製作穩定化接觸鏡片的方法
2023-07-25 00:56:31 1
專利名稱：製作穩定化接觸鏡片的方法
製作穩定化接觸鏡片的方法
背景技術：
可通過對接觸鏡片的一個或多個表面賦予非球形的校正方面，例如圓柱形、雙焦點或多焦點特性，來實現某些光學缺陷的校正。當佩戴於眼睛上時，這些鏡片必須大體上保持特定的取向才有效。通常通過改變鏡片的機械特性來實現鏡片在眼睛上取向的保持。稜鏡穩定化是穩定化方法的例子，包括使鏡片的前表面相對於背表面偏心、加厚鏡片的下周邊、在鏡片表面上形成凹陷或凸起、以及縮短鏡片邊緣。另外，已使用動態穩定化，其中通過使用薄區或鏡片周邊厚度減小的區域來穩定鏡片。通常，薄區位於兩個區域，從其在眼睛上放置的有利位置來看，這兩個區域關於鏡片的垂直軸線或水平軸線對稱。評價鏡片設計涉及對鏡片的佩戴性能作出判斷，然後在必要和可能時對設計進行優化。此過程通常通過在患者中對測試設計進行臨床評價而完成。然而，此過程是耗時且昂貴的，原因是其需要大量的患者來進行測試，因為必須考慮患者與患者之間的差異。一直需要改進某些接觸鏡片的穩定性。
發明內容
本發明是一種設計穩定化接觸鏡片的方法，其中穩定化區由數學結構來限定。該結構可以是貝塞爾曲線。在本發明的一個方面，使用貝塞爾曲線的係數來設計鏡片，該曲線描述了角厚度輪廓的上部，使得垂度值為負。當把穩定化區添加到鏡片周邊時，鏡片上部的厚度減小，而不是增加；減小穩定化的上部的厚度允許減小最大厚度並仍保持相同的厚度差。最大厚度位置周圍的斜度不過多地受到這種輪廓變化的影響。在本發明的另一方面，將包含負垂度值的區域施加在穩定化區的上部和下部上。在本發明的再一方面，穩定化區的最大厚度在左側和右側之間不同。在本發明的又一方面，厚度輪廓朝正角度和/或負角度的斜面可以被調節以增加或減小斜面角度。在本發明的又一方面，根據該設計方法製作的鏡片具有改進的穩定性。
圖I是穩定化接觸鏡片的前視圖或對象視圖。圖2A-C是具有插入的鏡片的眼睛的示意圖，其標出了旋轉軸線和作用於鏡片的多種扭矩。圖3A和3B是從貝塞爾曲線獲得的新厚度輪廓。圖4A-B是實例I的鏡片厚度圖和厚度輪廓坐標圖。圖5A-B是實例2的鏡片厚度圖和厚度輪廓坐標圖。圖6A-B是實例3的鏡片厚度圖和厚度輪廓坐標圖。圖7A-B是實例4的鏡片厚度圖和厚度輪廓坐標圖。
具體實施例方式本發明的接觸鏡片具有基於對作用於鏡片上的多種力進行平衡而優化穩定化的設計。這涉及應用一種設計過程，該過程平衡作用於眼睛上、眼睛的組成部分上、以及最終置於眼睛上的穩定化鏡片上的扭矩。優選地，改進的穩定性通過用包括穩定化元件的標稱設計開始改進過程來實現。例如，具有關於穿過中心的水平軸線和垂直軸線兩者對稱的兩個穩定化區的鏡片設計是一種便利的基準，通過它可根據本發明的方法優化鏡片的穩定性。所謂「穩定化區」是指鏡片的周邊區的區域，該區域具有比周邊區的其餘區域更大的厚度值。所謂「周邊區」是指環繞鏡片光學區並延伸直到鏡片邊緣但不包括鏡片邊緣的鏡片表面的區域。不帶穩定化區的周邊區通常將包括旋轉對稱的表面，優選地為球形表面。作為有用起點的另一種穩定化設計在美國專利公布20050237482中有所描述，該專利以引用方式併入本文，但是任何穩定化設計均可用作標稱設計，然後根據本發明對其進行優化。穩定化設計的改進過程還可以包括用下述眼睛模型測試所述改進；評價測試的結果；以及以迭代方式繼續實施改進過程，直到實現所需的穩定化水平。
圖I示出了穩定化鏡片的前表面或物側表面。鏡片10具有光學區11。鏡片的周邊圍繞光學區11。兩個厚區域12位於周邊中且為穩定化區。優選用於該過程以產生新設計的模型包括多種因素和假設，這些因素和假設模擬機械操作及其對鏡片穩定性的影響。優選地，根據熟知的編程技術使用標準編程和編碼技術將該模型變為軟體。概述之，通過模擬在規定次數的眨眼中下述力的施加而將該模型用於設計穩定化鏡片的過程。相應地確定鏡片旋轉和偏心的程度。然後以旨在使旋轉和/或向心達到更期望水平的方式改變設計。然後使模型再次經歷該過程，以確定預定次數的眨眼後的平移。模型假定眼睛優選地由代表角膜和鞏膜的至少兩個球面部分組成，並且x-y-z坐標軸的原點位於代表角膜的球形的中心。也可以使用諸如非球面的更複雜表面。鏡片的基部形狀由球面部分組成，但允許鏡片的基弧從鏡片的中心向邊緣變化。可使用不止一個基弧來描述背表面。假定置於眼睛上的鏡片呈現出與眼睛相同的形狀。鏡片的厚度分布不一定旋轉對稱，並且實際上根據本發明鏡片的一些優選實施例不對稱。鏡片邊緣的厚區可用於控制鏡片的位置和取向行為。在鏡片和眼睛之間存在均勻的液體薄膜(淚膜)，其典型厚度在I和之間，優選5pm。該淚膜被稱為鏡片後淚膜。在鏡片邊緣，鏡片和眼睛之間的液膜的厚度要小得多，並且被稱為粘蛋白淚膜。在鏡片與下眼瞼和上眼瞼之間存在典型厚度在I和10 ii m之間、優選5. 0 ii m的均勻液體薄膜(也為淚膜)，這些被稱為鏡片前淚膜。上下眼瞼的邊界均位於x_y平面內具有單位法向量的平面中。因此，這些邊界在垂直於z軸的平面上的投影為直線。在眼瞼運動過程中也作出此假設。上眼瞼在接觸鏡片上施加均勻的壓力。這種均勻的壓力施加在由上眼瞼覆蓋的接觸鏡片的整個區域上或具有均勻寬度的上眼瞼邊界附近的該區域的一部分上，該寬度在垂直於通過沿眼瞼邊緣劃出的曲線的平面的方向上測量。下眼瞼在接觸鏡片上施加均勻的壓力。該壓力施加在由下眼瞼覆蓋的接觸鏡片的整個區域上。由眼瞼施加在接觸鏡片上的壓力通過接觸鏡片的非均勻厚度分布(厚區)而產生作用於鏡片的扭矩，尤其是在邊緣附近。此壓力對作用於接觸鏡片的扭矩的影響被稱為瓜籽效應。當鏡片相對於眼睛移動時，在鏡片後淚膜中存在粘滯摩擦。當鏡片相對於眼睛移動時，在鏡片邊緣和眼睛之間的粘蛋白淚膜中也存在粘滯摩擦。另外，當鏡片移動和/或眼險運動時，在鏡片如淚I吳中存在粘滯摩擦。由於鏡片的變形而在鏡片中產生應變和應力。這些應變和應力導致鏡片的彈性內能。當鏡片相對於眼睛移動且鏡片的變形變化時，彈性內能變化。鏡片趨向於彈性內能最小的位置。描述眼睛(角膜和鞏膜)幾何形狀、鏡片基部形狀和眼瞼運動的參數示於圖2中。鏡片的運動是作用於鏡片的動量矩的平衡的結果。忽略慣性效應。那麼，所有作用於鏡片的力矩的總和為零。因此，
權利要求
1.一種穩定接觸鏡片的方法，包括提供具有標稱穩定化區參數集的鏡片設計並基於作為數學結構的鏡片設計參數的特徵化形成具有改進穩定性的接觸鏡片設計，用平衡動量矩的模型對所述設計建模，以及基於所述建模的結果選擇所述設計。
2.根據權利要求I所述的方法，其中迭代進行步驟b和步驟C。
3.根據權利要求2所述的方法，其中使用模擬眼睛機能的影響的虛擬模型來驗證接觸鏡 片設計。
4.根據權利要求3所述的方法，其中眨眼為所述眼睛機能之一，並相應地調整穩定化 方案。
5.根據權利要求I所述的方法，其中所述數學結構為貝塞爾曲線。
6.根據權利要求5所述的方法，其具有至少四個坐標點。
7.一種根據權利要求I所述方法製作的接觸鏡片。
8.一種根據權利要求2所述方法製作的接觸鏡片。
9.一種根據權利要求3所述方法製作的接觸鏡片。
10.根據權利要求7所述的接觸鏡片，其中穩定化區的角輪廓由具有負厚度的一個或多個部分限定。
11.根據權利要求10所述的接觸鏡片，其中沿著包含所述穩定化區的最大厚度的所述角輪廓的最大負厚度值在0. OlOmm至0. 060mm之間，並且優選地約0. 025mm。
12.根據權利要求7所述的接觸鏡片，所述穩定化區的最厚部分位於所述水平線以下15度至35度之間，並且優選地約25度。
12.根據權利要求7所述的接觸鏡片，其中在左穩定化區和右穩定化區之間的厚度差在從0. 020mm至0. 045mm的範圍內，並且優選地約0. 030mm。
13.根據權利要求7所述的接觸鏡片，其中當所述鏡片取向在離最終靜止位置30度內時，旋轉速度被優化。
全文摘要
本發明提供了具有穩定化區的接觸鏡片，其使用諸如貝塞爾曲線的數學結構而設計，並且對所述接觸鏡片的佩戴性能進行建模。
文檔編號G02C7/04GK102656505SQ201080057126
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者熱利蘭 P. 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司