肝素表面处理非球面人工晶体的设计课件

HexaVision肝素表面处理非球面人工晶体的设计及其科学背景1 1HexaVision肝素表面处理非球面人工晶体的设计及其第二代非球面设计人工晶体第二代非球面设计人工晶体HexaVision非球面人工晶体非球面人工晶体产品型号产品型号：HQ-201 HEP XOHexaVision Aspheric XO22 2第二代非球面设计人工晶体HexaVision非球面人工晶体目前全球四种典型非球面人工晶体设计的代表及其比较目前全球四种典型非球面人工晶体设计的代表及其比较HQ-201 HQ-201 HEP HEP XOXOALCON ALCON IQIQAMO AMO TecnisTecnisB&L B&L AOAOMaterialMaterial（材料）（材料）（材料）（材料）Hydrophilic Hydrophilic acrylicacrylic（亲水（亲水（亲水（亲水性）性）性）性）Hydrophobic Hydrophobic acrylicacrylic（疏水性）（疏水性）（疏水性）（疏水性）Silicone 2&Silicone 2&hydrophobihydrophobic acrylicc acrylicSilicone 2&Silicone 2&hydrophilic hydrophilic AcrylicAcrylic（亲水性）（亲水性）（亲水性）（亲水性）屈光指数屈光指数屈光指数屈光指数1.461.461.551.551.43/1.471.43/1.471.43/1.471.43/1.47Aspheric designAspheric design（非球面）（非球面）（非球面）（非球面）PosteriorPosterior（后表面）（后表面）（后表面）（后表面）Non-prolateNon-prolatePosteriorPosteriorProlateProlate（后表（后表（后表（后表面）面）面）面）AnteriorAnteriorProlateProlate（前表面（前表面（前表面（前表面BothBothProlateProlate（双面）（双面）（双面）（双面）Aberration Aberration correctioncorrection（像差）（像差）（像差）（像差）HOAsHOAs including including SASA 高阶像差高阶像差高阶像差高阶像差SASA（球差）（球差）（球差）（球差）SASASASALens DesignLens DesignOne-pieceOne-pieceOne-pieceOne-piece3-pc/1-pc3-pc/1-pc3-pc/1-pc3-pc/1-pcSurface Surface 处理处理处理处理ModificationModificationHSMHSMNoNoNoNoNoNoSame Designed Same Designed other Productsother ProductsNoNoHOYA HOYA(Anterior)(Anterior)Carl Zeiss Carl Zeiss(Acri.Tec)(Acri.Tec)Canon-Canon-Staar;RaynerStaar;RaynerHumanOpticsHumanOpticsHexaVision Aspheric XO33 3目前全球四种典型非球面人工晶体设计的代表及其比较HQ-201自非球面人工晶体面市以来，眼科临床学家一直存在的疑虑：自非球面人工晶体面市以来，眼科临床学家一直存在的疑虑：vv如果我的患者角膜前表面非球面度（如果我的患者角膜前表面非球面度（如果我的患者角膜前表面非球面度（如果我的患者角膜前表面非球面度（Q Q Q Q值值值值)不在某种非球面人不在某种非球面人不在某种非球面人不在某种非球面人工晶体设计时的工晶体设计时的工晶体设计时的工晶体设计时的“理想适用范围理想适用范围理想适用范围理想适用范围”内，我该怎么办？内，我该怎么办？内，我该怎么办？内，我该怎么办？vv一项临床研究显示：使用一项临床研究显示：使用一项临床研究显示：使用一项临床研究显示：使用AcrySof IQAcrySof IQAcrySof IQAcrySof IQ的患者与使用球面人工的患者与使用球面人工的患者与使用球面人工的患者与使用球面人工晶体的患者相比，术后球差被显著地减小了，但患者远视力晶体的患者相比，术后球差被显著地减小了，但患者远视力晶体的患者相比，术后球差被显著地减小了，但患者远视力晶体的患者相比，术后球差被显著地减小了，但患者远视力矫正之后的近视力变得更差。这是为什么？矫正之后的近视力变得更差。这是为什么？矫正之后的近视力变得更差。这是为什么？矫正之后的近视力变得更差。这是为什么？vv“所有的非球面人工晶体设计时都基于在人工晶体眼中，人所有的非球面人工晶体设计时都基于在人工晶体眼中，人所有的非球面人工晶体设计时都基于在人工晶体眼中，人所有的非球面人工晶体设计时都基于在人工晶体眼中，人工晶体始终处于理论视轴的中心位置；一旦这些非球面人工工晶体始终处于理论视轴的中心位置；一旦这些非球面人工工晶体始终处于理论视轴的中心位置；一旦这些非球面人工工晶体始终处于理论视轴的中心位置；一旦这些非球面人工晶体术后发生通常出现的倾斜、偏心或偏心倾斜时，对视晶体术后发生通常出现的倾斜、偏心或偏心倾斜时，对视晶体术后发生通常出现的倾斜、偏心或偏心倾斜时，对视晶体术后发生通常出现的倾斜、偏心或偏心倾斜时，对视觉质量的影响为何？觉质量的影响为何？觉质量的影响为何？觉质量的影响为何？”vv“如果一种非球面人工晶体无法矫正人工晶体眼患者角膜的如果一种非球面人工晶体无法矫正人工晶体眼患者角膜的如果一种非球面人工晶体无法矫正人工晶体眼患者角膜的如果一种非球面人工晶体无法矫正人工晶体眼患者角膜的正球差，对视觉质量的提高不明显；我有什么理由说服我的正球差，对视觉质量的提高不明显；我有什么理由说服我的正球差，对视觉质量的提高不明显；我有什么理由说服我的正球差，对视觉质量的提高不明显；我有什么理由说服我的患者去使用这种价格昂贵的非球面人工晶体？使用球面的人患者去使用这种价格昂贵的非球面人工晶体？使用球面的人患者去使用这种价格昂贵的非球面人工晶体？使用球面的人患者去使用这种价格昂贵的非球面人工晶体？使用球面的人工晶体不是性价比更好吗？工晶体不是性价比更好吗？工晶体不是性价比更好吗？工晶体不是性价比更好吗？”HexaVision Aspheric XO44 4自非球面人工晶体面市以来，眼科临床学家一直存在的疑虑：如果我vv真实的人眼并非光学意义上的对称结构，其光轴与真实的人眼并非光学意义上的对称结构，其光轴与视轴并非一致。视轴并非一致。vv植入后房、囊袋内的人工晶体并不总是处于完美的植入后房、囊袋内的人工晶体并不总是处于完美的中心位置，而表现为某种程度的倾斜和中心位置，而表现为某种程度的倾斜和/或偏心或偏心根据已经发表的文章进行统计分析发现：常见人根据已经发表的文章进行统计分析发现：常见人根据已经发表的文章进行统计分析发现：常见人根据已经发表的文章进行统计分析发现：常见人工晶体发生倾斜的范围在：工晶体发生倾斜的范围在：工晶体发生倾斜的范围在：工晶体发生倾斜的范围在：3 3 3 30 0 0 0 7 7 7 70 0 0 0 之间；发生之间；发生之间；发生之间；发生偏心的范围在：偏心的范围在：偏心的范围在：偏心的范围在：0.3 0.3 0.3 0.3 0.7 mm 0.7 mm 0.7 mm 0.7 mm之间之间之间之间 HexaVision Aspheric XO5眼科学、视光学对人眼及人工晶体眼眼科学、视光学对人眼及人工晶体眼“准直状态准直状态”的论述的论述5 5真实的人眼并非光学意义上的对称结构，其光轴与视轴并非一致。人眼/人工晶体眼中存在着非准直状态现实临床情况HexaVision Aspheric XO66 6人眼/人工晶体眼中存在着非准直状态现实临床情况HexaVi关于术后关于术后IOLIOL发生倾斜和偏心的参考文献发生倾斜和偏心的参考文献HexaVision Aspheric XO77 7关于术后IOL发生倾斜和偏心的参考文献HexaVision 何为IOL的非准直状态（Mis-alignment)?准直：光轴重合偏心：光轴平行不重合倾斜：光轴不平行偏心加倾斜：8 8何为IOL的非准直状态（Mis-alignment)?准直：发明人/专利权人 Valdemar Portney,Ph.D.Valdemar Portney,Ph.D.HexaVision Aspheric XO99 9发明人/专利权人 Valdemar Portney,PhDr.PortneyDr.Portney的背景资料的背景资料PROFESSIONAL EXPERIENCEPROFESSIONAL EXPERIENCEvv25 years experience in optical design and new product 25 years experience in optical design and new product development.development.Hold close to 70 patentsHold close to 70 patents.vvGeneral manager and Optical design expert,General manager and Optical design expert,Vision Vision Advancement LLC,Specialty optical design and product Advancement LLC,Specialty optical design and product development development vvResearch InvestigatorResearch Investigator,AMO,AMO,CA USA CA USAPROFESSIONAL AFFILIATIONS:PROFESSIONAL AFFILIATIONS:vvMember,American Academy of OptometryMember,American Academy of OptometryvvMember,ANSI Committee for Intro-ocular ImplantsMember,ANSI Committee for Intro-ocular ImplantsHexaVision Aspheric XO101010Dr.Portney的背景资料PROFESSIONAL EDr.PortneyDr.Portney拥有的主要美国专利拥有的主要美国专利:vvUS No.4,842,782(1989)Manufacture of ophthalmic lenses by US No.4,842,782(1989)Manufacture of ophthalmic lenses by excimer laserexcimer laservvUS No.4,898,461(1990)US No.4,898,461(1990)Multifocal ophthalmic lens.It later Multifocal ophthalmic lens.It later became became AMO Array AMO Array IOL,first multifocal intra-ocular lens IOL,first multifocal intra-ocular lens approved in the USAapproved in the USAvvUS No.5,088,809(1992)Teledioptric lens system.It was US No.5,088,809(1992)Teledioptric lens system.It was implantable device for Low Vision implantable device for Low Vision vvUS No.6,210,005(2001)US No.6,210,005(2001)Multifocal ophthalmic lens with Multifocal ophthalmic lens with reduced halo size.It later became reduced halo size.It later became AMO ReZOOM AMO ReZOOM IOL,IOL,second generation refractive multifocal IOLsecond generation refractive multifocal IOLvvUS No.7,073,906 (2006)US No.7,073,906 (2006)Aspherical diffractive ophthalmic lens.Aspherical diffractive ophthalmic lens.It is to combine Refractive multifocality and Diffractive bifocalityIt is to combine Refractive multifocality and Diffractive bifocalityHexaVision Aspheric XO111111Dr.Portney拥有的主要美国专利:US No.4,如何回答、解决眼科临床学家遇到的现实问题？可否设计一种对患者角膜可否设计一种对患者角膜Q值不要那么苛值不要那么苛求的非球面人工晶体？求的非球面人工晶体？植入非球面人工晶体术后不需要过分担心植入非球面人工晶体术后不需要过分担心出现人工晶体偏心和出现人工晶体偏心和/或倾斜造成人工晶体或倾斜造成人工晶体眼整体成像质量再度下降。眼整体成像质量再度下降。如何保证患者使用非球面人工晶体如何保证患者使用非球面人工晶体“物有物有所值所值”？1212如何回答、解决眼科临床学家遇到的现实问题？可否设计一种对患新一代非球面人工晶体设计时设定的目标新一代非球面人工晶体设计时设定的目标v新一代的非球面人工晶体要能改善真实术后临新一代的非球面人工晶体要能改善真实术后临床情况下人工晶体眼的总体成像质量床情况下人工晶体眼的总体成像质量 v基于临床上人工晶体通常发生倾斜和基于临床上人工晶体通常发生倾斜和/或偏心或偏心的范围，考虑到临床意义上的患者角膜的非球的范围，考虑到临床意义上的患者角膜的非球面度分布范围；利用评估调制传递函数（面度分布范围；利用评估调制传递函数（MTF)MTF)的方法，最大限度地优化人工晶体的光学表现的方法，最大限度地优化人工晶体的光学表现v继续保持继续保持HexaVision HexaVision 肝素表面处理肝素表面处理肝素表面处理肝素表面处理 (HSM)(HSM)(HSM)(HSM)丙丙丙丙烯酸酯材料人工晶体的各种优点烯酸酯材料人工晶体的各种优点烯酸酯材料人工晶体的各种优点烯酸酯材料人工晶体的各种优点HexaVision Aspheric XO131313新一代非球面人工晶体设计时设定的目标新一代的非球面人工晶体要HexaVision Aspheric XO14球面表面与非球面表面的定义球面表面与非球面表面的定义1414HexaVision Aspheric XO14球面表面与Aspheric surface Zasph can be described:1。Radius(x)2。Asphericity(Q）:Q=0 is spherical,Q 0 is ellipses and prolate,which is flatter in the peripheral than in the center扁长椭球（Prolate）非球面表面的定义(即所有第一代非球面人工晶体表面即所有第一代非球面人工晶体表面)HexaVision Aspheric XO15 Z asph(x)=cx2cx2cx21+1-(1+Q)c2x21515Aspheric surface Zasph can be 非扁长椭球（非扁长椭球（非扁长椭球（非扁长椭球（Non-prolateNon-prolateNon-prolateNon-prolate）非球面表面的定义）非球面表面的定义）非球面表面的定义）非球面表面的定义(即即即即HexaVision XO lens)HexaVision XO lens)HexaVision XO lens)HexaVision XO lens)采用高级多项式非球面表面采用高级多项式非球面表面采用高级多项式非球面表面采用高级多项式非球面表面 (Zasph)(Zasph)(Zasph)(Zasph)包含了多个高次包含了多个高次包含了多个高次包含了多个高次系数项系数项系数项系数项【多元高次方程多元高次方程多元高次方程多元高次方程】（即变量组即变量组即变量组即变量组）where,c=surface curvature,x=distance to the surface where,c=surface curvature,x=distance to the surface vertex,Q=asphericity,and Aj=high order aspheric vertex,Q=asphericity,and Aj=high order aspheric coefficientscoefficientsHexaVision Aspheric XO16Z asph(x)=cx21+1-(1+Q)c2x2+A4 x4+A6 x6+A8 x8+A10 x101616非扁长椭球（Non-prolate）非球面表面的定义(即HHexaVision Aspheric XO17扁长椭球非球面可聚焦全部光线于一点以矫正人工晶体处于理论中心位置时的球差，但一旦人工晶体处于非准直状态时它却会产生各种高阶像差。而非扁长椭球非球面在人工晶体处于理论中心位置时可能存在很小的球差，但它却控制了当人工晶体处于非准直状态时产生的各种高阶像差。非扁长椭球与扁长椭球表面非扁长椭球与扁长椭球表面非扁长椭球与扁长椭球表面非扁长椭球与扁长椭球表面1717HexaVision Aspheric XO17扁长椭球非球经线方向上的不同像差及其发展趋势经线方向上的不同像差及其发展趋势HexaVision Aspheric XO18Pupil radius 3.5mmLongitudinal aberrationsDash line Spherical Aberration can be corrected by a Prolate surfaceSolid line High Order Aberrations can not be corrected by the Prolate surface,Require a Non-prolate surface.1818经线方向上的不同像差及其发展趋势HexaVision Asp非扁长椭球（非扁长椭球（Non-prolateNon-prolate）非球面的优点）非球面的优点v利用多元高次方程系数利用多元高次方程系数 (A4,A6,(A4,A6,)作为设作为设计时的各种变量组，而不使用常规非球面晶体计时的各种变量组，而不使用常规非球面晶体设计时采用的单一设计时采用的单一 Q Q 值变量的方法值变量的方法 v所产生的非球面表面更为复杂（理论上可以是所产生的非球面表面更为复杂（理论上可以是任意形态表面），它不仅仅可以矫正球差任意形态表面），它不仅仅可以矫正球差(SA),(SA),还要矫正其他各种高阶像差还要矫正其他各种高阶像差 (HOAs)(HOAs)HexaVision Aspheric XO191919非扁长椭球（Non-prolate）非球面的优点利用多元高次设计时考虑到的各种变量因素v在人工晶体眼中，晶体通常所处的位置：允许晶体存在大到70 的倾斜及1.0 mm的偏心v使用MTF评估方法最大限度优化设计，以期达到均衡矫正全部像差均衡矫正全部像差(不仅仅是球差，而是包括其他各种高阶像差)v优化的光学表现应满足不同患者角膜非球面度的分布范围HexaVision Aspheric XO202020设计时考虑到的各种变量因素在人工晶体眼中，晶体通常所处的位置肝素表面处理所带来的益处vv自自19801980年代后期开始已被证明经肝素表面处理的人年代后期开始已被证明经肝素表面处理的人工晶体材料具有最佳的生物相容性工晶体材料具有最佳的生物相容性vv良好的生物相容性与减轻术后炎症反应（包括异物良好的生物相容性与减轻术后炎症反应（包括异物反应）直接相关反应）直接相关vv术后炎症反应的减轻可能导致人工晶体，晶体囊袋术后炎症反应的减轻可能导致人工晶体，晶体囊袋及眼内其他组织之间相互作用程度的减轻及眼内其他组织之间相互作用程度的减轻HexaVision Aspheric XO212121肝素表面处理所带来的益处自1980年代后期开始已被证明经肝素肝素表面处理所带来的益处 vv有可能使植入的人工晶体发生偏心，倾斜的有可能使植入的人工晶体发生偏心，倾斜的程度减轻程度减轻vv更为重要的是更为重要的是:它为那些复杂白内障患者提它为那些复杂白内障患者提高、改善在低照度、暗视野情况下的视觉质高、改善在低照度、暗视野情况下的视觉质量提供了可能性量提供了可能性vv它或许为这一特殊的非球面设计提供了它或许为这一特殊的非球面设计提供了“担担保保”；并帮助患者获得长期良好的视觉质量；并帮助患者获得长期良好的视觉质量HexaVision Aspheric XO222222肝素表面处理所带来的益处 有可能使植入的人工晶体发生偏心，倾为什么要使用MTF检测评估方法?vMTFMTF是对成像质量的是对成像质量的直接直接与与定量定量的检测的检测 vMTFMTF检测技术是检测技术是客观客观的和广泛使用的方法的和广泛使用的方法 vMTFMTF可以可以通过测量加以验证通过测量加以验证vMTFMTF容许系统对接近于实际应用环境的情况容许系统对接近于实际应用环境的情况进行检测进行检测vMTFMTF可用人工晶体设计软件去精确地预测和可用人工晶体设计软件去精确地预测和决定误差决定误差 HexaVision Aspheric XO232323为什么要使用MTF检测评估方法?MTF是对成像质量的直接与定不同人工晶体的不同人工晶体的MTFMTF比较比较HexaVision XO 非球面人工晶体AMO Tecnis 非球面人工晶体Alcon AcrySof IQ 非球面人工晶体B&L AO 非球面人工晶体球面人工晶体2424不同人工晶体的MTF比较HexaVision XO 非球面人252525262626272727什么原因造成MTF曲线下降的?v波面像差的出现导致MTF的变化。这其中包括低阶像差(包括离焦及散光）；高阶像差(主要是球差、慧差、三叶草等)v高阶像差是无法通过术后屈光方法得以矫正的HexaVision Aspheric XO282828什么原因造成MTF曲线下降的?波面像差的出现导致MTF的变化人工晶体处于视轴中心位时的各种高阶像差HexaVision Aspheric XO292929人工晶体处于视轴中心位时的各种高阶像差HexaVision 人工晶体处于1mm偏心时出现的各种高阶像差HexaVision Aspheric XO303030人工晶体处于1mm偏心时出现的各种高阶像差HexaVisio人工晶体同时出现偏心和倾斜时出现的各种高阶像差HexaVision Aspheric XO313131人工晶体同时出现偏心和倾斜时出现的各种高阶像差HexaVi结果与分析v晶体处于中心位时，Tecnis的高阶像差为0,其他全部晶体都有或多或少的球差。v晶体处于1mm偏心位时，Tecnis有大的负球差及负慧差,XO的正球差与负慧差均衡相抵。v同时出现偏心和倾斜时，XO依然具备最小的总高阶像差。其他晶体由于各种像差具有相同的正或负号，其球差及慧差值会相加到一起，使总高阶像差加大。HexaVision Aspheric XO323232结果与分析晶体处于中心位时，Tecnis的高阶像差为0,其333333你是不是给了我们极端的例子？3434你是不是给了我们极端的例子？34353535363636373737383838393939404040414141424242434343不同角膜非球面度对XO非球面晶体MTF的影响Corneal Asphericity(Q)Corneal Asphericity(Q)MTF at 50 c/mmMTF at 50 c/mm-0.13-0.130.260.26-0.21-0.210.330.33-0.26-0.260.430.43-0.31-0.310.710.71HexaVision Aspheric XO44Note,this analysis was based on 20D XO lens.4444不同角膜非球面度对XO非球面晶体MTF的影响Corneal 结果与分析对临床上更宽泛的角膜非球面度分布范围(从-0.13微米到-0.31微米)，XO的光学表现（用MTF表示）保持在一个可接受的水平。这意味着XO对这些患者仍保持有效作用HexaVision Aspheric XO454545结果与分析对临床上更宽泛的角膜非球面度分布范围(从-0.13结 论v由于由于XOXO非球面人工晶体的设计不仅仅考虑了非球面人工晶体的设计不仅仅考虑了球差，还考虑了其他各种高阶像差因素；与球差，还考虑了其他各种高阶像差因素；与第一代非球面人工晶体相比，它能给患者带第一代非球面人工晶体相比，它能给患者带来更大的益处。（来更大的益处。（更有效更有效)vXOXO非球面人工晶体对于最常见角膜非球面度非球面人工晶体对于最常见角膜非球面度(范围：范围：Q=-0.13 to-0.31)Q=-0.13 to-0.31)的患者都有效。的患者都有效。vXOXO非球面人工晶体与第一代非球面人工晶体非球面人工晶体与第一代非球面人工晶体及普通球面人工晶体相比在常见临床条件下及普通球面人工晶体相比在常见临床条件下更安全更安全。HexaVision Aspheric XO464646结 论由于XO非球面人工晶体的设计不仅仅考虑了球差，还谢谢大家！474747