CN111658232A - 一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体 - Google Patents
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Abstract
本发明属于眼科晶状体技术领域，更具体的涉及一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体。本发明所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，是弱负球差的高次非球面的人工晶状体，将所述人工晶状体置于人眼后房替代浑浊的天然晶状体。所述人工晶状体带有‑0.1μm～0弱负球差，对人眼角膜正球差起到了补偿作用。所述人工晶状体包括前光学表面和后光学表面，其中，前光学表面和后光学表面中至少有一个面为非球面光学表面。本发明所述人工晶状体在暗光条件下(即大孔径光阑下)具有更好的对比灵敏度，能改善真实术后临床情况下人工晶体眼的总体成像质量的人工晶状体。
Description
技术领域
本发明属于眼科晶状体技术领域，更具体的涉及在临床条件下耐偏心和倾斜的后房型晶状体，诸如人工晶状体。
背景技术
近年来，白内障超声乳化手术已发展为晶体性的屈光手术，人们对手术的要求从以往的“看得见”转变为“看得清”，白内障手术已由传统的复明手术转变为以追求高品质视觉质量为要求。
人眼***实际上是一个屈光成像***，天然人眼的图像形成是通过眼介质与界面的结合完成的。角膜是人眼***的第一个屈光部件，是带有一定非球面度的透镜，它在人眼中承担70％以上的屈光功能。角膜的形态、屈光力、像差对人工晶状体的设计起决定性作用。而其形态、屈光力、像差等又由其曲率半径、折射率和非球面系数(Q值)来决定。远物点发射的光线与视轴几乎平行地进入角膜。角膜的折射可使光线向视轴弯曲成为会聚光束。该光线束穿过前房进入人眼晶状体。如果没有晶状体处于恰当位置，则光线将以反向角膜视力的距离会聚于单个衍射受限小点。光斑大小由入射光瞳边缘的衍射效应和波长确定。人工晶状体可以替代白内障患者严重的天然晶状体，其承担30％左右的屈光能力。
人眼像差主要由角膜及晶状体像差组成，正常人眼高阶像差较低，其中以球差较为明显。球差呈旋转对称性，矫正球差的人工晶状体植入眼内后无需进行特殊的旋转，因此球差是目前唯一可以通过人工晶状体矫正的高阶像差。研究发现，年轻人眼的角膜球差为正值，晶状体球差为负值，二者相抵消使得全眼的球差处于较低的水平，从而保持良好的视觉质量。随年龄增长，晶状体球差逐渐转变为正值，而角膜球差基本不变，晶状体球差逐渐失去了对角膜球差的补偿作用，从而导致全眼球差增加，视觉质量下降。
传统的球面人工晶状体由于球差原因(受限于球差)导致视网膜成像质量不高，尤其在大孔径光阑条件下。那是因为进入人眼边缘光线的折射效果比照射入眼中心的光线更强。
而非球面人工晶状体由于特殊的设计，具有零球差或负球差，植入后可减少全眼球差。因此，利用非球面人工晶状体来抵消角膜正球差的影响，提高白内障患者术后的视觉质量，成为白内障手术新的目标。
事实上，在选择非球面人工晶状体时，剩余球差并不一定是最重要的因子。传统的非球面人工晶状体基于人工晶状体始终处于理论视轴的中心位置，其优化为居中位置优化。一旦这些晶体偏心或者倾斜时，成像质量下降甚至比同样偏心程度的球面人工晶体成像质量更差。临床上，晶体的偏心和倾斜现象经常发生。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。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偏斜和/或偏心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体。本发明的人工晶状体是一种弱负球差的高次非球面人工晶状体，是一种置于人眼后房以替代浑浊的天然晶状体的人工晶状体，其在暗光条件下(即大孔径光阑下)具有更好的对比灵敏度，能改善真实术后临床情况下人工晶体眼的总体成像质量的人工晶状体。
本发明的实现过程如下：
一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，是弱负球差的高次非球面的人工晶状体，将所述人工晶状体置于人眼后房替代浑浊的天然晶状体。
进一步，所述人工晶状体带有-0.1μm～0弱负球差，对人眼角膜正球差起到了补偿作用。
进一步，所述人工晶状体包括前光学表面和后光学表面，其中，前光学表面和后光学表面中至少有一个面为非球面光学表面，所述非球面光学表面用下面的方程来表征，方程满足如下关系式：
这里c是曲率半径R的倒数
r是半径；k是二次曲面系数；ai是偶次多项式系数；i为偶数；i＝2，4，6……，n。
进一步，非球面光学表面中二次曲面系数k≠0，k的取值在-10～-120之间。
进一步，偶次多项式系数ai中，至少有一项系数项a6≠0。
进一步，所述人工晶状体的光焦度范围为0D～+40.0D。
进一步，所述人工晶状体的光焦度范围为+10.0D～+30.0D。
进一步，所述人工晶状体是由疏水性丙烯酸酯材料制作而成。
进一步，人工晶状体在优化建模设计中，光学边缘厚度、入射光线聚焦度、有效光阑尺寸、近轴光聚焦点、远轴光聚焦点、材料的光学折射率和色散率均保持不变。
人工晶状体在优化建模设计中，实施非球面形状的光学优化，能够将由手术效果或囊袋联合诱发的可能晶状体偏心和倾斜相关的光学性能参数的敏感性降到最低。
本发明的积极效果：
(1)本发明的人工晶状体为带有-0.1μm～0弱负球差的人工晶状体，对人眼角膜正球差(+0.28μm)起到了一定补偿作用。
(2)本发明设计的人工晶状体，术后晶状体偏心和倾斜对视网膜像质影响越小，即本发明的是一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，对人工晶状体放置倾斜以及偏心有较高的公差容忍度，可以将临床上出现的晶状体偏心和倾斜等置位误差引起的相关光学性能参数的敏感性降到最低。
(3)本发明设计的人工晶状体尤其地在光线不好或暗光环境下，视网膜成像景深增大。植入弱负球差仍保留部分正球差的人工晶状体在离焦条件下能提供一些焦深。由此增加了一些假性调节力，使部分患者在一定的距离范围内保持较好的视觉。
(4)本发明设计的人工晶状体控制了当人工晶状体处于非准直状态时产生的各种高阶像差。本发明设计的人工晶状体不仅能矫正球差，还能矫正其他各种高阶像差，降低人工晶状体对植入位置的敏感性。
(5)对于本发明中具有不同屈光度的人工晶状体，相对恒定的有效光学位置，大大减小了晶体光焦度计算的误差，保证了人工晶状体光焦度的准确性。
附图说明
图1是人眼/人工晶体眼中存在着非准直状态现实临床情况；
图2是球差影响vs慧差影响示意图；
图3是不同球差晶体置位误差对MTF影响(晶体1：弱负球差人工晶状体，晶体2：大量值负球差人工晶状体)；
图4是晶体置位误差引起的MTF下降量(晶体1：弱负球差人工晶状体，晶体2：大量值负球差人工晶状体)；
图5是晶状体术后偏心和倾斜对视网膜像质的影响模拟图(20/40)；
图6是3mm孔径下不同球差设计对成像景深的影响模拟图(20/40)；
图7是5mm孔径下不同球差设计对成像景深的影响模拟图(20/40)；
图8是球面表面与非球面表面差异对比图；
图9是本发明高次非球面人工晶状体(+20.0D)3mm孔径下光焦度分布图，左边的图是三维光焦度分布图，右边是二维光焦度分布图；
图10是本发明高次非球面人工晶状体(+20.0D)5mm孔径下光焦度分布图，左边的图是三维光焦度分布图，右边是二维光焦度分布图；
图11是本发明疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体在ISO标准模型眼中3mm孔径下的MTF仿真；
图12是本发明疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体在ISO标准模型眼中5mm孔径下的MTF仿真。
具体实施方式
下面结合附图和具体技术方案和实施方式对本发明进行详细说明。
本发明设计的创新点和优点将从下面结合附图对本发明的优选技术特征详细描述中体现的一目了然。
像差是影响术后视觉质量的重要影响因素。像差分为低阶像差及高阶像差，人眼中分布着83％～95％低阶像差及5％～17％高阶像差。低阶像差易矫正，高阶像差则难矫正，且阶数增高，矫正难度增加。研究发现，高阶像差中随着年龄增长而增加的除了球差，还包括慧差，但其变化远小于球差。随着年龄增加，视觉***的球差增加是引起视觉质量下降的重要原因，所以球差成为眼科人工晶状体领域重点关注和研究的高阶像差。人眼球差主要来自角膜及晶状体，角膜为正球差，随着年龄增加无明显改变。而晶状体负球差随着年龄增加而减少，整眼正球差增加，破坏了角膜与晶状体正负球差相抵消的平衡关系，导致眼球总球差值增大，对比灵敏度下降，最终造成视觉质量的下降。
球差是唯一具有旋转对称性的高阶像差，可利用同样具有旋转对称性的人工晶状体矫正。传统的球面人工晶状体为正球差，会导致术后总球差增加，而设计为零或负球差的非球面人工晶状体可抵消部分角膜的正球差，降低术后眼总球差，提高视觉质量。传统球面人工晶状体各点曲率相等但屈光度不同，由于正常角膜前后表面曲率不一致，引起人工晶状体光学部周边的光线发生离焦，成像位于中央区光线成像的前方，导致视网膜黄斑区形成光线的衍射环，术后球差增加，视觉质量下降。因此，利用非球面人工晶状体来抵消角膜正球差的影响，提高白内障患者术后的视觉质量，成为白内障手术新的目标。非球面人工晶状体在光学设计原理上更接近人类自然的晶状体，其各点的曲率不同但屈光度一致，光线自中心到周边均聚焦于一点，在视网膜上生成高质量的清晰成像，更能满足人们对白内障术后高视觉质量的要求。
人工晶状体的设计是基于从一大群患者得到的平均波前像差测量仪数据。人眼整个光学***的像差可用Zernike或Seidel多项式或OPD波前的傅里叶分解的线性组合表示。
事实上，在选择非球面人工晶状体时，剩余球差不是最重要的因子。传统的非球面人工晶状体使用非球表面来补偿晶体对中时的角膜像差，优化为居中位置优化。一旦这些晶体偏心或者倾斜时，成像质量下降甚至比同样偏心程度的球面人工晶体成像质量更差。临床上，晶体的偏心和倾斜现象经常发生。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。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偏斜和/或偏心，如附图1所示。根据已经发表的文章进行统计分析发现：常见人工晶状体发生倾斜的范围在：2°～7°之间；发生偏心的范围在:0.3～0.7mm之间。
考虑到人工晶状体的置位误差引起的球差,本发明发明的疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体从物理结构上区别于传统的非球面人工晶状体的设计。采用高级多项式非曲面表面包含了多个高次系数项(多元高次方程)。优化了角膜非球范围以提供给不同角膜形状的病人，这些光学表面的光学性能可补偿与人眼的球面像差相等或接近的球面像差。因此本发明在实际临床条件下应该具有更好的视觉成像质量。
本发明的疏水性丙烯酸酯非球面光学表面可以用下面的方程来表征：
这里c是曲率半径R的倒数
r是半径，k是二次曲面系数，ai是偶次多项式系数，i为偶数，i＝2，4,6……,n。
本发明的疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体设计中始终保持2次项系数为0。2次项的引入将带来R和k设计值的变动，也就是EFL和k值都会因为2次项引入而产生复杂变化，且最终量测也会出问题。利用多元高次非球面方程系数(例如A4,A6)作为设计时的各种变量组，而不使用常规非球面人工晶状体设计时采用的单一k值变量的方法。利用高次非球面系数所产生的非球面表面相对于其基础球面面形而言更为复杂(理论上可以是任意形态表面)。不含高次非球面系数的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，但是人工晶体处于非准直状态时它却会产生各种高阶像差,如慧差。慧差是由位于主轴外的某一轴外物点，向光学***发出的单色圆锥形光束，经光学***折射后，在理想平面处不能结成清晰点，而是结成拖着尾巴的慧星形光斑。例如球差减小可能会导致慧差的增加，附图2示意了球差影响vs慧差影响。而含高次非球面系数的非球面在人工晶状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状体处于非准直状态时产生的各种高阶像差。高次非球面的设计不仅能矫正球差，还能矫正其他各种高阶像差，降低人工晶状体对植入位置的敏感度。
本发明的疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体的球差是-0.1μm～0，是一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体。如本领域已知的，人工晶状体光学成像质量的客观描述一般采用光学调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)的量化值。MTF表征图像对比度在不同空间频率上从物到像的传输。MTF量值越高，人工晶状体的成像质量就越好。利用Zemax光学软件模拟了两种不同球差对于成像质量的影响。如附图3所示，晶体1具有弱负球差，如本发明设计，植入眼睛后，抵消部分角膜正球差，而使人眼总球差仍保持部分正球差。晶体2是一种大量值负球差人工晶状体，植入眼睛后，几乎完全补偿角膜正球差。一般地，临床上人工晶状体在植入囊袋后，平均置位偏心为0.4mm，平均倾斜角度为2.6°。附图3显示了两种不同球差值的人工晶状体在无置位误差和置位误差(置位偏心0.4mm，倾斜角度2.6°)情况下MTF的变化。从附图4MTF下降量可以明显地看出，如本发明发明的弱负球差人工晶状体的MTF无明显下降，而大量值负球差的人工晶状体的MTF下降明显。MTF下降是因为波前像差的出现，而且主要是高阶像差的增加。同时，模拟了人工晶状体术后偏心和倾斜对视网膜像质的影响。模拟结果见附图5(人眼角膜平均球差为+0.28μm，3mm孔径，20/40E字母)。通过视网膜像质模拟表明，球差越小，术后晶状体偏心和倾斜对视网膜像质影响越小。所以如本专利发明的弱负球差人工晶状体与大量值负球差设计的人工晶状体相比，对人工晶状体放置倾斜以及偏心有较高的公差容忍度，可以将临床上出现的晶状体偏心和倾斜等置位误差引起的相关光学性能参数的敏感性降到最低。
另一方面，模拟了植入不同大小球差的人工晶状体对视网膜成像质量即成像对比度和焦深的影响。图6是白天照明条件下不同球差设计视网膜成像像质模拟图(3mm孔径，20/40E字母)。视网膜像质模拟显示在小孔径下不同球差的设计在视网膜成像质量上没有什么大的区别。但是在大孔径条件下，弱负球差设计的人工晶状体对比敏感度明显提高。通过视网膜成像模拟图7显示，植入弱负球差仍保留部分正球差的人工晶状体在离焦条件下能提供一些焦深尤其在暗环境下。即不在焦点但在一定焦深范围内的图像都会被认为是清晰的图像，人工晶状体眼可以提供一部分伪调节作用。大量值负球差人工晶状体轻度的离焦就会导致视网膜成像的弥散斑直径大于瑞利判据，造成视网膜成像模糊。本发明的人工晶状体为带有-0.1μm～0弱负球差的人工晶状体，对人眼角膜正球差起到了一定补偿作用，同时又保留了一部分正球差。植入这种人工晶状体的眼仍存在小量的正球差，由此增加了一些假性调节力，使部分患者在一定的距离范围内保持较好的视觉。
非球面对面形的控制程度可以用非球面和其基础球面的偏离程度(定义为5mm直径处非球面曲线在Z轴方向的投影距离与其基础球面在Z轴方向的投影距离之差)来描述。附图8示意性地示出了人工晶状体的非球面与基础球面在XZ平面上的曲线示意图。Z轴为人工晶状体的光轴，坐标轴原点为人工晶状体非球面的顶点。Zsph、Zasph分别表示非球面的基础球面(其曲率为表达式中的c)与非球面曲线的截面轮廓线。由于单焦人工晶状体为旋转对称光学表面，Zsph、Zasph分别围绕Z轴旋转一周即得到相应的球面表面和非球面表面。
本发明发明的疏水性丙烯酸酯人工晶状体控制球面与其基础球面的偏离程度来控制非球面人工晶状体在中心3mm孔径处的屈光度与边缘5mm孔径处的屈光力的差异，使其屈光力分布符合普通人群的角膜屈光力分布。这种屈光力分布采用人工晶状体在3mm和5mm孔径处的屈光力之差来表征。即对非球面量化验证是通过对非球面轴截面光焦度反球差分布图来实现的。同一晶状体在不同通光孔径下的屈光力有所不同。这里人工晶状体的屈光力指人工晶状体放置在房水环境(折射率＝1.336)中的屈光力。本发明的疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体(光焦度＝20D)的非球面轴截面光焦度反球差分布如附图9和附图10所示。
本发明的疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体光学表面包括前光学表面和后光学表面。其中前光学表面为球面，后光学表面为非球面。人工晶状体的总屈光度由前光学表面屈光度和后光学表面屈光度共同提供。对于同一总屈光度，可以有不同数目组合的前、后表面屈光度。为了对各种组合进行区别，使用形状因子来表示前光学表面屈光度和后光学表面屈光度的相对分布。形状因子X＝(R1+R2)/(R2-R1)，其中，R1和R2分别代表前光学表面和后光学表面的曲率半径。疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体的形状因子选择在0.01～0.3之间。形状因子的数值的选择一方面可以提高实际生产中目标负球差设计的精准度，另一方面还可以降低由于人工晶状体植入后的置位误差所引起的非球面人工晶状体图像质量下降过快的现象。
将形状因子限定在这样的狭窄范围区域内在客观上起到了对人工晶体的光学第二主平面(即后光学主平面)的变化范围的控制。光学第二主平面被认为是镜片光焦度的“重心”，代表了晶体的有效位置。对于弱负球差的非球面人工晶状体，控制晶体光焦度的计算误差是精准实现负球差设计的保证。对于具有不同屈光度的人工晶状体，如果有效光学位置相对恒定，则晶体光焦度计算的误差就会相对减小。
本发明的人工晶状体光焦度范围为0D～40D，优选的光焦度范围为10D到30D。本发明的眼后房型晶状体的非球面可设计在人工晶状体的前或后表面。下面我们示出了根据本发明发明的几种示例性人工晶状体设计：
疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体的弱球差通过对所述光学表面的光学建模进行优化实现，其中所述光学建模包括选择形状因子、光学表面的中心曲率、光学表面的中心厚度、边缘厚度、入射光线聚焦度、有效光学孔径、近轴光聚焦点、远轴光聚焦点、材料的光学折射率和色散率。在优化过程中所述光学边边缘厚度、入射光线聚焦度、有效光学孔径、近轴光聚焦点、远轴光聚焦点、材料的光学折射率和色散率均保持恒定。优选地,实施非球面形状的光学优化是为了将由手术效果或囊袋联合诱发的可能晶状体倾斜相关的光学性能参数的敏感性降到最低。
附图11和附图12分别是本发明疏水性丙烯酸酯非球面人工晶状体在ISO 11979-2标准模型眼中3mm和5mm孔径下的MTF仿真。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：是弱负球差的高次非球面的人工晶状体，将所述人工晶状体置于人眼后房替代浑浊的天然晶状体。
2.根据权利要求1所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：所述人工晶状体带有-0.1μm～0弱负球差，对人眼角膜正球差起到了补偿作用。
3.根据权利要求2所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：所述人工晶状体包括前光学表面和后光学表面，其中，前光学表面和后光学表面中至少有一个面为非球面光学表面，所述非球面光学表面用下面的方程来表征，方程满足如下关系式：
这里c是曲率半径R的倒数
r是半径；k是二次曲面系数；ai是偶次多项式系数；i为偶数；i＝2，4，6……，n。
4.根据权利要求3所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：非球面光学表面中二次曲面系数k≠0，k的取值在-10～-120之间。
5.根据权利要求3所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：偶次多项式系数ai中，至少有一项系数项a6≠0。
6.根据权利要求1所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：所述人工晶状体的光焦度范围为0D～+40.0D。
7.根据权利要求6所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：所述人工晶状体的光焦度范围为+10.0D～+30.0D。
8.根据权利要求1所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：所述人工晶状体是由疏水性丙烯酸酯材料制作而成。
9.根据权利要求1所述临床上耐偏心和倾斜的人工晶状体，其特征在于：人工晶状体在优化建模设计中，光学边缘厚度、入射光线聚焦度、有效光阑尺寸、近轴光聚焦点、远轴光聚焦点、材料的光学折射率和色散率均保持不变。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112426122A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-02 | 张云峰 | 一种单焦点人工晶体全程视力规划方法 |
| CN112494175A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-16 | 杭州爱晶伦科技有限公司 | 一种后房型非球面有晶体眼人工晶状体 |
| CN113040976A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-29 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种超薄零球差可植入近视眼透镜片 |
| CN113599021A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-11-05 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种对抗术后残余屈光不正的非球面人工晶状体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107440818A (zh) * | 2016-06-01 | 2017-12-08 | 西安浦勒生物科技有限公司 | 一种基于创新生物相容性疏水材料的新型后房人工晶体 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010588155.7A patent/CN111658232A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107440818A (zh) * | 2016-06-01 | 2017-12-08 | 西安浦勒生物科技有限公司 | 一种基于创新生物相容性疏水材料的新型后房人工晶体 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112426122A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-02 | 张云峰 | 一种单焦点人工晶体全程视力规划方法 |
| CN112426122B (zh) * | 2020-11-23 | 2023-06-09 | 张云峰 | 一种单焦点人工晶体全程视力规划方法 |
| CN112494175A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-16 | 杭州爱晶伦科技有限公司 | 一种后房型非球面有晶体眼人工晶状体 |
| CN113040976A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-29 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种超薄零球差可植入近视眼透镜片 |
| CN113040976B (zh) * | 2021-03-04 | 2022-06-28 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种超薄零球差可植入近视眼透镜片 |
| CN113599021A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-11-05 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种对抗术后残余屈光不正的非球面人工晶状体 |
| CN113599021B (zh) * | 2021-06-04 | 2024-04-16 | 天津世纪康泰生物医学工程有限公司 | 一种对抗术后残余屈光不正的非球面人工晶状体 |
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