光晕和多焦人工晶状体：起源和解释 CN

ARCTi5OCESPOFTALMOL.2014：#9(10)：397-404ARCHIVOSDELASOC1FDAD

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ESPANOLADEOFTALMOLOGIAELSEVIERDOYMAwww.elsevler.fls/oftalmalofi1i原创文章光晕和多焦人工晶状体：起源和解释★,★★FAlba-Bueno,FVega,M.S.MillanDepartamentodeOpticayOptometrfa,UniversidadPolitecnicadeCataluna,Terrassa,Barcelona,Spain文章信息文章历史：收稿日期：2013年7月31日接受日期：2014年1月18日在线发表日期：2014年11月4日摘要目的：介绍多焦人工晶状体（MIOL）中光晕的理论和实验表征。方法：MIOL中光晕的起源是2个或多个图像的重叠。使用几何光学可以证明每个光晕的直径取决于晶状体的附加度数（AP）、基本屈光度（Pd）以及有助于形成“非聚焦”焦点的IOL直径。在距离焦点对应的图像平面中，由公式5Hn=dpnAP/Pd，可得出光晕直径（§Hd），其中dpn是有助于形成近焦点的IOL直径。类似地，在近像平面上，光晕直径（5Hn）为：5Hn=dpdAP/Pd，其中dpd是导致远焦点的IOL直径。关键词：多焦人工晶状体光晕眩光光学质量老视光学试验台当患者在相对较暗的背景下看到明亮的物体时，会感觉到光晕。在体外，可以通过分析由MIOL的每个焦点聚焦的针孔图像的强度分布来表征光晕。结果和结论：在光学试验台中，对由具有相同基本屈光度（20D）的不同MIOL导致的光晕进行了比较。正如理论预测的那样，MIOL附加度数越大，光晕直径越大。对于大瞳孔和具有相似非球面设计及附加度数的MIOL（SN6AD3对比ZMA00），在远距离视觉中渐进型MIOL的光晕直径比非渐进型MIOL小,而在近距离视觉中，两者的光晕大小非常相似，但渐进型MIOL的相对强度更高。当使用相同的衍射设计，但具有不同的球面-非球面基底设计（SN60D3对比SN6AD3）时，在远距离视觉中球形MIOL的光晕较大，而在近距离视觉中球面IOL诱发的光晕较小，但强度较高，这是由于在近距离图像中远焦点的球面像差。如果是三焦点衍射人工晶体（ATLISA839MP），最显著的特征是两种非聚焦屈光力导致双光晕形成。©2013SociedadEspanoladeOftalmologfa.PublishedbyElsevierEspana,S.L.U.Allrightsreserved.★请以以下方式引用本文:Alba-BuenoF,VegaF,MillaiMS.Halosylentesintraocularesmultifocales:origeneinterpretacion.ArchSocEspOftalmol.2014;89:397-404.★★本论文发表于第89届SEO大会上。*通讯作者E-mail地址：francisco.alba-bueno@(F.Alba-Bueno).2173-5794/$-见扉页©2013SociedadEspanoladeOftalmologfa。出版商为ElsevierEspana,S.L.U.。保留所有权利。

Halosylentenintr^oculatesmultifacale^：origineInterpretadanRESUMEDPaJabrasc!auf：Leri怕*intrfwcuhregmulTifcxaka日加DeshimbramientoCalidad6ptii?aPrisbicisBanco6pticoOb)etivo:CaracterizE匚id”re6ricayPaJabrasc!auf：Leri怕*intrfwcuhregmulTifcxaka日加DeshimbramientoCalidad6ptii?aPrisbicisBanco6pticoMEtodo:£1iniopicdLicidoporlinaUOnilltifocil(LtOM)seoriginacuandcso^bie-ima:工卫呂£lienfccadaseauperponeotracte&enfocada.Mediants6pticageometricase£i&mii&»tr；iqueeldiametrodecadali^lodepe:idedelanidiciondeInlente(AP),de】apoTeiiciabait(皆)ydeldiarnetrodela1™teiluminadnquecontrihuyealfwo“no-Enfacado”.Enpianoim?igenqiLecorrespondeaLlocodelejos,eldiametrodelhalof&Hd：vienedadopar: -dP11AP/Pddondees=dianietrodelaLIOquecontri'juyeaLfococencano.Analoganiente,*?::elpianoimagendelfocodecercadeldidmetrodelhalo(^HD)vienedadopar6Hn=dPd4PZp\derndedP」eseldianietro<kL：0quwcqutribuyealfocol^j^iiQ.Lospacientesptreibenhaloscuandoabseivandittosluininosossobrnunfanclorelativamenti?oficuro,invitro,e]lialosepiledecaracteiizarimlizandoelperfildeintensidaddelaimagendeunpinholequefarmacadaunodelosfacesd?unalentemulrifocal.Rfsultadoayconciusicjnes:Ueniascc-inparadcloslinlosproducidosporvariasLEOMdelamismapotenciaba&e{20D)enunbancoOptica.Tslyeomopr^diceLireorla,cuantomayore&laaciziontieInLIOMdedisencsasferkoa(SN6ADSvs.ZMAOO)hlaslentesapodizadaspresentanunlialodemenordinmetroqi炉Ia5no-apodisadasenvisionlejana,mifntmsqupenvisLdiicercanaelbnloesdelmisniotanianoperohinteitsidadI'el^tivaesinayurenelcasodeInsapodizadaa.Co-mparacLdokntesesfericasyasferica&coni肥aldisenodifractivo(SN60D3vs.SN6AD3)e]hstloeiivisionlejanaeiilalenttest^ricaesmayor,mienniasq朋etivisioncertmaLalenteesfericaprocliceiinhalodemenortariaiiopeiodemayorintensidiiddebidoalaaberracidne&f^：irafocol^anoen>?]pianoimagendelfexocercano.Etitdcssodeumlenteti'ifoca](ATLISAS39MP)la価rai:tEristi-?aniasdistii^tivnesLaapaikiondeunhakdebidoalosfocoseintermediode怕Lio,sobrelaiinagen?iifac；ir5；tenvisidiLcercana.©2013sociedodEsp^ficiadeoftalinolog^a.PublicadoporElsovietEspitia,s.L.i.r.TOdoslo&derechosreservados.引言在大多数情况下，白内障手术与人工晶状体植入术（IOL）相关联。目前，手术技术，即白内障超声乳化术和人工晶状体植入术能够以非常高的精度预测屈光结果，甚至在没有晶状体混浊的情况下执行手术，称为透明晶状体手术。手术后，患者失去了调节能力，如果植入物为单焦晶状体，则需要进行光学矫正，以聚焦于特定的视野（通常为近视力）。为了减少对眼镜的依赖，目前晶状体可以提供超过一种屈光力，以产生两个或更多焦点，初步满足患者近距或中距视力要求。多焦人工晶状体（MI0L）患者的主要不满之一是光晕的出现，特别是在有强烈的光刺激和背景相对较暗的低光照条件（瞳孔直径大）下。这些情况可能会频繁发生，例如夜间驾驶时。光晕是指患者在所述刺激环境下感知到的模糊圆圈。导致这种现象产生的原因有很多，如高阶像差，尤其是球面像差（SA），总的来说就是因为多像素的存在和同时感知，如在MIOL的情况下，聚焦图像与一个或多个未聚焦的图像重叠。关于这种效应的已发表论文的主要内容是基于患者对主观光晕感受的评估（一般通过问卷调查）。1所述评估的目标方法只在极少数情况下使用过。这项研究提出了用一阶几何光学（也称为近轴光学或高斯光学）框架内的理论方法来表征光晕直径以及用实验方法来体外分析光晕大小和相对强度。该方法应适用于不同的单焦和多焦IOL。方法用于估算光晕直径的近轴方法为了更好地理解光晕的形成，将采用近轴方法来确定IOL屈光度、增加以及瞳孔直径的影响。远视力和近视力的光晕形成示意图如图1所示。在这个例子中，假设患者已经植入双焦点MIOL（远和近），并且焦点的变化与瞳孔有关。中央区会导致远焦点和近焦点的变化，而最外区只会对远焦占产八'、丿图1-（a）植入MIOL的眼睛在远视力时的光晕形成图。（b）近视力时的光晕形成图。渐进型晶状体被认为只有MIOL的中央区有助于近焦点的形成。生影响。由于这个原因，在图1中，即使MIOL被覆盖整个孔径的直径为dpd的光束点亮，只有直径为dp.的MIOL中央将光线发射到近焦点。使用通过旁轴光学系统中的光学系统（眼睛）的物像对应公式来计算光晕直径：TipUs,nir . ,j, ...h其中，nv是玻璃质折射率（nv=1.336）,na是空气的折射率（na=1），i可以是“d”或“n”，分别代表远焦点和近焦点，a是物体到系统（眼睛）主平面物体（H）的距离，a'在是远图像或近图像中主平面图像（H'的距离，而f'是i焦点的眼睛焦距。假定平面H和H'在近视力和远视力时不会显著变化，并且:AP会显著变化，并且:AP=Pq-Pj.其中Pd和Pn是眼睛远焦点和近焦点的屈光力，AP是附加度数。在远视力条件下（图1a）并使用近轴方法时（没有考虑到高阶像差或散射的影响），光晕是由于近焦点处的未聚焦图像而形成的。在这种情况下，ad=--，因此f'd=a'd和f'n=a'n。相应的结果是：nin .其中5Hd是远视力光晕的直径，dpn是IOL中央光学部的直径，这部分会导致近焦点。将等式（2）代入等式（3），这样可通过以下公式算出光环直径：BHd=翠币 件；另一方面，当物体与眼睛的距离有限时，即在近视力条件下（图1b）,远焦点的未聚焦图像会形成光晕（忽略高阶像差的近轴方法也是如此）。在这种情况下，a'fd，并且由于近视力和远视力主平面的位置没有明显变化，所以近焦点和远焦点的物体距离为a=na/AP；且dpd=nJ（Pd-AP），可以通过下公式计算近视力（Hn）中的光晕直径：-泅"—-収 怕其中dpd是IOL光学部的直径，与远焦点相关。将等式（2）代入等式（5），结果是：如等式（4）和（6）所示，近视力和远视力的光晕直径取决于远焦点的人工晶状体的屈光度Pd、屈光度附加度数AP和导致非聚焦图像的IOL光学部直径（分别为dpn和dpd）。Pieh等人发表的文章认为，当IOL设计产生dpd=dpn时，近视力和远视力条件下的光晕直径肯定相同，这与非渐进衍射型人工晶状体（例如ZMA00）的情况一样。2相反，使用渐进型人工晶状体（例如ReSTOR）时，在远视力和近视力情况下光晕可能具有不同的尺寸。渐进型人工晶状体的衍射设计受限于中心晶状体区域，而周边是纯屈光的，体外测量当使用等式（4）和（6）计算例如光晕直径等几何参数时，虽然衍射轮廓的可能变迹对光晕尺寸和强度都有影响，但没有被考虑在内同样，高阶系统像差或散射的影响也未被考虑。然而，体外表征允许评估这些方面的影响。表征可以用符合国际标准（ISO-11979）的眼模来执行。在本文报道的情况下，眼模能满足所述要求，除对人造角膜的要求外，眼模采用的是在IOL上引起一定量（类似于人类角膜）SA的晶状体，而不是所述标准所建议的无畸变晶状体。3-6图2说明了光学平台的实验室配置示意图。为了分析每个IOL焦点中光晕的直径以及相对于聚焦图像的相对强度，在准单色绿色LED光（521nm）下以200卩m针孔为目标。随后，使用连接到CCD照相机的显微镜沿着眼睛模型（人工角膜和人工晶状体）的最佳聚焦平面拍摄获取的图像，如图3a所示。获得所述图像后，使用其对数和假

人造角生理盐针孔图2-用于体外测量的光学平台配置示意图。彩色显示来促进光晕显示（图3b）,同时用2个对数刻度表示每个图像的2个强度分布（垂直和水平）（图3c）。结果将建议用于表征瞳孔的实验方法用于2个瞳孔直径（IOL平面中4.7mm和2.4mm）的不同单焦点和多焦晶状体。表1总结了本研究所包含的晶状体的主要特征。单焦晶状体下，非球面晶状体（SN60WF和ZA9003）在光晕直径或强度方面没有表现出明显的差异，不受球形度等级的影响。瞳孔直径较小时，球面和非球面晶状体之间的差异明显较小。多焦晶状体对应于远视力、中距视力（对于三焦点晶状体）和近视力的最佳成像平面的对数图像及其相应的强度分布图如图5和6所示。两个图分别对应2.4mm和4.7mm的IOL瞳孔直径。从等式（4）和（6）可以推出，光晕大小随着瞳孔直径的增加而增加。由于这些差异对大瞳孔直径的影响更大，图6（最大瞳孔直径）对所得结果进行了详细分析。折射型晶状体NXG7和LS-313在这些晶状体中，可以观察到对称（NXG1）与不对称（LS-313）设计的影响。尽管晶状体NXG1（图6a）表现出圆形光晕，但镜片LS-313（图6b）表现出不对称光晕，其强度模式让人联想到慧形像差。在光学平台上，3个IOL单焦点设计的眼睛模型形成的图像和相应的轮廓如图4所示。可以观察到，瞳孔直径较大附加度数为°的非球面衍射晶状体:观00和SN6AD3时，球面晶状体（SN60AT）表现出最大的光晕直径。相比之这些晶状体的对比证明了具有类似基础设计和附加度数实际图像对数图像10°1CT1图形实际图像对数图像10°1CT1图形弧分图3-（a）实际图像；（b）假彩色的对数图像；（c）垂直（红线）和水平（蓝线）图像强度图形。表1-被表征晶状体的主要特征。参考（商品名）类型Sa校正基本屈光度（D）附加度数（D）SN60AT单焦点无20SN60WF(AcrySofIQ)局部20—ZA9003(Tecnis)全部20—ZMA00(Tecnis)衍射（完全光圈）-双焦全部204SN60D3(AcrySofReSTOR)衍射渐进-双焦点无204SN6AD3(AcrySofReSTOR)局部204SN6AD1(AcrySofReSTOR)局部203AT.lisa389MP三焦中心-双焦外围局部203.33/1.66NXGl(ReZoom)折射-对称无203.5MPlus 折射-扇形？203:制造商未提供数据1部局面球非<1部全面球非<1部局面球非<1部全面球非<图4-有效的对数图像以及瞳孔直径为4.7mm（左）和2.4mm（右）时（沿着IOL平面）的单焦点晶状体的最佳图像平面的垂直（红色）和水平（蓝色）图。（两者都是非球面且显示相同附加度数）但具有不同衍射设计的镜晶状体中的大小和强度差异：一个晶状体在其整个表面上具有衍射轮廓（ZMAO0）而另一个晶状体的衍射轮廓仅在中央区变迹（SN6AD3）。图6c说明了ZMA00晶状体在近视力和远视力表现出几乎相同的光晕直径的方式。然而，图6e显示了由于瞳孔远焦点和近焦点之间强度的不对称分布，具有渐进衍射轮廓（SN6AD3）的晶状体在远视力下是如何表现出比在近视力下更小的光晕直径和强度。在远视力情况下，SN6AD3晶状体的光晕大小小于ZMA00晶状体的光晕大小，而在近视力情况下，两者的光晕大小大致相同，但SN6AD3晶状体的光晕强度更大。渐进晶状体：SN60D3、SN6AD3和SN6AD1由于衍射区域是渐进的并且仅占据IOL的中心部分（3.6mm），因此这3个晶状体满足dpn^dpd且符合等式（4）和（6），它们的光晕大小和强度远远小于近焦点。比较具有相同附加度数但具有不同基本设计的晶状体（球面SN60D3和非球面SN6AD3，图6d和e）可以看出，由于系统的整体SA较大，在远焦点处球面晶状体（SN60D3）的光晕直径比非球面晶状体大。然而，在近焦点处可以看到，球面晶状体（SN60D3）的光晕直径比非球面晶状体（SN6AD3）小。为了更好地理解这个结果，可以参考图7,该图显示了具有SA（图7a）和没有SA（图7b）的晶状体远焦点的能量分配图。为了更易于被理解，图中没有显示近焦点的能量分配。可以看出，对于具有正SA的晶状体（图7a），来自晶状体周边的能量会逐渐收敛（更大的电位），因此在近平面（C）中，能量分布在较小的表面，产生较小的光晕（红色部分），如果晶状体没有SA，光晕的强度会更大（图7b）。当比较具有不同附加度数的非球面晶状体（SN6AD3的附加度数是+4.0D，SN6AD1是+3.0D；图6e和f）时，可以看出在近焦点处，附加度数最大的晶状体的光晕大小和强度略大，与等式（4）相符，即使由于两个晶状体都具有相同的衍射面（中心3.6mm），分配给近焦点能量较少，这种差异不是很大。相比之下，在晶状体附加度数最大（SN6AD3）的情况下，在近焦点处产生的光晕明显表现出较大的直径，这是因为IOL更大的附加度数使得两个焦点之间产生更长的距离（等式（6））。另一方面，在这种情况下（近焦点），附加度数更小的晶状体（SN6AD1）光晕强度更大，因为两个晶状体中分配给远焦点的总能量相同，但在（SN6AD1）中，能量分布在更小的表面。三焦AT-LISA晶状体这个晶状体的周边是纯双焦的（起源于远、近焦点），中心区域是三焦（远焦点、中焦点和近焦点）。图6g说明了与远、中、近焦点相对应的图像及其强度分布图。在远焦点处,光晕直径与具有全光圈衍射晶状体（ZMA00）的相似，但强度略瞳孔直径=2.4mm1£|10油10-'曲10101CI.一。M10-!曲-11£|10油10-'曲10101CI.一。M10-!曲-1Th•匚1-JI-11£|1铁度加增圈1赛度加增1赛度加增1嘉度加增1称对射折—1称对不射折{光全射衍面球非{进渐射衍面球—进渐射衍面球非{进渐射衍面球非{&XN313QUAMZbAQS:g)图5-瞳孔直径为2.4mm时每个IOL的最佳图像平面中的对数图像和强度分布图。高。中间焦点显示由远焦度和近焦度产生的强度不同的2个光晕（在中间平面中未聚焦）的存在。在近焦点处可以看到2个清晰度更高的光晕，在这种情况下，远焦度（具有更大的直径和更低的强度）和中焦度（更小的直径和更高的焦点）都没有聚焦。讨论正如几何光学的近轴方法所预测的那样，光圈直径取决于导致非聚焦焦点的瞳孔直径、晶状体的基本屈光度（远焦度）和附加度数。在瞳孔直径较小的情况近—a}■*•0■0•Q瞳孔直径=4.7mm1铁度加增圈1赛度加增1赛度加增1嘉度加增1称对射折—1称对不射折—光全射衍面球非{进渐射衍面球—进渐射衍面球非{进渐射衍面球非{&XN313QUAMZe)9i图6-瞳孔直径为4.7mm时每个IOL的最佳图像平面中的对数图像和强度分布图。下，晶状体之间的差异明显较小。为了进行比近轴方法更好的预测，应该进行准确的光束追踪模拟。然而，这通常是不可能的，因为制造商没有提供晶状体表面的曲率、非球面度、高度等数值。非球面单焦点晶状体SN60WF和ZA9003的光晕尺寸和强度比任何其他多焦晶状体小，在两种检测模型（SN60WF和ZA9003）之间没有显示出显著差异。由SA球面单焦点晶状体（SN60AT）产生的大瞳孔的光晕可以与一些多焦设计中产生的光晕一样大或更大。图7-有（a）球面像差（SE）和（b）没有弘的晶状体中近视觉光晕的起源。近视力光晕直径标记为红色。绿色箭头表示分配给远焦点的能量。没有显示分配给近焦点的能量。多焦晶状体在每个焦点上的光晕大小和形状不同，具体看每个晶状体的设计。因此，不对称多焦晶状体也会产生不对称光晕（LS-313）；实际上，完全光圈衍射晶状体（ZMAOO）在近视力和远视力时显示的光晕大小相同；渐进晶状体在远视力时产生的光晕较小，强度也较弱，但在近视力时光晕会更大，而三焦点晶状体（AT-LISA）在每个像平面出现两个大小和强度不同的光晕。大量的论文描述了体内IOL的光学质量，7,8但通常不包括IOL生成的光晕和在患者的视网膜中形成的光晕的表征。此外，还有“光晕测量计”，9可用于表征这些患者中光晕的感知，但迄今为止，尚未对植入IOL的患者进行体内测量。在本文所述的光晕测量计和体外方法之间的主要区别在于此处评估的光晕是由光学系统引起的，而使用光晕测量计时包括了患者的光晕感觉评估（主观方法），其包括光学质量和视网膜神经元处理。由此可以得出结论：本文设计出了一种可用于客观量化植入不同IOL的患者视网膜中形成的光晕特征的体外实验方法。资助这项研究是在教育和科学部和FEDER的项目DPI2009-08879的资助下进行的。利益冲突作者宣称没有利益冲突。参考文献CalladinieD,EvansJR,ShaahStLeylandM.Multifocalversusmonofocaliii&iocuhrlensesaftercataractestracdon・CochraneDatabaseSysReva2012:9.卩iEhS.LacknerHanselmayerG.ZohrerR》StidkerMsWeghauptH,et^1.Halosizeunderdistanceandnearconditionsanretractivemultifocklintraocularlenses.BrJOphthaLmoL2001*85;816-21,Al'ba-BiaencF,VegaF,MillanMS.Design,ofatestbenchforintraocularIpideopticslcharaet&rization.JPhysConfSer.2011;274X)12105.VIIReunionIberoamericanadeOptica.PeninVegaEMillionMSaWellsE.Spherical