三棱鏡在視光學(xué)中的應(yīng)用與案例分析（四）

繼上一章節(jié)深入探討雙眼視功能檢查與視覺訓(xùn)練的臨床應(yīng)用之后，本章節(jié)將進(jìn)一步研究三棱鏡在視光學(xué)中的應(yīng)用，通過具體的案例解析，幫助讀者更好地理解三棱鏡的作用原理以及在臨床實踐中的應(yīng)用。

1" 三棱鏡的應(yīng)用

三棱鏡的光學(xué)截面呈三角形結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，與構(gòu)成棱鏡頂點的兩個斜面相對的平面被稱為棱鏡的底面；而與底面相對的頂端部分則被稱為棱鏡的頂點，兩個斜面在頂點處交匯形成的角稱為頂角（見圖1）。三棱鏡的方向定位是通過其底面的朝向來確定的。

眼睛通過棱鏡觀察物體時，棱鏡在眼前的方向?qū)⒂绊懷劬ξ矬w方位感知的能力（見圖2）。因此，準(zhǔn)確標(biāo)定棱鏡底面的方位至關(guān)重要，這將有助于理解棱鏡對視覺系統(tǒng)產(chǎn)生的光學(xué)作用。

棱鏡的屈光力通常以棱鏡度（△）來衡量，具體而言，1△屈光力意味著光線經(jīng)過棱鏡后在100單位距離之外，會發(fā)生1個單位距離的偏移（見圖3）。

2 透鏡的棱鏡效果與移心

2.1 棱鏡與球鏡

球面透鏡可以被視作由無數(shù)個底面相對或頂面相對的三棱鏡組成，三棱鏡的棱鏡度從中心向外逐漸增強。當(dāng)三棱鏡的底面相對時，它們共同構(gòu)成了正透鏡；而當(dāng)頂面相對時，則形成了負(fù)透鏡（見圖4）。這種棱鏡組合的特性包括：

a.接近透鏡中心時，棱鏡的作用逐漸減弱；遠(yuǎn)離中心時，棱鏡的作用則增強；在透鏡中心處棱鏡效果為零。

b.在透鏡的上下兩側(cè)，棱鏡組合的底面方向是相反的。

由于有上述兩個特點，使得球面透鏡與棱鏡在光學(xué)效果上存在一定差異：球面透鏡能夠使光線發(fā)生會聚或發(fā)散作用，而棱鏡則僅改變光線的傳播路徑，不具備會聚或發(fā)散光線的功能（見圖5）。

2.2 透鏡移心的棱鏡效應(yīng)

棱鏡效應(yīng)的計算原理表明，透鏡上任意一點的棱鏡效應(yīng)，可通過計算該點與透鏡中心的偏移量（移心距離）與該子午線上屈光度的乘積得出。公式表達(dá)為：P = CF。在這里，P代表棱鏡度（Δ），C代表移心距離，以cm為單位，而F則代表該子午線上的屈光度。

當(dāng)視線不垂直通過透鏡的光學(xué)中心時，棱鏡效應(yīng)便會產(chǎn)生。因此，在裝配框架眼鏡時，若雙眼的瞳距和配鏡高度存在偏差，移心距離C將不同，并導(dǎo)致雙眼感受到的棱鏡效應(yīng)出現(xiàn)差異。偏差越大（C值越大），屈光度越高（F值越高），雙眼之間的棱鏡效應(yīng)差異就越顯著。

在屈光參差的情況下，雙眼F值差異較大，相應(yīng)的棱鏡效應(yīng)在雙眼之間的差異也會增加。如果雙眼的棱鏡效應(yīng)僅存在于水平方向，人眼通常能夠通過融像機制進(jìn)行代償。然而，當(dāng)這種差異出現(xiàn)在垂直方向時，棱鏡效應(yīng)會迫使雙眼分別向不同方向轉(zhuǎn)動，從而引起戴鏡不適。例如，屈光參差患者在配戴框架眼鏡時，隨著視線在垂直方向移動，雙眼在垂直方向上的棱鏡差異會導(dǎo)致一眼向上轉(zhuǎn)動而另一眼向下轉(zhuǎn)動。視線越接近上下周邊，棱鏡差異越明顯，不適感也越強烈。

2.3 棱鏡效果計算

根據(jù)公式 P=CF，可以計算出透鏡上任意一點的棱鏡效應(yīng)。

如計算一副右眼（OD）鏡片：+2.00DS/-5.00DC

×90，在光心上方的5mm且內(nèi)側(cè)4mm處的棱鏡效應(yīng)。計算步驟如下（見圖6）：

第一步：繪制光學(xué)十字，并計算各主子午線上的屈光度。

第二步：在主子午線軸上，使用底對底的2個棱鏡表示正鏡效應(yīng)，頂對頂?shù)?個棱鏡表示負(fù)鏡效應(yīng)。

第三步：在光心上方5mm內(nèi)4mm的位置標(biāo)記一個點，并將其分解到兩條主子午線上。

第四步：確定分解后各主子午線上的點所對應(yīng)的棱鏡效應(yīng)方向。根據(jù)第二步中繪制的棱鏡輔助圖，可以輕松判斷出水平方向為底在內(nèi)（BI），垂直方向為底在下（BD）。

第五步：應(yīng)用P=CF公式計算棱鏡量。

水平方向：P=CF=0.40cm×3.00D=1.2△；

垂直方向：P=CF=0.50cm×2.00D=1.0△。

因此，OD鏡片在+2.00DS/-5.00DC×90條件下，光心上方5mm內(nèi)4mm處的棱鏡效應(yīng)為：水平方向1.2△BI，垂直方向1.0△BD。

2.4 移心的計算

在裝配框架眼鏡時，通過移動透鏡的中心，可以使患者從透鏡的光學(xué)中心以外的地方觀看，從而產(chǎn)生所需的棱鏡效應(yīng)。這一計算過程實際上是上述步驟的逆向操作。雖然聽起來復(fù)雜，但通過繪圖方法可以變得簡單且直觀。

如要使-2.00DS/+6.00DC×90的OD透鏡產(chǎn)生2△底在上（BU）和1△底在內(nèi)（BI）的棱鏡效應(yīng)，需要如何進(jìn)行移心？（見圖7）。

第一步：繪制光學(xué)十字，并計算各主子午線上的屈光度。

第二步：在主子午線軸上，使用底對底的2個棱鏡表示正鏡效應(yīng)，頂對頂?shù)?個棱鏡表示負(fù)鏡效應(yīng)。

第三步：通過觀察圖形，判斷如何移動光學(xué)中心以獲得目標(biāo)棱鏡效應(yīng)，確定移心的方向。為了實現(xiàn)底在上的效果，需要將鏡片中心在垂直方向（負(fù)鏡區(qū)域，頂對頂?shù)?個棱鏡代表）向下移動；而為了實現(xiàn)底在內(nèi)的效果，需要在水平方向（正鏡區(qū)域，底對底的2個棱鏡代表）向內(nèi)移動。

第四步：計算移心量。根據(jù)公式P=CF，即C=P/F。

水平方向需移動：

C=P/F=1△/4.00D=0.25cm，即2.5mm；

垂直方向需移動：

C=P/F=2△/2.00D=1cm，即10mm。

綜上所述，為了實現(xiàn)所需的棱鏡效應(yīng)，應(yīng)將透鏡在水平方向向內(nèi)移心2.5mm，在垂直方向向下移心10mm。

3 三棱鏡在視光學(xué)中的應(yīng)用案例

針對視覺訓(xùn)練無效的雙眼視功能異常，如散開不足或集合過度的患者，可以使用三棱鏡進(jìn)行矯正。此外，三棱鏡還適用于矯正垂直方向的隱斜、斜視、眼球震顫等問題。在使用三棱鏡時，建議根據(jù)患者的特定眼位異?；蚓凵栴}，通過繪圖方法來確定三棱鏡底部的正確朝向。

3.1 垂直位隱斜或斜視

案例一：張某，女，34歲，無糖尿病和高血壓病史。半年前因車禍導(dǎo)致頭部受傷，CT檢查顯示枕葉皮質(zhì)血腫。此后，患者持續(xù)出現(xiàn)復(fù)視，難以忍受。目前，顱腦創(chuàng)傷已愈合，雙眼裸眼視力為0.8，檢查未發(fā)現(xiàn)器質(zhì)性病變?；颊咧髟V為復(fù)視而非重影。

檢查發(fā)現(xiàn)右眼有6△上斜。經(jīng)過反復(fù)試鏡，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在右眼前加上4△BD的三棱鏡時，復(fù)視消失，且患者配戴舒適。由于將全部棱鏡加于右眼會導(dǎo)致鏡片過重且不對稱，為了美觀，決定將棱鏡均分于雙眼。因此，右眼配2△BD的三棱鏡，左眼配2△BU的三棱鏡（見圖8）?；颊弑硎緩?fù)視消失，對配鏡結(jié)果滿意。

因此，若要在垂直方向上將棱鏡分配到另一只眼，底部應(yīng)放置在相反方向；若要在水平方向上分配，底部應(yīng)放置在相同方向（見圖9）。即棱鏡底在上時，另一眼底部應(yīng)向下；棱鏡底在內(nèi)時，另一眼底部也應(yīng)在內(nèi)；棱鏡底在外時，另一眼底部同樣在外。簡記為：上對下，內(nèi)對內(nèi)，外對外。

本案例中，由于視覺中樞損傷導(dǎo)致的垂直方向斜視，通常隨著病情好轉(zhuǎn)，癥狀會改善，復(fù)視會消失，但在病情恢復(fù)過程中，若復(fù)視持續(xù)存在或患者無法忍受，可以使用三棱鏡進(jìn)行處理。

案例二：李某，男，30歲，視近時容易出現(xiàn)視疲勞，近距離閱讀20分鐘后即感到嚴(yán)重視疲勞。雙眼視力為1.0，檢查未發(fā)現(xiàn)器質(zhì)性病變，其右眼有4△上隱斜。

經(jīng)過試鏡，為右眼配戴2△BD的三棱鏡（也可均分于雙眼），視疲勞消失，能夠持久閱讀。

3.2 集合不足

陳某，男，55歲，在閱讀時感覺只有一只眼睛在發(fā)揮作用。檢查結(jié)果顯示，其輻輳近點為25cm，表明雙眼在近距離閱讀時幾乎無法實現(xiàn)集合。為了緩解這一癥狀，嘗試使用了底向內(nèi)的三棱鏡，患者反饋癥狀有所緩解（見圖10）。

3.3 眼球震顫

3.3.1 眼球震顫基本概念"

眼球震顫（nystagmus），簡稱眼震，是一種不自主的、有節(jié)律性的眼球往返擺動運動，通常由視覺系統(tǒng)、眼外肌、內(nèi)耳迷路或中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病引起。眼震可根據(jù)病因、臨床特征和相關(guān)的神經(jīng)眼科情況分為兩大類：知覺缺陷型眼震（如注視性眼震）和運動缺陷型眼震（如注視麻痹性眼震）。

3.3.2 病理病因"

眼性眼球震顫是由黃斑部中心視力障礙引起的注視反射困難所致。可進(jìn)一步細(xì)分為：

a.生理性注視性眼球震顫，包括斜性眼球震顫、視覺動力性眼球震顫和隱性眼球震顫等；

b.病理性注視性眼球震顫，包括盲性眼球震顫、弱視性眼球震顫、職業(yè)性眼球震顫等。

此外，前庭性眼球震顫、中樞性眼球震顫、先天性特發(fā)性眼球震顫等也是常見的類型。

3.3.3 癥狀體征"

跳動型眼震：眼球呈明顯速度不同的往返運動，當(dāng)眼球緩慢地轉(zhuǎn)向另一方向到達(dá)一定程度之后，又突然以急跳式運動返回，所以此型震顫有慢性和快相的表現(xiàn)，慢性為生理相，快相是慢相的矯正運動，快相方向作為眼球震顫的方向，通常與病因有關(guān)。

擺動型眼震：眼球的擺動猶如鐘擺，無快慢相之分，其速度和幅度兩側(cè)相等，多見于雙眼黑蒙和弱視患者。

3.3.4 治療方法

病因治療：對癥治療。

增進(jìn)視力：對于眼源性眼球震顫，重點是提高視力，必要時可使用適當(dāng)?shù)娜忡R以消除代償頭位。

使用三棱鏡：在雙眼前加7△底在外（BO）的三棱鏡，刺激融像性集合，以抑制眼球震顫。

手術(shù)治療：對于先天性沖動型眼球震顫，可通過手術(shù)矯正眼位，減輕眼球震顫，提高視力。

3.3.5 案例解析

陳某，男，13歲，主訴自幼患有雙眼眼球震顫，觀看物體時，需將頭部偏向左側(cè)以進(jìn)行代償（見圖11）。檢查發(fā)現(xiàn)，患者向前方觀看時，頭部習(xí)慣性向左側(cè)傾斜。雙眼不自主地水平向右往返擺動。眼部前后段檢查未見異常。驗光結(jié)果如下：

OD：-1.00DS=1.0

OS：-0.75DC×180=1.0

案例分析：本案例中，患者雙眼矯正視力良好，排除黃斑部中心視力障礙或眼位性問題引起的眼性眼球震顫。在無其他有效治療方法的情況下，可嘗試使用三棱鏡消除代償頭位（見圖12～圖14）。

通過逐步增加左眼BO和右眼BI三棱鏡的度數(shù)進(jìn)行試戴，最終確定左眼最少8△BO，右眼最少8△BI的三棱鏡能夠消除代償頭位（見圖15）。

因此，配鏡處方如下：

OD：-1.00DS，8△BI

OS：-0.75DC×180，8△BO

遇到眼球震顫患者，先初步判斷眼球震顫的性質(zhì)是眼性問題，還是中樞性或者前庭性等問題。如屬于眼性眼球震顫，可采用對因治療和手術(shù)治療。

有代償頭位的，可以使用三棱鏡矯正。建議采用三棱鏡時，先畫圖確認(rèn)三棱鏡的方向。

雙眼采用的三棱鏡度數(shù)等同。如果使用的三棱鏡度數(shù)較低，可以直接定做鏡片，比較美觀。如果三棱鏡的度數(shù)高，則可以采用壓貼式三棱鏡（見圖16）。

3.4 嚴(yán)重視疲勞

3.4.1 案例解析

張某，女，38歲，戴鏡10余年。近5年來，感覺視物疲勞，伴有眼眶酸脹痛，在此期間，曾多次就醫(yī)，但檢查結(jié)果均未顯示異常；使用過多種滴眼液，癥狀卻逐漸加重。此外，曾嘗試配戴漸變多焦點鏡片，但自覺效果不佳，且配戴過程中感到不適。經(jīng)檢查：

舊鏡光度：OD：-2.75DS=1.0

OS：-2.75DS=1.0

電腦驗光：OD：-3.00DS

OS：-2.75DS/-0.25DC×91

全矯驗光和矯正視力：OD：-2.75DS=1.0

OS：-2.75DS=1.0

Worth 4 dot：看到5個燈

隱斜檢查：

5m：15△內(nèi)隱斜，40cm：9△內(nèi)隱斜，40cm+1.00D：5△內(nèi)隱斜

梯度性AC/A=4，計算性AC/A=3.6

雙眼：NRA：+2.50D

BCC：+1.50D

PRA：-1.50D

雙眼調(diào)節(jié)靈活度：5次/分

調(diào)節(jié)幅度：7.00D

3.4.2 處理方案

本例患者遠(yuǎn)、近距離顯示較大量的內(nèi)隱斜，且調(diào)節(jié)幅度、靈活度差。在年輕時，患者的大腦能夠通過運動性融像機制有效代償內(nèi)隱斜，但隨著年齡的增長，融像能力逐漸減弱，導(dǎo)致癥狀日益明顯。

針對患者的狀況，首先安排了為期一個月的以散開為主的分階段視覺訓(xùn)練。經(jīng)過這一階段的訓(xùn)練，患者的癥狀并未出現(xiàn)明顯改善，視疲勞仍然嚴(yán)重，患者表示無信心繼續(xù)訓(xùn)練下去。隨后，對患者進(jìn)行了雙眼遠(yuǎn)距和近距的正、負(fù)融像范圍測量，并根據(jù)1：1法則的計算結(jié)果，結(jié)合患者的試戴反饋，決定采用BO棱鏡處理。具體配鏡方案如下：

遠(yuǎn)用配鏡處方：

OD：-2.75DS=1.0（6△BO）

OS：-2.75DS=1.0（6△BO）雙眼略欠矯正

近用配鏡處方：

OD：-0.75DS=0.8，30cm（3△BO）

OS：-0.75DS=0.8，30cm（3△BO）

三個月后的復(fù)診結(jié)果顯示，患者戴鏡后感到舒適，視疲勞癥狀得到了有效緩解。盡管內(nèi)隱斜的檢查結(jié)果與前相同，但患者的日常視覺功能和舒適度得到了顯著改善。

3.4.3 分析

a.散開訓(xùn)練相對于集合訓(xùn)練，通常效果較差或無效。在本案例中，雖然最初嘗試了散開訓(xùn)練，但未能取得滿意的效果。隨后，采用三棱鏡處理取得了較好的療效。

b.三棱鏡處方的計算可以依據(jù)1：1法則，即BO棱鏡=（內(nèi)隱斜-BI恢復(fù)值）/2進(jìn)行。

c.在配戴棱鏡時，不同患者的耐受性和舒適度存在顯著個體差異。應(yīng)根據(jù)患者對棱鏡的耐受性和主觀感受進(jìn)行個性化調(diào)整。

d.由于患者在看近和看遠(yuǎn)時的內(nèi)隱斜程度不一致，且看近時調(diào)節(jié)刺激會促進(jìn)集合，需要分別根據(jù)看遠(yuǎn)和看近的檢查結(jié)果來計算所需棱鏡量。

在本案例中，為了滿足看近時的需求，給予了正性近附加并配合BO棱鏡處理。因此，患者需要配備兩副眼鏡，分別用于視遠(yuǎn)和視近。這類患者理論上適合驗配漸變多焦點鏡片，通過視近正性近附加來減少調(diào)節(jié)需求，進(jìn)而減少集合和負(fù)融像需求，從而緩解癥狀。然而，本案例患者未能適應(yīng)漸變多焦點鏡片，這可能與當(dāng)時驗配漸變多焦點鏡的ADD設(shè)計、像差、通道設(shè)計，以及配裝等因素有關(guān)。當(dāng)內(nèi)隱斜量較大時，即使配戴漸變多焦點鏡片，其治療效果也可能受限。

4 結(jié)語

三棱鏡在視光學(xué)中的應(yīng)用廣泛而深入，它不僅是視光學(xué)領(lǐng)域的重要工具，也是我們理解視覺世界的重要途徑。通過深入研究和實踐，有助于更好地利用三棱鏡，為患者提供更好的視覺體驗和治療效果。

作者簡介：

上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)園區(qū)美視美景眼科中心院長