多焦点人工品体成像质量的影响因素研究

植入人T晶体是治疗白内障的主要手段之-，但是普通单焦点人T晶体只有-个屈光度，晶体本身并无调节能力， 此患者移植后不能同时恢复远近视力，对患者术后恢复造成-定影响。多焦点人锭体 (Muhifoeal Intrao(·ularLens，MIOL)是近几 十年 现的新型人T晶体，根据设计原理不同，分为衍射型和折射型。由于其设计方式独特，入射光通过晶体可以产生多个焦点，可以更好地改善患者的远近视力。但是相对于单焦点人T晶体而言 ，多焦点人T晶体在植入人眼之前需要根据病人的具体情况选择合适收稿 日期 ：2)13 -fB 修回 日期 ：2)13 -(6基金项目：国家自然科学基金 (项目号：61108085)；中国食品药品检定研究院中青年发展研究基金 (课题号：2011C1)。

通讯作者：冯继宏，副研究员通讯作者邮箱：j a类型才能提高远近视力。然而，如何针对不同患者选择合适的多焦点人T品体，至今尚无准确的应对措施。因此，本文希望通过对影响晶体成像质量的关键 素进行分析和软件模拟，总结归纳m各种影响因素对成像质量的影响程度和方式，为今后的多焦点人T：晶体临床使用提供合理的指导意见。

1多焦点人1 品体背景介绍多焦点人T晶体是通过折射和 (或 )衍射的光学原理，使经过多焦点人T晶体的光线产生两个或者多个焦点，期望在获得较好的远视力的同时 ，对近视也有-定帮助。多焦点人T晶体根据设计原理不同，分为折射型和衍射型。

折射型多焦点人T晶体-般前表面由 3～5个非球面同心环构成，后表面为)匕滑球面，光学面的不同区域有不同中国医疗设备201 3年第28卷 08期 VOL.28No08 5 亡蓦∞- s m 2 曙 --～， - n -U0 N 罨 m .三 № 雪卟的屈光力，使光线经折射后形成南远到近较广泛的焦点范用。衍射型多焦人T品体-般前表 面为光滑球面，后表面有 20～30个 同心网性质的显微坡环，利用光的衍射原理，形成近或远焦点 I-21。

人眼实施白内障手术后，原有的自然晶状体被人工晶体所取代，但由于人眼睫状肌收缩能力依然存在，这会使得植入的人T晶体在眼内能有-定幅度的移动距离 ，因此，分析晶体位置移动和瞳孑L直径对成像质量的影响对临床应用具有重要意义。由于多焦点人T晶体的结构特殊性，患者瞳孑L大孝后房长度 、中心偏差、光学倾角等使用参数对成像质量的影响大于对单焦点人T晶体的影响 ]，其选配的难度要远大于单焦点人T晶体，如果术后不能根据患者情况选配合适的多焦点人T晶体，不仅不能提高远近视力，反而会带来对 比灵敏度下降、眩光和光晕等视力并发症，影响术后效果。因此，根据病人的实际条件合理设计和选择多焦点人T品体非常重要。

2 研究思路没汁本文选用临床中具有代表性的折射型多焦点后房人T晶体ReZoom MIOL作为试验对象。该品体为AMO公司产品，临床应用广泛，主要应用于向内障摘除后患者的视力矫正，它南聚丙烯酸酯类材料制成三片式结构，全长 13 mrn，光学区直径 6 111。首先，通过三维扫捕技术取得其三维信息，在 ZEMAX软件 中，将 ReZoom MIOL的数 据代入 Liou＆Brennan人眼模型替换原有的晶体数据，建立起新的MIOL模型。针对影响光学成像质量的关键参数，在 ZEMAX软件中采用光线追迹的方法对瞳孑L直径 、偏心、后房深度和植入角度等参数变化进行模拟和计算，获得理论的 MTF。

图1研 冤思路设计3试验实现本文选用 Liou&Brennan人眼模型作为基础模型。主要是该模型是根据较新的生理解剖数据建立的，使用'范同广泛，较为接近眼睛的解剖结构。该模型可以简单描述为 ：角膜前后面的曲率半径为 7.8 mil和 6.7 mm，折射率 1.363，厚度 0.52 rnm；房水前后面的曲率半径为 6.7 mm和 10.0mm，折射率 1.321，厚度 3.2 mln；瞳孔半径为 1.5 mm、厚度 0.1 mm，沿着 x方向偏心 -0.5 mm；为了简化计算，品6 中国医疗设备201 3年第28卷 O8期 VOL.28No.08状体被看成为后面的曲率半径为 10.0 Fiq1]fl和 -6.0 Filnl，折射率 1.401，厚度 3.7 ITli'n的简单透镜 ；玻璃体后面的曲率半径为-6.0mm和-11.0mm，折射率 1.322，厚度 16.58 mm；视网膜的曲率半径为 -1 1.0 lrlm。

根据三维扫描结果分析，ReZoom折射型 MIOL基本结构为5个同心厕折射区带。由于扫描设备精度有限，忽略最边缘同心网的检测结果，其余 4个同心圆的组成，见图 2。具体结构参数如下 ：①位置0-1.05mm，半径 R5.8014 Film；②位置 1.05～1.7 mm，半径 R6.2042 mm；⑧ 位置 1.7～2.2 Film，半径 R6.5449 mln；④ 位置 2.2 2.5 lilm，半径 R3.2265 iYlnl。

将上述结果带入 Liou＆Bi.nnan人眼模型，建立起新的MIOL眼模型。在此模型基础上，利用光学原理，绘制人眼在植人多焦点人T品体后的光学系统 MTF曲线，并分析后房深度、瞳孔直径、偏心和倾斜等参数变化对 MTF的影响。

'I. IJ ， - 17 厶r 大 -i--- 78 5 79 79 5 I D0 80 5 81 0 81 5 82 82 5 83 83 5 84 84 5 B5 85 5 86n1frI图2 3t)D 多焦点人 工晶体扫描图3.1后房深度对成像质量的影响患者的后房深度很大程度上会影响人T品体植入人眼后的位置，冈此，研究不同后房深度下的成像质量对临床应用具有重要意义。模拟多焦点人T晶体植入人眼后，在后房深度不同的情况下，汁算 MTF曲线。在本模型中，将后房深度简化定义为人T晶体对于角膜的距离，多焦点人T晶体在后房深度分别为7.6、7.7、7.75、7.8、7.85、7.9、8.0 mill时，理论计算 MTF的结果.见冈3。从图 3可以看，MTF值随着空间频率的增加而减小，并且植入人眼后 ，在后房深度7.8 miTl时MTF值在所有曲线的最上方，MTF值最大，成像效果最佳 ；偏离后，在偏离值-定时，在低频段向前偏离 (角膜方向移动 )时 MTF的值明 大于向后偏离的情况。也就是说，针对后房深度较小的患者来说，植入 MIOL后，其对物象轮廓的感知能力要好于后房深度较大的患者。

不 同 居 房 溧 寿 的 mTFO 20 40 60 F30 1oo频 率 (c )图3多焦点人工晶体在后房深度不同时的MTF变化4结语本文主要基于光学成像理论，结合多焦点人工晶体的结构特点，通过对影响多焦点人工晶体成像质量的几个主要冈素进行软件模拟，在 ZEMAX软件中实现对后房深度 、瞳孔直径、偏心、倾斜等关键参数变化情况的模拟 ，计算理论光学传递函数MTF，分析参数对成像质量的影响状况。

根据软件模拟及分析，结果主要如下 ：ReZoom折射型多焦点人T晶体植入人眼后，后房深度、瞳孑L、倾斜和偏心对成像质量均有-定程度的影响，其中对于后房深度 7.8 ITII、瞳孔直径 2 mm左右的患者，佩戴效果最佳，随着瞳孑L直径和后房深度的增加，成像质量逐渐下降。由于临床难免在选择人T晶体时存在偏差，在后房深度偏差值-定时，后房深度较小的患者佩戴效果优于深度较大的患者。另外，由于手术及患者 自身条件的各种影响，术后I叶现的晶体倾斜和偏心，理论上都会引起成像质量的下降，但是在倾斜范围3。、偏心 0-3 mln以内，对成像效果的影响不大，不会引起患者视觉上的不适。此外 ，在单-光轴方向上的倾斜与在空间内的倾斜相比，前者对成像质量影响较小，基本可以忽略。这些研究结果对多焦点人T晶体的临床选配和应用具有-定的指导意义。针对临床中比较关注的瞳孔直径和后房深度等条件，本课题计划进-步深入研究，同时进行实验室模拟和临床比对等分析，以期获得更加伞面丰富的结果，为今后的多焦点人T晶体研究和临床使用提供更全面的参考和支持。