專利名稱：通過鑒別和校正光學象差阻止近視發(fā)展的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量人眼中的光學象差，更具體地說，涉及通過校正所述象差來防止近視和阻止近視的發(fā)展。
近視主要是由于在上學年紀時造成眼球后極的拉長。眼睛該區(qū)域的結構在成長過程中易于拉伸，從而損害了其完整性。這很可能會導致眼創(chuàng)傷、糖尿病、黃斑變性和其它疾病。這意味著近視也是導致不可復原失明的主要因素。
參照

圖1，在正常的眼睛中，位于眼睛前部的角膜10和晶狀體12將視覺世界中的圖象聚焦在眼睛后部的視網膜感受器14上。在視網膜感受器上開始對圖象加以處理并將其作為復雜的神經信號傳送至大腦。近視眼太長，以致于大多數視覺世界的圖象聚焦在視網膜之前。因此，通過削弱眼睛前部的光焦度(optical power)使得圖象聚焦在視網膜上對近視加以治療。這意味著眼鏡、接觸透鏡和屈光手術不是對基本障礙的治療，而僅僅是對眼睛拉長結果的反作用。這些處理都具有其自身的問題，比較昂貴，并且不能減少近視者在后來生活中患繼發(fā)于近視的一種失明疾病的可能性。
眼鏡、接觸透鏡以及在較窄意義上的屈光手術通過將聚焦圖象盡可能多地置于視網膜上可以精確地矯正近視原性散焦(通常稱作眼睛的球差)。有些眼睛具有在一個子午線方向與另一個子午線方向之間產生光焦度差別的象差。該象差被認為是象散，可以用眼鏡(盡管眼鏡導致視覺畸變)以及用特制接觸透鏡(可能會不舒服)加以校正。
可以對人眼中至少三十種其它“高級”象差進行測量并量化。這些象差各引起視網膜圖象的不同類型惡化。這些象差通常在實驗室中用復雜的光學儀器加以測量，其中將激光束對準在人的視網膜上，人的瞳孔已用藥物進行了擴大。然而，現在可以不用亮光或者無需藥物擴瞳來測量兒童和青少年的這種象差。
光學散焦的傳統(tǒng)臨床矯正將視覺世界圖象的平均位置置于視網膜上。然而，由于眼睛象差的折射特性，使得該圖象部分位于視網膜之前或視網膜之后。因此，在已“完全”矯正眼睛中的大多數圖象由于這些象差而可能會顯著地離焦。
少數人由于罕見遺傳疾病或者在老年時隨著糖尿病晶狀體變化而具有近視。但是有超過90％的具有近視的人是在其上學年紀時發(fā)展了近視。已經表明這種進行性近視清楚地與遺傳傾向性有關(Pacella等，“Role of Genetic Factors in the Etiology of Juvenile-Onset Myopia Basedon a Longitudinal Study of Refractive Error”，Optom.Vis.Sci.76，381-386，(1999))，并且與學校工作特別是閱讀的強度有關。
動物實驗已經結論性地表明，使用眼瞼蓋或者煙色眼鏡或噴砂眼鏡使圖象散射而造成視覺世界模糊會導致近視。類似地，用負透鏡造成視覺世界散焦會引起近視反應。模糊(即一般圖象惡化)以及近視原性散焦(myopigenic defocus)對近視形成的影響在某些物種中比在其他物種中要大，在相同的物種中在某些種群中比在其他種群中要大。這意味著針對環(huán)境影響的近視反應隨遺傳而變化。
流行病學研究和其它研究證明了相同類型的環(huán)境-遺傳相互作用。
根據本發(fā)明的一個實施例，測量步驟包括測量進入眼睛的平行光束的波前差。測量步驟還可以包括測量進入眼睛的平行光束在視網膜處的偏移，以及測量進入眼睛的平行光束在瞳孔處的偏移。
根據本發(fā)明的另一實施例，測量步驟可以包括提供一個多通道光學系統(tǒng)，其中將一個孔闌相對于眼睛瞳孔移動至多個位置，并且在至少一個光學距離記錄各孔闌位置的對準參數。然后根據這些對準參數解一套方程以求出一組象差常數。測量步驟還可以包括探測一級和高級象散和/或探測一級和高級彗差、球差和其它象差至少其一。
根據本發(fā)明的再一個實施例，防止近視和/或阻止近視發(fā)展的方法包括鑒別(screen)人眼中的象差、測量該象差并且校正該象差。鑒別步驟可以包括通過測量視覺敏銳度、對比度敏感度和/或模糊敏感度來探測焦深，并且可以用精神物理學測試來測量視覺敏銳度、對比度敏感度和/或模糊敏感度。
根據本發(fā)明的其它實施例，校正步驟可以包括提供一個光學裝置，提供至少一個光學透鏡和/或提供至少一個接觸透鏡。校正步驟還可以包括改變眼的光學表面和/或進行角膜手術。校正步驟可以進一步包括提供眼內植入物。
根據本發(fā)明的附加實施例，校正步驟包括提供適配光學元件，該適配光學元件可以包括可變形反射鏡、多透鏡(multiple lenslettes)系統(tǒng)、微反射鏡電機部件(micro-mirror electro-machined components)、光學尋址的液晶空間光調制器、薄膜反射鏡，和/或壓電雙晶反射鏡。該適配光學元件可以產生階段性的清晰視覺，并且可以小型化使得可配戴在人的面部。
校正步驟還可以包括提供高照明度以縮小眼睛的瞳孔。
具體實施例的詳細描述本發(fā)明人已經證明近視的兒童和青少年在其近視形成時期以及之前在觀看近處目標時易處于不適應狀態(tài)。這種不適應導致近視原性散焦，與動物實驗中引起近視的散焦類似。本發(fā)明人還證明，正在變得近視的兒童和青少年具有一定的易于導致不適應的雙眼反常(近內隱斜視和高AC/A比)(Gwiazda，J.、Thorn，F.、Bauer，J.和Held，R.，“MyopiaChildren Show Insufficient Accommodation to Blur”，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.，34，690-694(1993)；Gwiazda，J.、Bauer，J.、Thorn，F.和Held，R.，“A Dynamic Relationship Between Myopia and Blur-DrivenAccommodation in School Aged Children”，Vision Res.，35，1299-1304(1995)；Gwiazda，J.、Grice，K.和Thorn，F.，“Response AC/A Ratiosare Elevated in Myopia Children”，Physiol.Optics.，19，173-179(1999)，其全部在此引入作為參考)。這說明由于不適應而造成的近視原性散焦在兒童和青少年中引致近視。
當兒童必須集中注意地觀看近處圖案時例如在閱讀時，其眼睛適應(聚焦)并且會聚(聚在一起)于正在閱讀的文本上。此適應性調節(jié)努力易于增加光學象差，造成模糊增加，并且眼睛易于處于不適應狀態(tài)，造成近視原性散焦。這些先天因素，加上眼睛仍然在成長的兒童和青少年的過度閱讀，會造成進行性近視。
本發(fā)明人已經證明所有具有大量光學象差的成人是近視的。實際上，大約25％的近視兒童和成人具有大于非近視成人的光學象差。近視眼中的象差通常是非近視成人中上限的兩倍或三倍大。
根據本發(fā)明，教導了如果對兒童眼睛中的較大象差進行探測和處理，則可以阻止或消除近視的發(fā)展。
與測量光學象差有關的定義和建議標準在Atchison等人的“Mathematical Treatment of Optical AberrationsA User’s Guide”，Trends in Optics and Photonic，Optical Society of America，35，110-130(2000)和Thibos等人的“Standards for Reporting the OpticalAberrations of the Eyes”，Trends in Optics and Photonics，Optical Societyof America，35，232-244(2000)中可以獲得，其在此引入作為參考。
圖2表示用于防止近視和/或阻止近視發(fā)展的方法。在步驟21測量光學象差。象差可以用澤尼克多項式(Zernike polynomials)表示；但是用其它表達方式也是在本發(fā)明的范圍內。然后在步驟22用本領域公知的光學校正手段對光學象差進行校正，這些光學校正手段包括，但不限于，眼鏡、接觸透鏡、適配光學元件、角膜手術、激光手術和眼內植入物。
圖3表示用于防止近視和/或阻止近視發(fā)展的方法，其中在步驟31測量進入人眼的平行光束(例如圖1中16)在瞳孔或視網膜位置處的偏移。然后在步驟32根據前一步驟獲得的測量值計算光學象差，并且在步驟33用結合圖2所述的光學校正裝置對該象差進行校正。
圖4表示用圖6中所示的三通道系統(tǒng)測量波前差的程序。對該程序的討論見于He等人的“High Optical Quality is a Necessary Conditionfor the Human Eye to Maintain Emmetropia”，(1999)一文，其附錄于此并且在此引入作為參考。參照圖6，該系統(tǒng)具有獨立的通道61、62、63，分別用于測試、定位促進(fixation-stimulus)和瞳孔監(jiān)視。受測者的瞳孔位于P0處，受測者的視網膜位于R0處。Badal視力計(聚焦組件)64使得操作者可以一起改變測試通道61和瞳孔監(jiān)視通道62的折射狀態(tài)，而不會改變瞳孔共軛面(P1、P1′、P2和P2′)以及視網膜共軛面(R1、R2、R2′和R3)的位置。
用543nm的He-Ne激光器60產生用于測試通道61的光束。用旋轉漫射器65來阻斷激光器60的相干性。來自激光器60的光束由透鏡66和12mm鋼球68加以準直。從鋼球68反射的光束形成發(fā)散的高數值孔徑光束67，由后面的光學元件成象為點光源。用萬向架支承的反射鏡69由一個模擬操縱桿(未畫出)加以控制，該模擬操縱桿使得受測者可以沿兩個維度快速地改變反射鏡69的角度。使反射鏡69傾斜可以改變測試光束進入眼睛的角度，因而可以改變測試光斑在視網膜上的位置。
在瞳孔監(jiān)視通道62中，通過旋轉一個與瞳孔光學共軛的孔闌金屬輪(見圖7A)，從貼附于眼睛瞳孔的一組1mm孔72(表示在圖7A中)中選擇測試光束的瞳孔入射位置。孔闌輪70構造成可以旋轉至37個預設位置之一。
在定位促進通道63中設有一個定位目標，一般為十字。定位促進通道63由一個光源比如光纖照明器75進行照明。來自照明器75的光束被準直然后通過位于視網膜共軛面R2′中的濾波器支架-幻燈片支架74。來自照明器75的光束然后成象在位于瞳孔共軛面P1中的可調光圈76上。該可調光圈設置為1mm的直徑以與瞳孔采樣的尺寸匹配。然而，對于當眼睛適應高照明度時測量眼睛波前特性的情況，可以將直徑增加至6mm以提供更好的促進。定位促進通道63在分束器77處與瞳孔監(jiān)視通道62結合。
在圖4的步驟41，首先用紅外感應CCD攝象機78將受測者的眼睛與系統(tǒng)的光軸對準。攝象機78提供瞳孔的放大圖象。通過觀看計算機(未畫出)的監(jiān)視屏幕并且調節(jié)Badal系統(tǒng)64以使屏幕清晰，使眼睛處于休息狀態(tài)。參照瞳孔內的入射位置進行測量。測量包括幾次實際嘗試和六次測試，每只眼睛三次。在步驟42，將孔闌72相對于瞳孔移動至多個位置以形成如圖7B所示的圖案。測試可以包括39次嘗試，其中第一次和最后一次針對瞳孔的中心。其它37次用7×7矩陣以1mm的步幅隨機地對整個瞳孔采樣，除了在四個角上的12點之外。受測者的任務是在每次嘗試時將光標與定位目標的中心對準并且點擊計算機的鼠標。每次測試通常持續(xù)約3分鐘，整個過程需要大約30分鐘。
在步驟43，用計算機記錄在37個瞳孔位置處的定位目標的偏移并且將其轉換成波前的斜率。在步驟44，用最小平方過程解一套方程，以使所述斜率測量值與澤尼克多項式函數的35項導數相一致。導出的系數提供了對單個象差權數的估計，并且用在步驟45中以重新構造瞳孔平面處的整個波前。在步驟46用圖2的步驟22中所述的相同方式對象差進行校正。
測量波前差的程序和裝置進一步討論見于Liang等人的“ObjectiveMeasurement of Wave Aberrations of the Human Eye With the Use of aHartmann-Shack Wave-Front Sensor”，Journal of the Optical Society ofAmerica A，11，1-9(1994)；Thibos的“Principles of Hartmann-ShackAberrometry”，Trends in Optics and Photonics，Optical Society ofAmerica，35，163-169(2000)；以及He等人的“Measurement of theWave-Front Aberration of the Eye by a Fast Psychophysical Procedure”，Journal of the Optical Society of America A，15，2449-2456(1998)，其在此都引入作為參考。
圖5表示其中對人眼象差進行鑒別的用于阻止近視發(fā)展的方法。在步驟51中測量視覺敏銳度、對比度敏感度和/或模糊敏感度。在步驟52根據步驟51中進行的測量確定焦深，所采用的程序在Thorn等人的“Myopia Adults See Through Defocus Better than Emmetropes”，Myopia Updates，Springer，Tokyo，368-374，T.Tokoro(ed.)(1998)以及Rosenfield和Abraham-Cohen的“Blur Sensitivity in Myopes”，Optometry and Vision Science，76，303-307(1999)中有描述，其在此也引入作為參考。在步驟53測量進入人眼的平行光束(例如圖1中的16)在眼睛的視網膜或瞳孔處的偏移。然后在步驟54根據前一步驟中獲得的測量值計算象差。如上所述精確地計算出象差，然后在步驟55進行校正。
可以通過幾種不同的光學途徑提供對人眼中象差的光學校正。在本發(fā)明的一個實施例中，用眼鏡來減小象散。在本發(fā)明的另一個實施例中，用接觸透鏡來減小二級和三級也許包括更高級的象差，因為接觸透鏡與眼睛一起移動，從而在眼睛運動過程中將接觸透鏡的光學表面保持與眼睛的光學表面對準。參見Bartsch等人的“ResolutionImprovement in Confocal Scanning Laser Tomography of the HumanFundus”，Technical Digest Series 2，Optical Society of America，2，134-137(1994)和Guirao等人的“Effect of Rotation and Translation on theExpected Benefit of Ideal Contact Lenses”，Trends in Optics andPhotonics，Optical Society of America，35，324-329(2000)，其在此引入作為參考。
也可以用透鏡來改變(一般降低)光學適應水平以減小光學象差。已有幾種研究為不同的目的采用該方法。參見例如Jackson和Brown的研究，“Progression of Myopia in Hong Kong Chinese School Childrenis Slowed by Wearing Progressive Lenses”，Optometry and VisionScience，76，346-354(1999)中有描述，其在此引入作為參考。
進行角膜手術以減小象差也是在本發(fā)明的范圍內。該方法的描述見于Hamam的“A Quick Method for Analyzing Hartmann-Shack PatternsApplication to Corneal Surgery”，Trends in Optics and Photonics，OpticalSociety of America，35，187-198(2000)；Hong和Thibos的“OpticalAberrations Following Laser in Situ Keratomileusis(LASIK)Surgery”，Trends in Optics and Photonics，Optical Society of America，35，220-226(2000)；以及Munger的“New Paradigm for the Treatment of MyopiaRefractive Surgery”，Trends in Optics and Photonics，Optical Society ofAmerica，35，227-230(2000)，其全部在此引入作為參考。
另外，可以采用眼內植入物來減小象差。眼內植入物實施例所用的原理、測量和分析與上面屈光手術減小象差中所述相同。
在另一個實施例中用適配光學元件來減小象差。適配光學元件可以采用可變形反射鏡、微反射鏡電機部件、鏡片陣列、光學尋址的液晶空間光調制器、薄膜反射鏡或壓電雙晶反射鏡來校正眼睛的象差。該適配光學元件當為了配戴而小型化時可以用在能夠配戴的裝置中。適配光學裝置還可以用在可以通過減小象差使病人能夠經歷階段性清晰視覺的儀器中。參見例如Roorda和Williams的“Adaptive Optics andRetinal Imaging”，Trends in Optics and Photonics，Optical Society ofAmerica，35，151-162(2000)以及Munger的“New Paradigm for theTreatment of Myopia Refractive Surgery”，Trends in Optics andPhotonics，Optical Society of America，35，227-230(2000)，其全部在此引入作為參考。
在另一實施例中用高照明度來縮小瞳孔尺寸從而減小光學象差的量。該方法的討論見于Campbell的“Contributions to the Optical Qualityof the EyeImplications for‘Perfect’Optical Correction”，Trends in Opticsand Photonics，Optical Society of America，35，227-230(2000)，其也在此引入作為參考。
應當指出，此處所述各實施例并不是互相排斥而是可以組合使用的。例如，可以結合對波前象差的測量來測量視覺敏銳度、對比度敏感度和/或模糊敏感度。類似地，上述校正象差的多種裝置可以彼此組合使用以產生相當的或更好的效果。
盡管上述各實施例是優(yōu)選的，但是本領域技術人員可以作出不偏離本發(fā)明精神和范圍的諸多變型和改進。應當理解，包括但不限于上述的所有這些變型都由所附的權利要求所覆蓋。
高光學質量是人眼保持屈光正常的必要條件(High optical quality is a necessary condition for the human eye to maintain emmetropia)Ji C.He*，Pei Sun§，Richard Held*，Frank Thorn*，Editha Ong*，Xiuru Sun§，Jane E.Gwiazda**New England College of Optometry，424 Beacon Street，Boston，MA 02115，USA§Institute of Psychology，Chinese Academy of Science，P.O.Box 1603，Beijing，Beijing 100012，P.R.China當眼睛光學系統(tǒng)的焦平面與視網膜一致從而遠處物體的圖象落在感光層上時視覺是最佳的稱作屈光正常的情況。焦距與眼睛軸長的不匹配導致折光誤差，其形式或者為焦平面位于視網膜之后時的遠視，或者為焦平面位于視網膜之前時的近視。大多數兒童的眼睛從幼年的不匹配到大約5歲時達到屈光正常1-2。許多兒童將其正常視覺保持到成年，另一些人則由于眼睛長得太長而變?yōu)榻?。動物研究表明圖象質量降低會導致近視3-8。對于人眼的類似因果關系則不甚清楚。近年來發(fā)現人眼具有不規(guī)則的象差9-16，這會降低圖象質量，從而使他們成為近視可能者。我們測量了近視和屈光正常的兒童和成人中的單色象差，發(fā)現成人屈光正常者比近視和屈光正常的兒童具有較小的象差。這些結果表明高圖象質量對于保持屈光正常是必要的。
單透鏡將遠處物體的圖象形成在其焦平面上。透鏡與其焦平面之間的距離為焦距，這是透鏡的特征參數。人眼的焦距決定于角膜和晶狀體表面的幾何曲率以及其眼內介質的折射率。在大多數嬰兒中，其焦距大于軸向長度，從而焦平面位于視網膜平面之后(遠視)。兒童時期的眼睛發(fā)育會使其焦平面與視網膜匹配從而達到屈光正常。然而，如果通過眼瞼融合3-5或者使眼睛喪失空間信息6-8而破壞圖象清晰度，則在動物試驗中不能保持該匹配。這些操作導致眼睛長得太長從而焦平面位于視網膜之前(近視)。近視發(fā)展與圖象質量的這種相關性已經在從雞到猴子的不同物種中觀察到，但是其下的機理還沒有完全理解。盡管對人眼的試驗操作是不可能的，但是大自然在此問題上進行著其自身的試驗。人眼不是理想光學系統(tǒng)。其缺陷稱作象差，是由角膜和晶狀體中的表面曲率和折射率的局部變化以及/或者角膜和晶狀體的光軸相對于眼睛視線軸不對準所引起的。象差使光束通過瞳孔時從其理想光路轉向，并且成比例地降低了圖象質量，使得即使在焦平面與視網膜完全匹配的情況下也不能達到最清楚的視覺。最近對人眼的測量已經證明象差在其形式和量方面在不同的人之間有實質性的變化9-16。在此研究中我們測量了具有不同年齡和不同屈光誤差的280個受測者的象差以便論證象差乃至圖象質量對人眼中焦平面與視網膜匹配性的影響。
近年來已經用瞳孔平面處的波前差來表征象差的整體影響9-11，13- 16。波前表示通過瞳孔的光束在任何給定時刻的等相位面，如果眼睛是理想的則波前在瞳孔平面處形成為一個平面。眼睛光學系統(tǒng)的缺陷導致波前偏離理想表面，并且波前偏移的程度或者波前差直接取決于該光學系統(tǒng)具有何種缺陷。我們用精神物理學光束跟蹤技術通過自然瞳孔測量波前差9，16，并且采用相對于理想平面波前的偏移波前的均方根(RMS)作為對波前差影響的估算。將受測者根據表1中所示的其年齡和屈光誤差分成四組。在這280個受測者中，有18％是白人，82％是中國人。
圖1中示出了對于這四組受測者在各受測者最差眼睛中的波前差RMS的頻率直方圖。如圖1中所示，每個受測者具有大于0.5的波象差RMS。此結果意味著人眼不是完美的而是承受由光學系統(tǒng)缺陷導致的圖象惡化。然而成人屈光正常者具有的最低平均波象差RMS顯著不同于其它組中的平均值(對比于兒童屈光正常組，t＝5.55，P＜0.0001；對比于近視成人組，t＝4.85，P＜0.0001；以及對比于近視兒童組，t＝6.45，P＜0.0001。)他們具有最小的標準偏差，并且同樣顯著不同于其它組(對比于屈光正常兒童組，F＝2.39，P＜0.005；對比于近視成人組，F＝8.89，P＜0.001；以及對比于近視兒童組，F＝10.72，P＜0.001)。在我們的樣本中，成人屈光正常組中的最高RMS值為1.62，超過近視成人40％，超過近視兒童37.5％，并且超過屈光正常兒童23％。此結果說明成人屈光正常者承受最小的圖象惡化，并且大約40％的近視者產生較大的圖象惡化程度，其具有的象差大于所有的成人屈光正常者。
與屈光正常的兒童(其中某些人后來發(fā)展成近視)的波象差相比，成人屈光正常者的有限波象差表明人眼為了保持屈光正常其圖象惡化程度必須要小。具有較大波象差的人承受較大的圖象惡化，會導致不能保持焦平面與視網膜平面之間的匹配，從而發(fā)展成近視。這些發(fā)現與來自動物研究的證據相一致。
已有研究提出近視導致象差15，但是如果近視眼的拉長通常造成角膜和晶狀體的光學缺陷，則我們可以預計所有或者大多數近視者比屈光正常者具有更多的象差。但是對于60％的近視者情況不是這樣，其具有的象差不大于成人屈光正常者。
人們已經早就認識到遺傳對于近視的影響17-19，但是其下的機理還不清楚。由角膜和晶狀體缺陷引起的眼睛象差可以遺傳。因此引起圖象惡化的象差可以是導致近視的遺傳機理之一。同時，近距離工作的作用不能排除。對于已適應的眼睛據稱有較強的象差20-21。近距離工作使眼睛承受較強的圖象惡化，因而也造成發(fā)展成近視的較高風險。在或者遺傳或者與近距離工作有關的象差因素之外，60％具有較小象差的近視者的存在必然表明還有其它的因素造成近視的發(fā)展。
在成人屈光正常者中具有較少變化的小象差，如本研究中所發(fā)現的，表明圖象的高光學質量是人眼保持屈光正常的必要條件。我們的結果還表明嚴重的象差與形成近視相關。在近視者中存在的強烈象差不能用已有技術加以校正，這就需要研制新的技術用于臨床實踐中的視覺保護。該結果還提供了關于人眼光學系統(tǒng)的重要信息，用于設計視覺研究方面的試驗和光學工業(yè)中的視覺儀器。試驗方法設備.
用于該研究的設備是三通道光學系統(tǒng)，包括一個測試通道、一個參考通道和一個瞳孔監(jiān)視通道，其原則上與先前研究16中所述的受測者波前傳感器的設計相同，但是改成了計算機監(jiān)視器的形式。測試通道通過1mm直徑的移動孔闌在視網膜上提供一個綠十字目標。隨著該孔闌在受測者自然瞳孔中的37個位置之間于每次嘗試時的移動，十字在視網膜上的位置因眼睛象差而相應地移位。由受測者用設在參考通道中的計算機監(jiān)視器上的光標對十字的移動進行跟蹤。受測者的瞳孔在試驗過程中由監(jiān)視通道中的CCD攝像機和監(jiān)視器進行監(jiān)視，通過移動受測者頭部置于其上的3D變換器對眼睛相對于系統(tǒng)光軸的任何運動進行補償。在該系統(tǒng)中，具有一個移動臺，其共同路徑上有兩個反射鏡，設成Badal系統(tǒng)用于補償受測者的屈光誤差。程序.
首先將受測者的眼睛與所述光學系統(tǒng)對準。通過經由1mm孔闌觀看監(jiān)視器屏幕并調節(jié)Badal系統(tǒng)以使圖象清楚，使眼睛處于其休息狀態(tài)。測量包括幾次實際嘗試和6次測試，每只眼睛3次。每次測試包括39次嘗試，其中第一次和最后一次針對瞳孔的中心。其它37次嘗試用7×7矩陣以1mm的步幅隨機地對整個瞳孔采樣，除了在四個角上的12個點之外。受測者的任務是在每次嘗試時將光標與十字的中心對準并且點擊鼠標。每次測試通常持續(xù)約3分鐘，整個過程需要大約半小時。數據分析.
在37個瞳孔位置處用計算機記錄的十字目標的偏移被轉換成波前的斜率。用最小平方過程將所述斜率測量值與澤尼克多項式函數的35項導數相配合。導出的系數提供了對單個象差權數的估計，并且用于重新構造瞳孔平面處的整個波前。參考文獻1.Gwiazda，J.，Thorn，F.，Bauer，J & Held，R.幼年至青春期后兒童的屈光正常和明顯屈光進展(Emmetropization and the progression ofmanifest refraction in children followed from infancy to puberty).臨床視覺科學(Clin.Vis.Sci.)8，337-344(1993).
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我們感謝Jinhua Feng在數據采集方面的幫助。此項工作由美國衛(wèi)生署國家眼睛研究所、中國國家自然科學基金會以及香港K.C.Wang教育基金會資助。
表1 受測者信息受測者人數 年齡(歲)等效球差男 女平均范圍 (屈光度)屈光正常成人20 2521.519-270.75至-0.5屈光正常兒童45 3515.112-170.75至-0.5近視成人39 4121.419-29-0.6至-9.0近視兒童35 4015.011-18-0.6至-7.0圖例說明圖1對于四組中280個受測者其人眼中波前象差均方根(RMS)的直方圖。對于每組標出了受測者的人數(N)和帶有標準偏差的平均RMS。
權利要求
1.一種用于防止近視和阻止近視發(fā)展之中至少其一的方法，該方法包括測量人眼中的光學象差；并且校正該光學象差。
2.如權利要求1所述的方法，其中測量步驟包括測量進入眼睛的平行光束的波前差。
3.如權利要求1所述的方法，其中測量步驟包括測量進入眼睛的平行光束在視網膜處的偏移。
4.如權利要求1所述的方法，其中測量步驟包括測量進入眼睛的平行光束在瞳孔處的偏移。
5.如權利要求1所述的方法，其中測量步驟包括提供一個多通道光學系統(tǒng)。
6.如權利要求5所述的方法，進一步包括將一個孔闌相對于眼睛瞳孔移動至多個位置；在至少一個光學距離上記錄各孔闌位置特征的對準參數；并且根據這些對準參數解一套方程以求出一組象差常數。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中測量步驟包括探測一級和高級象散。
8.如權利要求5或6所述的方法，其中測量步驟包括探測一級和高級彗差、球差和其它象差之中至少其一。
9.一種用于防止近視和阻止近視發(fā)展之中至少其一的方法，該方法包括鑒別人眼中的象差；測量該人眼中的象差；并且校正該象差。
10.如權利要求9所述的方法，其中鑒別步驟包括測量視覺敏銳度和對比度敏感度。
11.如權利要求9所述的方法，其中鑒別步驟包括測量模糊敏感度。
12.如權利要求10所述的方法，其中視覺敏銳度和對比度敏感度用精神物理學測試加以測量。
13.如權利要求11所述的方法，其中模糊敏感度用精神物理學測試加以測量。
14.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供光學裝置。
15.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供至少一個光學透鏡。
16.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供至少一個接觸透鏡。
17.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括改變眼中的光學表面。
18.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括進行角膜手術。
19.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供眼內植入物。
20.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供高照明度以縮小眼睛的瞳孔。
21.如權利要求1或9所述的方法，其中校正步驟包括提供適配光學元件。
22.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括可變形反射鏡。
23.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括至少一個多透鏡系統(tǒng)。
24.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括微反射鏡電機部件。
25.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括光學尋址的液晶空間光調制器。
26.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括薄膜反射鏡。
27.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件包括壓電雙晶反射鏡。
28.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件被小型化以便可配戴在人的面部。
29.如權利要求21所述的方法，其中適配光學元件產生階段性的清晰視覺。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于防止近視和阻止近視發(fā)展至少其一的方法,該方法包括測量人眼中的光學象差(42、43、44)并且校正該光學象差(46)。測量光學象差(42、43、44)可以包括測量進入眼睛的平行光束的波前差(45)。
文檔編號A61F9/013GK1423546SQ00818010
公開日2003年6月11日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權日1999年12月29日
發(fā)明者弗蘭克·索恩, 理查德·赫爾德, 簡·E·格維亞茲達, 賀極蒼 申請人:新英格蘭驗光學院