CN105592821A - 眼内透镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种眼内透镜系统，所述眼内透镜系统包括至少一个具有前表面和后表面的眼内透镜，其中所述透镜的至少一个表面为非球面的以提供待聚焦于视网膜的两个视网膜偏心度之间的区域中的视网膜图像连续体。所述系统可包括用于定位在眼内的前聚光眼内透镜(16)，所述前透镜具有前表面和后表面；和用于定位在眼内所述前透镜后面的后散光眼内透镜(17)，所述后透镜具有前表面和后表面；其中所述前透镜的一个或两个表面和/或所述后透镜的一个或两个表面为非球面的。

Description

眼内透镜系统

发明领域

本发明涉及一种眼内透镜系统。

在本申请通篇中，术语‘透镜’和‘光学器件’可互换使用。应当理解，光学器件是指眼内透镜的折射组件。

背景技术

影响黄斑的最常见病症是年龄相关性黄斑变性(AMD)—这也是发达国家中导致大量视力丧失的最常见原因。AMD导致位于被称为黄斑的视网膜的特化部位中的光敏细胞(光感受器)的损耗以及眼后部支持组织的损耗。该病症最经常涉及黄斑的中心部位(中央凹)，即实现阅读和识别面孔的区域。在患有年龄相关性黄斑变性的大多数患者中，视力丧失发生在数年内并且视力丧失的模式允许黄斑中保留功能性光感受器小岛。这些剩余的组织岛可以允许患者阅读，但由于光敏细胞的密度随着与中央凹的偏心度增大而减小，视觉分辨率可能受损，使得在鼻腔至中央凹为3度时，视敏度减小到0.4(与0度时的视敏度1.0相比)，并且在5度时，视敏度进一步减小到0.34。根椐疾病的严重程度，患者可受益于诸如放大镜的助视器，或使用有利于阅读的眼镜安装式望远装置或手持式望远装置。使用此类装置通常具有限制性，因为放大镜不易携带(并且需要良好的照明)，并且望远装置可严重减小患者的视野。尽管存在与视觉分辨率降低的相关问题，但患有年龄相关性黄斑变性和影响中心视野的类似病症的患者仍可以有效利用受损中央凹外的残余黄斑组织(有时称为“优选的视网膜位点”或PRL)，但这可能需要患者学习偏心地注视—这并非总是容易完成。一种改善患者注视的潜在方法是进行手术以引入修改眼内光路的装置，使得图像聚焦于PRL并且具有或不具有放大效果。然而，PRL的精确位置因患者而各异，并且如果不希望患者的视力变得更差，则有必要使用此类方法来精确靶向PRL。另外，随着疾病进展以及剩余的功能性视网膜岛在尺寸上收缩，PRL的位置可偏移，并且考虑及此，可能需要改变眼内的光路。

目前控制年龄相关性黄斑变性的视力减弱的手术方法包括植入望远透镜，在一些情况下，与用于白内障手术中的那些无异。此类透镜具有优异光学器件的优点，不具有与使用外部望远装置相关的缺点。此外，可以按这样的方式配制望远装置，使其提供聚焦于偏离中央凹的健康黄斑区域的放大图像。大多数针对这些眼内装置的现有设计采用伽利略望远系统的变型形式，使得发散眼内透镜(IOL)在眼内位于会聚IOL后面。

眼内伽利略望远镜的基本近轴方法如下：

D＝透镜之间的距离(假定为薄透镜)

M＝放大率

fobj＝物镜的焦距

foc＝目镜的焦距

采用位于眼后房内的散光IOL和眼前房内的聚光透镜的伽利略眼内望远镜由Orzalesi等人(Ophthalmology第114卷，第5期；2007年)以及在美国专利No.20120136438A1中公开。这些系统提供图像放大和光偏离以靶向黄斑的较健康的部位。后者通过借助不对称襻设计(襻是IOL的支撑臂，最经常成对出现，其中每个襻附接到植入物的相对侧，以确保IOL在眼内的位置保持稳定)使发散透镜在垂直于会聚透镜的光轴的方向上位移而实现。通过缩短一个襻并延长另一个，可以移动发散IOL，使得实现棱镜效应并且聚焦的光偏离固定位置。该布置方式具有多个缺点。首先，棱镜效应由发散IOL赋予，在两种情况下发散IOL均位于会聚IOL后面，因此如果其位置在将来改变，则难以旋转发散IOL以靶向PRL。其次，已知IOL在前房内的设置与诸如青光眼和眼角膜损伤的继发性病变相关。再次，为了放大目的，此类构型的光学器件高度依赖于保持相隔固定距离的IOL，并且为了靶向PRL目的，依赖于在垂直于光轴的固定位移处的IOL(就发散透镜而言)，以使得在不考虑IOL相对于彼此的最佳构型的情况下，该系统可能使患者视力更差。

利用设置为固定对齐的IOL的眼内望远镜公开于美国专利No.7186266、No.6596026、No.5391202、No.7918886、No.20040082995和No.20110153014中。在这些系统中将发散透镜固定到会聚透镜的主要缺点在于：1)该布置方式可能不允许一个透镜相对于另一个位移，以形成靶向PRL所必需的棱镜效应(大多数圆柱体一体式设计就是这种情况)；2)在一些情况下，在不替换植入物的情况下，可能无法修改棱镜效应(如果实现)；3)就其中装置(或装置的一部分)植入囊袋内的系统而言，如果需要响应于PRL的变化进行调节，囊袋对于植入物的纤维变性可能使其不再易于替换或旋转；4)植入物的尺寸增大，使得设置植入物需要眼内的较大切口(这与较长的伤口愈合时间和增大的散光相关，增大的像散可对视觉质量产生不利影响)。此外，所采用的透镜的高屈光度需要仔细考虑透镜表面，以便优化视觉潜能并避免植入物的性能不佳。

因此，需要一种可靠地将图像聚焦于PRL同时具有足够柔性以允许患者的PRL位置变化而无需进行进一步手术的眼内透镜系统。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种眼内透镜系统，所述眼内透镜系统包括至少一个具有前表面和后表面的眼内透镜，其中所述透镜的至少一个表面(并且优选两个表面)被构造成包括非球面性以提供待聚焦于视网膜的两个视网膜偏心度之间的区域中的视网膜图像连续体。

本发明的一些实施例包括两个(或更多个)透镜，例如用于定位在眼内的前聚光眼内透镜，该前透镜具有前表面和后表面；以及用于定位在眼内前透镜后面的后散光眼内透镜，该后透镜具有前表面和后表面；其中前透镜的表面和后透镜的表面中的至少一者为改性表面，该改性表面包括非球面性以提供待呈现于视网膜的两个视网膜偏心度之间的区域中的视网膜图像连续体。

为了将其实现，使用优化方法来确定每个透镜表面所特有的半径和非球面性(以例如每个表面的锥值给出)的精确值。这些值(半径和锥值)存在多种组合，可采用这些组合来针对不同的视网膜偏心度角度产生相似的光学性能。通过使用多个透镜，可放大呈现于视网膜上的图像并在两个视网膜偏心度之间的区域中提供所需的图像连续体。

两个视网膜偏心度之间的区域可为从视轴延伸至少2度、优选至少3度并且更优选至少4度的区域。在一些实施例中，上面聚焦视网膜图像的区域从视轴延伸至少5度。该区域可延伸至整个中央凹。

为提供所需图像特性，将通常优选的是表面中至少两个表面包括非球面性。在一些实施例中，透镜表面中至少三个透镜表面包括非球面性。在其他实施例中，所有透镜表面(即在存在两个透镜的情况下所有四个表面)包括非球面性。

如果使用两个透镜，则前透镜和后透镜可彼此分开。或者，它们可通过物理结构彼此连接(例如)以将其保持分开设定的距离。在一些实施例中，两个透镜之间可具有可用于连接两者的光传输元件。

在一些实施例中，系统包括以伽利略望远镜的方式布置的至少两个眼内透镜(IOL)以提供放大图像。两个透镜均集中于视轴上。利用非球面性提供待呈现于视网膜的从固定位置延伸5度或更多的区域中的放大图像。这避免了引起棱镜效应以靶向特定的视网膜位点，因此无需使一个透镜相对于另一个透镜沿着垂直于视轴的方向偏移。这样，图像可聚焦于中心视力较差的个体的整个中央凹(但未必限于中央凹)中的连续区间。

任选地，可对任意改性表面或表面组合赋予较高程度的非球面性。系统的容差有利地由于进一步提高改性表面之一的非球面性而增大。这意味着，两个透镜的相对定位不太关键，因此系统对可例如由患者的眼解剖结构或外科手段所导致的两个透镜之间的分隔变化的敏感度更低。例如，所述改性表面之一的非球面性可为包括非球面性的其他表面中的一个或多个表面的非球面性的2至4倍。优选地，后透镜的后表面与系统中的其余表面相比具有较高量的非球面性。像差可为任何高阶像差(特别是第4阶至第6阶)、球面像差或其他像差，使得IOL系统的容差得以改善。因此，IOL系统可用于在一定范围透镜间距内而非在特定间距上改善患者的视力。IOL系统避免了与其他IOL系统相关的问题，在其他IOL系统中，由于与两个透镜的相对位置相关的光学效应，系统在患者眼内的设置可实际上导致患者的视觉质量降低。

当患者不耐受装置或需要替换时，系统有利地允许简单地移出透镜。

使用两个一致的眼内透镜(IOL)提供了使得患有年龄相关性黄斑变性以及其他影响黄斑和中心视野的进展性和非进展性病症的患者的视力潜能最大化的方法。

任选地，改性表面为旋转对称的多项式圆锥表面，但在其他实施例中也可使用非球面表面。

任选地，改性表面的表面垂度(z坐标)给定为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}$

半径(r)和圆锥常数(k)的可能的但非唯一的组合如下：

r1＝6.6mm；k1＝-9；

r2＝-5.7mm；k2＝-0.6；

r3＝-13.3mm；k3＝-100；

r4＝4mm；k4＝-7。

应该指出的是，半径和圆锥常数的许多其他组合可得出相似的值。

优选地，眼内透镜系统包括所有四个透镜表面的改性。

优选地，使眼内透镜系统中的所有四个表面成为非球面的。

优选地，眼内透镜系统还包括：前透镜定位装置；以及后透镜定位装置；其中前定位装置被构造为使得当前透镜定位在眼内时，前定位装置定位前透镜，以使其与眼的光轴对齐；并且其中后透镜定位装置被构造为使得当后透镜定位在眼内时，后定位装置定位后透镜，以使其与眼的光轴对齐。这样，襻在使用中被构造为对称襻设计，使得通过IOL系统聚焦于视网膜上的图像聚焦于中央凹的在两个视网膜偏心度之间延伸的区域中。

任选地，前透镜和前定位装置为单件式；和/或后透镜和后定位装置为单件式。例如，每个透镜可以模制成包括各自的襻。

任选地，改性表面包括第二像差，第二像差为以下任何一者的Zernike多项式：倾斜、离焦、像散或彗差。该像差可为至少第4阶像差。任选地，该像差可为不超过第6阶的像差。

这样，进一步优化IOL系统，以校正特定患者的另外的光学像差。

优选地，眼内透镜中的一者或两者带有黄色，从而被构造为使得透镜材料吸收波长低于390nm的光。这样，横向色差减小，从而优化系统的光学器件。

任选地，透镜的光学器件仅修改以使得放大图像可以从中央凹中心以广角(从中央凹中心超出5度)聚焦于视网膜。

任选地，具有结合衍射特性的表面的第三眼内透镜可位于第一透镜与第二透镜之间，以增大系统的焦深。

任选地，具有采用非球面性的表面的第三眼内透镜可位于第一透镜与第二透镜之间，以增加图像呈现于视网膜的偏心度范围。

在一些实施例中，前透镜适于定位在眼前房内并且后透镜适于定位在眼的睫状沟内。前透镜可以具有不超过5mm的直径。任选地，前透镜可以具有不小于4mm并且不超过5mm的直径。在其他实施例中，一个或两个透镜可具有不超过6mm的直径。在其他实施例中，可使用直径大于6mm的透镜。

在一些实施例中，前透镜适于定位在睫状沟内并且后透镜适于定位在眼的囊袋内。再次，前透镜可以具有不超过5mm的直径。任选地，前透镜可以具有不小于4mm并且不超过5mm的直径。

在一些实施例中，前透和镜后透镜均适于定位在眼的囊袋内。

在一些实施例中，前透镜适于定位在前房内并且后透镜适于定位在眼的囊袋内。

在一些实施例中，前透和镜后透镜均适于定位在眼的睫状沟内。

优选地，透镜的至少一部分由生物相容性材料制成。

优选地，两个透镜部分或完全由生物相容性材料制成。

生物相容性材料可以是硅树脂或丙烯酸类树脂。材料可以是刚性材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯，但可以是可具有疏水性或亲水性的更软的丙烯酸类树脂。

任选地，眼内透镜系统包括用于前透镜和/或后透镜的襻，该襻是成角度的，以允许所述透镜相对于眼的光轴在多个方向上倾斜。

任选地，前透镜包括不透明环。这在以下情况下是特别有用的：患者的天然瞳孔较大，可防止视网膜图像模糊，否则由于光在透镜外部四处传播，可能出现视网膜图像模糊。

如果前透镜配备有不透明环，该环可具有5mm和7mm之间的内径。环可以是可连接至透镜的单独特征结构。

附图说明

本发明的实施例将结合以下附图阐释：

图1为眼的示意性剖视图；

图2为作为图2和6中所示系统的一部分的特征结构的前IOL的顶视图和侧视图；

图3为作为图2和6中所示系统的一部分的特征结构的后IOL的顶视图和侧视图；

图4为以本公开所述的本发明实施例为特征结构的眼的示意性剖视图；

图5为呈眼和相关光线迹线的本发明实施例的示意性剖视图；

图6示出本发明提供的偏轴图像质量与标准单焦点光学件提供的偏轴图像质量的比较；

图7示出由本发明在从视网膜的固定位置起0至5度偏心度的范围内以及系统的两个光学器件之间的距离为1.4mm至1.7mm的情况下提供的一致的图像质量；

图8为前IOL的实施例的顶视图和侧视图；

图9为后IOL的实施例的顶视图和侧视图。

实施例描述

本发明的一个实施例包括两个单独的IOL。第一个是聚光透镜，其形状和尺寸被定为设置在眼的睫状沟内的第二光学器件前面。第二个是后散光透镜，其形状和尺寸被定为设置在囊袋内。IOL设置在这些位置时该实施例的应用最佳，但其他实施例允许将聚光透镜设置在眼前房内并将散光IOL设置在睫状沟内或将两个IOL设置在睫状沟内或将两个IOL设置在囊袋内。这些IOL借助附接到每个透镜的光学器件或与每个透镜的光学器件连续的襻稳定在其相对位置，并且该构型以伽利略望远镜方式提供放大图像。然而，为了在整个视网膜偏心度范围内从中央凹中心聚焦视网膜图像，使眼内透镜的表面成为非球面的。这牺牲了特定视网膜位点处的最佳的图像质量，换得使图像连续体聚焦在两个视网膜偏心度之间的区域中的能力——从而避免了在透镜列组中引起棱镜效应的需求。此外，本发明的实施例可允许在后续工序中移除IOL以及将其替换为基于相同设计但具有不同屈光度IOL，使得可或多或少地提供视网膜图像的放大。

一种示例性系统包括4个旋转对称的圆锥透镜表面，这些旋转对称的圆锥透镜表面经改性以在从中央凹中心延伸达至少5度的区域(或以中央凹中心为中心的总直径为10度的区域)中提供质量一致的图像连续体。优选地使系统中的所有4个透镜表面均成为非球面的，其中在后透镜的后表面上赋予最高量的非球面性。这种组合优化了呈现给整个视网膜偏心度范围内的眼视网膜的图像的质量并增加了系统对IOL定位误差的容差。

通过优化透镜表面可实现本发明各实施例的柔韧性，以校正一定范围的光学像差。在第一种情况下，由于光学器件的高屈光度需要优化IOL表面，因为这些屈光度偏离先前所述的薄透镜近轴公式。本发明中的IOL的每个表面具有非球面表面。这提供了待呈现给整个视网膜偏心度范围内的中央凹的放大图像，而无需使两个透镜相对于彼此沿着垂直于视轴的方向位移。还通过以下事实提供柔韧性：本发明的例示实施例的两个透镜之间不存在联接—从而有利于植入IOL而无需在眼内做大切口，大切口会增大像散并延长恢复时间。相似地，此特征允许较容易地移出透镜(如果希望的话)。然而，由于两个透镜之间沿着光轴的距离也是决定视网膜图像质量的关键因素，因此透镜相对于彼此沿着光轴的位置的较小偏移导致生成显著的屈光不正，并且降低呈现给黄斑的图像质量。本发明的某些实施例通过在系统的四个透镜表面之一(优选后透镜的后表面)中包括较高程度的非球面性而克服了此问题。这增加了焦深并确保了高质量的视网膜图像和大范围的定位容差。本发明的公开内容中包含一个或两个IOL的其他任选修改形式，这些修改形式各自包括对光学器件的精制诸如以减少较大瞳孔的渐晕，以及允许更广泛的装置应用的变化。预期套件将包括一系列具有不同屈光力和表面的IOL，以赋予一定的图像放大范围和本发明在许多患者中的应用，所述患者包括患有除AMD之外的病症的患者和患有较高屈光不正和散光的患者。

本发明的关键特征在于，每个IOL光学器件的表面被模制/构造成引起球面像差、使得光学像差最小化以及增大IOL定位的容差。可以使用Zernike多项式描述用于本发明的眼内透镜的表面特性，这些特性是在单位圆上定义的一组完整的正交多项式，所述正交多项式可用于在圆形域上拟合波前或表面垂度。它们有效地表示诸如慧差和球面像差的常见误差，并且根据下列公式描述：

$z(\mathrm{\ρ},\mathrm{\θ})={\mathrm{\Σ}}_{i\mathrm{...1}}^{15}{a}_i{Z}_i$

其中ρ和θ分别表示归一化半径和方位角，并且α_i为该项的加权系数。

表1示出了前15个Zernike项和每个项表示的像差。

表1

为充分理解本公开的原理，现在将参考附图。不旨在对本公开的范围进行任何限制。如本发明所涉及领域的技术人员通常将想到的，充分预期对所述装置、器械、方法的任何改变和其他修改形式以及本公开原理的任何其他应用。具体地讲，充分预期相对于一个实施例所述的特征结构、组件和/或步骤可与相对于本公开的其他实施例所述的特征结构、组件和/或步骤结合。

参照图1，人眼的表示为横截面。眼由坚韧的纤维层限定，该纤维层为巩膜1，其前段与角膜2接合处缺失。角膜2是透明结构，其提供眼的大部分聚焦能力并且形成前房3的前边界。后房4通过虹膜5与前房3分开。被称为睫状沟6的凹陷位于后房的前周边处。虹膜5包含被称为瞳孔7的圆中心孔，其允许光通过并到达天然晶状体8。天然晶状体8包含于被称为囊袋9的薄型连续膜内并且附接到囊袋9，附接被称为悬韧带10的许多细小韧带。悬韧带10以其周边附接到睫状肌11。睫状肌11的动作和经由悬韧带10传送到囊袋9的力(被称为调节的效应)使得天然晶状体8的形状变化成为可能。天然晶状体8用于将光线聚焦于中央凹12，中央凹是黄斑13的高度特化部位，黄斑本身是视网膜14的高度特化部位(位于眼后部的光敏组织)。视网膜14由多个层组成，包括称为光感受器的光敏细胞层。有利于彩色视觉和高分辨率视觉的光感受器(称为视锥细胞)大部分高度集中于黄斑13，并且最具体地讲集中于中央凹12—阅读和识别面孔所必需的区域处。可见对中央凹12和黄斑13的损伤可阻止聚焦于这些位点的光被检测到，造成大脑中正在处理的任何图像的后续失效。最后，光轴15是限定光传播穿过光学系统所沿路径的假想线。就诸如眼的系统而言，光轴15穿过角膜2和天然晶状体8的曲率中心并与旋转对称轴一致。

现在参照图1和2。本发明的一个实施例包括位于睫状沟6内的前聚光IOL16和位于囊袋18内的后散光IOL17。应该指出的是，在该实施例中，囊袋18的前端包含圆形缺陷，以便于以符合当前白内障手术中所采用的微切口技术的方式移除天然晶状体或白内障。前IOL16通过使得第一襻19与第二襻20等长的对称构型的襻而保持在适当位置—因此前透镜的光轴与眼的光轴成一直线延伸。后IOL的光学器件借助附接为使得第一襻21与第二襻22等长的襻而保持在囊袋内适当位置—因此后透镜的光轴与眼和前透镜的光轴成一直线延伸。在该实施例中，两个光学器件16、17均由疏水性材料制成，诸如柔性丙烯酸类聚合物(折射率1.54；色散系数40；可见光区透射率>92％；紫外线透射率<0.5％)，但一般来讲光学器件可由用于眼内透镜构造的任何透明的生物相容性材料制成，因此修正用于优化光学器件表面的计算(如下面所述)。相似地，襻19、20、21、22可由任何合适的聚合物材料形成，包括聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚丙烯。IOL被设计为可折叠的，以便于经由眼内长度小于5mm的伤口植入。

参照图1、2、3、4、5、6和7，详细论述了IOL的各方面和它们的布置方式。

图3示出了前聚光IOL的剖视图23和顶视图24。前会聚IOL由聚光光学器件组成，该聚光光学器件具有厚度25、直径26以及使得结合后IOL时光可聚焦于整个视网膜偏心度范围内的黄斑以提供特定放大率的视网膜图像的屈光度。为了实现足以使中心视力较差的个体受益的质量的视网膜图像，对第一透镜的光学设计进行优化以使得其由非球面前表面27和非球面后表面28组成。第一透镜的每个表面为旋转对称的多项式非球面圆锥表面，其中作为径向坐标r的函数的表面垂度(z坐标)可给定为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}$

其中，

i)c为曲率半径R的倒数：c＝1/R

ii)k为圆锥常数(值的范围在-1和0之间)

iii)a为除圆锥常数外的非球面多项式系数

第一透镜借助于两个襻而与眼的光轴成一直线居中，所述两个襻附接到前光学器件或与前光学器件连续，使得第一襻29与第二襻30等长。因此光学器件被设置成从每个襻被设计为与眼6的接触的点与31、32等距。应该指出的是，在该实施例中，两个襻在它们从光学器件出现的点前面成角度，这种方式使得光学器件设置在位于睫状沟平面后面的平面内—这样前IOL的前表面保持不接触虹膜5。然而，襻可被设计用于将光学器件定位在眼的前房3、睫状沟6或囊袋9内。

参照图4，示出了后散光IOL的剖视图33和顶视图34。后散光IOL由散光光学器件组成，该散光光学器件具有中心厚度35、直径36以及使得结合前IOL时光可聚焦于黄斑区域以提供特定放大率的视网膜图像的屈光度。再次，要用该构型实现足够质量的视网膜图像，优化后光学器件的光学设计，使其由旋转对称的多项式非球面前表面37和旋转对称的多项式非球面圆锥后表面38组成。作为径向坐标r的函数的表面垂度z可由以下表达式给定：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}$

与前光学器件相同。

仅以举例的方式，本发明一个实施例中的圆锥常数(k)可为(从前光学器件的前表面开始)：

第一表面：-9

第二表面：-0.6

第三表面：-110

第四表面：-7

两个襻39、40附接到后光学器件或与后光学件连续，它们具有相等长度41、42。襻可被设计用于将光学器件定位在眼的前房3、后房4或囊袋9内。应该指出的是，为了实现距前IOL的最大距离，可能需要使附接到后IOL的襻39、40具有角度，使得光学器件位于襻与囊袋18的周边接触的位点后面的平面。参照图2和图5，出了前IOL相对于后IOL的布置方式的剖视图：IOL被布置在眼内与眼的光轴成一直线，使得前聚光IOL46设置在距后散光IOL47最佳距离处，从而导致视网膜图像放大1.2至1.4倍。

参照图1、图5(分别为本发明的眼的横截面的图解示意图和表示从眼中获取的进入角膜并穿过本发明的光学器件44,45的光路43的图线)和图6。第一透镜44的光学器件以伽利略望远镜的方式设置在第二透镜45的光学器件前面，并且两个透镜均居中，它们的光轴与眼15的光轴成一直线。使每个光学器件的表面成为非球面的，使得放大图像同时呈现在整个偏心度范围内的视网膜46、47、48处。本发明经优化以在10度偏轴的区域(半径为从中央凹中心起5度的区域)中提供相似光学质量的图像。图6示出由本发明在距固定位置0、2.5度和5度的偏心度处实现的图像质量的偏轴优化与采用标准21屈光度单焦点光学器件获得的偏轴优化的比较。效应是使得放大图像可呈现在患者的优选视网膜位点处，而无需特别地靶向视网膜的此区域并且无需患者学习偏心地注视。此外，如果患者的优选视网膜位点随时间推移而变化，患者可逐渐学会利用以与最初使用的视网膜偏心度不同的视网膜偏心度呈现的图像。

由于即使两个植入物相对于彼此的预期轴向定位的细小偏差也可产生显著的屈光不正和呈现给视网膜的图像质量下降，因此本发明通过使得系统中的其中一个表面(优选第二透镜38的后表面)与系统中的其他表面相比更具非球面性来增大系统对于次最佳植入物轴向定位的容差。这增加了本发明的像差和焦深。确定增加的像差的精确量，以确保质量足够好的视网膜图像和大范围的定位容差。本发明的这种特征确保其能够提供高质量的视网膜图像，同时容许个体外科医生在实践中做出的变化以及在术后早期和后期眼解剖结构的改变。增加的像差在增大本发明的IOL定位容差和通过本发明提高呈现于整个偏心度范围内的视网膜的图像的质量方面的有益效果均在图7中示出。可见相似的图像质量是以范围为0至5度的偏心角度提供并且两个透镜之间的距离从1.4mm至1.7mm变化时质量得以维持。

进一步优化系统的光学器件，以顾及由植入物相对于彼此的竖直位移51引起的横向色差，这是通过在制造过程中对植入物添加黄色实现的。对IOL添加黄色还赋予了保护黄斑免受紫外线辐射伤害的附加有益效果。

参考表1，可见本发明的IOL的光学器件的表面可以通过增加除球面像差值以外的Zernike多项式的值来进一步优化。表面可以表示为线性组合的Zernike多项式，包括针对倾斜、离焦、像散和慧差的那些，使得个体患者的光学像差减至最小程度。透镜的后续重塑意味着改变至少一个透镜设计参数—这可以包括前表面形状和中心半径以及后表面形状和中心半径—并且IOL可以选自透镜套件以实现所需效应。

可以修改襻的材料、生物力学特性、长度和形状以及前光学器件和后光学器件的材料、表面、尺寸和生物力学特性，以实现所需的视网膜图像(例如襻可以形成单件式前IOL或后IOL的一部分并且可允许任一透镜或两个透镜设置在眼的前房3、后房4或囊袋9内)。另外预期，套件中可以包含由一系列屈光度、光学表面、光学色彩和襻构型组成的一系列前植入物和对应后植入物，以便于在患有大范围屈光不正的个体患者中靶向PRL(这包括用于校正高散光的复曲面光学器件)。现在参照图8，其示出了一种型式的前聚光IOL的剖视图49和顶视图50。对本发明预期，在瞳孔尺寸较大时，特别是在前IOL和后IOL之间的竖直偏心水平较高时，存在出现视觉显著的渐晕的风险。一种被设计为预防此类渐晕的前聚光IOL型式示为49、50。在该实施例中，光学器件的直径51增大，其中通过对附加边缘52的表面53应用生物相容性和稳定的不透明涂料，使附加边缘不透明。

或者，不透明边缘可以位于光学器件的表面上，例如如最初设想以形成相同效应那样结合到光学器件。边缘的宽度足以防止在瞳孔较大时的渐晕。光学器件的屈光部件保持不受影响并且具有相等长度的襻54,55如先前所述插入光学器件。参照图9，其示出了一种型式的后散光IOL的剖视图56和顶视图57；可以通过增大后光学器件58的直径以包括边缘59来实现相同或类似效应，所述边缘可为不透明的并且结合到光学器件，或者如图所示，借助施加于其表面60的生物相容性和稳定的不透明涂料使其不透明(襻的构型保持不变61、62)。

在另一个实施例中(未示出)，不透明边缘可位于光学器件主体内。

虽然在附图中所示的优选实施例中对本发明进行了描述，但并非旨在限制于此。光学表面的设计和构型，包括应用色彩以精修光学特性，被视为本发明必需的并且可应用于多种情况。例如，预期IOL的布置方式可以包括将前聚光IOL定位在前房3内和将后散光IOL定位在后房4内或将两个IOL均定位在后房内或将两个IOL均定位在囊袋9内，同时相应地修正光学表面、IOL屈光度和襻设计。

其他实施例(未示出)包括对一个光学器件或两个光学器件施加衍射表面，以允许眼内的一系列焦点(因此未校正的远视和近视)；和靶向PRL—或对前房、后房或囊袋中的任一者引入具有上述特性中的一者的第三光学器件。

再次，虽然在患有AMD的受试者参考了本发明的使用，但并不旨在对其使用进行限制。预期本发明将用于多种临床情况，以实现对黄斑区域的靶向偏离固定位置并且具有一定范围的放大率和屈光能力。本发明被设计为在使用或不使用药筒注射器的情况下经由较小(5mm)切口插入眼内，这是在天然晶状体或白内障摘除术中所采用的外科技术的情况下符合其用途的方法。因此，预期本发明可与天然晶状体摘除术结合使用或在白内障手术时使用，或者，如果需要，在白内障手术/晶状体摘除术后使用(除眼中先已存在的植入物之外或作为替代，连同对光学表面、襻设计、光学材料和光学屈光度的任何必要的修改形式应用本发明)。

为了符合该方法，可以提供一系列单焦点IOL，所述IOL被设计为用于以下情况，其中在最初的外科手术时未显示本发明，但移除了天然晶状体并且患者希望保持在将来使用本发明的可能性。在这些情况下，如果在患者患有黄斑疾病的情况下需要的话，将对在第一次操作中植入的单焦点IOL的光学器件进行优化，以供与本发明结合使用。

相对于本发明设想到多种修改形式和替代形式，并且所提供的说明并非旨在限制本发明的设计或限制其应用。此外，预期通过结合如所附权利要求中列出的多种性质，可以形成本发明的多种排列。

Claims (26)

1.一种眼内透镜系统，其包括：

至少一个眼内透镜，其具有前表面和后表面，

其中所述透镜的至少一个表面为非球面的以提供待聚焦于视网膜的两个视网膜偏心度之间的区域中的视网膜图像连续体。

2.根据权利要求1所述的眼内透镜系统，其中所述透镜的两个表面均为非球面的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的眼内透镜系统，其包括：

用于定位在所述眼内的前聚光眼内透镜，所述前透镜具有前表面和后表面；以及

用于定位在所述眼内所述前透镜后面的后散光眼内透镜，所述后透镜具有前表面和后表面；

其中使所述前透镜的所述表面和所述后透镜的所述表面中的至少一者成为非球面的，以使得图像连续体聚焦在所述视网膜的两个偏心度之间。

4.根据权利要求3所述的眼内透镜系统，其中所述后透镜与所述前透镜分开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中使所述系统中的所述光学器件的所述表面中的一个或多个与其他表面相比更具非球面性来增大焦深。

6.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述非球面表面为旋转对称的多项式圆锥表面。

7.根据权利要求6所述的眼内透镜系统，其中所述改性表面的表面垂度(z坐标)给定为：

$Z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-\left(1+k\right)c^2{r}^2}}.$

8.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜，其中所述改性表面包括像差，所述像差为以下任何一者的Zernike多项式：倾斜、离焦、像散或慧差。

9.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其还包括：

前透镜定位装置；和

后透镜定位装置；

其中所述前定位装置被构造为使得当所述前透镜定位在所述眼内时，所述前定位装置定位所述前透镜以使其与所述眼的光轴对齐；并且

其中所述后定位装置被构造为使得当所述后透镜定位在所述眼内时，所述后定位装置定位所述后透镜以使其与所述眼的所述光轴对齐。

10.根据权利要求9所述的眼内透镜系统，其中所述前定位装置包括多个等长的襻。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的眼内透镜系统，其中所述前透镜和所述前定位装置为单件式；和/或所述后透镜和所述后定位装置为单件式。

12.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述眼内透镜中的一者或两者带有黄色。

13.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中修改所述前光学器件和后光学器件中的一者或两者以包括不透明边缘。

14.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中修改所述透镜的光学器件，使得放大图像可从中央凹中心以超过5度的广角聚焦于视网膜。

15.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中一个或两个光学表面成为非球面的第三眼内透镜可位于所述第一透镜与所述第二透镜之间，以扩展图像聚焦的所述视网膜偏心度范围。

16.根据权利要求2至15中任一项所述的眼内透镜系统，其中具有结合衍射特性的表面的第三眼内透镜可位于所述第一透镜与所述第二透镜之间以增大所述系统的焦深。

17.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述前透镜适于定位在眼前房内并且所述后透镜适于定位在所述眼的睫状沟内。

18.根据权利要求1至16中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述前透镜适于定位在所述眼的所述睫状沟内并且所述后透镜适于定位在所述眼的囊袋内。

19.根据权利要求1至16中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述前透镜和所述后透镜均适于定位在所述眼的所述睫状沟内。

20.根据权利要求1至16中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述前透镜和所述后透镜均适于定位在所述眼的所述囊袋内。

21.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中呈现给所述视网膜的所述图象未经放大。

22.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中所述透镜在插入所述眼内之前或之后可固定为间隔开设定的距离。

23.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其中透镜的至少一部分由生物相容性材料制成。

24.根据权利要求23所述的眼内透镜系统，其中所述生物相容性材料为硅树脂或聚甲基丙烯酸甲酯。

25.根据前述权利要求中任一项所述的眼内透镜系统，其包括用于所述前透镜和/或后透镜的襻，所述襻是成角度的以允许所述透镜相对于所述眼的所述光轴在多个方向上倾斜。

26.一种眼内透镜系统，其包括：

用于定位在所述眼内的前聚光眼内透镜，所述前透镜具有前表面和后表面；以及

用于定位在所述眼内所述前透镜后面的后散光眼内透镜，所述后透镜具有前表面和后表面；

其中所述前透镜的两个表面和所述后透镜的两个表面均为非球面的。