CN110179581B - 基于张力性调节机制防控近视及屈光不正的矫正方法 - Google Patents

Abstract

基于张力性调节机制防控近视及屈光不正的矫正方法本发明从眼睛调节机制切入，特别是基于张力性调节机制对眼轴增长的影响作用，给出了近视防控方法以及屈光不正的矫正方法。本发明所给出的张力性调节机制：以张力性调节TA为基点，注视该基点以外至无限远点的视物为看远，注视TA基点以内至眼前的视物为看近，看近视觉环境所造成的晶状体调节变形致巩膜非正常的生化改变，是推动眼轴过快增长的主要因素；基于张力性调节，本发明创造性地阐述了与既往不同的近视发生和发展的机理，指出了目前近视防控工作没有产生预期效果的理论缺憾，使近视防控工作有了新的途径和预期。

Description

基于张力性调节机制防控近视及屈光不正的矫正方法

技术领域

本发明以眼睛张力性调节为研究对象，分析提出了张力性调节机制下眼睛调节时所产生的离焦形态以及对眼轴增长的影响作用，给出了基于张力性调节机制防控近视的方法及屈光不正的矫正方法。

背景技术

屈光不正的多发病为远视眼和近视眼，指无限远点的光线（平行光）通过眼的屈光作用后，不能在视网膜上形成清晰的物像；从几何光学看是眼轴长度（视网膜）与眼部各屈光元件如角膜曲率、晶状体屈光力不匹配所造成的视力障碍，因而，眼轴长度的发展变化成为学术界研究的重点，特别是对近视眼发病机理研究，学术界普遍的共识是，近视眼发生受遗传基因影响，近距离工作的视觉环境是形成近视眼的主要因素；随着研究的进展，通过建立和分析与人类更接近的“离焦型”动物实验模型，明确指出是物像焦点没能落在视网膜上，离焦造成视网膜成像模糊，眼睛为了获得清晰的像，通过“对焦生长机制”，致使眼轴增长变长。

离焦造成巩膜重塑眼轴增长的过程为：于看近的视觉环境中，伴随调节，视网膜感觉到的后离焦信号传递给脉络膜，并通过信使表达影响到巩膜胶原和蛋白多糖的合成，系列的生理化学反应，促使了巩膜重塑，眼轴变长。

进一步的，有学者给出了离焦致使眼轴增长的增量理论：视网膜上，一个周围包绕中央的机制调控着对于局部图像对比度的敏感性，进而控制视网膜图像的离焦，当焦点在视网膜前时，眼轴的增量变化，带来视网膜上离焦区域的增大（视网膜上感光面积增大），于是增加了周围无长突细胞的兴奋度进而导致无长突细胞释放更多的神经调控因子（例如多巴胺），通过体积传导信号簇传导，把这个增益的信号通过脉络膜传递到巩膜，巩膜蛋白多糖合成的增加巩固了巩膜结构的稳定性，从而减缓了眼轴的增长；相反的，当焦点位于视网膜后面时，视网膜上离焦区域随眼轴的增长而减少，进而使无长突细胞释放的神经调控因子减少，巩膜蛋白多糖合成减少，巩膜完整性降低，眼轴生长增加。

近几年来，不少学者从张力性调节入手，试图找到视网膜离焦、眼轴增长的原因，取得了不少成果，但仍未能完全揭示离焦和眼轴增长的原因。理论的缺憾，由此所生成的众多近视防控产品，包括近视眼镜的欠矫，多焦点渐变镜，低度凸透镜复合三棱镜等，防控效果远远低于预期。

基于此，本发明以眼睛张力性调节为研究对象，分析提出了张力性调节机制下眼睛发生调节时所产生的离焦形态，并给出了矫正屈光不正、特别是预防近视的发生和控制近视发展的方法及装置。

发明内容

张力性调节（以下用英文简称：TA）的概念：眼睛在无调节刺激状态时，于暗环境中（调节开环），屈光系统并不是处于无限远点，而是介于远点和眼前近点之间的某一位置，众多研究结果为：远视眼有较高的TA均值，正视眼TA居中，近视眼TA值较低；有代表性的TA检测结果为正视眼约1.25D，远视眼（生理性远视眼）约1.35D，近视眼约0.79D，汇总分析众多学者的检测结果，TA点位于眼前0.58米至1.2米之间；TA值的大小描述了晶状体的工作态势，晶状体精准变形受控于睫状肌，睫状肌又受控于交感神经和副交感神经，TA点即为交感神经和副交感神的平衡点处。

本发明定义和解释以下概念：

看远和看近：以TA为基点，注视该基点以外至无限远点的视物被称为看远，注视TA基点以内至眼前近点的视物被称为看近。

前焦深和后焦深：以视网膜焦点上的平面为基点，视网膜前面焦深范围内的部分称之为前焦深，视网膜后面焦深范围内的部分称之为后焦深；当视物焦点落在前焦深内时可称为前离焦，调节超前；当视物焦点落在后焦深范围内时可称为后离焦，调节滞后。

对于大脑视觉中枢来说只要注视物的焦点落在前、后焦深（主观焦深）内都被视作看清楚。

本发明所给出的张力性调节机制：

1.晶状体为双凸面透明组织，发生调节时，通过改变双凸面的曲率和薄厚变化，以看清不同距离的视物，即发生看近调节时，晶状体赤道部直径变小，轴向变长，晶状体前表面和后表面曲率都变小，折光率增大，晶状体前表面前移至虹膜，后表面后移并伴随玻璃体前界膜后移，眼轴弹性变长；发生看远调节时，上述变化逆向，晶状体变薄，眼轴长度恢复。

TA点为晶状体调节变化中的一个特殊点，位于远点和近点（眼前）之间，为需要调节时的出发点，可称为调节开始的原点，与之对应的晶状体型态称为原始型态。未发生调节或发生位于该TA点的调节刺激时，该点与视网膜黄斑中心共轭，因此，未发生调节时，TA点以外至无限远点之间的物点光线投射在视网膜上，其视角（光线发散度）小于TA点处的视角，其光线汇聚焦点必位于视网膜前；TA点以内至眼前的物点光线投射在视网膜上，其视角大于TA点处的视角，其光线汇聚焦点必位于视网膜后；此为晶状体判断调节方向的刺激源，即视物视角小于TA点处的视角时发生看远的调节；视物视角大于TA点处的视角时发生看近的调节；其晶状体调节遵循围绕TA点的最小变形的双向调节原则，即发生调节时晶状体前、后两个曲面相对于赤道部沿轴向同时变厚或者变薄，最省力也最高效。

晶状体解剖结构支持这种双向调节机制，即由睫状肌控制的悬韧带位于晶状体前、后两个曲面中间的结合部即赤道部，没有发生调节时（调节开环），该赤道部并晶状体型态对应TA点，此时睫状肌处于张力平衡状态，发生调节时晶状体以赤道部为界变薄和变厚，合理也容易实现。

2. 基于张力性调节机制进一步分析调节过程。人眼的调节是自主神经机制下交感神经和副交感神经共同作用，通过控制睫状肌的收縮和舒张以及瞳孔的大小实现的，其正常的TA点位于交、副感神经平衡位置，发生看近调节时，副交感神经主导，交感神经伴随产生拮抗；发生看远调节时，由交感神经主导，副交感神经伴随并产生拮抗；基于经典Helmholtz和Scratcher调节理论阐述：未发生调节或发生位于该TA点的调节刺激时，TA点对应的睫状肌、3组悬韧带（Scratcher调节理论）和晶状体囊膜都处于张力平衡（休息）状态，此时晶状体形状为原始型态，对应调节原点；当发生TA点以内的看近调节时，副交感神经控制睫状肌收缩将力传递到悬韧带，睫状肌不同的纤维组织结构产生三维的向前及向内后运动，使晶状体的前、后部悬韧带松弛，赤道部悬韧带紧张，晶状体直径变小，轴向变厚，晶状体前表面前移至虹膜，后表面后移，同时玻璃体前界面也后移，晶状体曲率增加，同时赤道部向前移动，通过位移增大屈光改变；发生自看近到看远调节时，赤道部悬韧带松弛，前后部悬韧带张力增加，晶状体囊膜张力恢复，使晶状体变扁平恢复原始型态（TA点），进一步，在交感神经兴奋作用下，晶状体赤道部后退，前极部表面后移，前房深度增大，景深加大，看远距离变大；同时于瞳孔，发生看近调节时，副交感神经主导瞳孔括约肌使瞳孔缩小，发生看远调节时，交感神经主导瞳孔开大肌使瞳孔扩大。

3. 与TA点对应的晶状体合理的原始型态为晶状体囊膜张力恢复时的扁平形状，应为轴向最短的最薄形状，对应的远点是有限远点，即没有发生调节时其远点之焦点位于视网膜前焦深边缘，此时的晶状体形态能够使眼睛发生调节时，看远时能够看到最远，看近时发生的精细调节距离也最大，从而最大限度地满足视觉要求；从晶状体发育规律分析，晶状体从儿童眼时的近似球状发育成扁平状，这种以扁平状为最终目的的发育进程，总使晶状体为最薄形态。

看远看近的调节过程如果以TA点开始，则是其视物焦点逐渐远离视网膜，视力逐渐降低，视物逐渐模糊的过程；看远调节时，其清晰视物的最远点对应的焦点位于前焦深的边缘，再远则视物模糊；看近调节时，视物清晰的最近点的焦点位于后焦深边缘，再近则视物焦点离开后焦深而至不清楚。晶状体调节遵循围绕TA点的省力变形的双向调节原则(也或是晶状体黏弹性使然)，总是表现出调节刺激与调节反应不等的差异性，即看远时调节超前，看近时调节滞后，其离焦幅度以TA点为中心，离开TA点越远，离焦幅度相对越大。

有学者研究发现，低度调节刺激时，显示调节超前；高度调节刺激时，显示调节滞后；做镜片下加实验时，随着视物距离不同，凸透镜度数不同，总有一个调节滞后为零的屈光状态，该屈光状态即为本发明所述的张力性调节机理中，视物与TA点对应，晶状体没有调节变形，其焦点落在视网膜上的状态。

看远时，通过晶状体后退而靠近视网膜，同时大视场小焦深，加之视网膜周边视力参与，这些因素共同作用，使调节超前相对视网膜的离焦不会过大，有学者检测出不大于0.3D。而看近时调节刺激大，小瞳孔下焦深更大，调节滞后的幅度也较调节超前要大；相同直径的弥散圆，其眼轴越长，焦深也越大，调节滞后的幅度也越大，近视眼眼轴长，会表现出比正视眼更大的调节滞后。

4. 随着年龄增长，眼内各肌肉组织的张力和弹性会发生退化。晶状体核硬化以及囊膜张力降低，睫状肌收缩通过悬韧带无法使晶状体变厚时出现老视（老花眼），屈光表现为远视力不受影响，近视力降低。

Helmholtz调节理论中，看近是通过悬韧带松弛，晶状体自身弹性变凸完成，其存在的问题是：如果没有悬韧带环外力的钳制，晶状体自然形态应为最厚（凸）形状，调节施力的过程变为睫状肌张力逐步降低，悬韧带张力逐渐增加，晶状体逐渐变薄的过程，能否完成精准对焦，会更依赖悬韧带张力而非睫状肌，显然难以完成调节需求，而且，晶状体自身弹力总是会驱使其变的更厚，在看近调节时应该发生调节反应大于调节刺激才更合理，这与现实普遍存在的看近调节滞后不符；其次，悬韧带完全松弛后，晶状体在重力的影响下，难以保证其不会偏离视轴中心；再有，本发明所述调节机制中，晶状体在没有外力作用时的静态，囊膜张力使其为扁平状；而Helmholtz调节中，晶状体在没有外力作用时的静态，囊膜张力使其为凸状，随着年龄的增长张力的退化，其晶状体自然还是静态的凸状，而应该不发生老视才合理。

自然界中的物质其处于静态时，必然是一对作用力与反作用力处于相等合理时的状态；于眼睛，是睫状肌子午纤维、环状纤维等之间的张力平衡，于悬韧带是位于赤道部与晶状体囊膜前后部之间的张力平衡，该张力平衡使晶状体维持扁平状态，这个相等合理的张力节点，即为本发明所述的张力性调节机制中的TA点；于该点处，看近需要调节，看远也需要调节，交感神经和副交感神经共同作用完成调节，于人工晶体眼和无晶体眼，会有部分残余调节，该残余调节是由瞳孔微量变化和晶状体囊膜少量移位产生，即交、副感神经共同作用的结果。

5. TA值与视网膜（眼轴长度）对应，随着眼轴长度的增长，TA值发生从近端向远端的偏移。正视眼TA值正常，其该点与视网膜共轭；处于生理发育期的儿童眼，因为眼轴短，其TA点需较正视眼近，晶状体原始型态更厚些，有更大的折射力，才能使该点与视网膜更好地对应；同理，近视眼眼轴长，需晶状体原始型态更薄些，TA点较正视眼远，才更容易把该点光线汇聚到视网膜上。

综合国内外学者的研究成果，认为合理的TA点在0.58米和1.2米之间， TA值在1.72D与0.83D之间；不同的个体眼表现出不同的TA值差异，因此使远视力表现出差异，当其靠近虹膜即TA点靠近0.58米处时，有利于看近，适合以近距离工作为主的视觉环境，反之，当其靠近远点1.2米时有利于看远。

每个个体眼都有一个符合视觉要求、处于交、副感神经平衡的、相对稳定的TA点，是由大脑视觉中枢调控，与视网膜对应所建立的合理调节原点，即在调节开环时与视网膜共轭的眼前物点。

处于发育期的儿童生理性远视眼，因为眼轴短，无限远点对应的焦点落在视网膜后，但是儿童眼通过大脑视觉中枢的调控，自适应补偿机制，使晶状体原始型态更厚而适应短眼轴，进而表现为远点距离缩短的（视力0.8）晶状体双向调节机制，看远时，晶状体少用或不用调节，看近时，晶状体变厚，使位于视网膜后的视物焦点落在后焦深内；当验光时通过麻痹睫状肌，消除了副交感神经的作用，以无限远点对应视网膜检测时，表现出远视屈光状态，随着眼睛发育眼轴增长，正视化进程中该远视屈光（远视储备）逐渐减低，并且其TA点适应性地逐渐远离视网膜，为正视眼时，其远点才位于无限远处。

但当儿童眼在发育进程中眼轴停止增长而过短，屈光系统与视网膜不匹配，使其远点对应的焦点落在了视网膜后，近点对应的焦点落在视网膜更后面，经调节无法使其焦点落到视网膜上，看远和看近都不清楚，表现为病理性远视眼，此时需通过凸透镜把TA点前移到视网膜上，进而使无限远点对应的焦点于视网膜前焦深内，恢复视力。

同理，近视眼眼轴长，无限远点的视物焦点落在视网膜前面，TA点经大脑视觉中枢调控远移，晶状体原始型态更薄，屈光状态表现出远点距离缩短、远视力降低，近视力不受影响的晶状体双向调节状态；对该眼矫正的方法是通过凹透镜对视物视角发散使远点移远来矫正远视力，即将无限远点对应的焦点于视网膜前，近移到前焦深内，TA点落在视网膜上。

6. TA点作为看远和看近的分界点、合理的工作原点，可以最大限度地降低包括各屈光面固有的成像缺陷、调节时的动态变化和各屈光面间的相互影响所带来的难以避免的像差；在同阶像差内，各阶像差随瞳孔直径增大而增大，以球差和慧差增速最大；看远则瞳孔开大，看近则瞳孔缩小，则像差大小和衍射效应跟随调节不断变化，因而使之有一个平衡点（光阑），当TA点为合理的调节原点即平衡点时，可以最大限度降低看远和看近眼睛调节时所带来的像差和衍射效应对视觉质量的影响，对单色光而言，子午像差和弧矢像差对称分布于TA点所指示的视网膜（高斯像面）前后，有利于消除斜向像差。

7. TA点除了与眼轴长度对应外，还与所注视物距离有关，因为晶状体调节时遵循最小变形原则，故总存在看近时调节滞后的离焦，当需要专注地看近用眼行为时，TA点会发生向着减少离焦幅度的方向偏移，即视网膜方向偏移，远视眼向远端偏移，正视眼和近视眼向近端偏移，发生调节适应。

以调节适应是否发生论断，调节可以分为两个形态，第一个形态为相对的动态调节：调节刺激时发生调节反应，大脑视觉中枢参与控制，视物焦点落在焦深（主观焦深）内，该调节以所注视物的时间短为特点，调节处于不断的变化中，不会影响TA的稳态。第二个形态为相对的静态调节：在看近的调节进程中，副交感神经通过睫状肌控制晶状体遵循最小变形原则使视物焦点落在后焦深内，当专注的用眼行为发生时发生调节适应，对于儿童眼、正视眼和近视眼，TA点都向近端偏移，首先是副交感神经主导，晶状体进一步变厚，调节滞后减小，其次是交感神经跟进，继而表现出TA点偏移；交感神经跟进的过程中，与副交感神经拮抗加剧，调节或表现出微波动；调节适应的终点，视物焦点离视网膜最近，交感神经与副交感神经接近平衡，可以说建立了新的、暂时的工作原点即TA点，进而眼睛调节围绕该TA点进行，省力效率高，这个TA点的最近点正常表现应该不超过0.58米。

这个暂时的工作原点，使正视眼（儿童眼）和近视眼TA点向近端偏移，远点近移，或者说远点视物的焦点远离了前焦深，继而看远不清楚，但在近距离用眼结束后，需过一段时间，随着TA回归正常的工作原点，才逐渐恢复远视力，表现出暂时的近视（英文简称NITM）。长期看近使交感神经兴奋度降低，会造成看远时调节迟滞乏力，使这个暂时的NITM反应时间延长，近视眼副交感神经的强势，减弱了其看远的调节能力，表现出比正视眼更强的远点近移调节适应和NITM反应。

8. 调节与集合由共同的中脑动眼神经核支配，未发生调节时，交感神经和副交感神经在TA点处于平衡状态；同时，与TA点对应，支配双眼动的眼外肌在该点也处于静止的张力平衡状态，没有收缩做功，也不会产生拮抗。看TA点以内时，内直肌主导，外直肌拮抗，双眼产生向内的集合（辐辏）；看TA点以外时，外直肌主导，内直肌拮抗，双眼产生向外的集合（散开）。在发生调节时，眼外肌包括瞳孔括约肌同时协调作用，发生集合以使双眼视轴对准视物，以便能看清位于眼前的精细物（辐辏）和位于遥远的北斗星（散开）；与调节对应，大的集合变量发生在TA点以内。

隐斜的检测和判断应该以双眼视轴对应TA点为正位眼（正位线）判断，即马氏杆检测时的点与线重合于TA点处。

远视眼TA值较正视眼大，其更靠近视网膜因而对调节需求小，相对地与其对应的双眼集合需求多，容易发生内隐斜。近视眼TA值较正视眼小，其远离视网膜，相对地与其对应的双眼集合需求减小，故容易发生外隐斜。内隐斜在看近时对集合需求变小，外隐斜看近时对集合需求变大，因而远视眼反应性AC/A最小，正视眼居中，近视眼AC/A最大。调节滞后时的视物焦点需求过度的集合与之对应，是诱发AC/A过大的基础，长期看近AC/A过大使内直肌过度兴奋，是近视眼发生内斜视的主要因素。

9. 视网膜离焦机制和调节机制共同影响眼轴增长。正视眼为胜任看远看近的最佳屈光状态，平行光于短眼轴的儿童眼，会造成远视性离焦，是驱动儿童眼正视化的主要视觉环境，即视网膜离焦总控眼轴增长趋向，儿童眼伴随着身体的发育，受遗传因素调控，以达到正视眼时最佳的屈光状态，眼轴必然增长；张力性调节机制中看近的调节促使眼轴过快地增长。

视网膜离焦机制下于正视眼，视物焦点离开视网膜，于视网膜前时会抑制眼轴增长，于视网膜后时促使眼轴增长，通过巩膜重塑完成。目前研究提示，当视网膜远视性后离焦时，视网膜上某些神经递质会改变（如多巴胺），产生的一级信使作用于视网膜色素上皮细胞和葡萄膜细胞，使之产生下一级的生化物质，通过脉络膜再作用于巩膜，使巩膜在生物化学、超微结构和生物力学方面发生改变，强度减弱，后极部蠕变增加，最终通过巩膜重塑，眼轴增长变长。

同时在视网膜水平，于近距离工作后调节适应发生时起，正常的、平衡的交、副感神经关系被打破，与视网膜对应的TA点发生近端偏移；调节、集合、包括眼压等眼动参数都发生很大变化，伴随的是眼轴（玻璃体）弹性变长，脉络膜变薄，有学者检测出近距离用眼5至10分钟后即发生眼轴变长脉络膜变薄的变化，该变化（血供减少）势必影响到巩膜的生化反应，其反应时间和程度可以认为与调节适应后NITM表现时间正相关，调节刺激越大，看近时间越长，调节适应后TA偏移也越大，NITM表现时间越会越长，巩膜生化反应的时间也越长，也即巩膜非正常的生化反应时间，起始于专注看近发生调节适应时，终止于NITM反应消除后正常的TA点恢复。一般地，专注地看近用眼时间20分钟时，正视眼和儿童眼（生理性远视）在30秒至50秒内恢复正常视力，进一步地，如果NITM反应进程没有及时终止和消除，或者说近距离用眼工作所建立的暂时的工作原点没有回归消除，在强势的副交感神经以及眼轴弹性增长变量共同作用下，包括如上文所述的离焦增量理论，巩膜发生胶原、纤维水平的生化改变，完整性遭到破坏，其生化改变通过时间和量的积累，在难以察觉的情况下完成后极部的重塑变形，暂时的工作原点被固化，则眼轴真实地永久变长了，移近的远点无法恢复，正常的远视力水平降低，近视眼形成或发展了。

此时对于同一个体的正视眼，近视发生初期未矫正时，如果没有改变以近距离用眼为主的视觉环境，其TA会较正常时偏大，晶状体原始型态变厚，为远点距离缩短的正视屈光状态；随着眼轴不断增长，远点距离不断缩短，如缩短到眼前33厘米处时，其屈光状态表现为-3D的近视屈光不正；当对此屈光进行矫正，恢复其远点于无限远时，TA点会适应新的屈光状态，即在新的屈光环境中重新建立与视网膜对应的交、副感神经平衡的TA点；但当如果仍然以近距离用眼为主的视觉环境中时，继续发生调节适应，重复上述发生的巩膜生化改变，则眼轴继续增长。

10. 包括视网膜在内的前离焦是人类眼睛为防止后离焦造成眼轴过度增长的保护机制。当视物焦点与交、副感神经平衡的TA点对应时，其焦点落在视网膜上，包括看TA点以外的视物其焦点落在前焦深内时，瞳孔开大焦深变小，包括集合（眼外肌作用）在内的各眼动参数变量小，眼压低，没有触发玻璃体形变，脉络膜供血良好，使巩膜强度增加，形态保持完整，眼轴没有变化；或者说，视物焦点落在前焦深和后焦深的时间比恰当合理，则发生调节适应后TA偏移能够快速恢复，伴随发生的NITM反应得以快速消除，巩膜生化反应没有质变，完整性得以保护，眼轴没有过增长，即于儿童眼，伴随身体的发育保持正常生长，于正视眼，眼轴停止增长。

进一步，在眼睛于看近时起，屈光即为远视性后离焦状态而产生调节滞后，在满足大脑视觉需求的情况下，调节滞后意味着晶状体形变小，眼轴弹性增长变量和脉络膜形变也小，可以认为调节滞后也是眼睛为防止眼轴过度增长的一种保护机制，当需要专注看近视觉环境时，通过发生调节适应以减少调节滞后，来满足视觉需要。

看远使视物焦点落在前焦深的时间长，户外阳光下开阔的视野使视物焦点更容易落在前焦深内，同时视网膜受高强度光照可以刺激多巴胺分泌，有助于巩膜强度增加；多运动又能提高交感神经兴奋水平，这些综合因素都会遏制眼轴过增长；从事户外活动的人群少有近视眼即为佐证。

11. 现行的近视产品矫正机理和方法，不能遏制眼轴进一步增长。正视眼发展成近视眼的初期未矫正时，远点近移，交感神经主导的视觉空间缩短，增大了视物焦点落在后焦深的时间，眼轴继续增长；而一旦按既有理论和方法进行矫正，其防控产品包括框架眼镜、渐进镜、角膜接触镜和准分子激光角膜屈光矫正手术等，其所依据的重要参数验光所得屈光度，机理为5米远1分角所对应的视标经红绿视标平衡后使之与视网膜共轭，即使无限远点与视网膜共轭，违背了TA点与视网膜共轭的晶状体调节机理，破坏了交感神经和副交感神经的平衡关系，使调节自无限远点起，副交感神经进入持续的紧张兴奋状态，使视物焦点包括TA所对应的点，只能落在后焦深内，交感神经主导的看远空间被压缩，交感神经被抑制，同时加大了看近的调节负荷，于看近中表现出更大的调节滞后，进而会发生更大的TA偏移的调节适应；在没有了前离焦对眼轴增长的遏制作用后，眼轴只能不断增长，于缺乏理论基础且没有统一标准的配镜欠矫和足矫，都未能遏制眼轴继续增长。

近视眼看远时视物焦点于视网膜前，远视眼看远时视物焦点于视网膜后；当按上述配镜方法矫正远视眼屈光不正，使无限远点的焦点前移到视网膜上时，交、副感神经的平衡被打破，触发了交感神经的兴奋，因此远视眼发生调节适应时TA总是向远端漂移，与近视眼相反。

低度近视眼在摘掉眼镜一段时间后，远视力会提高，有学者归结为大脑视觉中枢水平的模糊适应；进一步用本发明给出的张力性调节机制解释：其摘镜后，释放了交感神经活动的视觉空间，交感神经的兴奋得以恢复，从而改善了看远的调节能力，TA点向远端偏移，表现出远视力提高。

4D以下的近视眼，佩戴角膜接触镜时直接用框架眼镜度数，不用进行消除镜眼距的屈光度换算而表现出良好的适应性，是因为角膜接触镜实际的屈光力降低，进而使TA点对应的后离焦焦点前移而靠近视网膜，符合本发明所述张力性调节机理。

以阿托品麻痹睫状肌的扩瞳剂，影响看近，远视力不受影响，消除的是副交感神经的作用，证明了交感神经在调节中的作用，即交感神经主看远，其作用止于人死亡后瞳孔散开。而于低浓度阿托品每天滴眼控制近视的发展，作用机理包含抑制过强的副交感神经冲动，客观上恢复了交感神经的冲动，使调节适应所引发的TA偏移得以回归，所发生的NITM反应及累积得以快速消除，从而抑制眼轴过增长。

双焦镜或渐变镜防控眼轴增长效果有限，是因为其以减少看近调节以减少调节滞后为目的，没有从根本上触及TA点对应视网膜机理；其对内隐斜患者更有效说明，内隐斜患者在长期看近后多半伴随AC/A高，在减少了看近调节后，也带来集合减少且回归正常，对包括动眼参数在内的干预效果变大，增大了视物焦点落在视网膜上（前焦深）的几率，因而减缓眼轴增长的效果增强。

激光角膜屈光手术在改善低阶像差的同时，也使高阶像差增大。屈光度越大，对角膜的切削深度也越大，对原有的屈光系统改变也越大，从而使与角膜有关的高价像差相关性增大；因而，当参考以TA点设计激光角膜屈光手术切削量时，使切削量减少，能够有效降低其所带来的高价像差。据文献，对术后患者追踪研究，几年后部分患者高价像差恢复到术前水平，显然有这部分患者眼轴又增长变长，使无限远点落在视网膜上的焦点退回到前焦深内，TA点或落在视网膜上，继而符合了本发明所述调节机制，高价像差得以恢复。

防止眼轴过增长的关键点：是使视物焦点尽可能地长时间地落在包括视网膜的前焦深内，减少近距离用眼时间，保持交感神经的兴奋，抑制副交感神经的过度兴奋；在看近的视觉环境中，应该对专注长时间地用眼保持警觉，特别是调节适应后TA偏移所建立的暂时工作原点。参照TA点，合理地使用看远和看近交替的用眼方式，于睡眠之前（睡眠时生长因子活跃）务必消除以NITM反应为特征的巩膜生化改变；在看近的视觉环境中，尽量使视距增大减少调节以减少晶状体形变，或者借助镜片进行光学干预，对近视物的焦点变焦，总使晶状体处于最薄状态来避免巩膜非正常的生化反应造成眼轴过快的增长。

其次，一旦形成了远视眼和近视眼，用于矫正屈光不正改善远视力的相关产品，包括框架眼镜、角膜接触镜和准分子激光角膜屈光手术等产品，其所依据的规范验光数据而制定的屈光矫正方法和方案，应当以TA点设计或参照TA点典型值进行设计，使TA点与视网膜共轭，留出远端视物焦点落在前焦深内的视觉空间，也可改善眼睛固有像差缺憾，通过看远使前离焦遏制眼轴过增长的机制得以发挥。

张力性调节TA可以有不同的方法在调节开环（无调节刺激）的状态下检出，其正常的TA值是位于交感神经和副交感神经的平衡点，通过雾视或看远可以消除TA的偏移使其恢复正常；能够统一的检测TA的标准是：对屈光不正进行矫正，使无限远点与视网膜共轭，统一在视力最高点上进行TA检测。影响TA值的因素包括个体眼之间的差异，眼轴处于增长变化时期TA起伏不稳定（调节适应）。对于稳定的正视眼，大部分研究学者检测到的TA点在1米左右，即便是TA点位于近点0.58米，显然所有日常的近距离工作，包括阅读、写作业和看手机视频，都不会超过这个距离而处于看近的视觉环境中，促使眼轴增长。因而，对于未知TA值或TA不稳定的个体眼，包括儿童眼、正视眼和近视眼，参考以TA点下限0.58米设计，是一个简便的选项，可以减少晶状体形变，根据个体眼巩膜强度的不同，从而减缓或遏制眼轴增长。

拥有正视眼，是近视防控工作的终极目标，因而对于发育过快的生理性远视眼，其防控方法中参数的确定可以考虑以正视眼TA值设计。

基于张力性调节机制防控近视的方法及屈光不正的矫正方法，包括：以张力性调节TA为基点，该点与视网膜共轭，注视该基点以外至无限远点的视物为看远，看远时视物焦点落在包括视网膜的前焦深内；注视该基点以内至眼前的视物为看近，看近时视物焦点落在视网膜的后焦深内，继而参照TA点或以该TA点设计：

方法1，用眼时应该尽量多地看远，以使视物焦点更长时间地落在包括视网膜的前焦深内；在看近的视觉环境中，根据张力性调节机制中所述的NITM机理，设计给出方便用户佩戴使用的智能装置，该装置能检测记录用户近距离工作时间，户外运动时间，以及检测NITM反应时间；该装置在检测到用户近距离工作后，根据所设定的工作时间会给出报警提醒，使用户通过看清智能装置中所给定的视标，或者以看清远视物、远视力表的方式，及时消除NITM反应，恢复正常的视力，避免NITM反应积累造成眼轴不可逆的增长；同时通过所检测到的用户近距离工作时间，户外运动时间，以及NITM反应时间，进行相关分析，给出相关的时间参数，进而给出用户每天合理的近距离用眼时间与看远时间，使用户遵循该时间用眼，来遏制眼轴过增长；同时，将该时间参数与用户正常视力进行关联，通过用户阶段性地检测视力，根据视力变化，智能装置通过调整用户每天的近距离用眼时间与看远时间来使视力不降低，防止眼轴过增长。

方法2，根据本发明所述张力性调节机制，无调节刺激时或发生位于TA点的调节刺激时，TA点或位于TA点处的物点与视网膜黄斑中心共轭机理，用于矫正屈光不正改善视力的产品，包括框架眼镜、角膜接触镜、激光角膜屈光手术等，其矫正方法或方案的确定以TA点进行设计，使位于TA点处的视标或视物与视网膜共轭，即处于交、副感神经平衡位置的TA点所对应的焦点落在视网膜黄斑中心，进而留出TA点以外的远端视物焦点落在前焦深内的视觉空间，以符合晶状体调节原则，采取多看远的用眼方式，遏制眼轴进一步增长，同时也能使散光和像差对视力的影响降至最小。

实现的方法可以是在规范验光时，依据最佳矫正视力原则获取基础屈光度，最佳矫正视力是指能够看清的最小视标，为视力最高点，即能看清1.5时而不取1.0，此时，无论是远视眼还是近视眼，其无限远点对应的焦点都落在视网膜上，此时的矫正度数为基础屈光度；进一步，在调节开环（没有调节刺激）下检测出TA值；实现使TA点与视网膜对应的机理是：在完全矫正了远视眼或近视眼的镜片上附加凸透镜来改变入眼光线的视角，随着凸透镜度数的增加，无限远点与视网膜对应的焦点会离开视网膜前移，相应地，此时落在视网膜后的与TA点对应的视物焦点也向视网膜靠近，当凸透镜的度数等于TA值时，则使TA点对应的焦点落在视网膜上，即我们要获得的屈光不正的终点矫正度数为：基础屈光度加上TA值。

对于远视眼，是基础屈光度（正镜）加上TA值，例如，经规范验光后所得基础屈光度为+5D，TA值为+1D，则所需矫正的终点屈光度为：+5+1=+6D，此时TA点落在视网膜上。远视眼常伴随弱视，治疗弱视的方法是以近距离精细用眼来刺激视网膜视锥细胞，故在治疗弱视的同时眼睛受过多的看近刺激，促使眼轴过增长而发展成为近视眼，既往使无限远点对应视网膜的传统配镜方法加重了这一进程。

对于近视眼，是基础屈光度（负镜）加上TA值。例如，经规范验光后所得基础屈光度为-5D，TA值为+1D，则所需矫正的终点屈光度为：-5+1= -4D，此时TA点落在视网膜上；在此基础上再对近视眼进行双眼平衡,且最终使矫正视力≥0.8（4.9）。

进一步，瞳距、镜片光学中心应以TA点所指示的距离设计，镜片光学中心与双眼视轴重合，其视轴的对应点于TA点处。

方法3，在看近的视觉环境中，通过佩戴近用眼镜，该近用眼镜能把近距离视物的焦点于视网膜后的离焦，前移到包括视网膜的前焦深内，即通过附加凸透镜改变近距离视物的视线聚散度，使近视物的焦点落在交感神经和副交感神经平衡位置时的TA点所对应的视网膜上，在看近的视觉环境中保持TA点所对应的晶状体处于最薄状态，避免产生TA偏移的调节适应，遏制眼轴过增长。

方法4，通过视觉训练消除NITM反应积累，改善远视力，提高交感神经兴奋度，恢复正常的TA点，以避免眼轴过增长。其设计方法是：以TA为参照点、中心点，给出一个能围绕TA点在远点和眼前近点往返运动的视标，该视标运动轨迹符合本发明所述晶状体张力性调节机理，眼睛跟随注视运动视标达到视觉训练目的；视标运动轨迹包括：以TA点为运动起始点，使视标停留在TA点以外，离开眼睛的距离逐渐增大，通过看远的方式，追求远视力最高点，消除NITM离焦积累；使视标围绕TA点在远点和近点之间不断往返，往返距离逐渐扩大，直至最远点和最近点，通过看远看近的方式，锻炼睫状肌，提高调节幅度及灵敏度；使视标在TA点与远点之间往返运动，强化刺激交感神经兴奋；期间附加使眼睛TA恢复正常位置的闭眼行为，强化训练效果。

所述视标可以是随机变化的E视力表或文字图案；所述注视视标是要求必须看清视标上的E视力表、文字或图案。

所述TA点为个体用户经规范验光检测获得；对于儿童眼和正视眼，如果未知TA值，也可以用正视眼典型TA确定，即眼前1米处。

进一步，根据所述训练机理，本发明给出了2种实施方案，即给出一个使视标能直线往返运动、且运动距离不小于2.5米的机构，所述运动视标安装在可控制的驱动设备上，通过逻辑电路控制运动视标完成上述步骤，该机构以提供真实视觉环境完成视觉训练。再一种实施方案是将该运动轨迹范围通过光学镜片变焦虚拟，缩短运动行程，以便个体用户家庭训练使用。

本发明的有益效果是，基于张力性调节，创新性地阐述了与既往不同的眼轴增长机理，指出了目前近视防控工作没有产生预期效果的理论缺憾，进一步给出了屈光矫正方法以及适合不同屈光阶段的近视防控方法。近视防控的重点在于儿童，目的在于不患近视，而预防工作又及其漫长；本发明所述4种方法中，方法1所涉及的产品装置，在于提供一种简便的方法和装置，优选通过佩戴手表来达到预防近视目的；方法4所涉及的产品装置，使用户在非近距离工作时间通过训练达到目的；方法3所涉及的产品装置，在于近距离工作时为有限地佩戴近用眼镜达到目的；而方法2所涉及的产品，则为消除视力障碍的最终阶段。所述4种方法及涉及的产品，为保证视力正常提供了较完整的技术解决方案，使近视防工作控有了新的可行途径和预期。

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明所给出的眼轴增长机理和屈光不正的矫正方法，特别是近视防控方法以及涉及的产品装置。以下所述方法和实施方式，属于本发明的一部分，同样构成权利保护范围，但不于限制本发明。凡在本发明所述机理下，对所述方法和实施方式，进行任何修改、等效替换、增减改进等，均在本发明的保护范围内。

附图说明：

图1. 本发明所阐述的离焦形态影响眼轴增长变化的机理图。

图2. 调节刺激与调节反应曲线图。

图3. 本发明所述离焦形态图。

图4. 方法1中所述的基于NITM机理所设计的智能装置结构示意图。

图5. 方法2所述的近视矫正镜片的设计机理图。

图6. 方法3所述的近用镜片设计原理图。

图7. 一种看近用球镜复合棱镜的光学镜片设计原理图。

图8. 方法4所述的直线机构训练工作原理图。

图9. 根据方法4所设计的家用训练装置原理图。

图1至图3中，对本发明所述调节机理做进一步阐述；图4至图9中，对本发明所述的方法和实施方式做进一步说明。

图1中，（101）为当视物焦点落在视网膜前焦深内时的离焦增量区域，随着眼轴的增量变化，该离焦区域增大。（102）为当视物焦点落在视网膜后焦深内时，眼轴的增量变化，带来视网膜上该离焦区域的减小。（101）区域的增大，视网膜上感光面积也随之增大，增加了周围无长突细胞的兴奋度进而导致无长突细胞释放更多的神经调控因子（例如多巴胺），通过体积传导信号簇传导，把这个增益的信号通过脉络膜传递到巩膜，巩膜蛋白多糖合成的增加巩固了巩膜结构的稳定性，从而减缓了眼轴的增长；相反的，当焦点位于视网膜后面时，视网膜上离焦区域(102)随眼轴的变长而减少，进而使无长突细胞释放的神经调控因子减少，巩膜蛋白多糖合成减少，巩膜完整性降低，眼轴增长。

图2为研究学者研究眼睛发生调节刺激时所对应的调节反应曲线图。研究该图可以发现：在调节刺激为1D左右时，调节反应与之对应相等，指示出该点与视网膜对应共轭，即本发明所述的张力性调节TA点；图中调节刺激小于1D时，在该点以左，斜率为45度的直线上方，表现出调节反应超前，也就是在该范围内的视物焦点都落在前焦深内。在该点以右，斜率为45度的直线下方，调节反应小于调节刺激，表现出调节滞后，其所视物的焦点都落在后焦深内。

该图证明了本发明所述的张力性调节机制，即：TA点是晶状体处于需要调节时的工作原点，未发生调节或发生位于该点的调节时，调节刺激与调节反应相等，该点光线与视网膜共轭；这一现象被很多研究学者观察到，且在做ADD下加光实验时，检测出调节超前。当发生看远和看近的调节时，TA隐形发挥作用，晶状体以该点出发变形，遵循最小变形的省力高效调节原则，因而表现出调节超前或者滞后。

进一步于图3中，描绘出眼睛未调节时的屈光状态：（302）为本发明描述的TA点，该点与视网膜共轭，位于该点处的视物光线落在视网膜上；（301）为TA点以外有限远点，其视角小于（302）处TA点视角，其最远距离时对应的焦点位于（304）所指示的前焦深边缘；（303）为TA点以内的物点光线，其视角大于（302）处TA点视角，焦点落在（305）所指示的后焦深内。

具体实施方式：

图4为根据方法1所设计的智能装置结构示意图。

该装置包括：光照强度检测模块，用户行为检测模块，时间逻辑模块，近距离视标检测模块，CPU运算存储模块，报警模块，数据无线传输模块和显示屏。以便：通过设置多个传感器的用户行为检测模块检测出用户所处的实时环境和行为状态，与CPU运算存储模块（中央处理器）交互，以判断出用户用眼状态；如果为近距离用眼，则会通过时间逻辑模块所设定的看近工作时间，通过报警模块和显示屏给用户提醒，以使用户操作近距离视标检测模块，通过检测视力或看远的方式，消除NITM反应恢复正常视力后，报警解除，再继续进行近距离用眼。

所述用户行为检出模块可以包括距离传感器、紫外线传感器、加速度传感器和陀螺仪；优选地，所述距离传感器工作距离为0.6米，小于0.6米时为近距离工作；所述加速度传感器和陀螺仪根据用户的行为体态特征，进一步分析给出用户用眼状态；所述传感器数据采样的间隔时间为10秒，以滤除10秒以内不具备统计意义的用户非正常动作，所述各传感器相互弥补配合，并对所检测的信号进行降噪滤波处理，输入到CPU运算存储模块进行包括算法在内的分析判断，以检出用户近距离工作时间（看近）、户外运动时间以及睡眠休息时间在内的用眼行为参数。

所述设计方法各模块不仅限于一个特定装置，所述各模块可以分别设置在手表、耳挂、框架眼镜的附加以及和手机的结合设计，相互之间通过数据无线传输模块链接，手机APP能通过网络将数据传输到云平台服务器上，利用服务器进行大数据处理；同时通过网络还联通专业的医疗视光机构以提供服务。

进一步，于用户看手机屏幕这一看近的场景中时，一个优选的方案是，通过手机上的传感器设计APP，通过检测用户看屏幕的时间，并根据所设定的时间给出弹屏提示，以使用户采取看远的用眼措施，避免产生NITM反应造成眼轴过增长。检测用户看屏幕的时间，可以通过手机摄像头拍摄监控，也可以通过手机屏幕点亮的时间来确定。

所述近距离视标检测模块：为能在近距离视觉环境下模拟出5米标准视力表上的视标，以使检测具有诊断意义。该视标的大小根据视角设计原理由其到眼睛的距离确定，且使该视标位于凸透镜的焦点上，这样通过凸透镜的光为平行光，因而用户看到的视标相当于5米远处视力表中的视标。具体设计方法：（1）该视标为一个开口方向在垂直和水平方向随机变化的E形视标，每个视标的显示时间为5秒，且视标位于凸透镜的焦点上；（2）该视标模拟标准视力表，由0.8、1.0和1.5视力水平对应的视标构成，以适应不同个体眼的视力；（3）与该随机变化的视标对应地设置有逻辑关系的四个方向的按键，用户看清该视标，通过操作与E形视标开口方向对应的按键完成，该检测行为的准确性由系统自动获取判断，即用户通过按键判断出4个视标不同开口方向中的3个即为通过，检测出所能够看清的最小视标即为最佳视力，看清视标所用的时间为NITM反应时间，该视力以及NITM反应时间由CPU运算存储模块记录。

所述凸透镜，优选地，其屈光度为20D，视标位于其焦点0.5毫米处，且视标距离眼睛40厘米。

所述CPU运算存储模块，存储区对应不同的功能模块，以时间轴使各功能模块保持逻辑关系，设定CPU运算存储模块处理用户用眼行为数据为一天24小时内所采集到的数据，自动处理数据的时间节点为每天的零点；并且能通过对应的按键操作微程序处理用户所需的中间数据。

所述检测视力另一个实施方案是，利用手机按国家标准根据视角原理设计成灯箱式的视力表，该视力表可以有5米距离远或3米距离远两种视标模式，用户通过看清最小视标且同一行中3个为通过，以此检出最佳视力，并将结果输入到系统中记录，该检测方法所检出的视力更具有临床诊断意义。

所述时间逻辑模块能够记录近距离工作时间和给出视力检测提示，其工作启动由两种模式确定，即由用户行为检测模块确定用户于近距离工作后自动启动，还可以是由用户自行启动，时间逻辑模块所设定的近距离工作时间默认为20分钟，并且在0至60分钟的区间内可任意设置，在启动后按所设定的时间，周期性地通过报警模块给用户做出视力检测及NITM检测提示，以使用户视力恢复到所述正常视力后，报警解除，继续近距离工作用眼。

所述检测最佳视力包括两种模式，即通过近距离视标检测模块检测和通过手机灯箱视力表检测；通过近距离视标检测模块检测出的最佳视力和所用的时间，作为正常视力以及正常NITM反应时间，将用于设计近视防控系统的重要参数依据，将其与根据国标设计的手机灯箱视力表所检出的视力建立对应关系，以保证其数据准确合理，方法是：（1）在眼睛经过充分休息后，保证视力良好的状态下，双眼同时注视视标进行检测；（2）通过手机灯箱视力表检测出最佳视力，做为期初视力输入系统中记录；（3）立即开始20分钟的近距离工作如阅读，结束后通过近距离视标检测模块检测出最佳视力以及所用的时间，做为正常视力以及正常NITM反应时间，休息10分钟，重复检测NITM反应时间共3次，系统计算其平均值做为正常NITM反应时间，由系统记录。

进一步，NITM反应时间与近距离工作时间正相关，与看远时间、户外时间及睡眠休息时间负相关，将近距离工作时间和看远时间进行关联，作为重要的设计参数，能够简便有效地分析出眼轴增长视力下降的对应因果关系，其方法是：于一天24小时当中，去除不确定因素4小时，则有如下关系，即：20小时=看远时间+户外时间+睡眠休息时间+近距离工作时间，合并看远时间+户外时间+睡眠休息时间都为看远时间，将近距离工作时间与看远时间进行比，其比值为K，即K=看近/看远，该比值K基本覆盖用户整个用眼行为。

进一步，依据正常的NITM反应时间，以及通过手机灯箱视力表所检测出的期初视力，通过智能装置对用户日常用眼行为数据的采集，分析给出用户每天合理的用眼行为的设计方法，具体为：（1）采集用户每天近距离工作时间、户外运动时间和睡眠休息时间，统计时间节点为每天的零点；（2）将近距离工作时间和看远时间进行关联，系统计算获得近距离工作时间与看远时间比值为K；（3）将系统所采集到的用户日常NITM检测时间作为自变量X，当用户一天中有多次的视力检测行为时计算取其平均值，系统找出在时间上与之对应的K值作为因变量Y，建立回归方程为：Y=A+BX，进行回归分析；（4）设定系统通过所采集到的至少10天10组的（X，Y）数据，计算得出回归系数：A和B，确定回归方程式；（5）根据回归方程式，使正常的NITM反应时间等于X，则系统计算给出Y值，即合理的近距离工作时间和看远时间比值K；（6）规定用户每天户外运动时间为2小时，睡眠时间为8小时，根据K值，则得出每天合理的近距离用眼时间和看远时间；（7）通过显示屏显示出即时的看近时间、户外时间、看远时间的统计数据，用户据此安排合理用眼；（8）用户依据此时间参数模式工作一段时间如一个月后，系统给出校验提示，即使用户通过更具有诊断意义的手机视力表检测最佳视力，该视力与系统所记录的期初视力进行对比来校验K值；（9）如果视力没有降低，说明K值合理，如果视力降低，则系统通过所采集到的每天的K值，找出比所确定的K值小的、比值最接近的K值，用于替换所设定的K值，使用户遵循新的K值所给出的工作时间模式合理安排用眼，同时并给以提示，使用户检讨并规范用眼行为；（10）如果视力继续降低，则重复上述过程寻找替换K值，直到找到视力没有降低的K值，同时联通专业视光机构介入。

图5.根据方法2所述的参考TA点后所设计的近视矫正机理图。

图中：（504）为改善远视力的凹透镜。（502）为TA点，合理选择凹透镜的屈光度，使TA点处的视标焦点落在视网膜（505）上。实现的机理为：选择凹透镜，使无限远点的焦点落在视网膜上，此时（502）所指示的TA点位于视网膜后面，当减低凹透镜的度数或附加正镜屈光度等于TA值时，其视物焦点前移，则使（502）所指示的TA点落在视网膜上，继而（501）所指示的远点，经凹透镜和眼睛调节后其焦点落在前焦深（507）内，（503）为TA点以内的近点，其焦点经凹透镜和眼睛调节后落在后焦深（506）内，进而留出了远端视物焦点落在前焦深内的视觉空间，即（501）所在的视觉空间。这样用户可以采取看远的行为方式，遏制眼轴的进一步增长。

进一步阐述合理选择凹透镜实现TA点位于视网膜上的机理：正视眼合理的TA点对应的是晶状体最薄形态，看远的调节通过晶状体后退位移完成，以等效的晶状体调节通过薄厚变形分析，其与TA点对应时并非最薄状态，其厚度为所检测出的TA值，当看无限远时其调节变为最薄状态，调节力等于TA值，此调节力可以通过附加凸透镜代替，即选择凸透镜的屈光度为TA值时，晶状体形态回归TA点；当矫正屈光不正时如近视眼，通过规范验光所获得无限远点落在视网膜上的矫正屈光度，为晶状体最薄形态，此形态可以通过减低凹透镜的度数或附加正镜屈光度等于TA值时，恢复TA点所对应的形态。

相同的机理同样适应于远视眼镜片验配。

根据方法2所述的用于矫正和改善远视力的产品，包括框架眼镜、角膜接触镜、激光角膜屈光手术等，其屈光度和TA的获取方法为：散瞳后客观验光，复光后主觉验光，遵循最佳视力下之最正镜片（MPMVA）原则取得最佳视力，确定屈光不正度数为基础屈光度；佩戴此度数镜片在调节开环状态下检测出张力性调节TA值。具体为：按步骤先检测右眼，后左眼；步骤：（1）医学散瞳后进行客观验光；（2）复光后根据客观验光结果在综合验光仪上进行；（3）雾视以消除可能存在的调节；（4）初次单眼最佳视力最正镜片。（5）初次单眼红绿平衡；（6）交叉圆柱镜确定散光度数和轴向；（7）再次单眼最佳视力最正镜片；（8）再次红绿测试，获得基础屈光度；（9）将屈光度中的散光按等效球镜处理（柱镜度/2计入球镜），佩戴试镜架，绝对暗室环境下适应10分钟后，在调节开环下遮盖一眼，分别检测出双眼TA值；（10）初步确定终点屈光度为：基础屈光度加上TA值；（11）依据常规方法进行双眼平衡；且最终矫正视力需≥0.8，确定终点屈光度；（12）开具验光处方，内容包括：TA值，基础屈光度及对应的视力；终点屈光度及对应的视力；散光等参数在内的左右眼屈光参数。

双眼平衡的终点是双眼看视标具有同样的清晰度，大致为屈光平衡、视力平衡。可以用常规方法在综合验光仪上进行，注意对远点平衡时不是最佳视力。一个参考的方法是以增加正镜片为主要调整方向，达到双眼平衡的目的，如果无法使双眼的视标一样清楚，则使优势眼略为清楚。

双眼平衡的另一个方法是参考TA点进行双眼平衡，方法是所投放的平衡视标位于TA点所指示的距离，用常规方法在综合验光仪上或佩戴试镜架进行，可以追求该点的视力最高点，并且进行精细的红绿平衡。

一种矫正近视的框架眼镜设计方法：依据上述验光处方，（1）首先确定双眼瞳距，使双眼视轴（瞳孔）与镜片光学中心重合，其集合点位于TA点处；确定方法可以用瞳距仪，将瞳距仪中的视距调整到TA点所指示的距离。（2）按终点屈光度确定试镜架试戴；散光度小于0.5柱镜可以不用给镜矫正，大于0.5柱镜时可以按柱镜的1/2加到球镜中。（3）通过试戴确定最终屈光度；（4）对于通过改变球镜度数以改善视觉效果所进行的调整，其镜片最终屈光度的改变量必须小于TA值，以留出看远时视物焦点落在前焦深内的视觉空间。

进一步，通过常规检查，在获取包括角膜曲率和地形图等眼部参数后，确定患者适合佩戴角膜接触镜片，依据上述验光处方，角膜接触镜设计方法为：包括远视眼和近视眼，其角膜接触镜的终点度数为：根据所述终点屈光度（基础屈光度加上TA值），消除镜眼距后的屈光度即为角膜接触镜的屈光度。

镜眼距（框架镜片的后顶点距离角膜的距离）换算公式为：D’=D/（1-LD）。其中：D’为所求角膜接触镜度数；D为验光处方中的终点屈光度；L为镜眼距，通常为12毫米。遵循传统的角膜接触镜处理方法，当终点屈光度（D）的度数小于正、负4D时，也可以不考虑消除镜眼距。

进一步，通过试戴角膜接触镜片进行验配时，在依据常规方法确定适配的镜片后，进行主觉验光，获取无限远点对应视网膜的最佳视力即为基础屈光度，佩戴此镜片进一步在调节开环下检测获取TA值；确定其终点度数为:基础屈光度加上TA值。在此屈光度数上对双眼平衡，并且最终使矫正视力≥0.8。

散光的处理方法遵循传统的角膜接触镜处理方法。参考验光处方参数，选用球性软镜，可将散光度数的一半加到球镜度数中。选用硬镜时，若散光≤1D，且球镜度与柱镜度的比例≤3:1，或散光≥在1.D，且球镜度与柱镜度的比例≤4:1，可选择普通的单光镜（泪液镜作用）片；当散光超出上述范围时，则考虑采用特殊的散光镜片。

正如本发明所述张力性调节机理，激光角膜屈光手术是通过改变角膜曲率来矫正视力，没有涉及眼轴增长机理，同样也避免不了眼轴继续增长。同时，改变角膜曲率对原有的、复杂的屈光系统造成干扰，获矫量越大，像差越大。对部分患者来说，使术后像差增大而无法满足视觉要求。因而，角膜屈光手术方案的设计，同样需参考TA点或以TA点设计，使位于TA点处的视标或视物对应视网膜，与视网膜共轭；进而留出远端视物焦点落在前焦深内的视觉空间，遏制眼轴继续增长。实现的方法同样可以采取本发明所述方法，即通过主觉验光所获得的基础屈光度加上TA值，来确定角膜切削方案。

准分子激光角膜屈光手术的基本过程，对患者通过主觉验光和波前像差验光，将结果输入到准分子激光设备中，基于软件分析及程序指导限定对角膜进行精准切削。主觉验光和波前像差验光对球镜、柱镜检测结果具有良好的一致性。

进一步，通过角膜屈光手术改变角膜曲率实现屈光矫正的设计方法，步骤为：（1）首先进行术前常规检查如：屈光检查、眼压检查、角膜曲率检查、角膜测厚、角膜地形图检查、波前像差检查等，确定患者适合做屈光手术；（2）分析验证验光处方（主觉验光）中的基础屈光度与波前像差仪验光结果有良好的一致性，能够配合做出高质量波前像差结果，并且符合：柱镜偏差不超过0.5 D；如果柱镜> 0.5 D，轴向的偏差则不能超过15°，否则不考虑轴向的偏差；球镜偏差不超过0.5 D；（3）确定其屈光矫正度数为验光处方中的终点屈光度。或者是主觉验光（波前像差仪）所确定的基础屈光度数加上TA值；（4）选择这个结果输出至设备系统中，进一步地操作实施手术的后续各项步骤完成手术矫正。

进一步，所述以TA点对应视网膜的屈光不正矫正方法，还包括眼内镜片、角膜嵌体或角膜高嵌体。

图6为方法3所述的通过附加凸透镜，参照TA点，将近距离视物的焦点于视网膜后的离焦，前移到包括视网膜的前焦深内的近用镜片设计原理图。

图中，（601）为TA点；（602）为TA点以内的视物近点，距离眼睛L远；（603）为使工作近点处的视物于视网膜后的离焦前移到视网膜上所设置的凸透镜。

根据本发明所述调节机理，对于正视眼，TA点（601）处的视物，其焦点落在视网膜上，注视于（602）近距离视物时，眼睛付出1/L的调节力，其焦点落在视网膜后焦深内，所视物离眼睛越近，眼睛需付出的调节也越大，晶状体变厚程度也越大；此时于眼睛前附加凸透镜，来改变近视物入眼光线的视角，随着凸透镜度数的增加，眼睛付出的调节力逐渐减小，晶状体厚度降低，其焦点逐渐向视网膜靠近，因而，随着凸透镜度数的改变增大，其屈光状态的改变有以下过程，即：当所附加的凸透镜度数为TA值时，近视物经晶状体调节后，其焦点离视网膜最近，离焦幅度最小；当所附加的凸透镜度数为1/L -TA值时，晶状体不发生形变，其近视物焦点落在视网膜上；当所附加的凸透镜度数为1/L时，其近视物焦点落在视网膜前焦深内。

据此，对于儿童眼、正视眼、近视眼：当以TA近点0.58米，所对应的TA值为1.72D设计近用眼镜时，其所附加的凸透镜度数为：≥1.75D；当以个体眼TA值设计时，其附加的凸透镜度数，最小值为：1/L -TA值，最大值为：1/L；进而确定所附加的凸透镜度数为：大于等于用户近距离工作时的用眼距离L所对应的屈光度减去该用户的TA值。

所述附加的凸透镜，对于儿童眼和正视眼，是直接用该镜片度数；对于近视眼，是其按照本发明所述机理确定的终点屈光度附加近用镜片度数；所述附加凸透镜的设计方法，还包括双焦镜、渐变镜的视近区镜片设计；所述用户近距离工作的用眼距离L，为最短的用眼距离，近距离工作时应该保持不小于该距离，才能保证其近视物焦点落在包括视网膜的前焦深内。

例如：设定用户近距离工作的用眼距离L为33厘米，则对应的屈光度为+3D，假定用户的TA值为1D，对于儿童眼和正视眼，确定近用凸透镜度数为：0+3D-1D=+2D。对于屈光不正的近视眼，如其终点屈光度为-4D，则看近用镜片的屈光度为：-4D+2=-2D。

进一步，对于儿童眼和正视眼，设定近距离工作的用眼距离为30厘米，对应的屈光度为3.33D，以正视眼典型的TA值为1D设计，则正视眼的近用镜片度数为：3.33-1=2.3D，确定为2.5D，此时用眼距离如果小于30厘米，则晶状体可能产生少量看近调节，大于30厘米时则发生看远调节，能起到遏制眼轴过增长的作用；对于处于近视防控重点的儿童眼，其6岁时的屈光状态应有1D左右的隐形远视即远视储备，典型TA值为1.35D，佩戴此参数的眼镜，需使用眼距离变大，即视物于30厘米处时可能使儿童眼产生少量的后离焦，但也能起到遏制眼轴过快增长的作用，随着正视化进程中远视屈光逐渐降低，TA值逐渐变小，为正视眼时，符合上述正视眼佩戴近用眼镜的视觉环境而遏制眼轴增长，应此，儿童眼佩戴近用镜镜片为2.5D、瞳距可调的眼镜，自6岁时起至15岁正视化结束而不用换镜以降低使用成本。

以上所述近用眼镜，其光心对应的是眼前近点，需在远用瞳距上做向内偏心1.5毫米左右的处理，且通过试戴确定最终参数。

图7中，给出了一种按上述方法确定近用球镜屈光度后，复合设置了基底向内的三棱镜，以平衡双眼调节与集合关系的原理图。

图中：位于眼前的视物光线（701）经基底向内的三棱镜（703）折射，变为近似的平行光，由所确定的近用球镜（702）替代部分调节后为双眼接收。佩戴上述近用眼镜时，根据本发明所述调节机理，其视物焦点落在视网膜上，此时双眼视轴的集合点应该位于TA所指示的距离处。

已知个体眼近用镜片屈光度，TA值，双眼看远瞳距，屈光不正患者佩戴按本发明所述机理验配的眼镜依常规方法检测隐斜度，一种看近用的球镜复合棱镜的设计方法为，获取：5米远隐斜度，0.33米处隐斜度，以及位于TA点处的隐斜度，计算给出AC/A，因而，其三棱镜棱镜度的确定为：AC/A乘以附加的近用镜片度数；即AC/A乘以用户近距离工作时的用眼距离所对应的屈光度减去该用户的TA值。

进一步，依据本发明所述调节机理，当近距离视物的焦点落在视网膜上时，双眼视轴的集合点应该位于TA所指示的距离处，因而，如果用户为正眼位，即马氏杆检测时的点与线重合于TA点处时，其三棱镜棱镜度的确定可直接用0.33米处隐斜度，此时用户用眼距离最近点为33厘米。

对于儿童眼和正视眼，AC/A正常时可按3～5棱镜度/D设计；设定最小用眼距离是30厘米，对应的屈光度为+2.3D，确定近用凸透镜度数为：2.5D；三棱镜棱镜度的确定：3～5棱镜度/D乘以2.3D设计，所确定的棱镜度平均分配给左右眼，通过试戴调整后，最终确定棱镜处方。

根据本发明所述调节机理，双焦、多焦以及多焦点渐变框架眼镜的设计方法是：依据验光处方，确定视远区光学镜片的屈光度为：终点屈光度；或者是基础屈光度加上TA值。视近区光学镜片的屈光度为近用镜片度数，即下加屈光度为：用户近距离工作时的用眼距离所对应的屈光度减去该用户的TA值。

进一步，视远区光学镜片中心对应于TA点，视近区光学镜片中心按常规方法向内进行移心处理。

进一步，根据上述镜片屈光度的确定方法，还包括眼内的双焦、多焦以及同心双焦或区域双焦的角膜接触镜片设计，即进行消除镜眼距屈光换算后确定角膜接触镜片度数。

图8为根据方法4所述的训练机理所设计的一种视标直线运动机构及训练工作原理图。该图中（801）为直线训练机构中视标运动的远点；（802）为运动视标，图中该视标位于用户的TA点所指示的位置；（803）为用户端的视标运动近点；（804）指示出视标运动方向和范围；（801）所指示的远点与（803）所指示的近点之间的距离不小于2.5米；（805）指示出用户端的位置。

具体步骤：已知用户TA值，屈光不正的用户佩戴本发明所述矫正眼镜。

阶段1：（1）首先使（802）所代表的运动视标位于用户的TA点处；（2）用户注视该视标上文字、图案、视力表至最清晰；（3）保持视标清晰使视标逐渐向远端慢慢移动，以消除NITM反应和积累，追求视力的最远点。

阶段2：（1）使视标回到TA点；（2）使视标围绕TA点开始向近端和远端往返运动；（3）往返运动的距离围绕TA点逐渐扩大，直至视标达到（801）所指示的远点与（803）所指示的近点。眼睛跟随注视运动的视标以达到训练调节幅度及灵敏度目的。

阶段3：（1）视标回到TA点；（2）视标从TA点至远点之间往返运动；（3）视标在TA点处停滞30秒，用户闭眼以使TA点恢复交、副感神经平衡；（4）重复上述过程，训练结束。眼睛注视视标达到提高交感神经兴奋水平的目的。

眼睛各阶段的训练时间可以相同，即都为5分钟。休息一段时间后，这期间可以做以肢体运动为原则的体育运动提高交感神经水平，再重复上述3个阶段的训练，重复训练的次数以2次为宜。训练前与训练后远视力表的检测结果对比可以作为训练效果的检验方法。

所述运动视标按设计的轨迹运动，可以通过电机驱动减速机构，人为控制完成；也可以通过逻辑控制电路，经设定的程序后，控制驱动设备的启动、运行及转向，从而带动视标并结合人为控制完成所设定的运动轨迹。

进一步，将该运动轨迹距离通过光学镜片变焦虚拟，缩短运动行程，以便个体用户家庭训练使用的装置设计方法是：将该机构所述的运动视标、可控制的驱动设备和逻辑电路控制电路，安装在如图9的装置内，通过与眼睛瞳距对应的、由球镜（凸透镜）复合基底向内的三棱镜组成的目镜完成虚拟运动行程。

图中：（901）为设定运动视标的远点；（902）代表TA点，其距离目镜L远；（903）运动视标的近点；（904）为目镜。其TA点位于远点与近点之间，距离目镜L远，对应的屈光度为1/L；按照上述近用眼镜的设计方法，确定凸透镜度数为：1/L-TA值，用基底向内的棱镜平衡L点的双眼集合，即棱镜度为：AC/A乘以（1/L-TA）；其中AC/A为用户个体眼测得；根据本发明所述TA点特性，即眼睛对应L点时，内直肌与外直肌处于静止平衡状态；由于三棱镜的集合点位于L处，注视该点以外至远点时，双眼视轴进一步散开，调节也随之减少；注视该TA点以内至近点时，双眼集合增大，双眼的调节力也变大，因而完成对视标运动距离的虚拟压缩，按照上述训练步骤，完成视力训练。

进一步，将上述运动视标以发光的点光源代替，可以简化装置结构，其方法是，装置内设置多个点光源，该点光源顺序排列在双眼目镜对称的中心线上，远离目镜的点光源为远点，靠近目镜的点光源相当于近点，TA点位于远点与近点之间，设定其位于距离目镜L远。通过逻辑电路控制点光源，按照上述训练方法顺序点亮光源，达到消除NITM反应，提高交感神经水平的目的。

进一步，所述多个点光源为在远点和近点之间顺序排列3个及以上的多个点光源；所述点光源可以是发光二极管，其发光频谱可以是包括白色光在内的多种颜色组成，且位于TA点处的发光二极管发光颜色为不同于其他二极管发光颜色，以醒目指示出TA点；在远点处还设置视标，该视标能够显示视力表，用户注视视力表以恢复正常视力。

进一步，位于远点为能发出白色光的发光二极管，其照度在800LX以上，由于用三棱镜消除集合，该点发出的光接近平行光，因而能够模拟户外太阳光照射视网膜，眼睛注视该光源，以刺激多巴胺分泌，加强巩膜强度，抑制眼轴增长。

进一步，所述家庭训练装置，一个优选实施方案是，所述TA点距离目镜的距离L为20厘米，对应的屈光度为5D，TA值以近点0.58米1.72D设计，确定所述目镜中凸透镜的度数为：5D-1.75D=3.5D。三棱镜按正常眼位、正常AC/A设计，即确定棱镜度为：3～5棱镜度/D乘以3.5D，取12棱镜度,分配到每眼的棱镜度为6棱镜度；同时设定近点距离目镜10厘米，远点距离目镜30厘米。

Claims (4)

1.一种基于张力性调节机制的防控近视及屈光不正的矫正智能装置，其特征在于：包括光照强度检测模块，用眼行为检测模块，时间逻辑模块，近距离视标检测模块，CPU运算存储模块，报警模块，数据无线传输模块和显示屏；

其中，

用眼行为检测模块包括距离传感器、紫外线传感器、加速度传感器和陀螺仪，用于检测用户所处的实时环境和行为状态，并与CPU运算存储模块交互，以判断出用户用眼环境和看远/看近的行为状态；

时间逻辑模块能够记录近距离工作时间和给出视力检测提示；

近距离视标检测模块为能在近距离视觉环境下模拟出5米标准视力表上的视标，该视标的大小根据视角设计原理由其到眼睛的距离确定，且使该视标位于凸透镜的焦点上，这样通过凸透镜的光为平行光，因而用户看到的视标相当于5米远处视力表中的视标，检测出所能够看清的最小视标即为最佳视力，看清视标所用的时间为NITM反应时间，检测结果由CPU运算存储模块记录；

如果为近距离用眼，则会通过时间逻辑模块所设定的看近工作时间，通过报警模块和显示屏给用户提醒，以使用户操作近距离视标检测模块检测视力，消除NITM反应恢复正常视力后，报警解除，再继续进行近距离用眼；

通过检测记录用户用眼行为，将每天的近距离工作时间与看远时间进行相比，给出用眼行为模式K值,即K=看近/看远，对一天中有多次的NITM检测行为时计算取其平均值，作为自变量X，与之对应的K值作为因变量Y，建立回归方程为：Y=A+BX，进行回归分析，设定通过智能装置所采集到的至少10天10组的X，Y数据，计算得出回归系数A和B，再代入现有的正常NITM反应时间计算出合理的K值，根据K值，则得出每天合理的具体近距离用眼时间和看远时间，通过显示屏显示，用户据此时间模式合理安排用眼。

2.根据权利要求1所述的一种基于张力性调节机制的防控近视及屈光不正的矫正智能装置，所述距离传感器工作距离以TA点为0.6米设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于张力性调节机制的防控近视及屈光不正的矫正智能装置，所述的时间逻辑模块的工作启动由两种模式确定，即由行为检测模块确定用户于近距离工作后自动启动，或由用户自行启动，自行启动的时间可以是开始近距离工作的时候，也可以睡眠前，以便用户在睡眠前消除NITM反应积累；时间逻辑模块所设定的近距离工作时间默认为20分钟，并且在0至60分钟的区间内可任意设置；在启动后按所设定的时间，周期性地通过报警模块给用户做出视力检测提示，及时消除NITM反应，恢复最佳视力。

4.根据权利要求1所述的一种基于张力性调节机制的防控近视及屈光不正的矫正智能装置，所述的近距离视标检测模块的具体设计方法为：（1）该视标为一个开口方向在垂直和水平方向随机变化的E形视标，且位于凸透镜的焦点上；（2）该视标模拟标准视力表，由0.8、1.0和1.5视力水平对应的视标构成，以适应不同个体眼的视力；（3）该视标显示顺序从0.8到1.5显示，每个视标的显示时间为5秒；（4）与该随机变化的E形视标对应地设置有逻辑关系的四个方向的按键，用户看清该视标，通过操作与E形视标开口方向对应的按键完成，该检测行为的准确性由系统自动获取判断，即用户通过按键判断出4个视标不同开口方向中的3个即为通过视标检测。

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