角膜塑形鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及角膜塑形鏡。所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面自中心向外連續(xù)地設(shè)置：基弧區(qū)、反轉(zhuǎn)弧區(qū)、定位弧區(qū)和周邊弧區(qū)。所述角膜塑形鏡內(nèi)表面的定位弧區(qū)為與角膜形狀相匹配的非球面。本實用新型的角膜塑形鏡能夠提高鏡片匹配弧區(qū)與角膜形狀的匹配度，并減少弧區(qū)銜接段數(shù)，提高表面光潔度；控制反轉(zhuǎn)弧與基弧的屈光力之差在一個穩(wěn)定的值，從而保證淚液儲存空間容量穩(wěn)定；保證鏡片佩戴的安全性與有效性；同時能夠提高患者佩戴時的視覺質(zhì)量。
【專利說明】角膜塑形鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型主要涉及眼視光學(xué)的設(shè)計領(lǐng)域。具體而言，本實用新型涉及一種具有全新設(shè)計的角膜塑形鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]角膜塑形術(shù)(Orthokeratology (Ortho-K))是通過特別設(shè)計的角膜塑形鏡主動、有步驟、漸進(jìn)、科學(xué)地改變角膜整體形態(tài)，以快速提高裸眼視力，控制青少年近視發(fā)展為目標(biāo)的一門技術(shù)。
[0003]現(xiàn)代角膜塑形鏡采用“反轉(zhuǎn)幾何”設(shè)計原理，將角膜塑形鏡的內(nèi)表面形狀設(shè)計成與角膜前表面幾何形狀相反，在鏡片與角膜之間制造一些間隙，利用淚液的力學(xué)作用達(dá)到“矯形”效果。角膜塑形鏡是硬性眼鏡，佩戴后鏡片內(nèi)表面與角膜外表面之間夾著一層分布不均勻的淚液，淚液的流體力學(xué)效應(yīng)將角膜中央的上皮細(xì)胞向中周部(外圍)拉；同時，閉眼和眨眼時，眼瞼的作用使得鏡片中央對下方角膜施以一定的壓力。這兩種效應(yīng)導(dǎo)致角膜中央曲率變平，中央上皮層變薄，中周部變厚，視物成像點向靠近視網(wǎng)膜方向移動。佩戴一段時間后，角膜前表面形狀趨于跟角膜塑形鏡后表面一致，當(dāng)摘除角膜塑形用硬性透氣接觸鏡，角膜仍然保持角膜塑形鏡后表面的形狀，從而使近視度數(shù)降低甚至消除。這種形狀的改變是短期的，當(dāng)停戴角膜塑形鏡后，角膜會回到以前的形態(tài)。
[0004]角膜塑形鏡的“反轉(zhuǎn)幾何”設(shè)計是由Stoyan在1989年提出的(US 4952045)，最初的反轉(zhuǎn)幾何設(shè)計將角膜塑形鏡分成三個弧區(qū)，包括基弧、反轉(zhuǎn)弧和周邊弧，由于這種設(shè)計的反轉(zhuǎn)弧很寬，邊緣翹起高度較大，容易引發(fā)鏡片無規(guī)則移動，在臨床上具有較大的局限性。現(xiàn)代“反轉(zhuǎn)幾何”設(shè)計的角膜塑形鏡對反轉(zhuǎn)幾何區(qū)進(jìn)行了改進(jìn)，一般分為四個區(qū)域。圖1是內(nèi)表面為四弧區(qū)設(shè)計的現(xiàn)有技術(shù)角膜塑形鏡的縱向中心剖面示意圖。如圖1中所示，基弧區(qū)I接觸人眼角膜的中央?yún)^(qū)域，面形較為平坦，用于壓平角膜表面；反轉(zhuǎn)弧區(qū)2較為陡峭，用于穩(wěn)固基弧的壓平效果，并保證一定的淚液儲存量；定位弧區(qū)3也可被叫作配適弧區(qū)，主要用于穩(wěn)定鏡片；周弧區(qū)4保證角膜與角膜塑形鏡周邊淚液的流通。
[0005]角膜塑形鏡的內(nèi)表面是塑形功能實現(xiàn)區(qū)域，大部分的設(shè)計針對這個區(qū)域進(jìn)行，方法是針對四個弧區(qū)的曲率半徑和寬度兩個變量，根據(jù)患者角膜形狀和屈光度的要求分別進(jìn)行設(shè)計。
[0006]目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的設(shè)計一般采用4-7個或5-7個不同曲率半徑的圓弧銜接而成，每個弧段的曲面均為球面。圖2是現(xiàn)有技術(shù)角膜塑形鏡的另一縱向中心剖面示意圖，該圖中清楚地示出了現(xiàn)有技術(shù)角膜塑形鏡的設(shè)計特點。如圖2中所示，四弧區(qū)是最基本的設(shè)計，四個弧區(qū)采用四個不同的曲率半徑的球面，且各球面的球心(即基弧區(qū)I球面的球心Op反轉(zhuǎn)弧區(qū)2球面的球心O2、定位弧區(qū)3球面的球心O3)共線，即在同一條中軸線Y上(如專利CN 1256908A，US 005963297A中所述)，在各弧區(qū)銜接處進(jìn)行倒角，使各弧段自然銜接。5_7個圓弧銜接是指在反轉(zhuǎn)弧和定位弧用多個圓弧(如反轉(zhuǎn)弧包含兩段圓弧，定位弧包含三段圓弧)，以使基弧與反轉(zhuǎn)弧銜接更容易，并使定位弧與角膜形狀更匹配(由于角膜是非球面，采用多個球面來擬合出“非球面”的形態(tài))。目前市面上的產(chǎn)品信息尚未顯示沒有任何一款角膜塑形鏡采用了非球面的設(shè)計。
[0007]不論角膜塑形鏡內(nèi)表面的設(shè)計如何，目前的角膜塑形鏡外表面均采用簡單的球面，用以達(dá)成正確的屈光。
[0008]然而，現(xiàn)有技術(shù)的角膜塑形鏡主要存在缺陷和不足:
[0009](I)現(xiàn)有技術(shù)的角膜塑形鏡的反轉(zhuǎn)弧設(shè)計采用與基弧、定位弧圓心在同一中心線的圓弧，使二者自然平滑銜接，這種設(shè)計的缺點是，反轉(zhuǎn)弧與基弧之間的屈光力差不穩(wěn)定，公開報道的現(xiàn)有塑形鏡反轉(zhuǎn)弧區(qū)的屈光力比基弧區(qū)大3-15D，事實上差異可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3-15D這個跨度，導(dǎo)致淚液儲存空間容量不穩(wěn)定，不同降度的塑形鏡塑形效果也不穩(wěn)定，降低治療效果。
[0010](2)現(xiàn)有技術(shù)的角膜塑形鏡將絕大部分精力放在內(nèi)表面上的設(shè)計上，在設(shè)計方向上力求使角膜塑形鏡佩戴更舒適，達(dá)到更好的塑形效果，而并未考慮角膜塑形鏡光學(xué)性能的改進(jìn)。角膜塑形鏡一般為夜戴型，雖然在大部分情況下無需起到視物作用，但在特殊情況，如晚上起夜、喝水、應(yīng)門等，佩戴者是需要視物的，并且這種情況基本為夜間暗視條件，人眼瞳孔較大，角膜塑形鏡與人眼組成的光學(xué)系統(tǒng)中，角膜塑形鏡起作用的光學(xué)區(qū)也較大，能達(dá)到6mm甚至更大?，F(xiàn)有的角膜塑形鏡光學(xué)區(qū)均未對球差進(jìn)行限制，大通光孔徑下，角膜塑形鏡會給角膜塑形鏡與人眼組成的光學(xué)系統(tǒng)帶來額外的球差，影響佩戴者的視覺質(zhì)量。
[0011]在光學(xué)區(qū)采用非球面能夠有效限制光學(xué)透鏡的球差大小，現(xiàn)有的角膜塑形鏡產(chǎn)品絕大部分在光學(xué)區(qū)采用雙球面設(shè)計。也有如前面提到的在角膜塑形鏡產(chǎn)品的內(nèi)表面上采用擬合出的“非球面”的設(shè)計，然而其目的是為了使角膜在塑形后的形狀變?yōu)榻悄に苄午R內(nèi)表面的形狀，并非為了改善患者戴鏡時的光學(xué)質(zhì)量。并且將擬合出的“非球面”設(shè)計放在角膜塑形鏡的內(nèi)表面，如果鏡片在佩戴時發(fā)生傾斜或偏心，角膜前表面將被塑形為與人眼光學(xué)系統(tǒng)不同心的形狀，導(dǎo)致病人產(chǎn)生光暈、眩光等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響塑形后的人眼光學(xué)質(zhì)量。非球面發(fā)生傾斜和偏心時對系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生的影響可見專利CN2013/000057 (PCT專利申請?zhí)?。
[0012](3)角膜是非球面形態(tài)，用于穩(wěn)定鏡片的定位弧區(qū)與角膜表面直接接觸，因此需要與角膜有很高的匹配度，且盡量減少需要倒角銜接的部位，防止內(nèi)表面粗糙引起角膜不適的現(xiàn)象?，F(xiàn)有定位弧區(qū)采用幾個不同曲率半徑的圓弧銜接模擬角膜周邊形狀，各圓弧的銜接處不平滑且需要多處倒角，并與角膜周邊形狀不能完全匹配。
實用新型內(nèi)容
[0013]本實用新型鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題而提出。發(fā)明人通過創(chuàng)新性地采用采用非球面加工工藝，將角膜塑形鏡內(nèi)表面的定位弧區(qū)加工成與角膜形狀相匹配的非球面，并且可選擇地在所述角膜塑形鏡的外表面上應(yīng)用全新光學(xué)設(shè)計，其目的在于提高鏡片匹配弧區(qū)與角膜形狀的匹配度，并減少弧區(qū)銜接段數(shù)，提高表面光潔度；控制反轉(zhuǎn)弧與基弧的屈光力之差在一個穩(wěn)定的值，從而保證淚液儲存空間容量穩(wěn)定，保證鏡片佩戴的安全性與有效性；同時提高患者佩戴時的視覺質(zhì)量。
[0014]術(shù)語定義
[0015]在本申請中使用的術(shù)語“角膜塑形鏡的內(nèi)表面”指的是佩戴時與人眼角膜直接接觸的角膜塑形鏡的那一個表面。
[0016]在本申請中使用的術(shù)語“角膜塑形鏡的外表面”指的是與角膜塑形鏡的內(nèi)表面相對的那一個表面。
[0017]在本申請中使用的術(shù)語“基弧弧段”指的是基弧區(qū)在以角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY平面中(在角膜塑形鏡的縱向中心剖面上)所呈現(xiàn)的弧段。
[0018]在本申請中使用的術(shù)語“反轉(zhuǎn)弧弧段”指的是反轉(zhuǎn)弧區(qū)在以角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY平面中(在角膜塑形鏡的縱向中心剖面上)所呈現(xiàn)的弧段。
[0019]在本申請中使用的術(shù)語“定位弧弧段”指的是定位弧區(qū)在以角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY平面中(在角膜塑形鏡的縱向中心剖面上)所呈現(xiàn)的弧段。
[0020]在本申請中使用的術(shù)語“周邊弧弧段”指的是周邊弧區(qū)在以角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY平面中(在角膜塑形鏡的縱向中心剖面上)所呈現(xiàn)的弧段。
[0021]當(dāng)本實用新型的角膜塑形鏡的內(nèi)表面/外表面采用非球面(例如高次非球面、復(fù)合環(huán)曲面等)設(shè)計時，這可以被視為在角膜塑形鏡的內(nèi)表面/外表面的假想的基礎(chǔ)球面上增加非球面(例如高次非球面、復(fù)合環(huán)曲面)設(shè)計。例如，如果角膜塑形鏡的內(nèi)表面/外表面上的特定弧區(qū)采用球面設(shè)計的話，那么所謂的其基礎(chǔ)球面與該球面所指代的對象是相同的。因此，在本申請中使用的術(shù)語“基礎(chǔ)球面弧”指的是角膜塑形鏡的內(nèi)表面/外表面的(對應(yīng))假想基礎(chǔ)球面中所包含的弧段，例如如圖1、4、7中所示。
[0022]具體而言，本實用新型涉及以下多個方面的內(nèi)容:
[0023]1.一種角膜塑形鏡，所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面自中心向外連續(xù)地設(shè)置:包括基弧弧段的基弧區(qū)、包括反轉(zhuǎn)弧弧段的反轉(zhuǎn)弧區(qū)、包括定位弧弧段的定位弧區(qū)和包括周邊弧弧段的周邊弧區(qū)，其特征在于，所述角膜塑形鏡內(nèi)表面的定位弧區(qū)為與角膜形狀相匹配的非球面。
[0024]2.根據(jù)方面I所述的角膜塑形鏡，其特征在于，
[0025]以所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY，以在所述原點處與所述基弧弧段相切的直線為所述二維坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)軸X，以經(jīng)過所述原點、垂直于橫坐標(biāo)軸X且位于由橫坐標(biāo)軸X與所述基弧弧段構(gòu)成的平面內(nèi)的直線為縱坐標(biāo)軸Y，
[0026]所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面在所述二維坐標(biāo)系平面XY上的曲線關(guān)于縱坐標(biāo)軸Y對稱，
[0027]在所述二維坐標(biāo)系中，基弧弧段與反轉(zhuǎn)弧弧段的連接點坐標(biāo)是(a1;匕)，反轉(zhuǎn)弧弧段與定位弧弧段的連接點坐標(biāo)是(a2，b2)，反轉(zhuǎn)弧弧段的基礎(chǔ)球面弧的圓心坐標(biāo)是(X，y)，
[0028]所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面由所述曲線通過圍繞縱坐標(biāo)軸(Y)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對稱變化而得到，
[0029]其特征在于，
[0030]y不為零；且
[0031]所述反轉(zhuǎn)弧弧段的基礎(chǔ)球面弧的圓心坐標(biāo)(X，y)滿足以下關(guān)系式:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種角膜塑形鏡，所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面自中心向外連續(xù)地設(shè)置:包括基弧弧段的基弧區(qū)、包括反轉(zhuǎn)弧弧段的反轉(zhuǎn)弧區(qū)、包括定位弧弧段的定位弧區(qū)和包括周邊弧弧段的周邊弧區(qū)，其特征在于，所述角膜塑形鏡內(nèi)表面的定位弧區(qū)為與角膜形狀相匹配的非球面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角膜塑形鏡，其特征在于， 以所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系XY，以在所述原點處與所述基弧弧段相切的直線為所述二維坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)軸X，以經(jīng)過所述原點、垂直于橫坐標(biāo)軸X且位于由橫坐標(biāo)軸X與所述基弧弧段構(gòu)成的平面內(nèi)的直線為縱坐標(biāo)軸Y， 所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面在所述二維坐標(biāo)系平面XY上的曲線關(guān)于縱坐標(biāo)軸Y對稱，在所述二維坐標(biāo)系中，基弧弧段與反轉(zhuǎn)弧弧段的連接點坐標(biāo)是(a1; bi)，反轉(zhuǎn)弧弧段與定位弧弧段的連接點坐標(biāo)是(a2，b2)，反轉(zhuǎn)弧弧段的基礎(chǔ)球面弧的圓心坐標(biāo)是(X，y)， 所述角膜塑形鏡的內(nèi)表面由所述曲線通過圍繞縱坐標(biāo)軸(Y)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對稱變化而得到，其特征在于，y不為零；且 所述反轉(zhuǎn)弧弧段的基礎(chǔ)球面弧的圓心坐標(biāo)(X，y)滿足以下關(guān)系式:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的角膜塑形鏡，其特征在于，所述反轉(zhuǎn)弧弧段是一段球面弧段或者是一段非球面弧段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角膜塑形鏡，其特征在于，所述基弧弧段的曲率半徑為7.50-9.93毫米，所述反轉(zhuǎn)弧弧段相對于所述基弧弧段的附加光焦度為在3D-1?范圍內(nèi)的一恒定值，所述反轉(zhuǎn)弧弧段的基礎(chǔ)球面弧的曲率半徑的范圍是5.95-9.29毫米。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-4中任一項所述的角膜塑形鏡，其特征在于，所述角膜塑形鏡的外表面為包括球面、非球面、復(fù)合環(huán)曲面、多區(qū)折射設(shè)計的多焦面和多區(qū)衍射設(shè)計的多焦面的面形中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的角膜塑形鏡，其特征在于，所述角膜塑形鏡的鏡片厚度在0.18-0.25毫米的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的角膜塑形鏡，其特征在于，所述角膜塑形鏡的外表面面形為使所述角膜塑形鏡的鏡片在6mm孔徑下的球差為零的高次非球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的角膜塑形鏡，其特征在于， 以所述角膜塑形鏡的外表面的中心頂點為原點建立二維坐標(biāo)系ZR，以在所述原點處與所述外表面相切的直線為所述二維坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)軸Z ;以經(jīng)過所述原點、垂直于橫坐標(biāo)軸Z的直線為縱坐標(biāo)軸R， 所述高次非球面在所述二維坐標(biāo)系平面ZR上的曲線滿足以下關(guān)系式:
【文檔編號】G02C7/04GK203745737SQ201420052215
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】王曌, 解江冰, 甄彥杰 申請人:愛博諾德（北京）醫(yī)療科技有限公司