角膜塑型鏡片的設計及應用 張主君 ［關鍵詞］ 角膜塑型； 角膜地形圖； 螢光素
［中圖分類號］ R778.3 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1008-1801(2000)02-0126-03 角膜塑型有45年歷史，是一門悠久的科學，為何一直在世界各地不能被接受，這是一個令人深思的問題，為此，我們特對角膜塑型鏡片(OK鏡)作一概述，以作探討。 1 第一代角膜塑型鏡片 實際上是用有機玻璃(PMMA)製成的普通硬性隱形眼鏡。由於一位視光學醫生的錯 誤，為病人訂製了一對比角膜曲率平的鏡片，但後來發覺病人的裸眼視力有輕微改善，因而出現了角膜塑型的雛形。由於當時的鏡片無透氧性，戴鏡後易導致角膜上 皮水腫及其他不適等，並且由於鏡片的設計只有一般的硬性隱形眼鏡，若鏡片基弧比角膜曲率平坦超過兩個屈光度，便有可能令鏡片不能居中，不但減低近視效果不 佳，還可能引起散光及其他視光學的副作用。雖然如此，這種第一代的OK鏡片，在美國一直用了三十多年，使用者亦僅限於數十位視光學醫生。 2 第二代角膜塑型鏡片 1979年，美國一位資深視光學醫生通過多年的OK鏡探索實踐，提出了新的理論，認 為若將鏡片多做一條弧度，即將鏡片的光學區縮小至6～7mm左右，再做出第二條弧度， 而第二條弧度要比光學區弧度彎，便可令鏡片居中，這樣的話，便可訂製比角膜曲率平2～3D的鏡片，這種鏡片便是逆轉幾何學(Reverse Geometry)鏡片的始祖。正常角膜或一般的硬性隱形眼鏡，都是中央較彎而外周較平坦，而逆轉幾何學鏡片則與這概念相反，鏡片是中央平坦而外周較陡。 第二代的鏡片，一般第一對鏡片產生約2D的壓力，若效果明顯，再更換一對多0.5D壓力的鏡片，所以一般要用3～5對鏡片，約3～6個月，可將近視減去 2D左右，但維持的時間不長，戴鏡八至十小時後，可減去2～3D近視，維持約4～6小時後效果便逐漸消失。
鏡片的設計數據是曲率在前，寬度在後。第一對鏡片的光學區的基弧是8.23mm(41.00D)，寬度是6.4mm，第二弧即逆轉弧比基底弧彎3D， 即7.67mm(44.00D)，第三弧與一般的硬性隱形眼鏡無區別，即12.00mm/0.4mm。這種第二代的鏡片，其逆轉弧可比基弧彎2～6D，簡 稱2D鏡、6D鏡等，一般是根據試戴鏡片作定位，最常用是3D鏡，若3D鏡片不能居中，可試用4D鏡，如此類推。若鏡片比角膜中央最平曲率平2D，為了使 病人能在戴鏡後有清晰視力，鏡片的光度亦減了2D近視。鏡片的各弧度的寬度，可因需要而改動，基弧的寬度一般是6.5mm，若小於6.0mm，可能當瞳孔 擴大時便看見重影；若基弧寬度大於7.0mm時，由於受力面積大而使壓強小，效果不佳。
第二代的角膜塑型鏡片，面世後的十年，先後出現了八種以上不同的設計，由最早期的壓力方法到後期的靜水壓(Hydralic Pressure)方法。各種方法中，尤其以靜水壓方法最具爭論性並且最複雜和難以理解，因為其是利用比角膜曲率彎的鏡片，而光學區外的弧度則切割成非球面，可將近視減輕2D左右，這方法，亦是現時的第三代鏡片設計基礎。
上述例子是第二代鏡片中最常用的壓力法設計，這種鏡片對於1D左右的近視效果佳，亦能對付2D左右的角膜散光，這是第三代鏡片所不能取代的。 3 第三代角膜塑型鏡片 是結合了第二代的壓力方法和靜水壓方法而設計的。若分別應用這兩種第二代鏡片，每種 可將近視降低2D，而兩種方法聯合應用得出的第三代鏡片，可減去約4～5D度近視。而最早的第三代鏡片，於1998年初面世，由於鏡片可於數天內將近視減 去2～3D，在亞洲地區引起了極大反應，而接下來不到一年的時間，在美國出現了多種品牌的第三代鏡片，設計原理基本大同小異，其設計如下：基底弧(壓力 弧)：4～5D為中央的最平曲率，寬度是 5.8～6.3
mm，一般設定為6.0mm，由於鏡片居中良好，可訂製光學區較小的鏡片。第二弧(增效弧)：根據鏡片的壓力不同而改變，一般可比壓力弧彎6～12D甚至 更多，寬度是 0.6～0.8mm，一般是 0.6mm。第三弧(穩定弧)：一般與角膜7～9mm弧區的彎度相近，亦可製成非球面，作用是令鏡片居中。最合理而有效的鏡片，其穩定弧應該根據角膜矢高 而切割，藉弧度向上下移位而調節鏡片的鬆緊。外周弧的一般數值在10.5～12.0mm，寬度是0.4mm，其作用與所有的透氣硬片一樣，促使淚液在鏡下 交通，但鏡片外周弧設計過鬆，亦可令鏡片難於居中；外周弧過緊，則令鏡片固定不移動，嚴重影響效果。所以一般的OK鏡設計，外周弧都較緊，一般是10.5 至11.0mm，若鏡片過緊，可通過簡單的人工打磨，將鏡片改成11.5或12.0mm。第三代鏡片的作用機理，是利用基弧比角膜中央曲率平4～5D的鏡 片，產生一股壓力，根據容量恆定原理，若角膜中央被壓平，則多出來的容量必定向四面找出口，而增效弧的彎度，便剛好在光學區外周形成一空間，產生一種負壓 拉力作用，這是將靜水壓方法用於第三代鏡片的依據。增效弧的彎度，不同鏡片的設計者亦有所不同，其設計原則是，若鏡片基底弧寬度是6.0mm，而鏡片基弧 比角膜中央平1mm(例：角膜曲率為7.80mm,鏡片基弧是8.80mm)，則角膜中央6.0mm區向後推1.00mm後，便將一定量X體積的組織推 開，而增效弧的曲率設計，便要令角膜6.0mm至6.6mm這一立體圓環(增效弧區)的容積等於X。若增效弧區太少，多餘的組織便要再往外找出口，令鏡片 易偏離中央；若增效弧區空間太多，鏡片亦會難於緊貼角膜而影響療效。而實際上，由於角膜表面並不是球體，同樣的壓力，其X值亦因角膜的基礎值不同而成為一 個變數，所以鏡片的設計者都要將設計的概念輸入電腦進行計算。鏡片的穩定弧曲率，是根據角膜中央最平曲率、角膜散光的度數、偏心率的大小、角膜曲率的基線 大小等綜合計算而得出，數值一般在角膜最平曲率的±0.55mm之間。第三代OK鏡片，由於比第二代OK鏡多了一條增效弧，限制了鏡片光學區壓力所推出的 組織繼續向外擴展，不會干擾穩定弧的穩效作用，因而第三代OK鏡片一般可配戴數小時，使近視下降4D左右，並維持約十二小時的效果。而穩定弧的設計，使內 弧緊貼角膜，利用了表面張力、大氣壓力、眼瞼壓力等克服了重力作用而使鏡片居中。而部分醫生，甚至通過加大鏡片壓力使近視下降6D左右，但這樣做，必須要 掌握好鏡片的作用原理，對鏡片的設計稍加修改才能成功。由此可見，第三代角膜塑型鏡片的效果，是根據鏡片的設計而起作用，並不是某公司的品牌比其他公司的 品牌優勝。最理想的鏡片，是經過配鏡醫生經驗或通過使用試戴鏡片，再結合角膜地形圖的表現作出綜合分析而設計的鏡片。
現時，中國的OK鏡片使用量，可能已達到世界之最，但由於缺乏鏡片設計者及生產廠商的支持，以致鏡片配戴的效果不盡如人意。因而，在此我將鏡片設計的理論公開，希望中國的醫生能通過實踐，今後可設計及生產出更合適的鏡片。 4 第四代角膜塑型鏡片 近日曾有醫生提出，第四代的角膜塑型鏡片即將面世，可利用藥物注射入角膜，使之暫時 軟化，再用鏡片矯正視力，效果可維持數年。這一技術引起醫學界及視光學界極大的關注。而實際上，關於這門技術，美國正在進行臨床研究，效果不錯。所用的藥 物，是一種非常便宜而且安全性很高的老藥，並不是新藥，但有一點要注意，採用這一種第四代的產品(Corneoplasty,角膜成形術)，已失去了角膜 塑型的無創傷性原意。另外，醫生在使用前，必需完全掌握第三代鏡的設計及難題解決方法。不然，用藥後因鏡片效果差而引起嚴重散光、重影等副作用，可能令求 醫者要忍受數年，或需要再接受另一次藥物注射後，重新採用第四代OK鏡技術矯正。現時在美國，第四代鏡片的發明者，現正研究將針藥改為外用藥水，用棉球沾 藥敷在角膜表面使之軟化後，再使用OK鏡將近視降低，這種技術現時正在申請專利，相信在一年後會向富有OK鏡設計經驗的醫生提供。 5 影響角膜塑型鏡片療效的因素 5.1 鏡片的生產技術 現時能製作OK鏡片的先進 數控車床不多，部分機器製造商更吹噓某品牌的數控車床，能精確切割出各種鏡片，不須拋光。此點十分值得商榷。現時所有鏡片切割車床，皆是用鑽石刀在高分子 聚合物的原料上切出不同弧度，切割口相對於幼嫩的眼角膜來說，皆是尖銳的，所以不能盲目相信某種品牌的電腦車床所切割出的鏡片，無須再拋光。現時有部分新 成立的鏡片生產商，已切割出令人眼刺痛的鏡片。因而，若醫生給病人試用鏡片十分鐘後，仍見戴鏡者流淚，結膜明顯充血，便應將鏡片除下，在裂隙燈下詳細檢查 鏡片的邊緣。無須拋光而能生產高質鏡片，相信要在日後出現了激光車床及耐高溫並具有高透氣的原料後才能實現。
5.2 鏡片的拋光技術 醫生根據驗光結果訂鏡，在驗光時可能出現誤差，鏡片製作過程中亦可能出現誤差，若是輕微的誤 差，對鏡片的效果影響不大，但可令戴鏡者得不到清晰視力。有人認為，鏡片是晚上配戴，病人根本不須看物，所以鏡片全部設計為平光，即沒加上屈光度，這是一 種徹底錯誤的概念。戴鏡時視物不清，亦失去了OK鏡片的意義。由於鏡片的基弧及屈光度計算，並不是影響鏡片設計的重要數據，所以鏡片設計者或生產商都會將 數據公開，醫生一定要根據這公開數據初步計算鏡片設計是否合理。例：-3.0DS， K=43.00/44.00,鏡片的基弧應是8.60mm
(39.25D)，屈光度是+0.75D。或可以是基弧8.44mm(40.00D)，屈光度是平光。不可能偏離太遠。
若驗光數據與鏡片的數據吻合，但病人戴鏡後仍看不清，而鏡片居中，裸眼視力改善情況滿意，便需要作人工拋光鏡片，將鏡片的屈光度稍作修改，令病人的戴 鏡視力良好。另外，由於鏡片的設計是根據醫生的驗光數據而設計，鏡片戴在角膜上可能出現過緊情況而影響鏡片的作用，可以通過簡單的拋光技術改變鏡片的外周 弧、穩效弧甚至增效弧以作改善，人工拋光技術簡單易學，學會後可提高配鏡的成功率。
5.3 角膜地形圖儀的選擇 角膜地形圖並非價錢越高越好，應儘可能選用可測量角膜矢高的儀器，有助於日後的鏡片設 計。目前角膜地形圖儀的品牌很多，每部售價12萬至35萬元不等，每部機都聲稱可提供角膜矢高。但實際上，大部分的角膜地形圖儀，都通過計算機估計出角膜 矢高，並不是實際的數值。一般的角膜地形圖儀，都是利用牛頓環(Placido Ring)原理，拍攝角膜表面的圖形，將數值通過電腦計算而得出圖像。大部分的地形圖儀，其牛頓環數目為12～22圈，為了方便醫生的操作，其設計都是對 焦鏡頭遠離角膜，用一個鏡頭攝取數據，缺乏立體成像的作用，不可能準確量出角膜矢高。而真正要量出矢高的角膜地形圖儀，應該是對焦鏡頭較接近角膜，並利用 兩點以上的光源對焦或利用多次攝像的結果綜合計算，才能量出真正的矢高。若將牛頓環的直徑縮小，對焦的光線從角膜兩側發出，讓光線被角膜頂端阻斷後再接 通，便能測出真正的矢高，現時採用這樣設計的機種不多，我曾試用了一部國內自行設計的角膜地形圖儀，便是採用了這一原理製成，相信能在近月面世。
5.4 螢光素的分析 螢光素的分析是配合OK鏡的重要一環，要成為一位角膜塑型專家，一定要細心解析和理解螢光素的 表現。若單看鏡片是否居中，無須使用螢光素。在滴螢光素後，要用藍光看鏡片對角膜所形成的壓力、壓力是否在瞳孔區，若有懷疑，可交替快速用藍光和白光檢 查，便可證實鏡片的壓力區位置；除此以外，要注意鏡片的第二弧區(增效弧區)內淚液的飽滿程度、第三弧區(穩定弧區)的鬆緊程度、外周弧度近端的鬆緊…… 等等。各種表現均可直接影響鏡片的活動度、居中性和效果，而這種種表現，很多時可通過簡單的人工拋光去改善。所以，作為一個角膜塑型醫生，一定要細心分析 螢光素表現，找出解決困難的辦法。
5.5 影響配鏡效果的其他因素 無論是角膜塑型鏡片或普通的硬性隱形眼鏡，除了鏡片的設計外，還要考慮很多影響因 素。角膜地形圖的分析，這一點非常重要，不應將地形圖儀作為角膜曲率儀使用，角膜地形圖儀所量出的中央曲率，很多時不及一部廉價的角膜曲率儀準確。我們需 要分析地形圖的變化，找出解決難題的方法，而不是用地形圖儀去量角膜中心曲率。
正確掌握試片的使用方法也很重要，角膜塑型鏡片的成功，最重要一點是令鏡片居中，而試片的應用，不是觀察試戴鏡的效果和鏡片對角膜中央的壓力，這一點 在國外很多醫生亦產生誤解。無論任何品牌的鏡片，使用試片的目的，皆是找出一對能居中的鏡片，然後根據這對鏡片的穩定弧數據去訂做合適的角膜塑型鏡片。鏡 片的拋光技術，配戴任何設計的透氣硬片，失敗例子中，約有百分之二十是可通過人工拋光解決，因為最好的醫生，驗眼也有誤差；最好的地形圖儀，結果也有誤 差；最先進的工廠，製作鏡片時也有誤差；甚至一切都很準確，鏡片戴在角膜上還可能出現屈光不准的情況，很多時要用人工去解決；吸管可在特殊情況下使用，應 教會病人用手法戴除鏡片，不應依賴吸管，吸管使用率越高，鏡片的壽命越短；護理液選用亦是重要一環，現時較常用的鏡片護理液，多含有一些廉價的防腐劑，較 易引致過敏，如洗必泰(CHLORHEXIDINE)、硫柳汞(DIMERCAPAL)、雙胍類(BIGUAN-
IDE)、EDTA等。容易引致眼睛不適，結膜充血及眼睛分泌物增多，應儘可能採用不含上述成份的護理液。與軟性隱形眼鏡及普通硬性隱形眼鏡不同，第三代 OK鏡片的增效弧存在，使清洗鏡片較困難，在美國、台灣、日本、香港以及新加坡、馬來西亞等地，只有極少數醫生選用多功能的護理液(即洗鏡片與泡浸鏡片用 同一瓶護理液)清洗OK鏡，因為曾有資料顯示，多功能的透氣硬片護理液，其清潔油漬的能力與水相近。很多時候，醫生將鏡片對著燈光看，會發現鏡片的增效弧 內側有很多粘液，這現象可影響鏡片的活動度和療效。所以，清洗第三代OK鏡片，應儘可能選用單一的清潔液配以鏡片浸洗液，避免採用多功能護理液。
除了上述的常用第三代鏡片外，亦有設計者利用角膜偏心率(e-value)去設計角膜塑型鏡片，此種鏡片為瞭解決第三代鏡片的增效弧(第二條弧度)過 緊情況，特意在增效弧和基弧之間鑽了1～3個小孔，希望能增加淚液的交通。可惜事與願違，在實踐中得知，三個孔的鏡片，不單解決不了鏡片過緊的情況，而且 還因戴鏡者難於清洗鏡孔的內側，以致粘液和蛋白沉積，使鏡片更易與角膜粘連，效果適得其反。另外，由於透氣孔的存在，不能利用吸棒作真空固定鏡片，若鏡片 不合適，便難以作人工拋光，只能將鏡片拋棄。角膜塑型技術，是普通透氣硬鏡發展的一個高峰，現時並無一本有價值的參考教材，要掌握這一門技術，除了要理解 鏡片設計、作用原理、學會如何修改訂鏡數據以及掌握人工打磨鏡片技術外，還應掌握好角膜地形圖的閱讀和分析方法、戴鏡、除鏡、吸管應用、護理液的選用、正 確鏡片清潔方法……等等。不能迷信於某一品牌的鏡片是最好的。 作者簡介：張主君(1959-)，男，香港人，鏡片設計師，主要設計RGP鏡片。
張主君（香港視朔光學有限公司，香港） 收稿日期：2000-02-14
修回日期：2000-03-22 | 
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