從屈光矯正到離焦定制
——眼鏡光學(xué)設(shè)計歷經(jīng)的滄海桑田

孫文娜

現(xiàn)階段，我國兒童青少年近視高發(fā)、早發(fā)，已是不爭的事實，據(jù)《國民視覺健康報告》顯示，全國兒童青少年總體近視率為53.6%，其中初中生為58.07%，高中生為78.02%。對于近視一族來說，現(xiàn)階段仍以光學(xué)矯正為主，即戴框架眼鏡。此外，一些能夠延緩和阻止近視發(fā)生及發(fā)展的功能型眼鏡也逐漸在市場上出現(xiàn)，引起消費者的注意。其實，眼鏡從最早單純地矯正屈光，到最近的離焦定制，已走過了800余年的歷史，經(jīng)歷了多次升級換代。本文根據(jù)眼鏡光學(xué)設(shè)計的思路變更，將框架眼鏡的發(fā)展分為三個階段，并逐一進(jìn)行分析。

1 第Ⅰ代框架眼鏡——先保證能看清

目前，絕大多數(shù)近視患者配戴的都是第Ⅰ代框架眼鏡，即普通單焦點框架眼鏡，其驗配方便、配戴安全、價格適中，經(jīng)過長期的應(yīng)用，已廣為大眾所接受。第Ⅰ代框架眼鏡的出現(xiàn)最早可以追溯到1289年，由意大利人阿爾馬托和斯皮納發(fā)明，是人類利用光學(xué)原理改變視力的一次重大嘗試。第Ⅰ代框架眼鏡的單焦點設(shè)計僅能保證鏡片中央成像落在視網(wǎng)膜上，鏡片周邊成像卻投射到了視網(wǎng)膜后方，也就是“遠(yuǎn)視性離焦”。因此周邊視網(wǎng)膜為了獲得較清晰的成像仍然會嘗試向后生長，可能會造成眼軸變長。這也是第Ⅰ代框架眼鏡不具備延緩近視防控功能的原因。研究發(fā)現(xiàn)，眼軸每增長1mm，近視度數(shù)會增長近300度。

清·《蘇州市景商業(yè)圖冊》局部，展示明末清初時期蘇州的眼鏡店

2 第Ⅱ代框架眼鏡——通過矯正離焦防控近視

近年來，我國眼鏡消費者開始逐漸接受有著特殊光學(xué)設(shè)計的多焦點眼鏡，主要包括：雙焦點眼鏡、漸進(jìn)多焦點眼鏡、周邊離焦眼鏡、多點近視離焦眼鏡等。

多焦點眼鏡最早是由美國著名發(fā)明家本杰明·富蘭克林在1784年發(fā)明的。他所發(fā)明的雙光眼鏡鏡片的上半部分為視遠(yuǎn)區(qū)，用于看清遠(yuǎn)處物體，下半部分為視近區(qū)，用于看近。這種鏡片除了針對老視眼之外，也可以在一定程度上減少視近工作中的調(diào)節(jié)滯后，有微弱的延緩近視發(fā)展功效[1]。但其鏡片有明顯分界線，不美觀，且具有像跳效應(yīng)，容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)和集合的不協(xié)調(diào)及眼位改變，會干擾配戴者對物體空間方位的認(rèn)知判斷。

雙光眼鏡的發(fā)明者，印在美元上的富蘭克林

大約一百年后，英國人歐文·艾維斯從大象鼻子的形態(tài)中得到啟發(fā)，首次提出了漸進(jìn)多焦點鏡片（即逐漸增加眼鏡片的曲率）的構(gòu)思，這標(biāo)志著一種全新的視力矯正概念的誕生。1959年，法國的貝爾納·梅特納茲依據(jù)此構(gòu)思成功開發(fā)出漸進(jìn)多焦點鏡片，并在臨床中應(yīng)用。研究表明，漸進(jìn)多焦點鏡片對于近距內(nèi)隱斜患者、近距高調(diào)節(jié)滯后近視患者的控制效果更佳，可以減緩近視進(jìn)展作用[2]，但會不同程度加重大部分顯性或隱性外斜患者的度數(shù)。

隨著視網(wǎng)膜周邊離焦理論的提出及發(fā)展，周邊離焦設(shè)計的眼鏡隨之而生。其采用“周邊視力控制”技術(shù)，將周邊視網(wǎng)膜的成像轉(zhuǎn)移到視網(wǎng)膜上或者視網(wǎng)膜前方，提供清晰中心視力的同時，也增加了視網(wǎng)膜周邊近視離焦量，從而減緩眼軸增長，控制近視發(fā)展。這類鏡片考慮得更多是各個方向的周邊離焦調(diào)整，而不是僅在鏡片下方的視近區(qū)進(jìn)行設(shè)計。以“多區(qū)正向光學(xué)離焦”技術(shù)設(shè)計的離焦眼鏡[3]為例，該眼鏡通過在周邊區(qū)設(shè)計多個+3.50D的微型透鏡，既可以在中央?yún)^(qū)形成清晰的視覺，也能在周邊視網(wǎng)膜前形成焦點，從而減慢近視發(fā)展。

第Ⅱ代眼鏡的缺點主要是隨著焦點的增多，有效的成像光線不得不進(jìn)行重新分布，這在一定程度上降低了對比度和視覺質(zhì)量。另一個尚待解決的問題是，統(tǒng)一的離焦設(shè)計難以和不同近視患者自身視網(wǎng)膜周邊屈光數(shù)據(jù)精準(zhǔn)匹配，而這只有通過第Ⅲ代的離焦定制眼鏡才能解決。

3 第Ⅲ代框架眼鏡——精準(zhǔn)定制更進(jìn)一步

1970年，霍赫海德等[4]把人眼的周邊屈光形態(tài)分成了5種類型和12個亞型，同時發(fā)現(xiàn)不同類型的近視風(fēng)險存在明顯的差異。顯然，離焦眼鏡的設(shè)計應(yīng)該是盡可能地去模擬低風(fēng)險形態(tài)，而不同個體的遠(yuǎn)視形態(tài)千差萬別，用統(tǒng)一的設(shè)計難以兼顧。

隨著全社會的近視防控意識逐漸增強(qiáng)，以及周邊離焦檢測手段的不斷完善，第Ⅲ代離焦定制眼鏡應(yīng)運而生。其通過應(yīng)用光學(xué)屈光補(bǔ)償技術(shù)對視網(wǎng)膜屈光狀態(tài)進(jìn)行測量[5]，基于不同個體的獨特周邊屈光分布，進(jìn)行定制化的光學(xué)設(shè)計并加工成自由曲面鏡片，從而能夠在周邊視網(wǎng)膜的各個象限均形成理想的近視性離焦。

離焦定制眼鏡的主要優(yōu)勢有兩點：一方面，通過針對個體的定制設(shè)計，其離焦轉(zhuǎn)化面積更充分，離焦設(shè)定更精準(zhǔn)，有效提升了近視防控效果，理論上明顯強(qiáng)于第Ⅱ代鏡；另一方面不會對已存在近視性離焦的區(qū)域進(jìn)行過度矯正，避免了對正常視覺的干擾，在一定程度上增加了配戴舒適度。

事實上，眼鏡的光學(xué)設(shè)計與近視的基礎(chǔ)研究始終是相輔相成、互為促進(jìn)的，包括離焦學(xué)說的驗證、各類動物模型的建立都是通過不同設(shè)計的光學(xué)鏡片來完成的。第Ⅲ代鏡的意義不僅在于當(dāng)下能夠提出更好的近視防控方案，也為很多近視學(xué)說和研究提供了更為現(xiàn)實的驗證工具，有助于揭示更深刻的近視發(fā)病機(jī)理，為將來推出更優(yōu)異的光學(xué)設(shè)計提供了可能性。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，眼鏡也歷經(jīng)了近一個世紀(jì)的變遷，從最初的普通屈光，到現(xiàn)在的離焦定制，越來越個性化，但還需要綜合考慮其有效性、安全性及依從性等因素。