屈光手術(shù)時(shí)代如何理解屈光系統(tǒng)成像質(zhì)量郝燕生

屈光手術(shù)時(shí)代如何理解屈光系統(tǒng)成像質(zhì)量郝燕生第1頁(yè)/共60頁(yè)白內(nèi)障手術(shù)已經(jīng)進(jìn)入屈光手術(shù)時(shí)代微切口、冷超聲、扭動(dòng)、ICE-CASE和OZIL,AFS等技術(shù)輕損傷，高效率，效果好新型人工晶體改善成像質(zhì)量擴(kuò)大功能：非球面IOL、矯正散光IOLToric,PhakicLenses、擬調(diào)節(jié)IOL、多焦IOL第2頁(yè)/共60頁(yè)角膜手術(shù)有了更大的進(jìn)步個(gè)性化準(zhǔn)分子角膜切削術(shù)飛秒激光老花眼治療角膜內(nèi)皮移植術(shù)第3頁(yè)/共60頁(yè)聯(lián)合手術(shù)使很多疑難眼病恢復(fù)視力白內(nèi)障摘除＋人工晶體植入/縫線固定聯(lián)合小梁切除/前房成型手術(shù)虹膜/瞳孔成型聯(lián)合玻璃體切除/后囊切除聯(lián)合眼肌手術(shù)：本體感受器切除/斜視矯正第4頁(yè)/共60頁(yè)準(zhǔn)分子激光切削術(shù)后,視網(wǎng)膜成像質(zhì)量下降，是術(shù)后高階像差增加,眼內(nèi)散射增加，患者視敏度和主觀視力情況一致，并未抱怨高度近視白內(nèi)障術(shù)后視網(wǎng)膜成像質(zhì)量并無(wú)明顯下降，眩光癥狀加重，（散射）角膜瘢痕散射的干擾遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于像差的影響，視力提高有限，還沒(méi)有更好的鑒別方法高對(duì)比環(huán)境散射干擾也不小（夜間眩光）衍射多焦IOL降低了對(duì)比視力質(zhì)量屈光手術(shù)時(shí)代面臨的困難第5頁(yè)/共60頁(yè)主覺(jué)檢查干擾因素過(guò)多視銳度和LOCS都不能充分明確白內(nèi)障與視力下降之間的關(guān)系，因?yàn)樗鼈兒雎粤嘶鞚峤橘|(zhì)光散射和衍射視力還包含了視網(wǎng)膜、視神經(jīng)和大腦的非光學(xué)因素第6頁(yè)/共60頁(yè)客觀光學(xué)成像質(zhì)量是主流評(píng)價(jià)方法MTFPSF等方法是透射檢測(cè)，以前沒(méi)有直接應(yīng)用于眼現(xiàn)在檢測(cè)是基于光線進(jìn)出二次路徑第7頁(yè)/共60頁(yè)客觀光學(xué)成像質(zhì)量是主流評(píng)價(jià)方法測(cè)定總波前像差地形圖檢查角膜像差iTrace將角膜像差和晶體像差定量分離第8頁(yè)/共60頁(yè)像差檢查高估了成像質(zhì)量忽略了散射和衍射的作用散射降低對(duì)比度衍射降低分辨率和對(duì)比度沒(méi)考慮邊緣效應(yīng)未區(qū)分波位相差變化模擬視網(wǎng)膜成像了解對(duì)成像大干擾有多大第9頁(yè)/共60頁(yè)消減散射光的模擬實(shí)驗(yàn)散射光是離交發(fā)散光視網(wǎng)膜分布有規(guī)律提高10%對(duì)比度，減弱散射成像分辨率和對(duì)比度提高第10頁(yè)/共60頁(yè)無(wú)晶體眼植入IOL前后屈光介質(zhì)十分透明

成像質(zhì)量主要受像差干擾第11頁(yè)/共60頁(yè)波位相反轉(zhuǎn)產(chǎn)生不同的光能量分布總像差=高階像差+低階像差低階像差中存在位相反轉(zhuǎn)第12頁(yè)/共60頁(yè)混濁介質(zhì)產(chǎn)生衍射，降低分辨率無(wú)法區(qū)別小瞳孔衍射和混濁介質(zhì)生衍射產(chǎn)生的模糊第13頁(yè)/共60頁(yè)衍射多焦人工晶狀體模擬調(diào)節(jié)明顯降低人工晶狀體的成像質(zhì)量降低對(duì)比度第14頁(yè)/共60頁(yè)角膜和晶狀體散射降低成像對(duì)比度隨年齡增長(zhǎng)，角膜晶體散射增大視網(wǎng)膜成像對(duì)比度降低（照片）散射產(chǎn)生的影響無(wú)法區(qū)分出來(lái)第15頁(yè)/共60頁(yè)角膜和晶狀體散射降低成像對(duì)比度隨年齡增長(zhǎng)，角膜晶體散射增大視網(wǎng)膜成像對(duì)比度降低（照片）散射產(chǎn)生的影響無(wú)法區(qū)分第16頁(yè)/共60頁(yè)從像差、波位相、散射、衍射等方面

綜合分析人眼屈光系統(tǒng)成像質(zhì)量對(duì)所有屈光介質(zhì)手術(shù)都有重要意義是未來(lái)的方向

第17頁(yè)/共60頁(yè)評(píng)價(jià)晶狀體混濁程度的思考裂隙燈照片是一次后散射成像OQAS是透射光前散射成像兩者不同，但之間有恒定的比例關(guān)系第18頁(yè)/共60頁(yè)OQAS和C-QUANT都測(cè)量了入眼光散射，客觀評(píng)估了視網(wǎng)膜成像質(zhì)量第19頁(yè)/共60頁(yè)OQAS是新一代客觀眼內(nèi)散射分析儀通過(guò)客觀散射指數(shù)（OSI）來(lái)量化評(píng)估。OSI是雙通道影像外周與中心的光能量之比。介于0至10之間，值越高，眼內(nèi)散光程度也越高。正常眼OSI一般低于0.5，大于1.5表示眼內(nèi)散射較高早期白內(nèi)障眼OSI介于1.5至4之間成熟白內(nèi)障眼OSI值則高于4第20頁(yè)/共60頁(yè)多種方法可以減弱和消除散射光比矯正像差容易有利于選擇低散射材料改進(jìn)手術(shù)方式，減弱角膜、人工晶體散射，提高視覺(jué)質(zhì)量第21頁(yè)/共60頁(yè)黃MY虹膜前粘連針尖狀瞳孔瞳孔成型術(shù)前術(shù)后,散射影響大于像差第22頁(yè)/共60頁(yè)朱ZQ，眼外傷玻切術(shù)后無(wú)晶體眼ArtisanIOL虹膜后固定+虹膜縫合V=0.6術(shù)后像差受限制+散射仍然存在第23頁(yè)/共60頁(yè)例：蔡DK查找深層原因散瞳加小孔矯正視力+0.75DS-5.0DC×103°=0.3地形圖：60°輕度角膜散光，150°嚴(yán)重角膜彗差視力低下的原因是150°軸位嚴(yán)重角膜彗差+第24頁(yè)/共60頁(yè)例：蔡DK避開(kāi)難矯正的彗差利用偏位縮小的瞳孔遮擋跨過(guò)視軸的彗差經(jīng)偏位小瞳，矯正視力-1.0DC×105°=0.9第25頁(yè)/共60頁(yè)右內(nèi)皮移植左穿透性角膜移植第26頁(yè)/共60頁(yè)例：王wr自幼角膜白斑角膜散光

第27頁(yè)/共60頁(yè)期望OQAS在中國(guó)更加普及

在評(píng)價(jià)屈光系統(tǒng)成像質(zhì)量中

發(fā)揮更大作用第28頁(yè)/共60頁(yè)第29頁(yè)/共60頁(yè)OQAS以測(cè)量受像差和眼內(nèi)散射影響的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF），客觀反映眼的視覺(jué)功能，克服了單純采用視力描述視覺(jué)質(zhì)量的局限性。

第30頁(yè)/共60頁(yè)人工晶狀體眼調(diào)節(jié)檢查A區(qū)：上方數(shù)字為調(diào)節(jié)幅度值，下方分別顯示對(duì)應(yīng)不同調(diào)節(jié)刺激下的視網(wǎng)膜像和100%對(duì)比度時(shí)模擬的視力情況。

B區(qū)：以曲線的方式顯示不同調(diào)節(jié)刺激下患者的視力變化情況。

AB第31頁(yè)/共60頁(yè)MTF：是指不同空間頻率處像與物對(duì)比度之間的差異，即視網(wǎng)膜上所成像與實(shí)際物的對(duì)比度的比值，反應(yīng)光學(xué)因素對(duì)成像質(zhì)量的影響。

如果像的對(duì)比度與物體一樣，此時(shí)的MTF值最高，只可能發(fā)生在空間頻率為0的情況下，換言之物體看上去如同平面一般?？臻g頻率越高，則對(duì)比度下降程度越大，MTF值下降。MTF值還會(huì)隨瞳孔直徑而變化，建議采用人工瞳孔進(jìn)行測(cè)量，確保結(jié)果有可比性和重復(fù)性。

第32頁(yè)/共60頁(yè)例：蔡DK治療要點(diǎn)前玻切，后囊切除，IOL拋光，分離虹膜粘連光學(xué)方法無(wú)法消除彗差，不再做瞳孔成型，保持偏位瞳孔位于鼻上。遮擋跨過(guò)視軸區(qū)的彗差；人工晶體適當(dāng)偏向于鼻上遮住偏位瞳孔+第33頁(yè)/共60頁(yè)視力：模擬在該視覺(jué)質(zhì)量時(shí)的視網(wǎng)膜像對(duì)應(yīng)的視力情況，此時(shí)的視力并不是患者大腦處理視網(wǎng)膜像后的真實(shí)視力。

第34頁(yè)/共60頁(yè)OQAS主要臨床應(yīng)用如下主要用于白內(nèi)障手術(shù)及屈光手術(shù)的客觀視覺(jué)質(zhì)量的評(píng)估

眼部其他方面的客觀視覺(jué)質(zhì)量的評(píng)估

以上圖像直觀表達(dá)客觀視覺(jué)質(zhì)量（MTF，Strehlratio,對(duì)比度視力）

白內(nèi)障程度的分級(jí)及后發(fā)性白內(nèi)障的分級(jí)

淚膜功能的評(píng)價(jià)

光暈和眩光的客觀測(cè)量第35頁(yè)/共60頁(yè)第36頁(yè)/共60頁(yè)

光散射技術(shù)在白內(nèi)障診斷上的進(jìn)展

PabloArtal,醫(yī)學(xué)博士

第37頁(yè)/共60頁(yè)聯(lián)系患者的癥狀體征通過(guò)直接檢查進(jìn)入眼內(nèi)的光線的散射情況更優(yōu)于通過(guò)常規(guī)檢查視銳度及晶體混濁程度來(lái)指導(dǎo)臨床手術(shù)。

眾所周知snellen敏銳度圖表在衡量白內(nèi)障所致的視力下降方面并不完善。未完全成熟的白內(nèi)障它對(duì)視力的影響是變化的，并且能夠通過(guò)多種方式降低患者的視覺(jué)感受但是并不能通過(guò)常規(guī)的檢查得以獲得。

談到原因，必須牢記白內(nèi)障影響晶體曲光學(xué)的方式不能通過(guò)檢查視銳度的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)量化。關(guān)鍵點(diǎn)是進(jìn)入眼內(nèi)的光線發(fā)生了散射，這破壞了視網(wǎng)膜上的成像從而使病人眼中的世界越來(lái)越模糊，另外，白內(nèi)障的進(jìn)展使晶體變污濁并失去透明性加重了虹視。同時(shí)盡管年齡的增長(zhǎng)所致的晶體結(jié)構(gòu)的高度改變將會(huì)加深病人視覺(jué)的減低，但同一個(gè)病人在一間光線充足的檢查室內(nèi)視銳度得分確可能并不低。

第38頁(yè)/共60頁(yè)LOCS3晶體混濁分類系統(tǒng)-Snellen敏銳度都不能完整的解釋進(jìn)入眼內(nèi)的光線被散射所造成的視力下降波前像差儀-不檢測(cè)散射-可能高估視覺(jué)質(zhì)量3C-第39頁(yè)/共60頁(yè)Quant(OCULUS),OQAS(Visiometrics)直接評(píng)估進(jìn)入眼球的光線的散射情況適合檢測(cè)量化白內(nèi)障造成的視覺(jué)損失

第40頁(yè)/共60頁(yè)晶體混濁程度通常的視銳度檢查的是通過(guò)裂隙燈直接觀察晶體同時(shí)根據(jù)LOCS(晶體混濁分類表)的分級(jí)來(lái)確定。單純根據(jù)晶體的外觀來(lái)判斷存在兩大缺陷LOCS分級(jí)是主觀的不同的眼科醫(yī)師針對(duì)同一個(gè)病人的晶體可能會(huì)給出不同的分級(jí)。另一個(gè)嚴(yán)重的局限性是不能評(píng)估成像于視網(wǎng)膜上的被散射了的進(jìn)入眼球的光線裂隙燈下觀察晶體的光線則是被晶體散射了的眼內(nèi)反射出的光線進(jìn)入眼內(nèi)和眼由內(nèi)反射出的光線的散射情況存在差異真實(shí)視力比LOCS得分更低。少量臨床醫(yī)生附加了第三種標(biāo)眩光情況下的視銳度

第41頁(yè)/共60頁(yè)

先進(jìn)的白內(nèi)障診斷方法波前像差儀可以獲得單色光情況下視覺(jué)表現(xiàn)的有用信息看重畸變，低估顯著的散光所造成的視力降低程度。

第42頁(yè)/共60頁(yè)原理一束低能量的雙極管激光進(jìn)入眼球并在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)光斑；被反射的光線又穿出眼球并被高精度的數(shù)碼攝像機(jī)所捕捉。電腦通過(guò)分析反射光線揭示高低階相差的影響，同時(shí)測(cè)量進(jìn)入眼球的光線在視網(wǎng)膜成像的散射情況。

因?yàn)楣庠词屈c(diǎn)光源，一個(gè)完美的光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該是反射回一個(gè)點(diǎn)光源。因此，一個(gè)緊密細(xì)小的反射成像提示了一個(gè)好的視覺(jué)質(zhì)量，相反地，一個(gè)彌散或者模糊的點(diǎn)反映了一個(gè)較差的視覺(jué)質(zhì)量。最重要的是，本儀器的軟件系統(tǒng)還通過(guò)量化散射情況來(lái)數(shù)字化的定量視覺(jué)質(zhì)量，我們稱之為OSI。針對(duì)那些與主觀不符的白內(nèi)障患者OQAS測(cè)量的OSI值比Hartmann-Shack波前像差儀的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

第43頁(yè)/共60頁(yè)

第44頁(yè)/共60頁(yè)OQAS系統(tǒng)臨床應(yīng)用白內(nèi)障及屈光手術(shù)前后的視覺(jué)質(zhì)量比較臨床上可與之相比較的另一個(gè)儀器則是C-QUANT散射儀，C-QUANT可以量化眼內(nèi)的散射情況。然而，它的檢查記錄涉及到的一系列的受檢病人的反饋表明其檢查較為繁瑣難于配合，尤其是老年患者，并且檢查需要數(shù)分鐘才能完成。相反地，OQAS僅僅需要受檢者能夠注視視標(biāo)不到一秒就可完成。

第45頁(yè)/共60頁(yè)OQAS與C-QUANT都不能明確的把光散射中分屬于白內(nèi)障和角膜的部分分開(kāi)。相對(duì)于視銳度和晶體混濁程度常規(guī)檢查手段，OQAS和C-QUANT在量化白內(nèi)障診斷方面都更為先進(jìn)?；诖?，可以極大地改善白內(nèi)障手術(shù)的時(shí)效性，尤其是視銳度和LOCS分值不能與患者的視覺(jué)感受相符時(shí)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，OQAS和C-QUANT它們中的其中之一或者兩者都將被政府或者個(gè)人作為量化白內(nèi)障情況的必要技術(shù)。

第46頁(yè)/共60頁(yè)OQAS的實(shí)際應(yīng)用目前包括OQAS在內(nèi)的白內(nèi)障評(píng)估手段僅僅給白內(nèi)障術(shù)的常規(guī)檢查增加了一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間或者說(shuō)復(fù)雜性?；颊叩脑u(píng)估過(guò)程首先是檢查患者視銳度情況然后使用裂隙燈檢查晶體的外觀并運(yùn)用LOCS進(jìn)行分級(jí)。受檢者將下巴放在OQAS儀器上測(cè)出散射指數(shù)，該儀器的大小和外觀如同常見(jiàn)電腦驗(yàn)光儀差不多。在昏暗的背景光下（保證受檢者的瞳孔自然情況下最少可以達(dá)到5mm），受檢者注視視標(biāo)，通過(guò)采集到幾個(gè)點(diǎn)光源在視網(wǎng)膜上的成像情況，然后軟件分析系統(tǒng)提供PSF和OSI數(shù)值（圖2）。

第47頁(yè)/共60頁(yè)OSI值小于等于1時(shí)提示視力較好；1與2之間提示視力的早期降低但仍在“正?！狈秶鷥?nèi)；大于2則代表顯著的散光并有可能達(dá)到行白內(nèi)障手術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)值大于4則表明嚴(yán)重的視力下降并達(dá)到明確的手術(shù)適應(yīng)癥。

顯然，這些分值的作用在針對(duì)那些視銳度和LOCS分值與患者實(shí)際視覺(jué)質(zhì)量不符的患者時(shí)尤其顯著表。這時(shí)，OSI的低分值便可以排除掉是白內(nèi)障的潛在影響，而分值較高既能明確診斷又能給患者一個(gè)明確的解釋。（亦即，“通過(guò)這個(gè)檢查使我們明確了投射到視網(wǎng)膜上的光線被白內(nèi)障散射了，所以視力才如此模糊?！保┘词故窃谝暳z查時(shí)便易于發(fā)現(xiàn)的中到重度白內(nèi)障，OQAS檢查同樣可以提供可靠的診斷。

第48頁(yè)/共60頁(yè)P(yáng)abloAtal博士是西班牙穆?tīng)栁魉勾髮W(xué)視覺(jué)和奈米物理研究中心的主任，他是文章中描述的OQAS的發(fā)明者和Visiometrics的股東，既儀器的制造廠商。該手稿準(zhǔn)備中的醫(yī)學(xué)方面的作者。

第49頁(yè)/共60頁(yè)文獻(xiàn)

1.Diaz-DoutonF,BenitoA,PujolJ,ArjonaM,GuellJL,ArtalP.ComparisionoftheretinalimagequalitywithaHartmann-Shackwavefrontsensorandadouble-passinstrument.InvestOphthalmolVisSci.2006;46(4):1710-6.

2.SantamariaJ,ArtalP,BescosJ.Determinationofthepoint-spreadfunctionofhumaneyesusingahybridoptical–digitalmethod.JOptSocAmA.1987;4(6):1109-14.

第50頁(yè)/共60頁(yè)OQAS結(jié)果：緊密的光點(diǎn)圖像提示視覺(jué)質(zhì)量較好，彌散的光點(diǎn)圖像提示視覺(jué)質(zhì)量較差第51頁(yè)/共60頁(yè)圖2用兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明2D的DP視網(wǎng)膜圖像是怎樣轉(zhuǎn)化為1D的線性圖并用陰影面積來(lái)代表周邊的光線強(qiáng)度。屈光系統(tǒng)的散射越厲害（圖2中的B圖像），所成的像周邊區(qū)域的光線強(qiáng)度越高并且伴隨OSI值的升高。第52頁(yè)/共60頁(yè)像差對(duì)客觀散射指數(shù)的影響

視網(wǎng)膜所成的像同時(shí)被眼球的像差和眼內(nèi)的散射所影響（23,24）。這兩個(gè)因素影響了光線在視網(wǎng)膜上的分布，其中像差影響圖像中央?yún)^(qū)域的光線分布，而眼內(nèi)散射又增加了視網(wǎng)膜像周邊的光線強(qiáng)度，形成了一個(gè)大的光暈，這兩個(gè)因素對(duì)視覺(jué)質(zhì)量的影響不能單純的相加，因?yàn)樽罱l(fā)現(xiàn)，周邊像差可以抵消部分散射（25）。

要解釋眼內(nèi)散射情況的指標(biāo)，OSI必須評(píng)估出眼球像差在其中的作用，可能像差能夠影響DP圖像周圍區(qū)域的光線強(qiáng)度進(jìn)而改變OSI值，在DP和影響結(jié)果的像差之間有一個(gè)平衡點(diǎn)，我們通過(guò)將實(shí)驗(yàn)所得DP像與模擬圖像作比較來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)Hartmann-Shack波前像差儀獲得同一只眼真實(shí)的像差數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。圖3示意了通過(guò)HS（Hartmann-Shack，僅涉及像差）所得信息來(lái)計(jì)算獲得綜合的DP圖像。DP圖像是通過(guò)第一和第二通路所獲得的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）的褶積（數(shù)學(xué)中關(guān)于兩個(gè)函數(shù)的一種無(wú)窮積分運(yùn)算）【15】。從每只所分析眼所獲得的HS圖像，我們分別獲得進(jìn)入眼球通路的PSF1和反射出眼球通路的PSF2，再進(jìn)行計(jì)算。最終綜合的DP圖像是這兩個(gè)PSF的褶積，綜合性DP圖像與實(shí)驗(yàn)DP圖像相比較，散射小時(shí)應(yīng)該非常相像（視覺(jué)質(zhì)量主要受像差決定），而散射大時(shí)則差別很大。圖4包含這兩方面，測(cè)量所得DP和排除掉了像差的，都顯示在線性圖中。結(jié)果如果滿足選定的區(qū)域（12-20arc/min）將影響OSI散射值的計(jì)算。第53頁(yè)/共60頁(yè)第54頁(yè)/共60頁(yè)結(jié)果

通過(guò)DP圖像獲得試驗(yàn)中53只眼睛的OSI值。圖6所示，例如，每組取4個(gè)眼睛的DP和裂隙燈圖像：