可变光学系统:使双眼视觉益处最大化的混合和匹配光学装置

申请号 CN200880005376.4 申请日 2008-01-11 公开(公告)号 CN101636683A 公开(公告)日 2010-01-27
申请人 爱尔康研究有限公司; 发明人 洪昕; M·卡拉克雷; 张晓啸; A·布拉德利;
摘要 在一方面,本 发明 提供了一种用于矫正视 力 的方法,其采用用于在患者的两只眼睛中使用的具有不同聚焦特性的两个透镜,其中的至少一个是多焦点透镜。依照预定义关系来选择每个透镜的视觉表现(例如视觉 对比度 和敏锐度)以便使由透镜的组合提供的双眼视觉表现最佳化。
权利要求

1.一种用于矫正视的方法,包括步骤:
a)在患者的一只眼睛中提供用于加强视力的第一透镜,以及
b)在患者的另一只眼睛中提供第二透镜,其中,第一或第二透 镜中的至少一个是多焦点透镜,且第一和第二透镜表现出不同的聚焦 特性,以便为患者提供所选范围内的双眼视觉表现,该双眼视觉表现 依照以下关系而与第一透镜和第二透镜的视觉表现相关:
B = ( K kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数。
2.如权利要求1的方法,其中,kl、kr和kb相互相等。
3.如权利要求1的方法,其中,由图像对比度来表征第一透镜 和第二透镜的每个视觉表现。
4.如权利要求1的方法,还包括将kr选择为在约2.6至约4.5 的范围内以提供高对比度双眼视敏度表现。
5.如权利要求4的方法,还包括将参数kl选择为在约2.6至约 4.5的范围内,并将参数kb选择为在约2.6至约4.5的范围内。
6.如权利要求3的方法,还包括将kr选择为约为4。
7.如权利要求6的方法,还包括将参数kl选择为约为4并将参 数kb选择为约为4。
8.如权利要求1的方法,还包括将kr选择为在约1至约1.6的 范围内以提供低对比度双眼视敏度表现。
9.如权利要求8的方法,还包括将参数kl选择为在约1至约1.6 的范围内,并将参数kb选择为在约1至约1.6的范围内。
10.如权利要求1的方法,还包括将kr选择为在约1.7至约2.5 的范围内以提供双眼视觉对比敏感度表现。
11.如权利要求10的方法,还包括将参数kl选择为在约1.7至 约2.5的范围内,并将参数kb选择为在约1.7至约2.5的范围内。
12.如权利要求3的方法,其中,由调制传递函数(MTF)来表 征所述图像对比度
13.如权利要求12的方法,其中,与第一透镜和第二透镜中的 每一个相关的MTF表征分别包括对应于第一或第二透镜的至少一个 焦点的在一个选择的空间频率的MTF值。
14.如权利要求12的方法,其中,与第一透镜和第二透镜中的 每一个相关的MTF分别包括对应于第一或第二透镜的至少一个焦点 的空间频率范围内的积分MTF值。
15.如权利要求12的方法,其中,与多焦点透镜相关的MTF表 征包括在从多焦点透镜的近焦点延伸至远焦点的散焦范围内绘制的 离焦MTF。
16.如权利要求1的方法,其中,第一透镜和第二透镜的每个视 觉表现由视敏度来表征。
17.如权利要求16的方法,其中,将所述视敏度选择为大于约 20/40。
18.如权利要求1的方法,还包括将第一和第二透镜都选择为多 焦点透镜。
19.如权利要求18的方法,还包括将所述多焦点透镜选择为具 有不同的增加焦度。
20.如权利要求18的方法,还包括将第一和第二透镜的增加焦 度之间的差选择为在约0.25屈光度至约3屈光度的范围内。
21.如权利要求18的方法,还包括将第一和第二透镜选择为具 有不同的远聚焦焦度。
22.如权利要求21的方法,还包括将第一和第二透镜的远聚焦 焦度之间的差选择为在约0.25屈光度至约3屈光度的范围内。
23.如权利要求1的方法,其中,所述第一和第二透镜包括眼内 透镜(IOL)。
24.如权利要求1的方法,还包括选择第一和第二透镜,以便为 患者提供用于近视和远视中的任何一个的比约120秒更好的立体视 敏度。
25.如权利要求1的方法,其中,所述双眼视觉表现由立体视敏 度来表征。
26.如权利要求25的方法,其中,所述立体视敏度比约120角 秒更好。
27.一种用于矫正患者视力的透镜套装,包括
a)用于在患者的一只眼睛中使用的第一透镜,以及
b)用于在患者的另一只眼睛中使用的第二透镜,
第一和第二透镜表现出不同的聚焦特性,以便为患者提供在一个 选择的范围内的双眼视觉表现,
其中,第一和第二透镜中的至少一个是多焦点透镜,并且其中所 述双眼视觉表现依照以下关系而与第一和第二透镜的视觉表现相关:
B = ( K kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数。
28.如权利要求27的套装,其中,kl、kr和kb基本上相互相等。
29.如权利要求27的套装,其中,所述双眼视觉表现由图像对 比度来表征。
30.如权利要求27的套装,其中,所述双眼视觉表现由视敏度 来表征。
31.如权利要求29的套装,其中,所述双眼图像对比度在约15 周期/度的空间频率在约10%至约80%的范围内。
32.如权利要求29的套装,其中,所述双眼图像对比度在约30 周期/度的空间频率在约5%至约60%的范围内。
33.如权利要求30的套装,其中,所述双眼视敏度在约20/40 至约20/10的范围内。
34.如权利要求27的套装,其中,所述多焦点透镜表现出在约 -15D至约40D的范围内的远焦点焦度和在约1D至约4D的范围内 的增加焦度。
35.如权利要求27的套装,其中,所述第一和第二透镜包括两 个多焦点透镜。
36.如权利要求35的套装,其中,所述第一和第二透镜表现出 不同的增加焦度。
37.如权利要求36的套装,其中,所述第一和第二透镜的增加 焦度之间的差在约0.25D至约3D的范围内。
38.如权利要求36的套装,其中,所述第一和第二透镜的远聚 焦焦度之间的差在约0.25D至约3D的范围内。
39.如权利要求27的套装,其中,所述多焦点透镜包括至少一 个表面,在该表面上设置相隔有多个阶跃的多个衍射区,其中,所述 阶跃表现出随着与多焦点透镜光轴的距离的增大而减小高度。
40.如权利要求34的套装,其中,依照以下关系来定义与衍射 区相关的阶跃高度:

其中
λ表示设计波长
a表示用于控制与各个级相关的衍射效率;
n2表示镜片的折射率,
n1表示其中放置透镜的介质的折射率,以及
fapodize表示定标函数,该定标函数的值随着距光轴与透镜的表面 的交点的径向距离的增大而减小。
41.如权利要求40的套装,其中,依照以下关系来定义所述定 标函数fapodize:
f apodize = 1 - ( r i r out ) 3
其中
ri表示第i个区域的径向距离,
rout表示最后一个衍射区的外半径。
42.如权利要求的34套装,其中,所述多焦点透镜包括设置在 其表面上的多个衍射区,其中,依照以下关系来定义区域边界(ri) 的径向位置
r i 2 = ( 2 i + 1 ) λf
其中
i表示区域数(i=0表示中央区域),
ri表示第i个区域的径向位置,
λ表示设计波长,以及
f表示增加焦度的焦距。
43.如权利要求的27套装,其中,所述多焦点透镜包括设置在 其表面上的多个衍射区,其中,依照以下关系来定义区域边界(ri) 的径向位置:
r i 2 = ( 2 i + 1 ) λf + g ( i )
其中
i表示区域数(i=0表示中央区域),
λ表示设计波长,以及
f表示近焦点的焦距,以及
g(i)表示不恒定函数。
44.如权利要求43的套装,其中,依照以下关系来定义所述函 数g(i):
g(i)=(ai2+bi)f
其中,
i表示区域数,
a和b是两个可调参数,其中,a在约0.1λ至约0.3λ的范围内, 且b在约1.5λ至约2.5λ的范围内,其中,λ表示设计波长。
45.如权利要求的27套装,其中,所述第一和第二透镜之一是 多焦点透镜,且另一个是单焦点透镜。
46.如权利要求45的套装,其中,所述单焦点透镜表现出在约 -15D至约50D的范围内的聚焦焦度。
47.如权利要求45的套装,其中,所述单焦点透镜提供多焦点 透镜的近焦点和远焦点中间的焦点。
48.如权利要求27的套装,其中,所述第一和第二透镜包括眼 内透镜。
49.一种用于矫正视力的方法,包括步骤:
a)选择患者的双眼视觉表现(B),以及
b)选择用于在患者的第一只眼睛中使用的透镜的视觉表现(L), 其依照以下关系而与患者第二只眼睛中的第二透镜的视觉表现(R) 相关:
B = ( K kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数,
并且其中,第一透镜和第二透镜中的至少一个是多焦点透镜。
50.如权利要求49的方法,其中,所述双眼视觉表现由在约15 周期/度的空间频率在约10%至约80%的范围内的图像对比度来表 征。
51.如权利要求49的方法,其中,所述双眼视觉表现由在约30 周期/度的空间频率在约5%至约60%的范围内的图像对比度来表征。
52.如权利要求49的方法,其中,所述视觉表现由在约20/40 至约20/10的范围内的视敏度来表征。
53.如权利要求49的方法,其中,所述第一和第二透镜都包括 多焦点眼内透镜。
54.如权利要求49的方法,其中,所述第一透镜包括提供远焦 点焦度和近焦点焦度的多焦点透镜,且所述第二透镜包括提供远焦点 光焦度和近焦点光焦度的中间的聚焦焦度的单焦点透镜。
55.如权利要求49的方法,其中,所述第一和第二透镜包括眼 内透镜。
56.如权利要求49的方法,其中,所述第一透镜包括提供近焦 点和远焦点的多焦点透镜,且所述第二透镜包括患者的自然晶状体。
57.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括具有等于或 大于约3.5D的增加焦度的多焦点IOL,且另一透镜包括具有等于或 小于约3.5D的较低增加焦度的多焦点IOL。
58.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括远视主导多 焦点IOL,且另一透镜包括近视主导多焦点IOL。
59.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括远视主导多 焦点IOL,且另一透镜包括正常多焦点IOL。
60.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括远视主导 IOL,且另一透镜包括以在约-0.5至约-2D的范围内的值近视的远视 主导IOL。
61.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括用于提供远 视的单焦点IOL,且另一透镜包括用于提供远视以及近视的多焦点 IOL。
62.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括以在约-0.5D 至约-2D的范围内的值近视的单焦点IOL,且另一透镜包括多焦点 IOL。
63.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括具有等于或 小于约3.5D的远视主导IOL,且另一透镜包括正常多焦点IOL。
64.如权利要求1的方法,其中,所述透镜之一包括以在约-0.5D 至约-2D的范围内的值近视的单焦点IOL,且另一透镜包括远视主导 多焦点IOL。

说明书全文

技术领域

[001]本发明总体上涉及用于矫正视的方法和验眼透镜,更 特别地涉及提供加强的双眼视力的这样一种方法。

背景技术

[002]通常利用诸如眼内透镜(IOL)的验眼透镜来矫正视力。 例如,可以将IOL植入患者的眼睛中以替换或者在某些情况下增强患 者的自然晶状体。通常,在不考虑患者另一只眼睛的视觉表现的情况 下选择此类IOL,这可能保持其晶状体或具有另一IOL。由于许多患 者喜欢双眼视力,选择IOL时的此类忽视可能导致患者的较不理想的 双眼视力。
[003]因此,需要有用于矫正患者视力的加强方法,尤其是需 要这样一种方法和相关的验眼透镜,其将为患者提供改善的双眼视 力,因为大多数患者的确是双眼并用的。

发明内容

[004]本发明总体上涉及用于经由双眼总和来加强患者的功能 (functional)图像的验眼透镜和方法。在一方面,该方法确定两个验 眼透镜的视觉表现,所述两个验眼透镜中的至少一个是多焦点透镜, 使得组合透镜将提供所期望的双眼视觉表现。在许多实施例中,可以 由图像对比度、视觉对比敏感度和/或视敏度来表征视觉表现-虽然还 可以采用视觉表现的其它适当度量。
[005]在一方面,公开了一种矫正视力的方法,包括提供用于 加强患者的一只眼睛的视力的透镜,和提供用于加强患者的另一只眼 睛的视力的另一透镜,其中,透镜表现出不同的聚焦特性,并且其中, 将透镜中的至少一个选择为多焦点透镜。此外,双眼视觉表现依照以 下关系而与透镜的视觉表现相关:
B = ( L kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
[006]在相关方面,可以由例如图像对比度和/或视敏度来表征 每个透镜的视觉表现。例如,双眼图像对比度在约15周期/度的空间 频率可以在约10%至约80%的范围内,或者在约30周期/度的空间频 率其可以在约5%至约60%的范围内。当利用视敏度作为视觉表现的 度量时,双眼视敏度可以大于约20/40,例如,在约20/40至约20/10 的范围内。
[007]在本实施例中,可以将kl、kr和kb参数选择为在约2.6 至约4.5的范围内,并且对于高对比度双眼视敏度表现,优选地将其 选择为约为4,其中,要观察的对象或刺激物(stimuli)具有高于约 75%的对比度。此外,可以将这些kl、kr和kb参数选择为在约1至 约1.6的范围内,并且对于低对比度双眼视敏度表现,优选地将其选 择为约为1.4,其中,要观察的对象或刺激物具有低于25%的对比度。 此外,可以将这些参数选择为在约1.7至约2.5的范围内,并且对于 双眼对比度灵敏度表现,优选地将其选择为约为2。
[008]在某些情况下,可以由立体视敏度来表征双眼视觉表现, 例如比约120秒更好的立体视敏度。
[009]当利用视觉对比度作为视觉表现的度量时,可以采用调 制传递函数(MTF)来表征视觉对比度。例如,可以采用对应于透镜 的至少一个焦点的一个选择的空间频率的MTF值作为该透镜的视觉 表现的度量。作为另一示例,可以通过对例如与多焦点透镜的近焦点 与远焦点之间的多焦点透镜相关的离焦MTF曲线求积分来获得MTF 值。
[010]在另一方面,两个透镜包括具有不同近和/或远聚焦焦度 (focusing power)的多焦点透镜。例如,两个透镜的近和/或远聚焦 焦度的差可以在约0.25屈光度至约3屈光度的范围内。在某些情况下, 透镜之一包括多焦点透镜,且另一个包括单焦点透镜,例如具有多焦 点透镜的近焦点和远焦点的中间的聚焦焦度的单焦点透镜。
[011]在另一方面,多焦点透镜可以提供在约-20D至约50D的 范围内的远聚焦焦度和在约1D至约8D的范围内、例如在约1D至约 4D的范围内的增加焦度(add power)。
[012]在相关方面,在上述方法中,将透镜选择为向患者提供 用于远视和/或近视的比约120角秒更好的立体视敏度。
[013]在另一方面,公开了一种矫正视力的方法,包括在患者 的一只眼睛中植入具有高增加焦度(例如等于或大于3.5D、例如在约 3.5D至约8D的范围内的增加焦度)的多焦点IOL,以及在该患者的 另一只眼睛中植入具有低增加焦度(例如等于或小于约3.5D、例如在 约0.25D至约3.5D的范围内的增加焦度),以便提供增大的近焦点 深度。
[014]在另一方面,在用于矫正视力的方法中,可以在患者的 一只眼睛中植入远视主导(distance dominant)多焦点IOL并可以在 该患者的另一只眼睛中植入正常或近视主导(near dominant)多焦点 IOL以便提供改善的远视以及近视对比度。
[015]在另一方面,本发明提供了一种用于矫正视力的方法, 包括在患者的一只眼睛中植入远视主导IOL并在该患者的另一只眼 睛中植入略微近视(例如在约-0.5D至约-2D的范围内)的另一远 视主导IOL,即另一远视主导IOL具有远焦点光焦度,所述远焦点光 焦度大于在视网膜上形成远距离对象的图像所需的焦度。IOL的此类 组合可以为患者提供用于远视的改善的焦点深度。
[016]在另一方面,公开了一种用于矫正视力的方法,包括在 患者的一只眼睛中植入单焦点IOL并在该患者的另一只眼睛中植入 多焦点IOL。单焦点IOL可以提供用于远视的光焦度,例如在约-20D 至约50D的范围内的焦度,而多焦点IOL可以提供远视光焦度,例 如在约-20D至约50D的范围内的焦度,以及近视光焦度,该近视光 焦度以在约0.25D至约8D的范围内的增加焦度为特征。植入患者的 两只眼睛中的不同IOL的此类组合可以提供用于远视的改善的对比 度。
[017]在另一方面,在用于矫正视力的方法中,可以在患者的 一只眼睛中植入略微近视的单焦点IOL,亦即,提供比最佳折射焦度 小例如在-0.5D至约-2D的范围内的值的折射光焦度,并可以在该患 者的另一只眼睛中植入正常多焦点IOL。举例来说,多焦点IOL可以 提供在约-20D至约50D的范围内的远视光焦度和以在约0.25D至约 8D范围内的增加焦度为特征的近视光焦度。植入患者的眼睛中的两 个IOL的此类组合可以提供用于远视的改善的焦点深度。
[018]在另一方面,在用于矫正视力的方法中,可以在患者的 一只眼睛中植入具有低增加焦度(例如在约0.25D至约3.5D的范围 内的增加焦度)的远视主导IOL,并可以在该患者的另一只眼睛中植 入正常多焦点IOL。IOL的此类组合可以提供用于远视的改善的对比 度和焦点深度。
[019]在另一方面,公开了一种用于矫正视力的方法,包括在 患者的一只眼睛中植入略微近视(例如比最佳折射焦度小在约-0.5D 至约-2D的范围内的值)的单焦点IOL并在该患者的另一只眼睛中植 入远视主导多焦点IOL。IOL的此类组合可以得到用于远视的改善的 对比度和焦点深度。
[020]在另一方面,本发明提供了一种用于矫正患者的视力的 透镜套装,其包括用于在患者的一只眼睛中使用的透镜(例如IOL) 和用于在该患者的另一只眼睛中使用的另一透镜(另一IOL),其中, 透镜表现出不同的聚焦特性以便为患者提供一个选择的范围内的双 眼视觉表现。透镜中的至少一个是多焦点透镜。此外,所述双眼视觉 表现依照以下关系而与透镜的视觉表现相关:
B = ( L kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
[021]在相关方面,在上述透镜套装中,由图像对比度或视敏 度来表征所述视觉表现。举例来说,在某些实施例中,选择两个透镜 的图像对比度,使得双眼图像对比度在约15周期/度的空间频率在约 10%至约80%的范围内。在其它实施例中,选择两个透镜,使得双眼 视敏度在约20/40值约20/10的范围内。
[022]在其它方法,在上述透镜套装中,所述多焦点透镜表现 出在约-15D至约50D的范围内的远焦点光焦度和在约1D至约4D的 范围内的增加焦度。在某些情况下,另一透镜也是具有不同远焦点和 /或增加焦度的多焦点透镜。例如,透镜的远焦点和/或增加焦度之间 的差可以在约0.25D至约2D的范围内。替换地,另一透镜可以是单 焦点透镜,例如具有在约-15D至约50D的范围内的聚焦焦度的单焦 点透镜。在许多实施例中,将单焦点透镜的聚焦焦度选择为在多焦点 透镜的近焦点与远焦点之间。
[023]在另一方面,上述透镜套装中的透镜可以包括眼内透镜。
[024]在又一方面,透镜可以为患者提供用于近视和/或远视的 比约120角秒更好的立体视敏度。
[025]在其它方面,公开了一种用于矫正视力的方法,包括选 择患者的双眼视觉表现(B),并选择用于在患者的一只眼睛中使用 的透镜(例如IOL)的视觉表现(L),其依照以下关系而与患者另 一只眼睛中的另一透镜(例如另一IOL)的视觉表现(R)相关:
B = ( L kl + R kr ) 1 kb
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值 的参数。
并且其中,第一透镜和第二透镜中的至少一个是多焦点透 镜。
[026]在相关方面,可以由图像对比度来表征双眼视觉表现, 所述图像对比度例如在约15周期/度的空间频率在约10%至约80%的 范围内或者在约30周期/度的空间频率在约5%至约60%的范围内。 在某些情况下,可以由例如在约20/40至约20/10的范围内的视敏度 来表征双眼视觉表现。
[027]通过连同下文将简单讨论的相关附图一起参考以下详细 说明,可以获得本发明的各种方面的进一步理解。

附图说明

[028]图1是描绘根据本发明的用于矫正视力的方法的示例性 实施例中的各种步骤的流程图
[029]图2是与多焦点验眼透镜相关的假设调制传递函数 (MTF),
[030]图3示意地描绘适用于本发明的某些实施例中的示例性 多焦点验眼透镜,
[031]图4示意地示出适用于本发明的某些实施例中的示例性 单焦点验眼透镜,
[032]图5示意地描绘根据本发明一个实施例的提供用于在患 者的两只眼睛中使用的具有不同聚焦特性的两个透镜的透镜套装,
[033]图6示出立体视敏度与屈光参差之间的假设示例性关系,
[034]图7A描绘多焦点透镜、单焦点透镜的假设视敏度曲线和 通过利用患者两只眼睛中的两个透镜而实现的合成双眼视敏度曲线, 以及
[035]图7B描绘具有不同聚焦特性的两个多焦点透镜的假设 视敏度曲线和通过利用患者两只眼睛中的那些透镜而实现的合成视 敏度曲线。

具体实施方式

[036]本发明总体上提供了用于通过利用双眼视力来加强患者 在很宽的距离范围内的功能视力的方法和验眼透镜。在一方面,本发 明提供了通过利用具有不同聚焦特性的两个透镜来校正患者的视力 的方法,所述两个透镜之一用于患者的一只眼睛,另一个用于另一只 眼睛。可以选择透镜,使其在所选聚焦范围内共同为患者提供双眼视 觉表现(例如由对比度或视敏度来表征)。在随后的实施例中,主要 结合眼内透镜(IOL)来讨论本发明的显著特征。术语“眼内透镜”与 其所写“IOL”在本文中可互换地用来描述被植入眼睛内部以便替换眼 睛的自然晶状体或者无论是否去除自然晶状体都增加视力的透镜。眼 内透镜和有晶状体眼人工晶状体(phakic lenses)是可以在没有去除 自然晶状体的情况下植入眼睛中的透镜的示例。还应理解的是本发明 的讲授内容还可适用于诸如接触透镜的其它验眼透镜。
[037]参考图1所示的流程图10,一种根据本发明的一个实施 例的矫正视力的方法,提供一验眼透镜以便加强患者的一只眼睛的视 力(步骤1),并提供具有至少一种不同聚焦特性的另一验眼透镜以 便加强患者另一只眼睛的视力(步骤2),其中,透镜中的至少一个 是多焦点透镜,例如以近焦点和远焦点为特征的透镜。本文所使用的 术语“聚焦特性”可以指示透镜的任何可取的折射和/或衍射参数。举例 来说,对于单焦点透镜,聚焦特性可以指示透镜的聚焦焦度。对于多 焦点透镜,聚焦特性可以指示该透镜的远聚焦焦度和/或增加焦度。
[038]由于两只眼睛可以以不同的光学质量看图像,所以在许 多实施例中,通常考虑一种或多种以下因素以通过使用双眼视力来使 患者的函数图像(function image)最佳化:双眼总和和竞争、双眼视 觉质量和立体视敏度。如果只有右眼或左眼看到目标或者如果两只眼 睛同时看到它,目标则可以被看到。这样,用两只眼睛看时目标被看 到的概率为(1-p),其中p是两只眼睛都看不到目标的概率。例如, 如果右眼或左眼可以单独看得见目标的概率是0.6,则两只眼睛都看 不到该目标的概率是(0.4)(0.4)=1.6。因此,用两只眼睛看时将看到目 标的概率是(1-0.16=0.84)。因此,即使在不考虑神经总和的情况 下,利用两只眼睛也可以提供视觉增强。
[039]继续参考图1的流程图10,在许多实施例中,在期望聚 焦范围内,对于给定的期望双眼视觉表现(例如由图像对比度、对比 敏感度或视敏度来表征),依照以下关系来选择两个透镜的相应视觉 表现:
B = ( L kl + R kr ) 1 kb 公式(1)
其中,
B表示双眼视觉表现,
L表示一个透镜的视觉表现,
R表示另一个透镜的视觉表现,以及
kl是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数。
kr是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数。
kb是具有不小于1.0、优选地在约1.4至约4的范围内的值的参 数。
[040]在某些实施例中,可以由图像对比度来表征视觉表现。 如本领域的技术人员所已知的那样,可以通过计算和/或测量与透镜相 关的调制传递函数(MTF)来获得该透镜所提供的图像对比度的数量 度量。通常,可以依照以下关系来定义与光学信号相关的对比度或调 制,例如由将被成像的对象发出或反射、或与此类对象的图像相关的 光强分布的二维图案:
I max - I min I max + I min 公式(2)
其中,Imax和Imin分别指示与信号相关的最大和最小强度。可以 对光学信号中存在的每个空间频率计算或测量此类对比度。然后可以 将诸如组合IOL和角膜等成像光学系统的MTF定义为与由光学系统 形成的对象的图像相关的对比度相对于与该对象相关的对比度的比。 如已知的那样,与光学系统相关的MTF不仅取决于对系统进行照明 的光的强度分布的空间频率,而且其还可能受到其它因素的影响,诸 如照明孔的尺寸以及照明光的波长
[041]在许多实施例中,可以在约3mm的孔径尺寸情况下对具 有约550nm的波长的光测量和/或计算MTF-虽然还可以再用其它波 长或波长组合。举例来说,可以经由模型眼中的测量或经由例如通过 采用诸如由美国萨诸塞州李特尔顿的Lambda Research Corporation销售的OSLO Premium射线追踪程序等射线追踪软件进 行射线追踪而实现的计算来获得MTF值。
[042]在由MTF来表征视觉表现的某些实施例中,可以在对应 于焦点平面(例如近、中间或远焦点)的给定空间频率(例如在15 或30周期/度)的对焦(in-focus)MTF值方面描述双眼视觉表现。 给定双眼MTF值,确定对应于该焦点平面的两个透镜的各自MTF 值以便满足以上公式(1)。在某些情况下,可以在空间频率范围内 (例如从15至30周期/度)对MTF求积分作为焦点平面处的图像对 比度的度量。在其它情况下,在例如从近焦点至远焦点的所选散焦范 围内绘制离焦(through-focus)MTF(给定空间频率或如上述积分空 间频率范围的离焦MTF)曲线,以获得视觉对比度的度量。
[043]举例来说,图2示意地示出与提供近焦点和远焦点的多 焦点透镜相关的给定空间频率(例如15周期/度)情况下的假设离焦 MTF曲线(例如对于约550nm的光波长)。在某些情况下,可以通 过在所选散焦范围内(例如,如断面线区域所示的从近焦点至远焦点) 计算曲线下面的面积(即通过对作为空间频率的函数的MTF求积分) 来获得此类假设透镜的视觉表现的度量。替换地,可以利用对应于近 焦点和远焦点的MTF值的平均值。进一步举例来说,在单焦点透镜 的情况下,透镜焦点处的MTF值可以提供其视觉表现的度量。替换 地,可以利用透镜焦点周围的MTF峰值下的区域。
[044]举例来说,在某些实施例中,选择两个验眼透镜的图像 对比度,使得双眼视觉对比度在约15周期/度的空间频率下将在约 10%至约80%的范围内,或者在约30周期/度的空间频率下在约5% 至约60%的范围内。
[045]还可以采用视觉表现的其它度量来获得用于在患者的两 只眼睛中使用的两个透镜的最佳组合。一个此类度量包括可以用多种 方法来确定的视敏度。例如,在某些情况下,可以为此而采用字母锐 度视力表。在其它情况下,可以在模型眼中确定(测量或计算)透镜 的光学分辨率(optical resolving power)作为由该透镜提供的视敏度 的度量。在某些实施例中,选择与两个透镜相关的视敏度,以便获得 例如约20/40至约20/10的范围内的双眼视敏度。
[046]在某些实施例中,当由高对比度视敏度表现来表征双眼 视觉表现时(例如以便对于高对比度的刺激物(即高于约75%的对比 度)将双眼视敏度提高约10%或以上),将kl、kr和kb值选择为在 约2.6至约4.5的范围内,且优选地约为4,并且当由双眼低对比度视 敏度表现来表征双眼视觉表现时(例如以便对于低对比度的刺激物 (即低于约25%的对比度)将双眼视敏度提高至约60%),将这些 kl、kr和kb值选择为在1至约1.6的范围内,且优选地约为1.4。此 外,在某些情况下,当由双眼对比敏感度表现来表征双眼视觉表现时 (例如以便将双眼视觉对比敏感度提高至约40%),可以将这些值选 择为在约1.7至约2.5的范围内。
[047]在某些实施例中,两个透镜是表现出不同的远焦点和/或 增加焦度(add power)的多焦点透镜。举例来说,在某些情形下, 两个多焦点透镜表现出在约0.25D至约3D范围内、例如在约0.25D 至约2D范围内的其远焦点和/或增加焦度的差。图3示意地示出了具 有镜片14的此类多焦点IOL 12的示例,其包括前表面16和后表面 18,提供例如在约-20D至约50D的范围内(并且优选地在约-5D至 约34D的范围内)的远焦点焦度。设置在前表面20上的衍射结构24 提供具有例如在约1D至约4D的范围内(优选地在约2D至约3D 的范围内)的增加焦度的IOL。在本实施例中,衍射结构被截平,亦 即,其被没有衍射结构的前表面的一部分26围绕。在某些实施例中, 衍射结构的特征在于相互隔开有多个阶跃的多个衍射区,所述阶跃表 现出随着与光轴的距离的增大而减小的高度。透镜12还包括促进其 在眼睛中的放置的多个固定构件(触觉装置)28。关于适合于在本发 明的实践中使用的多焦点验眼透镜的某些示例的更多细节可以在美 国专利No.5,699,142和题为“Apodized Aspheric Diffractive Lenses” 的待决美国专利申请No.11/000,770中找到,通过引用而将这两者并 入本文。
[048]多焦点透镜可以表现出对远、近和/或中间对象的静态光 学修正。然而,对应于每次修正的焦点深度只能扩展至某一特定值(例 如约0.75D)以得到合理的视觉功能。因此,由透镜提供的静态假性 调节可以在光学离焦视觉表现中留下视觉缺损凹口。此类缺损凹口的 位置通常由透镜的参数来确定,诸如增加焦度、目标折射度、远/近能 量平衡、以及像差(aberration)。在本发明的许多实施例中,选择 每个预期用于患者的一只眼睛的两个不同透镜的增加焦度和/或目标 折射度,使得其缺损凹口在两只眼睛中出现在不同位置处,因此当在 进行双眼加和时基本上消失。换言之,两个透镜相配合地为患者提供 加强的双眼视力。
[049]在某些实施例中,可以调整多焦点透镜的一个或多个参 数,以便获得该透镜的期望视觉表现。例如,参照图3,可以将一定 程度的非球面性(例如以约-11.1(负11.1)至约-1030(负1030)的 范围内的锥形常数为特征的非球面性)赋予前光学表面或后光学表面 中的至少一个,以便使球面像差最小化并因此而改善MTF,尤其是 对于大孔径尺寸。而且,可以调节设置在透镜表面中的至少一个上的 衍射结构的衍射阶跃的阶跃高度,以实现到相关焦点的期望光能量分 布。举例来说,可以依照以下关系来定义每个区域边界处的阶跃高度:
公式(3)
其中
λ表示设计波长(例如550nm),
a表示可以进行调节以控制与各种级(orders)相关的衍射效率, 例如,可以将a选择为2.5;
n2表示镜片的折射率,
n1表示其中放置透镜的介质的折射率,以及
fapodize表示定标函数,该定标函数的值随着距光轴与透镜前表面 的交点的径向距离的增加而减小。举例来说,可以由以下关系来定义 定标函数fapodize:
f apodize = 1 - ( r i r out ) 3 公式(4)
其中
ri表示第i个区域的径向距离,
rout表示最后一个双焦点衍射区的外半径。可以采用其它切趾定 标函数,诸如题为“Apodized Aspheric Diffractive Lenses”的前述专利 申请中所公开的那些。
[050]另外,可以调节衍射区的直径(区域边界的位置)以实 现期望的焦距或增加焦度。在某些此类实施例中,依照以下关系来选 择区域边界的径向位置(ri):
r i 2 = ( 2 i + 1 ) λf 公式(5)
其中
i表示区域数(i=0表示中央区域),
ri表示第i个区域的径向位置,
λ表示设计波长,以及
f表示增加焦度的焦距。
此外,可以通过选择性地改变多个环形衍射区的面积来调整近焦 点和/或远焦点处的焦点深度。举例来说,可以依照以下关系来确定区 域边界的径向位置:
r i 2 = ( 2 i + 1 ) λf + g ( i ) 公式(6)
其中
i表示区域数(i=0表示中央区域),
λ表示设计波长,以及
f表示近焦点的焦距,以及
g(i)表示不恒定函数。
在某些情况下,依照以下关系来定义函数g(i):
g(i)=(ai2+bi)f    公式(7),
其中
i表示区域数,
a和b是两个可调参数,以及
f表示近焦点的焦距。举例来说,a可以在约0.1λ至约0.3λ的 范围内,且b可以在约1.5λ至约2.5λ的范围内,其中,λ表示设计 波长。通过调节函数g(i),可以改变与近焦点和/或远焦点相关的焦点 深度。例如,可以加宽与那些焦点相关的离焦视觉对比度曲线,这可 以导致使一些入射光转向中间焦点区域。
[051]关于适合于在本发明的实践中使用的多焦点透镜的更多 细节可以在于2006年2月9日提交的具有序列号11/350,437的题为 “Pseudo-Accommodative IOL Having Diffractive Zones With Varying Areas”的共同待决美国专利申请中;以及在具有序列号 11/350,497且于2006年2月9日提交的题为“Pseudo-Accommodative IOL Having Multiple Diffractive Patterns”的共同待决美国专利申请 中找到。通过引用而将这两个申请并入本文。
[052]在某些其它实施例中,透镜之一是多焦点透镜,另一个 是单焦点透镜。举例来说,多焦点透镜可以提供远焦点和近焦点焦度。 此外,在许多实施例中,单焦点透镜可以提供多焦点透镜的远焦点与 近焦点之间的中间焦点。可以采用多种单焦点验眼透镜(例如单焦点 IOL)。举例来说,图4示意地描绘了具有镜片32的单焦点验眼透镜 30,所述镜片32包括设置在光轴38周围的前光学表面34和后光学 表面36。在某些情况下,光学表面中的至少一个可以表现出一定程度 的非球面性,例如以便缓解球面像差。在某些实施例中,可以调整表 面的非球面性,以便获得透镜的期望视觉表现。通过引用而并入本文 的题为“Intraocular Lens”的美国专利申请No.11/397,332中公开了适 合于在本发明的实践中使用的一些示例性单焦点透镜。
[053]在某些实施例中,可以利用上述公式(1)来基于患者一 只眼睛中的透镜的测量(计算)视觉表现而对于期望的双眼视觉表现 确定用于在患者的另一只眼睛中使用的另一验眼透镜的视觉表现。例 如,在许多情况下,只在患者的一只眼睛中植入IOL,而另一只眼睛 保持其自然晶状体。在这种情况下,可以测量自然晶状体的视觉表现 (例如在视敏度方面)且可以采用上述公式(1)来确定用于植入另 一只眼睛中的IOL的必需视觉表现,以便为患者提供期望的双眼视觉 表现。
[054]在某些方面,本发明提供了具有依照以上讲授内容来选 择的两个验眼透镜(例如IOL)的透镜套装,所述两个验眼透镜中的 每一个预期用于在患者的一只眼睛中使用,其中,透镜中的至少一个 是多焦点透镜。例如,图5示意地示出了由眼内透镜42和44(例如 两个多焦点透镜,或一个多焦点和一个单焦点透镜)组成的透镜套装 40。每个透镜为其预期的眼睛提供必需的折射矫正。另外,可以依照 例如上述公式(1)来选择透镜的视觉表现(例如由视觉对比度和敏 锐度表征的视觉表现),使得由透镜的组合提供的双眼视觉表现处于 期望值。
[055]在许多实施例中,选择用于在患者的两只眼睛中使用的 透镜(例如用于植入两只眼睛中的两个IOL),使得近视和/或远视的 双眼立体视敏度优选地比约120角秒更好。近视可以对应于例如与眼 睛相距小于约45cm的视距且远视可以对应于例如与眼睛相距大于约 80cm的视距。如本领域中所已知的,立体观测指的是来自双眼视力 的深度感。举例来说,可以借助于诸如图6所示的假设关系等测量的 立体视敏度-屈光参差关系来计算立体视敏度。患者的不同眼睛中的不 同多焦点镜片可以提供远视、近视或中间视力的不同屈光参差(眼睛 的折射焦度之间的差)的量。可以根据已知的屈光参差快速地估计立 体视敏度。
[056]可以通过用于植入患者的眼睛中以便实现例如由图像对 比度、立体视敏度、或视觉表现的任何其它度量所表征的期望双眼视 觉表现的不同IOL组合而以多种方式来实现本发明的上述讲授内容。 在上述实施例中,主要在IOL的视觉表面方面描述了此类IOL。下面, 将在透镜的验光参数方面讨论用于植入患者的两只眼睛中的某些示 例性IOL组合。
[057]举例来说,在某些情况下,可以在患者的一只眼睛中嵌 入具有高增加焦度(例如等于或大于约3.5D、例如在约3.5D至约8 D的范围内的增加焦度)的多焦点IOL,且可以在该患者的另一只眼 睛中植入具有较低增加焦度(例如等于或小于约3.5D、例如在约0.25 D至约3.5D的范围内的增加焦度)的另一多焦点IOL,以便提供用 于近视的增大的焦点深度。
[058]在另一种情况下,可以在患者的一只眼睛中植入远视主导 多焦点IOL或者可以在患者的另一只眼睛中植入正常或近视主导多 焦点IOL,以便提供改善的远视以及近视对比度。本文所使用的远视 主导多焦点IOL指的是将大部分的光能分布到其远焦点而不是其近 焦点的多焦点IOL,例如,其例如在约3.5mm的孔(瞳孔)尺寸情 况下促使从远距离对象(例如与眼睛相距大于约2m的对象)入射在 其上面的光能的约50%以上、且在某些情况下在约60%以上、或者 在约70%以上、或者在约80%以上到达其远焦点。相反,本文所使 用的正常IOL指的是例如在约3.5mm的孔径尺寸(瞳孔尺寸)情况 下将从远距离对象接收到的光大致相同地分布在其近焦点与远焦点 之间(例如40%的光将被传送到远焦点且40%将被传送到近焦点)。 此外,本文所使用的近焦点主导IOL指的是例如在约3.5mm的孔径 尺寸(瞳孔尺寸)情况下将从远距离对象接收到的大部分光能传送到 其近焦点(例如约50%以上的光能,或约60%以上、或约70%以上、 或约80%以上)。
[059]作为另一示例,在某些情况下,可以在患者的一只眼睛 中植入远视主导多焦点IOL,并在该患者的另一只眼睛中植入在其远 焦点处略微近视(例如在约-0.5至约-2D的范围内)的另一远视主导 IOL。略微近视的多焦点IOL提供比在患者的视网膜上形成远距离目 标的图像最佳地需要的远视光焦度大(例如约0.5至约2D)的远视 光焦度。IOL的此类组合可以为患者提供用于远视的改善的焦点深 度。
[060]在另一种情况下,可以在患者的一只眼睛中植入单焦点 IOL,并在该患者的另一只眼睛中植入多焦点IOL。单焦点IOL可以 提供用于远视的光焦度,例如在约-20D至约50D的范围内的焦度, 而多焦点IOL可以提供远视光焦度,例如在约-20D至约50D的范围 内的焦度,以及近视光焦度,例如以在约0.25D至约8D的范围内的 增加焦度为特征的焦度。植入患者两只眼睛中的不同IOL的此类组合 可以提供用于远视的改善的对比度。
[061]作为另一示例,在另一种情况下,可以在患者的一只眼 睛中植入略微近视(例如以在约-0.5D至约-2D的范围内的值)的单 焦点IOL-亦即,提供比在视网膜上形成远距离对象的图像最佳地需 要的光焦度大的光焦度的单焦点IOL,并可以在患者的另一只眼睛中 植入正常多焦点IOL。举例来说,多焦点IOL可以提供在约-20D至 约50D的范围内的远视光焦度和以在约0.25D至约8D范围内的增加 焦度为特征的近视光焦度。植入患者的眼睛中的两个IOL的此类组合 可以提供用于远视的改善的焦点深度。
[062]在另一实施例中,可以在患者的一只眼睛中嵌入具有低 增加焦度(例如等于或小于约3.5D、例如在约0.25D至约3.5D的 范围内的增加焦度)的远视主导IOL,并在患者的另一只眼睛中植入 正常多焦点IOL。IOL的此类组合可以提供用于远视的改善的对比度 和焦点深度。
[063]在另一实施例中,可以在患者的一只眼睛中植入略微近 视(例如以在约-0.5D至约-2D的范围内的值)的单焦点IOL,并可 以在患者的另一只眼睛中植入远视主导多焦点IOL。IOL的此类组合 可以得到用于远视的改善的对比度和焦点深度。
[064]下表1总结了以上几个段落中讨论的IOL的各种组合及 其某些相关优点:
表1
  第一只眼睛   第二只眼睛   示例性双眼视力表现属性   高焦度多焦点IOL   低增加焦度多焦点IOL   用于近视的增大的焦点深度   远视主导多焦点IOL   正常或近视主导多焦点   IOL   用于远视和近视的改善的对   比度   远视主导多焦点IOL   略微近视(例如以在约-0.5   至约-2D的范围内的值)的   远视主导多焦点IOL   用于远视的改善的焦点深度   单焦点IOL   正常多焦点IOL   用于远视的改善的对比度   略微近视(例如以在约   -0.5至约-2D的范围内的   值)的单焦点IOL   正常多焦点IOL   用于远视的改善的焦点深度   低增加焦度和远视主导   多焦点IOL   正常多焦点IOL   用于远视的改善的对比度和   焦点深度   略微近视(例如以在约   -0.5至约-2D的范围内的   值)的单焦点IOL   远视主导多焦点IOL   用于远视的改善的对比度和   焦点深度
[065]为了进一步说明本发明的一些显著特征,提供了以下假 设实施例。应理解的是这些实施例仅仅是出于说明的目的而提供的, 且并不意图一定指示通过实施本发明的讲授内容可得到的最佳双眼 视觉表现。
设计实施例1
[066]提供了以0D的目标折射度和+3.0D的增加焦度为特征 的多焦点透镜以供在患者的一只眼睛中使用。图7A示出了所计算的 与此透镜相关的离焦视敏度曲线A(作为散焦的函数的视敏度)。将 视敏度表示为最小分辨角的对数(以armin为单位的MAR)。提供 了具有-1.5D的目标折射度的单焦点透镜以供在患者的另一只眼睛中 使用。假设此透镜在其表面之一中表现出一定程度的非球面性(即-42 的锥形常数)以降低球面像差效果。图7A还呈现了所计算的与此单 焦点透镜相关的离焦视敏度作为曲线B。通过利用上述公式(1)并 将参数kl、kr和kb设置为4来计算由双眼离焦视敏度曲线表征的预 测双眼视觉表现。此双眼视敏度曲线(由虚线示为曲线C)显示透镜 的组合提供从无限远到约30cm的距离的比约20/25更好的视敏度。
设计实施例2
[067]提供了以0D的目标折射度和+3.0D的增加焦度为特征 的多焦点透镜以供在患者的一只眼睛中使用。图7B示出了所计算的 与此透镜相关的离焦视敏度曲线A(作为散焦的函数的视敏度)。提 供了具有1D的目标折射度和2.5D的增加焦度的另一多焦点透镜以 供在患者的另一只眼睛中使用。图7B还呈现了所计算的与此另一多 焦点透镜相关的离焦视敏度(曲线B)。通过利用上述公式(1)并 将参数kl、kr和kb设置为4来计算由双眼离焦视敏度曲线表征的预 测双眼视觉表现。此双眼视敏度曲线(由虚线示出的曲线C)说明组 合的透镜提供从无限远到约30cm的距离的比约20/30更好的视敏度。
[068]本领域的技术人员应认识到在不脱离本发明的范围的情 况下可以对上述实施例进行各种修改
QQ群二维码
意见反馈