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角膜塑型镜片的设计及应用

2022-07-29
来源:求医网
[中图分类号]R778.3[文献标识码]A[文章编号]1008-1801(2000)02-0126-03

角膜塑型有45年历史,是一门悠久的科学,为何一直在世界各地不能被接受,这是一个令人深思的问题,为此,我们特对角膜塑型镜片(OK镜)作一概述,以作探讨。

1第一代角膜塑型镜片

实际上是用有机玻璃(PMMA)制成的普通硬性隐形眼镜。由于一位视光学医生的错误,为病人订制了一对比角膜曲率平的镜片,但后来发觉病人的裸眼视力有轻微改善,因而出现了角膜塑型的雏形。由于当时的镜片无透氧性,戴镜后易导致角膜上皮水肿及其他不适等,并且由于镜片的设计只有一般的硬性隐形眼镜,若镜片基弧比角膜曲率平坦超过两个屈光度,便有可能令镜片不能居中,不但减低近视效果不佳,还可能引起散光及其他视光学的副作用。虽然如此,这种第一代的OK镜片,在美国一直用了三十多年,使用者亦仅限于数十位视光学医生。

2第二代角膜塑型镜片

1979年,美国一位资深视光学医生通过多年的OK镜探索实践,提出了新的理论,认为若将镜片多做一条弧度,即将镜片的光学区缩小至6~7mm左右,再做出第二条弧度, 而第二条弧度要比光学区弧度弯,便可令镜片居中,这样的话,便可订制比角膜曲率平2~3D的镜片,这种镜片便是逆转几何学(Reverse Geometry)镜片的始祖。正常角膜或一般的硬性隐形眼镜,都是中央较弯而外周较平坦,而逆转几何学镜片则与这概念相反,镜片是中央平坦而外周较陡。第二代的镜片,一般第一对镜片产生约2D的压力,若效果明显,再更换一对多0.5D压力的镜片,所以一般要用3~5对镜片,约3~6个月,可将近视减去2D左右,但维持的时间不长,戴镜八至十小时后,可减去2~3D近视,维持约4~6小时后效果便逐渐消失。

镜片的设计数据是曲率在前,宽度在后。第一对镜片的光学区的基弧是8.23mm(41.00D),宽度是6.4mm,第二弧即逆转弧比基底弧弯3D,即7.67mm(44.00D),第三弧与一般的硬性隐形眼镜无区别,即12.00mm/0.4mm。这种第二代的镜片,其逆转弧可比基弧弯2~6D,简称2D镜、6D镜等,一般是根据试戴镜片作定位,最常用是3D镜,若3D镜片不能居中,可试用4D镜,如此类推。若镜片比角膜中央最平曲率平2D,为了使病人能在戴镜后有清晰视力,镜片的光度亦减了2D近视。镜片的各弧度的宽度,可因需要而改动,基弧的宽度一般是6.5mm,若小于6.0mm,可能当瞳孔扩大时便看见重影;若基弧宽度大于7.0mm时,由于受力面积大而使压强小,效果不佳。

第二代的角膜塑型镜片,面世后的十年,先后出现了八种以上不同的设计,由最早期的压力方法到后期的静水压(Hydralic Pressure)方法。各种方法中,尤其以静水压方法最具争论性并且最复杂和难以理解,因为其是利用比角膜曲率弯的镜片,而光学区外的弧度则切割成非球面,可将近视减轻2D左右,这方法,亦是现时的第三代镜片设计基础。

上述例子是第二代镜片中最常用的压力法设计,这种镜片对于1D左右的近视效果佳,亦能对付2D左右的角膜散光,这是第三代镜片所不能取代的。

3第三代角膜塑型镜片

是结合了第二代的压力方法和静水压方法而设计的。若分别应用这两种第二代镜片,每种可将近视降低2D,而两种方法联合应用得出的第三代镜片,可减去约4~5D度近视。而最早的第三代镜片,于1998年初面世,由于镜片可于数天内将近视减去2~3D,在亚洲地区引起了极大反应,而接下来不到一年的时间,在美国出现了多种品牌的第三代镜片,设计原理基本大同小异,其设计如下:基底弧(压力弧):4~5D为中央的最平曲率,宽度是 5.8~6.3

mm,一般设定为6.0mm,由于镜片居中良好,可订制光学区较小的镜片。第二弧(增效弧):根据镜片的压力不同而改变,一般可比压力弧弯6~12D甚至更多,宽度是 0.6~0.8mm,一般是 0.6mm。第三弧(稳定弧):一般与角膜7~9mm弧区的弯度相近,亦可制成非球面,作用是令镜片居中。最合理而有效的镜片,其稳定弧应该根据角膜矢高而切割,藉弧度向上下移位而调节镜片的松紧。外周弧的一般数值在10.5~12.0mm,宽度是0.4mm,其作用与所有的透气硬片一样,促使泪液在镜下交通,但镜片外周弧设计过松,亦可令镜片难于居中;外周弧过紧,则令镜片固定不移动,严重影响效果。所以一般的OK镜设计,外周弧都较紧,一般是10.5至11.0mm,若镜片过紧,可通过简单的人工打磨,将镜片改成11.5或12.0mm。第三代镜片的作用机理,是利用基弧比角膜中央曲率平4~5D的镜片,产生一股压力,根据容量恒定原理,若角膜中央被压平,则多出来的容量必定向四面找出口,而增效弧的弯度,便刚好在光学区外周形成一空间,产生一种负压拉力作用,这是将静水压方法用于第三代镜片的依据。增效弧的弯度,不同镜片的设计者亦有所不同,其设计原则是,若镜片基底弧宽度是6.0mm,而镜片基弧比角膜中央平1mm(例:角膜曲率为7.80mm,镜片基弧是8.80mm),则角膜中央6.0mm区向后推1.00mm后,便将一定量X体积的组织推开,而增效弧的曲率设计,便要令角膜6.0mm至6.6mm这一立体圆环(增效弧区)的容积等于X。若增效弧区太少,多余的组织便要再往外找出口,令镜片易偏离中央;若增效弧区空间太多,镜片亦会难于紧贴角膜而影响疗效。而实际上,由于角膜表面并不是球体,同样的压力,其X值亦因角膜的基础值不同而成为一个变数,所以镜片的设计者都要将设计的概念输入电脑进行计算。镜片的稳定弧曲率,是根据角膜中央最平曲率、角膜散光的度数、偏心率的大小、角膜曲率的基线大小等综合计算而得出,数值一般在角膜最平曲率的±0.55mm之间。第三代OK镜片,由于比第二代OK镜多了一条增效弧,限制了镜片光学区压力所推出的组织继续向外扩展,不会干扰稳定弧的稳效作用,因而第三代OK镜片一般可配戴数小时,使近视下降4D左右,并维持约十二小时的效果。而稳定弧的设计,使内弧紧贴角膜,利用了表面张力、大气压力、眼睑压力等克服了重力作用而使镜片居中。而部分医生,甚至通过加大镜片压力使近视下降6D左右,但这样做,必须要掌握好镜片的作用原理,对镜片的设计稍加修改才能成功。由此可见,第三代角膜塑型镜片的效果,是根据镜片的设计而起作用,并不是某公司的品牌比其他公司的品牌优胜。最理想的镜片,是经过配镜医生经验或通过使用试戴镜片,再结合角膜地形图的表现作出综合分析而设计的镜片。

现时,中国的OK镜片使用量,可能已达到世界之最,但由于缺乏镜片设计者及生产厂商的支持,以致镜片配戴的效果不尽如人意。因而,在此我将镜片设计的理论公开,希望中国的医生能通过实践,今后可设计及生产出更合适的镜片。

4第四代角膜塑型镜片

近日曾有医生提出,第四代的角膜塑型镜片即将面世,可利用药物注射入角膜,使之暂时软化,再用镜片矫正视力,效果可维持数年。这一技术引起医学界及视光学界极大的关注。而实际上,关于这门技术,美国正在进行临床研究,效果不错。所用的药物,是一种非常便宜而且安全性很高的老药,并不是新药,但有一点要注意,采用这一种第四代的产品(Corneoplasty,角膜成形术),已失去了角膜塑型的无创伤性原意。另外,医生在使用前,必需完全掌握第三代镜的设计及难题解决方法。不然,用药后因镜片效果差而引起严重散光、重影等副作用,可能令求医者要忍受数年,或需要再接受另一次药物注射后,重新采用第四代OK镜技术矫正。现时在美国,第四代镜片的发明者,现正研究将针药改为外用药水,用棉球沾药敷在角膜表面使之软化后,再使用OK镜将近视降低,这种技术现时正在申请专利,相信在一年后会向富有OK镜设计经验的医生提供。

5影响角膜塑型镜片疗效的因素

5.1镜片的生产技术现时能制作OK镜片的先进数控车床不多,部分机器制造商更吹嘘某品牌的数控车床,能精确切割出各种镜片,不须抛光。此点十分值得商榷。现时所有镜片切割车床,皆是用钻石刀在高分子聚合物的原料上切出不同弧度,切割口相对于幼嫩的眼角膜来说,皆是尖锐的,所以不能盲目相信某种品牌的电脑车床所切割出的镜片,无须再抛光。现时有部分新成立的镜片生产商,已切割出令人眼刺痛的镜片。因而,若医生给病人试用镜片十分钟后,仍见戴镜者流泪,结膜明显充血,便应将镜片除下,在裂隙灯下详细检查镜片的边缘。无须抛光而能生产高质镜片,相信要在日后出现了激光车床及耐高温并具有高透气的原料后才能实现。

5.2镜片的抛光技术医生根据验光结果订镜,在验光时可能出现误差,镜片制作过程中亦可能出现误差,若是轻微的误差,对镜片的效果影响不大,但可令戴镜者得不到清晰视力。有人认为,镜片是晚上配戴,病人根本不须看物,所以镜片全部设计为平光,即没加上屈光度,这是一种彻底错误的概念。戴镜时视物不清,亦失去了OK镜片的意义。由于镜片的基弧及屈光度计算,并不是影响镜片设计的重要数据,所以镜片设计者或生产商都会将数据公开,医生一定要根据这公开数据初步计算镜片设计是否合理。例:-3.0DS, K=43.00/44.00,镜片的基弧应是8.60mm

(39.25D),屈光度是+0.75D。或可以是基弧8.44mm(40.00D),屈光度是平光。不可能偏离太远。

若验光数据与镜片的数据吻合,但病人戴镜后仍看不清,而镜片居中,裸眼视力改善情况满意,便需要作人工抛光镜片,将镜片的屈光度稍作修改,令病人的戴镜视力良好。另外,由于镜片的设计是根据医生的验光数<