JP4938232B2 - 光システムのアブレーション補正の最適化及びそれに関係する方法 - Google Patents

Description

関係する出願
本出願は、「波面(wavefront)案内プロシージャ(procedure)の修正が屈折の結果を最適化するのを可能にする導入(implementing)計算図表(nomogram)」の名称で、２００３年１１月７日に出願された出願番号60/518,182の共願のプロビジョナル出願の優先権を主張する。

本発明は、眼に対して屈折レーザ手術を行うシステム及び方法に関係し、特に最適なアブレーション（除去）補正を達成するために、演算された処置パラメータを修正するシステム及び方法に関する。

従来の屈折レーザ手術においては、臨床医は処置システムに入れる処方を修正する。そのような修正は、特定の処置システムで達成された結果に関する従来の経験に基づいており、及び、例えば統計データから導出される特別な患者人口に関する経験にも基づいている。例えば、もし前の結果の解析がこのシステムを特定のカテゴリィの患者に対して使用する時に５０％の補正過多を示しているならば、外科医は３ジオプトリと診断された患者に対して２ジオプトリの処置処方を入力する。このような以前の経験に基づく入力処置パラメータの経験的な修正は、「計算図表調整(nomogram adjustment)」と呼ばれる。計算図表は、眼科関係者には基本的なことと考えられており、それは臨床医が異なれば異なる手術技術を使用し、異なる環境条件の下で手術を行い、個別に患者の統計を有しているなどのためである。

従来の手術は、限られた数の十分に規定された処置パラメータ、主として球面誤差、非点誤差、非点軸、光学的ゾーンサイズ、及び混合ゾーンサイズ(blend zone size)を有する。このように、外科医は、手術進行の前後で、従来の臨床医の診察に基づいて計算図表式を比較的そのままに展開している。これに対して、ここで参照される共有の米国特許第6,270,221B1に開示されているように、波面案内された個別化された処置は、手術前収差プロフィールの複雑な数学的記載を含み、それは処置システムに電子的に送られる。

現在使用されている波面に基づくいくつかの処置においては、生の波面データが、角膜組織上の除去処置の有効性への明らかな半径依存を考慮するために、処置プロフィールを発生するように調整される。しかし、これは現在のところすべての処置において実質的に同じように適用されている。現在、外科医がレーザ手術のような処置の前に波面に基づく処方を修正するのに適したよい方法は知られていない。

ここで参照される共願の米国特許出願の公開番号2003/0078753及び2003/0133074においては、アブレーション補正を実行するための２つの解析的な方法が予め収集された結果データに基づくことが開示されている。

米国特許第６，２７０，２２１Ｂ１ 米国特許公開2003/0078753 米国特許公開2003/0133074

本発明は、レーザアブレーション角膜処置のための処方を最適化するシステム及び方法に関する。この方法は、ユーザ又は医者の入力計算図表の使用で、波面に基づく屈折補正データの修正を実現する。方法は、あらかじめ得られている患者の眼の波面記述(wavefront description)を備えるデータを受けるステップを備える。波面記述データ(wavefront description data)はユーザに対して表示され、ユーザがこれらの処置データに対して修正を行うことができる。波面記述データに対する修正は、所望の補正に基づいて補正された波面の記述データを生成するように演算され、補正されたデータはユーザに対して表示される。

本発明の更なる態様は、補正された波面記述データの所定の評価基準との比較に基づいて、患者がレーザアブレーション処置の対象として適当であるかを決定する方法も含む。

本発明の別の態様は、上記の方法ステップを実行するためのソフトウエアパッケージを含む。

本発明の更なる態様は、レーザアブレーション角膜処置のための処方を最適化するシステムを含む。このシステムは、プロセッサと、患者の眼の波面記述データをプロセッサに送る手段とを備える。表示装置及び入力装置がプロセッサと単一で通信接続されている。入力装置は、波面記述データに対する所望の補正をユーザから受けるように適合されている。

ソフトウエアは、補正された波面記述データを生成するために、所望の補正に基づいて波面記述データに対する修正を演算するコード部を有し、波面の記載及び補正された波面記述データの表示装置上への表示を行うプロセッサに存在する。

本発明の特徴は、構成及び動作方法の両方について、その更なる目的及び利点と一緒に、付属の図面を利用した以下の説明からより理解されるであろう。特に、図面は例示と説明の目的で示されており、本発明の限界を定義するものではない。本発明によりこれら以外の目的や利点が得られることが、付属の図面を利用して以下の説明を読むことにより、十分に明らかになるであろう。

本発明の好適な実施例の説明を図１から図１０を参照して行う。

本発明の図１のシステム１０及び図２及び図３のフローチャートで示した方法１００は、第１の態様に対応し、レーザアブレーション角膜処置(laser-ablation corneal treatment)の処方の最適化を目的とする。好適な実施例では、そこから補正処方が演算可能な波面記述データは、患者の眼の波面決定装置１１を使用して収集される（ブロック１０１）。典型的には、波面記述データは、複数の項を有するアルゴリズムを備え、各項は係数に関係する。例えば、波面は、チェルニッケ(Zernike)多項式、テイラー(Taylor)多項式、フーリエ級数のような標準化された形式を使用して数学的に記述されるが、これらに限定されるものではない。数学的に形を記述するどのような形式を使用してでも、特別な波面は、数学的な表現における各種の項の重み付けを表す数値により記述できる。

波面決定データは、現在の患者に対して、ソフトウエアパッケージ１３を搭載したプロセッサ１２によりアクセスされる（ブロック１０２）。これらのデータは、例えば、揮発性メモリ装置（例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ）のような記憶媒体、又はプロセッサ１２又はそれと電気通信可能な他のプロセッサのハードディスクドライブのディスク又はセクタから得られる。好適な実施例では、図４のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１４が表示装置１５上に提供される。ＧＵＩ１４は、波面決定データが利用可能な患者のリスト１６を含むことが望ましい（ブロック１０３）。従来技術で知られているマウス又は他の指示装置のような入力装置４８を使用しての個別名の選択により、選択された患者のデータ及び他のデータが表示される（ブロック１０４）。データには、傾き情報(trend information)及び適用される調整１７、主屈折(subjective refraction)１８、波面に基づく屈折(wavefront-based refraction)１９、及び傾き後の主屈折(post-trend subjective refraction)２０のような情報を含むが、これに限定されるものではない。

ＧＵＩ１４は、図４及び図５に示すように、ユーザ入力を受けるための領域も有することが可能であり（ブロック１０５）、それには単視(monovision)を実行する選択２１、球面スロープ(spherical slope)及びオフセット２２、シリンドリカルスロープ(cylindrical slope)２３、光学的なゾーン直径(optical zone diameter)２４、残存角膜厚み(residual corneal thickness)２５、及び角膜弁状片(corneal flap thickness)２６を含むが、これに限定されるものではない。

本発明の方法のこの実施例のブロック１０６においては、ソフトウエア１３が、受け取ったユーザ入力に基づいて、アクセスしたチェルニッケ係数を修正することなどにより、波面記述データを修正する演算を実行する。ソフトウエア１３は、放射方向の補償機能を適用し、及びプロセッサ１１にある目標調整マトリクスを使用して目標マトリクス調整を適用する。これらの調整は、理論的に決定された修正への経験的に決定された補正要因の適用を備える（ブロック１０７）。

これらの演算の結果は、例示の表示を示す図５から図１０に示される。例えば、図５は、特別な球面等価(spherical equivalent)計算図表２７及びシリンドリカル計算図表２８の数値記述を示す（ブロック１０８）。図６は、調整の前後の球面等価処置の例を示す（ブロック１０９）。図７の（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ球面等価計算図表の効果３０及びシリンドリカル計算図表の効果３１を表し（ブロック１１０）、点線は計算図表を適用しない場合を表し、実線は特別な計算図表を特徴を示し、円はその時に選択された眼における計算図表の効果を示す。図８は、スクリーン上における、演算されたアブレーションプロフィールの三次元図４２、及びプロフィールの断面図４３を示す(ブロック１１１）。図９は、ピーク深さ３５、ピーク深さの位置（「×」）３６、中心深さ３７、及びカーソル３８の位置における深さ３８を示す二次元図４４を表す（ブロック１１２）。図１０は、ユーザが調整可能な光学ゾーン直径４０、角膜厚４１、角膜弁状片厚４２、手順のタイプ４３、残存厚４４、更新ボタン４５、及びデータ出力ボタン４６とを表すスクリーン３９である。

もし図４の単視を実行する処置が選択２１されたら（ブロック１１３）、他の演算はソフトウエア１３により所定のオフセットを適用するように実行される（ブロック１１４）。

演算が終了した時、ソフトウエア１３は、補正された波面記述データを、処置を進めることを許容するための所定の限界値と比較する。例えば、もし演算された球面補正値が所定の最大球面補正値を越えていたら（ブロック１１５）、又はもし演算された残存角膜厚が所定の最小残存角膜厚より小さかったら（ブロック１１６）、患者の眼は処置の対象でないことが示される（ブロック１１７）。他のデータ値も、適用される所定の限界値を有することができる。

一旦演算が完了し、患者の眼が処置の対象として許容されると決定されたら、補正された波面記述データは、例えばプロセッサ１２のディスク又は他のセクタのような記憶媒体に出力される（ブロック１１８）。これらの補正されたデータは、レーザアブレーション手術で使用するための処置の処方を生成するのに使用できる（ブロック１１９）。

上記の説明において、ある項は、簡潔さ、明瞭さ、及び理解のために使用されたが、それらについて従来技術の要求を超えて不必要な限定を課する必要はなく、それはこのような語句が説明の目的で使用され、広く解釈することを意図しているからである。更に、上記のシステム及び方法の実施例は例であり、本発明の範囲は上記の詳細に限定されない。

本発明についての説明を行ったが、好適な実施例の構成、動作及び使用、それにより得られる有利で新しい及び有用な結果、新しく且つ有用な構成、及び妥当な機構的等価物は、当業者には明らかであり、特許請求の範囲に記載される。

図１は、本発明のシステムの例示の実施例の概略図である。 図２は、本発明に従って現在の患者に対する処置の処方を最適化するための方法のフローチャートの前半である。 図３は、本発明に従って現在の患者に対する処置の処方を最適化するための方法のフローチャートの後半である。 図４は、ユーザへデータを表示し且つユーザから入力を受けるための例示のグラフィックユーザインターフェースである。 図５は、特別な球面等価及びシリンドリカルな計算図表の数字記載を表す。 図６は、調整の前後の球面等価処置の例を表す。 図７は、球面等価及びシリンドリカルな計算図表の効果を表す。 図８は、スクリーン上の、演算されたアブレーションプロフィールの三次元図及びプロフィールの断面図を表す。 図９は、演算されたアブレーションプロフィールの二次元プロフィールを表す。 図１０は、深さ及び厚さのデータを表す。

Claims (13)

1. プロセッサと、患者の眼の波面記述データを前記プロセッサに送る手段と、前記プロセッサと信号の通信が可能な表示装置と、ユーザから前記波面記述データに対する所望の補正を受けるように適合された、前記プロセッサと信号の通信が可能な入力装置と、前記プロセッサに搭載されたソフトウエアと、を備えたシステムを用いることにより、レーザアブレーション角膜処置のための処方を最適化する方法であって、
   患者の眼の波面記述を備えるデータを受けるステップと、
   前記波面記述データを前記表示装置に表示するステップと、
   前記入力装置から前記波面記述データに対する所望の補正を受けるステップと、
   前記所望の補正に基づいて、補正された波面記述データを生成するように、球面補正を含む、前記波面記述データに対する修正を演算するステップと、
   前記補正された波面記述データを前記表示装置に表示するステップと、
   前記演算するステップに続いて、残存角膜厚及び角膜弁状片厚を計算するステップと、
   前記残存角膜厚を所定の最小角膜厚と比較するステップと、もし前記残存角膜厚が前記所定の最小角膜厚より小さければ、前記患者の眼は前記処置の候補として許容されないことを前記表示装置に表示するステップとを備え、
   前記球面補正を前記球面補正における所定の上限と比較するステップと、もし前記球面補正が前記所定の上限を超えていれば、前記患者の眼は前記処置の候補として許容されないことを前記表示装置に表示するステップと、によってさらに特徴付けられる方法。
2. 前記データを受けるステップは、患者の眼の波面のチェルニッケ多項式記載をプロセッサ内に受けることを備える請求項１に記載の方法。
3. 前記波面記述データの表示ステップは、測定された球面・シリンドリカルデータ及び前記球面・シリンドリカルデータの補正に用いる計算式である第１の補正処方を表示することを備え、前記補正された波面記述データは、該波面記述データの補正に用いる計算式である第２の補正処方を含む請求項１に記載の方法。
4. 前記球面・シリンドリカルデータは、主屈折、波面に基づく屈折、及び傾き後主屈折の少なくとも１つを備える請求項３に記載の方法。
5. 前記修正を受けるステップは、前記球面・シリンドリカルデータに対する所望の補正を受けることを含む請求項３に記載の方法。
6. 前記演算するステップに続いて、光学的ゾーン直径、ピークアブレーション深さ、中心アブレーション深さ、及び患者の眼の瞳における前記ピークアブレーション深さの位置の少なくとも１つを計算するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
7. 前記受けるステップは、前記入力装置から、単視を実現するオプションを含む修正を演算する選択を受けるステップを更に備える請求項１に記載の方法。
8. もし前記入力装置から前記単視の選択が入力されたら、単視を実現するためのあらかじめ選択されたオフセットを表示する請求項７に記載の方法。
9. 前記受けるステップは、単視を実現するためのユーザに特別のオフセットを前記入力装置から受けることを更に備える請求項１に記載の方法。
10. コンピュータ上で実行すると、請求項１から９のいずれか一項のステップを実施するコンピュータプログラム。
11. レーザアブレーション角膜処置のための処方を最適化するシステムであって、
    プロセッサと、
    患者の眼の波面記述データを前記プロセッサに送る手段と、
    前記プロセッサと信号の通信が可能な表示装置と、
    ユーザから前記波面記述データに対する所望の補正を受けるように適合された、前記プロセッサと信号の通信が可能な入力装置と、
    前記プロセッサに搭載されたソフトウエアと、を備え、
    前記ソフトウェアは、
    患者の眼の波面記述を備えるデータを受けるコードセグメントと、
    前記波面記述データを前記表示装置に表示するコードセグメントと、
    前記入力装置から前記波面記述データに対する所望の補正を受けるコードセグメントと、
    前記所望の補正に基づいて、補正された波面記述データを生成するように、前記波面記述データに対する修正を演算するコードセグメントと、
    球面補正を含む、前記補正された波面記述データを前記表示装置に表示するコードセグメントと、
    前記演算することに続いて、残存角膜厚及び角膜弁状片厚を計算するコードセグメントと、
    前記残存角膜厚を所定の最小角膜厚と比較し、もし前記残存角膜厚が前記所定の最小角膜厚より小さければ、前記患者の眼は前記処置の候補として許容されないことを前記表示装置に表示するコードセグメントを有し、
    前記演算するコードセグメントは、さらに
    前記球面補正を前記球面補正における所定の上限と比較し、もし前記球面補正が前記所定の上限を超えていれば、前記患者の眼は前記処置の候補として許容されないことを前記表示装置に表示するコードセグメントを含むことによって特徴付けられる、システム。
12. 前記プロセッサに搭載される前記ソフトウェアは、前記波面記述データを有し、前記所望の補正を電子的に入力する領域を有するグラフィカルユーザインターフェースを表示するコードセグメントを備える請求項１１に記載のシステム。
13. 前記インターフェースは、単視を実現するための補正された波面記述データを演算する選択を電子的に入力する領域を更に備え、前記演算するコードセグメントは、単視を実現するための前記補正された波面記述データを調整するコードを更に備える請求項１２に記載のシステム。

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