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1、波前像差與視覺質(zhì)量關(guān)系的研究進展 1像差概念和波前像差概述 實際工作中光學(xué)系統(tǒng)所成的像與近軸光學(xué)(ParaxialOptics，高斯光學(xué))所獲得的結(jié)果不同，有一定的偏離，光學(xué)成像相對近軸成像的偏離稱像差。光的傳播是以波的形式振蕩向前的，一個點光源發(fā)出的光波是以球面波的形式向周圍擴散，假設(shè)該點發(fā)出的光波在某一時刻停滯不前，所有光點形成的一個波面，就像戰(zhàn)場陣地上士兵組成的陣，因此稱為波陣面(m時，人眼的像差主要是離焦、散光、彗差、球差等常規(guī)的像差，當瞳孔增大超過7.3mm時，影響人眼的視覺質(zhì)量和視網(wǎng)膜分辨率的主要原因是非常規(guī)像差[3]。單色像差和瞳孔的大小(即調(diào)節(jié)作用)有明顯相關(guān)性，隨調(diào)節(jié)程
2、度加強像差明顯升高，而且對于PRK、LASIK術(shù)后大瞳孔(7mm)患者像差明顯高于小瞳孔(3mm)的患者[4]。這些結(jié)構(gòu)上的偏差使得經(jīng)過偏差部位的光線偏離理想光路，以至物體上一點在視網(wǎng)膜的對應(yīng)點上不是一個理想的像點，而是一個發(fā)散的光斑，其結(jié)果是整個視網(wǎng)膜像對比下降，視覺模糊。實踐證明，基于幾何光學(xué)原理對人眼光學(xué)系統(tǒng)特性的傳統(tǒng)評價方法存在很大的局限性?！ ?視覺質(zhì)量 目前公認的評價視覺質(zhì)量的指標包括視力、對比敏感度檢查和主觀感受。對比敏感度對人眼視覺質(zhì)量的評估比視力要靈敏。視力是在高對比度下測得的對比敏感度函數(shù)上的一點,即中央視力[5]，反映的是黃斑中心凹對高對比度目標的空間分辨力，在視覺生
3、理上它遠不及對比敏感度反映得全面，如在臨床上有些患者自覺視力已下降，而視力仍是正常值1.0[6]。 長期以來視覺功能是以視力作為代表的，視力測定實際上是對一定距離內(nèi)人眼分辨空間最小兩點間距的黃斑中心凹的中心視力，是對高對比、小目標的分辨功能。隨著我們對人眼視覺質(zhì)量的不斷重視，單純提高視力己經(jīng)不能滿足人們對較高視覺及生活質(zhì)量的要求?！ ?956年Schade首先提出對比敏感度，將空間光柵用于分析視覺系統(tǒng)的信息傳遞特性。pbell等[7]認為視覺系統(tǒng)中存在多個空間頻率通道，每個通道只對很窄的空間頻率帶發(fā)生反應(yīng)。1984年，Peny將靈長類動物投射到外側(cè)膝狀體的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞分為P、M兩類。P
4、細胞較小，投射到外側(cè)膝狀體的小細胞層，對高空間頻率、低時間頻率刺激敏感;M細胞較大，投射到外側(cè)膝狀體的大細胞層，對低空間頻率、高時間頻率刺激敏感。 人眼要覺察到有對比度的存在，必須到一定的對比度閾值，而對比度閾值的倒數(shù)即稱為對比敏感度(Contrastsensitivity,CS)，它是辨認在平均亮度下兩個可見區(qū)域間差異的能力，是人眼對剛好能識別出的某一空間頻率(視標大小，粗細)的黑白相間光柵或條紋閉(對比度閾值)的倒數(shù)。對比敏感度函數(shù)是以空間頻率為橫坐標，以對比敏感度為縱坐標，將各空間頻率的對比敏感度連成曲線，也稱對比敏感度曲線，正常人CS的F曲線呈倒u形，即中頻區(qū)高，兩邊(低、高頻區(qū))
5、低的形態(tài)[8],低頻區(qū)主要反映視覺對比度情況，高頻區(qū)主要反映視敏度情況，中頻區(qū)集中的反映了視覺對比度和中心視力綜合情況。主觀感受包括視近物疲勞、視物重影、眩光、暗視模糊或駕駛困難、其它視物不適等?！ ?總像差與高階像差的改變及與視覺質(zhì)量的關(guān)系 Kaemmerer等[9]研究發(fā)現(xiàn)40歲以上的正常眼波前像差較其以下年齡組的眼顯著增加,表現(xiàn)在三階像差(特別是垂直彗差C7)及球差(C12)隨年齡變化而改變?？紤]隨著年齡增長,晶狀體密度不斷增加,晶狀體內(nèi)各成份折射率梯度發(fā)生變化,晶狀體的球差逐漸由負向正轉(zhuǎn)變,尤其在年齡超過40歲后,晶狀體對整體像差的補償作用減少甚至消失,進而人眼出現(xiàn)對比敏感度和視力
6、下降。 4術(shù)后Zernike函數(shù)項的改變及與視覺質(zhì)量的關(guān)系 Zernike函數(shù)值C1-C27代表實際波陣面與參考波陣面的距離，在前為正，在后為負，故比較大小時以絕對值為準。在術(shù)后，由于屈光手術(shù)矯正了包括球柱鏡在內(nèi)的低階像差，使得總體像差減小，但高階像差增大;尤其是代表彗差的C8和代表球差的C12。但隨著時間的推移，增大的球差和彗差又有減小[14]。研究表明，波陣面像差的檢查受多種因素的影響，包括淚膜的狀態(tài)、瞳孔直徑、調(diào)節(jié)、屈光度、屈光間質(zhì)的透明性、年齡等各方面，例如瞳孔大小可影響像差的大小，當瞳孔散大時，光線經(jīng)過切削區(qū)和非切削比度[15]，這即為在較小的切削區(qū)和較大的瞳孔直徑下夜間視力存
7、在眩光和光暈現(xiàn)象的原因。在大瞳孔下，像差的影響因素增加約10～20倍[16]。在一些研究中術(shù)后代表近視、遠視的離焦C4減小，且與術(shù)前的SE存在線性相關(guān)性，證明了LASIK的有效性，代表y、x方向彗差的C7、C8和4階球差C12均增大，C8增大無統(tǒng)計學(xué)意義可能與樣本量小有關(guān)。C7減小、C12增大者與視覺質(zhì)量的關(guān)系較為密切，證明4階球差C12并未影響視覺質(zhì)量，甚至對視覺質(zhì)量是有益的，需提高樣本量及延長隨訪時間進一
