眼科透镜组件及组装和使用方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月26日提交的美国临时申请62/056,083(vol0096ma)的权益。

背景技术：

本公开涉及用于诊断和治疗眼睛状况的眼科透镜组件，特别是包括保护盖和镜面眼科透镜元件的眼科透镜组件。

技术实现要素：

根据本公开的主题，透镜组件可以包括透镜元件和保护盖。透镜元件可以包括接触透镜表面和刻面光学体，刻面光学体包括刻面部分和远侧部分。刻面部分布置在接触透镜表面和远侧部分之间。所述刻面部分可以包括一个或更多个镜刻面，所述镜刻面包括相应的一个或更多个内部光学反射刻面和与相应的内部光学反射刻面相反地布置的一个或更多个外部刻面。所述一个或更多个内部光学反射刻面可以包括相应的一个或更多个全内反射(total-internal-reflective,tir)表面。所述一个或更多个内部光学反射刻面和所述接触透镜表面形成用于tir活动的通路。所述保护盖可以包括成形为接收所述接触透镜表面的接触孔隙、抓握部和刻面壳体部分，所述刻面壳体部分包括内表面且布置在所述接触孔隙和所述抓握部之间。所述保护盖的所述接触孔隙可以围绕所述接触透镜表面的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封。所述保护盖的所述抓握部可以围绕所述透镜元件的所述远侧部分拉伸配合，以维持远侧流体密封。一个或更多个tir诱导气隙可以由所述保护盖的所述刻面壳体部分限定在所述保护盖的所述刻面壳体部分的内表面和所述刻面光学体的所述刻面部分的一个或更多个外部刻面之间。

根据本公开一个实施例，组装和使用眼科透镜组件的方法可以包括围绕透镜元件布置保护盖，所述透镜元件包括具有相应的tir表面的一个或更多个镜刻面。所述透镜元件的接触透镜表面可以通过所述保护盖的接触孔隙接收。所述保护盖可以围绕所述接触透镜表面的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封。所述保护盖可以围绕所述透镜元件的远侧部分拉伸配合，以维持远侧流体密封。具有所述一个或更多个镜刻面的所述透镜元件的刻面部分可以布置在所述透镜元件的所述接触透镜表面和所述远侧部分之间。一个或更多个tir诱导气隙可以由所述保护盖限定在所述保护盖的内表面和所述透镜元件的所述一个或更多个镜刻面之间。所述方法可以进一步包括将所述透镜元件的接触透镜表面布置成与眼睛的角膜的曲率表面的一部分相接触，以及将照明经由所述tir表面反射到眼睛中并将眼睛反射的光经由tir表面重定向到用于外部观察的方向。

根据本公开另一实施例，提供了通过围绕透镜元件布置保护盖以组装眼科透镜组件的方法，其中透镜元件包括具有相应的tir表面的一个或更多个镜刻面，其中所述透镜元件的接触透镜表面可以通过所述保护盖的接触孔隙接收。所述保护盖可以围绕接触透镜表面的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封。所述保护盖可以围绕所述透镜元件的远侧部分拉伸配合，以维持远侧流体密封。具有所述一个或更多个镜刻面的所述透镜元件的刻面部分可以布置在所述透镜元件的所述接触透镜表面和所述远侧部分之间。一个或更多个tir诱导气隙可以由所述保护盖限定在所述保护盖的内表面和所述透镜元件的所述一个或更多个镜刻面之间。

虽然本文中主要参考诸如在前房角镜检查中使用的那些眼科透镜组件来描述本发明的构思，但可以预期，所述构思将适用于任何类型的透镜组件，例如且不作为限制，在人或其它物种的视力测定中使用的那些。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可以最好地理解本公开的具体实施例的以下详细描述，其中同样的结构由同样的附图标记表示，并且其中：

图1示意性地示出根据本文所示和描述的一个或更多个实施例的透镜元件和保护盖的分解透视图；

图2示意性地示出根据本文所示和描述的一个或更多个实施例的透镜组件的透视图，其中图1所示的透镜元件和保护盖为组装的；

图3示意性地示出根据本文所示和描述的一个或更多个实施例的图1的另一透镜元件和保护盖的分解透视图；以及

图4示意性地示出根据本文所示和描述的一个或更多个实施例的另一透镜组件的透视图，其中图3所示的透镜元件和保护盖为组装的。

具体实施方式

首先参考图1-2，透镜组件100(图2)包括透镜元件200和保护盖300。透镜元件200包括接触透镜表面202和刻面光学体204。接触透镜表面202成形为接触眼睛的角膜的曲率表面的一部分。例如，接触透镜表面202包括在使用期间可放置成与患者的角膜直接接触的凹形第一光学表面。

刻面光学体204包括刻面部分206和远侧部分208。透镜元件200的远侧部分208可以是圆柱形的，但应当理解，其它合适的形状在本公开的范围内。刻面光学体204的刻面部分206设置在刻面光学体204的接触透镜表面202和远侧部分208之间。刻面部分206包括一个或更多个镜刻面210，每个镜刻面210包括相应的内部光学反射刻面212(图2)和与相应的内部光学反射刻面212相反设置的外部刻面214。每个镜刻面210的各内部光学反射刻面212和相应的相反的外部刻面214在共同对准的平面上。这些镜刻面210(以及本文和下面进一步描述的镜刻面的其它实施例)包括平面倾斜镜面，用以将来自患者眼睛的特定区域的光重定向到可以由诸如验光师的眼睛护理提供者操作的观察装置对反射光成像的方向。所述观察装置可以是，例如裂隙灯立体显微镜。

参考图1-2，内部光学反射刻面212包括相应的全内反射(tir)表面。内部光学反射刻面212和接触透镜表面202形成用于tir活动的路径(该活动在本文中也简称为“tir”)。特别地，镜刻面210和一个或更多个tir诱导气隙404协作以诱发tir活动，如下面更详细地描述的。诱导tir气隙允许使用“未涂覆的”镜刻面210，即未涂覆反射涂层。因此，不需要利用反射金属涂层来引发光学反射。这些涂层通常增加了制造透镜元件的复杂性和成本。没有这些相对昂贵的涂层，将透镜组件100作为一次性透镜组件引入更具可行性。

关于透镜组件100的制造，透镜元件200可以使用注塑成型和/或使用机械加工和抛光操作来制造。可以预期，接触透镜表面202和刻面光学体204可以一体形成。例如，接触透镜表面202和刻面光学体204可以使用注塑成型一体地形成。在替代实施例中，接触透镜表面202和刻面光学体204可形成为在形成之后能粘附或以其它方式附接到彼此的单独件。附接件可以被定制成使得单独的部件可以彼此分离。例如可以预期，单独件可以通过注塑成型形成，然后以可拆卸方式彼此附接。

透镜元件200可以使用在电磁光谱的可见范围内为光学透明的聚合物材料形成。透镜元件200可以由至少一种具有折射率在约1.45至1.60的范围内的光学材料制成。作为非限制性示例，透镜元件200由医疗级丙烯酸制成。

刻面光学体204包括围绕刻面光学体204的刻面部分206的周边设置的四个等距的镜刻面210。作为示例而非限制，透镜元件200可以是例如四镜“sussmann”式或类型透镜的眼科透镜。在实施例中，四个内部光学反射刻面210的tir表面将照明反射到眼睛的前房中，并且将由前房反射的光重定向到眼睛外部的且由外部源可见的方向。

所述保护盖300包括成形为接收所述接触透镜表面202的接触孔隙302。保护盖300还包括抓握部304和刻面壳体部分306，所述刻面壳体部分306包括内表面308(图2)并且布置在所述接触孔隙302和所述抓握部304之间。

保护盖300的接触孔隙302围绕接触透镜表面202的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封400。保护盖300的抓握部304围绕透镜元件200的远侧部分208拉伸配合，以维持远侧流体密封402。

一个或更多个tir诱导气隙404由所述保护盖300的刻面壳体部分306限定在保护盖300的刻面壳体部分306的内表面308和刻面光学体204的刻面部分206的外部刻面214之间。实际上，当保护盖300围绕透镜元件200布置时，空气将占据tir诱导气隙404。当在tir诱导气隙404内保持预定的一致的透镜基底-空气折射率差时，如下面进一步详细描述的，空气将允许tir活动发生。

保护盖300可以由足够刚性的弹性和回弹性材料制成，以在正常使用时维持保护盖300的内表面308和外部刻面214之间的tir诱导气隙404。例如，可以预期，保护盖300应当足够弹性，以在接收到压缩紧握力时维持上述气隙。如本文所述，“压缩紧握力”可以量化为落在通常与处理本文所考虑的类型的眼科透镜组件相关的力的范围内。例如，压缩紧握力通常对应于当人类用户握住透镜组件用于在患者眼睛附近定位和使用时施加的力。还可以预期，如本文所述的“压缩紧握力”可以被量化为落在通常与当用于辅助验光师将透镜组件定位在患者眼睛的附近时的机械相关联的力的范围内。保护盖300限定适当程度的刚性和/或可压缩性，使得保护盖300的抓握部304完全接触透镜元件200的远侧部分208，同时保持远侧流体密封402。在一些实施例中，保护盖300使用医疗级有机硅弹性体模制。

tir诱导气隙404按大小分类，以在接收到压缩紧握力时，维持空气和透镜元件200之间的一致的折射率差异，使得当tir表面照明时发生tir活动。保护盖300的内表面308足够刚性以在接收到压缩紧握力时将tir诱导气隙404维持为在空气和透镜元件200之间维持一致的折射率差异的大小上，使得当tir表面照明时发生tir活动。在实施例中，所述一致的折射率差异在约0.45到约0.6的范围中。

进一步地，一个或更多个通气孔310可以设置在保护盖300的刻面壳体部分306中，并且与一个或更多个tir诱导气隙404连通。这种通气孔310允许灭菌剂扩散并迁移到由相应的tir诱导气隙404限定的透镜空腔中，从而灭菌剂可以使限定透镜空腔的表面无诸如潜在有害活体组织的组织的存在。当保护盖300围绕透镜元件200设置以形成透镜组件100时，通气孔310的尺寸为足够大，以支持灭菌剂扩散进入和离开一个或更多个tir诱导气隙404。并且通气孔310的尺寸为足够小，并且沿着限定保护罩300的刻面壳体部分306的壁设置得足够高，以允许保护盖300防止流体、油、碎片和/或刮屑撞击透镜元件200的镜刻面210。

现在参考图3-4，示出了类似于透镜组件100的透镜组件120(图4)。透镜组件120与本文所述的透镜组件100的不同之处在于透镜组件120的透镜元件220包括三-镜刻面结构，而不是透镜组件100的透镜元件200的四-镜刻面结构。因此，类似于透镜组件100，透镜组件120包括透镜元件220和保护盖300，并且透镜元件220包括接触透镜表面222和刻面光学体224。应当理解，包括单个镜刻面或更多个镜刻面(例如，双镜刻面结构或者五个或更多个的镜刻面结构)的透镜元件在本公开的范围内。

进一步类似地，刻面光学体224包括刻面部分226和远侧部分228。然而，刻面部分226包括一个或更多个镜刻面230a、230b、230c。每个镜刻面230a、230b、230c分别包括内部光学反射刻面232、234、236和与相应的内部光学反射刻面232、234、236相反设置的外部刻面242、244、246。每个镜刻面230a、230b、230c的每个内部光学反射刻面232、234、236和相应的相反的外部刻面242、244、246在共同对准的平面上。作为示例而非限制，透镜元件220可以是眼科透镜，例如是3-镜“goldmann”式或类型的透镜。

参考图3-4，内部光学反射刻面232、234、236包括相应的tir表面。相应的镜刻面230a、230b、230c的内部光学反射刻面232、234、236和接触透镜表面222形成用于tir活动的路径。特别地，镜刻面230a、230b、230c和一个或更多个tir诱导气隙404'协作以诱发tir活动。在一些实施例中，镜刻面230a、230b、230c是未涂覆的。作为非限制性示例，刻面光学体224包括三个镜刻面230a、230b、230c，其包括：专用于观察眼睛的中间视网膜的中间视网膜镜刻面230a；专用于观察眼睛的周边视网膜的周边视网膜镜刻面230b；和专用于观察眼睛的前房的前房镜刻面230c。内部光学反射刻面232和相应的外部刻面242是未涂覆的中间视网膜镜刻面230a的一部分。内部光学反射刻面234和相应的外部刻面244是未涂覆的周边视网膜镜刻面230b的一部分。内部光学反射刻面236和相应的外部刻面246是未涂覆的前房镜刻面230c的一部分。

保护盖300的接触孔隙302围绕接触透镜表面222的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封400'。保护盖300的抓握部304围绕透镜元件220的远侧部分228拉伸配合，以维持远侧流体密封402'。一个或更多个tir诱导气隙404'由保护罩300的刻面壳体部分306限定在保护盖300的刻面壳体部分306的内表面308与透镜元件220的刻面光学体224的刻面部分226的外部刻面242、244、246之间。在实施例中，设置在保护盖300的刻面壳体部分306中的一个或多通气孔310与一个或更多个tir诱导气隙404'连通。

作为示例而非限制，组装和使用眼科透镜组件100、120的方法，例如用于诊断和治疗眼睛的状况，包括围绕具有一个或更多个镜刻面的透镜元件设置保护盖，所述镜刻面包括相应的tir表面。透镜元件的接触透镜表面通过保护盖的接触孔隙被接收。保护盖围绕接触透镜表面的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封。保护盖围绕透镜元件的远侧部分拉伸配合，以维持远侧流体密封。

例如，参考图1-4，保护盖300围绕透镜元件200或220中的一个设置，透镜元件200或220分别包括一个或更多个镜刻面210或一个或多镜刻面230a-230c，所述镜刻面210、230a-c包括相应的tir表面。透镜元件200、220的接触透镜表面202、222通过保护盖300的接触孔隙302被接收。保护盖300围绕接触透镜表面202、222的周边拉伸配合，以维持近侧流体密封400、400'。保护盖300围绕透镜元件的远侧部分208、228拉伸配合，以维持远侧流体密封402、402'。包括一个或更多个镜刻面210、230a-230c的透镜元件200的刻面部分206、226设置在透镜元件200、220的接触透镜表面202、222和远侧部分208、228之间。一个或更多个tir诱导气隙404、404'由保护盖300限定在保护盖300的内表面308和透镜元件200、220的一个或更多个镜刻面210、230a-230c之间。透镜元件的接触透镜表面202、222布置成与眼睛的角膜的曲率表面的一部分接触，并且照明经由tir表面反射到眼睛中，并且由眼睛反射的光经由tir表面重定向到用于外部观察的方向。

该方法还可以包括：通过设置在包括保护盖的内表面的刻面壳体部分中的一个或更多个通气孔施加灭菌剂，使得灭菌剂扩散到与相应的通气孔对准的相应的tir诱导气隙中。例如，灭菌剂可以通过设置在包括保护罩300的内表面308的刻面壳体部分306中的一个或更多个通气孔310施加，使得灭菌剂扩散到与相应的通气孔310对准的相应的tir诱导气隙404、404'中。灭菌剂可以是例如环氧乙烷气体。

在实践中，如果透镜元件的镜刻面表面被流体和微粒弄湿(例如通过泪液、盐水溶液、光学耦合溶液等)，则诸如透镜元件200或220的透镜元件与诸如保护盖300的保护盖用以产生透镜组件的tir活动是复杂的和/或受限的。例如，流体元件的存在将透镜组件内的折射率的差异调节到可能不适于tir活动的水平。因此，在保护盖300和透镜元件200、220之间产生的流体密封防止透镜元件200、220的镜刻面的潮湿，使得可以维持透镜组件内的折射率的适当差异而发生tir活动。保护盖300和透镜元件200或220之间的这种流体密封进一步防止透镜元件的污染和/或损坏。此外，由于透镜元件200、220的镜刻面可以不涂覆例如反射金属涂层，而是依赖于在本文的透镜组件实施例中所描述的tir诱导气隙在透镜元件200、220的镜刻面表面附近产生密封区域以诱发tir活性，因此透镜元件和透镜组件与施加反射金属涂层相比在总体上倾向于制造成本更低，并且适合于单次使用的一次性应用。通过这种单次使用，其他可能使用共享的多次使用的透镜组件的患者或人员之间交叉污染的机会更少。

还应注意，本文对“至少一个”部件、元件等的陈述不应被用于推断，冠词“一个”的替代使用应限于单个的部件、元件等。

为了描述和限定本发明，注意，本文中使用的术语“基本上”和“近似”和“大约”表示可归因于任何定量比较、值、测量等的固有不确定性程度，或其它表示。术语“基本上”和“近似”和“大约”在本文中也用于指代在不导致所讨论主题的基本功能的变化的情况下可以相对于所述参考可以变化的定量表示的程度。例如，这些术语的使用可以指代在相对于所述参考的合理公差内变化的定量表示的程度。

已经详细地并通过参考本公开的具体实施例描述了本公开的主题，但应注意，本文中所揭示的各种细节不应被视为暗示这些细节涉及是本文中所述各种实施例的必要组件的元件，即使在本说明书所附的每个附图中示出特定元件的情况下也是如此。此外，显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，修改和变化是可能的，包括但不限于在所附权利要求中限定的实施例。更具体地，尽管本公开的一些方面在本文中被标识为优选的或特别有利的，但是可以预期，本公开不一定限于这些方面。

注意，以下权利要求中的一个或更多个利用术语“其中”作为过渡短语。为了定义本发明的目的，应当注意，该术语在权利要求中被引入作为开放式过渡短语，其用于引入对结构的一系列特征的叙述，并且应当以与更常用的开放式前导词术语“包括”相似的方式解释。