CN101686801A - 用于延缓近视发展的光学调整的测定 - Google Patents

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Abstract

一种为有进行性近视的患者的眼睛提供防近视镜片或治疗的方法或处理(40),其包括(以一种形式)产生与眼睛中心和周边屈光不正相关的生物计量数据(42),可选的连同与患者视觉或生活方式需求(44)和患者进行性近视的易患病倾向(46)相关的数据。这个数据被输入到产生基础镜片设计(51)、定制设计(53)或用于眼睛角膜整形的程序(55)的处理器或算法(48)。选择的形态(52、54或56)被应用到患者(60)并且它的适宜性被评估(62,50),评估的结果被反馈给算法(48)以产生精确的输出设计(52、54或56),该设计被应用到患者。每隔一段时间重复该处理以检查持续的近视发展并在进一步测量之后调整所选择的形态的设计。

Description

用于延缓近视发展的光学调整的测定
技术领域
本发明涉及用于确定,指定或规定人眼光学的调整或修正的装置,该装置通过利用眼科镜片或角膜成形延缓、减轻或控制近视的发展。本发明还涉及眼科矫正设备,方法和有关的治疗。
有关的调整或修正可通过佩戴眼镜或隐形眼镜的佩戴实现,或次优地,通过角膜矫正术、角膜覆盖或嵌入术,激光切除术以及其他形式外科介入进行的角膜形状修正来实现。
背景技术
Smith等的美国专利US 7,025,460和有关的科学文献公开指出了与近视有关的眼睛过度生长---特别是在青少年时---与周边视网膜图像聚焦有关,并且更准确地说,周边视觉焦平面落在视网膜后面助长近视,而其位于视网膜前面阻止或防止近视。基于这个理论提供清晰中心视觉和周边焦平面的足够曲率的镜片设计由Smith等公开,并且在本书中被称为“防近视”镜片。其他人由此公开了各种用于特定情形的防近视镜片的修正和改进(如参见,HO等人的US20070159601)。
在Smith等的公开内容之前,已经认为近视的发展与中心或旁轴视觉的某些特征有关,而且用于对中心像进行选择性散焦的各种方法被提议来防止近视发展。因此,中心视觉被想方设法削弱以试图防止近视的发展。例如,参见相关在先专利公开文本,Collins等人的US6,045,578,kris等人的US6,343,861,Aller的US6,752,499,Phillips的US2008062380,以及To的US2006/0082729。例如参见相关科学出版物,Atchison等人的“Shape ofthe Retinal Surface in Emmetropia and Myopia(正常眼和近视眼中视网膜表面的形状)”(Invest Ophthalmol Vis Sci.2005:46:2698-2707);Mutti等人的“Peripheral Refraction and Ocular Shape in Children(儿童的周边屈光和眼睛形状)”(Invest Ophthalmol Vis Sci.2000:41:1022-1030);Saw等人的“Interventions to Retard Myopia Progression inChildren,An Evidence-based Update Ophthalmology(介入以延缓儿童近视进展,基于佐证的现代眼科学)”(2002,Vol.109,3,415-421);Schmid等人的“Variability of retinal steepness at the posterior pole inchildren 7-15 years of age(7-15岁儿童的后点的视网膜陡度的变异性)”(Current Eye Research 2003,Vol.27,NO.1,pp.61-68)。
传统上,近视患者的中心视觉矫正(与进行性近视的阻止相反)与低阶像差有关,该低阶像差可使用对验光师来说一般现有的仪器很容易地测量出来并且为确定中心视敏度的主要因素。有关的低阶像差基本上为屈光不正和散光,其包括以屈光度定量表示的球状和柱状分量以及柱轴的取向。这些列入或反应在一般的眼科处方中。使用广泛可用的基于计算机的设计方法,合适的镜片能从这样的处方中得到,或从预先制造的镜片备料中得到。在需要修正角膜形状时需要提供诸如当前角膜形状的更具体的数据。
近年来,使用波前技术来规定并产生定制的隐形眼镜,眼镜,波片或角膜整形,技术已被发展来通过对高阶像差的矫正来进一步改善中心视敏度(例如参见Tuan的US2006/0264917,Andino的US2004/0246440,Rubinstein的US2003/0107706,Patel的US6,663,240以及Williams的US5.777,719)。
虽然矫正低阶像差的常规方法为大多数近视患者提供良好的中心视觉,它们还是有不合适的副作用:将周边焦平面进一步移向视网膜之后、在周边呈现给患者更多远视以及给予眼睛伸长的额外刺激等。并且,虽然处理低阶和高阶像差的现代技术可提供极好的中心视觉,在周边它们还是具有同样不期望的副作用。另一方面,由于Smith等的教导不能针对与患者相关的重要因素进行调整、没有考虑到干扰周边模糊的问题、或未能认识到常规屈光矫正在建立周边远视方面所起的作用,因而不能直接应用Smith等的教导。
发明内容
本发明涉及基于本发明的防近视镜片,镜片设计和治疗的提供,这些是针对于患者的需要定制的并且考虑到延长的治疗周期,该延长的治疗周期包括镜片重复改进和用于控制近视发展并满足变化需要的治疗。在定制防近视镜片和治疗中各种因素被认为是重要的。这些因素主要包括近视的易患病倾向,生活方式和眼睛的生物计量特征,当然很多其他次要的因素也可能被考虑。虽然这里也设想到了用来实现定制的手动或半手动方法,但优选地通过使用适当的用于调整周边近视散焦的计算机处理算法完成。用于检查生成的近视散焦对患者的可接受性的程序也是定制中的优选的组成部分。
如同普通的防近视镜片一样,本发明的方法旨在提供清晰中心视觉而无明显低阶像差,并且优选地,无高阶像差。清晰的中心视觉区域优选地与正常瞳孔直径对应;也就是说,对向自视轴起大约10°角的区域。治疗的近视散焦的周边区域通常会为环形并位于自视轴起的20°之上。无论如何,中心区的大小和周边区的位置为可被调整作为定制处理的一部分的因素。例如,经过定制处理,被确定具有进行性近视低易患病倾向的成年患者,花很多时间在户外的成年患者或者积极参与户外运动的的成年患者可具有扩展到至少20°的清晰视觉的中心区和外推到30°以上的周边近视散焦区。可选地,具有近视直系亲属成员并花大部分时间在户内的周边远视的10岁儿童可能需要具有更大屈光度的近视散焦的更大周边区域,直到耐受性和顺应性成为限制因素的程度。在那种情况下,经常的随访会是期望的。作为指导,我们发现与社会中青春期平均年龄或该患者的预期的青春期年龄相比患者越年轻,则年轻近视患者具有进行性近视或进行性近视正在发展的风险增加。供参考的有帮助的确定年龄为12岁,也就是说,进行性近视风险随患者在12岁以下的年龄数目而增加。
用于为患者定制镜片或治疗的另一个因素是进行性近视的遗传易患病倾向。虽然我们知道没有人类基因确实的与进行性近视联系在一起,但家族性联系为大家熟知而且包括环境、行为和遗传因子的复杂结合。相应地,我们已经发现进行性近视的遗传易患病倾向的合适代表是患者的父母和直系亲属患近视的程度;简单指标为父母四只眼睛的平均近视(就屈光度而言)。
其他诱发个人进行性近视的因素是生活方式(上面提到的)和周边远视水平(如Smith等首先指出的)。生活方式因素主要涉及近距离工作与户外时间的比,但是这个有很多方面。虽然镜片或治疗定制需要反映进行性近视倾向,还需要对患者的生活方式需求敏感。做更多近距离工作的患者可容忍比参与户外活动或工作的患者更多的干扰的周边近视散焦。如上面指出的,没有使用传统矫正镜片的患者的周边近视的水平是进行性近视倾向的良好指示器,但是很多第一次由医师检查的患者已经佩戴矫正镜片一段时间了。这些镜片佩戴时可大大地增加周边远视并通过向前移动周边焦点来使自然的眼睛进行补偿,从而在单独检查眼睛时,它已经具有周边近视散焦,这显示镜片定制不需要矫正周边像差。应该记住因为也许已经在父母的眼睛中“人工”诱发进行性近视,所以产生相反效果的传统镜片的使用使得家族或遗传易患病倾向方面的问题复杂化。
当然,基础的防近视镜片或角膜成形的设计需要与正被讨论的眼睛相关的生物计量数据的输入。理想的,这将包括在从轴线到大约50°的整个眼睛表面上的眼睛像差图,而且这样的眼图现可通过利用共同未决的国际专利申请PCT/AU2008/000183中公开的仪器方便获得,并可适用于低阶和高阶像差两者在两个区域内的矫正。特别感兴趣的是在眼睛的水平子午线附近的周边像差读数,尤其是在颞侧象限内,因为我们相信在这个区域中存在远视散焦时眼睛生长的刺激尤其强。另外,其他生物计量数据如瞳孔大小,瞳孔轴偏,轴向眼睛长度,角度κ曲线以及角膜形状均可被使用。然而,传统方法下进行的单个中心屈光读数和一个或少数几个周边附近(20°-30°)读数是可容许的最低值。
为了简便又有效地进行近视控制,优选的是在像差被测量的视网膜区域包括周边鼻侧和位于水平子午线上或在水平子午线附近的颞侧区域。所询问的周边角度可从小于相对于眼睛视轴的20°的某点延伸到超过50°的某点。垂直或倾斜的子午线的询问可被添加来获得周边屈光数据和来识别非对称性。
用于导出定制镜片或角膜成形的算法、方法或处理是基于或优选地补充到已知的镜片设计程序中,该程序能从输入的像差数据生成基础镜片或角膜成形来矫正中心和周边像差。使用上面指出的患者特定数据,调整算法或方法被用于修改或定制该基础设计以产生初始或基础定制设计。更深一层次定制能因此由佩戴基础定制镜片、测试它、输入进一步信息到算法并生成更进一级的定制而获得。处理被希望定期重复以产生重复的定制来与眼睛的变化特征相匹配。很多相同的定制处理可接下去是角膜成形。取决于可靠的周边像差测量的有效性,定制处理可包括旋转非对称形状的产生。优选地,定制的形状将保证径向和切向焦平面落在视网膜上或落在视网膜前面,但是这些情况可能视觉上不被个别患者接受而尝试佩戴是需要的。
从发明的另一方面,周边屈光的纵向数据可从在治疗情况下的眼睛和依据近视发展的减缓而评价出的治疗有效性得到。对光学干预反应良好的受治疗者可被指定利用引起较少周边近视散焦的视力矫正装置,从而改善全面视力。另一方面,如果近视发展没有足够降低,干预可被修正来提供更多周边近视散焦和/或来改变修正后的周边区域以获得较好的效果。
从另一方面,优选地眼睛焦平面的确定包括中心或旁轴区域以及上面指出的周边区域,以便需要提供中心高视敏度的矫正可被确定。于是优选的(如会是通常处方实行的)是佩戴试镜片以使用图表等并依据患者的反馈来获得中心视觉的最佳敏度。以这种方法得到的最佳敏度表明中心视觉的矫正屈光度以显著数目(通常1/4D或更多)不同于基础(开始确定的)矫正度数,因而优选地以相同量调整或矫正所确定的周边度数并相应地调整周边区域的处方。因而为了举例,如果确定(通过上面指出的测量)在眼睛中心区域的焦平面位于视网膜之前等于+3D的数量,但使用试镜片和图表的患者反馈表示最理想矫正为
Figure G2008800219810D00051
那么整个所确定的焦平面需要被前移
Figure G2008800219810D00052
用于周边区域的处方可能需要被调整以保证周边焦平面被提前到周边视网膜之上或之前。
在上述摘要中已经概括地描绘了本发明,出于说明的目的,发明的实施例现将参考附图加以描述。
附图说明
图1为适于在确定人眼周边焦平面中使用的仪器的平面示意图。
图2为如图1中仪器所测量的屈光-人眼鼻侧-颞侧水平子午线的周边视野角度的线形图。
图3为描述第一处理实施例的流程图,该处理方案用于开处方和提供定制眼科矫正设备给正患进行性近视或有进行性近视发展危险的患者。
图4为说明如图3中表明的第二处理实施例的流程图。
图5为对于示范性的眼睛和镜片,显示依照本发明教导做出的调整的,屈光-视网膜偏心率或在水平颞侧子午线之上的周边角度的一系列线形图。
图6为图5中显示的眼镜片类型的示意性剖面视图,该剖面视图显示其示意性外形,不同周边角被显示在水平颞侧区内。
具体实施方式
用于确定自然人眼焦平面(例如,屈光不正)位置和结构的合适的仪器的例子被描述在共同未决的国际专利申请PCT/2008/000434中,并且该申请的公开文本合并入本文中。但为了方便起见,现将参考图1概括描述该仪器,在图1中该仪器总地以10标识,这个图来源于上述共同未决的申请。
仪器10包括由多个偏转元件14构成的水平线性阵列12,该阵列延伸与所研究的眼睛18的视轴16交叉。眼睛18可被任选地佩戴有如镜片19的眼科矫正装置。在图1中,排列在轴16上的未分化(undifferentiate)单元20包括照射光源,控制计算机或处理器以及返回波束检测器。单元20将以箭头22标识的照射光束顺序地引导到阵列元件14以产生对应顺序的以箭头24标识的询问波束,该询问波束被引导以相对于轴16的不同周边角进入眼睛18。以箭头23标识的返回波束从如视网膜26或角膜(在图1中没有标出)的眼睛界面沿波束24和22的路径返回到单元20以用于检测和分析。中心照射波束25,对应的中心询问波束(在图1中没有标出)以及对应的中心返回波束29以类似方式沿视轴16传播。
在该仪器中,波束偏转元件14为具有顶角的棱镜(除了中心元件14c之外),该棱镜的顶角使得各询问波束24被引导进入眼睛18并且各返回波束23被引导到单元20。中心元件14c不偏转照射光束并且可能是侧面平行(parallel-sided)的平面玻璃,如所示的或整体被省略掉。眼睛的非水平子午线可通过围绕相对于眼睛18的视轴16简单地旋转仪器10而被检查出。因此,当连续的询问/返回波束对进入眼睛18和从眼睛18中出来时,它们以关于轴16的连续地更大/更小的周边角发散/会聚。仪器10可以适用于测量眼睛长度(如也在PCT/AU2008/00434公开的那样),或者可以用其他的仪器替代用于该目的的仪器10。
应该指出询问波束24入射到眼睛18的角度可以相对于中心视轴16而被测出,其中所有询问波束被假定与轴16相交在位于节平面30上的眼睛18的节点(没有在图1中标出)处。这样,能够被仪器10询问的最大的周边角被标识为α,这个角度可由仪器的几何结构精确定义。可指出的是,由于角膜和自然晶状体的屈光,所以各询问波束照射到视网膜26的角度不是α并且其难以被测量。因此,术语“周边”和“中心”是参考光线入射到眼睛的角度来定义的。传统的视力矫正形态(modalities)仅涉及旁轴光线,亦即,与轴16平行并足够接近于该轴以使其可穿过正常瞳孔直径的光线。这个有效中心区约等于由大约10°的入射角的圆锥定义的角膜圆区域。在这个发明中,所关心的周边区域为在大约20°和大约50°或再大一些的角度之间的环形区域。
操作中,在有或没有任何规定的矫正镜片19的情况下通常都可以使用仪器10来检查眼睛18。因此,询问波束24被引导进入眼睛18,返回波束23被引导返回到单元20并且单元20中的检测装置自动确定沿眼睛18(和镜片19,如果佩戴)中的波束路径的像差以让眼睛中的有效焦点相对于视网膜26被确定在波束24入射的各点处。图2中的图形为在眼睛的水平子午线上的焦点轮廓C相对于之前没有佩戴过矫正镜片的年轻近视患者的左眼视网膜26(图2中的水平轴)的曲线。垂直轴显示屈光不正,用正和负度数分别指示高于或低于水平轴(例如,视网膜26),-3D和+3D点被指示出。负值指焦点落在视网膜26后(在之后)而正值指示焦点落在视网膜26前(在之前)。左侧眼睛的周边视野的颞侧和鼻侧被标明在T和N点。在这个图形中,沿视网膜26的水平子午线的视场角的周边角度也被标明,注意清晰的旁轴或中心视觉对向大约10°。径向焦点和正切焦点分别由曲线Sag和Tan表示。如这样的焦点轮廓图的产生和说明能容易地被仪器10计算出并显示出来以便有助于用户或医师。
很多观测可由图2的检测作出,应记住患者先前没有戴过矫正镜片并且假定两只眼睛的视野曲率-或焦平面曲率基本相同:
对于中心视觉,患者具有+3D的中心屈光不正,对此正常所开处方是-3D矫正;这样的患者一般被认为是‘-3D近视患者’。
对于超过大约20°的周边视觉,患者呈现出实质上的周边散光和周边远视。这些在传统检查中未被发现并且传统镜片的处方使其恶化,该传统镜片在整个镜片、中心和周边区域均应用相同的-3D屈光调整。
实质上的周边远视和中心近视表明进行性近视的存在或可能。但是,重要的是,注意用于矫正近视的传统镜片的处方将增加远视和加剧眼睛生长以及近视的发展。
当使用图1中仪器的简单形式时,因为鼻子的阻碍,所测的焦平面不能如到颞侧那样延伸到鼻侧。幸好发现在颞侧的周边远视对于年轻人的进行性近视是较大的刺激。
如果患者先前已经佩戴了矫正镜片,医师通常检查戴有人工镜片(19)的每只眼睛。如果这些镜片为常规类型,则可能在佩戴镜片的情况下观测出实质上的周边远视。并且当在没放置镜片19的情况下检查眼睛18时,一般发现-2D和更大的近视患者在周边具有近视散焦。换句话说,肉眼将提供用于防止眼睛进一步生长的刺激,但是佩戴用于矫正中心屈光不正的传统单一度数镜片会导致周边远视,该周边远视会刺激眼睛持续生长和促进进行性近视。
如果强调镜片设计将中心度数应用于整个视野上时周边度数是净度数,那么这些观测将提供充分的指导以让医师开出用于中心和周边视觉的矫正眼镜、隐形眼镜或角膜塑形术的处方。因为由传统镜片制作者在这方面带来的误差危险,和因为对获得良好中心视觉和可接受程度的中心与周边屈光度之差的愿望,非常需要的是使新的处方镜片被佩戴上,并使用如图1中的仪器,或次选地使用视觉图表,来测试该新的处方镜片以确认(i)理想的中心视觉已获得并且(ii)周边远视已被消除。例如如果发现最好中心视觉得到-3.50D的矫正而不是起始处方的-3.0D,那么保证周边没有造成远视是重要的。理想地,处方将让周边焦平面落在视网膜26上或落在视网膜26之前,而不管-0.50D的中心调整。
患者的每一相继检查上遵循相同的过程,以优化中心视觉并保证周边远视在镜片佩戴时不出现。尽管这样,在检查之间如果发现中心近视增加,则增加周边中的近视散焦来进一步防止过度的眼睛生长是可取的。然而在这种情况下,去检验如此规定的镜片为患者所接受的镜片是需要的,亦即,在中心和周边度数之间的所增加的差异是可容许。
本领域普通技术人员会理解到期望的周边屈光可由三种不同方式定义,这里散光显示为:
(i)球形等效物(最小模糊的圆)被聚焦在视网膜上或在视网膜前。
(ii)仅切向分量被聚焦在视网膜上或在视网膜前,球形等效物和径向分量聚焦在视网膜后。
(iii)径向和切向分量两者,以及由此球形等效物都聚焦在视网膜上或在视网膜前。
虽然最后的标准被认为是要具有最好的治疗效果,但其很难依据光学设计实现而且试图满足这个标准可导致干扰视觉效果。因为这个原因,评估对试镜片的可接受性是合乎要求的(如已指明的)。如已指出的,因周边屈光不正的轮廓线可在患者之间宽泛变化,依据治疗效果和可戴性来产生定制或半定制的镜片是有益处的。
图3中的流程图说明了包括第一实例的一组方法40。在输入步骤42,很多生物计量参数可被确定,例如:
i)屈光不正,优选地在宽入射角范围内测量的低阶和高阶像差;
i i)眼球长度,(角膜和视网膜之间的距离)优选为中心和周边两者的,并且优选是在角膜前表面和视网膜前表面之间测量的;
iii)瞳孔大小和偏心性;
iv)角度κ(在瞳孔轴线和通过视网膜中央凹的视觉或光学轴线之间的角度);
v)斜视(当看中心物体时眼睛偏内或外的趋向);和
vi)角膜形状。
在治疗和监测通过人工镜片矫正的进行性近视中,第一项(在宽角度范围内的屈光不正)是最重要的而第二项是次重要的,其余项通常为开镜片处方时对于视觉优化具有较少价值。但是,所有项目-尤其是最后一项-对通过角膜再成形进行的眼科矫正很可能都是重要的。
除了生物计量参数42的输入之外,与患者特定视觉需求有关的信息44与关于患者的进行性近视可能的易患病倾向的信息48一起是期望被输入的。特定视觉需求(44)的例子是,一方面‘近距离工作’例如使用电脑,阅读,缝纫,绘画等等,其可以容忍相对差的周边视觉,但是需要具有良好的中心视敏度的宽视野;另一方面,驾驶,运动和户外活动,其可以容忍窄的中心视野但是需要良好的周边视觉。(输入44和46的选择性通过使用虚线标明。)
所有这类的信息或数据(42-46)被输入到基于计算机的设计处理48中,该设计处理确定或设计需要的眼科矫正。设计处理48包括计算机程序或算法,该计算机程序或算法用来产生镜片设计和/或想要的角膜表面以用于(i)提供眼睛的良好中心视敏度和(ii)对周边视野弯曲的充分调整以让周边聚焦到视网膜上或在视网膜前并且,优选地,足够防止进行性近视。处理48一般会是本领域熟知的基础镜片设计处理和用于平衡各输入信息项的调整或预置,但是供医师来做出某些调整可以通过优化标准50输入到处理48作为在试镜片性能上的反馈来提供。
生成的处方或镜片设计可由用于不同目的设计处理48输出:
(i)在51从那些医师或制造者所持的备料选择半定制预制装置(普通眼镜或隐形眼镜)如在52标明;
(ii)在53启动定制镜片的制作,如在54标明,或
(iii)在55提供启动通过激光或其他手段整形角膜表面所需要的数据,如在56标明的,;
分别连接处理48到定制制造选项(54)和角膜整形选项(56)的箭头53和55由虚线30所示,因为这些选择或许相对于由实线箭头51所标明的预制镜片的选择是较少普遍使用的。
一旦在52已经选定并获得预制装置,如在60标明的其被作为受治疗者眼睛上的试镜片佩戴,以便进行如在62标明的可接受性和效果的评价。如果它不是被认为是完全可接受的或不是十分有效的,那么优化标准50将被重新修正并且处理将重复。可接受性一般会由是否患者认为在周边存在太多图像失真或是否(中心)视敏度的视场令人满意来确定。效果依赖于是否镜片和眼睛的组合屈光度(i)优化了中心视觉并且(ii)使得期望的周边焦平面足够向前达到在防止近视发展中有效的地步。这个评定需要由医师检查戴有处方镜片(如上所述)的眼睛并且经过询问患者来作出。其可能需要在每次相继会诊中重复。
在基本上相同过程的试验和优化处理(62和50)之后继续执行完整的定制镜片过程,如(i)虚线箭头53和64、(ii)制造步骤54和(iii)虚线箭头64所标明的。类似的,在角膜整形选项56被选择的情况下,可接受性和效果如虚线55和66所标明的可在62以基本上相同的方法(除了没有人工镜片)被评定,并且在如果被认为不可接受的或有缺陷的场合患者的角膜可进一步被塑形。应该理解到作用在步骤50中的调整或优化在人工镜片和角膜整形之间会不同,后者相对于前者需要更高水平专业理解。但是,本领域技术人员会理解到这个并且会相应地修整步骤50中可用的调整方式和水平。
如已经标明的,医师随访患有进行性近视的患者以保证治疗如希望的那样起作用(周边屈光的调整)是重要的,而如果治疗没有如希望的那样起作用,则重要的是作进一步调整以让周边焦点进一步向前;亦即,增加周边的视野曲率而使得对中心视觉的干扰最小。这样的随访步骤在68处由虚线箭头70和72所标明,并施加给所有矫正形态52、54和56。除了眼睛单独的中心与周边屈光和眼睛与处方镜片或治疗的结合的中心和周边屈光之外,期望执行的随访测试还包括眼睛长度。两次检查之间眼睛中心屈光度的增加,和/或眼睛长度的增加,会成为增加周边的视野曲率或者引导患者寻求专家治疗的需要的指示。
本领域技术人员应该理解到各种的计算机程序是已知的并被用来生成半-定制和完全-定制对称或非对称镜片设计来优化中心视觉。类似地,计算机程序为已知并广泛用于从像差数据生成想要的角膜外形来达到良好的中心视觉。在这个背景下的计算机程序技术人员会因此能修改这样的程序以将周边像差加入考虑;例如,针对鼻侧、颞下和上象限的测量的径向和切向周边屈光轮廓。对于各周边角度,光学设备的相应的度数被确定为使得想要的周边焦平面(们)落在视网膜上或落在视网膜前面。[如上指出的,有关的焦平面可为切向和径向焦距的、仅径向焦距或仅切向焦距的球状等效物。]用于图2中眼睛的矫正镜片的例子在图5和6中说明并将如下描述。
图4的系统100中,其组成发明的第二例子或实施例,医师诊所内的计算机系统101适于接收并处理在检查和面询患者(没有示出)过程中来自医师的不同的输入。这些输入包括:
i)总地标明在102的会诊输入,其由与患者和他或她的父母会见获得的个人信息组成;
ii)患者眼睛的测量的中心视觉参数104,这里由测量的中心屈光不正106所表示,其可仅包括低阶像差或包括低阶和高阶像差两者;
iii)在该实施例中患者眼睛的测量的周边视觉参数108取决于三种定制/成本选项中的哪一个被患者和/或医师选中,-即(i)半-定制选项110,其从制造者、批发商或医师所持有的备料中指定旋转对称的预制镜片,(ii)正常-定制选项112,其规定旋转对称定制镜片,该镜片被修整来矫正给定旋转对称所需要的患者眼睛的主要高阶像差,以及(iii)完全-定制选项114,其规定被修整来矫正高阶像差并允许径向变化的非旋转对称镜片。
iv)关于被提供的镜片类型的患者偏向116,这种情况下由镜片定制118的程度表示,而其又可影响服务和镜片的定制和成本的程度,以及
v)源自由医师或医生作出的其他评估的其他生理参数120;这种情况下,由在122标明的由医师作出的眼睛长度测量表示。
另外,系统100可给医师提供用于确定某些镜片设计参数的某些可自由选择的预置124。这种情况下,预置126被提供来允许中心‘清晰区’的最小尺寸被限定并且预置127被提供来限定镜片的中心和周边区域之间的屈光度差异。但是,总体来讲,优选地,限制医师对这些预置的访问权限,因为只有少数医师在镜片设计方面足够专业以至于能够理解这些限制对防近视镜片的效用的影响。
会诊输入102主要为那些可影响镜片设计并因而作为加权因子的输入。这些为遗传因子128,生活方式因子130,患者年龄132以及患者病历134。另外,会诊输入102包括为建立新的患者记录或账户所必要的患者身份信息136。如箭头139所标明的,会诊输入102被传递到并记录到存储在计算机101内的患者记录138内以用于每次检查。
因此对于新患者,系统100基本操作如下:患者ID 136和相关的病历134被输入以建立新的患者记录138并且患者的定制偏向118被获得并被输入来保证根据所产生的最终的镜片设计或处方140可提供具有适宜的定制或成本程度的镜片。患者偏向116,在这种情况下为所选择的定制选项118,将确定需要由医师测量的和如箭头142标明的被输入给计算机101的周边参数108。如箭头144所表明的,医师还测量中心屈光不正并输入读数给计算机101。与中心区域直径126相关的和与中心和周边镜片屈光度之差的限制相关的预置124可通过线路145(显示虚线)和线路144可选地输入给计算机101。所有在线路142和144上的输入被引导到本领域已知类型的基础镜片设计处理或程序146。
在这个例子中,假定默认中心清晰区为从眼睛角膜中心开始径向测量出的20°,并且其没有被预置126改变。处理146输出基础镜片设计到线148上以供调整处理算法150进行修正,该调整处理算法150用于生成考虑了加权因子128-134的最终镜片设计140。如箭头152所标明的,最终镜片设计或处方140被记录到患者记录138中。
现将更详细地描述所选择的定制程度的影响。
由患者定制偏向118指定的用于周边参数108的半-定制选项110指明在周边中旋转对称的且可从预制的备料中获得的最终镜片设计140。为了这个用途,计算机101包括商业镜片的数据库154,这样以致于最佳匹配最终镜片设计140的商业镜片可被制造者代码识别并作为供应订单输出在156;这个输出因此形成半定制设计。这个选项(在这个例子中的)需要的周边测量110为在30°处的屈光不正的两个读数,一个在水平子午线的鼻侧而另一个在水平子午线的颞侧象限。或者作为独立读数或者作为平均数,这些读数由医师读取并在142输出给基础镜片设计处理146。然后基础镜片设计处理146执行以下功能:(i)对周边误差读数求平均数(如果需要的话),(ii)确定相对的周边屈光不正(例如,中心误差减去平均周边误差)以及(iii)确定所需要的屈光度轮廓以将相对的周边屈光不正移至接近零处,同时保持提供良好中心视觉的20°预置中心清晰区。但如果需要的话,正常-定制的旋转对称镜片设计的形式被输出在158上。
虽然正常定制镜片选项112还提供也输出在线158上的旋转对称镜片设计,但设计或处方比选项110的半-定制镜片更适应患者眼睛。这种情况下,医师在沿水平子午线的鼻侧和颞侧象限内从20°到50°的周边屈光范围中至少取得四个读数并在线142上输出每个读数(误差和角度)给基础镜片设计处理146,该处理对在各周边角度处的成对的鼻侧和颞侧读数求平均(或求积分)以及如前所述,计算(i)相对的周边屈光不正和(ii)所需要的屈光度数轮廓,以移动该相对的周边屈光不正使其在所测量的周边角度处接近到零,同时保持20°的预置中心清晰区。如前所述,这个新基础镜片设计被输出在148上用于通过处理150进行调整。然而这次,被选择用于传送给定制镜片制造者的或用于在医师的设备上现场定制生产的最终输出在线158上(而不是在用于代表最接近的商业预制镜片的线156上)。
完全-定制选项114提供与患者眼睛最佳匹配的非旋转对称镜片设计。这里,医师作出在所有象限内和在从轴直至大约50°的所有角度处的眼睛屈光不正(像差)的完整图,包括中心或轴上的屈光不正。[如前所述,医师具有单独测量中心(零角度)屈光不正并在144上输入该读数的选项。然而,当采用完全-定制选项114时,优选在142输入完全‘眼图’。基础镜片设计处理146随后确定眼睛周围的相对的周边屈光(像差)不正并确定屈光度轮廓以便移动该屈光度轮廓,使其在所有半径和周边角度处的屈光度轮廓接近到零,同时保持大约20°的敏锐中心视觉清晰区。这个基础设计再次在线148上馈送到调整处理150并在由会诊输入102确定的修正后,馈送给最终镜片设计处理140和用于制造传送的定制设计输出158。
现将针对第二实施例描述会诊输入102的加权因子的影响。
在这个实施例中,遗传因子128的代表被采用;即,患者父母的四只眼睛的屈光不正。这些被加起来并且总数被10除并且结果被加到调整处理150中的在30°周边角度上基础镜片设计146的所确定的周边度上。因而,如果父母眼睛的屈光不正为1.5D,2.0D,3.0D和2.5D,其总数7D,则0.7D的近视散焦需要加到30°周边角度处的(接近零)基础镜片的屈光不正上。随着知识和经验的增长,这个简单的公式可由遗传因子的其他或附加的指标的包含物修改,例如患者身上的特定基因的存在。
类似地,具有充分理由,生活方式因子130的简单代表可被临时采用,即,一天患者平均花在户外活动上的时间比例。这个理由来自于公知的事实,即‘近距离工作’例如阅读和手持视频游戏以及其他室内活动如看电视促进近视发展。在这个例子中,患者平均起来每天花在户外活动上的小时数被医师被输入到处理130并作为每小时减去0.2D的调整输出到调整处理150。因而,如果患者平均每天花1.5小时在户外运动上,基础镜片设计内所有近视散焦减少0.3D。
公认为当患者显示明显近视时他或她越年轻,这样的情况越有可能发展。相应地,加权因子(132)之一与医师输入的患者年龄相关。更准确地说,对于近视患者相比患者的预期青春期年龄年轻的每一岁,(i)0.25D的近视散焦被加到30°的周边角度上的矫正度数上并且中心清晰区被减少1°径向角来增强防止持续的眼睛生长的促进因素。如果需要,如果患者中心屈光不正大于2.0D,则这个偏移可被增加,连接到年龄相关的加权因子132的可选的输入线160(以虚线形式)示出了这一目的。然而应该被指出的,至今由于利用加强周边远视并因此加速眼睛生长的常规镜片,年轻近视者更可能患进行性近视的普遍观测结果已经复杂化。相应地,对于明显近视的年轻患者,需要医师更频繁的面诊,并且在每次检查时需要核查眼睛长度和佩戴的镜片性能并将其记录在患者病历(134)中。
另外,通过反映在整个前一年中的中心近视误差的增大或减小,‘病历’加权因子134用来增加偏移到调整处理150。这种情况下,对于由因子134标明的在前一年中的中心屈光的每一屈光度的变化,(i)0.5D的近视散焦被加给30°周边角处的矫正周边度数并且中心清晰区减少了2°;亦即,为了加强对由近视周边散焦带来的眼睛伸长方面上的生长的抑制,在30°的近视散焦被增加并且周边区的范围被增大。
可选的,除了(或次优选的)代替中心屈光不正的增加外,如已标明的,医师另外可通过直接测量附加地监视眼睛伸长,并使用在前一或两年之内的所增加的生长作为近视发展的指示器和作为计算需要的增加周边近视偏移的量的基础。另外,对于随时间增加中心屈光不正与眼睛增加眼睛长度无关的衰变病理,眼睛长度的监视也是需要的。在这样的情况下,也许需要引导患者寻去专家治疗。
在出于治疗目的已经指定了镜片的情况下,毫无疑问认为患者对该镜片的可接受性是特别重要的。在通过本发明的方法指定或生成的镜片提供良好的中心视敏度的同时,它们可显著增加在周边的近视散焦并且甚至减少中心清晰区的直径。这个可能导致当头移动或身体在运动中时,患者抱怨的有关‘游泳感觉’并且在年轻患者中可能引起缺乏顺应性。相应地,可以进行某些调整来改善可接受性。首先,调整处理150可以限定指定的中心和周边屈光度之间的差异;例如,3.0D已经被认为是合适的限度。其次,医师可改变中心/周边度数-限定预置127并且可选的两个预置124可通过线162(虚线显示)被馈送作为在产生最终镜片设计140的调整处理150上的补偿(override)。当治疗需要考虑行使预置补偿时,因为它们可能减轻对过度眼睛生长的抑制,经过连续检查的调整将能防止眼睛生长并改善可接受性。
图5为说明眼睛调整处理影响的类似于图2中记录的图形的集合,但是在图5中正和负屈光度已经反向。
图形a为自然眼睛18在从0°(例如,在视轴)到大约40°的水平颞侧子午线上的屈光不正。可以看出在中心处眼睛为3.00D近视,在大约40°处为大约3.00D远视,并且在该子午线上大约20°处没有屈光不正。常规矫正镜片在中心和周边都会具有-3.00D的度数并且会因此提供良好的中心视觉,但是在周边会具有6.00D的远视,导致持续眼睛生长的有力刺激。
图形b显示(以理想形式)由如图形a所表示的由眼睛18的中心和周边屈光不正的读数产生的基础镜片设计(图3中48或图4中146);图形b为图形a的反转。是得到未调整的、半-定制的、正常-定制的设计还是得到完全-定制的基础设计依赖于所获得的屈光不正测量的数目,采取平均的方式,以及该设计是否是对称的。但是实际上,具有图形b的屈光度轮廓的镜片会为患者提供最好的视敏度,因为它在从中心到周边的大角度视域内将影像投置在视网膜(水平轴)上。
图形c指示出来自调整处理(150,图4)的期望的或修正后的屈光轮廓,这些轮廓是由患者病例和偏向的输入产生的,而且也是由医师判断的输入和预置调整等等产生的。期望的轮廓提供大约20°以外的良好的中心视觉和周边中的大约30°和45°之间的1.50D的近视散焦,以防止或减少眼睛进一步生长。
图形d显示被要求来当佩戴指定镜片(19)时,在眼睛18中产生图形c的衍射轮廓的镜片设计(在水平颞侧子午线上的度数轮廓)。如上述指出,需要让患者佩戴上镜片以考核舒适性和可接受性以及就眼睛和镜片组合的实际屈光轮廓而言的效果。
图6为具有如同图5中图形d轮廓的眼镜片200水平剖面视图的图解,其中从眼睛202的节点开始的周边角被标明。

Claims (31)

1、一种用于确定患者眼睛的定制屈光矫正以防止该眼睛近视发展的方法,该眼睛具有中心视轴,颞侧象限,鼻侧象限和穿过颞侧和鼻侧象限的水平子午线,所述方法包括步骤:
测量对着自视轴起小于10°角的眼睛中心区域内的中心像差,足以用来指定所述中心像差的将在眼睛中心区提供清晰视觉的基础中心矫正;
测量对着自视轴起大于20°角的眼睛环形周边区域内的周边像差,足以用来指定在眼睛周边区域内所述周边像差的基础周边矫正,以及
修改所述基础周边矫正来结合由(a)患者近视易患病倾向、(b)患者生活方式、以及(c)眼睛的所述周边像差的性质和程度中的至少一个所确定的近视散焦量,以因此产生用于该眼睛的基础定制屈光矫正。
2、如权利要求1的方法,其包括步骤:
通过考虑到(a)患者的遗传易患病倾向和(b)患者的年轻特性中的至少一个确定所述患者近视易患病倾向。
3、如权利要求2的方法,其包括步骤:
通过平均患者父母的四只眼睛的中心屈光不正以获得平均近视误差,来考虑所述遗传易患病倾向,以及
按照所述平均近视误差的大小增加所述近视散焦。
4、如权利要求3的方法,其包括步骤:
通过确定患者与患者的预期的青春期相比年轻多少,来考虑所述患者的年轻特性,以及
按照所述年轻特性增加所述近视散焦和/或所述周边区的范围。
5、如前面任何一项权利要求的方法,其包括步骤:
通过考虑患者室内和户外所花费时间的比例确定所述患者的生活方式,以及
按照所述比例的大小修改所述近视散焦的大小和/或所述周边区的范围。
6、如前面任何一项权利要求的方法,其包括步骤:
通过考虑到患者对于进行户外运动所赋予的重要性,确定所述患者生活方式,以及
依照所述所赋予的重要性减少所述近视散焦和/或周边区的范围。
7、如前面任何一项权利要求的方法,其包括步骤:
通过考虑在眼睛的所述周边区域内的远视或近视的程度来确定所述周边像差的特性和程度,
根据所述远视大小来增加所述近视散焦,以及
根据所述近视大小来减小所述近视散焦。
8、如前面任何一项权利要求的方法,其包括步骤:
通过眼睛角膜整形应用所述基础定制屈光矫正到患者眼睛,
通过评估(a)患者周边模糊的接受性、(b)中心视敏度和(c)周边聚焦的位置中的至少一个,确定具有成形角膜的眼睛的性能,和
在更进一级定制中修改所述定制基础屈光矫正以改善所述确定的性能。
9、如权利要求1-8中任何一项的方法,其包括步骤:
通过佩戴眼科镜片来应用所述基础定制屈光矫正到患者眼睛,
通过评估(a)患者周边模糊的接受性、(b)中心视敏度和(c)周边聚焦的位置中的至少一个,确定眼睛和所述镜片的组合性能,以及
在更进一级定制中修改所述定制基础屈光矫正以中改善所述确定的性能。
10、如权利要求8或9的方法,其中:
通过改变周边近视散焦的程度、改变所述周边区域的尺寸和/或通过扩大中心区域的尺寸来修改所述定制基础屈光矫正。
11、如前面任何一项权利要求的方法,其中:
所述测量周边像差的步骤包括多次测量在眼睛水平子午线上或附近的周边像差和对所述多个测量值求平均值,来指定关于眼睛视轴的旋转对称的基础周边矫正。
12、如权利要求1-10中任何一项的方法,其中:
所述确定周边像差的步骤包含多次测量在眼睛的多个象限内的、在关于眼睛视轴的20°和50°之间的多个周边角度上的周边像差,以及
所述基础周边矫正关于眼睛的视轴是旋转非对称的。
13、一种提供用于防止患者眼睛近视发展的定制的防近视镜片的方法,所述眼睛具有视轴,颞侧象限,鼻侧象限和穿过颞侧和鼻侧象限的水平子午线,所述方法包括步骤:
产生基础镜片设计,该镜片设计具有:
具有一个或多个屈光度的中心区,用于基于在关于视轴的小于10°角处作出的眼睛像差的中心测量来矫正眼睛的中心像差,和具有
围绕所述中心区的具有一个或多个屈光周边度数的环形周边区,用于基于在关于视轴的至少20°角处作出的眼睛像差的周边测量来矫正眼睛的周边像差,和
应用所述基础镜片设计来获得基础镜片,
给患者眼睛佩戴所述基础镜片,
获得基础镜片和眼睛的组合的组合中心像差测量,
获得基础镜片和眼睛的组合的组合周边像差测量,
利用算法修改基础镜片设计的所述周边度数,该算法具有包括(a)患者近视易患病倾向、(b)患者生活方式、(c)患者对周边模糊的接受性、(d)所述组合中心像差测量、以及(e)所述组合周边像差测量中的至少一个的输入参数,以从而产生眼睛的定制镜片设计,以及
应用所述定制镜片设计来获得眼睛的定制镜片。
14、如权利要求13的方法,其包括步骤:
通过考虑(a)患者遗传易患病倾向、(b)患者的年轻特性、和(c)在眼睛周边的远视散焦程度中的至少一个来确定所述患者的近视易患病倾向,
按照所确定的易患病倾向,通过增加周边近视散焦和/或通过修改基础镜片设计的周边区尺寸来修改基础镜片设计的一个或多个周边度数。
15、如权利要求14的方法,其包括步骤:
通过对患者直系血亲的中心屈光不正进行平均以获得平均近视误差,来考虑所述遗传易患病倾向,和
按照所述平均近视误差大小,通过增加周边近视散焦和/或周边区的尺寸来修改基础镜片设计的一个或多个周边度数。
16、如权利要求14或15的方法,其包括步骤:
通过确定患者与患者的预期的青春期相比年轻多少,来考虑所述患者的年轻特性,以及
按照所述年轻特性,通过增加所述周边近视散焦和/或所述周边区的范围来修改基础镜片设计的一个或多个周边度数。
17、如权利要求13-16中任何一项的方法,其包括步骤:
通过考虑患者在室内和户外所花费时间的比例来确定所述患者的生活方式,以及
按照所确定的比例,通过增加周边近视散焦和/或通过修改基础镜片设计的周边区的尺寸来修改基础镜片设计的一个或多个周边度数。
18、如权利要求13-17中任何一项的方法,其包括步骤:
通过考虑到患者给进行户外运动或车辆驾驶所赋予的重要性,确定所述患者生活方式,以及
依照所述所赋予的重要性,通过减少周边近视散焦和/或所述周边区的尺寸来修改基础镜片设计的一个或多个周边度数。
19、如权利要求13-18中任何一项的方法,其包括步骤:
使用所述组合中心像差测量来以相同的量改变在中心区和周边的基础镜片的中心度数以便最小化测量的组合中心像差,以及
修改基础镜片的所述一个或多个周边度数来以相同量将周边区的所述度数的改变进行反向。
20、如权利要求13-19中任何一项的方法,其包括步骤:
使用所述组合周边像差测量来修改基础镜片的周边区的一个或多个度数以保证周边近视散焦的程度。
21、如权利要求13-20中任何一项的方法,其中:
眼睛像差的所述周边测量包括在眼睛的水平子午线上或附近的周边像差的多次周边测量,并且其中该方法包括步骤:
对所述多次周边测量进行平均以便产生旋转对称的基础镜片设计。
22、如权利要求13-20中任何一项的方法,其中:
眼睛像差的所述周边测量包括在眼睛的多个象限内在关于眼睛的视轴的20°到50°之间的多个周边角度处进行的多次周边像差的周边测量,以便产生旋转非对称的基础镜片设计,所述多个象限至少包括颞侧和鼻侧象限。
23、一种治疗患者眼睛的进行性近视的方法,该方法包括给该眼睛佩戴定制的防近视镜片,所述镜片由权利要求13-22中任何一项的方法产生。
24、一种治疗患者眼睛的进行性近视的方法,该方法包括通过按照权利要求8的方法修改眼睛角膜形状来对患者眼睛应用定制的屈光矫正。
25、一种适用于患者眼睛的进行性近视治疗的定制防近视镜片,该防近视镜片依照权利要求13-22中任何一项所限定的方法产生。
26、一种对患者眼睛提供定制视觉矫正来防止眼睛近视的发生或发展的方法,所述眼睛具有视轴、角膜和视网膜、包括在角膜和视网膜之间的距离的眼睛长度、鼻侧象限和颞侧象限,该方法包括步骤:
使患者参加基本临床会诊并确定基本患者数据包括:
a)出生日期或年龄,
b)家族近视的严重程度,
c)眼睛的中心屈光不正的测量,和
d)至少一个眼睛的周边屈光不正的测量,就球形等效物、散光的切向分量和/或散光的径向分量而言,该测量至少在颞侧象限中以关于视轴至少20°的角度上作出,以及
输入所述基本患者数据到具有适合产生基本定制镜片的设计或处方的算法的处理器装置,该镜片具有适合用来为眼睛提供清晰中心视觉的中心区,并具有位于关于视轴20°之外的环绕的环形周边区,还具有由所述算法确定的近视散焦程度,以及
给患者佩戴所述基本定制镜片。
27、如权利要求26的方法,其中基本患者数据包括基本眼睛长度测量,所述基本眼睛长度测量和所述基本患者数据一起被输入到所述处理器装置。
28、如权利要求26或27的方法,包括步骤:
通过面谈,根据户外和室内活动的对比,参加团队运动和/或车辆驾驶量来确定患者生活方式,
用参数表示所确定的生活方式,以及
将所述参数化的生活方式与输入进处理器装置的所述基本患者数据包括在一起。
29、如权利要求26-28中任何一项的方法,包括步骤:
通过产生基本确认数据,确认给患者戴上的基本定制镜片,该确认数据包括:
a)眼睛和镜片组合的中心视敏度的测量,
b)眼睛和镜片组合的周边近视散焦的测量,
c)由患者所感知的周边模糊的可接受性的评价,
输入所述基本确认数据到所述处理器和算法以产生确认的基本定制镜片的确认设计或处方,和
提供所述确认的定制镜片给所述患者。
30、如权利要求26-29中任何一项的方法,包括步骤:
使患者参加接着所述基本临床会诊之后的第二次临床会诊并且确定第二次患者数据,包括:
a)在没有放置所述基本定制镜片的情况下的眼睛中心屈光不正的进一步测量,
b)在所述基本定制镜片被戴在眼睛上的情况下的眼睛的组合中心屈光不正的测量,
c)在没有放置所述基本定制镜片的情况下的眼睛周边屈光不正的进一步测量,
d)在放置有所述基本定制镜片的情况下的眼睛和镜片的组合周边屈光不正的测量,
e)眼睛长度的进一步测量,
输入所述第二次患者数据到所述处理器装置和所述算法以产生第二次定制镜片的第二次设计或处方,该镜片具有适合用来为眼睛提供清晰中心视觉的中心区和具有位于关于视轴20°之外的环绕的环形周边区和具有由所述算法确定的近视散焦程度,以及
给患者戴所述第二次定制镜片。
31、一种提供用于患者眼睛的定制的防近视镜片的方法,所述眼睛具有视轴,所述方法包括步骤:
产生基础镜片设计,该镜片设计具有:
具有屈光中心度数的中心区,用于基于在关于视轴的小于10°角处作出的眼睛像差的中心测量来矫正眼睛的中心像差,和具有
围绕所述中心区的具有一个或多个屈光周边度数的环形周边区,用于基于在关于视轴的至少20°角处作出的眼睛像差的周边测量来矫正眼睛的周边像差,和
应用所述基础镜片设计来获得基础镜片,
给患者眼睛佩戴所述基础镜片,
获得基础镜片和眼睛的组合的组合中心像差测量以确定所述中心度数的调整用于优化中心视觉,
对镜片的中心和周边区进行所述度数调整,以及
从周边区移除所述度数调整,以生成定制镜片设计并为眼睛提供所述定制镜片。
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