ЛИНЗЫ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПРЕСБИОПИИ И СПОСОБЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИНЗ
PRESBYOPIA CORRECTION LENSES AND METHODS OF DESIGNING LENSES

Область изобретения
Изобретение относится к офтальмологическим линзам, применяемым для коррекции пресбиопии. Более конкретно, изобретение относится к комплекту контактных линз, из которого можно выбрать пару, и к парам линз, предназначенным для ношения индивидом с целью коррекции пресбиопии.
Предпосылки создания изобретения
С возрастом глаз человека теряет способность аккомодировать или изгибать естественный хрусталик, фокусироваться на предметах, находящихся в непосредственной близости от человека. Это патологическое состояние называется пресбиопия. Также у людей, у которых удален естественный хрусталик и вместо него имплантирован искусственный, способность к аккомодации отсутствует.
Среди способов коррекции потери глазом способности к аккомодации применяется способ, известный под названием «монозрение», который предполагает использование однофокальной линзы для коррекции дальнозоркости на ведущем глазе человека и однофокальной линзы для коррекции близорукости на неведущем глазе. Недостатком «монозрения» является то, что этот способ ведет к утрате бинокулярного зрения. Другим известным способом коррекции пресбиопии является применение бифокальных или мультифокальных контактных линз на обоих глазах человека. Применение бифокальных или мультифокальных линз на обоих глазах приводит к снижению контрастности и разрешения изображения в сравнении с «монозрением». Другой способ коррекции пресбиопии состоит в том, что в один глаз помещают бифокальную или мультифокальную линзу, а в другой - однофокальную. Недостаток данного способа состоит в том, что человеку для обеспечения достаточной эффективности зрения требуется большое количество линз.
Краткое описание фигур
На фиг.1 представлен график, отображающий профиль оптической силы.
На фиг.2 представлен график, отображающий профиль оптической силы линзы, составляющей предмет настоящего изобретения.
На фиг.3 представлен график, отображающий профиль оптической силы линзы, составляющей предмет настоящего изобретения.
На фиг.4 представлен график, отображающий профиль оптической силы линзы, составляющей предмет настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения и предпочтительных примеров осуществления
Изобретение относится к способам конструирования контактных линз, контактным линзам, сконструированным соответствующим способом, и способам производства линзы, а также к линзам, произведенным этими способами и обеспечивающим усовершенствованный способ коррекции пресбиопии по сравнению с традиционными линзами и способами. Сущность изобретения состоит в улучшении характеристик и сокращении времени производства, достигаемых за счет применения действующих совместно пар линз, которые обеспечивают хорошую бинокулярность и соответствующую остроту зрения на малое, среднее и дальнее расстояние.
В одном из примеров осуществления изобретение относится к паре линз, в существенной мере содержащей или содержащей первую линзу и вторую линзу, которые удовлетворяют следующим соотношениям:
≥-0,14×RX_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2,
где:  - среднее значение бинокулярного взвешенного коэффициента дальности для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм;
Rx_add - дополнительная оптическая сила в диоптриях, добавленная к предписанному расстоянию для коррекции близорукости человека;
- среднее значение бинокулярного взвешенного коэффициента близорукости для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм;
d - среднее значение несоответствия при дальнозоркости между первой и второй линзами для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм; и
n - среднее значение несоответствия при близорукости между первой и второй линзами для зрачков диаметрами от около 3,5 до 6 мм.
В предпочтительном примере осуществления пара линз выбрана из комплекта линз, имеющих дополнительную оптическую силу в диапазоне от около 0,75 до около 2,50 диоптрий.
Изобретение дополнительно относится к способу коррекции пресбиопии, в существенной мере содержащему или содержащему следующие этапы: a) обеспечивают две или несколько линз, каждая из которых обладает профилем оптической силы, отличным от профиля оптической силы других линз; и b) выбирают из линз, обеспеченных на этапе a), первую и вторую линзу для образования пары линз, при этом первая и вторая линзы указанной пары удовлетворяют следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2.
A
A
B
B
C
C
A
B
C
A
B
C
В одном из примеров осуществления изобретение относится к комплекту линз, в существенной мере содержащему или содержащему первую линзу, имеющую среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента дальности d и среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента близости n, вторую линзу, имеющую среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента дальности d и среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента близости n, и третью линзу, имеющую среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента дальности d и среднее значение монокулярного взвешенного коэффициента близости n, при этом каждая из линз первой, второй и третьей линз имеет профиль оптической силы, отличный от профиля оптической силы из других линз, причем d>d>dи n<n<n. В предпочтительном примере осуществления комплект представляет собой комплект из трех линз.
Сущность изобретения заключается в превосходстве характеристик по сравнению с характеристиками традиционных мультифокальных линз, которое достигается при ношении пары линз, удовлетворяющей следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2,
где:  - среднее значение бинокулярного взвешенного коэффициента дальности для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм;
Rx_add - дополнительная оптическая сила в диоптриях, добавленная к предписанному расстоянию для коррекции близорукости человека;
- среднее значение бинокулярного взвешенного коэффициента близорукости для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм;
d - среднее значение несоответствия при дальнозоркости между линзами для зрачков диаметром от около 2,5 до 6 мм; и
n - среднее значение несоответствия при близорукости между первой и второй линзами для зрачков диаметрами от около 3,5 до около 6 мм.
1
2
1
2
1
2
1
2
Бинокулярный взвешенный коэффициент дальности (D) - максимальное значение взвешенного коэффициента дальности зрения ведущего глаза (d) и взвешенного коэффициента дальности зрения неведущего глаза (d), или D=max (d, d). Взвешенный коэффициент близорукости (N) - максимальное значение взвешенного коэффициента близорукости зрения ведущего глаза (n) и взвешенного коэффициента близорукости зрения неведущего глаза (n), или N=max (n, n). В рамках настоящего изобретения термин «ведущий глаз» относится к глазу, который, по определению окулиста, нуждается в коррекции зрения на дальнее расстояние, а термин «неведущий глаз» относится к глазу, коррекция которого должна быть оптимизирована для зрения на малое расстояние.
Монокулярные взвешенные коэффициенты дальности и близости могут быть рассчитаны для различных размеров зрачка каждого глаза и являются показателями того, насколько оптическая сила на любом заданном радиусе линзы соответствует требованиям носителя к зрению на дальнее и ближнее расстояние, соответственно. Коэффициенты также отражают эффективность одной линзы относительно идеала, заданного сферой носителя и дополнительными предписаниями. Взвешенные коэффициенты дальности и близости будут лежать в диапазоне значений от 0 до 1,0, где 0 означает отсутствие положительного эффекта для носителя линз на требуемом расстоянии, а 1,0 означает, что линза обеспечивает пользователю полную коррекцию на заданном расстоянии. Для ротационно симметричных профилей оптической силы монокулярный взвешенный коэффициент дальности можно вычислить, интегрируя радиус линзы:
(I),
где: R - радиус зрачка;
Rx_sphere - предписанная оптическая сила (сфера) в диоптриях глаза, для которого рассчитывается монокулярный взвешенный коэффициент;
tanh - гиперболический тангенс;
P(r) - оптическая сила линзы и глаза, заданная следующим уравнением:
CL
глаз
2
P(r)=P(r)+SA×r+F (II),
глаз
2
где: SA - сферическая аберрация глаза, предпочтительно равная 0,1 диоптрий/мм;
F - подгонка линзы, обозначающая коррекцию относительно номинала, в диоптриях;
r - расстояние по радиусу от центра контактной линзы; и
CL
CL
P(r) - радиальное распределение оптической силы, или профиль оптической силы, на контактной линзе. В специальной конструкции распределение оптической силы выполнено в виде серии P(r) приращений, кратных 0,25 диоптрий.
CL
Радиальное распределение оптической силы, или профиль оптической силы, (P(r)) линзы - это оптическая сила линзы в осевом направлении в воздухе, и рассчитать ее можно, исходя из форм поверхности, толщины и коэффициента рефракции линзы. Радиальное распределение оптической силы также можно измерить наиболее точно путем измерения волнового фронта при помощи интерферометра, который позволяет измерять волновой фронт. На фиг.1 представлен пример радиального распределения оптической силы, или профиль оптической силы. Как показано на фигуре, горизонтальная ось (ось x) представляет собой расстояние по радиусу от геометрического центра линзы. Вертикальная ось (ось y) представляет собой оптическую силу линзы в сумме с оптической силой глаза в каждом радиальном положении.
Монокулярный взвешенный коэффициент близости можно рассчитать, интегрируя радиус линзы:
(III),
где: R - радиус зрачка;
Rx_sphere - предписанная оптическая сила (сфера) в диоптриях глаза, для которого рассчитывается монокулярный взвешенный коэффициент;
tanh - гиперболический тангенс;
P(r) - оптическая сила контактной линзы в сумме с оптической силой глаза, заданная уравнением II; и
Rx_add - дополнительная оптическая сила в диоптриях в сумме с предписанным расстоянием для коррекции близорукости человека.
Для неротационно симметричных профилей оптической силы монокулярный взвешенный коэффициент дальности можно рассчитать, интегрируя радиус линзы:
(IV),
где: R, Rx_sphere, tanh и P(r) соответствуют указанному выше, а также где:
Ф - полярный угол.
Монокулярный взвешенный коэффициент близости для неротационно симметричных профилей оптической силы можно рассчитать, интегрируя радиус линзы:
(V)
Для симметрично дифракционных линз монокулярный взвешенный коэффициент дальности можно рассчитать, интегрируя радиус линзы:
(VI),
где: m - дифракционный порядок;
m
P(r) - профиль оптической силы в порядке m;
m
ε- дифракционная эффективность в порядке m; и
- l.
Уравнения II, IV и V могут быть изменены аналогичным образом.
При помощи бинокулярного взвешенного коэффициента дальности D и бинокулярного взвешенного коэффициент близорукости N можно получить оптимальные характеристики пары линз для коррекции пресбиопии, используя линзы, включающие коррекцию сферической аберрации глаза при помощи линзы, помещенной в ведущий глаз и соответствующей предписаниям оптической силой (сферой), и линзы, помещенной в неведущий глаз и соответствующей оптической силе и дополнительной оптической силе согласно предписанию. В этом случае значения D и N равны 1,0. Хотя такая пара линз обеспечивает оптимальные характеристики зрения у людей, которые могут приспособиться к различию зрения на дальнее и ближнее расстояние в разных глазах, у людей, которые не могут приспособиться к такому различию, оценку характеристик линз следует выполнять с учетом восприятия такого различия.
Различие зрения на дальнее расстояние, ∆d, и на ближнее расстояние, ∆n, можно определить следующим образом:
1
2
∆d=|d-d|,
1
2
∆n=|n-n|.
Оценка различия коррелирует со зрительным комфортом, стереоскопическим зрением и зрительными артефактами.
Предпочтительный пример осуществления изобретения представляет собой комплект из трех линз, в котором каждая линза имеет профиль оптической силы, отличный от профиля оптической силы других линз, при этом линзы удовлетворяют следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2.
В рамках настоящего изобретения термин «комплект из трех линз» не подразумевает наличие в нем только трех линз. Правильнее сказать, что он означает три группы линз, в которой каждая группа состоит из сложных линз, обеспечивающих сферическую силу и дополнительную оптическую силу в пределах требуемого диапазона. В предпочтительном варианте каждая группа, состоящая из сложных линз, обеспечивающих сферическую силу в диапазоне от около -12,00 до +8,00 диоптрий с приращением 0,50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в пределах диапазона от около 0,75 до 2,50 диоптрий с приращением 0,25 диоптрий. В более предпочтительном варианте первая группа линз обеспечивает сферическую силу в диапазоне от около -12,00 до +8,00 диоптрий с приращением 0,50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в пределах диапазона от около 0,75 до 1,75 диоптрий с приращением 0,25 диоптрий, вторая группа линз обеспечивает сферическую силу в диапазоне от около -12,00 до +8,00 диоптрий с приращением 0,50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в пределах диапазона от около 0,75 до 2,50 диоптрий с приращением 0,25 диоптрий, а третья группа линз обеспечивает сферическую силу в диапазоне от около -12,00 до +8,00 диоптрий с приращением 0,50 диоптрий и дополнительную оптическую силу в пределах диапазона от около 1,25 до 2,50 диоптрий с приращением 0,25 диоптрий.
A
B
C
A
B
C
На фиг.2, 3 и 4 приведены примеры профилей оптической силы для линзы из каждой группы со сферой, равной, согласно предписаниям врача, -3,00. Линзы, которые представлены профилями оптической силы, дополнительно обеспечивают d>d>d и n<n<n.
Данные примеры линз могут составлять комбинации пар, приведенные в таблице 1, представленной ниже. В таблице 1 линзы, представленные на фиг.2, 3 и 4, обозначены литерами «A», «B» и «C», соответственно. В таблице 1 первой литерой обозначается линза, используемая для ношения в ведущем глазу, а вторая литера обозначает линзы для неведущего глаза. Знак «+» обозначает, что оптическая сила линзы неведущего глаза на 0,25 диоптрий больше, чем необходимо для наилучшей коррекции дальнозоркости человека в соответствии с предписанием врача.
Таблица 1
Дополнительная оптическая сила (в диоптриях)
Комбинации
0,75
AA, AB, AA+
1,00
AA, AB, AA+
1,25
BB, AB, BC, AA+, BB+
1,50
BB, AB, BC, AA+, BB+
1,75
BC, BB, AB
2,00
BC, BB+
2,25
BC
2,50
BC
В одном из более предпочтительных вариантов изобретения предусматривается комплект из трех линз, в котором каждая линза имеет профиль оптической силы, отличный от профиля оптической силы других линз, при этом линзы удовлетворяют следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2,
где передняя поверхность линзы, или поверхность, обращенная к предмету, является зоной мультифокальной поверхности или непрерывной асферической мультифокальной поверхностью, а задняя поверхность линзы, или поверхность, обращенная к глазу, представляет собой асферическую поверхность. Термин «зональная мультифокальная поверхность» означает, что между одной зоной оптической силы и другой зоной оптической силы существует разрыв. Асферическая задняя поверхность в предпочтительном варианте имеет радиус в диапазоне от около 7,20 до 8,10 мм, а в более предпочтительном варианте - 7,85 мм от геометрического центра до края линзы, и коническую константу, равную -0,26.
В одном из предпочтительных примеров осуществления передняя мультифокальная поверхность содержит пять радиально симметричных зон, при этом зоны для коррекции зрения на малое расстояние чередуются с зонами для коррекции зрения на дальнее расстояние или с зонами для коррекции зрения на дальнее и среднее расстояние, а асферическая задняя поверхность имеет радиус, равный от около 7,20 до 8,10 мм, а в более предпочтительном варианте - 7,85 мм, и коническую константу, равную -0,26. В таблице 2, приведенной ниже, представлены наиболее предпочтительные значения для комплекта из трех линз - A, B и C - в рамках данного примера осуществления изобретения.
В еще одном из более предпочтительных примеров осуществления изобретение предусматривает комплект из трех линз, в котором каждая линза имеет профиль оптической силы, отличный от профиля оптической силы других линз, при этом линзы удовлетворяют следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2,
2
где передняя поверхность представляет собой зонтрованную мультифокальную поверхность, в которой в каждую зону включена сферическая аберрация, при этом значение сферической аберрации зон коррекции зрения на малое расстояние может составлять от около 0,05 до 0,1 диоптрии/мм дополнительно к значению сферической аберрации зон коррекции зрения на дальнее расстояние. В альтернативном варианте, независимо от того, является ли мультифокальная поверхность непрерывной или прерывистой поверхностью, сферическая аберрация для дальнего или ближнего расстояния может быть скорректирована в соответствии со следующими уравнениями:
RX
SA=SA0+c×Rx_sphere,
0,0044<c<0,0052,
0
где: SA - сферическая аберрация конструкции для Rx_sphere, которая равна 0,0 диоптрий;
c - константа значения в пределах от около 0,0044 и 0,0052, и предпочтительно равная 0,0048. Задняя поверхность линзы в данных примерах осуществления предпочтительно является асферической и имеет радиус от около 7,20 до 8,10 мм, более предпочтительно - 7,85 мм, и коническую константу, равную -0,26.
Дополнительный пример осуществления настоящего изобретения включает комплект из трех линз, в котором каждая линза имеет профиль оптической силы, отличный от профиля оптической силы других линз, при этом линзы удовлетворяют следующему соотношению:
≥-0,14×Rx_add+0,84,
≥-0,08×Rx_add+0,64,
d≤0,2,
n≤0,2,
E
STD(P(r))<0,15 для 1,25<r<3,
где: STD - стандартное отклонение; и
E
P(r) - эффективная плюсовая оптическая сила линзы, заданная следующим уравнением:
(VII),
где: P(r) - оптическая сила контактной линзы на глазе, заданная уравнением II. Дополнительное сужение нормализует зрительные характеристики конструкции в соответствии с размером зрачка.
В конструкциях зон, составляющих предмет настоящего изобретения, первая зона, или зона, размещенная в геометрическом центре линзы, может являться, а в предпочтительном варианте является зоной, которая обеспечивает коррекцию зрения на дальнее расстояние. Кроме того, она может обеспечивать коррекцию зрения на малое или среднее расстояние. В парах линз первые зоны могут быть аналогичными или отличаться. Аналогичным образом в непрерывных асферических мультифокальных конструкциях коррекция в центре каждой пары линз может быть одинаковой или различной. Она может быть коррекцией зрения на дальнее, среднее или малое расстояние.
Контактные линзы, сконструированные в соответствии с принципами настоящего изобретения, предпочтительно являются мягкими контактными линзами. Предпочтительно использовать мягкие контактные линзы, изготовленные из любого допустимого материала. Материалы, которые могут использоваться для изготовления мягких контактных линз, включают, помимо прочих, силиконовые эластомеры, силиконсодержащие макромеры, включающие, помимо прочего, приведенные в патентах США № 5371147, 5314960 и 5057578, которые полностью включены в настоящий документ путем ссылки, гидрогели, силиконсодержащие гидрогели и т.п., а также их комбинации. В более предпочтительном варианте поверхность выполнена из силоксана или содержит функциональную группу силоксана, включая, помимо прочего, полидиметилсилоксановые макромеры, метакрилоксипропил-полиалкил-силоксаны, и их смеси, силиконовые гидрогели или гидрогель, например этафилкон A.
Предпочтительным материалом для изготовления линз являются поли-2-гидроксиэтил-метакрилатные полимеры, в основном имеющие максимальную молекулярную массу в диапазоне от около 25000 до 80000 и полидисперсность в диапазоне от около менее 1,5 до менее 3,5, соответственно, ковалентно связанные по меньшей мере с одной сшиваемой функциональной группой. Данный материал описан в патенте США № 6846892, включенном полностью в настоящий документ путем ссылки. Подходящие материалы для изготовления интраокулярных линз включают, помимо прочих, полиметилметакрилат, гидроксиэтилметакрилат, инертные прозрачные пластмассы, полимеры на основе силикона и т.п., а также их комбинации.
Формовка материала для изготовления линз может быть выполнена любыми известными способами, включая, помимо прочего, термическую формовку, формовку облучением, химическую формовку, формовку электромагнитным излучением и т.п., а также их комбинации. В предпочтительном варианте отверждение линзы выполняется при помощи ультрафиолетового излучения или полного спектра видимого излучения. Более конкретно, точные условия для формовки линзового материала будут зависеть от выбранного материала и требуемой формы линзы. Процессы полимеризации для офтальмологических линз, включая, помимо прочего, контактные линзы, хорошо известны. Соответствующие процессы рассмотрены в патенте США № 5540410, включенном полностью в настоящий документ путем ссылки.