CN114630640A - 近视进展治疗 - Google Patents

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Abstract

一种用于抑制近视进展的眼科透镜，包括中央区以及环形区。环形区包括亚表面光学元件，该亚表面光学元件是经由激光诱导的形成环形区的材料的折射率的变化而形成的。亚表面光学元件被配置为修改到用户的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。

Description

近视进展治疗
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年7月19日提交的美国临时申请第62/876,126号在35USC§119(e)下的权益；该申请的完整公开出于所有目的通过引用以其整体结合于此。
背景技术
近视(又称近视眼)是一种光学疾病，其中近处对象清晰看见，而远处对象显得模糊。近视可能是由于眼球过长和/或角膜过度弯曲，使得来自远处对象的光聚焦在视网膜前方而导致的。
近视是40岁以下最常见的受损视觉形式。近视的患病率正以惊人的速率增长。估计在2000年全世界约有百分之25的人存在近视。预计在2050年全世界约有百分之50％的人将存在近视。
通常情况下，近视在童年时期发展(至少部分原因在于在童年期间出现的眼睛生长)并且发展直到约20岁。由于视觉压力或诸如糖尿病之类的健康疾病，在童年后，近视也可能会发展。
具有近视的人患其他光学疾病的风险增加。例如，近视者发展出白内障、青光眼和视网膜脱离的风险显著增加。另外，许多具有高度近视的人不太适合于LASIK或其他的激光屈光手术。
发明内容
本文所描述的实施例涉及修改在周边视网膜上形成的图像以便抑制近视进展的眼科透镜及相关方法。在许多实施例中，眼科透镜包括环形区，在该环形区中，亚表面光学元件是经由激光诱导的折射率变化而形成的。亚表面光学元件修改到与眼科透镜相关联的用户的周边视网膜的光的分布，以便减少对与眼睛生长相关联的周边视网膜的刺激，该刺激已经被标识为加剧近视进展。
因此，在一个方面，眼科透镜包括中央区和环形区。环形区包括亚表面光学元件，该亚表面光学元件是经由激光诱导的形成环形区的材料的折射率的变化而形成的。亚表面光学元件被配置为修改到与眼科透镜相关联的用户的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。
亚表面光学元件可被配置为将任何合适的修改中的任何一个或多个提供给到与隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。例如，亚表面光学元件可被配置为实现以下项中的任何一个或多个：(1)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，(2)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的远视，(3)增加隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的聚焦深度，(4)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的聚焦深度，和/或(5)增加隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
在一些实施例中，环形区包括两个或更多个环形部分。两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的亚表面光学元件可被配置为将任何合适的光学修改中的任一个或多个提供给到隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。例如，两个或更多个环形部分中的每一个环形部分中的亚表面光学元件可被配置为实现以下项中的任何一个或多个：(1)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，(2)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的远视，(3)增加隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的聚焦深度，(4)减少隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜的聚焦深度，和/或(5)增加隐形眼镜的佩戴者的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
在另一方面，一种修改眼科透镜的方法包括：诱导形成眼科透镜的环形区的材料的折射率的亚表面变化以形成亚表面光学元件，所述亚表面光学元件被配置为修改到与眼科透镜相关联的用户的周边视网膜的光的分布以便抑制近视的进展。在许多实施例中，通过使材料经受激光脉冲来诱导折射率的亚表面变化。
可使用合适的激光脉冲来诱导折射率的亚表面变化。例如，激光脉冲中的每一个可具有在从10飞秒到500飞秒的范围内的持续时间。在一些实施例中，激光具有约405nm的波长。在一些实施例中，激光具有约810nm的波长。在一些实施例中，激光具有约1035nm的波长。在一些实施例中，激光脉冲中的每一个可具有在从10飞秒到50飞秒的范围内的持续时间。
在一些实施例中，方法进一步包括：测量入射在周边视网膜的位置上的光的径向对比度相对于方位角对比度。亚表面光学元件可被配置为：减少入射在周边视网膜的位置上的光的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
在方法的一些实施例中，亚表面光学元件可被配置为：将适当的光学修改中的任一个或多个提供给到用户的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。例如，亚表面光学元件可被配置为实现以下项中的任何一个或多个：(1)减少用户的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，(2)减少用户的周边视网膜的远视，(3)增加用户的周边视网膜的聚焦深度，(4)减少用户的周边视网膜的聚焦深度，和/或(5)增加用户的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
在方法的一些实施例中，环形区包括两个或更多个环形部分。两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的亚表面光学元件可被配置为：将任何合适的光学修改中的任一个或多个提供给到用户的周边视网膜的光的分布，以便抑制近视的进展。例如，两个或更多个环形部分中的每一个环形部分中的亚表面光学元件可被配置为实现以下项中的任何一个或多个：(1)减少用户的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，(2)减少用户的周边视网膜的远视，(3)增加用户的周边视网膜的聚焦深度，(4)减少用户的周边视网膜的聚焦深度，和/或(5)增加用户的周边视网膜中径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
附图说明
图1示出眼睛的横截面图，该横截面图示出光从位于视场中心的对象通过眼科透镜的中央区传输到中央凹(fovea)。
图2示出眼睛的横截面图，该横截面图示出光从位于视场周边的对象通过眼科透镜的环形区传输到外周凹(perifovea)。
图3示出眼睛的横截面图，该横截面图示出光从位于视场周边的对象通过眼科透镜的中央区和环形区传输到近旁凹(perafovea)。
图4示出示例眼睛中的中央近视和周边远视的共存。
图5示出针对一个受试者在零度、十度和二十度偏心率(eccentricity)下的视网膜中的点扩散函数。
图6示出在零度、十度和二十度偏心率下的图4的受试者的视网膜中的波前像差。
图7是根据实施例的用于测量针对视网膜中的所选择的位置的离轴和轴上光学像差的系统的简化示意图。
图8A是示出视网膜的区域的简化示意图。
图8B示出被配置为抑制近视的进展并且包括具有亚表面光学元件的四个环形区的眼科透镜的实施例。
图9A是示出视网膜的区域的简化示意图。
图9B示出被配置为抑制近视的进展并且包括具有亚表面光学元件的八个环形区的眼科透镜的实施例。
图10A是示出视网膜的区域的简化示意图。
图10B示出被配置为抑制近视的进展并且包括具有亚表面光学元件的环形区的眼科透镜的实施例。
图11是根据实施例的在眼科透镜内形成被配置为抑制近视进展的亚表面光学元件的方法的简化示意图。
图12是根据实施例的可用于在眼科透镜内形成被配置为抑制近视进展的亚表面光学元件的系统的示意性表示。
图13和图14示意性地示出根据实施例的可用于在眼科透镜内形成被配置为抑制近视进展的亚表面光学元件的另一个系统。
图15示出根据实施例的用于经由在眼科透镜内形成的亚表面光学元件实现的光学校正的示例径向分布。
图16示出用于图15的示例光学校正的1波相位包裹(1-wavephase wrapped)分布。
图17示出图16的1波相位包裹的1/3波比率。
图18图形地示出近焦和远焦的衍射效率相对于相位高度的关系。
图19图形地示出所得相位变化高度随激光脉冲序列光功率变化的示例校准曲线。
图20是根据实施例的包括亚表面光学结构的眼科透镜的平面视图。
图21是图20的眼科透镜的亚表面光学结构的平面视图。
图22是图20的眼科透镜的亚表面光学结构的侧视图。
图23A、图23B和图23C示出光经由眼科透镜的中央区和周边区到周边视网膜的一部分上的传输。
图24A和图24B示出针对不同的视角偏心率来说眼科透镜的示例环形区对示例瞳孔的相对覆盖。
图25示出针对一组10个个体的从0度到20度视网膜偏心率的光学像差的示例平均变化。
图26是在调节(accommodation)水平范围(例如，隐形眼镜所诱导的光学校正)内的周边视网膜图像对称性的曲线图。
图27是在调节水平范围(例如，隐形眼镜所诱导的光学校正)内的周边视网膜图像质量的曲线图。
图28是针对示例对照情况(control case)的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。
图29是针对示例对照情况和具有提供圆柱形校正的亚表面折射光学元件的眼科透镜的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。
图30是针对示例对照情况和具有提供双焦校正的亚表面折射光学元件的眼科透镜的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。
图31是针对示例对照情况和具有提供圆柱形且双焦的校正的亚表面折射光学元件的眼科透镜的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。
具体实施方式
在本文中的说明书中，对各种实施例进行描述。出于解释的目的，阐述了具体配置和细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员也将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践实施例。此外，为了不混淆所描述的实施例，可省略或简化公知特征。
本文所描述的眼科透镜包括亚表面光学元件，该亚表面光学元件被配置为将光学校正施加于被聚焦在周边视网膜上的光以便减少近视的进展。在许多实施例中，亚表面光学元件被设置于眼科透镜的环形区中，并且经由激光诱导的形成环形区的材料的折射率的变化而形成。在许多实施例中，针对受试者的周边视网膜中的一个或多个位置测量光学像差。在许多实施例中，基于所测量的光学像差，针对受试者的周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个，确定抑制近视进展的光学校正。在许多实施例中，确定表面折射率变化以用于形成亚表面光学元件，该亚表面光学元件被配置成针对周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个提供抑制近视进展的光学校正。在许多实施例中，通过将激光聚焦到眼科透镜的相应的一个或多个环形区中的对应亚表面位置，来诱导亚表面折射率变化。在许多实施例中，眼科透镜的一个或多个环形区中的每一个被定位成，相对于具有周边视网膜的眼睛的光轴而与周边视网膜中的相关联位置相对。如本文所述的配置为抑制近视进展的眼科透镜可为任何合适类型的眼科透镜，包括例如眼镜(又称眼部镜)、隐形眼镜、角膜、天然晶状体和人工晶状体。
现在转到附图，其中相同或类似的参考编号指代附图中相同或类似的元素，图1示出了眼睛10的横截面图，其示出了光12从设置在第一位置处以便位于眼睛10的视场中心的第一对象14传输至眼睛10的视网膜16。视网膜16包括中央凹18、近旁凹20和外周凹22。中央凹18是视网膜16的中央部分。近旁凹20以及外周凹22形成视网膜的周边部分。视网膜视锥集中在中央凹18中。光12入射到中央凹18上，从而为视场中心提供最高的视觉灵敏度(acuity)。在所示的实施例中，光12穿过佩戴于眼睛10上的隐形眼镜24的中央部分。隐形眼镜24是一种眼科透镜的示例，其可具有配置为如本文中所述的抑制近视进展的亚表面光学元件。在替代实施例中，眼睛10的角膜、眼睛10的晶状体、眼镜和/或人工晶状体可被配置为具有如本文中所述的被配置为抑制(眼睛10的)近视进展的亚表面光学元件。
图2示出了从第二对象28到视网膜16的光26的传输，第二对象28设置在第二位置处，以便位于眼睛10的视场的周边。眼睛10具有从中央凹18的中心延伸通过瞳孔32的中心的光轴30。由于第二对象28的相对于光轴30的周边位置，光26穿过隐形眼镜24的周边部分，并入射于视网膜16的外周凹22部分上。光26还穿过眼睛10的角膜的周边部分以及眼睛10的晶状体的周边部分。若眼睛10的晶状体被人工晶状体所替换，则光26将穿过人工晶状体的周边部分。
图3示出了从第三对象36到视网膜16的光34的传输，该第二对象36设置在第三位置处，以便位于视场的周边。由于第三对象36的相对于光轴30的周边位置，光34穿过隐形眼镜24的中央部分和周边部分两者，并入射于视网膜的近旁凹20部分上。类似地，光34还穿过眼睛10的角膜的中央部分及周边部分，且穿过眼睛10的角膜的中央部分及周边部分。若眼睛10的晶状体被人工晶状体所替换，则光34将穿过人工晶状体的中央部分和周边部分。
经由周边视网膜(即，近旁凹20和/或外周凹22)看到对象的视觉灵敏度低于经由近旁凹18看到对象的视觉灵敏度。如图3所示，入射在周边视网膜上的光可以是穿过隐形眼镜24的周边部分和中央部分、眼睛10的角膜的周边部分和中央部分、以及眼睛10的晶状体的周边部分和中央部分或替代眼睛10的晶状体的人工晶状体的周边部分和中央部分的光的组合。眼睛10还可以将光更好地聚焦于中央凹18上，而不是周边视网膜20、22上，由此，相对于经由中央凹18看到对象，潜在地进一步降低了经由周边视网膜20、22看到对象的视觉灵敏度。
近视进展与过度的眼睛生长有关，过度的眼睛生长可增加眼睛10的中央凹18和晶状体34之间的距离。中央凹18和晶状体34之间的增加的距离导致图像聚焦于中央凹18的更前方，由此增加近视。
研究已经表明，眼睛生长受到入射到周边视网膜上的光的影响。例如，一项研究(Smith、Earl L.等人，“Peripheral vision can influence eye growth and refractivedevelopment in infant monkeys(周边视觉可影响幼猴的眼睛生长和屈光发育)”，《Investigative ophthalmology&visual science(研究性眼科和视觉科学)》，46.11(2005)：3965-3972)表明，没有中央凹(即仅有周边视网膜)的幼猴的眼睛生长受到眼睛相对于周边视网膜的光学的影响。作为另一示例，在另一研究(Hiraoka,Takahiro等人，“Relationship between higher-order wavefront aberrations and naturalprogression of myopia in schoolchildren(学龄儿童中的高阶波前像差与近视自然进展之间的关系)”，《Scientific reports(科学报告)》，7.1(2017)：7876)中，对64名儿童进行研究达2年。被研究的64名儿童中，那些自然地具有高阶像差(这提供了更长的聚焦深度)的儿童在2年内具有较少的近视进展。
眼球的形状可影响入射到周边视网膜上的光的性质。如图4所示，对于具有扁长形状的眼球，周边远视可与中央近视共存。周边远视已被认为是对于眼睛持续生长的潜在刺激，这加剧中央近视。
发明人认为，周边视觉的各向异性可能是对于眼睛的持续生长的潜在刺激，这加剧中央近视。研究已经表明，由于眼睛的周边光学像差，入射到周边视网膜上的光通常具有一定水平的各向异性和/或旋转不对称性。例如，图5示出了一个受试者在颞侧视网膜中在零度、十度和20度处的点扩散函数。如可看出的，在20度处的点扩散函数展现了大量的各向异性。图6示出了图5的受试者在颞侧视网膜中在零度、十度和20度处的波前像差。如可看出的，针对颞侧视网膜中20度的波前像差展现了大量的各向异性。
图7是示出系统100的简化示意图，系统100用于对针对视网膜的所选择位置的离轴和轴上两者的光学像差进行测量。系统100包括波前传感器102、视觉刺激104、可变形镜106、第一分束器108、固定目标110、人工瞳孔112、干涉滤波器114、第二分束器116、镜118、120、以及透镜122、124、126、128和130。由视觉刺激104发射的光被投射到眼睛10的视网膜16上的目标位置。然后，眼睛10将从视网膜上的目标位置反射的所得光投射至分束器108上，分束器108反射投射光，从而将投射光引导至波前传感器102上。任何合适的现有波前传感器可用作波前传感器102。例如，目前使用的常用波前传感器基于Schemer盘、Shack-Hartmann波前传感器、Hartmann屏、以及Fizeau和Twymann-Green干涉仪。Shack-Hartmann波前测量系统为本领域已知的，并在美国专利第5,849,006号；第6,261,220号；第6,271,914号和第6,270,221号中对其进行部分描述。这种系统通过照亮眼睛的视网膜并测量所反射的波前来工作。在许多实施例中，固定目标110可选择性地重新定位以提供眼睛10的选择性重新定向，以将来自视觉刺激的光引导到中央凹18、近旁凹20和/或外周凹22中的所选择位置，以用于经由波前传感器102测量与视网膜的每一个所选择位置相关联的光学像差。固定目标110还可被改变以反映眼睛10与固定目标110之间的不同视距，以便诱导眼睛10的不同调节，以使得能够针对眼睛10的任何适当调节范围来测量眼睛10的相关联的光学像差。可变形镜106可以被控制以应用光学校正(例如，该光学校正对应于候选光学校正)，以实现对针对在周边视网膜中形成的图像的光学校正的评估。
图8A是示出用于限定视网膜16的区域的一种方法的简化示意图。在图8A中，近旁凹20被细分为所示出的区域，该所示出的区域包括近旁凹鼻侧(nasal)20N、近旁凹颞侧(tempo)20T、近旁凹上部20S和近旁凹下部20I。外周凹22被细分为所示出的区域，该所示出的区域包括外周凹鼻侧22N、外周凹颞侧22T、外周凹上部22S和外周凹下部22I。
在许多实施例中，眼科透镜的不同环形区域被配置为：对在视网膜的相关联的区域上形成的图像提供相应的折射光学校正。可基于由所述隐形眼镜的中央区提供的光学校正来制定由隐形眼镜的相应环形区提供的光学校正。如本文所述，入射到周边视网膜的一些区域上的光可为穿过眼科透镜(例如，眼部镜、隐形眼镜、角膜、天然晶状体或人工晶状体)的中央部分的光、以及穿过眼科透镜的周边部分的光的组合。
图8B示出了被配置为抑制近视进展的眼科透镜150(例如眼部镜、隐形眼镜、角膜、天然晶状体或人工晶状体)的实施例。眼科透镜150包括具有亚表面光学元件的四个环形区。眼科透镜150具有中央区152、鼻侧环形区154、颞侧环形区156、上部环形区158和下部环形区160。
在许多实施例中，中央区152被配置用于为受试者的中央视觉提供合适的光学校正。例如，中央区152可具有形成于中央区152中的亚表面光学元件，该亚表面光学元件向受试者的中央视觉提供合适的光学校正。作为另一个示例，中央区152可具有被配置用于为受试者的中央视觉提供合适的光学校正的外部形状。作为另一个示例，中央区152可以具有形成于中央区152中的亚表面光学元件和外部形状的任何适当组合，该亚表面光学元件和外部形状相组合以向受试者的中央视觉提供合适的光学校正。
区152、154、156、158、160可配置为：对入射到周边视网膜的相关联的区域上的光提供相应的光学校正，以便抑制近视的进展。例如，鼻侧环形区154可被配置为：对入射到外周凹颞侧区域22T上的光提供光学校正，以便抑制近视的进展。鼻侧环形区154可被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于近旁凹颞侧区域20T和/或外周凹颞侧区域22T上的光提供经组合的光学校正，以便抑制近视的进展。颞侧环形区156可被配置为：向入射于外周凹鼻侧区域22N上的光提供光学校正，以便抑制近视的进展。颞侧环形区156可被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于近旁凹鼻侧区域20N和/或外周凹鼻侧区域22N上的光提供经组合的光学校正，以便抑制近视的进展。上部环形区158可被配置为：向入射于外周凹下部区域22I上的光提供光学校正，以便抑制近视的进展。上部环形区158可被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于近旁凹下部区域20I和/或外周凹下部区域22I上的光提供经组合的光学校正，以便抑制近视的进展。下部环形区160可被配置为：向入射于外周凹上部区域22S上的光提供光学校正，以便抑制近视的进展。下部环形区160可被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于近旁凹上部区域20S和/或外周凹上部区域22S上的光提供经组合的光学校正，以便抑制近视的进展。
其他合适的方法可用于限定视网膜16的区域和眼科透镜的相关区域，以用于提供光学校正以抑制近视的进展。例如，图9A是示出用于限定视网膜16的区域的另一种合适的方法的简化示意图。在图9A中，视网膜16被细分为中央凹18和八个周边视网膜区(A到H)。图9B示出了具有中央区152和八个环形区(A到H)的眼科透镜170。图9B所示的八个环形区域中的每一个都可以被配置为：对入射于图9A所示的周边视网膜上的相关联的区域上的光提供相应的光学校正，以便抑制近视的进展。例如，隐形眼镜170的环形区(A)可被配置为：向入射于图9A的周边视网膜区(A)上的光提供光学校正。环形区(A)可以被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于图9A的周边视网膜区域(A)上的光提供经组合的光学校正。
图10A和图10B示出了另一种方法，该另一种方法可用于限定视网膜16的区域和眼科透镜的相关联的区域，以用于提供光学校正以抑制近视的进展。在图10A中，视网膜16被细分为中央凹18和周边视网膜20、22。图10B示出了具有中央区152和单个连续环形区182的眼科透镜180。环形区182可以被配置为：向入射于周边视网膜20、22上的光提供相应的光学校正，以便抑制近视的进展。环形区182可以被配置为：结合由中央区152提供的光学校正来提供光学校正，以向入射于周边视网膜20、22上的光提供经组合的光学校正。
图11是根据实施例的修改眼科透镜以便将眼科透镜配置为抑制与眼科透镜相关联的受试者的近视进展的方法200的简化示意图。任何合适的光学校正、方法和/或系统(包括本文描述的那些)都可以用于实践方法200。
在动作202中，针对眼睛的周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个位置，测量受试者的眼睛的光学像差。例如，系统100可用于测量针对眼睛的周边视网膜中的所选择位置的光学像差。在一些实施例中，针对眼睛的适当调节水平范围的所选择位置中的每个位置，测量光学像差。在一些实施例中，针对眼睛中央凹18中的一个或多个位置，测量眼睛的光学像差。
在动作204中，针对眼睛的周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个位置，确定抑制近视进展的光学矫正。在许多实施例中，基于在动作202中测量到的光学像差，确定抑制近视进展的光学校正中的每一个。在一些实施例中，针对周边视网膜中的每个位置所确定的抑制近视进展的光学校正对所述位置处的远视进行校正。在一些实施例中，针对周边视网膜中的每个位置所确定的抑制近视进展的光学校正降低了光学各向异性，所述光学各向异性可被定义为在零和60个周期/度之间的平均传递函数(MTF)曲线下方的水平面积除以垂直面积的比率。在一些实施例中，针对周边视网膜中的每个位置所确定的抑制近视进展的光学校正增加了周边视网膜中的相应的位置处的聚焦深度。在一些实施例中，针对周边视网膜中的每个位置所确定的抑制近视进展的光学校正降低了周边视网膜中的相应的位置处的聚焦深度。
在动作206中，确定亚表面折射率变化，以用于在眼科透镜中形成亚表面元件，该亚表面元件被配置用于向周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个位置提供抑制近视进展的光学校正。可使用任何合适的方法(诸如，美国专利第8,932,352号；美国专利第9,939,558号和美国专利申请公开第2018/0206979号(它们的全部公开内容通过引用而并入本文)中描述的方法)来形成亚表面折射率变化。亚表面光学元件可以被配置成，为周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个，提供整体的抑制近视进展的光学校正。替代性地，眼科透镜可以具有提供折射矫正的外部形状，该外部形状与亚表面光学元件一起工作，用于为周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个提供抑制近视进展的光学矫正。
在动作208中，通过将激光聚焦至眼科透镜的相应的一个或多个环形区中的对应亚表面位置，来在眼科透镜中诱导出亚表面折射率变化。一个或多个环形区中的每一个被定位成，相对于眼睛的光轴而与周边视网膜中的相关联位置相对。
用于形成亚表面光学元件的激光和光学系统
图12是根据实施例的可用于对被配置用于抑制近视进展的亚表面光学元件进行修改的激光和光学系统300的示意性表示。系统300包括激光源，该激光源包括由4W倍频Nd:YVO4激光器314泵浦的克尔透镜(Kerr-lens)锁模钛:宝石激光器312(Kapteyn Mumane实验室(Kapteyn-MumaneLabs)，科罗拉多州博得市(Boulder,Colo.))。该激光器产生在800nm波长下具有300mW平均功率、30fs脉宽和93MHz重复速率的脉冲。由于存在来自光路中的镜和棱镜的反射功率损失(且尤其是来自物镜(objective)320的功率损失)，在材料上的物镜焦点处的所测量到的平均激光功率为约120mW，这指示了用于飞秒激光的脉冲能量为约1.3nJ。
由于物镜焦点处的有限激光脉冲能量，因此可保持脉冲宽度，使得脉冲峰值功率足够强以超过眼科透镜的非线性吸收阈值。因为聚焦物镜内的大量玻璃由于眼部镜内的正色散而显著增加了脉冲宽度，所以可使用额外腔补偿方案来提供负色散，该负色散补偿了聚焦物镜所引入的正色散。两个SF10棱镜324和328以及一个端镜332形成双通道一棱镜对配置。棱镜之间37.5cm的间隔距离可以用于补偿显微镜物镜和光路内的其他光学元件的色散。
使用三次谐波生成的共线自相关器340用于测量物镜焦点处的脉冲宽度。二次谐波和三次谐波两者已用于针对低NA物镜或者高NA物镜的自相关测量。三阶表面谐波生成(THG)自相关因其简单、高信噪比和二次谐波生成(SHG)晶体通常引入的材料色散的增加(Jack)，而被选择用于表征高数值孔径物镜焦点处的脉冲宽度。在空气和普通盖玻片342(康宁第0211号二氧化钛锌玻璃)的界面处产生THG信号，并且用光电倍增管344和锁定放大器346测量该THG信号。在使用一组不同的高数值孔径物镜并仔细调整了两个棱镜之间的分离距离和插入的玻璃量后，选择了变换受限制的27-fs持续时间脉冲。脉冲由一个60×0.70NA奥林巴斯LUCPlanFLN长工作距离物镜348聚焦。
由于激光束在从激光腔中出来之后会在空间上发散，因此在光路中添加了凹面镜对350和352以便调整激光束的尺寸，使得激光束能够最佳地填充物镜孔径。3D 100nm分辨率DC伺服电机台354(Newport VP-25XA线性平台)以及2D 0.7nm分辨率压电纳米定位台(P1P-622.2CD压电台)由计算机356控制和编程，以作为用于支撑和定位眼科透镜357的扫描平台。伺服台具有DC伺服电机，因此它们可以在相邻步之间平稳移动。系统中安装了由计算机控制的具有1ms时间分辨率的光学快门，以用于精确地控制激光曝光时间。通过定制的计算机程序，光学快门可与扫描台一起操作，以在不同位置和深度处以及不同激光曝光时间下，以不同的扫描速度在眼科透镜357中形成亚表面光学元件。另外，在物镜320旁边使用CCD相机358以及监视器362来实时监测该过程。系统300可用于修改眼科透镜的折射率以形成亚表面光学元件，所述亚表面光学元件向周边视网膜中的一个或多个位置中的每一个提供抑制近视进展的光学校正。
图13是根据实施例的用于在眼科透镜410内形成一个或多个亚表面光学结构的另一个系统430的简化示意图。系统430包括激光束源432、激光束强度控制组件434、激光束脉冲控制组件436、扫描/接口组件438和控制单元440。
激光束源432产生并发射具有适当波长的激光束446，以用于在眼科透镜410的目标子体积中诱导折射率变化。在本文中描述的示例中，激光束446具有1035nm波长。然而，激光束446可以具有有效诱导眼科透镜410的目标子体积中的折射率变化的任何合适的波长(例如，在400到1100nm的范围内)。
激光束强度控制组件434可控制以选择性改变激光束446的强度，以产生输出到激光束脉冲控制组件436的所选择强度的激光束48。激光束强度控制组件434可具有任何合适的配置(包括任何合适的现有配置)，以控制所得激光束448的强度。
激光束脉冲控制组件436可控制以产生具有适当持续时间、强度、大小和空间分布的经准直的激光束脉冲450，以用于在眼科透镜410的目标子体积中诱导折射率变化。激光束脉冲控制组件436可具有任何合适的配置(包括任何合适的现有配置)，以控制所得激光束脉冲450的持续时间。
扫描/接口组件438可控制以选择性地扫描激光束脉冲450，以产生XYZ扫描的激光脉冲474。扫描/接口组件438可具有任何合适的配置(包括任何合适的现有配置(例如，图14所示的配置))，以产生XYZ扫描的激光脉冲474。扫描/接口组件438接收激光束脉冲450，并以最小化渐晕的方式输出XYZ扫描的激光脉冲474。扫描/接口组件438可以可控制以选择性地扫描激光束脉冲450中的每个，以产生XYZ扫描的激光脉冲474，该XYZ扫描的激光脉冲474聚焦在眼科透镜410的目标子体积上，以在目标子体积中诱导相应的折射率变化，以便在眼科透镜410内形成一个或多个亚表面光学结构。在许多实施例中，扫描/接口组件438被配置为：将眼科透镜410的位置限制到适当的程度，以适当地控制眼科透镜410的目标子体积相对于扫描/接口组件438的位置。在许多实施例中(诸如图14所示的实施例)，扫描/接口组件438包括机动Z台，该机动Z台被控制以选择性地控制XYZ扫描的激光脉冲474中的每一个聚焦到的在眼科透镜410内的深度。
控制单元440与激光束源432、激光束强度控制组件434、激光束脉冲控制组件436和扫描/接口组件438中的每一个可操作地耦合。控制单元440提供对激光束源432、激光束强度控制组件434、激光束脉冲控制组件436和扫描/接口组件438中的每一个的协调控制，使得XYZ扫描的激光脉冲474中的每一个具有所选择的强度和持续时间，并且被聚焦于眼科透镜410的相应的所选择的子体积上，以在眼科透镜410内形成一个或多个亚表面光学结构。控制单元440可具有任何合适的配置。例如，在一些实施例中，控制单元440包括一个或多个处理器和存储指令的有形存储器设备，该指令可由一个或多个处理器执行，以使控制单元440控制和协调激光束源432、激光束强度控制组件434、激光束脉冲控制组件436和扫描/接口组件438产生XYZ扫描的激光脉冲474的操作，XYZ扫描的激光脉冲474中的每个与子体积光学结构的空间位置同步。
图14示出了扫描/接口组件438的实施例的简化示意图。在所示的实施例中，扫描/接口组件438包括XY振镜(galvo)扫描单元442、中继光学组件444、Z台466、XY台468、聚焦物镜470以及患者接口/眼科透镜保持器472。XY振镜扫描单元438包括XY振镜扫描镜454、456。中继光学组件440包括凹面镜460、461以及平面镜462、464。
XY振镜扫描单元442从激光束脉冲控制组件436接收激光脉冲450(例如，1035nm波长的经准直的激光脉冲)。在所示的实施例中，XY振镜扫描单元442包括机动X方向扫描镜454以及机动Y方向扫描镜456。X方向扫描镜454被控制以选择性地改变X方向扫描镜454的取向，以在与XY扫描的激光脉冲458的传播方向横向的X方向上改变XY扫描的激光脉冲458的方向/位置。Y方向扫描镜456被控制以选择性地改变Y方向扫描镜456的取向，以在与XY扫描的激光脉冲458的传播方向横向的Y方向上改变XY扫描的激光脉冲458的方向/位置。在许多实施例中，Y方向基本上垂直于X方向。
中继光学组件440从XY振镜扫描单元442接收XY扫描的激光脉冲458，并且以最小化渐晕的方式将XY扫描的激光脉冲458传输到Z台466。凹面镜460反射XY扫描的激光脉冲458中的每个，以产生入射于平面镜462上的会聚激光脉冲。平面镜462向平面镜464反射会聚的XY扫描的激光脉冲458。在平面镜462和平面镜464之间，XY扫描的激光脉冲458从会聚转变为发散。发散激光脉冲458被平面镜464反射到凹面镜461上。凹面镜461反射激光脉冲458以产生被引导至Z台466的经准直的激光脉冲。
Z台466从中继光学组件442接收XY扫描的激光脉冲458。在所示的实施例中，Z台466和XY台468耦合到聚焦物镜470，并被控制以针对XY扫描的激光脉冲474中的每一个，相对于眼科透镜410选择性地定位聚焦物镜470，以便将XYZ扫描的激光脉冲474聚焦到眼科透镜410的相应目标子体积上。Z台466被控制以选择性地控制激光脉冲聚焦到的眼科透镜410内的深度(即，眼科透镜410的亚表面体积的深度，激光脉冲被聚焦到该深度以诱导目标亚表面体积的折射率的变化)。结合XY振镜扫描单元442的控制来控制XY台468，使得针对Z台466所接收的XY扫描的激光脉冲458中的每一个的相应横向位置，聚焦物镜470被适当地定位。聚焦物镜470将激光脉冲会聚到透镜410的目标亚表面体积上。患者界面/眼科透镜保持器472将眼科透镜410限制在固定位置，以支持扫描/界面组件438对激光脉冲474的扫描，以在眼科透镜410内形成亚表面光学结构。
针对指定的光学校正来限定亚表面光学元件
图15至图22示出可用于针对指定的光学校正来限定亚表面光学元件的过程。虽然用于使用本文描述的方法来抑制受试者的近视进展的光学校正可以是任何适当数量的低阶光学校正和/或任何适当数量的高阶光学校正的组合，但示出了单个简单的2屈光度光学校正。然而，相同的过程可用于限定眼科透镜的亚表面光学元件，以用于将眼科透镜配置成提供抑制近视进展的光学校正(诸如本文所述的抑制近视的光学校正中的任一个)。
图15示出了根据实施例的2.0屈光度折射率分布510的以光波为单位的径向变化。该曲线中的光波对应于562.5nm的设计波长。在所示的实施例中，2.0屈光度折射率分布510从眼科透镜的光轴处的最大16.0波降低到距光轴3.0cm处的0.0波。
图16示出了与2.0屈光度折射率分布510对应的1.0波相位包裹折射率分布512。1.0波相位包裹折射率分布512的每个区段包括倾斜区段(512a到512p)。除了中央区段外，1.0波相位包裹折射率分布512的所有区段中的每一个区段包括高度等于1.0波的相位不连续性(514b到514p)。倾斜区段(512a到512p)中的每一个的形状被设计成与2.0屈光度折射率分布510的对应覆盖区段(510a到510p)相匹配。例如，倾斜区段512p与覆盖区段510p相匹配；倾斜区段512o等于覆盖区段510o减去1.0波；倾斜区段512n等于覆盖区段510n减去2.0波；倾斜区段512a等于覆盖区段510a减去15.0波。每一个倾斜区段对应于菲涅耳(Fresnel)区。
分布512中的相位不连续性(514b到514p)中的每一个的1.0波高度导致在设计波长下的衍射，该衍射提供与2.0屈光度折射分布510相同的2.0屈光度折射校正，同时将最大相位限制为1.0波。
与2.0屈光度折射率分布510相比，1.0波相位包裹折射率分布512需要显著地更低的总激光脉冲能量来诱导。1.0波相位包裹折射率分布512下的面积仅为2.0屈光度折射率分布510下的面积的约百分之5.2。
图17示出1.0波相位包裹折射率分布512和与1.0波相位包裹折射率分布512对应的示例经缩放的相位包裹折射率分布(对于所选择的最大波值)。在所示的实施例中，示例经缩放的相位包裹折射率分布具有1/3波的最大波值。对于小于1.0波的其他合适的最大波值(例如，3/4波、5/8波、1/2波、1/4波、1/6波)，可生成类似的经缩放的相位包裹折射率分布。1/3光波最大经缩放的相位包裹折射率分布516等于1.0波相位包裹折射率分布512的1/3。1/3光波最大经缩放的相位包裹折射率分布516是1.0光波相位包裹折射率分布512的一个替代，并且利用提供相对应的最大1/3波光学校正的最大折射率值。
与1.0波相位包裹折射率分布512相比，1/3光波最大经缩放的相位包裹折射率分布516需要更少的总激光脉冲能量来诱导。1/3光波最大经缩放的相位包裹折射率分布516下的面积是1.0波相位包裹折射率分布512下的面积的1/3。1/3波分布516的三个堆叠层可用于产生与1.0波分布512相同的光学校正。
图18图形地示出针对近焦574和远焦576的衍射效率相对于相位变化高度的关系。针对小于0.25波的相位变化高度，针对近焦的衍射效率仅为约百分之10。然而，期望有显著地大于百分之10的近焦衍射效率，以限制被堆叠以产生所期望的整体光学校正的亚表面光学结构的层数。可通过在眼科透镜410的目标子体积中诱导更大的折射率变化，实现更大的相位变化高度。通过增加聚焦在眼科透镜410的目标子体积上的激光脉冲的能量，可诱导眼科透镜410的目标子体积中的更大的折射率变化。
图19图形地示出所得相位变化高度随激光脉冲序列光功率变化的示例校准曲线578。校准曲线578示出了针对相对应的激光脉冲持续时间、激光脉冲波长、激光脉冲重复率、数值孔径、眼科透镜410的材料、目标子体积的深度、目标子体积之间的间距、扫描速度和行距，所得相位变化高度与激光平均功率之间的对应关系。校准曲线578示出，增加的激光脉冲能量会导致增加的相位变化高度。
然而，可限制激光脉冲能量，以避免由激光脉冲能量和/或眼科透镜410的热积累，或甚至在亚表面光学元件的各层之间引起的损伤传播。在许多实例中，在前两层亚表面光学元件的形成期间不存在被观察到的损伤，并且在第三层亚表面光学元件的形成期间开始出现损伤。为了避免此类损坏，可使用低于眼科透镜410的材料的脉冲能量阈值的激光脉冲能量，来形成亚表面光学元件。然而，使用较低的脉冲能量增加了提供所期望量的所得相位变化高度所需的亚表面光学元件的层数，由此增加了形成采用的亚表面光学元件412的总数所需的时间。
图20是根据实施例的包括具有折射率空间变化的一个或多个亚表面光学元件412的眼科透镜410的平面视图。本文所述的一个或多个亚表面元件12可形成在任何合适类型的眼科透镜中，包括但不限于人工晶状体、隐形眼镜、角膜、眼镜镜片和天然晶状体(例如，人类天然晶状体)。具有折射率空间变化的一个或多个亚表面光学元件412可被配置为提供适当的折射校正，该适当的折射校正被配置为抑制近视的进展，如本文中所述。另外，具有折射率空间变化的一个或多个亚表面光学元件412可被配置为向许多光学像差(诸如散光、近视、远视、球面像差、彗差和三叶草像差(coma and trefoil))中的每一个、以及它们的任何适当组合提供适当的折射校正。
图21是眼科透镜410的亚表面光学元件412的平面视图。所示的亚表面光学元件412占据透镜410的相应的体积，该相应的体积包括透镜410的相关联的子体积。在许多实施例中，由光学元件412中的一个占据的体积包括第一部分、第二部分和第三部分414。第一部分、第二部分和第三部分414中的每一个都可以通过以下方式来形成：在相应部分414内聚焦适当的激光脉冲，以便在透镜410的构成相应部分414的子体积中引起折射率的变化，使得每个部分414具有相应折射率分布。
在许多实施例中，针对形成亚表面光学结构412的每个部分414限定折射率分布，使得所得亚表面光学结构412提供期望的光学校正。每个部分414的折射率分布可用于确定被聚焦到相应部分414上以在所述部分414中诱导期望的折射率分布的激光脉冲的参数(例如，激光脉冲功率(mW)、激光脉冲宽度(fs))。
尽管在所示的实施例中，亚表面光学结构412的部分414具有圆形形状，但部分414可具有任何合适的形状和折射率变化分布。例如，可采用具有重叠螺旋形状的单个部分414。一般来说，具有任何合适形状的一个或多个部分414可被分布具有中间(intervening)空间，以便为入射到亚表面光学结构412上的光提供所期望的光学校正。
图22示出了其中亚表面光学元件412由数个堆叠层组成的实施例，该数个堆叠层由中间层空间间隔开。在所示的实施例中，亚表面光学元件412具有折射率变化的空间分布。图22是亚表面光学元件412中的折射率变化的示例分布的侧视图。在所示的实施例中，可使用光栅扫描方法形成亚表面光学元件412，在光栅扫描方法中每一层从底层开始并向上依次形成。对于每一层，光栅扫描方法可沿着恒定Z维度的平面来顺序地扫描激光脉冲的焦点位置，同时改变Y维度和X维度，使得所得层具有图22中所示的平坦横截面形状，图22示出了眼科透镜410的横截面视图。在光栅扫描方法中，可控制激光脉冲的计时，以将每个激光脉冲引导到眼科透镜410的目标子体积上，而不是将激光脉冲引导到眼科透镜410的非目标子体积上，所述非目标子体积包括眼科透镜10的不形成亚表面光学元件412中的任一个的子体积(诸如，可形成亚表面光学元件412的相邻堆叠层之间的中间空间)。
在所示的实施例中，存在具有折射率变化的分布的三个环形亚表面光学元件412。所示的亚表面光学元件412中的每一个具有平坦层配置，并且可由一个或多个层组成。若亚表面光学结构由多于一个层组成，则各层可通过中间层间距而彼此分离。然而，层中的每一层可以替代地具有任何其他合适的一般形状，包括但不限于任何合适的非平面表面或者平面表面。在所示的实施例中，亚表面光学元件412中的每个具有圆形外边界。然而，亚表面光学元件412中的每一个可替代地具有任何其他合适的外边界形状。亚表面光学元件412中的每一个可包括两个或更多个单独的部分14，每个单独的部分覆盖亚表面光学元件412的一部分。
图23A、图23B和图23C示出光经由眼科透镜的中央区和周边区到周边视网膜的一部分上的传输。图23A是示出瞳孔38和周围的虹膜40的眼睛10的简化前视图。图23B是具有中央光学区192、周边光学区194和外部区196的眼科透镜190的简化前视图。图23C是示出周边光学区194对周边视网膜图像、以及中央光学区194对周边视网膜图像的相对贡献的简化离光轴视图。鉴于中央光学区194对周边视网膜图像的贡献，在一些实施例中，在针对周边光学区194确定缓解近视的光学校正时，考虑由中央光学区194所提供的光学校正。由中央光学区194所提供的光学校正也可部分地基于对由中央光学区194所提供的周边视网膜图像的期望校正。
图24A和图24B示出眼科透镜的示例周边外部区对所得周边视网膜图像的相对贡献。图24A示出了针对直径为4mm的中央光学区192，周边环形区194在4mm直径瞳孔内的百分比的曲线图。对于高达15度的周边观察偏心率，6mm直径周边环形区194在大小方面足以最大化周边环形区194在瞳孔38内的百分比。对于高达20度的周边观察偏心率，7mm直径周边环形区194在大小方面足以最大化周边环形区194在瞳孔38内的百分比。对于高达30度的周边观察偏心率，8mm直径周边环形区194在大小方面足以最大化周边环形区194在瞳孔38内的百分比。周边环形区194在瞳孔38内的百分比可用于指导为隐形眼镜24的特定用户选择周边环形区194的内径和外径。
图25示出了针对一组10个正常个体的从0度到20度视网膜偏心率的像差的示例平均变化。对于20度鼻侧视网膜偏心率(即周边视场)的情况，计算了白光下离焦(through-focus)的视网膜图像质量。整体图像质量被定义为在从0到60个周期/度的调制传递函数(MTF)下方的水平面积和垂直面积的平均值。光学各向异性是视网膜模糊中的度旋转不对称性的度量。本文将光学各向异性定义为在MTF下方的水平面积除以垂直面积的比率，并且针对4mm直径圆形瞳孔计算光学各向异性，该光学各向异性是近似值。在20度鼻侧视网膜偏心率下，4mm直径瞳孔为具有4mm垂直轴和3.8mm短(水平)轴的椭圆形。所评估的离焦范围是增量为0.125屈光度的-3到+3屈光度。
用于抑制近视进展的示例环形区光学校正
图26、图27、图28、图29、图30和图31中所绘制的针对20度观察偏心率的离焦光学各向异性和图像质量是针对四种情况使用环形光学区计算的，该环形光学区提供了4mm直径瞳孔的100％覆盖率。然而，图24A示出，具有4mm内径的环形光学区在20度观察偏心率下仅覆盖约35-45％的瞳孔。因此，图26、图27、图28、图29、图30和图31中所绘制的针对20度观察偏心率的离焦光学各向异性和图像质量稍微高估了所提供的光学各向异性和图像质量的变化。为了便于计算，采用了所使用的环形光学区对4mm直径瞳孔的100％覆盖。所计算的四种情况包括：(1)从10个正常个体取得的针对5mm瞳孔的平均20度鼻侧波前像差的对照情况402，10个正常个体的周边像差发表于Zheleznyak等人，《Journal of Vision(视觉杂志)》，20161；(2)仅应用到对照情况的圆柱形校正404；(3)多焦校正406，该多焦校正406应用到对照情况，增加功率为1.5屈光度，光学相位变化为0.4波；(4)圆柱形校正以及来自#3的应用于对照情况的多焦校正408。
图26是在调节水平范围(例如隐形眼镜所诱导的光学校正)内的周边视网膜图像不对称性(20度观察偏心率)的曲线图。x轴是以屈光度为单位的离焦或对象距离。屈光度是米的倒数。y轴是光学各向异性，被定义为MTF(在0和60周期/度之间)下方的水平面积除以垂直面积的比率。为1的y轴值指示旋转对称性。大于1的y轴值指示水平模糊。小于1的y轴值指示垂直模糊。对照情况示出最大的光学各向异性。圆柱形校正提供了光学各向异性的大幅降低。
图27是在调节水平范围(例如隐形眼镜所诱导的光学校正)内的周边视网膜图像质量(20度观察偏心率)的曲线图。x轴是以屈光度为单位的离焦或对象距离。y轴是视网膜图像质量，被定义为MTF(介于0和60周期/度之间)下方的水平面积和垂直面积的平均值。y轴值越大，图像质量则越佳。圆柱形校正提供最佳峰值图像质量。圆柱形校正和多焦校正的组合提供最大的聚焦深度以及最低的各向异性(如图26中所示)。
图28、图29、图30和图31是四种条件下调节水平范围内水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。图28是针对示例对照情况402的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。图29是针对利用具有提供圆柱形校正404的亚表面折射光学元件的眼科透镜的对照情况的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。图30是针对利用具有提供双焦校正406的亚表面折射光学元件的眼科透镜的对照情况的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。图31是针对利用具有提供圆柱形校正和双焦校正408的亚表面折射光学元件的眼科透镜的对照情况的在调节水平范围内的水平和垂直的周边视网膜图像质量的曲线图。圆柱形校正提供最佳峰值图像质量。圆柱形校正和多焦校正的组合提供最大的聚焦深度和最低的各向异性(如图26中所示)。
本文所描述的眼科透镜24、150、170、180、190中的任一个可被配置为：确保正确取向，以使得环形区中的每一个与周边视网膜中的相关联区域对齐。例如，隐形眼镜可包括使隐形眼镜在角膜上旋转到正确取向的任何一个或多个合适的设计特征。在一些实施例中，在底部对隐形透镜进行加重，使得隐形眼镜在角膜上旋转到正确取向并维持正确取向，以使得隐形眼镜中的环形区中的每一个与周边视网膜中的相关联区域对齐。
其他变型也在本公开内容的精神内。由此，尽管所公开的技术易于作出各种修改和替换构造，但其某些图示出的实施例在附图中示出并且在上文中已详细描述。然而应当理解，这不旨在将本公开限于所公开的一种或多种具体形式，而相反地，旨在覆盖落入如所附权利要求书所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、替换构造和等效方案。
在描述所公开的实施例的上下文中(尤其是在以下权利要求书的上下文中)使用术语“一”、“一个”和“该”以及类似称谓旨在解释为覆盖单数和复数，除非在本文中另外说明或明显与上下文矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“涵盖”应当解释为开放式的术语(即，表示“包括，但不局限于”)，除非另外注明。术语“连接”应当解释为部分或全部被包含在内、附连、或结合在一起，即使存在某些中介。除非在本文中另外说明，否则本文中的值范围的记载仅旨在用作单独引用落在该范围内的每一单独值的速记方法，并且每一单独值被结合到本说明书中，好比它在本文中单独记载的一样。本文中描述的所有方法可以任何合适的顺序执行，除非在本文中另有说明或明显与上下文矛盾。使用本文中所提供的任何和所有示例、或示例性语言(例如，“诸如”)仅旨在更好地说明本公开内容的实施例，而不构成对本公开内容的范围的限制，除非另有要求。本说明书中的语言不应当被解释为将任何非要求保护的要素指示为对实施本公开是必要的。
除非另有具体说明，否则诸如“X、Y或Z中的至少一者”之类的分隔语言旨在被理解为在一般用于表示项、项目等可以是X、Y或Z或其任何组合(例如，X、Y和/或Z)的上下文之内。因此，这种分隔语言通常不旨在且不应该暗示某些实施例要求X中的至少一个、Y中的至少一个或Z中的至少一个各自出现。
在本文中描述了本公开内容的优选实施例，包括发明人已知的用于实现本公开内容的最佳模式。这些实施例的变体对本领域普通技术人员而言在阅读在前描述之后变得显而易见。发明人预期本领域技术人员酌情采用这些变体，并且发明人打算本公开内容以本文具体描述以外的其他形式来实践。对应地，本公开内容包括本文所附的权利要求书中所记载的主题的所有修改和等效方案，如可适用法规所允许的。此外，上述要素在其所有可能变体中的任何组合均被本公开涵盖，除非在本文中另有说明或明显与上下文矛盾。
可从以下条款的角度描述本公开的实施例的示例：
条款1.一种眼科透镜，包括中央区和环形区，其中环形区包括亚表面光学元件，所述亚表面光学元件是经由激光诱导的形成环形区的材料的折射率的变化而形成的，并且其中所述亚表面光学元件被配置为：修改到用户的周边视网膜的光的分布，以抑制近视的进展。
条款2.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
条款3.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的远视。
条款4.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为：增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款5.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款6.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款7.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款8.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)增加用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款9.条款1的眼科透镜，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)增加用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款10.条款1的眼科透镜，其中环形区包括两个或更多个环形部分，并且其中两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的亚表面光学元件被配置为实现以下各项中的一个或两个：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；和/或2)减少用户的周边视网膜中的远视。
条款11.条款10的眼科透镜，其中两个或更多个环形部分中的每一个中的亚表面光学元件被配置为：增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款12.条款10的眼科透镜，其中两个或更多个环形部分中的每一个中的亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款13.条款1至条款12中的任一个的眼科透镜，被配置为隐形眼镜。
条款14.条款1至条款12中的任一个的眼科透镜，被配置为眼镜镜片。
条款15.条款1至条款12中的任一个的眼科透镜，被配置为角膜。
条款16.条款1至条款12中的任一个的眼科透镜，被配置为眼睛的天然晶状体。
条款17.条款1至条款12中任一个的眼科透镜，被配置为人工晶状体。
条款18.一种修改眼科透镜的方法，该方法包括：诱导形成眼科透镜的环形区的材料的折射率的亚表面变化以形成亚表面光学元件，所述亚表面光学元件被配置为修改到用户的周边视网膜的光的分布以便抑制近视的进展。
条款19.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
条款20.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的远视。
条款21.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为：增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款22.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款23.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款24.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款25.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)增加用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款26.条款18的方法，其中亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：1)增加用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性，2)减少用户的周边视网膜中的远视，和3)减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款27.条款18的方法，其中通过使材料经受激光脉冲来诱导折射率的变化。
条款28.条款27的方法，其中激光脉冲中的每一个具有在从10飞秒到500飞秒的范围内的持续时间。
条款29.条款28的方法，其中激光具有约405nm的波长。
条款30.条款28的方法，其中激光具有约810nm的波长。
条款31.条款28的方法，其中激光具有约1035nm的波长。
条款32.条款31的方法，其中激光脉冲中的每一个具有在从15飞秒到50飞秒的范围内的持续时间。
条款33.条款18的方法，进一步包括测量入射于周边视网膜的位置上的光的径向对比度相对于方位角对比度，并且其中亚表面光学元件被配置为减少入射于周边视网膜的位置上的光的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
条款34.条款18的方法，进一步包括测量周边视网膜的位置的远视，并且其中亚表面光学元件被配置为：减少在周边视网膜的位置处的远视。
条款35.条款18的方法，其中环形区包括两个或更多个环形部分，并且其中两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的亚表面光学元件被配置为：1)减少用户的周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；和/或2)减少用户的周边视网膜中的远视。
条款36.条款35的方法，其中两个或更多个环形部分中的每一个中的亚表面光学元件被配置为：增加用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款37.条款35的方法，其中两个或更多个环形部分中的每一个中的亚表面光学元件被配置为：减少用户的周边视网膜中的聚焦深度。
条款38.条款18至条款37中的任一个的方法，其中眼科透镜为眼镜镜片。
条款39.条款18至条款37中的任一个的方法，其中眼科透镜为角膜。
条款40.条款18至条款37中的任一个的方法，其中眼科透镜为眼睛的天然晶状体。
条款41.条款18至条款37中的任一个的方法，其中眼科透镜为人工晶状体。

Claims (41)

1.一种眼科透镜，包括：
中央区；以及
环形区，所述环形区包括亚表面光学元件，所述亚表面光学元件是经由激光诱导的形成所述环形区的材料的折射率的变化而形成的，并且其中所述亚表面光学元件被配置为修改到用户的周边视网膜的光的分布，以抑制近视的进展。
2.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位对比度的不对称性。
3.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的远视。
4.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
5.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
6.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
7.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
8.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
增加所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
9.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
增加所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
10.根据权利要求1所述的眼科透镜，其特征在于，所述环形区包括两个或更多个环形部分，并且其中所述两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为实现以下各项中的一个或两个：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；和/或
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视。
11.根据权利要求10所述的眼科透镜，其特征在于，所述两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为：增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
12.根据权利要求10所述的眼科透镜，其特征在于，所述两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的眼科透镜，其特征在于，所述眼科透镜被配置为隐形眼镜。
14.根据权利要求1至12中的任一项所述的眼科透镜，其特征在于，所述眼科透镜被配置为眼镜镜片。
15.根据权利要求1至12中的任一项所述的眼科透镜，其特征在于，所述眼科透镜被配置为角膜。
16.根据权利要求1至12中的任一项所述的眼科透镜，其特征在于，所述眼科透镜被配置为眼睛的天然晶状体。
17.根据权利要求1至12中的任一项所述的眼科透镜，其特征在于，所述眼科透镜被配置为人工晶状体。
18.一种修改眼科透镜的方法，所述方法包括：
诱导形成眼科透镜的环形区的材料的折射率的亚表面变化，以形成亚表面光学元件，所述亚表面光学元件被配置为：修改到用户的周边视网膜的光的分布，以抑制近视的进展。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的远视。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
25.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
增加所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述亚表面光学元件被配置为完成以下各项中的两个或更多个：
增加所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视；以及
减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
27.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过使所述材料经受激光脉冲来诱导所述折射率的所述变化。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述激光脉冲中的每一个具有在从10飞秒到500飞秒的范围内的持续时间。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述激光具有约405nm的波长。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述激光具有约810nm的波长。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述激光具有约1035nm的波长。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述激光脉冲中的每一个具有在从15飞秒到50飞秒的范围内的持续时间。
33.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：测量入射于所述周边视网膜的位置上的光的径向对比度相对于方位角对比度，并且其中所述亚表面光学元件被配置为减少入射于所述周边视网膜的所述位置上的所述光的所述径向对比度相对于方位角对比度的不对称性。
34.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：测量所述周边视网膜的位置的远视，并且其中所述亚表面光学元件被配置为减少在所述周边视网膜的所述位置处的远视。
35.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述环形区包括两个或更多个环形部分，并且其中两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为：
减少所述用户的所述周边视网膜中的径向对比度相对于方位角对比度的不对称性；和/或
减少所述用户的所述周边视网膜中的远视。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为：增加所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述两个或更多个环形部分中的每个环形部分中的所述亚表面光学元件被配置为：减少所述用户的所述周边视网膜中的聚焦深度。
38.根据权利要求18至37中的任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科透镜为眼镜镜片。
39.根据权利要求18至37中的任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科透镜为角膜。
40.根据权利要求18至37中的任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科透镜为眼睛的天然晶状体。
41.根据权利要求18至37中的任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科透镜为人工晶状体。
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