(57)【要約】【解決手段】患者の片目または両目を測定し、診断し、及び／または治療するための装置、システム、及び方法が与えられる。付加的光学系（変形可能ミラーを有する）が処方候補の客観的及び／または主観的測定を可能にするよう非球面または多球面老眼軽減処方形状に構成される。複数の視野距離は、ライトスポットまたはテスト視画像を使って性能の主観的及び／または客観的評価を可能にする。相関する瞳孔サイズを有する選択した視界条件（距離及び／または明るさを含む）での収差の測定も与えられる。波面測定システム及び方法は眼を配置しかつ周囲光から分離するのを助ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学診断用の装置であって、
複数の視野距離で患者の第1の眼で見るための調節可能な視目標と、
第1の眼と視目標との間の光学径路に沿って配置された付加的光学系と、
付加的光学系と接続されかつそれに対して信号を送信するプロセッサであって、前記付加的光学系は信号に応答して老眼軽減構成の候補を仮定する、ところのプロセッサと、
から成る装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、老眼軽減構成の候補は、第1の眼に対する球面または多数焦点屈折率補正の候補に対応する、ところの装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、付加的光学系は変形可能ミラーを含む、ところの装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、さらに、屈折率補正候補を出力するためのプロセッサへ接続された屈折率補正出力を含む、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、さらに、前記出力に接続されたレーザー眼手術装置を含み、前記レーザー眼手術装置は屈折率補正候補を眼に課すことができる、ところの装置。
【請求項６】
請求項４に記載の装置であって、出力は、コンタクトレンズ製造システム、内接眼レンズ製造システム及び眼鏡レンズ製造システムの少なくともひとつに接続される、ところの装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、さらに、光学径路により第1の眼に接続された収差計を含み、前記収差計は測定した不規則な収差信号をプロセッサへ送信する、ところの装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、プロセッサは、測定した収差信号に応答して部分的に付加的光学系へ送信するための信号を決定し、その結果、老眼軽減構成候補で付加的光学系が第1の眼の収差を補償する、ところの装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、さらに、光学径路に接続された波面センサーを含む、ところの装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、フィードバック信号が波面センサーからプロセッサへ送信され、プロセッサがフィードバック信号に応答して付加的光学系を再構成する、ところの装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、プロセッサは、オプティマイザから成り、オプティマイザは第1の眼のカスタム老眼軽減屈折率補正を導出するよう構成される、ところの装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の装置であって、調節可能な視目標は、波面解析用の波面画像及び屈折補正候補により患者の主観的適合性を確認するための確認画像から成る、ところの装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の装置であって、調節可能な目標が第1視野距離を有する場合波面センサーにより測定される第1低次収差と、調節可能な目標が第1視野距離と異なる第2視野距離を有する場合波面センサーにより測定される第2低次収差との間の差を使って、プロセッサが遠近調節を決定する、ところの装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置であって、さらに、第1の眼の方向に向けられた測定装置を含み、前記測定装置は瞳孔サイズ信号をプロセッサへ送信する、ところの装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、さらに、明るさレベルコマンドを受信するための明るさレベル入力を有し、眼の露光量が明るさレベルコマンドに応答して第1瞳孔サイズから第2瞳孔サイズに変化するよう第1の眼を誘導するように変化する、ところの装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、明るさレベル入力は調節可能な目標の少なくともひとつに接続され、周囲光源が眼に向けられる、ところの装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の装置であって、眼測定装置は少なくともひとつの瞳孔メーター及びCCDから成る、ところの装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の装置であって、さらに、第2の眼に接続された他の光学径路に沿って配置された他の付加的光学系を含み、患者が両目老眼軽減候補を評価することができるようにプロセッサが老眼軽減構成候補信号を送信するために他の付加的光学系に接続される、ところの装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、プロセッサは遠近調節決定モジュールから成る、ところの装置。
【請求項２０】
光学的治療用の装置であって、
調節可能な視目標と、
患者の第1の眼を視目標と接続するための光学径路と、
第1瞳孔サイズと第2瞳孔サイズとの間で第1の眼の瞳孔サイズに変化を誘導するように、明るさレベルまたは視野距離の少なくともひとつを調節するために視目標に接続された入力と、
第1の眼が目標を見ている間、第1の眼の方向に向けられた測定装置であって、第1瞳孔サイズに対応する第1動向サイズ信号及び第2瞳孔サイズに対応する第2瞳孔サイズ信号を送信する、ところの測定装置と、
から成る装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置であって、視目標は、遠視野構成、近視野構成、及び中間視野構成を有する調節可能な視目標から成り、中間視野構成での眼と視目標との間の光学径路に沿った光学視野距離は可変である、ところの装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置であって、さらに、眼が第1の瞳孔サイズである場合眼の第1収差を測定し、眼が第2の瞳孔サイズである場合眼の第2収差を測定するための光学径路に接続された収差計と、収差計に接続されたプロセッサとを有し、前記プロセッサは、調節可能な視目標が遠視構成である際の眼の第1測定収差と、調節可能な視目標が近視構成である際の眼の第2測定収差との間の差から眼の少なくともひとつの遠近調節を決定する、ところの装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の装置であって、視目標は、調節可能な視界明るさレベルまたは調節可能な周囲明るさレベルを有する調節可能な視目標から成る、ところの装置。
【請求項２４】
眼を評価するための光学的診断用の装置であって、
第1視野距離を有する第1視野構成及び第2視野距離を有する第2視野構成を有する視目標であって、光学径路により眼に接続可能なところの視目標と、
視目標が第1構成である場合の第1波面を、視目標が第2構成である場合の第2波面を測定するように、光学径路に接続された波面センサーと、
波面センサーに接続されたプロセッサであって、第1の測定波面と第2の測定波面との間の差を使って眼の少なくともひとつの遠近調節を決定するところのプロセッサと、
から成る装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の装置であって、さらに、視目標または眼の方向に向けられた周囲光源の少なくともひとつに接続された明るさレベル入力を含み、プロセッサが複数の光条件で複数の遠近調節を決定する、ところの装置。
【請求項２６】
光学的な診断方法であって、
付加的光学系を使って、視目標を第1の眼と光学的に接続する工程と、
老眼軽減屈折率補正候補に対応するように、付加的光学系を構成する工程と、
視目標が第1視野距離だけ眼から離されている間に、補正候補の性能を決定する工程と、
視目標が第２視野距離だけ眼から離されている間に、補正候補の老眼軽減性能を決定する工程と、
から成る方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、第1及び第2視野距離での眼の性能は、第1及び第2視野距離で接眼レンズ光学系の波面収差を測定することにより少なくとも部分的に決定される、ところの方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法であって、付加的光学系は、補正候補の性能を決定しながら、眼の不規則な収差を補償するよう構成される、ところの方法。
【請求項２９】
光学的な診断方法であって、
視界条件の第1セットの下で、眼で目標を見る工程と、
第1の視界条件の下で眼の第1瞳孔サイズ及び第1収差を測定する工程と、
第1瞳孔サイズから第2瞳孔サイズへ変更するよう眼を誘導するために、視界条件の第1セットと異なる視界条件の第2セットの下で眼で見る工程と、
第2の視界条件の下で、眼の第2瞳孔サイズ及び第2収差を測定する工程と、
から成る方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、さらに、第1瞳孔サイズ、第2瞳孔サイズ、及び第1瞳孔サイズを有する眼の収差に応答して生成された老眼軽減形状候補をモデル化する工程と、老眼軽減形状のモデルを含む光学トレインに沿って目で目標を見る工程とを含む方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、視界条件の第1セットは、第1の明るさを含み、視界条件の第2セットは瞳孔拡張を変更するよう第1の明るさと十分に異なる第2の明るさを含む、ところの方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法であって、視界条件の第1セットは第1視野距離を有し、視界条件の第2セットは瞳孔拡張を変更するよう第1視野距離と十分に異なる第2視野距離を有する、ところの方法。
【請求項３３】
眼が第1視野距離で見ている間に眼を測定する工程と、
眼が第2視野距離で見ている間に眼を測定する工程と、
第1視野距離での第1の眼測定と、第2視野距離での第2の眼測定との間の差から眼の遠近調節を決定する工程と、
から成る方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法であって、眼測定は波面測定から成り、決定する工程は低次収差の変化を識別する工程から成る、ところの方法。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法であって、第1視野距離は所定の遠視野距離から成り、第2視野距離は眼の遠近調節範囲でまたはそれを超えた所定の近視野距離から成る、ところの方法。
【請求項３６】
請求項３３に記載の方法であって、遠近調節は眼がかすむことなく決定される、ところの方法。
【請求項３７】
患者の眼の接眼レンズ収差を測定するためのシステムで、眼は網膜を有し、システムは室内で使用可能であるところのシステムであって、
眼が眼測定位置にある際、眼の膜膜上に画像を形成するよう光を転送する光源と、
レンズレットアレイと、
センサーと、
レンズレットアレイを通じて眼測定位置からセンサーへ伸長した第1光学径路であり、網膜からの画像はセンサーで波面データを検知するために第1光学径路に沿って転送されるところの第1光学径路と、
眼の収差測定中に、部屋の周囲光から目を光学的に分離するよう、光学径路の周知に配置された第1シールドと、
から成るシステム。
【請求項３８】
請求項３７に記載のシステムであって、さらに、眼測定位置付近に眼を配置するために眼の付近の組織と係合する面を有するレセプタクルを含み、第1シールドはレセプタクルまで伸長する、ところのシステム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のシステムであって、レセプタクルは測定中に眼の動きを制限するよう構成されたアイカップから成る、ところのシステム。
【請求項４０】
請求項３９に記載のシステムであって、第1シールドは、アイカップを支持する固いチューブから成る、ところのシステム。
【請求項４１】
請求項３９に記載のシステムであって、際1シールドは、フレキシブルなベローズから成る、ところのシステム。
【請求項４２】
請求項３８に記載のシステムであって、レセプタクルは、さらに、患者の他の眼に隣接する組織と係合するための第2面を含む、ところのシステム。
【請求項４３】
請求項３７に記載のシステムであって、さらに、視目標と、視目標から患者の他の眼へ伸長するように方向付けられた第2光学径路とを含むシステム。
【請求項４４】
請求項４３に記載のシステムであって、さらに、他の眼が視目標を見ている間に部屋の周囲光から他の眼を分離するように、第2光学径路の周囲に伸長する第2シールドを含むシステム。
【請求項４５】
請求項４３に記載のシステムであって、第1の視目標画像が眼に与えられ、第2の視目標画像が他の眼に与えられ、患者が第1の眼の測定中に固視用に両眼視野を使用することができるように、第1及び第2画像が対応する、ところのシステム。
【請求項４６】
請求項４３に記載のシステムであって、第1及び第2視画像は同様のサイズ、形状及び色を有する、ところのシステム。
【請求項４７】
請求項４６に記載のシステムであって、システムは、他の光学径路が他の眼とアライメントし、かつ光学径路が眼とアライメントするように再構成され、一方の眼の収差及び他方の眼の収差が連続して測定される、ところのシステム。
【請求項４８】
患者の眼の接眼レンズ収差を測定するためのシステムで、眼は網膜を有し、システムは室内で使用可能であるところのシステムであって、
眼が眼測定位置にある際、眼の膜膜上に画像を形成するよう光を転送する光源と、
レンズレットアレイと、
センサーと、
レンズレットアレイを通じて眼測定位置からセンサーへ伸長した第1光学径路であって、網膜からの画像はセンサーで波面データを検知するために第1光学径路に沿って転送されるところの第1光学径路と、
眼の収差測定中に、眼の測定位置またはその近くで眼を位置合わせするために、眼の近くの組織と係合するよう配置された面を有するレセプタクルと、
から成るシステム。
【請求項４９】
患者の眼の接眼レンズ収差を測定するための方法であって、
眼の網膜上に画像を形成するために光を転送する工程と、
第1光学径路に沿ってセンサーにより波面を測定する工程であって、光学径路はレンズレットアレイを有するところの工程と、
波面測定中に光学径路の回りに配置された第1シールドにより周囲室内光から第1光学径路を分離する工程と、
から成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ここに参考文献として組み込む、２００４年６月１７日に出願された米国特許出願第10/872,331号の部分継続出願である。
【０００２】
本願発明は、光学診断及び矯正に関し、特に、老眼及び他の視野状態を治療するための、老眼及び他の視界条件の治療のための処方せんを評価しかつ導出するための、及び／または異なる視界条件に対して眼の応答を測定するための方法、器具及び装置を与える。
【背景技術】
【０００３】
老眼は眼の順応特性に影響を及ぼす状態である。物体が、若く、適当に機能する眼に近づくように移動する際、毛様筋の収縮及び小帯の弛緩により、眼のレンズはより丸くまたはより凸状になり、それによりその光学パワーが増加し、近距離に焦点が合うようになる。順応により、眼は近くと遠くの物体との間でフォーカス及びリフォーカスが可能となる。
【０００４】
通常、老眼は加齢とともに現れ、しばしば老視と呼ばれる順応の自然進行性の喪失に関連する。老眼は、しばしば、異なる距離の物体に素早くかつ容易にリフォーカスする能力を失う。近距離の物体にフォーカスする能力も失われる。状態は個人の生涯を通じて進行するが、しばしば老眼の効果は４５歳以降に現れる。６５歳までに、水晶体はほぼすべての弾性的性質を失い、形状を変化させる限定された能力のみが残る。残りの順応は眼の中に残された順応の量を示す。残存する順応の度合が低いほど、より大きく老眼に寄与し、一方残存する順応の度合が高いほど老眼との関連は小さくなる。
【０００５】
老眼を治療するための既知の方法及び装置は、正視眼の治療に視力アプローチを与えることを試みる。正視眼において、遠くの物体及び近くの物体の両方を眼の順応性のために見ることができる。老眼に関連する視力の問題をアドレスするために、眼に＋のパワーのジオプトリを付加するために個人ごとに従来は老眼鏡が使用され、それにより眼は近くの物体にフォーカスすること及びクリアなイメージを維持することが可能となる。このアプローチは遠視を治療する方法と似たものである。
【０００６】
老眼は、レンズの一部が遠くの視界用に矯正され、レンズの他の部分が近くの視界用に矯正されるところの二重焦点眼鏡によっても治療されてきた。二重焦点眼鏡の下側部分を通じて見れば、人は近くの視界用に補正されたレンズの部分を通じて物を見ることができる。遠くの物体を見る際、人は遠くの視界用に補正された二重焦点の上側部分を通じて見る。よって、ほとんどまたは全く順応性がなくとも、人は遠く及び近くの物体の両方を見ることができる。
【０００７】
コンタクトレンズ及び接眼内レンズも老眼を治療するために使用されてきた。ひとつのアプローチは、一方の眼（しばしば効き目）が遠くの視界用に矯正され、同時に他方の眼が近くの視界用に矯正されるところの、単眼システムを与えることである。不幸にも、単眼視により、それが両目の焦点から外れているため、人は中間に配置された物体をはっきり見ることができない。また、人は一方の眼だけで見ることは困難であり、両眼の間のアンバランスを許容することができない。単眼システムに加え、他のアプローチは、二重焦点または多重焦点レンズのいずれかによる双方向補正を含む。二重焦点レンズの場合、レンズは遠くの位置と近くの位置の両方が集束するように作成される。多重焦点レンズの場合、近くの目標物と遠くの目標物との間に多くの焦点ポイントが存在する。
【０００８】
屈折率手術の分野において、ある切除プロファイルが、患者の眼の順応を修復するのではなく眼の焦点の範囲を増加する目的でその状態を扱うのに提案された。これらの切除プロファイルの多くは、眼の優れた単一焦点を与えるが、最適な遠視力、最適な近視力及び許容可能な中間視力が同時に生じるような焦点の深さの増加を与えない。強化した遠視野及び近視野を与えるための形状が提案されたが、現在のアプローチはすべての患者に対して理想的な結果をもたらすものではない。このような老眼治療形状は、眼の波面測定に基づくカスタマイズされた治療を含む、患者の眼の不規則な収差を扱うためのカスタマイズされた屈折率治療と組み合わされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以前の老眼治療は概して、受動的及び能動的の２つのアプローチに分類される。概して、能動的治療は、人工的な遠近調節内接眼レンズ(IOL)、強膜膨張バンド(SEB)及び薬物治療の使用により、遠近調節を回復しようとする。概して受動的治療は、近視野と遠視野との間に許容できる妥協を維持するべく人間の眼の光学的特性を変更しようとする。受動的治療は、マルチ焦点及び二重焦点のコンタクトレンズ、IOL、眼鏡レンズ、モノビジョン等を含む。能動及び受動技術の両方の効果は概して人間臨床試験により確立されてきた。それは、時間がかかり、高価で、患者に対して危険を伴う。光学モデリングは提案された技術に有意な洞察を与えるが、接眼レンズを通じて送信された光学信号の網膜応答及び神経処理に関連するものを含め実質的な不確定性は残る。
【００１０】
上記を鑑みて、老眼及び他の視力障害の診断及び／または治療のための改良した方法、装置及びシステムを与えるのが所望される。人間の視野系の光学及び／または視覚的応答を測定し、かつ、老眼及び他の視力障害を治療するための新しい処方を開発するための改良した方法、装置及びシステムを与えることも所望さえる。コスト、危険、及び／または現在の診断及び治療技術の複雑さを大きく増加させることなく、老眼及び他の視力障害を効果的に治療することができる人口割合を増加させることが所望される。このような測定装置の全体コストを抑えながら、患者の眼の波面測定を得る速度、使いやすさ、正確性及び効率を強化した改良した測定装置及びシステムを与えることが好適である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
概して、本発明は、患者の片眼または両眼を測定し、診断し、かつ治療するための改良した装置、システム及び方法を与える。本発明の技術は、特に、老眼及び遠近調節をアドレスするのに好適であり、老眼及び他の視力障害の治療のための一般的またはカスタマイズした処方を確立するのに好適である。多くの実施例において、本発明の技術は変形可能なミラーのような付加的な光学系を使用する。収差を補償するために変形可能なミラーを構成することにより、患者の接眼レンズの収差を測定するためにこれらの付加的な光学器を使用するのみでなく、付加的な光学系は非球面または多球面老眼の老眼軽減処方形状にも構成される。これにより、患者による候補処方の客観的及び主観的測定が可能になる。客観的な処方性能測定は、波面または他の測定技術を使って、理想的には複数の視野距離（近距離、遠距離及び／または中間距離など）で発生する光点を使って、接眼光学系を通じて瞳上に形成された光点を映し出す工程を含む。候補処方の主観的性能評価は、付加的な光学系を有する光学経路を通じて眼にテスト画像（スネレンアイチャート、風景等）を表示する工程を含む。その後、理想的には近視野、遠視野及び／または中間視野で、患者はテスト画像の視覚取得を評価することができる。選択した視界条件（選択した視野距離及び／または選択した視界の明るさ）での瞳孔サイズ及び対応する収差の測定もまた与えられ、カスタマイズされた老眼軽減処方の誘導を容易にする。改良された収差測定装置及び方法も与えられる。
【００１２】
第1の態様において、本発明は、複数の視野距離で患者の第1の眼で見るための調節可能な視目標から成る光学治療機器を与える。付加的な光学系が第1の眼と視目標との間の経路に沿って配置される。プロセッサが付加的光学系に接続され、そこへ信号を送信する。付加的光学系は、信号に応答して、老眼軽減構成の候補を推測する。
【００１３】
老眼軽減構成の候補は第1の眼に対する非球面または多焦点の屈折率補正に対応する。付加的光学系は変形可能なミラーから成り、屈折補正出力が屈折補正候補を出力するためのプロセッサへ接続される。レーザー眼手術システムはレーザーシステムに眼の屈折率補正候補を強制するように該出力に接続されている。ある実施例において、出力はコンタクトレンズ製造装置、内接眼レンズ製造装置、及び／または眼鏡レンズ製造システムに接続されてもよい。
【００１４】
収差計が光学経路により第1の眼に接続される。収差計は測定した不規則な収差信号をプロセッサに送信することができる。プロセッサは、測定した収差信号に応答して部分的に付加的な光学系に送信するための信号を決定し、その結果老眼軽減構成の候補内の付加的光学系は眼の収差を補償する。波面センサーは典型的に収差を測定するために光学経路に接続される。フィードバック信号が波面センサーからプロセッサへ送信され、プロセッサはフィードバック信号に応答して付加的光学系を再構成する。プロセッサは、第1の眼用にカスタマイズした老眼軽減屈折補正を誘導するよう構成されたオプティマイザから成る。調節可能な視目標は、波面分析用の波面画像及び屈折率補正候補により患者の主観的互換性を確認するための検証画像から成る。
【００１５】
プロセッサは、調節可能な目標が第1視野距離を有する際に波面センサーにより測定された第1低次収差と、調節可能な目標が第1視野距離と異なる第2視野距離を有する際に波面センサーにより測定された第2低次収差との間の差を使って、眼の遠近調節を決定する。
【００１６】
付加的に、測定装置は、瞳孔サイズ信号をプロセッサに送信するために第1の眼へ向けられる。明るさ入力は明るさコマンドを受信し、眼の露光度は、該明るさコマンドに応答して第1瞳孔サイズから第2瞳孔サイズへ変更するよう第1の眼を誘導するように変化する。明るさ入力は、眼の方向に向けられた調節可能な目標または光源と接続される。眼測定装置は、瞳孔サイズ計、電荷結合デバイス（CCD）等から成る。
【００１７】
多くの実施例において、他の付加的光学系が第2の眼に結合された他の光学経路に沿って配置される。プロセッサは、患者が両眼老眼軽減の候補を評価することができるように、老眼軽減構成候補の信号を送信するための他の付加的光学系に接続される。
【００１８】
他の態様において、本発明は、調節可能な視目標及び患者の第1の眼を視目標と接続するための光学経路から成る光学診断機器を与える。視目標に接続された入力機器は、第1瞳孔サイズと第2瞳孔サイズとの間で第1の眼の瞳孔の瞳孔サイズに変化を誘導するように、明るさレベルまたは視野距離の少なくともひとつを調節することができる。第1の眼が目標を見ている間、測定機器は第１の眼の方向へ向けられる。測定機器は、第1瞳孔サイズに対応する第1瞳孔サイズ信号及び第2瞳孔サイズに対応する第2瞳孔サイズ信号を送信する。
【００１９】
視目標は、遠視構成、近視構成、及び中間視構成を有する調節可能な視目標から成る。眼と中間視構成での視目標との間の光学経路に沿った光学視野距離は可変である。
【００２０】
収差計は、眼が第1の瞳孔サイズである場合に眼の第1収差を測定するため、及び眼が第2の瞳孔サイズである場合に眼の第2収差を測定するために、光学経路に接続される。収差計に接続されたプロセッサは、調節可能な視目標が遠視構成にある場合の眼の第1測定収差と、調節可能な視野距離が近視構成にある場合の眼の第2測定収差との間の差から、眼の少なくともひとつの遠近調節を決定する。視目標は、調節可能な視界明るさレベルまたは調節可能な周囲明るさレベルを有する調節可能な視目標から成る。
【００２１】
他の態様において、本発明は、眼を評価するための光学治療機器を与える。機器は、第1視野距離を有する第1視野構成及び第2視野距離を有する第2視野構成を有する視目標から成る。視目標は光学経路により眼と結合可能である。波面センサーは、視目標が第1構成にある場合の第1波面、及び視目標が第2構成にある場合の第2波面を測定するように、光学経路に接続される。プロセッサは波面センサーに接続される。プロセッサは、第1測定波面と第2測定波面の間の差を使って、眼の少なくともひとつの遠近調節を決定する。
【００２２】
付加的に、明るさレベル入力は、視目標または眼に向けられた周囲光源の少なくともひとつに接続される。プロセッサは、複数の光条件で複数の遠近調節を決定する。
【００２３】
他の態様において、本発明は、付加的な光学系を使って、視目標を第１の眼と光学的に結合する工程から成る光学診断方法を与える。付加的光学系は、老眼軽減屈折補正の候補に対応するように、構成される。補正候補の性能は、視目標が第1の視野距離だけ眼から離される間に決定される。補正候補の老眼軽減性能もまた、視目標が第2の視野距離だけ眼から離される間に決定される。第1及び第2の視野距離での眼の性能は、第1及び第2視野距離での接眼光学系の波面収差を測定することにより、少なくとも部分的に決定される。付加的な光学系は補正候補の性能を決定しながら、眼の不規則な収差を補償するよう構成される。
【００２４】
他の態様において、本発明は、視界条件の第1セットの下で、目標を眼で見る工程から成る光学診断方法を与える。眼の第1瞳孔サイズ及び第1収差は第1の視界条件の下で測定される。第1瞳孔サイズから第2瞳孔サイズへ変化させるべく眼を誘導するように、視界条件の第1セットと異なる視界条件の第2セットの下で眼は見る。眼の第2瞳孔サイズ及び第2収差は第2視界条件の下で測定される。
【００２５】
付加的に、第1瞳孔サイズ、第2瞳孔サイズ、及び第1瞳孔サイズを有する眼の収差に応答して生成された老眼軽減形状候補がモデル化されてもよい。目標は老眼軽減形状のモデルを含む光学トレインに沿って眼で見られる。視界条件の第1セットは第1視野距離から成り、視界条件の第2セットは瞳孔の拡張を変化させるよう第1視野距離と十分に異なる第2視野距離から成る。
【００２６】
他の態様において、本発明は眼が第1の視野距離で見ている間に眼を測定する工程から成る方法を与える。眼が第2視野距離で見ている間に眼が決定され、第1視野距離での第1測定結果と第2視野距離での第2測定結果との間の差を使って眼の遠近調節が決定される。
【００２７】
眼の測定は、波面測定、及び低次の収差の変化を識別することから成る決定工程から成る。第1視野距離は所定の遠視距離から成り、一方第2視野距離は眼の遠近調節範囲またはそれを超える所定の近視野距離から成る。遠近調節は眼の曇り無しで決定される。
【００２８】
他の態様において、本発明は患者の眼の接眼収差の測定用のシステムを与える。眼は網膜を有し、システムは室内で使用可能である。システムは、眼が眼測定位置にある際に、眼の網膜上に画像を形成するような光を発光する光源から成る。第1光学経路は、眼測定位置からレンズアレイを通じてセンサーへ伸長する。網膜からの画像は、第1光学経路に沿って送信され、センサーは波面データを測定することができる。第1シールドが光学経路の周囲に配置され、眼の収差測定中に室内の周囲光から眼を光学的に分離する。付加的にシールドの有無に無関係に、収差測定用に眼を位置決めするために、レセプタクルが配置されてもよい。
【００２９】
多くの実施例において、シールドはレセプタクルまでの光学経路にわたって伸長する。典型的に、レセプタクルはアイカップ等から成り、眼を眼測定位置またはそこに隣接して配置するように眼の付近の組織に係合するための表面を有する。これは、波面測定の設定及び開始を有意に容易化し、第1光学経路及び／または眼を室内の周囲光から分離することができ、それにより波面測定中に部屋を暗くする必要が無くなる。アイカップは波面測定中に眼の動きを制限することもでき、それは移動により誘導されるエラーを減少させる。シールドは、付加的にアイカップをサポートするための固い管またはフレキシブルなベローズ等（付加的に別個のアイカップサポート構造と組み合わせて）から成る。
【００３０】
多くの実施例において、第２面（第2アイカップの面等）が患者の他の眼付近の組織と係合するために与えられる。視目標もまた与えられ、第2光学径路は他の眼に向かう視目標から伸長する。第2分離シールドは第2光学径路周辺から伸長し、及び／またはひとつのシールドは両目と位置合わせされた光学径路の周辺で両眼分離を与えるよう伸長する。同様に、別の視目標画像が、それぞれの眼に関して与えられるか、または単一画像が両眼に与えられる。別々の視画像が含まれる場合、それは両眼視野及び凝視を容易にするように、サイズ、構造及び／または色の点で類似する。
【００３１】
さらに他の態様において、本発明は患者の眼の接眼レンズ収差の測定方法を与える。当該方法は、眼が眼測定位置にある際に、眼の網膜上に画像を形成するように光を発光する工程から成る。波面データはセンサーにより測定され、センサー及びレンズアレイは網膜からの光学径路内に配置される。眼とセンサーとの間の第1シールドは付加的に、光学径路を波面測定中に周囲の室内光から分離する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は概して、患者の片目または両目を治療及び測定するための装置、システム及び方法を与える。本発明によりカスタマイズされまたは一般的な老眼軽減形状が開発されかつ改良される。本発明により、眼の遠近調節は、付加的に接眼レンズの測定に基づき客観的に決定される。本発明により、ひとつまたはそれ以上の個々のテストレンズを製造しなくとも、複数の視界条件（異なる視野距離、光条件等）でカスタマイズされた処方形状が実施されかつ評価されなければならない場合にも、眼の屈折率処方候補が客観的及び／または主観的に評価できる。したがって、本発明は、老眼、球面エラー（近視及び遠視を含む）、規則的及び不規則乱視（高次収差を含む）等を含む眼のさまざまな屈折率または他の異常を測定しかつ治療するためのアプリケーションを探し、加齢黄斑変性(AMD)のような網膜または神経処理障害に対する使用に有利である。
【００３３】
本発明の多くの実施例は、変形可能なミラー等を含む付加的な光学系を使用する。眼の全体の収差を補償する構成に変形可能ミラーを誘導することにより、付加的な光学系は患者の接眼レンズ収差を測定するのに非常に適している。付加的な光学系を使用する際、患者は客観的な視力及びコントラスト感度をテストするべく光学テスト目標図を見る。老眼補正用の光学面は、理論的導出、光学的モデル化、経験的な臨床試験等により与えられ、これらの老眼軽減形状は、患者が近距離、中間距離及び遠距離の視界を得ることを保証するために本発明の技術により確認される。
【００３４】
付加的な光学系はまた、テストレンズ等を製造することなく、老眼の補正用の光学面のスケーリング、カスタム化、及び最適化を容易にする。例えば、異なる目標距離及び異なる光条件での瞳孔サイズが測定される。対応する残留遠近調節もまた主観的に（例えば、遠近調節範囲を決定するために視野距離を変更しかつ患者に照会することにより）または客観的に（例えば、眼が安静状態または無限遠方を見ている間、及び患者の遠近調節範囲でまたはそれを超えて眼が近くの画像を見ようとしている間に）測定される。瞳孔サイズ、残留遠近調節機能及び／または接眼レンズ収差は老眼治療に最適な表面候補を導出しまたは選択するのに使用される。老眼軽減光学面は付加的光学系を形成するよう患者の接眼レンズ収差と組み合わされ、その結果提案された治療は、レーザー眼手術、内接眼レンズの形成及び挿入、コンタクトレンズまたは眼鏡の形成等の前に患者により主観的に確認される。
【００３５】
本発明は、既存のレーザーシステム、波面測定システム、及び他の光学測定装置とともに使用するよう容易に適応可能である。本発明のシステム、ソフトウエア及び方法はレーザー眼手術システムの文脈で主に説明されるが、本発明は、眼鏡レンズ、内接眼レンズ、コンタクトレンズ、角膜リングインプラント、膠原角膜組織熱改造等のような他の眼治療方法及びシステムでも使用するよう適応可能である。
【００３６】
図１を参照して、本発明のレーザー眼手術システム10は、レーザービーム14を生成するレーザー12を含む。レーザー12は患者Ｐの眼へレーザービーム14を向ける、レーザー分配光学器16と光学的に結合されている。分配光学サポート構造体（図示せず）はレーザー12を支持するフレーム18から伸長する。顕微鏡20が分配光学サポート構造体に設置され、該顕微鏡は眼の角膜を画像化するのに使用される。
【００３７】
概してレーザー12はエキシマレーザーから成り、理想的には約１９３nmの波長を有するレーザー光のパルスを生み出すアルゴン-フッ素レーザーから成る。好適にレーザー12は、患者の眼にフルエンスが安定したフィードバックを与えるよう設計され、レーザー分配光学器16を通じて分配される。本発明は紫外線または赤外線の他のソースに有用であり、特に、眼の付近及び／または下側組織に有意なダメージを生じさせることなく、角膜組織を制御可能に切除するのに適応される。他の実施例において、レーザービームソースは、ここに参考文献として組み込む、Linによる米国特許第5,520,679号及び第5,144,630号、並びにMeadによる米国特許第5,742,626号に説明されるような、１９３と２１５nmの間の波長を有する固体レーザーソースを使用する。他の実施例において、レーザーソースは、ここに参考文献として組み込む、Telfairによる米国特許第5,782,822号及び6,090,102号に説明されるような赤外線レーザーである。したがって、エキシマレーザーが切除ビームの一例であるが、他のレーザーが本発明において使用されてもよい。
【００３８】
レーザー12及びレーザー分配光学器16は、概してコンピュータシステム22の命令により、レーザービーム14を患者Ｐの眼へ方向付ける。コンピュータシステム22は、角膜の所定の彫刻を有効にし、かつ眼の屈折特性を変えるように、角膜部分をレーザーエネルギーのパルスに晒すべくレーザービーム14を選択的に調節する。多くの実施例において、レーザー12及びレーザー分配光学システム16の両方は、レーザーパルスのパターンを有効にする（付加的に修正する）コンピュータシステムにより、所望のレーザー彫刻処理を有効にするようコンピュータシステム22の制御下にある。パルスのパターンは処置テーブルの形式で触れる媒体29の機械読み取り可能データに要約され、処置テーブルは、切除モニターフィードバックシステムから与えられたリアルタイムのフィードバックデータに応答して、自動画像解析システムからコンピュータシステム22内へのフィードバック入力（またはシステムオペレータによるプロセッサへの手動入力）に従って調節される。レーザー治療システム10及び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刻治療を続行及び／または終了し、フィードバックの少なくとも一部に基づいて計画した彫刻を付加的に修正もする。
【００３９】
当業者に周知のように、付加的なコンポーネント及びサブシステムがレーザーシステム10と関連付けられてもよい。例えば、空間及び／または時間インテグレータが、ここに参考文献として組み込む米国特許第5,646,791号に記載されるように、レーザービーム内のエネルギー分布を制御するよう含まれてもよい。レーザー手術システムの切除放流吸引器／フィルタ、アスピレータ、及び他の補助的コンポーネントが周知である。レーザー切除処理を実行するのに適した装置の詳細は、ここに参考文献として組み込む米国特許第4,665,913号、米国特許第4,669,466号、米国特許第4,732,148号、米国特許第4,770,172号、米国特許第4,773,414号、米国特許第5,207,668号、米国特許第5,108,388号、米国特許第5,219,343号、米国特許第5,646,791号、米国特許第5,163,934号に記載されている。適当なシステムは、Alcon、Bausch & Lomb、Nidek、WaveLight、LaserSight、Schwind、Zeiss Meditec等により製造及び／または販売されているような商業的に入手可能な屈折レーザーシステムを含む。
【００４０】
図２は、本発明のレーザー手術システム10により使用されるコンピュータシステム22の一例のブロック図である。典型的に、コンピュータシステム22はバスサブシステム5を介して多くの周辺機器と連結する少なくともひとつのプロセッサ52を含む。これらの周辺機器は、メモリサブシステム58及びファイル格納サブシステム60から成る記憶サブシステム56、ユーザーインターフェース入力機器62、ユーザーインターフェース出力機器64、及びネットワークインターフェースサブシステム66を含む。ネットワークインターフェースサブシステム66は、波面測定システム30のような外部ネットワーク68及び／または他の機器に対するインターフェースを与える。
【００４１】
ユーザーインター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のようなポインティング機器、スキャナー、フットペダル、ジョイスティック、ディスプレイ内に組み込まれたタッチスクリーン、声認識システムやマイクロフォンのような音声入力機器、及び他の種類の入力機器を含む。ユーザー入力機器62は、本発明の任意の方法を実施する触れる記憶媒体29からコンピュータ実行可能コードをダウンロードするのに使用される。概して、入力機器とは、さまざまな従来の専用機器を含むことを意図し、情報をコンピュータシステム22へ入力するものである。
【００４２】
ユーザーインター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、または音声出力機器のような非視覚的ディスプレイを含む。ディスプレイサブシステムは、ブラウン管（CRT）、液晶ディスプレイ（LCD）のような平坦パネル機器、投影機器等である。ディスプレイサブシステムは音声出力機器を通じた非視覚的ディスプレイを与える。概して、出力機器とはさまざまな従来及び専用機器を含むものであり、コンピュータシステム22からユーザーへ情報を出力するためのものである。
【００４３】
記憶サブシステム56は、本発明のさまざまな実施例の機能を与える基本プログラミング及びデータ構成を格納する。例えば、本発明の方法の機能を実行するデータベース及びモジュールは、ここで説明するように、記憶サブシステム56内に格納される。これらのソフトウエアモジュールは概してプロセッサ52により実行される。分散環境において、ソフトウエアモジュールは複数のコンピュータシステムに格納され、複数のコンピュータシステムのプロセッサにより実行される。典型的に、記憶サブシステム56はメモリサブシステム58及びファイル格納サブシステム60から成る。
【００４４】
典型的に、メモリサブシステム58は、プログラム実行中の命令及びデータを記憶するためのメインランダム・アクセス・メモリ(RAM)70及び固定した命令が格納されるところのリード・オンリー・メモリ(ROM)72を含む多くのメモリを有する。ファイル格納サブシステム60は、プログラム及びデータファイルに対して永続的（不揮発性）記憶を与え、付加的に、波面センサーデータ、波面傾斜、波面昇降マップ、治療マップ、及び／または切除テーブルを実施する触れる記憶媒体29を含む。ファイル格納サブシステム60は、ハードディスクドライブ、除去可能媒体が附属したフロッピー（登録商標）ディスクドライブ、コンパクト・デジタル・リード・オンリー・メモリ（CD-ROM）ドライブ、光学ドライブ、DVD、CD-R、CD-RW、固体除去可能メモリ、及び／または他の除去可能媒体カートリッジ若しくはディスクを含む。ひとつまたはそれ以上のドライブは、コンピュータシステム22に接続された他のサイトにおいて、他の接続したコンピュータから離れた位置に配置されてもよい。本発明の機能を実行するモジュールは、ファイル格納サブシステム60により格納される。
【００４５】
バスサブシステム54は、意図した通りにコンピュータシステム22のさまざまなコンポーネント及びサブシステムを互いに連結させるためのメカニズムを与える。コンピュータシステム22のさまざまなサブシステム及びコンポーネントは物理的に同じ位置にある必要はないが、分布ネットワーク内のさまざまな位置に分布可能である。バスサブシステム54は単一のバスとして略示されているが、バスサブシステムの他の実施例は複数のバスを使用してもよい。
【００４６】
コンピュータシステム22は、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、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ー手術システム内の制御システム、メインフレーム、または任意の他のデータ処理システムを含む、さまざまな種類のものである。コンピュータ及びネットワークの常変化性質のため、図２に示したコンピュータシステム22の記載は本発明のひとつの実施例を例示するものに過ぎない。図２に示したコンピュータシステムより多いか少ないコンポーネント有する多くの他のコンピュータシステム22の構成が可能である。
【００４７】
図３Aを参照して、波面測定システム30のひとつの実施例が単純化した形式で略示されている。一般的な用語として、波面測定システム30は患者の眼から出る傾斜マップの局所的スロープを検知するよう構成されている。概して、シャックハルトマンの原理に基づく機器は、典型的に眼の瞳孔出口である開口部にわたって均一に傾斜マップをサンプリングするためのレンズアレイを含む。その後、傾斜マップの局所スロープが波面またはマップを再構成するために解析される。
【００４８】
より特定的に、ひとつの波面測定システム30は、レーザーのような画像ソース32を含み、それは網膜Rの表面上に画像44を形成するために眼Eの光学組織34を通じてソース画像を投影する。網膜Rからの画像は眼の光学系（例えば、光学組織34）により送信され、光学系37により波面センサー36上に結像される。波面センサー36は、光学組織34内の光学エラーの測定及び／または光学組織切除治療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’に通信する。コンピュータ22’は図１及び２に示されるコンピュータシステム22と同一または類似のハードウエアを含む。コンピュータシステム22’は、レーザー手術システム10、または波面測定システム30のコンピュータシステム22、22’のいくつかまたはすべてのコンポーネントを方向付けるコンピュータシステム22と連結し、かつレーザー手術システム10は組み合わされても別々でもよい。所望により、波面センサー36からのデータは、触れる媒体29、I/Oポート、またはイントラネット若しくはインターネットのようなネットワーク接続66を介して、レーザーコンピュータシステム22に送信される。
【００４９】
概して、波面センサー36はレンズアレイ38及び画像センサー40から成る。網膜Rからの画像は光学組織34を通じて送信されかつ画像センサー40の表面上で結像し、瞳孔Pの画像がレンズアレイ38の表面上で同様に結像するに従い、レンズレットアレイは送信した画像をビームレットのアレイ42に分割し、システムの他の光学コンポーネントと組み合わせて、センサー40の表面上に分割したビームレットを結像する。典型的に、センサー40は電荷結合デバイス(CCD)から成り、これらの個々のビームレットの特性を検知し、それは光学組織34の関連領域の特性を決定するのに使用される。特に、画像44が光の点または小さいスポットから成る場合、ビームレットにより結像するように送信されたスポットの位置は、光学組織の関連領域の局所的傾斜を直接的に示すことができる。
【００５０】
概して、眼Eは前方方向ANT及び後方方向POSを画成する。概して画像ソース32は、図３Aに示したように網膜R上に光学組織34を通じて後方方向に画像を投影する。光学組織34は、角膜から波面センサー36の前方へ画像44を再び送信する。角膜R上に実際に形成された画像44は、画像ソースが光学組織34により最初に送信される際に、眼の光学系内のあらゆる欠陥により歪む。付加的に、画像ソース投影光学器46が画像44の任意の歪みを減少させるよう構成または適応されてもよい。
【００５１】
いくつかの実施例において、画像ソース光学器46は光学組織34の球面及び／または円筒エラーを補償することにより低次の光学エラーを減少させる。光学組織の高次の光学エラーは変形可能なミラーのような付加的光学系の使用によっても補償される。網膜R上の画像44に点または小さいスポットを画成するよう選択された画像ソース32の使用は、波面センサー36により与えられるデータの解析を容易にする。瞳孔の中心部の光学エラーは周辺部より小さいため、画像44の歪みは瞳孔50より小さい光学組織34の中央領域48を通じてソース画像を送信することにより制限される。特定の画像ソース構造と無関係に、網膜R上に良好に画定されかつ実際に形成された画像44を有することは一般に有利である。
【００５２】
波面データは、瞳孔51画像により測定されたようなシャックハルトマンレンズレットアレイの公称中心からのｘ及びｙ瞳孔中心オフセットとともに、シャックハルトマンセンサー画像の画像スポット解析から得られたｘ及びｙ波面傾斜値を含む２つの別個のアレイとして、コンピュータ読み取り可能媒体29または波面センサーシステム30のメモリ内に格納される。この情報は、眼の波面エラーに関するすべての有用な情報を含み、波面またはその任意の部分を再構成するのに十分である。この実施例において、一度以上シャックハルトマン画像を再処理する必要がなく、傾斜アレイを格納するのに必要なデータ空間は大きくはない。例えば、直径８ｍｍの瞳孔の画像を収容するために、２０×２０サイズ（４００エレメント）のアレイで十分である。他の実施例において、波面データは単一アレイまたは複数アレイとして波面センサーシステムのメモリ内に格納されてもよい。
【００５３】
本発明の方法は概してひとつの画像44の検知に関して説明したが、連続の波面センサーデータ読み取りも可能である。例えば、時系列の波面データ読み取りは接眼レンズ組織の収差のより正確な決定を与える。接眼レンズ組織が短い時間間隔にわたって形状変化する際に、複数の時分割した波面センサー測定は屈折率補正処置用の基礎として光学特性の単一スナップショットへの依存を避けられる。異なる構成、位置及び／または方向の眼に関して、眼の波面センサーデータを取ることを含み、さらに他の変形も可能である。例えば、ここに参考文献として組み込む米国特許第6,004,313号に説明されるように、固定した目標に焦点を合わせることにより、患者は波面測定システム30により眼のアライメントを維持する。そこに記載されるように、固定目標の位置を変化させることにより、眼が変化する距離及び／または角度で視野を結像するよう遠近調節または適応する間に眼の光学特性が決定される。
【００５４】
眼の光軸の位置は瞳孔カメラ52から与えられたデータを参照して確認される。例として、瞳孔カメラ52は、波面センサーデータの記録のために光学組織に関する瞳孔の位置を決定するために瞳孔50を写す。
【００５５】
波面測定システムの他の実施例が図３Bに示されている。図３Bのシステムの主なコンポーネントは、図３Aのものと同じである。付加的に、図３Bは変形可能なミラー形式の付加的な光学系53を含む。網膜Rの送信中にソース画像は変形可能なミラー98から反射され、変形可能なミラーはまた網膜Rと画像センサー40との間に送信された画像を形成するのに使用される光学径路に沿っている。変形可能なミラー98は、網膜上に形成された画像のまたは網膜上に形成された画像から形成された後続画像の歪みを制限するようにコンピュータシステム22により制御可能に変形され、合成波面データの正確性を強化する。図３Bのシステムの構造及び使用は、ここに参考文献として組み込む米国特許第6,095,651号により詳細に記載されている。
【００５６】
眼を測定しかつ切除するための波面測定システムの実施例のコンポーネントは、ヴィスクス・インコーポレイテッドから購入可能なVISX WaveScanシステムのエレメントから成る。ひとつの実施例は、上記したような変形可能なミラーを有するWaveScanシステムを含む。波面測定システムの他の実施例は、ここに参考文献として組み込む米国特許第6,271,915号に記載されている。
【００５７】
図４を参照して、概して付加的光学装置110は、調節可能な目標114を患者の右目116Rと結合する光学径路112Rを含む。同様に、光学径路112Lは調節可能は目標114を左目116Lと結合し、それにより両目視野システムが与えられる。右側の光学径路112Rに沿った装置110の光学径路、センサー等のコンポーネントが、左側の光学径路112Lのものと概して類似なので、右側のみを装置の構造及び使用を理解するのに説明すればよい。
【００５８】
光学径路112Rは、変形可能なミラー118Rを通じて調節可能な目標114を右目116Rと光学的に接続する一連のレンズL及びミラーMを含む。ハルトマンシャック波面センサーHSは、眼116Rの収差を測定するためにビームスプリッタBSにより光学径路112Rに結合される。眼116Rの瞳孔サイズを測定するために、ひとつまたはそれ以上のビームスプリッタBSにより、センサー120が光学径路112Rに結合され、図３Aの波面測定システムと関連して上記したように、目の位置を決定するのにも使用される。
【００５９】
調節可能な目標114は、視野絞りを有する孔Aによりプロファイルされた光により、光学径路112Rに沿って画像を送信し、その後光はプリズムPを使って光学径路に沿って方向付けられる前に調節可能な焦点距離レンズLにより平行にされる。眼116Rに隣接する光学径路の終点で、網膜上に画像を形成するように光は眼の光学系（主に、眼の角膜及びレンズ）を通過するようレンズLにより再び平行にされる。
【００６０】
装置110が主観的測定に使用される際、網膜からの光は接眼レンズ及び光学径路112RのレンズLを通じて戻り、第1ビームスプリッタBSにより光学径路から分割される。この網膜画像の光は第2ビームスプリッタBSにより２つのチャネルに分割される。その内の第1チャネルは、瞳孔を写すためにレンズLによりセンサー120へ向けられ、当該センサーは電荷結合デバイス(CCD)、瞳孔メーター等から成る。第2チャネルは、レンズLを介してビームスプリッタBSからハルトマンシャック波面センサーHSへ方向付けられる。
【００６１】
変形可能なミラーが平坦な構成を有する場合、遠視構成の調節可能な目標114を使って、眼116Rの初期全接眼レンズ収差が測定される。この初期測定を使って、変形可能ミラーは接眼レンズの収差を補償するよう構成される。調節可能な目標114が中間距離まで移動された場合、残留遠近調節がキックインする。近くの光源により、患者が目標に焦点を合わせようとする際、特に、目標が眼の近視野調節距離またはそれ以上にあれば、眼のすべての残留遠近調節が使用される。眼のレンズが最も近い視野構成にある間ハルトマンシャック波面センサーHSが眼の収差を測定すれば、遠視測定と近視測定との間の接眼レンズ収差の全体変化は残留遠近調節の客観的決定を許す。必ずしも必要ではないが、眼は調節範囲をちょうど超えるよう視野距離を徐々に減少させることにより霞ませることができる。所定の視野距離（８フィート以上、付加的に約２０フィートの遠視構成及び５フィート以下、しばしば２フィート以下、付加的に約１６インチの近視構成）が、ある患者またはすべての患者、特に所定の年齢以上（３０歳以上、しばしば４５歳以上）の患者の眼の接眼レンズ収差の変化を測定するのに十分である。
【００６２】
調節可能な視目標114は、発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード、及び白熱または蛍光バルブ等のような可視光の光源を含む。付加的に、調節可能な目標14の光源は、明るさレベル及び／または視野距離が調節可能である。典型的に、調節可能な目標114は視野距離及び／または明るさレベルを変えるための入力を有し、該入力はコンピュータ制御システム122に接続されている。他の実施例において、明るさレベルまたは視野距離の調節は手動入力、択一的に選択可能なレンズのタレット、フィルタ、ホログラフィ光学エレメント等により有効にされてもよい。調節可能な目標114がコンピュータ制御システム122の制御下に無ければ（調節可能な目標の入力をコンピュータシステムの制御信号出力と接続することにより）、測定中に目標の視野構成を示すために調節可能な目標が信号をコンピュータに送信する。いくつかの実施例において、明るさレベルの調節は、眼116R、116Lに対する全体の明るさレベルを変化させるように、周囲光124に付加的に接続されている明るさレベルを調節するための入力により、または周囲光124と組み合わせて目標114内部の固定明るさ光源を使用することにより、ひとつまたはそれ以上の周囲光124を使って実行される。
【００６３】
周囲及び／または目標視界明るさレベルの調節により、装置110は異なる明るさレベルの視界条件下で瞳孔サイズ及び／または収差を測定することができる。視目標または周囲光の明るさレベルが増加するに従い、瞳孔サイズは減少する。付加的に、眼が近視距離から遠視距離に調節されるに従い、瞳孔サイズも減少する。装置110は低い明るさレベルの測定を容易にするよう暗い明かりの室内で使用可能であり、ハウジングまたはドレープが眼に対する室内光の効果を制限するよう与えられる。
【００６４】
異なる視界条件のマトリクスでの眼の測定は、患者の眼のカスタマイズした処方を容易にする。好適に、瞳孔測定及び／または収差測定は、３またはそれ以上の異なる視界条件、理想的には４またはそれ以上の視界条件で為される。これは、複数の視界条件で典型的な仕事に適した眼に対する老眼及び他の屈折障害軽減形状の開発または選択を容易にする。例えば、理想的には夜の運転中に遠距離の信号及び／または中間距離のダッシュボードの器具を読み取るための良好な視力を与え、また明るい光条件の下で最適な有効距離視力を維持する、瞳孔及び接眼レンズの視野構成付近で、比較的明るい中で眼鏡無しで読むための良好な視力を与えるよう処方形状が選択される。したがって、異なるライト条件で眼のレンズ及び他の接眼レンズの調節可能性を示すために、眼116R、116Lのそれぞれのひとつ以上の遠近調節が測定される。
【００６５】
調節可能な目標114は３つの種類の視野距離を与えるよう構成される。ひとつは、典型的に約２フィート以下、しばしば約１６インチの近視野、典型的に約５フィート以上、しばしば約８フィートまたはそれ以上、付加的に１０フィートまたはそれ以上、ある実施例で２０フィートまたはそれ以上）の遠視野、及び中間視野である。中間視野距離は複数の異なる設定または範囲を通じて調節可能である。調節可能な目標114の中間視野は、約２から８フィートの範囲内で調節可能であり、しばしば約３２インチから約５フィートの範囲内で調節可能である。レンズL、ミラーM、または他の光学エレメントが光学視野距離を調節するように使用される際に、眼116Rと調節可能な目標114との間の光学経路112Rに沿った実際の直線距離は光学的視野距離と必ずしも対応する必要はない。したがって、光源及び調節可能な目標114の視野絞りは、ズームレンズ装置、選択可能なタレット等を使って、近視野、中間視野、遠視野構成を通じて同じ距離間隔を維持する。
【００６６】
調節可能な目標114は複数の目標画像を有してもよい。波面測定を容易にするために、調節可能な目標114は眼116R、116Lの網膜上に光のスポットを投影するスポット目標画像を含む。その後、スポットライト画像は、CCD126のような画像取得器具及び波面収差を測定するためのコンピュータ122の関連解析モジュールとともに、ハルトマンシャックセンサーHSにより使用される。したがって、この画像は収差測定画像を構成する。収差測定画像とともに、調節可能な目標114は、ひとつまたはそれ以上のスネレンアイチャート、景観画像（特に遠視野用）、ポートレート画像（中間視野用）、小さい文字または細かい画像（例えば、近視力確認用）等のような広範囲の確認テスト画像形状の任意のものを含む。
【００６７】
視界性能が眼116Rのアライメント、変形可能なミラー118R、及び確認画像に依存する際、既存の視界評価画像が修正される。特定的に、調節可能な目標114におけるスネレンアイチャート内のいくつかの文字例を眼にスキャンさせる（それにより、変形可能なミラー118Rとのアライメントを動かす）のではなく、アイチャートが移動するかまたはアイチャートのひとつの文字だけが一度に示される。これは、変形可能なミラーが、眼との所望の軸アライメントで変形可能ミラー118Rによりモデル化された球面または複数焦点老眼軽減形状の候補を維持しながら、眼の高次の収差を正確に補償するのを助ける。
【００６８】
第１または第２生成膜またはホイルミラー、１０００００またはそれ以上のファセットを有するマイクロチップミラーを含む複数の異なる変形可能ミラーまたは活動ミラーが使用され得る。実施例として、変形可能ミラー118Rはシネティクス・インコーポレイテッドから購入可能な装置から成る。他の変形可能ミラーは、ボストン・マイクロマシーンズ社、またはフラウンホッパー・インスティチュート・フォー・フォトニック・マイクロシステムズ社から購入可能である。変形可能ミラーを使用せずに、付加的光学系の他の構成が採用されてもよい。
【００６９】
センサー120のCCDは、センサー120が眼の瞳孔サイズを測定できるように、画像解析ソフトウエア及び／またはハードウエアを含むかそれに接続される。プロシオン・インスツルメンツ・リミテッド社製の製造番号P2000SA及びP3000のような購入可能な瞳孔メーターが使用されてもよい。センサー120の画像解析ソフトウエアのような処理ハードウエア及び／またはソフトウエアモジュールは、関連するセンサー若しくはCCDのプロセッサ内、コンピュータ制御システム122内、または広範囲の択一的な集中または分散データ処理アーキテクチャーでシステム110のエレメントへセンサーまたは制御器を接続する中間プロセッサ内に概して組み込まれる。
【００７０】
変形可能なミラー制御器128は、任意に変形可能ミラー118Rの表面を変更することができ、その結果、さまざまな老眼軽減屈折形状の候補に対応し及び／またはモデル化する変形可能ミラーの表面を作成することが可能である。付加的に、変形可能ミラーは図３Bに関して上記したように眼の接眼レンズ収差を補償することができる。有利にも、制御器128は、接眼レンズ収差補償器を老眼軽減形状の候補と組み合わせるよう変形可能ミラー118Rを構成することができる。このような形状が変形可能ミラー118Rに適用される際、患者は、カスタマイズされたレーザー眼手術、内接眼レンズ、コンタクトレンズ等のような眼の提案治療に類似する効果が得られる。調節可能な目標114をさまざまな異なる目標距離及び明るさレベルに構成することにより、視力及びコントラスト感度は老眼治療の提案された屈折率補正全体の効果を試験するよう測定される。これにより、波面測定は変形可能ミラー及び対応する処方候補を再構成するためのフィードバック信号として使用可能となる。例えば、プロセッサ122は後続の変形可能ミラー構成を導出するためのオプティマイザモジュールを含む。適当なオプティマイザモジュールは、ダウンヒルシンプレックス法、方向設定法、シミュレートアニール法等を使って変形可能ミラー形状を最適化するように構成されたソフトウエア及び／またはハードウエアから成る。110の両目システムにおいて、眼116Lの収差を補償するために及び老眼軽減形状をモデル化するために、同様の調節が変形可能ミラー118Lに為される。左眼の老眼軽減形状は右目のものと同じでも、異なってもよい。例えば、左眼が右目より多い残留遠近調節機能を有する場合、老眼軽減形状候補の強さは他のものに比べ減少してもよい。また、図４の両目システムにより、患者は、一方が近視でもう一方が遠視である場合の単眼システム、及び、老眼を軽減するために一方の目にはひとつのアプローチをもう一方の目には異なるアプローチを使用するハイブリッドシステムの許容可能性を決定することができる。これは、例えば、ここに参考文献として組み込む２００４年５月１８日出願の “Binocular Optical Treatment For Presbyopia”と題する米国特許出願第10/849,573号に記載されている。
【００７１】
図５を参照して、図４の装置は老眼形状候補の効果をテストしかつ確認するために使用される。最初に、患者は、ヴィスクス・インコーポレイテッド社製のウエーブスキャン（商標）センサーを付加的に使用し、図４及び図３Aの装置を使って、ブロック130で波面試験を受ける。収差測定及び／または波面エラーデータが記録され、かつコンピュータ122に送信される。最初の老眼形状132もまたコンピュータに入力され、初期形状は瞳孔の少なくともひとつの測定から好適に決定される。これは、ここに参考文献として組み込む “Presbyopia Correction Using Patient Data”と題する２００３年１２月５日出願の米国特許出願に説明されている。老眼軽減形状及び収差データは、ブロック134で、コンピュータ122の変形可能ミラー制御128により使用するよう、組み合わされた老眼軽減及び収差軽減形状を計算するのに使用される。所望の形状を仮定する変形可能ミラーに信号が送られ、ブロック136で処方候補を正確にモデル化するために信号は付加的に変形可能ミラー応答に関して調節される。
【００７２】
異なる視界条件（例えば、異なるコントラスト、異なる視野距離、異なる明るさレベル等）のひとつまたはそれ以上の視目標が、ブロック140で試験マトリクスを形成するのに使用される。これらの目標はステップ142で図４の装置を通じて患者へ与えられ、確認測定144として、主観的満足度に応じて、視力及びコントラスト感度が記録される。付加的に、確認が、処方候補が所望の結果を与えることを示せば、その処方が患者の治療に採用される。
【００７３】
図６を参照して、図４の装置が患者のカスタマイズした老眼軽減治療を選択し、導出し、及び／または最適化するのに採用される。患者の接眼レンズ収差は、ブロック150でライトスポットアパーチャのような測定画像を使って測定される。例えば、接眼レンズ収差は、ブロック152で波面収差を与えるために遠視構成でそのような測定画像を使って測定される。その後、別個の波面測定が、近視構成で調節可能な目標114、及び残留遠近調節154を決定するのに使用されたこれらの測定間の差により為される。より特定的に、残留遠近調節は概して、眼が遠くの画像と近くの画像に焦点を合わせる際、接眼レンズの低次の収差の差（特に球面倍率の差）から計算される。センサー120のような一体的または別々の瞳孔メーターが、ステップ156において、異なる光条件、及び異なる視野距離または融像条件で瞳孔サイズを測定するのに使用される。波面測定、残留遠近調節計算、及び瞳孔測定からの情報は、ブロック158で老眼軽減形状候補を導出するのに使用される。老眼軽減形状を計算するための特定の方法がここに参考文献として組み込む米国特許出願第10/738,358号により詳細に説明されている。
【００７４】
有利なことに、ひとたび老眼軽減形状候補が識別されると、ブロック136で、それが変形可能なミラーにマッピングされる。図４を参照して分かるように、変形可能ミラーを通じて眼のスポット証明は、近視、遠視及び中間視界で有効なフィードバックを与え、それにより処方候補の更なる厳選が与えられる。ひとたびそのような客観的テストが適当な処方候補を確立すると、提案された治療の全体性能を決定するために主観的な視力目標140のマトリクスが患者に与えられる。
【００７５】
図７を参照して、複数の視界条件での眼の収差及び瞳孔サイズを測定するための方法160を略示したフローチャートが示されている。図４の装置を使って、さまざまな異なる視野距離、明るさ条件、及び／または画像が採用され得る。多くの実施例において、最初の視界条件は、ひとつまたはそれ以上の適当な視野距離、明るさレベル、画像コントラスト、画像種類等を選択することにより設定162される。眼の収差が測定164され、瞳孔サイズが測定される166。それらは少なくとも部分的に眼収差測定の前及び／または後に為されるが、瞳孔サイズ測定166はしばしば視界条件で眼の収差測定と同時に実行される。視界条件の所望のマトリクスがまだ完成していなければ168、次の所望の視界条件が例えば図４の装置110を使って実行される。その後収差及び／または瞳孔サイズ測定164、166が新しい視界条件で実行され、視界条件が取替えられ、測定の所望のマトリクスが完成するまで付加的測定が為される。その後、さまざまな測定マトリクス条件での収差及び瞳孔データがステップ172で送信される。
【００７６】
所望の視界条件のマトリクスは、近くの画像に焦点を合わせる、明所条件、薄明条件、暗所条件のもとで遠くの画像に焦点を合わせる、中間距離の物体に焦点を合わせる等の条件のひとつまたはそれ以上から成る。多くの実施例において、所望の視界条件のマトリクスは、最初の測定が為される前に、所望の視界条件のマトリクスが予め決定される。他の実施例において、マトリクスは測定結果に依存して変化する。いくつかの実施例において、眼が調節する際の過度の遅れを避けるように、測定順序が決定される。眼のひとつ、いくつかまたはすべての収差測定が必要でなければ選択した測定は回避され、その結果装置は眼の収差測定をせずに少なくとも２つの連続した瞳孔サイズ測定を実行する。
【００７７】
図８は図４の装置を使った老眼軽減処方形状を導出しかつ確認するための方法180を略示したものである。眼収差182の測定は、図７の方法を付加的に使って為されてもよい。収差処方が決定され、かつ、最初の老眼処方が与えられる186。収差処方及び／または老眼処方はしばしば、ステップ182で眼の測定に基づき少なくとも部分的に選択される。収差処方は、既知の波面センサーシステム用に開発された方法を使って決定される。同様に、最初の老眼処方は、レーザー眼手術、内接眼レンズ、コンタクトレンズ等に使用するために説明されたものを含む、周知のまたは提案された老眼軽減形状から選択される。この老眼軽減形状はしばしば軸対称または非対称形状、多焦点形状、及び球面形状を含む。老眼軽減形状の倍率及びサイズの両方を含む最初の老眼処方は、瞳孔サイズ測定、残留遠近調節等を含むステップ182またはそれ以前で為される眼の測定の少なくとも一部に基づき、スケールされる。
【００７８】
変形可能ミラーが組み合わせ処方候補をモデル化するように構成され188、組み合わせ処方は収差処方及び老眼処方の両方を反映している。処方候補の光学的性能の客観的測定190が、図７に示されるものと同様の方法を使って為され、その性能が許容不能であれば192、処方候補が取替えられ194、ミラーが再構成される188。処方候補の取替え194は、例えば、老眼処方のスケールを増加させる工程、老眼処方の倍率を変更する工程、異なる老眼軽減形状を選択する工程、老眼軽減形状、収差軽減形状、及び／または組み合わせ処方等の多次元最適化において変更ベクトルを実行する工程から成る。
【００７９】
主観的視画像が測定182、190で採用されるが、しばしば方法180は網膜上に小さいスポットを生成するために波面測定画像を採用する。ひとたび処方性能の客観的測定が許容可能となれば、ひとつまたはそれ以上の視画像を使って客観的確認194が実行される。視画像は視野構成に依存して変化し、その結果、主観的性能確認は図７に示されたものと類似の方法を採用するが、収差測定ステップ164の代わりにまたは付加的に、患者による主観的評価を含んでもよい。例えば、視画像は、中間光の下で視界条件付近に対して新聞紙をシミュレートし、遠距離での明るい光条件に対して自然景観をシミュレートしてもよい。この主観的確認が処方は許容不能であることを示せば、処方は取替えられ196、主観的及び／または客観的評価基準に一致するまで主観的及び／または客観的評価が繰り返される。その後、眼は確認した処方で治療される198。
【００８０】
図４の両目システムを使って、患者の眼のそれぞれに対する老眼軽減処方は、両目が視界条件の範囲を通じてステレオビジョン用に一緒に使用される際に所望の性能を与えるために付加的に実行されるテストにより、個別に導出され、スケールされ、及び／または最適化される。
【００８１】
ここで説明する装置及び方法はさまざまな利点を有する。例えば、異なる視条件での高次の収差の変化（例えば、遠視構成と近視構成との間の変化）は、老眼及び他の視界条件を治療するための形状最適化に非常に有用である。LASIKフラップ及び治癒効果は老眼軽減形状を変更するのに使用され得る。結晶体レンズの再集束と関連する高次の収差の付加的な変化は、同様に、老眼軽減形状を調節するための基本である。したがって、残留遠近調節を決定するために低次の収差の差を使うことにより、形状の最適化における高次の収差の差に対して有利な応用が与えられる。
【００８２】
図９は図４の装置に関して上記した多くの特徴を有する他の老眼軽減装置200を略示したものである。この実施例は単眼構成のみを含み、その結果符合は右側と左側の光学径路間で同じである。
【００８３】
図１０を参照して、他の波面検知システムは、シールド212及びアイカップ214とともに、図３Aの波面システム30に関連して上記した光学構造を含む。概して、波面測定は、波面センサーの光学径路216と眼Eを正確にアライメントし、及び／または周囲室内光からの眼の光学的分離により、効果的である。最初のアライメントのアドレスにおいて、眼は、カメラ51、波面センサー36等から適当な焦点距離付近にあるように、光学径路に関して横方向と光学径路に沿って軸線方向の両方にアライメントされなければならない。いくつかの商業的波面センサーシステムは眼に対するシステムのアライメント及び焦点合わせを調節するためにジョイスティック等を含むことができる。このシステムは、初期位置からの頭の動き及びシステムアライメントに関連する遅延に晒される。周囲光に関連して、多くの波面センサー法は測定システムが使用されるところの部屋を暗くする工程を含む。
【００８４】
波面センサーシステムの光学コンポーネントの少なくともいくつかに対する適当な眼測定位置での眼Eの位置決めを容易にするために、アイカップ214の表面は眼を包囲する組織と係合するよう配置されかつ方向付けられる。シールド212または他の構造がアイカップ214を支持することができる。よって、アイカップは、光学径路216に沿った適当な焦点距離付近、及び適当な横方向位置付近に眼を予め配置することができる。実際の眼測定位置に対する波面センサーシステムの更なる調節は特に必要ではないが、測定のトータル時間は典型的に減少する。アイカップ214の使用（または他の面位置決め）は、測定位置からの眼の移動を禁止するのを助け、典型的にアイカップは光の漏れを制限するために眼の周囲にフィットする。
【００８５】
シールド212はさまざまな他の構成の任意のものを有し、概して光学径路216及び／または眼Eを周囲室内光から光学的に分離する。いくつかまたは実質的にすべての周囲光の遮断が部屋を暗くすることなく波面システムの使用を可能にするのを助ける際には、眼の完全な分離はすべての測定に対して与えられない。しばしばシールド212は、レセプタクル214に近接する遠位端及び波面センサー36に近接する近位端を有するチューブから成る。付加的に、他のシールド218は、患者の第2の眼に対する他の光学径路220を光学的に分離し、ひとつまたは両方の光学径路が光学的固定目標222を見ることが可能になる。図１０、図１１A及び１１Bに示されるように、適当なシールド212、224及び226は、固定長を有する直線チューブ、圧縮性を有するチューブ、ベローズ、先細りチューブ等から成る。チューブの長さの調節可能性は、異なる顔のプロファイルを有する異なる被験者の眼への集束を容易にし、軸方向の眼位置決め調節はシールド及び／またはアイカップ214の少なくとも遠位部を変化または移動することにより影響される。シールドは両目にアライメントされた光学径路を包囲するか、またはそれぞれの眼に対して別々のシールドまたはチューブが与えられてもよい。
【００８６】
図１０、１１C及び１１Dを参照して、さまざまな他のアイカップ214及び／またはシールド断面形状228、230及び232が採用されてもよい。単一のアイカップ設計がすべての眼及び患者に対して使用されてもよく、または異なるアイカップ設計が深い眼を有する患者及び浅い眼を有する患者を扱うのに使用されてもよい。アイカップは、左眼測定構成と右眼測定構成とを切り替えるようシールドまたはシールド／アイカップインターフェースの軸線の回りに回転してもよい。図１１Cは眼E近くのアイカップ／エンドの実施例を示したものである。図１１Dは装置または波面センサー付近のシールドの端部を示す。図１１Eは両目設計を示す。
【００８７】
多くの実施例において、波面センサーシステム210は、患者の両目を包囲しかつ両目を波面センサーシステムとアライメントさせるために、２つのアイカップ214を有する両目インターフェースを有する。付加的に、一方の目のみがその波面を一回に測定させてもよい。周囲光からの他の目の分離及び適当な視軸に沿って通常の視野距離（遠視距離または無限遠）での視目標の両目への提示は、両目の視野及び固視を強化する。より小さいサイズ、色及び形状または構造を有する通常の視目標を両目に与えることはさらに固視を強化する。
【００８８】
いくつかの実施例が詳細に説明されてきたが、さまざまな修正、付加及び変更が可能であることは当業者の知るところである。したがって、本発明の態様は特許請求の範囲によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明の実施例に従うレーザー切除システムを示す。
【図２】図２は、本発明の実施例に従う単純化したコンピュータシステムを示す。
【図３Ａ】図３Aは、本発明の実施例に従う波面測定システムを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の他の実施例に従う他の波面測定システムを示す。
【図４】図４は、本発明の原理に従い、遠近調節を測定し、老眼軽減処方を確立または選択し、老眼軽減形状を開発するための両眼接眼レンズ測定及び診断装置を略示したものである。
【図５】図５は、図4の装置を使った老眼軽減処方確認システムのためのシステムブロック図を略示したものである。
【図６】図６は、図４の装置を使った、老眼最適化及び確認用のシステムブロック図を略示したものである。
【図７】図７は、複数の視野距離、明るさ等での接眼レンズ収差及び／または瞳孔サイズの測定を略示したフローチャートである。
【図８】図８は、図４の装置を使って特定の患者に対してカスタム老眼軽減処方を誘導しかつ確認するための方法を示したフローチャートである。
【図９】図９は、眼を診断及び測定し、老眼軽減処方を開発するための単眼装置を略示したものである。
【図１０】図１０は、周囲光から眼を付加的に分離するためのシールド及び測定位置に眼を配置するためのアイカップを有する波面センサーシステムを略示したものである。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｅは、複数のシールド構造を略示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2008503271.tif 000016
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