JP5480980B2 - 眼内レンズ - Google Patents

Description

本発明は、眼内レンズ、特に前面又は後面に回折プロフィールを備えた眼内レンズに関する。

眼内レンズは、白内障手術後に水晶体に取って代わるために眼内に植え込み可能なレンズである。眼内レンズは、通常、レンズを水晶体嚢内に支持するために用いられる側方柔軟性支持体いわゆる「触覚」を有する。眼内レンズは、屈折レンズ、回折レンズ又は屈折‐回折レンズ（屈折‐回折ハイブリッド型レンズとも呼ばれる）である場合がある。屈折レンズは、光を屈折によって光軸上の焦点に向かって収束させ、回折レンズは、一回折次数当たり１つの焦点を光軸上に形成する回折パターンを作る。屈折‐回折レンズは、これらの両方の特徴を兼備している。

水晶体は、毛様体筋の作用により遠方視又は近方視への眼の調節を可能にする或る程度の柔軟性を備えている。水晶体の縁を引っ張ることにより、毛様体筋は、水晶体を平べったくし、それによりその焦点をずらす。しかしながら、加齢により毛様体筋が弱くなっているので又は水晶体が眼内レンズで置き換えられているので、患者は、この遠近調節力を少なくとも部分的に失っている場合がある。

この問題に取り組むために、数種類の二焦点又は多焦点眼内レンズが提案された。

二焦点又は多焦点屈折眼内レンズは、通常レンズの中心から外縁に向かって減少する可変屈折力を有する。かかる眼内レンズは、lolab（登録商標）NuVue（登録商標）、Storz（登録商標）Tru Vista（登録商標）、Alcon（登録商標）AcuraSee（登録商標）、loptex（登録商標）、AMO（登録商標）ReZoom（登録商標）という商標で販売されている。これは、近方視が必要な状況、例えば読書のために通常高い明度（明るさ）が用いられ、それにより虹彩が閉じられ、水晶体の外側部分が隠され、中央の部分にのみ最も高い屈折力が維持されるということを利用している。一変形例では、屈折眼内レンズは、角膜の球面収差を修正するために非球面プロフィールを有する場合がある。

しかしながら、これら純然たる屈折二焦点又は多焦点レンズには欠点がある。特に、この作用効果は、瞳孔のサイズに極めて依存している。さらに、これらレンズが数個の焦点を有しているので、もたらすコントラストが減少し、しかもこれらレンズは、明度が減少した状態では特に遠方視においてハローを形成する場合がある。

一変形例として、屈折‐回折眼内レンズが提供されている。代表的には、これらレンズは、遠方視については次数０の屈折光学焦点をもたらし、近方視については少なくとも１つの１次回折焦点をもたらす。或る特定の屈折‐回折眼内レンズ、例えば３Ｍ（登録商標）社により開発された屈折‐回折眼内レンズ及びＡＭＯ（登録商標）社により開発され、Tecnis（登録商標）という商標で販売されている屈折‐回折眼内レンズは、光をこれら２つの焦点の両方相互間の実質的に等しい経路で共有する。他方、眼内レンズAcri.Tec（登録商標）Acri.lisa（登録商標）３６６Ｄは、コントラストを向上させると共に遠方視におけるハローの形成を減少させる目的で近方視のための焦点よりも遠方視のための焦点の方に多くの光が差し向けられた状態の光の非対称分布状態を有する。

ジェイ・エー・デイヴィソン（J.A.Davison）及びエム・ジェイ・シンプソン（M.J.Simpson），「ヒストリー・アンド・デベロップメント・オブ・ザ・アポダイズド・ディフラクティブ・イントラアキュラー・レンズ（History and development of the apodized diffractive intraocular lens）」，ジャーナル・オブ・キャテラクト・リフラクティブ・サージェリー( J. Cataract Refract. Surg.），２００６年，Ｖｏｌ．３２，ｐ．８４９‐８５８，ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｊｃｒｓ２００６．０２．００６において、光軸からレンズの外縁に向かう方向に振幅が漸減している回折プロフィールがアポダイズされた屈折‐回折眼内レンズが記載されている。Alcon（登録商標）社によりReSTOR（登録商標）という商標で販売されているこのレンズは、それにより、瞳孔の開きに応じて遠方視のための焦点と近方視のための焦点との間での光の分布の変化を可能にしている。

しかしながら、技術の現状におけるこれら屈折‐回折眼内レンズにも、或る特定の欠点がある。特に、これら屈折‐回折眼内レンズは、ほぼ純然とした二焦点型であり、遠方視のための焦点と近方視のための焦点との間の間隔は、これら屈折‐回折眼内レンズが中間視において使い心地が悪いようなものである。

少なくとも１つの中間焦点を備えた多焦点屈折‐回折レンズも又提案された。国際公開第９４／１１７６５号パンフレットにおいて、屈折‐回折レンズが、中間視のための次数０の焦点、近方視のための次数＋１の焦点及び遠方視のための次数−１の焦点を備えた状態で提案されている。しかしながら、このレンズでは、瞳孔の開きとは無関係に、３つの焦点相互間における光の実質的に均等な分布を可能にするに過ぎない。

国際公開第２００７／０９２９４９号パンフレットでは、各々が次数＋１の別々の焦点を備えた複数の回折プロフィールを有する眼内レンズが提案されている。互いに異なるプロフィールは、同心領域上に配置され、従って、焦点相互間の光の分布は、屈折多焦点眼内レンズの場合と同様、瞳孔のサイズに大きく依存している。

さらに、技術の現状における回折眼内レンズ及び屈折‐回折眼内レンズは全て、光の相当な部分が１よりも大きな次数の使用不能な焦点に向かって失われるという欠点を有する。

国際公開第９４／１１７６５号パンフレット 国際公開第２００７／０９２９４９号パンフレット

ジェイ・エー・デイヴィソン（J.A.Davison）及びエム・ジェイ・シンプソン（M.J.Simpson），「ヒストリー・アンド・デベロップメント・オブ・ザ・アポダイズド・ディフラクティブ・イントラアキュラー・レンズ（History and development of the apodized diffractive intraocular lens）」，ジャーナル・オブ・キャテラクト・リフラクティブ・サージェリー( J. Cataract Refract. Surg.），２００６年，Ｖｏｌ．３２，ｐ．８４９‐８５８

本発明の第１の目的は、２つの有用な回折焦点の両方相互間の光の分布状態が必ずしも瞳孔のサイズに依存することがないかかる２つの有用な回折焦点を備えた眼内レンズを提供することにある。

本発明の眼内レンズは、前面及び後面を有すると共に実質的に前後光軸を備えている。このレンズでは、前面及び後面のうちの一方は、光軸上に次数＋１の少なくとも１つの第１の回折焦点を形成する第１の回折プロフィール及び光軸上の次数＋１の第１の回折焦点とは別個の次数＋１の第２の回折焦点を光軸上に形成する第２の回折プロフィールを有し、第２の回折プロフィールの少なくとも一部分は、第２の回折プロフィールの次数＋２が第１の回折プロフィールの次数＋１に追加されるように第１の回折プロフィールの少なくとも一部分上に重ね合わされている。

両方の回折プロフィールは、重ね合わされた場合であっても、別々の回折焦点を形成し続ける。かくして、次数＋１の２つの別々の焦点相互間の光の分布状態が必ずしも瞳孔サイズの影響を受けることがない状態で、かかる次数＋１の２つの別々の焦点を得ることが可能である。

本発明のもう１つの目的は、多焦点眼内レンズを提供することにある。このために、多焦点眼内レンズは、有利には、光軸に次数＋１の第１及び第２の焦点とは別個の次数０の焦点を有するのが良い。特に、次数０の焦点は、遠方視のための焦点であり、次数＋１の第１の焦点は、近方視のための焦点であり、次数＋１の第２の焦点は、中間視のための焦点であるのが良い。

このように、特に遠方視のための焦点、中間視のための焦点及び近方視のための焦点を備えていて、これら焦点のうちの少なくとも２つ相互間特に、近方視のための焦点と中間視のための焦点との間の光の分布状態が必ずしも瞳孔サイズの影響を受けることがない状態の多焦点眼内レンズを得ることができる。

本発明の更に別の目的は、＋１よりも大きな屈折次数に起因して光の損失を制限することにある。このために、近方視のための焦点は、光軸上で、第２の回折プロフィールによって形成された次数が＋１よりも高い焦点にも実質的に一致するのが良い。特に、次数の高い焦点は、次数＋２の焦点であるのが良い。

かくして、高い次数の焦点の方に差し向けられる光は、失われず、次数＋１の焦点、特に近方視のための焦点を補強するために用いられる。このように、重要度の低い中間視のための焦点に対して近方視のための焦点を優先して光の分布状態を非対称にした場合に利点が得られる。

有利には、遠方視のための焦点は、遠方視のための焦点から＋２．５ジオプタと＋５ジオプタとの間、特に＋３ジオプタと＋４ジオプタとの間の数値のジオプタ、例えば＋３．５ジオプタに対応した距離のところに位置する。この焦点距離により、水晶体の最適調節性の適度のシミュレーションが可能になる。

次数＋１の回折焦点の方に差し向けられる光の割合は、回折プロフィールの振幅で決まる。例えば、回折プロフィールの振幅は一波長である屈折‐回折レンズでは、光の全てが回折焦点の方に差し向けられるが、振幅が減少し、光の漸増する割合が屈折焦点の方に差し向けられる。回折プロフィールの振幅がゼロである場合、レンズは、当然のことながら、純然とした屈折レンズである。

有利には、第２の回折プロフィールは、第１の回折プロフィールよりも小さい振幅を有するのが良い。

有利には、第１及び／又は第２の回折プロフィールは、光軸からレンズの外縁まで漸減し、特に光軸までの半径方向距離の３乗に比例して減少する振幅でアポダイズされるのが良い。このように、レンズの開きが漸増する場合、光の分布状態は、屈折焦点、即ち遠方視のための焦点を優先し、近方視及び中間視のための焦点に対しては不利な状態で変化する。

有利には、レンズは、大きな視界深度が得られるよう非球面であるのが良い。

有利には、第１の回折プロフィール及び／又は第２の回折プロフィールは、キノフォーム型のプロフィールであるのが良く、これにより、不必要な屈折焦点、特に、負の次数の焦点を抑制することができる。さらに有利には、第１及び／又は第２の回折プロフィールのエッジは、丸くされているのが良く、それにより、鋭角が減少すると共に拡散光の減少によって画像の品質が向上する。

以下において、図面を参照して本発明の実施形態の細部を例示的に且つ非限定的に説明する。

本発明の実施形態としての例示の眼内レンズを示す図である。 遠方視のための焦点、中間視のための焦点及び近方視のための焦点を備えた図１のレンズを概略的に示す図である。 ２つの重ね合わされた回折プロフィールを有する図１のレンズの前面の半径方向断面図である。 図３の２つの回折プロフィールのうちの第１のものを示す図である。 図３の２つの回折プロフィールのうちの第２のものを示す図である。 所定の瞳孔開きについて図１のレンズの光軸における光の分布状態を示す図である。 瞳孔開きに応じて３つの焦点相互間の光の分布状態の変化を示す図である。 瞳孔開きが２．０ｍｍである場合に、本発明の実施形態としてのレンズの３つの焦点の変調伝達関数を技術の現状の二焦点レンズの２つの焦点の変調伝達関数を比較して示す図である。 瞳孔開きが３．０ｍｍである場合に、本発明の実施形態としてのレンズの３つの焦点の変調伝達関数を技術の現状の二焦点レンズの２つの焦点の変調伝達関数を比較して示す図である。 瞳孔開きが４．５ｍｍである場合に、本発明の実施形態としてのレンズの３つの焦点の変調伝達関数を技術の現状の二焦点レンズの２つの焦点の変調伝達関数を比較して示す図である。

本発明の実施形態としての眼内レンズ１の全体的構成が図１に示されている。この眼内レンズを図で理解できるように、眼内レンズは、中央光学本体及びこの例示の形態では、眼内レンズ１を患者の眼内に植え込んだときにレンズ１を水晶体嚢内に支持するためにレンズ１の外縁に設けられた２つの柔軟性支持体３、いわゆる「触覚」を有している。しかしながら、他の別の形態、例えばより多い数の触覚、ループ形触覚等が当業者には知られており、これらは、本発明の眼内レンズに利用可能である。

図２を参照すると、本発明の例示の実施形態としての眼内レンズ１は、屈折‐回折型のレンズである。中央光学本体２は、前面４及び後面５を有すると共に実質的に前後光軸６を備えている。前面４及び／又は後面５は、レンズ１が入射光の一部分を光軸上の屈折焦点７又は次数０の焦点に差し向けるような曲率を有する。焦点７は、遠方視のための焦点である。この特定の実施形態では、レンズ１は、球面収差が−０．１１μｍの非球面性を有する。この非球面性は、適度の正の球面収差をこのレンズが植え込まれた眼内に生じさせることによってコントラストに対する感度と視界深度の自然なバランスを保証する。

しかしながら、レンズ１は、その前面４上に、図３に示されると共に図４ａに示された第１の回折プロフィール９と図４ｂに示された第２の回折プロフィール１０の重ね合わせにより形成されたレリーフ８を有する（これら３つの図では、プロフィールの高さは、半径方向距離ｒに対してかなり誇張されていることに注目すべきである）。したがって、レリーフ８は、光軸６上に、第１の回折プロフィール９に対応した次数＋１の第１の回折焦点１１及び第２の回折プロフィール１０に対応した次数＋１の第２の回折焦点１１を備えた複雑な回折像を生じさせる。次数＋１の第１の回折焦点１１は、近方視のための焦点であり、次数＋１の第２の回折焦点１２は、中間視のための焦点である。

第１の回折プロフィール９は、次の関数を近似的に満たすキノフォーム型のプロフィールである。

この方程式では、Ｈ₁（ｒ）は、光軸に対する半径方向距離ｒの関数としての第１の回折プロフィール９の高さであり、ｒは、レンズの外縁から光軸までの半径方向距離であり、λは、眼の感度が最も高い波長（通常、５５０ｎｍ）であり、ｎ₁及びｎ₂は、レンズの材料及びその植え込み媒体の屈折率であり、ａ₁は、振幅パラメータ（図示の実施形態では、０．４４）であり、Ｆ₁は、この第１の回折プロフィール９の次数＋１の焦点１１の焦点距離（この実施形態では、＋３．５ジオプタについて３００ｍｍ）である。

第２の回折プロフィール１０も又、次の関数を近似的に満たすキノフォーム型のプロフィールである。

この方程式では、Ｈ₂（ｒ）は、光軸に対する半径方向距離ｒの関数としての第２の回折プロフィール１０の高さであり、ａ₂は、振幅パラメータ（図示の実施形態では、０．２７）であり、Ｆ₂は、この第２の回折プロフィール１０の次数＋１の焦点１２の焦点距離（この実施形態では、＋１．７５ジオプタについて６００ｍｍ）である。

実際に注目されるべきこととして、製造上の制約により、実際の回折プロフィール９，１０は、これら方程式を近似的に満たしているに過ぎない場合がある。特に、これら実際のプロフィールのエッジは、丸められており、これは、図４ａ及び図４ｂに示されているコンボルーションによってシミュレート可能であり、散乱光の量を減少させて画像の光学的特性のメリットを生じさせるという追加の利点を有する。

したがって、これらプロフィール９，１０の両方の重ね合わせの結果として得られるレリーフ８は、図３に示されているように公式Ｈ（ｒ）＝Ｈ₁（ｒ）＋Ｈ₂（ｒ）を近似的に満たす。この実施形態では、Ｆ₂＝２Ｆ₁なので、第２の回折プロフィール１０の周期性は、第１の回折プロフィール９の周期性の半分である。したがって、レリーフ８は、第１のプロフィール９の１ステップに第２のプロフィール１０の１ステップが追加されたことによって得られる大きなのこぎり歯１３と第１のプロフィール１０の２つのステップのうちからの１つのステップに対応した小さなのこぎり歯１４が交互に位置したものから成る。さらに、このように、第２のプロフィール１０は、第１のプロフィール９の次数＋１の焦点１１に一致した次数＋２の屈折プロフィールを形成する。もし上述のように構成されていなければ失われている光の一部分がこの場合、近方視を助けるために用いられる。

眼内レンズの光学的優先度を評価する手法は、その変調伝達関数（ＭＴＦ）を実験的に求めることである。光学システムのＭＴＦは、決定された空間周波数について光学システムを通って伝達されるコントラストの割合を反映している。一般に、コントラストは、周波数が増大するにつれて低下する。図５では、５０サイクル／ｍｍでＩＳＯ規格に準拠した眼モデルにおいて瞳孔開きが３．０ｍｍの場合にレンズ１のＭＴＦと焦点力Ａの関係を表す曲線１５が見える。この曲線１５は、遠方視のための焦点、中間視のための焦点１２及び近方視のための焦点１１にそれぞれ対応したピーク１６，１７，１８を示している。このレンズ１では、この開きの場合、これら３つの焦点相互間の光の分布は、遠方視については４９％、近方視については３４％、中間視については１７％である。また、この図で理解できるように、これら３つの焦点上にではなくどこか他の場所に極めて僅かな光が差し向けられる。

これは、図３、図４ａ及び図４ｂで理解でき、２つのプロフィール９，１０の振幅は、Ｈ₁（ｒ）及びＨ₂（ｒ）に関する方程式に従って半径ｒの３乗につれて減少する。したがって、レリーフ８は、レンズ１の中心から外縁に向かって減少するよう「アポダイズ」される。かくして、開きが漸増する場合、回折焦点１１，１２を不利にした状態でますます多くの光が屈折焦点７へ差し向けられる。これは、図６で理解でき、図６では、曲線１９は、遠方視のための焦点７へ差し向けられる入射光の百分率に対応し、曲線２０は、中間視のための焦点１２へ差し向けられる入射光の百分率に対応し、曲線２１は、近方視のための焦点１１へ差し向けられる入射光の百分率に対応し、曲線２２は、失われる光エネルギーのうちの１つに対応し、これは、ミリメートルで表される瞳孔開きに従って理論的に計算される。

図７ａ、図７ｂ及び図７ｃでは、本発明の一実施形態としての例示の眼内レンズ１を技術の現状のうちの最善のもののうちの１つと考えられる２焦点眼内レンズAcri.Tec（登録商標）Acri.lisa（登録商標）３６６Ｄと比較した。曲線２３，２４，２５は、それぞれ、遠方視のための焦点７、近方視のための焦点１１及び中間視のための焦点１２に関するＭＴＦと空間周波数の関係を表している。曲線２６，２７は、比較例として示された２焦点眼内レンズAcri.Tec（登録商標）Acri.lisa（登録商標）３６６Ｄのそれぞれの遠方視ための焦点及び近方視のための焦点に関しＭＴＦと空間周波数の関係を示している。

図７ａは、２．０ｍｍの瞳孔開きに対応している。理解されるように、近方視に対応した曲線２４、特に例えば近方視のような小さな開きにとって最も重要な曲線は、技術の現状のレンズの曲線２７に極めて似ている。しかしながら、本発明のこの例示の実施形態としてのレンズ１は、中間視のための焦点１２を更に有するという利点を備えている。この開きでは、レンズ１は、遠方視については４１％、近方視については３５％、中間視については２４％の理論的光エネルギー分布状態を有する。比較例として、技術の現状のAcri.lisa（登録商標）レンズは、遠方視については６５％、近方視については３５％の分布状態を有する。

図７ｂは、３．０ｍｍの瞳孔開きに対応している。この場合、レンズ１による近方視に対応した曲線２４は、引き続き技術の現状のレンズの曲線２７に極めて似ており、遠方視のための曲線２３は、Acri.lisa（登録商標）レンズによる遠方視に対応した基準曲線２６に近い。この開きでは、焦点７，１２，１１相互間の光の理論的分布状態は、Acri.lisa（登録商標）基準レンズに関する６５％／３５％と比較して４９％／３４％／１７％である。

最後に、図７ｃは、４．５ｍｍの瞳孔開きに対応している。この場合、レンズ１の遠方視のためのＭＴＦの曲線２３は、基準レンズAcri.lisa（登録商標）の対応の曲線２６を上回っている。他方、近方視のための曲線２４は、特に中及び高空間周波数に関し基準曲線２７に極めて近いままである。この場合、焦点７，１２，１１相互間の光の理論的分布状態は、基準レンズに関する６５％／３５％と比較して６７％／２４％／９％である。

本発明を特定の例示の実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の一般的範囲を変更することなく、これら実施形態に関する改造例及び変更例を想到できることは明らかである。例えば、変形実施形態において、本発明の眼内レンズは、キノフォームではなく、或いは、２つの重ね合わされた回折プロフィールの周期性と距離との比が種々の状態の種々の回折プロフィールを有しても良い。これら回折プロフィールは又、レンズの前面又は後面の一部分上にのみ重ね合わせることができる。レンズは又、その前面及び／又は後面上に互いに異なる曲率を有しても良く又は曲率を備えていなくても良く、これら曲率は、必要に応じて、非球面であっても良く又はそうでなくても良い。したがって、本明細書の説明内容及び図面の記載内容は、本発明を限定するものではなく、例示として考えられるべきである。

Claims (13)

1. 前面（４）及び後面（５）を有すると共に実質的に前後光軸（６）を備えた眼内レンズ（１）であって、前記前面（４）及び前記後面（５）のうちの一方は、前記光軸（６）上に次数＋１の少なくとも１つの第１の回折焦点（１１）を形成する第１の回折プロフィール（９）及び前記光軸（６）上の次数＋１の前記第１の回折焦点（１１）とは別個の次数＋１の第２の回折焦点（１２）を前記光軸（６）上に形成する第２の回折プロフィール（１０）を有する、眼内レンズ（１）において、前記第２の回折プロフィール（１０）の少なくとも一部分は、前記第２の回折プロフィール（１０）の次数＋２が前記第１の回折プロフィール（９）の次数＋１に加えられるように前記第１の回折プロフィール（９）の少なくとも一部分上に重ね合わされている、眼内レンズ（１）。
2. 前記レンズ（１）は、前記光軸（６）に次数＋１の前記第１及び前記第２の焦点（１１，１２）とは別個の次数０の焦点（７）を有する屈折‐回折レンズである、請求項１記載の眼内レンズ（１）。
3. 次数０の前記焦点（７）は、遠方視のための焦点であり、次数＋１の前記第１の焦点（１１）は、近方視のための焦点であり、次数＋１の前記第２の焦点（１２）は、中間視のための焦点である、請求項２記載の眼内レンズ（１）。
4. 近方視のための前記焦点（１１）は、前記光軸（６）上で、前記第２の回折プロフィール（１０）によって形成された次数が＋１よりも高い焦点にも実質的に一致している、請求項３記載の眼内レンズ（１）。
5. 前記次数の高い焦点は、次数＋２の焦点である、請求項４記載の眼内レンズ（１）。
6. 遠方視のための前記焦点（１１）は、遠方視のための前記焦点（７）から＋２．５ジオプタと＋５ジオプタとの間の数値のジオプタに対応した距離のところに位置している、請求項３〜５のうちいずれか一に記載の眼内レンズ（１）。
7. 近方視のための前記焦点（１１）は、遠方視のための前記焦点（７）から＋３ジオプタと＋４ジオプタとの間の数値のジオプタに対応した距離のところに位置している、請求項６記載の眼内レンズ（１）。
8. 前記第２の回折プロフィール（１０）は、前記第１の回折プロフィール（９）よりも小さな振幅を有する、請求項３〜７のうちいずれか一に記載の眼内レンズ（１）。
9. 前記第１及び／又は前記第２の回折プロフィール（９，１０）は、前記光軸（６）から前記レンズ（１）の外縁まで漸減する振幅でアポダイズされている、請求項３〜８のうちいずれか一に記載の眼内レンズ（１）。
10. 前記振幅は、前記光軸（６）までの半径方向距離の３乗に比例して減少している、請求項９記載の眼内レンズ（１）。
11. 前記レンズ（１）は、非球面である、請求項２〜１０のうちいずれか一に記載の眼内レンズ（１）。
12. 前記第１の回折プロフィール（９）及び／又は前記第２の回折プロフィール（１０）は、キノフォーム型のプロフィールである、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の眼内レンズ（１）。
13. 前記第１及び／又は前記第２の回折プロフィール（９，１０）のエッジは、丸められている、請求項１２記載の眼内レンズ（１）。

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