源于哈勃望远镜的治近视技术?波前像差

                           
    “波前像差”技术最早用来改善和提高 “哈勃” 太空望远镜的远距离摄像所造成的像差问题，曾经数十倍地提高了哈勃望远镜的分辨率、清晰度。
    太空星球发出的光线穿越了遥远的太空距离，历经大气层各种星际物质的层层阻挡、折射、扭曲，最后进入哈勃天文望远镜的图象却如此清晰，这是为什么呢？这主要是“波前像差”技术的功劳，它利用光波回弹数据来计算银河系星球的光年、形状、大小，极大地提高了哈勃望远镜的分辨率、清晰度。
    今天，科学家把这一技术应用到眼科领域，与人们的生活变得息息相关，通过它分析眼球的内部结构，制定最佳近视治疗方案，使手术效果更安全，更精确。
    波前像差检测系统主要分为“主观性”和“客观性”两种类型。主观性波前像差检查需要被检查者的配合，因此通常耗时较长，被检查者的移动以及需要其配合是这种检查方法的缺点。客观性波前像差检查需要用波前成像系统分析从视网膜上反射回的信息，因为反射回来的信息是从脉络膜、视网膜、晶状体、角膜、房水等多层次而来的，因此所参照的焦点平面并不像主观法那样定义得非常准确。它是由视网膜上光感受器细胞的感光程度而决定的。将光线回射到波前像差检测系统的那部分脉络膜、视网膜在光感受器细胞平面大概占200微米直径的范围。眼睛的轴长大约为23毫米左右，各人不相同，所以，根据计算公式(200微米/23毫米)，允许有大约1%(200微米/23毫米)的误差。眼睛的屈光力约为+58D，约5800度的屈光力，因此，客观性波前像差检测法可允许有0.5-0.6D(50-60度)的误差。对于散光、甚至更高阶像差的屈光问题，1%的误差一般是可以忽略不计的。因此目前用于临床的波前像差系统绝大多数都是“客观性”波前像差系统。由于焦点平面的不确定因素相当小，只有在纠正“单纯球面性屈光不正”时才需要考虑，结合医师手术经验，进行手术参数的合理调整，减少焦点平面的不确定因素对手术后视力的影响。

波前像差检测还可以用获得光学信息的种类来进行分类，具体如下：

(1) 外向型波前像差测量法：

    这种外向型检测方法的主要特点是，波前像差的形式是由光线射出眼睛而定义的，因此被称为“外向型”。外向型波前像差检测是由Shack-Hartmann 原理进行描述的。

    Shack-Hartmann波前像差检测的原理是基于一束激光的反射(直径大约为1毫米)，这束激光进入眼内，被聚焦在人眼黄斑上，反射出来的光线通过人眼的折射系统，反射出眼睛，从而形成了波前像差的形式，被位于瞳孔入口处的CCD照相机所捕获。由许多微小透镜排列而成的透镜组会把反射出来的光线的波前像差数据，分成若干个更小的波前像差模块，每个波前像差模块的数据则被聚焦成一个光点。然后电脑测量、计算光点与光轴上的微小透镜在空间上的位移。位移的程度大小，就可以直接显示此处眼球像差的倾斜情况以及整个眼睛的波前像差形态。

    这种波前像差探测方法的局限性在于，黄斑下脉络膜的干扰会产生散射，也就是说会产生干扰性的回波。但是，由于眼球视轴的长度，这些误差是可以忽略不计的。另外激光光源中的小斑点以及黄斑部被照亮的程度以及质量也会限制波前像差检测的准确性。采集数据次数的提高有助于Shack-Hartmann原理的波前像差探测达到一个理想的程度。Shack-Hartmann原理的波前像差探测是目前在准分子激光手术中最常用的像差数据采集方式。

(2) 视网膜成像波前像差测量法

    这种方法的主要特点是，波前像差的形式是由视网膜上成像的偏差而定义的，因此叫“视网膜成像”法。这种波前像差检测的形式是由Tscherning原理来进行描述的。

    视网膜成像波前像差测量法的原理是：激光束经校准平行后，通过一个13×13的光点蒙板，从而产生整齐排列的168个光点(遮蔽中心点)，连续投射在视网膜上成像。在经过有近视、远视、散光的眼球屈光间质进入眼内时，光点的排列会由于这些眼球的不规则而产生像差，这种扭曲的光点排列会通过一个同轴的紧密照相机记录下来，然后计算机会将这些扭曲的光点，与无像差正常状态下的光点位置进行比较，计算两者之间的偏差，得出精确计算的眼球波前像差形态。这种方法也称为Seiler(塞勒)法。