现在戴近视眼镜成什么像必须先想畸变像差吗?

1、对于同种材料制成的凸透镜,其凸度越大,屈光度数越大,反之越小换言之,对同一只眼球而言,近视度数越高,眼球越突出,需戴近视镜度数越高。

2、眼球的屈光系统是个可调的“凸透镜”,因而形态可变,当眼前放上凹透镜时,眼球仍具有自我调节功能,眼睛能看清不同距离的目标和近视或老视患者戴镜能适应本身就说奣了这一点

3、由于普通眼镜与眼球相分离,形象直观,容易计算。本节探讨的重点是眼镜对眼球屈光的影响,对有关眼镜的论述,都是针对普通眼镜戴角膜接触镜与普通眼镜在屈光方面具有相同的效果,其原理和技术在眼镜行业已经很成熟,因此不再论述。

4、在屈光学中,只有在某些特殊情况下,屈光度数为P1、P2两透镜组合产生的屈光效果才是屈光度为P1+P2的透镜在眼球与透镜组成的光路中,在效果上或定性的计算中,也可以有P1+P2這种情况,这并非透镜组合后的实际屈光效果,而是一种简化和近似,因为眼睛具有自我改变屈光度的能力。虽然较难用实验验证,但从眼球的调節效果看,它应当具有抵消镜片屈光度的作用,而该公式却具有简化计算的作用对于眼球和透镜所组成的系统来说,至多是两个透镜组成的屈咣系统,因此可以利用屈光学理论进行计算。当戴上透镜时,因眼球特殊的调节作用,将透镜的屈光度和眼球调节适应后的屈光度相加减,也可得箌近似值,虽然与准确地测量眼球的屈光力尚有一段距离,但在效果上却接近在该论证中,尽管从理论上进行了推导,但实验和测量都非常困难,僦象配制近视镜需要试戴一样,在用来指导配镜的过程中还要进行试验。

5、从眼球的屈光特点看,有人测得眼球的静屈光力为+58.6D,这虽然是一特例,泹也基本反映出眼球具有很强的屈光力,其调节相对较小,正常眼为0——10D左右,近视眼为n——10D(n指眼球的近视屈光度数)左右,而它又固定在眼眶内,因此对某一个人来说,可以认为眼球的屈光系统——“透镜”的中心到视网膜的距离不变,在以后的计算中,可认为像距为常数K,对于眼球的屈光来說,如果能在视网膜上成清晰的像,该屈光系统仍满足透镜成像公式

其中K是常数,P为眼球的屈光度数,是变量,意思是不同的人看不同距离的目标和鈈同的人眼球的屈光度数不同,U指目标到眼球的距离

该公式成立的条件是:某一时刻,眼睛看某一距离的目标,且目标在眼睛的近、远点之间。

從公式看,正视眼看无穷远处时1/u=0,上式可化为P=1/K,可令1/k=P0,即P0为眼球的静屈光度当看距眼球为L的目标时,“透镜”成像公式变为1/L+1/K=1/L+P0,1/L为眼球增加的屈光度数,1/L+P0即为眼球看距离为L的目标时的屈光度。

对于戴镜者来说,在一般情况下,眼球到眼镜中心的距离约为1.2——2.4CM,以下用h表示,但对于某人某一时刻的值昰确定的,设屈光度为P'的透镜的焦距为F,当看距离为L的目标时,镜片成像公式如下:

此时透镜所成像到眼球这一“透镜”的距离为|V|+h,眼球的屈光情况滿足公式:1/(|V|+h)+1/K=P②

从公式看,如果|V|比h大得多,根据①公式,②式可近似简化为:

从该公式看,|V|的大小取决于物距L和透镜的焦距,考虑到实际情况,近视眼镜成什麼像的屈光度大多数大于-6D,学生看书、写字的距离大多大于0.25M,而且根据透镜成像公式可知,凹透镜屈光度数P'(注D'<0,下同)越小,|V|越小;物距越小,|V|越小,如当D'=-5,U=0.25时,|V|=0.111M,仍比0.02M大很多所以作为理论计算,在看距离不太近、镜片度数不太高的目标时,可忽略h,这样可简化计算,有利于定性分析。

换言之,对于薄透镜来說,如果忽略眼球到镜片的距离,可以认为因戴近视眼镜成什么像致使眼球调节增加的调节度数等于透镜的屈光度数在眼球与眼镜组成的光學系统中,各部分所产生的屈光度数可近似相加减,这种分析可使计算简化,使问题变得容易。在以后的论述中,我们将利用这一结果进行定性分析和近似计算

6、误差分析。如果以公式为标准,那么产生误差的原因是多方面的,现对此分析

(1)因为眼球的调节与形变同时进行,有调节就有形变,有形变就有眼球前后径的变化,还由于晶状体和角膜本身形变而导致的角膜、房水、晶状体所组成的“凸透镜”光心的变化。虽然近视戓老视本身并不能说明其前后径的变化(一说,近视眼是眼球成像在视网膜前方,但近调节的过强或睫状肌不能放松都可实现这一点,不能充分说奣眼球前后径变长),但更不能说明其不变性这些因素的存在决定了公式中K只是一个近似,而且近调节幅度越大,K值变化越大,这是产生误差的一個原因。但考虑到在眼球调节中,晶状体的屈光度调节和眼球的屈光度(约60屈光度)相差很远,而眼球调节幅度一般少于10个屈光度,相对较小,角膜屈咣度变化更小,因此,可认为“透镜”光心到视网膜的距离几乎不变

(2)因每个人的眼球前后径不等,对不同的人而言,K并非常数,很难准确测量,但具體到某一个人的某一阶段而言,眼球前后径不变,可认为K是常数。

(3)对不同的人而言,眼镜片到“凸透镜”光学中心的距离是一较难测量的变量,这吔影响到计算的准确性由计算可知,h增大时,误差增大,反之越小。

7、在眼前放置透镜时,与正常眼相比,如果眼睛仍然能看清目标,从眼球的调节效果看,眼镜首先抵消眼球调节的不足,因此在以后的计算中,只要在眼球正常的调节范围内,用于抵消透镜的效果在理论上能够成立,我们无须注意眼球实际屈光度的变化对眼球来说,不管戴多少屈光度的眼镜,要看清前面的目标,必须低消眼镜的作用而增加屈光度调节。

8、由于配镜误差、适应等原因,即使把各种因素都考虑进去,理论对于实践也只是一种近似,眼球调节幅度较大时,这种简单化、理想化的理论会因自身形变而使误差增大再者,镜片到眼球光学中心的距离随不同的人而不同,这又无法用物理公式表示,在具体配制时要具体问题具体分析。

9、对于眼球囷镜片所组成的屈光系统来说,镜片度数是确定的,而眼球的屈光度数却是个变量,因此,把眼球看成是一个可调凸透镜的意思是:眼睛透过眼镜能看清某一目标时,眼球的屈光度数确定,因而完全可以利用屈光学理论进行计算,但眼球看目标的距离发生变化时,其屈光度数也随之变化

10、对眼球与眼镜组成的屈光系统而言,只有两个“透镜”组成,可看成一个等效的透镜组,透镜的度数可相加减,比如一个+5D的透镜,可看成是一个(+2D)+(+3D)的透镜組,虽然在多数情况下并不成立,但在理论为我们解决问题提供了方便。

近视眼矫治包括近视眼的屈光矫正及近视眼的病变治疗现行疗法效果多不肯定,或仅为光学矫正或实为无效。视力低常儿童不要盲目接受治疗目前推行的一些防治商品,有效性及实用性均有待进一步實践证实对待各种方法创造不要盲目否定及轻易肯定。

目的:改善远视力、降低屈光度、防止发展及防治合并症

要求:有效、合理、实鼡、无害。

方法:包括光学矫正及近视眼病变治疗(光学、药物、手术等)

手段:对症—↓屈光度、↑视力(手术、保守)。

对因—↓近视变性等病理过程

疗效指标:远视力、屈光、眼轴及其它视功能。

眼镜是否要配应否常戴?

近视眼配镜目的:增增视性配镜、治疗性配镜、防護性配镜及美容性配镜近视眼通常均可配镜。开始亦可备而不用

以下情况应常戴镜:屈光度较高,明显散光有弱视或有弱视倾向,伴眼位异常或眼球运动异常及其它如视疲劳或有其它眼病者接触镜(如RGP)可推荐试配。

RGP是一种透气性硬性角膜接触镜(隐性眼镜)可使近視眼获得较好的光学矫正效果,尤以有明显散光、近视眼发展快者已有资料表明,对于缓和近视眼进展可能有一定帮助有自理能力者,可酌情试配但要到有条件的视光服务单位,经全面检查准确验光,合理选配并要求做到正确使用,保证及时随访

经准确检查(診断性验光)及合理设计制作,选择合适眼镜(包括接触镜、助视镜)作为主要或辅助措施,用以矫治弱视、斜视、视疲劳屈光不正所致的视觉异常及其它眼病。

儿少年除增视性配镜外,多为治疗性配镜

由于眼镜所具有的特点(可选择性,易适应性可变动性,而且随著高科技产品的不断出现已能更好适应不同对象的需要),可以预计在一个相当长的时期中,仍将是不可被取代的近视眼实用光学矫囸法

渐进多焦镜、透气硬性角膜接触镜(RGP)及角膜塑形(OK)镜各有特点,但"控制近视眼"作用均有待研究证实

近视眼手术为什么要三思而行?

近视眼手术有多种现行屈光性手术,如准分子激光角膜手术可明显降低近视屈光度效果肯定。适用于某些异常屈光(如屈光参差等)及有某些特殊需要者作用与配戴眼镜一样,属光学矫正(对症非对因)。

人眼一经手术便进入了持久存在的病理状态远期效应尚屬未知数。

从功能要求来看近视眼手术是一种选择性操作,要求很高:只能开好不能开坏。

对大多数人来说不顾视近效率及其它视功能("功能性视力")是否会受影响,仅求提高远视力从长远来看,也许有得有失甚是得不偿失。何况人的一生不同时期,对远视力忣眼屈光有不同的生理要求想一劳永逸地提高远视力,从眼科学的角度来看是片面的。"根治近视"、"永别眼镜"等均为言过其实。总之对于近视眼的任何疗法(包括手术),均应了解真相衡量利弊,比较得失三思而行。

★手术治疗近视眼要三思而行

现行近视眼激光掱术均属屈光性角膜成形术可明显降低近视屈光度,提高远视力加上操作快速,立即见效无明显痛苦,故甚易为患者接受对于现玳眼科学来说,作为一种治疗手段确有可取之处。如用于矫正屈光参差(双眼屈光不等)、病理性远视眼及散光等屈光异常但在我国,由于"通过体检关"、"根治近视眼"及"永别眼镜"等极具吸引力的宣传与导向使得人们不惜高价,踊跃一试各地竞相引进设备,不少小医院施治患者亦是数以万计。巨大的经济效益使近视眼手术在我国风光无限,商业行为远超前于医疗活动及学术研究国外厂家纷纷看好幾亿对象,从而我国已成为世界上近视眼手术的超级市场与试验基地

2004年年底,从英国传来近视眼激光手术叫停的消息这对我们手术十汾红火的近视眼大国,无疑带来了不小的震惊并引发了更深层次的思考。对此我们应如何看待及如何对待呢?

英国开展近视眼手术为時不长但在有控制地引进设备,有计划地组织专题研究以及在相对健全的管理制度保证下,主管部门不仅主动关注及时发现问题而苴果断作出有利于正常医疗活动及切实保护广大患者利益的决定及采取相应措施,这是一种科学、负责的态度对热衷者来说,一些信息至少也是一个有益的提醒。叫停近视眼激光手术的最主要原因是对安全的担心(特别是对手术的长期安全性存在担忧)国家诊疗标准囮研究所通过为期一年的评估,指出现有证据还不足以支持在国家医疗服务系统中推广此类手术。实际上同样情况亦见于欧美及亚洲諸国。对于能否常规用于临床多持保留态度。一个时期以来已通过多种方式,反复告戒人们尽管手术作用肯定,但亦不要轻易行事不久前美国亦有资料指出,手术失败率并非为一些报道中所说的1/1000而是1/10(而且仅指即时效应,还未包括其它不良后果)

内行人深知,菦视眼的角膜手术是在一个正常眼上操作因此,只能成功不可失败。而且人眼一经手术便进入了持久存在的病理状态。提高或改善遠视力不等于治愈了近视眼近视眼矫治目的有二:近视屈光的光学矫正及近视病变的治疗。现行角膜手术的作用与配戴眼镜的作用一样均属屈光矫正。但眼镜可以变动调整而手术则不可逆。手术唯一作用是改善远视力但远视力仅为人眼视功能的一部分。对于一个正瑺人来讲在大多数情况下,良好的近视力比远视力更为重要。而且不少人在远视力改善后,却有可能在不知不觉中影响了视近功能对此,患者要有思想准备而且手术后亦并非能"永别眼镜"。伴随人的一生眼屈光是一动态变化过程。由于人眼具有特殊的可变性以忣视功能的互补性,因此为满足对远视力的一时性需要,采取不可逆的方法来改变屈光而忽略人们在不同年龄期对远视力及屈光有着鈈同的生理要求,以及对其它视功能的影响这对大多数近视眼来说,是有得有失甚至得不偿失。

近视眼是一大医学难题迄今仍停留茬认识阶段。采用任何疗法应当客观及合理衡量得益与风险比值。一些方法尽管效果肯定但有效性不等于实用性。而且由于为时不长中远期作用及存在的问题(包括干预后的屈光稳定性,功能改变实用性以及可能有的并发症及后遗症等),还来不及作最终评论作為一种选择性手术,矫治近视眼要警惕双重危险性其一决定于近视眼本身,其二决定于执行者的态度而当执行者表现有强烈兴趣时,引起的危害性则更大对于近视眼手术史上出现的一些教训,人们记忆犹新在国外,凡因不正确导向而招致不良后果或伤害,医疗单位及手术者均要依法负责

近视眼矫治是适应医学与社会需要的一件大事,最近我国《中华眼科杂志》(2004年第9期)亦戴文呼吁:近视眼祈望合理矫治。眼科工作者有义务正确导向一些情况要作明确交代,让患者如实了解手术的利弊关系不能为迎合一些人的特殊需要(洳仅为通过体检关)及创造经济效益,而有悖医学伦理学原则(一些国家已有规定有体检要求标准者,凡经手术后提高的远视力亦属鈈合格之列)。面对医学难题需要敢想敢做,实事求是决不能牵强浮躁,急功近利有关行政部门,应当主动干预科学管理(如目湔可即对一个时期来的工作作一回顾总结),以求发现问题解决问题切实维护广大群众的利益。近视眼祈望合理矫治由于片面导向及盲目要求"恐近病"在我国广泛流行,人们求治心切我国已是世界上近视眼治疗的超级市场与实验基地。

近视眼矫治目的包括改善远视力、降低屈光度、防止发展及防治合并症手段包括近视眼矫正(对症)与近视眼治疗(对因)。前者指光学矫正包括配镜及所有屈光性手術。后者主要为药物等保守治疗(治疗变性及近视并发症)疗效指标应包括视力、屈光、轴长、其它视功能及主诉满意度等。近视眼的治疗难度很高目前主要对象应当是变性近视眼(综合疗法),单纯性近视眼首选配镜光学矫正长期实践表明,单从调节着手已难解決问题。据其设计的各式各样疗法难有实效。手术不断改进完善是眼科治疗学的一大飞跃。但其有效性也不等于实用性过早列为常規与普及,尚应慎重。屈光手术为一类光学矫正法,仅属对症治疗,不能阻止近视性病理过程的进行角膜一旦接受手术操作,便进入持久存在的疒理状态。衡量得益与风险比值时不仅要考虑无或少副作用、有可靠的预测性及近远期效果、所进行的过程可逆,而且要讲求视力质量可能后果,均应实事求是详作交代人眼是一个极其精密、复杂的生物体,具有特殊的可变性、复原性,以及视功能的互补性因此,不應忽略人们在不同年龄期对屈光及视力的不同生理需要特别是为求一时性远视力的提高,而影响其他视功能(尤如视近效率),从长远来看是有得有失,甚是得不偿失近视眼治疗中亦应警惕双重危险性:其一决定于近视眼本身,其二决定于执行者的态度而当执行者表現有强烈兴趣时,引起的危害性则更大近视眼治疗是适应医学与社会需要的一个重要课题,对待任一探索,既不要轻易肯定,也不应盲目否萣专业人员应当合理导向,不能为迎合一些患者的特殊需要(如仅为通过体检关)及创造经济效益而有悖医学伦理学原则。作为一类选择性手术目前不能随意扩大适应症证范围。

总之近视眼需要矫治,但应根据现有条件与水平尽量作到合理矫治。

近视眼是一大医学难題虽研究前仆后继,但因近视眼本身的复杂性迄今仍停留在认识阶段。翻开近视眼治疗史不难发现从早年的缓解调节药物,到多样嘚物理疗法;从最初的光学矫正到近代的屈光手术等,方法繁多与时俱进。在现代高新科技的支持下近视眼矫治手段有了重大进展,特别是眼屈光手术尤令人瞩目。仅据近年统计的眼科十大最新项目中与近视眼有关的即占有3项(准分子激光技术、基质内角膜环植叺术及有晶状体眼人工晶体植入术)。甚被称之为"眼科手术的一大创举""摘掉眼镜的伟大变革"……。我国近视眼的矫治更具特色由于对遠视力的盲目要求,以及在近视过程可逆、可防可治的理论指导下人们求治心切,矫治方法五花八门种类之多、疗效之高,堪居世界の首但教训亦多,记忆犹新早期一些方法盲目推行,不仅造成人力物力的巨大浪费而且引发的医疗后患,难以估计更可叹的是,甴于"通过体检关"、"根治近视眼"等极具吸引力的宣传与导向使得手术治疗在我国风光无限。不少医院施治患者数以万计而每当体检、假期,更是人满为患巨大的效益,已成为最具实力与潜力的"新的经济增长点"已知RGP正待起步,渐进多焦镜又将一哄而起…更多方法,不僅吸引着专业人员还包括特殊文化知名人物、科学工作者等的极大兴趣,并积极参与且频繁创新。投入面广参与者众,三教九流各显神通。长期以来广大近视患者,也包括眼科医生无所适从如今,屈光手术等新名词已成了热门话题。近视眼矫治的商业活动遠超前于学术研究。在近视眼防治商品大战中国内外厂家纷纷看好几亿对象,从而已使我国成为世界上近视眼矫治的超级市场与试验基哋

通过戴镜,已使千百万近视眼患者远视力得到矫正而且一个时期以来,一些适应手术者确已因满足了个人当前需要及特殊所求而受益。但人们(特别是广大的近视眼学生)更祈望能够根治近视永远摆脱眼镜。然而现实与要求差距甚远。对此有必要根据现代医學观念,就近视眼矫治认识上与方法上存在的殊多问题作一分析,并提出几点讨论意见与建议供参考。

一、近视眼矫治目的与特点

(┅)人眼是一精密器官屈光是其主要功能。(理想的屈光并非是正视眼)伴随人的一生,屈光是一动态变化过程而且作为一个极其複杂的生物体,人眼具有特殊的可变性、复原性,以及视功能的互补性因此,为满足对远视力的一时性需要采取不可逆的方法来改变屈咣,而忽略人们在不同年龄期对屈光及视力的不同生理需要及对其他视功能的影响对于绝大多数近视眼来说,是得不偿失的人眼理想嘚屈光应当是什么状态呢?回答是非远视非近视,然而亦非正视(正视是静态屈光度为零的一点实际上消逝即过,为数很少)人们迄今尚未找到一个有效措施,能使眼发育仅止于此点正常屈光度,即为不同年龄的正态分布中的生理屈光值(具体数字为2个标准差范围內的平均屈光值)或者说,在人的整个生长期眼球不断发育,屈光继续变化(近视化)其间,能否找到对不同个体眼刚及正视时即可停止的"刹车"机制,这也许是人们研究近视眼所要追寻的目标之一

(二)有效、合理矫治近视眼,是研究近视眼的最终目的但攻克菦视眼的基础与关键,当在于对近视眼性质的明确及对近视眼发病机制的阐明而防治方法的深入探讨,也反过来有助于对机制的了解与探索

(三)近视眼矫治目的包括:提高远视力、降低屈光度及治愈近视性病变与合并症。具体方法分属屈光矫正及病变治疗两类即包括近视性屈光异常的光学矫正及近视眼病变的治疗。前者为对症后者为对因,两者兼得方为理想结果。但限于目前医学水平及技术条件选用的方法,除个别者外作用原理基本均为对症。

(四)近视眼光学矫正的具体途径有间接法与及直接法前者即配戴框架眼镜或接触镜,后者采用暂时性或永久性降低近视屈光度的方法(包括所有屈光性角膜手术与屈光性晶状体手术等)

二、近视眼矫治方法有多種设计,已肯定者目前仍主要为配镜及手术

(一)随着现代高新科技的发展,近视眼手术不断完善并有更多的改良与创新,如波前像差技术的应用等不少单位在开展手术过程中,实事求是正确导向,全面负责合理选择,并强调个性化处理注意视觉质量……。但屈光手术是一种选择性手术按照新的观念,对象选择不仅在于严格限定适应证而且还要根据不同特点及要求,因人而异因时而异。切实做到有效、合理、实用、无害通常,评价近视眼手术可考虑以下影响因素:设备条件(方法先进成熟,并不断革新完善)、专业囚员(技术水平与服务态度)及患者状况(求治目的、适应证、依从性以及年龄、职业、习惯、文化水平与心理状态等情况)。

(二)甴于眼镜所具有的特点如可选择性,易适应性可变动性(可随时随意调整更换),而且随着高科技产品的不断出现已能更好适应不哃对象的需要。可以预计,在一个相当长的时期中仍将是不可被取代的近视眼实用光学矫正法。

近视眼除有明显散光、屈光参差、弱视、斜视、眼肌功能异常及屈光度较高者应当早配常戴外一般可配镜备用,不要盲目拒绝眼镜

为求准确、合理、经济、实用开展戴镜矫正菦视屈光,并为保证质量提高效率,有必要分清验光种类(诊断性验光、光矫性验光及流行病学验光)与配镜目的(增视性配镜、治疗性配镜、防护性配镜及美容性配镜)目的不同,方法有别分工亦两样;方法迎合目的,而不是目的服从方法

诊断性验光及治疗性配鏡主要是眼科医师的任务,以静态屈光为基础客观检查为主要指标。光矫性验光及增视性配镜则主要是视光师的任务以动态屈光为基礎,主客观检查结合为依据作为一们艺术,后者专业性很强这对大多数眼科医师来说,是勉为其难的事但在我国,目前也只好酌情為之而要为此投入大量的精力与时间,是不现实也是无必要的。但作为正常业务则应认真积极参与诊断性验光(定性为主)及治疗性配镜。

角膜接触镜发展的空间很大可考虑逐步推广,最大的问题是验配技术人员奇缺,这恐怕还有待国家主管(包括商业、卫生及敎育等)部门的了解、理解、重视与积极行动方有可能逐步解决。硬性透气性角膜接触镜(rigidgaspermeablelens,RGP)及角膜塑形(orthokeratologyOK)镜各有特点,但"控制近视眼"嘚作用均有待进一步验证。治疗性配镜指经准确检查诊断及合理设计制作选择合适眼镜(包括接触镜、助视镜等),作为主要或辅助措施用以矫治弱视、斜视、视疲劳,屈光不正所致的视觉异常及其它眼病为适应眼科学(特别是儿童眼科)的发展,今后更应加强

漸进多焦镜应用范围不断扩大,包括用来控制青少年近视眼但由于人眼功能与结构的复杂性,调节学说在近视眼发生发展中的不肯定性以及渐进多焦镜本身光学特点所存在的局限性等,现有结果尚处于探索阶段在我国,近来由于商业炒作及片面介绍一些地方已出现叻颇具号召性及导向性的促销活动,人们已对此表示了关注并认为目前从"可能",引申为"作用肯定"、"渐进多焦镜是学生控制近视眼的最佳選择"等说法是欠妥的已知为期3年的渐进镜片研究计划,已由京沪温三地联手启动不日会有正确结论。最终能否成为青少年预防、控制菦视眼的理想选择人们正拭目以待。

(三)药物一直是治疗近视眼的主要探索方法之一通常多试用以改善眼的功能,防止病变进行及治疗并发症通常药物选择要求效果肯定。明确用药是为对症还是对因?特别是要按循证医学原则既考虑有效性,还应考虑安全性哽要考虑到由于药物治疗学所具有的特点与规律,具体应用中必然存在有一定的局限性(依从性时效性及显性与隐性副作用等)。由于原发性近视眼为眼轴延长进行性不可逆,故药物一般对增进近视眼的远视力及改变近视屈光度基本无直接效应迄今为止,所选用的药粅(包括时见介绍的一些药物)作用途径多样,机理未全阐明疗效不一,意见各异随着近视眼机制的深入探索,亦有人预计药物治疗将可能有新的发展。对此人们都怀着极大的兴趣,寄予很大的希望

    对于一个特定的镜头按原理来說镜头畸变系数应该是不变的吧?但是我用拍摄的远近不同的图片

求出来的结果怎么不同呢偏差还比较大,分别有0.01,0.5那镜头的畸变系数究竟该是多少呢?

各位大虾懂的指点下,我是用基于共线点的方法求畸变系数不需要知道相机的任何参数。

人眼并非理想的光学系统由于角膜和晶状体的光学性能并非完美,因而存在着各种像差限制着人眼的视觉质量。尽管人眼视网膜视力可达到3.0~4.0但由于像差的存在,人眼视力只能是2.0、1.0或以下即使配戴准确度数的框架眼镜或隐形眼镜使眼睛屈光处于最佳状态,由于正常人眼仍存在高阶像差其对成像质量产生影响,故矫正视力并不很理想当瞳孔直径相对较小(≤2mm)时,像差作用减弱但衍射限制人眼光学性能;当瞳孔较大时,限制人眼视觉质量的主要因素则是各种像差
所谓像差就是指光学系统中的成像缺陷。几何光学上把像差(几何像差)分为单色光像差色光像差前者包括球差彗差像散场曲畸变,后者包括位置色差倍率色差而物理光学上把像差称之为波前像差或波阵面像差。是点咣源发出的球面波经光学系统后形成的波形与理想球面波之间的距离而波前像差的内涵可以通过Zernike多项式周期表或球差彗差等几何像差来表达。理想的镜片是它们的曲面随处方屈光度而变曲面部分经计算以校正单个透镜的各种像差和畸变。在设计中应首先考虑减少和消除斜散像差(oblique

1、球差是指轴上点光源发出的光线经屈光系统后近轴光线与边缘光线像点的距离。存在球差的光学系统形成的像是对称的弥散圆


2、彗差是指轴外点光源发出的光线经屈光系统后,上光线和下光线的交点离开主光线的距离存在彗差的光学系统形成的像是不对稱的弥散斑。


3、像散是子午面上的像点和弧矢面上的像点的距离子午面为通过光轴的平面,而弧矢面为垂直于子午面并通过主光线的平媔

为平面物体通过光学系统后形成的矢状弯曲(面)。在人眼作为成像屏幕的视网膜是球形向后弯曲状,正好能补偿眼屈光系统产生嘚这种成像缺陷

5、畸变为方形物体通过光学系统后周边各点产生了不同棱镜像移所致。


6、位置色差即轴位色差白光中不同波长的光线經光学系统后形成像点的距离,短波长的交点近于长波长的交点


7、倍率色差某一物体经光学系统成像后不同波长的光线在物像大小上的差异。


   人眼是一复杂的光学系统存在波前像差。波前像差分为低阶像差和高阶像差按照Zernike多项式周期表,1~2阶为低阶像差3阶以上为高阶潒差。屈光不正属于低阶像差


   人眼产生像差原因是多方面的,包括各屈光面固有的成像缺陷、调节时的动态变化和各屈光面间的相互影響
1、角膜角膜前表面不是理想的球面,确切地说是非球面然而中央4mm区域近似球形,因而产生球差角膜顶点处较陡,边缘部较扁平泹顶点并不总在角膜的几何中心,往往偏下偏颞侧不规则角膜的顶点偏离几何中心可达2mm以上。角膜各部分的厚度和曲率半径在各测量点仩并不一致这些就是角膜的不对称性和表面不规则性。调节时角膜屈光力可增加0.6~0.7D
  2、晶状体晶状体前表面较平坦,可抵消80%的角膜球差泹晶状体前表面并不平滑。随年龄增加晶状体增厚,核发生硬化各部位屈光指数不一致。晶状体的调节变化除晶状体屈光力发生改變外,还可有X、Y、Z轴的变化晶状体亦存在不对称性和表面不规则性。
  3、其他玻璃体的变性、液化、混浊、后脱离等泪膜的不均匀和不穩定,如干眼症或用药等影响房水的改变。高度近视患者的视网膜形态变化等
  4、角膜和晶状体的光学中心不一致;与入瞳中心不一致。
  5、光轴和视轴本身的偏差
  6、瞳孔的影响瞳孔除随光线的强弱发生改变外,人群中存在相当大的生理差异瞳孔增大,像差明显增加叺瞳中心并不在角膜的几何中心的对应点上。

严格地说,球面像差仅对光轴上物点发出的光线而言从光轴上物点发出的光线,经折射后并不铨部交于轴的同一点上,这种现象称为球面像差。其一种度量是近轴焦点与边缘焦点的轴上间隔距离,另一种度量是近轴与边缘光束聚散度的差异如(图2-13)所显示,在近轴焦点上或附近放置一屏幕,则于其上所成的像将不是一点,而是呈不均匀分布的模糊圈。眼睛受球面像差的影响,當调节放松时,通常欠矫(边缘光线结焦于近轴光线之前)可以用简单的方法来证明眼睛的球面像差,即在看远物时用一直尺或裂隙横过瞳孔。當直尺接近瞳孔边缘时,观察者都能看到物体像出现同方向运动这显示出像差特性随调节而改变。当睛睛调节时,球面像差变为过矫型此種不同可能是由于眼各折射面在其边缘部分变扁平以及晶状体的折射率呈梯度下降之故。
   球面像差并不十分重要戴镜者的瞳孔可以减少浗面像差。两折射面还可以分担对光线的偏离因此改变镜片的形状也可以减少球面像差。 

   和球差一样,彗差是由于镜片上各部分的屈光度鈈同所致,它们之间的差异在于:彗差与不在光轴上的物点有关,也就是说,彗差是由斜光束所致而另一个差别是,球差形成的光束是沿着光轴对稱的,而彗差是不对称的。彗差形成的图形是彗星状,或泪滴状的彗形光斑(comatic flare)它是由一系列半径逐渐增加的重叠的光圈所组成。当光线通過镜片的光学中心时在光屏上会产生一个点,它位于光斑的顶部如果将镜面看作二维空间,镜面中产生一个圈形像
  如果球面像差被消除的话,彗形像差也会减少但不会消除。
  与球面像差的情况一样都是与光学系统的大孔径有关,因此可以通过光阑来减少球差和彗差。人眼的瞳孔会限制通过镜片的光成为足够小的光束这样就可消除大部分的彗形像差。

    如果物体相对于镜片比较宽大并且是一个垂直於主光轴的二维平面,那么它所形成的像是一个曲面,称为Petzval曲面(图2-18)
   像弯像差对戴镜者来说影响并不大。
   在人眼视网膜上聚焦的光線可看成是从位于眼的远点的光源所发出的。当眼球转动时远点沿着一个球面,即远点球面(FPS)转动远视眼的远点在眼的后面,而菦视眼的远点在眼的前面
   事实上,在镜片设计时没有镜片(在所有形状的镜片中)的像点都能落在远点球面上因此,几乎所有镜片都存在像弯像差

    畸变像差是由于方形物体周边各点离镜片光学中心的距离不同,物像通过镜片时各点产生了不同的棱镜像移所致
    在一个咣学系统中,当物像从主光轴向周边移开时其放大率会逐渐变化。同样相同尺寸固定物体的不同区域也会因不同放大率的作用而有不哃的变化。这种放大率变化的结果是像的变形它能产生两种不同形式的结果,即“枕形畸变”(pincushion)和“桶形畸变”(barrel)

    如果物像随着离開光学中心其放大率是逐渐增加的则我们会发现畸变像差形成枕形变形,也就是一个方形像变成枕形如果物像随着离开光学中心其放夶率是逐渐减小的,则我们看到的是桶形畸变也就是一个方形像变成桶形了。
    在实际应用中畸变像差只是在高度的正镜片或负镜片时財能感觉到。比如说戴高度正镜片的无晶状体眼(aphake),一根垂直的或水平的线条会被看成是一根弯曲的线条新戴镜者需要一个适应时期。对于一般的单光镜片畸变像差作用并不显著。

这是所有眼镜片像差中最主要的一种消除斜散像差意味着镜片表面横向和纵向子午線所形成的像相互重合。在很大的屈光度范围内可以用正确选择镜片的形状来达到这个目的。一片无斜散像差的镜片被称为点焦镜片(point focal)
如果斜散被消除了,点焦图像通常仅处于一个曲面上即我们所称之为的Petzval曲面上。
     当点光源以一个很细的光束从一个斜角穿过镜片洏形成点光源的两条像线,此即为斜散像差当戴镜者倾斜时,光线是斜穿过球面镜片的边缘部其效果就像通过柱镜片视物一样。所以戴镜者倾斜视物时便会产生模糊。
屈光度越高越接近镜片的边缘,其斜散像差越明显

色像差的产生,是由于折射率因波长不同而不同所致,一束白光经过镜片折射后,会产生不同焦点的光带,因此其不是形成一个焦点而是形成一条五颜六色的光带。镜片的色差和镜片的材料有關,即阿贝数阿贝数越大,镜片的色差越小。眼的光学系统也受到色像差的影响于是,眼睛在结焦黄色光时,对于蓝色光则结焦于视网膜之前,對于红色光则结焦于视网膜之后.

  影响光轴外物点的远轴外像差,对于正常眼球来说并不对视敏度构成很大影响,因为视网膜在其周边部分鈈能有良好的分辨力,而且眼睛向各方转动,以便将像的各部分置于中心凹上。因此,就各种不同光学像差性质而言,眼睛成像的最大缺陷是球面潒差和色像差事实上,眼睛的精密构造是很适于消除斜向像差的,这一点很引人注意。模型眼的Petzval氏面的曲率半径是典型例子,Gullstrand氏精密模型眼,曲率半径为-17mm,视网膜曲率半径约为-12mm如果眼睛对于斜向散光需充分矫正,远物的像则全成于Petzval氏面上。当出现像的场曲时,相应于无穷远处物点的子午焦线和弧矢焦线形成于两个曲面上,其比Petzval氏面更陡地弯曲,倳实上,它是跨立于视网膜上两者之间所包含的最小弥散圆的面正好最接近地落在视网膜上。

八、波前像差的测量方法
     波前像差的测量方法为两类一类是客观检测法,如Hartmann-Shack波前感受器(简称HS)、Tscherning波前感受器(简称TS)和视网膜轨迹追踪技术等;另一类是主观检测法即心理物悝检查。
人眼的波前像差记录分两步:波前记录和波前再现波前记录是将人眼被激光照射后的衍射光波与另一相关光波——参考光波相幹涉,以此得到通过CCD等记录下的眼睛像差Hartmann-Schack波前像差感受器是将氦氖激光器产生的一细窄激光束(785nm)经过声光学调制器、空间滤波器、光柵、人工瞳孔及一系列透镜聚焦在衍射限制的视网膜上,从视网膜反射出来的偏振光通过偏振裂隙并经过透镜成像在CCD相机上通过测量每┅个点从其相应透镜组光轴的偏离,推断出相应的像差测量的波前畸变可以在入瞳处和理想的球面波的波前比较,也可以在出瞳处测量波前畸变并和理想的参考球面波比较通过测量局部波前的畸变,并和通过Zernike多项式再现的波前作比较从而可以评价人眼的像差。使用这種方法可以得到客观的人眼像差的测量结果但准确性低,重复性差因其使用了出射式光路。光线在黄斑部穿透深
Tscherning波前感受器是将可見光(660nm)通过点阵光栅产生168个单光线投射到视网膜上形成视网膜图像,由与计算机相连的高敏感性CCD照相机采集计算机把视网膜图像上的烸个点位置与它们在理想状态下的相应位置进行比较,根据偏移结果来数学重建波前像差其优点是以可见光进行测量,对于中心凹穿透低患者可以看到自己的像差,使用了入射式光路由于在像差较大情况下存在点的交叉,故检测的屈光度范围仅在+6.0~-10.0D中央岛、偏中心、鈈规则散光等均不能获取有效资料。另外缺少角膜中心数据对于散射敏感。
心理物理方法检查速度慢但准确性增加,该方法主要利用涳间分辨折射仪设计原理是,假如人眼处于衍射的极限时聚焦在无穷远,那么无穷远的点光源通过瞳孔的不同区域进入眼内将会聚集在视网膜的同一点上,而当像差存在时则不会聚焦在同一点上也就是该点光源的像是一朦像。通过测定光线在瞳孔各点的角度偏移而嘚出该点的像差这种方法的一个优点是可以在调节状态下测量人眼的波前像差,因此不需要散瞳另外还不受屈光间质混浊的限制。
波湔像差的客观性检查法尤如散瞳电脑验光人眼能接受的眼镜必须在小瞳孔有调节的情况下通过插片试镜才能配戴。因此主观法检测结果哽有实际意义


九、准分子激光角膜屈光手术与高阶像差
    准分子激光角膜屈光手术虽然能很好矫正屈光不正等低阶像差,但其对高阶像差嘚矫正目前尚处于临床研究阶段而且准分子激光手术本身能引起较明显的高阶像差,影响了少数患者的视觉质量

1、准分子激光角膜屈咣术后的高阶像差变化近视眼传统PRK或LASIK术后高阶像差较术前明显增加,以球差为主彗差亦增加,瞳孔散大后这种增加更为显著远视眼准汾子激光角膜屈光术后球差减少,彗差增加波前引导手术与传统手术相比,波前引导手术后视力更好但高阶像差仍明显增加。PRK与LASIK相比后者高阶像差更明显,但前者出现的角膜雾状混浊不容忽视

⑴准分子激光机软件与激光模式:传统的近视眼准分子激光手术使角膜非浗面性朝正方向移动,导致球差增加采用个性化非球面过渡区模式的新型切削运算法则可减少术后像差,飞点扫描较大光斑或裂隙扫描切削更光滑大光斑切削易形成阶梯而裂隙扫描易致偏中心。术中使用主动跟踪可避免偏中心切削但跟踪系统本身可能存在系统偏倚需鈈断校正。2mm的激光束能够矫正离焦和散光、1mm或以下光束可以矫正到4阶像差;0.6mm或以下光束可以矫正到6阶像差
    ⑵角膜刀:传统的机械性角膜板层刀制作的角膜瓣厚度与标定厚度不一致,操作不当可能产生瓣偏中心、瓣厚薄不匀、不全瓣、游离瓣、不规则瓣等制瓣缺陷旋转式角膜刀相对较平推式角膜刀安全些,毫微微秒激光角膜瓣成形术更安全
⑶术中处理:在临床偏中心切削(<1.0mm)是导致准分子激光术后彗差囷球差的主要原因,所以术中对中心极为重要尤其是患者瞳孔偏大者。选用6.0mm光区、7.5mm过渡区切削比较安全角膜瓣下冲洗不彻底、残留碎屑或血迹、角膜瓣复位不确切、有皱纹、或角膜瓣术后移位均明显增加高阶像差。
    ⑷屈光度:近视度越高高阶像差越高;切削越深,角膜高阶像差增加越大LASIK术后的彗差与球差的增加均与获矫量有相关性。近视度数大于9.0D以上可能导致术后有相当高的高阶像差
    ⑸屈光手术後角膜的生物力学变化:除激光切削模式及软件缺陷造成角膜球差增加外,角膜切口的愈合反应也影响像差制作LASIK角膜瓣可使高阶像差轻喥增加,PRK术后角膜雾状混浊可造成角膜的透明性下降、光散射增加、成像质量下降


    3、准分子激光角膜屈光手术中高阶像差的矫正目前“個性化”切削包括波前引导的个性化切削和角膜地形图引导的个性化切削。波前引导的个性化切削(wavefront-guided customized ablation)是根据不同个体独特的光学特性和解剖特性通过球镜、柱镜、非柱镜以及非对称的切削矫正个体球镜和柱镜,并减少眼的高阶像差波前引导的个性化切削的先导性研究表明,该手术可明显提高视觉质量安全指数和有效指数上均优于传统手术,RMSh值升高的程度较传统手术低目前一是针对术前RMSh值较高的近視患者进行波前引导手术,二是针对角膜屈光术后有症状的患者进行增强手术然而,波前引导手术在临床中的应用方面还面临着许多问題需进一步研究和探讨。

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