DE112010004191T5

DE112010004191T5 - Intraokulare Linsen für einen variablen Brennpunkt

Info

Publication number: DE112010004191T5
Application number: DE112010004191T
Authority: DE
Inventors: Aleksey Nikolaevich Simonov; Michiel Christiaan Rombach
Original assignee: Akkolens International BV
Current assignee: Akkolens International BV
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-11-22
Also published as: US20120323321A1; WO2011053143A1; US9622852B2; JP2013509234A

Abstract

Eine neuartige Linse für einen variablen Brennpunkt besitzt zwei optische Elemente (1, 2), die sich in einer seitlichen und einer axialen Richtung gleichzeitig bewegen. Die Linse enthält außerdem eine variable Korrekturoptik, um unerwünschte variable optische Aberrationen zu korrigieren. Die Linse kann als eine Akkommodationslinse für die Implantation im Kapselsack verwendet werden. Die Linse kann sowohl durch die Oberflächen des Kapselsacks als auch den Rand des Kapselsacks angetrieben werden.

Description

Das vorliegende Dokument beschreibt Linsen für einen variablen Brennpunkt, die einen variablen Brennpunkt schaffen, einschließlich technischer Linsen für einen variablen Brennpunkt, z. B. für Kameras, und medizinischer Linsen für einen variablen Brennpunkt, z. B. Brillen für außerhalb des Auges oder intraokulare Linsen für innerhalb des Auges, im Folgenden: ”IOLs”, insbesondere intraokulare Akkommodationslinsen, im Folgenden: ”AIOLs”. Die im vorliegenden Dokument offenbarten Linsen für einen variablen Brennpunkt können optische Komponenten der Kameras, der Brillen und der intraokularen Linsen sein, wobei die Anwendung der Linsen nicht darauf eingeschränkt ist. Die optischen und mechanischen Prinzipien derartiger Linsen für einen variablen Brennpunkt sind für die technischen und die medizinischen Anwendungen derartiger Linsen ähnlich. Für die Veranschaulichung und die Erklärung werden künftig die IOLs und die AIOLs verwendet, um die optischen und mechanischen Prinzipien dieser Linsen für einen variablen Brennpunkt darzulegen.
Die IOLs ersetzen die natürliche Linse des Auges, wenn die natürliche Linse während einer chirurgischen Behandlung des grauen Stars entfernt wird, als eine aphakische Linse, oder werden in dem Auge als eine Ergänzung der natürlichen Linse als eine phakische Linse verwendet. Die intraokularen Linsen sind im Allgemeinen monofokal und bieten einen scharfen Blick für nur eine Entfernung. Die AIOLs schaffen durch einen variablen Brennpunkt einen scharfen Blick über einen Bereich von Entfernungen, z. B. von der Leseentfernung bis unendlich, wobei die AIOLs im Allgemeinen durch die Kontraktion und die Entspannung der Muskeln des menschlichen Auges angetrieben werden, die außerdem den natürlichen Prozess der Akkommodation antreiben. Die Prinzipien der AIOLs enthalten die seitliche und axiale Bewegung der optischen Elemente, wie z. B. in S. Masket, Cataract and refractive surgery today, Juli 2004, S. 34–37, dargelegt ist. Die axiale Bewegung im Kontext des vorliegenden Dokuments bedeutet die Bewegung entlang der optischen Achse der Linse.
Das vorliegende Dokument offenbart Linsen für einen variablen Brennpunkt mit wenigstens zwei optischen Elementen, die Flächen zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung der optischen Elemente, die eine Bewegung im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse bedeutet, in Kombination mit Flächen zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung der Elemente, die eine Bewegung entlang der optischen Achse bedeutet, umfassen, wobei der variable Brennpunkt durch die gleichzeitige axiale Bewegung und seitliche Bewegung wenigstens eines der optischen Elemente erreicht wird. Die Kombination der variablen Brennpunkte übersteigt den Grad des variablen Brennpunkts von optischen Elementen, die sich nur seitlich oder nur axial bewegen.
Die IOLs, die die Linsen für einen variablen Brennpunkt enthalten, die dafür ausgelegt sind, einen variablen Grad des Brennpunkts zu schaffen, die in dem vorliegenden Dokument offenbart sind, umfassen wenigstens zwei optische Elemente. Jedes optische Element umfasst wenigstens eine Fläche für eine optische Funktion, eine Fläche mit einer Form, die dafür ausgelegt ist, eine optische Funktion auszuführen, z. B. um eine kubische Wellenfront wie durch eine kubische Fläche zu schaffen, das Fokussieren des Lichts wie durch eine sphärische Linse zu schaffen oder das Korrigieren wenigstens einer Aberration außer dem Brennpunkt wie durch spezialisierte Flächen, die für einen derartigen Zweck konstruiert sind, zu schaffen. (Es wird angegeben, dass im Kontext dieses Dokuments der Brennpunkt als eine optische Aberration betrachtet wird.
Die optischen Elemente besitzen wenigstens eine Fläche für die Fokussierung durch eine seitliche Bewegung, wobei die Flächen dafür ausgelegt sind, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der relativen seitlichen Position der optischen Elemente abhängt. Die optischen Elemente besitzen außerdem wenigstens eine Fläche für die Fokussierung durch eine axiale Bewegung, wobei die Flächen dafür ausgelegt sind, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der relativen axialen Position der optischen Elemente abhängt.
Der variable Brennpunkt der Linse für einen variablen Brennpunkt ist eine Kombination des variablen Brennpunkts, der durch wenigstens eine Fläche für das Fokussieren durch eine seitliche Bewegung geschaffen wird, und des variablen Brennpunkts, der durch wenigstens eine Fläche für das Fokussieren durch eine axiale Bewegung geschaffen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Linsen im Allgemeinen wenigstens eine zusätzliche Fläche für die variable Korrektur der variablen Aberrationen außer dem variablen Brennpunkt. Derartige zusätzliche Flächen können z. B. die variablen Aberrationen korrigieren, die durch die seitliche Bewegung der Komponenten der Linse relativ zur optischen Achse, z. B. der Hornhaut, verursacht werden. Die Prinzipien einer derartigen variablen Korrektur sind in WO2008.071.760 offenbart. Daher umfasst die Linse wenigstens eine zusätzliche Fläche für die variable Korrektur der variablen Aberrationen außer dem variablen Brennpunkt, um die variable Korrektur wenigstens einer variablen Aberration zu schaffen, wobei der Grad der Korrektur von der relativen Position des optischen Elements abhängt. Derartige Flächen können konstruiert werden, um durch eine seitliche Bewegung oder eine Drehbewegung zu korrigieren.
Die Linse kann, muss aber nicht notwendigerweise wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur fester Aberrationen außer dem festen Brennpunkt enthalten. Derartige zusätzliche Flächen können z. B. einen festen Astigmatismus der Hornhaut des Auges korrigieren, eine durch moderne IOLs geschaffene Standardkorrektur. Die Linse kann außerdem, muss aber nicht notwendigerweise wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur des festen Brennpunkts enthalten. Eine derartige zusätzliche Fläche kann z. B. den festen Brechungsfehler des Auges aufgrund der Entfernung der natürlichen Linse korrigieren. Dies ist die Standardkorrektur und die Hauptfunktion, die durch alle aphakischen IOLs bereitgestellt wird.
Wie oben dargelegt worden ist, verwendet eine erste Ausführungsform zwei optische Elemente mit je einer optischen Fläche. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine intraokulare Linse, die einen variablen Brennpunkt besitzt und wenigstens zwei optische Elemente umfasst, wobei jedes dieser Elemente wenigstens eine Fläche für die optische Funktion umfasst, wobei die Flächen wenigstens zwei Flächen, die an verschiedenen optischen Elementen vorgesehen sind, zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung der optischen Elemente, wobei die Flächen dafür ausgelegt sind, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, wobei dessen Grad des Brennpunkts von der relativen seitlichen Position der optischen Elemente abhängt, und wenigstens zwei Flächen, die an verschiedenen optischen Elementen vorgesehen sind, zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung der optischen Elemente, wobei die Fläche dafür ausgelegt ist, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, wobei dessen Grad des Brennpunkts von der relativen axialen Position der optischen Elemente abhängt, enthalten, wobei die Linse eine Struktur umfasst, die mit den optischen Elementen verbunden ist und die eine gleichzeitige wechselseitige seitliche und axiale Bewegung der optischen Elemente erlaubt und definiert, und wobei der variable Brennpunkt der Linse eine Kombination des variablen Brennpunkts, der durch wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung geschaffen wird, und des variablen Brennpunkts, der durch wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung geschaffen wird, ist.
Hier kann jedes der optischen Elemente zwei optische Elemente umfassen, von denen jedes zwei optische Flächen umfasst, wobei jedes Element sowohl eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung als auch eine zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung besitzt. Es ist jedoch außerdem möglich, von drei optischen Elementen Gebrauch zu machen, von denen eines zwei optische Flächen umfasst und jedes der zwei anderen eine optische Fläche umfasst. Hier muss das optische Element, das zwei optische Flächen umfasst, eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung und eine durch eine axiale Bewegung umfassen, während die zwei verbleibenden optischen Elemente eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung oder eine Fläche zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung umfassen. Ferner ist klar, dass das optische Element, das zwei optische Flächen umfasst, relativ zu den anderen zwei optischen Elementen beweglich ist, um die Wirkung der Erfindung zu erhalten.
Die Flächen zum Fokussieren durch die seitliche Bewegung enthalten Flächen, die dafür ausgelegt sind, einen variablen Brennpunkt durch Verschiebung entlang einer einzigen Achse, die zur optischen Achse senkrecht ist, bezüglich wenigstens einer weiteren derartigen Fläche zu schaffen, wobei derartige Flächen kubische Flächen sind, wie z. B. in US-A-3.305.294 beschrieben ist. Derartige Linsen für einen variablen Brennpunkt, die kubische Flächen umfassen, sind ebenso in anderen AIOLs enthalten, wie z. B. in US2008.046.076 , WO2009.051.477 , US2008.215.146 , US2009.062.912 , WO2006.118.452 und WO2008.071.760 offenbart ist.
Die Flächen zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung enthalten außerdem Flächen, die dafür ausgelegt sind, einen variablen Brennpunkt durch Drehung in einer Ebene, die zur optischen Achse senkrecht ist, wenigstens einer derartigen Fläche bezüglich wenigstens einer weiteren derartigen Fläche zu schaffen. Die sich drehenden Flächen, die z. B. dafür ausgelegt sind, eine variable Brechkraft zu schaffen, sind z. B. in WO2005.084.587 dargelegt, wobei die fächerartigen sich drehenden Flächen in WO2008.077.795 wahrscheinlich für die Linsen angepasst werden können, die in dem vorliegenden Dokument beschrieben werden. Die Flächen des Schraubentyps, z. B. parabolische Schraubenflächen, oder Abweichungen davon, wie in WO2010.080.030 beschrieben ist, für hauptsächlich technische Anwendung und ihre intraokulare Anwendung bilden jedoch den Gegenstand des Dokumentes NL2.004.255 , Chiral multifocal ophthalmic lens, wobei sich beide Dokumente hauptsächlich auf glatte brechende Flächen beziehen, die für den Zweck des Schaffens eines variablen Brennpunkts durch Drehung von wenigstens zwei optischen Elementen, von denen jedes wenigstens eine derartige optische Fläche des Schraubentyps umfasst, gut geeignet sind. Die Drehung der optischen Elemente für einen variablen Brennpunkt unter Verwendung mehrerer beugender Flächen des Schraubentyps (außerdem: beugender optischer Moiré-Elemente, Abk. Moiré-DOE) ist in Adjustable refractive power from diffractive moiré elements, S. Bernet und M. Ritsch-Marte, Appl. Opt. 47, 3722–3730, 2008, und in WO2009.012.789 beschrieben. Sowohl die glatten brechenden Flächen als auch die beugenden Flächen können angepasst werden, um die optischen Funktionen für die IOLs und die AIOLs zu schaffen.
Die Flächen zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung enthalten im Allgemeinen herkömmliche symmetrische sphärische Flächen an zwei optischen Elementen in einer grundlegenden Teleskopanordnung, z. B. einer optischen Anordnung eines Galileischen oder eines Newtonschen Teleskops. Wenigstens eines der optischen Elemente bewegt sich entlang der optischen Achse, eine axiale Bewegung, wie z. B. in den AIOLs, die in US6.197.059 und US5.674.282 oder in US5.275.623 beschrieben sind. Eine derartige Bewegung schafft einen variablen Brennpunkt, dessen Grad des Brennpunkts von der relativen Position der optischen Elemente wie in einem Teleskop abhängt.
Es wird angegeben, dass derartige Linsen für einen variablen Brennpunkt in der Theorie aus zwei optischen Elementen und nur zwei Flächen für die optische Funktion, eine Fläche pro optisches Element, bestehen können, z. B. ein Element mit einer progressiven Fläche für das Fokussieren durch eine seitliche Bewegung und ein weiteres Element mit nur einer sphärischen Fläche für das Fokussieren durch eine axiale Bewegung. Daher ist eine einfache Ausführungsform der Linsen, die in dem vorliegenden Dokument offenbart ist, eine Linse, die wenigstens eine Linse für einen variablen Brennpunkt umfasst, die wenigstens zwei optische Elemente umfasst, wobei jedes dieser Elemente wenigstens eine Fläche für die optische Funktion umfasst. Die Flächen enthalten eine Fläche, die an einem optischen Element vorgesehen ist, zum Fokussieren durch die seitliche Bewegung, wobei diese Fläche dafür ausgelegt ist, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der seitlichen Position des optischen Elements abhängt, und eine Fläche, die an irgendeinem weiteren optischen Element vorgesehen ist, zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung, wobei diese Fläche dafür ausgelegt ist, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der axialen Position des optischen Elements abhängt. Die Linse umfasst außerdem wenigstens eine Verbindungskomponente, die mit den optischen Elementen verbunden ist und die eine gleichzeitige wechselseitige seitliche und axiale Bewegung der optischen Elemente erlaubt und definiert, wobei der variable Brennpunkt der Linse eine Kombination des variablen Brennpunkts, der durch die Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung geschaffen wird, und des variablen Brennpunkts, der durch die Fläche zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung geschaffen wird, ist. In der Praxis erfordern jedoch die meisten Anwendungen einschließlich der intraokularen Anwendungen eine optische Qualität, die nur durch eine Konstruktion geschaffen werden kann, die mehr als zwei Flächen für die optische Funktion enthält, z. B. zwei fortschreitende Flächen, z. B. kubische Flächen, zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung in Kombination mit zwei symmetrischen Flächen, z. B. sphärischen Flächen in einer Teleskopanordnung, zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung in Kombination mit wenigstens einer zusätzlichen Fläche für die variable Korrektur der variablen Aberrationen außer dem Brennpunkt und wahrscheinlich wenigstens einer zusätzlichen Fläche für die feste Korrektur der festen Aberrationen außer dem festen Brennpunkt und wahrscheinlich wenigstens einer zusätzlichen Fläche für die feste Korrektur des festen Brennpunkts. Dies sind komplexe optische Anordnungen. Mehrere Flächen irgendeiner Art können jedoch in zusammengesetzten Flächen kombiniert sein, wobei die zusammengesetzten Flächen dafür ausgelegt sind, wenigstens zwei optischen Funktionen gleichzeitig zu schaffen.
Die Akkommodationsleistung gegenwärtig kommerziell verfügbarer AIOLs der Teleskopkonstruktion, wie z. B. in AU 2004.202.852 , US2002.179.040 und US2006.259.139 beschrieben ist, und zahlreicher Variationen der Galileischen oder der Newtonschen Teleskopkonstruktionen kann durch die Ergänzung von z. B. Flächen des Schraubentyps und durch die erforderliche Ergänzung von Verbindungskomponenten, z. B. Verbindungskomponenten des Kreuztyps, die die gleichzeitige Bewegung entlang der optischen Achse und die Drehung wenigstens einen optischen Elements erlauben (siehe außerdem die 5–6), signifikant vergrößert werden.
Um die gleichzeitige wechselseitige Bewegung der optischen Elemente entlang, alternativ in der Richtung von mehr als einer Achse zu erreichen, sind die optischen Elemente in wenigstens eine Verbindungskomponente für die gleichzeitige Bewegung eingepasst, wobei die Komponente dafür ausgelegt ist, die optischen Elemente zu verbinden und die gleichzeitige Bewegung der optischen Elemente in wenigstens einer seitlichen Richtung und in wenigstens einer axialen Richtung zu schaffen (wobei die axialen Richtungen positiv oder negativ sind). Die Linse und das Verbindungselement können außerdem Stützkomponenten, wie z. B. Haptiken, z. B. Flansche, Haken oder Schlaufen, enthalten, um die Positionierung der IOL in dem Auge zu erleichtern, z. B. im Kapselsack, im Sulcus oder in der Regenbogenhaut des Auges, wobei sich diese haptische Konstruktion zwischen verschiedenen Positionierungen und zwischen verschiedenen Typen der IOLs und der AIOLs unterscheiden kann.
Zusammenfassend ist das Auge bei Normalsichtigkeit auf eine Entfernung fokussiert, ist der Ziliarmuskel entspannt, sind die Zonulae gespannt, ist die Akkommodationsleistung minimal und ist der Kapselsack gedehnt, wobei er mittels seiner anterioren und posterioren Oberflächen eine Kompressionskraft parallel zur optischen Achse auf die optischen Elemente ausübt, was zu einer Verschiebung und Verlagerung der Elemente, was den Abstand zwischen den Elementen verringert und zu Verlagerungen der Elemente in eine Position der maximalen Überlappung führt, während bei der Akkommodation das Auge auf die Nähe fokussiert ist, der Ziliarmuskel kontrahiert ist, die Zonulae entspannt sind, die Akkommodationsleistung maximal ist, der Kapselsack durch seine inhärente Elastizität kontrahiert ist und die Kompressionskraft parallel zur optischen Achse minimal ist, wobei die Elemente aufgrund der Federkraft der Linse verschoben und verlagert werden, was den Abstand zwischen den Elementen vergrößert und die Überlappung der Elemente minimiert. Daher erlaubt die Federkraft der Verbindungskomponenten der AIOL, sich beim Fehlen von Kräften auszudehnen. Wenigstens eines der Drehgelenke, der elastische Anteil der Verbindungskomponente, sollte eine elastische Wirkung besitzen, um die optischen Elemente in eine Position mit dem maximalen Abstand zwischen den optischen Elementen zu bringen. Außerdem sollten die Drehgelenke die reversible Verringerung des Abstands zwischen den optischen Elementen unter einer z. B. durch den Kapselsack ausgeübten Kompressionskraft erleichtern. In der Praxis sollten die Antriebskräfte die elastische Wirkung der Drehgelenke übersteigen, wobei die elastische Wirkung der Drehgelenke wiederum die Elastizität des Kapselsacks übersteigen sollte. Daher wird die Linse durch die Muskelkräfte komprimiert und durch die Federkraft der Linse ausgedehnt. Dies bewegt die optischen Elemente z. B. in Übereinstimmung mit den 1 und 2 in eine Position mit einer minimalen Überlappung und einem maximalen Abstand in einem akkommodierten Auge und einer maximalen Überlappung und einem minimalen Abstand in einem normalsichtigen Auge. Es wird angegeben, dass bei Bedarf die Akkommodationslinse so angepasst sein kann, dass eine Position mit der minimalen Überlappung und dem maximalen Abstand der Normalsichtigkeit entspricht und umgekehrt für die Übereinstimmung mit der Akkommodation.
Wie in den 1–2 und den 3–4 können die optischen Elemente durch wenigstens eine schwenkbare Verbindungskomponente verbunden sein, um gleichzeitig wenigstens eine seitliche Verschiebungsbewegung und wenigstens eine axiale Bewegung für wenigstens ein optisches Element zu schaffen. Die Komponente kann z. B. intraokulare Bewegungen, z. B. die Kontraktion des Kapselsacks, in eine kombinierte axiale und seitliche Bewegung umsetzen, in diesem Fall eine Verschiebung der optischen Elemente. Die Verbindungskomponente umfasst z. B. ein erstes Verbindungselement, von dem ein Ende schwenkbar mit einer ersten Seite des ersten optischen Elements verbunden ist und ein zweites Ende schwenkbar mit der ersten Seite des zweiten optischen Elements verbunden ist, und ein zweites Verbindungselement, von dem ein Ende schwenkbar mit einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, des ersten optischen Elements verbunden ist und ein zweites Ende schwenkbar mit der zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, des zweiten optischen Elements verbunden ist, wobei beide Verbindungselemente und beide optischen Elemente zusammen dafür ausgelegt sind, die Struktur eines variablen Parallelogramms zu bilden.
Die schwenkbare Verbindungskomponente kann so angepasst sein, dass die optischen Elemente erstens durch Kräfte parallel zur optischen Achse, die z. B. durch wenigstens eine Innenfläche des Kapselsacks auf wenigstens ein optisches Element ausgeübt werden, zweitens durch Kräfte senkrecht zur optischen Achse, die z. B. durch den Rand des Kapselsacks auf wenigstens eine Verbindungskomponente ausgeübt werden, und drittens durch Kombinationen der Kräfte angetrieben werden. Es ist erforderlich, dass die kombinierte Federkraft der Verbindungskomponenten die Kompressionskraft des Muskels nicht übersteigt, wie sie durch den Kapselsack ausgeübt wird, um die Kompression der Linse zu erlauben, aber die Kraft des Kapselsacks selbst übersteigt, um der Linse zu erlauben, in den entspannten Zustand zurückzukehren, sobald die Muskelkraft nachlässt.
Alternativ können wie in den 5–6 die optischen Elemente durch wenigstens eine Verbindungskomponente des Kreuztyps verbunden sein, die wenigstens eine seitliche Drehbewegung und wenigstens eine axiale Bewegung gleichzeitig schafft. (Kreuztyp bezieht sich auf die Kreuzung der Verbindungskomponenten in einer Seitenansicht der Linse, wie in 5 und 6 veranschaulicht ist.) Die AIOL wie in den 5–6 besitzt zwei optische Elemente, die erstens eine Linse für einen variablen Brennpunkt mit zwei optischen Elementen, jedes mit wenigstens einer sphärischen Fläche, tragen, das anteriore Element mit wenigstens einer konvexen Fläche und das posteriore Element mit wenigstens einer konkaven Fläche, wie in der Anordnung eines herkömmlichen Galileischen Teleskops. Diese Anordnung ist zweitens mit einer zweiten Anordnung mit variablem Brennpunkt kombiniert, die aus zwei kubischen Flächen besteht, eine derartige Fläche an jedem optischen Element. Der variable Brennpunkt der Linse wird durch die Kombination des Teleskops und der zusätzlichen Anordnung mit variablem Brennpunkt erreicht, was zu einer Kombination variabler Brennpunkte führt. In der Praxis erfordert eine derartige Ausführungsform wenigstens zwei zusätzliche Flächen für die variable Korrektur der variablen Aberrationen, wie in WO2008.071.760 beschrieben ist, wobei sie wahrscheinlich außerdem wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur der festen Aberrationen außer dem festen Brennpunkt und wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur des festen Brennpunkts erfordert. Alle diese Flächen können mit irgendwelchen weiteren Flächen in zusammengesetzten Flächen kombiniert sein. Die Verbindungskomponente des Kreuztyps setzt die intraokularen Bewegungen, z. B. die Kontraktion des Kapselsacks, in eine kombinierte axiale und seitliche Bewegung, in diesem Fall eine Drehung, der optischen Elemente um. Ein Ende jeder Verbindungskomponente des Kreuztyps ist mit dem Rand des ersten optischen Elements verbunden, während das andere Ende jeder Verbindungskomponente mit dem Rand des zweiten optischen Elements verbunden ist. Die optische Leistung der Linse ändert sich im Ergebnis einer wechselseitigen Drehbewegung der optischen Elemente in Kombination mit der axialen Bewegung. Für die Leichtigkeit der Bezugnahme ist hier eine Konfiguration mit zwei Verbindungskomponenten gezeigt, wobei aber für die mechanische Stabilität der Konstruktion drei oder mehr Verbindungskomponenten bevorzugt sind.
Daher umfasst eine derartige Linse eine Kombination einer Linse für einen variablen Brennpunkt, die eine Teleskopanordnung in einer Galileischen oder einer Newtonschen oder einer anderen alternativen Konstruktion umfasst, und einer Linse für einen variablen Brennpunkt, die wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung umfasst, wobei die seitliche Bewegung eine Verschiebung entlang einer einzigen Achse, die zur optischen Achse senkrecht ist, oder eine Drehung in einer einzigen Ebene, die zur optischen Achse senkrecht ist, oder eine Kombination der Drehung und der Verschiebung sein kann.
Zusätzliche Kommentare: Es können Stopper hinzugefügt werden, um die Bewegung der optischen Elemente in ausgewählten Richtungen zu begrenzen, z. B. um die Bewegung über eine Position der optischen Elemente hinaus zu verhindern, wobei die Position das normalsichtige Auge repräsentiert; die Akkommodationslinse kann aus optischen/mechanischen Elementen, die aus einem anderen Material hergestellt sind, z. B. optische Elemente, die sich von den Verbindungselementen unterscheiden, zusammengebaut sein; die Optik kann brechend oder beugend oder für die nichtintraokulare Verwendung reflektierend sein; die Drehgelenke können bei der Verbindung mit den optischen Elementen eine verringerte Dicke besitzen, um die Federkraft/die Elastizität einzustellen; die Breite der Verbindungselemente ist im Allgemeinen kleiner als die Breite der optischen Elemente in der gleichen Richtung; die zusätzliche Erweiterung der optischen Flächen über die Verbindung mit den Verbindungselementen hinaus verhindert die Neigung der Akkommodationslinse aufgrund der inhärenten Asymmetrie der Kraftverteilung; zusätzliche Haptiken, z. B. T-förmige Haptiken, die zu den Verbindungskomponenten hinzugefügt sind, verbessern den Wirkungsgrad der Übertragung der Bewegung des Randes des Kapselsacks auf die optischen Elemente; das Verhältnis Verschiebung/Verlagerung kann durch die Konstruktion des Winkels beeinflusst werden, in Abhängigkeit von der Konstruktion des Bahnwinkels der Verbindungskomponente und des optischen Elements oder des variablen Winkels der Verbindungskomponenten gegen die Ebene der optischen Elemente, siehe außerdem die 1–2 und 5–6; die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen IOLs können einstellbare IOLs für das phakische Auge oder AIOLs für das aphakische Auge sein, wobei die AIOLs im Kapselsack, im Sulcus des Auges vor dem Kapselsack oder in der Regenbogenhaut des Auges positioniert sind.
Figuren
1, eine graphische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer AIOL in Ruhe mit einer niedrigen Dioptrienleistung (1 in Kombination mit 2), mit einem anterioren optischen Element 1 mit wenigstens einer Fläche zum Fokussieren, einem posterioren optischen Elemente 2, außerdem mit wenigstens einer Fläche zum Fokussieren, einer schwenkbaren Verbindungskomponente 3, dem variablen Winkel 4 der Verbindungskomponenten gegen die Ebene der optischen Elemente, dem variablen Abstand 5 zwischen den optischen Elementen, der optischen Achse 6 des ersten Elements, der optischen Achse 7 des zweiten Elements, wobei sich die Linsen in Ruhe überlappen, und der Richtung 8 der Antriebskraft, in diesem Beispiel entlang der optischen Achse in der axialen Richtung.
2, eine graphische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer AIOL in Akkommodation mit einer hohen Dioptrienleistung (2 in Kombination mit 1; für 1–8 siehe 1), mit um einen Abstand 9 getrennten optischen Achsen, wobei die Trennung auf die seitliche Bewegung der optischen Elemente zurückzuführen ist.
3, eine graphische Darstellung einer AIOL in Ruhe mit einer niedrigen Dioptrienleistung im Kapselsack (3 in Kombination mit 4; für 1–9 siehe die 1–2), mit dem Kapselsack 10, der Kapsulorrhexis 11, der Regenbogenhaut 12, dem Ziliarmuskel 13, den Zonulae 14, den Flächen zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung, die eine Teleskopanordnung einschließlich einer positiven sphärischen Linse 15 und einer negativen Linse 16 umfassen, und den Flächen 17 zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung, eine Anordnung kubischer Flächen. Die Kombination der Teleskopanordnung und der Anordnung der kubischen Flächen schafft die Kombination der Brennpunkte der AIOL. Der Abstand 5 zwischen den optischen Elementen ist klein.
4, eine graphische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer AIOL in Akkommodation mit einer hohen Dioptrienleistung im Kapselsack (4 in Kombination mit 3; für 1–17 siehe die 1–3), mit einem Abstand 18 zwischen den optischen Achsen, der im Vergleich zum Abstand 5 in 3 vergrößert ist, was auf die seitliche Bewegung der optischen Elemente zurückzuführen ist.
5, eine perspektivische graphische Darstellung einer AIOL, wobei die Bewegung der optischen Elemente eine Kombination der Bewegungen entlang der optischen Achse wie in einer Teleskopanordnung und der Drehung der optischen Elemente ist, mit der AIOL im Ruhezustand mit relativ niedriger Dioptrienleistung (5 in Kombination mit 6), mit einem anterioren optischen Element 19, das eine Fläche des Schraubentyps, eine sphärische Fläche und mehrere Typen zusätzlicher Flächen für die Korrektur umfasst, und einem posterioren optischen Element 20, ebenfalls mit einer Fläche des Schraubentyps, einer sphärischen Fläche und mehreren Typen zusätzlicher Flächen für die Korrektur, den Verbindungskomponenten 21 des Kreuztyps und in dieser Position einem relativ großen Bahnwinkel 22 der Verbindungskomponente und des optischen Elements, wobei die optischen Elemente um einen Abstand 23 getrennt sind.
6, eine perspektivische graphische Darstellung einer AIOL, wobei die Bewegung der optischen Elemente eine Kombination der Bewegung entlang der optischen Achse wie in einer Teleskopanordnung und der Drehung der optischen Elemente ist, mit der AIOL im akkommodierten Zustand mit relativ hoher Dioptrienleistung (6 in Kombination mit 5, für 19–23 siehe 5), mit der Kompressionskraft 24, z. B. einer Kraft, die durch die Innenflächen des Kapselsacks ausgeübt wird, der die intraokulare Linse zusammendrückt, wobei die Kraft den Abstand 25 zwischen den optischen Elementen verringert, während sie gleichzeitig die optischen Elemente in einer Ebene, die zur optischen Achse senkrecht ist, relativ zueinander dreht 26.
Ein Beispiel
Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Linse, wie sie in den 1–2 veranschaulicht ist. Wird angenommen, dass h₀ der Abstand 5 zwischen den optischen Elementen und α₀ der Winkel 4 bei Normalsichtigkeit sind (1) und dass h₁ der Abstand 5 und α₁ der Winkel 4 bei Akkommodation sind (2), kann gefunden werden, dass:
mit Δh = h₀ – h₁, was die axiale Bewegung zwischen den optischen Elementen repräsentiert. Aufgrund der seitlichen Bewegung Δd wird die Überlappung zwischen den brechenden Elementen, die den Durchmesser der optischen Apertur repräsentiert, um 2Δd in der Richtung der Verlagerung verringert, in diesem Beispiel führt eine Änderung des Winkels von α₁ ≅ 21° zu Δd = 0,6 mm, wobei die entsprechende Änderung des Abstands 5 Δh ≅ 0,7 mm beträgt. In diesen Schätzungen wurde angenommen, dass (in Ruhe) gilt: α₀ = 0°, h₀ = 1,2 mm.
Es wird angenommen, dass eine Kraft F auf die Verbindungselementen 3 wirkt. Für ein Element θ = θ(I) wird die Gleichung aus Landau und Lifschitz (Paragraph 19, Theory of Elasticity, Pergamon, New York, 1970) angepasst:
wobei E der Elastizitätsmodul des Materials ist, in diesem Fall hydrophobes Akrylpolymer, und I das Trägheitsmoment im Querschnitt relativ zur ξ-Achse ist:
wobei a und b die seitlichen Abmessungen der Verbindungselemente sind. Deshalb wird das lokale Biegemoment I: M = EI dθ / dI, (6) mit den Randbedingungen für die Gl. (4): θ = θ₀ = π / 2 – α₀ bei I = I₀, θ = θ₁ bei I = s/2, M = EI dθ / dI = –x(θ₁)F, (7) wobei θ₁ der Winkel in der Mitte des Verbindungselements am Punkt O' ist und s die Länge des Verbindungselements ist. Gl. (4) und die Gln. (7) ergeben im Bereich θ₀ ≤ θ ≤ θ₁ und 0 ≤ I ≤ s/2:
Unter Verwendung der Gln. (8)b und (8)c können die Schätzungen für die seitliche und die axiale Bewegung Δd und Δh, siehe Tabelle 1, unter Verwendung der folgenden Beziehungen leicht gefunden werden. Δd = 2x(θ₁) – s cosα₀, Δh = s sinα₀ – 2y(θ₁). (9)

Tabelle 1: Deformation der Verbindungselemente

Kraft F, Nm α₁, Grad Endpunkt x, mm Endpunkt y, mm

0 30 0,70 1,21

2 33 0,74 1,19

10 50 0,91 1,06

20 80 1,14 0,74

30 111 1,24 0,36
Die Daten in der Tabelle 1 wurden mit der Elastizitätskonstante, d. h. dem Elastizitätsmodul, des Materials E ≅ 4,5 × 10⁶ Pa erhalten, die anderen Parameter waren: s = 1,4 mm, a = 3 mm, b = 0,2 mm.
Damit eine derartige Linse funktioniert, muss die Verbindungskomponente so konstruiert sein, dass eine Kraft von weniger als 30 mN, wie sie durch den Ziliarmuskel geliefert wird, zu einer wechselseitigen Verlagerung der optischen Elemente von etwa 0,8 mm führt. Außerdem sollte, damit eine derartige Linse funktioniert, die Federkraft der Verbindungskomponente die Muskelkraft nicht übersteigen, um die Kompression der Linse zu erlauben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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US 2006259139 [0015]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

S. Masket, Cataract and refractive surgery today, Juli 2004, S. 34–37 [0002]
Adjustable refractive power from diffractive moiré elements, S. Bernet und M. Ritsch-Marte, Appl. Opt. 47, 3722–3730, 2008 [0012]
Landau und Lifschitz (Paragraph 19, Theory of Elasticity, Pergamon, New York, 1970) [0030]

Claims

Intraokulare Linse, die wenigstens eine Linse für einen variablen Brennpunkt umfasst, die wenigstens zwei optische Elemente umfasst, wobei jedes dieser Elemente wenigstens eine Fläche für eine optische Funktion umfasst, wobei die Flächen enthalten: – eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung, die an einem optischen Element vorgesehen ist, wobei die Fläche dafür ausgelegt ist, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der seitlichen Position des optischen Elements abhängt, – eine Fläche zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung, die an irgendeinem weiteren optischen Element vorgesehen ist, wobei diese Fläche dafür ausgelegt ist, einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der axialen Position des optischen Elements abhängt, – dadurch gekennzeichnet, dass die Linse wenigstens eine Verbindungskomponente für die gleichzeitige Bewegung umfasst, die mit den optischen Elementen verbunden ist und die dafür ausgelegt ist, die gleichzeitigen wechselseitigen Bewegungen der optischen Elemente entlang wenigstens einer seitlichen Achse und entlang der axialen Achse zu schaffen, und dass der variable Brennpunkt der Linse eine Kombination des variablen Brennpunkts, der durch die Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung geschaffen wird, und des variablen Brennpunkts, der durch die Fläche zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung geschaffen wird, ist.
Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente umfassen: – wenigstens zwei Flächen zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung, die an verschiedenen optischen Elementen vorgesehen sind, wobei die Flächen dafür ausgelegt sind, in Kombination einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der relativen seitlichen Position der optischen Elemente abhängt, und – wenigstens zwei Flächen zum Fokussieren durch eine axiale Bewegung, die an verschiedenen optischen Elementen vorgesehen sind, wobei die Flächen dafür ausgelegt sind, in Kombination einen variablen Brennpunkt zu schaffen, dessen Grad des Brennpunkts von der relativen axialen Position der optischen Elemente abhängt.
Linse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse wenigstens eine zusätzliche Fläche für die variable Korrektur der variablen Aberrationen außer dem variablen Brennpunkt umfasst, die dafür ausgelegt ist, eine variable Korrektur wenigstens einer variablen Aberration zu schaffen, wobei der Grad der Korrektur von der relativen Position des optischen Elements abhängt.
Linse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur der festen Aberrationen außer dem festen Brennpunkt umfasst.
Linse nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse wenigstens eine zusätzliche Fläche für die feste Korrektur des festen Brennpunkts umfasst.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung dafür ausgelegt ist, eine variable Brechkraft durch Verschiebung entlang einer Achse, die senkrecht zu der optischen Achse ist, zu schaffen.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung dafür ausgelegt ist, eine variable Brechkraft durch Drehung in einer Ebene, die senkrecht zu der optischen Achse ist, zu schaffen.
Linse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche zum Fokussieren durch Verschiebung entlang einer Achse, die senkrecht zu der optischen Achse ist, eine kubische Fläche ist.
Linse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche zum Fokussieren durch Drehung in einer Ebene, die senkrecht zu der optischen Achse ist, eine Fläche des Schraubentyps ist.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fläche für eine optische Funktion eine zusammengesetzte Fläche ist, die dafür ausgelegt ist, wenigstens zwei optische Funktionen gleichzeitig zu schaffen.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskomponente wenigstens eine schwenkbare Verbindungskomponente ist, die dafür ausgelegt ist, wenigstens eine seitliche Verschiebungsbewegung und wenigstens eine axiale Bewegung gleichzeitig zu schaffen.
Linse nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskomponente wenigstens eine Verbindungskomponente des Kreuztyps ist, die dafür ausgelegt ist, wenigstens eine seitliche Drehbewegung und wenigstens eine axiale Bewegung gleichzeitig zu schaffen.
Linse nach irgendeiner Kombination der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse eine intraokulare Akkommodationslinse ist.
Linse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse Stützkomponenten umfasst, die dafür ausgelegt sind, die Linse im Kapselsack des Auges zu positionieren.
Linse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse Stützkomponenten umfasst, die dafür ausgelegt sind, die Linse im Sulcus des Auges zu positionieren.
Linse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse Stützkomponenten umfasst, die dafür ausgelegt sind, die Linse in der Regenbogenhaut des Auges zu positionieren.
Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse eine Kombination einer Linse für einen variablen Brennpunkt, die eine Teleskopanordnung umfasst, und einer Linse für einen variablen Brennpunkt, die wenigstens eine Fläche zum Fokussieren durch eine seitliche Bewegung umfasst, umfasst.
Linse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Bewegung eine Verschiebung entlang einer einzigen Achse ist, die senkrecht zu der optischen Achse ist.
Linse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Bewegung eine Drehung in einer Ebene ist, die senkrecht zu der optischen Achse ist.