文章來源:清風(fēng)闞秋霞1.什么是離焦?根據(jù)曾經(jīng)學(xué)過的光學(xué)知識,一個凸透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng),物象會形成一個焦點。如果這個焦點恰好在投影的屏幕上,成的像就很清楚,就可以理解為“聚焦”,如果不在屏幕上,成的像就不清楚,就稱為“離焦”。眼球前的角膜+晶

文章來源:清風(fēng) 闞秋霞
1. 什么是離焦?
根據(jù)曾經(jīng)學(xué)過的光學(xué)知識,一個凸透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng),物象會形成一個焦點。如果這個焦點恰好在投影的屏幕上,成的像就很清楚,就可以理解為“聚焦”,如果不在屏幕上,成的像就不清楚,就稱為“離焦”。眼球前的角膜+晶狀體可以認為是一個大的凸透鏡,而眼球后的視網(wǎng)膜就可以認為是一個投影的屏幕。如果是正視眼,平行光線聚集的焦點正好在視網(wǎng)膜上,就是“聚焦”,眼睛看到的物體就非常清楚;如果是遠視眼,屈光力相對較弱,或者眼睛的長度(眼軸)相對較短,光線匯聚在視網(wǎng)膜后方成像;而近視眼屈光力相對較強,或者眼軸相對較長,光線匯聚在視網(wǎng)膜前方成像,這都是離焦,都會導(dǎo)致看不清楚。我們所說的離焦狀態(tài)就是基于以上概念,可以理解為:光線匯聚于視網(wǎng)膜后方=遠視性離焦,匯聚于視網(wǎng)膜前方=近視性離焦。
2. 什么是周邊離焦?
(1) 周邊遠視性離焦近視患者配戴普通單光鏡片時,視網(wǎng)膜中心處的像雖然能夠投影在視網(wǎng)膜上,但是由于普通凹透鏡周邊的負屈光力更大,而且視網(wǎng)膜不是平面而是球面,這使 得周邊光線匯聚在視網(wǎng)膜后方,稱為周邊遠視性離焦,如圖 1 所示。這樣的光學(xué)信號會使得視網(wǎng)膜向后方伸長去尋找投射在視網(wǎng)膜后方的像,導(dǎo)致眼軸的增長,是造成近視度數(shù)加深的重要原因。
(2) 周邊近視性離焦與周邊遠視性離焦概念相反,即周邊光線匯聚在視網(wǎng)膜前方,通過鏡片的特殊設(shè)計能夠達到此效果,OK 鏡、離焦軟鏡、多點離焦框架眼鏡都運用了此原理。如圖 2 所示為 OK 鏡形成的周邊近視性離焦,圖 3 所示為多點離焦框架眼鏡形成的周邊近視性離焦。這樣的狀態(tài)能夠抑制眼球的向后延長,實現(xiàn)控制近視發(fā)展的效果。
(3) 周邊離焦用什么值來表示?周邊離焦=視網(wǎng)膜周邊屈光度?視網(wǎng)膜中央屈光度,即文獻中提到的相對周邊屈光度(relative peripheral refraction, RPR)。RPR(配戴后)與 RPR(配戴前)的差值表示 RPR 的變化,負值表示向近視性離焦方向改變,正值表示向遠視性離焦方向改變。舉例:ACE 中心屈光度為-5.00D,假設(shè)距離中心 20mm 的地方的屈光度為-2.00,那么就可以說 20mm 處的周邊離焦量是+3.00D
3. 為什么周邊近視性離焦可以控制近視進展?
該學(xué)說的提出經(jīng)歷了漫長的學(xué)術(shù)研究積累。1933 年,研究發(fā)現(xiàn)周邊視網(wǎng)膜的屈光狀態(tài)有兩種,即近視性離焦和遠視性離焦。1997 年,研究發(fā)現(xiàn)周邊視網(wǎng)膜屈光狀態(tài)呈遠視性離焦的飛行員,他們的近視發(fā)生率是周邊視網(wǎng)膜屈光狀態(tài)呈近視性離焦飛行員的 3 倍。2004 年假說提出:假如視網(wǎng)膜周邊屈光相對中心為遠視性離焦,周邊物體成像于視網(wǎng)膜之后,促使眼球周邊局部增長,使得視網(wǎng)膜盡量與光學(xué)像相匹配,由于眼球生物力學(xué),眼球周邊的向后延長會引起眼軸增長,從而導(dǎo)致軸性近視的發(fā)生發(fā)展;相反地,假如視網(wǎng)膜周邊屈光相對中心為近視性離焦,則眼球周邊不會向后延長,有助于減緩眼軸的增長。這個學(xué)說隨著 Smith 等人在動物實驗上獲得確認而逐漸為學(xué)術(shù)界認可。
4. 新樂學(xué)(DIMS)是什么?
新樂學(xué)是豪雅公司的多點離焦大鏡片的一個品牌名稱,英文名稱為MyoSmart??梢哉J為文章中出現(xiàn)的 DIMS 即為新樂學(xué)。DIMS 是 defocus incorporated multiple segments 的縮寫,是一種鏡片設(shè)計的名稱(多區(qū)域正離焦設(shè)計):中央直徑 9mm 的正六邊形區(qū)域和普通鏡片一樣是正常的矯正度數(shù),旁中央 33mm 范圍內(nèi)有大約 400 個直徑為 1.03mm 的凸透鏡,總體呈蜂巢狀,每個凸透鏡的度數(shù)為+3.50D,這樣的設(shè)計能夠減少周邊遠視性離焦(可以理解為:與普通單光鏡片相比,降低了周邊鏡片的負屈光度),達到近視控制的效果。鏡片設(shè)計如圖 4 所示。
圖 4:新樂學(xué) DIMS 的設(shè)計示意圖
所以,新樂學(xué)是豪雅的一個鏡片品牌,DIMS 是新樂學(xué)的鏡片設(shè)計的名稱。
5. 星趣控是什么?
星趣控是依視路公司的多點離焦大鏡片的品牌名稱,英文名稱為 STELLEST。鏡片設(shè)計為:中央?yún)^(qū)外是 11 圈共 1021 個微透鏡,共覆蓋約 57.1mm 的直徑區(qū)域,每個微透鏡直徑都為 1.12mm,正屈光度從中央到周邊逐漸增加,環(huán)間距從中央到周邊逐漸減小。鏡片設(shè)計如圖 5 所示。該設(shè)計能夠使光線在周邊視網(wǎng)膜前方形成非聚焦的光束帶,同樣可以減少周邊遠視性離焦,達到近視控制的效果。文章中出現(xiàn)的 HAL 和 SAL 是星趣控的兩種設(shè)計,HAL 是 highly aspherical lenslets 的縮寫,譯為高非球微透鏡星控技術(shù);SAL 是 slightly aspherical lenslets 的縮寫,譯為低非球微透鏡星控技術(shù),HAL 相比 SAL 具有更好的近視控制效果,其光學(xué)原理、及 HAL 和 SAL 的區(qū)別如圖 6 所示。
A 代表同心環(huán)微透鏡形成的近視性離焦深度
B 代表與視網(wǎng)膜的距離
HAL:A=0.7mm,B=1.2mm
SAL:A=0.3mm,B=1.0mm
6. 新樂學(xué)、星趣控有什么差異?
從近視防控原理來講,二者都是通過減少周邊視網(wǎng)膜遠視性離焦來控制眼軸的增長。區(qū)別在于鏡片的設(shè)計不同,新樂學(xué)是蜂巢形設(shè)計的微型球面凸透鏡,形成周邊視網(wǎng)膜近視性離焦;星趣控是同心環(huán)設(shè)計的微型非球面凸透鏡,在周邊視網(wǎng)膜前方形成非聚焦的光束帶,因而產(chǎn)生減緩眼軸增長的信號區(qū)域。
7. 什么是像差?
簡單來說像差就是實際的光學(xué)成像和理論上完美的光學(xué)成像之間的差異。
(1) 像差首先明確兩個概念:理想光學(xué)系統(tǒng)和實際光學(xué)系統(tǒng)。理想光學(xué)系統(tǒng):平行近軸光線通過凸透鏡折射形成一個固定的焦點,成像質(zhì)量清晰,如圖 7 所示。實際光學(xué)系統(tǒng):由于人眼的屈光介質(zhì)有很多,如淚膜、角膜、晶狀體、玻璃體,整個人眼光學(xué)系統(tǒng)的折射率存在不均一性,且外界光線也并非理想的平行近軸光線,所以光線通過凸透鏡折射會形成多個焦點,成像質(zhì)量不清晰,如圖 8 所示。像差可以理解為:理想光學(xué)系統(tǒng)與真實光學(xué)系統(tǒng)在成像質(zhì)量上的差異。
要定量描述這個差異,就需要用到專門的“語言”。目前應(yīng)用最多的語言就是Zernike 語言。
(2) 像差的“階”是什么像差分為 1,2,3,4,5 階,階數(shù)的定義與 Zenike 多項式有關(guān),通俗來講可以這樣理解:假設(shè)眼睛是一個理想光學(xué)系統(tǒng),此時視網(wǎng)膜成像沒有任何方向的變形或失真,也就是沒有像差,像差階數(shù)為 0。如果視網(wǎng)膜成像朝一個方向上變形,稱為 1 階像差;朝兩個方向上變形,稱為 2 階像差……以此類推,如圖 9 所示。階數(shù)越高,像差的內(nèi)容越復(fù)雜,如彗差、三葉草、四葉草、球差、不規(guī)則散光等。
(3) 低階像差1 階和 2 階像差為低階像差,主要是由屈光不正導(dǎo)致的,包括近視、遠視、散光,可以由光學(xué)鏡片來矯正。
(4) 高階像差3、4、5 階像差為高階像差,常規(guī)驗光檢查無法直接測得,用特殊儀器才能測量出來,由屈光系統(tǒng)的不規(guī)則性導(dǎo)致,如不規(guī)則散光、屈光介質(zhì)不均勻等,傳統(tǒng)的光學(xué)鏡片無法矯正。
圖 9 中位于中央的像差對視覺質(zhì)量的影響較兩邊的像差更大。
(5) 像差對視覺質(zhì)量的影響正常人眼中,分布著各種類型的像差,其中 83%~95%為低階像差,高階像差占 5~17%。臨床研究文章中出現(xiàn)的像差對視覺質(zhì)量的影響一般都指高階像差(higher-order aberrations,HOA)。臨床上高階像差大的情況可表現(xiàn)為:客觀驗光雖然無屈光不正,但是無論如何都無法達到最佳矯正視力。相當于本身沒有度數(shù),但由于高階像差的存在導(dǎo)致了潛在的無法矯正的度數(shù),會對患者視覺質(zhì)量產(chǎn)生影響。常見于近視屈光術(shù)后患者,尤其到了夜晚瞳孔大時更加明顯。注意,Zernike 是一種表達像差的語言,在該語言下才有階的概念;如果采用的是其他語言,例如 Fourier,則不存在階的概念。
8. 對比敏感度是什么?
簡單來說,對比敏感度就是我們在非標準環(huán)境下的視力,又叫視覺質(zhì)量。一般我們說的視力是指高對比度下測得的視力,高對比度指白背景黑視標(純黑和純白,對比度可以認為是 100%),邊界是清晰的。但是平時在日常生活中,人眼也需要辨別對比度不高的物體,背景暗的時候,就相當于白背景灰視標,且視標的灰色越淡,對比度越低。對比敏感度(contrast sensitivity,CS)指的就是人眼分辨不同對比度物體的能力,CS 越高,則表示視覺功能越好,也叫 CSF(contrast sensitivity function)。在檢測 CS 時,還有另外一個指標,空間頻率(spatial frequency),單位是 cpd,指的是黑白相間的條紋密度,越疏(即寬度越寬),空間頻率越低,越密(寬度越窄),空間頻率越高。如圖 10 所示。CS 使用對比敏感度儀 CSV-1000 來測量,儀器和測量結(jié)果示意圖如圖 11所示。包含了不同空間頻率下不同對比度的視標,測量環(huán)境可為亮環(huán)境、亮環(huán)境+眩光、暗環(huán)境、暗環(huán)境+眩光,環(huán)境不同,測得的 CS 值也不同。在低、中、高頻率下,能夠分辨出的對比度越低,證明在該頻率下,對比敏感度越好。文獻中的對比敏感度通常用函數(shù)logCSF或logCSF下的面積(area under the logCSF,AULCSF)來代表,logCS 和 AULCSF 越大,對比敏感度越高。文獻中在對比不同鏡片對 CS 的影響時,通常都是在不同的測量光照環(huán)境中,統(tǒng)計各個空間頻率下的對比敏感度。
9. 調(diào)制傳遞函數(shù)和客觀散射指數(shù)是什么?
這都是描述視覺質(zhì)量的指標。二者均為歐卡斯(OQAS)視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)中的結(jié)果。調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function,MTF)在視覺質(zhì)量檢查中通常以 MTF cut off(MTF 截止頻率)的形式出現(xiàn),單位是 c/deg,表示人眼的分辨率極限,此時 MTF 的值趨近于 0。MTF cut off 越大,視覺質(zhì)量越好。如圖12 所示。
客觀散射指數(shù)(objective scatter index,OSI)反映的是人眼屈光介質(zhì)的質(zhì)量(如屈光介質(zhì)的透明度和各界面的光滑度等),OSI 值越小,證明屈光介質(zhì)質(zhì)量越好,看到的像越清楚。正常眼的 OSI 小于 2,白內(nèi)障患者的 OSI 值通常較高。檢查界面示意圖如圖 13 所示。OSI 的值和 MTF cut off 成反比。
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