KR20160022781A - 근시 진행을 예방하고/하거나 늦추기 위한 고 플러스 굴절력 치료 구역 렌즈 설계 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 콘택트 렌즈들은 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 수행하고 헤일로 효과를 최소화하는 고 플러스 또는 추가 굴절력 프로파일들을 포함한다. 이 렌즈는 근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력을 갖는 중심 구역; 및 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 중심 구역의 외부 가장자리로부터 +5.0D 초과의 상기 적어도 하나의 치료 구역 내의 양의 굴절력까지 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는다.

Description

근시 진행을 예방하고/하거나 늦추기 위한 고 플러스 굴절력 치료 구역 렌즈 설계 및 방법{HIGH PLUS TREATMENT ZONE LENS DESIGN AND METHOD FOR PREVENTING AND/OR SLOWING MYOPIA PROGRESSION}

본 발명은 안과용 렌즈(ophthalmic lens), 더욱 상세하게는 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하도록 설계된 콘택트 렌즈(contact lens)에 관한 것이다. 본 발명의 안과용 렌즈는 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 치료 구역을 포함함으로써, 근시 진행을 예방하고/하거나 늦춘다.

저하된 시력을 초래하는 흔한 질환은 근시(myopia) 및 원시(hyperopia)이며, 이에 대해 안경, 또는 강성 또는 소프트 콘택트 렌즈 형태의 교정 렌즈가 처방된다. 질환들은 일반적으로 눈의 길이와 눈의 광학 요소들의 초점 사이의 불균형으로서 설명된다. 근시안은 망막면의 전방에 초점을 맺고, 원시안은 망막면의 후방에 초점을 맺는다. 근시는 통상적으로 눈의 안축장(axial length)이 눈의 광학적 구성요소들의 초점 길이(focal length)보다 더 길게 생장하기 때문에, 즉 눈이 너무 길게 생장하기 때문에 발생한다. 원시는 통상적으로 눈의 안축장이 눈의 광학적 구성요소들의 초점 길이와 비교하여 너무 짧기 때문에, 즉 눈이 충분히 길게 생장하지 않기 때문에 발생한다.

근시는 전세계의 많은 지역에서 높은 유병률(prevalence rate)을 가진다. 이러한 질환에 있어서 가장 큰 염려는 예를 들어 5 또는 6 디옵터(diopter) 초과의 고도 근시로의 그의 가능한 진행인데, 이는 광학 보조 기구 없이 제대로 기능하는 눈의 능력에 크게 영향을 미친다. 고도 근시는 또한 망막 질병, 백내장 및 녹내장의 증가된 위험과 연관된다.

초점을 각각 근시를 교정하기 위해 망막면의 전방으로부터 또는 원시를 교정하기 위해 망막면의 후방으로부터 이동시킴으로써 망막면에서 더 선명한 이미지로 되게 하도록 눈의 육안 초점(gross focus)을 변경하기 위해 교정 렌즈가 사용된다. 그러나, 질환에 대한 교정 접근법은 질환의 원인을 해소하는 것이 아니라, 단지 보철적(prosthetic) 또는 대증적(symptomatic)이다.

대부분의 눈은 단순 근시 또는 단순 원시를 가진 것이 아니라, 근시성 난시 또는 원시성 난시를 가진다. 초점의 난시성 이상은 점 광원의 이미지가 상이한 초점 거리들에서 2개의 상호 수직한 선들로서 형성되게 한다. 전술한 논의에서, 근시 및 원시라는 용어는 각각 단순 근시 또는 근시성 난시와 단순 원시 및 원시성 난시를 포함하도록 사용된다.

정시안은 수정체가 이완된 상태에서 무한대에 있는 물체가 비교적 또렷하게 초점을 맺는 선명한 시력의 상태를 설명한다. 정상 또는 정시안인 성인 눈에서, 멀리 있는 물체와 가까이 있는 물체 둘 모두로부터의 그리고 개구(aperture) 또는 동공(pupil)의 중심 또는 근축(paraxial) 영역을 통과하는 광은 눈 내측의 수정체에 의해, 반전된 이미지가 감지되는 망막면에 가깝게 초점이 맺힌다. 그러나, 대부분의 정상 눈은 일반적으로 5.0 mm 개구에 대해 약 +0.50 디옵터(D)의 영역에서 양의 종방향 구면 수차(positive longitudinal spherical aberration)를 나타내는 것으로 관찰되는데, 이는 개구 또는 동공을 그의 주변부에서 통과하는 광선은 눈이 무한대에 초점을 맞출 때 망막면의 전방에서 +0.50 D에 초점이 맺힌다는 것을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 측정치 D는 미터 단위의 렌즈 또는 광학 시스템의 초점 거리의 역수로서 정의되는 렌즈 굴절력(dioptric power)이다.

정상 눈의 구면 수차는 일정하지 않다. 예를 들어, 원근 조절(accomodation) (내부 수정체에 대한 변화를 통해 주로 유래되는 눈의 광학 굴절력(optical power)의 변화)은 구면 수차가 양으로부터 음으로 변화되게 한다.

언급된 바와 같이, 근시는 전형적으로 눈의 과도한 축방향 생장(axial growth) 또는 길어짐(elongation)으로 인해 발생한다. 이제는 축방향 눈의 생장이 망막 이미지의 품질 및 초점에 의해 영향을 받을 수 있다는 것이 주로 동물 연구로부터 일반적으로 인정된다. 다수의 상이한 경험적 패러다임들을 이용하여 일정 범위의 상이한 동물 종들에 대해 수행된 실험들은 망막 이미지 품질의 변경이 눈 생장에서의 일관되고 예측가능한 변화로 이어질 수 있음을 보여주었다.

또한, 양의 렌즈(근시성 디포커스(defocus)) 또는 음의 렌즈(원시성 디포커스)를 통해 조류 및 영장류 동물 모델들 둘 모두에서의 망막 이미지를 디포커싱하는 것은, 도입된 디포커스를 보상하기 위해 생장하는 눈과 일관되는, (방향 및 크기 둘 모두의 측면에서의) 예측 가능한 눈 생장의 변화로 이어진다는 것이 알려져 있다. 광학적 블러링(blur)과 연관된 눈 길이의 변화는 공막(scleral) 생장 및 맥락막(choroidal) 두께 둘 모두에서의 변화에 의해 바뀌는 것으로 증명되어 왔다. 근시성 블러링으로 이어지고 공막 생장 속도를 감소시키는 양의 렌즈에 의한 블러링은 원시성 굴절 오류를 초래한다. 원시성 블러링으로 이어지고 공막 생장 속도를 증가시키는 음의 렌즈에 의한 블러링은 근시성 굴절 오류를 초래한다. 망막 이미지 디포커스에 응답한 이러한 눈 생장 변화들은, 시신경이 손상되었을 때에 눈의 길이 변화가 여전히 발생하기 때문에 국부적 망막 메커니즘을 통해 큰 영향을 받는 것이 입증되어 왔으며, 국부적 망막 영역 상에 디포커스를 부여하는 것은 그 특정 망막 영역으로 국한되는 변경된 눈 생장을 초래하는 것으로 증명되어 왔다.

사람들에서, 망막 이미지 품질이 눈 생장에 영향을 미칠 수 있다는 개념을 지지하는 간접적인 증거 및 직접적인 증거 둘 모두가 존재한다. 모두가 안검하수, 선천성 백내장, 각막 혼탁, 초자체 출혈(vitreous hemorrhage) 및 다른 안구 질병과 같은 형태시(form vision)의 붕괴로 이어지는 여러가지 상이한 안구 질환들은 젊은 사람에서의 비정상적인 눈 생장과 연관된다는 것이 밝혀졌으며, 이는 망막 이미지 품질에서의 비교적 큰 변화가 사람 대상에서의 눈 생장에 영향을 미친다는 것을 시사한다. 사람에서의 눈 생장에 대한 보다 미묘한 망막 이미지 변화의 영향이 또한, 눈 생장에 대한 자극 및 사람의 근시 발달을 제공할 수 있는 근접 작업 동안의 사람의 포커싱 시스템에서의 광학적 오류에 기초하여 제기되어 왔다.

근시 발달에 대한 위험 요소들 중 하나는 근접 작업이다. 그러한 근접 작업 동안의 원근 조절과 연관된 원근 조절 지체(accommodative lag) 또는 음의 구면 수차로 인해, 눈이 원시성 블러링을 경험할 수 있으며, 이는 이어서 위에서 논의된 바와 같이 근시 진행을 자극한다. 또한, 원근 조절 시스템은 활동적인 적응성 광학 시스템인데, 이는 광학적 설계뿐만 아니라 근접 물체들에 대해 끊임없이 반응한다. 눈 위에 주어진 광학적 설계가 무엇이든, 눈이 근접 물체에 대해 원근 조절할 때, 연속적인 원시성 디포커스가 존재할 것이며 눈을 근시로 만들 것이다. 따라서, 근시 진행의 속도를 늦추기 위해 광학계(optics)를 설계하는 하나의 방식은 고 추가 또는 플러스 굴절력의 사용을 통해 망막에 대하여 고 플러스 신호를 이용하는 것이다.

미국 특허 제6,045,578호는 콘택트 렌즈에 대해 양의 구면 수차를 추가하는 것이 근시의 진행을 감소시키거나 제어할 것이라고 개시하고 있다. 이 방법은 눈 길이의 생장을 변경하는 것과 관련된 방향 및 각도에 의해 안구 시스템의 구면 수차를 변화시키는 것을 포함하는데, 다시 말하면 정시화(emmetropization)가 구면 수차에 의해 조절될 수 있다. 이러한 과정에서, 근시안의 각막에는 렌즈 중심으로부터 멀리 렌즈 굴절력이 증가하는 렌즈가 착용된다. 렌즈의 중심 부분으로 입사하는 근축 광선은 눈의 망막에 초점이 맺혀 물체의 선명한 이미지를 생성한다. 각막의 주변 부분으로 입사하는 가장자리 광선은 각막과 망막 사이의 평면에 초점이 맺혀 망막 상의 이미지의 양의 구면 수차를 생성한다. 이러한 양의 구면 수차는 눈의 생장을 억제하는 경향이 있어서 근시안이 더 길게 생장하는 경향을 경감시키는 눈에 대한 생리학적 효과를 생성한다.

근시 진행 속도의 최적의 감속을 달성하기 위해 요구되는 양의 구면 수차 및/또는 플러스 굴절력의 수준이 명확하지 않지만, 해당 분야의 연구자들은 근시의 진행을 늦추기 위한 시도에서 약 +1.50D 내지 최대 +3.00D 추가 굴절력의 양의 굴절력의 영역들을 갖는 다중-구역 장치를 사용하고자 시도해왔다. 이 접근법은 약 50% 미만의 치료 결과를 낳았다. 치료 효능은 일년 또는 미리 결정된 기간에 걸친 대조군의 축 길이 및/또는 구면 등가 굴절의 변화와 비교되는 시험군에 대한 기준선으로부터의 축 길이 및/또는 구면 등가 굴절의 상대적인 변화로서 정의된다. 50% 초과이고 100%에 더 가까운 효능을 갖는 근시 제어 치료에 대한 필요성이 남아있다. 동물들에서의 안구 생장 응답이 문헌[Wildsoet, Vision Research 1995]에 의해 보고된 바와 같이 광학적 자극의 파워에 비례하였기 때문에, 고 플러스 굴절력의 치료 구역들을 직관적으로 추가하는 것은 보다 큰 치료를 제공할 것이다.

그러나, 이중 초점 또는 다초점 안과용 렌즈 분야에서의 종래의 지식은, 고 플러스 또는 고 추가 굴절력을 갖는 렌즈가 문헌[Ardaya et al, Optometry 2004]에 의해 보고된 바와 같이 시력 및 콘트라스트 감도에 해로운 영향을 미칠 수 있음을 추정한다. 또한, 스미스(Smith) 등(미국 특허 제7025460호)은 노안용 이중 초점 또는 다초점 렌즈에서 일반적으로 발견되는 범위 밖의 굴절력으로 진행하는 것에 반대하여 교시한다. 이들은 "적절한 유형의 굴절 디포커스가 눈 생장(또는 비-생장)을 추진하여 렌즈 보상 현상에서 근시(또는 그의 퇴행)로 이어질 수 있지만, 굴절 디포커스의 정도가 클 때, 광학 상태가 형태 손실(form deprivation)의 현상으로 변화할 수 있고 그 방식으로 근시를 유도할 수 있을 정도로, 심각한 디포커스로 인한 이미지 품질에서의 큰 저하가 존재할 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다"라고 언급한다. 또한, 이들은 "형태 손실 근시로 이어지는, 실질적인 시력 저하 이전의 필드의 상대적 곡률의 최대량은, 근시의 효과적인 치료를 위한 필드의 음의 곡률에 대한 상한을 나타내는 +3.50D 내지 +4.00D의 구면 등가 부근에 있도록 발생한다"고 교시한다. 이러한 믿음은 연구자들이 근시 제어를 위해 고 플러스 굴절력 치료 구역을 추구하는 것을 단념하게 하였다.

반대로, 본 발명자의 연구는 중심 원거리 구역 및 약 3.00D 초과의 플러스 굴절력을 갖는 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 치료 구역을 갖는 설계를 사용하는 것이 콘트라스트 감도에 유의한 추가적인 영향이 없는 종래의 저 플러스 굴절력 유형 설계에 비하여 시력 손상을 감소시킨다는 것을 보여준다. 이는 또한 문헌[De Gracia et el, OVS 2013]에 의해 최근 연구에서 지지되지만, 이들은 최대 4.00D의 추가 굴절력만을 조사하였으며 연구를 근시 진행 제어에서의 가능한 이익에 관련시키지 않았다. 이러한 돌파구는 안과용 설계가 시력에 대해 추가로 부정적인 영향을 미치지 않고서 근시 진행에 있어서 50% 초과의 의미있는 감속을 달성할 수 있게 한다.

또한, 원거리 굴절력에 비하여 상당히 더 높은 플러스 굴절력은, 본 발명자의 연구의 과정 동안에 관찰된 바와 같이, 보다 낮은 추가 굴절력 설계(이때, 대상은 근접 작업 활동 동안의 깨끗한 시력을 위해 이 추가 굴절력에 어느 정도 의존할 수 있음)에서 발생할 수 있는 바와 같은 감소된 원근 조절로 이어지는 것으로 예상되지는 않는다. 이러한 감소된 원근조절은 장치의 원거리 부분을 통과하는 광선의 원시성 디포커스로 이어질 수 있다. 본 발명에서, 고 플러스 굴절력의 치료 구역을 통해 이미징된 물체들이 원근 조절-수렴 시스템을 이용하여 선명해질 수 없을 정도로 초점으로부터 충분히 벗어나 있기 때문에, 대상은 근거리 시력 교정을 위해 렌즈의 원거리 부분에 걸쳐 원근 조절해야 한다.

당해 분야의 다른 연구자인 알. 그리핀(R. Griffin)의 WO2012/173891호는 증가된 초점 깊이 및 심도(depth of field)를 초래하는 인위적인 핀홀(pinhole)의 생성을 통해 근시 진행으로 이어지는 원근 조절 지체 및 원근 조절 스트레스를 완화하는 것을 청구한다. 이들의 지적 재산권에서는, 본 발명과는 대조적으로 "눈의 원근 조절이 더욱 이완된다".

이제 도 1을 참조하면, 그래프는 원거리 시력을 교정하기 위한 원거리 구역 및 가변 플러스 굴절력의 주변 구역을 포함하는 설계를 갖는 디바이스를 도시한다. 시력은 점점 더 작아지는 스넬렌 시력 검사표(Snellen optotype)들을 이용한 4-강제 선택 방법(four forced choice method)을 사용하여 측정된다. 노안인 사람들에 대한 다초점 유형 설계의 전형으로서, 약 +2.00D 내지 +3.00D로 증가하는 주변 플러스 굴절력은 고 콘트라스트 시력의 손실 증가를 발생시킨다. 그러나, 주변 굴절력이 계속해서 증가함에 따라, 시력에 대한 상대적 효과는 놀랍게도 향상되고 안정 상태를 유지하여, 약 +4.00D 내지 +5.00D 초과만큼의 주변 플러스 굴절력에 의해 시력 손실이 비교적 일정해진다. 이는 근시 제어 렌즈의 설계에 대해 중요한데, 그 이유는 문헌[Wildsoet, Vision Research 1995]에 의해 보고된 바와 같이, 더 높은 플러스 굴절력이 눈 생장에 더 큰 영향을 미치는 것으로 (동물 모델들에서) 밝혀졌기 때문이다.

그러나, 이미지 품질을 최적화하기 위해 플러스 굴절력 설계의 추가적인 최적화가 요구된다. 이제 도 2를 참조하면, 렌즈의 중심으로부터 2.25 mm 반경방향 위치를 지나 +5.00D 또는 +10.00D 굴절력을 갖는 굴절력 프로파일이 도시되어 있다. 이러한 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 영역들을 통과하는 광선들은 망막의 전방에 선명한 초점들을 형성한다. 그러나, 망막으로의 계속되는 전파로 인해, 이러한 광선들은 망막 상에 링형(ring-like) 디포커스 블러링을 형성한다.

도 3의 점상 강도 분포 함수(point spread function; PSF) 단면에 나타난 바와 같이, +5.00D 및 +10.00D 영역들로부터 온 광선들은 망막 상에 개별 스파이크(spike)들을 형성한다. 따라서, 이러한 +5.00D 또는 +10.00D 고 플러스 렌즈들 중 하나를 통해 점 광원을 볼 때, 망막이 링형 헤일로(halo)에 의해 둘러싸인 피크 신호를 수신할 것이다. 일반적으로, 헤일로는 사람이 인식하지 못할 정도로 흐리기 때문에 글자를 읽을 때 또는 물체의 미세한 세부 사항을 분석할 때에 문제가 없다. 그러나, 이는 사람이 흑색/백색 에지를 보는 경우에 문제가 되는데, 그 이유는 PSF에서의 스파이크의 존재로 인해 백색 배경으로부터의 에너지가 흑색 내로 누설될 수 있기 때문이다.

이제 도 4를 참조하면, 6.0 mm의 입사 동공 크기에서의 도 2의 +5.00D 및 +10.00D 굴절력 프로파일들에 대한 이미지 단면을 물체 공간 내에 흑색/백색 에지를 갖는 PSF를 컨볼루션하여(convolving) 나타내고 있다. 0.00D 굴절력을 갖는 렌즈는 (0.0 mm 위치에서) 흑색과 백색 사이에서 선명한 에지를 형성하여서, 링형 구조를 갖지 않는다. 다른 한편으로, +5.00D 및 +10.00D 영역들을 갖는 렌즈들은 흑색과 백색 사이에서 선명한 에지를 갖지 않음으로써, 흑색 배경이 완전히 흑색이 아니고 백색 배경이 완전히 백색이 아닌 이미지를 초래한다.

따라서, 헤일로의 존재는 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 렌즈 설계의 고유 특성이다. 본 발명은 근시의 진행을 치료, 제어, 또는 감소시키면서 또한 헤일로 효과를 최소화하는 데 사용하기에 적합한 고 플러스 굴절력 치료 구역들을 갖는 렌즈에 관한 것이다.

본 발명의 렌즈 설계는 근시의 진행을 치료, 제어, 또는 감소시키면서 또한 헤일로 효과를 최소화하는 고 플러스 굴절력 치료 구역들을 갖고 원거리 시력 교정을 보장하는 렌즈를 제공함으로써 종래 기술의 제약을 극복한다.

일 태양에 따르면, 본 발명은 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 위한 그리고 헤일로 효과를 최소화하기 위한 안과용 렌즈에 관한 것이다. 안과용 렌즈는 근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력을 갖는 중심 구역; 및 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 포함한다. 적어도 하나의 치료 구역은 중심 구역의 외측 가장자리로부터 +5.00D 초과의 상기 적어도 하나의 치료 구역 내의 양의 굴절력까지 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는다. 최적의 원거리 교정을 위해, 원거리 굴절력 영역 내의 굴절력 프로파일은 대상 교정 요건에 기초하여 평탄할 수 있거나, 각막 양의 또는 음의 구면 수차를 고려하기 위해 점진적으로 변할 수 있다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 위한 방법에 관한 것이다. 근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력을 갖는 중심 구역 및 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 포함하는 안과용 렌즈로서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 중심 구역의 외측 가장자리로부터 +5.00D 초과의 상기 적어도 하나의 치료 구역 내의 양의 굴절력까지 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는, 상기 안과용 렌즈가 제공된다. 따라서, 눈의 생장이 변경된다. 최적의 원거리 교정을 위해, 원거리 굴절력 영역 내의 굴절력은 대상 교정 요건에 기초하여 평탄할 수 있거나, 각막 양의 또는 음의 구면 수차를 고려하기 위해 점진적으로 변할 수 있다.

본 발명의 콘택트 렌즈는 적어도 하나의 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 치료 구역을 갖는 굴절력 프로파일을 가지고 설계된다. 본 명세서에서 기재된 바와 같이, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 흑색/백색 에지에서의 헤일로 효과를 최소화한다.

본 발명의 렌즈 설계는 또한 대상의 평균 동공 크기에 기초하여 양호한 중심와 시력 교정 및 더 높은 치료 효능 둘 모두를 달성하도록 맞춤될 수 있다.

본 발명의 고 플러스 굴절력 콘택트 렌즈 설계는 전세계에 걸쳐 증가하고 있는 근시 진행을 예방하고/하거나 늦추기 위한 간단하고 비용 효과적이며 효능이 있는 수단 및 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 다른 특징과 이점들은 첨부 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예들의 하기의 보다 구체적인 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1은 플러스 굴절력이 주변 구역에 추가됨에 따른 시력의 변화를 나타내는 그래프.
도 2는 하나가 +5.00D 치료 구역을 갖고 다른 하나가 +10.00D 치료 구역을 갖는 2개의 렌즈들의 굴절력 프로파일들을 도시하는 도면.
도 3은 6.0 mm의 입사 동공 크기에서 도 2의 굴절력 프로파일에 대한 점상 강도 분포 함수의 단면을 도시하는 도면.
도 4는 도 2의 굴절력 프로파일들의 이미지 단면을 도시하는 도면.
도 5a는 5개의 굴절력 프로파일들에 대한 점상 강도 분포 함수를 도시하는 도면.
도 5b는 도 5a의 굴절력 프로파일들의 이미지 단면을 도시하는 도면.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 3개의 렌즈들의 굴절력 프로파일들을 도시하는 도면.
도 7a 내지 도 7c는 각각 도 6a 내지 도 6c의 굴절력 프로파일들의 이미지 단면을 도시하는 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 3개의 추가 렌즈들의 굴절력 프로파일들을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 예시적인 콘택트 렌즈의 개략도.

본 발명에 따르면, 안과용 렌즈는 근시 진행을 치료하거나, 예방하거나, 늦추면서 또한 흑색/백색 에지에서의 임의의 헤일로 효과를 감소시키기 위하여 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 치료 구역을 갖는다.

이제 도 5a(삽화 그래프)를 참조하면, 5개의 굴절력 프로파일들이 도시되어 있다: 1) +5.00D 치료 구역을 갖는 굴절력 프로파일; 2) +10.00D 치료 구역을 갖는 굴절력 프로파일; 3) 약 +5.00D 내지 약 +12D의 주기적 굴절력 변화를 갖는 2개의 지그재그 또는 톱니형 굴절력 프로파일들; 및 4) +5.00D로부터 +12.00D까지의 점진적 굴절력 증가를 갖는 굴절력 프로파일.

도 5a의 PSF 단면(주 그래프)에서, +5.00D 및 +10.00D 추가 굴절력 프로파일들의 2개의 링 스파이크들이 다른 3개의 굴절력 프로파일들보다 훨씬 더 높은 강도를 갖는데, 그 이유는 후자의 3개의 굴절력 프로파일 설계들이 연속적인 굴절력 변화를 갖기 때문이다. 다른 한편으로, 후자의 3개의 설계들은 더 넓은 링 스파이크들을 지닌다. 더 넓은 폭을 갖는 스파이크와 더 낮은 강도를 갖는 스파이크 사이의 컨볼루션(convolution)은, 도 5b의 주 그래프에 도시된 바와 같은 +5.00D 및 +10.00D 굴절력 프로파일들에 대한 선명한 에지와 비교하여, 도 5b(삽화 그래프)에 도시된 바와 같은 흑색/백색 에지 사이에서 헤일로 강도의 매끄러운 전이를 생성한다. 매끄러운 전이의 결과로서, 사람의 시력은 급격한 강도 프로파일들로부터 기인하는 헤일로 효과보다 덜 성가신 후자의 3개의 굴절력 프로파일들에 대한 임의의 헤일로 효과를 인지한다.

이제 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명에 따른 3개의 렌즈 설계들의 굴절력 프로파일들이 도시되어 있다. 각각의 설계에 대해, 굴절력 프로파일은 존재하는 근시 원거리 시력 질환을 교정하기 위한 음의 초점력(즉, 근축 굴절력)을 가질 수 있는 중심 구역을 포함한다. 중심 구역의 직경은 약 3 mm 내지 약 7 mm, 예를 들어 4.3 mm일 수 있다. 각각의 렌즈 설계는 또한 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 포함한다. 적어도 하나의 치료 구역은 중심 구역에서의 굴절력에 비해 큰 정도의 고 추가 또는 고 플러스 굴절력을 지닌다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 굴절력 프로파일들은 중심 구역의 가장자리(지점 A)로부터 적어도 하나의 치료 구역 내의 지점(지점 B)까지 점차적으로 계속해서 상승한다. 특정 실시예들에서, 지점 B의 위치는 렌즈의 중심으로부터 3.0 mm 내지 4.5 mm이다. 적어도 하나의 치료 구역은 지점 B로부터 광학 구역의 가장자리(예를 들어 4.5mm에 있는 지점 C)까지 일정하게 유지될 수 있다. 도 6c에서 도시된 바와 같이, 굴절력 프로파일은 지점 A 로부터 지점 B 및/또는 지점 C까지 굴절력이 상승할 때 지그재그 형태일 수 있거나 요동(oscillate)할 수 있으며 단조적(monotonic)일 필요는 없다. 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 치료 구역은 약 +1D 내지 약 +15D의 범위인 렌즈 굴절력을 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나의 치료 구역에서의 플러스 굴절력의 점진적 및/또는 주기적 변화는 헤일로 효과를 완화시키는데, 그 이유는 그러한 변동이 선명한 흑색과 백색 에지에서의 강도 프로파일을 매끄럽게 하기 때문이다. 도 6a 내지 도 6c의 3개의 렌즈 설계들의 헤일로 강도 프로파일들이 각각 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있다. 모든 3개의 설계들이 흑색/백색 에지에서 매끄러운 헤일로 강도 프로파일을 갖는다.

본 발명의 렌즈는 헤일로가 사람의 눈을 덜 성가시게 되도록 설계되지만, 렌즈가 눈 상에서 탈중심된(decentered) 경우에 헤일로 효과를 감소시키는 것이 어려울 수 있다. 렌즈가 탈중심된 경우, PSF 내의 링형 구조는 비대칭이 되고, 에너지가 PSF의 일 측으로부터 다른 측으로 이동할 것이다. 그 결과, PSF 내의 링형 구조의 일 측이 훨씬 더 높은 강도를 가질 것이고, 헤일로 강도가 증가할 것이다. 헤일로는 헤일로 강도 프로파일과 무관하게 명확해질 것이다. 따라서, 이용된 렌즈 기하학적 설계는 바람직하게는, 시각적 아티팩트(artifact)에 대한 가능성을 추가로 최소화하도록 눈 상에서의 양호한 렌즈 중심화를 얻게 하여야 한다.

이제 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명에 따른 3개의 추가 렌즈 설계들에 대한 굴절력 프로파일들이 도시되어 있다. 이러한 3개의 렌즈 설계들은 1) 굴절력이 중심 구역 내에 추가되는 적어도 하나의 향상된 치료 구역, 및 2) 적어도 하나의 치료 구역을 구비한다. 적어도 하나의 향상된 치료 구역은 약 0.5 mm로부터 약 1.0 mm까지 직경이 달라질 수 있다. 적어도 하나의 향상된 치료 구역의 굴절력 크기는 약 +1D(도 8a) 내지 약 +10D(도 8b 및 도 8c)의 범위일 수 있다. 적어도 하나의 치료 구역은 위에서 논의된 바와 같이 플러스 또는 추가 굴절력에서의 점진적 및/또는 주기적 변화를 가지거나, 플러스 또는 추가 굴절력에서의 단계형 증가를 가질 수 있다. 적어도 하나의 치료 구역의 굴절력 크기는 약 +5D 내지 약 +15D의 범위일 수 있다(도 8b 및 도 8c).

이제 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 콘택트 렌즈(900)의 개략도가 도시되어 있다. 콘택트 렌즈(900)는 광학 구역(902) 및 외측 구역(904)을 포함한다. 광학 구역(902)은 제1 중심 구역(906) 및 적어도 하나의 주변 구역(908)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 렌즈(900)의 기하학적 중심으로부터 측정된 광학 구역(902)의 직경은 8.0 mm로 선택될 수 있고, 실질적으로 원형인 제1 구역(906)의 직경은 4.0 mm로 선택될 수 있으며, 환형 외측 주변 구역(908)의 경계 직경은 5 mm 및 6.5 mm일 수 있다. 도 9는 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 이러한 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 주변 구역(908)의 외측 경계는 광학 구역(902)의 외측 가장자리와 반드시 일치할 필요가 없는 반면, 다른 예시적인 실시예들에서는 이들이 일치할 수 있다. 외측 구역(904)은 광학 구역(902)을 둘러싸고, 렌즈 위치설정 및 중심화를 비롯한 표준적인 콘택트 렌즈 특징들을 제공한다. 예시적인 일 실시예에 따르면, 외측 구역(904)은 눈 상에 있을 때 렌즈 회전을 감소시키기 위한 하나 이상의 안정화 메커니즘(stabilization mechanism)을 포함할 수 있다.

도 9의 다양한 구역들은 동심 원들로서 도시되었으며, 구역들은 임의의 적합한 둥근 또는 둥글지 않은 형상, 예컨대 타원형 형상을 포함할 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다.

눈의 입사 동공 크기는 부분 모집단들 사이에서 변화하기 때문에, 소정의 예시적인 실시예들에서, 렌즈 설계는 환자의 눈들의 평균 동공 크기에 기초하여 양호한 중심와 시력 교정 및 근시 치료 효능 둘 모두를 달성하도록 맞춤될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 더욱이, 동공 크기는 소아 환자들에 대해 굴절 및 연령과 상관되기 때문에, 소정의 예시적인 실시예들에서, 렌즈는 소아 부분 모집단의 하위 집단에 대해 그들의 동공 크기에 기초한 특정 연령 및/또는 굴절에 의해 추가로 최적화될 수 있다. 본질적으로, 굴절력 프로파일은 고 플러스 또는 고 추가 굴절력 치료 구역에 기인하는 헤일로 효과의 최소화와 중심와 시력 교정 사이에서의 최적 균형을 달성하도록 동공 크기에 대해 조절 또는 맞춤될 수 있다.

현재 이용가능한 콘택트 렌즈는 여전히 시력 교정을 위한 비용 효과적인 수단이다. 얇은 플라스틱 렌즈는 근시 또는 근시안, 원시 또는 원시안, 난시, 즉 각막의 비구면성(asphericity), 및 노안, 즉 수정체의 원근 조절 능력의 상실을 비롯한 시력 결함을 교정하기 위해 눈의 각막 위에 착용된다. 콘택트 렌즈는 다양한 형태로 이용가능하며, 상이한 기능성을 제공하기 위해 다양한 재료로 제조된다.

매일 착용(daily wear) 소프트 콘택트 렌즈는 전형적으로 산소 투과성을 위해 물과 조합된 연질 중합체 재료로부터 제조된다. 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈는 일일 착용 일회용 또는 연속 착용 일회용(extended wear disposable)일 수 있다. 일일 착용 일회용 콘택트 렌즈는 보통 하루 동안 착용되고 그 후 버려지지만, 연속 착용 또는 빈번 교체 일회용 콘택트 렌즈는 보통 최대 30일의 기간 동안 착용된다. 컬러 소프트 콘택트 렌즈는 상이한 기능성을 제공하기 위해 상이한 재료들을 사용한다. 예를 들어, 가시성 색조 콘택트 렌즈는 착용자가 떨어뜨린 콘택트 렌즈를 찾아내는 것을 돕기 위해 약한 색조를 사용하고, 강화 색조 콘택트 렌즈는 착용자의 본래 눈 색상을 향상시키도록 의도된 반투명한 색조를 가지며, 컬러 색조 콘택트 렌즈는 착용자의 눈 색상을 변화시키도록 의도된 더 어두운 불투명한 색조를 포함하고, 광 여과 색조 콘택트 렌즈는 다른 색상을 약화시키면서 소정의 색상을 향상시키는 기능을 한다. 기체 투과성 강성 하드 콘택트 렌즈는 실록산-함유 중합체로부터 제조되지만, 소프트 콘택트 렌즈보다 강성이고 이에 따라 그의 형상을 유지하고 더욱 내구성이 있다. 이중초점 콘택트 렌즈는 특히 노안을 가진 환자를 위해 설계되고, 소프트 및 강성 종류 둘 모두로 이용가능하다. 원환체 콘택트 렌즈는 특히 난시를 가진 환자를 위해 설계되며, 소프트 및 강성 종류 둘 모두로 또한 이용가능하다. 상기의 상이한 태양들을 조합하는 조합 렌즈, 예를 들어 하이브리드 콘택트 렌즈가 또한 이용가능하다.

본 발명의 렌즈 설계들이 다수의 재료들로부터 형성된 다수의 다양한 콘택트 렌즈들에 통합될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 특히, 본 발명의 렌즈 설계는 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈, 기체 투과성 강성 콘택트 렌즈, 이중 초점 콘택트 렌즈, 원환체 콘택트 렌즈 및 하이브리드 콘택트 렌즈를 비롯한 본 명세서에 기술된 콘택트 렌즈들 중 임의의 것에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명이 콘택트 렌즈에 관하여 기술되지만, 본 발명의 개념은 안경 렌즈, 안내 렌즈(intraocular lens), 각막 인레이(inlay) 및 온레이(onlay)에 이용될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다.

가장 타당하며 바람직한 실시예로 여겨지는 것을 도시하고 기술하였지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터 벗어나는 것이 당업자에게 제안될 것이며, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남 없이 사용될 수 있음이 명백하다. 본 발명은 기술되고 도시된 특정한 구성들로 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함될 수 있는 모든 수정사항들과 일관성 있게 구성되어야만 한다.

Claims (25)

1. 헤일로 효과(halo effect)를 최소화하고 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 위한 안과용 렌즈(ophthalmic lens)로서,
   근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력(negative power)을 갖는 중심 구역; 및
   상기 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 포함하고,
   상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 중심 구역의 외측 가장자리로부터 +5.0D 초과의 상기 적어도 하나의 치료 구역 내의 양의 굴절력(positive power)까지 증가하는 굴절력 프로파일(power profile)을 갖는, 안과용 렌즈.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 약 +5D 내지 약 +15D의 양의 굴절력을 갖는, 안과용 렌즈.
3. 제1항에 있어서, 상기 중심 구역의 직경은 약 3 mm 내지 약 7 mm인, 안과용 렌즈.
4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 중심 구역의 상기 외측 가장자리로부터, 상기 렌즈의 중심으로부터 약 3 mm 내지 약 4.5 mm에서의 +5.00D 초과의 상기 양의 굴절력까지 계속해서 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는, 안과용 렌즈.
5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 지그재그형이거나 요동하는(oscillate) 굴절력 프로파일을 갖는, 안과용 렌즈.
6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 렌즈의 중심으로부터 약 4.5 mm에서 외측 가장자리를 갖는, 안과용 렌즈.
7. 제1항에 있어서, 흑색/백색 에지(edge)에서의 헤일로 효과가 최소화되는, 안과용 렌즈.
8. 제1항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 콘택트 렌즈(contact lens)를 포함하는, 안과용 렌즈.
9. 제1항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 안경 렌즈(spectacle lens)를 포함하는, 안과용 렌즈.
10. 제1항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 안내 렌즈(intraocular lens), 각막 인레이(inlay), 또는 각막 온레이(onlay)를 포함하는, 안과용 렌즈.
11. 제1항에 있어서, 하나 이상의 안정화 메커니즘(stabilization mechanism)을 추가로 포함하는 안과용 렌즈.
12. 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 위한 방법으로서,
    근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력을 갖는 중심 구역 및 상기 중심 구역을 둘러싸는 적어도 하나의 치료 구역을 구비하는 안과용 렌즈로서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 중심 구역의 외측 가장자리로부터 +5.00D 초과의 상기 적어도 하나의 치료 구역 내의 양의 굴절력까지 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는, 상기 안과용 렌즈를 제공하는 단계; 및
    눈의 생장(growth)을 변경시키는 단계에 의하는, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 약 +5D 내지 약 +15D의 양의 굴절력을 갖는, 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 중심 구역의 직경은 약 3 mm 내지 약 7 mm인, 방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 중심 구역의 상기 외측 가장자리로부터, 상기 렌즈의 중심으로부터 약 3 mm 내지 약 4.5 mm에서의 +5.00D 초과의 상기 양의 굴절력까지 계속해서 증가하는 굴절력 프로파일을 갖는, 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 지그재그형이거나 요동하는 굴절력 프로파일을 갖는, 방법.
17. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 치료 구역은 상기 렌즈의 중심으로부터 3.0 mm 내지 4.5 mm에서 외측 가장자리를 갖는, 방법.
18. 제12항에 있어서, 흑색/백색 에지에서의 헤일로 효과가 최소화되는, 방법.
19. 제12항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 콘택트 렌즈를 포함하는, 방법.
20. 제12항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 안내 렌즈, 각막 인레이, 또는 각막 온레이를 포함하는, 방법.
21. 제12항에 있어서, 상기 렌즈에 하나 이상의 안정화 메커니즘을 추가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
22. 근시 진행을 늦추거나, 지연시키거나, 예방하는 것 중 적어도 하나를 위한 안과용 렌즈로서,
    근시 시력 교정을 위한 음의 굴절력을 갖는 구역; 및
    근시의 진행을 실질적으로 억제하기에 충분한 영역 및 상기 영역 내의 충분한 굴절력을 갖는 적어도 하나의 치료 구역
    을 포함하는, 안과용 렌즈.
23. 제22항에 있어서, 근시의 진행은 50% 미만인, 안과용 렌즈.
24. 제22항에 있어서, 상기 치료 구역 내의 굴절력은 상기 치료 구역의 적어도 일부 부분에 대해서 +5D 초과인, 안과용 렌즈.
25. 제22항에 있어서, 근시 시력 교정을 위한 상기 구역은 만족스러운 시력을 저해하지 않도록 충분히 큰, 안과용 렌즈.

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