-視覺質量評價

視覺質量評價及其意義客觀的方法--針對眼球屈光系統(tǒng)成像質量的評價1、波前像差(wavefrontaberration，WA)2、基于雙通道原理(doublepass)的視網膜散射光分析(straylight)3、點擴散函數(shù)(pointspreadfunction，PSF)4、調制傳遞函數(shù)(modulationtransferfunction，MTF)視覺系統(tǒng)成像質量評估的方法主觀的方法(或稱心理物理學方法)1、視力(遠、中、近)、對比度視力、連續(xù)性功能性視力(functionalvisualacuity，F(xiàn)VA)2、對比敏感度函數(shù)(contrastsensitivityfunction，CSF)3、基于補償原理(comparisonmethod)的視網膜散射光測量4、視覺質量量表視覺系統(tǒng)成像質量評估的方法視力視野對比敏感度波陣面像差MTFPSFOQAS視覺質量量表(vision—relatedqualityoflife，VR—QoL）臨床常用的評價視覺質量的指標人眼像差的來源淚膜、角膜、晶狀體、前房和后房厚度的不均勻，表面曲率的偏差眼屈光介質的不正常，如炎癥、疾病和年齡因素導致的折射率異常眼內各光學系統(tǒng)的不同軸或遺傳引起的各像差不能補償

像差的影響因素年齡：40歲以上人群波前像差有明顯增加，主要是三階像差增加。瞳孔直徑：影響全眼波前像差的測量結果（遠軸光線）調節(jié)狀態(tài)：自然瞳孔條件下，人眼單色光像差隨著調節(jié)的增強而加大。球差隨調節(jié)增強而降低，與調節(jié)時晶狀體的形狀有關。

各類屈光手術

測量時的眼表情況：淚膜的穩(wěn)定性特殊視覺功能視力是測量分辨二維物體形態(tài)和位置的能力。即是對一定距離內人眼分辨空間最小兩點間距的黃斑中心凹的中心視力，是對高對比、小目標的分辨功能視覺的基本表現(xiàn)：形覺、光覺、色覺、運動特征影響注視和對比敏感度的臨床情況亮度分辨空間分辨時間分辨顏色分辨視覺的基本功能:視力Sight==視覺Vision視力與視覺的基本概念ThebasicconceptofsightandVisualAcuity形覺是視覺系統(tǒng)的重要感覺功能之一，即不僅感覺到物體的光，且能分辨和認識形狀視力和對比敏感度函數(shù)（contrastsensitivityfunction,CSF）均為測定形覺功能的重要指標形覺功能是以視力為代表對比敏感度

是指辨認在平均亮度下兩個可見區(qū)域差別的能力，是人眼對剛好能識別出的某一空間頻率（視標大小、粗細）的黑白相間光柵或條紋閾的倒數(shù)白天陽光充足下的麻省理工教學樓TeachingBuildingMassachusettsInstituteofTechnologyinthesunshine.傍晚光線幽暗時的麻省理工教學樓TeachingBuildingMassachusettsInstituteofTechnologyinthedarklight.視力與視覺的基本概念ThebasicconceptofsightandVisualAcuity眼科視覺質量檢查現(xiàn)狀方法優(yōu)點局限性視力表主觀反應黃斑對高對比度小視標的分辨能力基于主觀，造成很多視覺質量信息被忽略，檢測結果不全面、不客觀對比敏感度檢查較視力表反應信息更加全面基于主觀，結果準確性和可重復性差，無法明確診斷，對患者配合度要求高，應用受局限波前像差儀基于客觀，已經基本涵蓋了所有的低高階像差通過像差間接推導出PSF，忽略了散射和衍射，不夠全面OQAS與像差儀圖像分析的對比05101520253035spatialfrequency(c/deg)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0MTFMTF（調制傳遞函數(shù)）：指像的對比度與物的對比度的比值。值范圍：0~1。物像MTF=0.01空間頻率=31.879MTFcutoff(MTF截止頻率)：MTF值為0.01時對應的空間頻率。正常值≥30，越大越好。SStrehlratio(斯特列爾比)：即MTF曲線下方的面積，反應低中高頻信息的總和。值范圍：0~1。人眼正常值≥0.15?？陀^散射指數(shù)OSI人眼視覺和像差視網膜視力可達20/10或更好視敏度受視網膜分辨力，瞳孔衍射作用和眼球的光學結構（如角膜，晶狀體）的光學像差等多方面限制在視網膜分辨力和瞳孔相對穩(wěn)定情況下，人眼像差就顯得十分重要正常人眼像差以低階像差為主。Zernike系數(shù)多接近零.存在輕度負向彗差和輕度球差像差的描述方法：最直觀的圖形法可將人眼波陣面像差按不同部位位相差直接用二維或三維顯示，類似角膜地形圖（僅給出角膜第一表面的缺陷）Zernike函數(shù)Zernike多項式是正交于單位圓上的一組函數(shù),可對單色像差進行定量分析陣列圖每一層代表不同類別像差N為行數(shù)和階數(shù)，m為列數(shù)第二階（行）代表離焦和散光第三階（行）代表彗差和多向不規(guī)則散光第四階（行）則代表5項內容點擴散函數(shù)pointspreadfunction像差圖和點擴散函數(shù)理想的正視眼,遠處的點光源在視網膜上

形成一個清晰的像點(點擴散函數(shù)PSF）焦點位置點像.單色差：主要包括球差(sphericalaberration)彗差(comaaberration)斜面散光（像散）像的場曲畸變(distortion)

波陣面像差焦點位置點像

球差任何一個透鏡，它的周邊部的屈光力量都要比中央部強，因此經過周邊部的光要比中央部者形成焦點要早些，這就形成球面像差。周邊曲率大大孔徑（或寬光束）引起的單色像差

像面不能成點像，而是彌散斑

球差越大，彌散斑越大彗差comaaberration不在光軸上的物點所發(fā)出的斜光束經過透鏡時，由于鏡片上各部分的屈光度不同而形成的似彗星狀或淚滴狀的圖像

人眼像差以彗差為主斜行光束或鏡片傾斜所致彗差形成的彌散斑不對稱于主光軸在主光軸與理想像聚焦處能量最高，因而最亮主光軸與像面交點為頂點的彗星狀彌散斑同球差一樣，可通過縮小光學系統(tǒng)孔徑以減少彗差。其與球差的區(qū)別在于，形成球差的光束是沿光軸對稱的，而彗差是不對稱的。像散

當小光束斜向地通過球鏡時，并不產生一個焦點，而是像球柱鏡一樣，形成兩條焦線、一個最小彌散環(huán)和strum光錐斜向散光的存在破壞了透鏡將一個平面物體成像在一個曲面上（Petzval面）像場彎曲

用于矯正屈光不正的透鏡目的是將物體成像在眼球的遠點，當眼球轉動時，其遠點軌跡為一球性遠點面。清晰的最佳像面不是平面而是一個曲面，稱珀茲伐曲面，此稱像場彎表明凸透鏡和凹透鏡的像場彎曲，視場愈大，像場彎曲的效果就愈明顯畸變

畸變是由于橫向放大率不均勻造成，橫向放大率隨物點離軸距離的增加而增大時稱正畸變（或枕形畸變），橫向放大率隨物點離軸距離的增大而減小時稱負畸變（或桶形畸變）高度近視看眼底時

消除上述各種像差的方法：改變透鏡兩表面的曲率半徑性質相反的多個正負透鏡適當組合限制通光孔徑或視場大小縮瞳優(yōu)化的非球面鏡人眼存在這些光學缺陷，各部分間存在相應的物理生理交互過程，使其自身具有一些消像差的作用如遠近距離的自動調節(jié)光的明暗適應視網膜的影像分辨力視中樞的分析綜合能力都具有補償物理性缺陷的作用，因而降低了光學缺陷的影響程度人眼的自身補償作用非完全對稱球面可直接影響球差。正常人眼角膜的Q值(一0.25-0．26)大約可以矯正角膜接近一半的球差。該特點有利于補償人眼的正球差，使人眼獲得更好的視覺質量目前瞳孔與視覺質量的關系尚有爭議，但一般而言，直徑過大的瞳孔因高階像差的增加可使視覺質量明顯下降研究顯示當瞳孔直徑由3mm增大到7mm時，像差可平均增加3％～14％而較小直徑的瞳孔可通過影響焦深，并將因高階像差形成的模糊成像效應控制到最小，而獲得更好的視覺質量角膜的特點：非球面性色差

由透鏡材料的色散引起的復色光成像偏差同一透鏡對不同波長單色光有不同折射率，因而對不同色光有不同的焦距和橫向放大率軸向色差（位置色差）使不同色光的像成在不同位置上垂軸色差（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從幾個方面影響視覺質量如對色調、飽和度、亮度的判斷都會受到不同光譜拖尾的影響橫向色差比縱向色差更易降低成像的對比度瞳孔偏移導致的引入橫向色差可使彩色彌散斑在視網膜上相互偏移，類似彩虹因此在行角膜屈光手術時角膜中央定位很重要單色像差與色差之間還存在一定影響，這也是在視覺矯正時應予以考慮的問題色像差影響像差的其他可能因素1、

年齡,

性別。眼別：像差十分相似2、

瞳孔直徑：一般認為，像差隨正常人眼瞳孔直徑增大而增大3、

淚膜4、

調節(jié)：調節(jié)靜息時視覺質量最佳，而球差隨調節(jié)增強而降低，這與調節(jié)時晶狀體的形態(tài)有關

5、屈光狀態(tài)6、

屈光手術：可矯正近視、散光，但可明顯增加高價像差研究結果顯示，超過0．5mm的偏心切削即可引起術后視覺質量下降Earlyrecoveryofqualityofvisionandopticalperformanceafterrefractivesurgery:Small-incisionlenticuleextractionversuslaserinsitukeratomileusisJCataractRefractSurg2018;44:1073–1079對比敏感度的測量也夾雜一定的主觀因素。近年出現(xiàn)了以波前為基礎的視覺成像評價方法一、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總和，其可反映像差的大小，但不能反映其形狀2、波前驗光其他：在瞳孔平面還有波前峰谷值(peak-to-valley，PV)、瞳孔分數(shù)(pupilfraction，PF；具有良好視網膜成像的瞳孔面積與整個瞳孔區(qū)面積的比值)、光學像差指數(shù)(opticalberrationindex，OAI)新概念主要反映經過瞳孔平面后的實際成像情況點擴散函數(shù)和線狀擴散函數(shù)、調制傳遞函數(shù)和位相傳遞函數(shù)等借助調制傳遞函數(shù)等，可以全面、客觀地對視覺質量，尤其角膜屈光手術前、后的情況予以分析和研究點擴散函數(shù)可以在臨床上幫助醫(yī)師和患者對視覺不良現(xiàn)象進行評估二、視網膜平面評價指標波前像差引導的手術：飛點掃描和小光斑是其基礎，可以治療各種不規(guī)則散光通常激光光斑直徑<1mm可以矯正4階以上高階像差，而0．6mm光斑可以矯正6階以上的高階像差目前臨床可使用Q調整軟件和(optimized

prolateablation)模型軟件目標是減小術源性球差避免球差和彗差，角膜地形圖（像差）引導下準分子激光切削提升視覺質量的優(yōu)勢切削模式改善避免導入術后高階像差從理論而言，0．10mm的偏移切削可能會在近視眼的矯正中導致出現(xiàn)新的像差。為了保證像差可被更精確矯正，術中需要使用快速跟蹤系統(tǒng)，以保證每個小光斑的準確定位，從而避免因定位不準確形成新的像差激光脈沖的重復率也很重要，較高的重復率可以縮短治療時間，避免因眼球固視偏移而產生術源性像差準分子激光改良設備的優(yōu)點無論是正常眼還是近視散光眼，雙眼之間是密切相關，高階像差尤其是彗差存在著明顯的鏡像對應關系，提示雙眼視功能的協(xié)同關系年輕時，角膜的像差占全眼的主要部分，隨著年齡的變化和增長，這種關系在往相反方向發(fā)展，即眼內像差逐漸增加，角膜像差在減少從像差角度體現(xiàn)了隨年齡變化眼部結構尋求平衡的代償機制結論PCSC/CTA:SCC精確定位跟蹤Basedontheiris