KR20120131232A - 콘택트 렌즈를 사용한 근시의 제어 - Google Patents

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Abstract

근시를 제어하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 장치 및 방법은 근접 작업, 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘과 근시 사이의 관계에 대한 발명자의 발견에 관한 것이다. 장치는 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함한다. 장치는 또한 사전 근접 작업 이전에 눈의 제1 파면 수차를 측정하고 사후 근접 작업에서 눈의 제2 측정된 파면 수차를 측정함으로써 설계된 장치도 또한 포함한다. 방법은 근접 작업과 연관된 광학적 변화를 식별하는 단계와 광학적 장치로 광학적 변화를 정정하는 단계를 포함하는 근시 제어 방법을 포함한다.

Description

콘택트 렌즈를 사용한 근시의 제어{CONTROL OF MYOPIA USING CONTACT LENSES}
본 발명은 근시(myopia) 제어를 위한 방법 및 광학적 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 근접 작업 및 하향 응시와 연관된 근시를 제어하기 위한 광학적 방법 및 광학적 장치에 관한 것이지만 그에 한정되는 것은 아니다.
근시는 뚜렷한 물체의 영상이 망막 상에 초점 설정되지 않고 망막 전방에 초점 설정되기 때문에 뚜렷한 물체가 흐릿하게 보이게 되는 시각적 결함이다. 근시라는 용어는 축방향 근시, 굴절 근시, 근시적 난시 및 단순 근시를 포함하지만 그에 한정되지 않는 모든 형태의 근시를 포함한다. 근시는 또한 니어사이티드니스(nearsightedness) 또는 쇼트 사이트드니스(short sightedness)로도 알려져 있다. 몇몇 근시는 종종 광선이 망막 내의 하나 이상의 지점에 명확하게 초점 설정되는 것을 방해하여 흐릿한 시야를 야기하는 눈의 각막의 고르지 못한 곡률의 결과인 난시와 연관된다. 근시는 일반적인 시각 장애이다. 근시 진행은 근시 상태의 열화이며, 그에 따라 사람이 점점 더 근시안이 된다. 근시 및 근시 진행은 근시 망막의 퇴화, 녹내장 및 망막 분리라는 더 큰 위험과 연관된다. 또한, 개발 도상국에서, 근시는 현재 기록된 실명에 대한 5번째로 가장 일반적인 원인이다.
근시에 대한 증가된 위험 요인은 근시인 부모, 근접 작업의 양, 초기 약시(visual deprivation) 및 민족성을 포함하는데, 아시아인은 백인(caucasian)보다 상당히 높은 비율의 근시를 갖는다. 안경, 콘택트 렌즈 및 근시를 위한 굴절 수술과 같은 광학적 정정은 주요한 의료 보험 지출의 원인이다.
근시의 진전은 종종 축방향 또는 굴절 원점이라고 특징지워진다. 축방향 근시에서, 눈이 너무 길게 성장하여 각막의 정면과 망막 사이의 거리가 눈의 광학적 굴절 파워에 비해 너무 길어진다. 이러한 신장은 대개 수정체의 후방 표면과 망막 사이의 거리인 유리질 챔버 깊이에서 발생한다. 덜 일반적인 굴절 근시에서, 눈의 광학적 파워, 즉 주로 각막과 수정체의 굴절 파워는 눈의 축방향 길이에 비해 너무 강하다.
비록 난시가 수정체의 광학적 특성을 통해 발생할 수도 있지만, 난시는 각막 난시를 생성하도록 비대칭적으로 성장하는 각막으로부터 대개 야기된다.
그러므로, 눈 성장의 제어는 눈의 축방향 길이, 각막 굴절 파워 또는 눈 내측의 수정체의 굴절 파워를 포함하는 메카니즘의 범위를 통해 발생할 수 있다. 그러므로, 눈의 자연적인 축방향 성장과 눈의 광학적 성분의 굴절 파워를 조절하기 위해 지시된 메카니즘의 실패는 단순 근시, 단순 원시, 근시적 난시, 원시적 난시 및 혼성 난시와 같은 일반적인 굴절률 오류를 야기할 수 있다.
근시 제어에서의 이전 시도는 안경, 약리적 방법 및 콘택트 렌즈를 포함하고 있다. 안경 기반 요법은 이중 초점, 근접 Rx(근접 처방 렌즈) 및 프로그레시브 렌즈(progressive lens)를 포함하고 있다.
근시 제어를 위한 약리적 접근법은 아트로핀(atropine) 및 피렌제핀(pirenzepine)을 포함하고 있다. 아트로핀은 원근 조절을 무기력화시키고 근시 진행을 느리게 하도록 증명된 의약품이지만, 실제 치료제는 아니다. 피렌제핀, 선택적 M1 무스카린성 길항제(selective M1 muscarinic antagonist)는 1년에 걸쳐 근시 진행을 감소시키도록 증명되어 왔지만, 후속하는 결과는 피렌제핀의 효과가 제한적이라는 것을 암시한다.
안경이 없었다면 더 매력적이라고 믿거나 또는 안경에 의해 거추장스럽게 되기를 원하지 않거나 또는 콘택트 렌즈로 더 양호한 주연 시야를 가질 수 있기 때문에, 몇몇 사람들이 콘택트 렌즈를 착용하는 것을 선호한다는 점에서, 근시 제어를 위한 안경 기반 접근법도 또한 단점을 갖는다. 추가적으로, 콘택트 렌즈는 스포츠와 같은 많은 활동적인 노력인 경우에 바람직할 수 있다.
근시 제어를 위한 콘택트 렌즈 기반 접근법은 경성 또는 하드 렌즈와 각막 교정술에 국한되어 왔다. 각막 교정술은 더 뚜렷한 시야를 달성하는 것을 목표로 눈의 각막을 일시적으로 재형성하도록 콘택트 렌즈를 사용하는 것이다.
많은 연구들이 하드 콘택트 렌즈 및 근시 진행에 대하여 수행되어 왔지만, 결과물은 근시 진행을 느리게 하는 하드 콘택트 렌즈에 대한 몇몇 증거를 보여주면서도 확정적이지는 않다. 그럼에도 불구하고, 하드 콘택트 렌즈는 종종 착용자에게 불편할 수 있으며, 이는 비교적 민감한 눈인 경우에 비순응성을 야기한다.
미국 특허 제6,045,578호는 눈의 특별한 광학적 수차, 즉 구면 수차를 기초로 하는 눈 성장 제어의 잠재적인 방법을 식별한다. 미국 특허 제6,045,578호는 음성 구면 수차의 존재가 어떻게 눈 성장을 조장할 수 있는 지를 개시하고 그에 따라 눈의 음성 구면 수차를 정정하는 것이 어떻게 눈 성장을 느리게 하거나 정지시키는 지를 보여준다. 미국 특허 제6,045,578호는 하방 응시 및 근접 작업과 연관된 근시 및 근시 진전의 구체적인 원인을 해결하지는 않는다. 따라서, 근시의 이러한 구체적인 원인을 해결하는 방법 및 장치에 대한 필요성이 있다.
본 명세서에서, 용어 "포함하다", "포함하는" 또는 유사한 용어는 비배타적인 포함 관계를 의미하기 위해 의도되므로, 리스트화된 구성 요소를 포함하는 방법, 시스템 또는 장치는 오직 그들 구성 요소만을 포함하지 않으며 리스트되지 않은 다른 구성 요소도 또한 포함할 수 있다.
발명의 목적
본 발명의 목적은 종래 기술과 연관된 전술한 문제점 중 하나 이상을 해결하거나 적어도 개선하는 것이며 또는 유용한 상업적인 대안을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 또다른 목적은 근시 및 근접 작업과 연관된 눈 성장과 같은 눈 특성을 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
발명의 구성
비록 본 발명의 일 태양이 유일한 또는 실제로 가장 넓은 형태일 필요는 없지만, 본 발명의 태양은 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈에 귀속하며, 여기서 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 두꺼워진 영역을 포함한다.
한 형태에서, 두꺼워진 영역은 수평띠를 포함한다.
본 발명의 또다른 태양은 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈에 귀속하며, 여기서 중심 렌즈는 눈꺼풀에 의해 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 영역을 포함한다.
본 발명의 또다른 태양은 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈에 귀속하며, 여기서 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 영역을 포함한다.
본 발명의 또다른 태양은 외부 표면 영역과 내부 표면 영역을 포함하는 콘택트 렌즈에 귀속하며, 여기서 외부 표면 영역은 눈꺼풀에 의해 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 영역을 포함한다.
본 발명의 또다른 태양은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 개방 셀 재료를 포함하는 콘택트 렌즈에 귀속한다.
본 발명의 또다른 태양은 근접 작업과 연관된 광학적 변화를 식별하는 단계와 광학적 장치로 광학적 변화를 정정하는 단계를 포함하는 근시 제어 방법에 귀속한다.
본 발명의 또다른 태양은 사전 근접 작업 이전에 눈의 제1 파면 수차를 측정하고 사후 근접 작업에서 눈의 제2 측정된 파면 수차를 측정함으로써 설계된 광학적 장치에 귀속한다.
본 발명의 또 다른 태양은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 측정하고 측정된 힘을 기초로 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 콘택트 렌즈를 설계함으로써 설계된 콘택트 렌즈에 귀속한다.
단지 예시를 위해, 첨부된 표와 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 보다 상세하게 후술될 것이다.
표1은 세 개의 1 시간 임무(독서, 현미경 작업 및 컴퓨터 작업)의 각막 광학에 대한 상대적인 효과를 도시하는 표이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 정면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예의 정면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예의 정면도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예의 정면도 및 단면도이다.
도 11은 4번의 독서 시도 이후에 각막 굴절 파워의 회귀를 도시하는 그래프이다.
도 12는 각막의 90도 자오선을 따른 순간적인 파워 차이 맵에서의 최대 파워 변화의 위치를 도시하는 각막 토포그래피 차이 맵이다.
본 발명은 눈 성장을 제어하기 위한 신규한 광학적 및 기계적 방법을 식별한다. 전술한 바와 같이, 근시는 대개 너무 길게 성장한 눈의 결과물이다. 눈의 성장을 제어하는 것은 눈의 성장을 금지하는 것, 눈의 성장을 조장하는 것, 눈의 성장을 촉진하는 것 그리고 눈의 성장을 조절하는 것과 같은 제어의 모든 측면을 포함한다.
상부 및 하부 눈꺼풀은 눈에 그리고 눈의 성분에 힘을 인가한다. 공들인 연구를 통해 발명자는 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘이 근시 및 근시 진행과 연관된다는 것을 발견했다.
본 발명자는 근시 및 근시 진행의 이러한 신규한 원인의 연구를 수행했으며, 근접 작업과 연관된 광학적 변화를 식별하는 단계와, 광학적 장치로 이들 변화를 정정하는 단계를 포함하는 신규한 근시 제어 방법을 확정했다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 근시의 제어는 치유적 치료 및 완화적 치료를 포함한다. 따라서, 근시 치료 방법은 근시 발생을 방지하는 것과, 근시 진행을 제어 및 방지하는 것을 포함한다.
근접 작업과 연관된 광학적 변화를 정정하는 것은 광학적 변화를 정정하는 것, 조정하는 것, 변경하는 것, 금지하는 것 그리고 반전하는 것을 포함한다.
본 발명자는 또한 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘이 더이상 눈이 인가되지 않도록 그 힘을 분산시키는 단계를 포함하는 눈의 근접 작업과 연관된 신규한 근시 제어 방법을 확정시키기 위해 근시의 신규한 원인 연구도 수행했다. 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘, 근접 작업 및 근시 사이의 연관성은 후술하는 예에서 상세하게 논의되는 표1, 도11 및 도12에 도시되어 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 눈꺼풀 힘을 분산시키는 것은 상부 눈꺼풀과 하부 눈꺼풀 중 적어도 하나에 의해 눈에 인가된 힘을 흡수하고 방향을 바꾸는 것을 포함한다. 눈꺼풀 힘을 분산시키는 것은 그렇지 않았다면 상부 눈꺼풀과 하부 눈꺼풀 중 적어도 하나에 의해 콘택트 렌즈 내의 눈에 인가시킴으로써 콘택트 렌즈에 의해 흡수되었을 힘을 분산시키는 것을 포함한다. 눈꺼풀 힘을 분산시키는 것은 또한 그렇지 않았다면 상부 눈꺼풀과 하부 눈꺼풀 중 적어도 하나에 의해 눈에, 눈이 아닌 물체에 그리고 근시에 영향을 미치지 않는 눈의 영역에 인가되었을 힘의 재분배도 포함한다.
눈꺼풀 힘을 분산시키기 위해, 두께, 모듈러스, 엘라스토머(elastomeric) 속성, 공기(pneumatic) 속성 및 수압(hydraulc) 속성을 포함하지만 그에 제한되지 않는 많은 재료 속성들이 이용될 수 있다.
상부 눈꺼풀과 하부 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 것은 렌즈를 전반적으로 두껍게 함으로써 또는 하나 이상의 한정된 영역에서 렌즈를 두껍게 함으로써 달성될 수 있다. 렌즈를 두껍게 하는 것에 대한 하나의 대안은 렌즈 재료의 모듈러스를 다시 국부적으로 또는 전반적으로 또는 하나 이상의 한정된 영역에서 변경시키는 것이다. 렌즈 재료의 모듈러스는 더 높은 값 또는 더 낮은 값으로 변경된다.
본 발명에서 사용된 콘택트 렌즈는 각각의 개별 눈의 고유한 저 차수 수차와 고 차수 수차를 기초로 설계된 맞춤식 콘택트 렌즈일 수 있다. 통상적인 콘택트 렌즈는 저 차수 수차(근시, 원시 및 난시)을 정정하는 반면, 맞춤식 콘택트 렌즈는 또한 코마, 구면 수차 및 트레포일(trefoil)과 같은 광학적 특성을 포함한 고 차수 수차도 정정한다. 바람직하게는, 눈의 광학적 특성이 하방 응시 또는 근접 작업에 의해 불변이도록 상부 눈꺼풀 및/또는 하부 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘이 분산된다.
눈의 광학적 특성은 (근시, 원시 및 난시와 같이 일반적으로 발생하는 것과 같은) 저 차수 수차와 코마, 구면 수차 및 트레포일과 같은 고 차수 수차를 포함하지만 이에 제한되지 않는 눈 자체의 특성을 포함한다. 눈의 광학적 특성은 또한 눈의 성분 요소의 특성도 포함한다. 눈의 성분 요소는 각막, 수정체, 동공, 홍채, 망막과 안구를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
근시의 제어를 위해 가장 표적이 되어야 할 광학적 특성은 (코마, 구면 수차 및 트레포일과 같은) 눈의 고 차수 수차의 특성이라는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 초점 흐려짐과 난시와 같은 저 차수 성분의 특성은 또한 근시 진행을 제어하도록 변경될 수도 있다.
눈의 근접 작업은 책, 전자화된 또는 컴퓨터화된 책(e-북), (데스트탑 및 랩탑/노트북 컴퓨터 모니터를 포함하는) 컴퓨터 모니터, 다른 전자식 스크린, 신문, 잡지의 텍스트와 같은 기록된 또는 인쇄된 텍스트의 판독 또는 텍스트가 디스플레이된 임의의 다른 대상물로부터의 판독과, 현미경과 같은 하방 응시를 포함하는 임무를 포함하지만, 그에 제한되지 않는, 눈에 근접한 대상물이나 텍스트를 가시화하는 것과 관련하여 눈에 의해 수행된 임의의 작업이다.
몇몇 근접 작업은 눈이 하방 응시 상태에 있을 것을 요구한다. 본 명세서 및 본 명세서에 첨부된 특허청구범위에서, 하방 응시와 하향 응시는 동의어로 사용되며, 전방 바로 아래로 눈에 의해 채택된 임의의 위치를 의미하고, 즉 하향 응시는 수평 전방 응시 아래의 임의의 위치이다. 수평 전방 응시는 또한 주요 응시로 알려져 있다.
눈에 대한 근접은 대상물 또는 텍스트로부터 눈까지 1 내지 100 cm를 의미한다.
근접 작업이 하향 응시 근접 작업을 포함한다는 것은 당업자에게 인정될 것이다. 하향 응시 근접 작업은 눈이 하향 응시 상태인 임의의 근접 작업이다. 하향 응시 근접 작업을 요구하는 쉽게 식별 가능한 다양한 임무들이 있다. 예를 들어, 하향 응시 근접 작업의 하나의 비제한적인 예는 의자에 앉은 채로 책을 읽는 것이다. 의자에 앉은 채로 책을 읽는 사람에 의해 채택되는 통상적인 자세는 그 사람이 하향 응시 상태로 근접 작업을 수행할 것을 요구한다.
책을 읽는 것과 같은 하향 응시 근접 작업 시에, 상부 눈꺼풀 마진이 하부 눈꺼풀 마진보다 동공의 중심에 대개 더 가까와지면서, 눈꺼풀의 가장자리{즉, 눈꺼풀 마진(lid margin)}는 동공의 중심으로부터 대개 2-4 mm에 위치된다. 눈꺼풀의 가장자리는 동공의 중심으로부터 0.5 mm에 불과하거나 또는 10 mm 만큼일 수 있다. 눈이 점점 더 하방을 쳐다볼수록, 상부 눈꺼풀에 비해 하부 눈꺼풀이 동공의 중심에 더 가까와진다.
대개, 종래의 콘택트 렌즈는 직경이 7-9 mm인 중심 렌즈를 포함한다. 통상적인 콘택트 렌즈의 중심 렌즈는 (렌즈 두께와 렌즈 재료의 굴절률을 고려한 후에) 렌즈의 광 파워를 생성하도록 결합하는 전방 및 후방 표면 곡률을 포함한다.
콘택트 렌즈란 용어는 안구 상으로 위치되는 전체 제품을 의미한다. 또한 중심 렌즈 이외에, 콘택트 렌즈는 통상적으로 외부 영역도 포함한다. 외부 영역은 중심 렌즈의 가장자리와 콘택트 렌즈의 가장자리 사이에 위치된다. 통상적으로, 콘택트 렌즈의 외부 영역은 눈에 대한 렌즈의 편안한 끼워 맞춤을 제공하기 위해 설계되며, 눈의 정상적인 기능에 대한 최소한의 생리적 파괴를 야기한다.
콘택트 렌즈는 또한 환경에 노출되는 외부 표면 영역과 눈과 접촉하게 되는 내부 표면 영역을 갖는다.
콘택트 렌즈의 중심 렌즈는 콘택트 렌즈 광학적 속성에 영향을 미치지 않으면서 두께에서의 국부적인 변화를 가질 수 없다. 실제로, 이러한 것은 눈꺼풀 힘을 콘택트 렌즈의 외부 영역으로 분산시키기 위한 증가된 두께의 영역을 제한한다. 외부 영역은 두께나 모듈러스와 같은 상이한 속성의 두 개 이상의 소영역으로 분할될 수 있다.
콘택트 렌즈에서 증가된 두께의 영역은 하이드로겔 폴리머(예를 들어, 하이드록시에틸메타크릴레이트), 실리콘 하이드로겔 폴리머, 가스 투광성 경성 폴리머(rigid gas permeable polymer)(예를 들어, 실리콘-아크릴레이트, 또는 플루오로-실리콘-아크릴레이트)와, 하드 렌즈 폴리머(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트) 또는 그 조합물을 포함하지만 그에 제한되지 않는 재료로 이루어질 수 있다. 도면은 렌즈의 중심 구역에서 눈꺼풀 압력을 감소시키도록 두꺼워진 영역을 갖는 렌즈의 많은 실시예를 도시한다.
도1은 콘택트 렌즈(10)가 수평띠(11, 11a 및 11b)를 포함하는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 콘택트 렌즈(10)의 외측 영역(12)은 통상적인 두께부(13)인 소영역과 증가된 두께의 수평띠(11)를 포함하는 소영역을 포함한다. 당업자라면 영역과 소영역이란 용어가 명료함을 이유로 사용되며 소영역이 하나의 영역이라는 것을 이해할 것이다. 제1 실시예의 구조는 도1의 측면도에서 가장 명료하게 보여진다. 수평띠(11)는 근접 작업 시에 콘택트 렌즈(10) 상의 상부 및 하부 눈꺼풀의 대략적인 위치에 대응하는 위치에서 렌즈 상에 위치된다.
본 발명의 제1 실시예에서, 증가된 두께의 영역은 하방 응시 상태에서 눈꺼풀의 위치 또는 하향 응시 상태에서 눈꺼풀의 적절한 위치에 대략 대응하는 수평띠(11)이다. 수평띠(11)의 바람직한 위치는 콘택트 렌즈(10)가 착용될 때 동공의 중심으로부터 대략 2-4 mm이지만, 콘택트 렌즈(10)가 착용될 때 동공의 중심으로부터 0.5 내지 5 mm 또는 그 사이의 임의의 값일 수 있다. 예를 들어, 수평띠(11)의 위치는 콘택트 렌즈가 착용될 때 동공의 중심으로부터 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0, 4.25, 4.5, 4.75 또는 5.0 mm일 수 있다.
제1 실시예의 변형예에서는 오직 하나의 수평띠(11)가 존재한다. 하나의 수평띠(11)는 상부 수평띠(11a) 또는 하부 수평띠(11b)일 수 있다. 상부 수평띠(11a)는 근접 작업 시에 상부 눈꺼풀의 대략적인 위치에 대응하는 위치에 위치된다. 하부 수평띠(11b)는 근접 작업 시에 하부 눈꺼풀의 대략적인 위치에 대응하는 위치에 위치된다.
하향 응시 상태에서 상부 및 하부 눈꺼풀의 적절한 위치는, 사람의 눈꺼풀이 하향 응시를 채택하는 동안에 사람의 눈꺼풀의 위치를 측정하거나, 얼굴과 관련하여 눈의 해부도를 측정하거나, 공지된 값들을 참고하거나, 또는 이들 방법들을 조합함으로써 도달될 수 있다.
수평띠(11)는 바람직하게는 50 내지 500 마이크로미터 범위의 두께를 갖지만, 사용되는 재료의 모듈러스에 따라 10 내지 1000 마이크로미터 범위 그리고 그 사이의 임의의 값일 수 있다. 예를 들어, 수평띠(11)의 두께는 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 및 1000 마이크로미터일 수 있다.
통상적인 콘택트 렌즈는 50 내지 500 마이크로미터의 두께 범위를 갖는다.
본 발명의 제1 실시예에 따라 그리고 도1에 도시된 바와 같이, 외측 영역(12)에 있는 수평띠(11)는 콘택트 렌즈(10)의 중심 렌즈(15)로 연장되지 않는다.
눈꺼풀은 콘택트 렌즈 표면 상에서의 급격한 곡률 변화에 민감하며, 따라서 착용자가 참을 수 있을 정도의 두꺼워지는 정도에 대한 실질적인 제한이 있다. 눈꺼풀 힘을 분산시키도록 전반적으로 두꺼워진 렌즈를 제공하기 위해, 콘택트 렌즈의 두께는 사용된 재료의 모듈러스에 따라 100 내지 1000 마이크로미터 또는 그 사이의 임의의 값이어야 한다. 예를 들어, 전반적으로 두꺼워진 렌즈의 두께는 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775, 800, 825, 850, 875, 900, 925, 950, 975 또는 1000 마이크로미터일 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈가 눈 상에 있을 때 회전하지 않도록 구성된 특질도 또한 포함할 수 있다. 이들 위치 설정 특질을 포함하는 것은 눈꺼풀 힘을 흡수하기 위해 올바른 위치에서 증가된 두께의 영역을 유지하도록 기여한다. 이들 위치 설정 특질은 램프와 같은 두꺼워진 구역을 사용하여 콘택트 렌즈의 회전을 중지시키도록 설계된다. 램프 구역은 눈꺼풀 힘을 흡수하기 위해 증가된 두께의 영역과 대체로 동일한 위치에 있다. 소프트 원환체(toric) 렌즈로 지칭되는 통상적인 콘택트 렌즈 설계에서, 눈꺼풀은 각각의 깜박거림에 의해 램프 구역에 대하여 압착되며 렌즈가 자유롭게 회전하는 것을 방지한다.
본 발명의 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈의 회전을 최소화하기 위해 통상적인 콘택트 렌즈의 램프 구역 또는 다른 설계 특질을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 렌즈의 편안함은 착용자의 순응성(compliance)을 위해 중요하다. 착용자의 눈꺼풀이 각각의 자연적인 깜박거림에 의해 수평띠 위로 이동하므로, 몇몇 사람들에게는 콘택트 렌즈 상의 증가된 두께의 수평띠가 불편할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예는 눈꺼풀 힘을 흡수하기 위해 렌즈의 전반적인 환상 주연 구역을 일반적인 경우보다 두껍게 하는 것이다.
도2는 콘택트 렌즈(20)의 전체 외부 영역(21)이 통상적인 콘택트 렌즈에서 보다 두꺼운 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 전체 외부 영역(21)을 통해 증가된 두께를 갖도록 콘택트 렌즈를 설계하는 것은 자연적인 깜박거림 시에 눈꺼풀이 가로질러 지나가는 두께 변화를 최소화하는 장점을 갖는다. 구조는 외부 영역(21)과 내부 영역(22) 사이에 크기 차이를 명확하게 도시하는 도2에 도시된 측면도에서 가장 명확하게 보여진다.
본 명세서에서 논의된 더 두꺼운 영역으로부터 더 얇은 영역으로의 모든 전이부에서 전이부는 1도 내지 90도의 임의의 기울기일 수 있다는 것이 이해된다. 당업자라면 편안함이라는 관점에서 하나의 영역으로부터 또다른 영역으로의 또는 하나의 소영역으로부터 또다른 소영역으로의 기울기는 가능한 한 매끄러워야 한다는 것이 쉽게 이해될 것이다.
증가된 두께의 영역이 외부 영역에 국한되어 있는 콘택트 렌즈는 폭이 0.1 내지 1.0 mm인 매끄러운 전이 곡선을 가져야 한다. 전이 곡선은 대개 각각의 측부 상에서 곡률에 접한다.
더 두꺼운 렌즈 및 관련된 더 두꺼운 렌즈 가장자리는 몇몇 사람들에게 불편할 수 있으며, 제3 실시예는 전체 콘택트 렌즈를 통상적인 콘택트 렌즈보다 더 두껍게 하는 것이다. 증가된 두께의 영역이 콘택트 렌즈의 외부 영역에 국한되면, 전체 콘택트 렌즈를 더 두껍게 하는 것은 외부 가장자리로부터 중심으로의 렌즈 두께를 위해 허용되는 것보다 덜 예리한 기울기가 사용되는 것을 허용한다.
제3 실시예는 도3에 도시되어 있다. 도3은 전반적으로 증가된 두께부를 갖는 콘택트 렌즈(30)을 도시한다. 본 실시예에서 중심 렌즈(31)와 외부 영역(32)은 증가된 두께부를 갖는다. 콘택트 렌즈를 전부 더 두껍게 함으로써, 콘택트 렌즈의 중심 렌즈에서 국부적인 두께와 연관된 광학적 문제가 극복될 수 있다. 콘택트 렌즈(30)의 프로파일은 도3에 도시되어 있다.
도면에 도시된 수평띠가 모두 사변형인 반면 상부 및/또는 하부 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 흡수하기 위해 그리고/또는 재분배하기 위해 설계된 임의의 형상이 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
추가적으로, 도면에 도시된 수평띠가 90도의 계단형 증가를 도시하는 반면, 수평띠로의 전이부는 1도 내지 89도의 각도를 갖는 단계적인 증가 또는 두 개의 인접한 곡률 사이의 점진적인 전이부를 제공하는 수학적으로 기술된 임의의 매끄러운 곡선일 수 있다.
전술한 바와 같이, 눈꺼풀 힘을 흡수하는 또다른 수단은 변경된 모듈러스부를 포함하는 콘택트 렌즈를 제공하는 것이다. 재료의 모듈러스는 단위 길이당 변위량에 의해 나뉘어진 단위 면적당 힘의 단위로 측정된다. 정성적으로, 이러한 것은, 주어진 변형 모드(예를 들어, 굴곡) 및 주어진 치수의 테스트 조각에 대해, 더 높은 모듈러스를 갖는 재료는 주어진 변형(예를 들어, 굴곡)을 달성하기 위해 더 큰 크기의 힘을 요구하거나, 또는 동일한 이유로, 더 낮은 모듈러스 재료보다 주어진 힘의 인가에 대해 덜 변형(예를 들어, 굴곡)될 것이라는 것을 의미한다.
달리 기술되지 않는다면, 본 명세서에서 기술된 값들은 Kg/cm2 의 단위인 영(Young)의 강성도 모듈러스값이다. 통상적인 콘택트 렌즈에 사용된 재료는 이하 도시된 범위인 영의 강성도 모듈러스를 갖는다.
하이드로겔(소프트 렌즈) 3 내지 20 Kg/cm2,
실리콘 하이드로겔 20 내지 100 Kg/cm2,
가스 투광성 경성 렌즈 200 내지 1000 Kg/cm2.
본 발명의 다른 실시예에서, 콘택트 렌즈 재료의 모듈러스는 모듈러스 또는 교차 결합(cross-link) 밀도를 증가시킴으로써 변경된다. 증가된 모듈러스의 재료는 증가된 교차결합을 가지면서 종래의 콘택트 렌즈 폴리머 및 코폴리머를 포함할 수 있다. 콘택트 렌즈 재료의 모듈러스를 증가시키기 위한 또다른 선택은 종래 콘택트 렌즈 재료에 추가된 것과 같은 첨가물을 사용하는 것이다. 모듈러스를 증가시키는 몇몇 일반적인 재료 모노머는 실리콘과 메틸메타크릴레이트이다.
외부 영역과 두 개 이상의 외부 소영역을 위한 높은 모듈러스 콘택트 렌즈 재료는 바람직하게는 20 내지 1000 Kg/cm2 또는 그 사이의 임의의 값인 모듈러스를 갖는다. 예를 들어, 외부 영역과 두 개 이상의 외부 소영역을 위한 높은 콘택트 렌즈 재료는 20, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 또는 1000 Kg/cm2의 모듈러스를 가질 수 있다.
중심 렌즈를 위한 높은 모듈러스 콘택트 렌즈 재료는 바람직하게는 20 내지 1000 Kg/cm2 또는 그 사이의 임의의 값인 모듈러스를 갖는다. 예를 들어, 중심 렌즈를 위한 높은 모듈러스 콘택트 렌즈 재료는 20, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 또는 1000 Kg/cm2의 모듈러스를 가질 수 있다.
콘택트 렌즈 모듈러스에서의 증가는, 전체 콘택트 렌즈가 높은 모듈러스 재료로부터 제조되면서, 전반적인 증가일 수 있다.
또다른 선택 사양은 중심 렌즈, 외부 영역 또는 외부 소영역, 중심 렌즈의 외부(전방) 표면 또는 전체 외부 표면 영역과 같은 콘택트 렌즈의 하나 이상의 별개인 국부 영역에 모듈러스의 증가를 국한시키는 것이다.
높은 모듈러스를 갖는 재료의 영역을 포함하는 소프트 렌즈는 다양한 형상을 가질 수 있다. 도4는 높은 모듈러스의 영역이 콘택트 렌즈(40)의 중심 렌즈(41)에 있는 제4 실시예를 도시한다. 본 실시예의 콘택트 렌즈는 통상적인 소프트 렌즈 재료의 외부 영역(42)에 의해 둘러싸인 높은 모듈러스 경성 중심 렌즈(41)를 갖는다. 통상적인 소프트 렌즈 재료의 외부 영역은 스커트 또는 환형부로 지칭될 수 있다.
도5는 콘택트 렌즈(50)의 외부 영역이 두 개의 소영역을 포함하는 본 발명의 제5 실시예를 도시한다. 외부 영역(51)은 제1 소영역(52)을 포함하며, 제1 소영역(52)는 제2 소영역(53)의 외측을 둘러싼다. 제1 소영역(52)는 통상적인 모듈러스부를 포함하며, 제2 소영역(53)은 높은 모듈러스부를 포함한다. 제1 소영역(53)은 통상적인 모듈러스의 중심 렌즈(54)를 둘러싼다. 콘택트 렌즈(50)의 중심 렌즈(54)에 대하여, 통상적인 모듈러스 주연 환형부인 제1 소영역(52)은 높은 모듈러스 재료의 환형부인 제2 소영역(53) 외측에 위치되는 반면, 연성 중심 렌즈(54)는 제2 소영역(53) 내측에 위치된다.
도6은 증가된 모듈러스의 영역(61)이 콘택트 렌즈(60)의 중심 렌즈(63)와 외측 영역(62)을 통해 연장되는 본 발명의 제6 실시예를 도시한다. 외측 영역(62)은 통상적인 모듈러스의 콘택트 렌즈 재료와 높은 모듈러스의 수평띠(61)를 포함한다. 중심 렌즈(63)는 높은 모듈러스의 상부 소영역(63a) 및 하부 소영역(63b)과 통상적인 모듈러스의 중심 영역(63c)을 포함한다.
상부 및 하부라는 호칭은 눈의 위치에 대하여 만들어진다. 상부 소영역은 콘택트 렌즈가 눈 상에 사용을 위해 위치될 때 상부 눈꺼풀에 더 가깝고, 하부 소영역은 콘택트 렌즈가 눈 상에 사용을 위해 위치될 때 하부 눈꺼풀에 더 가깝다.
정확한 광학적 정정을 위해, 높은 모듈러스 중심 렌즈 소영역(63a, 63b)의 굴절률은 통상적인 모듈러스 중심 렌즈(63c) 소영역의 굴절률과 동일하거나 또는 매우 근접하여야 한다는 것이 이해된다. 두 재료의 굴절률이 상이하면, 중심 렌즈(63)의 형상 및/또는 두께는 적절한 광학적 정정을 생성하기 위해 변경될 수 있다. 이런 방식으로 중심 렌즈(63)의 형상 및/또는 두께를 변경시키는 것은 렌즈의 안정화를 요구하며, 따라서 콘택트 렌즈는 깜박거림 시에 회전하지 않는다. 콘택트 렌즈가 깜박거림 시에 회전하면, 눈에 대한 중심 렌즈의 광학적 정렬이 변경될 것이다.
소프트 원환체 콘택트 렌즈의 설계에서의 일반적인 실행과 같이 콘택트 렌즈 설계에 안정화 구역을 추가함으로써 콘택트 렌즈는 깜박거림 시의 회전에 대해 안정화될 수 있다. 이들 안정화 구역은 대체로 정정 배향에서 렌즈를 안정화시키도록 각각의 깜박거림 시에 눈꺼풀에 의해 생성된 압착력과 상호작용하는 더 큰 렌즈 두께의 영역이다.
도7은 본 발명의 제7 실시예를 도시한다. 도7은 높은 모듈러스의 영역이 수평띠(72)를 포함하는 외부 영역 소영역에 국한되는 콘택트 렌즈(70)을 도시한다. 제7 실시예에 따른 도7에 도시된 바와 같이, 수평띠(72)는 중심 렌즈(71) 내로 연장되지 않으며, 콘택트 렌즈의 중심 렌즈는 통상적인 모듈러스를 갖는다.
도8은 본 발명의 제8 실시예를 도시한다. 도8은 콘택트 렌즈 외부 표면 영역 및 내부 표면 영역이 상이한 모듈러스값을 갖는 콘택트 렌즈(80)를 도시한다. 도8에 도시된 제8 실시예에서, 외부 표면 영역(81)은 높은 모듈러스를 갖고, {콘택트 렌즈(80)가 눈 상에 위치될 때 각막에 대하여} 콘택트 렌즈 내부 표면 영역(82)은 더 낮은 모듈러스를 갖는다.
도9는 본 발명의 제9 실시예를 도시한다. 도9은 외부 표면 영역(91)이 오직 중심 렌즈 영역(92)에서 높은 모듈러스의 제1 중심 소영역(92)을 갖는 반면, 외부 표면 영역(91)의 외부 소영역(93)과 (각막에 대하여) 렌즈 및 내부 표면 소영역(94)의 대부분은 더 낮은 모듈러스를 갖는다.
더 높은 모듈러스의 렌즈 재료는 눈꺼풀에 의해 인가된 힘의 흡수 또는 재분배를 위한 하나의 선택이지만, 모듈러스 이외에 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분사시키도록 작용할 수 있는 다른 재료 속성이 있다. 예를 들어, 개방 셀 발포 재료(open-cell foam material)가 힘을 흡수하기 위해 유용하다.
눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키기 위해, 높지 않은(non-high) 모듈러스 힘 분산 재료를 포함하는 콘택트 렌즈는 엘라스토머 속성, 공기 속성 및 수압 속성 중 하나 이상을 가질 수 있다.
이들 엘라스토머, 공기, 수압 또는 그 조합물 재료는 도1, 도2 및 도5 내지 도9에 도시된 것과 같은 실시예에서 채용될 수 있다.
*106이들 높지 않은 모듈러스 힘 분산 재료의 예는 개방 셀 폴리머를 포함하며, 이는 가스, 겔 또는 유체로 충진하거나 충진되도록 설계된 개방 셀 또는 포켓을 갖는다. 개방 셀은 폴리머 재료에 의해 완전히 둘러싸이며 외측 환경에 노출되지 않는다. 하나의 실시예에서, 유체는 착용자의 눈물이다.
이들 재료가 주위의 렌즈 재료와 동일한 굴절률이 아니라면, 이들 재료가 도7에 도시된 바와 유사하게 렌즈의 주연부로 제한될 수 있거나, 또는 광학적 정정이 이들 영역 내의 상이한 렌즈 표면 곡률을 사용하여 형성될 수 있다.
도10은 본 발명의 제10 실시예를 도시하며, 이는 도10에 가장 명확하게 도시된 하부 각막(105)을 볼트(vault)하는 경성 콘택트 렌즈(100)를 사용한다. 각막 토포그래피(topography)를 측정함으로써, 렌즈(102)의 주연부 근처에서 하부 각막과 접촉하지만 렌즈 후방 표면(104)와 각막(105) 사이에 착용자의 눈물로 충진하는 일정한 두께의 공간부(103)를 갖는 렌즈가 착용자를 위해 설계될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 또한 근접 작업 또는 하향 응시와 연관된 광학적 변화를 식별하는 단계와, 광학적 장치로 이들 변화를 정정하거나 변경하거나 반전시키는 단계를 포함하는, 광학적 수단에 의해 근시 진전을 제어하는 광학적 방법을 제공한다. 근접 작업 시에 요구된 광학적 정정은 정상 시야 조건에서 요구된 것과 다르다. 따라서, 시야(vision)는 이들 조건 중 하나로 제한될 수 있다.
본 발명의 광학적 방법의 일 실시예는 근접 작업 이전에 눈의 파면 수차의 제1 측정과 근접 작업 이후에 또는 근접 작업 시에 눈의 파면 수차의 제2 측정을 수행하는 단계를 포함한다. 제1 실시예에서, 측정될 눈은 수평 전방(즉, 주 응시)을 쳐다봐야 하며, 원근 조절(accommodation) 요구(즉, 광학적 무한대에서 또는 그 근처에서 목표물을 조망하는 것)를 갖지 않는다. 그런 다음, 하향 응시 상태로 눈이 근접 목표물 상에 초점 설정되는 동안에 (즉, 눈이 원근 조절되는 동안에) 근접 작업의 시기 이후에 또는 근접 작업의 시기 시에 눈의 파면 수차의 제2 측정이 수행된다. 그런 다음, 정상 조건(사전 근접 작업)과 하방 응시 조건(사후 근접 작업 또는 근접 작업 시) 사이의 파면 수차의 차이가 광학적 장치를 설계하기 위해 사용될 수 있다.
근접 작업 수단 이전에 눈이 10분 이상의 연속적인 근접 작업 시기를 수행하기 전에 적어도 10분이 지나간다. 사후 근접 작업의 시간 길이는 적어도 근접 작업을 수행하면서 소비된 시기 만큼 길어야 한다. 근접 작업은 독서일 수 있다. 예를 들어, 한 시간의 독서는 광학적 변화가 사라지기 위해 대략 한 시간을 요구한다.
제2 측정된 파면 수차는 복수의 측정을 포함할 수 있으면, 여기서 하향 응시 근접 작업의 시기 시에 복수의 측정 중 적어도 하나가 수행되며, 하향 응시 근접 작업이 완료될 때 복수의 측정 중 하나가 수행된다.
근접 작업 및 정상 조건에 대한 요구가 상이하므로, 일 실시예는 두 개의 광학적 장치가, 즉 정상 조건을 위한 제1 광학적 장치와 근접 작업을 위한 제2 광학적 장치가 설계될 것을 요구한다.
정상 조건은 주로 근접 작업에 관련되지 않을 때 사람이 만나게 되는 것이다. 정상 조건은 약간의 근접 작업을 포함할 수 있지만, 근접 작업은 정상 조건에서 수행된 주요 활동이 아니다. 착용자가 지속된 시기 동안, 예를 들어 15분 이상, 근접 작업을 수행하게 되면, 착용자는 근접 작업의 시기 동안에 콘택트 렌즈의 세트를 사용해야 한다. 정상 조건은 근접 작업이 주요 활동이 아닌 임의의 조건이다.
본 발명의 광학적 방법의 또다른 실시예에서, 하나의 광학적 장치가 설계되며, 광학적 장치는 정상 광학적 요건과 근접 작업의 광학적 요건의 가중치 부여된 평균이다.
본 발명의 광학적 방법의 또다른 실시예에서, 설계된 하나의 광학적 장치는 통상적인 설계로부터의 광학적 성분과 근시 예방 설계로부터의 광학적 성분에 기초할 수 있다.
광학적 성분은 시야를 변경시키기 위해 사용된 광학적 장치의 성분을 지칭하며, 콘택트 렌즈의 중심 렌즈와 같은 통상적인 광학적 성분과 본 명세서에 기술된 것과 같은 근시 예방 성분을 포함한다.
또다른 실시예에서, 설계된 광학적 장치는 정상 광학적 요건과 근접 작업의 광학적 요건 사이의 중간적 설계일 수 있다.
광학적 장치는 하향 응시 및 근접 작업과 연관된 광학적 변화의 오직 일부를 또는 그 광학적 변화의 특성 중 오직 일부 특성만을 정정하거나, 변경하거나 또는 반전시키도록 설계될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예는, 눈의 성장을 조장하는 눈의 광학적 특성의, 코마와 트레포일과 같은 특정 광학적 성분을 식별하고 그런 다음 오직 이/이들 광학적 성분 또는 그들 중 (0.0과 100% 사이의) 몇 퍼센트를 정정하도록 광학적 장치를 설계하는 것이다. 이는 정상 조건와 근접 작업 조건 사이에서 광학적 장치의 광학적 성능을 개선시킬 수 있다.
예
상세한 설명에서 전술된 바와 같이, 근접 작업, 눈꺼풀 압력과 근시 진전 사이의 관련성을 조사하기 위해 실험이 수행되었다. 표1에 도시된 실험 결과는 세 개의 근접 작업 임무, 즉, 독서 작업, 현미경 작업 및 컴퓨터 작업의 각막 광학에 대한 상관 효과를 도시한다. 이들 근접 작업 임무 중에서, 독서와 현미경 작업은 근시 진전에 대한 위험한 요인이라고 알려져 있는 반면, 컴퓨터 작업은 근시 진전과 무관하다.
도11 및 도12는 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘, 근접 작업과 근시 사이의 연관성을 더 도시한다. 도11 및 도12는 모두 콜린스 등에 나타나며, 도11 및 도12를 생성하기 위해 사용된 실험 프로토콜이 상술되어 있다{콜린스 엠.제이., 클로에베코른-노르갈 케이., 부에렌 티., 보에쯔 에스.씨., 링겔바하 비.,(2005), Regression of lid-induced corneal topography changes following reading, Optometry and Vision Science, 82(9), 843-849}. 콜린스 등에서 상술된 이들 실험 프로토콜과 결과 및 논의는 아래에 요약된다.
재료 및 방법
21세 내지 28세의 범위에 있으며 평균 24세인 6명의 피실험자, 즉 4명의 여자와 2명의 남자가 연구에 참여했다. 각각의 피실험자의 오른쪽 눈이 측정을 위해 사용되었으며, 피실험자 중 5명이 근시안이었고, 한 명이 정시안(emmetropic)이었다. 모든 피실험자는 최소 분해능 각도 이상의 적어도 0 로그값인 충분히 정정된 시력을 가졌다. 모든 피실험자가 정상 각막 특성을 가졌고 이전에 눈 질환을 갖지 않았다는 것을 보증하기 위해 주 슬릿 램프 검사가 수행되었다. 모든 피실험자는 가스 투광성 경성 콘택트 렌즈를 결코 착용해본 적이 없었다. 소프트 콘택트 렌즈 착용자에게는 적어도 연구 3일 이전에 그 소프트 콘택트 렌즈를 제거할 것을 지시했다.
실험은 4차례의 독서 기간과 한 차례의 제어 기간을 포함했고, 5개의 다른 아침에 (대개 오전 8시 내지 9시 사이에 시작하면서) 수행되었다. 아침에 실험이 시작되기 전에 임의의 상당한 독서를 수행하지 말 것을 피실험자에게 요구했다. 독서 시도는 10분, 30분, 60분, 120분 동안 지속되었으며, 테스트의 순서는 계획적인 선입견을 피하기 위해 피실험자 사이에서 무작위화되었다. 피실험자는 사무실 의자에 앉혀졌고, 소설을 읽도록 요청되었다. 독서 시도는 전형적인 독서 임무를 시뮬레이션하도록 의도되었으며, 따라서 피실험자는 시도 시에 자연적인 독서 자세를 채용하도록 장려되었다.
각막 토포그래피 측정을 위해 케라트론 비디오케라토스코우프(Keratron videokeratoscope){알리언스 메디컬 마케팅(Alliance Medical Marketing) 잭손빌(Jacksonville), FL}가 사용되었다. 각각의 측정 기간에 6개의 비디오케라토그래프가 취해졌다. 기준선 각막 토포그래피 데이타가 독서 이전에 측정되었고 독서 이후에 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 및 180분에 다시 측정되었다. 10분 독서 시도에 대해, 측정은 독서 이후 60분까지 차지했는데, 왜냐하면 예비 연구가 이러한 것이 각막 회복을 완료하기에 충분한 시간일 것이라고 제안했었기 때문이다. 독서 이후의 측정 기간 사이에서 피실험자는 임의의 독서, 기록을 수행하거나 컴퓨터를 사용하지 않도록 요청되었다. 제어 실험으로서, 피실험자의 각막은 제1 측정이 수행된 이후에 2, 60, 120 및 180분의 시간 간격으로 다른 아침에 측정되었다. 다시, 측정 기간 이전 및 측정 기간들 사이에 피실험자는 독서 및 기록하거나 또는 컴퓨터를 사용하지 않도록 요청되었다.
고-분해능 디지탈 카메라를 사용하여, 제1 실험 기간에 주 응시에서 각각의 피실험자의 눈꺼풀 위치의 사진이 취해졌다. 카메라는 삼각대 상에 장착되었고, 피실험자의 머리는 머리 받침에 위치되었다. 피실험자와 책 사이에 디지탈 카메라를 유지하면서 피실험자 눈꺼풀 위치에 대한 제2 사진이 독서하는 동안 취해졌다. 독서 시의 눈꺼풀 위치는 각막 토포그래피 상에 겹쳐졌고 눈꺼풀 위치와 비교해 볼 때 토포그래피에서의 변화가 눈꺼풀 위치와 비교되었다. 이러한 분석을 위한 방법은 이전에 기술되었었다{부에렌 티., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘., (2003), Corneal aberrations and reading, Optometry and Vision Science, 80, 159-66}.
각각의 피실험자는 독서와 연관된 단안 복시(monocular diplopia)와 같은 주관적인 시야 변화를 보고하도록 요청되었다. 모든 측정 기간 이전 및 이후에, 왼쪽 눈은 피복되었고 피실험자는 베일리-로비(Bailey-Lovie) 테스트 차트 상에 분해능 크기의 최소 각도의 0.4 로그값의 시력표 글자를 쳐다보도록 지시되었다. 자연적인 동공 크기를 최대화 하기 위해 실험실은 박명(mesopic) 수준으로 어둡게 했으며, 테스트 차트가 조사(illumination)되었다. 검사관은 시야 품질에 대한 피실험자의 기술을 기록했다.
결과
각막 높이, 굴절 파워 및 순간 파워 데이타는 후속 분석을 위해 비디오케라토스코우프로부터 반출되었다. 측정 기간당 취해진 여섯 개의 비디오케라토스코우프는 이전에 설명된 방법에 따라 평균되었다{부에렌 티., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘., (2003), Corneal aberrations and reading, Optometry and Vision Science, 80, 159-66}.
(독서 이전 대 사후 독서) 굴절 파워 및 순간 파워에서의 변화를 검사하기 위해, 차이 맵이 계산되었고, 중요한 맵(즉, 변화의 국부적인 통계적 중요성을 도시하는 맵)은 (비디오케라토스코우프 축에 대해 중심 설정된) 7 mm 직경을 위해 생성되었다. 독서 이후에 각막 (굴절 및 순간) 파워의 변화를 분석하기 위해, 90도 내지 270도 (수직) 자오선(meridian)에서 자오선 분석이 수행되었는데, 왜냐하면 이러한 자오선은 눈꺼풀 힘과 연관된 토포그래피에서의 최대 변화를 도시하기 때문이다{부에렌 티., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘., (2003), Corneal aberrations and reading, Optometry and Vision Science, 80, 159-66}.
대표 피실험자의 각막 토포그래피 차이 맵을 도시하는 도12로부터, 순간 파워 차이 맵에서 파워의 최대 변화의 위치가 도시될 수 있다. 도12는 독서 시에 상부 눈꺼풀 위치에 상관되고 각막의 상부 절반에서 주로 발생되는 각막 토포그래피에서의 변화를 도시한다. 순간 파워에서 최대 양성 변화 및 음성 변화가 맵의 중심으로부터 최대 3.5 mm 거리까지 90도 자오선을 따라 측정되었다. 각각의 차이 맵에서 90도 내지 270도 자오선을 따르는 최대 변화가 최대 양성 또는 음성 굴절 파워값을 기초로 유도되었다.
독서 바로 이후에, 맵의 중심으로부터 최대 3.5 mm까지의 영역에서 90도 자오선을 따라 (10분으로부터 최대 120분 독서까지의) 모든 독서 시도 조건에 대해 굴절 파워에서의 상당한 변화가 또한 발견되었다. 1.26 D (±0.44 D)인 파워에서의 그룹 평균 차이로 120분 독서 이후에 국부 굴절 파워에서의 최대 차이가 발견되었다. 60분 독서 이후에, 차이는 0.96 D (±0.31 D)였고, 30분 독서 이후에 차이가 0.92 D (±0.28 D)였고, 10분 독서 이후에 차이가 0.76 D (±0.42 D)였다. 반면, 제어 조건(독서하지 않음)은 0.32 D (±0.17 D)의 90도 자오선을 따라 그룹 평균 굴절 파워 차이를 도시했다. 이들 굴절 파워에서의 자연적인 변화량은 구면 수차 또는 수직 코마와 같은 일반적인 수차를 반영한다.
90도 자오선에 대하여 독서 및 제어 시도 이후에 각막 굴절 파워 변화에서의 회귀가 도11에서 나타나 있다. 도11의 그래프는 4차례의 독서 시도(10분, 30분, 60분 및 120분) 이후에 대표 피실험자에서의 각막 굴절 파워 변화의 회귀를 도시하며, y축은 90도 자오선을 따라 굴절 파워에서의 최대 차이이고, 제어 조건은 실질적인 시각 임무를 포함하지 않았다. 모든 독서 시도(10분 내지 최대 120분)는 90도 각막 자오선을 따라 굴절 파워 변화에서의 증가를 야기한다. 더 긴 독서 시도 조건이 더 긴 퇴화 시간을 요구하면서, 이들 변화는 제어 조건과 유사한 수준으로의 점진적인 회귀를 나타낸다. 독서 이후에 첫번째 60분 동안 굴절 파워의 차이에 대하여 양방향 반복된 측정 ANOVA가 수행되었다. 독서에 소비된 시간 길이가 굴절 파워 변화의 크기에 상당한 영향을 미쳤다는 것이 나타났으며(p=0.005), 독서 이후의 시간 시기는 굴절 파워 변화의 상당한 회귀를 나타냈다(p<0.001). 그러나, 독서에 소비된 시간 길이와 굴절 파워 변화의 회귀 사이에 상당한 간섭이 없었다(p=0.24). 이는 파워 변화의 회귀 속도가 사전 독서에 소비된 시간 길이와 무관하다는 것을 암시한다.
제어 조건(독서 없음)은 180분 관찰 시기를 통해 90도를 따라 굴절 파워 변화에서의 근소하지만 규칙적인 증가를 나타냈다(도11). 비록 놀랍긴 하지만, 이들 발견은 3일의 경과에 걸쳐 주간 각막 토포그래피 변화를 따르는 실험에서의 유사한 보고 데이타와 일치했다{리드 에스.에이., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘.지., (2005), The diurnal variation of corneal topography and aberrations, Cornea, 24, 678-87}.
논의
독서 응시 자세에서, 눈꺼풀은 독서에 소비된 시간 길이에 크기와 관련된 각막 토포그래피에서의 변화를 야기한다. 즉, 연속 독서의 시기가 길어질수록, 각막 토포그래피 변화가 커진다. 이들 토포그래피 변화의 회귀는 최초 10분 내의 상당한 기울기의 감소 이후에 더 느려진 회귀를 가지면서 상이한 독서 시기 이후에 유사한 패턴을 나타냈다. 10분의 독서 이후에, 각막 토포그래피 변화가 주로 10분 내에 이루어진 반면, 120분의 연속적인 독서 이후에 토포그래피 변화가 사라지는데 대략 120분이 걸렸다. 일반화로서, 기준선 수준까지 각막 변화의 회귀를 위한 시간량은 사람이 연속적으로 독서에 소비한 것과 대략 같은 시간량을 요구했다.
우리가 측정한 각막 토포그래피 변화의 크기와 위치는 이전에 보고된 것과 일치한다{부에렌 티., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘., (2003), Corneal aberrations and reading, Optometry and Vision Science, 80, 159-66; 부에렌 티., 콜린스 엠.제이., 카르니 엘., (2005), Near Work induced wavefront aberrations in myopia, Vision Research, 45, 1297-312}. 이들 토포그래피 변화는 독서 응시 시에 눈꺼풀 마진의 위치를 밀접하게 따른다. 수평띠에서 각막 반경의 국부적인 증가 및 감소는 각막 재형상화가 눈꺼풀 마진의 힘의 결과로서 발생한다는 것을 암시한다. 각막 교정술(orthokeratology)의 과정은 토포그래피 변화의 유사한 하부 메카니즘을 반영할 수 있지만, 이들 변화의 정확한 해부학적 성질에 대한 명백한 일치는 여전히 없다{스와르브릭 에이치.에이., 왕 지., 올리리 디.제이., (1998), Corneal response to orthokeratology, Optometry and Vision Science, 75, 791-9; 추 제이.디., 캐롤린 피.제이., 할린 디.디., 메이어즈 더블유., (2004), Morphologic changes in cat epithelium following overnight lens wear with the Paragon CRT lens for corneal reshaping, Investigative Ophthalmology and Vision Science, 45, E-요약, 1552; 하퀴 에스., 폰 디., 심슨 티., 존스 엘., (2004), Corneal and epithelial thickness changes after 4 weeks of overnight corneal refractive therapy lens wear, measured with optical coherence tomography, Eye and Contact Lens, 30, 189-93}.
토포그래피 변화가 눈꺼풀 마진 근처의 각막의 영역으로부터 시작되므로, 눈물막(tear film)에서 국부적인 변화도 또한 눈 표면의 이러한 영역에서 발생할 수 있다는 것이 가능하다. 그러나, 임의의 눈물 관련 변화가 몇차례의 자연적인 깜박거림 이후에 이러한 영역에서 지속될 것 같지는 않다.
요약하면, 독서에 소비된 시간량은 그 사전 독서에 대한 각막 회복의 지속 시간 및 각막 변화의 크기에 상당히 영향을 미쳤다. 그러므로, 각막의 토포그래피 및 결과적으로 눈의 광학적 속성은 부여된 사전 독서 임무에 민감하다.
본 발명의 방법과 장치는 또한 시스템으로서 임의의 결합에 구체화될 수 있다.
본 명세서 및 본 명세서에 첨부된 특허청구범위를 통해, 광학 장치는 안경, 외알 안경, 소프트 콘택트 렌즈, 경성 콘택트 렌즈, 소프트 및 하드 콘택트 렌즈 재료를 포함하는 하이브리드 콘택트 렌즈, 또는 본 발명에 따라 설계된 임의의 다른 렌즈를 포함하지만 그에 한정되지 않는 모든 광학적 장치를 포함한다.
본 명세서를 통해 하드 콘택트 렌즈와 경성 콘택트 렌즈라는 용어는 동의어로 사용된다.
그러므로, 본 발명의 방법 및 장치는 근접 작업 및 하향 응시의 해로운 영향에 대한 작용에 의해 근시 및 근시 진행의 문제에 대한 해결책을 제공한다.
본 발명의 방법 및 장치는 종래 기술에 비해 몇 가지 장점을 갖는다. 이들 장점은 출원된 명세서를 읽어본 이후의 당업자에게 쉽게 명백하다. 장점은 근시 및 근시 진행의 지금까지 인식되지 않은 원인의 식별, 근시의 방지를 위한 신규한 방법 및 장치의 제공 및/또는 근시 진행의 제어를 포함하지만 그에 제한되지는 않는다.
명세서를 통해, 목표는 임의의 하나의 실시예 또는 구체적인 특징들의 수집으로 본 발명을 제한하지 않으면서 본 발명을 기술하기 위한 것이다. 그럼에도 불구하고 관련 업계의 당업자라면 본 발명의 범위 내에 있는 구체적인 실시예로부터 변형예를 구체화할 수 있을 것이다.
독서 RMSE 4mm(D) 각막 최적 끼워 맞춤 구주렌즈(spherocylinder)에서의 변화(4 mm) 호텔링 T2 굴절 파워 변화의 영역(4 mm)
피실험자 사전 사후 구면 실린더 축 p값 p값 평균
1 0.26 0.48ｂ +0.20 -0.20 80 ＜0.001 ＜0.001
2 0.43 0.49ａ +0.20 -0.17 94 ＜0.05 ＜0.001
3 0.27 0.26 -0.10 -0.02 179 - -
4 0.32 0.31 +0.00 -0.13 35 ＜0.001 -
5 0.47 0.55ａ +0.07 -0.07 136 - ＜0.001
6 0.27 0.24 +0.03 -0.10 124 - -
7 0.19 0.20 -0.21 -0.15 78 ＜0.05 ＜0.001
8 0.19 0.29ｂ +0.13 -0.22 127 ＜0.001 ＜0.001
9 0.22 0.41ｂ +0.21 -0.33 81 ＜0.001 ＜0.001
평균 0.29 0.36 +0.03 -0.09 91 -
현미경 작업 RMSE 4mm(D) 각막 최적 끼워 맞춤 구주렌즈(spherocylinder)에서의 변화(4 mm) 호텔링 T2 굴절 파워 변화의 영역(4 mm)
피실험자 사전 사후 구면 실린더 축 p값 p값 평균
1 0.31 0.50ｂ +0.30 -0.47 78 ＜0.001 ＜0.001
2 0.29 0.34ａ +0.23 -0.13 78 - ＜0.001
3 0.21 0.22 +0.34 -0.07 54 - -
4 0.23 0.22 +0.10 -0.08 119 ＜0.05 -
5 0.42 0.45 -0.07 -0.15 48 ＜0.05 -
6 0.25 0.26 +0.00 -0.24 109 ＜0.001 -
7 0.22 0.22 +0.35 -0.24 83 0.001 ＜0.001
8 0.25 0.23 -0.02 -0.16 2 ＜0.001 ＜0.001
9 0.23 0.37ｂ +0.90 -0.91 76 ＜0.001 ＜0.001
평균 0.27 0.31 0.20 -0.21 78 -
컴퓨터 작업 RMSE 4mm(D) 각막 최적 끼워 맞춤 구주렌즈(spherocylinder)에서의 변화(4 mm) 호텔링 T2 굴절 파워 변화의 영역(4 mm)
피실험자 사전 사후 구면 실린더 축 p값 p값 평균
1 0.28 0.34ｂ +0.08 -0.18 163 0.001 -
2 0.42 0.36ｂ -0.04 -0.12 171 ＜0.05 -
3 0.25 0.25 +0.03 -0.02 21 - -
4 0.30 0.35 +0.04 -0.03 127 - -
5 0.47 0.47 +0.15 -0.05 68 - -
6 0.31 0.20ａ -0.17 -0.14 177 ＜0.05 -
7 0.20 0.19 +0.07 -0.06 89 - -
8 0.28 0.31ａ +0.01 -0.04 40 - -
9 0.21 0.25 +0.07 -0.09 72 - -
평균 0.30 0.30 0.00 -0.03 175 -

Claims (20)

  1. 광학적 장치이며,
    근접 작업 이전에 눈의 제1 파면 수차를 측정하고 근접 작업 이후에 눈의 제2 파면 수차를 측정하는 단계와,
    제1 및 제2 파면 수차를 분석하여 광학적 장치를 설계하는 단계에 의하여 설계되며,
    상기 분석 단계는 제1및 제2 파면 수차를 평균하는 단계를 포함하는 광학적 장치이며,
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 외부 영역은 하향 응시에 눈꺼풀에 대응하는 위치에 위치하면서 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 하나 이상의 두꺼워진 수평띠 영역을 포함하거나;
    상기 광학적 장치는 중심렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하거나;
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 중심 렌즈와 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하는 광학적 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평균은 가중치 평균인 광학적 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학적 장치는 눈 성장을 제어하거나, 조정하거나, 변경시키거나, 금지시키거나, 또는 반전시키는 광학적 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광학적 장치는 눈의 광학적 특성을 정정하는 광학적 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 눈의 광학적 특성은 근접 작업 이후의 눈의 특성인 광학적 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 광학적 특성은 근시, 원시, 초점 흐림, 난시, 코마, 구면 수차 및 트레포일로부터 선택된 광학적 장치.
  7. 광학적 장치이며,
    근접 작업 이전에 눈의 제1 파면 수차를 측정하고 근접 작업 이후에 눈의 제2 파면 수차를 측정하는 단계와,
    제1 및 제2 파면 수차를 분석하여 광학적 장치를 설계하는 단계에 의하여 설계되며,
    상기 제2 파면 수차는 눈의 복수의 측정을 수행함으로써 측정되는 것을 포함하여 설계된 광학적 장치이며,
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 외부 영역은 하향 응시에 눈꺼풀에 대응하는 위치에 위치하면서 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 하나 이상의 두꺼워진 수평띠 영역을 포함하거나;
    상기 광학적 장치는 중심렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하거나;
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 상기 중심 렌즈와 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하는 광학적 장치.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 광학적 장치는 정상 조건을 위한 제1 광학적 장치와 근접 작업을 위한 제2 광학적 장치를 포함하는 광학적 장치.
  9. 근접 작업 전에 제1 파면 수차를 측정하는 단계;
    근접 작업 후에 제2 파면 수차를 측정하는 단계; 와
    제1 및 제2 파면 수차를 분석하여 광학적 장치를 설계하는 분석 단계를 포함하는 광학적 장치 제조 방법에 있어서,
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 외부 영역은 하향 응시에 눈꺼풀에 대응하는 위치에 위치하면서 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 하나 이상의 두꺼워진 수평띠 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하거나,
    상기 광학적 장치는 중심렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈 를 포함하며, 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하거나,
    상기 광학적 장치는 중심 렌즈와 외부 영역을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하며, 중심 렌즈와 외부 영역은 눈꺼풀에 의해 눈에 인가된 힘을 분산시키는 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역을 포함하는 광학적 장치 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 두꺼워진 수평띠 영역 또는 하나 이상의 수평띠 영역은 상부 눈꺼풀에 대응하는 위치에 위치된 제1 수평띠 영역과 하부 눈꺼풀에 대응하는 위치에 위치된 제2 수평띠 영역을 포함하는 제조 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 두꺼워진 수평띠 영역으로의 전이가 점진적인 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 두꺼워진 수평띠 영역의 두께의 범위가 10 내지 1000 마이크론인 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈 착용 시 두꺼워진 수평띠 영역이 동공의 중심으로부터 0.5 내지 5mm 위치에 위치하는 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 수평띠 영역은 사변형인 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 개방 셀 재료를 포함하는 콘택트 렌즈의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 개방 셀 재료는 겔, 유체 또는 가스로 충진된 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 개방 셀 재료는 착용자의 눈물로 충진된 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서, 높은 모듈러스의 하나 이상의 수평띠 영역이 20 내지 1000kg/cm2 의 모듈러스를 포함하는 제조 방법.
  19. 제9항에 있어서, 콘택트 렌즈 착용 시 상기 하나 이상의 수평띠 영역이 동공의 중심으로부터 0.5 내지 5mm 위치에 위치하는 제조 방법.
  20. 제9항에 있어서, 상기 외부 영역은 통상적인 모듈러스의 영역을 더 포함하는 제조 방법.






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