BRPI0711629A2

BRPI0711629A2 - projetos de lente de contato multifocal utilizando apodização de pupila

Info

Publication number: BRPI0711629A2
Application number: BRPI0711629-2A
Authority: BR
Inventors: C Benjamin Wooley; Amitava Gupta
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2011-12-06
Also published as: TW200742884A; KR20090025226A; JP2009536753A; EP2018594A1; RU2008148141A; HK1133087A1; AU2007249475B2; US7517084B2; JP5214592B2; CN103309052B; CN101438203B; KR101342421B1; CA2652095C; US20070258042A1; AU2007249475A1; HK1189662A1; AR060779A1; BRPI0711629B1; HK1124924A1; TWI426317B

Abstract

PROJETOS DE LENTE DE CONTATO MULTIFOCAL UTILIZANDO APODIZAçãO DE PUPILA. Trata-se de uma invenção que proporciona uma lente de contato que corrige para a prescrição de refração de um usuário considerando igualmente a medida de pupila e o Efeito Stiles-Crawford de primeira ordem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROJETOS DE LENTE DE CONTATO MULTIFOCAL UTILIZANDO APODIZAÇÃO DE PUPILA".

CAMPO DA TÉCNICA

A invenção relaciona-se a lentes oftálmicas multifocais. Em par- ticular, a invenção proporciona lentes de contato que fornecem correção pa- ra presbiopia utilizando projetos multifocais que são dimensionados para um indivíduo ou grupo de indivíduos, baseados igualmente na medida de pupila e no efeito StiIes-Crawford.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

À medida que um indivíduo envelhece, o olho fica menos capaz de acomodação, ou curvar a lente natural, para focalizar objetos que estão relativamente perto do observador. Esta situação é conhecida como presbi- opia. De modo similar, a capacidade de acomodação é retirada de pessoas que têm suas lentes naturais removidas e inseridas lentes intra-oculares a título de reposição.

Entre os métodos usados para corrigir a insuficiência do olho em se acomodar estão lentes que possuem mais de um poder dióptrico. Em par- ticular, têm sido desenvolvidas lentes de contato multifocais e intra-oculares nas quais são proporcionadas zonas com poderes dióptricos para longe e para perto e, em alguns casos, para distância intermediária.

Sabe-se que a medida de pupila de um indivíduo varia conforme a idade, a intensidade luminosa, e a distância do olho ao objeto sendo visua- lizado. Por exemplo, quando a intensidade luminosa cresce, o tamanho da pupila diminui enquanto que, à medida que uma pessoa envelhece, a res- posta de pupila a mudanças na iluminação diminui. No entanto, de modo típico, algumas lentes de contato multifocais convencionais não levam em consideração a medida de pupila e, em conseqüência, são menos eficazes na distribuição de luz para a lente do usuário em todas as condições de vi- são. Mesmo naquelas lentes que consideram a medida de pupila, elas não levam em conta o fato de que os cones do olho são mais sensíveis aos raios de luz que incidem perpendiculares aos cones de superfície que aos outros raios. Assim, a intensidade da resposta à luz chega ao máximo no centro ou perto do centro da abertura da pupila e diminui em direção às bordas, um fenômeno conhecido como efeito Stiles-Crawford de primeira ordem ("Efeito Stiles-Crawford" ou "SCE"). Em conseqüência, o melhor resultado de visão para uma lente não pode ser obtido meramente adequando o tamanho das zonas óticas de uma lente multifocal levando em conta apenas a medida de pupila. Particularmente, o projeto deve levar em consideração, de modo i- gual, a medida de pupila e o Efeito Stiles-Crawford.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 descreve um projeto de lente multifocal.

A Figura 2 descreve o projeto da Figura 1 mudando as medidas para considerar a medida de pupila.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO E MODALIDADES PREFE- RENCIAIS

A invenção proporciona uma lente de contato, e métodos para fabricá-la, que corrige considerando a prescrição de refração do usuário le- vando em conta a medida de pupila junto com o SCE. O método da invenção é aplicável igualmente no projeto de lentes multifocais e de lentes intra- oculares, mas pode encontrar a sua maior utilidade proporcionando projetos de lente de contato multifocal.

Em uma modalidade, a invenção proporciona um método para projetar uma lente de contato, compreendendo, consistindo essencialmente, e compondo-se das etapas de: a) proporcionar um projeto ótico; e, b) dimen- sionar o projeto ótico com base na medida de pupila e no SCE.

Na primeira etapa da invenção, é proporcionado um projeto ótico multifocal. O projeto pode ser qualquer desenho multifocal desejado, porém, preferivelmente, ele contém pelo menos duas zonas, radialmente simétricas: uma primeira zona, que é uma zona central, e uma segunda zona, que é uma zona anular que circunda a zona central. Preferivelmente, a zona cen- trai é uma zona de visão para longe, o que significa uma zona que propor- ciona o poder dióptrico requerido para corrigir de modo substancial a acui- dade de visão para longe da lente do usuário no grau desejado. A zona anu- lar é, preferivelmente, uma zona de visão para perto, o que significa uma zona que proporciona o poder dióptrico requerido para corrigir de modo substancial a acuidade de visão para perto da lente do usuário no grau dese- jado. De modo alternativo, a zona de visão para perto pode ser inclinada até cerca de 0,5 dióptrias para proporcionar correção de visão intermediária.

Mais preferivelmente, o projeto inclui uma segunda zona anular que proporciona correção de visão para longe. Pode ser incluído no projeto qualquer número de zonas adicionais, que podem proporcionar uma ou mais correções de poder dióptrico de visão para longe ou para perto ou intermedi- ária, significando capacidade corretiva entre os poderes dióptricos para lon- ge e para perto. Com finalidade ilustrativa, é descrito um projeto de multifo- cal 10 na Figura 1. O projeto é composto de uma zona de visão para longe central 15, uma primeira zona anular de poder dióptrico de visão para perto 16 e uma segunda zona anular de poder dióptrico de visão para longe. Os raios da zona central ("n"), da primeira zona anular (V). e da segunda zona anular ("r3") possuem 1, 2 e 4 milímetros, respectivamente, medidos a partir do ponto A, ponto central geométrico da superfície da lente.

No método da invenção, o projeto é dimensionado baseado na medida de pupila e da consideração quanto ao SCE. No dimensionamento baseado na medida de pupila, podem ser usadas tanto as medidas de pupila de uma população de indivíduos quanto à medida de pupila de um indivíduo. Por exemplo, a Tabela 1 relaciona os dados de medida de pupila com base em treze indivíduos entre 35 e 42 anos de idade.

TABELA 1

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Os dados podem ser usados para calcular um melhor ajuste u- sando a seguinte equação:

y=4,8997x-0,1448 (I) na qual,

x é o nível de intensidade luminosa em candeia por milímetro; e y é o diâmetro de pupila em milímetros. Os resultados de tal cál- culo são relacionados na coluna da Tabela 1 "Melhor Ajuste, Todos os Da- dos". De modo alternativo, pode ser usada a seguinte equação de ajuste de invariância de poder dióptrico para cálculo com base na medida de pupila de um indivíduo:

y=5,9297x-0,1692 (II)

na qual,

χ é o nível de intensidade luminosa em candeia por milímetro; e y é o diâmetro de pupila em milímetros. Os resultados de tal cál- culo são relacionados na coluna da Tabela 1 "Extrapolação para 1 Indiví- duo".

Como um exemplo, no projeto de multifocal da Figura 1, as três zonas são dimensionadas com base em uma medida de pupila de indivíduo. A Tabela 2 abaixo relaciona níveis de luz típicos medidos em uma variedade de ambientes iluminados.

Tabela 2

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Com base nos dados da Tabela 2, um nível de intensidade lumi-

nosa representativo para uma visualização de objetos distantes durante o dia, em ambiente externo, é cerca de 1000 cd/m2, para a visualização de objetos próximos ou intermediários em locais fechados é cerca de 15 cd/m2, e para a visualização de objetos distantes em ambiente externo, ao anoite- cer, é cerca de 0,30 cd/m2. Quando os dados da Tabela 3 são extrapolados de acordo com a equação II, a medida do diâmetro de pupila do indivíduo é de 2,0 milímetros em 1000 cd/m2, 4,0 milímetros em 10 cd/m2, e 7,2 milíme- tros em 0,30 cd/m2.

A extrapolação anterior é usada para dimensionar o projeto da Figura 1. O projeto com a medida resultante 20 é mostrado na Figura 2 com os raios da zona central ("r4"). da primeira zona anular ("r5"), e da segunda zona anular ("r6") sendo, respectivamente, de 1, 2, e 3,65 milímetros. Assim, o diâmetro externo da zona de visão para longe central 25 é de 2 milímetros, os diâmetros interno e externo da zona de visão para perto 26 são, respecti- vamente, de 2 milímetros e 4 milímetros, e os diâmetros interno e externo da zona de visão para longe externa 27 são, respectivamente, de 4 milímetros e 7,3 milímetros. A relação de áreas das zonas de visão central, para perto, e para longe externa é de 1:3,0:8,96.

No método da invenção, o SCE é usado para dimensionar o pro- jeto. Devido ao SCE, a eficiência da conversão de luz em um foto-potencial de visão diminui para fora do centro da pupila, ou do ponto de eficiência maior. Este declínio gradual de eficiência pode ser representado por uma função parabólica dada pela Equação:

Logq= -px2 + 2pxxmax + lognmax -pxmax2 (III)

na qual η é a eficiência de visualização da capacidade de produzir um efeito;

χ é a distância de qualquer ponto na pupila a partir do ponto de eficiência máxima; e p, uma constante que é cerca de 0,05 em pessoas sau- dáveis.

A Equação III é útil para determinar a diminuição em eficiência até 6 milímetros. Além de 6 milímetros, é feito um ajuste Gaussiano.

Para determinar o diâmetro de pupila efetivo que corrige para o SCE, a Equação Ill é reescrita como:

<formula>formula see original document page 7</formula>

pondo η como y, e Xmax como 0.

A Equação IV é então integrada para obter a área sob a curva da borda de pupila, como, por exemplo, x=3 para uma pupila de 6 milíme- tros, e considerada igual a um retângulo de mesma área. Para um raio de pupila medido de X0, o raio efetivo é:

<formula>formula see original document page 7</formula>

Os diâmetros de pupila efetivos computados para valores medi- dos representativos de determinados diâmetros de pupila são relacionados na Tabela 3 abaixo:

Tabela 3

<table>table see original document page 7</column></row><table> <table>table see original document page 8</column></row><table>

No projeto mostrado na Figura 1, a relação de áreas para a Figu- ra 1 é 1 :3,0:8,96 com os raios de pupila de 1, 2 e 3,65 milímetros. Conside- rando apenas a área de pupila, que é correlacionada à quantidade de ener- gia luminosa que é focalizada sobre a retina de cada zona, pode-se concluir que a zona externa é demasiado grande e influenciará negativamente o de- sempenho do projeto.

A Tabela 3 mostra que, para grandes medidas de pupila, a me- dida de pupila efetiva é menor que a medida de pupila real.

Em maior detalhe, a área do anel central é ρΐ*η2, a área do pri- meiro anel anular é pi*(r22 - n2), e a do anel externo é pi*(r32 - r22). A relação entre as áreas da zona central, da zona próxima e da zona externa pode ser calculada como se segue:

1:pi*(r22 - r12)/pi*r12:pi*(r32- r22)/pi* r1 2

Isto pode ser simplificado para:

1:(r22-T12Vr12ICr32-T22Vr12

onde cada um dos raios n, r2 e r3são os raios efetivos calculados usando a Equação V.

Calcular um diâmetro de pupila efetivo usando a Equação V e, após, comparar as áreas de cada anel proporciona uma relação de 1:2,23:2,94, demonstrando que há uma diminuição significativa na efetivida- de da zona de visão para longe externa.

Além disso, levando em consideração estudos indicando que há pouca perda de acuidade visual quando o nível de intensidade luminosa di- minui de 75 cd/m2 para 7,5 cd/m2, porém há pronunciada perda de acuidade 25 quando a intensidade luminosa diminui de 7,5 cd/m2 para 0,75 cd/m2 e para 0,075 cd/m2, sendo mais danoso o impacto do borrão de imagem induzido por desfocalização para a acuidade visual em condições de baixa intensida- de luminosa. Em conseqüência, uma vez encontradas as necessidades de acuidade visual para perto do indivíduo, há a necessidade de proporcionar uma área de visão para longe de correção ótica tão grande quanto a pupila do indivíduo permita. Assim, será obtida uma melhor distribuição para este projeto pela diminuição do diâmetro externo da zona de visão para perto de 4 milímetros para 3,6 milímetros e aumentando o diâmetro externo da zona para 8,0 milímetros, proporcionando uma distribuição de relação de área de 1:1,76:3,8.

O que foi até aqui mencionado ilustra a variação da dimensão do projeto com base no tamanho de pupila de um indivíduo. Como uma alterna- tiva, o projeto pode ser dimensionado com base nas médias de informações de medida de pupila para uma população de indivíduos como, por exemplo, todo o grupo representado pelos dados mostrados nas duas últimas colunas da Tabela 1. Em ainda outra alternativa, podem ser definidos subgrupos de uma população, cada um desses subgrupos contendo indivíduos com diâ- metros de pupila similares como uma função do nível de intensidade lumino- sa.

Nos projetos da invenção, os melhores resultados serão obtidos em casos em que a medida da pupila do usuário de lente dilata até uma di- mensão que pode usar a maior parte da zona multifocal ou toda ela. No pro- jeto de três zonas, como a contribuição da zona de visão para longe externa diminui em razão de dilatação insuficiente de pupila, a quantidade de luz en- trando na pupila decresce e haverá uma queda na acuidade visual. Assim, o projeto de três zonas pode não ser o mais adequado para indivíduos cuja pupila não se dilata até 6,0 milímetros. Nesses casos, pode ser preferível um projeto bifocal de duas zonas, com uma zona de visão para perto central e uma zona de visão para longe anular. Nesse projeto de duas zonas, se o diâmetro central do indivíduo é de 2,0 milímetros, será obtida uma intensida- de de imagem satisfatória para objetos próximos e a zona para longe exter- na proporcionará correção satisfatória para aquelas situações em que a pu- pila dilata-se em ambientes de baixa intensidade luminosa.

Nas lentes da invenção, a zona central e as zonas adicionais podem estar na superfície anterior, ou superfície imediatamente anterior do objeto, na superfície posterior, ou superfície imediatamente anterior do olho, ou dividida entre a superfície anterior e posterior. Pode ser proporcionado poder dióptrico cilíndrico na parte posterior ou superfície côncava da lente para corrigir o astigmatismo do usuário. De modo alternativo, o poder dióptri- co cilíndrico pode ser combinado com um ou outro, ou ambos os poderes dióptricos de visão para longe e para perto na superfície anterior ou superfí- cie posterior. Em todas as lentes da invenção, os poderes dióptricos para longe, para distância intermediária, e para perto podem ser poderes dióptri- cos esféricos ou anesféricos.

Preferivelmente, as lentes de contato mais adequadas para esta invenção são as lentes de contato flexíveis. De modo preferencial, são usa- das lentes de contato flexíveis feitas de qualquer material adequado para a produção de tais lentes. Materiais que servem como exemplo para a fabrica- ção de lentes de contato flexíveis incluem, sem limitação, elastômeros de silicone, macrômeros contendo silicone incluindo, sem limitação, aqueles apresentados nas Patentes dos Estados Unidos números 5.371.147, 5.314.960, e 5.057.578, aqui incorporadas totalmente como referência, hi- drogéis, silicone contendo hidrogéis, e assemelhados e suas combinações. Mais preferivelmente, a superfície é um siloxano, ou contém uma funcionali- dade de siloxano, incluindo, sem limitação, macrômeros de polidimetil silo- xano, siloxanos de metacrilóxi propila polialquila, e suas misturas, hidrogel de silicone, ou um hidrogel, tal como etafilcon A.

Um material preferido de fabricação de lente são polímeros de poli 2-hidroxietila metacrilato, importando ter um peso molecular máximo en- tre cerca de 25.000 e cerca de 80.000 e uma polidispersibilidade de menos que cerca de 1,5 a menos que cerca de 3,5, respectivamente, e neles unidos de modo covalente pelo menos um grupo funcional capaz de reticulação. Este material está descrito no Dossiê do Advogado Número VTN 588, Série dos Estados Unidos Número 60/363.630, aqui incorporado em sua totalidade como referência. Materiais adequados para fabricar lentes intra-oculares in- cluem, sem limitação, polimetila metacrilato, hidróxi etila metacrilato, plásti- cos transparentes inertes, polímeros com base em silicone e assemelhados e suas combinações.

O tratamento do material de fabricação de lente pode ser execu- tado por qualquer meio conhecido, incluindo, sem limitação, os tratamentos térmico, de irradiação, químico, de radiação eletromagnética e seus asseme- lhados e combinações. Preferivelmente, a lente é moldada, o que é executa- do usando luz ultravioleta ou usando o espectro total de luz visível. De modo mais específico, as condições precisas adequadas para o tratamento do ma- terial de lente vão depender do material selecionado e da lente a ser fabrica- da.

São bem conhecidos os processos de polimerização para lentes oftálmicas incluindo, sem limitação, lentes de contato. São apresentados processos adequados na Patente U.S. número 5.540.410, aqui incorporada em sua totalidade como referência.

As lentes de contato da invenção podem ser fabricadas por qualquer método convencional. Por exemplo, a zona ótica pode ser produzi- da por torneamento de diamante ou diamante torneado nos moldes que são usados para fabricar a lente da invenção. Subseqüentemente, uma resina líquida adequada é colocada entre os moldes, seguido de compressão e tra- tamento da resina para fabricar as lentes da invenção. De modo alternativo, a zona pode ser torneada com diamante em botões de lente.

Claims

1. Método para projetar uma lente de contato, compreendendo as etapas: a)proporcionar um projeto ótico; e, b)dimensionar a medida do projeto ótico com base na medida da pupila e no Efeito Stiles-Crawford.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o projeto ótico é um projeto multifocal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a medida de pupila são medições de tamanho de pupila de toda uma população de indivíduos ou de uma parte da população.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a medida de pupila é de um indivíduo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a medida de pupila são medições de uma população inteira de indivíduos ou uma parte da população.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a medida de pupila é de um indivíduo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o projeto multifocal compreende uma primeira zona que é uma zona central e uma segunda zona que é uma zona anular circundando a zo- na central.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a zona central é uma zona de visão para longe, e a zona anular é uma zona de visão para perto.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o projeto multifocal compreende ainda uma segunda zona anular que proporciona correção de visão para longe.

10. Lente projetada, de acordo com a reivindicação 1.

11. Lente projetada, de acordo com o método da reivindicação 2.

12. Lente projetada, de acordo com o método da reivindicação 7.

13. Lente projetada, de acordo com o método da reivindicação 8.

14. Lente projetada, de acordo com o método da reivindicação 9.