徐斌/文

在主覺(jué)驗(yàn)光中，交叉圓柱鏡經(jīng)常被用來(lái)精確測(cè)量散光的度數(shù)和軸向。目前，交叉圓柱鏡常用的檢查方式分為手持式交叉圓柱鏡和綜合驗(yàn)光儀的交叉圓柱鏡。本文以手持式交叉圓柱鏡說(shuō)明這兩種交叉圓柱鏡檢查的方法和原理是相同的。

1 交叉圓柱鏡的結(jié)構(gòu)

交叉圓柱鏡是由一對(duì)屈光度數(shù)相等、符號(hào)相反、柱鏡軸向互相垂直的兩個(gè)平柱鏡磨合在一起組成的。交叉圓柱鏡的手柄或轉(zhuǎn)輪離開(kāi)正負(fù)軸的角度相等，都是45°。交叉圓柱鏡上的主子午線用紅點(diǎn)和白點(diǎn)來(lái)表示：紅點(diǎn)表示負(fù)柱鏡軸位置，白點(diǎn)表示正柱鏡軸位置。交叉圓柱鏡的度數(shù)有±0.25D、±0.50D、±0.75D、±1.00D。檢查散光常用交叉圓柱鏡的度數(shù)是±0.25D。

2 交叉圓柱鏡檢查散光的方法和原理

雖然理論上交叉圓柱鏡可以判斷散光的有無(wú)，并確定散光的軸向和度數(shù)，但是在實(shí)際驗(yàn)光中，交叉圓柱鏡主要用來(lái)驗(yàn)證初步檢查結(jié)果中散光的軸向和度數(shù)是否準(zhǔn)確。交叉圓柱鏡檢查散光先確定散光的軸向，然后再檢查散光的度數(shù)。它檢查散光一般是在球鏡的MPMVA和紅綠雙色試驗(yàn)完成后才開(kāi)始的。此時(shí)被檢眼已經(jīng)接近完全矯正，如果還有殘余散光，理論上其最小彌散圓也應(yīng)該在視網(wǎng)膜上。

2.1 交叉圓柱鏡檢查散光軸向的方法

插入交叉圓柱鏡，使手柄與試驗(yàn)柱鏡的軸重合。翻轉(zhuǎn)交叉圓柱鏡，請(qǐng)被檢者比較兩面的清晰度。如果兩面同樣清楚，重復(fù)確認(rèn)后，提示試驗(yàn)柱鏡的軸是在正確的位置上。如果兩面的清晰度不一樣，說(shuō)明試驗(yàn)柱鏡的軸向不正確，向清楚面時(shí)，負(fù)柱鏡軸（紅點(diǎn)）的方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。重新把手柄調(diào)至與試驗(yàn)柱鏡重合，繼續(xù)翻轉(zhuǎn)兩面，直到兩面同樣清楚為止。

2.2 交叉圓柱鏡檢查散光軸向的原理

交叉圓柱鏡翻轉(zhuǎn)前后，被檢者看到視標(biāo)清晰程度不同，說(shuō)明翻轉(zhuǎn)前后被檢眼殘余屈光不正度的大小不同。交叉圓柱鏡檢查散光軸向前，被檢眼已經(jīng)存在殘余散光，插入交叉圓柱鏡后，根據(jù)矢量相加的原理會(huì)形成新的殘余散光。比較翻轉(zhuǎn)前后殘余散光的大小，就可以說(shuō)明交叉圓柱鏡檢查散光軸向的原理。

圖1

如圖1所示，翻轉(zhuǎn)前，交叉圓柱鏡屈光度可表示為+0.25DS/-0.50DC×45。翻轉(zhuǎn)后，交叉圓柱鏡屈光度是+0.25DS/-0.50DC×135。分析可知：翻轉(zhuǎn)前后，交叉圓柱鏡的球鏡部分沒(méi)有變化，只是柱鏡部分發(fā)生變化。因此，對(duì)被檢眼總的殘余屈光不正度，只用分析翻轉(zhuǎn)前后柱鏡部分的變化量就可以。

圖2

如圖2所示，假設(shè)試驗(yàn)柱鏡的軸位于180°，被檢眼的真實(shí)散光軸位于10°。插入交叉圓柱鏡，使手柄與試驗(yàn)柱鏡的軸重合。根據(jù)矢量合成的原理，翻轉(zhuǎn)前，交叉圓柱鏡與試驗(yàn)柱鏡相疊加的效果，相當(dāng)于將試驗(yàn)柱鏡逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)一定角度。翻轉(zhuǎn)后，相當(dāng)于將試驗(yàn)柱鏡順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)相同的角度。同時(shí)，翻轉(zhuǎn)前后球鏡度數(shù)未改變。顯然，翻轉(zhuǎn)前交叉圓柱鏡和試驗(yàn)柱鏡合成散光的散光軸更接近被檢眼的散光軸。因此，被檢者在比較兩面的清晰度時(shí)，會(huì)因?yàn)榉D(zhuǎn)前殘余散光小，認(rèn)為翻轉(zhuǎn)前視標(biāo)比較清楚。

圖3

如圖3所示，當(dāng)試驗(yàn)柱鏡的軸與被檢眼的散光軸一致時(shí)，插入交叉圓柱鏡，翻轉(zhuǎn)前后的殘余屈光不正度大小相等，軸向不同。被檢者會(huì)認(rèn)為兩面同樣清楚，表明試驗(yàn)柱鏡的軸是在正確的位置上。

2.3 交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)的方法

插入交叉圓柱鏡，使其任意一個(gè)軸向(紅點(diǎn)或白點(diǎn))與試驗(yàn)柱鏡的軸重合。翻轉(zhuǎn)交叉圓柱鏡，讓被檢者比較兩面的清晰度。如果兩面同樣清楚，重復(fù)確認(rèn)后，提示試驗(yàn)柱鏡的度數(shù)是正確的。如果兩面清晰度不一樣，說(shuō)明試驗(yàn)柱鏡的度數(shù)不對(duì)，如果紅點(diǎn)與試驗(yàn)柱鏡軸重合時(shí)清楚，說(shuō)明負(fù)柱鏡的度數(shù)不夠(欠矯)，可增加-0.50DC，同時(shí)增加+0.25DS(為保持最小彌散圓始終在視網(wǎng)膜上)。如果白點(diǎn)與試驗(yàn)柱鏡軸重合時(shí)清楚，說(shuō)明負(fù)柱鏡的度數(shù)過(guò)矯，可減少-0.50DC，為保持最小彌散圓始終在視網(wǎng)膜上，同時(shí)增加-0.25DS。重復(fù)翻轉(zhuǎn)，直到兩面同樣清楚終止。

2.4 叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)的原理

經(jīng)過(guò)前面的檢查，可以確定散光的軸向，但有可能存在殘余散光，同時(shí)最小彌散圓應(yīng)在視網(wǎng)膜上，需要進(jìn)一步確定散光的度數(shù)。為了解釋方便，假設(shè)被檢眼此時(shí)殘余散光是+0.25DS/-0.50DC×180。它會(huì)在視網(wǎng)膜前形成水平焦線，在視網(wǎng)膜后形成垂直焦線，并且最小彌散圓在視網(wǎng)膜上，如圖4a所示。加入±0.25D交叉圓柱鏡，翻轉(zhuǎn)前交叉圓柱鏡的屈光度是-0.25DC×180/+0.25DS×90。在水平子午線，未加入交叉圓柱鏡前，被檢眼是+0.25D遠(yuǎn)視。交叉圓柱鏡水平方向的屈光度是+0.25D，加入交叉圓柱鏡后矯正被檢眼水平子午線的屈光不正。在垂直子午線，被檢眼是-0.25D近視，交叉圓柱鏡垂直方向的屈光度是-0.25D。因此，加入交叉圓柱鏡的效果是矯正被檢眼的殘余散光，并在被檢眼視網(wǎng)膜上形成焦點(diǎn) (圖4b) 。翻轉(zhuǎn)后，交叉圓柱鏡的屈光度是+0.25DC×180/-0.25DS×90。加入交叉圓柱鏡后，在水平子午線，使被檢眼的殘余屈光不正度變?yōu)檫h(yuǎn)視+0.50D；在垂直子午線，使殘余屈光不正度變?yōu)榻?0.50D。加入交叉圓柱鏡的效果是使兩條焦線之間的間隙增加，最小彌散圓變大(圖4c) 。

圖4

從視網(wǎng)膜成像理論解釋交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)的原理。檢查前，最小彌散圓在視網(wǎng)膜上，兩條焦線分別在視網(wǎng)膜的兩側(cè)。加入交叉圓柱鏡的作用在于：翻轉(zhuǎn)一面時(shí)，同時(shí)移近兩條焦線的距離，最小彌散圓變??；在另一面時(shí)，同時(shí)移遠(yuǎn)兩條焦線的距離，最小彌散圓變大。當(dāng)最小彌散圓變小時(shí)，視標(biāo)比較清楚時(shí)，表明此時(shí)交叉圓柱鏡的鏡度更接近于被檢眼的殘余散光。例如，如果交叉圓柱鏡的負(fù)軸(紅點(diǎn))與試驗(yàn)柱鏡軸重合時(shí)清楚，說(shuō)明試驗(yàn)柱鏡的負(fù)柱鏡度數(shù)不夠(欠矯)，需要增加-0.50DC，同時(shí)增加+0.25DS(為保持最小彌散圓始終在視網(wǎng)膜上）。

3 討論

3.1 交叉圓柱鏡檢查散光的前提條件

一般認(rèn)為，交叉圓柱鏡檢查散光是在球鏡的MPMVA和紅綠雙色試驗(yàn)完成后，才開(kāi)始的，此時(shí)最小彌散圓在視網(wǎng)膜上。但是，通過(guò)對(duì)交叉圓柱鏡檢查散光原理的分析，筆者認(rèn)為，對(duì)于交叉圓柱鏡檢查散光軸向來(lái)說(shuō)，最小彌散圓在視網(wǎng)膜上是非必要條件。而對(duì)于交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)來(lái)說(shuō)，最小彌散圓在視網(wǎng)膜上是必要條件。

3.2 交叉圓柱鏡檢查散光軸向時(shí)，試驗(yàn)柱鏡與被檢眼散光軸垂直的情況

在交叉圓柱鏡檢查散光軸向時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到一種特殊的情況：當(dāng)試驗(yàn)柱鏡與被檢眼的散光軸垂直時(shí)，翻轉(zhuǎn)交叉圓柱鏡，被檢者也會(huì)認(rèn)為兩面同樣清楚(模糊)。

圖5

如圖5所示，試驗(yàn)柱鏡的軸與散光軸垂直。加入交叉圓柱鏡，雖然翻轉(zhuǎn)前交叉圓柱鏡的負(fù)軸位于45°，翻轉(zhuǎn)后位于135°，但是交叉圓柱鏡的負(fù)軸與試驗(yàn)柱鏡和被檢眼散光軸的相對(duì)角度(45°)沒(méi)有改變，因此翻轉(zhuǎn)前后的殘余散光的大小是不變的。

3.3 交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)時(shí)，最小彌散圓不在視網(wǎng)膜上的情況

交叉圓柱鏡檢查散光是在球鏡的MPMVA和紅綠雙色試驗(yàn)后進(jìn)行的。這時(shí)，如果存在殘余散光，最小彌散圓應(yīng)在視網(wǎng)膜上。但是，在實(shí)際驗(yàn)光中由于眼睛調(diào)節(jié)的影響或者其他一些因素，可能會(huì)出現(xiàn)在使用交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)時(shí)，最小彌散圓不在視網(wǎng)膜上的情況。在這種情況下，是否會(huì)影響交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)的準(zhǔn)確性呢？

圖6

在實(shí)際驗(yàn)光中，可能會(huì)出現(xiàn)最小彌散圓在視網(wǎng)膜前或在視網(wǎng)膜后的情況。本文以最小彌散圓在視網(wǎng)膜前的情況來(lái)說(shuō)明。如圖6所示，在未插入交叉圓柱鏡前，被檢眼的最小彌散圓在視網(wǎng)膜前，兩條焦線也在視網(wǎng)膜前。插入交叉圓柱鏡，翻轉(zhuǎn)前（圖6a）交叉圓柱鏡減少眼睛的散光，兩條焦線的間隙變小，最小彌散圓變小，在視網(wǎng)膜上呈橢圓形的模糊的像。翻轉(zhuǎn)后（圖6b）交叉圓柱鏡增大被檢眼的散光，最小彌散圓變大，兩條焦線的間隙變大，其中一條焦線被移到視網(wǎng)膜上。在一般情況下，由于在交叉圓柱鏡翻轉(zhuǎn)前后最小彌散圓的位置沒(méi)有改變，所以翻轉(zhuǎn)前最小彌散圓小，視網(wǎng)膜上橢圓形的像也?。环D(zhuǎn)后最小彌散圓大，視網(wǎng)膜上的焦線也相應(yīng)長(zhǎng)。被檢者會(huì)認(rèn)為，翻轉(zhuǎn)前視標(biāo)清楚，翻轉(zhuǎn)后視標(biāo)模糊。檢查者可以得到正確的檢查結(jié)果。但是，如果選擇E字視標(biāo)檢查，被檢者有可能會(huì)認(rèn)為翻轉(zhuǎn)后視標(biāo)清楚。這是因?yàn)榉D(zhuǎn)前被檢者所看到的視標(biāo)是整體模糊，翻轉(zhuǎn)后視標(biāo)是豎線清楚，橫線模糊。為了避免這種情況的發(fā)生，交叉圓柱鏡檢查散光時(shí)應(yīng)選擇“點(diǎn)群”視標(biāo)而不是普通的E字視標(biāo)。這樣被檢者可以通過(guò)視網(wǎng)膜上像的大小判斷視標(biāo)的清楚程度?？偟膩?lái)說(shuō)，交叉圓柱鏡檢查散光度數(shù)時(shí)，在最小彌散圓輕度偏離視網(wǎng)膜的情況下，如果選擇“點(diǎn)群”視標(biāo)是不會(huì)影響檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性的。

[1] 劉曉玲.驗(yàn)光技術(shù)

[2] 瞿佳.視光學(xué)理論和方法

[3] RabbettsRB.Bennett and Rabbetts’Clinical Visual Optics