KR102574532B1 - 비회전 대칭 눈 수차에 대해 편안함이 최적화된 콘택트 렌즈 시스템 - Google Patents

Abstract

콘택트 렌즈들의 시스템은 적어도 2개의 콘택트 렌즈들을 포함하고, 각각의 렌즈는 비회전 대칭 눈 수차에 대한 시력 교정을 갖는다. 각각의 렌즈는 안정화 구역의 두께와 비안정화 구역의 두께 사이의 두께 차이에 의해 특징지어지는 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는다.

Description

비회전 대칭 눈 수차에 대해 편안함이 최적화된 콘택트 렌즈 시스템{COMFORT-OPTIMIZED CONTACT LENS SYSTEM FOR NON-ROTATIONALLY SYMMETRIC EYE ABERRATION}

본 발명은 각각이 비회전 대칭 눈 수차에 대한 시력 교정에 대응하는 상이한 안정화 수준 또는 정도(level or degree of stabilization)를 갖는 콘택트 렌즈들의 시스템 및 필요한 시력 교정의 함수로서 안정화 설계를 변경함으로써 환자에 대한 편안함을 최적화하는 방법에 관한 것이다.

근시 또는 근시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달하기 전의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 근시는 일반적으로 안구 또는 눈알이 너무 길거나 각막이 너무 가파르기(steep) 때문에 발생한다. 마이너스 또는 음 굴절력 구면 렌즈(minus or negative powered spherical lens)가 근시를 교정하는 데 이용될 수 있다. 원시 또는 원시안은 이미지로부터의 광선이 망막에 도달한 후의 또는 망막 후방의 점에 초점이 맞춰지는 눈의 광학 또는 굴절 결함이다. 원시는 일반적으로 안구 또는 눈알이 너무 짧거나 각막이 너무 편평하기(flat) 때문에 발생한다. 플러스 또는 양 굴절력(plus or positive powered) 구면 렌즈가 원시를 교정하는 데 이용될 수 있다.

난시는 눈이 점 객체(point object)를 망막 상의 초점맞춰진 이미지로 초점을 맞출 수 없는 것으로 인해 사람의 시력이 흐릿해지는 광학 또는 굴절 결함이다. 난시는 (각막 및 수정체를 포함하는) 눈의 굴절 표면들의 비회전 대칭 곡률에 의해 야기된다. 난시가 없는 눈은 회전 대칭인 굴절 표면들을 갖는 한편, 난시가 있는 사람에게서는, 굴절 표면들이 회전 대칭이 아니다. 달리 말하면, 굴절 표면들 중 하나 이상이 다른 수직 주 자오선에 비해 하나의 주 자오선에서 더 만곡되거나 가팔라서, 이미지가 단일 점에 초점맞춰지기보다는 2개의 선 초점(line focus)으로 늘어지게 한다. 회전 대칭 렌즈보다는 비회전 대칭 렌즈가 난시를 해소하는 데 이용될 수 있다.

콘택트 렌즈는 근시, 원시, 난시뿐만 아니라 다른 시력 결함을 교정하는 데 이용될 수 있다. 콘택트 렌즈는 또한 착용자의 눈의 본래 외양을 향상시키는 데 이용될 수 있다. 콘택트 렌즈 또는 콘택츠(contacts)는 간단히 눈의 전방 표면 상에 배치되는 렌즈이다. 콘택트 렌즈는 의료 기구로 간주되며, 시력을 교정하기 위해 그리고/또는 미용상 또는 다른 치료상의 이유로 착용될 수 있다. 초기 콘택트 렌즈는 경질 재료로 만들어지거나 제조되었고, 비교적 고가이고 부서지기 쉬웠다. 또한, 이들 초기 콘택트 렌즈는 콘택트 렌즈를 통한 결막 및 각막으로의 충분한 산소 투과를 허용하지 않는 재료로 제조되었고, 이로 인해 잠재적으로 많은 불리한 임상 효과를 초래할 수 있었다. 이들 콘택트 렌즈가 여전히 이용되지만, 이들은 그들의 부족한 초기 편안함으로 인해 모든 환자에게 적합하지는 않다. 해당 분야의 이후의 개발에 의해 하이드로겔에 기반한 소프트 콘택트 렌즈가 생겼으며, 이는 매우 인기가 있고 현재 널리 이용된다. 구체적으로, 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 매우 높은 산소 투과성을 갖는 실리콘의 이점을, 하이드로겔의 입증된 편안함 및 임상 성능과 조합한다. 본질적으로, 이들 실리콘 하이드로겔 기반의 콘택트 렌즈는 보다 높은 산소 투과성을 갖고, 일반적으로 초기의 경질 재료로 만들어진 콘택트 렌즈보다 착용하기에 더욱 편안하다.

콘택트 렌즈는 일일 착용 일회용(daily disposable) 콘택트 렌즈, 수시 교체(frequent replacement) 콘택트 렌즈 및 전통적 콘택트 렌즈로 크게 분류될 수 있다. 일일 착용 일회용 콘택트 렌즈는 명칭이 시사하는 바와 같이 하루 동안 착용되고 폐기된다. 세척액은 전형적으로 이들 렌즈에 이용되지 않는다. 수시 교체 콘택트 렌즈는 제조업체의 그리고/또는 의사의 권고에 따라 2주에서 최대 1개월 동안 재사용될 수 있는 렌즈를 포함하며, 일반적으로 매일 세척 및 소독을 필요로 한다. 더 긴 기간 동안의 재사용이 승인된 콘택트 렌즈도 있다. 수시 교체 렌즈는 또한 잠자는 동안 착용될 수 있는 연속 착용(extended wear) 콘택트 렌즈를 포함한다. 전통적 콘택트 렌즈 또는 재사용가능 콘택트 렌즈는 훨씬 더 긴 기간 동안 착용되며, 전형적으로 대략 6개월마다 폐기된다.

각막의 난시는 하드(hard) 또는 강성 기체 투과성(rigid gas permeable) 콘택트 렌즈를 사용하여 교정될 수 있다. 이러한 경우에, 유체 또는 눈물 렌즈가 강성 콘택트 렌즈의 후방 표면과 각막 사이에 존재할 수 있다. 이러한 유체 또는 눈물 렌즈는 콘택트 렌즈의 후방 표면의 형상을 따르거나 그러한 형상을 취한다. 유체 또는 눈물 렌즈의 굴절률이 각막과 거의 일치하기 때문에, 각막의 원환성(toricity)은 광학적으로 상쇄되거나 감소된다. 이들 경우에, 원환체 렌즈(toric lens)는 일반적으로 필요하지 않을 것이다. 그러나, 강성 기체 투과성 콘택트 렌즈 및 하드 콘택트 렌즈는 일반적으로 소프트 또는 하이드로겔 콘택트 렌즈보다 덜 편안하다. 소프트 또는 하이드로겔 콘택트 렌즈가 각막 둘레를 감싸기 때문에, 유체 렌즈는 일반적으로 발견되지 않으며 누액은 박막과 아주 많이 유사하다. 이러한 경우에, 원환체 렌즈 설계가 요구된다.

원환체 렌즈는 서로 수직한 2개의 배향으로 2개의 상이한 굴절력을 갖는 광학 요소이다. 본질적으로, 원환체 렌즈는 단일 렌즈 내에 형성시킨, 근시 또는 원시를 교정하기 위한 하나의 구면 굴절력 및 난시를 교정하기 위한 하나의 원주 굴절력을 갖는다. 이들 굴절력은 눈에 대해 바람직하게 유지되는 상이한 각도로 배향된 곡률에 의해 생성된다. 원환체 렌즈는 안경, 안내 렌즈(intraocular lens) 및 콘택트 렌즈에 이용될 수 있다. 안경 및 안내 렌즈에 사용되는 원환체 렌즈는 각각 안경 프레임 또는 안내 렌즈 지지부(haptics)에 의해 눈에 대해 고정된 상태로 유지되어, 항상 최적의 시력 교정을 제공한다. 그러나, 원환체 콘택트 렌즈는 눈 상에서 회전하는 경향이 있어서, 일시적으로 차선적인 시력 교정을 제공할 수 있다. 따라서, 현재 이용되는 원환체 콘택트 렌즈는 또한 착용자가 눈을 깜박이거나 주위를 둘러볼 때 콘택트 렌즈를 눈 상에서 비교적 안정하게 유지하기 위한 메커니즘을 포함한다. 그 중 다수가 회전 대칭이 아닌 많은 고위 수차에 대해, 최적의 시력 교정을 제공하기 위해 위치 안정성이 또한 요구된다.

콘택트 렌즈의 사용은 쌍의 각각의 콘택트 렌즈가 눈 상에서 효과적인 상태에서 특정 배향으로 유지되어야 한다는 점에서 문제가 있다. 콘택트 렌즈가 눈 상에 처음으로 배치된 때, 콘택트 렌즈는 그 자신을 자동적으로 위치시키거나 자동-위치설정(auto-position)하여야 하고 이어서 시간 경과에 따라 그 위치를 유지하여야 한다. 그러나, 콘택트 렌즈가 위치되면, 콘택트 렌즈는 깜박임 동안의 안검들뿐만 아니라 안검 및 눈물막 움직임에 의해 콘택트 렌즈에 가해지는 힘으로 인해 눈 상에서 회전하는 경향이 있다.

콘택트 렌즈의 눈 상의 배향의 유지는 전형적으로 콘택트 렌즈의 기계적 특성을 변경함으로써 달성된다. 예를 들어, 콘택트 렌즈의 후방 표면에 대한 전방 표면의 탈중심화 또는 틸팅(tilting), 하위 콘택트 렌즈 주연부의 후화(thickening), 콘택트 렌즈의 표면 상의 함몰부 또는 융기부의 형성, 및 콘택트 렌즈 에지의 절두(truncating)를 포함하는 프리즘 안정화(prism stabilization)가 모두 이용되었던 방법이다.

또한, 콘택트 렌즈가 두꺼운 구역 및 얇은 구역, 또는 경우에 따라 콘택트 렌즈의 주연부의 두께가 증가되거나 감소되는 영역의 사용에 의해 안정화되는 정적 안정화(static stabilization)가 사용되었다. 전형적으로, 두꺼운 구역 및 얇은 구역은 수직축 및/또는 수평축에 대해 대칭인 상태로 콘택트 렌즈의 주연부에 위치된다. 예를 들어, 2개의 두꺼운 구역들 각각은 광학 구역의 어느 일 측에 위치될 수 있고, 콘택트 렌즈의 0 내지 180도 축을 따라 중심설정될 수 있다. 다른 예에서, 프리즘 안정화의 중량 효과(weight effect)와 같은 유사한 중량 효과를 제공하지만, 콘택트 렌즈를 안정화하는 데 상안검 힘을 이용하기 위해 상부로부터 저부로 두께가 증가하는 영역을 통합하는, 콘택트 렌즈의 저부에 위치된 단일의 두꺼운 구역이 설계될 수 있다. 예전의 기술 문헌은 본 명세서에서 정적 안정화를 의미하는 것에 대해 동적 안정화(dynamic stabilization)라는 용어를 이용한다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 목적을 위해, 정적 안정화와 동적 안정화는 상호교환가능하게 이용될 것이다.

현재 설계되고 있거나 이용되고 있는 안정화 구역에서의 문제는 증가된 두께와 연관된 물리적 제한에 더하여, 콘택트 렌즈 안정성과 편안함 사이의 트레이드오프(tradeoff)이다. 정적 또는 동적 안정화 구역에 있어서, 안정화 구역의 기울기는 콘택트 렌즈 내에서 고정된다. 안정화 구역의 표면 기울기를 증가시키는 것과 같은 회전 속도를 개선하기 위한 설계로의 변화가 또한 콘택트 렌즈 두께를 증가시키며, 편안함에 불리한 영향을 줄 수 있다. 또한, 콘택트 렌즈 설계는 2가지를 달성해야 하는데; 즉 삽입 시에 적절한 배향으로 회전하는 것 및 착용 기간 동안 내내 그 배향을 유지하는 것을 달성하여야 한다. 통상적인 설계는 이들 2가지 모드 사이에서의 성능의 트레이드오프를 필요로 한다.

콘택트 렌즈에 설계되는 난시 교정(cylinder correction)의 양이 높을수록, 렌즈는 착용자의 시력에 불리한 영향을 준다는 관점에서 눈 상에서의 회전 안정성 및 축 오정렬에 대해 더 민감해진다. 따라서, 더 높은 난시 교정은 렌즈 설계 시에 강건한 안정화 메커니즘을 필요로 한다. 그러나, 안검이 렌즈 상의 기계적 안정성 특징부와 상호작용함에 따라, 이러한 안정화 메커니즘은 환자에게 증가된 인지(awareness)를 야기시킬 수 있다. 더 낮은 난시 교정의 경우, 렌즈 설계는 축 오정렬 및 회전 안정성에 대해 덜 민감하여서, 더 높은 난시 교정과 비교하여 광학 품질에 대한 유사한 영향에 대해 공칭 위치로부터의 더 큰 회전을 허용한다.

본 발명에 따른 시스템은, 각각이 비회전 대칭 안구 수차에 대한 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는 콘택트 렌즈들의 시스템을 제공함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 이 시스템은 시력 교정을 보장하는 한편, 렌즈 인지를 최소화함으로써 편안함을 또한 제공한다.

일 태양에 따르면, 본 발명은 각각이 비회전 대칭 눈 수차에 대한 시력 교정을 갖는 적어도 2개의 콘택트 렌즈들을 포함하는 콘택트 렌즈들의 시스템에 관한 것이다. 각각의 렌즈는 안정화 구역의 두께와 비안정화 구역의 두께 사이의 두께 차이를 포함하는 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 환자에 대한 렌즈의 편안함을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 각각이 비회전 대칭 눈 수차에 대한 시력 교정을 갖는 적어도 2개의 콘택트 렌즈들의 시스템이 제공된다. 각각의 렌즈는 안정화 구역의 두께와 비안정화 구역의 두께 사이의 두께 차이를 포함하는 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는다. 필요한 시력 교정을 그러한 교정에 적합한 최저 두께 차이로 제공하는 렌즈가 시스템으로부터 선택된다.

본 발명의 시스템은 필요한 시력 교정의 함수로서 안정화 설계를 변경함으로써 시력 교정이 필요한 환자에 대한 편안함을 최적화하기 위한 간단하고 비용 효율적이고 효과적인 수단 및 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 다른 특징과 이점이 첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 하기의 보다 구체적인 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 높은 난시 교정을 위한 안정화 설계(도 1a), 중간 난시 교정을 위한 안정화 설계(도 1b), 및 낮은 난시 교정을 위한 안정화 설계(도 1c)를 갖는 3개의 상이한 콘택트 렌즈들을 포함하는 본 발명의 실시 형태에 따른 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 안정화 설계를 갖는 원형 콘택트 렌즈(도 2a) 및 안정화 설계를 갖는 비원형 콘택트 렌즈(도 2b)에 대한 본 발명의 실시 형태에 따른 두께 차이의 측정을 도시한다.
도 3은 주어진 수준의 잔여 광학 오차(residual optical error)에 대해, 낮은 난시 교정, 중간 난시 교정, 및 높은 난시 교정의 함수로서 배향이탈 각도(misorientation angle)를 나타내는 광학 모델링 그래프이다.
도 4는 안정화 설계들을 갖는 3개의 콘택트 렌즈들에 대한 회전 불안정성(배향이탈 각도)의 측정을 나타내는 임상 데이터 그래프로서, 안정화 구역들은 각각 최대 두께 차이의 50%, 70% 및 100%에 대응하는 두께들을 갖는다.
도 5는 난시 교정의 함수로서 안정화 설계의 두께의 3개의 상이한 수학적 관계들을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 각각이 비회전 대칭 눈 수차에 대한 시력 교정에 대응하는 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는 콘택트 렌즈들의 시스템 및 필요한 광학 교정의 함수로서 안정화 설계를 변경함으로써 시력 교정이 필요한 환자에 대한 편안함을 최적화하는 방법에 관한 것이다. 간결함을 위해, 원환체 콘택트 렌즈들 및 난시 교정(astigmatic cylinder correction)에 관한 실시 형태가 이하에서 강조될 수 있지만; 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며 다른 유형의 렌즈들 및 시력 교정(예컨대, 고위 눈 수차, 원추각막(keratoconus) 등)에 적용될 수 있음이 이해된다.

많은 종류의 상업적 원환체 콘택트 렌즈들은 모든 난시 정도에 대해 단일 안정화 설계를 갖는다. 그에 반하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 이 시스템은 난시 교정의 함수로서 다양한 안정화 설계를 갖는 다수의 원환체 콘택트 렌즈들을 포함하여서, 난시 시력 교정 및 편안함(예컨대, 감소된 렌즈 인지) 둘 모두의 최적화를 가능하게 한다. 본 발명은 또한 주문맞춤형 시력 교정에 적용될 수 있고, 여기서 렌즈 안정화 설계는 얼마나 많은 주문맞춤형 난시 교정이 광학 설계에서 요구되는지에 따라 정확하게 결정된다.

I. 안정화 메커니즘 및 설계

본 발명의 시스템은 프리즘 밸러스트(prism ballast), 페리-밸러스트(peri-ballast), 이중 구역, 안검 안정화 구역(lid-stabilized zone) 설계, 중력 안정화 구역 설계, 가속 안정화 설계 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 임의의 안정화 메커니즘을 갖는 콘택트 렌즈들을 포함한다.

본 발명에 따르면, 시스템은 임의의 개수의 콘택트 렌즈들을 포함할 수 있고, 각각의 렌즈는 원주 교정(예컨대, 난시 교정)에 대응하는 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는다. 예를 들어, 시스템은 2개 이상의 렌즈들을 포함할 수 있는데; 하나의 렌즈는 낮은 난시 교정을 위한 안정화 설계를 갖고 또 하나의 렌즈는 높은 난시 교정을 위한 안정화 설계를 갖는다. 특정 실시 형태에서, 시스템은 (예컨대, 낮은, 중간-낮은, 중간 또는 중앙, 중간-높은, 높은 난시 교정에 대응하는) 다수의 그러한 렌즈들을 가질 수 있다. 시스템은 원형 및/또는 비원형 콘택트 렌즈들을 포함할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 3개의 렌즈들을 포함하는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스템을 도시한다. 각각의 렌즈는 이중 구역 안정화 메커니즘을 갖는데, 즉, 코 부위에서의 렌즈의 나머지와 비교하여 증가된 두께를 갖는 광학 영역 외측의 제1 안정화 구역 및 관자놀이 부위에서의 증가된 두께를 갖는 광학 영역 외측의 제2 안정화 구역이 있다. 도 1a는 높은 난시 교정을 위한 안정화 설계를 갖는 콘택트 렌즈를 도시하고; 도 1b는 중간 난시 교정을 위한 안정화 설계를 갖는 콘택트 렌즈를 도시하고; 도 1c는 낮은 난시 교정을 위한 안정화 설계를 갖는 콘택트 렌즈를 도시한다. 도시된 바와 같이, 안정화 설계의 두께들은 도 1a에서부터 도 1c로 갈수록 감소된다.

본 발명에 따르면, 안정화 설계들은 적어도 하나의 안정화 구역의 두께와 적어도 하나의 비안정화 구역의 두께 사이에서 계산된 두께 차이(TD)에 의해 특징지어질 수 있다. 두께 차이는 안정화 구역 또는 안정화 설계의 특정 구성 및/또는 배치에 상관없이, 렌즈의 절대 최대 두께와 렌즈의 절대 최소 두께 사이에서 측정될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에서, 시스템은 (1) 제1 안정화 정도를 갖는 제1 콘택트 렌즈; 및 (2) 제2 안정화 정도를 갖는 제2 콘택트 렌즈를 포함할 수 있는데, 제2 안정화 정도는 제1 콘택트 렌즈의 두께 차이보다 더 큰 두께 차이에 대응한다. 시스템은 추가적인 콘택트 렌즈들, 예를 들어, 제3 안정화 정도를 갖는 제3 콘택트 렌즈를 포함할 수 있는데, 제3 안정화 정도는 제2 콘택트 렌즈의 두께 차이보다 더 큰 두께 차이에 대응한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 이중 구역 안정화 설계를 갖는 원형 렌즈에 대한 특정 실시 형태에서, 두께 차이(TD)는 1) 안정화 구역의 두께에 대응하는 최대 반경방향 주연부 두께(tmax)와, 2) 비안정화 구역에 대응하는 렌즈 축으로부터 동일한 거리(d)에서 상이한 자오선에서의 최소 반경방향 주연부 두께(tmin) 사이에서 계산될 수 있다(TD = tmax ― tmin). 안정화 설계를 갖지 않는 회전 대칭 렌즈의 경우, 두께 차이는 0일 것이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 이중 구역 안정화 설계를 갖는 비원형 렌즈에 대한 특정 실시 형태에서, 안정화 구역의 최대 반경방향 주연부 두께(tmax)는 거리 dmax에서 측정될 수 있는데, 이 거리는 자오선 직경(D)의 pmax 비율에 대응한다(pmax = dmax/D). 최소 반경방향 주연부 두께(tmin)는 거리 dmin에서 측정되는데, 이 거리는 그 각각의 자오선 직경(d)의 동일한 pmax 비율에 대응한다(pmax = dmin/d).

II. 회전 불안정성의 난시 교정 및 측정

언급한 바와 같이, 시스템은 임의의 개수의 콘택트 렌즈들을 포함할 수 있고, 각각의 렌즈는 시력 교정(예컨대, 난시)의 함수로서 상이한 안정화 수준 또는 정도를 갖는다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 난시 시력 교정이 다음의 난시 범위들에 의해 정의될 수 있다:

1. 낮은 난시 교정(낮은 Cyl)은 |DC|≤ 1.00 디옵터(diopter)(D)의 디옵터 난시 교정(diopter cylinder correction)을 갖고;

2. 중간 난시 교정(중간 Cyl)은 1.00D < |DC|≤ 1.50D의 디옵터 난시 교정을 갖고; 그리고

3. 높은 난시 교정(높은 Cyl)은 1.50D < |DC|의 디옵터 난시 교정을 갖는다.

물론, 필요에 따라 다른 범위의 난시 교정(예컨대, 낮은, 중간-낮은, 중간 또는 중앙, 중간-높은, 높은 난시 교정 또는 그들의 임의의 조합)이 이용될 수 있다.

도 3은 낮은 난시 교정, 중간 난시 교정 및 높은 난시 교정에 대해 그리고 다양한 예시적인 잔여 난시 오차들(즉, 0.25D, 0.50D, 및 0.75D)에 대해 난시 교정의 함수로서 배향이탈 각도를 나타내는 광학 모델링 그래프이다. 잔여 난시 오차는 주어진 렌즈가 눈 상에서 잘못 회전할 때 안구 시스템에서의 생성된 난시 굴절 오차이다. 컴퓨터 광학 모델링을 통해 3개의 곡선들을 획득하였다. 특정 난시 교정 또는 다른 시력 교정들에 기초하여 그리고/또는 상이한 정도의 난시 오차에 대해 유사한 그래프를 획득할 수 있다.

도시된 바와 같이, 낮은 난시 교정(낮은 Cyl)을 갖는 렌즈의 경우, 잔여 난시 오차들에 대한 배향이탈 각도들은 중간 난시 교정(중간 Cyl)에 대한 배향이탈 각도들 및 높은 난시 교정(높은 Cyl)에 대한 배향이탈 각도들보다 훨씬 더 크다. 유사하게, 높은 난시 교정(높은 Cyl)을 갖는 렌즈의 경우, 훨씬 더 작은 배향이탈 각도들이 동일한 잔여 난시 오차들을 생성한다. 달리 말하면, 난시 교정이 높을수록, 렌즈 배향이탈로 인한 광학 오차가 더 커진다.

예를 들어, 0.50D 잔여 난시 오차 곡선은 낮은 난시 교정에 대해, 중간 난시 교정에 대해, 그리고 높은 난시 교정에 대해, 대략 1 라인 시력(VA) 감소(고 콘스트라스트/고 광도 거리 VA)에 대응하는 15°, 8°, 및 5°의 배향이탈 각도들을 각각 갖는다. 그리하여, 그래프는, 더 낮은 난시 교정을 갖는 콘택트 렌즈들이 더 높은 난시 교정들을 갖는 렌즈들보다 축 오정렬들 및 회전 불안정성에 대해 훨씬 덜 민감하다는 것을 입증한다.

III. 다양한 안정화 설계를 이용한 렌즈들의 회전 불안정성

렌즈의 배향이탈 각도는 정상 착용 동안 일련의 시점들에 걸쳐 측정될 수 있다. 시간 경과에 따른 렌즈의 회전 불안정성을 특징짓기 위해 이러한 배향이탈 각도 측정값들의 표준 편차, 사분위수 범위(interquartile range, IQR), 또는 일부 다른 분산(variance) 파라미터가 사용될 수 있다.

도 4는 도 1a 내지 도 1c에 예시된 것들과 같은 3개의 렌즈 설계들에 대한 회전 불안정성의 생체내(in vivo) 임상 측정들로부터의 데이터를 나타내는 그래프이며, 3개의 렌즈 설계들 각각은 상이한 안정화 정도를 갖는다(그러나 어떤 난시 교정도 갖지 않음). 안정화 설계들은 높은 난시 교정을 위한 안정화 구역에서의 최대 두께 차이(즉, 100%)에 대응하고 최대 두께 차이의 선택된 백분율(즉, 50%, 70%)을 갖는 렌즈들에 대응한다. 특정 실시 형태들에서, 안정화 구역의 두께는 최대 두께 차이의 30% 내지 95%, 예컨대 50% 내지 80%일 수 있다. 특정 실시 형태들에서, 최대 두께 차이는 0.1 mm 내지 0.5 mm, 예를 들어, 0.15 mm 내지 0.4 mm의 범위에 있을 수 있다.

9개의 상이한 시선 방향으로 강제된 형태의 눈 움직임 후에 5명의 환자들에 대해 배향이탈 각도의 임상 측정들을 취하였다. 도시된 바와 같이, 사분위수 범위(IQR 박스)는 50%, 70% 및 100% 안정화 설계들에 대해 각각 대략 10°, 8° 및 6°의 회전 불안정성 값들의 75번째 백분위수를 나타낸다. 사분위수 범위에서의 실선은 측정된 중간 값이다. 두께 차이의 수준들이 감소되면 회전 불안정성이 증가되었다.

(도 4에 도시된 바와 같이) 상이한 두께 차이들에 대한 회전 불안정성 데이터는 (도 3에 도시된 바와 같이) 상이한 난시 교정들에 대한 회전 불안정성 데이터와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 도 4에 따른 안정화 설계들을 갖는 콘택트 렌즈들이 2.75D 이하의 난시 교정을 갖는 모집단의 시력 굴절력 필요량(vision need)을 충족할 수 있음을 규명하는데, 이는 도 4의 75번째 백분위수의 회전 불안정성 값들(대략 10°, 8° 및 6°)이 잔여 난시 오차(15°, 8° 및 5°)의 0.50 디옵터에 대한 도 3의 그들 값 미만이거나 또는 그와 실질적으로 유사하기 때문이다.

본 발명에 따르면, 도 4의 시스템은 최대 두께 차이(100%)뿐만 아니라 다른 안정화 설계들(최대 두께 차이의 50%, 70%)도 갖는 콘택트 렌즈들을 유리하게 포함하는데, 이는 더 적은 렌즈 인지를 제공하므로 최대 두께 차이보다 환자에게 더 큰 편안함을 제공하는 한편, 그와 동시에 낮은 난시 및 중간 난시 범위들에 대해 필요한 시력 교정을 제공한다.

본 발명에 따른 렌즈들의 시스템의 경우, 두께 차이는 도 5의 그래프에 도시된 바와 같이 난시 교정의 함수로서 모델링될 수 있다. 도시된 바와 같이, 두께 차이는 난시 교정과 단조 증가, 선형, 구분적(piecewise), 계단형, 또는 다항 관계를 가질 수 있다.

본 발명은 또한 광학 교정이 필요한 환자에 대한 렌즈의 편안함을 최적화하기 위한 방법들에 관한 것이다. 전술한 바와 같이, 각각이 비회전 대칭 눈 수차에 대한 광학 교정에 대응하는 상이한 안정화 정도를 갖는 적어도 2개의 콘택트 렌즈들의 시스템이 제공된다. 각각의 렌즈는 안정화 구역의 최대 두께와 비안정화 구역의 최소 두께 사이에서 계산되는 선택된 두께 차이를 갖는다. 렌즈는 환자의 필요한 광학 교정을 그러한 교정에 적합한 최소 두께 차이로 제공하는 시스템으로부터 선택된다. 그리하여, 선택된 렌즈는 최대 두께 차이를 갖는 렌즈보다 더 작은 두께 차이(및 더 높은 정도의 회전 불안정성)를 가질 수 있다.

현재 이용가능한 콘택트 렌즈는 여전히 시력 교정을 위한 비용 효율적인 수단이다. 얇은 플라스틱 렌즈는 근시 또는 근시안, 원시 또는 원시안, 난시, 즉 각막의 비구면성(asphericity), 및 노안, 즉 수정체의 원근 조절 능력의 상실을 비롯한 시력 결함을 교정하기 위해 눈의 각막 위에 피팅된다. 콘택트 렌즈는 다양한 형태로 이용가능하고, 상이한 기능을 제공하기 위해 다양한 재료로 제조된다.

매일 착용 소프트 콘택트 렌즈는 전형적으로 산소 투과성을 위해 물과 조합된 연질 중합체 재료로 제조된다. 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈는 일일 착용 일회용 또는 연속 착용 일회용(extended wear disposable)일 수 있다. 일일 착용 일회용 콘택트 렌즈는 보통 하루 동안 착용되고 그 후 버려지는 반면, 연속 착용 일회용 콘택트 렌즈는 보통 최대 30일의 기간 동안 착용된다. 컬러 소프트 콘택트 렌즈는 상이한 기능을 제공하기 위해 상이한 재료들을 사용한다. 예를 들어, 가시성 색조 콘택트 렌즈는 착용자가 떨어뜨린 콘택트 렌즈를 찾아내는 것을 돕기 위해 약한 색조를 사용하고, 강화 색조 콘택트 렌즈는 착용자의 본래 눈 색상을 향상시키도록 의도된 반투명한 색조를 가지며, 컬러 색조 콘택트 렌즈는 착용자의 눈 색상을 변화시키도록 의도된 더 어두운 불투명한 색조를 포함하고, 광 여과 색조 콘택트 렌즈는 다른 색상을 약화시키면서 소정의 색상을 향상시키는 기능을 한다. 기체 투과성 강성 하드 콘택트 렌즈는 실록산-함유 중합체로 제조되지만, 소프트 콘택트 렌즈보다 강성이고 이에 따라 그의 형상을 유지하고 더욱 내구성이 있다. 이중초점 콘택트 렌즈는 노안을 가진 환자를 위해 특별히 설계되고, 소프트 종류 및 강성 종류 둘 모두로 이용가능하다. 원환체 콘택트 렌즈는 난시를 가진 환자를 위해 특별히 설계되고, 또한 소프트 종류 및 강성 종류 둘 모두로 이용가능하다. 상기의 다양한 양태들을 조합하는 조합 렌즈, 예를 들어 하이브리드(hybrid) 콘택트 렌즈가 또한 이용가능하다.

본 발명의 렌즈 설계들은 매일 착용 소프트 콘택트 렌즈, 강성 기체 투과성 콘택트 렌즈, 이중 초점 콘택트 렌즈 및 하이브리드 콘택트 렌즈를 비롯한 본 명세서에 기술된 콘택트 렌즈들 중 임의의 것에 이용될 수 있다.

가장 실용적이고 바람직한 실시 형태로 여겨지는 것이 도시되고 기술되지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터의 벗어나는 것이 당업자에게 떠오를 것이고 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다는 것이 명백하다. 본 발명은 기술되고 도시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위의 범주 내에 속할 수 있는 모든 변경과 일관되도록 구성되어야 한다.

Claims (22)

1. 환자에 대한 시력 굴절력 필요량 및 편안함을 최적화하도록 설계된 콘택트 렌즈들의 시스템으로서,
   상기 시스템은 소정 범위의 난시 배율 교정을 위한 환자 시력 굴절력 필요량을 교정하기 위한 복수의 콘택트 렌즈를 포함하고, 시스템 중의 각각의 렌즈는 시력 교정을 위한 적어도 하나의 안정화 구역 및 비-안정화 구역을 포함하고,
   상기 시스템은 전체 범위보다 작은 제1 범위의 난시 배율 교정을 위한 제1 안정화 구역 설계 및 상기 전체 범위보다 작은 제2 범위의 난시 배율 교정을 위한 제2 안정화 구역 설계를 적어도 포함하고,
   상기 제1 안정화 구역 설계는 상기 제1 범위 내의 모든 렌즈에 대해 동일하고, 상기 제1 안정화 구역 설계는 상기 제1 범위 내의 모든 난시 배율에 대한 목표 안정성을 제공하도록 설계된 제1 최대 두께 차이를 갖고;
   상기 제2 안정화 구역 설계는 상기 제2 범위 내의 모든 렌즈에 대해 동일하고, 상기 제2 범위는 상기 제1 범위의 난시 배율의 절대 값보다 작은 난시 배율의 절대 값을 갖고, 상기 제2 안정화 구역 설계는 상기 제1 최대 두께 차이의 백분율인 제2 최대 두께 차이를 갖는, 시스템.
2. 제1항에 있어서, 각각의 렌즈는 프리즘 밸러스트(prism ballast), 페리-밸러스트(peri-ballast), 이중 구역, 안검 안정화(lid-stabilized) 설계, 중력 안정화 설계 및 가속 안정화 설계로 이루어진 군으로부터 선택된 안정화 메커니즘을 갖는, 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 최대 두께 차이는 0.1 mm 내지 0.5 mm의 범위인, 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 최대 두께 차이는 상기 제1 최대 두께 차이의 30% 내지 95%인, 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 최대 두께 차이는 상기 제1 최대 두께 차이의 50% 내지 80%인, 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 전체 범위보다 작은 제3 범위의 난시 배율 교정을 위한 제3 안정화 구역 설계를 추가로 포함하고, 상기 제3 범위는 상기 제1 및 제2 범위보다 작은 절대 값을 갖고, 상기 제3 안정화 구역 설계는 상기 제1 및 제2 최대 두께 차이의 것보다 작은 최대 두께 차이를 갖는, 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 범위는 |DC| ≤ 1.00 디옵터(diopter)(D)의 난시 디옵터 굴절력(astigmatic diopter cylinder)을 포함하고;
   상기 제2 범위는 1.00D < |DC| ≤ 1.50D의 난시 디옵터 굴절력을 포함하고;
   상기 제1 범위는 1.50D < |DC|의 난시 디옵터 굴절력을 포함하는, 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 콘택트 렌즈들의 상기 두께 차이는 상기 시력 교정을 위한 난시 교정과 단조 증가 관계를 갖는, 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 단조 증가 관계는 선형인, 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 복수의 콘택트 렌즈들의 상기 두께 차이는 난시 교정과 다항 관계를 갖는, 시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 복수의 콘택트 렌즈들의 상기 두께 차이는 난시 교정과 구분적(piecewise) 관계를 갖는, 시스템.
    
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