角膜像差,你了解多少?

根据几何光学,当物象空间符合“点对应点,直线对应直线,平面对应平面”的关系,即为高斯成像,但实际光学系统都不可能是理想成像,即成像不可能绝对的清晰和没有变形,所以,当入射光线经过实际光学系统时,其与高斯理论成像的偏差,称为像差

波前像差

光具有波动性,理想状况下,自一点光源发射的光波沿同一路径传播, 在某一时刻所有光波上的点组成的应该是一球面, 此球面即光的波振面,它表示光线不同投射方向的假想面。理想波面与实际波面间的光程差即称为波前像差

图中虚线代表点光源发出的光线所形成的理想波面,实线代表的是形成的实际波面,两者之间灰色区域代表的波前像差;波前像差的单位为μm,也就是两个波阵面之间的距离,实际波振面在理想波振面之前,波前像差为正值,实际波振面延迟于理想波振面,波前像差为负值。

波前像差分类

波前像差根据产生的原因,可分为单色像差和色像差,由于色像差主观感受不明显,而且没有仪器测量,所以眼科临床上指的像差一般是单色像差。全眼像差来自于角膜像差(约占80%)和眼内像差(约占20%)。

像差的表达形式分类

像差的表达形式可分为图像表达和数学表达。

图像表达是最直观的表达方法,可将人眼像差直接用二维或三维图形显示,类似于角膜地形图,通过冷、暖色调等不同的颜色表示像差的大小和方向。

除了图像表达,像差还可以用数学表达像差,对人眼的像差做定量描述。目前应用最多是Zernike多项式表达,其可将人眼复杂的像差形状分解为基本形状的组合,便于像差的描述。

Zernike多项式

Zernike多项式金字塔,越向下,阶数越高,图形越复杂。其中一阶二阶称为低阶像差,即离焦(近视和远视)及散光,低阶像差可以通过眼镜来矫正,三阶及以上称为高阶像差,包括球差、慧差、三叶草差等,无法通过眼镜矫正,所以一些高阶像差较大的患者会存在主观视觉质量较差的现象。

天狼星的角膜像差分析

天狼星基于Ray-tracing原理,可精准计算出不同光学区范围内角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的波前像差,其中以图像表达出波前像差、高阶像差、散光、慧差、球面像差、余差,同时提供Zernike多项式金字塔以及角膜视觉质量分析功能,为白内障患者高端晶体选择和屈光术后患者视觉质量问题提供客观依据。

本文编辑:朱少华

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