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人眼角膜地形模型建立与评价方法

作者：李新华 Publish: 2006-12-6 Hits:-

【中文题名】

人眼角膜地形模型建立与评价方法

【英文题名】

【学科专业】

光学工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-12-6

【中关键词】

模型眼,像差,角膜,非球面,Zernike面,人工晶体

【英关键词】

model eye,aberration,cornea model,aspherical surface,Zernike surface,intraocular lens,hyperacuity,

【分类导航】

医药、卫生>基础医学>医用一般科学>生物医学工程>一般性问题>

【论文摘要】

模型眼是用于进行眼球光学系统理论研究并模拟人眼成像状态的光学结构。人眼模型和角膜模型是视觉光学和眼科学领域的重要研究对象。为了研究角膜地形对人眼成像的影响，以及用成像的观点来建立角膜评价方法，本文在Isabel和Liou模型眼基础上，采用多数研究著作和目前文献报道中比较通用的数据，同时根据中国文献报道以及东方人的人眼特性进行了修正，用Zemax光学设计软件，建立了符合中国人群特点的人眼模型和角膜模型。并对其进行研究，具体研究内容和结论如下：(1)角膜非球面能够使模型眼的球差降低到小于±0.25DS，这为激光手术提供了新的切削模型；(2)在Liou模型眼的基础上，用Zemax优化得出，晶状体的渐变折射率是降低人眼波像差的重要因素；(3)将Zernike面应用到人眼模型中，能有效的改变视轴方向即5°视场的成像质量，提高了点扩散函数(PSF)值；(4)角膜非球面可以应用在LASIK之前做角膜切削面形的参考和术后视力的评估，提出将光学成像和医学诊断相结合来评价角膜地形的新思路；(5)人眼模型在人工晶体度数的选择中具有重要作用，推导出了人工晶体度数的理论计算公式；(6)通过人眼极限分辨能力和人眼模型波像差的分析提出了超...

【论文题纲】

声明	2-3
摘要	3-4
Abstract	4-5
目录	5-8
1. 绪论	8-11
1.1 课题的研究背景	8-9
1.2 本文的主要工作	9-11
2. 模型眼的建立	11-36
2.1 早期人眼光学系统描述及其质量评价	11-12
2.1.1 人眼的解剖结构	11-12
2.1.2 眼球光学系统	12
2.2 模型眼的发展	12-15
2.2.1 国外模型眼的发展趋势和现状	13-14
2.2.2 国内模型眼的发展	14-15
2.3 大视场和超分辨模型眼的建立	15-35
2.3.1 人眼中分界面和介质的数学模型	15-18
2.3.1.1 角膜的数学模型	15-17
2.3.1.2 人眼系统折射率的模型	17
2.3.1.3 晶状体结构及渐变折射率模型	17
2.3.1.4 视网膜的数学模型	17-18
2.3.2 模型眼的建立	18-25
2.3.2.1 优化设计的评价函数与边界条件确定原则	18
2.3.2.2 非球面模型眼的建立	18-22
2.3.2.3 大视场—角膜非球面—晶状体渐变折射率模型眼的建立	22-24
2.3.2.4 超视力—泽尼克面—渐变折射率模型眼的建立	24-25
2.3.3 模型眼像差对比分析	25-35
2.3.3.1 以屈光度为单位的球差对比分析	26-28
2.3.3.2 波像差对比分析	28-32
2.3.3.3 点扩散函数(FFT-PSF)对比分析	32-33
2.3.3.4 光学传递函数(MTF)对比分析	33-35
2.4 本章小结	35-36
3. 角膜模型的建立	36-43
3.1 角膜模型的现状和发展趋势	36
3.1.1 四区法	36
3.1.2 三区法	36
3.2 角膜地形图及其测量方法	36-38
3.2.1 Placido盘法	37
3.2.2 裂隙扫描法	37
3.2.3 光栅投影法	37
3.2.4 干涉测量法	37-38
3.2.5 哈特曼传感器测量人眼波像差	38
3.3 个体化人眼角膜模型的多项式拟合	38-42
3.3.1 个体化角膜数据的获得	38-39
3.3.2 Zernike多项式的拟合图形	39-41
3.3.3 Zernike多项式的拟合数据及应用	41-42
3.4 本章小结	42-43
4. 角膜模型的评价	43-49
4.1 角膜地形的记录方法	43-44
4.1.1 等高线法	43
4.1.2 彩色色码图	43-44
4.1.2.1 绝对等级	43-44
4.1.2.2 标化等级	44
4.2 角膜的成像评价与临床医学评价方式对比分析	44-48
4.2.1 角膜地形的临床医学评价	44-45
4.2.1.1 等同角膜曲率计读数K值(simulated keratometry values，Sim K)	44
4.2.1.2 角膜表面规则指数(surface regular index，SRI)	44
4.2.1.3 角膜表面非对称性指数(surface asymmetry index，SAI)	44
4.2.1.4 角膜预测视力(potential visual acuity，PVA)	44-45
4.2.2 角膜面形的医学评价和成像评价对比	45-48
4.2.2.1 偶次非球面和球面的SAI对比	45
4.2.2.2 偶次非球面和球面的SRI对比	45-46
4.2.2.3 偶次非球面和球面的球差和波像差对比	46-47
4.2.2.4 偶次非球面和Zernike面的5°视场波像差和PSF对比	47-48
4.2.2.5 结论	48
4.3 本章小结	48-49
5. 角膜模型与人眼模型应用研究	49-55
5.1 LASIK手术中的超视力切削模型	49-51
5.1.1 角膜非球面的切削模型	49-50
5.1.2 角膜Zernike面的切削模型	50-51
5.2 人眼模型在白内障手术中的应用研究	51-53
5.2.1 晶状体与白内障	51-52
5.2.2 人工晶体植入术	52
5.2.3 人工晶体度数的计算与选择	52-53
5.2.3.1 SRK公式	52
5.2.3.2 SRK-II公式	52-53
5.2.3.3 人眼模型在人工晶体度数选择时的应用	53
5.3 超视力人眼模型与意义	53-54
5.3.1 人眼的极限分辨力	54
5.3.2 超视力人眼模型的建立	54
5.3.3 超视力人眼模型的意义	54
5.4 本章小结	54-55
6. 全文总结	55-57
6.1 本文的主要工作及创新点	55
6.2 有待提高的问题	55-57
致谢	57-58
参考文献	58-60

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.205026



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