PT1982230E

PT1982230E - Iol pseudo-acomodativa com múltiplos perfis de difracção

Info

Publication number: PT1982230E
Application number: PT77632438T
Authority: PT
Inventors: Xiaoxiao Zhang; Xin Hong; Stephen J Van Noy
Original assignee: Alcon Res Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2013-06-03
Also published as: KR101314775B1; AU2007213725B8; JP4847544B2; JP2009525840A; BRPI0707625A2; RU2008136207A; CN101416097B; EP1982230A1; BRPI0707625B8; CN101416097A; IL193355A0; CY1114247T1; EP1982230B1; CA2642019C; KR20080094816A; RU2418311C2; US7717558B2; US20090122262A1; AU2007213725B2; AU2007213725A1

Description

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DESCRIÇÃO

"IOL PSEUDO-ACOMODATIVA COM MÚLTIPLOS PERFIS DE DIFRACÇÃO"

ESTADO DA TÉCNICA A invenção presente diz respeito em geral a lentes oftálmicas multifocais, e mais especificamente, a lentes oftálmicas trifocais, tais como lentes trifocais intraoculares (IOL).

Está disponível uma pluralidade de lentes oftálmicas para corrigir patologias visuais, tais como as cataratas, a miopia, a hipermetropia ou o estigmatismo. Por exemplo, pode implantar-se uma lente intraocular (IOL) no olho do paciente durante uma cirurgia a uma catarata, para compensar pela potência óptica perdida da lente natural removida. Embora proporcionando a potência óptica necessária, as IOL não proporcionam a acomodação (isto é, a capacidade de focar objectos a distâncias variáveis) que uma lente natural pode proporcionar. No entanto, são conhecidas IOL multifocais que podem proporcionar um determinado grau de acomodação (também denominada pseudo-acomodação) . Por exemplo, estão disponíveis IOL bifocais difractivas que são capazes de proporcionar uma focagem ao perto e uma focagem ao longe. 2

Também são conhecidas lentes oftálmicas trifocais proporcionando uma focagem ao perto e uma ao longe, bem como uma focagem intermédia. Estas lentes trifocais convencionais, no entanto, sofrem de diversos inconvenientes. Por exemplo, elas proporcionam visão intermédia à custa de uma degradação da visão ao perto e/ou ao longe.

Existe portanto uma necessidade de lentes oftálmicas multifocais melhores, e em especial, de lentes oftálmicas trifocais. Existe também uma necessidade destas lentes multifocais sob a forma de lentes intra-oculares (IOL) que possam ser implantadas nos olhos dos pacientes, por exemplo para substituir a lente natural. 0 estado da técnica anterior é representado pela EP-A1-0 343.067 (Essilor)

DESCRIÇÃO RESUMIDA A invenção presente diz respeito em geral a lentes oftálmicas multifocais, tais como lentes intraoculares trifocais (IOL), que proporcionam visão ao perto e ao longe bem como visão intermédia, de acordo com as reivindicações que se seguem. As lentes oftálmicas da invenção utilizam estruturas difractivas para dirigir a luz incidente para três regiões focais correspondendo a visão ao perto, intermédia e ao longe. Em alguns casos, as lentes 3 oftálmicas incluem pelo menos dois perfis difractivos diferentes, um que exibe primariamente dois focos e o outro exibe primariamente três focos, de tal modo que colectivamente acomodam visão ao perto, intermédia e ao longe. Noutros casos, as lentes oftálmicas incluem dois perfis difractivos diferentes, ambos proporcionando primariamente dois focos, embora a diferentes potências selecionadas de tal modo que estes perfis proporcionam colectivamente visão ao perto, intermédia e ao longe.

Num aspecto, descreve-se uma lente oftálmica trifocal que inclui uma óptica possuindo uma superfície que inclui pelo menos um perfil de difracção trifocal e pelo menos um perfil de difracção bifocal, de tal modo que o perfil bifocal proporciona visão ao perto e ao longe e o perfil trifocal proporciona visão ao perto, intermédia e ao longe. Por exemplo, o perfil trifocal pode proporcionar focos, próximo, distante, e intermédio, de tal modo que os focos, próximo e distante, sejam substancialmente coincidentes, respectivamente, com os focos próximo e distante do perfil bifocal. Deste modo, os perfis trifocal e bifocal proporcionam colectivamente focos (ou regiões focais) próxima, intermediária e distante, correspondendo, respectivamente, às visões de perto, intermediária e ao longe. Os termos "focos" e "regiões focais" são utilizados de modo intercambiável neste documento com o seu sentido geral, para identificar regiões espaciais nas quais a acuidade visual (por exemplo, a resolução de imagens) é incrementada. 0 termo "perfil de difracção bifocal", tal 4 como se utiliza neste documento, refere-se a estruturas de difracção que difractam a luz incidente primariamente a duas ordens de difracção (por exemplo, 60 % ou mais da energia luminosa é dirigida para estas duas ordens de difracção) . Além disto, o termo "perfil de difracção trifocal", tal como se utiliza neste documento, refere-se a estruturas de difracção que difractam a luz incidente a três ordens de difracção (por exemplo, 60 % ou mais da energia luminosa é dirigida para estas três ordens d difracção) .

Num aspecto relacionado, a superfície da óptica que inclui os perfis de difracção pode ser caracterizada por uma curva de referência de base adaptada para proporcionar uma potência de difracção correspondente ao foco distante. Em muitas concretizações da invenção, o foco distante proporciona uma potência óptica na gama de entre cerca de 6 a cerca 34 dioptrias, proporcionando o foco intermédio uma potência óptica adicional na gama de entre cerca de 1,5 e cerca de 4,5 dioptrias, e proporcionando o foco próximo uma potência adicional numa gama de entre cerca de 3 e cerca de 9 dioptrias.

Noutro aspecto, os perfis de difracção estão dispostos numa parte da superfície cercada por uma porção periférica dessa superfície que está substancialmente isenta de estruturas de difracção. Por outras palavras, as estruturas de difracção estão truncadas de tal modo que uma 5 porção periférica da superfície proporciona uma potência puramente refractiva.

Noutro aspecto, o perfil de difracção trifocal pode estar disposto mais perto de um eixo óptico da óptica do que o perfil bifocal. A titulo de exemplo, o perfil difractivo trifocal pode incluir uma pluralidade de estruturas de difracção anelares que vão desde um eixo óptico da óptica até a um raio correspondente a um raio de abertura (pupila) na gama de entre cerca de 1 e cerca de 1,5 milímetros (isto é, um diâmetro da abertura na gama de entre cerca de 2 e cerca de 3 mm) . 0 perfil bifocal pode ser formado como uma pluralidade de estruturas difractivas anelares que envolvem o perfil trifocal. Deste modo, o perfil trifocal é empregue como perfil de difracção primário para pequenas aberturas aumentando a contribuição do perfil bifocal para a difracção à medida que aumenta a dimensão da abertura.

Num aspecto relacionado, as estruturas anelares bifocais de difracção exibem um decréscimo progressivo em degraus da sua altura nas suas fronteiras, em função do aumento da sua distância ao eixo óptico. 0 decréscimo em alturas por degraus pode ser caracterizado por uma função de apodização. Um exemplo destas funções de apodização é apresentado em seguida (os indivíduos com conhecimentos médios da técnica entenderão que se podem também utilizar outras funções): 6 ./àpodize = 1 — (——)3 9 em que r± denota a distância radial da zona ia, r0 ut denota o raio externo da última zona de difracção bifocal.

Noutro aspecto, as estruturas de difracção formando o perfil trifocal têm uma forma diferente das que formam o perfil bifocal. A titulo de exemplo, o perfil de difracção trifocal pode incluir um ou mais degraus com formas substancialmente quadrada enquanto o perfil de difracção bifocal inclui um ou mais degraus substancialmente em forma de dentes de serra.

Noutros aspectos, a invenção proporciona uma lente oftálmica trifocal que inclui uma óptica contendo pelo menos uma superfície com um perfil de referência caracterizado por uma curva de base, e pelo menos dois perfis anelares de difracção sobrepostos sobre a referida curva de base. Um dos perfis proporciona primariamente três focos, enquanto o outro proporciona primariamente dois focos, de tal modo que uma combinação da distribuição da energia associada aos focos de um dos perfis com a do outro perfil resulta na acomodação de visão perto, intermédia e ao longe. Além disto, a curva de base pode ser adaptada 7 para proporcionar uma potência de refracção correspondendo à visão ao longe.

Num aspecto relacionado, uma porção periférica da óptica que é substancialmente isenta de estruturas de difracção, rodeia os perfis de difracção. Em alguns casos, o perfil de difracção que proporciona três focos está disposto mais perto de um eixo óptico da óptica do que o perfil que proporciona dois focos. A titulo de exemplo, o perfil de difracção que proporciona três focos pode incluir uma a pluralidade de zonas de difracção anelares que vão desde o eixo óptico da óptica até uma primeira distância em relação a esse eixo, e o perfil de difracção proporcionando dois focos pode incluir uma pluralidade de zonas anelares de difracção que se iniciam a partir dessa primeira distância indo até uma segunda distância do eixo óptico, que é inferior ao raio da óptica.

Noutro aspecto, a curva de base que caracteriza o perfil de referência da superfície, sobre o qual se dispõem os dois perfis de difracção é não esférico de modo a diminuir a aberração esférica, em especial no foco distante para grandes aberturas. ao perto,

Noutro aspecto, descreve-se uma lente oftálmica multifocal que inclui uma óptica com uma superfície contendo dois perfis bifocais diferentes, em que os perfis manifestam diferentes potências adicionais de modo a proporcionar de modo cooperativo, visão intermédia e ao longe. Por exemplo, um dos perfis pode proporcionar uma potência adicional na gama de entre cerca de 1,5 e cerca de 4,5 dioptrias, enquanto a outra proporciona uma potência adicional na gama de entre cerca de 3 a cerca de 9 dioptrias.

Num aspecto relacionado, um dos perfis bifocais pode estar disposto mais perto de um eixo óptico da óptica, do que o outro. Por exemplo, os perfis podem ter a forma de zonas de difracção concêntricas dispostas em torno do eixo óptico, em que as zonas que correspondem a um dos perfis vão desde o eixo óptico a uma distância radial seleccionada, e as zonas que correspondem ao outro perfil vão desde essa distância radial até uma distância maior, que seja seleccionada em muitas concretizações de modo a ser inferior ao raio da óptica.

Podem conseguir-se uma melhor compreensão da invenção com referência à descrição pormenorizada que se segue, em conjunto com as figuras associadas a ela, que se descrevem sucintamente adiante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIGURA IA é uma vista esquemática de um corte de uma lente oftálmica trifocal de acordo com uma concretização da invenção, 9 A FIGURA 1B é uma vista esquemática de um corte de uma superfície anterior de uma óptica da lente da FIGURA Ia, incluindo uma pluralidade de estruturas difractivas sobrepostas a um perfil de base, A FIGURA 2 é uma vista de frente da lente difractiva das figuras anteriores, representando uma pluralidade de zonas anelares formadas pelas estruturas difractivas, A FIGURA 3 mostra um exemplo de uma distribuição da potência óptica pelas regiões focais próxima, intermédia e distante de uma lente oftálmica trifocal de acordo com uma concretização da invenção, A FIGURA 4A representa esquematicamente a focagem da luz que emana de um objecto próximo, a uma distância intermédia e distante sobre a retina de um olho no qual se implantou uma lente trifocal IOL de acordo com uma concretização da invenção, A FIGURA 4B é uma vista de frente esquemática de uma lente oftálmica trifocal de acordo com outra concretização da invenção, possuindo perfis de difracção interior e exterior, bifocais, com diferentes potências adicionais 10 seleccionadas de tal modo que os perfis proporcionem colectivamente uma visão ao perto, intermédia e ao longe, A FIGURA 4C representa esquematicamente perfis de energia óptica nos focos próximo e distante dos perfis bifocais individuais da lente que se mostra na FIGURA 4B, bem como os perfis energéticos nos focos próximo, intermédio e distante, que são proporcionados colectivamente pelo conjunto dos perfis, A FIGURA 5A é uma vista esquemática de um corte de uma lente oftálmica trifocal de acordo com outra concretização da invenção, disponde de zonas de difracção com áreas desiguais, A FIGURA 5B é uma vista frontal da lente oftálmica da FIGURA 5A, A FIGURA 6 apresenta dois gráficos esquemáticos contrastando as relações entre os quadrados dos raios das zonas de duas lentes de difracção, numa das quais as zonas de difracção exibem áreas uniformes e na outra elas exibem áreas não uniformes, A FIGURA 7 apresenta dois gráficos esquemáticos ilustrando a concentração da acuidade visual 11 para a visão intermediária, proporcionada por uma lente oftálmica trifocal de acordo com uma concretização da invenção, A FIGURA 8 representa esquematicamente o atraso da fase óptica (OPD) associado às três ordens de difracção de uma lente oftálmica multifocal, através de duas ordens de difracção, em função do quadrado da distância radial a partir do eixo óptico da lente.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA A invenção presente diz respeito em geral a lentes oftálmicas trifocais, tais como lentes intraoculares, que proporcionam visão ao perto, intermédia e ao longe. As lentes oftálmicas trifocais da invenção proporcionam vantajosamente um desempenho visual melhorado em termos de visão a distâncias intermédias, em relação à que se obtém tipicamente com as lentes trifocais convencionais, enquanto mantêm, e em muitos casos excedem, o desempenho na visão ao perto e ao longe que é proporcionado por essas lentes convencionais. Em concretizações descritas adiante, são explanados diversos aspectos das lentes trifocais da invenção, relativos a lentes intraoculares. Deve no entanto entender-se que os princípios da invenção podem ser aplicados de forma semelhante no fabrico de outras lentes oftálmicas, tais como lentes de contacto. 12

Em relação às FIGURAS IA e 1B, a lente oftálmica trifocal 10 de acordo com uma concretização da invenção inclui uma óptica 12 que possui uma superfície óptica anterior 14 e uma superfície óptica posterior 16. Nesta concretização, estando as superfícies ópticas anterior e posterior simetricamente dispostas em torno de um eixo óptico 18 da lente, embora também se possam empregar superfícies assimétricas. A lente exemplar 10 também inclui membros de disposição radial para fixação ou hápticos 20, para a sua colocação no olho do paciente. A óptica 12 pode ser formada por qualquer material adequado biocompatível. Incluem-se em alguns exemplos destes materiais, sem limitação, acrílico macio, silicone, hidrogel ou outros materiais biocompatíveis poliméricos que tenham um índice tal como necessário para uma aplicação específica da lente. Os membros de fixação 20 também podem ser formados por materiais poliméricos adequados, tais como polimetacrilato de metilo, polipropileno e outros semelhantes. Embora as superfícies 14 e 16 sejam representadas como sendo em geral convexas, qualquer uma delas pode ter em geral uma forma côncava. Em alternativa, as superfícies 14 e 16 podem ser seleccionadas para proporcionar uma lente plano-convexa ou plano-côncava. Os termos "lente intraocular" e a sua abreviatura "IOL" são utilizados a título intercambiável neste documento para descrever lentes que são implantadas no interior de um olho, quer para substituir a lente natural do olho, quer para de outra forma aumentar a visão, independentemente de se remover ou não a lente natural. 13 A superfície anterior 14 é caracterizada por uma curva de base 22 (representada por linhas a tracejado) que proporciona uma potência de refracção seleccionada e à qual se sobrepõe uma pluralidade de estruturas de difracção 24. Tal como se mostra esquematicamente na FIGURA 2, as estruturas de difracção 24 podem ser caracterizadas como formando uma pluralidade de zonas de difracção anelares concêntricas 26 que difractam a luz incidente de uma pluralidade de ordens de difracção, de um modo descrito mais pormenorizadamente adiante. As zonas difractivas 26 limitam-se a uma porção da superfície que está rodeada por outra porção periférica 28 que não possui estruturas de difracção. Por outras palavras, as zonas de difracção estão truncadas de tal modo que a porção periférica da superfície anterior proporciona uma potência de refracção pura, ditada pela curva de base. Nesta concretização, as zonas difractivas são caracterizadas por dois perfis de difracção, um dos quais se refere neste documento como um perfil trifocal e o outro como um perfil bifocal. Mais especif icamente, as zonas anelares 26a, 26b, e 26c, que forma o perfil trifocal de difracção, dirigem cooperativamente a luz incidente directa primariamente com três ordens de difracção (referidas neste documento como as ordens de difracção " + 1", "0" e "-1") . A luz dirigida para a ordem de difracção +1 converge para formar um foco próximo, enquanto os raios de luz dirigidos para as ordens de difracção 0 e -1 convergem para formar, respectivamente, um foco intermédio e um foco distante. Deve entender-se que 14 as zonas de difracção que formam o perfil trifocal também difractam a luz para ordens superiores. No entanto, o perfil trifocal difracta uma grande percentagem da luz incidente, por exemplo, cerca de 60 % ou mais, para as três ordens acima.

Nesta concretização exemplificativa, as zonas de difracção anelares 26d, 26e, 26f, 26g, 26h e 26i formam o perfil de difracção bifocal, que difracta a luz incidente primariamente a duas ordens de difracção (por exemplo, as ordens "0" e " + 1") . A luz difractada para a ordem 0 do perfil bifocal converge para um foco que coincide substancialmente com o foco distante de convergência acima, gerado por convergência da luz difractada para a ordem -1 pelo perfil trifocal. E a luz difractada para a ordem +1 de difracção do perfil bifocal converge para um foco substancialmente coincidente com o foco próximo acima, gerado por convergência da luz difractada para a ordem +1 do perfil trifocal. À semelhança do perfil trifocal, o perfil bifocal também difracta luz para ordens superiores. No entanto, ele difracta o grosso da energia óptica incidente, por exemplo, cerca de 60 % ou mais, para as ordens 0 e -1 acima.

Além disto, o foco da refracção proporcionado pela curva de base da superfície anterior corresponde substancialmente ao foco distante gerado pelos perfis de difracção. Isto é, a potência de refracção da lente contribui para o desempenho da lente para a visão ao longe. 15

Tal como se mostra esquematicamente na FIGURA 1B, nesse exemplo de concretização, as zonas de difracção trifocais são formadas por estruturas de difracção substancialmente rectangulares (degraus), que se separam uma da outra nas fronteiras entre zonas, por uma altura substancialmente uniforme de fronteira do degrau. A titulo de exemplo, a altura do degrau a um comprimento de onda determinado pode ser definida de acordo com a seguinte relação: 3

Altura do degrau =—- Equação (1) na qual λ seja o comprimento de onda seleccionado (por exemplo, 550 nm), a denote um parâmetro que se pode ajustar ao controlo da eficiência de difracção associada a diversas ordens. A titulo de exemplo, a pode ser seleccionado como 2,5, n2 denota o índice de refracção da óptica, e Ώι denota o índice de refracção do meio que envolve a lente.

Em concretizações nas quais o meio circundante é o humor aquoso com um índice de refracção de 1,336, o índice de refracção da óptica (n2) pode ser seleccionado 16 como sendo 1,55. A altura do degrau calculada pela equação acima é apenas um exemplo, e também se podem utilizar outras alturas de degrau.

Por outro lado, as zonas de difracção bifocais nesta concretização exemplicativa são formadas por uma pluralidade de estruturas de difracção em forma de dentes de serra, separadas umas das outras nas fronteiras de zona respectivas por alturas de degraus não uniformes. Mais especificamente, as alturas dos degraus nas zonas fronteira do perfil bifocal diminuem progressivamente à medida que a sua distância ao eixo óptico aumenta. Por outras palavras, as alturas dos degraus nas fronteiras das estruturas refractivas bifocais estão "apodizadas" de modo a modicar a fracção da energia óptica que é difractada para os focos próximo e distante em função da dimensão da abertura (por exemplo, à medida que aumenta o tamanho da abertura, difracta-se uma maior parte da energia luminosa para o foco distante). A titulo de exemplo, pode definir-se a altura dos degraus em cada fronteira entre zonas, do perfil bifocal, de acordo com a seguinte relação:

Altura do degrau =-Equação (2) a(n* - m) em que λ denota um comprimento de onda determinado (por exemplo, 550 nm), 17 a denota um parâmetro que se pode ajustar para controlar a eficiência da difracção associada a diversas ordens, por exemplo, pode selecionar-se um valor de a de 2,5, n2 denota o indice de refracção da óptica, Ώι denota o indice de refracção de um meio no qual a lente está colocada, e fapodize representa uma função de escalonamento cujo valor diminui em função do aumento da distância radial em relação à intersecção do eixo óptico com a superficie anterior da lente. A titulo de exemplo, a função de escalonamento, -fapodize, pode ser definida pela relação seguinte: /apodiz==l-(A.)3 Equação (3) na qual r± denota a distância radial da zona i, rout denota o raio exterior da última zona, exterior, de difracção bifocal.

Podem também utilizar-se outras funções de apodização no escalonamento, tais como aquelas que estão descritas num pedido de patente co-pendente, intitulado "Apodized Aspheric Diffractive Lenses" entrado a 1 de Dezembro de 2004 com o número de série 11/000770 . Além 18 disto, as estruturas difractivas podem ter formas geométricas diferentes das que se descreveram acima.

Embora as propriedades dos perfis trifocal e bifocal à difracção tenham sido descritas em separado, acima, estes dois perfis cooperam para gerar os focos, próximo, intermédio e distante que proporcionam, respectivamente, a visão ao perto, intermédia e ao longe. Tal como se mostra esquematicamente na FIGURA 3, em cada foco, a enerqia óptica é distribuída de acordo com um perfil que exibe um máximo para o ponto focal e diminui para ambos os lados desse ponto. Uma espessura do perfil da energia de difracção (por exemplo, a espessura completa a metade do máximo) associado a cada ponto focal, proporciona uma medida da profundidade de focagem associada. Em algumas concretizações, a fracção da energia óptica incidente (por exemplo, sob a forma de raios de luz substancialmente paralelos) dirigidos para cada uma das regiões focais, próxima e distante, em relação à energia dirigida para a região focal intermédia, pode variar entre cerca de 1,4 e cerca de 4. A título de exemplo, a eficiência da difracção associada a cada um dos focos próximo e distante, pode ser de entre cerca de 28 % e cerca de 38 %, enquanto eficiência da difracção associada ao foco intermédio será de entre cerca de 10 % e cerca de 28 %.

De novo em referência à FIGURA 2, nesta concretização, o perfil de difracção trifocal vai do eixo óptico a uma distância (raio) R desse eixo, enquanto o 19 perfil de difracção bifocal vai desde a distância R até uma maior distância radial R' (menor do que um raio R" da superfície anterior). Portanto, para dimensões de abertura pequenas (pupila), as propriedades da lente no que toca a visão ao perto, intermédia e ao longe, são determinadas pelo perfil de difracção trifocal. À medida que aumenta a dimensão da abertura (pupila), as propriedades da lente são sobretudo ditadas pelo perfil de difracção bifocal. Nesta concretização, à medida que aumenta a dimensão da abertura, a fracção da energia óptica dirigida para o foco próximo e para o distante em relação á energia dirigida para o foco intermédio, aumenta. Além disto, tal como se afirmou acima, a apodização das alturas do degraus entre as zonas do perfil de difracção bifocal resulta num aumento da energia óptica dirigida para o foco distante, em relação à dirigida para o foco próximo, à medida que aumenta a abertura. Em geral, o raio da óptica (R") é selecionado de modo a ser de entre cerca de 2,5 e cerca de 3,5 milímetros, sendo o raio do perfil trifocal (R) de entre cerca de 1 e cerca de 1,5 milímetros e o do perfil bifocal (R') de entre cerca de 1,5 e cerca de 2 milímetros - embora também se possam empregar outros valores. Além disto, embora só se representem poucas zonas anelares neste documento por causa da clareza, o número de zonas anelares em cada um dos perfis, trifocal e bifocal, pode em geral ser de entre cerca de 3 e cerca de 30, podendo ser maior com base num aumento da potência de adição. 20 A potência óptica associada ao foco distante pode ser, por exemplo, de entre cerca de 6 e cerca de 34 dioptrias. 0 foco intermédio pode proporcionar uma potência de adição de entre cerca de 1,5 e cerca de 4,5 dioptrias, e o foco próximo pode proporcionar uma potência de adição de entre cerca de 3 e cerca de 9 dioptrias.

Deste modo, a lente IOL trifocal acima 10 proporciona visão ao longe para se verem objectos a distâncias, por exemplo, de entre o infinito e cerca de 4 metros (m) , e a visão ao perto para se verem objectos a distâncias inferiores a, por exemplo, cerca de 0,4 m. Além disto, a IOL 10 proporciona visão intermédia para se verem objectos a distâncias de entre, por exemplo, cerca de 0,4 a cerca de 4 m (e em algumas concretizações de entre cerca de 0,4 e cerca de 1 m). Por outras palavras, a lente oftálmica trifocal acima proporciona vantajosamente um grau de acomodação (tipicamente referido como uma pseudo-acomodação) para três gamas de distâncias. A titulo de uma ilustração adicional, tal como se evidencia esquematicamente na FIGURA 4A, quando a IOL trifocal é implantada num olho de um paciente, a potência combinada da córnea ocular mais a potência próxima, intermédia, e distante da IOL, permitem focar a luz que emana dos objectos A, B, e C, localizados respectivamente, em gamas de distância próxima, intermédia e distante do paciente, sobre a sua retina. 21

Em algumas concretizações, a lente oftálmica trifocal da invenção inclui dois perfis bifocais -proporcionando diferentes potências de adição - que estão dispostos sobre uma sua superfície de tal modo que proporcionam colectivamente três regiões focais correspondendo a visão ao longe, intermédia e ao perto. A título de exemplo, a FIGURA 4B ilustra esquematicamente uma pluralidade de zonas de difracção 11, formadas a partir de dois perfis bifocais diferentes, dispostos sobre uma porção de uma superfície anterior 13 de uma lente trifocal 15, de acordo com outa concretização da invenção. À semelhança da concretização precedente, a superfície anterior é caracterizada por um perfil de base (não ilustrado) que proporciona uma potência para o foco distante correspondendo à difracção de ordem 0 de cada perfil. Mais especificamente, as zonas de difracção interiores 11a, 11b, e 11c formam um perfil bifocal proporcionando uma potência de adição seleccionada, por exemplo, uma potência de adição na gama de entre cerca de 3 e cerca de 9 dioptrias, enquanto as zonas de difracção lld, lie, llf, e llg formam outro perfil bifocal que proporciona uma potência de adição diferente, por exemplo, uma potência de adição na gama de entre cerca de 1,5 to e cerca de 4,5 dioptrias (as zonas de difracção apenas estão figuradas com propósitos ilustrativos e não foram necessariamente desenhadas à escala). Embora nesta concretização o perfil bifocal interior exiba uma maior potência de adição do que o perfil bifocal exterior, noutras concretizações poderá o perfil exterior proporcionar uma maior potência de adição. Além 22 disto, embora apenas se ilustrem poucas zonas de difracção, em muitas concretizações, o número de zonas de difracção de cada perfil pode variar entre cerca de 3 e cerca de 30, ou apresentar um outro número aceitável qualquer. As alturas dos degraus nos limites entre zonas podem ser uniformes ou não uniformes e podem ser seleccionados, por exemplo, de um modo descrito acima. A potência de adição para cada zona pode ser determinada selecionando as localizações das suas fronteiras de zona (isto é, a distância radial de cada zona de difracção no perfil) segundo a relação seguinte: íf=(2ί+ιμ/ Equação (4) na qual i denote o número da zona (i = 0 denota a zona central), λ denota o comprimento de onda determinado, e f denota uma potência de adição.

Nesta concretização exemplificativa, o perfil bifocal exterior exibe uma maior potência de adição do que o perfil bifocal interior. Por exemplo, os perfis bifocais, exterior e interior, podem proporcionar, respectivamente, potências de adição de cerca de 4 D e de cerca de 2 D, correspondendo às suas ordens de difracção +1. As ordens de difracção 0 de ambos os perfis são, no entanto, substancialmente coincidentes e dirigem a luz incidente 23 para uma região focal distante caracterizada por uma potência selecionada (com base na curvatura d superfície da óptica e no seu indice de refracção) , numa gama de entre cerca de 6 e cerca de 34 dioptrias. Tal como se mostra esquematicamente na FIGURA 4C, o perfil exterior

proporciona um foco distante A2 e um foco próximo AI enquanto o perfil interior proporciona um foco distante B2 (substancialmente coincidente com A2) e um foco próximo Bl. Portanto, os dois perfis proporcionam colectivamente um foco distante, um foco intermédio e um foco próximo, dos quais os focos próximos dos perfis interior e exterior proporcionam, respectivamente, visão ao perto e visão o longe. AS FIGURAS 5A e 5B representam esquematicamente uma lente oftálmica trifocal 30, por exemplo, uma IOL, de acordo com outra concretização da invenção, que inclui uma óptica 32 possuindo uma superfície anterior 34 e uma superfície posterior 36. O perfil de referência da superfície anterior 34 é caracterizado por uma curva de base 38 adaptada para proporcionar uma potência no foco distante. A superfície anterior 34 inclui além disto uma pluralidade de zonas de difracção anelares 40, formada por uma pluralidade de estruturas de difracção microscópicas 42, simetricamente dispostas em torno de um eixo óptico 44 da óptica. À semelhança das concretizações precedentes, a óptica pode ser formada a partir de um material biocompatível, e a lente também pode incluir hápticos (não representados) que facilitam a sua fixação no olho. Para 24 além disto, embora as superfícies 14 e 16 nesta concretização sejam em geral côncavas, noutras concretizações, as curvaturas superficiais podem ser selecionadas para proporcionar uma lente plano-convexa ou plano-côncava.

Cada zona de difracção anelar está separada de uma zona adjacente por um degrau (por exemplo, o degrau 50 separando a segunda zona da terceira zona). Os degraus estão posicionados nas fronteiras radiais das zonas. Nesta concretização, as alturas dos degraus são substancialmente uniformes, embora noutras concretizações eles possam ser apodizados, por exemplo, de um modo descrito acima.

Ao contrário das lentes de difracção convencionais nas quais as zonas de difracção têm áreas substancialmente uniformes, nesta concretização, as áreas das zonas de difracção variam - de um modo controlado - em função da distância ao eixo óptico 44. esta variação é concebida para alargar suficientemente os perfis de energia óptica num foco próximo e num foco distante, geradas por duas ordens de difracção do meio de difracção, de modo a proporcionar uma visão intermédia enquanto conserva substancialmente os focos próximo e distante. Por exemplo, e relativamente à FIGURA 5B, nesta concretização, as áreas das zonas de difracção anelares 40 aumentam progressivamente em função do aumento da distância ao eixo óptico. Por exemplo, a diferença máxima entre áreas de duas zonas de difracção (por exemplo, a diferença entre as áreas 25 das zonas mais interior e mais exterior, pode ser de cerca de 75 % ou mais, por exemplo, até cerca de 200 %) . A variação das áreas das zonas de difracção pode ser implementada selecionando o quadrado do raio de cada zona como função do número de ordem da zona, numerando-se as zonas consecutivamente a partir do eixo óptico para fora, por exemplo, de um modo tal como se descreve adiante. A titulo de exemplo, a FIGURA 6 proporciona gráficos contrastando uma relação (Gráfico A) entre o quadrado dos raios das zonas {r± denota o quadrado do raio da zona i) e os números das zonas - tipicamente empregues nas lentes de difracção convencionais - com uma relação diferente (Gráfico B) utilizada nesta concretização de uma lente oftálmica trifocal da invenção. Tal como se anota nos gráficos, na lente trifocal, os quadrados dos raios das zonas exibem um grau seleccionado de variação não linear em função dos números de zona, enquanto os quadrados dos raios das zonas de lentes com áreas de difracção uniformes variam linearmente em função dos respectivos números de zona. Isto modifica o perfil de interferências da luz difractada pela lente, de modo a desviar mais energia para uma região focal intermédia.

Mais especificamente, na concretização presente, a localização radial de uma fronteira e zona pode ser determinada de acordo com a seguinte relação:

Equação (5) *ϊ = (2í + + g(i) 26 na qual i denota o número da zona (i = 0 denota a zona central), λ denota o comprimento de onda determinado, f denota uma distância focal ao foco próximo, e g(i) denota uma função não constante.

Nesta concretização, a função g(i) é definida de acordo cm a relação seguinte: g(i) = (ai1 + bi)f, na qual i denota o número da zona, a e b são dois parâmetros ajustáveis, e f denota a distância focal do foco próximo. A titulo de exemplo, a pode ser de entre cerca de 0,1 Xe cerca de 0,3 λ, e b pode ser de entre cerca de 1,5 λ e cerca de 2,.5 λ, em que λ denota o comprimento de onda designado.

Tal como se anotou acima, a variação das áreas das zonas de difracção em função da distância ao eixo óptico resulta na direcção de parte da luz difractada para uma região focal intermédia para proporcionar visão 27 intermédia. Por exemplo, uma fracção da luz difractada numa gama de entre cerca de 10 % e cerca de 28 % pode ser dirigida para a região focal intermédia. A titulo de exemplo, a FIGURA 7 apresenta dois gráficos (C e D) que ilustram esquematicamente o aumento da acuidade visual para a visão intermédia que é proporcionado pela lente oftálmica trifocal exemplificativa acima. Mais especificamente, o gráfico C (linhas a tracejado) mostra a distribuição da energia óptica pelos focos próximo e distante de uma lente difractiva convencional na qual as zonas de difracção anelares têm áreas iguais. Para contrastar, o gráfico D ilustra esquematicamente a distribuição de energia óptica por uma lente oftálmica de

acordo com uma concretização da invenção, na qual pelo menos duas ou mais das zonas de difracção têm áreas desiguais. Uma comparação do gráfico D com o gráfico C mostra que uma concretização da lente oftálmica da invenção que tenha zonas de difracção com áreas desiguais proporciona um aumento considerável da acuidade visual na visão intermédia, enquanto conserva substancialmente o desempenho visual ao perto e ao longe. A titulo de exemplo, em muitas concretizações, a eficiência à difracção tanto para o foco próximo como para o distante pode ser de entre cerca de 28 % a cerca de 38 %, sendo a eficiência da difracção no foco intermédio de entre cerca de 10 % e cerca O · de 2 8 28

De um modo semelhante ao da última concretização, a potência óptica associada ao foco distante pode ser, por exemplo, de entre cerca de 6 e cerca de 34 dioptrias, apresentando o foco próximo uma potência óptica de entre cerca de 3 e cerca de 9 dioptrias. Além disto, o foco intermediário pode proporcionar, por exemplo, uma potência adicionada de entre cerca de 1,5 e cerca de 4.5 dioptrias em relação ao foco distante.

Pode talvez entender-se melhora a funcionalidade das lentes trifocais acima considerando o diagrama ilustrado na FIGURA 8, representando o atraso de fase óptica (OPD) associado a três ordens de difracção (isto é, +1, 0, e -1) de uma lente de difracção multifocal, através de duas zonas de difracção, em função do quadrado da distância radial a partir do eixo óptico. Os atrasos de fase relacionados com a difracção +1 e a -1 variam de uma forma substancialmente linear - enquanto os associados com a difracção de ordem O1" permanecem substancialmente constantes - à medida que o quadrado da distância radial varia desde zero a um valor correspondente à fronteira da primeira zona de difracção com a segunda (designado neste documento ZB12). Na fronteira entre zonas, a fase óptica associada a cada ordem exibe uma descontinuidade. Embora não se represente, ocorre uma descontinuidade de fase semelhante na fronteira entre a segunda zona e a terceira (designada ZB23), etc. Caso as fronteiras entre zonas sejam colocadas em posições de quadrados dos raios correspondendo a π as alterações de fase óptica através de cada zona de 29 difracção, a energia óptica difractada para a ordem 0 desaparece substancialmente. Por outras palavras, a lente proporciona efectivamente apenas duas ordens de difracção, (foco próximo e foco distante) . No entanto, em muitas concretizações da invenção, as localizações nos quadrados dos raios de uma ou mais fronteiras entre zonas é selecionada de tal modo que a alteração de fase óptica através de uma zona de difracção seja menos do que π (por exemplo, sendo n/4) . Isto leva a que parte da energia óptica difractada seja dirigida para a ordem 0, proporcionando deste modo visão intermédia.

Em algumas concretizações, a visão á distância proporcionada pela lente oftálmica trifocal é aumentada pela correcção da aberração para grandes aberturas (por exemplo, para dimensões de abertura maiores do que cerca de 3 mm de diâmetro, embora em algumas concretizações a correcção da aberração também possa ser utilizada para dimensões de abertura mais pequenas). Uma tal correcção da aberração pode, por exemplo, compensar luz desfocada, caso exista, que pode surgir no foco distante em resultado de um aumento da luz na região focal intermédia. Por exemplo, o perfil de base (curva) da superfície anterior pode ser selecionado para lhe conferir um certo grau de não esfericidade para diminuir os efeitos da aberração esférica, que podem ser especialmente marcados para aberturas grandes. Descrevem-se alguns exemplos destes perfis não esféricos adequados na prática da invenção, no pedido acima mencionado, co-pendente, de uma patente dos 30

Estados Unidos intitulado "Apodized aspheric diffractive lenses”. A titulo de exemplo, o perfil não esférico da superficie anterior em função da distância radial (R) ao eixo óptico da lente, pode ser caracterizada pela seguinte relação: z =-. — — +adRt + aeR6 + termos de ordem superior, 1 + -^/1-(1 + cc)c2J?2 na qual, z denota um afundamento da superficie paralelo a um eixo (z), por exemplo, o eixo óptico, perpendicular à superficie, c denota uma curvatura no vértice da superficie, cc denota um coeficiente cónico, R denota uma posição a radial da superfície, ad denota um coeficiente de deformação de quarta ordem, e ae denota um coeficiente de deformação de sexta ordem.

Os indivíduos com conhecimentos médios da técnica entenderão que se podem fazer diversas modificações às concretizações acima, sem sair do âmbito da invenção definida pelas reivindicações apensas.

Lisboa, 27 de Maio de 2013.

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma lente oftálmica multifocal (10, 15), incluindo uma óptica (12, 32) com uma superfície (13, 14, 16, 34, 36) que inclua pelo menos dois perfis de difracção (11, 26, 42) adaptados e dispostos um em relação ao outro de modo a que proporcionem colectivamente visão ao perto, intermédia e ao longe, incluindo os dois perfis de difracção diferentes um primeiro conjunto de degraus de difracção anelares que seja bifocal ou trifocal, possuindo focos correspondendo às ordens de difracção -1, 0, ou +1 para uma luz com comprimento de onda selecionado de entre o espectro do visivel em utilização oftálmica, e um segundo conjunto de degraus anelares de difracção que seja quer bifocal, quer trifocal, possuindo focos correspondendo às ordens de difracção -1, 0, ou +1 para a luz com o comprimento de onda selecionado no espectro do visivel e em utilização oftálmica, caracterizada por os dois conjuntos diferentes de degraus de difracção não se sobreporem na direcção, os dois perfis diferentes serem concêntricos, e os dois perfis de difracção diferentes terem focos diferentes que incluam colectivamente um foco próximo, um foco distante e um foco intermédio.

2. A lente oftálmica multifocal da reivindicação 1 em que um dos referidos perfis de 2 difracção inclui um perfil trifocal (26a-c), e o outro perfil de difracção inclui um perfil bifocal (26d-i).

3. A lente oftálmica multifocal da reivindicação 2, em que o referido perfil bifocal (26d-i) exiba alturas de degraus apodizadas.

4. A lente oftálmica multifocal da reivindicação 2, em que o referido perfil trifocal (26a-c) esteja disposto mais perto de um eixo óptico (18) da óptica referida (12) do que o referido perfil bifocal (26d-i).

5. A lente oftálmica multifocal da reivindicação 1, em que os referidos perfis de difracção incluam dois perfis bifocais (11 a-c; 11 d-g) munidos de diferentes potências de adição.

6. A lente oftálmica multifocal da reivindicação 2, em que o referido perfil bifocal (26d-i) esteja adaptado para proporcionar visão ao perto e ao longe, e o referido perfil trifocal (26a-c) esteja adaptado para proporcionar visão ao perto, ao longe e intermédia.

7. A lente multifocal da reivindicação 6, na qual a superfície referida seja caracterizada por uma curva de referência de base (22) adaptada de modo a proporcionar um foco de refracção correspondente à referida visão ao longe. 3

8. A lente multifocal da reivindicação 6, em que os referidos perfis de difracção estejam dispostos numa parte da superficie referida envolvida por uma porção periférica (28) da referida superficie, que seja substancialmente isenta de estruturas de difracção.

9. A lente multifocal da reivindicação 8, em que ambos os perfis de difracção incluam uma ou mais estruturas anelares de difracção dispostas simetricamente em torno de um eixo óptico (18) da óptica referida.

10. A lente multifocal da reivindicação 9, em que os referidos perfis de difracção anelares que incluem as estruturas de difracção contendo o referido perfil trifocal de difracção (26a-c) estejam dispostos mais perto do eixo óptico referido (18) do que as referidas estruturas anelares de difracção que incluam o perfil de difracção bifocal (26d-i) .

11. A lente multifocal da reivindicação 10, em que as referidas zonas anelares de difracção incluindo o referido perfil de difracção trifocal (26a-c) vão desde o referido eixo óptico até a um raio correspondendo a uma abertura com uma dimensão de entre cerca de 1 mm e cerca de 1,5 mm.

12. A lente multifocal da reivindicação 11, em que o referido perfil de difracção bifocal (26d-i) envolva 4 de modo anelar o referido perfil de difracção trifocal (26a-c).

13. A lente multifocal da reivindicação 12, em que as referidas estruturas anelares de difracção (26d-i) exibam alturas decrescentes por degrau (50) nas suas fronteiras, em função do aumento da distância em relação ao eixo óptico.

14. A lente multifocal da reivindicação 13, em que a altura decrescente dos degraus (50) seja caracterizada por uma função de apodização seleccionada.

15. A lente multifocal da reivindicação 14, em que a referida função de apodização seja definida de acordo com a seguinte relação: ,/apodize = 1 — (——j r ' QUt na qual r± denote a distância radial da zona i, rout denote o raio externo da última zona de difracção bifocal (26i).

16. A lente multifocal da reivindicação 6, em que o referido perfil de difracção trifocal (26a-c) inclua 5 um ou mais degraus substancialmente em forma de quadrados e o referido perfil de difracção bifocal (26d-i) inclua um ou mais degraus substancialmente na forma de dentes de serra.

17. A lente multifocal da reivindicação 6, em que o perfil de difracção trifocal referido (26a-c) proporcione um foco próximo, um foco distante e um foco intermédio, coincidindo substancialmente os focos próximo e distante do perfil referido, respectivamente com, um foco próximo e um foco distante do referido perfil bifocal (26d- i) ·

18. A lente multifocal da reivindicação 17, em que os referidos focos, próximo, intermédio e distante, correspondam substancialmente, respectivamente à referida visão ao perto, intermédia e ao longe.

19. A lente multifocal da reivindicação 1, incluindo uma lente oftálmica trifocal (30) que contém uma óptica (32) possuindo pelo menos uma superfície (34, 36) caracterizada por uma curva de base (38) , pelo menos dois perfis anelares de difracção (42) dispostos na referida óptica, proporcionando um dos referidos perfis sobretudo três focos, e proporcionando o outro sobretudo dois focos, de tal modo que uma combinação da distribuição da energia associada aos focos de um dos perfis com a relativa aos focos do outro perfil, resulte em proporcionar uma visão ao perto, intermédia e ao longe. 6

20. A lente trifocal da reivindicação 19, cuja curva e base (38) proporcione uma potência de refracção correspondendo à referida visão ao longe.

21. A lente trifocal da reivindicação 19, em que os referidos perfis de refracção (42) estejam rodeados por uma porção periférica da óptica referida, a qual seja isenta de estruturas.

22. A lente trifocal da reivindicação 21, em que o referido perfil de refracção (42) proporcionando três focos esteja disposto mais perto de um eixo óptico (44) da óptica referida, do que o referido perfil de difracção que proporciona dois focos.

23. A lente trifocal da reivindicação 21, em que o referido perfil de difracção (42) proporcionando três focos inclua uma pluralidade de zonas de difracção anelares a partir de um eixo óptico (44) da óptica referida até a uma primeira distância daquele eixo.

24. A lente trifocal da reivindicação 23, em que o referido perfil de difracção proporcionando dois focos inclua uma pluralidade de zonas de difracção anelares que vão desde a referida primeira distância até a uma segunda distância, inferior a um raio da óptica referida. 7

25. A lente trifocal da reivindicação 19, na curva de base (38) seja não esférica de modo a diminuir a aberração esférica.

26. A lente multifocal (15) da reivindicação 1, na qual os dois perfis de difracção diferentes incluam dois perfis bifocais em separado (lla-c; lld-g), exibindo os perfis referidos potência de adição diferentes e modo a proporcionarem de um modo cooperativo visão ao perto, intermédia e ao longe.

27. A lente multifocal da reivindicação 26, na qual um dos perfis (lla-c) proporcione uma potência de adição na gama de entre cerca de 3 e cerca de 9 dioptrias e o outro perfil (lld-g) proporcione uma potência de adição na gama de entre cerca de 1,5 e cerca de 4,5 dioptrias.

28. A lente multifocal da reivindicação 26, em que um dos perfis referidos (lla-c) esteja disposto mais perto de um eixo óptico da óptica referida do que o outro perfil (lld-g).

29. A lente multifocal da reivindicação 28, em que cada um dos referidos perfis inclua uma pluralidade de zonas de difracção concêntricas (11) dispostas em torno do referido eixo óptico. Lisboa, 27 de Maio de 2013.