УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЛИНЗ
DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING INDIVIDUAL LENSES

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится по существу к области контактных линз и в частности к системе и способу обеспечения индивидуальных контактных линз для пациентов.
Предпосылки создания изобретения
Применение контактных линз для коррекции зрения широко распространено в современном мире. В настоящее время имеется несколько стандартных способов крупносерийного малозатратного изготовления контактных линз. Эти способы включают, без ограничений, литье в форме, центробежное литье, токарную обработку, применение технологии, известной в отрасли как Lightstream Technology, и любую их комбинацию.
Стандартное литье в форме включает применение технологий обточки алмазным наконечником для создания металлических инструментов (также называемых вставками), которые применяются в способе литья под давлением для создания выпуклой и вогнутой форм для литья пластиковой линзы. Затем между парой выпуклой/вогнутой форм для литья помещают жидкий мономер, который затем отверждается. Впоследствии полимеризованную линзу извлекают из пары форм для литья и подвергают этапам последующей обработки (включая гидратацию, высвобождение, стерилизацию, проверку, измерение, упаковку и т. д.), которые приводят к получению готового к применению продукта.
Как правило, центробежное литье также включает применение технологий обточки алмазным наконечником для создания металлических инструментов, которые применяются в способе литья под давлением для создания вогнутых форм для литья пластиковой линзы, в которые заливают жидкий мономер. Форму для литья и мономер затем вращают вокруг центральной оси, при этом воздействуя отверждающим излучением, и образуется линза. Так же как в случае литья в форме, полимеризованную линзу извлекают из формы для литья линзы и подвергают этапам последующей обработки (включая гидратацию, высвобождение, стерилизацию, проверку, измерение, упаковку и т. д.), которые приводят к получению готового к применению продукта. В связи с тем фактом, что вогнутая поверхность линзы при создании путем центробежного литья является легкодоступной, эта поверхность и толщины линз могут быть при желании измерены до гидратации.
Как правило, токарная обработка включает применение технологий обточки алмазным наконечником для создания предварительно гидратированных линз непосредственно из болванок для линзы (также называемых заготовками). Затем предварительно гидратированную линзу подвергают этапам последующей обработки, включающим гидратацию, стерилизацию, проверку, измерение, упаковку и т. д., которые приводят к получению готового к применению продукта. В связи с тем фактом, что обе поверхности предварительно гидратированной линзы при создании путем обточки заготовок алмазным наконечником являются легкодоступными, предварительно гидратированная линза может быть при желании измерена в более полном объеме в предварительно гидратированном состоянии.
Обточку алмазным наконечником также можно применять для непосредственного создания форм для литья линзы, которые применяются для литья в форме или центробежного литья, описанных выше.
Lightstream Technology представляет собой технологию, применяемую компанией Ciba Vision Corporation, г. Дулут, штат Джорджия (в настоящее время Alcon), которая включает применение многоразовых пар стеклянных форм для литья вместо пластиковых форм для литья. Каждая пара стеклянных форм для литья состоит из формы для литья с вогнутой поверхностью и формы для литья с выпуклой поверхностью, которые погружают в мономер линзы, расположив рядом друг с другом таким образом, что зазор между двумя изогнутыми поверхностями соответствует желаемому профилю предварительно гидратированной контактной линзы. Мономер отверждают через стеклянные формы для литья с помощью ультрафиолетового света, формы для литья отделяют, а затем линзу подвергают этапам, включающим гидратацию, стерилизацию, проверку, измерение, упаковку и т. д., которые приводят к получению готового к применению продукта.
Большинство контактных линз, производимых и продаваемых на сегодняшний день, имеют дискретный диапазон параметров, который включает ограниченное число базовых кривизн, диаметров и оптических сил. Предложения по сферической силе зависят от производителя, но обычно находятся в диапазоне от -20,00 D до +20,00 D, чаще от -12,00 D до +8,00 D. Как правило, оптические силы в пределах этих диапазонов предложены только с шагом 0,25 D (в диапазоне оптических сил от -6,00 D до +6,00 D) и с шагом 0,50 D за пределом диапазона ±6,00 D. В настоящее время цилиндрические силы также в большинстве случаев предложены с дискретными шагами, при этом у каждого производителя имеются собственные диапазоны. Бренд Acuvue астигматических линз, производимых и продаваемых компанией Johnson & Johnson Vision Care, г. Джексонвилл, штат Флорида, например, в настоящее время предлагает коррекцию цилиндра только -0,75 D, -1,25 D, -1,75 D и -2,25 D. Доступные оси оптической силы астигматических линз также ограничены, обычно с шагом 10°, в диапазоне от 0° до 180° для малых цилиндрических сил, а у некоторых производителей дополнительно ограничены, например, предложениями 80°, 90°, 100°, 170°, 180° и 190° (углы 180° и 190° могут обозначаться как углы 0° и 10°, соответственно) для больших цилиндрических сил.
Причин, по которым производители предлагают только дискретные значения параметров контактных линз, множество, но они могут включать стоимость производства инструмента и формы для литья, стоимость хранения большого числа товарных единиц хранения (SKU) инструментов, стоимость хранения больших количеств линз, низкую распространенность пациентов, нуждающихся в высоких степенях коррекции оптической силы и т. д. В качестве примера рассмотрим число SKU для функционального астигматического продукта под названием BrandX, который предложен с 1 базовой кривизной и 1 диаметром. Диапазон сферической силы от -6,00 D до +6,00 D с шагом 0,25 D для продукта BrandX требует 49 различных SKU. Предложения по цилиндрической силе, например -0,75 D, -1,25 D, -1,75 D и -2,25 D, только по одной оси увеличивают число SKU в четыре раза до 196. Предложения по оси для продукта BrandX, например с шагом 10° для каждой из цилиндрических сил, увеличивают SKU в 18 раз до 3528 SKU. Каждое последующее значение цилиндрической силы для каждой из осей с шагом 10° добавляет 882 SKU в общий набор продуктов BrandX. Если бы цилиндрические силы были предложены с шагом 0,25 D от -0,25 D до -2,25 D, общее число SKU для продукта BrandX составило бы 7938. Всего лишь одна дополнительная базовая кривизна увеличивает SKU в два раза до 15 876, а добавление всего лишь еще одного диаметра к набору дополнительно увеличивает общее SKU в два раза до 31 752 SKU. Предложение осей BrandX с шагом 5° вместо 10° также удваивает число SKU до 63 504. Предложение BrandX из других материалов также существенно увеличивает число SKU.
Предложения различных конструкций, оптической силы, базовой кривизны, диаметра и формы линзы требуют изготовления различных инструментов. Учитывая, что стоимость одного металлического инструмента находится в диапазоне 100-500 долл. США, литье в форме с большим числом SKU является очень дорогостоящим предложением, особенно при применении многополостной технологии, в которой в каждом блоке формы применяется множество инструментов одинаковой конфигурации. Таким образом, производители являются избирательными в отношении изготавливаемого числа различных вариантов конфигурации контактной линзы, которые обычно выбирают таким образом, чтобы они соответствовали наиболее распространенным нарушениям зрения/заказываемым параметрам. Это, естественно, означает, что субъекты, у которых указанные в рецепте параметры находятся между или за пределами этих диапазонов, предлагаемых производителями, должны заказывать линзы, которые не являются оптимальными в отношении коррекции зрения или посадки.
целевого
В стандартных технологиях изготовления после определения формы для литья для конкретного рецепта каждый продукт, производимый из этой формы для литья, маркируют данными из целевого рецепта, включая оптическую силу, а сами линзы дополнительно не измеряют по отдельности. Другими словами, на произведенных линзах маркируют данные из  рецепта, но не маркируют фактические параметры полученного продукта. Измерения на каждой произведенной линзе не выполняют, так как для этого каждую линзу необходимо извлечь из формы для литья, выполнить гидратацию, закрепить и отдельно удерживать. Выполнение этих этапов и точное измерение каждой линзы требует много времени, является сложным и достаточно дорогостоящим так, что является практически неосуществимым.
На практике крупносерийное малозатратное изготовление контактных линз приводит к колебаниям в пределах каждой партии линз и между партиями. Стандарт ANSI Z80.20 и стандарт BS EN ISO 18369-2:2012 определяют разрешенный допуск для задней вершинной рефракции ±0,25 D для диапазона сферической силы от -10,00 D до +10,00 D, допуск ±0,50 D для сферических сил в диапазонах от -20,00 D до -10,01 D и от +10,01 D до +20,00 D и допуск ±1,00 D для значений ниже -20,00 D и выше +20,00 D. В обоих стандартах также указаны допуски по цилиндрической силе ±0,25 D для цилиндрических сил до -2,00 D включительно, допуск ±0,37 D для цилиндрических сил в диапазоне от -2,01 D до -4,00 D и допуск ±0,50 D для цилиндрических сил менее -4,00 D. Производители, как правило, отслеживают параметры линзы на основе выборки, чтобы гарантировать, что параметры находятся в пределах верхнего и нижнего пределов спецификации. Если среднее значение любого измеренного параметра отклоняется слишком далеко от желаемого целевого значения, производители могут отрегулировать совокупность параметров способа для возврата среднего значения в среднее положение. Колебания оптической силы крупносерийных недорогих линз могут происходить по различным причинам, которые в сочетании с неточностями измерения, как правило, приводят к отклонению на ±0,15 D от целевого значения, но могут находиться в любом положении внутри описанных выше пределов. Итак, фактическая оптическая сила любой продаваемой на рынке крупносерийной недорогой линзы точно не известна, так как в качестве справочной информации доступна только маркированная (целевая) оптическая сила линзы.
Позднее были описаны новые система и способ изготовления контактных линз, в которых на индивидуальной основе может быть произведено бесконечное число линз различной формы и с различными параметрами (включая оптическую силу линзы). В патенте США № 8,317,505, который полностью включен в настоящий документ путем ссылки, описан способ выращивания формы заготовки линзы на одиночной выпуклой оптической оправке по принципу «от вокселя к вокселю» посредством селективного воздействия актиничного излучения через оптическую оправку и на бак или ванну с жидким полимером. Оптическую оправку и форму заготовки линзы затем удаляют из бака и переворачивают таким образом, что выпуклая поверхность оптической оправки находится вертикально. По прошествии периода выдержки, в течение которого неполимеризованный остаточный жидкий мономер из ванны, который остается на форме заготовки линзы, протекает под действием силы тяжести по форме заготовки линзы, такая жидкость впоследствии отверждается с образованием конечной линзы. Как описано в настоящем документе, индивидуальная линза может быть произведена для любого конкретного глаза.
Для индивидуальных линз, изготовленных, как описано в патенте США № 8,317,505, можно измерить фактическую оптическую силу каждой линзы (в предварительном гидратированном состоянии, преобразуя значения с помощью известных калибровочных параметров в точные значения для влажной линзы, или измеряя влажные оптические силы для каждой готовой линзы после гидратации), а не полагаться на целевую оптическую силу линзы. Так как образованная линза удерживается на месте в выпуклой оправке, можно быстро и легко выполнить точные измерения предварительно гидратированной линзы с помощью любого известного эффективного метода. Примеры эффективных методов включают, без ограничений, измерения волнового фронта и бесконтактные измерения толщины профиля. Измерения волнового фронта могут быть выполнены посредством применения оборудования, такого как описано в публикации патента США № 2012/0133957, который полностью включен в настоящий документ путем ссылки. Данные измерения волнового фронта могут быть легко преобразованы в данные профиля аберраций, включая сферу, цилиндр и ось. Альтернативно, информация о толщине линзы может быть собрана путем применения, например, бесконтактной оптомеханической профилометрии. Имеется множество типов оборудования, способного выполнять эти измерения, одним из примеров является система, в которой бесконтактный зонд Keyence (Keyence Corporation of America, г. Айтаска, штат Иллинойс) установлен на вращающийся координатный стол на воздушной опоре, а оптическая оправка установлена на другой вращающийся координатный стол на воздушной опоре, и движения измеряемой части и зонда синхронизированы и скоординированы по отношению к карте так, что желаемая поверхность является поверхностью рассматриваемой части. Данные бесконтактной оптомеханической профилометрии могут быть легко преобразованы в данные профиля аберраций, включая сферу, цилиндр и ось. Также могут применяться другие приемлемые методы и устройства измерения.
Возможность изготовления и быстрого измерения индивидуальной линзы обеспечивает новые возможности для офтальмолога, позволяя более точно выписывать контактные линзы своим пациентам. Однако чтобы это сделать эффективно, офтальмолог (ECP) должен иметь возможность более точно определить рецепт для пациента.
В типичном случае зрение пациента будет оценено любыми известными средствами и будет определена начальная желаемая оптическая сила линзы. Подгоночная или пробная линза, имеющая оптическую силу, близкую к желаемой, будет помещена на глаз пациента, и в зависимости от того, как пациент видит c этой конкретной линзой, оптическая сила линзы может быть отрегулирована в большую или меньшую сторону, что в случае стандартных линз, присутствующих на рынке, ограничено шагом 0,25 диоптрии в отношении сферической силы линзы и ограничено доступными цилиндрическими оптическими силами, как подробно описано выше. Для стандартных линз, в которых известна только заявленная (целевая) оптическая сила, в отличие от фактической измеренной оптической силы линзы первой подобранной линзы или любой выбранной впоследствии линзы, способ не является оптимальным. Дополнительно, исследования субъективной рефракции или избыточной рефракции имеют, как правило, низкое разрешение, ограниченное шагом 0,25 D. Рассмотрим пациента с фактической потребностью в сферической оптической силе -2,875 D. При использовании грубых фороптеров с разрешением 0,25 D данная потребность в коррекции зрения будет измерена только как -2,75 D или -3,00 D до ближайшего шага 0,25 D. Предположив, что офтальмолог использует значение -2,75 D в качестве воспринимаемой пациентом потребности, можно выбрать и поместить на глаз первую подгоночную линзу, маркированную как -2,75 D. При этом в соответствии со стандартом ANSI эта линза может иметь фактическую оптическую силу от -2,50 D до -3,00 D. Если исследование избыточной рефракции выдает значение -0,25 D, офтальмолог может выбрать другую подгоночную линзу, маркированную -3,00 D, и повторить исследование или выписать пациенту линзы -3,00 D. Поставленные линзы могут варьироваться от -2,75 D до -3,25 D (в соответствии со стандартами ИСО), но так как фактическая потребность пациента составляет -2,875 D, они будут обеспечивать коррекцию зрения ниже оптимальной. Если рассматривать случай, в котором фактическая сферическая сила начальной подгоночной линзы, маркированной -2,75 D, составляет -3,00 D, то на основании избыточной рефракции -0,25 D линзой, в которой фактически нуждается пациент, будет линза с силой -3,25 D, указывая, что поставленные пациенту линзы могут отклоняться на 0,375 D от оптимальной коррекции. Эта ситуация с использованием приближенной рефракции, неизвестных фактических оптических сил подгоночной линзы и приблизительных исследований избыточной рефракции, приводящих к неоптимальной коррекции зрения, в равной степени относится к применению астигматических подгоночных линз, коммерческих продуктов, применяемых в качестве подгоночных или пробных линз, и планируемой коррекции глаз с астигматизмом, мультифокальным зрением, аберрацией высшего порядка и заболеванием.
Как дополнительно описано ниже, хотя предпочтительно знать точные оптические силы подгоночных линз, и для исследований с высоким разрешением, выполняемых, чтобы получить наилучшие результаты, система и способы настоящего изобретения тем не менее обеспечат более точный рецепт для пациента, даже если используются доступные в настоящий момент и имеющиеся на складе линзы и исследования с низким разрешением.
Часто для определения требуемой степени коррекции зрения у пациента посредством исследований рефракции или исследований избыточной рефракции в кабинете офтальмолога используются фороптеры, рефрактометры или аберрометры (ручные или автоматические). Исследования рефракции, как правило, проводят через невооруженный глаз пациента (то есть без использования устройств коррекции зрения) и их часто называют исследованиями невооруженного глаза. Исследования избыточной рефракции выполняют при использовании пациентом устройства коррекции зрения (как правило, контактных линз). Как фороптеры, так и рефрактометры имеют способность выводить компоненту сферической силы, компоненту цилиндрической силы и осевую компоненту.
Стеклянные линзы различной оптической силы, как правило, встроены в автоматические фороптеры, тогда как ручные фороптеры в основном состоят из испытательной рамки, в которую офтальмолог помещает вспомогательные стеклянные линзы различной оптической силы. Как в ручных, так и в автоматических фороптерах эти стеклянные линзы помещают на линию прямой видимости пациента таким образом, что он/она смотрит через блок на объект наблюдения. Смотря через блок, офтальмолог выбирает подходящие стеклянные линзы различной оптической силы и спрашивает пациента, какая из них лучше или хуже. Офтальмолог делает это, чтобы уточнить рецепт для своего пациента. Исследования, выполненные с использованием фороптеров, обычно называются субъективными исследованиями, так как пациент высказывает свое мнение о том, какая из линз лучше или хуже для него.
Как правило, офтальмолог применяет как ручные, так и автоматические фороптеры с шагом увеличения оптической силы 0,25 D, хотя в некоторых устройствах шаги могут составлять 0,125 D и 5° для оси. Рефрактометры и аберрометры, как правило, отображают данные об оптической силе до ближайшей одной сотой диоптрии и ближайшего целого числа для оси в градусах. Исследования, выполненные с использованием рефрактометров и аберрометров, обычно называются объективными исследованиями, так как числовые и графические значения показывает оборудование, а пациент принимает лишь минимальное участие или вообще не принимает участия в процессе принятия решения. Одним примером автоматического рефрактометра является анализатор светосилы/роговицы Nidek ARK-10000 (Nidek Inc., г. Фримонт, штат Калифорния). Разрешение оптической силы 0,01 D и разрешение оси 1° рефрактометров и аберрометров указывает, что они идеально подходят для применения в процессе выдачи рецепта на контактные линзы, однако объективные исследования, выполняемые на имеющемся в настоящее время оборудовании, не учитывают то, как головной мозг воспринимает и анализирует изображения, представленные ему зрительной системой и, следовательно, не всегда обеспечивают наилучшие данные для рецепта для всех пациентов. Если сравнивать линзы, прописанные посредством применения субъективных данных, с линзами, прописанными на основании объективных данных, некоторые пациенты предпочитают линзы, подобранные субъективно, а другие предпочитают линзы, подобранные объективно. При этом данные о сфере, цилиндре и оси из объективных исследований могут быть использованы по отдельности или в комбинации с данными из субъективных исследований для обеспечения наилучшей возможной конфигурации индивидуальной линзы для пациента.
Как будет описано дополнительно ниже, для настоящего изобретения требуются данные, по меньшей мере, двух исследований глаз: исследования невооруженного глаза и исследования избыточной рефракции. Исследования проводить параллельно не обязательно, но предпочтительно, так как суточные колебания в работе глаза могут повлиять на результаты. Также предпочтительно, но необязательно, выполнять исследования с использованием одного и того же оборудования, так как любые различия в калибровке и работе между схожими, но различными блоками могут также повлиять на результаты. Субъективные или объективные исследования могут использоваться для исследований как рефракции, так и избыточной рефракции или любой их комбинации.
Итак, изобретение, описанное в настоящем документе, будет работать с данными высокого разрешения, данными низкого разрешения или комбинацией данных высокого и низкого разрешений; с данными субъективных исследований, объективных исследований или комбинации субъективных и объективных исследований; или с объективным оборудованием нового поколения, которое предназначено для поддержания субъективных ответов. Упомянутые способы будут дополнительно работать с любым применимым значением сферической силы, цилиндрической силы и оси, полученным от любого измерительного оборудования и технологии, включая фороптеры, рефрактометры и аберрометры. Дополнительно изобретение, описанное в настоящем документе, относится ко всем типам потребностей в коррекции зрения, включая потребности в коррекции монофокального зрения, мультифокального зрения, астигматического зрения, аберрации высшего порядка, а также глаз с заболеванием, таким как коническая роговица.
Изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложен способ определения индивидуальной контактной линзы для пациента, включающий этапы получения в качестве входных данных результатов исследования невооруженного глаза пациента, включающих, по меньшей мере, измеренную сферическую силу; получения в качестве входных данных целевой или фактически измеренной сферической силы выбранной подгоночной линзы; получения в качестве входных данных результатов исследования избыточной рефракции у пациента с надетой указанной подгоночной линзой, причем результаты исследования избыточной рефракции включают, по меньшей мере, измеренную сферическую силу; расчета оптической силы, передаваемой подгоночной линзой на глаз пациента, на основании входных данных, полученных из исследования невооруженного глаза и исследований избыточной рефракции; расчета коэффициента эффективности с использованием расчетной сферической силы, передаваемой подгоночной линзой, и целевой или фактически измеренной сферической силы подгоночной линзы; и расчета оптической силы индивидуальной линзы для пациента с использованием коэффициента эффективности и измеренной сферической силы из исследования невооруженного глаза.
В альтернативных вариантах осуществления либо фактически измеренная сферическая сила подгоночной линзы принимается в качестве входных данных и рассчитывается коэффициент эффективности с использованием фактически измеренной сферической силы, либо целевая сферическая сила подгоночной линзы принимается в качестве входных данных и рассчитывается коэффициент эффективности с использованием целевой сферической силы линзы.
Исследование невооруженного глаза может представлять собой субъективное исследование и может быть выполнено с использованием фороптера. В альтернативном варианте осуществления исследование невооруженного глаза может представлять собой объективное исследование и может быть выполнено с использованием рефрактометра или устройства, которое измеряет волновой фронт глаза пациента. В еще одном варианте осуществления исследование невооруженного глаза может представлять собой комбинацию субъективного и объективного исследований.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления способ дополнительно включает этап создания рецепта на индивидуальную контактную линзу для пациента на основании расчетной оптической силы контактной линзы. В альтернативных вариантах осуществления этот рецепт может представлять собой рецепт на линзу произвольной формы или на присутствующую на рынке линзу, имеющую оптическую силу линзы, ближайшую к расчетной оптической силе индивидуальной линзы.
Также предложен способ определения индивидуальной контактной линзы для пациента, включающий этапы выполнения исследования невооруженного глаза у пациента для получения, по меньшей мере, измеренного значения сферической силы для невооруженного глаза пациента; выбора подгоночной линзы для указанного пациента, имеющей целевую сферическую силу или фактически измеренную сферическую силу, выбранную на основании измеренного значения сферической силы, полученного из указанного исследования невооруженного глаза; выполнения исследования избыточной рефракции у пациента с надетой выбранной подгоночной линзой для получения, по меньшей мере, измеренной сферической силы; расчета оптической силы, передаваемой подгоночной линзой на глаз пациента, на основании результатов исследования невооруженного глаза и исследования избыточной рефракции; расчета коэффициента эффективности с использованием расчетной сферической силы, передаваемой подгоночной линзой, и целевой сферической силы или фактически измеренной сферической силы выбранной подгоночной линзы; и расчета оптической силы индивидуальной линзы для пациента с использованием коэффициента эффективности и измерения сферической силы из исследования невооруженного глаза.
В одном варианте осуществления выбранная подгоночная линза имеет фактически измеренную сферическую силу, и коэффициент эффективности рассчитывается на основании фактически измеренной сферической силы. В альтернативном варианте осуществления выбранная подгоночная линза имеет целевую сферическую силу, и коэффициент эффективности рассчитывается на основании целевой сферической силы.
В дополнительных альтернативных вариантах осуществления исследование невооруженного глаза может представлять собой субъективное исследование и может дополнительно быть выполнено с использованием фороптера или может представлять собой объективное исследование и может быть выполнено с использованием рефрактометра или устройства, которое измеряет волновой фронт глаза пациента. В еще одном варианте осуществления исследование невооруженного глаза может представлять собой комбинацию субъективного и объективного исследований.
В еще одном варианте осуществления способ дополнительно включает этап выписки рецепта на индивидуальную линзу для указанного пациента на основании указанной расчетной оптической силы индивидуальной линзы, и выписанная линза может дополнительно представлять собой линзу произвольной формы или присутствующую на рынке линзу, имеющую оптическую силу линзы, ближайшую к расчетной оптической силе индивидуальной линзы.
В настоящем изобретении также предложена компьютерная система для определения индивидуальной контактной линзы для пациента, включающая память, процессор и устройство ввода, связанное с возможностью обмена данными с указанным процессором и памятью, и для получения входных данных от пользователя. Компьютерная система выполнена с возможностью получения в качестве входных данных от пользователя посредством устройства ввода целевой сферической силы или фактически измеренной сферической силы выбранной подгоночной линзы и результатов исследования невооруженного глаза, выполненного на пациенте. Результаты включают, по меньшей мере, данные измерения сферической силы глаза пациента и результаты исследования избыточной рефракции, выполненные на пациенте, надевшем указанную подгоночную линзу, причем результаты включают, по меньшей мере, данные измерения сферической силы. Процессор выполнен с возможностью расчета на основании исследований невооруженного глаза и избыточной рефракции оптической силы, передаваемой подгоночной линзой на глаз пациента, коэффициента эффективности и оптической силы индивидуальной линзы для пациента на основании коэффициента эффективности и значения измеренной сферической силы из исследования невооруженного глаза. Компьютерная система дополнительно выполнена с возможностью обеспечения в качестве выходных данных оптической силы индивидуальной линзы и/или рецепта на индивидуальную контактную линзу для пациента на основании оптической силы индивидуальной линзы.
Выписанная в рецепте линза может представлять собой линзу произвольной формы или присутствующую на рынке линзу, имеющую оптическую силу линзы, ближайшую к расчетной оптической силе индивидуальной линзы.
Также предложен способ определения индивидуальной контактной линзы для пациента, включающий этапы получения в качестве входных данных целевой или фактически измеренной сферической силы привычной линзы пациента; получения в качестве входных данных результатов исследования избыточной рефракции у пациента с надетой привычной линзой, причем результаты исследования избыточной рефракции включают, по меньшей мере, измеренную сферическую силу; расчета оптической силы, передаваемой привычной линзой на глаз пациента, на основании входных данных, полученных для привычной линзы, и из исследования избыточной рефракции; расчета коэффициента эффективности с использованием расчетной сферической силы, передаваемой привычной линзой, и целевой сферической силы или фактически измеренной сферической силы привычной линзы; и расчета оптической силы индивидуальной линзы для пациента с использованием коэффициента эффективности и фактически измеренной или целевой сферической силы привычной линзы.
В альтернативных вариантах осуществления фактически измеренная сферическая сила привычной линзы принимается в качестве входных данных и рассчитывается коэффициент эффективности с использованием фактически измеренной сферической силы, или целевая сферическая сила привычной линзы принимается в качестве входных данных и рассчитывается коэффициент эффективности с использованием целевой сферической силы линзы.
Способ может дополнительно включать этап создания рецепта на индивидуальную контактную линзу для пациента на основании расчетной оптической силы индивидуальной линзы, и рецепт может дополнительно представлять собой рецепт на линзу произвольной формы или присутствующую на рынке линзу, имеющую оптическую силу линзы, ближайшую к расчетной оптической силе индивидуальной линзы.
Эти и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания их иллюстративных вариантов осуществления, которое следует рассматривать совместно с сопроводительными чертежами.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена блок-схема, демонстрирующая этапы настоящего изобретения; и
на Фиг. 2 показано применение компьютерной системы совместно с настоящим изобретением.
Подробное описание
В одном варианте осуществления система и способ, описанные в настоящем документе, позволяют эффективно измерять каждую производимую контактную линзу, чтобы обеспечить улучшенные средства для проектирования индивидуальной астигматической, мультифокальной или корректирующей аберрацию высшего порядка контактной линзы. Однако в альтернативном более базовом варианте осуществления настоящего изобретения предложены средства для создания более точного рецепта для пациента с использованием любой системы измерения или пробных или подгоночных линз, которые имеются в настоящее время или будут созданы в будущем. Несколько примеров будут подробно описаны ниже, включая примеры с использованием глаз, для которых необходимо выполнить либо монофокальную, либо астигматическую коррекцию, подгоночных линз, которые будут монофокального (только сферическая сила) и астигматического (сфера, цилиндр и ось) типа, и случаев, в которых подгоночные линзы на различных глазах изначально либо недостаточно, либо избыточно корректируют зрение пациента.
С целью сравнения сначала будет описан пример того, как в настоящее время выписывают рецепт на контактную линзу (известный уровень техники).
Пример предшествующего уровня техники
Во-первых, исследование невооруженного глаза пациента выполняют с использованием любых стандартных средств, как обсуждалось выше. Для примера допустим, что исследование невооруженного глаза выполнено с использованием стандартного фороптера низкого разрешения, выдавшего следующие результаты измерения:
<u>Сфера</u>
<u>Цилиндр</u>
<u>Ось</u>
-3,00 D
0,00 D
0°
На основании эти данных в качестве подгоночной линзы может быть выбрана и помещена на глаз пациента присутствующая на рынке контактная линза со сферической силой, имеющая маркированную оптическую силу (целевую оптическую силу в противоположность фактически измеренной оптической силе) -3,00 D. Затем выполняют исследование избыточной рефракции с надетой на глаз подгоночной линзой, которое выявляет следующие остаточные значения:
Сфера
Цилиндр
Ось
0,00 D
0,00 D
0°
На основании этой информации определяют, что зрение в этом глазу пациента было идеально скорректировано. В этом случае не нужно выполнять никаких дополнительных исследований рефракции или избыточной рефракции, и для этого глаза можно заказывать у производителя/дистрибьютора монофокальную линзу -3,00 D. Подгоночная линза скорректировала зрение так, как ожидалось.
Однако, как указано выше, фороптер низкого разрешения будет предоставлять данные о глазе только по отношению к ближайшей отметке 0,25 D, и, следовательно, глаз может не быть идеально скорректирован, но будет считаться таковым в пределах измерительной способности. Также ниже было отмечено, что у большинства производимых присутствующих на рынке линз могут быть отклонения в оптической силе линзы от целевой оптической силы вплоть до ±0,25 D и, следовательно, нет гарантии, что линзы -3,00 D, заказанные для этого глаза субъекта, будут идеально корректировать зрение. В этом случае, учитывая, что для каждой линзы известна только маркированная оптическая сила линзы, включая пробные или подгоночные линзы, и что эти линзы, как правило, отклоняются от целевой и маркированной оптической силы линзы, очевидно, что описываемый способ является в лучшем случае неточным в обеспечении пациента оптимальной линзой и оптимальной коррекцией зрения.
Пример 1 - подгоночная линза НЕДОСТАТОЧНО корректирует зрение
В соответствии с настоящим изобретением, и как показано также на Фиг. 1, офтальмолог вначале исследует невооруженный глаз пациента (этап 100) так же, как описано выше, что приводит к получению измеренных параметров глаза пациента, включая, по меньшей мере, измеренную сферическую силу. Однако если используется фороптер, предпочтительно, чтобы это был фороптер высокого разрешения, способный измерять с шагом 0,125 диоптрии или меньшим. Для примера допустим, что в этом первом исследовании были получены следующие результаты измерения невооруженного глаза:
<u>Сфера</u>
<u>Цилиндр</u>
<u>Ось</u>
-2,875 D
0,00 D
0°
На основании этих данных затем выбирают подгоночную линзу (этап 110), которая предпочтительно наиболее точно подходит для коррекции измеренной сферической силы из исследования невооруженного глаза. Как указано ранее, в противоположность линзам, произведенным с помощью стандартных технологий, у индивидуальных линз, произведенных с помощью технологии производства линз произвольной формы, может быть легко измерена фактическая сила конечной линзы. Также, как указано ранее, каждая индивидуальная линза, произведенная таким образом, может быть легко измерена в предварительно гидратированном состоянии, а результаты могут быть математически преобразованы в точные данные измерения влажной линзы с помощью известных калибровочных параметров. В контексте настоящего документа фактически измеренная сферическая сила будет включать фактически измеренную в предварительно гидратированном состоянии сферическую силу или влажную сферическую силу, математически рассчитанную на основании фактически измеренной в предварительно гидратированном состоянии сферической силы. Фактически измеренная сферическая сила будет также включать фактические точно измеренные оптические силы влажной линзы любых используемых линз.
Для иллюстрации мы допустим, что имеется подгоночная линза с точным значением -3,07 D сферической силы в гидратированном состоянии, и поместим ее на глаз субъекта. Данный этап обеспечивает существенно возросшую точность способа с учетом того, что для определения нужной индивидуальной линзы может быть использована фактическая оптическая сила линзы, а не маркированная оптическая сила линзы. Данный уровень точности был недостижим ранее и попросту не был бы нужен в других обстоятельствах, учитывая большие колебания и неточность массово производимых линз, которые присутствуют на рынке. Однако в соответствии с ранее заявленным и как будет более понятно в ходе дальнейшего описания, точность рецептов может также быть значительно улучшена даже при использовании офтальмологом пробных или подгоночных линз, имеющих целевую маркированную оптическую силу. Для дополнительной ясности, хотя термины «пробная линза» или «подгоночная линза» используются в настоящем документе, следует четко понимать, что могут быть использованы продаваемые на рынке линзы, которые будут расценены в настоящем документе как пробные или подгоночные линзы с целью описания их применения в качестве временных проверочных или пробных линз у пациента для исследования избыточной рефракции.
После выбора пробной или подгоночной линзы затем, надев подгоночную линзу на глаз, выполняют исследование избыточной рефракции высокого разрешения (этап 120), которое выявляет следующие остаточные значения:
Сфера
Цилиндр
Ось
-0,125 D
0,00 D
0°
На основании этой информации определяют, что зрение в этом глазу пациента нуждается в дополнительной коррекции на -0,125 D сверх оптической силы подгоночной линзы. Это обеспечивает офтальмолога важной частью информации, которая ранее, перед разработкой этой системы и способа, была недоступной. Другими словами, путем использования фактически измеренной оптической силы линзы вместо маркированной оптической силы линзы и данных исследования высокого разрешения человек может получить более точную информацию о том, как линза фактически ведет себя на глазу, и использовать эту информацию для получения более точного рецепта на индивидуальную линзу.
В этом случае подгоночная линза не работала так, как ожидалось, так как она не полностью корректировала оптическую силу глаза. Допуская, что глаз в действительности нуждается в коррекции -2,875 D, и зная на основании технологии изготовления линзы свободной формы и способа измерения, что подгоночная линза представляла собой линзу с точной оптической силой -3,07 D, следующим образом рассчитывается (этап 130) оптическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз:
В этом примере:
,
и это означает, что подгоночная линза на глазу вела себя как линза -2,75 D.
Теперь введем термин «коэффициент эффективности», который является полностью новым для настоящего изобретения. Коэффициент эффективности определяется следующим образом:
,
где «измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы» определяется как фактически измеренная оптическая сила конкретной подгоночной линзы, используемой для избыточной рефракции. Как будет описано дополнительно ниже, предпочтительно использовать фактически измеренную оптическую силу подгоночной линзы, но настоящее изобретение будет тем не менее обеспечивать повышенную точность, даже если известна только целевая (маркированная) оптическая сила линзы. Таким образом, коэффициент эффективности в контексте настоящего документа включает оба параметра, несмотря на то что в нескольких примерах ниже специально используется фактическая, измеренная оптическая сила линзы.
Офтальмолог видит, что линза с фактической оптической силой -3,07 D на глазу пациента ведет себя как линза -2,75 D, и он/она может рассчитать коэффициент эффективности (этап 140), разделив оптическую силу, передаваемую подгоночной линзой на глаз, на фактическую, измеренную in vitro оптическую силу самой линзы. С использованием формулы получаем:
Видно, что в этом случае коэффициент эффективности 0,895765 меньше 1,000, и это указывает, что подгоночная линза обеспечила меньшую коррекцию оптической силы для глаза, чем ожидалось. В более ранних случаях это могло происходить по многими причинам, включая то, как линза сидит на глазу, адаптацию пациента и т. д.
В этот момент офтальмолог может выбрать другую подгоночную линзу или начать применение коэффициента эффективности для расчета точной целевой оптической силы индивидуальной линзы для пациента (этап 150). Одним способом, который может использоваться для расчета точной целевой оптической силы индивидуальной линзы, является применение коэффициента эффективности посредством следующего уравнения:
Переписывание уравнения дает:
Учитывая, что:
,
инверсия коэффициента эффективности определяется как:
.
Подстановка формулы расчета коэффициента эффективности в формулу расчета оптической силы индивидуальной линзы дает следующее уравнение:
Таким образом, по этому уравнению можно рассчитать оптическую силу индивидуальной линзы, которая необходима для достижения желаемой коррекции зрения. Например, в случае, когда потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза составляет -2,875 D, а рассчитанный коэффициент эффективности составил 0,895765, требование к оптической силе индивидуальной линзы=-2,875/0,895765=-3,210 D.
Офтальмолог может использовать эту информацию для заказа наиболее подходящей присутствующей на рынке линзы со склада или для заказа индивидуальных линз -3,210 D произвольной формы для своего пациента, и допуская, что способ, посредством которого была произведена подгоночная линза -3,07 D, используется для изготовления нужной индивидуальной линзы и что индивидуальная линза производится в соответствии с очень высоким стандартом, индивидуальная линза должна обеспечить практически оптимальное зрение для пациента.
Данные, приведенные в примере 1, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 1 Потребность в монофокальной коррекции. Монофокальная подгоночная линза корректирует НЕДОСТАТОЧНО</b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф., в диоптриях)
-2,875
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,070
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-0,125
G. Сферическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=A - E
-2,75
H. Коэффициент эффективности H=G/C
0,895765
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф., в диоптриях) K=A/H
-3,210
L. Монофокальная линза, которую офтальмолог заказывает со склада (D)
-3,25
Фороптеры высокого разрешения обеспечивают данные по отношению, по меньшей мере, к ближайшему шагу 0,125 D, что лучше по сравнению со стандартным способом, но все же глаз может быть скорректирован не оптимально. Линзы (подгоночные или индивидуальные), произведенные посредством способа изготовления линз произвольной формы, описанного в патенте США № 8,317,505, являются чрезвычайно точными, правильными и воспроизводимыми. Учитывая точность способа изготовления линз произвольной формы, было определено, что стандартное отклонение фактически измеренной оптической силы линзы от намеченной оптической силы, равное ±0,02 D, может быть легко достигнуто. Таким образом, линзы, изготовленные посредством этой технологии, являются идеальными кандидатами для применения в этом изобретении. Применение наилучших офтальмологических практик, тщательных исследований рефракции и избыточной рефракции, фороптеров высокого разрешения, точные способы изготовления линз и знание оптических сил линзы с большей вероятностью гарантируют успех при применении настоящего изобретения. Тем не менее настоящее изобретение также можно использовать с рефракциями и избыточными рефракциями низкого разрешения, линзами, произведенными с помощью любой технологии изготовления, и присутствующими на рынке линзами с маркированными оптическими силами линзы, но результаты могут быть ниже оптимальных.
Для дополнительной иллюстрации этого принципа, учитывая приведенную выше в примере 1 информацию, но с использованием фороптера низкого разрешения вместо фороптера высокого разрешения, можно получить рекомендованное значение оптической силы для невооруженного глаза -3,00 D (вместо значения -2,875 D, полученного при исследовании с более высоким разрешением). Если точно изготовленная подгоночная линза -3,07 D была маркирована только как -3,00 D, а значение избыточной рефракции низкого разрешения данной линзы на глазу составило -0,25 D, можно сделать вывод, что целевая оптическая сила индивидуальной линзы должна составлять -3,25 D (-3,00 D-0,25 D). Однако при использовании фактической оптической силы подобранной линзы в противоположность просто маркированной оптической силе линзы и рефракционного оборудования с более высоким разрешением у офтальмолога будет в распоряжении информация, на основании которой он/она выпишет пациенту контактную линзу -3,210 D. Он/она оценивают фактическое поведение линзы на глазу без предела погрешности, характерного для типичных случаев, исключая неизвестные отклонения присутствующих на рынке линз от их маркированной оптической силы.
Дополнительно следует отметить, что примеры, подробно описанные в настоящем документе, включают получение сферической силы при исследовании невооруженного глаза. Однако настоящее изобретение также можно использовать для более точного определения индивидуальной контактной линзы для пациента посредством изначального использования «привычной линзы» пациента или линзы, которую пациенту выписали ранее и которую он/она в настоящее время использует. В этом примере исследование невооруженного глаза не выполняют, а в качестве входных данных используется фактически измеренная или целевая сферическая сила, маркированная на привычной линзе, а не сферическая сила, определенная при исследовании невооруженного глаза.
Пример 2 - подгоночная линза ИЗБЫТОЧНО корректирует зрение
Рассмотрим случай, в котором при исследовании невооруженного глаза получены следующие результаты:
<u>Сфера</u>
<u>Цилиндр</u>
<u>Ось</u>
-2,875 D
0,00 D
0°
С целью иллюстрации мы предположим, что имеется подгоночная линза с точной оптической силой в гидратированном состоянии -3,07 D, которая будет помещена на один из глаз субъекта.
Затем выполняют исследование избыточной рефракции высокого разрешения с надетой на глаз подгоночной линзой, которое выявляет следующие остаточные значения:
Сфера
Цилиндр
Ось
+0,375 D
0,00 D
0°
В этом случае подгоночная линза не работала так, как ожидалось, так как она не полностью корректировала оптическую силу глаза. Допуская, что глаз в действительности нуждается в коррекции -2,875 D, и зная на основании технологии изготовления линзы свободной формы и способа измерения, что подгоночная линза представляла собой линзу с точной оптической силой -3,07 D:
.
Другими словами, подгоночная линза на глазу вела себя как линза -3,25 D.
Офтальмолог видит, что линза с фактическим значением -3,07 D ведет себя как линза -3,25 D при нахождении на глазу пациента, и он/она может определить коэффициент эффективности:
Видно, что в этом случае коэффициент эффективности 1,058632 больше 1,000, и это указывает, что подгоночная линза осуществила большую коррекцию оптической силы в глазу, чем нужно.
Применяя способ, описанный выше:
.
Офтальмолог может заказать индивидуальные линзы -2,716 D произвольной формы для своего пациента, и допуская, что способ, посредством которого была произведена подгоночная линза -3,07 D, используется для изготовления нужной индивидуальной линзы и что индивидуальная линза производится в соответствии с очень высоким стандартом, индивидуальная линза должна обеспечить практически оптимальное зрение для пациента.
Данные, приведенные в примере 2, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 2 Потребность в монофокальной коррекции. Монофокальная подгоночная линза корректирует ИЗБЫТОЧНО</b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф., в диоптриях)
-2,875
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,07
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
0,375
G. Сферическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=A - E
-3,25
H. Коэффициент эффективности H=G/C
1,058632
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф., в диоптриях) K=A/H
-2,716
L. Монофокальная линза, которую офтальмолог заказывает со склада (D)
-2,75
Несмотря на то, что описанные выше случаи сфокусированы главным образом на потребностях в коррекции только сферической силы невооруженного глаза и монофокальных подгоночных линзах, данное изобретение также относится к потребностям в коррекции астигматического зрения, потребностям в коррекции мультифокального зрения, потребностям в коррекции аберрации высшего порядка и потребностям в коррекции зрения глаза с заболеванием (например, кератоконусом) и в нем могут использоваться монофокальные подгоночные линзы, астигматические подгоночные линзы, мультифокальные подгоночные линзы или подгоночные линзы, корректирующие аберрацию высшего порядка.
Специалисту в данной области будет очевидно, что применение коэффициента эффективности для определения правильной оптической силы линз для пациентов может быть выполнено на любой комбинации потребности в коррекции зрения и типа подгоночной линзы и оптических (-ой) сил (-ы). Например, способ может использоваться, когда зрение невооруженного глаза требует астигматической коррекции, но подгоночная линза имеет только одну сферическую силу. Другим примером является то, что астигматическая линза может быть помещена на глаз, который нуждается только в монофокальной коррекции, и также может использоваться способ расчета коэффициента эффективности. Одним дополнительным примером является использование астигматической подгоночной линзы на астигматическом невооруженном глазу.
Например, астигматические линзы имеют как компонент сферической силы, так и компонент цилиндрической силы под заданным углом оси. Рассмотрим астигматическую линзу с типичной маркировкой -3,00/-0,75×50°. Значение -3,00 D относится к сферической силе вдоль оси 50°, а значение -0,75 D относится к оптической силе, которая лежит вдоль оси 140° (перпендикулярно оси сферической силы), и ДОБАВЛЯЕТСЯ к сферической силе. Обычно значение -3,00 D называется сферической силой, а значение -0,75 D называется цилиндрической силой. В настоящем документе используются обозначения стандартной офтальмологической системы угловых координат, где 0° представляет собой положение на 3 часа, 90° представляет собой положение на 12 часов, 180° представляет собой положение на 9 часов, а 270° представляет собой положение на 6 часов.
Для целей данного патента термин «сферическая сила» может называться «малой оптической силой», а термин «сумма сферической силы и цилиндрической силы» может называться «большой оптической силой».
Другой важной формулой, используемой в астигматических линзах, является следующая:
Используя эти формулы в приведенном выше примере, получаем малую оптическую силу -3,00 D, большую оптическую силу -3,75 D и эквивалентную сферическую силу -3,375 D.
Как заявлено, способ расчета коэффициента эффективности может использоваться со множеством различных типов подгоночной линзы. В примерах 1-2 выше были показаны только потребности в монофокальной коррекции глаза и монофокальные (только со сферической силой) подгоночные линзы. Так как для этих типов глаз и линз обычно не маркируют цилиндрическую силу (так как она равна 0,00 D), в вышеописанных случаях в расчетах используется только значение соответствующих сферических сил, так как в этих примерах:
.
Пример 3 - астигматический глаз, монофокальная подгоночная линза
Рассмотрим случай, в котором глаз нуждается в коррекции астигматизма и применяется монофокальная подгоночная линза, а в исследовании рефракции невооруженного глаза были получены следующие результаты:
<u>Сфера</u>
<u>Цилиндр</u>
<u>Ось</u>
-2,875 D
-0,875 D
18°
Эти данные о рефракции также могут быть представлены как:
малая оптическая сила невооруженного глаза=-2,875 D;
большая оптическая сила невооруженного глаза=-2,875+-0,875=-3,75 D;
эквивалентная сферическая сила невооруженного глаза=-2,875+½(-0,875) =-3,3125 D.
Несмотря на то, что для используемого способа расчета коэффициента эффективности это необязательно и может быть выбрана любая оптическая сила подгоночной линзы, одной из стратегий является выбор подгоночной линзы, параметры которой в наибольшей степени соответствуют потребности в эквивалентной сферической силе невооруженного глаза. С целью иллюстрации мы предположим, что имеется подгоночная линза с точной оптической силой в гидратированном состоянии -3,33 D, которая будет помещена на глаз субъекта.
Затем выполняют исследование избыточной рефракции высокого разрешения с надетой на глаз подгоночной линзой, которое выявляет следующие остаточные значения:
Сфера
Цилиндр
Ось
+0,375 D
-0,625 D
27°
Эти данные об избыточной рефракции также могут быть представлены как:
малая оптическая сила избыточной рефракции=+0,375 D;
большая оптическая сила избыточной рефракции=+0,375+-0,625=-0,25 D;
эквивалентная сферическая сила избыточной рефракции=+0,375+½(-0,625)=+0,0625 D.
В этом случае подгоночная линза не работала так, как ожидалось, так как она не полностью корректировала оптическую силу глаза. Допуская, что глаз в действительности нуждается в коррекции -2,875/-0,875×18°, и зная на основании технологии изготовления линзы свободной формы и способа измерения, что подгоночная линза представляла собой монофокальную контактную линзу с точной оптической силой -3,33 D (с цилиндрической силой 0,00 D), имеется несколько способов для расчета коэффициента эффективности. Эти варианты подробно описаны ниже в виде примера 3a, примера 3b и примера 3c.
Пример 3a - применение малой оптической силы невооруженного глаза в качестве главной основы для расчета желаемых параметров индивидуальной линзы
Из уравнений, приведенных в настоящем документе:
.
Учитывая, что в исследовании избыточной рефракции был получен компонент цилиндрической силы -0,625 D, офтальмолог может заказать для своего пациента индивидуальные линзы произвольной формы -2,946/-0,625×27°, которые должны улучшить зрение пациента. Без использования коэффициента эффективности офтальмолог в этом случае может решить выбрать для своего пациента линзу -3,00/-0,75×30° со склада, для которой не используется ни технология рефракции высокого разрешения, ни способ изготовления индивидуальных линз произвольной формы.
Данные, приведенные в примере 3a, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 3a Потребность в астигматической коррекции. Монофокальная подгоночная линза. Расчеты главным образом основаны на МАЛОЙ оптической силе</b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
-2,875
-0,875
18
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,33
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
0,375
-0,625
27
G. Малая оптическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=A - E
-3,25
H. Коэффициент эффективности H=G/C
0,975976
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)) K{Сф.}=A{Сф.}/H K{Цил.}=E{Цил.} K{Ось}=E{Ось}
-2,946
-0,625
27
L. Астигматическая линза, которую офтальмолог заказывает со склада (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)))
-3,00
-0,75
30
Пример 3b - применение большой оптической силы невооруженного глаза в качестве главной основы для расчета желаемых параметров индивидуальной линзы
Из уравнений, приведенных в настоящем документе:
.
Учитывая, что это большая оптическая сила, которая представляет собой сумму сферической силы и цилиндрической силы, что цилиндрическая коррекция подгоночной линзы составляла 0,00 D, но цилиндрический компонент избыточной рефракции подгоночной линзы составлял -0,625 D, фактическая сферическая сила индивидуальной контактной линзы, которую может заказать офтальмолог, составит:
,
,
,
.
Индивидуальным продуктом, который офтальмолог может заказать, использовав эти параметры в расчетах коэффициента эффективности, будет продукт -2,943/-0,625×27°, который должен улучшить зрение пациента. Без использования коэффициента эффективности офтальмолог в этом случае может решить выбрать для своего пациента линзу -3,00/-0,75×30° со склада, для которой не используется технология рефракции высокого разрешения, или изготовление индивидуальных линз произвольной формы. Значение оси в этом случае получают из данных об избыточной рефракции, а не из данных о невооруженном глазе.
Данные, приведенные в примере 3b, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 3b Потребность в астигматической коррекции. Монофокальная подгоночная линза. Расчеты главным образом основаны на БОЛЬШОЙ оптической силе</b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
-2,875
-0,875
18
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,33
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
0,375
-0,625
27
G. Большая оптическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=(A{Сф.}+A{Цил.}) - (E{Сф.}+E{Цил.})
-3,50
H. Коэффициент эффективности H=G/C
1,051051
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)) K{Цил.}=E{Цил.} K{Сф.}=((A{Сф.}+A{Цил.})/H) - K{Цил.} K{Ось}=E{Ось}
-2,943
-0,625
27
L. Астигматическая линза, которую офтальмолог заказывает со склада (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)))
-3,00
-0,75
30
Пример 3c - применение значения эквивалентной сферической силы невооруженного глаза в качестве главной основы для расчета желаемых параметров индивидуальной линзы
Из уравнений, приведенных в настоящем документе:
В этом случае это будет эквивалентная сферическая сила, передаваемая линзой на глаз.
Коэффициент эффективности можно рассчитать следующим образом:
Применение данного коэффициента эффективности 1,013514 для расчета истинного значения коррекции эквивалентной сферической силы, необходимой для невооруженного глаза, с помощью общего уравнения для расчета сферической силы индивидуальной линзы, приведенного в настоящем документе:
приводит к получению следующего значения эквивалентной сферической силы индивидуальной линзы:
Учитывая, что цилиндрическая коррекция подгоночной линзы составляла 0,00 D и что цилиндрический компонент избыточной рефракции подгоночной линзы составлял -0,625 D, коэффициент эффективности также необходимо применить к компоненту цилиндрической силы потребности невооруженного глаза.
Следовательно:
,
что приводит к получению следующего значения компонента цилиндрической силы индивидуальной линзы:
Так как коррекция цилиндрической силы в подгоночной линзе составляла 0,00 D, ось заказываемой подгоночной линзы получают из оси подгоночной линзы в исследовании избыточной рефракции, в данном случае 27°.
Конечным этапом в данном способе является определение малой оптической силы, или сферической силы, индивидуальной линзы, подлежащей проектированию и изготовлению. Уравнение для эквивалентной сферической силы вида:
может быть преобразовано с получением уравнения:
.
Заменив значения из вышеприведенного уравнения в данном уравнении, получаем:
Индивидуальным продуктом, который офтальмолог может заказать на основании коэффициента эффективности для эквивалентной сферической силы невооруженного глаза, подгоночной линзы и избыточной рефракции, будет следующий продукт, который должен улучшить зрение пациента: -2,960/-0,617×27°. Без использования коэффициента эффективности офтальмолог в этом случае может решить выбрать для своего пациента линзу -3,00/-0,75×30° со склада, для которой не используется ни технология рефракции высокого разрешения, ни способ изготовления индивидуальных линз произвольной формы. Значение оси в этом случае получают из данных об избыточной рефракции, а не из данных о невооруженном глазе.
Данные, приведенные в примере 3с, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 3с Потребность в астигматической коррекции. Монофокальная подгоночная линза. Расчеты главным образом основаны на экв. сф. силе</b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
-2,875
-0,875
18
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,33
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
0,375
-0,625
27
G. Экв. сф. сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=(A{Сф.}+(0,5 * A{Цил.})) - (E{Сф.}+(0,5 * E{Цил.}))
-3,3750
H. Коэффициент эффективности H=G/C
1,013514
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)) K{Цил.}=E{Цил.}/H K{Сф.}=((A{Сф.}+(0,5*A{Цил.}))/H) - (0,5 * K{Цил.}) K{Ось}=E{Ось}
-2,960
-0,617
27
L. Астигматическая линза, которую офтальмолог заказывает со склада (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)))
-3,00
-0,75
30
В примере 3a использовалась малая оптическая сила в качестве основы для расчета коэффициента эффективности, который затем использовался для других малых оптических сил. В примере 3b использовалась большая оптическая сила в качестве основы для расчета коэффициента эффективности, который затем использовался для других больших оптических сил. В примере 3c использовалась эквивалентная сферическая сила в качестве основы для расчета коэффициента эффективности, который затем использовался для других эквивалентных сферических сил. Поэтому должно быть очевидно, что любая подходящая комбинация малой оптической силы, большой оптической силы и эквивалентной сферической силы может использоваться по всему набору расчетных данных и применяться в сочетании с другими малыми оптическими, большими оптическими или эквивалентными сферическими силами. Например, коэффициент эффективности, рассчитанный посредством малой оптической силы, может применяться не только к компонентам малой оптической силы, но также к компонентам большой оптической силы и эквивалентной сферической силы.
Другим вариантом осуществления данного патента является ситуация, в которой необходимо выполнить астигматическую коррекцию глаза, астигматическая подгоночная линза используется для избыточной рефракции и используется способ эквивалентной сферической силы, который описан дополнительно ниже в виде примера 4.
Пример 4 - необходимо выполнить астигматическую коррекцию глаза, используется астигматическая подгоночная линза и используется способ эквивалентной сферической силы для расчета коэффициента эффективности, который затем применяется для получения конструктивных параметров индивидуальной линзы.
Рассмотрим то же самое исследование рефракции невооруженного глаза из примера 3, в котором были получены следующие параметры рефракции:
<u>Сфера</u>
<u>Цилиндр</u>
<u>Ось</u>
-2,875 D
-0,875 D
18°
Эти данные о рефракции также могут быть представлены как:
малая оптическая сила невооруженного глаза=-2,875 D,
большая оптическая сила невооруженного глаза=-2,875+-0,875=-3,75 D,
эквивалентная сферическая сила невооруженного глаза=-2,875+½(-0,875) =-3,3125 D.
С целью иллюстрации мы предположим, что имеется точно изготовленная астигматическая подгоночная линза с измеренной точной оптической силой -3,33/-0,14×23°, которая будет помещена на глаз субъекта.
Затем выполняют исследование избыточной рефракции высокого разрешения с надетой на глаз подгоночной линзой, которое выявляет следующие остаточные значения:
Сфера
Цилиндр
Ось
+0,375 D
-0,50 D
33°
Эти данные об избыточной рефракции также могут быть представлены как:
малая оптическая сила избыточной рефракции=+0,375 D,
большая оптическая сила избыточной рефракции=+0,375+-0,50=-0,125 D,
эквивалентная сферическая сила избыточной рефракции=+0,375+½(-0,50) =+0,125 D.
В этом случае подгоночная линза не работала так, как ожидалось, так как она не полностью корректировала оптическую силу глаза. Допуская, что глазу в действительности необходима коррекция -2,875/-0,875×18°, и зная на основании технологии изготовления линзы свободной формы и способа измерения, что подгоночная линза представляла собой гидратированную астигматическую контактную линзу с точными параметрами -3,33/-0,14×23°, одним из имеющихся у офтальмолога вариантов является применение коэффициента эффективности при использовании значения эквивалентной сферы рефракции, подгоночной линзы и исследования избыточной рефракции.
Для дополнительного улучшения точности параметров индивидуальной линзы, которые будут рассчитаны, необходимо знать угол поворота подгоночной линзы на глазу. Такое положение угла поворота может быть получено из различных источников и по различным технологиям, включая, без ограничений, оптические устройства визуализации, такие как щелевые лампы, устройства волнового фронта или любые другие присутствующие на рынке устройства.
Допустим, что измеренный угол поворота астигматической подгоночной линзы на глазу составляет 4° по часовой стрелке по отношению к горизонтальной линии 0° - 180°. С использованием значений эквивалентной сферы по уравнению:
мы получаем:
.
Таким образом, эквивалентная сферическая сила, передаваемая астигматической подгоночной линзой на глаз, составляет -3,4375 D.
Используя компоненты эквивалентной сферической силы в уравнении для расчета коэффициента эффективности:
,
получаем коэффициент эффективности:
.
Применение данного коэффициента эффективности 1,011029 для расчета истинного значения коррекции эквивалентной сферической силы, необходимой для невооруженного глаза, с помощью общего уравнения для расчета сферической силы индивидуальной линзы:
приводит к получению следующего значения эквивалентной сферической силы индивидуальной линзы:
.
Учитывая, что коррекция цилиндрической силы в астигматической подгоночной линзе составляет -0,14 D, что сферическая сила подгоночной линзы находится под углом 23° и что положение подгоночной линзы на глазу составляет 4 градуса по часовой стрелке от горизонтальной линии 0° - 180°, необходимо выполнить дополнительный этап с использованием стандартной практики расчета на основе кросс-цилиндра.
Расчеты на основе кросс-цилиндра являются достаточно простыми и основаны на разложении вектора компонентов оптической силы в ортогональном пространстве. В Интернете в свободном доступе имеется множество различных калькуляторов на основе кросс-цилиндра. В основном входные данные для расчетов представляют собой компоненты сферической силы, компоненты цилиндрической силы и компоненты оси из исследования рефракции невооруженного глаза, исследования с помещенной на глаз линзой, полученные параметры из исследования избыточной рефракции, угол поворота линзы на глазу и вертексное расстояние. Вертексное расстояние представляет собой расстояние между задней поверхностью корректирующей линзы и передней поверхностью роговицы и, как правило, находится в диапазоне 10-15 мм. Расчеты на основе кросс-цилиндра в основном позволяют объединить различно ориентированные профили сферической силы и цилиндрической силы и приводят к получению рецепта на рекомендованную корректирующую астигматическую линзу.
Расчеты на основе кросс-цилиндра необходимы в примере этого варианта осуществления (пример 4), так как ось сферической силы невооруженного глаза, ось сферической силы подгоночной линзы и ось сферической силы избыточной рефракции являются различными (18°, 23° и 33°, соответственно).
При использовании следующих входных данных:
Параметры невооруженного глаза (сф./цил. x ось)
-2,875/-0,875×18°
Оптические силы подгоночной линзы (сф./цил. x ось)
-3,330/-0,140×23°
Параметры избыточной рефракции (сф./цил. x ось)
+0,375/-0,500×33°
Угол поворота на глазу подгоночной линзы
+4° по часовой стрелке
Вертексное расстояние
15,00 мм
получаем рекомендованный рецепт -2,961/-0,627×34°, частично основанный на заявленных оптических силах подгоночной линзы.
Расчеты на основе кросс-цилиндра базируются на том факте, что коррекция оптической силы глаза, обеспеченная с помощью подгоночной линзы, равна маркированным оптическим силам подбираемой линзы. В данном патенте показано, что даже линзы, изготовленные и измеренные с очень жесткими допусками, не обязательно передают глазу истинное значение измеренных оптических сил линзы, что приводит либо к избыточной, либо к недостаточной коррекции.
Используя данный пример и учитывая, что точные измеренные параметры in vitro подгоночной линзы составляют -3,330/-0,140×23, мы получаем:
малая оптическая сила подгоночной линзы in vitro=-3,330 D, и
цилиндрическая сила подгоночной линзы in vitro=-0,140 D.
Оптическая сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз, может быть рассчитана умножением измеренных in vitro значений на коэффициент эффективности. Таким образом, малая оптическая сила, передаваемая подгоночной линзой=-3,330×1,011029=-3,367 D, а цилиндрическая сила, передаваемая подгоночной линзой=-0,140×1,011029=-0,142 D.
Конечно же, физическая ось линзы не отклоняется от измеренной in vitro при помещении на глаз, но угол избыточной рефракции может быть другим в зависимости от того, как сидит линза.
При использовании сферической силы и цилиндрической силы, передаваемых глазу подгоночной линзой -3,367/-0,142×23°, в качестве входных данных в калькуляторе на основе кросс-цилиндра, входные данные для расчета на основе кросс-цилиндра будут следующими:
Параметры невооруженного глаза (сф./цил. x ось)
-2,875/-0,875×18°
Фактические оптические силы, передаваемые подгоночной линзой (сф./цил. x ось)
-3,367/-0,142×23°
Параметры избыточной рефракции (сф./цил. x ось)
+0,375/-0,500×33°
Угол поворота на глазу подгоночной линзы
+4° по часовой стрелке
Вертексное расстояние
15,00 мм
На выходе получаем рекомендованный рецепт -2,998/-0,629×34°, частично основанный на фактических параметрах астигматической подгоночной линзы.
Если индивидуальные линзы спроектировать и изготовить в соответствии с этими параметрами (-2,998/-0,629×34) и поместить на глаз, как в данном примере, линза будет осуществлять избыточную коррекцию на основании коэффициента эффективности 1,011029. Таким образом, конечным этапом является преобразование этих параметров в новый индивидуальный рецепт делением каждого компонента оптической силы на коэффициент эффективности с помощью следующего уравнения:
Это приводит к получению конечного индивидуального рецепта для примера 4:
Индивидуальным продуктом, который офтальмолог может заказать, использовав эти параметры в расчетах коэффициента эффективности, будет продукт: -2,965/-0,622×34°, который должен улучшить зрение пациента. Без использования коэффициента эффективности офтальмолог в этом случае может решить выбрать для своего пациента линзу -3,00/-0,75×30° со склада, для которой не используется ни технология рефракции высокого разрешения, ни способ изготовления индивидуальных линз произвольной формы.
Данные, приведенные в примере 4, внесены в следующую таблицу для облегчения их оценки.
<b>Пример 4 Потребность в астигматической коррекции. Астигматическая подгоночная линза. Расчеты главным образом основаны на экв. сф. силе </b>
А. Потребность в коррекции оптической силы невооруженного глаза (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
-2,875
-0,875
18
C. Измеренная in vitro оптическая сила подгоночной линзы (Сф., в диоптриях)
-3,33
-0,14
23
E. Избыточная рефракция с использованием подгоночной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
0,375
-0,500
33
G. Экв. сф. сила, передаваемая подгоночной линзой на глаз (в диоптриях) G=(A{Сф.}+(0,5 * A{Цил.})) - (E{Сф.}+(0,5 * E{Цил.}))
-3,4375
H. Коэффициент эффективности H=G/(C{Сф.}+(0,5 * C{Цил.}))
1,011029
I. Фактические оптические силы, передаваемые глазу (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)) I{Сф.}=C{Сф.} * H I{Цил.}=C{Цил.} * H I{Ось}=C{Ось}
-3,367
-0,142
23
J. Результаты расчета на основе кросс-цилиндра (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°))
-2,998
-0,629
34
K. Требуемая оптическая сила индивидуальной линзы (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)) K{Сф.}=I{Сф.}/H{Сф.} K{Цил.}=I{Цил.}/H{Цил.} K{Ось}=J{Ось}
-2,965
-0,622
34
L. Астигматическая линза, которую офтальмолог заказывает со склада (Сф. (D)/Цил. (D) x Ось (°)))
-3,00
-0,75
30
Специалистам в данной области следует четко понимать, что измерения и расчеты, описанные выше, могут быть выполнены при содействии компьютера и связанного программного обеспечения. Как показано на Фиг. 2, компьютер и связанное программное обеспечение 200 могут получать в качестве входных данных 210 результаты исследования невооруженного глаза и исследования избыточной рефракции, как описано выше, и впоследствии выполнять расчеты, относящиеся к оптической силе, передаваемой подгоночной линзой на глаз, и коэффициенту эффективности, и, следовательно, генерировать в качестве выходных данных 210 оптическую силу индивидуальной линзы для пациента и/или рецепт на индивидуальную линзу на основании оптической силы индивидуальной линзы. Компьютер и связанное программное обеспечение могут находиться в месте расположения офтальмолога или могут находиться дистанционно. Дополнительно, полученная оптическая сила индивидуальной линзы может быть передана непосредственно производителю, в особенности в том случае, когда нужна индивидуальная линза произвольной формы, или данные могут быть переданы изготовителю и оптическая сила индивидуальной линзы будет рассчитана производителем.
Хотя представленные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в настоящем документе со ссылкой на приложенные чертежи, следует понимать, что изобретение не ограничено только этими вариантами осуществления и что различные другие изменения и модификации могут быть реализованы в рамках настоящего описания специалистом в данной области без выхода за рамки объема или сущности настоящего изобретения.