非對(duì)稱(chēng)減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片的設(shè)計(jì)原理探討

余浩墨 陳曉翌 姚飛 馮濤

1.減少視網(wǎng)膜周邊遠(yuǎn)視離焦延緩近視加深理論的由來(lái)

近年流行的控制視網(wǎng)膜周邊遠(yuǎn)視性離焦有助于延緩近視加深的理論來(lái)自?xún)煞矫娴难芯浚浩湟?，Earl L.Smith 教授的恒河猴實(shí)驗(yàn)[1]和Lin.Z團(tuán)隊(duì)的人群實(shí)驗(yàn)[2]均表明，視網(wǎng)膜周邊遠(yuǎn)視離焦誘發(fā)眼軸和近視度數(shù)增長(zhǎng)，而視網(wǎng)膜周邊近視性離焦則可以抑制眼軸增長(zhǎng)。其二，近年來(lái)眾多研究表明是調(diào)節(jié)滯后和調(diào)節(jié)靈敏度不足而非傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的調(diào)節(jié)痙攣加速近視增長(zhǎng)。比如Sreenivason等人檢測(cè)發(fā)現(xiàn)近視兒童的調(diào)節(jié)靈敏度明顯低于正視兒童[3]，Langaas團(tuán)隊(duì)的測(cè)量則表明近視兒童的調(diào)節(jié)滯后重于正視兒童。這兩種理論其實(shí)是可以相互驗(yàn)證的，因?yàn)榕浯鲉谓裹c(diǎn)近視鏡片近距離閱讀時(shí)的調(diào)節(jié)滯后將加劇周邊遠(yuǎn)視離焦現(xiàn)象。

圖1 角膜塑形鏡矯正原理示意

角膜塑形鏡的臨床實(shí)驗(yàn)有力支持了上述假說(shuō)。20世紀(jì)80年代，用于角膜塑形的夜間配戴型硬性角膜接觸鏡問(wèn)世。其利用機(jī)械壓迫使角膜中心部平坦化，改變角膜邊緣曲率造成更高的近視離焦?fàn)顟B(tài)，黃斑周邊部物像依然在視網(wǎng)膜前方且更趨近于角膜方向，即黃斑無(wú)離焦，旁中心處于近視離焦，如圖1。

圖2則解釋了近視眼未矯正和矯正的兩種狀態(tài)。

圖2a 近視未予矯正，黃斑處于近視離焦，視網(wǎng)膜周邊處于遠(yuǎn)視性離焦圖2b 遠(yuǎn)視未予矯正，黃斑和視網(wǎng)膜周邊均處于遠(yuǎn)視離焦

圖2c 近視以普通單焦點(diǎn)鏡片矯正，黃斑無(wú)離焦，視網(wǎng)膜周邊處于遠(yuǎn)視離焦圖2d 較理想的近視矯正狀態(tài)，黃斑無(wú)離焦，視網(wǎng)膜周邊處于近視離焦

2.減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片的市場(chǎng)亂象

自2010年蔡司推出第一款非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片以來(lái)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了多款類(lèi)似設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，命名方式頗為混亂，在部分不夠?qū)I(yè)的從業(yè)者中造成了產(chǎn)品與設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)的理解難度。

圖3是市場(chǎng)上幾種減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片的掃描圖。

圖3a 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，通常稱(chēng)為環(huán)焦或360環(huán)焦

圖3b 橫橢圓形設(shè)計(jì)，市面較少出現(xiàn)這種設(shè)計(jì)

圖3c 非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)，市場(chǎng)上最早被稱(chēng)為離焦鏡片的設(shè)計(jì)，也有人稱(chēng)為全焦

更為嚴(yán)重的是，部分產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路不清，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，且由于這類(lèi)產(chǎn)品在面型設(shè)計(jì)方面不存在國(guó)標(biāo)、地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且其近視干預(yù)效果在短時(shí)間內(nèi)難以確定，市場(chǎng)趨勢(shì)逐漸演變成宣傳力度越大的產(chǎn)品越受歡迎，甚至引發(fā)了部分青少年近視干預(yù)鏡片市場(chǎng)“劣幣驅(qū)逐良幣”的現(xiàn)象。

3.非對(duì)稱(chēng)型減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片的設(shè)計(jì)原理探討

在上述產(chǎn)品中，目前最為流行的是以蔡司成長(zhǎng)樂(lè)為代表的非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)類(lèi)產(chǎn)品，以下就該設(shè)計(jì)原理與業(yè)界同仁作一下探討，并對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的合理方案提出一些想法。

非對(duì)稱(chēng)性的設(shè)計(jì)原理之一來(lái)自視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)分區(qū)，如圖4。

圖4 視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)分區(qū)（上圖為右眼，下圖為雙眼）

視錐細(xì)胞集中的黃斑區(qū)對(duì)色覺(jué)敏感，為清晰成像區(qū)，視網(wǎng)膜周邊桿狀細(xì)胞對(duì)明暗度更敏感，表面上不影響視覺(jué)中樞清晰成像，實(shí)際影響視網(wǎng)膜深層次成像。

非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)正是針對(duì)視網(wǎng)膜這種結(jié)構(gòu)特征而來(lái)，如圖5，鏡片中心為矯正黃斑視力的明視區(qū)，呈約8mm～12mm直徑范圍的橫橢圓分布形態(tài)，明視區(qū)向外大致15°～35°視場(chǎng)角之間是周邊遠(yuǎn)視性離焦補(bǔ)償區(qū)，通過(guò)屈光度正向變化減少視網(wǎng)膜周邊的遠(yuǎn)視性離焦成像。鏡片的四個(gè)對(duì)角存在明顯的散光突變，實(shí)際上是設(shè)計(jì)中無(wú)法避免的變形區(qū)，并非宣傳所謂的離焦區(qū)，在割邊時(shí)一部分會(huì)被割掉，且相對(duì)離明視區(qū)較遠(yuǎn)，因此對(duì)視網(wǎng)膜成像質(zhì)量影響不大。

圖5 非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品掃描圖解讀

按照上述理論和臨床實(shí)踐由來(lái)，筆者認(rèn)為合理的非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

a.需要通過(guò)近用閱讀區(qū)的優(yōu)化來(lái)達(dá)到更好的適配效果，這其中不僅包括通過(guò)提高閱讀區(qū)的舒適性，從而加強(qiáng)兒童戴鏡的依從性，也應(yīng)考慮閱讀時(shí)的個(gè)體差異，針對(duì)性設(shè)計(jì)閱讀區(qū)周邊離焦補(bǔ)償值。

通常近距離閱讀時(shí)由調(diào)節(jié)滯后引發(fā)的周邊遠(yuǎn)視性離焦會(huì)特別嚴(yán)重。部分檢測(cè)表明，單焦點(diǎn)鏡片戴鏡者在長(zhǎng)時(shí)間近讀后視網(wǎng)膜周邊遠(yuǎn)視離焦會(huì)加重，這是非對(duì)稱(chēng)型減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片更應(yīng)關(guān)注的；并且戴鏡者的閱讀視線大多將通過(guò)鏡片偏向內(nèi)下方的區(qū)域，這也是鏡片閱讀區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的方向，如表1。

表1 近視眼不同注視距離時(shí)黃斑中心及顳側(cè)遠(yuǎn)視離焦量值[4]

圖5的下半部分顯示了非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)中必須存在的近用內(nèi)偏區(qū)域。該區(qū)域應(yīng)具備兩個(gè)特點(diǎn)，其一是鼻側(cè)向下內(nèi)偏部位的低散光走廊的存在，符合了近讀時(shí)形成雙眼單視的要求；其二是如圖6所示的鼻側(cè)屈光度變化趨緩。兩者的作用都是提高近用閱讀區(qū)注視時(shí)的視覺(jué)穩(wěn)定性，從而提高配鏡者閱讀時(shí)的使用依從性，強(qiáng)化近視防控功效。

b.顳側(cè)離焦補(bǔ)償量應(yīng)大于鼻側(cè)，如圖6，多個(gè)周邊近視離焦臨床檢測(cè)報(bào)告表明，人眼顳側(cè)遠(yuǎn)視離焦量大于鼻側(cè)，這一差異隨著注視角度和屈光度的增加而更為明顯。

圖6a 人眼鼻顳側(cè)遠(yuǎn)視離焦量的差異[5]及與近視度數(shù)的關(guān)聯(lián)性[6]

圖6b 非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)中鼻顳側(cè)散光和屈光度變化差異

圖6b藍(lán)色箭頭指示為顳側(cè)方向，紅色箭頭指示為鼻側(cè)內(nèi)偏方向?？梢郧逦乜闯觯D側(cè)變化更快，鼻側(cè)無(wú)論散光和屈光度變化都相對(duì)較緩。

c.基于鏡片屈光度差異設(shè)計(jì)離焦量，一些臨床報(bào)告所顯示的和理論推斷一致，中高度近視人群的周邊遠(yuǎn)視性離焦隨屈光度增大而增大。合理的非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)也應(yīng)該考慮這一方面因素，如圖6a，參考表2。

表2 離焦補(bǔ)償量隨屈光度增大的示例

需要指出的是，以上設(shè)計(jì)方案僅僅是從理論和實(shí)踐出發(fā)的一種更為合理、科學(xué)的嘗試，真正的近視防控效果仍然需要臨床大數(shù)據(jù)的支持，所以在此僅作探討。

4.非對(duì)稱(chēng)離焦鏡片的設(shè)計(jì)誤區(qū)

筆者認(rèn)為減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片存在一些設(shè)計(jì)誤區(qū)，主要表現(xiàn)如下：

圖7a 常見(jiàn)非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的鼻顳側(cè)散光分布特征

誤區(qū)一：鼻側(cè)無(wú)論散光度還是屈光度變化均快于顳側(cè)。

如圖7a，市場(chǎng)上常見(jiàn)的非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)多有此類(lèi)現(xiàn)象，藍(lán)色箭頭顯示顳側(cè)區(qū)域、紅色箭頭顯示鼻側(cè)區(qū)域。出現(xiàn)這種情況的原因比較復(fù)雜，可能是設(shè)計(jì)者不清楚理論細(xì)節(jié)，也可能是設(shè)計(jì)鼻側(cè)變化緩于顳側(cè)存在一定的困難不得已為之。但從目前的視網(wǎng)膜周邊離焦量分布理論推斷和臨床檢測(cè)報(bào)告來(lái)看，這一設(shè)計(jì)存在疑問(wèn)。

誤區(qū)二：閱讀區(qū)有調(diào)節(jié)視疲勞或漸進(jìn)加光作用。

圖7b 非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)鏡片的使用區(qū)域劃分

這一說(shuō)法存在一定的疑問(wèn)，一方面，緩解調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)計(jì)源于調(diào)節(jié)痙攣加劇近視加深的理論假設(shè)與現(xiàn)有的周邊離焦和調(diào)節(jié)滯后導(dǎo)致近視加深理論相矛盾，另一方面如果考慮調(diào)節(jié)因素，那么離焦鏡片將不適配外隱斜人群，從而將大部分近視眼人群排除在外，重回了青少年漸進(jìn)鏡片的老路，參見(jiàn)圖7b。

誤區(qū)三：無(wú)內(nèi)偏設(shè)計(jì)。

圖7c 減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片錯(cuò)誤的對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)

如圖7c，這一設(shè)計(jì)違背了分左右眼的非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，是為了形成雙眼單視時(shí)閱讀區(qū)視覺(jué)效果更為舒緩的初衷，并由此帶來(lái)盲區(qū)散光變形以及增加了設(shè)計(jì)和制造的難度。如果取消了左右眼內(nèi)偏設(shè)計(jì)，不如直接使用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)或橫橢圓設(shè)計(jì)，閱讀區(qū)功能效果無(wú)區(qū)別，反而可以節(jié)省設(shè)計(jì)加工難度和降低制造成本。

5 非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)的鏡片檢測(cè)方法

5.1 投影檢測(cè)方法

圖8a 幾種減少旁中心遠(yuǎn)視離焦鏡片的投影像

如圖8，左側(cè)是所謂環(huán)焦設(shè)計(jì)的投影，中間是非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的貝殼型投影，右側(cè)是非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的菱形投影。非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)往往會(huì)呈現(xiàn)菱形或者貝殼型或者其他非規(guī)則形狀，形成以上投影的原因較為復(fù)雜，是矢高、屈光度和散光輪廓的綜合體現(xiàn)。我們大致可以就投影形狀鑒別旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)、非對(duì)稱(chēng)或者橢圓型設(shè)計(jì)。但就目前的情況而言，并沒(méi)有科學(xué)依據(jù)認(rèn)為哪種投影形狀更好，鏡片設(shè)計(jì)好壞依然必須以屈光輪廓掃描圖的詳細(xì)分析為依據(jù)。

5.2 參考點(diǎn)測(cè)度法

設(shè)定中心、鼻顳側(cè)和閱讀區(qū)等多個(gè)測(cè)度參考點(diǎn)，建立補(bǔ)償值檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并可以差異化設(shè)置離焦量。

圖8b 非對(duì)稱(chēng)型設(shè)計(jì)的測(cè)度點(diǎn)示意圖

如圖8b，此檢測(cè)方法可直接使用焦度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量周邊離焦補(bǔ)償值時(shí)采用SE或ADD模式進(jìn)行檢測(cè)，并可以檢測(cè)參考點(diǎn)的散光值。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)依據(jù)開(kāi)放式驗(yàn)光儀檢測(cè)視網(wǎng)膜周邊離焦量的檢測(cè)結(jié)果和配鏡個(gè)體對(duì)光度變化的適應(yīng)性差異設(shè)計(jì)離焦量補(bǔ)償值，所以該檢測(cè)模式將逐步成為必須。

圖8c Grand Seiko WAM5500開(kāi)放式驗(yàn)光儀（左圖）和VISIONIX VX120視覺(jué)質(zhì)量分析儀（右圖）

5.3 屈光輪廓掃描圖檢測(cè)方法

鏡片屈光輪廓掃描圖是檢測(cè)鏡片面型的金標(biāo)準(zhǔn)。盡管目前市面上還沒(méi)有一種掃描儀的精度和參數(shù)設(shè)置可以直接作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量設(shè)備，但其在研發(fā)中對(duì)面型標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)和判定作用是不可替代的。

目前市場(chǎng)上通行的屈光輪廓掃描儀器大都來(lái)自國(guó)外進(jìn)口，包括以色列ROTLEX公司的CLASSPLUS2000以及VISIONIX公司的VM-2500和FFV或FFA、比利時(shí)Automation &Robotics公司的AR等。

圖8d 從左至右、從上至下依次是：以色列ROTLEX公司的CLASSPLUS2000、VISIONIX公司的FFV和VM-2500、比利時(shí)Automation &Robotics公司的AR

圖8e ROTLEX公司的CLASSPLUS2000鏡片掃描圖的認(rèn)知方法

圖8f ROTLEX公司的CLASSPLUS2000鏡片掃描圖的曲線圖模式

圖8g ROTLEX公司的CLASSPLUS2000鏡片掃描圖的立體圖模式