JP4413280B2 - 人工水晶体の作製方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、眼の瞳孔を通過する光通路が透過する眼の人工部分の少なくとも一つの表面の目標形状を求める方法、および人工水晶体を作製するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼の瞳孔を通過する光通路が透過する眼の自然部分には角膜や水晶体を挙げることができる。更に、角膜表面上に光学装置を載置したり手術で付けることもでき、角膜の形状を可変するため角膜内部に移植組織を挿入でき、また眼を通過する光通路を屈折させるため、眼の前部分あるいは眼の内部に他の装置を入れることができる。
【０００３】
切断された表面の形状は特に重要である。何故なら、光通路が透過する表面の形状を可変させて眼の屈折率を可変できるからである。眼の自然部分あるいは人工的に挿入されたもしくは装着された部分を処理する処置にあっては、成果を正確に予め決めることができるとよい。
【０００５】
特に、眼の屈折率を可変する多くの処置を調整する場合、実際に達成される成果を予見すべき大きな問題がある。
【０００６】
例えば、人工水晶体を作製するため、４点角膜計測により眼の角膜の曲がりを測定し、外挿により角膜の全表面の大体の曲がりを求めることが知られている。
【０００７】
更に、生体計測法により角膜前方表面、水晶体および網膜の間の間隔を測定し、角膜の平均湾曲により、角膜に入射するビームが網膜上の一点で交差するように水晶体の曲がりあるいは屈折率を決める。
【０００８】
この方法は、非常に均一な湾曲の角膜に適している。しかし、角膜の湾曲は通常全体の表面の領域内で異なっているので、実際には角膜の特定な領域に入射したビームが意図する点に集束しない。
【０００９】
更に、この方法は人工水晶体の表面を測定するためにのみ適している。
【００１０】
予め求めた値に従い人工水晶体を切り出す装置を備えた人工水晶体を作製するシステムは欧州特許出願公開第０ ３６９ ５６１号明細書により周知である。しかし、必要な値をどのようにして求めるかはこの公開明細書には開示されていない。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それ故、この発明の課題は、眼の中でできる限り正確な結像を生じるように、眼の瞳孔を通過する光通路が透過する任意の表面の目標形状を決めることのできる方法を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題は、表面上に分布し、一点からでた多数の光通路に対して、光通路に沿った屈折特性を測定するか、あるいは経験値から与え、光通路が透過する表面の間の入射ビームの光通路に沿った間隔を測定するか、あるいは経験値から予備設定し、これ等の値から光通路ができる限り一点で交差するように光通路が透過する少なくとも一つの表面の目標形状を計算することにより解決されている。
【００１３】
この発明による方法には、表面の造形に対する精度を高めるため、眼の瞳孔を通過する光通路が透過する表面上に任意に多数の点を測定できるといる利点がある。例えば中央領域のような特に重要な領域では、非常に多くの点を測定できるが、縁の領域では少ない点を計算するので十分である。この発明による方法では、測定の間、あるいは予め設定された角膜あるいは眼の他の領域の変形も、丁度この領域で特に多数の点を測定して計算に入れることができる。従って、この方法で定まる目標形状は、個々の眼に正確に合っていて、眼の他の場所の変形あるいは不規則を相殺できる。
【００１４】
この方法は、取り分け眼に対する手術をシュミレーションするのに適する。例えば、眼の表面に装着するコンタクトレンズの全表面を計算できる。コンタクトレンズの中心点に同芯状のリング上で必要なコンタクトレンズの屈折特性がほぼ等しいなら、コンタクトレンズを使用するのに適する。何れにしても、他の処置を行う必要があるか、ずれを示す表面の領域を他の方法で補償する。上記の例は、表面の目標形状を決めるためこの発明による方法を一段で使用できることを示す。
【００１５】
しかし、多くの目標形状を技術的にあるいは手術で作製できないので、これ等の例では、第二の処理ステップで、例えば装着したコンタクトレンズのように、第一の処置を考慮に入れて、測定した値から他の表面の目標形状を求めるため、光通路に沿った屈折特性を新たに測定する。
【００１６】
表面の目標形状を正確に決めることが大変重要となる種々の手術には、コンタクトレンズの外に、上角膜切開水晶体術、光屈折性の角膜切開術、放射状の角膜切開術、および加熱角膜形成術、角膜内移植、角膜内リング、水晶体を病んだ眼に水晶体を移植すること、および眼球内レンズ挿入等が枚挙される。
【００１７】
計算値を用いて表面の目標形状を求めるのに加えて、眼の一部の材料を屈折特性に従って選ぶと有利である。光通路が透過する材料の厚さは説明した方法で表面の目標形状になるが、眼の中に入れる人工的な部分の材料の選択も特別な屈折特性を与える。従って、この発明による方法により、使用する部分の材料を可変でき、種々の材料に対して透過される表面のその時の形状を決めることができる。例えば、人工水晶体には使用する材料に応じて他の屈折特性があり、それ故にこの発明による方法で使用する材料に応じて他の目標形状を決める。
【００１８】
この方法の有利な応用分野は、計算値を用いて人工水晶体を作製する装置を制御する点にある。これにより、この方法で作製される水晶体は個々の眼の角膜に正確に合い、角膜の変形を相殺する。
【００１９】
屈折特性を測定する測定点の数は任意に多くできる。しかし、許容できる結果を得るには２０点以上を測定すると有利である。
【００２０】
多数の点で早く測定するためには、角膜の屈折特性を局所計測で分析することが提案されている。この局所計測により角膜の全表面を非常に正確に測定できるので、局所計測はこの発明の方法に特に適している。
【００２１】
角膜、水晶体および網膜のような光通路が透過する表面の間の入射光の光通路に沿った間隔は局所計測で測定すると有利である。これは、この種の測定にとって簡単で、よく検査され、特に正確な方法である。
【００２２】
角膜の厚さも表面毎に変化することが知られているので、角膜の厚さを多くの点で測定すると有利である。通常、人工水晶体を作製したり移植する場合にも、角膜の厚さを特に考慮していない。しかし、角膜の厚さの測定は、例えば人工水晶体を作製する場合、精度を更に高める。
【００２３】
計算に応じて光通路の交点は網膜の前または後に来る。交点が網膜上、好ましくは黄色の個所にあると有利である。
【００２４】
原則的には、全ての光通路のただ一つの交点を得るため、表面を最高精度で計算しそれに合わせて変形させるので十分である。しかし、必要な大きな変形で、あるいは製造技術上または手術的な理由から、多数の表面の目標形状を計算するとしばしば望ましい。例えば、人工水晶体のレンズ前側とレンズ後側を個々に成形できるので、水晶体の全屈折特性は眼の残りの表面の屈折特性と共にこの発明による交点を与える。
【００２５】
老眼のため遠くや近くに対して異なった眼鏡を必要とする人には、連続可変視力、二焦点効果あるいは多焦点効果が生じるように表面の屈折率を計算することが望ましい。これは、例えば人工的に挿入されたレンズの特別な湾曲により達成される。
【００２６】
更に、この発明の課題は、角膜の不均一を配慮できる人工水晶体を作製するシステムを提示することにある。
【００２７】
上記の課題は、角膜の湾曲、眼の角膜の多数の点の個所、および角膜、挿入すべき水晶体および網膜の間の間隔を入力する入力ユニットと、これ等の各点の屈折角度および角膜上の一点に対応する水晶体表面上の各点の湾曲を計算する電算機と、計算値により人工水晶体を作製する装置とを備えた、人工水晶体を作製するシステムにより解決されている。
【００２８】
この種のシステムにより、例えば眼鏡技師あるいは眼科医の求めた必要なデータに基づき、角膜の凹凸を解消する個別の水晶体を作製することができる。測定された値は、例えばディスケットに、あるいはオンラインでそれ等の値に対応する水晶体を作製するレンズ製造メーカーに中継される。
【００２９】
人工水晶体を作製する装置にレンズを切断するレーザー装置があると有利である。レーザー装置により切断を正確に制御できるので、このレーザー装置は予め与えられたデータに基づき対応するレンズを自動的に切断するのに特に適している。
【００３０】
このように作製されたレンズは中心点の周りの同芯リング上の値を平均して、各半径で等しい形状となる。しかし、レンズが同芯状でなく、角膜にできる限り正確に合わせて形成されているならより高い精度となる。
【００３１】
この場合、補助器具あるいは懸架装置により作製したレンズを正確に設定された向きで人間の眼に入れる必要がある。何故なら、レンズの僅かな回転で眼の角膜へ正確に合わせることを打ち砕くからである。それ故、作製したレンズに、このレンズを入れる時にレンズの調整を容易にするマークを設けることを提案している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
この発明による方法およびこの発明によるシステムに対する具体例を図面に示し、以下により詳しく説明する。
【００３３】
ここに示すのは、図１，上から見た、右の眼球の模式的な水平断面図、図２，システムの模式図、である。
【００３４】
図１に示す眼１は、実質上、角膜２，人工水晶体３および網膜４から成る。一点Ｐから出るビーム５，６，７は角膜２上の点８，９，１０に入射し、この角膜を通過して前眼房１１に入り、レンズの表側１２に入射し、人工水晶体３を通過し、レンズの裏側１３を経由して硝子体１４に達する。硝子体を更に通過して、人工水晶体から出たビーム５，６，７は、共通の交点１５で合体するように偏向する。
【００３５】
角膜２が球面状に湾曲している場合、入射ビーム５，６，７が理想的に一つの交点、この例では黄色の個所１５で理想的に合体するように、人工水晶体３のレンズの湾曲を決めるため、一点または数点で角膜の湾曲を、例えば角膜計測で測定する。
【００３６】
しかし、角膜２が点８のようにずれた湾曲を有するか、点１０のように大きな厚さを有するなら問題である。これ等の点では角膜２は完全に球面状でなく、入射ビームは人工水晶体を通過した後、点１５で合体しないように屈折する。それ故、この発明によれば、角膜の湾曲もしくは角膜の厚さのずれを人工水晶体の表面の形状により相殺するようにレンズ表面１２，１３を形成することを提案している。この場合、角膜のレンズの片側のみを適当に加工するか、あるいは光通路７で示すように、人工水晶体３のところの湾曲を僅かに変えて角膜２のところの特殊さを均すように、前側１２と後側１３を可変できる。例えば、水晶体３の一方の側を用いても湾曲を、また水晶体３の他方の側を用いて角膜の厚さをバランスさせることができる。
【００３７】
角膜２上の点８，９，１０に対応する水晶体の表面１２，１３上の各点の湾曲を計算するためには、角膜２，挿入すべき水晶体３と網膜４の間の入射ビーム５，６，７の光通路に沿った間隔を測定することが必要である。これ等のデータは生体計測法により求める。この計測法は角膜２，人工水晶体３の前側１２，人工水晶体３の裏側１３および網膜の間の間隔を10分の１ミリメートルの精度で計測する。
【００３８】
これ等のデータが分かれば、多数の点８，９，１０に関する局所計測により角膜２の全面に対して角膜２の正確な湾曲を求めることができ、それから点８，９，１０の各々の屈折角度が求まる。測定精度は点８，９，１０の各々で更に角膜の厚さを求めることにより向上する。
【００３９】
このように計算された値を用いて人工水晶体を作製するシステム２０が制御され、このシステムは測定した値と計算した値から人工水晶体を提供する。
【００４０】
この実施例では、角膜３上で数千点を局所計測で測定し、これに対して重要な値をモデルで計算する。交点は網膜上にあり、好ましくは黄色の個所にある。当然なことであるが、交点１５が網膜上の他の個所、あるいは網膜の前または後に来るように、個別の場合で水晶体の表面の湾曲を計算してもよい。
【００４１】
説明した方法により、入射ビームの正確な球面でない、非球面状もしくは不規則な曲がりによるか、あるいは眼の構造が短いまたは長いことに起因する見え難さを排除できる。人工水晶体を種々の視距離に不十分に合わせた結果による見え難さは、この実施例では、中心領域１６の人工水晶体３を前側１２で過度に比例させた湾曲により防止される。
【００４２】
角膜２や人工水晶体３の表面１２，１３の変形は、目視可能にするため過度に比例させて拡大して記入されている。
【００４３】
図２は人工水晶体３を切り出すシステム２０を模式的に示す。このシステム２０は角膜の湾曲や眼の角膜２上の多数の点８，９，１０の位置および角膜２，挿入すべき水晶体３と網膜４の間の間隔を入力する入力ユニット２１から成る。この入力ユニットは機械的入力用に形成されている。しかし、更にオンラインによる入力あるいは、短時間に大量の所要データをシステム２０に入力できる予め書き込んだデータ担体による入力も可能である。
【００４４】
入力ユニット２１に接続する電算機２２は、所定の固定値と入力された値からこれ等の点８，９，１０の各々に対する屈折角度を求め、それから角膜２上の一点に対応する水晶体１２，１３上の各点の湾曲を計算するために使用される。
【００４５】
これ等の計算された値は素材２４から人工水晶体３を切り出す装置２３に導入される。この装置はレーザー装置により素材２４から個別使用のために計算された水晶体３を切り出す。マーク２５は水晶体３の周囲の縁部分２６に小さな切欠により形成される。この切欠は水晶体３の機能を損なうものではない。この切欠は、水晶体を使用する医師に、中心軸２７の周りに回転可能なレンズをどのような向きに調整するかを指示する。

Claims (9)

1. 眼の瞳孔を通過する光通路（５，６，７）が透過する眼の人工水晶体（３）の表面（１２，１３）の目標形状を求め、得られた値に従い人工水晶体（３）を切り出す装置（２３）を備えた、人工水晶体（３）を作製するシステム（２０）において、
   角膜の湾曲と、眼の角膜（２）上の多数の点（８，９，１０）の位置と、一点（Ｐ）からそれぞれ出て多数の点（８，９，１０）を通過し、多数の点（８，９，１０）に対応する表面（１２，１３）上に分布する各点へと通じる多数の光通路（５，６，７）に沿った、角膜（２）から人工水晶体（３）の前側までの間隔および人工水晶体（３）の裏側から網膜（４）までの間隔とを入力する入力ユニット（２１）、
   および、多数の点（８，９，１０）の各々に対する屈折角度を求め、角膜（２）上の多数の点（８，９，１０）に対応する水晶体の表面（１２，１３）上の各点の湾曲を計算し、計算結果から、多数の光通路ができる限り網膜（４）上の一点（１５）で交差するように、光通路（５，６，７）が透過する表面（１２，１３）の目標形状を計算する電算機（２２），
   を備えていることを特徴とするシステム。
2. 屈折角度に従って眼の中に入れる人工水晶体（３）の材料を選択することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 屈折角度は２０以上の点（８，９，１０）で測定することを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
4. 角膜の屈折角度は局所計測で分析されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシステム。
5. 前記間隔は生体計測で測定されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のシステム。
6. 角膜の厚さを多数の点（８，９，１０）で測定し、前記入力ユニット（２１）に入力することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシステム。
7. 交点（１５）は網膜（４）上の、好ましくは黄色個所に来ることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のシステム。
8. 表面（１２，１３）の屈折率が、連続可変視力、二焦点効果あるいは多焦点効果が生じるようにしたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のシステム。
9. 人工水晶体（３）を切り出す装置としてレーザー装置を用いることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のシステム。

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