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自动验光仪检查(Autorefractometer Examination)

Huvitz自动验光仪(客观验光设备)的外观
Huvitz自动验光仪(客观验光设备)的外观
Stojkovic N. Huvitz auto refractometer for Ophthalmology. Flickr / Wikimedia Commons. 2020. Figure 1. Source ID: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Huvitz_auto_refractometer_for_Ophthalmology_(49667512111).jpg. License: CC BY 2.0.
眼科门诊使用的Huvitz自动验光角膜曲率计外观。设备前方设有下巴托和额托,可固定患者头部并自动测量客观屈光值。对应正文自动验光仪检查一节中介绍的客观验光设备。

客观验光是一种客观、自动测量患者眼屈光状态的检查。它的目的是缩短主观验光所需时间,并提供客观判断,是眼科门诊最常进行的检查之一。

自动验光角膜曲率计是一种可自动测量眼屈光(球镜度S、柱镜度C、轴位A)的设备,同时还能测量角膜曲率半径(H/V)。测量结果被用作主观验光(视力检查)的起点,眼镜处方的最终数值由主观检查确定1)

屈光异常(近视远视散光)是一种疾病,屈光矫正属于医疗行为1)。准确的屈光检查是配戴合适眼镜和隐形眼镜处方的依据,并直接关系到预防视力障碍和提高生活质量。此外,在3岁儿童健康检查中引入便携式自动验光仪,大大提高了弱视和高度屈光异常的早期发现率。

客观验光大致可分为两种。

  • 自动验光角膜曲率计:有台式固定型和便携型(Retinomax® 等)
  • 检影法(sciascopy):分为静态检影法(固定50 cm)和动态检影法
Q 自动验光仪的数值可以直接作为眼镜度数吗?
A

不可以。自动验光仪的数值是主觉验光的“起点”,最终的眼镜度数由主觉验光确定。自动验光值与主觉验光值平均相差约0.4 D,而且会受调节作用(仪器性近视)影响,因此特别是在儿童和青少年中,不能直接用于处方。

屈光力用屈光度(D)表示。1 D = 焦距1 m的倒数(1/焦距[m])1)。球面屈光力(S)、柱面屈光力(C)和轴位(A)这三个要素决定眼的屈光状态。也可以根据角膜曲率半径(H/V的平均值)计算平均角膜屈光力(D)。

在确认测量结果时,应同时检查以下项目。

  • 球面屈光力和柱面屈光力的绝对值,以及轴位的稳定性
  • 双眼屈光度差(是否存在屈光参差
  • 角膜散光度数与眼球整体柱镜屈光力的差异(眼内散光的影响)
  • 可靠性系数(设备给出的测量可靠性指标)

客观验光值与主观验光值的差异

Section titled “客观验光值与主观验光值的差异”

在具有调节能力的成人中,客观验光值与主观验光值的平均差约为0.4 D。将自动验光结果加上+0.50 D的球镜度数后,会更接近主观值。如果希望更广泛地覆盖调节的影响,可根据标准差在自动验光值上加+1.50 D,基本可以覆盖。

原因内容
角膜晶状体混浊透明度下降,导致难以分析反射光
角膜形态异常在不规则散光圆锥角膜中,测量值会不稳定
上皮损伤泪液层不均匀会使散光值增加
斜轴散光+平均K值偏小(例如:6.89 mm)高度提示圆锥角膜的模式
泪膜破裂频繁眨眼或眨眼间隔延长时,散光值会突然变化
Q 为什么自动验光仪的数值会波动?
A

主要有四个原因:①泪液破裂(眼睛干燥、眨眼后马上测量等),②角膜晶状体混浊,③角膜形态异常(不规则散光圆锥角膜等),④调节时机不一致(如果不是在憋住眨眼后立即测量,调节会介入并使数值波动)。如果测量值波动,建议评估泪液状态并采用多次测量的平均值。

自动验光角膜曲率计的光学原理

Section titled “自动验光角膜曲率计的光学原理”

将红外光(波长约850 nm)投射到眼底,利用多个传感器接收并分析来自视网膜的反射光。如果存在屈光不正,反射光聚焦位置会偏移,因此可根据这一偏移自动计算球镜屈光力(S)、柱镜屈光力(C)和轴位(A)。

现代设备主要采用两种方式:Hartmann-Shack波前传感器方式和传统角膜反射方式。

  • Hartmann-Shack波前传感器方式:可一次性分析波前像差的空间分布。也可测量高阶像差。
  • 角膜反射方式:将Placido环投射到角膜前表面,并同时测量角膜曲率半径。

在测量的同时,可测量角膜曲率半径(H方向和V方向),并计算平均角膜屈光力(D)。这在眼科门诊中作为“角膜曲率计”功能日常使用。

在自动验光中,调节的介入(仪器性近视)无法避免。儿童和年轻人更明显,即使在成人中,约1D的调节介入也并不少见。因此,自动验光结果需要与主觉验光对照。

患者使用自动验光仪进行屈光检查的情形
患者使用自动验光仪进行屈光检查的情形
Neubert HJ. Rodenstock RX900 Autorefractor HaJN 4415. Wikimedia Commons. 2013. Figure 2. Source ID: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rodenstock_RX900_Autorefractor_HaJN_4415.jpg. License: CC BY 4.0.
使用 Rodenstock RX900 自动验光仪对儿童患者进行屈光检查。患者将面部放在下颌托上,检查者调整对位并进行测量。此图对应正文“检查方法与步骤”一节中的头位固定、对位和测量步骤。

自动验光角膜曲率计的步骤

1. 防止跌倒与引导:患者接近设备时,注意引导以免跌倒。

2. 说明:向患者清楚说明将测量眼屈光值。

3. 头位固定:将下巴稳稳放到底,固定头位,避免倾斜。

4. 对位:将仪器中心对准,以便准确测量。

5. 检查迈耶环:把焦点调准,让迈耶环清晰可见。

6. 眨眼提示与测量:先让患者轻轻眨几次眼,再在睁大眼睛并忍住眨眼的状态下进行测量。

检影法(视网膜镜检查)概述

环境:在半暗室中使用发散光

检查距离:固定为50 cm(静态检影法标准)。

光影判定:同向移动(同行)表示屈光力在 -2.00 D 以上的正侧。反向移动(逆行)表示 -2.00 D 以下。

中和点:根据眼屈光力 = 所戴镜片 +(-2.00 D)的关系计算屈光力。

适应证:尤其适用于儿童、心因性视功能障碍和自闭症谱系障碍患者。

如果头位固定和对位不足,屈光值可能向远视侧偏移,还可能出现散光增加或散光轴变化。特别是散光轴很容易因测量不佳而改变,因此每次测量都要确认稳定性。

如果用力强烈眨眼,或者测量时机太晚,就会发生泪膜破裂。由此会出现数据大幅波动、散光增加以及散光轴变化。测量前应先轻轻眨眼几次,然后在刚睁开眼睑后立即测量,这是提高精度的关键。

通过确认Mayer环的紊乱情况,可以获得泪膜是否破裂、角膜状态、瞳孔直径大小以及瞳孔是否为正圆的信息。它也有助于事先推测对后续视力屈光检查的影响,并作为制定检查计划的有用信息来源。

以Retinomax®为代表的便携式设备,适用于体检现场、儿童以及行动不便的患者。在3岁儿童视力筛查的二次筛查中实施屈光检查,对于减少漏诊弱视和高度屈光异常具有很大效果。

在客观验光检查之后,结合以下主观验光检查来确定最终屈光度。

  • 镜片交换法:结合验光架和试镜片调节球镜和柱镜屈光
  • 交叉圆柱镜法:使用具有相互垂直的正、负屈光力的镜片,精确确定散光轴和散光度数
  • 双色(红绿)测试:用于球镜屈光力的微调(区分过矫和欠矫)

交叉圆柱镜是一种在一个子午线上具有正屈光力、在垂直方向具有负屈光力的镜片。在有散光的眼睛中,它可以将一个焦线移向正侧、另一个焦线移向负侧,并用于精确确定散光轴和散光度数。

如果怀疑为器械近视,或者在儿童中需要排除调节的影响,应滴用睫状肌麻痹药后进行验光1)。标准流程是在滴用赛普雷金®(1%环喷托酯)约1小时后测量。

Q 儿童屈光检查时需要注意什么?
A

主要有3点。① 器械近视(调节介入)比成人更明显,因此自动验光的结果不能直接作为处方值。② 若怀疑有明显调节介入,或需要评估弱视斜视,应进行赛普雷金® 1%滴眼液的睫状肌麻痹验光。③ 在3岁儿童健康检查中,使用便携式自动验光仪进行验光,对早期发现弱视屈光参差有很大帮助。对于不能配合检查的幼儿,检影法很有用。

根据屈光检查结果的处理流程如下。

疑似器械近视(调节介入较大时)

  • 实施睫状肌麻痹下验光(赛普雷金® 1%滴眼液 → 约1小时后测量)
  • 尤其在内斜视远视和婴幼儿中,应积极实施

柱镜度数较小且轴位波动较大时

  • 考虑不规则散光、干眼或角膜上皮损伤
  • 在确定处方值时,更重视主观验光结果

高度屈光异常(尤其是儿童)

  • 通过睫状肌麻痹验光确认,并配发合适的眼镜
  • 评估是否合并弱视,必要时尽早开始弱视治疗

定期屈光检查的频率

  • 弱视治疗期间:每3个月重新评估屈光状态
  • 近视进展者:建议每年进行2次屈光检查
  • 生长发育期儿童:每年至少定期检查1次

完全矫正(与自动验光仪数值相同的度数)未必就是最合适的眼镜处方1)。结合日常使用情况(近距离用眼多少、佩戴时间等)进行处方,更有利于舒适地长期佩戴。

将红外光(约850 nm)投射到眼底,并由哈特曼-沙克波前传感器或角膜反射传感器接收来自视网膜的反射光。通过分析传感器上亮点分布的偏移(波前像差),自动计算球镜屈光力(S)、柱镜屈光力(C)和轴位(A)。

角膜曲率半径的测量是通过将普拉西多环(同心圆状光)投射到角膜前表面,并根据反射像的曲率计算平均角膜屈光力和各经线的曲率半径。这样可以客观地把握角膜散光的轴位和大小。

检影法是根据来自视网膜的反射光到达检查者眼内时光影移动的情况来计算屈光力的方法。静态检影法是在半暗室内、检查距离50 cm时使用发散光。确认光影的移动(同向或逆向)和中和点,并根据达到中和所需的镜片度数计算眼的屈光力。动态检影法则是在改变距离的同时寻找中和点。由于可在双眼睁开的状态下进行,因此不易受器械性近视影响。

交叉柱镜在屈光十字表示法中,是指某一经线具有正屈光力、与之垂直的方向具有负屈光力的镜片。检查时要注意该镜片的负柱镜轴位和中间轴。对于有散光的眼睛,可以将一条焦线向正侧、另一条焦线向负侧移动,用于确定散光轴并精细调整散光度数。

随着数字设备的普及,近视的患病率在全球范围内急剧上升1)屈光矫正的重要性日益提高,准确屈光检查的定位也再次受到重视。

基于哈特曼-沙克波前传感器方式的测量精度持续提高,能够评估高阶波前像差的机型也在逐渐普及。搭载AI(人工智能)的自动验光仪也在研发中,预计可实现对测量质量的自动判定,并提高不规则角膜中的测量精度。

另一方面,在角膜移植后或屈光矫正手术后(LASIK、PRK等)的眼睛中,由于角膜形状发生较大变化,已知自动验光仪的测量精度会下降。开发能够适应这类特殊角膜形状的测量算法是一个课题。此外,在高度近视(-10 D以上)和高度远视(+10 D以上)中,可能会达到测量范围的极限,因此需要谨慎解读测量结果。

  1. 成人視力検査眼鏡処方手引き作成委員会. 成人の視力検査および眼鏡処方に関する手引き. 日眼会誌. 2025;129(2):150-304.
  2. Arslantürk Eren M, Nalcı Baytaroğlu H, Atilla H. Comparison of Spot Vision Screener and Tabletop Autorefractometer with Retinoscopy in the Pediatric Population. Turk J Ophthalmol. 2024;54(2):56-62. PMID: 38644780.
  3. Demir MS, Muhafiz E. Performance of a photoscreener in detecting accommodation spasm. Clin Exp Optom. 2022;105(8):817-821. PMID: 34751084.

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