【摘要】 目的 探讨矫正近视眼低阶像差对高阶像差的影响，重点分析其对球差、彗差和三叶草的影响。方法 应用基于Hartmann-Shack传感器的波前像差仪分别测量34例（63眼）近视患者的，用球镜及柱镜矫正屈光不正前、后的高阶像差，依据屈光状态分为单纯近视组10例（18眼），近视低度散光组13例（26眼）（散光≤-0.50 D）和近视中度散光组11例（19眼）（-0.50 D<散光<-1.00 D）。采用SPSS 13.0统计软件对波前像差的均方根和各Zernike项系数进行统计学处理。结果 屈光不正矫正后，单纯近视组C40由矫正前的(0.05±0.12)?滋m变为(0.01±0.14)?滋m，差异有统计学意义(t=2.770，P=0.022)，其他各项差异均无统计学意义(P>0.05)；近视低度散光组各Zernike项系数差异均无统计学意义(Ｐ>0.05)；近视中度散光组C40无显著性变化，由矫正前的(0.12±0.14)?滋m变为(0.11±0.17)?滋m（t=0.072，P=0.944），而C31由矫正前的（-0.01±0.17)?滋m变为(0.03±0.17)?滋m(t=-2.495，P=0.034)，C33由矫正前的(-0.07±0.13)?滋m变为(-0.09±0.13)?滋m(t=2.676，P=0.025)。三个屈光度组的高阶像差均方根(RMS)在低阶像差矫正前、后差异均无统计学意义(P >0.05)，仅St和S3呈现增加趋势，S4和S5在单纯近视组增加，在近视散光组基本无变化。结论 单纯近视者矫正离焦后引起C40的明显变化；近视中度散光者完全矫正屈光不正后呈现C31和C33的显著变化。矫正不同的离焦和散光影响不同的高阶像差。
【关键词】 高阶像差；近视；矫正
Changes in higher-order aberrations after correction of lower-order aberrations in myopic eyes
YANG Xiaoyan*， WANG Yan， WANG Yali， et al.
* Tianjin Medical University， Tianjin China， 300020
［Abstract］ Objective To evaluate the effect on high-order aberrations of the eye by measuring wavefront aberrations with or without correcting defocus and astigmatism， especially for the effect of spherical aberrations， coma and trefoil. Methods A Hartmann-Shack aberrometer was used to measure wavefront aberrations before and after correcting myopia and astigmatism with sphere and cylinder trial lenses. Sixty-three eyes of 34 patients were divided into three groups based on refractive error： group A， 18 eyes of 10 patients (myopia with no astigmatism)， group B， 26 eyes of 13 patients (myopia with astigmatism not more than -0.50 D) and group C， 19 eyes of 11 patients (myopia with astigmatism greater than -0.50 D and not more than -1.00 D). The root mean square (RMS) values of the wavefront aberrations and Zenike aberrations were calculated. Results After correcting for myopia， the spherical aberrations (C40) of group A were less than for naked eyes [from (0.05±0.12) μm to (0.01±0.14)μm， t=2.770， P=0.022]. In group B， none of the Zernike coefficients had a significant change after correcting for lower-order aberrations. In group C， the C40 had no significant change （t=0.072， P=0.944)， but the horizontal coma (C31) and the horizontal trefoil (C33) had a statistically significant change， changed from (-0.01±0.17)μm before correction to (0.03±0.17) μm after correction， and C33 changed from (-0.07±0.13)μm before correction to (-0.09±0.13)μm after correction（P=0.034 and 0.025， respectively). The RMS of each higher-order aberration and total higher-order aberrations showed no statistically significant change (P>0.05). The mean RMS of total higher-order aberrations and the third order had a tendency to increase. Conclusion The C40 of myopia subjects has a statistically significant change after correcting defocus with a sphere trial lens. The C31 and C33 of the myopia subjects with moderate astigmatism show statistically significant changes after being fitted with both sphere and moderate cylinder trial lenses. This shows that correcting different amounts of defocus and astigmatism affect different higher-order aberrations.
［Key words］ higher-order aberration；myopia； correction
随着波前像差技术在眼科屈光和视光学领域应用的广泛和深入，出现了许多有关矫正低阶像差后高阶像差变化的研究，涉及角膜切削手术[1]、角膜接触镜[2]、人工晶状体植入[3]等手段，但这些手段均在一定程度上改变了角膜的形态或生理状态。有关对不改变角膜形态而单纯矫正近视眼低阶像差后带来的高阶像差变化研究甚少，同时目前一些检测视觉质量的手段如对比敏感度、对比度视力等均需在矫正低价像差后测量，而高阶像差是影响视觉质量的一个重要因素[4]，因此，明确单纯矫正低阶像差后高阶像差的变化就显得非常必要。本研究就此进行设计，探讨分析仅矫正低阶像差对高阶像差的影响。
1 资料和方法
1.1 资料 选取来天津市眼科医院屈光手术中心接受屈光手术术前检查的患者及健康志愿者34例（63眼），男19例，女15例；年龄平均为（24.1±3.3）岁（18～31岁）；球镜度平均为（-5.19±1.39）D（-3.00～ -8.00 D），柱镜度平均为（-0.42±0.32）D（0～-1.00 D）。根据屈光状态不同分为三组：单纯近视组10例（18眼），平均球镜度(-5.15±1.21)D，无散光；近视低度散光组13例（26眼），平均球镜度(-5.68±1.79)D， 散光≤-0.50 D；近视中度散光组11例（19眼），平均球镜度(-4.78±1.24)D，-0.50 D<散光<-1.00 D。各组间球镜度差异无统计学意义（F=1.199，P=0.314）。所有眼的最佳矫正视力(best corrected visual acuity，BCVA)均在5.0以上，无其他眼部疾病，无任何屈光手术史，戴角膜接触镜者至少摘镜2周。
1.2 一般检查 测量像差前进行裸眼视力、电脑验光、裂隙灯、眼底及非接触眼压测量和角膜地形图等常规检查，选取屈光介质均匀、角膜形态规则、矫正视力好及无任何眼疾的受试对象。由同一专业验光师进行主观验光，以达到最佳矫正视力后±0.25 D球镜不改变受试者视力为标准，以其结果为依据进行插片，分别测量戴镜前后的像差。
1.3 波前像差测量 波前像差采用Wave Scan波前像差测量仪(Wave Scan，VISX，Santa Clara，CA，USA)进行测量，注视视标波长780 nm。它是应用Hartmann-Shack传感器的出射型客观像差测量仪。测量时用一头带固定受试者头部，借助瞳孔监测器和校准环的辅助通道来校准受试者的视线与测量轴[5-6]。所获得的信息通过数学计算后用Zernike系数来表示波前像差。
在暗室瞳孔自然放大状态下，先进行裸眼测量，10 min后进行戴镜测量。用试镜架来校准镜片的光学中心与瞳孔中心，每眼每种状态下检测3～5次，选取瞳孔直径6 mm以上、重复性较好的3次数据，取其平均值进行计算。
1.4 数据的获取与分析 从Wave Scan系统可得到C3-3～C66从第3阶到第6阶像差的Zernike项系数、总的高阶像差均方根（RMS）值以及角膜顶点在X、Y轴方向偏离瞳孔中心的距离。通过对每阶内各Zernike项系数的平方和取平方根得到每阶RMS值。本研究所有波前像差的表示均采用美国光学学会（OSA）标准[6]。运用Thibos的矢量分析法[7]分析散光在不同方向的分量对角膜顶点在X、Y轴方向偏离瞳孔中心距离的影响。
1.5 统计学方法 应用SPSS 13.0 统计软件，对所获取数据进行Pearson相关分析或配对t检验。
2 结果
2.1 低阶像差矫正后高阶各Zernike项系数的变化 对单纯近视组和近视散光组各组低阶像差矫正前后各Zernike项系数进行配对t检验，结果如表1~表3所示。
表1显示，单纯近视组离焦矫正后，球差（C40）减小，且具统计学意义（t=2.770，P=0.022）。表2显示，近视低度散光组离焦和散光完全矫正后，各Zernike项系数变化均无统计学意义（P>0.05）。表3显示，近视中度散光组完全矫正后，水平彗差（C31）反向增加(t=-2.495，P=0.034)，水平三叶草（C33）负向增大(t=2.676，P=0.025)，球差（C40）无明显变化（t=0.072，P=0.944）。
2.2 低阶像差矫正后各高阶像差RMS的变化 对各屈光度组低阶矫正前、后第3、第4、第5、第6阶像差RMS值(分别用S3、S4、S5、S6表示)和总的高阶像差RMS值（指3阶以上，用St表示）进行描述分析和配对t检验，结果见表4~表6所示。
表4~表6显示，各高阶像差RMS与总的高阶像差RMS在低阶像差矫正前、后，三个屈光度组差异均无统计学意义。低阶像差矫正后总的高阶像差RMS（St）与第3阶像差RMS（S3）在每个屈光度组都呈现增加趋势，S4和S5在单纯近视组增加，在近视散光组基本无变化。
2.3 低阶像差矫正后角膜顶点相对瞳孔中心的变化 对所有样本的C3-3~C33项与角膜顶点相对瞳孔中心的偏离（X，Y）进行Pearson相关分析可得，C31、C33与水平方向偏差X具有明显相关性(r=-0.407和0.317，P=0.010和0.040)。
在低价像差矫正前后，分别对三组数据中的角膜顶点相对瞳孔中心在X和Y方向的偏移进行描述分析和配对t检验，结果如表7所示。
表7显示，各组低阶像差矫正前、后角膜顶点相对瞳孔中心在X和Y方向的变化差异均无统计学意义（P>0.05）。图1显示低阶像差矫正前角膜顶点相对瞳孔中心在X方向上的偏离，单纯近视组与近视低度散光组几乎无差别，近视中度散光组偏离稍大；矫正后低、中度散光组均向正的方向偏移，且中度散光组偏移较大，无散光组向负向轻度偏移。在Y方向，矫正前三个屈光度组几乎均在0附近，中度散光组稍稍偏正，矫正后三组变化幅度基本一致。
2.4 矢量分析散光与角膜顶点相对瞳孔中心距离的关系 对散光进行矢量分析可得，低阶像差矫正前、后X、Y轴分量（Cx、Cy）与角膜顶点相对瞳孔中心距离（Dx与Dy）的相关性，结果如下：近视低度散光组低阶像差矫正前、后散光各方向分量与角膜顶点相对瞳孔中心的距离的相关性无统计学意义（P>0.05）；近视中度散光组，矫正前Cx与Dx呈负相关(r=-0.587，P=0.043)，与Dy呈正相关(r=0.553，P=0.048)，Cy与Dx呈正相关（r=0.509，P=0.049)；矫正后Cx与Dx呈负相关（r=-0.542，P=0.047)，Cy与Dx呈正相关（r=0.590，P=0.041)。
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