ИНТРАОКУЛЯРНАЯ ЛИНЗА С ВЫСОКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ И УВЕЛИЧЕННОЙ ГЛУБИНОЙ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A61F2/16 

Притязание на приоритет

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США 16/380622 озаглавленной “HIGH DEFINITION AND EXTENDED DEPTH OF FIELD INTRAOCULAR LENS”, поданной 10 апреля 2019 года. Содержание упомянутой выше заявки включается в настоящий документ в качестве ссылки во всей своей полноте.

Уровень техники

[0002] Глаз человека часто страдает от аберраций, таких как расфокусировка и астигматизм, которые необходимо корректировать для обеспечения приемлемого зрения, чтобы поддерживать высокое качество жизни. Коррекция этих аберраций расфокусировки и астигматизма может осуществляться с использованием линзы. Эти линзы могут располагаться в плоскости очков, в плоскости роговицы (контактная линза или роговичный имплант) или внутри глаза как факичная (интактный хрусталик глаза) или афакическая (удаляемый хрусталик глаза) интраокулярная линза (IOL).

[0003] В дополнение к основным аберрациям расфокусировки и астигматизма, глаз часто имеет аберрации высших порядков, такие как сферическая аберрация и другие аберрации. Хроматические аберрации, аберрации, связанные с изменением фокуса в зависимости от длины волны в видимом спектре, также присутствуют в глазу. Эти аберрации высших порядков и хроматические аберрации рассеивающе влияют на качество зрения субъекта. Рассеивающие воздействия аберраций высших порядков и хроматических аберраций увеличиваются, когда увеличивается размер зрачка. Поэтому зрение, когда эти аберрации устраняются, часто упоминается как зрение высокой четкости (HD).

[0004] Старческая дальнозоркость представляет собой состояние, когда глаз теряет свою способность фокусироваться на объектах при различных расстояниях. Афакические глаза имеют старческую дальнозоркость. Стандартная однофокусная IOL, имплантированная в афакический глаз, будет восстанавливать зрение на одном фокусном расстоянии. Для обеспечения хорошего зрения в диапазоне расстояний, можно применить разнообразные возможности, среди них, использование однофокусной IOL, объединенной с бифокальными или прогрессивными дополнительными очками. Моновизуальная система IOL представляет собой другую возможность для восстановления ближнего и дальнего зрения - один глаз устанавливается на фокусное расстояние иное, чем парный ему глаз, обеспечивая таким образом бинокулярное суммирование двух фокусных точек и обеспечивая смешанное зрение.

[0005] Монозрение в настоящее время является наиболее распространенным способом коррекции старческой дальнозоркости с использованием IOL для коррекции доминантного глаза для дальнего зрения, а недоминантного глаза для ближнего зрения в попытке достижения бинокулярного зрения без очков от дали до близи. В дополнение к этому IOL могут быть бифокальными или мультифокальными. Большинство IOL конструируются так, чтобы они имели одну или несколько фокальных областей, распределенных в дополняющем друг друга диапазоне. Однако, использование элементов с набором отдельных фокусов не является единственной возможной стратегией конструирования: использование элементов с увеличенной глубиной поля зрения (EDOF), то есть, элементов, дающих непрерывное распределение фокусных сегментов с требуемым дополнением друг друга, также можно рассматривать. Эти способы не являются полностью приемлемыми, поскольку они отклоняют свет от различных фокальных областей с деградацией зрения субъекта.

[0006] То, что необходимо в данной области, представляет собой улучшенные IOL с эффективной апертурой для преодоления этих ограничений.

Сущность изобретения

[0007] Описывается эффективная апертура, встроенная в интраокулярную линзу (IOL). Конструкция и размещение дают возможность для эффективного предотвращения достижения оптическими лучами, которые пересекают эффективную апертуру и широко рассеиваются на сетчатке, детектируемых уровней на сетчатке. Эффективная апертура помогает устранять монохроматические и хроматические аберрации, давая на сетчатке изображения высокой четкости. Для данной четкости приемлемого зрения, глубина поля зрения увеличивается в оптической зоне IOL большего диаметра. Глаза с катарактой могут иметь вторичные проблемы из-за повреждения, предыдущей хирургической операции на глазах или расстройства глаз, которое не корректировалось бы как следует с помощью нормальных конструкций IOL. Примеры глаз с осложнения включают: асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное. Благодаря своей способности устранять нежелательные аберрации, авторская конструкция IOL с эффективной апертурой была бы очень эффективной при обеспечении улучшенного зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL.

[0008] Целью настоящего изобретения является изложение концепции способа изготовления более тонких IOL, поскольку оптическая зона может иметь меньший диаметр, что делает возможным уменьшение роговичных разрезов и упрощение хирургической операции имплантирования. Глаза с катарактой могут иметь вторичные проблемы из-за повреждения, предыдущей хирургической операции на глазах или расстройства глаз, которое не корректировалось бы как следует с помощью с нормальных конструкций IOL. Примеры глаз с осложнениями включают: асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное. Благодаря своей способности устранять нежелательные аберрации, описанная конструкция IOL с эффективной апертурой является очень эффективной при обеспечении улучшенного зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL.

[0009] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции IOL с эффективной апертурой, которая демонстрирует уменьшение монохроматических и хроматических аберраций, а также увеличение глубины поля зрения, обеспечивая при этом достаточный контраст для разрешения изображения в выбранном диапазоне расстояний.

[0010] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции IOL с эффективной апертурой, которая обеспечивает уменьшение толщины в центре по сравнению с другими IOL с такой же оптической силой.

[0011] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как переменные профили полодительной и отрицательной (собирательной и рассеивающей) линзы с сильным увеличением.

[0012] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как поверхности рассеивающих линз с сильным увеличением.

[0013] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как поверхности рассеивающих линз с сильным увеличением в сочетании с чередующимися профилями положительных и отрицательных линз с сильным увеличением.

[0014] Еще одной целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно реализовать как призматические профили в сочетании с чередующимися профилями положительных и отрицательных линз с сильным увеличением.

[0015] Еще одной целью настоящего изобретения является преодоление этих ограничений посредством создания факичных или афакических IOL, которые одновременно: обеспечивают коррекцию расфокусировки и астигматизма, уменьшение аберраций высших порядков и хроматических аберраций и обеспечивают увеличение глубины поля зрения для улучшения качества зрения.

[0016] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции эффективной апертуры, которую можно использовать в факичных или афакических IOL, роговичном импланте, контактной линзе или использовать при процедуре лазерной хирургии роговицы (LASIK, PRK, и тому подобное) для обеспечения увеличения глубины поля зрения и/или для обеспечения зрения высокой четкости.

[0017] Еще одной целью является создание IOL для глаз с осложнениями, такими как асимметричный астигматизм, кератоконус, послеоперационный трансплантат роговицы, асимметричные зрачки, очень сильный астигматизм, и тому подобное.

[0018] Еще одной целью является создание IOL способной устранять нежелательные аберрации для обеспечения улучшения зрения по сравнению с нормальными большими оптическими IOL.

[0019] Другой целью настоящего изобретения является изложение концепции замены эффективной апертуры с помощью реальной мутной апертуры и реализации таких же оптических преимуществ как для эффективной апертуры.

[0020] Другие цели и дополнительные преимущества, и выгоды, связанные с настоящим изобретением, будут очевидны специалистам в данной области из описания, примеров и формулы изобретения, которые следуют далее.

Краткое описание чертежей

[0021] Фиг.1 иллюстрирует основной способ уменьшения монохроматических аберраций с использованием размера зрачка;

[0022] Фиг.2 (A и B) иллюстрирует основной способ уменьшения хроматических аберраций с использованием размера зрачка;

[0023] Фиг.3 (A и B) иллюстрирует основную концепцию эффективной апертуры для ограничения эффективного размера зрачка;

[0024] Фиг.4 иллюстрирует эффективную апертуру как секцию линзы с сильным увеличением, встроенную в IOL;

[0025] Фиг.5 иллюстрирует эффективную апертуру как секцию рассеивающей линзы;

[0026] Фиг.6 (A и B) иллюстрирует эффективную апертуру как секцию рассеивающей линзы (или призмы) в сочетании с секцией линзы с сильным увеличением;

[0027] Фиг.7 (A и B) иллюстрирует использование эффективной апертуры для предотвращения рассеивающего воздействия малой оптической зоны;

[0028] Фиг.8 иллюстрирует пример линзы A с оптической зоной продолговатой формы и пример линзы B с оптической зоной круговой формы;

[0029] Фиг.9 иллюстрирует азимутально симметричные радиальные профили;

[0030] Фиг.10 иллюстрирует симметричные радиальные профили, сравнивая элементы A, B, C, D и E;

[0031] Фиг.11 иллюстрирует двухмерные области линзы и

[0032] Фиг.12 иллюстрирует геометрию одной из двухмерных линз с сильным увеличением.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

[0033] В настоящем описании подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения; однако необходимо понять, что описанные варианты осуществления представляют собой всего лишь иллюстрацию настоящего изобретения, которое может воплощаться в различных формах. Следовательно, конкретные функциональные и структурные детали, описанные в настоящем документе, не должны интерпретироваться как ограничивающие, но всего лишь как основа для формулы изобретения и как основа для представления концепции для специалиста в данной области с целью разнообразного использования настоящего изобретения, по существу, в любой структуре с соответствующими деталями.

[0034] Фигура 1 иллюстрирует отдельную положительную (собирательную) линзу 1 с центром на оптической оси 2. Падающий луч 3 является параллельным оптической оси и будет пересекать фокусную точку 4 линзы. Если плоскость наблюдения 5 располагается на большом расстоянии от фокусной точки, падающий луч будет продолжаться до пересечения с плоскостью наблюдения. Если отслеживать все падающие лучи при такой же высоте луча как у падающего луча 3, мы разместим круг 6 нерезкости на плоскости наблюдения. Другие падающие лучи с высотой луча меньше, чем у падающего луча 3 будут падать внутри этого круга 6 нерезкости. Один из таких лучей представляет собой падающий луч 7, который ближе к оптической оси, чем падающий луч 3. Падающий луч 7 также пересекает фокусную точку 4, а затем плоскость 5 наблюдения. Если отслеживать все падающие лучи с такой же высотой луча как у падающего луча 7, отслеживается круг 8 нерезкости, который меньше, чем круг 6 нерезкости.

[0035] Оптический принцип, представленный здесь, заключается в том, что, когда высота параллельных падающих лучей уменьшается, соответствующий круг нерезкости также уменьшаются. Это простое соотношение применимо к глазу человека. Говоря другими словами, для данной величины расфокусирования (диоптрической ошибки) в глазу, зрение улучшается, когда уменьшается высота падающих лучей. Этот принцип используется, когда кто-то щурится в попытке увидеть объект вне фокуса более четко.

[0036] отслеживание на Фигуре 1 относится к одной длине волны падающего света. Для полихроматического света, для трех длин волны, в данном случае, получается ситуация на Фигуре 2. Хорошо известно, что для компонентов глаза и для типичных оптических материалов, при увеличении длины волны, коэффициент преломления уменьшается. На Фигуре 2A, собирательная линза 21 имеют оптическую ось 22. Падающий луч 23 содержит три волны разной длины, синего (450 нм), зеленого (550 нм) и красного (650 нм) света. Из-за различия коэффициентов преломления для трех длин волн, луч 24 синего света преломляется сильнее, чем луч 25 зеленого света, а луч зеленого света преломляется сильнее, чем луч 26 красного света. Если луч зеленого света находится в фокусе, он будет пересекать плоскость 27 наблюдения на оптической оси. Хроматическое размытие этих трех лучей приводит к хроматическому кругу 28 нерезкости на плоскости наблюдения. На Фигуре 2B, падающий хроматический луч 29 имеет меньшую высоту луча, чем хроматический луч 23 на 2A. Это приводит к уменьшению хроматического круга 33 нерезкости на плоскости наблюдения. Таким образом, как и для монохроматических лучей на Фигуре 1, хроматическая нерезкость уменьшается, когда высота хроматического луча уменьшается.

[0037] Фигуры 1 и 2 иллюстрируют, что уменьшение высоты луча (уменьшение диаметра зрачка) уменьшает как монохроматические, так и хроматические аберрации на сетчатке, повышая таким образом качество зрения. Другой способ описания этого заключается в том, что глубина поля зрения увеличивается, когда уменьшается высота луча.

[0038] Фигура 3A иллюстрирует собирательную линзу 34 с оптической осью 2 и апертурой 35. Падающий луч 36 минует апертуру и таким образом проходит через фокусную точку 37 линзы и пересекает плоскость 38 наблюдения, где он образует малый круг 39 нерезкости. Падающий луч 40 блокируется апертурой, и таким образом он не может быть продлен до плоскости наблюдения, чтобы образовать больший круг 41 нерезкости. Апертура, которая ограничивает высоту падающего луча, уменьшает нерезкость на плоскости наблюдения. На Фигуре 3B авторы иллюстрируют то, что авторы описывают как “эффективная апертура”. То есть, это не реальная апертура, которая блокирует лучи, но оптический эффект является примерно таким же. Лучи 43, которые распространяются через эффективную апертуру 42, широко распределяются, так что имеется очень малый вклад в рассеянный свет (нерезкий свет) только в одном пятне на плоскости наблюдения. Это представляет собой главный механизм работы IOL по настоящему изобретению. Иногда, в течение нескольких месяцев - несколько лет после хирургия катаракты и имплантации IOL, развивается состояние, называемое помутнением задней капсулы хрусталика (PCO) на прозрачной задней капсуле хрусталика, и это может отрицательно влиять на качество зрения. Возникновение PCO, как сообщается, происходит для 5% - 50% глаз, подвергающихся хирургии катаракты и имплантации IOL. Лечение для удаления PCO часто включает вмешательство с помощью Nd:YAG лазера для осуществления задней капсулотомии. В этом случае, лазер фокусируют сквозь IOL для осуществления капсулотомии. Если вместо этого мутнеет эффективная апертура, например, как истинная апертура, тогда это лечение отодвинулось бы во времени. Описанная эффективная апертура конструируется намерено для обеспечения выгод от малой апертуры, при этом, в то же время делая возможной YAG капсулотомию для лечения PCO.

[0039] Фигура 4 иллюстрирует общий вид IOL, которая использует эффективную апертуру. На этой фигуре, центральная оптическая зона 46 обеспечивает коррекцию расфокусировки, астигматизма и любую другую коррекцию, требуемую от линзы. Как правило, для IOL с использованием эффективной апертуры, диаметр центральной оптической зоны меньше, чем у традиционной IOL. Это приводит к уменьшению толщины в центре, что упрощает имплантацию IOL и делает возможным уменьшение роговичного разреза в ходе хирургической операции. Эффективная апертура 48 расположена дальше на периферии и гаптический элемент 50 IOL располагается на самой дальней периферии. Эффективная апертура соединена с оптической зоной с помощью переходной области 47 и гаптический элемент соединен с эффективной апертурой с помощью переходной области 49. Переходные области 47 и 49 конструируются для обеспечения непрерывности нулевого порядка и первого порядка поверхности на одной из сторон переходной области. Обычный способ осуществления этого представляет собой использование полиномиальной функции, такой как кубическая функция Безье. Способы формирования переходных областей, такие как эти, известны специалистам в данной области.

[0040] В предпочтительном варианте осуществления, зона 48 эффективной апертуры представляет собой последовательность профилей положительных и отрицательных линз с сильным увеличением. Таким образом, лучи света, которые пересекают эту область, широко диспергируются за IOL. Эти профили могут реализовываться как последовательные конусы, профили, аппроксимируемые полиномами (такие как функции Безье), рациональные сплайны, дифракционные профили или другие сходные профили постольку, поскольку область в целом правильно перенаправляет и/или диспергирует преломленные лучи. Предпочтительное применение представляет собой гладкие профили с сильным увеличением по сравнению с дифракционными профилями, поскольку это упрощает изготовление IOL на станке высокой точности или с помощью форм для формования. Как известно специалистам в данной области, задняя сторона гаптического элемента должна содержать квадратный край для замедления роста клеток, приводящего к помутнению задней капсулы хрусталика.

[0041] Фигура 5 иллюстрирует другой профиль для зоны 51 эффективной апертуры, а именно профиль рассеивающей линзы. Отметим, что это требует более толстого профиля края, чем подход на Фигуре 4. На Фигуре 6A авторы показывают увеличенный вид предпочтительных переменных профилей положительных и отрицательных линз с сильным увеличением с падающими и проходящими лучами. Фигура 6B иллюстрирует эффект объединения профиля на Фигуре 6A либо с лежащей под ним призмой, либо с рассеивающей линзой. В этом случае возникающие лучи не только широко рассеиваются, они направляются вдаль от желтого пятна глаза, или от центральной зрительной секции сетчатки, опять же, за счет более широкого края линзы.

[0042] Фигура 7A иллюстрирует IOL 60 с сильным увеличением, обычно с относительно малым оптическим диаметром и большой толщиной в центре. Когда зрачок глаза больше, чем оптическая зона, падающие лучи 64 могут вообще миновать оптическую зону и пересекать только гаптический элемент 61 на своем пути к сетчатке 63. Эта ситуация вызывала бы заметные артефакты в глазу при периферийном зрении. Падающие лучи 62, которые пересекают оптическую зону, как ожидается, правильно преломляются в центральную зрительную зону сетчатки. На Фигуре 7B авторы иллюстрируют такую же оптику, но теперь с эффективной апертурой 65 между оптической зоной и гаптическим элементом. В это случае, падающие лучи 64, которые пересекают линзу вне оптической зоны, диспергируются по сетчатке, не вызывая видимых артефактов.

[0043] Взятые вместе, эти характеристики IOL, которая содержит эффективную апертуру, можно точно описать как высокую четкость (HD) и увеличенную глубину поля зрения (EDOF).

[0044] Общий вид эффективной апертуры IOL иллюстрируется на Фигуре 4. В предпочтительном варианте осуществления, диаметр центральной оптической зоны 46 составляет 3,0 мм, и ширина эффективной апертуры 48 составляет 1,5 мм. Таким образом, сочетание центральной оптической зоны и эффективной апертуры представляет собой оптику диаметром 6,0 мм, которая сходна с обычными коммерчески доступными IOL.

[0045] Сферическая, торическая и имеющая нулевые аберрации оптическая зона. Значительная часть пациентов с катарактой имеет астигматизм в своей роговице. После удаления хрусталика, оставшаяся оптическая система глаза с астигматической роговицей идеально корректируется с помощью торической или астигматической линзы. Для этих пациентов, центральная оптическая часть линзы авторов делается торической для обеспечения улучшения коррекции зрения. В дополнение к этому, даже если оптическая часть является малой, по-прежнему имеется некоторое количество сферических аберраций, которые можно корректировать. Таким образом, оптимально скорректированная оптическая зона обеспечивала бы коррекцию сферических аберраций для всех линз и торическую коррекцию для пациентов, имеющих роговичный астигматизм.

[0046] Торическая коррекция легко осуществляется специалистами в данной области посредством обеспечения двух главных видов увеличения в двух главных направлениях, которые совмещались бы с астигматическими увеличениями роговицы глаза.

[0047] Сферические аберрации, либо для сферической, либо для торической линзы, корректируются с использованием конического профиля на одной или нескольких поверхностях линзы. Такая линза, как говорят, имеет нулевые аберрации, поскольку имеются нулевые монохроматические аберрации в линзе для расположенного на оси удаленного объекта. Апикальный радиус Ra конического профиля вычисляется как обычно для желаемого параксиального увеличения линзы. Коническая константа K выбирается затем на основе коэффициента преломления материала линзы, толщины линзы в центре и формы передней и задней поверхности линзы.

[0048] В случае, где коррекция должна быть астигматической, форма, по меньшей мере, одной из поверхностей линзы является двухконусной, имеющей конический профиль в двух ортогональных главных направлениях. В предпочтительном варианте осуществления, торическая оптика имеет конструкцию одинаковых двояковыпуклых поверхностей, где каждая поверхность является двухконусной. Не-торическая оптика имеет конструкцию одинаковых двояковыпуклых поверхностей, где каждая поверхность является конической. В случае как двухконусной, так и конической поверхности, оптимальная коническая константа K для поверхности определяется с использованием отслеживания оптических лучей известного специалистам в данной области.

[0049] Множественные фокусные точки. Некоторые пациенты могут предпочитать оптику с множественными фокусными точками, обеспечивающую коррекцию зрения для конкретного расстояния. Один из примеров представляет собой двухфокусную оптику, которая, как правило, обеспечивает оптическую силу фокусирования как для ближнего, так и для дальнего зрения. Другой пример представляет собой трехфокусную оптику, которая обеспечивает оптическую силу фокусирования для ближнего, промежуточного и дальнего зрения. В любом случае, для осуществления IOL с множественными фокусными точками, оптическая зона модифицируется для получения этих фокусных зон, используя преломляющие или дифракционные оптические области, и эффективная апертура остается вне последней фокусной зоны.

[0050] В некоторых применениях, эффективная апертура может выглядеть как кольцевая область с оптическими зонами на каждой стороне кольцевой области. Форма кольцевой эффективной апертуры может также представлять собой произвольную форму, например, для аккомодации к астигматической оптической зоне или к несимметричной гаптической области. Это иллюстрируется на Фигуре 8. На этой Фигуре, линза A обозначает оптическую зону продолговатой формы и таким образом внутренний контур эффективной апертуры должен адаптироваться к этой форме. Внутренний контур гаптической зоны является круговым, так что внешний контур эффективной апертуры является круговым. На этой Фигуре, линза B изображает оптическую зону как круговую, так что внутренний контур эффективной апертуры является круговым. Внутренний гаптический контур является продолговатым так, что внешний контур эффективной апертуры является продолговатым. В каждом случае имеются переходные зоны между каждой парой зон для плавного соединений областей, так что визуальные артефакты не вводятся в глаз. Альтернативно, переходные области могут иметь переменную ширину, так что внутренний и внешний контуры эффективной апертуры могут иметь любую желаемую форму.

[0051] Конструкции IOL, рассматриваемые здесь, могут изготавливаться из любого биологически совместимого оптического материала, обычно используемого для IOL, включая твердые и мягкие материалы. Их также можно изготавливать, используя устройства с CNC или формы для формования, или другие способы, используемые для изготовления IOL. Эффективную апертуру можно осуществлять как одномерный профиль, который является симметричным в азимутальном направлении, или двухмерный профиль, который использует тонкие области линзы.

[0052] На Фигуре 9, иллюстрируется азимутально симметричные радиальные профили. Профили могут быть полностью одинаковыми или регулироваться в азимутальном направлении. Эти профили могут быть преломляющими или дифракционными по природе. Хотя, иллюстрируются восемь различных радиальных профилей, радиальные профили являются непрерывными в азимутальном направлении. Радиальные профили могут иметь чередующееся положительное и отрицательное увеличение, могут все иметь положительное увеличение, или все иметь секции с отрицательным увеличением. Соединения между всеми областями с увеличением являются гладкими для предотвращения визуальных артефактов.

[0053] На Фигуре 10, иллюстрируются другие симметричные радиальные профили, которые содержат сочетания планарных, имеющих отрицательное увеличение форм, и основных клиновидных форм с в дополнение к кривым с сильным увеличением, показанным на Фигуре 8, или вместо них. Обращаясь к Фигуре 10, здесь элемент A изображает простую основную форму плоскости. На Фигуре 10, элемент B изображает основную форму с отрицательным увеличением. Этот искривленный профиль с отрицательным увеличением в целом может быть представлен как часть сферы, конуса или кривой более высокого порядка, такой как полиномиальная кривая. На Фигуре 10, элемент C изображает сегментированный профиль с отрицательным увеличением элемента B, где кривая сегментирована подобно линзе Френеля, чтобы сохранить общую толщину линзы малой. На Фигуре 10, элемент D изображает профиль с основной клиновидной формой, а элемент E на Фигуре 10 изображает сегментированную версию формы с клиновидным основанием, где клин сегментирован подобно линзе Френеля, чтобы сохранить общую толщину линзы малой. Хотя сегментированные профили элементов C и E иллюстрируются с острыми изломами, на практике, границы сегментов осуществляют с использованием гладких функций, таких как сопряжения или кривые Безье, для предотвращения появления наблюдаемых артефактов, вызываемых резкими изломами. В дополнение к этому, размещается гладкая переходная область между оптической зоной и эффективной апертурой, как описано в другом месте в настоящем документе. Эти основные формы можно использовать в сочетании с особенностями с сильным увеличением или вместо них, для улучшения эффективности эффективной апертуры.

[0054] Фигура 11 иллюстрирует двухмерные области линзы, ориентированные в полярном направлении. Линзы с сильным увеличением, с положительным и отрицательным увеличением, располагаются поочередно, как в радиальном, так и азимутальном направлении. На Фигуре иллюстрируются две линзы с положительным увеличением и две линзы с отрицательным увеличением. Реальная геометрия этих двухмерных полярных линз того же порядка, что и радиальные профили.

[0055] Альтернативно, все двухмерные линзы с сильным увеличением могут представлять собой собирательные или рассеивающие линзы. В этом случае, линзы с сильным увеличением разделяются малыми гладкими переходными областями (например, с непрерывной полиномиальной интерполяцией, такой как кривая Безье) для предотвращения появления визуальных артефактов. Это представляет собой предпочтительную двухмерную структуру линзы с сильным увеличением, когда имеется несколько линз в азимутальном направлении. В этом случае, отдельные линзы выглядят подобно маленьким подушкам, когда подушки находятся над основной поверхностью для линз с положительным увеличением и под поверхностью для линз с отрицательным увеличением.

[0056] Фигура 12 иллюстрирует геометрию для двухмерных линз с сильным увеличением. В верхней правой части фигуры авторы показывают вид спереди линзы с сильным увеличением. Имеется центральная оптическая область с сильным увеличением и окружающая переходная область. Радиальное протяжение этой области обозначено r, ширина переходной области обозначена t, и противолежащая азимутальная сторона обозначена тэта. В нижней левой части фигуры авторы показывают вид сбоку одного из профилей линзы. Центральная часть представляет собой оптическую зону с сильным увеличением и две боковых кривых представляют собой переходные зоны. Граница раздела между оптической зоной и переходными зонами имеет непрерывность нулевого и первого порядка. На краю границы линзы, переход совпадает с формой основы эффективной апертуры (которая, как правило, представляет собой вертикальную линию на IOL). На краю линзы также имеется непрерывность нулевого и первого порядка между переходной кривой (как правило, полиномиальной кривой) и краем. Форма этой малой области линзы с сильным увеличением подбирается так, что радиальная протяженность r приблизительно равна длине дуги центральной части области.

[0057] Центральную оптическую зону можно конструировать, используя стандартные концепции конструирования IOL для получения коррекции сферы, цилиндра и оси, а также коррекции более высоких порядков, такой как контроль сферической аберрации. Эти концепции конструирования известны специалистам в данной области.

[0058] Предпочтительные профили эффективной апертуры, иллюстрируемые на Фигуре 4, имеют переменные профили положительных и отрицательных линз с фокусными расстояниями порядка +/-1,5 мм. Эти профили поверхности линз можно генерировать, используя конусы, профили, аппроксимируемые полиномами (такие как кубические сплайны Безье), рациональные сплайны, и сочетания этих и других кривых. Геометрия профилей линз выбирается для адекватного диспергирования проходящих оптических лучей по сетчатке, и чтобы их в то же время было относительно легко изготавливать на станке высокой точности или с помощью процесса формования. Можно также размещать гладкую поверхность на одном профиле (например, на передней поверхности) и малые профили линз с сильным увеличением на другом профиле поверхности (например, на задней поверхности).

[0059] При использовании предпочтительных профилей эффективной апертуры, иллюстрируемой на Фигуре 4, толщина края IOL и толщина центральной оптической зоны в центре может быть очень маленькой, даже для IOL с сильным увеличением. Материал линзы может быть таким же, как используется для других конструкций мягких или твердых IOL.

[0060] Конструкция IOL обеспечивает очень хорошее, имеющее высокую четкость, дальнее зрение и диапазон “острота зрения” может контролироваться посредством определения того, что подразумевается под “остротой зрения” (например, острота 20/40) и относительного размера центральной оптической зоны и ширины эффективной апертуры. Простое уравнение [Smith G, Relation between spherical refractive error and visual acuity, Optometry Vis. Sci. 68, 591-8, 1991] для оценки остроты при данном диаметре зрачка и сферической ошибки преломления дано в уравнении (1a и 1b).

A=острота в минутах дуги (A=Sd/20), то есть, минимальный угол разрешения

k=константа, определяемая из клинических исследований, среднее значение 0,65

D=диаметр зрачка в мм

E=сферическая ошибка преломления, в диоптриях

Sd=знаменатель Snellen

[0061] Второе уравнение постулируется как более точное для низких уровней ошибки преломления и дает разумный результат.

Для E=0, A=1 мин дуги или 20/20.

Решение (1b) относительно E дает уравнение (2).

Уравнение (1b) говорит нам остроту A для данного диапазона глубины поля зрения (E × 2) в диоптриях и диаметра зрачка D.

Уравнение (2) говорит диапазон глубины поля зрения в диоптриях для данной остроты A и диаметра зрачка D. Например, для:

Остроты 20/40, A=40/20=2 мин дуги

D=3,0 мм

k=0,65

Глубина поля зрения=2E=1,8 D. Используя (1b),

[0062] Концепция эффективной апертуры может использоваться в факичных или афакических IOL, в роговичном импланте, контактной линзе или использоваться при процедуре лазерной хирургии роговицы (LASIK, PRK, и тому подобное) для обеспечения увеличения глубины поля зрения и/или для обеспечения зрения высокой четкости. Также, было бы возможным заменить эффективную апертуру реальной мутной апертурой и реализовать такие же оптические выгоды как для эффективной апертуры.

[0063] Необходимо понять, что, хотя иллюстрируется определенная форма настоящего изобретения, оно не должно ограничиваться конкретной формой или системой, описанной и показанной в настоящем документе. Специалистам в данной области будет очевидно, что различные изменения можно осуществить без отклонения от рамок настоящего изобретения и настоящее изобретение не должно считаться ограниченным ими, что показано и описано в описании и на любых чертежах/фигурах, включенных в настоящий документ.

[0064] Специалист в данной области легко заметит, что настоящее изобретение хорошо адаптировано для достижения рассмотренных целей и для получения этих результатов и преимуществ, а также тех, которые ему присущи. Варианты осуществления, способы, процедуры и технологии, описанные в настоящем документе, в настоящее время являются репрезентативными для предпочтительных вариантов осуществления, как предполагается, являются иллюстративными и не рассматриваются как ограничение рамок. Изменения в нем и другие применения будут осуществляться специалистами в данной области, они соответствуют духу настоящего изобретения и определяются рамками прилагаемой формулой изобретения. Хотя настоящее изобретение описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, необходимо понять, что настоящее изобретение, как оно заявляется, не должно обязательно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Фактически, различные модификации описанных режимов осуществления настоящего изобретения, которые являются очевидными для специалистов в данной области, как предполагается, находятся в рамках следующей далее формулы изобретения.

Группа изобретений относится к медицине. Описывается эффективная апертура, встроенная в интраокулярную линзу. Оптические лучи, которые пересекают эффективную апертуру, широко рассеиваются по сетчатке, вызывая по существу предотвращение достижения светом детектируемых уровней на сетчатке. Использование эффективной апертуры помогает устранить монохроматические и хроматические аберрации, давая изображения на сетчатке высокой четкости. Для данной четкости приемлемого зрения глубина поля зрения увеличивается в оптической зоне большего диаметра. В дополнение к этому можно изготавливать более тонкие интраокулярные линзы, поскольку оптическая зона может иметь меньший диаметр. Это, в свою очередь, дает возможность для уменьшения роговичных разрезов и упрощения имплантационной хирургической операции. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Интраокулярная линза, обеспечивающая улучшение зрения посредством распространения расфокусированных лучей, вызываемого аберрациями света на глазу индивидуума, по сетчатке индивидуума, при этом:

интраокулярная линза имеет эффективную апертуру, расположенную на первой периферии указанной интраокулярной линзы и соединенную с оптической зоной посредством переходной области, и гаптический элемент, расположенный на второй периферии и соединенный с указанной эффективной апертурой посредством указанной переходной области, указанная переходная область, имеет непрерывность нулевого порядка и первого порядка, причем форма оптической зоны отличается от формы эффективной апертуры;

указанная эффективная апертура выполнена с возможностью реализации в виде положительной и отрицательной линзы, где лучи света, пересекающие указанную переходную область и указанную эффективную апертуру, распределяются по сетчатке с использованием рефракции для уменьшения монохроматических и хроматических аберраций и расфокусируются из-за изменения фокусного расстояния, тем самым увеличивая глубину поля зрения индивидуума.

2. Интраокулярная линза по п.1, где указанная эффективная апертура конструируется и размещается так, чтобы сделать возможным лечение помутнения задней капсулы хрусталика с использованием Nd:YAG лазера.

3. Интраокулярная линза по п.1, где указанная оптическая зона конструируется и размещается для коррекции сферических аберраций.

4. Интраокулярная линза по п.1, где форма поверхности указанной оптической зоны линзы является двухконусной, конструируется и размещается для коррекции астигматизма.

5. Интраокулярная линза по п.1, где указанная эффективная апертура обеспечивает контраст для разрешения изображения в выбранном диапазоне расстояний.

6. Интраокулярная линза по п.1, где указанная эффективная апертура выполнена с возможностью реализации с использованием одно- или двухмерных оптических профилей.

7. Интраокулярная линза по п.1, имеющая оптические профили, расположенные, по меньшей мере, на одной стороне интраокулярной линзы.

8. Интраокулярная линза по п.7, где указанные оптические профили имеют положительное увеличение.

9. Интраокулярная линза по п.7, где указанные оптические профили имеют отрицательное увеличение.

10. Интраокулярная линза по п.7, где указанные оптические профили имеют чередующееся положительное и отрицательное увеличение.

11. Интраокулярная линза по п.1, имеющая область эффективной апертуры, сформированную для рассеяния света.

12. Интраокулярная линза по п.1, где указанная оптическая зона обеспечивает по меньшей мере одну оптическую силу.

13. Интраокулярная линза по п.1, где указанная эффективная апертура содержит переходные зоны различной формы.

14. Интраокулярная линза по п.1, где указанная линза конструируется из биологически совместимого материала.

15. Интраокулярная линза, обеспечивающая улучшение зрения посредством распространения расфокусированных лучей, вызываемых аберрациями света на глазу индивидуума, по сетчатке индивидуума, при этом:

интраокулярная линза выполнена из биологически совместимого материала, имеющая эффективную апертуру, расположенную на первой периферии указанной интраокулярной линзы и соединенную с оптической зоной посредством переходной области, и гаптический элемент, расположенный на второй периферии и соединенный с указанной эффективной апертурой посредством указанной переходной области, причем указанная переходная область имеет непрерывность нулевого порядка и первого порядка;

указанная эффективная апертура имеет оптический профиль в сопряжении с чередующимися профилями положительных и отрицательных линз, как в радиальном, так и азимутальном направлениях, и выбранными из группы, состоящей из последовательных конусов, профилей, аппроксимируемых полиномами, рациональных сплайнов и дифракционных профилей, где лучи света, пересекающие указанную переходную область и указанную эффективную апертуру, распределяются по сетчатке, используя рефракцию для уменьшения монохроматических и хроматических аберраций, и расфокусируются из-за изменения фокусного расстояния, тем самым увеличивая глубину поля зрения индивидуума.

16. Интраокулярная линза по п.15, где указанная эффективная апертура конструируется и размещается так, чтобы сделать возможным лечение помутнения задней капсулы хрусталика с использованием Nd:YAG лазера.

17. Интраокулярная линза по п.15, где указанная оптическая зона конструируется и размещается для коррекции сферической аберрации.

18. Интраокулярная линза по п.15, где форма поверхности указанной оптической зона линзы является двухконусной, она конструируется и размещается для коррекции астигматизма.

19. Интраокулярная линза по п.15, где указанная эффективная апертура обеспечивает контраст для разрешения изображения в выбранном диапазоне расстояний.

20. Интраокулярная линза по п.15, где указанный оптический профиль является одно- или двухмерным.

21. Интраокулярная линза по п.15, где указанные оптические профили располагаются на одной стороне интраокулярной линзы.

22. Интраокулярная линза по п.15, где указанные оптические профили располагаются на обеих сторонах интраокулярной линзы.

23. Интраокулярная линза по п.15, где указанная область эффективной апертуры формируется для рассеяния света.

24. Интраокулярная линза по п.15, где указанная эффективная апертура содержит переходные зоны различной формы.

25. Интраокулярная линза по п.15, где указанная оптическая зона обеспечивает по меньшей мере одну оптическую силу.