BR0116048B1

BR0116048B1 - método de fabricação de lentes de contato para correção de aberração ocular considerando flutuações devido aos ritmos biofìsicos e lente de contato.

Info

Publication number: BR0116048B1
Application number: BRPI0116048-6A
Authority: BR
Inventors: Denwood F Ross Iii; Brian Rice; Tammie Braswell
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2011-09-20
Also published as: JP2004526475A; AR031903A1; WO2002045577A1; JP4216070B2; TW533064B; DE60129735T2; US6547391B2; AU2739302A; KR20030060983A; EP1343413A1; AU2002227393B2; DE60140331D1; EP1797815B1; CN1849091A; EP1343413B1; KR100906084B1; HK1055665A1; CA2430873C; CA2430873A1; EP1797815A2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE LENTES DE CONTATO PARA CORREÇÃO DE ABER- RAÇÃO OCULAR CONSIDERANDO FLUTUAÇÕES DEVIDO AOS RIT- MOS BIOFÍSICOS E LENTE DE CONTATO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se à correção de aberração ocular. Em particular, a invenção proporciona a correção de aberrações de frente de onda do olho que consideram flutuações nas aberrações devido aos ritmos biofísicos.

Histórico da Invenção

Técnicas e aparelhos para medição das aberrações do olho u- sando sensores de frente de onda são conhecidos. Os dispositivos conheci- dos medem, estimam, interpolam ou calculam a frente de onda ótica ocular. Subseqüentemente, as medições de aberração são matematicamente con- vertidas para uma diferença de altura produzindo um mapa de elevação a- cima e abaixo de um valor de esfera médio projetado, conhecido como a diferença da trajetória ótica. A correção para as aberrações pode ser propor- cionada pela introdução de uma diferença da trajetória ótica, ou filtro inverso de aberração, que desloca as distorções devido às aberrações oculares. Es- sas correções podem ser incorporadas no projeto de uma lente oftalmológica para proporcionar a correção da acuidade visual.

Uma desvantagem da correção das aberrações com base nas medições da frente de onda é que as flutuações das aberrações com o de- correr do tempo causadas pelos ritmos biofísicos não são consideradas. Por- tanto, existe necessidade de um método que considere os ritmos biofísicos no projeto das lentes oftálmicas com base nas medições de aberração da frente de onda.

Descrição Detalhada da Invenção e Modalidades Preferidas

A invenção proporciona um método, e lentes oftálmicas produzi- das usando o método, que considera as flutuações nas medições de aberra- ção da frente de onda ocular devido aos ritmos biofísicos quando calculando uma correção para essas aberrações. O método proporciona medições confiáveis e que podem ser repetidas para uso na determinação de uma cor- reção precisa para as aberrações.

Em uma modalidade, a invenção proporciona um método para projetar uma correção para a acuidade visual de um indivíduo compreen- dendo, consistindo essencialmente em, e consistindo nas etapas de: a) ob- ter, por uma duração de tempo suficiente do ponto de vista da computação, uma medição de aberração da frente de onda ocular do olho do indivíduo, b) determinar um componente de freqüência e um componente de amplitude para variações cíclicas das medições da aberração da frente de onda ocular e c) calcular a correção da aberração da frente de onda ocular para uma ou mais aberrações da frente de onda ocular do olho do indivíduo considerando as variações cíclicas. Em uma outra modalidade, a invenção proporciona lentes oftálmicas produzidas usando o método da invenção.

Por "lente oftálmica" planeja-se dizer uma lente de óculos, uma lente de contato, uma lente intra-ocular, uma lente de visão ou semelhante. De preferência, as lentes da invenção são lentes de contato. Por "frente de onda ocular" pretende-se dizer a frente de onda que surge do olho. Por "a- berração da frente de onda ocular" pretende-se dizer a diferença entre a frente de onda que surge do olho comparada com uma frente de onda perfei- ta. Aparelhos para executar as medições de aberração incluem, sem limita- ção, aberroscópios, dispositivos que medem a Função da Transferência da Modulação ocular por extensão de ponto ou linha, ou quaisquer dispositivos similares que medem, estimam, interpolam ou calculam a frente de onda ocular. O dispositivo usado deve ter uma sensibilidade para permitir que ele capture variações nas aberrações devido aos ritmos biofísicos. Dispositivos adequados estão comercialmente disponíveis como, por exemplo, Modelo G200 de Wavefront Sciences, Inc.

É uma descoberta da invenção que as variações cíclicas, ou flu- tuações, ocorrem em ambas as medições de aberração de frente de onda de ordem superior e inferior do olho de um indivíduo que se correlacionam com os ciclos biofísicos, significando os círculos circulatório e respiratório, do in- divíduo. Pelo fato de que essas variações não terem efeito aparente na per- cepção visual do indivíduo, a correção da aberração não deve ser executada usando os extremos das variações. Preferivelmente, a correção deve ser de um valor intermediário das variações das aberrações da frente de onda. Es- se valor intermediário é facilmente determinado se a existência das varia- ções cíclicas for assumida e a medição da frente de onda for extrapolada usando esse conhecimento para predizer a variação geral. A correção final do indivíduo pode então ser determinada usando um esquema de pondera- ção derivado das comparações clínicas dos componentes de freqüência e amplitude das variações.

Em uma etapa inicial do método da invenção, as aberrações de frente de onda ocular do indivíduo são obtidas ou medidas por uma duração de tempo suficiente do ponto de vista da computação. Por "duração de tem- po suficiente do ponto de vista da computação" pretende-se dizer que a me- dição da aberração da frente de onda ocular é executada por um período de tempo suficiente para observar a quantidade das flutuações da aberração da frente de onda devido aos ciclos biofísicos, cuja quantidade permite o cálculo do conteúdo da freqüência e amplitude das flutuações. Esse período de tempo preferivelmente é suficiente para capturar, ou para a conclusão, de pelo menos um ciclo biofísico completo, significando um ciclo que contém um ciclo respiratório e circulatório completo.

Por exemplo, a medição da aberração para o indivíduo pode ser executada capturando 10 imagens em 5 Hz para finalidades de amostragem do efeito do ciclo circulatório, ou pulso, nas aberrações de frente de onda; 10 imagens adicionais em 0,3 Hz são capturadas com finalidades de amostra- gem do efeito do ciclo respiratório para um total de 20 imagens durante 35 segundos. De forma geral, aproximadamente 20 imagens durante 35 segun- dos proporcionam pelo menos a quantidade mínima de dados exigidos para calcular o conteúdo de freqüência e amplitude das variações da frente de onda. Entretanto, a quantidade específica desejável dependerá do indivíduo sendo medido.

Alternativamente, amostras suficientes das medições da frente de onda ocular de uma população de indivíduos podem ser feitas para de- terminar, de forma geral, a maneira na qual as flutuações se comportam. Usando essa informação, a pessoa precisa somente executar as medições de aberração da frente de onda ocular de um indivíduo desconhecido por um período de tempo para medir pontos suficientes de dados da frente de onda nesse indivíduo para determinar onde, na curva das variações da população, esse indivíduo se situa. De forma geral, aproximadamente 5 a aproximada- mente 10 pontos por cada um do ciclo respiratório e circulatório será um número suficiente de pontos. O restante dos dados exigido pode ser deduzi- do das caracterizações prévias com base na amostra da população. Por e- xemplo, os pontos omissos de cada ciclo podem ser interpolados ou porções do ciclo não medidas podem ser interpoladas.

Com finalidades das medições da aberração da frente de onda, os olhos sendo medidos não são dilatados ou paralisados. Adicionalmente, de preferência os dados da frente de onda são gravados na forma de ima- gens. Software pode ser usado para traduzir as imagens da frente de onda para a forma apropriada e para exibi-la na forma de tabela à medida que ela está sendo gravada. Software adequado inclui, sem limitação, Complete Li- ght Analysis Software-2D e Complete Ophthalmic Analysis Software disponí- veis de Wavefront Sciences. A forma apropriada selecionada dependerá do uso planejado dos dados. Por exemplo, os dados brutos podem ser traduzi- dos em polinômios Taylor ou Zernike, dados refrativos clínicos calculados, e iso-força, pseudo-cor 3-dimensional e gráficos de elevação da diferença da trajetória ótica podem ser gerados.

Na próxima etapa do método da invenção, os componentes de freqüência e amplitude para cada uma das variações cíclicas nas medições da aberração da frente de onda ocular são determinados por qualquer méto- do conveniente. Por exemplo, as aberrações podem ser representadas como coeficientes Zernike que são individualmente submetidos a uma transforma- da rápida de Fourier para analisar a maneira na qual os coeficientes variam com o tempo. Os valores de transformada são então montados em um his- tograma e o tempo mais provável do histograma é o período dominante nes- se coeficiente. Na maioria dos casos, existirão dois períodos, um para o rit- mo circulatório rápido e um para o ritmo respiratório mais lento. A amplitude é determinada diretamente a partir dos valores máximo e mínimo dos dados brutos.

Subseqüentemente, a correção da aberração da frente de onda ocular é calculada, a qual considera as variações cíclicas. Nessa etapa, as somas ponderadas dos componentes de freqüência individuais são usadas para derivar a correção da aberração. Qualquer número de métodos pode ser usado para executar isso. Por exemplo, todas as medições podem ter suas médias tiradas, ou integradas, através do intervalo de medição. Na forma mais simples de obtenção de média, as imagens são acumuladas, por exemplo 20 imagens acumuladas durante 35 segundos. Os termos Zernike para os termos de terceira ordem do desfoco, astigmatismo de 45 e 90 graus, coma-x, coma-y, astigmatismo trifólio e aberração esférica são, calcu- lados resultando em 7 conjuntos de 20 pontos de dados.

O indivíduo é clinicamente refratado para obter os valores reais de desfoco e astigmatismo e esses valores reais para a acuidade visual são comparados com os valores medidos da frente de onda. Isso permite a defi- nição da maneira na qual o sistema de visão do indivíduo manipula as varia- ções cíclicas. Alternadamente, uma população pode ser refratada para pro- duzir dados dos quais a manipulação do sistema de visão do indivíduo das variações cíclicas pode ser prevista. Somente a esfera, astigmatismo e ân- gulo podem ser clinicamente medidos. Entretanto, pode-se assumir que a- berrações de ordem superior serão manipuladas pelo sistema de visão da mesma maneira.

Se a correlação estatística entre os dados clínicos e os dados da frente de onda indica que a melhor correlação ocorre quando os dados da aberração da frente de onda ocular, como uma função do tempo são media- dos, a média aritmética pode ser calculada para cada conjunto e esse valor médio pode ser usado para correção da aberração. Alternativamente, a cor- relação estatística será usada para encontrar uma outra função que melhor une os estudos clínicos com os dados da frente de onda.

As medições de aberração são matematicamente convertidas para uma diferença de altura, assim produzindo um mapa de elevação acima e abaixo de um valor de esfera médio designado, conhecido como a diferen- ça da trajetória ótica. A correção para as aberrações será proporcionada pe- la introdução de uma diferença da trajetória ótica, ou filtro inverso da aberra- ção, que desloca as distorções devido às aberrações oculares.

As diferenças convertidas podem ser usadas para produzir o projeto para uma lente oftálmica para o usuário, por exemplo pela entrada em um programa de projeto de lente considerando o efeito ótico da lente de correção. A correção da aberração pode ser em cada uma ou ambas a su- perfície frontal ou traseira da lente. Por "lente oftálmica" pretende-se dizer uma lente de óculos, uma lente de contato, uma lente intra-ocular, uma lente de implante da córnea, uma lente de visão e semelhante, ou combinações dessas. De preferência, as lentes da invenção são lentes de contato. A cor- reção da aberração pode ser em cada uma ou ambas a superfície frontal ou traseira da lente oftálmica. Lentes de contato úteis na invenção podem ser lentes duras ou gelatinosas. Lentes de contato gelatinosas, feitas de qual- quer material adequado para a produção de tais lentes, preferivelmente são usadas. A correção da aberração pode ser em cada uma ou ambas a super- fície frontal ou traseira da lente oftálmica.

As lentes de contato também podem incorporar um mapa de e- levação topográfico inverso da córnea do usuário da lente na superfície fron- tal, ou do lado do objeto, ou na superfície traseira, ou do lado do olho. A to- pografia da córnea do indivíduo pode ser determinada por qualquer método conhecido incluindo, sem limitação, pelo uso de um topógrafo da córnea. Para a fabricação da lente de contato gelatinosa, os dados de elevação ini- cialmente são aplicados em um modelo de lente no estado não-flexionado. A seguir, os dados são transformados considerando a flexão da lente gelatino- sa, ou dobradura, quando a lente é colocada no olho. Assim, os efeitos de ambas a elevação da córnea e a dobradura são considerados quando usan- do os dados topográficos da córnea. Os dados transformados da flexão, en- tão, podem ser mapeados em um padrão de grade CNC e usados para fa- bricar as lentes ou moldar a superfície da ferramenta. As lentes oftálmicas da invenção podem ser fabricadas por qual- quer meio conhecido para fabricação de lentes oftálmicas. Por exemplo, as lentes de contato da invenção podem ser formadas por qualquer método convencional incluindo, sem limitação, torneamento com diamante dos mol- des que são usados para formar a lente da invenção. Subseqüentemente, uma resina líquida adequada é colocada entre os moldes seguido pela com- pressão e cura da resina para formar as lentes da invenção. Alternativamen- te, as superfícies das lentes de contato podem ser torneadas com diamante em fundos de lente.

Quaisquer materiais conhecidos adequados para a fabricação de lentes oftálmicas podem ser usados para fabricar as lentes da invenção. Para a modalidade preferida da lente de contato, os materiais úteis para a formação das lentes da invenção podem ser quaisquer materiais conhecidos usados na produção de lentes de contato duras ou gelatinosas. De preferên- cia, o material selecionado para formar as lentes da invenção é um material adequado para formar lentes de contato gelatinosas. Materiais adequados para formação de tais lentes de contato usando o método da invenção inclu- em, sem limitação, elastômeros de silicone, macrômeros contendo silicone incluindo, sem limitação, esses descritos nas Patentes dos Estados Unidos Nos. 5.371.147, 5.314.960 e 5.057.578 incorporadas nas suas integridades aqui por referência, hidrogéis, hidrogéis contendo silicone e semelhante e combinações desses. Mais preferivelmente, a superfície é um siloxano, ou contém uma funcionalidade de siloxano, incluindo, sem limitação, macrôme- ros de polidimetilsiloxano, siloxanos de polialquil metacriloxipropila e mistu- ras desses, hidrogel de silicone ou um hidrogel, tal como etafilcon A.

Claims

1. Método de fabricação de lentes de contato para correção de aberração ocular considerando flutuações devido aos ritmos biofísicos ca- racterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a) obter, para uma duração de tempo suficiente do ponto de vis- ta computacional, uma medição da aberração da frente de onda ocular do olho do indivíduo, b) determinar um componente de freqüência e um componente de amplitude para variações cíclicas das medições da aberração da frente de onda ocular, e c) calcular uma correção da aberração da frente de onda ocular para uma ou mais aberrações do olho do indivíduo considerando as varia- ções cíclicas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa b) é realizada através das seguintes etapas: i) representar as aberrações da frente de onda ocular como coe- ficientes Zernike, ii) submeter os coeficientes Zernike a uma transformada rápida de Fourier, e iii) montar os valores da transformada em um histograma.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa c) ainda compreende a etapa de incorporar mudanças na elevação da superfície frontal, superfície traseira de uma lente, ou uma combinação das mesmas para obter correção das aberrações da frente de onda ocular.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa d) de adequar a superfície traseira de uma lente com a topografia da córnea do indivíduo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa d) adequar a superfície frontal de uma lente com a topografia da córnea do indivíduo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de incorporar mudanças na elevação da superfície frontal de uma lente para obter correção das aberrações da frente de onda ocular.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de incorporar mudanças na elevação da superfície frontal de uma lente para obter correção das aberrações da frente de onda ocular.

8. Lente de contato caracterizada pelo fato de que é produzida pelo método conforme definido na reivindicação 1.