115年:隱眼概要(2)

下列何者為軟式隱形眼鏡的膨脹因素(swell factor)之定義?

A鏡片在乾態下的尺寸除以在濕態下的尺寸
B鏡片所吸收的水分重量除以鏡片的總重量
C鏡片直徑的膨脹因素減去軸向厚度的膨脹因素
D鏡片在濕態下的尺寸除以在乾態下的尺寸

詳細解析

本題觀念

軟式隱形眼鏡多以含水水膠製成,鏡片從乾燥狀態接觸水分後,材料會吸水並產生尺寸改變。設計、製造與驗證鏡片時,必須知道乾態尺寸水合後會變成多大,這個乾濕尺寸之間的比例就是膨脹因素(swell factor)所要描述的核心。它是尺寸的比值,不是單純的含水重量比例。

定義時要先確認比較方向:水合後的濕態是新尺寸,未吸水的乾態是原始尺寸,所以 swell factor 是「濕態尺寸除以乾態尺寸」。若鏡片水合後變大,這個比值通常大於 1;若把方向倒過來,就會得到它的倒數。

選項分析

A. 錯誤。 乾態尺寸除以濕態尺寸是膨脹因素的倒數。它可以用來表示收縮或反向比例,但不是水合膨脹的標準定義;題目問的是由乾到濕的尺寸增加,應以濕態放在分子。

B. 錯誤。 吸收水分的重量除以鏡片總重量,描述的是含水量或水分比例,主要是重量組成概念。它沒有直接表示鏡片直徑、厚度或其他線性尺寸在乾濕狀態間如何改變,因此不是 swell factor。

C. 錯誤。 直徑與軸向厚度可以各自有不同的膨脹因子,用來描述不同方向的尺寸改變,但 swell factor 的基本概念仍是某一尺寸的濕態與乾態比值,不是把兩個因子相減。

D. 正確,為本題答案。 濕態下的尺寸是鏡片吸水、水合並膨脹後的尺寸;乾態下的尺寸是未水合時的原始尺寸。以濕態尺寸除以乾態尺寸,正好表達水合造成的尺寸放大比例,因此 D 是正確定義。

答案解析

答案為 D。解題可先抓住「swell」代表吸水後膨脹,再用新尺寸除以原始尺寸建立比例:swell factor = 濕態尺寸/乾態尺寸。這個比值沒有單位,因為分子與分母是同一種尺寸;例如乾態直徑為 10 mm,水合後直徑為 12 mm,直徑膨脹因素就是 12/10 = 1.2。例子中的數字只是說明定義,實際材料與測量方向可能不同。

判斷干擾選項時,要把三個概念分清楚。A 是方向顛倒的倒數;B 是含水量的重量比例;C 是不存在於基本定義中的差值。只有 D 同時具備正確的狀態順序與尺寸比值。直徑、軸向厚度或其他線性尺寸可以各自計算比例,但都必須遵守「濕態除以乾態」的方向。

核心知識點

  • 軟式鏡片吸水水合後,乾態與濕態尺寸可能不同。
  • swell factor 是濕態尺寸除以乾態尺寸的比值。
  • 乾態除以濕態是倒數,不是標準膨脹因素。
  • 吸水重量除以總重量屬於含水量概念,不能取代尺寸膨脹因素。
  • 直徑與軸向厚度可分別描述膨脹,但定義都是新尺寸除以原始尺寸,而非兩者相減。

參考資料

  1. Contact lens
  2. Hydrogel contact lens materials and hydration
  3. Ophthalmic lens swelling factor
  4. Linear expansion of hydrated contact lens materials
  5. Contact lens material properties
  6. Hydrogel swelling and water uptake