人眼散射客观评价及其对视功能影响研究

人眼散射客观评价及其对视功能影响研究人眼光学系统经过长期的进化已经非常智能,但从光学角度来说,它并不完美。除了光学像差之外,人眼还存在着复杂的散射。人眼散射会随着老龄化和白内障等人眼疾病而增加。人眼散射量在一定程度上可以反应白内障等人眼疾病的严重程度。精确评价人眼散射对于白内障等疾病的预防和诊断具有重要价值。基于双通技术客观评价人眼散射的方法已经在临床上都得到了应用。但是,人眼散射评价的精度会受到高阶像差和小孔径双通结构的影响。研究高阶像差对人眼散射评价的影响,并探索大孔径双通结构与自适应光学相结合测量人眼散射的新方法,对精确评价人眼散射具有重要意义。另一方面,高阶像差和人眼散射的存在会降低视网膜图像质量,从而对主观视功能产生影响。研究高阶像差和人眼散射对视功能的影响,对于深入了解视觉机理有重要意义。但是,早期的相关研究均是分析单一因素与视功能的关系,而非两个因素与视功能的共同关系。考虑到高阶像差和人眼散射会同时对人眼视功能产生影响,研究两者对视功能的共同作用将会加深我们对视觉功能的理解,为优化视觉校正策略和视功能维护提供有益指导。在这样的背景下,将大孔径结构和自适应光学技术引入双通技术来克服高阶像差和小孔径结构对人眼散射测量结果的影响,提高人眼散射客观评价的精度;并研究了高阶像差和人眼散射对视功能的共同影响。本论文主要工作内容包括以下几个部分:(1)仿真分析了人眼高阶像差对人眼散射客观评价的影响。仿真结果表明,高阶像差会显著降低人眼散射客观评价的精度。对于一个6-1.5mm环形入瞳,6mm圆形出瞳的自适应光学双通系统,为了使得人眼客观散射系数测量误差小于0.1,正常人眼至少需要校正前六阶Zernike像差,病眼则需要校正前七阶Zernike像差。该结果为自适应光学双通PSF测量系统的设计提供了理论依据。(2)自适应光学双通PSF测量系统的研制。基于以上仿真结果,确定了Badal调焦和旋转柱面镜装置校正低阶像差,同时采用145单元PZT变形镜校正高阶像差的人眼像差校正方案。在此基础上实际搭建了自适应光学双通PSF测量原型系统,Badal调焦和旋转柱面镜的使用使得系统能够对±6D以内的离焦、±5D以内的散光进行有效校正;145单元PZT变形镜的使用使系统能够对前8阶44项Zernike像差进行有效校正。(3)实验研究高阶像差对人眼散射评价的影响。测量了活体人眼在三种像差校正策略下的客观散射系数值,从而分析高阶像差对人眼散射测量的影响。实验结果表明,仅校正低阶像差情况下获得的人眼散射量是校正前七阶Zernike像差情况下的1.5~2.7倍,这说明高阶像差会对人眼散射的测量带来严重的影响,和仿真结果一致。同时表明将大孔径结构和自适应光学技术引入双通技术能够克服高阶像差和小孔径结构对人眼散射测量结果的影响,提高了人眼散射客观评价的精度。(4)研究高阶像差和人眼散射对对比敏感度的共同影响。在自适应光学双通PSF测量系统中加入一个主观视力测试模块,并在改进后的平台上研究了人眼散射和高阶像差对对比敏感度的影响。基于以上系统,本章测量了八种不同光学状态下的对比敏感度函数,并将以上结果分为仅高阶像差存在、仅人眼散射存在和两者同时存在三组数据进行分析。实验结果显示,高阶像差校正后对比敏感