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波前像差检查的历史

时间:2022-03-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:波前和波前像差都是现代物理学的概念,明显早于激光屈光手术。随着人们对波前像差的逐渐重视,各种高级光学仪器和物理技术开始参与了波前像差检查和数据处理,使波前像差成为广泛应用于军事、天文学、光学测量、照相、摄影等领域里的一个技术。随着波前技术的进步、成熟和发展,波前像差仪器的产生和不断改进,眼科医生自然地想到将其应用于激光屈光手术,而且也取得了非常好的治疗效果。

波前和波前像差都是现代物理学的概念,明显早于激光屈光手术。早在1900年,天文学Johannes Hartmann就发明一种能够测量光线经过反射镜和镜片所产生的像差的方法,从而找出反射镜和镜片上的不完美和瑕疵的成像问题。

早期的Hartmann的方法是使用一个金属圆盘,在其上面钻上许多规则和间距相等的小孔,然后将圆盘放在反射镜或镜片前面,最后在屏幕上纪录位于反射镜或镜片上焦点的影像。那么,如果光线经过一个完美的反射镜或镜片时,就会在屏幕上记录出一个个规则和间距相等的聚焦的光点影像。而如果屏幕上所成的影像不是良好间距的规则影像时,我们就可以测量出该反射镜或镜片所存在的不规则散光(或像差)。

到了1971年,Dr. Roland Shack和Dr. Ben Platt在Hartmann方法的基础上进一步地改良了这个观念,他们使用了由众多小透镜所组成的数组感应器来去取代位于焦点位置上的记录屏幕。这种小感应器,现在称之为Hartmann-Shack感应器。该测量系统又称为Hartman-Shack波前分析仪,该波前分析仪问世后最早用于天文学的研究和测量。随着人们对波前像差的逐渐重视,各种高级光学仪器和物理技术开始参与了波前像差检查和数据处理,使波前像差成为广泛应用于军事、天文学、光学测量、照相、摄影等领域里的一个技术。例如,在激光领域中,可以用于激光光束性能的测试和光束的整形;在光学元器件的性能测试中,可用于透镜性能的测试、反射镜性能的测试、光学系统性能的测试、望远镜系统的光学测试以及实验室复杂光学系统的光学调整等。

波前技术应用于眼科最早是德国医师Dr. Josef Bille,而Dr. Junzhong Liang和Dr. David Williams等人在此基础上不断地改进和发展了波前检查的仪器设备。尽管如此,由于早期的检查仪器十分复杂,结果不稳定,因此无法用于实际工作中。直到1997年Dr. Williams和Dr. Liang才设计出可以实际使用的全自动波前检查仪,此后波前技术才能够真正方便、快捷地运用于临床检查。

随着波前技术的进步、成熟和发展,波前像差仪器的产生和不断改进,眼科医生自然地想到将其应用于激光屈光手术,而且也取得了非常好的治疗效果。目前国外众多准分子激光机厂家都在致力于开发新一代方便、实用、快捷和准确的波前检查和手术设备,如AMO/VISX公司、NIDEK公司、博士伦公司、科以人公司等相继开发出了相应的检查设备。经过近10年多技术的不断改进,如今的波前像差分析仪和波前引导的屈光手术不但通过了美国FDA的认证,而且在国内外也得到了广泛的应用,已经成为激光屈光矫正手术的主流和发展方向。对于重视术后视觉质量的美国人来说,从2002年开始几乎一半以上的激光屈光手术都已经转向使用波前引导的(wavefront-guided)LASIK手术。

此外,波前技术还成功地用于眼科的其他领域尤其是隐形眼镜、白内障手术、人工晶体、角膜移植和视网膜手术等领域,用于评价各种手术的视觉效果。我们相信,在不远的将来,波前技术将成为眼科手术的重要组成部分,将为人们视觉质量的提高带来技术上的飞跃。

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