ES2627291T3 - Lente intraocular asférica no prolata - Google Patents

Abstract

Una lente intraocular (120) que tiene una superficie frontal y una posterior, comprendiendo al menos una de las superficies frontal y posterior la superficie asférica no prolata con al menos dos regiones (400, 410), una región configurada para producir una aberración de rayos longitudinal de un signo diferente del de la otra región, caracterizada por que la superficie asférica no prolata se extiende desde un eje óptico de la lente a una posición (P) formando una de las regiones como una región central (400) para crear la aberración de rayos longitudinal positiva, y por que la superficie asférica no prolata se extiende por encima de la posición (P) formando la otra de las regiones como una región periférica (410) para crear la aberración de rayos longitudinal negativa.

Description

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DESCRIPCION

Lente intraocular asferica no prolata CAMPO DE LA INVENCION

Esta invencion se refiere a una lente intraocular y mas espedficamente a una lente intraocular perfeccionada. ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Las lentes intraoculares o IOL son utilizadas de manera rutinaria en la mayona de los casos de cio^a de cataratas para corregir la afaquia. Son llamadas las IOL de afaquia. Las IOL son utilizadas tambien en la cirugfa de refraccion para corregir errores de refraccion de los sujetos faquicos. Estas lentes son llamadas IOL faquicas o PIOL. Otro tipo de IOL es la IOL torica que incluye torix, es decir superficie con potencia de cilindro, sobre una de sus superficies. Mas recientemente se introdujo una optica multifocal y las lentes correspondientes son llamadas IOL multifocales o MIOL. El termino IOL es utilizado en referencia a todos los tipos anteriores de lentes intraoculares a lo largo de todo el texto siguiente.

El tamano medio de la pupila del ojo en condiciones normales de iluminacion fotopica es de alrededor de 3 mm de diametro y aumenta o se dilata a aproximadamente 5 mm de diametro o incluso mayor en condiciones de poca luz llamadas condiciones mesopicas. Los cambios en el tamano de la pupila contribuyen a la calidad de imagen del ojo - la calidad de imagen se reduce normalmente con la dilatacion de la pupila. Ademas del tamano de la pupila la descentralizacion de la lente (traslacion radial) o inclinacion (rotacion axial), denominadas conjuntamente desalineaciones, contribuyen significativamente a la calidad de la imagen tambien. Una potencia dioptrica de la lente intraocular es seleccionada para la implantacion para condiciones fotopicas, es decir el tamano medio de la pupila de aproximadamente 3 mm. Afortunadamente, con la tecnica quirurgica actual, la desalineacion comun de la lente no afecta practicamente a la calidad de la imagen hasta aproximadamente 4 mm de diametro de la pupila pero entonces se plantea un problema con dilatacion de la pupila por encima de 4 mm de diametro lo que ocurre normalmente con la disminucion de la luz.

La calidad final de la imagen retiniana en pacientes con IOL depende de las aberraciones del ojo. Incluso en la posicion perfectamente centrada de la IOL esferica, existe aun aberracion esferica. Burk en la Patente de los EE.UU N° 4.504.982 fue el primero que abordo este tipo de aberracion. Sugirio una lente asferica que tema una pluralidad de radios desde el vertice al borde con los radios aumentando generalmente lejos del vertice. Esta lente asferica elimina la mayor parte de las aberraciones esfericas ocurridas en la posicion centrada de la lente por el uso de los radios progresivamente mas largos hacia la zona exterior de la lente.

Entre las lentes asfericas, la IOL de Tecnis® fue una de las primeras IOL asferica comunmente utilizada que se basa en el principio anterior. Como se informo por J.T. Holliday, y col., “A New Intraocular Lens Designed to Reduce Spherical Aberration of Pseudophakic Eyes”, Journal of Refractive Surgery (Revista de Cirugfa de Refraccion) 2002, la IOL de Tecnis® se ha encontrado que mejora la sensibilidad de contraste visual en pupilas dilatadas.

La IOL Z9000 de Tecnis® fue disenada para corregir las aberraciones esfericas medias de la cornea presentes en la poblacion con cataratas y definida matematicamente como superficie elfptica prolata con asfericidad corneal Q = -0,26. Sin embargo, las lentes de tipo Tecnis® requieren generalmente un posicionamiento preciso en la bolsa capsular para proporcionar una calidad optica mejorada sobre una IOL esferica, vease "Prospective Randomized Trial of an Anterior Surface Modified Prolate Intraocular Lens”, Journal of Refractive Surgery (Revista de Cirugfa de Refraccion), Vol. 18, Nov/Dic de 2002. Las ligeras desalineaciones de la lente reducen en gran medida la efectividad de la lente con pupilas dilatadas.

Con el fin de gestionar en un cierto grado la sensibilidad de formacion de imagen a la desalineacion de la lente, se introdujo la lente AcrySof ® solamente con compensacion de aberracion esferica corneal parcial. Sin embargo, la inclinacion o descentralizacion ya sea con este tipo de lente o bien con la lente de tipo Tecnis® puede conducir a distorsiones significativas que seran peores que las que pueden haber sido mostradas por una lente esferica convencional.

La asferizacion descrita anteriormente fue expandida ademas en la Solicitud de los EE.UU N° 20060116764 donde la asferizacion fue incorporada al perfil base sobre el cual se superponen las rejillas de difraccion con el fin de mejorar el contraste de imagen sobre la lente con perfil de base esferica de la potencia equivalente. Con el fin de conseguir una mejora del contraste de imagen por la asferizacion del perfil de base, la zona de difraccion con el perfil de base asferico correspondiente, debe estar por encima de aproximadamente 4 mm de diametro ya que por debajo de aproximadamente 4 mm de diametro un perfil de base esferica incorpora solamente una pequena magnitud de aberraciones y proporciona asf un rendimiento cercano limitado por la difraccion para una lente monofocal asferica. Asf, la asferizacion del perfil de la superficie de la base como se ha descrito en la exposicion anterior, tiene sentido tecnicamente solo para una optica de difraccion de apertura completa que ocupa por encima de 4 mm de diametro donde se puede conseguir la mejora del contraste de imagen. Se mostrara en la descripcion de la invencion a continuacion que uno puede conseguir la mejora en contraste sobre el perfil de base esferico correspondiente incluso en caso de zona de difraccion de superficie parcial que

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ocupa por debajo de alrededor de 4 mm de diametro si tanto el perfil de base como la periferia de la superficie fuera de la zona de difraccion son asferizados o incluso si solamente la periferia de la superficie es asferizada correctamente.

La lente intraocular asferica libre de aberracion SoftPort® de Advanced Optics (AO) fue introducida tambien. La lente fue disenada de manera que la propia lente no tema aberracion esferica. Aunque reduda la sensibilidad a la desalineacion de la lente, su calidad de imagen cerca de la posicion de lente centrada no difena mucho de la ofrecida por la lente esferica convencional de potencia equivalente.

El diseno comun de las IOL asfericas que solamente se dirige a la aberracion esferica es su forma de superficie prolata, es decir la forma es tal que los radios aumentan generalmente lejos del vertice (vertice de superficie) como fue sugerido originalmente por Burk.

Se cree que la magnitud "rtpica" de la desalineacion de la IOL es menor de aproximadamente 1,0 mm de descentrado y menor de aproximadamente 10 grados de inclinacion, esta es asf denominada "condicion clfriica realista". Por lo tanto, un beneficio de las lentes de superficie prolata asferica que son disenadas para compensar solamente la aberracion asferica esta limitado debido a que la calidad de imagen de tales lentes puede reducirse por debajo de la calidad de imagen de la lente esferica de potencia equivalente dentro de la condicion clmica realista.

Lang y col., en el documento 7.381.221 introdujeron una lente oftalmica monofocal multizonal que esta disenada para ser menos sensible al descentrado de la lente. La lente propuesta esta disenada como una combinacion de zonas prolatas con diferentes asfericidades y potencias. La lente fue disenada para compensar algunos efectos de descentrado que dan como resultado un desplazamiento en la posicion de foco pero no se dirigen a una posible inclinacion de la lente o a una combinacion de inclinacion y descentrado que es mas comun clmicamente.

En el documento WO 2002/21194 A2 una lente multifocal con abertura inducida es como la descrita en el preambulo de la reivindicacion 1.

Asf, existe la necesidad de una mejor solucion para optica asferica que mantendna la superioridad de formacion de imagen sobre lente esferica convencional de la potencia equivalente dentro de la condicion clmica realista.

Con el fin de explicar la invencion tambien se proporciona la siguiente informacion antecedente.

Ha sido un enfoque comun describir aberraciones de lente asferica en terminos de aberraciones de frente de onda. El Error de Frente de onda puede ser representado matematicamente como la Descomposicion de Polinomios de Zernike

W(p,Q) = ^ (p,d), donde Z^ (p,d) son polinomios radiales de Zernike de orden n y frecuencia m y an,m son

Coeficientes de Zernike como la medida de aberraciones de frente de onda y comunmente denominadas "aberraciones". En esta Descomposicion de Polinomios de Zernike, las aberraciones de 2° orden son denominadas Aberraciones de Orden Bajo (LOA) que incluyen desenfoque y astigmatismo, y aberraciones por encima del 2° orden son denominadas Aberraciones de Orden Alto (HOA). Estas incluyen la aberracion esferica, coma, trifolio, etc.

Existe cierta idea equivocada acerca de las aberraciones de frente de onda cuando se aplican a la formacion de imagen ocular porque son abstracciones matematicas y no representan directamente distribucion de luz en la retina en una forma de diagrama de manchas. Su impacto sobre la calidad de imagen puede ser solamente medido a traves de su relacion con aberraciones de rayos que se refieren directamente a la distribucion de luz en la imagen de la retina.

El beneficio clave de las aberraciones de frente de onda reside en la capacidad de evaluar una contribucion relativa sobre la calidad optica por diferentes aberraciones de frente de onda. Esto es debido a que los polinomio radiales de Zernike son conjuntos de funciones normalizados ortogonales y sus coeficientes que son denominados "aberracion de frente de onda", pueden ser facilmente combinados en grupos por Rafz Media Cuadrada (RMS) por la formula

RMS2 =XKm)2 ■

Por ejemplo, uno puede combinar la Aberracion de Orden Bajo en RMSloa y aberraciones de orden alto en RMShoa con el fin de evaluar sus contribuciones relativas a la calidad optica. Las aberraciones de frente de onda de orden bajo son relacionadas con aberraciones de rayos tales como desenfoque y astigmatismo conjuntamente denominados error de refraccion que es corregible mediante ayudas opticas convencionales tales como gafas, lentes de contacto e IOL, pero las aberraciones de orden alto generalmente no lo son.

Con el fin de entender una relacion entre las aberraciones y la distribucion de luz en la retina, denominada opticamente diagrama de manchas, uno tiene que incluir aberraciones de rayos. La relacion entre las aberraciones de frente de onda y de rayos pueden encontrarse por ejemplo en James C Wyant, "Basic Wavefront Aberration Theory for Optical Metrology" ("Teona de Aberracion de Frente de onda Basica para Metrologfa Optica"), Applied Optics and Optical Engineering, volumen XI, Capftulo 1, 1992.

El error de frente de onda es definido normalmente en la Pupila de Entrada del sistema optico como W(x,y), donde x,y son coordenadas cartesianas de la pupila. Asumiendo que el error de frente de onda W(x,y) es relativamente pequeno y

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el angulo entre las frentes de ondas de referencia y con aberracion es tambien pequeno, fig. 2. Este angulo ax es

denominado aberracion angular de rayo y definido por la primera derivada del error de frente de onda a _ -dw(x,y) .

x ndx

La aberracion transversal Tx correspondiente y la aberracion longitudinal L del rayo son definidas tambien por la primera derivada de la aberracion frontal: t _ r a _-r dW(x’y); lo mismo para Ty como aberraciones de rayo

ndx

transversal a lo largo de las coordenadas x e y en la pupila. La relacion de la aberracion de rayo longitudinal y la

aberracion de rayo transversal

L

y L'.

Rw2 dW(x, y) ndx

vw

x

Se da como resultado la diferencia entre

Tx (x - Tx)

las distancias a los focos de rayo con aberracion y focos de rayo perfectos donde los focos son definidos como los puntos de intersecciones de estos rayos con el eje optico.

Asf, las aberraciones de frente de onda tienen el significado matematico abstracto de los coeficientes en la Descomposicion de Polinomios de Zernike pero en ciertas ordenes de aberraciones de frente de onda lo suficientemente bajos tales como desenfoque, astigmatismo, aberracion esferica y coma, se correlacionan por las ecuaciones anteriores con las aberraciones de rayo bajo los mismos nombres. Las aberraciones de rayos tienen significado ffsico de desplazamiento de energfa de luz y pueden ser interpretadas geometricamente por distribucion de rayos de luz en la retina. Esto permite describir la invencion en terminos geometricos que son mas perceptibles que los terminos matematicos abstractos de aberraciones de frente de onda.

En resumen, existen dos medidas de calidad de vision: (1) basadas en la pupila que son frentes de onda relacionados tales como aberraciones de frente de onda y RMS porque el frente de onda es definido en el plano de la pupila del ojo, y (2) basadas en plano de imagen tal como PSF (Funcion de Dispersion de Puntos), Relacion de Strehl y MtF relacionadas que son derivadas del diagrama de manchas en el plano de imagen, es decir una imagen del objeto puntual en la retina. La aberrometrfa utilizada para medir las aberraciones de ojo mide directamente el diagrama de manchas y deriva todas las demas medidas de esta.

Las medidas basadas en la pupila estan en buena relacion con la calidad de vision para pupila de 3 mm y menor porque las aberraciones son solamente una pequena fraccion de la longitud de onda. En esta condicion del ojo nominal el sistema limitado es casi de difraccion y su Relacion de Strehl es de 0,8 o mayor. En esta condicion existe una relacion lineal entre la Relacion de Strehl y (RMS2), es decir la medida basada en la pupila se relaciona linealmente con la medida basada en la pupila y uno puede utilizar cualquiera de ellas para el analisis de calidad de imagen.

Se ha mostrado que para pupilas mas grandes con aberraciones grandes, las medidas basadas en la pupila estan en una pobre correlacion con la calidad de vision y las medidas basadas en el plano de imagen son mucho mejores para utilizar en estas condiciones. En aberraciones muy grandes, el tamano del diagrama de manchas resulta un factor dominante. Asf, es mas apropiado utilizar el diagrama de manchas y las aberraciones de rayos correspondientes para el analisis de la calidad de imagen en desalineacion de pupila y lente grandes donde las aberraciones son significativas.

La aberracion de rayos mas simple de interpretar es la aberracion de rayos longitudinal como una caracterfstica de una sola dimension cuando la aberracion de rayo transversal (tangencial) es definida por la caracterfstica de dos dimensiones. Para el sistema opticamente centrado, la aberracion de rayos longitudinal es denominada tambien aberracion esferica longitudinal o LSA. Uno puede dividir la superfine de pupila o lente de entrada a lo largo, es decir del meridiano x, en las regiones. Cada region puede ser caracterizada por su propia aberracion esferica longitudinal y el diagrama de manchas total puede ser analizado como una combinacion de diagramas de puntos a partir de las regiones. A continuacion se utilizaran aberraciones de rayos y aberracion de rayos espedficamente longitudinal para describir la invencion.

RESUMEN DE LA INVENCION

Una lente segun esta invencion esta descrita en las reivindicaciones adjuntas y consiste de superficies opticas frontal y posterior. En la medida en que el termino "invencion" y o "realizacion" son utilizados a continuacion, y/o las caracterfsticas son presentadas como siendo opcionales, deberfa interpretarse de tal manera que la unica proteccion que se busca es la de la invencion segun se ha reivindicado.

Al menos una de las superficies tiene al menos dos regiones de signos diferentes de aberraciones de rayos longitudinales.

La imagen en la retina representada por un diagrama de manchas y caracterizada directamente por aberraciones de rayos transversales. Debido a la descripcion mas compleja de la aberracion de rayos transversal que implica la caracterizacion de 2 dimensiones, es mas ilustrativo describir la invencion en terminos de aberracion de rayos longitudinal que implica la caracterizacion de 1 dimension. Los programas de diseno optico tales como Zemax® Optical Software incorpora representacion grafica de la aberracion esferica longitudinal (LSA) y son utilizados para explicacion de la superficie asferica no prolata.

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La invencion implica la opcion de que la aberracion de rayos longitudinal con un signo domina en condicion fotopica normal de tamano medio de la pupila de aproximadamente 3 mm en la que esta definida la mejor posicion del foco, y las aberraciones de rayos longitudinales del signo opuesto contribuyen con la dilatacion de la pupila desde aproximadamente 3 a aproximadamente 5 mm en condicion mesopica. Esto se consigue por la superficie convexa que es mas plana que la superficie esferica de potencia equivalente de hasta aproximadamente 3 mm de diametro y a continuacion mas inclinado a la superficie esferica mas alla de aproximadamente 3 mm, es decir la forma de la superficie no es de diseno asferico no prolato. Generalmente, la region periferica puede ser la region de aberracion de rayos longitudinal cero para conseguir al menos algunos beneficios.

Como resultado, estas combinaciones de regiones superficiales crea un efecto compensatorio sobre el diagrama de manchas por diferentes signos de aberraciones de rayos longitudinales desde diferentes regiones superficiales en pupilas grandes ya que los rayos de luz se distribuyen enfrente y por detras de la mejor posicion de imagen definida en una pupila de aproximadamente 3 mm. La distribucion de interseccion de rayos en el eje optico es diferente en caso de asferica prolata donde los rayos se concentran de manera creciente enfrente de la mejor posicion del foco con la dilatacion de la pupila en condicion mesopica en la posicion centrada de la lente excepto si la aberracion es completamente corregida como en la lente de tipo Tecnis®, es decir el diagrama de manchas total es la integracion de los diagramas de manchas desde las diferentes regiones.

Asf, se crea un efecto compensatorio por la condicion de que algunos rayos son ejes opticos de interseccion enfrente del mejor foco y algunos por detras del mejor foco. En la pupila fotopica de 3 mm, los mejores focos del ojo con lentes esfericas, asferica prolata y asferica no prolata estan aproximadamente en la misma ubicacion debido a que las aberraciones son muy pequenas. Si una lente esferica o lente prolata esta en la posicion centrada y la posicion de mejor foco es definida en la pupila fotopica de aproximadamente 3 mm, la dilatacion de la pupila conduce al aumento del diagrama de manchas ya que es proporcional a la cantidad de aberraciones de rayos longitudinales. El diagrama de manchas no cambia si las aberraciones son corregidas completamente como en la lente de tipo Tecnis® si la lente esta en la posicion centrada. El diagrama de manchas aumenta con la dilatacion de la pupila si la lente de asferica prolata deja alguna aberracion residual del ojo como en el caso de los tipos de lentes Acrysof® y SofPort®. El diagrama de manchas es el resultado de la integracion o suma de diagramas de manchas formados por las regiones central y periferica debido a que tienen los mismos signos de aberraciones de rayos longitudinales. La lente esferica tiene el diagrama de manchas mas grande con dilatacion de pupila debido a que la lente contribuye a las aberraciones adicionales del mismo signo como la aberracion corneal. En caso de lente no prolata, el diagrama de manchas puede permanecer casi con el mismo tamano con la dilatacion de pupila debido a que la aberracion longitudinal del area de la superficie asferica expuesta con la dilatacion en la condicion mesopica tiene un signo opuesto que el del area expuesta en la pupila fotopica solapando asf los diagramas de manchas creados por la region "fotopica" central y la region "mesopica" anular de la superficie asferica no prolata de la lente. La presencia de las aberraciones longitudinales de diferentes signos da como resultado el efecto compensatorio sobre el diagrama de manchas, opuesto al efecto de suma sobre los diagramas de manchas en caso de lente asferica prolata. En general, algunos beneficios pueden ser conseguidos tambien para tener una de las regiones con aberracion de rayos longitudinales nula para evitar el efecto de suma de la asferizacion prolata.

Con la desalineacion de la lente en el eje optico, el tamano del diagrama de puntos formado con lente asferica prolata se expande asimetricamente a lo largo del eje meridional de la desalineacion debido a que las regiones meridionalmente opuestas de la superficie asferica son expuestas a la luz que pasa y estas regiones superficiales opuestas tienen diferente contribucion a las aberraciones de rayos en el plano de imagen. En caso de la lente esferica, esta contribucion es relativamente pequena comparado con las aberraciones que son independientes de la asimetna de la lente debido a la desalineacion tal como el desenfoque y la aberracion esferica. En caso de una lente asferica prolata, la contribucion asimetrica aumenta con aberraciones residuales menores del ojo cuando la lente esta en la posicion centrada tal como el desenfoque y la aberracion esferica que son independientes de la asimetna de la lente debido a la desalineacion, es decir la asimetna del diagrama de manchas es la mas grande en caso de una lente de tipo Tecnis®. La contribucion asimetrica es menos pronunciada cuanto mas presentes estan el desenfoque y las aberraciones esfericas, es decir efecto menor para SofPort® luego con AcrySof®. En caso de lente asferica no prolata, la contribucion asimetrica de aberracion de rayos esta presente tambien con la desalineacion de la lente pero solamente de manera marginal debido a que de nuevo las aberraciones de rayos longitudinales de diferentes signos en regiones periferica y central estan implicadas en formar el diagrama de manchas creando asf algun solapamiento en los diagramas de manchas a partir de estas regiones, es decir un efecto compensatorio.

El resultado inesperado de la invencion es que si las aberraciones de rayos longitudinales de diferentes signos estan implicadas con la dilatacion de la pupila y la desalineacion de la lente creando asf un efecto compensatorio en el diagrama de manchas por tanto, proporcionando diseno de superficie asferica mas efectiva para proporcionar la calidad de imagen mejorada.

El concepto de efecto compensatorio de las aberraciones de rayos descrito con la dilatacion de pupila y desalineacion de la lente dentro de la condicion clfriica realista puede ser aplicado no solamente a la IOL Afaquica sino a la IOL Faquica y a la IOL de Difraccion Multifocal donde el perfil base es al menos una parte del perfil de superficie asferica no prolata total.

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BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Las ventajas y caractensticas de la presente invencion seran mejor comprendidas por la siguiente descripcion cuando es considerada en union con los dibujos adjuntos en los que:

La fig. 1 ilustra el ojo esquematico con una haz de luz mostrado con IOL Afaquica que pasa a traves de el y que crea el frente de onda con aberracion superpuesto sobre el frente de onda perfecta.

La fig. 2 ilustra el frente de onda con aberracion y el frente de onda perfecta y como se correlacionan con las aberraciones de rayos.

La fig. 3 ilustra la lente que manifiesta la aberracion de rayos longitudinal en el caso del sistema optico centrado llamada aberracion esferica longitudinal.

La fig. 4 proporciona la descripcion de superficies esferica y asferica.

La fig. 5 muestra aberraciones longitudinales de esfericas y asferica de tipo prolata de la tecnica anterior.

La fig. 6 muestra aberraciones longitudinales de la superficie esferica y multizonal de la tecnica anterior disenadas para reducir la sensibilidad al descentrado de lente.

La fig. 7 muestra aberraciones longitudinales de esfericas y asfericas no prolatas de esta invencion.

La fig. 8 muestra un perfil de una de las superficies asfericas no prolatas de la IOL como desviacion desde la superficie esferica.

La fig. 9 ilustra aberraciones longitudinales de las IOL esferica y asferica no prolata y los perfiles superficiales correspondientes de las IOL.

La fig. 10 es una vista en planta del diagrama de manchas de imagenes formado por el ojo con IOL esferica, IOL de tipo Tecnis® prolata e IOL asferica no prolata todas con 1 mm de descentrado y en pupila de 5 mm.

Las figs. 11A, 11B, 11C son ejemplos de Funciones de Transferencia de Modulacion (MTF) del ojo con esferica, asfericas de tipo prolata y asferica no prolata en posicion de lente centrada y desalineaciones de la lente todas en pupila dilatada a 5 mm con el mejor foco definido a 3 mm de la pupila.

La fig. 12 muestra la IOL multifocal de difraccion con superficie de base esferica y su periferia esferica y la IOL multifocal de difraccion con superficie frontal no prolata como la combinacion de la superficie base y su periferia.

DESCRIPCION DETALLADA

La fig. 1 ilustra el ojo esquematico 100 con la IOL 120 dentro del ojo en lugar de un cristalino natural. El haz de luz 130 desde el objeto puntual distante pasa a traves de la cornea 110 y la lente 120 para formar una imagen en la parte posterior del ojo. En caso de un sistema optico perfecto el frente de onda esferico perfecto esta formado como resultado de un foco 140 de un solo punto. Comunmente, el frente de onda es aberrado y la imagen resultante se dispersa dentro del rango Ta que forma el diagrama de manchas mayor reduciendo asf la calidad de imagen del objeto puntual. La dispersion de la luz puede ser descrita directamente por aberraciones de rayos transversales del ojo.

La fig. 2 ilustra el frente de onda aberrado y el frente de onda perfecto y como corresponde a aberraciones de rayos. La relacion matematica fue introducida en la seccion de Antecedentes anterior en caso de una magnitud relativamente pequena de las aberraciones. Por ejemplo, la aberracion de rayos longitudinal es proporcional a la primera derivada del

error de frente de onda: l__dW(x’y) . Utilizando coordenadas polares para el error de frente de onda y la

dx

Descomposicion del Polinomios de Zernike w(p,d) = Va„mZ:(p,d), uno puede determinar la relacion entre la aberracion de rayos longitudinal y el conjunto de aberraciones de frente de onda:

L ~-V a

/ i n,i

dz: (p,e)

dp

Ec. 1

En el sistema optico centrado todas las aberraciones que dependen de la coordenada 0, asf denominadas aberraciones no simetricas, son cero pero con una desalineacion estas aberraciones contribuyen a la calidad de imagen.

La fig. 3 ilustra la lente que manifiesta la aberracion de rayos longitudinal en el caso del sistema 200 optico esferico centrado sobre el eje optico 210. Cuanto mas rayos centrales 220 tiene el punto focal 240 mas rayos perifericos 230 tiene el punto focal 250. Esto es una manifestacion comun de los focos por una lente esferica positiva. Comunmente, mas rayos centrales manifiesta aberracion minima y corresponde al frente de onda perfecto. Como resultado, la diferencia

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entre los puntos focales 250 y 240 representa la aberracion de rayos longitudinal. En el caso de que el rayo central es el rayo paraxial y siendo el rayo periferico la aberracion de rayos longitudinal correspondiente es denominada aberracion esferica longitudinal, LSA. En esta invencion la definicion de la LSA se ha usado para permitir caracterizar la region superficial individual en terminos de LSA definida como una diferencia en aberracion longitudinal de los rayos en los bordes de la region en la posicion centrada de la lente.

La mejor posicion del foco es cerca del centro de la LSA y mostrada por 260 y la distancia a 240 representa el desenfoque en terminos de aberracion de rayos. La figura muestra que tanto la aberracion esferica longitudinal como el desenfoque vanan con la apertura. Todas las otras aberraciones son cero en esta condicion de lente centrada. Con la desalineacion de la lente otras aberraciones resultan distintas de cero y el desenfoque toma una dependencia mas compleja del conjunto de aberraciones.

La fig. 4 muestra graficos de las superficies esferica 300 y asferica 310 con las descripciones matematicas correspondientes. La superfine asferica incluye la asfericidad Q y los coeficientes asfericos Ai. Ambas superficies tienen la misma magnitud radial en la cuspide o vertice 330. Como se ha mostrado, la superficie de la superficie asferica 310 se aplana desde la superficie asferica 300 correspondiente con la distancia al apice de superficie x, es decir los radios estan aumentando progresivamente ilustrando una lente asferica de tipo prolata tfpica de la tecnica anterior tal como AO Tecnis®, AcrySof® y SofPort®.

La fig. 5 muestra aberraciones de rayos longitudinales de lente esferica y asfericas de tipo prolata de la tecnica anterior en el ojo nominal y posicion centrada de la lente. Los graficos son trazados para una apertura de 5 mm. En este caso, la aberracion de rayos longitudinal coincide con la aberracion esferica longitudinal debido a que solamente estan presentes la aberracion esferica y el desenfoque. Los graficos muestran que la asferica de tipo Tecnis®, grafico A, esta disenada para compensar completamente la aberracion esferica de la cornea y la LSA correspondiente es cero para las aperturas completas. El diseno de tipo AcrySof® es representado por el grafico B, seguido por el diseno de tipo AO SofPort®, grafico C, y a continuacion la lente esferica, grafico S. Puede verse, que la magnitud negativa de la aberracion de rayos longitudinal es mantenida y aumenta hacia la periferia de la abertura. Se asume que cualquiera de las lentes antes referenciadas esta colocada en el ojo y termina con alguna desalineacion dentro de la condicion clmica realista. En la pupila de 3 mm las aberraciones son relativamente pequenas para todas las lentes y no presentan un problema de formacion de imagen pero con la dilatacion de la pupila por encima de 4 mm de diametro la mayor parte de la periferia de la superficie de la lente es expuesta al haz de luz que pasa a traves de la lente y la aberracion de rayos longitudinal de signo negativo adicional contribuye a la formacion de imagen de la lente. En el ojo con desalineacion de lente, el mismo signo de aberraciones de rayos longitudinales corresponde con el mismo signo de aberraciones no simetricas dando como resultado asf en un efecto compuesto y calidad de imagen reducida.

La fig. 6 muestra aberraciones de rayos longitudinales de superficie esferica S y multizonal MZ de la tecnica anterior que fue disenada para reducir la sensibilidad al descentrado de la lente. La suposicion del diseno fue que el desenfoque cambia con el descentrado y zonas de perfiles asfericos no prolatos fueron en consecuencia desplazados. El diseno impacta parcialmente en la aberracion de desenfoque pero no proporciona efecto compensatorio implicado con el cambio en signo de la aberracion de rayos. Ademas, incluye cambios abruptos en la superficie resultantes en dispersion potencial de la luz.

La fig. 7 muestra aberraciones de rayos longitudinal de esferica y asfericas no prolatas de la presente invencion. Existen varios ejemplos de graficos de aberracion de rayos longitudinal del ojo con lentes asfericas no prolatas. Se prefieren diferentes formas para diferentes potencias de lentes e indices de refraccion de material. El grafico S representa la aberracion de rayos esfericos longitudinal del ojo con lente esferica de una potencia media. Los disenos de superficie no prolata que producen graficos de aberracion esferica longitudinal Ai, A2 y A3 incorporan aberracion de rayos positiva en la region central de la superficie de aproximadamente 3 mm con magnitudes absolutas menores o similares a la lente esferica con el fin de mantener una alta calidad de imagen para tamano medio de pupila fotopica. La region de la lente en la periferia produce aberracion de rayos negativa con el fin de introducir un efecto compensatorio si la periferia de la lente es expuesta ya sea debido a la pupila dilatada o bien a la desalineacion de la lente o a una combinacion de ambas. Por ejemplo, en el caso de aberracion de rayos longitudinal A3 es mostrado como dividido en dos partes, la region 400 desde 0 a P mostrando aberracion de rayos positiva y la region 410 por encima de P incorpora aberracion de rayos negativa.

La figura muestra tambien graficos de aberracion de rayos longitudinal A4 y A5 con region central que tiene aberracion de rayos negativa y periferia con aberracion de rayos positiva, que no forma parte de la invencion como se ha reivindicado.

La superficie asferica no prolata puede ser incorporada en IOL afaquica, IOL faquica, IOL torica o IOL multifocal de difraccion. En ultimo caso, puede incluir la superficie base como la superficie asferica completa o una porcion de superficie asferica no prolata. Por ejemplo, si la zona bifocal de difraccion cubre la superficie completa entonces la superficie base es la superficie asferica no prolata para mejorar la calidad de imagen distante para la pupila dilatada o desalineacion de lente o una combinacion de ambas. Si la zona bifocal de difraccion ha cubierto la superficie de la lente solo parcialmente, es decir dentro de aproximadamente 4 mm de diametro o anillo central entre alrededor de 1,75 mm y 4 mm de diametro, entonces el perfil de superficie base puede producir aberracion de rayos longitudinal de un signo y la periferia de la superficie con diferente signo para aberracion de rayos longitudinal. Por ejemplo en el grafico A4, la curva base podna incluso ser el perfil esferico que produce aberracion de rayos longitudinal negativa pero la porcion periferica

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produce aberracion de rayos longitudinal positiva.

La fig. 8 muestra un perfil 510 superficial asferico no prolato de la IOL asferica no prolata correspondiente con la aberracion de rayos longitudinal A2 del ojo como una desviacion de la superficie asferica 500 de la IOL con el mismo radio que el radio en el vertice de la superficie asferica no prolata. La region central de la superficie posterior asferica no prolata de hasta aproximadamente 1,5 mm de radio es mas plana que la superficie esferica correspondiente y mas inclinada en la periferia de la superficie.

La fig. 9 muestra los perfiles de superficie esferica 610 y asferica no prolata 620 de una IOL segun la presente invencion. La mayona de rayos centrales A1 se focalizan en F1 en el eje optico 600. Se han mostrado dos regiones aunque mas regiones podnan producir diferentes signos de aberracion de rayos longitudinal. La region central de la superficie asferica no prolata desde O a P crea aberracion de rayos longitudinal positiva es decir rayos A2 enfocados en F2 que esta mas lejos de F1. El tamano de la region central es aproximadamente el tamano de la pupila fotopica de aproximadamente 3 mm de diametro. La region periferica de la superficie asferica no prolata desde P a N crea aberracion de rayos longitudinal negativa, es decir rayos A3 enfocados en F3 que esta mas cerca de la lente que el foco del rayo que pasa por la superficie en el punto P. El tamano de las regiones perifericas es de forma anular entre la region central y aproximadamente 5 mm de diametro correspondiente a la dimension de pupila mesopica. La mejor posicion de foco 260' es definida en condicion fotopica y esta cerca del centro del rango de aberracion de rayos longitudinal formado por la region central OP, es decir en algun lado entre F1 y F2. En condicion mesopica, ambas regiones son expuestas. En general, una de las regiones, por ejemplo la region periferica, puede tener una aberracion de rayos longitudinal cero para conseguir al menos algunos beneficios sobre la asferizacion de tipo prolata.

En el caso de la superficie 610 esferica positiva de potencia similar, el foco S1 comienza mas lejos de la superficie y se va acercando a la superficie cuando los rayos se mueven hacia la periferia de la superficie, S2 y S3.

La superficie asferica no prolata puede ser colocada bien en la superficie frontal o bien en la superficie posterior de la lente lo cual es opticamente equivalente. La superficie de lente opuesta puede ser esferica, torica o multifocal. Como un ejemplo, la Tabla 1 describe a continuacion la lente con colocacion posterior de la Asferica 1 no prolata correspondiente al grafico A1 de la fig. 7 y la Asferica 2 correspondiente al Grafico A2 de la fig. 7.

Tabla 1 Superficie posterior asferica no prolata de IOL.

Parametros

Asferica 1 No Prolata (n=1,489) Asferica 2 No Prolata (n=1,461)D

Radio esferico frontal R (mm)

11,75 9,54

Radio de vertice posterior Rv(mm)

-27,5(*) -25,0(*)

A4

0,00054915888 -1,0403520E-04

A6

0,0003180248 3,3590899E-05

As

-0,00010754862 -5,3457486E-07

A10

9,2178714e-006 0

A12

2,2866778e-007 0

A14

-4,0279669e-008 0

(*) Valor de radio negativo para superficie convexa posterior

La fig. 10 es una vista en planta de diagramas de manchas de imagen formadas por el ojo nominal con la IOL 700 esferica, la IOL 720 de tipo Tecnis® prolata, y la IOL 720 asferica no prolata, todas con 1 mm de descentrado y en pupila de 5 mm. El diagrama de manchas es un modo comun de ilustrar la imagen de un objeto puntual. En este caso, siendo el objeto puntual distante con el diagrama de manchas su imagen en la retina. Los puntos que forman cada diagrama de manchas representan los rayos que vienen desde el objeto puntual distante, pasando a traves del sistema optico, el ojo en este caso, y cortando a la retina para formar la imagen del objeto puntual distante. Esto es una simulacion muy cercana de la imagen real en la retina por cada tipo de IOL utilizada en el analisis.

Los diagramas de manchas fueron producidos en el Software de Diseno Optico Zemax® en el Foco de Ritmo (Beat Focus) definido en pupila de 3 mm para el mismo descentrado de 1 mm de cada IOL. Es analogo a la condicion comun del calculo de potencia de IOL que es realizado para la condicion fotopica, es decir pupila media de 3 mm. Tras la implantacion, la lente puede terminar con alguna desalineacion dentro de la condicion clrnica realista que mantiene la

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buena calidad de imagen en la condicion fotopica pero la inhibe con la dilatacion de pupila en la condicion mesopica.

Cada rayo puede ser caracterizado por la aberracion longitudinal relacionada con aberraciones transversales en el plano de la imagen. El diagrama de manchas 700 de lente esferica produce el tamano de mancha mayor pero sin solapamiento de rayo que demuestre el dominio del desenfoque y la aberracion esferica. El diametro medio de la mancha corresponde a la cantidad de desenfoque. Existe una ligera asimetna en el diagrama de puntos 700 en su centro que indica aberracion de rayos de coma pequena.

El diagrama de manchas 720 producido por la asferica de tipo Tecnis® prolata muestra un diagrama de manchas muy asimetrico. El diametro medio indica la cantidad de desenfoque y la punta en forma de "V" ("V" invertida en este caso) orientada hacia el punto correspondiente al rayo central indica aberracion de coma significativa. La longitud de la imagen de tipo coma, la longitud en la direccion vertical desde el principio de la punta, es la medida de la aberracion de coma tangencial y es significativa para la asferica prolata de tipo Tecnis®.

El diagrama de manchas 710 es producido por la superficie asferica no prolata definida como Asferica 1 de la Tabla 1. El diametro medio del tamano de mancha es el mas pequeno, es decir el desenfoque mas pequeno. Existe alguna estructura asimetrica en el diagrama de manchas que indica una presencia de algun coma pero su longitud se sustancialmente menor que en 720 que indica cantidad menor de aberracion de coma tangencial. Existe tambien una serie de signos de orientaciones diferentes correspondientes a diferentes signos de aberraciones de rayos en el centro de la lente y regiones perifericas de la lente, grafico A1 de la fig. 7.

Como se menciono en la seccion de antecedentes, la RMS de aberraciones de frente de onda proporciona una medida de contribuciones relativas entre la LOA que incluye desenfoque y la HOA que incluye aberracion esferica y coma.

Tabla 2: Analisis de Aberraciones de Frente de Onda

Posicion IOL en el Modelo de Ojo

RMS(m) IOL Esferica IOL de tipo Tecnis® Asferica No Prolata

1,0 mm

RMS Total 0,63 0,91 0,41

Descentrado

RMShoa 0,26 0,71 0,30

La RMS de Aberracion de Orden Bajo puede ser determinada por (RMSloa)2 = (RMS Total)2 - (RMShoa)2 La Tabla 2 confirma que la LOA tiene la contribucion mas grande, 0,57 micrones, a continuacion la HOA, de 0,26 micrones, para la lente esferica. Tambien segun la Tabla 2, la RMShoa de la lente de tipo Tecnis® es la mas grande que se correlaciona con el coma mas grande ilustrado por el diagrama de manchas de la fig. 10. Como se esperaba, la HOA de la lente no prolata incluye la HOA ligeramente mas elevada de la lente esferica pero la LOA es significativamente mas pequena confirmando el tamano mas pequeno del diagrama de manchas asferico no prolato por la ilustracion en la fig. 10.

Las figs. 11A, 11B y 11C muestran graficos que comparan las Funciones de Transferencia de Modulacion (MTF) del ojo con esferica, asfericas de tipo prolata (lentes de tipos AO Tecnis®, AcrySof® y SofPort®) y asferica no prolata en la posicion de lente centrada, fig. 11A, con un descentrado de 1 mm, fig. 11B, y descentrado de 0,5 mm combinado con 7 grados de inclinacion, fig. 11C. Los graficos fueron calculados teoricamente por el Programa Optico Zemax® y analogo para contraste de imagen si la IOL correspondiente es implantada en un ojo real. El Mejor Foco en cada posicion de lente fue definido en pupila de 3 mm correspondiente con la condicion fotopica y las MTF fueron calculadas en pupila de 5 mm sin ajustar la posicion de foco. La pupila de 5 mm corresponde con la condicion mesopica. Los graficos MTF muestran que la lente de tipo Tecnis® es la mas sensible a la desalineacion de lente, es la mas grande en la posicion centrada de lente pero cae significativamente con la desalineacion. El tipo AO SofPort® es la mejor lente esferica para todas las condiciones pero solo ligeramente. La AcrySof® esta en algun lugar entre ellas pero la Asferica no prolata muestra una mejora significativa sobre la esferica y una mejora sobre las lentes prolatas de la tecnica anterior para la condicion clmica realista.

La fig. 12 muestra la IOL 660 multifocal de difraccion con superficie 610' de base esferica entre LK y su periferia esferica KM y la IOL multifocal de difraccion con superficie frontal no prolata como la combinacion de la superficie base 620' entre 0'P' y su periferia asferica P'N'. Con propositos de ilustracion, cada combinacion de superficie base y su periferia esta formada igual que la superficie correspondiente de la fig. 9 donde se mostraron las superficies no prolata y esferica. La aberracion esferica longitudinal de la superficie base 0'P es mostrada como positiva con la periferia P'N, produciendo aberracion esferica longitudinal negativa. La division exacta entre las regiones de aberracion esferica longitudinal positiva y negativa puede variar a partir de la ilustracion anterior ya que la propia superficie base puede ser una combinacion de las regiones con diferentes signos de aberraciones esfericas longitudinales.

Los escalonados 640 de difraccion son superpuestos sobre la superficie 620' de base asferica lo que refuerza la asferica no prolata por sf misma o en combinacion con la periferia P'N' en caso de IOL 660 y los escalonados 650 de difraccion

son superpuestos sobre la base esferica 610'. La superficie posterior de la lente 670 es la superficie 630 y la superficie posterior de la lente 660 es la superficie 630' que son superficies sustancialmente esfericas de potencia similar para que la lente 660 y la lente 670 tengan potencias esencialmente similares para distancia.

La ilustracion en la fig. 12 muestra la superficie multifocal que ocupa solamente la parte central de la superficie frontal 5 pero puede ocupar toda la superficie, asf denominada multifocal de difraccion de superficie completa. En ese caso, la superficie base de la multifocal de difraccion de la superficie completa puede ser la superficie asferica no prolata.

La zona de difraccion puede ocupar tambien el anillo de la superficie multifocal con la zona de refraccion central pequena de no mas de aproximadamente 2 mm de diametro para mejorar la vision a distancia de la lente multifocal. La superficie base de la zona anular de difraccion correspondiente puede tener el perfil asferico no prolato o ser una region de 10 superficie asferica no prolata que incluye la periferia de la superficie.

La superficie multifocal puede ser colocada tambien sobre la parte posterior ya que la invencion puede ser aplicada a cualquiera de las superficies que es opticamente equivalente. En general, la superficie asferica no prolata siendo la superficie base la totalidad o una region de la superficie multifocal y puede tener mas de 2 regiones que proporcionan diferentes signos de aberracion de rayos longitudinal.

15 Aunque se ha descrito anteriormente una lente intraocular asferica no prolata segun la presente invencion para el proposito de ilustrar la manera en la cual la invencion puede ser utilizada para ser ventajosa, debena apreciarse que la invencion no esta limitada a ello. Es decir, la presente invencion puede de manera adecuada comprender, consistir de, o consistir esencialmente de los elementos ya citados. Ademas, la invencion descrita ilustrativamente aqu puede ser puesta en practica adecuadamente en ausencia de cualquier elemento que no este descrito espedficamente en este 20 documento. Por consiguiente, cualquiera y todas las modificaciones, variaciones o disposiciones que puedan ocurnrsele a los expertos en la tecnica, debenan ser consideradas dentro del alcance de la presente invencion como es definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. - Una lente intraocular (120) que tiene una superfine frontal y una posterior, comprendiendo al menos una de las superficies frontal y posterior la superfine asferica no prolata con al menos dos regiones (400, 410), una region configurada para producir una aberracion de rayos longitudinal de un signo diferente del de la otra region, caracterizada

   5 por que la superfine asferica no prolata se extiende desde un eje optico de la lente a una posicion (P) formando una de las regiones como una region central (400) para crear la aberracion de rayos longitudinal positiva, y por que la superfine asferica no prolata se extiende por encima de la posicion (P) formando la otra de las regiones como una region periferica (410) para crear la aberracion de rayos longitudinal negativa.
2. 2. - La lente intraocular segun la reivindicacion 1 en donde dicha superfine asferica no prolata comprende un perfil de

   10 superfine base de una zona multifocal de difraccion.
3. 3. - La lente intraocular segun la reivindicacion 1 en donde dicha lente intraocular (120) comprende una lente intraocular faquica.
4. 4. - La lente intraocular segun la reivindicacion 1 en donde dicha lente intraocular (120) comprende una lente intraocular torica.

   15 5.- La lente intraocular segun la reivindicacion 1 en donde dicha lente intraocular (120) comprende una lente intraocular

   multifocal de difraccion.