ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНЗА С УВЕЛИЧЕННОЙ ГЛУБИНОЙ ФОКУСА
OPHTHALMIC LENS WITH INCREASED DEPTH OF FOCUS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к офтальмологическим линзам и, более конкретно, к офтальмологическим линзам с увеличенной глубиной фокуса.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Интраокулярные линзы (ИОЛ) обычно имплантируют в глаза пациентов в ходе операции по удалению катаракты для замены естественного хрусталика. Оптическая сила естественного хрусталика может варьировать под влиянием цилиарных мышц в целях обеспечения аккомодации для наблюдения за объектами, находящимися на разных расстояниях от глаза. Однако многие ИОЛ обеспечивают силу монофокальной линзы без предоставления возможности аккомодации. Также известны мультифокальные ИОЛ, которые обеспечивают оптическую силу для дальнего расстояния, а также оптическую силу для ближнего расстояния (например, за счет использования дифракционных структур), тем самым обеспечивая некоторую степень псевдоаккомодации. Однако до сих пор существует необходимость в усовершенствованных ИОЛ, которые могут обеспечивать оптическую силу для псевдоаккомодации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Настоящее изобретение в целом относится к офтальмологическим линзам (например, ИОЛ), которые обеспечивают (1) контролируемое изменение множества фазовых сдвигов в участке зрачка для увеличения глубины фокуса и (2) регулировку оптической силы в центральной подобласти участка зрачка для сдвига проходящей через фокус кривой и повторной балансировки энергии между коррекцией для среднего расстояния и коррекцией для дальнего расстояния. В определенных вариантах осуществления офтальмологическая линза содержит оптическую часть, имеющую переднюю поверхность, заднюю поверхность и оптическую ось. По меньшей мере одна из передней поверхности и задней поверхности содержит первую зону, проходящую от оптической оси до первой радиальной границы, и вторую зону, проходящую от первой радиальной границы до края оптической части. Первая зона содержит внутренний участок и внешний участок, разделенные элементом обеспечения фазового сдвига, причем фазовый сдвиг содержит выступ, проходящий наружу от внутреннего участка и внешнего участка.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0004] Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ, далее делается ссылка на последующее описание в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, на которых подобными позиционные обозначения указывают подобные элементы и на которых:
[0005] на фиг. 1A-1B показан иллюстративный вариант осуществления интраокулярной линзы с увеличенной глубиной фокуса согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0006] на фиг. 2 показан график зависимости сагиттального подъема поверхности от радиального расстояния от оптической оси для иллюстративной оптической части, имеющей внутреннюю и внешнюю зоны с одинаковой базовой кривизной, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0007] на фиг. 3 изображен проходящий через фокус график для профиля поверхности оптической части, показанной на фиг. 2, по сравнению с проходящим через фокус графиком для стандартной асферической оптической части согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0008] на фиг. 4 изображен график зависимости сагиттального подъема поверхности от радиального расстояния от оптической оси для иллюстративной оптической части, имеющей внутреннюю и внешнюю зоны с разными базовыми показателями кривизны, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения; и
[0009] на фиг. 5 изображен проходящий через фокус график для профиля поверхности оптической части, показанной на фиг. 4, по сравнению с проходящим через фокус графиком для оптической части, показанной на фиг. 2, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0010] Специалисту в данной области техники будет понятно, что описанные ниже графические материалы приведены исключительно в иллюстративных целях. Графические материалы никоим образом не предназначены для ограничения объема изобретения заявителя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0011] Настоящее изобретение в целом относится к офтальмологической линзе (такой как ИОЛ), имеющей профиль поверхности, который обеспечивает контролируемое изменение фазовых сдвигов в световых волнах, проходящих через различные участки линзы, таким образом, который способствует увеличению глубины фокуса. В последующем описании элементы линзы, обеспечивающие увеличенную глубину фокуса, описываются в связи с интраокулярными линзами (ИОЛ). Однако в настоящем изобретении предусматривается, что эти элементы также могут применяться к другим офтальмологическим линзам, таким как контактные линзы. В контексте настоящего документа термин «интраокулярная линза» (и его аббревиатура ИОЛ) используется для описания линз, которые имплантируют внутрь глаза для замены естественного хрусталика глаза или иного улучшения зрения, независимо от того, удален естественный хрусталик или нет.
[0012] На фиг. 1A-1B показан иллюстративный вариант осуществления интраокулярной линзы 100 с увеличенной глубиной фокуса согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения; ИОЛ 100 содержит оптическую часть 102, имеющую переднюю поверхность 104 и заднюю поверхность 106, которые расположены относительно оптической оси OA 108. ИОЛ 100 может дополнительно содержать множество гаптических частей 110, обычно выполненных с возможностью позиционирования и стабилизации ИОЛ 100 в капсулярном мешке глаза пациента.
[0013] Как показано на фиг. 1A, передняя поверхность 104 оптической части 102 содержит первую зону 112, проходящую от оптической оси 108 до первой радиальной границы, и вторую зону 114, проходящую от первой радиальной границы до края оптической части 102. Дополнительно первая зона 112 может содержать внутренний участок 116 и внешний участок 118, разделенные элементом 120 обеспечения фазового сдвига. В целом, вышеописанные элементы поверхности оптической части 102 могут обеспечивать переменную величину фазового сдвига световых волн, проходящих через оптическую часть 102 (в зависимости от участка оптической части 102, через который проходят световые волны), причем усиливающая интерференция между световыми волнами, имеющими изменяющиеся величины фазового сдвига, может обеспечивать увеличенную глубину фокуса. Хотя вышеописанные первая и вторая зоны 112, 114 показаны и описаны как находящиеся на передней поверхности 104 оптической части 102, в настоящем изобретении предусматривается, что первая и вторая зоны 112, 114 могут, дополнительно или альтернативно, быть расположены на задней поверхности 106 оптической части 102.
[0014] В определенных вариантах осуществления элемент 120 обеспечения фазового сдвига может содержать выступ, выступающий вперед от передней поверхности 104 оптической части 102. Вследствие этого, в результате перемещения радиально наружу от оптической оси 108, элемент 120 обеспечения фазового сдвига может приводить к двум ступеням фазового сдвига. Например, профиль поверхности первой зоны может быть определен по следующему уравнению:
base
[0015] В уравнении (1) Z может определять базовый профиль сагиттального подъема для первой зоны согласно следующему уравнению:
где
r - радиальное расстояние от оптической оси 108;
c - базовая кривизна первой зоны 112;
k - коническая константа; и
2
4
6,
…
n
го
a, a, a, и a - коэффициенты второго, четвертого, шестого, …, и n порядка соответственно.
base
base
[0016] В определенных вариантах осуществления уравнение, определяющее Z, может включать только коэффициенты второго, четвертого и шестого порядка. Другими словами, Z может определять базовый профиль сагиттального подъема для первой зоны согласно следующему уравнению:
base
[0017] Хотя уравнение (2) и уравнение (3) в целом определяют асферические профили поверхностей, в настоящем изобретении предусматривается, что константы, включенные в эти уравнения, могут быть выбраны таким образом, что они определяют сферический профиль. Другими словами, базовая кривизна первой зоны (Z) может быть либо сферической, либо асферической.
2ps
base
2ps
[0018] В уравнении (1) Z может быть добавлено к базовому профилю сагиттального подъема (Z) и может частично определять элементы участка 120 обеспечения фазового сдвига. Например, Z может быть определен по следующему уравнению:
где
r - радиальное расстояние от оптической оси 108;
0
r - оптическая ось 108;
1,
2,
3,
4
5
6
r r r r, r, r - радиальные расстояния от оптической оси соответствующие определенным элементам профиля поверхности оптической части;
1
причем внутренний участок 116 проходит от оптической оси 108 до r;
1
4
элемент 120 обеспечения фазового сдвига проходит от r до r;
4
5
внешний участок 118 проходит от r до r;
1
Δ - высота ступени элемента 120 обеспечения фазового сдвига относительно внутреннего участка 116; и
2
Δ - высота ступени элемента обеспечения фазового сдвига относительно внешнего участка 118.
base
2ps
5
[0019] Общий профиль поверхности оптической части 102, определенный по уравнениям (1) - (4), может быть графически представлен в виде графика зависимости сагиттального подъема от радиального расстояния от оптической оси 108, как показано на фиг. 2. На графике, показанном на фиг. 2, значения сагиттального подъема были нормализованы путем удаления вклада Z (т. е. показанное на графике значение сагиттального подъема соответствует только Z). Дополнительно, на графике, показанном на фиг. 2, профиль сагиттального подъема является постоянным для первой зоны 112 и второй зоны 114. Другими словами, предполагается, что уравнение (1) определяет профиль поверхности всей оптической части 102, а не только первой зоны 112 (что подразумевает, что в уравнении (4) r соответствует радиусу всей оптической части 102).
base
2ps
2ps
[0020] На фиг. 3 изображен проходящий через фокус график для профиля поверхности оптической части, показанной на фиг. 2, по сравнению с проходящим через фокус графиком для стандартной асферической оптической части (т. е. оптической части, имеющей профиль поверхности, определенный только по уравнению (3) (Z) без добавления уравнение (4) (Z)), согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения. Как изображено, добавление профиля поверхности, показанного на фиг. 2 (включающего элемент 120 обеспечения фазового сдвига, представленный Z), приводит к большей глубине фокуса по сравнению со стандартной асферической линзой.
[0021] В определенных вариантах осуществления базовый профиль сагиттального подъема может отличаться для первой зоны 112 и второй зоны 114. Например, профиль поверхности оптической части 102 может быть определен по следующему уравнению:
Уравнение (5),
где
Уравнение (8),
r - радиальное расстояние от оптической оси 108;
0
r - оптическая ось 108;
1,
2,
3,
4
5
6
rrrr, r, r - радиальные расстояния от оптической оси соответствующие определенным элементам профиля поверхности оптической части;
5
1
1
4
4
5
первая зона 112 проходит от оптической оси 108до r, причем внутренний участок 116 проходит от оптической оси 108 до r, элемент 120 обеспечения фазового сдвига проходит от r до r и внешний участок 118 проходит от r до r;
5
6
вторая зона 114 проходит от r до r;
c - базовая кривизна первой зоны 112;
k - коническая константа первой зоны 112; и
2
4
6
a, a и a - коэффициенты второго, четвертого и шестого порядка первой зоны 112 соответственно;
c' - базовая кривизна второй зоны 114;
k' - коническая константа второй зоны 114; и
2
4
6
a', a' и a - коэффициенты второго, четвертого и шестого порядка второй зоны 114 соответственно;
1
Δ - высота ступени элемента 120 обеспечения фазового сдвига относительно внутреннего участка 116; и
2
Δ - высота ступени элемента 120 обеспечения фазового сдвига относительно внешнего участка 118.
[0022] Хотя базовые профили, определенные по уравнению (6), указанном выше, включают только коэффициенты второго, четвертого и шестого порядка, в настоящем изобретении предполагается, что эти базовые профили могут альтернативно быть определены как включающие любое подходящее количество коэффициентов более высокого порядка (как в уравнении (1)).
3
2
4
6
[0023] Поскольку первая зона 112 и вторая зона 114 имеют различные базовые профили сагиттального подъема, Δ (как определено в уравнении (8)) может обеспечивать плавный переход между первой зоной 112 и второй зоной 112. Например, первая зона 112 может быть модифицирована с применением другой базовой кривизны (c), конической константы (k) и/или коэффициентов более высокого порядка (a, a, a) по сравнению со второй зоной 114 для сдвига проходящей через фокус кривой в направлении миопии по сравнению с проходящей через фокус кривой, показанной на фиг. 3. На фиг. 4 показан график зависимости сагиттального подъема поверхности от радиального расстояния от оптической оси для оптической части 102, имеющей профиль поверхности, определенный по уравнениям (5) - (8) согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения. Профиль поверхности, показанный на графике на фиг. 4, принимает следующие значения:
Таблица 1
r<sub>1</sub> (мм)
0,55
r<sub>2</sub> (мм)
0,65
r<sub>3</sub> (мм)
0,87
r<sub>4</sub> (мм)
1,05
r<sub>5</sub> (мм)
1,11
r<sub>6</sub> (мм)
3,00
Δ<sub>1 </sub>(мкм)
-1,02
Δ<sub>2 </sub>(мкм)
0,59
c (1/мм)
19,05
k
5,99
a<sub>2 </sub>(1/мм)
0
a<sub>4 </sub>(1/мм<sup>3</sup>)
0
a<sub>6 </sub>(1/мм<sup>5</sup>)
0
c' (1/мм)
20,74
k'
-43,56
a<sub>2</sub>'(1/мм)
0
a<sub>4</sub>'(1/мм<sup>3</sup>)
0,00019
a<sub>6</sub>'(1/мм<sup>5</sup>)
-0,00002
1
4
1
2
3
4
1
2
[0024] Значения, перечисленные в таблице 1, предоставлены исключительно в иллюстративных целях, и в настоящем изобретении предусматривается, что каждое из этих значений может иметь диапазон различных значений. В качестве примеров, в настоящем изобретении предусматривается, что r может находиться в диапазоне от 0,3 мм до 0,7 мм, r может находиться в диапазоне от 0,8 мм до 1,2 мм, расстояние между r и r может находиться в диапазоне от 0 мм до 0,2 мм, и расстояние между r и r может находиться в диапазоне от 0 мм до 0,2 мм. В качестве дополнительных примеров, в настоящем изобретении предусматривается, что Δ может находиться в диапазоне от -1,5 мкм до -0,5 мкм и Δ может находиться в диапазоне от 0,3 мкм до 0,9 мкм.
[0025] На фиг. 5 изображен проходящий через фокус график для профиля поверхности оптической части, показанной на фиг. 4, по сравнению с проходящим через фокус графиком для оптической части, показанной на фиг. 2, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения. Как было описано выше, за счет модификации первой зоны 112 с применением другой базовой кривизны, конической константы и/или коэффициентов более высокого порядка достигается (1) повторная балансировка энергии между коррекцией для среднего расстояния и дальнего расстояния, и (2) сдвиг проходящей через фокус кривой в направлении миопии (в направлении зрения на близкое расстояние) по сравнению с проходящей через фокус кривой для оптической части, в которой первая зона 112 и вторая зона 114 имеют одинаковую базовую кривизну.
[0026] Для изготовления вышеописанных ИОЛ 100 может применяться широкий ряд методик и материалов. Например, оптическая часть 102 ИОЛ 100 может быть выполнена из широкого ряда биосовместимых полимерных материалов. Некоторые подходящие биосовместимые материалы включают, без ограничения, мягкие акриловые полимеры, гидрогель, полиметилметакрилат, полисульфон, полистирол, целлюлозу, ацетобутират или другие биосовместимые материалы. В качестве примера, в одном варианте осуществления оптическая часть 102 может быть выполнена из мягкого акрилового полимера (сшитого сополимера 2-фенилэтилакрилата и 2-фенилэтилметакрилата), широко известного как Acrysof. Гаптические части 104 ИОЛ 100 также могут быть выполнены из подходящих биосовместимых материалов, таких как описанные выше. Хотя в некоторых случаях оптическая часть 102 и гаптические части 104 ИОЛ могут быть изготовлены как единое целое, в других случаях они могут быть выполнены по отдельности и соединены друг с другом с использованием методик, известных из уровня техники.
Следует понимать, что различные вышеописанные и другие признаки и функции, или их альтернативы, могут быть предпочтительным образом скомбинированы с получением множества других, отличающихся систем или приложений. Также следует понимать, что различные альтернативы, модификации, вариации или улучшения, не предусмотренные или не предложенные в настоящем документе, могут быть впоследствии выполнены специалистами в данной области техники, при этом указанные альтернативы, вариации и улучшения также находятся в пределах объема следующей формулы изобретения.