Astygmatyzm - charakterystyka wady

​

dr Monika Czaińska

Laboratorium Fizyki Widzenia i Optometrii, Wydział Fizyki,
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

 

Astygmatyzm

Korekcja wad refrakcji, mimo utartych procedur badań, wciąż spotyka się z wieloma różnymi drogami postępowań. Problem dotyczy zarówno korekcji krótkowzroczności, nadwzroczności, jak i występującego astygmatyzmu. Korygować w pełni czy nie? Co w przypadku korekcji dzieci a co u dorosłych?

Astygmatyzmem nazywamy taką wadę refrakcji, przy której moc układu optycznego oka nie jest w stanie utworzyć punktowego obrazu na siatkówce, ze względu na różnice mocy dla różnych przekrojów układu optycznego. W większości przypadków mamy do czynienia z astygmatyzmem regularnym, w którym przekroje - gdzie moc optyczna jest najmniejsza i największa - są zorientowane wobec siebie prostopadle. W tym przypadku wielkość astygmatyzmu jest równa różnicy w mocy refrakcyjnej między dwoma przekrojami o największej i najmniejszej wartości - tzw. przekrojami głównymi. Południki główne wyznaczają wzajemnie prostopadłe osie astygmatyzmu, gdzie każda z osi ma ognisko położone w innej odległości, a tym samym ma inną ogniskową. W pozostałych przekrojach wielkość astygmatyzmu może być wyznaczona jako funkcja kwadratu sinusa kąta między przekrojem o najmniejszej refrakcji a danym przekrojem.

Za występujący astygmatyzm w większości przypadków odpowiada rogówka, jednak może on być również związany z soczewką wewnątrzgałkową.

Astygmatyzm rozpatrywać można ze względu na różne czynniki.

Ze względu na położenie przekrojów głównych rozróżnia się:

• astygmatyzm prosty - zgodny z regułą, gdy przekrój główny największej mocy jest pionowy (90˚±15˚)

• astygmatyzm odwrotny - przeciw regule, gdy przekrój główny największej mocy jest poziomy (0˚±15˚)

• astygmatyzm skośny - gdy przekroje główne są nachylone względem poziomu i pionu (15˚-75˚ oraz 105˚-165˚).

 

Ze względu na położenie ognisk w przekrojach głównych rozróżniamy:

• astygmatyzm krótkowzroczny złożony, gdy obydwa ogniska leżą przed siatkówką (w obydwu przekrojach głównych oko jest krótkowzroczne)

• astygmatyzm krótkowzroczny zwykły, gdy jedno z ognisk leży na siatkówce, a drugie przed siatkówką (w jednym przekroju głównym oko jest miarowe a w drugim krótkowzroczne)

• astygmatyzm mieszany, gdy jedno z ognisk leży przed siatkówką, a drugie za nią (w jednym przekroju głównym oko jest krótkowzroczne a w drugim nadwzroczne)

• astygmatyzm nadwzroczny zwykły, gdy jedno z ognisk leży na siatkówce, a drugie za siatkówką (w jednym przekroju głównym oko jest miarowe a w drugim nadwzroczne)

• astygmatyzm nadwzroczny złożony, gdy obydwa ogniska leżą za siatkówką (w obydwu  przekrojach głównych oko jest nadwzroczne).

 

Kliniczne aspekty astygmatyzmu

Nieskorygowanemu astygmatyzmowi (często nawet niewielkich wartości) towarzyszyć mogą objawy astenopijne, tj. związane z pracą wzrokową uczucie zmęczenia oczu, a także inne symptomy takie jak:

• Zamazane widzenie przy obserwacji przedmiotów z bliska i/lub z daleka

• Napięcie w obrębie gałek ocznych

• Problemy z koncentracją

• Mrużenie oczu

• Bóle głowy, bóle oczu

• Pieczenie, swędzenie, łzawienie oczu  

• Pocieranie oczu

• Szybkie zmęczenie przy czytaniu

• Pulsacyjna zmiana ostrości widzenia

• Skarżenie się na zmęczenie ogólne lub znaczące zmęczenie oczu podczas wysiłku wzrokowego

• Łączenie się słów przy czytaniu 

• Obniżony poziom rozumienia czytanego tekstu     

• Mylenie liter

 

Astygmatyzm rzędu 0,50 dptr. lub mniejszy nie musi wpłynąć na znaczące obniżenie jakości widzenia w życiu codziennym. Jeśli przynajmniej jedna linia ogniskowa znajduje się za siatkówką (astygmatyzm zwykły lub złożony nadwzroczny), jakość widzenia może zostać poprawiona dzięki działaniu akomodacji, która (jeśli zdolności akomodacji na to pozwalają) przesuwa krążek najmniejszego rozproszenia[1] na siatkówkę. W przypadku astygmatyzmu mieszanego ostrość widzenia również pozostaje na wysokim poziome - gdyż krążek najmniejszego rozproszenia znajduje się w okolicy siatkówki. W przypadku astygmatyzmu krótkowzrocznego zwykłego lub złożonego jakość widzenia może być słabsza ze względu na to, że przynajmniej jedno ognisko leży przed siatkówką, zatem nie jest możliwe zogniskowanie krążka najmniejszego rozproszenia w okolicach siatkówki bez użycia korekcji optycznej.

Zmiany astygmatyzmu związane z wiekiem

Nie jest jednoznaczne jak duży astygmatyzm występuje wśród noworodków - jednak aktualnie dostępne badania pokazują powszechnie występujący astygmatyzm znaczących wartości w pierwszym roku życia, co zmienia się w procesie emmetropizacji w ciągu kilku pierwszych lat życia. Badania wykonane na dużej grupie niemowląt oraz dzieci do 5 roku życia wykazały, że:

• częstość występowania astygmatyzmu wartości 1,00 dptr. lub większej wynosi 30% do 4 tygodnia życia

• między 17 a 32 tygodniem życia odsetek ten wzrasta do wartości 60% populacji

• między 2 a 5 rokiem życia wynosi 40% - gdzie wartość korekcji cylindrycznej zmniejsza się z wartości 2,25 dptr. (występującej do 4 tygodnia życia) do 1,00 dptr. w przedziale wiekowym 2-5 r. ż.

Podobne rezultaty wykazali również inni badacze, stąd generalnie wnioski, które można wysunąć na podstawie wieloletnich badań na dużą skalę przedstawiają się następująco:

• Obecna jest przewaga występowania astygmatyzmu odwrotnego do 4-5 roku życia.

• Wśród dzieci w grupie wiekowej od urodzenia do 5 roku życia wraz z wiekiem zmniejsza się wartość astygmatyzmu.

• Jeśli w okresie niemowlęctwa astygmatyzm nie występował - prawdopodobieństwo wystąpienia astygmatyzmu w późniejszych latach jest małe.
   

Obecnie dostępne dane dotyczące dzieci w wieku szkolnym ukazują niewielki odsetek występowania astygmatyzmu, a także zmian jego wartości w przebiegu lat szkolnych. Na podstawie długofalowych badań wysnuty został wniosek, że jeśli u dziecka w wieku szkolnym wykryty został znaczący astygmatyzm, to był on już obecny w momencie rozpoczęcia szkoły.

Wśród osób dorosłych zmiany astygmatyzmu (podobnie jak wad sferycznych) mogą pojawiać się w każdym okresie życia. Badania wśród osób między 20 a 40 rokiem życia dowiodły, że zmiany astygmatyzmu w tym wieku nie zachodzą w sposób przewidywalny i przy braku patologii lub innych chorób nie przekraczają 0,25 dptr. Dotyczy to zarówno astygmatyzmu rogówkowego (wynikającego z różnej mocy łamiącej zewnętrznej powierzchni rogówki w poszczególnych jej przekrojach), jak i całkowitego. Z drugiej strony wiele badań wśród osób starszych potwierdza nasilanie się zmian astygmatyzmu w kierunku astygmatyzmu odwrotnego, czy też zmniejszania astygmatyzmu prostego - zwłaszcza w okolicach 60 roku życia. Dodatkowo zmiany dotyczące wartości astygmatyzmu wynoszą średnio 0,25 dptr. na 10 lat - dając różnicę 1,00 dptr. astygmatyzmu między 40 a 80 rokiem życia. Dotychczasowe badania pokazują, że zmiany astygmatyzmu w kierunku zwiększenia astygmatyzmu odwrotnego (czy też zmniejszenia prostego) związane są ściśle ze skróceniem promienia poziomego południka rogówki, rozpoczynającym się w wieku średnim i trwającym przez resztę życia. Co więcej, wśród osób krótkowzrocznych podczas badań po 40 roku życia, znacznie częściej niż w przypadku osób nadwzrocznych lub miarowych występował astygmatyzm zgodny z regułą, a tendencja do zmian w kierunku astygmatyzmu odwrotnego była bardziej dynamiczna.

Na podstawie dotychczasowych badań dotyczących zmian astygmatyzmu związanych z wiekiem zauważyć można pewną tendencję do występowania astygmatyzmu odwrotnego w początkowym etapie życia, który znacząco zmniejsza się w okresie przedszkolnym, a następnie rozwijaja się w kierunku astygmatyzmu prostego w latach szkolnych. Dalej w okresie wczesnej dorosłości zmiany astygmatyzmu są nieznaczne i dopiero między 30 a 40 rokiem życia pojawia się tendencja do zwiększania wartości w kierunku astygmatyzmu odwrotnego lub też zmniejszania astygmatyzmu prostego (jeśli ten obecny był we wcześniejszym okresie).
 

Istnieje kilka hipotez dotyczących przyczyn zmian wartości i rodzaju astygmatyzmu:

1. Astygmatyzm odwrotny, który występuje w okresie narodzin, może wynikać z nieznacznego zapadania się rogówki rozwijającej się w szybkim tempie gałki ocznej.

2. Pojawiający się w wieku przedszkolnym astygmatyzm prosty może pojawiać się ze względu na sztywną tarczkę powieki górnej, nieustannie naciskającej na poziomy południk rogówki - zwłaszcza w przypadku kiedy oko dziecka charakteryzuje się niską sztywnością. Nacisk ten z upływem czasu powoduje astygmatyzm rogówkowy - zgodny z regułą.

3. W wieku średnim, kiedy tarczka powieki górnej traci swoją sztywność, poziomy południk rogówki może uzyskiwać większą stromość tak, że rogówka znów przybiera swój kształt bardziej kulisty, powodując niewielki poziom refrakcyjnego astygmatyzmu odwrotnego.
    

Czynniki wpływające na rozwój astygmatyzmu

W przypadkach klinicznie istotnego astygmatyzmu dowiedziono, że jest on obecny już w momencie narodzin lub we wczesnym dzieciństwie. Stąd zakłada się, że istotne zaburzenia refrakcji są z natury dziedziczone. Już w latach pięćdziesiątych udowodniono, że astygmatyzm uwarunkowany jest genetycznie - uogólniając jako cecha autosomalna dominująca - przenoszona przez kilka pokoleń.

Drugim znaczącym czynnikiem wpływającym na rozwój astygmatyzmu jest środowisko. Nadmierna, zbyt intensywna praca w bliskich odległościach, brak dobrego oświetlenia mogą w sposób znaczący wpłynąć na zmiany wady wzroku (w tym astygmatyzmu), a także innych funkcji widzenia jedno- i obuocznego (m.in. akomodację). Co więcej, istnieje dobrze poznana tendencja do zmian astygmatyzmu rogówkowego w efekcie noszenia sztywnych soczewek kontaktowych - zmieniając astygmatyzm w kierunku prostego, średnio o wartość 2,00 dptr. w przeciągu kilku lat użytkowania - zmiana ta określona została jako nieodwracalna w kolejnych latach. Tendencja do zmian astygmatyzmu w kierunku astygmatyzmu prostego występuje również w przypadku osób noszących miękkie soczewki kontaktowe, jednak wzrost ten określony został na maksymalną wartość 0,75 dptr., a doprowadzenie do stanu sprzed występowania astygmatyzmu zapewnia luźniejsze dopasowanie soczewek kontaktowych. Zarówno twarde soczewki kontaktowe, jak i miękkie soczewki starszej generacji w znaczący sposób wpływać mogą na zwiększenie nacisku tarczki powieki górnej, zwiększając spłaszczenie poziomego południka rogówki.

Występowanie astygmatyzmu rogówkowego różni się w sposób znaczący pomiędzy grupami rasowymi, jak i również w obrębie danej rasy.

Wytłumaczeniem zmian i różnorodności związanych z rasą ludzką, wiekiem, czy efektem noszenia soczewek kontaktowych może być sztywność oka - a dokładniej funkcja związku pomiędzy sztywnością rogówki i naciskiem wywieranym przez tarczkę powieki górnej. Można ogólnie przyjąć, że wypukłość rogówki zależna jest od ciśnienia wewnętrznego oka. Zakładając, że na rogówkę nie działałaby żadna zewnętrzna siła - można by się spodziewać, że promienie krzywizn wszystkich południków będą takie same, stąd refrakcja będzie miała charakter sferyczny. Jednym z możliwych wpływów na zmiany sferyczności rogówki może być skurcz mięśni okoruchowych, z których cztery mięśnie proste mają swoje przyczepy do gałki ocznej w granicach 5-10 mm od połączenia rogówkowo-twardówkowego. Jednakże badania nad oddziaływaniem zbieżnego ustawienia oczu podczas pracy z bliska wykazały nieznaczny wpływ na wzrost promienia krzywizny w przekroju poziomym rogówki, analogicznie zmniejszając promień krzywizny w przekroju pionowym. Znacząco bardziej istotnym czynnikiem okazał się ucisk powiek na rogówkę - gdzie badania jednoznacznie wskazują, że odciągnięcie powiek prowadzi do zmniejszenia rogówkowego astygmatyzmu prostego. Teoria dotycząca zależności astygmatyzmu od stopnia nacisku powiek na rogówkę tłumaczy zmiany astygmatyzmu związane z wiekiem w sposób następujący:

1. U dziecka urodzonego bez astygmatyzmu rogówkowego lub z astygmatyzmem rogówkowym odwrotnym - w dzieciństwie rozwija się niewielki astygmatyzm prosty z powodu nacisku tarczki powieki górnej, który wywierany jest w poprzek poziomego południka rogówki podczas mrugania.

2. W późniejszym etapie życia, ze względu na naturalnie stopniowo zmniejszającą się sztywność tarczki powieki górnej - występowanie astygmatyzmu rogówkowego prostego zmniejsza się, w skutek czego pojawić się może astygmatyzm wewnętrzny[2] odwrotny.

Uznając słuszność powyższych hipotez należy uwzględnić fakt, że zazwyczaj pojawiający się w okresie szkolnym astygmatyzm prosty jest niewielkich wielkości, a także często może być kompensowany poprzez astygmatyzm wewnętrzny - stąd nie u każdego dziecka astygmatyzm może być obserwowany. Wśród dzieci, u których występuje niska sztywność oka równocześnie ze znaczącym naciskiem powieki, może pojawić się znaczny astygmatyzm prosty, który prawdopodobnie powinien zmniejszyć się co do wartości wraz ze spadkiem nacisku powieki na rogówkę.
 

Podsumowanie

Problem astygmatyzmu i jego korekcji towarzyszy każdemu specjaliście podczas badania optometrycznego czy okulistycznego. Nie można zapominać o tym, że tylko odpowiednia korekcja sfero-cylindryczna jest w stanie w pełni skorygować występujący astygmatyzm - czy to dzięki soczewkom okularowym, czy kontaktowym. Wieloletnie badania na dużej grupie pacjentów dowodzą, że wartość astygmatyzmu w zależności od wieku zmienia się - zatem regularna kontrola oraz odpowiedni dobór korekcji pozwoli na uzyskanie przez pacjenta najlepszej jakości widzenia, a także zminimalizuje występowanie dolegliwości wzrokowych, związanych z brakiem korekcji astygmatyzmu.

 

Bibliografia

1. Bannon R.E., Walsh R. On astigmatism. Am J Optom Arch Am Acad Optom 1945;22:101-111,162-181,210-219,263-277.

2. Bannon R.E. A study of astigmatism at the near point with special reference to astigmatic accommodation. Am J Optom Arch Am Acad Optom 1946;23:53-75.

3. Carter J.H. Residual astigmatism of the human eye. Optom Weekly 1963;54:1271-1272.

4. Fletcher R.J. Astigmatic accommodation. Br J Physiol Opt 1951;8:73 94, 129 - 160, 193 - 224, 1952;9:8-32.

5. Francis J.L. The axis of astigmatism with special reference to streak retinoscopy. Br J Physiol Opt 1973;28:11-22.

6. Goldschmidt E. Refraction in the newborn. Acta Ophthalmol 1969; 47:570-8.

7. Hirsch M.J. Changes in astigmatism after the age of forty. Am J Optom Arch Am Acad Optom 1959;36:395-405.

8. Hirsch M.J. Changes in astigmatism during the first eight years of school an interim report from the Ojai longitudinal study. Am J Optom Arch Am Acad Optom 1963; 40:127-132.

9. Hofstetter H.W. The correction of astigmatism for near work. Am J Optom Arch Am Acad Optom 1945;22:121-134.

10. James B., Chew Ch., Bron A., Kompendium okulistyki dla studentów i lekarzy, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 1997

11. Mohindra I., Held R., Gwiazda J., Brill S. Astigmatism in infants. Science 1978;202:329-331.

12. Niżankowska M.H., Podstawy okulistyki, wyd. II, Wrocław: VOLUMED, 2000

13. Sorsby A, Benjamin B, Sheridan M, Leary GA. Refraction and its components during growth of the eye from the age of three. Medical Research Council Special Report Series no. 301. London: Her Majesty's Stationery Office, 1961.

 

 

[1] Najbliższy obrazowi punktu dla przedmiotu punktowego - zlokalizowany w dioptrycznym środku pomiędzy poziomą a pionową linią ogniskową.

[2] Astygmatyzm wynikający z różnej mocy łamiącej wewnętrznej powierzchni rogówki w poszczególnych jej przekrojach, ze skośnego ustawienia soczewki wewnątrzgałkowej w stosunku do osi optycznej oka lub innych czynników.