Hwey-Lan Liou模型眼中Toric人工晶状体旋转对成像质量的影响

背景 目前关于Toric人工晶状体(IOL)旋转造成散光残留的研究较多,但其对成像质量和波前像差带来的影响尚不清楚. 目的 评价Toric IOL旋转对成像质量、波前像差及球镜和柱镜度残留的影响. 方法 将+22.0 D T3、T4、T5型Toric IOL分别植入Hwey-Lan Liou精密模型眼,IOL后表面平坦轴置于X轴,陡峭轴置于Y轴,在波长为550 nm的单色光和瞳孔直径4 mm条件下采用Zemax光学设计软件模拟带有Toric IOL的角膜散光模型眼.将Toric IOL分别旋转5°和10°,分别测定Toric IOL在居中位及旋转位的调制传递函数(MTF)及离焦、散光、彗差、三叶草像差和球差,计算该条件下模型眼出现的球镜和柱镜的屈光误差. 结果 Toric IOL居中时角膜散光可完全矫正,T3、T4、T5型Toric IOL的MTF非常接近,随着Toric IOL旋转度变大,40 ～ 60 c/d高空间频率下成像质量明显下降,3种晶状体MTF曲线均逐渐下降,以散光度大的T5型Toric IOL下降最为明显.Toric IOL旋转后彗差、三叶草像差和球差无明显变化,但散光度和离焦均增加.Toric IOL旋转后残留散光度增加,同时球镜度增大.结论 Toric IOL植入后位置的旋转导致眼的成像质量下降,散光度较大的Toric IOL旋转引起的MTF曲线降低更为明显.Toric IOL的旋转主要造成散光和球镜度的增加,但高阶像差不受影响.     

偏心和旋转对非球面Toric人工晶状体成像质量影响的实验研究

目的：通过对Toric人工晶状体（IOL）的球差进行自动优化,理论设计不同球差的Toric IOL,并且对其旋转、偏心的耐受性及成像规律进行研究。方法：实验研究。在模型眼中对Toric IOL球差进行优化,分别优化球面结构,IOL前、后表面曲率半径和厚度及Toric IOL的前表面非球面系数,目标设计获得-0.26、-0.1 和0 μm球差的Toric IOL。在计算机光学模拟系统中,球面和非球面Toric IOL沿其X轴分别偏心0.25、0.50、0.75 mm,在3 mm和5 mm瞳孔直径下,评价其对调制传递函数（MTF）的影响;使其旋转3°、5°、10°,在4 mm瞳孔直径下评价其对MTF的影响。结果：在居中时随着瞳孔直径的增大,非球面Toric IOL成像质量下降低于球面Toric IOL;但在3 mm瞳孔偏心0.50 mm时,-0.26 μm的Toric IOL的成像质量下降并且低于0 μm和-0.1 μm的Toric IOL;5 mm瞳孔直径时偏心0.75 mm,-0.26 μm球差Toric IOL的MTF与球面IOL接近,而0 μm和-0.1 μm球差的Toric IOL的MTF略优于球面Toric IOL。旋转3°和5°时,非球面Toric IOL MTF仍高于球面IOL;旋转10°时,非球面Toric IOL高空间频率的MTF已经接近或低于球面IOL。结论：-0.26 μm球差的Toric IOL居中时有良好的成像质量,但偏心耐受性较差。对Toric IOL球差的适量的优化,可以提高模型眼的成像质量,同时保持对偏心和旋转误差的耐受性,使其在综合条件下获得更好的光学质量。     

非球面Toric人工晶状体成像质量的蒙特卡洛分析

目的：对Toric人工晶状体（IOL）的球差进行优化,并且对其旋转、偏心的耐受性及成像规律进行研究。方法：实验研究。使用计算机光学模拟在ZEMAX软件中对Toric IOL球差进行优化：①球面结构优化,分别优化IOL前、后表面的曲率半径和厚度。②Toric IOL球差的优化,设计优化目标分别为：-0.26、-0.1、0 μm球差的Toric IOL。在模型眼中,球面和非球面Toric IOL分别在3、4、5 mm瞳孔直径条件下随机偏心0～0.5 mm,旋转0°～5°,进行1 000 次模拟,分别计算平均调制传递函数（MTF）、MTF的离散分布及蒙特卡洛分析。结果：MTF的离散分布：3 mm瞳孔时90%的情况下-0.1 μm和0 μm球差的Toric IOL的MTF分别≥ 0.77 和≥ 0.78,优于-0.26 μm球差IOL的90%的测量值（≥0.55）;5 mm瞳孔时90%的情况下-0.1 μm球差IOL≥0.35,0 μm的IOL≥0.29,优于-0.26 μm的IOL（≥0.16）。MTF的蒙特卡洛分析：3 mm瞳孔时,在大部分情况下-0.1 μm和0 μm球差Toric IOL都优于球面IOL,具有良好的可重复性;4 mm瞳孔时,3 种非球面的Toric IOL几乎在所有情况下MTF都优于球面IOL;5 mm瞳孔时,在100%的情况-0.1 μm和0 μm球差非球面IOL的成像质量都优于球面IOL。-0.26 μm的非球面IOL对偏心和旋转的耐受性较差。结论：对Toric IOL球差的适量的优化,可以提高模型眼的成像质量并保持对误差条件下的耐受性,在综合情况下获得更好的光学质量。     

单焦点散光矫正型人工晶状体植入眼远期视觉质量观察

目的　观察单焦点散光矫正型人工晶状体植入眼的远期主观和客观视觉质量。方法　将合并角膜规则散光≥0.75 D的白内障患者75例（75眼）,根据植入的人工晶状体不同分为WF组（非球面IOL组）和Toric组（散光矫正非球面IOL组）,WF组植入AcrySof IQ SN60WF IOL,Toric组植入AcrySof IQ Toric SN6AT IOL,对比并观察2组术后1 a的主观及客观视觉质量。结果　术后1 a主观调查问卷Toric组视觉质量优于WF组;裸眼视力:WF组为0.65±0.19,Toric组为0.76±0.14;全眼散光:WF组为1.75±0.77,Toric组为0.33±0.21。调制传递函数截止频率(modulation transfer function cut off frequency,MTF cut off):WF组为（21.972±10.578）c·deg^-1,Toric组为(26.733±7.632)c·deg^-1;100％对比度下视力(100％VA):WF组为0.722±0.369,Toric组为0.892±0.233,2组比较差异均有统计学意义（均为P＜0.05）。瞳孔直径3.0 mm时,各组间球差、彗差、三叶草、次级散光、全眼总低阶像差、全眼总高阶像差、全眼总像差比较,差异均无统计学意义（均为P>0.05）。Pearson相关分析结果显示:全眼散光与裸眼视力、MTF cut off、100%VA均呈负相关;全眼客观散射指数与iTrace视觉功能分析仪测量的散光（iTrace散光）、球差、全眼总低阶像差、全眼总像差均呈正相关;MTF平均高度（MTF average height,MTF AH）与裸眼视力呈正相关,与iTrace散光、球差、彗差、三叶草、次级散光、全眼总低阶像差、全眼总高阶像差、全眼总像差均呈负相关;斯泰尔比值（SR）与裸眼视力呈正相关,与iTrace散光、球差、全眼总低阶像差、全眼总像差均呈负相关;iTrace散光与球差、彗差、三叶草、次级散光、全眼总低阶像差、全眼总高阶像差、全眼总像差均呈正相关（P＜0.05）。Toric组患者末次随访时IOL轴位旋转为 3.9°±2.1°。结论　在合并角膜规则散光的白内障患者的远期临床观察中,植入单焦点散光矫正型IOL能获得更好的主观及客观视觉质量。     

多焦点散光型与单焦点散光型人工晶状体植入术后视觉质量对比

目的 比较多焦点散光型人工晶状体（IOL）和单焦点散光型IOL植入术后的视觉质量。方法 回顾性非随机对照研究。角膜散光大于1.0 D的白内障患者27例（32眼）,其中8例（10眼）植入非球面多焦点散光型IOL（Acrysof IQ Restor toric IOL,SND1T,SND1T组）,19例（22眼）植入非球面单焦点散光型IOL（Acrysof IQ toric IOL,SN6AT,SN6AT组）纳入本研究。术后1、3、6个月观察2组远近裸眼视力（UCVA）、最佳矫正视力（BCVA）,残余散光,IOL旋转度,对比敏感度,调制传递函数（MTF）以及全眼波前像差等。采用独立样本t检验及重复测量方差分析对数据进行分析。结果 术后各时间点,SND1T组近UCVA均明显优于SN6AT组（t=11.683、8.252、7.384,P<0.01）;术后6个月,SND1T组在有眩光低空间频率（3 c/d）的对比敏感度低于SN6AT组（t=2.086,P<0.05）,其余空间频率差异无统计学意义;3 mm瞳孔下,SND1T组在低空间频率（5、10 c/d）的MTF值低于SN6AT组（t=2.050、2.078,P<0.05）,其余空间频率差异无统计学意义。术后各时间点,2组间远UCVA、远近BCVA差异均无统计学意义;术后6个月,2组间术前术后角膜散光差值、IOL旋转度差异均无统计学意义;2组在无眩光所有空间频率的对比敏感度、5 mm瞳孔下各空间频率的MTF值以及3 mm和5 mm瞳孔下的全眼总像差、总高阶像差、球差、彗差的差异均无统计学意义。结论 与单焦点散光型IOL相比,多焦点散光型IOL可获得良好的全程视力,并能有效矫正散光,同时提供理想的视觉质量。     

Acrysof toric人工晶状体植入矫正白内障患者角膜散光的疗效评估

目的 比较术前存在角膜散光的白内障患者植入Acrysof toric （Acrysof SN60TT）人工晶状体（IOL）和Acrysof SA60AT球面IOL后的视觉效果.方法 前瞻性病例对照研究.收集术前角膜散光大于1.0 D的白内障患者96例（104眼）,其中56眼植入Acrysof toric IOL（Toric组）,48眼植入Acysof SA60AT球面IOL（对照组）.术后3个月观察裸眼视力、最佳矫正视力、残余散光度、脱镜率、全眼总低阶和高阶像差、调制传递函数（5、10、15、20、25、30 cpd）以及Toric IOL轴位.采用配对设计t检验、独立样本t检验对数据进行分析.结果 术后Toric组裸眼视力（logMAR）0.22±0.12、最佳矫正视力0.05±0.07、残余散光度为0.36 D;对照组裸眼视力0.36±0.20、最佳矫正视力0.06±0.08、残余散光度为1.19 D;两组比较,裸眼视力和残余散光度差异均有统计学意义（t=4.526、4.275,P＜0.01）,最佳矫正视力差异无统计学意义.术后3个月,视远脱镜率Toric组为59％,对照组为32％.3 mm瞳孔直径下,Toric组术后低阶像差低于对照组,差异有统计学意义（t=11.146,P＜0.01）,但两组术后高阶像差差异无统计学意义,且术后Toric组MTF值于各空间频率均高于对照组,差异均有统计学意义（t=8.894、5.750、4.573、4.475、2.968、4.756,P＜0.01）.Toric组术后散光轴平均偏移5.84°±4.12°（0°～l8°）.结论 AcrySof toric IOL植入后可获得令人满意的术后裸眼视力、脱镜率、视觉质量,可预测性强,且具有良好的旋转稳定性.     

Toric人工晶状体植入术与球面人工晶状体植入联合周边角膜缘松解术矫正散光的对比研究

目的 对比Toric人工晶状体(intraocular lens,IOL)植入术与球面IOL植入联合周边角膜缘松解术(peripheral corneal relaxing incisions,PCRI)矫正散光的临床效果.方法 本研究共纳入55例(55眼)白内障患者,术前散光1.00～3.00 D,随机分为Toric IOL植入组(Toric IOL组,26例26眼)和球面IOL植入联合PCRI组(PCRI组,29例29眼).术中Toric IOL组植入AcrySof Toric IOL,PCRI组在角膜最陡散光轴处做成对的角膜缘松解切口,植入AcrySof Nature(SN60AT) IOL.术后3个月进行裸眼视力、最佳矫正视力检查以及IOL-Master测量角膜散光轴向及度数、角膜地形图进行角膜散光测定,同时进行对比敏感度测定.结果 Toric IOL组和PCRI组术后裸眼视力较术前均有明显的改善.术后3个月,Toric IOL组18眼(69.2％)裸眼视力≥20/25,PCRI组16眼(55.2％)裸眼视力裸眼视力≥20/25;且Toric IOL组和PCRI组的散光度数都较术前减少,其中Toric IOL组平均下降1.19D,PCRI组平均下降1.00D,两组间残余散光相比,差异有统计学意义(P＜0.05).术后3个月,1.5c·d-1、3.0 c·d-1、6.0c·d-1、12.0c·d-1空间频率时,Toric IOL组和PCRI组患者对比敏感度相比,差异均无统计学意义(均为P ＞0.05);18.0 c·d-1空间频率时,两组对比敏感度(15.21±5.77和10.97±3.26)相比,差异有统计学意义(P =0.010).结论 Toric IOL植入术与球面IOL植入联合PCRI对低、中度散光矫正都有明确的效果,但Toric IOL植入术具有更加安全、有效、稳定和可预测性好的特点,能使患者获得更加出色的视功能.     

散光矫正型人工晶状体偏心倾斜和旋转对视觉质量影响的研究进展

随着屈光性白内障手术的发展，散光矫正型人工晶状体(Toric IOL)作为一种功能性IOL已在临床上广泛应用，植入后能有效地矫正白内障患者术前的角膜散光，减少术后残余散光，获得更好的裸眼视力和视觉质量。轻微的Toric IOL偏心、倾斜和旋转不会引起患者明显的主观不适，但一定程度的偏心、倾斜和旋转反而增加散光和高阶像差，导致视力和视觉质量下降。本文根据相关国内外研究结果，结合基础和临床两个层面分析了Toric IOL的偏心、倾斜和旋转对视觉质量的影响，并对目前存在的问题和展望进行了讨论。     

波前像差光路系统检测IOL倾斜和偏心对光学成像质量的影响

目的：通过波前像差光路系统探讨人工晶状体(IOL)偏心和倾斜对光学成像质量的影响。

方法：在5.0mm模拟瞳孔直径下,采用实验室搭建的Hartmann-Shack IOL波前像差光路系统检测球面IOL Sensar AR40e、非球面单焦点IOL Tecnis ZA9003、非球面多焦点 IOL Tecnis ZM900分别在偏中心0、0.2、0.4、0.6、0.8mm,向鼻侧和颞侧倾斜5°、10°、15°、20°、25°时对光学成像质量的影响,以高阶像差和调制传递函数(MTF)定量成像质量。

结果：倾斜5°以内时,Tecnis ZA9003 MTF值高于AR40e和Tecnis ZM900,而倾斜5°、10°、15°、20°时三种IOL MTF值有显著差异。Tecnis ZA9003 IOL倾斜角度与彗差呈显著正相关(r=0.842,P<0.001),与球面像差无显著相关性(r=0.229,P=0.241)。偏心0.6、0.8mm时三种IOL MTF值有显著差异(均P<0.001),Tecnis ZM900偏心大于0.4mm时成像质量明显下降。

结论：具有-0.27μm球差的非球面IOL倾斜度小于5°,偏心小于0.4mm时可获得比球面IOL更好的光学成像质量。Tecnis ZM900 IOL偏心大于0.4mm时较球面和非球面IOL的光学成像质量降低。     

iTrace像差仪在Toric人工晶状体植入术后轴位测量中的应用

目的 研究和评价利用iTrace像差仪在不散瞳情况下测量Torie人工晶状体(Toric intraocular lens,Toric IOL)轴位.方法 收集2015年6月至2016年2月在天津医科大学眼科医院接受超声乳化白内障吸出联合Toric IOL植入术的白内障患者35例(45眼),术后1周随访,并行iTrace像差仪的检查.用眼内像差散光轴位换算为术后Toric IOL轴位,结果与传统裂隙灯测得的Toric IOL轴位做比较,分析其差异及相关性.结果 患者术后1周裸眼视力和术后最佳矫正视力分别为(0.19 ±0.12)LogMAR和(0.10±0.09) LogMAR,42眼(93.3％)的裸眼视力≥20/40.传统裂隙灯法和iTrace法测得的Toric IOL轴位旋转分别为3.13°±2.86°(0°～9°)和4.44°±3.42°(0°～13°),两者比较差异有统计学意义(t=-2.321,P=0.025);两种方法测得的Toric IOL轴位差值的绝对值为3.67°±3.59°(0°～ 14°),差值结果中32眼(71.1％)＜5°,9眼(20.0％)为5°～10°,4眼(8.9％)＞10°.两种方法测得的Toric IOL轴位呈线性相关(r=0.926,P＜0.01).结论 运用iTrace像差仪可以在不散瞳的情况下准确测量Toric IOL轴位,其结果具有一定的参考价值.     

Optical performance of toric intraocular lenses in the presence of decentration

AIM: To evaluate the optical performance of toric intraocular lenses (IOLs) after decentration and with different pupil diameters, but with the IOL astigmatic axis aligned.METHODS: Optical performances of toric T5 and SN60AT spherical IOLs after decentration were tested on a theoretical pseudophakic model eye based on the Hwey-Lan Liou schematic eye using the Zemax ray-tracing program. Changes in optical performance were analyzed in model eyes with 3-mm, 4-mm, and 5-mm pupil diameters and decentered from 0.25 mm to 0.75 mm with an interval of 5° at the meridian direction from 0° to 90°. The ratio of the modulation transfer function (MTF) between a decentered and a centered IOL (MTFDecentration/MTFCentration) was calculated to analyze the decrease in optical performance.RESULTS:Optical performance of the toric IOL remained unchanged when IOLs were decentered in any meridian direction. The MTFs of the two IOLs decreased, whereas optical performance remained equivalent after decentration. The MTFDecentration/MTFCentration ratios of the IOLs at a decentration from 0.25 mm to 0.75 mm were comparable in the toric and SN60AT IOLs. After decentration, MTF decreased further, with the MTF of the toric IOL being slightly lower than that of the SN60AT IOL. Imaging qualities of the two IOLs decreased when the pupil diameter and the degree of decentration increased, but the decrease was similar in the toric and spherical IOLs.CONCLUSIONS: Toric IOLs were comparable to spherical IOLs in terms of tolerance to decentration at the correct axial position.     

Optical quality of aspheric toric intraocular lenses at different degrees of decentering

Purpose

To analyze the optical quality of aspheric toric intraocular lenses (IOLs) at different degrees of decentering.

Methods

Wavefront aberrations of Acrysof IQ Toric IOLs (SN6AT3, SN6AT4, and SN6AT5; Alcon Laboratories Inc, Fort Worth, TX, USA) for different powers (15.00, 20.00 and 23.50 diopters [D]) and for different degrees of decentering (diagonal, horizontal, and vertical decentering of 0.3 and 0.6mm) were measured in vitro at 3- and 5-mm pupils. The Zernike coefficients of trefoil, coma, tetrafoil, secondary astigmatism, and spherical aberration were evaluated. The point spread functions (PSFs) and modulation transfer function (MTF) of each IOL evaluated were calculated from the wavefront aberrations.

Results

Coma aberration increased significantly with IOL decentration. Statistically significant differences were found between centered and all decentered positions in coma aberration (p?<?0.05). Although, we only found visible differences between centered and decentered positions in PSF images and MTF curves for horizontal and vertical 0.6 mm of decentering at 3- and 5-mm pupil.

Conclusions

Despite the coma increment, these values were clinically negligible and have no effect on visual performance, except for vertical and horizontal 0.6 mm of decentering, which could have a negative effect on visual quality.     

复曲面人工晶状体个体化模型眼成像质量的优化

背景 复曲面人工晶状体(IOL)植入术后术眼的视觉质量受陡峭轴和平坦轴放大率的差异、散光残留及角膜个体球差等因素的影响,通过矫正复曲面IOL的球差是否能有效提高其对患者个体的成像质量是值得研究的问题. 目的 采集患者眼部解剖参数,利用Zemax光学设计软件建立个体化模型眼,研究不同球差的Toric IOL植入后的视觉质量,即不同空间频率的对比敏感度(CSF).方法 采用前瞻性研究设计.连续纳入2012年8月至2013年10月于河北医科大学第二医院眼科拟行白内障超声乳化手术的白内障患者45例45眼,应用Pentacam测量患眼角膜地形图参数,包括角膜前后表面高度、角膜厚度、角膜前表面散光平坦轴和陡峭轴曲率半径、屈光度以及角膜后表面曲率半径,然后应用Matlab 4.5数学计算软件并使用Toric面型公式1描述角膜散光,用非球面状态设置角膜前表面散光模型和角膜后表面模型,根据Holladay Ⅰ公式计算Toric IOL在眼中的有效位置,采用Zemax光学设计软件构建个体化模型眼.根据调制传递函数神经传递函数值分别测定强光环境(300 Td)下瞳孔直径为3 mm以及暗光环境(0.3～1.0Td)下瞳孔直径为5 mm时不同球面Toric IOL在各空间频率的对比敏感度(CSF). 结果 个体化模型眼与受检眼Pentacam测定的角膜散光度分别为(1.51±0.36)D和(1.49±0.37)D,散光轴向分别为(101.5±59.8)°和(101.9±58.5)°,差异均无统计学意义(t=0.886、0.652,均P＞0.05);Bland-Ahman检验显示个体化模型眼与受检眼Pentacam测定的角膜散光度和轴向具有较好的一致性.强光和暗光环境下非球面不同球差Toric IOL模型眼在1.5、3.0、6.0、12.0和18.0 c/d空间频率条件下LogCSF值均高于球面IOL模型眼,非球面球差为-0.13 μm和-0.26 μm Toric IOL模型眼在各空间频率条件下LogCSF值均明显高于0μm球差Toric IOL模型眼,差异均有统计学意义(均P＜O.05).结论 本研究中依据白内障患者眼部解剖参数,利用Zemax光学设计软件成功建立了精确的个体化角膜散光模型,表明非球面Toric IOL能消除角膜球差,提高模型眼的视觉质量.     

AcrySof Toric人工晶状体矫正白内障患者术后残留散光的研究

目的 研究AcrySof Toric人工晶状体（IOL）矫正白内障患者术后残留散光的有效性、安全性和稳定性.方法 前瞻性病例对照研究.2008年5月至2009年4月期间在南通大学附属医院眼科住院的白内障患者59例（69眼）,术前角膜散光≥0.75 D,根据患者意愿分为实验组33例（37眼）和对照组26例（32眼）.两组患者行超声乳化白内障吸除术后,实验组植入AcrySof Toric IOL,对照组植入AcrySof SN60AT IOL.术后1d、1周、1个月、3个月检查记录两组患者的裸眼视力（UCVA）、最佳矫正视力（BCVA）、屈光状态、角膜曲率、AcrySof Toric IOL的轴位.采用Fisher精确概率法、独立样本t检验对数据进行分析.结果 术后3个月,实验组和对照组中UCVA为0.1～0.3的分别有1眼（3％）和10眼（31％）；0.4～0.6分别有22眼（60％）和15眼（47％）；0.7～0.9分别有5眼（14％）和6眼（19％）；≥1.0分别有9眼（24％）和1眼（3％）,两组比较差异有统计学意义（ Fisher＇s exact=0.000,P＜0.05）.实验组和对照组中残留散光为0～0.75 D的分别有25眼（68％）和4眼（12％）;1～1.75 D的分别有12眼（32％）和19眼（59％）；≥2 D的分别有0眼（0％）和9眼（28％）,两组差异有统计学意义（ Fisher＇s exact =0.000,P＜0.05）.术后3个月,实验组37眼中有32眼发生旋转,IOL旋转均＜20°,其中≤5°有16眼（57％）,6°～10°有7眼（19％）,11°～15°有9眼（24％）,平均值为5.8°±5.0°（0°～15°）.术后3个月,实验组和对照组术源性散光分别为（0.66±0.17）D和（0.62±0.24）D,两组差异无统计学意义.结论 白内障手术中植入AcrySof Toric IOL在短期内可安全有效地矫正白内障患者部分术后散光,提高患者术后的裸眼视力.