[发明专利]拓扑引导的眼部镜片设计

说明书

一种用于生成具有前表面和后表面的接触镜的三维模型的方法和系统，其中，整个后表面包括独立数据点的阵列，这些数据点的形状符合眼部形貌仪提供的三维数据。采样密度足够高，以表征眼睛中的任何地方的异常或损伤，以优化舒适度和配合。该方法和系统还包括对巩膜镜进行建模，该巩膜镜要么单独地安置在巩膜上，要么跨坐部分延伸到角膜中的角膜缘。该安置表面符合具有指导设计的拓扑的下层眼部表面的拓扑。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月27日提交的题为“TOPOLOGY GUIDEED OCULAR LENS DESIGN”的共同待决的美国专利申请序列号15/634,631的优先权，其全部内容由此通过引用合并于此。

背景技术

巩膜镜（scleral lens）已被用来恢复角膜受伤或角膜患病者的视力，并缓解干眼症带来的不适。据估计，一般人群中干眼症的发生率为15％，其中近十分之二的症状严重到足以显著影响其生活质量的程度。在全球范围内，这相当于全球人口的3％，并且仅在美国就有近似9240000个严重的干眼症患者。

此外，有数以百万计的人的眼睛通常不会干涩，但是在长时间佩戴常规接触镜后会感到干涩。

巩膜镜是一种大型接触镜，它安置在眼睛的白色巩膜区域上，并且在角膜上呈拱形，如图1所示。镜片的后内表面与角膜之间的间隙103通常填充有盐溶液，其像液体绷带一样起着抚慰角膜表面上成千上万条神经的作用。在某些应用中，可以将药物添加到盐溶液中或用药物代替盐溶液以帮助受伤的眼睛愈合。

为了确保镜片不会刺激巩膜表面上的神经，如图1所示，支承表面100的形状必须与患者巩膜（包括通常被眼睑覆盖的区域）的独特三维形状相匹配。

不幸的是，目前没有办法精确测量巩膜的形状。结果，为了找到舒适的合适镜片，从多达2000个试验镜片的组中手动选择巩膜镜，以找到与患者的巩膜表面的合适配合。这是一个迭代、昂贵且耗时的过程，该过程可能花费数周时间。如果可以找到贴合的试验镜片，则必须经常对其进行进一步修改以优化配合（fit）。

如果患者的眼睛形状异常，例如由于损伤或疾病，如图2a、2b、2c、2d所示，则可能无法配合，因为没有符合不规则形状的支承表面的形状的试验镜片。

还有一类较小直径的巩膜镜，其支承表面位于跨坐于巩膜与角膜的最外区域的角膜缘（limbus）的两侧上。对于受伤的眼睛，这些镜片可能甚至更难以配合，因为它们必须符合支承表面的角膜和巩膜区域两者中的损伤，如图2c和2d所示。

假设可以找到非常合适的试验镜片，现有技术方法的下一步是要确定需要位于患者的角膜前面以将光正确聚焦到视网膜上的拱形光学器件的光学属性。

重要的是要强调，尽管试验镜片没有视力矫正光学器件，但必须将其放置在患者的眼睛上并戴上以使得能够进行光学器件的设计，因为位于巩膜镜的后表面与角膜的前表面之间的液体（通常是盐水）会更改光线在液体-角膜和液体-后巩膜镜边界两者处的弯曲方式。

现在将试验镜片放置在适当的位置的情况下，医生或眼保健医生会实行光学折射（即，将不同的已知镜片放置在试验巩膜镜的前面），以确定巩膜镜光学器件的光功率（optical power）。

一旦折射完成，然后就知道所需的光功率和最合适的试验镜片的支承表面形状，现在就可以制造出患者特定的定制巩膜镜。