DE19738101C1 - Simulating deformation of model human lens sac containing implanted intra-ocular lens, enabling comparison of lens types - Google Patents

Simulating deformation of model human lens sac containing implanted intra-ocular lens, enabling comparison of lens types

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Abstract

A viscoelastic model (14) of the sac encapsulating the lens in the natural eye, is made from silicon rubber of medium viscosity. An intraocular lens (IOL) with haptic elements is introduced through a central frontal opening, to simulate natural disposition in the eye. Any deformations arising in the capsule sac model (14) are then measured in three dimensions, with imitation zonal fibers (5) and simulated annular ciliar muscles (6). The gap (17) between IOL and rear wall of the sac is also measured. An Independent claim is included for the model-making equipment, comprising a press for cold-hardening (RTV) silicon rubber of medium viscosity. This includes a supported mold core for the sac, surrounded by two matching mold halves, and a clamping system. The mold produces almost any required shape and size of model sac, with a central opening in the front wall (passing the core support and subsequently the IOL). Preferred Features: The model is held underwater in a measurement chamber. A video measurement microscope with cross hair grating is used in conjunction with a pulsed ultrasonic-A unit, to measure the geometry of the distortion gap (7), precisely determining the three-dimensional deformation of the model, with installed IOL.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur technischen Simulation der Verformung des Kapselsackmodells der menschlichen Augenlinse nach Implantation einer Intraokularlinse (IOL), ihrer Vermessung bzw. des Spaltes zwischen der Rückseite einer IOL und des Kapselsackes in Abhängigkeit vom Typ, Material sowie der Form der haptischen Elemente der unterschiedlichen IOL sowie die Herstellung eines viskoelastischen Kapselsackmodells.The invention relates to a method and a device for technical simulation of the Deformation of the capsular bag model of the human eye lens after implantation of a Intraocular lens (IOL), its measurement or the gap between the back of an IOL and the capsular bag depending on the type, material and shape of the haptic Elements of different IOLs as well as making a viscoelastic Capsular bag model.

Die Erfindung schallt durch die Herstellung eines elastischen, dreidimensionalen Kapselsackmodells erstmals die Möglichkeit, die Situation im Auge nach der Implantation einer IOL technisch außerhalb des Auges zu simulieren, so daß die Möglichkeit eines Vergleiches der IOL von verschiedenen Herstellern bezüglich ihres Verhaltens im Kapselsack besteht. Alle Versuche einer numerischen Simulation sind bisher vorwiegend am Fehlen der Gewebeparameter im Vorderabschnitt des Auges gescheitert.The invention resounds by producing an elastic, three-dimensional Capsule bag model for the first time the possibility of the situation in the eye after the implantation to technically simulate an IOL outside the eye, so the possibility of a Comparison of the IOL from different manufacturers regarding their behavior in the capsular bag consists. So far, all attempts at numerical simulation have largely been lacking Tissue parameters in the anterior section of the eye failed.

Die Erfindung ermöglicht erstmals mit einem solchen dreidimensionalen Modell auch die Beurteilung der Geometrie des für eine schädliche Nachstarbildung im Bereich der optischen Achse des Augenspaltes zwischen IOL und Kapselrückwand.With such a three-dimensional model, the invention also makes it possible for the first time Assessment of the geometry of the for a harmful Nachstarbildung in the field of the optical Axis of the eye gap between the IOL and the back of the capsule.

Moderne Verfahren bei der Intraokularlinsenimplantation im Zusammenhang mit der Operation des "grauen Stars" bevorzugen die Fixierung der künstlichen Augenlinse im Kapselsack der natürlichen Augenlinse. Dabei werden über eine operativ geschaffene Öffnung (Rhexis) in der Vorderseite der Linse in den Äquator des vom Kern und der Rinde gereinigten Kapselsackes mehr oder weniger elastische, offene oder geschlossene Bügel der Kunstlinse (IOL) verankert. Bei dieser Form des Linsenersatzes werden auch zunehmend weiche Linsen verwendet, die faltbar und so leichter einsetzbar sind und damit eine stärkere Traumatisierung des Auges vermeiden.Modern intraocular lens implantation procedures related to surgery the "cataract" prefer to fix the artificial eye lens in the capsular bag natural eye lens. Thereby, an operatively created opening (Rhexis) in the Front of the lens in the equator of the capsular bag cleaned of the core and the cortex Anchored more or less elastic, open or closed temple of the artificial lens (IOL). With this form of lens replacement, soft lenses are increasingly being used foldable and thus easier to use and thus a stronger traumatization of the eye avoid.

In der Veröffentlichung (Guthoff, u. a; s. u.) wird ein 2-dimensionales, zylinderförmiges Kapselsackmodell aus medizinischer Silastikfolie beschrieben, das in seinem mechanischen Verhalten aber keinesfalls das des natürlichen Kapselsackes in einer dreidimensionalen Form nach der Implantation einer Intraokularlinse simulieren kann. Ein Vergleich zu bisher ermittelten Meßwerten ist deshalb nicht möglich. Die Simulation des für eine unerwünschte Nachstarbildung entscheidenden Spaltes zwischen der IOL und der Kapselrückwand ist damit nicht möglich.In the publication (Guthoff, among others; see below), a 2-dimensional, cylindrical Capsule bag model made of medical silica film described in its mechanical  But do not behave in any way that of the natural capsular bag in a three-dimensional form after implanting an intraocular lens. A comparison to so far Measured values determined are therefore not possible. Simulating the for an unwanted Post-formation of a crucial gap between the IOL and the capsule rear wall is thus not possible.

In Patentschriften beschriebene technische Realisierungen einer künstlichen Linse oder der Vorderkammer dienen nicht der Simulation der IOL-Implantation, sondern sind Augenphantome zur Optimierung von OP-Verfahren bzw. der Nachbildung des vorderen Augenabschnittes.Technical implementations of an artificial lens or the described in patent specifications Anterior chamber are not used to simulate IOL implantation, but are Eye phantoms to optimize surgical procedures or the replica of the anterior one Eye section.

(Guthoff R., J. Gustmann, J. Draeger: "Ein Kapselsackmodell zur Optimierung von Kunstlinsenhaptiken - Erste vergleichende Untersuchungen an 74 Intraokularlinsen" In: Neuhann T., C. Hartmann, R. Rochels (Hrsg) 6. Kongress der DG II(1993), Springerverlag, Heidelberg, New York, S. 149-155) US-Patent-Nr.: 4.762.496 (9.8.1988); US-Patent-Nr.: 5.380.207 (10.01.1995)(Guthoff R., J. Gustmann, J. Draeger: "A capsular bag model for the optimization of Artificial lens haptics - First comparative studies on 74 intraocular lenses " In: Neuhann T., C. Hartmann, R. Rochels (ed.) 6th Congress of DG II (1993), Springerverlag, Heidelberg, New York, pp. 149-155) U.S. Patent No. 4,762,496 (August 9, 1988); U.S. Patent No .: 5,380,207 (1/10/1995)

Der in den Patentansprüchen 1 bis 3 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines elastischen dreidimensionalen Kapselsackmodells aus Silikonkautschuk so zu realisieren, daß dieses Modell in seinen Abmessungen und der Form dem Kapselsack der natürlichen Augenlinse nahekommt und mit diesem Modell die Simulation einer Verformung durch eine eingesetzte Intraokularlinse (IOL) möglich ist, sowie eine exakte dreidimensionale Vermessung sowohl des Modells als auch der Lage der IOL in dem Modell einschließlich des Spaltes zwischen der IOL und der Rückseite der Kapsel in einer Meßkammer mit einem Meßmikroskop erfolgen kann.The invention specified in claims 1 to 3 is based on the problem Method and device for producing an elastic three-dimensional Capsule bag model made of silicone rubber so that this model in its Dimensions and shape of the capsular bag comes close to the natural eye lens and with this model the simulation of a deformation by an intraocular lens (IOL) is possible, as well as an exact three-dimensional measurement of both the model and the Location of the IOL in the model including the gap between the IOL and the back the capsule can be placed in a measuring chamber with a measuring microscope.

Das Problem wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch die im Patentanspruch 1 und für die Vorrichtung durch die im Patentanspruch 3 aufgeführten Merkmale gelöst.The problem is solved according to the invention for the method by those in claim 1 and for the device by those in claim 3 Features resolved.

Die Vorrichtung besteht aus einer Preßform mit mehreren Teilen, die nach dem Zusammenfügen über einem Kapselsackformstempel einen Innenraum in der Form des gewünschten Kapselsackmodells freilassen, in dem das vorher eingefüllte Silikonkautschuck­ material aushärten kann, und die eine Entnahme des fertigen Modells in einem Stück ohne Beschädigung gestattet.The device consists of a mold with several parts, which according to the Assemble an interior space in the shape of a capsule bag stamp Release the desired capsular bag model in which the previously filled silicone rubber material can harden, and the removal of the finished model in one piece without Damage allowed.

Weitere Vorteile sind die freie Gestaltungsmöglichkeit des Kapselsackmodells durch die Wahl der Preßformen und des Preßformstempels, auch mit der Möglichkeit der Gestaltung einer Öffnung an der Hinterseite des Modells, einer Option, die auch in der operativen Praxis besonders bei Kindern zur Vermeidung einer möglichen Nachstarbildung in dem andernfalls entstehenden Spalt zwischen IOL und Kapselrückwand und einer dann bei Kindern problematischen notwendigen YAG-Laser-Behandlung vorkommt.Further advantages are the free design options of the capsular bag model through the choice the molds and the die, also with the possibility of designing a Opening at the back of the model, an option that is also used in operational practice especially in children to avoid possible post-star formation otherwise resulting gap between IOL and capsule back wall and then in children problematic necessary YAG laser treatment occurs.

Ein noch weiterer Vorteil ergibt sich aus der praktischen Anwendung der Erfindung dadurch, daß IOL aus hartem oder weichem Material mit unterschiedlichen Formen und von wechselnden Herstellern auf Einflüsse auf die Form der Linsenkapsel außerhalb des Auges vor der Operation in einer Meßkammer in Wasser unter dem Einsatz eines Video-Meßmikroskopes und auf die Geometrie des Spaltes zwischen der IOL- und der Kapselrückwand mit einem Ultraschall-A-Gerät getestet werden können.A still further advantage results from the practical application of the invention in that that IOL made of hard or soft material with different shapes and of changing manufacturers to influence the shape of the lens capsule outside the eye the operation in a measuring chamber in water using a video measuring microscope and on the geometry of the gap between the IOL and the capsule rear wall with a Ultrasound A device can be tested.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Fig. 1-3 näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail in FIGS. 1-3.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: Situation bei der Implantation einer künstlichen Intraokularlinse (IOL) im menschlichen Auge Fig. 1: Situation during the implantation of an artificial intraocular lens (IOL) in the human eye

Fig. 2: Schematische Darstellung der Lage des Kapselsackmodells in der Meßkammer bei der Vermessung mit dem Meßfaden-Mikroskop und dem Ultraschallgerät Fig. 2: Schematic representation of the position of the capsular bag model in the measuring chamber during the measurement with the measuring thread microscope and the ultrasound device

Fig. 3: Schnitt durch die Preßvorrichtung zur Herstellung des Kapselsackmodells aus Silikonkautschuk mit einer Öffnung (Rhexis) in der Vorderseite der Kapsel Fig. 3: Section through the pressing device for producing the capsule bag model from silicone rubber with an opening (Rhexis) in the front of the capsule

Nach Fig. 1 wird in den Kapselsack 2 der Linse des menschlichen Auges 1 nach der operativen Schaffung einer zentralen Öffnung (Rhexis) 13 in der Vorderseite und der Entfernung des Linseninhaltes eine IOL 3 mit ihren Haptiken 4 implantiert, die je nach der Bauart einen mehr oder weniger schmalen aber unerwünschten Spalt 17 zwischen der IOL 3 und der hinteren Kapselwand 14 herstellt sowie unterschiedliche Kräfte auf den Kapselsack 2, die Zonulafasern 5 und über diese auf den Ziliar-Ringmuskel 6 mit der möglichen Folge einer Netzhautablösung ausübt.According to Fig. 1, an IOL 3 with its haptics 4 is implanted in the capsular bag 2 of the lens of the human eye 1 after the operative creation of a central opening (Rhexis) 13 in the front and the removal of the lens content, which depending on the type one more or less narrow but undesirable gap 17 between the IOL 3 and the posterior capsule wall 14, and exerts different forces on the capsular bag 2 , the zonular fibers 5 and, via these, on the ciliary ring muscle 6 with the possible consequence of retinal detachment.

Nach Fig. 2 wird ein Kapselsackmodell 14 aus Silikonkautschuk so hergestellt, daß es in seiner Gestalt dem natürlichen Kapselsack 2 mit den Zonulafasern 5 und dem Ziliar-Ring­ muskel 6 des Auges nahekommt und in einer Meßkammer 15 unter Wasser 18 mit einem Video-Meßmikroskop 11 und einem Ultraschall-A-Gerät 12 vor und nach dem Einfügen einer IOL 3 dreidimensional und die Spaltbreite 17 zwischen IOL 3 und Kapselrückwand vermessen werden können.According to FIG. 2, a capsular bag model 14 is made of silicone rubber so that it comes close to the eye in shape to the natural capsular bag 2 with the zonular fibers 5 and the ciliary ring muscle 6 and in a measuring chamber 15 with water 18 with a video measuring microscope 11 and an ultrasound A device 12 before and after the insertion of an IOL 3 in three dimensions and the gap width 17 between the IOL 3 and the capsule rear wall can be measured.

Nach Fig. 3 werden über einen zentralen Kapselsackformstempel 8 mit einer der torischen Form des Kapselsackmodells 14 nachempfundenen Erweiterung in der Mitte zwei Formschalen 9 geschoben, die so gestaltet sind, daß der durch verstellbare Anschlagshülsen 19 kontrollierbare innere Freiraum mit kalthärtendem Silikonkautschuk 16 ausgefüllt werden kann, wodurch das Kapselsackmodell 14 nach dem Zusammenpressen mit den Spannvorrichtungen 7; 10 entsteht und mit der Preßvorrichtung ohne Beschädigung am Ende des Aushärtevorganges mit einer zentralen Öffnung 13 in der Vorderseite des Kapselsackmodells 14 herausgezogen werden kann.According to Fig. 3 with a toric shape of the capsular bag model are pushed 14 modeled extension in the middle of two mold shells 9 via a central capsular bag molding die 8, which are designed so that the controllable by adjustable stop sleeves 19 inner space can be filled with cold-curing silicone rubber 16, whereby the capsular bag model 14 after being pressed together with the tensioning devices 7 ; 10 arises and can be pulled out with the pressing device without damage at the end of the curing process with a central opening 13 in the front of the capsular bag model 14 .

BezugszeichenlisteReference list

11

- menschliches Auge
- human eye

22nd

- Linsenkapsel des Auges
- lens capsule of the eye

33rd

- Introokularlinse (IOL)
- Introocular lens (IOL)

44th

- Haptiken der IOL
- IOL haptics

55

- Zonulafasern
- Zonula fibers

66

- Ziliar-Ringmuskel
- ciliary sphincter

77

- Spannvorrichtung/Unterseite
- Clamping device / bottom

88th

- Kapselsackformstempel mit einem Schaft/Öffnung Vorderseite
- Capsule bag stamp with a shaft / opening on the front

99

- Formschalen/Vorderteil mit zentraler Öffnung für Schaft des Formstempels
- Shells / front part with a central opening for the shaft of the die

1010th

- Spannvorrichtung - tensioning device

11

Oberseite
Top

1111

- Video-Meßplatz mit elektronischem Meßfadenkreuz
- Video measuring station with electronic crosshairs

1212th

- Ultraschall-A-Gerät zur Spaltvermessung zwischen IOL und Kapselwand
- Ultrasonic A device for gap measurement between IOL and capsule wall

1313

- zentrale Öffnung der Kapsel - central opening of the capsule

11

Vorderseite
front

1414

- Silikon-Kapselsackmodell
- Silicone capsule bag model

1515

- Meßkammer mit optischenm Meßfenster
- Measuring chamber with an optical measuring window

1616

- mittelviskoses Silikonkautschuk
- medium viscous silicone rubber

1717th

- Spalt zwischen IOL und Kapselwand
- Gap between IOL and capsule wall

1818th

- Wasser in der Meßkammer
- Water in the measuring chamber

1919th

- verstellbare Anschlagshülsen in den Formschalen
- adjustable stop sleeves in the molded shells

Claims (3)

1. Verfahren zur technischen Simulation der Lageorientierung einer implantierten Intraokularlinse (IOL) (3) im Kapselsack (2) der menschlichen Augenlinse und seiner Verformung durch eine ungleichmäßige Kräfteverteilung über die haptischen Elemente (4) bei unterschiedlichen Linsentypen, dadurch gekennzeichnet, daß ein viskoelastisches Kapselsackmodell (14) des natürlichen Kapselsackes (2) des Auges (1) aus mittelviskosem Silikonkautschuk (16) hergestellt wird, daß in das Kapselsackmodell (14) durch eine zentrale vordere Öffnung (13) eine Introkularlinse (3) mit ihren haptischen Elementen (4) eingesetzt wird, wodurch die natürliche Situation im Auge (1) simuliert wird und daß danach eine dreidimensionale Vermessung eventuell auftretender Verformungen des Kapselsackmodells (14) mit angedeuteten Zonulafasern (5) und simuliertem Ziliar-Ringmuskel (6)sowie der zwischen IOL (3) und hinterer Wand des Kapselsackmodells (14) entstehende Spalt (17) erfolgt.1. A method for the technical simulation of the positional orientation of an implanted intraocular lens (IOL) ( 3 ) in the capsular bag ( 2 ) of the human eye lens and its deformation due to an uneven distribution of forces over the haptic elements ( 4 ) with different lens types, characterized in that a viscoelastic capsular bag model ( 14 ) of the natural capsular bag ( 2 ) of the eye ( 1 ) is made from medium-viscosity silicone rubber ( 16 ) that an introcular lens ( 3 ) with its haptic elements ( 4 ) is inserted into the capsular bag model ( 14 ) through a central front opening ( 13 ). is used, which simulates the natural situation in the eye ( 1 ) and that a three-dimensional measurement of any deformations of the capsular bag model ( 14 ) with indicated zonular fibers ( 5 ) and simulated ciliary ring muscle ( 6 ) and between IOL ( 3 ) and rear wall of the capsular bag model ( 14 ) resulting gap ( 17 ) e follows. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Halterung des Kapselsackmodells (14) in einer Meßkammer (15) unter Wasser (18) mittels eines Video-Meßfadenkreuzes (11) und eines Ultraschall-A-Gerätes (12) die Geometrie und der entstehende Spalt (17) exakt vermessen und so die dreidimensionale Verformung des Kaspselsackmodells (14) durch eine eingesetzte IOL (3) bestimmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that by means of a holder of the capsular bag model ( 14 ) in a measuring chamber ( 15 ) under water ( 18 ) by means of a video crosshair ( 11 ) and an ultrasound A device ( 12 ), the geometry and the resulting gap ( 17 ) is measured precisely, and the three-dimensional deformation of the paspal bag model ( 14 ) is determined by an inserted IOL ( 3 ). 3. Vorrichtung zur Herstellung des viskoelstischen Kapselsackmodells (14) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Pressvorrichtung für mittelviskoses, kalthärtendes Silikonmaterial (16), bestehend aus einem inneren torischen Kapselsackformstempel (8), zwei Außenschalen (9) sowie Spannvorrichtungen (7/10), mit deren Hilfe praktisch jede beliebige Form und Größe eines Kapsellsackmodells (14) mit einer zentralen Öffnung (13) in der Vorderwand des Kapselsackmodells (14) geformt wird.3. Device for producing the viscoelastic capsule bag model ( 14 ) for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized by a pressing device for medium-viscosity, cold-curing silicone material ( 16 ), consisting of an inner toric capsule bag punch ( 8 ), two outer shells ( 9 ) and tensioning devices (7/10), of any shape and size is formed of a Kapsellsackmodells (14) having a central opening (13) in the front wall of the capsular bag model (14) with the aid of practical.
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GUTHOFF, R., et. al.: Ein Kapselsackmodell zur Optimierung von Kunstlinsenhaptiken- Erste vergleichende Untersuchungen an 74 Intraokularlinsentypen, In: Neuhann, T., et. al. (Hrsg.) 6. Kongress der DG II (1993), Springerverlag, Heidelberg, New York, S. 149-155 *

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