МУЛЬТИФОКАЛЬНАЯ ИНТРАОКУЛЯРНАЯ ЛИНЗА С УВЕЛИЧЕННОЙ ГЛУБИНОЙ РЕЗКОСТИ
MULTIFOCAL INTRAOCOULAR LENS WITH INCREASED DEPTH OF FIELD

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к мультифокальной интраокулярной линзе с увеличенной глубиной резкости, применяемой в области офтальмологии, в частности, в конструкции и усовершенствовании интраокулярной линзы. Более конкретно, настоящее изобретение ссылается на интраокулярное устройство, которое представляет множество преимуществ для решения проблемы пресбиопии, которая состоит в ограниченности фокусировки на различные расстояния. Для этого предлагают конструкцию интраокулярной линзы, которая содержит маскирующий элемент для создания небольшой апертуры, объединенной с мультифокальной поверхностью, оптическая ось которой может быть смещена не более 1 мм от геометрической оси.
Известный уровень техники
Интраокулярные линзы - это устройства, которые имплантированы в глаз для решения главным образом трех проблем: аномалии рефракции, пресбиопии, и в хирургии катаракты. Пресбиопия - это потеря аккомодации, связанная с возрастом, и это неспособность человеческого глаза фокусироваться на объектах, которые находятся на разном расстоянии, вследствие того, что хрусталик не имеет гибкость молодого глаза. Эта потеря является постепенной и начинает быть заметна после 45-48 лет. В возрасте 60 лет, глаз теряет практически всю способность аккомодации.
В хирургии катаракты непрозрачный хрусталик заменен другой линзой для компенсации нарушения оптической силы. Линза, которая вставлена для компенсации этого нарушения, не имеет динамики естественной глазной линзы (хрусталика) и, таким образом, аккомодация не может быть восстановлена.
В любом из условий, упомянутых ранее, имплантированная линза может быть простой линзой, которая позволяет хорошо видеть на расстоянии, хотя пациент теряет способность фокусировки возле объектов и пациенты должны носить очки для чтения. Другим возможным способом является имплантирование интраокулярной линзы, которая позволяет пациентам фокусироваться на различные расстояния и, таким образом, избегать ношения очков. Это называется псевдоаккомодацией, так как способность видеть четко и остро объекты, расположенные на различных расстояниях, восстановлена пассивным способом. Патент US 4636211A описывает принцип бифокальной рефракционной линзы. Расхождение оптической силы между зрением на большое и малое расстояние составляет 2,5 диоптрий и это то, что называется дополнительная рефракция.
С другой стороны, патент US 8696746 B2 описывает рефракционную секторную бифокальную линзу. Эта линза имеет два радиуса кривизны, которые изменяются в зависимости от угла, который описывает вектор положения от центра линзы, но без модуля этого вектора. Следовательно, эта линза не имеет принципиального нового профиля. Кроме того, не представляется никакой маскирующий элемент для достижения стенопеического эффекта и упоминается, что поверхности имеют оптическое изображение с осями, центрированными в линзе.
Патент EP2113226B1 ссылается на дифракционную бифокальную линзу с коррекцией сферической аберрации. Эта аберрация вызывается роговицей и имеет некоторое воздействие на качество изображения в сетчатке. В таком случае предлагается устранить эту аберрацию посредством интраокулярной линзы. Значения аберрации не настраивается для каждого пациента, но линза изготовляется со значением знака противоположного знаку средне численного значения.
2
2
В патенте US 7287852 B2 заявляется изобретение оптической зоны с рефракционным профилем, выполненным с возможностью иметь глубину резкости по меньшей мере 1,1 D и покрытие площади приблизительно 3,14 мм. Другие решения предлагают линзу, которая образована по меньшей мере двумя оптическими зонами, упомянутыми в пункте 1 формулы изобретения, с похожими конструктивными особенностями; одна из этих зон является круговой, и другая является кольцевой. Обе зоны имеют поверхность 3,14 мм и имеют отличительные конструктивные особенности, которые образуют этой линзой оптические пути через прилегающие зоны от объекта до изображения, которые имеют расхождение 1 мкм.
В патенте US 7025455 B2 заявляется конструкция рефракционной мультифокальной линзы, которая имеет кольцевой маскирующий элемент, использующий для препятствия прохождению света через переходную зону между центральной и периферийной зоной. В этом изобретении стенопеическое отверстие, или небольшая апертура, упоминается, но не ставят задачи вызвать возникновение стенопеического эффекта, при этом придают определенную бинокулярность линзе. Эта линза разделена на две зоны, внутренняя зона, названная стенопеическим отверстием со способностью для зрения на малое расстояние, и внешняя зона, которая образует остальную часть линзы. Названная зона стенопеического отверстия является монофокальной и в переходной зоне между зонами зрения на малое и большое расстояние предлагается использование маскирующего элемента, который имеет непрозрачность между 75 и 95%, с целью устранения нежелательных оптических эффектов, вызванных светом, который проходит через эту зону. Этот маскирующий элемент и именуемое стенопеическое отверстие не имеют как задачу формирование стенопеического эффекта или уменьшение числовой апертуры.
Каждая упомянутая мультифокальная линза проявляет некоторые побочные эффекты, такие как появление радужных кругов вокруг ярких источников света и уменьшение контрастности в изображении. Это причина, по которой множество пациентов не удовлетворены после операции в связи с этими побочными оптическими эффектами.
Другие принципы устройства, используемые в этой области для решения проблемы пресбиопии, включают использование непрозрачных маскирующих элементов в интраокулярных линзах, чтобы полностью или частично препятствовать прохождению света, и, таким образом, вызвать возникновение явления, которое помогает зрению на различные расстояния
В этом смысле в патенте US4955904A ссылаются на использование непрозрачного маскирующего элемента в интраокулярной линзе с целью вызвать возникновение стенопеического эффекта, и, таким образом, увеличить глубину резкости глаза, подвергнутого имплантированию. Этот упомянутый непрозрачный маскирующий элемент является частью монофокальной интраокулярной линзы и не делается никакой ссылки на его использование в мультифокальной системе.
С другой стороны в Международной публикации WO 201102 0078 A1 заявляется конструкция монофокальной интраокулярной линзы с апертурой, которая использует кольцевой маскирующий элемент. Этот маскирующий элемент вызывает возникновение стенопеического эффекта и, таким образом, увеличивает глубину резкости. Главным нововведением этого изобретения является структура основной части линзы, которая позволяет, в частности, уменьшить ее объем, что очень важно для того, чтобы позволить врачам имплантировать линзу через очень маленький разрез в роговице. В этом изобретении не упоминается включение мультифокальной поверхности в апертурную зону.
В патенте US 20130238091 A1 описывается интраокулярное устройство для имплантирования вблизи интраокулярной линзы. Это устройство не имеет оптической силы и состоит исключительно из непрозрачного материала, чтобы препятствовать прохождению света, уменьшая эффективную апертуру, и, таким образом, увеличивая глубину резкости. Это устройство имеет конфигурацию микро отверстий на поверхности и центральную область, не содержащую материала, что позволяет свету проходить сквозь нее. Центральное отверстие совпадает с геометрическим центром системы.
Другое изобретение описанное в патенте EP 2168534 A1 использует непрозрачный маскирующий элемент с различными конфигурациями, чтобы вызвать возникновение стенопеического эффекта. В этом изобретении не упоминается включение мультифокальной поверхности.
В дополнение к различным обзорам по отношению к этому настоящему изобретению, никогда не предлагали смещение оптической оси уменьшенной апертуры по отношению к геометрическому центру линзы, для которого невозможно изменить положение упомянутой апертуры относительно зрительной оси глаза.
В заключение мы также можем упомянуть использование маскирующих элементов переменной проницаемости или фазовых маскирующих элементов.
В патенте US 52607727 A описывается линза с зонами переменной светопроницаемости, имеющую большую проницаемость в центре и меньшую по направлению к периферии. Согласно пунктам формулы изобретения эта линза позволяет решать проблемы пресбиопии, увеличивая глубину фокуса посредством маскирующего элемента, который имеет переменную непрозрачность в радиальных зонах от центра линзы. Это изменение непрозрачности может быть постоянным или прерывистым (определяет зоны с разным коэффициентом пропускания). Физический принцип, описанный в этом патенте, основывается на том, что изображение, спроецированное на сетчатку, является функцией интеграла освещения в фокальной плоскости и не зависит от геометрической структуры зрачка в монофокальной линзе. Тогда показано, что эти изменения в непрозрачности позволяют линзе увеличивать глубину резкости, хотя не упоминается, что это достигается посредством стенопеического эффекта.
Патент US 7859769 B2 описывает использование фазового маскирующего элемента. Включение этого маскирующего элемента в возможную интраокулярную линзу предназначено для увеличения глубины фокуса в пределах трех диоптрий для эффективной апертуры между 1,5 и 5 мм. Эта апертура, как пояснено в патенте, задана стандартным размером зрачка населения, хотя не упоминается включение маскирующего элемента, чтобы препятствовать прохождению света, и таким образом, уменьшить и зафиксировать апертуру линзы.
Все эти линзы предлагают частичные решения и требуют усовершенствований, как это показано посредством линзы согласно изобретению, преимущества которого будут описаны в указанном документе.
Краткое описание настоящего изобретения
Настоящее изобретение относится к мультифокальной интраокулярной линзе с увеличенной глубиной резкости согласно пунктам формулы изобретения.
В описании данного документа, включая пункты формулы изобретения, это будет называться мультифокальная оптическая зона круговых участков с дифракционным или рефракционным мультифокальным профилем, радиус которого может быть не более 1,5 мм. За пределами этого радиуса линза не будет иметь никакой мультифокальности, но она будет образована сферической, асферической или плоской поверхностью. Кроме того, это будет называться полезной оптической зоной круговых участков, заданной внутренним радиусом непрозрачного маскирующего элемента.
В мультифокальной интраокулярной линзе с увеличенной глубиной резкости согласно настоящему изобретению предусмотрены в по меньшей мере одной из поверхностей небольшая зона с мультифокальным профилем и определенной оптической осью и непрозрачный маскирующий элемент кольцеобразной формы, который полностью или частично препятствует прохождению света для обеспечения апертурного эффекта, расположенный в периферийной области и соосносный с мультифокальной зоной, и мультифокальный профиль которой равен внутреннем радиусу маскирующего элемента или больше него, и имеет по меньшей мере один переход между фокальными зонами или одну ступень дифракционной области внутри внутреннего радиуса маскирующего элемента.
Хотя маскирующий элемент препятствует прохождению видимого света, который попадает на него, круговой мультифокальный участок может быть равен внутреннем радиусу маскирующего элемента или больше него для предотвращения появления эффектов дисфотопсии на границе полезной оптической зона и также вследствие конструктивных причин.
Маскирующий элемент может быть на поверхности мультифокального профиля, с внутренней стороны основной части линзы, на противоположной поверхности или покрывать всю толщину оптической основной части. И он образован окрашивающим веществом, которое нанесено на поверхность линзы, или самостоятельным составным элементом, который прикреплен к оптической основной части в ходе производственного процесса. Предпочтительная конструкция имеет ориентировочную метку в маскирующем элементе, чтобы позволить врачам знать положение оптической оси в ходе операции.
Предпочтительно, чтобы маскирующий элемент имел коэффициент пропускания ниже, чем 10% для длины волны 550 нм, и мог пропускать инфракрасное излучение.
Стандартные размеры маскирующего элемента будут: от 0,6 до 1,2 мм для внутреннего радиуса и от 1,5 до 3 мм для внешнего радиуса. Это обозначает, что мультифокальный профиль обычно имеет равный радиус или радиус меньше, чем 1,5 мм.
Линза может иметь в дополнение к поверхности с мультифокальным профилем противоположную торообразную поверхность. Поверхность с мультифокальным профилем может быть описана дифракционным или рефракционным профилем, либо бифокальным или трифокальным.
Два предпочтительных варианта, но не ограничиваясь ими, были усовершенствованы. Один из них с мультифокальным профилем имеет две концентрические фокальные зоны; первая зона с радиусом перехода и вторая зона с внешним радиусом, который больше, чем внутренний радиус маскирующего элемента. Второй вариант имеет мультифокальный профиль, образованный двумя круговыми секторами с разной кривизной, как описано далее в этом документе. Между двумя фокусами линзы (зрение на малое-большое расстояние) может быть распределение света от 30/70 вплоть до 70/30.
В обоих случаях оптическая ось может быть смещена по отношению к геометрическому центру линзы не более 1 мм при 0,2 мм оптимального смещения.
Описание чертежей
Для лучшего понимания настоящего изобретения следующие чертежи включены как примеры усовершенствования.
Фиг. 1 - схематическое изображение, показывающее образование изображения точечного объекта дифракционной линзой.
Фиг. 2 - такое же схематическое изображение как на фиг. 1, но с маскирующим элементом.
Фиг. 3 - кривые аккомодации, полученные с помощью монофокальной линзы, дифракционной линзы и дифракционной линзы с уменьшенной апертурой.
Фиг. 4A и 4B - два схематических вида, иллюстрирующие две предпочтительные конструкции, в которых оптическая ось смещена по отношению к геометрическому центру, показанному с помощью небольшого креста.
Фиг. 5 - варианты возможного расположения маскирующего элемента: A) на поверхности в составе мультифокального профиля, B) на поверхности в составе монофокального профиля и C) в оптической основной части.
Фиг. 6 - оптические основные части и маскирующий элемент: A) отделены; B) присоединены.
Фиг. 7 - примеры линз с концентрическими фокальными зонами.
Фиг. 8 - конфигурация 1: R1<R2, мультифокальный профиль мультифокальной оптической области с центральной зоной для зрения на малое расстояние и периферийной зоной для зрения на большое расстояние.
Фиг. 9 - конфигурация 2: R1>R2, конструкция линзы с центральной зоной для зрения на большое расстояние и периферийной зоной для зрения на малое расстояние.
Фиг. 10 - профиль рефракционной бифокальной линзы с оптическими секторами и маскирующим элементом. Верхняя и фронтальная проекция профиля с распределением света 50/50. Профиль представлен в упрощенном виде и не показана вторая поверхность, которая может быть описана сферической поверхностью.
Варианты осуществления настоящего изобретения
Далее будет описан вариант осуществления настоящего изобретения.
Настоящее изобретение состоит из конструкции интраокулярной линзы, образованной оптической основной частью (5) и имеющей рефракционную поверхность (2) с мультифокальным профилем, оптическая ось (3) которого равна 0,2 мм, смещена от геометрического центра (4) линзы. Линза состоит из маскирующего элемента (1), который является полностью или частично непрозрачным, кольцеообразной формы и имеющий общую ось с осью мультифокального профиля.
Непрозрачный маскирующий элемент (1) полностью или частично препятствует прохождению света для увеличения глубины фокуса с помощью уменьшения числовой апертуры глаза. Для этого он имеет оптический коэффициент пропускания ниже, чем 10% (предпочтительно ниже, чем 3%) для длины волны 550 нм. Учитывая, что для достижения требуемого диапазона фокуса (от 30 см до бесконечности от точки наблюдения) требуется достаточно малая апертура, авторы изобретения предлагают для реализации указанного включить к уменьшенной апертуре рефракционную или дифракционную бифокальную или трифокальную поверхность (2).
Эта мультифокальность допускает, что апертура больше, чем требуемая апертура для создания стенопеического эффекта, и, таким образом, предотвращается чрезмерное уменьшение света, который достигает сетчатки. За пределами мультифокальной зоны линза не имеет никакого мультифокального изображения, но оно формируется сферической или, наоборот, плоской поверхностью.
Мультифокальность не имеет подобных побочных эффектов описываемых пациентами, которым имплантировали бифокальные или трифокальные линзы, которые являются причиной восприятия радужных кругов вокруг ярких источников света, когда светлые объекты наблюдаются на темном фоне. Например, уличное освещение ночью. Применяемый маскирующий элемент в этой конструкции задает в качестве цели не только увеличение глубины резкости, но, кроме того, уменьшение образования радужных кругов вокруг ярких источников света.
Материал линзы должен иметь определенные требуемые физические и оптические свойства, позволяющие быть сгибаемым, и, таким образом, способны помещаться в глаз через небольшой разрез, как это делают в настоящий момент с другими интраокулярными линзами.
На фиг. 1 формирование изображения точечным объектом через дифракционную линзу продемонстрировано в качестве примера, как известно из уровня техники. В точке фокуса для зрения на большое расстояние оба, фокус отдаленного изображения и расфокусированное близлежащее изображение, сходятся в одной точке. Расфокусированное изображение на сетчатке приводит к уменьшению контрастности имеющегося изображения и к наблюдение радужных кругов вокруг ярких источников света в уже упомянутых условиях.
Когда маскирующий элемент (1) входит в состав конструкции, конус проходящего света уменьшается и, как результат, эффект имеющихся радужных кругов вокруг ярких источников света уменьшается как можно наблюдать на фиг. 2. Здесь, влияние расфокусированного изображения на окончательное итоговое изображение значительно меньше. Кроме того, небольшая апертура приводит к тому, что оптическая система имеет малую чувствительность к рефракционной послеоперационной аномалии. Как известно, рефракционные аномалии размерностью около 1 диоптрия широко распространены после операции, главным образом в хирургии, где хрусталик извлекается. Применяемый маскирующий элемент (1) уменьшает влияние дефокусировки на визуальное качество по сравнению с качеством, наблюдаемым у пациентов с классической интраокулярной линзой, либо монофокальной, либо мультифокальной.
Даже когда количество света, который достигает сетчатки, уменьшается, апертура диаметром между 1,2 и 2,4 мм позволяет, чтобы проходящего света было достаточно, чтобы выполнять повседневные задачи.
Посредством имитационной модели зрения через интраокулярную линзу (отражено в патенте US 20130250245 A1) можно подтвердить результаты. Эта имитационная модель позволяет наблюдать объект через любые интраокулярные линзы неинвазивным способом. Это достигается посредством имплантата виртуальной линзы. С использованием это устройства имеется возможность для демонстрирования того, что маскирующий элемент (1), встраиваясь в бифокальную линзу, увеличивает глубину фокуса и уменьшает радужные круги вокруг ярких источников света, которые наблюдаются в бифокальных линзах, дифракционный или рефракционная профиль которых покрывает весь оптический участок.
Предшествующие изобретения не рассматривают включение непрозрачного маскирующего элемента для видимого света с небольшой апертурой в сочетании с мультифокальной поверхностью, так как считалось, что оба эти компоненты несовместимы, из-за того, что они могут уменьшить контрастность. Но исследования, проведенные с аналогами этой линзы в сравнении с коммерчески доступными линзами и посредством упомянутой имитационной модели, продемонстрировали, что с помощью объединения этих двух технологий имеется возможность для достижения диапазона псевдоаккомодации 3 диоптрий с визуальной резкостью, которая больше, чем 0,8 (десятичное число) во всем упомянутом диапазоне. Максимальная визуальная резкость была 1,2 для зрения на большое расстояние и 1,0 для зрения на малое расстояние.
На фигуре 3 показана зависимость визуальной резкости от необходимой аккомодации (аккомодационная кривая, полученная с помощью способа, в котором применяются рассеивающие линзы) для монофокальной линзы, бифокальной линзы и бифокальной линзы с непрозрачным маскирующим элементом (1) с внутренним диаметром 2 мм. На этой фигуре можно увидеть большой аккомодационный диапазон, полученный с помощью бифокальной линзы с маскирующим элементом (1). Однако чистая бифокальная линза показывает большое снижение визуальной резкости в диапазоне зрения на среднее расстояние. В дополнение можно увидеть сниженный диапазон, показанный с помощью монофокальной линзы. Во всяком случае измерения выпонялись над одним и тем же предметом и с натуральным зрачком 4 мм в фотопических условиях освещения.
Эти результаты показывают улучшение в полученной визуальной резкости, но другие факторы должны быть также упомянуты, например, уменьшение радужных кругов вокруг ярких источников света и повышенная контрастность, имеющаяся в фотопических условиях. Кроме того, наибольшее улучшение в зрении на среднее расстояние должно быть отмечено.
Другое преимущество настоящего изобретения относится к смещению оптической оси (3) по отношению к геометрическому центру (4) линзы. Геометрическим центром является центр круга, который ограничен основной частью линзы. В настоящем изобретении включают возможность смещения оптической оси (3) для обеспечения возможности того, что центр светопроницаемой зоны совпадал или был близким к ахроматической или визуальной оси глаза.
Эта ахроматическая ось является, при нормальных условиях, очень близкой к первому образу Пуркинье, увиденному хирургом через хирургический микроскоп, используемый в ходе имплантирования интраокулярной линзы. Как правило, имеется некоторое различие между оптической осью (3) интраокулярной линзы и первым образом Пуркинье (P1). Следовательно, это смещение будет позволять хирургу в ходе операции и благодаря вращению интраокулярной линзы минимизировать расстояние между оптической осью и P1. Данная предпочтительная конструкция предусматривает смещение на 0,2 мм между оптической осью (3) линзы и ее геометрическим центром (4). Следовательно, если первое отражение Пуркинье располагается на геометрической оси (4), наибольшее различие будет равным 0,2 мм. С другой стороны, если центр первого отражения Пуркинье располагается на расстоянии от геометрического центра (4) линза должна вращаться пока различие не будет минимальным.
Только когда первое отражение Пуркинье (P1) располагается на 0,2 мм от геометрического центра (4), имеется возможность для того, чтобы оптическая ось (3) точно совпадала с изображением P1. В заключение, когда изображение P1 больше, чем на 0,2 мм отдалено от геометрического центра (4) линзы, линза будет вращаться для минимизации этого расстояния. В случае, когда изображение P1 точно выравнено по центру с геометрической осью, обеспечивается оптическое смещение на 0,2 мм, допустимое оптической системой глаза.
С другой стороны, если изображение P1 располагалось на расстоянии, например, 0,4 мм от геометрического центра (и) линзы, визуальное качество будет сниженным. Но в этом случае смещение оптической оси (3) должно обеспечивать расстояние между упомянутой оптической осью и P1 уменьшенной на 0,2 мм посредством правильной ориентации линзы, и таким образом, улучшая качество зрения.
На фигурах 4A и 4B показано две предпочтительные конструкции, но не ограничиваясь ими, где оптическая ось смещена по отношению к геометрическому центру, показанному с помощью небольшого креста. Этот крест не является частью конструкции, и в ходе операции их точное положение неизвестно, но он незначительный для практических целей.
На показанном примере на фигуре 4A смещение оптической оси достигается с помощью децентрирования оптической оси от основной части линзы. На фигуре 4B можно увидеть пример смещения, представляемый с помощью асимметрии гаптических элементов, которая достигается посредством конструирования одного из них больше, чем другого, тоже самое для гаптических элементов C-образной формы, плоских или любых других моделей. В моделях C-образной формы будет более затруднительно установить смещение оптической оси, так как вступают другие противоречия, которые могут изменить положение.
Непрозрачный маскирующий элемент (1), используемый в этой линзе, может быть расположен на поверхности, в оптической основной части (5) линзы, или может быть образован составным элементом, который отдельно изготовляется от линзы и присоединяется к оптической основной части для некоторых химических или физических способов. На фигуре 5 показаны различные возможные варианты для соединения между собой маскирующего элемента (1) и оптической основной части (5) линзы. Показанные примеры на этих фигурах соответствуют линзе, оптическая ось (3) которой совпадает с геометрической осью (4) только в практических целях, хотя некоторые особенности для смещения, поясненные ранее, также применяются. Также имеется возможность иметь маскирующий элемент, который имеет толщину оптической основной части (5).
Предпочтительная конструкция соответствует конструкции, которая имеет маскирующий элемент (1) на поверхности с мультифокальным профилем, который может быть на передней или задней поверхности имплантированной линзы.
Другое предложение настоящего изобретения, но не ограничиваясь им, относятся к изготовлению линзы, использующую две основные части с разными оптическими конструктивными особенностями и соединяющую их между собой посредством физических, химических или механических способов. Этот технологический процесс будет обеспечивать отдельно механическую обработку или прессовку этих двух составных элементов. На фигуре 6 показан пример этого конструктивного исполнения.
В предпочтительной конструкции, но не ограничиваясь ей, непрозрачная основная часть, которая образует маскирующий элемент (1), будет образована инфракрасным проницаемым материалом для обеспечения захвата OCT (оптическая когерентная томография) образов, очень важный метод формирования изображения для диагностирования сетчатки. Кроме того, это позволит врачам проводить капсулотомии, в ходе которых необходимо применение лазера Nd:YAG (лазера на алюмоиттриевом гранате, легированном неодимом).
Что касается оптической основной части (5), то даже в том случае, если как дифракционная, так и рефракционная поверхности улучшают глубину фокуса, в предпочтительной конструкции согласно настоящему изобретению применяется рефракционная поверхность, но без ограничения этим вариантом. Главная причина заключается в том, что высокие дифракционные порядки характеризуются двумя основными нежелательными побочными эффектами. С одной стороны, они снижают количество используемого света в диапазоне от 10 до 20%, уменьшая, таким образом, контрастность изображения. С другой стороны, данный неиспользуемый свет образуется в результате высоких дифракционных порядков, которые фокусируют изображение на нежелательные расстояния, что иногда вызывает появление явно выраженных радужных кругов вокруг ярких источников света.
Кроме того, следует отметить, что дифракционный оптический элемент обладает принципиальным преимуществом относительно рефракционных поверхностей, которое заключается в том, что его распределение света не зависит от размера зрачка. Но в настоящем изобретении небольшая апертура при нормальных условиях будет меньше, чем зрачок пациента, и, следовательно, ожидается, что будут отсутствовать изменения света, связанные с изменениями размера зрачка.
Другое преимущество, предоставляемое рефракционной поверхностью, заключается в обеспечении возможности применения полировки поверхности, которую нельзя применить в большинстве дифракционных линз. На примере использования имитатора имплантируемой IOL (интраокулярной линзы) можно наблюдать значительную разницу между отполированными и неотполированными линзами. Неотполированные интраокулярные линзы продемонстрировали большую величину светорассеяния вследствие шероховатости поверхности. Даже хотя это может несильно повлиять на линзы традиционных размеров, в данном случае с небольшой апертурой важно уменьшить все потенциальные потери источников энергии, которые, кроме того, вызывают снижение контрастности.
Предпочтительная конструкция согласно настоящему изобретению содержит рефракционную бифокальную поверхность с распределением света в соотношении 50/50, но без ограничения этим вариантом. Данной комбинации небольшой апертуры и бифокального оптического элемента достаточно, чтобы предоставить для пациентов надлежащую контрастность изображения, обеспечивая отчетливую видимость даже в условиях слабого освещения. Кривизны могут предоставить аддидацию в диапазоне от 1 до 4 D. Данная аддидация представляет собой разницу между показателями оптической силы зон мультифокальной поверхности.
Мультифокальная зона окружена кругом, радиус RM которого равен внутреннему радиусу маскирующего элемента или больше него. В предпочтительной конструкции RM равен внутреннему радиусу маскирующего элемента с диаметром 2 мм.
Если обозначить внутренний радиус маскирующего элемента (1) как RI, а радиус перехода, на котором происходит изменение кривизны, как RT, то получим выражение (RI>RT), причем две определенные оптические области определены радиусами RT и RI. Соотношение между участками определяет распределение света между фокусами для зрения на малое или большое расстояние. Чтобы достичь распределения света в соотношении приблизительно 50/50, радиус RT должен быть в 0,707 раза больше, чем RI.
На виде сверху, показанном на фиг. 7, можно видеть непрозрачный маскирующий элемент, не пропускающий видимый свет, и две оптические области. Соотношение распределения света может находиться в диапазоне от 30/70 до 70/30 между зрением на малое и большое расстояния соответственно, причем внутренняя область может быть предназначена для зрения на малое или большое расстояние, как будет описано далее.
В целом, внутренний радиус RI маскирующего элемента (1) находится в диапазоне от 0,6 до 1,2 мм. Внешний радиус RO может находиться в диапазоне от 1,5 и 3 мм. В качестве предпочтительных значений предлагается внутренний радиус, составляющий 0,9 мм, и внешний радиус, составляющий 2,4 мм. Основная часть линзы может быть выполнена с учетом того, что оптический радиус RP находится в диапазоне от 2,5 до 3,5 мм, предпочтительно 3 мм.
Интраокулярная линза определена двумя поверхностями:
Нижняя поверхность может быть сферической или асферической и может быть в некоторой степени тороидальной для коррекции астигматизма, хотя из практических соображений и вследствие наличия небольшой апертуры использование асферических поверхностей не обеспечивает значительных преимуществ. Данная поверхность будет иметь радиус кривизны, который, в дополнение к верхней поверхности, будет определять оптическую силу линзы.
Верхняя поверхность определяется следующими математическими уравнениями, которые описывают поверхность вращения линзы в зависимости от расстояния до оптических осей (см. фиг. 8 и 9).
Если r<RT z=R1 - || Уравнение 1
Если RM>r>RT z=C2 - || Уравнение 2
Если r>RM z=C3 - || Уравнение 3
Где r и z - соответственно радиальная и осевая координаты точки на поверхности линзы; RT - радиус перехода между зонами 1 и 2; RM - радиус мультифокальной зоны; R1 - радиус кривизны в центре и R2 - радиус кривизны на периферии, причем r может принимать значения в диапазоне от 0 до RP, которое представляет собой радиус, который ограничивает основную часть линзы на виде сверху, показанном на фиг. 7. C3 - центр кривизны радиуса RX профиля поверхности в зоне маскирующего элемента. Этот радиус может иметь значения, которые позволяют сфокусировать свет на сетчатке или любом другом объекте, например, бесконечно удаленном объекте. В последнем случае радиус бесконечно удаленного объекта описывает плоскую поверхность и может позволить уменьшить размер интраокулярной линзы.
Радиус R1 кривизны имеет центр, расположенный на оптической оси линзы и на расстоянии C1=R1, которое представляет собой значение, заложенное в конструкцию линзы. Центр радиуса R2 с кривизной также выровнен с оптической осью, и его расстояние C2 вычисляют из следующего уравнения, полученного путем приравнивания уравнения 1 и уравнения 2 и путем замены r на RT, которое представляет собой радиус перехода между двумя кривыми (зонами).
C2=R1 - + Уравнение 4
R1, R2, RX, RT и RI - параметры, которые характеризуют верхнюю поверхность линзы. Все предыдущие параметры указаны в мм.
На фиг. 8 и 9 показан профиль используемой оптической зоны, которая получена исходя из параметров и уравнений, описанных выше. За пределами используемой оптической зоны находится непрозрачный маскирующий элемент (1), который не показан на этих фигурах. Конфигурация, показанная на фиг. 8, рассчитана так, что центр предназначен для зрения на малое расстояние, а периферия предназначена для зрения на большое расстояние (R1<R2). Конфигурация, показанная на фиг. 9, представляет противоположный вариант, в котором центр предназначен для зрения на большое расстояние, а периферия предназначена для зрения на малое расстояние (R1 >R2).
Как было указано ранее, эта бифокальная рефракционная поверхность может быть расположена в любой из двух поверхностей, передней или задней, которые образуют интраокулярную линзу.
Другая конструкция, предлагаемая в настоящем изобретении, образована круговыми секторами линзы с разной кривизной в пределах радиуса RM, который равен RI, внутреннему радиусу маскирующего элемента, или больше него. Предпочтительно RM=RI=2 мм. Таким образом, кривизна в определенном положении мультифокальной оптической зоны зависит от угла и величины расстояния до оптической оси, поскольку она не является поверхностью вращения.
Для r<RM
Если A1<β<A2 z=R1 - || Уравнение 5
В любом другом случае z=C2 - || Уравнение 6
где C2=R1 - ||+|| Уравнение 7
Если r>RM z=C3 - || Уравнение 8
Где r и z - соответственно радиальная и осевая координаты точки на поверхности линзы, β - угол полярного параметра r, A1 и A2 - минимальный и максимальный углы, измеренные относительно горизонтальной оси, под которыми линза будет иметь кривизну R1; R1 - больший радиус кривизны для зрения на большое расстояние и R2 - радиус кривизны для зрения на малое расстояние. В данной конкретной конструкции C3 и RX представляют собой параметры, которые могут быть равны R1, которое описывает в зоне маскирующего элемента такую же сферическую поверхность, которая фокусирует лучи света, поступающие из бесконечно удаленной точки на сетчатку. С другой стороны, это может быть постоянное значение, которое не зависит от r, когда r>RM, что описывает плоскую поверхность. Центр C2 радиуса кривизны R2 вычисляют из уравнения 7, которое получают путем приравнивания уравнения 5 и уравнения 6 и путем замены r на RM, которое представляет собой радиус, ограничивающий бифокальную зону.
На фиг. 10 показан указанный параметр. Как можно увидеть, радиус RM, например, больше, чем внутренний радиус маскирующего элемента, что предотвращает появление неконтролируемых оптических эффектов, хотя он может быть равен RI, как было предложено. На фиг. 10 показан вид сверху, на котором представлено положение полярного вектора r, а также его модуль и угол. На этой фигуре показана линза с распределением света в соотношении 50/50 для зрения на большое и малое расстояние, углы A1 и A2 которой равны соответственно -90° и 90° относительно горизонтальной оси.
Данная конструкция также обеспечивает возможность размещения оптической оси (3) со смещением максимум на 1 мм относительно геометрического центра (4), как можно увидеть на фиг. 10. В предпочтительной конструкции, но без ограничения, предусмотрено смещение на 0,2 мм между оптической осью и геометрическим центром.
Как указано относительно предыдущей конструкции, мультифокальный профиль может быть предусмотрен в любой из двух поверхностей линзы.
Гаптические элементы (6) имеют определенную форму в зависимости от того, предназначена линза для капсулярного мешка или для другой области глаза.