【摘要】 目的：观察不同调节下正视眼像差的变化及其变化分布情况。 方法：采用客观型光线描计波前检测仪检测不同调节状态下25例46眼全眼及眼内的波前像差，以调制传递函数比较视网膜成像质量优劣。 结果：在调节幅度较大情况下，正视眼全眼及眼内的全部和高阶波前像差RMS值变化具有统计学意义，且与低幅调节比较，变化量差异有统计学意义；Zernike像差值中第7,8,12,13项在调节变化时也发生变化；超过70%眼视网膜成像质量随之下降。 结论：调节可以引起正视眼全眼和眼内像差的变化。调节幅度较大时，像差出现的显著变化可以造成视网膜成像质量的下降。
【关键词】 波前像差；调节；高阶像差；眼内像差
Distribution and the change of the wavefront aberrations in emmetropia with accommodation
WeiRan Niu, JiaYin Wang, Lin Bai, Ping Zhu, QingYing Wang, BiLian Ke
Department of Ophthalmology, the First Affiliated Peoples Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200080, China
AbstractAIM: To investigate the change and its distribution of the wavefront aberrations(WA) in emmetropia with accommodation.
METHODS: The wavefront of 46 emmetropic eyes (25 subjects) were measured with a Tracey iTrace Visual Function Analyzer system in the different states of accommodation with a pupil diameter of 3 mm, and were recorded in the from of Zernike coefficients and root mean square (RMS). The quality of retina imaging was shown in the way of modulation transfer function (MTF).
RESULTS: With great changing amplitude of refractive power, both of the total WA of the whole eyes and the internal eyes total WA increased in different degree, and there was a significant difference. In the same way, Z7 (Horizontal coma) and Z13 (secondary astigmatism) increased, Z8 (Vertical coma) and Z12 (spherical aberration) decreased, while the quality of more than 70% eyes retina imaging turned out worse.
CONCLUSION: The change of the accommodations states causes the change of emmetropic eyes wavefront in the way that roots in the lens. With great accommodation, the significant change of WA will causes a decline of the quality of retina imaging, which may be a cause of myopia.
KEYWORDS: wavefront aberration; accommodation; high order aberration; internal optic wavefront
Niu WR, Wang JY, Bai L, et al. Distribution and the change of the wavefront aberrations in emmetropia with accommodation. Int J
Ophthalmol(Guoji Yanke Zazhi) 2008;8(11):22662268
0引言
传统的研究表明，调节与青少年近视的发生发展密切相关，而调节又可以通过晶状体凸度的改变引起全眼像差的变化。但是，调节变化带来的像差的变化趋势、这种像差的变化在各阶或者各项上的具体分布情况、各种像差成分变化对视网膜成像质量的影响及其程度等疑问，以及争论已久的调节与近视的孰因孰果问题，目前均尚无明确的答案。因此本研究实时情况下同步检测不同调节状态下正视眼像差分布及变化；分析眼内、全眼Zernike多项式系数的各项变化情况，并比较视网膜成像质量变化，进行总结，报告如下。
1对象和方法
1.1对象 志愿者为我院教职员工25人(46眼)，全部为正视眼，其中男13名，女12名，年龄16～67(平均39.7±15.3)岁。裸眼视力(uncorrected visual acuity，UCVA)0.8～1.5(采用对数视力表检查视力)。等效球镜度数(spherical equivalence，SE)+0.50～1.00D；散光度数<1.00D。受检者均能较好地配合检查，均无眼部病理变化，未曾接受屈光手术，也无接触镜佩戴史。
1.2方法 视力：采用5m距离，国际标准视力表，如1.0这一行所有视标全读出则记录为1.0。裂隙灯眼底镜检查，排除眼科疾患。测量和记录由同一位医师进行。所有像差及屈光力测量用Tracey iTrace视觉功能分析仪(Technology公司，美国)进行，其工作原理是分析入射光源和反射产生的第二光源。它测量屈光力，同时用视频角膜地形 表1全眼像差在调节放松及调节状态下的比较表2眼内像差在调节放松及调节状态下的比较
眼内波前像差在调节放松及调节状态下的比较，aP<0.05
图仪测量角膜波前像差，以Zernike多项式进行分解和表达，并同时完成调制传导函数计算。在测量中，受检者按要求注视预设的不同视标，以获得调节状态下和调节放松情况下的检查。屈光力的测量在各个注视点测量像差时同步进行。每眼重复进行3轮检查。提取瞳孔直径为3mm时的测量值。每个受检者在遮盖一眼情况下进行单眼或者双眼测量。
统计学处理：等效球镜度数、散光度数、主观调节幅度及瞳孔直径以(±s)表示。应用SAS统计软件包进行统计分析，像差以表示，比较采用配对t检验。设定P<0.05为具有统计学意义。
2结果
2.1全眼像差分析 全眼各高阶波前像差值，在低幅调节时，变化差异不具有统计学意义；当高幅调节时，各阶波前像差的均方根(root mean square，RMS)值变化有统计学意义。其中发生低幅调节（调节幅度<2.00D）24眼，高幅调节（调节幅度>2.00D）22眼。组间比较，总像差和高阶像差差异均具有统计学意义（表1）。
2.2眼内像差分析 眼内像差在低幅调节时，变化差异不具有统计学意义，眼内像差的变化值占全眼像差的变化值的16.8％，眼内高阶像差的变化值占全眼高阶像差的变化值的73.5％；当高幅调节时，RMS4、RMS5、RMS6值随着屈光度数的增大而发生的变化有统计学意义，眼内像差的变化值占全眼像差的变化值的52.2％，眼内高阶像差的变化值占全眼高阶像差的变化值的83.6％。组间比较，总像差和高阶像差差异均具有统计学意义（表2）。
2.3全眼及眼内重要高阶像差分析 低幅调节，全眼及眼内重要高阶像差变化幅度均较小。高幅调节，变化幅度增大，并且变化一致：屈光度数的增大时，C8（垂直慧差）减小，全眼与内眼变化量比值为0.80；C12（球差）减小，比值为1.00；C13（次阶散光，水平向）增大，比值为1.30,全眼C7变化较小，眼内C7增大，比值为0.67，均呈负值。
2.4视网膜成像质量 比较个体不同调节状态下的调制传递函数曲线数值，总的高阶像差在小幅调节发生时在大多数眼（17/24，71%）内造成了视网膜成像质量的下降，大幅调节发生时在更大比例眼（18/22，82%）内造成了视网膜成像质量的下降。
3讨论
光线的实际成像与理想成像间存在偏离，即光学系统的成像缺陷，这种缺陷叫做波前像差。它受眼的调节状态、瞳孔大小、泪膜、年龄等的多种因素的影响[1,2]，并因此发生变化[3,4]。研究证明，当瞳孔大小为2～3mm时视网膜成像质量最佳[5]。为了去除瞳孔对此次实验结果的影响[6]，并反映实际视觉情况，我们测取自然状态下瞳孔直径为3mm的波前像差。像差作为全面描述眼的屈光状态的方式，在实际应用中却存在一定问题[7]，为此很多研究者采取各种措施对其进行了补充和完善[8]。为了解原因所在，我们观察生理状态下调节引起的像差改变。现有波前像差仪已可准确测量眼高阶像差和低阶像差[9]。通过应用Tracey iTrace视觉功能分析仪本研究得以实现第一次调节状态与各像差数值的同步测定，并能对角膜及眼内像差（主要是晶状体）进行分离。很多研究者认为人眼是随视觉需要调节状态不断发生改变的屈光系统，调节势必会引起波前像差的改变[10]。Lu等曾以2D做为重要调节变化点，我们沿用此值进行分组[1]。
我们发现：低幅度调节时，像差变化方向及变化数值均呈现明显的个体差异，无明显规律。调节幅度较大时，像差变化趋于一致，以往研究有类似结果[11,12]。眼内像差变化占全眼像差比例在较大幅度调节组有显著增加，眼内的变化量特别是高阶像差，与全眼变化量非常接近。光学理论推断眼内和全眼像差变化与角膜及初始屈光状态有很大关系。以往的研究证实角膜与晶状体像差存在一定程度的互补性。因此，以上结果提示:(1)调节状态改变时，以晶状体为主要像差来源的眼内像差正是全眼像差改变的主导成分;(2)在高阶像差中，因角膜对晶状体像差的互补作用，晶状体像差在有限范围内发生变化时，全眼像差并未发生较大改变，此一效果保证了一定调节范围内视网膜成像质量的稳定性；而发生较大幅度调节时，晶状体像差的改变超出了角膜所能补偿的范围，全眼像差的增减趋势更接近眼内像差的变化趋势，突显出变化的一致性和规律性;(3)为保证一定的视锐度，作为调节应答，低阶像差即实时屈光度增加，当调节超过一定幅度，像差增大对于视网膜成像质量的不良影响凸显，这可能是过度近距离工作促进近视发展的原因之一。
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