全自动角膜塑形镜清洗装置

林思轩，叶晨新，程 宸，韩云松

（上海复旦大学第二附属中学，上海200000）

0 引言

近年来随着信息产业的迅猛发展，青少年近视人数逐年递增也，青少年的视力问题也逐渐为人民所重视，也因此产生了一种新的设备——角膜塑形镜。角膜塑形镜起源于美国，历经50年的发展，己在全球34个国家得到应用。它是采用一种特殊逆几何形态设计的角膜塑形镜片，其内表面由多个弧段组成[1]。镜片与泪液层分布不均，由此产生的流体力学效应改变角膜几何形态，在睡觉时戴在角膜前部，逐步使角膜弯曲度变平、眼轴缩短，从而有效地阻止了近视的发展，被誉为“睡觉就能控制和矫治近视的技术”[2]。

可以说角膜塑形镜是目前矫正近视的较为有效和安全的方法，但在使用过程中角膜塑形镜的清洗问题给父母带来了很大的烦恼，因此我们设想并设计了一种全自动角膜塑形镜清洗装置来解决这一问题。该装置在实验过程中已取得较好的实验结果，提高了清洁效果和效率，将父母从繁琐的清洗工作中解放出来，符合科学环保可持续发展的理念，有助于孩子养成独立自主的良好习惯，有助于青少年学生的成长并对治疗近视工作起到一定的带动作用。

1 全自动角膜塑形镜清洗装置的构成

根据目前传统的角膜塑形镜清洗步骤的繁琐和不足，结合现代信息技术，成功研制了一种全自动角膜塑形镜清洗装置，很大程度上弥补了传统清洗方式所存在的缺陷和不足，提高了对角膜塑形镜清洗的效率和效果。如图1所示，新型的全自动角膜塑形镜清洗装置整体有2部分组成：清洗、浸泡、冲洗的处理部分以及外挂的药物滴加装置。本装置采用脉冲冲洗方式，对角膜塑形镜进行多方位冲洗，同时本装置在功能上增加了冲洗、漂洗、浸泡三部分功能，实现了工作的一步到位。

2 工作原理

本装置采用可控变频清洗，变频范围在100 Hz～100 kHz之间，振幅在0.07～1.7 mm之间，实际测试最大值为0.5 mm，振动力在0.05～0.5 N之间，同时具有特殊的阻尼结构设计所产生的阻尼力，就像手的拇指和食指作用在一张薄纸板上，无论用多大的力，薄纸都不会破裂[3]。

本装置手工操作流程应为：打开上盖——检查是否存在异物，防止刮伤镜片——检查镜片内是否有尘埃或眼屎等异物，以免损伤镜片——将清洗槽放入仪器内，防止阻尼清洗垫——镜片凹面朝上居中放入，避免造成镜片损伤——加入3～4滴护理液，切勿将护理液溢出清洗槽——打开开关进行清洗工作[4]。装置内部机械工作流程原理如图2所示。

图2 装置内部机械工作流程原理图

3 本装置的关键结构或技术

本装置主要是针对全自动清洗隐形眼镜，机身主要由：控制主板、供电电源、清洗系统、开关四部分组成。

本装置的结构优势主要有：

（1）主板基于ardunio开源软件研发，能很好的满足本装置的各项需求，更加科技化。

（2）本装置供电设备采用特殊的锂电池供电，供能更长久。

（3）本装置清洗系统主要由清洗液输送部分和电机清洗两部分组成，清洗由异步电机控制，更加稳定、高效。

（4）本装置具有隐形眼镜阻尼结构，如图1中所示结构，再清洗工作中使镜片与清洗液之间产生相对运动，瞬间破坏沉淀物与镜片表面之间的污垢因子。

（5）具有悬浮式三维技术，利用阻尼技术与悬浮式三维技术相结合，可达到360°洁净，同时本装置具有均匀稳定的三维立体旋转力场分布，能够360°清洁镜片，消除镜片清洗死角。

4 装置优点

（1）本装置更轻巧、便携，合成聚乙烯的外壳更加的坚固，抗摔，防止因孩子操作不当而造成装置的损坏。

（2）本装置清洁更彻底、高效，采用，采用最新的阻尼清洁技术，使镜片与清洁液之间产生相对运动，瞬间破坏沉淀物与镜片表面之间的污垢因子，去除顽固污渍，提高镜片佩戴的舒适度。

（3）脉冲变频冲洗技术，选用不同的有效频段清洁污垢，避开有害共振频率，深入到镜片凹面和弯弧清洗，有效延长镜片使用寿命。

（4）微电脑控制，实现角膜塑形镜清洗过程的全自动化，即药物清洗、清水冲洗、保养液浸泡三大步，和三为一，更加方便、快捷、安全。

（5）内置结构的药液腔，内部储存药液，解决了常规药液清洗所需瓶瓶罐罐的烦恼，为外出旅行时的携带提供方便。

5 结束语

本装置以完成角膜塑形镜自动化清洗为最终目的，为了实现角膜塑形镜清洗的自动化和便携化，将物清洗、清水冲洗、保养液浸泡三大步，合三为一，更加方便、快捷、安全。

从目前的发展前景来看，中小学生佩戴角膜塑形镜的人数正在日益增多，角膜塑形技术已经慢慢为大众所接受，不再是什么高新技术，随着角膜塑形技术的推广，角膜塑形镜清洗麻烦的问题也将慢慢为大众所发现并为之困扰[5]，特别是中小学生的自理能力差，清洗过程大部分要依赖父母，这无形中给父母增加了更多的工作压力，因此我认为新型全自动角膜塑形镜清洗器能够解放父母，同时锻炼和培养孩子的自理能力，做到自己的事情自己做，具有很大的经济前景和社会前景，同时本装置清洗更加彻底，确保角膜塑形镜的干净、卫生，解决了父母们的后顾之忧[6]。有了它父母再也不必每晚去清洗镜片，有了它暑期实践外出郊游再也不必携带一堆瓶瓶罐罐，相信它会给我国青少年近视者和她们的父母带来福音。

参考文献：

[1]阚菲菲，崔 静，杨 帆，等.角膜塑形镜矫正近视的研究进展[J].中国斜视与小儿眼科杂志，2015（1）：46-47.

[2]郭 曦，杨丽娜，谢培英.角膜塑形镜治疗青少年近视的远期效果[J].眼科，2012，21（6）：371-374.

[3]胡生发，周 霞，谭星平，等.角膜塑形镜矫治青少年近视散光的疗效分析[J].中国现代医学杂志，2015，25（18）：98-100.

[4]杨林香.角膜塑形镜治疗近视62例随访研究[J].山西医药杂志，2014（7）：782-783.

[5]申爱军，陈晓君，陈丽娴.角膜塑形镜及框架眼镜治疗青少年近视眼的临床观察[J].中华眼科医学杂志：电子版，2015（3）：30-33.

[6]谢培英.重新认识角膜塑形术[J].眼科，2012，21（6）：361-365.