波阵面像差（wavefront aberration）是用来表示光学系统所存在的缺陷。随着角膜屈光手术的普遍开展，人们开始关注波阵面像差的影响，并且用来引导屈光手术。从波阵面像差的角度研究影响视觉质量的问题和改善视觉质量的方法，已成为当前角膜屈光手术关注的热点和前沿。本文简要阐述了波阵面像差技术的基本概念和在角膜屈光手术中的应用。  

    波阵面像差的基本概念及其分析

    光学系统像差（aberration）的一般概念是指系统实际成像与理想成像相比较的缺陷。波阵面像差（wavefront aberration）是物理光学领域中早已被描述的概念，用来表示光学系统所存在的缺陷。以前对于波阵面像差的概念关注较少，随着角膜屈光手术的普遍开展，因术后球形像差（球差）（spherical aberration）和彗形像差（彗差）（coma）等的增加而出现视觉质量问题（眩光、光晕、晚间视力下降等）使得人们开始关注波阵面像差的影响，并且用波阵面像差来引导屈光手术。随着人们对视力期望值的不断增加，有些学者已经提出超越Snellen视力即高对比度远视力的目标，也就是追求更高的视觉质量。全面评估视觉质量、从波阵面像差的角度研究影响视觉质量的问题和改善视觉质量的方法已成为当前角膜屈光手术关注的热点和前沿。

    当前，临床上有四种方法作波阵面分析：Hartmann-Shack、Tscherning、窄光束单一的光线寻迹（ray tracing）、以及光程差（optical path difference，OPD），即视网膜镜联合角膜地形图分析。所有这些方法，均可获得详尽的较高阶像差（higher order aberration）报告（多数与以往所谓的“不规则散光”有关）。

    一个光学上完美的成像系统，将来自单一物点的所有光线汇聚于一点。Fermat法则规定，只有当光从物点传导至像点，对于光所采取的所有可能路径，其所需要的时间值相同时，才可能出现上述现象。

    波阵面分析基于一个任意的参照球面测量光波的相对位置。因为在理想的光学系统，光波汇聚至焦点，它们在同一时间穿过参照球面。假如像是发散的，光波就会在不同的时间穿过参照球面。几何学波阵面（geometric wavefront）代表相对于参照球面光波的位置。换言之，在一个光学完美的系统，参照球面与波阵面重合，所以波阵面像差为零。

    可用几种不同的方法来表示波阵面像差。二维、三维形态图示法是目前为屈光手术最常采用的方法。在图示法中，光学像差被分解为不同的基本形态，它们的联合表示系统总体像差，如同常规屈光不正是球镜和柱镜的联合。由球镜和柱镜组成的光学像差被称为较低阶（第二阶）像差（lower order aberration），其它的光学像差称为较高阶像差。通过确定每一种基本光学像差的量，可以计算总体像差。

    当前，还经常采用Zernike多项式（polynomials）来描述波阵面像差，Zernike多项式只是简单的数学公式用来描述表面形态。波阵面像差表面通过使用Zernike多项式和数学作图软件产生的三维图表示，每一种Zernike多项式所代表的像差均可引起成像质量的下降，并可按照数值大小预测下降的程度（如同Snellen 视力表）。

    波阵面像差与准分子激光角膜屈光手术

    以往角膜屈光手术术后裸眼视力达到或接近1.0已视为相当成功，其中阻碍达到视网膜最佳视力，以及导致暗光下视力下降并出现眩光、光晕等视觉症状的因素即为较高阶像差。近年来许多学者对于角膜屈光手术患者术前术后检测发现,角膜屈光手术可产生大量的较高阶像差。

    在标准的LASIK矫正近视后，总体的和角膜的较高阶像差显著增加，总的像差和视觉质量的关系更大。LASIK手术中单纯制作角膜瓣就可以改变眼睛已经存在的较高阶像差，特别是球差和沿瓣轴方向的彗差增加。Oshika等研究表明，近视LASIK和PRK术后，由角膜所致的较高阶像差较术前分别增加2.7倍及2.3倍。

    借助Tscherning像差仪，Seiler等已证实常规近视PRK术后眼的波阵面像差系数平均增加了17.65倍，最佳矫正视力、低对比度视力和眩光之间有显著关系，总体眼像差的增加与实际瞳孔大小有关，瞳孔增大后衍射减少而像差增加。

    目前已知PRK矫正近视术后球差增加程度和所需矫正的屈光度大小有关，Endl等研究表明PRK术后3mm瞳孔的像差减少，而7mm瞳孔的像差增加，所有3mm瞳孔慧差和球差均降低，而7mm瞳孔慧差少量增加，球差大量增加。把瞳孔由3mm散大到7mm在术前增加了14倍像差，同样的变化在术后则增加了113倍的像差。采用大的切削带和过度带之后的角膜像差较第一代的没有过度带的切削产生的像差要小。在手术中使周边部消融得更平可以减少或避免术后球差的产生，而PRK术后大多数眼的Zernike系数明显增大,特别是对应于散光、球差、彗差的系数。亚临床的偏中心切削（<1mm）被认为是角膜屈光手术后慧差和球差增加的主要原因，甚至0.2mm的偏中心切削即可使术后高阶像差增加，因此正确的激光切削定位以及手术中采用可靠的主动眼球跟踪系统，可减少高阶像差。

    角膜屈光手术后还存在屈光回退的问题，角膜愈合后可以巩固外层角膜手术中改变的角膜形状,但又会形成一层新的结构。术后屈光回退对不同的波阵面像差可产生不同的影响，例如球差比彗差更易受到影响。而这些作用可望通过调节切削参数来克服,不同的像差切削的计算方式会有所不同。

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