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基于准分子激光消融的屈光与波前像差矫正技术研究与实现

沈建新  
【摘要】: 准分子激光治疗屈光不正及消除像差的有效性和安全性已被证实,本学位论文将CAD/CAM、应用光学、眼科屈光技术、生物医学技术与计算机技术等多学科交叉结合,系统地研究了准分子激光治疗屈光不正及消除像差的关键技术,并研制出了准分子激光眼科治疗机。本论文主要研究内容如下: 1.系统地研究了人眼视光学原理,计算并说明了角膜曲率变化对屈光力的影响。 2.研究了激光与生物组织相互作用、光蚀作用及准分子激光消融角膜的机理;首次定量研究193nm准分子激光高斯光束的切削量与能量密度的关系,计算单个激光脉冲角膜切削量;发现了角膜曲率对切削效果的影响,首次提出了角膜曲率半径、切削位置与切削深度的关系;首次定量确定了激光光斑参数及其排列方式对术后角膜表面粗糙度的影响,为更精确实现角膜切削和提高切削后角膜表面光洁度、减少手术后角膜浑浊及角膜表面术后不规则提供了理论依据。 3.首次从理论上全面建立了屈光不正与角膜切削量的关系。以数学的方法研究出了屈光性单纯近视、屈光性单纯远视、复性近视散光、复性远视散光、单纯近视散光、单纯远视散光、混合性散光屈光矫正的物理模型;并揭示了不同轴位的转换规律,对不同散光情况下的初始角膜两个不同方向的曲率半径和手术后最终的曲率半径作了定量的研究。 4.探索了波前像差矫正理论。叙述了人眼像差的概念和产生的原因,并确定了采用Zernike多项式表示像差的方法;首次定量分析了Zernike多项式表示的像差与角膜切削深度的关系;首次采用主观式人眼像差仪测量像差,并研究了其实现原理和软件控制框图,论文首次研究了准分子激光进行矫正人眼像差的原理,为像差引导的准分子激光屈光手术提供了理论和实验依据,实现了“个性化切削”。 5.根据论文理论研究成果,设计了准分子激光眼科治疗机的硬件系统和软件系统,并就飞点扫描、主动眼球跟踪技术,能量闭环控制等关键技术进行了深入的研究,同有关单位合作,研制了新一代的准分子激光眼科治疗机,目前已经投入临床应用,取得了良好的效果。


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