ПЕРФОРАЦИОННЫЕ ОЧКИ ДЛЯ КАТАРАКТЫ Российский патент 2015 года по МПК G02C7/16 

Изобретение относится к области офтальмологии, в частности для улучшения зрения людей, страдающих катарактой. Такое заболевание глаз, как катаракта, появляется в результате деградации хрусталика глаза. Это заболевание глаз сопровождается изменением в структуре глаза и помутнением хрусталика глаза и, как следствие, постепенным ухудшением зрения и в конечном итоге - слепотой. Причины, которые способствуют появлению и развитию катаракты, могут быть разными, а именно: от механической травмы глаза, генетическая предрасположенность, СВЧ-облучение, радиация, возраст и т.д.

Внутриглазными факторами начальной стадии катаракты являются физико-химические изменения в структуре тела хрусталика, которые характеризуются изменением плотности тела хрусталика за счет увеличения и роста периферийных волокон, ухудшением внутриглазного обмена.

Хрусталик глаза человека отличается от других тканей тем, что по мере роста новых клеток его старые клетки (волокна) не отторгаются, т.к. этому мешает капсула. В результате увеличения периферийных волокон хрусталика и их роста происходит поддавливание близлежащих к центру волокон, отчего появляются точечные и несколько искривленные уплотнения. Таким образом, в теле хрусталика поочередно возникают одна, затем вторая и т.д. искривленные области с различной степенью их уплотнения. В результате этого в теле хрусталика формируются несколько оптических зон (псевдохрусталики) со своими оптическими свойствами. При этом каждая оптическая зона имеет собственное деформированное состояние, осевое направление в теле хрусталика и фокусное расстояние. В этом случае каждая оптическая зона деградирующего хрусталика способна проецировать на сетчатку глаза собственное отображение видимого предмета в разных местах области желтого пятна. Сколько на данный момент деградирующий хрусталик имеет псевдохрусталиков, столько и будет на сетчатке глаза проекций обозреваемого предмета. Зрительный нерв передает эту информацию в головной мозг человека, в котором формируется представление о наблюдаемом предмете. В результате человек, страдающий катарактой даже одного глаза, видит дальний предмет размытым, без границ переходов цветов, а общий вид предмета принимает сероватый оттенок. Близкие предметы представляются также без четких границ с неопределенным цветом. Уменьшить расплывчатость изображения предмета и сохранить приемлемое цветовое сопровождение при любых формах катаракты возможно только при уменьшении количества смещенных относительно друг друга изображений, образованных на сетчатке глаза, за счет ограничения отраженного потока света, несущего это изображение и попадающего в больной катарактой глаз. Конкретного медикаментозного лечения катаракты, даже на начальной стадии, в настоящее время не существует, и, тем не менее, не каждый больной катарактой психологически готов к кардинальному лечению ультразвуковой факоэмульсификацией, т.е. к удалению больного хрусталика и замене его искусственной интраокулярной линзой (ИОЛ). Исходя из того, что процесс деградации хрусталика глаза достаточно длительный по времени (как правило, длится годами), предлагаемое техническое решение поможет людям, страдающим катарактой, сохранить приемлемый образ жизни и работоспособность до принятия единственно правильного решения, а именно: на замену больного хрусталика глаза на ИОЛ. Человек с катарактой глаз испытывает огромный дискомфорт в повседневной жизни.

Известны специальные перфорационные, дифракционные очки, спектральные линзы, растровые экраны релаксационных очков, для фотозащиты, коррекции остроты зрения, профилактики и лечения заболеваний глаз. Принцип действия этих очков основан на известных законах физики - рефракции, диафрагмировании и интерференции светового потока. Проще говоря, при рассматривании предмета через маленькое отверстие значительно повышается глубина резкости и увеличивается четкость изображения за счет увеличения фокусного расстояния. За счет диафрагмирования столь малыми отверстиями светового потока увеличивается фокусное расстояние и вследствие этого возрастает глубина резкости изображения на сетчатке. Обычно эти очки представляют собой оправу, в которой на месте линз находятся две непрозрачные маски с рядами отверстий или диафрагм. Либо это очки со светофильтрами. Обычно эти очки рекомендуют носить для снятия утомляемости глаз.

Известны предлагаемые технические решения в описании к патенту на изобретение по заявке №98117657/14 от 24.09.1998 г. «Очки для повышения остроты зрения (варианты)» авторов Лялин А.Н. и др. В представленных авторами вариантах имеются линзы очков, выполненные из прозрачного материала, для всего спектра видимого света, при этом на линзы нанесен фотозащитный слой, а в центральной зоне линзы выполнены отверстия в виде круглых диаметром d=1-3 мм или щелевидных отверстий одной величины, не заполненных фотозащитным слоем. Представлен вариант применения линз в виде насадок на корригирующие очки. Заявленные варианты таких очков имеют ряд существенных недостатков:

- примеры выполнения линз очков с круглыми отверстиями известны давно. При этом общая видимая площадь отверстий меньше площади непрозрачных участков дырчатых экранов. Поэтому ни читать, ни писать в таких очках неудобно, поскольку этому мешает наличие перегородок;

- нет конкретного описания применяемых фильтров;

- и самое главное - не даны объяснения, за счет каких процессов или свойств предложенные варианты очков предотвращают и замедляют дистрофические процессы в сетчатке глаза или при катаракте. Дистрофия сетчатки - это внутриглазная проблема, когда колбочки центра сетчатки перерождаются в рубцовую ткань и процесс передачи изображения затухает, или начавшаяся деградация глазного яблока. При некоторых глазных заболеваниях стекловидное тело глазного яблока изменяется, становится мутным с плотными тяжами, уменьшается в объеме в результате аномального роста глаза. При движениях глазного яблока сохраняющее прочную связь с сетчатой оболочкой измененное стекловидное тело вызывает тракции сетчатки, приводящие к ее разрыву и последующему формированию отслойки сетчатки и т.д. Основными причинами отслоения сетчатки глаза могут быть травма и близорукость, а также при диабетической ретинопатии, внутриглазных опухолях, дистрофиях сетчатой оболочки. Отслойку сетчатки невозможно вылечить никакими каплями, таблетками или уколами. Отслоение сетчатки глаза требует проведения срочной операции, что является единственным способом восстановить зрение и сохранить глаз. Чем раньше проведена операция - тем больше шансов вернуть зрение. Что касается катаракты, то эта болезнь в настоящее время лечится только хирургическим путем.

Известно оптическое устройство фирмы Лазервижн для предоперационных пациентов, страдающих катарактой, содержащее оправу, в которую вставлена непрозрачная маска, маску на уровне глаз пересекает горизонтальный прозрачный участок, ниже которого расположен участок маски с системой круговых, дискретных прозрачных отверстий с диаметром от 0,5 до 1,2 мм. Расположение прозрачных участков таково, что их суммарная апертура возрастает на тех участках маски, которые соответствуют большему расстоянию от глаза до маски и большему угловому отклонению от линии зрения вперед (патент США № 4249803, G02C 7/16, опубл. 10.02.81). Недостатком этого устройства является расположение отверстий только в нижней части маски и заниженный диаметр круглого отверстия в 0,5 мм. Очки требуют индивидуального подбора для каждого пациента и обладают низкими защитными свойствами.

Известны очки, содержащие оправу и непрозрачные перфорированные экраны. Перфорация выполнена в виде эллипсов с отношением меньшего диаметра к большему диаметру от 0,8 до 0,1. Большая ось эллипсов ориентирована под разными углами относительно вертикальной оси. Сами экраны могут быть нанесены на диоптрийные или плоские стекла. Экраны могут также использоваться в комбинации со светофильтрами. При применении очков у лиц с аномалиями рефракции повышается четкость ("резкость") изображения наблюдаемых объектов. Значительно повышается глубина резкости. Снижается утомляемость при зрительных нагрузках или при освещенности повышенной яркости. Исключается попадание на сетчатку опасных для ее состояния ультрафиолетовых лучей. Очки защищают также от пыли и мелких инородных тел, см. описание «Очки», патент RU 2102045, 1998 г., авторы: Анисимов С.И., Багров С.Н., Одинцов С.Л., Щербаков А.Н. Недостатками таких очков являются наличие видимых хаотичных перегородок и необходимость индивидуального подбора диоптрийных стекол, а также относительно большое время адаптации (10 мин).

Известны очки, выбранные в качестве прототипа, содержащие оправу с перфорированными экранами, прозрачная перфорация которых выполнена в виде произвольно ориентированных узких щелей. Узкие щели пересекаются, а один из размеров узких щелей находится в пределах 0,2…1,3 мм. Перфорация отверстий может быть выполнена на непрозрачном фоне, на частично прозрачном фоне либо может быть выполнена сквозной. Очки могут быть снабжены плоскими стеклами с выполненными на них перфорированными экранами. Минимальное расстояние между краями узких щелей составляет 2 мм. Однако и такие очки оригинального дизайна также имеют общий недостаток в наличии видимой мозаичной сетки и плоский экран линз, уменьшающий качество периферийного видения. Кроме этого непонятно, каким образом глазное яблоко без указания центральной нервной системы самостоятельно выбирает необходимые отверстия в экранах очков, см. патент RU 2176809, автор Мережков М.И.

Человека с катарактой глаз беспокоит чаще всего пресбиопия - когда глазам становится трудно сфокусировать зрение на близком маленьком предмете.

Предлагаемым изобретением решается задача в создании очков с повышенной разрешающей способностью за счет улучшения оптических свойств экранов, а также снижение времени адаптации для людей, страдающих катарактой глаз.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что экраны очков выполнены из полупрозрачного органического материала серого или зеленого цвета, а усиление остроты зрения достигается за счет перфорации экранов очков специального вида отверстиями. В центральной зоне экрана очков выполнены четыре пары специального вида отверстий. Каждое отверстие пары состоит из набора круглых отверстий, расположенных относительно друг друга на определенном расстоянии на горизонтальной оси, объединяемые узкими щелевыми отверстиями. При этом геометрические размеры отверстий каждой пары равномерно уменьшаются к нижней паре отверстий. Во втором варианте отверстия в экранах очков могут быть выполнены подобно первому варианту за исключением того, что нижняя половина оригинального отверстия по своей горизонтальной оси симметрично смещена относительно своей верхней. Таким образом, экраны очков имеют четыре пары сквозных отверстий, в которой каждая пара отверстий имеет свои определенные геометрические размеры, как для диаметра круглых отверстий, так и размера для щелевых отверстий. В результате такой перфорации экраны очков имеют четыре зоны разной рефракции - для большого расстояния (верхние две пары отверстий) и для малого (нижние две пары отверстий), между которыми располагаются две промежуточные оптические зоны. Верхняя часть перфорационных очков служит для рассмотрения относительно удаленных предметов, а нижняя - для чтения, что позволяет человеку с катарактой использовать одни очки в разных ситуациях.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 представлены очки с экранами, в которых выполнены сквозные отверстия в виде набора ряда круглых отверстий, расположенные относительно друг друга на определенном расстоянии H на горизонтальной оси, объединяемых узкими щелевыми отверстиями высотой L. При этом диаметр круглого отверстия D всегда больше высоты щелевого отверстия L. Форма сквозных отверстий для каждой пары одинакова, как и их геометрические размеры, за исключением того, что геометрические размеры каждой следующей пары отверстий плавно уменьшаются к нижнему ряду отверстий. Форма экранов очков может быть как выпуклой, так и плоской. Для запущенной катаракты глаз выпуклая форма экранов очков предпочтительнее плоской, особенно на периферийной области экранов, где сконцентрированные световые лучи преломляются ею больше и несут больше световой энергии, попадающий на деградирующий хрусталик глаза. Это важно для формирования четкого отображения видимых предметов. Поэтому право выбора формы экранов в очках зависит от состояния зрения и остается за больным с катарактой глаз.

На фиг. 2 представлен возможный вариант перфорации экранов очков, в которой отверстия выполнены подобно первому варианту за исключением того, что нижняя половина оригинального отверстия, по горизонтальной оптической оси, симметрично смещена относительно верхней половины отверстия.

Также возможно каждую пару отверстий дополнить до третьего отверстия.

Экраны очков с набором таких оригинальных отверстий могут иметь прямоугольную либо круглую форму. Примерные размеры экранов могут быть: ширина А=55 мм, высота В=38 мм. Поверхность экранов выбрана выпуклой формы.

На фиг. 1 приведены цифровые обозначения пар оригинальных отверстий и буквенные обозначения геометрических размеров основных элементов отверстий, которые приведены в таблице. Геометрические размеры отверстий в экранах очков и расстояния между сквозными отверстиями возможного варианта фиг. 2 соответствуют геометрическим размерам основного вида экрана, представлено на фиг. 1. В представленной таблице указаны геометрические размеры оригинальных отверстий, расположенных по высоте в центральной зоне экрана очков.

Отличительная особенность предлагаемых перфорационных очков для людей, страдающих катарактой глаз, заключается в том, что впервые представленная форма сквозных отверстий в экранах очков на горизонтальной линии позволяет одновременно совмещать оптический эффект узкого щелевого отверстия и оптический эффект круглого отверстия. Такое сочетание отверстий в экранах очков усиливает их общий оптический эффект. Отверстия в экранах очков в виде узких щелей образуют подобие дифракционной решетки пропускающего типа. Эффект такой решетки выражается в блокировке части световых волн, отраженных от предметов, и тем самым уменьшение образования короткофокусных изображений на сетчатке глаза и усилении результирующей волны, являющейся огибающей вторичных волн с учетом их интерференции между собой. Эти волны проходят через отверстия экранов и образуют максимумы интенсивности изображения предмета на сетчатке глаза. Круглые отверстия уменьшают общий световой поток, попадающий в больной хрусталик глаза, имеющий несколько искривленных оптических зон, в результате чего уменьшается число отображений предмета на сетчатке глаза. Кроме этого круглые отверстия значительно повышают глубину резкости и увеличивают четкость изображения за счет увеличения фокусного расстояния, что в итоге позволяет сформировать более четкое отображение видимого объекта. Таким образом, круглые и щелевые отверстия увеличивают фокусное расстояние оптической системы глаз. Полукруглые отверстия обладают подобными свойствами, что и круглые. Предлагаемые изобретением «Очки для катаракты» имеют четыре зоны оптического действия со ступенчатым изменением рефракции. Благодаря геометрическим размерам четырех пар отверстий в экранах очков указанные в таблице перфорационные очки позволяют обеспечить плавное увеличение оптической силы от верхнего ряда отверстий к нижнему ряду. Нужно напомнить, что деградация хрусталика глаза человека усиливает близорукость (миопию), при которой уменьшается фокусное расстояние оптической системы глаза. Поэтому усиленные оптические свойства очков за счет увеличения фокусного расстояния позволяют пользователю, в зависимости от состояния зрения при катаракте, выбирать наиболее удобное фокусное расстояние для чтения или работы. Так, например, нижние самые узкие отверстия предназначены для письма и чтения текста с мелким шрифтом.

Техническим результатом изобретения являются: сочетание изменяющихся по высоте отверстий в экранах очков усиливает их общий оптический эффект, позволяющий улучшить зрение. Такая конфигурация экранов очков обеспечивает улучшение остроты зрения на 40% на расстоянии до 50 см. Качество зрения человека с катарактой глаз повышается также за счет увеличения угла обзора выпуклой формы экранов и отсутствия видимых перпендикулярных перегородок, которые позволяют беспрепятственно и полностью видеть более 2 строк текста. Это достигается за счет того, что площадь перфорированных отверстий в экранах очков больше полупрозрачных участков. Представленные очки дают возможность четко видеть предметы на определенном расстоянии. Заявленные очки можно использовать для коррекции миопии, гиперметропии, астигматизма, могут также назначаться при возрастном ослаблении аккомодации (пресбиопии).

Время ношения заявленных очков: в дневное время на усмотрение пользователя.

Изготовленная опытная пара очков, прошла предварительное испытание на больном пациенте, имеющем катаракту обоих глаз, и пациенте с катарактой левого глаза. Больные подтвердили заявленные качества очков для катаракты. Эти качества очков уменьшают время адаптации и ослабляют чувство неудобства человека при кратковременном использовании таких очков. Какую конкретно форму экранов выбрать, зависит от параметров зрения, образа жизни и так далее.

Перфорационные очки выполняются из органических полупрозрачных материалов CR-3, поликарбоната, Трайвекса. Цвет экранов может быть серым или зеленым, которые не раздражают глаза. Авторы изобретения возлагают на очки решение важной задачи, а именно: когда больной катарактой не сможет преодолеть чтение на нижней паре отверстий экранов, то последует решение на хирургическое лечение. А также на то, что каждая офтальмологическая лаборатория, отделения поликлиник и т.п. будут располагать очками для катаракты глаз, с помощью которых можно будет проводить зрительную диагностику и планомерное наблюдение за больными с катарактой глаз и вселять надежду больным не потерять зрение. В результате использования перфорационных очков для людей, страдающих катарактой, повышается психологическая устойчивость, временно улучшается зрение, осуществляется фотозащита глаз и тренировка глазных мышц.

Источники информации

1. С.Н. Басинский, Е.А. Егоров. Клинические лекции по офтальмологии. Изд. ГЭОТАР - Медиа, 2007 г.

2. Розенблюм Ю.З., Дядина У.В. Перфорационные очки - мифы и реальность. Веко, 1996 г., №3.

3. Заявка ЕПВ №0189331, 1986.

4. Патент США №4249803, 1981.

5. Патент РФ №2102045, 1998.

6. Патент РФ №2189802, авторы Мережков М.И., Коссова Г.В.

Изобретение может использоваться в средствах защиты, профилактики и диагностики органов зрения больных, страдающих катарактой. Очки содержат оправу и перфорированные экраны. В центральной зоне экрана очков выполнены четыре пары отверстий, в которых каждая пара состоит из набора круглых отверстий, расположенных относительно друг друга на определенном расстоянии на горизонтальной оси, объединяемые узкими щелевыми отверстиями. Геометрические размеры отверстий каждой пары равномерно уменьшаются к нижней паре отверстий. Экраны очков могут быть выполнены из полупрозрачного органического материала серого или зеленого цвета. Обе поверхности экранов могут быть выполнены плоскими или выпуклыми. Очки обеспечивают плавное увеличение оптической силы к нижнему ряду отверстий, что позволяет пользователю выбирать наиболее удобное фокусное расстояние для чтения или работы. Технический результат - повышение разрешающей способности и снижение времени адаптации для людей, страдающих катарактой глаз. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Очки, содержащие оправу и перфорированные экраны, отличающиеся тем, что в центральной зоне экрана очков выполнены четыре пары отверстий, в которых каждая пара состоит из набора круглых отверстий, расположенных относительно друг друга на определенном расстоянии на горизонтальной оси, объединяемые узкими щелевыми отверстиями, при этом геометрические размеры отверстий каждой пары равномерно уменьшаются к нижней паре отверстий.

2. Очки по п. 1, отличающиеся тем, что экраны очков выполнены из полупрозрачного органического материала серого или зеленого цвета.

3. Очки по п. 1, отличающиеся тем, что обе поверхности экранов могут быть выполнены плоскими или выпуклыми.