（湖北省荊州市大圓視光中心，湖北 荊州 434200）

1 驗(yàn)光的發(fā)展

驗(yàn)光技術(shù)根據(jù)驗(yàn)光的主客觀性，分為他覺(jué)驗(yàn)光和主覺(jué)驗(yàn)光。驗(yàn)光作為患者配鏡的依據(jù)、診斷疾病的參考以及屈光不正所致弱視患者的治療依據(jù)等。起初，從業(yè)者直接使用插片，較專(zhuān)業(yè)的使用檢影驗(yàn)光作為驗(yàn)光的初步，可稱(chēng)為初代驗(yàn)光1.0。后來(lái)，人們使用了綜合驗(yàn)光儀，將所有的鏡片融合成一體，更好的進(jìn)行紅綠平衡、雙眼評(píng)估，可以認(rèn)為是升級(jí)后的驗(yàn)光2.0。而驗(yàn)光3.0，在原先只關(guān)注度數(shù)的情況下，開(kāi)始關(guān)注視功能，如調(diào)節(jié)、集合、眼球運(yùn)動(dòng)等。目前，大部分地區(qū)視光從業(yè)者停留在2.0的技術(shù)模式，比較專(zhuān)業(yè)的醫(yī)院、眼鏡店或視光中心，采用3.0驗(yàn)光模式。

2 波前像差的引入

如果我們把光看成波，那么波源所發(fā)出的振動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí)，相同時(shí)間所到達(dá)的各點(diǎn)所組成的面，可以組合成一個(gè)波面。我們將最前沿的波面稱(chēng)為波前或波陣面，用光線(xiàn)矩陣所形成的波前和理想的球面相比會(huì)有所差異，這種偏差就叫波前像差。所謂眼屈光系統(tǒng)的波前像差就是實(shí)際波前和理想的參考波面之間的偏差。

越來(lái)越多的人受到電子時(shí)代的影響和自身發(fā)育的變化，出現(xiàn)了普通眼鏡矯正不了的視覺(jué)紊亂現(xiàn)象。比如出現(xiàn)鬼影圖像、重影、眩光、光暈、彗星狀拖尾、星芒輻射線(xiàn)等等，而且這些現(xiàn)象在夜間更明顯。人類(lèi)眼睛經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，存在了不讓視覺(jué)出現(xiàn)異常的像差平衡，如角膜的前后表面、角膜與晶狀體的總像差、角膜水平慧差與光學(xué)中心偏移量、晶體周邊和中央形態(tài)等等，它們相互光學(xué)補(bǔ)償從而使人眼視覺(jué)趨近于完美。而人類(lèi)的大腦神經(jīng)也有補(bǔ)償像差的作用，它會(huì)對(duì)像差重新適應(yīng)，稱(chēng)為神經(jīng)性補(bǔ)償。

通過(guò)近年來(lái)的國(guó)內(nèi)外的研究文獻(xiàn)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注入眼的波陣面（如圖1），分析進(jìn)出眼睛光波面的差異，不難發(fā)現(xiàn)，近視眼屈光參數(shù)中屈光度數(shù)和眼軸長(zhǎng)度對(duì)波前像差產(chǎn)生重要影響，屈光度數(shù)越高和眼軸越長(zhǎng)者其總像差值越大，而角膜的非球面特性對(duì)近視眼的波前像差無(wú)明顯影響。近視性屈光參差患者雙眼高階像差百分比存在明顯差異，這可能是近視性屈光參差發(fā)展的一個(gè)潛在危險(xiǎn)因素[1]。使用波前像差儀測(cè)量2mm、3mm、4mm瞳孔直徑下的等效球鏡值，與小瞳電腦驗(yàn)光、散瞳驗(yàn)光所得等效球鏡值進(jìn)行比較[2]。結(jié)果波前像差儀各瞳孔直徑等效球鏡數(shù)值均低于散瞳驗(yàn)光和電腦驗(yàn)光。人眼高階像差具有明顯的瞳孔依賴(lài)性，并隨瞳孔直徑增大而增高。

圖1 入眼光波面

角膜不適當(dāng)?shù)男螤钜驍?shù)就會(huì)導(dǎo)致球面像差的產(chǎn)生，而偏離中心的頂點(diǎn)則會(huì)產(chǎn)生彗差，傾斜又會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則散光，因此，眼球高階像差HOA主要是由角膜表面的不規(guī)則所引起[3]。普通的準(zhǔn)分子激光、框架眼鏡、軟性隱形眼鏡只能用于矯正低階像差?！安ㄇ跋癫罴夹g(shù)”來(lái)源于“自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)”在天文望遠(yuǎn)鏡和軍事上的應(yīng)用，針對(duì)于人眼的像差，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和光電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從新的方向?qū)θ祟?lèi)的視覺(jué)進(jìn)行優(yōu)化。

目前，波前像差主要應(yīng)用于角膜屈光手術(shù)及波前引導(dǎo)的個(gè)性化切削。根據(jù)不同個(gè)體獨(dú)特的光學(xué)特性和解剖特性，通過(guò)球鏡、柱鏡、非柱鏡以及非對(duì)稱(chēng)的切削矯正個(gè)體球鏡和柱鏡，并減少眼的高階像差。并不是每一位人都合適或自愿選擇角膜屈光手術(shù)，大多數(shù)人還是采用了傳統(tǒng)的配鏡方式，這使波前像差引導(dǎo)的驗(yàn)光模式成為新時(shí)代的需求方向[4]。波前像差檢查引導(dǎo)的驗(yàn)光，提供了像差數(shù)據(jù)，不再局限于傳統(tǒng)的離焦和像散，同時(shí)包括了球差、彗差等高階像差的矯正，使“個(gè)性化”視力矯正成為可能。通過(guò)精確測(cè)量，我們可以計(jì)算在視網(wǎng)膜上的光學(xué)成像，讓我們客觀評(píng)判各種光學(xué)矯正方案，并實(shí)現(xiàn)全方位視覺(jué)診斷，包括弱視、夜視覺(jué)中的重影、光暈等。

3 波前像差的測(cè)量

波前像差的測(cè)量通過(guò)波前像差儀完成，波前像差儀所測(cè)量的是整個(gè)眼球的屈光通路，包括屈光表面，如淚膜、角膜前表面、角膜基質(zhì)、角膜后表面、晶狀體前表面、晶狀體實(shí)質(zhì)、晶狀體后表面、玻璃體以及視網(wǎng)膜等等。它要比其他驗(yàn)光系統(tǒng)精度高20～50倍，常規(guī)驗(yàn)光方法的通常是25度為最小梯度，散光軸位以5度為最小刻度，而波前像差檢查，球鏡與柱鏡、散光軸位則精確到1度，這樣就明顯提高了驗(yàn)光檢查的精準(zhǔn)性。且相對(duì)于其他驗(yàn)光方法，波前像差儀在散光及軸位檢測(cè)有明顯優(yōu)勢(shì)，并可應(yīng)用于區(qū)分高階像差和低階像差[5]。

波前像差的測(cè)量方法為兩類(lèi)：一類(lèi)是客觀檢測(cè)法，如Hartmann-Shack波前感受器（簡(jiǎn)稱(chēng)HS）、Tscherning波前感受器（簡(jiǎn)稱(chēng)TS）和視網(wǎng)膜軌跡追蹤技術(shù)等；另一類(lèi)是主觀檢測(cè)法，即心理物理檢查。人眼的波前像差記錄分兩步：波前記錄和波前再現(xiàn)。波前記錄是將人眼被激光照射后的衍射光波與另一相關(guān)光波，以此得到通過(guò)CCD等記錄下的眼睛像差。通過(guò)Zernike多項(xiàng)式再現(xiàn)的波前作比較，從而可以評(píng)價(jià)人眼的像差。Tscherning波前感受器是將單光線(xiàn)投射到視網(wǎng)膜上形成視網(wǎng)膜圖像，計(jì)算機(jī)把視網(wǎng)膜圖像上的每個(gè)點(diǎn)位置與它們?cè)诶硐霠顟B(tài)下的相應(yīng)位置進(jìn)行比較，根據(jù)偏移結(jié)果來(lái)數(shù)學(xué)重建波前像差。心理物理方法檢查，通過(guò)測(cè)定點(diǎn)光源光線(xiàn)在瞳孔各點(diǎn)的角度偏移而得出該點(diǎn)的像差。

4 波前像差的應(yīng)用

4.1 波前像差數(shù)字化框架眼鏡

除了傳統(tǒng)驗(yàn)光步驟之外，還需要進(jìn)行角膜地形圖、波前像差、測(cè)量眼軸長(zhǎng)度等檢查。將不同坐標(biāo)方位的眼球波前數(shù)據(jù)，導(dǎo)入磨具中，通過(guò)在兩個(gè)鏡片之間，夾帶寫(xiě)入了眼球波前像差可調(diào)節(jié)折射率的薄膜，壓制成一個(gè)多層透鏡，叫做波前像差鏡片（如圖2）。可以修正激光手術(shù)之后獨(dú)特的殘余高階像差，提高患者的視覺(jué)質(zhì)量，特別是夜間的駕駛能力。同時(shí)還可以矯正視覺(jué)圖像上缺乏鮮明度和清晰度的問(wèn)題。

市面上有譬如“IZon鏡片”、視滿(mǎn)分鏡片、蔡司駕駛鏡片等等。相當(dāng)于在夜間增加了景深[6]，讓可視范圍擴(kuò)大，通過(guò)瞳孔尺寸大小來(lái)計(jì)算鏡片曲率設(shè)計(jì)，最大程度優(yōu)化鏡片性能。雙面點(diǎn)對(duì)應(yīng)技術(shù)是指每一片鏡片的前表面配試一個(gè)與之匹配的后表面。這項(xiàng)技術(shù)分析每個(gè)光度的基本設(shè)計(jì)，基于分析結(jié)果對(duì)后面進(jìn)行二次調(diào)整，以期達(dá)到鏡片最佳光學(xué)效果。高階相差消除技術(shù)也應(yīng)用于漸進(jìn)多焦點(diǎn)鏡片，精細(xì)基彎優(yōu)化，波前像差計(jì)算打造出適合睿智人群的高品質(zhì)漸進(jìn)片，提升戴鏡的舒適度和清晰度。

圖2 波前像差鏡片

4.2 虛擬角膜鏡片

虛擬角膜鏡片主要用于接受二次增效手術(shù)的病人。尤其是首次激光手術(shù)后，角膜光學(xué)中心的中央島、偏心切削、不規(guī)則散光的病人，因?yàn)檫@部分人只有通過(guò)眼球波前檢測(cè)數(shù)據(jù)制作的虛擬鏡片才能矯正。虛擬鏡片技術(shù)是判斷波前像差數(shù)據(jù)能否用于患者眼睛上二次治療的唯一手段。

維護(hù)全面的眼健康，不僅僅停留在矯正視力，應(yīng)該更加關(guān)注視覺(jué)的質(zhì)量。通過(guò)像差儀獲取波前像差、調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）等光學(xué)信息，進(jìn)而分析全眼的總高階像差、總彗差、總球差、總?cè)~草所對(duì)應(yīng)的均方根值（RMS）和MTF曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的面積比值（AR）及PSF曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的斯特列爾比值（SR）。借助于自適應(yīng)光學(xué)理論制作而成的波前像差鏡片，讓人眼實(shí)現(xiàn)了理論上的超常視覺(jué)品質(zhì)（對(duì)比敏感度、光柵分辨率等）。波前像差引導(dǎo)的驗(yàn)光必將成為眼視光行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)和目標(biāo)，為眼健康開(kāi)啟驗(yàn)光4.0時(shí)代。