TW201617693A - 為防止及／或減緩近視加深之與瞳孔大小無關的鏡片設計及方法 - Google Patents

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Abstract

一種鏡片，其包括：該眼用鏡片之具有一負焦度(negative power)的一中心，該負焦度提供近視之眼窩視力矯正；一第一周圍區，其環繞該中心且具有一平緩增加至一第一高峰之焦度，該第一高峰之屈光率比該中心處更加正向；以及一第二周圍區，其環繞該第一周圍區且具有一第二高峰，該第二高峰之屈光率比該中心處更加正向且與該第一高峰處之焦度不同。該焦度分布曲線與瞳孔大小無關地減緩、遲滯或預防近視加深。

Description

為防止及/或減緩近視加深之與瞳孔大小無關的鏡片設計及方法
本發明係關於眼用鏡片(ophthalmic lens)，且更具體地係關於經設計以減緩、遲滯或預防近視加深(myopia progression)的隱形眼鏡。本發明之眼用鏡片包含針對小及大的入射瞳孔(entrance pupil)尺寸，例如具有3.0mm至7.0mm之一直徑的瞳孔尺寸，且具有正球面像差(spherical aberration)的焦度分布曲線(power profile)，該等焦度分布曲線適用於控制或減少近視之加深。
導致視力(visual acuity)減退的常見病狀包括近視及遠視(hyperopia)，為此處方以眼鏡、或者硬式或軟式之型式的矯正鏡片。此等病狀一般係描述為眼睛的長度(length of the eye)與眼睛之光學元件(optical element)的焦點間的不平衡。患近視的眼睛聚焦於視網膜平面(retinal plane)的前方，而患遠視的眼睛聚焦於視網膜平面的後方。罹患近視一般係因眼睛的軸長增長至比眼睛之光學元件的焦距(focal length)更長，亦即眼睛變得太長。罹患遠視一般係因眼睛的軸長與眼睛之光學元件的焦距相較之下太短，亦即眼睛增長不足。
近視在全世界許多地區皆高度普遍。此病狀最大的隱憂就是其可能加深成高度近視，例如比五(5)或六(6)屈光度(diopter)更深，此會嚴重影響一個人在沒有視力輔助時正常運作的能力。高度近視亦與視網膜病變(retinal disease)、白內障(cataract)、以及青光眼(glaucoma)之增高風險相關聯。
矯正鏡片經使用以變更眼睛之整體焦點(gross focus)以在視網膜平面呈現一較清楚的影像，分別藉由將焦點從平面前方移動以矯正近視、或從平面後方移動以矯正遠視。然而，對該等病狀的此矯正方法並不處理病狀的本因，而僅為假體或意欲處理症狀。
大部分眼睛並不只有單純的近視或遠視，而是有近視散光(astigmatism)或遠視散光。散光之焦點誤差導致一光之點源的影像形成為兩條在不同焦距處之互相垂直線。在以下的論述中，用語「近視(myopia)」及「遠視(hyperopia)」係分別用於包括單純的近視或近視散光、及遠視及遠視散光。
正視眼(emmetropia)描述視野清楚的狀態，其中晶狀體(crystalline lens)放鬆時一無限遠(infinity)的物體係相對銳利清晰的。在正常或正視的成人眼睛中，來自遠處物體和近處物體兩者、並通過孔徑(aperture)或瞳孔之中央或近軸(paraxial)區域的光，係由晶狀體聚焦於眼中靠近視網膜平面之處，在此感測到反轉的影像。然而觀察到，大部分正常眼展現正的縱向球面像差(spherical aberration)，以一5.0mm之孔徑來說一般約在+0.50屈光度(D)之區域內，意即當眼睛聚焦於無限遠處時，通過孔徑或瞳孔之周邊(periphery)的光線係聚焦於視網膜平面前方之+0.50D處。如本文中所使用，量度D為屈光率(dioptric power)，經定義為一鏡片或光學系統之焦距的倒數(reciprocal)(以公尺為單位)。
正常眼的球面像差並非恆定。舉例而言，調節(眼睛光學倍率(optical power)的改變，其主要來自於晶狀體的改變)導致球面像差從正的改變為負的。
美國專利第6,045,578號揭示隱形眼鏡上添加的正球面像差可減少或控制近視之加深。該方法包括改變一眼部系統(ocular system)之球面像差，以改變眼睛長度的生長。換言之，正視化(emmetropisation)可由球面像差調節。在此程序中，一近視眼的角膜經適配一屈光率遠離鏡片中心而漸增之鏡片。進入鏡片之中心部分的近軸光線經聚焦於眼睛之視網膜上，產生一物件之一清晰影像。進入角膜之周圍部分的邊緣(marginal)光線經聚焦於角膜與視網膜間的一平面中，並在視網膜上產生該影像之正球面像差。此正球面像差對眼睛產生一生理效應(physiological effect)，該生理效應傾向於抑制眼睛之生長，從而減輕近視的眼睛生長得更長的傾向。
目前，正球面像差之添加係以僅適用於一特定瞳孔大小之方式界定。由於瞳孔(例如小兒的瞳孔)隨著光位準(light level)而顯著地變化，有需要設計跨多種瞳孔大小(例如從直徑約3mm至約7mm的範圍內)而載有更均勻一致之正球面像差的光學器件，尤其在近視控制的背景下。
本發明之與瞳孔大小無關的鏡片設計(pupil size-independent lens design)，藉由確保眼窩距離視力矯正(foveal distance vision correction)、及提供一兼顧小與大的瞳孔大小且具有更均勻一致之正球面像差的焦度分布曲線，從而減緩、遲滯或預防近視加深，克服了先前技術之限制。
依照一態樣，本發明係關於一種眼用鏡片，該眼用鏡片係用於減緩、遲滯或預防近視加深之至少一者。一種眼用鏡片，其包含該眼 用鏡片之一具有一負焦度(negative power)的中心，該該負焦度提供近視之眼窩視力矯正；一第一周圍區(peripheral zone)，其環繞該中心且具有一增加至一第一高峰之焦度，該第一高峰之屈光率比該中心處更加正向；以及一第二周圍區，其環繞該第一周圍區且具有一第二高峰，該第二高峰之屈光率比該中心處更加正向且與該第一高峰之屈光率不同。該鏡片具有一焦度分布曲線，該焦度分布曲線與瞳孔大小無關地減緩、遲滯或預防近視加深。
根據另一態樣，本發明係關於一種方法，該方法係用於減緩、遲滯或預防近視加深之至少一者。一種眼用鏡片，其包含該眼用鏡片之一具有一負焦度(negative poqer)的中心，該負焦度提供近視之眼窩視力矯正；一第一周圍區(peripheral zone)，其環繞該中心且具有一增加至一第一高峰之焦度，該第一高峰之屈光率比該中心處更加正向；以及一第二周圍區，其環繞該第一周圍區且具有一第二高峰，該第二高峰之屈光率比該中心處更加正向且與該第一高峰之焦度不同。相應地，眼睛的生長係經與瞳孔大小無關地變更。
本發明之該隱形眼鏡經設計有一與瞳孔大小無關之焦度分布曲線。一種鏡片，其包含一焦度分布曲線，該焦度分布曲線具有一值為5之最小相對焦度能量(minimum relative power energy)，藉此提供一跨約3mm至約7mm間之瞳孔直徑的更均勻一致之球面像差。
本發明之與瞳孔大小無關的鏡片隱形眼鏡設計提供一簡單、具成本效益且有效的手段及方法，用於預防及/或減緩於全球日益增加的近視加深。
600‧‧‧隱形眼鏡；眼用鏡片；鏡片
602‧‧‧光學區
604‧‧‧外圍區
606‧‧‧中心區；實質上圓形區
608‧‧‧周圍區；環狀外圍區
從以下對本發明較佳實施例之更詳細說明中，如附圖所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。
圖1係瞳孔直徑對發光強度(luminance)之圖表。
圖2之圖表顯示在明亮與昏暗之照明位準(luminescence level)下兒童的瞳孔大小。
圖3A繪示一具有一+1.50D正縱向球面像差的鏡片之焦度分布曲線。
圖3B係圖3A之鏡片的相對焦度能量之圖表。
圖4A係根據本發明繪示一第一與瞳孔大小無關的鏡片之焦度分布曲線。
圖4B係圖4A之鏡片的相對焦度能量之圖表。
圖5A係根據本發明繪示一第二與瞳孔大小無關的鏡片之焦度分布曲線。
圖5B係圖5A之鏡片的相對焦度能量之圖表。
圖6係根據本發明之一例示性隱形眼鏡的示意圖。
鏡片之已知焦度分布曲線可基於一瞳孔之大小而具有一縱向正球面像差，但並不彌補隨著瞳孔大小改變而進入眼睛之不同的光位準。如圖1所繪示，隨著發光強度改變，瞳孔大小顯著改變(例如在直徑3.0mm與7.0mm間)。
現請參照圖2，顯示一得自一300位兒童(600隻眼睛)之臨床研究的圖表，該圖表顯示瞳孔在明亮及昏暗的照明位準下與其對應之瞳孔大小的百分比。如所顯示者，瞳孔大小可隨光位準而大幅改變。
根據本發明，相對焦度能量(relative power energy,RPE)經使用以建立在小及大的瞳孔大小二者(例如範圍從3.0mm至7.0mm之瞳 孔大小)具有更均勻一致之正球面像差的鏡片焦度分布曲線，藉此為近視之加深提供比已知之鏡片更好的治療或預防。相對焦度能量(RPE)可經計算如下。
首先，瞳孔之一第一區域的焦度能量經依照式(1)計算(例如，取決於瞳孔大小，此可對應至瞳孔面積之約百分之15.52)：
再者，環繞該第一區域之瞳孔的一第二區域之焦度能量經根據式(2)計算(例如，取決於瞳孔大小，此可對應至瞳孔面積之約百分之84.48)：
最後，相對焦度能量(RPE)經根據式(3)計算：RPE(d)=PEc(d)-PEA(d)， (3)其中r係一半徑位置(radial position)；d係一瞳孔(入射瞳孔大小)之直徑；f(r)代表鏡片之一屈光率(D)；且s(r)代表斯太爾斯-克勞福效應(Stiles-Crawford effect)。
現請參照圖3A，其繪示一具有+1.50D之縱向正球面像差的鏡片在2.5mm半徑位置(來自美國專利第6,045,578號之一實例)的焦 度分布曲線。此鏡片之RPE經為不同之入射瞳孔(EP)大小計算。圖3B繪出該RPE曲線。如圖3B所示，RPE值隨著瞳孔大小增加而增加。
可觀察到小的入射瞳孔大小之RPE亦低(即EP大小在3.0與4.0mm間之RPE小於5)。實際上，經於一6.5mm之入射瞳孔(EP)測得之RPE值係比一3.00mm入射瞳孔之值約多出8倍。據此，圖3A之鏡片不具有一跨多種瞳孔大小均勻一致之球面像差。因此，雖然此鏡片設計可遲滯大瞳孔之近視加深的速度，但其對小瞳孔之近視加深的預防或控制效果可能很小。
現請參照圖4A，其顯示根據本發明之一第一與瞳孔大小無關的鏡片之一焦度分布曲線(KC)，且與圖3A之焦度分布曲線相對比。該鏡片之幾何中心的焦度可具有一與存在之一近視遠距離視力病狀吻合之負焦度，藉此提供眼窩視力矯正。該鏡片包含一第一周圍區，其中折射率(refractive power)平緩且持續地升高至一第一高峰(高峰#1)。在特定實施例中，該第一高峰之一位置可為離鏡片中心至少0.75mm且至多2.0mm遠，例如在所示之約1.09mm處。在特定實施例中，在該第一高峰處之正焦度的一量值相對於該鏡片中心之焦度可介於+1.00D及+15.00D間之範圍，例如所示之+2.05屈光度。
焦度分布曲線(KC)亦包含一第二周圍區，其中折射率從該第一高峰下滑至一谷(谷#1)且接著從該谷增加至一第二高峰(高峰#2)。在特定實施例中，該第二高峰之一位置可為離鏡片中心至少2.00mm且至多3.50mm遠，例如離中心約2.20mm遠。在特定實施例中，在該第二高峰處之正焦度的一量值相對於該鏡片中心之焦度可介於+1.00D及+15.00D間之範圍，例如所示之+1.40屈光度。在特定實施例中，在第二高峰處之正焦度的量值等於或小於在第一高峰處之正焦度的量值。
在圖4A中，該谷之位置係離鏡片之中心約1.75mm。在該谷之正焦度的量值相對於該鏡片中心之焦度係+0.85屈光度。在特定實施例中，此量值可係比該第一高峰或該第二高峰之量值至少小0.50屈光度。該鏡片設計亦包含一第三區域，其中正焦度從該第二高峰持續下滑至該鏡片之光學區的一邊緣。
現請參照圖4B，圖4A之鏡片設計的RPE經與圖3A之鏡片的RPE比較顯示。根據本發明之與瞳孔大小無關的鏡片具有一較平的RPE曲線。針對範圍為3.0mm至約6.5mm之瞳孔大小，RPE係5或更多，例如8或更多。相比之下，圖3A之鏡片的RPE於一小於6.0mm之瞳孔大小具有一較小RPE，且於小於5.5mm之瞳孔大小具有一更顯著小的RPE。據此，圖4A之鏡片設計具有一跨一較大範圍之瞳孔大小、更均勻一致之正球面像差，尤其是較小的瞳孔大小。圖4A之鏡片設計不僅對大瞳孔，亦對小瞳孔有效地預防、減緩、或遲滯近視加深之速度。
現請參照圖5A，其顯示根據本發明之一第二與瞳孔大小無關的鏡片的一焦度分布曲線(NB)，且與圖3A之焦度分布曲線相對比。在圖5A中，於第一高峰及谷處之正焦度的位置及量值，相似於圖4A之第一與瞳孔大小無關的鏡片之於第一高峰及谷處之正焦度的位置及量值。
第二高峰的位置亦相似於圖4A中之第二高峰的位置。第二高峰處之正焦度相對於鏡片中心之正焦度可介於+1.00D與+15.00D間之範圍，例如所示之約+4D，但係大於(例如為圖4A之+2.05D的兩倍)第一高峰之正焦度的量值。
現請參照圖5B，該第二與瞳孔大小無關的鏡片設計相較於圖3A之鏡片設計對小瞳孔得出更高的RPE值。此外，因為第二高峰之正焦度的量值比第一高峰之正焦度的量值高，所以該第二鏡片設計對較大瞳 孔之RPE值變得比該第一與瞳孔大小無關的設計還大。該第二鏡片設計(NB)對小瞳孔及對較大瞳孔大小具有一遲滯近視加深之療效。
根據本發明，該焦度分布曲線可在一鏡片之一正面或一背面。在特定實施例中，焦度分布曲線可在鏡片之一正面，以確保當考量到鏡片一經置於眼上之包覆效果時之一均勻一致的分布曲線。
參照圖6，所繪示者為依照本發明之一實施例之隱形眼鏡600的示意圖。隱形眼鏡600包含一光學區602與一外圍區604。光學區602包含一中心區606及至少一周圍區608。在特定實施例中，光學區602之直徑可經選定為8.0mm，實質上圓形區606的直徑可經選定為4.0mm，而環狀外圍區608之邊界直徑(boundary diameter)可為5.0mm及6.5mm，如從鏡片600之幾何中心所測量者。重要的是請注意，圖6僅繪示本發明之一例示性實施例。舉例而言，在此例示性實施例中，至少一周圍區608之外邊界並不一定與光學區602之外部邊緣重合，但在其他例示性實施例中它們可能會重合。外圍區604環繞光學區602，且提供標準隱形眼鏡之特徵，包括鏡片定位及集中。根據一例示性實施例，外圍區604可包括一或多個穩定機制，以降低鏡片在眼睛上時之轉動。
重要的是請注意，圖6中的各種區經繪示為同心圓，該等區可包含任何合適的圓形或非圓形，例如橢圓形。
重要的是請注意，眼睛之入射瞳孔大小在各亞族群(subpopulation)間有所不同。在某些例示性實施例中，鏡片設計可客製化，以基於患者的平均瞳孔大小而達成好的眼窩視力矯正及近視治療效能。此外，由於對小兒患者而言瞳孔大小與折射及年齡相關聯，因此在某些例示性實施例中，可基於小兒亞族群之各子群(subgroup)的瞳孔大小，進一步針對特定年齡及/或折射進行鏡片之最佳化。基本上，焦度分布曲線可針對瞳 孔大小調整或訂製，以在眼窩視力矯正、及一跨一範圍之瞳孔大小更均勻一致之特別像差間達成最適平衡。
目前可得的隱形眼鏡在視力矯正上仍為符合成本效益的手段。此薄型塑膠鏡片貼合於眼睛角膜上方以矯正視力缺陷，包括近視或近視眼、遠視或遠視眼、散光(即角膜的非球面性)與老花(即水晶體失去調變能力)。隱形眼鏡有許多形式且以各種材料製成，以提供不同的機能。
日戴型軟式隱形眼鏡通常是由軟質聚合物材料製成，這些材料並與水結合以提供透氧性。日戴型軟式隱形眼鏡可為日拋式或長戴拋棄式。日拋式隱形眼鏡通常在配戴一日後即丟棄，而長戴式拋棄式隱形眼鏡則通常可配戴至多三十日以上。有色軟式隱形眼鏡使用不同材料以提供不同機能。例如，可見性染色隱形眼鏡(visibility tint contact lens)使用淺色染色來協助配戴者找到掉落的隱形眼鏡；增色用染色隱形眼鏡(enhancement tint contact lens)具有半透明的染色來加強配戴者眼睛天生的顏色；變色用染色隱形眼鏡(color tint contact lens)包含較深、不透明的染色來改變配戴者眼睛的顏色；而濾光用染色隱形眼鏡(light filtering tint contact lens)的功能則為強化某些顏色同時弱化其他顏色。剛性透氣硬式隱形眼鏡(rigid gas permeable hard contact lens)係由含矽氧烷的聚合物所製成，但較軟式隱形眼鏡更具剛性，故因而能保持其形狀且更為耐用。雙焦距隱形眼鏡(bifocal contact lens)係專為老花患者所設計，並且有軟式與硬式兩種。複曲面隱形眼鏡(toric contact lens)係專為散光患者所設計，並也有軟式與硬式兩種。也有結合以上不同態樣之組合式鏡片，例如混合型隱形眼鏡(hybrid contact lens)。
重要的是請注意，本發明之與瞳孔大小無關的鏡片設計可併入於以任何數量之材料形成的任何數量之不同隱形眼鏡。確切而言，本 發明之與瞳孔大小無關的鏡片設計可經利用於本文所述之任何隱形眼鏡中，包括日戴型軟式隱形眼鏡、剛性透氣式隱形眼鏡、雙焦距隱形眼鏡、複曲面隱形眼鏡及混合型隱形眼鏡。此外，雖然本發明之描述係關於隱形眼鏡，但重要的是請注意，本發明之概念可利用於眼鏡鏡片(spectacle lens)、人工水晶體(intraocular lens)、角膜植入物(corneal inlay)及覆蓋物(onlay)。
儘管所顯示與所描繪者是被認為最實用且最佳的實施例，但對所屬技術領域中具有通常知識者來說，仍可輕易思及偏離所描述且所顯示的特定設計與方法，且可加以運用而不脫離本發明的精神與範疇。本發明並不限於所敘述及繪示的具體構造，而是應理解為符合落在所附申請專利範圍之範疇內的所有修改形式。
600‧‧‧隱形眼鏡；眼用鏡片；鏡片
602‧‧‧光學區
604‧‧‧外圍區
606‧‧‧中心區；實質上圓形區
608‧‧‧周圍區；環狀外圍區

Claims (26)

  1. 一種用於減緩、遲滯或預防近視加深之至少一者的眼用鏡片，該眼用鏡片包含：該眼用鏡片之一中心，該中心具有提供近視之眼窩視力矯正的一負焦度(negative power)；一第一周圍區，其環繞該中心且具有增加至一第一高峰之一焦度，該第一高峰之屈光率比該中心處更加正向；以及一第二周圍區，其環繞該第一周圍區且具有一第二高峰，該第二高峰之屈光率比該中心處更加正向且與該第一高峰處之焦度不同，該鏡片具有一焦度分布曲線，該焦度分布曲線與瞳孔大小無關地減緩、遲滯或預防近視加深。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第二高峰處之焦度係等於或少於該第一高峰處之焦度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第二高峰處之焦度係大於該第一高峰處之焦度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第一高峰係離該鏡片之該中心介於0.75mm至2.0mm遠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第一高峰具有相較於該中心處之焦度介於+1.00D至+15.00D之一焦度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第二高峰係離該鏡片之該中心介於2.0mm至3.5mm遠。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該第二高峰具有相較於該中心處之焦度介於+1.00D至+15.00D之一焦度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該焦度分布曲線包含一谷，該谷之焦度係比該第一高峰或該第二高峰處之量值至少小0.50屈光度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該眼用鏡片跨約3mm至約7mm之瞳孔直徑，具有一值為5或更多之最小相對焦度能量(minimum relative power energy)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該眼用鏡片跨約3mm至約7mm之瞳孔直徑，具有一值為8或更多之最小相對焦度能量。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該眼用鏡片包含一隱形眼鏡。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其中該眼用鏡片包含一人工水晶體(intraocular lens)、一角膜植入物(corneal inlay)、或一角膜覆蓋物(corneal onlay)。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之眼用鏡片，其進一步包含一或多個穩定機制。
  14. 一種用於減緩、遲滯或預防近視加深之至少一者的方法，其係藉由：提供一鏡片，其包含1)具有一負焦度(negative power)的一中心，該負焦度提供近視之眼窩視力矯正；2)一第一周圍區，其環繞該中心且具有增加至一第一高峰之一焦度，該第一高峰之屈光率比該中心處更加正向；以及3)一第二周圍區，其環繞該第一周圍區且具有一第二高峰，該第二高峰之屈光率比該中心處更加正向且與該第一高峰處之焦度不同；以及與瞳孔大小無關地變更眼睛之生長。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二高峰處之焦度係等於或少於該第一高峰處之焦度。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二高峰處之焦度係大於該第一高峰處之焦度。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第一高峰係離該鏡片之該中心介於0.75mm至2.0mm遠。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第一高峰具有相較於該中心處之焦度介於+1.00D至+15.00D之一焦度。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二高峰係離該鏡片之該中心介於2.0mm至3.5mm遠。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二高峰具有相較於該中心處之焦度介於+1.00D至+15.00D之一焦度。
  21. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該焦度分布曲線包含一谷，該谷之焦度係比該第一高峰或該第二高峰處之量值至少小0.50屈光度。
  22. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該眼用鏡片跨約3mm至約7mm之瞳孔直徑，具有一值為5或更多之最小相對焦度能量。
  23. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該眼用鏡片跨約3mm至約7mm之瞳孔直徑，具有一值為8或更多之最小相對焦度能量。
  24. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該眼用鏡片包含一隱形眼鏡。
  25. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該眼用鏡片包含一人工水晶體、一角膜植入物、或一角膜覆蓋物。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其進一步包含增加一或多個穩定區至該鏡片。
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