TWI772881B

TWI772881B - 抑制近視加深的透鏡和方法

Info

Publication number: TWI772881B
Application number: TW109131048A
Authority: TW
Inventors: 小燕林; 欣然謝; 嗣河杜
Original assignee: 香港理工大學
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-08-01
Also published as: CN114391121A; CN114391121B; TW202119100A; US20220404639A1; WO2021047488A1

Abstract

本發明提供一種用於抑制一人眼之近視加深之同心環形多區域透鏡。該透鏡包含：複數個矯正區域，其用於在該人眼之一視網膜上形成一聚焦影像以便矯正該人眼之折射異常，其中該矯正區域具有一相似屈光度；複數個散焦區域，其用於在該視網膜前部形成影像以便產生近視散焦；以及一散焦度增加區，其中散焦區域之屈光度朝向該透鏡之周邊變得相對愈來愈正以便在該視網膜之周邊產生較大幅度的該近視散焦；其中該複數個矯正區域及該複數個散焦區域在該同心環形多區域透鏡中交替。

Description

抑制近視加深的透鏡和方法

本發明大體係關於一種用於抑制近視加深的透鏡及方法。

在近數十年中，近視之發生率在世界範圍內已快速增加。目前，患有近視之兒童愈來愈年輕。據報導，格子狀退化(lattice degeneration)及蝸牛軌道退化(snail track degeneration)易導致其他視網膜併發症，諸如在以後生活中視網膜破裂及脫離。視網膜脫離之可能後遺症及視覺障礙之可能性或甚至失明對於患病個人及家庭而言為破壞性的，同時經濟後果最終大部分由社區承擔。近視已成為世界性的公共衛生問題，且被視為消除可避免性失明的當務之急中之一者。

近視為眼睛過度生長之結果。根據數個動物模型，當視網膜接收負(遠視)光學散焦時，眼睛生長加速且導致近視(眼睛更長)，其中視網膜影像始終位於視網膜後面。相反，當視網膜接收正(近視)光學散焦時，眼睛生長受抑制且導致遠視(眼睛更短)，其中視網膜影像始終位於視網膜前面。

除中心視網膜上之視覺輸入以外，已提出在折射發展中起一定作用的周邊散焦。靈長類動物研究表明，在缺乏中央凹的情況下，周邊視網膜上的視覺信號仍可導引眼部的生長，且僅對周邊視網膜呈遞光學散焦亦可改變發育中的眼睛之折射狀態。亦存在展示中心及周邊視網膜皆有助於眼睛生長之過程的其他研究。

先前研究報告具有-3D及更高之近視兒童具有更長球形之視網膜分佈，其中在鼻部30°偏心率處存在約1.9D之遠視散焦(hyperopic defocus；HD)，而在近視低於-3D之兒童中發現較低量之HD。在使用非球面或同時使用雙光焦度隱形眼鏡之試驗中，已研究的矯正此HD及進一步誘發的近視散焦(myopic defocus；MD)以用於近視控制之嘗試已展示為在不同程度上有效地抑制近視加深。然而，所述嘗試中之每一者均未報告有任何大於70%之效果。此等干預所利用之光學信號可能在抑制眼部的生長方面並非最佳的，且很可能經由中心及周邊光學器件之進階處理，光學設計之進一步最佳化具有提高透鏡抑制近視加深之臨床效果的潛能。

To等人(US7506983B2)描述一種用以同時矯正折射異常且引入近視散焦以抑制近視加深之雙光焦度同心透鏡(如圖2A及圖4中所示)。該設計主要為修改後的菲涅爾(Fresnel)透鏡，該透鏡具有產生兩個屈光度之交替區域的光焦度分佈。此透鏡之光焦度中之一者與遠距離折射異常匹配且矯正該遠距離折射異常，且另一相對正光焦度產生所需的近視散焦。因為一些散焦區域與瞳孔重疊，所以理論所得影像外殼(image shell)在中心及周邊視網膜中形成。在不具有相對周邊折射異常(球形球體)或近視周邊折射異常(扁球形球體)之眼睛中，此光學器件有效維持周邊及中間-周邊視網膜區之大量近視散焦。然而，在具有遠視相對周邊折射異常(長球形球體)之眼睛中，由於近視散焦隨視網膜偏心率減少，所以此設計可能無法在周邊維持足夠量之近視散焦。

另一抑制眼部的過度生長及近視之加深的習知方法在於將近視散焦應用於周邊視網膜(或亦即軸外)而非中心視網膜。此方法由史密斯等人(US7025460B2)描述且已經修改成不同變體。此設計之主要優勢為由於在中心視網膜處缺乏散焦影像外殼，所以中心視覺效能損失最少。另一方面，由於同一原因，所以臨床效果略微較低。

Saw等人(WO2013015743A1)描述透鏡設計(如圖2B及圖6中所示)，其中矯正區域及散焦區域均經調整為朝向透鏡周邊愈來愈正。理論上，此特徵性光焦度分佈可補償減少長球形眼睛中之視網膜周邊之近視散焦的問題。然而，存在兩個主要缺點。第一，矯正區域中之複數個光焦度不可避免地將矯正影像外殼分裂成多個影像外殼，其影響調節之準確性且促成調節之滯後。增加的調節滯後可使所有影像外殼向後部移位，減少近視散焦之整體量且可甚至產生遠視散焦。第二，Saw的設計就周邊折射異常而言並不考慮任何個體差異。無此考量，規定的透鏡可引起周邊折射異常之過度補償或不足補償，從而不利地影響期望的治療效果。

因此，需要一種消除或至少減少上述缺點及問題的用於抑制近視加深之改良的透鏡及方法。

因此，本發明之目的係提供一種用於抑制近視加深之改良的透鏡及方法。

根據本發明之通用態樣，用於抑制人眼之近視加深之方法包括在人眼之視網膜上形成聚焦影像且在視網膜前部形成散焦影像以產生近視散焦。

根據本發明之一個態樣，用於抑制人眼之近視加深之方法包括提供具有矯正區域及散焦區域的同心環形多區域透鏡。矯正區域提供用於矯正眼睛之折射異常之屈光度，且散焦區域在散焦區域中採用光焦度之特徵性逐步增量以用於補償具有遠視周邊折射異常之眼睛中之近視散焦的減少。

根據某些具體實例，透鏡係為個體眼睛定製的，且光焦度之增量係基於量測的眼睛之相對周邊折射異常(peripheral refractive error；RPR)而選定的。

根據某些具體實例，透鏡之矯正區域具有一致且均勻的屈光度，該屈光度並不干涉用於視覺感知之影像的形成且可避免影響調節之準確性。

根據某些具體實例，透鏡包括光焦度分佈，其中散焦區域朝向透鏡周邊愈來愈正，由此補償在將透鏡應用於具有遠視周邊折射異常之眼睛上時之周邊近視散焦減少的問題。光焦度之增量步長係基於量測的個體眼睛之相對周邊折射異常而選定的，由此提供更準確的補償。另外，所有矯正區域之屈光度保持一致，由此避免對調節之不合需要的影響。

提供此發明內容是用來以簡化形式引入下文在實施方式中進一步描述的概念選擇。此概述並不意欲標示出所主張之主題之關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲在判定所主張之主題之範疇中用作輔助。藉由以下具體實例所說明，揭示本發明之其他態樣。

1:隱形眼鏡

14:光焦度分佈

15:散焦度增加區

16:散焦度恆定區

20:散焦區域

21:矯正區域

22:屈光度

24:散焦環形區域

25:矯正區域

26:恆定量

31:設計透鏡

32:距離

33:視網膜

34:影像外殼

35:影像外殼

37:近視散焦

41:雙光焦度透鏡

42:後部影像外殼

43:中心視網膜

44:前部影像外殼

45:近視散焦

46:視網膜

47:周邊影像外殼

48:近視散焦

51:隱形眼鏡

52:後部影像外殼

53:中心視網膜

54:前部影像外殼

55:近視散焦

56:周邊視網膜

57:前部影像外殼

58:近視散焦

59:遠視散焦

61:隱形眼鏡

63:後部影像外殼

64:前部影像外殼

65:近視散焦

67:中心視網膜

68:近視散焦

69:遠視散焦

120:中心圓形矯正區域

121:環形矯正區域

122:環形矯正區域

123:環形矯正區域

124:環形矯正區域

125:環形矯正區域

126:環形矯正區域

127:環形矯正區域

131:環形散焦區域

132:環形散焦區域

133:環形散焦區域

134:環形散焦區域

135:環形散焦區域

136:環形散焦區域

137:環形散焦區域

141:屈光度

142:屈光度

143:屈光度

144:屈光度

145:基線近視散焦量

150:散焦度恆定區

S71:步驟

S72:步驟

S81:步驟

S82:步驟

隨附圖式含有某些具體實例之圖以進一步說明及闡明本發明之上述及其他態樣、優勢以及特徵，其中相似附圖標號係指相同或功能上相似元件。應瞭解，此等圖式描繪本發明之具體實例且並不意欲限制其範疇。將經由使用附圖以額外特定性及細節描述且解釋本發明，在附圖中：[圖1]展示根據本發明之某些具體實例之同心環形多區域隱形眼鏡及隱形眼鏡之光焦度分佈的正視圖；[圖2A]展示先前技術之雙光焦度隱形眼鏡之不太理想的光焦度分佈；[圖2B]展示先前技術之隱形眼鏡之不太理想的光焦度分佈；[圖3]描繪佩戴有先前技術之經設計以抑制近視加深之隱形眼鏡的近視眼睛及由隱形眼鏡形成的理想影像； [圖4]描繪佩戴有具有圖2A之光焦度分佈的先前技術之雙光焦度隱形眼鏡的近視眼睛及由雙光焦度透鏡形成的實際影像；[圖5]描繪根據本發明之某些具體實例之佩戴有同心環形多區域隱形眼鏡的近視眼睛及由隱形眼鏡形成的理想影像；[圖6]描繪佩戴有具有圖2B之光焦度分佈的先前技術之隱形眼鏡的近視眼睛及由隱形眼鏡形成的實際影像；[圖7]為根據某些具體實例描繪用於抑制佩戴者之人眼之近視加深的方法的流程圖；以及[圖8]為根據某些具體實例描繪用於抑制人眼之近視加深的方法的流程圖。

熟習此項技術者應瞭解，諸圖中之元件為了簡單及清晰起見而說明且未必按比例描繪。

對熟習此項技術者而言將顯而易見，可在不背離本發明之範疇及精神的情況下進行修改，包括添加及/或替代。可忽略具體細節以免混淆本發明；然而，寫入本發明以使熟習此項技術者能在無不當實驗的情況下實踐本文中之教示。

本發明提供一種用以在視覺威脅併發症發生之前抑制低度近視加深成高度近視的改良透鏡及方法。

本發明之某些具體實例提供一種用於抑制人眼之近視加深的同心環形多區域透鏡。同心環形多區域透鏡包含：複數個矯正區域，其用於在人眼之視網膜上形成聚焦影像以便矯正人眼之折射異常；複數個散焦區域，其用於在視網膜前部形成影像以便產生近視散焦；以及散焦度(defocusing power)增加區，其中散焦區域之屈光度(refractive power)朝向透鏡之周邊變得相對愈來愈正以便在視網膜之周邊產生較大幅度之近視散焦；其中複數個矯正區域及複數個散焦區域在同心環形多區域透鏡中交替。

本發明之某些具體實例提供一種用於抑制人眼之近視加深的同心環形多區域透鏡。同心環形多區域透鏡包含：複數個矯正區域，其用於在人眼之視網膜上形成後部影像外殼以便矯正人眼之折射異常；複數個散焦區域，其用於在視網膜前部形成多個前部影像外殼以便抑制近視加深，視網膜與每一前部影像外殼之間的折射距離等同於近視散焦，複數個矯正區域及複數個散焦區域在同心環形多區域透鏡中交替；以及散焦度增加區，其中散焦區域之屈光度朝向同心環形多區域透鏡之周邊正性增加，以使得由具有更正(more positive)屈光度之一或多個散焦區域形成的一或多個前部影像外殼在視網膜之周邊產生較大幅度之近視散焦，以便更有效地抑制近視加深。

在某些具體實例中，取決於人眼之所量測的相對周邊折射異常，散焦度增加區中之散焦區域之屈光度以逐步光焦度增量(stepwise power increment)增加。

在某些具體實例中，逐步光焦度增量在0.25D至1.5D之間。

在某些具體實例中，散焦度增加區中之散焦區域包括2至10個散焦區域。

在某些具體實例中，透鏡進一步包含散焦度恆定區，在所述散焦度恆定區中的散焦區域之屈光度相同。

在某些具體實例中，散焦度恆定區位於散焦度增加區之後朝向透鏡之周邊。

在某些具體實例中，散焦度恆定區中之散焦區域的屈光度與散焦度增加區中之最末散焦區域的屈光度相同。

在某些具體實例中，散焦度恆定區中之散焦區域包括2至10個散焦區域。

在某些具體實例中，散焦度增加區中之散焦區域包含第一散焦區域及位於第一散焦區域之後朝向透鏡之周邊的第二散焦區域，第一散焦區域具有用於形成第一前部影像外殼之第一屈光度，第二散焦區域具有比第一屈光度更正之第二屈光度，以用於形成位於第一前部影像之前的第二前部影像。

在某些具體實例中，散焦度增加區中之散焦區域進一步包含位於第二散焦區域之後朝向透鏡之周邊的第三散焦區域，第三散焦區域具有比第二屈光度更正之第三屈光度，以用於形成位於第二前部影像之前的第三前部影像外殼。

在某些具體實例中，散焦度增加區中之散焦區域進一步包含位於第三散焦區域之後朝向透鏡之周邊的第四散焦區域，第四散焦區域具有比第三屈光度更正之第四屈光度，以用於形成位於第三前部影像之前的第四前部影像外殼。

在某些具體實例中，藉由取決於人眼之所量測的相對周邊折射異常之逐步光焦度增量來增加第一屈光度、第二屈光度、第三屈光度以及第四屈光度。

在某些具體實例中，逐步光焦度增量在0.25D至1.5D之間。

在某些具體實例中，第一散焦區域之屈光度相對地比中心矯正區域正1.00D至4.0D。

在某些具體實例中，複數個矯正區域具有相同屈光度。

在某些具體實例中，複數個散焦區域之屈光度比複數個矯正區域之屈光度更正。

在某些具體實例中，同心環形多區域透鏡是隱形眼鏡的形式，所樹影型眼鏡包含光學表面，所述光學表面包括4至40個交替的矯正及散焦區域隱形。

在某些具體實例中，隱形眼鏡具有為第一矯正區域之中心圓形區域。

在某些具體實例中，同心環形多區域透鏡是目鏡、眼鏡或任何其他視力輔助件之透鏡的形式。

因此，本發明進一步提供一種包含上述透鏡的用於抑制人眼之近視加深的視力輔助件。視力輔助件可為隱形眼鏡、目鏡、眼鏡等。

圖1說明根據某些具體實例之同心環形多區域隱形眼鏡1。基於同心菲涅爾設計，隱形眼鏡1包含中心圓形矯正區域120及用於視覺矯正的八個環形矯正區域121至127，以及用於抑制近視加深的七個環形散焦區域131至137。在此具體實例中，中心圓形矯正區域120為第一矯正區域，其具有中和及矯正透鏡佩戴者之遠距離折射異常之屈光度。自中心延伸至周邊，環形矯正區域121至127及環形散焦區域131至137彼此交替。中心圓形矯正區域120直接地由第一環形散焦區域131包圍，第一環形散焦區域131直接地由第一環形矯正區域121包圍，第一環形矯正區域121直接地由第二環形散焦區域132包圍等等。在此具體實例中，中心圓形矯正區域之半徑為1mm，同時除了最周邊矯正環狀空間127更寬之外，每一環狀空間均具有0.25mm之節距寬度。

鑒於周邊折射，提供隱形眼鏡1之光焦度分佈14。光焦度分佈14展示散焦區域131至137與矯正區域120至127之光焦度差分，且所有矯正區域120至127具有相同屈光度。由於眼睛形狀之個別變量，周邊折射通常與中心折射不同且時常為相對遠視的。隱形眼鏡1包含散焦度增加區15及散焦度恆定區16。散焦度增加區15包括環形散焦區域131至133，且散焦度恆定區16包括環形散焦區域134至137。在散焦度增加區15中，環形散焦區域131至133之屈光度141至143自中心朝向周邊以逐步方式愈來愈正。此增量之選擇可基於佩戴者在與視覺軸線相距15度(RPR15)及25度(RPR25)量測的相對周邊折射異常(RPR)。相對周邊折射異常定義為周邊折射與中心折射之間的差。每一透鏡可利用佩戴者之每一眼睛的RPR15及RPR25製成。

在此具體實例中，根據為3.5D之基線近視散焦量145，第一環形散焦區域131比中心圓形矯正區域120更正。假設RPR15為0.75D且RPR 25為1.5D。用如下公式計算後續散焦區域之相對正光焦度：第一散焦區域131：=基線=3.50D

第二散焦區域132：基線+RPR15=基線+0.75D=4.25D

第三散焦區域133及之後：基線+RPR25=基線+1.50D=5.00D

在散焦度恆定區16中，環形散焦區域134至137具有相同屈光度144，且其與矯正區域之光焦度差分為5.0D。

應理解，可在不背離本申請案之精神及範疇的情況下稍微修改上文公式以實現同一目的。出於簡潔性起見，上式由說明表示。儘管如此，用於第二及第三散焦區域之較佳散焦度不應分別比第一散焦區域正1.50D及3.0D。

下表1展示根據某些具體實例之具有不同公式樣本之環形散焦區域131至137的不同散焦度。

圖2A展示先前技術之雙光焦度隱形眼鏡之不太理想的光焦度分佈。在光焦度分佈中，所有矯正區域21具有相同屈光度且所有散焦區域20具有相同屈光度。矯正區域21與散焦區域20之間的屈光度22之差自透鏡中心至周邊保持恆定。

圖2B展示先前技術之隱形透鏡之不太理想的光焦度分佈。在此光焦度分佈中，每一矯正區域25之光焦度朝向透鏡周邊以相對正光焦度增加。並不根據量測的使用者之周邊折射異常來定製光焦度之增量。每一散焦環形區域24與鄰接矯正區域25配對，且相對地比鄰接矯正區域正一恆定量26。

圖3至圖6說明不同組態下之不同光焦度分佈之影像形成性質。圖3展示自先前技術之經設計以經由近視散焦之產生及現有折射異常之矯正來抑制近視加深的設計透鏡31形成的理想影像。處於距離32之平面物件在經設計透鏡31折射於眼睛上之後形成兩個影像外殼34、35。由矯正區域形成之影像外殼34準確地聚焦於後部眼睛之視網膜33上，而由散焦區域形成之影像外殼35聚焦在視網膜前部。視網膜與後一影像外殼35之間的折射距離等同於近視散焦37，該折射距離不管視網膜偏心率(與視覺軸線之距離)如何均在視網膜中保持相對恆定。

圖4說明當先前技術之雙光焦度透鏡41應用於具有相對遠視周邊折射異常之眼睛上時的實際情況。相似遠距離平面物件在經雙光焦度透鏡41折射之後形成後部影像外殼42及前部影像外殼44。相似地，由雙光焦度透鏡41之矯正區域形成的後部影像外殼42聚焦於中心視網膜43上，而由雙光焦度透鏡41之散焦區域形成的前部影像外殼44聚焦於中心視網膜43前部。此在中心區產生預先設計量之近視散焦45。由於相對遠視的周邊折射異常，在視網膜46之周邊區產生之近視散焦48的量的幅度較小，此係因為周邊影像外殼47相對接近周邊視網膜46。因此，在周邊視網膜或中間-周邊視網膜處之近視散焦48之幅度小於中心區之近視散焦45。由於近視散焦為抑制/抑制眼睛之近視加深的主要因素，所以此幅度減少為不合需要的且可減小整體臨床效果。

圖5說明根據本申請案之某些具體實例之較佳隱形眼鏡51的較佳的影像形成性質。在經隱形眼鏡51折射之後，相似遠距離平面物件形成後部影像外殼52及具有不同折射距離之多個前部影像外殼54。由隱形眼鏡51之矯正區域形成之後部影像外殼52聚焦於中心視網膜53上。因為隱形眼鏡51之散焦區域之散焦度隨量測的遠視周邊折射異常增加，多個前部影像前部影像外殼54在視網膜前部以不同折射距離形成以使得每一前部影像外殼具有其各別折射距離。此等前部影像外殼，例如由最正散焦區域形成之具有最大折射距離之前部影像外殼57，在周邊視網膜56處產生更強近視散焦58從而增強原本減少之近視散焦量。換言之，補償在周邊視網膜56及中間-周邊之近視散焦58之幅度減少。因此，在中心區之近視散焦55之量及在周邊之近視散焦58之量被大量維持。關於聚焦於中心視網膜53上的後部影像外殼52，周邊視網膜56附近可能存在少量遠視散焦59。然而，由於在同一區存在增強的近視散焦量，該散焦量超過其誘發近視之效果，所以少量遠視散焦之存在並不重要。

圖6說明由具有圖2B之光焦度分佈之先前技術的隱形眼鏡61形成的影像外殼。隱形眼鏡61之矯正區域形成用於視覺感知的多個後部影像外殼63，且隱形眼鏡61之散焦區域形成用於近視散焦65的多個前部影像外殼64。在散焦區域中朝向周邊增加之相對正光焦度可補償一些眼睛周邊之近視散焦68的潛在減少，或可提高其他眼睛周邊之近視散焦68的量。理想地，後部影像外殼應以最少異常(由於調節滯後/超前)聚焦至視網膜上。然而，在具有視網膜偏心之矯正區域中之增加的相對正光焦度產生副作用。矯正區域中之複數個光焦度不可避免地產生複數個後部影像外殼63。多個後部影像外殼63在中心視網膜67附近之存在干擾調節的準確性且往往會誘發調節滯後，其最終使前部影像外殼64及後部影像外殼63均朝向後部方向位移，減少產生的近視散焦65之總量，且潛在地誘發不合需要的遠視散焦69。

相反，返回參看圖5，隱形眼鏡51中之矯正區域之恆定屈光度不會產生額外的影像外殼之上述副作用。後部影像外殼52聚焦於中心視網膜53上，且並不損害由前部外殼54引起的近視散焦55。因為在同一區之主要近視散焦58，所以在周邊視網膜56處之遠視散焦59之殘餘量不起任何作用。

圖7為根據某些具體實例描繪用於抑制佩戴者之人眼之近視加深的方法的流程圖。在步驟S71中，提供上述同心環形多區域透鏡。在步驟S72中，由佩戴者佩戴同心環形多區域透鏡以用於抑制人眼之近視加深。

圖8為根據某些具體實例描繪用於抑制人眼之近視加深的方法的流程圖。在步驟S81中，在人眼之視網膜上形成後部影像外殼以便矯正人眼之折射異常。在步驟S82中，在視網膜前部以不同折射距離形成多個前部影像外殼以便抑制近視加深，視網膜與每一前部影像外殼之間的折射距離等同於近視散焦，其中具有較長折射距離之一或多個前部影像外殼在周邊視網膜產生較大幅度之近視散焦以便更有效地抑制近視加深。

由此，可見已經揭示一種用於抑制人眼之近視加深之改良的透鏡及方法，其消除或至少減小與先前技術製程及器件相關聯的缺點及問題。改良的透鏡具有散焦度增加區，其中散焦區域之屈光度朝向同心環形多區域透鏡之周邊正性增加，以使得由具有更正屈光度之一或多個散焦區域形成的一或多個前部影像外殼在視網膜之周邊產生較大幅度之近視散焦以便更有效地抑制近視加深。

儘管已根據某些具體實例而描述本發明，但對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見之其他具體實例亦在本發明之範疇內。因此，本發明之範疇意欲僅由後續申請專利範圍限定。