Метод зменшення поздовжньої сферичної аберації інтраокулярних лінз

Автор(и)

  • Олександр Сергійович Поліщук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна https://orcid.org/0000-0003-4997-4247
  • Василь Васильович Козяр Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-6252-6660
  • Дмитро Геннадійович Жабоєдов Національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна https://orcid.org/0000-0002-4212-8403

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251521

Ключові слова:

кришталик, сферична аберація, інтраокулярна лінза, політетрафторетилен, вакуумне напилення, Zemax, SolidWorks

Анотація

Встановлено, що з усіх видів аберацій, після імплантації інтраокулярних лінз, найбільш суттєвою є сферична, властива в різній мірі сферичній оптиці. Запропонований метод зниження поздовжньої сферичної аберації інтраокулярних лінз шляхом нанесення додаткового оптичного шару на їх поверхні. Для зниження сферичної аберації проведене в середовищі Zemax 13 (США) моделювання товщини шару політетрафторетилену (тефлону). Виконані розрахунки, які включали показники заломлення навколишнього середовища та матеріалу оптики. Встановлено, що задля зменшення величини поздовжньої сферичної аберації інтраокулярної лінзи з гідрофобного акрилу, товщина шару тефлону, повинна становити близько 100 нм.

Результати напилення свідчать про покращення оптичних характеристик лінзи за рахунок зменшення поздовжньої сферичної аберації. При дослідженні різних зон лінз із напиленням встановлено, що в області лінзи 2 мм сферична аберація відсутня. В зоні 4 мм показник сферичної аберації зменшився в 4 рази, порівняно з вихідною лінзою. В області діаметром 6 мм, сферична аберація зменшилась на 0,2. Нанесення шару тефлону зменшило Френелівське відбиття в 4 рази, що поліпшує чутливість і контрастність бачення. Гідрофобні властивості тефлону, забезпечують антиадгезивний стан лінзи, що є протидією розвитку вторинної катаракти. В Solidworks 19 (Франція), розроблено модель лінзи “NVision Optics”, аберації якої максимально усунені

Біографії авторів

Олександр Сергійович Поліщук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант

Кафедра біомедичної інженерії

Василь Васильович Козяр, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат медичних наук, доцент

Кафедра біомедичної інженерії

Дмитро Геннадійович Жабоєдов, Національний медичний університет імені О. О. Богомольця

Доктор медичних наук, професор

Кафедра офтальмології

Посилання

  1. Foster, A. (1999). Cataract – a global perspective: output, outcome and outlay. Eye, 13 (3), 49–53. doi: https://doi.org/10.1038/eye.1999.120
  2. Thylefors, B., Négrel, A. D., Pararajasegaram, R., Dadzie, K. Y. (1995). Global data on blindness. Bulletin of the World Health Organization, 73 (1), 115–121. Available at: https://apps.who.int/iris/handle/10665/263950
  3. Thylefors, B., Resnikoff, S. (1998). Progress in the control of world blindness and future perspectives. Sante, 8 (2), 140–143. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9642739/
  4. Takhchidi, Kh. P., Agafonova, V. V., Yanovskaya, N. P., Frankovska-Gerlak, M. (2008). Simultaneous Surgery of the Cataract and Open-angle Glaucoma in Cases with the Pseudoexfoliative Syndrome. Three years follow-up. Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery, 1, 22–28. Available at: https://eyepress.ru/obj0066/OS2008n1.pdf
  5. Ioshin, I. E., Tolchinskaya, A. I. (2013). Surgical treatment of patients with bilateral cataracts. Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery, 2, 10–15.
  6. Kopaeva, V. (Ed.) (2018). Eye Diseases. Moscow: Oftal'mologiya, 495. doi: https://doi.org/10.25276/978-5-903624-36-2
  7. Calossi, A. (2007). Corneal Asphericity and Spherical Aberration. Journal of Refractive Surgery, 23 (5), 505–514. doi: https://doi.org/10.3928/1081-597x-20070501-15
  8. Polischuk, A., Kozyar, V., Zhaboedov, D. (2020). Reducing Photic Phenomena and Retinal Background Illumination by Using an Intraocular Lens. Innovative Biosystems and Bioengineering, 4 (4), 199–210. doi: https://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.4.214806
  9. Engren, A.-L., Behndig, A. (2013). Anterior chamber depth, intraocular lens position, and refractive outcomes after cataract surgery. Journal of Cataract and Refractive Surgery, 39 (4), 572–577. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2012.11.019
  10. Piers, P. A., Weeber, H. A., Artal, P., Norrby, S. (2007). Theoretical Comparison of Aberration-correcting Customized and Aspheric Intraocular Lenses. Journal of Refractive Surgery, 23 (4), 374–384. doi: https://doi.org/10.3928/1081-597x-20070401-10
  11. Zhaboedov, D. G. (2015). Hirurgicheskaya korrektsiya aberratsiy opticheskoy sistemy glaza pri lechenii vozrastnoy katarakty. Kyiv.
  12. Zheleznyak, L., Kim, M. J., MacRae, S., Yoon, G. (2012). Impact of corneal aberrations on through-focus image quality of presbyopia-correcting intraocular lenses using an adaptive optics bench system. Journal of Cataract and Refractive Surgery, 38 (10), 1724–1733. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2012.05.032
  13. Shysha, T. A., Chyzh, I. H. (2014). Method of control of wave aberrations of implanted intraocular lenses. Vestnik Belorussko-Rossiyskogo universiteta, 4 (45), 129–135. doi: https://doi.org/10.53078/20778481_2014_4_129
  14. Wang, L., Dai, E., Koch, D. D., Nathoo, A. (2003). Optical aberrations of the human anterior cornea. Journal of Cataract and Refractive Surgery, 29 (8), 1514–1521. doi: https://doi.org/10.1016/s0886-3350(03)00467-x
  15. Liao, X., Lin, J., Tian, J., Wen, B., Tan, Q., Lan, C. (2018). Evaluation of Optical Quality: Ocular Scattering and Aberrations in Eyes Implanted with Diffractive Multifocal or Monofocal Intraocular Lenses. Current Eye Research, 43 (6), 696–701. doi: https://doi.org/10.1080/02713683.2018.1449220
  16. Chang, D. H., Rocha, K. M. (2016). Intraocular lens optics and aberrations. Current Opinion in Ophthalmology, 27 (4), 298–303. doi: https://doi.org/10.1097/icu.0000000000000279
  17. Li, J., Xue, C. (2018). Design for Mid-range Diffraction Multifocal Intraocular Lens. ACTA PHOTONICA SINICA, 47 (9), 922001. doi: https://doi.org/10.3788/gzxb20184709.0922001
  18. Gatinel, D., Pagnoulle, C., Houbrechts, Y., Gobin, L. (2011). Design and qualification of a diffractive trifocal optical profile for intraocular lenses. Journal of Cataract and Refractive Surgery, 37 (11), 2060–2067. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2011.05.047
  19. González-Acuña, R. G., Chaparro-Romo, H. A., Gutiérrez-Vega, J. C. (2019). General formula to design a freeform singlet free of spherical aberration and astigmatism. Applied Optics, 58 (4), 1010. doi: https://doi.org/10.1364/ao.58.001010
  20. Polishchuk, О. (2021). Pat. No. 150305 UA. Obiemozaminna multyfokalna intraokuliarna linza "NVision Optics ". No. u202104749; declareted: 19.08.2021; published: 26.01.2022, Bul. No. 4. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=280354
  21. Moskalev, V. A. (1995). Prikladnaya fizicheskaya optika. Sankt-Peterburg: Politekhnika, 528.
  22. Landsberg, G. S. (2003). Optika. Moscow: FIZMATLIT, 848.
  23. Gritsenko, K. (2008). Plenki politetraftoretilena, nanesennye ispareniem v vakuume: mekhanizm rosta, svoystva, primenenie. Rossiyskiy himicheskiy zhurnal, LII (3), 112–123. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/plenki-politetraftoretilena-nanesennye-ispareniem-v-vakuume-mehanizm-rosta-svoystva-primenenie
  24. Kolobrodov, V., Tymchyk H. (2011). Dyfraktsiyna teoriya optychnykh system. Kyiv: NTUU “KPI”, 148.
  25. Milevskyi, V. Y., Chyzh, I. H. (2015). Methods and hardware for testing intraocular lens. Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute, 3, 7–14. Available at: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/783
  26. Kolobrodov, V. G., Tymchik, G. S., Kolobrodov, M. S. (2015). The diffraction limit of an optical spectrum analyzer. Twelfth International Conference on Correlation Optics. doi: https://doi.org/10.1117/12.2228534
  27. Usui, H. (2000). Polymeric film deposition by ionization-assisted method for optical and optoelectronic applications. Thin Solid Films, 365 (1), 22–29. doi: https://doi.org/10.1016/s0040-6090(99)01108-6
  28. Murugan, K., Ragupathy, A., Balasubramanian, V., Sridhar, K. (2014). Optimizing HVOF spray process parameters to attain minimum porosity and maximum hardness in WC–10Co–4Cr coatings. Surface and Coatings Technology, 247, 90–102. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.03.022
  29. Nelea, V., Holvoet, S., Turgeon, S., Mantovani, D. (2009). Deposition of fluorocarbon thin films on outer and inner surfaces of stainless steel mini-tubes by pulsed plasma polymerization for stents. Journal of Physics D: Applied Physics, 42 (22), 225208. doi: https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/22/225208
  30. Kolomzarov, Yu. (2011). Sozdanie vakuumnoy ustanovki dlya naneseniya organicheskih i organo-neorganicheskih mnogokomponentnyh nanoplenok. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo instituta (tekhnicheskogo universiteta), 10 (36), 91–93.
  31. Polishchuk, O. S. (2021). Pat. No. 149961 UA. Inzhektor dlia implantatsiyi ta eksplantatsiyi intraokuliarnoi linzy. No. u202104750; declareted: 19.08.2021; published: 15.12.2021, Bul. No. 50. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=279777
  32. Fernandez, E. J., Artal, P. (2017). Achromatic doublet intraocular lens for full aberration correction. Biomedical Optics Express, 8 (5), 2396. doi: https://doi.org/10.1364/boe.8.002396

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-25

Як цитувати

Поліщук, О. С., Козяр, В. В., & Жабоєдов, Д. Г. (2022). Метод зменшення поздовжньої сферичної аберації інтраокулярних лінз. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(5(115), 14–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251521

Номер

Том 1 № 5(115) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Oleksandr Polishchuk, Vasiliy Kozyar, Dmytro Zhaboiedov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.