BR102017005743A2 - Positive lenses pulsed for control of miopia, increased depth of focus and correction of presbiopia - Google Patents

Abstract

lentes positivas pulsadas para controle de miopia, profundidade aumentada de foco e correção de presbiopia. a presente invenção se refere a lentes oftálmicas que incorporam propriedades multifocais com o propósito de diminuir, retardar, controlar ou evitar o desenvolvimento ou progressão de miopia, corrigir visão presbiópica ou permitir comprimento estendido do foco. a lente tem foco ajustável eletronicamente controlado onde a alteração no foco oscila tão rapidamente que ela é imperceptível para a visão humana.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTES POSITIVAS PULSADAS PARA CONTROLE DE MIOPIA, PROFUNDIDADE AUMENTADA DE FOCO E CORREÇÃO DE PRESBIOPIA".

REFERÊNCIA REMISSIVA AOS PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRE-LATOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório US n°62/311.485 depositado em 22 de março de 2016. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da invenção [002] A presente invenção refere-se a lentes oftálmicas e, mais particularmente, a lentes de contato projetadas para desacelerar, retardar, ou evitar a progressão de miopia, para melhorar a profundidade de foco do olho ou para fornecer uma correção para presbiopia. As lentes oftálmicas da presente invenção utilizam elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade para exibir períodos (pulsos) curtos de potências ópticas ou designs ópticos alterados ao olho humano, para fornecer um sinal de bloqueio ao crescimento do olho ou para aumentar a profundidade de foco do olho. Exemplos de tais elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade incluem um modulador espacial de luz (SLM) transmissivo (de cristal líquido) ou elementos ópticos líquidos eletrostáticos variáveis, como uma lente imersa em óleo/água.

Discussão da técnica relacionada [003] As condições comuns que levam a acuidade visual reduzida são miopia e hipermetropia, para as quais as lentes corretivas na forma de óculos, ou lentes de contato rígidas ou suaves, são prescritas. As condições são geralmente descritas como o desequilíbrio entre o comprimento do olho e o foco dos elementos ópticos do olho. Os olhos miópicos focam na frente do plano retiniano e os olhos hiperme-tropes focam atrás do plano retiniano. A miopia se desenvolve tipica- mente devido ao fato de que o comprimento axial do olho cresce e se torna mais longo do que o comprimento focal dos componentes ópticos do olho, ou seja, o olho cresce demais. Tipicamente, a hiperme-tropia se desenvolve porque o comprimento axial do olho é muito curto em comparação ao comprimento focal dos componentes ópticos do olho, ou seja, o olho não cresce o suficiente.

[004] Conforme observado, a miopia tipicamente ocorre devido ao crescimento axial ou alongamento do olho excessivos. Hoje em dia, é geralmente aceito, primariamente pela pesquisa com animais, que o crescimento axial do olho pode ser influenciado pela qualidade e pelo foco da imagem retiniana. Experimentos realizados em uma faixa de diferentes espécies de animais, que utilizaram inúmeros paradigmas experimentais diferentes, ilustraram que alterar a qualidade de imagem retiniana pode levar a mudanças consistentes e previsíveis no crescimento do olho.

[005] Além disso, o desfocamento da imagem retiniana tanto em aves quanto em modelos de animais primatas, através de lentes positivas (desfocamento míope) ou lentes negativas (desfocamento hiper-metrópico), é conhecido por levar a mudanças previsíveis (em termos tanto de direção quanto de magnitude) no crescimento de olho, o que é consistente com os olhos crescerem para compensar pelo desfocamento imposto. Foi mostrado que as alterações no comprimento do olho associadas ao embaçamento óptico são moduladas por alterações tanto no crescimento da esclera quanto na espessura da coroide. O embaçamento com lentes positivas, o que leva ao embaçamento miópico e a uma diminuição na taxa de crescimento escleral, resulta no desenvolvimento de erros refrativos hipermetrópicos. O embaçamento com lentes negativas, o que leva a um embaçamento hiperme-trópico e a um aumento na taxa de crescimento escleral, resulta no desenvolvimento de erros refrativos miópicos. Pode-se constatar que essas mudanças de crescimento de olho em resposta ao desfocamen-to de imagem retiniana são em grande parte mediadas por meio de mecanismos retinianos locais, visto que mudanças de comprimento de olho ainda ocorrem quando o nervo óptico está danificado, e demonstrou-se que impor o desfocamento em regiões retinianas locais resulta em um crescimento de olho alterado localizado somente naquela região retiniana específica.

[006] Em seres humanos há tanto evidência indireta quanto direta que ampara a noção de que a qualidade de imagem retiniana pode influenciar o crescimento do olho. Constatou-se que uma variedade de diferentes condições oculares, todas as quais levam a uma perturbação na visão de formas, tal como ptose, catarata congênita, opacidade corneana, hemorragia vítrea e outras doenças oculares, está associada ao crescimento anormal do olho em seres humanos jovens, o que sugere que alterações relativamente grandes na qualidade de imagem retiniana de fato influenciam o crescimento do olho em indivíduos humanos. A influência de mudanças de imagem retiniana mais sutis no crescimento do olho em seres humanos também foi suposta com base nos erros ópticos no sistema com foco em ser humano durante uma atividade relacionada a enxergar de perto que podem fornecer um estímulo para o crescimento do olho e o desenvolvimento de miopia em seres humanos. A miopia tem uma alta taxa de prevalência em muitas regiões do mundo. De maior preocupação com essa condição é a possível progressão continuada para miopia alta, por exemplo, maior que cinco (5) ou seis (6) dioptrias, o que afeta drasticamente a capacidade funcional de uma pessoa de realizar suas atividades sem auxílios ópticos. A miopia alta é também associada a um risco aumentado de doença retiniana, catarata e glaucoma.

[007] Lentes oftálmicas corretoras são utilizadas para alterar o foco bruto do olho para produzir uma imagem mais nítida no plano da retina, através do deslocamento do foco da frente do plano retiniano para corrigir miopia, ou de trás do plano da retina para corrigir hiper-metropia, respectivamente. No entanto, a abordagem corretiva para essas condições não trata a causa da condição, mas, sim, é meramente prostética ou destinada apenas a tratar os sintomas. Várias abordagens para diminuir a progressão da miopia se baseiam na introdução de potência positiva adicional em alguma região da lente, como uma lente de contato bifocal e/ou multifocal concêntrica. Por exemplo, no pedido de patente publicado US20160054588, que é de propriedade do requerente e aqui incorporado a título de referência, a lente tem uma zona central com potência negativa para correção de visão miópi-ca, a qual é circundada por uma zona de tratamento que tem um perfil de potência que aumenta da margem externa da zona central até a zona de tratamento de até +5 dioptrias de potência. Essa potência óptica positiva adicional na zona de tratamento fornece o sinal para reduzir a velocidade de crescimento do olho; enquanto que a zona central com potência negativa fornece a correção de visão miópica. Para boa visão, a lente precisa fornecer, também, correção ótima da visão à distância (longe) em alguma região da lente. Em um exemplo simples, um design bifocal concêntrico com duas zonas pode ter uma correção re-frativa para a zona central para visão à distância e uma zona concêntrica externa de potência positiva adicional que visa diminuir o crescimento do olho. Um design óptico como esse diminui ligeiramente a acuidade visual e a sensibilidade ao contraste, uma vez que nem toda luz que passa através da entrada da pupila do usuário estará em foco na mesma distância focal (ou plano) no interior do olho.

[008] Uma outra abordagem considera a resposta do olho à distribuição espectral da luz. A patente US n°5.838.4 19 utiliza filtros ópticos ou tonalizadores em dispositivos oculares para deslocar ou desviar a distribuição espectral da luz que entra no olho sobre a retina. Especi- ficamente, a correção de miopia, é obtida com o uso de filtros azuis que deslocam a distribuição espectral na direção dos comprimentos de onda visíveis curtos. Da mesma forma, filtros vermelhos podem ser usados para tratar hipermetropia. Embora essa abordagem possa ser útil para correção refrativa, ela não trata a progressão da miopia.

[009] Dispositivos oculares, como óculos com fontes de luz para fornecer um efeito terapêutico, também foram sugeridos, como no pedido de patente publicado US US20090192437, que descreve um dispositivo fotoativador ocular que pode ser usado junto ao corpo. Esse dispositivo é usado por um paciente de modo similar ao uso de óculos, e o dispositivo tem uma fonte de luz capaz de ser direcionada para o olho durante o uso do mesmo. Tanto a potência quanto o comprimento de onda da luz podem ser ajustados. Isto é tipicamente feito em combinação com agentes terapêuticos que são ativados pela fonte de luz (isto é, fototerapia parece ser o foco desse pedido de patente). Embora os inventores desse pedido afirmem que a luz pode ser administrada sozinha para propósitos terapêuticos, nenhuma descrição adicional ou menção ao método de tratamento é fornecida. Os inventores mencionam o benefício da exposição da córnea do olho à luz de um comprimento de onda específico por um período de tempo mais longo do que é conveniente para o indivíduo que permanece imóvel, (por exemplo: > 10 segundos, > 20 segundos, ... > do que 2 minutos). Isto é, presumivelmente, para o indivíduo a ser tratado enquanto ele usa os óculos e realiza outras funções em vez de permanecer sentado imóvel junto a uma peça de equipamento enquanto a luz é direcionada ao olho. Eles também indicam que a luz pode ser "pulsada" e explicam que isso pode ser vantajoso pelo fato de que a potência de pico pulsada é maior que a potência média durante exposição contínua. Em seu pedido, nenhuma menção ao tratamento de miopia é revelada, o foco da modulação é o comprimento de onda obtido com uma fonte de luz artificial, e o uso do termo "potência" refere-se à intensidade e não a dioptrias. Os inventores também não abordam a frequência e duração da terapia de luz, mas se focam em agentes terapêuticos fotoativos.

[0010] A patente US n° 8.764.185 revela um dispositivo montável sobre os olhos com uma fonte de luz direcionada para a retina, no qual a fonte de luz acoplada a um sistema de circuitos é configurada para ser modulada. A modulação pode ser na forma de cor, brilho, intensidade, ou duração, entretanto, nesse caso, a finalidade é enviar uma mensagem ao usuário. Os inventores da patente ’185 revelam uma forma de modulação que fornece uma série de pulsos de luz, como código Morse, que durante a operação têm o propósito de se comunicar com o usuário, e cujas pulsações são compreensíveis e discerní-veis pelo usuário do dispositivo. Um aspecto fundamental da paten-te’185 e de técnica similar, como um grupo, é que a fonte de luz é artificial e incluída como parte do próprio dispositivo, diferente da invenção do requerente, que utiliza luz incidente que passa através da lente e não precisa, portanto, de uma fonte de luz artificial, embora uma fonte de luz artificial, se desejado na invenção pelo requerente, possa ser usada. Além disso, o objetivo da patente’185 é permitir que o usuário perceba totalmente os pulsos e compreenda a mensagem subjacente seja essa através de código morse, como revelado pelos inventores, ou por outros meios adequados. Isto é contrário à invenção dos requerentes e descreve, portanto, uma solução diferente para o problema. De acordo com a invenção do requerente, a pulsação de luz, a uma frequência alta o suficiente para não ser percebida pelo cérebro (acima da taxa crítica de fusão da cintilação luminosa ou "flicker"), mas suficiente para ser percebida pela retina, e um foco adequado ou uma potência adequada é vital para um tratamento eficaz e, do conhecimento do requerente, é novo e está em oposição direta ao uso de luz pulsada como o meio de comunicação perceptível para o usuário.

[0011] Na patente US n° 9.289.623, de propriedade d o requerente e incorporada à presente invenção a título de referência, um dispositivo oftálmico energizado sob a forma de uma lente de contato utiliza uma fonte de luz para tratar os sintomas associados ao distúrbio afetivo sazonal. O uso de "fototerapia inteligente" é revelado, o que significa que a presença de um processador permite a análise de dados os quais podem, então, ser usados para ajustar a programação ou funções da fototerapia, como, entre outras, frequência, duração, comprimento de onda, tempo de exposição, potência dióptrica, e intensidade.

[0012] Na patente US n°4.279.474, uma lente de óculos de vidro utiliza uma camada de cristal entre as duas porções para compensar a lente de vidro. O objetivo da patente ’474 foi limitar os níveis de luz transmitidos através da lente de óculos acima de um limite especificado (isto é, óculos de sol de cristal líquido). Os inventores da patente ’474 revelam que o uso de uma camada de cristal líquido causa uma resposta mais rápida do que a tecnologia fotocrômica usada sozinha e que seria, portanto, preferível não apenas por seu tempo de resposta reduzido, mas também por ser capaz de atingir uma recuperação mais rápida de volta para o estado original quando se retorna para um ambiente interno. Embora os inventores da patente ’474 afirmem que um objetivo adicional da invenção seja fornecer uma lente terapêutica tendo uma densidade controlada continuamente variável, pouca ou nenhuma informação adicional é fornecida no relatório descritivo. Também, nenhuma menção é feita sobre a modulação de potência dióptrica ou qualquer discussão adicional sobre a progressão da miopia presente.

[0013] O uso de cristais líquidos incorporados em lentes de contato é uma inovação bem recente. Na patente US n° 8.5 42.325 um suprimento de cristais líquidos, nesse caso, de cristais líquidos termográ-ficos, é usado para alterar a cor de uma lente de contato, ativado por uma alteração na temperatura. Na patente US n° 9.15 5.614, um elemento eletroativo é incorporado em um elemento óptico refrativo flexível. A combinação de materiais condutores flexíveis e cristal líquido possibilita um índice de refração alterável, que permite corrigir erros de refração do olho.

[0014] Na patente US n°8.906.088, de propriedade do requerente e aqui incorporada a título de referência, um dispositivo oftálmico de foco variável que inclui elementos de cristal líquido e combinado com uma fonte de energia é usado para controlar eletricamente características refrativas. Uma lente de cristal líquido pode fornecer um índice de refração variável eletricamente para luz polarizada incidente sobre seu corpo. Uma combinação de duas lentes onde o eixo geométrico de polarização é girado na segunda lente em relação à primeira lente possibilita um elemento de lente que pode ser capaz de variar o índice de refração para luz não polarizada ambiente. Combinando-se camadas de cristal líquido eletricamente ativas com eletrodos, pode-se atingir uma entidade física que pode ser controlada aplicando-se um campo elétrico ao longo dos eletrodos. Se uma camada dielétrica está presente na periferia da camada de cristal líquido, então, o campo através da camada dielétrica e o campo através da camada de cristal líquido podem se combinar no campo através dos eletrodos. Em um formato tridimensional a natureza da combinação dos campos através das camadas pode ser estimada com base nos princípios da eletrodinâmica e a geometria da camada dielétrica e a camada de cristal líquido. Se a espessura elétrica eficaz da camada dielétrica é produzida de uma maneira não uniforme, então o efeito de um campo através dos eletrodos pode ser "formatado" pelo formato eficaz do dielétrico e cria alterações formatadas dimensionalmente no índice de refração nas camadas de cristal líquido. Em algumas modalidades exemplificadoras, a tal formatação pode resultar em lentes que têm a habilidade de adotar características focais variáveis. Pode-se derivar uma modalidade alternativa exemplificadora quando o elemento físico de lentes que contêm as camadas de cristal líquido é, em si, conformado para ter características focais diferentes. O índice de refração eletricamente variável de uma camada de cristal líquido pode, então, ser usado para introduzir alterações nas características focais da lente com base na aplicação de um campo elétrico ao longo da camada de cristal líquido através do uso de eletrodos. O formato que a superfície frontal de confi-namento faz com a camada de cristal líquido e o formato que a superfície posterior de confinamento faz com a camada de cristal líquido podem determinar, até primeira ordem, as características focais do sistema.

[0015] Claramente a sofisticação e o uso de componentes, como cristais líquidos, conjuntos de circuitos e fontes de energia, recentemente, expandiram significativamente a aplicação potencial de produtos oftálmicos energizados ou motorizados que podem agora desempenhar uma variedade de funções.

[0016] A patente US n° 6.511.175 se refere ao tratamento de am-bliopia em crianças, também conhecida como "olho preguiçoso". Nessa patente, óculos de proteção ou óculos são equipados com lentes de cristal líquido que são seletivamente tornadas opacas sobre o olho forte para forçar o usuário ou a criança a exercitar o fraco olho. A patente ’175 revela o uso de um gerador de pulsos de frequência variável para cronometra as transições da lente LCD do estado opaco para o estado transparente. A patente ‘175 também revela que a frequência dessas transições é maior que taxa de fusão de cintilação, que na patente foi identificada como sendo, genericamente, de cerca de 60 Hz. É importante notar que o limiar de fusão de cintilação é um valor estatístico e não uma quantidade absoluta, e pode variar com o comprimento de onda, o brilho ou a iluminação. Esse valor pode também ser diferente, dependendo de onde a iluminação ocorre dentro da retina, bem como ser afetado pela fadiga do indivíduo. Embora a invenção do requerente também depende do uso de uma frequência acima da taxa de fusão de cintilação, a invenção do requerente modula a potência dióptrica, isto é, altera o foco e desfoca a imagem transmitida em uma frequência acima da taxa de fusão da cintilação para tratar a progressão de miopia. Os inventores da patente ’175 modularam a passagem da imagem inteira transmitida através da lente, alternando entre oclusão ou bloqueio da imagem transmitida com a da transmissão da imagem através da lente para tratar ambliopia. A invenção do requerente é diferente e distinta da patente ’175, pois de acordo com a invenção do requerente, a imagem é transmitida continuamente através da lente, porém, a imagem ou a qualidade da imagem se alterna entre os estados de focagem e desfocagem, visto que é a presença do estado fora de foco que envia o sinal de moderação do crescimento ocular.

[0017] Em um recente artigo publicado em 15 de setembro de 2016 (Papadatou et al., "Temporal Multiplexing with Adaptive Optics for Simultaneous Vision", Biomedical Optics Express, vol. 7, n°10 (outubro de 2016), os pesquisadores indicaram que embora visão simultânea com multiplexação temporal pode ser obtida artificialmente com dispositivos optoeletrônicos de alta velocidade, eles também afirmam que seu uso prático é limitado. Os autores indicaram que devido a considerações de peso e tamanho, bem como à necessidade de uma fonte de energia, esse uso é mais limitado a testes de desempenho visual.

[0018] Na patente US n° 7.423.801, os inventores revelam uma lente multifocal com um dispositivo de modulação focal optoeletrônico que compreende células de cristal líquido, encapsuladas no corpo da lente, cujo propósito é comutar entre dois ou mais estados focais, um estado de foco para perto e um estado de foco distante, em contraste com as lentes multifocais convencionais que focam simultaneamente objetos de perto e de longe sobre a retina. Embora a patente ’801 revele dois estados de foco (isto é, próximo e distante) ela não considera uma desfocamento intencional para controlar a progressão de miopia.

[0019] Enquanto muitos dos designs discutidos anteriormente são extremamente sofisticados, entretanto, eles não preveem o uso artificial e proposital de um sistema de controle e de cristais líquidos para modular temporariamente a imagem retiniana transmitida com o propósito de tratar com eficácia a progressão da miopia e, ao mesmo tempo, minimizar o impacto à imagem vista. Consequentemente, existe uma necessidade de um design de lente que seja capaz de desacelerar a progressão da miopia, que não diminua consideravelmente a acuidade visual e a sensibilidade ao contraste em comparação aos designs ópticos convencionais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0020] A presente invenção fornece um design de lente pulsada positiva para controle de miopia, profundidade melhorada do foco e correção de presbiopia que supera as limitações da técnica anterior, conforme apresentado resumidamente acima. De acordo com a presente invenção, através da modulação temporária da imagem retiniana transmitida, ou uma porção da mesma, em termos de potência/foco para obter uma desfocamento temporário imperceptível para o cérebro, durante um período que é terapeuticamente eficaz para a retina, é possível mitigar uma progressão adicional da miopia em um olho, que tem efeito sobre o crescimento do olho.

[0021] De acordo com um aspecto, a presente invenção se refere a um sistema de lente oftálmica. O sistema de lente oftálmica inclui meios para oscilar eletronicamente o foco de luz que entra na retina, o qual foco é temporariamente modulado a um nível que é imperceptível para o usuário da lente e, ao mesmo tempo, fornece uma visão aceitá- vel de perto e de longe em ambas as distâncias de visão. O sistema de lentes oftálmicas compreende uma primeira lente, um elemento óptico de foco variável dentro da lente, o qual elemento óptico de foco variável é capaz de ser ajustado, um controlador para controlar o elemento óptico de foco variável tendo um ciclo de trabalho selecionável, e uma fonte de energia para o elemento óptico variável e o controlador. Opcionalmente o sistema pode também conter uma fonte de luz artificial.

[0022] As lentes oftálmicas da presente invenção utilizam elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade para exibir períodos (pulsos) curtos de potências ópticas ou designs ópticos alterados ao olho humano, os quais períodos ou pulsos curtos têm o efeito de fornecer um sinal de bloqueio ao crescimento ocular (redução da progressão da miopia) e/ou de aumentar a profundidade de foco do olho. Exemplos de tais elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade incluem um modulador espacial de luz (SLM) transmis-sivo (de cristal líquido) ou elementos ópticos líquidos eletrostáticos variáveis, como uma lente imersa em óleo/água.

[0023] A lente oftálmica inclui, em sua zona óptica primária, elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade que são eletronicamente sintonizáveis e programáveis. Embora forneçam correção ótima à distância, os elementos ópticos ajustáveis de alta velocidade, de acordo com a presente invenção, também induzem potências pulsadas positivas imperceptíveis para criar temporariamente um desfocamento miópico na frente da retina. Princípios fundamentais a considerar para o controle eficaz de miopia que ao mesmo tempo fornecem visão satisfatória incluem a garantia de visão à distância adequado de, em geral, 20/25 ou melhor, com um mínimo de artefatos indesejáveis na imagem. Adicionalmente, para controlar a progressão adicional da miopia, a qualidade da imagem em frente da retina preci- sa sempre ser superior à qualidade da imagem atrás da retina quando um objeto é visto a qualquer distância e através de qualquer tamanho de pupila. Por fim, a qualidade da imagem sobre a retina precisa sempre ser superior à qualidade da imagem na frente ou atrás da retina.

[0024] Para assegurar um efeito terapêutico, a razão entre o período de potência positiva e o de correção ótima à distância varia em uma faixa de cerca de cinco a noventa por cento. A razão de potências diferentes pode também ser definida pelo ciclo de trabalho, que é a razão entre o período de potência positiva exibido em uma unidade de período de tempo. Por exemplo, exibição de uma potência positiva durante um total de 100 ms em qualquer 1 segundo do período total é um ciclo de trabalho de 10 por cento. Isto acontece se a porção de 100 ms é contínua e ocorre uma vez a cada segundo, ou intermitente ocorrendo várias vezes durante o período de 1 segundo, desde que a duração cumulativa seja de 100 ms durante o período de 1 segundo. Em qualquer caso, ambas as situações têm um ciclo de trabalho de 10 por cento e podem ser terapeuticamente eficazes, entretanto, de acordo com a presente invenção, os requerentes descobriram que, em um dado ciclo de trabalho, com pulsação intermitente, o impacto negativo da imagem vista pode ser minimizado. Alternativamente, a presença de um controlador permite, também, modular o comprimento de onda e a intensidade de uma maneira similar. Cada uma dessas abordagens pode também ter um efeito terapêutico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] O supracitado, bem como outros recursos e vantagens da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica, apresentada a seguir, das modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos em anexo.

[0026] A Figura 1 é uma representação diagramática do método de exibição pulsado positivo com potência positiva e potência de plano alternativamente exibido pelos elementos ópticos transmissíveis de alta velocidade, de acordo com a presente invenção.

[0027] A Figura 2 é uma representação dos dois ciclos de trabalho equivalentes mas diferentes ciclos de trabalho do método de exibição de pulso que resulta em um ciclo de trabalho de 10%, de acordo com a presente invenção.

[0028] As Figuras 3A e B são representações gráficas do impacto da exibição pulsada de uma potência positiva de +3 D sobre o desempenho da visão, com a alteração de acuidade visual (VA) em LogMAR em função do ciclo de trabalho ilustrada na Figura 3A e com a alteração do contraste de Weber em função do ciclo de trabalho ilustrada na Figura 3B, de acordo com a presente invenção.

[0029] A Figura 4 ilustra uma porção de uma óptica variável de uma lente arqueada de menisco, líquido de acordo com a presente invenção.

[0030] A Figura 5 mostra uma porção de uma óptica variável com uma camada de cristal líquido, de acordo com a presente invenção.

[0031] A Figura 6 mostra a alteração no comprimento do olho em relação a uma faixa de potências dióptricas.

[0032] A Figura 7a mostra um gráfico do produto de o ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva (isto é, embaçamento induzido) em unidades de dioptrias*por cento comparado à perda da acuidade visual.

[0033] A Figura 7b mostra um gráfico do produto de o ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva (isto é, embaçamento induzido) em unidades de dioptrias*por cento comparado à sensibilidade ao contraste.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0034] À medida que os dispositivos eletrônicos continuam a ser miniaturizados, está se tornando cada vez mais provável a criação de dispositivos microeletrônicos com tecnologia para serem usados junto ao corpo em uma variedade de usos. Tais usos podem incluir o monitoramento de aspectos da química do corpo, administração de dosa-gens controladas de medicamentos ou agentes terapêuticos através de vários mecanismos, inclusive automaticamente, em resposta a medições, ou em resposta a sinais de controle externos, e aumento do desempenho de órgãos ou tecidos. Exemplos de tais dispositivos incluem bombas de infusão de glicose, marca-passos, desfibriladores, dispositivos de auxílio ventricular e neuroestimuladores. Um campo de aplicação novo e particularmente útil é o das lentes oftálmicas, incluindo de lentes usáveis como óculos e lentes de contato, bem como de lentes implantáveis, como onlays, inlays (implantes corneanos) e lentes intraoculares (IOL’S). Por exemplo, uma lente com tecnologia para ser usada junto ao corpo pode incorporar um conjunto de lentes com foco eletronicamente ajustável para aumentar ou aprimorar o desempenho do olho. Tal lente eletrônica de foco eletrônico, por exemplo, uma que utiliza uma tecnologia de cristal líquido ou menisco líquido, pode precisar de uma tensão de ativação suficiente para causar uma alteração na potência óptica. Dependendo dos parâmetros de design, essa lente pode também ter uma capacitância inerente, que precisa ser carregada e descarregada. Dessa forma, para alternar o foco de maneira mais rápida do que o limiar de cintilação, o conjunto de circuitos de acionamento eletrônico precisa "puxar para baixo" ("sink") e fornecer ("source") corrente de maneira rápida o suficiente para alternar a lente entre as tensões associadas ao foco de perto e de longe considerando a capacitância da lente. Muitas técnicas podem ser consideradas para satisfazer esses critérios, incluindo aquelas mencionadas na patente US n° 9.351.827 de propriedade do requerente e incorporadas à presente invenção a título de referência.

[0035] Nesse exemplo, os componentes eletrônicos podem ser encapsulados/embutidos no corpo da lente, que é adaptado para se ajustar sobre a superfície da córnea do olho como uma lente de contato. Em um exemplo alternativo, o corpo da lente com os componentes eletrônicos embutidos pode ser adaptado mediante a adição de elementos hápticos integrados com o corpo da lente e ser implantado como uma lente intraocular. Em um outro exemplo, com ou sem foco ajustável, uma lente de contato com tecnologia para ser usada junto ao corpo pode incorporar sensores eletrônicos para detectar concentrações de produtos químicos específicos no filme pré-corneal (lacri-mal). O uso de elementos eletrônicos integrados em um conjunto de lente introduz um requisito em potencial para comunicação com os elementos eletrônicos, para um método de energização e/ou reenergi-zação dos elementos eletrônicos, para interconexão dos elementos eletrônicos que incluem circuitos de gerenciamento de energia ou controle de energia, para detecção e/ou monitoramento interno e externo e para o controle dos eletrônicos e da função geral da lente.

[0036] As lentes de contato convencionais são estruturas poliméri-cas com formatos específicos colocadas sobre o olho para corrigir vários problemas de visão, como apresentado resumidamente acima. As lentes de óculos convencionais tipicamente compreendem estruturas poliméricas com formatos específicos para corrigir vários problemas de visão conforme descrito resumidamente acima e são presas no lugar por meio de armações. As lentes intraoculares convencionais são estruturas poliméricas com elementos hápticos integrados para prender a lente no interior da cápsula da lente após a remoção da lente do cristalino humano. Para se obter funcionalidade aperfeiçoada, vários circuitos e componentes precisam ser integrados a estas estruturas poliméricas e/ou armações. Por exemplo, circuitos de controle, microprocessadores, dispositivos de comunicação, alimentadores, sensores, atua-dores, diodos emissores de luz e antenas em miniatura podem ser in- tegrados em lentes de contato ou lentes intraoculares através de componentes optoeletrônicos construídos sob medida, não apenas para corrigir a visão, mas para melhorar a visão assim como fornecer funcionalidade adicional, conforme é explicado na presente invenção. Além disso, moduladores espaciais de luz, conforme explicado em maiores detalhes posteriormente, podem também ser incorporados nas lentes oftálmicas. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas, as lentes ou óculos intraoculares podem ser projetadas para fornecer uma visão melhorada através dos recursos de ampliação e redução, ou simplesmente pela modificação das capacidades refrativas das lentes. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas, as lentes ou óculos intraoculares podem ser projetadas para melhorar a cor e a resolução, mostrar informações de textura, traduzir a fala em legendas em tempo real, oferecer indicações visuais em um sistema de navegação, fornecer processamento de imagens e mesmo acesso à internet.

[0037] As lentes podem ser projetadas para permitir que o usuário enxergue em condições de baixa luminosidade. Os elementos eletrônicos e/ou a disposição de elementos eletrônicos adequadamente projetados nas lentes podem possibilitar a projeção de uma imagem sobre a retina, por exemplo, sem uma lente óptica de foco variável, fornecer exibições de imagens inovadoras e até mesmo fornecer alarmes de despertar. Alternativamente, ou em adição a qualquer uma dessas funções, ou funções similares, as lentes de contato, as lentes intraoculares e/ou os óculos podem incorporar componentes para o monitoramento não invasivo dos biomarcadores e indicadores de saúde do usuário. Por exemplo, sensores integrados às lentes podem permitir que um paciente diabético acompanhe os níveis de açúcar sanguíneo mediante a análise de componentes do filme lacrimal, sem a necessidade de extrair sangue. Além disso, uma lente oftálmica adequadamente configurada pode incorporar sensores para monitoramento dos níveis de colesterol, sódio e potássio, bem como de outros marcadores biológicos. Isto acoplado a um transmissor de dados sem fio poderia permitir a um médico ter acesso quase imediato à química do sangue do paciente sem a necessidade de o paciente perder tempo para ir a um laboratório e tirar sangue. Além disso, sensores integrados às lentes oftálmicas podem ser usados para detectar luz incidente no olho para compensar condições de luz ambiente, ou para uso na determinação de padrões de piscada.

[0038] A presente invenção refere-se a uma lente oftálmica ener-gizada que compreende um sistema eletrônico, o qual pode atuar para implementar uma lente de foco variável, ou qualquer outro dispositivo ou dispositivos configurados para implementar qualquer número de diferentes funções que podem ser executadas, por exemplo, um mo-dulador espacial de luz para ser usado para diminuir a progressão de miopia. O sistema eletrônico inclui uma ou mais baterias ou outras fontes de energia, um circuito de gerenciamento de energia, um ou mais sensores, um circuito de geração de sinais de clock, um circuito de controle que executa algoritmos de controle adequados, e um circuito acionador da lente. A complexidade desses componentes pode variar, dependendo da funcionalidade necessária ou desejada da lente oftálmica. É importante notar que os designs de lente da presente invenção podem ser incorporados em qualquer número de lentes oftálmicas diferentes formadas de qualquer número de materiais. Especificamente, o design de lente da presente invenção pode ser utilizado em qualquer das lentes de contato descritas aqui, incluindo, lentes de contato gelatinosas de uso diário, lentes de contato rígidas permeáveis a gás, lentes de contato bifocais, lentes de contato tóricas e lentes de contato híbridas. Além disso, embora a invenção seja descrita principalmente em relação a lentes de contato, é importante observar que o conceito da presente invenção pode ser utilizado em lentes de óculos, lentes intraoculares, dispositivos intracorneanos e extracorneanos.

[0039] O limiar de fusão da cintilação (ou taxa de fusão da cintila-ção) é um conceito no campo da psicofísica da visão. No final do século XIX e início do século XX, Ferry e Porter descobriram que a frequência até a qual se pode observar cintilação aumenta linearmente com o logaritmo da luminância. Isto é conhecido como a lei de Ferry-Porter. Essa frequência é chamada de frequência crítica de cintilação ("flicker"). Ela é definida como a frequência na qual um estímulo luminoso (cintilação) intermitente parece estar completamente estável ao observador humano médio. Por exemplo, esse princípio está presente na escolha de uma taxa ou velocidade de quadros de 72 Hz para monitores de computador, a qual é suficiente para evitar a cintilação da imagem. Desde que a frequência de modulação seja mantida acima do limiar de fusão da cintilação, a intensidade percebida pode ser alterada alterando-se os períodos relativos de luz e escuridão. Por exemplo, se os períodos escuros forem prolongados isso escurecerá a imagem (lei de Talbot-Plateau).

[0040] De acordo com a presente invenção, o mesmo princípio de fusão de cintilação pode também se aplicar à potência óptica. Pelo uso de elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade, a potência óptica da lente pode ser alterada rapidamente em uma frequência que está acima do limiar de fusão da cintilação. As características ópticas eficazes das lentes oftálmicas podem ser alteradas mediante a variação dos períodos relativos de exibição de várias potências ou designs ópticos. Por exemplo, um elemento óptico transmissivo, ajustável, de alta velocidade pode apresentar duas potências simples (plano e +3 dioptrias "D"), alternando rapidamente a potência entre plano e +3 D, como mostrado na Figura 1. Desde que a frequência de modulação seja mantida acima do limiar de fusão de cintilação, o impacto das duas potências na acuidade visual, por exemplo, é determi- nado pela razão entre o tempo de exibição no plano e +3 D (isto é, o ciclo de trabalho). Os elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade podem, portanto, produzir o equivalente a duas ou mais potências/designs ópticos(as) que focam a luz no olho ao mesmo tempo (o que é similar a lentes de contato bifocais ou multifocais). Isto poderia causar uma correção da visão e a mitigação da progressão de miopia, mas não resultaria na capacidade de perceber qualquer comprometimento na qualidade da visão uma vez que a qualidade da visão para a mitigação da progressão da miopia é de duração ou ciclo de trabalho limitado a uma frequência acima do limite de fusão de cintila-ção de acordo com a presente invenção.

[0041] A lente oftálmica inclui, em sua zona óptica primária, elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade que são eletronicamente sintonizáveis e programáveis. Embora forneçam correção ótima à distância, os elementos ópticos ajustáveis de alta velocidade também induzem potências positivas intermitentes extremamente curtas para criar uma desfocalização miópica na frente da retina. Isto é realizado em um método pulsado de acordo com a presente invenção. A razão entre o período de potência positiva e a correção ótima à distância varia em uma faixa de cerca de 5 a 90 por cento. A razão de potências diferentes pode também ser definida pelo ciclo de trabalho, que é a razão entre o período de potência positiva exibido em uma unidade de período de tempo. Por exemplo, a exibição de potência positiva para 100 ms em qualquer 1 segundo de período total é um ciclo de trabalho de 10%, se isto é feito em uma única ocorrência de 100 ms de duração a cada segundo, ou quatro ocorrências cada de 25 ms de duração a cada segundo, ou dez ocorrências cada de 10 ms de duração a cada segundo. Independentemente do cenário utilizado, cada cenário representa um ciclo de trabalho de 10%. Embora o ciclo de trabalho possa permanecer constante ou em algumas situações possa ser variado conforme a terapia exige, o cenário usado durante o curso do período de uso é importante porque algumas variações, embora terapeuticamente eficazes, podem também ser visualmente percebidas. Ter um ciclo de trabalho adequado para o tratamento eficaz e períodos de potência positiva curtos o suficiente para permanecerem imperceptíveis é vital para a correção ótima da visão, e fornecem, ao mesmo tempo, uma terapia de controle da progressão da miopia. Um ciclo de trabalho de aproximadamente 5% ou mais é preferido, uma vez que isso é menos disruptivo para acuidade visual e sensibilidade ao contraste, entretanto outros valores entre 5 e 90 por cento podem ser utilizados.

[0042] A potência positiva induzida pelos elementos ópticos ajustáveis para o controle da miopia pode variar de +1,0 D a +20 D. Por outro lado, a potência induzida pelos elementos ópticos ajustáveis para correção de presbiopia pode variar de -4 D a +4 D. Entretanto, os designs ópticos induzidos não são limitados a uma única potência esférica. Designs ópticos incluindo lentes multifocais, lentes progressivas lentes e outros designs ópticos podem também ser aplicados. O design óptico pode também variar como uma função do tempo ou ser dependente do nível de luz na pupila de um indivíduo ou do tamanho da pupila do indivíduo. O padrão de potência induzida não precisa cobrir a zona óptica inteira e pode ser limitado a zonas/porções na pupila. Para a miopia, o tamanho da pupila varia tipicamente na faixa de 4 mm a 8 mm em condições mesópicas. Adicionalmente, para a visão ótima, os 2 mm centrais da zona ótica da lente podem ser isentos de desfocamento miópico pulsado, induzido, deixando uma correção primária, fixa, à distância. É importante notar que conforme o tamanho da entrada da pupila do olho varia entre subpopulações, em certas modalidades exemplificadores, o design da lente pode ser personalizado para alcançar tanto boa correção da visão foveal quanto eficácia do tratamento miópico com base no tamanho médio da pupila do paciente. Além disso, como o tamanho de pupila se correlaciona com a retração e idade para pacientes pediátricos, em certas modalidades exem-plificadoras, a lente pode ser adicionalmente otimizada para subgrupos da subpopulação pediátrica com uma idade e/ou retração específicas com base em seus tamanhos de pupila.

Exibição de pulso positivo por elementos ópticos de transmissão, ajustáveis. de alta velocidade [0043] Os elementos ópticos ajustáveis de alta velocidade que cobrem as lentes oftálmicas são usados para induzir pulsos curtos de potência positiva imperceptíveis para o olho além de períodos de correção ótima à distância. No exemplo mostrado na Figura 1, os elementos ópticos ajustáveis de alta velocidade apresentam uma série de padrões de frente de onda, tanto de padrões de frente de onda de potência positiva (+3 D) como de frente de onda plana, para o olho. Nesse exemplo, os padrões de frente de onda de potência positiva são transmitidos conforme designados nas posições 1, 4 e 7 (indicados pelo termo "+3D on"), enquanto os padrões de frente de onda plana são transmitidos conforme designado nas posições 2, 3, 5, 6, 8 e 9 (indicado pelo termo "+3D off") de acordo com a presente invenção. Desde que exibição de pulso seja realizada com uma frequência de modulação mais alta que a taxa de fusão de cintilação fusão, o olho vê uma imagem estável. Como resultado, a visão é menos embaçada que a visão através de uma potência estática de +3D apenas, enquanto ainda fornece o efeito terapêutico de mitigação da progressão ou de controle da miopia obtido pela presença de uma imagem de potência positiva intermitente, mas imperceptível.

Ciclo de trabalho do método de exibição de pulso [0044] A maneira como a imagem alvo aparece para o olho depende da quantidade de potência positiva induzida e também do ciclo de trabalho de exposição do pulso. Um ciclo de trabalho é definido como a porcentagem de um período no qual um sinal está ativo. Os dois exemplos (condições) de ciclo de trabalho mostrados na Figura 2 são duas condições de exibição de pulso positivo, ambos tendo um ciclo de trabalho de 10 por cento quando a potência +3D está ativada. A primeira utiliza quatro (4) diferentes períodos distintos de 25 ms de potência positiva induzida. O olho é exposto ao mesmo período total de 100 ms de potência positiva em cada período de um segundo em ambas as condições. Na condição 1, a frequência de modulação é 40 Hz, que é maior que o limiar de fusão de cintilação no olho humano e, então, cintilação ou instabilidade da imagem não estarão presentes. O olho irá observar uma imagem ligeiramente embaçada, mas estável. Na condição 2, (um único período de 100 ms a cada segundo) a frequência de modulação é 10 Hz que é menor que o limite de fusão de cintilação no olho humano. Nesta segunda condição, o olho observará tremulações perceptíveis quando os padrões de frente de onde exibidos mudam de +3 D para plano. Portanto, embora ambas as situações possam ser eficazes no tratamento da progressão de miopia, para alguns indivíduos a condição 1 pode ser visualmente mais confortável que a condição 2. Outras múltiplas combinações, cada uma tendo um ciclo de trabalho de 10%, são possíveis e a tabela abaixo mostra alguns exemplos adicionais.

Tabela 1 [0045] Tanto a acuidade visual quanto a sensibilidade ao contraste diminuem conforme a potência positiva induzida e o ciclo de trabalho aumentam. A Tabela 2, abaixo, resume a acuidade visual e a sensibilidade ao contraste de Weber para as condições pulsadas positivas acima em relação a uma melhor correção esférica e em comparação com uma lente de esfera +3 D convencional. As Figuras 3A e 3B ilustram graficamente os resultados da Tabela 2. Os valores na Tabela 2 e nos gráficos das Figuras 3A e 3B indicam claramente que aumentar o ciclo de trabalho ou aumentar a potência dióptrica resulta em e é proporcional à perda de acuidade visual e à perda de sensibilidade ao contraste. Deve-se observar que o aumento do ciclo de trabalho ou o aumento da potência dióptrica é proporcional à efetividade terapêutica. Assim, aumenta-se o ciclo de trabalho ou a potência dióptrica até atingir uma efetividade terapêutica, mas não ao ponto onde há excessiva perda de acuidade visual ou de sensibilidade ao contraste. De acordo com a presente invenção, os requerentes determinaram o equilíbrio adequado entre ciclo de trabalho, a potência dióptrica e a frequência de modulação em relação à efetividade da progressão de miopia para obter um desempenho visual aceitável conforme medido pela acuidade visual e sensibilidade ao contraste. Esses dois indicadores de desempenho visual são relativamente subjetivos entre os pacientes e podem, portanto, ser diferentes de paciente para paciente.

[0046] Conforme afirmado anteriormente, a miopia se desenvolve tipicamente devido ao crescimento excessivo do comprimento axial do olho, similarmente, uma redução na alteração do comprimento axial pode ser usada como uma medida de efetividade terapêutica no tratamento de progressão da miopia. A Figura 3C mostra o impacto da potência sobre a alteração do comprimento axial em um estudo com 10 pacientes que usaram as lentes de diferentes potências por um período de 40 minutos. Nesta situação, pode-se observar o impacto da potência positiva e da potência negativa. Em contraste, a potência negativa resulta em uma imagem desfocada, hipermetrópica, da retina (o plano focal da imagem fica atrás da retina) e, desse modo, o olho recebe uma mensagem para crescer e a alteração subsequente do comprimento axial é positiva. Isto está em contraste com uma potência positiva que resulta em uma imagem desfocada, miópica, sobre a retina (o plano focal da imagem fica antes da retina) e, desse modo, a alteração no comprimento axial do olho é negativa. Como mostrado na Figura 3C, o aumento das potências positivas é diretamente proporcional a uma redução aumentada (isto é, alteração negativa) no comprimento axial do olho. Da mesma forma, a duração de tempo em que a potência está presente (isto é, ciclo de trabalho) é também proporcional à alteração do comprimento axial.

Tabela 2 [0047] Os circuitos de controle, como mencionado acima, podem compreender algoritmos que controlam os moduladores espaciais de luz para gerar pulsos cintilados. Em uma modalidade exemplar, o algoritmo pode utilizar conjuntos de imagens compreendendo 4, 5 ou 10 quadros ("frames") arquivos de modulador espacial de luz, que corresponde a 100, 125 e 250 ms de tempo de exibição do modulador espacial de luz. Estes conjuntos de imagens podem definir os ciclos de trabalho usuais, por exemplo, 10%, 20%, 50% e 100%, conforme descrito na Tabela 2 acima. Em uma outra modalidade exemplar, o algoritmo pode utilizar conjuntos de imagens compreendendo 100 quadros de arquivos de moduladores espaciais de luz, que podem ser utilizados para criar ciclos de trabalho em qualquer razão, por exemplo, 20 por cento, 21 por cento, 22 por cento, e assim por diante. O conjunto de imagens pode ser pré-carregado na memória do sistema antes da exibição.

[0048] Agora com referência à figura 4, uma lente de menisco líquido curva 400 é ilustrada com um contorno de menisco líquido 401 entre a solução salina 406 e o óleo 407. De acordo com algumas modalidades preferenciais, uma parede do menisco 405 é definida na lente curva anterior 404 por uma primeira ruptura angular em uma parede arqueada que se estende entre 402 e 403. O contorno do menisco líquido 401 moverá para cima e para baixo a parede do menisco 405 conforme a carga é aplicada e removida ao longo de um ou mais revestimentos condutivos ou materiais condutivos 408. Em algumas modalidades preferenciais, um revestimento condutivo 403 se estenderá a partir de uma área interna até a cavidade 409 retendo a solução salina 406 e o óleo 407 em uma área externa à cavidade 409 que contém a solução salina 406 e o óleo 407. Em tais modalidades, o revestimento condutivo 403 pode ser um conduto de uma carga elétrica aplicada ao revestimento condutivo 403 em um ponto externo à cavidade 409 até uma área do revestimento condutivo dentro da cavidade e em contato com a solução salina 406. Em geral, uma lente de menisco líquido pode ser vista como um capacitor com um ou mais dentre: revestimentos condutores, revestimentos isolantes, rotas, e materiais estão presentes em ou através da lente curva anterior 410 e a lente curva posterior 404. De acordo com a presente invenção, um formato de um contorno de menisco líquido 401 e, portanto um ângulo de contato entre o contorno de menisco líquido 401 e a lente curva an- terior 404 se alteram em resposta a uma carga elétrica aplicada a uma superfície de pelo menos uma porção tanto de uma como de ambas a lente curva anterior 404 e a lente curva posterior 410. De acordo com a presente invenção, uma alteração na corrente elétrica aplicada à solução salina através dos revestimentos ou materiais condutivos altera uma porção do contorno do menisco líquido 401 ao longo da parede de menisco 405.

[0049] Em relação à Figura 5, uma porção óptica variável 500 que pode ser inserida em uma lente oftálmica é ilustrada com uma camada de cristal líquido 530. A porção de Óptica Variável 500 pode ter uma diversidade similar de materiais e relevância estrutural conforme foi discutido em outras seções deste relatório descritivo. Em algumas modalidades exemplificadoras, um eletrodo transparente 545 pode ser colocado no primeiro substrato transparente 550. A primeira superfície de lente 540 pode ser compreendida de um filme dielétrico e em algumas modalidades exemplificadoras, as camadas de alinhamento que podem ser colocadas sobre o primeiro eletrodo transparente 545. Em tais modalidades exemplificadoras, o formato da camada dielétrica da primeira superfície de lente 540 pode ter um formato de variação regional na espessura dielétrica conforme representado. Tal formato, que varia regionalmente, pode introduzir uma potência adicional de focali-zação do elemento da lente. Em algumas modalidades, por exemplo, a camada formatada pode ser formada por modelagem por injeção mediante a combinação de primeiro eletrodo transparente 545 e substrato 550. Em algumas modalidades exemplificadoras, o primeiro eletrodo transparente 545 e o segundo eletrodo transparente 520 podem ser formatados de várias maneiras. Em alguns exemplos, a formatação pode resultar na formação de regiões distintas separadas que podem ser energizadas separadamente. Em outros exemplos, os eletrodos podem ser formados em padrões, tais como, uma hélice do centro da lente para a periferia que pode aplicar um campo elétrico variável ao longo da camada de cristal líquido 530. Em qualquer caso, tal formatação de eletrodo pode ser realizada além da formatação da camada dielétrica após o eletrodo ou, em vez disso, de tal formatação. A formatação dos eletrodos dessas maneiras também pode introduzir potência adicional de focalização do elemento da lente sob operação. Uma camada de cristal líquido 530 pode ser localizada entre o primeiro eletrodo transparente 545 e um segundo eletrodo transparente 525. O segundo eletrodo transparente 525 pode ser fixado à camada de substrato superior 510, em que o dispositivo formado a partir da camada de substrato superior 510 até a camada de substrato de fundo 550 pode conter a porção de óptica variável 500 da lente oftálmica. Duas camadas de alinhamento também podem estar situadas em 540 e 525, na camada dielétrica, e podem circundar a camada de cristal líquido 525. As camadas de alinhamento em 540 e 525 podem funcionar para definir uma orientação de descanso da lente oftálmica. Em algumas modalidades exemplificadoras, as camadas de eletrodo 525 e 545 podem estar em comunicação elétrica com a camada de cristal líquido 530 e causar um deslocamento de orientação da orientação de repouso para pelo menos uma orientação energizada.

[0050] Se uma abordagem de menisco líquido ou uma abordagem de cristal líquido é usada para a porção óptica variável, ambas as abordagens precisariam ser extremamente responsivas para produzir a pulsação intermitente extremamente breve.

[0051] Os elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade para produzir duas ou mais potências/designs ópticos que focam a luz no olho pelo método de exposição de pulsos de acordo com a presente invenção incluem um número de vantagens. A lente transmissiva inteira pode alterar a potência para produzir os dois ou mais planos focais. Se as exibições pulsadas são potências esféricas, isso elimina a necessidade de centralização exata das lentes de contato multifocais em relação à pupila. Em lentes de óculos, isto supera o problema de alterações na linha de visão com relação ao design óptico multifocal de lentes de óculos. Em aplicações de controle de miopia, a potência positiva adicional para retardar o crescimento do olho é apresentada ao campo visual total da retina e não é limitada a uma ou mais regiões da lente (que se projetam para regiões definidas da retina). Na profundidade estendida de aplicações de foco para presbiopia, a potência positiva adicional para fornecer visão intermediária e de perto é apresentada ao campo visual total da retina e não é limitada a uma ou mais regiões da dita lente. Através do uso de elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade, o ciclo de trabalho pode ser facilmente "ajustado" com base em retroinformação subjetiva para produzir qualidade de visão aceitável. Através do uso de elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade, o ciclo de trabalho pode ser "ajustado" com base na retroinformação do biomarcador que indica a atividade visual adotada (por exemplo, à curta distância do olho, como um acionador para o controle de miopia ou correção de presbiopia). Os elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade podem estar sob a forma de desfocamento simples (por exemplo, plano e +3 DS), ou podem estar sob formas mais complexas como astigmatismo, aberração esférica, multifocais ou combinações de quaisquer outras aberrações ópticas. O elemento óptico de foco variável pode fornecer diferentes graus de alteração de foco em toda a lente. Por exemplo, para minimizar o impacto sobre a acuidade visual, a porção central da lente pode ser ajustada para não sofrer nenhuma alteração ou menos alteração no ciclo de trabalho*fator de potência que partes mais periféricas da lente. As partes mais periféricas da lente podem sofrer alterações maiores no ciclo de trabalho*fator de potência uma vez que a retina periférica é menos sensível ao embaça- mento em relação à acuidade visual; foi também proposto que a des-focalização da retina periférica pode ter uma influência marcante no desenvolvimento refrativo do olho. As limitações no design óptico são devido ao tipo de elementos ópticos transmissivos, ajustáveis, de alta velocidade. Por exemplo, um modulador espacial de luz transmissivo com múltiplos pixels individuais ajustáveis pode criar qualquer design complexo com base no tamanho e na distribuição dos pixels. Por outro lado, uma lente óptica ajustável eletroestática seria limitada aos designs ópticos menos complexos (por exemplo, esfera, astigmação e aberração esférica). Além disso, para a maioria dos indivíduos, o manejo refrativo envolve dois olhos em funcionamento que podem ou não permitir visão binocular total. O manejo do desenvolvimento refrativo de acordo com a presente invenção pode variar dependendo do estado relativo dos dois olhos. Em uma modalidade, o elemento óptico variável apresentado a um olho com um grau maior de miopia pode ser ajustado para ter um ciclo de trabalho*fator de potência maior, para se obter maior controle refrativo naquele olho, do que no olho contralate-ral, do qual se pode, então, depender mais para acuidade visual. Em uma outra modalidade, o tempo da apresentação da potência positiva pode variar em frente dos olhos, permitindo visão clara ininterrupta em ao menos um olho em qualquer dado momento, e também tanto acuidade visual ótima quanto um efeito máximo de tratamento de miopia.

[0052] Os testes clínicos mostraram que a taxa de progressão de miopia em seres humanos pode ser influenciada pelo design óptico de lentes de contato macias. Esses testes clínicos estabeleceram que a introdução de desfocalização positiva da imagem sobre a retina de crianças retarda a progressão da miopia. As alterações no comprimento do olho associadas à desfocalização são moduladas por alterações no crescimento da esclera e na espessura da coroide, cujo o efeito final resulta em um movimento anterior ou posterior da retina em direção ao plano da imagem. Uma imagem retiniana desfocada, seja ela uma imagem desfocada miópica (isto é, o plano focal está na frente da retina) ou uma imagem desfocada hipermetrópica (isto é, o plano focal está atrás da retina), pode reduzir a progressão de miopia ou hiperme-tropia. Os requerentes observaram que desfocalização miópica induzida leva a um espessamento da coroide e a uma diminuição da taxa de crescimento escleral (o que resulta em movimento anterior da retina anterior), e que a desfocalização hipertrópica induzida leva a um adel-gaçamento da coroide e a um aumento na taxa de crescimento escleral (o que resulta em movimento posterior da retina). As alterações no espessamento da coroide em resposta à desfocalização imposta foram observadas em modelos de animais primatas e aviários e, conforme demonstrado, ocorrem rapidamente e precedem alterações de prazo mais longo no tamanho do olho mediadas pela esclera. As pesquisas mostraram que em indivíduos humanos adultos jovens, alterações de curto prazo na espessura e no comprimento axial ocorrem de maneira similar à observada em outras espécies animais em resposta ao des-focamento óptico. Os estudos que investigam o curso de tempo de alterações da espessura da coroide em resposta à desfocalização ilustram que essas alterações ocorrem dentro de minutos de exposição. Quando a desfocalização é imposta durante um dia, ela não perturba significativamente os ritmos normais diurnos na espessura da coroide e no comprimento axial, com padrões previsíveis de alteração dependendo do sinal da desfocalização. Observou-se que designs de lente de acordo com a presente invenção avaliados de uma maneira similar influenciam positivamente as alterações da espessura da coroide conforme mostrado na Figura 6, que mostra a alteração no comprimento axial em relação à potência em dioptrias. Como se pode observar a alteração no comprimento axial é inversamente proporcional ao aumento da potência positiva de -3,0 através do plano ("pl") até +10,0 dioptrias.

[0053] Dado que tanto a duração (isto é, o ciclo de trabalho) da potência positiva quanto o nível da potência positiva são diretamente proporcionais à eficácia terapêutica de tratamento da progressão da miopia, podemos recriar os gráficos mostrados nas Figuras 3A e 3B. Fizemos isso comparando a acuidade visual (consulte a Figura 7A) e a sensibilidade ao contraste (consulte a Figura 7B) ao produto de ciclo de trabalho multiplicado pelo nível da potência positiva (isto é, emba-çamento). Como se pode observar na Figura 7A e na Figura 7B, há um ajuste linear excelente dos dados entre o produto dos dois a ambos, perda de acuidade visual e sensibilidade ao contraste. Embora o aumento do valor do produto de ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva resulte em um efeito terapêutico aumentado, precisamos também levar em consideração a perda crescente da acuidade visual. Desse modo é importante limitar a perda da acuidade visual a três linhas ou menos (acuidade de 0,3 logMAR ("logaritmo do ângulo mínimo de resolução") e, de preferência, duas linhas ou menos (isto é, acuidade de 0,2 logMAR). Conforme mostrado na Figura 7A, com o uso de uma perda de três linhas ou menos pode-se, então, determinar o limite superior do produto de ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva. Neste caso, um limite superior de uma perda de 3 linhas é aproximadamente igual a um valor de 100 por cento*dioptrias (ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva). Como o desempenho visual pode ser influenciado pela acuidade visual e pela sensibilidade ao contraste ambos, retornado-se para a Figura 7B e usando-se esse valor de 100 por cento*dioptrias (ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva) pode-se também determinar o valor da sensibilidade ao contraste correspondente. Nesse caso, o uso do ciclo de trabalho multiplicado pelo valor de 100 por cento*dioptrias equivale a um valor de sensibilidade ao contraste de aproximadamente 0,15 que é aceitável entre uma porção significativa dos profissionais de oftalmolo-gia. Visto que as lentes com potência positiva tão baixas quanto 0,5 dioptria, e ciclos de trabalho tão baixos quanto 10% mostram um efeito terapêutico, podemos também definir um limite mais baixo preferido do ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva de aproximadamente 5 por cento*dioptrias. A Tabela 3, abaixo, mostra alguns exemplos de combinações preferenciais da potência positiva preferida e do ciclo de trabalho que satisfaz as condições para os limites superior e inferior de ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva, com o entendimento de que combinações de valores que ocorrem dentro desses limites superior e inferior podem também satisfazer as condições de efetividade terapêutica com desempenho visual aceitável de acordo com a presente invenção.

Tabela 3 Continuação [0054] Embora mostrado e descrito em relação ao que se acredita serem as modalidades mais práticas e preferenciais, é óbvio que divergências de projetos e métodos específicos descritos e mostrados serão sugeridos por aqueles versados na técnica e podem ser usados sem que se desvie do espírito e do âmbito da invenção. A presente invenção não se restringe às construções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser interpretada de modo coeso com todas as modificações que possam se enquadrar no escopo das reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (22)

1. Sistema de lente oftálmica incluindo meios para eletronicamente oscilar o foco de luz de entrada na retina, em que o foco é modulado em um nível que é imperceptível para o usuário da lente enquanto fornece uma visão aceitável para perto e longe, o sistema de lentes oftálmicas caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira lente; um elemento óptico de foco variável dentro da lente óptica, em que o elemento óptico de foco variável é capaz de ser ajustado; um controlador para controlar o elemento óptico de foco óptico variável que tem um ciclo de trabalho selecionável; e uma fonte de energia variável para o elemento óptico de foco variável e o controlador.

2. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o foco é modulado para obter ao menos um de redução, retardamento, reversão ou prevenção do desenvolvimento ou progressão de miopia

3. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o foco é modulado para obter profundidade de foco estendida.

4. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o foco é modulado para permitir, simultaneamente, boa visão próxima e à distância em usuários pres-biópicos.

5. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a alteração no foco pode variar de 0,50 dioptrias a 20 dioptrias.

6. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a taxa de oscilação do foco está acima da frequência crítica de fusão de cintilação humana.

7. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção de tempo para o qual a potência positiva é apresentada ao usuário é de 1 por cento a 75 por cento.

8. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico de foco variável compreende um elemento inserível de cristal líquido.

9. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico de foco variável compreende um elemento inserível de menisco líquido.

10. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 90% da alteração no foco no interior da primeira lente ocorre em menos que 20 ms.

11. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grau de alteração do foco pode variar em toda a primeira lente.

12. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira lente é uma lente de contato eletrônica.

13. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira lente é uma lente de óculos eletrônica.

14. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira lente é uma lente intraocular eletrônica.

15. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma segunda lente que tem um elemento óptico de foco variável independente configurado para operar ao menos um de maneira independente, sincroni-ca, ou sinergica em relação à primeira lente.

16. Sistema de lente oftálmica para tratamento de progressão de miopia, caracterizado pelo fato que compreende: uma primeira lente a ser usada em frente de, ou implantada em um olho; um elemento óptico de foco variável dentro da lente óptica, em que o elemento óptico de foco variável é capaz de ser ajustado; um controlador em comunicação elétrica com o elemento óptico de foco variável para controlar o elemento óptico de foco variável que tem um ciclo de trabalho selecionável, em que o dito ciclo de trabalho inclui pulsos imperceptíveis de desfocalização tendo um ciclo de trabalho na faixa de 5 a 90 por cento; e uma fonte de energia variável para o elemento óptico de foco variável e o controlador.

17. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o ciclo de trabalho varia na faixa de 10 a 30 por cento.

18. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a alteração na acuidade visual é de aproximadamente 0,4 ou menos em unidades de logMAR em comparação com a linha de base.

19. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a alteração na sensibilidade ao contraste de Weber é de 0,15 ou menor em comparação com a linha de base.

20. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a alteração na acuidade visual é de aproximadamente 0,4 ou menos em unidades logMAR em comparação com a linha de base e a alteração na sensibilidade ao contraste de Weber é de 0,15 ou menos em comparação com a linha de base.

21. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindica- ção 16, caracterizado pelo fato de que o produto da porcentagem do ciclo de trabalho multiplicado pela potência positiva de desfocalização varia na faixa de 5 a 100 por cento*dioptrias.

22. Sistema de lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 90% da alteração no foco no interior da primeira lente ocorre em menos que 10 ms.