專利名稱：近視控制鏡片的設(shè)計(jì)的制作方法
近視控制鏡片的設(shè)計(jì)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于預(yù)防、阻止或延緩近視加深的設(shè)計(jì)和方法。近視(也稱為近視眼)是一種屈光疾病，在這種疾病中，眼睛的總屈光力過(guò)高或過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致來(lái)自遠(yuǎn)處物體的光聚焦到視網(wǎng)膜前方。這種情況會(huì)被觀察者感知為遠(yuǎn)處物體模糊， 模糊程度與近視的嚴(yán)重程度有關(guān)。這種疾病往往初見于兒童期，并且通常在學(xué)齡期引起注意。在成年早期之前的近視病例中常常會(huì)出現(xiàn)近視嚴(yán)重度的加重或增加。美國(guó)專利6，045，578提出了在接觸鏡片設(shè)計(jì)中使用軸上縱向球面像差(LSA)來(lái)嘗試阻止近視加深的方法。所提出的設(shè)計(jì)方法似乎并未考慮與近距離工作相關(guān)的個(gè)體眼/或群組平均數(shù)據(jù)的具體波前/屈光度特性或瞳孔大小變化。美國(guó)專利7，025，460提出了改變場(chǎng)曲(離軸焦點(diǎn)變化)以嘗試阻止近視加深的方法。該方法背后的數(shù)學(xué)采用“廣義二次曲線”，其中將偶數(shù)階多項(xiàng)式項(xiàng)加到簡(jiǎn)單的二次曲線方程上。這些二次曲線和多項(xiàng)式項(xiàng)被處理，以使得具有所提出的設(shè)計(jì)的接觸鏡片表面形狀產(chǎn)生所需量的場(chǎng)曲。US 2003/0058404和US 2008/0309882提出了一種測(cè)量眼睛波前并用定制的校正方法校正眼睛波前以延緩近視加深的方法。與近距離工作相關(guān)的瞳孔大小變化不是該設(shè)計(jì)方法的一個(gè)方面。EP 1853961提出對(duì)近距離工作前后的波前進(jìn)行測(cè)量。然后用定制接觸鏡片對(duì)波前像差變化進(jìn)行校正。未包括用于形成控制眼球生長(zhǎng)的設(shè)計(jì)的群組或群體數(shù)據(jù)?！癘rthokeratology Alters Aberr ations of The Eye，，，Optometry and Vision Science, May 2009。( “角膜矯正術(shù)改變眼睛的像差”，《驗(yàn)光與視力科學(xué)》，2009年5月)。 該文章討論了與角膜矯正術(shù)相關(guān)的眼睛的更高階像差。仍然希望有延緩或阻止近視加深的更完整的方法。本說(shuō)明書將著手解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，在用于控制和延緩近視加深的眼科鏡片的制造過(guò)程中將使用的方法和所得設(shè)計(jì)包括使用來(lái)自眼睛的角膜地形數(shù)據(jù)。眼科鏡片包括例如接觸鏡片、目艮內(nèi)鏡片、角膜鑲嵌物和角膜高嵌體。在本發(fā)明的另一方面，在用于控制和延緩近視加深的眼科鏡片的制造過(guò)程中將使用的方法和所得設(shè)計(jì)包括使用來(lái)自眼睛的波前數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的又一方面，用于根據(jù)本發(fā)明的方法制造眼科鏡片的設(shè)計(jì)包括凸形表面和凹形表面，該凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，凹形表面支承在佩戴者的眼睛上；中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；并且視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的眼睛光焦度來(lái)描述；采用該設(shè)計(jì)制造的鏡片用于控制或延緩近視的加深。在本發(fā)明的另一方面，用于生成眼科鏡片設(shè)計(jì)的方法包括以下步驟在角膜矯正治療之前和之后采集角膜地形數(shù)據(jù)；將角膜地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖；用治療前的圖減去治療后的圖；以及生成鏡片光焦度分布。在本發(fā)明的另一方面，用于生成眼科鏡片設(shè)計(jì)的方法包括以下步驟在角膜矯正治療之前和之后采集波前數(shù)據(jù)；將波前數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為屈光力圖；用治療前的圖減去治療后的圖；以及生成鏡片光焦度分布。在本發(fā)明的又一方面，考慮了總?cè)后w的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的又一方面，考慮了亞群體的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的又一方面，考慮了各個(gè)受試者的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的又一方面，數(shù)據(jù)在多個(gè)文件上平均。在本發(fā)明的又一方面，通過(guò)將所有子午線平均化為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形式來(lái)計(jì)算鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布。在本發(fā)明的又一方面，通過(guò)將各個(gè)子午線平均化為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形式來(lái)計(jì)算鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布。在本發(fā)明的又一方面，設(shè)計(jì)用于延緩近視加深的鏡片的方法被編碼成指令(例如機(jī)器指令)并編程到計(jì)算機(jī)中。在本發(fā)明的又一方面，制品包括用于設(shè)計(jì)延緩近視加深的鏡片的可執(zhí)行指令；方法包括將表征眼睛的角膜地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖；生成鏡片光焦度分布并用該光焦度分布產(chǎn)生鏡片設(shè)計(jì)，該鏡片具有凸形表面和凹形表面，凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，凹形表面支承在佩戴者眼睛上；中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的眼睛的光焦度來(lái)描述。在本發(fā)明的又一方面，制品包括用于設(shè)計(jì)延緩近視加深的鏡片的可執(zhí)行指令；方法包括將表征眼睛的波前數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為屈光力圖；生成鏡片光焦度分布并用該光焦度分布產(chǎn)生鏡片設(shè)計(jì)，該鏡片具有凸形表面和凹形表面，凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，凹形表面支承在佩戴者眼睛上；中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的眼睛光焦度來(lái)描述。


圖1示出了一組沈位受試者在角膜矯正之前的平均化的治療前角膜地形圖。圖2示出了一組沈位受試者在角膜矯正術(shù)之后的平均化的治療后角膜地形圖。圖3示出了已接受角膜矯正治療的一組沈位受試者在平均化的治療后角膜地形圖和平均化的治療前角膜地形圖之間的差值。圖4示出了已接受角膜矯正治療的一組沈位受試者在平均化的治療后角膜地形圖和平均化的治療前角膜地形圖之間的差值，該圖被截短至6mm直徑。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布。圖6示出了設(shè)計(jì)分布的包絡(luò)線，其基于根據(jù)本發(fā)明的以上實(shí)例中的所有子午線的平均值的縮放比例。
具體實(shí)施例方式角膜矯正術(shù)(有時(shí)稱為角膜屈光治療)是一種通過(guò)佩戴剛性接觸鏡片來(lái)有意改變中央角膜的形狀的做法。通過(guò)使中央角膜的曲率更平，而使角膜(從而整個(gè)眼睛)的光焦度減小。這具有減輕眼睛近視程度的效果。特殊設(shè)計(jì)的剛性接觸鏡片通常佩戴一晚上(在睡眠期間)，然后在早晨移除。在睡眠期間剛性鏡片施加到角膜上的壓力使中央角膜暫時(shí)變平。這種變平導(dǎo)致近視減輕，并且近視在隨后的1到3天內(nèi)逐漸復(fù)原(即角膜返回其正常形狀)。角膜矯正患者根據(jù)復(fù)原的速度每隔1至3個(gè)夜晚在睡眠期間佩戴剛性鏡片，從而在醒后的時(shí)間內(nèi)保持減輕的近視水平(而不需要佩戴任何形式的接觸鏡片或眼鏡)。角膜矯正術(shù)的意外結(jié)果是在使用這種形式的近視矯正的患者中近視加深的速度降低。Cho等人的研究(L0RIC研究)和Walline等人的研究(CRAYON研究)均表明，佩戴角膜矯正鏡片的患者不但減輕了近視，而且降低了近視加深(即眼球生長(zhǎng))的速度。對(duì)于這種近視加深速度的降低的可能解釋是由角膜矯正術(shù)在角膜中引起的光學(xué)變化。實(shí)際上， 角膜矯正術(shù)改變了角膜光學(xué)系統(tǒng)，使得中央屈光力負(fù)值更大(正值更小)，同時(shí)周邊角膜的屈光力正值更大(負(fù)值更小)。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的方法涉及利用角膜地形數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)和制造可用于治療、延緩和在有些時(shí)候阻止近視加深的接觸鏡片。角膜地形數(shù)據(jù)使用例如Keratron或 Keratron Scout (Optikon 2000 (Rome, Italy))的角膜影像鏡從患者收集。這種地形數(shù)據(jù)可具有多種格式。本發(fā)明中的優(yōu)選格式是將角膜描述為屈光力數(shù)據(jù)。圖1示出了沈個(gè)眼球在角膜矯正之前用角膜影像鏡測(cè)量的平均角膜屈光力，圖2 示出了相同的26個(gè)眼球在角膜矯正治療之后的角膜影像鏡圖像。通過(guò)將角膜矯正之前和之后的角膜屈光力相減獲得角膜屈光力的變化。屈光力變化圖顯示屈光力在負(fù)方向上的中心移位(即藍(lán)色)，屈光力在正方向上的周邊移位(即紅色)上，如圖3中所示。差值圖是用于本文所提出的設(shè)計(jì)光焦度分布的基礎(chǔ)，并且將控制近視加深的速度。在一個(gè)實(shí)施例中，這些圖以角膜影像鏡軸線(角膜影像鏡測(cè)量角膜形狀的軸線) 為中心，然而在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些圖也可重新取樣并以眼睛瞳孔(即角膜平面處的眼睛入射光瞳)為中心。瞳孔中心和角膜影像鏡軸線很少重合。就光學(xué)設(shè)計(jì)而言，優(yōu)選的是將光學(xué)設(shè)計(jì)沿著入射光瞳中心居中。軟質(zhì)鏡片光學(xué)設(shè)計(jì)的推導(dǎo)過(guò)程的下一步是將二維屈光力差值圖簡(jiǎn)化為所有子午線一起平均化的平均屈光力變化，從而得到對(duì)稱的平均屈光力圖。圖4示出了二維屈光力差值圖的這個(gè)過(guò)程，其被限于6mm直徑。在一個(gè)替代實(shí)施例中，通過(guò)將每個(gè)子午線的屈光力變化平均化，各個(gè)子午線單獨(dú)平均化，得到非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的平均屈光力圖，從而將屈光力差值圖簡(jiǎn)化為二維屈光力差值圖。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，有利的是將設(shè)計(jì)光焦度分布從6mm的限值向外延伸至8mm， 并且產(chǎn)生提供更好的臨床結(jié)果并有助于防止為佩戴者提供過(guò)量的正光焦度的光焦度分布。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，正光焦度首先降低，然后變得平坦。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用于根據(jù)本發(fā)明的方法制造眼科鏡片的設(shè)計(jì)包括凸形表面和凹形表面，該凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，凹形表面支承在佩戴者的眼睛上；中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；并且視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的眼睛光焦度來(lái)描述；采用這些設(shè)計(jì)制造的鏡片用于控制或延緩近視的加深。圖5示出了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光焦度分布。在該優(yōu)選實(shí)施例中，中心視覺(jué)區(qū)包含 內(nèi)圓面，內(nèi)圓面的有效直徑范圍在0和2mm之間，優(yōu)選直徑為約1. 5mm ；第一環(huán)面，第一環(huán)面具有在6. 0至7. Omm之間的外徑，優(yōu)選直徑為約6. 5mm ；圍繞第一環(huán)面的第二環(huán)面，第二環(huán)面具有在7. 25和7. 75mm之間的外徑，優(yōu)選直徑為約7. 5mm ；以及圍繞第二環(huán)面的第三環(huán)面，第三環(huán)面具有在7. 5和8. 5mm之間的直徑，優(yōu)選直徑為8mm。圖5所示的光焦度基于對(duì)群體平均數(shù)的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化。所示光焦度將加到佩戴者的初始配鏡距離上。視覺(jué)區(qū)的中央圓面內(nèi)的光焦度為基本上恒定的；第一環(huán)面內(nèi)的光焦度在直徑4mm處的正光焦度增加到+0. 5至+1. 5屈光度的范圍，優(yōu)選值為約+1. 0屈光度，在直徑6. 5mm處的正值增加到+1. 5至+5. 5D的范圍，優(yōu)選值為約+3. 4D ；第二環(huán)面內(nèi)的光焦度從第一環(huán)面邊緣處所見的光焦度平滑地減小到約+1. 5和+4. 5D之間的光焦度，優(yōu)選值為約 +3. OD ；第三環(huán)面內(nèi)的光焦度在約可見于第二環(huán)面邊緣處的光焦度下基本上恒定。與-3. OOD 顯著不同的距離屈光驗(yàn)配度數(shù)(Distance refractive prescription powers)可能需要將光焦度分布按比例縮放。圖6示出了所得屈光力曲線的按比例縮放后的包絡(luò)線的優(yōu)選實(shí)施例，該曲線可根據(jù)上文所示的平均數(shù)據(jù)算出并用于鏡片設(shè)計(jì)。因此，用本發(fā)明的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一族設(shè)計(jì)光焦度分布是有利的。這些光焦度分布通過(guò)為孔徑內(nèi)的每個(gè)點(diǎn)按比例地乘以比例因子來(lái)產(chǎn)生；比例因子的范圍在0. 25和4之間，優(yōu)選范圍為0. 5至1. 5。用于通過(guò)該方法生成鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布的優(yōu)選工序如下1)采集并且平均化角膜矯正治療之前的眼睛的角膜地形屈光力數(shù)據(jù)圖；2)采集并且平均化角膜矯正治療之后的眼睛的角膜屈光力數(shù)據(jù)圖；3)用治療后的圖減去治療前的圖；4)將所有子午線一起平均化，以生成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的屈光力圖；5)替代地將各個(gè)子午線一起平均化，以生成非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的屈光力圖；6)將圖修剪至常規(guī)的均勻直徑；7)任選地，通過(guò)減小正光焦度，然后使光焦度變得平坦而將分布向外延伸至更大的直徑；8)任選地，通過(guò)按比例縮放生成平均合成光焦度分布的包絡(luò)線。在一個(gè)替代實(shí)施例中，本發(fā)明的方法涉及利用波前數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)和制造可用于治療、延緩和在有些時(shí)候阻止近視加深的接觸鏡片。使用例如COAS(Wavefront Sciences Inc (Albuquerque N. Μ.))的波前傳感器從患者收集眼波前數(shù)據(jù)。該波前數(shù)據(jù)通常具有 Zernike多項(xiàng)式系數(shù)的形式，但也可以是在指定笛卡爾坐標(biāo)或極坐標(biāo)下的一組波面高度。 ANSI Z80. 28中已經(jīng)描述了一種稱為OSA方法的用于指定krnike系數(shù)的優(yōu)選體系。用于通過(guò)該方法生成鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布的優(yōu)選工序如下1)采集并且平均化角膜矯正治療之前的眼睛的眼波前數(shù)據(jù)圖。通過(guò)基于在ζ軸 (定義為前后軸，例如沿著穿過(guò)瞳孔中心的視軸)方向的徑向斜率計(jì)算屈光力，將每個(gè)波前轉(zhuǎn)化為屈光力圖；2)采集并且平均化角膜矯正治療之后的眼睛的眼波前數(shù)據(jù)圖。通過(guò)預(yù)測(cè)ζ軸(定義為前后軸，例如沿著穿過(guò)瞳孔中心的視軸)方向的徑向斜率將每個(gè)波前轉(zhuǎn)化為屈光力3)用治療后的圖減去治療前的圖；4)將所有子午線一起平均化，以生成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的屈光力圖；5)替代地將各個(gè)子午線一起平均化，以生成非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的屈光力圖；6)將圖修整到常規(guī)直徑；7)任選地，通過(guò)減小光焦度，然后使光焦度變得平坦而將分布向外延伸至更大的
直徑；8)任選地，通過(guò)按比例縮放生成平均合成光焦度分布(average resultant power profiles)的包絡(luò)線。在該方法中，利用屈光力Zernike多項(xiàng)式從一組預(yù)測(cè)的波前krnike系數(shù)計(jì)算屈光力圖，具體如下(參見隨附的Iskander等人2007年所著文獻(xiàn))Ψ」(P，Θ)
1Π3 ρ~χF{r,6) = ^-^^^1^,0)
rmax ；·=3(1)其中…為波前krnike多項(xiàng)式系數(shù)，rfflax對(duì)應(yīng)于瞳孔半徑，
\jl{n + \)Q^ {ρ) cos(m θ), m>0= ■ p(n + l)Q:(p)sm(m0), m < 0
rn = 0(2)其中
_5] O1(P)- Σ s^n+\M)i2-snn-\m\)l2-s)P⑶以及
q — |o, 其他
ο用于從波前數(shù)據(jù)生成或計(jì)算屈光力值的其它方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。眼睛瞳孔尺寸也直接通過(guò)波前測(cè)量值估計(jì)或通過(guò)獨(dú)立的瞳孔測(cè)量值(例如使用瞳孔計(jì))估計(jì)。如果與波前無(wú)關(guān)地測(cè)量瞳孔，則應(yīng)在類似的光照條件下測(cè)量。該方法可用來(lái)基于定制鏡片或?qū)θ后w或亞群體的平均值為個(gè)體設(shè)計(jì)鏡片。該方法可用來(lái)產(chǎn)生所有視覺(jué)區(qū)子午線均相同的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)或各子午線為唯一的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)，并且得出比較角膜矯正之前和之后的地形或波前的分析結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明制造的眼科鏡片具有下述的一些部分和特性a)凸形表面和置于患者眼球上的凹形表面，其中凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍；b)在視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的眼睛光焦度來(lái)描述。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明制造的眼科鏡片具有下述的一些部分和特性a)中心視覺(jué)區(qū)，中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面，內(nèi)圓面的有效直徑范圍在0和2mm之間，優(yōu)選直徑為約1.5mm;b)第一環(huán)面，第一環(huán)面具有在6. 0至7. Omm之間的外徑，優(yōu)選直徑為約6. 5mm ；c)圍繞第一環(huán)面的第二環(huán)面，第二環(huán)面具有在7. 25和7. 75mm之間的外徑，優(yōu)選直徑為約7. 5mm ；d)圍繞第二環(huán)面的第三環(huán)面，第三環(huán)面具有在7. 5和8. 5mm之間的直徑，優(yōu)選直徑為約8. 0mm。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方面，根據(jù)本發(fā)明制造的眼科鏡片具有下述的一些部分和特性a)視覺(jué)區(qū)的中央圓面內(nèi)的光焦度基本上恒定；b)第一環(huán)面內(nèi)的光焦度在直徑約4mm處的正光焦度增加到+0. 5至+1. 5D的范圍， 優(yōu)選值為約+1. 0D，在直徑6. 5mm處的正光焦度增加到+1. 5至+5. 5D的范圍，優(yōu)選值為約 +3. 4D ；c)第二環(huán)面內(nèi)的光焦度從第一環(huán)面邊緣處所見的光焦度平滑地減小到+1. 5和 +4. 5D之間的光焦度，優(yōu)選值為約+3. OD ；d)第三環(huán)面內(nèi)的光焦度基本上恒定在第二環(huán)面邊緣處所見的光焦度附近。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方面，根據(jù)本發(fā)明制造的眼科鏡片具有下述的一些部分和特性a)視覺(jué)區(qū)的中央圓面內(nèi)的光焦度基本上恒定；b)第一環(huán)面內(nèi)的光焦度按照合適的4階或更高階多項(xiàng)式方程增加正光焦度；在一個(gè)優(yōu)選方面，第一環(huán)面內(nèi)的光焦度變化取決于方程光焦度=0. 486x6-5. 844 7x5+27. 568X4-65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ 為離鏡片中心的徑向距離。c)第二環(huán)面內(nèi)的光焦度從第一環(huán)面邊緣處所見的光焦度減小到+1. 5和+4. 5D之間的光焦度，優(yōu)選值為約+3. OD ；d)第三環(huán)面內(nèi)的光焦度基本上恒定在第二環(huán)面邊緣處所見的光焦度附近。本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)會(huì)認(rèn)識(shí)到，鏡片的中心視覺(jué)區(qū)內(nèi)的光焦度是后表面和前表面的光焦度一起作用的結(jié)果。由本發(fā)明的方法和設(shè)計(jì)所描述的光焦度變化可應(yīng)用于前表面、 后表面或它們的任何組合。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，由本發(fā)明的方法和設(shè)計(jì)所描述的光焦度變化應(yīng)用于前表面?；诠饨苟确植嫉难劭歧R片設(shè)計(jì)方法可以用不同數(shù)據(jù)源來(lái)導(dǎo)出用于控制近視的接觸鏡片設(shè)計(jì)。例子包括基于各個(gè)受試者數(shù)據(jù)的定制設(shè)計(jì)，或基于特定亞群體數(shù)據(jù)(例如，年齡10-16歲的亞洲青少年)的群組設(shè)計(jì)，或基于所有可用數(shù)據(jù)(例如，所有近視者)的一般群體設(shè)計(jì)。另外，旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)或非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)都可以利用本發(fā)明的方法獲得。當(dāng)在所有被考慮的半子午線上將數(shù)據(jù)平均化時(shí)，數(shù)據(jù)可用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)，或者如果數(shù)據(jù)保留其半子午線形式，則可以用來(lái)產(chǎn)生非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)。非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱校正形式包括但不限于環(huán)曲面、球柱面、具有更高階像差校正的球柱面。環(huán)曲面包括對(duì)規(guī)則和不規(guī)則散光的校正。以下是采用來(lái)自所有被考慮半子午線的平均數(shù)據(jù)獲得的、根據(jù)本發(fā)明的示例性設(shè)計(jì)方法。該方法將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)。
方法1 在第一方法中，使用角膜矯正之前和之后的圖作為設(shè)計(jì)起點(diǎn)。用角膜矯正術(shù)之后的圖減去角膜矯正之前的圖，然后子午線被平均化。這將產(chǎn)生圖5中所示的光焦度分布。然后，將該光焦度分布應(yīng)用于為需要-3. OODS鏡片的近視者進(jìn)行的鏡片基本設(shè)計(jì)，以延緩近視的加深。在方法1中，對(duì)在中心視覺(jué)區(qū)內(nèi)的第一環(huán)面的設(shè)計(jì)光焦度進(jìn)行以下數(shù)學(xué)計(jì)算光焦度=0.486χ6-5· 8447χ5+27. 568χ4_65· 028χ3+81. 52χ2_51· 447χ+12. 773 其中 χ 為離鏡片中心的徑向距離。本發(fā)明的方法可以在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)為任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，隨后可被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、CD-ROM、DVD、磁帶、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可以分布在與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連的網(wǎng)絡(luò)上，從而以分散的方式存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。本發(fā)明可以使用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)或計(jì)算機(jī)工程技術(shù)實(shí)施，包括計(jì)算機(jī)軟件、固件、 硬件或它們的任何組合或子集。具有計(jì)算機(jī)可讀代碼工具的任何此類所得程序可以實(shí)施或設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)，從而制成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，即根據(jù)本發(fā)明制造的制品。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是例如固定(硬盤)驅(qū)動(dòng)器、軟盤、光盤、磁帶、諸如只讀存儲(chǔ)器 (ROM)等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、或任何發(fā)送/接收介質(zhì)(例如因特網(wǎng)或其他通信網(wǎng)絡(luò)或鏈路)。 可以通過(guò)執(zhí)行直接來(lái)自一種介質(zhì)的代碼、通過(guò)從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)復(fù)制代碼、或通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸代碼來(lái)制備和/或使用包含計(jì)算機(jī)代碼的制造制品。根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以是一個(gè)或多個(gè)處理系統(tǒng)，包括但不限于中央處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)裝置、通信鏈路和裝置、服務(wù)器、I/O裝置、或一個(gè)或多個(gè)處理系統(tǒng)的任何子部件(包括軟件、固件、硬件或它們的任何組合或子集)，它們?nèi)鐧?quán)利要求所述實(shí)施了本發(fā)明?？梢越邮諄?lái)自鍵盤、鼠標(biāo)、筆、聲音、觸摸屏或人們可用來(lái)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)的任何其他裝置的用戶輸入，包括通過(guò)諸如應(yīng)用程序的其他程序接收。計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠容易地將按照所述方式形成的軟件與合適的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)硬件組合，以形成實(shí)施本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。利用在例如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)指令內(nèi)實(shí)施的方法產(chǎn)生上述設(shè)計(jì)。利用根據(jù)上述方法之一形成的設(shè)計(jì)制造鏡片。優(yōu)選地，鏡片為接觸鏡片。形成軟質(zhì)接觸鏡片的示例性材料包括但不限于有機(jī)硅彈性體、含有機(jī)硅大分子單體、水凝膠、含有機(jī)硅水凝膠等，以及它們的組合，所述含有機(jī)硅大分子單體包括但不限于美國(guó)專利No. 5，371，147、 5，314，960和5，057，578中所公開的那些，這些專利全文以引用方式并入本文。更優(yōu)選地，表面為硅氧烷或含有硅氧烷官能團(tuán)，包括但不限于聚二甲基硅氧烷大分子單體、甲基丙烯酰氧基丙基硅氧烷、以及它們的混合物、硅樹脂水凝膠或水凝膠。示例性的材料包括但不限于 acquafilcon、etafilcon(依他菲康)、genfilcon、lenefiIcon、senefilcon、 balafilcon (巴 菲i )、lotrafilcon、galyfilcon narafilcon。可以通過(guò)任何簡(jiǎn)便的方法固化鏡片材料。例如，可以將材料放入模具中，通過(guò)熱、 照射、化學(xué)、電磁輻射固化等以及它們的組合固化。優(yōu)選地，用紫外光或可見光全光譜進(jìn)行模制。更具體地講，適于固化鏡片材料的精確條件將取決于所選材料和要形成的鏡片。合適的方法在美國(guó)專利 No. 4，495，313,4, 680，336,4, 889，664,5, 039，459 和 5，540，410 中有所公開，這些專利全文以引用方式并入本文。本發(fā)明的角膜接觸鏡片可以用任何簡(jiǎn)便的方法形成。一種這樣的方法使用車床制造模具插件。繼而可以用模具插件形成模具。隨后，將合適的鏡片材料置于模具之間，接著通過(guò)將樹脂壓縮和固化來(lái)形成本發(fā)明的鏡片。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以用其他任意多種已知的方法制造本發(fā)明鏡片。SM實(shí)例1 (預(yù)示)在比較年齡在6至14歲的年齡匹配兒科受試者群體的眼軸長(zhǎng)度(眼球生長(zhǎng))和自動(dòng)屈光檢查的縱向研究中，一個(gè)組佩戴通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)計(jì)制造的接觸鏡片， 而對(duì)照組佩戴常規(guī)的接觸鏡片或眼鏡。第一組接受根據(jù)下列鏡片設(shè)計(jì)和本文所述光焦度分布的鏡片a)視覺(jué)區(qū)的中央圓面內(nèi)的光焦度基本上恒定；b)第一環(huán)面內(nèi)的光焦度在直徑約4mm處以正光焦度增加到+0. 5至+1. 5D的范圍， 優(yōu)選值為約+1. 0D，在直徑6. 5mm處以正光焦度增加到+1. 5至+4. 5D的范圍，優(yōu)選值為約 +3. 4D ；c)第二環(huán)面內(nèi)的光焦度從第一環(huán)面邊緣處所見的光焦度減小到+1. 5和+4. 5D之間的光焦度，優(yōu)選值為約+3. OD ；d)第三環(huán)面內(nèi)的光焦度基本上恒定在第二環(huán)面邊緣處所見的光焦度附近。在本實(shí)例中的鏡片光焦度描述如下a)視覺(jué)區(qū)的中央圓面內(nèi)的光焦度基本上恒定；b)第一環(huán)面內(nèi)的光焦度按照合適的4階或更高階多項(xiàng)式方程增加正光焦度；c)在一個(gè)優(yōu)選方面，第一環(huán)面內(nèi)的光焦度變化取決于方程光焦度= 0.486x6-5.8 447x5+27. 568X4-65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ 為離鏡片中心的徑向距離。d)第二環(huán)面內(nèi)的光焦度從第一環(huán)面邊緣處所見的光焦度減小到+1. 5和+4. 5D之間的光焦度，優(yōu)選值為約+3. OD ；e)第三環(huán)面內(nèi)的光焦度基本上恒定在第二環(huán)面邊緣處所見的光焦度附近。經(jīng)過(guò)六個(gè)月至一(1)年的研究后，相比對(duì)照組的組平均眼球生長(zhǎng)速度，佩戴根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)計(jì)制造的鏡片的組具有減少60%至80%或更慢的組平均眼球生長(zhǎng)速度，該值通過(guò)在相同時(shí)間段內(nèi)的眼軸長(zhǎng)度變化(增加)或自動(dòng)屈光變化(近視漂移)來(lái)測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種眼科鏡片，其包括校正近視或近視散光且具有基于在角膜矯正治療之前和之后采集的角膜地形或波前數(shù)據(jù)的校正因子的設(shè)計(jì)，其中所述鏡片的使用延緩或阻止近視的加深。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡片，包括凸形表面和凹形表面，所述凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，所述中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍， 所述周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，所述凹形表面支承在佩戴者的眼睛上；其中所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的所述眼睛的光焦度來(lái)導(dǎo)出，以導(dǎo)出在每個(gè)位置(χ)處的光焦度，所述鏡片光焦度用于控制或延緩近視的加深。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中采集總?cè)后w數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中采集亞群體數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中采集個(gè)體的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)為多個(gè)角膜地形文件的平均。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)為多個(gè)波前文件的平均。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過(guò)將所有子午線平均化為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形式來(lái)計(jì)算鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過(guò)將各個(gè)子午線平均化為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形式來(lái)計(jì)算鏡片設(shè)計(jì)光焦度分布。
10.一種設(shè)計(jì)接觸鏡片的方法，包括a)在角膜矯正治療之前采集波前數(shù)據(jù)，b)在角膜矯正治療之后采集波前數(shù)據(jù)，c)用治療之后的數(shù)據(jù)減去治療之前的數(shù)據(jù)，d)生成包括用于延緩近視加深的校正因子的鏡片光焦度分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述波前數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖。
12.一種包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)的制品，所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)具有存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，以用于通過(guò)處理器執(zhí)行來(lái)進(jìn)行包括以下步驟的方法通過(guò)將表征眼睛的角膜地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖而生成鏡片設(shè)計(jì)；以及生成包括基于角膜地形的校正因子的鏡片光焦度分布。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制品，所述制品為鏡片進(jìn)行了鏡片設(shè)計(jì)，所述鏡片具有凸形表面和凹形表面，所述凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，所述中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，所述周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍，所述凹形表面支承在佩戴者眼睛上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制品，其中在所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)以下方式來(lái)描述將角膜矯正治療之前和之后的角膜地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖，并且用治療后的圖減去治療前的圖以生成每個(gè)位置(χ)處的角膜地形導(dǎo)出的光焦度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制品，其中在所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任意位置處的鏡片光焦度通過(guò)以下方式來(lái)描述將角膜矯正治療之前和之后的眼波前數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為徑向屈光力圖，并且用治療后的圖減去治療前的圖以生成每個(gè)位置(χ)處的角膜地形導(dǎo)出的光焦度。
16.一種用于延緩近視加深的眼科鏡片，包括a)凸形表面和支承在佩戴者眼睛上的凹形表面，其中所述凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)，所述中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，所述周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍；b)所述中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；并且所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的所述眼睛的光焦度來(lái)描述；采用這些設(shè)計(jì)制造的所述鏡片用于控制或延緩近視的加深。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面具有小于2mm的直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面的光焦度基本上恒定。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中第一環(huán)面具有在6.0至7. Omm之間的外徑。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中第一環(huán)面在直徑4mm處的光焦度在+0.5和 +1. 5D之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中第一環(huán)面在直徑6.5mm處的光焦度在+1. 5和 +5. 5D之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中圍繞第一環(huán)面的第二環(huán)面具有在7.25和 7. 75mm之間的外徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中第二環(huán)面的光焦度從第一環(huán)面的邊緣處所見的光焦度平滑地減小到+1. 5和+4. 5D之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中圍繞第二環(huán)面的第三環(huán)面具有在7.5和8. 5mm 之間的外徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鏡片，其中第四環(huán)面的光焦度基本上恒定為第二環(huán)面的邊緣處所見的光焦度。
26.一種用于延緩近視加深的眼科鏡片，包括a)凸形表面和支承在佩戴者眼睛上的凹形表面，其中所述凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)， 所述中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，所述周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍；b)所述中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；并且所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的所述眼睛的光焦度來(lái)描述；采用這些設(shè)計(jì)制造的所述鏡片用于控制或延緩近視的加深。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面具有小于2mm的直徑。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面的光焦度基本上恒定。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中第一環(huán)面具有在6.0至7. Omm之間的外徑。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中第一環(huán)面的光焦度由以下等式描述光焦度= 0. 486x6-5. 8447X5+27. 568X4_65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ是離所述鏡片的中心的徑向距離。
31.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中圍繞第一環(huán)面的第二環(huán)面具有在7.25和 7. 75mm之間的外徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中第二環(huán)面的光焦度從第一環(huán)面的邊緣處所見的光焦度平滑地減小到+2. 00和+3. 25D之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中圍繞第二環(huán)面的第三環(huán)面具有在7.5和8. 5mm 之間的外徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的鏡片，其中第四環(huán)面的光焦度基本上恒定為第二環(huán)面的邊緣處所見的光焦度。
35.一種用于延緩近視加深的眼科鏡片，其中所述視覺(jué)區(qū)的至少一部分由以下等式描述光焦度=0. 486x6-5. 8447X5+27. 568X4_65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ 是離所述鏡片的中心的徑向距離。
36.一種用于延緩近視加深的眼科鏡片，包括a)凸形表面和支承在佩戴者眼睛上的凹形表面，其中所述凸形表面具有中心視覺(jué)區(qū)， 所述中心視覺(jué)區(qū)被周邊區(qū)包圍，所述周邊區(qū)又被邊緣區(qū)包圍；b)所述中心視覺(jué)區(qū)包含內(nèi)圓面和多個(gè)環(huán)面；并且所述視覺(jué)區(qū)內(nèi)任何位置處的鏡片光焦度是近視控制或延緩量的光焦度。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面具有小于2mm的直徑。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中所述內(nèi)圓面的光焦度基本上恒定。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中第一環(huán)面具有在6.0至7. Omm之間的外徑。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中第一環(huán)面的光焦度由以下等式描述光焦度= 0. 486x6-5. 8447X5+27. 568X4_65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ是離所述鏡片的中心的徑向距離。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中圍繞第一環(huán)面的第二環(huán)面具有在7.25和 7. 75mm之間的外徑。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中第二環(huán)面的光焦度從第一環(huán)面的邊緣處所見的光焦度平滑地減小到+2. 00和+3. 25D之間。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中圍繞第二環(huán)面的第三環(huán)面具有在7.5和8. 5mm 之間的外徑。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的鏡片，其中第四環(huán)面的光焦度基本上恒定為第二環(huán)面的邊緣處所見的光焦度。
45.一種用于延緩近視加深的眼科鏡片，其中所述視覺(jué)區(qū)的至少一部分由以下等式描述光焦度=0. 486x6-5. 8447X5+27. 568X4_65. 028X3+81. 52X2_51. 447X+12. 773，其中 χ 是離所述鏡片的中心的徑向距離。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鏡片，所述鏡片利用眼睛的角膜地形或波前測(cè)量值來(lái)設(shè)計(jì)，所述測(cè)量值通過(guò)用角膜矯正治療之前的光焦度減去角膜矯正治療之后的所述眼睛的光焦度導(dǎo)出。
文檔編號(hào)G02C7/04GK102483526SQ201080038334
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者B·戴維斯, K·A·徹哈布, M·科林斯, R·伊斯肯德, X·程 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司