专利名称：基于个性化眼模型的视网膜复色空间像调制度测定的制作方法
技术领域：
本发明属于医学诊断技术领域。
背景技术：
目前眼科的视力检查主要是利用普通视力表来完成，此检查结果是全视觉系统(包括人眼屈光系统和视网膜到大脑部分)的整体视功能；而对临床上的一些屈光间质浑浊和一些不能经过常规屈光矫正获得矫正视力的患者来说，视功能评价则只需要有效了解视网膜到大脑部分的视功能。人眼视网膜空间像调制度AIM(Aerial Image Modulation)，即为除去屈光系统而以视网膜为起点进行的视网膜到大脑系统潜在视功能的测定，它不仅在视觉生理的研究中起重要的作用，在眼科临床上也是一个非常敏感的指标，是眼疾研究、诊断的一个重要手段。
最初的激光干涉法测定人眼AIM曲线的仪器，都是用激光双光束干涉产生条纹视标，用钨丝灯经滤光处理后作为背景光。由于使用了两种不同的光源，二者电气特性不同，将影响测得的AIM数值的精度。同时，由于用两个独立光源来测定人眼AIM曲线，其条纹视标的调制度将随电源电压波动而变化，影响了仪器的稳定性能。
后来，有学者提出了单一激光源的新型光路结构，以提高仪器的检测精度运用激光干涉原理，两束光在人眼节点处聚焦成两个光点，然后无折射地投向视网膜上，迭加产生干涉条纹，并以此干涉条纹作为视标；通过调节这两束光的光强之比以及节点面上这两个光点之间的距离，来调节所产生的干涉条纹对比度和空间频率，从而测定出人眼识别所需的视网膜空间像调制度。这种测量方法避开了人眼屈光介质的影响，使得测量结果几乎不受眼睛光学系统性能的影响，从而获得了单色(准单色)光下的视网膜空间像调制度AIM曲线。但是，由于人眼看到的通常都是复色光世界，该技术并不能给出人眼视网膜对复色光世界的反映特性。
目前，AIM对许多眼疾非常敏感，但却未达到进行鉴别诊断的程度，主要原因是AIM缺乏定量指标。由于视网膜空间像调制度AIM曲线与眼光学系统的MTF(或视锐度)无关，即无视网膜病变的正常人眼视网膜及其后的视神经、大脑系统的视觉特性是相近的；因此可以通过计算多只(100只以上)正常人眼的AIM曲线获取其统计平均值，作为正常人眼视网膜空间像调制度AIM的标准曲线，用来评判人眼视网膜及视神经疾病。
发明内容
本专利的目的在于获得复色光下人眼视网膜空间像调制度AIM的标准曲线。以实际测量的人眼波前像差、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据为基础构建个性化人眼模型，利用Zemax软件获取复色光下人眼光学系统的调制传递函数MTF；利用它和全视觉系统对比敏感度函数及视锐度之间的关联，获得相应各眼的AIM曲线，取其统计平均，获得复色光下无视网膜病变的AIM标准曲线，作为医学鉴别诊断的指标。
该发明具有以下的功能及优点功能一，已知实际人眼的波前像差数据、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据，运用光学设计软件Zemax来构建个性化人眼模型，从而获得复色光下人眼光学系统的调制传递函数MTF。
功能二，根据同一只眼睛的MTF曲线、全眼对比敏感度函数以及视锐度，获得复色光下每只眼睛的视网膜空间像调制度AIM。
功能三，由于视网膜空间像调制度AIM曲线与眼光学系统的MTF(或视锐度)无关，因此可以通过计算多眼AIM获取其标准曲线，用作评判人眼视网膜及视神经疾病的标准。
具体的技术方案该发明的技术方案包括以下几个主要方面其一，通过医用角膜地形图仪精确测量个体人眼角膜前后两个表面相对于某一取定球面的相对高度值，用高次非球面函数形式进行形状拟合，带入眼模型中；用医用A型超声波技术测量人眼前房、晶状体、玻璃体等各部分的轴向厚度，把这些厚度作为光学间距输入进眼模型中；把Gullstrand-Le Grand眼模型的折射率数据输入眼模型中，对晶状体表面形状进行优化，使得眼模型波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。
其二，人眼波像差仪测量得到的实际波像差是在单色光下获得的，当建立起眼模型后，利用Zemax软件，通过设定工作波长为可见光波段，来获取复色光下人眼光学系统的调制传递函数(MTF)。
其三，人眼对比敏感度函数以及视锐度是直接在复色光下进行测量的。
其四，根据各空间频率下相应的MTF数值和对比敏感度函数值CSF、MTF数值和视锐度VA之间的关联，获得相应空间频率处的视网膜AIM数据；计算多眼AIM数值获取AIM标准曲线。
附图1是本发明构建个性化眼模型的流程图。
附图2是本发明计算视网膜AIM曲线的结构原理图。
下面结合附图具体说明本发明的实施方式。
具体的实施方式如图1所示，角膜地形仪Orbscan II[1]用来测量角膜曲率以及角膜前后表面相对于参考球面的高度值。将角膜表面沿矢径方向的高度差转化为沿垂直方向的高度差，用高次非球面函数拟合出角膜的非球面形态。
Hartmann-Shack波前传感器[2]用来测量人眼的波前像差，把个体人眼的像差数据加入到光学设计软件Zemax的优化函数中，以此来定义人眼的实际像差。
A型超声测厚仪[3]用来测量眼轴的各部分间距，包括角膜前后表面间距、眼前房深度、晶状体厚度及玻璃体的厚度。
眼内光学系统包括角膜、房水、晶状体及玻璃体的介质折射率[4]数据采用Gullstrand眼模型数值。
将晶状体[5]的面型设置为泽尼克矢高面，优化晶状体的前后表面，使得全眼的波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。此时个性化的人眼模型[6]已构建完成。
眼模型建立起来后，改变Zemax软件中的工作波长为可见光波段，获取复色光下人眼光学系统的调制传递函数(MTF)。
如图2所示，CSV-1000测试仪用来测量复色光下人眼全视觉系统的对比敏感度函数CSF[1]；图1中构建的个性化人眼模型用来获得复色光下人眼光学系统的调制传递函数MTF[2]；视锐度测试仪用来测量人眼视锐度VA[3]。
各空间频率下相应的MTF数值和对比敏感度函数数值通过相除运算，即为相应空间频率处的视网膜AIM数据；视锐度所对应的空间频率处的AIM数值即为相应处的MTF值。
权利要求
1.一种基于个性化人眼模型的复色光下人眼视网膜空间像调制度AIM标准曲线的测定，测量系统包括眼波前像差测量装置，对比敏感度测量装置，视敏度函数测试装置。
2.根据权利1要求所述的个性化人眼模型，包括角膜、晶状体和视网膜的构建。其特征是由个性化人眼模型得来的全眼像差与用波前像差仪测量得到的实际人眼的波前像差相等；然后获取复色光下人眼光学系统的调制传递函数MTF。
3.根据权利2要求所述的人眼光学系统调制传递函数MTF，以及全视觉系统在复色光下的对比敏感度函数CSF和视锐度VA，计算复色光下人眼视网膜空间像调制度AIM。
4.根据权利3要求所述的人眼视网膜空间像调制度AIM，计算无视网膜病变的正常人眼视网膜空间像调制度AIM的标准曲线，作为鉴别诊断视网膜及视神经疾病的标准。
全文摘要
本发明以个性化人眼模型为基础，获得复色光下人眼视网膜空间像调制度AIM标准曲线，属于医学诊断技术领域。本发明将实际测量的人眼波前像差、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据用于个性化人眼模型的构建，然后在个性化人眼模型中通过设定工作波长为可见光波段，获得复色光下的人眼光学系统调制传递函数MTF；利用同一空间频率下相应的MTF数值和对比敏感度函数数值之间的关联，获得相应空间频率处的视网膜AIM数据；视锐度所对应的空间频率处的AIM数值即为相应处的MTF值；由此获取无视网膜病变的正常人眼视网膜空间像调制度AIM的标准曲线，用于评判人眼视网膜及视神经疾病。
文档编号A61B3/10GK101069637SQ20061001361
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者王肇圻, 王伟 申请人:南开大学