(57)【要約】本発明の実施形態は、眼の矯正表面（例えば、あつらえのコンタクトレンズ「ＣＣＬ」、あつらえられたＩＯＬ、あつらえの挿入具、あつらえられた角膜表面）の前表面パラメータまたは後表面パラメータの、眼の波面収差測定からの決定のための方法に関する。好ましい実施形態は、５５５ｎｍで働くように設計された乾燥したＣＣＬの前表面パラメータを決定することに関する。アルゴリズムは、誤整列の補正、色収差の補正、および収差測定波長とピーク視力波長との間の差に起因する集光力シフト補正、および収差測定位置と収差補正位置との間の補正を包含する。デバイス読取り可能な媒体は、このアルゴリズムのための好ましいビヒクルである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の波面収差測定から眼の矯正表面の表面パラメータを決定するための方法であって、以下：
ａ）既知の測定波長を使用して、既知の測定面位置において患者の眼の波面収差測定を得る工程；
ｂ）該測定の、測定装置により誘起される誤整列を補償するために必要であるように、該波面収差測定を修正する工程；
ｃ）該収差測定に基づいて、焦点ぼけ屈折矯正を決定する工程；
ｄ）該焦点ぼけ矯正のための色彩収差矯正を決定する工程；および
ｅ）該測定面位置と異なる矯正表面位置を考慮して、集光力変化矯正を決定する工程
を包含する、方法。
【請求項２】
前方表面パラメータを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
波面収差測定を得る工程が、関連する係数を持つ収差を記載する多項式を発生させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記多項式がＺｅｒｎｉｋｅ多項式である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
波面収差測定を得る工程が７８０ｎｍの波長で測定を行うことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
波面収差測定を得る工程が、前記患者の眼に係合する試行レンズを通して該測定を行うことを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記試行レンズの視覚ゾーンの中心を通して前記測定を行うことを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記既知の測定面が、前記患者の眼の入口瞳孔面である、請求項１の方法。
【請求項９】
前記矯正工程が、前記収差測定のデバイスにより誘起される回転に対する矯正を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
集光力変化矯正を決定する前記工程が、あつらえのコンタクトレンズ、あつらえのＩＯＬ、あつらえの挿入具、または、あつらえられた角膜表面のうち１つの表面を含む矯正表面を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前方表面を含有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１２】
色彩収差矯正を決定する前記工程が、５５５ｎｍの設計操作波長についての矯正を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
色彩収差矯正を決定する前記工程が、該色彩収差矯正を最適化するために、眼の生物測定学的な測定を得ること、および使用することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記眼の生物測定学的な測定が、角膜局所解剖学測定、角膜曲率測定、該眼の軸長測定、および水晶体の厚さ測定のうちの１つを包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記眼の矯正表面が、５５５ｎｍにおいて働くために設計されるあつらえの乾燥矯正コンタクトレンズの前方表面である、請求項６に記載の方法であって、さらに、以下：
波面変形からの前記収差測定を湿ったレンズの表面変形に変換する工程；および
対応する乾燥レンズ変形パラメータを得るために、湿ったレンズの変形パラメータを修正する工程
を包含する、方法。
【請求項１６】
アルゴリズムを実行するための実行可能な指示を含むデバイスで読取り可能な媒体であって、該アルゴリズムが、請求項１に従うプロセス工程（ｂ）〜（ｄ）を包含する、眼の波面測定からの眼矯正表面の表面パラメータを決定するためのものである、デバイスで読取り可能な媒体。
【請求項１７】
前記アルゴリズムが、５５５ｎｍで働くよう設計される、乾燥した、あつらえの矯正コンタクトレンズの前方表面を決定するためのものであって、請求項１６に記載のデバイスで読取り可能な媒体。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデバイスで読取り可能な媒体であって、前記アルゴリズムが、さらに、以下：
波面変形からの前記収差測定を湿ったレンズの表面変形に変換する工程；および
前記湿ったレンズ変形パラメータを修正して、対応する乾燥レンズ変形パラメータを得る工程、
のプロセス工程を包含する、媒体。
【請求項１９】
前記アルゴリズムが、あつらえの矯正コンタクトレンズ、ＩＯＬ、挿入具、および角膜表面の１つの前方表面を決定するためのものである、請求項１６のデバイスで読取り可能な媒体。
【請求項２０】
眼の波面収差測定から、５５５ｎｍで働くように設計される、乾燥した、あつらえの矯正コンタクトレンズの前方表面の表面パラメータを決定するための方法であって、以下：
患者の眼の上に試行レンズをはめる工程；
既知の測定波長を使用して、該試行レンズの中心光学ゾーン領域を通じて、そして選択される測定面位置で波面測定を行う工程；
患者の眼の上での該試行レンズの回転の量および方向を決定する工程；
測定デバイスにより誘起される測定の誤整列を補償するために必要な該波面収差測定を補正する工程；
該収差測定に基づいて、焦点ぼけ屈折補正を決定する工程；
前記焦点ぼけ補正のための色収差矯正を決定する工程；
該測定面位置と異なる矯正表面位置を説明するための集光力変化補正を決定する工程；
波面変形からの前記収差測定を湿ったレンズ表面変形に改変する工程；ならびに
湿ったレンズ変形パラメータを修正して、対応する乾燥レンズ変形パラメータを得る工程
を包含する、方法。
【請求項２１】
プリズムまたは周囲でバラストされた試行レンズをはめることを包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
波面収差測定を達成する工程が、関連する係数を有する、収差を表す多項式を作成する工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記多項式がＺｅｒｎｉｋｅ多項式である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記波面収差測定を達成する工程が、７８０ｎｍの波長での測定を行なう工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記波面収差測定を達成する工程が、患者の眼と係合した試行レンズを介した測定を行なう工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記試行レンズの眼の中央領域を介して測定を行なう工程を包含する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記既知の測定平面が、前記患者の眼の入射瞳平面である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記補正する工程が、前記収差測定のデバイス誘導回転を補正する工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記色収差補正を測定する工程が、色収差補正を最適化するための眼の生物測定を、達成する工程および使用する工程を包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記眼の生物測定が、角膜の組織分布測定、角膜の曲率測定、眼の軸方向の長さ測定、および水晶体の厚さ測定の一つを包含する、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、一般に、眼の視力矯正の分野に関し、そしてより具体的には、波面で作製されるあつらえの眼表面に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
眼の収差計（Ｚｙｗａｖｅ（登録商標）波面分析器（Ｂａｕｓｈ  ＆  Ｌｏｍｂ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）のような）は、患者の眼に存在する波面収差を、患者の入口瞳孔面で測定する。これは、赤外線レーザーエネルギーの狭いビームを、患者の視軸に沿って、患者の眼に入射させることによって達成される。Ｚｙｗａｂｅ測定ビームの波長は、７８０ｎｍである。レーザーエネルギーは、患者のｆｏｖｅａから拡散的に反射し、そして眼を通過して戻り、患者の物理的瞳孔を完全に満たす。収差計の光学構成要素は、物理的瞳孔（これは、定義によれば、入口瞳孔である）の画像を、Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｓｈａｃｋ波面センサ（ＨＳＷＦＳ）に中継する。ＨＳＷＦＳは、この波面を既知の間隔でサンプリングし、そしてコンピュータが、患者の既存の波面収差の完全な数学的説明を計算する。Ｚｙｗａｖｅの場合、波面収差の数学的説明は、ＢｏｒｎおよびＷｏｌｆの表記（Ｂｏｒｎ  ＆  Ｗｏｌｆ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃｓ、第６版、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ（１９８０））に従うＺｅｒｎｉｋｅ多項式の形態である。この波面収差は、患者についてのあつらえの矯正の解決策を設計するために使用され得、この解決策は、コンタクトレンズ、眼鏡、ＩＯＬ、挿入具（ｉｎｌａｙ）、またはレーザー屈折手術を介して達成され得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
（発明の要旨）
本発明の実施形態は、眼の波面収差測定からの、眼の矯正表面（例えば、あつらえのコンタクトレンズ「ＣＣＬ」；あつらえられたＩＯＬ）の前後の表面パラメータの決定のための方法に関する。この実施形態の好ましい局面は、５５５ｎｍで働くように設計された乾燥したＣＣＬの前表面パラメータを決定することに関する。アルゴリズムは、誤整列補正、色収差補正、および収差測定波長とピーク視覚波長との間の差に起因する集光力（ｐｏｗｅｒ）シフト矯正、ならびに収差測定位置と収差矯正位置との差を包含する方法を記載する。乾燥したあつらえの矯正コンタクトレンズの前表面パラメータを決定することに関する好ましい局面において、さらなるプロセス工程は、収差多項式係数を湿ったレンズ表面の変形に変換すること、および脱水により誘導される収縮を補償することを包含する。
【０００４】
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、そして本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を図示し、そして説明と一緒に、本発明の目的、利点、および原理を説明する役に立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
以下の詳細な説明は、Ｚｙｗａｖｅ波面分析器（Ｂａｕｓｃｈ  ＆  Ｌｏｍｂ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＹ）から得られたデータの観点で記載されるが、本発明は、この様式に限定されないことが理解される；波面収差の任意の正確な数学的表現が、本発明を実施するために適切である。Ｚｙｗａｖｅは、患者の眼に存在する波面収差を、患者の入口瞳孔面において測定するための、Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｓｈａｃｋ波面センサ（ＨＳＷＦＳ）を組み込む。Ｚｙｗａｖｅにおける網膜の照射源は、７８０ｎｍの波長を有するダイオードレーザー放出光である。このレーザーエネルギーは、患者のｆｏｖｅａから拡散反射し、そして眼を通過して戻り、そしてＨＳＷＦＳに入る。ＨＳＷＦＳは、既知の間隔で波面をサンプリングし、そしてコンピュータが、波面収差の数学的説明を、ミクロン単位で測定された１８Ｚｅｒｎｉｋｅ係数（Ｔ３〜Ｔ２０）のセットとして計算する。Ｚｙｗａｖｅによって提供される他のデータとしては、ミリメートルで測定される標準化直径（ＲＮ）、患者の眼の同定（左または右）、等価な球集光力（ＳＥ）、および適用可能である場合、度で測定される、測定の間患者によって着用される試行レンズの回転角（δ）が挙げられる。等価な球集光力は、以下の式によって定義される：
ＳＥ＝［ＲＮ２＋（２×ｓｑｒｔ（３）Ｔ３）２］÷（２×２×ｓｑｒｔ（３）×Ｔ３）
ここでＴ３、は、ＢｏｒｎおよびＷｏｌｆの記述における第四Ｚｅｒｎｉｋｅ項を表す。
【０００６】
図１は、眼のあつらえられた矯正表面の表面パラメータを、眼の波面収差測定から決定するためのアルゴリズム１００のプロセス流れ工程を示す。工程１１０において、患者の眼の波面収差測定が、既知の測定面位置および既知の測定波長で得られる。好ましい側底面位置は、患者の眼の入口瞳孔であり、そして好ましい測定波長は、患者の固定および瞳孔の大きさに最小に影響を与えるように、７８０ｎｍである。上記のように、Ｚｙｗａｖｅは、ＢｏｒｎおよびＷｏｌｆに従うＺｅｒｎｉｋｅ多項式の形態で、波面収差を計算する。好ましい実施形態において、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式は、「Ｆｒｉｎｇｅ」またはＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｙ  ｏｆ  Ａｒｉｚｏｎａ表現によって表される（Ｚｅｍａｘ  Ｕｓｅｒ’ｓ  Ｇｕｉｄｅ，Ｖｅｒｓｉｏｎ  １０．０，１２４−１２６頁を参照のこと）。Ａｒｉｚｏｎａ表現とＢｏｒｎおよびＷｏｌｆの表現との間の２つの違いは、多項式が異なって得られること、およびＢ＆Ｗ表現は多項式の前にスカラー標準化項を使用することである。各表現の最初の１１項を、以下に示す：
【０００７】
【表１】
2006500164.tif 000003
工程１２０において、画像の誤整列が補正される。患者の入口瞳孔における波面収差は、ＨＳＷＦＳに達する前に、１８０°回転される。従って、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数は、この回転を考慮するために、修正されなければならない。これは、奇数θ依存を有する全ての係数に、−１を掛けることによってなされる。θ依存を有さない係数、または偶数θに依存する係数は、修正されない。
【０００８】
工程１３０において、等価な球集光力ＳＥは、以下によって計算される。
【０００９】
ＳＥ＝［ＲＮ２＋（２×ｓｑｒｔ（３）Ｔ３）２］÷（２×２×ｓｑｒｔ（３）×Ｔ３）
ここで、Ｔ３は、ＢｏｒｎおよびＷｏｌｆの表現における第四のＺｅｒｎｉｋｅ項を表す。しかし、測定波長７８０ｎｍは、眼において、５５５ｎｍの光（これは、通常のヒトの視力のための波長範囲の中心である）よりも深い位置で集束する。従って、Ｚｙｗａｖｅは、患者の必要な矯正を、これらの実際の必要な矯正から＋０．４５Ｄ異なって、誤って測定する。これの補正は、工程１４０においてなされる。矯正集光力調整は、Ｂ＝ＳＥ−０．４５として表される。焦点ぼけは、主として、第四Ｚｅｒｎｉｋｅ項であるＴ３によって規定され、従って、Ｔ３は、既知の色収差を考慮するように修正されなければならない。眼の生物測定データが補正される場合、７８０ｎｍから５５５ｎｍへと変換するための、０．４５Ｄの焦点ぼけのシフトは、個々の患者に対して、場合ごとの基礎で最適化され得る。眼の生物測定としては、角膜の局所学または角膜測定、眼の軸方向長さ、および必要に応じて、水晶体の硝子体の厚さが挙げられる。これらの測定から、長手軸方向の色収差のより正確な計算が実施され得る。
【００１０】
工程１５０において、アルゴリズムは、患者の入口瞳孔においてなされた測定に起因する集光力シフトを考慮するが、この補正は、眼の矯正表面（例えば、改変された角膜表面、あつらえのコンタクトレンズの表面、あつらえられたＩＯＬ表面、あつらえられた挿入具表面、または眼鏡の表面）においてなされる。
【００１１】
上に記載される実施形態の好ましい局面において、上記方法は、５５５ｎｍで働くように設計された乾燥形態のＣＣＬの前表面パラメータを、眼の波面収差測定から決定することに関する。方法２００が、図２に記載される。プロセス工程１１０〜１５０は、変化しないままであるが、コンタクトレンズの前表面において、矯正がなされる。乾燥したあつらえ補正のコンタクトレンズの前表面の３Ｄの沈下プロフィールは、以下の式によって表される：
３Ｄの沈下＝（ｒ２／Ｒｄ）／（１＋ｓｑｒｔ（１−ｒ２／Ｒｄ２））＋Σ（ＺｉＰｉ）
ここで、ｒは、半径座標であり、Ｒｄは、前表面の乾燥半径であり、Ｚｉは、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数のセットであり、Ｐｉは、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式のセットであり、そしてｉは、［４，２７］を元として含む。Ｚｅｒｎｉｋｅ係数および多項式は、Ｆｒｉｎｇｅ表現またはＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ａｒｉｚｏｎａ表現である。
【００１２】
代表的なヒトの目の入口瞳孔は、角膜の前表面から３．１ｍｍ、眼の内側に位置する。代表的なあつらえのコンタクトレンズは、０．１６ｍｍの中心厚さを有する。従って、補正は、入口瞳孔から３．２６ｍｍ離れて位置し、そしてこの距離は、測定された集光力誤差と矯正集光力との間のわずかな集光力シフトを引き起こす。このシフトは、以下の式によって説明され、この式において、Ｂは、測定された集光力であり、そしてＣは、測定面から３．２６ｍｍ離れて位置する補正集光力である。
【００１３】
Ｃ＝Ｂ−０．００３２６×Ｂ２。
【００１４】
工程１６０において、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数は、波面変形から湿ったレンズの表面変形に変換される。全ての係数は、（ｎ−１）で除算され、ここでｎは、５５５ｎｍにおける湿ったコンタクトレンズ材料の屈折率である。
【００１５】
工程１７０において、このアルゴリズムは、表面パラメータを修正して、湿ったレンズのパラメータから乾燥したレンズのパラメータへと行く際に、水和によって誘導される膨張を数学的に逆転させる。全ての係数は、そのレンズ材料について実験的に得られた沈下膨張（ｓａｇ＿ｅｘｐ）因子で除算される。標準化半径は、実験的に得られた直径膨張（ｄｉａ＿ｅｘｐ）因子で除算される。これらの因子の両方は、代表的に、レンズの材料に依存して、約４％〜３５％の間の範囲である。
【００１６】
修正されたＺｅｒｎｉｋｅ係数および標準化半径の要約は、以下のように提供される：
【００１７】
【表２】
2006500164.tif 000004
好ましい実施形態の例示的な局面において、患者は、既知の幾何学的形状の、プリズムまたは周囲でバラストされた（ｐｅｒｉ−ｂａｌｌａｓｔｅｄ）球状試行レンズを装着される。この試行レンズの集光力は、平坦であり得るか、または患者の球に等価な屈折に合致し得る。後者が最も好ましい。この試行レンズは、好ましくは、ＣＣＬと同じ材料から作製される。この試行レンズの基底曲線は、おそらく、複数の基部曲線を含むように選択され、ＣＣＬと同様に、患者の必要性に適合する。波面収差は、患者がこの試行レンズを装着している間に測定される。この測定は、試行レンズのＯＺの中心において中心合わせされ、この中心は、あつらえのレンズ修正が中心合わせされる位置である。この工程は、図２において、１０５で記載されている。従って、この測定は、例えば、レンズの傾きおよび中心のずれ、角膜に吸着する際のレンズの変形、涙液のフィルムの影響、レンズの回転などのような効果を考慮する。患者がレンズを装着している間に、そして同様に、収差カメラでレンズを観察する場合に、レンズ上のＯＺを見ることはしばしば困難である。さらに、プリズムバラストされたレンズにおいて、ＯＺは、レンズの幾何学的中心に対して中心がずらされる。従って、波面センサを介して見られる場合に見えるように、ＯＺに印を付けることが好ましい。図３に示される好ましい局面において、試行レンズ３０２は、７．３ｍｍの乾燥内径を有するリングの形態の旋盤印３０４で指標され、これは、レンズのＯＺ上に中心を合わせる。このリングは、１ｍｍの先端半径の切削工具で作製された。によってなされる、他のリングの寸法または指標印付けは、旋盤切断、レーザー彫刻、または当該分野において公知の他の手段もまた、適切な中心合わせ印を提供し得る。波面センサデバイスにおける可動クロスヘア３０６が、波面測定ビームうえで中心あわせされ、そして可変の円形指標印３０８もまた、このクロスヘア内で中心合わせされる。リング３０８の直径は、これが旋盤リング印３０４と一致するまで変化される。従って、波面測定は、試行レンズのＯＺと中心を合わせられる。図３において、小さい円３１０は、眼上の測定ビーム入口位置を示すが、本発明の理解のためには重要ではない。同様に、明点３１２は、角膜からの器具ＬＥＤ反射であるが、本発明には重要ではない。あるいは、試行レンズＯＺは、乾燥状態でレンズ上で１５°ごとまたは３０°ごとに配置される、消えない、ＦＤＡにより推奨されるインクのリングまたはドットで囲まれ得る。従って、レンズの回転の考慮および方向（ＣＷまたはＣＣＷ）は、レンズの製造の間、測定され、そして考慮される。乾燥レンズユニットにおける回転調節されたＺｅｒｎｉｋｅ  Ｆｒｉｎｇｅ係数についての変換は、以下のとおりである：
【００１８】
【表３】
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本発明のデバイス実施形態３００のハードウェア構成は、図３のブロック図に示される。デバイス読取り可能媒体３１０は、眼の補正表面の表面パラメータを、上で詳細に記載されるように、眼の波面測定から決定するための、アルゴリズム３２０（すなわち、所望の結果を達成するための工程の、計算可能なセット）を含む。このデバイス読取り可能な媒体は、アルゴリズム３２０を運び得る、任意の周知の形態（例えば、ディスクまたはフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、導波管など）を採り得る。デバイス３３０は、好ましくは、表面機械加工装置３４０に接続されたＰ．Ｃ．である。ＣＣＬ、ＩＯＬ、またはインビトロ挿入具（全て３５０）について、装置３４０は、好ましくは、数値的に制御される多軸旋盤（例えば、Ｏｐｔｏｆｏｒｍ  ５０／Ｖａｒｉｆｏｒｍ（登録商標）旋盤（Ｐｒｅｃｉｔｅｃｈ，Ｋｅｅｎｅ，Ｎ．Ｈ．，ＵＳＡ））、またはエキシマレーザーシステムである。角膜屈折手術またはインビボ挿入具（全て３５０）について、装置３４０は、好ましくは、エキシマレーザーシステムである。
【００１９】
種々の有利な実施形態が、本発明を説明するために選択されたが、変化および変更が、添付の特許請求の範囲において規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本発明においてなされ得ることが、当業者によって理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従うプロセス流れ図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい局面の実施形態に従うプロセス流れ図である。
【図３】図３は、レンズの光学ゾーン（ＯＺ）における波面測定の中心合わせを図示する、波面センサ眼測定画像のコピーである。
【図４】図４は、本発明のハードウェア構成の実施形態の線図である。
【図１】
2006500164.tif 000006
【図２】
2006500164.tif 000007
【図３】
2006500164.tif 000008
【図４】
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【国際調査報告】
2006500164.tif 000010
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