准分子激光人眼像差矫正系统的研究

　　0　引言

　　个体化设计的准分子激光手术(customized procedure)是最近几年发展起来的以波前像差(wavefront)辅助的新一代屈光手术技术。波前技术的发展及其在屈光手术中的应用使准分子激光手术实现个体化治疗成为可能。“量体裁衣”式的个体化角膜切削技术是以波前技术为平台来检查和矫正除常规的近视、远视和散光等初级屈光不正以外,同时一并矫正每个个体特有的更高级的屈光异常,即我们所说的“不规则散光”。波前技术指导的个体化准分子激光手术能有效克服传统准分子手术引起的夜间视力下降、光晕、眩光及偏心切削等并发症,并能够减少由传统屈光手术引起的像差。其目标是矫正每一个体独特的屈光非理想状态,取得更舒适的视觉状态及增加视觉对比敏感度。所谓“准分子激光人眼像差矫正系统”,就是根据不同个体波前像差的特性,用准分子激光对角膜进行个性化切削,根据不同个体独特的光学特性和解剖特性,通过各种球镜、柱镜、非球镜以及非对称的切削,以减少人眼的高阶像差,从而使人眼的视力能够达到2. 5(20/8)以上的超视力(super vision)。文中从波前像差的概念、成因、表示和测量原理开始,研究了准分子激光人眼像差矫正的原理、准分子激光人眼像差矫正系统的关键技术,给出了准分子激光人眼像差矫正系统框图。

　　1　波前像差的概念、成因及表示方法

　　像差并不是一个新概念,在几何光学和物理光学领域,像差用来衡量光学系统成像品质,表示光学系统所存在的缺陷。几何光学中,光是传导中的电磁波,波阵面(wavefront)是距光源的光程为常数的表面或与点光源发出的所有光线垂直的表面,即连续的等相位面,它的形状被直接用于表征光学系统的像差。在理想成像情况下,点光源经过光学系统后所成的像应是一个以理想像点为中心的球面即理想波面,所谓的波阵面像差就是实际的波阵面和理想的波阵面之间的像差。对于人眼屈光系统并不能形成理想波面,像面在视网膜的准确聚焦并不能保证视网膜成像的高度清晰,其像差主要来源于光学系统的缺陷: 1)角膜和晶状体的表面不理想,其表面曲度存在局部偏差; 2)角膜与晶状体、玻璃体不同轴; 3)角膜和晶体的内含物不均匀,以致折射率有局部偏差,从而使经过偏差部位的光线偏离了理想光路,致使物体上一点在视网膜的对应点不是一个理想的像点,而是一个发散的光斑,其结果是整个视网膜对比度下降,视觉模糊,这种成像偏差就是人眼的像差。用光线的矩阵形成波前并和理想的球面比较,可以发现两者存在偏差, Brown&Wolf称这种偏差为波前像差(wave front aberration)。人眼屈光系统中普遍存在各种像差(aberrations)。这些像差可分为许多部分,除了球差和柱差外,还有彗差、像散和像面弯曲等更高阶的像差,波前像差的个体差异较大,需通过正确的测量和表示来得到个体的像差数据。