Линзы для упражнений для глаз

Изобретения относятся к области офтальмологии и направлены на обеспечение бесступенчатого изменения оптической силы мультифокальными офтальмологическими линзами с горизонтальным периодическим или квази-периодическим бесступенчатым изменением оптической силы, которые используются для тренировок зрения и обеспечивают непрерывное динамическое чередование нагрузок на системы аккомодации и вергенции во время поперечных движений глаз, имеющих место в процессе чтения или при любом другом визуальном исследовании плоского равноудаленного от глаз объекта. Согласно изобретению линза для тренировки систем аккомодации и вергенции человека закрепляется в устройстве фиксации, пригодном для позиционирования перед глазами пациента, и имеет переменную оптическую силу, геометрический центр и горизонтальный меридиан, проходящий через геометрический центр преимущественно горизонтально по отношению к упомянутому устройству фиксации, с предопределенным отклонением. При этом линза согласно изобретению характеризуется множеством вертикальных профилей, перпендикулярных упомянутому горизонтальному меридиану, и содержит N-зоны ближнего и F-зоны дальнего зрения, каждая из которых имеет центр, расположенный на горизонтальном меридиане, с формированием N-F пар зон и соответствующего количества переходных коридоров между F-зоной и N-зоной каждой N-F пары зон. Оптическая сила линзы бесступенчато изменяется преимущественно вдоль упомянутого горизонтального меридиана, а для каждого вертикального профиля из упомянутого множества вертикальных профилей оптическая сила неизменна. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Рисунки к патенту РФ 2481606

Изобретение относится к офтальмологии, а именно к офтальмологическим мульти-фокальным линзам и методам тренировки глаз.

Хорошо известно, что аккомодационный аппарат человека может быть успешно тренирован с целью улучшения его показателей. Наиболее значительные исследования по этому вопросу приведены в известном издании Borish’s Clinical Refraction [1].

Marg [7] показано, что установившаяся аккомодация могла легко изменяться пациентами волевым образом в присутствии зрительной цели и наличия соответствующей обратной связи по ее размытию. Эти результаты были впоследствии подтверждены и расширены другими исследователями [2, 3, 8]. Используя объективную систему регистрации, Randle & Murphy [9] показано, что при повторяющемся тестировании (в течение 7 дней, по 3 часа в день) динамической аккомодационной способности, показатели аккомодации значительно улучшились. Эти результаты согласуются с клиническим исследованием Levine et al. [10]: всего лишь несколько минут в день тестирования легкости аккомодации с использованием флипперов ±2.00 D имели результатом значительное улучшение работоспособности аккомодационного механизма у молодых людей со здоровым зрением.

Несколько исследований продемонстрировали, что также возможно тренировать и улучшать аккомодацию у пациентов с симптомами замедленной динамики. Первым было исследование Liu et al. [11], которые лечили трех студентов-оптометристов с симптомами, связанными с затрудненной фокусировкой вблизь, используя стандартные процедуры тренингов, включающие скачкообразное изменение фокуса, флипперы с плюсовыми и минусовыми линзами, и метод карандаша [12]. Испытуемые тренировали зрение самостоятельно дома, по 20 минут каждый день в течение 4.5÷7 недель, а объективные измерения динамической аккомодации производились еженедельно. Первоначально, эти измерения показали увеличенные постоянные времени и величины задержек аккомодационного ответа.

Во время лечения пациенты показали значительное снижение этих двух параметров, которые хорошо коррелировали с уменьшением симптомов. Количество циклов флиппера увеличилось, и симптомы были или заметно уменьшены или больше не появлялись при завершении терапии. Эти результаты явно продемонстрировали, что тренировка зрения в этой небольшой выборке молодых взрослых пациентов привела к объективному улучшению аккомодационной функции. Уменьшение постоянной времени позволило предположить улучшение нейромоторного контроля [13], в свою очередь, приводящее к более эффективному и оптимальному по времени ответу. Эти изменения могли вовлекать, в частности, более качественную синхронизацию нервных сигналов, связанную с улучшенной обработкой информации о размытии зрительного образа. Уменьшенное время задержки аккомодационного ответа также позволило предположить более эффективную обработку сигнала о размытии.

Два года спустя, эти результаты были воспроизведены у детей [14]. Взрослые результаты были также позже подтверждены и расширены Bobier & Sivak [15], которые использовали другой объективный метод регистрации (фоторефракцию). Они не нашли регресса улучшений спустя 4.5 месяца после прекращения тренировок. Кроме того, субъективные (минусовые линзы) и объективные (т.е. зрительный вызванный потенциал) увеличения амплитуды аккомодации были зафиксированы во время 4-месячного курса зрительных тренингов у одного пациента [16]. Наконец, наклон аккомодационной функции стимул-ответ продемонстрировал улучшения у группы студентов колледжа после 8÷16 недель базовой аккомодационной терапии. Достигнутая нормализация сохранялась спустя 6÷9 месяцев, когда пациенты были обследованы повторно.

Вместе с тем, результаты предшествующих исследований четко показывают, что симптомы, связанные с фокусировкой вблизь, коррелировали с клиническими данными по легкости аккомодации [17-20]. Более того, объективно измеренные улучшения в аккомодационной динамике наблюдались параллельно с аналогичными изменениями (т.е. с увеличением количества циклов с флиппером) в легкости аккомодации.

Таким образом, в клинической практике флиппер обеспечивает простой, недорогой, эффективный и надежный диагностический и терапевтический способ оценки динамической аккомодационной способности в целом. Комбинируя использование флиппера с тщательными статическими измерениями амплитуды аккомодации (метод минусовых линз или динамическая ретиноскопия) и установившейся ошибки аккомодации (т.е. задержки аккомодационного ответа вблизь и опять-таки динамическая ретиноскопия), практикующие врачи могут получать всесторонние статические и динамические клинические профили аккомодационной способности своих пациентов [4, 21].

Показано, что возможно тренировать и улучшать аккомодацию у пациентов другими клиническими способами, с верификацией с помощью объективных методов регистрации или психофизических тестов. В области амблиопии Benjamin [22] показано, что как статическая, так и динамическая аккомодация нормализовались после обычной терапии зрения (частично-временная окклюзия, сенсомоторные упражнения глаз-рука , флиппер).

Относительно статической аккомодации, терапия приводила к снижению задержки аккомодационного ответа (и к усиленной, более точной амплитуде ответа), к уменьшению глубины резкости и увеличению амплитуды аккомодации [4, 5, 6, 23-26]. Что касается динамической аккомодации, терапия выразилась в снижении задержек, в увеличенной амплитуде аккомодационного ответа (то есть в увеличении эффективности зрительной системы) и в повышенной точности аккомодации с меньшей вариабельностью и с улучшенной способностью к удержанию аккомодационного ответа [22]. Терапия амблиопии улучшила нейросенсорную чувствительность и обработку сигналов, а также уменьшила неустойчивую и эксцентричную фиксацию, изменение указанных факторов свидетельствует об улучшении статической и динамической функции аккомодации в целом [22]. О подобных результатах сообщалось и в случае миастении [27]. Кроме того, один пациент с врожденным нистагмом достиг более точной аккомодации после терапии движения глаз со слуховой обратной связью [28]. Это, вероятно, было результатом снижения подвижности ретинального изображения и, следовательно, более высокой контрастности изображения на сетчатки с более четкими очертаниями, что стимулировало аккомодацию более эффективно.

Поскольку эффективность тренингов аккомодации стала очевидной, на первый план вышла задача создания прибора, аппарата или другого способа реализации тренировки аккомодации. Простое решение состояло в том, чтобы использовать обычные процедуры измерения аккомодации наряду с соответствующим оборудованием, для тренинга системы аккомодации. Нижеупомянутые тесты, как правило, используются для тренировок систем аккомодации и вергенции.

— Репрезентативная процедура — измерение амплитуды аккомодации методом Дондерса (тест Дондерса). Этот тест предназначен для того, чтобы определить максимальный объем аккомодации, на который способен каждый глаз, или оба вместе. Тестовая таблица приближается до наступления размытия, а затем удаляется до тех пор, когда пациент может прочесть строку с самыми маленькими знаками.

— Тест легкости аккомодации (тест с помощью флиппера с линзами) предназначен для определения гибкости системы аккомодации — путем быстрого чередования фокусного расстояния при монокулярных или бинокулярных условиях. Используется флиппер с плюсовыми и минусовыми линзами.

— Тест отрицательной и положительной относительной аккомодации предназначен для определения способности пациента уменьшать или увеличивать аккомодацию при одновременном удержании конвергенции

— Специальные тесты разработаны для определения соотношений аккомодационная конвергенция/аккомодация и конвергентная аккомодация/конвергенция; оба теста применимы для тренингов.

— Ретиноскопия также может использоваться как для измерения параметров системы аккомодации, так и для ее тренировки, например, метод монокулярной оценки (МЕМ-метод) динамической ретиноскопии. МЕМ-метод динамической ретиноскопии является объективным методом измерения задержки аккомодации и проверки аккомодационного или рефракционного дисбаланса вблизь.

Все вышеперечисленные тесты (и ряд аналогичных) используют изменение оптической силы линз и/или расстояния до цели, чтобы измерить возможности систем аккомодации и конвергенции, и все эти тесты в принципе могут быть использованы для тренингов систем аккомодации/вергенции. Недостатком применения перечисленных выше тестов для тренингов является их плохая приспособленность для регулярных повторяющихся процедур тренировок. Известное специальное оборудование для измерений аккомодации — сложное и дорогое. Еще одним неудобством является необходимость в присутствии ассистента при проведении тренингов. Вследствие этого был предпринят ряд попыток создания специального оборудования для осуществления тренингов аккомодации.

Устройство для зрительных тренингов с вращающимися оптическими элементами (US 4698564, Slavin, 06.10.1987) создает определенный зрительный эффект перед одним или обоими глазами человека, на которого надето это устройство. Оптика набирается путем вырезания и приклеивания специальных линз и материалов, таких как линзы Френеля, поляризованные пленки, цветные фильтры, цилиндры и призмы, отражающие материалы и т.д. — на плоский диск из оптического пластика. Двигатель с приводом вращает эти составные линзы, оптика которых скоординирована с оптикой стационарных не вращающихся линз. Направление и скорость вращения двигателя управляются специальной компьютерной программой.

Описан тренажер для глаз (US 4756305, Mateik, et al., 12.07.1988) для лечения таких зрительных расстройств как косоглазие, амблиопия, близорукость и аккомодационная недостаточность. В этом устройстве два зрительно сопоставимых в единое целое изображения предъявляются оптически раздельно для правого и левого глаза. Устройство предназначено для увеличения объема аккомодации у пациента.

Запатентован «Аккомодационный тренер-тестер» (US 4778268, Randle, 18.10.1988) для пациентов с функциональной миопией, предназначенный для тренировки волевого контроля фокусировки вдаль, для измерения аккомодации, расслабления аккомодации вблизь и вдаль. Устройство используется для различных целей тренировок и тестирования зрения с использованием сменных апертур. Оно также может быть использовано для различных целей тренингов и функционального тестирования после серий процедур лечения зрения и, в некоторых процедурах, для переключения апертур.

Описано устройство для глазных упражнений (US 4838677, Bronskill, et al., 13.06.1989) с позиционированием глаза вдоль оптической оси, которое определяет диапазон аккомодации для глаза. Диапазон аккомодации ограничен проксимальным и дистальным пределами. Зрительный объект располагается на оптической оси и закрепляется подвижно; он может непрерывно перемещаться вдоль оптической оси от местоположения, соответствующего одной из границ, к противоположному местоположению, соответствующему другой из границ.

Предложен карманный оптометр для самооценки и тренинга аккомодации с биологической обратной связью, основанный на принципе Шайнера (Scheiner) (US 4997269, Cushman, 05.03.1991). Аппарат включает в себя: пластину с двумя точечными (pinhole) апертурами, расположенными горизонтально по обе стороны от оптической оси, плюсовую линзу, расположенную близко к этим апертурам на оптической оси, и средства контроля состояния аккомодации (в диоптриях), расположенные удаленно.

Описаны устройство и метод для расслабления аккомодации глаз во время обследования или других оптических или медицинских процедур, которые одновременно позволяют и облегчают позиционирование глаз пациента (US 5293532, Marshall, 08.03.1994). Окклюдер, заклейка или другое устройство, предназначенное для окклюзии и визуальной стимуляции другого глаза, включает в себя несколько источников света, располагающихся на окклюдере со стороны глаза. Врач выборочно включает один (или несколько) источников света на окклюдере и просит пациента сфокусироваться на этом источнике. Поскольку фиксация глаза с окклюзией движется вслед за источниками света, свободный от окклюзии глаз следует за этими движениями, репозиционируясь как ведомый. Вследствие окклюзии зрительный образ воспринимается в бесконечности, а не вблизи, в результате чего глазные мышцы обоих глаз расслабляются.

В методе зрительного тренинга и зрительном тренажере (US 7306335, Miyake, et al., 11 декабря, 2007) зрительные цели предъявляются правому и левому глазу и замеряется рефракция соответственно правого и левого глаза. На основании измеренных рефракций глаз зрительные цели, предъявляемые для правого и левого глаза, перемещаются вдоль соответствующих оптических осей. В то же время зрительные оси правого и левого глаза поворачиваются кнаружи. Это делает возможным расслабление цилиарной мышцы и облегчение зрительной нагрузки путем описанного короткого и эффективного тренинга.

Описаны методы и приборы для расширенной тренировки псевдо-аккомодации для лечения пресбиопии (US 7413566, Yee, 19.08.2008). Предполагается использование сочетания изменений в рефракционных средах глаза с изменениями в ответных реакциях зрительной системы. Эти ответные реакции могут включать использование остаточной аккомодации способом, аналогичным тому, который используется при скрытой гиперметропии, путем тренировки зрачкового рефлекса, психофизических тренингов и т.п. Рефракционные назначения могут быть скомбинированы таким образом, чтобы использовать индуцируемые этими назначениями ответы зрительной системы для смягчения пресбиопии.

Все вышеупомянутые устройства функционально эффективны для тренингов системы аккомодации, однако обладают следующими недостатками: сложность оборудования/аксессуаров; громоздкость, необходимость в выделении специального времени/места для процедуры тренировок; неудобства для реализации самостоятельных тренингов и др. Основной принцип функционирования остается неизменным: переменная оптическая сила линз и/или переменное расстояние, с целью изменять нагрузку системы аккомодации. Процесс изменения напряжения глаз представляет собой сущность тренингов системы аккомодации.

Из уровня техники также известны прогрессивные линзы, или линзы с прогрессивной аддидацией (PAL), или варифокальные линзы, или мультифокальные линзы — корректирующие линзы, используемые в очках для коррекции пресбиопии и других расстройств аккомодации.

Репрезентативный пример обычных прогрессивных линз иллюстрирует мультифокальная очковая линза с прогрессивно изменяющейся диоптрийной силой между различными зонами зрения (US 4606622, Fuёter et al., 19.08.1986). Имея короткую прогрессивную зону, эта линза в значительной степени удовлетворяет всем требованиям (монокулярным и бинокулярным), предъявляемым к четкости и совместимости как в зоне прогрессии, так и в зонах для близи и для дали, при одновременном снижении до допустимых значений горизонтально и вертикально направленных ошибок, путем селекции дисторсий по обе стороны от основного направления взгляда соответственно.

Чрезвычайно важные параметры прогрессивной линзы — это длина и ширина прогрессивного коридора. Запатентована очковая линза с двойной прогрессией (US 7300153, Wehner, et al., Rodenstock, 27.11.2007), в которой первая назначенная прогрессивная поверхность может проектироваться свободно. Вторая прогрессивная поверхность затем оптимизируется по отношению к первой назначенной поверхности. Таким образом, полученная в результате применения этого подхода линза позволяет избежать необходимости использовать классический дизайн зоны прогрессии («песочные часы») и дает оптические и геометрические преимущества, такие как общая высота прогрессивной линзы. Этот патент иллюстрирует использование как внутренней, так и внешней сторон линзы для создания прогрессивной поверхности.

Описан способ изготовления прогрессивных офтальмологических линз с «настраиваемыми» конструктивными параметрами, адаптированными к пациенту (US 20100079722, Guilloux, et al., Essilor, 01.04.2010), и в том числе метод определения параметров индивидуальных прогрессивных офтальмологических линз с настраиваемым дизайном. Это один из самых последних примеров применения обработки поверхностей линз по технологии «freeform».

Описана многослойная офтальмологическая линза, которая включает в себя оптический компонент и слой, размещенный на его лицевой поверхности (US 20080198325, Bonnin et al., 21.08.2008). Этот слой имеет переменный индекс рефракции и структурирован так, что производная второго порядка индекса рефракции по отношению к линейной пространственной координате вдоль лицевой поверхности оптического компонента превышает фиксированный порог. Дополнительный слой позволяет изменять оптическую силу и астигматизм линзы в связи с корреспондирующими значениями только по отношению к оптической составляющей. Дополнительный слой позволяет изменять аддидацию, длину прогрессии и/или дизайн прогрессивных линз.

В настоящее время сложные поверхности современных прогрессивных линз можно вырезать и полировать на станках с компьютерным управлением, что позволяет изготавливать поверхности произвольной формы ( free-form ), в отличие от применявшегося ранее литьевого процесса. Стало возможным проектировать и изготавливать мультифокальные (прогрессивные) линзы со сложными поверхностями индивидуального дизайна. Вкупе с многослойными технологиями технологии free-form определяют ограничения в дизайне современных прогрессивных линз. Принимая во внимание эти ограничения, прогрессивные линзы индивидуального дизайна могут быть заказаны у большинства производителей прогрессивных линз (Essilor, Zeiss, Rodenshtock, Hoya, Seiko, Shamir и др.).

Пример мультифокальной линзы описан в патенте US 7540610, Carimalo et al., 02.06.2009: Изобретение относится к офтальмологическим линзам, имеющим сложную поверхность, с существенно умбилическим меридианом и средним значением прогрессии сферы в диапазоне между 0,50 и 0,75 диоптрий. Линзы назначают эзофоричным и не пресc-биопическим пользователям. Линзы назначают как стандартные монофокальные линзы. Благодаря наличию средней прогрессии сферы, пользователь менее адаптирован к зрению вблизь, что компенсирует его/ее эзофорию .

Однако из существующего уровня техники ничего не известно об использовании мультифокальных линз для тренировки систем аккомодации и вергенции человека.

Настоящая группа изобретений направлена на реализацию способа тренировки систем аккомодации и вергенции посредством офтальмологических мультифокальных линз новой конструкции.

Патентуемая мультифокальная офтальмологическая линза для тренировки систем аккомодации и вергенции человека (HOPSA-линза), должным образом закрепляемая в устройстве фиксации, пригодном для позиционирования перед глазами пациента, подвергаемого названной тренировке, имеет переменную оптическую силу, геометрический центр и горизонтальный меридиан, проходящий через геометрический центр преимущественно горизонтально по отношению к упомянутому устройству фиксации, с предопределенным отклонением.

HOPSA-линза характеризуется множеством вертикальных профилей, перпендикулярных упомянутому горизонтальному меридиану, и содержит предопределенное число N-зон ближнего зрения, каждая из которых имеет центр, расположенный на горизонтальном меридиане, и предопределенные размеры, предопределенное число F-зон дальнего зрения, каждая из которых имеет центр, расположенный на горизонтальном меридиане, и предопределенные размеры.

Каждая из упомянутых F-зон имеет как минимум одну смежную с ней N-зону вдоль упомянутого горизонтального меридиана, и наоборот, с формированием N-F пары зон, и соответствующего количества переходных коридоров между F-зоной и N-зоной каждой упомянутой N-F пары зон, имеющих предопределенные размеры.

При этом оптическая сила HOPSA-линзы бесступенчато изменяется преимущественно вдоль упомянутого горизонтального меридиана от любой упомянутой N-зоны к соответствующей смежной F-зоне, и наоборот, в то время как для каждого вертикального профиля из упомянутого множества вертикальных профилей оптическая сила неизменна.

Линза может характеризоваться тем, что упомянутые предопределенные числа N- и F-зон являются целыми числами, а центр одной из упомянутых N-зон или центр одной из упомянутых F-зон совпадает с упомянутым геометрическим центром HOPSA-линзы.

Линза может характеризоваться и тем, что упомянутое число N-зон равно 1, а число F-зон равно 2, при этом центр N-зоны совпадает с упомянутым геометрическим центром HOPSA-линзы; либо упомянутое число F-зон равно 1, а число N-зон равно 2, при этом центр F-зоны совпадает с упомянутым геометрическим центром HOPSA- линзы.

Линза может характеризоваться также тем, что представляет собой полупериодную HOPSA-линзу, где упомянутые числа N-зон и F-зон равны 1, а также и тем, что оптическая сила изменяется периодически или квази-периодически, а кроме того, тем, что угловое отклонение горизонтального меридиана, проходящего через геометрический центр HOPSA-линзы, по отношению к упомянутому устройству фиксации, составляет ±5 градусов.

Линза может характеризоваться и тем, что упомянутое устройство фиксации включает в себя очки, или съемный держатель линз, или любую их комбинацию, а также тем, что HOPSA-линза имеет переднюю и заднюю стороны, и один из следующих признаков: только передняя сторона сконфигурирована для упомянутого изменения оптической силы; только задняя сторона сконфигурирована для упомянутого изменения оптической силы; обе стороны — передняя и задняя — сконфигурированы для упомянутого изменения оптической силы.

HOPSA-линза может быть образована множеством слоев, при этом по меньшей мере один слой из упомянутого множества слоев сконфигурирован для упомянутых изменений оптической силы, а также характеризуется тем, что поверхность HOPSA-линзы имеет конфигурацию, которая обеспечивает интеграцию упомянутой изменяющейся оптической силы с обычной рефракционной корректировкой зрения.

HOPSA-линза может характеризоваться тем, что имеет переднюю сторону и заднюю сторону и один из следующих признаков: только передняя сторона сконфигурирована для обеспечения названной интеграции; только задняя сторона сконфигурирована для обеспечения названной интеграции; или обе стороны — передняя и задняя — сконфигурированы для обеспечения названной интеграции, а кроме того, тем, что может быть образована множеством слоев, и по меньшей мере один слой из упомянутого множества слоев сконфигурирован для обеспечения названной интеграции.

Патентуемый аппарат для тренировки систем аккомодации и вергенции человека, находящегося на предопределенном расстоянии от зрительной цели, содержит устройство фиксации, пригодное для позиционирования линз перед глазами пациента; левую HOPSA-линзу в соответствии с п.1, которая имеет первую поверхность, и правую HOPSA-линзу в соответствии с п.1, которая имеет вторую поверхность. HOPSA-линзы должным образом закреплены в названном устройстве фиксации, а упомянутые первая и вторая поверхности сконфигурированы индивидуально таким образом, что обеспечивают контролируемые изменения оптической силы и призматического баланса вдоль горизонтального меридиана. HOPSA-линза может включать в себя множество слоев, и по меньшей мере один слой из упомянутого множества слоев сконфигурирован для указанных изменений оптической силы и призматического баланса между глазами. Первая и вторая поверхности могут быть выполнены с возможностью обеспечения конгруэнтности оптической силы и/или преимущественно неизменности конвергенции для каждой точки фиксации во время тренировки.

В другом варианте аппарат для тренировки систем аккомодации и конвергенции человека в сочетании с обычной коррекцией зрения включает устройство фиксации, пригодное для позиционирования линз перед глазами пациента, и по меньшей мере одну HOPSA-линзу в соответствии с п.1, должным образом закрепленную в упомянутом устройстве фиксации, и по меньшей мере одну обычную корригирующую линзу для коррекции базовых аномалий рефракции.

Способ тренировки аккомодации и вергенции зрительной системы человека, который может использоваться, в частности, для терапии системы зрения человека, лечения/профилактики глазных заболеваний, и офтальмологических исследований, включает следующие операции: использование по меньшей мере одной HOPSA-линзы по п.1, должным образом закрепленной в устройстве фиксации, пригодном для позиционирования линз перед глазами пациента; установка и настройка упомянутого устройства фиксации с HOPSA-линзами на голове пациента перед его/ее глазами и проведение тренировки одним из следующих методов:

(а) выполнением зрительной деятельности, связанной с боковыми перемещениями точки фиксации на зрительной цели, на которую пациент смотрит сквозь упомянутую HOPSA-линзу при обеспечении неподвижности головы пациента, причем упомянутая зрительная деятельность выбирается из перечня, содержащего в основном чтение, обработку документов, просмотр видео/ТВ, компьютерные игры;

(б) фиксацией зрения сквозь упомянутую HOPSA-линзу на неподвижной зрительной цели и удержанием фиксации при поворачивании головы пациента влево или вправо;

(в) любой комбинацией методов (а) и (б).

Технический результат группы изобретений состоит в обеспечении бесступенчатого изменения оптической силы мультифокальными офтальмологическими линзами с горизонтальным периодическим или квази-периодическим бесступенчатым изменением оптической силы, предназначенными для тренировок зрения и обеспечивающими непрерывное динамическое чередование нагрузок на системы аккомодации и вергенции во время поперечных движений глаз, имеющих место в процессе чтения или при любом другом визуальном исследовании плоского равноудаленного от глаз объекта, без использования сложного и громоздкого оборудования и профессионального сопровождения.

В нижеприведенном подробном описании изобретения используются следующие понятия:

HOPSA-линза определяется как мультифокальная линза с горизонтальным бесступенчатым чередованием (изменением) оптической силы.

Главный Меридиан (ГМ) определяется как горизонтальный меридиан линзы.

Бесступенчатое чередование (изменение) Оптической Силы (ОС) рассматривается как прогрессивное, циклическое или псевдоциклическое изменение оптической силы линзы преимущественно вдоль ГМ.

ОС вдоль вертикального меридиана (ВМ) (т.е. в направлении, перпендикулярном ГМ) подразумевается неизменной для любого вертикального сечения линзы, т.е. не имеющей изменений (имеющей минимальные технологически достижимые изменения) вдоль ВМ для каждой точки ГМ.

Термины горизонтально или вертикально используются относительно положения линзы в устройстве фиксации (например, в оправе), если иное не указано в описании.

Базовая Оптическая Сила (БОС) определяется как референсная ОС линзы (т.е. ОС, относительно которой ведется отсчет изменений оптической силы линзы).

Длина Прогрессии (ДП) определяется по аналогии с длиной прогрессии прогрессивной мультифокальной линзы. Прогрессия ОС (т.е. разница между максимальным значением и минимальным значением ОС смежных зон линзы) подразумевается преимущественно вдоль ГМ HOPSA-линзы.

Прогрессивный Коридор (или Коридор Прогрессии), Аддидация (ADD), Зона для дали, Зона для близи (для чтения) и т.д. — рассматриваются в том же смысле, как если бы эти термины использовались для описания обычных прогрессивных линз.

‘ Цикл горизонтального изменения оптической силы определяется как изменение ОС от любого локального экстремума ОС к следующему локальному экстремуму того же типа (то есть между двумя минимумами ОС или двумя максимумами ОС); Длина цикла определяется как расстояние (в мм) между названными экстремумами вдоль ГМ HOPSA-линзы. В соответствии с изобретением, HOPSA-линза может содержать более одного цикла, или может содержать часть цикла.

Патентуемые линзы и способ тренировки основан на непрерывном динамическом чередовании нагрузок систем аккомодации и вергенции во время поперечных движений глаз, имеющих место при процессах чтения, или при визуальном исследовании объекта (который может быть равноудаленной зрительной целью на близкой, дальней или промежуточной дистанции) при использовании изобретенного устройства, называемого здесь HOPSA-линзой , целенаправленно разработанной для того, чтобы обеспечить возможность осуществления изобретенного способа. Например, чтение целевого текста с надетыми HOPSA-линзами, в то время как голова неподвижна, обеспечивает непрерывное чередование напряжения/расслабления аккомодации и вергенции и, вследствие этого, обеспечивает динамическую тренировку этих систем.

Способ и соответствующие HOPSA-линзы применимы для терапии системы зрения, лечения/профилактики глазных заболеваний и офтальмологических исследований. Метод применим для лечения пресбиопии, астенопии и других заболеваний глаз, связанных с аккомодационной недостаточностью; он может быть полезен для лечения компьютерного зрительного синдрома (CVS). Тренинга с HOPSA-линзами увеличивают фузионные резервы, улучшают глазное кровообращение; влияют на системные жидкости и водный баланс, а также обеспечивают благотворное влияние других видов.

Изобретение предлагает существенно иные средства реализации тренировок систем аккомодации и вергенции, с равной или более высокой эффективностью, с более широким диапазоном управления параметрами, а также с возможностью удобного осуществления пациентом самостоятельных тренировок без профессиональной помощи.

В соответствии с изобретением HOPSA-линза — это мультифокальная офтальмологическая линза с предопределенными периодическими или квази-периодическими вариациями (изменениями) оптической силы преимущественно вдоль горизонтального меридиана, в то время как оптическая сила вдоль вертикальных меридианов поддерживается неизменной для любого вертикального сечения линзы.

HOPSA-линзы должным образом закреплены в держателе устройства (например, соответствующий вид оправы и т.д.), подходящего для ношения человеком (пациентом), подвергаемым тренировке.

Здесь определение горизонтальный меридиан прогрессии , или просто горизонтальный меридиан , означает прямую линию, проходящую через геометрический центр линзы, преимущественно горизонтально по отношению к устройству-держателю. В реальности, горизонтальный меридиан может иметь предопределенное допустимое отклонение, предпочтительно в диапазоне углов ±5 градусов от горизонтали.

Все HOPSA-линзы симметричны относительно горизонтальной плоскости (такой вид симметрии известен как вертикальная симметрия ), проходящей через геометрический центр линзы. Ось вертикальной симметрии совпадает с горизонтальным меридианом линзы. Большинство HOPSA-линз могут быть также симметричными относительно вертикальной плоскости (такой вид симметрии известен как горизонтальная симметрия ), проходящей через геометрический центр линзы; линзы такой конструкции будут рассмотрены далее.

Горизонтальный меридиан был выбран потому, что: (а) чтение является одним из наиболее частых и естественных действий, выполняемых человеком в современном обществе, а также (б) это действие чаще всего связано с поперечным движением глаз, вдоль горизонтального меридиана.

Одно из наиболее значимых требований к обычным мультифокальным линзам состоит в максимальном снижении горизонтальных вариаций нагрузок аккомодации и конвергенции. Таким образом, принципиальная разница между обычными прогрессивными линзами и HOPSA-линзами состоит в том, что конструкция обычных прогрессивных линз нацелена на устранение вариаций горизонтальной оптической силы внутри рабочих зон линз (то есть, на устранение изменений нагрузок аккомодации и конвергенции при горизонтальных (поперечных) движениях глаз); в то время как HOPSA-линзы, напротив, направлены на использование контролируемых изменений горизонтальной оптической силы и призматического баланса. Эта способность HOPSA-линз обеспечила физическую основу для настоящего изобретения.

Известно, что обычная мультифокальная (прогрессивная) линза имеет зону для близи (как правило, нижнюю) (также называемую N-зоной в данном описании), зону для дали (как правило, верхнюю) (также называемую F-зоной в этом описании), а также промежуточную зону (или переходный коридор , или прогрессивный коридор ) между ними.

Известно также, что расстояние между зрачками (также известное как межзрачковое расстояние ) для ближнего зрения отличается от расстояния для дальнего зрения. Эта разница может составлять до 4 мм, и это определяет конструкцию мультифокальных линз: они изготавливаются асимметричными относительно любой оси. Таким образом, современная концепция выполнения прогрессивных линз вообще исключает симметричные линзы, за исключением процитированных выше линз по патенту US 7540610.

Еще одним важным аспектом настоящего изобретения является удобство тренировок систем аккомодации и вергенции. Патентуемый способ также отличается от традиционных методов тренировок следующим:

— изменение напряжений аккомодации и вергенции обеспечивается плавным, бесступенчатым путем с использованием одной-единственной HOPSA-линзы (некоторые известные методы также включают бесступенчатое изменение зрительной нагрузки, однако в них это осуществляется с помощью нескольких специально подобранных линз и соответствующего технически сложного устройства для их позиционирования);

— тренировочные упражнения являются систематическими и используют одну пару линз;

— интенсивность тренировок выше, чем при использовании любых известных устройств и методов.

Еще один аспект настоящего изобретения — то, что оно делает возможным проведение тренировочных упражнений во время обыденной деятельности человека, такой как рассматривание зрительной цели или чтение любого текста, без привлечения посторонней помощи, включая ассистирование специалиста по глазным тренингам. Испытуемый пациент получает тренировку в ходе разглядывания естественным способом зрительных объектов/текстов; он/она просто читает текст и одновременно получает тренинг в фоновом режиме. Названные особенности предлагаемого способа реализуются благодаря специальному конструктивному решению поверхностей предлагаемых HOPSA-линз.

Чтение текста с надетыми HOPSA-линзами, в то время как голова неподвижна, обеспечивает непрерывное чередование напряжения/расслабления аккомодации и вергенции и, вследствие этого, обеспечивает динамическую тренировку этих систем.

Метод применим для терапии зрительной системы, лечения/профилактики глазных болезней и для офтальмологических исследований. Метод позволяет объединить эффективные зрительные тренинги с чтением/обработкой документов, с визуальным изучением зрительных целей, с просмотром телевидения/видео, с компьютерными играми, и т.д., а также функционально комбинировать эти тренинга с обычной коррекцией зрения. Ниже раскрыты несколько воплощений HOPSA-линз, такие как: мульти- и моноцикличные HOPSA-линзы; многослойные HOPSA-линзы; распределение и/или интеграция функций между сторонами линзы или слоями; наличие индивидуально формируемых поверхностей левых и правых линз — с целью обеспечения соответствия оптических сил для фиксации, или неизменности конвергенции для фиксации во время тренинга; и т.д.

Существо изобретений поясняется на чертежах.

Фиг.1 — схема базовой моноциклической HOPSA-линзы (вид сверху).

Фиг.2 — карта распределения оптической силы в моноциклической HOPSA-линзе.

Фиг.3 — карта распределения астигматизма в моноциклической HOPSA-линзе.

Фиг.4 — графики распределения оптической силы вдоль горизонтального и вертикального меридианов.

Фиг.5 (а-и) — графики переменной оптической силы вдоль горизонтального меридиана для ряда воплощений линз по настоящему изобретению.

Фиг.6 (а, б) иллюстрируют псевдо-изменение зрительной дистанции и дисторсии зрительных целей для HOPSA-линз, изображенных на фиг.5 (а, б), соответственно.

Фиг.7 иллюстрирует аккомодационные ответы правого и левого глаза с HOPSA-линзами и без, бинокулярно, в соответствии с одним из воплощений линз, изображенных на фиг.5,а, по настоящему изобретению.

Фиг.8 показывает динамику конвергенции с HOPSA-линзами и без, для линз по фиг.7.

Фиг.9 иллюстрирует перемещение зоны ясного видения и соответствующие аккомодационные ответы при чтении текста с использованием пары одинаковых HOPSA-линз, изображенных на фиг.5,а.

Фиг.10 — пример очков с HOPSA-линзами, соответствующих воплощению настоящего изобретения.

Фиг.11 — пример насадки на очки (клипсы) с HOPSA-линзами.

Фиг.12 — схема 3-цикловой HOPSA-линзы (вид сверху), которой соответствует график изменения оптической силы, изображенный на Фиг.5,е.

Концептуальная идея HOPSA-линз — бесступенчатое изменение оптической силы линз преимущественно вдоль горизонтального меридиана. Изменение угла взгляда сквозь HOPSA-линзы при горизонтальном смещении точки фиксации, когда голова неподвижна, или при повороте головы вправо или влево, когда зрительная цель неподвижна, влечет за собой соответствующие изменения в запросах аккомодации и конвергенции. Если зрительная система способна отвечать на эти требования адекватно, то соответствующие изменения нагрузок систем аккомодации и конвергенции могут быть использованы для динамической тренировки обеих систем.

HOPSA-линза имитирует изменение расстояния от глаз до зрительной цели, в зависимости от угла взгляда по отношению к направлению взгляда прямо перед собой (которое также называется основное направление взгляда ), во время зрительного изучения объекта (например, во время чтения строк текста сквозь HOPSA-линзы, в то время как голова неподвижна).

Целью расчета формы поверхностей HOPSA-линзы является достижение бесступенчатого изменения ОС линзы вдоль горизонтального меридиана, сохраняя при этом неизменность ОС в любом вертикального сечении линзы.

HOPSA-линзы любой конструкции, описанные ниже, можно заказать у большинства производителей линз, их можно изготовить, используя известную технологию free-form , применяемую сегодня для производства обычных прогрессивных линз.

С целью упрощения описания, рассматривается случай простой HOPSA-линзы, содержащей только один полный цикл горизонтального изменения оптической силы. Эта линза определяется как Образец HOPSA-линзы . HOPSA-линзы, содержащие отличное от 1 количество циклов, описаны ниже.

Принципиальная схема выполнения формы простой моноцикличной HOPSA-линзы (вид сверху), показана на фиг.1. Заготовка линзы 10 предпочтительно имеет диаметр 50 мм. Центральная зона 1 заготовки — это N-зона, т.е. зона полной коррекции зрения вблизь (что соответствует зоне для близи обычной прогрессивной линзы). Центральная зона рассчитывается на основании предопределенной оптической силы (ОС). Боковые зоны 2 являются зонами базовой оптической силы (БОС). Каждая боковая зона 2 в этом случае рассчитывается на основании меньшей ОС, чем ОС центральной зоны 1. Каждая боковая зона 2 является F-зоной и соответствует зоне для дали обычной прогрессивной линзы.

Переходные зоны 3 (также известные как зона промежуточного зрения , или переходный коридор , или прогрессивный коридор — в обычных прогрессивных линзах) являются зонами прогрессивного изменения текущей ОС. Зоны 4 — это зоны нежелательного астигматизма значительной величины.

Распределение ОС в Образце HOPSA-линзы показано на фиг.2 линиями одинаковой оптической силы. Линия 5 — обводы (контур) HOPSA-линзы. Заготовка линзы 10 показана для прояснения общего распределения оптической силы.

Астигматизм является неизбежным следствием изменяющейся ОС. Распределение астигматизма в Образце HOPSA-линзы показано на фиг.3 линиями одинакового астигматизма.

Размеры рабочей зоны HOPSA-линзы определяются функциональным предписанием (далее также называется «назначением»). Габаритные размеры Образца HOPSA-линзы: 40×10 мм. Эти размеры удовлетворительны для тренировок систем аккомодации и конвергенции во время работы за компьютерным монитором шириной от 400 мм (при рабочей дистанции 400 мм).

Технологически достижимая длина прогрессии современных прогрессивных линз с коротким коридором составляет, как правило, менее 14 мм (ADD = 3,0 D) и менее 10 мм для ADD = 1,0 D. Таким образом, размеры зон Образца HOPSA-линзы: центральная зона шириной 4 мм, две зоны базовой оптической силы (БОС), каждая шириной по 4 мм, а также две прогрессивные зоны, каждая шириной по 14 мм. Они могут быть легко реализованы при суммарной ширине HOPSA-линзы, равной 40 мм даже при использовании материала с низким показателем рефракции (например, CR-39) и при использовании только одной стороны Образца HOPSA-линзы. Большинство ведущих производителей очковых линз способны производить HOPSA-линзы уже сегодня, используя известные технологии free-form .

Следует отметить, что прогрессивный коридор HOPSA-линз шире, чем он был бы в обычной прогрессивной линзе, имеющей равную аддидацию (ADD), в связи с резко уменьшенной шириной зон для близи и для дали (по аналогии с терминами, применяемыми для описания обычных прогрессивных линз). Таким образом, готовый образец HOPSA-линзы почти свободен от астигматических искажений.

Распределение ОС по горизонтальной и вертикальной осям HOPSA-линзы 6 показано на фиг.4. Зона 1 — это N-зона, зоны 2 — F-зоны, зоны 3 — прогрессивные коридоры.

На Фиг.5,а показан вид сверху вырезанного Образца HOPSA-линзы 6, размещенного над фоновой сеткой. Величина искажений намеренно преувеличена, чтобы наглядно продемонстрировать принцип конструкции HOPSA-линзы. Показано распределение N- и F-зон: зона 1 — это N-зона, зоны 2 — F-зоны, зоны 3 — прогрессивные коридоры.

Пример процесса аккомодативной тренировки может быть простым. Лицо, подвергаемое тренировке (далее также называемое пациент ), читает текст, или редактирует документ, или даже играет в компьютерную игру с надетыми HOPSA-линзами, прямо напротив центра монитора, стараясь не поворачивать голову влево или вправо. Во время этого процесса имеет место непрерывное бесступенчатое чередование напряжения/расслабления аккомодации и конвергенции глаз и, следовательно, осуществляется динамическая тренировка обеих систем.

Аккомодация приводится в действие в основном центральным зрением. Стоит отметить, что любая HOPSA-линза имеет зону полной коррекции для предопределенного расстояния — так что пациент может проверить распознаваемость деталей изображения в любой момент тренировки, направив взгляд через эту зону (может понадобиться небольшой поворот головы влево или вправо).

Изначально HOPSA-линзы были задуманы как инструмент для тренировки только системы аккомодации, без тренировки системы конвергенции. Было, однако, очевидно, что чтение с надетыми HOPSA-линзами предполагает одновременные изменения усилий конвергенции. Кроме того, было принято считать изменения конвергенции бесполезными, нежелательными и даже потенциально опасными для здоровья зрения, и что они должны устраняться. Однако позднее в ходе клинических испытаний было обнаружено, что систему конвергенции тоже можно эффективно тренировать с помощью HOPSA-линз, особенно в контексте улучшения фузионных резервов и восстановления баланса напряжений между аккомодацией и аккомодационной конвергенцией. Поскольку эффект тренировки системы конвергенции получил практическое подтверждение, он был включен в рамки настоящего изобретения.

Описанный Образец HOPSA-линзы обеспечивает динамическую тренировку зрения с амплитудой аккомодации 1,0 D и частотой напряжения/релаксации примерно 5-30 циклов в минуту. Этот текст, который читается в настоящее время, полностью набран и обработан в HOPSA-линзах. Чтение этого документа с использованием Образца HOPSA-линзы обеспечивает более 700 циклов напряжения/релаксации аккомодации в течение 1 часа.

Как правило, HOPSA-линза должным образом крепится в устройстве фиксации, пригодном для позиционирования линзы перед глазами пациента, подвергаемого тренировке. HOPSA-линза имеет переменную оптическую силу, геометрический центр и горизонтальный меридиан, проходящий через геометрический центр преимущественно горизонтально по отношению к названному устройству фиксации, с заранее определенным отклонением.

Способ динамической тренировки систем аккомодации и конвергенции с применением HOPSA-линз состоит в их закреплении в устройстве фиксации на голове пациента перед его/ее глазами и проведение тренировки одним из следующих способов. Основной способ тренировки подразумевает обеспечение неподвижности головы пациента и выполнение им зрительной деятельности, связанной с поперечными перемещениями точки фиксации на зрительной цели, на которую пациент смотрит сквозь HOPSA-линзы. Зрительная деятельность выбирается из группы, состоящей в основном из: чтения, обработки документов, просмотра видео/ТВ, компьютерных игр.

Возможен другой способ тренировки: обеспечение неподвижности любой зрительной цели и поворачивание головы пациента влево или вправо при удержании пациентом фиксации на этой неподвижной зрительной цели. Возможна и любая комбинация из описанных шагов.

Описанный выше метод предусматривает набор предварительных шагов, предшествующих началу тренировки:

— шаг предварительного исследования глаз пациента, включая обычные начальные тесты (внешний осмотр, острота зрения, ковер-тест, стереоскопическое зрение, экстраокулярная подвижность, межзрачковое расстояние, и т.д.) и тесты систем аккомодации и конвергенции (амплитуда аккомодации объективно и субъективно, отрицательная и положительная относительная аккомодация, соотношение аккомодативной конвергенции и аккомодации (АС/А), относительная конвергенция, диапазоны вергенции вблизь и вдаль, фузионная вергенция, фузионные резервы, и т.д.). Динамические параметры аккомодации (постоянная времени, задержка аккомодационного ответа, легкость аккомодации) также могут быть включены при необходимости. Целями предварительного исследования являются: определение каких-либо ограничений для интенсивности тренировок систем аккомодации и конвергенции, а также фиксация текущего состояния этих зрительных систем для последующего контроля эффективности тренировок;

— постановка целей тренировок пациента (это могут быть физиотерапевтические процедуры, профилактические цели, лечение глазных болезней, функциональные/профессиональные задачи, конкретные цели офтальмологических исследований, и др.);

— определение приемлемого уровня интенсивности тренировок — с использованием полученных данных;

— определение конфигурации и размеров HOPSA-линз, назначаемых пациенту на основании данных, полученных на предыдущих шагах;

— выбор устройства фиксации HOPSA-линз, предписанных пациенту, в котором можно правильно позиционировать и закрепить HOPSA-линзы,

— настройка устройства фиксации (т.е. регулировка параметров, таких как: вертексное расстояние, межзрачковое расстояние, соответствие форме лица и т.д. — в соответствии с физическими характеристиками пациента);

— объяснение пациенту существа процедуры тренировок (в том числе причин и симптомов для прекращения тренировок); и пробное моделирование реального процесса тренировки.

Периодические исследования позволяют проводить мониторинг здоровья зрительной системы пациента. Если мониторинг показывает, что контролируемая разница амплитуды аккомодации увеличивается на 0,5 D или более, это может служить основанием для интенсификации тренировок путем увеличения амплитуды ОС (разницы между максимальной ОС и базовой ОС) HOPSA-линзы, частоты и/или продолжительности тренингов. Устройство фиксации с HOPSA-линзами, предназначенное только для устранения компьютерного зрительного синдрома (CVS), как правило, не требует каких-либо изменений.

Варианты HOPSA-линз и устройств фиксации, обеспечивающих возможность изменения параметров тренировки, а также варианты формы поверхностей линз, освещены в следующих двух разделах.

Краткое описание вариантов осуществления изобретения. Хотя изобретение может быть восприимчиво к реализации в различных формах, конкретные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже, при понимании того, что настоящее раскрытие должно считаться иллюстрацией принципов изобретения, и не предназначено для ограничения изобретения вариантами, которые показаны и описаны ниже.

Варианты изобретения в целом могут включать в себя ряд изменений, которые могут по существу быть разделены на: варианты HOPSA-линз; варианты устройств фиксации; способы комбинирования базовой рефракционной коррекции с тренировками аккомодации/вергенции; и варианты методов проведения тренировок.

Варианты HOPSA-линз могут быть описаны с учетом следующих параметров:

1. Число циклов изменения ОС: 0,5÷3,0 — предпочтительно, но не ограничено.

2. Абсолютное значение амплитуды ОС: 0,5÷3,0 D — предпочтительно, но не ограничено.

3. Регулярность амплитуды ОС: если количество циклов >1, амплитуда ОС может быть постоянной или переменной.

4. Направление прогрессивного увеличения ОС (ADD) — положительное, отрицательное или смешанное.

5. Разница между левой и правой HOPSA-линзами: поверхности левой и правой HOPSA-линз могут быть либо идентичными, либо рассчитанными индивидуально, например, для того, чтобы обеспечить конгруэнтность ОС и/или неизменность конвергенции для каждой точки горизонтального меридиана левой и правой линз, в соответствии с дистанцией зрительной тренировки.

6. Распределение оптических свойств между обеими сторонами линзы (см. патент US 7300153, включенный в качестве ссылки), или между слоями линзы, если для производства линз применяется многослойная технология (см. заявку US 20080198325, включенную в качестве ссылки).

7. Возможность предписания стандартизированных HOPSA-линз (базовая ОС с шагом 0,25 D; ADD с шагом 0,25 D), либо индивидуальных HOPSA-линз (ОС и ADD вычисляется индивидуально).

Устройство фиксации, оборудованное HOPSA-линзами, может включать:

8. Очки с HOPSA-линзами или другой вариант устройства фиксации, в котором по меньшей мере одна HOPSA-линза используется в качестве основного оптического элемента;

9. Насадка на очки (клипса) с HOPSA-линзами, где, по меньшей мере одна HOPSA-линза используется в качестве основного оптического элемента.

Функциональное совмещение базовой рефракционной коррекции с тренировкой аккомодации/вергенции может включать:

10. Функциональное совмещение базовой коррекции и тренировки в интегральной HOPSA-линзе (встроенная тренировочная функция HOPSA-линзы); такая интегральная HOPSA-линза может рассматриваться как HOPSA-линза с функциональным расширением обычной базовой коррекцией ошибок рефракции; и

11. Функциональное распределение базовой коррекции и тренировки между обычными линзами и HOPSA-линзами (отделенная тренировочная функция HOPSA-линзы); в этом варианте зрительный аппарат включает пару линз регулярной коррекции и пару HOPSA-линз, и эти пары:

(а) могут быть закреплены в едином устройстве фиксации, или

(б) обычные линзы могут быть закреплены в обычной оправе, расположенной позади устройства фиксации, или

(в) обычные линзы могут быть контактными линзами, должным образом размещенными на передней части глаз пациента.

Варианты методов тренировок могут включать:

12. Способы использования HOPSA-линз: фиксированная голова — движущаяся зрительная цель , «фиксированная зрительная цель — поворот головы , а также сочетание вышеупомянутых двух способов;

13. Типы зрительных целей: естественные (т.е. обычные документы, объекты окружающей среды и т.д.); специальные (т.е. свойства зрительной цели удовлетворяют специальным требования, таким как размер шрифта документа, длина строк, и т.д.); смешанные (т.е. сочетание названных типов зрительных целей), а также

14. Режим обучения: целенаправленная тренировка (тренировка является самоцелью), т.е. специально проводимая тренировка; фоновая тренировка (тренировка не является самоцелью), т.е. тренировка производится во время осуществления обычной деятельности, такой как чтение, зрительное изучение неподвижного объекта, и т.д.; сочетание вышеупомянутых двух режимов.

Подробное описание примеров реализации изобретения

Пункты соответствуют вышеназванным пунктам Краткого описания вариантов изобретения.

Варианты HOPSA-линз могут включать:

1. Число циклов изменения ОС.

Базовая HOPSA-линза — моноцикличная, она имеет один полный цикл изменения ОС: увеличение от базовой ОС (левый край линзы) до максимального значения ОС (центральная зона линзы) и снижение обратно к базовой ОС (правый край линзы), как это показано на фиг.5,а. При этом разница между максимальной ОС и базовой ОС является амплитудой ОС HOPSA-линзы 6. Эта конструкция линзы обеспечивает один цикл напряжения/релаксации системы аккомодации, например, во время чтения каждой строки текста. При этом ширина текста должна соответствовать ширине рабочей зоны линзы. Отношение ширины текста, который виден сквозь прогрессивную зону, к полной ширине текста должно составлять приблизительно 0,8±0,1. В противном случае амплитуда ОС не будет использована полностью.

На фиг.12 представлен вариант HOPSA-линзы с тремя циклами изменения ОС. Показаны одна центральная N-зона 1, две боковые зоны N-1L и 1R (для левой и правой стороны, соответственно), две боковые зоны F 2, примыкающие к центральной зоне N 1, и две боковые F-зоны 2L и 2R (для левой и правой стороны, соответственно), удаленные от центральной N-зоны. Зоны 3 — это прогрессивные коридоры. Предпочтительные размеры (в мм) базовой линзы 10 также показаны на фиг.12. Распределение изменений ОС для этого варианта соответствует графику изменения ОС, изображенному на фиг.5,е (обозначения элементов одинаковы на всех фигурах).

Увеличение количества циклов направлено на максимальную эффективность НОРSA-линз, например, при чтении любого текста обычной ширины, таких как бумажные копии документов, или электронные документы на узком экране. В этом случае, весь текст виден только сквозь часть линзы. Фактически, в большинстве таких случаев используется 12-18 мм центральной зоны линзы. Сужение циклов позволяет совместить процесс тренировки с обычной обработкой документов. Пример HOPSA-линзы, содержащий 3 цикла изменения ОС, показан на фиг.5,е.

С другой стороны, увеличение количества циклов обеспечивает широкий выбор режимов тренировок систем аккомодации/вергенции. Количество циклов, как правило, целочисленное и нечетное. Для специальных нужд, таких как некоторые виды обучения, мультицикличная HOPSA-линза может содержать четное число циклов, например 2 или 4, или нецелое число, например 1,5 цикла.

Распределение ОС в HOPSA-линзе 6, содержащей два цикла изменения ОС, показано на фиг.5,д. Зона 1-N-зона, зоны 1L и 1R — это две боковые N-зоны (для левой и правой стороны соответственно), зоны 2 — F-зоны, зоны 3 — прогрессивные коридоры.

Распределение ОС в HOPSA-линзе 6, содержащей 1,5 цикла, изображено на фиг.5,ж. Зона 1 — N-зона, зоны 2 — F-зоны, зоны 3 — прогрессивные коридоры.

Частным случаем мультицикличной HOPSA-линзы является полуцикличная линза. На фиг.5,и приведен график распределения ОС в варианте HOPSA-линзы 6 с полупериодическим изменением ОС. Полуцикличная HOPSA-линза имеет одну N-зону 1 и одну F-зону 2. Эти зоны расположены симметрично относительно вертикальной оси симметрии линзы. Зоны 3 — прогрессивные коридоры.

HOPSA-линзы целенаправленно выполняются вертикально симметричными относительно горизонтального меридиана. Следовательно, любая обычная мультифокальная линза, будучи повернутой на 90°, имела бы вертикально асимметричную оптическую структуру, имеющую существенные отличия от патентуемой полуцикличной HOPSA-линзы.

2. Абсолютное значение амплитуды оптической силы.

Амплитуда ОС определяет интенсивность тренировок системы аккомодации. Следовательно, если HOPSA-линза предназначена лишь для поддержания текущего уровня аккомодационной способности (например, для лечения/предотвращения компьютерного зрительного синдрома (CVS), или для задержки развития пресбиопии), то амплитуды ОС величиной 0,5 D может быть достаточно, и число циклов может быть увеличено.

Если цель состоит в увеличении амплитуды аккомодации (например, для лечения аккомодационной дисфункции или недостаточности), то амплитуда ОС могут быть выбраны величиной 1,5 D, 2,0 D, и даже больше. При этом максимальное значение амплитуды ограничивается в основном назначением (которое, в свою очередь, определяется текущими значениями амплитуды аккомодации и других параметров), а также степенью зрительных деформаций (дисторсий линзы). Образец HOPSA-линзы с амплитудой ОС 1,0 D показан на фиг.5,а.

Уровень амплитуды ОС, достижимый с использованием современных технологий, составляет более 4,0 D, так что величина амплитуды ОС существенна лишь для мульти-цикличных HOPSA-линз. Предпочтительны для использования значения амплитуды 0,5-3,0 D (включая нецелочисленные значения).

3. Регулярность амплитуды оптической силы.

Значения амплитуд циклов мультицикличной HOPSA-линзы могут быть постоянными или переменными, как это показано на фиг.5,ж и на фиг.5,е, соответственно.

Можно назвать по меньшей мере две существенные причины для изменения амплитуды ОС. Во-первых, изменяющаяся амплитуда ОС позволяет разнообразить режимы тренировок системы аккомодации, обеспечивая мягкое переключение напряжения/релаксации наряду с умножением количества циклов напряжения/релаксации, в то время как центральная зона линзы (или прилегающей зоны) обеспечивает полную коррекцию для заданной дистанции вдоль прямого направления взгляда. Во-вторых, уменьшение амплитуды ОС вдоль главного меридиана в направлении периферии линзы частично компенсирует изменение вертексного расстояния (когда взгляд отклоняется от прямого направления) и косые аберрации линзы.

4. Направление прогрессивного увеличения (аддидации) ОС (ADD).

Направление изменения ОС может быть положительным, отрицательным или смешанным, в зависимости от целей обучения. На фиг.5,а направление изменения ОС линзы является примером положительного изменения. В этой линзе ОС увеличивается от базовой ОС (левый край линзы) до максимальной ОС (центральная зона линзы) и снижается обратно к базовой ОС (правый край линзы). Эта линза заставляет пациента увеличивать усилие аккомодации на левой и правой частях строк текста при чтении с неподвижной головой, и позволяет расслаблять аккомодацию на центральных частях строк текста. При этом полная коррекция на расстоянии для чтения достигается в центре линзы.

На фиг.5,б направление изменения ОС HOPSA-линзы 6 является примером отрицательного изменения, т.е. центральная зона 2 линзы является зоной для зрения вдаль (F-зоной). Эта линза позволяет пациенту расслаблять аккомодацию на левой и правой части строк текста и заставляет его увеличивать усилие аккомодации на центральной части строк текста. При этом полная коррекция на расстоянии для чтения достигается вблизи левого и правого краев линзы. Зоны 1 — это N-зоны, зоны 3 — прогрессивные коридоры.

Смешанные положительные и отрицательные направления изменения ОС могут иметь как моноцикличные, так и мультицикличные HOPSA-линзы. Такое выполнение линз в основном предназначено для одновременной тренировки способности пациента к аккомодации и дисаккомодации.

5. Разница между левой и правой HOPSA-линзами.

Поверхности HOPSA-линз для бинокулярных тренировок могут быть одинаковыми либо индивидуальными для левого и правого глаза. Если HOPSA-линзы предназначены для тренировок зрения вдаль — разница незначительна. Однако для тренировок зрения вблизь (на расстоянии порядка 40 см для чтения) эта разница значительна и важна.

Установка левой и правой линзы с должным учетом коррекции межзрачкового расстояния для расстояния чтения (т.е. когда расстояние между корреспондирующими точками левой и правой линзы равно межзрачковому расстоянию для близи) обеспечивает идентичные рефракции для обоих глаз только в прямом направлении взгляда. Отклонение взгляда от прямого направления влечет за собой неравенство условий рефракции для левого и правого глаза. Разница главным образом касается неравенства оптической силы и требуемой конвергенции. Эта разница может быть использована для целей тренировок или может быть устранена путем использования индивидуально вычисляемых поверхностей для левой и правой HOPSA-линзы. Известная современная технология расчета поверхностей прогрессивных линз с горизонтальной симметрией вполне применима для этих целей. Суть процесса тренировки заключается в том, что динамические изменения условий рефракции для левого и правого глаза влекут за собой динамическую адаптацию системы зрения к этим изменениям и соответствующие изменения в нагрузках аккомодации и вергенции.

Важным является требование, чтобы зрительная система пациента была в состоянии поддерживать бинокулярную фокусировку и способность к фузии, даже если для этого будет необходимо кратковременно полностью задействовать резервы аккомодации и фузионные резервы.

HOPSA-линза имитирует изменение расстояния от глаз до зрительной цели в зависимости от угла взгляда по отношению к прямому направлению. Глядя на монитор сквозь реальные HOPSA-линзы, пациент воспринимает поверхность монитора слегка искаженной. На фиг.6,а и 6,б показано, как зрительное восприятие расстояния изменяется при поперечном смещении точки фиксации. Так, пациент в HOPSA-линзах с положительной амплитудой, соответствующих фиг.5,а, воспринимает плоскую поверхность монитора 7, как если бы она была слегка выпуклой, как показано на фиг.6, а. При этом образующая линия 8 показывает воспринимаемую глазом 11 кривизну — в действительности плоской поверхности 7. Плоский монитор выглядит так, как если бы это был монитор старого стиля с выпуклым экраном. При этом аккомодационные запросы для горизонтально смещающихся точек на мониторе соответствуют мнимой поверхности, формируемой образующей 9. Фиг.6,б иллюстрирует эффект имитации изменяющейся дистанции для HOPSA-линз, равной ОС с отрицательной амплитудой.

На фиг.6,б изображена HOPSA-линза, в которой центральная зона линзы является зоной для зрения вдаль 2 (F-зона) с распределением изменения ОС, показанным на фиг.5,б, в то время как боковые зоны 1 — это зоны для зрения вблизь (N-зоны). При этом образующая линия 8 показывает воспринимаемую глазом 11 кривизну плоской поверхности 7. Аккомодационные запросы для горизонтально смещающихся точек на мониторе соответствуют мнимой поверхности, формируемой образующей линией 9.

Фиг.7 иллюстрирует динамику аккомодационных откликов для левого и правого глаза во время бинокулярного зрительного изучения поверхности монитора 7, соответствующую схеме, изображенной на фиг.6,а при горизонтальном смещении точки фиксации. Линии 15 и 14 представляют собой аккомодационные отклики для невооруженных левого и правого глаза, соответственно. Линии 12 и 13 представляют собой естественные аккомодационные отклики левого и правого глаза соответственно, для кривизны поверхности монитора, воспринимаемой в положительных HOPSA-линзах 6. Линии 16 и 17 представляют реальные аккомодационные отклики на аккомодационные запросы, искусственно формируемые положительными HOPSA-линзами.

Фиг.8 иллюстрирует соответствующую динамику конвергенции. Линия 19 представляет динамику конвергенции для невооруженных глаз. Линия 18 представляет естественную конвергенцию для кривизны поверхности монитора, воспринимаемой в положительных HOPSA-линзах 6. Линия 20 представляет реальную динамику конвергенции, искусственно формируемую положительными HOPSA-линзами.

Динамически и периодически изменяющаяся разница между запросом аккомодационной конвергенции и реальным фузионным запросом обусловливает возможность для тренировки конвергенции. Предварительные клинические результаты исследования (4 пациента, длительность 2,5-4 месяца) позволили предположить, что намеренно некомпенсированные различия в условиях рефракции для левого и правого глаза с использованием идентичных HOPSA-линз могут стать эффективным дополнительным инструментом для зрительных тренировок.

Устранение разницы в условиях рефракции может быть достигнуто с помощью технологии «free-form», в частности, с использованием известных методов создания линз с такой формой поверхностей, при которой горизонтальная симметрия и призматический баланс поддерживаются для левого и правого глаза (см. патент US 4786160, Fuёter, 22.11.1988). Поверхности левой и правой линзы вычисляются с использованием этого хорошо известного метода (или аналогичного), который может обеспечить конгруэнтность оптической силы и/или неизменность конвергенции для каждой точки главного меридиана, для заданной дистанции зрительной тренировки.

Фиг.9 иллюстрирует смещение зоны фиксации 23 во время чтения текста. Соответствующие изменения в конвергенции 21 и аккомодационном отклике 22 составляют основу тренировки систем аккомодации и конвергенции наряду с улучшением фузионной способности.

Конкретная реализация данного изобретения может быть представлена аппаратом для тренировки систем аккомодации и конвергенции пациента, причем тренировка проводится для пациента, находящегося на определенном расстоянии от зрительной цели. Вышеупомянутый аппарат включает в себя:

— устройство фиксации, пригодное для позиционирования линз перед глазами пациента,

— левую HOPSA-линзу, имеющую первую поверхность, а также

— правую HOPSA-линзу, имеющую вторую поверхность;

левая и правая HOPSA-линзы должным образом закреплены в устройстве фиксации; при этом первая поверхность и вторая поверхность индивидуально сконфигурированы таким образом, что в основном обеспечивают конгруэнтность оптической силы для каждой точки фиксации во время тренировки, или в основном обеспечивают неизменность конвергенции для каждой точки фиксации во время тренировки.

6. Распределение оптических свойств между обеими сторонами линзы

Существуют две основные причины для использования более чем одной поверхности для реализации оптических свойств HOPSA-линзы: если длина линзы вдоль главного меридиана недостаточна, чтобы соответствовать необходимому количеству циклов (это касается только мультицикличных HOPSA-линз); если применяется объединение оптических свойств HOPSA-линзы и обычной базовой рефракционной коррекции (для подробного описания этого вопроса — см. пп.(10) и (11) ниже).

Технологически достижимая длина прогрессии прогрессивной линзы с коротким коридором составляет менее 14 мм для ADD = 3,0 D и менее 10 мм для ADD = 1,0 D. Прогрессивная зона полного цикла изменения ОС будет занимать 28 мм (ADD = 3,0 D) или 19 мм (ADD = 1,0 D) вдоль горизонтального меридиана. Таким образом, для моноцикличной HOPSA-линзы размером 40×10 мм, один полный цикл может быть наверняка размещен с использованием только одной поверхности линзы, даже для максимально достижимой величины аддидации. До 1,5 циклов могут быть размещены, если ADD = 3,0 D, и до 2,0 циклов — если ADD = 1,0 D — для мультицикличных HOPSA-линз. Снижение амплитуды мультицикличных HOPSA-линз позволяет вместить до 3-х циклов при заданных выше размерах. Например, 3 полных цикла с амплитудами 0,6 D; 1,0 D; 0,6 D могут быть размещены на 38 мм длины главного меридиана.

Использование обеих поверхностей линзы (внутренней и внешней) расширяет возможности для изготовления мультицикличных HOPSA-линз. Например, центральный цикл может быть сформирован на внутренней поверхности линзы, в то время как два боковых цикла — на внешней поверхности. Циклы, сформированные на внутренней и внешней сторонах, могут частично перекрывать соседние. При этом перекрытие может обеспечить мягкий или жесткий переход. Мягкость переходов имеет большое значение для значений ADD 1,0 D; для значений ADD