CN105388632A - 用于最小化近视进展者所经历的视敏度变化的镜片设计和方法 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于最小化近视进展者所经历的视敏度变化的镜片设计和方法”。本发明公开了一种结合光焦度分布的接触镜片，所述接触镜片基于最小化神经锐度图像质量在特定时间段内的变化来最小化近视进展者的视敏度变化。所述接触镜片包括中心和至少一个周边区，所述至少一个周边区围绕所述中心并且具有与所述中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度。所述镜片具有光焦度分布，所述光焦度分布选自：具有球面像差的光焦度分布、多焦点光焦度分布、自由形式光焦度分布和分段自由形式光焦度分布。光焦度分布基于近视进展者的初始近轴光焦度和在特定时间段内的限定近视进展率，其导致神经锐度的受控变化，从而最小化视敏度在所述时间段开始时和在所述时间段结束时的变化。

Description

用于最小化近视进展者所经历的视敏度变化的镜片设计和方法

背景技术

技术领域

本发明涉及眼科镜片。更具体地，本发明涉及具有光焦度分布的眼科镜片，该眼科镜片提供视网膜中央凹视力矫正并且最小化近视进展者随时间进程所经历的视敏度变化。

背景技术

导致视敏度降低的常见病症包括近视和远视，对于所述病症需配戴眼镜或者刚性或软性接触镜片形式的矫正镜片。通常所述病症被描述为眼睛的长度与眼睛的光学元件的聚焦之间的不平衡，近视眼聚焦在视网膜平面的前方并且远视眼聚焦在视网膜平面的后方。通常由于眼睛的轴向长度生长至长于眼睛的光学部件的焦距，即眼睛生长得过长，因此近视发展。通常由于眼睛的轴向长度相比于眼睛的光学部件的焦距太短，即眼睛生长得不够长，因此远视发展。

近视在世界许多地区均具有高患病率。该病症最值得关注的是其可能进展为高度近视，例如屈光度大于五(5)或六(6)，在没有光学辅助工具的情况下这将显著地影响一个人的行为能力。高度近视还与视网膜疾病、白内障和青光眼的风险增大相关联。

矫正镜片用于分别通过从平面的前方转移焦点以矫正近视或从平面的后方转移焦点以矫正远视来改变眼睛的总聚焦，以使得在视网膜平面处呈现更清晰的图像。然而，该病症的矫正方法并未解决病因，而只是修复性的或期望解决症状。此外，用于球面等效光焦度的常规矫正方法，诸如眼镜和接触镜片，在矫正静态聚焦误差方面有效，但并不解决总聚焦误差随着时间推移的动态变化，从而在配制镜片之后不久便导致较差视力后果。

大多数眼睛并不只是具有近视或远视，而是具有近视散光或远视散光。聚焦的散光误差导致点光源的图像在不同焦距下形成为两条互相垂直的线。在以下讨论中，术语近视和远视分别用于包括仅近视或近视散光以及远视和远视散光。

年轻的近视患者在一年内通常向更严重的近视进展。进展率的范围一般是从约-0.25度/年到约-0.75度/年。如果在年初为近视进展者规定常规光学矫正(例如，使用球面眼镜片)以提供最佳远距视力矫正，那么在年末该患者可经历轻度到重度的模糊远距视力。本发明试图提供最小化该视力变化并且延长在受检者感觉需要新处方之前的周期的镜片设计。

发明内容

本发明的镜片通过最小化近视进展者随时间进程所经历的视敏度变化来确保能与之相比的或更好的远距视力矫正而克服了现有技术的限制。

根据一个方面，本发明涉及一种用于最小化近视进展者的视敏度变化的眼科镜片。镜片包括具有中心和至少一个周边区的镜片，该至少一个周边区围绕中心并且具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度。镜片具有光焦度分布，该光焦度分布选自：具有球面像差的光焦度分布、多焦点光焦度分布、自由形式光焦度分布和分段自由形式光焦度分布。光焦度分布是基于近视进展者的初始近轴光焦度和在特定时间段内的限定近视进展率确定的，以便最小化在该时间段开始时和在该时间段结束时的视敏度变化。

根据另一个方面，本发明涉及一种用于最小化近视进展者的视敏度变化的方法。眼科镜片被提供为具有中心和至少一个周边区，该至少一个周边区围绕中心并且具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度。镜片的光焦度分布选自：具有球面像差的光焦度分布、多焦点光焦度分布、自由形式光焦度分布和分段自由形式光焦度分布。镜片的光焦度分布是基于近视进展者的近轴光焦度和在特定时间段内的限定近视进展率确定的，以便最小化在该时间段开始时和在该时间段结束时的视敏度变化。

本发明的接触镜片使用光焦度分布进行设计，以便最小化近视进展者随时间进程所经历的视敏度变化。

还可基于受试者眼睛的平均瞳孔大小来定制本发明的镜片设计，以实现随着时间推移的良好视网膜中央凹视力矫正和最小视觉功能变化。

本发明的接触镜片设计提供了用于矫正在世界范围内以增速增加的近视进展者的近视的简单、高性价比和有效的装置和方法。

附图说明

通过以下如附图所示的本发明的优选实施例的更为具体的说明，本发明的上述及其它特征和优点将显而易见。

图1A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的常规眼镜球面镜片的光焦度分布。

图1B为示出神经锐度对图1A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图2A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的根据本发明的球面眼科镜片的光焦度分布。

图2B为示出神经锐度对图2A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图3A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的根据本发明的眼科镜片的光焦度分布，该眼科镜片具有球面像差。

图3B为示出神经锐度对图3A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图4A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的根据本发明的多焦点眼科镜片的光焦度分布。

图4B为示出神经锐度对图4A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图5A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的根据本发明的自由形式眼科镜片的光焦度分布。

图5B为示出神经锐度对图5A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图6A为用于开始为-3.00D的球面等效屈光不正的受试者的根据本发明的分段自由形式眼科镜片的光焦度分布。

图6B为示出神经锐度对图6A的镜片的近视屈光不正进展的图。

图7为根据本发明的示例性接触镜片的图解示意图。

具体实施方式

近视通常随着时间进程向更严重的近视进展。根据本发明，所提供的镜片设计具有中心和至少一个周边区，该至少一个周边区围绕中心并且具有与中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度。镜片设计可具有各种光焦度分布，其包括但不限于球面镜片、具有球面像差的镜片、多焦点镜片、自由形式镜片、分段自由形式镜片等。根据本发明，光焦度分布以限定近视进展率来最小化如由神经锐度所测量的视敏度变化在特定时间段内的改变。

根据本发明，近视进展率可基于至少一种因素诸如性别、年龄、种族、家族史或它们的任何组合进行选择。在特定实施例中，近视进展率可以在约-0.25度/年到约-0.75度/年的范围内。普遍地，近视的发生率和进展率已经在流行病学研究中完全公开，并且可在文献诸如JournalofInvestigativeOphthalmologyandVisualScience，IVOS.org中找到。

如由神经锐度所测量的在近视进展的各个阶段处的视网膜图像质量是基于以下四个因素计算的：入射瞳孔大小(EP)、屈光不正(Rx)、眼睛的光学系统和镜片的光学系统。

神经锐度由如下公式给出：

$\mathrm{NS}=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{psf}(x,y)g_N(x,y)\mathrm{dxdy}}{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{psfDL}(x,y)g_N(x,y)\mathrm{dxdy}},---\left(1\right)$

其中psf或点扩展函数为点对象的图像并且被计算为瞳孔函数P(X，Y)的傅里叶逆变换的平方量级，其中P(X，Y)由下式给出：

P(X，Y)＝A(X，Y)exp(ikW(X，Y))，(2)

其中k为波数(2π/波长)，并且A(X，Y)为瞳孔坐标X、Y的光学切趾函数，psf_DL为用于相同瞳孔直径的衍射受限psf，并且g_N(X，Y)为双变量高斯神经权重函数。关于神经锐度的更完整的定义和计算参见Thibos等人的Accuracyandprecisionofobjectiverefractionfromwavefrontaberrations，JournalofVision(2004)4，329-351，其讨论了利用波前像差来确定眼睛的最佳矫正的问题。接触镜片和眼睛的波前W(X，Y)为如由下式给出的各自的总和：

W_CL+eve(X，Y)＝W_CL(X，Y)+W_eye(X，Y)^EP，Rx。(3)

在不同入射瞳孔(EP)尺寸并在不同近轴光焦度(Rx)下的波前变化基于在特定时间段内的预期近视进展率来计算。可确定关于神经锐度的此类波前误差的影响。因此，通过建模和临床分析，可探知用于镜片光焦度分布的在特定时间段内的可接受神经锐度。在具体实施例中，对于4.5mm或6.5mm的入射瞳孔大小，在时间段的开始和在时间段的结束之间的神经锐度差异为约-0.1到约-0.5。

现在参考图1A，其示出用于-3.00D的近轴光焦度的常规眼镜或接触镜片的光焦度分布。该光焦度在镜片的整个径向距离中相对恒定。

图1B为示出神经锐度改变对图1A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，年初时在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度为最佳的(初始拟合)，并且由于受试者屈光度变为-3.75D，神经锐度在年末急剧下降。在这种情况下，分别在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔直径下，神经锐度的负变化(下降)超过2.75到3.75。因此，预期视敏度显著下降，然后对镜片性能的不满增加。

现在参考图2A，其示出用于根据本发明的不具有球面像差的第一眼科镜片的光焦度分布。该光焦度可在约0.25D到约0.50D的范围内，小于近轴光焦度(例如，如图所示的-3.00D)。通过假设在时间段进程内的近视进展率并且确定可接受的神经锐度，确定用于镜片的光焦度分布。假设近视进展率为-0.75度/年，可接受的神经锐度导致-3.32D的镜片设计光焦度。

图2B为示出在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔大小下，神经锐度改变对图2A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度类似于在年末的神经锐度(-3.75D)。因此，视敏度变化的改变被最小化。

现在参考图3A，其示出用于根据本发明的具有球面像差的第二眼科镜片设计的光焦度分布。通过假设-0.75度/年的近视进展率并且确定可接受的神经锐度，确定用于镜片的光焦度分布。

镜片在镜片中心处可具有比近轴光焦度小的光焦度(例如，在-3.50D到-4.00D之间，其小于如图3A所示的-3.00D的近轴光焦度)。从镜片的中心，屈光光焦度可增加到点A。在点A处的光焦度可在近轴光焦度周围的约-0.25D和约+0.25D之间。点A的位置可以在距中心约1.75mm和约2.25mm之间。越过点A，光焦度可下降到瞳孔或光学区的边缘。下降的量值可以在约1.50D到约2.00D之间。

图3B为示出在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔大小下，神经锐度改变对图3A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度类似于在年末的神经锐度(-3.75D)。视敏度变化的改变被最小化。

现在参考图4A，其示出用于根据本发明的第三眼科镜片的多焦点光焦度分布。该光焦度分布可包括两个或更多个阶梯式区或间断区。在图4A的具体实施例中，多焦点光焦度分布包括四个区并且通过假设-0.75度/年的近视进展率来确定。

在第一阶梯式区中的光焦度可比近轴光焦度(例如，-3.00D)小约0.25D到约0.50D，并且第一阶梯式区的宽度可在约在0.5mm到约1.0mm之间。在第二阶梯式区中的光焦度可比第一阶梯式区中的正光焦度大约0.10D，并且可以比近轴光焦度小约0.25D到0.50D。第二阶梯式区的宽度可在约0.5mm到约1.0mm之间。第三阶梯式区的光焦度逼近眼睛的近轴光焦度(围绕-3.00D+/-0.25D)，并且具有在约0.5mm到约1.0mm的范围内的宽度。第四阶梯式区的光焦度在比近轴光焦度小约0.50D到约0.75D之间的范围内。

根据本发明的多焦点光焦度分布镜片设计还可具有负球面像差。在具体实施例中，负球面像差的量值可以在从约-0.03D/mm²到约-0.10D/mm²的范围内。

图4B为示出在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔大小下，神经锐度改变对图4A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度类似于在年末的神经锐度(-3.75D)。因此，视敏度变化的改变被最小化。

现在参考图5A，其示出用于根据本发明的第四眼科镜片的自由形式光焦度分布。通过假设-0.75度/年的近视进展率并且确定可接受的神经锐度，来确定用于镜片的光焦度分布。

光焦度分布在近轴光焦度(例如，-3.00D)周围的-1.00D和+1.00D之间，例如在-0.20D和+0.80D之间调节。在图5A的具体实施例中，镜片设计具有三个峰：在距离镜片的中心约0.25mm处的第一峰、在距离中心约1.6mm处的第二峰，以及在距离中心约3.0mm处的第三峰。第一谷位于第一峰和第二峰之间，并且第二谷位于第二峰和第三峰之间。然而，峰的数目可变化，并且峰之间的距离可变化。

图5B为示出在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔大小下，神经锐度改变对图5A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度类似于在年末的神经锐度(-3.75D)。

现在参考图6A，其示出用于根据本发明的第五眼科镜片设计的分段自由形式光焦度分布。图6A的镜片为图4A的镜片的衍生物，并且是通过在四个区中每个区的顶部添加+/-0.25D的光焦度调节获得的。此类调节可被添加到任何数目的区中。

图6B为示出在4.5mm和6.5mm的入射瞳孔大小下，神经锐度改变对图6A的镜片的近视屈光不正进展的图。如图所示，在-3.00D(在年初的Rx)处的神经锐度类似于在年末的神经锐度(-3.75D)。

参见图7，其示出了根据本发明实施例的接触镜片700的示意性图解视图。接触镜片700包括光学区702和外区704。光学区702包括第一中心区706和至少一个周边区708。在具体实施例中，如从镜片700的几何中心所测量的，光学区702的直径可选为8.0mm，基本上圆形的第一区706的直径可选为4.0mm，并且环形外周边区708的边界直径可以为5mm和6.5mm。需要特别注意的是，图7仅示出了本发明的示例性实施例。例如，在该示例性实施例中，至少一个周边区708的外边界并不一定与光学区702的外边缘重合，而在其他示例性实施例中，它们可以重合。外区704围绕光学区702并提供标准的接触镜片特征，包括镜片定位和定心。根据一个示例性实施例，外区704可包括一个或多个稳定机构以减少当镜片在眼睛上时的旋转。

需要特别注意的是，图7中的各个区被示为同心圆，这些区可包括任何合适的圆形或非圆形形状，诸如椭圆形形状。

需要特别注意的是，在某些示例性实施例中，由于亚群中眼睛的入射瞳孔大小不同，因此可基于患者的平均瞳孔大小来定制镜片设计，以便同时实现良好的视网膜中央凹视力矫正和近视疗效。此外，在某些示例性实施例中，由于瞳孔大小与儿科患者的屈光度和年龄相关，所以可基于他们的瞳孔大小针对具有特定年龄和/或屈光度的儿科亚群的子组来进一步优化镜片。基本上，对于一系列的瞳孔大小，可以针对瞳孔大小来调节或定制光焦度分布，以实现在视网膜中央凹视力矫正和视敏度随时间变化的最小化之间的最佳平衡。

当前可用的接触镜片一直是用于视力矫正的高性价比装置。薄塑料镜片贴合在眼睛的角膜上以矫正视力缺陷，包括近视或近视眼、远视或远视眼、散光(即角膜中的非球面性)以及老花眼(即晶状体适应能力的失去)。接触镜片能够以多种形式获得并且由多种材料制成以提供不同的功能性。

每日佩戴的软性接触镜片通常由软性聚合物材料制成，其与水混合以用于透氧性。每日佩戴的软性接触镜片可为日抛型或长戴型。日抛型接触镜片通常佩戴一天然后抛弃，而长戴型接触镜片通常被佩戴至多达三十天的周期。有色软性接触镜片使用不同的材料以提供不同的功能性。例如，可见性色调接触镜片利用浅色调来帮助佩戴者定位掉落的接触镜片，增强色调的接触镜片具有半透明色调以增强人的自然眼颜色，彩色色调接触镜片包括较暗的透明色调以改变人眼颜色，并且滤光色调接触镜片用来增强某些颜色同时减弱其他颜色。刚性可透气硬性接触镜片由含硅氧烷聚合物制成，但是比软性接触镜片更具刚性，从而保持它们的形状并且更加耐用。双焦点接触镜片是特别为老花眼患者设计的，并且软性和刚性种类均可得到。复曲面接触镜片是特别为散光患者设计的，并且也是软性和刚性种类均可得到。组合以上不同方面的组合镜片例如混合型接触镜片也是可得到的。

需要特别注意的是，可将本发明的镜片设计结合到由任何数目的材料形成的任何数量的不同接触镜片中。具体地讲，本发明的镜片设计可用于本文所述的任一种接触镜片，包括日戴型软性接触镜片、刚性可透气接触镜片、双焦点接触镜片、复曲面接触镜片和混合型接触镜片。此外，虽然本发明相对于接触镜片进行了描述，但需要特别注意的是，本发明的概念可用于眼镜镜片、眼内镜片、角膜嵌体和高嵌体。

尽管所示出并描述的据信是最为实用和优选的实施例，但显而易见的是，对所述和所示的具体设计和方法的变更对于本领域中的技术人员来说不言自明，并且在不脱离本发明的实质和范围的情况下可使用这些变更形式。本发明并不局限于所述和所示的特定构造，而是应当理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。

Claims (23)

1.一种用于最小化近视进展者的视敏度变化的眼科镜片，所述眼科镜片包括具有中心和至少一个周边区的镜片，所述至少一个周边区围绕所述中心并且具有与所述中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度，

其中所述镜片具有光焦度分布，所述光焦度分布选自：具有球面像差的光焦度分布、多焦点光焦度分布、自由形式光焦度分布和分段自由形式光焦度分布，所述光焦度分布基于近视进展者的初始近轴光焦度和在特定时间段内的限定近视进展率来确定，以便最小化视敏度在所述时间段开始时和在所述时间段结束时的变化。

2.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述限定近视进展率为从约-0.25度/年到-0.75度/年。

3.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述光焦度分布具有球面像差，并且其中所述镜片的中心处的光焦度比负的近轴光焦度更低，并且在所述至少一个周边区中增加到对应于所述近轴光焦度的点。

4.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述光焦度分布包括具有两个或更多个阶梯式周边区或间断周边区的多焦点光焦度分布。

5.根据权利要求4所述的眼科镜片，其中围绕所述镜片的所述中心的第一阶梯式周边区具有小于近轴光焦度的光焦度，并且第二阶梯式周边区具有+/-0.25D的所述近轴光焦度的屈光光焦度。

6.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述光焦度分布包括具有多个峰的自由形式光焦度分布，所述多个峰围绕近轴光焦度在-0.20D和+0.80D之间调节。

7.根据权利要求6所述的眼科镜片，其中所述光焦度分布在所述至少一个周边区中包括三个峰。

8.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中对于4.5mm或6.5mm的入射瞳孔直径，在所述时间段的开始和所述时间段的结束之间的神经锐度差异为约-0.1到约-0.5。

9.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述眼科镜片包括接触镜片。

10.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中所述眼科镜片包括眼内镜片、角膜嵌体或角膜高嵌体。

11.根据权利要求1所述的眼科镜片，还包括一个或多个稳定机构。

12.一种用于最小化近视进展者的视敏度变化的方法，包括：

提供具有中心和至少一个周边区的眼科镜片，所述至少一个周边区围绕所述中心并且具有与所述中心处的屈光光焦度不同的屈光光焦度，所述镜片具有光焦度分布，所述光焦度分布选自：具有球面像差的光焦度分布、多焦点光焦度分布、自由形式光焦度分布和分段自由形式光焦度分布；以及

基于近视进展者的近轴光焦度和在特定时间段内的限定近视进展率来确定所述镜片的所述光焦度分布，从而最小化视敏度在所述时间段开始时和在所述时间段结束时的变化。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述近视进展率基于所述近视进展者的性别、年龄、种族或家族史中的至少一者进行选择。

14.根据权利要求12所述的方法，其中近视进展率在约-0.25度/年到-0.75度/年的范围内。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述光焦度分布具有球面像差，并且所述镜片的中心处的光焦度小于近轴光焦度，并且在所述至少一个周边区中增加到对应于所述近轴光焦度的点。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述光焦度分布包括具有两个或更多个阶梯式周边区或间断周边区的多焦点光焦度分布。

17.根据权利要求16所述的方法，其中围绕所述镜片的所述中心的第一阶梯式周边区具有小于近轴光焦度的光焦度，并且第二阶梯式周边区具有+/-0.25D的所述近轴光焦度的屈光光焦度。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述光焦度分布为连续的自由形式光焦度分布并且具有多个峰，所述多个峰围绕近轴光焦度在-0.20度和+0.80度之间调节。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述光焦度分布在所述至少一个周边区中包括三个峰。

20.根据权利要求12所述的方法，其中对于4.5mm或6.5mm的入射瞳孔直径，在所述时间段的开始和所述时间段的结束之间的神经锐度差为约-0.1到约-0.5。

21.根据权利要求12所述的方法，其中所述眼科镜片包括接触镜片。

22.根据权利要求12所述的方法，其中所述眼科镜片包括眼内镜片、角膜嵌体或角膜高嵌体。

23.根据权利要求12所述的方法，还包括向所述眼科镜片添加一个或多个稳定机构。