利用个性化大视场光学眼模型对角膜屈光手术后视觉不良症状机制的研究

The whole retinal imaging quality reflected by wide angle aberration is more approaching the physiological statuses in human normal sight, which can reflex human visual and optical statuses. Therefore, it is more of clinical significance to carry out one research on the mechanism of poor vision problems in post corneal refractive surgery. ZEMAX optical design software is used to build individual corneal refractive surgery related individual wide angle aberration schematic eye based on real human optical data. Three dimensional simulation of the post-op corneal shape and asphericity changes is performed with finite element. It can simulate the post-op wide angle retinal imaging quality and analyze the efficacy and level of aberration under different field angles using objective measured data. The research also aims at screening the main optical factors which influence the post-op wide angle retinal imaging quality using modulation transfer function (MTF) and point spread function (PSF). With the help of analyzing the objective measured data, the final goal is to guide the modulation of all kinds of corneal refractive surgery ablation shapes, diameter sizes, surgical incision settings and surgical nomogram settings in optical zones and provide effective ways to solve post-op poor vision problems.

大视场像差所反映的整体视网膜成像质量，更接近人眼正常视物的生理状态，可较完整地反映人眼视觉与光学状态，由此开展角膜屈光手术后视觉不良症状机制的研究，更具有临床价值。本研究拟利用ZEMAX等光学设计软件建立基于真实临床患者眼部光学数据的角膜屈光手术相关的个性化大视场光学眼模型，通过有限元三维模拟加载术后角膜形态变化及非球面性变化特征，模拟人眼术后大视场视网膜成像质量，结合客观测量数据对不同视场角下像差的量级与效力进行分析，借助光学调制传递函数（MTF）、点扩散函数（PSF）等视觉光学手段评估并筛查术后大视场下影响人眼视网膜成像质量的主要光学因素，指导调整各类角膜屈光手术光学区切削形态、直径大小、手术切口设置、手术nomogram设定等干预手段，为术后视觉不良症状的解决提供新的思路和有效途径。

像差是影响人眼视觉质量的主要因素之一，以往研究均基于中心轴上的像差，忽视了大视场下的像差对于视觉质量的影响，而大视场像差所反映的整体视网膜成像质量，更接近人眼正常视物的生理状态，可较完整地反映人眼视觉与光学状态。因此，基于大视场像差开展角膜屈光手术后视觉不良症状机制的研究，极具临床价值。本研究首先利用ZEMAX 等光学设计软件建立基于真实临床患者眼部光学数据的个性化大视场光学眼模型，基于Hartmann–Shack波前像差测量仪（HSWS）进行改造，完成大视场像差光学测量，结合光学函数，实现对不同视场角方位视网膜成像质量进行检测与评估，得到大视场像差随视场角变化规律。建立中国人种不同屈光状态人眼大视场像差数据库。结合客观测量数据对不同视场角下像差的量级与效力进行分析，借助光学调制传递函数（MTF）、点扩散函数（PSF）等视觉光学手段评估并筛查术后大视场下影响人眼视网膜成像质量的主要光学因素，分析手术操作设计等因素对于轴外大视场像差的影响，并首次构建了屈光手术后人眼大视场像差的数据库。通过临床检查评估视觉不良症状及程度，分组分析与术后视觉不良症状相关的大视场像差光学特征，利用构建的个性化大视场光学眼模型，对手术参数进行干预，选择出对视觉质量影响最小的手术参数与手术设计方案，指导调整各类角膜屈光手术光学区切削形态、直径大小、手术切口设置、手术nomogram 设定等干预手段，有效降低术后视觉不良症状的解发生率。本项目取得了丰硕的研究成果，共发表学术期刊论文35篇，其中SCI论文共17篇，中文核心期刊论文14篇；研究成果在国际会议报告2篇。此成果对视觉矫正及探讨近视眼的发生发展机制有重要的启示作用，并为提高屈光手术后视觉质量提供了新的思路及有效途径。