Известно, что многие проблемы со зрением, которые возникают у людей, связаны со структурными изменениями сетчатки. Помимо обычной практики проверки зрения и исследования глазного дна окулистом, для диагностики и лечения необходимо исследование сетчатки с помощью современной техники.

Причем разрешение получаемой картинки должно составлять не менее 1 мкм – это связано с толщиной сосудов глазного дна. В отличие от астрономии, в которой основным препятствием для наблюдения за небесными телами с поверхности Земли является неоднородность атмосферы, в человеческом глазе таким факторами есть роговица, хрусталик и стекловидное тело. Помимо этого на качество изображения оказывают влияние первичные аберрации, связанные заболеваниями глаз: дефокусировка и астигматизм.

Рис. 1. Изображения сетчатки, полученные у 30-летней здоровой пациентки. Левое изображение на вкладке представляет фоторецепторы, а изображение справа – сосуды. Размеры изображения 1200х1200 мкм, разрешение 2 мкм.

Для компенсации аберраций и получения фотографий сетчатки с высоким разрешением в конце 90-х годов прошлого века ученые применили технику адаптивной оптики (АО) . Тремя главными компонентами любой системы АО являются детектор, который регистрирует величину искажений, обрабатывающее эту информацию устройство (компьютер) и корректирующий компонент. В космической отрасли подобные системы АО с разрешением до 10 мкм могут стоить до нескольких миллионов евро. В результате проведенного анализа оказалось, что оптоэлектронная система корректировки должна работать в динамическом диапазоне +/- 20 дптр для компенсации сферических аберраций (миопии) и +/- 5 дптр для коррекции астигматических искажений.

На сегодняшний день одним из средств адаптивной оптики для компенсации аберраций является технология микроэлектромеханических систем (можно почитать еще здесь). В частности, одним из типов корректоров являются так называемые деформируемые зеркала (deformable mirrors, DM), состоящие из гибкой отражающей поверхности, форма которой изменяется с помощью актюаторов (приводов). Зеркало может быть цельным или состоять из сегментов.

Рис. 2. Схема работы DM устройства.

Сегментированные имеют ряд недостатков, связанных с потерями энергии в зазорах и дифракцией. Однако это позволяет делать замену отдельных фрагментов в случае неисправности. В офтальмологии используют цельные зеркала. Их основой является гибкая мембрана, покрытая слоем золота, алюминия или серебра. Для управления формой поверхности используются магнитные актюаторы. Они представляют собой катушки. По катушке протекает ток, создающий магнитное поле. Под мембраной расположены некоторым образом магнитострикционные пластинки (пермаллой, например). Под действием внешнего магнитного поля в пермаллое возникает намагниченность, и вращающий момент. В зависимости от полярности приложенного к катушке напряжения, мембрана может притягиваться или отталкиваться. Таким образом контролируется ее форма.

Рис. 3. Аппарат для получения изображений сетчатки rtx1 в парижской клинике Quinze-Vingts National Eye Hospital.