · r + φ) + A2 ехр (ik2 · r)] 2 (3), где A 1 и A 2 — амплитуды двух когерентных падающих лучей соответственно. k 1 и k 2 — волновые векторы соответственно, а φ — разность фаз между двумя лучами. Чтобы упростить обсуждение, два луча можно считать s-поляризованными и φ = 0 [21], плюс | A 1 | = | A 2 |. Для пути обнаружения PSF может быть рассчитан с использованием теории векторной дифракции [22, 23]. Более того, в нашем моделировании луч освещения и луч обнаружения имеют линейную поляризацию.
Математическая модель построена для анализа эффектов аберраций. Как показано на Рисунке 1, световой луч выходит из объектива, распространяется в слой иммерсионной среды, а затем проходит через покровное стекло в среду образца. С другой стороны, на пути обнаружения, следуя принципу обратимости пути луча, флуоресценция, испускаемая из среды образца, может рассматриваться как свет, сфокусированный тем же объективом. Показатели преломления (ПП) трех слоев среды (иммерсионная жидкость, покровное стекло и образец) представлены как n 1 , n 2 и n 3 соответственно, при толщине покровного стекла х .Углы падения светового луча на каждый интерфейс среды составляют θ 1 , θ 2 и θ 3 , соответственно, в то время как углы равны α 1 и α 2 для пути обнаружения. В нашем моделировании цель по умолчанию является планапохроматической [24].
Рисунок 1 . SIM без аберраций для объективов с разными NA. (A) Путь светового луча. (B) Флуоресценция собирается обратно тем же объективом с использованием классической архитектуры эпифлуоресценции. (C) PSF на плоскости z = 0 (идеальная фокальная плоскость). (D) Диаграммы возбуждения, рассчитанные для разных объективов с использованием одних и тех же параметров в (C). (E) Реконструированные изображения SIM с объективов с различными НА. Слева направо разрешения: 164, 128, 125, 125 и 120 нм. (F, G) — это профили идеальных PSF в (C) в направлениях x и y соответственно.
Декартова система координат ( x, y, z ) построена для описания информации о местоположении (рисунок 1A).Ориентация единичных векторов x и z определяется интерфейсом слоя и оптической осью соответственно. Начало системы координат согласуется с положением гауссова фокуса в отсутствие стратифицированной среды (без образца среды, рис. 1B), а индекс i обозначает идеальные значения [24]. Следуя приведенным выше определениям, нижняя поверхность покровного стекла расположена на z = 0, а верхняя — на z = — h .Чтобы количественно проверить эффекты аберрации, мы установили длины волн возбуждения и флуоресценции как 488 и 532 нм соответственно.
Аберрации обычно измеряются отклонением практического волнового фронта от его идеальной формы и могут быть выражены как:
δ = | k | · [-zl · n3cosθ3 + (zl-zu) · n2cosθ2 + zu · n1cosθ1 — (hi · n2i cos θ2i-hi · n1i cos θ1i)] (4), где z l и z u — координаты z нижней и верхней поверхности покровного стекла для моделирования соответственно.Примечательно, что δ i = h i · ( n 2 i cosθ 2 i — n 1 1 cosθ , ) используется для компенсации аберраций, вызванных разницей ПП между иммерсионной средой и покровным стеклом во время конструирования объектива [24].
Результаты и обсуждение
Результаты без аберраций показаны на Рисунке 1.Во время моделирования применялись различные числовые апертуры (NA), и конкретные параметры в каждом моделировании представлены в таблице 1. Комбинируя шаблоны возбуждения и PSF тракта обнаружения, изображения SIM были восстановлены с использованием фазы на основе обратной матрицы. алгоритм оценки (рис. 1E) [15], а разрешение было оценено с использованием метода оценки разрешения изображения без параметров [25]. Как и ожидалось, сравнения между рисунками 1C – G показывают, что использование объектива с большей числовой апертурой генерирует меньшую PSF и более плотную синусоидальную диаграмму, тем самым достигая лучшего разрешения.В нашем моделировании идеальный угол интерференции двух лучей определяется как θ1i = sin-1 (NA / n1i).
Таблица 1 . Параметры в идеальном случае.
Мы дополнительно исследовали эффекты аберраций, когда значение RI покровного стекла отклоняется от желаемого, которое изображено на рисунке 2. На рисунках 2A, B углы падения θ и α изменяются в ответ на изменение RI покровного стекла. покровное стекло. Подобно вышеприведенному моделированию, была рассмотрена серия различных RI для более полного обсуждения эффектов, и рисунки 2C – I моделируются в n 2 = 1.521 для подробностей.
Рисунок 2 . Аберрации, вызванные отклонением RI покровного стекла. (A, B) RI между иммерсионной средой и несовпадением покровного стекла для пути освещения и пути обнаружения, соответственно. (C) Функции зрачка, вычисленные для случая, изображенного в (B). (D) Разложение Цернике функций зрачка, показанное в (C). (E) PSF на плоскости z = 0, вычисленные из соответствующих функций зрачка. (F) Профили идеальной (сплошная линия) и смещенной (пунктирная линия) PSF в (E). (G) Шаблоны возбуждения, на которые влияют эти смещенные RI. (H) Локальные профили соответствующих шаблонов возбуждения, показанные в (G) . Красная пунктирная линия Ip представляет случай смещения, а зеленая сплошная линия Ii представляет идеальный случай соответственно. Диапазон составляет -0,5 ~ 0,5 мкм. (I) Соответствующие реконструированные изображения SIM. (J) Коэффициенты корреляции изображений SIM с разными n 2 и NA.Фиолетовая пунктирная линия соответствует n 2 = 1,518.
Как показано на рисунке 2C, функции зрачка на пути обнаружения были рассчитаны с использованием трассировки лучей. Более того, чтобы количественно оценить аберрации, мы разложили эти функции зрачка на полиномы Цернике [26, 27] от 0-й до 14-й моды, которые показаны на рисунке 2D. Поршневой (0-й) режим занимает большую часть, что не оказывает видимого влияния на PSF, в то время как остальные — это режим расфокусировки (4-й), который просто делает PSF не в фокусе, и основной сферический режим (12-й), который увеличивает размер PSF (Рисунки 2E, F).Профили (рис. 2H) показывают, что аберрации, наведенные на рис. 2A, мало влияют на характер возбуждения (рис. 2G) из-за постоянной числовой апертуры.
Восстановленные изображения показаны на рисунке 2I, которые размыты большими PSF (рисунок 2E) по сравнению с изображениями на рисунке 1E. Чтобы более подробно описать эффекты аберраций, коэффициенты корреляции восстановленных изображений представлены на рисунке 2J. Смоделированные значения n 2 устанавливаются так, чтобы они были больше, чем желаемые, в противном случае свет, излучаемый образцом, не может быть эффективно уловлен объективом.
С другой стороны, мы исследовали, как аберрации влияют на изображения SIM, когда объектив фокусируется глубже в образец. Как показано на фиг. 3A, B, этот случай можно рассматривать как смещение местоположения покровного стекла вдоль оптической оси. Координаты z нижней и верхней поверхностей ( z l и z u ) покровного стекла изменяют значение a , в то время как другие параметры остаются постоянными.Рассмотрена серия различных z l , и пример приведен на рисунках 3C – I ( z l = -0,2 мкм). Функции зрачка показаны на рисунке 3C, в частности, когда NA = 1,4, значение на краю функции зрачка является сложным из-за полного внутреннего отражения (TIR), которое уменьшает эффективный размер зрачка (рисунок 3J) и эффективный NA. Разложение функции зрачка (рис. 3D) показывает, что основными режимами аберрации являются поршневой (0-й), дефокусный (4-й) и первичный сферический (12-й).Аберрированные PSF и соответствующие профили показаны на рисунках 3E, F, которые больше, чем в идеальном случае. Картины возбуждения и локальные профили показаны на рисунках 3G, H, и в результате ПВО интенсивность картины возбуждения для NA = 1,4 ниже, чем в идеальном случае. Однако изображение хорошо реконструировано с удовлетворительным контрастом по той причине, что контраст картины возбуждения такой же, как у идеальной. Точно так же изображения SIM и соответствующие коэффициенты корреляции показаны на рисунках 3I, K.
Рисунок 3 . Аберрации, вызванные увеличением глубины резкости. (A, B) Случай, когда объектив фокусируется глубже в среду образца. (C) Функции зрачка, вычисленные для случая, изображенного в (B). (D) Разложение Цернике функций зрачка, показанное в (C). (E) PSF на плоскости z = 0, вычисленные из соответствующих функций зрачка. (F) Профили идеальной и смещенной PSF в (E).(G) Шаблоны возбуждения, на которые влияет смещение z l . (H) Локальные профили соответствующих шаблонов возбуждения показаны в (G) , объем составляет -0,5 ~ 0,5 мкм. (I) Соответствующие реконструированные изображения SIM. (J) Эффективный ученик для NA = 1,4. (K) Коэффициенты корреляции изображений SIM с разными z l .
Точно так же изменение толщины покровного стекла, которое также может вызвать аберрации, можно рассматривать как смещение координаты z верхней поверхности, в то время как нижняя поверхность все еще находится на z = 0 (Рисунки 4A, B) .Для объектива n 1 меньше, чем n 2 , толщина не должна быть меньше идеального значения, иначе свет, излучаемый образцом, не сможет эффективно улавливаться объективом. Напротив, более толстое покровное стекло недействительно, если n 1 больше, чем n 2 . Чтобы завершить обсуждение, рассматриваются разные толщины покровного стекла, и на рисунках 4C – I показан пример для h = 170.8 мкм (выше черной пунктирной линии) и h = 169,25 мкм (ниже черной пунктирной линии) соответственно. Рисунки 4J, K показывают, что смещение толщины более критично влияет на цель для NA = 0,95, и увеличение толщины более серьезно, чем ее уменьшение. В объективе для NA = 1,4 видимых эффектов не возникает, поскольку аберрации мало влияют на функцию зрачка и характер возбуждения.
Рисунок 4 . Аберрации, вызванные отклонением толщины покровного стекла. (A, B) Толщина покровного стекла имеет смещенное значение для пути освещения и пути обнаружения. (C) Функции зрачка, вычисленные для случая, изображенного в (B). (D) Разложение Цернике функций зрачка, показанное в (C). (E) PSF на плоскости z = 0, вычисленные из соответствующих функций зрачка. (F) Профили идеальной и смещенной PSF в (E). (G) Шаблоны возбуждения под влиянием смещения h . (H) Локальные профили соответствующих шаблонов возбуждения показаны в (G) , объем составляет -0,5 ~ 0,5 мкм. (I) Соответствующие реконструированные изображения SIM. (J, K) Коэффициенты корреляции SIM-изображений с разными h для n 1 ≤ n 2 и n 1 ≥ n 2 соответственно.
Все три случая, описанные выше, могут в некоторой степени вызывать аберрации.Однако эти аберрации симметричны относительно оптической оси. Следовательно, появляются только симметричные полиномы Цернике, например, дефокусировка и сферические аберрации. При нарушении симметрии условие усложняется. В качестве примера можно указать небольшой угол наклона β для покровного стекла (рис. 5A, B). Прямым следствием наклона покровного стекла является реорганизация углов падения θ и α, что в конечном итоге приводит к накоплению аберраций. Крайне важно быть ясным, что аберрации меняются в зависимости от поля зрения по оси x в результате различной разницы оптических длин.Следовательно, PSF зависит от местоположения, и окончательное изображение размывается этими переменными PSF. Во время моделирования угол наклона β изменялся в диапазоне 0 ~ 0,3 °, и на рисунках 5C – I показан пример, когда β = 0,3 °. Затем были рассчитаны функции зрачка и разложены на первые 15 мод Цернике, и теперь основными модами являются аберрация кончика (2-я) и кома (8-я). Примечательно, что в нашем моделировании наклонное покровное стекло влияет на размер функции зрачка, когда NA = 1,4 (рис. 5J), в результате TIR, вызванного наклоном.Более того, интенсивность шаблона возбуждения уменьшается с увеличением x , и периоды этих шаблонов меняются. Область видимости отличается от таковой в вышеупомянутых случаях, потому что образец существует только на стороне x > 0 на плоскости z = 0. Впоследствии восстановленные изображения были получены с отклонением от центра прицела, и контраст снижен.
Рисунок 5 . Диаграммы пути освещения и пути обнаружения для наклонного покровного стекла и соответствующие результаты для β = 0.3 °. (A, B) Режим наклонного покровного стекла на пути освещения и пути обнаружения. (C) Функции зрачка, вычисленные для случая, изображенного в (B). (D) Разложение Цернике функций зрачка, показанное в (C) , используются первые 15 порядков мод. (E) PSF на плоскости z = 0, вычисленные с помощью функций зрачка, показанных на (C). (F) Профили идеальной и смещенной PSF в (E). (G) Шаблоны возбуждения, на которые влияют аберрации. (H) Профили шаблона возбуждения показаны в (G) , объем составляет 0 ~ 1 мкм. (I) Реконструкция изображений SIM. (J) Эффективный ученик для NA = 1,4. (K) Коэффициенты корреляции восстановленных изображений и соответствующий угол наклона β.
Коэффициенты корреляции между искаженными изображениями и изображениями без аберраций показаны на рисунке 5K. Вообще говоря, он спускается с увеличением угла наклона β.Однако для NA = 0,95 коэффициент корреляции сначала уменьшается, а затем увеличивается.
Основываясь на приведенных выше результатах, аберрации, вызванные несовпадением RI, увеличением глубины фокуса и смещенной толщиной покровного стекла, мало влияют на картины возбуждения. Однако PSF подвержены большему влиянию, что проявляется в большем размере, вызванном расфокусировкой и первичными сферическими аберрациями. Непосредственный эффект этих аберраций — более размытые восстановленные изображения SIM.Более того, аберрации, вызванные наклоном покровного стекла, изменяют период рисунка возбуждения и приводят к неравномерному контрасту, с другой стороны, PSF тракта обнаружения растягивается и смещается в диапазоне x — y самолет. Соответственно, восстановленные изображения SIM смещены, а контрасты неоднородны, как показано на рисунке 5I. В частности, что касается объектива с большей числовой апертурой (например, числовой апертурой = 1,4), уменьшение толщины покровного стекла и наклон корпуса не только вызывают аберрации, но также уменьшают эффективный размер зрачка на пути обнаружения.
В предыдущих исследованиях изучались аберрации в плоскости зрачка на пути освещения [28], однако смещение возбуждающего луча относительно BFP объектива также может сильно повлиять на восстановленные изображения SIM. В оптической системе пути освещения шаблон возбуждения можно рассматривать как преобразование Фурье двух краевых точек на плоскости зрачка. Как показано на фиг. 6A, одна из двух краевых точек смещается к центральной точке плоскости зрачка с нормализованным размером, м. представляет собой расстояние между краевой точкой и центром.Кроме того, амплитуда соответствующей функции зрачка тракта обнаружения показана на рисунке 6B. Рисунки 6C – G представляют собой пример для м = 0, следовательно, PSF (Рисунок 6C) искажены до более эллиптических форм. Картины и профили возбуждения изображены на рисунках 6E, F, на которых периоды диаграмм сильно отличаются от идеальных аналогов. Реконструированные изображения показывают, что изображения включают в себя множество частей-фантомов в объективах с более высокой числовой апертурой (рис. 6G).Коэффициенты корреляции рассчитываются и отображаются на рисунке 6H. Качество изображений снижается с увеличением расстояния между краевой точкой и центром плоскости зрачка для всех объективов.
Рисунок 6 . Эффекты смещенного от центра пучка возбуждения. (A) Задняя фокальная плоскость (BFP) объективов. (B) Функция зрачка пути обнаружения. (C) PSF на плоскости z = 0, вычисленные из функции зрачка в (B).(D) Профили идеальной и смещенной PSF в (C). (E) Шаблоны возбуждения. (F) Локальные профили соответствующих шаблонов возбуждения, показанные в (E) , объем составляет -0,5 ~ 0,5 мкм. (G) Реконструированные изображения SIM. м = 0 для всех объективов. (H) Коэффициенты корреляции смещенных восстановленных изображений и соответствующих m .
Созданные нами режимы аберрации включают смещенное рабочее состояние объектива (как обсуждалось выше, путь освещения имеет стабильную производительность, однако PSF расширяются на пути обнаружения, а разрешение реконструированных изображений снижается) и наклонное покровное стекло, которое вызывает неоднородный контраст и смещение от центра реконструированных изображений.Эти режимы очень полезны для анализа аберраций, вызванных иммерсионной средой и покровным стеклом, и имеют потенциальное применение в адаптивной оптике для SIM. Кроме того, учитывается расстояние между двумя краевыми точками на BFP объектива, что приводит к огромному изменению схем возбуждения от идеальных аналогов, и PSF похожи на сжатие в вертикальном направлении, поэтому восстановленные изображения содержат много частей-призраков.Необходимо понимать эти эффекты для дальнейшей оптимизации системы SIM, например, если реконструированные изображения содержат призрачные части, исследователи могут проанализировать источник повреждения, ссылаясь на режим аберрации смещенного зрачка. Однако в практических экспериментах необходимо учитывать шум и интенсивность фона, что сильнее ухудшает качество изображений. Более того, с увеличением глубины изображения не только увеличиваются аберрации, но также следует уделять больше внимания влиянию рассеяния и поглощения.
Сводка
В заключение, мы создали режимы для несовпадающих RI, увеличения глубины фокусировки и смещенной толщины покровного стекла, наклонного покровного стекла и смещения падающих лучей относительно BFP объектива, соответственно. В этих режимах схемы возбуждения рассчитываются на основе принципа интерференции двух лучей. В первых четырех режимах функции зрачка на пути обнаружения вычисляются с использованием трассировки лучей и разлагаются на первые 15-е многочлены Цернике для получения количественного анализа, однако для рассогласования падающих лучей зрачок не заполняется в путь обнаружения.Следовательно, PSF тракта обнаружения искажается в результате соответствующей функции зрачка, и в этих случаях в сочетании с шаблоном возбуждения на восстановленные изображения влияют на разных уровнях. Количественные описания этих режимов могут помочь в мониторинге и компенсации аберраций с помощью адаптивной оптики, и может быть получен более полный справочник по коррекции систем SIM.
Эта модель полезна для оценки и коррекции аберраций в SIM, давая рекомендации по дальнейшему улучшению характеристик микроскопов SIM.Кроме того, эта модель обычно применима к системам, использующим структурированное освещение, например, таким как многолучевое интерференционное освещение.
Заявление о доступности данных
Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительный материал.
Авторские взносы
Идея зародилась вXH. XiL, ST и YX выполнили моделирование. HS, WL и QL дали руководство для анализа. XH, CK и XuL курировали проект. Все авторы внесли свой вклад в обсуждение результатов этой рукописи.
Финансирование
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Национальной программы ключевых исследований и разработок Китая (2018YFA0701400), Фондов фундаментальных исследований для центральных университетов (2019QNA5006) и ZJU-Sunny Photonics Innovation Center (2019-01).
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Список литературы
1.Abbe E. Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung. Архив Микроск Анат . (1873) 9 : 413–68. DOI: 10.1007 / BF02956173
CrossRef Полный текст | Google Scholar
2. Бетциг Э., Паттерсон Г. Х., Суграт Р., Линдвассер О. В., Оленич С., Бонифачино Дж. С. и др. Визуализация внутриклеточных флуоресцентных белков с нанометровым разрешением. Наука . (2006) 313 : 1642–5. DOI: 10.1126 / science.1127344
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
4.Фоллинг Дж., Босси М., Бок Х., Медда Р., Вурм Калифорния, Хайн Б. и др. Флуоресцентная наноскопия по истощению основного состояния и возврату одной молекулы. Нат Методы . (2008) 5 : 943–5. DOI: 10.1038 / nmeth.1257
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
5. Томпсон М.А., Лью М.Д., Бадейростами М., Моернер В.Е. Локализация и отслеживание одиночных наноразмерных излучателей в трех измерениях с высоким пространственно-временным разрешением с использованием функции рассеяния точки двойной спирали. Nano Lett . (2010) 10 : 211–8. DOI: 10.1021 / nl5p
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
6. Hell SW, Wichmann J. Нарушение предела дифракционного разрешения с помощью стимулированного излучения: флуоресцентная микроскопия с истощением стимулированного излучения. Opt Lett . (1994) 19 : 780–2. DOI: 10.1364 / OL.19.000780
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
7. Риттвегер Э., Хан К.Ю., Ирвин С.Е., Эггелинг С., Ад Ю-З.STED-микроскопия выявляет центры окраски кристаллов с нанометрическим разрешением. Нат Фотон . (2009) 3 : 144–7. DOI: 10.1038 / nphoton.2009.2
CrossRef Полный текст | Google Scholar
8. Нагерл УФ, Виллиг К.И., Хайн Б., Хелл С.В., Бонхеффер Т. Визуализация дендритных шипов на живых клетках с помощью микроскопии STED. Proc Natl Acad Sci USA . (2008) 105 : 18982–7. DOI: 10.1073 / pnas.0810028105
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
9.Густафссон МГ. Превышение предела бокового разрешения в два раза с помощью микроскопии со структурированным освещением. Дж. Microsc . (2000) 198 (Pt 2): 82–7. DOI: 10.1046 / j.1365-2818.2000.00710.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
10. Gustafsson MG. Нелинейная микроскопия со структурированным освещением: широкопольная флуоресцентная визуализация с теоретически неограниченным разрешением. Proc Natl Acad Sci USA . (2005) 102 : 13081–6. DOI: 10.1073 / pnas.0406877102
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
11. Хайнцманн Р., Джовин Т.М., Кремер С. Микроскопия с насыщенным узорчатым возбуждением — концепция улучшения оптического разрешения. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis . (2002) 19 : 1599–609. DOI: 10.1364 / JOSAA.19.001599
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
13. Викер К. Неитерационное определение фазы паттерна в микроскопии структурированного освещения с использованием автокорреляций в пространстве Фурье. Опт Экспр . (2013) 21 : 24692–701. DOI: 10.1364 / OE.21.024692
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
14. Мюллер М., Монкемоллер В., Хенниг С., Хубнер В., Хузер Т. Реконструкция изображений с открытым исходным кодом данных микроскопии структурированного освещения со сверхвысоким разрешением в ImageJ. Нац Коммуна . (2016) 7 : 10980. DOI: 10.1038 / ncomms10980
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
15.Цао Р, Чен И, Лю В., Чжу Д., Куанг Ц., Сюй И и др. Алгоритм оценки фазы на основе обратной матрицы для микроскопии структурированного освещения. Биомед Опт Экспр . (2018) 9 : 5037–51. DOI: 10.1364 / BOE.9.005037
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
16. Коулз BC, Уэбб С.Е., Шварц Н., Рольфе Д.Д., Мартин-Фернандес М., Ло Скьяво В. Характеристика эффектов оптических аберраций в методах одиночных молекул. Биомед Опт Экспр .(2016) 7 : 1755–67. DOI: 10.1364 / BOE.7.001755
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
17. Deng S, Liu L, Cheng Y, Li R, Xu Z. Влияние первичных аберраций на модели истощения флуоресценции в STED-микроскопии. Опт Экспр . (2010) 18 : 1657–66. DOI: 10.1364 / OE.18.001657
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
18. Deng S, Liu L, Cheng Y, Li R, Xu Z. Исследование влияния аберрации, вызванной плоским интерфейсом, на STED-микроскопию. Опт Экспр . (2009) 17 : 1714–25. DOI: 10.1364 / OE.17.001714
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
20. Томас Б., Вольстенхолм А., Чаудхари С.Н., Кипреос Е.Т., Кнер П. Повышенное разрешение через толстую ткань со структурированным освещением и адаптивной оптикой. Дж. Биомед Опт . (2015) 20 : 26006. DOI: 10.1117 / 1.JBO.20.2.026006
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
22.Ричардс Б., Вольф Э., Габор Д. Электромагнитная дифракция в оптических системах, II. Структура поля изображения в апланатической системе. Proc R Soc Lond Ser A Math Phys Sci . (1959) 253 : 358–79. DOI: 10.1098 / rspa.1959.0200
CrossRef Полный текст | Google Scholar
23. Хао Х, Куанг Ц., Ван Т., Лю X. Влияние поляризации на темное фокальное пятно снятия возбуждения в STED-микроскопии. J Opt . (2010) 12 : 115707. DOI: 10,1088 / 2040-8978 / 12/11/115707
CrossRef Полный текст | Google Scholar
24.Нассе MJ, Woehl JC. Реалистичное моделирование функции рассеяния точки освещения в конфокальной сканирующей оптической микроскопии. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis . (2010) 27 : 295–302. DOI: 10.1364 / JOSAA.27.000295
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
25. Descloux A, Grussmayer KS, Radenovic A. Оценка разрешения изображения без параметров на основе анализа декорреляции. Нат Методы . (2019) 16 : 918–24. DOI: 10.1038 / s41592-019-0515-7
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
26. Зернике В.Ф. Beugungstheorie des schneidenver-fahrens und seiner verbesserten form, der phasenkontrastmethode. Физика . (1934) 1 : 689–704. DOI: 10.1016 / S0031-8914 (34) 80259-5
CrossRef Полный текст | Google Scholar
27. Борн М., Вольф Э., Бхатиа А.Б., Клеммов П.С., Габор Д., Стокс А.Р. и др. Основы оптики. Кембридж: Издательство Кембриджского университета (1999).
Google Scholar
Сравнение оптических аберраций | Эдмунд Оптикс
Выявление аберраций | Примеры аберраций
Оптические аберрации — это отклонения от совершенной математической модели. Важно отметить, что они не вызваны какими-либо физическими, оптическими или механическими дефектами. Скорее, они могут быть вызваны самой формой линзы или размещением оптических элементов внутри системы из-за волновой природы света. Оптические системы обычно проектируются с использованием оптики первого порядка или параксиальной оптики для расчета размера и местоположения изображения.Параксиальная оптика не учитывает аберрации; он рассматривает свет как луч и поэтому не учитывает волновые явления, вызывающие аберрации. Чтобы получить представление об оптических аберрациях, просмотрите Хроматические и Монохроматические оптические аберрации.
После определения различных групп и типов хроматических и монохроматических оптических аберраций трудной частью становится их распознавание в системе посредством компьютерного анализа или наблюдения в реальном мире, а затем корректировка системы для уменьшения аберраций.Обычно проектировщики оптики сначала помещают систему в программное обеспечение для проектирования оптических систем, такое как Zemax® или Code V®, чтобы проверить производительность и отклонения системы. Важно отметить, что после изготовления оптического компонента аберрации можно распознать, наблюдая за выходным сигналом системы.
Оптическая идентификация аберраций
Определение того, какие аберрации присутствуют в оптической системе, не всегда является простой задачей, даже на этапе компьютерного анализа, поскольку обычно в любой данной системе присутствуют две или более аберрации.Разработчики оптики используют различные инструменты для распознавания аберраций и их исправления, часто включая компьютерные точечные диаграммы, волновые веерные диаграммы и лучевые веерные диаграммы. Точечные диаграммы показывают, как одна светящаяся точка будет выглядеть после того, как она будет отображена через систему. Волновые веерные диаграммы — это графики волнового фронта относительно сплющенного волнового фронта, где идеальная волна была бы плоской вдоль направления x. Диаграммы лучевого веера представляют собой графики зависимости точек лучевого веера от координат зрачка.В следующем меню показаны типичные диаграммы вееров волн и лучей для тангенциальной (вертикальная, направление y) и сагиттальной (горизонтальная, направление z) плоскостей, где H = 1 для каждой из следующих аберраций: наклон (W 111 ), расфокусировка (W 020 ), сферический (W 040 ), кома (W 131 ), астигматизм (W 222 ), кривизна поля (W 220 ) и искажение (W 311 ). Просто выберите интересующую аберрацию, чтобы увидеть каждую иллюстрацию.
Имя аберрации (коэффициент волнового фронта):
Наклон (W111) Расфокусировка (W020) Сферическая (W040) Кома (W131) Астигматизм (W222) Кривизна поля (W220) Искажение (W311)
Рисунок 1: Образец диска Эйри
Распознавание аберраций, особенно на стадии проектирования, является первым шагом в их исправлении. Почему проектировщик оптики хочет исправить аберрации? Ответ заключается в создании системы с ограничением дифракции, что является наилучшей возможной производительностью.В системах с дифракционным ограничением все аберрации содержатся в размере пятна на диске Эйри или в размере дифракционной картины, вызванной круглой апертурой (рис. 1).
Уравнение 1 можно использовать для расчета размера пятна диска Эйри (d), где λ — длина волны, используемая в системе, а f / # — f-число системы.
(1) $$ d = 2,44 \ cdot \ left (f / \ # \ right) $$
ПРИМЕРЫ ОПТИЧЕСКИХ АБЕРРАЦИЙ
После того, как система спроектирована и изготовлена, аберрации можно наблюдать путем визуализации точечного источника, такого как лазер, через систему, чтобы увидеть, как одна точка появляется на плоскости изображения.Могут присутствовать множественные аберрации, но в целом, чем больше похоже изображение на пятно, тем меньше аберраций; это независимо от размера, так как пятно может быть увеличено системой. Следующие семь примеров иллюстрируют поведение луча, если соответствующая аберрация была единственной в системе, моделирование аберрированных изображений с использованием общих тестовых целей (рисунки 2-4) и возможные корректирующие действия для минимизации аберрации.
Моделирование было создано в Code V® и преувеличено, чтобы лучше проиллюстрировать индуцированную аберрацию.Важно отметить, что обсуждаются только аберрации первого и третьего порядка из-за их общности, поскольку исправление аберраций более высокого порядка становится очень сложным для небольшого улучшения качества изображения.
Рисунок 2: Целевой показатель искажений в сети с фиксированной частотой
Рисунок 3: Отрицательный контраст 1951 г. Цель разрешения ВВС США
Рисунок 4: Star Target
| Наклон — W 111 | |
Рисунок 5a: Представление аберрации наклона | Рисунок 5b: Моделирование аберрации наклона |
Характеристика
| Корректирующее действие
|
| Расфокусировка — W 020 | |
Рисунок 6a: Представление аберрации расфокусировки | Рисунок 6b: Моделирование аберрации расфокусировки |
Характеристика
| Корректирующее действие
|
| Сферический — W 040 | |
Рисунок 7a: Представление сферической аберрации | Рисунок 7b: Моделирование сферической аберрации |
Характеристика
| Корректирующее действие |
| Кома — W 131 | |
Рисунок 8a: Представление аберрации комы | Рисунок 8b: Моделирование аберрации комы |
Характеристика
| Корректирующее действие
|
| Астигматизм — W 222 | |
Рисунок 9a: Представление аберрации астигматизма | Рисунок 9b: Моделирование аберрации астигматизма |
Характеристика
| Корректирующее действие
|
| Кривизна поля — W 220 | |
Рисунок 10a: Представление аберрации кривизны поля | Рисунок 10b: Моделирование аберрации кривизны поля |
Характеристика
| Корректирующее действие |
| Искажение — W 311 | |
Рисунок 11a: Представление аберрации искажения | Рисунок 11b: Моделирование аберрации искажения ствола Рисунок 11c: Моделирование аберрации подушкообразного искажения |
Характеристика
| Корректирующее действие
|
Распознавание оптических аберраций очень важно для их коррекции в оптической системе, так как цель состоит в том, чтобы добиться дифракционного ограничения системы.Оптические системы и системы визуализации могут содержать несколько комбинаций аберраций, которые можно классифицировать как хроматические или монохроматические. Коррекцию аберраций лучше всего выполнять на этапе проектирования, когда такие шаги, как перемещение диафрагмы или изменение типа оптической линзы, могут значительно уменьшить количество и серьезность (или величину) аберраций. В целом, разработчики оптики работают над уменьшением аберраций первого и третьего порядка, прежде всего потому, что уменьшение аберраций более высокого порядка значительно усложняет работу при лишь небольшом улучшении качества изображения.
Номер ссылки
- Dereniak, Eustace L., and Teresa D. Dereniak. Геометрическая и тригонометрическая оптика . Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 2008. .
аберраций | Электронно-оптические системы с коррекцией
Каждое вращательно-симметричное электромагнитное поле, действующее как линза на электронный луч, имеет собственные аберрации линзы. Эту фундаментальную теорему уже показал Шерцер (Scherzer, Z. Phys. 101 (1936) 593).
хроматическая аберрация
Термин хроматическая аберрация был заимствован из световой оптики.Из-за рассеивания стеклянных линз световые лучи разного цвета фокусируются с разным фокусным расстоянием. Так же, как луч света обычно состоит из волн разной длины, электроны, исходящие от источника электронов, имеют немного разные энергии. Легко понять, что более быстрые электроны меньше подвержены влиянию электромагнитных полей, поэтому положение электронного фокуса зависит от энергии электрона. Хроматическая аберрация уменьшается за счет использования малой энергетической ширины и высокого ускоряющего напряжения соответственно.Коэффициент хроматической аберрации примерно такой же, как фокусное расстояние для слабых линз и примерно в 0,6 раза больше фокусного расстояния для сильных линз (в сильных линзах образец погружается в поле линзы).
сферическая аберрация
Сферическая аберрация возникает из-за того, что фокус зависит от осевого расстояния пути электрона. Физически это является следствием того факта, что поля линз должны удовлетворять уравнению Лапласа. Коэффициент аберрации по существу того же порядка величины, что и фокусное расстояние.Если образец погружен в поле линзы, минимальное значение коэффициента аберрации составляет половину фокусного расстояния. Он уменьшается при использовании более сильных линз.
кома и астигматизм
Кома может быть обнаружена, если электронный луч находится вне оси и / или наклонен к оптической оси. Коматозной аберрации можно избежать, правильно настроив луч.
Астигматизм возникает из-за ошибок конструкции. Лучи в сагиттальной и меридиональной плоскости соответственно могут иметь разные фокусные расстояния.Это можно компенсировать так называемым стигматором, функцию которого можно понять, рассматривая оптический аналог. Осевой астигматизм можно смоделировать, добавив цилиндрическую линзу к вращательно-симметричной линзе. В электронной оптике два квадруполя, установленные под углом 45 °, служат стигматором.
коррекция хроматических и сферических аберраций
Проф. Отто Шерцер всегда считал, что наиболее многообещающим способом избавиться от аберраций линз является введение невращательной симметрии в траекторию электронов.Тогда одно из предварительных условий, делающих аберрации неизбежными, будет отброшено — см. Также «Теорему Шерцера». С 1948 года он разработал и построил вместе со своими сотрудниками первый электростатический корректор, который состоял в основном из трех октупольных элементов для компенсации сферической аберрации. Но из-за нестабильности механического выравнивания разрешение микроскопа не могло быть улучшено. Тем не менее, этот корректор компенсировал сферическую аберрацию линзы объектива.
Чтобы исправить сферическую аберрацию, необходимо использовать комбинацию магнитного квадруполя и октуполя. Хроматическая аберрация может быть компенсирована использованием электрических и магнитных квадруполей.
Хромосомные аберрации — Фонд исследования радиационных эффектов (RERF)
Хромосомы состоят из длинных тонких молекул ДНК. Когда клетки подвергаются воздействию радиации или канцерогенов, ДНК иногда разрывается, и разорванные концы могут воссоединяться в порядке, отличном от их первоначального расположения.Возникающие в результате аномалии называются «хромосомными аберрациями» и могут быть визуализированы при митозе, когда клетки делятся.
Частота хромосомных аберраций увеличивается с дозой облучения клеток и служит индикатором полученной дозы облучения, т. Е. Биологическим дозиметром. Эксперименты по облучению in vitro с использованием лимфоцитов крови могут обеспечить зависимость доза-реакция, которую можно использовать для оценки дозы облучения людей на основе частоты аберраций, обнаруженных в их лимфоцитах.
Среди различных типов аберраций дицентрические хромосомы относительно легко обнаружить, и поэтому их частота может использоваться в качестве биологического дозиметра. Однако частота дицентриков снижается в течение нескольких лет, потому что присутствие двух центромер в одной хромосоме мешает делению клеток. Таким образом, частота дицентрических хромосом может быть применена только к недавним случаям заражения. Поскольку выжившие после атомной бомбардировки подверглись облучению много лет назад, дицентрическая частота больше не используется для биодозиметрии, и вместо нее используется частота транслокаций (и инверсий).Такие аберрации имеют одну центромеру на хромосому и, следовательно, могут делиться, так что измененная хромосома сохраняется в течение многих лет. Однако их было труднее обнаружить обычными методами окрашивания.
На рис. 1 показано соотношение между дозой DS86 и средней долей клеток с аберрациями (в основном транслокациями), измеренными с помощью обычного окрашивания у выживших, подвергшихся облучению в типичных японских домах в Хиросиме и Нагасаки. Небольшие, но постоянные различия между двумя городами могут быть связаны либо с разной эффективностью оценки аберраций в двух лабораториях, либо с дифференциальными ошибками в назначении доз DS86.
Рис. 1. Взаимосвязь между долей клеток с хромосомными аберрациями и дозой облучения выживших после чумы лошадей, подвергшихся облучению в типичных японских домах
В настоящее время хромосомные исследования выживших в обоих городах изучаются исключительно в лаборатории Хиросимы с использованием современного метода окраски хромосом (флуоресцентная гибридизация in situ [FISH]). Хромосомы 1, 2 и 4 окрашены в желтый цвет, а другие хромосомы — в красный, поэтому транслокации между желтыми и красными хромосомами могут быть однозначно обнаружены (рис. 2).Методика FISH упростила и повысила точность обнаружения транслокаций и успешно использовалась в исследованиях аварий с радиационным облучением, таких как Чернобыль.
Рисунок 2. Метафазы, меченные флуоресцентной гибридизацией in situ (FISH). Левая метафаза показывает нормальную клетку, а правая — транслокацию, указанную стрелками.
Хотя плоды считались радиочувствительными, данные о хромосомных аберрациях выживших, облученных внутриутробно, не показали радиационного эффекта, когда их лимфоциты крови были исследованы в возрасте примерно 40 лет.Исследование на мышах также подтвердило, что хромосомные аберрации не наблюдались у потомства через 20 недель после внутриутробного облучения, хотя они наблюдались у матерей после облучения в зрелом возрасте.
Хромосомные аберрации были исследованы в популяциях клеток, полученных из клонов, in vivo (клетки, несущие идентичные аберрации), чтобы увидеть, демонстрируют ли клоны повышенный уровень дополнительных аберраций, что указывает на их «геномную нестабильность». Результаты не показали увеличения частоты более поздних аберраций, указывающих на генетическую нестабильность.
назад
Аберрации высшего и низшего порядка
Глаз — сложный и уникальный орган, что, к сожалению, означает, что есть много вещей, которые могут пойти не так с вашим зрением. Большинство людей знакомы с тем, что мы называем «аберрациями низшего порядка», такими как близорукость, дальнозоркость и астигматизм, но меньшее количество людей осознают, что «аберрации высшего порядка», более тонкие искажения в ткани глаза, также могут играть важную роль в их зрении. В Broberg Eye Care мы предлагаем индивидуальную лазерную диагностику волнового фронта для лучшего понимания и лечения всех типов глазных аберраций, чтобы наши пациенты могли наслаждаться здоровым и четким зрением.Читайте дальше, чтобы узнать больше об аберрациях высшего и низшего порядков и о том, как мы можем исправить их в нашей удобной офтальмологической клинике Остина.
Что такое аберрации низшего порядка?
Аберрации низшего порядка являются одними из наиболее частых причин проблем со зрением, составляя около 85 процентов всех случаев. К ним относятся:
- Миопия . Это также называется близорукостью, это происходит, когда глаз слишком длинный, а роговица слишком сильно выпирает наружу. Это делает зрение более резким для более близких объектов, в то же время размывая или искажая зрение вдаль.
- Дальнозоркость . Это полная противоположность миопии, обычно называемой дальнозоркостью. У пациентов с дальнозоркостью глазные яблоки короче, а роговицы более плоские, что делает объекты на расстоянии более заметными, чем на близком расстоянии.
- Астигматизм . Когда роговица имеет неправильную форму, больше похожую на футбольный мяч, чем на круглую форму, возникает астигматизм. Это состояние вызывает нечеткое или нечеткое зрение на нескольких расстояниях. У большинства людей есть определенная степень астигматизма, но это состояние становится проблемой, когда мешает повседневной деятельности.Астигматизм может возникать вместе с миопией и дальнозоркостью.
Что такое аберрации высшего порядка?
Аберрации высшего порядка — это более тонкие или специфические искажения структуры глаза. Они могут возникать в результате деформации глаз, рубцов, травм, болезней, хирургических осложнений или более серьезных офтальмологических состояний, таких как катаракта. Существует более 60 типов аберраций высшего порядка. Как правило, эти состояния могут вызывать такие симптомы, как:
- Диплопия (двоение в глазах)
- Проблемы с контрастом
- Блики
- Звездные вспышки
- Ореолы
- Ограниченное ночное зрение
- «Призрачные» изображения
Как может помочь Wavefront LASIK
Доктор Броберг и наша команда офтальмологов могут обеспечить точное лечение аберраций низкого и высокого порядка с помощью LASIK волнового фронта. Во время этой процедуры мы спланируем вам операцию по поводу аномалии рефракции с помощью аберрометра. Это устройство, которое захватывает детальную модель вашего глаза, отражая от него свет.Имея более подробные данные о состоянии вашего глаза, ваш хирург-офтальмолог может точно и эффективно изменить форму вашего глаза во время LASIK. Мы можем просто передать карту, созданную аберрометром, в компьютеризированную лазерную систему для хирургии. Помимо возможности исправления аберраций более высокого порядка для еще более четкого зрения, метод волнового фронта снижает риск осложнений LASIK, которые иногда могут вызывать блики, ореолы, одышку и другие искажения.
