球面像差是你在考虑光学矫正治疗近视进展时可能面临的眼波前像差术语。在这篇文章中，我将深入研究球面像差(SA)以及为什么它经常出现在近视控制文献中。如果你需要了解波前像差一般是如何计算和解释的，你可能想看看我的理解眼波前像差首先文章。
球面像差的泽尼克表示
泽尼克多项式描述了一种数学构造，它已被证明很适合描述波前剖面，并允许它们分解成单个的像差分量。如果你不熟悉泽尼克符号，那么看看我的理解眼波前像差职位。泽尼克符号对SA的描述是一个倒唇形碗状(见下图左)，波前中SA形状的数量用形成波前的光的波长单位的加权数来描述。形状可以通过给权重一个负号来倒转(见下图)。
球差的光学效应
球差的光学效应是随着离光轴的距离增加，周边近轴(平行于光轴的入射光)光线相对于中心光线的折射量增大或减小。在SA阳性的情况下(正常人眼)，外傍轴光线比中心光线折射更多。相反的情况是阴性SA(见理解眼波前像差对于负值像差的解释)，更多的周边傍轴光线反而被更少的中心光线折射。与“光学完美”系统相比，这两种情况下的结果都是点源物体的焦点纵向扩散(见下图)。
正常人眼中的球差
在正常人眼中，SA是最具代表性的眼像差，5mm瞳孔的平均眼像差为+0.08±0.07 μ m (1)， 6mm瞳孔的平均眼像差为+0.1±0.1 μ m(2-4)。大多数眼的固有球差是由角膜提供的，其中5毫米瞳孔+0.12±0.04 μ m(1)， 6毫米瞳孔+0.28±0.09 μ m(5)，这与5毫米瞳孔-0.01±0.07 μ m(1)的晶体贡献部分平衡。由于眼睛适应了负SA晶体贡献增加-0.04 μ m每度数适应为5mm的瞳孔(6)，这导致正常眼睛从一个正SA状态转移到一个增加的负SA状态随着适应的增加。至于任何生物测量，当然每个人的眼睛都有相当大的差异，上面所述的值表示从研究参与者收集的平均数据。
为什么球差“可能”是近视控制的一个重要措施
许多动物研究已经表明了光学离焦和近视进展之间的明确关系，视网膜后的“远视离焦”被证明会加速眼睛的生长，相反的情况下，视网膜前的“近视离焦”被证明会减缓眼睛的生长。你需要生活在一个岩石没有听说过外围散焦现象,它已被证明,再次在动物实验中,促进近视散焦现象只是在视网膜周边地区,同时保持良好的专注在黄斑(相对周边近视)也减缓了近视眼的增长。旨在提供同样效果的光学设备在减缓人类近视进展方面已经证明了良好的效果。
我们也需要记住，然而，人类的视觉系统是难以置信的复杂，人类的眼睛聚焦系统同样是高度复杂的。平均而言，我们的眼睛倾向于包含某种程度的聚焦滞后，即当我们看到一个物体时，系统的光学焦点落在黄斑后面，这本质上就是我刚刚描述的远视离焦，在动物研究中已被证明会加速近视的进展。这种焦点滞后通常被描述为调节滞后，因为在矫正过的非老花眼中，调节控制着视网膜焦点的位置。科学家们仍在考虑适应滞后是否是近视进展的一个因素，然而它很好地把我们带到了SA的话题，因为正如上文所述，增加的SA增加了聚焦深度，这样做提供了一种可能的光学解决方案来弥补适应滞后。
相对于中心折光功率，增加光学系统的周边折光功率会导致更多的周边近轴光线聚焦在更前方，而不是更靠近光轴的近轴光线(见下图)。这有增加焦点纵向范围的效果，如果由波前传感器测量，这将说明正SA的数量增加。
底层概念在这里当应用于近视管理从而增加SA和景深应该帮助抵消住宿滞后的不利影响——系统仍然可以聚焦滞后但增加传播的图像集中原因更多周边近轴光线集中在前面,即近视程度更高(见下图)。这是一种平衡，通过增加SA来延长聚焦深度也会降低图像的整体清晰度——过多的SA和图像质量会降低到无论调节状态如何都难以处理的模糊点。这种平衡问题对多焦隐形眼镜设计师来说是一个棘手的问题，他们试图采用或部分采用操纵视光SA来增加清晰的焦点范围，以同时实现距离和近焦。如果你感兴趣，你可以多读一些球差和调节通过链接。
中心距多病灶的隐形眼镜和角膜矫正术都证明疗效近视的进展放缓,这很大程度上归因于这样一个事实:他们诱导相对外围近视的散焦,记得从上面,在动物研究中,外围近视散焦近视眼增长缓慢。然而，同样的光学轮廓也会增加正SA——透镜相对外围聚焦特性的改变和由透镜引起的SA本质上是联系在一起的——一个不能在不影响另一个的情况下进行操纵。
这是否意味着SA阳性而非相对外周近视是减缓近视进展的主要因素?我不确定现在大家是否知道。周围屈光理论有更多的研究，但有越来越多的研究正在发表，调查SA在近视管理中的影响，这就是为什么至少对SA有一些了解，以及它如何可能应用于近视管理是有用的。
神话的地沟油
声明:正球差可防止近视进展
我在不同的场合听过这种说法几次，因为角膜塑形术和中心距离多焦点隐形眼镜增加了正SA，这种说法似乎得到了关注。我们的思路似乎是，这些隐形眼镜类型会导致SA阳性，它们也被证明可以减缓近视的进展，因此SA阳性的增加对减缓近视的进展是一件好事，因此它必须是保护性的。
确实，许多光学设备被证明在减缓近视进展方面有效，也诱导正向SA转移。然而，说这意味着后者是前者的原因就落入了众所周知的人类从相关性推断的偏见。举个例子，冰淇淋的销量和更热的晴天通常是相关的，在更热的天气里冰淇淋的销量会增加，但这种关联并不意味着人们可以通过吃更多的冰淇淋把雨天变成晴天。同样，由近视控制装置引起的SA增加并不意味着它将自动防止近视进展。
一些未来的研究可能很好地显示了一种致病关联，因此有保护作用，但在此之前，认为仅增加阳性SA就能预防近视进展是危险的。
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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，也是近视简介公司的联合创始人。
参考文献
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