第10章第1节高度屈光不正的矫正 - 眼镜学

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第10章第1节高度屈光不正的矫正

2009-11-27 15:57:11 来源:网络作者:卡蒂乐鳄鱼【大中小】浏览:58111次评论:0条

高度屈光不正的矫正比较特殊,明显的问题是矫正镜片很厚、重量增加、像差问题明显、放大率变化，视野限制等，因此特殊的镜片设计和镜架选择，对于高度屈光不正者舒适地配戴眼镜非常重要。
在屈光不正超过+10.00D的配戴者中，很多是无晶体眼患者，因外伤、晶体脱位、白内障被摘除晶体或先天性晶体缺如。高度近视很常见，临床上－6.00D以上的近视者比率很高，很多先天性近视者或病理性近视者的矫正处方超过－10.00D。因此高度屈光不正矫正在临床上比较重要，应予以重视。
眼镜学的许多原理还与临床特殊问题处理有关，包括低视力患者的助视器、角膜接触镜、人工晶体等。

一、无晶体眼镜片

（一）无晶体眼的矫正

虽然植入眼内人工晶体已成为白内障手术后主要的矫正方式，但仍有相当多的患者由于多种原因无法植入人工晶体，框架眼镜是重要的选择。现代眼镜材料和技术的进展使白内障术后矫正用的“无晶体眼镜片”获得了很大发展。

1．矫正时机白内障术后无晶体眼患者术后需要暂时配戴一副单光眼镜进行矫正，度数大约为＋11.00D。待术眼基本恢复，角膜曲率稳定后，此时可以进行配镜矫正。

2．预测镜片屈光力一些公式可以用来推算无晶体眼所需矫正镜片的屈光力。Lawrence估计眼晶体在眼镜平面的屈光力大约为+11.00D。认为术后眼镜的屈光力F术后和术前眼屈光不正度数F术前的关系是：

F术后=+11.00+1/2F术前公式12-1
根据这条公式，如果术眼是远视+2.00D，术后需要的眼镜度数应为+12.00D左右。术前为近视－4.00D，则需要在术后配戴大约+9.00D的矫正眼镜。如果原先为近视－22.00D的患者，术后就近似成为正视。

（二）主要光学问题和解决方法

使用框架眼镜矫正无晶体眼，对配戴者产生的视觉差异很大。眼镜片须装配在镜架上，镜框平面和眼睛之间存在具有光学效应的顶点距离，且镜片无法随同眼球旋转。尽管如此，通过合适的镜片设计和镜架选择，以上问题可以在一定程度上得到控制。

1．放大率的影响

（1）视网膜像增大：根据Gullstrand的模型眼，正视眼屈光力为+58.64D,前焦距为17.05mm，而无晶体眼屈光力为+43.05D，前焦距为23.23mm。如将矫正镜片放置在眼光学系统前焦点上，则视网膜像的大小和前焦距成正比，而与眼屈光力成反比。即：

无晶体眼视网膜像尺寸/有晶体眼视网膜像尺寸=23.23/17/05=58.64/43.05=1.36，也就是说，视网膜像增大了36%。

实际上，镜片距离眼睛远远近于23.23mm，距离越近则视网膜像越小，但是即使这样，无晶体眼所成的视网膜像的尺寸比正视有晶体眼视网膜像的尺寸大。

（2）解决办法：减小放大率变化的措施是减小镜片厚度或使镜片前表面变平坦。使顶点距离尽可能小，也能使放大率差异变小，同时使环形盲区位置移向周边，对视觉的干扰程度下降。

2．视野的变化

（1）概念：镜片视野就是通过镜片所能看到的范围，表示为通过透镜能看到的最大角度范围。

高屈光力正镜片的底朝光心棱镜效应使得配戴者通过镜片获得的视野缩小，高屈光力负镜片的底朝边缘棱镜效应则使视野变大。

（2）镜片视野的变化

1）实际视野的变化：安装镜片后，实际视野发生变化。光锥经过透镜折射后发生变化，通过正镜片光锥缩小（图10-1a），通过负镜片光锥扩大（图10-1b）。如果配戴直径为40mm、度数为+10.00D的圆形镜片，对应的实际视野就是57°；如果是圆形孔径为32mm、度数为+12.00D的缩径镜片，则实际视野只有44°。

2）环形盲区：由于度数很高，无晶体眼镜片在设计时不得不更加重视这一问题。例如，镜片度数为+12.00D时，直径为40mm，视觉视野有73°，实际视野只有53°。镜片边缘存在10°的环形盲区（图10-1a），这里的光线不能进入眼睛。10°相当于18△，所以这个环形盲区在相距1m的Bjerrum屏上对应的线性范围是18cm，在10m远视野损失则达180cm。这里的数据还忽略了镜架和球差的影响，这二者都会增加盲区的范围。

3）忽跳现象:：当头位保持不动时，环形盲区相对静止，如果头转动时，环形盲区也会围绕视场转动。高度数正镜片配戴者遇见的另外一个视野问题就是物体经过环形盲区会突然消失或出现的忽跳现象。在配戴眼镜的无晶体眼患者身上，我们经常可以发现特征性的转头动作来看位于旁边的物体，很明显他们是在尽量避免因环形盲区的运动而带来的视觉干扰。

4）泳动现象：当高度正镜片配戴者保持眼睛不动而转头看非直视的物体时、周边视野呈现明显的反向运动。此时视轴从原先直视的视野移开，镜片周边部与头位运动方向相同的底朝内棱镜效应。这使对周边视野产生运动的感觉，当配戴者双眼向前注视而发生头部运动时最为明显。在转头时，镜片因而产生的棱镜效应的变化使得视野呈现反射运动。这种现象我们在
“渐变镜”中已有叙述。

如果眼睛随同头位一起运动，泳动现象即可消失。但是眼睛转动往往会使视线进入周边区而产生更多的畸变。折中的解决办法就是相对减少头和眼睛的转动幅度。

（3）解决办法：要获得最大的视野，不管镜片直径如何，验配时镜片必须尽可能地接近眼睛，以不接触睫毛为准。同时由于顶点距离的缩短，可以减小视网膜像的变化，和眼睛被正镜片放大的程度，或增大近视眼视网膜像的大小，对于高度近视视网膜敏感性较低的情况比较有意义，也可以增加镜片直径，但同时带来镜片厚度、重量、放大率增加的问题。

虽然缩短顶点距离和增加镜片直径都会使环形盲区增加，但由于同时会使盲区更往周边移动，因此实际干扰并不增加。

采用非球面设计，使镜片周边屈光力下降，也是增加视野的一种手段。
3．像差的增加

（1）主要像差种类：镜片的像差随着镜片屈光力的增加更加明显。影响视觉质量的主要像差包括：球差、慧差、斜向像散、场曲（度数误差、平均斜向误差）、畸变和色差（轴向色差和横向色差）。

（2）球差和慧差：在大孔径光学系统中较明显，而在眼镜片设计中常可忽略。且无晶体眼瞳孔直径往往较小，所以影响甚微。

（3）斜向像散和场曲：明显影响视力和对比敏感度，是影响像质的主要像差，但可通过镜片设计减小影响。

消除斜向像散，我们可以利用Tscherning椭圆，根据前、后表面屈光力与镜片总屈光力之间的函数关系来确定球面镜片设计形式。用Percival椭圆，也可以消除场曲，使镜片所成的像的最小弥散圆落在眼睛远点球面，最终在视网膜是聚焦。但是这种方法仅限于－23.00D~+8.00D的范围，并受镜片材料折射率、物距和镜片到眼转动中心的距离等多种因素影响，超出上述度数范围，斜向像散或场曲都不能被完全消除，但可以通过适当选择非球面设计尽可能减小。

如果镜片屈光力在+8.00D以上，可以将镜片表面设计成非球面而消除像散和场曲，但同样不可能同时消除二者。因此，当场曲为零时，镜片仍有较显著的斜向像散；当斜向像散为零时，镜片场曲比较明显。作为镜片设计者，需要综合考虑两种像差的影响，试图在二者之间寻找合适的平衡点。

（4）畸变：原因是镜片视野的放大率不一致，致使物体形状和大小不能被如实反映。无晶体眼镜片产生的畸变为“枕形”畸变。要减少畸变需要使镜片曲率变陡，不仅外观难看，而且不易生产加工。所幸消减斜向像散和场曲的设计样式往往也在一定程度上减少镜片的畸变。畸变是眼镜片设计中重要性仅次于像散和场曲的像差，即使在现代非球面设计中影响仍不可忽视。

（5）色差：一般来说，当镜片只是单一折射率材料制成时，色差并不能被消除。横向色差比轴向色差对视觉影响更大。由于影响的主要是斜向像散的切向误差，当后者得以控制时横向色差也被减少。

4．外观

（1）镜片厚度：高屈光度正镜片的中心厚度是需要着重考虑的。除了采用高折射率材料、减小镜片直径、改变镜片形式以外，加减反射膜、适度染色和倒边也都可以从外观上掩饰镜片厚度造成的外观不佳。

（2）眼镜重量：从舒适矫正的角度来说，配戴者的眼镜必须要尽可能轻。当眼镜配戴在脸上，镜片所在的镜框面的重量主要以压力的形式作用在镜架与配戴者鼻梁的接触面上。一般而言，接触面越大，压力分布越均匀。由此标准大镜框、玻璃片、小鼻托，显然是最不好的组合。

眼镜重量包括镜架和镜片重量。镜架重量主要受材料影响，如无框架、钛金属架较轻，醋酸纤维架较重。镜片重量受体积和材料比重影响。减小镜片体积,可相应降低镜片重量，原则和控制镜片厚度相似：成片尽可能地小、形状对称，镜框几何中心距离和配戴者瞳距尽可能接近（即移心量尽可能少）。

（3）配戴者外观：对配戴者外观显著的改变是无晶体眼镜片不易被广泛接受的重要原因之一。主要包括两方面：一是配戴者眼睛被镜片显著放大；二是患者因镜片对视觉的影响而举止迟钝。原因是镜片的放大率和畸变效应。

如果镜片是缩径设计（图10-2），则外观更不寻常，光学区局限于中央30~40mm范围，周围载体并无实际光学作用，所以配戴者的眼睛常常被放大，如“牛眼”或“煎蛋”样。

（4）
解决办法

1）全孔径镜片：现在大部分全孔径无晶体眼镜片都将前表面设计成非球面，减少像差，亦减少镜片厚度和重量。采用比重较轻的树脂镜片，配合使用小镜架，重量减轻程度则益发明显。使镜片变薄有一举两得之功效，，即可以使镜片重量由于体积减小而下降，又因控制形式因子而使放大率差异变小。

2）缩径镜片光学区直径比全孔径镜片小，周边是镜片载体，承载光学区。因为对镜片厚度和重量起影响作用的只是光学区，所以缩径镜片可以使厚度明显下降。当镜架较大又无法使用足够直径的全径球面或非球面高屈光力镜片时，缩径设计是很好的选择。

缩径镜片的主要缺点是视野缩小，为了获得尽可能大的视野，镜片往往需要配适得尽可能接近眼睛。正缩径镜片外观似煎蛋或者草帽，所以俗称“草帽镜”。

5.眼球转动和没有配戴镜片时比较，镜片后的眼睛改变注视点，从一个物体转移到另一个物体的角度发生变化。正镜片使转动角度增加，而负镜片则减少（图10-3）。该变化归因于镜片的棱镜效应，受镜片屈光力和注视点之间距离影响。

由于矫正无晶体眼的镜片屈光力均很高，眼转动的增加幅度因而显著。因为角放大率参考点在眼入瞳，而眼转动参考点在眼球转动中心，从数量上来看角放大率增幅超过视网膜放大率。

6. 屈光力效用的变化一般当镜片度数大于±4.00D，需要考虑顶点距离对镜片屈光力效用的影响。对于近视眼来说，镜片和眼睛越近，镜片屈光力需要下降以保持效果不变；而对于远视眼来说则相反，需要更多的屈光力保持等效。

7. 对调节的影响负镜片使调节需求增加，正镜片使调节需求减小。

8. 对集合的影响如果无晶体眼镜片光学中心按照配戴者远瞳距验配，看近物时视线内转到视近点，镜片产生底朝外棱镜效应，眼睛集合幅度增大，导致视觉疲劳。验配时将光学中心间距略加缩短，在看远时镜片存在底朝内棱镜效应，但近阅读时会轻松许多，当配戴者视远为外斜视时，这种选择更好。

9. 眩光和紫外线辐射镜片对无晶体眼镜片配戴者产生的视觉干扰包括视野缩小和眩光。白内障患者已经适应了晶体混浊导致可见光透过率下降的状态，手术摘除晶体后透光率忽增，再如手术损伤瞳孔使之对光反射功能减弱，眩光就很明显。使用浅染色镜片可以有效改善症状。

晶体不仅过滤可见光，所含色素还阻挡紫外线，防止损伤视网膜。摘除晶体后，角膜聚集辐射能量，使每单位面积视网膜接收到的辐射量增加，而视网膜对紫外线的吸收系数高，视网膜受紫外线损害的危险急剧增加。

一般来说，防护无晶体眼紫外线辐射，镜片要阻断波长在400nm以下的辐射光线，光线透过率在波长400~500nm之间逐渐增加。

（三）镜架和装配
无晶体眼患者配戴的镜架应当牢固、质轻、容易调整，在眼前才能保持正确的顶点距离、维持正常的前倾角度。一般要求是金属材料或金属/塑料复合材料镜架。镜框边缘不宜过粗，否则会增加环形盲区的范围。镜架应有可作调整的鼻托。
为减小镜片厚度，应尽可能选择有效直径（ED）小的镜架，镜框形状尽可能对称，无明显转角和突兀。ED通常不超过镜框尺寸2mm，这样可以确保割边后镜片厚度差异小，且薄、轻。
增加镜片移心量会增加所需镜片毛坯直径，而使镜片变厚。对于高度数正镜片，影响尤其显著。由于镜片移心方向多向鼻侧，所以移心使镜片鼻侧和颞侧厚度差异悬殊，影响外观。选择镜架时，尽可能使镜架几何中心距离（FPD）和配镜瞳距接近。如果配戴者瞳距很小，主要通过使镜架鼻梁宽度（DBL）缩短使镜架FPD变窄，而如配戴者瞳距较大，则依靠增加DBL使FPD变宽。

二．高度远视
除无晶体眼之外的高度远视的矫正与之类似，根据屈光状态分布，高度远视者很少达到无晶体眼的+10.00~+14.00D的范围。
随着树脂镜片的逐渐广泛使用，高度远视者无须忍受玻璃镜片带来的重量。通过选择镜架减少移心量，可以减小镜片厚度，即所谓刃缘镜片。非球面前表面的应用，使得镜片重量、厚度、弯曲度和放大率差异下降。高折射率材料的引入可以进一步使镜片厚度下降。
从正面看，正镜片前表面通常起着一个反射面的作用，掩藏配戴者的眼睛，也使配戴者通过镜片的视觉受到干扰。这些镜片常常需要镀减反射膜。另外一种方法就是通过限制物方视野而减少这种反射。球面镜片的反射面大小与物方视野成正比，与曲率半径成反比。所以通过选择小尺寸镜架可以减少物方视野，并在保证光学像质的前提下选择尽可能浅的基弧，可以减小物方视野。小镜架还可以同时降低镜片厚度和重量，浅基弧可以减小放大率差异。

三、高度近视
（一）主要光学问题

用来矫正高度近视的高屈光力负镜片的主要光学问题和矫正高度远视、无晶体眼的高屈光力正镜片有所不同。

1．镜片重量和厚度由于体积的因素，镜片重量对高度负镜片的影响不如对高度正镜片的影响大，尤其是使用树脂材料。而镜片边缘厚度却是一个需要多加考虑的问题。

2．放大率改变高度负镜片使配戴者眼睛看起来变小、视网膜像变小。配戴者眼睛表观大小和视网膜像大小可以通过缩短镜片和眼睛的距离（顶点距离）而增大。从外观来看，配戴者眼睛的表观大小和镜片的边缘厚度及边缘反射具有同样重要的意义。配戴接触镜时可以将这种影响减少到最小。

3．视野负镜片增加周边视野和黄斑视野，近视者通过矫正眼镜所获得的视野比镜框所限定的要大，如图10-1b所示，视觉视野为73°，实际视野却有86°。因此，直径40mm的－10.00D的圆形镜片的实际视野有86°而直径为30mm，度数为－15.00D的缩径镜片的实际视野大约为76°相当于眼前相同位置，直径为42mm的平光镜片或者直径49mm的+5.00D的正镜片的实际视野。

随着黄斑视野的增大，高度负镜片出现的视野问题是存在环形的复视区，通过镜片获得的清晰像和未经过镜片的模糊像在此重叠。

（二）改善负镜片光学性能的方法
1．减小镜片边缘厚度镜片边缘厚度和中心厚度之间关系如下：
t c－t p=FAh2/[2（n－1）] 公式10-2
其中t c是镜片中心厚度，t p为边缘厚度，FA为镜片近似屈光力，h为镜片直径的一半，n为镜片材料折射率。
镜片屈光力一定时，要想减小镜片最终边缘厚度，可以：①减小镜片直径；②使用与配镜瞳距接近的镜架，减少移心而控制边缘厚度；③使用高折射率材料镜片。
例10-1：近视度数为－8.00D的配戴者，选择镜架的镜框尺寸为50mm，矫正镜片中心厚度2.0mm，如果镜架几何中心距（FPD）与配镜瞳距相等，计算使用以下不同材料时镜片边缘最大厚度（设在180度子午线）：
（1）采用CR-39镜片（n=1.498）；
（2）采用皇冠玻璃片（n=1.523）；
（3）采用PC镜片（n=1.568）
（4）采用高折射率树脂镜片（n=1.660）；
（5）高折射率玻璃片（n=1.700）；
（6）高折射率玻璃片（n=1.800）
解：（1）当采用CR-39镜片时：
t c－t p=FAh2/[2（n－1）]=－8（0.025）2 /[2（1.498－1）]=－0.0050m，
所以t p=0.0050+0.002=0.0070m=7.0mm
(2)当采用皇冠玻璃片时：
t p=0.0048+0.002=0.0068m=6.8mm
（3）当采用PC镜片时：
t p=0.00427+0.002=0.00627m=6.27mm
(4)当采用高折射率树脂镜片时：
t p=0.00379+0.002=0.00579m=5.79mm
（5）当采用高折射率玻璃材料时：
t p=0.0036+0.002=0.0056m=5.6mm
（6）当采用高折射率玻璃材料时：
t p=0.0031+0.002=0.0051m=5.1mm
可以看出，CR-39树脂和皇冠玻璃之间边缘厚度差异仅为3%，但是CR-39和PC之间差异近10%，CR-39与1.660的高折射率树脂之间相差则有15%之大。当采用折射率更高的玻璃材料时，厚度差异增加到20%以上。
由于一些高折射率材料比重较大，镜片厚度变薄并不意味着重量减轻。图10-4示为直径为50mm镜片，最小（中心/边缘）厚度2mm时，分别以CR-39和皇冠玻璃、高折射玻璃（n=1.70）为材料镜片屈光力和重量关系图。在图中我们可以看到，在后顶点度为±8.00D时，皇冠玻璃和高折射率玻璃镜片重量基本相等，低于该度数，高折射率镜片重量反而更大，只有在镜片度数超过±8.00D时，高折射率材料镜片才即使镜片厚度下降，又使镜片重量减轻。注意：两曲线交叉的屈光力范围因镜片直径和最小厚度不同。

2．减少边缘反射高度数负镜片的表面和边缘都会产生反射。表面反射干扰配戴者视觉，影响配戴者外观。高度负镜片的“近视环”，是镜片边缘因内反射而产生的像，这种边缘反射在视角倾斜时比视线正视时对配戴者的视觉干扰更大。

减反射膜可以有效减小视线正视时的镜片边缘反射，但由于近视环多是在斜向时出现的，最有效的方法还是进行边缘处理，如：边缘加膜、边缘染色、使用半透明边缘、镜片染色等。镜框边缘稍厚也能减小镜片内反射。

3．缩径镜片负缩径镜片的光学区直径通常为30mm，周边载体为平光或低度数正镜片边缘。一般度数在－12.00D~－15.00D以上的镜片可采用这种设计。载体改用低度数正镜片，可使光学区稍大，光学区和载体之间更加容易进行磨合，外观相对改善。由于光学区曲率受屈光力的限制，所以采用高折射率材料的话可以进一步使外观得以改善。

例10-2：F=－18.00D CR-39 (n＝1.498 t c=2.0mm)
（１）当采用直径为50mm的全径镜片时，镜片边缘最厚点的厚度是多少？

　　　　　t c－t p=［－18.00（0.025）2］
/[2（1.498－1）]=－0.0113m，

∴ t p=0.0113+0.002=0.0133m=13.3mm
(2)如采用光学区直径为30mm的缩径镜片时，镜片边缘最厚点的厚度不多少？

t c－t p=［－18.00（0.015）2］
/[2（1.498－1）]=－0.0041m，

∴ t p=0.0041+0.002=0.0061m=6.1mm
镜片厚度差t c－t p小于零说明周边比中央厚。从上例中我们可以发现通过改用缩径设计的镜片,边缘厚度可以减小一半多。

改善镜片的外观除了控制镜片厚度以外，还有镀减反射膜以及适度染色可以使边缘厚度感觉较薄。

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责任编辑：peijingshi

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