array人工晶狀體眼調(diào)制傳遞函數(shù)和對比敏感度與瞳孔大小的關(guān)系

1、array人工晶狀體眼調(diào)制傳遞函數(shù)和對比敏感度與瞳孔大小的關(guān)系    作者單位：復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院 眼科，上海 200032【摘要】  目的 研究array多焦點(diǎn)人工晶狀體(sn-40n，amo)術(shù)后調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function，mtf)及對比敏感度(contrast sensitivity，cs)與瞳孔直徑之間的關(guān)系。方法 隨訪最近2年于我科行array人工晶狀體植入術(shù)的患者共124例(196眼)，按嚴(yán)格的納入標(biāo)準(zhǔn)選取研究對象，得到38例(57眼)。用itrace視覺功能分析儀測量mtf及瞳孔直徑，

2、以itrace3.1軟件分析不同瞳孔直徑下的mtf。用cgt-1000對比度眩光測試儀測量患者的對比敏感度及眩光敏感度，將患者按瞳孔直徑3.5 mm及>3.5 mm分為兩組，比較兩組患者的裸眼視力、最佳矯正視力、最佳矯正遠(yuǎn)視力下的近視力、波前像差及對比敏感度函數(shù)(contrast sensitivity function，csf)。結(jié)果 當(dāng)瞳孔直徑在2.03.5 mm時(shí)，mtf隨瞳孔增大而減小(p=0.0000.025)；當(dāng)瞳孔直徑>3.5 mm時(shí)，mtf基本不變(p>0.05)。瞳孔直徑>3.5 mm組在最佳矯正遠(yuǎn)視力下有著更好的近視力(p=0.049)，球差z12較

3、大(p=0.006)，兩組患者之間的csf差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。結(jié)論 array人工晶狀體的調(diào)制傳遞函數(shù)及最佳矯正遠(yuǎn)視力下的近視力受到瞳孔大小的影響，但是，沒有發(fā)現(xiàn)對比敏感度與瞳孔直徑之間存在相關(guān)性。 【關(guān)鍵詞】  晶體 人工 多焦點(diǎn) 調(diào)制傳遞函數(shù) 對比敏感度 瞳孔    白內(nèi)障摘除后植入人工晶狀體，已從單純矯正無晶狀體眼的屈光不正發(fā)展到恢復(fù)功能性視力，因此，白內(nèi)障摘除后的人工晶狀體眼的功能視覺(functional vision)，尤其是視覺對比敏感度(contrast sensitivity，cs)已成為評價(jià)功能性視力的一項(xiàng)重要指

4、標(biāo)1-2。     array(sa40ntm，amo)多焦點(diǎn)折疊人工晶狀體比傳統(tǒng)的單焦點(diǎn)人工晶狀體有更大的視覺范圍3，在臨床上已經(jīng)得到廣泛使用。與單焦點(diǎn)人工晶狀體眼相比，array人工晶狀體眼的cs是否下降成了人們關(guān)心的焦點(diǎn)。cs為主觀檢查，而調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function，mtf)為客觀指標(biāo)，與cs有著密切關(guān)系，受到波前像差的影響。由于array晶狀體為五個(gè)呈同心圓排列的折射區(qū)域的設(shè)計(jì)，植入該晶狀體患者的這兩個(gè)指標(biāo)可能與瞳孔直徑有關(guān)，為此，我們隨訪了最近2年的病例，試分析mtf和cs與瞳孔大小的關(guān)系。 

5、;   1  資料與方法    1.1  研究對象  2004年3月至2006年3月之間在我院植入array晶狀體的124例（196眼）患者中，按下列納入標(biāo)準(zhǔn)選取病例作為研究對象：?譹?訛最佳矯正視力>0.8。?譺?訛散光<1.50 d。?譻?訛無青光眼病史，且眼壓<21 mmhg。?譼?訛無糖尿病性視網(wǎng)膜病變、老年性黃斑變性等眼底病變。?譽(yù)?訛無葡萄膜炎病史。?譾?訛排除后發(fā)性白內(nèi)障、玻璃體混濁等可能影響視覺質(zhì)量的情況。隨訪時(shí)間1年，除去失訪的15例，在隨訪到的109例（179眼）中，符合上述納

6、入標(biāo)準(zhǔn)的共38例（57眼），其中男性28例（40眼），女性10例（17眼），平均年齡71.1歲。    所有手術(shù)均由同一位醫(yī)師完成，采用同軸超聲乳化術(shù)，人工晶狀體經(jīng)12點(diǎn)處3.2 mm的角膜緣切口植入，所有患者術(shù)前及術(shù)后處理相同4。    1.2  調(diào)制傳遞函數(shù)、瞳孔直徑及波前像差的測量    采用根據(jù)光束追蹤原理研制的itrace視覺功能分析儀（visual function analyzer，tracy technologies， texas，usa）測量mtf及瞳孔直徑。首先用itrace

7、視覺功能分析儀測量患者術(shù)眼的波前像差，可以得到zernike多項(xiàng)式26階的所有像差，然后使用     itrace3.1軟件去除低階像差包括z3、z5(散光)及z4(離焦)，即模擬了患者在最佳矯正視力下的視覺狀態(tài)，可以得到最佳矯正視力下mtf曲線。itrace同時(shí)能測量患者的瞳孔直徑，用itrace3.1軟件分別模擬2 mm、2.5 mm、3 mm、3.5 mm、4 mm和4.5 mm瞳孔直徑下的mtf曲線，從曲線上可以得到5、10、15、20、25和30周/度(cycles/degree，c/d)空間頻率的mtf值。   

8、 1.3  對比敏感度函數(shù)的測量  采用cgt-1000對比度眩光測試儀(contrast glaretester，takagi seiko， nagano，japan)測量。cgt-1000的使用已有多年并且被廣泛報(bào)道5-6。該儀器能簡單快速且比較準(zhǔn)確地測量對比敏感度及眩光敏感度(glare sensitivity， gs)，檢查距離為35 cm，檢查時(shí)間每眼大約需要2 min。檢查采用6個(gè)不同大小的環(huán)狀視標(biāo)，周圍有8個(gè)眩光光源，打開時(shí)可測量眩光敏感度，6個(gè)視標(biāo)對應(yīng)的視角分別為6.3°、4.0°、2.5°、1.6°、1.0°

9、;和0.7°。根據(jù)比例換算得到視標(biāo)環(huán)的寬度分別為2.9 mm、1.8 mm、1.2 mm、0.7 mm、0.5 mm和0.3 mm，除以檢查距離35 cm得到視角為28.6、18.0、11.4、7.2、4.5和2.9，再換算成常用的空間頻率的單位c/d，分別為1.0 c/d、1.7 c/d、2.6 c/d、4.2 c/d、6.6 c/d和10.4 c/d6，檢查使用的對比度閾值從0.010.45分為12個(gè)等級，背景的亮度恒定為10 cd/m2，將視標(biāo)出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間設(shè)定為0.2 s，間隔時(shí)間設(shè)定為2 s，眩光的亮度設(shè)為40000 cd/m2。每名患者在最佳矯正遠(yuǎn)視力下完成檢查，所有測試

10、均在暗室內(nèi)進(jìn)行，每眼檢查2次，取第2次的數(shù)據(jù)作為檢查結(jié)果，因?yàn)榈?次患者對檢查還不熟悉，可能會(huì)對檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響6。    1.4  統(tǒng)計(jì)學(xué)方法  所有數(shù)據(jù)均來自呈正態(tài)分布的總體，且經(jīng)檢驗(yàn)為方差齊性，采用獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)及fisher確切概率法，統(tǒng)計(jì)軟件使用stata8.0(stata corporation，texas，usa)。    2  結(jié)果    2.1  調(diào)制傳遞函數(shù)  不同瞳孔直徑下各個(gè)空間頻率上的mtf值見表1。從表中可以看出，在瞳

11、孔直徑為23.5 mm區(qū)間，隨著瞳孔直徑增大，mtf值逐漸下降；而從3.54.5 mm區(qū)間，隨著瞳孔直徑增大，mtf值變化不大。分別比較不同瞳孔直徑下的mtf值，采用獨(dú)立樣本單側(cè)t檢驗(yàn)，得到的p值列于表2?？梢园l(fā)現(xiàn)，瞳孔直徑從2 mm增加到3 mm的所有空間頻率上，以及從3 mm增加到3.5 mm在5 c/d、20 c/d、25 c/d和30 c/d的空間頻率上，mtf值的下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。    2.2  對比敏感度函數(shù)、視力及波前像差  將itrace測得的瞳孔直徑按3.5 mm及>3.5 mm分為兩組。表3為兩組患者的球差z12（影

12、響視力的主要高階像差）及視力，發(fā)現(xiàn)瞳孔直徑>3.5 mm組最佳矯正遠(yuǎn)視力下的近視力0.42±0.16要好于瞳孔直徑3.5 mm組的0.33±0.11（p=0.049）。根據(jù)weber-fechner定律，生理感覺與刺激強(qiáng)度的對數(shù)成正比（對數(shù)視力表即根據(jù)此原理設(shè)計(jì)）7，所以將得到的對比敏感度值取對數(shù)后進(jìn)行分析。兩組患者不同空間頻率下的對比敏感度和眩光敏感度的對數(shù)值及失能性眩光(glare disability，即眩光引起的對比敏感度下降)見表4，兩組患者之間在各個(gè)空間頻率上均未發(fā)現(xiàn)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。    3 

13、; 討論     itrace視覺功能分析儀采用最新的光束追蹤技術(shù)，將許多細(xì)小的平行光束通過瞳孔投射到視網(wǎng)膜上，每束光都會(huì)在視網(wǎng)膜上投映一個(gè)點(diǎn)，通過對這些點(diǎn)的位置及彌散程度的測量，可得到整個(gè)眼球屈光系統(tǒng)的低階和高階像差，通過計(jì)算機(jī)模擬患者的視覺質(zhì)量，由點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（point spread function，psf）表示。與以往使用的hartmann-shack和tscherning技術(shù)相比，光束追蹤技術(shù)不易受調(diào)節(jié)誤差和其他異常情況的干擾。最新的itrace3.1軟件可以將psf通過傅立葉變換得到mtf曲線。采用光束追蹤技術(shù)分析array多焦點(diǎn)人工晶狀體患

14、者術(shù)眼的mtf后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瞳孔直徑在23.5 mm之間時(shí)，mtf隨瞳孔增大而減小，且有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而當(dāng)瞳孔直徑>3.5 mm時(shí)，mtf基本保持不變。這點(diǎn)從array人工晶狀體的設(shè)計(jì)上可以得到解釋：array多焦點(diǎn)人工晶狀體有五個(gè)呈同心圓排列的折射區(qū)域，其中1、3、5區(qū)域用于看遠(yuǎn)，2、4區(qū)域用于看近，五個(gè)區(qū)域的直徑分別為：2.1 mm、2.13.4 mm、3.43.9 mm、3.94.6 mm和4.64.7 mm。當(dāng)瞳孔從2 mm增加到3.5 mm，瞳孔區(qū)用于看近的部分面積逐漸增加，用于看遠(yuǎn)和看近的面積之比逐漸減小，這必然引起mtf的下降；而當(dāng)瞳孔直徑在3.54.5 mm之間變化時(shí)，瞳

15、孔區(qū)用于看遠(yuǎn)和看近的面積基本相當(dāng)，大約各為50%8-9，所以mtf基本保持不變。瞳孔>3.5 mm組的瞳孔區(qū)有更大的范圍可用于看近，這可以很好地解釋瞳孔直徑>3.5 mm組在最佳矯正遠(yuǎn)視力下比3.5 mm組有更好的近視力的原因。    眩光模擬了夜間駕駛時(shí)的情景，眩光測試已被廣泛應(yīng)用于視覺質(zhì)量的檢測10。在我們的研究中，兩組患者之間的對比敏感度、眩光敏感度及失能性眩光均未發(fā)現(xiàn)有顯著差異。我們分析出現(xiàn)這一結(jié)果可能有如下原因：?譹?訛雖然瞳孔直徑>3.5 mm組的瞳孔區(qū)有更大的范圍用于看近，擁有更好的近視力，但隨著瞳孔直徑增大，光學(xué)像差增加（見表3）

16、，兩者作用相互抵消，使得視近物時(shí)的對比敏感度沒有明顯改變。?譺?訛對比敏感度函數(shù)（contrast sensitivity function，csf）為光學(xué)傳遞函數(shù)（optical transfer function， otf）與視網(wǎng)膜神經(jīng)傳遞函數(shù)之積，而otf為mtf與相位傳遞函數(shù)（phase transfer function， ptf）之積，所以csf不僅僅受眼球光學(xué)質(zhì)量的影響，mtf之間的差異經(jīng)過神經(jīng)通路的傳遞后可能變得十分微?。浑m然所有患者均按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，但檢查方法的靈敏度有一定的局限性，無法發(fā)現(xiàn)兩組患者之間對比敏感度的微小差別。?譻?訛理論上光學(xué)質(zhì)量的提高并不意味著視覺質(zhì)量的

17、提高，甚至有些情況下光學(xué)像差的增加反而會(huì)提高視覺質(zhì)量。mclellan等11發(fā)現(xiàn)，單色像差的存在能抵消色差對視覺質(zhì)量的不利影響，而目前的研究，包括我們采用的itrace視覺功能分析儀一般都只考慮單色像差而忽略了色差。    總之，array多焦點(diǎn)人工晶狀體術(shù)后調(diào)制傳遞函數(shù)、最佳矯正遠(yuǎn)視力下的近視力及高階波前像差(主要是球差z12)等都受到瞳孔大小的影響，而視覺對比敏感度及眩光敏感度與瞳孔直徑之間的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。 【參考文獻(xiàn)】1 packer m， fine ih， hoffman r. wavefront technology in catara

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