眼镜学之眼用棱镜

眼用棱镜
鲁本麟
一、概述：
眼科、眼视光临床常用折射三棱镜对于眼位异常、双眼单视功能障碍患者的检查、训练和矫正，我们称这类棱镜为眼用棱镜。

㈠眼用棱镜的三种形式：
搓板形新月状楔状
楔状棱镜：棱镜块、棱镜串、旋转棱镜，镜片箱中的棱镜均为楔状棱镜。

综合验光仪中是旋转棱镜，所谓旋转棱镜就是两片楔状棱镜（同度）活动性叠加、利用棱镜分解合成的原理、底向不同的旋转产生不同的棱镜度组合，它的总效果为2psinθ，其中两片楔状棱镜各为10△，当旋转时，可在0~20△之间任意变换。

旋转至两片棱镜底向相反时，合成棱镜度为0，旋转至两片棱镜底向一致时，合成棱镜度为20△。

新月形棱镜：用于球透镜、球柱镜与棱镜磨成一块毛边镜片的组合镜片，为使棱镜与球透镜、球柱透镜一个界面弧度吻合，棱镜形式设计为圆弧面，两个圆弧面的屈光度相同、符号相反、如一面为+6.0D，另一面为-6.0D。

搓板形棱镜称为fresnel press-on薄膜棱镜，这种棱镜是使用PVC材料注塑成型，折射率为1.525，厚度1mm，使用范围0.5△~30△，薄膜棱镜只在一个表面上存在密集的凹槽，另一面为平面，非常柔软，在不使用粘合剂的情况下就可以轻松的贴附在透镜的后表面（用加热法贴固和取下），应用于隐斜、偏心固视、融像不足、复视的矫治，但由于它的缺点，影响视力和对比敏感度、不美观，我国近年来已很少使用。

㈡眼用棱镜的构造（术语）、光学特性、单位（计量）构造：由两个平面相交形成的三角形透明体构成，两个平面相交的线为棱，通常称为顶，两个平面相交的角称为顶角，与顶角相对的平面称为棱镜的底，垂直于底和顶的线称为底顶线。

与底顶线和两个平面垂直的切面称为主切面，在临床使用中，以主切面表示。

即△。

光学特性：当光线通过棱镜后，改变了传播方向，向棱镜底偏斜，而我们通过棱镜看发光点，发光点（物象）的位置向棱镜尖端移位。

眼用棱镜的计量单位：棱镜的计量可用顶角或偏向角表示，但在眼用棱镜的计量中，大都以棱镜度作为计量单位，裴（prentice）氏法，即通过三棱镜观察1m处的物体，物象向棱镜尖端移动1cm，称为一个棱镜度，以1△表示。

所谓厘弧度R▽，是指物象移动的圆周弧度，眼用棱镜多在20△以内，物象移动的弧度与切线长度相差甚微，没有必要换算，统一用裴氏法计量。

㈢眼用棱镜的标记：
棱镜是以底向所在标记，正方位底向分为：底朝上（BU）、底朝下（BD）、底朝内（BI）、底朝外（BO），当棱镜底向为斜方位时，常用“老式英国标记法”标记。

该法将眼前棱镜分成四个象限：“内上”“内下”“外上”“外下”，以右眼为例，如果棱镜基底（底顶线）方向在上内象限60°处，标记为基底向内上方60°，若底向在下外象限60°处，则标示为基底朝下外60°。

老式英国标示法
二、透镜的棱镜效应与移心。

㈠透镜的棱镜效应
人眼的视轴通过透镜非光学中心的任意一点视物时，都会遭遇棱镜。

眼镜光学中透镜的棱镜效应指的是眼的视轴与镜片光学中心偏位时产生类似用棱镜视物的
效果。

1、三棱镜是组成一切眼用透镜（球、柱、球柱）的基本光学单元。

无数底相对，顶角大小不同的三棱镜旋转组成正球面透镜。

无数尖相对，顶角大小不同的三棱镜旋转组成负球面透镜。

2、眼用透镜与三棱镜光学性质相同及不同之处。

相同之处：光线通过都发生折射，改变方向。

不同之处：平行光线通过棱镜产生的偏向角与光线入射点无关，其折射角保持不变，即平行光线通过棱镜后，仅传播方向改变，无聚散作用。

而眼用透镜有聚散作用，因为光线通过透镜光心不改变方向，光线通过光心外不同位置的点时，所遭遇的棱镜顶角不一样，产生的偏向角不相等，距离光心越远，偏向角越大。

三棱镜的折射作用d1=d2
正球透镜的聚合作用负球透镜的发散作用d1﹥d2d1﹥d2
3、球透镜的聚散作用
正球透镜的聚合作用：平行光通过正球透镜时，除通过光学中心的光线不改变方向外，非光学中心各处的光线因为三棱镜效果发生向底部折射，距离光心越远，折射角越大，所有的平行光线通过正球透镜都会聚到镜轴上的一点，即焦点。

负球透镜的发散作用：平行光通过负球透镜时，通过光学中心的光线不改变方向形成镜轴，通过非光学中心各处的光线，因为三棱镜效果都发生向底部折射，也就是向镜边方向折射，距离光心越远，遭遇的三棱镜顶角越大，折射角越大，所以平行光通过负球透镜后形成发散光线，所有的发散光反向聚焦于镜轴上一点，即虚焦点。

㈡眼用透镜非光学中心任意一点的三棱镜效果（移心透镜关系式）
眼用透镜非光学中心任意一点对入射光线都会发生折射，人眼通过透镜非光学中心看目标时，目标都会产生位移，即遭遇了三棱镜，遭遇三棱镜度的大小与透镜的顶焦度以及遭遇点距离光心的距离相关，三者之间的关系即移心透镜关系式，通过这个关系式，我们可以求得不同焦度透镜任意一点上的三棱镜效果（包括三棱镜底向及棱镜度）：
移心透镜关系式为： P＝F×C
P为三棱镜度（△）F为透镜的顶焦度（D）
C为遭遇点到透镜光心的距离(cm)
眼用透镜非光学中心外有无数点，这个点可以在180°（水平轴）上或90°（垂直轴）上，也可以在其它的斜向子无线上，如果是球镜，F值在任何子午线上是一个恒值，如果是柱镜或球柱镜，F值在不同子午线是不同的值；柱镜的轴是正轴时，任何斜向子午线上的F值通过公式可求得，柱镜的轴是斜轴时180°＝Fh，90°＝Fv 通过公式可求得。

遭遇点不在水平和垂直子午线上，P 值的计算必需借助向量图解法和公式计算法，才能算出所遭遇棱镜度和标记棱镜的底向。

三、隐斜视与棱镜
㈠隐斜视为什么会引起视疲劳？
人类在生活学习、工作时都是用两只眼同时看东西，为了双眼能同时看清楚一个物体，两只眼使用匹配的调节，使物体在视网膜上清晰成像（聚焦），同时两只眼的视轴必须同时对准该物体，也就是需要两眼视轴在物体上牢牢地“粘合”,这个“粘合”过程是大脑指挥下靠眼外肌正常的协同，拮抗合作完成的，当双眼看正前方近
距离的某一物体时，调节和集合同时产生，而这种调节性集合并不是十分精确，有一眼（主导眼）的视轴先“抓住”物体，另一眼的视轴飘逸在该物体附近，大脑的融像功能指挥眼球产生融像性集合运动，纠正调节性集合的不准确，使双眼视轴牢牢地“粘合”在物体上，形成双眼单视。

不需用融像功能两眼视轴就可以同时抓住物体的绝对正位眼很少
隐斜视是指眼球有偏斜的趋向，但为大脑融合功能所控制，而能保持双眼单眼者，90％～95％的人有隐斜视，隐斜者在融像性眼位时并不表现为偏斜，而非融像性眼位时，潜在性的肌力不平衡表现出来了，一眼视轴对准某物体时，另一眼视轴是偏位的，表现为斜视。

而在融像性眼位时，偏位眼的视轴被强迫性纠正，虽然表面上看眼位是正的，而肌力不平衡客观存在，克服肌力不平衡靠弱力肌的额外收缩，换句话有隐斜者，融像性眼位时，为了维持双眼单视，总会有一侧弱力肌承受着额外负担，隐斜度小，弱力肌承受的额外负担小，融像功能强(正负集合储备能力强)，肌力储备量大，能轻松克服隐斜，则没有任何症状，若弱力肌承受的负担大（隐斜度大）正负集合储备力勉强克服肌力不平衡，势必出现肌性视疲劳，隐斜视则表现有症状，临床上遇到的屈光不正患者，经验光配镜、矫正视力好、戴镜后不舒适，视物时间长就头昏、脑胀、眼痛、物体变糊模、有重影、不能持久阅读、书写，往往就是隐斜所致，遇到这样的病例，查一查隐斜和集合储备，问题的症结就出来了。

在配镜处方中，动用棱镜手段，就可以缓解病人视疲劳症状，达到舒适健康的配镜。

隐斜视加重，超过了大脑融合力范围，两眼视轴不能粘合同一物体上，无论融像性眼位和非融像性眼位都表现偏斜，就成为显斜视。

所以说，隐、显斜视并无质的区别，只有程度上的差别。

㈡棱镜对眼外肌的作用
棱镜对于视觉健康是一把双刃剑，对于没有肌性视疲劳的人，若镜片的光心距与实际瞳距有差异会使人眼遭遇棱镜，引起肌力不平衡，差异太大或屈光度高的镜片，人为制造出隐斜症状，有损于人的视觉健康。

对于有隐斜的人，利用棱镜，克服肌力不平衡；可缓解视疲劳症状，有利于人的视觉健康。

棱镜对眼外肌的作用原理是棱镜光学特性决定的，我们可以形象的把棱镜比喻为一把斧子，棱镜的尖是斧子的刃，尖朝向哪一边，就可以砍掉那一边的部分肌力。

正
位
眼
非融像眼位融像眼位
内、外直肌肌力相等融像时无需额外负担
外
隐
斜
(X)
外直肌为强力肌
内直肌为弱力肌
表现为外斜位
融像时内直肌需额外负
担才能维持双眼单视
表现正位
外
隐
斜
矫
正
外直肌力被棱镜刃“砍掉”
一部分，使内外肌力平衡
了，表现正位。

因为肌力已平衡，融像时
无需内直肌额外负担。

肌
性视疲劳症状缓解。

内
隐
斜
(E)
内直肌为强力肌
外直肌为弱力肌
表现为内斜位
融像时外直肌需额外负
担才能维持双眼单视
表现正位
内
隐
斜
矫
正
内直肌力被棱镜
刃“砍掉”一部分，使
内外肌力平衡了，表现
正位。

因为肌力已平
衡，融像时无需外直
肌额外负担。

肌性视
疲劳症状缓解。

㈢隐斜视和集合储备能力的检查
1、隐斜的测定（measurement of phoria）
综合验光仪右眼上辅助镜红色马氏杆片，同时右眼（或左眼）加旋转三棱镜。

记录隐斜度以一眼棱镜度为准。

查远距（5米）隐斜时，投点状光斑视标，查近距（33cm）用弱光电珠。

⑴分别遮盖左、右眼，让被检查者找到点、线的感觉。

⑵令其右手食指伸直表示线，左手握拳表示点，问被
检查者点与线的关系。

⑶检者按被检者表示的点、线关系判断隐斜性质（面
对患者观察）。

点与线重合
无水平隐斜
无垂直隐斜
点与线不重合按下表判断
水平隐斜垂直隐斜旋转隐斜
R 红色马氏杆
水平放置
红色马氏杆
垂直放置
红色马氏杆
水平放置
线与点关系
交
叉
复
视
外
隐
斜
右
眼
上
隐
斜
（
点
在
上
）
光线上端
向内倾斜
右外旋转
隐斜
同
侧
复
视
内
斜
视
右
眼
下
隐
斜
应
记
录
为
左
眼
上
隐
斜
光线上端
向外倾斜
右内旋转
隐斜
⑷隐斜度计量：内隐斜用底朝外棱镜逐加至点线重合。

外隐斜用底朝内的棱镜逐加至点线重合。

上隐斜用底朝下的棱镜逐加至点线重合。

所加的棱镜度即隐斜度。

2、集合储备能力的测定：
实性融像性集合力，虚性融像性集合力的极限。

在双眼肌力不平衡（隐斜）的光学矫正中，要测定维持双眼单视，融像性集合、融像性散开的肌力储备，用三棱镜度作为计量单位，代入相关公式，可得出应加的棱镜度，作为配常戴远用镜时添加棱镜的处方参考。

测定方法：在综合验光仪上用辅助镜片，右红、左绿状态下检测，Topcon投影点状光斑视标，在一眼前加上基底向外（BO）三棱镜，缓慢逐渐增大三棱镜度，随着棱镜度的增大，患者产生了复视，原一个光斑变成一红一绿两个光斑，这时我们可寻找出一个不出现复视的最大棱镜度值定为正向集合储备能力，同样的方法在一眼前加基底向内（BI）三棱镜测出的最大棱镜度值为负向集合储备能力。

四、眼用棱镜处方
㈠隐斜视配镜原则：
1、先测出隐斜视类型:分水平隐斜、垂直隐斜、旋转隐
斜。

垂直隐斜，尽量全部矫正为正位眼；旋转隐斜以正确矫正斜轴散光为主。

2、水平隐斜区分有无肌性视疲劳症状，对轻度水平隐斜
无症状者，无须棱镜矫正。

对有症状者，给予部分矫正（一般矫正1/4－1/3量）。

3、内隐斜矫正屈光不正时，远视眼配镜给予充分矫正，
近视眼配镜给予不全矫正。

目的是减少调节性集合量，调节性集合量减少，可抵消一部分内隐斜。

4、外隐斜矫正屈光不正时，近视眼配镜给予充分矫正，
远视眼配镜给予不全矫正。

目的是加大调节性集合量，调节性集合量加大，可抵消一部分外隐斜。

5、棱镜底向选择：锻炼弱力肌用同向棱镜，缓解隐斜视
症状用异向棱镜，青少年慎用异向棱镜，成年人有隐斜有症状用异向棱镜。

6、瞳距设计：内隐斜：近视眼配镜时，瞳距稍微“缩”
一点，远视眼配镜时，瞳距稍微“放”一点。

外隐斜：近视眼配镜时，瞳距稍微“放”一点，远视眼配镜时，瞳距稍微“缩”一点。

7、Sheard、1：1、percival三法则：决定是否用棱镜和
应加棱镜度。

但在实际眼镜验配时，不要完全被这三法则所束缚。

㈡配眼用棱镜的三法则
1、sheard 法则：
适用于常戴远用镜,有外隐斜者。

正向集合储备量是克服外隐斜的融合能力。

若正向集合储备量﹤外隐斜度×2者，则应动用BI 三棱镜缓解症状。

棱镜给镜度计算公式：
给镜度=（外隐斜度×2-正向集合储备量）÷3
例：测得某人的外隐斜度为6△
，集合储备能力测得 +9△
→ -4
△ 9△
< 6△
×2 应动用棱镜BI 缓解症状 棱镜给镜度=(6×2-9)÷3=1△
BI
根据均方法，分滩到两眼，两眼前应各加0.5△
BI 如果该患者双眼者戴的 -5.00 DS 镜片，凹球透镜向外移心时可产生BI 效果，实际瞳距为60mm ，则可设计光心距为62mm 进行治疗性移心，移心后每眼前镜片可产生0.5△
BI
P △
= D ．C 0.5△
= 5×0.1
如果该患者双眼都是戴的-1.00DS 镜片，则每边镜片需光心外移0.5cm 才能产生0.5△
BI 的效果，5mm 的治疗性移心与加工移心有矛盾，不能用治疗移心，应在镜片上加磨棱镜，处方为：
OD ：-1.00 DS /0.5△
BI OS ：-1.00 DS/0.5△
BI 实例：
刘×× 女 21岁 武大学生 近视眼常戴远用镜 R:-5.0
（）
-1.0×90° L ：－6.0
（）
－1.0×60° PD 60mm
长期戴镜不适，经常出现复视和视疲劳症状，视功能检查结果如下：
5米外隐斜－8△
，集合储备能力＋10△
～－15△。

根据sheard 法则，正向集合储备能力小于外隐斜的两倍，即10﹤8×2 需要棱镜矫治隐斜。

缓解症状用底向内的棱镜。

应加棱镜度量＝（8×2－10）÷3＝2△
BI
分摊到两眼每眼各1△。

因该患者屈光度比较高，可考虑用移心的办法产生棱镜效应。

RE 镜片：
F h ＝－5.0＋（－1.0）＝－6.0（D ）
LE 镜片：
F h ＝－6.0＋（－1.0）sin 2
60° ＝－6＋（－0.7499）≈－6.75（D ）
按公式计算：P △
＝C ×D C ＝P △
/D
RE: C ＝P △
/D ＝1/6＝0.166cm ≈0.15cm ＝1.5mm LE ： C ＝P △/D ＝1/6.75＝0.148cm ≈0.15cm ＝1.5mm 配镜处方，两种形式， ①通过移心产生棱镜效果
RE －5.0DS/－1.0DC ×90° 实际瞳距 60mm LE －6.0DS/－1.0DC ×60° 设计光心距为63mm ②另磨附加棱镜
RE －5.0DS/－1.0DC ×90°/1△
（BI ）
LE －6.0DS/－1.0DC ×60°/1△
（BI ） PD 60mm 该病例是武汉大学四年级一女生。

实际验光时并没有按以上复杂的公式计算，凭经验以外隐斜的1/4－1/3量，用底朝内的棱镜缓解症状；远距（5米）检测外隐斜8△
，其1/4量约为2△。

因为原来远用戴镜不适，而镜片的屈光度较高，考虑可用移心的办法，获得棱镜效应。

实测的瞳距为60mm ，设计光心距64mm ，光心向外移了4mm 。

凹透镜光心外移可产生底朝内的棱镜效应。

经过用64mm 的试镜架和60mm 的试镜架反复试戴比较，患者认定戴64mm 的试镜架舒服得多。

改配光心距为64mm 的眼镜后，电话随访，原来的症状完全消失，对新镜非常满意。

2、1:1法则:
适用于常戴远用镜、有内隐斜者。

负向集合储备量是克服内隐斜的融合能力。

负向集合储备力<内隐斜度者、则应动用BO 三棱镜缓解症状。

棱镜给镜度计算公式
给镜度＝（内隐斜度－负向集合储备量）÷2 例：测得某人内隐斜5△
，有视疲劳，集合储备能力测得+12△
→-3△
3△ < 5△
、应动用BO 三棱镜缓解症状 棱镜给镜度＝（5-3）÷2＝1△
BO
根据均分法，分滩到两眼，每眼前应加0.5△
BO 如果该患者双眼前都是戴的-5.00DS 镜片，实际瞳距为60mm ，凹球透镜向内移心时产生BO 效果，则可进行治疗性移心，设计光心距为58mm ，移心后每眼前镜片可产
生0.5△BO
P△＝D×C 0.5△＝5×0.1、
如果该患者双眼都是戴的-1.00DC镜片、则每边镜片需光心内移0.5cm才能产生0.5△BO效果，5mm的治疗性移心与加工移心有矛盾。

不能用治疗性移心，应在镜片上加磨棱镜，处方为：
OD：-1.00DS/0.5△BO OS：-1.00BS/0.5△BO
3、Percival法则:
多用于近用阅读、书写眼镜的验配(集合舒适区配镜)。

长期从事近距离工作或已配老花镜者,自诉不能持久舒适用眼,有视干扰、复视，排除了调节因素,就应该查33cm相对集合,判断工作点在不在舒适区内？
⑴综合验光仪近点尺上视标板调至33cm，按患者实际
瞳距及近用镜光度设置综合验光仪PD及S值。

⑵请患者两眼凝视Donder视标,或能看清的一行视标。

⑶双眼前慢速逐加同值BI三棱镜,记录未发生复视时
所用的最强三棱镜度,继而回归棱镜0度,稍等片刻,
再在双眼前慢速逐加同值BO三棱镜,记录未发生复
视时所用的最强三棱镜度,BI三棱镜查出的是负相
对集合,BO棱镜查出的是正相对集合。

用横线刻度记
录之。

如负相调节为4△，正相对调节为8△记录为：
鼻侧
⑷在相对集合总量的中1/3段标示舒适区。

⑸ W在舒适区，可排除集合性不适，W点不在舒适区应
考虑集合性不适。

⑹W点不在舒适区，有下列两种情况：
①正相对集合 < 负相对集合，表示外直肌肌力强，表现相对性外隐斜（X′），考虑使用BI三棱镜或凸球透镜光心内移，削弱外直肌力，补偿该眼正集合储备。

鼻侧
②正相对集合 > 负相对集合，表示内直肌肌力强，表现相对性内隐斜（E′），考虑使用BO三棱镜或凸球透镜光心外移，削弱内直肌力，消除一部分正集合储备。

鼻侧
所加棱镜尖的方向，表示加棱镜后W（工作点）移动的方向。

⑺棱镜量、移心量的确定。

应加棱镜度＝
（较大侧相对集合值－较小侧相对集合值×2）
3
上述（6）中所示两种情况：（10－2×2）÷3＝2△
第一种情况用2△BI三棱镜，分摊到双眼，每眼各1△BI 第二种情况用2△BO三棱镜，分摊到双眼，每眼各1△BO 在综合验光仪上调整PD或添加棱镜，请患者找感觉后，必须使用相应PD值的试镜架，戴镜作阅读试验20分钟以上，以患者的自我感觉舒适为依据，开具配镜处方。

例：某男，65岁，教授，已配+3.00（OU）老花镜多年，测其原镜PD=64ｍｍ，自述长期以来，戴镜阅读、书写不能持久，时间一长则头晕、眼胀、重影，工作能力下降。

屈光检查：远视力正常，无散光，33cm矫正视力0.8+2/（OU），双眼调节平衡，加减凸球透镜，其矫正视力不能再提高，方格实验排除调节因素所致戴镜不适。

实际瞳距64ｍｍ(近用)。

综合验光仪设瞳距64mm，双眼前上+3.00ＤＳ，近点上视标板置33cm，用Donder视标检查相对集合，结果如下：PRC3△、NRC9△、Ｘ’=3△
鼻侧属于第一种情况(Ｗ点不在舒适区)，需加ＢＩ三棱镜。

Percival计算法(9-3×2)÷3=1△
分摊到每眼各为0.5△ BI
采取移心的方法，单边瞳距均内移1.5ｍｍ(0.15ｃｍ) R：3×0.15=0.45△BI L：3×0.15＝0.45△BI
实际瞳距64mm 设计光心距 61mm 配新镜，随访症状明显改善。

按近距隐斜矫正原则，X′=3△取其1/3量用BI三棱镜，情况基本相同。