PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UNA LENTE INTRAOCULAR MONOFOCAL ASFÉRICA ISOPLANÁTICA Y LENTE OBTENIDA EMPLEANDO DICHO PROCEDIMIENTO.

Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática y lente obtenida empleando dicho procedimiento.

Permite obtener lentes oftálmicas monofocales asféricas isoplanáticas en un rango visual de hasta 25º (preferentemente hasta 10º) de amplitud. El procedimiento comprende las etapas de: 1.- Definición matemática de un modelo de ojo afáquico; 2.- Definición matemática de un modelo de lente intraocular; 3.- Definición matemática de la implantación de la lente; 4.- Definición matemática de la función de mérito; 5.- Definición de las condiciones de contorno; 6.- Definición de una métrica para caracterizar la calidad óptica; y 7.- Optimización de la función de mérito. En esta invención, la métrica para caracterizar la calidad óptica considera, de manera novedosa, la combinación simultánea de varias posiciones de campo, preferentemente de forma ponderada.

Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática y lente obtenida empleando dicho procedimiento.

Objeto de la invención La presente invención se puede incluir dentro del campo técnico de la oftalmología, en particular del diseño de lentes oftálmicas. Más concretamente, el objeto de la invención se refiere a un procedimiento para elaborar lentes oftálmicas intraoculares monofocales asféricas con calidad óptica optimizada en un rango visual extenso, así como el objeto de la invención se refiere adicionalmente a unas lentes obtenidas empleando dicho procedimiento de elaboración.

Antecedentes de la invención Las lentes intraoculares se implantan habitualmente durante la cirugía de cataratas para corregir el error refractivo del paciente. En la mayoría de los casos se implantan lentes monofocales para corregir la visión de lejos. La calidad óptica del ojo viene determinada no sólo por el error refractivo (desenfoque) sino también por la naturaleza y magnitud de las aberraciones ópticas presentes.

Desde hace unos años, las empresas fabricantes de lentes intraoculares han propuesto diversos modelos de lentes que permiten controlar el nivel de la aberración asférica. La lente TECNISTM CL Z9002 (Advanced Medical Optics, patente US6609793B2) propone cancelar la aberración esférica del sistema óptico formado por la lente dentro de un modelo de ojo genérico. Las lentes Acr y sof (Alcon, patente US2006244904-A1) y CT ASPHINA 603P (Cari Zeiss, patente WO 2007/128423 A1) también proponen la reducción de la cantidad global de aberración esférica en el sistema lente-ojo. El criterio propuesto en el diseño de la lente SofPort (Bausch & Lomb Incorporated, patente WO 2006/088440A1) , es ligeramente distinto, ya que en lugar de cancelar la aberración esférica total evaluada en un modelo de ojo genérico tiene como objetivo asegurar una aberración esférica mínima para la lente sola (independiente del ojo modelo) para rayos de luz incidentes paralelos con el eje óptico de la lente.

La mayoría de estas patentes asumen modelos de ojo de simetría de revolución (la patente WO 2007/128423 A1 supone una excepción, ya que utiliza el modelo de ojo de Liou-Bremann) e ignoran las aberraciones ópticas fuera de eje. Sin embargo, el ojo humano no tiene un eje óptico claramente definido por ser sus superficies no concéntricas e irregulares, y por la posición excéntrica de la fóvea. En el ojo, la línea de mirada, es decir, el eje que une la fóvea con el centro de la pupila, es la que determina la llamada calidad óptica en eje. Por tanto, en la práctica, el eje de simetría de revolución de una lente intraocular no tiene por qué coincidir con la línea de mirada. Lo habitual es que estén separados en un ángulo significativo, en torno a cinco grados, aunque varía para cada sujeto, pudiendo llegar a ser de más de diez grados. En consecuencia, debe considerarse la calidad óptica fuera del eje definido por la línea de mirada. De hecho, un ojo humano convencional, en condiciones ópticas normales, es un sistema óptico con una calidad óptica bastante uniforme en una región del campo visual extensa en torno a la línea de mirada, lo que en terminología de diseño óptico se denomina un sistema óptico isoplanático. Fuera de esa región, la calidad empeora, pero ya con un impacto visual menor.

Además de la importancia intrínseca de la mejora de la calidad visual fuera de eje, y la asociada estabilidad óptica en presencia de descentramientos e inclinaciones de la lente, la minimización de aberraciones ópticas fuera de eje tiene otras ventajas diagnósticas y clínicas relevantes para el ojo, tales como mejorar la visualización del fondo de ojo tras la operación de cataratas o aumentar la precisión en la cirugía de foto-coagulación retiniana.

En la literatura existen algunos estudios en los que se propone tener en cuenta las aberraciones ópticas fuera de eje. Por ejemplo, Smith y Lu [“Peripheral Power Errors And Astigmatism Of Eyes Corrected With Infraocular Lenses”, Optometr y And Vision Science 68 (1) , 12-21 (1991) ] proponen un diseño para corregir el astigmatismo y curvatura periféricos, mientras que Tabernero, Piers y Artal, [“Infraocular lens to correct corneal coma”, Opt. Lett. 32 (4) , 406-408 (2007) ] y la patente WO 2007048615, proponen corregir la aberración esférica y el coma. La patente US2009/0292354 supone una adaptación de los procedimientos comúnmente utilizados en el campo del diseño de sistemas ópticos a las lentes infraoculares, y también menciona la posibilidad de optimización en alguna posición concreta fuera de eje, usando los mismos métodos que se utilizan para la optimización en eje.

Partiendo de un diseño asférico, el posible nivel de control de las aberraciones ópticas está limitado por varias condiciones de contorno que restringen los posibles diseños. En primer lugar, se debe de tener en cuenta las dimensiones y las propiedades biomecánicas de la lente. Por un lado, las lentes de dimensiones reducidas y plegables permiten reducir el tamaño de la incisión a través de la cual se inserta la lente dentro del ojo durante la cirugía, siendo esto fundamental para reducir los daños biológicos o la inducción de aberraciones ópticas corneales. Por otro lado, las lentes excesivamente delgadas y flexibles son poco estables mecánicamente y pueden cambiar su posición respecto de la localización óptima. Otra condición de contorno importante a tener en cuenta en el diseño es la posible prevención de uno de los problemas clínicos más recurrentes en el implante de lentes intraoculares: la denominada opacificación de cápsula posterior (PCO) . La PCO consiste en la perdida de transparencia de la capsula posterior del cristalino debido a un proceso de migración de células de acción patógena.

Para evitar este problema se han planteado varias propuestas (ver por ejemplo Patente US2008269891-A1 y referencias allí) . Una posible alternativa para evitar la migración de células es diseñar una lente de manera que deje el mínimo espacio posible entre la cápsula posterior y la cara posterior de la lente. Esto se puede conseguir con un diseño en el que la cara posterior de la lente tenga la convexidad dirigida hacia la retina. Existen pocos antecedentes de este tipo de diseño y quizás el más destacable es el propuesto por la patente US4880427.

Dos últimos factores ópticos a tener en cuenta son las reflexiones ópticas internas indeseadas y el cambio en la magnificación producido en los ojos pseudo-afáquicos con respecto al ojo con su cristalino natural. Lu y Smith [“The Aspherizing Of Infraocular Lenses”, Ophthalmic And Physiological Optics 10 (1) , 54-66 (1990) ] sugieren que las lentes con la cara más convexa orientada hacia la retina minimizan estos efectos. Pomerantzeff, Pankratov y Wang [“Calculation of an IOL from the wide-angle optical model of the eye”, J Am Intraocul Implant Soc 11 (1) , 3743 (1985) ] recomiendan que la superficie más curva sea la anterior cuando solo se considera la calidad óptica en eje, pero no en cambio cuando se tiene en cuenta la calidad óptica para un rango de campo visual de 10º, donde la recomendación de mayor curvatura es para la cara posterior.

Descripción de la invención En la presente invención se propone por primera vez una estrategia integral de optimización de la calidad óptica de manera simultánea en una región extensa del campo visual y no únicamente en la línea de mirada. En la presente invención se describe un procedimiento específico que utiliza una métrica global para tener en cuenta en la optimización del sistema tanto el conjunto de todas las aberraciones, como simultáneamente diferentes posiciones angulares dentro de un campo de visión extenso en torno a la línea de mirada.

La presente invención consigue por tanto un diseño isoplanático, que proporciona una calidad óptica optimizada y uniforme en una región del campo visual extensa, de manera que garantiza una calidad visual aceptable en presencia de descentramientos o inclinaciones de la lente con respecto a la fóvea y la córnea. En este sentido, la lente objeto de esta invención proporciona un comportamiento similar al del ojo humano con cristalino donde la calidad óptica es uniforme en una región de campo visual extensa. Además, un ojo implantado con este tipo de lente isoplanática permite una mejor respuesta a procedimientos diagnósticos y clínicos.

La optimización de la calidad de imagen de forma simultánea en una región extensa del campo visual es la característica más relevante de esta invención, y objeto de este novedoso procedimiento de diseño. Las lentes resultantes del procedimiento, también objeto... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, que comprende los siguientes pasos:

-Definir matemáticamente, por medio de una serie de parámetros geométricos y ópticos, un ojo modelo afáquico que comprende una córnea y una retina, donde la retina está descrita por una superficie curva;

-Definir matemáticamente, por medio de parámetros geométricos y ópticos, un modelo de lente intraocular que comprende dos superficies asféricas de revolución;

-Definir matemáticamente la implantación de la lente intraocular en el ojo afáquico, por medio de los parámetros geométricos que definen la posición relativa entre el ojo modelo afáquico y la lente intraocular;

-Definir una métrica para caracterizar numéricamente en términos de calidad óptica objetiva retiniana la bondad de una determinada combinación de los parámetros geométricos y ópticos;

-Definir unas condiciones de contorno sobre los parámetros geométricos de la lente, donde dichas condiciones de contorno comprenden, los valores máximo y mínimo del espesor central de la lente, los valores máximos y mínimos del espesor en el borde óptico de la lente, el valor máximo del espesor total de la lente (vault) , y los valores máximos de la constante de conicidad de las dos superficies de la lente; y

-Optimizar los parámetros que definen la lente utilizando la métrica y dentro de las condiciones de contorno, para que la lente resultante del proceso tenga una calidad óptica objetiva uniforme a lo largo de una determinada región del campo visual y que es máxima,

caracterizado porque la definición de la métrica específicamente considera la combinación simultánea de varios ángulos de campo para obtener una lente isoplanática en una amplitud de campo de visión de entre 0 y 25º.

2. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la definición del ojo modelo afáquico comprende el empleo de los parámetros de un modelo de ojo genérico.

3. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la definición del ojo modelo afáquico comprende el empleo de los parámetros biométricos promedio de determinada población particular.

4. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el uso en la definición del modelo de ojo afáquico de los parámetros biométricos de un ojo particular.

5. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la definición del modelo de ojo afáquico comprende como parámetro la longitud axial del ojo como función de la potencia de la lente.

6. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la implantación de la lente se define matemáticamente por medio de parámetros que definen la posición axial.

7. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la implantación de la lente se define matemáticamente por medio de parámetros que definen adicionalmente el descentramiento y la inclinación.

8. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el uso de ángulos comprendidos entre0y10 grados respecto de la línea de mirada.

9. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la métrica es una métrica derivada de un trazado de rayos.

10. Procedimiento para elaborar una lente intraocular monofocal, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la métrica se selecciona entre:

-la raíz cuadrada media (RMS) de la aberración de onda para una determinada longitud de onda o un promedio sobre diversas longitudes de onda;

- la RMS del diagrama de impactos para una longitud de onda; -la Función de Transferencia de la Modulación (MTF) ; y -la razón de Strehl.

11. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, obtenida empleando el procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones1a10.

12. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada por potencias de lente comprendidas entre+5Dy+40D.

13. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada por un diámetro central (R) comprendido entre 4 mmy7mm.

14. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada por un espesor central comprendido entre 0.5 mm y 1.6 mm.

15. Lente oftálmica intraocular monofocal asférica, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque las dos superficies de la lente con simetría de revolución en torno a un eje de simetría están definidas por medio de perfiles dados por la ecuación

donde r [mm] representa la distancia al eje de simetría de un punto de la superficie;

z [mm] representa la coordenada a lo largo del eje de simetría de un punto de la superficie;

R [mm] representa el radio de curvatura de la superficie en el punto central;

Q [adimensional] representa la constante de conicidad de la superficie;

a1 [mm−1] representa el coeficiente asférico de orden 2;

a2 [mm−3] representa el coeficiente asférico de orden 4; y

a3 [mm−5] representa el coeficiente asférico de orden 6.

16. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 15, caracterizada porque la lente tiene una potencia de 16 D, donde:

-una de las superficies de la lente se define mediante los siguientes parámetros: R = 21.0539 mm., Q = -45.3020, a1 = -3.63E-2 mm−1, a2 = -3.65E-3 mm−3 y a3 = -1.52E-4 mm−5, así como

-la otra superficie de la lente se define mediante los siguientes parámetros R = -12.5392 mm., Q = 10.747, a1 = -4.38E-2 mm−1, a2 = -2.51 E-3 mm−3 y a3 = -4.96E-4 mm−5, que proporciona una calidad óptica optimizada y uniforme en un campo de visión de 10 grados.

17. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 15, caracterizada porque la lente tiene una potencia de 22 D, donde:

-una de las superficies de la lente se define mediante los siguientes perámetros: R = 24.3929 mm., Q = -20.00, a1 = -6.7E-3 mm−1, a2 = -2.25E-3 mm−3 y a3 = 6.16E-5 mm−5, así como

-la otra superficie de la lente se define mediante los siguientes parámetros R = -7.4562 mm., Q = 0.3825, a1 = -1.59E-2 mm−1, a2 = -2.75E-4 mm−3 y a3 = -2.3E-5 mm−5, que proporciona una calidad óptica isoplanática en un campo de visión de 10 grados.

18. Lente intraocular monofocal asférica isoplanática, de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 15, caracterizada porque la lente tiene una potencia de 28 D, donde:

-una de las superficies de la lente se define mediante los siguientes perámetros: R = 8.4744 mm., Q = -1.9397, a1 = -2.08E-3 mm−1, a2 = -4.21 E-4 mm−3 y a3 = -9.75E-5 mm−5, así como

-la otra superficie de la lente se define mediante los siguientes parámetros R = -9.497 mm., Q = -2.1366, a1 = 2.34E-3 mm−1, a2 = 4.55E-4 mm−3 y a3 = 9.94E-5 mm−5, que proporciona una calidad óptica isoplanática en un campo de visión de 10 grados.