抗疲劳镜片的设计原理及运用

文 汪山献松 陈国贵

抗疲劳镜片的设计原理及运用

文 汪山献松 陈国贵

视觉疲劳已经十分普遍，因此掌握其基本规律并及时控制处理,解除患者痛苦, 使其恢复持久工作的能力显得尤为必要。本文对抗疲劳树脂镜片有效缓解和控制视觉疲劳的发生进行了详细阐述，着重分析了抗疲劳镜片调节视觉疲劳的原理。上海伟星光学有限公司从2005～2007年为年龄在18～45岁的720位中青年配戴抗疲劳镜片，跟踪调查表明该镜片可以有效控制和延缓视觉疲劳的发生。

视觉疲劳；缓解；上海伟星光学抗疲劳树脂镜片

1 前言

随着社会的发展，电视、电脑等充斥人们的生活，更多的人从事阅读的时间增长，这些都导致视觉问题患者越来越多。现代眼视光学就是将眼睛作为工作对象，将恢复或提高视力和视觉功能作为目的，通过各种方法、器具达到最佳视力、最舒适用眼和最持久阅读的理想视觉状态。在现实生活中，存在视觉问题的人数和种类都在不断增加。许多眼病如白内障、青光眼、眼底病等治疗后，仍然需要考虑作视力和视功能的矫正处理。对于青少年近视患者，以预防为主，也可以通过凸透镜或者渐进多焦点镜片进行矫正。对于中老年远视患者，可以通过佩戴单光、双光、三光和渐进多焦点镜片解决视觉问题。同样，对于越来越多的中青年视觉疲劳问题，眼视光学提供了一款抗疲劳树脂镜片以有效控制和延缓视觉疲劳。

2 视觉疲劳的发生和原因

视觉疲劳是指由于过度注视等原因, 引起一时性视功能减退和一系列不适症状的综合表现, 称为视觉疲劳或眼疲劳。它不是一种独立疾病, 而是一组症状性表现或一组症候群，也就是视力的一种亚健康状态。其主要表现是近距离工作不能持久, 并可能出现视物模糊, 看书复视串行、眼沉目胀, 眼睛和眼球深部疼痛等症状并伴有轻度的头痛头晕。临床上不少眼病或其他疾病均可引起视觉疲劳,而视觉疲劳又可诱发某些眼病或其他方面的机能失调。视疲劳的主要原因之一就是用眼过度, 特别是近距离用眼过度。

当注视近距离物体时，睫状肌收缩，悬韧带张力松弛，晶状体变凸，因此屈光度增大，有利于看近，需要的调节会比较多。从这一点来看，调节作用必须依靠两个因子：晶状体变凸和睫状肌收缩，两种同时作用，才可以产生合适的调节作用。眼球的睫状肌就如同人体的其他肌肉一样, 持续地收缩就会紧张、疲劳、酸胀、麻木, 造成血液流动滞缓、淤血和神经紧张。人眼看东西需要视轴对准物体, 如果过多动用睫状肌才能获得双眼视, 则容易引起视觉疲劳。当人处于静止状态注视近距离静止物体时，长时间使用眼睛的调节作用很容易导致视觉疲劳。

2.1 抗疲劳眼镜调节视觉疲劳的原理

为了解决调节性视疲劳给人们生活带来的不便，抗疲劳树脂镜片应运而生。国外研究表明，当眼睛集中在固定的目标时，眼睛的调节并不是固定在一个常数，而是在一定的范围内进行振动的，就像自动调焦的照相机一样[7]。这些变化被称作为调节微振动，是自身感受不到且不能控制的，这是眼镜的正常状态，如图1-a所示。当眼睛感觉疲劳时，这些调节微振动就会部分消失，这说明眼睛的调节能力很难维持下去了，当调节过度时，微振动的振幅很小，眼睛处于视觉疲劳状态，如图1-b。如果这时给眼睛加上一副抗疲劳镜片，调节微振动会立即显示出来，如图1-c。对比图1-c和1-b，可以看到振幅的明显改变，说明佩戴抗疲劳镜片以后，在某种程度上眼睛恢复了调节能力，视觉疲劳明显改善。

图1 不同状态时的调节微振动

抗疲劳镜片通过降低眼睛所需要的调节能力来实现缓解和降低眼睛疲劳的目的。当眼睛看无穷远处时，眼睛完全不需要调节，不会产生视觉疲劳；当看中距离时，眼睛需要轻度的调节，一般不会产生视觉疲劳或者说轻微疲劳；当看近距离时，眼睛需要较高的调节，如果长时间保持这个状态，就容易产生视觉疲劳。而普通镜片对缓解视觉疲劳基本上没有效果，如图2-a所示（调节力高达2.5～3.0）。当佩戴上抗疲劳镜片后，看近距离视物时，眼睛的调节会有很大的变化，如图2-b所示（此时的调节力只需1.5～2.0）。当眼睛戴上抗疲劳眼镜后，再看近距离物体时，不需要较高的调节，只需一个轻度调节，所以不易产生视觉疲劳，同时能延长抗疲劳的时间。

图2 抗疲劳镜片的原理示意图

2.2 抗疲劳树脂镜片的设计与装配

图3 上海伟星光学抗疲劳树脂镜片装配图

目前抗疲劳镜片的种类较多，各种设计略有不同，均有自己的特色。以下将以上海伟星光学公司设计的防疲劳镜片为例加以说明。该公司生产的抗疲劳镜片具有如下特点：①采用非球面设计，周边的光学性能比纯球面有改善，同时镜片较球面镜片更薄更轻；②从几何中心向下14mm处有0.6D～0.7D左右加光，具有更好的抗疲劳效果，整体采用T型设计，通道到底，取消近用区概念，可以让镜框最小高度达到26mm；③无偏心设计，不区分左右眼，使配镜更方便；④镜片的打印标记图上有一条中心水平线，在水平线上左右两侧各有一个Logo（标记）点，此水平线将镜片分为上下两部分。下光区无任何打印标记，一般无需测量下光区度数及近用度数。研究表明，渐进多焦点片在佩戴过程中，50%左右的投诉来自于镜片的装配。上海伟星光学抗疲劳树脂镜片采用单光化验配，大大简化了装配过程，必将给眼镜零售商和用户带来更好的效果。从图3不难看出，该镜片的装配中心就是镜片的几何中心，和单光镜片完全相同。在装配的过程中，只要注意不把镜片的上下顺序颠倒就可以了。该树脂镜片的验光也十分简单，只要测量光学中心上面4mm处的远用测度点就可以，无需考虑近用度数。因此只要佩戴者视远度数和远用测度点度数相同就可以佩戴。

图4为上海伟星光学抗疲劳镜片0.25D散屈光轮廓等高线图,从图4-a球光分布图来看，整个上光区度数变化很小，并且有很大的面积，这样佩戴者上光区视野比较宽广，下光区加光明显，有0.6d以上的加光，可以很好的起到抗疲劳的效果。从图4-b柱状图来看，由于采用0.25D散屈光轮廓等高线图，可以看到只有镜片的边缘有一些严重的散光，而这部分会在加工的过程中去掉，不会影响佩戴，镜片的变形区或者说散光区最大散光也没有超过0.3D，这种低散光的设计在同类产品处于领先地位，必将给佩戴者带来更加舒适的感受。

这种设计的优点是，对一般的近视患者从单光镜片转到防疲劳镜片以后，由于无盲区的存在，眼睛不需要适应过程，并且由于镜片中有渐进过渡带的存在，眼睛看远、中、近距离的物体都比戴单光镜有明显的清晰感，也不会出现走楼梯容易踩空现象；长时间看书及用电脑时眼疲劳程度将明显减轻。此外，这种镜片对于打算从单光镜片转换为渐进镜片的人来说是一种很好的过渡产品，即先用防疲劳镜片一段时间后再配渐进镜片将使眼睛有一个很好的适应过渡期。当然，如果眼睛的下加光太大，例如超过1.0D，则戴这种下加光只有0.6～0.7D的防疲劳镜片略显不足。目前，该种抗疲劳镜片只限于近视抗疲劳，对于老花人群，该种镜片不适用。

图4 上海伟星光学抗疲劳镜片0.25D散屈光轮廓等高线图

3 抗疲劳镜片的运用

随着近距离工作人员的不断增加，视觉疲劳的现象在高速增长，如何让患者的视觉疲劳得到有效的控制及缓解，是目前视光学界重要的研究课题之一。尽管目前控制疲劳的方法很多，但配戴合适的抗疲劳眼镜仍是最安全有效的方法。上海伟星光学有限公司从2005～2007年为年龄在18～45岁的中青年配戴抗疲劳镜片控制视觉疲劳的发展研究中，取得了良好的效果，报告如下：

选择经散瞳验光确定度数，双眼屈光度大于-8.0D的年龄为18～45岁的中青年患者共781例，其中随访丢失61例，实际为720例，随机分成两组，其中一组(试验组)配戴上海伟星光学抗疲劳镜片，另一组(对照组)配戴普通近视树脂镜片。试验组360例，近视球镜范围为0D～-8.0D，柱镜范围为-0.5D～-4.0D。对照组360例，近视球镜范围近视球镜范围为0D～-8.0D，柱镜范围为-0.5D～-4.0D。

配戴普通树脂镜片的患者在持续近距离工作1小时后，均会有明显的视觉疲劳，视觉疲劳的发生率为100%，严重影响工作和学习。而配戴上海伟星光学抗疲劳镜片的患者在持续近距离工作1小时后，有205人感觉不到视觉疲劳，有113人感觉有轻微的视觉疲劳，有42人感觉有明显的视觉疲劳；明显视觉疲劳的发生率为11．67%，轻微视觉疲劳的有31.38%。当持续近距离工作2小时后，有115人感觉不到视觉疲劳，有136人感觉有轻微的视觉疲劳，有109人感觉有明显的视觉疲劳；明显有视觉疲劳的患者占30.27%，说明配戴抗疲劳镜片可以延长眼睛的工作时间。而持续近距离工作3小时后，有56人感觉不到视觉疲劳，有87人感觉有轻微的视觉疲劳，有217人感觉有明显的视觉疲劳；明显有视觉疲劳的患者增加到60.27%，说明长时间近距离工作对眼睛有很大的伤害。总体实验结果说明：抗疲劳树脂镜片在控制和延缓视觉疲劳方面有显著的效果。

作者介绍

汪山献松，男，1978年11月出生于安徽。2008年1月毕业于东华大学材料学院，取得博士学位。同年进入上海伟星光学有限公司主持研发部工作。主要从事中、高折射率树脂材料的制备研究以及中、高折射率树脂镜片、抗疲劳树脂镜片和渐进片的工艺开发。

陈国贵，男，1959年6月生，浙江大学硕士学历，高级工程师。现任伟星集团总工程师，主要从事新产品研发与规划。