了解波前像差及其如何应用于眼睛并不是眼科护理从业者日常实践中的基本知识，但当涉及到近视管理时，眼像差，特别是球像差和彗差，越来越多地在已发表的研究论文中被提及或报道。在这篇文章中，我将帮助你理解如何解读有关眼像差的文献以及它们在近视管理中的相关性。
波前像差看起来很难理解，然而，当分解成核心概念时，单个波前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，你已经在日常实践中在一定程度上做到了这一点!球体和圆柱体是对低阶像差的修正，它们都只是形状。一个折射度为-0.25D的镜头是从一个非常大的球体上切割下来的，这个球体的表面几乎是平的，而一个折射度为-10.00D的镜头是从一个小得多的球体上切割下来的，以提供一个更弯曲的表面。把它们想象成一个倒置的碗，0.25就像一个非常大的搅拌碗，而-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能用一个数字来描述!
圆柱的幂是相同的，除了当描述一个基本圆柱时，现在在一个子午线上有一个平坦的边缘和一条曲线。同样，这个看似复杂的形状可以用一个数字来描述，即沿着弯曲子午线的曲率半径或其折射表面的幂。通过结合球体和圆柱体，我们可以定义一个更复杂的形状，它沿两个子午线有不同的曲率，这两个子午线由两个数字描述。表面的整体陡度由球面值来描述，数值越大，描述的表面整体陡度越大，圆柱幂则定义一个子午线如何偏离球面。
当用数字形式描述高阶像差时，它只不过是类似系统中逐渐增加复杂性的形状。对于每个波前快照，唯一需要做的就是计算存在于波前内的每种形状的量或权重，权重通常以被测量的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。你只需要能够解释这些数字，在这种情况下，你需要记住的是，权重值为0意味着没有任何形状-就像圆柱体的0次方表示没有散光一样，而增加的更大的权重表明增加的形状出现在波前。
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由Zernike多项式表示。幸运的是，你不需要理解泽尼克多项式的任何数学构造，就能理解它们如何表示波前的形状。它们只是一系列的形状，就这么简单，你需要想象的就是每个泽尼克多项式所代表的形状。
每个多项式都可以用一个数字来识别，这很方便。好消息是，对于眼睛来说，尤其是近视控制，你只需要关注其中两个——球差(Z12)和彗差(Z7和Z8)。
球面像差(Z12)
球面像差可以被认为是碗状的唇形，而不是之前描述的没有唇形的球形形状(见下图)。你还会注意到左边的图像，碗是上下颠倒的，这是引入负权重值的地方。加一个负号表示形状倒了，而不是表示形状变少了。因此，一个权重为0.5的球差将与一个权重为-0.5的球差具有相同的尺寸，除了在后者的情况下，图像将是倒置的。
正球面像差
消极的球面像差
像球一样，球面像差被归类为旋转对称像差——如果你通过一个形状成像一个切片(切片)，然后绕着它的中心轴旋转任意数量，然后再拍摄第二个切片图像，两个切片看起来是一样的。另一方面，圆柱体在旋转时会改变形状，这意味着它是一个非旋转对称的表面。但在我们承认这一点之前，我们需要了解波前的测量孔径(也称为瞳孔大小)。
孔径的重要性(瞳孔大小)
泽尼克波前形状计算单位圆(孔径/瞳孔)。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下降。想象一下，你被要求用泽尼克术语描述一个有一个大嘴的甜点碗，直径大约10厘米。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。这里我们要讨论的是一个甜点碗，70%的球形重量，请耐心听我说。
接下来，我们计算出有多少碗看起来像球差(Z12)的形状。在这种情况下，碗有一个很大的唇，所以它可能有60%的球差，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，所以在这种情况下，权重将记录为-60%。现在我们能够调用任何甜点碗让工厂明白泽尼克符号和问他们做出一碗直径10厘米,体重70%的球重量和-60%的球面像差,他们会做一个合理的重建工作的碗就告诉他们这些数字,当你安静地思考泽尼克多项式的神奇之处时!不完全是，因为你仍然需要弄清楚瞳孔大小是如何影响这些测量的。
现在让我们以同样的碗为例，除了我们现在只考虑中心6厘米的直径——想象你正在通过一张有6厘米孔的卡片从顶部看碗。同样的碗，我们只是把形状评估孔径从10cm减小到6cm。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。现在我们有一个更小的球差，因为没有唇，让我们说只有-10%的权重(记住，负值只是意味着形状被倒置了)。
同样的碗，同样的形状描述当测量直径超过10厘米时，球差的重量为-60%，而当测量直径超过6厘米时，球差的重量仅为-10%。此外，球的等级从10厘米直径时的70%增加到6厘米直径时的90%。这里我要说的最重要的一点是像差，至少在用泽尼克多项式描述的时候，如果瞳孔大小没有说明，那么像差就是没有意义的描述符。如果我们之前打电话给我们虚构的碗制造商，只告诉他们泽尼克的数字，而不告诉他们直径，他们就不知道碗的大小。
球面像差可以说是近视治疗中最重要的眼像差，但这篇文章开始显得太长了。深入下面的文章了解更多了解球面像差和球差、调节和多焦软隐形眼镜．
昏迷(Z7和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。您定义圆柱体的重量(它的功率)和它的方向(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，这只是做了稍微不同的-请容忍我，因为我们采取了另一个侧道，这次是折射柱面功率的矢量表示。
折射的矢量表示
作为眼科护理人员，我们在定义柱面方向时习惯于使用轴符号，但是可以通过一种不同的方式定义柱面，即在水平/垂直子午线中有多少柱面功率存在，在斜(45°/135°)子午线中有多少柱面功率存在。这些子午线在矢量折射表示法中被给出项J180和J45。使用这种表示法，轴为180°的柱体将全部在J180项中加权，而在J45项中没有权重，轴为45°的柱体将全部在J45项中加权，而在J180项中没有权重。气缸轴之间有比例权重，所以一个轴为22.5°的气缸在J180和J45中重量相同，一个轴为30°的气缸在J45中重量为2/3，在J45中重量为1/3。
显然，这种符号不适用于描述折射中的柱面，但当需要比较一致性时(例如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，两者都用屈光度来衡量，而实际使用的符号使用屈光度(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，这就是为什么研究论文通常会描述向量表示，但我离题了。
回到昏迷
彗差类似于散光，即彗差是一种非旋转对称形状——Z7描述了彗差形状在垂直子午线上存在的分量，Z8描述了彗差形状在水平子午线上存在的分量。彗发本身的形状就像一个偏移的粉刺，如下图所示，其权重决定了在描述的波前中这个粉刺的明显程度。当彗差值为0时，表明波前形状完全不明显，且随着彗差重量的增加，粉刺形状变得更加明显。
Z7昏迷
Z8等车型后昏迷亨里克·菲克斯
就像球差一样，彗差也受瞳孔大小的影响——在较小的瞳孔范围内评估波前会使彗差“疙瘩”离光轴更近，而在较大的瞳孔范围内评估波前会使彗差“疙瘩”离光轴更远。这进一步说明了为什么泽尼克在不知道瞳孔直径的情况下定义波前项是没有意义的。
总畸变
总像差的加权值可以简单地通过对单个泽尼克多项式权值的绝对值(去掉任何负号)求和得到——越高的数字表明波前的整体形状越复杂。由于这个原因，在更大的瞳孔直径上测量的波阵面也倾向于表现出更高的像差，尽管并非总是如此。随着瞳孔直径的增大，总波前像差增加，这也可以解释为瞳孔越大，其表面积越大——因此产生偏差的面积就越大。这再次强调了在显示波前像差值时，在测量时所使用的瞳孔大小的重要性。很抱歉我一直在鼓吹这一观点，但是我已经很遗憾地阅读了太多关于波前像差的科学海报和论文，它们没有将瞳孔直径包括在内，从而使得报道的分析毫无意义。
眼像差
眼睛是非常强大的折射设备，因此，当它们通过眼睛折射时，波前表面通常非常陡峭——不管存在多大的像差(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像一个球体，正如我们已经讨论过的，你已经很擅长把它形象化了，因为当考虑一个球形折射时，你每天都在做这个。
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，这种像差随适应性的变化而变化。一些多焦点隐形眼镜故意操纵球差，以增加对焦深度来矫正老花眼。这里有一个微妙的平衡，就像大多数高阶波前像差的情况一样，更高的权重往往会导致更大的偏离理想的焦点。造成太多的球差和增加焦点深度的好处失去了太多的图像失真。阅读更多关于球差了解球面像差和球差、调节和多焦软隐形眼镜．
彗差通常不像球差那么明显，但因人而异，更倾向于使视觉质量失真。有些人的角膜尖有轻微移位，这意味着他们的视线穿过角膜尖的一侧。这些被标记为昏迷是因为它们部分符合我之前描述的移位的“丘疹”效应，即丘疹是角膜的顶端。在更极端的情况下，如圆锥角膜，“丘疹”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有助于理解为什么昏迷往往会对视力质量产生负面影响，因为昏迷次数越多，视力就越扭曲。
总结
如果你读到这里，你现在应该对如何解释波前像差有了足够的理解，并且能够对研究论文中提到的波前像差的相互作用形成理解。在这篇文章中，我包含了一些链接，这些链接将引导你更深入地了解高阶畸变。除此之外，主要的关键信息是波前像差测量只是形状描述符，永远要记住，评估波前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，也是近视档案的联合创始人。
