# ICL-Bench：从光学模型到患者看到的光圈

研究说明 · 2026-10-27 · 版本 v0.4 草案

ICL-Bench 把术后光圈预测拆成三个可以分别检验的问题：光怎样经过眼睛，光圈会在什么位置形成，以及患者怎样描述自己看到的东西。每个问题需要不同的证据。项目目前提供可运行的合成光学模型、光圈对照病例和患者感知记录工具；尚无真实患者验证，也没有发布模型排行榜。

## 要让 Agent 完成什么

这项 Benchmark 要求 Agent 根据给定的眼部结构、人工晶体设计和照明条件，建立可执行的光学环境。在本项目规定的结构中，天然晶状体被保留，ICL 位于虹膜后、天然晶状体前。角膜、瞳孔、晶体曲面、透明通孔和介质边界都应进入计算，而不能只在说明文字里出现。

提交以后，评测方只改变输入：移动光源、改变瞳孔、改变光学区或让晶体偏心。程序需要重新算出光场和形态，并说明变化来自哪一条光路。原始能量、坐标和采样记录使这些解释能够被抽查。详细要求见[专业评测规范](../spec/benchmark.md)。

光圈的位置尤其容易被“看起来合理”的图掩盖。注视点、输入光源、灯芯主像和光圈中心是四个需要区分的量。若整幅图都因棱镜效应移动，光圈相对灯芯可以仍然共心；若只有部分路径改变，则可能出现不对称或非圆形结构。评分时自动把图像重新居中，会丢掉这类差别。

## 一个可以检查光路的合成实验

最初的数值核心使用等效薄相位模型，便于检验圆孔衍射、相位补偿和能量守恒。随后加入的[厚眼原型](../spec/thick-eye-model.md)显式计算角膜、ICL 的前后曲面及内外侧壁、天然晶状体和视网膜。射线在有效表面之间传播，按照 Snell 定律折射，并记录 Fresnel 反射损失。透明孔内保留液体通道。

![合成厚眼的实际计算光路与ICL局部放大](../examples/eye-model/ray-paths.png)

图中线段来自已计算的表面交点，参数均为合成设计选择。不同颜色区分材料主路、光学区外通路和透明孔通路；图中几何不代表任何厂家的真实产品。

这组实验特意选择了一个能被消融检验的假设：光学区外是房水，大瞳孔允许一部分光线从光学区外通过，从而绕过材料区的矫正。对同一个长眼轴，材料区主像与区外光线可分别形成集中像和外侧环带。

| 合成条件 | 外侧通路的结果 | 可以支持的判断 |
|---|---|---|
| 瞳孔6.5 mm，光学区5.8 mm | 能量中位半径约1.3461° | 此设计下存在可计算的外侧环带 |
| 瞳孔缩为3.0 mm | 该外侧路径消失 | 环带依赖这部分入射通路 |
| 光学区扩大为7.2 mm | 该外侧路径消失 | 光学区边界设定影响此机制 |
| 将中央孔填为材料的数值对照 | 外侧环带保留 | 此例的大环不能归因于中央孔 |
| ICL 向x方向偏心0.35 mm | 图样变得不对称，并伴随主像位移 | 单一半径不足以描述结果 |

这里的1.3461°是**某一光路能量的径向中位数**，不是患者报告的可见环半径。填孔、扩大光学区等操作仅用于合成模型的因果对照，不是对患者的研究操作或治疗建议。将这组结果外推到真实产品，仍需对应的周边结构、支撑与过渡区、孔壁及材料资料。

![合成模型中未植入、术后大瞳孔与术后小瞳孔的统一显示对照](../examples/eye-model/comparison.png)

三幅图使用同一显示尺度。它们展示给定假设下的计算光场，不是患者视野照片，也不是个体术后视觉承诺。

![按光路分解的径向光强及机制干预对照](../examples/eye-model/radial-profiles.png)

曲线从原始几何能量计算，纵轴使用对数刻度以显示弱通路。主外侧环带已做三档射线数检查；孔壁事件很少，其弱光场形态尚未充分收敛。当前夜景以单波长几何结果和圆瞳强度核作近似组合，尚未完成厚眼的完整相干波动传播，因此不能用它认证真实孔缘干涉机制。

## 病例怎样考出区别

[光圈专项](../spec/halo-cases.md)提供14个成对可运行病例，共28个条件。它们有意改变不同层次的输入：

- H01移动光源，检查图样是否按规定坐标变化；H09使用纯棱镜对照，检查是否把整体平移误报为相对灯芯偏心。
- H03改变波长、H04改变无像差圆瞳孔径，检验相应条件下的衍射尺度；H05只改变入射能量，检查是否凭空改变几何或重新归一化曝光。
- H02使用两个光源，要求保留来源贡献和重叠；H06使用有限光源，要求对灯面积分。
- H08和H11包含散光、偏心与非对称结构，允许“不适合稳定单圆拟合”的答案。
- H13关闭外部光源，防止每题默认画圈；H14将光源移近探测窗边界，检查裁切与周期回卷错误。

这些病例的答案只在其声明的合成模型内成立。六个进一步面向真实术后问题的研究任务 R15–R20 已规定必要输入与真值建立方法，但没有填入伪造的临床数值答案。完整专业轨道另有36张任务模板，覆盖医学证据、建模、预测、干预、逆问题和科学审计；计划中的288个专业实例尚未建立。

## 患者的描述怎样加入

患者报告为感知预测提供观测。它可以告诉我们光学模型和实际体验之间相差多远，却不能独立确定是哪一种光学机制造成差异。

当前[记录工具](../patient-study/index.html)先收自由描述，再开放形态分类。参与者可以选择“有”“没有”或“不确定”，对多个光源分别描出圆环、椭圆、弧段或自由轮廓。每个形态记录位置、可见带宽和所属灯芯；没有现象时标注为空，不确定不会被改成没有。

同一条件建议三次独立记录，开发评分最低两次。新一轮清空前次形态和回答，模型预测保持隐藏。问卷另外询问明显程度、困扰程度和过去七天的生活影响，以免把“看得明显”与“让人困扰”压成一个数字。具体提问见[采集问卷](../patient-study/questionnaire.md)。

描画本身也需要验证。量好屏幕标尺和观察距离，只能核对界面的几何尺度，不能校准患者的感知阈值、屏幕亮度或显示反馈。屏幕匹配还会让显示图形再次经过术后眼睛成像，因此与标准外部光源观察后的记录分开；日常回忆也单列。即使使用外部光源，记忆与记录界面的偏差仍须在先导研究中检查。

## 分数代表什么

患者层的开发主分由四部分组成：存在性20%、报告环带的空间交并比40%、轮廓距离20%、形态数量与光源归因20%。先平均同一条件的合格重复，再对同一患者的条件平均，最后对患者等权汇总。困扰程度和生活影响独立报告。完整公式、排除规则和不确定度处理见[采集与评分协议](../patient-study/protocol.md)。

现有评分器使用8个虚构参与者、16个条件、48份虚构重复报告做软件自检：

| 构造预测 | 感知一致性开发分 /100 |
|---|---:|
| 使用生成形态预测有抖动的重复报告 | 90.4130 |
| 全部形态向右错位0.85° | 48.5461 |
| 所有条件固定一个2°圆环 | 36.6978 |
| 所有条件都报“没有” | 6.2500 |

这些记录由几何形状和预设抖动生成，没有真实患者，也没有可用于考核临床前向预测的眼部测量。分差说明评分器对这几类错误有响应，不能称为 Agent 的临床准确率。详细结果与256/512栅格复算见[患者层开发验证](../spec/patient-validation.md)。

物理数值分、光圈专项分和患者感知一致性分需要分别报告。一个程序可以画得接近患者描述，却给出错误光路；也可以在合成物理题上通过，而尚未建立有效的感知预测。两种差距都应保留在结果里。

## 当前证据到哪里

当前可复现的内容包括24例合成数值核心、14对光圈病例、六种厚眼对照，以及问卷、标注和评分工具。项目已有69项自动测试和15项界面流程检查记录。早期文章中的21、37、53项分别属于当时版本的累计检查数，不是相互独立的临床样本量。

尚未完成的工作包括实际晶体几何与眼部测量核验、独立求解器与模型眼实测、问卷认知访谈、描画偏差检查、重测信度、临床效度与患者留出盲测。评分权重和容差是开发选择。临床分与完整专业认证仍未评估。

下一阶段应先补齐这些参照与测量定义，再评估 Agent 的真实泛化能力。[证据登记](../spec/evidence.md)保留待核验命题和所需材料；本文章没有新增已读医学论文或产品参数背书。

建议阅读顺序：[专业评测规范](../spec/benchmark.md) → [光学模型](../spec/optics.md) → [厚眼实验](../spec/thick-eye-model.md) → [光圈病例](../spec/halo-cases.md) → [患者感知协议](../patient-study/protocol.md)。