ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ ЛИНЗЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЛИНЗЫ, ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И/ИЛИ ЗАМЕДЛЕНИЯ ПРОГРЕССИРОВАНИЯ МИОПИИ
OPHTHALMIC LENSES CONTAINING ELEMENTARY LENSES FOR PREVENTION AND/OR SLOWING DOWN OF MYOPIA PROGRESSION

1. Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к офтальмологическим линзам, например к монофокальным и/или астигматическим линзам, и более конкретно к контактным линзам, интраокулярным линзам, роговичным имплантируемым/накладным линзам и/или очковым линзам, предназначенным для замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологические линзы настоящего изобретения содержат некоаксиальные элементарные линзы с положительной оптической силой, которые на любом расстоянии при вергентном движении обеспечивают остановку прогрессирования миопии по всей центральной, ближней и дальней периферии сетчатки для предотвращения и/или замедления прогрессирования миопии, сохраняя четкое центральное зрение.
2. Описание предшествующего уровня техники
Распространенные заболевания, которые приводят к снижению остроты зрения, представляют собой миопию и гиперметропию, для которых прописывают корректирующие линзы в виде очков либо жестких или мягких контактных линз. Эти заболевания по существу описывают как дисбаланс между длиной глаза и фокусом оптических элементов глаза, причем миопические глаза фокусируются перед плоскостью сетчатки, а гиперметропические глаза фокусируются позади плоскости сетчатки. Миопия, как правило, развивается, потому что осевая длина глаза увеличивается и становится больше фокусного расстояния оптических компонентов глаза, т. е. глаз становится слишком длинным. Гиперметропия, как правило, развивается, потому что осевая длина глаза становится слишком короткой по сравнению с фокусным расстоянием оптических компонентов глаза, т. е. глаз вырастает недостаточно.
Миопия широко распространена по всему миру. Наибольшей проблемой, связанной с этим заболеванием, является его возможное прогрессирование до миопии высокой степени, например более 5 (пяти) диоптрий, что сильно сказывается на способности человека выполнять действия без помощи оптических устройств. Миопия высокой степени также связана с повышенным риском развития заболевания сетчатки, катаракты и глаукомы.
Корректирующие линзы применяют для изменения общего фокуса глаза с целью создания более четкого изображения на плоскости сетчатки путем смещения фокуса от расположения перед плоскостью сетчатки для коррекции миопии или от расположения позади плоскости сетчатки для коррекции гиперметропии соответственно. Однако корректирующий подход для этих заболеваний не воздействует на причину патологии, а является лишь протезным или предназначен только для устранения симптомов этого заболевания.
В большинстве случаев глаза имеют не простую миопию или гиперметропию, а могут также иметь более сложные зрительные аномалии, такие как миопический астигматизм или гиперметропический астигматизм. Астигматические аномалии фокуса приводят к образованию изображением от точечного источника света двух взаимно перпендикулярных линий на разных фокусных расстояниях вдоль двух главных меридианов. В представленном выше описании термины «миопия» и «гиперметропия» включают в себя простую миопию или миопический астигматизм и гиперметропию или гиперметропический астигматизм соответственно.
Эмметропия описывает состояние ясного видения, при котором объект на оптической бесконечности находится в относительно четком фокусе при расслабленном хрусталике глаза. У взрослых с нормальными или эмметропическими глазами свет как от удаленных, так и от близких объектов, а также проходящий через центральную или параксиальную область апертуры или входного зрачка, фокусируется роговицей и хрусталиком внутри глаза вблизи плоскости сетчатки, где воспринимается перевернутое изображение. Однако по наблюдениям большинство нормальных глаз показывают положительную продольную сферическую аберрацию, по существу на области приблизительно +0,50 диоптрии (дптр) для апертуры 5 мм, что означает, что лучи, проходящие через апертуру или зрачок в его периферической зоне, фокусируются на +0,50 диоптрии перед плоскостью сетчатки, когда глаз фокусируется на оптической бесконечности. В настоящем документе величина «дптр» представляет собой оптическую силу, которая определяется как величина, обратная фокусному расстоянию линзы или оптической системы, выражаемая в метрах, вдоль оптической оси. Кроме того, используемый в настоящем документе термин «дополнительная оптическая сила» определяется как дополнительная положительная оптическая сила, которая позволяет достигать более четкого зрения на близких расстояниях.
Сферическая аберрация нормального глаза не является постоянной. Например, аккомодация, т. е. изменение оптической силы глаза, которое происходит главным образом при изменении внутреннего хрусталика, приводит к изменению положительного значения сферической аберрации на отрицательное.
Миопия обычно возникает вследствие чрезмерного аксиального роста или удлинения глаза. В настоящее время по существу общепринято, прежде всего в результате исследования животных, что аксиальный рост глаза может происходить под воздействием качества и фокусировки изображения на сетчатке. Опыты, выполненные на животных различных видов, в которых использовались различные концепции экспериментов, показали, что изменения качества изображения на сетчатке могут приводить к постоянным и предсказуемым изменениям роста глаза.
Кроме того, расфокусировка изображения на сетчатке, выполненная на моделях цыплят и приматов с помощью положительных линз (миопическая расфокусировка) или отрицательных линз (гиперметропическая расфокусировка), как известно, приводит к предсказуемым изменениям как по направлению, так и по величине роста глаза, соответствующим увеличению размера глаза для компенсации созданной расфокусировки. Эмметропизация - это процесс, при котором рост глаза регулируется самостоятельно для достижения оптимального соответствия оптики и осевой длины глаза. Как было показано, изменения длины глаза, связанные с оптической размытостью изображения, варьировались с помощью изменений роста склеры. Размытость изображения, созданная с помощью положительных линз, которая приводит к миопической размытости и уменьшает скорость роста склеры, влечет за собой гиперметропические аномалии рефракции. Размытость изображения, созданная с помощью отрицательных линз, которая приводит к гиперметропической размытости и увеличивает скорость роста склеры, влечет за собой миопические аномалии рефракции. Было показано, что такие изменения роста глаза вследствие расфокусировки изображения на сетчатке в значительной степени запускаются локальными механизмами сетчатки, поскольку изменения длины глаза по-прежнему происходят даже при поврежденном зрительном нерве, и было показано, что наложение расфокусировки на локальные области сетчатки приводит к изменению роста глаза именно на этой конкретной области.
В отношении людей есть как непрямое, так и прямое доказательства, которые поддерживают точку зрения, что качество изображения на сетчатке может влиять на рост глаза. Было установлено, что большое количество различных состояний глаза, каждое из которых приводит к нарушениям зрения, таким как опущение века, врожденная катаракта, помутнение роговицы, кровоизлияние в стекловидное тело и другие глазные болезни, связаны с аномальным ростом глаза у людей в молодом возрасте, что дает основание предполагать, что относительно большие изменения качества изображения на сетчатке действительно влияют на рост глаза человеческого индивида. Гипотеза о влиянии менее заметных изменений изображения на сетчатке на рост глаза человека также была основана на оптических погрешностях в системе фокусирования глаза человека во время работы, требующей напряжения зрения, что могло стимулировать рост глаза и развитие миопии.
Все опубликованные подходы, направленные на замедление прогрессирования миопии, основаны на введении коаксиальных областей положительной оптической силы, таких как бифокальные и/или мультифокальные, которые конкурируют с основной областью коррекции дальнего зрения хрусталика и приводят к компромиссу между остротой дальнего зрения и контрастной чувствительностью.
Соответственно, существует потребность в достижении большей эффективности лечения при уменьшении и/или замедлении прогрессирования миопии, которое усиливает влияние миопической размытости, не влияя на качество изображения в центральной ямке.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Офтальмологическая линза с элементарными линзами с положительной расфокусировкой настоящего изобретения преодолевает ограничения предшествующего уровня техники, обеспечивая лучшую коррекцию дальнего зрения без ухудшения остроты зрения и контрастной чувствительности.
В соответствии с одним из аспектов, настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе для по меньшей мере, одного из замедления, сдерживания или предупреждения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза, содержащая переднюю выпуклую поверхность, заднюю вогнутую поверхность, оптическую зону, включающую основные зоны коррекции дальнего зрения базовой сферы и множество элементарных линз с дополнительной оптической силой, распределенных между основными зонами коррекции дальнего зрения базовой сферы и смежно с ними, причем основные зоны коррекции базовой сферы создают волновой фронт, который фокусируется в одной точке вдоль основной оптической оси офтальмологической линзы и на сетчатке глаза, а множество элементарных линз с дополнительной оптической силой создают некоаксиальные волновые фронты, которые фокусируются перед сетчаткой вдоль их собственной оптической оси, которая отличается от основной оптической оси, причем комбинация элементарных линз и основных зон коррекции дальнего зрения расположена с возможностью обеспечения четкого зрения и миопической расфокусировки для всех областей сетчатки, при этом офтальмологическая линза выбрана из группы, состоящей из очковых линз, интраокулярных линз и роговичных имплантируемых/накладных линз.
В настоящем документе оптическая сила для коаксиальных оптических элементов или оптических элементов с общей осью определяется обычным образом как значение, обратное фокусному расстоянию вдоль оптической оси всей линзы. В настоящем документе оптическая сила для некоаксиальных оптических элементов или оптических элементов с отдельной осью определяется как значение, обратное фокусному расстоянию вдоль оптической оси отдельного оптического элемента и также называется «локальной оптической силой». Расфокусировка, как коаксиальная так и некоаксиальная, представляет собой разность оптической силы между идеальным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием оптического элемента.
Одним из способов повышения эффективности лечения является разработка некоаксиальных оптических элементов, которые усиливают влияние миопической размытости при регулировании роста глаза, не влияя на качество изображения в центральной ямке. При таких конструкциях для каждой диоптрии миопической расфокусировки качество изображения на сетчатке ухудшается меньше в центральной ямке, а фокус сагиттальной и тангенциальной оптических сил находится перед сетчаткой. Конструкция офтальмологической линзы с нулевой или отрицательной оптической силой коррекции дальнего зрения, которая обеспечивает оптимальную рефракционную коррекцию, наряду с небольшими островками положительной расфокусировки, некоаксиальными элементарными линзами (зонами миопической расфокусировки) со значениями локальной оптической силы в диапазоне от +1,00 до +30,00 диоптрий, расположенными в оптимальном порядке и покрывающими от двадцати (20) до восьмидесяти (80) процентов оптической зоны и/или центральной области зрачка, чтобы доставлять положительные фокусы света в зону перед сетчаткой, с низким воздействием на качество изображения в центральной ямке при замедлении скорости прогрессирования миопии. Оптимальная схема может содержать круговую или шестиугольную конструкцию, радиальную конструкцию, конструкцию с равномерным или неравномерным расположением или любую подходящую конструкцию, включая комбинации вышеуказанных конструкций.
Офтальмологические линзы настоящего изобретения выполнены с возможностью подачи сигнала остановки развития миопии, то есть миопической размытости, независимо от диаметра зрачка и с незначительным влиянием на зрение или без него. Некоаксиальные элементарные линзы с дополнительным плюсовым усилением, включающие контактные линзы настоящего изобретения, преодолевают ограничения предшествующего уровня техники, обеспечивая сопоставимую или лучшую коррекцию дальнего зрения, чем монофокальные линзы и/или астигматические линзы с обычной дополнительной оптической силой для контроля прогрессирования миопии.
Настоящее изобретение представляет собой офтальмологическую линзу для по меньшей мере одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза в пределах своей основной оптической зоны включает в себя множество некоаксиальныхзон с положительной оптической силой. Каждая некоаксиальная зона с положительной оптической силой расположена смежно с зоной коррекции дальнего зрения. Такая конструкция обеспечивает наличие по меньшей мере зоны коррекции дальнего зрения и некоаксиальной зоны с положительной оптической силой при любом размере апертуры/зрачка и любых условиях обзора. Некоаксиальные зоны обладают локальной оптической силой, отличной от коаксиальной оптической силы базовой сферы и/или оптической силы цилиндра, которые выполняют коррекцию основной рефракционной аномалии. Отношение общей площади некоаксиальных зон коррекции дальнего зрения к зоне с положительной оптической силой составляет от 80:20 до 20:80 и предпочтительно от 40:60 до 60:40. Размер некоаксиальных зон с положительной оптической силой варьируется от 0,45 до 1 мм в диаметре. Нет необходимости в том, чтобы вся оптическая зона состояла из некоаксиальных зон с положительной оптической силой, и она может быть ограничена областью обзора зрачка. Для педиатрических пациентов, как правило, размер зрачка находится в диапазоне от 4 до 8 мм в мезопических условиях. Кроме того, для оптимального зрения в центральной области линзы в оптической зоне может не быть некоаксиальных зон с положительной оптической силой, что обеспечит лишь основную коррекцию дальнего зрения.
Настоящее изобретение также включает в себя способ для по меньшей мере одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии путем обеспечения офтальмологической линзы, на основной оптической зоне которой расположен ряд концентрических некоаксиальных зон с положительной оптической силой. Зоны чередуются между основными коаксиальными концентрическими зонами коррекции дальнего зрения и некоаксиальными концентрическими зонами с положительной оптической силой. Локальная оптическая сила некоаксиальных круговых зон отличается от локальной оптической силы коаксиальных концентрических зон коррекции дальнего зрения. Отношение общей площади коррекции дальнего зрения к некоаксиальной круговой зоне с положительной оптической силой составляет от около 80:20 до около 20:80. Пространство между некоаксиальными зонами с положительной оптической силой или элементарными линзами можно использовать для создания нулевой фокальной плоскости или настраивать для обеспечения оптимальной для субъекта коррекции.
Распространенность миопии, в том числе миопии высокой степени, во всем мире растет с необычайной скоростью. Конструкция контактной линзы по настоящему изобретению обеспечивает простые, экономичные и эффективные средство и способ для предотвращения и/или замедления прогрессирования миопии, что может способствовать замедлению темпа развития миопии высокой степени. Линзы настоящего изобретения изготовлены из того же материала, что и изготовляемые в настоящее время линзы, с использованием тех же производственных процессов. Только поверхности формы для литья будут изменены таким образом, чтобы ввести дополнительную оптическую силу для линз.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и прочие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятны из последующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, показанного на прилагаемых чертежах.
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий, проходящего через глаз к сетчатке.
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз к сетчатке.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями коаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз к сетчатке.
Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз и сфокусированными перед сетчаткой и к центральной ямке.
Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз и сфокусированными перед сетчаткой, но симметрично от центральной ямки.
Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз и сфокусированными перед сетчаткой, но несимметрично от центральной ямки.
Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз и сфокусированными перед сетчаткой, но симметрично от центральной ямки без пересечения коаксиальной основной оптической оси.
Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение 0 диоптрий с секциями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящими через глаз и сфокусированными перед сетчаткой, но несимметрично от центральной ямки без пересечения коаксиальной основной оптической оси.
Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение первого набора иллюстративных конфигураций некоаксиальных линз в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение второго набора иллюстративных конфигураций некоаксиальных линз в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 11 представляет собой смоделированное изображение на сетчатке в модели глаза, дифракционно-ограниченной в отношении качества изображения и зрительной эффективности, в зависимости от размера элементарной линзы и дополнительной оптической силы.
Фиг. 12A представляет собой схематический вид сверху контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 12B представляет собой схематический вид сбоку контактной линзы в соответствии с данным изобретением.
Фиг. 13 представляет собой схематическое изображение очков в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 14 представляет собой схематическое изображение интраокулярной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 15 представляет собой схематическое изображение роговичной имплантируемой/накладной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Эксперименты показали, что глаза реагируют на гиперметропическую расфокусировку, которая приводит к удлинению в осевом направлении, поэтому обеспечение более высокого плюсового усиления в центральной зоне сетчатки должно замедлять прогрессирование миопии. Тем не менее, простое обеспечение более высокого плюсового усиления в центральной зоне сетчатки может оказать отрицательное воздействие на зрение. Соответственно, офтальмологическая линза, например контактная линза с отрицательной основной оптической силой, которая обеспечивает оптимальную рефракционную коррекцию для дальнего зрения в сочетании с небольшими областями или островками положительной оптической силы (элементарные линзы), расположенными по определенному шаблону для доставки положительных фокусов света в область перед сетчаткой, обеспечит миопическую расфокусировку, что позволит замедлить прогрессирование миопии, не влияя на остроту зрения и контрастную чувствительность.
Настоящее изобретение представляет собой офтальмологическую линзу для по меньшей мере одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза в пределах своей основной оптической зоны включает в себя множество некоаксиальных зон с положительной оптической силой. Каждая некоаксиальная зона с положительной оптической силой расположена смежно с зоной коррекции дальнего зрения. Такая конструкция обеспечивает наличие по меньшей мере зоны коррекции дальнего зрения и некоаксиальной зоны с положительной оптической силой в любых условиях обзора. Некоаксиальные зоны обладают локальной оптической силой, отличной от оптической силы основной сферы и/или оптической силы цилиндра. Отношение общей площади некоаксиальных зон коррекции дальнего зрения к зоне с положительной оптической силой составляет от 80:20 до 20:80 и предпочтительно от 40:60 до 60:40. Размер некоаксиальных зон с положительной оптической силой варьируется от 0,45 до 1 мм в диаметре. Нет необходимости в том, чтобы вся оптическая зона состояла из некоаксиальных зон с положительной оптической силой, и она может быть ограничена областью обзора зрачка. Для педиатрических пациентов, как правило, размер зрачка находится в диапазоне от 4 до 8 мм в мезопических условиях. Кроме того, для оптимального зрения в центральных 2 мм оптической зоны линзы зоны может не быть некоаксиальных зон миопической расфокусировки, что обеспечит лишь основную коррекцию дальнего зрения.
На Фиг. 1 представлен плоский волновой фронт 101 (расфокусировка 0 диоптрий), который проходит через глаз 100 к сетчатке 102 глаза 100. Как показано, предполагая, что глаз имеет нулевые аберрации волнового фронта, волновой фронт фокусируется в одной точке 104 вдоль оптической оси 106. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0, точка 104 фокуса расположена на центральной ямке, которая расположена в центре желтого пятна сетчатки 102. Центральная ямка представляет собой область сетчатки, ответственную за четкое центральное зрение. Для сравнения на Фиг. 2 представлен волновой фронт 201 +10,00 диоптрий, который проходит через глаз 200 к сетчатке 202 глаза 200. Как показано, волновой фронт фокусируется в одной точке 204 вдоль оптической оси 206 перед сетчаткой 202, как и следовало ожидать с расфокусировкой +10,00 диоптрий. В обоих случаях и аналогично традиционным сферическим оптическим элементам оптические элементы линз выполнены с основной оптической осью, через которую лучи света направляются к одной точке; а именно, к точке фокуса. Величина ошибки сферического волнового фронта определяет местоположение точки фокуса на или перед центральной ямкой сетчатки, как показано на Фиг. 1 и 2 соответственно. Эти две фигуры используют для установки основных параметров/принципов, на которых основано описание настоящего изобретения; однако следует понимать, что хотя для простоты пояснения и описания проиллюстрированы только сферические ошибки преломления, настоящее изобретение в равной степени применимо к торическим линзам, которые включают в себя цилиндрические оптические силы на конкретной оси. Кроме того, как изложено более подробно впоследствии, элементарные линзы могут включать в себя оптическую силу и ось цилиндра, и они также могут содержать более сложные оптические конструкции, такие как аберрации более высокого порядка.
На Фиг. 3 представлен плоский (расфокусировка 0 диоптрий) волновой фронт 301 и волновые фронты 303 коаксиальных элементарных линз с расфокусировкой +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 300 к сетчатке 302 глаза 300. Как показано на рисунке, волновой фронт основной сферы 0 диоптрий фокусируется в одной точке 304 вдоль основной оптической оси 306. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0, точка 304 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 302. Волновой фронт +10,00 диоптрий каждой коаксиальной элементарной линзы 303 фокусируется в одной точке 308 перед сетчаткой 302, как и следовало ожидать при аномалии +10,00 диоптрий. Следует отметить, что элементарные линзы представляют собой небольшую секцию волнового фронта +10,00 диоптрий, показанную на Фиг. 2, и, таким образом, световые лучи 303 от каждой элементарной линзы все еще направлены в том же направлении, что и общий волновой фронт +10,00 диоптрий. Концентрические или асферические конструкции мультифокальных линз, обычно также имеют как основную дистанционную оптическую силу, так и дополнительную оптическую силу, имеющие общую ось. Как правило, в этих применениях для поддержания оптимального качества изображения дополнительная оптическая сила ограничена диапазоном от +1,00 до +3,00 диоптрии. Следовательно, дополнительная оптическая сила высокого порядка, необходимая для настоящего изобретения, не будет работать с этой конструкцией элементарных линз, а скорее с некоаксиальной конструкцией, как подробно изложено впоследствии.
На Фиг. 4 представлен плоский волновой фронт от плоской основной сферической линзы 401 и волновой фронт от некоаксиальных элементарных линз 403 +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 400 к сетчатке 402 глаза 400. Как показано на рисунке, плоский волновой фронт 401 фокусируется в одной точке 404 вдоль основной оптической оси 406. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0 диоптрий, точка 404 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 402. Каждый из волновых фронтов 403 с расфокусировкой +10,00 диоптрий от некоаксиальных элементарных линз фокусируется в одной точке 408 и 410 перед сетчаткой 402, как и следовало ожидать при линзе +10,00 диоптрий, но в направлении к центральной ямке. В отличие от Фиг. 3, элементарные линзы теперь обладают точками 408 и 410 фокуса, которые не совпадают с исходной общей оптической осью 406 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что волновой фронт сферических элементарных линз +10,00 диоптрий фокусируется перед сетчаткой 402 вдоль своей собственной оси, причем центр каждой элементарной линзы имеет 0-ую аномалию волнового фронта, и по обе стороны от его центральной точки имеет противоположный наклон и, следовательно, по прежнему указывает в том же направлении, что и эталонный центр сферы; а именно, в центральную ямку.
На Фиг. 5 представлен плоский волновой фронт от плоской основной сферической линзы 501 и волновой фронт от некоаксиальных элементарных линз 503 +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 500 к сетчатке 502 глаза 500. Как показано на рисунке, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 504 вдоль основной оптической оси 506. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0 диоптрий, точка 504 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 502. Каждый из волновых фронтов 503 с расфокусировкой +10,00 диоптрий от некоаксиальных элементарных линз фокусируется в одной точке 508 и 510 перед сетчаткой 502, как и следовало ожидать при линзе +10,00 диоптрий, но симметрично от центральной ямки. Как и в предыдущем случае, элементарные линзы теперь обладают точками 508 и 510 фокуса, которые не совпадают с исходной общей оптической осью 506 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что волновой фронт элементарных сферических линз фокусируется вдоль своей собственной оси и его наклоны отличаются от наклонов элементарных линз Фиг. 4, позволяя направить центры симметрично от центральной ямки, но при этом его локальная точка фокусировки +10,00 диоптрий расположена перед сетчаткой 502. Кроме того, оси элементарных линз сходятся симметрично к центральной оси 506 волнового фронта основной сферы. Другими словами, элементарные линзы 512 направляют световые лучи через исходную общую оптическую ось 506 к периферическим секциям сетчатки 502, равноудаленным от центральной ямки, что является симметричной конструкцией.
На Фиг. 6 представлен плоский волновой фронт от плоской основной сферической линзы 601 и волновой фронт от некоаксиальных элементарных линз 603 +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 600 к сетчатке 602 глаза 600. Как показано на рисунке, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 604 вдоль основной оптической оси 606. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0 диоптрий, точка 604 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 602. Каждый из волновых фронтов 603 с расфокусировкой +10,00 диоптрий от некоаксиальных элементарных линз фокусируется в одной точке 608 и 610 перед сетчаткой 602, как и следовало ожидать при линзе +10,00 диоптрий, но несимметрично от центральной ямки. Как и в предыдущем случае, элементарные линзы теперь обладают точками 608 и 610 фокуса, которые не совпадают с исходной общей осью 606 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что волновой фронт элементарных сферических линз фокусируется вдоль своей собственной оси и его наклоны отличаются от наклонов элементарных линз на Фиг. 4, позволяя направить центры несимметрично от центральной ямки, но при этом его локальная точка фокусировки +10,00 диоптрий расположена перед сетчаткой 602. Кроме того, оси элементарных линз сходятся несимметрично перед точкой фокуса волнового фронта центральной основной сферы. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи через исходную общую оптическую ось к периферическим секциям сетчатки 602, на разных расстояниях от центральной ямки, что является несимметричной конструкцией.
На Фиг. 7 представлен плоский волновой фронт от плоской основной сферической линзы 701 и волновой фронт от некоаксиальных элементарных линз 703 +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 700 к сетчатке 702 глаза 700. Как показано на рисунке, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 704 вдоль основной оптической оси 706. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0 диоптрий, точка 704 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 702. Каждый из волновых фронтов 703 с расфокусировкой +10,00 диоптрий от некоаксиальных элементарных линз фокусируется в одной точке 708 и 710 перед сетчаткой 702, как и следовало ожидать при линзе +10,00 диоптрий, но симметрично от центральной ямки, не пересекая основную оптическую ось 706. Как и в предыдущем случае, элементарные линзы теперь обладают точками 708 и 710 фокуса, которые не совпадают с исходной общей осью 706 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что волновой фронт элементарных сферических линз фокусируется вдоль своей собственной оси и его наклоны отличаются от наклонов элементарных линз на Фиг. 4, позволяя направить центры симметрично от центральной ямки, но при этом его локальная точка фокусировки +10,00 диоптрий расположена перед сетчаткой 702. Кроме того, оси элементарных линз сходятся симметрично позади центральной точки 704 фокуса волнового фронта основной сферы. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи, которые не пересекают исходную общую оптическую ось 706, но все же направлены к периферическим секциям сетчатки 702, которые равноудалены от центральной ямки, что является симметричной конструкцией.
На Фиг. 8 представлен плоский волновой фронт от плоской основной сферической линзы 801 и волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 803 +10,00 диоптрий, которые проходят через глаз 800 к сетчатке 802 глаза 800. Как показано на рисунке, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 804 вдоль основной оптической оси 806. Учитывая, что это представление ошибки волнового фронта 0 диоптрий, точка 804 фокуса расположена на центральной ямке сетчатки 802. Каждый из волновых фронтов 803 с расфокусировкой +10,00 диоптрий от некоаксиальных элементарных линз фокусируется в одной точке 808 и 810 перед сетчаткой 802, как и следовало ожидать при линзе +10,00 диоптрий, но несимметрично от центральной ямки, не пересекая основную оптическую ось 806. Как и в предыдущем случае, элементарные линзы теперь обладают точками 808 и 810 фокуса, которые не совпадают с исходной общей осью 806 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что волновой фронт элементарных сферических линз фокусируется вдоль своей собственной оси и его наклоны отличаются от наклонов элементарных линз на Фиг. 4, позволяя направить центры несимметрично от центральной ямки, но при этом его локальная точка фокусировки +10,00 диоптрий расположена перед сетчаткой 802. Кроме того, оси элементарных линз сходятся несимметрично позади центральной оси 806 волнового фронта основной сферы. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи, которые не пересекают исходную общую оптическую ось 806 внутри глаза, но все же направлены к периферическим секциям сетчатки 802, которые находятся на разных расстояниях от центральной ямки, что является несимметричной конструкцией.
Важно отметить, что комбинации описанных выше конфигураций также возможны, например оптическая конфигурация, которая включает в себя основную сферу с нулевой ошибкой волнового фронта, элементарные линзы, которые направляют лучи через основную оптическую ось, и элементарные линзы, которые направляют лучи к той же самой стороне основной оптической оси. Кроме того, элементарные линзы могут быть легко созданы в несферической форме. Это позволило бы точно настроить и управлять распределением лучей, выходящих из элементарных линз и падающих на сетчатку. Одним из примеров было бы создание элементарных линз с локальным астигматизмом, соответствующим их угловому положению. Степень астигматизма можно настроить, чтобы изменить ширину размытости сетчатки в виде «кольца» вокруг центральной ямки.
Контактные линзы представляют собой линзы, которые непосредственно помещают на глаз. Контактные линзы относятся к медицинским устройствам и могут применяться для коррекции зрения и/или из косметических или иных терапевтических соображений. Контактные линзы используют для продажи с целью улучшения зрения с 1950-х годов. Первые контактные линзы изготавливали или производили из твердых материалов, такие линзы были относительно дорогими и хрупкими. Кроме того, эти первые контактные линзы изготавливали из материалов, которые не позволяли проникать достаточному количеству кислорода через контактную линзу в конъюнктиву и роговицу, что могло потенциально повлечь за собой ряд неблагоприятных клинических эффектов. Хотя такие контактные линзы используют и в настоящее время, они подходят не всем пациентам из-за низкого уровня первоначального комфорта. Дальнейшие разработки в данной области привели к созданию мягких контактных линз на основе гидрогелей, которые сегодня чрезвычайно популярны и широко используются. Доступные в настоящее время силикон-гидрогелевые контактные линзы сочетают преимущества силикона, отличающегося исключительно высокой кислородной проницаемостью, с признанным удобством при ношении и клиническими показателями гидрогелей. По существу такие силикон-гидрогелевые контактные линзы обладают более высокими значениями кислородной проницаемости, и их по существу удобнее носить, чем контактные линзы, изготовленные из применявшихся ранее твердых материалов. С другой стороны, жесткие газопроницаемые контактные линзы изготавливают из полимеров с содержанием силоксана, но они более жесткие, чем мягкие контактные линзы, что позволяет им сохранять свою форму и делает их более долговечными.
Доступные в настоящее время контактные линзы остаются эффективным с экономической точки зрения средством коррекции зрения. Тонкие пластиковые линзы надевают на роговицу глаза для коррекции дефектов зрения, включая миопию (или близорукость), гиперметропию (или дальнозоркость), астигматизм, т. е. торичность роговицы, и старческую дальнозоркость, т. е. потерю способности хрусталика к аккомодации. Доступны различные формы контактных линз, которые изготовлены из различных материалов и обеспечивают различные функциональные возможности. Мягкие контактные линзы для повседневного ношения, как правило, изготавливают из мягких полимерных материалов, соединенных с водой для кислородной проницаемости. Мягкие контактные линзы для повседневного ношения могут представлять собой однодневные одноразовые линзы или одноразовые линзы длительного ношения. Однодневные одноразовые контактные линзы обычно носят в течение одного дня и затем выбрасывают, тогда как одноразовые контактные линзы длительного ношения обычно носят постоянно до тридцати дней. В окрашенных мягких контактных линзах используют различные материалы для обеспечения различных функциональных возможностей. Например, в контактных линзах с оттенком используют слабый оттенок, чтобы облегчать пользователю поиск выпавшей контактной линзы; контактные линзы с усиливающим оттенком имеют прозрачный или полупрозрачный оттенок, который может усиливать естественный цвет глаз пользователя; контактные линзы с цветным оттенком имеют непрозрачный оттенок, который может изменять цвет глаз пользователя, а светофильтрующие контактные линзы с оттенком могут усиливать определенные цвета, приглушая другие. Бифокальные и мультифокальные контактные линзы специально разработаны для пациентов, страдающих старческой дальнозоркостью, и доступны как в виде мягких, так и в виде жестких контактных линз. Торические контактные линзы специально разработаны для пациентов с астигматизмом и также доступны как в мягких, так и в жестких вариантах. Также доступны комбинированные линзы, сочетающие различные аспекты вышеописанного, например гибридные контактные линзы.
В соответствии с настоящим изобретением конфигурации элементарных линз разработаны для офтальмологических линз, которые обеспечивают коррекцию фовеального зрения и обладают миопической размытостью на ближней и дальней периферии сетчатки, чтобы уменьшить или остановить сигнал роста глаза с минимальным воздействием на основное зрение или вообще без такового. Контактные линзы по настоящему изобретению могут представлять собой сферические линзы или торические линзы. На Фиг. 12A и 12B показан пример контактной линзы 1200, которая может быть использована в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 12A представлен вид сверху в горизонтальной проекции линзы 1200, а на Фиг. 12B представлен вид сбоку линзы 1200. Контактная линза 1200 содержит переднюю выпуклую поверхность 1202 и заднюю вогнутую поверхность 1204. Оптическая зона 1206 содержит оптические элементы 1208 для основной коррекции дальнего зрения и множество некоаксиальных элементарных линз 1210 с дополнительной оптической силой высокой степени для создания миопической расфокусировки для лечения прогрессирования миопии. Отношение общей площади оптических элементов 1208 для основной коррекции дальнего зрения к площади некоаксиальных элементарных линз 1210 может варьироваться от 20:80 до 80:20. Элементарные линзы 1210 могут быть образованы на передней выпуклой поверхности 1202 или задней вогнутой поверхности 1204. Предпочтительно элементарные линзы 1210 образованы на передней выпуклой поверхности 1202. Контактная линза 1200 также содержит периферическую зону 1212.
На Фиг. 9 представлено шесть примеров осуществления конфигураций некоаксиальных элементарных линз для апертуры зрачка 5,5 мм, в которых отношение площади коррекции дальнего зрения к площади плюсового усиления или коэффициент заполнения варьируется от двадцати (20) до шестидесяти (60) процентов, а также значение плюсового усиления варьируется от +2,50 диоптрии до +20,0 диоптрии. В этих примерах размеры элементарных линз 900 составляют 0,45 мм, 0,62 мм и 0,77 мм для коэффициентов заполнения 20, 40 и 60 процентов соответственно. Расстояние между центрами элементарных линз оставалось постоянным на уровне 0,88 мм. Диаметр прозрачного центра также оставался постоянным на уровне 2,00 мм. Важно отметить, что можно использовать любую подходящую конструкцию элементарных линз 900. Кроме того, для элементарных линз 900 можно использовать любую подходящую форму и размер, например круглые, шестиугольные, концентрические кольца или даже радиальные зоны размером от 0,5 до 1,1 мм. В приведенной ниже таблице 1 даны параметры конфигурации для указанных выше примеров.
Таблица 1
№ примера конфигурации
Диаметр прозрачного центра (мм)
Апертура зрачка (мм)
Коэффициент заполнения (%)
Расстояние между элементарными линзами (мм)
Рефракция при коррекции дальнего зрения (дптр)
Дополнительная оптическая сила (дптр) (миопическая сила)
1
2,0
5,5
20
0,88
0,00
+10
2
2,0
5,5
40
0,88
0,00
+2,5
3
2,0
5,5
40
0,88
0,00
+5
4
2,0
5,5
40
0,88
0,00
+10
5
2,0
5,5
40
0,88
0,00
+20
6
2,0
5,5
60
0,88
0,00
+10
Информация о зрительной эффективности и контрастной чувствительности по Веберу для вышеупомянутых конфигураций некоаксиальных элементарных линз относительно лучшей сферической коррекции и по сравнению с обычной сферической линзой +3,00 диоптрии, двухзонной бифокальной линзой с дополнительной оптической силой +3,00 диоптрии или бифокальной линзой с концентрическим кольцом с дополнительной оптической силой +2,00 диоптрии дана в приведенной ниже таблице 2. Во всех случаях конфигурация элементарных линз с некоаксиальными оптическими элементарными линзами приводила к меньшей потере остроты зрения и потере контрастной чувствительности по Веберу по сравнению с обычными коаксиальными оптическими подходами, такими как двухзонные и концентрические бифокальные линзы. Контраст - это по существу разница в освещенности/яркости, которая делает объект или объекты в поле зрения различимыми, а контрастная чувствительность по Веберу - это по сути порог обнаружения глаза между освещенностью объекта и освещенностью фона.
Таблица 2
Тип конфигурации
Коэффициент заполнения зрачка 5,5 мм
Дополнительная оптическая сила/ гиперметропическая сила (дптр)
VSOTF
Размер элементарной линзы
Потеря остроты зрения logMAR Среднее/СО (N=5)
Потеря контрастной чувствительности по ВеберуСреднее/СО(N=5)
+3,00 дптр обычная сфера
100%
Н/П
0,001
Н/П
0,81 ± 0,06
Н/П
Концентрическая бифокальная
50%
2,0
Н/П
Н/П
0,07 ± 0,02
0,04 ± 0,02
Двухзонная
85%
3,0
Н/П
Н/П
0,08 ± 0,01
0,05 ± 0,01
Пример 1
20%
10,0
0,6332
0,02 ± 0,01
0,02 ± 0,02
Пример 2
40%
2,5
0,5375
0,02 ± 0,04
0,01 ± 0,01
Пример 3
40%
5,0
0,5277
0,03 ± 0,04
0,03 ± 0,02
Пример 4
40%
10,0
0,5083
0,04 ± 0,04
0,03 ± 0,01
Пример 5
40%
20,0
0,4952
0,05 ± 0,05
0,03 ± 0,01
Пример 6
60%
10,0
0,3720
0,04 ± 0,02
0,02 ± 0,02
В соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения на Фиг. 10 представлен вариант оптической конфигурации с прозрачной центральной зоной и без нее при сохранении постоянного коэффициента заполнения в процентах, дополнительной оптической силы и размера элементарной линзы. Как показано на рисунке, в оптической конструкции с прозрачной центральной зоной 1000 расположение элементарных линз 1002 в такой зоне не предусмотрено. Параметры конфигураций и рассчитанная зрительная эффективность (VSOTF) для каждого из примеров конфигурации даны в таблице 3, приведенной ниже.
Число Штреля, основанное на оптической передаточной функции (VSOTF), является широко используемым показателем зрительной эффективности, который может быть непосредственно получен из аберраций волнового фронта. Оно указывает на то, как на качество изображения на сетчатке влияют оптические элементы глаза и другие аберрации, вызванные различными видами дополнительных вспомогательных средств для зрения (например, очки или контактные линзы и т. д.). Расширенное значение VSOTF задается следующим уравнением:
,
где  обозначает дифракционно-ограниченную оптическую передаточную функцию,  - функция нейронной контрастной чувствительности, а  -координаты пространственной частоты.
Таблица 3
№ примера конфигурации
Диаметр прозрачного центра (мм)
Апертура зрачка (мм)
Коэффициент заполнения (%)
Расстояние между элементарными линзами (мм)
Рефракция при коррекции дальнего зрения (дптр)
Дополнительная оптическая сила (дптр) (миопическая сила)
VSOTF
1
Н/П
5,5
60
0,88
0,00
+10
0,1683
2
2
5,5
60
0,88
0,00
+10
0,3720
3
Н/П
5,5
40
0,88
0,00
+20
0,3940
4
2
5,5
40
0,88
0,00
+20
0,4952
В соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения на Фиг. 11 представлены смоделированные изображения на сетчатке глаза в модели глаза, дифракционно-ограниченной в отношении качества изображения и зрительной эффективности, в зависимости от размера элементарной линзы 1100 и дополнительной оптической силы. В приведенной ниже таблице 4 даны параметры конфигураций и рассчитанная зрительная эффективность для каждой из конфигураций. Из данных в таблице 4 видно, что дополнительная оптическая сила оказывает меньшее влияние на VSOTF, чем размер элементарных линз. Соответственно, оптимальные параметры конструкции могут включать в себя дополнительную оптическую силу высокой степени для повышения эффективности лечения, небольшой размер элементарной линзы и прозрачный центр.
Таблица 4
№ примера конфигурации
Апертура зрачка (мм)
Коэффициент заполнения (%)
Диаметр элементарной линзы (мм)
Дополни тельная оптическая сила (дптр)
VSOTF
Дополни-тельная оптическая сила (дптр)
VSOTF
Дополни-тельная оптическая сила (дптр)
VSOTF
1
5,5
40
0,9
+5
0,3037
+10
0,3036
+20
0,3023
2
5,5
40
0,8
+5
0,3715
+10
0,3526
+20
0,3499
3
5,5
40
0,7
+5
0,3921
+10
0,3795
+20
0,3720
Важно отметить, что хотя описанные здесь примеры осуществления относятся к контактным линзам, которые содержат элементарные линзы, имеющие одинаковую локальную оптическую силу, будь то +1,00 дптр или +30,00 дптр, возможно реализовать контактные линзы, содержащие элементарные линзы различной оптической силы. Например, контактная линза может содержать элементарные линзы с локальной оптической силой +2,00 дптр в одной области и +10,00 дптр или +20,00 дптр в другой области. В еще одних примерах осуществления локальные оптические силы могут изменяться поочередно с соседними элементарными линзами. По существу можно использовать любую приемлемую комбинацию локальных оптических сил.
Также важно отметить, что описанные здесь примеры осуществления относятся к контактным линзам, позволяющим замедлить прогрессирование миопии. Такие элементарные линзы содержат базовую сферу нулевой или отрицательной оптической силы для коррекции дальнего зрения и некоаксиальные элементарные линзы с положительной дополнительноц оптической силой для формирования миопической размытости. Также возможно реализовать контактные линзы для гиперметропических субъектов с обратной полярностью. В таких линзах базовая сферическая коррекция представляет собой рефракционную коррекцию с плюсовым усилением, а некоаксиальные элементарные линзы имеют отрицательную оптическую силу, что позволяет сформировать гиперметропическую размытость, приводящую к эмметропии.
Важно отметить, что термин «офтальмологическая линза» представляет собой более обширное понятие, чем просто контактные линзы. Офтальмологические линзы включают в себя корректирующие линзы. Корректирующие линзы обычно называют очками. Корректирующие линзы или очки обычно включают в себя две линзы, закрепленные с помощью оправы, выполненной с возможностью закрепления линз на надлежащем расстоянии от глаз пользователя. На Фиг. 13 представлена иллюстративная пара очков 1300. Как указано выше, иллюстративные очки 1300 содержат две линзы 1302, которые закреплены в оправе 1304. Офтальмологические линзы также включают в себя интраокулярные линзы или ИОЛ. Интраокулярные линзы - это медицинские устройства, которые имплантируют в глаз, чтобы заменить хрусталик глаза, что является частью лечения катаракты. После достижения определенного уровня непрозрачности хрусталик глаза удаляют и заменяют ИОЛ. В редких случаях субъекты могут родиться без хрусталика глаза, и ИОЛ имплантируют без необходимости удаления существующего непрозрачного хрусталика. После удаления хрусталика глаза псевдофакичная ИОЛ обеспечивает ту же функцию фокусировки света, что и хрусталик. Факичную ИОЛ можно использовать как часть рефракционной хирургии для изменения оптической силы глаза в качестве лечения миопии. Этот тип ИОЛ помещают поверх естественного хрусталика глаза. На Фиг. 14 представлен пример ИОЛ 1400. Иллюстративная ИОЛ 1400 содержит линзу 1402 и два опорных элемента 1404, которые удерживают линзу 1402 в правильном положении внутри капсульного мешка глаза или капсулы глаза. Офтальмологические линзы также включают в себя роговичные имплантируемые/накладные линзы. Роговичная имплантируемая/накладная линза - это медицинское устройство, которое хирургически имплантируют в слой собственного вещества роговицы, обычно для лечения старческой дальнозоркости. На Фиг. 15 представлена иллюстративная роговичная имплантируемая/накладная линза 1500 в роговице глаза 1502. Оптические элементы настоящего изобретения могут быть встроены в любую из офтальмологических линз, описанных в настоящем документе.
Хотя показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, для специалистов в данной области техники будут очевидны возможности отступления от описанных и показанных установленных конфигураций способов, которые могут быть использованы, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными и проиллюстрированными конструкциями, но его следует рассматривать в согласовании со всеми модификациями в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.