一種角膜塑形鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種視力矯正眼鏡，特別涉及一種利用周邊離焦來控制近視發(fā)展 的基弧區(qū)為非球面的角膜塑形鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 離焦（Defocus、out_of-focus)是聚焦（focus)的相對應(yīng)詞，離焦是指像面不在焦 點上，分為前離焦（焦前）和后離焦（焦后）兩種狀態(tài)。
[0003] 近視眼度數(shù)增加的主要原因是眼軸長度延長，每延長Imm增加度數(shù)3. 00度。最新 醫(yī)學(xué)研究證實，眼球延長依賴視網(wǎng)膜（如圖1中10所示）周邊離焦，按照屈光學(xué)概念，焦點 落在視網(wǎng)膜前面者稱為近視性離焦（如圖1中30所示），落在視網(wǎng)膜后面者稱為遠視性離 焦（如圖1中20所示）。近視眼的視網(wǎng)膜中央呈近視性離焦，而視網(wǎng)膜周邊呈遠視性離焦， 這種視網(wǎng)膜周邊遠視性離焦是促進近視眼度數(shù)不斷增加的主要原因。
[0004] 眼球具有依賴視網(wǎng)膜周邊成像誘導(dǎo)眼球發(fā)育的特點，尤其是18歲以下青少年近 視眼，如果視網(wǎng)膜周邊成像為遠視性離焦，視網(wǎng)膜會傾向于向像點生長，眼球長度就將延 長，如果視網(wǎng)膜周邊成像為近視性離焦，眼球就將停止延長。如果通過現(xiàn)代醫(yī)療方法，矯正 視網(wǎng)膜周邊遠視性離焦或者人工形成視網(wǎng)膜周邊近視性離焦，就可以阻止近視眼度數(shù)的不 斷增加，同時查明引起視網(wǎng)膜周邊離焦原因，還可以有效預(yù)防近視眼的發(fā)生和進展。
[0005] 角膜塑形鏡采用"反轉(zhuǎn)幾何"設(shè)計原理，將整個鏡片與角膜接觸的面（內(nèi)表面）設(shè) 計為幾個相互銜接的弧段，佩戴后鏡片內(nèi)表面的特殊形狀導(dǎo)致鏡片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胞向中周部（外圍）拉； 同時，閉眼時，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，角膜形狀趨于角膜塑形鏡內(nèi)表面基弧區(qū)的形狀，摘鏡后，人眼屈光狀態(tài)發(fā)生 改變，視物成像點向靠近視網(wǎng)膜方向移動，矯正近視。
[0006] 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)，包括基弧區(qū)、反轉(zhuǎn)弧區(qū)和周邊弧區(qū)，由于這種 設(shè)計的反轉(zhuǎn)弧區(qū)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。
[0007] 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)進行了改進，一般分為四個區(qū) 域。如圖2中所示，基弧區(qū)11接觸角膜中央?yún)^(qū)域，面形較為平坦，用于壓平角膜表面；反轉(zhuǎn) 弧區(qū)12較為陡峭，用于穩(wěn)固基弧區(qū)11的壓平效果，并保證一定的淚液儲存量；定位弧區(qū)13 又叫配適弧區(qū)，主要用于穩(wěn)定鏡片；周邊弧區(qū)14保證角膜與角膜塑形鏡周邊淚液的流通。
[0008] 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 行設(shè)計。
[0009] 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。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， 在各弧區(qū)銜接處進行倒角，使各弧段自然銜接。5-7個圓弧銜接是指在反轉(zhuǎn)弧區(qū)12和定位 弧區(qū)13用多個圓弧（如反轉(zhuǎn)弧區(qū)使用兩個圓弧，定位弧區(qū)使用三個圓弧），以使基弧區(qū)11 與反轉(zhuǎn)弧區(qū)12銜接更容易，并使定位弧區(qū)13與角膜形狀更契合（由于角膜是非球面，采用 多個球面來擬合非球面的形態(tài)）。現(xiàn)有的設(shè)計中也有采用非球面定位弧的設(shè)計。
[0010]由于角膜細胞的活性，角膜塑形鏡帶來的角膜形狀的改變只是暫時的，當停戴角 膜塑形鏡后，角膜會回到原來的形態(tài)，因此最初的角膜塑形鏡僅被視作一種用于暫時矯正 近視的治療手段。然而后續(xù)多年的臨床研究發(fā)現(xiàn)，配戴角膜塑形鏡能使一部分青少年眼軸 增長速度減緩，進而對近視發(fā)展起到控制作用，臨床研究指向，佩戴角膜塑形鏡后人眼形成 近視化的周邊離焦是角膜塑形鏡起作用的機制。
[0011] 正常人眼的角膜一般是非球面，周邊比中心略平坦，角膜塑形后，角膜前表面變?yōu)?球面，即角膜塑形鏡后表面的形狀。圖3為相同曲率半徑的球面角膜（如圖中A所示）與 非球面角膜的屈光力（如圖中B所示）隨孔徑變化的示意圖，可見，球面角膜與非球面角膜 相比，能為人眼周邊帶來更大的屈光力。因此，角膜塑形鏡控制近視增長的真正機理在于通 過夜間配戴鏡片，角膜塑形鏡將角膜塑造成了球面（角膜塑形鏡光學(xué)區(qū)內(nèi)表面的形狀），從 而使人眼在視物時周邊的屈光力比塑形前更大，使部分佩戴者形成近視化周邊離焦，進而 減緩眼軸增長，控制近視發(fā)展。
[0012] 現(xiàn)有的角膜塑形鏡基弧區(qū)均為球面，球面的基弧區(qū)會將角膜前表面塑造為球面， 使角膜提供的屈光力分布符合球面特征，其缺點在于，對于不同患者而言，視網(wǎng)膜的彎曲程 度是不一樣的，現(xiàn)有的角膜塑形鏡將角膜的外表面塑造為其基弧區(qū)的球面形狀，其屈光力 分布只遵守該球面的屈光力分布規(guī)律，即對于相同的塑形后角膜前表面曲率半徑而言，其 屈光力分布只有一種形態(tài)。例如，對于塑形后角膜曲率半徑為42. 2f5D的角膜，其屈光力分 布只能是如圖3中A所示的一種情況，當人眼視網(wǎng)膜的彎曲度大于圖示的角膜形成的屈光 力分布彎曲度時，將無法形成近視性周邊離焦，進而無法起到控制近視增長的目的。因此， 基弧為球面的角膜塑形鏡無法形成程度可控的、有效的周邊屈光力控制，因此僅能使部分 患者受益控制近視增長，而無法做到使每位患者都實現(xiàn)近視的有效控制。
[0013] 現(xiàn)有的角膜塑形鏡也有一些采用非球面的設(shè)計，如Berke在US 7984988 B2中，將 角膜塑形鏡的基弧區(qū)設(shè)計為橢圓面；Sami G. EI Hage在US 5695509中建議根據(jù)角膜形狀 與淚液厚度，確定關(guān)鍵坐標點，用坐標點進行非球面擬合，確定角膜塑形鏡內(nèi)表面面形；專 利201420052256. 2將角膜塑形鏡的前表面設(shè)計為非球面，用于使人眼佩戴后夜間免受球 差的干擾，提高視覺質(zhì)量。這些設(shè)計的目標都是使角膜在塑形后人眼能夠達到更優(yōu)秀的視 覺質(zhì)量，使全眼屈光力分布盡量在各個孔徑保持一致，進而導(dǎo)致遠視化的周邊離焦，這與周 邊離焦控制近視的目的和方法都是背道而馳的。
[0014] 因此，特別需要一種基弧區(qū)為特殊非球面的角膜塑形鏡，實現(xiàn)程度可控的近視化 周邊離焦，以解決上述現(xiàn)有存在的問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0015] 本實用新型的目的在于提供一種角膜塑形鏡，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用非球面 控制鏡片光學(xué)區(qū)的面形和曲率半徑，使其在周邊的等效曲率半徑絕對值比中心更小，周邊 面形比球面更陡峭，從而使其在徑向按所設(shè)定的屈光力分布方式均勻變化，鏡片屈光力隨 孔徑增大而增大，為人眼提供程度可控的近視化離焦，防止眼軸增長，延緩近視加深。
[0016] 本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0017] -種角膜塑形鏡，它包括鏡片，所述鏡片的基弧區(qū)為非球面，所述非球面為鏡片 基弧區(qū)周邊的等效曲率半徑的絕對值小于鏡片基弧區(qū)中心的曲率半徑的絕對值。
[0018] 在本實用新型的一個實施例中，所述鏡片基弧區(qū)的非球面的表達式為：
[0020] 其中，c為光學(xué)部基礎(chǔ)球面表面曲率半徑的倒數(shù)，y為所述曲線上任何一點距橫坐 標軸（Z)的垂直距離，Q為非球系數(shù)，A 21為非球面高次項系數(shù)，且所述非球面由所述非球面 曲線通過圍繞橫坐標軸（Z)進行旋轉(zhuǎn)對稱變化而得到。
[0021] 在本實用新型的一個實施例中，所述鏡片基弧區(qū)的非球面的面形通過等效曲率半 徑的比例因子η限定，所述非球面的等效曲率半徑的比例因子η < 1 ;
[0022] 比例因子η為鏡片不同直徑dm、dn下的r之比，m > η，則有：
[0024] 所述鏡片基弧區(qū)的等效曲率半徑的計算方法如下：
[0026] 其中，其中Clni為測量孔徑，M為孔徑Clni處的點，h"為M點的矢高，即非球面在M點 與頂點之間的高度差，&為M點的等效曲率半徑。
[0027] 進一步，優(yōu)選地，所述鏡片基弧區(qū)的非球面在5mm孔徑和3mm孔徑下的面形的等效 曲率半徑的比例因子q為0.67彡η 53< 1。
[0028] 進一步，優(yōu)選地，所述鏡片基弧區(qū)的非球面在5_孔徑和3_孔徑下的面形的等效 曲率半徑的比例因子Tl為0.67彡η 53彡0.998。
[0029] 進一步，優(yōu)選地，所述鏡片基弧區(qū)的非球面在5_孔徑和3_孔徑下的面形的等效 曲率半徑的比例因子η為0.67彡η 53彡0.991。