JP2015508008A - 角膜乱視解析用およびベクトルプランニング治療用のトポグラフィ半メリジアンパラメータの査定 - Google Patents
角膜乱視解析用およびベクトルプランニング治療用のトポグラフィ半メリジアンパラメータの査定 Download PDFInfo
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Abstract
Description
ステップ1.フラットおよびスティープメリジアンの適当なペアリングを決定する。
(i)フラットおよびスティープパラメータの適当なペアリングを決定するため、3mmゾーンの値から最小TDマグニチュードを計算する。
第1のペアリング(図2a、2bおよび2c)
40.46/41.23@90(0.77D@90)上半メリジアン
40.68/41.54@294(0.86D@294)下半メリジアン
TD=0.67D
代替ペアリング
40.68/41.23@90(0.55D@90)上半メリジアン
40.46/41.54@294(1.08D@294)下半メリジアン
TD=0.82D
3mmゾーン:
0.77D@90(上半メリジアン)×1.2(3mmゾーンに対する重み)=0.92D@90
0.86D@294(下半メリジアン)×1.2(3mmゾーンに対する重み)=1.03D@294
5mmゾーン:
41.13/41.87@100(0.74D@100)上半メリジアン
0.74D@100×1.0(5mmゾーンに対する重み)=0.74D@100
41.17/42.45@276(1.28D@276)下半メリジアン
1.28D@276×1.0(5mmゾーンに対する重み)=1.28D@276
7mmゾーン:
42.18/43.24@66(1.06D@66)上半メリジアン
1.06D@66×0.80(7mmゾーンに対する重み)=0.85D@66
42.30/44.04@260(1.74@260)下半メリジアン
1.74D@260×0.80(7mmゾーンに対する重み)=1.39D@260
求和されたベクトル平均上乱視=0.74D@85TSUPav
求和されたベクトル平均下乱視=1.10D@275TINFav(図5a)
平均上および下ベクトル平均乱視のメリジアン(TSUPavおよびTINFav)を2倍にし、DAVD上でベクトル差を決定して、ジオプトリおよび度で表された角膜不規則性またはTDを提供する。
TD=0.48D Ax111(図5bおよび5c)
角膜トポグラフィ乱視値(CorT)を導き出すための上乱視値と下乱視値のヘッドツーテール求和。CorTは、マグニチュードが等しく180度離れた両方の半メリジアン上に表される。
0.91D@91
0.91D@271
1.乱視の最適低減(ステップA−B)
図7aは、トポグラフィおよび屈折によって測定した乱視パラメータの360度極座標図(ベクトル図ではない)を示し、この図では、2つの術前測定のマグニチュードまたは方位が互いに一致していない。この角膜乱視は不正乱視である。これは、上トポグラフィ半メリジアン値(TSUP)のマグニチュードと方位の両方が、図6に示されているように、下トポグラフィ半メリジアン値(TINF)とは異なっており、したがってこの乱視が非対称かつ非直交であるためである。波面(2次ゼルニケ(Zernike)3および5円柱乱視)または顕性パラメータを使用した屈折乱視(R)は、上角膜半メリジアンおよび下角膜半メリジアンに対して共通の対称な直交値として示されている。
既存の乱視を最大限に低減させるために計算する必要がある第1のパラメータはORAであり、このパラメータは、角膜平面における屈折乱視と角膜乱視のベクトル差である。
それぞれの半メリジアンに対する乱視治療のためのターゲット誘導乱視ベクトル(TIA)は急勾配にする効果を有し、したがってTIAは、最大限に削摩されている軸と整列する。TIAはベクトル差、または術前乱視とそれが識別するターゲットとの間に必要な治療である。この治療ベクトルを、それぞれの半メリジアンを表すトポグラフィ値Tが異なるためにマグニチュードとメリジアンの両方が異なるそれぞれの半メリジアンTIASUP ABおよびTIAINF ABに別々に適用することができる。これをDAVD上に表すことができる。すなわち、TIAベクトルの軸をマグニチュードは変化させずに2倍にし、次いでそれを、それらの対応する術前トポグラフィ値(DAVD上ではそれらのスティープメリジアンの2倍のところにある)に適用する。その結果、乱視低減A−Bのトポグラフィターゲット(ターゲットTSUP BおよびTINF B)が得られる(図9a)。それらのターゲットは依然として非対称かつ非直交である。同じプロセスを、治療ベクトルTIASUP ABおよびTIAINF ABを使用して共通の屈折乱視に適用して、それぞれの半メリジアンに対して1つ、合わせて2つの屈折ターゲットを獲得することができる(図9b)。しかし実際には一方の屈折ターゲットだけが利用される。
次いで、上記の乱視の最適低減によって達成された対応するそれぞれの角膜ターゲット(ターゲットTSUP BおよびターゲットTINF B)に、第2の治療(TIASUP BCおよびTIAINF BC)を適用して、対称で直交する角膜乱視矯正結果を達成することができる。これは、最初のステップ(ステップA−B)によって達成された屈折円柱ターゲット(ターゲットRB)をターゲットとすることによって図12aに示されているように実行される。上および下半メリジアンに対する合成された屈折ターゲットが図12bに表示されている。上および下TIABCをヘッドツーテール方式で再び平均し、この値(TIANET BC×1)をターゲットRBに加算することによって、正乱視化する第2のステップ(B−C)による最終的な対称屈折円柱ターゲット(ターゲットRC)を計算する(図13aおよび13b)。その結果、図14に示されているように、共通の屈折円柱とトポグラフィが整列する。
乱視の最適化された最大低減および対称な直交する角膜を1ステップで達成するのに必要な半メリジアン治療(上半メリジアンに対するTIASUP ACおよび下半メリジアンに対するTIAINF AC)を、既存の角膜不正乱視を最大限かつ最適に低減させる最初のプロセスによって達成されるステップA−Bからのターゲット屈折(ターゲットRB)をターゲットとすることによって計算する。次いで、これらの治療を、両方の術前角膜値(TSUP AおよびTINF A)に図15に示されているように適用して、1回の外科治療ステップで低減および正乱視化の目標を達成する。図16は、上および下治療を、1回の外科ステップでの乱視の最大治療および正乱視化後の屈折ターゲットおよびトポグラフィターゲットとともに示す。
このプロセスの最初のステップは乱視の最大低減であり、このステップをステップA−B(AB)と呼び、第2のステップは角膜の正乱視化であり、このステップをステップB−C(BC)と呼ぶ。
上トポグラフィ 2.600@130
下トポグラフィ 1.900@278
波面屈折 −3.240S 1−1.80DC×18(BVD=12.5mm)
1.87D Ax29+1.71D Ax194=1.730 Ax22
1.63 Ax108+[+1.73 Ax22]=+0.25 Ax53(RB)
1つのステップで乱視を最大限に低減させ(AB)、正乱視化する(BC)のに必要な治療は、ステップABから計算される屈折ターゲット(ターゲットRB)をターゲットとする2つの術前角膜値(TSUPおよびTINF)から始まる。ここでの単一ステップ治療(図15のTIASUP ACおよびTIAINF AC)は、ステップAB(図9)およびステップBC(図12)で計算されたTIA上治療ベクトルとTIA下治療ベクトルの加算である。
術前パラメータ
上トポグラフィ 2.600@130
下トポグラフィ 1.900@278
治療
上TIAAC=2.820 Ax131(TIA SUP AB+BC)
下TIAAC=1.910 Ax102(TIA INF AB+BC)
ターゲット
上トポグラフィ 0.25D@53
下トポグラフィ 0.25D@233
屈折ターゲット(ターゲットRC) +0.87D Ax53
P(θ)≒S+Ccos2(θ−M)
上式では、メリジアンθにおける測定屈折力Pが、屈折力Sを有する球面成分と屈折力CおよびメリジアンMを有する円柱成分とを有する完全球円柱曲線に当てはめられる。ここで、Cが正である場合、Mはスティープメリジアンを指すが、Cが負である場合、Mはフラットメリジアンを指す。このような当てはめ一例が図20に示されている。
vr=(Crcos2Mr,Crsin2Mr)
である。
環4および8だけを使用してCorTを生成することを望んでいると仮定し、どちらの環にも欠測値はないと仮定する。
・顕性屈折円柱は、眼(角膜および内部)および知覚(視覚皮質)の全円柱の尺度である。
・大部分のエキシマレーザ治療は現在、顕性屈折パラメータに基づいており、このことは、顕性屈折円柱が、視力矯正の現時点の最も適切な尺度であることを裏付けている。
・眼波面測定から導き出された治療は、顕性屈折を、治療を裏付けるためのベンチマークとして使用している。
・ORAマグニチュードが小さい眼は、屈折矯正手術後の視力矯正結果が良好である傾向がある。
角膜および屈折査定ならびに角膜および屈折手術において使用することができる角膜乱視の尺度は、(角膜平面において)顕性屈折乱視と好ましく整合するはずである。ORAの正味の極座標値は、ジャバルの規則(Javal's rule)によって平均して記述することができるが、複数の眼の間にはORAの変動性およびORAの正味の極座標値の変動性が存在する。ORAマグニチュードの変動性は、2つの独立した原因によって生じる。複数の眼の間のORAの変動性と、角膜乱視および屈折円柱の測定値の変動性(系統的と確率的の両方)である。所与の一組の眼に関して、それらの眼の間の変動性に影響を与えることはできない。屈折円柱は4つの全ての尺度に対して共通であるため、このことは、この標本に対するORAマグニチュードの変動性の変化が、角膜パラメータの変化に起因するものであるに違いないということを意味する。測定値が変動する傾向は、1つの因子として、その小さなマグニチュードのためにGogginが確率的とした求和されたベクトル平均を調べることによって排除することができる。したがって、ORAマグニチュードの変動性の低下は、異なる患者間の角膜乱視と顕性屈折円柱の間の整合の一貫性の向上を示す。値は小さい方が好ましい。本発明の発明者らは、ブートストラッピング(bootstrapping)を使用して、異なる標本集団間の変動性の量を定量化する。
臨床診療において、ORAのマグニチュードは、マグニチュードと方位の両方を含む角膜乱視と屈折乱視の間の相関関係を査定において評価するための主要な考慮事項である。ORAのマグニチュード値が小さいことは、角膜パラメータと屈折パラメータとが近いことを示している。ORAは、術前乱視のうちのどのくらいの部分を手術によって完全に治療することができるのかを決定する(ORAは、眼の光学系の角膜上または顕性屈折内あるいはその両方に残る乱視の量である)。本発明の発明者らは、4つの異なる角膜乱視尺度およびそれらのメリジアン(Man K、Sim K(環.7.Kと同じである)、CorWおよびCorT)に対応する平均ORAマグニチュードを比較して、顕性屈折円柱との相関関係を、マグニチュードと軸の両方を考慮して決定する。
本発明の発明者らは、角膜乱視値を顕性屈折円柱のマグニチュードと比較することによって、屈折機能を最もよく表す角膜乱視値を決定する。ここで、本発明の発明者らは特に、角膜乱視マグニチュード測定値が有効であることの更なる証拠として、密接な対応を探す。
この項では、右眼データから得られた結果を詳細に示す。パラレルであることが分かった左眼データの結果については、この「結果」の項の終わりに簡単に概要を記す。
4つの角膜尺度(Man K、Sim K(環.7.Kと同じである)、CorWおよびCorT)の平均ORA、特に患者間のORAマグニチュードの標準偏差(ORAsd)を比較する。ORAsdが小さいことは、それがより大きい場合よりも、角膜尺度が、顕性屈折円柱の乱視ベンチマークと、よりぴったりとかつより一貫して整合することを示す。さらに、乱視の4つの角膜尺度について、ORAの平均マグニチュードおよび角膜乱視マグニチュードを屈折円柱マグニチュードと比較する。
表2は、CorTのORAsdとMan K、Sim KおよびCorWのORAsdとの直接比較の信頼区間を示す。CorTのORAsdは、Man KおよびCorW、ならびにSim Kのそれよりも有意に小さい。
表4には、ORAマグニチュードの比較が示されている。CorTのORAマグニチュードは、他の3つの尺度のORAマグニチュードよりも有意に小さい。
乱視および円柱に対する平均値を表5に示す。CorT乱視値は、乱視の他の角膜尺度よりも有意に小さく、乱視の他の角膜尺度よりも顕性屈折円柱に近い。
本発明の発明者らは、上で報告した解析を左眼データを用いて繰り返し、パラレルな結果を得た。ORAsd平均を調べることによってCorTを生成する最良の環範囲は0−17であり、最もよい40の環範囲は全て環4〜10を含んでいた。中間環.#.K(環3〜12)のORAsdは、内側環.#.K(環0〜2)のORAsdおよび外側環.#.K(環13〜17)のORAsdよりも小さい。5%信頼水準で、CorTのORAsdは、Man K、Sim Kおよび角膜波面乱視のORAsdよりも有意に小さい。Man K、Sim K、CorWおよびCorTに対応する平均ORAマグニチュードはそれぞれ0.67D、0.69D、0.74Dおよび0.60Dであり、このことは、CorTのORAマグニチュードが最も小さいことを示している(ブートストラップされた全ての未処理のp値が<0.001であった)。Man K、Sim K、CorWおよびCorTに対応する平均乱視マグニチュードはそれぞれ0.96D、1.02D、1.12Dおよび0.84Dであり、このことは、CorT乱視マグニチュードが、角膜平面において0.75Dである平均屈折円柱マグニチュードに最も近いことを示している。
図23には、不正乱視を有するまだ治療を受けていない右眼の軸方向曲率データが示されている。この眼の環.#.Kが表7に示されている。この例について、使用可能な全ての環に対して等しい重み付けを使用して、全体のCorTを計算する。CorTのフラットメリジアンは@134および314度であり、そのため角膜をこの位置で分割する。表7には、新たなヘミディビジョン環.#.Kも示されている。これらの半メリジアンは、図23の軸方向曲率データ上に重ねられて示されている。この例では、CorT半メリジアン@74および197度が、Sim K半メリジアン@75および193度とたまたま一致している。信頼できない環15〜17に対する半環.#.K1値は、ヘミディビジョンCorTに対して最小限の影響しか持たないことに留意されたい。これは、これらのそれぞれの半環の有効点の比率が、CorTが斟酌する角膜全体と比較して非常に小さいためである。
本明細書では、大脳処理を含む眼の全屈折円柱を定量化する顕性屈折円柱によく一致する角膜トポグラフィ乱視(CorT)と呼ばれる角膜乱視を定量化する新たな方法を説明した。多数の眼にわたる眼残余乱視(ORA)の範囲に基づいて比較したとき、ORA、マグニチュード、マグニチュードの標準偏差、および角膜乱視値と屈折乱視値の平均差は、CorTが、一般的に使用されている角膜乱視の他の3つの尺度、すなわち用手角膜曲率測定、模擬角膜曲率測定および角膜波面乱視よりも大幅に有利に顕性屈折円柱と整列することを立証する。本発明の発明者らはさらに、角膜の乱視を2つのヘミディビジョンに対して別々に考慮することを可能にする2つのヘミディビジョンCorT値を角膜に対して生成する一貫した方法を記載した。これらの2つのヘミディビジョンCorT値は、角膜不規則性のベクトル尺度であるトポグラフィ差異の値を導き出すことを可能にする。CorT、ORAおよびトポグラフィ差異を、意思決定および同意プロセスにおける基本的な術前パラメータとして使用して、外科医が乱視手術を計画するときに、肯定的な視力矯正結果を達成するのを助けることができる。
51 屈折測定装置
52 コンピュータ
Claims (15)
- 角膜トポグラフィ乱視(CorT)を定量化する方法であって、
患者の眼の少なくとも一部分が多数の同心環に分割されていると見なすこと、
環ごとに、対応するそれぞれの環の角膜のトポグラフィに合致する曲面を形成すること、
環ごとに、環の角膜トポグラフィを表す角膜のパラメータを決定すること、および
全ての環の角膜パラメータの和をベクトル的に求め、患者の眼の角膜の前記部分に対する角膜トポグラフィ乱視の値(CorT)を表す求和された平均ベクトル値を得ること
を含む方法。 - それぞれの環に対する曲面を球円柱面として形成する、請求項1に記載の方法。
- 前記球円柱面を最小自乗法によって得る、請求項2に記載の方法。
- 眼の前記部分が、眼の少なくとも1つのヘミディビジョンから形成される、請求項1に記載の方法。
- 眼の両方のヘミディビジョンがそれぞれ、多数の同心環に分割されていると見なし、対応するそれぞれの環の角膜トポグラフィに合致する球円柱面が、対応するそれぞれの環のトポグラフィマップを提供し、それぞれの環が角膜パラメータを提供し、対応するそれぞれのヘミディビジョンの全ての環の角膜パラメータの和がベクトル的に求められ、平均値が得られたときに、ヘミディビジョンに対するCorT乱視値が得られ、そのため、2つのヘミディビジョンの半メリジアンCorT乱視値の和を求めると、従来の方法よりも顕性屈折円柱に近い眼全体に対するCorT乱視値が得られる、請求項4に記載の方法。
- 2つのヘミディビジョンの半メリジアンCorT乱視値間の差を決定して、角膜のトポグラフィ不規則性の尺度である2つのヘミディビジョン間のトポグラフィ差異(TD)を得ることを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記環および前記球円柱面が、数分の1ミリメートルの狭い幅を有する、請求項2に記載の方法。
- 環が20を超える数で存在する、請求項1に記載の方法。
- 請求項5に記載の方法を実行するシステムであって、
患者の眼の角膜を照明して、患者の眼の角膜から反射された多数の円環を生成するデバイスと、
照明された環を受け取って角膜の環のトポグラフィパラメータを生成するコンピュータ支援ビデオケラトグラファデバイスと、
環ごとに、眼の角膜表面に合致する球円柱曲面を生成し、前記球円柱面上で、それぞれの環に対する角膜パラメータを決定し、それぞれのヘミディビジョンの半メリジアンCorT乱視値を表す、全ての環に対する求和された平均ベクトル値を得るコンピュータデバイスと
を備えるシステム。 - コンピュータデバイスがさらに、2つのヘミディビジョンの半メリジアンCorT値の減算を実行して、2つのヘミディビジョン間のトポグラフィ差の値を得る、請求項9に記載のシステム。
- コンピュータデバイスが、2つのヘミディビジョンの半メリジアンCorT乱視値の和をベクトル的に求め、角膜全体に対するCorT乱視の全体値を得る、請求項9に記載のシステム。
- 顕性屈折円柱に一致する角膜トポグラフィ乱視(CorT)を定量化する方法であって、
最も内側の環から最も外側の環まで広がる多数の同心環の全体にわたって患者の眼の角膜を照明して、反射された環の像およびそれぞれの環の多数の位置におけるトポグラフィパラメータが、角膜のそれぞれの環のトポグラフィマップを提供するようにすること、
前記環ごとに、環のトポグラフィマップに一致する模擬球円柱曲面を当てはめること、
それぞれの前記環から、角膜トポグラフィ乱視を表わすトポグラフィパラメータを選択すること、および
同心環の選択したパラメータをベクトル的に結合して、顕性屈折円柱に一致する角膜トポグラフィ乱視(CorT)を構成する、全ての環に対する求和された平均トポグラフィ値を得ること
を含む方法。 - 角膜が2つのヘミディビジョンに分割されていると見なすことを含み、それぞれのヘミディビジョンについて別個の半メリジアンCorT乱視値を得る、請求項12に記載の方法。
- 前記半メリジアンCorT乱視値を互いからベクトル的に差し引いて、2つのヘミディビジョン間のトポグラフィ差異(TD)の値を得ることを含む、請求項13に記載の方法。
- それぞれの環の球円柱面を最小自乗法によって形成することを含む、請求項12に記載の方法。
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