瞿佳 保金华 张思玮

让“老花”的世界不再“花”
2021-04-07 11:09
来源:中国科学报

 

眼睛是心灵的窗户,也是人们接收信息、传递信息的重要器官。人类从外界获取信息的80%以上是通过眼睛完成的。

2019年,中国65岁及以上人口比重增至12.6%,预计“十四五”时期中国将进入中度老龄化社会。中老年人是“老花”的主要群体,而用于矫正中老年人视力的“老花”矫正镜片正在迎来新的变革。

人为什么会老花

人的眼睛可看作是一个极其精密的光学系统,从某些方面来说很像一个照相机。常常听人说“照片拍得模糊不清了,是因为没有调好焦”。为什么呢?因为拍摄不同距离的物体时,所需要的焦距是不一样的,调焦不精确,光线聚焦的点不在底片上,底片上的像就是模糊的。

同样,人眼内的晶状体,富有弹性,就如同反应灵敏的自动变焦镜头,会根据大脑提供的距离信息,调整自身的凹凸程度来实现“调焦”,从而获得清晰的视力。正常眼(也称正视眼)看5米以外的目标时,晶状体最扁平,我们称之为调节处于完全放松的静止状态或休息状态。观察近处目标时,根据不同的距离晶状体会产生不同的调节,距离越近,晶状体就变得越凸。

人在40岁以后,晶状体密度逐渐增加、弹性逐渐下降、睫状肌变弱,导致生理性调节功能减弱,近视力逐步变差,60岁后调节会逐步完全消失。当眼睛无法通过晶状体“自动变焦”看清楚近距离文字或细小物体时,就是出现了老视现象,也就是平时我们说的“老花”。

随着晶状体进一步硬化、弹性减弱、睫状肌的收缩功能变差,即使晶状体付出所有调节,也无法看清眼前书本的小字或近处物体时,就必须借助阅读镜(单焦凸透镜)。阅读镜可以补偿眼睛的屈光系统,使近处物体发出的光线刚好聚焦在视网膜上,从而改善看近处物体模糊的情况,恢复清晰的近视力。

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正视眼看远及看近状态下的晶状体变化

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“老花”眼的矫正原理

双焦镜片与渐变多焦点镜片

值得注意的是,老花者视近时需配戴眼镜,但视远时,晶状体调节处于放松状态,调节能力强弱对视物清晰度并没有影响,所以视远时仍是清晰的,不需要任何视觉矫正处理。

正是由于视觉活动的多距离性,如果一直配戴阅读镜,就会造成看中远处物体不清楚,必须要摘镜视远,或者更换远用眼镜(近视或远视度数的眼镜)。为了避免频繁摘戴镜或更换眼镜,18世纪,美国著名发明家(避雷针的发明者)本杰明?富兰克林将看远和看近的两片眼镜片对半切割后组合成一片眼镜,装在一个眼镜框里。眼镜片的上半部分用于看清远处物体,而眼镜片的下半部分用于看近。由此,诞生了临床上用于矫正老视的双焦(双光)镜片。

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双焦镜片示意图

双焦镜片为老视者提供了一副眼镜即可清晰视远和视近的便利,通常双焦镜片的上方区域用于视远,下方区域用于视近,但这两个视觉矫正区域的聚焦范围有限,戴镜者会出现中间距离视物模糊的困扰。由于双焦镜片上两个视觉矫正区域之间存在分界线,当戴镜者的视线经过“分界线”时,所注视的物体会有“跳跃”感觉,即所视物体的位置发生了位移,这会干扰戴镜者对物体空间方位的认知判断,严重干扰正常视觉。同时还会影响戴镜者对眼镜片外观效果的心理接受程度。因此,双焦镜片的上述局限困扰着戴镜者及视光师。

直到上个世纪五十年代,法国视光师贝尔纳?梅特纳兹才打破这一困局,成功研发了渐变多焦点镜片,谱写了老视光学矫正的新篇章。

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渐变多焦点镜片的设计及应用说明简图

渐变多焦点镜片的设计原理出自一位英国视光师提出的“象鼻子”镜片设想。1907年,视光师Owen Aves从象鼻子的形状中获得灵感,首次提出了渐变多焦点镜片的构思,即逐渐增加眼镜片的曲率。贝尔纳?梅特纳兹在此构思的基础上,历经8年的潜心研究和不断尝试,1959年,贝尔纳终将“象鼻子”的设计构思成功应用到眼镜片上,在临床推出了渐变多焦点镜片。

渐变多焦点镜片不是自动变焦的镜片,而是在镜片上方固定的视远区和镜片下方的视近区之间,有一段屈光力连续变化的过渡区域,该区域称为渐变区。在该区域,以循序渐增正度数的方式,将眼镜片的远用区域和近用区域的屈光力平缓地衔接在一起。

这样,在同一片眼镜片上,通过远用度数逐步过渡到近用度数,老视患者即可同时拥有看远、中及近距离所需的不同屈光力。得益于眼镜片度数的逐渐变化,以及创新的研磨工艺,渐变多焦点镜片在外观如同普通单焦眼镜片,没有突兀的分界线。

渐变多焦点镜片的问世,代表着眼镜片设计及加工技术迈进了崭新的阶段,很快从法国推广到欧洲大陆、北美洲和全世界,一举成为老视矫正首选方式。

渐变多焦点镜片的应用与演变

迄今,渐变多焦点镜片已经在视光和眼镜领域经历了七十多年的应用及创新改进。随着计算机的发展,先进的镜片设计软件和制造设备技术的进步,使渐变多焦点镜片设计取得巨大的发展,总的趋势从单一、对称、球面视远区设计向个性化设计发展。

在最初的渐变镜片设计上,研究者们主要关心光学、数学、机械上的问题,随着对视觉系统更加全面地了解,现代和未来的渐变镜片设计将日益关注渐变镜片与生理光学、人体工程学、视觉环境、职业、美学、心理物理学之间的联系。

如今的渐变多焦点镜片不仅可以更好地解决中老年人看不同距离的连续清晰视觉矫正需求,而且还赋予了更多的视觉矫治功能。例如基于渐变多焦点镜片原理设计的抗疲劳镜片,通过少量正度数的补偿,可以缓解我们持续看近可能出现的视觉疲劳。

此外,在临床上,渐变多焦点镜片还被应用于矫治一些存在视觉功能异常的患者,例如,补偿调节不足、缓解集合过度等。

鉴于渐变多焦点镜片对视觉功能的改善,自上个世纪90年代后期开始,很多近视防控研究者们一直致力于渐变多焦点镜片减缓青少年儿童近视进展的研究。尽管大量的临床研究发现,渐变多焦点镜片对于减缓青少年儿童近视进展存在一定的局限,控制疗效不显著,但这些前期研究为当下基于离焦与近视防控理论的角膜塑形镜、多焦软镜、微透镜设计的框架眼镜片等近视控制措施提供了重要的研究基础。

(作者单位:温州医科大学眼视光医学部)

 
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