物體發(fā)出的同心光束對(duì)應(yīng)的是球面波，該球面波經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的折射后曲率發(fā)生變化，如果光學(xué)系統(tǒng)為理想的光學(xué)系統(tǒng)，則會(huì)形成新的球面波。人眼并非是完美的光學(xué)系統(tǒng)，而是存在一定的像差，因而光線經(jīng)過人眼折射后在視網(wǎng)膜形成一個(gè)非球面波，這個(gè)形成的非理想的波面與理想的球面波相比即為波前像差[1]。目前較多的學(xué)者在研究波前像差在不同人群中的分布、屈光手術(shù)前后人眼屈光系統(tǒng)波前像差的變化以及波前像差引導(dǎo)的屈光性手術(shù)提高視網(wǎng)膜的視覺質(zhì)量[2-4]。

越來越多的研究者認(rèn)為，高的分辨率并不是屈光系統(tǒng)成像的主要功能，所以像差在一定程度上有利于提高屈光系統(tǒng)的功能[5]。波前像差并不是獨(dú)立存在的，其各種像差之間存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，共同影響人眼的視覺質(zhì)量。本文通過比較不同像差對(duì)調(diào)制解調(diào)函數(shù)(modulation tranferfunction,MTF)曲線的影響，從而研究波前像差中各個(gè)像差對(duì)視覺質(zhì)量的影響的重要性。

資料與方法

一、對(duì)象

選取2014年12月我院行近視激光術(shù)前檢查的患者240例，選取患者右眼為研究對(duì)象，其中男性120例，女性120例，年齡19～25歲，平均年齡(21.6±1.7)歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)矯正視力≥1.0；(2)球鏡度數(shù)<-8.00D；(3)柱鏡度數(shù)<-3.0D；(4)具備小切口基質(zhì)透鏡取除術(shù)(small incision lenticule extraction,SMILE)和準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser-assited situ keratimileusis,LASIK)手術(shù)指針，年齡>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)矯正視力<1.0；(2)3周內(nèi)配戴過角膜接觸鏡或者眼部藥物治療史；(3)眼部病變、淚膜異常、眼位異常、眼球震顫、黃斑片中心注視；(4)斜視、弱視、圓錐角膜、其他感染性角膜疾病及眼部手術(shù)史。

二、方法

復(fù)方托吡卡胺散瞳后，用 i-trace視功能分析儀(美國(guó)Tracey公司)測(cè)量患者右眼角膜像差。在暗室中，受試者端坐于儀器前，下頜置于頜托上，額頭頂在額帶上，囑測(cè)試眼注視視標(biāo)，測(cè)量患者右眼，連續(xù)測(cè)量3次，每次囑受試者眨眼，保證淚膜的完整性，收集受試者6 mm測(cè)量直徑下的波前像差，用Zernike多項(xiàng)式表示波前像差，共測(cè)量7階44項(xiàng)。其中低階像差為Z2-Z5；高階像差為Z6-Z44；散光Z3(C2-2)、Z5(C22)；離焦Z4(C20)；球面像差Z12(C40)；慧差Z7(C3-1)、Z8(C31)以及三葉草像差Z6(C3-3)、Z9(C33)。并用i-trace中的視覺質(zhì)量分析功能分析以上像差單獨(dú)存在時(shí)的MTF曲線，當(dāng)研究某一像差對(duì)視覺質(zhì)量影響時(shí)，選擇性的消除其他像差，從而得到某像差對(duì)MTF曲線的影響。比較不同像差存在時(shí)MTF曲線的平均高度。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

橫斷面研究，所有數(shù)據(jù)均采用SPSS16.0軟件分析，年齡和像差數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用單因素方差分析(0ne-way ANOVA)各波前像差單獨(dú)存在時(shí)MTF曲線平均高度的總體差異，LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩MTF平均高度之間差異性比較；相關(guān)性分析用線性相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、波前像差分布

6 mm測(cè)量直徑下，總像差平均為(5.047±3.041)μm、高階像差平均為(0.349±0.295)μm、低階像差平均為(5.060±3.354)、散光平均為(0.410±0.288)μm、離焦平均為(5.031±3.362)μm、慧差平均為(0.307±0.306)μm、球面像差平均為(0.094±0.075)μm以及三葉草像差平均為(0.172±0.148)μm。

二、波前像差和其單獨(dú)存在時(shí)MTF曲線平均高度線性相關(guān)性

不同的波前像差大小與MTF曲線的平均高度成負(fù)相關(guān)：離焦、散光、慧差、球面像差與三葉草像差與MTF曲線平均高度的線性相關(guān)系數(shù)分別為：-0.61、-0.44、-0.45、-0.38及-0.27。

三、MTF平均曲線

只有高階像差存在時(shí)的MTF平均曲線要優(yōu)于低階像差和總像差的平均MTF曲線，球面像差、慧差、三葉草像差單獨(dú)存在時(shí)的MTF平均曲線要優(yōu)于離焦和散光曲線，總像差的MTF曲線要優(yōu)于低階像差單獨(dú)存在時(shí)的MTF曲線。見圖1。

四、同波前像差單獨(dú)存在時(shí)MTF平均高度之間的差異

MTF的平均高度由高到底依次為：?jiǎn)我蛩胤讲罘治?LSD-t檢驗(yàn))不同波前像差單獨(dú)存在時(shí)MTF平均高度之間具有明顯的差異性(F=29.69，P=0.00<0.05)。三葉草像差(0.592±0.055)與球面像差(0.556±0.035)單獨(dú)存在時(shí)的MTF平均高度無明顯差異(P>0.05)；球面像差與慧差(0.518±0.06)單獨(dú)存在時(shí)的MTF平均高度有明顯差異(P<0.05)；散光(0.412±0.067)與高階像差(0.389±0.052)單獨(dú)存在時(shí)的MTF平均高度有明顯差異(P<0.05)；總像差(0.060±0.010)與低階像差(0.045±0.008)單獨(dú)存在時(shí)的MTF平均高度有明顯差異(P<0.05)。總像差單獨(dú)存在時(shí)的MTF曲線平均高度要高于低階像差單獨(dú)存在時(shí)(t=2.548，P﹤0.05)。

討 論

目前通常將波前像差分為低階像差和高階像差[6]。其中低階像差是指離焦、散光等傳統(tǒng)屈光問題；高階像差包括不規(guī)則散光、球面像差、慧差、三葉草等屈光系統(tǒng)存在的其他光學(xué)缺陷[7]。以往的屈光性手術(shù)多注重低階像差的矯正，但是術(shù)后患者的高階像差卻進(jìn)一步增加，其中又以球面像差和慧差為主[8，9]。近年來，越來越多的研究者期望用一種新的方法去改變高階像差而不是以往的通過角膜接觸鏡或者是角膜切削。

MTF可以很直觀的評(píng)價(jià)視覺質(zhì)量[10]。指的是物體經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)傳遞后，其傳遞頻率是不變的，但其對(duì)比度下降，相位發(fā)生偏移，并在某一頻率截止，即對(duì)比度為零，這種對(duì)比度的降低和相位推移隨頻率的不同而不同，其函數(shù)關(guān)系我們稱為調(diào)制解調(diào)函數(shù)[11]。本文以MTF的一維曲線為研究對(duì)象。視覺質(zhì)量隨著MTF曲線下的面積增大而增強(qiáng)，也隨著曲線的平均高度的增高而增強(qiáng)。

本研究發(fā)現(xiàn)波前像差主要以低階的散光與離焦為主，這兩種像差是可以用接觸鏡等矯正的像差。高階像差雖然占全部像差的10%，但是對(duì)視網(wǎng)膜成像質(zhì)量有較大的影響[12]。其中隨Zernike多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)的增加像差是不斷減小的。MTF曲線的平均高度與波前像差呈負(fù)相關(guān)，均隨波前像差的增大而降低，其中MTF曲線的平均高度隨三葉草像差、慧差、散光的增大下降的更明顯?？梢娗庑允中g(shù)術(shù)后增大的高階像差，尤其是球面像差和慧差會(huì)對(duì)視覺質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

通過(圖1)可以看出在只有三葉草像差存在時(shí)的MTF曲線優(yōu)于只有球面像差存在時(shí)的MTF曲線，其中球面像差存在時(shí)的MTF曲線優(yōu)于慧差存在時(shí)的MTF曲線，可以看出慧差對(duì)視覺質(zhì)量的影響要大于球面像差和三葉草像差。在屈光手術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)要注意彗差的矯正。低階像差單獨(dú)存在時(shí)的MTF曲線較總像差、高階像差時(shí)的MTF曲線差。由此可以看出低階像差對(duì)視覺質(zhì)量的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高階像差，也是我們?cè)谶M(jìn)行屈光性手術(shù)時(shí)首先要考慮矯正的像差。其中總像差存在時(shí)的MTF平均高度要高于低階像差單獨(dú)存在時(shí)(P<0.05)，但是低于高階像差單獨(dú)存在時(shí)(P<0.05)(如圖2)。由此可以看出，總的像差對(duì)應(yīng)的MTF曲線并不是最差的，而是要優(yōu)于低階像差單獨(dú)存在時(shí)。低階像差和高階像差之間有一定的內(nèi)在的聯(lián)系，在一定程度上可以相互影響的，對(duì)提高視覺質(zhì)量有一定的好處。

本研究認(rèn)為，Zernike多項(xiàng)式表示人眼的波前像差并不是完全獨(dú)立的，其內(nèi)在具有一定的聯(lián)系來共同的提高人眼的MTF曲線，各階像差在維持視覺質(zhì)量上起到不同的作用，其中又有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，來共同維持人眼的視覺質(zhì)量。在屈光性手術(shù)時(shí)在矯正低階像差的同時(shí)也要充分考慮到各像差之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過一定的方法來綜合設(shè)計(jì)手術(shù)方案，使患者獲得更加完美的視覺效果。