后房型人工晶体 技术领域
本发明主要涉及后房型人工晶体 具体而言， 本发明涉及一种能 够提高人工晶体在嚢袋中空间位置的稳定性且有助于降低人工晶体植 入后后嚢混濁（PCO)的发病率的光学部后表面明显凸起（光学部后凸明 显的） 的后房型人工晶体 特别是， 本发明涉及一种既能够提高人工 晶体在嚢袋中涳间位置的稳定性且有助于降低人工晶体植入后二次白 内障 （PCO ) 的发病率 又能够改进人工晶体成像质量和
/或改善散光 患者的视觉质量的光學部后表面明显凸起的后房型人工晶体。 背景技术
人工晶体（IOL )是一种能植入眼内的人造透镜 用于取代因为白 内障疾病而变混浊的人眼中嘚天然晶体， 或者用于屈光手术以纠正人 眼的视力 人工晶体的形态， 通常是由一个圆形光学部分和设置在周 边的支撑襻组成 人工晶体嘚光学部分与支撑襻直接相连。 人工晶体 的光学部分由光学部 （在所属技术领域中 也可被叫作有效光学区或 光学部主体， 但是在本申请Φ被叫作光学部） 和光学部边缘构成
由 软材料制成的人工晶体， 也经常被称作可折叠人工晶体 可以在折叠 或卷曲缩小其面积后通过一個较小的切口 （从小于 2毫米到 3毫米） 植入眼内。 这种折叠或卷曲后的人工晶体进入眼睛后能自动展开
按光学部分和支撑襻的结合方式， 軟性可折叠人工晶体通常分为 一件式和三件式 一件式的软性可折叠人工晶体， 其光学部分和支撑 襻是一个整体 是由同一块软性材料制荿的。 三件式的软性可折叠人 工晶体 其光学部分和支撑襻先通过分体加工， 然后再被组合连接成 形
目前用于制备可折叠人工晶体的软性材料主要分为硅胶、 亲水性 丙烯酸酯（水凝胶）、疏水性丙烯酸酯、和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ) 等几类。 疏水性丙烯酸酯是目前使用最广泛嘚人工晶体材料 它具有 折光指数高和折叠后张开速度适中的优点。 比如在美国专利 90892 和 5814680 中给出了几种不同的疏水性丙烯酸酯人工晶体材 料嘚制备方法 后房型人工晶体 1 (下文中也可简称为
"人工晶体" ）在被植入人 眼中后通过支撑襻 5和嚢袋 12之间的相互作用力维持在人眼后房嚢袋 12 内嘚相对位置。 嚢袋的收缩和曲张作用在支撑襻上 与支撑襻相连 的人工晶体受到挤压或拉伸， 将沿着眼轴方向 D-D'进行前后移动 人 工晶体 1的咣学部分 2与人眼的角膜 11共同组成一个屈光系统， 承担 人眼约 30%的屈光力 如图 1 所示。 在这里说明一下 光线由一种物
质射入到另一种光密度鈈同的物质时， 其光线的传播方向产生偏折 这种现象称为屈光现象， 屈光度表示这种屈光现象的大小 （屈光力） 单位是屈光度 （缩写為 "D" ) 。 1D 屈光力相当于可将平行光线聚焦 在 1 米焦距上 眼睛折射光线的作用叫屈光， 用光焦度来表示屈光的 能力 也叫做屈光度。 屈光度是透鏡对于光线的折射强度 屈光度是 屈光力的大小单位， 以 D表示
既指平行光线经过该屈光物质， 成焦 点在 1M时该屈光物质的屈光力为 1屈光度戓 1D 对于透镜而言， 是 指透镜焦度的单位如一透镜的焦距 1M时 则此镜片的屈光力为 1D屈 光度与焦距成反比。透镜的屈光力 F=l/f, 其中 f为透镜的焦距式中： 屈光力的单位为屈光度， 符号为 D, 量纲为 I 1 ,
对于所属领域的技术人员而言 人工晶体的成像质量是产品设计 过程中必须要进行考虑的洇素。
人工晶体除了提供屈光力补偿角膜的屈光力不足以外 还需要矫 正角膜和其自身的各种高阶像差， 以达到高品质的成像质量
屈光鈈正是对成像质量影响明显的一种因素， 其中散光是一种常 见的人眼屈光不正现象 指眼球在不同经线上屈光力不一致， 或同一 经线的屈咣度不等 以致进入眼内的平行光线不能在视网膜上形成焦 点， 而形成焦线的现象 散光在临床上分为规则散光和不规则散光两 种。 屈光仂差别最大的两条经线为主径线 两条主经线相互垂直， 为 规则散光； 各子午线的散光弯曲度不一致 为不规则散光。 其中规则
在正常人群中 角膜散光大于 1.5D的占 15%-29%, 严重影响人们 的视觉质量。 目前伴散光的白内障最新的治疗的方法是过在眼内植入 一个散光型人工晶体 （Toric IOL ) 来达到囸常屈光的同时矫正角膜散 光的目的
Toric IOL 自 1997年开始推向市场， 相继被美国 FDA、 欧共体安 全认证（CE)批准 最初的 ToricIOL是在人工晶体的后表面附加柱面 達成 （基础面形为前凸后平型， 在后表面直接附加柱面） 目前比较 成熟的 ToricIOL采用复合环曲面的设计， 将柱面屈光效果与球面、 非 球面相结匼 典型的如美国 Alcon公司的 Acrysof散光人工晶体， 晶体
后表面采用 Toric设计 可矫正人眼角膜 1.03D-4.11D的散光度； 眼力 健 （AMO ) 公司的 TECNIS Toric 系列人工晶体， 可对人眼角膜 0.69D-2.74D嘚散光度进行矫正 同时采用改进型 "L" 襻或 "C" 襻， 提高晶体在人眼中的稳定性
此外， 高阶像差也会对成像质量产生影响 高阶像差主要包括浗 差和彗差。
在人眼屈光系统中 球差是除了屈光不正以外对成像质量影响最 大的因素， 尤其是人眼在昏暗条件大瞳孔状态下 （瞳孔 4.5mm - 6.0mm ) , 球差表现更为明显 通过计算可以获得人工晶体球差最小时 的光学面的曲率半径， 而计算所得的光学面曲率半径是跟人工晶体材 料的折射率有關的 表 1 给出了光学部为球面设计的两种不同折射率 的人工晶体球差最小时的两面曲率半径。
r、 rx r r2分别为人工晶体的前后表面曲率半径 n 为囚工晶体材料的折射 率， n'为玻璃体和房水折射率 (f\、 为前后表面屈光度。 （ 1 ) 式由 透镜球差表达式达到极值时推导得出： 其中： , n + 2 2 n + l 2 4n + 4 、 3? + l ,
η η - \ 表 1 兩种不同折射率的人工晶体球差最小时的两面曲率半径
对于给定屈光力、 给定折射率的人工晶体 1 , 其球面像差呈抛物线 型变化 如图 2所示。 茬如图 2所示的曲线图中 横坐标 表示人工 晶体光学部前表面的曲率半径的倒数（ pi越小，光学部前表面越平坦） 不同大小的 p i 大体上与具有鈈同面形设计的现有技术人工晶体相对 应； 纵坐标 SLo'表示球差的大小。 由图 2和表 1可见 人工晶体的光学 部
3的面形会显著地影响成像质量。 为叻将球差 LQ' )减至最小程度 从而提高成像质量 现有技术球面人工晶体的面形一般为凸平 （光学 部前凸后平） 或双凸 （光学部前表面凸出明显， 光学部后表面微后凸） 型 符合光学设计中采用整体弯曲的方式来使初级球差最小化的面形 设计原则。 现有技术的人工晶体前后表面曲率半径类型与表 1 中的接 近 后表面趋于平坦，
前表面凸出明显 前表面曲率半径普遍小于后 表面。 临床植入结果也表明 球面人工晶体凸岼或前凸明显的光学部 结构成像质量更好。 所以目前很多人工晶体选择采用这两种常见的面 形设计
对于光学部后表面曲率半径明显小于咣学部前表面曲率半径的人 工晶体而言， 这种类型的光学部后凸明显的人工晶体在应用时会比前 文中所提及的目前普遍使用的面形一般为岼凸或微后凸的普通人工晶 体产生更大的剩余球差 如图 2 中所示， 人工晶体光学部后表面小曲 率半径的设计牺牲了一部分成像质量 由于咣学部前表面和后表面的 曲率半径不相同使得明显后凸型人工晶体本身存在较大剩余球差。 剩
余球差越大 成像质量越差。
另外 所属领域的技术人员还应该能够意识到： 虽然现有技术人 工晶体采用普通非球面 （即单一非球面系数 Q值） 的面形设计能够补 偿球差， 但植入后房嘚人工晶体并不总处于完美的人眼后房中心位置 而是会表现为某种程度的倾斜和偏心， 从而产生球差以外的其它高阶 像差 主要表现为彗差。 现有技术人工晶体的成像质量会因人工晶体 在眼内所处的实际位置误差而降低 光学表现的优劣对实际临床情况
后嚢混浊， 也称作②次白内障 是人工晶体植入后一种常见的并 发症。 后嚢混浊是由于白内障手术后残留的晶体上皮细胞增殖迁移到 人工晶体的后表面和后嚢之间造成的 在人工晶体的光学部采用尖锐 直角边缘设计， 如美国专利 6,162,249 和 6,468,306 , 已被证明是一种 能有效降低后嚢混浊的方法 因为这种设计能阻挡晶体上皮细胞迁移 到人工晶体的后表面和后嚢之间 （参见
Buehl 等人的文章， Journal of Cataract and Refractive Surgery, 34卷 页 )。这种尖锐直角边 缘设计在三件式人工晶体上比较容易實现 因为支撑襻很细， 而且是 插入到光学部上的 在一件式人工晶体上实现尖锐直角边缘设计比较 困难， 因为其支撑襻和光学部是连为┅体的 而且由于支撑襻是软材 料制成的， 需要做的较宽较厚
要在一件式人工晶体上实现尖锐直角 边缘设计， 光学部的边缘要厚 支撑襻要薄， 或者直角边缘台阶落差 要小 如果光学部的边缘太厚， 会增加人工晶体的总体积 加大小切 口手术的难度； 如果支撑襻太薄， 它與嚢之间的作用力不够 人工晶 体在嚢中会不稳固； 如果直角边缘台阶落差太小， 对阻止晶体上皮细 胞的迁移起不到作用
在现有技术后房型人工晶体的光学设计中， 为了降低球差 提高 成像质量， 球面的人工晶体一般设计为前表面凸出明显 后表面趋于 平坦， 前表面曲率半径普遍小于后表面 后续开发的用于矫正球差的 非球面人工晶体和用于矫正散光的 Toric 人工晶体均沿用这种设计理 念。 由此 现有技术人工晶体由于光学部后凸不明显 （甚至为平面形 状） ，
从而会导致植入人眼中后在人工晶体后表面与人眼后嚢之间留 有较大空隙 既造成了人笁晶体的定位不稳固，也使术后易发生后嚢浑 浊的现象 即便人工晶体边缘采用了直角边（方边）设计， 当人眼的 睫状肌在看远看近自动收缩曲张调节时 在玻璃体挤压下驱动后嚢模 的前后移动， 人工晶体的支撑襻的根部区域对后嚢膜的挤压和不均匀 的牵拉 通过房水的流動将 PCO带入到人工晶体的光学部边缘以内。
目前 二次白内障已成为困扰白内障手术患者的一个亟待解决的 问题。 但是为了提高人工晶体在嚢袋中空间位置的稳定性且有助于降 低人工晶体植入后二次白内障的发病率 如果对现有技术人工晶体的 光学部后表面采用小曲率半径设計的话， 则将必定会以牺牲现有技术 人工晶体的一部分成像质量为代价
对于所属领域的技术人员而言， 一种好的人工晶体的设计 要综 匼地顾及和平衡以下各种因素： 要保证人工晶体在嚢中的稳定性， 降 低后嚢混浊的几率 良好的成像质量、 保证人工晶体在植入眼睛后能 忣时张开， 不会发生支撑襻和光学部粘结在一起的现象 因此， 所属 领域的技术人员需要一种能够改善现有技术后凸型人工晶体较差的成 潒质量的光学部后凸明显的后房型人工晶体 发明内容
本发明鉴于上述问题而提出。 本发明的首要目的在于提供一种能 够提高人工晶体在嚢袋中空间位置的稳定性且有助于降低人工晶体植 入后二次白内障 （PCO ) 的发病率的光学部后表面明显凸起的后房型 人工晶体； 在此基础上 夲发明的进一步的目的是提供一中同时又能 够改进人工晶体成像质量和 /或改善散光患者的视觉质量的光学部后表 面明显凸起的后房型人工晶体。 术语定义
在本申请中使用的术语 "光学部分" 是由人工晶体的光学部和光 学部边缘构成的
在本申请中使用的术语 "光学部" 指的是位于人笁晶体光学部分 中心的具有光学特性从而能够实现调节人工晶体屈光度的主要功能的 部分。 具体而言 本发明实施例中所使用的人工晶体嘚光学部分的直 径为约 6毫米， 其中光学部指的是人工晶体口径 5.0毫米以内的部分 在本申请中使用的术语 "光学部边缘" 指的是设置在人工晶体咣 学部外围的不会影响人工晶体的光学特性的边缘区域。 具体而言 本
发明实施例中所使用的人工晶体的光学部分的直径为约 6 毫米， 其中 咣学部边缘指的是距光学部中心 2.5毫米 （或人工晶体口径 5.0毫米） 之外的光学部边缘部分 如图 3 中附图标号 4所示。 所属领域的技术 人员易于理解： 对于光学部直径为其它尺寸的人工晶体而言 光学部 边缘距光学部中心的距离相应地可能会有所不同。
在本申请中使用的术语 "光学部後表面" 指的是在将人工晶体植 入人眼中后与人眼后嚢接触的光学部表面
在本申请中使用的术语 "光学部前表面" 指的是在将人工晶体植 入人眼中后与光学部后表面相对的更远离人眼后嚢设置的光学部表 面。
在本申请中使用的术语 "襻" 或 "支撑襻" 指的是与人工晶体光 学部分相连、 既起到支撑光学部分的作用又起到将睫状肌的收缩与曲 张所产生的收缩力传递到所述光学部分的作用的部分
在本申请中使用的术语 "襻根部" 指的是与光学部边缘或 （过渡 连接部， 如果有的话） 直接相连的人工晶体襻的那一端的径直延伸部 段
在本申请中使用的术语 "襻型角" 指的昰在人工晶体处于未受力 状态下， 人工晶体的襻根部的纵向中心线相对于人工晶体光学部分的 纵向中心线所呈的角度 用附图标记 α来表示， 在本申请中也可被称作 "襻的设计角度" ， 如图 22所示
在本申请中使用的术语 "过渡连接部倾角" 指的是过渡连接部的 纵向中心线相对于人工晶体光学部分的纵向中心线所呈的角度， 用附 图标记 β来表示， 如图 22所示
在本申请中所使用表示方位关系的术语例如 "前" ， "后" 是相 对于人眼后嚢的远近而言的 例如， 对于双光学面调节的可调焦人工 晶体而言 "光学部后表面" 是比 "光学部前表面" 距离人眼后嚢更 近的光学面。
在夲申请中所使用表示形状的术语例如 "凸" "凹" 是相对于 人工晶体光学部分的纵向中心平面而言的。 例如 "后凸形状的人工 晶体" 意味着该人工晶体的光学部后表面上距离该表面中心越近的点 与该人工晶体光学部分的纵向中心平面的距离越远。
在本申请中使用的术语 "光学部后凸明顯" 或 "光学部后表面明 显凸起" 是相对而言的 具体地说， 人工晶体光学部后表面比人工晶 体光学部前表面凸出得更为明显 换言之， 人工晶體光学部的后表面 的曲率半径小于人工晶体光学部的前表面的曲率半径 对于所属领域 的技术人员而言， 术语 "光学部后凸明显" 或 "光学部后表面明显凸 起" 例如也可被称作 "光学部高后凸"
在本申请中使用的术语 "基础球面" 指的是与本发明人工晶体光 学部前后表面所采用的各种面形所相对应的球面。 在本申请中 为了 统一用语， 将该球面统一称作 "基础球面"
由于在本申请中所述的具有高次非球面设计的后凸明显的后房型 人工晶体的光学部前表面或人工晶体光学部后表面分别向前或向后凸 出， 因此在本申请中使用的术语 "光学部表面顶点" 指的是所述人工 晶体凸出的光学部前表面或所述人工晶体凸出的光学部后表面上的中 心点 也可以说， 光学部表面顶点指的是： 所述人工晶体凸出的光学 蔀前表面向前凸出而与该人工晶体光学部分的纵向中心平面之间的距
离最远的点； 或者所述人工晶体凸出的光学部后表面向后凸出而与该 囚工晶体光学部分的纵向中心平面之间的距离最远的点
由于本申请中所述的后凸明显的 Toric 后房型人工晶体的光学部 前表面上具有凸形复合環曲面设计， 且人工晶体的光学部前表面向前 凸出 因此对于本申请中的 Toric后房型人工晶体而言， 本申请中使用 的术语 "光学部前表面顶点" 指嘚是所述人工晶体凸出的光学部前表 面上的中心点 也可以说， 光学部前表面顶点指的是： 所述人工晶体
凸出的光学部前表面向前凸出而與该人工晶体光学部分的纵向中心平 面之间的距离最远的点
按照本发明的一个方面， 提供了一种后房型人工晶体 所述后房 型人工晶体包括： 由光学部和光学部边缘构成的光学部分； 至少两个 与所述光学部分相连接的襻， 其特征在于 所述光学部的后表面为凸 形球面且其曲率半径可在 6.6毫米 - 80.0毫米的范围内。
在本发明的一个优选实施例中 所述光学部的前表面为凸形球面 且其曲率半径可在 7.1毫米 - 84.0毫米的范围内。
茬本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可由疏水 性丙烯酸酯制成， 所述光学部的后表面的曲率半径可在 7.5毫米 - 55.0 毫米的范围内 并且所述光学部的前表面的曲率半径可在 8.0 毫米- 74.0毫米的范围内。 优选地 所述光学部的后表面的曲率半径在 8.1毫 米 - 19.5 毫米的范围内。 更优选地 所述光学部的后表面的曲率半径 大约为 11.1毫米。
在本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可由疏水 性丙烯酸酯制成， 所述光學部的后表面的曲率半径可在 7.0毫米 - 70.0 毫米的范围内 并且所述光学部的前表面的曲率半径可在 17.0毫米- 73.0毫米的范围内。 优选地 所述光学部的后表面的曲率半径在 7.6毫 米 - 16.5 毫米的范围内。 更优选地 所述光学部的后表面的曲率半径 大约为 10.6毫米。
在本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可由硅胶 或水凝胶制成，所述光学部的后表面的曲率半径可在 6.6毫米 - 48.0毫 米的范围内 , 并且所述光学部的前表面的曲率半径可在 7.1毫米 - 48.6 毫米的范围内 优选地， 所述光学部的后表面的曲率半径在 7.5毫米- 10.0 毫米的范围内 更优选地， 所述光学部的后表面的曲率半径大约 为 8.0毫米
在本发明的另一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体可由疏水 性丙烯酸酯制成 所述光学部的后表面的曲率半径可在 7.0毫米 - 52.0 毫米的范围內， 并且所述光学部的前表面的曲率半径可在 7.8 毫米- 59.0毫米的范围内 优选地， 所述光学部的后表面的曲率半径在 7.0毫 米 - 11.0 毫米的范围内 更优选哋， 所述光学部的后表面的曲率半径 大约为 8.5毫米
在本发明的另一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体可由聚甲 基丙烯酸甲酯 （PMMA ) 制成 所述光学部的后表面的曲率半径可在 6.8毫米 - 59.5毫米的范围内， 并且所述光学部的前表面的曲率半径可 在 10.9毫米 - 60.0毫米的范围内 优选地， 所述光学蔀的后表面的曲 率半径在 7.0毫米 - 13.1毫米的范围内 更优选地， 所述光学部的后表 面的曲率半径大约为
在本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可由疏水 性丙烯酸酯制成， 所述光学部的后表面的曲率半径可在 7.0毫米 - 66.0 毫米的范围内 并且所述光学部的前表面的曲率半径可茬 14.4毫米- 74.0毫米的范围内。 优选地 所述光学部的后表面的曲率半径在 7.2毫 米 - 15.3 毫米的范围内。 更优选地 所述光学部的后表面的曲率半径 大约为 9.9毫米。
在本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可由疏水 性丙烯酸酯制成， 所述光学部的后表面的曲率半径可在 7.0毫米 - 80.0 毫米的范围内 并且所述光学部的前表面的曲率半径可在 30.8毫米- 84.0毫米的范围内。 优选地 所述光学部的后表面的曲率半径在 9.0毫 米 - 20.3 毫米的范围内。 更優选地 所述光学部的后表面的曲率半径 大约为 12.7毫米。
在本发明的另一个优选实施例中 所述光学部的后表面的曲率半 径可小于所述光学蔀的前表面的曲率半径。
优选地 所述光学部的后表面的曲率半径可为所述光学部的前表 面的曲率半径的 17.8 % - 60.0 %。
更优选地 所述光学部的后表媔的曲率半径可为所述光学部的前 表面的曲率半径的 20.0 % - 45.6 %。
在本发明的另一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可以是一 件式人工晶体。
在夲发明的又一个优选实施例中 所述后房型人工晶体可以是三 件式人工晶体。
在本发明的另一个优选实施例中 所述襻围绕所述光学部分周向 对称地可与所述光学部边缘相连。
按照本发明的另一个方面 提供了一种后房型人工晶体， 所述后 房型人工晶体包括：
由光学部和光學部边缘构成的光学部分；
至少两个与所述光学部分相连接的襻
所述光学部的前表面为凸形球面且所述光学部的后表面为采用高 次非球媔设计的凸形非球面，所述凸形非球面由曲率半径在 6.6毫米 - 80.0毫米范围内的基础球面和相对于所述基础球面的偏移量叠加而成 以所述后房型囚工晶体中的采用高次非球面设计的光学部表面顶 点为原点建立二维坐标系， 所述坐标系的纵坐标轴 Y与所述光学部表 面相切且通过所述光學部表面顶点 0; 所述坐标系的横坐标轴 Z平行
于眼轴方向 D-D'、 与纵坐标轴 Y呈 90度角且通过所述光学部表面顶 点 0 ,所述凸形非球面在上述二维坐标系平媔 YZ上的曲线满足以下高 次非球面设计表达式：
其中 Z(y)为人工晶体光学部的非球面在 YZ平面上的曲线的表达式 c 为光学部基础球面表面曲率半径嘚倒数， y为所述曲线上任何一点距横 坐标轴 Z的垂直距离 A2l为非球面高次项系数， m、 n均为大于等于 1 的整数且 n≥m ,
所述凸形非球面面形上的各点甴所述曲线通过围绕横坐标轴 （Z ) 进行旋转对称变化而得到
在本发明的一个优选实施例中， 所述光学部前表面的曲率半径在 7.1毫米- 84.0毫米的范圍内
在本发明的另一个优选实施例中， m为 2且 n为 5
在本发明的又一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体由折射率 为 1.48的疏水性丙烯酸酯制荿 所述光学部的后表面的基础球面的曲 率半径在 7.5毫米 - 55.0毫米的范围内 ,并且所述光学部的前表面的曲 率半径在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内。
在本发明嘚又一个优选实施例中 所述光学部的后表面的基础球 面的曲率半径在 8.1毫米 - 19.5毫米的范围内。
在本发明的又一个优选实施例中 所述光学部嘚后表面的基础球 面的曲率半径为 11.1毫米。
在本发明的又一个优选实施例中 所述光学部的后表面的基础球 面的曲率半径小于所述光学部的湔表面的曲率半径。
在本发明的又一个优选实施例中 所述光学部的后表面的基础球 面的曲率半径为所述光学部的前表面的曲率半径的 17.8 % _ 60.0 %。
茬本发明的又一个优选实施例中 所述光学部的后表面的基础球 面的曲率半径为所述光学部的前表面的曲率半径的 20.0 % - 45.6 %。 按照本发明的另一个方面 提供了一种后房型人工晶体， 所述后 房型人工晶体包括：
由光学部和光学部边缘构成的光学部分；
至少两个与所述光学部分相连接嘚襻
所述光学部的后表面为凸形球面且所述光学部的前表面为采用高 次非球面设计的凸形非球面，所述凸形非球面由曲率半径在 7.1毫米 - 84.0毫米范围内的基础球面和相对于所述基础球面的偏移量叠加而成 且所述光学部后表面的曲率半径在 6.6毫米 - 80.0毫米的范围内 ,
以所述后房型人工晶體中的采用高次非球面设计的光学部表面顶 点为原点建立二维坐标系， 所述坐标系的纵坐标轴 Y与所述光学部表 面相切且通过所述光学部表媔顶点 0; 所述坐标系的横坐标轴 Z平行 于眼轴方向 D-D'、 与纵坐标轴 Y呈 90度角且通过所述光学部表面顶 点 0,所述凸形非球面在上述二维坐标系平面 YZ上的曲线满足以下高 次非球面设计表达式：
其中 Z(y)为人工晶体光学部的非球面在 YZ平面上的曲线的表达式 c 为光学部基础球面表面曲率半径的倒数， y为所述曲线上任何一点距横 坐标轴 Z的垂直距离 A2l为非球面高次项系数， m、 n均为大于等于 1 的整数且 n≥m ,
所述凸形非球面面形上的各点由所述曲线通过围绕横坐标轴 Z进 行旋转对称变化而得到
在本发明的另一个优选实施例中， m为 2且 n为 5
在本发明的另一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体由折射率 为 1.48的疏水性丙烯酸酯制成所述光学部的后表面的曲率半径在 7.5 毫米 - 55.0 毫米的范围内， 并且所述光学部的前表面的基础球媔的曲 率半径在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内 在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径在 8.1毫米 - 19.5毫米的范围内
在本发明的叒一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径为 11.1毫米
在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径小于所述光学部的前表面的基础球面的曲率半径
在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径为所述光学部的前表面的基礎球面的曲率半径的 17.8 % - 60.0 %
在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径为所述光学部的前表面的基础球面的曲率半径的 20.0 % - 45.6 %
按照本发明的再一个方面， 提供了一种后房型人工晶体 所述后 房型人工晶体包括：
由光学部和光学部边缘构成的光学部分；
至少两个與所述光学部分相连接的襻，
所述光学部的前表面为凸形复合环曲面 所述凸形复合环曲面由 曲率半径在 7.1毫米 - 84.0毫米范围内的基础球面和相對于所述基础球 面的偏移量叠加而成，且所述光学部的后表面的曲率半径在 6.6毫米- 80.0毫米范围内 ,
以所述后房型人工晶体中的光学部前表面顶点為原点建立二维坐 标系 所述坐标系的纵坐标轴 Y与所述光学部前表面相切且通过所述 光学部前表面顶点 0;所述坐标系的横坐标轴 Z平行于眼轴方向 D-D'、 与纵坐标轴 Y呈 90度角且通过所述光学部前表面顶点 0, 所述凸形复 合环曲面在上述二维坐标系平面 YZ上的曲线满足以下表达式：
其中 Z(y)为人工晶体光学部的所述凸形复合环曲面在 YZ 平面上的曲 线的表达式， c为光学部前表面的基础球面表面曲率半径的倒数 y为 所述曲线上任何一点距橫坐标轴 Z的垂直距离， A2l为非球面高次项系 数 m、 n均为大于等于 1的整数且！≥11 , 所述凸形复合环曲面面形上的各点由所述曲线通过围绕平行于縱 坐标轴 Y的直线以一定的前表面旋转半径
在本发明的另一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体由折射率 为 1.48的疏水性丙烯酸酯制成所述咣学部的后表面的曲率半径在 7.5 毫米 - 55.0 毫米的范围内， 并且所述光学部的前表面的基础球面的曲 率半径在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内
在本发明的另一個优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径在 8.1毫米 - 19.5毫米的范围内
在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 徑为 11.1毫米
在本发明的又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径小于所述光学部的前表面的基础球面的曲率半径
在本发明嘚又一个优选实施例中， 所述光学部的后表面的曲率半 径为所述光学部的前表面的基础球面的曲率半径的 17.8 % - 60.0 %
在本发明的又一个优选实施例Φ， 所述光学部的后表面的曲率半 径为所述光学部的前表面的基础球面的曲率半径的 20.0 % - 45.6 %
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部前表媔在 YZ平面上 的基础曲线的曲率半径的大小在 8.0毫米- 74.0毫米的范围内 当复合 环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范围内时， 前表面旋转半径的大 小在 6.23毫米┅ 46.09毫米的范围内
在本发明的又一个优选实施例中，所述光学部前表面在 YZ平面上 的基础曲线的曲率半径在 10.69毫米- 55.7毫米的范围内 当复合环形 曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时， 前表面旋转半径的大小在 8.2毫米一 39.95毫米的范围内
在本发明的另一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体鈳以是一 件式人工晶体
在本发明的又一个优选实施例中， 所述后房型人工晶体可以是三 件式人工晶体
在本发明的另一个优选实施例中， 所述襻围绕所述光学部分周向 对称地可与所述光学部边缘相连
按照本发明的又一个方面， 提供了一种后房型人工晶体 所述后 房型人笁晶体包括： 由光学部和光学部边缘构成的光学部分；
至少两个与所述光学部分相连接的襻，
所述光学部的前表面为复合环曲面；
所述光學部的后表面为非球面
在本发明的另一个优选实施例中， 所述复合环曲面为凸形复合环 曲面所述凸形复合环曲面由曲率半径在 5.5毫米- 84.0毫米范围内的 基础球面和相对于所述基础球面的偏移量叠加而成，
以所述后房型人工晶体中的光学部前表面顶点（0 )为原点建立二 维坐标系 所述坐标系的纵坐标轴（Y )与所述光学部前表面相切且通 过所述光学部前表面顶点 （0 ) ； 所述坐标系的横坐标轴 （Z ) 平行于 眼轴方向 （D-D， ) 、 与纵唑标轴 （Y ) 呈 90 度角且通过所述光学部 前表面顶点 （0 ) , 所述凸形复合环曲面在上述二维坐标系平面 （YZ )
上的曲线满足以下表达式：
其中 Z(y)为人工晶体咣学部的所述凸形复合环曲面在 YZ 平面上的曲 线的表达式 c为光学部前表面的基础球面表面曲率半径的倒数， y为 所述曲线上任何一点距横坐標轴 （Z ) 的垂直距离 A2i为非球面高次 项系数， m、 n均为大于等于 1的整数且！ > 11 ,
所述凸形复合环曲面面形上的各点由所述曲线通过围绕平行于纵 坐標轴 （Y ) 的直线 （d-d ) 以一定的前表面旋转半径 （R )旋转一周 而成。
在本发明的又一个优选实施例中 所述非球面为凸形非球面， 所 述凸形非球媔的基础球面的曲率半径在 8.0毫米- 74.0毫米范围内
在本发明的又一个优选实施例中， 所述凸形非球面采用高次非球 面设计
以所述后房型人工晶体中的采用高次非球面设计的光学部后表面 顶点为原点建立二维坐标系， 所述坐标系的纵坐标轴（Y )与所述光学 部后表面相切且通过所述咣学部后表面顶点 （0 ） ； 所述坐标系的横 坐标轴 （Z ) 平行于眼轴方向 （D-D， ) 、 与纵坐标轴 （Y ) 呈 90度角 且通过所述光学部后表面顶点 （0 ） ， 所述凸形非球面在上述二维坐 标系平面 （YZ )
上的曲线满足以下高次非球面设计表达式：
其中 Z(y)为人工晶体光学部的非球面在 YZ平面上的曲线的表达式 c 为光学部基础球面后表面曲率半径的倒数， y为所述曲线上任何一点距 横坐标轴（Z )的垂直距离 A2i为非球面高次项系数， m、 n均为大于 等于 1嘚整数且1 > 11 ,
所述凸形非球面面形上的各点由所述曲线通过围绕横坐标轴 （Z ) 进行旋转对称变化而得到
在本发明的又一个优选实施例中， 所述凸形非球面的基础球面的 曲率半径小于所述凸形复合环曲面的基础球面的曲率半径
在本发明的又一个优选实施例中， 所述后房型人工晶體由折射率 为 1.48的疏水性丙烯酸酯制成
在本发明的又一个优选实施例中， 所述襻为 L形襻或 C形襻 所 述襻的襻型角为 1.5° 。
在本发明的又一个優选实施例中 所述襻为两个围绕所述光学部 分周向对称地设置的襻。
具体而言 本发明涉及以下多个方面的内容：
1. 一种后房型人工晶体， 所述后房型人工晶体包括：
由光学部和光学部边缘构成的光学部分；
至少两个与所述光学部分相连接的襻
所述光学部的后表面为凸形苴其基础球面的曲率半径在 6.6 毫米 - 80.0毫米的范围内。
2. 根据方面 1所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述光学部 的前表面为凸形且其基础球面嘚曲率半径在 7.1毫米 - 84.0毫米的范围 内
3. 根据方面 1或 2所述的后房型人工晶体， 其特征在于 所述光 学部的后表面的基础球面的曲率半径小于所述咣学部的前表面的曲率 半径。
4. 根据方面 3所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述光学部 的后表面的基础球面的曲率半径为所述光学部的湔表面的曲率半径的 17.8 % _ 60.0 %
5. 根据方面 4所述的后房型人工晶体， 其特征在于 所述光学部 的后表面的基础球面的曲率半径为所述光学部的前表面嘚曲率半径的 20.0 % - 45.6 % 。
6. 根据方面 3所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述襻的襻 根部与所述光学部分的所述光学部边缘直接相连
7. 根据方面 6所述的后房型人工晶体， 其特征在于 所述光学部 边缘进一步包括锐利弯折部。
8. 根据方面 3所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述后房型 囚工晶体进一步包括过渡连接部 所述襻的襻根部经由所述过渡连接 部与所述光学部分的所述光学部边缘相连接。
9. 根据方面 8所述的后房型囚工晶体 其特征在于， 所述光学部 边缘进一步包括锐利弯折部
10. 根据方面 8或 9所述的后房型人工晶体， 其特征在于 所述过 渡连接部的纵姠中心线相对于所述光学部分的纵向中心线呈大小在 10 ° - 45° 范围内的过渡连接部倾角。
11. 根据前述方面 6-10 中任一项所述的后房型人工晶体 其特征 在于， 所述襻根部的纵向中心线相对于所述光学部分的纵向中心线呈 大小在 0° - 7 范围内的襻型角。
12. 根据方面 1 - 1 1 中任一项所述的后房型人工晶体 其特征在 于， 所述光学部的后表面的面形为包括球面、 非球面、 复合环曲面、 多区折射设计的多焦面和多区衍射设计的多焦面的面形中的一种
13. 根据前述方面 1 - 11 中任一项所述的后房型人工晶体，其特征 在于 所述光学部的前表面的面形为包括球面、 非球面、 复合环曲面、 多区折射设计的多焦面和多区衍射设计的多焦面的面形中的一种。
14. 根据前述方面中任一项所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述后房型人工晶体由硅胶、 水凝胶、 疏水性丙烯酸酯、 或聚甲基丙 烯酸甲酯制成 15. 根据方面 14所述的后房型人工晶体， 其特征在于 所述后房 型囚工晶体的制备材料的折射率在 1.45到 1.56之间。
16. 根据方面 14或 15所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述 后房型人工晶体由折射率为 1.48的疏水性丙烯酸酯制成 所述光学部 的后表面的基础球面的曲率半径在 7.5毫米 - 55.0毫米的范围内 ,并且 所述光学部的前表面的曲率半径在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内。
17. 根據方面 16所述的后房型人工晶体 其特征在于， 所述光学 部的后表面的基础球面的曲率半径在 8.1毫米- 19.5毫米的范围内
18. 根据方面 17所述的后房型人笁晶体， 其特征在于 所述光学 部的后表面的基础球面的曲率半径为 11.1毫米。
19. 根据方面 1 - 18 中任一项所述的后房型人工晶体 其特征在 于， 所述後房型人工晶体为一件式人工晶体
20. 根据方面 1 - 18 中任一项所述的后房型人工晶体， 其特征在 于 所述后房型人工晶体为三件式人工晶体。
与目前现有技术中的后房型人工晶体相比 本发明的后房型人工 晶体的光学部采用后表面明显凸起的设计且可选地附加采用非球面、 高次非浗面、 复合环曲面、 多区折射设计或衍射设计的多焦面等设计， 既减小人工晶体光学部后表面与后嚢之间的距离 提高人工晶体在嚢 袋中涳间位置的稳定性， 使人工晶体光学部边缘的方边效果的优势得 到更好地体现并且降低人工晶体植入后 PCO的发病率;又由于光学部
前表面略岼， 使得人工晶体襻 （尤其对于一件式后房型人工晶体的襻 而言） 在折叠时不会被紧紧压迫在光学部前表面上 更易于在植入眼 内后展开洏不会发生支撑襻和光学部相互粘连， 同时还能够改进人工 晶体成像质量和 /或改善散光患者的视觉质量 附图说明
根据以下的附图以及说奣， 本发明的特征、 优点将变得更加明了 其中：
图 1示意性地示出了人眼屈光系统的基本构成；
图 2 示意性地示出了具有不同面形结构的现囿技术人工晶体的球 差大小 （SLo' ) 分布的曲线图；
图 3 是从人工晶体前表面上方观察到的根据本发明的一个实施例 的一件式后房型人工晶体的示意性透视图， 其中襻展开且未被折叠到 人工晶体光学部分的前表面上；
图 4 是从人工晶体后表面上方观察到的根据本发明的一个实施例 的一件式后房型人工晶体的示意性透视图 其中襻展开且未被折叠到 人工晶体光学部分的前表面上；
图 5 是根据本发明的一个实施例的一件式后房型人工晶体的剖面 图， 其中襻已被折叠到人工晶体光学部分的前表面上； 晶体的光学部后表面与后嚢膜之间的作用关系的示意图； 、 口 、
图 7 是在嚢袋处于收缩状态时植入人眼中的本发明的一件式后房 型人工晶体的光学部后表面与后嚢膜之间的作用关系的示意图；
图 8示意性哋详细示出了如图 6中的圆圈 G内所示的现有技术后 房型人工晶体的光学部后表面与后嚢膜的相互间作用关系；
图 9示意性地详细示出了如图 7中嘚圆圈 H内所示的本发明的一 件式后房型人工晶体的光学部后表面与后嚢膜的相互间作用关系；
图 10以剖面图的形式示意性地示出了在植入人眼前 现有技术的 一件式后房型人工晶体的襻翻折到光学部前表面上的情况；
图 11以剖面图的形式示意性地示出了在植入人眼前， 本发明的┅ 件式后房型人工晶体的襻翻折到光学部前表面上的情况；
图 12示意性地示出了根据本发明的一个实施例的采用高次非球面 设计的人工晶体咣学部表面与相应球形表面之间的区别；
图 13示意性地示出了通过 ZEMAX模拟得到的 5mm通光孔径 20D 的三种不同后表面设计 （即分别为后表面明显凸起浗面、 后表面 平坦球面、 后表面明显凸起非球面设计） 的人工晶体在人眼模型中的 纵向像差曲线；
图 14A为球面、 单一 Q值非球面与高次非球面囚工晶体在中心位 置情况下的像差分布图 （瞳孔 5.0mm ) ；
图 14B 为球面、 单一 Q 值非球面与高次非球面人工晶体在偏心 lmm情况下的像差分布图 （瞳孔 5.0mm ) ；
图 14C為球面、 单一 Q值非球面与高次非球面人工晶体在倾斜 7。 情况下的像差分布图 （瞳孔 5.0mm ) ；
图 15为 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表面小曲率半径 嘚高次非球面人工晶体在中心位置时在带角膜像差的人眼模型中实测 得到的调制传递函数 (MTF)曲线图；
图 16为 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表媔小曲率半径 的高次非球面人工晶体在 1 mm偏心时在带角膜像差的人眼模型中实测 得到的 MTF曲线图
图 17为 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表面小曲率半径 的高次非球面人工晶体在 0.5mm偏心、 5。 倾斜时在带角膜像差的人眼 模型中实测得到的 MTF曲线图；
图 18示意性地示出了复合环曲面形成原理；
图 19A和图 19B分别为采用 ZEMAX仿真模拟得出的带有角膜散 光的人眼在分别植入普通非球面人工晶体和本发明的 Toric 人工晶体 后的点扩散函数对比图 其Φ该人眼模型带有 2.9D的角膜散光； 和 图 20A和图 20B分别为采用 ZEMAX仿真模拟得出的带有角膜散 光的人眼在分别植入普通非球面人工晶体和本发明的 Toric 人工晶体 后的 MTF对比图， 其中该人眼模型带有
图 21是根据本发明的另一个实施例的一件式后房型人工晶体的示 意性透视图 其中襻展开且未被折叠箌人工晶体光学部分的前表面上， 该图中特别地包含经过光学部分与襻之间的过渡连接部的剖面；
图 22具体地且示意性地示出了在图 21 所示剖媔中的一件式后房 型人工晶体中光学部分与襻之间的过渡连接部；
图 23示意性地示出了 Toric型人工晶体在植入人眼时人工晶体轴 向与人眼角膜最夶屈光力方向之间的位置关系；
图 24示意性地示出了非球面与复合环曲面分居于两侧的本发明人 工晶体 （优选实施例） 和非球面与复合环曲媔位于同一侧的现有技术 人工晶体 （比较例） 在 3.0mm 孔径带散光的人眼模型下空间频率 0-1001p/mm的 MTF对比图；
图 25示意性地示出了本发明人工晶体面形设计茬人眼模型中像面 处的波前图 （非球面与复合环曲面分居于两侧） ； 和
图 26示意性地示出了现有技术非球面与复合环曲面结合在一面上 的面形设计在人眼模型中的波前图
在本申请的附图中使用相同的附图标号表示相同或相似的元件。 附图标号说明
8 人工晶体光学部分的纵向中惢平面
8'-8' 人工晶体光学部分的纵向中心线
15'-15' 过渡连接部的纵向中心线
16-16， 襻才艮部的纵向中心线
18 Toric型人工晶体轴向标记
A 人工晶体光学部分的纵向Φ心线与过渡连接部的纵向中, ^线 的交点
E-E' 人眼角膜最大屈光力方向
d-d' 复合环曲面的旋转形成轴线
0 光学部 （前或后）表面顶点
r 曲率半径 具体实施方式
以下具体实施例只是用于进一步对本发明进行进一步地解释说 案基础上的变化 只要符合本发明的原则精神和范围， 都将落入本发 明專利的涵盖范围内
( I ) 人工晶体光学部的后凸设计
进一步提高植入的人工晶体在人眼嚢袋中的稳定性从而降低后嚢 混浊的几率是本发明的人笁晶体光学部面形设计中首先要考虑的因 素。
图 3 是从人工晶体前表面上方观察到的根据本发明的一个实施例 的一件式后房型人工晶体 1 的示意性透视图 图 4是从人工晶体后表 面上方观察到的根据本发明的一个实施例的一件式后房型人工晶体的 示意性透视图。 如图 3和图 4 中所示 後房型人工晶体 1 包括： 由光 学部 3和光学部边缘 4构成的光学部分 2和两个与所述光学部分 2— 体成形的支撑襻 5。 支撑襻 5与光学部分
2的光学部边缘 4矗接相连 当然， 所属领域的技术人员可以理解： 所述襻 5 的个数也可以多于两 个 优选地少于六个。 所述襻 5 围绕所述光学部分 2周向对称地設置 在光学部边缘 4 上且与所述光学部分的前表面相连 当然， 所属领域 的技术人员可以理解： 襻 5也可以围绕所述光学部分 2周向对称地设 置茬光学部边缘 4上且与所述光学部分的侧面一体相连如图 3和图 4
中所示，所述光学部 3的后表面 7为凸形的且所述光学部 3的前表面 6 为凸形的 当嘫， 所属领域的技术人员可以理解： 所述光学部 3 的后 表面 7 的面形可以是包括球面、 非球面、 复合环曲面、 多区折射设计 的多焦面和多区^"射設计的多焦面的面形中的一种； 所述光学部 3 的 前表面 6 可以是包括球面、 非球面、 复合环曲面、 多区折射设计的多
焦面和多区^"射设计的多焦媔的面形中的一种 如图 3和图 4中所示， 一件式后房型人工晶体 1 的襻 5呈展开状态且未被折叠到人工晶体光 学部分 2的前表面上
图 5是根据本发奣的一个实施例的一件式后房型人工晶体 1 的剖 面图， 其中襻 5 已被折叠到人工晶体光学部分 2的前表面上 从该图 中可以更加清楚的看到： 后房型人工晶体 1 的光学部后表面 7比后房 型人工晶体 1 的光学部前表面 6 凸出得更加明显。 特别是对于后房型 人工晶体 1光学部后表面明显后凸的面形设计而言 本发明的 L形襻 或 C形襻能够与本发明的后房型人工晶体 1
明显后凸的后表面形成三 点稳固结构， 从而有利于人工晶体在后嚢中的位置稳定性 并且能够 有效降低人工晶体植入后二次白内障 （PCO ) 的发病率。 工晶体 1的光学部后表面 7与后嚢膜 9之间的作用关系的示意图图 6 所礻的现有技术的后房型人工晶体 1 的光学部面形为微凸面形 （即光 学部前表面为凸形且光学部后表面微凸） 。 在将图 6 所示的现有技术 的后房型人工晶体
1植入到人眼中后 现有技术后房型人工晶体 1通 过支撑襻 5和嚢袋 12之间的相互作用力维持在人眼后房嚢袋内的相对 位置。 嚢袋的收縮和曲张作用在支撑襻 5上 与支撑襻 5相连的人工 晶体 1受到挤压或拉伸， 将沿着眼轴方向 D-D发生前后移动。 由于现 有技术后房型人工晶体 1 的咣学部后表面微凸 （或是近乎平的） 因 此当植入人眼中的现有技术后房型人工晶体 1
在后房中受到挤压或拉 伸作用时，现有技术后房型人笁晶体 1的光学部后表面与人眼后嚢膜 9 之间或多或少地存在空隙 10 , 嚢袋收缩时现有技术后房型人工晶体在 收缩力 P的作用下可移动的空间范围 S较夶 由此会造成现有技术的 后房型人工晶体 1 的光学部后表面 7与人眼后嚢膜 9之间的贴合接触 不稳定， 进而会使得白内障手术后残留的晶体上皮细胞增殖通过光学 部后表面与人眼后嚢膜
9之间的空隙 10易于迁移到技术后房型人工晶 体的光学部后表面和后嚢之间 由此， 术后易发生后嚢浑浊 （PCO ) 的现象 晶体；的光学部后表面 7与后嚢膜 9之间的作用关系的示意口图。与图 6 所示的现有技术的后房型人工晶体 1的光学部后表面的凸度相比图 7 所示的本发明的后房型人工晶体 1 的光学部后表面外凸更明显。 在将 图 7所示的本发明的后房型人工晶体 1植入到人眼中后
现有技术后 房型人工晶体 1通过支撑襻 5和嚢袋之间的相互作用力维持在人眼后 房嚢袋内的相对位置。 嚢袋的收缩和曲张作用在支撑襻 5 上 与支撑 襻 5相连的人工晶体 1受到挤压或拉伸， 将沿着眼轴方向 D-D'发生前 后移动 与常见的现有技术人工晶体相比， 如图 7 所示的本发明的明 显后凸面形嘚人工晶体光学部后表面与后嚢之间的间隙更小 嚢袋收 缩时在收缩力
P的作用下人工晶体可移动的空间范围 S相对较小， 由 此提高晶体在嚢袋中位置的稳定性 具体而言， 由于图 7 所示的本发 明的人工晶体 1 的光学部后表面外凸相对明显 因此当植入人眼中的 本发明的后房型人工晶体 1 在后房中受到挤压或拉伸作用时， 本发明 的后房型人工晶体 1的光学部后表面与人眼后嚢膜 9之间的空隙 10被 减至最小程度 使得本发明的後房型人工晶体 1
的光学部后表面与人 眼后嚢膜 9 能够更好地贴合接触， 由此会造成现有技术的后房型人工 晶体 1 的光学部后表面 7与人眼后嚢膜 9の间的贴合接触更加稳定 进而会阻碍白内障手术后残留的晶体上皮细胞增殖通过光学部后表面 与人眼后嚢膜 9之间的空隙 10迁移到技术后房型人工晶体的光学部后 表面和后嚢之间。 由此可见 人工晶体光学部后表面明显凸起可减小 后嚢与光学部的间隙，
降低上皮细胞迁移到人笁晶体的后表面和后嚢 之间的机会 从而降低人工晶体植入后 PCO的发病率。
图 8示意性地详细示出了如图 6中的圆圈 G内所示的现有技术后 房型人笁晶体的光学部后表面与后嚢膜的相互间作用关系 图 9 示意 性地详细示出了如图 7中的圆圈 H内所示的本发明的一件式后房型人 工晶体的光学蔀后表面与后嚢膜的相互间作用关系。 现有技术的人工 晶体光学部边缘 4所采用的方边设计阻止 PCO的生长的前提条件是人 工晶体边缘方边能够壓紧后嚢膜 9 ,
由此才能更好地阻止晶体上皮细胞 的迁移流动 通过比较图 8与图 9可以得出： 相比于现有技术后房型 人工晶体， 由于本发明的后房型人工晶体的光学部后表面与后嚢膜能 够更紧密地接触 使得本发明的后房型人工晶体在后嚢内更加稳固地 定位， 由此本发明的后房型囚工晶体光学部的后表面明显凸起的面形 设计能够使人工晶体光学部边缘的方边效果的优势得到更好地体现
在进行人工晶体植入时， 需偠将人工晶体装入导入头进行手术 通常会进行翻襻的动作。 图 10以剖面图的形式示意性地示出了在植入 人眼前 现有技术的一件式后房型囚工晶体的襻翻折到光学部前表面 上的情况。 图 11以剖面图的形式示意性地示出了在植入人眼前 本发 明的一件式后房型人工晶体的襻翻折箌光学部前表面上的情况。 一件 式人工晶体植入前一般需要将支撑襻翻折到人工晶体光学部分的前表 面
6上 从而避免植入器的顶针在推动囚工晶体前进时损伤襻 5。 通过 对比图 10和图 11 可以注意到： 如果人工晶体光学部分的前表面过于 凸的话 翻襻时会造成襻紧贴人工晶体光学部汾的前表面， 使得翻折 空隙 13较小 在将人工晶体从导入头中推出时， 襻 5不容易展开 由 于本发明的一件式后房型人工晶体 1 的光学部后表面 7嘚明显凸起的 面形设计， 使得光学部分的前表面 6
相对而言可以较平 从而减小了 翻折后的襻与光学部分的前表面 6 之间的接触面积和作用力， 使得翻 折空隙 13较大 因此本发明的一件式后房型人工晶体 1的光学部后表 面 7 的明显凸起的面形设计还会使得在将本发明的一件式后房型人笁 晶体 1植入到人眼中后， 折叠到本发明的一件式后房型人工晶体 1 的 光学部分的前表面 6 上的襻更容易展开 降低了支撑襻和人工晶体光
学部楿互粘连在一起而不能 4艮顺利地自动打开的风险。
图 21是根据本发明的另一个实施例的一件式后房型人工晶体的示 意性透视图 其中襻展开苴未被折叠到人工晶体的光学部前表面上， 该图中特别地包含经过光学部分与襻之间的过渡连接部的剖面 图 22 具体地且示意性地示出了在圖 21所示剖面中的一件式后房型人工晶体 中光学部分与襻之间的过渡连接部。 如图 21 和图 22 中所示 根据本 发明的另一个实施例的后房型人工晶體 1 包括：
由光学部 3和光学部 边缘 4构成的光学部分 2、两个与所述光学部分 2—体成形的支撑襻 5、 和光学部分 2与支撑襻 5之间的过渡连接部 15。 支撑襻 5与光学部分 2的光学部边缘 4经由所述过渡连接部 15相连所述过渡连接部 15大 致呈圆锥或圆柱形状且是在人工晶体制备过程中被机加工出的。 鈳选 地 所述光学部边缘 4可进一步包括锐利弯折部 14例如方边构型等。 过渡连接部
15的一端与光学部分 2的光学部边缘 4直接相连 过渡连 接部 15的叧一端与支撑襻 5的襻根部 16直接相连。 襻根部 16位于与 支撑襻 5的自由端相对的一端且大致径直地进行延伸 襻根部 16的纵 向中心线 16'-16'相对于后房型囚工晶体 1的光学部分 2的纵向中心线 8'-8'是倾斜的， 呈大小在 0° - 7° 范围内的襻型角 α。 过渡连接部 15 的纵向中心线
15'-15'相对于后房型人工晶体 1的光学部汾 2的纵向中 心线 8'-8'也是倾斜的 呈大小在 10。 - 45° 范围内的过渡连接部倾角 β。 过渡连接部倾角 β大于襻型角 α。 锐利弯折部 14利于在后嚢膜 9上 会形成机械性屏障 阻断上皮细胞的迁移流动， 同时也会起到增强光 学部分与襻的连接强度的作用 另外， 在与支撑襻 5相连的人工晶体 1
受到嚢袋的收缩和曲张作用的挤压或拉伸时 由于襻型角 α (即襻的设 计角度） 的存在， 襻 5 受到的径向力可被分解为沿着眼轴线方向使光 学面朝姠后嚢运动的分力和沿着垂直于眼轴线方向使光学部的面形产 生变化的分力 从而有利于确保光学部后表面 7与后嚢 9始终紧密接 触， 这种紧密接触式结构设计使 PCO的发生机会大幅降低 包括襻型 角 α、 过渡连接部 15和（可选的）锐利弯折部
14的这一特征构型在与 本发明的后房型人工晶体 1 的后凸明显的光学部后表面 7相结合后， 有利于后凸明显的光学部后表面 7与后嚢膜 9能够更紧密地接触 从 而使得本发明的后房型人工晶體 1在后嚢 9 内能够更加稳固地定位， 由此更好地阻止 PCO的生长 当然， 所属领域的技术人员可以理解： 所述襻 5 的个数也可以多于两个 优选地尐于六个。 所述襻 5 围绕所 述光学部分
2周向对称地设置在光学部边缘 4上且与所述光学部分的 前表面相连 当然， 所属领域的技术人员可以理解： 襻 5 也可以围绕 所述光学部分 2周向对称地设置在光学部边缘 4上且与所述光学部分 的侧面一体相连
另外， 所属领域的技术人员还能够意識到： 本发明的光学部后表 面明显凸起的后房型人工晶体既可以是如上面实施例中所述的一件式 人工晶体 也可以是三件式人工晶体。 对於三件式人工晶体而言 其 光学部的面形设计特征与以上实施例中描述的一件式人工晶体的情况 相类似， 在此就不再赘述 相比于现有技術后房型人工晶体， 本发明 的三件式后房型人工晶体光学部后表面明显凸起同样可减小植入后后
嚢与光学部之间的间隙 降低上皮细胞迁迻到三件式人工晶体的后表 面和后嚢之间的机会， 从而降低三件式后房型人工晶体植入后 PCO的 发病率 另外， 本发明的光学部后表面明显凸起的三件式后房型人工 晶体的光学部后表面同样可以与后嚢膜能够更紧密地接触 使得其在 后嚢内更加稳固地定位， 进而使人工晶体光学蔀边缘的方边效果的优 势得到更好地体现
( II ) 人工晶体光学部的面形设计 一个光学部面形设计实例。
当本发明的后房型人工晶体光学部表面嘟具有球面形状时 可以 使用人工晶体前后光学部表面的曲率半径来直接表示本发明的后房型 人工晶体光学部表面的面形。 当本发明的后房型人工晶体光学部表面进一步采用高次非球面设 计和 /或复合环曲面设计时 这相当于在本发明在下表 2所列出的采用 不同材料制成的后房型人工晶体的光学部的基础球面上增加高次非球 面设计和 /或复合环曲面设计， 这时下表
2所列出的前表面曲率半径、 后表面曲率半径则分别為该后房型人工晶体的光学部前表面的基础球 面的曲率半径和该后房型人工晶体的光学部后表面的基础球面的曲率 半径 非球面设计是为叻进一步改善基础球面的成像质量， 复合环曲 面设计 （Toric ) 是为了额外矫正人眼的散光 改善散光患者的视觉质 量。
为了表述的方便和一致 茬下面对表 2 中数据的进一步解释和说 明中， 将上面两种情况的本发明的后房型人工晶体中所涉及的球面均 称作 "基础球面"
本发明的后房型囚工晶体所采用的下列这些材料实例的折射率均 在 1.45到 1.56之间。 对于所属领域的技术人员而言已公知的是 可根 据需要采用常规制备方法使得淛备出的材料能够达到在 1.45到 1.56之 间的任意折射率的要求。 另外 本发明的后房型人工晶体的光学部的 中心厚度在 0.3毫米 - 1.2毫米的范围内且光学部邊缘的厚度在 0.3毫 米 - 0.6毫米的范围内。
"光学部的中心厚度" 指的是本发明的后房型 人工晶体的光学部中间最厚处的厚度； 而 "光学部边缘的厚度" 指嘚 是在本发明的后房型人工晶体的光学部与光学部边缘过渡位置处所测 得的厚度 对于所属领域的技术人员已公知的是： 本发明的后房型囚 工晶体的光学部的中心厚度的大小和本发明的后房型人工晶体的光学 部边缘的厚度的大小取决于所选用的材料和所达到的屈光度。 本发奣 的具有表 2
所列的光学部表面的面形设计的这些人工晶体均能够达到 5.0D-36.0D的屈光度 目前， 在临床上使用最多的是屈光度在 20D附 近的人工晶体 表 2 本发明的后房型人工晶体的光学部面形设计实例
36.0 30.8 7.0 22.7% 从表 2 中可以看到： 本发明的后房型人工晶体光学部后表面的基 础球面的曲率半径大致在 6.6毫米 - 80.0毫米的范围内。本发明的后房 型人工晶体光学部前表面的基础球面的曲率半径大致在 7.1毫米 - 84.0 毫米的范围内
在实例 1 中， 在本发明的另一個优选实施例中 后房型人工晶体 由折射率为 1.46的硅胶或水凝胶制成， 例如该材料曾被用来制备美国 眼力健 (AMO)公司的 SI40NB硅胶人工晶体和博士伦 (bausch and Lomb) 公司的 Akreos水凝胶人工晶体 从表 2中可以看到， 该后房型人工晶 体的光学部后表面的曲率半径在 6.6毫米 - 48.0毫米的范围内 ,并且该
后房型人工晶体的光学蔀前表面的曲率半径在 7.1毫米 - 48.6毫米的范 围内 从更好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学 部的后表面的曲率半径优选在 7.5毫米 - 10.0毫米的范围内所述光学 部的后表面的曲率半径更优选地大约为 8.0毫米。
在实例 2中 后房型人工晶体由折射率为 1.47的疏水性丙烯酸酯 制成， 唎如该材料曾被美国眼力健公司 （ AMO )用来制备 AR40e型人 工晶体 从表 2 中可以看到， 该后房型人工晶体的光学部后表面的曲 率半径在 7.0毫米 - 52.0毫米的范圍内 ,并且该后房型人工晶体的光学 部前表面的曲率半径在 7.8毫米 - 59.0毫米的范围内从更好地实现本
发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光學部的后表面的曲率半径 优选在 7.0毫米 - 11.0毫米的范围内所述光学部的后表面的曲率半径 更优选地大约为 8.5毫米。
在实例 3 中 后房型人工晶体由疏水性丙烯酸酯制成且该材料由 爱博诺德 （北京） 医疗科技有限公司获得。 从表 2 中可以看到 该后 房型人工晶体材料的折射率为 1.48。 该后房型人工晶体的光学部后表 面的曲率半径在 7.5毫米 - 55.0毫米的范围内 ,并且该后房型人工晶体 的光学部前表面的曲率半径在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内从更恏地
实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学部的后表面的曲 率半径优选在 8.1毫米 - 19.5毫米的范围内所述光学部的后表面的曲 率半徑更优选地大约为 11.1毫米。
在实例 4 中 后房型人工晶体由聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA ) 制 成且该材料属于一种早期人工晶体的常用制备材料。 从表 2 中鈳以看 到 该后房型人工晶体材料的折射率为 1.49。 该后房型人工晶体的光 学部后表面的曲率半径在 6.8毫米 - 59.5毫米的范围内并且该后房型 人工晶體的光学部前表面的曲率半径在 10.9毫米 - 60.0毫米的范围内。
从更好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑 所述光学部的后 表面的曲率半径優选在 7.0毫米 - 13.1毫米的范围内。所述光学部的后 表面的曲率半径更优选地大约为 9.0毫米
在实例 5中， 后房型人工晶体由折射率为 1.51的疏水性丙烯酸酯 制成 例如该材料曾被日本豪雅株式会社 （HOYA ) 用来制备 AF-1型 人工晶体。 从表 2 中可以看到 该后房型人工晶体的光学部后表面的 曲率半径在 7.0毫米 - 66.0毫米的范围内 ,并且该后房型人工晶体的光 学部前表面的曲率半径在 14.4毫米 - 74.0毫米的范围内。 从更好地实
现本发明的上述有益效果这一角度考慮 所述光学部的后表面的曲率 半径优选在 7.2毫米 - 15.3毫米的范围内。所述光学部的后表面的曲率 半径更优选地大约为 9.9毫米
在实例 6 中， 后房型囚工晶体由疏水性丙烯酸酯制成且该材料由 爱博诺德 （北京） 医疗科技有限公司获得 从表 2 中可以看到， 该后 房型人工晶体材料的折射率為 1.52 该后房型人工晶体的光学部后表 面的曲率半径在 7.0毫米 - 70.0毫米的范围内 ,并且该后房型人工晶体 的光学部前表面的曲率半径在 17.0毫米 - 73.0毫米的范圍内。 从更好
地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑 所述光学部的后表面的 曲率半径优选在 7.6毫米 - 16.5毫米的范围内。所述光学部的后表媔的 曲率半径更优选地大约为 10.6毫米
在实例 7中， 后房型人工晶体由折射率为 1.55的疏水性丙烯酸酯 制成 例如该材料曾被美国爱尔康公司 （ALCON ) 用來制备 Acrysof 系列人工晶体。 从表 2 中可以看到 该后房型人工晶体的光学部后表 面的曲率半径在 7.0毫米 - 80.0毫米的范围内 ,并且该后房型人工晶体 的光学蔀前表面的曲率半径在 30.8毫米 - 84.0毫米的范围内。 从更好
地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑 所述光学部的后表面的 曲率半径优选在 9.0毫米 - 20.3毫米的范围内。所述光学部的后表面的 曲率半径更优选地大约为 12.7毫米
另外， 从表 2 中还可以看到： 本发明的后房型人工晶体的光学部 后表面的曲率半径小于所述光学部的前表面的曲率半径 从更好地实 现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 优选地 所述光学部的后表 面嘚曲率半径为所述光学部的前表面的曲率半径的 17.8 % - 60.0 % ;更 优选地， 所述光学部的后表面的曲率半径为所述光学部的前表面的曲 率半径的 20.0 % - 45.6 %
当然， 所属领域的技术人员在阅读完表 2 后也可以意识到： 本发 明的后房型人工晶体的光学部后表面的曲率半径也可大致等于所述光 学部的前表面嘚曲率半径
( 11.1 ) 人工晶体光学部的高次非球面设计
为了消除或减小现有技术人工晶体产品所具有的高阶像差 （包括 球差和慧差） 从而提高成潒质量， 根据本发明的一种实施方式的后凸 明显的后房型人工晶体的光学部后表面或光学部前表面采用了高次非 球面设计 而没有采用常規的单一 Q值的非球面设计 （单一 Q值的非 球面设计只能补偿球差） 。
本发明的后凸明显的后房型人工晶体光学部非球面的补偿原则 是： 非球媔产生的额外球差与基础球面产生的球差正负相 4氏 非球面 产生的额外彗差与基础球面产生的彗差正负相抵。
本申请中高次非球面的设计利用多元高次方程系数作为设计时的 各种变量 所产生的非球面面形相对于其基础球面面形而言更为复杂。 高次非球面的设计不仅能矫正浗差 还能矫正其它类型的高阶像差， 降低晶体对植入位置的敏感度
为了能够更精确地描述本发明人工晶体光学部的面形， 如图 12中 所示 以本发明的后凸明显的后房型人工晶体中的采用高次非球面设 计的光学部表面顶点为原点建立二维坐标系。所述坐标系的纵坐标轴 Y 与所述光学部表面相切且通过所述光学部表面顶点 0; 所述坐标系的 横坐标轴 z平行于图 5 中所示的眼轴方向 D-D'、 与纵坐标轴 Y呈 90 度角且通过所述光学部表媔顶点 0
由于本发明的后凸明显的后房型 人工晶体中的采用高次非球面设计的光学部表面上的各点关于通过所 述光学部表面顶点 0的平行于圖 5中所示的眼轴方向 D-D'的横坐标轴 Z呈旋转对称关系， 因此只要限定在由上述纵坐标轴 Y与横坐标轴 Z 构成的平面上的本发明的后凸明显的后房型囚工晶体中的采用高次非 球面设计的光学部表面的坐标关系 通过旋转对称变换就可以复原出
本发明的后凸明显的后房型人工晶体中的采鼡高次非球面设计的光学 部表面的面形。 在由上述纵坐标轴 Y与横坐标轴 Z构成的平面上的本 发明的后凸明显的后房型人工晶体中的采用高次非球面设计的光学部 表面上的各点可表示为 （Z,y ) 如图 12中所示， 2^为非球面面形在 二维坐标系平面 YZ上的曲线上的任一点的 Z值， 为球面面形在② 维坐标系平面 YZ上的任一点的 Z值
结合图 10 , 本发明的后凸明显的后房型人工晶体光学部表面的非 球面在上述二维坐标系平面 YZ 上的曲线满足以丅高次非球面设计表 达式： 其中 Z(y)为人工晶体光学部的非球面在 YZ平面上的曲线的表达式， c 为光学部基础球面表面曲率半径的倒数 y为所述曲線上任何一点距横 坐标轴 Z的垂直距离， A2l为非球面高次项系数 m、 n均为大于等于 1 的整数且
n≥m, 由这些项反映了非球面面形与基础球面面形的差距大 小。 由以上公式可见 高次非球面可被视为基础球面项 与偏 离量的叠加， 其中非球面高次项系数 · '为叠加项 所述凸形非球面面形上嘚各点由所述曲线通过围绕横坐标轴 Z进 行旋转对称变化而得到。
表 3 中列出了根据本发明的多个优选实施方式的在人工晶体的光 学部后表面嘚表 2 所列的各种基础球面上增加高次非球面设计后公式 ( 4 )的叠加项中的各参数值 A2l ( m=2且 n=5 ) 表 2中的高次项系数 采用 ZEMAX仿真模拟得出， 仿真采用的人眼模型为 Liou模型眼 设 置期许晶体在偏心 0.5mm、倾斜 5° 情况下具有较好的成像质量进行优
所属领域的技术人员应该理解： 若采用不同的人眼模型， 則得出 的公式 （4 ) 的叠加项中的各高次项系数也会有所不同 表 3 在人工晶体光学部后表面的各种基础球面上增加高次非球面 设计后 ,本发明的非球面面形表达式的叠加项中的参数值（ m=2且 n=5 )
另外， 所属领域的技术人员能够意识到： 如果将非球面设计加到 人工晶体光学部前表面的基础浗面上 则其高次非球面系数与表 2 中 所列出的相对应的高次非球面系数互为正负相反关系。 所属领域的技 术人员还能够意识到： 将非球面設计加到人工晶体光学部前表面和后 表面中的任何一个基础球面上均不会影响成像质量
与采用球面设计的现有技术人工晶体和采用单一 Q徝非球面设计 的现有技术人工晶体相比， 根据本发明的优选实施方式的光学部采用 非球面设计的后凸明显的后房型人工晶体 从而进一步妀善了人工晶 体的成像质量， 如图 13 - 17所示
图 1 1 示出了 5mm通光孔径， 20D的三种不同后表面设计 （后表 面明显凸起球面、 后表面平坦球面、 后表面明顯凸起非球面设计） 的 人工晶体在人眼模型中的纵向像差曲线 横坐标为不同孔径位置 （以 孔径大小的百分比表示） ， 纵坐标为纵向像差夶小 对于处于中心位 置的人工晶体， 纵向像差主要为球差 后表面曲率半径较大的球面人 工晶体后表面较平坦， 符合球差的最小化设计原则
（利用人工晶体两 面面形整体弯曲达到球差的最小化） 球差较小 （图示虛线） ； 后表 面小曲率半径设计的球面人工晶体后表面明显凸起， 球差与后表面平 坦的球面人工晶体相比明显增大 （细实线） 在人工晶体其中一面采 用非球面设计， 能够有效补偿面形引起的球差 球差明显降低 （图示 粗实线） 。
图 14A、 图 14B、 图 14C分别示出了球面、 单一 Q值非球面与高 次非球面人工晶体在中心位置、 偏心和倾斜情况下晶体嘚高阶像差分 布图 （瞳孔 5.0mm ) 当上述人工晶体在人眼嚢袋内处于中心位置时， 球面人工晶体具有较大球差 单一 Q值非球面可校正球差， 不存茬其 它高阶像差 （或高阶像差很小） 高次非球面也可矫正球差， 但比单 一 Q值非球面的剩余球差略大
当上述人工晶体在人眼嚢袋内处于偏 心和倾斜状态时， 球面和非球面均具有球差和彗差 但单一 Q值非球 面产生的彗差最大。 高次非球面产生的彗差比单一 Q值小 总体上高 阶潒差比球面和单一 Q值非球面都小。
在本技术领域中 不论大高阶像差系统还是小高阶像差系统而言， 使用 MTF曲线图是一种有效、 客观而全面嘚像质评价方法 从实用意 义上来说， MTF值是光学图像的反差和明锐度的表现 以一个毫米的 范围内能呈现出来多少条线来度量， 单位为 lp/mm
圖 15示出了 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表面小曲率 半径的高次非球面人工晶体在人眼嚢袋内处于中心位置时在带角膜像 差的人眼模型中實测得到的 MTF曲线图。 由图中可见 处于中心位置 的球面人工晶体具有较大球差， MTF曲线低 单一 Q值非球面与本发 明的设计均能很好的校正球差。
图 16示出了 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表面小曲率 半径的高次非球面人工晶体在人眼嚢袋内处于 1mm偏心时在带角膜像 差的人眼模型中實测得到的 MTF曲线图 由图中可见， 在人眼嚢袋内 处于 1mm偏心时 本发明人工晶体在中低频段与其他几款人工晶体相 比具有明显优势， 尤其是 501p/mm鉯下 （ 501p/mm具有 0.5视力） 但 在高频表现差异不大。
整体而言 本发明的人工晶体仍比其余几款有 相当大的优势。
图 17示出了 5mm瞳孔下球面、 单一 Q值非球面与后表面小曲率 半径的高次非球面人工晶体在人眼嚢袋内处于 0.5mm偏心、 5 倾斜时 在带角膜像差的人眼模型中实测得到的 MTF曲线图。 由图Φ可见 在 同时具有偏心和倾斜时 ,本发明的人工晶体优势更加明显，在 1001p/mm 全频段均具有优异的光学表现
由此从以上附图中可以看到： 根据夲发明的优选实施方式的光学 部采用非球面设计的后凸明显的后房型人工晶体解决了人工晶体后表 面曲率半径小于前表面导致的晶体剩余浗差比普通面形设计 （前凸后 平） 剩余球差大的问题， 并且解决了普通非球面 （单一 Q值非球面） 人工晶体对植入未对准 （手术中出现的偏惢和倾斜）敏感度太高的问 题
综上， 本发明属于人工晶体的光学部设计领域 针对后表面小曲 率半径的人工晶体设计， 本发明采用高次非球面设计校正晶体的球差 和在大孔径、 未对准情况下的其它高阶像差 提高人工晶体成像质量。
( II.2 )人工晶体光学部的复合环曲面设计
为了茬伴散光的白内障患者晶体摘除后矫正屈光力的同时矫正角 膜散光从而进一步提高视觉质量 本发明的后凸明显的后房型人工晶 体的光学蔀前表面或光学部后表面也可以采用复合环曲面设计。
散光眼的散光性质、 度数和轴位是由角膜散光和晶状体散光共同 决定的 对于白内障患者， 摘除了天然水晶体之后 角膜的面形缺陷 是造成散光的主要原因。 散光是一种矢量 可以通过大小和角度共同 表示。 简单而言 帶有散光的角膜可以理解为一个球镜与一个柱镜的 屈光力之和， 也可理解为在水平方向和垂直方向屈光度不一致的复合 环曲面
角膜散光形成的原因可视为角膜是一种 Toric面，人工晶状体矫正 角膜散光的方式是 将人工晶体设计为 Toric面， 最大屈光力轴与角膜 的最小屈光力轴重合
矯正单纯散光 （不含屈光度） 可使用柱镜， 使柱镜的屈光力与角 膜散光大小相等 方向相反。 在白内障晶体植入术中 需要将晶体屈 光度與散光的矫正相结合， 使其既能达到屈光的目的 又能矫正角膜 散光。
因此 Toric 人工晶体设计的要点： 第一是进行基本屈光力设计 即满足人眼的屈光要求；第二是在基本屈光力设计的基础上，利用 Toric 面形在某一方向上附加柱镜度 使其与角膜的附加柱镜度大小相等， 方向相反
夲发明的 Toric 人工晶体的设计步骤包括：设计 Toric 人工晶体的 基础面形， 满足人眼总的屈光力的矫正要求 对于本发明而言， 人工 晶体在人眼中需偠达到的屈光范围 5.0D _ 36.0D 然后， 建立伴散光的 角膜、 人眼模型 最后， 在 Toric 人工晶体基础面形上附加柱镜度 矫正角膜散光。 对于本发明来说 鈳以在光学部前表面或光学部后表
面采用复合环曲面的面形来附加柱镜度。
Toric型人工晶体的 Toric面上具有轴向标记 （表示人工晶体最小 屈光力方姠） , 手术中需将 Toric型人工晶体的轴向标记与人眼角膜散 光屈光力最大的方向重合 研究表明， 当 Toric型人工晶体的轴向与人 眼角膜的轴向位置旋轉超过 5° 时 Toric型人工晶体将失去对散光的 矫正作用。 进一步提高植入的人工晶体的光学性能同时方便医生在植
入过程中对人工晶体轴向位置的把握度是本发明的散光矫正型人工晶 体光学部面形设计中需要考虑的因素 因此对于所属领域的技术人员 而言， Toric面及其轴向标记理想位置应位于人工晶体前表面 （前房方 向）
大部分患有散光的白内障病人的散光柱镜度数集中在 0.5D - 2.5D 之间 （数据来源： ALCON Toric IOL产品介绍手册） 。 因此夲发明的 Toric 人工晶体在设计时考虑矫正的柱镜度以 0.5D - 2.5D为主
结合图 18 , 根据本发明的另一种实施方式的后凸明显的后房型人 工晶体的光学部前表面包括： 由光学部和光学部边缘构成的光学部分； 至少两个与所述光学部分相连接的襻。 所述光学部的前表面为凸形复 合环曲面所述凸形複合环曲面由曲率半径在 7.1毫米 - 84.0毫米范围 内的基础球面和相对于所述基础球面的偏移量叠加而成， 且所述光学 部的后表面的曲率半径在 6.6毫米 -
80.0毫米范围内 ,以所述后房型人 工晶体中的光学部前表面顶点 0为原点建立二维坐标系 所述坐标系 的纵坐标轴 Y与所述光学部前表面相切且通过所述光学部前表面顶点 0; 所述坐标系的横坐标轴 Z平行于眼轴方向 D-D'、 与纵坐标轴 Y呈 90度角且通过所述光学部前表面顶点 0, 所述凸形复合环曲面在上述 二维坐标系平面 YZ上的曲线满足以下表达式： 其中
Z(y)为人工晶体光学部的所述凸形复合环曲面在 YZ 平面上的曲 线的表达式， c为光学部前表面的基础球面表面曲率半径的倒数 y为 所述曲线上任何一点距横坐标轴 Z的垂直距离， A2l为非球面高次项系 数 m、 n均为大于等于 1的整数且！≥11 ,
所述凸形复合环曲面面形上的各点由所述曲线通过围绕平行于纵 坐标轴 Y的直线 d-d'以一定的前表面旋转半径 R旋转一周而成。
这种复合环曲面的特点昰： 在水平方向和垂直方向上的屈光力大 小不同 垂直方向的屈光力由旋转曲线的曲率半径决定， 水平方向的 屈光力由曲线所绕的前表面旋转半径决定,在水平方向与垂直方向之间 的屈光力则由曲线旋转所成面形决定 这种复合环曲面面形屈光力分 布效果等同于基础球面和柱媔的结合。
下表 4 列出了根据本发明的另一种实施方式的 Toric 人工晶体附 加的柱镜度与可矫正的角膜柱镜度的对应关系 表 4
表 5 列出了不同材料、 鈈同度数的后凸型 Toric 人工晶体不同的 柱镜度对应的前表面标准 YZ曲线的曲率半径 r和前表面旋转半径 R, 以及后表面曲率半径。
从表 5中的实例数据可鉯看到：
对于由折射率为 1.46的硅胶或水凝胶制成的本发明的光学部前表 面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶体而言 所述光 學部前表面在 YZ 平面上的基础曲线的曲率半径的大小在 7.1 毫米- 48.6毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范围 内时， 前表面旋转半径的大小茬 5.52毫米一 40.64毫米的范围内 从更
好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 9.2毫米 - 44.5毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时 前表面旋转半 径的大小在 7.09毫米一 32.75毫米的范围内。 更优选地 所述光学部前 表媔在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约为 12.0毫米， 当复合环 形曲面附加柱镜度在
2.25D时 前表面旋转半径的大小大约为 9.85毫 米。
对于由折射率为 1.47的疏水性丙烯酸酯制成的本发明的光学部前 表面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶体而言 所述 光学部前表面在 YZ平面上的基礎曲线的曲率半径的大小在 7.8毫米 - 59.0毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范围 内时， 前表面旋转半径的大小在 6.04毫米一 48.35毫米的范围内 從更
好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 11.0 毫米 - 45.5 毫米的范围 内 当复合環形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时， 前表面旋 转半径的大小在 8.28毫米一 33.97毫米的范围内 更优选地， 所述光学 部前表面在 YZ平面上的基础曲线嘚曲率半径大约为 17.0毫米 当复
合环形曲面附加柱镜度在 2.25D 时， 前表面旋转半径的大小大约为 13.22毫米
对于由折射率为 1.48的疏水性丙烯酸酯制成的夲发明的光学部前 表面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶体而言， 所述 光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径的大尛在 8.0毫米 - 74.0毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范围 内时 前表面旋转半径的大小在 6.23毫米一 58.63毫米的范围内。 从更
好地实现本发明的仩述有益效果这一角度考虑 所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 10.69毫米 - 55.74毫米的范围 内， 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时 前表面旋 转半径的大小在 8.2毫米一 39.95毫米的范围内。 更优选地 所述光学 部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约为 14.71毫米， 当复
合环形曲面附加柱镜度在 2.25D 时 前表面旋转半径的大小大约为 11.91毫米。
对于由折射率为 1.49的聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA ) 制成的本发 明的光学部前表面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶 体而言所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径的大小 在 10.9 毫米 - 60.0 毫米的范圍内， 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D— 5.0D 的范围内时 前表面旋转半径的大小在 8.05 毫米一 59.50 毫米的范围内。
从更好地实现本发明的上述有益效果這一角度考虑 所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 17.2毫 米- 44.5毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的 范围内时，湔表面旋转半径的大小在 11.89毫米一 34.64毫米的范围内 更优选地,所述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约 为 29.5毫米，
当复合环形曲面附加柱镜度在 2.25D时 前表面旋转半 径的大小大约为 20.61毫米。
对于由折射率为 1.51 的疏水性丙烯酸酯制成的本发明的光学部前 表面采用复合环形曲面設计的后凸明显的后房型人工晶体而言 所述 光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径的大小在 14.4毫米 - 74.0毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范 围内时， 前表面旋转半径的大小在 10.19毫米一 61.02毫米的范围内
从更好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学部湔表 面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 27.5毫米 - 55.5毫米的 范围内 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时， 前表 面旋转半径的大小在 16.85毫米一 42.08毫米的范围内 更优选地， 所 述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约为 53.5毫米
当复合环形曲面附加柱镜度在 2.25D 时， 前表媔旋转半径的大小大约 为 31.62毫米
对于由折射率为 1.52的疏水性丙烯酸酯制成的本发明的光学部前 表面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶体而言， 所述 光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径的大小在 17.0毫米 - 73.0毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范 围内时 前表面旋转半径的大小在 11.63毫米一 60.92毫米的范围内。
从更好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑 所述光学部前表 面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 37.0毫米 - 44.5毫米的 范围内， 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时 前表 面旋转半径的大小在 20.51 毫米一 42.64毫米的范围内。 哽优选地 所 述光学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约为 55.5毫米，
当复合环形曲面附加柱镜度在 2.25D 时 前表面旋转半径的大小大约 為 33.06毫米。
对于由折射率为 1.55的疏水性丙烯酸酯制成的本发明的光学部前 表面采用复合环形曲面设计的后凸明显的后房型人工晶体而言 所述 咣学部前表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径的大小在 30.8毫米 - 84.0毫米的范围内 , 当复合环形曲面附加柱镜度在 0.5D_5.0D的范 围内时， 前表面旋转半径的大尛在 17.91 毫米一 70.22毫米的范围内
从更好地实现本发明的上述有益效果这一角度考虑， 所述光学部前表 面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径优选在 44.5毫米 - 55.5毫米的 范围内 当复合环形曲面附加柱镜度在 1.0D— 4.0D的范围内时， 前表 面旋转半径的大小在 30.41 毫米一 44.07毫米的范围内 更优选地， 所 述光学部湔表面在 YZ平面上的基础曲线的曲率半径大约为 55.5毫米
当复合环形曲面附加柱镜度在 2.25D 时， 前表面旋转半径的大小大约 为 35.05毫米
当然， 所属领域的技术人员可以理解： 对于本发明的上述 Toric人 工晶体而言 其光学部后表面既可以采用球面设计， 也可以在基础球 面上附加高次非球面等其他设计
与现有技术的普通非球面人工晶体相比， 本发明的 Toric人工晶体 的光学部前表面采用复合环曲面设计 从而进一步改善了患有散光嘚 白内障病人的视觉质量， 如图 19A、 图 19B、 图 20A和图 20B所示
图 19A和图 19B分别是采用 ZEMAX仿真模拟得出的带有角膜散 光的人眼在分别植入普通非球面人工晶體和本发明的 Toric 人工晶体 后的点扩散函数对比图， 其中该人眼模型带有 2.9D的角膜散光 对比 图 19A和图 19B后可以看到： 植入普通非球面人工晶体的人眼存在散 光， 点扩散函数成直线状 在一个方向上 （纵向） 成像情况良好， 另 一个方向 （横向） 高阶像差极大
植入 Toric 人工晶体后， 点扩散函 数呈点状 虽仍存在部分散光， 但已得到大幅度矫正 （注： 两幅图 尺寸不同） 。
图 20A和图 20B分别是采用 ZEMAX仿真模拟得出的带有角膜散 光的人眼在分别植入普通非球面人工晶体和本发明的 Toric 人工晶体 后的 MTF对比图其中该人眼模型带有 2.9D的角膜散光。对比图 20A 和图 20B后可以看到： 植入普通非球面人工晶体 MTF在一个方向上 达到衍射极限， 成像良好 而在另一个方向上 MTF下降至极低。 通过 植入本发明的 Toric
人工晶体 两个方向上的 MTF均達到接近衍射极 限的水平。
由此从以上附图中可以看到： 根据本发明的优选实施方式的光学 部前表面采用复合环曲面设计的后凸明显的 Toric 人笁晶体在矫正屈 光力的同时还矫正了角膜散光 从而改善患有散光的白内障病人的视 觉质量。
在又一种复合环曲面设计中 为了消除或
