文 徐景新 王振
目前,關于角膜塑形鏡的研究與討論主要圍繞“安全”和“效果”等2個主題。為進一步加深驗配行業對角膜塑形鏡的認知,本文分享了該產品的基本原理。
角膜塑形鏡自帶過矯量(指角膜塑形鏡在矯正原屈光不正的基礎上,為防止塑形的回彈,并維持一天正常的裸眼視力需要給予一定的過矯量,這個過矯量一般為+0.75D),配戴者能夠在白天維持良好的裸眼視力,這對于“近視防控”有什么影響?起到了積極作用還是消極作用?
眼軸長度的增長量,是近視防控的重要指標。從調節的角度來看,眼軸長短只是屈光不正的體現形式,與調節力不存在因果關系。近視眼多數是長時間近距離用眼導致的。
為什么角膜塑形鏡能夠控制近視的快速增長?角膜塑形鏡與其他矯正方法相比,有2個不同之處:其一,角膜塑形鏡矯正的是裸眼視力;其二,角膜塑形鏡較大地改變了角膜曲率,使物像在視網膜周邊形成“離焦狀態”。
使用不同的方法矯正近視,達到的效果各不相同。近視眼鏡使用的“凹透鏡”本質是縮小鏡,在視網膜上會形成較小的物像清晰區,角膜塑形后則能在整個視網膜周邊形成較大的物像清晰區。像點在視網膜上具有足夠廣的物像清晰區,可以刺激脈絡血液循環加速,促使脈絡膜變厚,提高其供氧能力,分泌更多的多巴胺,從而在一定程度上阻止鞏膜的軟化再生,防止眼軸增長過快,最終達到減緩近視增長的效果。

圖1
鏡片后表面淚液層的流體動力學作用是角膜塑形機理中的重要一環。其實,在生活中也能看到人體的表皮塑形。例如,將頭繩拴在手腕上緊箍一段時間后,手腕部位上皮會出現壓痕。橡皮筋越緊,產生的壓痕越深。這是因為人的皮膚有一層緊密連接的上皮細胞,雖然在凋亡后會脫落,但并不會產生位移,只會在形態上發生變化。上皮細胞之間有一種緊密連接(Tight Junction),是允許小于1000道爾頓分子量物質通過的通道。在上皮細胞受到壓力時,細胞間隙中的水分或者其他小分子物質可以通過“緊密連接”轉移至旁邊的細胞,受壓細胞的體積會變小,不受壓的周邊細胞則會暫時脹大。由此可見,流體動力學存在于細胞內,而不是鏡片和角膜之間的淚液(如圖1)。
在角膜上皮塑形的“4弧區”(如圖2、圖3),角膜塑形鏡與角膜是鏡片的基弧(BC)對角膜中、周邊部位及鏡片的定位區(AC)產生壓力,從而使受壓部位的水分或小分子物質發生轉移,使得反轉弧區(RC)和邊緣翹起區(PC)部位的上皮細胞因有額外的水分或小分子物質的移入而脹大,從而產生塑形效果。
因此,設計個性化的塑形鏡片,需要考慮如何利用鏡片的不同部位引導一定數量的上皮細胞內水分流向所要達到的部位、如何設計某個部位的空間用以容納預期流入的上皮細胞內水分或小分子物質容量。

圖2 角膜塑形鏡理想的4弧區配適度

圖3 角膜塑形鏡設計示圖
角膜塑形鏡的塑形能力有2個決定因素,即角膜組織的可轉移量和轉移的角膜組織可容納量。可轉移量是指在安全范圍內角膜組織(細胞或細胞間隙中的水分或其他小分子物質)可轉移的量,主要受所在弧段曲率和轉移通道的制約。這個量不等同于頂點角膜的扁平量,而是扁平區域總體的可轉移量(如圖4、圖5)。定位區(AC)和基弧區(BC)為角膜組織的減少區域,反轉弧區(RC)是角膜組織的增加區域。

圖4 貓眼連續配戴角膜塑形鏡14天后各部位上皮及基質層的變化圖

圖5 角膜塑形前后對比圖
眼瞼本身的力量是無法改變角膜形態的,但當其壓力和壓強作用于角膜頂點的鏡片內表面的基弧上時,可以產生改變角膜表面曲率的力量。在相同的壓力下,受力面積越大,壓強越小;受力面積越小,壓強越大。同理,在受力面相同的條件下,壓力越小,壓強越小,反之則壓強越大。因此,在角膜塑形鏡的驗配臨床中,驗配師需仔細觀察眼瞼異常問題。當遇到眼瞼明顯松弛的患者時,應做個性化處理,保證眼瞼的足夠壓強。
在圖6中,縱軸表示力的大小及力的性質,橫軸表示鏡片下各弧段力的分配。圖7中,縱軸表示鏡片下淚液的厚度,橫軸表示鏡片弧段的寬度分配和所在弧段的淚液厚度。可見,無論是淚液厚度還是力的大小都處于變量狀態;基弧區(BC)中存在先是正壓力、后是負壓拉力的混合區域,反轉弧區(RC)也同樣存在這樣的區域。基弧(BC)的負拉力區和反轉弧(RC)的正壓力區可稱為角膜組織的轉移通道,兩者的區別在于——基弧區(BC)通道會因負拉力區通道間隙狹窄而減小正壓力作用,反轉弧區(RC)通道會因定位區(AC)壓力不足而減弱角膜組織轉移能力。實際定位弧(AC)是反轉弧(RC)的緩沖弧,基弧區(BC)和定位弧區(AC)各有一個角膜組織轉移通道。

圖6 鏡片4區的淚液層分布

圖7 鏡片4區的力量分布
由圖8 和圖9 可知,基弧(BC)和反轉弧(RC)、定位弧(AC)和反轉弧(RC)之間各有一個鏡片與角膜面間隙逐漸增大的過渡區,也就是角膜組織的轉移通道。在角膜塑形的過程中,隨著接觸面的逐漸均勻化,基弧區(BC)和定位區(AC)的壓強逐漸減小。壓強減小到無法轉移角膜組織,即為角膜塑形過程的終結。圖中紅圈處表示的是在基弧(BC)向反轉弧(RC)遷移時同一位置的淚液厚度,淚液厚度分別為22.1μm和74.9μm。鏡片下的淚液厚度越厚,正壓力越弱,而圖8的轉移通道比圖9狹窄,淚液增厚速度緩慢,所以正壓區更大,壓強更小。這意味著角膜組織的轉移能力差,即塑形能力差。

圖8

圖9
因同一屈光度的患者,角膜形態各異,這就意味著矯正同一屈光度需要轉移的角膜組織量會有所不同。因此,在角膜塑形過程中會出現轉移通道間隙不足的情況,從而引發矯正不足,這在熒光染色觀察和角膜地形圖分析時很難被發現,通常被誤認為是“很難塑形的角膜(行業內稱:鐵角膜)”,實際是對角膜塑形原理的誤解。
可容納量是指反轉弧(RC)對轉移角膜組織的容納能力。改善反轉弧(RC)的容納能力或是增加弧寬或矢高往往達不到角膜塑形的目的,因為弧寬和矢高需要同時做出相應的反向調整,才能保持配適狀態的一致性。因此,利用非同心設計增加“弧深”是更為有效的設計。
“角膜熒光染色”是角膜塑形鏡驗配環節中必不可少的程序,目前對熒光染色的觀察主要聚焦于各區域的封閉性以及分布的面積(如圖10)。在驗配時,調片的次數越多,對淚液刺激就越強,熒光觀察的誤差也就越大。鏡片的封閉程度并非是界限越明確越好,若定位弧(AC1)向反轉弧(RC)遷移時,基弧(BC)向反轉弧(RC)的過渡界限過于分明,說明塑形通道過窄。如果是中高度近視塑形,可能出現矯正視力不足或近視控制效果不理想的情況。

圖10 5區面淚液剖面圖
這種情況在熒光染色時會呈現出刀切面分界線(如圖11),各區塑形出現不完整的“平面”。而良好的熒光配適分界面應表現為弧切面(如圖12),即各區塑形為完整的“立體面”。同時,隨著塑形量的增加,鏡片可能會與角膜聯系緊固,淚液流通不暢,從而造成角膜點染。因此,驗配師需要重視過渡區的染色情況。

圖11 熒光染色后的斷切面

圖12 熒光染色后的弧切面圖
熒光染色是為了放大鏡片與角膜的接觸點,便于觀察并辨別各接觸點是否“合理”。觀察時機可分為3個階段,即熒光液進入鏡片內的時間、瞬目完整圖像呈現1分鐘內的熒光狀態以及熒光染色消失的時間。第一階段觀察定位弧(AC)的淚液通暢性;第二階段觀察各區域封閉性及封閉狀態;第三階段觀察淚液的質量,從而有據判斷長期戴鏡后淚液是否充分、是否需要提前進行干眼治療。o
