第17卷第4期2009年4月光学精密工程OpticsandPrecisionEngineeringVol.17No.4Apr.2009收稿日期:2008-06-30;修订日期:2008-07-23.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60678048)文章编号1004-924X(2009)04-0707-06基于人眼光学模型建立的角膜模型孔梅梅1,高志山1,陈磊1,李新华2,瞿小妹3(1.南京理工大学电光学院,江苏南京210094;2.金陵科技学院视光学技术学院,江苏南京210001;3.复旦大学附属眼耳鼻喉科医院,上海200031)摘要:考虑角膜面型的非球面特性,应用光学设计软件Zemax,从光学成像角度提出了结合人眼光学模型的角膜双二次曲面模型的建立方法;结合国人正视眼和近视眼的有关实测数据和分析结果,以人眼的波像差为评价函数,对初始模型眼进行优化,给出了符合我国人眼特点的正视眼和近视眼模型中的角膜模型。讨论了矫正近视的矫正眼模型中的角膜理想模型和可用于角膜屈光手术中的切削模型,切削深度的最大值在角膜中心处,约26.5μm。结果表明:基于人眼光学模型的角膜双二次曲面模型,符合角膜的面型特点,适合临床实际应用,可为波像差引导的个性化角膜切削方案提供更适用的数字化模型。关键词:医用光学与生物技术;视觉光学;模型眼;角膜模型;角膜屈光手术中图分类号:O435.2;R778文献标识码:ACornealmodelbasedonhumaneyeopticalmodelsKONGMei-mei1,GAOZhi-shan1,CHENLei1,LIXin-hua2,QUXiao-mei3(1.SchoolofElectronicEngineering&OptoelectronicTechnique,NanjingUniversityofScience&Technology,Nanjing210094,China;2.SchoolofOptometry&Ophthalmology,JinlingInstituteofTechnology,Nanjing210001,China;3.DepartmentofOphthalmology,EENTHospitalofFudanUniversity,Shanghai200031,China)Abstract:Inconsiderationofcornealasphericsurfacesandfromthepointofviewofanopticalima-ging,awaycombiningofacornealbi-conicmodelwithhumaneyemodelswasproposedwiththeopti-caldesignsoftwareZemax(ZemaxDevelopmentCorp.SanDiego,Calif.).OnanalysisofmeasuredresultsofChineseemmetropiccorneaandthecollecteddataofChinesemyopiceyes,theinitialmodeleyewasoptimizedbasedonchoosingthewavefrontaberrationofahumaneyeasthemeritfunction.Thecornealmodelsoftheemmetropicandmyopiceyesandcorrectedeyemodelswerepresentedandtherelevantcornealablationmodelwasalsogiven.Theresultsshowthatthemaximumablationdepthlocatedatthecenterisabout26.5μm.Itisconcludedthatthecornealbi-conicmodelcombingwiththehumaneyemodelsisaccordwithcornealsurfacecharacters,whichcanbeappliedinclinicalanalysisandcanalsoprovideausefuldigitalmodelofcalculatingwavefrontablationprofilesforwavefrontab-errationsupportedcustomizedcornealablations.Keywords:medicalopticsandbiotechnology;visualoptics;modeleye;cornealmodel;cornealrefrac-tivesurgery1引言从光学角度而言,人眼是一个由多界面组成的复杂而又精密的光学系统,角膜是该系统中的主要光学分界面之一,位于眼球最前端,其屈光力占整个眼球光学系统静止状态时屈光能力的3/4[1],是人眼屈光系统的重要组成部分。角膜表面较小的改变都可能对视力产生较大影响,而且,角膜形状、厚度及屈光力的测量对于眼科学上角膜功能的评价、角膜病变的诊断、角膜屈光手术的设计[2-3]、疗效观察等都是非常重要的。所以,通过建立模型分析角膜形态,进行角膜研究和临床应用尤为必要。基于角膜面型的非球面性,目前已有不少角膜模型的有关研究。早先有一些学者提出的角膜前表面的椭球面的假设和研究结论[4],后来在医学统计分析的基础之上,人们也给出了角膜非球面的具体表达,但是,除了人眼模型中的角膜形态表示,大多是独立的角膜数学模型或角膜屈光手术中的切削模型[5-7],并没有与人眼整个系统完全密切结合的研究。角膜是人眼中重要屈光部分,人眼的作用是让人眼看清物体,对物体成像,从成像的角度,建立合理的尤其是与人眼的成像功能紧密联系的数字化角膜模型,具有实用的临床价值。而且,现有的人眼模型研究中,角膜的表述都是基于国外人眼数据的,由于人眼的...
