МОДЕЛЬ ГЛАЗА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ Российский патент 2014 года по МПК G02C7/04 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Современные методы конструирования контактных линз, как правило, тяжелы, трудоемки и дорогостоящи. Они обычно включают создание конструкции линзы на компьютере при помощи имеющихся в продаже приложений или программного обеспечения собственной разработки. Параметры, введенные в программное обеспечение, включают информацию о назначении врача, размерах глаза, свойствах слезной пленки и свойствах материала. Линзы созданной конструкции затем должны быть изготовлены и клинически испытаны для определения их фиксации и движения в глазу пациента. Если линзы соответствуют желаемому, то весь процесс должен быть повторен до получения приемлемой эффективности линзы при ее ношении на глазу. Этот цикл конструирования, изготовления и испытания необходимо проводить до тех пор, пока нельзя будет прогнозировать эффективность линзы на глазу. Конструирование, производство, назначение и фиксация контактных линз могут быть облегчены за счет понимания динамики глаза. Важны особенности движения глаза, силы, взаимодействующие во время каждого движения, пути, за счет которых силы и движения оказывают воздействие на линзу. Например, разработка схем стабилизации для удержания линзы в определенном положении или диапазоне положений глаза может быть улучшена за счет понимания этих процессов.

Было бы еще более полезным, если силы и взаимодействия, воздействующие на глаз и линзу, могли бы быть учтены в рамках модели, которая может продемонстрировать их влияние на предлагаемые конструкции. Это является предметом изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение представлено моделью для испытания конструкций контактных линз. В другой особенности изобретения способ конструирования контактных линз включает создание конструкции, ее модификацию при помощи модели, определение соответствия конструкции ее задачам, сохранение конструкции линзы, если она соответствует им, и при несоответствии включает последующую модификацию конструкции линзы.

В другой особенности изобретения устройство для исследования конструкций линз включает программное обеспечение с моделью глаза.

В еще одной особенности изобретения модель глаза принимает участие в балансировании моментов количества движений и вращающего момента, который оказывает воздействие на линзу во время ее ношения на глазу.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг.1A-C является схематическим изображением глаза со вставленной в него линзой, на котором показана ось вращения и различные действующие на линзу вращающие моменты.

Фиг.2 изображает размеры глаза, которые могут быть использованы при компьютерном моделировании.

Фиг.3 изображает свойства конструкции линзы, которые могут быть использованы при компьютерном моделировании.

Фиг.4A-B изображает моргание и его характеристики.

Фиг.5 изображает сопротивление вращению силикон-гидрогелевой линзы для коррекции астигматизма -3,00 D.

Фиг.6 изображает сопротивление центрации силикон-гидрогелевой линзы для коррекции астигматизма -3,00 D.

Фиг.7 изображает движения на глазу силикон-гидрогелевой линзы для коррекции астигматизма -3,00 D.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Модель глаза настоящего изобретения особенно полезна во время процесса конструирования для балансирования вращающих моментов, воздействующих на глаз и его компоненты. Это может включать усовершенствование процесса конструирования, который начинается с исходной конструкции. Эта конструкция модифицируется при помощи модели глаза, во время чего оценивается ее соответствие поставленным целям. Эти процессы включают, но не ограничиваются, конструированием сферических, торических, мультифокальных, астигматических, асферических и гибридных линз.

Предпочтительная модель, используемая в технологическом процессе для изготовления новых конструкций, включает в себя различные факторы и допущения, которые помогают моделировать влияние механических воздействий и их эффектов на стабильность линзы. Предпочтительно, чтобы данная модель была представлена в виде программного обеспечения при помощи стандартных методик программирования и кодирования в соответствии с известными методиками программирования. В целом данная модель используется в процессе конструирования стабилизированных линз за счет моделирования приложения описанных ниже сил во время заданного количества морганий глаза. Соответственно были определены степени ротации и децентрации линзы. Затем конструкция была изменена таким образом, чтобы ротация и/или центрация линзы достигала более желаемого уровня. Затем конструкция вновь подвергается моделированию для определения ее перемещения во время моргания после заранее заданного количества морганий. Изменение конструкции осуществляется при помощи оценочных функций, которые более подробно описываются ниже.

Модель допускает, что глаз предпочтительно состоит из по меньшей мере двух частей со сферической поверхностью, соответствующих роговице и склере, и что начало осей координат x-y-z находится в центре сферы, которая имитирует роговицу. Также могут использоваться более сложные поверхности, такие как асферические поверхности. Исходная форма линзы состоит из частей сферической поверхности, однако исходный радиус кривой может меняться от центра линзы к ее краю. Для описания задней поверхности может использоваться более одной кривой. Допускается, что находящаяся на глазу линза имеет ту же форму, что и линза, которая находится вне глаза. Распределение толщины линзы не обязательно должно быть осесимметричным. Утолщенные зоны на краю линзы могут использоваться для контроля ее положения и ориентации. Однородная тонкая пленка жидкости (слезная пленка), находящаяся между линзой и глазом, обычно имеет толщину от 1 до 7 мкм, предпочтительно 5 мкм. Эта слезная пленка называется подлинзовой слезной пленкой. На краю линзы толщина пленки жидкости между глазом и линзой намного меньше, и она называется муциновой слезной пленкой. Однородная тонкая пленка жидкости (также представленной слезной пленкой) с обычной толщиной от 1 до 10 мкм, предпочтительно 5,0 мкм, находящаяся между линзой и верхним и нижним веком, называется предлинзовой слезной пленкой. Границы верхнего и нижнего века лежат в плоскостях, имеющих единичный вектор нормали в плоскости x-y. Таким образом, проекции этих границ на плоскости, перпендикулярной оси z, являются прямыми линиями. Это допущение также используется во время движения век. Верхнее веко оказывает равномерное давление на контактную линзу. Это равномерное давление оказывается на всю поверхность контактной линзы, которая покрывается верхним веком, или на часть этой поверхности возле границы верхнего века с постоянной шириной (измеряется в направлении, перпендикулярном плоскости, проходящей через кривую, которая описывает края век). Нижнее веко оказывает равномерное давление на контактную линзу. Это давление оказывается на всю поверхность контактной линзы, которая покрывается нижним веком. Давление, оказываемое веками на контактную линзу, способствует действующему на линзу вращающему моменту за счет неодинакового распределения толщины (наличия утолщенной зоны) контактной линзы, в особенности возле ее края. Влияние этого давления на вращающий момент, действующий на контактную линзу, называется "эффектом арбузного семечка". Если линза подвижна на глазу, то в подлинзовой слезной пленке возникает вязкое трение. Если линза подвижна на глазу, то в муциновой слезной пленке между краем линзы и глазом также возникает вязкое трение. Кроме того, вязкое трение возникает в предлинзовой слезной пленке, если линза подвижна и/или подвижны веки. Растяжение и появление напряжения в линзе может приводить к ее деформации. Эти растяжения и напряжения приводят к накоплению в линзе энергии упругой деформации. В связи с подвижностью линзы на глазу изменяется степень ее деформации, из-за чего в линзе также изменяется содержание энергии упругой деформации. Линза стремится вернуться в положение, в котором содержание энергии упругой деформации минимально.

Движение линзы на глазу разделяется на вращение вокруг своей оси и на вращение вокруг линии в плоскости x-y. Вращение вокруг своей оси называется ротацией линзы. Вращение вокруг линии в плоскости x-y вызывает децентрацию линзы. Движение “верхней точки” линзы является децентрацией линзы. При движении век, например, во время моргания, происходит сдвиг слезной пленки, из-за чего на линзу воздействует напряжение сдвига. Три степени свободы линзы определяются балансом момента количества движения. Линза занимает такое положение, чтобы был достигнут баланс моментов количества движения. Описанные выше механизмы делают свой вклад в общий вращающий момент, который воздействует на линзу. Действующие на линзу вращающие моменты могут быть разделены на движущие моменты и моменты, которые оказывают сопротивление движению линзы. Вращающий момент, пропорциональный скорости (вращения) линзы, классифицируется как вращающий момент, препятствующий движению линзы. Все остальные вращающие моменты классифицируются как моменты, способствующие движению линзы. Вклад в общий вращающий момент, воздействующий на линзу, зависит от времени, в течение которого происходит моргание; расположение и ориентация линзы также зависит от времени, в течение которого происходит моргание. При помощи описанной здесь математической модели может быть исследовано влияние геометрии контактных линз и параметров, описывающих геометрию глаза, век и взаимодействия глаза с контактной линзой, на промежуточное положение и промежуточную ориентацию контактной линзы. Например, предложенная конструкция может быть смоделирована для определения того, какие силы будет действовать на линзу и как она может двигаться. Благодаря этому пониманию модификации конструкции могут быть оценены и повторно смоделированы для определения того, может ли в этом отношении быть получена желаемая эффективность конструкции. Это особенно полезно в процессе конструирования линз, которые должны быть стабилизированы. Влияние утолщенных зон, или стабилизационных зон, на итоговое положение, ориентацию и скорость одевания линзы может быть исследовано итерационно или при помощи компьютерного моделирования перед продолжением производственного плана.

Параметры, описывающие геометрию глаза (роговицы и склеры), исходная форма линзы и движения век показаны на Фиг.1. Движения линзы зависят от баланса моментов количества движений, которые действуют на линзу. Влияние инерции не учитывалось. Поэтому сумма всех моментов, действующих на линзу, равна нулю. Таким образом,

Первые 4 момента противостоят вращающему моменту и линейно зависят от движения линзы. Оставшийся вращающий момент является движущим моментом. Этот баланс момента количества движений следует из нелинейного дифференциального уравнения первого порядка для β положения линзы

В наиболее предпочтительном алгоритме, используемом в изобретенном процессе, это уравнение решается при помощи схем Рунге-Кутты четвертого порядка. Положение точек на контактной линзе следует из ее вращения вокруг вектора вращения β(t). Матрица вращения R(t) трансформирует старое положение точек в текущее в соответствии с формулой Родрига

где и

В методе численного интегрирования используется временная дискретизация и движение линзы может быть представлено как некоторое число последовательных вращений, следовательно, на следующем временном шаге матрица вращения представляет собой

где представляет собой вращение во время временного шага .

Матрица вращения разлагается на вращение и децентрацию линзы

Вращение линзы является вращением вокруг ее оси. Децентрация является вращением вокруг линии в плоскости (x, y). Следовательно, положение линзы выглядит как вращение линзы вокруг своей оси, которое сопровождается децентрацией .

Под вращением линзы подразумевается угловое перемещение линзы вокруг оси z, которое происходит во время и в промежутках между морганиями. Вращение может происходить по часовой стрелке и против часовой стрелки в зависимости от исходного положения линзы на глазу или свойств линзы при моделировании ее движений на глазу.

Под центрацией линзы подразумевается расстояние между геометрическим центром линзы и верхушкой роговицы. Центрация записывается в системе координат x-y в плоскости верхушки роговицы.

Эта модель наилучшим образом реализуется при помощи таких программ, как MatLab, BASIC, FORTRAN, C++ или любого другого языка программирования, благодаря чему эти команды могут выполняться на компьютере, включая универсальную вычислительную машину. Предпочтительно, чтобы модель была реализована в программе MatLab. Код лучше всего сокращается до нескольких подпрограмм в отдельных файлах в формате MatLab (*.m). Параметры ввода находятся в файле с разделителями-запятыми с расширением (*.csv). Программа может быть запущена в интерактивном или фоновом режиме. Выводные параметры лучше всего читаются в виде ASCII текста в файлах вывода с разделителями-запятыми с расширением (*.csv).

Конечно, программе дается соответствующее имя, и ее выполнение начинается с ввода названия основной программы. Например, для того чтобы команда: run_lens_pos_BEP_csv была запущена, в окне MatLab или другой исполнимой программы должно быть введено run_lens_pos_BEP_csv_exec.exe. Можно настроить различные режимы обработки данных, например обработку в интерактивном или фоновом режиме, и для предоставления пользователю возможности такого выбора может быть создано соответствующее окно.

Файлы ввода содержат значения по умолчанию исходных параметров и предпочтительно находятся во всплывающем окне для обработки и редактирования. Путь к файлу ввода по умолчанию должен быть установлен в подкаталоге при помощи соответствующей маркировки "input" (ввод). При желании могут отображаться только файлы с соответствующим расширением, имеющим отношение к данной функции, например, файлы с расширением *.csv. Находящаяся рядом с полем кнопка "Input file" (файл ввода) может быть настроена так, что станет отображаться список доступных файлов с расширением *.csv. Файл ввода может быть выбран нажатием на файл. Например, такие команды, как “ok” (ок) служат подтверждением сделанного выбора введенных значений, а команда “reset” (сброс) позволяет вернуться к исходным вводным значениям по умолчанию.

Вводные параметры могут быть изменены после выбора файла ввода с параметрами по умолчанию; поэтому появляются три всплывающих окна, в которых эти вводные параметры могут быть изменены. После этого в первом окне появятся кнопки "ok" (ок) и "reset" (сброс). Действия этих трех кнопок аналогичны обсуждавшимся выше. Предпочтительно, чтобы в первом окне для изменения значений вводных параметров отображались и могли изменяться свойства слезной пленки, размеры глаза и свойства линзы. Во втором окне для изменения значений вводных параметров предпочтительно отображаются свойства век и моргания, направление взгляда, исходное положение и гравитационное ускорение, которые также могут быть изменены. В третьем окне для изменения значений вводных параметров предпочтительно отображаются числовые параметры и файлы вывода, которые также могут быть изменены.

После присвоения значений вводным параметрам они обрабатываются при помощи описанного выше алгоритма, который был надлежащим образом закодирован в соответствии с известной методикой программирования. Расчеты проводятся в соответствии с заданным алгоритмом. После завершения всех расчетов может быть активирована последующая обработка. Дальнейшие команды, такие как "Start post-processing of results" (Начало последующей обработки результатов) и "End of program and close all figures" (Завершить программу и скрыть все данные), могут быть использованы для запуска подпрограммы для подготовки выводных данных с последующим завершением расчетов, записью этих выводных данных в соответствующие файлы, такие как ASCII (*.txt) файлы или файлы значений с разделителями-запятыми (*.csv). Опционально подпрограммы последующей обработки могут отображаться следующим образом.

Децентрация + ориентация линзы: графики, создаваемые для отображения децентрации и вращения линзы;

Моменты вращения относительно оси x: графики, отображающие действующие на линзу движущие моменты и моменты, оказывающие сопротивление движению линзы, относительно оси x;

Моменты вращения относительно оси y: графики, отображающие действующие на линзу движущие моменты и моменты, оказывающие сопротивление движению линзы, относительно оси y;

Моменты вращения относительно оси z: графики, отображающие действующие на линзу движущие моменты и моменты, оказывающие сопротивление движению линзы, относительно оси z;

Толщина линзы: двухмерная цветная карта и трехмерный график толщины линзы;

Упругий восстанавливающий момент: графики, отображающие содержание в линзе энергии упругой деформации и упругого восстанавливающего момента для различных положений линзы в глазу;

Создание сводных данных о конструкции линзы: сводные данные о конструкции линзы созданы. Графики распределения толщины линзы созданы, и данные, описывающие общую геометрию линзы, отображены.

Создать анализ сводных данных в формате PDF (в вертикальном направлении): сводные данные проанализированных результатов отображены и сохранены в PDF файле. Представлены графики вращения и децентрации и информация о движении линзы. Вся информация относится к вертикальному направлению.

Создать анализ сводных данных в формате PDF (в горизонтальном направлении) сводные данные проанализированных результатов отображены и сохранены в PDF файле. Представлены графики вращения и децентрации и информация о движении линзы. Вся информация относится к вертикальному направлению.

Создать фильм о движении линзы на глазу: создан фильм о движении линзы на глазу. Каждый временной шаг линзы отображается и сохраняется в файле в формате *.avi в папке: C:\Temporary (Временные файлы). Пользователь должен удостовериться, что файл в формате avi помещен в желаемую папку или переименован во избежание нежелательной перезаписи файла.

Сводные данные о геометрии глаза: Отображены сводные данные о геометрии глаза. Представлены графики глаза и другая информация. Отображенная информация хранится в файлах в формате PDF или png в зависимости от используемой на компьютере памяти.

Переменная [Время/номер цикла]:переменная на оси x на графике, отображающем зависимость от времени, который переключается в режимах зависимости времени от номера цикла и наоборот.

Параметры модели для проведения логического моделирования могут быть сгруппированы в 7 групп параметров. В каждой группе следующие параметры предпочтительно должны быть распределены таким образом:

Свойства слезной пленки:

a. вязкость водного слоя (слезной пленки)

b. вязкость муцинового слоя

c. толщина муцинового слоя

d. толщина предлинзовой слезной пленки

e. толщина подлинзовой слезной пленки

Размеры глаза (Фиг.2)

a. радиус роговицы

b. радиус склеры

c. радиус видимой части роговицы

Конструкция линзы (Фиг.3)

a. радиус базовой кривизны линзы (r3)

b. радиус перехода базовой кривизны линзы (r2)

c. геометрия задней поверхности линзы (содержи информацию о недеформированной геометрии линзы) (r1)

d. угол, определяющий область пограничного слоя муцина (край угла контакта)

e. размер контактной поверхности пограничного слоя муцина (край контактной поверхности линзы)

f. толщина линзы (в виде распределения (облака) точек)

Свойства материала линзы

a. плотность

b. модуль Юнга

c. коэффициент Пуассона

Свойства век и моргания

a. боковое смещение нижнего века

b. боковое смещение верхнего века

c. время движения верхнего века вниз

d. время моргания

e. время между двумя морганиями

f. давление века p [Н/м²];

g. положение нижнего века в начале моргания

h. положение верхнего века в начале моргания

i. ширина полосы, на которой оказывается давление края верхнего века

j. угол нижнего века в начале моргания

k. угол верхнего века в начале моргания

l. скорость движения век в постоянном/подходящем эксперименте

Направление взгляда

a. выбор заранее определенного переходного направления взгляда

b. направление взгляда не изменено

c. горизонтальное

d. вертикальное движение

e. круговое движение

f. постоянное горизонтальное направление взгляда

g. постоянное вертикальное направление взгляда

h. амплитуда периодического движения взгляда

i. частота периодического движения взгляда

Исходные значения

a. исходный угол вращения линзы

b. исходная децентрация в горизонтальном направлении

c. исходная децентрация в вертикальном направлении

Гравитационное ускорение

гравитационное ускорение (м/с²)

Параметры моделирования

a. количество моделируемых циклов

b. количество временных шагов в [0, период закрытого глаза при моргании]

c. указанный временной шаг

d. дискретизация линзы в радиальном направлении

e. дискретизация линзы в круговом направлении

Во время и в конце обработки каждой конфигурации создаются файлы вывода (например, в форматах *.txt и *.csv). Поэтому подготавливаются и итоговые, и промежуточные результаты. Промежуточные результаты предпочтительно включают в себя

a. продолжительность цикла: моргание + пауза между морганиями

b. половина диаметра линзы

c. масса линзы

d. x-координата центра масс

e. y-координата центра масс

e. z-координата центра масс

f. ширина пограничного слоя муцина

g. соответствующие коэффициенты x-компонента упругого восстанавливающего момента в виде функции x-компонентов угла децентрации

h. соответствующие коэффициенты x-компонента упругого восстанавливающего момента в виде функции y-компонентов угла децентрации

Итоговые результаты предпочтительно включают в себя:

a. Положение, угол вращения и смещение по осям x-y в начале и конце последнего цикла

b. смещение по осям x-y и угол вращения относительно итогового положения, таким образом, это разница в смещении по осям x-y, соответственно и в угле вращения, между значениями в начале и конце последнего цикла.

c. Максимальные и минимальные значения положения по осям x-y, угла вращения и смещения по осям x-y относительно конечного положения покоя

d. Положение и угол вращения линзы, когда смещение по осям x-y достигает экстремальных значений

e. Значения времени, (x, y, z)-координаты положения, угол вращения, смещение по осям x-y, смещение по осям относительно конечного положения покоя, угол вращения относительно итогового значения, скорость вращения в начале каждого цикла (моргания) и в конце каждого цикла

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения выходные данные заполняют сравнительную таблицу технических характеристик, такую как файл приложения Microsoft Excel (сводные данные о положении и скорости вращения линзы записываются для всех конфигураций в командном файле). В каждом цикле (x, y) координаты положения верхушки линзы, угол вращения, смещение и скорость вращения записываются в файл в начале и в конце морганий. Более того, минимальные и максимальные значения первых четырех параметров во время последнего цикла записываются в файл. Знак минус прибавляется к смещению в том случае, если смещение происходит в плоскости, где y принимает положительные значения. Знак плюс используется в том случае, если смещение происходи в плоскости, где y принимает отрицательные значения.

Пример сводного файла вывода MS-Excel:

x [мм] Моргание 0 1 2 3 4   Время 0 3,258 6,516 9,774 13,032   Конфигурация № 1 0 0,000195 -0,00256 -0,00268 -0,00208   Конфигурация № 2 0 -0,00172 -0,00164 -0,00109 8,71E-05   Конфигурация № 3 0 -0,00309 -0,0014 -0,00329 -0,00343               y [мм] Моргание 0 1 2 3 4   Время 0 3,258 6,516 9,774 13,032   Конфигурация № 1 0 -0,03102 -0,0271 -0,02796 -0,03178   Конфигурация № 2 0 -0,03264 -0,03064 -0,03107 -0,03121   Конфигурация № 3 0 -0,01922 -0,01682 -0,01829 -0,01593               угол альфа [градусы] Моргание 0 1 2 3 4   Время 0 3,258 6,516 9,774 13,032   Конфигурация № 1 0 -0,22329 -0,4598 -0,6383 -0,88067   Конфигурация № 2 0 -0,38557 -0,72761 -1,17436 -1,70341   Конфигурация № 3 0 -0,31919 -0,74006 -1,14904 -1,51902               Смещение [мм] Моргание 0 1 2 3 4   Время 0 3,258 6,516 9,774 13,032   Конфигурация № 1 0 0,031023 0,027217 0,028085 0,031849   Конфигурация № 2 0 0,032682 0,030684 0,031087 0,031213   Конфигурация № 3 0 0,019464 0,016878 0,01858 0,016292

d альфа/dt Моргание 0 1 2 3 4   Время 0 3,258 6,516 9,774 13,032   Конфигурация № 1 -0,05428 -0,07668 -0,06239 -0,05589 -0,10161   Конфигурация №2 -0,14456 -0,1019 -0,11784 -0,15309 -0,16835   Конфигурация № 3 -0,06853 -0,12049 -0,13095 -0,11983 -0,10701                 Конфигурация № 1 Конфигурация № 2 Конфигурация № 3       X_минимальное [мм] -0,41162 -0,42392 -0,47034       Y_минимальное [мм] -1,66197 -1,62902 -1,6638       Минимальный угол [градусы] -1,20979 -1,8139 -1,65535       Минимальное смещение [мм] -1,70955 -1,69147 -1,74815       X_максимальное [мм] 0,51274 0,555146 0,580152       Y_максимальное [мм] 0,733394 0,728233 0,850322       Максимальный угол [градусы] -0,63789 -1,17436 -1,14904       Максимальное смещение [мм] 0,825573 0,827141 0,953479      

Линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, могут быть изготовлены из любого подходящего линзового материала для изготовления офтальмологических линз, включая, но не ограничиваясь этим, следующее: очковые, контактные и интраокулярные линзы. Показательные материалы для изготовления мягких контактных линз включают, без ограничений, силиконовые эластомеры, силиконосодержащие макромеры, включая, без ограничений, макромеры, описанные в Патентах США № 5371147, 5314960 и 5057578, которые были полностью приведены здесь в виде ссылки, гидрогели, силиконосодержащие гидрогели, похожие материалы и их комбинации. В более предпочтительном варианте поверхность выполнена из силоксана или содержит функциональную группу силоксана, включая, помимо прочего, полидиметилсилоксановые макромеры, метакрилоксипропил-полиалкил-силоксаны, и их смеси, силиконовые гидрогели или гидрогель, например этафилкон A.

Для полимеризации материала линз могут применяться любые подходящие способы. Например, материал для изготовления линз может быть помещен в форму для литья и полимеризован с использованием термической, радиационной, химической, электромагнитной полимеризации и т.д. либо их сочетаний. В предпочтительных примерах осуществления контактных линз затвердевание выполняется при помощи ультрафиолетового излучения или полного спектра видимого излучения. Более конкретно, точные параметры условий полимеризации материала линзы зависят от выбранного материала и изготавливаемой линзы. Подходящие процессы приведены в Патенте США № 5540410, который был полностью приведен здесь в виде ссылки.

Контактные линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, могут быть изготовлены любым из общепринятых способов. В одном их таких методов используется токарный станок OPTOFORM.TM. с насадкой VARIFORM.TM. для изготовления вкладышей формы. Вкладыши формы в свою очередь используются для создания форм для литья. Далее подходящая жидкая смола помещается между формами для литья и сжимается, а после отверждения получаются линзы, составляющие предмет настоящего изобретения. Специалисту в данной области будет понятно, что для производства линз, составляющих предмет настоящего изобретения, может применяться множество известных способов.

Изобретение будет далее описано со ссылкой на следующие неограничивающие примеры.

Пример 1

Конструкция линзы, описанная в примере 1, представляет собой имеющуюся на рынке силикон-гидрогелевую линзу (ACCUVUE OASYS, Johnson & Johnson Vision Care, Inc.) для коррекции астигматизма -3,00D. Линза была смоделирована при помощи описанной ранее модели глаза с использованием 20 циклов морганий. Линза была намеренно смещена на 45 градусов против часовой стрелки в своем исходном положении. Фиг.5 отражает сопротивление вращению линзы, которое было получено при помощи модели глаза. Сопротивление вращению показывает, что линза вращается в обратном направлении для возврата к своему положению покоя. Положение покоя достигается через приблизительно 16 морганий, в то время как вращение линзы в пределах 5,0 градусов от итогового положения должно составлять 0,0 градусов.

Фиг.6 отражает сопротивление центрации линзы из примера 1. С каждым морганием центр линзы смещался на расстояние до 1,00 мм. Более подробная информация о центрации линзы представлена на Фиг.7, где движение линзы разделено на три различных движения:

- движение вниз, которое происходит при смыкании век;

- движение вверх, которое происходит при размыкании век;

- остальные движения линзы, которые происходят во время двух последовательных морганий.

Виртуальную модель глаза конструируют при изготовлении контактных линз. Модель содержит отображение механических сил, воздействующих на роговицу и веки, геометрию контактной линзы, геометрию глаза и век, и взаимодействие глаза с контактной линзой, моделирует моргание век и рассчитывает моменты движения, действующие на контактную линзу, рассчитывает изменение положения контактной линзы во время и в промежутках между морганиями и модифицирует геометрию контактной линзы для оптимизации посадки контактной линзы на глазу на основе вращения и позиционирования контактной линзы на глазу виртуальной модели глаза. Технический результат - упрощение конструирования контактных линз за счет учета сил, воздействующих на глаз и линзу. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Виртуальная модель глаза, содержащая: а) отображение механических сил, воздействующих на роговицу и веки, геометрию контактной линзы, геометрию глаза и век, и взаимодействие глаза с контактной линзой, b) инструкции, когда запрограммированы в машину, имитируют моргание нижних и верхних век в виртуальной модели глаза в по меньшей мере одном цикле моргания и рассчитывают моменты движения, действующие на контактную линзу, с) инструкции, когда запрограммированы в машину, рассчитывают изменение положения контактной линзы во время и в промежутках между морганиями, и d) инструкции, когда запрограммированы в машину, модифицируют геометрию контактной линзы для оптимизации посадки контактной линзы на глазу на основе вращения и позиционирования контактной линзы на глазу виртуальной модели глаза.

2. Способ изготовления контактных линз, содержащий этапы, на которых: а) конструируют виртуальную модель глаза, содержащую отображение механических сил, воздействующих на роговицу и веки, геометрию контактной линзы, геометрию глаза и век, и взаимодействие глаза с контактной линзой,
b) моделируют моргание верхних и нижних век в виртуальной модели глаза по меньшей мере в одном цикле моргания посредством инструкций, запрограммированных в машину,
c) рассчитывают моменты движения, действующие на контактную линзу, которая находится на роговице, посредством инструкций, запрограммированных в машину,
d) модифицируют геометрию контактной линзы для оптимизации посадки контактной линзы на глазу на основе вращения и позиционирования контактной линзы на глазу виртуальной модели глаза посредством инструкций, запрограммированных в машину,
e) изготавливают контактную линзу на основе оптимизированной геометрии указанной контактной линзы.

3. Способ по п.2, где шаги с b до d проводят итерационно.