-视觉质量评价

视觉质量评价及其意义客观的方法--针对眼球屈光系统成像质量的评价1、波前像差(wavefrontaberration，WA)2、基于双通道原理(doublepass)的视网膜散射光分析(straylight)3、点扩散函数(pointspreadfunction，PSF)4、调制传递函数(modulationtransferfunction，MTF)视觉系统成像质量评估的方法主观的方法(或称心理物理学方法)1、视力(远、中、近)、对比度视力、连续性功能性视力(functionalvisualacuity，FVA)2、对比敏感度函数(contrastsensitivityfunction，CSF)3、基于补偿原理(comparisonmethod)的视网膜散射光测量4、视觉质量量表视觉系统成像质量评估的方法视力视野对比敏感度波阵面像差MTFPSFOQAS视觉质量量表(vision—relatedqualityoflife，VR—QoL）临床常用的评价视觉质量的指标人眼像差的来源泪膜、角膜、晶状体、前房和后房厚度的不均匀，表面曲率的偏差眼屈光介质的不正常，如炎症、疾病和年龄因素导致的折射率异常眼内各光学系统的不同轴或遗传引起的各像差不能补偿

像差的影响因素年龄：40岁以上人群波前像差有明显增加，主要是三阶像差增加。瞳孔直径：影响全眼波前像差的测量结果（远轴光线）调节状态：自然瞳孔条件下，人眼单色光像差随着调节的增强而加大。球差随调节增强而降低，与调节时晶状体的形状有关。

各类屈光手术

测量时的眼表情况：泪膜的稳定性特殊视觉功能视力是测量分辨二维物体形态和位置的能力。即是对一定距离内人眼分辨空间最小两点间距的黄斑中心凹的中心视力，是对高对比、小目标的分辨功能视觉的基本表现：形觉、光觉、色觉、运动特征影响注视和对比敏感度的临床情况亮度分辨空间分辨时间分辨颜色分辨视觉的基本功能:视力Sight==视觉Vision视力与视觉的基本概念ThebasicconceptofsightandVisualAcuity形觉是视觉系统的重要感觉功能之一，即不仅感觉到物体的光，且能分辨和认识形状视力和对比敏感度函数（contrastsensitivityfunction,CSF）均为测定形觉功能的重要指标形觉功能是以视力为代表对比敏感度

是指辨认在平均亮度下两个可见区域差别的能力，是人眼对刚好能识别出的某一空间频率（视标大小、粗细）的黑白相间光栅或条纹阈的倒数白天阳光充足下的麻省理工教学楼TeachingBuildingMassachusettsInstituteofTechnologyinthesunshine.傍晚光线幽暗时的麻省理工教学楼TeachingBuildingMassachusettsInstituteofTechnologyinthedarklight.视力与视觉的基本概念ThebasicconceptofsightandVisualAcuity眼科视觉质量检查现状方法优点局限性视力表主观反应黄斑对高对比度小视标的分辨能力基于主观，造成很多视觉质量信息被忽略，检测结果不全面、不客观对比敏感度检查较视力表反应信息更加全面基于主观，结果准确性和可重复性差，无法明确诊断，对患者配合度要求高，应用受局限波前像差仪基于客观，已经基本涵盖了所有的低高阶像差通过像差间接推导出PSF，忽略了散射和衍射，不够全面OQAS与像差仪图像分析的对比05101520253035spatialfrequency(c/deg)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0MTFMTF（调制传递函数）：指像的对比度与物的对比度的比值。值范围：0~1。物像MTF=0.01空间频率=31.879MTFcutoff(MTF截止频率)：MTF值为0.01时对应的空间频率。正常值≥30，越大越好。SStrehlratio(斯特列尔比)：即MTF曲线下方的面积，反应低中高频信息的总和。值范围：0~1。人眼正常值≥0.15。客观散射指数OSI人眼视觉和像差视网膜视力可达20/10或更好视敏度受视网膜分辨力，瞳孔衍射作用和眼球的光学结构（如角膜，晶状体）的光学像差等多方面限制在视网膜分辨力和瞳孔相对稳定情况下，人眼像差就显得十分重要正常人眼像差以低阶像差为主。Zernike系数多接近零.存在轻度负向彗差和轻度球差像差的描述方法：最直观的图形法可将人眼波阵面像差按不同部位位相差直接用二维或三维显示，类似角膜地形图（仅给出角膜第一表面的缺陷）Zernike函数Zernike多项式是正交于单位圆上的一组函数,可对单色像差进行定量分析阵列图每一层代表不同类别像差N为行数和阶数，m为列数第二阶（行）代表离焦和散光第三阶（行）代表彗差和多向不规则散光第四阶（行）则代表5项内容点扩散函数pointspreadfunction像差图和点扩散函数理想的正视眼,远处的点光源在视网膜上

形成一个清晰的像点(点扩散函数PSF）焦点位置点像.单色差：主要包括球差(sphericalaberration)彗差(comaaberration)斜面散光（像散）像的场曲畸变(distortion)

波阵面像差焦点位置点像

球差任何一个透镜，它的周边部的屈光力量都要比中央部强，因此经过周边部的光要比中央部者形成焦点要早些，这就形成球面像差。周边曲率大大孔径（或宽光束）引起的单色像差

像面不能成点像，而是弥散斑

球差越大，弥散斑越大彗差comaaberration不在光轴上的物点所发出的斜光束经过透镜时，由于镜片上各部分的屈光度不同而形成的似彗星状或泪滴状的图像

人眼像差以彗差为主斜行光束或镜片倾斜所致彗差形成的弥散斑不对称于主光轴在主光轴与理想像聚焦处能量最高，因而最亮主光轴与像面交点为顶点的彗星状弥散斑同球差一样，可通过缩小光学系统孔径以减少彗差。其与球差的区别在于，形成球差的光束是沿光轴对称的，而彗差是不对称的。像散

当小光束斜向地通过球镜时，并不产生一个焦点，而是像球柱镜一样，形成两条焦线、一个最小弥散环和strum光锥斜向散光的存在破坏了透镜将一个平面物体成像在一个曲面上（Petzval面）像场弯曲

用于矫正屈光不正的透镜目的是将物体成像在眼球的远点，当眼球转动时，其远点轨迹为一球性远点面。清晰的最佳像面不是平面而是一个曲面，称珀兹伐曲面，此称像场弯表明凸透镜和凹透镜的像场弯曲，视场愈大，像场弯曲的效果就愈明显畸变

畸变是由于横向放大率不均匀造成，横向放大率随物点离轴距离的增加而增大时称正畸变（或枕形畸变），横向放大率随物点离轴距离的增大而减小时称负畸变（或桶形畸变）高度近视看眼底时

消除上述各种像差的方法：改变透镜两表面的曲率半径性质相反的多个正负透镜适当组合限制通光孔径或视场大小缩瞳优化的非球面镜人眼存在这些光学缺陷，各部分间存在相应的物理生理交互过程，使其自身具有一些消像差的作用如远近距离的自动调节光的明暗适应视网膜的影像分辨力视中枢的分析综合能力都具有补偿物理性缺陷的作用，因而降低了光学缺陷的影响程度人眼的自身补偿作用非完全对称球面可直接影响球差。正常人眼角膜的Q值(一0.25-0．26)大约可以矫正角膜接近一半的球差。该特点有利于补偿人眼的正球差，使人眼获得更好的视觉质量目前瞳孔与视觉质量的关系尚有争议，但一般而言，直径过大的瞳孔因高阶像差的增加可使视觉质量明显下降研究显示当瞳孔直径由3mm增大到7mm时，像差可平均增加3％～14％而较小直径的瞳孔可通过影响焦深，并将因高阶像差形成的模糊成像效应控制到最小，而获得更好的视觉质量角膜的特点：非球面性色差

由透镜材料的色散引起的复色光成像偏差同一透镜对不同波长单色光有不同折射率，因而对不同色光有不同的焦距和横向放大率轴向色差（位置色差）使不同色光的像成在不同位置上垂轴色差（放大率色差）使不同色光的像高不同

色差色像差引起的色相位移可以从几个方面影响视觉质量如对色调、饱和度、亮度的判断都会受到不同光谱拖尾的影响横向色差比纵向色差更易降低成像的对比度瞳孔偏移导致的引入横向色差可使彩色弥散斑在视网膜上相互偏移，类似彩虹因此在行角膜屈光手术时角膜中央定位很重要单色像差与色差之间还存在一定影响，这也是在视觉矫正时应予以考虑的问题色像差影响像差的其他可能因素1、

年龄,

性别。眼别：像差十分相似2、

瞳孔直径：一般认为，像差随正常人眼瞳孔直径增大而增大3、

泪膜4、

调节：调节静息时视觉质量最佳，而球差随调节增强而降低，这与调节时晶状体的形态有关

5、屈光状态6、

屈光手术：可矫正近视、散光，但可明显增加高价像差研究结果显示，超过0．5mm的偏心切削即可引起术后视觉质量下降Earlyrecoveryofqualityofvisionandopticalperformanceafterrefractivesurgery:Small-incisionlenticuleextractionversuslaserinsitukeratomileusisJCataractRefractSurg2018;44:1073–1079对比敏感度的测量也夹杂一定的主观因素。近年出现了以波前为基础的视觉成像评价方法一、瞳孔平面的波前定量：1、均方根(rootmean

square，RMS)：在瞳孔平面的所有波前像差总和，其可反映像差的大小，但不能反映其形状2、波前验光其他：在瞳孔平面还有波前峰谷值(peak-to-valley，PV)、瞳孔分数(pupilfraction，PF；具有良好视网膜成像的瞳孔面积与整个瞳孔区面积的比值)、光学像差指数(opticalberrationindex，OAI)新概念主要反映经过瞳孔平面后的实际成像情况点扩散函数和线状扩散函数、调制传递函数和位相传递函数等借助调制传递函数等，可以全面、客观地对视觉质量，尤其角膜屈光手术前、后的情况予以分析和研究点扩散函数可以在临床上帮助医师和患者对视觉不良现象进行评估二、视网膜平面评价指标波前像差引导的手术：飞点扫描和小光斑是其基础，可以治疗各种不规则散光通常激光光斑直径<1mm可以矫正4阶以上高阶像差，而0．6mm光斑可以矫正6阶以上的高阶像差目前临床可使用Q调整软件和(optimized

prolateablation)模型软件目标是减小术源性球差避免球差和彗差，角膜地形图（像差）引导下准分子激光切削提升视觉质量的优势切削模式改善避免导入术后高阶像差从理论而言，0．10mm的偏移切削可能会在近视眼的矫正中导致出现新的像差。为了保证像差可被更精确矫正，术中需要使用快速跟踪系统，以保证每个小光斑的准确定位，从而避免因定位不准确形成新的像差激光脉冲的重复率也很重要，较高的重复率可以缩短治疗时间，避免因眼球固视偏移而产生术源性像差准分子激光改良设备的优点无论是正常眼还是近视散光眼，双眼之间是密切相关，高阶像差尤其是彗差存在着明显的镜像对应关系，提示双眼视功能的协同关系年轻时，角膜的像差占全眼的主要部分，随着年龄的变化和增长，这种关系在往相反方向发展，即眼内像差逐渐增加，角膜像差在减少从像差角度体现了随年龄变化眼部结构寻求平衡的代偿机制结论PCSC/CTA:SCC精确定位跟踪Basedontheiris