專利名稱：用于全面改善視力的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于改善眼睛視力的方法和設(shè)備，更具體地，涉及在所有距離上改善視力(以下稱為“全面(universal)改善”)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
人的視力的最常見的缺陷是由于眼睛不能將入射光聚焦到視網(wǎng)膜上的一個共同的焦點上而引起的。例如，近視可以歸因于眼睛將光線聚焦在視網(wǎng)膜的前面，遠視可以歸因于眼睛將入射光線聚焦在視網(wǎng)膜的后面，而散光可以歸因于眼睛沒有共同的焦點。人類光學(xué)科學(xué)家經(jīng)常將角膜建模為由正交的長軸和短軸限定的橢圓體的一部分。如今，通常用兩種方式之一來改善視力將鏡片放在眼睛的前面(例如，隱形眼鏡(contact lens)或框架眼鏡片(spectacle lens))，或者，將鏡片放在眼睛內(nèi)(例如， 眼內(nèi)鏡片(intraocular lens))，以便適當?shù)貙⑷肷涔庵匦戮劢沟窖劬χ?。替換地，例如通過激光切割手術(shù)或其它的外科手段以改變角膜的前表面的形狀，從而改變角膜的有效外表面的形狀。這種用于矯正視覺靈敏度的外科手術(shù)通常旨在增加或減少角膜的表面曲率。某些手術(shù)意圖將角膜的形狀變得更加球形，而其他則意圖將角膜的形狀改變?yōu)椤捌骄?average)”橢圓形，或者最近意圖基于波前(wavefront)分析來進行矯正，該波前分析是意圖對眼睛的“高階像差(higher order aberration) ”進行矯正的方法。隱形眼鏡或框架眼鏡片被用于提供對離眼睛不同距離的所注視的物體(例如，離眼睛相對較近的物體或者離眼睛較遠的物體)的視力矯正。在這方面，已經(jīng)對鏡片的不同區(qū)域提供了不同的鏡片光學(xué)倍率(lens power)，以便讓配戴者看到在不同距離上的物體。 傳統(tǒng)的“多焦距”隱形眼鏡是在鏡片表面的不同的范圍或區(qū)域處存在光學(xué)倍率的差異的鏡片。這種區(qū)域已經(jīng)被構(gòu)造成在鏡片上形成不同的光學(xué)倍率的球截形或球面二角形。雖然這種鏡片已經(jīng)提供了在某些距離上的視力矯正，但是，這種鏡片還沒有提供足夠的全面視力改善來恢復(fù)眼睛的自然視覺靈敏度，這除了需要距離屈光誤差矯正以外、還需要多級別的深度矯正。此外，已經(jīng)提供了可變焦距的框架眼鏡片以便提供在所有距離上的視力矯正，其中在曲率隨垂直位置而連續(xù)變化的情況下，形成中心光學(xué)區(qū)。但是，配戴者必須抬頭或低頭來進行針對距離的調(diào)整。某些隱形眼鏡的設(shè)計提供在前表面上的不同圈(bands)中的兩個或多個屈光倍率的區(qū)域。這種鏡片根據(jù)眼瞼的位置來轉(zhuǎn)換(translate)位置。為了用這種轉(zhuǎn)換設(shè)計來提供清晰的視力，配戴者必須同樣地抬頭或低頭以便針對正觀看的物體的距離來調(diào)整。需要配戴者進行這種調(diào)整并不是最佳的。將希望提供全面的視力改善而不需要配戴者進行任何額外的物理運動。 發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)美國專利No. 5，807，381中所公開的表面建模技術(shù)，利用臨床測量的分析，申請人發(fā)現(xiàn)，如果僅為了矯正不良的距離視力而改變眼睛的角膜的表面曲率，則具有理想的 “龜背”形狀的眼睛的角膜將呈現(xiàn)出全面的視力改善。如在此所使用的，“龜背”形狀將被理解為在位于最靠近鼻子的邊緣處的點上呈現(xiàn)出最平坦的表面曲率，其中，沿著從在角膜上的該點到中心點的半子午線來確定表面曲率。向上且繞角膜周邊移動，表面曲率將連續(xù)地增加直到其達到角膜的垂直末端(vertical extreme)處的最大值為止。然后，表面曲率將會連續(xù)地減少，直到它達到離鼻子最遠的角膜邊緣處的中間值為止，將連續(xù)地增加達到在角膜的垂直最低邊緣處的最大值，并將連續(xù)地減少直到其回到最靠近鼻子的角膜邊緣處的最小值為止。根據(jù)本發(fā)明，通過將角膜的形狀有效地改變成理想的龜背形狀，實現(xiàn)了視力的全面改善，其中，在該理想的龜背形狀上施加了必要的曲率調(diào)整以實現(xiàn)對所關(guān)注的遠處物體的視力矯正。根據(jù)一個實施例，通過角膜手術(shù)、優(yōu)選地激光切割手術(shù)，將角膜實際地改變成期望的形狀。根據(jù)第二實施例，在角膜上放入隱形眼鏡，該隱形眼鏡具有所需要的遠處視力校正的理想龜背形狀。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于改善或計劃改善眼睛視力的方法，其步驟包括在眼睛的角膜的表面模型上，確定在所述表面模型上的不同位置的焦點，并修改所述模型以便相對于預(yù)定參照軸將焦點移動到預(yù)定位置，而不強迫它們移動到共同點，修改后的模型代表角膜的所期望的重新構(gòu)造，其中，所述修改步驟表示通過向眼睛施加意圖矯正屈光誤差的光學(xué)鏡片來有效地給角膜重新塑形。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光學(xué)鏡片，具有前表面、后表面和在其前表面上的光學(xué)中心，所述前表面具有M-波形狀，以致于沿著經(jīng)過所述光學(xué)中心的曲線所測量的表面曲率關(guān)于有關(guān)所述光學(xué)中心的角方向、實質(zhì)上如平滑了的字母M—樣變化，其中，0°角方向?qū)嵸|(zhì)上是當戴上所述鏡片時最靠近鼻子的點，且所述M的中心凹陷點實質(zhì)上出現(xiàn)在對應(yīng)于180°方向的、當戴上所述鏡片時離鼻子最遠的點處，所述M的最大值實質(zhì)上出現(xiàn)在分別對應(yīng)于90°和270°方向的、當戴上所述鏡片時所述鏡片的垂直最高端和最低端處，其中， 所述鏡片的前表面上的經(jīng)過所述光學(xué)中心的曲線在前表面上定義與眼睛的角膜表面上的不同位置相對應(yīng)的聚焦區(qū)，每個聚焦區(qū)被塑形以相對于眼睛中的預(yù)定參照軸將角膜的相應(yīng)位置的聚焦移動到預(yù)定位置，而不強迫每個區(qū)域的聚焦移動到共同點。本發(fā)明還提供了一種確定對眼睛的角膜的必需的形狀變化的方法，所述方法在包含顯示設(shè)備的計算機系統(tǒng)的幫助下進行，所述方法包括如下步驟將前角膜表面建模為修整為M-波形狀的表面模型，以致于沿著經(jīng)過光學(xué)中心的曲線所測量的表面曲率與關(guān)于所述光學(xué)中心的角方向相關(guān)地、實質(zhì)上如平滑了的字母M—樣變化，其中，0°角方向?qū)嵸|(zhì)上是當戴上所述鏡片時最靠近鼻子的點，且所述M的中心凹陷點實質(zhì)上出現(xiàn)在對應(yīng)于180° 方向的、當戴上所述鏡片時離鼻子最遠的點處，所述M的最大值實質(zhì)上出現(xiàn)在分別對應(yīng)于 90°和270°方向的、當戴上所述鏡片時所述鏡片的垂直最高端和最低端處；在所述顯示設(shè)備上觀察所述表面模型產(chǎn)生被構(gòu)造以控制另一設(shè)備以對隱形眼鏡塑形、以便所述鏡片的前表面具有所述M-波形狀的第一信號；或者產(chǎn)生被構(gòu)造以根據(jù)所述M-波形狀控制設(shè)備的第二信號，其中，對所述前表面建模并經(jīng)過所述光學(xué)中心的所述曲線定義了不同的聚焦區(qū)，所述方法還包括以下步驟在建模步驟中確定不同聚焦區(qū)的焦點，并且修改通過建模步驟形成的模型使得相對于預(yù)定參考軸將焦點移動到預(yù)定位置，而不強迫它們移動到共同點，修改后的模型代表角膜的所期望的重新構(gòu)造。


參照附圖并結(jié)合當前優(yōu)選的實施例的如下詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明的上述的簡要說明和進一步的目的、特征和優(yōu)點，在附圖中圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的通過角膜的激光切割或適當形狀的矯正鏡片來實現(xiàn)視力矯正的方法的方塊圖；圖2是圖示通過角膜圖像采集系統(tǒng)而得到的點云的平面圖像的示意圖；圖3是與圖2相似的平面示意圖，圖示多個樣條(splines)以及它們?nèi)绾芜B接穿過點云的數(shù)據(jù)點；圖4是圖示如何構(gòu)造特性曲線的角膜匹配表面(matching surface)的透視圖；圖5是例示在3毫米直徑處的角膜的軸向聚焦散光的圖；圖6圖示了與圖5相對應(yīng)的徑向聚焦散光；圖7是例示在5毫米直徑處的角膜的軸向聚焦散光的圖；圖8圖示了與圖7相對應(yīng)的徑向聚焦散光；圖9是例示在7毫米直徑處的角膜的軸向聚焦散光的圖；圖10圖示了與圖9相對應(yīng)的徑向聚焦散光；圖11圖示了通過與中心軸正交來修改角膜模型的方法；圖12圖示了偏離中心(decentered)的正交化的概念；圖13-15是示出了在視網(wǎng)膜中區(qū)(macula)的前表面上、分別以螺旋形、玫瑰花形 (rose)和雙重玫瑰花形圖樣分布的72個焦點P的視網(wǎng)膜中區(qū)的平面視圖；以及圖16圖示了在描述提供全面視力改善的對角膜的理想龜背形調(diào)整時有用的三個波形。
具體實施例方式結(jié)合現(xiàn)代的角膜手術(shù)，諸如角膜切割手術(shù)，對于臨床應(yīng)用以及對于隱形眼鏡的設(shè)計和制造，使用了高分辨率的照相機來獲得在角膜表面上的離散數(shù)據(jù)點的數(shù)字化陣列。已經(jīng)可用于映射(map)角膜的一種系統(tǒng)和照相機是PAR視力系統(tǒng)(PAR Vision System)的 PAR角膜測繪系統(tǒng)(PAR CTS)。PAR CTS在三維笛卡爾空間中、即沿著χ坐標、y坐標以及深度(Z)坐標來映射角膜表面拓撲。“視線”(line-of-sight)是從固定點到入口瞳孔的中心的直線段。正如在Mandell 的"Locating the Corneal Sighting Center From Videokeratography", J. Refractive Surgery, V. 11，頁碼253-259 (七月/八月1995)中更全面描述的，從固定點射向入口瞳孔上的點的光線將被角膜和水狀體折射，并通過實際瞳孔上的對應(yīng)點以最終到達視網(wǎng)膜。視線與角膜表面相交的在角膜上的點是角膜的“光學(xué)中心”或“視域(sighting) 中心”。它是屈光外科手術(shù)的主要參照點，因為它通常代表了光折射角膜切除術(shù)中的要切割的區(qū)域的中心。視線已經(jīng)被傳統(tǒng)地編程到激光控制系統(tǒng)中以掌控角膜切割手術(shù)。但是，一些外科醫(yī)生偏好于使用瞳孔軸作為參照線。其他外科醫(yī)生將切割輪廓的中心大約定為角膜頂點，該角膜頂點通常被定為在角膜上具有最大曲率變化的區(qū)域。有經(jīng)驗的執(zhí)業(yè)醫(yī)生已經(jīng)使用了各種技術(shù)用于尋找視域中心。在一個技術(shù)中，使用角λ (angle lambda)來計算相對于瞳孔(“光”)軸的視域中心的位置。參見包括對角κ和λ的詳細討論的上述Mandell 的文章，在此將其公開的內(nèi)容全部合并于此以供參考。在LASIK角膜切割手術(shù)期間，反射了角膜表面的一部分，并對暴露的表面進行切割。使用收集到的高度(elevational)數(shù)據(jù)來指導(dǎo)激光器之類的切割設(shè)備，以便可以有選擇地切割角膜表面以更接近地近似于關(guān)于視線的適當半徑的球面，或者“平均的”橢圓形， 或者在切割區(qū)內(nèi)的波前指紋。使用視線作為手術(shù)的參照線可以減少近視，或者另外矯正手術(shù)前的官能障礙或視覺異常。然而，可能導(dǎo)致更不規(guī)則形狀的角膜，這可能惡化現(xiàn)有的散光，或者在所治療的眼睛中引入散光或球面像差。這將使隨后需要采用的任何視力矯正措施復(fù)雜化。而且，所引入的任何實際的表面不規(guī)則性都能引起疤痕組織的發(fā)展或淚垢的局部積累，這兩者都可能有害地影響視力。使用視線或瞳孔軸作為進行外科手術(shù)的參照軸暗示著如下假設(shè)角膜關(guān)于沿著眼睛的半徑延長的軸來說是對稱的。然而，角膜是“不對稱的球形”表面?！扒蛐巍币馕吨刂魏谓悄ぁ白游缇€”的曲率的半徑并非是恒定的(可將“子午線”認作是由角膜表面與包含瞳孔軸的平面相交而形成的曲線)。其實，角膜曲率趨于從幾何中心到外圍逐漸平坦?！安粚ΨQ”意味著角膜的子午線沒有呈現(xiàn)出關(guān)于它們的中心的對稱性。角膜是球面和/或非對稱的程度隨著不同的病人或同一個病人的不同眼睛而變化。根據(jù)美國專利No. 5，807，381的表面建模技術(shù)所進行的臨床測量的分析表明，與角膜中心或瞳孔中心相比較，角膜表面上的、離PAR CTS的參照平面最遠的點(以下稱為“高(HIGH)”點)是用于角膜切割和鏡片設(shè)計的更有效的參照點。具體地，正如在專利 No. 5，807，381中所示，與關(guān)于接近眼睛中心的軸(例如瞳孔軸)進行相同手術(shù)的情況相比， 關(guān)于通過“高”點的軸而進行的激光切割術(shù)產(chǎn)生形狀規(guī)則得多的角膜并且移除較少的角膜材料(material)。根據(jù)美國專禾Ij No. 5，807，381和國際專利申請No. PCT/US03/1763 (公布為 W003/101341)(現(xiàn)將它們所公開的內(nèi)容全部合并于此以供參考)的方法而進行的臨床測量的分析對已經(jīng)作出的關(guān)于在諸如波前分析和散光盤技術(shù)(Placido disc technology)的這種公知角膜分析技術(shù)中固有的人類角膜結(jié)構(gòu)的假設(shè)提出了質(zhì)疑。具體地，發(fā)現(xiàn)不同于其它光學(xué)系統(tǒng)，角膜的中心部分(例如，向外延伸到32mm直徑)就其聚焦的能力而言，不一定光學(xué)地優(yōu)于角膜的實質(zhì)更大部分(例如，向外延伸到7mm直徑)。角膜的中心部分呈現(xiàn)出大量的聚焦散光。也就是說，角膜上的不同區(qū)域并不聚焦到聚焦軸上的同一個點。其實，它們甚至并不聚焦到同一個軸。通常，這種聚焦差異在角膜的中心部分中最明顯，并且從中心開始，這種聚焦差異實際上隨著直徑的增加而減少。正如在PCT/US03/1763中所公開的那樣，可以通過調(diào)整角膜的聚焦(在此稱為“正交化”)來改善視力，以便不同的區(qū)域?qū)嶋H上聚焦到相同的軸。這可以通過角膜塑形(例如， 通過切割)或者通過應(yīng)用合適的矯正鏡片來完成，從而有效地減少徑向和軸向的聚焦散光。對于許多病人而言，正交化的另外的好處在于實際地減少了老花眼(有缺陷的近視)。 也就是說，配戴了沒有在不同距離處聚焦的組件的正交化隱形眼鏡的許多老花眼病人能夠同時實現(xiàn)近處視力和遠處視力的改善。然而，正如很普遍的，不能夠在近處視力和遠處視力
7兩個方面實現(xiàn)足夠的改善，因此不能為大多數(shù)具有與近處視力缺陷相關(guān)的老齡化的近視人們提供全面的視力改善。在圖1的方塊圖格中圖示了根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)角膜激光切割和隱形眼鏡塑形的處理。此處理利用了角膜圖像采集系統(tǒng)(Corneal Image Capture System)610、高度分析程序(Elevation Analysis Program)620、計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)(Computer Aided Design System)630、命令處理器(Command Processor)640 以及角膜塑形系統(tǒng)(Cornea Shaping System) 650。結(jié)合高度分析程序620，角膜圖像采集系統(tǒng)610產(chǎn)生病人的角膜的三維拓補圖 (topographic)。利用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)630作為編輯或修改角膜測繪數(shù)據(jù)的輔助工具， 以便創(chuàng)建表面模型，并通過命令處理器640將與模型相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送給角膜塑形系統(tǒng)650。 命令處理器640使用來自計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)630的、描述要塑形的角膜的表面的測繪數(shù)據(jù)，來產(chǎn)生角膜/鏡片塑形系統(tǒng)650所需要的命令/控制信號的序列。角膜/鏡片塑形系統(tǒng)650從命令處理器640接受描述了角膜/鏡片塑形系統(tǒng)的三維運動(可以使用任何坐標系統(tǒng)；例如，笛卡爾坐標、徑向坐標或球面坐標)的命令的序列，以便為角膜塑形或為制造隱形眼鏡的機器(例如，車床)塑形。角膜圖像采集系統(tǒng)610和高度分析程序620優(yōu)選地是PAR 角膜測繪系統(tǒng) (“PAR 系統(tǒng)”)的組件，其可以從PAR視力系統(tǒng)得到。高度分析程序620是由處理器(例如，IBMTM兼容的PC)執(zhí)行的軟件程序。程序620產(chǎn)生由系統(tǒng)610測量的角膜表面上的多個取樣點中的每一個的三維要素(Z坐標表示與眼內(nèi)的參照平面的距離)。每個點由其映射到參照平面中的X-Y坐標來限定，并根據(jù)該點的亮度來確定它的Z坐標。計算每個點的高度(即Z坐標)的一個方法是將從病人的角膜14測量到的X-Y和亮度值與某些具有已知高度的參照表面(例如已知半徑的球面)的坐標和亮度值相比較。這些參照值可以被預(yù)先存儲。高度分析程序620的最后輸出是在角膜14的表面上的通常稱為點云(point cloud)的多個取樣點的X-Y-Z坐標。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然可以使用能夠產(chǎn)生按照所需準確度來提供角膜表面上的點的位置和高度信息的χ、γ、ζ角膜數(shù)據(jù)的任何方法。在優(yōu)選實施例中，大約有1200個點以網(wǎng)格圖樣彼此隔開，正如在X-Y平面中所看到的那樣，因此這些點在X-Y平面上的投影彼此相距大約200微米。可以按照許多公知機器指定(machine-specific)的格式來對從高度分析程序 620輸出的X-Y-Z數(shù)據(jù)進行格式化(format)。優(yōu)選地，按數(shù)據(jù)交換文件(DXF)格式、即通常用于在應(yīng)用程序之間傳輸數(shù)據(jù)的工業(yè)標準格式來對數(shù)據(jù)進行格式化。DXF文件是ASCII數(shù)據(jù)文件，它可由大多數(shù)計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)來讀出?，F(xiàn)在參照圖2和圖3，如當沿著Z-軸觀察參照平面時將顯現(xiàn)出來的那樣，畫出了點云100(即，正如將其投影到X-Y平面中)。每個點對應(yīng)于病人的角膜上的特定的位置。 通常從角膜的大約IOmmX IOmm的界定區(qū)(工作區(qū))中產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)。這樣，可能存在多達 50行的數(shù)據(jù)點。計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)630根據(jù)由高度分析程序所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)點來生成模型 (model)或者匹配病人的角膜表面的拓補圖的表面108(見圖4)。在優(yōu)選實施例中，計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)630是Anvil 5000 程序，它可從美國亞利桑那州(Arizona)的斯科茨代爾 (Scottsdale)市的制造咨詢服務(wù)(Manufacturing Consulting Service)得到。優(yōu)選地，通過首先生成多個樣條102來產(chǎn)生角膜匹配表面108，其中由點云100的多個數(shù)據(jù)點來限定多個樣條102中的每個。與多個數(shù)據(jù)點(即結(jié)點)相交的樣條的產(chǎn)生本身是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，并且一旦輸入了輸入數(shù)據(jù)，其可以通過Anvil 5000 程序來完成。關(guān)于表面模型的產(chǎn)生的更多信息，請見美國專利No. 5，807，381，其公開的內(nèi)容合并于此以供參考。在優(yōu)選實施例中，使用了已知的非均勻的有理數(shù)B-樣條公式來產(chǎn)生樣條，但是，它們也可以由樣條的其它公知數(shù)學(xué)公式、諸如三次方的樣條公式或有理數(shù)的均勻B-樣條公式來產(chǎn)生。如圖3所示，在優(yōu)選實施例中，樣條102中的每一個位于平行于X和Z軸的平面中，并包括來自圖3中的點云100的一行點。然后，從樣條102來產(chǎn)生與掃描的眼睛的角膜表面相匹配的表面108。存在可用來從多個樣條102產(chǎn)生表面的許多公知數(shù)學(xué)公式。在優(yōu)選實施例中，使用公知nurb(曲線曲面的非均勻有理B)表面等式來從樣條102產(chǎn)生角膜表面。在此實施例中，由于眼睛的掃描區(qū)近似為IOmm χ 10mm，因此創(chuàng)建了大約50個樣條102。如圖3所示，為少量(例如5個) 相鄰樣條創(chuàng)建了裸(skinned)表面區(qū)段104。這些相鄰的裸表面區(qū)段104共享共同的邊界樣條。如此，從點云生成了大約10個裸表面區(qū)段，并按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的方式、由 Anvil 5000 程序?qū)⑦@大約10個裸表面區(qū)段合并在一起，以便產(chǎn)生一個合成的表面108。當使用nurb表面等式公式時由于數(shù)學(xué)地生成了表面，因此，原始的數(shù)據(jù)點和樣條 102的結(jié)點都不一定位于表面108上。然而，表面108在預(yù)定的容差內(nèi)估算這些點。確定在所生成的角膜匹配表面108上的HIGH點(即具有最大Z值的點)。然后預(yù)定直徑的圓柱體106沿著與Z軸平行的軸被投影到角膜匹配表面108上，并經(jīng)過HIGH點。 圓柱體106優(yōu)選地具有大約3mm到大約8mm、通常大約7mm的直徑，且由圓柱體106與表面 108相交所形成的閉合輪廓線在X-Y平面中投影為環(huán)106’。在匹配表面108上，該輪廓線限定了角膜的工作區(qū)的外緣26。角膜關(guān)于HIGH點是最對稱的和球面的，因此，在該點處提供最佳的光學(xué)性能。外緣沈必須擬合于(fit)點云內(nèi)，以便能夠基于測量的角膜數(shù)據(jù)來形成角膜的表面。然后，計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)630能夠在例如監(jiān)視器屏幕上圖示出相對于點云的缺省環(huán) 106’(在X-Y平面中)，以便操作者能夠確保環(huán)106’落入點云內(nèi)。此外，能夠建立系統(tǒng)630 以確定環(huán)106’是否落入點云100內(nèi)，且如果它沒有完全落入點云100內(nèi)，則警告用戶去操縱該環(huán)(即，移動環(huán)的中心點和/或改變環(huán)的半徑)，以便環(huán)106’位于角膜數(shù)據(jù)點云100內(nèi)。 在最壞的情況下，如果從掃描的眼睛沒有得到足夠的數(shù)據(jù)，則應(yīng)當重新掃描眼睛，以確保角膜的工作區(qū)將適當?shù)財M合于點云內(nèi)。替換地，可以使點云的面積變大。應(yīng)當理解，環(huán)106’僅是當在X-Y平面中觀察(即沿著Z-軸看)時的環(huán)。實際上， 外緣沈近似于橢圓形，并位于相對于參照平面而傾斜的平面中。經(jīng)過HIGH點的與傾斜平面相垂直的線將被稱為“LOCAL Z-軸”或“傾斜軸”，且相對于參照平面的傾斜平面的傾斜度將被當作是角膜工作區(qū)的傾斜角。角膜大約600μπι厚。在大多數(shù)角膜切割手術(shù)中，由于通過通常使用的這類激光器，實際上沒有留下疤痕的風(fēng)險，因此切割角膜的少于100 μ m的深度。超過100 μ m的深度，存在留下疤痕狀缺陷的風(fēng)險。例如，已知120μπι深度的切割會導(dǎo)致疤痕。然而，存在這種可能性，即，可以在激光治療之前或同時通過藥物療法來減少由于表面切割而留下疤痕的風(fēng)險。然而，當今的大多數(shù)激光外科手術(shù)不會導(dǎo)致疤痕，這是由于大多數(shù)手術(shù)是在LASIK 手術(shù)刀(flap)下進行的。在LASIK中擔心的是切割太深，其中剩余床(residual bed)小于 250μπι。如果剩余床小于這個數(shù)量，可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性障礙。角膜起伏的幅度通常是從峰頂?shù)焦鹊椎拇蠹s15到20微米，并且可以大到30微米。根據(jù)本發(fā)明進行的外科手術(shù)以及根據(jù)本發(fā)明制造的光學(xué)鏡片將探索以根據(jù)在“屈光測試”中所確立的需要的矯正來矯正病人的視力。當進行該測試時，病人坐在裝有稱為 “綜合屈光檢查儀(phoropter)，，的特殊設(shè)備的椅子上，通過該設(shè)備，病人注視大約20英尺遠的視力檢測表。在病人向綜合屈光檢查儀中看時，醫(yī)生操縱不同強度(strength)的鏡片到視域中，并每次詢問病人通過所放置的特定鏡片是否使檢測表顯得更清楚或者更模糊。 實際上，醫(yī)生能夠改變關(guān)于兩個正交的軸的屈光倍率或屈光度矯正，以及那些軸關(guān)于沿著視線的Z-軸的旋轉(zhuǎn)程度。醫(yī)生繼續(xù)修改這三個參數(shù)，直到他達到最佳的視力。通常在“a， b，c”表格中給出了屈光測試的結(jié)果，其中，“a”是在第一軸上的屈光度矯正，“b”是在第二正交軸上所需要的另外的屈光度矯正，“C”是第一個軸相對于水平方向的旋轉(zhuǎn)角。為每個眼睛給出該信息表格，且該信息表格立刻可用于研磨眼鏡的一對鏡片。現(xiàn)在將描述在表面108上生成特性曲線的技術(shù)，這在下面將是有用的。構(gòu)建包含 LOCAL Z-軸的平面110(見圖4)。平面110和表面108之間的交叉限定了第一特性曲線 112。然后，如線條114所示，關(guān)于LOCAL Z-軸將平面110在例如逆時針方向上旋轉(zhuǎn)5°的增量，其中，它與表面108的交叉限定了在圖4中由虛線表示的第二特性曲線116。該處理按照圍繞LOCAL Z-軸的固定旋轉(zhuǎn)增量、例如每次5°繼續(xù)進行，直到平面110掃過360°， 以產(chǎn)生完整的一組特性曲線(子午線)，在此情況下72個(360°)。然后，用最佳擬合的球面(環(huán)狀)弧線來估計這些特性曲線中的每一個。完成此事的一個方式是簡單地選擇經(jīng)過每個曲線的三個已知點(例如，在其上與輪廓線106’相接觸的點、HIGH點、和當沿局部(Iocal)Z-軸觀看投影時在這兩個點中間的那個點)的環(huán)狀弧線。一旦生成了球面弧線，則可以通過該弧線的中心來估計由環(huán)狀弧線表示的部分角膜的焦點。定位球面弧線的中心的技術(shù)是公知的。所得到的一組弧線中心則提供了聚焦散光的代表。為了說明的目的，對具有20/15的未矯正視力靈敏度的病人的角膜模型進行之前的過程。圖5是沿LOCAL Z-軸的向外延伸到3. Omm直徑的角膜部分的聚焦散光圖。在此情況下，焦點開始于沿LOCAL Z-軸的7. 06mm處，并向外延伸了另外的6. 91mm。圖6圖示了在3mm直徑內(nèi)的徑向散光是1. 2mm。同樣地，圖7圖示了角膜的5mm直徑部分的軸向聚焦散光開始于8. 99mm處，并延伸了另外的1. 69mm。如圖8所示，角膜的相同部分的徑向散光是0. 49mm。圖9圖示了在7mm處的軸向聚焦散光開始于8. 68mm處，并軸向地延伸了另外的0.47mm，而，圖10圖示了相應(yīng)的徑向散光是0. 33mm。顯然，在角膜的中心部分中聚焦散光最嚴重，并且隨著考慮到的角膜的部分越大而顯著減少。因此，顯然將期望能夠減少或消除至少在角膜的中心部分中的聚焦散光。這能夠通過“正交化”至少一部分角膜來實現(xiàn)。 在此，術(shù)語“正交化”是指對表面模型重新塑形以便其朝著LOCAL Z-軸的方向分段地重新聚焦角膜。然后，可以將重新塑形后的表面模型施加(例如，通過切割)到角膜，或者對隱形眼鏡(或另一種類的光學(xué)鏡片)的后表面塑形，以便實現(xiàn)所需要的聚焦散光矯正。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，正交化角膜不僅減少了徑向聚焦散光，還同時實際地減少了軸向聚焦散光，并在角膜的正交化部分的曲率半徑上得到了更加的均勻性。圖11圖示了正交化處理。按照下面說明的方式，對代表特性曲線的每個弧線進行此處理。在分段地重新聚焦以后，將修改后的弧線重新集合到具有重新聚焦的特性的修改后的表面模型中。在圖11中，130代表與特性曲線相對應(yīng)的半子午線的弧線之一。弧線130具有中心點C，其位置已經(jīng)被放大以便示范與LOCAL Z-軸徑向地隔開的焦點?；【€130的正交化開始于在弧線的兩端之間創(chuàng)建弦(chord) 132?？梢詷?gòu)造弦132的垂直平分線134，且它將經(jīng)過點C，并在點X處與LOCAL Z-軸相交。使用從點H(HIGH點)到點X的距離作為半徑， 現(xiàn)在可以在弧線130的兩端點之間畫出新的弧線130’?；【€130’將被聚焦在LOCAL Z-軸上，并且將具有比弧線130更大的曲率半徑。在這點上，弧線130’可被接受為限定修改后的表面模型108’的弧線。然而，將希望避免角膜厚度的太大的變化。因此，限定某個閾值(例如，0.0075mm)，且如果弧線130’ 的任何部分大于表面108內(nèi)或外的距離，則不接受弧線130’用于修改后的表面模型中。但是，可以(取決于需要移動弧線130’的方向)在LOCAL Z-軸上將點χ向上或向下移動一半(by halfthe excess over)。然后，可以對照閾值來重新繪制和重新測試弧線130’。該重新調(diào)整和檢測將繼續(xù)直到發(fā)現(xiàn)可接受的弧線130’。然后，對下一個弧線進行正交化。在正交化了所有弧線之后，根據(jù)所有弧線來創(chuàng)建新的表面模型108’。如上所述，該正交化處理可以角膜切割手術(shù)。在手術(shù)之前，生成矯正后的角膜表面模型，其被塑形以減輕視網(wǎng)膜中區(qū)惡化(macular degeneration)并提供通過視力測試而確立的屈光矯正(正如在上述的專利中所描述的)，并且所有的弧線都被正交化。然后，用未修改的角膜表面模型來配準(register)矯正后的角膜表面模型，并向未修改的表面移動該矯正后的表面模型直到矯正后的表面剛好接觸到未修改的表面。如果最初接觸的點處于矯正后的表面的中心，則它向未矯正的表面移動，直到矯正后的表面的外圍在所建議的切割手術(shù)的直徑處剛好接觸到未矯正的表面時為止。如果最初接觸的點處于矯正后的表面的外圍處，則它向未矯正的表面移動，直到矯正后的表面的中心剛好接觸到未矯正的表面。然后，將轉(zhuǎn)移矯正后的表面以便其至少部分地位于角膜內(nèi)，并且切割角膜直到所轉(zhuǎn)移的矯正后表面變成角膜的新表面。視網(wǎng)膜的中心區(qū)域被稱為視網(wǎng)膜中區(qū)(macula)，且被稱為小凹(foveola)的視網(wǎng)膜中區(qū)的正中心是最敏感的。雖然視網(wǎng)膜中區(qū)通常具有6到7毫米的范圍內(nèi)的直徑，但中心的小凹通常具有大約0. 35mm的直徑。通過完美的正交化，角膜的所有子部分被重新聚焦到視網(wǎng)膜中區(qū)的中心、即小凹。當通過將所有的子區(qū)域重新聚焦到LOCAL Z-軸上來進行正交化時，正交化不是完美的。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以重新聚焦角膜的子部分，以便將它們的焦點放置在仍然在視網(wǎng)膜中區(qū)之內(nèi)的小凹的外面，在與LOCAL Z-軸相距受控制的橫向距離處。視網(wǎng)膜中區(qū)具有近似球體的帽狀區(qū)段的形狀，且其直徑通常在6mm和7mm之間，并且其深度近似為 0. 88mm0應(yīng)當注意在本發(fā)明的引入的散焦和偏離中心的聚焦之間的差別。眼科醫(yī)生早就知道，在開矯正鏡片的處方時，可以通過散焦來減輕距離聚焦，并可以得到近處視力的好處。 根據(jù)本發(fā)明，沒有散焦。角膜的所有子部分保持完全地聚焦，但是焦點從LOCAL Z-軸移開。圖12圖示了偏離中心的正交化的概念。弧線130是角膜的子部分，它具有散光的焦點X。如圖11所示的普通的正交化將把焦點X移動到LOCAL Z-軸、LZ上。完美的正交化將把其移動到視網(wǎng)膜中區(qū)M上的小凹F。偏離中心的正交化創(chuàng)建在點X’處聚焦的新弧線 130”’，該點X’與小凹相距預(yù)定的半徑r。軸Ζ’與LOCAL Z-軸平行并經(jīng)過點X。為了便于估計，視網(wǎng)膜中區(qū)在軸LZ和V之間的區(qū)域中可以被看作是平坦的。進行偏離中心的正交化的優(yōu)選方式利用了針對圖4所討論的技術(shù)。具體地，將角膜的前表面劃分成旋轉(zhuǎn)地間隔5°的72個弧線，并對每個弧線進行偏離中心的正交化。所得到的72個焦點應(yīng)該被妥善地分布在小凹的工作區(qū)W’中，其中，小凹的工作區(qū)W’優(yōu)選地具有小于0. 07mm的直徑。圖13是示出了在小凹表面上以螺旋形圖樣分布的72個點P的、 小凹的頂部平面視圖。在圖14中圖示了這些點的更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。這種圖樣是用極坐標方程i =a夕COS2夕來描述的，其中，R是該點距離小凹的二維半徑，a是被選擇來將這些點妥善地分散在整個工作區(qū)M’上的常數(shù)，夕是角膜上的特定弧線的旋轉(zhuǎn)角。這個圖樣優(yōu)選是螺旋的，這是因為工作區(qū)M’的每個象限在離小凹的全部范圍的距離內(nèi)都有焦點。在圖14中圖示了另一個優(yōu)選圖樣。在此情況下，由兩個重疊的玫瑰花圖樣、即大的一個150和從圖樣150偏移45°的小的一個150’構(gòu)成了這個圖樣。僅示出了每個玫瑰花圖樣的一個花瓣具有點，但是將理解，其它花瓣的每個也同樣被提供了點。這些點在圖樣 150和150’之間是均勻分配的。然而，圖樣150提供最外面的點，并具有被分布在其最外面的三分之二上的點。圖樣150’提供最里面的點，并使它們均勻地分布。結(jié)果，在圖14中的圖樣在接近或遠離小凹的地方提供了良好分布的點。應(yīng)當理解，在已示出的所有焦點圖樣中，在大多數(shù)情況下，這些點沿著曲線均等地分開。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以給這些點提供不均等的間距，以便將它們更聚集在特定區(qū)域(例如，工作區(qū)的中心或最外面的區(qū)域)中。在某些情況下，已經(jīng)開發(fā)了限定本發(fā)明的進一步的實施例的用于偏離中心的正交化的進一步的方法，此方法優(yōu)選用于上述所有實施例，以增強全面的改善。這個方法將被稱為“偏移量(offset)”偏離中心的正交化。這個方法嚴格地如圖11所示地執(zhí)行，除非一旦弧線130’被重新塑形，它向順時針方向傾斜，以便將點X(弧線的軸的端點)向圖11的左邊移動，并跨過局部Z軸，以便其位于與局部Z-軸相距預(yù)選距離或偏移量的位置處。目前預(yù)期小于0. Olmm的偏移值，優(yōu)選地近似0. 0025mm的偏移值。然而，在大約0. 0025mm到大約0. Olmm的范圍內(nèi)的距離仍然是有效的。圖16圖示了可用于描述理想化的龜背形狀的三個波形。每個波形是根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置的(以屈光度給出的)曲率的極坐標圖。例如，波形A表示近視的、散光的并呈現(xiàn)與年齡相關(guān)的老花的實際病人的角膜。該極坐標角是包含局部Z-軸(關(guān)于傾斜的局部Z-軸)在內(nèi)的平面相對于參照位置的旋轉(zhuǎn)角，在該參照位置處，該平面在最靠近鼻子的位置處與角膜的底部相交。該曲率是與如下圓弧的半徑相等的屈光度該圓弧當具有特定的旋轉(zhuǎn)方向時最接近于通過角膜的表面與該平面相交而創(chuàng)建的半子午線弧線。下面通過公知公式將屈光度值和圓弧的半徑關(guān)聯(lián)起來337. 5/圓弧半徑=屈光度值(為了最全面地改善視力)理想地，應(yīng)當將波形A塑形成基本上類似于字母“M”的形狀，且所以在此稱其為角膜的“M-波(M-wave)”。在此例中，它是有點歪曲的Μ。作為在重新設(shè)計角膜的形狀以便全面地改善視力的最初步驟，對于角膜生成理想化的M-波。從示出了沿著特定的角膜表面的自然的半子午線弧線的表面曲率的、病人的角膜的極坐標表示(例如波形A)開始，生成理想化的波形。這個波形與波形A無關(guān)，除了在兩個波形中最低的屈光度值優(yōu)選地大致相同以外，但是波形B優(yōu)選地符合某個標準。然而，在某些情況下，可以通過使波形B的1. 5的屈光度的基線高于波形A來得到改善后的視力效果。首先，將波形的峰到峰的屈光度變化調(diào)整到大約3的屈光度，優(yōu)選地大約2. 875的屈光度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果該屈光度范圍減少到低于2的屈光度或者是高于4的屈光度，則在近處視力矯正中有明顯的惡化。此外，調(diào)整M-波中的凹陷點(dip)D，以便其位于M-波的峰-峰幅度的大約40%和60%之間。優(yōu)選地，其大約50%。然后，調(diào)整整個波形，以便在各個值之間平穩(wěn)地躍遷(transition)。優(yōu)選地，在產(chǎn)生平滑曲線時，峰值出現(xiàn)在大約90°和270° 處，而凹陷點出現(xiàn)在大約180°的地方。這產(chǎn)生了用于表示病人的角膜的理想的M-波。該波用圖16中的波形B來表示。事實上，除了通過例如屈光測試所確定的、用于匹配角膜的最平坦的曲率(K值) 所進行的調(diào)整以及必要的遠處視力矯正以外，每個鏡片將具有相同的M-波形。K值和屈光度是眼科專業(yè)人員在配鏡片時通常要測量的，且通常是可以得到的。為了定制病人的 M-波，僅需要拾取與其K值相對應(yīng)的M-波的基線，并垂直地偏移波形以提供矯正遠處視力所必需的屈光度。這限定了該病人的定制眼鏡的鏡片形狀。將理解，波形B在0°處(在波形B中與將最靠近鼻子的角膜的邊緣相對應(yīng)的點) 呈現(xiàn)出最平坦的表面曲率。增加極坐標角度，表面曲率連續(xù)地增加，直到它達到在大約90° 處(對應(yīng)于角膜的垂直最高的邊緣)的最大值。然后，表面曲率連續(xù)地減少，直到它達到在大約180°處(對應(yīng)于距離鼻子最遠的角膜邊緣)的中間值，并連續(xù)地增加到在大約270° 處(對應(yīng)于角膜的垂直最低的邊緣)的最大值，并且連續(xù)地減少直到它達到0°，在此，表面曲率回到它的最小值。這樣，由該M-波所描述的表面具有上面所討論的理想化的龜背形狀。在前面的段落中，假設(shè)正考慮病人的右眼的M波。選擇參照或0°角作為最接近鼻子的點，且極坐標角逆時針方向增加。左眼的M-波可以是相同的(S卩，將0°處于離鼻子最遠的點，且極坐標角順時針方向增加)，或者它可以是右眼的鏡面圖像(即，0°處于鼻子處，但極坐標角逆時針方向增加)。前一種方法由于將對兩個眼睛使用相同的鏡片，因而將簡化制造并降低成本。在某些情況下，如果給由波形B表示的表面模型提供一個另外的調(diào)整，則將獲得視力的更好的全面改善。也就是說，如果提供偏移量，則通過離局部Z-軸的少于大約 0. 005mm的偏移量對表面模型進行偏離中心的正交化。該偏移量最優(yōu)選地大約0. 0025mm。 選擇了 0. 005mm的偏移量上限，這是因為實驗表明，在該值上，遠處視力和近處視力都顯著惡化。隨著進一步增加偏移量，遠處視力繼續(xù)顯著地惡化。在一個實施例中，由波形B表示的表面模型代表了病人所用的隱形眼鏡的后表面的形狀。根據(jù)本發(fā)明，可以通過提供被確定為矯正病人的遠處視力所必需的、沿著波形B的屈光度調(diào)整，來推導(dǎo)出鏡片的前表面的形狀。典型地，將根據(jù)常規(guī)的屈光測試來確定這種屈光度矯正。在每個角度上，根據(jù)kiss鏡片公式來確定前表面屈光度值Da和半徑Ra Da = (-PDp)/(1-(( (T/1000) /Na) *Dp))Ra = (Nl-Na) *1000/Da
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其中，Da是前面弧線的屈光度值Dp是后面弧線的屈光度值Nl是制作鏡片的材料的折射率Na是空氣的折射率P是倍率(power)調(diào)節(jié)因子T是鏡片厚度。在該屈光度調(diào)整之后，產(chǎn)生波形C。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，不需要按照波形B所限定的那樣來塑形隱形眼鏡的后表面。事實上，隱形眼鏡的后表面可以是被計算以通常符合病人的角膜的任何形狀，例如，球面或橢圓面。理想化的M波是龜背形的，而不是球形或橢圓形，并且，除了優(yōu)選地具有與角膜相同的最小曲率以外，理想化的M波是通用的并且與病人的天生的角膜無關(guān)。此外，與角膜的最平坦曲率的匹配與視力矯正無關(guān)，但是進行與角膜的最平坦曲率的匹配以確保鏡片將更加舒適。當將鏡片放在眼睛上時，鏡片、角膜以及其間的淚膜將具有基本上相同的折射率。 這樣，僅在空氣與鏡片的前表面之間的界面將對視力改善具有相當大的影響。對于鏡片的后表面而使用由波形B限定的表面形狀最小化了可能帶來某些變形的、鏡片中的不必要的
厚度變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，也可以使用由波形C代表的表面模型來限定外科手術(shù)后所想要的角膜形狀。外科手術(shù)構(gòu)成了角膜的實際的重新塑形，而使用隱形眼鏡構(gòu)成了有效的重新塑形。應(yīng)當理解，剛才在上面說明的隱形眼鏡是定制設(shè)計的隱形眼鏡。然而，設(shè)想，能夠像當前批量生產(chǎn)的鏡片那樣，用預(yù)先準備好的處方表單來提供M-波鏡片。例如，在鏡片具有M-波后表面的情況下，能夠按不同的基本曲率變化或“尺寸”(例如，對于相對平坦的角膜的較大的基本弧線，對于中等或平均曲率的角膜的中等的基本弧線，對于形狀較為陡峭的角膜的較小的基本弧線)來提供鏡片。在所有的情況下，M-波具有上述的理想化形狀， 因此，尺寸之間僅有的差別是初始曲率的實際值。每個后面曲線組將包括具有不同前面曲線的鏡片子組，以便每個尺寸將包括具有用于矯正不同距離的屈光誤差的必需的屈光度調(diào)整的鏡片子組。病人將只需要兩個驗光測試以便得到矯正處方。首先，驗光師將進行常規(guī)的屈光測試，以確定對于遠處視力所需要的屈光度矯正。然后，在最初的看病期間，驗光師或鏡片裝配師也可進行常規(guī)的角膜彎度計測試，這為角膜的最平坦的和最陡峭的部分產(chǎn)生了屈光度讀數(shù)。角膜彎度計測試的最平坦的曲率確定了病人是否需要具有小的、中等的或大的后表面基本弧線的鏡片(以便獲得最佳的舒適度)，且屈光測試還確立了所需要的距離矯正。給出了這個處方，眼科專業(yè)人員將容易地為病人配置將提供全面的視力改善的最合適的M-波鏡片。盡管已經(jīng)為了說明目的公開了本發(fā)明所優(yōu)選實施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的條件下，可以進行各種增補、修改和更換。例如，本發(fā)明不僅適用于角膜切割和隱形眼鏡，而且也適用于其它任何種類的鏡片，這包括白內(nèi)障的、 晶狀體炎的、眼內(nèi)的、角膜內(nèi)的和框架眼鏡片。
權(quán)利要求
1.一種用于改善或計劃改善眼睛視力的方法，其步驟包括在眼睛的角膜的表面模型上，確定在所述表面模型上的不同位置的焦點，并修改所述模型以便相對于預(yù)定參照軸將焦點移動到預(yù)定位置，而不強迫它們移動到共同點，修改后的模型代表角膜的所期望的重新構(gòu)造，其中，所述修改步驟表示通過向眼睛施加意圖矯正屈光誤差的光學(xué)鏡片來有效地給角膜重新塑形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，物理的改變包括在眼睛的角膜上的預(yù)期的角膜切割。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的任何一個所述的方法，其中，所述參照軸經(jīng)過HIGH點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2的任何一個所述的方法，其中，所述參照軸是LOCALZ-軸。
5.根據(jù)在產(chǎn)生角膜的表面模型的計算機程序的輔助下進行的權(quán)利要求1-3中的任何一個所述的方法，所述角膜的表面模型把在三維空間中的角膜的表面的至少一部分接近地表示為平滑的、自由形態(tài)的表面，所述修改步驟包括改變所述模型的至少一部分的形狀以產(chǎn)生修改后的表面模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2的任何一個所述的方法，其中，偏移多個焦點以便在眼睛的視網(wǎng)膜上形成預(yù)定圖樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述預(yù)定圖樣是環(huán)形、螺旋形、玫瑰花圖樣以及雙重玫瑰花圖樣中的一種。
8.一種光學(xué)鏡片，具有前表面、后表面和在其前表面上的光學(xué)中心，所述前表面具有 M-波形狀，以致于沿著經(jīng)過所述光學(xué)中心的曲線所測量的表面曲率關(guān)于有關(guān)所述光學(xué)中心的角方向、實質(zhì)上如平滑了的字母M—樣變化，其中，0°角方向?qū)嵸|(zhì)上是當戴上所述鏡片時最靠近鼻子的點，且所述M的中心凹陷點實質(zhì)上出現(xiàn)在對應(yīng)于180°方向的、當戴上所述鏡片時離鼻子最遠的點處，所述M的最大值實質(zhì)上出現(xiàn)在分別對應(yīng)于90°和270°方向的、 當戴上所述鏡片時所述鏡片的垂直最高端和最低端處，其中，所述鏡片的前表面上的經(jīng)過所述光學(xué)中心的曲線在前表面上定義與眼睛的角膜表面上的不同位置相對應(yīng)的聚焦區(qū)，每個聚焦區(qū)被塑形以相對于眼睛中的預(yù)定參照軸將角膜的相應(yīng)位置的聚焦移動到預(yù)定位置，而不強迫每個區(qū)域的聚焦移動到共同點。
9.一種確定對眼睛的角膜的必需的形狀變化的方法，所述方法在包含顯示設(shè)備的計算機系統(tǒng)的幫助下進行，所述方法包括如下步驟將前角膜表面建模為修整為M-波形狀的表面模型，以致于沿著經(jīng)過光學(xué)中心的曲線所測量的表面曲率與關(guān)于所述光學(xué)中心的角方向相關(guān)地、實質(zhì)上如平滑了的字母M—樣變化，其中，0°角方向?qū)嵸|(zhì)上是當戴上所述鏡片時最靠近鼻子的點，且所述M的中心凹陷點實質(zhì)上出現(xiàn)在對應(yīng)于180°方向的、當戴上所述鏡片時離鼻子最遠的點處，所述M的最大值實質(zhì)上出現(xiàn)在分別對應(yīng)于90°和270°方向的、當戴上所述鏡片時所述鏡片的垂直最高端和最低端處；在所述顯示設(shè)備上觀察所述表面模型產(chǎn)生被構(gòu)造以控制另一設(shè)備以對隱形眼鏡塑形、以便所述鏡片的前表面具有所述 M-波形狀的第一信號；或者產(chǎn)生被構(gòu)造以根據(jù)所述M-波形狀控制設(shè)備的第二信號，其中，對所述前表面建模并經(jīng)過所述光學(xué)中心的所述曲線定義了不同的聚焦區(qū)，所述方法還包括以下步驟在建模步驟中確定不同聚焦區(qū)的焦點，并且修改通過建模步驟形成的模型使得相對于預(yù)定參考軸將焦點移動到預(yù)定位置，而不強迫它們移動到共同點，修改后的模型代表角膜的所期望的重新構(gòu)造。
全文摘要
通過將角膜的前屈光表面的形狀有效地改變成理想的“龜背”形狀來實現(xiàn)視力的“全面改善”，在理想的“龜背”形狀上加上必要的曲率調(diào)整以實現(xiàn)遠處視力的矯正。提供了一種用于改善或計劃改善眼睛視力的方法、以及一種確定對眼睛的角膜的必需的形狀變化的方法。該改善或計劃改善眼睛視力的方法包括在眼睛的角膜的表面模型上，確定在所述表面模型上的不同位置的焦點，并修改所述模型以便相對于預(yù)定參照軸將焦點移動到預(yù)定位置，而不強迫它們移動到共同點，修改后的模型代表角膜的所期望的重新構(gòu)造，其中，所述修改步驟表示通過向眼睛施加意圖矯正屈光誤差的光學(xué)鏡片來有效地給角膜重新塑形。此外，還提供了一種其前表面具有M-波形狀的光學(xué)鏡片。
文檔編號G02C7/04GK102327160SQ201110195168
公開日2012年1月25日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者喬納森.格里爾森, 戴維.M.利伯曼 申請人:科學(xué)光學(xué)股份有限公司