近视散光患者的高阶像差研究（一）

徐水眼镜

随着准分子激光矫正屈光不正技术（PRK和LASIK）的开展，术后出现的眩光、光晕和夜间视力下降等有关视觉成像质量的并发症越来越受到重视。究其原因，是准分子激光对角膜的切削增加了角膜的像差。　　波前像差仪、小光斑飞点扫描准分子激光治疗仪和快速主动式跟踪技术的问世，一种波前像差引导的准分子激光矫治屈光不正技术应运而生，使得矫正眼球的像差，尤其是3阶以上的高阶像差成为可能。这些技术和问题的出现，对于我们了解国人的像差分布及其影响因素，提高准分子激光治疗技术有重要意义。　　像差是一个光学概念，最早在几何光学和物理光学领域应用，如几何光学中的色差（chromaticaberration）、球差(sphericalaberration)、彗差(coma)等和物理光学中的波前像差（wavefrontaberration）,殖撇ㄕ竺嫦癫睢?/span>　　用光线的矩阵轨迹形成波前，并和理想的球面波比较，两者存在偏差，Brown&Wolf称这种偏差为波前像差。　　目前在临床中，评价眼球系统的成像质量除了分辨率、对比敏感度外，波前像差是重要指标之一。表达波前像差的方法有很多，但易于评价且可以定量表达的方法是用Zernike多项式（Zernike.Polynomials）和波前像差图来描述。　　Zernike多项式为一正交于单位圆上的序列函数，可将波前像差分解成多个阶像，从而观察每一个阶像大小。常用的Zernike多项式为6阶27项，1阶像差表示倾斜（棱镜），2阶像差表示散光和离焦（近视和远视），3阶像差表示彗差等，4阶像差表示球差等，5阶像差表示次级彗差等，6阶像差表示次级球差等，其中1"2阶为低阶像差，3阶以上为高阶像差。　　本研究结果显示，高阶像差中主要是3阶彗差，依次递减的还有4阶球差，5阶的次级彗差和6阶的次级球差。　　目前应用的波前像差检查技术，基于不同的原理，分为Hartmann-Shack原理⑸，Tscherning原理和屈光计原理的波前像差仪，前两种为客观测量，后一种为主观测量。由于Seiler教授于1999年3月首次成功应用Tscherning式像差仪进行了波前像差引导的LASIK治疗倍受重视。　　它是由大小、间距相等的168束激光光束（波长532nmND:YAG激光）按13X13方阵排列，中央一激光束空缺用于设置微型高敏度CCD摄象机拍摄视网膜上的图像然后用相连的电脑进行计算分析。此方法有自动定中心系统，被认为是重复性良好的测定方法。本研究是使用Tscherning原理设计的像差仪，能检测6阶27项波前像差。各阶像差，个体差异很大，最大值与最小值相差4.5至36.6倍，尤其是球差和次级球差。　　在目前波前像差引导准分子激光矫治技术处于早期阶段时，选择高阶像差较大的近视散光患者可能更有意义。　　本研究显示瞳孔大小对像差的影响是最明显的，同阶像差内，随着瞳孔增大，各阶像差相应增加，以球差和彗差增速最大。这是因为角膜和晶状体前表面中央部比中周部凸，而且晶状体核的屈光指数中央比中周也高，瞳孔小的时侯，由于瞳孔的光栏作用，高阶像差处于一个合理的低水平；当瞳孔增大时，从瞳孔边缘进来的光线显著增加，高阶像差，尤其是球差也随之增加。临床实践也验证，准分子激光治疗近视中，当用较大角膜切削区时，夜间视觉质量明显改善，眩光和光晕的发生率明显下降。　　最近有报道说，视觉质量随着近视度数的增加而下降，在高度近视中彗差更多见。但散光对像差的影响未见报道。本研究显示近视度数影响球差或次级球差，在任何瞳孔大小对彗差都无影响，但随着瞳孔增大，也影响次级彗差。结果的差异可能与使用的方法（Tscherning与Hartmann-Shack）和样本量不同有关。散光度数在任何瞳孔大小下，既不影响球差，也不影响次级球差，只对彗差或次级彗差有影响。散光度数明显与彗差相关联。所以在治疗高度近视或高度散光时，更应考虑使用波前像差引导的准分子激光治疗。
　　近视散光患者的高阶像差研究（二）
　　在光学成像中，成像不能严格再现物体的原貌，而是产生一些畸变，这种现象称为像差，它分为色差和单色像差，其中单色像差又可分为球差、彗差、场曲和畸变等。　　眼睛作为一个光学系统，其视网膜成像同样受像差的影响，表现为视力和或视觉质量的受限制。　　利用波阵面技术可以较准确地测量眼像差，并用定量且容易理解的像差图和Zernike多项式表示。　　基于Tscherning像差原理像差仪其Zernike多项式为6阶27项，其中第1阶（倾斜）和第2阶像差（离焦、散光）为低阶像差，它可以通过传统的Lasik手术矫正；第3至第6阶像差（分别为彗差、球差、二次彗差和二次球差等）为高阶像差。　　传统的Lasik手术不仅不能矫正它们，还使其增加，原因可能与传统激光切削模式、偏中心切削、角膜瓣成形愈合以及角膜表面不规则性有关。本研究结果显示Lasik手术后1个月眼各级高阶像差都有增加，第3、4、5、6阶像差均方根值平均增加率分别为57、88、87和53，但增加幅度要小，可能与使用的准分子激光机具有的优良特性：主动眼球跟踪、小光斑高速飞点扫描切削，具有光滑的切削面和过渡区有关。　　研究结果显示瞳孔大小对眼高阶像差的影响显著，眼高阶像差随着瞳孔的增大而增高，在正常情况下（瞳孔直径≤4mm）,眼高阶像差处于一个低水平，随着瞳孔增大（37mm）眼高阶像差成倍增加，尤其是球差，其均方根值平均增加1.94倍，这正是球差的特性决定的，因为瞳孔增大，从瞳孔边缘进来的光线显著增加所致。　　在正常情况下，由于人眼的适应机制如角膜和晶状体前表面中周部比中央平坦、晶状体核的屈光指数比周围皮质高，尤其是瞳孔处于合适大小的光栏作用，都使眼高阶像差处于一个合理的低水平，较少影响日常生活中的眼睛视功能。　　但是在低照明环境下，随着瞳孔增大，尤其是接受过屈光手术的早期患者视功能会受到较大影响，这正是眩光、光晕以及对比敏感度下降的原因。　　怎样降低甚至矫正眼高阶像差是屈光手术不断完善发展的必然要求，随着新一代具有主动眼球跟踪系统、小光斑高速飞点扫描切削技术的发展，将眼像差测量转换成激光切削图形引导LASIK手术即波前像差引导的“个体化”Lasik手术已在国外开展，报道的初步结果令入鼓舞，它在矫正近视、远视和散光的同时，也一并矫正球差、彗差等眼高阶像差以追求超常视力，特别是改善视力质量。