新型人工晶體設計及其對人眼視功能影響的理論研究.pdf

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

2、植鏡——有晶體眼人工晶體(Phakic intrsaocular lens，PIOL)的設計和光學性能；針對角膜屈光手術后，人工晶體屈光度預算不準這一問題，研究了角膜屈光術后人工晶體預算的新方法。本研究為視光學中人工晶體的光學性能及人工晶體的設計提供了理論依據和設計方法，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、光學結構、A常數及人工晶體的移動距離等因素對人眼

3、屈光調節(jié)力的貢獻及成像質量影響，結果表明：10L移動度對人眼屈光調節(jié)力貢獻最大，材料、厚度、結構對調節(jié)力影響較小，具有非球面光學面的IOL和植入人眼后具有較大ACD(由A常數決定)的IOL對人眼屈光調節(jié)力的貢獻相對較大；在此基礎上，給出了一種雙片式可調節(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節(jié)人工晶體對人眼屈光調節(jié)力的影響，當負透鏡一正透鏡組合的雙片式可調節(jié)人工晶體的負透鏡在

4、相對正透鏡移動的距離與單片式可調節(jié)人工晶體在眼內移動距離相同時，雙片式可調節(jié)人工晶體使人眼獲得的屈光調節(jié)力明顯較高，且屈光調節(jié)力的大小隨負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)的設計方法和實例，對植入非球面人工晶體的眼系統的成像質量分析表明：系統MTF，對比敏感度及離焦MTF都優(yōu)于傳統球面人工晶體所在眼系統，非球面人工晶體表現出其優(yōu)越的光學性能。在考慮非球面人工晶體

5、在眼內出現偏心和傾斜的情況下，IOL負球差值越大，其傾斜和偏心對人眼視功能的降低越明顯；植入無球差IOL的人眼的視功能受其傾斜和偏心的影響較小，對人眼成像質量的改善不僅優(yōu)于正球差IOL，而且優(yōu)于負球差IOL。 3．給出了一種根據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，不同光學面形的PIOL對人眼成像質量的影響。結果表明：無論對近視態(tài)人眼還是遠視態(tài)人眼，植入凸凹型PI

6、OL對眼系統的視覺矯正效果都要好于其它結構型PIOL，尤其是對球差的矯正。 4．提出了一種采用傳統人工晶體屈光度計算公式與光線追跡相結合來預算角膜屈光矯正術后白內障術眼所需植入人工晶體屈光度的新方法，并對該方法的準確性進行了評價。分析結果表明：以Hwey—Lan Liou眼模型的角膜光學參數為基礎，取眼軸長度為27mm，當近視屈光矯正度從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