新型人工晶體設(shè)計及其對人眼視功能影響的理論研究.pdf

1、晶體性屈光手術(shù)是屈光手術(shù)的主要方法之一，隨著人們對視功能的要求越來越高，新型人工晶體(intraocular lens，IOL)的研究和設(shè)計至關(guān)重要。本文主要基于光學(xué)成像理論和像差理論，結(jié)合眼光學(xué)系統(tǒng)模型和特點(diǎn)，對幾種新型人工晶體的設(shè)計及其光學(xué)性能進(jìn)行了研究：從提高人眼屈光調(diào)節(jié)力和補(bǔ)償角膜球差(Zernike球差)的角度出發(fā)，研究了治療白內(nèi)障的可調(diào)節(jié)人工晶體和非球面人工晶體的設(shè)計及其光學(xué)性能；研究了一種新興的以矯正人眼屈光不正為目的的內(nèi)

2、植鏡——有晶體眼人工晶體(Phakic intrsaocular lens，PIOL)的設(shè)計和光學(xué)性能；針對角膜屈光手術(shù)后，人工晶體屈光度預(yù)算不準(zhǔn)這一問題，研究了角膜屈光術(shù)后人工晶體預(yù)算的新方法。本研究為視光學(xué)中人工晶體的光學(xué)性能及人工晶體的設(shè)計提供了理論依據(jù)和設(shè)計方法，對于提高人眼視力矯正水平具有重要意義。本論文的主要創(chuàng)新性成果如下： 1．研究了人工晶體折射率、中心厚度、非球面、光學(xué)結(jié)構(gòu)、A常數(shù)及人工晶體的移動距離等因素對人眼

3、屈光調(diào)節(jié)力的貢獻(xiàn)及成像質(zhì)量影響，結(jié)果表明：10L移動度對人眼屈光調(diào)節(jié)力貢獻(xiàn)最大，材料、厚度、結(jié)構(gòu)對調(diào)節(jié)力影響較小，具有非球面光學(xué)面的IOL和植入人眼后具有較大ACD(由A常數(shù)決定)的IOL對人眼屈光調(diào)節(jié)力的貢獻(xiàn)相對較大；在此基礎(chǔ)上，給出了一種雙片式可調(diào)節(jié)人工晶體(accommodating IOL，AIOL)的模型，并分析了不同透鏡組合形式的雙片式可調(diào)節(jié)人工晶體對人眼屈光調(diào)節(jié)力的影響，當(dāng)負(fù)透鏡一正透鏡組合的雙片式可調(diào)節(jié)人工晶體的負(fù)透鏡在

4、相對正透鏡移動的距離與單片式可調(diào)節(jié)人工晶體在眼內(nèi)移動距離相同時，雙片式可調(diào)節(jié)人工晶體使人眼獲得的屈光調(diào)節(jié)力明顯較高，且屈光調(diào)節(jié)力的大小隨負(fù)透鏡屈光度的增大和正透鏡屈光度的減小而增大。 2．給出了非球面人工晶體(aspherical IOL)的設(shè)計方法和實(shí)例，對植入非球面人工晶體的眼系統(tǒng)的成像質(zhì)量分析表明：系統(tǒng)MTF，對比敏感度及離焦MTF都優(yōu)于傳統(tǒng)球面人工晶體所在眼系統(tǒng)，非球面人工晶體表現(xiàn)出其優(yōu)越的光學(xué)性能。在考慮非球面人工晶體

5、在眼內(nèi)出現(xiàn)偏心和傾斜的情況下，IOL負(fù)球差值越大，其傾斜和偏心對人眼視功能的降低越明顯；植入無球差I(lǐng)OL的人眼的視功能受其傾斜和偏心的影響較小，對人眼成像質(zhì)量的改善不僅優(yōu)于正球差I(lǐng)OL，而且優(yōu)于負(fù)球差I(lǐng)OL。 3．給出了一種根據(jù)人眼佩戴眼鏡或角膜接觸鏡屈光度的大小來確定要植入人眼的PIOL屈光度計算公式，并研究了同屈光度，同厚度，不同光學(xué)面形的PIOL對人眼成像質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：無論對近視態(tài)人眼還是遠(yuǎn)視態(tài)人眼，植入凸凹型PI

6、OL對眼系統(tǒng)的視覺矯正效果都要好于其它結(jié)構(gòu)型PIOL，尤其是對球差的矯正。 4．提出了一種采用傳統(tǒng)人工晶體屈光度計算公式與光線追跡相結(jié)合來預(yù)算角膜屈光矯正術(shù)后白內(nèi)障術(shù)眼所需植入人工晶體屈光度的新方法，并對該方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了評價。分析結(jié)果表明：以Hwey—Lan Liou眼模型的角膜光學(xué)參數(shù)為基礎(chǔ)，取眼軸長度為27mm，當(dāng)近視屈光矯正度從3D到9D變化時，所需植入的人工晶體屈光度從16.99D增大到25.98D，表征該計算方法誤