FR3056766A1

FR3056766A1 - Lentille intraoculaire a profondeur de champ etendue

Info

Publication number: FR3056766A1
Application number: FR1658945A
Authority: FR
Inventors: Joel Pynson; Vincent Nourrit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2018-03-30
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: WO2018055073A1; FR3056766B1

Abstract

Une lentille intraoculaire adaptée pour être montée dans un œil, ladite lentille comportant au moins une face arrière adaptée pour être dirigée vers la rétine et une face avant adaptée pour être tournée vers la cornée. La face avant comprend au moins une surface optique avant comportant des premières asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l'erreur de focalisation (FTM11), pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique. La face arrière comprend au moins une surface optique arrière comportant des deuxièmes asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l'erreur de focalisation (FTM12), pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique et opposée à celle de la surface optique avant de manière à ce que la lentille possède une profondeur de champ étendue.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR

La présente invention concerne le domaine de l’optique, en particulier, une lentille intraoculaire utilisée au cours d’une opération chirurgicale du type cataracte.

De manière connue, un œil possède un cristallin qui remplit une fonction de lentille convergente à l’intérieur de l’œil. La cataracte est une pathologie qui opacifie de manière partielle ou totale le cristallin, ce qui peut entraîner une baisse progressive de la vue. Afin d’améliorer la vue des patients atteints de cataracte, il est connu de réaliser une opération chirurgicale au cours de laquelle le chirurgien effectue une ablation du cristallin opacifié après section de la cornée et ouverture de la capsule du cristallin. Une telle opération de la cataracte est suivie par la mise en place, simultanée ou ultérieure, d'un implant intraoculaire destiné à remplacer le cristallin opaque.

On sait qu'un tel implant intraoculaire comporte généralement, d'une part, une lentille centrale et, d'autre part, des moyens de fixation réalisés de préférence sous forme de bras élastiquement déformables et reliés par l'une de leurs extrémités à la périphérie externe de ladite lentille centrale. Ces bras sont destinés au positionnement et à la fixation de l'implant intraoculaire de manière à rendre ce dernier solidaire de l'œil.

En pratique, il est très difficile d’obtenir un positionnement précis étant donné que ce dernier dépend de la configuration anatomique de l’œil. En outre, un implant intraoculaire mis en place dans le sac capsulaire d'un œil opéré de la cataracte subit des contractions cicatricielles dudit sac capsulaire, lorsque ce dernier présente une fibrose cicatricielle post-opératoire. De telles contractions cicatricielles peuvent engendrer un déplacement de l'implant intraoculaire dans le sac capsulaire. En pratique, suite à une opération de la cataracte, il demeure une erreur réfractive postopératoire au moins de l’ordre de +/- 0.5 dioptrie, ce qui oblige généralement un patient à utiliser une paire de lunettes.

A titre d’exemple, il est représenté ci-dessous les paramètres physiques d’un exemple de lentille monofocale classique selon l’art antérieur comprenant une surface optique avant et une surface optique arrière.

	Rayon (mm)	Epaisseur (mm)	Indice de réfraction	Diamètre	Conique
Surface optique avant	10,734	0,973	1,46	3	-1,119
Surface optique arrière	-14,291				-1,119

En référence à la figure 1, il est représenté par un trait continu la fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMa, plus connue de l’homme du métier sous sa désignation anglaise Through Focus MTF pour «Through Focus Modulation Transfer Fonction», de la lentille intraoculaire monofocale classique dans un œil standard, qui offre une bonne qualité de vision dans le plan focal mais une vision dégradée pour une erreur réfractive supérieure à +/- 0,3D (pour 50 cycles par millimètre).

On connaît par ailleurs une optique à profondeur de champ étendue, parfois appelée par l’homme du métier sous la désignation anglaise EDOF pour « Extended Depth Of Focus». Au contraire d’une lentille monofocale, une lentille EDOF offre un compromis entre une qualité d’image légèrement moins bonne dans le plan focal mais supérieure à celle offerte par une lentille monofocale classique sur une plus grande plage de défocus. Les lentilles EDOF proposées jusqu’à aujourd’hui ne permettent pas de résoudre convenablement le problème de l’erreur réfractive résiduelle car elles sont conçues pour résoudre celui de la perte d’accommodation.

On connaît, par la demande de brevet WO2012/037154, une méthode pour augmenter la profondeur de champ en réalisant un encodage de front d’onde. La demande de brevet WO2014/135986 propose d’utiliser des phases cubiques ou « pentiques» pour la lentille afin d’augmenter la profondeur de champ. La demande de brevet US2012/158131 définit un profil multizone pour une lentille (zones symétriques, zones asphériques). La demande de brevet US2012/147321 concerne des lentilles non symétriques. Enfin, la demande de brevet US2004/230299 enseigne de moduler la surface optique, notamment, au moyen d’un polynôme.

L’invention a pour but de remédier au moins à certains de ces inconvénients, en particulier celui de l’erreur réfractive résiduelle, en proposant une lentille intraoculaire permettant d’offrir une bonne qualité de vision pour une profondeur de champ étendue, c’est à dire, pour une erreur réfractive supérieure ou égale à +/- 0,5D.

PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION

A cet effet, l’invention concerne une lentille intraoculaire adaptée pour être montée dans un œil, ladite lentille comportant au moins une face arrière adaptée pour être dirigée vers la rétine et une face avant adaptée pour être tournée vers la cornée.

L’invention est remarquable en ce que la face avant comprend au moins une surface optique avant comportant des premières asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique, et en ce que la face arrière comprend au moins une surface optique arrière comportant des deuxièmes asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique et opposée à celle de la surface optique avant de manière à ce que la lentille possède une profondeur de champ étendue.

La présence d’asphéricités entraîne la formation d’aberrations optiques qui sont généralement évitées. Grâce à l’invention, on tire avantage des aberrations optiques pour obtenir deux fonctions de transfert de modulation, en fonction de l’erreur de focalisation, asymétriques afin de former une lentille dont la fonction de transfert de modulation globale, en fonction de l’erreur de focalisation, possède une profondeur de champ étendue pour une fréquence spatiale de 10 à 100 cycles par millimètre.

Les fonctions de transfert de modulation sont présentées à une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre mais elles pourraient l’être également pour des fréquences de 10 à 100 cycles par millimètre.

De manière avantageuse, les aberrations optiques se combinent afin d’augmenter la profondeur de champ. La combinaison d’aberrations optiques est, par exemple, abordée dans le livre « Géométrie, Physical, and Visual Optics» de Michael P. Keating (Elsevier Health Sciences, 6 juin 1988) (page 547) et « Optics and Lasers: Including Fibers and Optical Waveguides » de Matt Young (Springer, 29 juin 2013) (page 144).

De préférence, Ια face avant comprend une unique surface optique avant. De préférence encore, la face arrière comprend une unique surface optique arrière.

Selon un aspect de l’invention, la lentille définit une fonction de transfert de modulation globale, à une fréquence spatiale de 50 cycles par millimètre, en fonction de l’erreur de focalisation, dont la valeur minimale est supérieure à 0,2 et dont la valeur maximale est supérieure à 0,3 pour une erreur réfractive de ± 0,5 dioptrie.

De manière préférée, la lentille définit une fonction de transfert de modulation globale, à une fréquence spatiale de 50 cycles par millimètre, en fonction de l’erreur de focalisation, dont la valeur minimale est supérieure à 0,1 et dont la valeur maximale est supérieure à 0,2 pour une erreur de réfraction de ± 0,75 dioptrie

Cette valeur est définie pour la position de meilleur focus lorsque la lentille est placée dans un œil modèle tel que décrit dans la norme ISO 11979-2 :1999(F).

De préférence, chaque fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, comportant une pente de faible inclinaison et une pente de forte inclinaison, les pentes de faibles inclinaisons possèdent des inclinaisons opposées. De manière préférée, les pentes de faible inclinaison sont en regard l’une de l’autre. Ainsi, les aberrations optiques associées à chaque fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, se compensent/combinent pour définir une fonction de transfert de modulation globale offrant une plus grande profondeur de champ.

Selon un aspect préféré, les premières asphéricités de la surface optique avant comportent des coefficients d’asphéricité d’ordre supérieur à 2.

De préférence, les premières asphéricités de la surface optique avant comportent uniquement des coefficients d’asphéricité d’ordre pair de manière à simplifier la fabrication et à ne pas entraîner d’astigmatisme.

De manière préférée, les premières asphéricités de la surface optique avant et les deuxièmes asphéricités de la surface optique arrière ont des coefficients d’asphéricité de même signe, leurs valeurs absolues étant identiques ou différentes.

Selon un aspect, les asphéricités comportent des coefficients d’asphéricité d’ordre 4, 6 ou 8 de préférence compris (en valeur absolue) entre 0,00005 et 0,05.

L’invention concerne également un implant intraoculaire comportant une lentille telle que présentée précédemment et des moyens de fixation élastiquement déformables et reliés à ladite lentille.

L’invention concerne plus particulièrement une lentille monofocale.

Selon un autre aspect de l’invention, l’invention concerne une lentille torique pour la correction, en particulier, de l’astigmatisme.

L’invention s’applique également à une lentille de contact comportant au moins une face avant adaptée pour être dirigée vers l’extérieur et une face arrière adaptée pour être tournée vers l’œil. La face avant comprend au moins une surface optique avant comportant des premières asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique, et en ce que la face arrière comprend au moins une surface optique arrière comportant des deuxièmes asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique et opposée à celle de la surface optique avant de manière à ce que la lentille possède une profondeur de champ étendue.

PRESENTATION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 est une représentation schématique d’une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation pour une lentille monofocale de l’art antérieur et une lentille selon l’invention pour une fréquence spatiale de 50 cycles par millimètre ;

la figure 2 est une vue en coupe d’une forme de réalisation d’une lentille selon l’invention ; et la figure 3 représente, d’une part la fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation à 30 cycles par mm, d’une surface optique avant, et d’autre part la fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation à 30 cycles par mm, d’une surface optique arrière.

II faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.

DESCRIPTION D’UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE

II va être présenté une lentille intraoculaire monofocale 1 selon une forme de réalisation de l’invention. La lentille intraoculaire monofocale 1 est adaptée pour être montée dans un œil, en particulier, dans le sac capsulaire d’un œil au cours d’une opération de la cataracte. Comme cela sera présenté par la suite, l’invention s’applique à d’autres lentilles que des lentilles monofocales.

Comme illustré à la figure 2, la lentille intraoculaire monofocale 1 comporte une face arrière IB adaptée pour être dirigée vers la rétine de l’œil et une face avant IA adaptée pour être tournée vers la cornée de l’œil. Une telle lentille 1 est réfractive et peut être utilisée dans une opération de la cataracte.

Dans cette forme de réalisation, en référence à la figure 2, la face avant IA comprend une unique surface optique avant 11 tandis que la face arrière IB comprend une unique surface optique arrière 12. Selon l’invention, la surface optique avant 11 comprend des premières asphéricités tandis que la surface optique arrière 12 comprend des deuxièmes asphéricités.

De manière connue, une surface optique avec des asphéricités génère des aberrations optiques. Une aberration optique, connue de l’homme du métier, est définie par rapport à l’optique paraxiale et matérialise le fait que tous les rayons issus d’un même point objet ne convergent pas vers le même point image. En ce qui concerne le domaine des lentilles intraoculaires, les aberrations optiques sont généralement minimisées afin d’améliorer la qualité de vision du patient. Selon l’invention, on tire avantage des aberrations optiques pour former une lentille monofocale 1 dont la profondeur de champ est accrue. Une telle démarche implique une activité inventive car elle va à l’encontre d’un préjugé technique fort et reconnu vis-à-vis de l’utilisation d’aberrations optiques pour un système d’imagerie. A titre d’exemple, les outils de conception assistée par ordinateur de lentilles intraoculaires sont conçus pour aider à limiter les aberrations optiques et favoriser la conception de lentilles intraoculaires possédant une symétrie de rotation. De manière connue, une asphéricité est un paramètre de l’équation du sagitta de la surface optique. De manière préférée, des coefficients d’asphéricité d’ordre supérieur à 2 sont utilisés pour augmenter la profondeur de champ comme cela sera présenté par la suite.

De manière connue, l’équation du sagitta est décrite par l’équation suivante :

,.,.2

dans laquelle

- z est le sagitta

- r est une coordonnée radiale

- c correspond à l’inverse du rayon de courbure

- k est la constante conique

- a, est un terme d’asphéricité d’ordre supérieur.

Selon l’invention, les premières asphéricités de la surface optique avant 11 définissent une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation , pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, asymétrique tandis que les deuxièmes asphéricités de la surface optique arrière 12 définissent une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation, pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, asymétrique et opposée à celle de la surface optique avant 11 de manière à ce que la lentille 1 possède une profondeur de champ étendue. Autrement dit, les surfaces avant et arrière engendrent des aberrations qui se combinent pour augmenter la profondeur de champ.

La fonction de transfert de modulation, en fonction de l’erreur de focalisation, est connue de l’homme du métier sous la désignation anglaise « through focus MTF ». Pour rappel, la fonction de transfert de modulation FTM est le module de la fonction de transfert optique.

A titre d’exemple, en référence à la figure 3, il est représenté des fonctions de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMn, FTM12 des surfaces optiques 11, 12. Chaque fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMn, FTM12, définit une pente de forte inclinaison et une pente de faible inclinaison. De manière avantageuse, en paramétrant les asphéricités, on adapte les pentes de la fonction de transfert de modulation FTMn, FTM12, ce qui permet d’obtenir une lentille dont la profondeur de champ globale peut être adaptée de manière pratique.

Selon l’invention, les asphéricités sont définies de manière à ce que les aberrations associées aux fonctions de transfert de modulation FTMn, FTM12 asymétriques se combinent de manière à augmenter la profondeur de champ par comparaison à une lentille intraoculaire classique. En référence à la figure 1, la fonction de transfert de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation FTMb de la lentille 1, possède une profondeur de champ accrue par comparaison à une lentille 1 selon l’art antérieur. De manière préférée, la valeur maximale de la fonction de transfert de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation FTMb est supérieure à 0,2 (pour 50 cycles/mm), de préférence supérieure à 0,28 (pour 100 cycles/mm) de manière à obtenir une bonne qualité de vision lorsque l’erreur de réfraction est comprise entre -0,50D et +0,50D, de préférence entre -0,75D et +0,75D.

Les asphéricités des deux surfaces optiques 11, 12 peuvent être identiques ou différentes (en valeur absolue), l’important étant que globalement les asphéricités définissent des fonctions de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMn, FTM12 asymétriques. De préférence, les asphéricités ne comportent que des coefficients d’ordre pair. De manière préférée, les asphéricités comportent des coefficients d’asphéricité d’ordre 4 (en valeur absolue) compris entre 0,0001 et 0,05. De manière préférée, les asphéricités comportent des coefficients d’asphéricité d’ordre 6 (en valeur absolue) compris entre 0,00005 et 0,05.

A titre d’exemple, il est représenté ci-dessous les paramètres physiques d’un exemple de lentille monofocale 1 selon l’invention.

	Rayon (mm)	Epaisseur (mm)	Indice de réfraction	Diamètre	Conique	4eme ordre	6eme ordre	8eme ordre
Surface optique avant 11	10,734	0.973	1.46	3	-1,119	-2.585E-3	-5.986 E - 3	1.048 E - 4
Surface optique arrière 12	-14,291				-1,119	-2.585E-3	-5.986 E - 3	1.048 E - 4

En référence à la figure 3, il est représenté les fonctions de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMn, FTM12 résultant respectivement de surfaces optiques 11,12 présentant des termes d’asphéricité d’ordre 4, 6 et 8 de l’équation du sagitta des surfaces optiques.

La fonction de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMn correspond respectivement à la fonction de modulation d’une lentille comprenant la surface optique avant 11 et une surface optique arrière plane. La fonction de modulation FTM12 est définie de manière analogue.

Du fait de la combinaison des aberrations optiques, la lentille monofocale 1 possède une fonction de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation FTMb étendue par comparaison à une fonction de modulation en fonction de l’erreur de focalisation FTMa selon l’art antérieur comme illustré à la figure 1.

En imposant des coefficients d’asphéricité définissant des surfaces optiques 11,12 pour 30 cycles par mm, les surfaces optiques vont focaliser la lumière de manière combinée pour obtenir une lentille avec une profondeur de champ étendue. De manière avantageuse, la fonction de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation FTMb obtenue est sensiblement symétrique de part et d’autre de la position de meilleur focus. De manière avantageuse, les surfaces optiques 11, 12 sont déterminées de manière indépendante afin d’obtenir une fonction de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation FTMb optimale. Une telle construction va à l’encontre du fonctionnement des outils de conception assistés par ordinateur, ce qui est une preuve d’activité inventive.

Aussi, les coefficients d’asphéricité peuvent avoir des valeurs élevées (>0,001) qui correspondent à des variations de surface plus simples à réaliser en pratique que celles correspondant à des valeurs faibles. De manière préférée, de telles variations de surface peuvent être réalisées au moyen d’un outillage industriel classique.

De manière avantageuse, les coefficients d’asphéricité d’ordre supérieur à 2 permettent de modifier la courbure d’une surface optique 11, 12, en particulier à la périphérie, et ainsi de mieux contrôler les aberrations sphériques résultantes.

Il a été présenté une face avant 1A comportant une unique surface optique 11 mais il va de soi qu’elle pourrait en comprendre un nombre différent, par exemple, deux. Il en va de même pour la face arrière 1 B.

Il a été présenté une lentille intraoculaire monofocale 1 mais il va de soi que l’invention s’applique à d’autres types de lentilles, en particulier, une lentille dite «torique» dont au moins une des surfaces optiques est torique.

Il a été présenté une lentille intraoculaire 1 en tant que tel mais il va de soi que l’invention s’applique également à un implant intraoculaire comprenant une lentille intraoculaire 1 et des moyens de fixation ou de support, en particulier, des bras déformables.

Claims

REVENDICATIONS

1. Lentille intraoculaire (1) adaptée pour être montée dans un œil, ladite lentille (1) comportant au moins une face arrière (IB) adaptée pour être dirigée vers la rétine et une face avant (IA) adaptée pour être tournée vers la cornée, lentille caractérisée par le fait que

- la face avant (IA) comprend au moins une surface optique avant (11) comportant des premières asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation (FTMu), pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique, et par le fait que

- la face arrière (IB) comprend au moins une surface optique arrière (12) comportant des deuxièmes asphéricités définissant une fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation (FTM12), pour une fréquence spatiale de 30 cycles par millimètre, qui est asymétrique et opposée à celle de la surface optique avant (11) de manière à ce que la lentille ( 1 ) possède une profondeur de champ étendue.
2. Lentille intraoculaire (1) selon la revendication 1, dans laquelle la face avant (IA) comprend une unique surface optique avant (11).
3. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle la face arrière (1 B) comprend une unique surface optique arrière (12).
4. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle les fonctions de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation (FTMu, FTM12) définissent une fonction de transfert de modulation globale en fonction de l’erreur de focalisation (FTMb), à une fréquence spatiale de 50 cycles par millimètre, dont la valeur minimale est supérieure à 0,2 pour une erreur de réfraction de ± 0.5 dioptrie.
5. Lentille intraoculaire (1 ) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque fonction de transfert de modulation en fonction de l’erreur de focalisation (FTMu, FTM12) comportant une pente de faible inclinaison et une pente de forte inclinaison, les pentes de faibles inclinaisons possèdent des inclinaisons opposées.
6. Lentille intraoculaire (1) selon la revendication 5, dans laquelle les pentes de faible inclinaison sont en regard l’une de l’autre.

5
7. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle les premières asphéricités de la surface optique avant (11) comportent des coefficients d’asphéricité d’ordre supérieur à 2.
8. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle les

10 premières asphéricités de la surface optique avant (11) comportent uniquement des coefficients d’asphéricité d’ordre pair.
9. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle les premières asphéricités de la surface optique avant (11) et les deuxièmes

15 asphéricités de la surface optique arrière (12) ont des coefficients d’asphéricité de même signe.
10. Lentille intraoculaire (1) selon l’une des revendications 1 à 9 dans laquelle l’une au moins des surfaces optiques est torique.
11. Implant intraoculaire comportant une lentille (1) selon l’une des revendications précédentes et des moyens de fixation élastiquement déformables et reliés à ladite lentille (1 ).

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