WO2014086672A1 - Eye implant and method for producing same - Google Patents

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WO2014086672A1
WO2014086672A1 PCT/EP2013/075073 EP2013075073W WO2014086672A1 WO 2014086672 A1 WO2014086672 A1 WO 2014086672A1 EP 2013075073 W EP2013075073 W EP 2013075073W WO 2014086672 A1 WO2014086672 A1 WO 2014086672A1
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eye
lens
topography
implant
optical
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Application number
PCT/EP2013/075073
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Inventor
Thomas Neuhann
Wolfgang G.K. Müller-Lierheim
Original Assignee
Miro Gmbh
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    • A61F2240/001Designing or manufacturing processes
    • A61F2240/002Designing or making customized prostheses

Definitions

  • the invention relates to an eye implant with an aberration of the eye correcting optical lens area, and a method for its preparation.
  • the optical system of the eye primarily involves the cornea (cornea) as the entrance lens, the iris (iris) as the variable diameter ring (pupil) and the lens of the eye.
  • the line of sight of the eye is determined by six muscles.
  • the eye can adapt its imaging system to the brightness of the environment by changing the diameter of the pupil.
  • the lens is attached to a circular muscle via fibers (zonular fibers).
  • the contraction of this circular muscle causes a relaxation of the zonular fibers and thereby a greater curvature of the lens surfaces, with the result that the focal length of the lens is reduced.
  • images are remotely imaged sharply on the retina at a distance, instead of distant images. This process is called accommodation.
  • the current methods of ophthalmology, optometry and ophthalmic optics for the improvement of vision are primarily concerned with the correction of errors in the optical system of the eye. Particular mention should be made here of spectacles, contact lenses, refractive surgical interventions for changing the curvature of the cornea, intraocular contact lenses (ICL) implanted in the anterior chamber of the eye, intraocular lenses implanted after removal of the natural lens, and iris and natural lens or intraocular lens implanted additional lenses.
  • ICL intraocular contact lenses
  • Spherical, rotationally symmetric lenses and refractive corneal interventions serve to correct the average focal length of the eye.
  • the focal lengths of light rays passing through the center of the lens or optical system differ from those passing through the periphery of the optics. This deviation is called spherical aberration. It can be corrected by aspherical (rotationally ellipsoidal) optical surfaces.
  • correction approaches correction only of the spherical aberration of the lens or the surgically altered cornea, correction of the spherical aberration of the lens used in combination with the known from the literature average spherical aberration of the human eye, as well as individual correction of the System from a specific patient's eye and the used lens or corneal correction.
  • the human eye is not exactly rotationally symmetric. Significant deviations are termed astigmatism.
  • Toric lenses cylindrical lenses
  • a toric form of corneal change are used to correct astigmatism.
  • the actual resolution of the retina is limited to ideal imaging by the diffraction of the light. Two spatially separated points are still distinguishable when the light intensity maximum of the second point in the 1. Diffraction minimum of the first point lies. At 4 mm pupil opening and 600 nm wavelength of light, this corresponds to a distance of about 4 ⁇ on the retina.
  • the diameter of the receptors at the point of sharpest vision in the retina (fovea) is about 1 to 3 ⁇ . This means, among other things, that even with ideal imaging of the human eye, a mapped stripe pattern can never lead to moire effects.
  • the accommodation ability of the eye ie the ability to vary the focal point by changing the lens curvature, decreases continuously from the birth of the human.
  • objects that are less than 40 cm apart are generally no longer sharply imaged on the retina.
  • the direction of view determines the focal length of the visual aid.
  • accommodating intraocular lenses used.
  • bi- or multifocal intraocular lenses are implanted in 1 to 2 percent of the cases, the optics of which have diffractive or refractive two or three focal lengths.
  • the patient always sees sharp and blurred images simultaneously on the retina. Neither near nor far is the total amount of light available.
  • prismatic lenses in spectacles and contact lenses for correcting errors in the relative direction of both eyes are known, as well as magnifying vision aids in pathologically reduced image resolution of the retina.
  • the object of the invention is to provide an eye implant implantable in the eye, which, taking into account the signal processing in the eye following the optical imaging, leads to sharp vision in the distance and nearness.
  • the eye implant according to the invention can be used as an intraocular lens which replaces the natural eye lens. Further, in addition to the natural eye lens remaining in the eye, the eye implant may be used to correct aberrations. Further, the eye implant may be implanted in addition to an intraocular lens replacing the natural eye lens.
  • the eye implant By means of the eye implant according to the invention, aberrations of the eye are corrected to such an extent that the eye has a far point of the image of 0.7 m and a defocusing tolerance of at least approximately ⁇ 1.5 diopters. Compared with expected manufacturing tolerances and deviations from precise positioning in the eye and inoperative and postoperative expected changes in the eye, the eye implant proves to be robust.
  • the signal processing in the neural vision system following the optical imaging on the retina of the eye is taken into account.
  • the process of seeing is composed a) projecting images of the environment using the optical system of the eye on the retina of the eye; b) converting optical stimuli striking the receptors of the retina into neuronal signals of the ganglion cells (nerve cells) in the retina , c) the transmission of the visual signal from the ganglion cells through the optic nerve (axons of the ganglion cells) and the processing of the neuronal signals in the side bumps of the thalamus, as well as the forwarding of signals to and their further processing in the primary visual cortex of the brain, d ) the transmission of signals to the secondary visual cortex and the cerebrum, and their analysis in the secondary visual cortex and cerebrum.
  • the retina contains two types of light receptors, namely about 120 million rods and about 6 million cones.
  • the rods are responsible for the detection of faint signals.
  • the cones are responsible for the high spatial resolution of objects and the color recognition. There are three different types of cones, which differ in the wavelength of the light absorption maximum.
  • the highest density of the cones is at the point of sharpest vision of the retina (fovea centralis, visual cavity, depression of about 1, 5 mm diameter in the center of the macula lutea, yellow spot).
  • the highest density of the rods is at the periphery of the fovea centralis.
  • Nerve cells consist of the cell body (Sorna), neuron fibers (axons) with branches and branches (dendrites). Each neuron can receive signals (nerve impulses, neuronal impulses) from many upstream neurons and forward them to many downstream neurons.
  • Neuronal signals are electrical pulses in the range of 100 millivolts based on chemical processes.
  • the neuron discharges ('fires') in an all-or-nothing process.
  • the stimulus amplitude is converted into the frequency and regularity of the nerve impulses.
  • the neuron needs at least 1 to 2 milliseconds recovery break, ie the maximum 'fire rate' is 500 to 800 pulses per second.
  • the neurons fire at a low rate (spontaneous rate).
  • the stimulus amplitude is therefore limited by the maximum rate of fire and the spontaneous rate.
  • the impulse is sent from the cell body of the neuron (Sorna) to the axon.
  • the axon end is located near the dendrites or the cell body of a subsequent neuron, but spatially separated by a gap (synapse).
  • the impulse is transmitted through the release of a chemical substance (neurotransmitter) by the presynaptic neuron.
  • Neurotransmitters attach to the cell membrane of the postsynaptic neuron.
  • the presynaptic impulse may be stimulating (increasing the rate of firing) or inhibiting (reducing the rate of firing) on the postsynaptic neuron.
  • Each neuron usually receives stimulating and inhibitory impulses from several other neurons, which together increase, decrease or leave the own impulse rate in comparison with the spontaneous rate.
  • the receptor neurons converge at the next higher level of neurons; at the same time, the synapses of lateral neurons on the next higher level are inhibitory. This leads to maximum arousal when the stimulus has a certain spatial extent (' ⁇ -area') and inhibition at further spatial extent ('OFF-area').
  • the convergence circuit with lateral inhibition is the basis for the "image sharpening" that already begins at the retinal level in relation to the retina.
  • the interconnection of the receptors (cones and rods) with the relaying ganglion cells is linear, convergent and convergent with lateral inhibition by the bipolar, horizontal and amacrine cells.
  • the convergence of the rods is responsible for the high photosensitivity, the ganglion cells 'fire' only with simultaneous excitation by several rods.
  • the cones in the fovea centralis are connected linearly with the ganglion cells, which contributes to the higher spatial resolution.
  • the area of the retina to which a single higher-level neuron responds is referred to as the receptive field of that neuron.
  • the optical imaging quality of the average human eye is relatively poor.
  • the surfaces of the cornea and lens have asymmetrical irregularities.
  • the corneal vertex (apex), pupil center, lens vertex and the point of sharpest vision of the retina (fovea centralis) are usually not on one axis. Nevertheless, the eye orients itself so that the subject to be closely observed is imaged at the point of sharpest vision (fovea) without regard for any additional optical aberrations of the eye. That the eye nevertheless perceives sharp images, owes it to its ability to 'image sharpening', which already begins in the retina.
  • a sharp point of the environment is imaged by the imaging function of the eye on the retina as a light intensity distribution across a plurality of receptors. Only the neural image sharpening leads to the perception of a sharp point. Even in old age, the human eye still has an accommodation of about 0.75 dioptres. Since the natural eye lens is not accommodated at this age, this 'rest accommodation' is presumably due to a defocusing tolerance due to the above-described neuronal image sharpening ability of the eye.
  • the defocusing tolerance of the eye implant according to the invention is increased to about ⁇ 1.5 diopters by improving the optical imaging quality, and the optical lens area of the eye implant is adjusted so that the eye is at an image distance (far point) of about 0.7 m without Accommodation of the optical lens area is corrected.
  • the eye is set to a far point at a distance of 0.7 m, images are most sharply imaged on the retina when the eye is located at a distance.
  • the optical imaging quality of the optical lens area is increased to about ⁇ 1.5 diopters, full visual acuity is achieved in the distance and near without accommodating the lens.
  • a complete correction of the aberrations of the eye is neither necessary nor desirable because for the vision in the dark, the simultaneous excitation of several rods is required for color vision, the signals of three complementary cones must be present on a ganglion simultaneously, operation-related corneal changes are to be expected and Eye as a living organism is subject to constant minor changes. Furthermore, in the implantation of lenses, manufacturing tolerances as well as slight rotation, decentration, tilting and displacement of the lens along the optical axis of the eye must be assumed.
  • the eye Before implantation, the eye is measured biometrically (topography of anterior and posterior surface of the cornea, axial length of the eyeball and phakic intraocular lenses and intraocular contact lens position, and topography of the anterior and posterior surfaces of the lens) and from these measurements in combination with the planned position of the lens in the eye and the refractive index of the lens material, the surface topography is calculated as a target topography of the lens to be implanted in the eye.
  • Geometric data such as central radii, corneal aspiration, various curvatures of the cornea, the angle of the chamber, the chamber volume as well as the chamber height of the anterior chamber and also lens opacities can be analyzed.
  • EP 1074214 B1 discloses such a search of the anterior eye section.
  • the future location of the intraocular lens to be implanted can also be accurately predicted.
  • a target topography on one of the two lens surfaces or for both lens surfaces is calculated for the intraocular lens. It also takes into account the lens material to be used for the intraocular lens. These may be commercially available polymers, such as MMA / HEMA copolymers. A suitable lens material is also known, for example, from WO 2007/062864.
  • the lens can be made of any implantable optical grade material.
  • the manufacture of the optic of the eye implant is carried out using standard methods, one of the optical surfaces having a standard geometry (spherical, aspherical or toric) and can be produced by turning, casting or injection-compression molding.
  • the second optical surface is preferably produced with a suitable for the production of freeform surfaces, programmable lathe, wherein lathes is given preference, in which a subsequent polishing of the surface can be omitted.
  • machine data are calculated, which are suitable for controlling a mechanically machining the surface of a standard lens blank. Depending on these machine data, the machining takes place on the surface of the standard lens blank, for example in a suitable turning or milling machine.
  • a turning and / or milling machine is used, with which the processing of the lens surface is carried out with such precision that a subsequent polishing is not required.
  • a diamond tool is used in the lathe.
  • the standard lens blank from which the individual intraocular lens is made by mechanical machining is preferably a lens blank made by injection-compression molding. In this way, one obtains a lens blank with exactly predetermined dimensions on the lens surfaces, from which, starting the desired topography is generated by the mechanical machining.
  • the quality control of the topography of the optics designed as open spaces preferably takes place by analysis of the measured, in particular the reflected wavefront, wherein the desired surface is selected as a mathematical reference and deviations of the topography are calculated from the expected wavefront by analyzing the measured wavefront.
  • the wavefront measurement is preferably performed at a wavelength at which the unreflected light is absorbed by the lens material to minimize the interference of the reflected wavefront of the front surface of the optic with reflections from the back surface of the optic.
  • the measurement of the topography of the lens surface can take place, for example, with the aid of a wavefront sensor which is designed as a Shack-Hartmann sensor.
  • the Shack-Hartmann sensor contains an arrangement of microlenses in the focal plane of which a spatially resolving light sensor, which can be designed, for example, as a CCD sensor, is arranged.
  • the measured topography causes wavefronts, which cause a deflection of the foci of the microlens Senanssen on the spatially resolving light sensor. From this, measurement results for the topography produced on the lens surface can be obtained.
  • the measurement using the Shack-Hartmann sensor can be measured in the transmitted light method in which the light used in the measurement is irradiated through the optical lens area.
  • a reflective measuring method in which light reflected on the lens surface is detected by the Shack-Hartmann sensor.
  • a topography sensor which scans the surface of the optical lens area and which is designed as a distance sensor or angle sensor can also be used for the topography measurement on the lens surface.
  • Such a topography sensor is known, for example, from WO 2009/124767.
  • the measured topography of the optical lens area is compared with the target topography. For this, the measurement results are converted to the format of the target topography. However, it is also possible to adapt the target topography to the format of the measured topography for the comparison.
  • the desired topography can be produced on one of the two surfaces.

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Abstract

The invention relates to a method for producing an eye implant, in which method a target topography for at least one of the two surfaces of the optical lens area is determined, after which at least one of the two surfaces of a standard lens blank is machined in a manner controlled by the defined target topography, and the topgraphy thereby produced on the at least one lens surface is measured and compared with the target topography.

Description

Augenimplantat und Verfahren zu seiner Herstellung  Eye implant and method for its manufacture
Die Erfindung betrifft ein Augenimplantat mit einem Abbildungsfehler des Auges korrigierendem optischen Linsenbereich, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. The invention relates to an eye implant with an aberration of the eye correcting optical lens area, and a method for its preparation.
Am optischen System des Auges sind in erster Linie beteiligt die Hornhaut (Cornea) als Eintrittslinse, die Regenbogenhaut (Iris) als Ringblende variablen Durchmessers (Pupille) und die Linse des Auges. Die Blickrichtung des Auges wird durch sechs Muskeln bestimmt. Das Auge kann sein bildgebendes System der Helligkeit der Umgebung anpassen, indem es den Durchmesser der Pupille verändert. Die Linse ist über Fasern (Zonulafasern) an einem Ringmuskel befestigt. Die Kontraktion dieses Ringmuskels bewirkt eine Erschlaffung der Zonulafasern und dadurch eine stärkere Krümmung der Linsenoberflächen mit der Folge, dass sich die Brennweite der Linse verringert. Dadurch werden anstelle von Bildern in der Ferne solche in geringerer Distanz scharf auf der Netzhaut abgebildet. Dieser Vorgang wird als Akkommodation bezeichnet. Die Fähigkeit der Iris, den Pupillendurchmesser zu verändern und die Elastizität und dadurch Akkommodationsfähigkeit der Linse nehmen mit zunehmendem Alter ab. Die gängigen Verfahren der Augenheilkunde, Optometrie und Augenoptik zur Verbesserung des Sehvermögens haben in erster Linie die Korrektur von Fehlern des optischen Systems des Auges zum Gegenstand. Zu nennen sind hier insbesondere Brillen, Kontaktlinsen, refraktiv-chirurgische Eingriffe zur Veränderung der Hornhautkrümmung, in die Vorderkammer des Auges implantierte sogenannte intraokulare Kontaktlinsen (ICL), nach Entfernung der natürlichen Linse implantierte Intraokularlinsen (IOL), sowie zwischen Iris und natürliche Linse oder Intraokularlinse implantierte Zusatzlinsen. The optical system of the eye primarily involves the cornea (cornea) as the entrance lens, the iris (iris) as the variable diameter ring (pupil) and the lens of the eye. The line of sight of the eye is determined by six muscles. The eye can adapt its imaging system to the brightness of the environment by changing the diameter of the pupil. The lens is attached to a circular muscle via fibers (zonular fibers). The contraction of this circular muscle causes a relaxation of the zonular fibers and thereby a greater curvature of the lens surfaces, with the result that the focal length of the lens is reduced. As a result, images are remotely imaged sharply on the retina at a distance, instead of distant images. This process is called accommodation. The ability of the iris to change the diameter of the pupil and the elasticity and thereby accommodative ability of the lens decrease with age. The current methods of ophthalmology, optometry and ophthalmic optics for the improvement of vision are primarily concerned with the correction of errors in the optical system of the eye. Particular mention should be made here of spectacles, contact lenses, refractive surgical interventions for changing the curvature of the cornea, intraocular contact lenses (ICL) implanted in the anterior chamber of the eye, intraocular lenses implanted after removal of the natural lens, and iris and natural lens or intraocular lens implanted additional lenses.
Sphärische, rotationssymmetrische Linsen und refraktive Hornhauteingriffe dienen der Korrektur der mittleren Brennweite des Auges. Bei sphärischen Linsen wie auch beim Auge unterscheiden sich die Brennweite von Lichtstrahlen, die durch das Zentrum der Linse bzw. des optischen Systems gehen von solchen, die durch die Peripherie der Optik gehen. Diese Abweichung wird als sphärische Aberration bezeichnet. Sie lässt sich durch asphärische (rotationsellipsoide) Optikoberflächen korrigieren. In der Praxis kommen diesbezüglich mehrere Korrekturansätze zur Anwendung: Korrektur nur der sphärischen Aberration der verwendeten Linse oder der operativ veränderten Hornhaut, Korrektur der sphärischen Aberration der verwendeten Linse in Kombination mit der aus der Literatur bekannten durchschnittlichen sphärischen Aberration des menschlichen Auges, sowie individuelle Korrektur des Systems aus einem spezifischen Patientenauge und der zum Einsatz kommenden Linse bzw. Hornhautkorrektur. Spherical, rotationally symmetric lenses and refractive corneal interventions serve to correct the average focal length of the eye. In spherical lenses as well as in the eye, the focal lengths of light rays passing through the center of the lens or optical system differ from those passing through the periphery of the optics. This deviation is called spherical aberration. It can be corrected by aspherical (rotationally ellipsoidal) optical surfaces. In practice, several correction approaches are used in this respect: correction only of the spherical aberration of the lens or the surgically altered cornea, correction of the spherical aberration of the lens used in combination with the known from the literature average spherical aberration of the human eye, as well as individual correction of the System from a specific patient's eye and the used lens or corneal correction.
Das menschliche Auge ist nicht exakt rotationssymmetrisch. Bei signifikanten Abweichungen spricht man von Stabsichtigkeit (Astigmatismus). Zur Korrektur des Astigmatismus kommen torische Linsen (Zylinderlinsen) bzw. eine torische Form der Hornhautveränderung zum Einsatz. The human eye is not exactly rotationally symmetric. Significant deviations are termed astigmatism. Toric lenses (cylindrical lenses) or a toric form of corneal change are used to correct astigmatism.
Aber selbst asphärisch-torische Linsen berücksichtigen nicht alle Fehler des optischen Systems des Auges. Die Oberflächen von Hornhaut und Linse weisen unsymmetrische Unregelmäßigkeiten auf. Außerdem befinden sich in der Regel Hornhautscheitel (Apex), Pupillenzentrum, Linsenscheitel und der Punkt schärfsten Sehens der Netzhaut (Fovea) nicht auf einer Achse. Vielmehr orientiert sich das Auge so, dass der Gegenstand, der genau betrachtet werden soll, auf dem Punkt des schärfsten Sehens (Fovea) abgebildet wird ohne Rücksicht auf damit verbundene zusätzliche optische Fehler des Auges. In der Patentschrift EP 0 954 255 B1 bzw. US 6,215,096 B1 ist ein Verfahren zur Berechnung von Optikern beschrieben, mittels derer eine scharfe Abbildung von Bildern auf der Netzhaut des menschlichen Auges erzielt werden kann. But even aspheric-toric lenses do not consider all the errors of the optical system of the eye. The surfaces of the cornea and lens have asymmetrical irregularities. In addition, the corneal vertex (apex), pupil center, lens vertex, and the point of sharpest vision of the retina (fovea) are usually not on one axis. Rather, the eye orients itself in such a way that the object, which is to be examined exactly, on the Point of the sharpest vision (fovea) is imaged without regard for additional optical errors of the eye. Patent EP 0 954 255 B1 or US Pat. No. 6,215,096 B1 describes a method for calculating optics, by means of which a sharp imaging of images on the retina of the human eye can be achieved.
Die tatsächliche Auflösung der Netzhaut ist bei idealer Abbildung begrenzt durch die Beugung des Lichtes. Zwei räumlich getrennte Punkte sind dann noch unterscheidbar, wenn das Lichtintensitätsmaximum des zweiten Punktes im 1 . Beugungsminimum des ersten Punktes liegt. Bei 4 mm Pupillenöffnung und 600 nm Wellenlänge des Lichtes entspricht dies einem Abstand von etwa 4 μηη auf der Netzhaut. Der Durchmesser der Rezeptoren an der Stelle schärfsten Sehens in der Netzhaut (Fovea) beträgt etwa 1 bis 3 μηη. Dies bedeutet unter anderem, dass selbst bei idealer Bildgebung des menschlichen Auges ein abgebildetes Streifenmuster nie zu Moire-Effekten führen kann. The actual resolution of the retina is limited to ideal imaging by the diffraction of the light. Two spatially separated points are still distinguishable when the light intensity maximum of the second point in the 1. Diffraction minimum of the first point lies. At 4 mm pupil opening and 600 nm wavelength of light, this corresponds to a distance of about 4 μηη on the retina. The diameter of the receptors at the point of sharpest vision in the retina (fovea) is about 1 to 3 μηη. This means, among other things, that even with ideal imaging of the human eye, a mapped stripe pattern can never lead to moire effects.
Die Akkommodationsfähigkeit des Auges, d.h. die Fähigkeit den Brennpunkt durch Änderung der Linsenkrümmung zu variieren, verringert sich ab der Geburt des Menschen kontinuierlich. Beim normalsichtigen Auge eines 45-Jährigen werden daher in der Regel Gegenstände in weniger als 40 cm Abstand nicht mehr scharf auf der Netzhaut abgebildet. Abhilfe schafft entweder eine Lesebrille oder eine Mehrstärken- oder Gleitsichtbrille oder eine Bifokalkontaktlinse. Bei Mehrstärken-, Gleitsichtbrillen und Bifokalkontaktlinsen bestimmt die Blickrichtung die Brennweite der Sehhilfe. Auch die Entfernung der getrübten Augenlinse (Katarakt) mit anschließender Implantation einer Intraokularlinse führt zum Verlust der Akkommodationsfähigkeit des Auges. Hier kommen vereinzelt, mit allerdings bislang geringem Erfolg, sogenannte akkommodierende Intraokularlinsen zum Einsatz. Außerdem werden in 1 bis 2 Prozent der Fälle bi- bzw. multifokale Intraokularlinsen implantiert, deren Optiken diffraktiv oder refraktiv zwei oder drei Brennweiten aufweisen. Bei diesen Intraokularlinsen sieht der Patient stets scharfe und unscharfe Bilder simultan auf der Netzhaut. Weder für die Nähe noch für die Ferne steht die gesamte Lichtmenge zur Verfügung. Als weitere Maßnahmen zur Verbesserung des optischen Systems des Auges sind der Einsatz prismatischer Linsen bei Brillen und Kontaktlinsen zur Korrektur von Fehlern der relativen Blickrichtung beider Augen (Schielen) bekannt, sowie vergrößernde Sehhilfen bei krankhaft verringertem Bildauflösungsvermögen der Netzhaut. The accommodation ability of the eye, ie the ability to vary the focal point by changing the lens curvature, decreases continuously from the birth of the human. In the normal-sighted eye of a 45-year-old, therefore, objects that are less than 40 cm apart are generally no longer sharply imaged on the retina. Remedy either a reading glasses or a multi-strength or progressive lenses or a bifocal contact lens. In the case of multi-intensity, progressive spectacles and bifocal contact lenses, the direction of view determines the focal length of the visual aid. The removal of the clouded eye lens (cataract) with subsequent implantation of an intraocular lens leads to the loss of accommodation ability of the eye. Here come isolated, but with so far little success, so-called accommodating intraocular lenses used. In addition, bi- or multifocal intraocular lenses are implanted in 1 to 2 percent of the cases, the optics of which have diffractive or refractive two or three focal lengths. In these intraocular lenses, the patient always sees sharp and blurred images simultaneously on the retina. Neither near nor far is the total amount of light available. As further measures for improving the optical system of the eye, the use of prismatic lenses in spectacles and contact lenses for correcting errors in the relative direction of both eyes (squint) are known, as well as magnifying vision aids in pathologically reduced image resolution of the retina.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein in das Auge implantierbares Augenimplantat zu schaffen, welches unter Berücksichtigung der der optischen Abbildung nachfolgenden Signalverarbeitung im Auge zu scharfem Sehen in Ferne und Nähe führt. The object of the invention is to provide an eye implant implantable in the eye, which, taking into account the signal processing in the eye following the optical imaging, leads to sharp vision in the distance and nearness.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. In Patentanspruch 7 ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Augenimplantats angegeben. Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by the features of claim 1. In claim 7, a method for producing the eye implant according to the invention is given. The subclaims contain developments of the invention.
Das erfindungsgemäße Augenimplantat kann als Intraokularlinse, welche einen Ersatz der natürlichen Augenlinse bildet, zum Einsatz kommen. Ferner kann das Augenimplantat zusätzlich zur natürlichen Augenlinse, welche im Auge verbleibt, zur Korrektur von Abbildungsfehlern eingesetzt werden. Ferner kann das Augenimplantat zusätzlich zu einer Intraokularlinse, welche die natürliche Augenlinse ersetzt, implantiert werden. The eye implant according to the invention can be used as an intraocular lens which replaces the natural eye lens. Further, in addition to the natural eye lens remaining in the eye, the eye implant may be used to correct aberrations. Further, the eye implant may be implanted in addition to an intraocular lens replacing the natural eye lens.
Durch das erfindungsgemäße Augenimplantat werden Abbildungsfehler des Auges soweit korrigiert, dass das Auge einen Fernpunkt der Abbildung von 0,7 m und eine Defokussierungstoleranz von mindestens etwa ± 1 ,5 Dioptrien aufweist. Gegenüber zu erwartenden Fertigungstoleranzen und Abweichungen gegenüber genauer Positionierung im Auge sowie inoperativ und postoperativ zu erwartender Veränderungen des Auges erweist sich das Augenimplantat als robust. By means of the eye implant according to the invention, aberrations of the eye are corrected to such an extent that the eye has a far point of the image of 0.7 m and a defocusing tolerance of at least approximately ± 1.5 diopters. Compared with expected manufacturing tolerances and deviations from precise positioning in the eye and inoperative and postoperative expected changes in the eye, the eye implant proves to be robust.
Bei der Schaffung des erfindungsgemäßen Augenimplantats wird die der optischen Abbildung auf der Netzhaut des Auges nachfolgende Signalverarbeitung im neuronalen Sehsystem berücksichtigt. When the eye implant according to the invention is created, the signal processing in the neural vision system following the optical imaging on the retina of the eye is taken into account.
Der Vorgang des Sehens setzt sich zusammen aus a) dem Projizieren von Bildern der Umgebung mit Hilfe des optischen Systems des Auges auf die Netzhaut (Retina) des Auges, b) der Umwandlung optischer Reize, die auf die Rezeptoren der Netzhaut treffen, in neuronale Signale der Ganglienzellen (Nervenzellen) in der Netzhaut, c) der Weiterleitung des visuellen Signals von den Ganglienzellen durch den Sehnerv (Axone der Ganglienzellen) an und der Verarbeitung der neuronalen Signale in den Seitenhöckern des Thalamus, sowie der Weiterleitung der Signale an die und deren Weiterverarbeitung in der primären Sehrinde des Hirns, d) der Weiterleitung der Signale an die sekundäre Sehrinde und an das Großhirn, sowie deren Analyse in sekundärer Sehrinde und Großhirn. The process of seeing is composed a) projecting images of the environment using the optical system of the eye on the retina of the eye; b) converting optical stimuli striking the receptors of the retina into neuronal signals of the ganglion cells (nerve cells) in the retina , c) the transmission of the visual signal from the ganglion cells through the optic nerve (axons of the ganglion cells) and the processing of the neuronal signals in the side bumps of the thalamus, as well as the forwarding of signals to and their further processing in the primary visual cortex of the brain, d ) the transmission of signals to the secondary visual cortex and the cerebrum, and their analysis in the secondary visual cortex and cerebrum.
Die Netzhaut (Retina) enthält zwei Arten von Lichtrezeptoren, nämlich ca. 120 Millionen Stäbchen und ca. 6 Millionen Zapfen. Die Stäbchen sind verantwortlich für die Detektion lichtschwacher Signale. Die Zapfen sind verantwortlich für die hohe räumliche Auflösung von Objekten und die Farberkennung. Dazu gibt es drei unterschiedliche Zapfenarten, die sich in der Wellenlänge des Lichtabsorptionsmaximums unterscheiden. Die höchste Dichte der Zapfen ist im Punkt schärfsten Sehens der Retina (Fovea centralis, Sehgrube, Einsenkung mit etwa 1 ,5 mm Durchmesser im Zentrum der Macula lutea, gelber Fleck). Die höchste Dichte der Stäbchen ist an der Peripherie der Fovea centralis. The retina contains two types of light receptors, namely about 120 million rods and about 6 million cones. The rods are responsible for the detection of faint signals. The cones are responsible for the high spatial resolution of objects and the color recognition. There are three different types of cones, which differ in the wavelength of the light absorption maximum. The highest density of the cones is at the point of sharpest vision of the retina (fovea centralis, visual cavity, depression of about 1, 5 mm diameter in the center of the macula lutea, yellow spot). The highest density of the rods is at the periphery of the fovea centralis.
Die insgesamt etwa 126 Millionen Lichtrezeptoren senden ihre Signale an nur etwa 1 Million Ganglienzellen (Nervenzellen), deren Nervenfasern (Neuronenfasern, Axone) den Sehnerv (Nervus opticus) bilden. Von den 1 Million Axonen gehen etwa 10 Prozent zum Colliculus superior und dienen der Steuerung von Augenbewegung, Pupillengröße und Akkommodation der Linse, die restlichen 90 Prozent zu den seitliche Kniehöckern des Thalamus (Corpus geniculatum laterale, CGL) und dienen der visuellen Wahrnehmung. Nervenzellen (Neuronen) bestehen aus dem Zellkörper (Sorna), Neuronenfasern (Axonen) mit Verzweigungen und Verästelungen (Dendriten). Jedes Neuron kann Signale (Nervenimpulse, neuronale Impulse) von vielen vorgeschalteten Neuronen empfangen und an viele nachgeschaltete Neurone weiterleiten. Bei neuronalen Signalen handelt es sich um elektrische Impulse im Bereich von 100 Millivolt auf der Basis chemischer Prozesse. Das Neuron entlädt sich (.feuert') in einem alles-oder-nichts-Prozess. Die Reizamplitude wird umgesetzt in die Häufigkeit und Regelmäßigkeit der Nervenimpulse. Nach jedem Impuls benötigt das Neuron mindestens 1 bis 2 Millisekunden Erholungspause, d.h. die maximale .Feuerrate' ist 500 bis 800 Impulse pro Sekunde. Auch ohne Reiz feuern die Neurone mit geringer Rate (Spontanrate). Die Reizamplitude ist daher begrenzt durch die maximale Feuerrate und die Spontanrate. The total of about 126 million light receptors send their signals to only about 1 million ganglion cells (nerve cells), whose nerve fibers (neuronal fibers, axons) form the optic nerve (optic nerve). Of the 1 million axons, about 10 percent go to the superior colliculus to control eye movement, pupil size and accommodation, and the remaining 90 percent to the lateral cusps of the thalamus (lateral geniculate body, CGL) for visual perception. Nerve cells (neurons) consist of the cell body (Sorna), neuron fibers (axons) with branches and branches (dendrites). Each neuron can receive signals (nerve impulses, neuronal impulses) from many upstream neurons and forward them to many downstream neurons. Neuronal signals are electrical pulses in the range of 100 millivolts based on chemical processes. The neuron discharges ('fires') in an all-or-nothing process. The stimulus amplitude is converted into the frequency and regularity of the nerve impulses. After each pulse, the neuron needs at least 1 to 2 milliseconds recovery break, ie the maximum 'fire rate' is 500 to 800 pulses per second. Even without stimulus, the neurons fire at a low rate (spontaneous rate). The stimulus amplitude is therefore limited by the maximum rate of fire and the spontaneous rate.
Der Impuls wird vom Zellkörper des Neurons (Sorna) zum Axon gesendet. Das Axonende befindet sich in der Nähe der Dendriten oder des Zellkörpers eines nachfolgenden Neurons, aber räumlich getrennt durch einen Spalt (Synapse). Die Übermittlung des Impulses erfolgt durch Ausschüttung einer chemischen Substanz (Neurotransmitter) durch das präsynaptische Neuron. Neurotransmitter lagern sich an die Zellmembran des postsynaptischen Neurons an. Je nach Typ des Neurotransmitters und der postsynaptischen Zellmembran kann der präsynaptische Impuls anregend (Steigerung der Feuerrate) oder hemmend (Verringerung der Feuerrate) auf das postsynaptische Neuron wirken. Jedes Neuron empfängt in der Regel von mehreren anderen Neuronen anregende und hemmende Impulse, die in der Summe die eigene Impulsrate im Vergleich zur Spontanrate steigern, verringern oder unverändert lassen. The impulse is sent from the cell body of the neuron (Sorna) to the axon. The axon end is located near the dendrites or the cell body of a subsequent neuron, but spatially separated by a gap (synapse). The impulse is transmitted through the release of a chemical substance (neurotransmitter) by the presynaptic neuron. Neurotransmitters attach to the cell membrane of the postsynaptic neuron. Depending on the type of neurotransmitter and postsynaptic cell membrane, the presynaptic impulse may be stimulating (increasing the rate of firing) or inhibiting (reducing the rate of firing) on the postsynaptic neuron. Each neuron usually receives stimulating and inhibitory impulses from several other neurons, which together increase, decrease or leave the own impulse rate in comparison with the spontaneous rate.
Beim Zusammenwirken von Neuronen ist vereinfacht zu unterscheiden zwischen linearer Schaltung, Konvergenzschaltung und Konvergenzschaltung mit seitlicher (lateraler) Hemmung. Bei der linearen Schaltung gibt es genau eine Synapse zwischen einem Rezeptorneu ron und dem weiterleitenden Neuron, und das im Rezeptorneuron erzeugte Signal wird nur an dieses eine weiterleitende Neuron weitergegeben. Alle Synapsen sind erregend, das bedeutet eine lineare Weiterleitung des Signals ohne Verarbeitung. Bei der Konvergenzschaltung konvergieren mehrere Rezeptorneuronen mit ihren Axonen auf die nächste und übernächs- te Ebene, wobei alle Synapsen erregend sind. Dies führt zu einer Steigerung der Detektion schwacher Signale, wobei gleichzeitig die Ortsauflösung der Retina sinkt. Bei der Konvergenzschaltung mit lateraler Hemmung konvergieren die Rezeptorneuronen auf der nächsthöheren Ebene von Neuronen; gleichzeitig sind die Synapsen seitlicher Neurone auf der nächsthöheren Ebene hemmend. Dies führt zu maximaler Erregung, wenn der Reiz eine gewisse räumliche Ausdehnung hat (,ΟΝ-Bereich') und Hemmung bei weiterer räumlicher Ausdehnung (,OFF-Bereich'). Bezogen auf die Retina ist die Konvergenzschaltung mit lateraler Hemmung unter anderem die Basis für die bereits auf retinaler Ebene einsetzende .Bildschärfung'. In der Retina erfolgt die Verschaltung der Rezeptoren (Zapfen und Stäbchen) mit den weiterleitenden Ganglienzellen linear, konvergent und konvergent mit lateraler Hemmung durch die Bipolar-, Horizontal- und Amakrinzellen. Die Konvergenzschaltung der Stäbchen ist für die hohe Lichtempfindlichkeit verantwortlich, wobei die Ganglienzellen erst bei gleichzeitiger Erregung durch mehrere Stäbchen .feuern'. Die Zapfen in der Fovea centralis sind mit den Ganglienzellen linear verschaltet, was zur höheren Ortsauflösung beiträgt. Der Bereich der Netzhaut, auf den ein einzelnes Neuron einer höheren Ebene anspricht, wird als rezeptives Feld dieses Neurons bezeichnet. In the interaction of neurons is simplified to distinguish between linear circuit, convergence circuit and convergence circuit with lateral (lateral) inhibition. In the linear circuit, there is exactly one synapse between a receptor neu ron and the forwarding neuron, and the signal generated in the receptor neuron is passed only to this one forwarding neuron. All synapses are exciting, which means a linear transmission of the signal without processing. In the convergence circuit, several receptor neurons converge with their axons to the next and secondarily te level, where all synapses are exciting. This leads to an increase in the detection of weak signals, at the same time the spatial resolution of the retina decreases. In the lateral inhibition convergence circuit, the receptor neurons converge at the next higher level of neurons; at the same time, the synapses of lateral neurons on the next higher level are inhibitory. This leads to maximum arousal when the stimulus has a certain spatial extent ('ΟΝ-area') and inhibition at further spatial extent ('OFF-area'). Among other things, the convergence circuit with lateral inhibition is the basis for the "image sharpening" that already begins at the retinal level in relation to the retina. In the retina, the interconnection of the receptors (cones and rods) with the relaying ganglion cells is linear, convergent and convergent with lateral inhibition by the bipolar, horizontal and amacrine cells. The convergence of the rods is responsible for the high photosensitivity, the ganglion cells 'fire' only with simultaneous excitation by several rods. The cones in the fovea centralis are connected linearly with the ganglion cells, which contributes to the higher spatial resolution. The area of the retina to which a single higher-level neuron responds is referred to as the receptive field of that neuron.
Die optische Abbildungsqualität des durchschnittlichen menschlichen Auges ist relativ schlecht. Die Oberflächen von Hornhaut und Linse weisen unsymmetrische Unregelmäßigkeiten auf. Außerdem befinden sich in der Regel Hornhautscheitel (Apex), Pupillenzentrum, Linsenscheitel und der Punkt schärfsten Sehens der Netzhaut (Fovea centralis) nicht auf einer Achse. Dennoch orientiert sich das Auge so, dass der Gegenstand, der genau betrachtet werden soll, auf dem Punkt des schärfsten Sehens (Fovea) abgebildet wird ohne Rücksicht auf damit verbundene zusätzliche optische Fehler des Auges. Dass das Auge dennoch scharfe Bilder wahrnimmt, verdankt es seiner Fähigkeit zur .Bildschärfung', die bereits in der Retina beginnt. The optical imaging quality of the average human eye is relatively poor. The surfaces of the cornea and lens have asymmetrical irregularities. In addition, the corneal vertex (apex), pupil center, lens vertex and the point of sharpest vision of the retina (fovea centralis) are usually not on one axis. Nevertheless, the eye orients itself so that the subject to be closely observed is imaged at the point of sharpest vision (fovea) without regard for any additional optical aberrations of the eye. That the eye nevertheless perceives sharp images, owes it to its ability to 'image sharpening', which already begins in the retina.
Ein scharfer Punkt der Umwelt wird durch die bildgebende Funktion des Auges auf der Retina als Lichtintensitätsverteilung über eine Vielzahl von Rezeptoren abgebildet. Erst die neuronale Bildschärfung führt zur Wahrnehmung eines scharfen Punktes. Das menschliche Auge weist selbst im hohen Alter noch eine Akkommodation von etwa 0,75 Dioptrien auf. Da die natürliche Augenlinse in diesem Alter nicht akkommodiert, ist diese .Restakkommodation' vermutlich einer Defokussierungs- toleranz aufgrund der oben erläuterten neuronalen Bildschärfungsfähigkeit des Auges zu verdanken. Unter Ausnützung dieser neuen Erkenntnis wird beim erfindungsgemäßen Augenimplantat diese Defokussierungstoleranz durch Verbesserung der optischen Abbildungsqualität auf etwa ± 1 ,5 Dioptrien gesteigert, und der optische Linsenbereich des Augenimplantats so eingestellt, dass das Auge auf eine Bilddistanz (Fernpunkt) von etwa 0,7 m ohne Akkommodation des optischen Linsenbereichs korrigiert ist. Bei der Einstellung des Auges auf einen Fernpunkt im Abstand von 0,7 m werden bei Fernakkommodation des Auges Bilder am schärfsten auf der Netzhaut abgebildet. Durch Steigerung der optischen Abbildungsqualität des optischen Linsenbereichs auf etwa ± 1 ,5 Dioptrien werden ohne Akkommodation der Linse volle Sehschärfe in der Ferne und Nähe erreicht. A sharp point of the environment is imaged by the imaging function of the eye on the retina as a light intensity distribution across a plurality of receptors. Only the neural image sharpening leads to the perception of a sharp point. Even in old age, the human eye still has an accommodation of about 0.75 dioptres. Since the natural eye lens is not accommodated at this age, this 'rest accommodation' is presumably due to a defocusing tolerance due to the above-described neuronal image sharpening ability of the eye. Taking advantage of this new finding, the defocusing tolerance of the eye implant according to the invention is increased to about ± 1.5 diopters by improving the optical imaging quality, and the optical lens area of the eye implant is adjusted so that the eye is at an image distance (far point) of about 0.7 m without Accommodation of the optical lens area is corrected. When the eye is set to a far point at a distance of 0.7 m, images are most sharply imaged on the retina when the eye is located at a distance. By increasing the optical imaging quality of the optical lens area to about ± 1.5 diopters, full visual acuity is achieved in the distance and near without accommodating the lens.
Eine vollständige Korrektur der Abbildungsfehler des Auges ist weder erforderlich noch wünschenswert, da für das Sehen im Dunkeln stets die simultane Anregung mehrerer Stäbchen erforderlich ist, für das Farbensehen die Signale dreier komplementärer Zapfen gleichzeitig auf einem Ganglion vorliegen müssen, operationsbedingt Hornhautveränderungen zu erwarten sind und das Auge als lebender Organismus stetigen geringen Veränderungen unterworfen ist. Bei der Implantation von Linsen ist des Weiteren von Fertigungstoleranzen, sowie geringfügiger Rotation, Dezentrierung, Verkippung und Verschiebung der Linse längs der optischen Achse des Auges auszugehen. A complete correction of the aberrations of the eye is neither necessary nor desirable because for the vision in the dark, the simultaneous excitation of several rods is required for color vision, the signals of three complementary cones must be present on a ganglion simultaneously, operation-related corneal changes are to be expected and Eye as a living organism is subject to constant minor changes. Furthermore, in the implantation of lenses, manufacturing tolerances as well as slight rotation, decentration, tilting and displacement of the lens along the optical axis of the eye must be assumed.
Vor der Implantation wird das Auge biometrisch vermessen (Topographie von Hornhautvorder- und -rückfläche, Achslänge des Augapfels und bei phaken Intraokularlinsen und intraokularen Kontaktlinsen Linsenposition, sowie Topographie von Vorder- und -rückfläche der Linse) und aus diesen Messwerten in Kombination mit der geplanten Position der Linse im Auge und dem Brechungsindex des Linsenmaterials die Oberflächentopographie als Solltopographie der ins Auge zu implantierenden Linse berechnet. Zur Ermittlung der Eigenschaften der lichtbrechenden Bestandteile des Auges wird vorzugsweise der vordere Augenabschnitt untersucht. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Scheinpflugkamera, mit welcher berührungslos Schnittbilder der vorderen Augenkammer aufgenommen werden können. Diese Aufnahmen ermöglichen eine Analyse der gesamten Hornhaut, der Vorderkammer und der natürlichen Linse. Dabei können geometrische Daten wie Zentralradien, Hornhautaspherizität, verschiedene Krümmungen der Hornhaut, der Kammerwinkel, das Kammervolumen sowie die Kammerhöhe der Vorderkammer und auch Linsentrübungen analysiert werden. Beispielsweise aus EP 1074214 B1 ist eine derartige Durchsuchung des vorderen Augenabschnitts bekannt. Before implantation, the eye is measured biometrically (topography of anterior and posterior surface of the cornea, axial length of the eyeball and phakic intraocular lenses and intraocular contact lens position, and topography of the anterior and posterior surfaces of the lens) and from these measurements in combination with the planned position of the lens in the eye and the refractive index of the lens material, the surface topography is calculated as a target topography of the lens to be implanted in the eye. In order to determine the properties of the refractive components of the eye, it is preferable to examine the anterior segment of the eye. For this purpose, for example, a pseudo-poppy camera with which contactless sectional images of the anterior chamber of the eye can be taken. These images allow analysis of the entire cornea, anterior chamber and the natural lens. Geometric data such as central radii, corneal aspiration, various curvatures of the cornea, the angle of the chamber, the chamber volume as well as the chamber height of the anterior chamber and also lens opacities can be analyzed. For example, EP 1074214 B1 discloses such a search of the anterior eye section.
Aus den Analysedaten lässt sich vorteilhafterweise auch der künftige Sitz der zu implantierenden Intraokularlinse genau vorhersagen. From the analysis data, advantageously, the future location of the intraocular lens to be implanted can also be accurately predicted.
Aus diesen bei der Analyse gewonnenen Daten sowie den bekannten Brechungsindizes insbesondere der Hornhaut und des Augenkammerwassers wird für die Intraokularlinse eine Solltopographie an einer der beiden Linsenoberflächen oder für beide Linsenoberflächen berechnet. Dabei wird auch das für die Intraokularlinse zu verwendende Linsenmaterial berücksichtigt. Hierbei kann es sich um kommerziell erhältliche Polymere, wie beispielsweise MMA/HEMA- Copolymere handeln. Ein geeignetes Linsenmaterial ist beispielsweise auch aus WO 2007/062864 bekannt. From these data obtained in the analysis, as well as the known refractive indices, in particular of the cornea and the ocular aqueous humor, a target topography on one of the two lens surfaces or for both lens surfaces is calculated for the intraocular lens. It also takes into account the lens material to be used for the intraocular lens. These may be commercially available polymers, such as MMA / HEMA copolymers. A suitable lens material is also known, for example, from WO 2007/062864.
Die Linse kann jedoch aus jedem implantierbaren Material mit optischer Qualität hergestellt werden. However, the lens can be made of any implantable optical grade material.
Die Fertigung der Optik des Augenimplantats; insbesondere der individuellen, implantierbaren Linse erfolgt mit Standardverfahren, wobei eine der Optikflächen eine Standardgeometrie (sphärisch, asphärisch oder torisch) aufweisen und durch Drehen, Gießen oder Spritzprägen hergestellt werden kann. Die zweite Optikfläche wird vorzugsweise mit einer für die Herstellung von Freiformflächen geeigneten, programmierbaren Drehbank erzeugt, wobei Drehbänken der Vorzug gegeben wird, bei denen eine anschließende Politur der Oberfläche entfallen kann. Aus der Solltopographie werden Maschinendaten berechnet, welche zur Steuerung einer mechanisch spanabhebenden Bearbeitung der Oberfläche eines Standard-Linsenrohlings geeignet sind. In Abhängigkeit von diesen Maschinendaten erfolgt dann beispielsweise in einer geeigneten Dreh- oder Fräsmaschine die mechanisch spanabhebende Bearbeitung an der Oberfläche des Standard- Linsenrohlings. In bevorzugter Weise kommt eine Dreh- und/oder Fräsmaschine zum Einsatz, mit welcher die Bearbeitung der Linsenoberfläche mit einer solchen Präzision erfolgt, dass eine anschließende Politur nicht erforderlich ist. Vorzugsweise kommt hierbei ein Diamantwerkzeug in der Drehmaschine zum Einsatz. Bei dem Standard-Linsenrohling, aus welchem die individuelle Intraokularlinse durch mechanisch spanabhebende Bearbeitung hergestellt wird, handelt es sich vorzugsweise um einen durch Spritzprägen gefertigten Linsenrohling. Auf diese Weise erhält man einen Linsenrohling mit genau vorgegebenen Abmessungen an den Linsenoberflächen, von denen ausgehend die gewünschte Topographie durch die mechanisch spanabhebende Bearbeitung erzeugt wird. The manufacture of the optic of the eye implant; In particular, the individual, implantable lens is carried out using standard methods, one of the optical surfaces having a standard geometry (spherical, aspherical or toric) and can be produced by turning, casting or injection-compression molding. The second optical surface is preferably produced with a suitable for the production of freeform surfaces, programmable lathe, wherein lathes is given preference, in which a subsequent polishing of the surface can be omitted. From the target topography machine data are calculated, which are suitable for controlling a mechanically machining the surface of a standard lens blank. Depending on these machine data, the machining takes place on the surface of the standard lens blank, for example in a suitable turning or milling machine. Preferably, a turning and / or milling machine is used, with which the processing of the lens surface is carried out with such precision that a subsequent polishing is not required. Preferably, a diamond tool is used in the lathe. The standard lens blank from which the individual intraocular lens is made by mechanical machining is preferably a lens blank made by injection-compression molding. In this way, one obtains a lens blank with exactly predetermined dimensions on the lens surfaces, from which, starting the desired topography is generated by the mechanical machining.
Beim Spritzprägen ist es auch möglich die Haptik, welche zur Fixierung der Intraokularlinse im Auge dient, an den Linsenkörper anzuformen. When injection-compression molding, it is also possible to mold the feel, which serves to fix the intraocular lens in the eye, to the lens body.
Die Qualitätskontrolle der Topographie der als Freiflächen gestalteten Optiken erfolgt vorzugsweise durch Analyse der gemessenen, insbesondere der reflektierten Wellenfront, wobei die Sollfläche als mathematische Referenz gewählt und Abweichungen der Topographie anhand der Analyse der gemessenen Wellenfront von der erwarteten Wellenfront berechnet werden. Die Wellenfrontmes- sung erfolgt vorzugsweise bei einer Wellenlänge, bei der das nicht reflektierte Licht vom Linsenmaterial absorbiert wird, um die Überlagerung der reflektierten Wellenfront der Frontfläche der Optik durch Reflexionen von der Rückfläche der Optik zu minimieren. The quality control of the topography of the optics designed as open spaces preferably takes place by analysis of the measured, in particular the reflected wavefront, wherein the desired surface is selected as a mathematical reference and deviations of the topography are calculated from the expected wavefront by analyzing the measured wavefront. The wavefront measurement is preferably performed at a wavelength at which the unreflected light is absorbed by the lens material to minimize the interference of the reflected wavefront of the front surface of the optic with reflections from the back surface of the optic.
Die Messung der Topographie der Linsenoberfläche kann beispielsweise mit Hilfe eines Wellenfrontsensors, der als Shack-Hartmann-Sensor ausgebildet ist, erfolgen. Der Shack-Hartmann-Sensor enthält eine Anordnung von Mikrolinsen in deren Brennebene ein ortsauflösender Lichtsensor, welcher beispielsweise als CCD-Sensor ausgebildet sein kann, angeordnet ist. Die gemessene Topographie verursacht Wellenfronten, welche ein Auslenken der Brennpunkte der Mikrolin- senanordnung auf dem ortsauflösenden Lichtsensor bewirken. Hieraus lassen sich Messergebnisse für die hergestellte Topographie auf der Linsenoberfläche gewinnen. The measurement of the topography of the lens surface can take place, for example, with the aid of a wavefront sensor which is designed as a Shack-Hartmann sensor. The Shack-Hartmann sensor contains an arrangement of microlenses in the focal plane of which a spatially resolving light sensor, which can be designed, for example, as a CCD sensor, is arranged. The measured topography causes wavefronts, which cause a deflection of the foci of the microlens Senanordnung on the spatially resolving light sensor. From this, measurement results for the topography produced on the lens surface can be obtained.
Die Messung mithilfe des Shack-Hartmann-Sensors kann im Durchlichtverfahren, bei welchem das bei der Messung verwendete Licht durch den optischen Linsenbereich hindurch gestrahlt wird, gemessen werden. Es kann jedoch bevorzugt auch eine reflektierende Messmethode, bei welcher an der Linsenoberfläche reflektiertes Licht vom Shack-Hartmann-Sensor erfasst wird, verwendet werden. Diese Messmethoden sind beispielsweise aus DE 20 2008 004 608 A1 für die Erfassung von Linsenfehlern bekannt. The measurement using the Shack-Hartmann sensor can be measured in the transmitted light method in which the light used in the measurement is irradiated through the optical lens area. However, it is also preferable to use a reflective measuring method in which light reflected on the lens surface is detected by the Shack-Hartmann sensor. These measuring methods are known, for example, from DE 20 2008 004 608 A1 for detecting lens flaws.
Auch ein die Oberfläche des optischen Linsenbereichs abtastender Topographiesensor, welcher als Abstandssensor oder Winkelsensor ausgebildet ist, können zur Topographiemessung an der Linsenoberfläche verwendet werden. Ein derartiger Topographiesensor ist beispielsweise aus WO 2009/124767 bekannt. A topography sensor which scans the surface of the optical lens area and which is designed as a distance sensor or angle sensor can also be used for the topography measurement on the lens surface. Such a topography sensor is known, for example, from WO 2009/124767.
Die gemessene Topographie des optischen Linsenbereichs wird mit der Solltopographie verglichen. Hierzu werden die Messergebnisse auf das Format der Solltopographie umgerechnet. Es ist jedoch auch möglich die Solltopographie dem Format der gemessenen Topographie für den Vergleich anzupassen. The measured topography of the optical lens area is compared with the target topography. For this, the measurement results are converted to the format of the target topography. However, it is also possible to adapt the target topography to the format of the measured topography for the comparison.
Auf der Implantatoberfläche kann an einer der beiden Oberflächen die gewünschte Topographie hergestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, an beiden Linsenoberflächen (Vorderseite und Rückseite des Augenimplantats) jeweilige Topographien, die individuell gestaltet sind, zur Korrektur der Fehlsichtigkeit, welche aus den Augenbestandteilen resultiert, herzustellen. On the implant surface, the desired topography can be produced on one of the two surfaces. However, it is also possible to produce on both lens surfaces (front and back of the eye implant) respective topographies which are individually designed to correct the ametropia resulting from the ocular components.
In der beigefügten Figur 1 sind für ein Ausführungsbeispiel die verschiedenen Schritte zur Herstellung des Augenimplantats, insbesondere einer Intraokularlinse in einem Flussschema dargestellt. In the attached FIG. 1, the various steps for producing the ocular implant, in particular an intraocular lens, in a flow diagram are shown for one exemplary embodiment.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Augenimplantat mit einem Abbildungsfehler des Auges korrigierenden optischen Linsenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Linsenbereich für die Einstellung des Auges auf einen Fernpunkt im Abstand von etwa 0,7 m mit einer Defokussierungstoleranz von mindestens ± 1 ,5 Dioptrien ausgebildet ist. 1 . Eye implant with an aberration of the eye correcting optical lens area, characterized in that the optical lens area for the adjustment of the eye is formed to a far point at a distance of about 0.7 m with a defocusing tolerance of at least ± 1.5 diopters.
2. Augenimplantat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fernpunkteinstellung bestimmt ist aus den biometrisch gemessenen Daten der vor der Augenretina liegenden optisch wirksamen Augenbestandteilen. 2. Eye implant according to claim 1, characterized in that the remote point adjustment is determined from the biometrically measured data of lying before the eye retina optically effective eye components.
3. Augenimplantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Linsenbereich eine der Hornhautrückfläche zuzuwendende Vorderfläche und eine der Augenlinse zuzuwendende Rückfläche aufweist, wobei die Topographie der Vorderfläche und/oder der Rückfläche zur Abbildungsfehlerkorrektur ausgebildet sind oder ist. The ophthalmic implant of claim 1 or 2, characterized in that the optical lens portion has a front surface facing the corneal anterior surface and an anterior surface facing the crystalline lens, the topography of the anterior surface and / or the posterior surface being adapted for aberration correction.
4. Augenimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Oberfläche des optischen Linsenbereichs mechanisch spanabhebend bearbeitet ist. 4. Eye implant according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one surface of the optical lens area is machined mechanically.
5. Augenimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantatoberfläche unpoliert ist. 5. Eye implant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the implant surface is unpolished.
6. Augenimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Intraokularlinse oder als implantierbare Zusatzlinse zusätzlich zu einer Intraokularlinse oder zusätzlich zur natürlichen Augenlinse. 6. Eye implant according to one of claims 1 to 5, characterized by its design as an intraocular lens or as an implantable auxiliary lens in addition to an intraocular lens or in addition to the natural eye lens.
7. Verfahren zur Herstellung eines Augenimplantats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Bestimmung einer Solltopographie für wenigstens eine der beiden Oberflächen des optischen Linsenbereichs gesteuert durch die bestimmte Solltopographie wenigstens eine von beiden Oberflächen eines Standard-Linsenrohlings spanabhebend bearbeitet wird und dass die so gefertigte Topographie an der wenigstens einen Linsenoberfläche gemessen und mit der Solltopographie verglichen wird. 7. A method for producing an eye implant according to one of claims 1 to 6, characterized in that after determining a target topography for at least one of the two surfaces of the optical lens area controlled by the specific target topography at least one of both surfaces of a standard lens blank is machined and that the topography thus produced is measured on the at least one lens surface and compared with the target topography.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Standard- Linsenrohling durch Spritzprägen hergestellt wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the standard lens blank is produced by injection compression molding.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Daten wenigstens eines der folgenden Augenbestandteile: Hornhaut, Vorderkammer, natürliche Linse, Position der natürlichen Linse gegenüber der Hornhaut, Achslänge des Augapfels für die Bestimmung der Solltopographie biometrisch gemessen werden. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the optical data of at least one of the following eye components: cornea, anterior chamber, natural lens, position of the natural lens relative to the cornea, axis length of the eyeball for the determination of the target topography are measured biometrically.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass geometrische Daten und/oder Brechungsindizes der Augenbestandteile für die Bestimmung der Solltopographie verwendet werden. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that geometric data and / or refractive indices of the eye components are used for the determination of the target topography.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Daten des Auges der Sitz der zu implantierenden Intraokularlinse im Auge bestimmt wird. 1 1. Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that from the determined data of the eye, the seat of the intraocular lens to be implanted in the eye is determined.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Daten der durch mechanisch spanabhebende Bearbeitung hergestellten Topographie an der Linsenoberfläche und die Daten der Solltopographie für den Vergleich in ein einheitliches Format gewandelt werden. 12. The method according to any one of claims 7 to 1 1, characterized in that the measured data of the topography produced by mechanical machining on the lens surface and the data of the target topography for the comparison are converted into a uniform format.
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