АСФЕРИЧЕСКАЯ ТОРОИДАЛЬНАЯ ВНУТРИГЛАЗНАЯ ЛИНЗА Российский патент 2013 года по МПК A61F2/16 

Родственные заявки

По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США, серийный № 61/050911, поданной 6 мая 2008 года, содержание которой включается в настоящий документ в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего описания относятся, как правило, к внутриглазным (интраокулярным) линзам, а более конкретно к внутриглазным линзам, объединяющим асферичность и тороидальность.

Уровень техники

Внутриглазные линзы (IOL) обычно имплантируются в глаз пациента во время хирургической операции катаракты для замены естественной линзы хрусталика или для компенсации потери оптической силы. Термины "интраокулярная линза" (внутриглазная линза) и ее аббревиатура ИОЛ (IOL) взаимозаменяемо используются в настоящем документе для описания линз, которые имплантируют внутрь глаза, либо для замены естественной линзы, либо для улучшения зрения иным путем, независимо от того, удаляется ли естественная линза или не удаляется.

Традиционные IOL являются сферическими, это означает, что задняя поверхность является искривленной. Однако асферические IOL имеют асферическую поверхность для коррекции сферической аберрации роговицы. Тороидальные IOL имеют тороидальную поверхность для коррекции или ослабления астигматизма роговицы в некотором диапазоне диоптрий.

Сущность изобретения

Следовательно, имеется необходимость в улучшении способов и офтальмологических линз для коррекции зрения, а более конкретно, в таких способах и линзах, которые могут использоваться для компенсации потери оптической силы удаляемой естественной линзы. Таким образом, существует необходимость в улучшении возможности для восстановления зрения в некотором диапазоне расстояний до объекта без его ухудшения в какой-либо части этого диапазона.

Термины "асферическая базовая кривизна" и "асферический профиль" используются в настоящем документе взаимозаменяемо и хорошо известны специалистам в данной области. До такой степени, до какой может потребоваться какое-либо дополнительное объяснение, эти термины используют в настоящем документе для упоминания радиального профиля поверхности, который демонстрирует отклонение от сферической поверхности. Такие отклонения можно характеризовать, например, как плавно изменяющиеся различия между асферическим профилем и предполагаемым сферическим профилем, который по существу совпадает с асферическим профилем при малых радиальных расстояниях от вершины профиля. Кроме того, термины "по существу идентичные IOL" или "по существу идентичные линзы", как используется в настоящем документе, относятся к IOL, которые формируются из такого же материала, как и асферическая IOL, с которой ее сравнивают. Каждая поверхность "по существу идентичной IOL" имеет такой же центральный радиус (то есть радиус при вершине поверхности, соответствующей пересечению оптической оси с поверхностью), как и у соответствующей поверхности асферической IOL. В дополнение к этому, "по существу идентичная IOL" имеет такую же центральную толщину, как и асферическая IOL, с которой ее сравнивают. Однако "по существу идентичная IOL" имеет сферические профили поверхности; то есть у нее нет асферичности, демонстрируемой асферической IOL.

Варианты осуществления настоящего описания предусматривают системы и способы обеспечения превосходного зрения в некотором диапазоне расстояний до объекта, которые устраняют или, по меньшей мере, значительно уменьшают недостатки способов для улучшения зрения, известных из уровня техники.

Различные варианты осуществления предусматривают IOL, которые содержат как тороидальность, так и асферичность, для коррекции или ослабления роговичного астигматизма и отклонения сферичности от нормы. Тороидальность и асферичность могут присутствовать на двух отдельных поверхностях или могут присутствовать на одной поверхности. На всех меридианах цилиндра может присутствовать постоянная асферичность, или может присутствовать переменная асферичность на различных меридианах. Например, могут использоваться различные степени асферичности для двух главных меридианов астигматизма.

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть пригодными для коррекции или ослабления других отклонений от нормы, таких как кома, трилистник, четырехлистник и тому подобное. Отклонения от нормы более высоких порядков также могут иметь место.

Линзы, которые обеспечивают тороидальность и асферичность либо на отдельных поверхностях, либо на объединенных поверхностях, имеют превосходную тороидальность и сферическую аберрацию, и качество линзы, и эффективность разрешения превышает 4/6. Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут также изготавливаться с использованием существующих способов.

Один из вариантов осуществления асферической тороидальной линзы может быть включен в офтальмологическое устройство, содержащее офтальмологическую линзу, имеющую переднюю поверхность и заднюю поверхность и одну или несколько гаптических элементов, соединенных с офтальмологической линзой. Одной из поверхностей, задней или передней, придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза, а одной из задней или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза. Например, задняя поверхность может иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза, а передняя поверхность может иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза. Или передняя поверхность может иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза, а задняя поверхность иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза.

В одном из вариантов осуществления, асферическая тороидальная внутриглазная линза с тороидальностью и асферичностью на отдельных поверхностях может описываться аналитически как:

где r, θ представляют собой аксиальное расстояние от центра линзы и меридиональный угол.

c_x, c_y и k_x, k_y представляют собой значения кривизны и конические постоянные для двух тороидальных главных меридианов. В этом варианте осуществления, k_x и k_y предпочтительно равны нулю.

В указанных выше примерах, отдельные поверхности имеют такую форму, чтобы обеспечить асферичность и тороидальность. В других вариантах осуществления, одна поверхность может иметь такую форму, чтобы обеспечить эти признаки. Например, задняя поверхность может иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза и тороидальная линза. То есть, задней поверхности придается такая форма, чтобы обеспечить как асферичность, так и тороидальность. В соответствии с другим вариантом осуществления, передняя поверхность может иметь такую форму, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза и тороидальная линза.

Линза с конкретной поверхностью, имеющей такую форму, чтобы обеспечить тороидальность и асферичность, может быть описана как:

Предпочтительно, офтальмологические устройства, описанные в настоящем документе, имеют оптическую силу 6D-34D. В родственных вариантах осуществления, R находится в пределах примерно от 12 мм до примерно 120 мм (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным). В некоторых вариантах осуществления, c_x может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным), c_y может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным), k_x может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12, и k_y может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, асферическая коническая константа (k) может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12. В дополнение к этому c может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным).

В соответствии с различными вариантами осуществления, офтальмологическая линза имеет выбранную толщину края на 45-градусном меридиане. Выбранная толщина края может представлять собой любую желаемую толщину, но предпочтительно находится в пределах от 0,2 до 0,3 мм, а предпочтительно, составляет 0,21 мм на 45-градусном меридиане. Толщина края может быть постоянной вокруг всей линзы или может изменяться. Например, толщина края может изменяться периодически, например, синусоидально. Центральная толщина линзы также может выбираться. Поскольку толщина края и центра линзы может выбираться, линза может иметь такую форму, что она может подбираться и имплантироваться с помощью имеющегося хирургического оборудования, такого как то, которое используется для имплантации AcrySof IQ™(AcrySof и AcrySof IQ представляют собой торговые наименования Alcon Laboratories of Fort Worth, TX).

В соответствии с одним из вариантов осуществления офтальмологического устройства, асферической поверхности придается форма с одинаковой асферичностью для всех меридианов. Альтернативно, линза может иметь форму с различной асферичностью для различных меридианов. Например, линза может иметь форму с первой асферичностью для первого меридиана и со второй асферичностью для второго меридиана. Первый и второй меридианы могут представлять собой, в качестве примера, но не ограничения, главные меридианы астигматизма.

Офтальмологическое устройство может содержать гаптики, конфигурируемые для сведения к минимуму перемещения офтальмологического устройства в глазу. Гаптики или гаптические элементы могут изготавливаться из биологически совместимого материала, такого как AcrySof^® (AcrySof™ представляет собой торговое наименование Alcon Laboratories of Fort Worth, TX.). Гаптикам может придаваться шершавость для облегчения сцепления с биологическим материалом.

Линза может дополнительно содержать один или несколько маркеров, чтобы позволить хирургу располагать линзу по отношению к главным меридианам астигматизма. Маркеры могут представлять собой малые точки, выступающие части или другой признак, который хирург может видеть во время хирургической операции, но, предпочтительно, не может различать пациент после завершения процедуры.

Варианты осуществления могут дополнительно включать офтальмологические способы. Один из вариантов осуществления офтальмологического способа может включать выбор офтальмологического устройства, как описано в настоящем документе, и имплантирование офтальмологического устройства в глаз пациента. Офтальмологическое устройство может имплантироваться с использованием хирургических процедур, известных специалистам в данной области, и предпочтительно, с использованием имеющихся хирургических инструментов. Офтальмологическое устройство может выбираться на основе разнообразных факторов, включая сведение к минимуму остаточного астигматизма в глазу как в целом, сохранение оси цилиндра до операции или для уменьшения остаточного астигматизма на выбранных меридианах.

Краткое описание фигур

Более полное понимание описания и его преимуществ может быть получено посредством ссылок на следующее далее описание, взятое в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых сходные ссылочные номера, как правило, указывают на сходные признаки, и где:

Фиг.1 схематически иллюстрирует один из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы 10 в соответствии с одной из конструкций, имеющей тороидальность и асферичность на отдельных поверхностях;

Фиг.2 схематически иллюстрирует один из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы 10 в соответствии с одной из конструкций, имеющей тороидальность и асферичность на отдельных поверхностях;

Фиг.3 схематически иллюстрирует один из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы 10 в соответствии с одной из конструкций, имеющей тороидальность и асферичность на одной поверхности;

Фиг.4 изображает графическое представление измерений сферической аберрации для асферических тороидальных IOL 10 с использованием раздельной конструкции;

Фиг.5 изображает графическое представление измерений сферической аберрации для асферических тороидальных IOL с использованием объединенной конструкции;

Фиг.6 изображает графическое представление измерений тороидальности линз для асферических тороидальных IOL с использованием раздельной конструкции;

Фиг.7 изображает графическое представление измерений тороидальности линз для асферических тороидальных IOL с использованием объединенной конструкции;

Фиг.8 изображает графическое представление измерений заднего фокусного расстояния (BFL) для асферических тороидальных IOL с использованием раздельной конструкции;

Фиг.9 изображает графическое представление измерений заднего фокусного расстояния (BFL) для асферических тороидальных IOL с использованием объединенной конструкции;

Фиг.10 представляет собой графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией для коррекции астигматизма Z20;

Фиг.11 представляет собой графическое сравнение сферической аберрации для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и десяти линз 10 с объединенной конструкцией для коррекции сферической аберрации Z42;

Фиг.12 представляет собой графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией для коррекции астигматизма;

Фиг.13 представляет собой графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией для коррекции астигматизма;

Фиг.14 представляет собой графическое сравнение заднего фокусного расстояния (BFL) линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией;

Фиг.15 представляет собой графическое сравнение заднего фокусного расстояния (BFL) линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией;

Фиг.16 изображает графическое сравнение сферической аберрации (SA) линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией в соответствии с одним из вариантов осуществления;

Фиг.17 изображает графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией в соответствии с одним из вариантов осуществления;

Фиг.18 изображает графическое сравнение оптической силы линзы для десяти линз с раздельной конструкцией и десяти линз с объединенной конструкцией в соответствии с одним из вариантов осуществления;

Фиг.19 изображает графическое представление оптической силы линзы на крутом меридиане в соответствии с одним из вариантов осуществления; и

Фиг.20 изображает графическое представление толщины края в соответствии с одним из вариантов осуществления.

Подробное описание

Как используется в настоящем документе, термины "содержит", "содержащий", "включает", "включающий", "имеет", "имеющий" или любые их варианты предназначены для покрытия неэксклюзивного включения. Например, способ, процесс, изделие или устройство, которое содержит список элементов, не обязательно ограничивается только этими элементами, но может содержать другие элементы, не перечисленные явно или присущие такому процессу, способу, изделию или устройству. Кроме того, если только явно не утверждается обратное, "или" относится к или с включением, а не к эксклюзивному или. Например, условие A или B удовлетворяется с помощью любой из следующих ситуаций: A является истинным (или присутствующим), и B является ложным (или не присутствует), A является ложным (или не присутствует), и B является истинным (или присутствует), и как A, так и B являются истинными (или присутствуют).

В дополнение к этому, любые примеры или иллюстрации, приведенные в настоящем документе, не должны рассматриваться в качестве ограничений пределов или явных определений любого термина или терминов, вместе с которыми они используются. Вместо этого, эти примеры или иллюстрации должны рассматриваться как описываемые по отношению к одному конкретному варианту осуществления и в качестве только иллюстративных. Специалисты в данной области заметят, что любой термин или термины, вместе с которыми используются эти примеры или иллюстрации, будут охватывать другие варианты осуществления, которые могут приводиться или не приводиться вместе с ними или где-либо еще в описании, и все такие варианты осуществления, как предполагается, должны включаться в рамки этого термина или терминов. Язык, обозначающий такие неограничивающие примеры и иллюстрации, включает, но не ограничиваясь этим: "например", "в качестве примера", "такой как", "в одном из вариантов осуществления".

Различные варианты осуществления иллюстрируются на фигурах, сходные номера используются для упоминания сходных и соответствующих деталей различных чертежей.

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, предусматривают системы и способы для устранения или ослабления роговичного астигматизма и роговичной сферической аберрации.

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, предусматривают офтальмологические линзы, которые содержат, по меньшей мере, одну поверхность линзы, имеющую асферичность, выбранную для коррекции или ослабления контраста сферических аберраций и, по меньшей мере, одну поверхность линзы, имеющую тороидальность, выбранную для коррекции или ослабления астигматизма. Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, предусматривают офтальмологические линзы, которые содержат, по меньшей мере, одну поверхность линзы, имеющую асферичность, выбранную для улучшения контраста изображения по сравнению с тем, который обеспечивается с помощью по существу идентичной линзы, у которой соответствующая поверхность является сферической. В вариантах осуществления, приведенных ниже, варианты осуществления иллюстрируются, прежде всего, в связи с внутриглазными линзами. Однако необходимо понять, что эти концепции в равной степени могут быть приложены к множеству других офтальмологических линз, таких как контактные линзы.

Фиг.1 изображает общий вид одного из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы (IOL) 10. В некоторых вариантах осуществления, линза 10 может содержать переднюю поверхность 14, заднюю поверхность 16 на ее обратной стороне и маркировку 22. Асферическая тороидальная IOL 10 может дополнительно содержать радиально простирающиеся фиксирующие элементы или гаптики 20 для ее размещения в глазу пациента. Линза 10 может формироваться из биологически совместимого полимерного материала, такого как материалы мягкого акрила, силикона или гидрогеля. В некоторых вариантах осуществления может использоваться любой биологически совместимый - предпочтительно мягкий - материал, который демонстрирует коэффициент преломления, необходимый для конкретного применения линзы. В некоторых вариантах осуществления для формирования IOL 10, может использоваться материал, производимый под торговым наименованием AcrySof™ (AcrySof представляет собой торговое наименование Alcon Laboratories of Fort Worth, TX). Кроме того, фиксирующие элементы 20 могут также формироваться из соответствующих полимерных материалов, таких как полиметилметакрилат (PMMA), полипропилен и тому подобное. Изготовление внутриглазных линз может включать известные способы изготовления, такие как штифтовая вырубка, формование из пластин и литье линз.

Фиг.2 изображает один из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы 10 в соответствии с одной из конструкций, имеющей переднюю поверхность 14 и заднюю поверхность 16. Как изображено на фиг.2, в некоторых вариантах осуществления, тороидальность и асферичность линзы 10 могут присутствовать на различных поверхностях (то есть, как раздельная асферическая тороидальная IOL 10, упоминаемая также как линза 10 с раздельной конструкцией). В некоторых вариантах осуществления, линза 10 с раздельной конструкцией может иметь соответствующую базовую оптическую силу, такую как 21 диоптрия (D), цилиндр, такой как 1,50 D, коррекцию сферической аберрации, такую как 0,2 микрона, и может иметь конусность на передней поверхности и цилиндр на задней поверхности. В некоторых вариантах осуществления, передняя поверхность может иметь соответствующий радиус, такой как 19,613 мм, и конусность, такую как -36,211. В некоторых вариантах осуществления, задняя поверхность может иметь первый радиус (Rad X) и второй радиус (Rad Y). Как изображено на фиг.2, Rad X может составлять -23,808 мм и Rad Y может составлять -20,447 мм. Линза 10 может иметь центральную толщину, такую как 0,611 мм.

В одном из вариантов осуществления, асферическая тороидальная внутриглазная линза с тороидальностью и асферичностью на отдельных поверхностях может аналитически описываться как:

sag₁ = toric(r, θ) Уравнение 1

sag₂ = asph(r) $$$$ Уравнение 2

Уравнение 3

Уравнение 4

В некоторых вариантах осуществления, линза 10 может обеспечить оптическую силу в пределах примерно от 6 D до примерно 30 D и асферическая поверхность линзы 10 может характеризоваться с, находящимся в пределах примерно от 0,0152 мм^-1 до примерно 0,0659 мм^-1, k, находящимся в пределах примерно от -1162 до примерно -19, a₁, находящимся в пределах примерно от -0,00032 мм^-1 до примерно -0,00020 мм^-1, a₂, находящимся в пределах примерно от -0,0000003 (-3×10^-7) мм^-3 до примерно -0,000053 (-5,3×10^-5) мм^-3, и a₃, находящимся в пределах примерно от 0,0000082 (8,2×0,10^-6) мм^-5 до примерно 0,000153 (1,53×10^-4) мм^-5.

В некоторых вариантах осуществления, линза 10 может обеспечить оптическую силу в пределах примерно от 16 D до примерно 25 D и асферическая поверхность линзы может характеризоваться с, находящимся в пределах примерно от 0,0369 (1/27,1) мм^-1 до примерно 0,0541 (1/18,5) мм^-1, k, находящимся в пределах примерно от -73 до примерно -27, a₁, находящимся в пределах примерно от -0,000209 мм^-1 до примерно -0,000264 мм^-1, a₂, находящимся в пределах примерно от -0,0000297 мм^-3 до примерно -0,0000131 мм^-3, и a₃, находящимся в пределах примерно от 0,00000978 мм^-5 до примерно 0,00000846 мм^-5.

В других вариантах осуществления, R находится в пределах примерно от 12 мм до примерно 120 мм (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным). В некоторых вариантах осуществления, c_x может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным), c_y может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным), k_x может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12, и k_y может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, асферическая коническая константа (k) может находиться в пределах примерно от -3000 до примерно -12. В дополнение к этому c может находиться в пределах примерно от 0,008 мм^-1 до примерно 0,08 мм^-1 (только по величине, знак может быть как положительным, так и отрицательным).

Во многих вариантах осуществления, асферический профиль передней поверхности может конструироваться так, чтобы обеспечить пациента контрастом изображения, характеризуемым модуляционной передаточной функцией (MTF). Как известно специалистам в данной области, измеренная или вычисленная модуляционная передаточная функция (MTF), связанная с линзой, может обеспечить количественную меру контраста изображения, обеспечиваемого этой линзой. Как правило, контраст или модуляция, связанная с оптическим сигналом, например, двухмерная структура распределения интенсивности света, испускаемого объектом, который должен изображаться, или отражаемого от него, или связанного с изображением такого объекта, может определяться в соответствии со следующим соотношением:

Уравнение 5

$$\frac{I_{\max }-I_{\min }}{I_{\max }+I_{\min }}$$

где I_max и I_min показывают, соответственно, максимальную или минимальную интенсивность, связанную с сигналом. Такой контраст может быть вычислен или измерен для каждой пространственной частоты, присутствующей в оптическом сигнале. MTF оптической системы получения изображения, такой как объединенная IOL и роговица, может затем определяться как отношение контраста, связанного с изображением объекта, сформированного с помощью оптической системы, по отношению к контрасту, связанному с объектом. Как известно, MTF, связанная с оптической системой, зависит не только от пространственных частот распределения интенсивности света, освещающего систему, но также может зависеть от других факторов, таких как размер апертуры освещения, а также от длины волны освещающего света.

В некоторых вариантах осуществления, таких как вариант осуществления, изображенный на фиг.2, асферичность линзы 10 может обеспечить MTF, равную, по меньшей мере, примерно 0,9 в фокусе, измеренную или вычисленную с помощью монохроматического света, имеющего длину волны примерно 550 нм при пространственной частоте 50 пар линий на миллиметр, и апертуру (например, размер зрачка) 5,0 мм. В некоторых вариантах осуществления, асферичность передней поверхности выбирается так, чтобы обеспечить пациента, которому имплантирована асферическая тороидальная IOL 10, контрастом изображения, характеризуемым модуляционной передаточной функцией (MTF), которая примерно равна 0,9, в то же время поддерживая глубину поля, которая находится в приемлемом диапазоне. MTF может находиться, например, в пределах примерно от 0,85 до примерно 0,93 для апертуры примерно 5,0 мм. Поскольку прямые измерения MTF в глазу пациента могут оказаться сложными, во множестве вариантов осуществления улучшение изображения, обеспечиваемое асферической IOL, может оцениваться посредством теоретического вычисления MTF в модельном глазу, демонстрирующем выбранные аберрации роговицы и/или хрусталика, соответствующие глазу индивидуального пациента или глазам выбранной группы пациентов. Информация, необходимая для моделирования роговицы и/или хрусталика пациента, может быть получена из измерений аберраций формы кривой для глаза, осуществляемых с использованием известных топографических методов.

Для варианта осуществления, изображенного на фиг.2, остаточная аберрация для осей x и y может составлять приблизительно 0,0012 микрона вдоль первого меридиана и -0,0037 микрона вдоль второго меридиана, и Δ (дельта) может составлять приблизительно 0,0049 микрона. Для теоретической оценки одного из вариантов осуществления, изготовленного из PMMA в CrystalWave, линза 10 может иметь оптическую силу линзы 14,787 D (x) и 15,883 D (y), с цилиндром 1,096 D. Сферическая аберрация может составлять -0,3223132 микрона.

Фиг.3 схематически иллюстрирует асферическую тороидальную внутриглазную линзу 10 в соответствии с одним из вариантов осуществления. Как изображено на фиг.3, в некоторых вариантах осуществления, тороидальность и асферичность асферической тороидальной IOL 10 могут объединяться на одной поверхности (то есть, также упоминается как объединенная асферическая тороидальная IOL 10). Как изображено на фиг.3, тороидальность и асферичность могут объединяться на задней поверхности 16'. В некоторых вариантах осуществления, линза 10 может иметь базовую оптическую силу, такую как 21 диоптрия (D), цилиндр, такой как 1,50 D, коррекцию сферической аберрации, такую как 0,2 микрона, и может объединять конусность и цилиндр на задней поверхности 16'. В некоторых вариантах осуществления, передняя поверхность 14' может иметь соответствующий радиус, такой как 19,609 мм. В некоторых вариантах осуществления, задняя поверхность 16' может иметь первый радиус (Rad X), первую конусность (Conic X), второй радиус (Rad Y), вторую конусность (Conic Y), средний радиус (Rad avrg) и среднюю конусность (Conic avrg). На фиг.4, Rad X составляет приблизительно -23,814 мм, Conic X составляет приблизительно -65,571, Rad Y составляет приблизительно -20,451 мм, Conic Y составляет приблизительно -42,168, Rad avrg составляет приблизительно -22,005 и Conic avrg составляет приблизительно -51,953. Линза 10 может иметь центральную толщину, такую как 0,612 мм, и толщину края, такую как 0,21 мм.

В одном из вариантов осуществления, одна поверхность с объединенной тороидальностью и асферичностью может быть описана аналитически как

sag = toric (r,θ) Уравнение 6

Уравнение 7

где для тороидальных поверхностей, k_x и k_y должны отличаться от нуля.

Уравнение 8

Во многих вариантах осуществления, асферический профиль задней поверхности 16' в объединенной конструкции может конструироваться так, чтобы обеспечить пациента контрастом изображения, характеризуемым модуляционной передаточной функцией (MTF), по меньшей мере, примерно 0,9 в фокусе, измеренной или вычисленной с помощью монохроматического света, имеющего длину волны примерно 550 нм при пространственной частоте 50 пар линий на миллиметр и некоторую апертуру (например, размер зрачка). MTF может находиться, например, в пределах примерно от 0,85 до примерно 0,93 для апертуры примерно от 5,0 мм.

Для варианта осуществления, изображенного на фиг.3, остаточная аберрация для осей x и y может составлять приблизительно 0,0039 микрона вдоль первого меридиана и -0,0050 микрона вдоль второго меридиана, и Δ (дельта) может составлять приблизительно 0,0089 микрона. Для теоретической оценки одного из вариантов осуществления, изготовленного из PMMA, линза 10 может иметь оптическую силу линзы 14,787 D (x) и 15,883 D (y), с цилиндром 1,096 D. Сферическая аберрация может составлять -0,3099855 микрона.

В некоторых вариантах осуществления, лучшая оптика может быть получена посредством рассмотрения величин тороидальности и асферичности линзы, как функций диаметра зрачка (апертуры).

Фиг.4 изображает графическое представление измерений сферической аберрация для асферических тороидальных IOL 10 с использованием раздельной конструкции. На фиг.4, эквивалент сферической аберрации (в микронах) для изготовленных линз 10a может сравниваться с эквивалентом сферической аберрации (в микронах) для сконструированных линз 10b при различных диаметрах зрачка, находящихся в пределах между 2,0 мм и 5,0 мм.

Фиг.5 изображает графическое представление измерений сферической аберрации для асферических тороидальных IOL 10 с использованием объединенной конструкции. На фиг.5, эквивалент сферической аберрации (в микронах) для изготовленных линз 10a может сравниваться с эквивалентом сферической аберрации (в микронах) для сконструированных линз 10b при различных диаметрах зрачка, находящихся в пределах между 2,0 мм и 5,0 мм.

Фиг.6 изображает графическое представление измерений тороидальности линз для асферических тороидальных IOL 10 с использованием раздельной конструкции. На фиг.6, коэффициент Цернике для астигматизма (в микронах) для изготовленных линз 10a может сравниваться с коэффициентом Цернике для сконструированных линз 10b при различных диаметрах зрачка, находящихся в пределах между 2,0 мм и 5,0 мм.

Фиг.7 изображает графическое представление измерений тороидальности линз для асферических тороидальных IOL 10 с использованием объединенной конструкции. На фиг.7, коэффициент Цернике для астигматизма (в микронах) для сконструированных линз 10a может сравниваться с коэффициентом Цернике для сконструированных линз 10b при различных диаметрах зрачка, находящихся в пределах между 2,0 мм и 5,0 мм.

Фиг.8 изображает графическое представление измерений заднего фокусного расстояния (BFL) для асферических тороидальных IOL 10 с использованием раздельной конструкции и объединенной конструкции. На фиг.8, заднее фокусное расстояние (в мм) может сравниваться между сконструированными линзами 10a и изготовленными линзами 10b относительно BFL-X и BFL-Y. Как изображено на фиг.8, BFL-X для сконструированных линз 10a может составлять приблизительно 20,7 мм, и BFL-X для раздельной линзы 1-b может составлять приблизительно 20,60 мм.

Фиг.9 изображает графическое представление измерений заднего фокусного расстояния (BFL) для асферических тороидальных IOL 10 с использованием объединенной конструкции. На фиг.9, заднее фокусное расстояние (в мм) может сравниваться между сконструированными линзами 10a и изготовленными линзами 10b относительно BFL-X и BFL-Y. Как изображено на фиг.9, BFL-X для сконструированной линзы 10a может составлять приблизительно 20,7 мм, и BFL-X для раздельной линзы 10b может составлять приблизительно 20,10 мм.

Примеры могут быть полезными для пояснения преимуществ и особенностей описания. Асферические тороидальные IOL 10 могут изготавливаться из материалов, таких как AcrySof^®, с использованием известных способов изготовления. Способы изготовления могут включать, но не ограничиваясь этим, штифтовую вырубку, формование из пластин и литье линз. Тороидальность и асферичность могут создаваться на отдельных поверхностях, таких как передняя поверхность 14 и задняя поверхность 16, или могут объединяться на одной поверхности, такой как задняя поверхность 16'.

Фиг.10 представляет собой графическое сравнение сферической аберрации для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и десяти линз 10 с объединенной конструкцией для коррекции сферической аберрации Z42, для апертуры IOL 5,0 мм. Фиг.10 изображает результаты для десяти асферических тороидальных IOL 10, имеющих тороидальность и асферичность на отдельных поверхностях (то есть, на передней поверхности 14 и задней поверхности 16), и для десяти асферических тороидальных IOL 10, имеющих тороидальность и асферичность, объединенные на одной поверхности (то есть, на задней поверхности 16'). Линзы 10 берут из популяций наборов продуктов приблизительно из 100 линз. Линзы 10 исследуют на сферическую аберрацию Z42 при апертуре IOL 5,0 мм. Результаты исследования дают номинальную коррекцию приблизительно 1,16 микрона при минимальной коррекции приблизительно 1,05 микрона и максимальной коррекции приблизительно 1,28 микрона. В этом исследовании, раздельная конструкция имеет коррекцию при номинальной толщине или ниже ее, и пять образцов имеют коррекцию при минимальной коррекции или ниже. В этом исследовании, объединенная конструкция приводит к получению коррекции ниже номинальной коррекции, и девять из десяти линз находятся при 1,10 микрона или выше.

Фиг.11 представляет собой графическое сравнение сферической аберрации для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией относительно коррекции сферической аберрации. В некоторых вариантах осуществления, линза 10 может использоваться для коррекции аберрации, такой как аберрация Z42. Линза 10 может иметь соответствующую апертуру, такую как апертура IOL 4,5 мм. Как изображено на фиг.11, аберрация Z42 может находиться в пределах примерно между 0,74 микрона и примерно 0,92 микрона, при номинальной сферической аберрации примерно от 0,83 микрона. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с раздельной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать сферическую аберрацию Z42 примерно от 0,74 микрона до примерно 0,81 микрона, на основе популяции образцов из десяти линз 10, отобранных из популяции примерно из 100 IOL 10. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с объединенной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать сферическую аберрацию Z42 примерно от 0,79 микрона до примерно 0,85 микрона, на основе популяции образцов из десяти линз, отобранных из популяции примерно из 100 IOL.

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть пригодными для коррекции или ослабления роговичного астигматизма.

Фиг.12 изображает графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией относительно коррекции астигматизма Z20. В некоторых вариантах осуществления, астигматизм Z20 может быть связан с апертурой IOL 5,0 мм. Как изображено на фиг.12, астигматизм Z20 может находиться в пределах между примерно 5,3 микрона и примерно 6,5 микрона, при номинальном астигматизме примерно 5,9 микрона. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с раздельной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать астигматизм Z20 примерно от 5,1 микрона до примерно 6,5 микрона, на основе популяции образцов из десяти линз 10, отобранных из популяции примерно из 100 IOL 10. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с объединенной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать астигматизм Z20 примерно от 5,1 микрона до примерно 5,9 микрона, на основе популяции образцов из линз 10, отобранных из популяции примерно из 100 IOL 10.

Фиг.13 изображает графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией относительно коррекции астигматизма Z20 при апертуре IOL 4,5 мм. Как изображено на фиг.13, астигматизм Z20 может находиться в пределах между примерно 4,3 микрона и примерно 5,3 микрона, при номинальном астигматизме примерно 4,8 микрона. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с раздельной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать астигматизм Z20 примерно от 4,1 микрона до примерно 5,4 микрона, на основе популяции образцов из десяти линз 10, отобранных из популяции примерно из 100 IOL 10. Варианты осуществления асферических тороидальных IOL 10 с объединенной конструкцией, описанные в настоящем документе, могут корректировать астигматизм Z20 примерно от 4,1 микрона до примерно 4,8 микрона, на основе популяции образцов из десяти линз 10, отобранных из популяции примерно из 100 IOL 10.

Фиг.14 изображает графическое сравнение заднего фокусного расстояния (BFL) линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией, для апертуры IOL 3,0 мм. Первая y-BFL для асферической тороидальной IOL 10 с 21,0 D может находиться в пределах между примерно 19,30 мм и примерно 19,82 мм, при номинальной y-BFL примерно 19,59 микрона. Как изображено на фиг.14, y-BFL для нескольких асферических тороидальных IOL 10, имеющих раздельную конструкцию, может давать линзу 10, имеющую оптическую силу, близкую к 21,0 D. Как изображено на фиг.14, y-BFL для 21,5 D может находиться в пределах между примерно 18,90 мм и примерно 19,30 мм, при номинальной y-BFL примерно 19,10 микрона. Как изображено на фиг.14, x-BFL для нескольких асферических тороидальных IOL 10, имеющих объединенную конструкцию, может давать линзу 10, имеющую оптическую силу, близкую к 21,5 D.

Фиг.15 изображает графическое сравнение заднего фокусного расстояния (BFL) линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией для апертуры IOL 3,0 мм. Первая x-BFL для асферических тороидальных IOL 10 при 21,0 D может находиться в пределах между примерно 18,00 мм и примерно 18,40 мм, при номинальной x-BFL примерно 18,20 микрона. Как изображено на фиг.15, x-BFL для нескольких асферических тороидальных IOL 10, имеющих раздельную конструкцию, может давать линзу 10, имеющую оптическую силу, близкую к 21,0 D. Как изображено на фиг.15, x-BFL для 21,5 D может находиться в пределах между примерно 17,60 мм и примерно 18,00 мм, при номинальной x-BFL примерно 18,00 микрона. Как изображено на фиг.15, x-BFL для нескольких асферических тороидальных IOL 10, имеющих объединенную конструкцию, может давать линзу 10, имеющую оптическую силу, близкую к 21,5 D.

Фиг.16 изображает графическое сравнение сферической аберрации (SA) линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией, для апертуры IOL 5,0 мм. Как изображено на фиг.16, сферическая аберрация Цернике (C40) может иметь минимальную аберрацию -0,17 микрона и максимальную аберрацию -0,23 микрона, при номинальной аберрации -0,19 микрона. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, использующими раздельную конструкцию, может лежать между -0,17 микрона и примерно -0,18 микрона. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, использующими объединенную конструкцию, может лежать между приблизительно -0,18 и -0,19 микрона.

Фиг.17 изображает графическое сравнение тороидальности линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией, для апертуры IOL 5,0 мм. Как изображено на фиг.17, цилиндр (диоптрии) может иметь минимальный цилиндр 1,30 D и максимальный цилиндр 1,65 D, при номинальном цилиндре 1,5 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, использующими раздельную конструкцию, может лежать между 1,25 D и примерно 1,75 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, с использованием объединенной конструкции может лежать приблизительно между 1,2 D и 1,6 D.

Фиг.18 изображает графическое сравнение оптической силы линзы для десяти линз 10 с раздельной конструкцией и для десяти линз 10 с объединенной конструкцией, для апертуры IOL 3,0 мм. Как изображено на фиг.18, оптическая сила линзы (плоский меридиан) между 20,00 и 20,50 D может обеспечить SE 21,0 D, и оптическая сила линзы (плоский меридиан) между 20,6 D и 21,0 D может обеспечить SE 21,5 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10 с использованием раздельной конструкции, может лежать приблизительно между 20,00 и 20,40 D. Например, линза 10, идентифицируемая как '18', может обеспечить оптическую силу линзы приблизительно 20,25 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, с использованием объединенной конструкции может лежать приблизительно между 20,40 и 20,90 D. Например, линза 10, идентифицируемая как '1', может обеспечить оптическую силу линзы приблизительно 20,90 D.

Фиг.19 изображает графическое представление оптической силы линзы на крутом меридиане для апертуры 3,0 мм с тороидальной площадкой. Как изображено на фиг.19, оптическая сила линзы (крутой меридиан) в пределах между 21,50 и 22,00 D может обеспечить SE 21,0 D, и оптическая сила линзы (крутой меридиан) в пределах между 22,00 D и 22,50 D может обеспечить SE 21,5 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, с использованием раздельной конструкции, может лежать приблизительно между 21,75 и 21,90 D. Например, линза 10, идентифицируемая как '18', может обеспечить оптическую силу линзы приблизительно 20,25 D. Диапазон коррекции, обеспечиваемый IOL 10, с использованием объединенной конструкции, может лежать приблизительно между 22,00 и 20,90 D. Например, линза 10, идентифицируемая как '1', может обеспечить оптическую силу линзы приблизительно 20,90 D.

  Асферичность/тороидальность, разделенные на две поверхности Асферичность/тороидальность, объединенные на одной поверхности Оптическая сила 21D/T3 (1,5D cyl) 21D/T3 (1,5D cyl) Передний радиус 19,613 мм 19,609 Конусность -36,211   Задний (биконический) радиус X -23,808 мм -23,814 мм Конусность X   -65,571 Радиус Y -20,446 мм -20,451 мм Конусность Y   -42,168 Центральная 0,611 мм 0,612 мм Толщина     Толщина края
(при 45 градусах) 0,21 мм 0,21 мм

Таблица изображает различные примерные результаты для двух вариантов осуществления асферических/тороидальных линз 10. Для вариантов осуществления, изображенных в Таблице 1, оптическая сила и толщина края вариантов осуществления с раздельной конструкцией приравниваются к вариантам осуществления с объединенной конструкцией, и центральная толщина является примерно одинаковой.

В некоторых вариантах осуществления, толщина края линзы 10 может изменяться. В некоторых вариантах осуществления, толщина края линзы 10 может изменяться периодически. В некоторых вариантах осуществления, изменение толщины края может быть синусоидальным. В некоторых вариантах осуществления, толщина края линзы 10 может быть одинаковой на 45-градусных меридианах. Преимущество одинаковой толщины края на 45-градусых меридианах может представлять собой возможность использования имеющихся инструментов для имплантирования линзы 10 в глаз. Фиг.20 изображает графическое представление толщины края для одного из вариантов осуществления асферической тороидальной внутриглазной линзы 10. Как изображено на фиг.20, изменение толщины может быть синусоидальным. В некоторых вариантах осуществления, синусоидальное изменение может давать постоянную толщину линзы на каком-либо меридиане. В некоторых вариантах осуществления, толщина линзы может быть постоянной на четырех 45-градусных меридианах и может представлять собой максимальную или минимальную толщину на крутых и/или плоских меридианах. Как изображено на фиг.20, толщина линзы является максимальной (то есть, приблизительно 0,225 мм) на плоском меридиане и минимальной (то есть приблизительно 0,195 мм) и постоянной (то есть приблизительно 0,21 мм) на четырех 45-градусных меридианах.

В соответствии с упомянутым выше, предусматриваются способы и устройство для создания тороидальности и асферичности для одной линзы 10. Более конкретно, описываются усовершенствованные IOL, которые достигают превосходного дальнего и ближнего зрения без необходимости в дополнительной коррекции зрения (например, в очках). Таким образом, упомянутые выше варианты осуществления делают возможной замену естественного хрусталика с помощью IOL, которая обеспечивает превосходное зрение в некотором диапазоне расстояний до объекта.

Во время хирургической процедуры, различные варианты осуществления IOL, описанные выше, могут имплантироваться с использованием известных хирургических инструментов и методик. В соответствии с различными вариантами осуществления, линзы могут использоваться для поддержки стратегии коррекции астигматизма для улучшения зрения, такой как, но не ограничиваясь этим, сведение к минимуму остаточного астигматизма глаза в целом, сохранение оси цилиндра до операции или оптимизация остаточного астигматизма на предпочтительных меридианах. Во время процедуры хирург может использовать маркировку на линзе (такую как маркеры 22 на фиг.1) для правильного совмещения тороидальной формы линзы с меридианами астигматизма.

Хотя в настоящем документе описаны подробно варианты осуществления, необходимо понять, что описание приводится только в качестве примера и не должно рассматриваться в ограничительном смысле. Кроме того, необходимо понять, следовательно, что многочисленные изменения в деталях вариантов осуществления и дополнительные варианты осуществления будут очевидны и могут быть осуществлены специалистами в данной области со ссылками на настоящее описание. Предполагается, что все такие изменения и дополнительные варианты осуществления находятся в рамках формулы изобретения, ниже.

Изобретение относится к медицинской технике. Офтальмологическое устройство содержит офтальмологическую линзу с передней и задней поверхностями и один или несколько гаптических элементов, соединенных с офтальмологической линзой. При этом одной из задней или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза. И одной из задней или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза. Причем офтальмологическая линза имеет выбранную толщину края на 45-градусном меридиане, которая находится в пределах между 0,2 и 0,3 мм, и изменяется периодически по тороидальной линзе. Толщина края изменяется синусоидально. Применение изобретения позволит более лучше восстанавливать зрение в некотором диапазоне расстояний до объекта без его ухудшения в какой-либо части этого диапазона. 12 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

1. Офтальмологическое устройство, содержащее: офтальмологическую линзу (10), имеющую переднюю поверхность (14) и заднюю поверхность (16); и один или несколько гаптических элементов (20), соединенных с офтальмологической линзой; при этом одной из задней или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза, и одной из задней или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза, отличающееся тем, что офтальмологическая линза имеет выбранную толщину края на 45-градусном меридиане, которая находится в пределах между 0,2 и 0,3 мм, и изменяется периодически по тороидальной линзе, при этом толщина края изменяется синусоидально.

2. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором одной из задней поверхности или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза и тороидальная линза.

3. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором одной поверхности придается форма и тороидальности, и асферичности и указанная одна поверхность описывается как

где для тороидальных поверхностей k_x и k_y должны отличаться от нуля и

4. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором одной из задней поверхности или передней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как асферическая линза, и другой из передней поверхности или задней поверхности придается такая форма, что офтальмологическая линза конфигурируется как тороидальная линза.

5. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором передняя и задняя поверхности являются отдельными первой и второй поверхностями устройства для обеспечения асферичности и тороидальности и описываются как

при этом r, θ представляют собой аксиальное расстояние от центра линзы и меридиональный угол.
c_х, c_y представляют собой значения кривизны и
k_x, k_y представляют собой конические постоянные для двух тороидальных главных меридианов.

6. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором толщина линзы является постоянной на всех четырех 45-градусных меридианах.

7. Офтальмологическое устройство по п.6, в котором толщина линзы составляет примерно 0,21 мм на всех четырех 45-градусных меридианах.

8. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором асферической поверхности придается форма с одной асферичностью для всех меридианов цилиндра.

9. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором асферической поверхности придается форма с первой асферичностью для первого меридиана и второй асферичностью для второго меридиана.

10. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором первый и второй меридианы представляют собой главные меридианы.

11. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором гаптические элементы формируются из ACRYSOF.

12. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором гаптическим элементам придается шероховатость для облегчения сцепления с биологическим материалом.

13. Офтальмологическое устройство по п.1, в котором офтальмологическое устройство содержит набор маркеров, размещенных для обеспечения согласования офтальмологической линзы по отношению к одному или нескольким меридианам астигматизма.