了解波前像差及其如何应用于眼睛并不是眼睛护理从业者在日常实践中的基本知识，然而，当涉及到近视眼管理时，眼睛像差，特别是球差和昏迷，越来越多地被提及或在已发表的研究论文中报告。在这篇文章中，我将帮助您理解如何解释有关眼像差的文献及其在近视治疗中的相关性。
波前像差似乎很难理解，然而，当分解为核心概念时，单个波前只不过是一个冻结在时间中的三维形状。复杂性归结为如何描述形状，在你的日常练习中，你已经在某种程度上做到了!球体和圆柱体是低阶像差的校正，它们都只是形状。一个折射率为-0.25D的透镜是从一个表面几乎是平的非常大的球体上切下来的，而一个-10.00D的透镜是从一个小得多的球体上切下来的，以提供一个更弯曲的表面。把它们想象成倒置的碗，-0.25就像一个非常大的搅拌碗，-10.00就像一个小的甜点碗。在这两种情况下，一个复杂的球形形状只用一个数字来描述!
圆柱体的力量是相同的，除了当描述一个基本的圆柱体，现在有一个平坦的边缘和一条曲线在一个子午线。同样，这个看似复杂的形状可以用一个数字来描述，即沿弯曲子午线的曲率半径，或者折射面的强度。通过结合球体和圆柱，我们可以定义一个更复杂的形状，沿着两个由两个数字描述的子午线有不同的曲率。表面的整体陡度用球值来描述，用更高的数字来描述整体陡度的表面，用圆柱功率来定义子午线如何偏离球面。
当以数字形式描述高阶像差时，它只不过是遵循一个类似系统而逐渐增加复杂性的形状。对于每一张波前快照，唯一需要做的就是计算波前内每种形状的数量或权重，权重通常以被测量波前的波长为单位来描述。好吧,我承认这是开始声音困难在努力学习外语,和权重的计算个人波阵面形状组件是高度复杂的,然而计算机软件负责这种复杂性和愿意下班打卡的一系列数字波前你任何表面。你只需要能够解读这些数字，在这种情况下，你只需要记住权重值为零意味着没有形状存在——就像圆柱体功率为零表明没有散光存在一样，随着加权值的增加，波前中出现的形状也越来越多。
泽尼克表示
有许多数学函数可以用来描述复杂的表面，但当涉及到波前分析时，经常使用的一系列形状是由泽尼克多项式表示的。幸运的是，你不需要了解泽尼克多项式的数学结构，就能理解它们如何表示波前的形状。它们只是一系列形状，就这么简单，你所需要想象的就是每个泽尼克多项式所代表的形状。
方便的是，每个多项式都可以用一个数字来识别，好消息是，当涉及到眼睛，尤其是近视控制时，你只需要关注其中两种——球面像差(Z12)和彗差(Z7和Z8)。
球面像差(Z12)
球面像差可以被认为是一个形状像一个有嘴唇的碗，而之前描述的球形形状没有嘴唇(见下图)。通过观察左边的图像，您还会注意到碗是倒置的，这是引入负权重值的地方。添加负号表示形状是倒转的，而不是表示形状变少了。因此，权重为0.5的球差与权重为-0.5的球差具有相同的尺寸，只是在后一种情况下，图像将被倒转。
正球面像差
负球差
像球一样，球差被归为旋转对称像差——如果你通过形状成像一个切片(部分)，然后围绕其中心轴旋转任意数量，然后再拍摄第二个切片图像，两个部分看起来都是一样的。另一方面，当你旋转圆柱体时，它的形状会改变，这意味着它是非旋转对称的表面。当我们进入昏迷状态时，我们很快就会了解更多，但在我们承认这一点之前，波前的测量孔径(也称为瞳孔大小)需要被理解。
光圈的重要性（瞳孔大小）
泽尼克波前形状在单位圆(孔径/瞳孔)上计算。在球差的情况下，这是重要的，因为瞳孔直径决定了球差碗型唇刚刚描述的下落。想象一个甜点碗，有一个直径10厘米的大嘴，你被要求用泽尼克的术语来描述它。你会先锻炼多少碗可以表示为一个球体,让任意说碗里像一个球体,球体权重70%左右是70%,现在我知道我之前谈到波长单位,但我们正在考虑时发生。这里我们讨论的是一个甜点碗，所以70%的球形重量，请容忍我。
接下来，我们计算出碗的多少部分看起来像球差（Z12）形状。在这种情况下，碗有一个大的边缘，所以它可能有60%的球差权重，但记住我们已经说过的形状。为了使球差看起来像一个碗，我们需要反转形状，因此在这种情况下，权重将被记录为-60%。现在，我们可以打电话给任何了解Zernike符号的甜点碗制造厂，让他们制作一个直径为10cm的碗，球形重量为70%，球差重量为-60%，他们只需告诉他们这些数字，就可以合理地重新制作碗，当你静静地思考Zernike多项式的神奇之处时！不完全是因为你还需要弄清楚瞳孔大小是如何影响这些测量的。
现在让我们拿同样的碗，除了我们现在只考虑中心的6厘米直径-想象你从顶部通过一张有6厘米洞的卡片看碗。同样的碗，我们只是把形状评估孔径从10厘米缩小到6厘米。现在,当我们使用泽尼克形状描述符可能仍然说碗是更像一个球体球面权重为90%,但是现在在评估权重的球面像差我们失踪的嘴唇形状模糊评估在6厘米孔径越小。现在我们有一个较小的球差，因为没有唇，让我们说，只是-10%的权重(记住，负值只是意味着形状已经倒转)。
相同的碗和相同的形状描述符当直径超过10cm时，球差形状的权重为-60%，当直径超过6cm时，球差形状的权重为-10%。球体的等级也从10cm直径时的70%增加到6cm直径时的90%。我想说的非常非常重要的一点是，像差，至少当用泽尼克多项式描述时，如果没有说明瞳孔的大小，像差是没有意义的描述符。如果我们打电话给之前那个虚构的碗制造者，只告诉他们泽尼克的数字，而不告诉他们直径，他们不会知道碗要做多大。
球面像差可以说是近视治疗中最重要的眼差，但这篇文章开始变得太长了。深入下面的文章，了解更多理解球差和球差，调节和多焦点软性隐形眼镜．
昏迷(Z7 & Z8)
昏迷是由两个泽尼克因为昏迷描述non-rotationally对称形状(一片通过形状变化形状是绕其中心轴),这应该很容易让你的头,因为你使用non-rotationally对称形状描述符每次开缸的力量。您定义了圆柱体的重量(它的功率)和方向(轴)——换句话说，您已经熟练地使用两个数字来定义非旋转对称曲面的形状。当涉及到波前时，这只是做的稍微不同-请容忍我，因为我们采取另一个侧面轨道，这一次进入矢量表示的折射柱面功率。
折射的矢量表示
作为眼睛护理从业者，我们在定义圆柱方向时使用轴符号，但圆柱表面定义的另一种方式是水平/垂直子午线中存在多少圆柱功率，以及斜（45°/135°）子午线中存在多少圆柱功率。矢量折射表示中的这些子午线用术语J180和J45表示。使用此符号，轴为180°的气缸将在J180项中进行称重，J45项中无重量，轴为45°的气缸将在J45项中进行称重，J180项中无重量。介于两者之间的气缸轴具有比例加权，因此轴22.5°的气缸在J180和J45中具有相同的重量，轴30°的气缸在J45中具有2/3的重量，在J45中具有1/3的重量。
显然，这种符号对于描述折射中的圆柱体是不实用的，但当需要比较一致性时，例如当想要应用统计分析时，它确实使描述符更容易，因为J180和J45使用相同的描述符。在这种情况下，两者都用屈光度来测量，而实际使用的符号是屈光度(功率)和度数(轴)。如果使用相同的描述符，就更容易在不同的人之间进行比较，这就是为什么在研究论文中通常描述向量表示，但我离题了。
回到昏迷
彗差类似于散光，因为它是一种非旋转对称形状-Z7描述垂直子午线中存在的形状重量，Z8描述水平子午线中存在的彗差形状重量。彗差形状本身就像一个偏移的小疙瘩——见下文，重量决定了在所描述的波前中，这个小疙瘩有多少是明显的。彗差值为零表示该形状在波前中根本不明显，并且随着彗差重量的增加，丘疹形状变得更加明显。
Z7昏迷
Z8昏迷
就像球差一样，彗差也受瞳孔大小的影响-在较小瞳孔大小上评估波前将使彗差“疙瘩”更靠近光轴，在较大瞳孔大小上评估将使彗差“疙瘩”更远离光轴。这进一步说明了为什么Zernike定义的波前项在不知道瞳孔直径的情况下毫无意义。
总畸变
总像差的加权值只需将各个Zernike多项式权重的绝对值（任何负号均已移除）相加即可实现——数值越大，表示波前整体形状越复杂。由于这个原因，在较大瞳孔直径上测量的波前也倾向于（尽管并非总是）表现出较高的像差。随着瞳孔直径的增加，总波前像差越大，这也可以解释为瞳孔越大，表面积越大，因此可能出现偏差的面积越大。这再次强调了在显示波前像差值时指示测量期间使用的瞳孔大小的重要性。很抱歉，我一直在敲这个鼓，但遗憾的是，我读了太多关于波前像差的科学海报和论文，其中没有包括瞳孔直径，因此报告的分析毫无意义。
眼像差
眼睛是非常强大的折射装置，因此，当它们通过眼睛折射时，波前表面通常是非常陡峭的——不管存在多少像差(偏差)，它们看起来大致像一个球体。这意味着它们整体形状的很大一部分可以被描述为一个球体，正如我们已经讨论过的，你已经很擅长把它形象化了，因为你每天都在考虑球面折射。
在人眼中也存在一定数量的球面像差，为了让事情变得更有趣，它会随着调节而变化。一些多焦点隐形眼镜故意操纵球差，以增加聚焦深度，以矫正老花。这里有一个微妙的平衡，尽管是大多数高阶波前像差的情况下，更高的权重往往导致更大的偏离理想的焦点。引起过多的球像差，增加焦距的好处被过多的图像失真所损失。阅读更多关于球差的理解球差和球差，调节和多焦点软性隐形眼镜．
彗差通常不像球差那么明显，但在不同的个体之间存在差异，更容易扭曲视觉质量。有些人的角膜尖有轻微的移位，这意味着他们的视线穿过角膜尖的一侧。这些标记为昏迷，因为它们部分符合我之前描述的移位的“丘疹”效应，丘疹在角膜的顶端。在更极端的情况下，如圆锥角膜，“粉刺”更明显，更移位，导致更多的昏迷。理解这种与圆锥角膜的关系，希望有助于理解为什么昏迷倾向于对视力质量产生负面影响，更多的昏迷会对视力造成更大的扭曲。
总结
如果你已经读到这里，你现在应该对如何解释波前像差有足够的了解，并能够形成一个理解他们的相互作用时，在研究论文中提到。在这篇文章中，我包含了一些链接，这些链接将引导你深入了解高阶畸变。除此之外，主要的信息是波前像差测量只是形状描述符，并且始终要记住，波前评估的瞳孔直径是一个不可忽略的基本特征。
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关于保罗
保罗•吉福德博士他是澳大利亚布里斯班的研究科学家和行业创新者，也是Myopia Profile的联合创始人。
