СИСТЕМА ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ПРЕСБИОПИИ Российский патент 2012 года по МПК G02C7/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе для лечения пресбиопии. Более конкретно, изобретение относится к линзе и серии линз, носимых человеком для коррекции, или лечения, симптомов пресбиопии.

Уровень техники

Пресбиопия представляет собой постепенное ослабление аккомодационной способности оптической системы человеческого глаза. Это происходит вследствие увеличения модуля упругости и роста хрусталика глаза, расположенного непосредственно за радужной оболочкой и зрачком. Крохотные мышцы глаза, называемые ресничными мышцами, растягивают и сдавливают хрусталик, тем самым корректируя его кривизну. Эта коррекция кривизны хрусталика имеет своим следствием изменение оптической силы глаза, что позволяет сфокусироваться на рассматриваемом предмете. С возрастом хрусталик глаза у человека становится менее гибким и упругим, а ресничные мышцы - менее сильными (последнее проявляется в меньшей степени). Эти изменения выражаются в неравнозначной адаптации хрусталика глаза (т.е. в ослаблении аккомодации) к различным расстояниям, в результате чего предметы, находящиеся близко к глазу, выглядят расплывчато.

У большинства людей симптомы пресбиопии начинают проявляться при рассматривании предметов в нормальных условиях примерно к 40 годам или вскоре после достижения этого возраста. Тем не менее, фактическое возникновение пресбиопии происходит до того, как станут заметны ее симптомы, а ее развитие протекает на протяжении всей жизни человека. В общем случае симптомы у человека считаются проявившимися, если остаточная аккомодация меньше той, которая необходима для чтения. При типичном расстоянии чтения аддидация, или добавочная оптическая сила (ADD), требуемая для аккомодации, составляет от 2,0 до 3,0 диоптрий. С течением времени остаточная аккомодация снижается до точки, после которой человек становится абсолютным пресбиопом (в возрасте после 50 лет). Симптомы пресбиопии выражаются в неспособности сфокусировать зрение на близко расположенных предметах. По мере твердения хрусталика он утрачивает способность фокусировать световые лучи, исходящие от близко расположенных предметов. Люди, у которых проявились такие симптомы, обычно испытывают трудности при чтении мелкого шрифта, например на экране компьютерного монитора, дисплее мобильного телефона, в газетной рекламе, и им приходится читать текст, отодвигая его на расстояние вытянутой руки.

В настоящее время существует множество систем, используемых для нехирургического лечения пресбиопии, в том числе бифокальные очки, прогрессивные (нелинейные бифокальные) очки, очки для чтения, бифокальные контактные линзы и монокулярные контактные линзы. Системы хирургической коррекции включают, например, мультифокальные интраокулярные линзы (ИОЛ) и аккомодирующие ИОЛ, вставляемые в глаз, а также изменение оптической системы методами абляции роговицы. Каждая из этих систем обладает относительно других определенными преимуществами и недостатками. У бифокальных очков верхняя часть линз обеспечивает зрение вдаль, а нижняя часть - зрение вблизи. Бифокальные контактные линзы обычно показывают хорошие результаты в случае пациентов, имеющих хорошую слезную пленку (то есть влажные глаза), хорошее бинокулярное зрение (то есть способность фокусироваться на рассматриваемом предмете обоими глазами), хорошую остроту зрения (то есть оптическую резкость) в каждом глазе и не имеющих аномалий или заболеваний, связанных с веками. Человек, носящий бифокальные контактные линзы, должен тратить время на уход за ними, и ему, как правило, не рекомендуется заниматься деятельностью, где предъявляются высокие требования к зрению. Кроме того, бифокальные контактные линзы могут ограничивать бинокулярное зрение. Наконец, бифокальные контактные линзы являются сравнительно дорогими, частично из-за затрат времени, необходимых для точного выбора их для пациента.

Одной из альтернатив очкам и бифокальным контактным линзам являются монокулярные контактные линзы. В монокулярных контактных линзах одна линза из пары осуществляет коррекцию ближнего зрения (зрения вблизи), а вторая - дальнего зрения (зрения вдаль). Люди с эмметропией, то есть не нуждающиеся в коррекции дальнего зрения, носят только одну контактную линзу на один глаз с целью коррекции ближнего зрения. При отсутствии эмметропии у человека одна монокулярная контактная линза фокусирует один, обычно доминантный, глаз вдаль, а другая линза добавляет постоянное смещение оптической силы для другого глаза. Величина этого постоянного смещения зависит от остаточной аккомодации глаз человека и требований, предъявляемых к ближнему зрению. Люди с низкими требованиями по аддидации обычно очень хорошо адаптируются к монокулярным контактным линзам. Преимущества монокулярных линз заключаются в хорошей переносимости их пациентами, удобстве и низкой стоимости. К недостаткам относятся головная боль и усталость, испытываемые людьми, носящими эти линзы в период привыкания к ним, а также снижение остроты зрения, что для некоторых людей является неприемлемым. Поскольку разность значений аддидации увеличивается, ослабление пространственного глубинного и ночного зрения, а также зрения на среднее расстояние (промежуточного зрения) ограничивает применение монокулярных систем.

Для лечения пресбиопии также используются мультифокальные контактные линзы, работающие по принципу “одновременного зрения”. Различные типы дизайна мультифокальных контактных линз включают, не ограничиваясь этим, линзы с центральной зоной для дальнего зрения, с центральной зоной для ближнего зрения, с кольцевыми зонами, с дифракционной зоной и т.п. Контактные линзы с центральной зоной для ближнего зрения являются мультифокальными, или прогрессивными, линзами, используемыми для лечения пресбиопии. Эти линзы имеют в своем центре зону для ближнего зрения, простирающуюся наружу на некоторое расстояние от центра линзы, и зону для дальнего зрения, расположенную на периферии линзы и концентрическим образом окружающую зону для ближнего зрения. В более современных мультифокальных контактных линзах, известных как прогрессивные, переход между зонами для дальнего и ближнего зрения является более плавным, чем в предшествующих типах. Аддидация является наибольшей в зоне линзы для ближнего зрения и наименьшей или равной нулю в зоне для дальнего зрения. В переходной зоне оптическая сила непрерывно уменьшается от значения, близкого к аддидации в зоне ближнего зрения, до значения, близкого к аддидации в зоне дальнего зрения (или до нуля), по мере перехода от зоны для ближнего зрения к зоне для дальнего зрения.

Хотя мультифокальные линзы обычно являются эффективными при лечении симптомов пресбиопии, им свойственно и немало недостатков. Мультифокальные линзы, предназначенные для лечения симптомов пресбиопии, обычно имеют относительно высокие значения аддидации в зоне для ближнего зрения, чтобы обеспечить коррекцию, необходимую для зрения вблизи. Высокая величина аддидации в зоне для ближнего зрения может иметь своим следствием возникновение визуальных искажений, или ложных изображений, влияющих на промежуточное зрение и могущих привести к другим проблемам, ухудшающим качество дальнего зрения пациента.

Другим недостатком существующих систем лечения пресбиопии является их неэффективность при лечении препресбиопии, или зарождающейся пресбиопии. Еще до того как симптомы пресбиопии станут совершенно очевидными для человека, он может испытывать симптомы препресбиопии, например неспособности оптической системы глаза к аккомодации в условиях темноты или слабого освещения. Прогрессивные мультифокальные линзы с очень высокими значениями аддидации зоны ближнего зрения не подходят для использования при лечении препресбиопии. Компания CooperVision, Inc., головной офис которой находится в г.Фэйрпорт (Fairport), штат Нью-Йорк, США, недавно приступила к испытаниям контактной линзы, которая, как заявляет компания, является эффективной при лечении препресбиопии, но в настоящее время об этом изделии имеется недостаточно информации, чтобы убедиться в том, что эта линза действительно эффективна при лечении препресбиопии.

Соответственно, существует потребность в системе для лечения пресбиопии и препресбиопии, которая была бы эффективной и не ухудшала бы качество промежуточного или дальнего зрения пациента на разных этапах развития пресбиопии.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предлагаются линза и серия линз для лечения пресбиопии и препресбиопии. Каждая линза имеет центральную оптическую зону, периферийную оптическую зону и переходную зону. Центральная оптическая зона имеет распределение оптической силы, обеспечивающее аддидацию (ADD), изменяющуюся от максимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 2,4 диоптрии, до минимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 0,2 диоптрии. Периферийная оптическая зона имеет распределение оптической силы, обеспечивающее отрицательную сферическую аберрацию между полудиаметром, составляющим примерно 2 мм, и полудиаметром, составляющим примерно 3 мм. Разность между величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой на указанном внутреннем полудиаметре, и величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой на указанном внешнем полудиаметре периферийной оптической зоны, изменяется от минимального абсолютного значения, равного примерно 0,65 диоптрии, до максимального абсолютного значения, равного примерно 1,25 диоптрии. Переходная зона линзы находится между центральной и периферийной оптическими зонами, примыкает к ним и обеспечивает переход между ними. Распределение оптической силы в переходной зоне является непрерывным.

Объектом изобретения является также способ разработки серии линз для лечения пресбиопии, в которой каждая линза имеет распределение оптической силы, обеспечивающее наличие центральной оптической зоны с выбранной величиной аддидации и периферийной оптической зоны с выбранным значением отрицательной сферической аберрации. Между центральной и периферийной оптическими зонами находится переходная зона, примыкающая к центральной и периферийной оптическим зонам и обеспечивающая переход между ними. Распределение оптической силы для каждой линзы определяется математической функцией, одинаковой для всех линз, за исключением того, что члены, представляющие постоянное смещение, для всех линз серии различны.

Еще одним объектом изобретения является способ конструирования линзы для лечения пресбиопии, включающий выбор распределения оптической силы для центральной оптической зоны линзы, выбор распределения оптической силы для периферийной оптической зоны линзы и выбор распределения оптической силы для переходной зоны линзы. Выбор распределения оптической силы для центральной оптической зоны осуществляют с обеспечением аддидации, изменяющейся от максимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 2,4 диоптрии, до минимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 0,2 диоптрии. Распределение оптической силы в периферийной оптической зоне выбирают с обеспечением отрицательной сферической аберрации между полудиаметром, составляющим примерно 2 мм, и полудиаметром, составляющим примерно 3 мм. Разность между величинами отрицательной сферической аберрации на указанных внутреннем и внешнем полудиаметрах периферийной оптической зоны изменяется от минимального абсолютного значения, равного примерно 0,65 диоптрии, до максимального абсолютного значения, равного примерно 1,25 диоптрии. Переходная зона расположена между центральной и периферийной оптическими зонами, примыкает к ним и обеспечивает переход между ними. Распределение оптической силы, выбранное для переходной зоны, является непрерывным.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения поясняются в приведенном ниже описании, на чертежах и в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

На чертежах представлено:

фиг.1 - вид сверху контактной линзы в соответствии с одним из иллюстративных вариантов осуществления изобретения,

фиг.2 - график с тремя различными распределениями оптической силы, на котором представлены примеры распределений, подходящие для линзы, показанной на фиг.1,

фиг.3 - график с тремя различными кривыми, представляющими скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне (в дптр/мм) для трех распределений, показанных на фиг.2,

фиг.4 - график распределения оптической силы на участке показанной на фиг.1 периферийной оптической зоны, простирающемся примерно от 2,0 примерно до 3,0 мм от центра линзы,

фиг.5 - график с кривой 81, представляющей скорость изменения оптической силы в периферийной оптической зоне (в дптр/мм) для распределения, показанного на фиг.4,

фиг.6 - кривые распределения оптической силы двух линз из одной серии, имеющих различные члены, представляющие постоянное смещение, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения,

фиг.7 - блок-схема, представляющая способ разработки серии линз для лечения пресбиопии в соответствии с одним из иллюстративных вариантов осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к системе лечения пресбиопии и препресбиопии, не ухудшающей качество промежуточного или дальнего зрения пациента, который носит систему. Термины “пресбиопия” и “препресбиопия” для простоты обсуждения в дальнейшем будут именоваться просто “пресбиопия”. Целью изобретения является разработка серии линз, включающей линзы, рассчитанные на обеспечение положительной аддидации в центральной оптической зоне, подбираемой в соответствии с остаточной аккомодацией и динамикой оптической системы глаз конкретного человека, а также отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне. Поскольку аккомодация глаза происходит при переводе взгляда на ближний предмет, зрачок сужается (миозис) и абсолютное значение отрицательной сферической аберрации оптической системы увеличивается. Влияние этих динамических факторов выражается в увеличении глубины фокуса оптической системы глаза человека. По существу, эти динамические факторы действуют в сочетании с положительной аддидацией, обеспечиваемой центральной оптической зоной линзы, и эффективной аддидацией, получаемой из отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне линзы, с целью получения минимально заметной нерезкости. Сочетание всех этих факторов выражается в достижении минимально заметной нерезкости, настроенной на максимальное увеличение глубины фокуса. Способ достижения этих целей описывается ниже со ссылкой на несколько иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Предлагаемые в изобретении линзы в настоящем описании характеризуются распределением оптической силы в диоптриях. Описываемая здесь серия линз определяется как ряд значений аддидации (ADD) для заданного параметра ADD. Например, типичная серия сферических линз имеет значения аддидации в диапазоне от -10 до +6 диоптрий с шагом приращения 0,25 диоптрии. Параметр ADD представляет собой аберрацию или отклонение (возмущение) диоптрической силы в оптической зоне, необходимое для увеличения глубины фокуса на заданную величину. Величина и функциональная форма отклонения заданного параметра ADD выбираются в соответствии с заданной величиной остаточной аккомодации. Таким образом, конкретный параметр ADD связан со всеми линзами конкретной серии. Возможно наличие нескольких параметров ADD, когда каждый из них соотносится с конкретной стадией пресбиопии. Все распределения оптической силы для данной серии определяются одним и тем же уравнением, за исключением различий в членах уравнения, представляющих постоянное смещение для каждой линзы серии. Следовательно, конкретное уравнение с конкретными коэффициентами и математическими операторами соответствует параметру аддидации, тогда как член, представляющий в этом уравнении постоянное смещение, соответствует аддидации.

На фиг.1 показан вид сверху контактной линзы 1 в соответствии с одним из иллюстративных вариантов осуществления изобретения. В целях описания принципов и концепций изобретения предполагается, что предлагаемая в изобретении контактная линза имеет по меньшей мере центральную оптическую зону 10, периферийную оптическую зону 20 и переходную зону 30, связывающую центральную оптическую зону 10 с периферийной оптической зоной 20. В тех же целях предполагается, что в целом оптическая зона предлагаемой в изобретении контактной линзы состоит из центральной оптической зоны 10, переходной зоны 30 и периферийной оптической зоны 20, хотя некоторые из этих зон могут состоять из нескольких зон.

В типичной контактной линзе диаметр всей оптической зоны составляет примерно от 7,0 до 8,0 миллиметров (мм). В целях описания принципов и концепций изобретения предполагается, что диаметр центральной оптической зоны находится в диапазоне примерно от 2,0 до 4,0 мм и в предпочтительном варианте составляет примерно 3,0 мм. Периферийная оптическая зона 20 представляет собой кольцевую зону, окружающую центральную оптическую зону 10. Снаружи от периферийной оптической зоны 20 находится внешняя периферийная область 25, которая, вообще говоря, не предназначена для каких-либо оптических целей, а служит для пригонки передней поверхности линзы 1 к поверхности глаза. Диаметр всей линзы 1, включая эту внешнюю периферийную область 25, обычно составляет примерно от 13,8 до 14,6 мм.

На фиг.2 показан график с тремя различными распределениями оптической силы 40, 50 и 60, на котором представлены примеры распределений, подходящие для линзы 1, показанной на фиг.1. По вертикальной оси графика отложены значения оптической силы в диоптриях, а по горизонтальной - радиус в миллиметрах, проведенный наружу из центра линзы. Как упоминалось выше в связи с настоящим изобретением, установлено, что эффективное лечение пресбиопии возможно при использовании линзы, обеспечивающей некоторую положительную величину аддидации в центральной оптической зоне, которая (скорость изменения) несколько меньше той, что обычно требуется для аккомодации при ближнем зрении, если периферийная оптическая зона обеспечивает выбранную величину отрицательной сферической аберрации. Причина, благодаря которой линза, имеющая такой тип распределения оптической силы, является эффективной для лечения пресбиопии, заключается в том, что выбранная величина отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемая периферийной оптической зоной, в сочетании с остаточной аккомодацией человеческого глаза приводит к увеличению глубины фокуса, тем самым улучшая ближнее зрение при минимально заметной нерезкости в случае промежуточного или дальнего зрения. Более конкретно, динамические факторы оптической системы глаза действуют в сочетании с положительной аддидацией, обеспечиваемой центральной оптической зоной линзы, и эффективной аддидацией, увеличивающейся из-за отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне линзы, с целью получения минимально заметной нерезкости, которая регулируется для максимального увеличения глубины фокуса.

Для каждого из распределений оптической силы 40, 50 и 60 характерно наличие максимальной аддидации в центральной оптической зоне, то есть в точках пересечения кривых с вертикальной осью, и отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне линзы. В примере, представленном на фиг.2, максимальная аддидация в центральной оптической зоне для распределения 40 составляет примерно 0,3 диоптрии, для распределения 50 - примерно 0,9 диоптрии и для распределения 60 - примерно 1,6 диоптрии. Настоящее изобретение не ограничивается этими значениями аддидации. В центре центральной оптической зоны 10 максимальная аддидация обычно варьируется в пределах примерно от 0 до 2,4 диоптрии. В центре центральной оптической зоны 10 минимальная ADD обычно варьируется примерно от 0 до 0,2 диоптрии. Амплитуды (то есть компоненты, характеризующие постоянное смещение) и функциональные формы параметров ADD, определяющих форму этих распределений, подбираются для обеспечения, в сочетании с остаточной аккомодацией пациента, плавного перехода и стабильной остроты зрения при переводе взгляда.

Как указывалось выше, распределение оптической силы линзы, подбираемой для пациента, зависит от динамических факторов оптической системы его глаз. Распределение с более высокой амплитудой аддидации в центральной оптической зоне приближает ближайшую точку ясного зрения, но ухудшает промежуточное зрение и создает больше проблем при переводе взгляда на ближний предмет. Поэтому максимальная аддидация в центральной оптической зоне подбирается с учетом динамических факторов оптической системы глаза таким образом, чтобы выбранная аддидация и эффективная аддидация, увеличивающаяся из-за отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне линзы, обеспечивали получение минимально заметной нерезкости, которая регулируется для максимального увеличения глубины фокуса.

Минимальная аддидация в центральной оптической зоне 10 возникает на границе центральной оптической зоны 10 и переходной зоны 30. Расстояние от центра линзы до конца центральной оптической зоны 10 и начала переходной зоны 30 варьируется в зависимости от дизайна линзы. Как упоминалось выше в связи с фиг.1, диаметр центральной оптической зоны находится в диапазоне примерно от 2,0 до 4,0 мм и в предпочтительном варианте составляет около 3,0 мм. Это соответствует радиальному расстоянию от центра линзы, то есть полудиаметру, в диапазоне примерно от 1,0 до 2,0 мм. Минимальная аддидация в центральной оптической зоне подбирается с учетом динамических факторов оптической системы глаза таким образом, чтобы выбранная минимальная аддидация и эффективная аддидация, увеличивающаяся из-за отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне линзы, обеспечивали получение минимально заметной нерезкости, которая регулируется для максимального увеличения глубины фокуса. В контексте настоящего описания термин “отрицательная сферическая аберрация” означает, что световые лучи, принимаемые периферийной областью зрачка, фокусируются позади сетчатки глаза, а световые лучи, принимаемые центром зрачка, фокусируются на сетчатке.

Линза с распределением 40 в общем случае предназначается для людей с симптомами препресбиопии, часто называемых “зарождающимися пресбиопами”. В случае распределения 40 центральная оптическая зона 10 имеет меньшую аддидацию по сравнению с распределениями 50 и 60. Для промежуточного пресбиопа, т.е. человека, начавшего замечать симптомы пресбиопии, что обычно происходит в возрасте около 40 лет, остаточная аккомодация глаза, как правило, лишь слегка меньше той, что необходима для четкой фокусировки на предметах, расположенных близко к глазам. Для этих людей подошла бы линза с распределением 50, поскольку в этом случае аддидация несколько превышает величину, обеспечиваемую распределением 40 в центральной оптической зоне, но все еще остается меньше той, которую традиционно используют для таких людей. Для людей с большим стажем пресбиопии линза с распределением 60 обеспечивает более высокую аддидацию во всей центральной оптической зоне, чем в распределениях 40 и 50, но также меньше той, которую традиционно используют в дизайне линз, предназначенных для таких людей.

На фиг.3 показан график с тремя различными кривыми 41, 51 и 61, представляющими скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне 10 (в дптр/мм) соответственно для распределений 40, 50 и 60, показанных на фиг.2. Кривые 41, 51 и 61 получаются посредством взятия первой производной по точкам распределений 40, 50 и 60 в пределах от r=0 мм до r=1,5 мм. Скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне должна соответствовать остаточной аккомодации глаза. Для оптимального зрения скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне должна быть плавно изменяющейся функцией. Скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне обычно имеет минимальное абсолютное значение около 0,15 диоптрии и максимальное абсолютное значение около 0,8 диоптрии на полудиаметре около 0,5 мм от центра линзы. На полудиаметре около 1,0 мм от центра линзы скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне обычно имеет минимальное абсолютное значение около 0,3 диоптрии и максимальное абсолютное значение около 2,0.

Можно видеть, что для распределения 40 соответствующая скорость изменения 41 является постоянной (то есть линейной) на протяжении центральной оптической зоны 10. Для распределения 50 соответствующая скорость изменения 51 возрастает по величине от центра линзы наружу до радиуса около 1,0 мм, но затем в основном постоянна от радиуса около 1,0 мм до радиуса около 1,45 мм. Для распределения 60 соответствующая скорость изменения 61 возрастает от центра линзы наружу до радиуса около 1,0 мм, а затем уменьшается от радиуса около 1,0 мм до радиуса около 1,45 мм.

Изобретение не ограничивается распределениями, показанными на фиг.2. Различные математические функции и (или) различные значения аддидации, представленные распределениями 40, 50 и 60, можно использовать для получения распределений, позволяющих достичь целей изобретения. Математические функции, используемые для получения распределений оптической силы, не ограничиваются каким-либо конкретным типом или классом. Каждое распределение может описываться единственной математической функцией, например полиномиальной функцией, или кусочно-линейной функцией, полученной из нескольких математических функций. Распределения могут также описываться другими функциями, например линейными, сплайн-функциями (например, кубическими и бикубическими), функциями Зейделя, функциями Цернике, коническими и биконическими функциями.

Например, кривые 51 и 61, показанные на фиг.3, являются прерывными на радиальном удалении около 1,45 мм от центра оптической зоны 10. Тем не менее, поскольку функции, представляющие распределения 50 и 60, показанные на фиг.2, являются непрерывными и, следовательно, дифференцируемыми по первой производной, распределения 40, 50 и 60 подходят для конструирования линз для лечения пресбиопии. Поскольку для данных распределений нет необходимости в дифференцировании с целью получения вторых производных, они могут описываться самыми разными математическими функциями, включая кусочно-линейные и сплайн-функции.

Изобретение не ограничено в отношении характеристик распределений оптической силы в переходной зоне 30 (фиг.1). В предпочтительном варианте распределение является непрерывным на протяжении переходной зоны 30 с целью предотвращения влияния на зрение визуальных искажений, обычно также называемых ложными изображениями. Другим способом констатации того, что распределение является непрерывным в переходной зоне 30, является утверждение, что для этих распределений возможно дифференцирование с целью получения по меньшей мере первых производных в переходной зоне 30. Для более высоких ADD в распределениях 50 и 60, показанных на фиг.2, непрерывность изменений скорости на кривых 51 и 61, показанных на фиг.3, от центра центральной оптической зоны 10 почти до переходной зоны 30 (1,5 мм от центра) гарантирует, что качество зрения не будет ухудшаться визуальными искажениями или ложными изображениями.

На фиг.4 показан график распределения оптической силы 80 на участке показанной на фиг.1 периферийной оптической зоны 20, простирающемся примерно в 2,0-4,0 мм от центра линзы 1 (фиг.1). Как упоминалось выше, распределение оптической силы в периферийной оптической зоне 20 обусловливает некоторую величину отрицательной сферической аберрации. Эта величина отрицательной сферической аберрации обычно находится в диапазоне примерно от -0,1 до -0,7 диоптрии на границе периферийной оптической зоны 20 и переходной зоны 30 и в диапазоне примерно от -2,0 до -2,7 диоптрии на границе периферийной оптической зоны 20 и внешней периферийной области 25. Как упоминалось выше, влияние этой сферической аберрации состоит в том, что она обеспечивает некоторую величину эффективной аддидации, которая в сочетании с положительной аддидацией центральной оптической зоны 10 и динамическими факторами оптической системы глаза создает минимально заметную нерезкость, которая регулируется для максимального увеличения глубины фокуса.

На фиг.5 показан график с кривой 81, представляющей скорость изменения оптической силы в периферийной оптической зоне 20 (в дптр/мм) для распределений 40, 50 и 60. Кривая 81 получается в результате взятия первой производной по точкам какого-либо из распределений 40, 50 и 60 в пределах от r=2,0 мм до r=3,0 мм, то есть взятия первой производной по точкам распределения 80, показанного на фиг.4. Штриховые линии 82 и 83 представляют граничные функции, описывающие типичные амплитуды оптической силы на протяжении периферийной оптической зоны 20. Из фиг.5 видно, что скорость изменения на протяжении периферийной оптической зоны 20 возрастает по величине в направлении от центра линзы и составляет примерно -0,67 диоптрии/мм на радиусе примерно 2 мм и примерно -1,00 диоптрии/мм на радиусе примерно 3 мм. Хотя этого и не видно на фиг.5 из-за того, что ось X заканчивается на радиусе 3 мм, но на радиусе примерно 4 мм скорость изменения имеет величину примерно -1,33 диоптрии/мм. Кривые граничных функций 82 и 83 показывают, что скорость изменения оптической силы на протяжении периферийной оптической зоны 20 находится в диапазоне величин примерно от -0,5 диоптрии/мм на радиусе примерно 2 мм до примерно -1,5 диоптрии/мм на радиусе примерно 3 мм на границе периферийной оптической зоны 20 и переходной зоны 30 и достигает максимального абсолютного значения, составляющего примерно 1,5 диоптрии, на границе периферийной оптической зоны 20 и внешней периферийной области 25.

Поскольку сферическая аберрация глаза является в основном независимой от рефракционной ошибки, отрицательная сферическая аберрация для серии линз в предпочтительном варианте будет, как правило, одинаковой для всех линз серии либо будет изменяться на протяжении периферийной оптической зоны лишь на небольшую величину для различных линз серии. Предусмотрев требуемый диапазон величин отрицательной сферической аберрации в периферийной оптической зоне 20, можно увеличить глубину фокуса посредством создания визуально приемлемой степени нерезкости изображения с учетом динамики зрачка при переводе взгляда на ближний предмет (миозис). Как упоминалось выше, в контексте настоящего описания термин “отрицательная сферическая аберрация” означает, что световые лучи, принимаемые периферийной областью зрачка, фокусируются позади сетчатки глаза, тогда как световые лучи, принимаемые центром зрачка, фокусируются на сетчатке. Говоря другими словами, периферия зрачка имеет меньшую оптическую силу, чем центр зрачка.

Определяя сферическую аберрацию (SA) как абсолютное значение разности отрицательных сферических аберраций зон полудиаметров 2 и 3 мм (фиг.5), получаем предпочтительный диапазон значений SA:

SA (мин.)=0,65 диоптрии;

SA (макс.)=1,25 диоптрии;

SA (номин.)=0,85 диоптрии.

В предпочтительном варианте сферическая аберрация в периферийной оптической зоне будет одной и той же для всех параметров ADD. Для торических мультифокальных линз указанные выше диапазоны имеют место вдоль меридианов сферы. Периферийная оптическая зона 20 может быть описана полиномами Цернике, асферическими членами или аналогичными функциями. Распределение оптической силы в периферийной оптической зоне 20 может быть описано квадратичной или возмущенной квадратичной функцией.

Как упоминалось выше, для данной серии линз каждая линза в предпочтительном варианте будет иметь распределение оптической силы, определяемое одним и тем же параметром ADD, но члены, представляющие постоянное смещение, будут разными у всех линз серии. На фиг.6 показаны кривые распределения оптической силы 90 и 91 двух линз из одной серии, имеющих различные члены, представляющие постоянное смещение, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Таким образом, математические функции, описывающие распределения 90 и 91, являются идентичными, за исключением членов, представляющих постоянное смещение. Член, описывающий постоянное смещение, соответствует точке пересечения кривой распределения с осью Y. Это значение получается, если все X-составляющие функции равны нулю, так что значение функции соответствует значению члена, представляющего постоянное смещение, то есть константе уравнения.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения установлено, что доплюсовка оптической силы на небольшую величину для глаза, фокусируемого на ближнюю зону, иногда приводит к улучшению результатов лечения пресбиопии. В случаях, когда глаз, фокусируемый на дальнюю зону, является доминантным или имеет меньший астигматизм, доплюсовка оптической силы на небольшую величину для глаза, фокусируемого на ближнюю зону, увеличивает глубину фокуса. В контексте настоящего описания термин “доплюсовка” означает выбор для одного глаза линзы, имеющей распределение, характеризуемое тем же параметром ADD, что и у другой линзы данной серии, используемой для другого глаза, но со значением члена, представляющего постоянное смещение, большим, чем у другой линзы серии. Например, для глаза, фокусируемого на ближнюю зону, подошла бы линза, имеющая распределение 91 (фиг.6), тогда как для глаза, фокусируемого на дальнюю зону, - линза с распределением 90.

Хотя в приведенном выше описании настоящего изобретения речь идет о контактных линзах, изобретение равным образом применимо к факичным или афакичным линзам, а также к распределениям оптической силы, создаваемым методом абляции роговицы. Кроме того, хотя в описании изобретения речь идет о линзе, работающей по принципу “одновременного зрения” (фиг.1), линзы, соответствующие изобретению, могут также использоваться в модифицированных монокулярных системах, поскольку представленные в настоящем описании распределения оптической силы уменьшают несоответствие между параметрами для дальнего и ближнего зрения.

На фиг.7 показана блок-схема, представляющая способ разработки серии линз для лечения пресбиопии в соответствии с одним из иллюстративных вариантов осуществления изобретения. Серию линз разрабатывают таким образом, что каждая линза серии имеет распределение оптической силы, обеспечивающее аддидацию в центральной оптической зоне и отрицательную сферическую аберрацию в периферийной оптической зоне (блок 101). В предпочтительном варианте максимальная аддидация имеет место в центре центральной оптической зоны 10 (фиг.1), а минимальная аддидация - на границе между центральной оптической зоной 10 и переходной зоной 30. Для каждой линзы серии в соответствующее распределение оптической силы включают свой (отличный от других) член, представляющий постоянное смещение, т.е. у всех линз эти члены различны (блок 102). Каждая линза серии имеет распределение оптической силы в переходной области, которое в предпочтительном варианте является непрерывным (блок 103), что означает, что эти распределения в переходной области поддаются дифференцированию с получением по меньшей мере первых производных, но не обязательно вторых производных или производных более высоких порядков.

Следует отметить, что в настоящем описании изобретения приведены некоторые предпочтительные и иллюстративные варианты его осуществления и что изобретение не ограничивается этими вариантами. Специалистам в данной области будет ясно, что варианты осуществления изобретения, приведенные в настоящем описании, могут быть модифицированы и что все эти модификации находятся в пределах объема изобретения. Например, специалистам в данной области будет ясно, что, принимая во внимание настоящее описание, изобретение не ограничивается линзой, имеющей одно из распределений оптической силы, описанных выше на основе фиг.2. Как упоминалось выше, для описания распределений оптической силы могут быть использованы различные математические функции и параметры ADD, удовлетворяющие целям изобретения, заключающимся в лечении пресбиопии без ущерба для промежуточного и/или дальнего зрения. Кроме того, хотя способ, описанный выше на основе фиг.6, включает раздельные процессы выбора распределений оптической силы для центральной оптической зоны, периферийной оптической зоны и переходной зоны, это может быть выполнено как единый процесс, в ходе которого подбирается единственное распределение оптической силы, удовлетворяющее всем требованиям для каждой из этих зон.

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на создание линзы и серии линз для лечения пресбиопии и препресбиопии, не ухудшающих качество промежуточного и дальнего зрения пациента, что обеспечивается за счет того, что система представляет собой линзу и серию линз, в которых распределение оптической силы обеспечивает положительную аддидацию в зоне для ближнего зрения, которая несколько меньше той, что обычно требуется для аккомодации для зрения вблизи, в то же время обеспечивая отрицательную сферическую аберрацию в периферийной оптической зоне. Динамические факторы глаз пациента действуют в сочетании с положительной аддидацией, обеспечиваемой центральной оптической зоной линзы, и эффективной аддидацией, полученной из отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой периферийной оптической зоной линзы, для достижения минимально заметной степени нерезкости, настроенной для максимального увеличения глубины фокуса глаза пациента. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Линза для лечения пресбиопии, имеющая центральную оптическую зону с распределением оптической силы, обеспечивающим аддидацию (ADD), изменяющуюся от максимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 2,4 диоптрий, до минимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 0,2 диоптрии, периферийную оптическую зону с внутренним полудиаметром примерно 2 мм и внешним полудиаметром примерно 3 мм, имеющую распределение оптической силы, обеспечивающее отрицательную сферическую аберрацию, причем разность между величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внутреннем полудиаметре, и величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внешнем полудиаметре, изменяется от минимального абсолютного значения, равного примерно 0,65 диоптрии, до максимального абсолютного значения, равного примерно 1,25 диоптрии, и переходную зону, расположенную между центральной и периферийной оптическими зонами, примыкающую к ним и обеспечивающую переход между ними, причем распределение оптической силы в переходной зоне является непрерывным.

2. Линза по п.1, в которой разность между величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внутреннем полудиаметре, и величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внешнем полудиаметре, имеет абсолютное значение, равное примерно 0,85 диоптрии.

3. Линза по п.1, в которой распределение оптической силы в центральной оптической зоне является непрерывным.

4. Линза по п.3, в которой распределение оптической силы в периферийной оптической зоне является непрерывным.

5. Линза по п.1, в которой максимальная аддидация, обеспечиваемая распределением оптической силы в центральной оптической зоне, составляет примерно 1,6 диоптрии.

6. Линза по п.1, в которой максимальная аддидация, обеспечиваемая распределением оптической силы в центральной оптической зоне, составляет примерно 0,9 диоптрии.

7. Линза по п.1, в которой максимальная аддидация, обеспечиваемая распределением оптической силы в центральной оптической зоне, составляет примерно 0,3 диоптрии.

8. Линза по п.1, в которой в области стыка центральной оптической зоны и переходной зоны скорость изменения оптической силы является прерывной.

9. Линза по п.1, в которой скорость изменения оптической силы в периферийной оптической зоне является прерывной.

10. Линза по п.9, в которой скорость изменения оптической силы в центральной оптической зоне является, по существу, постоянной.

11. Линза по п.1, которая является торической мультифокальной линзой.

12. Серия линз для лечения пресбиопии, в которой каждая линза имеет центральную оптическую зону с распределением оптической силы, обеспечивающим выбранную величину аддидации (ADD), периферийную оптическую зону с распределением оптической силы, обеспечивающим выбранную величину отрицательной сферической аберрации, переходную зону, расположенную между центральной и периферийной оптическими зонами, примыкающую к ним и обеспечивающую переход между ними, причем каждая линза имеет распределение оптической силы, определяемое математической функцией, и математические функции всех линз серии идентичны, за исключением того, что члены, представляющие постоянное смещение, для всех линз серии различны.

13. Серия линз по п.12, в которой распределение оптической силы характеризуется скоростью изменения оптической силы в центральной оптической зоне, которая (скорость изменения) является прерывной в области стыка центральной оптической зоны и переходной зоны.

14. Серия линз по п.12, в которой распределение оптической силы характеризуется скоростью изменения оптической силы в периферийной оптической зоне, которая (скорость изменения) является непрерывной между полудиаметром примерно 2 мм от центра линзы и полудиаметром примерно 3 мм от центра линзы.

15. Серия линз по п.12, в которой распределение оптической силы характеризуется скоростью изменения оптической силы в периферийной оптической зоне, при которой на расстоянии примерно 2,0 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно от 0,50 примерно до 1,00 диоптрии, а на расстоянии примерно 3,0 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно от 0,75 примерно до 1,50 диоптрии.

16. Серия линз по п.15, в которой распределение оптической силы характеризуется скоростью изменения оптической силы в периферийной оптической зоне, при которой на расстоянии примерно 2,0 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно 0,65 диоптрии, а на расстоянии примерно 3,0 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно 1,00 диоптрию.

17. Серия линз по п.12, в которой распределение оптической силы характеризуется скоростью изменения оптической силы в центральной оптической зоне, при которой на расстоянии примерно 0,5 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно от 0,15 примерно до 0,8 диоптрии, а на расстоянии 1,0 мм от центра линзы абсолютное значение оптической силы составляет примерно от 0,3 примерно до 2,0 диоптрий.

18. Серия линз по п.12, в которой распределение оптической силы в переходной зоне является непрерывным.

19. Способ разработки серии линз для лечения пресбиопии, характеризующийся тем, что для серии линз выбирают распределение оптической силы, обеспечивающее аддидацию в центральной оптической зоне и отрицательную сферическую аберрацию в периферийной оптической зоне, и в выбранное распределение оптической силы для каждой линзы серии включают свой член, представляющий постоянное смещение, таким образом, что у всех линз серии распределение оптической силы является идентичным, за исключением того, что члены, представляющие постоянное смещение, для всех линз серии различны.

20. Способ по п.19, в котором для первого глаза пациента выбирают первую линзу серии, а для второго глаза пациента выбирают вторую линзу серии.

21. Способ конструирования по меньшей мере первой линзы для лечения пресбиопии, характеризующийся тем, что выбирают для центральной оптической зоны линзы распределение оптической силы, обеспечивающее аддидацию (ADD), изменяющуюся от максимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 2,4 диоптрий, до минимального значения, составляющего примерно от 0 примерно до 0,2 диоптрии, выбирают для периферийной оптической зоны распределение оптической силы, обеспечивающее отрицательную сферическую аберрацию между полудиаметром примерно 2 мм от центра линзы и полудиаметром примерно 3 мм от центра линзы, причем разность между величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на указанном внутреннем полудиаметре, и величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на указанном внешнем полудиаметре, изменяется от минимального абсолютного значения, равного примерно 0,65 диоптрии, до максимального абсолютного значения, равного примерно 1,25 диоптрии, и выбирают для переходной зоны, расположенной между центральной и периферийной оптическими зонами, примыкающей к ним и обеспечивающей переход между ними, распределение оптической силы, которое является непрерывным.

22. Способ по п.21, в котором разность между величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внутреннем полудиаметре, и величиной отрицательной сферической аберрации, обеспечиваемой распределением оптической силы на внешнем полудиаметре, имеет абсолютное значение, равное примерно 0,85 диоптрии.