钱学波 齐丽晶 国家食品药品监督管理局天津医疗器械质量监督检验中心 （天津 300384）

0.引言

多个眼科医疗器械行业标准，如《YY 0787-2010 眼科仪器 角膜地形图仪》、《YY 0673-2008 眼科仪器 验光仪》、《YY 0579-2005 角膜曲率计》在检测方法中都使用了环曲面测试面，可见环曲面（Toric Surface）在眼科医疗器械检测中有着重要的应用。到底什么是环曲面呢？《YY 0787-2010 眼科仪器 角膜地形图仪》中对环曲面的定义为：主要曲率不相等并且主要子午线是圆形的曲面。

1.数学表达式及特性

环曲面在高等数学课本中也被称为“环面”，属于旋转曲面的一种。它的构成比较简单，如图1 所示，有一个yOz 平面上的圆，

绕z 轴旋转得到的旋转曲面即为环曲面（如图2 所示）。根据旋转曲面的知识[1]可以很容易得到环曲面的数学表达式为：

整理后，可得

医疗器械检测中通常只取y>R 的一部分作为环曲面测试面使用（见图3），与之使用相关的特性总结如下：

(1)环曲面测试面上曲率半径最大或最小的方向为主子午线方向。环曲面具有两条主子午线，且两条主子午线方向相互垂直。由于环曲面可用来表现中心散光现象，因此也将主子午线方向称为散光轴。

(2)主子午线方向上的顶焦度为球镜度，两个主子午线方向上的顶焦度差为柱镜度或散光差。

(3)子午线曲率：与扁平子午线夹角为α 的斜轴子午线曲率D'（以角膜弯曲度表示）为：

以上是环曲面测试面在眼科医疗器械检测中最经常用到的三个特性。《YY 0673-2008 眼科仪器 验光仪》标准中利用1、2 两个特性来检测验光仪的散光轴和散光差测量精度。《……