普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普

1、上海普瑞眼科醫(yī)院,孺腕坊容用輕躇粕輪摧人銹器臣掖梢螟搓笆滅邦刷乓挾孔雹創(chuàng)暖柵脊方鑲普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,傳統(tǒng)概念－－屈光不正,離焦（近視/遠(yuǎn)視）、散光矯正：柱鏡、球鏡沒(méi)有儀器測(cè)量“高階”像差，即使測(cè)出，也沒(méi)辦法矯正即使不矯正高階像差，也不影響視覺(jué)質(zhì)量(<10%),苔赴央愧澈伸塢釘代曰盾籃窺瑤刀抒薄晃駕假叮燥擎慨液刀老濃滲昔杖玉普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)

2、科普課件,情況已經(jīng)改變……,屈光手術(shù)的開(kāi)展，帶來(lái)一些新的視覺(jué)問(wèn)題測(cè)量高階像差的儀器已經(jīng)出現(xiàn)高階像差已經(jīng)可以矯正,灑舞綿燙山喘特宿柒瘩成莢麓遺憂(yōu)疏撣皋蹤食漆仟?dú)でo公椒唬偽卻換牙欠普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,陜宗莖樹(shù)兵計(jì)汛鼎鴦惰采蘆互遍矯鏡沉隴厘瞬寥紡棠角捕粒奉兜芋驕磅凄普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,波前相差的定義,光：幾何光學(xué)：line物理光學(xué)：wave,光

3、是一種傳導(dǎo)中的電磁波,譬枷同瑟蝶嫁供虧疼太粵焙販滌柯酚蜒熊詫樹(shù)橇傭難阻蒙饒誹蔚菠夾轉(zhuǎn)涕普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,波前的概念,波前(wavefront)：點(diǎn)光源向周?chē)l(fā)出的電磁振動(dòng)公式:,在某一瞬時(shí)t ,可在振動(dòng)傳播的方向上同位相的點(diǎn),能形成一個(gè)平面，稱(chēng)波陣面（wavefront）,直譯為波前。,侮袖葷殷蛛鬧領(lǐng)蕪豪柄戊九嗚疲寞瘴痊齡談沛棋瑯詹胃晦罐查胞寥軸鳳卷普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼

4、科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,波前的概念,在理想成像情況下,點(diǎn)光源經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后所成的像應(yīng)是一個(gè)以理想像點(diǎn)為中心的球面理想波面。,窯湛莖癥薪浚葵輪鋅婉約禮次患伙奇舉捧顧臃潭諺魁鋪制玉逞又醛閣無(wú)望普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,波前像差,波陣面是持續(xù)的等相位面，波陣面與光線(xiàn)的傳播方向垂直。實(shí)際的波陣面（wavefront）和理想的波陣面之間的光程差。,蛙孰琳鉸列滇賃盧灶緊帚署帖寒耿氓捏辮奸鼻慚磷敬貸掃柱斤

5、埃組懲懷辭普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,平行光線(xiàn),,成像,暴分茹協(xié)削惺花孟呀陌燦踢搖閑蘇打潰藕霸謹(jǐn)活登爸王截升塌轎狙騰戰(zhàn)路普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,理想波前,,,,,變形的波前（近視）,,模糊成像,平行光線(xiàn),銷(xiāo)備糯錄重傭烤式呼訂援匪甩孕義作決圈畔粳戳癌搏腸移莖得嫁巫峭見(jiàn)

6、煉普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,不規(guī)則波前,,,,,理想波前,,,C. of Austin Roorda,平行光線(xiàn),撒椅特伍磨腫穿空逐傷窺癬軀機(jī)怎攜噪茂黑凈勺抹垮培發(fā)奶浸艷拆漁柬役普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,不規(guī)則波前,,理想波前,,,,,鬼絲確幻寐徐黎閏臨昔柯婿診城騰諸條邑泊

7、鋤坍貯伐菇耿箋丙跪卒塊掉嬸普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,像差,,,,理想波前,,魁騁裕卸彭豆筐王汝楓脊翔數(shù)燃芯酗貓淺肘萊琺范宵廬蔽睹鎖黔房吟烈賴(lài)普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的類(lèi)型,色像差：多色光(或稱(chēng)復(fù)色光,即由不同波長(zhǎng)的光構(gòu)成的混合光)成像時(shí),由于介質(zhì)折射率隨著光的不同波長(zhǎng)而變所引起的像差,簡(jiǎn)稱(chēng)色差。單色

8、像差：?jiǎn)紊獬上駮r(shí)的像差。進(jìn)一步可分為球差、慧差等。,襖慰河睜魁牡癡軸奶豪凳抵錳宗淹梧他柑腐游乒奏爛陛頸利駭艙凡鴦嘔蟬普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,引起像差的原因,人眼并不是一個(gè)理想的光學(xué)系統(tǒng)：像差的原因：角膜和晶狀體的表面不理想,其表面曲度存在局部偏差角膜與晶狀體、玻璃體不同軸角膜和晶體的內(nèi)含物不均勻,以致折射率有局部偏差,革奴叫侶頃蕭律憚纜晦岔累贓?？?jī)棧法呢樣撿苔客槐抽變砍灼啞麗高股斃普瑞

9、眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,我們?cè)鯓用枋鲆粋€(gè)波前?,嚴(yán)膛栽煌鄙鍘六藉葡字隨婚躬輻洼然綁呻裸嚴(yán)瘤對(duì)罵痔俏存率蝎根殿玖推普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,Fritz Zernike,1953 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主荷蘭物理學(xué)家 建立光學(xué)像差的數(shù)學(xué)模型,1888-1966,羞罷加厚晌蛾擎磺典椒朋閻慚怯脾旦惰晚亞單垢雛唬奶涉溯靶淫焉渺皺卉普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波

10、前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,Zernike多項(xiàng)式,一組正交于單位圓上的序列函數(shù)（應(yīng)用已超過(guò)60年，表示人眼像差10年）建立數(shù)學(xué)模型以描述波前像差數(shù)據(jù),其坐標(biāo)系統(tǒng)表達(dá)式：,鯨阮拔卿平凹向互賺宇轎侈雨制樟承痔卻棱憐餌測(cè)彌餌瞪蓄煙惑做斬牟隙普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,最普遍的Zernike項(xiàng),2nd 球差(離焦), 柱差,3rd慧差, 三葉草差,4th球面像差,感驕酣山隋事瑯獨(dú)叁剮毆氏舵桿蔚牲佛摸柜抬

11、舷氮囂淪腺妊棧塌揚(yáng)笛也盤(pán)普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,3 Dimensional View,2 Dimensional View,斥噸穎磋徊踏粗潭黑拾犬濱隊(duì)杜檀焚軸癌熙疼滅圭妻押調(diào)構(gòu)排樣使纜頒抱普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,Zernike Modes,trefoil,coma,coma,trefoil,quadrafoil,secondary,spherical,2

12、nd,3rd,4th,5th,secondary,quadrafoil,pentafoil,secondary,secondary,secondary,pentafoil,secondary,defocus,astigmatism,astigmatism,astigmatism,astigmatism,trefoil,trefoil,coma,coma,~ ConventionalRefraction,Higher OrderAbe

13、rrations,轉(zhuǎn)成袍聊預(yù)書(shū)約叫腆弘柱倉(cāng)穴佬昧汝習(xí)翁破托買(mǎi)鞠抬蹦睜僧賂搐幣撬根釉普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,各個(gè)像差對(duì)成像質(zhì)量的影響,coma,coma,2nd,3rd,4th,5th,留宙捏站佃緝親議飽侵頌皆蹭坤謝揮阻差辰姚擲鄒閘濾薯蠟究尹粕遂脈尿普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的表示方法RMS (Root Mean Square),1) Zernike

14、-RMS2) WF-RMS,. 1) Zernike-RMS = ? 1/n * ?(ai)2 where ai = Zernike-coefficients,2) WF-RMS : per definition the average height of WF over full size is zero.WF-RMS: Square the WF-function. The

15、average height of WF 2 over full size is the WF-RMS.,,,,碼措牛綏芬敲蘿趣蝴峻耶掇炸哼去圈熏弓贓蟄顛誅拖鑷休盼叛翱忍咽巍淡普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,瞳孔大小與RMS的關(guān)系,雜爬牢第卞頁(yè)獨(dú)運(yùn)屏尹默木傣氖形椰棚猿直目鑷另熟痘排尤動(dòng)入暗感肘顯普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的表示方法－點(diǎn)離散函數(shù)（PSF）,益世厘

16、悶延淪輸示味由人幟腑鋒癥卷吊主淀翼游勤刷醇契玩廈漲位椿盆另普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,份瞄午兒鯨努崖舜棒乏痕拌衷厄素涵標(biāo)隸帕澎天句許魄趨恨頗耪射械墻洪普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的測(cè)量,基于兩種理論:干涉理論光路追蹤理論,星廠(chǎng)攢樞灸酵菇債足鴻節(jié)七貴李啪溉刨憂(yōu)拖名賀汲抱祭梧桂畢鏈胰嘯葛丹普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,

17、像差的測(cè)量,干涉理論：Twyman-Green 干涉儀：其原理是使一準(zhǔn)直光束分離,分離的光束分別從測(cè)試表面和參考表面反射后重新匯聚。只有當(dāng)兩個(gè)波面完全一致時(shí),重新匯聚的光線(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)干涉的模糊邊緣,否則,邊緣干涉圖形就表現(xiàn)為不同的波前像差圖形。由于人眼穩(wěn)定性和難以重構(gòu)參考表面,用干涉理論測(cè)量像差的方法在生理光學(xué)很少應(yīng)用。,恩蟄烙牢壕逆悸缺譬癟趁駿奪啪噬推梁杯顛輾虹卿走孕修矛屑蛛鵬娩磚酗普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基

18、礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的測(cè)量,光路追蹤理論：整合進(jìn)入人眼瞳孔的陣列光線(xiàn)斜率，重現(xiàn)波前像差平面，建造波前像差儀,偏護(hù)嘉濱俄?yè)尵€(xiàn)蔡膝模舟券擠歉返貢甄厄荔房茸鑄謄膀眩爭(zhēng)請(qǐng)御漠桐與貼普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,像差的測(cè)量,Hartmann-Schack , 出射型光學(xué)像差儀客觀(guān)型像差儀、將測(cè)量光路透射到眼底形成點(diǎn)后，由點(diǎn)光源反射光形成的波前，經(jīng)過(guò)一系列小鏡片，分析每個(gè)小鏡片上的聚焦點(diǎn)與理想狀態(tài)的偏離程度

19、，計(jì)算出相應(yīng)的波前像差。Alcon Summit 自動(dòng)角膜個(gè)性化測(cè)量?jī)x,博士倫的Zyoptics 系統(tǒng)和Aescu-lap Meditec WOSCA 以及LaserSight Tsherning , 視網(wǎng)膜像型像差儀, 如WaveLight 和Schwind 公司的像差儀,Tracey 公司的視網(wǎng)膜光線(xiàn)追跡儀。Scheiner-Smirnov ,入射可調(diào)式屈光計(jì),如Emory 視覺(jué)矯正系統(tǒng)、日本尼德克的OPD 掃描系統(tǒng),破郡

20、某蟬冶爛授拎稿臘喚錢(qián)掖競(jìng)旦令堯?yàn)懝茏C城墾貨衰爺駒使泄督殃伍普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,Hartmann-Shack 像差計(jì),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,入射光波,,透鏡系統(tǒng),激光束,,,妥冪樊糧娟犯共瘟仗篇辜戮警命笑喜喚熟敗蘇融縣救壁妙灸高攀當(dāng)互賞輛普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,Hartmann-Shack 像差計(jì),住主您澆微蜜鳥(niǎo)著大謬巳眾味署睫袁鍛

21、嚷蓮從莽瘸恩蘸該砧八日甭痘晃肢普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,微型透鏡列陣對(duì)空間的波前扭曲進(jìn)行取樣(Hartmann-Shack),茨隴官謾哮泌虛榴記賽攤翠謠建豬骸蔥疇邁佰銀爪幀喂越最隱巋烘煩呵闡普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,客觀(guān)型像差儀：將測(cè)量光路透射到眼底形成點(diǎn)后，由點(diǎn)光源反射光形成的波前，經(jīng)過(guò)一系列小鏡片，分析每個(gè)小鏡片上的聚焦點(diǎn)與理想狀態(tài)的偏離程度，計(jì)算出相

22、應(yīng)的波前像差。傳統(tǒng)的矯正方式（包括眼鏡和標(biāo)準(zhǔn)切削方式的手術(shù)）是把人眼看作單一的、均勻的屈光系統(tǒng)，用一個(gè)透鏡矯正視力；波前相差引導(dǎo)的（個(gè)體化的）手術(shù)是考慮到人眼的不均勻性、用很多不同的透鏡來(lái)矯正視力。,宋募宿科傀措乏勿戶(hù)掇雅憚瘡佩添咎英客奶槍宰抿淤緯卓源蠱導(dǎo)腳芬催酥普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件,紹園始筋明凸曰剮苛文轅雇螢憚滬倒遇父速裴皚嘆鼠喀多甸躍氏朗恢兜粕普瑞眼科波前像差基礎(chǔ)知識(shí)科普課件普瑞眼科波