球面像差是人眼波前像差项，当你考虑通过光学矫正来控制近视进展时，很可能会遇到球面像差。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。如果您需要复习一下一般情况下如何计算和解释波前像差的背景知识，您可能需要查看我的了解眼波前像差首先文章。
球差的泽尼克表示
泽尼克多项式描述了一种数学结构，它被证明非常适合描述波前剖面，并允许它们被分解成单独的像差分量。如果你不熟悉泽尼克表示法，请查看我的了解眼波前像差职位。SA的泽尼克符号图是一个倒唇碗(见下图左图)，其波前内SA形状的数量用形成波前的光波长的单位来表示。形状可以通过给权重一个负号来反转(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，使周围的近轴(平行于光轴的入射光)光线相对于中心光线发生较大或较小的折射。在SA(正常人眼)阳性的情况下，外近轴射线比中心射线折射更多。负SA的情况正好相反(见了解眼波前像差对于负值像差的解释)，更多的外周近轴光线被比中心光线更少的折射。这两种情况的结果都是，与“光学完美”系统相比，点源物体的焦点会纵向扩散(见下图)。
正常人眼的球差
在正常人眼中，SA是最大的眼像差代表，5mm瞳孔(1)平均报告值为+0.08±0.07µm, 6mm瞳孔(2-4)平均报告值为+0.1±0.1µm。眼内球面像差大部分来自角膜，5mm瞳孔(1)为+0.12±0.04µm, 6mm瞳孔(5)为+0.28±0.09µm, 5mm瞳孔(1)为-0.01±0.07µm，球面像差部分由晶状体贡献来平衡。当眼睛适应来自晶状体的负SA贡献时，5mm瞳孔每调节屈光度平均增加-0.04µm(6)，这导致正常眼睛从静止的正SA状态转变为随着调节能力的增加而增加的负SA状态。至于任何生物测量，当然每个人的眼睛都有相当大的差异，上面所述的值表明了从研究参与者那里收集的平均数据。
为什么球面像差“可以”成为近视控制的一个重要指标
许多动物研究已经表明了光学散焦和近视进展之间的明确关系，其中，视网膜后方的图像焦点“远视散焦”被证明会加速眼睛的生长，而相反的情况是，视网膜前方的图像焦点“近视散焦”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。为了提供同样的效果而设计的光学设备已经证明在减缓人类近视进展方面有很好的疗效。
然而，我们也需要记住，人类的视觉系统是非常复杂的，人类的眼睛聚焦系统也是非常复杂的。平均而言，我们的眼睛在观看物体时，会有一定程度的聚焦滞后，即系统的光学焦点落在黄斑后面，这就是我刚才描述的远视离焦，这在动物研究中已经被证明会加速近视进展。这种对焦滞后通常被描述为适应滞后，因为在远距离折射矫正的非老花眼中，是适应控制着视网膜对焦的位置。科学家们仍在讨论调节滞后是否是近视进展的一个因素，但它很好地将我们带到了SA的话题上，因为正如上文所述，增加SA可以增加聚焦深度，从而提供了一种可能的光学解决方案来补偿调节滞后。
相对于中心折射率，增加光学系统的外周折射率会导致更多的外周近轴光束比更靠近光轴的近轴光束更靠前聚焦(见下图)。这有增加纵向聚焦范围的效果，如果用波前传感器测量，将显示正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,即更短视(见下图)。这是一种平衡，因为通过增加SA来延长焦深也会降低图像的整体清晰度——过多的SA会使图像质量下降到无论适应状态如何都难以处理的模糊程度。这个平衡问题对于试图采用或部分采用人工晶状体(SA)的多焦点隐形眼镜设计者来说是一个棘手的问题，他们试图通过操纵人工晶状体(SA)来增加清晰对焦的范围，以允许距离和近焦点同时出现。如果你感兴趣，你可以阅读更多关于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，同样的光学轮廓也增加了正向的SA——镜片的相对外围聚焦特性的改变和由镜片引起的SA是内在联系的——在某种程度上操纵一个而不影响另一个是不可能的。
这是否意味着正SA而非相对周边近视才是减缓近视进展的主要因素?我不确定现在是否知道。外周屈光理论在董事会上有更多的运行，但有越来越多的研究发表调查SA在近视管理的影响，这就是为什么它对你至少有一些了解SA和如何可能应用于近视管理是有用的。
神话的地沟油
声明:正球差对近视进展有保护作用
我在各种不同的背景下听到过几次这种说法，它似乎获得了关注，因为角膜塑形术和中心距离多焦点隐形眼镜增加了阳性SA。其思路似乎是，这些隐形眼镜类型会诱发阳性SA，它们也已被证明可以减缓近视的发展，因此增加阳性SA对减缓近视的发展肯定是一件好事，因此它必须具有保护作用。
的确，许多被证明能有效减缓近视进展的光学设备也能诱导近视正向SA转移。然而，说这意味着后者是前者的原因，这是一种被广泛报道的从相关性推断的人类偏见。例如，冰淇淋的销量和更热的晴天通常是相关的，因为冰淇淋的销量在更热的日子会增加，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增加并不自动意味着这将防止近视进展。
一些未来的研究可能会很好地显示出一种因果关系，从而起到保护作用，但在此之前，认为单靠增加正SA就能防止近视恶化是危险的。
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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，也是近视档案的联合创始人。
参考文献
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