普瑞眼科波前像差基础知识科普ppt课件

1、上海普瑞眼科医院传统概念屈光不正 离焦近视/远视、散光矫正：柱镜、球镜没有仪器丈量“高阶像差，即使测出，也没方法矫正即使不矫正高阶像差，也不影响视觉质量(10%)情况曾经改动屈光手术的开展，带来一些新的视觉问题丈量高阶像差的仪器曾经出现高阶像差曾经可以矫正波前相差的定义光：几何光学：line物理光学：wave光是一种传导中的电磁波波前的概念波前(wavefront)：点光源向周围发出的电磁振动公式:l在某一瞬时t ,可在振动传播的方向上同位相的点,能构成一个平面，称波阵面wavefront,直译为波前。波前的概念在理想成像情况下,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理想波

2、面。波前像差波阵面是继续的等相位面，波阵面与光线的传播方向垂直。实践的波阵面wavefront和理想的波阵面之间的光程差。平行光线平行光线成像成像理想波前理想波前变形的波前近视变形的波前近视模糊成像模糊成像平行光线平行光线不规那么波前不规那么波前理想波前理想波前C. of Austin Roorda平行光线平行光线不规那么波前不规那么波前理想波前理想波前像差像差理想波前理想波前像差的类型色像差：多色光(或称复色光,即由不同波长的光构成的混合光)成像时,由于介质折射率随着光的不同波长而变所引起的像差,简称色差。单色像差：单色光成像时的像差。进一步可分为球差、慧差等。引起像差的缘由人眼并不是一个理

3、想的光学系统：像差的缘由：角膜和晶状体的外表不理想,其外表曲度存在部分偏向角膜与晶状体、玻璃体不同轴角膜和晶体的内含物不均匀,以致折射率有部分偏向我们怎样描画一个波前?Fritz Zernike 1953 诺贝尔物理学奖得主 荷兰物理学家 建立光学像差的数学模型1888-1966Zernike多项式 一组正交于单位圆上的序列函数运用已超越60年，表示人眼像差10年 建立数学模型以描画波前像差数据其坐标系统表达式：最普遍的Zernike项 2nd 球差(离焦), 柱差3rd 慧差, 三叶草差4th 球面像差-3-2-10123-3-2-10123Wavefront Aberrationmm (r

4、ight-left)mm (superior-inferior)3 Dimensional View2 Dimensional ViewZernike Modestrefoilcomacomatrefoilquadrafoilsecondaryspherical2nd3rd4th5thsecondaryquadrafoilpentafoilsecondarysecondarysecondarypentafoilsecondarydefocusastigmatismastigmatismastigmatismastigmatismtrefoiltrefoilcomacomaZ20Z 2-2Z22

5、Z 3-1Z31Z 3-3Z33Z40Z42Z 4-2Z44Z 4-4Z51Z 5-1Z53Z 5-3Z55Z 5-5 ConventionalRefractionHigher OrderAberrations各个像差对成像质量的影响各个像差对成像质量的影响comacoma2nd3rd4th5thZ 3-1Z31Z 3-3Z33Z42Z44Z 4-4Z55Z 5-51) Zernike-RMS2) WF-RMS . 1) Zernike-RMS = 1/n * (ai)2 where ai = Zernike-coefficients2) WF-RMS : per definition the

6、 average height of WF over full size is zero.WF-RMS: Square the WF-function. The average height of WF 2 over full size is the WF-RMS.WFWF2WF2WFArea WF-RMSWavefront Analysis Diameter Preop Higher Order RMS (um)0.00.20.40.60.81.01.21.44.5mm5.0mm5.5mm6.0mm6.5mm7.0mm7.5mm8.0mmn=193n=192n=192n=191n=188n=

7、126n=77n=47瞳孔大小与RMS的关系Point Spread Function vs. Pupil SizeTypical EyeC. of Austin Roorda1 mm2 mm3 mm4 mm5 mm6 mm7 mm像差的丈量基于两种实际:干涉实际光路追踪实际像差的丈量干涉实际：Twyman-Green 干涉仪：其原理是使一准直光束分别,分别的光束分别从测试外表和参考外表反射后重新会聚。只需当两个波面完全一致时,重新会聚的光线不会出现干涉的模糊边缘,否那么,边缘干涉图形就表现为不同的波前像差图形。由于人眼稳定性和难以重构参考外表,用干涉实际丈量像差的方法在生理光学很少运用。像差

8、的丈量光路追踪实际：整合进入人眼瞳孔的阵列光线斜率，重现波前像差平面，建造波前像差仪像差的丈量Hartmann-Schack , 出射型光学像差仪客观型像差仪、将丈量光路透射到眼底构成点后，由点光源反射光构成的波前，经过一系列小镜片，分析每个小镜片上的聚焦点与理想形状的偏离程度，计算出相应的波前像差。Alcon Summit 自动角膜个性化丈量仪,博士伦的Zyoptics 系统和Aescu-lap Meditec WOSCA 以及LaserSight Tsherning , 视网膜像型像差仪, 如WaveLight 和Schwind 公司的像差仪,Tracey 公司的视网膜光线追迹仪。Scheiner-Smirnov ,入射可调式屈光计,如Emory 视觉矫正系统、日本尼德克的OPD 扫描系统Hartmann-Shack 像差计像差计入射光波 透镜系统激光束激光束Hartmann-Shack 像差计像差计CCD-摄像透镜列阵 出射光波 CCD-映像微型透镜列阵对空间的波前扭曲进展取样(Hartmann-Shack)客观型像差仪：将丈量光路透射到眼底构成点后，由点光源反射光构