第一章第五节接触镜光学 - 角膜接触镜验配技术

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第一章第五节接触镜光学

2009-12-06 15:48:35 来源:华龙网作者:阿波罗【大中小】浏览:6777次评论:0条

从光学原理上而言，接触镜和其他光学矫正器具并无本质的区别。但与框架眼镜等其他光学矫正器具不同的是，接触镜具备一些光学特征，包括：
1)镜片设计自由度较小。因为镜片后表面必须与眼角膜前表面曲率相适应。
2)可供选择的材料折射率较少。镜片材料的选择，更多是从临床角度，而不仅仅是光学角度进行决定，有时对材料折射率是没有办法进行选择的。
3)弹性较大的镜片的光学表面取决于和角膜形状的顺应、镜片的整体轮廓和材料的物理性质等。
4)镜片的整体轮廓基本由眼球前表面地形所决定。

一、厚透镜光学
从光学上来说，接触镜被认为是厚透镜，即镜片的厚度与较短的曲率半径相比具有光学效果上的影响，不能被忽略，在光学计算中需要应用厚透镜光学公式。
比较一下薄透镜和厚透镜的光学公式：
F薄=F1＋F2
F厚= F1＋F2-(tc/n)F1F2
其中F1和F2分别为透镜前、后表面的面屈光力,tc为镜片中心厚度(这里以m为单位),n为材料的折射率。
在薄透镜的屈光力计算中，镜片的厚度被忽略，只是将两个面的面屈光力相加。而在厚透镜，前、后表面的曲率／曲率半径、材料的折射率和镜片中心厚度对屈光力都有影响。
一般来说，接触镜的基弧(后光学区曲率半径，BOZR)根据角膜前表面曲率而确定，折射率是特定材料的固有属性，镜片厚度由设计形式和临床需求而确定，因此前光学区曲率半径(FOZR)成为决定接触镜屈光力的关键所在。在临床上，镜片屈光力通常是指后顶点屈光力(图1-17)。

二、顶点距离效应
1，顶点距离效应
框架眼镜与角膜之间存在的顶点距离(在黄种人平均为12 mm,在白种人为15 mm)，而接触镜则与角膜基本接触，因此要达到相同的光学矫正效果，所需要的接触镜和框架眼镜的度数有所差异。而且是度数越大，这种顶点距离效应(vertex distance effect)更加明显。临床上当屈光不正度数≥±4.00 D时，需要考虑顶点距离效应对接触镜屈光力的影响。这种效应对眼调节、集合、放大率也产生了影响(图1-18)。

2.顶点距离效应对镜片屈光力的影响
眼屈光不正的量在临床上通常在眼镜平面上进行测量(即框架眼镜处方)，因此所对应的接触镜屈光力为
F接触镜= Fs/(1-dFs)其中F接触镜为接触镜度数,Fs为框架眼镜度数。
例如，当Fs为+ 5.00 D时，F接触镜近似为+5.25 D；当Fs为-5.00 D时，F接触镜近似为-4.75 D。
小结
为达到相同的矫正效果，对于正镜片，接触镜比框架眼镜度数高；对于负镜片，接触镜比框架眼镜度数低。
这种度数的转换在散光镜片上，要体现在各主子午线上。
[例］眼镜处方：-4.50 DS-2.00 DC×180，画出光学十字。
经过顶点距离效应转换，水平方向为-4.25 D，垂直方向为-6.00 D，所以最终处方为-4.25 DS-1.75 DC×180。

三、泪液镜
1.泪液镜的定义和计算
接触镜配戴产生的总的光学效果包括镜片屈光力与泪液镜(tear lens接触镜和角膜之间的泪液形成的光学透镜)，对于硬镜，尤其如此。为便于计算，可以把接触镜与泪液镜看作两个分别在空气中的透镜进行计算。
以LL代表泪液镜度数，BC代表镜片基弧(以D为单位)，K为角膜前表面曲率，则近似存在这样的关系式：
LL=BC-K
如果BC比K平坦，LL为负值，即产生的泪液镜是负透镜的效果；如果BC比K陡峭，LL为正值，即产生的泪液镜是正透镜的效果；如果BC与K匹配，则LL为零，即产生的泪液镜是平光镜的效果(图1-19)。

由于软镜通常顺应角膜表面形状，所以认为软镜产生的泪液镜为平光，不管BC和K各为多少。
在硬镜验配上还有这样的临床经验公式：镜片基弧0.05 mm的变化，相当于0.25 D泪液镜的变化。
临床上，可以将泪液镜的度数直接与所配戴的接触镜度数进行代数和计算。如果是在散光角膜上产生的泪液镜，则LL的量相当于角膜的散光量。相关计算详见第五章“接触镜矫正散光”。
2.泪液镜的临床应用
以上泪液镜的效应在硬镜的验配中得到重要的体现。在硬镜的矫正中，各种具有光学效应的成分之间的关系是
ORv＋CLP＋LL＝SRv
其中ORv是戴镜验光即残余处方；CLP是接触镜的度数；LL是泪液镜度数；SRv是验光处方(图1-20)。

[例]已知SRv为-3.00 D, K读数42.00 D，BC为41.00 D，求所需接触镜度数？计算：此时Orv=平光(plano)，所以
plano＋(-1.00)＋CLP＝-3.00，CLP＝-2.00 D
[例]已知SRv=-2.00 DS-1.50 DC×180,K读数44.50/46.00＠90, BC= 7.50 mm=45.00 D,求所需接触镜度数？
计算：LL=＋0.50 DS-1.50 DC×180，CLP＝SRv- LL- ORv＝(-2.00 DS-1.50 DC ×180)-(＋0.50 DS-1.50 DC×180)＝-2.50 D
在RGP临床验配中，为补偿基弧变化而造成的泪液镜的影响，还有SAM/FAP原则，将在第四章“硬性透氧性(RGP)接触镜验配技术”中进行详细讲述。

四、镜片放大率的影响
与框架眼镜比较，接触镜形成的像的大小与物体本身更加接近。即对于正镜片，接触镜放大率小于框架眼镜放大率(都大于1)；对于负镜片，接触镜放大率大于框架眼镜放大率(都小于1)。
1.眼镜放大率(spectacle magnification)
眼镜放大率定义为：参看无穷远处物体时，已矫正的非正视眼中的视网膜像大小，对于未矫正眼中的像大小之比。
可以把眼镜放大率表达如下：
眼镜放大率=像在入射光瞳中心所对角度/物在入射光瞳中心所对角度
眼镜放大率，对于正透镜而言，总是大于1，对于负透镜，总是小于1。显然，对某特定眼睛而言，无论眼镜戴在何处(除非戴在入射光瞳平面上，但这是不可能的)，其戴镜前后的视网膜像的大小是不相等的。
当使用接触镜来矫正非正视眼时，眼镜放大率与1的差异很小，甚至在较高度的非正视眼也如此。从放大率曲线可以看出，对于高度近视眼来说，用接触镜矫正的优点是明显的。
例如，当眼镜屈光是-16.00 D时，对于框架眼镜的眼镜放大率是0.81，而对于接触镜是0.96，也就是说，用接触镜时视网膜像较普通眼镜时约放大18.5%。
2.放大效果的实际应用
主要有以下几方面。
(1)近视
随着近视的增加，接触镜矫正后的像比等量普通眼镜矫正的视网膜像也逐渐增大，这对增进视力有用。
(2)无晶状体眼
白内障摘除后，视网膜像增加的百分比会引起视网膜像大小的明显改变，晶状体摘除后戴框架眼镜，视网膜像增加20%~50%，如戴接触镜，可能分布范围为±2%。
无晶状体眼配戴接触镜可产生双眼视，如果此时用框架眼镜，由于像大小的侈开而无法产生双眼视。
(3)屈光参差
为了使视网膜像大小接近，对于轴性为主的，框架眼镜是最好的矫正形式；如果是屈光性为主的，接触镜是最好的矫正形式。
(4)显著性散光
在显著性散光眼中，两条子午线的眼镜放大率不均等，造成视网膜像的变形，接触镜可明显减少此现象，但配戴者需要一段时间来适应戴接触镜后新的视网膜像。

五、配戴接触镜时的调节变化
看近物时需作适当的调节才能看清。看清近物的调节需求，在戴框架眼镜和戴接触镜时存在差异。
1.框架眼镜
由于框架眼镜距离角膜顶点一定距离，即顶点距离，以致近物至角膜处的聚散度(vergence)不同于正视眼，可用近似公式表示：
Ag=1/[s(1-2dP)]
举例：一近视眼，配戴-6.00 D框架眼镜，镜面离角膜距离12 mm，近物离眼镜距离250 mm，代入上式，得调节为3.33 D。
2.接触镜
由于接触镜离眼的主点的距离极小，可忽略不计，所以戴接触镜时对近物的调节ACL与正视眼基本相同。
ACL=-Vs=-1/s
举例：一近物放在眼前262 mm处，产生的调节为ACL=-1/s =-1/(-262×10-3)=3.82 D。
所以，近视眼配戴接触镜时，调节需求比戴框架眼镜时大；远视眼配接触镜时，调节需求比戴框架眼镜时小(图1-21)。

六、配戴接触镜时的集合变化
由于接触镜随眼球而转动，故看近物时的集合需求与正视眼相同，戴框架眼镜看近物时，由于视线向内，从而偏离眼镜光心，产生棱镜效果，从而改变了集合需求(图1-22)。

举例：框架眼镜度数为-4.00 D，近物离眼距离为330 mm，镜面至眼转动中心的距离为27 mm，瞳距为60 mm，则集合量为：L =-1.964△(负值为底朝内)。这说明此时框架眼镜使近视眼集合需求(比正视眼或戴接触镜眼)减少1. 964△，在远视眼正好相反，配戴框架眼镜时集合需求(比正视眼或戴接触镜眼)增加。

七、影响软镜光学的其他参数
软镜受温度、含水量和折曲因素的影响。
1.温度
镜片材料的折射率因温度而异，温度增加时，折射率将下降，但是在软镜可遇的温度范围，其对屈光力的影响甚微。
2.含水量
含水量增加，镜片的折射率下降，但是含水量不是系数(不变值)，在眼中，软镜趋于丧失一部分水分，由于折射率的改变和厚度的减少，镜片的屈光力增加。
3.镜片折曲
当软镜与角膜前表面完全匹配时，会产生减少正度数或增加负度数的结果，但在实际工作中，情况要复杂得多。
当软镜被折曲后，许多机械的原因造成了曲率的改变，但是镜片的表面仍是球性的。

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