Hranové filtry a blue-blockery jsou speciální brýlové čočky se selektivní propustností světla.
Hranové filtry využívané v péči o zrak představují brýlové čočky se speciální povrchovou (vesměs barevnou) úpravou, která propouští světlo selektivně, tzn. světlo o různých vlnových délkách je propouštěno v různé míře. V oční optice a oftalmologii se proto využívají zejména pro jejich schopnost zamezit krátkovlnnému světlu (vlnové délky fialové a modré části spektra) proniknout do oka a nežádoucím způsobem zde působit. Proto se těmto filtrům říká také blue-block-filtry nebo blue blockery - blokují průchod modrého světla.
Světelné spektrum. V dolní části obrázku je schematicky naznačeno viditelné barevné světlené spektrum od nejkratších vlnových délek vlevo (fialová) až po nejdelší vpravo (červená). Vlnové délky jsou číselně uvedeny v nanometrech. V grafu je pro srovnání vyznačena propustnost světla pro běžnou čirou brýlovou čočku se základním UV filtrem (tenká křivka) a hranového filtru, blue-blockeru (tlustší modrá křivka).
Podíváme-li se na graf spektrální propustnosti, vidíme, že pro hranový filtr je typický ostrý přechod mezi nulovou propustností kratších vlnových délek a vysokou, mnohdy i 90% propustností světla delších vlnových délek. Tento krátký ostrý předěl se nazývá hranou - odtud hranové filtry. Podle umístění "hrany" ve spektru záření (tzn. podle toho, jakou vlnovou délku již propouští) lze hranové filtry, využívané v oční optice, dělit na již zmíněné blokátory modré (blue-blockery, v obrázku nahoře silná tlustá čára), které část krátkovlnného viditelného světla nepropouští a bezbarvé UV filtry (v obrázku nahoře tenká čára), které propouští celé barevné spektrum beze změn.
Druhy hranových filtrů. Dlouhovlnné světlo, které hranovým filtrem prochází (vpravo od hrany), může být propouštěno v co největší míře (obrázek nahoře), anebo může být tlumeno, takže je propouštěno jen v menší míře (obrázek dole). Pomocí první varianty chráníme zrak před působením ultrafialového a krátkovlnného modrofialového záření, ve druhém případě oči ochráníme navíc i před vysokou intenzitou dlouhovlnného světla.
Škodlivé a nežádoucí účinky krátkovlnného světla
Proč je vůbec dobré oči před krátkovlnným světlem více chránit? Tato část viditelného světla může být pro zrak potenciálně škodlivá a navíc zhoršuje kvalitu obrazu, jak se dočteme dále:
- Krátkovlnné světlo přenáší vysoké množství energie, jež při dlouhodobém či zvýšeném působení urychluje stárnutí a nástup degenerativních změn sítnice. Může tak přispět k časnějšímu nástupu vážných očních chorob, například nevyléčitelné věkem podmíněné makulární degenerace.
Energie přenášená zářením. Vysokofrekvenční krátkovlnné elektromagnetické záření má větší energii, než nízkofrekvenční dlouhovlnné záření. Proto je nejen pro náš zrak neviditelné ultrafialové (UV) záření potenciálně nebezpečné. Viditelná část spektra, která s ním bezprostředně sousedí, může mít obdobně škodlivé účinky - přenáší na oční tkáně více energie, než dlouhovlnné (žlutočervené) světlo, které postupně přechází v neviditelné infračervené (IR) tepelné záření s nižší energií.
- Krátkovlnné světlo není pohlcováno rohovkou ani oční čočkou, ale dopadá v plné míře až na sítnici. To je rozdíl oproti UV záření, ze kterého je velká část zablokována rohovkou a čočkou a na sítnici dopadá jen relativně menší (i když nikoliv zanedbatelný) podíl.
- Krátkovlnné světlo se více láme a díky tomu nevytváří ohnisko na sítnici, ale již před ní, což vede k tzv. myopizaci oka (oko bez oční vady je pro světelný vjem modré barvy mírně krátkozraké). Tato skutečnost je ještě více zvýrazněná za nižších hladin osvětlení (tma, šero), kdy je díky tzv. Purkyňovu jevu zrak nejcitlivější na světlo kratších vlnových délek a dochází k tzv. noční krátkozrakosti, o které si více přečtete ve článku o brýlích pro řidiče.
Barevná vada zobrazení. Krátkovlnné (modré) světlo se lomí více, než dlouhovlnné (červené). Na obrázku je patrné, že ohnisko pro modrou barvu vzniká blíže k čočce, než ohnisko pro červené paprsky. Díky tomu, že každá vlnová délka má ohnisko trochu jinak posunuté od ideální "průměrné hodnoty" (na obrázku naznačeno zelenou), není ani výsledný obraz, který vnímáme, ideálně ostrý. Neostrost tohoto vjemu je tím větší, čím dále od sebe jsou umístěná ohniska krajních vlnových délek, které jsme schopni vnímat. Pokud tedy okrajovou část viditelného spektra odstraníme (v našem případě modrou), obraz se zaostří.
- Krátkovlnné světlo se více rozptyluje. Díky výraznějšímu ohybu a lomu je krátkovlnné světlo zodpovědné za nejrušivější oslnění, rozptyl světla a ztrátu kontrastu při vidění. Toto se zvýrazňuje, jsou-li optická prostředí oka nehomogenní (např. při šedém zákalu).
Rozptyl krátkovlnného světla na překážkách a nerovnoměrnostech optického prostředí. Světlo se na mikroskopických překážkách (o velikostech úměrných vlnové délce světla) rozptyluje. Týká se to především krátkovlnného záření (na obrázku modrá vlnovka) s vysokou frekvencí - v horní části obrázku je názorně ukázáno, že krátkovlnné záření jednodušeji naráží do miniaturních nehomogenit a rozptyluje se, kdežto dlouhovlnné světlo může díky nižší frekvenci tyto částice "obcházet" (podobně, jako tomu je například u rádiových vln). Odstraníme-li z obrazu modré světlo, eliminujeme tím nepříjemné oslnění od rozptýleného krátkovlnného světla. V dolní části obrázku je schematicky naznačena barevná vada oka (viz text výše).
Kdo výhody hranových a terapeutických filtrů ocení?
Terapeutické nebo hranové filtry jsou k doporučení pro všechny, kteří potřebují zrak maximální měrou ochránit a požadují přitom co nejostřejší vidění bez ztráty kontrastu. Z diagnóz očních chorob a postižení to jsou zejména:
- Věkem podmíněná makulární degenerace (VPMD), závažné degenerativní postižení centrální oblasti sítnice. Terapeutický filtr zajistí maximální ochranu očí a zlepší kontrast a ostrost vidění.
- Diabetická retinopatie sítnice - závažné postižení sítnice při cukrovce, častá komplikace pokročilého diabetu. Význam filtru stejný jako u VPMD.
- Hypertonická retinopatie - postižení sítnice při nekompenzovaném vysokém krevním tlaku. Význam filtru jako u předchozích.
- Sítnicové dystrofie - dědičná postižení sítnice (pigmentová retinopatie, centrální areolární dystrofie, Bestova choroba,...). Filtry mají opět protektivní výnam a zkvalitňují vlastnosti vnímaného obrazu.
- Šedý zákal (katarakta) - snížení průhlednosti oční čočky. Hranový filtr pomůže potlačit oslňující světlo, které se rozptyluje na nerovnoměrnostech (zákalcích). Vidění je tak "čistější" a kontrastnější. I po operaci šedého zákalu, kdy je nová čočka extrémně propustná a sítnice je skokově zatížená enormním dopadem světelné energie, se hranové filtry osvědčují jako výborná ochrana zraku před sluncem, UV zářením nebo oslněním z umělých zdrojů světla.
- Zelený zákal (glaukom) - patologické odumírání vláken očního nervu, většinou způsobené vyšším nitroočním tlakem. U některých forem zeleného zákalu není vhodné používat tmavé sluneční brýle, neboť za nimi dochází k roztažení zornice, přičemž smrštěním duhovky se zhoršuje odtok komorové vody, zapříčiňující vzestup nitroočního tlaku. Vhodně zvolené hranové filtry pomohou ochránit oči před světlem tím, že zablokují jeho nejagresivnější (krátkovlnnou) složku, ale dlouhovlnného světla propustí dostatečně na to, aby se zornice příliš nezvětšovala.
- Totální barvoslepost (achromatopsie) - úplná barvoslepost, způsobená nefunkcí či nepřítomností světločivých buněk, citlivých na světlo různých barev. Vidění je pouze černobílé a zprostředkovávají jej světločivé buňky, přizpůsobené na vidění za šera a tmy. Běžné denní světlo je potom zcela oslepující. Léčebné hranové filtry pomohou toto oslnění odstranit a umožnit tak vidění i za normálních světelných podmínek.
- Albinismus - nedostatek pigmentu v duhovce způsobuje, že neplní funkci optické clony. Do oka pak prochází nadměrné množství světla a dochází k oslnění. Vhodně zvolený filtr opět omezí nepříjemné oslnění, aniž by došlo k poklesu kontrastu vidění. Zároveň 100% chrání před UV zářením.
- Úrazy a vrozené anomálie duhovky - pokud chybí část duhovky, proniká těmito místy světlo a způsobuje rušivé oslnění. To lze opět potlačit využitím vhodného filtru, přičemž můžeme zachovat lepší kontrast vidění a stupeň ochrany zraku, než při použití běžných slunečních brýlí.
Kromě osob s již probíhajícím očním onemocněním anebo vrozenými anomáliemi ocení vlastnosti hranových filtrů i osoby se zdravým zrakem, pokud preferují:
- Maximální možnou ochranu před UV a viditelným krátkovlnným zářením. Citlivě zvolený typ hranového filtru nejen, že nahradí běžné tmavé brýlové čočky, ale poskytne ještě vyšší stupeň ochrany zraku. Doporučujeme z preventivního hlediska zejména těm, u kterých se v příbuzenstvu vyskytují oční choroby degenerativní a dystrofické povahy s dědičným potenciálem.
- Vysoký kontrast vidění při současné minimalizaci oslnění od slunce, umělých zdrojů světla, apod.
Jaké je vidět s pomocí hranových filtrů?
Je třeba předeslat, že volbu správného hranového filtru není možné učinit na dálku, tedy bez osobního podílu na jeho výběru. Před pořízením takových brýlových čoček je nutné si je nejdříve "na vlastní oči" vyzkoušet a to nejlépe v prostředí podobném tomu, ve kterém budou později využívány (exteriér, interiér, denní doba,...). Hranových filtrů totiž existuje celá řada, liší se mírou filtrace i intenzitou propouštěného záření. Čím vyšší je hodnota "hrany", udávaná v nanometrech, tedy čím větší část světelného spektra filtr 100% blokuje, tím výrazněji můžeme vnímat zkreslené podání barev. Je to dáno tím, že barevné světlo o vlnových délkách, které filtr nepropouští, se zkrátka do našich očí nedostane a nemůže se tak podílet na tvorbě zrakového vjemu. Proto se nesmí hranové filtry, blokující některou ze složek světla od vlnových délek 500 nm, používat při řízení motorových vozidel, neboť hrozí přehlédnutí nebo nerozlišení signálních světel (semafory, výstražné majáčky apod.). Tyto potíže nevznikají u zcela barvoslepých jedinců, kteří nevnímají vůbec žádné barvy (viz výše). Některé hranové filtry s vyšší mírou absorpce také nelze používat v noci, jelikož nepropouštějí dostatečné množství světla (podobně jako není běžné nosit v noci sluneční brýle).
Pohled za jasného dne bez použití hranového filtru.
Pohled za jasného dne s hranovým filtrem s úplnou absorpcí do 420 nm.
Pohled za jasného dne s tlumičem modré se zesílenou absorpcí do 480 nm a částečnou blokací dlouhovlnného viditelného světla.
Pohled za jasného dne s hranovým filtrem s úplnou absorpcí do 550 nm.
Pohled za jasného dne s hranovým filtrem s úplnou absorpcí do 540 nm a zesílenou filtrací světla delších vlnových délek.