[发明专利]基于个性化人眼模型的角膜接触镜的设计

说明书

技术领域

本发明属于视觉矫正技术领域。

背景技术

近年来，随着制造工艺和制作材料的不断发展，角膜接触镜作为一种矫正人眼屈光不正的工具，越来越为人们所关注。

目前，角膜接触镜的屈光度常用在框架眼镜平面上进行戴片验光，然后根据顶点距离换算的方法得来。

顶点距离换算公式：$F_{\mathrm{CL}}=\frac{\mathrm{FS}}{1-\mathrm{dFS}}$公式(1)

其中，F_CL指角膜接触镜的屈光度，FS指框架眼镜的验光屈光度，d指镜架平面离角膜顶点平面的距离，一般取0.012米。

不同的个体人眼具有不同的眼内光学特性。该公式直接由验光的方法换算得来，没有考虑个体人眼的波前像差数据，因而无法根据个体人眼的具体特征精确地计算角膜接触镜的屈光度。此外，利用戴片验光换算的方法无法矫正球差对人眼视功能的影响，因而不完善。

发明内容

本专利的目的在于以实际测量的人眼波前像差、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据为基础构建晶状体结构，从而进一步构建个性化人眼模型，在该人眼模型中加入角膜接触镜，通过光学设计软件Zemax的优化功能，设计个体人眼的角膜接触镜的结构，提高人眼的视功能。

该发明具有以下的功能及优点：

功能一，已知实际人眼的波前像差数据、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据，运用光学设计软件Zemax来构建个性化人眼模型。

功能二，加入角膜接触镜，在构建的个性化人眼模型中优化角膜接触镜的结构，达到矫正人眼离焦与像散的目的。

功能三，以个性化人眼模型为基础，利用Zemax软件的优化功能，在角膜接触镜中引入非球面结构，克服球差对人眼视功能的影响。

具体的技术方案

该发明的技术方案包括以下几个主要方面：

其一，通过医用角膜地形图仪精确测定个体人眼的角膜前后表面形状，用高次非球面函数进行形状拟合后置于眼模型中；用医用A型超声波技术测量得到人眼前房、晶状体、玻璃体等各部分的轴向厚度，把这些厚度作为光学间距输入进眼模型中；对晶状体的表面形状进行优化，使得全眼的波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。

其二，在角膜前表面的位置加入角膜接触镜，优化角膜接触镜的面形结构，矫正全眼的离焦与像散。

其三，以构建的人眼模型为基础，在Zemax中引入二次非球面，优化角膜接触镜的结构以矫正球差。

附图说明

附图1是本发明基于个性化眼模型的角膜接触镜的设计流程图。

下面结合附图具体说明本发明的实施方式。

具体的实施方式

如图1所示，Hartmann-Shack波前传感器[1]用来测量人眼的波前像差，把个体人眼的像差数据加入到光学设计软件Zemax的优化函数中，以此来定义人眼的实际像差。

角膜地形仪Orbscan II[2]用来测量角膜曲率以及角膜前后表面相对于参考球面的高度值。将角膜表面沿矢径方向的高度差转化为沿垂直方向的高度差，用高次非球面函数拟合出角膜的非球面表面。

A型超声测厚仪[3]用来测量眼轴的各部分间距，包括角膜前后表面间距、眼前房深度、晶状体厚度及玻璃体的厚度。

眼内光学系统包括角膜、房水、晶状体及玻璃体的介质折射率[4]数据采用Gullstrand眼模型数值。

将晶状体[5]的面型设置为泽尼克矢高面，优化晶状体的前后表面，使得全眼的波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。此时个性化的人眼模型[6]已构建完成。

将角膜接触镜贴近角膜前表面放置，优化其面形结构，得到加入角膜接触镜后的人眼模型[7]。

加入角膜接触镜后，该人眼模型可以达到矫正人眼的离焦[8]、像散[9]和球差[10]的目的。