多区段（MS）眼镜镜片调制传递函数与近视控制机制研究：光学成像质量对近视进展的影响

本综述通过调制传递函数（MTF）模型系统分析多区段（MS）镜片（如Hoya MiyoSmart DIMS设计）联合人眼的光学性能，揭示其通过低频空间频率滤波（如<3 c/degree）降低视网膜周边成像质量，进而调控近视进展的潜在机制，为光学干预策略提供理论依据。

　　

引言

多区段（MS）眼镜镜片通过中心透明区域提供屈光矫正，并在周边区域设置多个正度数微透镜阵列，已被证实能有效延缓儿童近视进展。其作用机制争议集中于通过离焦效应或微透镜引入的对比度变化实现调控。本研究聚焦第二种可能性，通过建立MS镜片-眼组合光学系统的调制传递函数（MTF）模型，探索不同条件下的成像性能。

方法

采用Ansys Zemax OpticsStudio光学设计程序，计算单光镜片或Hoya MiyoSmart MS镜片与-4 D近视模型眼组合的远距MTF。条件包括：光轴重合的轴向与周边物体观测、眼旋转偏离镜片光轴以通过微透镜覆盖区观察物体，并评估各条件下的视觉分辨率。模型基于成人眼参数，瞳孔直径5.0 mm，波长550 nm，忽略色差与Stiles-Crawford效应。

结果

轴向观测与光轴重合

轴向MTF显示，MS镜片中心透明区的成像质量与单光镜片一致，而添加中心微透镜模拟后MTF在所有空间频率均降低（图1）。模型预测与实验测量（Artal和Navarro双通法、Watson波前误差法）趋势吻合。微透镜的引入使高频对比度传递下降，相当于logMAR视力表约1.5行的分辨率损失（32 c/degree降至22 c/degree），与儿童实验观察到的0.1 log单位视力下降一致。微透镜阵列等效于低频空间频率滤波器，在<5 c/degree影响较小，但随频率增加滤波效应增强（图4）。

周边视野与静止眼

32.5度场角周边观测显示，微透镜显著降低MTF，尤其在高空间频率（图2）。矢状（S）和切线（T）MTF因斜向散光差异显著，且在>3 c/degree出现相位反转（伪分辨率）。周边神经分辨率限约2.3–3.0 c/degree，表明微透镜的影响集中于低频信息（<3 c/degree）。透镜覆盖区使S和T调制传递分别降至零和约0.6倍（图5）。场角增加导致MTF持续恶化，且中等及以上空间频率信息缺失（图6）。物体距离变化（无限远与250 mm）对MTF影响较小，低频主导趋势不变（图7）。

眼旋转与中心注视

眼旋转31.7度（物体场角35.8度）进行中心注视时，MS镜片MTF较单光镜片显著降低（图3）。矢状和切线分辨率限分别为22 c/degree和20 c/degree，较轴向下降0.18和0.04 log单位。微透镜再次表现为低通滤波器，滤波透射率随频率增加而下降（图8）。与头转轴向注视相比，眼旋转通过微透镜区观察导致分辨率损失，支持通过镜片中心透明区注视获得最优视觉性能（图9）。

讨论

MS镜片在微透镜覆盖区产生图像对比度损失，表现为低通空间频率滤波效应。任何近视控制信号可能依赖低频信息（少数c/degree），且作用于中周边视网膜（场角20–55度）。镜片几何设计（如微透镜区内径）可能影响控制效果，但尚未系统研究。模型基于成人参数和有限条件，但总体趋势适用于儿童近视控制机制分析。

结论

MS镜片在轴向通过透明区提供与单光镜片相当的成像质量，而周边微透镜覆盖区降低调制传递，限制视觉分辨率至低频范围。眼旋转通过微透镜区注视改善视网膜图像质量，但仍次于轴向注视。最优视觉分辨率需通过头转保持轴向注视实现。近视控制机制可能依赖于周边视网膜的低空间频率信息，为MS镜片设计提供理论优化方向。