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在人眼屈光系统中，晶状体是一个结构精密、功能独特的光学生物凸透镜。它具有高度的透明性和良好的光谱传导作用，并且具有吸收紫外线、保护视网膜的屏障功能，同时在调节过程中起不可替代的作用。然而，晶状体是全身最早发生老化的器官之一。50岁以后晶状体几乎丧失了全部的调节功能，而且逐渐出现混浊和散射现象，发展为白内障。长期以来，人们在尝试恢复正常的晶状体方面进行了不懈的努力，拟重建其生理性视功能。目前，白内障手术已发展到小切口超声乳化白内障吸除联合折叠人工晶体植入术阶段，手术目的也由单纯的复明逐步向屈光方向转变。这种发展趋势必然对白内障的术后视功能恢复提出了更高的要求。部分白内障患者术后虽然可以获得较好的Snellen视力，却主诉视物模糊、眩光以及夜间视力下降等症状，这种现象不能用传统的视光学理论来解释。波前像差技术可以全面评价眼球屈光系统，检测和矫正除传统的离焦和散光以外的其他眼球像差，给晶状体疾病带来了全新的诊断和治疗方法。本课题通过应用基于激光光路追踪原理的iTrace视觉功能分析仪系统研究与晶状体相关的高阶像差的变化，包括正常人高阶像差的年龄相关性变化和白内障形成后的改变，并对比两种不同材料人工晶体植入后的高阶像差，为进一步提高晶状体相关疾病的视觉质量提供客观依据和科学思路。
第1章正常人眼高阶像差的年龄相关性变化。
目的：
应用iTrace像差仪研究正常人眼高阶像差的年龄相关性变化。
对象和方法：
使用iTrace像差仪分别测量58例58正视眼在3.0mm和5.0mm瞳孔直径下的高阶像差。入选对象的年龄为12～67岁，平均34.5±14.6岁。计算和分析3～8阶的Zernike系数以及总高阶像差、总球差、总彗差、总高阶散光、总三叶草以及第3阶和第4阶像差的均方根(RMS)。使用Spearman相关分析评价正常人眼高阶像差和年龄间的关系。
结果：
3.0mm瞳孔直径下，平均总高阶像差RMS为0.069±0.028μm。使用Spearman相关分析，第4阶球差(Z<,4><0>)(r=0.286，P=0.030)、总球差(r=0.337，P=0.010)和第4阶像差(r=0.393，P=0.002)随年龄增加而增大，总高阶像差与年龄无明显相关性(r=0.153，P=0.251)。5.0mm瞳孔直径下，平均总高阶像差RMS为0.253±0.097μm。使用Spearman相关分析，总高阶像差(r=0.371，P=0.004)，与球差相关的第4阶球差(Z<,4><0>)(r=0.421，P=0.001)、总球差(r=0.511，P=0.000)、第4阶像差(r=0.492，P=0.000)以及总彗差(r=0.332，P=0.011)随年龄增加而增大。第4阶散光(Z<,4><2>)(r=-0.306，P=0.020)随年龄增加而轻度降低。
结论：
在较大的瞳孔直径下，正常人眼高阶像差随年龄增加而增大，其中球差的变化可能是主要因素。
第2章不同类型白内障的高阶像差。
目的：
比较白内障和透明晶状体的高阶像差并分析不同类型白内障的高阶像差特点。
对象和方法：
使用iTrace像差仪分别测量3.0-mm和5.0-mm瞳孔直径下皮质性白内障(36例40眼)、核性白内障(25例27眼)以及后囊下性白内障(26例26眼)的高阶像差，28例透明晶状体眼(28眼)作为对照组。使用两个独立样本的t检验进行统计分析。
结果：
3.0-mm瞳孔直径下，皮质性白内障(0.148±0.086μm)、核性白内障(0.137±0.064μm)以及后囊下性白内障(0.209±0.181μm)的总高阶像差RMS均高于对照组(0.067±0.024μm)，差异均具有统计学意义(P均<0.05)；其中，三叶草是最主要的像差成分。5.0-mm瞳孔直径下，皮质性白内障(0.439±0.161μm)、核性白内障(0.443±0.144μm)以及后囊下性白内障(0.590±0.204μm)的总高阶像差RMS均高于对照组(0.233±0.073μm)，差异均具有统计学意义(P均<0.05)；其中，三种白内障类型中最主要的高阶像差分别为彗差(0.243±0.135μm)、球差(0.231±0.122μm)以及三叶草(0.343±0.191μm)。
结论：
与正常透明晶状体对比，白内障的高阶像差明显增加，不同类型的白内障具有不同的高阶像差特点。
第3章两种不同材料人工晶体植入后的高阶像差。
目的：
研究传统球面设计的疏水性丙烯酸酯人工晶体(AcrySof SA60AT,Alcon)和亲水性丙烯酸酯人工晶体(CenterFlex 570H，Rayner)植入后的高阶像差。
对象和方法：
采用自身对照方法，常规超声乳化白内障吸除后一眼植入AcrySof人工晶体，另一眼植入CenterFlex人工晶体，两眼手术间隔≤1周。术后3月使用iTrace像差仪测量3.0nmm和5.0mm瞳孔直径下的高阶像差。同时，选取早期原发性皮质性白内障患者36例40眼以及28例28正视眼作为对照。
结果：
26例(52眼)患者完成随访，其中女性17例(65.4﹪)，平均年龄63.2±6.3岁(52～86岁)。AcrySof组和Rayner组间的最佳矫正视力分别为1.01±0.20和0.97±0.23，差异无统计学意义(P=0.30)。3.0-mm瞳孔直径下，AcrySof组和CenterFlex组的平均总高阶像差RMS分别为0.141±0.077μm和0.176±0.141μm，差异无统计学意义(P=0.133)。与白内障组相比，人工晶体组的高阶像差无明显变化；与正常对照组相比，除总高阶散光外(P=0.466)，其余均明显增高。5.0-mm瞳孔直径下，Acrysof组和CenterFlex组的平均总高阶像差RMS分别为0.474±0.183μm和0.444±0.168μm，差异无统计学意义(P=0.141)，AcrySof组的总三叶草高于CenterFlex组(P=0.002)。与白内障组相比，人工晶体组的总彗差低于白内障组(P=0.0115)，其余高阶像差间差别无统计学意义；与正常对照组相比，各高阶像差均明显增高。
结论：
与正常人相比，传统球面设计的丙烯酸酯人工晶体植入后高阶像差增大；疏水性丙烯酸酯人工晶体和亲水性丙烯酸酯人工晶体植入后的高阶像差之间无明显差异。