什么是离焦？角膜塑形术后如何产生正离焦保护？

　　佩戴常规的单光框架眼镜，孩子的近视度数总是在不受控的增长。而角膜塑形镜却可以控制部分近视度数的增长，究竟是什么在起作用?答案是：正离焦光信号。

　　离焦可以调控眼球的生长

　　所谓的“离焦”，就是指平行光线经过屈光介质后形成的焦点没有落在视网膜上的情况。如果焦点落在视网膜前面，对应的就是我们平时所说的近视，这种离焦状态我们把它叫做近视性离焦(或者正离焦);相反，焦点落在视网膜后面，对应的是远视状态，这种离焦就叫做远视性离焦(或者负离焦)。

　　“离焦”是一个重要的视觉反馈信号，它可以改变发育中的眼球的生长方式。如果在眼睛发育过程中通过佩戴透镜予以离焦刺激，那么眼睛会朝着离焦信号的位置发育，以达到正视化。

　　比如，给发育中的眼睛配戴凹透镜来施加一个负离焦(也就是焦点在视网膜后面)，为了让这个焦点落到视网膜上，眼球会加快增长，也就促进近视的发展;而如果配戴的是凸透镜，眼睛接收到的是正离焦，眼球增长的速度会放慢，朝着远视发展。最早从1988年的小鸡实验开始，离焦调节眼球生长发育已经在许多动物实验中得到了验证[1-6]。

　　眼球的生长发育，主要取决于周边部视网膜接收到的离焦信号!

　　既然大脑可以通过识别焦点落在视网膜前面还是后面，从而调控眼球的生长发育，那么视网膜哪个部位的离焦信号对于调控眼球发育更重要呢?这里就不得不提一篇发表在IOVS杂志上经典的“猴子实验”[7]。

　　实验中，研究人员在猴子眼前放置一个凹透镜，并于镜片中心留出一个孔洞。此时镜片中心孔洞处无屈光效果，保证光线经过该镜片可以在视网膜中央的黄斑区清晰成像;但孔洞周边视野处的镜片仍具有屈光效果。研究发现，佩戴这一特殊凹透镜后，即便保证了视网膜中央区域没有远视性离焦信号，但猴子依然快速形成近视状态。出现此实验现象的原因，是因为凹透镜在周边视网膜形成了远视性离焦。

　　由此发现，周边视网膜的离焦信号对调控眼球生长发育具有重要作用，尤其当中央和周边的视觉信号不一致时，周边的信号会占主导。也就是说，周边的离焦信号比中央的离焦状态对正视化调控影响更大!

　　这也就解释了我们开篇提到的现象——配戴常规的单光框架眼镜时，会使中央焦点成像在视网膜上，但周边焦点成像在视网膜后。周边部视网膜接受到的是远视性离焦信号，从而会导致眼轴增长，近视度数加深。

　　而角膜塑形镜巧妙地采用了周边近视性离焦原理，使周边的物像可以落在视网膜之前，此时给眼球传递的是可以减缓眼轴增长的保护因素。

　　角膜塑形镜通过重塑角膜形态，产生正离焦保护!

　　在塑形镜与角膜相对密闭的空隙里，角膜与塑形镜之间的泪膜分布不一致，通过戴镜产生的机械力学及流体力学作用，加上眼睑的挤压，在中央部产生正压而中周部产生负压，从而改变角膜前表面上皮层的厚度，呈现中央变薄、中周部变厚的特点[8-10]。

　　这样一来，中央区角膜的前表面曲率暂时趋于平坦，从而使眼球的整体屈光度下降，暂时性地矫正近视;而反转区域，也就是中周部角膜，变厚以及陡峭，形成“牛眼环”，曲率增加，屈光力也增加。

　　角膜塑形术后，中央焦点刚好成像在视网膜上，保证了视物清晰;而周边焦点会通过“牛眼环”的位置成像在视网膜前，形成周边近视性离焦，这便会向发育中的眼球传递向前“缩短”的信号，努力使周边物像成像在视网膜上，可以在一定程度上减缓眼轴增长。这便是我们常说的角膜塑形术后的正离焦保护。

　　正离焦量越足，向眼球传递的信号也就越强，控制效果便会越好[11-12]。这也正是眼视光医生在临床上设计塑形镜参数的时候考虑的重点问题，通过调整设计努力让离焦环更完美，争取达到最佳的近视控制效果。

　　参考文献

　　1. Schaeffel, F., Glasser, A., & Howland, H. C. (1988). Accommodation, refractive error and eye growth in chickens. Vision Research, 28(5), 639–657.

　　2. Siegwart, J. T., & Norton, T. T. (1993). Refractive and ocular changes in tree shrews raised with plus or minus lenses. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 34(4), S1208 [ARVO abstract].

　　3. Hung, L. F., Crawford, M. L., & Smith, E. L. (1995). Spectacle lenses alter eye growth and the refractive status of young monkeys. Nature Medicine, 1(8), 761–765.

　　4. Smith, E. L., 3rd, & Hung, L. F. (1999). The role of optical defocus in regulating refractive development in infant monkeys. Vision Research, 39(8), 1415–1435.

　　5. Graham, B., & Judge, S. J. (1999). The effects of spectacle wear in infancy on eye growth and refractive error in the marmoset (Callithrix jacchus). Vision Research, 39(2), 189–206.

　　6. Marcus H C Howlett, Sally A McFadden. Spectacle lens compensation in the pigmented guinea pig. Vision Res. 2009 Jan;49(2):219-27. doi: 10.1016/j.visres.2008.10.008.

　　7. Alexandra Benavente-Pérez, Ann Nour, David Troilo. Axial eye growth and refractive error development can be modified by exposing the peripheral retina to relative myopic or hyperopic defocus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014 Sep 4;55(10):6765-73. doi: 10.1167/iovs.14-14524.

　　8. Sánchez-García A, Ariza MA, Büchler P, et al. Structural changes associated to orthokeratology: A systematic review[J]. Contact Lens & Anterior Eye, 2020.

　　9. Shuyi, Yuan, Shuxian, et al. Effect of short-term orthokeratology lens or ordinary frame glasses wear on corneal thickness, corneal endothelial cells and vision correction in adolescents with low to moderate myopia[J]. Bmc Ophthalmology, 2019, 19(1): 242-242.

　　10. Li F, Jiang ZX, Hao P, et al. A Meta-analysis of Central Corneal Thickness Changes With Overnight Orthokeratology[J]. Eye & Contact Lens, 2016, 42(2): 141-146.

　　11. 钟元圆，周行涛.角膜塑形镜控制青少年近视效果及机制的研究进展.中国眼耳鼻喉科杂志，2014,14(2)：121-123

　　12. W.N Charman., J. Mountford, D.A. Atchison,etc, et al., Peripheral refraction in orthokeratology patients. Optom Vis Sci,2006,83:641-648