(57)【要約】  システムおよび方法は、視覚系に適合した点広がり関数（「ＰＳＦ」）の修正形態を使用して、患者の目を分析し、診断し、および／または、治療する。視覚収差の知覚を変える因子が含まれることができ、および／または、異なる距離での光学系の視知覚の変動をより完全に示すために、ある範囲の光学距離にわたる点広がり関数の計算を使用して、容積点広がり関数が計算されることができる。単一波長源対複数波長源、色収差、網膜分解能、波長依存性視覚応答、スタイルズ・クロフォード効果、および／または網膜応答の非線形性を含む、人の光学系の種々の視覚効果を、シミュレートし、解析し、モデル化することができる。知覚される点広がり関数は、患者の視知覚の客観的な確認を提供し、治療する医師が、患者が見るものの精密な近似を見ることを可能にし、波面収差のスケールと有意性を示し、および／または、どの収差が視覚に影響を及ぼし、どの収差が影響を及ぼさないかを示すことができる。
2007526808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目を評価するか、または、治療するシステムであって、
光学収差信号を受け取る入力と、
前記入力に結合し、前記収差信号から容積点広がり関数を求めるモジュールと、
前記モジュールに結合し、前記容積点広がり関数に応答して信号を送信する出力とを備えるシステム。
【請求項２】
前記入力は波面センサに結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記出力信号は前記目の光学性能を示す請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記出力は屈折レーザ・システムに結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記モジュールはプロセッサの一部分を備え、前記プロセッサは、前記モジュールからの前記出力信号に応答して前記目の屈折性能を改善するための、レーザ・エネルギーのパターンを導出する請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記容積点広がり関数は、前記目の角膜からのある距離範囲全体にわたって広がった複数の場所における点広がり関数を含み、網膜は前記距離範囲内に、または、前記距離範囲の近くに配設される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記モジュールは、複数の異なる瞳孔サイズにける前記容積点広がり関数を求める請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記モジュールは、明順応状態における前記容積点広がり関数を求める請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記モジュールは、暗順応状態における前記容積点広がり関数を求める請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記出力信号は、前記容積点広がり関数のグラフィック表現に対応する請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記容積点広がり関数の前記グラフィック表現は、患者の知覚される視覚に対応し、前記モジュールは、
多色ソース光、
前記目の色収差、
明順応状態と暗順応状態に対する波長依存性視覚応答、
調整可能な瞳孔サイズ、
スタイルズ・クロフォード効果、
非線形網膜応答から選択された１つまたは複数の視覚効果をモデル化することによって、前記容積点広がり関数を生成するように構成される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記モジュールは、治療後容積点広がり関数を生成するように構成され、前記グラフィック表現は、前記容積点広がり関数と、前記治療後容積点広がり関数との比較を可能にする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記治療後容積点広がり関数は、少なくとも約２ジオプタだけの、読み取り範囲の拡張を示す請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
特定の患者の目を評価するか、または、治療するシステムであって、前記目は光学収差を有しており、
前記目の前記収差に対応する光学収差信号を受け取る入力と、
前記入力に結合したモジュールとを備え、前記モジュールは、
ａ）前記目の色収差と、
ｂ）前記目の調整可能な瞳孔サイズとをモデル化することによって、前記収差信号から知覚される点広がり関数を求めるように構成され、
さらに、前記モジュールに結合し、前記知覚される点広がり関数に応答して信号を送出する出力を備えるシステム。
【請求項１５】
前記モジュールは、
ｃ）多色ソース光と、
ｄ）明順応状態と暗順応状態に対する波長依存性視覚応答と、
ｅ）非線形網膜応答とから選択された１つまたは複数の視覚効果をモデル化するようにさらに構成される請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記モジュールは、ｃ）〜ｅ）のそれぞれをモデル化するようにさらに構成される請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記モジュールは、スタイルズ・クロフォード効果をモデル化するようにさらに構成される請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
スタイルズ・クロフォード効果をモデル化しない請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記出力に結合したグラフィカル・ディスプレイをさらに備え、前記グラフィカル・ディスプレイは、前記患者の画像に対する視知覚をモデル化するために、前記知覚される点広がり関数を示す請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記出力に結合されたグラフィカル・ディスプレイをさらに備え、前記グラフィカル・ディスプレイは、ある距離範囲全体にわたって広がった複数の場所で前記知覚される点広がり関数を示し、前記患者の網膜は、前記患者の角膜から前記距離範囲内に、または、前記距離範囲の近くに配設され、前記知覚される点広がり関数は容積点広がり関数を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
特定の患者の目を評価するか、または、治療する方法であって、前記目は光学収差を有しており、
前記目の前記光学収差を識別すること、
前記収差から、知覚される点広がり関数または容積点広がり関数を求めること、
前記求めた点広がり関数をグラフィカルに表示することを含む方法。
【請求項２２】
前記求めた点広がり関数は、知覚される点広がり関数を含み、前記点広がり関数の前記グラフィカル表示は、知覚される患者の視覚に対応し、前記モジュールは、
多色ソース光、
前記目の色収差、
明順応状態と暗順応状態に対する波長依存性視覚応答、
調整可能な瞳孔サイズ、
スタイルズ・クロフォード効果、
非線形網膜応答から選択された１つまたは複数の視覚効果をモデル化することによって、前記容積点広がり関数を生成するように構成される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記求めた点広がり関数は容積点広がり関数を含み、前記容積点広がり関数の前記グラフィカル表示は、前記目の角膜から、ある距離範囲全体にわたって広がった複数の場所で表示された点広がり関数を含み、前記網膜は、前記距離範囲内に、または、前記距離範囲の近くに配設される請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記患者の知覚または前記求めた点広がり関数を客観的に検証するために、前記グラフィカル表示を前記患者に示すことをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記グラフィカル表示を使用して、屈折治療処方を開発することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
本出願は、共に、「Ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｅｙｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ  ａｎｄ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」という名称の、２００４年２月２０日に出願された米国仮特許出願第６０／５４６，４１６号、および、２００４年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／５４８，７０９号からの優先権の利益を主張する。
【０００２】
（連邦政府による資金提供を受けた研究または開発の下で行われた発明に対する権利に関する記載）
該当無し。
【０００３】
（コンパクト・ディスク上で提出された「シーケンス・リスト」、テーブル、またはコンピュータ・プログラム・リストに対する参照）
該当無し。
【技術分野】
【０００４】
本発明は、一般に、光学系解析に関し、特定の実施態様では、一般に、患者の視知覚をモデル化するのに適合した点広がり関数(point spread function)の使用によって、患者の目を評価する、および／または、治療する方法およびシステムを提供する。他の実施態様は、イメージング距離範囲全体にわたって広がった容積点広がり関数(volumetric point spread function)を利用する。知覚された点広がり関数および／または容積点広がり関数のグラフィック表現は、患者の知覚を検証し、患者についての特定の処方または多数の患者についての新しい種類の屈折補正を開発するのに使用することができる。
【背景技術】
【０００５】
個々の視知覚は、種々の異なる方法で測定され、多数の異なる因子によって影響を受ける。視力は、より一般的な視知覚測定値の中の１つの測定値である。従来から、人の目の視力を測定することは、視力検査表を使用することを必要とした。視力測定値は、網膜内での光吸収と検出、脳内でのニューラル処理などのような主観的因子によって影響を受けるだけでなく、角膜や水晶体の光学特性などの客観的因子によって影響を受ける。視力測定は、視知覚能力の良好な総合的な測定を提供することができるが、特定の患者について視知覚を制限すると思われる視覚系の特定の欠陥または弱さに関する指標をほとんど示さない。
【０００６】
ごく最近では、目の光学性能の客観的測定が可能になった。ハートマン−シャック・センサを使用した波面測定によって、現在、光学系にわたって光学収差を測定することが可能である。これらの収差測定から、種々の客観的な光学性能特性を計算することができる。これらの客観的な光学収差測定と計算された性能特性は、最近数年にわたって、患者の光学組織を診断し治療する技術を大幅に進歩させてきた。たとえば、患者の収差測定が、患者の目についての特注処方的屈折補正を開発するのに使用されることが、現在、一般的であり、これらの処方は、レーザ眼科手術を使用して施されることが多い。新しい客観的な収差測定技法と、レーザ眼科手術のレーザ屈折補正能力とを組み合せることによって、多くの患者が、低次光学誤差（近視、遠視、および乱視など）と高次収差とを共に、部分的に、および／または、実質的に完全に補正されることができ、それによって、多くの患者に２０／２０より大きな視力が与えられる。
【０００７】
しかし、多くのこうした成功に関するのと同様に、やはり、さらなる改善が望ましいであろう。特に、収差データから現在計算される、知られている客観的な視覚性能特性は、人の視覚系の多数の微妙な点を捉えない。波面測定と計算された収差特性は、たとえば、大多数の患者によって直感的に理解されないことが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に照らして、患者の目の収差を診断し、解析し、治療する強化したシステムおよび方法を提供することが、一般に、望ましいであろう。患者の知覚に、より精密に一致する、強化した視知覚効果モデルとグラフィック表示を提供することが有益である。こうした改良は、現在利用可能な客観的な収差測定を利用することができると共に、患者の視覚系からその患者の知覚をより精密にモデル化することができる場合に、特に、有利であるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、全体的に、患者の目を解析し、診断し、および／または、治療する、改良されたシステムおよび方法を提供する。多くの実施態様では、本発明は、点広がり関数（「ＰＳＦ」）の１つまたは複数の修正形態を利用する。これらの修正点広がり関数は、天文学やレーザ科学に適した長期間存在してきた光学技法に基づくことができ、人の視覚系の微妙な点を必ずしも捉えるわけではないが、点広がり関数を計算する標準的な方法に完全には依存するのではなく、視覚系に適合させる。視覚収差の知覚を変更する因子を、修正点広がり関数の計算に含むことができる。一部の実施態様では、異なる距離にあるオブジェクトが観察される時、および／または、目が異なる距離での観察に順応する時の視知覚の変動をより完全に示すために、しばしば、ある範囲の光学距離内の点広がり関数の計算を使用して、容積点広がり関数が計算される。単一波長源対複数波長源、色収差、網膜分解能、波長依存性視覚応答、スタイルズ・クロフォード効果、および／または網膜応答の非線形性を含む、人の光学系の種々の視覚効果がシミュレートされ、解析され、モデル化され、表示される。これらの効果のうちの１つ、一部、または全てを適切にモデル化することによって、知覚される点広がり関数を計算することができ、患者の視知覚の客観的な確認を提供し、患者が見るものの精密な近似を治療する医師が見ることを可能にし、波面収差のスケールと有意性を示し、どの収差が視覚に影響を及ぼし、どの収差が影響を及ぼさないかを示し、および／または、患者が、特定の収差によって引き起こされる患者の視知覚の客観的なグラフィカル表現を見ることを可能にすることによって、視覚的なゴースト、ハロー、またはフレアを持って生きた患者についての検証体験を提供する。
【００１０】
第１態様では、本発明は、目を評価するか、または、治療するシステムを提供する。システムは、光学収差信号を受け取る入力を備える。モジュールが入力に結合され、収差信号から容積点広がり関数を求める。出力がモジュールに結合され、出力は容積点広がり関数に応答して信号を送信する。
【００１１】
多くの実施態様では、入力は波面センサに結合される。出力信号は、目の光学性能を示している。出力は、たとえば、屈折レーザ・システムまたは他の目治療装置に結合されてもよい。こうした実施態様では、モジュールは、プロセッサの少なくとも一部分を備えてもよく、プロセッサは、モジュールからの出力信号に応答して目の屈折性能を改善するための、レーザ・エネルギーのパターンを導出する。
【００１２】
容積点広がり関数は、通常、目の角膜からのある距離範囲全体にわたって広がった複数の場所における点広がり関数を含む。網膜は、その距離範囲内に、または、その距離範囲の近くに配設されることが多い。点広がり関数の場所は、その範囲内の離散的な距離にあっても、または、その範囲の一部または全てにわたって連続して広がっていてもよい。
【００１３】
一部の実施態様では、モジュールは、複数の異なる瞳孔サイズにおける容積点広がり関数を求める。瞳孔は、観察距離の変化と共に、収縮し、および／または、拡張することが多いため、これは、たとえば、ある範囲の異なる観察距離に関連して視知覚を解析する時に役立つであろう。モジュールは、明順応状態および／または暗順応状態における容積点広がり関数を決定する。又、これら２つの間での交互の周囲照明状態も採用されてもよい。多くの実施態様では、出力信号は容積点広がり関数のグラフィック表現に対応する。グラフィック表現は患者の知覚される視覚に対応する。知覚される視覚と容積点広がり関数の間の相関を高めるために、モジュールは、多色ソース光、目の色収差、波長依存性視覚応答、調整可能な瞳孔サイズ、スタイルズ・クロフォード効果、および／または、非線形網膜応答をモデル化することによって、容積点広がり関数を生成するように構成されてもよい。多くの実施態様では、モジュールは、治療後容積点広がり関数を生成するように構成されてもよく、グラフィック表現は、容積点広がり関数と、治療後容積点広がり関数との比較を可能にする。この比較は、複数の代替の治療の間で選択する時に役立ち、または、好ましい治療処方を導出するのに使用することができる。治療後の容積点広がり関数は、好ましくは、少なくとも約２ジオプタだけの、読み取り範囲の拡張を示すであろう。
【００１４】
別の態様では、本発明は、特定の患者の目を評価するか、または、治療するシステムを提供する。目は光学収差を有し、システムは、目の収差に対応する光学収差信号を受け取る入力を備える。モジュールは、入力に結合され、目の色収差と調整可能な瞳孔サイズとをモデル化することによって、収差信号から知覚される点広がり関数を求めるように構成される。モジュールに結合される出力は、知覚される点広がり関数に応答して信号を送出する。
【００１５】
モジュールは、多色ソース光、（明順応状態と暗順応状態に対するなどの）波長依存性視覚応答、および／または、非線形網膜応答をモデル化するように構成されてもよい。モジュールは、任意選択で、これら３つの効果のそれぞれをモデル化するように構成されてもよい。一部の実施態様では、モジュールは、スタイルズ・クロフォード効果をモデル化してもよいが、一部の実施態様は、そうしなくてもよい。
【００１６】
任意選択で、システムはまた、出力に結合したグラフィカル・ディスプレイを含んでもよい。グラフィカル・ディスプレイは、画像に応答した、しばしば、点光源に応答した、患者の視知覚をモデル化するために、知覚される点広がり関数を示す。グラフィカル・ディスプレイは、任意選択で、スネルの視力検査表、他の視覚試験画像、実世界の画像などを含む、他のソース画像の視知覚を示す画像を表示することができる。一部の実施態様では、ある距離範囲全体にわたる複数の場所で知覚される点広がり関数を示してもよく、患者の網膜は、知覚される点広がり関数が容積点広がり関数を含むように、患者の角膜に対する距離範囲内に、または、距離範囲の近くに配設される。
【００１７】
別の態様では、本発明は、特定の患者の目を評価するか、または、治療する方法を提供する。目は光学収差を有し、方法は、目の光学収差を識別することを含む。知覚される点広がり関数または容積点広がり関数は収差から求められ、グラフィカルに表示される。
【００１８】
任意選択で、グラフィカル表示は、方法において求めた患者の知覚および／または点広がり関数を客観的に検証するために、患者に示されてもよい。一部の実施態様では、屈折治療処方は、特定の患者についてか、複数の、または、ある種類の患者についてのいずれかのために、グラフィカル表示を使用して、開発されてもよい。
【００１９】
本特許または出願ファイルは、カラーで実施された少なくとも１つの図面を含む。カラー図面（複数可）を有する本特許または特許出願公開の写しが、要求および必要な料金の支払いに応じて事務所によって提供されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、一般に、患者の視覚を解析する、および／または、治療する改良されたシステムおよび方法を提供する。多くの実施形態では、本発明は、特定の患者に対して、波面センサを使用して提供されることが多い収差データを利用する。本発明は、点広がり関数（「ＰＳＦ」）を利用することが多く、一般に、収差データ（および、特に、波面データ駆動式点広がり関数）の計算と可視化における改良を提供する。
【００２１】
収差情報を特徴付けるのに役立てるために、いろいろなパラメータが求められるが、点広がり関数は特に利点を有する。たとえば、点広がり関数は、患者が収差を見るように、医師が収差を見ることができるように補助する。点広がり関数を計算するための知られている方法は、長期間存在してきた光学技法に基づくことが多い。これらの方法は、天文学やレーザ科学における使用から導出されたと思われる、および／または、使用に適するが、必ずしも、人の視覚系の微妙な点を捉えるわけではない。視覚収差の知覚を変更する因子を解析し、これらの因子を、知覚される点広がり関数、および／または、容積点広がり関数の計算に組み込む方法を確立することによって、視覚系の性能の計算と可視化の改良を実現することができる。
【００２２】
以下の知覚される容積点広がり関数の効果、すなわち、単一波長源対複数波長、色収差、網膜分解能、波長依存性視覚応答、スタイルズ・クロフォード効果、網膜応答の非線形性が、本明細書に添付される図においてシミュレートされ、以下の本明細書で解析される。個々の視知覚に関するこれらの効果のそれぞれの影響は、眼科生理学やその基礎になる関連する物理的原理に基づいて本明細書で特徴付けられる。これらの効果の、任意の１つ、任意の２つ以上および／または全ての組み合わせをより正確に表すために、技法は、点広がり関数を改良することができる。
【００２３】
本明細書の図面と関連する説明によって示されるように、点広がり関数は、上に挙げた効果のそれぞれによって、顕著に、また、大幅に変更された。点広がり関数の変化は、かなり高次の収差を有する患者について最も著しかった。点広がり関数の最も劇的な変化は、色収差と複数波長効果が、数学的モデルに付加された時に起こった。
【００２４】
多くの実施形態では、本明細書で述べたシステムおよび方法は、よりよい点広がり関数を構築し、波面駆動式点広がり関数の計算と可視化の改良を提供する。ここで、図１Ａを参照すると、人の目の収差を可視化する多くの方法が存在する。図１Ａは、同じ収差の８つの異なる見え方を示す。残念ながら、波面収差は、一部の、ほとんどの、または全ての患者によって直感的に理解されない。波面収差データは、非常に正確な収差エレベーション・マップ、収差を表すツェルニケ多項式係数、ならびに、いろいろな代替の収差データとグラフィカル表現フォーマットの計算を可能にする。ツェルニケ・ペンタフォイル、２次コマ収差、または周辺で妨害された波面などの項は、大多数の患者にとって意味がないことが多い。
【００２５】
ここで、図１Ｂ、図１Ａを参照すると、図１Ｂに示す波面生成点広がり関数は、多くの患者がより容易に理解できるより具体的な概念である。点広がり関数の役割は、波面収差のスケールと有意性を迅速に捉えることである。点広がり関数は、視覚に影響を与える収差を示し、影響を与えない収差を隠す。それによって、点広がり関数は、収差をその本質になるまで純化させるのを助け、異なる収差の間の相互作用を伝える。
【００２６】
点広がり関数を見ることは、視覚的なゴースト、ハロー、またはフレアを持って生きた患者についての検証体験である。こうした患者は、システムを口頭で述べることができるが、自分が見るものを正確に伝えることが困難である可能性がある。点広がり関数は、患者が見るものを医師がより身近に見ることを可能にすることによって、客観的に確認することができる。患者が見ることになるものを作り直すこの能力によって、２００４年６月１８日に出願され、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ  Ｖｉｓｕａｌ  Ａｃｕｉｔｙ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」という名称の出願第１０／８７１，３４４号に、より完全に記載される、少なくとも部分的な、近似視力測定に対して点広がり関数を使用することが可能になる。こうした全体の測定に加えて、点広がり関数はまた、患者の目の光学的欠陥からの視覚症状（ｓｙｍｐｔｏｍ）の識別と解析を可能にしてもよい。点広がり関数が、患者に対する検証を提供することを可能にするだけでなく、これらの能力は、収差測定が正確であるという確認を可能にし、処方的治療を導出する適切な基礎を提供する。
【００２７】
ここで、図２を参照すると、点広がり関数は、一般に、光学系の光学収差を通して光点をイメージングする結果を反映する。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃに示すように、点広がり関数は、それぞれ、近視の目、乱視の目、正視の目を通して点源をイメージングした結果をグラフィカルに示すことができる。点広がり関数を生成する標準的な方法は、本明細書で述べる一部の実施形態で使用されてもよいが、標準的な方法は、一部または全ての患者の真の視覚体験を反映しないため、適切でないことが多い。そのため、人が点光源を見る場合に、現実的に知覚することになる画像をより精密に計算することが望ましいであろう。その目的ために、知覚される理想的な点広がり関数を、人が、点光源を見る時に知覚することになる画像として機能的に定義することができる。この理想的な機能定義は、本明細書で述べる全ての知覚される点広がり関数によって達成されない場合があり、本明細書で述べる知覚される点広がり関数の多くは、標準的な点広がり関数に比べて部分的な改良のみを含むことになる。それでも、本発明の知覚される点広がり関数は、一般に、視知覚をモデル化する時に、標準的な点広がり関数に比べて改良を行うことになり、「知覚される点広がり関数」という用語は、標準的な計算に基づくが、視知覚をより正確にモデル化するために修正された点広がり関数を包含する。
【００２８】
視知覚が、より精密に、客観的に作られるようにする標準的な点広がり関数に対する改良は、複数波長、色収差、非線形感度、波長に対するクローン応答、回折限界、網膜分解能をモデル化することを含む。これらの修正を調整する前に、標準的な点広がり関数は、たとえば、フラウンホーファ近似
【００２９】
【数１】
2007526808.tif 000003
を使用して、計算されてもよいことが、手短に述べるに値する。
【００３０】
点広がり関数のこの計算された近似は、非常に役立つ可能性があるが、図３に示す種々の点広がり関数を見てわかるように、こうした近似は、実際の視知覚とある程度異なる場合がある多数のフリンジなどを含むことが多い。フラウンホーファ近似は、単色コヒーレント光の点広がり関数を近似する標準的な点広がり関数を提供する。この近似は、計算するのが容易であるが、目は、少なくともある場合には、近似状態を満たさない。フラウンホーファ近似は、小さな収差についてのみ有効であり、容易にはスケーリングしない。さらに、図３を参照して理解されるように、得られる点広がり関数は、いつも現実的に見えるとは限らない。
【００３１】
点広がり関数を計算する代替の方法は、図４に概略的に示す幾何学的レイ・トレーシング法を含む。こうした点広がり関数を、異なる方法で計算でき、および／または、定義することができる。たとえば、点広がり関数は、収差が無い時に光子がそこからイメージング・デバイスにヒットしたであろうベクトルだけ偏倚する点において、光子がイメージング・デバイスにヒットすることになる確率密度として定義されてもよい。こうした点広がり関数は、以下のように計算されてもよい。
【００３２】
【数２】
2007526808.tif 000004
さらなる代替の定義は、光学系を通してイメージングされる点源の強度分布、または、実際の点源の観測される点に似ていない形状を含む。図５に提供される、回折点広がり関数と幾何学点広がり関数との比較を参照して理解されるように、こうした幾何学的手法は、異なるが、関連する結果をもたらす可能性がある。それでも、これらの幾何学的手法もまた、制限があり、目の内部光学系の計算上の困難さおよび／またはモデル化の制限を含むことがある。これらのＰＳＦ計算の一部について使用される場合がある、簡略化した目の数学モデルは、図３に概略的に示されている。
【００３３】
ここで、図６Ａと図６Ｂを参照すると、色収差は、目の光学収差によって変化するように、知覚される視覚に有意の影響を及ぼす場合がある。図６Ａを参照して理解されるように、全ての波長が等しいわけではなく、光に対する目の応答は、その光の波長と共に変わる。実際に、視覚系の波長応答は、周囲照明状態と共に変わり、高照度の明順応視覚に関して約１５５ミクロンの波長についてピーク応答を提供し、低照度の暗順応視覚状態下で５０７ｎｍの狭い応答ピークを提供する。
【００３４】
異なる観察状態下での波長応答の差に加えて、波長に対する種々の網膜錐体応答も同様に視知覚を変更する場合がある。網膜錐体の個々のピークは、４４５ｎｍ、５３５ｎｍ、５７５ｎｍに位置する。これらのピークでの、また、ピークから離れた網膜錐体応答を、計算される点広がり関数に容易に組み込むことができる。
【００３５】
カラー点広がり関数の効果を示すために、図７Ａ（近視を持つ目の場合）と図７Ｂ（高次収差を有する目の場合）に示す単一波長点広がり関数を最初に考える。本明細書に示す、これらの、また、他の点広がり関数において、点広がり関数に隣接して重ね合わされる「Ｅ」は、スネル２０／２０視力検査表の文字を示し、それによって、点広がり関数のスケールの目安が与えられる。図７の近視の点広がり関数では、図の全体の幅は、８０ａｒｃ−ｍｉｎであり、一方、図７Ｂの高次収差の点広がり関数では、図は、１２ａｒｃ−ｍｉｎの幅を有する。
【００３６】
図７Ａと図７Ｂの単一カラー点広がり関数を比較するために、図８Ａ〜８Ｄは、複数波長効果がモデル化される点広がり関数を示す。図８Ａでは、回折制限された点広がり関数が、制限された複数波長効果を示す。しかし、図８Ｂに示す混合乱視についての点広がり関数は有意の複数波長効果を示す。遠視の目についての複数波長点広がり関数が図８Ｃに示され、近視の目については図８Ｄに示されている。
【００３７】
ここで、図９Ａを参照すると、近視の目に関する色収差の効果もまた理解することができる。近視の目は、一般に、遠くの画像からの光を網膜の内側の場所に収束させるが、焦点と網膜との分離は、色収差効果のために、光の波長と共に変わる。これは、図９Ｂに示す点広がり関数において見ることができる。
【００３８】
ここで、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、スタイルズ・クロフォード効果の影響が有る状態（図１０Ｂ）と無い状態（図１０Ａ）に関して計算した点広がり関数が、高い球面収差（０．７１ｎｍ）を有する目について示される。スタイルズ・クロフォード効果が省略される点広がり関数（図１０Ｃ）と、含まれる点広がり関数（図１０Ｄ）のさらなる比較はまた、ここでは、近視の点広がり関数について提供されている。
【００３９】
スタイルズ・クロフォード効果を有する、および／または、複数の光波長の効果を有する点広がり関数の計算は、その全体の開示が参照により本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国特許出願第１０／８７１，３４４号により詳細に記載される。異なる波長における色収差もその特許に開示されている。より具体的には、点広がり関数（ＰＳＦ）は、通常、波面データに基づいて計算される。たとえば、収差を有する波面は、Ｗ（ｒ，θ）で示すことができる。多色効果、人の目の色収差、スタイルズ・クロフォード効果、網膜スペクトル応答関数などの効果を考慮することも可能である。
【００４０】
これらの効果を考慮すると、多色ＰＳＦは、
【００４１】
【数３】
2007526808.tif 000005
として表すことができ、ここで、Ｒ（λ）は、網膜スペクトル応答関数であり、
【００４２】
【数４】
2007526808.tif 000006
に近似し、Ｐsc（ｒ）は、瞳孔アポダイゼーション関数（スタイルズ・クロフォード効果）であり、
【００４３】
【数５】
2007526808.tif 000007
と書くことができ、Ｄ（λ）は、波長λにおける色収差であり、
Ｄ（λ）＝−２１．５８７＋９２．８７λ−１３４．９８λ2＋６７．４０７λ3
に近く、中心波長λ0は０．５５μｍとする（上記式の全ての波長単位はμｍである）。瞳孔アポダイゼーション強度パラメータρは、０．０６である。αは、ジオプタから光学経路差（ＯＰＤ）への換算係数を表す。ＦＦＴは、高速フーリエ変換を示し、｜*｜は、複素数のモジュールを示す。
【００４４】
多色波長を実施する時に、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０μｍの７つの波長が、それぞれ、全体の白色光スペクトルについて適切な近似を与えることがわかっている。
【００４５】
ここで、図１１Ａ〜１１Ｆを参照すると、知覚される点広がり関数に影響を及ぼす別の因子は、網膜の非線形応答である。図１１Ａに示すように、仮定される線形応答（図１１Ｂに示す）に関して計算される点広がり関数は、少なくともある場合には、収差の知覚される視覚効果を著しく不正確に伝える場合がある。対数応答（図１１Ｄに示す）を含むように、点広がり関数の計算を変更することによって、知覚される収差効果との相関が改善する場合がある。こうした相関は、少なくともある場合には、図１１Ｅおよび図１１Ｆに示すように、光エネルギーに、網膜の対数応答と飽和の両方を組み込むことによって、さらに改善される場合がある。
【００４６】
図１２を参照すると、従来のツェルニケ収差のサブセットが示されている。残念ながら、「Ｚｅｒｎｉｋｅ  Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  Ｆａｉｌｓ  ｔｏ  Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ  Ａｌｌ  Ｖｉｓｕａｌｌｙ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｃｏｒｎｅａｌ  Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ」［Ｉｎｖｅｓｔ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ  Ｖｉｓ  Ｓｃｉ，（１１／２００３）  ４４（１１）  ４６７６−４６８１  ＤＯＩ：１０１１６７／ＩＯＶＳ．０３−０１９０］という名称の論文において、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｋ．ＳｍｏｌｅｋおよびＳｔｅｐｈｅｎ  Ｄ．Ｋｌｙｃｅが述べるように、知られているツェルニケ・フィッティング法は不正確である。これらの知られているツェルニケ・フィッティング法はまた、視力に影響を及ぼす波面誤差オペレーションについての重要な情報を完全には捉えられない。そのため、収差データからのツェルニケ多項式波面再構築は、非常によく使われ、多くの患者について有意の利益を与えることができるが、これらの知られているツェルニケ再構築は、患者の視知覚のこれらの表現の精度を制限するように、点広がり関数に実際に影響を及ぼす。たとえば、図１３は、６次ツェルニケ多項式再構築に基づく点広がり関数と、より忠実度の高い再構築に基づく点広がり関数との比較を示す。例示的な忠実度の高い再構築は、高分解能フーリエ再構築を含む。１．２１ジオプタの遠視の点広がり関数と、−１．７５ジオプタの近視の点広がり関数の両方について、点広がり関数の有意の差を見ることができる。差はまた、図１４に示す、高い球面収差を有する患者と収差の高い患者についての点広がり関数において見ることができる。図１４では、底部列は、収差の高い目の、６次波面再構築に基づく点広がり関数を示す（ＲＭＳ≦０．８９ｎｍ）。右の画像は、忠実度の高いフーリエ変換再構築を使用するが、同じ波面から計算された。画像間の有意の差が意味することは、６次ツェルニケ再構築が、十分に正確な点広がり関数を生成するのに十分でないということである。
【００４７】
ここで、図１５を参照すると、異なる収差を有する異なる患者（患者１、患者２、患者３）についての点広がり関数の再現性が示される。図１６、図１７はまた、点広がり関数の再現性をグラフィカルに示す。
【００４８】
ここで、図１８Ａ〜１８Ｄを参照すると、（再上皮形成中に、レーザ角膜切除屈折手術（photorefractive keratectomy：「ＰＲＫ」）手技後、４日経って）有意の収差を有する患者が、ＷａｖｅＳｃａｎ  ＷａｖｅＦｒｏｎｔ（登録商標）収差検知システム上で測定された。図１８Ａに示す右目（「ＯＤ」）と、図１８Ｃに示す左（「ＯＳ」）についての点広がり関数を計算するために、データが使用された。患者は、罫線入り背景に対して設定された光源が示され、それぞれの目で見た通りに、画像を描くように依頼される。右目ＯＤの場合、患者は、図１８Ｂに示すスケッチを描いた。左目ＯＳの場合、患者は、図１８Ｄに示すスケッチを描いた。これらの図のそれぞれと、関連して計算された知覚される点広がり関数との、スケールと形状における精密な一致は、知覚される点広がり関数が、患者の視知覚を予測することを示す。そのため、これは、点広がり関数試験プロトコルの例を提供する。すなわち、小さな光源についての患者の図が、スケールと特徴の両方において、波面収差に基づく点広がり関数に十分に似る時、こうした結果は、点広がり関数が、患者の視知覚についての、患者に対する検証を提供することができることを示し、また、視知覚を使用して、計算された点広がり関数と収差測定が検証されてもよいことを示す。
【００４９】
ここで、図１９を参照すると、ＬＡＳＩＫ前における患者の目の収差を示す点広がり関数は、ＬＡＳＩＫ手技後の同じ患者について計算した点広がり関数と比較して、著しく改善されることが示された。両方の点広がり関数は、共通スケールで示され、そのスケールの月の図が、比較のために提供される。ＬＡＳＩＫ前オペレーションとＬＡＳＩＫ後オペレーションの点広がり関数は共に、図１９において自己正規化される。
【００５０】
ここで、図２０を参照すると、図１９のＬＡＳＩＫ前オペレーションとＬＡＳＩＫ後オペレーションの点広がり関数の代替の表現が示される。図２０のＬＡＳＩＫ前オペレーションの点広がり関数は、再び、自己正規化されるＬＡＳＩＫ後オペレーションの点広がり関数に対して正規化される。
【００５１】
点広がり関数の直接観察と解析に加えて、本明細書で述べる点広がり関数はまた、画像の畳み込み処理に使用でき、それによって、患者の視知覚に対応する客観的なグラフィカル表示を提供する。その開示が参照により本明細書に組み込まれる、特許出願１０／８７１，３４４でより完全に述べられるように、適切な試験画像の畳み込み処理が、視力を客観的に測定するのに使用できる。
【００５２】
図２１に示すように、光の点広がり関数を示すために合成される異なる光波長は、波長特定視覚の目安を提供するためにスネルまたは他の適切な試験画像と畳み込み処理され、および／または、患者が知覚するものに対応する白色光（または、他の合成光）試験画像を示すために、異なるカラー畳み込み処理試験画像が合成されてもよい。図２２Ａは、白色光または太陽スペクトル光源についての点広がり関数を示し、図２２Ｅは、図２２Ａの点広がり関数を使用して畳み込み処理した、対応する白色光スネル視力検査表を示す。同様に、図２２Ｆは、図２２Ｂの青色発光ダイオード（ＬＥＤ）の点広がり関数から畳み込み処理された青色光４００ｎｍスネル視力検査表を示す。図２２Ｇは、図２２Ｃの赤色ＬＥＤ６６５ｎｍの光源の点広がり関数を使用して畳み込み処理された同じ試験画像を示し、一方、図２２Ｄは、黄色またはナトリウム光５９０ｎｍの点広がり関数を示し、関連して畳み込み処理された試験画像は、図２２Ｈに示される。図２３に示すように、点広がり関数（および、関連する畳み込み処理された試験画像）は、たとえば、所望の色の異なる組み合わせから形成される光源を解析するために、異なる方法で合成されてもよい。
【００５３】
上記が示すように、本明細書に述べるモデルの目を使用することによって、異なる光スペクトルを、点広がり関数を生成する時に使用することが可能になる。本明細書の図の多くにおいて、白色光太陽スペクトルが示されるが、点広がり関数は、ハロゲン光、タングステン光、市販の発光ダイオード、市販の街路照明を含む、代替の光源のスペクトルを使用して試験された。結果が示すことは、患者の点広がり関数は、光源スペクトルによって著しく影響を受ける可能性があることである。白色光において良好な点広がり関数を有する患者は、赤色発光ダイオードを見る場合、不良の点広がり関数を有する場合がある。各点広がり関数は、従来のスネル視力検査表の画像または他の望ましい画像と畳み込み処理されて、異なる照明条件下で患者の視力を推定することができる。そのため、異なる光スペクトルを有する点広がり関数は、どんな光をモデル化したいかに応じて、導出されてもよい。たとえば、図２４Ａ、図２４Ｂは、それぞれ、３，０００Ｋと５，２００Ｋの色温度を有する、ハロゲンとキセノン高輝度放電（「ＨＩＤ」）光の点広がり関数を使用して生成される画像を示す。図２４Ａ、図２４Ｂに示す画像は、高速道路の速度で、患者から約１．５秒離れたことを表す、患者から１００メートルの距離において、患者の方に向けられたＢＭＷ光の結果として、患者が見るものをグラフィカルに示す。同様な図は、図２５Ａ、図２５Ｂに示される。図２６は、さらなるカラー点広がり関数の図を示す。
【００５４】
ここで、図２７Ａ〜２７Ｍを参照すると、瞳孔全体を通してやって来る光をシミュレートすることによって、点広がり関数を計算してもよい。しかし、幾何学的な目のモデル（たとえば、図３６を参照されたい）を使用することによって、患者の波面の各点と点広がり関数の成分の間に、１対多の関係を確立することができる。モデルの１つのモードでは、ユーザは、患者の点広がり関数の目の画像が提示される。ユーザは、瞳孔の部分にカーソルを向け、点広がり関数のどの部分が、波面の強調された部分によって生成されるかを即座に見ることができる。この技法は、目が、収差の高い時に役立つ場合がある。実際に、点広がり関数内の特徴部を分離し、特定のフレアまたはゴーストの原因を、目の特定のエリアに関連付けることが可能である。
【００５５】
図２７Ａに示すように、実質的に瞳孔全体を通してやって来る光を使用して、図２７Ｂに示す点広がり関数などの全点広がり関数が計算されてもよい。しかし、図２７Ｃに示す瞳孔の部分などの瞳孔の小さな部分だけからの光をシミュレートすることによって、点広がり関数の関連する部分が、図２８Ｄに示すように識別されてもよい。図２７Ｅで強調されたエリアを通る全ての瞳孔の光は、図２７Ｆに示す全点広がり関数を生成し、一方、図２７Ｇで強調された瞳孔の部分は、図２７Ｈに示す部分点広がり関数に関連する。図２７Ａ〜２７Ｄを比較することによって利用可能な全点広がり関数対部分点広がり関数の比較は、遠視患者についての比較であり、図２７Ｅ〜２７Ｈの全点広がり関数と部分点広がり関数は、近視患者からのものである。
【００５６】
ここで、図２７Ｉと図２７Ｊに示す瞳孔全体にわたる全点広がり関数を参照すると、これらの図は、高次収差を有する正視患者についてのものである。瞳孔の外側である図２７Ｋに示す目の領域について、部分点広がり関数図２７Ｌを考えると、部分点広がり関数は、目のこの領域が、患者の点広がり関数に寄与しないことを（予想されるように）確立する。完璧にするために、別の患者の部分点広がり関数が、関連する瞳孔の部分と共に、図２７Ｍに示される。
【００５７】
手短に再び図４を参照すると、目は、３次元構造であり、目の適切なモデルはまた、３次元であるべきである。たとえば、点広がり関数は、理想的には、単に画像以上のものであるべきである。ここで、図２８Ａを参照すると、点広がり関数が、網膜平面で示されている。しかし、目は、一定距離で物体を単に観察しない（この例では、遠距離の観察）。実際に、目の光学系（特に、瞳孔の水晶体）が、異なる距離の観察に対して調整するため、また、目が、少なくともある観察条件では、少なくとも一部の近視または遠視を有することが多いため、目は、網膜の前に、および／または、後ろに画像を生成する場合がある。したがって、網膜ではなく、画像平面における効果を理解することによって、目の視覚性能全体のより完全な目安が与えられてもよい。その目的のために、図２８Ｂは、網膜平面の前方２ジオプタと、網膜平面の後方２ジオプタにおける網膜平面の点広がり関数を示す。
【００５８】
観察は、これらの点広がり関数に関連する距離間の距離範囲で起こるため、図２８Ｃは、容積点広がり関数を示す。図２８Ｂ、図２８Ｃの図では、−２．０ジオプタの離散的な点広がり関数は、網膜平面の前にあり、一方、＋２．０ジオプタの点広がり関数は、網膜平面の後ろにある。０ジオプタについて示される点広がり関数は、網膜平面にあり、２０／２０視力に関連するスネル「Ｅ」は、再び、基準のために設けられる。
【００５９】
図２８Ｃの容積点広がり関数は、目の角膜、瞳孔、その他の前方光学系からの複数の分離距離と点広がり関数基準平面における点広がり関数を示す。好ましくは、容積点広がり関数は、網膜の場所に、または、それに隣接して配設されることが多い、少なくとも１つの中間点広がり関数と共に、少なくとも、最も前方と、最も後方の点広がり関数を含むことになる。多くの実施形態では、複数のさらなる中間点広がり関数もまた、導出される、および／または、表示されることになり、少なくとも１つの点広がり関数は、網膜平面点広がり関数と、最も前方と、最も後方の点広がり関数のそれぞれとの間に配設され、好ましくは、複数のこうした中間点広がり関数はその間に配設される。一部の実施形態では、容積点広がり関数は、ある距離範囲にわたって連続関数として導出され、示されてもよく、点広がり関数の範囲は、しばしば、網膜を包含する、および／または、網膜に隣接する。
【００６０】
図９Ａと図２８Ｃの比較によって理解できるように、波長および／または色収差の効果は、容積点広がり関数においてある役割を果たす場合があり、それによって十分に示される。収差の無い目についての容積点広がり関数は図２９に示される。混合乱視を有する目についての容積点広がり関数は図３０に示される。収差の高い目についての容積点広がり関数は図３１に示される。
【００６１】
上記の、その全体の開示が参照により本明細書に組み込まれる、２００３年１２月５日に出願され、「Ｐｒｅｓｂｙｏｐｉａ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｄａｔａ」という名称の米国特許出願第１０／７３８，３５８号により詳細に述べられているように、瞳孔のサイズは、（周囲の、および／または、観察画像の）両方の明るさの変化によって、また、観察距離の変化によって変わる。図３２に示すように、瞳孔のサイズの変化は、容積点広がり関数に有意の影響を及ぼす可能性がある。図３３は、明順応状態と暗順応状態下での容積点広がり関数の比較を示す。ここで、波面は、正視患者のものであり、明順応状態または昼間の状態についての計算される容積点広がり関数は、スタイルズ・クロフォード効果がモデル化された状態で、５５５ｎｍのピーク波長および４．１ｍｍの瞳孔径について計算された。夜間の観察状態についての暗順応容積点広がり関数は、スタイルズ・クロフォード効果が無い状態で、５０７ｎｍのピーク波長と６．５ｍｍの瞳孔径について計算された。波長選択は、先に説明した図６Ａを参照して理解することができる。明順応状態と暗順応状態下での容積点広がり関数の別の図は、図３３Ａに示される。
【００６２】
一般に、点広がり関数は患者の網膜で画像を捉える。容積点広がり関数を使用してモデルを拡張することによって、網膜の前と後ろの理論的な場所における点広がり関数を計算することが可能である。一連のこれらの画像を３次元アレイに配列することによって、点広がり関数は、本明細書で使用される容積点広がり関数という用語によって包含される拡張された３次元構造として観察されることができる。容積点広がり関数を使用して、患者の焦点深度を研究し、患者の焦点ずれ(defocus)と高次収差の相互作用を調べることができる。
【００６３】
ここで、図３４Ａ、図３４Ｂを参照すると、容積点広がり関数を使用して、老眼屈折切除臨床試験に参加する患者について、術前（図３４Ａに示す）と術後（図３４Ｂに示す）の焦点深度を解析することができる。容積点広がり関数が、明らかに示すことは、患者の焦点深度が、より広い読み取り範囲を含むように、この場合、２ジオプタまで増加したことである。
【００６４】
図３４Ａ、図３４Ｂの容積点広がり関数は、焦点範囲全体にわたる複数の場所、好ましくは、多くの場所で点広がり関数を計算し、収束した光の円錐をシミュレートするために、計算した点広がり関数を、グラフィカルに、および／または、計算上で配列させることによって生成される。図３４Ａの術前の点広がり関数は、老眼を有する患者からである。患者は、多焦点切除を受けた。図３４Ｂの術後の容積点広がり関数は、患者の読み取り範囲をほぼ２ジオプタまで拡張する焦点深度の改善を示す。患者についての術前と術後の容積点広がり関数の比較は、別の見え方から、図３４Ｃに示される。
【００６５】
老眼治療研究対象の患者の術前と術後の点広がり関数から発展したスネル読み取り検査表は、それぞれ、図３５Ａ、図３５Ｃに示される。図３５Ｂは、点広がり関数から発展した治療前スネル検査表の詳細セクションを示し、一方、図３５Ｄは、治療後スネル検査表についての同様な詳細図を示す。これらのスネル検査表は、全て、遠い観察距離についてのものである。
【００６６】
老眼治療の利益は、治療後スネル検査表（図３５Ｇ、図３５Ｈ）と比較して、読み取り距離（２ジオプタにおける）スネル検査表（図３５Ｅ、図３５Ｆ）においてよりはっきり見られる。老眼治療後スネル検査表は、近傍の視知覚の有意の改善を示し、対応改善された読み取り距離視力が老眼治療によって与えられることを示す。読み取り距離スネル検査表は、図３４Ａ、図３４Ｂに示す図の前方に示す＋２．０Ｄ点広がり関数を使用して計算され、一方、距離スネル検査表は、容積点広がり関数の図の中央に示す０．０Ｄ点広がり関数を使用して計算される。
【００６７】
図３６を参照すると、本明細書で述べる計算の一部について使用されるように、軸上網膜イメージングのための非球面補正レンズを有する目のモデルの略図が示される。図３６の表は、軸上補正のための関連する補正レンズ・パラメータを示す。
【００６８】
ここで、図３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃを参照すると、これらの図とその関連するストレール比の比較は、そのパラメータがどれほど意味があるかに関する目安を提供する。図３７Ｂでは、回折制限された点広がり関数が示される。図３７Ａは、白色光を使用した患者点広がり関数を示す。白色光のストレール比は０．５６である。図３７Ｃの点広がり関数は、５５０ｎｍ光について示され、従来の５５０ｎｍの０．２１のストレール比を与える。
【００６９】
図３８を参照して理解できるように、視力のさらなる要素または効果が、知覚される点広がり関数モデルに組み込まれてもよい。たとえば、右点広がり関数ＯＤと左点広がり関数ＯＳは、共に、右目と左目を使用して患者によって観察され、２つの画像は、両目の画像処理を使用して処理されて、合成点広がり関数が生成される。
【００７０】
ここで、図３９Ａ、図３９Ｂを参照すると、点広がり関数を再調査する時に、スケールの問題が存在する可能性がある。たとえば、図３９Ｂでは、テレビを見ることは、約６６０ａｒｃ−ｍｉｎのスケールを必要とする場合があり、任意選択で、８フィートで２７インチ・スクリーン、または、１６フィートで５４インチ・スクリーンを利用する。こうしたテレビの閲覧中における関連する点広がり関数は、視知覚に有意の影響があってもよいし、または、なくてもよい。月を観察することもまた、異なる点広がり関数によって影響を受ける場合がある。図３９Ｂの右側に示す緻密なスケールもまた、影響を及ぼす場合がある。ここで、図４０を参照すると、点広がり関数の拡大が示される。
【００７１】
ここで、図４１を参照すると、レーザ眼科手術システム１０は、レーザ・ビーム１４を生成するレーザ１２を含む。レーザ１２は、レーザ・ビーム１４を患者Ｐの目に送るレーザ送出光学系１６に光学的に結合される。送出光学系支持構造（明確にするためここでは図示せず）は、レーザ１２を支持するフレーム１８から延びる。顕微鏡２０は、送出光学系支持構造上に搭載され、顕微鏡は目の角膜をイメージングするのに使用される。
【００７２】
レーザ１２は、一般に、エキシマ・レーザを備え、理想的には、約１９３ｎｍの波長を有するレーザ光パルスを生成するアルゴン−フッ素レーザを備える。レーザ１２は、好ましくは、レーザ送出光学系１６を介して送出されるフィードバック安定化フルエンスを患者の目に供給するように設計される。本発明はまた、代替の紫外または赤外放射源、特に、目の隣接する組織および／または下部組織にそれほど損傷を引き起こすことなく、角膜組織を、制御可能に切除する、および／または、その他の方法で再形成するように仕組まれる放射源に関して役立つ場合がある。代替の実施形態では、レーザ・ビーム源は、その全体の開示が参照により本明細書に援用される、Ｌｉｎに対する米国特許第５，５２０，６７９号、第５，１４４，６３０号、Ｍｅａｄに対する米国特許第５，７４２，６２６号に記載されるように、１９３ｎｍ〜２１５ｎｍの波長を有する固体レーザ源を採用する。別の実施形態では、レーザ源は、その全体の開示が参照により本明細書に援用される、Ｔｅｌｆａｉｒに対する米国特許第５，７８２，８２２号、第６，０９０，１２０号に記載される赤外レーザである。そのため、エキシマ・レーザは、具体的に示すための切除・ビーム源であるが、他のレーザが、本発明で使用されてもよい。
【００７３】
レーザ１２とレーザ送出光学系１６は、一般に、コンピュータ・システム２２の指示下で、患者Ｐの目にレーザ・ビーム１４を送る。コンピュータ・システム２２は、しばしば、角膜の所定の彫り込みを実施し、目の屈折特性を変えるために、レーザ・エネルギーのパルスに角膜の所定の部分がさらされるようにレーザ・ビーム１４を選択的に調整する。多くの実施形態では、レーザ１２とレーザ送出光学システム１６は共に、コンピュータ・システム２２の制御下にあって、所望のレーザ彫り込みプロセスを実施し、コンピュータ・システムは、レーザ・パルスのパターンを作る（および、任意選択で、修正する）。パルスのパターンは、治療テーブルの形態で、有形の媒体２９の機械読み取り可能なデータ内にまとめられてもよく、治療テーブルは、切除監視システム・フィードバック・システムから供給されるリアルタイム・フィードバック・データに応答して、自動化画像解析システムからコンピュータ・システム２２に入力される（または、システム・オペレータがプロセッサに手動で入力する）フィードバックに従って調整されてもよい。レーザ治療システム１０とコンピュータ・システム２２は、フィードバックに応答して、彫り込み治療を継続する、および／または、終了してもよく、任意選択で、少なくとも部分的にフィードバックに基づいて計画された彫り込みを修正してもよい。
【００７４】
当業者によって理解されるべきであるが、さらなる部品やサブシステムが、レーザ・システム１０に含まれてもよい。たとえば、その全体の開示が参照により本明細書に援用される、米国特許第５，６４６，７９１号に記載されるように、レーザ・ビーム内にエネルギー分布を制御するための、空間および／または時間積分器が含まれてもよい。レーザ手術システムの切除流出物排出器／ろ過器、吸引器、その他の補助部品は、当業者に知られている。レーザ・切除手技を実施するための適したシステムのさらなる詳細は、特許文献に見出すことができる。適したシステムはまた、Ａｌｃｏｎ、Ｂａｕｓｃｈ＆Ｌｏｍｂ、Ｎｉｄｅｋ、ＷａｖｅＬｉｇｈｔ、ＬａｓｅｒＳｉｇｈｔ、Ｓｃｈｗｉｎｄ、Ｚｅｉｓｓ  Ｍｅｄｉｔｅｃなどによって、製造される、および／または、販売されるレーザ・システムなどの市販の屈折レーザ・システムを含む。
【００７５】
図４２は、本発明のレーザ手術システム１０によって使用することができる例示的なコンピュータ・システム２２のブロック略図である。コンピュータ・システム２２は、通常、バス・サブシステム５４を介して多数の周辺デバイスと通信することができる少なくとも１つのプロセッサ５２を含む。これらの周辺デバイスは、メモリ・サブシステム５８とファイル記憶サブシステム６０を備える記憶サブシステム５６、ユーザ・インタフェース入力デバイス６２、ユーザ・インタフェース出力デバイス６４、ネットワーク・インタフェース・サブシステム６６を含んでいる。ネットワーク・インタフェース・サブシステム６６は、外部ネットワーク６８および／または波面測定システム３０などの他のデバイスへのインタフェースを提供する。
【００７６】
ユーザ・インタフェース入力デバイス６２は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチ・パッド、またはグラフィック・タブレットなどの指示デバイス、スキャナ、足ペダル、ジョイスティック、ディスプレイに組み込まれたタッチスクリーン、音声知覚システムなどのオーディオ入力デバイス、マイクロフォン、その他のタイプの入力デバイスを含んでもよい。ユーザ入力デバイス６２は、しばしば、本発明の方法のうちの任意の方法を具体化する有形の記憶媒体２９から、コンピュータ実行可能なコードをダウンロードするのに使用される。一般に、「入力デバイス」という用語の使用は、種々の従来的でかつ独占的なデバイスやコンピュータ・システム２２に情報を入力する方法を含むことが意図される。
【００７７】
ユーザ・インタフェース出力デバイス６４は、ディスプレイ・サブシステム、プリンタ、ファックス機、またはオーディオ出力デバイスなどの非可視化ディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ・サブシステムは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネル・ディスプレイ、投射デバイスなどであってよい。ディスプレイ・サブシステムはまた、オーディオ出力デバイスなどの非可視化ディスプレイを提供してもよい。一般に、「出力デバイス」という用語の使用は、種々の従来的でかつ独占的なデバイスとコンピュータ・システム２２からユーザに情報を出力する方法を含むことが意図され、一方、グラフィカル・ディスプレイは、グラフ、画像、その他のグラフィカル情報を表示するのに適した、モニタ、プリンタ、ＬＣＤスクリーンなどのようなデバイスを包含する。
【００７８】
記憶サブシステム５６は、本発明の種々の実施形態の機能を提供する基本プログラミングとデータ構造体を記憶する。たとえば、本明細書で述べる、データベースや本発明の方法の機能を実施するモジュールは、記憶サブシステム５６に記憶されてもよい。これらのソフトウェア・モジュールは、一般に、プロセッサ５２によって実行される。分散環境では、ソフトウェア・モジュールは、複数のコンピュータ・システム上で記憶され、複数のコンピュータ・システムのプロセッサによって実行されてもよい。記憶サブシステム５６は、通常、メモリ・サブシステム５８とファイル記憶サブシステム６０を備える。
【００７９】
メモリ・サブシステム５８は、通常、プログラム実行中に命令とデータを記憶するための主ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）７０、および、決まった命令が記憶される読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）７２を含む多数のメモリを含む。ファイル記憶サブシステム６０は、プログラムとデータ・ファイル用の持続的な（非揮発性の）記憶域を提供し、任意選択で、波面センサ・データ、波面グラジエント、波面エレベーション・マップ、治療マップ、および／または、切除テーブルを具体化することができる有形の記憶媒体２９（図４１）を含んでもよい。ファイル記憶サブシステム６０は、ハード・ディスク・ドライブ、関連する取り外し可能な媒体と一緒のフロッピー・ディスク・ドライブ、コンパクト・デジタル読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブ、光ドライブ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、固体取り外し可能メモリ、および／または、他の取り外し可能媒体カートリッジまたはディスクを含んでもよい。ドライブの１つまたは複数は、コンピュータ・システム２２に結合した他のサイトにある、接続された他のコンピュータ上の遠隔場所に位置してもよい。本発明の機能を実施するモジュールは、ファイル記憶サブシステム６０によって記憶されてもよい。
【００８０】
バス・サブシステム５４は、コンピュータ・システム２２の種々の部品とサブシステムが、意図するように、互いに通信させるメカニズムを提供する。コンピュータ・システム２２の種々のサブシステムと部品は、同じ物理的場所にある必要はなく、分散ネットワーク内の種々の場所に分配されてもよい。バス・サブシステム５４は、単一バスとして概略的に示されるが、バス・サブシステムの代替の実施形態は複数のバスを利用してもよい。
【００８１】
コンピュータ・システム２２自体は、パーソナル・コンピュータ、可搬型コンピュータ、ワークステーション、コンピュータ端末、ネットワーク・コンピュータ、波面測定システムまたはレーザ手術システム内の制御システム、メインフレーム、あるいは、任意の他のデータ処理システムを含むいろいろなタイプであることができる。コンピュータとネットワークの絶えず変わる性質のために、図４２に示すコンピュータ・システム２２の記述は、本発明の一実施形態を示すために、特定の例としてだけ意図される。図２に示すコンピュータ・システムより多いか、または、少ない部品を有する、コンピュータ・システム２２の多くの他の構成が可能であり、システム１０のプロセッサは、少なくとも部分的に、図４３のプロセッサに一体化されてもよい。
【００８２】
ここで、図４３を参照すると、波面測定システム３０の一実施形態が、簡略化した形態で概略的に示される。非常に一般的に言えば、波面測定システム３０は、患者の目を出るグラジエント・マップの局所傾斜を検知するように構成される。ハルトマン−シャックの原理に基づくデバイスは、一般に、通常、目の射出瞳である開口上で、均一にグラジエント・マップをサンプリングするレンズレット・アレイを含む。その後、グラジエント・マップの局所傾斜が、解析されて、波面表面またはマップが再構築されてもよい。
【００８３】
より具体的には、１つの波面測定システム３０は、網膜Ｒの表面上に画像４４を形成するために、目Ｅの光学組織３４を通してソース画像を投射する、レーザなどの画像源３２を含む。網膜Ｒからの画像は、目の光学系（たとえば、光学組織３４）によって透過され、システム光学系３７によって波面センサ３６上に結像される。波面センサ３６は、光学組織３４の光学誤差の測定および／または光学組織切除処理プログラムの決定のために、信号をコンピュータ・システム２２’に伝達する。コンピュータ２２’は、図４２に示すコンピュータ・システム２２と同じか、または、同様なハードウェアを含んでもよい。コンピュータ・システム２２’は、レーザ手術システム１０に指示するコンピュータ・システム２２と通信してもよく、または、波面測定システム３０やレーザ手術システム１０のコンピュータ・システム２２’、２２の部品の一部または全ては、組み合わされてもよく、または、分離されてもよい。所望であれば、波面センサ３６からのデータは、有形の媒体２９によって、Ｉ／Ｏポートによって、イントラネットまたはインターネットなどのようなネットワーク接続６６によって、レーザ・コンピュータ・システム２２に送信されてもよい。
【００８４】
波面センサ３６は、一般に、レンズレット・アレイ３８と画像センサ４０を備える。網膜Ｒからの画像が、光学組織３４を通して透過され、画像センサ４０の表面上に結像され、目の瞳Ｐの画像が、レンズレット・アレイ３８の表面上に同様に結像されるため、レンズレット・アレイは、透過画像をビームレット４２のアレイに分離し、（システムの他の光学系と共に）分離したビームレットを、センサ４０の表面上に結像させる。センサ４０は、通常、電荷結合素子または「ＣＣＤ」を備え、光学組織３４の関連する領域の特性を求めるのに使用することができる、これらの個々のビームレットの特性を検知する。特に、画像４４が光の点または小さなスポットを含む場合、ビームレットによって結像した透過スポットの場所は、光学組織の関連する領域の局所傾斜を直接示すことができる。
【００８５】
目Ｅは、一般に、前方向ＡＮＴと後ろ方向ＰＯＳを定義する。画像源３２は、一般に、図４３に示すように、光学組織３４を通して網膜Ｒ上に、後ろ方向に画像を投射する。光学組織３４は、再び網膜から前方向に波面センサ３６に向けて画像４４を透過させる。網膜Ｒ上に実際に形成される画像４４は、画像源が、元々、光学組織３４によって透過される時に、目の光学系の任意の欠陥によって歪む場合がある。任意選択で、画像源投射光学系４６は、画像４４のどんな歪をも減少させるように構成される、または、仕組まれてもよい。
【００８６】
一部の実施形態では、画像源光学系４６は、光学組織３４の球面誤差および／または円筒誤差を補償することによって、低次光学誤差を低減させる。光学組織についての高次光学誤差はまた、変形可能ミラー（以下で記載する）などの適応型光学系システムの使用によって、補償される。画像４４の点または小さなスポットを網膜Ｒ上で画定するために選択される画像源３２の使用によって、波面センサ３６によって行われるデータの解析が容易になる。瞳孔の中心部分は周辺部分より光学誤差を受けにくいため、瞳孔５０より小さい光学組織３４の中心領域４８を通して、ソース画像を透過させることによって画像４４の歪が制限されてもよい。特定の画像源構造に関係無く、網膜Ｒ上に、明確で、かつ、正確に形成された画像４４を有することが、一般に、有益であるであろう。
【００８７】
波面データは、ハルトマン−シャック・センサ画像の画像スポット解析から得られるｘ、ｙ波面グラジエント値に加えて、瞳孔カメラ５１（図４３）画像によって測定される、ハルトマン−シャック・レンズレット・アレイの見かけ上の中心からのｘ、ｙ瞳孔中心オフセットを含む、２つの別個のアレイで、コンピュータ読み取り可能媒体２９または波面センサ・システム３０のメモリに記憶されてもよい。こうした情報は、目の波面誤差に関する利用可能な情報全てを含み、波面または波面の任意の部分を再構築するのに十分である。こうした実施形態では、ハルトマン−シャック画像を２回以上再処理する必要性は存在せず、グラジエント・アレイを記憶するのに必要とされるデータ空間は大きくない。たとえば、８ｍｍ径を有する瞳孔の画像を収容するために、２０×２０サイズ（すなわち、４００エレメント）のアレイで十分であることが多い。理解できるように、他の実施形態では、波面データは、波面センサ・システムのメモリに、単一アレイまたは複数アレイで記憶されてもよい。
【００８８】
本発明の方法は、一般に、画像４４の検知を参照して述べられるが、一連の波面センサ・データの読みが考えられてもよいことが理解されるべきである。たとえば、時系列の波面データの読みは、眼の組織収差をより正確に総合的に求めるのに役立つ場合がある。眼の組織は、短い期間にわたって形状が変わる可能性があるため、時間的に離れた複数回の波面センサ測定によって、屈折補正手技の根拠として光学特性の単一スナップショットに依存することが回避できる。目が異なる構成、位置、および／または、方向にある状態で、目の波面センサ・データを取得することを含むさらなる代替法もまた利用可能である。たとえば、その全体の開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，００４，３１３号に記載されるように、患者は、固定ターゲットに焦点を合わせることによって、目と波面測定システム３０との位置合わせを維持するのを補助することが多い。参照特許に記載されるように、固定ターゲットの位置を変えることによって、目の光学特性が求められ、一方、目は、いろいろな距離および／または角度で視野をイメージングするように順応するか、または、適応する。
【００８９】
波面測定システムの代替の実施形態は図４３Ａに示される。図４３Ａのシステムの主要な部品は、図４３の部品と同様である。さらに、図４３Ａは、変形可能ミラーの形態の適応型光学系システム５３を含む。ソース画像は、網膜Ｒへの透過中に変形可能ミラー９８から反射し、変形可能ミラーは、網膜Ｒとイメージング・センサ４０の間で透過画像を形成するのに使用される光学経路にも沿っている。変形可能ミラー９８は、網膜上に形成される画像の歪、または、網膜上に形成される画像から形成される後続の画像の歪を制限するために、コンピュータ・システム２２によって制御可能に変形されることができ、得られる波面データの精度を高める場合がある。図４３Ａのシステムの構造とその使用は、その全体の開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，０９５，６５１号により完全に記載される。
【００９０】
目と切除を測定するための、波面測定システムの実施形態の部品は、カリフォルニア州サンタクララ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のＶＩＳＸ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手可能なＶＩＳＸ  ＷａｖｅＳｃａｎ（登録商標）システムの要素を備える。一実施形態は、上述した変形可能ミラーを有するＷａｖｅＳｃａｎ（登録商標）システムを含む。波面測定システムの代替の実施形態は、その全体の開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，２７１，９１５号に記載される。
【００９１】
上述した点広がり関数の計算と修正のそれぞれは、図４１、図４２のコンピュータ・システム２２、図４３のプロセッサ、図４３のコンピュータ２２’、および／または、適切なハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを有する他のプロセッサを使用して実施されてもよい。本明細書に述べる種々の計算と方法ステップは、モジュールによって実施され、モジュールは、本明細書に述べる方法ステップを実施するように仕組まれた、いろいろなデジタルおよび／またはアナログのデータ処理ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意のものを含んでもよい。モジュールは、任意選択で、これらのステップの１つまたは複数に関連する適切な機械読み取り可能コードを有することによって、ステップの１つまたは複数を実施するように仕組まれたデータ処理ハードウェアを備え、２つ以上のステップ（または、２つ以上のステップの所定の部分）用のモジュールは、単一プロセッサ・ボードに一体化されるか、または、いろいろな統合および／または分散処理アーキテクチャの任意のアーキテクチャにおいて異なるプロセッサ・ボードに分離される。これらの方法およびシステムは、しばしば、上述した方法ステップを実施する命令によって機械読み取り可能コードを具体化する有形の媒体を採用することになる。適した有形の媒体は、メモリ（揮発性メモリおよび／または非揮発性メモリを含む）、記憶媒体（フロッピー・ディスク、ハード・ディスク、テープなどへの磁気記録、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの光メモリ、または任意の他のデジタルまたはアナログ記憶媒体など）などを備えてもよい。
【００９２】
本明細書に述べる解析解の場合、方法ステップの一部または全ては、適度の能力のコンピュータ・プロセッサで実施される場合があり、すなわち、Ｉｎｔｅｌ（商標）からの３８６プロセッサは、ツェルニケ係数を計算するのに十分であり、２８６プロセッサでさえもうまくいく。ツェルニケ係数のスケーリングは、「Ｓｃａｌｉｎｇ  Ｚｅｒｎｉｋｅ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｔｏ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｐｕｐｉｌ  Ｓｉｚｅｓ」Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ，１９（１０），ｐｐ１９３７−１９４５（１０／２００２）という名称の出版物において、Ｊｉｍ  Ｓｃｈｗｅｉｇｅｒｌｉｎｇによって述べられた。特別なメモリは必要とされない（すなわち、バッファ無しで、全てを、一定変数として、または、レジスタを用いて行うことができる）。同様に、適したコードは、いろいろなコンピュータ言語のうちの任意の言語で書かれることができ、例示的な実施形態は、Ｃ++を採用する。この例示的な実施形態は、たとえば、ツェルニケ係数計算および／またはフーリエ再構築、視覚効果モデリングを実施するコードを含み、グラフィカル出力などを提供してもよい。
【００９３】
上記の一部を要約すると、現実的な点広がり関数を生成するために、以下の効果、すなわち、とりわけ、多色光源、目の色収差、波長依存性視覚応答（明順応状態と暗順応状態に対する）、調整可能な瞳孔サイズ、スタイルズ・クロフォード効果、非線形網膜応答が、点広がり関数モデルに付加された。各効果は、独立に、また、他の効果と組み合せて試験された。全ての効果が、点広がり関数の外観に有意の変化を引き起こし、最も有意の変化は、多色光源、色収差、波長依存性視覚応答の組み合わせによって引き起こされた。これらの効果を人の色感度と組み合わせる（波長を赤、緑、青強度にマッピングする）ことによって、カラー点広がり関数を生成することができる。
【００９４】
点広がり関数を生成する時に、通常、含まれなかった網膜は、光に対する対数感度を示す。この効果が、点広がり関数の外観を著しく変えたこと、したがって、この効果が、実用時には、モデル化されるべきであることがわかった。理論的な瞳孔サイズが変わり、それによって、点広がり関数のサイズと形状の両方が、著しく変わった。これが示すことは、点広がり関数を解析するか、または、観察する時に、瞳孔サイズが、モデルに含まれるべきであることである。
【００９５】
スタイルズ・クロフォード効果は、上に挙げた効果のうちの最も小さい影響を与えることがわかった。その効果は、大きな瞳孔を有する患者について最も大きかったが、その場合でさえも、基本的には、点広がり関数画像を変えなかった。
【００９６】
波面精度比較の結果は、６次ツェルニケ再構築が、十分に正確な点広がり関数を生成するのに十分ではないことを示す。全体のサイズと形状は、似ていたが、フーリエ・ベースの画像は、ツェルニケ・ベースの画像では自然でなかった多くの特徴を示した。
【００９７】
網膜波長応答関数は、明順応状態（５５０ｎｍのピーク感度を有する）から暗順応状態（５０７ｎｍのピーク感度を有する）へシフトする。そのため、モデルが、１つの関数（任意選択で、明順応状態におけるモデリング波長応答）から別の関数（暗順応状態におけるモデリング応答）へシフトすることを可能にすることによって、昼間と夜間の点広がり関数を、同じ波長から計算することができる。解析は、ほとんどの患者が、夜間状態下で、近視の方へのシフトを経験することを示す。この近視シフトは、青色についての暗順応の目の嗜好によって説明される場合があり、より大きな色シフトを有する。この解析は、夜間近視を訴える患者にとって役立つ場合がある。
【００９８】
例示的な実施形態が、例として、また、理解を明確にするために、ある程度詳細に述べられたが、種々の修正、適応、および変更が採用されてもよいことを、当業者は知覚するであろう。したがって、本発明の範囲は、添付特許請求項によってだけ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１Ａ】収差を提示する８つの代替の見え方または形態を示す図であり、同じ収差が各見え方に示される。
【図１Ｂ】図１Ａに示す収差の点広がり関数を示す図である。
【図２】点広がり関数の求め方、および、それによってどんな情報が伝えられるかを示す略図である。
【図２Ａ】異なる目のタイプのうちの１つの目のタイプおよび関連する点広がり関数を示す図である。
【図２Ｂ】異なる目のタイプのうちの１つの目のタイプおよび関連する点広がり関数を示す図である。
【図２Ｃ】異なる目のタイプのうちの１つの目のタイプおよび関連する点広がり関数を示す図である。
【図３】フラウンホーファ近似を使用して計算した標準的な点広がり関数をグラフィカルに示す図である。
【図４】目の簡略化したモデル、および、幾何学的手法を使用した、目の光学特性の計算方法を示す図である。
【図５】回折手法と幾何学手法を使用して求めた点広がり関数の比較を示す図である。
【図６】Ａ：光の異なる波長に対する網膜応答を示す図であり、全ての波長が同じ応答を示すわけではないこと、および、色収差を含む視知覚効果を求める時に使用することができるように、暗順応状態と明順応状態の間で状態が変わる時に、波長応答がシフトする場合があることを示す。  Ｂ：光の異なる波長に対する網膜錐体応答を示す図である。
【図７】Ａ：４５０〜６４０ｎｍの範囲にある１７の光の波長を使用して色収差をモデル化することによって計算した多色点広がり関数を示す図である。  Ｂ：４５０〜６４０ｎｍの範囲にある１７の光の波長を使用して色収差をモデル化することによって計算した多色点広がり関数を示す図である。
【図８】カラー点広がり関数を示す図である。
【図９】近視の目の点広がり関数に及ぼす色収差の影響を示す図である。
【図１０Ａ】点広がり関数に及ぼすスタイルズ・クロフォード効果の影響を示す図である。
【図１０Ｂ】点広がり関数に及ぼすスタイルズ・クロフォード効果の影響を示す図である。ある。
【図１０Ｃ】点広がり関数に及ぼすスタイルズ・クロフォード効果の影響を示す図である。
【図１０Ｄ】点広がり関数に及ぼすスタイルズ・クロフォード効果の影響を示す図である。
【図１１】点広がり関数に及ぼす非線形網膜応答の影響を示す図である。
【図１２】従来のツェルニケ収差の選択されたセットの点広がり関数を示す図である。
【図１３】再構築（ここでは、６次ツェルニケ再構築と高忠実度フーリエ再構築）が点広がり関数に影響を与える方法を示す図である。
【図１４】再構築（ここでは、６次ツェルニケ再構築と高忠実度フーリエ再構築）が点広がり関数に影響を与える方法を示す図である。
【図１５】異なる患者についての点広がり関数の再現性を示す図である。
【図１６】異なる患者についての点広がり関数の再現性を示す図である。
【図１７】異なる患者についての点広がり関数の再現性を示す図である。
【図１８】波面導出式点広がり関数が、患者の視知覚についての患者が知覚し描いた文書と比較される、点広がり関数試験を示す図である。
【図１９】ＬＡＳＩＫの前と後における患者の点広がり関数を示す図である。
【図２０】ＬＡＳＩＫの前と後における患者の点広がり関数を示す図である。
【図２１】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２２】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２３】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２４】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２５】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２６】点広がり関数と異なる光スペクトルを使用した、カラー画像畳み込み処理とその方法を示す図である。
【図２７Ａ】瞳孔全体の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｂ】全点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｃ】瞳孔全体の選択された部分の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｄ】部分点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｅ】瞳孔全体の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｆ】全点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｇ】瞳孔の選択された部分の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｈ】部分点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｉ】瞳孔全体の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｊ】全点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｋ】瞳孔の選択された部分の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２７Ｌ】部分点広がり関数を示す図である。
【図２７Ｍ】部分点広がり関数と瞳孔の選択された部分の点広がり関数の解析を示す図である。
【図２８Ａ】容積点広がり関数と容積点広がり関数を生成する方法を示す図である。
【図２８Ｂ】容積点広がり関数と容積点広がり関数を生成する方法を示す図である。
【図２８Ｃ】容積点広がり関数と容積点広がり関数を生成する方法を示す図である。
【図２９】収差の無い容積点広がり関数を示す図である。
【図３０】異なるタイプの屈折欠陥のうちの１つの屈折欠陥を有する目についての容積点広がり関数を示す図である。
【図３１】異なるタイプの屈折欠陥のうちの１つの屈折欠陥を有する目についての容積点広がり関数を示す図である。
【図３２】瞳孔サイズの関数としての容積点広がり関数を示す図である。
【図３３】明順応状態と暗順応状態下での容積点広がり関数を示す図である。
【図３３Ａ】明順応状態と暗順応状態下での容積点広がり関数を示す図である。
【図３４Ａ】老眼用の治療の前の患者の容積点広がり関数を示す図である。
【図３４Ｂ】老眼用の治療の後の患者の容積点広がり関数を示す図である。
【図３４Ｃ】老眼用の治療の前と後での患者の容積点広がり関数を示す図である。
【図３５Ａ】老眼治療の前の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を使用して畳み込み処理されたスネル視力検査表を示す図である。
【図３５Ｂ】老眼治療の前の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を示す図である。
【図３５Ｃ】老眼治療の後の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を使用して畳み込み処理されたスネル視力検査表を示す図である。
【図３５Ｄ】老眼治療の後の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を示す図である。
【図３５Ｅ】老眼治療の前の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を使用して畳み込み処理されたスネル視力検査表を示す図である。
【図３５Ｆ】老眼治療の前の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を示す図である。
【図３５Ｇ】老眼治療の後の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を使用して畳み込み処理されたスネル視力検査表を示す図である。
【図３５Ｈ】老眼治療の後の患者の近傍および遠方視力を示すために、３４Ａ〜３４Ｃの容積点広がり関数で使用される点広がり関数を示す図である。
【図３６】関連するレンズ・パラメータに加えて、本明細書で述べる計算に使用される目のモデルの略図を示す図である。
【図３７】ストレール比がどれほど意味があるかを判定するのを助けるために、異なるストレール比のうちの１つのストレール比を有する点広がり関数を示す図である。
【図３８】両目の画像処理の効果を示す図である。
【図３９Ａ】点広がり関数と関連するスケール問題を示す図である。
【図３９Ｂ】点広がり関数と関連するスケール問題を示す図である。
【図４０】点広がり関数拡大を示す図である。
【図４１】本発明の実施形態によるレーザ・切除・システムを示す図である。
【図４２】図４１の切除・システムのコンピュータを示す略図である。
【図４３】患者の目の点広がり関数を求めるために、波面を測定し、波面信号を生成するのに使用される、本発明の実施形態による波面測定システムを示す略図である。
【図４３Ａ】本発明の実施形態による代替の波面測定システムを示す図である。
【図１Ａ】
2007526808.tif 000008
【図１Ｂ】
2007526808.tif 000009
【図２】
2007526808.tif 000010
【図２Ａ】
2007526808.tif 000011
【図２Ｂ】
2007526808.tif 000012
【図２Ｃ】
2007526808.tif 000013
【図３】
2007526808.tif 000014
【図４】
2007526808.tif 000015
【図５】
2007526808.tif 000016
【図６】
2007526808.tif 000017
【図７】
2007526808.tif 000018
【図８Ａ】
2007526808.tif 000019
【図８Ｂ】
2007526808.tif 000020
【図８Ｃ】
2007526808.tif 000021
【図８Ｄ】
2007526808.tif 000022
【図９Ａ】
2007526808.tif 000023
【図９Ｂ】
2007526808.tif 000024
【図１０Ａ】
2007526808.tif 000025
【図１０Ｂ】
2007526808.tif 000026
【図１１】
2007526808.tif 000027
【図１２】
2007526808.tif 000028
【図１３】
2007526808.tif 000029
【図１４】
2007526808.tif 000030
【図１５】
2007526808.tif 000031
【図１６】
2007526808.tif 000032
【図１７】
2007526808.tif 000033
【図１８Ａ】
2007526808.tif 000034
【図１８Ｂ】
2007526808.tif 000035
【図１８Ｃ】
2007526808.tif 000036
【図１８Ｄ】
2007526808.tif 000037
【図１９】
2007526808.tif 000038
【図２０】
2007526808.tif 000039
【図２１】
2007526808.tif 000040
【図２２】
2007526808.tif 000041
【図２３】
2007526808.tif 000042
【図２４】
2007526808.tif 000043
【図２５Ａ】
2007526808.tif 000044
【図２５Ｂ】
2007526808.tif 000045
【図２６】
2007526808.tif 000046
【図２７Ａ】
2007526808.tif 000047
【図２７Ｂ】
2007526808.tif 000048
【図２７Ｃ】
2007526808.tif 000049
【図２７Ｄ】
2007526808.tif 000050
【図２７Ｅ】
2007526808.tif 000051
【図２７Ｆ】
2007526808.tif 000052
【図２７Ｇ】
2007526808.tif 000053
【図２７Ｈ】
2007526808.tif 000054
【図２７Ｉ】
2007526808.tif 000055
【図２７Ｊ】
2007526808.tif 000056
【図２７Ｋ】
2007526808.tif 000057
【図２７Ｌ】
2007526808.tif 000058
【図２７Ｍ】
2007526808.tif 000059
【図２８Ａ】
2007526808.tif 000060
【図２８Ｂ】
2007526808.tif 000061
【図２８Ｃ】
2007526808.tif 000062
【図２９】
2007526808.tif 000063
【図３０】
2007526808.tif 000064
【図３１】
2007526808.tif 000065
【図３２】
2007526808.tif 000066
【図３３】
2007526808.tif 000067
【図３３Ａ】
2007526808.tif 000068
【図３４Ａ】
2007526808.tif 000069
【図３４Ｂ】
2007526808.tif 000070
【図３４Ｃ】
2007526808.tif 000071
【図３５Ａ】
2007526808.tif 000072
【図３５Ｂ】
2007526808.tif 000073
【図３５Ｃ】
2007526808.tif 000074
【図３５Ｄ】
2007526808.tif 000075
【図３５Ｅ】
2007526808.tif 000076
【図３５Ｆ】
2007526808.tif 000077
【図３５Ｇ】
2007526808.tif 000078
【図３５Ｈ】
2007526808.tif 000079
【図３６】
2007526808.tif 000080
【図３７】
2007526808.tif 000081
【図３８】
2007526808.tif 000082
【図３９Ａ】
2007526808.tif 000083
【図３９Ｂ】
2007526808.tif 000084
【図４０】
2007526808.tif 000085
【図４１】
2007526808.tif 000086
【図４２】
2007526808.tif 000087
【図４３】
2007526808.tif 000088
【図４３Ａ】
2007526808.tif 000089