本發(fā)明涉及一種新型的中間視覺完全矯正型非球面人工晶狀體（IOL）。具體而言，本發(fā)明涉及一種球差值約為-0.1~-0.2μm的非球面人工晶狀體，其中對應(yīng)瞳孔的直徑為4.5mm。。

背景技術(shù)：

白內(nèi)障作為導(dǎo)致人致盲的主要原因，已經(jīng)引起越來越多人的重視，隨著人年齡的增長，人眼天然晶狀體會逐漸變得模糊，甚至失去透光能力，最終導(dǎo)致人眼完全失去視覺功能。

摘除不透光的人眼晶狀體，植入人工晶狀體是恢復(fù)人眼視覺的最佳選擇，自1949年英國首次使用硬PMMA材料制成的人工晶狀體，成功的實現(xiàn)了晶狀體置換手術(shù)，人工晶狀體以及相應(yīng)的手術(shù)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，迄今為止，已經(jīng)可以采用軟性材料實現(xiàn)衍射多焦點甚至變焦IOL，并在臨床得到了成功的應(yīng)用。

圖1是人眼的屈光示意圖，從光學(xué)的角度出發(fā)，人眼是由角膜a和晶狀體b兩個主要透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)，瞳孔c是整個光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌，視網(wǎng)膜d是成像面，整個系統(tǒng)相當(dāng)于浸泡在液體溶液中。角膜作為最主要的屈光元件，承擔(dān)了眼睛三分之二以上的光焦度，晶狀體承擔(dān)余下的三分之一屈光度。人眼的角膜帶有一定的正性球差，其值的大小因人而異，大量的臨床試驗表明，其球差值的分布滿足正態(tài)分布規(guī)律，在6mm瞳孔情況下，中值約為0.27μm，當(dāng)外部光線進(jìn)入人眼，明亮環(huán)境下，人眼的瞳孔較小（3mm以下），此時角膜的球差較小，光線為近軸光線，在視網(wǎng)膜上可以成非常清晰的像，人眼的視覺狀況良好，然而在夜視情況下（瞳孔6mm左右），角膜的球差較大，光線經(jīng)過角膜中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的折光能力明顯不同，中心區(qū)域的折光能力弱，邊緣區(qū)域的折光能力較強(qiáng)，人眼的天然晶狀體本身可以補(bǔ)償角膜帶來的正球差，使得眼睛的整體球差接近于零，因此，無論在明亮還是在暗視或者在夜晚，都具有很好的視覺效果。

傳統(tǒng)的球面人工晶狀體自身存在正球差，它在角膜本身的正球差基礎(chǔ)上，增加了人眼的總球差，影響術(shù)后視覺質(zhì)量。因此要使患者獲得更佳的視覺效果，就要降低術(shù)后眼的總球差。非球面人工晶狀體正是基于這一理論而研發(fā)的，通過晶體表面的非球面設(shè)計，使其具有零球差或負(fù)球差，以使術(shù)后眼的總球差處于較低的水平，從而解決普通球面人工晶狀體在大瞳孔情況下，對比度下降的問題，提高暗光和夜間環(huán)境下的視覺能力。AMO 公司的Tecnis Z900 型人工晶狀體是第一種能夠產(chǎn)生負(fù)球差的人工晶狀體，產(chǎn)生-0.27μm 的負(fù)球差，與角膜的平均球差統(tǒng)計數(shù)據(jù)相等，設(shè)計概念在于完全抵消角膜的正球差。Alcon 公司設(shè)計的非球面人工晶狀體Acrysof SN60WF，在光學(xué)部后表面采用非球面設(shè)計，能夠產(chǎn)生-0.2μm 的負(fù)球差，旨在為全眼保持一定量的正球差，以獲得更好的視覺舒適度。Bausch&Lomb 公司推出名為SofPort AO 以及AkreosAO 的非球面人工晶狀體，晶體本身無像差，不會對整個人眼引入額外的球差，又被稱作零球差晶體。

然而， -0.27μm負(fù)球差的非球面晶體，對晶狀體在植入以及術(shù)后愈合過程中，存在的偏心以及傾斜非常的敏感，即使是輕微的偏心，非球面晶體衍射受限的特性將會消失，因此這類晶體其實對植入手術(shù)的準(zhǔn)確性和精度要求非常高。零球差（無球差）晶體本身無球差，甚至在偏心時，也不引入彗差，因此能有效的降低晶體偏心和傾斜對成像質(zhì)量的影響，然而這種設(shè)計存在的問題是，由于晶體本身并不抵消角膜的正球差，在中間視覺以及暗視覺情況下，明顯的限制了視覺效果。

綜上所述，本發(fā)明提出一種新型的人工晶狀體，該晶體可以完全抵消中間視覺情況下角膜的球差，從而大幅提升人眼在明亮以及暗環(huán)境下的視覺質(zhì)量，同時部分補(bǔ)償人眼在夜視情況下的角膜球差，兼顧其成像質(zhì)量，更主要的是，降低了手術(shù)植入過程中晶體的偏心以及傾斜對成像質(zhì)量的影響，事實上，人眼在絕大多數(shù)情況下，都是工作在明亮以及暗環(huán)境下，因此，有效的提升中間視覺情況下的成像質(zhì)量，并充分的考慮后續(xù)植入手術(shù)對成像質(zhì)量的影響，給出一種較為平衡的晶體類型是非常有必要的。。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種新型非球面人工晶狀體。與目前市售的非球面人工晶狀體相比，本發(fā)明新型的非球面人工晶狀體能夠完全矯正中間視覺的角膜球差，使相應(yīng)的白內(nèi)障患者獲得更高的視覺質(zhì)量。

具體而言，本發(fā)明涉及以下多個方面的內(nèi)容：

1、一種中間視覺完全矯正型非球面人工晶狀體，所述非球面人工晶狀體光學(xué)部的前表面的面形、或者光學(xué)部的后表面的面形為非球面，其特征在于，所述非球面人工晶狀體的球差值為-0.1~-0.2μm之間。

2、根據(jù)內(nèi)容1所述的非球面人工晶狀體，所述晶體的前表面面型為球面，后表面為非球面。

3、根據(jù)內(nèi)容1所述的非球面人工晶狀體，所述晶體的前表面面型為非球面，后表面為球面。

4、根據(jù)內(nèi)容1所述的非球面人工晶狀體，所述晶體的前表面以及后表面面型均為非球面。

5、根據(jù)內(nèi)容1 所述的非球面人工晶狀體，其特征在于，所述非球面的面型在二維直角坐標(biāo)系平面（YZ）上的曲線滿足以下非球面曲線表達(dá)式：

其中Z(y) 為人工晶狀體光學(xué)部的非球面在YZ 平面上的曲線的表達(dá)式，c 為光學(xué)部球面曲率半徑的倒數(shù)，Q為非球面的二次曲面常數(shù)，y為所述曲線上任何一點距橫坐標(biāo)軸（Z）的垂直距離，A2i 為非球面高次項系數(shù)。

6、根據(jù)內(nèi)容1所述的非球面人工晶狀體，其中常數(shù)Q<0。

7、根據(jù)內(nèi)容1所述的非球面人工晶狀體，晶體的面型可以根據(jù)非球面表達(dá)式線性組合分段進(jìn)行確定。

8、根據(jù)權(quán)利要求5 所述的非球面人工晶狀體，其特征在于，所述非球面人工晶狀體由眼內(nèi)狀態(tài)下（35^o）折射率為1.49-1.54范圍內(nèi)的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）或者疏水性丙烯酸酯或者親水性丙烯酸酯，制成且所述非球面人工晶狀體的屈光度在-10D-35D 的范圍內(nèi)。

9、根據(jù)內(nèi)容1所述的人工晶狀體，所述人工晶狀體的球差值設(shè)定在于中等尺寸瞳孔范圍內(nèi)天然人晶狀體相同的水平。

附圖說明：

圖1：Liou-Brennan模型眼。

圖2：角膜的球差和瞳孔直徑的關(guān)系。

圖3：在明視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑3mm），20D的親水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

圖4：在明視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑3mm），20D的疏水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

圖5：在中間視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑4.5mm），20D的親水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

圖6：在中間視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑4.5mm），20D的疏水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

圖7：在暗視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑6mm），20D的親水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

圖8：在暗視覺情況下（對應(yīng)瞳孔直徑6mm），20D的疏水性丙烯酸酯材料人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。

具體實施方式：

以下具體實施例只是用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地解釋，但是本發(fā)明并不局限于以下的具體實施方案。任何在這些實施方案基礎(chǔ)上的變化，只要符合本發(fā)明的原則精神和范圍，都將落入本發(fā)明專利的涵蓋范圍內(nèi)。

圖1給出的是1997年Liou和Brennan提出的簡化眼模型，這一模型非常接近真實人眼的解剖結(jié)構(gòu)，同時保持人眼的光學(xué)特性和像差特征，該模型眼包括非球面的角膜a，梯度折射率晶狀體b以及視網(wǎng)膜c，入射光線從無窮遠(yuǎn)以近似平行于光軸進(jìn)入角膜，再經(jīng)過晶狀體，最后匯聚在人眼的視網(wǎng)膜上，由于角膜球差的原因，靠近瞳孔中心的光線光程較長，相應(yīng)的光焦度較小，靠近瞳孔邊緣的光線光程較短，相應(yīng)的光焦度較大，于瞳孔中心的光線比較，邊緣光線首先與光軸相交，因此角膜的球差為正值。球面的人工晶狀體由于其對中心和邊緣光線的折光特性與角膜類似，因此，人眼整體的球差將會累加，造成在中視覺和暗視覺情況下，成像質(zhì)量很差，非球面人工晶狀體由于能夠完全補(bǔ)償或者部分補(bǔ)償角膜球差，使人眼的整體球差保持在一個比較低的水平，從而保證了在中視覺和暗視覺照明情況下的視覺質(zhì)量。

圖2為人眼角膜的球差的統(tǒng)計學(xué)分布關(guān)系曲線，由于人眼角膜球差的分布存在差異性，符合正態(tài)分布規(guī)律，絕大多數(shù)人的角膜球差值為0.27μm左右，需要注意的是這一統(tǒng)計球差值是在6mm瞳孔大小情況下測量的。

圖3為明視覺環(huán)境下（3mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的親水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，用調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）來表征光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，給出了調(diào)制度與圖像內(nèi)每毫米線對數(shù)之間的關(guān)系，是所有光學(xué)系統(tǒng)性能判斷中最全面的判據(jù)。在明亮環(huán)境下，三種晶體（零球差、球面以及中視覺非球面）都能達(dá)到近似于衍射極限的成像質(zhì)量，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量是最好的。

圖4為明視覺環(huán)境下（3mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的疏水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，在明亮環(huán)境下，三種晶體（零球差、球面以及中視覺非球面）都能達(dá)到近似于衍射極限的成像質(zhì)量，同樣，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量是最好的。

圖5為中間視覺環(huán)境下（4.5mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的親水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，在中間視覺下，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量接近衍射極限，100線對/mm位置的MTF大于0.7，零球差晶體由于自身不帶球差，所以成像質(zhì)量居中，球面晶體由于自身也要引入較大的球差，和角膜球差疊加后，進(jìn)一步增加了整個系統(tǒng)的球差值，使得其成像質(zhì)量最差。

圖6為中間視覺環(huán)境下（4.5mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的疏水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，在中間視覺下，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量接近衍射極限，100線對/mm位置的MTF大于0.7，零球差晶體由于自身不帶球差，成像質(zhì)量居中，在此孔徑下，球面晶體由于自身也要引入較大的球差，和角膜球差疊加后，進(jìn)一步增加了整個系統(tǒng)的球差值，使得其成像質(zhì)量最差。

圖7為暗視覺環(huán)境下（6mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的親水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，在暗視覺下，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量略有下降，100線對/mm位置的MTF仍然能大于0.5，由于本專利提出的非球面晶體完全矯正了中間視覺情況下的人眼球差值，在大瞳孔情況下，整個人眼保留了一定的球差值，在不影響視覺質(zhì)量的情況下，可以增加系統(tǒng)的焦深，零球差晶體由于自身不帶球差，成像質(zhì)量居中，球面晶體在此孔徑下，由于自身也要引入很大的球差，因此相比較于中間視覺環(huán)境下，其成像質(zhì)量進(jìn)一步的惡化。

圖8為暗視覺環(huán)境下（6mm瞳孔直徑），采用三種不同類型的人工晶狀體（20D的疏水性丙烯酸酯材料）得到的人眼的光學(xué)性能，同理，在暗視覺下，本專利給出的非球面人工晶狀體成像質(zhì)量略有下降，100線對/mm位置的MTF仍然能大于0.5，零球差晶體由于自身不帶球差，成像質(zhì)量居中，球面晶體在此孔徑下，由于自身也要引入很大的球差，因此相比較于中間視覺環(huán)境下，其成像質(zhì)量最差。