CN1925813A - 作为晶状体应用的组合形成为可变光焦度透镜的两个光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变光焦度的人造晶状体，包括：至少两个光学元件(1，2)，其可在垂直于光轴延伸的方向上彼此相对移动，其中这些光学元件具有的形状使得它们在不同的相对位置在组合上显示出不同的光焦度。这导致了一种重量轻的构造，使得其可应用为可调光焦度的晶状体。根据第一优选实施例，该晶状体包括将光学元件定位在眼睛中的定位装置(9，10)以及可由用户操作以执行至少一个光学元件相对于另一个光学元件的运动的驱动装置。该实施例可用于校正调节功能。

Description

作为晶状体应用的组合形成为可变光焦度透镜的两个光学元件

技术领域

本发明涉及一种晶状体。

背景技术

这样的晶状体是众所周知的。人造晶状体特别用于治疗白内障，以替换不透明的白内障的天然晶状体。这些晶状体具有固定的光焦度。由于眼睛光学特性的改变，例如由于衰老而改变，晶状体的光焦度可变得低于最佳状态。必须通过眼镜或由新的晶状体用外科手术替换晶状体来校正光焦度。

同样，由于固定的光焦度，将丧失眼睛的天然调节功能。结果，植入了晶状体的人必须依赖于眼镜来帮助调节能力。

为了避免这些缺点，需要有助于调节能力以及可调的晶状体。

发明内容

此目的如此实现：该透镜包括至少两个光学元件，其可在垂直于光轴延伸的方向上彼此相对移动，其中光学元件具有如此的形状，使得它们在不同的相对位置在组合上展示不同光焦度。

这导致一种重量轻的构造，可应用为可调光焦度的晶状体。

我们参考了US-A-3 305 294，从中获知了这样的特别是在眼镜中的透镜的可变光焦度的原理。通过引用将该文档包括在本说明书中。同样我们也注意到对该光学器件作进一步说明的US-A-3 583 790。

根据第一优选实施例，该透镜包括：将光学元件定位在眼睛中的定位装置，和可由用户操作以执行将至少一个光学元件相对于另一个光学元件运动的驱动装置。该实施例可用于校正调节功能。

另一个实施例提供的特征在于，驱动装置适于连接到眼睛的睫状肌。无须进一步的干预，此系统可通过眼睛的现有天然调节功能来驱动。

又一个实施例提供的特征在于，光学元件包括调整装置，以调整光学元件的静止位置。此设计可应用于调整和/或重调整该透镜的光焦度以改变眼睛的光学特性。

其他有吸引力的实施例体现在其他从属权利要求中。

附图说明

附图示出了：

图1a-1c：包括两个光学元件的透镜的基本原理，这两个光学元件相组合可形成可变光焦度的透镜；

图2a：根据第一实施例的调节透镜的示意侧视图；

图2b：在图2a中描绘的调节透镜的示意平面图；

图3：根据第二实施例的调节透镜的示意视图；

图4：根据第三实施例的调节透镜的示意视图；

图5a：根据第四实施例的调节透镜的示意视图；

图5b：图5a中描绘的调节透镜的横截面视图；

图6：根据第五实施例的调节透镜的示意视图；

图7a：根据第六实施例的调节透镜的示意视图；以及

图7b：在图7a中所描绘的调节透镜的横截面视图。

具体实施方式

首先将说明这些发明所基于的原理。图1显示了具有特定光学表面3、4的两个光学元件1、2，该元件1、2可横向地移动，这产生在光学元件1、2重叠的中心区域上的可变光焦度的透镜。在US-A-3 305 294中说明了该原理。

通过光学元件1、2的一侧或两侧上的“鞍形”表面3、4，可实现此透镜效果，这是公知的原理。然而，还有可能利用衍射结构或衍射光栅，例如根据GRIN原理。这里，使用了包括具有不同折射率的材料的扁平光学元件。尽管现在设想的是光学元件1、2相互平移，元件还可如此设计，使得通过光学元件1、2相对于彼此的旋转实现透镜效应。在光学元件1、2之间可具有连接或没有连接。这样的两个光学元件的可变透镜过去已经偶尔用作望远镜和照相机透镜。将包括两个光学元件的这样的透镜用作晶状体，对于应用为调节晶状体是全新的。

该透镜可满足可调整的和可重调整的人造晶状体的功能、或可调整的和可重调整的调节人造晶状体的功能。两种应用都提供了优于当前晶状体的显著优点。

该晶状体的基本设计包括：

两个光学元件1、2，其位于彼此的顶部上，或在彼此之间具有空间，且其构成一构造的光学部分，该构造可进一步由以下构成：弹性的或非弹性的支撑组件，其保持光学元件在正确的配置；以及将光学元件定位在眼睛中的组件；以及所谓襻(haptics)，其是在一端连接到光学元件且在另一端将光学构造连接到眼睛的一部分的夹(clamp)；以及附加组件，诸如眼内夹(intraocular clamp)、眼内环(intraocular ring)、滤光器和眼内包膜(intra ocularenvelope)，它们可以是该构造的一部分，这依赖于应用且依赖于以下方面：病人或眼睛的情况或需求、或将调节晶状体的透镜应用于治疗白内障或老花眼(presbyopia)或将此调节晶状体的透镜应用为固定光焦度的非调节的屈光调整透镜。光学元件可以是包括但不仅限于圆形、椭圆形、正方形、矩形或它们的组合形状，并且依赖于个体眼睛的需要以及医学和光学条件而可以在两个光学元件上具有正方形或圆形边缘或它们的组合或襻、夹或支撑组件；并且其中眼睛的晶状体包括根据权利要求1的两个光学元件，在这两个光学元件之间可以具有或不具有连接，该连接包括但不仅限于固定连接、允许移动的连接、弹性连接、铰链或可自由运动的连接；且其中作为襻或其他组件的、眼睛的光学系统的光学元件或其他组件可通过包括但不限于光、激光、超声能、机械能和磁能或机械手术干涉来改变形状、相对位置或弹性特性或其他特性，以在晶状体植入之后(“手术后”)将光学元件调整到新的静止状态，这导致了可调整的晶状体。可调整的晶状体对于病人和外科医生具有显著的优点，而其还没有上市。

此专利中所描述的晶状体与当前的晶状体共享许多优点——它也可以利用根据标准的且有记载的晶状体材料诸如各种丙烯酸脂和硅氧烷的标准工艺来制造，在标准的白内障、老花眼或屈光外科手术中，可被卷起或折叠以便通过眼睛中的微切口而植入，没有理由预期后囊膜浑浊(post cataractopafication“PCO”)的风险增大，且可安装用于颜色校正和/或UV保护的滤色器。

此专利中描述的晶状体与几乎所有其他的晶状体相比，同样是可调节的(对于白内障和老花眼病人)或者具有固定光焦度并且是可调整的(对于屈光应用)，这两种晶状体类型都可以是可调整的或可再调整的。手术前对调节焦度的选择是<-10屈光度至>+10屈光度或这些范围的一部分，该范围可加到晶状体的固定焦度上。(例如：典型的晶状体具有范围为+20-+30屈光度的、用于将眼睛聚焦在远处的固定标准焦度，而细节依赖于特定眼睛的需要，其可在手术前确定。在此基础光焦度上，叠加+3至+5屈光度的调节焦度用于聚焦在近处，例如阅读)。晶状体在手术前(在制造晶状体期间，或就在植入之前、在眼睛外)可以是可调整的且在手术后(在植入后，在眼睛内，紧接在植入后，在植入后立刻或在植入后长时间)可以是可再调整的，该调整和再调整通过增加光焦度(增加屈光度)或减小光焦度(减小屈光度)，或通过将光学元件移动到新的固定静止状态(用于聚焦在远处，对于屈光晶状体)或新的静止状态(用于聚焦在远处，对于调节类型的晶状体)而移动调节范围。

通过恢复调节能力和提供对晶状体的静止状态进行调整的机会，上文概述的优点对于有白内障的病人是重要的，对于晶状体不能充分校正且必须被替换的屈光不正的病人也是重要的。因为出现新的应用，所以此专利中描述的晶状体有希望增大晶状体的总市场，特别是对于那些当前没有适合的调节晶状体可用的老花眼病人。

由于眼睛中的睫状肌改变了囊袋的直径，所以此专利中描述的新的调节晶状体恢复了调节能力。这又通过将光学元件相对于彼此移动到另一个位置而改变了调节晶状体的光学元件的相对位置，囊袋的天然弹性以及晶状体和襻的固定的和弹性的连接也影响了此结果。此设计使得：用以校正个体眼睛的光焦度的睫状肌的收缩产生了在两个光学元件的重叠区域中的所期望光焦度的透镜。

另外，光学元件或襻、或襻的一部分或其他支撑组件在植入之前或之后可通过能量在形状或尺寸上变化，能量可包括来自眼睛外的光、激光、超声或磁能(和例如，包括在晶状体的襻或其他组件中的微磁体)且通过角膜、或通过巩膜从眼睛外施加，或通过来自眼睛外的机械操作或通过眼睛内的机械操作来施加。

图2a和2b描绘了具有两个光学元件1、2的光学系统，每个光学元件具有弹性襻5、6和非弹性襻7、8。一个元件1、2的弹性襻5、6通过固定器9、10连接到另一元件2、1的非弹性襻7、8，且此连接固定器9、10将光学系统直接连接到眼睛的囊袋的一部分或连接到一支撑组件，该支撑组件又连接到眼睛的囊袋的一部分。襻5-8、连接固定器9、10或此光学系统的任何其他部分可以是可调整的和/或可再调整的。

图3描绘了调节透镜的第二实施例。此光学系统具有通过弹性连接11、12相接合的两个光学元件1、2，弹性连接11、12可由一个弹性膜、多个弹性膜、或几个单独连接形成。两个元件都在相对侧具有将系统连接到囊袋的非弹性襻7、8。襻7、8、11、12、连接固定器9、10或光学系统的一部分可以是可调整的和/或可再调整的。第二实施例的屈光透镜的光学系统包括可通过弹性连接所连接的两个光学元件，且其中每一个在一侧具有一个或多个长的非弹性襻。

图4示出了调节透镜的第三实施例。此图中描绘的光学系统包括两个光学元件1、2，其每个具有非弹性襻7、8。光学元件1、2都在它们沿中心区域的边缘处具有短的且小的或较宽的夹13、14，其在边缘处可部分地围绕另一个元件1、2，或者只有光学元件1、2之一在两侧具有夹以围绕另一个光学元件1、2。夹13、14留下足够的空间，以便在调节和去调节过程中不妨碍光学元件1、2的滑行运动。襻7、8将光学系统1、2直接连接到眼睛的囊袋的一部分或连接到支撑组件9、10，该支撑组件又连接到眼睛的囊袋。襻7、8、连接固定器9、10或此光学系统的任何部分可以是可调整的和/或可再调整的。两个光学元件都在沿中心区域的边缘处具有短的且小的或较宽的夹，元件可通过此夹被夹紧到一起，或者光学元件中的一个在两个边缘处具有夹，以围绕另一个元件。夹留下不充分的空间，以不允许光学元件自由滑行运动，除非施加特定的力。襻、连接或光学系统的一部分可以是可调整的和/或可再调整的。

图5a描绘了本发明的第四实施例。此实施例包括两个光学元件1、2，其每个具有非弹性襻7、8。第一光学元件1与两个基本是蘑菇形的销15、16连接，销15、16适于在提供于另一光学元件2中的槽17内滑行。这也从图5b中显示。槽17和销15、16的尺度使得在调节和去调节过程中，光学元件1、2相对于彼此的滑行运动不受妨碍。其中可代替的是，两个光学元件都可设有槽和蘑菇形的销，由此获得对称的构造。襻7、8、9、10将光学系统1、2直接连接到眼睛的囊袋的一部分或连接到支撑组件，该支撑组件又连接到眼睛的囊袋。每个光学元件在沿中心区域的边缘处，在一边缘处具有销并在另一边缘处具有槽，以实现销在槽中的连接，或者两个元件都具有几个销和槽结构，该结构通过具有不足够空间的连接而将光学元件相连接，以允许光学元件只在被施加特定力时才能自由移动。襻将此系统附连至眼睛。襻、连接或光学元件的其他部分是可调整的和/或可再调整的。

在图6中示出了调节透镜的第五实施例。该光学系统具有两个光学元件1、2，其可通过弹性连接来连接，且其每个在一侧具有一个或多个长的非弹性襻7、8，且在另一侧具有一个或多个较短的非弹性襻19、20，非弹性襻19、20具有开口或闭合的环或夹21、22，环或夹21、22将任意一个元件的短襻19、20连接到另一元件的较长的襻7、8，允许在连接点处有足够的空间用于调节或去调节过程中的自由运动。长的非弹性襻7、8将系统连接到囊袋或连接到支撑组件或固定器9、10，支撑组件或固定器9、10又将系统连接到囊袋。襻、连接或光学系统的一部分可以是可调整的和/或可再调整的。

在图7a和7b中示意性地描绘了调节透镜的第六实施例。此实施例包括两个光学元件1、2，其每个在一侧具有短的弹性带23、24，且在另一侧具有长的弹性带25、26。较短的弹性带23、24围绕较长的带形襻25、26，带形襻25、26将系统连接到囊袋或连接到支撑组件，支撑组件又将光学系统连接到囊袋。襻、连接或光学系统的一部分可以是可调整的和/或可再调整的。

屈光透镜的第一设计的光学系统具有在两侧相连接的两个光学元件。光学元件在相对侧具有将系统连接到眼睛的一部分的襻。襻、连接或光学系统的一部分可以是可调整的和/或可再调整的。

屈光的可调整的和/或可再调整的透镜还可具有不同的设计，也就是根据调节透镜的设计，但是不允许自由运动——在屈光透镜中，光学元件不能通过眼睛中的天然力而只能通过外部的非天然力来移动。

接着将描述眼睛的工作方式和本发明的背景。当人注视物体时，物体将反射到达眼睛的光，且在光通过包括角膜、填充有流体的若干眼房(eye-chamber)和晶状体的光学系统之后，光导致在视网膜上形成物体的清楚图像。与远处的物体相比，近处的物体需要较大的眼睛的总光焦度。晶状体能够改变此光焦度。弹性的天然晶状体位于囊袋中。此弹性的囊袋可通过眼睛的睫状肌的放松而伸展，这使得晶状体变扁平，这又导致眼睛聚焦在远处。当睫状肌收缩时，囊袋将放松且天然晶状体将恢复它的天然的最大程度的球形形状，这导致眼睛聚焦在近处。调节是为了使在不同距离的物体具有清楚的图像而将眼睛聚焦的过程。

当病人患有白内障时，天然晶状体变硬且不透明，病人变得失明。在常规手术中，通过使用人造晶状体替代天然晶状体而治疗白内障。病人重新获得视力，但为了有敏锐的远处视力、敏锐的近处视力或以上两者，将一生需要眼镜。当前的晶状体对睫状肌的收缩和放松不能作出充分反应——眼睛只聚焦在一个距离、或只可聚焦在有限的范围。几乎所有当前的白内障晶状体都是具有固定焦距的非调节晶状体。在本专利中描述的晶状体采用极好光学质量的新的清澈的晶状体替换白内障病人的不透明的晶状体，并恢复调节能力。

在45岁之后几乎每个人都变成老花眼(“阅读远视眼”)。天然晶状体变硬、弹性变小，且当睫状肌收缩时不能恢复其天然的最大程度的球形形状。老花眼需要阅读眼镜用于对附近物体聚焦。随后，可患上前期白内障，其进一步降低视力。高质量的调节晶状体可对老花眼有极大的帮助，其可使他们不用阅读眼镜，恢复他们视力的整体质量并且防止白内障。本专利中描述的晶状体可由极好光学质量的还恢复适应的清澈的晶状体来替换老花眼的低质量且硬化的天然晶状体。

眼外科医生通常难以估计将被植入的人造晶状体的所期望的基本焦度，特别是当其涉及对白内障的眼睛的测量时。晶状体优选地具有一个屈光度值，其使眼睛聚焦在远处。当前的晶状体一旦在眼睛中就不能被调整。本专利中描述的晶状体可在手术后调整，该调整通过由光、激光、超声能、磁或机械能或力缩短或延长襻或其他组件来将光学元件移动到新的静止状态。

传统上，眼睛的屈光校正是通过眼镜和隐形眼镜完成的，但是最近还通过利用激光再成形角膜来完成。然而，人还可将屈光晶状体(即：“屈光透镜”、“校正晶状体”、“晶状体透镜(phakic lens)”、“屈光晶状体植入透镜”或“爪状透镜”)恰好在角膜后插入眼的前房或后房中。此屈光晶状体使病人不需要眼镜，且此屈光晶状体与执行调节功能的天然晶状体相结合地工作。现在这些屈光晶状体被制造、出售并且被常规地植入眼的前房中、虹膜上、虹膜后或囊袋的前面附近。然而，这些屈光晶状体的光焦度在植入之后经常需要调整或再调整，或病人仍需要眼镜。在第二次手术中可去除屈光晶状体，且用一套新的屈光晶状体替换。可被调整和/或再调整的晶状体还不存在。本专利中描述的新的晶状体是关于基本屈光度焦度或调节范围可调整和/或可再调整的，在植入到眼睛中之后也是如此。此调整是由于将晶状体的光学元件移动到新的静止状态而导致的。

目前，调节晶状体与少数新进入市场的产品一起开发，这些产品包括：

-第一代调节晶状体，具有单个球面透镜和转化睫状肌的力的铰链，其在晶状体沿光轴向前运动时垂直于光轴，或

-至今最具实验性的第二代调节晶状体，具有类似于第一代的工作模式，但其中通过典型地位于囊袋的后面附近的静态负透镜来校正运动的透镜的过高屈光度值，或

-几个实验性的晶状体，其包括透镜，该透镜由模仿天然晶状体的聚合物的软块、或模仿天然晶状体的聚合物的封装的软块制成。

-没有本专利中所描述类型的晶状体在开发。

诸如圆柱误差的较高阶屈光不正、甚至更高阶的不对称误差可由本专利中所描述的晶状体校正，或可由附加的晶状体校正，或可由不相对于其他光学元件移动的附加的第三光学元件校正。利用调节晶状体，此第三元件可以是包膜或眼内环的一部分。

Claims (11)

1.可变光焦度的人造晶状体，其特征在于至少两个光学元件，其可在垂直于光轴延伸的方向上彼此相对移动，其中所述光学元件的形状使得它们于不同的相对位置在组合上显示不同的光焦度。

2.根据权利要求1的人造晶状体，其特征在于：用于将所述光学元件定位在眼睛中的定位装置和可由用户操作以对于至少一个光学元件来执行该光学元件相对于另一个光学元件的移动的驱动装置。

3.根据权利要求2的人造晶状体，其特征在于所述驱动装置，其已适于连接到眼睛的睫状肌。

4.根据权利要求1、2或3的人造晶状体，其特征在于调整装置，其连接到所述光学元件，用于对所述光学元件的静止位置进行调整。

5.根据前述权利要求的任一项的人造晶状体的应用，其特征在于应用所述晶状体来校正眼失调的。

6.根据权利要求2或3的人造晶状体的应用，其特征在于将所述晶状体用作适应的人造晶状体。

7.根据权利要求4的人造晶状体的应用，其特征在于将所述晶状体用作非适应的人造晶状体。

8.根据权利要求1-4中的任何的人造晶状体，其特征在于它的光学元件中的至少一个具有至少一个鞍形的表面。

9.根据权利要求1-4中的任何的人造晶状体，其特征在于它的两个面中的至少一个具有光学衍射结构。

10.根据权利要求1-4中的任何的人造晶状体，其特征在于所述光学元件中的至少一个包括GRIN型的光学结构。

11.根据权利要求1-4中的任何的人造晶状体，其特征在于所述光学元件当彼此相对旋转时适于改变它们的组合光焦度。

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