устройство для стабилизации и лечения зрения

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации и лечения зрения, содержащее корпус с установленным в нем оптическим элементом, отличающееся тем, что оптический элемент выполнен в виде двояковыпуклой линзы с гиперболоидной формой, асферическими поверхностями с положительной сферической аберрацией, с равными эксцентриситетами Е₁ ²= Е₂ ²>1, с фокусом 3-6 м или оптической силой 0,166-0,333 диоптрии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в центре линзы установлены наглазники, закрепленные с возможностью регулировки по ширине глаз пациента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии - к стабилизации острого зрения или лечения первых признаков близорукости, а также корректировке первых признаков врожденной детской дальнозоркости или астигматизма.

Известен способ предупреждения и стабилизации близорукости с помощью бифокальных сферопризматических очков (БСПО). Они облегчают работу глазных мышц. Это обычные, нейтрализующие близорукость очки, на нижнюю часть которых наклеены сферопризматические элементы (СПЭ). Верхняя зона линз дает возможность отчетливо видеть отдаленные предметы, а нижняя - сферопризматическая - рассматривать без напряжения предметы вблизи. Когда смотришь вдаль, зрительные оси обоих глаз параллельны и хрусталики не напряжены. Если же предмет находится близко от глаз, зрительные оси сводятся на предмет, а хрусталики глаз остаются более выпуклыми. Глазные мышцы начинают работать с усиленной нагрузкой. Чем ближе предмет, тем больше нагрузка.

Сферопризматические очки снижают нагрузку на глазные мышцы на 75% при расстоянии до предмета 33 сантиметра, их призматическая часть сводит зрительные оси на предмет, а сферическая выполняет работу хрусталика. Функциональное состояние глаз при этом подобно зрению вдаль (ж. "Наука и жизнь", 4, 1972 г., с. 87).

Известно применение асферической настольной лупы при высокой близорукости, оптическая часть лупы укреплена в пластмассовом держателе, который ставится на читаемый текст (прототип). Сила лупы - 8 дптр, она дает увеличение в 2 раза, очень прозрачна, не имеет сферической аберрации. Способ предусматривает следующее: после установления диагноза у пациентов проверяется острота зрения для дали с коррекцией. Пользуясь таблицей для определения остроты зрения вблизи, установлена острота зрения с обычной коррекцией и с асферической лупой. В качестве критерия эффективности асферической лупы была принята способность пациента читать 7-й номер шрифта (острота зрения вблизи 0,4), что соответствует обычному газетному шрифту (Г.Р.Дамбите и др. Применение новой настольной лупы при высокой близорукости. Миопия, сб. научных трудов, Рига, 1979, с. 109-111).

Недостатками известных технических решений является короткофокусная система, используемая только для сильной миопии, применяется с близкого расстояния и обладает пониженной точностью асферической поверхности. Она не дает возможность сформировать квазиплоский волновой фронт, воздействующий на глаза при бинокулярном зрении, т.е. создается повышенная дискорпоратность (неидентичность) изображения на сетчатках глаз при стереоскопическом эффекте.

В основу изобретения положена задача - разработать простой, доступный прибор для стабилизации острого зрения, в результате применения которого повышается надежность стабилизации остроты зрения, повышается острота зрения, сокращаются сроки лечения без применения очков (БСПО).

Указанная задача решается с помощью признаков, указанных в п.1 формулы изобретения, где отражены признаки устройства общие с прототипом, такие как корпус с установленным в нем оптическим элементом, и отличительные признаки, такие как: оптический элемент выполнен в виде двояковыпуклой линзы с гиперболоидной формой асферическими поверхностями, с положительной сферической аберрацией с равными эксцентриситетами Е²=Е²²>1, с фокусом 3-6 м или оптической силой 0,166-0,333 диоптрии.

В пункте 1 формулы изобретения описаны параметры оптического элемента. Именно такие параметры линзы дают возможность осуществить стабилизацию острого зрения, включая первые признаки близорукости, а также в случае корректировки первых признаков врожденной детской дальнозоркости или астигматизма.

Пункт 2 формулы изобретения уточняет, что в центре линзы установлены наглазники, закрепленные с возможностью регулировки по ширине глаз пациента. Наглазники предназначены для отсечения паразитных лучей рассеивания, побочных объектов на оптическую систему глаза в солнечную погоду. Базисное расстояние между глазами у детей и взрослых меняется от 50 до 70 мм. В связи с этим устройство снабжено механизмом регулировки наглазников. Все это повышает эффективность и удобства пользования прибором.

Обоснование формы оптического элемента.

1. Составить полином x=f(RyE²) как функцию асферичности 3-х переменных R-вершинного радиуса линзы; у - полудиаметр светового диаметра линзы и Е² - эксцентриситет асферической поверхности линзы.

Асферические поверхности линз описываются коническими уравнениями кривых второго порядка в виде:

Х=А₀у²+А₁у⁴+А₂у⁶...,

где A₀, A₁, A₂ - коэффициенты.

2. Записывая уравнение ближайшей сферы (сферической поверхности) сравнения и ограничиваясь первыми членами полинома,



3. Сравнивая уравнения асферической поверхности с Е²-эксцентриситетом при Е²= 0 получили уравнение 2, а при E²=l получаем идеальный параболоид и уравнение вида X=y/2R как частное решение асферической поверхности:



4. Вычитаем из уравнения 2 уравнение 3, получаем



характеризующую асферичность в (мкм).

При постоянной асферичности const для заданного светового диаметра Д= 100-120 мм асферической симметричной линзы с равными эксцентриситетами и ближайшей сферой сравнения, с радиусом R, проходящим через вершину и края асферической линзы, имеет зависимость, характеризующуюся коэффициентом К, где K₁ - отношение фокусов или радиусов симметричных двояковыпуклых линз с разными радиусами, R₀<R<R<R, и радиусы увеличиваются, например 3 м, 4 м, 5 м, 6 м.

K₁=R₁/R₀, K₂=R₂/R₀, K₃=R₃/R₀,

то эксцентриситеты возрастают в кубической зависимости коэффициентов К₁, К₂, К₃....... Е₁ ²=E₀ ²K₁ ³; Е₂ ²=E₀ ²K₂ ³; Е₃ ³=E₀ ²K₃ ³, следовательно, если радиус кривизны R₃=6 м при К₃=2, то эксцентриситет Е₃ ²= E₀ ²2³=8Е₀ ².

Асферичность (МКМ) для данной симметричной асферической линзы (гиперболоидной формы поверхности) характеризуется эксцентриситетами Е₁ ²= Е₂ ²=3,46 и определяется в единицах размерности в (мкм) при заданном световом диаметре Д и фокусном расстоянии F или R. Эксцентриситет - это безразмерная величина, она характеризует профиль асферической поверхности канонических уравнений и не зависит ни от диаметра, ни от фокусного расстояния и является величиной постоянной (на примере идеальных линз плоско-выпуклой с E₁ ²= n²= l, 5²= 2,25, где n - показатель преломления линзы и менискообразной (апланотической) линзы с эксцентриситетом E₂ ²=1/n², обратной величиной показателю преломления света n). В двух видах идеальных линз продольная сферическая аберрация равна). Две остальные поверхности: плоскость и вогнутая сфера не испытывают преломления и поэтому в отличие от идеальных поверхностей или эксцентриситетов и показателя преломления n сферическая аберрация равна 0, не учитывая даже и толщину линзы. Асферическая линза предлагаемого устройства не относится к идеальным двум видам (асферических линз с гиперболоидной или элипсоидной поверхностями), а является реальной линзой с симметричными поверхностями и ее параметрами (эксцентриситетами, вершинными радиусами, асферичностями). Учитывая толщину линзы, достаточно задать общую асферичность или распределить на две поверхности поровну, то не изменяя величину безразмерного эксцентриситета Е² при положительных сферических аберрациях S_y>0 с изменением радиусов кривизны, изменяются эксцентриситеты в кубической зависимости. Например, изменение фокусов от 3 до 6 м предлагаемого устройства эксцентриситеты Е₀ ² и Е₃ ² увеличиваются в 8 раз, т.е. Е₂ ²=Е₀ ² по отношению к первоначальному Е₀ ², обладающему нулевой сферической аберрацией и эксцентриситетами Е₀ ²= 3,46 на одну поверхность гиперболоида или общий эксцентриситет Е_общ ²=8E₀ ²=6,928=55,36. Аналогично вычисляют эксцентриситеты при фокусном расстоянии 4 м, 5 м через коэффициенты K₁ и К₂.

Все линзы со сферическими поверхностями имеют продольную отрицательную аберрацию S_y<0. Все асферические поверхности для предлагаемой линзы при эксцентриситетах Е²3, 4, 5, 6 имеют аберрацию S_y>0, т.е. положительную при световом диаметре линзы Д=100-120 мм.

Вычислив эксцентриситеты Е², подбирают методы контроля асферических поверхностей с последующей аттестацией высококачественных поверхностей с заданной точностью. Методы контроля выпуклых асферических поверхностей в описании не рассматриваются (см. Пуряев Д.Т. Асферическая оптика, М.: Машиностроение, 1976).

В предлагаемом устройстве дискорпоратность на сетчатках глаз практически равна нулю. Поэтому эффективность воздействия линзы на цилярную мышцу глаз повышена и не только снимает спазмы аккомодации, но и улучшает остроту зрения вдаль именно за счет высококачественной геометрической формы предлагаемой линзы. Хрусталик через систему регулирования зрительного центра стремится сохранить высококачественное изображение за счет цилярной мышцы и восстановленную высококачественную асферичность, которая была до снижения остроты зрения пациента. Аналогичные врожденные дефекты зрения с помощью предлагаемого устройства восстанавливаются до нормального и выше, которые не были ранее полноценны из-за патологических изменений организма.

Краткое описание фигур чертежей

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 представлен разрез предлагаемого устройства и приведена схема работы глаз человека при использовании устройства; на фиг.2 - то же, в варианте с наглазниками.

Устройство (далее прибор) (фиг.1) содержит корпус 1, он может иметь цилиндрическую форму, в который установлен оптический элемент, выполненный в виде двояковыпуклой линзы 2 с гиперболоидной формой асферическими поверхностями с положительной сферической аберрацией с равными эксцентриситетами при суммировании в диапазоне E₁ ²+Е₂ ²=6,955,36, с фокусом 3-6 метра или оптической силой 0,166-0,333 диоптрий. В центре линзы 2 (фиг.2) размещены наглазники 3, закрепленные на корпусе 1 с возможностью регулировки по ширине глаз 4 пациента при помощи механизма регулировки 5. Возможно использование устройства и без наглазников 3, устанавливая прибор от глаз на расстоянии 30-40 см, но с применением маски, отсекающей поле по вертикали.

На сеансе профилактики или лечения пациент, взяв корпус 1 руками, прикладывает прибор к глазам 4, устанавливает наглазники 3 по ширине глаз с помощью механизма регулировки 5 и через наглазники 3 и линзу 2 рассматривает офтальмологическую таблицу 6 либо иной текст.

Устройство работает следующим образом. На сеансе используют таблицу 6 офтальмологическую (Сивцева) или текст журнала с различными буквами и цифрами. На расстоянии 3-х метров пациент осуществляет просмотр таблицы 6 через прибор - двояковыпуклую линзу 2, с асферическими поверхностями, с положительной сферической аберрацией, фокусом 3-6 метра или оптической силой 0,166-0,333 диоптрий (фиг. 1) в течение 3-5 минут. Если просмотр ведется менее 3-х минут, то не достигается эффект стабилизации зрения, а если более 5 минут, то возникает насыщаемость и не повышается эффективность стабилизации остроты зрения вдаль. В течение 3-5 минут идет улучшение видимости строчек сверху вниз на 2-3 ряда ниже. После сеанса проводят контроль остроты зрения и сравнивают, насколько строчек улучшилась острота зрения (в метрах или диоптриях).

Последующий контроль зрения осуществляют через неделю и выявляют особенность остроты зрения: стабилизация на той же дистанции или улучшение видимости последующих нижних строчек, включая 1 единицу (10 строчек), 1,5 единицы (11 строчек), 2 единицы (12 строчек). На второй неделе осуществляют повторный контроль стабилизации остроты зрения на той же дистанции или дальнейшее улучшение остроты зрения до 3-х единиц. Третья и четвертая недели - аттестационная стабилизация 2-3 и даже 4 единицы. Через месяц зрение улучшается и достигает предела 2-3-4 единиц, т.е. область нормального зрения, которое можно оценить в баллах от 1 до 5-6 единиц.

Промышленная применимость

В результате применения предлагаемого изобретения дети-подростки от 7 до 14 лет, находящиеся на учете в областной офтальмологической поликлинике с очками (+2)-(+3,5) диоптрии, за два дня восстановили острое зрение до 2,-2,5 единиц.

У больных с приобретенным астигматизмом, развивающимся в 45-50 лет, после нормального зрения 1,0 был устранен астигматизм с остротой зрения с 0,5 до 1,0 ед.

Старческая дальнозоркость развивается интенсивно с применением плюсовых очков от +1,0 до +3,5 ед. и более и влечет понижение остроты зрения вдаль так же, как и при близорукости. Применяя данное изобретение, у таких пациентов повышается острота зрения вдаль и вблизи и плюсовые очки им больше не нужны.

Восстанавливается также нормальное зрение в возрасте от 30 до 50 лет и повышается резерв аккомодации глаза.

Сравнивая применение предлагаемого устройства с оперативными методами лечения, необходимо отметать, что после операции по методу С. Федорова через 5-7 лет острота зрения вдаль падает, возникает искусственно старческая близорукость (пациент слабо видит вдаль и вблизи уже в возрасте 30 лет) и применять данный прибор запрещается по причине торможения остроты зрения вдаль. Предлагаемый прибор дает повышение остроты зрения вдаль в 2-3 раза выше по сравнению с методикой С. Федорова без применения очков. Данный прибор эффективно исправляет разность диоптрий глаз и выравнивает повышенную остроту зрения вдаль.

Предлагаемый прибор прост в реализации, не требует при осуществлении квалифицированного обслуживания, специально оборудованных кабинетов; он безболезненный, приятный по ощущению, допускает длительное применение без появления каких-либо отрицательных эффектов.

Устройство может быть изготовлено из доступных материалов в условиях производства оптики с применением известных технологических процессов и применяемого для этих целей оборудования.