專利名稱：具有散光矯正能力的可變光焦度的人工晶狀體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工晶狀體，具體涉及一種改變?nèi)斯ぞ铙w的光焦度并使其具有散光矯正能力的裝置。
人眼的晶狀體位于瞳孔后面的正中位置并受到角膜保護(hù)。在正常的人眼中，晶狀體是清澈的并基本上是對稱的，其相對的凸表面形成大致球狀的截段。晶狀體和角膜協(xié)同將光聚焦在視網(wǎng)膜上。而視網(wǎng)膜則與神經(jīng)和大腦協(xié)同作用，使投射到視網(wǎng)膜上的光感應(yīng)成影象。
發(fā)生在角膜和晶狀體內(nèi)的光的折射轉(zhuǎn)換成屈光度約為60度的光學(xué)校正，其中角膜的屈光度約為40度，晶狀體的屈光度約為20度。眼睛中還存在有其它折射結(jié)構(gòu)，但為了簡化主題的描述而不予考慮。
白內(nèi)障是眼睛的正常是清澈的晶狀體逐漸變成不透明的一種狀態(tài)。這種混濁化一般要經(jīng)歷一段較長的時間，通過晶狀體的光量隨不透明度的增長而減少。隨著白內(nèi)障晶狀體的透光能力的減弱，眼睛感應(yīng)影象的能力也就隨著減弱。最終可能導(dǎo)致失明。由于沒有消除白內(nèi)障晶狀體的混濁度的已知方法，一般必須用外科手術(shù)摘除混濁的晶狀體以使光線不受陰礙地通過瞳孔到達(dá)視網(wǎng)膜上。白內(nèi)障晶狀體是通過在角膜和鞏膜交接處的上部切出一個大致水平的切口而予以摘除的。
一旦晶狀體用外科手術(shù)摘除掉，光線就能夠順利地通過瞳孔傳到視網(wǎng)膜上。如上所述，眼睛的晶狀體起很重要的聚集功能。因此，晶狀體摘除后，眼睛的視覺系統(tǒng)的屈光度約“缺”20度，光不再能正確地聚焦在視網(wǎng)膜上。眼鏡、隱形眼鏡和人工晶狀體是白內(nèi)障外科手術(shù)后通?？梢圆捎脕硎构庵匦戮劢乖谝暰W(wǎng)膜上的三種光學(xué)助視器。
眼鏡包含與眼睛的角膜隔開一個距離設(shè)置的透鏡。透鏡與角膜之間的空氣間隙形成一個大于7%的影像放大率。不幸的是，大腦并不能使這種放大率在兩只眼睛內(nèi)變成一樣，結(jié)果是一個物體出現(xiàn)了雙象。這是一個特殊問題，如果一個人僅有一只眼睛有向內(nèi)障。眼鏡事實(shí)上還限制了周邊視力。
隱形眼鏡直接貼附在眼睛的角膜上，因而消除了空氣間隙。結(jié)果，隱形眼鏡的影像放大率要比眼鏡的影像放大率小得多，大腦一般能夠融合由一支帶有隱形眼鏡的眼睛和一支未帶隱形眼鏡的眼睛看到的影像。然而，隱形眼鏡并非那么完美。例如，隱形眼鏡相當(dāng)脆弱并且很容易從其在角膜上的正確位置移開。此外，隱形眼鏡必須定期更換，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)積聚在鏡面上，可能引發(fā)結(jié)膜炎。而且，需要作白內(nèi)障手術(shù)的老年人中的許多人并不具有正確地摘下或嵌放隱形眼鏡所要求的手部協(xié)調(diào)動作。
1955年前后，人工晶狀體首次能夠用作光學(xué)助視器來取代摘除的白內(nèi)障晶狀體。這種人工晶狀體被植放在眼睛內(nèi)，因而能夠很接近地模擬由它的所取代的自然晶狀體的光學(xué)特征。和眼鏡不一樣，采用正確地制造并放置的人工晶狀體實(shí)際上不存在影像變形。同樣，與隱形限鏡不一樣的是，人工晶狀體上不會有蛋白質(zhì)積聚并且無需病人照料。
為了將人工晶狀體植入眼睛內(nèi)，外科醫(yī)生通常要在鞏膜和角膜上切一個切口或開口以便將人工晶狀體嵌放入眼睛內(nèi)。通常，人工晶狀體的附著構(gòu)件的穩(wěn)定套圈是撓性的并且在必要時可以彎摺來通過該開口。因此，必須切出的最小開口長度通常是由基本上硬性的、通常具有圓形周邊的晶狀體本體、或叫鏡片的直徑?jīng)Q定的。當(dāng)然，眼睛上切出的開口最好盡可能地小以使眼睛損傷的風(fēng)險減到最小。在過去數(shù)年中，一些人工晶狀體一直是用如硅樹脂的撓性材料制成的，因此可以折疊起來通過較小的切口植入眼睛內(nèi)。
目前移植人工晶狀體的作法是用諸如由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料的合適的生物相容材料制成的諸如眼前房晶狀體或眼后房晶狀體的人工晶狀體來取代在外科手術(shù)時、諸如在白內(nèi)障外科手術(shù)時摘除的正常的晶狀的人眼晶狀體。但是，人工晶狀體目前所存在的問題之一是，需要在外科手術(shù)前確定晶狀體的光焦度。這可以例如通過在外科手術(shù)前作超聲波掃描與/或測定病人的屈光度、然后對晶狀體的光焦度作出正確的臨床估計(jì)以確定眼睛的正確屈光度這樣的方式來實(shí)現(xiàn)。然而，即使采用現(xiàn)有的最好的醫(yī)療技術(shù)和尖端光學(xué)設(shè)備，眼科學(xué)家也從未能校正過這種從遠(yuǎn)距視覺到近距視覺的焦距變化能力的調(diào)節(jié)機(jī)能，并且不存在在植入后能夠調(diào)節(jié)即使是球狀光焦度或散光光焦度的細(xì)小變化的晶狀體系統(tǒng)。這樣，大多數(shù)病人在常規(guī)的晶狀體植入手術(shù)后需要使用眼鏡來獲得精確地聚焦的遠(yuǎn)距視覺和近距視覺。
現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體一般不是平凸的結(jié)構(gòu)就是雙凸的結(jié)構(gòu)，每一弧形表面形成一個球狀截段。晶狀體通過摘除白內(nèi)障晶狀體切出的同一切口放入眼睛內(nèi)。如上所述，此切口一般是沿眼睛的上部靠近角膜和鞏膜交界處切出的。所有手術(shù)后的病人中，約有三分之一會有明顯的散光，并且約有三分之一的病人需要在手術(shù)后用眼鏡進(jìn)行球狀調(diào)節(jié)以求看得清晰。實(shí)際上在所有的病例中，外科手術(shù)本身導(dǎo)致散光，這種散光在外科手術(shù)后的頭幾個星期、或甚至數(shù)月內(nèi)會有顯著的波動。
手術(shù)后導(dǎo)致的散光可歸因于眼睛上毗鄰摘除白內(nèi)障晶狀體和嵌放人工晶狀體時通過的切口部位的愈合特性。更具體地說，眼睛上的切口往往愈合得很慢，可能要八周至一年的時間才完全愈合。在眼睛愈合期間，傷口部位往往會擴(kuò)散開，使外科手術(shù)前基本上是球狀的角膜變成非球狀。由于切口大致上是水平取向的，這種擴(kuò)散一般是沿著眼球垂直子午線。在外科手術(shù)后，角膜起初在眼球垂直子午線上是比較陡的。隨著眼睛愈合，角膜在眼球垂直子午線上變成比較平坦。因此，原先可能一直是球狀的眼睛的光學(xué)系統(tǒng)變成復(fù)曲面狀，該光學(xué)系統(tǒng)的眼球垂直子午線可提供一種與眼球水平子午線不同的光學(xué)焦度。視覺系統(tǒng)的這種非球狀構(gòu)形一般稱為“散光”。
這種導(dǎo)致出的散光的度數(shù)根據(jù)所切切口的類型、是否存在有縫線或所用縫線的數(shù)量和類型、外科醫(yī)生所采用的技巧和照料以及眼睛的物理特性而有所變化。例如，使用細(xì)尼龍縫合材料所導(dǎo)致的偏離球形的偏差一般要比使用絲線或可吸收縫線小一些。一般而言，導(dǎo)致出的散光的屈光度在0.5至5度范圍內(nèi)變化。手術(shù)后的起始的散光一般是由眼球垂直子午線變陡而導(dǎo)致的。后期的散光則是由角膜的垂直子午線變平導(dǎo)致的。手術(shù)后的散光的方位及度數(shù)，在大多數(shù)情況下是不可精確地預(yù)測的。手術(shù)后的散光一般要用隨著眼睛愈合而需要定期更換的醫(yī)療眼鏡來進(jìn)行校正。
在一些情況下，盡管眼科學(xué)家作了最大的努力，用外科手術(shù)放置入病人眼睛內(nèi)的晶狀體由于球形估計(jì)誤差以及由于變化著的散光情況而提供不了良好的遠(yuǎn)距視敏度。由于外科手術(shù)本身可能導(dǎo)致在白內(nèi)障外科手術(shù)后出現(xiàn)的散光的度數(shù)和散光軸發(fā)生顯著的變化，所以在外科手術(shù)后的一定時間-一般是數(shù)周或數(shù)月-之前不能準(zhǔn)確地確定精確的散光度數(shù)和散光軸。由于不可能容易地將舊的人工晶狀體摘取與及將新的具有不同光焦度的人工晶狀體用外科手術(shù)裝入而不會不適當(dāng)?shù)匚：Σ∪说囊曈X，所以病人必須依靠眼鏡來提供確準(zhǔn)地聚焦的視敏度。換句話說，盡管沒有必要再戴笨重的、體積龐大的較高度數(shù)的眼鏡，病人通常還是必須戴上眼鏡來獲得最好的聚焦的視覺。
曾經(jīng)作過多次試圖提供一種校正在外科手術(shù)后預(yù)料會出現(xiàn)的散光或在植入后其光焦度可以改變的人工晶狀體的嘗試。美國專利4，575，373公開了一種可用激光調(diào)節(jié)的人工晶狀體，這種晶狀體采用激光就地改變植入的人工晶狀體的光焦度。這種人工晶狀體的外環(huán)是用一種無毒熱縮性帶色塑料加工制造使之可以有選擇性地吸收激光能，從而使人工晶狀體的形狀發(fā)生不可逆的變化，增大其光焦度。
美國專利4，816，031公開了一種人工晶狀體系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一片PMMA晶狀體植入片、一個放置在其上的柔軟并且形狀易于適應(yīng)的第二晶狀體，和用于調(diào)整兩個晶狀體之間的距離從而調(diào)節(jié)晶狀體系統(tǒng)的焦點(diǎn)的機(jī)電電路。
美國專利4，601，722公開了一種人工晶狀體，該人工晶狀體具有一個由多個晶狀體本體部分形成的晶狀體本體和磁性裝置，該磁性裝置用于在各部分各自通過眼睛上的切口嵌入后將各部分在眼睛內(nèi)組裝成晶狀體本體。
美國專利4，512，039公開了一種彌補(bǔ)手術(shù)后的散光的人工晶狀體，這種晶狀體的最后放置好的眼球垂直子午線在光學(xué)上弱于眼球水平子午線。通過沿眼球垂直子午線設(shè)置觸梢來確保正確的放置。
美國專4，298，996公開了一種用于人工晶狀體的磁性固住系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個或多個從晶狀體本體伸出的支承物。每個支承物帶有一對放置在虹膜相對兩側(cè)上的磁性固定構(gòu)件，借此貫穿虹膜的磁性力將晶狀體固定就位而無需縫線或在虹膜上切出切口。
美國專利4，277，852公開了一種帶有散光校正功能的人工晶狀體，該人工晶狀體與一個支承架或觸梢結(jié)構(gòu)結(jié)合以確保植入片的正確光學(xué)方位。
曾經(jīng)作過多次試圖提供一種可變光焦度的人工晶狀體的嘗試，該人工晶狀體的光焦度根據(jù)從晶狀體外面施加的力起變化來校正在外科手術(shù)后預(yù)料會出現(xiàn)的散光。美國專利4，787，903公開了一種包含有一個環(huán)形費(fèi)里司內(nèi)爾氏(棱鏡)透鏡的人工晶狀體，它是用諸如聚甲基丙烯酸甲酯的具有高屈光指數(shù)的材料制成的。在費(fèi)里司內(nèi)爾氏元件上覆蓋上一種復(fù)合材料以提供光滑的外表面，這種復(fù)合材料可以用合適的材料、例如在受到電能或輻射能激勵時可改變其屈光指數(shù)的晶格或液晶材料制成。晶狀體帶有一個用于從由外部電源向耦合套圈供電所產(chǎn)生的電場接受能量的協(xié)作套圈或其它的拾能裝置。耦合套圈可以裝在眼鏡框架上、圍繞著眼窩植入或者由戴晶狀體的病人或眼科學(xué)家進(jìn)行放置。在該專利申請文件中提到，有些覆蓋材料是可以在兩種以上的狀態(tài)之間變換的，每一種狀態(tài)具有不同的屈光指數(shù);其它一些材料則可提供連續(xù)可變的屈光指數(shù)，這指數(shù)在能量消失后可能是穩(wěn)定不變的或可能回復(fù)到其初始值。但是，該專利并未指明這些材料是甚么材料。
美國專利4，601，545公開了一種可變光焦度晶狀體系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一種諸如液晶的光學(xué)活性分子材料。通過把一個受控制的刺激場、諸如一個按幾何構(gòu)形的電壓矩陣、施加到晶狀體上，就可以獲得一個可變梯度的屈光指數(shù)。一個對應(yīng)的水平和垂直導(dǎo)體矩陣施加由在各分立點(diǎn)有選擇地控制的外加電壓產(chǎn)生的靜電場，從而產(chǎn)生梯度屈光指數(shù)。
美國專利4，564，267公開了一種可變焦距的晶狀體，該晶狀體可以通過將一個電場施加到一個包括至少一個由光電晶體形成的晶狀體的復(fù)合晶狀體上來實(shí)施電控制。光電晶體并置于第一和第二透明電極板之間，每個電極板包含有多個同心的環(huán)形透明電極。接到電極上的電源可產(chǎn)生橫貫晶體的電場，該電場產(chǎn)生具有透鏡作用的屈光指數(shù)分布。電場使晶狀體的焦距可根據(jù)輸入的電位而變化。
美國專利4，373，218公開了一種可變光焦度的人工晶狀體，這種人工晶狀體包括一個用于容納液晶材料的流體膨脹囊，液晶材料與一個電極和一個微處理機(jī)結(jié)合作用以改變晶狀體的屈光指數(shù)。在睫狀體內(nèi)設(shè)置一個電極以將一個與所要求的調(diào)節(jié)成比例的輸入信號提供給一個可以植入人眼鞏膜內(nèi)的微處理機(jī)。該微處理機(jī)產(chǎn)生橫貫液晶材料的電位來控制屈光指數(shù)，以獲得根據(jù)眼的相對位置所要求的調(diào)節(jié)。該微處理機(jī)的輸出電壓施加到可以是在流體膨脹囊的內(nèi)部上形成一層覆蓋層的薄透明材料的電極上。
近年來，磁共振成象(MRI)已經(jīng)取代探察外科和放射照相術(shù)作為觀測人體內(nèi)部的方法。身體經(jīng)受一個使身體的原子沿北南取向排列的強(qiáng)磁場的作用。一個調(diào)頻無射電信號被傳送透過身體以使分子產(chǎn)生振動直至它們翻轉(zhuǎn)為止。當(dāng)無線電信號終止時，分子會往回翻，使每個原子變成一個微小調(diào)頻無線電臺，其信號被一個MRI掃描器所檢測。
本發(fā)明的目的就是要通過施加一個使晶狀體內(nèi)的致動裝置進(jìn)行排列的外部力場、以與MRI差不多相同的方式來改變眼睛內(nèi)的晶狀體的光焦度和散光校正量。
本發(fā)明涉及一種具有一個撓性晶狀體本體中央部分的人工晶狀體，該中央部分是由一種被一個外環(huán)環(huán)繞著的光學(xué)清澈的材料形成，該外環(huán)對外部力場、諸如磁力是敏感的。利用外部力場，可以改變外環(huán)的形狀，使晶狀體本體沿預(yù)定的軸線變長來校正散光。外環(huán)還可以通過改變晶狀體球體形狀的方式用來來改變晶狀體的光焦度。
一般來說，本發(fā)明的用于植入眼睛內(nèi)的人工晶狀體裝置包括一個光學(xué)清澈的、撓性的、大致上是圓形的并具有一個周邊的晶狀體本體;一個具有一個附接到晶狀體本體的周邊上的內(nèi)周邊的比較硬的環(huán);和附接到晶狀體本體和該環(huán)兩者之一上的致動裝置，以有選擇地及可逆轉(zhuǎn)地改變晶狀體本體的形狀并保持改變后的形狀以調(diào)節(jié)晶狀體本體的一個或多個特性、包括光焦度和散光校正，該致動裝置對外部力場的出現(xiàn)起反應(yīng)以改變晶狀體本體的形狀。
本發(fā)明涉及一種可調(diào)焦距的晶狀體，這晶狀體可以制成植入人眼內(nèi)的人工晶狀體。該晶狀體裝置包括一個具有一個周邊的透明的晶狀體本體;一個圍繞晶狀體本體的至少一部分的周邊伸展的安裝環(huán);和多個連接在該環(huán)和晶狀體本體周邊之間圍繞著等距分布的微運(yùn)動原(micromo-tor)裝置。每個微運(yùn)動原裝置對外來控制信號起反應(yīng)以有選擇地動作來改變晶狀體本體的周邊的相關(guān)部分的位置與/或直徑與/或圓周，以改變光焦度和進(jìn)行散光校正。操縱微運(yùn)動原的動力可以由外部電源輸入與/或在植入晶狀體裝置時存入以備后用的內(nèi)存能源供應(yīng)。
在一個實(shí)施例中，晶狀體裝置包括一個可脹縮的內(nèi)環(huán)和一個比較硬的外環(huán)、微運(yùn)動原裝置附接到該外環(huán)上并可調(diào)節(jié)地與內(nèi)環(huán)接合。該微運(yùn)動原裝置可以制成具有一對大體平行的叉股的音叉形式，該對叉股在內(nèi)環(huán)兩側(cè)伸展并連接到附接在外環(huán)上的一個基座上。內(nèi)環(huán)形成有一對凸緣，兩個叉股的相對表面上形成有用以可釋放地夾持住該對凸緣的槽溝。微運(yùn)動原裝置還包括一個連接在音叉基座和內(nèi)環(huán)之間的線性定位裝置。驅(qū)動微運(yùn)動原裝置的動力可以由外部能源提供，該外部能源可以是超聲波、靜電、磁場、激光等能源。微運(yùn)動原裝置的動力也可以在植入之前、例如作為勢能存貯在微運(yùn)動原裝置內(nèi)以備后用。
在另一個實(shí)施例中，安裝環(huán)是由多個節(jié)段形成的，微運(yùn)動原裝置對節(jié)段的重疊部分進(jìn)行控制，重疊部分的相對表面上形成有協(xié)同工作的槽溝。晶狀體本體的周邊上形成有一個空心邊緣部分，重疊部分伸展通過該空心邊緣部分。微運(yùn)動原裝置的作用是改變環(huán)的圓周，由此改變晶狀體本體的構(gòu)形。
在其它的實(shí)施例中，微運(yùn)動原裝置可以包括連接在內(nèi)外環(huán)之間的一個流體驅(qū)動的活塞與缸體裝置、一個螺旋槽式螺紋與協(xié)同工作的螺帽裝置、或者一個軌道運(yùn)動裝置。這些讓兩個環(huán)的毗鄰部分之間產(chǎn)生相對的軸向與/或徑向運(yùn)動，從而改變眼睛內(nèi)的晶狀體本體的位置或構(gòu)形。
在一個人工晶狀體的應(yīng)用例子中，晶狀體植入者的手術(shù)后的視力可以反復(fù)校正或調(diào)節(jié)到完美或接近完美的視力。晶狀體的改變后的光焦度與/或散光校正可保持穩(wěn)定，直至植入者需要施加外部力場來校正由其它因素導(dǎo)致的偏離完美視力的偏差(諸如通常在愈合過程中出現(xiàn)的散光變化)時為止，因而無需更換眼鏡來使眼睛保持良好的聚焦。此外，因有無源約束系統(tǒng)的存在，本發(fā)明的晶狀體是穩(wěn)定的，可以在去掉外部力場后保持焦距與/或散光校正不變。這種晶狀體不需要連續(xù)的動力源，也不需要通過電路和電極矩陣使動力源耦合到晶狀體材料上，亦無需用動力耦合套圈給晶狀體供應(yīng)連續(xù)動力。該晶狀體可以很容易地進(jìn)行調(diào)節(jié)增減球狀晶狀體光焦度，或者增減散光晶狀體光焦度，從而在病人的一生中可以按需要經(jīng)常地對晶狀體的焦距進(jìn)行微調(diào)。
本發(fā)明還涉及一種可調(diào)焦距晶狀體，該晶狀體可以制成一種植入人眼內(nèi)的人工晶狀體。該晶狀體裝置包括一個透明的和撓性的并具有一個周邊的晶狀體本體;用于將該晶狀體本體安裝在眼睛內(nèi)的裝置，諸如支腳、套圈或環(huán);一個選擇位置和方位的控制裝置，該裝置是以多個連接在晶狀體本體的周邊和安裝裝置之間圍繞著等距分布的微運(yùn)動原裝置的形式出現(xiàn)，每個微運(yùn)動原裝置對一個預(yù)定的外部能源(例如超聲波)起反應(yīng)以有選擇地改變眼睛內(nèi)的晶狀體本體或部分晶狀體本體的位置從而改變光焦度和進(jìn)行散光調(diào)節(jié)。
在一個實(shí)施例中，安裝裝置包括一個形成在晶狀體本體的周邊上的可脹縮的內(nèi)環(huán)和一個比較硬的外環(huán)，微運(yùn)動原裝置連接在外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間。在另一個實(shí)施例中，安裝裝置可以是一對具有通過微運(yùn)動原裝置連接到晶狀體本體的周邊上的端頭的套圈。在又另一個實(shí)施例中，安裝裝置則是一對具有通過微運(yùn)動原裝置連接到晶狀體本體的周邊上的端頭的鉤圈。
微運(yùn)動原裝置可以是一種線性定位裝置，它具有一個附接到外環(huán)、套圈或鉤圈上的基座和一個附接到晶狀體本體上的可伸長的桿。微運(yùn)動原裝置的動力可以由外部能源提供，該外部能源可以是超聲波、靜電、磁場、激光等能源。此外，勢能可以貯存在例如外環(huán)或線性定位裝置內(nèi)以便在植入后對外部觸發(fā)裝置起反應(yīng)。
在一個人工晶狀體的應(yīng)用例子中，晶狀體植入者的手術(shù)后的視力可以反復(fù)地校正或調(diào)節(jié)到接近完美地緊焦的視力。晶狀體的改變后的光焦度與/或散光校正可保持穩(wěn)定，直至植入者需要施加外部力場來校正由其它因素導(dǎo)致的偏離完美視力的偏差(諸如通常在愈合過程中出現(xiàn)的散光變化)時為止，因而無需更換眼鏡來使眼睛保持良好的聚焦。此外，因有無源約束系統(tǒng)的存在，本發(fā)明的晶狀體是穩(wěn)定的，可以在去掉外部力場后保持焦距與/或散光校正不變。這種晶狀體不需要連續(xù)的動力源，也不需要通過電路和電極矩陣使動力源耦合到晶狀體材料上，亦無需用動力耦合套圈給晶狀體供應(yīng)連續(xù)動力。該晶狀體可以很容易地進(jìn)行調(diào)節(jié)增減球狀晶狀體光焦度，或者增減散光晶狀體光焦度，從而在病人的一生中可以按需要經(jīng)常地對晶狀體的焦距進(jìn)行微調(diào)。
通過以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，熟悉本專業(yè)技術(shù)的人即可以很容易對本發(fā)明的上述的以及其它的優(yōu)點(diǎn)有清楚的理解，在附圖中

圖1是正常人眼在摘除自然晶狀體前的側(cè)面剖視圖;
圖2是典型的現(xiàn)有技術(shù)人工晶狀體的前視圖;
圖3是圖2所示晶狀體沿眼球垂直子午線3-3截取的轉(zhuǎn)了90°的剖視圖;
圖4是圖2所示晶狀體沿眼球水平子午線4-4截取的剖視圖;
圖5是圖1所示人眼在植入圖2所示人工晶狀體后的側(cè)面剖視圖;
圖6是本發(fā)明的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖7是圖6所示晶狀體裝置沿7-7線截取的剖視圖;
圖8是本發(fā)明的第一替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖9是圖8所示晶狀體裝置沿9-9線截取的剖視圖;
圖10是本發(fā)明的第二替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖11是圖10所示晶狀體裝置沿11-11線截取的剖視圖;
圖12是圖10所示晶狀體裝置沿12-12線截取的剖視圖，轉(zhuǎn)了一個角度;
圖13是本發(fā)明的第三替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖14是圖13所示晶狀體裝置沿14-14線截取的周邊的部分剖視圖;
圖15是圖14所示晶狀體裝置的環(huán)的一部分的局部放大圖;
圖16是圖14所示晶狀體裝置的撓性的晶狀體本體的放大局部后視圖;
圖17是本發(fā)明的第四替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖18是圖7所示晶狀體裝置設(shè)定在光焦度增大狀態(tài)下的局部前視圖;
圖19是本發(fā)明的第五替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的局部前視圖;
圖20是本發(fā)明的第六替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖21是包含在圖20所示晶狀體裝置內(nèi)的可有選擇地調(diào)節(jié)的形狀保持器的局部放大圖;
圖22是圖20所示晶狀體裝置的周邊的一部分沿22-22線截取的部分剖視圖;
圖23是本發(fā)明的第七替代型實(shí)施例的人工晶狀體裝置的局部前視圖;
圖24是用以操縱本發(fā)明的每一個晶狀體組件中的致動體的基本控制裝置的示意方框圖;
圖25是與圖24所示控制裝置一起使用的裝置的前視圖;
圖26是用以操縱圖25所示的本發(fā)明的裝置和在每個晶狀體組件內(nèi)的致動體的自動控制裝置的示意方框圖;
圖27是本發(fā)明的一個人工晶狀體裝置的前視圖;
圖28是圖27所示晶狀體裝置的一個部分沿28-28線截取的放大剖視圖;
圖29是圖27所示晶狀體裝置的一個部分沿29-29線截取的放大剖視圖;
圖30是本發(fā)明的人工晶狀體裝置的一個替代型實(shí)施例的前視圖;
圖31是圖30所示晶狀體裝置的一個部分沿31-31線截取的放大剖視圖;
圖32是圖30所示晶狀體裝置的一個部分沿32-32線截取的放大剖視圖;
圖33是用于圖28所示晶狀體裝置的微運(yùn)動原的第二替代型實(shí)施例的放大剖視圖;
圖34是用于圖28所示晶狀體裝置的微運(yùn)動原的第三替代型實(shí)施例的放大剖視圖;
圖35是用于圖28所示晶狀體裝置的微運(yùn)動原的第四替代型實(shí)施例的放大剖視圖;
圖36是本發(fā)明的具有一個環(huán)型附接裝置的人工晶狀體裝置的前視圖;
圖37是本發(fā)明的具有一對套圈型附接裝置的人工晶狀體裝置的替代型實(shí)施例的前視圖;
圖38是本發(fā)明的具有一個支腿型附接裝置的人工晶狀體裝置的第二替代型實(shí)施例的一個部分的放大剖視圖;
圖39是本發(fā)明的具有一個支腿型附接裝置的人工晶狀體裝置的第三替代型實(shí)施例的一個部分的放大剖視圖;
圖40是用于檢測和存貯用來有選擇地對本發(fā)明的人工晶狀體裝置進(jìn)行定位和定向的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的方框圖;
圖41是在本發(fā)明的人工晶狀體裝置植入眼睛內(nèi)之后用于有選擇地對其進(jìn)行定位和定向的系統(tǒng)的方框圖。
參見圖1，圖中示出了一個總的以標(biāo)號10標(biāo)出的正常人眼。眼睛10包括一個蓋住基本上是球形的鞏膜14上的一個開口的角膜12。角膜12往內(nèi)在鞏膜14的開口上有一個具有一個瞳孔18的虹膜16。瞳孔18的后面位置有一個將進(jìn)入的光聚焦在眼睛內(nèi)表面上的視網(wǎng)膜22上的晶狀體20，該視網(wǎng)膜由視覺神經(jīng)24連接至大腦(未示出)。晶狀體20設(shè)在瞳孔18后面正中的位置上并由角膜12加以保護(hù)。在正常的眼睛10中，晶狀體20是清澈的而且基本上是對稱的，其相對的凸表面形成大致上是球狀截段。晶狀體20和角膜22協(xié)同地將射進(jìn)來的光聚焦在視網(wǎng)膜22上。而視網(wǎng)膜22則與視覺神經(jīng)24和大腦協(xié)同作用，將投射到視網(wǎng)膜22上的光感應(yīng)成影象。
發(fā)生在角膜12和晶狀體20內(nèi)的光的折射轉(zhuǎn)換成屈光度約為60度的光學(xué)校正，其中角膜12的屈光度約為40度，晶狀體20的屈光度約為20度。眼睛10中還存在有其它折射結(jié)構(gòu)，但在此為了簡化描述而不予考慮。
白內(nèi)障是眼睛10的正常是清澈的晶狀體20逐漸變成不透明的一種狀態(tài)。這種混濁化一般要經(jīng)歷一段較長的時間，通過晶狀體20的光量隨不透明度的增長而減少。隨著白內(nèi)障晶狀體20的透光能力減弱，眼睛10感應(yīng)影象的能力也就隨著減弱。最終可能導(dǎo)致失明。由于沒有消除白內(nèi)障晶狀體20的混濁度的已知方法，一般必須用外科手術(shù)摘除混濁的晶狀體20以使光線不受阻礙地通過瞳孔18到達(dá)視網(wǎng)膜22上。白內(nèi)障晶狀體是通過在角膜12和鞏膜14交接處26的上部切出一個大致水平的切口而予以摘除的。
一旦白內(nèi)障晶狀體20用外科手術(shù)摘除掉，光線就能夠順利地通過瞳孔18傳到視網(wǎng)膜22上。但是，晶狀體20起很重要的光聚焦功能。因此，晶狀體20摘除后，眼睛的視覺系統(tǒng)的屈光度約“缺”20度，光不再能正確地聚焦在視網(wǎng)膜22上。當(dāng)一個晶狀體20被摘除來消除白內(nèi)障時，必須用一個人造晶狀體來取代它。在白內(nèi)障外科手術(shù)后，為了使光線重新聚焦在視網(wǎng)膜22上，通常采用一個人工晶狀體、諸如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)人工晶狀體28。
人工晶狀體28可以用任何一種生物學(xué)上是惰性的并適用于視覺校正的、諸如硅樹脂的透明材料制成。晶狀體28是一個球體的一個截段，從前面看大體呈圓形，其直徑約為6毫米。一對觸梢30起支腿或穩(wěn)定套圈的作用將晶狀體28支撐在眼睛10的后房內(nèi)的正確位置上(圖5)。每個觸梢30伸出約4毫米，從其附接到晶狀體28的周邊的直線端伸展到附接到眼睛上的弧形端。這樣，晶狀體28和兩個觸梢30的總寬度約為14毫米。
人工晶狀體28如圖5所示那樣嵌入在虹膜16的后方。這種類型的晶狀體稱作后房晶狀體，它是人工晶狀體的許多設(shè)計(jì)中最新也是最通用的類型。
應(yīng)該理解到，現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體28可以制造成適應(yīng)后房以外的其它位置。例如，晶狀體28可以放置在前房內(nèi)，即在角膜12和虹膜16之間的區(qū)域。但是，這樣的放置位置有時被認(rèn)為是不好的，因?yàn)閷⒕铙w放置在非常接近角膜的位置可能導(dǎo)致角膜內(nèi)皮出現(xiàn)創(chuàng)傷。
與人工晶狀體正確植入相聯(lián)的一個問題是準(zhǔn)確地確定手術(shù)后要植入病人眼睛內(nèi)的晶狀體的確切的標(biāo)定光焦度或屈光光焦度的問題。眼科學(xué)家或驗(yàn)光師可以例如設(shè)法估計(jì)病人的自然晶狀體20的標(biāo)定光焦度和通過使用各種各樣的測量裝置、例如超聲波裝置來測量眼睛10的深度和直徑。這些測量結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)，使眼科學(xué)家或驗(yàn)光師能夠比較準(zhǔn)確地確定要植入的人工晶狀體28的正確的屈光度或光焦度。
但是，在一些情況下，盡管眼科學(xué)家或驗(yàn)光師作了最大的努力，用外科手術(shù)放置入眼睛內(nèi)的晶狀體的屈光度不是正確的，病人不能得到良好的肉眼視敏度。在外科手術(shù)后的愈合期間，病人的散光度數(shù)是變化的，具有一種妨礙聚焦成輪廓清晰的清楚影象的屈光缺陷。一些出現(xiàn)在白內(nèi)障外科手術(shù)后的散光是由于外科手術(shù)的切口及切口愈合導(dǎo)致的角膜曲率的變化所引起的。
晶狀體28的曲率可以成為非對稱的，使圖3所示的沿圖2的剖切線3-3的眼球垂直子午線在視覺上比圖4所示的沿圖2的剖切線4-4的眼球水平子午線弱些(較小曲率的直徑較大)。晶狀體28在中心28a處的厚度保持不變。這樣，眼球的垂直和水平子午線的相應(yīng)的視覺能力的差別是由在眼球垂直和水平子午線上的不同結(jié)構(gòu)輪廓(例如不同的曲率半徑)28b和28c分別導(dǎo)致不同的屈光特性產(chǎn)生的。這樣，晶狀體28限定了一個球體截段。為了在植入眼睛內(nèi)時正確地對中，兩個觸梢30分別偏離垂直子午線錯開設(shè)置并與之平行。這樣，如上所述，現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體28對散光光焦度只具有固定的校正量和角度值，球形光焦度也是固定的。
由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的人工晶狀體28具有固定的散光校正量和固定的光焦度。在圖6和7中，示出了一個人工晶狀體裝置32，根據(jù)本發(fā)明，該晶狀體裝置配置有用于有選擇地改變晶狀體的光焦度的裝置和有選擇地提供散光校正的裝置。晶狀體裝置32包括一個由一種透明的撓性材料制成的中央晶狀體本體34，這本體圍繞其周邊附接到一個由比它硬的材料制成的環(huán)36的內(nèi)周邊上。一對觸梢30可以附接到該環(huán)36上。
呈多個致動體38形式的致動裝置圍繞著環(huán)36的圓周等距分布。致動體38可以附接到環(huán)36的表面上或在環(huán)成形時埋置其內(nèi)。致動體38用可磁化的材料制成，使得每一單個致動體都起到一個具有北極和南極的永久磁鐵的作用。如果毗鄰的致動體38磁化成相互推斥，環(huán)36就會膨脹，使周長增大，導(dǎo)致晶狀體本體34的凸起程度降低，因此，其光焦度也變?nèi)?。如果毗鄰的致動體38磁化成相互吸引，環(huán)36就會收縮，使周長縮短，導(dǎo)致晶狀體本體34的凸起程度增大，因此，其光焦度變強(qiáng)。這樣，致動體38就可以采用來在晶狀體裝置32植入眼睛內(nèi)之后有選擇地控制其光焦度并保持所選定的晶狀體本體36的形狀直至重新設(shè)定為止。
散光的程度可以很容易用常規(guī)的方法來確定。然后將一外部磁力施加到致動體38中預(yù)定的致動體上來膨脹或收縮環(huán)36上與散光對準(zhǔn)的部分從而產(chǎn)生所需的復(fù)曲面構(gòu)形。
磁化致動體38所需的磁力應(yīng)當(dāng)強(qiáng)到足以防止晶狀體32在暴露于日常磁力的正常強(qiáng)度的情況下被重新設(shè)定。
在圖8和9中，示出了本發(fā)明的一個替代型實(shí)施例。晶狀體裝置40具有一個在其周邊上連附到一個比它硬的環(huán)44的內(nèi)周邊上的撓性中央晶狀體本體42。多個可磁化的致動體46圍繞著環(huán)44等距分布，以便像結(jié)合晶狀體裝置32所討論的那樣有選擇地改變光焦度和散光校正量。但是，環(huán)44的位于致動體46之間的部分，與包封著致動體的毗鄰部分相比，在厚度上是減薄了。這樣，環(huán)就獲得了附加的撓性，因而壓縮該環(huán)或使其膨脹來改變晶狀體本體的形狀所需的力就小了。一對觸梢30可以附接到環(huán)44上。
圖6至9中所示的晶狀體組件的晶狀體本體34和42具有一個面向瞳孔18的凸表面和一個面向后的凹表面。另外，第二替代型實(shí)施例作為具有凸的前、后表面的晶狀體裝置50示出在圖10至12中。晶狀體本體52是用一種透明的、稍具撓性的材料制成的，其平面形狀為圓形、側(cè)面形狀為橢圓形。環(huán)繞著本體52的周邊伸展著一條環(huán)形槽溝54。槽溝54內(nèi)設(shè)置有一個其內(nèi)嵌裝有多個可磁化的致動體58的環(huán)56。如果所有毗鄰的致動體都磁化成相互吸引或相互推斥，環(huán)56就將在所有部分分別等量地收縮或膨脹，以便有選擇地改變晶狀體的形狀，從而改變晶狀體的光焦度。同樣，也可以是兩個或三個毗鄰的致動體被磁化以產(chǎn)生散光校正，這些致動體可以是位于直徑的相對端上，用以校正規(guī)則散光，如圖11所示，或者是位于直徑的一端上，用以校正非規(guī)則散光，如圖12所示。一對毗鄰的致動體58a和58b磁化成相互吸引，由此改變晶狀體52沿圖10中12-12線切取的截面的上部的形狀。一對觸梢30可以附接在環(huán)56上。
第三替代型實(shí)施例作為一個具有一個可松脫地附接到一個硬性材料(諸如PMMA)的環(huán)64上的撓性的或有韌性的材料(例如硅樹脂)的晶狀體本體62的晶狀體裝置60示出在圖13至16上。一對觸梢可以附接到環(huán)64上。在環(huán)64的面向前的表面68上形成有多條分隔開分布的不同直徑的周向槽溝66。晶狀體本體62具有形成在其面向后的表面72上的周向榫舌70。槽溝66和榫舌70可以制成任何合適的橫截面形狀、諸如圖示的梯形形狀，只要槽溝能夠牢固地夾持住榫舌以防止晶狀體本體62與環(huán)64分離即可。撓性的或有韌性的晶狀體本體62的光焦度可以通過將榫舌70移動到槽溝66中合適的一條內(nèi)的方式有選擇地加以改變，槽溝中最外的那一條導(dǎo)致最低的光焦度，最內(nèi)的那一條則導(dǎo)致最高的光焦度。通過多個間斷或調(diào)節(jié)間隙74與槽溝66一起形成，即可實(shí)現(xiàn)在槽溝間運(yùn)動。同樣地，將榫舌70分段，每一段在位置上對應(yīng)于調(diào)節(jié)間隙74并且其長度不大于該間隙的長度。
晶狀體裝置60可以在植入眼睛內(nèi)之前預(yù)設(shè)定到任何所需的光焦度，這可以通過將榫舌70對準(zhǔn)槽溝66中所選定的那一條并相對于環(huán)64轉(zhuǎn)動晶狀體本體62以將榫舌嵌入該條槽溝內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。如果要求改變光焦度，可以轉(zhuǎn)動晶狀體本體62使榫舌70的各扇形段跟調(diào)節(jié)間隙74對準(zhǔn)、接著將榫舌移動到槽溝66中按所需光焦度選定的那一條上，然后將榫舌旋轉(zhuǎn)進(jìn)入新選定的槽溝內(nèi)。整個榫舌70可以用一種對磁性起反應(yīng)的材料制成，或者可以將一個用對磁性起反應(yīng)的材料制成的致動體76(圖16)嵌在榫舌的每個扇形段上。可以采用一個外部磁場來使每個致動體76運(yùn)動。
在圖17和18中，示出了本發(fā)明的第四替代型實(shí)施例。晶狀體裝置78包括一個在其周邊上附接到一個比它硬的環(huán)82的內(nèi)周邊上的中央晶狀體本體80。多個可磁化的致動體84圍繞著環(huán)82等距分布，用以有選擇地改變光焦度和散光校正量。致動體84可以跟一個用以保持晶狀體裝置78的形狀的、諸如一個用金屬絲制成的形狀保持器86這樣的裝置一起嵌裝在環(huán)82內(nèi)。金屬絲86在致動體84和環(huán)的外周邊之間周向地伸展通過環(huán)82。金屬絲86在每一毗鄰對致動體84之間的部分向內(nèi)朝著中央晶狀體本體80伸展，然后急轉(zhuǎn)向外形成V形。如將一個外部電磁力施加到一對毗鄰的致動體84上來使該對致動體相向移動以收縮環(huán)82，與此同時，金屬絲86上的在毗鄰致動體之間的V形部分會變窄。在去掉外部力后，金屬絲86會保持其新的形狀直至毗鄰的致動體84再次移動為止，即使該對致動體沒有永久磁化亦是如此。這樣，所有的致動體86都可以移動來壓縮或脹大環(huán)82，從而分別增大和減小晶狀體裝置78的光焦度。此外，還可以對選定的致動體84進(jìn)行促動以在晶狀體裝置78的所需區(qū)域中生產(chǎn)散光校正。環(huán)82從圖17所示形狀收縮的例子示出在圖18中。
在圖19中，示出了本發(fā)明的第五替代型實(shí)施例。晶狀體裝置88包括前一實(shí)施例中的晶狀體本體80，該本體也是在其周邊上附接到一個環(huán)90的內(nèi)周邊上。環(huán)90內(nèi)嵌裝有多個致動體84和形狀保持器86。環(huán)90的外周邊92具有多個形成在其上的、毗鄰形狀保持器86的V形部位的V形缺口94，以使環(huán)90對壓縮和拉伸更容易起反應(yīng)。這樣，環(huán)90的撓性更好，進(jìn)行收縮或膨脹所需的力要比先前描述的環(huán)82更小一些。
圖20至22示出了本發(fā)明的第六替代型實(shí)施例。晶狀體裝置96具有一個在其周邊上附接到一個內(nèi)環(huán)100的內(nèi)周邊上的撓性中央晶狀體本體98。多個可磁化的致動體102圍繞著環(huán)100等距分布，用以像上面結(jié)合其它晶狀體組件所討論的那樣有選擇地改變光焦度和散光校正量。但是，內(nèi)環(huán)100的外周邊附接到一個具有一個形狀保持器104嵌裝在其內(nèi)的外環(huán)106的內(nèi)周邊上。形狀保持器104在圖21中表示得比較清楚，其形狀為管形，并以手風(fēng)琴方式伸長和縮短。當(dāng)兩個毗鄰的致動體102相向或相背運(yùn)動時，內(nèi)環(huán)100和外環(huán)106即會分別收縮和膨脹。形狀保持器104也會收縮或膨脹，并且它是用一種在致動體102再次迫使其運(yùn)動之前保持其狀態(tài)的材料制成的。因此，通過致動體102的運(yùn)動和形狀保持器104的形狀保持能力即可以控制晶狀體96的光焦度和散光校正量。
圖23示出了本發(fā)明的第七替代型實(shí)施例，該實(shí)施例是以圖20所示的晶狀體裝置96為基礎(chǔ)的。晶狀體裝置108采用了上面所述的晶狀體本體98、內(nèi)環(huán)100、致動體102和外環(huán)106。但是，形狀保持器104已用一個制成螺旋狀的金屬絲形狀保持器110所取代，該形狀保持器一旦通過致動體102的運(yùn)動設(shè)定其形狀以后即保持該形狀不變。
圖24示出了一個用以操縱上述各晶狀體組件中的致動體的控制系統(tǒng)的方框圖。電源112具有一個接到一個場強(qiáng)控制裝置114的輸入端的輸出端。場強(qiáng)控制裝置114的一個輸出端連接到第一線圈116上。場強(qiáng)控制裝置114的第二輸出端連接到第二線圈118上。線圈116和118的每一個都可以裝在支持器120上。該支持器可以是任何一種將線圈116與118貼近任何一種上述晶狀體組件中的相關(guān)致動體來放置的合適的裝置。場強(qiáng)控制裝置114可以有選擇地調(diào)節(jié)以將很寬范圍的電功率分別施加到線圈116和118中的每一個上來根據(jù)本發(fā)明的一種晶狀體組件的操作方式使相關(guān)致動體受到永久磁化或只是單純地使其運(yùn)動。線圈116和118可以是一個可以與每一個致動體順序地分開對準(zhǔn)的單個線圈，也可以是任何其它數(shù)目的這種線圈，其中每個致動體都對應(yīng)有一個獨(dú)立的線圈，使晶狀體裝置中的所有致動體可以同時受到操縱。
如圖25所示，支持器120可以形成裝置122的一部分，用以操縱本發(fā)明的晶狀體裝置的致動體。支持器120可以是具有一個中央開孔124的環(huán)狀物，該開孔可以用來使裝置122與植入人眼內(nèi)的本發(fā)明的一種晶狀體組件對準(zhǔn)。線圈116和118安裝在環(huán)形支持器120上，每個線圈放置成與晶狀體裝置中要被操縱的致動體中的相關(guān)的一個致動體對準(zhǔn)。圖中示意性地示出了裝在支持器120上的附加線圈126，其數(shù)目可以是任何的需要的數(shù)目。線圈116由一對引線128接到任何合適的、諸如圖24所示的場強(qiáng)控制裝置114的控制裝置上。同樣，線圈118也由一對引線130接到一個合適的控制裝置上。
通過簡單地使流過相關(guān)導(dǎo)線128和130的電流倒相即可使由線圈116和118產(chǎn)生的磁場的極性倒向。線圈116和118還可以配置有機(jī)械裝置來將其定向以按所需方式有選擇地操縱致動體。例如，線圈116可以安裝在一個可滑動地夾持在一條形成在支持器124的一個面上的、周向伸展的槽134內(nèi)的支架132上。支架132可以沿著槽134朝任一方向運(yùn)動以便將線圈116準(zhǔn)確地相對于相關(guān)的致動體定位。另外，圖中示出的線圈118裝在一個可轉(zhuǎn)動地裝在支持器120上的圓形支架136上。這樣，線圈118的相對于支持器120的半徑的角度方位可以按需要有選擇地加以改變。
裝置122可以裝進(jìn)一種裝置中，病人在情況需要時可以采用這裝置來改變晶狀體本體的形狀。例如，裝置122可以裝入一副眼鏡內(nèi)或制成一個手拿的控制裝置，由病人操縱以改變在近距視覺和遠(yuǎn)距視覺之間的晶狀體焦距。
圖26示出一個用于自動地對本發(fā)明的任何一種上述晶狀體組件的致動體進(jìn)行操縱的控制裝置。先前描述的電源112連接到一個控制單元138的輸入端上?？刂茊卧?38的一對輸出端連接到安裝在支持器120上的線圈116和118上。控制單元138可以包括有一個通用的程控微處理機(jī)，這微處理機(jī)有一個標(biāo)準(zhǔn)操作軟件系統(tǒng)和一個用以接收由一個連接到控制單元138的輸入端上的鍵盤140發(fā)出的指令的程序，所發(fā)出的指令是有關(guān)從電源112施加到線圈116和118上的電功率的強(qiáng)度和持續(xù)時間的指令，以便按需要來操縱致動體。此外，可以將一個位置傳感器142連接到控制單元138的一個輸入端上，以產(chǎn)生一個代表支持器120和線圈116、118相對于待操縱的晶狀體裝置的位置的信號。位置傳感器142可以是任何一種適合于測定晶狀體裝置上的任何一種物理特征的裝置，通常是光敏裝置。例如，位置傳感器142可對任何一種前述的晶狀體裝置實(shí)施例中示出的致動體、晶狀體本體的周邊、或環(huán)的周邊進(jìn)行檢測。
致動體可以用一種鐵磁元素材料或用對鄰近磁場起反應(yīng)的鐵磁性元素與其它元素的各種各樣合金中之一種制成。在一些情況下，致動元件可以被“永久”磁化，即使去掉外部磁場仍處在磁化狀態(tài)，或者是簡單地按照電磁場的排列進(jìn)行排列，在此情況下采用了形狀保持器。
總起來說，提供了一種經(jīng)改進(jìn)的人工晶狀體來消除或降低手術(shù)后出現(xiàn)的規(guī)則或不規(guī)則散光。本發(fā)明采用一種具有一個撓性的中央晶狀體本體的人工晶狀體，這中央晶狀體本體被一個具有對諸如磁場的外部力敏感的致動體的外環(huán)環(huán)繞著。通過外部磁力的作用，可以使晶狀體的形狀發(fā)生變化，將晶狀體沿預(yù)定的軸線拉長來校正散光。如果散光軸發(fā)生了變化，可以通過沿不同的軸線重新施加外力來使晶狀體的形狀發(fā)生變化。也可以采用環(huán)來改變晶狀體的球體形狀來改變其光焦度。采用這種人工晶狀體，可使痊愈中的白內(nèi)障病人不再需要配戴眼鏡或隱形眼鏡。免除眼鏡或隱形眼鏡會給痊愈中的白內(nèi)障病人帶來極大的好處，因?yàn)樗麄冎械脑S多人是老年人，就算沒有配戴眼鏡或隱形眼鏡的負(fù)擔(dān)就已經(jīng)是夠困難的了。此外，如果需要的話，外部力源可以裝進(jìn)一副眼鏡內(nèi)，或者裝進(jìn)一個手拿的裝置內(nèi)，由病人有選擇地操縱以適應(yīng)不同的焦距。
雖然致動體被描述成是由對磁場起反應(yīng)的鐵磁性材料制成的，但這種致動體可以由任何對電磁的或機(jī)械的能量波起反應(yīng)的合適材料制成，這些能量波使環(huán)周向壓縮或膨脹。
上面所述的各種晶狀體裝置可以分成“活性”(“active”)或“非活性”(“passive”)系統(tǒng)兩類?！盎钚浴毕到y(tǒng)(32、40和50)需要將力場施加到致動裝置上以有選擇地和可逆地改變晶狀體本體的形狀。致動裝置接著活性地產(chǎn)生自己的力場以保持選定的形狀?！胺腔钚浴毕到y(tǒng)也要求將力場施加到致動裝置上以有選擇地和可逆地改變晶狀體本體的形狀。但是，其致動裝置并不需要任何力場來保持選定的形狀。圖示和所描述的實(shí)施例中的“活性”系統(tǒng)的任一個致動裝置和“非活性”系統(tǒng)的任一個致動裝置可以按需要相互替換。此外，圖示的致動節(jié)段的任一個都可以跟圖25中所示的線圈116和支架136一樣裝在相關(guān)的環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。這樣一種致動節(jié)段會保持磁化狀態(tài)，并可由裝置122使之旋轉(zhuǎn)以吸引或推斥毗鄰的致動節(jié)段或者定向在中性位置。
在圖27至29中，示出了本發(fā)明的一個微運(yùn)動原致動的可變焦距人工晶狀體裝置，該裝置總的以標(biāo)號32標(biāo)示，其晶狀體配置有用以有選擇地改變晶狀體的球形光焦度的裝置和用以有選擇地提供散光校正的裝置。晶狀體裝置32包括一個用一種諸如硅樹脂之類的透明撓性材料制成的中央晶狀體本體34。晶狀體本體34呈大致上圓盤形，并具有適于對準(zhǔn)眼睛瞳孔中心的前凸表面和平坦的后表面。但是，前后表面可以是任何的需要的凹面、平面和凸面的組合。內(nèi)環(huán)36通過任何合適的裝置、諸如如圖28所示的與晶狀體本體一體模制出的裝置、圍繞著晶狀體本體34的周邊與之連接起來。該內(nèi)環(huán)或多個內(nèi)環(huán)36可以用任何合適的彈性體材料制成，以使其周邊具有合適的膨脹和收縮性能因而能根據(jù)微運(yùn)動原的取向變成橢圓形、分段扇形或波浪形之類的形狀。
環(huán)36由多個沿徑向向內(nèi)朝著晶狀體本體34的中心伸展并彼此分隔開設(shè)置的微運(yùn)動原38夾持住。微運(yùn)動原38各有一個用于夾持內(nèi)環(huán)36的內(nèi)端和一個附接到圍繞著內(nèi)環(huán)36同心地伸展的外環(huán)40上的外端。外支承環(huán)或安裝環(huán)40是用硬塑料或其材料制成的，并給微運(yùn)動原38和晶狀體本體34提供固定支撐。一對觸梢30可以附接到環(huán)40上以將晶狀體裝置32支撐在眼睛內(nèi)的正確位置上。
如圖28所示，每個微運(yùn)動原38都可以制成一個具有一對分隔開設(shè)置的、大致平行的叉股或支腿42和44，該對叉股從一個附接到外環(huán)40上的基座或支柄46上分岔。叉股42和44的相對表面上分別形成有槽溝或鋸齒48和50。槽溝48和50與一對分別形成在內(nèi)環(huán)36上的對置凸緣52和54協(xié)同作用，將晶狀體本體34和內(nèi)環(huán)36的毗鄰部分保持在距外環(huán)40一個選定的距離處。
如果內(nèi)環(huán)36膨脹，使直徑增大，晶狀體本體34的曲率將會變小，使晶狀體組件32的光焦度減小。如果內(nèi)環(huán)36收縮，使直徑縮小，晶狀體本體34的曲率就會變大，使晶狀體組件32的光焦度增大。微運(yùn)動原38與內(nèi)環(huán)36協(xié)同作用以從眼睛外面對晶狀體的光焦度進(jìn)行有選擇的調(diào)節(jié)。每個微運(yùn)動原38可以由一個從圖中未示出的、諸如一個具有預(yù)定的受控制的頻率與/或振幅的超聲能源的外部能源的控制信號來賦予動力，這個控制信號將使叉股42與44振動，使之分別沿雙箭頭58和60的方向振蕩。這會產(chǎn)生可導(dǎo)致凸緣52和54分別沿雙箭頭58和60的方向作選擇性運(yùn)動的波動作用。當(dāng)叉股42和44各自作水平運(yùn)動時，相關(guān)的凸緣52和54將分別從槽溝48和50中脫出，接著重新接合在距外環(huán)40遠(yuǎn)些或近些的另一槽溝中，這取決于外部的受控制的頻率，這樣就沿叉股42和44的縱向產(chǎn)生了推進(jìn)波動作用。微運(yùn)動原38可以對超聲能量的不同振幅起反應(yīng)它可以對第一預(yù)定頻率的超聲能量起反應(yīng)使內(nèi)環(huán)36收縮，對第二預(yù)定頻率的超聲能量起反應(yīng)使內(nèi)環(huán)36膨脹。
圖29示出微運(yùn)動原38的一個替代型實(shí)施例。微運(yùn)動原38′的成形類似于微運(yùn)動原38，但它包括有一個設(shè)置在兩個叉股42和44之間的線性定位裝置64。定位裝置64有一個在一端附接到基座46上的本體66。桿68從本體66的另一端伸出，并具有一個附接到內(nèi)環(huán)36上的自由端。線性定位裝置對一個來自外部能源(未示出)的控制信號起反應(yīng)來伸縮桿68，從而使環(huán)36沿箭頭62的方向運(yùn)動以改變晶狀體本體34的形狀。能源可以是上面所述的超聲能源，也可以是電磁能源(激光、無線電波、等等)。在兩種情況中，將這種能量轉(zhuǎn)化成線性運(yùn)動62的常規(guī)裝置是公知的。
如果操縱所有的微運(yùn)動原38和38′將內(nèi)環(huán)36保持成圓形構(gòu)形，則只有晶狀體組件32的光焦度會發(fā)生變化。如果一些微運(yùn)動原分開操縱來改變晶狀體本體34的相關(guān)節(jié)段的形狀，就可以對散光進(jìn)行有選擇性的校正?？梢詫σ粋€微運(yùn)動原進(jìn)行致動以校正非規(guī)則散光，可以對兩個相對著的微運(yùn)動原進(jìn)行致動以校正規(guī)則散光。每個微運(yùn)動原38和38′都可以對一個不同的頻率起反應(yīng)以進(jìn)行選擇性致動，或者說，每個微運(yùn)動原都可以由外部的選擇性刺激有選擇地進(jìn)行促動。
圖30至33示出本發(fā)明的另一個替代型實(shí)施例。晶狀體裝置70具有一個在其周邊附接到一個由多個重疊的弧形節(jié)段形成的較硬的安裝環(huán)或支承環(huán)74上的撓性的中央晶狀體本體72。雖然圖中僅示出三個節(jié)段76、78和80，但環(huán)74可以由任何合適數(shù)目的節(jié)段構(gòu)成。環(huán)74可以如在下面結(jié)合圖31所描述的那樣附接到晶狀體本體72的周邊上，或者可以如在下面結(jié)合圖32所描述的那樣穿過晶狀體本體72的空心邊緣部分。一對觸梢30可以附接到環(huán)74上，其中一個觸梢30附接到節(jié)段78上，另一個觸梢30則附接到節(jié)段80上。
參看圖31，圖中示出形成一個微運(yùn)動原的重疊節(jié)段67、78和80的放大的橫斷面。在節(jié)段76和80的重疊部分的相對表面上各形成有協(xié)同作用的槽溝82。在節(jié)段78和80的重疊部分的相對表面上也各形成有協(xié)同作用的槽溝84。槽溝82和84有選擇地允許相關(guān)節(jié)段之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，由此將晶狀體裝置70的光焦度和散光校正量固定在選定的數(shù)值上，這將在下面說明。
參看圖32，圖中示出晶狀體裝置70的一個部分，其中節(jié)段76和78重疊在一起形成一個微運(yùn)動原。在節(jié)段76和78的重疊部分的相對表面上各形成有協(xié)同作用的槽溝86，槽溝86有選擇地允許兩節(jié)段之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，這將在下面說明。節(jié)段76和78的重疊部分可滑動地穿過晶狀體本體72的空心邊緣部分88。
圖31和32中所示的節(jié)段和槽溝的重疊部分分別形成微運(yùn)動原90和92。這兩個微運(yùn)動原代表多個這類的元件，這些元件可以以圖27所示的微運(yùn)動原38和38′同樣的方式圍繞著晶狀體72的周邊分隔開設(shè)置。使用的微運(yùn)動原越多，晶狀體本體72的曲率也越均勻，調(diào)節(jié)球體校正和散光校正的能力邊越精確。
重疊的節(jié)段之間只需要比較小的滑動運(yùn)動就可改變晶狀體本體72的形狀。實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動的一個方法是形成槽溝82、84和86，使一個節(jié)段在第一頻率下的振動會導(dǎo)致節(jié)段之間產(chǎn)生沿一個方向的相對運(yùn)動，而在第二頻率下的振動則會導(dǎo)致產(chǎn)生相反方向的相對運(yùn)動。這種振動可以由從外部施加的超聲能量誘發(fā)。實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動的另一個方法是在節(jié)段內(nèi)感生出磁極，這些磁極可以按照要求組成相吸或相斥的磁極對。在任何情況下，槽溝有選擇地允許相關(guān)節(jié)段之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，由此將晶狀體裝置70的光焦度和散光校正量固定在選定的數(shù)值上。作用在觸梢30上的外部機(jī)械壓力可以用來觸發(fā)微運(yùn)動原以使重疊的脊緣產(chǎn)生周向運(yùn)動。如果微運(yùn)動原具有存貯勢能的能力，那么作用在觸梢上的外部機(jī)械壓力可以采用來釋放這種能量或重新存貯這種能量。例如，設(shè)置在定位裝置64內(nèi)的壓縮彈簧就可以被釋放或再壓縮。
圖33示出一個連接在內(nèi)環(huán)36和外環(huán)40之間的微運(yùn)動原94。微運(yùn)動原94具有一個中央本體96，這個中央本體可以呈大致圓筒形并在其兩端由一對端壁96a和96b蓋住。該本體的一個端壁96b可以附接到外環(huán)40上。從本體的另一端伸出一根具有一個附接到內(nèi)環(huán)36上的外露端的桿98a。桿98a貫穿端壁96a進(jìn)入形成在本體96內(nèi)的缸腔100a內(nèi)?；钊?8b可滑動地保持在缸腔100a內(nèi)并在其上表面附接到桿98a的對接端上。缸腔100a內(nèi)充灌了諸如氣體的受壓流體，在缸腔上部的氣體具有高一些的壓力，該壓力迫使活塞98b朝缸腔100a的下端移動。
圍繞著缸腔100a同心地形成有一個充灌受壓的可壓縮流體的存貯器100b。缸腔100a的上端通過一個設(shè)置在端壁96a內(nèi)的二通閥102a連接到存貯器100b的上端。缸腔100a的下端由一個設(shè)置在本體96內(nèi)的二通閥102b和一條形成在端壁96b內(nèi)的徑向伸展通道104連接到存貯器100b的下端。存貯器100b由一個環(huán)形活塞106分成上下兩部分。活塞106可以對諸如用于促動的外部動力源的控制信號起反應(yīng)向下運(yùn)動，降低在存貯器100b的上面部分內(nèi)的流體的壓力和增大在存貯器100b下面部分內(nèi)的流體的壓力。流體將從缸腔100a的上面部分通過閥102a流入存貯器100b的上面部分，同時從存貯100b的下面部分通過通道104和閥102b流入缸腔100a的下面部分，從而迫使活塞98b和桿98a按箭頭108所示方向向上運(yùn)動?；钊?06向上運(yùn)動將導(dǎo)致活塞98b作相反方向的運(yùn)動?；钊?8b的這種運(yùn)動將導(dǎo)致內(nèi)環(huán)36和外環(huán)40之間產(chǎn)生相對位移，從而導(dǎo)致晶狀體本體34的形狀發(fā)生變化。還可以采用其它形式的存貯器、諸如對外部機(jī)械壓力起反應(yīng)的撓性膜、以促動微運(yùn)動原或者使流體再充入存貯器內(nèi)從而積存能量以備后用?？梢允褂猛獠繖C(jī)械壓力或諸如超聲或激光的外部觸發(fā)裝置來促動微運(yùn)動原或閥102a和102b，或者例如通過使缸腔100a中的流體或氣體膨脹以再給存貯器充能從而積存能量以備后用。
圖34示出本發(fā)明的另一個實(shí)施例。微運(yùn)動原110具有本體112，該本體呈大致圓筒形并具有一個附接到外環(huán)40上的端部。桿104貫穿本體112的背離外環(huán)40的端壁。桿114的外端附接到內(nèi)環(huán)36上。桿114的內(nèi)端則伸入一個內(nèi)部可以制有螺旋狀槽溝或螺紋的中央空穴116內(nèi)。一個制有外螺紋的螺帽118通過螺紋配合與空穴116的內(nèi)壁接合。螺帽118可以對外部動力源起反應(yīng)而轉(zhuǎn)動。螺帽118在桿114上固定就位，桿114就會隨著螺帽的轉(zhuǎn)動和沿著空穴116的縱向軸線運(yùn)動而沿著雙箭頭120的方向運(yùn)動，在內(nèi)環(huán)36和外環(huán)40之間產(chǎn)生相對運(yùn)動從而改變晶狀體本體34的形狀。
圖35示出本發(fā)明的又一個實(shí)施例。微運(yùn)動原122具有本體124，這本體可以是任何合適的形狀，其內(nèi)端附接到內(nèi)環(huán)36上。微運(yùn)動原122還包括一個裝在本體124毗鄰?fù)猸h(huán)40的外端上的運(yùn)動裝置126。一個環(huán)形軌道裝置128附接在外環(huán)40的內(nèi)周上，該軌道裝置上形成有向內(nèi)的螺旋形槽溝130。運(yùn)動裝置126可以是任何能夠沿著槽溝130運(yùn)動以使晶狀體本體34圍繞著其中心轉(zhuǎn)動的合適的裝置，諸如滾輪或環(huán)形皮帶。運(yùn)動裝置126可以對外部動力源與/或控制信號起反應(yīng)以常規(guī)的方式驅(qū)動來轉(zhuǎn)動晶狀體本體34沿著雙箭頭132的方向運(yùn)動，由此改變植入眼睛內(nèi)的晶狀體本體34的軸向位置和官能光焦度(functional power)。微運(yùn)動原122代表多個可以按與圖27所示的微運(yùn)動原38和38′同樣的方式圍繞著內(nèi)環(huán)36分隔開設(shè)置的這類裝置。
如果圖35所示的槽溝35被制成多條環(huán)形槽而不是一條單頭螺旋槽，并且晶狀體本體34和內(nèi)環(huán)36是用一種撓性材料制成的，這就可以進(jìn)行散光校正。在毗鄰的槽溝之間的槽壁上可以形成有橫貫槽壁的開口(未示出)，讓運(yùn)動裝置124能夠在這些槽溝之間走動。如果這些槽溝制成具有不同的深度，每個運(yùn)動裝置124就可以獨(dú)立地運(yùn)動以選擇所需的槽溝，由此改變內(nèi)環(huán)36和晶狀體本體34上相關(guān)部分的構(gòu)形以提供散光校正。
采用本發(fā)明的這種人工晶狀體可以使痊愈中的白內(nèi)障病人不再需要配戴眼鏡或隱形眼鏡。免除眼鏡或隱形眼鏡會給痊愈中的白內(nèi)障病人帶來極大的好處，因?yàn)樗麄冎械脑S多人是老年人，往往比較健忘，而且許多人還有經(jīng)濟(jì)上和身體方面的困難。此外，如果需要的話，外部力源可以裝進(jìn)一副眼鏡內(nèi)或者一個手拿裝置內(nèi)，由病人有選擇地對其進(jìn)行操縱;或者微運(yùn)動原可以對從眼睛外面施加的壓力起反應(yīng)以使焦距(焦點(diǎn))發(fā)生變化，從而使晶狀體具有調(diào)節(jié)能力(從遠(yuǎn)至近改變焦距的能力)。本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)裝置的優(yōu)點(diǎn)，它不需要在動力源和晶狀體之間進(jìn)行實(shí)體的或電氣的連接來改變晶狀體。
本發(fā)明的可變焦距晶狀體除了用作人工晶狀體外，還具有各種各樣的應(yīng)用。例如，可變焦距晶狀體可以用作照相機(jī)透鏡。該晶狀體可用以替代或結(jié)合具有固定鏡頭、可調(diào)鏡頭、或多個可換鏡頭的照相機(jī)鏡頭來使用。
在圖36至39中，示出了本發(fā)明的各種各樣的、微運(yùn)動原致動的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置的實(shí)施例。在圖36中，晶狀體裝置總的以標(biāo)號32標(biāo)示，其晶狀體配置有用以有選擇地改變晶狀體的官能球形光焦度與有選擇地提供散光校正的裝置。晶狀體裝置32包括一個用一種諸如硅樹脂之類的透明的撓性材料制成的中央晶狀體本體34。晶狀體本體34是大致圓盤形并具有適應(yīng)于對準(zhǔn)眼睛瞳孔的中心的凸表面，并且可以具有凹形的、平坦的或凸形的后表面。晶狀體本體34的周邊36可以由任何合適材料制成的內(nèi)環(huán)形成，以為致動體提供一個穩(wěn)定的安裝裝置。例如，周邊36可以跟晶狀體本體34一體模制成形，但橫截面厚一些。
多個分隔開設(shè)置的微運(yùn)動原38向內(nèi)朝著晶狀體本體34的中心徑向伸展。每個微運(yùn)動原38都有一個附接到內(nèi)環(huán)36上的內(nèi)端和一個附接到圍繞著晶狀體本體34同心地伸展的外環(huán)40上的外端。外環(huán)40是用一種較硬的材料制成的，它為微發(fā)電機(jī)38和晶狀體本體34提供一個固定支撐。外環(huán)40將晶狀體裝置32支撐在眼睛內(nèi)的正確位置上。
在圖36中，假設(shè)從前面、從眼睛角膜的外面來觀察晶狀體組件32，根據(jù)眾所周知的光學(xué)原理，晶狀體本體34朝著觀察者方向向前運(yùn)動將增大晶狀體的官能光焦度。反之，晶狀體本體34朝著視神經(jīng)的方向向后運(yùn)動將減小晶狀體組件32的官能光焦度。微運(yùn)動原38與內(nèi)環(huán)36和外環(huán)40協(xié)同作用，使晶狀體的光焦度可以從眼睛外面進(jìn)行有選擇的調(diào)節(jié)。每個微運(yùn)動原38都可以由一個未示出的、諸如超聲能源的外部能源提供動力，這超聲能源以這樣一個頻率進(jìn)行工作，使所有微運(yùn)動原38被促動來均等地推動晶狀體本體34沿水平方向向前、同時將晶狀體本體34保持在大致垂直的平面內(nèi)，從而導(dǎo)致擴(kuò)展動作。施加一個不同頻率的能量將使所有微運(yùn)動原38被促動來均等地推動晶狀體本體34沿水平方向向后、同時將晶狀體本體34保持在大致垂直的平面內(nèi)，從而導(dǎo)致收縮動作。
圖36中示出晶狀體裝置32的一條半徑42從晶狀體本體34的中心點(diǎn)44向外伸展穿過微運(yùn)動原38之一的微運(yùn)動原38a。晶狀體本體34圍繞著在垂直于在角膜12和視神徑24(圖5)之間的光線路徑的平面內(nèi)的一條軸線的任何轉(zhuǎn)動都會導(dǎo)致一種起修正散光的誘發(fā)散光效應(yīng)。如果性質(zhì)是分段性(segmental)的非規(guī)則散光落在半徑42的位置上而且晶狀體本體是用撓性材料制成的，則可以促動微運(yùn)動原38a來使晶狀體本體34的一段相對于晶狀體本體其余部分發(fā)生彎曲。較常見的散光是完全橫貫光軸的規(guī)則散光。對沿軸線46取向的規(guī)則散光的校正可以通過促動微運(yùn)動原38a向前和微運(yùn)動原38c向后、或反過來來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在將晶狀體植入眼睛內(nèi)之前，可以對晶狀體的光學(xué)特性進(jìn)行測定并將例如有關(guān)的微運(yùn)動原的各種致動方式的組合的數(shù)據(jù)存貯在計(jì)算機(jī)中，在晶狀體植入眼睛內(nèi)之后，存貯在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)可以與外科手術(shù)后的信息一起采用來指導(dǎo)微運(yùn)動原的致動，以產(chǎn)生所需的屈光光焦度和散光修正量。為了校正非規(guī)則和規(guī)則散光以及為了校正屈光光焦度的調(diào)節(jié)量，可以由一個通過分析來自下列信息源的信息計(jì)算出每個微運(yùn)動原需用的致動量的計(jì)算機(jī)程序來輔助操縱微運(yùn)動原，這些信息來源包括角膜的局部解剖、角膜的曲率半徑、折射率、眼睛的軸向長度，和其它的眼睛的和晶狀體的數(shù)據(jù)。
圖37示出晶狀體裝置32的一個替代型實(shí)施例。晶狀體裝置48包括具有附接到多個微運(yùn)動原38上的內(nèi)環(huán)36的晶狀體裝置38。一對套圈50形式的附接裝置附接到晶狀體本體34上，每個套圈50的一端附接到微運(yùn)動原38中相關(guān)的一個上。晶狀體裝置48的工作方式跟晶狀體裝置32的一樣。
圖38示出本發(fā)明的又一個替代型實(shí)施例。晶狀體裝置52包括其周邊36附接到大致水平伸展的微運(yùn)動原38中之一的一端上的晶狀體本體34。微運(yùn)動原的另一端附接到支腿30中之一的一端上。這樣，微運(yùn)動原38可以沿箭頭54的方向被致動，從而改變晶狀體本體34的光焦度與/或散光光焦度。
參看圖39，圖中示出本發(fā)明另一個替代型實(shí)施例的放大剖視圖。晶狀體裝置56包括其周邊36附接到大致垂直伸展的微運(yùn)動原38中之一的一端的晶狀體本體34。微運(yùn)動原38的另一端附接到支腿30中之一的一端上。這樣，微運(yùn)動原38可以沿箭頭58的方向被致動，從而改變晶狀體本體34的光焦度與/或散光光焦度。如果微運(yùn)動原38的一端通過一個支樞裝置60附接到支腿30上而微運(yùn)動原38的另一端通過一個支樞裝置62附接到環(huán)36上，微運(yùn)動原38就可以被致動來如圖中虛線所示那樣伸展并沿箭頭64所示的弧形路徑運(yùn)動。
圖40是一個用于測驗(yàn)和存貯要用來有選擇地對人工晶狀體裝置32進(jìn)行定位和定向的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)66的方框圖。微運(yùn)動原控制裝置68各個分開地控制設(shè)置在晶狀體裝置32內(nèi)的每個微運(yùn)動原的致動。微運(yùn)動原控制裝置68產(chǎn)生一個致動微運(yùn)動原所需的控制信號與/或動力。同時，控制裝置68給計(jì)算機(jī)70發(fā)出指示信號，確定那些微運(yùn)動原已被致動。設(shè)置了一個光學(xué)檢測裝置72用來檢測晶狀體裝置32的光學(xué)特性并將這種信息提供給計(jì)算機(jī)70。計(jì)算機(jī)70將從檢測裝置來的光學(xué)信息與從控制裝置68來的控制信息一起存貯起來以備后用。
圖41是一個用于在晶狀體裝置32植入眼睛內(nèi)之后對其進(jìn)行有選擇地定位和定向的系統(tǒng)74的方框圖。當(dāng)需要改變晶狀體裝置32的官能光焦度與/或提供散光校正時，計(jì)算機(jī)70將給微運(yùn)動原控制裝置68提供所需的輸出信號。微運(yùn)動原控制裝置68對從計(jì)算機(jī)70來的信息起反應(yīng)，產(chǎn)生致動晶狀體裝置32中的一組預(yù)定的微運(yùn)動原組合所需的合適的控制信號與/或動力，以產(chǎn)生所要求的效果。
不但參照圖40和41進(jìn)行描述的調(diào)節(jié)過程可以例如在醫(yī)生的診室內(nèi)或在醫(yī)療單位內(nèi)進(jìn)行，而且用于有選擇地對人工晶狀體裝置進(jìn)行定位和定向的系統(tǒng)可以提供給病人使用。計(jì)算機(jī)70和微運(yùn)動原控制裝置68可以設(shè)置在一副眼鏡架內(nèi)，帶有由病人使用的控制裝置。當(dāng)病人感到需要改變官能光焦度時，病人可戴上該鏡架，按動相應(yīng)的按鈕，人工晶狀體裝置就會自動地改變。這樣使用的一個例子是在病人想從遠(yuǎn)距視覺轉(zhuǎn)換到近距視覺以便進(jìn)行諸如閱讀或修理鐘表那樣的近距工作的時候，可以為病人提供本發(fā)明的這種系統(tǒng)，讓病人能夠操縱以自己調(diào)節(jié)人工晶狀體裝置，甚至可以調(diào)節(jié)到離工件6英寸那么近的距離也有良好的視覺。
采用本發(fā)明的這種人工晶狀體，可使痊愈中的白內(nèi)障病人不再需要配戴眼鏡或隱形眼鏡。免除眼鏡或隱形眼鏡會給痊愈中的白內(nèi)障病人帶來極大的好處，因?yàn)樗麄冎械脑S多人是老年人，往往比較健忘，而且許多人還有經(jīng)濟(jì)上和身體方面的困難。
本發(fā)明的可調(diào)焦距晶狀體除了用作人工晶狀體外，還具有各種各樣的應(yīng)用。例如，可調(diào)焦距晶狀體可以用作照相機(jī)透鏡。該晶狀體可用以替代或結(jié)合具有固定鏡頭、可調(diào)鏡頭、或多個可換鏡頭的照相機(jī)鏡頭來使用。
根據(jù)專利法的條款，本發(fā)明是按認(rèn)為是代表了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)容進(jìn)行了描述。但是，應(yīng)該注意到，本發(fā)明還可以按不同于在此處具體圖示和描述的方式實(shí)施而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于植入眼睛內(nèi)的人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個光學(xué)上清澈的、撓性的、大致上是圓形的并具有一個周邊的晶狀體本體；一個具有一個附接到所述晶狀體本體的所述周邊上的內(nèi)周邊的比較硬的環(huán)；和附接到所述晶狀體本體和所述環(huán)兩者之一上的致動裝置，該致動裝置用于有選擇地及可逆地改變所述晶狀體本體的形狀并保持改變后的形狀以調(diào)節(jié)該晶狀體本體的特征、包括光焦度和散光特征，所述致動裝置對外部力場的出現(xiàn)起反應(yīng)以改變所述形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述致動裝置包括多個圍繞著所述環(huán)的圓周等距分布的鐵磁性材料致動體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于包括有一條形成在所述晶狀體本體的所述周邊上的環(huán)形槽溝，所述環(huán)設(shè)置在該槽溝內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述環(huán)具有至少兩條在其內(nèi)形成的周向槽溝，所述晶狀體本體具有一個形成在其上的榫舌，該榫舌與所述槽溝協(xié)同作用將所述晶狀體本體附接到所述環(huán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于所述致動裝置包括多個圍繞著所述環(huán)的圓周等距分布的鐵磁性材料致動體和一個附接到所述環(huán)上的形狀保持器，所述致動體對外部磁場的出現(xiàn)起反應(yīng)以改變所述形狀并且所述形狀保持器保持住所述改變后的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體裝置，其特征在于包括一個操縱所述致動裝置的控制系統(tǒng)。
7.一種用于植入眼睛內(nèi)的人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個光學(xué)上清澈的、撓性的、大致上是圓形的并具有一個周邊的晶狀體本體;一個具有一個附接到所述晶狀體本體的所述周邊上的內(nèi)周邊的比較硬的環(huán);和多個附接到所述晶狀體本體和所述環(huán)兩者之一上的致動體，這些致動體用于有選擇地及可逆地改變所述晶狀體本體的形狀并保持該晶狀體本體的改變后的形狀以調(diào)節(jié)該晶狀體本體的特征、包括光焦度和散光特征，所述致動體對外部力場的出現(xiàn)起反應(yīng)以移動所述環(huán)來限定所述改變后的形狀。
8.一種用于植入眼睛內(nèi)的人工晶狀體裝置和一種用以操縱該晶狀體裝置以改變該晶狀體裝置的光焦度和散光校正量的控制系統(tǒng)，其特征在于包含有一個光學(xué)上清澈的、撓性的中央晶狀體本體;一個具有一個附接到所述晶狀體本體的周邊上的內(nèi)周邊的比較硬的環(huán);附接到所述晶狀體本體和所述環(huán)兩者之一上的對電磁能起反應(yīng)的致動裝置，該致動裝置用于改變該晶狀體的形狀以調(diào)節(jié)該晶狀體本體的光焦度和散光校正量;和一個用以產(chǎn)生一個用于操縱所述致動裝置的有選擇地變化的力場的控制系統(tǒng)。
9.一種用于植入眼睛內(nèi)的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個毗鄰所述晶狀體本體的所述周邊設(shè)置的安裝環(huán);和將所述安裝環(huán)連接到所述晶狀體本體的所述周邊上的微運(yùn)動原裝置，所述微運(yùn)動原裝置對外部產(chǎn)生的控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變該晶狀體本體的所述周邊的形狀和位置兩者之中的至少一個以調(diào)節(jié)晶狀體的焦距來分別實(shí)現(xiàn)光焦度和散光的校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述周邊包括一個可脹縮的內(nèi)環(huán)，所述安裝環(huán)包括一個比較硬的外環(huán)，所述微運(yùn)動原裝置附接到所述外環(huán)上并可釋放地跟所述內(nèi)環(huán)接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述周邊和所述安裝環(huán)是由多個環(huán)段形成的，所述微運(yùn)動原裝置包括所述環(huán)段的重疊部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的晶狀體裝置，其特征在于所述周邊包括一個可脹縮的內(nèi)環(huán)，所述安裝環(huán)包括一個比較硬的外環(huán)，所述微運(yùn)動原裝置附接到所述外環(huán)上并可釋放地跟所述內(nèi)環(huán)接合，所述微運(yùn)動原裝置具有對所述控制信號起反應(yīng)以致動所述微運(yùn)動原裝置和使所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)作相對運(yùn)動的勢能源。
13.一種用于植入眼睛內(nèi)的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個附接到所述晶狀體本體的所述周邊上的可調(diào)圓周的環(huán);和多個圍繞著所述環(huán)分隔開設(shè)置并連接到其上的微運(yùn)動原裝置，這些微運(yùn)動原裝置對外部產(chǎn)生的控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變所述環(huán)的圓周長度以調(diào)節(jié)晶狀體的形狀來實(shí)現(xiàn)光焦度與散光的校正。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的晶狀體裝置，其特征在于包括一個比較硬的外環(huán)，所述環(huán)包括一個可脹縮的內(nèi)環(huán)，每個所述微運(yùn)動原裝置制成一個音叉的形式，這音叉具有一對大致平行的叉股，叉股在所述內(nèi)環(huán)的兩側(cè)伸出并可釋放地與之接合，且連接到一個附接到所述外環(huán)上的一個基座上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的晶狀體裝置，其特征在于所述環(huán)由多段形成，每個所述微運(yùn)動原裝置包括至少兩個所述段的重疊部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的晶狀體裝置，其特征在于包括一個比較硬的外環(huán)，所述環(huán)包括一個可脹縮的內(nèi)環(huán)，所述微運(yùn)動原裝置附接到所述外環(huán)上并可釋放地跟所述內(nèi)環(huán)接合，所述微運(yùn)動原裝置具有對所述控制信號起反應(yīng)以致動所述微運(yùn)動原裝置并使所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)作相對運(yùn)動的勢能源。
17.一種用于植入眼睛內(nèi)的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個圍繞著所述晶狀體本體的所述周邊伸展的安裝環(huán);和多個圍繞著所述安裝環(huán)等距分布并附接到其上、并與所述晶狀體本體的所述周邊連接的微運(yùn)動原裝置，每個所述微運(yùn)動原裝置對外部控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變所述晶狀體本體的所述周邊的相關(guān)部分的周長和軸向位置兩者之中的至少一個以調(diào)節(jié)晶狀體來實(shí)現(xiàn)光焦度和散光的校正。
18.一種用于植入眼睛內(nèi)的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個毗鄰著所述晶狀體本體的所述周邊的附接裝置;和連接在所述晶狀體本體環(huán)的所述周邊與所述附接裝置之間的微運(yùn)動原裝置，該微運(yùn)動原裝置對外部控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變所述晶狀體本體相對于眼睛的角膜和視網(wǎng)膜的位置從而調(diào)節(jié)眼睛內(nèi)的所述晶狀體本體的官能光焦度和散光校正量。
19.一種用于植入眼睛內(nèi)的可調(diào)焦距人工晶狀體裝置，其特征在于包含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個毗鄰著所述晶狀體本體的所述周邊的附接裝置;和多個連接在所述晶狀體本體環(huán)的所述周邊與所述附接裝置之間的微運(yùn)動原，每個微運(yùn)動原對外部控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變所述晶狀體本體的相關(guān)部分相對于眼睛的角膜和視網(wǎng)膜的位置從而調(diào)節(jié)眼睛內(nèi)的所述晶狀體本體的官能光焦度和散光校正量。
20.一種用于在晶狀體本體植入眼睛后對其進(jìn)行有選擇的定位和定向的可調(diào)焦距人工晶狀體系統(tǒng)，其特征在于含有一個具有一周邊的透明的晶狀體本體;一個毗鄰著所述晶狀體本體的所述周邊的附接裝置;多個連接在所述晶狀體本體環(huán)的所述周邊與所述附接裝置之間的微運(yùn)動原，每個微運(yùn)動原對外部控制信號起反應(yīng)以有選擇地改變所述晶狀體本體的相關(guān)部分相對于眼睛的角膜和視網(wǎng)膜的位置從而調(diào)節(jié)眼睛內(nèi)的所述晶狀體本體的官能光焦度和散光校正量;一個在眼睛外面用于產(chǎn)生所述控制信號的控制裝置;和一個連接到所述微運(yùn)動原控制裝置上的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)給所述控制裝置發(fā)出代表所需官能光焦度調(diào)節(jié)量和散光校正量的控制數(shù)據(jù)，所述控制裝置對所述控制數(shù)據(jù)起反應(yīng)以產(chǎn)生所述的控制信號。
全文摘要
一種可調(diào)焦距人工晶狀體32在晶狀體本體34上具有多個對預(yù)定外部能源起反應(yīng)以有選擇地改變眼睛內(nèi)的晶狀體本體的位置以進(jìn)行光焦度與散光調(diào)整的致動體38。在人眼晶狀體20經(jīng)手術(shù)摘除后，植入眼內(nèi)的人工晶狀體非常接近自然晶狀體的光學(xué)特征。晶狀體植入者可通過可調(diào)焦距人工晶狀體反復(fù)校正手術(shù)后的視力以達(dá)完善或接近完善的視力而不需再作手術(shù)或用連續(xù)電源。晶狀體保持穩(wěn)定直到外部控制信號施加到致動體上以校正由其它原因引起的偏離完善視力的偏差時止。
文檔編號A61F2/16GK1064611SQ91109670
公開日1992年9月23日 申請日期1991年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月11日
發(fā)明者羅伯特·G·威利, 威廉·G·馬丁 申請人:羅伯特·G·威利, 威廉·G·馬丁