基于样条曲面设计的角膜塑形镜及其设计方法与流程

本发明涉及角膜塑形镜设计领域，尤其涉及一种基于样条曲面设计的角膜塑形镜及其设计方法。

背景技术：

1、角膜塑形镜是一种用于治疗角膜屈光不正的硬性透氧性接触镜。镜片中央相对角膜中央更为平坦，在眼睑的压迫作用下，镜片中央对角膜中央施加正向压力，迫使角膜中央的上皮细胞向四周迁移，从而压平角膜中央，降低裸眼近视度数。环绕镜片中央与角膜之间留有相对封闭的空腔，为泪液以及从角膜中央迁移而来的上皮细胞提供了足够的容纳空间。在泪液的作用下，空腔内具有一定的负压力，促使从角膜中央迁移而来的上皮细胞在空腔内堆积，形成近视性离焦环。近视性离焦环的形成有助于延缓眼轴增长，从而降低裸眼近视度数增加的速度。

2、传统角膜塑形镜设计的基本原理是采用倒几何的设计方式。传统设计的角膜塑形镜包括四个弧区，从镜片中心至边缘分别为基弧区、反转弧区、适配弧区和周边弧区。所述基弧区为弧面状结构，适配弧区呈稍宽的环形结构，反转弧区和周边弧区都呈稍窄的环形结构。基弧区作为中央光学区和治疗区域，用于压平角膜中央区域，适配弧区作为定位区，与角膜表面紧密贴合，起镜片固定作用，保证镜片佩戴的稳定性，反转弧区作为基弧区和适配弧区的过渡区域，与角膜表面形成空腔，起泪液汇聚作用，周边弧区使镜片边缘微微翘起，保证镜片内外泪液交换畅通，提供良好的透氧性。

3、现有的角膜塑形镜的设计方法中，基弧区、适配弧区和周边弧区仍然沿用传统的设计方法，并没有彻底解决传统设计中各弧区调节自由度低的问题。因此，无法自由调节基弧区入瞳离焦量、适配弧区适配度和周边弧区边翘高度。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于样条曲面设计的角膜塑形镜及其设计方法，突破传统设计方法的局限性，提高调节基弧区入瞳离焦量、反转弧区周边离焦量、适配弧区适配度和周边弧区边翘高度的灵活度。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，包括以下步骤：

4、构建角膜数字模型；

5、确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点；

6、将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型中，构建角膜塑形镜数字模型。

7、作为优选的实施例，所述构建角膜数字模型，包括：

8、基于角膜地形图仪得到角膜的前表面高度数据；

9、根据所述角膜的前表面高度数据，建立角膜数字模型。

10、作为优选的实施例，所述所述角膜塑形镜自中心向外连续形成有基弧区、反转弧区、适配弧区和周边弧区，所述基弧区包括由内至外设置的中央视光区和近视离焦区，所述中央视光区中心、中央视光区外边缘、近视离焦区径向宽度中点、近视离焦区外边缘、反转弧区径向宽度中点、反转弧区外边缘、适配弧区径向宽度中点、适配弧区外边缘和周边弧区外边缘分别设置有控制点，各控制点确定角膜塑形镜的闭合式样条曲面。

11、作为优选的实施例，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

12、根据中央视光区中心的轴向曲率半径，确定中央视光区中边缘的控制点。

13、作为优选的实施例，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

14、获取角膜塑形镜的直径；

15、基于所述角膜塑形镜的直径，分配所述基弧区的直径，以及反转弧区、适配弧区和周边弧区的径向宽度。

16、作为优选的实施例，所述获取角膜塑形镜的直径，包括：

17、根据水平虹膜直径，计算得到角膜塑形镜的直径。

18、作为优选的实施例，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

19、选定基弧区入瞳离焦量、反转弧区周边离焦量、适配弧区适配度和周边弧区边翘高度。

20、作为优选的实施例，所述将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型中，构建角膜塑形镜数字模型，包括：

21、根据所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，在所述角膜数字模型中设置角膜塑形镜的闭合式样条曲面，以构建角膜塑形镜数字模型。

22、作为优选的实施例，在将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型中，构建角膜塑形镜数字模型之后，所述方法还包括：

23、调节所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，以满足定制化需求。

24、本发明还提供了基于样条曲面设计的角膜塑形镜，所述角膜塑形镜自中心向外连续形成有基弧区、反转弧区、适配弧区和周边弧区，所述基弧区包括由内至外设置的中央视光区和近视离焦区；

25、所述中央视光区中心、中央视光区外边缘、近视离焦区径向宽度中点、近视离焦区外边缘、反转弧区径向宽度中点、反转弧区外边缘、适配弧区径向宽度中点、适配弧区外边缘和周边弧区外边缘分别设置有控制点，各控制点确定角膜塑形镜的闭合式样条曲面。

26、作为优选的实施例，所述适配弧区至少有一点与角膜的前表面相接触，以使所述反转弧区和所述角膜的前表面之间存在负压力的空腔。

27、与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

28、依据角膜地形图仪获取的角膜前表面高度数据建立角膜数字模型，在此基础上基于样条曲面一体化形成角膜塑形镜，通过自由调节控制点，改变样条曲面参数，从而满足更多定制化的需求；

29、在基弧区设置控制点，精细化基弧区的功能区域，通过调节控制点为人眼提供可控的入瞳离焦量，在反转弧区设置控制点，通过调节控制点为不同生物特性的角膜提供定量的周边离焦量，在适配度设置控制点，通过调节控制点为不同形态的角膜提供舒适的适配度，在周边弧区设置控制点，通过调节控制点为不同泪膜质量的角膜，设计不同的边翘高度，提供良好的透氧率；

30、本发明提供的基于样条曲面的角膜塑形镜设计方法，视力矫正稳定，视力发展延缓有效，佩戴透气舒适。

31、以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

技术特征：

1.基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述构建角膜数字模型(6)，包括：

3.如权利要求1所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述所述角膜塑形镜自中心向外连续形成有基弧区(1)、反转弧区(2)、适配弧区(3)和周边弧区(4)，所述基弧区(1)包括由内至外设置的中央视光区(11)和近视离焦区(12)，所述中央视光区(11)中心、中央视光区(11)外边缘、近视离焦区(12)径向宽度中点、近视离焦区(12)外边缘、反转弧区(3)径向宽度中点、反转弧区(2)外边缘、适配弧区(3)径向宽度中点、适配弧区(3)外边缘和周边弧区(4)外边缘分别设置有控制点，各控制点确定角膜塑形镜的闭合式样条曲面。

4.如权利要求3所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

5.如权利要求3所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

6.如权利要求5所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述获取角膜塑形镜的直径，包括：

7.如权利要求3所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点，包括：

8.如权利要求1所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，所述将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型(6)中，构建角膜塑形镜数字模型(5)，包括：

9.如权利要求1所述的基于样条曲面设计的角膜塑形镜的设计方法，其特征在于，在将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型(6)中，构建角膜塑形镜数字模型(5)之后，所述方法还包括：

10.基于样条曲面设计的角膜塑形镜，其特征在于，所述角膜塑形镜自中心向外连续形成有基弧区(1)、反转弧区(2)、适配弧区(3)和周边弧区(4)，所述基弧区(1)包括由内至外设置的中央视光区(11)和近视离焦区(12)；

技术总结本发明提供了基于样条曲面设计的角膜塑形镜及其设计方法，其中设计方法包括构建角膜数字模型；确定角膜塑形镜的样条曲面的各控制点；将所述角膜塑形镜的样条曲面的各控制点设置在所述角膜数字模型中，构建角膜塑形镜数字模型。通过自由调节控制点，改变样条曲面参数，从而满足更多定制化的需求。技术研发人员：姜宝光,甲斐元虎,李安受保护的技术使用者：富螺（上海）医疗器械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29