JP6017137B2 - 近視調節眼科用レンズの設計 - Google Patents
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Description
本願は、その全容を本願に参照により援用する、2009年2月2日出願の米国仮特許出願第61/149193号及び2010年2月1日出願の米国本出願第12/697,931号の恩典を主張するものである。
本発明は、近視の進行を予防、阻止又は遅らせるための設計及び方法に関する。
1.遠刺激レベル及び近刺激レベルに対する眼の波面データを、波面センサーを使用して患者から収集する。
2.各波面を、前方から後方への軸として定義される、例えば瞳孔中心を通る視軸に沿ったz軸方向の径方向の傾斜を推定することにより屈折力マップに変換する。
3.軸方向の焦点距離(すなわち、z軸と径方向の「法線」との交点)を計算し、この焦点距離を屈折力の値に変換する(図1)。
a)縁部領域によって更に囲まれる周辺領域によって囲まれた中央の光学領域を有する凸面、及び患者の眼の上に置かれる凹面、
b)光学領域内の任意の位置のレンズ屈折力は、頂点距離(apical distance)で平均化された波面から導出される屈折力に、各位置(x)における遠距離平均波面から導出された屈折力と近距離平均波面から導出された屈折力との単一の差、差の部分倍数又は倍数、及び頂点の近距離波面から導出された屈折力と頂点の遠距離波面から導出された屈折力との差から導出される補正を加えた合計として述べられ、この光学レンズ屈折力は近視の進行を調節する又は遅らせるうえで有用である。
異なるデータソースを用いて、近視調節用のコンタクトレンズの設計を導出することができる。例としては以下のものが挙げられる。
個別の患者データに基づいたカスタマイズされた設計、又は、
特定のデータのサブ集団(例えば、年齢10〜16才の若年齢のアジア系の子供)に基づいた群設計、又は、
すべての利用可能なデータ(例えば、すべての近視者)に基づいた一般集団設計。
第1の方法では、経線について平均化された近距離波面屈折力を設計の開始点として使用する。この設計では、レンズの中心からの弦直径が増大するに従って、レンズの屈折力が大きくなる(より正の屈折力)ことが求められる。屈折力の増加量は、近距離波面屈折力の群平均データに明らかな自然な負の屈折力の変化を相殺するように設計される(図6)。黒い矢印は、必要な正の屈折力変化を示す。これにより近距離波面は、屈折力変化が0に補正される。
第2の方法では、経線について平均化された近距離波面屈折力を設計の開始点として再び使用する。しかしながら、この場合における目標とする屈折力変化は、経線について平均化された遠距離波面屈折力である。この設計では、レンズの中心からの弦直径が増大するに従って、レンズの屈折力が大きくなる(より正の屈折力)ことが求められる。屈折率の増加量は、近距離波面屈折力の群平均データに明らかな自然の負の屈折力変化を、遠距離波面屈折力のプロファイルにシフトさせるように設計される(図7)。黒い矢印は、必要な正の屈折力変化を示す。患者が−3.00Dの距離補正を必要とする場合、この場合のレンズ屈折力のプロファイルは、中央において−3.00Dであり、0.6mmの光線高さで必要な屈折力の増加は約0.25D(正味屈折力−2.75)であり、1mmの光線高さで必要な屈折率の増加は約0.5D(正味屈折力−2.50D)である。図7は、波面から導出された屈折力プロファイルを表し、図8は、上記に述べた原理に基づいて中央誤差及び周辺に向かうプロファイルを補正するためのレンズ設計の屈折力プロファイルを示す。この実施例は、1.6mmの光線高さ(直径3.2mm)にまで外側に延びる実際の設計を示したものであるが、波面がより大きな直径まで測定される場合には、設計が更に外側に延びる点は認識される。適当な数学的方法によって設計を最大4mmの光線高さにまで外挿することが可能である点も認識される。
本発明の別の実施形態では、経線について平均化された近距離波面の屈折力を設計の開始点として再び使用する。しかしながら、この場合における目標とする屈折力変化は、経線について平均化された遠距離波面屈折力に達するための差の2倍である。差の2倍が好ましいが、この差は最大で遠距離波面屈折力の4倍にまで達しうる。この設計では、レンズの中心からの弦直径が増大するに従って、レンズの屈折力が大きくなる(より正の屈折力)ことが求められる。屈折率の増加量は、近距離波面屈折力の群平均データに明らかな自然の負の屈折力変化を、遠距離波面屈折力のプロファイルよりも高い値にシフトさせるように設計される(図9)。黒い矢印は、必要な正の屈折力変化を示す。例えば差の0.5倍のように、1よりも小さい乗数が有用である点も認識される。これは患者の自然視力により近いが、やはり本発明の教義を実体化するものである。
本発明のこの実施形態では、半経線近距離波面の屈折力を設計の開始点として使用する。この設計では、レンズの中心からの弦直径が増大するに従って、レンズの屈折力が大きくなる(より正の屈折力)ことが求められる。屈折力の増加量は、近距離波面屈折力のデータに明らかな自然な負の屈折力の変化を相殺するように設計される。
これらの方法は(それぞれ)方法2及び3と似ている。方法5では、近距離波面について屈折力が負である屈折力プロファイルの各位置を、遠距離波面の対応する点に一致するようにシフトさせる。大部分の場合において、遠距離波面は各位置で正の屈折力変化を有するが、一部の場合では屈折力の変化が負となる場合もある。
近刺激に対する波面直径は約3.5mm(光線高さ1.75mm)であるのに対して、遠距離波面に対する波面直径は約4mm(光線高さ2mm)である。(この場合)中心の3.5mm以内の屈折力プロファイルは、上記に述べた方法1〜6に基づいて設計することができる。3.5mmの中心領域の縁部から光学領域の縁部(例えば7mm)までは、遠距離波面から導出される屈折力変化(遠距離波面における1.75〜2mmまでの黒い矢印を参照)に従うようにレンズの屈折力変化を設計することができる。遠距離波面が7mmの光学領域の縁部にまで延びない場合には、屈折力の進行度は遠距離屈折力プロファイルの変化又は屈折力の漸近線の外挿値とすることができる。
(1) 波面データ及び瞳孔径に基づく近方視力及び遠方視力の補正係数を含む設計を有する眼科用レンズであって、前記レンズの使用が近視の進行を遅らせるか又は止める、眼科用レンズ。
(2) 縁部領域によって更に囲まれた周辺領域によって囲まれた中央の光学領域を有する凸面、及び着用者の眼の上に置かれる凹面を含み、前記光学領域内の任意の位置のレンズ屈折力は、頂点距離で平均化された波面から導出される屈折力に、各位置(x)における遠距離平均波面から導出された屈折力と近距離平均波面から導出された屈折力との単一の差、差の部分倍数又は倍数、及び頂点の近距離波面から導出された屈折力と頂点の遠距離波面から導出された屈折力との差から導出される補正を加えた合計として述べられ、前記光学レンズ屈折力は近視の進行を調節する又は遅らせるうえで有用である、実施態様1に記載のレンズ。
(3) コンタクトレンズの設計方法であって、
a)波面データを取得することと、
b)前記波面データを放射状の屈折力マップに変換することと、
c)波面データ及び瞳孔径に基づく近方視力及び遠方視力の補正係数を含むレンズ屈折力プロファイルを生成することと、を含む、方法。
(4) 集団全体の波面データを取得する、実施態様2に記載の方法。
(5) サブ集団の波面データを取得する、実施態様2に記載の方法。
(6) 個人の波面データを取得する、実施態様2に記載の方法。
(7) 前記波面データが複数の波面ファイルの平均である、実施態様2に記載の方法。
(8) 前記レンズ設計屈折力プロファイルが、すべての経線を回転対称な形態に平均化することによって計算される、実施態様2に記載の方法。
(9) 前記レンズ設計屈折力プロファイルが、近距離屈折力プロファイルの逆数によって計算される、実施態様7に記載の方法。
(10) 前記レンズ設計屈折力プロファイルが、近距離屈折力プロファイルの負の収差を相殺することによって計算される、実施態様7に記載の方法。
(12) 前記レンズ設計屈折力プロファイルが、遠距離波面屈折力プロファイルの倍数を近距離波面屈折力プロファイルに加えることによって計算される、実施態様7に記載の方法。
(13) 前記レンズ設計屈折力プロファイルが、遠距離波面屈折力プロファイルの一部を近距離波面屈折力プロファイルに加えることによって計算される、実施態様7に記載の方法。
(14) 眼の特徴を表す波面データを放射状の屈折力マップに変換することと、波面データ及び瞳孔径に基づく近方視力及び遠方視力の補正係数を含むレンズ屈折力プロファイルを生成することと、を含む方法を行うために、処理装置によって実行するためのコンピュータ読み取り可能な命令が記憶された、コンピュータによって使用可能な媒体を含む物品。
(15) 縁部領域によって更に囲まれる周辺領域によって囲まれた中央の光学領域を有する凸面、及び着用者の眼の上に置かれる凹面を有するレンズのレンズ設計を生成する、実施態様14に記載の物品。
(16) そのような設計では、前記光学領域内の任意の位置のレンズ屈折力は、頂点距離で平均化された波面から導出される屈折力に、各位置(x)における遠距離平均波面から導出された屈折力と近距離平均波面から導出された屈折力との単一の差、差の部分倍数又は倍数、及び頂点の近距離波面から導出された屈折力と頂点の遠距離波面から導出された屈折力との差から導出される補正を加えた合計として述べられ、前記光学レンズ屈折力は近視の進行を調節する又は遅らせるうえで有用である、実施態様15に記載の物品。
(17) レンズ屈折力が、
(18) 近視の進行を遅らせるための眼科用レンズであって、
中央の光学領域、周辺領域、及び縁部領域を含み、
前記周辺領域が前記光学領域を囲み、前記縁部領域が前記周辺領域を囲み、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が遠方視力を補正するために必要とされる屈折力を有する、眼科用レンズ。
(19) 前記中央の光学領域の外径が3.5mm以下である、実施態様18に記載のレンズ。
(20) 前記中央の光学領域の外径が5.3mm以下である、実施態様18に記載のレンズ。
(22) 近視の進行を遅らせるための眼科用レンズであって、
中央の光学領域、周辺領域、及び縁部領域を含み、
前記周辺領域が前記光学領域を囲み、前記縁部領域が前記周辺領域を囲み、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が前記中央の光学領域の屈折力プロファイルから外挿された屈折力プロファイルを有する、眼科用レンズ。
(23) 前記中央の光学領域の外径が3.5mm以下である、実施態様22に記載のレンズ。
(24) 前記中央の光学領域の外径が5.3mm以下である、実施態様22に記載のレンズ。
(25) 前記周辺領域の外径が8.0mm以下である、実施態様22に記載のレンズ。
(26) 前記外挿が線形である、実施態様22に記載のレンズ。
(27) 前記線形外挿が、前記中央の光学領域の境界において屈折力の傾斜を維持する、実施態様26に記載のレンズ。
(28) 前記外挿がより高次の多項式である、実施態様22に記載のレンズ。
(29) 前記多項式が少なくとも2次関数である、実施態様28に記載のレンズ。
(30) 前記多項式が、連続的な2次導関数を有する連続した関数である、実施態様28に記載のレンズ。
中央の光学領域、周辺領域、及び縁部領域を有するレンズを患者に提供することを含み、前記周辺領域が前記光学領域を囲み、前記縁部領域が前記周辺領域を囲み、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が遠方視力を補正するために必要とされる屈折力を有する、方法。
(32) 近視の進行を遅らせるための方法であって、
中央の光学領域、周辺領域、及び縁部領域を有するレンズを患者に提供することを含み、前記周辺領域が前記光学領域を囲み、前記縁部領域が前記周辺領域を囲み、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が前記中央の光学領域の屈折力プロファイルから外挿された屈折力プロファイルを有する、方法。
Claims (14)
- コンタクトレンズの設計方法において、
a)遠距離標的と近距離標的に患者の目の焦点が合った状態で測定された遠距離および近距離の波面誤差および瞳孔径を取得することと、
b)前記波面誤差を放射状の屈折力マップに変換することと、
c)前記波面誤差及び瞳孔径に基づく近方視力及び遠方視力の補正を含むレンズ設計屈折力プロファイルを生成することと、
を含み、
ここで、前記レンズは、縁部領域によって更に囲まれた周辺領域によって囲まれた中央の光学領域を有する凸面、及び着用者の眼の上に置かれる凹面を含み、前記光学領域内の任意の位置の光学レンズ屈折力は、頂点距離で平均化された波面から導出される屈折力に、各位置(x)における遠距離平均波面から導出された屈折力と近距離平均波面から導出された屈折力との単一の差、差の部分倍数又は倍数から導出される前記補正、及び頂点の近距離波面から導出された屈折力と頂点の遠距離波面から導出された屈折力との差を加えた合計として数学的に記述され、前記光学レンズ屈折力は近視の進行を調節する又は遅らせるうえで有用であり、
前記コンタクトレンズの設計方法は、さらに、
前記近方視力の補正を、近距離波面が測定される際に存在する前記瞳孔径に対応した光学領域の直径に制限することと、
前記レンズ設計屈折力プロファイルを、前記放射状の屈折力マップにおけるすべての半経線を回転対称な形態に平均化することによって計算することと、
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記患者集団全体の波面誤差を取得する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記患者のサブ集団の波面誤差を取得する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、個人の患者の波面誤差を取得する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記波面誤差が複数の波面ファイルの平均である、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記レンズ設計屈折力プロファイルが、近距離屈折力プロファイルの逆数によって計算される、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記レンズ設計屈折力プロファイルが、近距離屈折力プロファイルの負の収差を相殺することによって計算される、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記レンズ設計屈折力プロファイルが、遠距離波面屈折力プロファイルを近距離波面屈折力プロファイルに加えることによって計算される、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記レンズ設計屈折力プロファイルが、遠距離波面屈折力プロファイルの倍数を近距離波面屈折力プロファイルに加えることによって計算される、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記レンズ設計屈折力プロファイルが、遠距離波面屈折力プロファイルの一部を近距離波面屈折力プロファイルに加えることによって計算される、方法。
- 眼の特徴を表す波面誤差を放射状の屈折力マップに変換することと、所与の波面誤差及び瞳孔径に基づく近方視力及び遠方視力の補正を含むレンズ屈折力プロファイルを生成することと、を含む方法を行うために、処理装置によって実行するためのコンピュータ読み取り可能な命令が記憶された、コンピュータによって使用可能な媒体を含む物品において、
前記物品から命令を受けたコンピュータが、当該命令に基づいて、縁部領域によって更に囲まれる周辺領域によって囲まれた中央の光学領域を有する凸面、及び着用者の眼の上に置かれる凹面を有するレンズを設計するための処理を実行し、
そのような設計では、前記光学領域内の任意の位置の光学レンズ屈折力は、頂点距離で平均化された波面から導出される屈折力に、各位置(x)における遠距離平均波面から導出された屈折力と近距離平均波面から導出された屈折力との単一の差、差の部分倍数又は倍数から導出される補正、及び頂点の近距離波面から導出された屈折力と頂点の遠距離波面から導出された屈折力との差を加えた合計として数学的に記述され、前記光学レンズ屈折力は近視の進行を調節する又は遅らせるうえで有用であり、
前記近方視力の補正は、近距離波面が測定される際に存在する前記瞳孔径に対応した光学領域の直径に制限されており、
前記レンズ設計屈折力プロファイルが、前記放射状の屈折力マップにおけるすべての半経線を回転対称な形態に平均化することによって計算されている、
物品。 - 近視の進行を遅らせるためのレンズを設計する方法において、
中央の光学領域、前記光学領域を囲む周辺領域、及び前記周辺領域を囲む縁部領域を有するレンズを設計することであって、ここで、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が遠方視力を補正するために必要とされる屈折力を有している、設計することを含み、
前記設計することは、さらに、
前記遠方視力の補正を、近距離波面が測定される際に与えられる瞳孔径に対応する光学領域の直径を除く光学領域に適用することと、
前記屈折力プロファイルが、所与の波面誤差から変換された放射状の屈折力マップにおけるすべての半経線を回転対称な形態に平均化することによって計算することと、
を含む方法。 - 近視の進行を遅らせるためのレンズを設計する方法において、
中央の光学領域、前記光学領域を囲む周辺領域、及び前記周辺領域を囲む縁部領域を有するレンズを設計することであって、ここで、前記中央の光学領域の屈折力が、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力から、遠方視力を補正するために必要とされる屈折力よりも少なくとも0.5ジオプターだけ正の屈折力へと徐々に増加する屈折力プロファイルを含み、前記中央の光学領域が屈折力プロファイルにおいて最大値を更に含み、前記周辺領域の屈折力が前記中央の光学領域の屈折力プロファイルから外挿された屈折力プロファイルを有している、設計することを含み、
前記設計することは、さらに、
前記遠方視力の補正を、近距離波面が測定される際に与えられる瞳孔径に対応する光学領域の直径を除く光学領域に適用することと、
前記屈折力プロファイルを、所与の波面誤差から変換された放射状の屈折力マップにおけるすべての半経線を回転対称な形態に平均化することによって計算することと、
を含む方法。
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