专利名称：人工晶体的生产方法
技术领域：
本发明涉及确定至少一个由通过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应有形状的方法。
角膜和晶状体为一个眼睛的自然部分，它由一个通过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学装置或者动手术打开，在角膜内部设置植入物，以改变角膜形状，并且可以将其他的装置植入眼前部或眼睛内部，以便折射通过眼睛的光路。
被透射的表面的形状有特别的意义，因为通过光路透过的表面的形状的改变，使眼睛的屈光能力改变。通过采取措施，对眼睛自然部分或人工装入的部分或植入的部分进行处理，其结果应能够精确地事先确定。
特别是在调整多项改变眼睛屈光能力的措施时，在预报实际能达到的结果方面还存在着很大问题。
例如对于人工晶体的生产，已知借助4点角膜曲率测量法，测量眼角膜的曲率并且通过外插法确定全部角膜表面的大约曲率。除此以外，利用生物学统计方法测量角膜表面，晶状体和视网膜之间的间距，以便借助于平均的角膜曲率确定晶状体的曲率或屈光度，从而使在角膜上射入的光线在视网膜上汇聚为一点。
此方法适合于具有很均匀曲率的角膜。因为一般情况下的角膜曲率在全部表面的范围内是不同的，实际上在一定的角膜范围内射入的光线并不在所争取的点上聚焦。
此外，此方法仅适用于确定人工晶体的表面。
因而本发明的任务就是推荐一个方法，它允许确定出一个任意的由通过眼瞳孔的光路所透射的表面的应有形状，使得在眼内产生一个尽可能清晰的象。
此任务通过如下方法解决，此时对于许多通过表面时被分开的，总是从一点发出的光路来说，测量沿着光路的折射特性或由经验值给出；测量在由光路透射的表面之间，沿着射入光线的光路的距离或由经验值给出，并且由此值至少计算出一个由光路透射的表面的应有形状，以使光路尽可能聚于一点。
按本发明的方法有如下优点，即在一个由通过眼睛瞳孔的光路透射的表面上可以测量任意多个点，以提高表面成型的精确度。在特别重要的部位，例如中心区，能够计算很多点，而在边缘部位，计算较少点就足够了。同样，在测量期间或在此之前所确定的角膜或眼睛其他部位的变形可以在采用按本发明的方法时加以考虑，正好在这些范围内要测量特别多的点。通过此方法确定的应有形状因此能精确地适合个别的眼睛，并且因此能够在眼睛其他位置补偿变形或不规则性。
此方法首先适用于眼部手术的模拟。例如能够计算得到一个可安放在眼表面的接触镜的整个表面。如果接触镜的必需的折射特性在以接触镜中点为中心的环上基本相同，那么就适合使用接触镜。否则必须采取另外的措施或者通过其他的方法来补偿存在有偏差的表面部分。该实例表明，按本发明的方法能够单步地使用，以确定表面的应有形状。然而由于许多应有形状在技术上或手术上不可实现，因而在这些情况下，在第二个方法步骤中就要考虑到例如装入的接触镜的第一种措施时重新测量沿着光路的折射特性，以便由测量值确定另一个表面的应有形状。
除了接触镜外，表层角膜晶片术，光性屈光性角膜切削术，径向角膜切开术和角膜热成形，角膜内嵌入，角膜内环，晶体植入有晶状体的眼和眼内晶体的植入等都属于精确地确定一个表面的应有形状对其具有重大意义的各种不同的手术。
如果除了用计算出的数值确定表面的应有形状之外，还根据其折射特性来选择眼睛一部分的材料，那是有利的。而被光路透射的材料的厚度在所描述的方法时则进入表面的应有形状，因而选择人工植入眼睛中的部分的材料，也就引起了一种特殊的折射特性。按本发明的方法允许，改变用于植入部分的材料并且对于不同的材料，确定被透射表面的各自形状。例如一个人工晶体根据所应用的材料具有另外的折射特性，并且由此根据所应用的材料按本发明的方法确定另外一种应有形状。
此方法的一个优选的应用范围在于，利用已计算出的值来控制用于生产人工晶体的装置。利用此方法生产的人工晶体因此精确地适合于每个人的眼角膜并且能够因此消除在角膜上的变形。
在其上测量折射特性的测点的数量，可任意被增加。然而优选为应测量多于20个点，以便得到可接受的结果。
为了快速地测量大量的点，建议以地形统计方法分析在角膜上的折射特性。地形统计方法允许很精确地测量整个角膜表面并且因此特别适合于按本发明的方法。
在由光路透射的表面，如角膜，晶体和视网膜之间的沿着入射光线的光路的距离，最好用生化统计方法测量。对于此种测量，这是一种简单的，研究深入的并且特别精确的方法。
因为已知，角膜的厚度也通过表面来改变，因而若角膜厚度在多点测量，则很有利。通常对于人工晶体的生产以及植入来说，并不特别考虑角膜的厚度。然而角膜厚度的测量有助精确度的提高，例如在生产人工晶体时。
根据计算，光路的汇聚点可以位于视网膜之前或之后。有利的是使汇聚点在视网膜上，最好是在黄斑内。
原则上，最精确地计算表面并相应地变形就足够使所有光路聚于一个汇聚点，但在必要的较强的变形时或者出于生产技术和手术的原因，计算多个表面的应有形状则往往是有利的。例如人工晶体的晶体正面和晶体背面根据个人情况而成形，因此晶体的整个折射特性和眼睛其余表面的折射特性一起作用而导致按本发明的汇聚点。
由于老花眼对于远和近需要不同眼镜的人们来说，最好计算表面的屈光度，以产生滑动视力，双或多焦点效果。这例如可以通过人工装入的晶体的特别曲率达到。
此外本发明的任务还在于建议了一种用于生产人工晶体的装置，这种装置允许考虑在角膜上的不平度。
该任务用生产人工晶体的装置来解决，该装置带有一个输入单元用于输入角膜曲率和在眼角膜上许多点的位置以及在角膜，植入晶体与视网膜之间的距离；还带有一个计算机，用于计算每个点的折射角度和在晶体表面上对应于角膜的点上每个点的曲率以及有一个根据计算值生产人工晶体的设备。
一个此种装置允许，在必要的例如由验光员或眼科医生查出的一种特殊的眼睛数据的基础上，单独生产一个晶体，以消除在角膜上的不平度。所测量的数值能够传送到例如磁盘或者在线传送到生产符合测量数值晶体的晶体加工器处。
用于生产人工晶体的设备最好具有一个用于切割晶体的激光设备。激光设备允许精确调整切割，因此特别适于在给定数据的基础上自动切割相应的晶体。
如此被加工的晶体能够通过在以中点为中心的环上对数值进行平均而得到一个在每个半径上都相同的形状。当晶体不是围绕中心的，而是尽可能精确符合角膜而构成，则可达到更高的精确性。在此种情况下，被加工的晶体必须借助辅助设备或经精确定位校准的悬挂装置被植入人眼中，因为此时即使晶体很小的旋转也会使在眼角膜上的精确配合失败。因此建议，对已生产的晶体设置标记，这样在晶体植入时使晶体的定位变得容易。
按本发明的方法和按本发明的装置的实施例在图中描述并详细阐述如下。
图示说明
图1一个俯视的通过右侧眼球的水平剖视略图。
图2装置的示意略图在图1中所示的眼1基本上由角膜2，人工晶体3和视网膜4组成。从点P出发的光线5，6，7在点8，9，10到达角膜2，穿过角膜，进入前面的眼腔11，到达晶体正面12，穿过人工晶体3，并经过晶体背面13延伸至玻璃体14。在接下来穿过玻璃体的进程中，由人工晶体透射出的光线5，6，7被折射，以致于它们汇聚到共同的一个交点15。
对于球面状弯曲的角膜2，在一个或很少的几个点上，角膜的曲率能够用例如角膜曲度计测量，以便这样确定人工晶体3的晶体曲率，使射入光线5，6，7以理想的方式汇聚于一个交点，在此例中聚于黄斑15内。
然而，若角膜2象在点8一样，有一个不规则的曲率或象在点10一样，有一个增高的厚度，则存在问题。在这些位置上，角膜不是完全的球面，并且射入的光线这样被折射，以致于在通过人工晶体的透射后不再汇聚于点15。因此根据发明建议，晶体表面12，13的成形应使角膜曲率或角膜厚度的偏差通过在人工晶体上的表面成形而被补偿。此时，要么仅是晶体的一面能对应于角膜而被加工，要么如在光路7上显示的，使正面12和背面13能够这样改变，从而通过小小的改变人工晶体3上的曲率使在角膜2范围内的特殊性能够被补偿。例如也可以用晶体3的一个面补偿角膜的曲率并且用晶体3的另一个面补偿角膜的厚度。
为计算晶体表面12，13上的对应于角膜2的点8，9，10上各点的曲率必须测量沿着射入光线5，6，7的光路，在角膜2，植入晶体3和视网膜4之间的间距。这些数据能够借助于生物统计方法确定，其以十分之一毫米的精确度提供在角膜2，人工晶体3的正面12，人工晶体3的背面13和视网膜之间的距离。
若这些数据已知，那么可以借助地形统计方法通过许多点8，9，10来确定在角膜2整个表面上的角膜2的精确曲率，以便由此确定在点8，9，10每处的折射角。测量的精确性还通过在点8，9，10中的每个点附加确定角膜厚度而得到提高。
利用这样计算得到的数值控制一个用于生产人工晶体的装置20，该装置由测量和计算得到的数值来生产人工晶体。
在实施例子中，在角膜3上以地形统计方法测量数千个点并且为此计算出在一个模型内重要的数值。汇聚点位于视网膜上，最好在黄斑内。不难理解，晶体表面的曲率在个别情况下也可以这样计算，以使汇聚点位于视网膜上或视网膜之前或之后的一个其他位置上。
采用上述方法，由于入射光线的不精确球面，非球面或不规则的曲率或由于眼球的缩短或伸长结构(轴向屈光不正)而引起的视力异常能够被修正。由于人工晶体与不同的视野不完全配合而造成的视力异常，在前述的例子中通过人工晶体3，在其正面12的中心范围16内的超额度的曲率被修正。
角膜2和人工晶体3的表面12，13上的变形被超比例放大显示，以使其可视。
图2概略显示用于切割人工晶体的装置20。此装置20由一个用于输入角膜曲率和在眼角膜2上的多个点8，9，10的位置，以及在角膜2，待植入晶体3和视网膜4之间距离的输入单元21组成。此输入单元设计成用于机械输入。此外也可能有一个在线输入装置或一个此前说明过的数据传输装置，其允许在很短的时间内向装置20输入大量必要的数据。
与输入装置连接的计算器22用于由给定的固定数值和输入的数值，对每个点8，9，10确定折射角度并且由此计算在晶体表面12，13上对应于角膜2上点的每个点的曲率。
这些计算值然后被传送给一个用于由一个毛坯24切割人工晶体的装置23，这种装置借助激光设备从一个毛坯24切割出针对个别人应用所计算过的晶体3。通过在晶体3边缘26上的一个小缺口作出一个标记25。此小缺口不妨碍晶体3的功能，其显示给植入晶体的医生，如何找准可以围绕其中心轴27旋转的晶体的位置。
权利要求
1.求出至少一个由一个通过眼睛的瞳孔的光路透射的一个眼睛的人工或自然部分的表面的一种应有形状的方法，在此方法中-对于多个在表面上分布的，总是从一点出发的光路，测量出或由经验值预定出沿光路折射特性，-测量或由经验值给出沿着入射光线光路在由入射光线透射的表面之间的距离，并且-由这些数值计算至少一个被光路透射的表面的应有形状，以尽可能使光路在尽可能汇聚于一个点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用计算值，根据其折射特性选择眼睛一部分的材料。
3.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，利用计算值来控制一种用于生产人工晶体的装置。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在多于20个点(8，9，10)上测量折射特性。
5.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在角膜上以地形统计方法分析折射特性。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，间距以生物统计方法测量。
7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，角膜厚度在多个点(8，9，10)上测量。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，汇聚点(15)位于视网膜(4)上，最好位于黄斑内。
9.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计算出多个表面(12，13)的应有形状。
10.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，计算表面(12，13)的屈光能力，以产生滑动视界，双或多焦点效果。
11.用于生产人工晶体(3)的装置(20)-带有用于输入角膜曲率和在眼角膜(2)上的多个点(8，9，10)的位置以及在角膜(2)，植入的晶体(3)和视网膜(4)之间距离的输入单元(21)-带有用于计算每个这些点(8，9，10)的折射角度和在晶体表面(12，13)上的对应于角膜(2)的点(8，9，10)的每个点的曲率的计算机(22)和-一个按照计算出的值切割人工晶体(3)的设备(23)。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，用于切割人工晶体(3)的设备有一个激光设备。
全文摘要
在此方法中,对于多个经过表面时被分开的,总是由一点发出的光路来说,测量沿着光路的折射特性或者由经验值给出。紧接着,测量在由光路透射的表面之间的,沿着入射光线的光路的距离,或由经验值给出,并由此数值计算出至少一个由光路透射的表面的应用形状,以使光路尽可能汇聚于一点。利用如此计算得到的数值就可以对带到角膜表面上,植入角膜内部,在前面的眼断面内固定并且植入眼睛内部的光学装置进行计算,以便在采取措施之前,用计算方式模拟所有在眼部改变屈光能力的措施。作为实例,描述了一个用于生产人工晶体的装置。
文档编号A61F2/14GK1269709SQ98803328
公开日2000年10月11日 申请日期1998年1月14日 优先权日1997年1月21日
发明者H·冯瓦尔菲尔德, T·纽汉 申请人:医学及医学技术系统有限公司