КОНТАКТНАЯ ЛИНЗА, СОДЕРЖАЩАЯ НЕКОАКСИАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЛИНЗЫ, ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И/ИЛИ ЗАМЕДЛЕНИЯ ПРОГРЕССИРОВАНИЯ МИОПИИ
CONTACT LENS COMPRISING NON-COAXIAL ELEMENTARY LENSES FOR PREVENTING AND/OR SLOWING THE PROGRESSION OF MYOPIA

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к офтальмологическим линзам, например монофокальным и/или линзам для коррекции астигматизма, и, в частности, к контактным линзам, выполненным с возможностью замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологические линзы настоящего изобретения, содержащие положительные некоаксиальные элементарные линзы, при любом вергентном расстоянии обеспечивают доставку сигнала на остановку развития миопии в центральной зоне и зонах ближней и дальней периферии сетчатки для предотвращения и/или замедления прогрессирования миопии при сохранении четкого центрального зрения.
2. Описание смежных областей
Обычные состояния, которые приводят к снижению остроты зрения, представляют собой миопию и гиперметропию, для которых выписывают корректирующие линзы в виде очков, либо жесткие или мягкие контактные линзы. Эти состояния 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 до длины, которая больше фокусного расстояния оптических компонентов глаза, т.е. глаз становится слишком длинным. Гиперметропия, как правило, развивается потому, что осевая длина глаза является слишком короткой по сравнению с фокусным расстоянием оптических компонентов глаза, т.е. глаз не является достаточно длинным.
Миопия имеет высокий уровень распространенности во многих регионах мира. Наибольшей проблемой, связанной с этим состоянием, является его возможное прогрессирование до миопии высокой степени, например более пяти (5) диоптрий, что сильно сказывается на способности человека функционировать без помощи оптических устройств. Высокая степень миопии также связана с повышенным риском заболевания сетчатки, катаракты и глаукомы.
Корректирующие линзы применяют для изменения общего фокуса глаза для 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 к этим состояниям не воздействует на причину состояния, а является всего лишь протезирующим или предназначен для лечения симптомов состояния.
В большинстве случаев помимо простой миопии или гиперметропии глаза также могут иметь более сложные оптические аномалии, такие как миопический астигматизм или гиперметропический астигматизм. Астигматические аномалии фокуса воздействуют на изображение точечного источника света, что приводит к образованию двух взаимно перпендикулярных линий на разных фокусных расстояниях вдоль двух главных меридианов. В приведенном выше описании термины «миопия» и «гиперметропия» используют для включения простой миопии или миопического астигматизма и гиперметропии и гиперметропического астигматизма соответственно.
Эмметропия описывает состояние четкой видимости, при котором объект на оптической бесконечности находится в относительно резком 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 согласно наблюдениям большинство нормальных глаз проявляют положительную продольную сферическую аберрацию (LSA), по существу в области около +0,50 диоптрий (D) для апертуры 5 мм, что означает, что лучи, проходящие через край апертуры или зрачка, фокусируются на +0,50 D перед плоскостью сетчатки, когда глаз фокусируется на оптической бесконечности. В настоящем документе величина «D» представляет собой оптическую силу, которая определяется как выражаемая в метрах величина, обратная фокусному расстоянию линзы или оптической системы вдоль оптической оси. Кроме того, используемый в настоящем документе термин «аддидация» 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. Сейчас является общепринятым, прежде всего в результате исследования животных, что аксиальный рост глаза может происходить под воздействием качества и фокусировки изображения на сетчатке. Эксперименты, выполненные на ряде животных разных видов, в которых использовались различные концепции экспериментов, показали, что изменения качества изображения на сетчатке могут привести к соответствующим предсказуемым изменениям роста глаза.
Кроме того, расфокусировка изображения на сетчатке, выполненная на моделях цыплят и приматов с помощью собирающих линз (миопическая расфокусировка) или рассеивающих линз (гиперметропическая расфокусировка), как известно, приводит к предсказуемым изменениям роста глаза, как по направлению, так и по величине, соответствующим росту глаза для компенсации налагаемой расфокусировки. Эмметропизация представляет собой способ, в котором рост глаза является саморегулируемым для достижения оптимального соответствия оптики и осевой длины глаза. Как было показано, модулирование изменений длины глаза, связанных с оптическим размытием изображения, происходит за счет изменений склерального роста. Размытие изображения с помощью собирающих линз, которое приводит к миопическому размытию и уменьшает скорость склерального роста, влечет за собой гиперметропические аномалии рефракции. Размытие изображения с помощью рассеивающих линз, которое приводит к гиперметропическому размытию и увеличивает скорость склерального роста, влечет за собой миопические аномалии рефракции. Такие изменения глаз вследствие расфокусировки изображения на сетчатке показали, что они в значительной степени опосредованы локальными ретинальными механизмами, поскольку изменения длины глаза все еще происходят даже при поврежденном зрительном нерве, и наложение расфокусировки на локальные участки сетчатки, как было показано, привело к изменению роста глаза именно на этих участках.
Для людей есть непрямое и прямое доказательства, подтверждающие точку зрения, что качество изображения на сетчатке может влиять на рост глаза. Обнаружено, что большое количество различных состояний глаза, все из которых приводят к нарушению в форме 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 позволяет предполагать, что относительно большие изменения качества изображения на сетчатке действительно влияют на рост глаза человека. Влияние менее заметных изменений изображения на сетчатке на рост глаза человека также было основано на гипотезе оптических погрешностей в системе фокусирования глаза человека во время работы, требующей напряжения зрения, что могло стимулировать рост глаза и развитие миопии.
Все опубликованные подходы к замедлению прогрессирования миопии основаны на внедрении коаксиальных областей положительной оптической силы, таких как бифокальные и/или мультифокальные линзы, которые оказывают противоположное действие по сравнению с областью основной коррекции дальнего зрения и приводят в результате к компромиссу между остротой дальнего зрения и контрастной чувствительностью.
Соответственно, существует необходимость в достижении большей эффективности лечения, обеспечивающего снижение и/или замедление прогрессирования миопии, которое усиливает воздействие миопического размытия, не влияя на качество изображения в центральной ямке.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Контактная линза с положительной расфокусировкой, содержащая некоаксиальные элементарные линзы, составляющая предмет настоящего изобретения, позволяет преодолеть ограничения известного уровня техники за счет обеспечения лучшей коррекции дальнего зрения без ухудшения остроты зрения и контрастной чувствительности.
В соответствии с одним из аспектов настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе, которая способна выполнять, по меньшей мере, одно из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза содержит переднюю выпуклую поверхность, заднюю вогнутую поверхность, оптическую зону, включающую в себя основные зоны базовой сферической коррекции дальнего зрения, множество некоаксиальных элементарных линз с аддидацией, при этом комбинация некоаксиальных элементарных линз и основных зон коррекции дальнего зрения расположена с возможностью обеспечения четкой видимости и миопической расфокусировки во всех областях сетчатки, и периферическую зону, окружающую оптическую зону.
Оптическая сила коаксиальных оптических элементов или оптических элементов с общей осью определяется в настоящем документе обычным способом, т.е. как величина, обратная фокусному расстоянию вдоль оптической оси всей линзы. Оптическая сила некоаксиальных оптических элементов или оптических элементов с разными осями определяется в настоящем документе как величина, обратная фокусному расстоянию вдоль оптической оси отдельного оптического элемента, и также называется локальной оптической силой. Расфокусировка, как в случае коаксиальных, так и в случае некоаксиальных оптических элементов, представляет собой разность оптической силы между оптимальным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием оптического элемента.
Один из способов достижения улучшенной эффективности лечения заключается в конструировании некоаксиальных оптических устройств, которые усиливают воздействие миопического размытия при регулировании роста глаза, не влияя на качество изображения в центральной ямке. При таких конструкциях миопическая расфокусировка любой степени позволяет уменьшить степень ухудшения изображения на сетчатке в центральной ямке и сфокусировать оптическое усиление как в тангенциальной, так и сагиттальной плоскости перед сетчаткой. Конструкция офтальмологической линзы с нулевой или отрицательной оптической силой дальнего зрения, обеспечивающей оптимальную рефракционную коррекцию, в сочетании с небольшими островками некоаксиальных элементарных линз положительной расфокусировки (зонами миопической расфокусировки) с локальной оптической силой в пределах от +1,00 до +30,00 D, расположенных в соответствии с оптимальной схемой и покрывающих от около двадцати (20) до восьмидесяти (80) процентов оптической зоны и/или центральной области зрачка, обеспечивающих доставку положительно сфокусированных очагов света в область перед сетчаткой при низком воздействии на качество изображения в центральной ямке и одновременном замедлении скорости прогрессирования миопии. Оптимальная схема может подразумевать круговое или гексагональное расположение, радиальное расположение, расположение с одинаково или неодинаково разнесенными элементами или любое приемлемое расположение, в том числе комбинации вышеуказанных расположений.
Контактные линзы настоящего изобретения выполнены с возможностью доставки сигнала на остановку развития миопии, т.е. миопической размытости, независимо от диаметра зрачка и в отсутствие или при наличии минимального воздействия на зрительное восприятие. Некоаксиальные элементарные линзы с дополнительной положительной оптической силой, которые входят в состав контактных линз настоящего изобретения, позволяют преодолеть ограничения известного уровня техники путем обеспечения сравнимой или лучшей коррекции дальнего зрения, чем монофокальные линзы и/или астигматические линзы с традиционной аддидацией, для контроля прогрессирования миопии.
Настоящее изобретение содержит офтальмологическую линзу для, по меньшей мере, одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза в пределах основной оптической зоны включает в себя множественные некоаксиальныезоны с положительной оптической силой. Каждая некоаксиальная зона с положительной оптической силой прилегает к зоне коррекции дальнего зрения. Такое расположение обеспечивает задействование, по меньшей мере, одной зоны коррекции дальнего зрения и одной некоаксиальной зоны с положительной оптической силой при любых размерах апертуры/зрачка и условиях наблюдения. Локальная оптическая сила некоаксиальных зон отличается от оптической силы базовой коаксиальной сферической/цилиндрической линзы, предназначенной для коррекции аномалии рефракции. Отношение общей площади зон коррекции дальнего зрения к общей площади некоаксиальных зон с положительной оптической силой составляет от 80:20 до 20:80, предпочтительно от 40:60 до 60:40. Размер некоаксиальных зон с положительной оптической силой изменяется от 0,45 до 1 мм в диаметре. Необязательно, чтобы вся оптическая зона состояла из некоаксиальных зон с положительной оптической силой, и такие зоны могут быть ограничены полем зрения зрачка. Размер зрачка для педиатрии, как правило, составляет от 4 мм до 8 мм в мезопических условиях. Кроме того, для обеспечения оптимального зрения некоаксиальные зоны с положительной оптической силой могут отсутствовать в центральной области оптической зоны линзы, уступая место основной коррекции дальнего зрения.
.
Настоящее изобретение также относится к способу осуществления, по меньшей мере, одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии путем обеспечения офтальмологической линзы, в основной оптической зоне которой расположен ряд кольцевых концентрических некоаксиальных зон с положительной оптической силой. Основные концентрические коаксиальные зоны коррекции дальнего зрения чередуются с концентрическими некоаксиальными зонами с положительной оптической силой. Локальная оптическая сила некоаксиальных круговых зон отличается от оптической силы концентрических коаксиальных зон коррекции дальнего зрения. Отношение общей площади зон коррекции дальнего зрения к общей площади круговых некоаксиальных зон с положительной оптической силой находится в диапазоне от около 80:20 до 20:80. Промежуток между некоаксиальными зонами с положительной оптической силой или элементарными линзами может использоваться для создания нулевой фокальной области или персонализации для обеспечения оптимальной коррекции у субъекта
Распространенность миопии, в том числе миопии высокой степени, растет по всему миру беспрецедентными темпами. Конструкция контактной линзы настоящего изобретения обеспечивает простое, экономичное и эффективное средство и способ для предотвращения и/или замедления прогрессирования миопии, которые могут помочь снизить скорость развития миопии высокой степени. Линзы настоящего изобретения изготавливают из того же материала для линз и с применением тех же производственных процессов, что и линзы, производимые в настоящее время. Для включения элементарных линз с дополнительной оптической силой необходимо лишь изменить поверхности форм для литья.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеизложенные и прочие элементы и преимущества изобретения станут понятны после следующего более конкретного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, как показано на сопроводительных чертежах.
На Фиг. 1 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий, проходящего через глаз к сетчатке.
На Фиг. 2 представлено схематическое изображение волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз к сетчатке.
На Фиг. 3 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями коаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз к сетчатке.
На Фиг. 4 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз и сфокусированного перед сетчаткой и к центральной ямке.
На Фиг. 5 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз и сфокусированного перед сетчаткой, но симметрично от центральной ямки.
На Фиг. 6 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз и сфокусированного перед сетчаткой, но асимметрично от центральной ямки.
На Фиг. 7 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз и сфокусированного перед сетчаткой, но симметрично от центральной ямки, не пересекая коаксиальную основную оптическую ось.
На Фиг. 8 представлено схематическое изображение волнового фронта 0 диоптрий с областями некоаксиального волнового фронта +10,00 диоптрий, проходящего через глаз и сфокусированного перед сетчаткой, но асимметрично от центральной ямки, не пересекая коаксиальную основную оптическую ось.
На Фиг. 9 представлено схематическое изображение первой серии примеров некоаксиальных конструкций элементарной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 10 представлено схематическое изображение второй серии примеров некоаксиальных конструкций элементарной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 11 представлено смоделированное изображение на сетчатке глаза в модели глаза, ограниченной влиянием дифракции на качество зрения и зрительное восприятие, в зависимости от размера элементарных линз и аддидации.
На Фиг. 12A представлен схематический вид сверху контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 12B представлен схематический вид сбоку контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Эксперименты показали, что глаза реагируют на гиперметропическую расфокусировку, что приводит к удлинению оси, поэтому обеспечение повышенной оптической силы на пути к центру сетчатки должно замедлить прогрессирование миопии. Тем не менее простое обеспечение повышенной оптической силы на пути к центру сетчатки может оказывать вредное воздействие на зрение. Соответственно, контактные линзы с отрицательной базовой оптической силой, обеспечивающей оптимальную рефракционную коррекцию дальнего зрения, в комбинации с небольшими участками или островками с положительной оптической силой (элементарными линзами), расположенными в соответствии с определенной схемой и обеспечивающими доставку положительно сфокусированных очагов света в область перед сетчаткой, обеспечат миопическую расфокусировку, препятствующую прогрессированию миопии, не влияя на остроту зрения и контрастную чувствительность.
Настоящее изобретение содержит офтальмологическую линзу для, по меньшей мере, одного из замедления, сдерживания или предотвращения прогрессирования миопии. Офтальмологическая линза в пределах основной оптической зоны включает в себя множественные некоаксиальные зоны с положительной оптической силой. Каждая некоаксиальная зона с положительной оптической силой прилегает к зоне коррекции дальнего зрения. Такое расположение обеспечивает задействование, по меньшей мере, одной зоны коррекции дальнего зрения и одной некоаксиальной зоны с положительной оптической силой при любых условиях наблюдения. Локальная оптическая сила некоаксиальных зон отличается от оптической силы базовой сферической/цилиндрической линзы. Отношение общей площади зон коррекции дальнего зрения к общей площади некоаксиальных зон с положительной оптической силой составляет от 80: 20 до 20: 80, предпочтительно от 40: 60 до 60: 40. Размер некоаксиальных зон с положительной оптической силой изменяется от 0,45 до 1 мм в диаметре. Необязательно, чтобы вся оптическая зона состояла из некоаксиальных зон с положительной оптической силой, и такие зоны могут быть ограничены полем зрения зрачка. Размер зрачка для педиатрии, как правило, составляет от 4 мм до 8 мм в мезопических условиях. Кроме того, для обеспечения оптимального зрения некоаксиальные зоны миопической расфокусировки могут отсутствовать в центральной 2 мм области оптической зоны линзы, уступая место коррекции дальнего зрения.
На Фиг. 1 изображено прохождение плоского (расфокусировка 0 диоптрий) волнового фронта 101 через глаз 100 к сетчатке 102 глаза 100. Как показано на фигуре, предполагая, что глаз имеет нулевые аберрации волнового фронта, плоскость волнового фронта фокусируется в одной точке 104 вдоль оптической оси 106. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта, точка 104 фокуса находится в центральной ямке, которая расположена в центре желтого пятна сетчатки 102. Центральная ямка представляет собой область сетчатки, отвечающую за остроту центрального зрения. Для сравнения на Фиг. 2 изображено прохождение волнового фронта 201 +10,00 диоптрий через глаз 200 к сетчатке 202 глаза 200. Как показано на фигуре, волновой фронт фокусируется в одной точке 204 вдоль оптической оси 206 перед сетчаткой 202, как и следовало ожидать при расфокусировке +10,00 диоптрий. В обоих случаях в соответствии со стандартами, принятыми в области сферических оптических устройств, конструкцией оптической системы линз предусмотрена основная оптическая ось, посредством которой световые лучи сходятся к одной точке, а именно к точке фокуса. Величина искажения сферического волнового фронта указывает на расположение точки фокуса в центральной ямке сетчатки или перед ней, как проиллюстрировано примерами на Фиг. 1 и 2 соответственно. С помощью этих двух фигур определялись основные параметры/принципы, на которых основано описание настоящего изобретения; тем не менее следует понимать, что, хотя для упрощения проиллюстрированы и описаны только сферические аномалии рефракции, настоящее изобретение в равной степени применимо к торическим линзам с цилиндрическими оптическими силами на определенной оси. Кроме того, как более подробно изложено ниже, элементарные линзы могут обладать цилиндрической оптической силой и осью, а также могут содержать более сложные оптические конфигурации, например аберрации высшего порядка.
На Фиг. 3 изображено прохождение нулевого (расфокусировка 0 диоптрий) волнового фронта 301 и волновых фронтов коаксиальных элементарных линз 303 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 300 к сетчатке 302 глаза 300. Как показано на фигуре, основной сферический волновой фронт с расфокусировкой 0 диоптрий фокусируется в одной точке 304 вдоль основной оптической оси 306. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта, точка 304 фокуса находится в центральной ямке сетчатки 302. Каждый волновой фронт от коаксиальной элементарной линзы с расфокусировкой 303 +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 308 перед сетчаткой глаза 302, как и следовало ожидать при искажении +10,00 диоптрий. Следует отметить, что элементарные линзы представляют собой небольшую часть волнового фронта +10,00 диоптрий, показанного на Фиг. 2, и, таким образом, световые лучи 303 от каждой элементарной линзы тоже направлены в том же направлении, что и весь волновой фронт +10,00 диоптрий. Концентрические или асферические мультифокальные конструкции линз также, как правило, предусматривают как основную коррекцию дальнего зрения, так и соосную аддидацию. Как правило, в этих областях применения для поддержания оптимального качества зрения аддидация ограничена диапазоном от +1,00 до +3,00 диоптрий. Таким образом, высокая аддидация, необходимая для настоящего изобретения, не будет работать при подобном расположении элементарных линз, в отличие от некоаксиального расположения, как подробно описано ниже.
На Фиг. 4 изображено прохождение плоского волнового фронта от нулевой базовой сферической линзы 401 и волновых фронтов от некоаксиальных элементарных линз 403 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 400 к сетчатке 402 глаза 400. Как показано на фигуре, плоский волновой фронт 401 фокусируется в одной точке 404 вдоль основной оптической оси 406. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта (0 диоптрий), точка 404 фокуса находится в центральной ямке сетчатки 402. Каждый волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 403 с расфокусировкой +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 408 и 410 перед сетчаткой 402 глаза, как и следовало ожидать при использовании линзы оптической силы +10,00 диоптрий, но в направлении к центральной ямке. В отличие от того, что показано на Фиг. 3, теперь точки фокуса элементарных линз соответствуют точкам 408 и 410, которые не совпадают с исходной общей оптической осью 406 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что фокусы элементарных линз сферического волнового фронта с расфокусировкой +10,00 диоптрий находятся перед сетчаткой 402 вдоль их собственных осей, центр каждой элементарной линзы обладает нулевым искажением, а волновые фронты по обе стороны от ее центральной точки имеют противоположный наклон и, следовательно, тоже направлены в том же направлении, что и центр исходной сферы; а именно к центральной ямке.
На Фиг. 5 изображено прохождение плоского волнового фронта от нулевой базовой сферической линзы 501 и волновых фронтов от некоаксиальных элементарных линз 503 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 500 к сетчатке 502 глаза 500. Как показано на фигуре, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 504 основной оптической оси 506. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта (0 диоптрий), точка 504 фокуса находится в центральной ямке сетчатки 502. Каждый волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 503 с расфокусировкой +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 508 и 510 перед сетчаткой глаза 502, как и следовало ожидать при использовании линзы оптической силы +10,00 диоптрий, но симметрично от центральной ямки. Как и ранее, точки фокуса элементарных линз соответствуют точкам 508 и 510, которые не совпадают с исходной общей оптической осью 506 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что фокусы элементарных линз сферического волнового фронта находятся вдоль их собственных осей и наклоны этих волновых фронтов отличаются от таковых для элементарных линз, приведенных на Фиг. 4, в результате чего их центры направлены симметрично от центральной ямки, но их локальная точка фокуса +10,00 диоптрий тоже расположена перед сетчаткой 502. Кроме того, оси элементарных линз сходятся симметрично к центральной оси 506 базового сферического фронта. Другими словами, элементарные линзы 512 направляют световые лучи через исходную общую оптическую ось 506 к периферическим участкам сетчатки 502, располагая их симметрично равноудаленно от центральной ямки.
На Фиг. 6 изображено прохождение плоского волнового фронта от нулевой базовой сферической линзы 601 и волновых фронтов от некоаксиальных элементарных линз 603 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 600 к сетчатке 602 глаза 600. Как показано на фигуре, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 604 основной оптической оси 606. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта (0 диоптрий), точка 604 фокуса находится в центральной ямке сетчатки 602. Каждый волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 603 с расфокусировкой +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 608 и 610 перед сетчаткой глаза 602, как и следовало ожидать при использовании линзы оптической силы +10,00 диоптрий, но асимметрично от центральной ямки. Как и ранее, точки фокуса элементарных линз соответствуют точкам 608 и 610, которые не совпадают с исходной общей осью 606 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что фокусы элементарных линз сферического волнового фронта находятся вдоль их собственных осей и наклоны этих волновых фронтов отличаются от таковых для элементарных линз, приведенных на Фиг. 4, в результате чего их центры направлены асимметрично от центральной ямки, но их локальная точка фокуса +10,00 диоптрий тоже расположена перед сетчаткой 602. Кроме того, оси элементарных линз сходятся асимметрично перед точкой фокуса центрального базового сферического фронта. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи через исходную общую оптическую ось к периферическим участкам сетчатки 602, располагая их асимметрично на разных расстояниях от центральной ямки.
На Фиг. 7 изображено прохождение плоского волнового фронта от нулевой базовой сферической линзы 701 и волнового фронта от некоаксиальных элементарных линз 703 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 700 к сетчатке 702 глаза 700. Как показано на фигуре, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 704 основной оптической оси 706. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта (0 диоптрий), точка фокуса 704 находится в центральной ямке сетчатки 702. Каждый волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 703 с расфокусировкой +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 708 и 710 перед сетчаткой глаза 702, как и следовало ожидать при использовании линзы оптической силы +10,00 диоптрий, но симметрично от центральной ямки и не пересекая основную оптическую ось 706. Как и ранее, точки фокуса элементарных линз соответствуют точкам 708 и 710, которые не совпадают с исходной общей осью 706 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что фокусы элементарных линз сферического волнового фронта находятся вдоль их собственных осей и наклоны этих волновых фронтов отличаются от таковых для элементарных линз, приведенных на Фиг. 4, в результате чего их центры направлены симметрично от центральной ямки, но их локальная точка фокуса +10,00 диоптрий тоже расположена перед сетчаткой 702. Кроме того, оси элементарных линз сходятся симметрично позади точки фокуса центрального основного сферического фронта 704. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи вдоль исходной общей оптической оси 706, которые не пересекают ее, но по-прежнему направлены к периферическим участкам сетчатки 702, располагаясь симметрично равноудаленно от центральной ямки.
На Фиг. 8 изображено прохождение плоского волнового фронта от нулевой базовой сферической линзы 801 и волновых фронтов от некоаксиальной элементарной линзы 803 с расфокусировкой +10,00 диоптрий через глаз 800 к сетчатке 802 глаза 800. Как показано на фигуре, плоский волновой фронт фокусируется в одной точке 804 основной оптической оси 806. Учитывая, что в данном случае представлено нулевое искажение волнового фронта (0 диоптрий), точка 804 фокуса находится в центральной ямке сетчатки 802. Каждый волновой фронт от некоаксиальной элементарной линзы 803 с расфокусировкой +10,00 диоптрий фокусируется в одной точке 808 и 810 перед сетчаткой глаза 802, как и следовало ожидать при использовании линзы оптической силы +10,00 диоптрий, но асимметрично от центральной ямки и не пересекая основную оптическую ось 806. Как и ранее, точки фокуса элементарных линз соответствуют точкам 808 и 810, которые не совпадают с исходной общей осью 806 и, следовательно, не являются коаксиальными. Важно отметить, что фокусы элементарных линз сферического волнового фронта находятся вдоль их собственных осей и наклоны этих волновых фронтов отличаются от таковых для элементарных линз, приведенных на Фиг. 4, в результате чего их центры направлены асимметрично от центральной ямки, но их локальная точка фокуса +10,00 диоптрий тоже расположена перед сетчаткой 802. Кроме того, оси элементарных линз сходятся асимметрично позади центральной оси 806 базового сферического волнового фронта. Другими словами, элементарные линзы направляют световые лучи вдоль исходной общей оптической оси 806 внутри глаза, которые не пересекают ее, но по-прежнему направлены к периферическим участкам сетчатки 802, располагаясь асимметрично на разных расстояниях от центральной ямки.
Важно отметить, что также возможны комбинации описанных выше конфигураций, например оптическая конфигурация, которая включает в себя базовую сферу с нулевым искажением волнового фронта, элементарные линзы, направляющие лучи через основную оптическую ось, и элементарные линзы, направляющие лучи вдоль основной оптической оси, не пересекая ее. Кроме того, легко можно создать элементарные линзы асферических форм. Это позволит выполнять точную настройку и управление распределением лучей, исходящих из элементарных линз и попадающих на сетчатку. Одним из примеров может быть создание элементарных линз с локальным астигматизмом, соответствующего их угловому положению. Величину астигматизма можно настроить, чтобы изменить ширину ретинального размытия на «кольцевую» схему вокруг центральной ямки.
Контактные линзы представляют собой линзы, которые непосредственно помещают на глаз. Контактные линзы относятся к медицинским устройствам, и их можно носить 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, такие первые контактные линзы изготавливали из материалов, которые не обеспечивали достаточного проникновения кислорода через контактную линзу в конъюнктиву и роговицу, что могло потенциально повлечь за собой ряд нежелательных клинических эффектов. Хотя такие контактные линзы используются 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. Такие силикон-гидрогелевые контактные линзы по существу обладают более высокими показателями 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 экономически эффективным средством коррекции зрения. Тонкие пластиковые линзы располагаются над роговицей глаза для коррекции дефектов зрения, включая миопию, или близорукость, гиперметропию, или дальнозоркость, астигматизм, т.е. тороидальность роговицы, а также пресбиопию, т.е. потерю способности хрусталика к аккомодации. Доступны различные формы контактных линз, которые изготовлены из различных материалов и обеспечивают разные функциональные возможности. Мягкие контактные линзы для повседневного ношения, как правило, изготавливают из мягких полимерных материалов, которые соединяют 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 непрерывно до тридцати дней. В цветных мягких контактных линзах используются различные материалы для обеспечения различных функциональных возможностей. Например, в контактных линзах с оттенком используют слабый оттенок, чтобы облегчить 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 пресбиопией, 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 виде мягких, так и в виде жестких контактных линз. Комбинированные линзы, сочетающие разные аспекты вышеописанных линз, также доступны, например гибридные контактные линзы.
В соответствии с настоящим изобретением конструкции элементарной линзы разработаны для офтальмологических линз, которые обеспечивают коррекцию фовеального зрения и предусматривают миопическое размытие в зоне ближней и дальней периферии сетчатки, уменьшая или останавливая сигнал роста глаза в отсутствие или при наличии минимального воздействия на основное зрение. Контактная линза настоящего изобретения может представлять собой сферическую линзу или торическую линзу. На Фиг. 12A и 12B показан пример осуществления контактной линзы 1200, которая может быть использована в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 12A представлен вид сверху линзы 1200, а на Фиг. 12B представлен вид сбоку линзы 1200. Контактная линза 1200 имеет переднюю выпуклую поверхность 1202 и заднюю вогнутую поверхность 1204. Оптическая зона 1206 включает в себя оптическую систему 1208 коррекции дальнего зрения и множество некоаксиальных элементарных линз 1210 с высокой аддидацией для создания миопической расфокусировки для лечения прогрессирования миопии. Отношение общей площади оптической системы 1208 основной коррекции дальнего зрения к площади некоаксиальных элементарных линз 1210 может находиться в диапазоне от 20: 80 до 80: 20. Элементарные линзы 1210 могут быть сформированы на передней выпуклой поверхности 1202 или задней вогнутой поверхности 1204. Предпочтительно элементарные линзы 1210 сформированы на передней выпуклой поверхности 1202. Контактные линзы 1200 также содержат периферическую зону 1212.
На Фиг. 9 изображено шесть примеров осуществления конструкций некоаксиальных элементарных линз для апертуры зрачка 5,5 мм, где изменения отношения зоны коррекции дальнего зрения к зоне с положительной оптической силой или коэффициента заполнения находятся в диапазоне от двадцати (20) до шестидесяти (60) процентов, а значение положительной оптической силы - от +2,50 диоптрии до +20,0 диоптрий. В этих примерах размеры элементарных линз 900 составляют 0,45 мм, 0,62 мм и 0,77 мм для коэффициентов заполнения 20 процентов, 40 процентов и 60 процентов соответственно. Соблюдалось одинаковое расстояние между центрами элементарных линз, равное 0,88 мм. Также соблюдался постоянный диаметр свободной центральной зоны, равный 2,00 мм. Важно отметить, что может использоваться любое подходящее расположение элементарных линз 900. Кроме того, могут использоваться элементарные линзы 900 любой подходящей формы и размера, например круглые, гексагональные, концентрические кольца или даже радиальные зоны с размерами в диапазоне от 0,5 до 1,1 мм. В таблице 1 ниже приведены параметры конструкции для указанных выше примеров.
Таблица 1
№ примера конструкции
Диаметр свободной центральной зоны, мм
Апертура зрачка (мм)
Коэф. заполнения, %
Расстояние между элементарными линзами, мм
Рефракция (дальняя), D
Аддидация, D
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
В таблице 2 ниже приведены значения зрительного восприятия и контрастной чувствительности (отношение Вебера) для вышеупомянутых конструкций некоаксиальных элементарных линз по отношению к лучшей из доступных коррекции с использованием сферических линз и по сравнению с традиционной сферической линзой +3,00 диоптрии, двухзонной бифокальной линзой с аддидацией +3,00 диоптрии или традиционной концентрической круговой бифокальной линзой с аддидацией +2,00 диоптрии. Во всех случаях применение конструкции элементарной линзы с некоаксиальными оптическими элементарными линзами приводило к сокращению потери остроты зрения и сокращению потери контрастной чувствительности (отношение Вебера) по сравнению с традиционными коаксиальными оптическими системами, такими как двухзонные и концентрические бифокальные линзы. Контраст по существу представляет собой разницу в освещенности/яркости, что делает объект или объекты в пределах поля зрения различимыми, а контрастная чувствительность (отношение Вебера) представляет собой по существу порог чувствительности глаза между степенью освещенности объекта и степенью освещенности фона.
Таблица 2
Тип конструкции
Коэф. заполнения при размере зрачка 5,5 мм
Аддидация/гиперметропия, D
VSOTF
Размер элементарной линзы
Потеря остроты зренияlogMARСреднее/стандартное отклонение(N=5)
Потеря контрастной чувствительности (отношение Вебера)Среднее/стандартное отклонение(N=5)
Традиционная сферическая линза +3,00 D
100%
Н/А
0,001
Н/А
0,81±0,06
Н/А
Концентрическая бифокальная линза
50%
2,0
Н/А
Н/А
0,07±0,02
0,04±0,02
Двухзонная линза
85%
3,0
Н/А
Н/А
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 другим примером осуществления настоящего изобретения на Фиг. 10 изображено изменение оптической конструкции со свободной центральной зоной и без нее при сохранении постоянных параметров коэффициента заполнения в процентах, аддидации и размера элементарной линзы. Как показано на фигуре, оптическая конструкция со свободной центральной зоной 1000 не предполагает формирования на ней элементарных линз 1002. В таблице 3 ниже обобщены параметры конструкций и рассчитанные для каждого из примеров конструкции значения зрительного восприятия (VSOTF).
Отношение Штреля для зрительного восприятия, вычисляемое на основании оптической передаточной функции (VSOTF), представляет собой широко используемый дескриптор зрительного восприятия, который можно получить непосредственно на основе аберраций волнового фронта. Оно указывает на то, как на качество изображения на сетчатке глаза влияет оптическая система глаза и прочие аберрации, индуцированные различными формами дополнительных вспомогательных средств коррекции зрения (например, очками, контактными линзами и т.д.). Значение VSOTF задается следующим уравнением:
,
где  обозначает оптическую передаточную функцию, ограниченную дифракцией,  представляет собой функцию нейронной контрастной чувствительности и  представляет собой координаты пространственных частот.
Таблица 3
№ примера конструкции
Диаметр свободной центральной зоны, мм
Апертура зрачка (мм)
Коэф. заполнения, %
Расстояние между элементарными линзами, мм
Рефракция (дальняя), D
Аддидация, D
VSOTF
1
Н/А
5,5
60
0,88
0,00
+10
0,1683
2
2
5,5
60
0,88
0,00
+10
0,3720
3
Н/А
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, ограниченной влиянием дифракции на качество зрения и зрительное восприятие, в зависимости от размера элементарной линзы 1100 и аддидации. В таблице 4 ниже приведены параметры конструкции и рассчитанные для каждого из примеров конструкции значения зрительного восприятия. Как видно из данных, приведенных в таблице 4, аддидация оказывает меньшее воздействие на величину VSOTF, чем размер элементарной линзы. Соответственно, параметры оптимальной конструкции могут включать высокую аддидацию для усиления эффективности лечения, малый размер элементарной линзы и свободную центральную зону.
Таблица 4
№ примера конструкции
Апертура зрачка (мм)
Коэф. заполнения, %
Диаметр элементарной линзы (мм)
Аддидация (D)
VSOTF
Аддидация (D)
VSOTF
Аддидация (D)
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 в описанных здесь примерах осуществления приведены контактные линзы, содержащие элементарные линзы с одинаковыми значениями локальной оптической силы, равными либо +1,00 D, либо +30,00 D, можно иметь контактные линзы, содержащие элементарные линзы с разными значениями оптической силы. Например, контактная линза может в одной области содержать элементарные линзы с локальной оптической силой +2,00 D, а в другой - +10,00 D или +20,00 D. В других примерах осуществления значения локальной оптической силы расположенных рядом элементарных линз могут чередоваться. По существу может применяться любая приемлемая комбинация значений локальной оптической силы.
Важно также отметить, что в описанных здесь примерах осуществления приведены контактные линзы, предназначенные для замедления прогрессирования миопии. Эти линзы содержат базовые сферические линзы, обладающие нулевой или отрицательной оптической силой для коррекции дальнего зрения, и некоаксиальные элементарные линзы с положительной аддидацией, предназначенные для индукции миопического размытия. Также возможно использовать контактные линзы с обратной полярностью для дальнозорких субъектов. В таких линзах базовая сферическая коррекция представляет собой коррекцию положительной рефракции, а некоаксиальные элементарные линзы обладают отрицательной оптической силой для индукции гиперметропического размытия, приводящего к эмметропии.
Несмотря на то что показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, ясно, что специалистам в данной области представляются возможности отступления от показанных и описанных определенных конструкций и способов, которые могут применяться, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными конструкциями, описанными и показанными в настоящем документе, но все образцы изобретения должны согласовываться со всеми модификациями в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.