3  讨论

    目前，Snellen视力表经常用来评价术后患者的视觉质量，但问题是有些患者的主观视觉症状与视力表测出的结果并不相符，所以需要用一种更客观的方法来衡量与评价患者的视觉功能。波前像差仪的应用使这一点成为了现实。运用波前像差仪对患者术前和术后的波前像差进行分析比较，可以更清楚地了解患者视觉功能的进展及恢复情况。1994年Liang等[1]利用Hartmann-Shack原理设计了人眼像差仪，第一次将波前像差的概念引入人眼屈光系统的研究。像差作为衡量光学系统成像质量的重要指标，可以敏感、精确、全面和客观地反映人眼屈光系统的光学特点和视觉质量。目前测量波前像差的主要方法有：激光光路追踪法，Hartmann-Shack感受器和空间分辨折射仪。LRT和H-S像差仪测量是客观测量波前像差的方法，而SRR则是一种心理物理学方法。

    人眼的像差可能来源于：①泪膜、角膜、晶状体、前房和后房厚度的不均匀，表面曲率的偏差。②眼屈光介质的不正常。③眼内各光学系统的不同轴或遗传引起的各像差不能补偿。

    描述波前像差的方法有两种。一种为波前像差图，在瞳孔平面上不同部位引起的像差直接用伪彩色图谱以二维或三维形式绘出。这种描述方法直观，方便医生定性地了解患者眼睛像差的分布情况。另一种为目前最常用的Zernike多项式函数。LRT、H-S和SRR像差仪都可以通过伪彩色图谱显示像差的测量结果。LRT像差仪可通过伪彩色图谱显示测量结果，包括人眼总像差、角膜像差、点扩散函数和调制传递函数。H-S像差仪可显示人眼总像差和点扩散函数的伪彩色图谱。SRR像差仪只能显示人眼总像差的伪彩色图谱。调制传递函数和点扩散函数能有效、客观、全面地反映成像质量。因此LRT和H-S像差仪可通过不同的视觉质量指标更为客观、准确、全面地反映患者的视功能。

    Zernike多项式函数量化了像差测量结果。本研究结果表明，三种不同原理的像差仪的测量结果除了部分Zernike系数差异有统计学意义外，其余大部分都无统计学意义。三种像差仪的球镜、离焦(Z4)和散光(Z3)测量结果差异有统计学意义，次阶散光(Z11)LRT与SRR组差异有统计学意义。离焦和散光与人眼的屈光状态有关，人眼每时每刻都处于调节状态。由于调节原因，离焦是最容易发生变化的。He等[2]研究发现，调节时像差增加，有一部分高阶像差可能是由调节时晶状体的变形引起的。这些改变或许与调节过程中晶状体和角膜的相对中心位置移动有关，自然晶状体在调节时会沿着视轴方向运动，从而引起像差发生变化，而IOL的位置及形态不会随着调节发生相应的变化；但是IOL植入囊袋后，不可避免地存在轻微的偏中心和倾斜亦会影响像差[3]。离焦和散光还受轴向色差的影响，而轴向色差是由于不同介质对不同波长的光折射率不同造成的。LRT像差仪的光源为红外线，波长786 nm，H-S像差仪光源为波长780 nm的红外线，SRR像差仪光源为可见光，波长为470 nm，三种仪器的发光光束波长不同，形成的轴向色差不同，因而影响测量离焦和散光的结果。

    球差的均方根LRT与SRR像差仪之间测量结果比较，差异有统计学意义，球差(Z12)的测量结果H-S与SRR像差仪比较差异有统计学意义，LRT与H-S像差仪测量结果比较则差异无统计学意义。这可能与SRR测量时间较长、测量过程中瞳孔大小的变化、瞳孔固视不稳导致测量区域发生改变以及调节状态的不同有关。球差的测量结果与瞳孔的大小有关。Wang等[4]研究认为，球差随瞳孔直径增大而增加的变化最为明显，尤其是瞳孔直径由5 mm增大到6 mm时。SRR像差仪测量时间长，瞳孔处于变化过程中，其所获取的数据信息在时间上进行了平均，与LRT和H-S像差仪不同，后两者的数据信息是瞬时值。Rozema等[5]比较了六种像差仪，测量正常人眼时测量结果Z3、Z10、Z20和Z18的差异有统计学意义。Moreno-Barriuso等[6]同样比较了LRT、SRR以及H-S三种波前像差仪测量正常人眼的像差，测量结果无统计学意义。本研究与之略有差别，可能与本研究的研究对象为IOL眼有关。

    本研究还发现，三叶草(Z6)H-S组与SRR组组间有统计学意义，五叶草(Z20)LRT组与SRR组组间差异有统计学意义，具体影响三叶草、五叶草的因素还不清楚，有待于进一步研究。三种像差仪测量结果存在部分差异的原因也可能与仪器本身内在的特性、测量的变异性以及操作者的技术有关[7]。

    现将三种波前像差仪各自的优缺点总结如下：①测量速度和时间。LRT和H-S像差仪测量速度快，获取的数据信息是瞬时值，而SRR像差仪测量速度慢，获取的数据信息在时间上进行了平均，并且眼睛转动、调节的波动都是导致其测量时间长的重要原因。②测量范围。H-S在瞬间同时测量所有的测量点，在大像差的情况下所获取的数据信息必定存在点间交叉，计算就变得困难[8]，因而无法测量大像差，故测量范围小；LRT和SRR波前像差仪采取光点独立投射到视觉细胞来获取所需要的数据信息，各个测量点相互独立，互不干扰，因此能够做大范围的像差测量。③对视网膜的要求。SRR波前像差仪测量时只要眼睛看得见光就能够测量，而LRT和H-S像差仪要求视网膜无异常，需要较好的反射特性，视网膜异常时测量会不完全，导致数据信息丢失[9]，IOL眼本身将产生杂散光，也会影响后两者的测量。④患者配合。LRT和H-S波前像差仪则要求患者的配合度较低；SRR波前像差仪测量时需要患者作适当的训练予以配合测量。

    总之，LRT、H-S以及SRR波前像差仪测量IOL眼像差结果大部分类似。但每种波前像差仪都有各自的优缺点，应根据使用目的选择合适的波前像差仪。波前像差理论和波前像差技术的应用，使我们对人眼视觉有了更深入的了解，并为人眼视觉质量的提高，提供了新的方法和手段，因此，波前像差技术在眼科及眼视光学领域中具有十分重要的临床应用价值和广阔的发展前景。

   【参考文献】

[1] Liang J， Grimm B， Goelz S， et al. Objective measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor[J]. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis，1994，11(7)：1949-1957.

[2] He JC， Bums SA， Marcos S. Monochromatic aberrations in the accommodated human eye[J]. Vision Res，2000，40(1)：41-48.

[3] Taketani F，Matuura T， Yukawa E， et al． Influence of intraocular lens tilt and decentration on wavefront aberations[J]． J Cataract Refract Surg，2004，30(10)：2158-2162．

[4] Wang Y， Zhao KX， Jin Ying， et al. Changes of high order aberration with various pupil sizes in the myopic eye[J]. J Refract Surg，2003，19(suppl)：S270-274.

[5] Rozema JJ， Van Dyck DE， Tassignon MJ. Clinical comparison of 6 aberrometers. Part 2：statistical comparison in a test group[J]. J Cataract Refract Surg，2006，32(1)：33-44.

[6] Moreno-Barriuso E， Marcos S， Navarro R， et al. Comparing laser ray tracing，the spatially resolved refractometer，and the Hartmann-Shack sensor to measure the ocular wave aberration [J]. Optom Vis Sci，2001，78(3)：152-156.

[7] Liang CL， Hank Juo SH， Chang CJ. Comparison of higher-order wavefront aberrations with 3 aberrometers[J]. J Cataract Refract Surg，2005，31(11)：2153-2156.

[8] Moreno-Barriuso E， Navarro R. Laser Ray Tracing versus Hartmann-Shack sensor for measuring optical aberrations in the human eye[J]. J Opt Soc Am Opt Image Sci Vis，2000，17(6)：974-985.

[9] Elsner AE， Burns SA，Weiter JJ， et al. Infrared imaging of sub-retinal structures in the human ocular fundus[J]. Vision Res，1996，36(1)：191-205.

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