眼球模型的三维重构-广角波面断层扫描(OWT)

【摘要】：目的:作者研发的广角波面断层扫描术(Ocular Wavefront tomography,简称OWT)是一种和计算机断层扫描(CT)类似的三维结构重构技术。该方法通过测量多点视场波前像差(off-axis wavefront aberration)来确定眼球的形状和结构。通过该方法重建的眼球模型不仅解剖结构上和被测眼类似,其广角光学成像质量也和被测眼相同。方法:该广角波面断层扫描术(OWT)包括硬件测量和软件分析两部分。作者设计的广角扫描波前检测仪(Scanning Hartmann Shack Wavefront Sensor,简称SHSWS)能够快速(12 Hz)的对被测眼的多点二维广角波前像差进行测量。基于此测量值和其他辅助测量手段,我们运用计算机人工智能软件技术优化眼球结构得到被测眼的三维眼球模型。结果:为了评估研发的广角波面断层扫描术的有效性和实用性,作者选取了三个检验样本:(1)一个由双胶合透镜组成的模型眼(样本1)(2)一个包含梯度晶状体的模型眼(样本2)和(3)临床个案的人眼(样本3)。运用广角波面断层扫描术对这三个样本进行三维重建。所得三维模型和其检测样本相似。同时,所得三维模型的广角成像质量也和检验样本的光学质量相同。对于模型1,2,3,其广角光学成像质量最大误差(RMS of wavefronterror)分别为0.05微米,0.2微米,和0.3微米。结论:广角波面断层扫描术能够准确的重构被测人眼的广角三维模型。该模型不仅和被测人眼结构类似而且广角光学成像质量也相同。此方法对于了解和提高人眼的轴外成像质量有着重要的临床意义。