角膜塑形镜和其他接触镜一样配戴后与角膜、泪液、结膜、眼睑相接触，镜片护理产品、镜片及其表面的沉淀物会引起这些眼组织的形态结构和生理的相应改变。所以验配者需要了解正常的眼部解剖结构、生理特性，在验配前评估眼的健康情况并判断是否适合配戴，在验配后能及时发现眼部形态和生理的变化，使配戴能以更健康的方式持续。

角膜构成眼球壁外层的前1/6，位于眼球前部的中央，正常状态下为透明、无血管组织。角膜前表面呈椭圆形，水平径介于11.5～12mm之间，垂直径介于10.5～11mm之间，角膜直径小于10mm或者大于13mm时被认为是为角膜大小异常。角膜后表面呈圆形，直径为11.7mm。角膜中央部厚度为0.5～0.57mm，周边部厚度约1mm。角膜占眼球总屈光力的70%，角膜前表面屈光力为+48.8D，后表面为-5.8D，总屈光力为43D，角膜的折射率是1.38，由于角膜前后表面的介质折射率不同，使得角膜产生了很大的屈光力。角膜曲率在中央瞳孔区约4mm范围内的各点曲率半径差异很小，可以看成球形，属于角膜的光学区，而中央区以外的各点曲率半径差异较大，周边角膜向外逐渐平坦。但是其平坦率并不对称，鼻侧上方较颞侧、下方变化的快一些，在验配接触镜是要注意这种形态特征。角膜前顶点曲率半径水平方向约7.8mm，垂直方向为7.7mm，后表面的曲率半径约为6.8mm。通常情况下，垂直方向角膜曲率较水平方向大，为顺规散光。

角膜的组织学结构为分五层：

厚约50～52μm，由6～8层的细胞组成，角膜上皮细胞间通过桥粒结构紧密连接，对维持角膜透明性有重要作用。角膜上皮层包括：表层2～3层鳞状细胞，中间2～3层翼状细胞，底层为基底细胞层，基底细胞是细胞分裂的中心，当有角膜上皮部分缺失是，邻近区域的角膜上皮细胞可通过伪足样移行作用覆盖缺损区。角膜上皮细胞具有很强的再生能力，一般认为角膜缘处的角膜干细胞在上皮细胞再生中起了关键的作用，小范围的角膜上皮缺损一般可在24小时内愈合。同时角膜上皮细胞层间有丰富的感觉神经纤维末梢分布，可敏锐的引起瞬目反射而达到防御作用，任何外界的刺激或内在的炎症、损伤都可以引起异物感或角膜的疼痛，在接触镜验配时这些症状都需要警惕是否角膜发生了问题。

是一层无细胞的透明薄层膜状结构，厚度约8～14μm，是特殊分化的角膜基质，前弹力层位于角膜上皮细胞基底膜下，对机械性损伤具有较强的抵抗力，而对化学性物质的抵抗力较弱，此层损伤后，不能再生，将由瘢痕组织进行损伤修复，局部遗留不透明病灶。

占角膜总厚度的90%，由胶原纤维、角膜细胞构成。其中角膜板层由200～250层走行方向均与角膜表面平行的胶原纤维结构组成，前1/3基质层角膜板层排列欠一致而后部2/3的基质层排列高度一致。角膜板层之间存在少量的固定细胞和游走细胞，固定细胞即成纤维细胞，在外伤、炎症等刺激下可转变为纤维细胞进行修复；游走细胞来自角膜缘血管网。角膜细胞外基质有较强的亲水作用，可使胶原纤维黏合，有助于维持角膜基质层的透明性。角膜基质水肿表现为角膜混浊。角膜基质层损伤后不能再生，由不透明的纤维组织代替。

是由角膜内皮细胞分泌的止于Schwalbe线的弹力膜，有弹性且坚韧，对化学物质和细菌毒素的抵抗力较强。当角膜因各种致病因素导致基质被破坏后，病变区后弹力层可向前膨出，该层损伤后可由角膜内皮细胞分泌得以再生。

是由六角形的内皮细胞构成的单层结构，厚约5μm，自出生后，角膜内皮细胞不再有分裂增殖能力，因此内皮细胞损伤后不能再生，只能通过邻近细胞形态扩张和移行来填充缺损区，角膜内皮细胞密度随年龄增长而降低，出生时的内皮细胞数约3500～4000个/mm ²，成人时降至1400～2500 个/mm ²，角膜内皮细胞通过紧密连接发挥屏障功能，从而限制房水进入角膜基质层，有助于控制角膜的含水量。一旦角膜内皮细胞被损伤失代偿后，会出现角膜水肿及上皮下大泡。

角膜特殊的解剖学特点如无血管、无色素，角膜上皮不发生角化，角膜胶原纤维排列规整且屈光指数相同以及角膜内皮细胞的屏障功能使角膜保持相对的脱水状态从而保持了角膜良好的透明性。

结膜是覆盖在眼睑内侧面及眼球前表面的一层薄而透明的黏膜组织，结膜前部开口于睑裂，形成一个囊状空隙，称为结膜囊。结膜囊通过泪小点与泪道连续并与鼻腔相通，故结膜与鼻腔的病患可以通过泪道相互传播及蔓延。

结膜覆盖眼睑内侧面，在穹隆部附着于前部巩膜表面，止于角膜缘。依据所在的位置，习惯上将结膜分为三部分：睑结膜，球结膜，穹隆结膜。睑结膜可分为睑缘部、睑板部和眶部结膜。睑缘部结膜是睑结膜与皮肤的移行区。睑板部结膜位于睑板边缘与穹隆部结膜之间，睑板部结膜富含血管组织，呈红色或淡红色。穹隆结膜，介于睑结膜和球结膜之间，该部分可进一步分为上下内外四个部分，上穹隆深达眶上缘水平，据角膜缘8～10mm，外穹隆部结膜向外超过外眦，据角膜缘约14mm，可达眼球赤道部，外穹隆部结膜较宽大且与其下眼球组织成疏松联系，易于移动。距角膜缘3mm范围内的是角膜缘部结膜，与眼球和巩膜紧密结合。

结膜与其他黏膜组织一样，分为上皮层和固有层两层，后者又分为浅层的腺样层和深层的纤维层。从穹隆结膜至角膜缘，结膜中的腺体逐渐减少。结膜杯状细胞是单细胞黏液腺，通过杯状细胞上的小孔可分泌粘蛋白，结膜杯状细胞在下穹隆部和结膜半月皱襞处最多，结膜杯状细胞被破坏后可导致结膜干燥。结膜腺样层在穹隆部结膜处发育最好，厚约50～70μm，有细微的结缔组织网组成，网眼中有淋巴细胞，正常的结膜下有大量的淋巴细胞，而睑缘部结膜中却没有淋巴细胞。结膜组织中的淋巴结以内外眦部较为明显，这些淋巴结增大后可使结膜表面出现假乳头。纤维层，也称为结膜下结缔组织，纤维层由上睑和直肌腱膜扩展部形成，前部有眼球筋膜构成，其中有结膜血管和神经以及Müller肌及Krause腺。

泪膜，既不属于角膜也不属于结膜，是由泪液通过瞬目运动在眼球表面形成覆盖于角膜和结膜上皮之上的薄层模样结构，对维持眼表正常的解剖结构和生理功能起着重要作用。

泪液的分泌系统包括主泪腺和副泪腺，主泪腺位于眼眶颞上的泪腺窝内，被提上睑肌分为眶部和睑部，有10～12条泪管，3～5条来自眶部泪腺，6～8条来自睑部泪腺，开口于颞上方结膜，主泪腺提供反射性分泌如物理性刺激三叉神经（刺激结膜、角膜、鼻黏膜、睑缘）、心理性刺激、对视网膜的亮光刺激等刺激下的泪液分泌。副泪腺包括Krause腺和wolfring腺，提供泪液的基础分泌，Krause腺构成副泪腺的2/3，主要位于泪腺近侧的上穹隆部，仅有部分位于下穹隆部，Wolfring腺沿睑板边缘分布，基础泪液量约7.4μl，泪液的基础更新速度为12%～16%，泪液的产生速度也1.2μl/min，pH值为6.5～7.6，渗透压为309mOsm/L。泪液随眼睑和眼球运动在眼睑处形成了泪河，每次瞬目的时候都是泪膜在眼表重新分布，眼睑闭合呈剪样运动，朝鼻侧运动，眼轮眨肌收缩时泪囊的上部扩张，形成负压，吸引泪液进入泪囊，毛细管作用和重力也起到辅助作用，泪液主要通过以下途径排出，泪液-泪小点-泪小管-泪囊-鼻泪管-鼻腔，且有部分泪液在眼表蒸发，少部分泪液被结膜吸收。

泪膜厚度约7～10μm，可分为3层：表层为睑板腺及Zeis腺和眼睑睫毛根部的Moll等分泌腺分泌的脂质层，含胆固醇、甘油三酯等脂质，可增加泪膜的表面张力，减少泪液蒸发率；中层为主泪腺或副泪液腺包括Krause腺和Wolfring腺分泌的水样层（也称为浆液层），是泪膜的最主要成分，含有水、溶菌酶、电解质和泪液代谢物等，可使氧弥散到角膜组织内并且维持角膜表面的亲水性，为角膜运送营养物质，含抵抗微生物的保护因子；内层为主要由结膜杯状细胞所分泌的黏液层，主要成分是粘蛋白，附着于角膜上皮表面的微绒毛，形成水样层所吸附的亲水表面，降低泪膜表面张力，在瞬目间隙保持完整的泪膜，粘蛋白层或角膜上皮层的异常会引起泪膜不稳定，在瞬目后迅速断开，出现干燥斑。

湿润眼球表面，形成光滑的光学折射面，为形成清晰的视觉提供良好的光学介质，研究表明泪膜异常可导致像差增大从而影响视觉质量。

泪膜中含有免疫球蛋白、溶菌酶、乳铁蛋白等成分，可破坏细菌的细胞壁，从而保护角膜。泪膜可为角膜提供葡萄糖和氧气。泪液排出时可带走脱落的细胞及二氧化碳等代谢产物。

眼睑是两片能活动的皮肤皱襞，上睑向上至眉以眉弓为界，下睑向下与颊部皮肤相延续。睁眼时，上下睑缘之间的暴露区即睑裂。睁眼时睑裂的大小因年龄和种族的不同而异，新生儿约为19mm×10mm，成年时，亚洲人约为28mm×8mm，白种人约为30mm×10mm。眼睑的血供主要来自颈外动脉和颈内动脉两大系统，并且通过睑结膜血供向角膜供氧，眼睑的腺体除了皮肤和结膜腺体外，在眼睑中有三种腺体：睑板腺、Moll腺、Zeis腺。睑板腺是位于睑板皮脂腺，是泪膜脂质层的主要来源，睑板腺腺管互相平行，垂直睑缘排列，排泄到睑缘的皮脂能防止泪液外溢，并能防止泪液侵蚀皮肤。moll腺是变态的汗腺，由不分支的螺旋管组成，开口于Zeis腺，睫毛毛囊和睑缘。

眼睑的功能是作为眼球的保护屏障，能使眼球免受外伤和强烈的光线的刺激和伤害。通过瞬目将泪膜涂布到眼表，瞬目同时眼轮匝肌收缩，泪囊具有泵压的作用，在泪液的排除过程中起压力作用，冲走代谢碎片。瞬目为眼睑的闭合，分为非自主性和自主性瞬目两种形式，人眼平均每分钟瞬目12次/分，许多接触镜配戴者在戴镜后会改变原有的瞬目特点，可导致角膜染色，瞬目遮盖角膜切断视网膜光线的来源的时间为0.13秒，正常情况下人眼不会感觉到瞬目对视觉的影响，瞬目时伴有眼球运动，称为Bell现象，一般情况下眼球向上方和颞侧运动的。

氧气对于角膜是非常重要，表现在角膜的完整性需要足够的氧气，维持角膜正常功能需要15%～20.9%的氧含量，而CO ₂的增多会引起pH值的改变，进而影响角膜的代谢。

在睁眼的时候，角膜上皮主要通过获得泪液中的氧气，而泪液中的氧气是大气中直接溶解而来。也有部分氧供来源于角巩缘和睑结膜血管，然后传递到角膜基质。而角膜内皮的氧供直接由房水中获得，再逐渐传递到角膜基质。

在闭眼的时候，来自大气的供氧途径被中断了，而只能从睑结膜血管、角巩膜缘血管和房水中获得氧气。此时闭眼后氧分压大约是55mmHg，闭眼后对眼睛的影响有氧供减少、泪液渗透压下降、CO ₂分压上升、泪液和角膜pH值下降、角膜温度上升。

配戴接触镜的时候，接触镜直接影响了大气与角膜之间的气体交流，镜片的材料、厚度、配适情况都将影响角膜获得氧气。睁眼时，大气的氧气先通过镜片，然后溶解到镜片后面的泪液层中，才能进一步被角膜获得，此时大气中的氧气通过镜片的量的多少是至关重要的环节。闭眼的时候眼睑和角膜之间又多了层镜片，眼睑血管的氧气依旧要先通过镜片后才能让角膜上皮获取，本身闭眼状态下角膜获得氧气的途径就大大减少了，再加上镜片的隔断，所以夜戴型镜片要求透氧性能更高以避免影响角膜的正常生理。

怎样的氧供情况能保持角膜的正常生理呢？临界氧需求，为了能够维持正常角膜生理的最低氧供。临床上常用的数据可按照Hodlen和Mertz在1984年的研究结果作为参考的。理想的镜片透氧率（Dk/t，即透氧系数/镜片厚度）日戴值为24×10 ^-9（cm×mlO ₂）/（sec×ml×mmHg），理想长戴值为87×10 ^-9（cm×mlO ₂）/（sec×ml×mmHg），可接受长戴值为34×10 ^-9（cm×mlO ₂）/ （sec×ml×mmHg），该值能保证过夜配戴后角膜水肿不超过8%时所需要的最小Dk/t值。在过夜配戴时要使角膜水肿不超过4%，Dk/t至少要在87×10 ^-9 （cm×mlO ₂）/（sec×ml×mmHg）以上，水肿减少到3.5%则要在107×10 ^-9 （cm×mlO ₂）/（sec×ml×mmHg）以上，而将水肿减少到3.2%以下则要125×10 ^-9 （cm×mlO ₂）/（sec×ml×mmHg）的Dk/t值。

接触镜造成的角膜缺氧主要引起角膜水肿、角膜基质pH值下降、上皮有丝分裂受到抑制、角膜神经末梢密度减少和角膜敏感度下降。