В буквальном смысле посмотреть на мир чужими глазами, точнее – одним глазом, позволяет экспериментальная модель, разработали которую ученые из ВНИИ экспериментальной физики (г. Саров) и их коллеги – офтальмологи из МНТК «Микрохирургия глаза». Финансовую поддержку исследователям в создании модели глаза человека оказал Международный научно-технический центр.

«Собственно инициаторами проекта были как раз московские разработчики новых моделей искусственных хрусталиков и микрохирурги, - рассказывает руководитель проекта ведущий научный сотрудник Института лазерно-физических исследований ВНИИЭФ Леонид Зыков. Дело в том, что при лечении катаракты они, как, впрочем, и специалисты во всем мире, широко используют такой прием. Помутневший хрусталик пациента, уже не помогающий, а мешающий ему видеть, они заменяют на хрусталик искусственный – сделанную из пластика так называемую интраокулярную линзу.

Помимо того, что перед операцией надо выбрать самую подходящую именно для данного пациента линзу – а они бывают самые разные и по материалу, и по оптическим параметрам, возникает еще и такая проблема. Уже после операции линза в глазу может немного сместиться – просто из-за реакции организма на имплантированное тело. Как это отражается на зрении пациента, на картинке, которую видит человек, врачи сами узнать не могут - приходится полагаться в основном на ощущения и рассказы пациента, а это материя весьма субъективная.

Вот хирурги и обратились к нам с такой, поначалу казавшейся фантастической задачей – сделать модель, то есть установку, которая позволяла бы разработчикам линз и врачам увидеть своими глазами объект так, как видит его пациент. Чтобы можно было бы менять искусственные хрусталики, перемещать их так, как они могут перемещаться в глазу человека, и фиксировать, как меняется при этом изображение объекта, которое попадает на сетчатку глаза – для дальнейшего анализа. Только в этом случае не в мозги пациента, а компьютера. Именно такую модель глаза, во всяком случае, экспериментальный ее образец, нам и удалось создать. Предварительно, разумеется, разработав модель математическую».

Экспериментальная модель почти полностью воспроизводит оптическую систему глаза человека: роговицу, переднюю камеру, хрусталик, стекловидное тело и сетчатку. Эксперименты и расчеты показали, что такое устройство вполне адекватно воспроизводит оптику глаза. В кювету, заполненную дистиллированной водой, в специальном держателе помещают испытуемую линзу – искусственный хрусталик. Держатель можно перемещать – сдвигать в стороны, поворачивать, передвигать вперед-назад.

Передняя стенка кюветы представляет собой выпуклую, как и в настоящем глазу, искусственную роговицу из полиметилметакрилата, более известного нам в обиходе как оргстекло, но хорошего качества. По оптическим свойствам она очень похожа на роговицу настоящую. В противоположной стенке – окошко из того же полимера, что и роговица. Все компоненты модели по размеру и расстояния между ними соответствуют среднестатистическому глазу человека. С одним исключением. Толщина кюветы меньше, чем расстояние от роговицы до изображения, сформированного моделью. То есть в настоящем глазу изображение оказывается на сетчатке, а в модели оно как бы подвешено в воздухе «за спиной» кюветы. Но на «правильном» расстоянии – 24 мм, как в среднем физиологическом глазу у человека.

Специальным объективом его увеличивают почти в 6 раз, и оно попадает на CCD-матрицу видеокамеры. Из-за ограниченности размера этой матрицы размер изображения невелик - всего 1,1х 0,83 мм. В результате оцифрованное изображение объекта – таким, как видит его модель, можно посмотреть на экране компьютера и далее, что особенно важно, охарактеризовать количественно.

Проверять качество изображения, полученное с помощью того или иного искусственного хрусталика, так или иначе расположенного, ученые предлагают с помощью тех же таблиц, что обычно используют офтальмологи. Перед моделью, как перед пациентом в кабинете врача, вешают нарисованные на бумаге буквы разного размера и толщины, сетки и похожие на штрих-коды группы вертикальных полосок. А как их «видит» модель глаза, можно узнать количественно на экране компьютера.

«Кроме экспериментальной модели мы разработали и расчетную модель глаза, точнее ее первый вариант, - продолжает Леонид Иванович. Эта модель тоже воспроизводит оптическую систему глаза и дает возможность увидеть расчетную картинку изображения на его сетчатке. Расчет картинки мы делаем с помощью специальной программы. Она позволяет задавать оптические и геометрические параметры элементов глаза в широких пределах и на экране персонального компьютера получать картинку изображения. В частности, программа предусматривает возможность сдвигов хрусталика поперек и вдоль оптической оси и его наклонов. У этой программы удобный и наглядный интерфейс для пользователя с изображением оптической системы глаза и диалоговых окон».