论文部分内容阅读
人工晶体(Intraocular Lens, IOL)植入术是目前最有效的白内障复明方法。随着手术方式的不断改进和各种先进器械在眼科的应用,人们对术后视觉质量的期望越来越高,如要求视力好,大焦深等。因此,设计光学性能优异的新型IOL,具有重要意义。此外,对于有过角膜屈光手术史的人眼,传统方法测算IOL屈光度明显不准,如何精确设计此类眼所需的IOL,是眼视光学中的重要问题。有晶状体眼人工晶体(Phakic Intraocular Lens, PIOL)植入术因其保留调节、损伤小、精度高、手术可逆等优点,成为目前备受关注的一种屈光矫正技术,但是目前只有矫正低阶像差的PIOL,因此很有必要研究能矫正其他像差的PIOL。本文以新型IOL和PIOL的设计为主要研究方向,基于眼模型和波前像差技术,主要开展了以下工作：1.首次设计了同时矫正单色像差和色差的消色差自由曲面IOL。根据实测的个体眼角膜地形图数据和眼轴数据,构建了个性化人工晶体眼模型,设计了个性化的双球面IOL、球柱IOL、非球面IOL、自由曲面IOL和消色差自由曲面IOL。研究表明：与非球面IOL相比,自由曲面IOL能够提高人眼的光学质量,并且角膜的高阶像差越大,提高得越多；植入消色差自由曲面IOL后,人眼在明视觉条件下的白光光学质量明显优于自由曲面IOL。由于人工晶体眼的高阶像差一般较大,若仅矫正色差,不矫正高阶像差,人眼光学质量的改善一般不明显。2.首次设计了消色差球柱PIOL。根据实际人眼的角膜地形图数据、眼内各组分的轴向间距,结合实测的波前像差,运用Zemax光学设计软件,优化出自然晶状体的光学结构,从而构建了个性化眼模型。然后运用该模型,设计了球柱PIOL和消色差球柱PIOL.研究表明：对于高阶像差较小的眼,与球柱PIOL相比,植入消色差球柱PIOL能够较明显地提高人眼的白光调制传递函数。3.首次通过构建个性化眼模型,计算角膜屈光手术后的IOL屈光度。根据角膜屈光手术前的个性化眼模型和屈光手术后的波前像差数据,构建了角膜手术后的个性化眼模型。然后运用该模型,设计了矫正离焦的IOL并计算其屈光度。研究表明：这种方法得到的IOL度数较准确。4.首次运用眼模型,设计了大焦深非球面IOL,折射型双焦点IOL和衍射型双焦点IOL,并运用Zemax的多重结构功能,通过独立分析远近焦点的光学特性,得到了植入多焦点人工晶体人眼的光学质量。研究表明：设计非球面IOL,适当增大球差,可以获得临床可接受的视力和较大的焦深。在明视觉条件下,折射型和衍射型多焦点IOL的远近距离的光学性能都优越,但中间距离的光学质量均较差。折射型多焦点IOL的远近焦点上的光能分布随着瞳孔直径而变化,而衍射型多焦点IOL的光能分布较稳定,但有19%的光能损失。