用于矫正散光的接触镜（一）：接触镜矫正散光

2012-12-15齐备

中国眼镜科技杂志 2012年5期

齐备/文

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多数屈光不正眼或多或少伴发一定量的散光，框架眼镜采用球柱面光学透镜进行矫正，球面接触镜则利用镜片下的泪液透镜进行矫正或部分矫正。根据屈光矫正的原则，矫正眼在戴镜后理应获得最佳的视敏度，于是有了环曲面接触镜的问世，柱面或球柱面角膜接触镜称为环曲面接触镜。

散光为屈光不正的一种形式，在屈光检查中散光的发现和定量是重要的一环，也是屈光矫正的关键所在。

1 散光眼概述

1.1 散光眼的定义

在调节静止的情况下，平行光线入眼后不能形成焦点，则该眼称为散光眼（astigmatism eye）。

1.2 散光眼的分类

1.2.1 属性分类

（1）规则性散光（regular astigmatism），两个焦量差异最大的子午线互成直角，称为规则性散光，该类散光通常可望采用环曲面光学透镜进行矫正。

（2）不规则性散光（irregular astigmatism），一条或多条子午线的自身曲率发生无规律变化，称为不规则性散光。

（3）双斜散光（doubleb evelastigmatism），两个焦量差异最大的子午线斜向交叉，称为双斜散光。

1.2.2 规则性散光的分类

（1）单纯性散光（simple astigmatism），又分为单纯性远视散光和单纯性近视散光，系指平行光线入射散光眼后，一条焦线恰好聚焦在视网膜上，另一条焦线聚焦在视网膜前或视网膜后（图1-a）。

（2）复性散光（compound astigmatism），又分为复性远视散光和复性近视散光，系指平行光线入射散光眼后，两条焦线都聚焦在视网膜前，或都聚焦在视网膜后（图1-b）。

（3）混合性散光（mixed astigmatism），系指平行光线入射散光眼后，一条焦线聚焦在视网膜前，另一条焦线聚焦在视网膜后（图1-c）。

图1 规则性散光的分类

1.2.3 规则性散光眼的量值分类

（1）微度散光：散光度≤0.75D；

（2）低度散光：散光度为1.00D～1.50D；

（3）中度散光：散光度为1.75D～2.50D；

（4）高度散光：散光度≥2.75D。

1.2.4 规则性散光眼的轴向分类

1.2.4.1 顺规散光（with rule astigmatism）

顺规散光指近视散光的轴位为180°±30°，远视散光的轴位为90°±30°。眼的屈光体系垂直向屈光力强，多为来自于角膜的散光，又称为直接散光。角膜曲率仪所测定的角膜性散光与屈光定量所测定的屈光性散光量值相近（图2-a）。

1.2.4.2 逆规散光(against rule astigmatism）

逆规散光指近视散光的轴位为90°±30°，远视散光的轴位为180°±30°。眼的屈光体系水平向屈光力强，多为来自于晶状体的散光，又称为间接散光，角膜曲率仪所测定的角膜性散光与屈光定量所测定的屈光性散光量值差异较大（图2-b）。

1.2.4.3 斜向散光（oblique astigmatism）

斜向散光指散光轴位为45°±15°或135°±15°。多为来自于角膜与晶状体的混合性散光，角膜曲率仪所测定的散光与屈光定量所测定的散光部分一致（图2-c）。

图2 散光眼的轴向分类

1.2.4.4 规则性散光轴向组成比率

散光人群中大致以顺规散光最多，约占60%，逆规散光约占17%，斜向散光约占23%。

1.3 规则性散光的屈光状态

1.3.1 史氏光锥

平行光线入射规则性散光眼后，不能形成焦点，焦力较大的子午向光线先聚合为一条焦线，焦力较小的子午向光线后聚合为另一条焦线，形成一前一后两根互相垂直的焦线，焦线的间隙称为焦间距，光线所形成的两个顶点相对的锥型结构称为史氏光锥（Sturm conoid）。

1.3.2 最小弥散圆

史氏光锥结构的锥顶部圆形影像称为最小弥散圆（minimum confusion circle），是规则性散光眼影像变形最小的焦面。最小弥散圆的直径与规则性散光的量值正相关（图3）。

图3 散光眼的史氏光锥

1.4 规则性散光眼的表现

1.4.1 视力下降

由于规则性散光眼两个主子午线的目标光线不能同时在视网膜上清晰结像，只能选择性观看最小弥散圆，则视标像光能量分散，颜色变淡，边缘不清。散光焦度较大时，甚至可诱发单眼复视。

1.4.2 视觉疲劳

虽然通过调节不能克服规则性散光，但通过调节可以将最小弥散圆影像调整到近于视网膜的焦面上，求得较好的视力，长时间的调节和辨认不够清晰的影像，必然导致视疲劳。

1.4.3 视物变形

由于规则性散光眼两个主子午线的放大率不同，会诱使目标影像变形；若主子午轴线位于斜向，会诱使目标影像倾斜。为了克服目标物的失真，患者常采取习惯性眯眼，用眼睑遮盖散光眼垂直向子午线的聚焦效果。

1.5 规则性散光眼的发生率和焦度组成比

1.5.1 发生率

通常认为低于或等于0.50D的散光无临床矫正价值，≥0.75D的规则性散光眼人群发生率约为23%，在屈光不正眼中≥0.75D的规则性散光眼发生率约为67%。

1.5.2 焦度组成比

在散光眼人群中的焦度组成比如表1所示，可知柱镜焦度≤2.00D的散光眼约占88%，可选配软性环曲面接触镜或硬性球面接触镜，而≥2.25D的散光眼约占12%，是硬性环曲面接触镜的主要适应人群。

表1 规则性散光眼的焦度组成比

1.6 规则性散光眼的矫正

1.6.1 矫正原理

可以将规则性散光眼看成是轴位垂直的两个焦力不同的生理圆柱透镜叠合而成，光学圆柱透镜可以修改（补偿或抵消）其中一个生理圆柱透镜的量值，使眼的屈光体系各个子午向焦力相等。在矫正过程中，光学圆柱透镜可以单独移动一根焦线的聚焦位置，从而缩小并消除焦间距，使光线入射规则性散光眼后形成焦点（图4）。

图4 光学圆柱透镜矫正散光眼

1.6.2 矫正方法

（1）环曲面框架眼镜（球柱镜联合）为最普遍的矫正手段，优点是矫正视力清晰，成功率高，缺点是：①矫正高度散光或斜向散光时单色像差会导致难以克服的影像变形、偏斜和空间定位的误差；②不能矫正不规则性散光；③遇有双眼球镜焦度、柱镜焦度或柱镜轴位差异过大，达到屈光参差的程度，环曲面框架眼镜不能被配戴者接受。

（2）球面角膜接触镜可利用镜片下的泪液形成的圆柱透镜对于散光眼进行补偿性矫正，尤其是硬性球面接触镜矫正效果颇佳。优点是：①镜片下的泪液透镜不仅可以矫正眼的规则性散光，且能矫正不规则性散光；②有效地克服了光学透镜矫正散光眼时的影像变形。缺点是：①遇到高度角膜散光，镜片的附着不稳定，中心定位不理想；②可能产生指数性散光。

（3）软性球面接触镜联合单纯性柱镜框架眼镜，常试用于高度近视合并不能忽略的散光，优点是有效地降低了框架眼镜的厚度和重量，减少了高度近视框架眼镜导致的影像畸变；缺点是接触镜与外置柱镜的光轴不重合，在一定程度上会影响成像质量。

（4）软性或硬性环曲面角膜接触镜用于矫正眼的散光，因矫正视力清晰稳定、像差相对较低已经越来越多成为视光师的选择，缺点是验配技术要求较高。

2 球面接触镜矫正散光眼的分析

2.1 接触镜的屈光分析

2.1.1 角膜的屈光

角膜的中心和边缘的厚度差很小，在眼的屈光系统中，通常把角膜的前面和后面看作是近似平行的弧面，当平行光线通过很薄的平行弧面透镜时并不发生折射（图5-a），因而角膜本身的屈光作用被忽略不计。而没有屈光作用的角膜藉自身的弯曲度包容了房水则形成了约为40.00D～45.00D平凸透镜的屈光效果（图5-b），占据了眼的总体屈光焦力的70%～75%，角膜的屈光力可计算如公式1。

式中DC为角膜的屈光力，rC为角膜的前曲率半径，n为角膜和房水的综合折射率（1.3375）。

图5 角膜的屈光

2.1.2 配戴接触镜的屈光动态

配戴接触镜后，可以理解为接触镜修改了角膜原有的屈光状态，由接触镜、镜片下的泪液、角膜和房水组成了新的屈光体系。该新的屈光体系具有5个屈光界面和4个层次的屈光介质。屈光界面分别为镜片的前表面、镜片的后表面、泪-液的前表面、泪液的后表面、角膜的前表面；屈光介质分别为镜片材料、泪液、角膜和房水(图6）。

图6 接触镜与角膜的综合屈光

戴镜后新的屈光体系屈光焦力可计算为接触镜焦度、泪液透镜焦度和角膜原有的焦度的合量(公式2):

式中D为戴镜后新的屈光体系屈光焦力，Dl为接触镜焦度，Dt为泪液透镜焦度，Dc为角膜原有的焦度。

2.1.3 泪液透镜

配戴接触镜后，夹在接触镜的后表面与角膜的前表面之间的泪液受前后界面的塑造形成泪液透镜，虽然受瞬目影响泪液透镜的厚度随时会发生变化，但形态和焦度相对恒定，利用薄透镜公式可求出泪液透镜焦度的近似值(公式3):

式中Dt为泪液透镜焦度，rl为接触镜后表面曲率半径，rc为角膜前表面曲率半径，n为泪液的折射率（1.336）。

2.2 泪液透镜矫正散光

2.2.1 矫正原理

角膜性散光眼配戴球面接触镜后，接触镜的内表面光学区为球面形，散光眼的角膜前表面为环曲面形，镜片的内表面与角膜曲率较平的表面附着较紧，与角膜曲率较弯的表面附着较松，其间若填入泪液，则形成类似交叉柱镜的泪液透镜（图7）。

图7 泪液透镜

例如:角膜曲率仪测试结果为42.25@180/42.75@90，屈光定量测试的结果为-4.00-0.50×180，若选择接触镜的后曲率为42.50D，则理想的泪液透镜应呈±0.25D交叉柱镜（图8）。

图8 泪液透镜的焦力分析

2.2.2 残余散光

泪液透镜与角膜前表面紧密嵌合，镜片的外表面若为球面形，则眼的角膜散光理应得到充分矫正，然而如果软性接触镜的可塑性过强，同时角膜的散光度过高，则有可能将角膜前表面的凸球柱面形态不同程度地复制到镜片的前表面，从而留下一定量欠矫散光，影响矫正的效果，称为残余散光。所以泪液透镜矫正角膜性散光的效果很大程度上是由镜片的弹性模量来决定的，在实际应用中可知硬性接触镜优于软性接触镜，软性接触镜则应选择低含水量、厚度较大或切削工艺制作的镜片来最大限度地实现预期的泪液透镜。

此外，泪液透镜的形成有赖于接触镜和配戴眼两方面的条件，若配戴眼的散光以角膜性散光为主，同时接触镜的弹性模量够大，则泪液透镜形成则较为充分，散光的矫正效果较好；配戴眼的散光以非角膜性散光为主，则泪液透镜对于眼的屈光性散光并无矫正作用，戴镜后欠矫的散光也称为残余散光。

2.2.3 指数性散光

已知球面接触镜是利用泪液的环曲面与角膜的环曲面相互嵌合来矫正散光的。在角膜散光度较高时，尤其是配戴硬性接触镜，泪液透镜形成较为充分时，由于泪液的折射率为1.336，角膜的折射率为1.376，诱使上述互相嵌合的柱面透镜的焦度不同，从而留下一定量欠矫散光影响矫正的效果，称为指数性散光（图9）。

图9 指数性散光

如图9所示，D1为泪液柱镜的焦度，D2为角膜柱镜的焦度。泪液透镜的后曲率（即角膜透镜的前曲率）半径r1为7.67mm(44.00D)，泪液透镜的前曲率（即接触镜的后曲率和角膜透镜的后曲率）半径r2为7.94mm(42.50D)，指数性散光Di可计算如下:

2.2.4 获得性散光

屈光性散光为常规屈光定量测试后所得的散光值，屈光性散光为角膜性散光和非角膜性散光（主要为晶状体散光）的合量，其中角膜性散光可通过角膜曲率仪测得。球面接触镜形成的泪液透镜能够在一定限度上矫正角膜性散光，当角膜性散光获得矫正的同时可能会导致戴镜眼的屈光状态发生多种变化。

2.2.4.1 大部矫正

当角膜曲率仪测定所得的角膜散光处方与常规屈光定量测试所得屈光性散光处方的轴位和焦度相近时，证实眼的屈光性散光主要由角膜因素所致，可望通过泪液透镜获得大部矫正。例如：角膜曲率仪测试结果为42.25@180/43.25@90，屈光定量测试的结果为-4.00-1.00×180，则戴球面接触镜可望获得较好的散光矫正效果。

2.2.4.2 部分矫正

当角膜曲率仪测定所得的角膜散光处方与常规屈光定量测试所得的屈光性散光处方的轴位和屈光度不一致时，说明屈光性散光为角膜性散光和非角膜性散光的合量，泪液透镜只能使其获得有限的矫正。例如：角膜曲率仪测试结果为42.25@180/43.25@90，屈光定量测试的结果为-4.00-1.25×30，则戴球面接触镜散光只能获得部分矫正效果。

2.2.4.3 无矫正

当角膜曲率仪测定所得的角膜散光度很低，而常规屈光定量测试所得的处方有一定量散光时，说明屈光性散光主要为非角膜性散光，泪液透镜无望使其矫正。例如：角膜曲率仪测试结果为42.25@180/42.25@90，屈光定量测试的结果为-4.00-1.00×90，则戴球面接触镜散光无望获得矫正效果。

2.2.4.4 获得性散光

当角膜曲率仪测定所得的处方有较大散光，而常规屈光定量测试所得的处方散光值很低，间接证实被测眼角膜性散光与非角膜性散光焦度相近，轴向相垂直，二者发生抵消。泪液透镜的介入，由于矫正了部分角膜性散光，可使原来常规屈光定量测试并无屈光性散光的眼显示出获得性散光。例如：角膜曲率仪测试结果为42.25@180/43.25@90，屈光定量测试所得的结果为-4.00，则戴球面接触镜有可能发生-1.00×90的获得性散光。

2.3 等效球镜矫正散光

2.3.1 矫正原理

软性球面接触镜所形成的泪液透镜对于角膜性散光的矫正度是有限的，即使镜片的弹性模量较理想，矫正限度也仍然不超过0.75D；依靠硬性球面接触镜的泪液透镜矫正散光，对于非角膜性散光则没有矫正作用，通常配戴接触镜后的残余散光是依靠等效球镜来矫正的。

如前所述，平行光线进入散光眼就会形成一前一后两条相互垂直的焦线，两焦线之间形成顶点相对的史氏光锥，接触镜的矫正焦度若使前焦线接近视网膜，则与前焦线垂直的目标影像都不清晰；若使后焦线接近视网膜上，则与后焦线垂直的目标影像都不清晰；若调整接触镜的球镜矫正焦度，使史氏光锥的最小弥散圆接近视网膜，则各方位的目标影像都有相同的清晰度，能够使散光眼最小弥散圆影像落在视网膜焦面的球面焦度称为等效球镜焦度。

2.3.2 矫正原则

等效球镜的计算方法是将常规屈光定量测试所得屈光性散光处方中的球镜焦度DS加上散光焦度DC的半量（公式4）。