專利名稱：穩(wěn)定接觸鏡片的方法
穩(wěn)定接觸鏡片的方法
背景技術(shù)：
可通過(guò)對(duì)接觸鏡片的一個(gè)或多個(gè)表面賦予非球形的校正方面，例如圓柱形、雙焦點(diǎn)或多焦點(diǎn)特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)某些光學(xué)缺陷的校正。當(dāng)佩戴于眼睛上時(shí)，這些鏡片必須大體上保持具體的取向才有效。通常通過(guò)改變鏡片的機(jī)械特性來(lái)實(shí)現(xiàn)鏡片在眼睛上保持取向。棱鏡穩(wěn)定化是穩(wěn)定化方法的例子，其包括使鏡片的前表面相對(duì)于背表面偏心、加厚鏡片的下周邊、在鏡片表面上形成凹陷或凸起以及縮短鏡片邊緣。另外，已使用動(dòng)態(tài)穩(wěn)定化，其中通過(guò)使用薄區(qū)或鏡片周邊厚度減小的區(qū)域來(lái)穩(wěn)定鏡片。通常，薄區(qū)位于兩個(gè)區(qū)域，從其在眼睛上放置的有利位置來(lái)看，這兩個(gè)區(qū)域關(guān)于鏡片的垂直軸線或水平軸線對(duì)稱。評(píng)價(jià)鏡片設(shè)計(jì)涉及對(duì)鏡片在眼睛上的性能作出判斷，然后在必要和可能時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。此過(guò)程通常通過(guò)在患者中對(duì)測(cè)試設(shè)計(jì)進(jìn)行臨床評(píng)價(jià)而完成。然而，此過(guò)程是耗時(shí)且昂貴的，原因是其需要大量的患者來(lái)進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)楸仨毧紤]患者與患者之間的差異。一直需要改進(jìn)某些接觸鏡片的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為接觸鏡片，其設(shè)計(jì)成具有相對(duì)于標(biāo)稱穩(wěn)定化設(shè)計(jì)而言改進(jìn)的穩(wěn)定性。在本發(fā)明的另一方面，穩(wěn)定接觸鏡片的方法包括提供具有標(biāo)稱穩(wěn)定區(qū)參數(shù)集的鏡片設(shè)計(jì)；評(píng)價(jià)該鏡片設(shè)計(jì)的佩戴性能；根據(jù)此性能計(jì)算價(jià)值函數(shù)；以及通過(guò)應(yīng)用該價(jià)值函數(shù)優(yōu)化穩(wěn)定區(qū)參數(shù)。此過(guò)程可通過(guò)虛擬模型(例如基于軟件的模型)迭代執(zhí)行，該模型模擬諸如眨眼的眼睛機(jī)能的影響并相應(yīng)地調(diào)整穩(wěn)定化方案。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，根據(jù)這樣的方案穩(wěn)定接觸鏡片，其中對(duì)作用于眼睛上的鏡片的扭矩的動(dòng)量矩進(jìn)行平衡。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)形成一個(gè)或多個(gè)區(qū)來(lái)穩(wěn)定接觸鏡片，這些區(qū)具有與鏡片的其余部分不同的厚度，并且其中這些區(qū)在鏡片上的位置使得當(dāng)鏡片佩戴在眼睛上時(shí)作用于鏡片的扭矩的動(dòng)量矩將得到平衡。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸鏡片具有穩(wěn)定化區(qū)，其大部分長(zhǎng)度位于鏡片的水平軸線之下。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸鏡片具有穩(wěn)定化區(qū)，其在一個(gè)方向相對(duì)于另一個(gè)方向具有不同的斜度(相對(duì)于其峰)變化率。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸鏡片在水平軸線之上與在水平軸線之下具有不同的高度輪廓。


圖I是穩(wěn)定化接觸鏡片的前視圖或?qū)ο笠晥D。圖2A-C是具有插入的鏡片的眼睛的示意圖，其標(biāo)出了旋轉(zhuǎn)軸線和作用于鏡片的多種扭矩。圖3是流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的穩(wěn)定化優(yōu)化過(guò)程。
圖4A-C是對(duì)應(yīng)于實(shí)例I的具有穩(wěn)定化區(qū)的穩(wěn)定化鏡片的前視圖以及周向和徑向厚度坐標(biāo)圖。圖5A-C是對(duì)應(yīng)于實(shí)例2的具有穩(wěn)定化區(qū)的穩(wěn)定化鏡片的前視圖以及周向和徑向厚度坐標(biāo)圖。圖6A-C是對(duì)應(yīng)于實(shí)例3的具有穩(wěn)定化區(qū)的穩(wěn)定化鏡片的前視圖以及周向和徑向厚度坐標(biāo)圖。圖7A-C是對(duì)應(yīng)于實(shí)例4的具有穩(wěn)定化區(qū)的穩(wěn)定化鏡片的前視圖以及周向和徑向厚度坐標(biāo)圖。圖8是顯示出旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量值的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的接觸鏡片具有基于對(duì)作用于鏡片上的多種力進(jìn)行平衡而優(yōu)化穩(wěn)定化的設(shè)計(jì)。這涉及應(yīng)用一種設(shè)計(jì)過(guò)程，該過(guò)程平衡作用于眼睛上、眼睛的組成部分上、以及最終地置于眼睛上的穩(wěn)定化鏡片上的扭矩。優(yōu)選地，改進(jìn)的穩(wěn)定性通過(guò)用包括穩(wěn)定化元件的標(biāo)稱設(shè)計(jì)開(kāi)始改進(jìn)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，具有關(guān)于穿過(guò)中心的水平軸線和垂直軸線兩者對(duì)稱的兩個(gè)穩(wěn)定化區(qū)的鏡片設(shè)計(jì)是一種便利的基準(zhǔn)，通過(guò)它可根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)化鏡片的穩(wěn)定性。所謂“穩(wěn)定化區(qū)”是指鏡片周邊區(qū)的區(qū)域，其厚度值大于周邊區(qū)的其余區(qū)域的平均厚度。所謂“周邊區(qū)”是指周邊環(huán)繞鏡片光學(xué)區(qū)并延伸直到鏡片邊緣但不包括鏡片邊緣的鏡片表面的區(qū)域。作為有用起點(diǎn)的另一種穩(wěn)定化設(shè)計(jì)在美國(guó)專利公布20050237482中有所描述，該專利以引用方式并入本文，但是任何穩(wěn)定化設(shè)計(jì)均可用作標(biāo)稱設(shè)計(jì)，然后根據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。穩(wěn)定化設(shè)計(jì)的改進(jìn)過(guò)程還可以包括用下述眼睛模型測(cè)試所述改進(jìn)；評(píng)價(jià)測(cè)試的結(jié)果；以及以迭代方式繼續(xù)實(shí)施改進(jìn)過(guò)程，直到實(shí)現(xiàn)所需的穩(wěn)定化水平。圖I示出了穩(wěn)定化鏡片的前表面或物側(cè)表面。鏡片10具有光學(xué)區(qū)11。鏡片的周邊圍繞光學(xué)區(qū)11。兩個(gè)厚區(qū)域12位于周邊中且為穩(wěn)定化區(qū)。優(yōu)選用于該過(guò)程以產(chǎn)生新設(shè)計(jì)的模型包括多種因素和假設(shè)，這些因素和假設(shè)模擬機(jī)械操作及其對(duì)鏡片穩(wěn)定性的影響。優(yōu)選地，根據(jù)熟知的編程技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)編程和編碼技術(shù)將該模型簡(jiǎn)化為軟件。概述之，通過(guò)模擬在規(guī)定次數(shù)的眨眼中下述力的施加而將該模型用于設(shè)計(jì)穩(wěn)定化鏡片的過(guò)程。相應(yīng)地確定鏡片旋轉(zhuǎn)和偏心的程度。然后以旨在使旋轉(zhuǎn)和/或向心達(dá)到更期望水平的方式改變?cè)O(shè)計(jì)。然后使模型再次經(jīng)歷該過(guò)程，以確定預(yù)定次數(shù)的眨眼后眨眼時(shí)的平移。通過(guò)應(yīng)用下文更詳細(xì)描述的價(jià)值函數(shù)完成設(shè)計(jì)的改變。模型假定眼睛優(yōu)選地由代表角膜和鞏膜的至少兩個(gè)球面部分組成，并且x-y-z坐標(biāo)軸的原點(diǎn)位于代表角膜的球體的中心。也可以使用諸如非球面的更復(fù)雜表面。鏡片的基部形狀由球面部分組成，但允許鏡片的基弧從鏡片的中心向邊緣變化。可使用不止一個(gè)基弧來(lái)描述背表面。假定置于眼睛上的鏡片呈現(xiàn)出與眼睛相同的形狀。鏡片的厚度分布不一 定旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，并且實(shí)際上根據(jù)本發(fā)明鏡片的一些優(yōu)選實(shí)施例不對(duì)稱。鏡片邊緣的厚區(qū)可用于控制鏡片的位置和取向行為。在鏡片和眼睛之間存在均勻的液體薄膜(淚膜)，其典型厚度為5μπι。此淚膜被稱為鏡片后淚膜。在鏡片邊緣，鏡片和眼睛之間的液膜的厚度要小得多，并且被稱為粘蛋白淚膜。在鏡片與下眼瞼和上眼瞼之間存在典型厚度為5. Ομ 的均勻液體薄膜(也為淚膜)，并且這些被稱為鏡片前淚膜。上下眼瞼的邊界均位于χ-y平面內(nèi)具有單位法向量的平面中。因此，這些邊界在垂直于Z軸的平面上的投影為直線。在眼瞼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也作出此假設(shè)。上眼瞼在接觸鏡片上施加均勻的壓力。這種均勻的壓力施加在由上眼瞼覆蓋的接觸鏡片的整個(gè)區(qū)域上或具有均勻?qū)挾鹊纳涎鄄€邊界附近的該區(qū)域的一部分上，該寬度在垂直于通過(guò)沿眼瞼邊緣劃出的曲線的平面的方向上測(cè)量。下眼瞼在接觸鏡片上施加均勻的壓力。此壓力施加在由下眼瞼覆蓋的接觸鏡片的整個(gè)區(qū)域上。由眼瞼施加在接觸鏡片上的壓力通過(guò)接觸鏡片的非均勻厚度分布(厚區(qū))而產(chǎn)生作用于鏡片的扭矩，尤其是在邊緣附近。此壓力對(duì)作用于接觸鏡片的扭矩的影響被稱為瓜籽效應(yīng)。當(dāng)鏡片相對(duì)于眼睛移動(dòng)時(shí)，在鏡片后淚膜中存在粘滯摩擦。當(dāng)鏡片相對(duì)于眼睛移動(dòng)時(shí)，在鏡片邊緣和眼睛之間的粘蛋白淚膜中也存在粘滯摩擦。另外，當(dāng)鏡片移動(dòng)和/或眼瞼運(yùn)動(dòng)時(shí)，在鏡片前淚膜中存在粘滯摩擦。由于鏡片的變形而在鏡片中產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力。這些應(yīng)變和應(yīng)力導(dǎo)致鏡片的彈性內(nèi)能。當(dāng)鏡片相對(duì)于眼睛移動(dòng)且鏡片的變形變化時(shí)，彈性內(nèi)能變化。鏡片趨向于彈性內(nèi)能最小的位置。描述眼睛(角膜和鞏膜)幾何形狀、鏡片基部形狀和眼瞼運(yùn)動(dòng)的參數(shù)示于圖2中。鏡片的運(yùn)動(dòng)是作用于鏡片的動(dòng)量矩的平衡的結(jié)果。忽略慣性效應(yīng)。那么，所有作用于鏡片的力矩的總和為零。因此，
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定接觸鏡片的方法，其包括a)提供具有標(biāo)稱穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)集的鏡片設(shè)計(jì)，b)基于動(dòng)量矩的平衡向所述鏡片設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值函數(shù)，以及c)基于將所述價(jià)值函數(shù)應(yīng)用到具有標(biāo)稱穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)集的所述鏡片設(shè)計(jì)，形成具有改進(jìn)的穩(wěn)定化的接觸鏡片設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中迭代執(zhí)行步驟b和步驟C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中使用模擬眼睛機(jī)能的影響的虛擬模型來(lái)驗(yàn)證接觸鏡片設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中眨眼為所述眼睛機(jī)能之一，并相應(yīng)地調(diào)整穩(wěn)定化方案。
5.一種穩(wěn)定接觸鏡片的方法，其包括a)提供具有標(biāo)稱穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)集的鏡片設(shè)計(jì)，b)評(píng)價(jià)所述鏡片設(shè)計(jì)在眼睛上的性能，c)基于所述性能計(jì)算價(jià)值函數(shù)，以及c)通過(guò)應(yīng)用所述價(jià)值函數(shù)優(yōu)化所述穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其通過(guò)虛擬模型迭代執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述模型模擬眼睛機(jī)能的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述機(jī)能包括眨眼。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法制作的接觸鏡片。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法制作的接觸鏡片。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法制作的接觸鏡片。
12.—種接觸鏡片，所述接觸鏡片相對(duì)于標(biāo)稱穩(wěn)定化設(shè)計(jì)成具有改進(jìn)的穩(wěn)定化，其中對(duì)動(dòng)量矩進(jìn)行平衡。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定接觸鏡片的方法，所述方法包括提供具有標(biāo)稱穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)集的鏡片設(shè)計(jì)，基于動(dòng)量矩的平衡向所述鏡片設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值函數(shù)，以及基于將所述價(jià)值函數(shù)應(yīng)用到具有標(biāo)稱穩(wěn)定化區(qū)參數(shù)集的所述鏡片設(shè)計(jì)形成具有改進(jìn)的穩(wěn)定化的接觸鏡片設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G02C7/04GK102656506SQ201080057271
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者V. 梅內(nèi)澤斯 E., 熱利蘭 P. 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司