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1、(10)申请公布号 CN 103097940 A(43)申请公布日 2013.05.08CN103097940A*CN103097940A*(21)申请号 201080069081.0(22)申请日 2010.09.13G02C 7/04(2006.01)A61F 9/00(2006.01)G02C 7/06(2006.01)(71)申请人香港理工大学地址中国香港九龙红磡(72)发明人谢欣然 杜嗣河 林小燕(74)专利代理机构北京金思港知识产权代理有限公司 11349代理人邵毓琴(54) 发明名称用以减缓近视发展的方法与系统(57) 摘要提供了一种用以减缓在一人眼中的近视发展的方法，该方法包括。
2、(41)提供一同心环状多区折射透镜，其包括：至少一个用以(42)矫正折射误差的光学放大率矫正区，以及至少一个散焦区，其(43)在视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像以抑制近视眼生长。该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；其中这些矫正与散焦区在该透镜内交替(45)，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接(46)。还提供了一种用于减缓人眼中的近视发展的系统。(85)PCT申请进入国家阶段日2013.03.13(86)PCT申请的申请数据PCT/CN2010/076839 2010.09.13(87)PCT申请的公布数据WO2012/034265 EN 2012.03.22(51)。
3、Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书7页 附图4页(10)申请公布号 CN 103097940 ACN 103097940 ACN 103097940 A22/2页319.如权利要求1所述的方法，更包含在该至少一个矫正区使用该同一均一放大率。20.如权利要求1所述的方法，其中该透镜具有七个矫正区与六个散焦区以在这些矫正区与散焦区之间维持一相对稳定的面积比率以用于一瞳孔大小与照明状况的范围。21.如权利要求1所述的方法，其中该透镜具有二个矫正区与一个散焦区。22.一种用以减缓在一人眼中的近视发展的系统，该。
4、系统包含：一同心环状多区折射透镜包括：至少一个用以矫正折射误差的光学放大率矫正区，以及至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像以抑制近视眼成长，该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；其中这些矫正与散焦区在该透镜内交替，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接。23.一种用以减缓在一人眼中的近视发展的方法，该方法包含：在该人眼的一视网膜上产生一聚焦影像以矫正该眼的一折射误差并提供清晰视觉；以及同时，在该中心视网膜前产生至少一个非均一散焦影像以创造近视散焦而减缓近视发展。24.一种具有一特征局部正弦放大率设定档的同心多区多焦点透镜，该透镜包含：至少一个用以矫正折。
5、射误差的光学放大率矫正区，以及至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像以抑制近视眼成长，该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；其中这些矫正与散焦区在该透镜内交替，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接。权 利 要 求 书CN 103097940 A1/7页4用以减缓近视发展的方法与系统技术领域0001 本发明涉及用以减缓近视发展的方法与系统。背景技术0002 近视（Shortsightedness，或称为myopia）是人眼常见的折射失调问题。有近视的人，超过一距离的物体会聚焦在视网膜之前，而被视为模糊的影像。一般近视的生成是因为眼球的长度成长到比眼睛的光。
6、学焦距要长。近视通常是经年累月在人眼形成的，一般都是定期更新所配戴的矫正眼镜或隐形眼镜来应对。这些透镜可提供清晰视觉，但是无法减缓近视发展。而许多影响视力的眼睛疾病也与高度近视相关。因此，有需要开发新的技术来同时达到提供清晰视觉与减缓近视功能，以降低一般近视对经济与社会的负担。最近的科学报导表示眼睛成长的比例会受到光学散焦(optical defocus)的影响，而光学散焦是影像被投射在远离视网膜处而造成的。眼睛的折射形成受到相对方向的散焦平衡的影响。尤其是，在文献中提到以人为造成“近视散焦(myopic defocus)“（影像被投射在视网膜之前）可减缓近视的进一步加深。0003 美国专利号。
7、US7,025,460由Smith所提出一案中揭示了藉由引进相对于中心（轴上）聚焦影像之周围（离轴）近视散焦以控制近视发展的方法。然而在该案中并非将散焦投射在中心视网膜上以提供清晰视觉矫正，因此本方法不一定能够达到减缓近视发展的最佳效果。在PCT申请案号PCT/US2007/070419由Holden所申请的一案中也有类似的问题，Holden提出要产生散焦的周围光学区实质上应在患者的正常瞳孔直径之外。在美国专利申请案60/584894由Phillips所提出一案中也有类似的问题，Phillips提议以一非同心的设计以降低光学性质。0004 国际专利申请号WO2006/034652由To所提出一。
8、案中使用同心多区双焦点透镜(concentric multi-zone bifocal lenses)，让所有可视距离的视觉对象在轴上和周围形成近视散焦。上述的文献在动物实验与临床实验上都已证实可有效减缓近视发展。然而，在临床实验时还是有一些小问题需要改进。使用双焦点透镜会让物体产生次要的单一均一散焦影像，有时候会被患者当成“鬼影”，造成患者的不适。此外，均一次要散焦影像可能会误导一小部分的患者调整他们的观看习惯，舍弃指定的主要影像而选择注视次要的散焦影像，因此危害到减缓的功能。在美国专利申请案60/905821由Phillips所提出一案中也可明显地看出有类似的问题，其中利用相同原理的同心多。
9、区双焦点透镜为隐形眼镜的形式。0005 美国专利案号US6,045,578由Collins所提出一案中揭示了一种操纵球面像差(spherical aberration)以进行近视控制的方法。以光学和数学的角度来看，纵向像差所描述为边缘光线要比近轴光线弯曲或较不弯曲的程度。此与光学散焦描述影像远离参考影像平面（即眼睛中的视网膜）的距离不同。与散焦的情形不同，该案并未获得科学文献支持，而且也没有报告确认操纵球面像差对于减缓近视发展有任何功效。0006 美国专利案号US6,752,499由Aller所提出一案中利用商用双焦点隐形眼镜给予年轻、近视又兼有近点内隐斜(near point esophor。
10、ia)和眼球调节迟滞问题的患者配戴，说 明 书CN 103097940 A2/7页5以控制近视。不过，由于本案要配戴者改变它们的焦距而使用第二折射放大率（近区）来在近视期间降低内隐斜和眼球调节迟滞的问题，反而使得主要折射放大率（远区）产生不想要的远视散焦，使得其效用存有疑虑。此外，最近发表的文献也没有证实内隐斜和近视有关联。发明内容0007 在一第一较佳型态中，本发明提供一种用以减缓在一人眼中的近视发展的方法，该方法包含：0008 提供一同心环状多区折射透镜，其包括：0009 至少一个用以矫正折射误差的光学放大率矫正区，0010 以及至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非。
11、均一散焦影像以抑制近视眼成长，该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；0011 其中这些矫正与散焦区在该透镜内交替，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接。0012 该透镜可为一隐形眼镜的形式，而其光学表面包括2至40个交替的矫正与散焦区。0013 该透镜可具有一中心区，其为一具有一在白昼光下比该眼的该瞳孔要小的直径的圆形第一矫正区。0014 该第一矫正区可直接被一具有一环形的第一散焦区所围绕。0015 该第一散焦区可直接被一具有一环形的第二矫正区所围绕。0016 该第二矫正区可被额外的散焦与矫正区以一交替的方式所围绕。0017 该透镜可具有一中心区，其为一具有一在白昼光下比该眼的该瞳孔要。
12、小的直径的圆形第一散焦区。0018 该第一散焦区可直接被一具有一环形的第一矫正区所围绕。0019 该第一矫正区可直接被一具有一环形的第二散焦区所围绕。0020 该第二散焦区可被额外的散焦与矫正区以一交替的方式所围绕。0021 该介于该至少一个矫正区的该放大率与该至少一个散焦区的该最大放大率之最大差异可介于约0.5至10.0屈光度之间。0022 该方法更可包含：0023 使用至少一个矫正区以聚焦所有距离的视觉对象以便观看，以及0024 使用人眼调节于近距观看工作。0025 该中心区的该直径可为约2.0mm至4.5mm。0026 该至少一个散焦区的至少一部分与该矫正区的至少一部分同一时间覆盖该瞳孔。
13、。0027 该方法更包含于该至少一个散焦区使用一放大率的范围。0028 该至少一个散焦区的该放大率设定档为渐进的，使得相邻曲线之间的变迁变成渐进的。0029 该渐进的放大率设定档可藉由调整该透镜的该前方折射表面的曲率半径或藉由调整该透镜的该后方曲率或该折射系数而产生。0030 该方法可更包含在该透镜的相邻区使用一整合渐进变迁曲线。说 明 书CN 103097940 A3/7页60031 该方法可更包含在该至少一个矫正区维持该同一均一放大率。0032 该透镜可具有七个矫正区与六个散焦区以在这些矫正区与散焦区之间维持一相对稳定的面积比率以用于一瞳孔大小与照明状况的范围。0033 该透镜可具有二个矫。
14、正区与一个散焦区。0034 在一第二型态，本发明提供一种用以减缓在一人眼中的近视发展的系统，该系统包含：0035 一同心环状多区折射透镜包括：0036 至少一个用以矫正折射误差的光学放大率矫正区，以及0037 至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像以抑制近视眼成长，该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；0038 其中这些矫正与散焦区于该透镜内交替，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接。0039 在一第三型态，本发明提供一种用以减缓在一人眼中的近视发展的方法，该方法包含：0040 在该人眼的一视网膜上产生一聚焦影像以矫正该眼的一折射误差并提供清晰视觉；以。
15、及0041 同时，在该中心视网膜前产生至少一个非均一散焦影像以创造近视散焦而减缓近视发展。0042 在一第四型态，本发明提供一种具有一特征局部正弦放大率设定档的同心多区多焦点透镜，该透镜包含：0043 至少一个用以矫正折射误差的光学放大率矫正区，以及0044 至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像以抑制近视眼成长，该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率；0045 其中这些矫正与散焦区在该透镜内交替，而且这些区通过整合渐进变迁曲线彼此连接。0046 一种用以治疗在一人眼中的近视发展的方法，该方法包含：在该人眼的一视网膜上产生至少一个聚焦影像，以及在该人眼的视。
16、网膜之前产生至少一个非均一散焦影像（或称为异质散焦影像）以产生近视散焦。0047 该用以治疗在一人眼中的近视发展的方法包括提供一同心环状多区透镜，其具有矫正区与散焦区。矫正区提供一折射放大率以矫正眼睛的折射误差。散焦区包括用以产生散焦的一较小负值折射放大率的范围。0048 较佳地，该同心环状多区透镜为一隐形眼镜的形式。特别地，隐形眼镜非常适合瞳孔相当大的近视儿童或年轻人。0049 该用以治疗在一人眼中的近视发展的方法包括在包括轴向视网膜与周围视网膜的整个视网膜上产生散焦，以便达到最大的效果。0050 本发明的多区透镜具有覆盖瞳孔的矫正区与散焦区，所以从中心视觉区域的物体所发出的轴向光线会被二个。
17、区截取，而同时在视网膜上投射一锐利影像，并于视网膜的前方投射一或多个散焦影像。0051 经由实验显示使用同心环状多区透镜以引发近视散焦可有效地减缓鸡、天竺鼠，说 明 书CN 103097940 A4/7页7以及孩童的近视发展。同时其可一方面维持清晰视觉，另一方面去除因为次要散焦影像所引起的视觉干扰，而产生高光学质量与亮度的单一均一影像。在本发明中，可利用以下的技术来去除不想要的视觉干扰：0052 (i)针对散焦区使用一放大率的范围，而非采用单一放大率；0053 (ii)针对散焦区使用渐进的（举例来说，正弦）放大率设定档；0054 (iii)在相邻区间使用整合渐进变迁曲线；0055 (iv)在矫。
18、正区维持同一均一放大率；以及0056 (v)让矫正区的单一放大率与散焦区的最大放大率之间的差异变大。0057 渐进变迁曲线整合于散焦区的渐进放大率设定档内。0058 散焦区的渐进（举例来说，正弦）放大率设定档优选以调整透镜前方折射表面的曲率半径来达成。也可以利用该透镜的该后方曲率或该折射系数而达成渐进放大率设定档。0059 为了确保散焦影像形成在中心视网膜上，至少一部分的散焦区和至少一部分的矫正区会同时覆盖瞳孔。为了达到此效果，中心的第一矫正散焦区的直径比在白昼光(photopic lighting)下测量的瞳孔的直径要小。根据统计，在白昼光下目标族群的瞳孔大小在4.0mm至5.0mm之间，而。
19、在微光的情形下为6.0mm至7.8mm。尽管透镜可根据每个人的测量参数而个别制造，然而也可根据年龄和种族的平均来估算适当的区宽度，有利于大量生产透镜。附图说明0060 以下将参照附图说明本发明的一个范例，其中：0061 图1A是根据本发明的一个实施例的具有7区的同心多区多散焦隐形眼镜的正面图；0062 图1B所示为根据本发明的一个实施例的用于一透镜的较佳放大率设定档；0063 图1C所示为现有技术的同心多区透镜的较差放大率设定档；0064 图2A所示为根据本发明的一个实施例的具有3区的同心多区隐形眼镜的正面图；0065 图2B所示为本发明的一个实施例的用于一透镜的较佳放大率设定档；0066 图。
20、2C所示为现有技术的同心多区透镜的较差放大率设定档；0067 图3A所示为佩戴有根据本发明的一个实施例的的同心多区多散焦隐形眼镜的近视眼的图；以及0068 图3B图为配戴现有技术的同心多区双焦点透镜的近视眼；0069 图4所示为根据本发明的一个优选实施例的用以减缓在一人眼中的近视发展的方法的流程图。具体实施方式0070 以下将叙述两个用以减缓在人眼中的近视发展的范例。用来实施本方法的设备改变眼睛的散焦平衡以影响眼睛在正视(emmetropia)方向的尺寸成长。特别是，本发明在眼中引进近视散焦以减缓近视发展。近视散焦可藉由各种方法和设备来引发，举例来说，藉由眼镜片(spectacle lens)。
21、、附加的眼镜片、隐形眼镜、角膜或眼内植入物来达成。重要的是说 明 书CN 103097940 A5/7页8在引进近视散焦的同时，仍能保有正常的视力。如此意味着一聚焦均一影像在治疗中必须维持在中心视网膜。一同心双焦点透镜将入射的光线分开并聚焦为二个影像，因此，其为同时提供清晰视觉与近视散焦的有效方法。下一个重要步骤是降低均一散焦影像重迭在聚焦的视网膜影像上所造成的视觉干扰，以此达到最佳的减缓效果。0071 本发明提供一种治疗方法，用以在视网膜之前提供多重散焦影像，以及在视网膜上提供单一均一聚焦影像。较佳地，其可使用具有特征局部正弦放大率设定档的同心多区多焦点透镜来达成。0072 参考图1A，其中。
22、将13区隐形眼镜9设置为具有特征局部正弦放大率设定档的同心多区多焦点透镜。其中有七个矫正区与六个散焦区以同心方式交替。此一数目的交替区可以在一瞳孔大小与照明状况的范围下，维持二区之间合理稳定的面积比例。因此，在不同的照明状况下可维持稳定的清晰视觉，并达到减缓效果。中心矫正区12的直径为2.8mm，要比一般孩童和年轻人的瞳孔大小（4.0至5.0mm）要小。所以，数个连续环状的散焦和矫正区永远会覆盖在瞳孔上，并将一散焦影像引进至包括中心轴上区域的视网膜上。每一交替功能的环状区的宽度为0.3mm。所有七个矫正区具有同样的放大率，以中和配戴者先前就有的近视（举例来说，近视度数(distance pre。
23、scription)），比如说，如果配戴者的近视度数为3D，矫正区的放大率可为-3D。由于矫正区具有均一放大率设定档，可确保所形成的影像为均一并具有可清楚观看的高光学质量。另一方面，六个散焦区的每一个包含一较小负值放大率的范围。散焦区的渐进（举例来说，正弦或多重步级）放大率设定档10不会产生均一的次要散焦影像，而是彼此间有点分开且低密度的非均一散焦影像。相较之下，现有技术的透镜具有方形(square)的放大率设定档11。0073 矫正区与散焦区之间的5D放大率差异可确保所产生的散焦影像能够达到最佳的减缓效果。举例来说，如果配戴者的近视为3D，每个散焦区的放大率介于-3至+2D之间，以便引进近视。
24、散焦。散焦区采用正弦放大率设定档的额外好处是邻接曲线间的变迁会变成渐进的，而不会像是现有技术设计使用方形放大率设定档，由于放大率突然变化13而产生不想要的绕射。渐进的变迁曲线是在相邻区之间的放大率变化为连续的情况下发生的。有很多形状都可视为渐进的，比如说S形(sigmoidal)、多项式、正弦、圆锥形，或抛物线形。在所述的实施例中，该方法为透镜的整体放大率设定档所采用的是局部正弦形。0074 透镜9的边缘是以非光学区形成，用以稳定透镜。在本例中，透镜9的总直径为13.6mm。较佳地，交替的正弦放大率设定档是以调整透镜9的前方表面之曲率半径而产生，而后方表面则调整为环形圆纹曲面以矫正散光(ast。
25、igmatism)。0075 在图1B中，每一散焦区的放大率设定档为渐进的，并且类似正弦图样。相对地，在图1C中，现有技术所示的每一散焦区的放大率设定档是均一的，而此透镜的方形放大率设定档会造成突然的放大率变化13。0076 参考图2A，本发明提供一个3区的隐形眼镜19，其为具有特征局部放大率设定档的同心多区多焦点透镜。二个矫正区与一个散焦区同心地交替排列。这个数目的交替区可以降低制造复杂度，不过仍可提供覆盖整个视网膜的非均一多重散焦影像。中心矫正区22具有3mm的直径，要比一般孩童和年轻人的瞳孔大小（4.0至5.0mm）要小。因此，直接围绕矫正区的第一环状散焦区23永远会覆盖在瞳孔上，并将一。
26、散焦影像引进至视网膜（包括视网膜的中心轴上区域）。散焦区23具有1.5mm的环形宽度，并且由具有2.0mm环形宽度的说 明 书CN 103097940 A6/7页9矫正区24所围绕。同样地，二个矫正区22、24共有同一均一放大率以便中和配戴者原本就有的近视（举例来说，近视度数）。举例来说，如果配戴者的近视度数为4D，那么矫正区22、24的放大率为-4D。矫正区22、24的均一放大率设定档可确保所形成的影像为均一并具有可清楚观看的高光学质量。另一方面，散焦区23包含一较小负值放大率的范围。0077 参考图2B图，散焦区的正弦放大率设定档20会引进多重散焦影像，这些多重散焦影像彼此间稍微分开并具有。
27、低密度，如图3A所示。矫正区与散焦区之间的6D放大率差距可确保所产生的散焦影像足以达到最佳减缓效果。举例来说，如果配戴者的近视度数为4D，则每一散焦区的放大率位于-4至+2D之间，以产生近视散焦。透镜19的边缘是以非光学区形成的，用以稳定透镜。在本例中，透镜的总直径为13.6mm。0078 参考图2B，现有技术的方形放大率设定档21引进均一的次要散焦影像。此外，现有技术并没有整合任何渐进的变迁曲线作为部分放大率设定档。所以，邻近区之间的放大率变化并非连续地，而为突然、陡峭和步级状的。0079 在图2B中，散焦区的放大率设定档为渐进的而且类似正弦型式。相形之下，在图2C图中，现有技术的散焦区放大。
28、率设定档为均一的。0080 在图3A与图3B中，由相同物体32投射的均一聚焦影像33、35形成在视网膜29上以提供良好的视觉。0081 以下参考图3A，其中所示为一近视眼配戴具有局部正弦放大率设定档的同心多区多重散焦透镜30。由当前多重散焦透镜30所产生的多重非均一散焦影像34与成像在视网膜29上的聚焦影像33相比是非均一且模糊的。所以，它不会成为视觉干扰的显著来源，而同时可以在视网膜29之上维持有疗效的近视散焦37范围。0082 一平常的物体32会以均一聚焦影像33投射在视网膜29上，并且以多重非均一散焦影像34投射在视网膜29的前方。一散焦37的范围于视网膜29的轴向和周围形成，而整个焦面。
29、39会延伸于整个视网膜29之上。0083 参考图3B，其中所示为一近视眼配戴现有技术中具有方形放大率设定档的同心多区双焦透镜31。由双焦透镜31所产生的次要散焦影像36相较于视网膜29上的均一聚焦影像35来说是相当均一的。尽管可在视网膜29上维持有疗效的近视散焦38，然而散焦影像36会成为视觉干扰的来源。0084 一平常的物体32会以均一聚焦影像35投射在视网膜29上，并且以另一均一散焦影像36投射在视网膜29的前方。一均一幅度的散焦38于视网膜29的轴向和周围形成，而整个焦面28会延伸于整个视网膜29之上。0085 参考图4，其说明一种用以减缓在一人眼中的近视发展之方法。本发明提供一种同心环。
30、状多区折射透镜（41），该透镜具有至少一个用以矫正折射误差（42）的光学放大率矫正区。当矫正区矫正折射误差时，所有距离的物体都能够清楚看到，而近端的物体则可以自然人眼调节看到。该透镜还具有至少一个散焦区，用以在一视网膜的至少一部分之前投射至少一个非均一散焦影像（43）以抑制近视眼发展。藉由散焦区，随时可将非均一近视散焦引进至视网膜上，而与观看距离无关。该至少一个散焦区具有至少一个较小负值放大率。散焦区藉由使用一渐进的放大率设定档让散焦影像非均一，因此降低近视散焦的视觉干扰（44）。藉由让散焦影像非均一，可避免误用散焦区来观看的可能。同样地，非均一近视散焦也可抑制眼睛成长。矫正区与散焦区在透镜内为交替的（45）。这些矫正区与散焦区通过整说 明 书CN 103097940 A7/7页10合渐进变迁曲线彼此连接（46）。如此一来可藉由降低不同区之间变迁的光线散射来提升光学效能（47）。0086 尽管在此所描述的是针对眼睛折射失调用以治疗与减缓其发展的特殊应用，然而本发明也可用于其它应用，例如防止眼睛因为其它疾病而造成的近视退化。0087 本领域技术人员应可在不违背本发明的广义范畴和精神下，对本发明所揭示的特定实施例进行各种修改以及或者调整。而本发明所揭示的实施例应视为举例而非用以限定本发明。说 明 书CN 103097940 A10。