早期視網(wǎng)膜的光學(xué)系統(tǒng)與角膜波前像差的關(guān)系

早期視網(wǎng)膜的光學(xué)系統(tǒng)與角膜波前像差的關(guān)系

準分子激光手術(shù)主要在基底上進行，現(xiàn)在只糾正球鏡和柱鏡（低階圖像）的糾正。而相當一部分人的視覺成像錯誤是由于眼高階像差引起的,高階像差包括三階以上的像差,不容易被常規(guī)的手術(shù)方法矯正。眼球光學(xué)系統(tǒng)的2個主要組成部分為角膜和晶狀體。角膜和晶狀體的前后表面的幾何形狀是非球面形的,角膜屈光手術(shù)改變了角膜的非球面性,主要是前表面的非球面性。角膜地形圖能全面反應(yīng)角膜前表面的形狀信息,并且能通過其特殊的軟件處理轉(zhuǎn)換成角膜前表面的像差。本研究的目的就是觀察分析成年正視眼和近視眼患者的角膜波前像差的分布情況以便更好地指導(dǎo)臨床工作。1數(shù)據(jù)和方法1.1視水平視光柵組選擇在我院2006年12月至2007年11月行近視眼手術(shù)的患者500例983眼,其中男219例431眼,女281例552眼;年齡18～50歲,平均(25.6±6.1)歲。裂隙燈檢查無眼部疾病和手術(shù)史,無角膜云翳、斑翳等。戴軟性角膜接觸鏡者,要摘掉1周以上。分為單純近視眼組和復(fù)性近視散光組。其中單純近視眼組149例292眼,按球鏡屈光度又分為低度(≤-3.00D)、中度(-3.00～-6.00D)和高度近視(>-6.00D)3組;低度組41例79眼,男18例35眼,女23例44眼;中度組61例120眼,男26例51眼,女35例69眼;高度組47例93眼,男19例38眼,女28例55眼。復(fù)性近視散光組351例691眼,按柱鏡屈光度又分低度(≤-1.00D)、中度(-1.00～-2.00D)和高度(>-2.00D)3組;低度組123例242眼,男55例108眼,女68例134眼;中度組121例240眼,男53例105眼,女68例135眼;高度組107例209眼,男48例94眼,女59例115眼。同時選擇正視眼對照組60例108眼,其中男33例61眼,女27例47眼;年齡18～50歲,平均(26.5±5.9)歲;且裸眼視力在1.0以上,屈光度球鏡在±1.00D以內(nèi),柱鏡在-1.00D以內(nèi)(全部為電腦驗光)。1.2kratronscssin統(tǒng)計分析所有近視眼患者的驗光檢查均由同一名檢查人員進行人工檢影和醫(yī)學(xué)綜合驗光,鏡片頂點距角膜頂點距離為12mm。角膜地形圖/角膜波前像差分析采用OPTIKON2000KeratronScout分析儀,檢查由同一名檢查人員完成,每眼檢查5次,檢查時要充分暴露角膜,且角膜反射環(huán)清晰完整,沒有淚膜破裂點或淚液及分泌物淤積,瞳孔線盡量圓,5幅圖重復(fù)性良好,重復(fù)系數(shù)小于0.11。選擇其中一幅圖進行波前像差分析,通過其特殊的輸出軟件可以分析其各階波前像差。每天在檢查前要對地形圖進行校正,即通過廠家提供的人工球形角膜進行測量精確性檢查,并對5次獨立測量值進行計算,球形角膜表面高階像差標準誤差在4mm和6mm瞳孔直徑分別為±0.007μm和±0.020μm。1.3均方根值的表達角膜地形圖軟件是把理想的非球面角膜和不理想的角膜進行高度比較來計算角膜的像差,并通過多項式來表達,以均方根(是基于理想光程光波的偏差)值RMS來表示,它是各個Zernike項的平方和的開方,這樣所得數(shù)值是正的,容易進行比較。均方根是0表示完美的光學(xué)系統(tǒng),但實際上人眼不是完美的光學(xué)系統(tǒng),本研究采用Z(n,±m(xù))來表示高階像差(單位:μm),n表示階數(shù),m表示方位角頻數(shù)。1.4統(tǒng)計分析統(tǒng)計學(xué)軟件采用SPSS11.0軟件包,方差分析、回歸與相關(guān)t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1組患者視網(wǎng)膜前表面高階像差t主要描述成人正視眼角膜前表面存在高階像差,高階像差RMS值呈遞減趨勢,階數(shù)越高,像差越小,在6mm瞳孔直徑,角膜前表面的高階像差分布為:三階占50.6%,四階占39.4%,五階占10.0%,以彗差[Z(3,±1)]和球差[Z(4,0)]為主,其次是三葉草[Z(3,±3)],其他像差所占比例較少,其中彗差占32.8%,球差占25.7%,三葉草占18.5%;各階像差變異比較大,總像差RMSg值(除顯然驗光所得球鏡外角膜前表面所表現(xiàn)的所有像差)為(0.321±0.095)μm。單純近視眼患者角膜前表面高階像差RMS值呈遞減趨勢,階數(shù)越高,像差越小,在6mm瞳孔直徑,角膜前表面的高階像差分布為:三階占45.7%,四階占43.4%,五階占10.9%,以彗差[Z(3,±1)]和球差[Z(4,0)]為主,其次是三葉草[Z(3,±3)],其他像差所占比例較少,其中彗差占27.3%,球差占28.6%,三葉草占18.4%;各階像差變異也比較大,總像差RMSg值為(0.349±0.100)μm。近視散光組角膜前表面高階像差RMS值同樣也呈遞減趨勢,階數(shù)越高,像差越小,在6mm瞳孔直徑,角膜前表面的高階像差分布為:三階占48.0%,四階占41.4%,五階占10.6%,以彗差[Z(3,±1)]和球差[Z(4,0)]為主,其次是三葉草[Z(3,±3)];其他像差所占比例較少,其中彗差占27.6%,球差占26.3%,三葉草占20.4%;各階像差變異比較大,總像差RMSg值為(0.900±0.975)μm(見表1)。正視眼和單純近視眼2組比較,只有在彗差和球差比較有差異,正視眼組存在較大的彗差,而單純近視眼組彗差較小,2組比較差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.333,P<0.001);正視眼組球差較小,而單純近視眼組球差較大,2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.118,P<0.05);在其他像差Z(3,±3)、Z(4,±2)、Z(4,±4)、Z(5,±1)、Z(5,±3)、Z(5,±5)、RMSg值2組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.5)。正視眼和近視散光眼2組比較,2組均存在較大彗差[Z(3,±1)],但2組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.181,P>0.05),而在其他像差Z(3,±3)、Z(4,0)、Z(4,±2)、Z(4,±4)、Z(5,±1)、Z(5,±3)、Z(5,±5)、RMSg值2組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.630,P<0.01;t=4.211,P<0.001;t=2.204,P<0.05;t=3.162,P<0.002;t=2.275,P<0.05;t=2.061,P<0.05;t=2.076,P<0.05;t=14.711,P<0.001)。單純近視眼和近視散光眼2組比較,在各像差Z(3,±1)、Z(3,±3)、Z(4,0)、Z(4,±2)、Z(4,±4)、Z(5,±1)、Z(5,±3)、Z(5,±5)、RMSg值2組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.217,P<0.001;t=7.602,P<0.001;t=2.321,P<0.05;t=4.444,P<0.001;t=3.666,P<0.001;t=2.419,P<0.02;t=3.666,P<0.001;t=2.500,P<0.02;t=14.500,P<0.001)。2.2視角材料y,y+0.0.2.3.單純近視眼組角膜前表面波前像差Z(3,±1)、Z(3,±3)、Z(4,±2)、Z(4,±4)、Z(5,±1)、Z(5,±3)、Z(5,±5)的RMS值均和屈光度無關(guān)(P>0.05)?；貧w方程依次為y=0.187-0.001x(r=0.089,P>0.2),y=0.121-0.001x(r=-0.011,P>0.5),y=0.050-0.001x(r=0.021,P>0.5),y=0.051-0.001x(r=0.021,P>0.5),y=0.022-0.001x(r=-0.013,P>0.5),y=0.021-0.001x(r=-0.012,P>0.5),y=0.022-0.001x(r=-0.013,P>0.5)。只有球差Z(4,0)的RMS值和球鏡度數(shù)呈正相關(guān)(y=0.410-0.027x),即近視度數(shù)越高球差越大(r=-0.501,P<0.001)。另外,只有在高度組球鏡度和Z(3,±1)呈正相關(guān)(y=0.112-0.120x),即近視度數(shù)越高,彗差越大(r=-0.409,P<0.005,見表2,圖1、2)。2.3y計算表1.0.71x隨著散光度數(shù)的增加,角膜前表面的像差Z(3,±1)、Z(3,±3)、Z(4,±2)、Z(4,±4)、Z(5,±1)、Z(5,±3)、Z(5,±5)及總高階像差RMSg值均增加,和散光度有明顯的相關(guān)性,回歸方程依次為y=0.141+0.009x(r=0.376,P=0.012),y=0.120+0.009x(r=0.371,P=0.014),y=0.051-0.001x(r=-0.032,P<0.05),y=0.048-0.001(r=0.329,P<0.05),y=0.022-0.002x(r=0.322,P<0.05),y=0.021-0.001x(r=-0.289,P<0.05),y=0.028-0.005x(r=0.297,P<0.05)。具體見表3,圖3～10。只有球差Z(4,0)不隨著散光度數(shù)的增加而增加,和散光度沒有相關(guān)性y=0.216+0.001x(r=0.081,P>0.5)。3表面高階像差分布特點本研究的主要目的是描述中國人成年正視眼和近視眼患者的角膜前表面高階像差的分布特點。角膜波前像差分析儀也只能對角膜前表面的像差進行分析,而不能分析全眼球的像差,因此它不能對離焦和其他非角膜因素引起的像差進行分析。3.1膜前表面有利于提高視力本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在正視眼角膜前表面存在高階像差,主要是三階和四階像差,和近視眼角膜前表面的像差分布基本一致。在高階像差中彗差所占比例較大(占32.8%),比散光眼的角膜前表面彗差(占27.6%)還要略大些,其原因有可能是垂直彗差的存在。我們的研究是采用Zernike函數(shù)來表示像差的,沒有把不同方位角分開來研究計算,而在同一階像差中,不同方位的像差對視力及視覺敏感度的影響是不同的。正視眼角膜彗差較大有可能是垂直彗差較大,因已有報道在飛行員中,裸眼視力較好,垂直彗差相對較大,垂直彗差可能對視力是有益處的。在我們以前的研究中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用角膜地形圖引導(dǎo)的LASIK術(shù)后彗差增加的幅度明顯低于常規(guī)LASIK術(shù)后,但視力并沒有提高,這也從一個側(cè)面說明部分有益的彗差也減少了。3.2高階像差與其他波前像差不同球鏡度數(shù),即低度、中度和高度近視之間波前像差的差別主要體現(xiàn)在低階像差,其次體現(xiàn)在球差。其他各階高階像差并不因球鏡度數(shù)的不同而有所變化,高度近視與低、中度近視的波前像差存在明顯差別,高度近視的彗差和屈光度有明顯的關(guān)系,有人認為這種差別是近視發(fā)展的結(jié)果。這和我們以往的研究結(jié)果是一致的。高階像差的均方根值變化較大,高階像差的波前圖形具有不規(guī)則性。在我們的研究中可以看出,相同的屈光度,其像差圖形可以不同;相似的像差圖形特征其屈光度可以不同。像差圖形特征并不隨屈光度而變化,說明波前像差個體差異較大,這與以往的研究結(jié)果一致。3.3不同坡位的含對像差的影響在近視散光眼角膜彗差較大,總高階像差明顯增大和正視眼及單純近視眼比較均有明顯的統(tǒng)計學(xué)意義。這就說明散光對角膜前表面的彗差影響較大,而近視對彗差影響較小,同時也說明散光主要是由于角膜前表面的形態(tài)引起的。散光對彗差Z(3,±1),三葉草Z(3,±3),球差Z(4,0),次階散光Z(4,±2),四葉草Z(4,±4),次階彗差Z(5,±1),次階三葉草Z(5,±3),五葉草Z(5,±5),總像差RMSg均有影響。散光對視覺敏感度的影響要大于單純近視。在我們以往的研究中沒有把散光納入我們的研究,其結(jié)果是總高階像差的均值要明顯的低于有散光存在的眼。這也進一步表