ES2326262T3

ES2326262T3 - Lente oftalmico.

Info

Publication number: ES2326262T3
Application number: ES02737892T
Authority: ES
Inventors: Patricia Ann Piers; Albert Hendrik Weeber
Original assignee: AMO Groningen BV
Current assignee: AMO Groningen BV
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2009-10-06
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: EP1402308B1; HUP0303870A3; JP2004528897A; DE60232331D1; HUP0303870A2; SK11932003A3; ZA200306917B; EA005124B1; NO20034506D0; US6830332B2; EA200301112A1; AU2002312771B2; KR20040043117A; MXPA03009309A; JP2008246225A; CA2441766C; CN1502057A; WO2002084381A2; EE200300496A; EP1402308A2

Abstract

Un lente oftálmico que comprende una parte difractiva y una parte refractiva, caracterizado porque la parte refractiva comprende una superficie aesférica que compensa un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo; y la parte difractiva es un perfil de superficie difractiva que consiste de un número de anillos concéntricos con una altura de perfil que es igual a un número entero de la longitud de onda de diseño, siendo capaz dicha parte difractiva de compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo, contribuyendo juntas dichas partes refractiva y difractiva a una potencia requerida del lente.

Description

Lente oftálmico.

Campo técnico de la invención

La presente invención se relaciona con un lente oftálmico que comprende una parte difractiva.

Además se relaciona con un método para diseñar dichos lentes oftálmicos.

Antecedentes de la invención

Un frente de onda que pasa por el ojo será influenciado por las partes ópticas del ojo de tal forma que por ejemplo se aporta aberración cromática al frente de onda. La razón es que los índices refractivos de los materiales en las partes ópticas del ojo difieren para diferentes longitudes de onda.

Así la luz que tiene diferentes longitudes de onda será refractada en una cantidad diferente y caerá sobre la retina en lugares diferentes, esto es, diferentes colores no pueden ser enfocados en el mismo punto. Esto se llama aberración cromática.

Recientemente ha habido mucho interés en la corrección de las aberraciones monocromáticas del ojo. Ha sido revelado que cuando todas las aberraciones monocromáticas son corregidas en el sistema visual humano, sirve para desenmascarar la aberración cromática del ojo. Por lo tanto, con el fin de optimizar la calidad óptica del ojo, es necesario corregir una combinación de aberraciones monocromáticas y cromáticas. Puede configurarse un patrón difractivo para proveer un frente de onda que pasa con aberración cromática del signo opuesto que la aberración cromática del ojo. Así un patrón difractivo puede ser utilizado para corregir la aberración cromática introducida en un frente de onda a partir de las partes ópticas del ojo. Puede encontrarse algún fundamento teórico de la aberración cromática, por ejemplo, en el capitulo 17 en "Optics of the Human Eye" written by David A. Atchison and George Smith. Un antecedente teórico del patrón difractivo puede encontrarse en el artículo "Practical design of a bifocal hologram contact lens or intraocular lens", Allen L. Cohen, Applied Optics 31(19) (1992). Lentes oftálmicos, los cuales sobre por lo menos una superficie comprenden un patrón difractivo para corregir la aberración cromática son conocidos a partir de por ejemplo US 5,895,422, US 5,117,306 y US 5895422. Estos lentes, sin embargo, no compensan otras aberraciones producidas por las superficies del ojo. La EP-0470811 describe lentes bifocales con reducción de la aberración cromática en el foco de orden cero con referencia a la visión lejana que es alcanzada con un patrón difractivo diseñado con una altura de pasos ópticos de tres mitades de una longitud de onda diseñada. La US 6,070,980 describe un lente para gafas que incluye una estructura difractiva para corregir la aberración cromática. Sin embargo, también estos documentos no revelan lentes intraoculares que juntos puedan corregir la aberración cromática y otras aberraciones, tales como aberraciones esféricas a partir de la superficie del ojo. En SE 0000614-4, se diseñan lentes aesféricos para compensar la aberración esférica. En algunas aplicaciones estos lentes proveerán al ojo con un incremento en aberración cromática. Hay por lo tanto una necesidad de un lente oftálmico para corregir errores refractivos que también puedan corregir aberraciones monocromáticas y cromáticas.

Descripción de la invención

Un objetivo de la presente invención es mejorar la calidad visual de un paciente.

Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un lente oftálmico que corrija la aberración cromática y por lo menos un tipo de aberración monocromática.

Un objetivo adicional de la presente invención es suministrar un lente oftálmico, que corrija tanto la aberración cromática como la aberración esférica.

Aún un objetivo adicional de la invención es corregir la aberración esférica según es expresada por el término 11º de Zernike normalizado.

Un objeto aún adicional es proporcionar un lente aesférico capaz de corregir la aberración esférica que tiene una parte difractiva que añade potencia refractiva al lente y proporciona compensación para la aberración cromática introducida por las superficies ópticas del ojo y por las superficie aesférica del lente. En este texto el término aesférico se referirá a superficies rotacionalmente simétricas, asimétricas y/o irregulares, esto es, todas las superficies que difieren de una esfera.

Estos objetivos son alcanzados mediante un lente oftálmico como se describió inicialmente en "campo técnico de la invención" el cual de acuerdo con la invención comprende adicionalmente una parte refractiva que comprende al menos una superficie, la cual es configurada para compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente para por lo menos un tipo de aberración monocromática introducida por por lo menos una de las partes ópticas del ojo. La parte difractiva es de acuerdo con la invención capaz de compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto la aberración cromática introducida por lo menos una de las partes ópticas del ojo. Dichas partes refractiva y difractiva contribuyen juntas a una potencia requerida del lente. En este texto "las partes ópticas del ojo" se refieren a las partes del ojo que contribuyen a la refracción de la luz entrante. La córnea del ojo y el lente natural o uno implantado son partes ópticas del ojo. Pero también las inhomogeneidades, por ejemplo en el vítreo se consideran como partes ópticas del ojo. Un elemento óptico que combine tanto la óptica difractiva como la refractiva se denomina un elemento híbrido. La aberración monocromática podría ser por ejemplo astigmatismo, coma, aberración esférica, términos triples, cuádruples o mayores de aberración.

Mediante lo presente se obtiene un lente óptico que es capaz de compensar por lo menos un tipo de aberración monocromática y aberración cromática introducida por las partes ópticas del ojo a un frente de onda que pasa.

Preferiblemente la parte difractiva también es capaz de compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática introducida por la parte refractiva del lente.

En una realización de la invención la aberración monocromática corregida es la aberración esférica.

La aberración cromática longitudinal del ojo es muy bien entendida y se ha demostrado que tiene valores muy similares de sujeto a sujeto (Thibos et. al., "The chromatic eye: a new reduced eye model of ocular chromatic aberration in humans", Applied Optic, 31, 3594-3600, (1992)). También se ha demostrado que es estable con la edad (Mordi et. al., "Influence of age on chromatic aberration of the human eye", Amer. J. Optom. Physiol. Opt., 62, 864-869 (1985)). Por la presente, podría diseñarse un lente oftálmico para corregir la aberración cromática promedio del ojo.

Las superficies difractivas pueden ser caracterizadas por sus así llamadas funciones de fase. Esta función de fase describe la fase adicional que es añadida a un rayo cuando pasa a través de la superficie difractiva. Esta fase adicional es dependiente del radio del lente donde el rayo golpea la superficie. Para superficies difractivas radialmente simétricas esta función puede ser descrita utilizando la Ecuación 1.

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Donde r es la coordinada radial, \lambda la longitud de onda y DF0, DF1 etc. son los coeficientes del polinomial.

La parte difractiva del lente también puede introducir alguna aberración esférica a un frente de onda que pasa. Preferiblemente, de acuerdo con la presente invención, la parte refractiva se hace de manera que sea capaz de compensar un frente de onda que pasa en cuanto a la aberración esférica introducida por la parte difractiva del lente. Por la presente, la aberración esférica podría ser reducida a un mínimo después de que el frente de onda haya pasado las partes ópticas del ojo y dicho lente.

Para compensar la aberración esférica, una superficie aesférica con una altura lateral descrita según la Ecuación 2, podría ser introducida a la parte refractiva del lente. Una superficie aesférica puede ser configurada para contrarrestar la aberración esférica introducida por las partes ópticas del ojo y por la parte difractiva del lente. Todas las partes ópticas del ojo no necesariamente tienen que ser consideradas. En una realización es suficiente medir la aberración esférica introducida por la córnea del ojo y compensar solamente la aberración esférica generada por la córnea y opcionalmente también la aberración esférica introducida por la parte difractiva del lente. Por ejemplo podrían usarse términos de Zernike para describir las superficies ópticas del ojo y así ser usadas para configurar la superficie aesférica del lente, la cual se adapta para compensar la aberración esférica. La Tabla 1 muestra los primeros 15 términos normalizados de Zernike y las aberraciones que cada término significa. La aberración esférica es el término 11^{th} normalizado de Zernike. El diseño de un lente que está adaptado para compensar las aberraciones según se expresa en términos de Zernike se explica en mayor detalle en la solicitud de Patente Sueca SE0000614-4 a la cual se hace
referencia.

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Donde R es la coordinada radial del lente, cc es la constante cónica y AD y AE son coeficientes de la extensión polinomial.

TABLA 1

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La aberración esférica del lente es influenciada por el factor de forma del lente. La aberración esférica de un lente refractivo esférico puede ser minimizada por un lente convexo-plano (Atchison D.A., "Optical Design of Intraocular lenses. I: On-axis Performance", Optometry and Vision Science, 66 (8), 492-506, (1989)). En la presente invención, la cantidad de corrección de la aberración esférica depende del factor de forma del lente. También es posible usar un patrón difractivo que sea capaz de corregir la aberración esférica así como la aberración cromática. Esto puede hacerse modificando los órdenes más altos de la función de fase del perfil difractivo (órdenes inferiores, o términos en r^{2} (Ecuación 1) que describe las propiedades paraxiales del lente).

Otros tipos de aberraciones monocromáticas también pueden ser corregidas mediante superficies refractivas aesféricas. La forma de la superficie se hace más compleja cuanto más alto es el orden de la aberración que es corregida. Para compensar una aberración general con una superficie aesférica, la altura lateral podría ser descrita por la Ecuación 3, aunque también otras descripciones son posibles.

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Donde asi son los coeficientes del polinomial.

Preferiblemente el lente oftálmico junto con el ojo proporciona una calidad de imagen policromática, la cual cuando se expresa como MTF (50) (Función de transferencia de Modulación a 50 ciclos por milímetro) lleva a cabo por lo menos aproximadamente 40% más alto que una compensación de lente aesférico para la misma aberración esférica que el lente de la invención pero sin compensar la aberración cromática. Un valor alto de la calidad de la imagen policromática indica que la cantidad de aberración cromática es pequeña y también que la cantidad de aberraciones monocromáticas es pequeña.

El lente puede corregir las aberraciones esféricas y las aberraciones cromáticas según se define en un ojo modelo. La aberración esférica del ojo puede variar entre 0 y 1.5 dioptrías, mientras que la aberración cromática típicamente va hasta 2.5 dioptrías ("Optics of the Human Eye" escrito por David A. Atchison y George Smith).

De forma adecuada, la parte difractiva es un perfil de superficie difractiva. Tal perfil de superficie difractiva consiste de un número de anillos concéntricos. Las distancias entre los anillos van disminuyendo desde el centro del lente. El área entre dos anillos se llama una zona. La anchura de la primera zona es una constante que define las anchuras de todas las demás zonas. Para más antecedentes técnicos véase el artículo de Allen L. Cohen referido en la página 1 de esta solicitud.

En una realización, la altura del perfil es igual a una longitud de onda de diseño. Frecuentemente se usa 550 nm como la longitud de onda de diseño puesto que esta es la longitud de onda para la cual la retina tiene su máxima sensibilidad. Cuando la altura de perfil es igual a una longitud de onda de diseño el lente tendrá su máximo efecto en su primer orden. La altura de perfil es, en otra realización, igual a dos longitudes de onda de diseño y entonces el lente tendrá su máximo efecto en su segundo orden. Véase por ejemplo el artículo ya mencionado de Allen L. Cohen y las patentes de los Estados Unidos US 5,895,422, US 5,117,306, US 5,895,422. La altura de perfil podría ser un número entero de cualquier longitud de onda de diseño.

En una realización de la invención la superficie anterior del lente es una superficie aesférica sobre la cual se sobrepone un perfil difractivo. En otra realización de la invención la superficie anterior del lente es una superficie aesférica y la superficie posterior del lente es plana y tiene un perfil difractivo. También son posibles otras combinaciones. Por ejemplo un perfil difractivo podría ser suministrado tanto en la superficie anterior como en la posterior. Tanto la superficie anterior como la posterior podrían ser aesféricas. La persona experta podrá rápidamente identificar configuraciones de lente alternativas que serian adecuadas para diseñar los lentes de la invención para la reducción de la aberración cromática y monocromática.

Los objetivos son también alcanzados por un método como se describió inicialmente que comprende combinar una parte refractiva y una parte difractiva del lente de tal manera que ellos juntos compensan un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente para por lo menos un tipo de aberración monocromática y para la aberración cromática introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo, mientras que dimensiona dichas partes refractiva y difractiva para proveer al lente con una potencia requerida.

En una realización el método comprende adicionalmente la medición de por lo menos un tipo de aberración monocromática generada para un frente de onda desde por lo menos una de las partes ópticas de un ojo y combinando las partes refractiva y difractiva del lente de forma tal que compensan por lo menos parcialmente la aberración monocromática medida.

En una realización de la invención la aberración monocromática medida es aberración esférica.

La aberración esférica del ojo completo podría ser medida utilizando un sensor de frente de onda. Si solamente se considera la córnea, podrían utilizarse métodos de medición topográfica bien conocidos. Tales métodos topográficos son revelados por ejemplo en "Corneal wave aberration from videokerafography", Antonio Guirao and Pablo Artal, J. Opt. Soc. AM. Opt. Image Sci. Vis., Jun, 17(6), 955-965, (2000). Un sensor de frente de onda se describe en la patente de los US No 5,777,719 (Williams et. al.).

De forma adecuada, el método comprende adicionalmente medir la aberración cromática provista a un frente de onda a partir de por lo menos una de las partes ópticas del ojo y combinando las partes refractiva y difractiva del lente de manera tal que compensen juntos un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática medida introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo. La aberración cromática del ojo podría ser medida utilizando métodos de vernier tales como los similares a los métodos delineados en Thibos et. al., "Theory and measurement of ocular chromatic aberration", Vision Res., 30, 33-49 (1990) and Marcos et. al, Vision Research, 39, 4309, (1999). Formas alterativas para medir la aberración cromática se describen en un libro de texto "Optics of the Human Eye" by David A. Atchison and George Smith, Publisher by Butterworth-Helnemann, ISBN 0-7506-3775-7.

Preferiblemente, el método comprende adicionalmente la medición del error refractivo del ojo y el dimensionamiento de las partes refractiva y difractiva del lente de tal manera que juntos compensen por lo menos parcialmente el error refractivo del ojo.

Con este método para diseñar lentes oftálmicos la aberración cromática, la aberración esférica y el error refractivo del ojo, podrían todos ser considerados y compensados. El lente es diseñado con una parte refractiva y una parte difractiva y las cuales son combinadas, de tal manera que juntas compensen un frente de onda que pasa en cuanto a estas aberraciones introducidas por las partes ópticas del ojo.

Las correcciones de aberración podrían ser todas de correcciones parciales. Adicionalmente todas las correcciones podrían estar basadas en aberraciones de una o más partes del ojo. Las correcciones también podrían estar basadas bien en un valor promedio de una cierta población o en los valores medidos de un paciente individual o en una combinación de un valor promedio y mediciones individuales. La cierta población podría ser un grupo de personas en un intervalo específico de edad o por ejemplo un grupo de personas que tienen una enfermedad ocular o una cirugía de la córnea. Para la aberración cromática los valores son prácticamente los mismos para todos los humanos de manera que es posible tomar un valor promedio de todas las clases de personas y corregirlos en cuanto a la aberración cromática en el lente. Desde luego es posible hacer lo mismo para la aberración esférica pero en este caso se preferiría escoger un grupo de personas o en todo caso medir la aberración esférica para cada individuo puesto que la aberración esférica diferirá más de ojo a ojo que la aberración cromática.

El lente oftálmico podría ser configurado para ser un lente intraocular fáquico o seudofáquico (IOL), un lente para gafas o un lente de contacto. En los ejemplos descritos más abajo los lentes son IOLs seudofáquicos. El material usado en los lentes del ejemplo descritos más abajo es un material de silicona plegable con alto índice de refracción descrito en US 5,444,106. Sin embargo otros materiales también son posibles para estos lentes, por ejemplo, el PMMA (poli-metil metacrilato) y los y hidrogeles son materiales adecuados. Los lentes del ejemplo tienen una potencia de 20D. Sin embargo, los lentes podrían ser diseñados para tener cualquier otra potencia adecuada. También son posibles lentes negativos.

Un método para diseñar el lente oftálmico descrito más arriba comprende las etapas de:

i) Seleccionar un modelo de ojo con un lente oftálmico aesférico refractivo de una potencia refractiva predeterminada y una cantidad predeterminada de por lo menos una aberración monocromática.

ii) Estimar la potencia de dicho modelo de ojo a diferentes longitudes de onda, de manera que se determine la aberración cromática del modelo de ojo.

iii) Estimar una función de corrección de como la potencia varia con la longitud de onda para ser una compensación ideal para dicha aberración cromática del modelo de ojo;

iv) Encontrar una función lineal de como la potencia varia con la longitud de onda, la cual adecuadamente se aproxima a dicha función de corrección;

v) Calcular una anchura de zona provisional de un perfil difractivo que corresponde a esta función lineal y calcular también la potencia difractiva de este perfil difractivo.

vi) Reducir el poder refractivo del lente oftálmico refractivo por la cantidad de potencia calculada para el perfil difractivo;

vii) Estimar una nueva función de corrección de la etapa iii), encontrando una nueva función lineal de la etapa iv) y calcular una nueva anchura de zona provisional y una nueva potencia difractiva para un nuevo perfil difractivo que corresponda con esta nueva función lineal;

viii) Ajustar la potencia refractiva del lente oftálmico refractivo de tal manera que la potencia total de un lente híbrido, el cual comprende tanto el lente oftálmico refractivo como el perfil difractivo y que está adaptado para remplazar el lente oftálmico refractivo en el modelo de ojo, es igual a la potencia predeterminada.

Repetir las etapas vii a viii) hasta que se encuentre una combinación adecuada de una parte refractiva y otra difractiva del lente oftálmico híbrido que provean al ojo modelo tanto con una potencia predeterminada como con una reducción adecuada en la aberración cromática.

De forma adecuada este método comprende como última etapa medir la aberración monocromática de la combinación del ojo y el lente oftálmico híbrido del método anterior y corregir la parte refractiva del lente oftálmico de acuerdo con las mediciones de forma tal que la aberración monocromática es reducida de forma suficiente para la combinación de ojo y lente oftálmico.

Un ejemplo de un modelo de ojo que puede ser utilizado es el modelo de ojo de Navarro pero otros modelos también son posibles. El modelo de ojo también puede ser un ojo individual de un paciente individual.

En una realización de por lo menos una aberración monocromática del lente oftálmico refractivo es aberración esférica.

Hay diferentes posibilidades para el diseño de lentes de acuerdo con la invención. Una posibilidad es hacer cada lente para cada individuo. Entonces la aberración cromática, la aberración esférica y el error refractivo del ojo del paciente se miden y se diseña un lente a partir de estos valores de acuerdo con el método anteriormente descrito. Otra posibilidad es utilizar valores promedio de categorías seleccionadas de personas para diseñar lentes adaptados para satisfacer casi a todas las personas que pertenezcan a esta categoría. Seria entonces posible diseñar lentes que tengan diferentes potencias pero proveyendo la misma reducción de aberración esférica y cromática a pacientes dentro de estos grupos de personas. Los grupos de personas podrían por ejemplo ser grupos de edad o grupos de personas que hayan tenido enfermedades oculares específicas o un grupo de personas que hayan tenido una cirugía de la córnea. Además seria posible proveer un juego de lentes que tenga un valor promedio de aberración cromática y un rango de diferentes valores de aberración esférica para cada potencia. Esto podría ser preferido puesto que la aberración cromática es prácticamente la misma en la mayoría de los ojos humanos. Por la presente sería necesario medir el error refractivo y la aberración esférica de cada ojo individual y luego escoger un lente de este juego de lentes para cumplir con estas mediciones.

Los siguientes ejemplos se dan únicamente como ejemplos y no pretenden ser limitantes para la invención de manera alguna.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama de la relación entre potencia refractiva y longitud de onda para un modelo de ojo y para un lente difractivo.

La figura 2 muestra la función de transferencia de modulación policromática para un lente híbrido refractivo/difrac-
tivo y otros dos lentes.

La figura 3 muestra la distribución de luz entre los diferentes ordenes difractivos para un lente difractivo con una altura de perfil de 2 longitudes de onda de diseño. También se muestra en esta gráfica la sensibilidad espectral del
ojo.

La figura 4 muestra la función de transferencia de modulación policromática incluyendo los primero y tercer ordenes para el lente de la figura 3 y para otros dos lentes no difractivos.

Descripción detallada de las realizaciones

Se describen dos ejemplos de un lente intraocular (IOL) que corrige la aberración esférica y la aberración cromática de un ojo seudofáquico. Ambos ejemplos utilizan una superficie de lente aesférica para corregir la aberración esférica y un perfil de superficie difractivo para corregir aberración cromática. La superficie del lente aesférico corrige la aberración esférica de las superficies oculares, así como la aberración esférica inducida por el perfil difractivo del lente.

El ejemplo 2 tiene un perfil difractivo de superficie extendido. Este tipo de lente es llamado frecuentemente un lente de super-zona difractiva y tales lentes están descritos en J.C. Marron et. al., "Higher-Order Kinoforms", Computer and optically formed holographic optics, Cindrich, et. al., editor, Proc. SPIE 1211, 62-66 (1990).

La configuración de los IOL del ejemplo es descrita en detalle más abajo, con base en un modelo de ojo tomado de la literatura (Navarro et, al, "Accommodation dependent model of the human eye with aspherics" JOSA A, 2 (8), 1273-1281,(1985)) y con base en los datos de un material de silicona. La evaluación óptica se hace por trazado de rayos utilizando el programa de diseño óptico OSLO (Lambda Research Corporation, Littleton, MA, USA,).

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Ejemplo 1

Teoría antecedente

Tanto la córnea como el lente intraocular refractivo (IOL) tienen una aberración cromática positiva, lo que significa que la longitud focal se incrementa con longitudes de ondas más largas. Un perfil difractivo tiene una aberración cromática negativa. El perfil consiste de un cierto número de anillos (zonas). Para un lente difractivo que trabaja en el 1º orden de difracción, la potencia del lente puede ser definida por:

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Donde P es la potencia del lente \lambda es la longitud de onda de diseño (m) y w es la mitad de la anchura (radio) de la primera zona.

La aberración cromática (Ca) puede ser descrita como:

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La potencia del lente difractivo está linealmente relacionada con la longitud de onda. La relación entre la potencia del lente refractivo y la longitud de onda, en sistemas refractivos, es en general no lineal. Esto se muestra en la figura 1 donde se ilustra la relación entre la potencia refractiva y la longitud de onda para un modelo de ojo y para un lente difractivo. El modelo de ojo tiene una relación no lineal y el lente difractivo tiene una relación lineal. También se muestra una curva, representativa de una corrección ideal. Por lo tanto no puede hacerse una corrección perfecta con un lente difractivo. No obstante, con una corrección lineal, el rendimiento óptico puede ser mejorado
grandemente.

Cuando el modelo de ojo de Navarro (1985) es el usado, junto con una lente intraocular refractivo de silicona de 20 dioptrías en vez del lente natural, la aberración cromática puede ser estimada calculando la potencia del modelo de ojo a diferentes longitudes de onda. El resultado será una gráfica similar a la Figura 1. Con el fin de determinar como el lente difractivo debe comportarse, se hace un ajuste lineal a través de la curva de la corrección ideal. El resultado es:

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P = potencia [1/m]

\lambda = longitud de onda [m].

Esto da la relación entre la potencia IOL refractiva y difractiva de un lente de corrección cromático:

Para un modelo de ojo con IOL refractivo:

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De manera que:

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P_{d}= potencia difractiva IOL.

Puesto que la potencia difractiva IOL es 9.24 dioptrías, la potencia IOL refractiva tiene que ser reducida en una misma cantidad. Al reducir la potencia refractiva IOL se reducirá la aberración cromática del modelo de ojo también. En la práctica, tiene que encontrarse el equilibrio entre la potencia refractiva y difractiva IOL mediante un proceso de diseño iterativo, donde la potencia IOL difractiva llegará a un valor situado entre 0 y 9.24 dioptrías.

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Descripción del lente

El lente del ejemplo está hecho de un material de silicona. Su forma es equibiconvexa. La superficie anterior del lente comprende un lente refractivo aesférico sobre el cual se superpone un perfil difractivo. El perfil difractivo cubre el 41% (8.25D) de la potencia del lente, mientras que el lente refractivo aesférico cubre el 59% restante (11.75D). La anchura de la primera zona es 0.365 mm, y hay 67 anillos necesarios para completar una óptica IOL completa de 6.0 mm. En la periferia del lente, los anillos difractivos están separados 22 micrones uno de otro.

El IOL es optimizado para el modelo de ojo de Navarro (1985). El modelo de ojo de Navarro tiene una córnea aesférica e incluye dispersión para el medio ocular. La información de superficie para el modelo de ojo y el lente se da en la Tabla 2. El lente diseñado es dependiente del modelo de ojo escogido. Debe notarse que es posible diseñar lentes utilizando otros modelos de ojo de datos fisiológicos reales de pacientes.

TABLA 2

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Comportamiento del lente

Se usaron 4 longitudes de onda discretas para evaluar el modelo de ojo incluyendo el IOL refractivo/difractivo. El punto focal es definido como el punto donde el MTF policromático (función de transferencia de modulación) tiene su máximo a 50 ciclos/mm. El MTF policromático es determinado por el promedio ponderado de los 4 MTF's en las 4 longitudes de onda usadas. La ponderación de las longitudes de onda fue hecha utilizando la luminancia estándar del ojo bajo condiciones de luz fotópica, la cual representa la sensibilidad relativa de la retina a las diferentes longitudes de onda.

La longitud focal posterior real (ABFL) para las 4 longitudes de onda diferentes indica la presencia de una diferencia cromática en foco y por definición la cantidad de aberración cromática longitudinal. Los cálculos se llevan a cabo a una apertura de 5.0 mm con el fin de maximizar las diferencias. A partir de estas cifras, mostradas en la tabla 3, ya puede concluirse que la aberración esférica es eliminada virtualmente, lo cual se indica por el rendimiento limitado cercano a la difracción. El IOL es optimizado en cuanto a la aberración cromática, pero queda algo aún, como se esperaba ya teóricamente.

Las cifras en la tabla 4, para un diseño refractivo aesférico correspondiente, sin corrección cromática, muestran que en efecto a cada longitud de onda, la aberración esférica es bien corregida con respecto al MTF (50) para el IOL refractivo esférico y el MTF alcanza el límite de difracción. Los puntos focales de las diferentes longitudes de onda no trabajan bien juntos, de manera que el MTF policromático es más bajo que el encontrado para el IOL difractivo/refractivo.

Los lentes esféricos, que son ahora práctica corriente, dan valores muchos más bajos. Las cifras correspondientes a estos lentes se muestran en la tabla 5.

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TABLA 3

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TABLA 4

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TABLA 5

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Las funciones de transferencia de modulación policromática para estos tres lentes se muestran en la Figura 2, junto con el límite de difracción.

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Ejemplo 2

Teoría Antecedente

Si un lente, que tiene menos anillos y así distancias más grandes entre los anillos es preferido, por ejemplo para por razones de manufactura, podría usarse a una diferente altura de paso para el perfil difractivo. Un lente difractivo que está en el mercado, el CeeOn^{TM} 811E, Pharmacia tiene una parte difractiva 4D, una anchura de zona de 0.5 mm y 32 anillos.

Un lente difractivo de 8.25D con los mismos espaciados entre los anillos y el 811E existente puede lograrse duplicando la altura de paso de los anillos. Con una altura de paso doble, el lente difractivo tendrá un salto de fase de dos \lambda, y por lo tanto da su máxima eficiencia en su segundo orden. Para un lente de 8.25D, la anchura de zona será 0.516 mm mientras que se requerirán 33 anillos para una óptica de 6 mm. La distancia mínima entre los anillos (periferia) es 45 micrones.

El lente del ejemplo está hecho de un material de silicona. Su forma es convexo-plano. La superficie anterior del lente es aesférica. La superficie posterior plana tiene un perfil difractivo con un salto de fase de 2. La distribución de luz entre los diferentes órdenes difractivos se da en la figura 3. A partir de esta gráfica vemos que solamente los ordenes 1 a 3 son relevantes en el rango de luz visible. También vemos que hay algún comportamiento bifocal a 475 nm, pero el ojo es muy insensible a la luz a esta longitud de onda (como se indica por la sensibilidad espectral del ojo, también mostrada en la figura 3).

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Descripción de los lentes

Como en el ejemplo 1, el perfil difractivo abarca el 41% (8.25D) de la potencia del lente, mientras que el lente aesférico refractivo lo hace con el 59% restante (11.75D).

El IOL es utilizado para el modelo de ojo Navarro (1985). El modelo de ojo de Navarro tiene una córnea aesférica e incluye dispersión para el medio ocular. La información de superficie para el modelo de ojo y el lente se da en la tabla 6.

TABLA 6

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Comportamiento del lente

Usando las mismas longitudes de onda que en el ejemplo 1 e ignorando los cambios en la eficiencia del lente difractivo, la modulación policromática a 50 c/mm es 0.81 (límite igual 0.90), el cual es similar al lente en el ejemplo 1. Si también se incluye en el primero y tercer ordenes del lente difractivo en el cálculo, teniendo en cuenta sus correspondientes eficiencias, la modulación policromática a 50 c/mm es 0.79.

El MTF policromático incluyendo el primero y tercer ordenes para los diferentes lentes se muestra en la Figura 4.

Claims

1. Un lente oftálmico que comprende una parte difractiva y una parte refractiva, caracterizado porque la parte refractiva comprende una superficie aesférica que compensa un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo; y la parte difractiva es un perfil de superficie difractiva que consiste de un número de anillos concéntricos con una altura de perfil que es igual a un número entero de la longitud de onda de diseño, siendo capaz dicha parte difractiva de compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo, contribuyendo juntas dichas partes refractiva y difractiva a una potencia requerida del lente.

2. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la parte difractiva tiene una anchura de zona y una potencia difractiva correspondiente que es una función lineal de la longitud de onda y cuya función lineal es una aproximación de una función de corrección ideal para compensar la aberración cromática, donde dicha función de corrección ideal es obtenida a partir de la determinación de la variación de potencia del lente con la longitud de onda en un modelo de ojo.

3. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 1, donde la parte difractiva también es capaz de compensar un frente de onda que pasa por lo menos en cuanto a la aberración cromática introducida por la parte refractiva del lente.

4. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 1, donde la parte refractiva también es capaz de compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente para al menos un tipo de aberración monocromática introducida por la parte difractiva del lente.

5. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicho lente está diseñado para compensar por lo menos parcialmente los valores de aberraciones monocromáticas y cromáticas medidas en el ojo de un paciente individual.

6. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde dicho lente está diseñado para compensar por lo menos parcialmente un valor promedio de una aberración monocromática y/o cromática determinada por mediciones de un grupo de personas.

7. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha parte refractiva comprende por lo menos una superficie, la cual está configurada para compensar un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo y opcionalmente también por la parte difractiva del lente.

8. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 8, donde dicha superficie aesférica es capaz de compensar por lo menos parcialmente la aberración esférica expresada por el término de Zernike normalizado 11^{th}.

9. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el lente junto con el ojo proporciona una calidad de imagen policromática, la cual cuando se expresa como MTF (50) (función de transferencia de modulación a 50 ciclos por milímetro) ejecuta por lo menos aproximadamente 40% más que un lente aesférico que compensa la misma aberración esférica que el lente de la invención pero sin compensar la aberración cromática.

10. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 11, donde la altura del perfil de superficie difractivo es una longitud de onda de diseño.

11. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la superficie anterior es una superficie aesférica, sobre la cual se superpone un perfil difractivo.

12. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 1, donde la anchura radial de la primera zona del perfil difractivo es 0.365 mm para un lente 20D.

13. Un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 10, donde la altura del perfil de superficie difractiva es 2 longitudes de onda de diseño.

14. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes excepto la reivindicación 11, donde la superficie anterior del lente es una superficie aesférica y la superficie posterior del lente es plano y tiene un perfil difractivo.

15. Un lente oftálmico de acuerdo con las reivindicaciones 13 y 14, donde la anchura radial de la primera zona del perfil difractivo es 0.516 mm para un lente 20D.

16. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes excepto la reivindicación 11, donde la forma del lente es equi-biconvexa.

17. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, donde la forma del lente es convexo-plano.

18. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el material del lente es una silicona.

19. Un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-17, donde el material del lente es PMMA o un hidrogel.

20. Un método para diseñar un lente oftálmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-19, que comprende combinar una parte refractiva aesférica y una parte difractiva del lente de tal manera que juntas compensan un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica y la aberración cromática introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo, mientras que se dimensionan dichas partes refractiva y difractiva para proveer al lente con una potencia requerida.

21. Un método para diseñar un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende adicionalmente las etapas de:

- Medir la aberración esférica proporcionada a un frente de onda desde por lo menos una de las partes ópticas de un ojo;

- Combinar la parte refractiva y la parte difractiva del lente de tal manera que juntas compensen un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo.

22. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-21, que comprende medir la aberración cromática proporcionada a un frente de onda desde por lo menos una de las partes ópticas del ojo y combinando las partes refractiva y difractiva del lente de tal manera que juntas compensen un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo.

23. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-22, que comprende combinar la parte refractiva y difractiva del lente de tal manera que juntas compensen un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a una aberración cromática promedio de los ojos humanos en general o de los ojos en un grupo especifico de personas.

24. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende combinar la parte refractiva y difractiva del lente de tal manera que juntas compensen un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a una aberración monocromática promedio de los ojos en general o de los ojos en un grupo especifico de personas.

25. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-24, que comprende combinar la parte refractiva y difractiva del lente de tal manera que la parte difractiva compense un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración cromática introducida por la parte refractiva del lente.

26. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-25, que comprende combinar la parte refractiva y difractiva del lente de tal manera que la parte refractiva compense un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración monocromática introducida por la parte difractiva del lente.

27. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-26, que comprende medir el error refractivo del ojo y dimensionar las partes refractiva y difractiva del lente de tal manera que ellas juntas compensen por lo menos parcialmente el error refractivo del ojo.

28. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-27, que comprende proveer la parte refractiva con una superficie aesférica la cual compensa un frente de onda que pasa por lo menos parcialmente en cuanto a la aberración esférica introducida por al menos una de las partes ópticas del ojo y opcionalmente también por la parte difractiva del lente.

29. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-28, que comprende proveer la parte refractiva con una superficie aesférica, la cual está adaptada para compensar por lo menos parcialmente la aberración esférica según se expresa por el término normalizado de Zernike 11º.

30. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-29, que comprende proveer los lentes con un perfil de superficie difractiva.

31. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, que comprende proveer el perfil de superficie difractiva con un número de anillos concéntricos.

32. Un método de acuerdo con la reivindicación 31, que comprende proveer el perfil de superficie difractiva con una altura de perfil que es igual a un número entero de la longitud de onda de diseño.

33. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20-32, que comprende proveer la superficie anterior del lente con un lente refractivo aesférico y superponer un perfil difractivo encima de él.

34. Un método para diseñar un lente oftálmico de acuerdo con la reivindicación 20 caracterizado por las etapas de:

i) Seleccionar un modelo de ojo con un lente oftálmico aesférico refractivo de una potencia refractiva predeterminada y una cantidad predeterminada de por lo menos una aberración monocromática;

ii) Estimar el poder de dicho modelo de ojo a diferentes longitudes de onda, de manera que se determine la aberración cromática del modelo de ojo;

iii) Estimar una función de corrección de como la potencia varia con la longitud de onda para ser una compensación ideal para dicha aberración cromática del modelo de ojo.

iv) Encontrar una función lineal de como la potencia varia con la longitud de onda, la cual se aproxima adecuadamente a dicha función de corrección;

v) Calcular una zona provisional de un perfil difractivo correspondiente con esta función lineal y también calcular la potencia difractiva de este perfil difractivo;

vi) Reducir la potencia refractiva del lente oftálmico refractivo por la cantidad de potencia calculada para el perfil difractivo;

vii) Estimar una nueva función de corrección de la etapa iii), encontrar una nueva función lineal de la etapa iv) y calcular una nueva anchura de zona provisional y una nueva potencia difractiva para un nuevo perfil difractivo correspondiente a esta nueva función lineal;

viii) Ajustar la potencia refractiva del lente oftálmico refractivo de tal forma que la potencia total de un lente híbrido, que comprende tanto el lente oftálmico refractivo como el perfil difractivo y que está adaptada para remplazar un lente oftálmico refractivo en el modelo de ojo, es igual a la potencia predeterminada;

ix) Repetir la etapas vii) a viii) hasta que una combinación adecuada de una parte refractiva y difractiva del lente oftálmico híbrido se encuentre de manera tal que juntas provean al modelo de ojo con una potencia determinada y con una reducción adecuada en la aberración cromática.

35. Un método de acuerdo con la reivindicación 34, que comprende adicionalmente como una última etapa medir la aberración monocromática de la combinación del ojo y del lente oftálmico híbrido de la reivindicación 34 y corregir la parte refractiva del lente oftálmico de acuerdo con las mediciones de tal forma que la aberración monocromática sea reducida suficientemente para la combinación de ojo y lente oftálmico.

36. Un método de acuerdo con la reivindicación 34 ó 35, donde la por lo menos una aberración monocromática del lente oftálmico refractivo es aberración esférica.

37. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 34-36, donde el modelo de ojo usado es el modelo de ojo de Navarro (1985).

38. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 34-37, donde la altura de perfil del perfil difractivo es igual a un número entero de la longitud de onda de diseño.