檢影中和時遠點與檢查者網膜成像關系剖析

詹榮進/文

檢影中和時遠點與檢查者網膜成像關系剖析

詹榮進/文

通常書本上對檢影鏡的描述往往只是簡單地介紹檢影時的光學路徑系統如下：

檢影在未中和前，影動的方向依光線直進原理，順動或是逆動，可以定性分析。檢影中和時，因為加了工作鏡，被檢者視網膜上的反射光與遠點形成共軛關系 (如：將綜和驗光儀上工作鏡設定為+1.50D工作鏡的遠點在離工作鏡光心66.6cm處)。一般關于驗光學的書本上講述中和時遠點位置都只說明在檢影鏡窺視孔處，并沒有詳細深入描述。

檢影簡圖如圖1，幾乎所有的書本上檢影的光路圖都是如此，即被檢者的視網膜F點到工作鏡的焦點O點(中和時被檢者遠點的位置)的檢影光路圖。

圖1

為什么從中和點O到檢查者網膜上F1的光路圖就被簡化不作說明了呢？原因就在于這一段的光路(如圖2)很復雜難懂，對初學檢影者來說很難理解，所以介紹檢影的書中往往會把中和點與檢查者之間的光路省略不談。

圖2

要討論中和點跟檢查者網膜是如何成像，需要眼球光學數據，眼球的光學模型為便于不同計算有好幾種，本文以簡化眼(reduced eye)的模型來討論，首先把簡化眼的數據說明如下(圖3)：

圖3 簡化眼

人眼的屈光系統可以看作一套復雜的、由多個光學組件所構成的同心共軸屈光系統。當光線經過角膜的前表面、角膜基質、角膜后表面、房水、晶狀體前表面、晶狀體基質及核、晶狀體后表面、玻璃體一系列的屈光間質的屈光作用，才能最終到達視網膜而成像。要了解眼球的屈光狀態及各屈光間質在眼屈光中的作用，首先要了解各屈光間質的表面彎曲度、屈光指數以及彼此間的位置關系，從而計算出整個屈光系統的屈光力、最終成像的位置是否能與眼軸長度相匹配而形成清晰的像。

簡化眼(reduced eye)：為了進一步簡化計算過程，學者們從設計眼的參數得出兩主點與兩結點的位置十分接近，故將兩點合二為一，取其平均值，這樣就簡化成一個主點和一個結點。把眼球的各屈光系統僅用一個理想的球面來代替，球面的一側為空氣，另一側為屈光間質構成，因此它僅有4個點(兩個焦點、一個主點及一個結點)及一個折射面，簡化眼就是將設計眼進一步簡化而成的。

簡化眼的數值：簡化眼的球面曲率半徑為5.73mm，其頂點為簡化眼的主點，位于實際角膜頂點后約1.35mm處(即位于兩主點平均值的位置上)，角膜前空氣的屈光指數為1，角膜后眼腔(屈光間質)的屈光指數為1.336；簡化眼的結點在實際角膜頂點后7.08mm，相當于實際晶狀體的后面，此點亦為簡化眼角膜之球心；簡化眼的后主焦點位于其主點后22.78mm處，為實際角膜頂點后24.13mm；簡化眼的前主焦點位于其主點前17.05mm，即位于實際角膜頂點前15.7mm(15.7mm+1.35mm=17.05mm)，根據D=1／f=1／0.017054(m)=58.64D，為全眼球的屈光度。這是靜態下的屈光狀態，當達到最大調節時可為70.6D，即增加了＋12D的屈光力，它主要是通過改變晶體前表面彎曲度來實現的，從而滿足視近的需要。

那么檢影中和時中和點與檢查者網膜是如何成像的？

上述簡化眼的數據都是在眼球調節放松下測得的，眼的屈光度是58.64D，它的最大調節力是12D，所以最大調節時，整個眼的屈光度高達70.6D。

設：n為眼睛折射率1.336，d為屈光度。

正視眼:無限遠的平行光線進入眼球剛好會聚焦在眼球的第二焦點上，這時的像距=n/d=1.336/58.64=22.78mm(像距=焦距)。最大調節時，眼內第二焦點距離為n/ d=1.336/70.6=18.9mm。眼睛最大調節時，成像位置已經固定在視網膜焦點會往結點方向移動。焦點往結點方向移動量=22.78-18.9=3.88mm。水晶體調節12D時焦點往結點移動3.88mm。所以眼球焦點每移動1mm，結點就離視網膜1mm。則12/3.88=3.09D，會有3D(俗稱300度)的屈光度。

人眼成像位置已經固定在視網膜上，眼睛看前方不同距離的物體，因為距離的不同，水晶體會產生調節作用使物體能正確成像在視網膜上，這時因為水晶體的調節改變了眼睛的屈光度，焦點會往結點方向移動，這就是眼睛的屈光學跟一般幾何光學里凸透鏡不相同的地方。

檢影時工作鏡的設定：以綜合驗光儀為例，工作鏡為+1.50D，放置在被檢者眼前1.2cm處，根據成像原理“像(被檢者的瞳孔反射光)”置于正透鏡第一焦點與光心之間，形成一放大虛像，且像在透鏡左方與物同側，距光心-3.89cm處。

1/v+1/u=2(D) (以折射率設為1計算)

1/（0.02413+0.012） + 1/u = 2

u=-0.0389m=-3.89c m……檢影時，檢查者觀察的被檢者的瞳孔反射光位置，位于工作鏡左方3.89cm處，經過成像公式計算，這是一個稍微放大的虛像。

實際案例分析。

例1：一患者近視300度，檢影時，

1．加入工作鏡+2.00D，患者的遠點在哪里?

答：工作鏡前20cm。

圖4 遠點20cm

2.檢影過程中，將工作鏡加到-2.75D時，遠點在哪里?

答：工作鏡前44.4cm。

圖5 遠點44cm

3.鏡片加到-3.25D時，遠點位置在哪里?

答：工作鏡前57cm。

圖6 遠點57cm

4.加鏡片-3.00D，遠點位置在哪里？

答：工作鏡前50cm，這時是中和狀態。

圖7 中和位置，遠點50cm

圖8 跟中和差±0.25D的屈光度時，每個遠點的相對位置

綜合以上計算結果分析，檢影時形成中和的遠點位置如下：

中和點位于檢查者的眼睛第一焦點上：檢影時，檢查者會看到中和的被檢者瞳孔是全亮狀態，當遠點到達檢查者眼的第一焦點F1時，遠點在第一焦點光線會以平行光柱照向檢查者視網膜，這時檢查者看到的中和反射光是一種光柱形態(圖9中的F1點是第一焦點)。

在檢影時，被檢眼的視網膜反射光與檢查者觀察到的反射光，在整個過程中都成共軛關系。以所檢查者可以清楚地觀察到檢影過程中清晰的光影變化與影動方向，只有在遠點與檢查者眼睛的第一焦點真正重合時的瞬間，檢查者會看到被檢者瞳孔在全亮狀態下的平行光柱。

圖9 檢查者眼睛中和時的遠點位置圖

檢影光路遠點與檢查者網膜成像關系的臨床分析結論：

檢影時，綜合驗光儀的工作鏡設為+1.50D，工作距離大約在66.6cm。在檢影時，工作距離的測量并不是很嚴格，這是因為檢影時，越接近中和狀態，每增加-0.25D或減少0.25D，對被檢者遠點的影響是在9.6～13.4cm之間，要將被檢者的遠點完全正確地移至工作鏡的焦點上進行中和，實際上機率不大。

但是就檢影者觀察影動的效果來說，遠點的位置如圖9，從眼前的O點到檢查者眼后的O1點之間的距離，觀察到的影動與正確中和時的情況相似，如果檢查者在這個遠點范圍內與這時的檢影度數中和，屈光度差0.25D，如果是檢查真正的人眼，在這個范圍內作中和點并不容易。

如果檢查眼的調節力差并且有老花，進行檢影，可能會在接近遠點或是在第一焦點時,認為是中和，實際上誤差少于0.25D的屈光度，這個中和點并不需要調節力，所以有老花者也可以檢影。

檢影時會看到類似中和的遠點范圍比較大，從眼前的O點到檢查者眼后的O1點這段范圍，甚至有學者認為結點也可以中和，所以在檢影時，工作距離并不需要嚴格確定。在國外曾經有學者以檢影鏡跟電腦驗光的準確性作比較研究，結果顯示檢影鏡驗光還是比電腦驗光儀更準確。

作者單位：臺灣大慶眼鏡公司