人眼波前像差的Monte Carlo模擬.pdf

1、本文圍繞波前技術(shù)，引入蒙特卡羅(Monte Carlo)方法和眼模型的方法，對(duì)人眼波前像差和視覺(jué)特性做了如下研究：首先，簡(jiǎn)要地介紹了人眼波前像差測(cè)量技術(shù)、矯正技術(shù)和眼模型的發(fā)展概況，并在此基礎(chǔ)上，理論計(jì)算出屈光手術(shù)后整個(gè)角膜的波像差；其次，對(duì)全眼像差、角膜像差和模擬眼(非真實(shí)人眼)像差進(jìn)行了一系列的Monte Carlo模擬，對(duì)人眼波像差之間的相互作用與人眼視覺(jué)質(zhì)量做了定性的分析；最后，構(gòu)建了同一人群在LASIK手術(shù)前后的個(gè)性化眼模型，

2、并利用這些個(gè)性化眼模型對(duì)手術(shù)后角膜后表面的變化做了研究。
　　 (1)理論計(jì)算出LASIK手術(shù)后整個(gè)角膜的像差。臨床上發(fā)現(xiàn)，常用的Orbscan II和Pentacam對(duì)手術(shù)后人眼角膜參數(shù)測(cè)量的結(jié)果不一致。所以，需要一種新的方法來(lái)獲得角膜的像差。本文利用手術(shù)前后的全眼波像差和手術(shù)前的角膜地形圖數(shù)據(jù)，通過(guò)理論計(jì)算，得到手術(shù)后的整個(gè)角膜像差。
　　 (2)對(duì)人眼波像差執(zhí)行了一系列的Monte Carlo模擬。研究表明，當(dāng)像差

3、的方均根(rms)不變時(shí)，人眼的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與像差之間的相對(duì)比例有極大的相關(guān)性。換言之，人眼像差之間的相互作用與視覺(jué)質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。為了研究這種聯(lián)系，本文對(duì)LASIK手術(shù)前后的全眼像差、角膜像差和模擬眼(非真實(shí)人眼)像差分別執(zhí)行了一系列的Monte Carlo模擬。結(jié)果表明：真實(shí)人眼的全眼像差能提供比隨機(jī)模擬像差更好的視覺(jué)質(zhì)量，并且這種特性在LASIK手術(shù)后更加明顯。然而，這種特性并沒(méi)有發(fā)生在僅有角膜存在的情況下。模擬眼也

4、不具有這種性質(zhì)。也就是說(shuō)，只有真實(shí)人眼才具有像差的補(bǔ)償機(jī)制，但這種機(jī)制并不出現(xiàn)在任何生理組成部分單獨(dú)存在的情況下，而僅僅發(fā)生在整個(gè)人眼的光學(xué)系統(tǒng)。所以，研究眼內(nèi)不同組分之間的像差補(bǔ)償關(guān)系，對(duì)激光角膜手術(shù)具有臨床上的指導(dǎo)意義。
　　 (3)構(gòu)建LASIK手術(shù)前后的個(gè)性化眼模型，得到手術(shù)后比較精確的角膜波像差數(shù)據(jù)。目前，角膜地形圖儀器Orbscan II和Pentacam在測(cè)量激光角膜手術(shù)后人眼角膜高度數(shù)據(jù)，尤其是角膜后表面的高度數(shù)

5、據(jù)時(shí)，存在較大的爭(zhēng)議。本文利用波前測(cè)量技術(shù)，結(jié)合光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax和程序轉(zhuǎn)化軟件Matlab，分別建立了LASIK手術(shù)前后的個(gè)性化眼模型，并利用這些眼模型，得到手術(shù)后比較精確的角膜波像差數(shù)據(jù)。利用優(yōu)化后的角膜像差數(shù)據(jù)得到的結(jié)果表明：LASIK手術(shù)后，角膜后表面的屈光度沒(méi)有明顯的變化，即角膜后表面沒(méi)有明顯的前凸現(xiàn)象。分別與Orbcan II和Pentacam兩種儀器測(cè)量的結(jié)果相比較，驗(yàn)證了Pentacam在測(cè)量LASIK手術(shù)后角膜后表