光学技术发展带来的眼镜革命

从全球来看，约有19.50亿人患有近视，占据了世界总人口的28.3％据预测，到2050 年，世界上一半的人口( 约50亿人) 将患近视。在我国，青少年近视也是一项严重的公共健康问题。根据数据显示，我国儿童和青少年的近视率高达51.9%，尤其是在初中和高中阶段，这一比例已经达到了惊人的71.4%和81.2%。近视已成为我国排名第 6 位的致盲性疾病。

在早年的传统方案中，人们在产生近视后便会去眼镜店配制一副度数相匹的凹透眼镜，这种传统的凹透镜主要作用是发散光线的路径，使远处的物体能够在视网膜上清晰成像，在佩戴期间能够有效地帮助近视患者恢复清晰的视力。但传统的镜片却存在着很多需要解决的问题与隐患，其中最需解决的一条是，传统镜片通常只在中心区域提供最佳的矫正效果，当视线转向侧面或上下时，光线在通过镜片的边缘部分。而此时由于边缘区域没有被有效设计，光线折射精度下降，就会导致周边视野模糊不清。在影响了视觉体验的同时迫使眼睛不得不不断调整以适应不同视角，加重了眼部疲劳。尤其是对于青少年而言，可能会导致眼轴的进一步延长，导致近视进一步加深。

随着科技的进步和医学的发展，人们开始探索新的视力矫正方案，不再仅仅依赖传统的眼镜。近年来，一些创新的光学设计和矫正技术逐渐走进了大众的视野这些创新技术为近视患者提供了更舒适和灵活的选择。

角膜塑形镜（OK镜）：夜间矫正，白天清晰

角膜塑形镜，简称OK镜，是一种特殊设计的硬性透气性隐形眼镜。OK镜的工作原理基于角膜的可塑性和光学原理。角膜是眼睛最前面的透明组织，它的形状和曲率决定了光线如何进入眼睛并折射到视网膜上。当光线通过眼睛的角膜时，它会被角膜和晶状体折射，并最终在视网膜上形成清晰的图像。而对于近视患者，由于眼轴过长，光线在到达视网膜前已经聚焦，因此远处的物体看起来模糊。OK镜通过在夜间佩戴，轻微压平角膜的中央区域，使角膜的曲率半径变大，光线的折射角度也随之改变，从而使光线能够重新准确地聚焦在视网膜上。

虽然这种改变是暂时的，但足以让使用者可以维持一整天甚至更长时间，不必像传统眼镜那样持续佩戴。而且还有另外的优势：OK镜可以缓解近视加深，特别是在青少年中。想要了解近视预防的机理，就要先了解眼视科学与近视成因。

近视的形成不仅与眼球的中心视野有关，还与眼球的周边视野密切相关。传统眼镜的设计通常只矫正中心视野，但忽略了对周边视野的控制，而这种忽视可能会进一步促进眼轴的延长。当周边视野模糊时，眼睛会自发地把眼轴调节更长以适应这种模糊，而这种调节又反过来会导致进一步的近视加深。而OK镜通过在夜间对角膜进行塑形，能够重新塑造光线在周边视野的折射路径，减少周边视野的离焦现象，进而有效控制眼轴的延长。

周边离焦镜-微结构的视力守护

前文提到，周边视网膜在视力控制中也扮演着关键角色，那么周边视网膜的离焦控制则是其中最重要的一环。科学家研究认为，它可以改变眼睛的生长和屈光状态。其产生的周边远视离焦可导致轴向近视，而周边近视离焦则可导致轴向远视，这种现象被称为周边离焦理论。

基于周边离焦理论，科学家们设计出了一系列用于近视控制的光学镜片。这些镜片主要基于微结构式设计。研究数据显示，近视离焦镜在控制近视发展方面有显著效果，近视控制的有效率可达28%到67%。这种设计在镜片上布置了大量微小的透镜，以形成一个精细的光学结构。微透镜阵列可以将部分光线聚焦在视网膜前方，产生近视离焦效应，从而控制眼轴的延长。这种镜片通过均匀分布的小透镜，能够让佩戴者在日常视野中不易察觉到设计的特殊性，同时有效控制周边视网膜的离焦。

Hoya的MiYOSMART镜片和Essilor的Stellest镜片便是成功推行的周边离焦镜产品。这两种镜片都通过在镜片上嵌入多个微小的光学元件来实现近视控制，以特定的几何排列嵌入在镜片中，形成一个透镜片阵列结构。MiYOSMART镜片的透镜片呈六边形排列，而Stellest镜片的透镜片呈环状排列。两家公司都声称其技术能够在周边视网膜上引入近视散焦效果，从而减缓近视的进展。

图 MiYOSMART（a）和 Stellest（b）眼镜片的小透镜阵列几何图。这两款眼镜片都有一个清晰的中心区域，周围是不同排列的小透镜。

DIMS镜片在一项为期两年的临床试验中显示出显著的近视控制效果。研究结果表明，佩戴DIMS镜片的儿童相比佩戴普通单焦点近视镜片的儿童，近视度数的增长减缓了52%，眼轴增长减缓了62%。此外，在这两年的试验期间，佩戴DIMS镜片的儿童中有21.5%近视度数没有加深，而在佩戴普通近视镜的儿童中，这一比例仅为7.45%。这些数据表明，DIMS镜片能够有效延缓近视的进展，特别是在眼轴长度的控制上表现优异。

与OK镜角膜塑形镜相比，周边离焦镜片如DIMS镜片具有佩戴方便、适应范围广和不良反应少等优势。对于一些无法适应OK镜的儿童，如近视度数较低、角膜曲率较平坦的孩子，DIMS镜片提供了一种替代方案。

前面说的很多都是为青少年服务的，而老年人也有改善视力的需求。接下来就简单讲一讲。

多焦点镜片：解决远近视力的完美平衡

如果我们留心观察，或许会发现过在与家里的年长长辈交谈时，有时他们会微微低着头透过眼镜的上方看我们。这是因为随着年龄的增长，很多人会发现自己曾经视力正常，但是看近处的物体却越来越模糊。这种现象就是所谓的老花眼（又称为“老视”）。老花眼是人体自然衰老的一部分，主要原因是眼睛内部晶状体的弹性逐渐减弱，无法像年轻时那样灵活调节焦距，尤其是在近距离观察物体时，眼睛变得难以聚焦。这种情况让人们在看书、用手机或其他近距离活动时，感到眼前的文字或物体模糊不清，常常需要把物体拉远才能看清。

我们可以把晶状体比作相机的镜头，晶状体的弹性和调节能力决定了眼睛能够聚焦不同距离的物体。老花眼与近视、远视不同，它是由于眼睛自然老化过程引起的，而不是由于眼球形态异常所致。很多人会问有这样的疑惑：“如果本来是近视或者远视，为什么也会得老花眼？”这其实是因为老花眼与近视、远视是两种不同的视力问题。

近视和远视的成因之一是因为眼轴本身长度异常，使得光线在视网膜之前或者之后聚焦，导致远处的物体模糊不清。而老花眼与这些屈光问题的区别在于它的发生是由于晶状体的老化。无论是近视还是远视，当年纪逐渐增长后，晶状体的调节能力都会下降，这意味着无论有无其他屈光问题，到了中老年阶段，可能都会出现老花眼。因此，很多近视患者会发现，随着年龄的增长，他们不仅需要配戴近视眼镜，可能还需要额外的老花镜来应对近距离的视觉需求。同样，远视患者也会在面对近距离阅读或工作时，感受到视力模糊的困扰。

而渐进多焦点镜片则主要适用于同时存在远视、近视或老花眼等多种视力问题的患者，它的镜片表面并不像传统眼镜那样有恒定的曲率。这也就意味着镜片不同区域的度数是不一样的。

自由曲面光学技术的发展与成熟，正是这种渐进多焦点镜片制造的关键保障。

在这类镜片上，远视区的度数较低，专门用于帮助佩戴者看清远处的物体；而在近视区，镜片的度数则逐渐变高，这让佩戴者在看书或使用手机等近距离活动时也能享有清晰的视力。镜片的中间区域称为加光通道，这个区域的焦度会从远视区向近视区平滑过渡，确保佩戴者在远、中、近不同距离之间切换时，不会感到视野突兀或不自然。

图 渐进多焦点镜片的计算过程

参考文献

魏瑞华,张红梅,刘盛鑫,等.加强我国儿童青少年近视的科学预防与控制[J].眼科新进展,2023,43(01):1-6.

张欣,项华中,马乐飞,等.渐进多焦点自由曲面镜片渐进通道优化设计[J].光学学报,2024.

姚璐,刘勇,齐林嵩.视网膜周边离焦与近视防控的研究进展[J].国际眼科杂志,2024,24(04):580-584.

颜月,杨天宇,田彧,等.环带微结构离焦镜控制青少年近视进展的真实世界研究[J].玻璃搪瓷与眼镜,2024,52(05):1-8.