1、兒童遠視合并弱視眼的高階像差與視覺質量的關系         11-03-04 08:50:00     作者：李昂，曾軍    編輯：studa20【摘要】  目的：探索兒童遠視弱視眼的高階像差與屈光度及對比敏感度的關系。方法：66例遠視弱視患兒經10g/L阿托品散瞳7d后進行檢影并使用Allegretto波前像差儀進行像差測定；20d待瞳孔完全恢復后在完全矯正屈光不正情況下用CSV1000對比敏感度燈測試其暗室對比敏感度。

2、結果：帶狀檢影球鏡度為+2.60±1.76D，柱鏡度為+1.15±0.98D，散光軸為82.83±27.93。而波前像差測得的值分別為+2.76±1.69D，+1.35±1.02D，85.37±30.72D。隨著球鏡值增大，各階像差值亦增大。中、低度弱視組兩兩比較，RMS1,RMS5，RMSh差異有顯著性(P<0.01), 中低度遠視組兩兩比較RMS2，RMSg及C12差異有顯著性(P<0.01)。弱視患兒全頻段對比敏感度均下降，尤其高頻區下降顯著，高階像差中C8及C12與高頻段對比敏感度有相關性。結論：波前像差檢查及對比

3、敏感度檢查均能較正確，全面地反映弱視兒童眼的屈光度及視覺質量，可作為遠視、弱視兒童屈光檢查的一種客觀手段。有助于了解兒童弱視的原因及追蹤觀察其治療的轉歸。 【關鍵詞】  遠視；弱視；波前像差；對比敏感度；屈光AbstractAIM: To investigate the relationship between the higher order aberrations and the diopter as well as contrast sensitivity in children with hyperopic amblyopia.METHODS: Sixtysix cases

4、of children with hyperopic amblyopia were dilated the pupils with atropine for seven days and a retinoscopy was executed for everyone. The wavefront analyzer was also used in the study; When the pupils regained the normal diameter 20 days later, the contrast sensitivity was measured by the CSV1000 i

5、n a dark room. RESULTS: The mean refractive states of the children were +2.60±1.76D(hyperopic diopter) and +1.15±0.98D(astigmatic diopter) with an axis of 82.83±27.93 by barred retinoscopy. While recoKEYWORDS: hyperopia;amblyopia;wavefront aberration;contrast sensitivity;refraction0引言

6、    作為一種重要的光學系統，實際人眼除具有像散等像差外，還具有不規則的高階像差，如球差、彗差等。這些像差影響人眼的視覺功能，易引起眩光，暈光，以及低照明光下視力下降等現象13。對視覺質量要求的進一步提高促使我們去研究、矯正各階像差。對比敏感度（contrast sensitivity，CS）是反映人眼辨認平均亮度下2個可見區域差別能力的指標，為人眼對恰好能識別出的某一空間頻率（視標大小、粗細）的黑白相間光柵或條紋閥值的倒數，分低度組。為空間對比敏感度（SCS）和時間對比敏感度（TCS）。CS可用于眼科許多疾病的視功能的檢測，如自內障，青光眼，屈光不正，弱視等。

7、我們進行了遠視、弱視兒童66例132眼的波前像差及對比敏感度的測量。對其波前像差進行比較分析，并對其波前像差與對比敏感度的關系進行分析。從而探索遠視、弱視眼的高階像差與對比敏感度的關系，為遠視、弱視患兒的診斷及治療提供客觀依據。表1等級球鏡對各階像差的影響（略）1對象和方法1.1對象 我院門診200512/200611就診的遠視合并弱視患兒66例132眼。其中男29例58眼；女37例74眼。年齡513（平均8.34±1.91）歲；屈光度（等效球鏡）為+0.50+7.50（平均+2.60±1.76）D；柱鏡范圍為0+4.00（平均+1.15±0.98）D；

8、其中球鏡0+3.00(平均+1.41±0.83)D者67眼；+3.00+6.00（平均+3.79±0.86）D者41眼；>+6.00D者24眼。柱鏡+2.00(平均+0.84±0.46)D者86眼；+2.00（平均+2.43±0.49）D者27眼。矯正視力后輕度弱視68眼，中度弱視64眼。1.2方法 常規檢查：所有研究對象均接受視力、裂隙燈、眼底鏡檢查。所有患兒視力用標準對數視力表檢查以小數記錄。然后用10g/L阿托品眼膏涂眼7d，2次/d，再進行散瞳下帶狀光檢影獲得散瞳屈光度，測量角膜曲率，符合入選標準的研究對象再進行對比敏感度和波前像

9、差的檢查。獲取圖像:輸入被檢者姓名、年齡、眼別以及各眼的散瞳屈光度，包括球鏡、柱鏡及軸向。我們采用Tscheruing波陣面像差分析儀測量（德國Wavelight Laser Technuologie AG）。此波前像差分析儀主要分為兩部分：圖像捕捉系統和圖像處理系統。圖像捕捉系統由紅外YAG激光、透鏡、紅外攝像機以及照相機組成。囑被檢者注視激光點光柵中心的靶子上，同時采用紅外跟蹤系統確保被檢測眼的中心。視網膜圖像由與計算機相連的高敏感性CCD（charge coupled device，電荷耦合裝置）照相機采集。被檢測眼的像差由視網膜圖像上的每個點的位置與其理想狀態下相應的位置的偏差計算得出

10、。所有檢查均由同一人操作，每眼重復檢查4次，所獲得的四幅像差圖，圖形有良好的相似性，中心偏差X,Y軸±0.1mm，Z軸±0.2mm。選擇低階像差（近視和散視）與散瞳驗光誤差最小。高階像差圖形和均方根（RMS）值重復性最好，原始攝圖對焦最理想，中心偏位最少的一次檢查結果入圍本次研究。所有檢查均在相同條件下由同一人操作。波前像差圖像的處理和分析圖像處理系統由計算機組成，屏幕將顯示三維的像差圖形和各像差值。波陣面像差可近似地用Zernike多項式的均方根（root mean square、RMS）表達，均以m計算。像差分六階：一階（C1C2）和二階（C3C5）為傾斜，散光和離焦（

11、正視和遠視）屬低階像差，三階至六階為高階像差，三階像差（C6C9）包括彗差，四階像差（C10C14）包括球差，五階像差（C15C20）包括次級彗差，六階像差（C21C27）包括次級球差，RMS3至RMS6分別代表三階至六階像差的均方根值，RMSh代表總的高階像差的均方根值。我們采用CSV1000對比敏感度測試儀測試。受試者3wk后待瞳孔縮回至正常狀態下，雙眼矯正至最佳視力，距離為46cm，光照度為150Lx，注意力集中，每測試1次，休息12min，然后進行下次測試，1眼測試時，另1眼遮蓋。分別做單眼視狀態下的4種空間頻率即3,6,12和18周/度（ cycles per degree, cpd

12、）的對比敏感度測試，每個空間頻率上有8個光柵格，鼓勵受試者盡力去觀看，直到每個空間看不出任何光柵條紋的方向為止。在記錄的表格中的相應位置記錄下每排最后回答正確的一個光斑，作為其對比敏感度閾值的最終記錄點。所有檢查均在相同條件下由同一人操作。    統計學分析：所有數據均采用SPSS 11.5統計軟件包進行處理。研究對象一般資料及各屈光參數均數皆采用均數±標準差（±s）表示。采用配對t檢驗，單因素方差分析比較屈光不正高度組與低度組的高階像差的差異性，不同散光度下的高階像差的差異性，不同矯正視力下各階像差值的差異性，用Person等級相關用于分析各

13、像差值與對比敏感度值在數量上的相關性。2結果    不同組別的波前各階像差的比較：波前像差球鏡，柱鏡及散光軸與10g/L阿托品眼膏散瞳后帶狀光檢影結果的比較，本組132眼帶狀檢影球鏡度為+2.60±1.76D，柱鏡度為+1.15±0.98D，散光軸為+82.83±27.96。而波前像差儀測得的球鏡度為+2.76±1.69D，柱鏡度為+1.35±1.02D，散光軸向為85.37±30.72,用單因素方差分析，球鏡度、柱鏡度和散光軸向的差異均無顯著性。屈光度數對各階像差的影響（D，±s）。等級球鏡對

14、各階像差的關系RMS2,RMS3,RMS4,RMS5,RMSg,C9,C12與屈光度數有相關性。相關系數分別為0.758，0.201，0.214，0.236，0.742，0.227,0.379。在低中度組比較可見各階像差值中度組均高于低度組，兩組比較各階像差僅RMS2，RMSg及C12差異有顯著意義（P0.05，表1）。柱鏡度與三葉散光、彗差、球差之間的關系，隨著遠視散光度增加三葉散光、彗差、球差都增加，但兩兩比較C6差異有顯著性(P0.05)，其余均無差異顯著性（表2）。不同矯正視力與各階像差值的比較，低度弱視與中度弱視組比較RMS1與RMS5及RMSh差異有顯著性P0.01，其他像差值和矯

15、正視力比較差異無統計學意義，但輕度弱視組中各階像差值均明顯低于中度弱視組（表3）。比較各像差值與對比敏感度之間的相關性。低頻區（3c/d）與S1,S4,Sh有關。中頻區（6c/d）與各階像差值無關。高頻區（1218c/d）與S4,C12有關圖1，2)。表2不組散光下的彗差、球差和三葉散光(略）表3不同矯正視力下各階像差值(略）3討論    波前和波前像差作為物理學概念早已存在于所有的光學系統。而人眼球是一種極其復雜的光學系統，因此，它同樣存在波前和波前像差。在某一時點，振動傳播方向上同位相的點所形成一個面，稱為波陣面，簡稱為波前。如果入射光為單色近軸光，物體上的一

16、個點經過理想光學系統可獲得一個清晰的像點。在理想成像的情況下，點光源經過光學系統后所形成的像應是一個以理想像點為中心的球面，即理想波前。因此，波前是光波連續性的同相表面，波前與光線前進的方向垂直。出現不清晰的像點表明其不是由理想的波前聚集形成。如果光學系統出射波面變形那實際的波前則為不規則球面，其與理想波前間的偏差，即為波前像差4。從幾何光學角度可將像差分為色像差和單色像差5。人眼并非理想的光學系統，單色光成像時又可以分為球差、彗差、場曲、像散和畸變等5種像差。白色光成像時，還可同時產生軸向色差和垂直色差。波前像差是衡量光學系統成像質量的重要指標。通過它可以推算出評價光學系統成像性質和圖像對比

17、敏感度的四個函數：相位傳遞函數，調制傳遞函數，點擴散函數，線擴散函數6。人眼由于受到各種傾斜，非對稱和非同心等光學缺陷的影響，其軸僅見近似的假想軸線，視網膜上的像存在不同程度的扭曲和模糊，這便是人眼像差。在影響視網膜成像的像差因素中，最重要的是球差和色像差。    人眼波前像差來源于：(1)角膜與晶狀體的表面曲度存在局部偏差；(2)眼屈光介質不同軸；3眼屈光介質的內容物質不均勻，從而造成折射率的局部偏差。波前像差檢測儀大體分為主觀法和客觀法兩種類型。如：激光光路追蹤法（LRT）7，ShackHartman8，感受器和Tscherning感受器8，和空間分辨析射儀（

18、SRR）7。LRT，ShackHartmann感受器和Tscherning感受器均是客觀測量波前像差的方法，像點的清晰度是依據視網膜的反射光判斷，客觀性檢查法需要成像系統分析從視網膜反射回的信息，而反射回來的信息是從視網膜脈絡膜等多層次而來的，因此參照焦點平面定義的像差并不像主觀法那么準確。而SRR是一種心理物理學方法，需要檢查者的配合，同時通常耗時較長，這種檢查方法缺點是需要移動受檢者和需要受檢者配合。成像點的清晰度由患者主觀判斷，測量速度較快，測試的每條光線依次入眼，患者反應遲鈍時誤差增大，但高階像差的精確度依然高。目前應用在Wavelyht Allegretto系統、Ladar Visi

19、on激光系統、Laser Sight系統的是客觀性檢測法如ShackHartmann波前檢測和Tscheruing波前檢測。而我們進行的波前像差儀為Tscheruing波前檢測系統，此種為視網膜成像波前測量法。波前像差的形成由在視網膜上成像的偏差而定，因此叫“視網膜成像”法。這種波前檢測的形成是由Tscheruing原理來進行描述的。激光束經校準平行后通過一個13×13即169小孔的屏，從而產生了整齊排列的數個光點（去除中心光點），從而在視網膜上成像。在經過眼介質時，光點的排列會由于介質的不規則而產生偏差，這種扭曲的光點排列會通過一個同軸的相機記錄下來9。光點和無像差時光點位置的偏差

20、可用于精確計算波前的形態（Seiler法）10。目前，雖然用于測量人眼像差的波前像差儀（鏡）有多種，但多采用Zernike多項式和波前像差圖表達其測量結果。像差圖顯示的是經過瞳孔中心光線與其他經過屈光系統光線的光程差11，將結果以二維或三維偽彩圖形表示。如果要對像差進行深入研究，必須以數字對像差進行描述。Zernike多項式是計算各條光線的光程（實際波前）與通過瞳孔中心的主光線的光程（理想波前）的差值，即為各條光線的波前像差。通過Zernike多項式，可以量化眼光學系統的像差。常用的Zernike多項式為7階35項，其中一階與二階是常規的低階像差，在常規驗光中可用球鏡度、柱鏡度及散光軸表示。而三階以上為高階像差，包括彗差、三階球差、像散、場曲、畸變等，用常規的驗光手段無法測量。如Zernike多項式的第1項為x軸傾斜，第2項為y軸傾斜，第3項為0°和90°散光，第5項為45°和135°散光，第4項為離焦，即近視或遠視，第9項為x軸彗差，第8項為y軸彗差，第12項為球差，其他各項則不包含在經典幾何光學理論之內。    波前像差現已由單純的物理光學概念變為影響人眼視功能的研究方向，在眼科臨床中應用廣泛。Burn