CN114010371A - 一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体，该人工晶状体由软性透明亲水性或疏水性丙烯酸材料制成，包括光学区、光学区边缘的支撑部分以及支撑襻，植入位置位于虹膜之后、天然晶状体之前(睫状沟)，本发明的人工晶状体光学区同时存在视远区与视近区，并且屈光度会以一种循序渐进的方式平稳地从视远区过渡到视近区，所述人工晶状体光学区的前后两个表面一般为一个面为球面或者非球面，而另外一个面为渐进的自由曲面，本发明的人工晶状体在植入后可同时矫正中老年近视及老视眼的视力，让对手机、阅读、娱乐有需求的中老年人真正实现摘掉眼镜。

Description

一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体
技术领域
本发明涉及有晶体眼人工晶状体生产制造技术领域，特别涉及一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体设计方法。
背景技术
经常有人认为，近视眼的人不会出现老视眼，这种认识是错误的。近视眼同样会发生老视，发生的时间与正视眼并无区别。但是，由于近视眼的屈光生理特点，表现出来症状的时间会稍晚一些。但是随着老花程度的不断加深，近视眼同样需要一副老视镜，也就是说近视的人看远看近需要两副眼镜，比正常老花更加麻烦。为了实现人眼能够同时视远和视近清晰，先后出现了双光镜、三光镜和渐进多焦点眼镜，但是生活中存在很多不方便戴眼镜或者不推荐戴眼镜近情形，比如在寒冷的环境进入常温室内，眼镜表面会起水雾，反复摘戴眼镜会使眼镜变形，影响佩戴效果等。
目前，有晶体眼人工晶状体植入手术可以治疗屈光不正，被广泛应用于临床，对矫正中高度近视是一种相对有效和安全的手术。本发明设计了一款可植入式的渐进多焦点人工晶状体，该人工晶状体从上到下，屈光度逐渐增加，眼睛可以从不同区域看远距离、看中距离、看近距离处的物体，该人工晶状体植入手术与有晶体人工晶状体植入手术方法相同，手术操作相对简便，术后视力稳定，手术可逆等优势，既没有改变角膜的生物力学，也保留了调节力，对同时存在近视及老视眼的中老年患者是一大福音。
发明内容
1、一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体，包括含光学区、光学区边缘的支撑部分以及支撑襻，所述支撑襻所在的平面与所述人工晶状体主体所在的平面夹角在10-20度之间，所述人工晶状体光学区同时存在视远区与视近区，并且屈光度会以一种循序渐进的方式平稳地从视远区过渡到视近区，所述人工晶状体光学区的前后两个表面一般为一个面为球面或者非球面，而另外一个面为渐进的自由曲面，
所述非球面面型表征方程为：
Figure BDA0003318386220000021
其中，c为所述非球面的基础球面曲率半径的倒数，x为所述曲线上任何一点距横坐标轴Z的垂直距离，A2i为非球面高次项系数，m、n均为不小于1的整数且n＞m，k为圆锥系数，
非球面的屈光度，通过以下公式得到：
Figure BDA0003318386220000022
P1为人工晶状体非球面的屈光度，nL为人工晶状体的折射率，n为人眼内房水折射率，r为人工晶状体前表面的基础曲率半径，其中
Figure BDA0003318386220000023
所述渐进的自由曲面面型表征方程为：
Figure BDA0003318386220000024
其中，cx、cy分别为所述渐进的自由曲面x、y方向上的基础球面曲率半径， kx、ky分别为x、y方向上的圆锥系数，
渐进的自由曲面的屈光度，通过以下公式得到：
Figure BDA0003318386220000025
P2为人工晶状体的渐进自由曲面的屈光度，nL为人工晶状体的折射率，n 为人眼内房水折射率，r1、r2分别为人工晶状体渐进自由曲面的最大和最小曲率半径，其中，
Figure BDA0003318386220000026
渐进的自由曲面的散光度，通过以下公式得到：
Figure BDA0003318386220000031
C为人工晶状体的渐进自由曲面的散光度，nL为人工晶状体的折射率，n为人眼内房水折射率，r1、r2分别为人工晶状体渐进自由曲面的最大和最小曲率半径，其中，
Figure BDA0003318386220000032
2、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，采用软性透明亲水性或疏水性丙烯酸材料制成，折射率为nL范围为1.4～1.6，色散系数为 40～55。
3、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区和支撑襻采用同一种材料，整体成型。
4、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区的有效光学区直径为5.0mm～6.0mm；所述第一支撑襻(2)、第二支撑襻(3) 的厚度均为0.05mm～0.2mm。
5、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区外围2mm～6mm处开设有数个圆形小孔，小孔的直径为0.2mm～0.6mm之间，小孔的存在有利于房水的流通，有效减少青光眼的产生。
6、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学主体可以提供-10.0D～+10.0D的屈光度，渐进光焦度的变化范围为+0.5D～+5.0D。
7、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学主体可以提供3D的柱镜度。
8、根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体的制备方法，其特征在于，该方法包括但不限于：
第一，确定患者个性化用眼需求，确定人工晶状体视远点、视近点位置，确定视远屈光度、视近屈光度和近用下的加光度等参数。
第二，根据视远屈光度、视近屈光度，确定视远点与视近点曲率半径，根据曲率半径参数设计渐进多焦点人工晶状体子午加光曲线。
第三，把得到的子午加光曲线转换为其他曲线，将变换后的曲线均匀的分布在整个渐进多焦点人工晶状体上，以确定渐进多焦点人工晶状体的屈光度、柱镜度的分布。
第四，通过加光曲线，求出渐进面的表面矢高分布。
第五，通过MATLAB进行编程，运算获得渐进面的球面度与柱面度。
第六，采用单点金刚石超精密加工技术，在片基的前后表面，加工出MATLAB 推导得出的渐进自由曲面结构。
第七，初步检测，首先通过非球面轮廓仪检测镜片面型与设计值是否相符，相符则进行下一步检测，不符则返回第六步，重新加工，直到满足第七步中的要求。
第八，光学检测，使用焦度计的自动化测量，测量渐进面上所有点的屈光度，与设计值是否相符，相符则完成加工，不符则返回第六步，重新加工，直到满足第八步中的要求。
本发明有益的技术效果在于：
本发明光学主体具有渐进的自由曲面，人工晶状体从上到下，屈光度逐渐增加，实现眼睛可以从不同区域看远距离、看中距离、看近距离处的物体，产生非对称、个性化成像效果。
本发明为可植入式的渐进多焦点人工晶状体，结合有晶体眼人工晶状体与渐进多焦点眼镜片的设计理念，用于同时存在近视及老视眼的中老年患者眼内植入，让患者实现远、中、近视物清晰的同时，实现真正的摘镜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是用于说明后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体的模拟植入位置的示意图；
图2是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体的主视示意图；
图3是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体的侧视示意图；
图4是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体的区域分布图；
图5是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体设计的子午加光曲线图；
图6是一种椭圆加光曲线图；
图7是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体球面度的等高线图；
图8是后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体柱面度的等高线图；
附图标记说明
101角膜；102虹膜；103后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体；104天然晶状体；105睫状沟；201支撑襻；202光学区边缘的支撑部分；203光学区；204襻孔；205定位槽；206中心孔；207圆孔；401视远区；402视近区；403 周边散光区；404中间过渡区。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细的说明。
图1为后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体(以下简称人工晶状体)的模拟植入位置的示意图，其中人工晶状体可被植入虹膜102与天然晶状体104 之间。
图2为后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体的主视图，如图2所示，人工晶状体包括含光学区203、光学区边缘的支撑部分202以及支撑襻201。
其中，光学区203具有屈光功能，可以提供-10D～+10D的屈光度，渐进光焦度的变化范围为+0.5D～+5.0D；光学区203的前后两个表面一般为一个面为球面或者非球面，而另外一个面为渐进的自由曲面；光学区203中心有中心孔206，中心孔206的直径为0.2mm～0.6mm之间，中心孔206的存在有利于房水的流通，有效减少青光眼的产生。
光学区边缘的支撑部分202位于光学区203外围，为板状设计，光学区边缘的支撑部分202上下各有两个圆孔207，圆孔207的直径为0.2mm～0.6mm之间，用于房水的流通；光学区边缘的支撑部分202上下各有一个长方形的定位槽205，定位槽205的尺寸为0.2mm*0.5mm，用于眼植入时确定人工晶状体的旋转位置；
支撑襻201位于光学区边缘的支撑部分202外围四角，其中两个支撑襻201 带有襻孔204，襻孔204的直径为0.2mm～0.6mm之间，用于房水的流通；
本发明设计人工晶状体采用软性透明亲水性或疏水性丙烯酸材料制成，折射率为nL范围为1.4～1.6，色散系数为40～55。
所述的渐进多焦点人工晶状体的制备方法：
本发明设计人工晶状体材料为亲水性聚甲基丙烯酸酯，材料折射率为1.46，阿贝数为45；房水折射率为1.336；设计波长λ为0.546um；光学区直径为6.0mm；后表面屈光度为-5D。
第一，确定患者个性化用眼需求，通过检测，患者需求远用度数-0.24D,近用度数+1.74D和近用下的加光度+1.98D，由于人工晶状体后表面屈光度为-5D，则得到渐进面的屈光度为4.76D～6.74D；视远点与人工晶状体中心之间的距离为 1mm，加光长度为3mm；
第二，根据确定的屈光度范围求得视远点为19.5mm，视近点为13.8mm；通过MATLAB进行编程，绘出加光曲线图，通过对比，选出一条曲线视远区与视近区较为稳定，而且曲线的变化较为平稳的加光曲线(如图5所示)。
第三，把得到的子午加光曲线转换为椭圆曲线(如图6所示)，椭圆曲线的公式为：
Figure BDA0003318386220000061
其中，a为椭圆的长半轴；b为椭圆的短半轴；c为椭圆的半焦距。
当y坐标值越接近于0时，椭圆的长半轴a越接近于半焦距c，此时的椭圆加光曲线即为视远点与视近点的线段，即此椭圆曲线的分布可以确定渐进多焦点人工晶状体的屈光度、柱镜度的分布。
第四，通过加光曲线，求出渐进面的表面矢高分布。
第五，根据求出的人工晶状体渐进面的矢高分布方程，通过MATLAB进行编程，选取间隔为0.1mm的点运算获得渐进面的球面度与柱面度，进行绘图，图7 为球面度的等高线图，图8为柱面度的等高线图。
第六，采用单点金刚石超精密加工技术，在片基的前后表面，加工出MATLAB 推导得出的渐进自由曲面结构。
第七，初步检测，首先通过非球面轮廓仪检测镜片面型与设计值是否相符，相符则进行下一步检测，不符则返回第六步，重新加工，直到满足第七步中的要求。
第八，光学检测，使用焦度计的自动化测量，测量渐进面上所有点的屈光度，与设计值是否相符，相符则完成加工，不符则返回第六步，重新加工，直到满足第八步中的要求。
结果分析与讨论：
由图7可以看出人工晶状体视远区屈光度为+4.82D，视近区屈光度为+6.75D，视远参考点与视近参考点之间加光为+1.93D，可知渐进面的屈光度满足设计要求+4.76D～+6.74D。结合图8可以看出人工晶状体渐进面最大柱面度小于0.25D，在视远区与视近区的稳定区域内柱面度小于2D，而柱面度较大的区域主要集中在人们较少使用的两侧边缘区域，对人眼成像并无较大影响，这与最初的设计要求一致。

Claims (7)

1.一种后房型有晶体眼渐进多焦点人工晶状体，包括含光学区、光学区边缘的支撑部分以及支撑襻，所述支撑襻所在的平面与所述人工晶状体主体所在的平面夹角在10-20度之间，所述人工晶状体光学区同时存在视远区与视近区，并且屈光度会以一种循序渐进的方式平稳地从视远区过渡到视近区，所述人工晶状体光学区的前后两个表面一般为一个面为球面或者非球面，而另外一个面为渐进的自由曲面，
所述非球面面型表征方程为：
Figure FDA0003318386210000011
其中，c为所述非球面的基础球面曲率半径的倒数，x为所述曲线上任何一点距横坐标轴Z的垂直距离，A2i为非球面高次项系数，m、n均为不小于1的整数且n>m，k为圆锥系数，
非球面的屈光度，通过以下公式得到：
Figure FDA0003318386210000012
P1为人工晶状体非球面的屈光度，nL为人工晶状体的折射率，n为人眼内房水折射率，r为人工晶状体前表面的基础曲率半径，其中
Figure FDA0003318386210000013
所述渐进的自由曲面面型表征方程为：
Figure FDA0003318386210000014
其中，cx、cy分别为所述渐进的自由曲面x、y方向上的基础球面曲率半径，kx、ky分别为x、y方向上的圆锥系数，
渐进的自由曲面的屈光度，通过以下公式得到：
Figure FDA0003318386210000015
P2为人工晶状体的渐进自由曲面的屈光度，nL为人工晶状体的折射率，n为人眼内房水折射率，r1、r2分别为人工晶状体渐进自由曲面的最大和最小曲率半径，其中，
Figure FDA0003318386210000021
渐进的自由曲面的散光度，通过以下公式得到：
Figure FDA0003318386210000022
C为人工晶状体的渐进自由曲面的散光度，nL为人工晶状体的折射率，n为人眼内房水折射率，r1、r2分别为人工晶状体渐进自由曲面的最大和最小曲率半径，其中，
Figure FDA0003318386210000023
2.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，采用软性透明亲水性或疏水性丙烯酸材料制成，折射率nL范围为1.4～1.6，色散系数为40～55。
3.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区和支撑襻采用同一种材料，整体成型。
4.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区的有效光学区直径为5.0mm～6.0mm；所述第一支撑襻(2)、第二支撑襻(3)的厚度均为0.05mm～0.2mm。
5.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学区外围2mm～6mm处开设有数个圆形小孔，小孔的直径为0.2mm～0.6mm之间，小孔的存在有利于房水的流通，有效减少青光眼的产生。
6.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学主体可以提供-10.0D～+10.0D的屈光度，渐进光焦度的变化范围为+0.5D～+5.0D。
7.根据权利要求1所述的渐进多焦点人工晶状体，其特征在于，所述光学主体可以提供3D的柱镜度。
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