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角膜具有中央接近球形、朝周边逐渐平坦的光学结构特征。根据Gullstrand模型眼，角膜中央区域的前表面中心曲率半径为7.8㎜，后表面中央曲率半径为6.8㎜，折射率为1.367，等效角膜屈光力为43.05D，折合眼睛总屈光力的2/3。
角膜是非球面性的表面，非球面是指中心到周边的曲率存在差异变化，角膜是按照椭圆形形成的非球面体。角膜顶点是曲率最大或曲率半径最短的点，离开角膜顶点的区域在曲率半径均比角膜顶点的曲率半径大。
测量角膜非球面性特征的参数在文献中有不同的描述，但是最常见的是以下几种：偏心度（e）、外形因子（p）和非球面性参数（q），每个参数之间可以相互推算。偏心度为曲率和球形表面曲率的差异程度，也表达了周边平坦/陡峭的程度；外形因子的测量目的是得出角膜外形的量化表示值，用数学定义角膜表面非球面性的程度。它们之间的关系如下：
在文献中-e2有时表达为q，作为非球面性参数。角膜非球面性参数说明角膜表面是非球面的，它有一椭圆性外周，它不是侧向或放射状对称的。为了对角膜的形态有更生动地理解，人们试图把角膜分成几个区域进行分析，图3-1就是Sampson（1965）的分区方式：①中心区域或角膜顶部（角膜帽）；②旁周边区域；③周边区域。
对于角膜中央区域的概念的建立是基于：①靠近角膜中心的角膜曲率变化较小，该中心区域可以假定为球性表面并且在每条径线上的曲率相同；②该中心区域的各径线上曲率的变异是很有限的，并且是不显著的；③角膜曲率计不是准确测量几何中心的曲率，而是测量中心两边1.2～1.8㎜距离的角膜曲率作为近似值。
角膜形态的测量可以：①估计屈光不正；②评估角膜的病理变化；③预测或评价角膜接触镜的验配；④评估角膜接触镜的配戴效果；⑤评估屈光手术的效果；⑥为特殊角膜接触镜设计提供参数。
角膜形态测量的设施基本采用两大类方法，即光学方法和接触法。光学法有：①光学反射法；②光学轮廓法；③干扰量度法/相干波纹法。接触法有：①浇铸/模压；②超声波；③试戴角膜接触镜法。由于接触法在测量过程中会改变角膜形态，很耗时间，同时数据理解和处理比较困难，所以目前常规使用的角膜地形测量设施基本采用了光学反射方法设计的。目前用于临床的主要有：
1、角膜盘/照相角膜镜。
2、角膜曲率计。
3、计算机辅助角膜地形仪。
角膜盘和照相角膜镜
这是用来研究角膜的形态或获得角膜的信息的比较旧式的方法和装置，虽然现代已经较少应用，但是很多现代的设施的基本原理或设计原理基于角膜盘，所以有必要在这里作些阐述。（图3-2）
角膜盘是利用亮环在角膜上的反射的Purkinje像，通过中心的放大镜片来观察，如果外环有较大的角度，会产生模糊的周边图像。通过照相角膜镜或角膜盘可以观察到各种图形，表达角膜的变化，如：图形呈椭圆形，表示散光；扭曲图形，表示角膜瘢痕或角膜不规则。
照相角膜镜和角膜盘的缺点是，轻微的变化很难被发现，如角膜散光＞3.00D才能被发现，而且中央的镜片妨碍中心的梯度目标反射图像的观察，因为角膜弯曲的图像，摄影时的焦深有限也影响对角膜地形的正确表达。 |
