Procedimientos de diseño de lentes personalizadas para mejorar la visión y lentes correspondientes.

Procedimiento de diseño de una lente personalizada que tiene una superficie posterior esférica que se adapta alefecto visual relativo de diferentes tipos de aberraciones que comprende las etapas de:

(a) medir las aberraciones oculares de orden superior totales para una pupila determinada y para tamaños depupila específicos;

(b) calcular la corrección de superficie anterior necesaria en términos de coeficientes de Zernike;

(c) convertir la corrección usando el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual, en la que el Factor Perjudicial deRendimiento Visual se calcula usando las siguientes etapas:

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual en comparación con el rendimiento de línea base, que es la mejoragudeza visual corregida, para letras de alto contraste y bajo contraste, en el que la mejor agudeza visualcorregida se determina con la mejor refracción esférico-cilíndrica corregida, pérdida de agudeza visual ≥mejor agudeza visual corregida - medida del rendimiento visual

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para gráficos de alto y bajo contrastepérdida de agudeza visual media ≥ ((pérdida de agudeza visual de alto contraste) + (pérdida deagudeza visual de bajo contraste)) / 2

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para todos los coeficientes de Zernike individuales

• Cálculo del VPDF para cada coeficiente de Zernike individual VPDF (Zx) ≥ (pérdida de agudeza visualmedia para Zx) / (pérdida de agudeza visual media para desenfoque);

(d) obtener las aberraciones de orden superior pertinentes para la corrección; y

(e) obtener el diseño optimizado para la superficie anterior de la lente.

Procedimientos de diseño de lentes personalizadas para mejorar la visión y lentes correspondientes La presente invención se refiere a un procedimiento de diseño de lentes, particularmente de lentes de contacto, para corregir la visión.

La corrección de la visión incluye una mejora en la visión cuando se mide cuantitativamente mediante técnicas conocidas y/o una mejora cualitativa de "ver mejor" según describe el sujeto.

Una gran proporción de la población tiene una visión inferior a la óptima debido a la presencia de anomalías refractivas (conocidas como aberraciones) en el ojo. En ausencia de aberraciones, todos los rayos de luz de cualquier punto en el espacio objeto que son refractados por el sistema óptico del ojo se dirigirán a un punto en la imagen plana. Sin embargo, en presencia de aberraciones, algunos de los rayos no se dirigen al punto de imagen esperado sino que intersectan el plano de la imagen en un patrón de dispersión, de forma que la calidad de la imagen se degrada.

Las aberraciones mejor conocidas son el desenfoque y el astigmatismo, que se denominan en conjunto errores de refracción. Estas son conocidas como aberraciones de segundo orden y se corrigen de forma convencional mediante 15 el uso de gafas, lentes de contacto, lentes intraoculares, implantes corneales inlays/onlays (incrustados/sobrepuestos) y similares. Los procedimientos quirúrgicos que pueden usarse para corregir las aberraciones de segundo orden incluyen eliminación de cataratas, queratoplastia (sustitución de la córnea) , queratomileusis in situ asistida por láser (LASIK) , queratomileusis epitelial por láser (LASEK) , queratectomía fotorrefractiva (PRK) y similares. La LASIK y la LASEK implican esculpir la córnea usando un láser excimer. Aunque estos dispositivos y procedimientos quirúrgicos son capaces de ayudar y a menudo corregir estas aberraciones de segundo orden, el ojo puede incluir adicionalmente formas de aberraciones de órdenes superiores que van más allá de un error de refracción y que degradan la calidad de la imagen en la retina. Se ha sugerido que después de corregir el desenfoque y el astigmatismo, son estas aberraciones residuales de órdenes superiores las que más afectan al rendimiento visual.

Estas aberraciones de órdenes superiores incluyen aberraciones esféricas y comáticas. Las aberraciones esféricas se producen cuando la lente no enfoca los rayos paralelos en un punto, sino que en su lugar los enfoca a lo largo de una línea y como tal se describe como la incapacidad de los rayos de luz de unirse en el foco paraxial. Cuanto más lejos esté un rayo de luz del eje óptico, más lejos está el punto de cruce axial de la imagen plana. Las aberraciones comáticas se producen porque los rayos fuera del eje no convergen en el plano focal. Por lo tanto, están presentes en la fóvea y se deben a la ausencia de simetría rotacional del ojo alrededor de un eje de referencia apropiado. Puede haber presentes otras aberraciones de órdenes superiores incluyendo astigmatismo secundario, aberraciones trefoil, aberraciones tetrafoil y similares. Estas aberraciones de órdenes superiores se pueden producir de forma natural o pueden ser introducidas durante técnicas quirúrgicas tales como la LASIK o la LASEK o por estados patológicos tales como el queratocono.

Se han llevado a cabo muchos estudios para intentar medir y analizar las aberraciones monocromáticas en el ojo humano. Todos los autores coinciden en que las aberraciones difieren en gran medida entre los pacientes y que dependen del tamaño de la pupila. Con vistas a mejorar los tratamientos de los pacientes y a mejorar su visión, se han desarrollado procedimientos para corregir estas aberraciones de órdenes superiores, y en el laboratorio se ha demostrado que pueden mejorarse la sensibilidad de contraste y la resolución. Recientemente se han usado procedimientos refractivos personalizados para corregir aberraciones individuales. En general, estos procedimientos implican la medición de las aberraciones de órdenes superiores y la transferencia de los datos relativos a las aberraciones bien a la maquinaria que produce, por ejemplo, la lente de contacto o la lente intraocular, o bien al programa informático del láser que se usa en la cirugía para corregir el ojo. En este último ejemplo, la transferencia de los datos permite que el perfil de ablación de la córnea tenga en cuenta no sólo las aberraciones esféricas y

cilíndricas, sino también las aberraciones de órdenes superiores, de forma que el uso de un pequeño láser excimer de punto controlado por ordenador permite la ablación de áreas locales de la córnea según sea necesario para corregir las aberraciones del ojo.

Un ejemplo de la técnica de medición de aberraciones de órdenes superiores y de la utilización de datos para diseñar lentes puede encontrarse en el documento US 6499843. En los procesos descritos, las aberraciones 50 presentes en el ojo del paciente se miden usando técnicas de medición de la aberración del frente de onda ocular. Después, estos datos se trasmiten a la instalación de elaboración de lentes de contacto personalizadas, que produce las lentes según las especificaciones requeridas. Las aberraciones del frente de onda medidas son preferiblemente aberraciones de tercer y de cuarto orden, y más preferiblemente aberraciones hasta el cuarto al décimo orden.

Otros ejemplos de procesos que miden estas aberraciones de órdenes superiores se incluyen en el documento US 55 6086204, el documento US 6338559 y el documento US 6305802.

Aunque estos procedimientos ofrecen a menudo procedimientos apropiados para el tratamiento de dichas aberraciones de órdenes superiores, no reconocen que diferentes tipos de aberraciones monocromáticas de órdenes superiores producen diferentes efectos sobre el rendimiento visual.

Los efectos del desenfoque y del astigmatismo, que se indican en dioptrías, son bien conocidos por el médico. Sin embargo, al contrario que el desenfoque, el efecto de las aberraciones de órdenes superiores, que se describen en micrómetros, sobre el rendimiento visual, son desconocidos hasta la fecha. La cantidad de aberraciones de órdenes superiores en el ojo humano se describe habitualmente con un único un número conocido como la raíz cuadrática media (RMS) del error del frente de onda. La RMS se calcula a partir de los coeficientes individuales de Zernike. Las aberraciones de un sistema óptico general pueden representarse mediante un polinomio de aberración del frente de onda: W (ρ, θ) , cuyo valor depende de las coordenadas (ρ, θ) en el plano de la pupila. Los polinomios de Zernike se usan para describir las aberraciones, ya que facilitan la descripción de las aberraciones de órdenes superiores; son un conjunto de polinomios ortogonales completos definidos en un círculo unitario. Los polinomios de Zernike pueden 10 expresarse convenientemente en las coordenadas polares (ρ, θ) , en las que ρ es la coordenada radial que varía entre 0 y 1, y θ es el componente azimutal que varía entre 0 y 2Π. Se definen como:

Cada uno de los Zernike consiste en tres componentes: un factor de normalización , un componente dependiente radial (Rnm) y un componente azimutal. El componente radial es una función polinómica, mientras que el 15 componente azimutal es una función sinusoidal.

El frente de onda puede expresarse como sigue:

en la que Zn es el coeficiente de Zernike y Zn (ρ, θ) es el polinomio de Zernike que depende de las coordenadas de la pupila.

Aunque la RMS proporcione información sobre la amplitud de las aberraciones presentes, no proporciona ninguna información sobre el efecto proporcionado por los diferentes componentes de la RMS. Por lo tanto, cuando un médico evalúa a un diagrama de RMS, le da la misma importancia a la RMS de cada coeficiente individual de Zernike, independientemente del tipo de aberración presente.

En las metodologías convencionales se miden las aberraciones globales del ojo, por ejemplo, mediante videoaberroscopia, en algunas circunstancias esto se combina con una medición de las aberraciones de la superficie anterior de la córnea, que pueden medirse mediante videoqueratoscopia. A partir de esta medición pueden realizarse cálculos para corregir todas las aberraciones detectadas hasta un cierto orden. Los órdenes máximos se identifican a menudo como cuarto, sexto y décimo. Se cree que la corrección de estas aberraciones de órdenes superiores proporciona una capacidad visual superior a la conseguida mediante las correcciones convencionales.

Sin embargo, un problema de esta metodología es que no tiene en consideración si las aberraciones de órdenes superiores presentes son lo suficientemente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de diseño de una lente personalizada que tiene una superficie posterior esférica que se adapta al efecto visual relativo de diferentes tipos de aberraciones que comprende las etapas de:

(a) medir las aberraciones oculares de orden superior totales para una pupila determinada y para tamaños de 5 pupila específicos;

(b) calcular la corrección de superficie anterior necesaria en términos de coeficientes de Zernike;

(c) convertir la corrección usando el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual, en la que el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual se calcula usando las siguientes etapas:

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual en comparación con el rendimiento de línea base, que es la mejor

agudeza visual corregida, para letras de alto contraste y bajo contraste, en el que la mejor agudeza visual corregida se determina con la mejor refracción esférico-cilíndrica corregida, pérdida de agudeza visual = mejor agudeza visual corregida - medida del rendimiento visual

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para gráficos de alto y bajo contraste

pérdida de agudeza visual media = ( (pérdida de agudeza visual de alto contraste) + (pérdida de 15 agudeza visual de bajo contraste) ) / 2

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para todos los coeficientes de Zernike individuales

• Cálculo del VPDF para cada coeficiente de Zernike individual VPDF (Zx) = (pérdida de agudeza visual media para Zx) / (pérdida de agudeza visual media para desenfoque) ;

(d) obtener las aberraciones de orden superior pertinentes para la corrección; y 20 (e) obtener el diseño optimizado para la superficie anterior de la lente.

2. Procedimiento en el que se usa el VPDF para optimizar el diseño de la superficie tanto anterior como posterior de la lente que comprende las etapas de:

(a) medir las aberraciones oculares de orden superior totales para una pupila determinada y para tamaños de pupila específicos; 25 (b) medir las aberraciones oculares generadas por irregularidades de la topografía corneal;

(c) calcular el diseño de la superficie posterior;

(d) calcular la corrección de la superficie posterior necesaria en términos de coeficientes de Zernike;

(e) convertir la corrección de (d) usando el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual, en la que el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual se calcula usando las siguientes etapas:

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual en comparación con el rendimiento de línea base, que es la mejor agudeza visual corregida, para letras de alto contraste y bajo contraste, en el que la mejor agudeza visual corregida se determina con la mejor refracción esférico-cilíndrica corregida,

pérdida de agudeza visual = mejor agudeza visual corregida - medida del rendimiento visual

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para gráficos de alto y bajo contraste

pérdida de agudeza visual media = ( (pérdida de agudeza visual de alto contraste) + (pérdida de agudeza visual de bajo contraste) ) / 2

• Cálculo de la pérdida de agudeza visual media para todos los coeficientes de Zernike individuales

• Cálculo del VPDF para cada coeficiente de Zernike individual VPDF (Zx) = (pérdida de agudeza visual media para Zx) / (pérdida de agudeza visual media para desenfoque) ;

(f) calcular las aberraciones residuales;

(g) calcular la corrección de la superficie anterior necesaria en términos de coeficientes de Zernike;

(h) convertir la corrección de (g) usando el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual, en la que el Factor Perjudicial de Rendimiento Visual se calcula como se describe en la etapa (e) anterior;

(i) obtener las aberraciones de orden superior pertinentes para la corrección; y 45 (j) obtener un diseño optimizado para la superficie anterior y posterior de la lente.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la lente personalizada puede ser una lente de contacto, un implante ocular inlay (incrustado) , un implante ocular onlay (sobrepuesto) o una lente intraocular.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la lente personalizada es una lente de contacto blanda o rígida.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las aberraciones oculares totales de orden superior se miden usando un sensor de frente de onda.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el cálculo del diseño de la superficie posterior se realiza bajo la suposición de que las aberraciones corneales se reducen a cero.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cálculo supone que la superficie posterior de la lente crea nuevas aberraciones o que aún existen aberraciones adicionales de la superficie corneal.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el cálculo de las aberraciones residuales de la etapa (g) es el total menos las aberraciones corneales.

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el cálculo de las aberraciones residuales de la etapa (g) tiene en cuenta las aberraciones de la superficie posterior.

10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el procedimiento se 10 personaliza además para tener en cuenta el tamaño de la pupila del sujeto.

11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además las etapas de ajustar al sujeto una lente de contacto de prueba, medir el descentrado de la lente de contacto y a continuación compensarlo en consecuencia.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que se consideran las aberraciones producidas por la 15 ausencia de coaxialidad entre la lente de contacto y la pupila del ojo.

13. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa de calcular la pérdida de agudeza visual en comparación con el rendimiento de la línea base comprende las etapas de:

(a) mostrar al menos un gráfico de ensayo de visión a un sujeto de ensayo, en el que el gráfico de ensayo comprende imágenes y es adecuado para medir los efectos visuales de las aberraciones de orden superior

individuales o en grupo, en el que las imágenes están distorsionadas con aberraciones de orden superior individuales o en grupo de efectos ópticos conocidos y la legibilidad del gráfico de ensayo proporciona una indicación del efecto visual de los efectos ópticos;

(b) advertir el efecto visual de las distorsiones por registro de la legibilidad del gráfico; y

(c) comparar la legibilidad relativa de tales gráficos distorsionados con un grupo de ensayo de sujetos que leen o 25 han leído todos los gráficos para proporcionar una indicación del efecto visual de los efectos ópticos.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el gráfico de ensayo es adecuado para la medición de los efectos de aberraciones de orden superior en el que las imágenes están deformadas con aberraciones de orden superior o efectos ópticos fijos.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que las imágenes están distorsionadas por desenfoque 30 de diferentes valores RMS.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que las imágenes están distorsionadas mediante efectos ópticos de diferentes valores RMS.

17. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el procedimiento comprende además la etapa de producir una lente conforme al diseño de la lente optimizada.