第一章　角膜塑形镜简介与验配原则

一、从角膜塑形镜的演化过程看塑形原理

角膜塑形镜（本书中仅指用于近视矫正的角膜塑形镜）的诞生源自一次意外的发现。1962年，George Jessen在验配硬性角膜接触镜（硬镜）时发现，偏平配适的硬镜可以造成短暂的角膜曲率变平，近视度数暂时降低，裸眼视力暂时提高，并在一次国际角膜接触镜会议上做了报告^［1，2］。但这种角膜“塑形”作用持续时间很短，且很不稳定，原因在于这种偏平配适的硬镜其镜片矢高远低于角膜（图1-0-1A），镜片内表面与角膜顶点接触，造成“跷跷板”效应，这样的镜片配适很不稳定（图1-0-1B）。

但人们对角膜进行塑形从而提高视力的尝试从未放弃。在1990年前后，随着角膜地形图仪的出现和高透氧镜片材料的发明，Richard Wlodyga^［3］和 Nick Stoyan^［4］分别做出了具有里程碑意义的镜片设计——反几何设计。这种镜片设计在基弧区之外加入一个反转弧区，使镜片周边着陆点对应的矢高（有效矢高）与角膜矢高相匹配（图1-0-2A），这种镜片在定位与塑形力方面较之前的“平坦硬镜”设计明显改进，是所有现代角膜塑形镜的奠基石。

但早期的反几何设计镜片在进行角膜塑形时仍然不够稳定。分析其原因，是因为镜片在角膜上的着陆点为一条很窄的环带，接触面积很小（图1-0-2B），镜片对角膜的压强很大，因此镜片的定位和塑形力都不够稳定。

现代角膜塑形镜是在之前的反几何设计基础上，加入一个定位弧区（或定位区），不仅实现了镜片和角膜矢高的匹配，而且由于镜片在角膜上的着陆部位是一片承重区而不再是一个承重点（图1-0-3），镜片的稳定性大大增强，通常只需要一副镜片就能达到稳定的塑形效果。与此同时，人们还意外地发现，这种镜片的塑形力能轻松达到3D，甚至6D以上，大大拓展了人们对角膜塑形的想象空间。那么现代角膜塑形镜这么强的塑形力是怎么来的呢？

流体动力学研究发现，流体通过管径不同的管腔时会产生不均匀的静水压力（文丘里效应）。反几何设计的镜片在基弧区、反转区和定位区镜下泪液厚度不一致，在眼睑对镜片的挤压下，镜下泪液流动时产生压力差，在基弧区和定位区为相对正压，反转区为相对负压（图1-0-4）。

这种压力差导致的一种可逆的生物学效应是角膜顶点上皮厚度暂时变薄，中周部上皮暂时变厚^［5］，形成一个以上皮厚度差为解剖学基础的凹透镜效应，达到近视矫正效果（图1-0-5）。定位区相当于连接反转弧区与周边弧区的一段“细管”，它的加入进一步增强了泪液的文丘里效应，使镜片定位更稳定的同时，塑形力也明显增强。

从这种几何学结构的视角看，现今大多数角膜塑形镜设计都大同小异。不管是两个或以上定位弧的镜片，还是定位区切线设计的镜片，或者双反转弧设计的镜片，其塑形原理都非常类似。各种不同镜片设计的适应证、配适形态、塑形效果之所以有差异，是因为弧段宽度和曲率半径的组合不同，但验配者追求的都是相近的镜下泪液厚度分布：基弧区顶点5～15μm、反转区 30～120μm、定位区 0～5μm、周边弧区 30～120μm（图 1-0-6）。