Triple-Optic-Ansatz für das Künstliche Akkommodationssystem

ZusammenfassungHintergrundEin implantierbares mechatronisches Mikrosystem (Künstliches Akkommodationssystem) stellt einen neuartigen Ansatz dar, die Akkommodationsfähigkeit wiederherzustellen. Ein ausgewählter Lösungsansatz, das Triple-Optic-Prinzip, wird auf seine Eignung hin untersucht.MethodikDer dioptrische Apparat wird mit Hilfe eines optischen Simulationswerkzeugs modelliert. Ein postoperativer Refraktionsausgleich und davon ausgehend eine Akkommodation von mindestens 3 dpt werden gefordert.ErgebnisseFür den gesamten Wertebereich präoperativ erhobener Biometriedaten werden Verschiebewege von 300 μm erreicht. Ebenso werden die definierten Anforderungen an die optische Abbildungsqualität erfüllt.SchlussfolgerungenDas Triple-Optic-Prinzip ist zur Lösung des Problems grundsätzlich geeignet. Der Einsatz von Festkörpergelenken in Kombination mit leitfähigen Polymeraktoren ist möglich. Eine offene Frage ist die Faltbarkeit des Implantats im Hinblick auf minimal-invasive Hornhautschnitte.AbstractBackgroundUse of an implantable mechatronic microsystem (artificial accommodation system) is a novel approach to restoration of the accommodative capacity of the human eye. One such system, based on the triple-optic approach, has been selected for investigation of its suitability.MethodsOptical modelling of the dioptric apparatus is carried out by means of an optical simulation tool. Postoperative refractive compensation plus at least 3 dpt of accommodation are required.ResultsAn axial shift of 300 μm or less is achieved for the entire range of biometric data ascertained before surgery. In addition, the defined requirements made of optical imaging quality are met.ConclusionsThe triple-optic approach is basically suitable for application in the restoration of accommodative capacity. It seems that flexure hinges could be used in association with conducting polymers as actuator material. One question that is still open concerns the deformability of such implants as this relates to minimally invasive corneal incisions.

[1]  M. Leyland,et al.  Multifocal versus monofocal intraocular lenses in cataract surgery: a systematic review. , 2003, Ophthalmology.

[2]  John F Doane Accommodating intraocular lenses , 2004, Current opinion in ophthalmology.

[3]  W N Charman,et al.  Restoring accommodation: a dream or an approaching reality? , 2005, Ophthalmic & physiological optics : the journal of the British College of Ophthalmic Opticians.

[4]  E. Smela Conjugated Polymer Actuators for Biomedical Applications , 2003 .

[5]  H. Eckhardt,et al.  Bedeutung der Formelauswahl für die postoperative Refraktion nach Katarakt-Operation , 1997 .

[6]  R. Guthoff,et al.  Künstliches Akkommodationssystem auf der Basis von Mikro- und Nanotechnologie , 2005 .

[7]  J. Ben-nun,et al.  The NuLens accommodating intraocular lens. , 2006, Ophthalmology clinics of North America.

[8]  N. Sugiura,et al.  Variable-focus liquid-filled optical lens. , 1993, Applied optics.

[9]  Simon Henein,et al.  Conception des structures articulées à guidages flexibles de haute précision , 2000 .

[10]  Georg Bretthauer,et al.  Artificial Accommodation System — a new approach to restore the accommodative ability of the human eye , 2007 .

[11]  P.-R. Preußner,et al.  Akkommodatives Linsenimplantat , 2001, Der Ophthalmologe.

[12]  B. Berge,et al.  Variable focal lens controlled by an external voltage: An application of electrowetting , 2000 .

[13]  Achim Langenbucher,et al.  Pseudophakic accommodation with translation lenses – dual optic vs mono optic , 2004, Ophthalmic & physiological optics.

[14]  R. Guthoff,et al.  Untersuchung der Eignung von axial-verschiebbaren Linsensystemen zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit durch ein mechatronisches Mikrosystem , 2006 .

[15]  O. Stachs,et al.  Changes of the accommodative amplitude and the anterior chamber depth after implantation of an accommodative intraocular lens , 2006, Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology.

[16]  V. Portney,et al.  A dual optic accommodating foldable intraocular lens , 2003, The British journal of ophthalmology.

[17]  A. S. Vilupuru,et al.  Accommodative lens refilling in rhesus monkeys. , 2006, Investigative ophthalmology & visual science.

[18]  Tomasz Tkaczyk,et al.  Application of the Alvarez-Humphrey concept to the design of a miniaturized scanning microscope. , 2004, Optics express.

[19]  G. Vdovin,et al.  Liquid-crystal adaptive lenses with modal control. , 1998, Optics letters.