專利名稱：人工晶體的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定至少一個(gè)由通過眼睛瞳孔的光路透射的、眼睛的人工或自然的一部分的表面的應(yīng)有形狀的方法。
角膜和晶狀體為一個(gè)眼睛的自然部分，它由一個(gè)通過眼睛的眼瞳孔的光路所透射。此外，也可在角膜的表面上放置光學(xué)裝置或者動(dòng)手術(shù)打開，在角膜內(nèi)部設(shè)置植入物，以改變角膜形狀，并且可以將其他的裝置植入眼前部或眼睛內(nèi)部，以便折射通過眼睛的光路。
被透射的表面的形狀有特別的意義，因?yàn)橥ㄟ^光路透過的表面的形狀的改變，使眼睛的屈光能力改變。通過采取措施，對(duì)眼睛自然部分或人工裝入的部分或植入的部分進(jìn)行處理，其結(jié)果應(yīng)能夠精確地事先確定。
特別是在調(diào)整多項(xiàng)改變眼睛屈光能力的措施時(shí)，在預(yù)報(bào)實(shí)際能達(dá)到的結(jié)果方面還存在著很大問題。
例如對(duì)于人工晶體的生產(chǎn)，已知借助4點(diǎn)角膜曲率測(cè)量法，測(cè)量眼角膜的曲率并且通過外插法確定全部角膜表面的大約曲率。除此以外，利用生物學(xué)統(tǒng)計(jì)方法測(cè)量角膜表面，晶狀體和視網(wǎng)膜之間的間距，以便借助于平均的角膜曲率確定晶狀體的曲率或屈光度，從而使在角膜上射入的光線在視網(wǎng)膜上匯聚為一點(diǎn)。
此方法適合于具有很均勻曲率的角膜。因?yàn)橐话闱闆r下的角膜曲率在全部表面的范圍內(nèi)是不同的，實(shí)際上在一定的角膜范圍內(nèi)射入的光線并不在所爭(zhēng)取的點(diǎn)上聚焦。
此外，此方法僅適用于確定人工晶體的表面。
因而本發(fā)明的任務(wù)就是推薦一個(gè)方法，它允許確定出一個(gè)任意的由通過眼瞳孔的光路所透射的表面的應(yīng)有形狀，使得在眼內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)盡可能清晰的象。
此任務(wù)通過如下方法解決，此時(shí)對(duì)于許多通過表面時(shí)被分開的，總是從一點(diǎn)發(fā)出的光路來(lái)說，測(cè)量沿著光路的折射特性或由經(jīng)驗(yàn)值給出；測(cè)量在由光路透射的表面之間，沿著射入光線的光路的距離或由經(jīng)驗(yàn)值給出，并且由此值至少計(jì)算出一個(gè)由光路透射的表面的應(yīng)有形狀，以使光路盡可能聚于一點(diǎn)。
按本發(fā)明的方法有如下優(yōu)點(diǎn)，即在一個(gè)由通過眼睛瞳孔的光路透射的表面上可以測(cè)量任意多個(gè)點(diǎn)，以提高表面成型的精確度。在特別重要的部位，例如中心區(qū)，能夠計(jì)算很多點(diǎn)，而在邊緣部位，計(jì)算較少點(diǎn)就足夠了。同樣，在測(cè)量期間或在此之前所確定的角膜或眼睛其他部位的變形可以在采用按本發(fā)明的方法時(shí)加以考慮，正好在這些范圍內(nèi)要測(cè)量特別多的點(diǎn)。通過此方法確定的應(yīng)有形狀因此能精確地適合個(gè)別的眼睛，并且因此能夠在眼睛其他位置補(bǔ)償變形或不規(guī)則性。
此方法首先適用于眼部手術(shù)的模擬。例如能夠計(jì)算得到一個(gè)可安放在眼表面的接觸鏡的整個(gè)表面。如果接觸鏡的必需的折射特性在以接觸鏡中點(diǎn)為中心的環(huán)上基本相同，那么就適合使用接觸鏡。否則必須采取另外的措施或者通過其他的方法來(lái)補(bǔ)償存在有偏差的表面部分。該實(shí)例表明，按本發(fā)明的方法能夠單步地使用，以確定表面的應(yīng)有形狀。然而由于許多應(yīng)有形狀在技術(shù)上或手術(shù)上不可實(shí)現(xiàn)，因而在這些情況下，在第二個(gè)方法步驟中就要考慮到例如裝入的接觸鏡的第一種措施時(shí)重新測(cè)量沿著光路的折射特性，以便由測(cè)量值確定另一個(gè)表面的應(yīng)有形狀。
除了接觸鏡外，表層角膜晶片術(shù)，光性屈光性角膜切削術(shù)，徑向角膜切開術(shù)和角膜熱成形，角膜內(nèi)嵌入，角膜內(nèi)環(huán)，晶體植入有晶狀體的眼和眼內(nèi)晶體的植入等都屬于精確地確定一個(gè)表面的應(yīng)有形狀對(duì)其具有重大意義的各種不同的手術(shù)。
如果除了用計(jì)算出的數(shù)值確定表面的應(yīng)有形狀之外，還根據(jù)其折射特性來(lái)選擇眼睛一部分的材料，那是有利的。而被光路透射的材料的厚度在所描述的方法時(shí)則進(jìn)入表面的應(yīng)有形狀，因而選擇人工植入眼睛中的部分的材料，也就引起了一種特殊的折射特性。按本發(fā)明的方法允許，改變用于植入部分的材料并且對(duì)于不同的材料，確定被透射表面的各自形狀。例如一個(gè)人工晶體根據(jù)所應(yīng)用的材料具有另外的折射特性，并且由此根據(jù)所應(yīng)用的材料按本發(fā)明的方法確定另外一種應(yīng)有形狀。
此方法的一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用范圍在于，利用已計(jì)算出的值來(lái)控制用于生產(chǎn)人工晶體的裝置。利用此方法生產(chǎn)的人工晶體因此精確地適合于每個(gè)人的眼角膜并且能夠因此消除在角膜上的變形。
在其上測(cè)量折射特性的測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，可任意被增加。然而優(yōu)選為應(yīng)測(cè)量多于20個(gè)點(diǎn)，以便得到可接受的結(jié)果。
為了快速地測(cè)量大量的點(diǎn)，建議以地形統(tǒng)計(jì)方法分析在角膜上的折射特性。地形統(tǒng)計(jì)方法允許很精確地測(cè)量整個(gè)角膜表面并且因此特別適合于按本發(fā)明的方法。
在由光路透射的表面，如角膜，晶體和視網(wǎng)膜之間的沿著入射光線的光路的距離，最好用生化統(tǒng)計(jì)方法測(cè)量。對(duì)于此種測(cè)量，這是一種簡(jiǎn)單的，研究深入的并且特別精確的方法。
因?yàn)橐阎?，角膜的厚度也通過表面來(lái)改變，因而若角膜厚度在多點(diǎn)測(cè)量，則很有利。通常對(duì)于人工晶體的生產(chǎn)以及植入來(lái)說，并不特別考慮角膜的厚度。然而角膜厚度的測(cè)量有助精確度的提高，例如在生產(chǎn)人工晶體時(shí)。
根據(jù)計(jì)算，光路的匯聚點(diǎn)可以位于視網(wǎng)膜之前或之后。有利的是使匯聚點(diǎn)在視網(wǎng)膜上，最好是在黃斑內(nèi)。
原則上，最精確地計(jì)算表面并相應(yīng)地變形就足夠使所有光路聚于一個(gè)匯聚點(diǎn)，但在必要的較強(qiáng)的變形時(shí)或者出于生產(chǎn)技術(shù)和手術(shù)的原因，計(jì)算多個(gè)表面的應(yīng)有形狀則往往是有利的。例如人工晶體的晶體正面和晶體背面根據(jù)個(gè)人情況而成形，因此晶體的整個(gè)折射特性和眼睛其余表面的折射特性一起作用而導(dǎo)致按本發(fā)明的匯聚點(diǎn)。
由于老花眼對(duì)于遠(yuǎn)和近需要不同眼鏡的人們來(lái)說，最好計(jì)算表面的屈光度，以產(chǎn)生滑動(dòng)視力，雙或多焦點(diǎn)效果。這例如可以通過人工裝入的晶體的特別曲率達(dá)到。
此外本發(fā)明的任務(wù)還在于建議了一種用于生產(chǎn)人工晶體的裝置，這種裝置允許考慮在角膜上的不平度。
該任務(wù)用生產(chǎn)人工晶體的裝置來(lái)解決，該裝置帶有一個(gè)輸入單元用于輸入角膜曲率和在眼角膜上許多點(diǎn)的位置以及在角膜，植入晶體與視網(wǎng)膜之間的距離；還帶有一個(gè)計(jì)算機(jī)，用于計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的折射角度和在晶體表面上對(duì)應(yīng)于角膜的點(diǎn)上每個(gè)點(diǎn)的曲率以及有一個(gè)根據(jù)計(jì)算值生產(chǎn)人工晶體的設(shè)備。
一個(gè)此種裝置允許，在必要的例如由驗(yàn)光員或眼科醫(yī)生查出的一種特殊的眼睛數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，單獨(dú)生產(chǎn)一個(gè)晶體，以消除在角膜上的不平度。所測(cè)量的數(shù)值能夠傳送到例如磁盤或者在線傳送到生產(chǎn)符合測(cè)量數(shù)值晶體的晶體加工器處。
用于生產(chǎn)人工晶體的設(shè)備最好具有一個(gè)用于切割晶體的激光設(shè)備。激光設(shè)備允許精確調(diào)整切割，因此特別適于在給定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上自動(dòng)切割相應(yīng)的晶體。
如此被加工的晶體能夠通過在以中點(diǎn)為中心的環(huán)上對(duì)數(shù)值進(jìn)行平均而得到一個(gè)在每個(gè)半徑上都相同的形狀。當(dāng)晶體不是圍繞中心的，而是盡可能精確符合角膜而構(gòu)成，則可達(dá)到更高的精確性。在此種情況下，被加工的晶體必須借助輔助設(shè)備或經(jīng)精確定位校準(zhǔn)的懸掛裝置被植入人眼中，因?yàn)榇藭r(shí)即使晶體很小的旋轉(zhuǎn)也會(huì)使在眼角膜上的精確配合失敗。因此建議，對(duì)已生產(chǎn)的晶體設(shè)置標(biāo)記，這樣在晶體植入時(shí)使晶體的定位變得容易。
按本發(fā)明的方法和按本發(fā)明的裝置的實(shí)施例在圖中描述并詳細(xì)闡述如下。
圖示說明

圖1一個(gè)俯視的通過右側(cè)眼球的水平剖視略圖。
圖2裝置的示意略圖在圖1中所示的眼1基本上由角膜2，人工晶體3和視網(wǎng)膜4組成。從點(diǎn)P出發(fā)的光線5，6，7在點(diǎn)8，9，10到達(dá)角膜2，穿過角膜，進(jìn)入前面的眼腔11，到達(dá)晶體正面12，穿過人工晶體3，并經(jīng)過晶體背面13延伸至玻璃體14。在接下來(lái)穿過玻璃體的進(jìn)程中，由人工晶體透射出的光線5，6，7被折射，以致于它們匯聚到共同的一個(gè)交點(diǎn)15。
對(duì)于球面狀彎曲的角膜2，在一個(gè)或很少的幾個(gè)點(diǎn)上，角膜的曲率能夠用例如角膜曲度計(jì)測(cè)量，以便這樣確定人工晶體3的晶體曲率，使射入光線5，6，7以理想的方式匯聚于一個(gè)交點(diǎn)，在此例中聚于黃斑15內(nèi)。
然而，若角膜2象在點(diǎn)8一樣，有一個(gè)不規(guī)則的曲率或象在點(diǎn)10一樣，有一個(gè)增高的厚度，則存在問題。在這些位置上，角膜不是完全的球面，并且射入的光線這樣被折射，以致于在通過人工晶體的透射后不再匯聚于點(diǎn)15。因此根據(jù)發(fā)明建議，晶體表面12，13的成形應(yīng)使角膜曲率或角膜厚度的偏差通過在人工晶體上的表面成形而被補(bǔ)償。此時(shí)，要么僅是晶體的一面能對(duì)應(yīng)于角膜而被加工，要么如在光路7上顯示的，使正面12和背面13能夠這樣改變，從而通過小小的改變?nèi)斯ぞw3上的曲率使在角膜2范圍內(nèi)的特殊性能夠被補(bǔ)償。例如也可以用晶體3的一個(gè)面補(bǔ)償角膜的曲率并且用晶體3的另一個(gè)面補(bǔ)償角膜的厚度。
為計(jì)算晶體表面12，13上的對(duì)應(yīng)于角膜2的點(diǎn)8，9，10上各點(diǎn)的曲率必須測(cè)量沿著射入光線5，6，7的光路，在角膜2，植入晶體3和視網(wǎng)膜4之間的間距。這些數(shù)據(jù)能夠借助于生物統(tǒng)計(jì)方法確定，其以十分之一毫米的精確度提供在角膜2，人工晶體3的正面12，人工晶體3的背面13和視網(wǎng)膜之間的距離。
若這些數(shù)據(jù)已知，那么可以借助地形統(tǒng)計(jì)方法通過許多點(diǎn)8，9，10來(lái)確定在角膜2整個(gè)表面上的角膜2的精確曲率，以便由此確定在點(diǎn)8，9，10每處的折射角。測(cè)量的精確性還通過在點(diǎn)8，9，10中的每個(gè)點(diǎn)附加確定角膜厚度而得到提高。
利用這樣計(jì)算得到的數(shù)值控制一個(gè)用于生產(chǎn)人工晶體的裝置20，該裝置由測(cè)量和計(jì)算得到的數(shù)值來(lái)生產(chǎn)人工晶體。
在實(shí)施例子中，在角膜3上以地形統(tǒng)計(jì)方法測(cè)量數(shù)千個(gè)點(diǎn)并且為此計(jì)算出在一個(gè)模型內(nèi)重要的數(shù)值。匯聚點(diǎn)位于視網(wǎng)膜上，最好在黃斑內(nèi)。不難理解，晶體表面的曲率在個(gè)別情況下也可以這樣計(jì)算，以使匯聚點(diǎn)位于視網(wǎng)膜上或視網(wǎng)膜之前或之后的一個(gè)其他位置上。
采用上述方法，由于入射光線的不精確球面，非球面或不規(guī)則的曲率或由于眼球的縮短或伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(軸向屈光不正)而引起的視力異常能夠被修正。由于人工晶體與不同的視野不完全配合而造成的視力異常，在前述的例子中通過人工晶體3，在其正面12的中心范圍16內(nèi)的超額度的曲率被修正。
角膜2和人工晶體3的表面12，13上的變形被超比例放大顯示，以使其可視。
圖2概略顯示用于切割人工晶體的裝置20。此裝置20由一個(gè)用于輸入角膜曲率和在眼角膜2上的多個(gè)點(diǎn)8，9，10的位置，以及在角膜2，待植入晶體3和視網(wǎng)膜4之間距離的輸入單元21組成。此輸入單元設(shè)計(jì)成用于機(jī)械輸入。此外也可能有一個(gè)在線輸入裝置或一個(gè)此前說明過的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其允許在很短的時(shí)間內(nèi)向裝置20輸入大量必要的數(shù)據(jù)。
與輸入裝置連接的計(jì)算器22用于由給定的固定數(shù)值和輸入的數(shù)值，對(duì)每個(gè)點(diǎn)8，9，10確定折射角度并且由此計(jì)算在晶體表面12，13上對(duì)應(yīng)于角膜2上點(diǎn)的每個(gè)點(diǎn)的曲率。
這些計(jì)算值然后被傳送給一個(gè)用于由一個(gè)毛坯24切割人工晶體的裝置23，這種裝置借助激光設(shè)備從一個(gè)毛坯24切割出針對(duì)個(gè)別人應(yīng)用所計(jì)算過的晶體3。通過在晶體3邊緣26上的一個(gè)小缺口作出一個(gè)標(biāo)記25。此小缺口不妨礙晶體3的功能，其顯示給植入晶體的醫(yī)生，如何找準(zhǔn)可以圍繞其中心軸27旋轉(zhuǎn)的晶體的位置。
權(quán)利要求
1.求出至少一個(gè)由一個(gè)通過眼睛的瞳孔的光路透射的一個(gè)眼睛的人工或自然部分的表面的一種應(yīng)有形狀的方法，在此方法中-對(duì)于多個(gè)在表面上分布的，總是從一點(diǎn)出發(fā)的光路，測(cè)量出或由經(jīng)驗(yàn)值預(yù)定出沿光路折射特性，-測(cè)量或由經(jīng)驗(yàn)值給出沿著入射光線光路在由入射光線透射的表面之間的距離，并且-由這些數(shù)值計(jì)算至少一個(gè)被光路透射的表面的應(yīng)有形狀，以盡可能使光路在盡可能匯聚于一個(gè)點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用計(jì)算值，根據(jù)其折射特性選擇眼睛一部分的材料。
3.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，利用計(jì)算值來(lái)控制一種用于生產(chǎn)人工晶體的裝置。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在多于20個(gè)點(diǎn)(8，9，10)上測(cè)量折射特性。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在角膜上以地形統(tǒng)計(jì)方法分析折射特性。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，間距以生物統(tǒng)計(jì)方法測(cè)量。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，角膜厚度在多個(gè)點(diǎn)(8，9，10)上測(cè)量。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，匯聚點(diǎn)(15)位于視網(wǎng)膜(4)上，最好位于黃斑內(nèi)。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，計(jì)算出多個(gè)表面(12，13)的應(yīng)有形狀。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，計(jì)算表面(12，13)的屈光能力，以產(chǎn)生滑動(dòng)視界，雙或多焦點(diǎn)效果。
11.用于生產(chǎn)人工晶體(3)的裝置(20)-帶有用于輸入角膜曲率和在眼角膜(2)上的多個(gè)點(diǎn)(8，9，10)的位置以及在角膜(2)，植入的晶體(3)和視網(wǎng)膜(4)之間距離的輸入單元(21)-帶有用于計(jì)算每個(gè)這些點(diǎn)(8，9，10)的折射角度和在晶體表面(12，13)上的對(duì)應(yīng)于角膜(2)的點(diǎn)(8，9，10)的每個(gè)點(diǎn)的曲率的計(jì)算機(jī)(22)和-一個(gè)按照計(jì)算出的值切割人工晶體(3)的設(shè)備(23)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，用于切割人工晶體(3)的設(shè)備有一個(gè)激光設(shè)備。
全文摘要
在此方法中,對(duì)于多個(gè)經(jīng)過表面時(shí)被分開的,總是由一點(diǎn)發(fā)出的光路來(lái)說,測(cè)量沿著光路的折射特性或者由經(jīng)驗(yàn)值給出。緊接著,測(cè)量在由光路透射的表面之間的,沿著入射光線的光路的距離,或由經(jīng)驗(yàn)值給出,并由此數(shù)值計(jì)算出至少一個(gè)由光路透射的表面的應(yīng)用形狀,以使光路盡可能匯聚于一點(diǎn)。利用如此計(jì)算得到的數(shù)值就可以對(duì)帶到角膜表面上,植入角膜內(nèi)部,在前面的眼斷面內(nèi)固定并且植入眼睛內(nèi)部的光學(xué)裝置進(jìn)行計(jì)算,以便在采取措施之前,用計(jì)算方式模擬所有在眼部改變屈光能力的措施。作為實(shí)例,描述了一個(gè)用于生產(chǎn)人工晶體的裝置。
文檔編號(hào)A61F2/14GK1269709SQ98803328
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1998年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月21日
發(fā)明者H·馮瓦爾菲爾德, T·紐漢 申請(qǐng)人:醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)技術(shù)系統(tǒng)有限公司