КОНСТРУКЦИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНЗ ДЛЯ КОНТРОЛЯ БЛИЗОРУКОСТИ
OPHTHALMIC LENS DESIGN FOR MYOPIA CONTROL

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к конструкциям и способам профилактики, остановки и замедления развития близорукости.
Близорукость, также известная под названием миопия, представляет собой патологическое состояние светопреломляющей системы глаза, при котором полная оптическая сила глаза оказывается слишком высокой (слишком большой), что приводит к фокусированию лучей света от удаленных источников перед сетчаткой. Пациентом состояние воспринимается как размытость удаленных объектов, при этом степень размытости напрямую связана со степенью тяжести близорукости. Состояние часто впервые диагностируется в детстве, как правило, в школьном возрасте. Прогрессирование или нарастание степени тяжести близорукости обычно отмечается у пациентов до начала периода полового созревания.
В патенте США № 6045578 предложены способы применения аксиальной продольной сферической аберрации (LSA) в конструкциях контактных линз в качестве меры замедления развития близорукости. Однако предложенный в нем подход не принимает во внимание конкретные характеристики волнового фронта/преломляющей способности глаза отдельного пациента или усредненные по группе данные, а также изменения размера зрачка, связанные с работой на ближнем расстоянии.
В патенте США № 7025460 предложены способы изменения кривизны поля изображения (внеосевое варьирование фокальной точки) в качестве меры замедления развития близорукости. Используемый в рамках этого подхода математический аппарат оперирует понятием «расширенное уравнение для кривых второго порядка», которое предполагает, что в уравнения для простых кривых второго порядка дополнительно введены полиномиальные члены четных порядков. Указанные уравнения с дополнительными полиномиальными членами обрабатываются таким образом, что форма поверхности контактной линзы описываемой конструкции обеспечивает требуемую степень кривизны поля изображения.
В патентах США №№ 2003/0058404 и 2008/0309882 предложен способ измерения волнового фронта глаза и индивидуальной коррекции волнового фронта глаза для замедления развития близорукости. Изменения размера зрачка, связанные с работой на ближнем расстоянии, при разработке указанной конструкции не рассматривались.
В патенте № EP 1853961 предложено измерять волновой фронт до и после работы на ближнем расстоянии. Затем выявленные изменения в аберрациях волнового фронта корректируются с помощью индивидуально подбираемых контактных линз. Данные по группам или популяции при разработке конструкции для контроля роста глаза не учитывались.
Orthokeratology Alters Aberrations of The Eye; Optometry and Vision Science, May 2009. В данной работе обсуждаются аберрации высокого порядка, связанные с ортокератологией.
Таким образом, необходим более комплексный подход к замедлению или остановке развития близорукости. Именно такой подход и рассматривается в настоящей заявке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящего изобретения способ и конструкция изготовления офтальмологических линз для контроля и замедления развития близорукости включают использование данных по топографии роговой оболочки для корректируемого глаза. Такие офтальмологические линзы включают, например, контактные линзы, интраокулярные линзы, роговичные имплантаты и роговичные накладки.
В другом аспекте настоящего изобретения способ и конструкция изготовления офтальмологических линз для контроля и замедления развития близорукости включают использование данных волнового фронта для корректируемого глаза.
В еще одном аспекте настоящего изобретения конструкция офтальмологических линз, изготовленных в соответствии со способами настоящего изобретения, включает выпуклую поверхность с центральной оптической зоной, окруженной периферической зоной, которая в свою очередь окружена краевой зоной, и вогнутую поверхность, находящуюся в контакте с глазом носящего линзу пациента; указанная центральная оптическая зона содержит внутренний диск и множество кольцевых зон; и оптическая сила линзы в любом местоположении оптической зоны получается из вычитания оптической силы глаза до проведения процедуры ортокератологии и оптической силы после процедуры ортокератологии; изготовленные в соответствии с такой конструкцией линзы выполнены с возможностью контроля или замедления развития близорукости.
В другом аспекте настоящего изобретения способ формирования конструкции офтальмологической линзы включает этапы получения данных по топографии роговой оболочки глаза до и после процедуры ортокератологии, преобразования данных по топографии роговой оболочки в радиальные карты оптической силы, вычитания карты для роговой оболочки после процедуры ортокератологии из карты для роговой оболочки до процедуры ортокератологии и формирования профиля оптической силы линзы.
В другом аспекте настоящего изобретения способ формирования конструкции офтальмологической линзы включает этапы получения данных по волновому фронту до и после процедуры ортокератологии, преобразования данных по волновому фронту в радиальные карты оптической силы, вычитания карты для роговой оболочки после процедуры ортокератологии из карты для роговой оболочки до процедуры ортокератологии и формирования профиля оптической силы линзы.
В еще одном аспекте настоящего изобретения учитываются данные для всего населения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения учитываются данные для некоторой подгруппы всего населения.
В еще одном аспекте настоящего изобретения учитываются данные для отдельного пациента.
В еще одном аспекте настоящего изобретения используемые данные представляют собой результат усреднения множества файлов.
В еще одном аспекте настоящего изобретения профиль оптической силы для конструкции разрабатываемой линзы рассчитывается путем усреднения по всем меридианам для получения осесимметричной формы.
В еще одном аспекте настоящего изобретения профиль оптической силы для конструкции разрабатываемой линзы рассчитывается путем усреднения по индивидуальным меридианам для получения неосесимметричной формы.
В еще одном аспекте настоящего изобретения способы конструирования линз для замедления развития близорукости кодируются в виде инструкций, например машинных инструкций, и вводятся в виде программы в компьютер.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предмет изобретения включает исполняемые инструкции для конструирования линз для замедления прогрессирования близорукости; способ изобретения включает преобразование характеризующих глаз данных по топографии роговой оболочки в радиальную карту оптической силы, формирование профиля оптической силы линзы и использование полученного профиля оптической силы для конструирования линзы для линзы, имеющей выпуклую поверхность с центральной оптической зоной, окруженной периферической зоной, которая в свою очередь окружена краевой зоной, и вогнутую поверхность, находящуюся в контакте с глазом носящего линзу пациента; при этом центральная оптическая зона содержит внутренний диск и множество кольцевых зон; оптическая сила линзы в любом местоположении оптической зоны получается из вычитания оптической силы глаза до проведения процедуры ортокератологии и оптической силы после процедуры ортокератологии.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предмет изобретения включает исполняемые инструкции для конструирования линз для замедления прогрессирования близорукости; способ изобретения включает преобразование характеризующих глаз данных по волновому фронту в радиальную карту оптической силы, формирование профиля оптической силы линзы и использование полученного профиля оптической силы для конструирования линзы для линзы, имеющей выпуклую поверхность с центральной оптической зоной, окруженной периферической зоной, которая в свою очередь окружена краевой зоной, и вогнутую поверхность, находящуюся в контакте с глазом носящего линзу пациента; при этом центральная оптическая зона содержит внутренний диск и множество кольцевых зон; оптическая сила линзы в любом местоположении оптической зоны получается из вычитания оптической силы глаза до проведения процедуры ортокератологии и оптической силы после процедуры ортокератологии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ. 1 показаны усредненные карты топографии роговой оболочки для группы из 26 пациентов до проведения процедуры ортокератологии.
На ФИГ. 2 показаны усредненные карты топографии роговой оболочки для группы из 26 пациентов после проведения процедуры ортокератологии.
На ФИГ. 3 показана разность между усредненными картами топографии роговой оболочки после и до проведения процедуры ортокератологии для группы из 26 пациентов, прошедших процедуру ортокератологии.
На ФИГ. 4 показана разность между усредненными картами топографии роговой оболочки после и до проведения процедуры ортокератологии для группы из 26 пациентов, прошедших процедуру ортокератологии, обрезанную до диаметра 6 мм.
На ФИГ. 5 показан профиль оптической силы конструкции линзы в соответствии с настоящим изобретением.
На ФИГ. 6 показана огибающая профилей оптической силы конструкции линзы, построенная на основе масштабирования средних по всем меридианам в приведенном выше примере в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ортокератология (иногда называемая также рефракционной терапией роговой оболочки) представляет собой процедуру подбора жестких контактных линз для целенаправленного изменения формы центральной части роговой оболочки глаза. Уменьшение кривизны центральной части роговой оболочки глаза приводит к уменьшению оптической силы роговой оболочки и тем самым всего глаза. Это дает эффект снижения степени тяжести близорукости глаза. Как правило, специально сконструированные жесткие контактные линзы надевают на ночь, на время сна, и снимают утром. Давление, создаваемое такой жесткой линзой на роговую оболочку во время сна, способствует временному уплощению центральной части роговой оболочки. Такое уплощение приводит к снижению близорукости, которое постепенно регрессирует (то есть роговая оболочка возвращается к своей нормальной форме) в течение последующих 1-3 дней. Использующий процедуру ортокератологии пациент надевает жесткие контактные линзы на время сна каждые 1-3 ночи, в зависимости от скорости восстановления формы роговой оболочки, и тем самым поддерживает сниженную степень близорукости во время бодрствования без необходимости ношения каких-либо контактных линз или очков.
Неожиданным следствием ортокератологии оказалось снижение скорости развития близорукости у пациентов, использующих подобную форму коррекции близорукости. Исследования Cho et al. (исследование LORIC) и Walline et al. (исследование CRAYON) продемонстрировали, что у носящих ортокератологические линзы пациентов снижается не только степень тяжести близорукости, но и скорость ее развития (т.е. роста глаза). Возможным объяснением такого снижения скорости развития близорукости могут служить оптические изменения, вызываемые процедурой ортокератологии в роговой оболочке. Ортокератология эффективно изменяет оптические свойства роговой оболочки таким образом, что оптическая сила ее центральной части становится более отрицательной (менее положительной), а оптическая сила ее периферийной части - более положительной (менее отрицательной).
В одном из предпочтительных вариантов осуществления способы, составляющие предмет настоящего изобретения, включают использование данных по топографии роговой оболочки для конструирования и изготовления контактных линз, которые могут найти применение для терапии, замедления и иногда остановки развития близорукости. Данные по топографии роговой оболочки получают у пациента с использованием видеокератоскопа, такого как Keratron или Keratron Scout (Компания Optikon 2000; Рим, Италия). Полученные топографические данные могут быть представлены в нескольких форматах. Предпочтительным форматом для целей настоящего изобретения является представление роговой оболочки в виде набора данных по оптической силе.
На ФИГ. 1 показаны полученные с помощью видеокератоскопа усредненные данные оптической силы 26 глаз до проведения процедуры ортокератологии, а на ФИГ. 2 показаны результаты видеокератоскопии тех же 26 глаз после проведения процедуры ортокератологии. Изменение оптической силы роговой оболочки может быть получено вычитанием оптической силы роговой оболочки до и после проведения процедуры ортокератологии. На такой карте изменения оптической силы виден сдвиг оптической силы центральной части в отрицательном направлении (т.е. синие цвета) и сдвиг оптической силы периферийной части в положительном направлении (т.е. красные цвета), как показано на ФИГ. 3. Подобная разностная карта является основой для способов разработки профилей оптической силы, описываемых в настоящей заявке, позволяющих контролировать скорость развития близорукости.
В одном варианте осуществления подобные карты центрированы вокруг оси видеокератоскопа (оси, на которой видеокератоскоп измеряет форму роговой оболочки), однако в предпочтительном варианте осуществления они могут также быть пересчитаны и центрированы вокруг зрачка глаза (т.е. входного отверстия глаза в плоскости роговой оболочки). Ось зрачка и ось видеокератоскопа редко совпадают. В условиях оптической конструкции предпочтительно центрировать оптическую конструкцию вдоль оси центра входного отверстия зрачка.
Следующим этапом в процессе конструирования мягкой линзы является сведение двумерной разностной карты оптической силы в среднее изменение оптической силы по всем меридианам, что дает симметричную карту средней оптической силы. На ФИГ. 4 эта процедура проиллюстрирована для двумерной разностной карты оптической силы, ограниченной диаметром 6 мм.
В альтернативном варианте осуществления полученная разностная карты оптической силы сводится в двумерную разностную карту оптической силы путем усреднения изменения оптической силы вдоль каждого меридиана, при этом по индивидуальным меридианам усреднение производится раздельно, для получения неосесимметричной карты средней оптической силы.
В предпочтительном варианте осуществления желательно расширить профиль оптической силы конструкции линзы за пределы ограничения 6 мм до 8 мм и создать профиль оптической силы, обеспечивающий лучший клинический результат и позволяющий обойтись без введения пациенту избыточной дополнительной положительной оптической силы. В предпочтительном варианте осуществления положительная оптическая сила сначала снижается и затем выводится на постоянный уровень.
В предпочтительном варианте осуществления конструкция офтальмологических линз, изготовленных в соответствии со способами настоящего изобретения, включает выпуклую поверхность с центральной оптической зоной, окруженной периферической зоной, которая в свою очередь окружена краевой зоной, и вогнутую поверхность, находящуюся в контакте с глазом носящего линзу пациента; при этом центральная оптическая зона содержит внутренний диск и множество кольцевых зон; и оптическая сила линзы в любом местоположении оптической зоны получается из вычитания оптической силы глаза до проведения процедуры ортокератологии и оптической силы после процедуры ортокератологии; изготовленные в соответствии с такой конструкцией линзы выполнены с возможностью контроля или замедления развития близорукости.
На ФИГ. 5 показан профиль оптической силы для предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. В данном предпочтительном варианте осуществления указанная центральная оптическая зона содержит внутренний диск с диапазоном возможных диаметров от 0 до 2 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 1,5 мм; первую кольцевую зону с внешним диаметром от 6,0 до 7,0 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 6,5 мм; окружающую первую кольцевую зону вторую кольцевую зону с внешним диаметром от 7,25 до 7,75 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 7,5 мм; и окружающую вторую кольцевую зону третью кольцевую зону с внешним диаметром от 7,5 до 8,5 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 8 мм.
Показанная на ФИГ. 5 оптическая сила основана на обработке данных для среднего совокупного. Приведенные силы следует добавить к рекомендованным пациенту для коррекции дальнего зрения. Оптическая сила в центральном диске оптической зоны является по существу постоянной; оптическая сила в первой кольцевой зоне, при диаметре 4 мм, возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +0,5 до +1,5 диоптрий, с предпочтительным значением приблизительно +1,0 диоптрий, и при диаметре 6,5 мм возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +1,5 до +5,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,4 D; оптическая сила во второй кольцевой зоне плавно уменьшается от оптической силы на границе первой кольцевой зоны до оптической силы в диапазоне от приблизительно +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,0 D; оптическая сила в третьей кольцевой зоне остается по существу постоянной и приблизительно равной оптической силе на границе второй кольцевой зоны.
Рекомендованные пациенту профили оптической силы для коррекции дальнего зрения, по существу отличные от -3,00 D, могут потребовать масштабирования профиля оптической силы. На ФИГ. 6 показан предпочтительный вариант осуществления масштабированной огибающей полученных кривых оптической силы, которые могут быть рассчитаны и использованы для конструирования линзы, исходя из приведенных выше усредненных данных. Таким образом, для составляющей предмет настоящего изобретения конструкции линзы оказывается возможным создать семейство закладываемых в конструкцию профилей оптической силы. Последние создаются путем пропорционального умножения на масштабирующий множитель для каждой точки апертуры; при этом указанный масштабирующий множитель находится в диапазоне от 0,25 до 4 и предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 до 1,5.
Предпочтительные этапы процесса формирования профиля оптической силы для конструкции линзы в соответствии с данным способом включают:
1) получение и усреднение топографических карт оптической силы роговой оболочки для глаз до процедуры ортокератологии,
2) получение и усреднение карт оптической силы роговой оболочки для глаз после процедуры ортокератологии,
3) вычитание карты для роговой оболочки до процедуры ортокератологии из карты для роговой оболочки после процедуры ортокератологии,
4) усреднение по всем меридианам для получения осесимметричной карты оптической силы,
5) в альтернативном варианте усреднение по индивидуальным меридианам для получения неосесимметричной карты оптической силы,
6) обрезание полученных карт до удобного однородного диаметра,
7) необязательно расширение полученного профиля до большего диаметра путем снижения положительной оптической силы и затем вывода ее на постоянный уровень,
8) необязательно формирование огибающей профилей оптической силы путем пропорционального масштабирования.
В альтернативном варианте осуществления способы, составляющие предмет настоящего изобретения, включают использование данных волнового фронта для создания и производства контактных линз, которые могут найти применение для лечения, замедления, а иногда и полной остановки развития близорукости. Данные волнового фронта глаза у пациента собирают с использованием датчика волнового фронта, например, системы полного офтальмологического анализа COAS (компания Wavefront Sciences Inc, Альбукерке, штат Нью-Мексико, США). Полученные данные волнового фронта, как правило, представлены в виде коэффициентов в разложении по полиномам Цернике, но могут также быть представлены в виде набора высот волнового фронта в точках с заданными декартовыми или полярными координатами. Предпочтительная система обозначения коэффициентов Цернике изложена как способ Американского оптического общества (OSA) и зафиксирована в стандарте ANSI Z80.28.
Предпочтительные этапы процесса формирования профиля оптической силы для конструкции линзы в соответствии с данным способом включают:
1) получение и усреднение карт волнового фронта для глаз до процедуры ортокератологии. Каждый волновой фронт преобразуется в карту оптической силы путем оценки радиальных угловых коэффициентов в направлении оси z, определяемой как ось, расположенная в направлении «спереди назад», например, вдоль зрительной оси через центр зрачка,
2) получение и усреднение карт волнового фронта для глаз после процедуры ортокератологии. Каждый волновой фронт преобразуется в карту оптической силы путем оценки радиальных угловых коэффициентов в направлении оси z, определяемой как ось, расположенная в направлении «спереди назад», например, вдоль зрительной оси через центр зрачка,
3) вычитание карты до процедуры ортокератологии из карты после процедуры ортокератологии,
4) усреднение по всем меридианам для получения осесимметричной карты оптической силы,
5) в альтернативном варианте усреднение по индивидуальным меридианам для получения неосесимметричной карты оптической силы,
6) обрезание полученных карт до удобного диаметра,
7) необязательно расширение полученного профиля до большего диаметра путем снижения положительной оптической силы и затем вывода ее на постоянный уровень,
8) необязательно формирование огибающей профилей оптической силы путем пропорционального масштабирования.
<mrow><msub><mi>Ψ</mi><mi>j</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>ρ</mi><mo>,</mo><mi>θ</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
В этом способе карта оптической силы составляется на основе набора оцененных коэффициентов Цернике для волнового фронта с использованием полиномов Цернике для оптической силы,
, следующим образом (см. Iskander et al., 2007, прилагается к настоящему документу)
<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd></mtr></mtable></mrow>
(1)
<mrow><msub><mi>c</mi><mi>j</mi></msub></mrow>
где
- коэффициенты в разложении волнового фронта по полиномам Цернике,
<mrow><msub><mi>r</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub></mrow>
- радиус зрачка;
<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd></mtr></mtable></mrow>
(2)
а также
<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd><mtd><mrow /></mtd></mtr></mtable></mrow>
(3)
и
Специалистам известны и другие способы формирования или расчета величин оптической силы из данных по волновому фронту. Размеры зрачка также оцениваются либо непосредственно по результатам измерения волнового фронта, либо путем независимого измерения зрачка (например, с использованием пупиллометра). Если размер зрачка определяется независимо от измерения волнового фронта, измерение должно проводиться в аналогичных условиях освещения.
Раскрываемый способ разработки линз для конкретного пациента основывается на индивидуальных данных для пациента, на средних данных по некоторой подгруппе населения, либо на усредненных данных по всему населению. Описываемый способ может быть использован для получения осесимметричной конструкции линзы, в которой все меридианы оптической зоны идентичны, или неосесимметричной конструкции линзы, в которой каждый меридиан выбирают индивидуально на основе анализа данных по топографии роговой оболочки или волновому фронту до и после процедуры ортокератологии.
Офтальмологические линзы, изготовленные в соответствии с принципами настоящего изобретения, имеют следующие конструктивные элементы и характеристики:
а) выпуклую поверхность с центральной оптической зоной, окруженной периферической зоной, которая в свою очередь окружена краевой зоной, и вогнутую поверхность, находящуюся в контакте с глазом пользователя;
b) оптическая сила линзы в любом местоположении оптической зоны получается из вычитания оптической силы глаза до проведения процедуры ортокератологии и оптической силы после процедуры ортокератологии.
В другом предпочтительном варианте осуществления офтальмологические линзы, изготовленные в соответствии с принципами настоящего изобретения, имеют следующие конструктивные элементы и характеристики:
а) центральную оптическую зону, причем центральная оптическая зона содержит внутренний диск с диапазоном возможных диаметров от 0 до 2 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 1,5 мм;
b) первую кольцевую зону с внешним диаметром от 6,0 до 7,0 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 6,5 мм;
c) окружающую первую кольцевую зону вторую кольцевую зону с внешним диаметром от 7,25 до 7,75 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 7,5 мм;
d) окружающую вторую кольцевую зону третью кольцевую зону с внешним диаметром от 7,5 до 8,5 мм и предпочтительным диаметром приблизительно 8 мм.
В другом предпочтительном аспекте настоящего изобретения офтальмологические линзы, изготовленные в соответствии с принципами настоящего изобретения, имеют следующие конструктивные элементы и характеристики:
а) оптическая сила в центральном диске оптической зоны является по существу постоянной;
b) оптическая сила в первой кольцевой зоне, при диаметре приблизительно 4 мм, возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +0,5 до +1,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +1,0 D, при диаметре 6,5 мм возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +1,5 до +5,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,4 D;
c) оптическая сила во второй кольцевой зоне плавно уменьшается от оптической силы на границе первой кольцевой зоны до оптической силы в диапазоне от приблизительно +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,0 D;
d) оптическая сила в третьей кольцевой зоне остается по существу постоянной и приблизительно равной оптической силе на границе второй кольцевой зоны.
В другом предпочтительном аспекте настоящего изобретения офтальмологические линзы, изготовленные в соответствии с принципами настоящего изобретения, имеют следующие конструктивные элементы и характеристики:
а) оптическая сила в центральном диске оптической зоны является по существу постоянной;
b) оптическая сила в первой кольцевой зоне возрастает в направлении положительной силы, следуя соответствующему полиномиальному выражению 4-го или более высокого порядка.
6
5
4
3
2
В предпочтительном аспекте изменение оптической силы в первой кольцевой зоне описывается выражением: оптическая сила = 0,486x-5,8447x+27,568x-65,028x+81,52x-51,447x+12,773,
где x представляет собой радиальное расстояние от центра линзы.
c) оптическая сила во второй кольцевой зоне уменьшается от оптической силы на границе первой кольцевой зоны до оптической силы в диапазоне от приблизительно +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,0 D;
d) оптическая сила в третьей кольцевой зоне остается по существу постоянной и приблизительно равной оптической силе на границе второй кольцевой зоны.
Специалист в данной области определит, что оптическая сила в центральной оптической зоне линзы является результатом оптических сил задней поверхности и передней поверхности, работающих вместе. Вариации оптической силы, описываемые в способе и конструкции, составляющих предмет настоящего изобретения, могут быть созданы за счет передней поверхности линзы, задней поверхности линзы или их сочетания. В предпочтительном варианте осуществления вариации оптической силы, описываемые в способе и конструкции, составляющих предмет настоящего изобретения, создаются за счет передней поверхности линзы.
Способы разработки офтальмологических линз на основе профиля оптической силы
Для конструирования оптической линзы для контроля близорукости могут использоваться различные источники данных, например, следующие:
индивидуальная конструкция на основе индивидуальных данных отдельного пациента, или
усредненная по группе конструкция на основе данных для подгруппы популяции (например, азиатские подростки в возрасте от 10 до 16 лет), или
усредненная по популяции конструкция на основе имеющихся данных (например, все страдающие близорукостью пациенты).
Кроме того, способы, составляющие предмет настоящего изобретения, позволяют получать как осесимметричные, так и неосесимметричные конструкции линз. При усреднении данных по всем принимаемым во внимание полумеридианам полученный средний профиль можно использовать для создания осесимметричных конструкций или удерживание имеющихся данных для каждого полумеридиана позволяет создавать неосесимметричные конструкции. Формы неосесимметричных коррекций, помимо прочего, включают коррекцию торических и сфероцилиндрических аберраций, а также сфероцилиндрических аберраций с учетом аберраций высоких порядков. Торические аберрации включают правильный и неправильный астигматизм.
Ниже представлен пример способа разработки конструкции линзы в соответствии с принципами настоящего изобретения на основе усредненных данных по всем принимаемым во внимание полумеридианам. Этот подход дает осесимметричную конструкцию линзы.
Способ 1
В первом способе в качестве отправной точки для конструирования линзы используются карты, полученные до и после процедуры ортокератологии. Карта, полученная до процедуры ортокератологии, вычитается из карты, полученной после процедуры ортокератологии, и производится усреднение по всем меридианам. Это дает профиль оптической силы, показанный на ФИГ. 5. Полученный профиль оптической силы затем используется для базового конструирования линзы для страдающего близорукостью пациента, которому требуется линза оптической силы -3,00 DS, для замедления развития близорукости. В способе 1 закладываемая в конструкцию линзы оптическая сила в первой кольцевой зоне центральной оптической зоны математически рассчитывается следующим образом:
6
5
4
3
2
оптическая сила = 0,486x-5,8447x+27,568x-65,028x +81,52x-51,447x+12,773,
где x представляет собой радиальное расстояние до центра линзы.
Способы, составляющие предмет настоящего изобретения, могут быть реализованы как машиночитаемые коды на машиночитаемом носителе. Указанный машиночитаемый носитель представляет собой любое устройство для хранения данных, которое позволяет хранить данные с их последующим считыванием в компьютерную систему. Примеры машиночитаемого носителя включают постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, диски CD-ROM и DVD, магнитную ленту, оптические устройства хранения информации. Указанный машиночитаемый носитель может также быть распределен по группе связанных сетью компьютеров так, что указанные машиночитаемые коды хранятся и выполняются в распределенной среде.
Настоящее изобретение может быть практически реализовано с использованием технологий компьютерного программирования и разработки, включая компьютерное программное обеспечение, прошивки, аппаратное обеспечение, а также их любое сочетание или комплект. Любая подобная готовая программа, представленная в виде совокупности машиночитаемых кодов, может быть физически реализована или записана на один или несколько машиночитаемых носителей, тем самым представляя собой компьютерный программный продукт, т.е. изделие, изготовленное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Указанные машиночитаемые носители могут представлять собой, например, жесткий диск, гибкий диск, оптический диск, магнитную ленту, полупроводниковое запоминающее устройство, такое как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и т.д., либо могут представлять собой любую приемо-передающую среду, такую как сеть Интернет или любую иную сеть или систему связи. Содержащее компьютерные программы изделие может быть получено и(или) использовано путем запуска программы непосредственно с одного носителя, путем копирования программы с одного носителя на другой носитель или путем передачи программы по сети.
Устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения могут также представлять собой одну или несколько систем обработки данных, включающих, помимо прочего, центральный процессор (ЦП), память, устройства хранения, устройства обеспечения связи/подключения к сети, серверы, устройства ввода-вывода либо любую часть одной или нескольких систем обработки данных, включая программное обеспечение, прошивку, аппаратное обеспечение или любое их сочетание или комплект, которые используются при реализации настоящего изобретения, сформулированного в представленных ниже пунктах формулы изобретения.
Информация от пользователя может вводиться с использованием клавиатуры, мыши, пера, голоса, сенсорного экрана или иного средства, с помощью которого человек может вводить данные в компьютер, в том числе включая другие программы, например прикладные программы.
Специалист в области информационных технологий сможет совместить описываемое в настоящей заявке программное обеспечение с соответствующим компьютерным аппаратным обеспечением общего или специального назначения для создания компьютерной системы или подсистемы, реализующей способ, составляющий предмет настоящего изобретения.
Указанные способы, реализованные, например, в машинных инструкциях на машиночитаемом носителе, используются для получения описанных выше конструкций линз. Созданные в соответствии с одним из описанных выше способов конструкции линз используются для изготовления линз. Предпочтительно указанные линзы представляют собой контактные линзы. Типичные материалы, которые могут использоваться для изготовления мягких контактных линз, помимо прочего, включают силиконовые эластомеры, силиконсодержащие макромеры, которые, помимо прочего, включают макромеры, описанные в патентах США №№ 5371147, 5314960 и 5057578, которые полностью включены в настоящую заявку путем ссылки, гидрогели, силиконсодержащие гидрогели и т.п., а также их сочетания. Более предпочтительным материалом является силоксан или материал, содержащий силоксановые группы, включая, помимо прочего, макромеры полидиметилсилоксана, метакрилоксипропилсилоксаны и их смеси, силиконовый гидрогель или гидрогель. Примеры таких материалов включают, помимо прочего, аквафилкон, этафилкон, генфилкон, ленефилкон, сенофилкон, балафилкон, лотрафилкон, галифилкон и нарафилкон.
Для полимеризации материала линз могут использоваться любые соответствующие способы. Например, материал для изготовления линз может быть помещен в форму для литья и полимеризован с использованием термической, радиационной, химической, электромагнитной полимеризации и т.д., либо их сочетания. Предпочтительно изготовление осуществляется с использованием ультрафиолетового излучения или полного спектра видимого излучения. Более конкретно, точные параметры условий полимеризации материала линзы зависят от выбранного материала и изготавливаемой линзы. Соответствующие процессы описаны в патентах США №№ 4495313, 4680336, 4889664, 5039459 и 5540410, которые полностью включены в настоящую заявку путем ссылки.
Формование контактных линз в рамках настоящего изобретения можно осуществлять соответствующим способом. Одним из таких способов является изготовление вкладыша формы на токарном станке. Вкладыши формы в свою очередь используются для создания форм для литья. Затем соответствующий материал для изготовления линзы помещается в форму для литья, выполняется прессование и полимеризация материала с целью изготовления линз, составляющих предмет настоящего изобретения. Специалисту в данной области будет очевидно, что линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, можно изготавливать с использованием других известных способов.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 (предполагаемый)
В долгосрочном исследовании по сравнению осевой длины (роста глаза) и авторефракции согласованной по возрасту группы детского населения с возрастом пациентов от 6 до 14 лет пациенты одной группы носили контактные линзы, изготовленные в соответствии со способом и конструкцией, составляющими предмет настоящего изобретения, а пациенты контрольной группы носили стандартные контактные линзы или очки. Пациенты первой группы носили линзы с конструкцией и профилем оптической силы, раскрытыми в настоящей заявке.
а) оптическая сила в центральном диске оптической зоны является по существу постоянной;
b) оптическая сила в первой кольцевой зоне, при диаметре приблизительно 4 мм, возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +0,5 до +1,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +1,0 D, при диаметре 6,5 мм возрастает в направлении положительной силы до диапазона от +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,4 D;
c) оптическая сила во второй кольцевой зоне уменьшается от оптической силы на границе первой кольцевой зоны до оптической силы в диапазоне от приблизительно +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,0 D;
d) оптическая сила в третьей кольцевой зоне остается по существу постоянной и приблизительно равной оптической силе на границе второй кольцевой зоны.
Оптические силы линзы в данном примере описаны следующим образом:
а) оптическая сила в центральном диске оптической зоны является по существу постоянной;
b) оптическая сила в первой кольцевой зоне возрастает в направлении положительной силы, следуя соответствующему полиномиальному выражению 4-го или более высокого порядка;
6
5
4
3
2
с) в предпочтительном аспекте изменение оптической силы в первой кольцевой зоне описывается выражением: оптическая сила = 0,486x-5,8447x+27,568x-65,028x+81,52x-51,447x+12,773,
где x представляет собой радиальное расстояние от центра линзы.
d) оптическая сила во второй кольцевой зоне уменьшается от оптической силы на границе первой кольцевой зоны до оптической силы в диапазоне от приблизительно +1,5 до +4,5 D, с предпочтительным значением приблизительно +3,0 D;
e) оптическая сила в третьей кольцевой зоне остается по существу постоянной и приблизительно равной оптической силе на границе второй кольцевой зоны.
После наблюдения в течение от шести месяцев до одного (1) года участники исследования из группы, носящей контактные линзы, изготовленные в соответствии со способом и конструкцией, составляющими предмет настоящего изобретения, имели на 60-80% меньшую или пониженную среднюю по группе скорость роста глаза по сравнению с пациентами контрольной группы по результатам измерения изменения (увеличения) осевой длины или изменения (миопического сдвига) авторефракции за один и тот же промежуток времени.