現今新的視覺理論和資訊已逐步與眼科連結，且於角膜屈光手術、白內障手術及視網膜成像等眼科臨床診斷與治療中廣泛應用。然而坊間仍缺乏系統性介紹視覺光學理論及前導波像差臨床應用的專書，以至於初學者常對某些基本概念與常用術語感到困惑。本書由擁有多年視覺光學研究及臨床經驗且具學術影響力之作者群撰寫，從臨床角度著手闡述現代光學的基本理論及原理，同時對前導波像差技術等應用進行系統性概述，力求使內容符合臨床實務。這是一本對眼科醫師、視光學系，以及對眼科有興趣和從事相關領域工作者，絕對是必備的參考書。

推薦序

    視覺科學是眼科學的基礎學科之一。在眼科，無論是何種專業，治療的最終目的不單純是達到解剖上的恢復，還要在消除疾患的同時，使視力乃至各種視覺功能均得到矯正和提高。因此我們面臨的科學問題不但需要對本專業學科知識進展的瞭解及掌握，更需要對全科知識的整體把握和提高。正像托夫勒曾在他的《第三次浪潮》一書中所指出的在新知識不斷湧現的世界，需要賦予聰穎智慧的專業人員一種責任，使之對知識能夠快速把握，緊隨其步伐，以跟隨其快速發展的趨勢。

    近年來，中國的眼科事業發展迅速，大量新知識、新技術的引進極大的提升了中國眼科的診療水準，同時也使我們在國際上有了更多的話語權，該書的編寫就是很好的例證。本書主編不僅將視覺矯正和視覺光學最新概念、新技術貫穿始終，還特別邀請到了國外在視覺光學領域頂尖的學者、中國物理光學和眼科屈光手術學等領域的著名學者以及實踐經驗豐富的臨床專家共同撰寫該書，系統地講述了物理光學、視覺光學和視覺生理光學的基礎理論，並將其轉化到臨床應用實踐中，展現了較好的先進性、科學性和權威性，同時兼具一定的可實踐性。我在拜讀學習的同時，也特別感謝國外學者以及國內同行專家對推動我國視光學和眼科學的發展所做出的貢獻。

    在我們的前輩中有許多著名專家，他們為中國視覺光學的奠基和發展貢獻了畢生精力，由於受科學發展不同階段的影響，在視覺光學的科學領域，中國的相關研究及臨床應用轉化和國際上相比尚有一段路要走。雖然有許多專著陸續出版，但迄今為止，中國尚無一本系統介紹此方面的專著，希望此書的編寫和出版能填補該領域空白。

    特作此序，以示慶賀。

  中國工程院院士

繁體校訂者序

    本書《波前像差與臨床視覺矯正》，繁體中文版書名《前導波像差與臨床視覺矯正》撰寫作者王雁教授等多位具有深厚視覺光學研究及臨床經驗，和學術影響力的權威專家學者共同執筆，趙堪興教授主編，齊力同心將前導波像差技術基礎及應用研究成果撰寫成書。這本書，不僅是一本介紹前導波像差技術的書，也是一本解構前導波像差迷思的書。

    王雁教授在眼科領域資歷完備，她不是在象牙塔裡誇誇其談的學者，她以研究實力由學術深入臨床實證應用，將其研究實證心得實際落地於眼科臨床。這本書沒有艱深複雜的技術理論，以簡練明晰的文字介紹前導波像差運用的內涵，附加生動的應用實例與分析，說明前導波像差運用在臨床視覺檢查與矯正。字裡行間，我看見一個有理想的學者，她的用心、努力與洞見。非常推薦給所有眼科同道。

    對初學者，本書可以是很好的引導書籍，快速瞭解大脈絡。對想理解前導波像差運用的眼科醫師或相關眼科臨床工作者，熟讀本書可以協助讀者在面對前導波像差運用迷霧時，正確有效的決策判斷，為患者有效改善視覺品質；本書中有許多值得取經學習以及應變之道，很值得費心展讀！

    本書校勘雖力求精，惟疏失之處仍在所難免，尚祈讀者們不吝賜正至感。

林丕容醫師、教授、博士

寫於大學眼科醫療集團

2020年1月25日

目錄

緒論        1

第一篇  光學及視覺基礎

Chapter  1     概述——人眼像差測量與前導波矯正    9

    一、引言        9

    二、眼部像差測量的發展    9

    三、像差描述        12

    四、大視野像差    12

    五、色差        12

    六、像差矯正        13

Chapter  2     光學及視覺基礎  16

第一節    光學基礎        16

    一、物理光學和幾何光學    16

    二、干涉        18

    三、繞射        19

    四、偏振        20

    五、散射        21

    六、反射和折射    22

    七、費馬原理(Fermat Principle)   24

    八、光在單球面上的折射    25

第二節    模型眼、簡化眼與柏金氏    26

        圖像（Purkinje像）     

    一、模型眼    26

    二、Purkinje 像     30

第三節    屈光不正        33

    一、屈光不正的光學基礎及分類        33

    二、屈光不正的光學矯正    37

    三、屈光不正與高階像差的關係        37

Chapter  3     眼球光學結構及其生理光學     39

第一節    眼球光學結構及其生理光    39

        學特性   

    一、淚膜        39

    二、角膜        40

    三、前房及房水    47

    四、瞳孔        47

    五、睫狀體    49

    六、水晶體    50

    七、玻璃體    54

    八、視網膜    54

    九、脈絡膜    55

    十、鞏膜        55

第二節    人眼的非球面性與Q 值      55

    一、基本概念        56

    二、描述非球面性的參數    56

    三、Q 值       58

    四、角膜Q 值的臨床應用價值  59

第三節    人眼的中心定位、軸與角    59

    一、中心定位        59

    二、人眼的軸        60

    三、眼睛的角        61

Chapter  4     視覺成像的生理光學基礎及其影響因素        63

第一節    視網膜及人眼成像        63

    一、視網膜及其成像基礎    63

    二、人眼成像的基本過程    64

    三、視網膜像的位置及成像的限制因素    64

    四、視網膜成像的大小        66

第二節    視覺成像與視覺生理    69

    一、視網膜大腦影像處理    69

    二、眼睛的明暗視覺及適應        70

    三、景深和焦深    71

    四、深度覺    73

    五、色覺        73

第三節    影響人眼成像品質的光學    78

    一、光線的折射    78

    二、光線的散射    78

    三、光的繞射        80

    四、光學像差        80

    五、瞳孔        82

    六、物體的亮度和對比度    83

七、照明光的光譜成分        83

八、視網膜表面照度    83

Chapter  5     人眼的光學品質評估  85

第一節    光學系統的品質評價    85

    一、瑞利1 / 4 波長定則      85

    二、中心點亮度    85

    三、點列圖    85

    四、解析度法        85

第二節    人眼成像品質的判斷    86

    一、瞳孔平面評價指標        86

    二、視網膜平面評價指標    87

Chapter  6     視覺品質和視功能評估      98

第一節    視力        98

    一、概念及限制因素    98

    二、視力的分類    100

    三、常用視力表設計    101

    四、視力記錄法    103

第二節    對比敏感度    105

    一、概述        105

    二、歷史發展        105

    三、生理學基礎    105

    四、人眼對比敏感度定義    106

    五、正常人眼的對比敏感度曲線        108

    六、對比敏感度與視力的關聯    109

    七、影響對比敏感度的因素        109

    八、常見的對比敏感度損傷類型        109

    九、測試方法        110

第三節    像差對人眼對比敏感度        113

        的影響   

    一、失焦與對比敏感度        113

    二、散光與對比敏感度        114

    三、高階像差與對比敏感度        114

第二篇  前導波像差、前導波屈光與前導波矯正

Chapter  7     前導波像差基礎  119

第一節    前導波像差的基礎理論        119

    一、前導波和光程差    119

    二、前導波共軛和視力矯正        121

    三、幾何光學的經典像差    123

    四、前導波像差的Zernike表述  125

第二節    前導波像差的應用        130

    一、視力矯正的像差問題    130

    二、人眼像差的統計結果    139

第三節    色差及其對視功能的影響    147

    一、人眼色差的三個表徵    147

    二、人眼色差的大小    149

    三、色差對視覺的影響        149

    四、單色像差存在時對色差的影響    151

    五、患者色差對眼科臨床的影響        152

    六、色差的益處    152

    七、色差矯正的展望    152

Chapter  8     眼部前導波像差測量  158

第一節    概述        158

第二節    常用的像差測量儀器的        161

            原理       

    一、像差儀的分類        161

    二、以Hartmann-Shack 原理為基礎  161

        的像差儀       

    三、以Tscherning 原理為基礎的視網        164

        膜成像型像差儀   

    四、以Scheiner-Smirnov 原理為基礎 165

        的入射型光學像差儀   

    五、以視網膜檢眼鏡雙程技術為原理        166

        的像差儀       

    六、人眼的生理光學結構與像差        169

第三節    前導波像差測量過程中        170

            的注意事項   

    一、測量波長        170

    二、瞳孔大小        170

    三、儀器測量準確性、精確性和重複        171

        性的評估       

    四、被測者的主觀配合        171

    五、人眼的前導波像差具有動態特性        171

    六、Zernike 多項式係數的排列順序  171

    七、視場範圍        172

Chapter  9     人眼前導波像差的特點及前導波屈光    173

第一節    人眼前導波像差描述    173

    一、人眼像差的含義    173

    二、前導波像差的表示方法        174

    三、人眼前導波像差的計算        178

    四、傳統屈光度與前導波像差Zernike      178

        的換算關係   

第二節    像差的基本形態    179

    一、主要高階像差        179

    二、總體像差形態        179

    三、像差的臨床意義和舉例        182

第三節    人眼像差的分佈、來源        187

            及影響因素   

    一、正常值及分佈        187

    二、人眼像差的主要來源    190

    三、人眼像差的主要組成部分    191

    四、影響人眼前導波像差的因素        192

第四節    人眼像差對視覺品質的        196

            影響       

    一、單項像差對視覺品質的基本影響        197

    二、像差組合及其相互作用        198

    三、人眼像差的補償    199

第五節    前導波屈光    200

Chapter  10   前導波像差引導的客製化角膜屈光手術        205

第一節    概述        205

     一、引言      205

    二、術前診斷        205

    三、手術要點        210

    四、術後效果        212

    五、小結        214

第二節    為何進行前導波引導的        214

        客製化手術   

    一、手術客製化的需要        214

    二、矯正高階像差的需要    214

    三、減少雷射源性高階像差的產生    214

    四、減少手術源性高階像差的產生    216

    五、有效改善夜間視力        217

    六、前導波測量使手術更精確    217

第三節    前導波引導手術的適應症    218

第四節    前導波引導的客製化角        219

            膜雷射手術技術要求   

    一、準分子雷射飛點掃描及相關技術        219

    二、自動追蹤技術        221

    三、精確的前導波像差測量        222

    四、前導波像差儀及雷射連接系統    222

 第五節  前導波引導手術切削的        223

            物理學基礎   

    一、Munnerlyn 公式    223

    二、非球面的切削模式        226

    三、前導波引導的客製化切削模式    228

第六節    飛秒雷射與像差    229

第七節    如何有效減少角膜屈光        232

         手術中高階像差的產生       

    一、合理的手術設計    232

    二、良好的固視和定位        233

    三、角膜瓣的品質和製瓣方式    233

    四、正確的手術操作    234

    五、先進的眼球追蹤系統    234

    六、切削模式的改進    234

    七、角膜傷口癒合的有效控制    235

    八、其他因素的有效控制    235

第八節    前導波引導角膜屈光手        236

            術的臨床特殊病例       

    一、對偏心切削效應的修正        236

    二、近視矯正不足伴角膜屈光分佈形        239

        態異常的增強手術       

    三、有效光學切削區偏小的增強手術        242

    四、角膜曲率分佈不對稱者的客製化        243

        屈光矯正術   

第九節    Q 值引導的客製化角膜       248

            屈光手術       

    一、概述        248

    二、角膜的形態與Q 值      248

    三、角膜屈光手術對角膜Q 值的影響      249

    四、Q 值引導的客製化角膜屈光手術       251

Chapter  11   前導波像差與眼內水晶體 255

第一節    前導波像差與不同類型        255

            白內障的關係       

第二節    前導波像差技術在人工        257

            水晶體的應用       

    一、人工水晶體眼的像差變化    257

    二、白內障超音波術後角膜像差的變化    257

    三、人工水晶體影響術眼像差的因素        257

第三節    非球面人工水晶體的特性    258

    一、設計原理        258

    二、發展歷程        260

    三、不同像差水晶體的選擇        261

    四、各種非球面人工水晶體的臨床研究    262

    五、影響非球面人工水晶體優越性的        263

        因素       

    六、前景展望        264

第四節    多焦點人工水晶體前導        265

            波像差研究   

Chapter  12   前導波像差與隱形眼鏡      269

第一節    隱形眼鏡矯正特性        269

    一、隱形眼鏡光學性能優勢        269

    二、隱形眼鏡材質和設計    273

    三、隱形眼鏡和淚膜品質與光學效應        276

    四、隱形眼鏡引起的視覺品質變化    278

第二節    隱形眼鏡引發的前導波        282

         像差和對比敏感度變化       

    一、SCL 引起的像差改變    282

    二、RGPCL 引起的像差改變       283

    三、角膜塑形鏡引起的像差改變        284

    四、CL 戴鏡中眨眼與淚液變化對前  286

        導波像差的影響   

    五、CL 引起的對比敏感度變化  287

第三節    特殊疾病的隱形眼鏡矯        290

            正與視覺品質評價       

    一、圓錐角膜CL 矯正的視覺品質     290

    二、角膜屈光手術後CL 矯正的視覺 293

        品質       

    三、眼外傷術後CL 矯正的視覺品質 297

Chapter  13   前導波像差與自我調整光學     303

第一節    概述        303

第二節    前導波校正    304

    一、前導波校正器        304

    二、相位共軛        305

第三節    視網膜高解析度成像    306

第四節    結語        310

Chapter  14   視覺矯正和前導波技術的現狀與未來    311

第一節    前導波測量的局限性    311

第二節    前導波技術的應用        311

    一、前導波像差與視覺矯正        311

    二、前導波技術的其他應用        314

索引        317