CN108388027A - 通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视光学领域，公开了一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，护眼者配戴滤光眼镜；通过所述滤光眼镜滤除白色全光谱中波长大于第一波长的波谱成分，并透过波长不大于第一波长的连续波谱的光线。本发明还公开了一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的装置，包括滤光眼镜；所述滤光眼镜用于滤除白色全光谱中波长>480nm的波谱成分，并透过波长≤480nm的连续波谱的光线。本发明可以滤除促进近视进展的特定波长成分使眼轴增长速度减缓，从而防止近视眼发生和控制近视眼进展，并通过基础动物实验证实滤掉长波长的连续光谱能抑制豚鼠眼轴增长及近视进展，近视眼防控效果好，使用方便，适于大规模推广。

Description

通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法及装置

技术领域

本发明涉及视光学领域，具体地涉及一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法及装置。

背景技术

近视是当今社会突出的公共健康问题,其发病率呈逐年增高的趋势。据最新研究预测,至2050年,全球罹患近视眼的人群数量将超过47亿,占全球人口总数的49.8％。其中高度近视人群约10亿,占全球人口总数的9.8％。据国家教育部、卫生部调查我国小学生近视率超过25％,初中生近视率达到70％,高中生近视率达到85％,并且以每年8％的速度增长。此外,与近视眼相关的一系列并发症,尤其是高度近视相关眼病,如白内障、青光眼、视网膜脱离、黄斑变性等,可导致更为严重的不可逆性视力损伤。因此近视眼的发生机制及其防控一直是视光学研究领域的热点问题。但目前近视眼的发病机理尚未完全明确,近视眼的有效防治亟待解决。

既往研究显示，户外活动是抑制近视眼的一个独立保护因素，其作用可能与户外自然光线特性有关。一方面,户外太阳光的光照强度(往往超过10000Lux)远远高于室内人工光源的光照强度(多低于1000lux,一般在300-500lux左右)。多项研究已证实高强度光照能抑制实验性近视的发生、发展。另一个重要方面就是光谱组成的不同，光谱组成包括了光谱的连续性和具体波长成分两方面。户外自然光线(太阳光)为连续型全光谱,光谱范围200～1200nm,包括紫外线、可见光、红外光,其中可见光为400～700nm波段的连续光谱,峰值位于黄光波段。而通用的室内照明光源多数是基于三基色原理的RGB光源(包括日光灯和白炽灯等),其光谱特点是非连续的,以红、绿、蓝三种光为主。既往我们的研究却发现全光谱光源较RGB光源对幼年豚鼠的眼轴增长并无明显的延缓作用。经推测，虽然全光谱与RGB光源在光谱的连续性上有差别，但两者均包含长、中、短三种主要波长成分，提示光谱的波长成分可能是其中更关键的影响因素。以往大多数利用鱼、小鸡、豚鼠进行的单色光与屈光发育的研究，发现长波长的单色光比短波长的单色光更促进眼球生长和近视进展。在相同照度条件下，长波长光谱对近视眼起促进作用，短波长光谱则起抑制作用。故我们认为通过滤掉长波长段的光谱来改变光源成分可能对近视眼起抑制作用。

目前临床上关于近视眼防控的方法主要围绕“周边远视离焦控制”和“减少调节滞后”两个理论进行。

近视是远距离物体的图像聚焦在视网膜的前方，导致视力模糊，大部分是由眼轴增长造成的，而视网膜周边远视性离焦可促进眼轴增长，从而促进近视发展。

利用“周边远视离焦控制”技术，使中心部位的图像焦点投射在视网膜上，周边部位投射到视网膜前方(或者之上)，减少视网膜周边远视性离焦，从理论上可抑制儿童眼轴变长，延缓近视发展的速度。

而用于“减少调节滞后“的渐进片，镜片分为看远区、看近区和渐进区。镜片的上半部分使用看远的度数，在镜片下半部分加一定的远视度数用于看近，同时减少看近时的调节滞后，从而控制近视度数的增长。配渐进片的孩子在配戴的姿势上有一定的要求，孩子如果太小可能适应的时间会相对长一些。

从临床应用来看，这两种近视眼防控方法的理论预测效果与实际使用效果存在较大差距，实际使用效果远不如理论预测效果，且使用非常不便，不适合大规模推广。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的近视眼防控效果差，使用不便，难以大规模推广的技术问题，提供一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法及装置，该方法及装置具有近视眼防控效果好，使用方便，适于大规模推广的优点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，护眼者配戴滤光眼镜；

通过所述滤光眼镜滤除白色全光谱中波长大于第一波长的波谱成分，并透过波长不大于第一波长的连续波谱的光线。白色全光谱是太阳光或自然光的连续光谱。

优选地，所述滤光眼镜包括滤光镜片，所述滤光镜片对波长不大于第一波长光线的透射比>80％，对波长大于第一波长光线的透射比≤40％。

优选地，所述第一波长为480-600nm。

优选地，所述第一波长为480nm。

优选地，所述滤光镜片采用真空蒸发镀膜工艺制备，包括如下步骤：

先对滤光镜片基片进行分子级预清洗，在清洗槽中放入清洗液，采用超声波清洗；

将完成清洗的滤光镜片基片放入真空舱，整个过程要避免杂质粘附在滤光镜片基片表面；

使用设置在真空舱内的离子枪轰击滤光镜片基片表面，完成真空舱内的清洗工序后，在所述滤光镜片基片上镀7～9层能过滤所述第一波长光线成分的膜，制得所述滤光镜片；

所述膜层采用TiOx和SiO2制作。

优选地，在配戴所述滤光眼镜之前，用0.5％复方托吡卡胺滴眼液点双眼，每5min点一次，连续点5次后再等待30min，充分麻痹睫状肌后进行主觉验光，验光步骤如下：

a.初次单眼最大正镜最佳矫正视力；

b.初次单眼红绿平衡；

c.交叉圆柱镜确定柱镜的轴向和度数；

d.再次单眼最大正镜最佳矫正视力；

e.双眼红绿平衡；

f.双眼最大正镜最佳矫正视力。

优选地，所述滤光眼镜包括但不限于框架眼镜和角膜接触镜。

本发明第二方面提供一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的装置，包括滤光眼镜；

所述滤光眼镜用于滤除白色全光谱中波长>480nm的波谱成分，并透过波长≤480nm的连续波谱的光线。

优选地，所述滤光眼镜包括滤光镜片，所述滤光镜片对波长≤480nm光线的透射比>80％，对波长>480nm光线的透射比≤40％。

优选地，所述滤光眼镜包括但不限于框架眼镜和角膜接触镜。

通过上述技术方案，可以滤除促进近视进展的特定波长成分使眼轴增长速度减缓，从而防止近视眼发生和控制近视眼进展，并通过基础动物实验证实滤掉长波长的连续光谱能抑制豚鼠眼轴增长及近视进展，近视眼防控效果好，使用方便，适于大规模推广。

附图说明

图1a是基片(材料CR39)光透射比分布曲线图(纵坐标单位％，横坐标单位nm)；

图1b是480nm高性能短波通滤光镜片光透射比分布曲线图(纵坐标单位％，横坐标单位nm)；

图1c是530nm高性能短波通滤光镜片光透射比分布曲线图(纵坐标单位％，横坐标单位nm)；。

图1d是600nm高性能短波通滤光镜片光透射比分布曲线图(纵坐标单位％，横坐标单位nm)；

图2a是太阳光的连续光谱图；

图2b是solux光源的光谱图；

图3a是4组实验豚鼠在第6周时玻璃体腔长度变化值△VCD比较图(LoBs为全光谱组；Lo600F为600nm组；Lo530F为530nm组；Lo480F为480nm组)；

图3b是4组实验豚鼠在第6周时屈光度变化值△Rx比较图(LoBs为全光谱组；Lo600F为600nm组；Lo530F为530nm组；Lo480F为480nm组)。

具体实施方式

本发明的技术方案是在若干动物实验的基础上，经测试相关眼球生物参数及屈光度并比较后得出的，具体的实验过程如下。

为了证实滤掉长波长的光线能够减缓眼轴增长，确定滤掉的波长范围，本发明采用了研究光谱与近视眼关系的常用哺乳动物豚鼠进行了实验，将实验动物在滤掉不同波长的色光环境中饲养，观察不同饲养环境中生长的豚鼠眼轴和屈光度变化的差异。

动物实验:长波长缺失的连续光谱对豚鼠屈光发育的影响

实验动物：

2周龄健康英国三色豚鼠，屈光介质透明，雌雄兼用。购自长沙市天勤生物技术有限公司(实验动物生产许可证：SCXK(湘)2014-0010)，所有动物均附健康及免疫合格证，符合国家科研动物使用标准。饲养于中南大学动物房(实验动物使用许可证：SYXK(湘)2015-0017)，正常室内光照下用幼鼠饲料适应性人工饲养3天时间后用于动物实验。所有动物都给予充足的食物和水平，照明周期是12/12h(照明时间8am～8pm，照度设定为50lux)。

主要实验仪器与设备：

基片(未滤掉任何波长成分的镜片材料烯丙基碳酸酯CR39)、滤掉600nm以上波长的滤光镜片、滤掉530nm以上波长的滤光镜片、滤掉480nm以上波长的滤光镜片(滤光镜片的制备采用真空蒸发镀膜：滤光镜片基片先进行分子级预清洗，在清洗槽中放入各种清洗液，采用超声波加强清洗效果。当镜片完成清洗后，放入真空舱。整个过程要避免灰尘等杂质再次粘附在镜片表面。最后一次的清洗是在真空舱镀膜前进行，使用设置在真空舱内的离子枪轰击镜片表面，完成真空舱内的清洗工序后镀7～9层能过滤相应长波长成分的膜(膜层采用TiOx和SiO2制作)。不含滤过膜的基片及三种滤光镜片光透射比分布曲线分别见图1a、1b、1c、1d)；solux光源(EIKO公司，12V50W,色温4100K，是与图2a所示的户外自然光源最接近的连续型人工光源，见图2b)；光谱仪(海洋光学光纤光谱仪Ocean FX,光谱范围200nm～1100nm)；偏心红外曲率仪(购自德国图宾根大学)；A超(无锡康明医疗器械有限公司，KN-1800眼科A超测量仪测量，探头频率为10MHz，)；带状检影仪及镜片箱(苏州六六视觉科技股份有限公司)。

实验药品：

扩瞳药：复方托吡卡胺滴眼液(日本参天制药株式会社)；表麻药爱尔凯因滴眼液(美国爱尔康公司)。

实验方法：

1)分组及实验设计：

2周龄健康豚鼠56只随机分为4组：连续型全光谱组(solux灯+基片，n＝14)、600nm及以上波长缺失的连续型光谱组(solux灯+600nm滤光镜片,n＝14)、530nm及以上波长缺失的连续型光谱组(solux灯+530nm滤光镜片,n＝13)、480nm及以上波长缺失的连续型光谱组(solux灯+480nm滤光镜片,n＝15)，其中连续型全光谱组为对照组。考虑到高光照强度对屈光发育的影响比光谱成分的影响更加明显，故本发明设定各组的光照强度均为相对低的光照强度50lux。

实验前，所有豚鼠进行眼球生物学测量(包括屈光度、眼轴、前房深度、玻璃体腔长度、角膜曲率等)，并在光照后2、4、6周重复测量以上数据，观察各指标的变化趋势。

2)豚鼠饲养箱及照明设计

饲养室为暗室环境，室内温度维持在22～26℃，相对湿度55～65％，保持良好通风。饲养笼由本发明人组装而成，其外部由黑色不透光的布全部遮盖。笼具顶部加装有solux光源，其下为PVC不透光钻孔隔板，孔槽内放置不具备滤光功能的基片或滤掉相应波长段的滤光镜片。在隔板下方放置一个豚鼠饲养笼。各组饲养笼光照时间统一由时控开关控制，光照周期12/12h(照明时间8am～8pm，照度设定为50lux)。豚鼠由专人饲养，每笼放养7～8只豚鼠，排泄物及时清理，并保持每组笼底同等50lux的光照强度以及滤光镜片的良好透光。

3)生物学测量方法：

a.屈光度测量：使用爱尔凯因滴眼液表面麻醉后，用复方托吡卡胺滴眼液每隔五分钟滴眼一次，共5次后，等待30分钟开始检查。两位有经验的验光师，分别用检影镜测量豚鼠屈光度，取等效球镜值后若测量差值低于1.50D采纳数据，否则重新测量，最终结果取平均值。

b.眼轴、前房深度、玻璃体腔长度等眼球参数：使用爱尔凯因滴眼液表面麻醉后，使用眼科A超测量仪测量，探头频率为10MHz，测量豚鼠眼球各部分数据，共10次结果，最终取平均值。

c.角膜曲率：用校准的偏心红外曲率仪测量。为保证测量准确真实，本实验的检测人员均固定，经培训的相关技术人员，在黑暗的环境下，重复测量角膜曲率半径各3次，取平均值作为最终测量值。

上述实验结果以表示。各时间点测量指标变化值的组间差异采用重复测量数据的方差分析，以P<0.05为差异具统计学意义。数据使用SPSS25.0统计分析软件进行处理。

结果显示：

进行实验前，所有豚鼠进行眼球的生物学测量(包括屈光度、眼轴、前房深度、眼轴长度、角膜曲率等),并在光照后的2、4、6周重复测量以上数据，观察各指标的变化趋势。结果表明，光照前豚鼠的玻璃体腔长度范围是2.84mm～3.09mm(2.96±0.05mm)。随时间推移，各光照组玻璃体腔长度均有增长的趋势。饲养至第6周时，全光谱组(未滤掉任何波长)、600nm组(滤掉600nm以上波长)、530nm组(滤掉530nm以上波长)及480nm组(滤掉480nm以上波长)的玻璃体腔长度变化值分别是0.40±0.07mm(全光谱组)、0.41±0.05mm(600nm组)、0.33±0.05mm(530nm组)和0.33±0.05mm(480nm组)；全光谱组与600nm组、530nm组与480nm组之间玻璃体腔变化值无统计学差异(P>0.05),但前两组分别与后两组之间差异有统计学意义(P<0.05)，480nm组玻璃体腔长度增长短于全光谱组。光照前豚鼠的屈光度范围是+0.13D～+6.00D(+3.91D±1.50D)。饲养至第6周时，全光谱组、600nm组、530nm组及480nm组的屈光度变化值分别是-0.59±1.18D(全光谱组)、-0.33±1.90D(600nm组)、0.02±1.85D(530nm组)和0.52±1.67D(480nm组),仅全光谱组与480nm组之间屈光度变化值有统计学差异(P<0.05)，480nm组远视屈光度大于全光谱组。结果证实：滤掉480nm以上波长的连续光谱能够减缓眼轴增长，屈光度向远视方向漂移，如图3所示。

由此，本发明提出了一种滤掉特定波长的波谱成分进行近视眼防控的方法，其主要目的在于通过滤掉特定波长的波谱成分使眼轴增长速度减缓，从而防止近视眼发生和控制近视眼进展。具体可表现为提供一种用于矫正近视眼和控制近视眼进展的滤掉480nm以上波长的滤光眼镜。需要着重强调的是，本发明选择的“滤掉480nm以上波长”和以“框架眼镜”为具体的产品形式仅用于对本发明进行说明，而并不限制本发明，即只要是通过“滤掉促进近视进展的特定波长成分”开发的“任何形式的近视防控产品”(如框架眼镜、角膜接触镜等)，均属于本发明的保护范围内。

实施例

一种用于矫正近视眼和控制近视眼进展的滤掉480nm以上波长的滤光眼镜

1.制作滤光镜片：

采用上述制得的镜片配近视眼镜，能选择性滤掉白色全光谱中480nm以上波长的波谱成分，并透过480nm以下波长连续波谱的光线。滤光镜片的光学特征是：波长≤480nm的光线透射比在80％以上，光线>480nm的光线投射比在40％以下(见图1b)。

2.滤光眼镜的验配：

0.5％复方托吡卡胺滴眼液点双眼，每5分钟点一次，连续点5次后再等待30min，充分麻痹睫状肌后进行主觉验光，验光步骤如下：

a.初次单眼MPMVA(最大正镜最佳矫正视力)；

b.初次单眼红绿平衡；

c.交叉圆柱镜确定柱镜的轴向和度数；

d.再次单眼MPMVA；

e.双眼红绿平衡；

f.双眼MPMVA。

目前关于近视眼防控的方法主要围绕“控制周边离焦”和“减少调节滞后”两个理论进行，尚无利用“滤掉特定波长的波谱成分”进行近视眼防控的方法。而动物实验已经证实长波长光谱对近视眼起促进作用，本发明的基础动物实验亦证实滤掉长波长的连续光谱能抑制豚鼠眼轴增长及近视进展。基于此本发明提出通过滤掉促进近视进展的特定波长成分使眼轴增长速度减缓，从而防止近视眼发生和控制近视眼进展，是近视眼防控领域填补国内外空白的方法。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，护眼者配戴滤光眼镜；

通过所述滤光眼镜滤除白色全光谱中波长大于第一波长的波谱成分，并透过波长不大于第一波长的连续波谱的光线。

2.根据权利要求1所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，所述滤光眼镜包括滤光镜片，所述滤光镜片对波长不大于第一波长光线的透射比>80％，对波长大于第一波长光线的透射比≤40％。

3.根据权利要求1或2所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，所述第一波长为480-600nm。

4.根据权利要求3所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，所述第一波长为480nm。

5.根据权利要求2所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，所述滤光镜片采用真空蒸发镀膜工艺制备，包括如下步骤：

先对滤光镜片基片进行分子级预清洗，在清洗槽中放入清洗液，采用超声波清洗；

将完成清洗的滤光镜片基片放入真空舱，整个过程要避免杂质粘附在滤光镜片基片表面；

使用设置在真空舱内的离子枪轰击滤光镜片基片表面，完成真空舱内的清洗工序后，在所述滤光镜片基片上镀7～9层能过滤所述第一波长光线成分的膜，制得所述滤光镜片；

所述膜层采用TiOx和SiO2制作。

6.根据权利要求1-5任一项所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，在配戴所述滤光眼镜之前，用0.5％复方托吡卡胺滴眼液点双眼，每5min点一次，连续点5次后再等待30min，充分麻痹睫状肌后进行主觉验光，验光步骤如下：

a.初次单眼最大正镜最佳矫正视力；

b.初次单眼红绿平衡；

c.交叉圆柱镜确定柱镜的轴向和度数；

d.再次单眼最大正镜最佳矫正视力；

e.双眼红绿平衡；

f.双眼最大正镜最佳矫正视力。

7.根据权利要求1-5任一项所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的方法，其特征在于，所述滤光眼镜包括但不限于框架眼镜和角膜接触镜。

8.一种通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的装置，其特征在于，包括滤光眼镜；

所述滤光眼镜用于滤除白色全光谱中波长>480nm的波谱成分，并透过波长≤480nm的连续波谱的光线。

9.根据权利要求8所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的装置，其特征在于，所述滤光眼镜包括滤光镜片，所述滤光镜片对波长≤480nm光线的透射比>80％，对波长>480nm光线的透射比≤40％。

10.根据权利要求8或9所述的通过滤除特定波长的波谱成分防控近视眼的装置，其特征在于，所述滤光眼镜包括但不限于框架眼镜和角膜接触镜。