人眼屈光系统同任何光学系统一样,存在各种像差。任何原因引起的人眼波面像差的改变,将可能导致不良的视觉症状。角膜是人眼屈光系统的主要组成部分,也是激光屈光矫正的手术部位,对角膜波面像差的系统研究具有重要意义。本文采用理论模拟与临床分析相结合的研究方法,系统研究了眼波面像差,具体阐述了眼波面像差的测量与表征方法,并着重研究了角膜波面像差及其相关影响因素,发现角膜波面像差与角膜非球面系数、顶点半径、入瞳大小及位置的相关性关系;研究了激光手术对角膜形态的改变及其对角膜波面像差的影响,发现非球面系数的增加是影响术后像差差增加的重要因素,确定了角膜非球面性与激光角膜切削的深度与线形之间的量化关系,并从理论上证实了基于非球面的激光角膜切削模式能有效控制术后角膜像差,为设计更加合理的激光个性化屈光矫正方案提供了理论依据;首次提出并研究了基于角膜波面像差以及非球面系数的个性化矫正方法,建立了一种基于非球面角膜模型的个性化激光切削模式,并对其临床效果进行了综合评估,发现该个性化矫正模式术后像差的增加明显小于传统模式,有利于术后视觉质量的改善,为临床提供了一种安全、有效、廉价的个性化矫正方法。波面像差分析在眼科临床及基础研究中具有重要的应用。本文还创新性地设计并研制了主客观相结合的眼波面像差分析系统,这种系统把客观测量和主观判断结合起来,充分发挥主客观测量两种方法的优点,为精确测量视觉波面像差提供可信赖的设备。主客观相结合的眼波面像差分析系统通过波面传感器与可变形镜之间的反馈,实现眼波面像差的实时测量与矫正;通过软件的控制,可变形镜能够产生各种个性化的波面像差,被检者根据视标的视觉感受进行主观精细调整,可使被检者获得最佳的视觉感受。本文研究成果为临床医生和患者提供了一种有效的、方便的、廉价的个性化矫正新方法,该方法有效地提高了目前广泛开展的激光视力矫正后的视觉质量,并为人眼波面像差的基础研究和临床应用提供了一种新型的分析工具。本课题的研究为进一步研究无光学像差眼屈光系统及超视力奠定了基础。