JP3195386B2 - 多焦点眼内レンズ - Google Patents

多焦点眼内レンズ

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JP3195386B2 JP26510791A JP26510791A JP3195386B2 JP 3195386 B2 JP3195386 B2 JP 3195386B2 JP 26510791 A JP26510791 A JP 26510791A JP 26510791 A JP26510791 A JP 26510791A JP 3195386 B2 JP3195386 B2 JP 3195386B2
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses
    • A61F2/1613—Intraocular lenses having special lens configurations, e.g. multipart lenses; having particular optical properties, e.g. pseudo-accommodative lenses, lenses having aberration corrections, diffractive lenses, lenses for variably absorbing electromagnetic radiation, lenses having variable focus
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非球面光学ゾーンを付加
倍率（ａｄｄ ｐｏｗｅｒ）及び基本倍率（ｂａｓｅ
ｐｏｗｅｒ）域間に散在させた多数の光学領域を有する
レンズ体からなる多重焦点眼内レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする問題点】二重及
び多重焦点眼内レンズは当該技術分野においては公知で
あり、またそのいくつかは現在、臨床テストに付されて
いる。多焦点眼内レンズは少なくとも二つの焦点で良好
な視覚鋭敏性を提供し、かつ単一焦点眼内レンズよりも
視覚の奥行が深くなるとされているが、任意焦点におけ
る像強度や像品質という点では単一焦点眼内レンズの光
学機能に及ばないとされている。なぜなら、焦点がぴっ
たり合った像を照射する光強度率が多焦点眼内レンズで
は単一焦点眼内レンズに比べて低く、また非焦点の第二
の像があるため像コントラストが良くないからである。
人間の視覚系は輝度の変化には非常に許容力があり、ま
た網膜や脳の視覚中心での像加工によりコントラストの
悪い像からでも多くの情報を得ることができるが、照射
レベルに対する視覚鋭敏性の依存度の研究によれば照射
を１００倍変化させると中程度の照射レベルにおいて視
覚の鋭敏性は５０％減ずることが判明した。この視覚鋭
敏性の変化は照射の極低又は極高レベルではかなり少な
い。このように患者が経験するであろう像品質は像強度
やコントラストだけ依存するのではなく、網膜の黄斑に
おける使用可能な視覚情報合体にも依存しているのであ
る。
【０００３】米国特許第４６３６２１１号において、ニ
ールセンは正常視あるいは遠距離視覚に必要な基本倍率
と至近もしくは中距離の視覚用に設計された付加倍率と
の同心性光学域を備えた二重焦点レンズを開示してい
る。この設計によれば、レンズの中心部は付加倍率域
を、周縁部は基本倍率域を構成する。このような眼内レ
ンズは瞳孔サイズが２ｍｍより小さい患者には適さない
であろう。この問題を解決するための試みとして、レン
ズの中心域を遠隔視覚用に、その周囲の環状域を至近視
覚用付加倍率域とし、さらにその周縁部を遠隔視覚用に
構成した三域二重焦点レンズの開発が為されてきた。こ
の設計は患者の遠隔視覚の潜在損を減少させようとする
ものであるが、光レベルの変化によって生ずる瞳孔サイ
ズの変化を考慮している。このように、周囲の光レベル
の変化で生ずる瞳孔径の変化に対して、多種倍率の光学
域の位置とサイズはいまだ最適化されておらず、先行技
術による眼内レンズ設計においては多様な光レベル下で
果すべき視覚課題を考慮していない。
【０００４】任意焦点距離での瞳孔の光学域面積はその
焦点での像強度に比例するため、二重焦点眼内レンズを
装着した患者の視覚鋭敏性は基本倍率及び付加倍率での
瞳孔を介した光学域の面積に対応したものにならねばな
らない。先行技術の設計では変化する瞳孔径での像強度
のバランスを最適化していないし、また回折理論による
多重焦点レンズの設計では瞳孔径の変化に伴う至近及び
遠隔対象の像強度の変化に対応できない。照射レベルの
変化は通常、屋外より屋内の方が小さいため、瞳孔径の
変化も屋外より屋内の方が小さい。したがって、光レベ
ルは屋内では中間レベルで、一方屋外では陽光下では高
光強度に達し月のない夜には非常に低いレベルとなる。
屋内での視覚課題は殆ど中間あるいは至近距離視覚であ
るため、多重焦点眼内レンズの設計においては瞳孔サイ
ズが中程度の時に至近対象に対して最も強い像強度を提
供しなければならない。同様に、屋外での視覚課題は通
常、遠距離視覚であるため、瞳孔サイズの最大及び最小
値において遠隔対象に対して、できる限り強い像強度と
なるように眼内レンズを最適化しなければならない。今
日まで、これらの要素を考慮して多重焦点眼内レンズを
設計した者は誰もいない。
【０００５】上述のレンズ設計は本質的に二重焦点であ
り、従ってただ二つの異った焦点距離の光学域を利用す
るだけである。それらの光学域の一方は遠距離の正常視
を達成するよう選択され、他方は通常約１１−２０イン
チの読書距離に相当する２．５−４．５ジオプターの付
加倍率が設られている。このようなレンズ設計では、中
間距離の対象に像強度を与えられない。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明によれば、非球
面光学ゾーンを付加及び基本倍率域間に散在させると、
レンズ表面の曲率を徐々に変化させることができ、曲率
の激しい変化を回避できることを発見した。このように
したレンズは滑かであり、患者がまぶしく感じたり仮像
を見る原因となる光の散乱を生じさせる曲率変化ライン
がない。非球面ゾーンは遠距離及び近距離双方の焦点で
付加的像強度を付与する。
【０００７】眼内レンズに非球面ゾーンを使用すること
は米国特許第４７６９０３３号で初めて記述された。し
かしながら、該特許明細書に開示された設計は中心対称
でなく、瞳孔サイズや照射レベルの変化に対しても最適
化されていない、その上付加及び基本倍率域間に非球面
ゾーンを謝けることも提案していない、。本発明は、特
に、付加及び基本倍率域間に非球面光学ゾーンを散在さ
れた少くとも５つの光学ゾーンを有するレンズ体から或
る多重焦点眼内レンズに関する。
【０００８】本発明の一実施例によれば、付加倍率域、
基本倍率域及びそれらの各中間に配されて非球面光学ゾ
ーンを有する複数の光学ゾーンを備えたレンズ体を含む
ことを特徴とする多重焦点眼内レンズを製造する。これ
によってレンズ表面の曲率を徐々に変化させ、その急激
な変化を回避できる。この発明の具体的によれば、少な
くとも５つの光学ゾーンを有するレンズ本体からなり、
第１ゾーンは、遠視用の中央の恒常倍率ゾーンで、第２
ゾーンが、環状の非球面ゾーンで、第３ゾーンが近視用
恒常倍率ゾーンで、第４ゾーンが倍率を近視レベルにも
たらす非球面ゾーンで、第５ゾーンが遠視用の恒常倍率
からなり、各光学ゾーンの半径が、球面収差を最低にす
べく決められ、近・遠視の光学ゾーンの割合が、瞳孔直
径とレンズが着用されるヒトの瞳孔開口の変化に基づき
計算されている請求項による多焦点眼内レンズが提供さ
れる。
【０００９】各ゾーンの補正半径は、レンズ前面に対し
決めるのが通常で好ましい。この発明の他の具体例で
は、多焦点眼内レンズは中央対称である。この発明の多
焦点眼内レンズは５つのゾーンを有するのが好ましい。
この発明の多焦点眼内レンズは、レンズ本体又はレンズ
に固定された２つのループを有してもよく、このループ
は実質的に対称的に配置するのが好ましい。
【００１０】または、この２つのループはレンズ本体と
一体にしてもよい。但し実質的に対称的に配置される。
この発明の多焦点眼内レンズは、ヒトの眼に移植した際
に中間距離の目標物を全像強度の５−１３％で認識しそ
れによって視野認知の深さを増強し、像強力の１８−５
８％で近距離の目標物、像強度の３５−７８％で遠距離
の目標物を認知させるよう構成される。
【００１１】この発明の多焦点レンズを用いて天然レン
ズを除去したヒトに移植することができる。像強度の最
良の組合せを達すべく各種の光学ゾーンの最適の大きさ
と位置を瞳孔直径と照明レベルの関数として算出して、
この発明の多焦点眼内レンズを作ることができる。
【００１２】この発明を添付の図を参照して、さらに例
証する。図１は、５つのゾーンからなるこの発明の多焦
点ＩＯＬ（眼内レンズ）を示す平面図である。１は遠視
用に作った中央恒常倍率（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｐｏｗｅ
ｒ）ゾーンで、０．７５ｍの半径を有するのが好まし
い。２は０から３Ｄ付加（ａｄｄ）を与えるべく作った
環状の非球面ゾーンで、約０．９５ｍｍの半径に達して
いるのが好ましい。３は恒常の３Ｄアドを具体化する恒
常倍率ゾーンで、近視用に作られ約１．３ｍｍの半径に
達しているのが好ましい。４は非球面ゾーンで、倍率を
遠視レベルにもどすべく作られ、約１．５ｍｍの半径に
達する。５は遠視用に作られた恒常倍率ゾーンでレンズ
周辺まで延びている。６は、２つの典型的なループ又は
ハプティクで、それ自体公知の技術で眼に固定すること
ができるが、あるいは、レンズと単片の多焦点ＩＯＬを
形成するため一体化していてもよい。
【００１３】図２は、図１のレンズの立面図で、ハプテ
ィク６が角度をもって設置されているのを示す。図３
は、レンズ倍率とレンズの中心からの距離の変化のプロ
ットを示す。光学ゾーンの半径は、瞳孔直径の関数とし
て、近及び遠隔像強度に寄与する視覚領域のパーセント
を計算したコンピュータープログラムで決められた。
【００１４】図４と５は、光学スキャン電子顕微鏡で測
定したレンズの表面品質を示す。この発明の焦点ＩＯＬ
の表面結合構造は、球面収差を最小にするように作ら
れ、空気中レーザー加工が有効であることが分かった。
瞳孔開口と照明レベルの変動用の遠近焦点でのイメージ
強度を、ゾーンの位置と領域を出すために用いられた。
イメージ強度の最適化にコンピュータープログラムを用
いるのが簡便であることが分かった。
【００１５】図６，７，８は、同じコンピュータープロ
グラムを用いての３つの任意の中心対称の多焦点光学デ
ザインに対し遠及び近焦点に対して可能な光学領域のパ
ーセントのプロットを示す。図６は、２ｍｍ直径の中央
付加と周辺距離ゾーンを有する２つのゾーンを有する二
重焦点レンズの像強度バランスを示す。図７は１ｍｍ直
径の中央距離ゾーン、２．３０ｍｍ直径の環状付加ゾー
ンと周辺距離ゾーンを有する３つのゾーンを有する二重
焦点レンズについての像強度バランスを示す。図８はこ
の発明による５ゾーン多焦点ＩＯＬの像強度バランスを
示す。
【００１６】各焦点に利用できる光学領域のパーセント
が、その焦点の像強度に直線的に比例すると想定する
と、これらのプロットが、各デザインの光学的な性能に
ついての１つの目安を与える。この各焦点の像強度を推
測する試みを用いて、大・小の瞳孔直径に対する距離焦
点での優位な像強度を与え、一方中間の瞳孔直径に対す
る近焦点での像強度を与えるように、デザインを選択で
きる。このことは、室外の光レベルが非常に高いか低
く、これが瞳孔の末端サイズを収縮又は膨張させ、室内
の光は、中間のレベルで、中間の瞳孔開口となるという
推定に基づくものがある。しかし、例外があり、例えば
患者の顔を直接照らす明るい光で恐らく机で読んだり、
又は一般に戸外で経験する以下の照明の値を与える薄明
りで読むときである。
【００１７】遠視は戸外で又近視は戸外で必要とするの
が多いので、図３の配置はこの必要に向けられている。
図８は、この発明の好ましい観点による多焦点ＩＯＬの
像強度分布を示す。中間距離での目標物は全像強度の５
−１３％を受止めるのが代表的であるので、視野の深さ
を増強し、一方像強度の１８−５８％は近距離で、受止
められ、また像強度の３５−７８％は遠距離目標物で受
止められる。この発明による非球面ゾーンがこの３つの
利点を与える。第１に、レンズの表面（前面）の曲率を
連続的に変化させる（図４と５参照、一方二重焦点ＩＯ
Ｌのレンズ表面で線として見える表面傾斜での急な変化
を少なくする）。図４と５は、非球面の多焦点ＩＯＬの
表面には、散乱に機能し着用者をまぶしがらせたり不適
合さを与えるような明白な線を含まないことを明瞭に示
すものである。第２に近・遠焦点合わせゾーンに直接隣
近した非球面部分は、２つの焦点での像強度に寄与し、
レンズの近・遠焦点の像形成を強化する（距離及び近焦
点合わせゾーンに隣近の非球面の３分の１までがこのよ
うに寄与すると考えられる。非球面部分は、３ｍｍと５
ｍｍの瞳孔開口で行った全焦点ＭＴＦ分析で示されるよ
うに、中間距離で使用可能な像強度を実際に与える。２
つの焦点間の焦点距離でのＭＴＦの測定を行い、同様の
非焦点（ｄｅｆｏｃｕｓ）でモノ焦点レンズをＭＴＦ測
定して比較した。各場合に、中間距離での像品質は、同
じ大きさのモノ焦点レンズのものより有意に高いことが
分かった。
【００１８】
【実施例】次にこの発明を実施例によって説明するが、
これにより特に限定されるものではない。球面ゾーンと
非球面ゾーンの収差を補正する。中央対称のデザインを
ダイヤモンド施回機で作った。第１工程では、近距離で
最良の視鋭感さを与える付加倍率の大きさを測定する。
表１は、ヒトの目についてホラデイモデルに基づく計算
結果である（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｔａｒａｃｔ
ａｎｄ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｅｒｙ，
１９８８年１月号、１７−２４頁参照）。この表から、
３．０Ｄの付加倍率が１７インチの読み距離で出ること
が分かる。全患者は、２．５Ｄ−４．５Ｄの範囲の付加
倍率が望ましい、３．０Ｄ−４．０Ｄが好ましい。
【００１９】１０−１２ｍｍ直径で、２−４ｍｍ厚みプ
ラスチックディスクから、通常のレーザカット法で、Ｉ
ＯＬレンズを作る。このディスクを一方側で重ね、接着
性タップ又は半軟性ワックスを使用して機器に装備す
る。この機器をラジアス加工機のコレットに挿入する。
部品の動きを調整するのにソフトウエアーパッケージを
使用し、機器は、全レンズ曲面を記載する為計算したポ
イント座標を利用する。プリント座標の例は表２に示
す。レンズの曲面がカットされた後、ハプティク設置用
にレンズの側部に孔をあける。パーツを支持具から脱着
し、ポリプロピン又はポリマーで作ったループ又はハプ
ティンクをラジアル孔に挿入する。ハプティンクは、常
法でその位置に固定される。次いで、微細酸化アルミニ
ウム研磨材の水懸濁液とガラスビーズ含有のガラス製ジ
ャー中で回転させてＩＯＬを研磨する。研磨したＩＯＬ
を、包装前に、研磨・滅菌し、または表面処理をする。
【００２０】
【表１】
【００２１】１８．５ジオプトリの基本倍率が、平均の
ＵＳ患者（４３．８１ＤＫ，２３．５ｍｍＡＬ）での正
視眼で達せられる。予測屈折は、ホラデーの式、Ｓ因子
＝．４３１（Ａ恒数＝１１６．6)で計算された。 ２１基本倍率と２４付加倍率に対する多焦点ＳＡＧ表
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】
【表６】
【００２７】
【表７】
【００２８】
【表８】
【００２９】
【表９】
【００３０】
【表１０】
【００３１】
【表１１】
【００３２】
【表１２】
【００３３】
【表１３】
【００３４】
【表１４】
【００３５】
【表１５】
【００３６】
【表１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による多焦点眼内レンズの平面図。
【図２】図１に示した眼内レンズの立面図。
【図３】レンズ倍率とレンズ中心からの距離の変化のプ
ロット。
【図４】この発明による多焦点眼内レンズの表面品質を
示す概略平面図。
【図５】この発明による多焦点眼内レンズの表面品質を
示す概略斜示図。
【図６】２つのゾーンを有する二重焦点眼内レンズの像
強度バランス。
【図７】３つのゾーンを有する二重焦点眼内レンズの像
強度バランス。
【図８】この発明による５つのゾーンを有する多焦点眼
内レンズの像強度バランス。
フロントページの続き (72)発明者 アミターバ ギュプタ アメリカ合衆国、カリフォルニア 91706、アーウィンデール、アローハイ ウェイ 15715 (56)参考文献 特開 平２−217818（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−500468（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／889（ＷＯ，Ａ１) 国際公開89／11672（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02C 7/06 A61F 2/16 G02C 7/04

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも5つの光学ゾーンを有するレ
    ンズ本体からなる多焦点レンズであり、第１ゾーンが遠
    視用の中央の恒常倍率ゾーンであり、第２ゾーンが環状
    の非球面ゾーンであり、第３ゾーンが近視用恒常倍率ゾ
    ーンであり、第４ゾーンが倍率を近視レベルに戻す非球
    面ゾーンであり、第５ゾーンが遠視用の恒常倍率ゾーン
    からなり、各光学ゾーンの半径が、球面収差を最低にす
    べく決められ、近視と遠視の光学ゾーンの割合が、上記
    のレンズを用いる人の瞳孔直径と瞳孔開口の変化により
    計算される多焦点眼内レンズ。
  2. 【請求項２】 中央対称的である請求項１による多焦点
    眼内レンズ。
  3. 【請求項３】 ５つの光学ゾーンを有する請求項１によ
    る多焦点眼内レンズ。
  4. 【請求項４】 レンズ本体に２つのループが固定され、
    この２つのループが実質的に対称的に配置される請求項
    １〜３のいずれか１つによる多焦点眼内レンズ。
  5. 【請求項５】 レンズ本体に２つのループが一体化さ
    れ、この２つのループが実質的に対称的に配置され、一
    体化されている請求項１〜４のいずれか１つによる多焦
    点眼内レンズ。
  6. 【請求項６】 レンズを移植された人が、全像強度の５
    〜１３％で中間距離での目標物を認知し、全像強度の１
    ８〜５８％で近距離の目標物を認知し、全像強度の３５
    〜７８％で遠距離の目標物を認知する請求項１〜５のい
    ずれか１つによる多焦点眼内レンズ。
  7. 【請求項７】 自分の眼を除去された人に視力を与える
    方法であって、請求項１による多焦点眼内レンズを、必
    要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
  8. 【請求項８】 自分の眼を除去された人に視力を与える
    方法であって、請求項２による多焦点眼内レンズを、必
    要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
  9. 【請求項９】 自分の眼を除去された人に視力を与える
    方法であって、請求項３による多焦点眼内レンズを、必
    要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
  10. 【請求項１０】 自分の眼を除去された人に視力を与え
    る方法であって、請求項４による多焦点眼内レンズを、
    必要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
  11. 【請求項１１】 自分の眼を除去された人に視力を与え
    る方法であって、請求項５による多焦点眼内レンズを、
    必要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
  12. 【請求項１２】 自分の眼を除去された人に視力を与え
    る方法であって、請求項６による多焦点眼内レンズを、
    必要とする人の眼の中に移植することからなる方法。
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