JP6422655B2 - 眼科手術システム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
関連出願との相互参照
本願は、２０１３年２月８日にドイツで出願された特許出願番号第１０ ２０１３ ００２ ２９３．２号の優先権を主張し、この特許出願番号第１０ ２０１３ ００２ ２９３．２号は、全文が引用によって本明細書に援用される。

分野
本発明は、目に眼内レンズを挿入する方法、およびそのような方法に用いられる眼科手術システムに関する。白内障手術では、患者の目の濁った水晶体を摘出し、水晶体の機能の大部分を提供して目の視覚の大部分を回復するインプラントと交換する。このようなインプラントは一般に眼内レンズ（ＩＯＬ）と称される。目の水晶体と交換するそれらの眼内レンズとは別に、目の能力を改善するために水晶体は所定の位置に残ったままの状態で目に移植される、いわゆる有水晶体眼内レンズも公知である。

背景
眼内レンズを移植する手術の計画は、市販の多数の異なる種類および型式の眼内レンズから適切な眼内レンズを選択することを含む。異なる型式の眼内レンズは、たとえば、レンズ材質の屈折率、レンズ表面の曲率、レンズ表面の互いに対する軸方向距離、レンズの直径、ハプティックの種類、および他の特性が異なり得る。また、非球面レンズ表面を有する眼内レンズ、または回転対称性を有しない自由形態の表面を有するレンズ表面を有する眼内レンズ、屈折度数が異なる領域を提供する眼内レンズ、および回折光学素子を含む眼内レンズなどの、異なる種類の眼内レンズもある。

特定の目に移植される眼内レンズの種類および型式の選択は一般に、視覚障害、角膜の曲率、目の角膜頂点と網膜との間の距離、すなわち眼長、および目の角膜頂点と水晶体との間の距離、すなわち前房の長さ、および他の適切な値などの、目から求められる術前値に基づく。上記の術前値の１つ以上に基づいて眼内レンズの特性を決定するために、発見的手法が典型的に用いられる。そのような式の例には、Ｈａｉｇｉｓ式、Ｈｏｆｆｅｒ式、Ｈｏｌｌａｄａｙ式およびＳＲＫ／Ｔ式がある。

特定の目に移植される眼内レンズの種類および型式の選択は、常に所望の結果をもたらすとは限らない。眼の所望の術後視覚は、手術後に、および手術中に目の角膜に入れられる切開の治癒後に達成されないからである。

要約
本発明は上記の考察に鑑みてなされた。

いくつかの実施形態に従い、本発明は、目の術後特性をよりよく達成するための眼内レンズを挿入する方法およびそのような方法に用いられ得る眼科手術システムを提供する。

いくつかの実施形態に従い、眼内レンズを挿入する方法は、
（１）少なくとも以下の目の術前値、すなわち、
（ａ）目の角膜の曲率を表わす値、
（ｂ）目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、および
（ｃ１）目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値
を求めるステップと、
（２）術前値に基づいて眼内レンズを選択するステップと、
（５）目に眼内レンズを挿入するステップと、
（６）少なくとも以下の目の術中値、すなわち、
（ｃ２）目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす値
を求めるステップと、
（７）模型眼を設けるステップとを含み、模型眼は少なくとも以下のパラメータ、すなわち、
（ａ）目の角膜の曲率を表わすパラメータ、
（ｂ）目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わすパラメータ、
（ｃ２）目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わすパラメータ、
（ｄ）眼内レンズの屈折度数を表わすパラメータ
を含み、本方法はさらに、
（８）模型眼を用いて目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるステップを含み、
（ａ）目の角膜の曲率を表わす術前値は、目の角膜の曲率を表わす模型眼のパラメータに割当てられ、
（ｂ）目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす術前値は、目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わすパラメータに割当てられ、
（ｃ２）目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす術中値は、目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす模型眼のパラメータに割当てられ、
（ｄ）術前値に基づいて、または選択した眼内レンズに基づいて求められる値が、眼内レンズの屈折度数を表わす模型眼のパラメータに割当てられ、本方法はさらに、
（９）目の術後視覚障害を表わす第２の値に基づいて、挿入した眼内レンズの位置および／もしくは向きを修正する、または異なる眼内レンズを挿入するステップを含む。

したがって、手術前に求められる目の値および手術中に求められる目の値の両方が、模型眼のパラメータとして用いられる。模型眼を用いて、手術後に起こる目の視覚障害を予測する。この予測は手術中にすでに行うことができ、すなわち、この予測は、手術中に判定される目の術後視覚障害に基づいて、手術のさらなるステップを計画できるような、または手術のステップの既存の計画を変更できるような、術中予測である。たとえば、現在挿入されている眼内レンズの位置もしくは向きが正しいか否か、または選択および挿入した眼内レンズを異なる眼内レンズと交換すべきか否かを判断するために、手術中に判定される目の術後視覚障害を目の所望の視覚障害と比較することができる。

挿入した眼内レンズの向きの変更は、乱視度数を有する眼内レンズを用いると特に有用であり得る。挿入した眼内レンズの位置の修正は、眼内レンズを目の水晶体嚢に挿入したときに合併症が起こった状況などにおいて特に行われ得る。挿入した眼内レンズの異なる眼内レンズとの交換は、術前値に基づいた挿入眼内レンズの選択および実験式の１つの適用が手術患者の目の特定の特性のために失敗した状況において特に行われる。

本方法に用いられる目の特性を表わす値および模型眼のパラメータは、スカラー値またはタプルであってもよく、各タプルは複数のスカラー値を含む。たとえば、目の角膜の曲率を表わす値は、目の角膜の形状に近似する球の半径であってもよい。しかし、この値は、この球の半径の逆数であってもよい。さらに、この値は、異なる平面内で測定された角膜の曲率を表わす２つの個別の値のタプルであってもよい。これは、目に乱視の視覚障害がある場合に特に有用であり得る。さらに、目の角膜の曲率を表わす値は、たとえば、通常の態様で予め定められたゼルニケ次数まで角膜の非球面形状を表わすゼルニケ多項式を表わす複数の係数を含むタプルであってもよい。

目の角膜頂点と水晶体との間の距離を表わす値は手術前に、すなわち手術を行う前に、直接に測定され得る。この値は、目の角膜頂点と網膜との間の測定距離から目の水晶体と網膜との間の距離の測定値を差引くことによっても得ることができる。このため、目の角膜頂点と網膜との間の距離の値および目の水晶体と網膜との間の距離の値のタプルも、目の角膜頂点と水晶体との間の距離を表わす値である。さらに、目の角膜頂点と水晶体との間の距離を表わす値は、水晶体の主平面、水晶体の前面の頂点、水晶体の後面の頂点、または物理的に存在するもしくは水晶体の幾何学的形状に基づいた数学的構造である水晶体のいずれかの他の要素に対して測定され得る。

模型眼は、複数の可能な方法によって提供され得る。例示的な方法に従い、模型眼はコンピュータおよび光学ソフトウェアを用いてシミュレートされる。そのような光学ソフトウェアの例には、米国カリフォルニア州パサディナのＳｙｎｏｐｓｙｓ社から入手可能なＣｏｄｅ Ｖ、および米国ワシントン州レドモンドのＲａｄｉａｎｔ Ｚｅｍａｘ社から入手できるＺｅｍａｘがある。シミュレーション対象物、すなわち目の光学特性を表わすパラメータのセットが、適切なフォーマットでソフトウェアに典型的に供給される。これらのパラメータは、特に、インターフェイス同士の間の距離を表わすパラメータ、インターフェイス同士の間に設けられる材質の屈折率、およびインターフェイスの曲率を含む。

人間の目の適切な模型が開発されている。一例は、グルストランドの模型眼である。有用な模型眼のさらなる背景的知識および詳細は、Yanqiao HuangおよびDuncan T. Moore, "Human eye modeling using a single equation of gradient index crystalline lens for relaxed and accommodated states", Proc. SPIE 6342, International Optical Design Conference 2006と、Jihong Feng; Hanyu Zhang; Xiaobing Wang; Aizhen Liu, "Constructing a human eye model: The cornea shape effect on optical imaging for the human eyes", 3rd International Conference on Biomedical Engineering and Informatics (BMEI), 2010, vol.1, no., pp.171-173, 16-18 Oct. 2010と、R. Navarro; J. Santamaria; J. Bescos, "Accommodation-dependent model of the human eye with aspherics", Journal of the Optical Society of America A, Optics and image science 09/1985, 2(8):1273-81と、Liou, H LおよびN A Brennan, "Anatomically accurate, finite model eye for optical modeling", Journal of the Optical Society of America A, 1997, 14, no. 8: 1684-1695とから得ることができる。

特に、目の角膜の形状を模型眼に入力する前に、有限要素モデルを用いて角膜の形状をシミュレートすることができる。有限要素モデルを用いた角膜の形状の計算は、模型眼の固有成分であってもよい。角膜の形状をシミュレートする有限要素モデルの例は、R. Navarro等による"Lower- and higher-order aberrations predicted by an optomechanical model of arcuate keratotomy for astigmatism", J Cataract Refract Surg 2009; 35: 158-165に記載されている。このような有限要素モデルを用いることによって、目に手術道具を挿入するため、目に眼内レンズを挿入するために角膜に入れられる、または視覚障害を回復するために角膜に入れられる、角膜の切開を考慮することができる。

示される方法では、模型眼に対して計算を行うことによって術後視覚障害を判定および予測するために、手術前に求められる値および手術中に求められる値が模型眼のパラメータに割当てられる。これらの計算は、たとえば、レイトレーシングなどのシミュレーションを含み得る。

例示的な実施形態に従い、手術中に求められる目の値は、目に対して波面測定を行うことによって求められる値も含む。このような値は、手術中に視覚障害を判定するために直接に使用され得る。このような値は、現在使用中の模型眼の一貫性を確認するためにも使用され得、波面測定によって求められる値に基づいて、現在使用中の模型眼のパラメータを変更することもできる。波面測定は、眼内レンズの挿入の前および／または後に行われ得る。

挿入した眼内レンズが乱視度数を有する場合、手術中に求められる目の値が、目に対して波面測定を行うことによって得られる値を含むと有利であり得る。波面測定によって得られる値によって、挿入した眼内レンズの向きが正確であるか変更すべきかを容易に判断することができる。

例示的な実施形態に従い、本方法はさらに、
（３）目に眼内レンズを挿入する前に目に検眼鏡を当てるステップと、
（１０）挿入した眼内レンズの位置および／もしくは向きを修正した後に、または眼内レンズを挿入した後に、検眼鏡を外すステップとを含む。

検眼鏡は、手術中に目を開け続けておくために目に当てられる。しかし、検眼鏡は目の角膜に一定の圧力をかけるため、検眼鏡によって目の角膜の形状が歪む。このように変形した角膜の結果、手術中に行われる波面測定によって将来の目の視覚障害が検出されることがあり、これによって手術の計画が不必要に変更されてしまうことがある。しかし、示される方法によると、術前に求められる角膜の曲率の値を目の術後視覚障害を判定するための模型眼のパラメータとして用いるので、当てた検眼鏡による角膜の歪みに起因するこのような問題を回避できる。

さらなる例示的な実施形態に従い、本方法はさらに、
（４）目の角膜に少なくとも１つの切開を入れるステップを含み、切開を入れるステップは、目に眼内レンズを挿入する前に特に行われ得、
模型眼はさらに以下のパラメータ、すなわち、
（ｅ）目の角膜の少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わすパラメータ
を含み、
（８）目の術後視覚障害を表わす値を求めるステップは、
（ｅ）目に入れられる少なくとも１つの切開に基づいて求められる値が、目の角膜の少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わす模型眼のパラメータに割当てられる
ことを含む。

切開は、切開によって目の内部に手術道具を挿入するために目の角膜に入れられ得る。手術道具は、たとえば、目の水晶体を摘出するために用いる乳化機であり得る。切開はさらに、目に眼内レンズを挿入するために目の角膜に入れられ得る。このような切開は、目に眼内レンズを挿入する前に目の角膜に入れられる。

さらに、目の角膜の曲率を変えて目の視覚に影響を及ぼすために、１つ以上の切開が目の角膜に入れられ得る。このような切開は、目に眼内レンズを挿入する前または挿入した後に目の角膜に入れられ得る。

例示的な実施形態に従い、模型眼は、上述のR. Navarro等の論文に記載されているような目の角膜の有限要素モデルを含む。

さらなる例示的な実施形態に従い、本方法は、
（６）目の術中値を求めるときに、以下の値、すなわち、
（ｆ）目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす値
が求められ、
（７）模型眼は以下のパラメータ、すなわち、
（ｆ）目の中の眼内レンズのセントレーションを表わすパラメータ
を含み、
（８）術後視覚障害を表わす値を求めるときに、
（ｆ）目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす求められた値が、目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす模型眼のパラメータに割当てられる
ように実行される。

目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす値は、たとえば、目の光軸からの眼内レンズの中心の距離を規定する値、および／または目の光軸の周りの円環体眼内レンズの向きを規定する値であり得る。

さらなる例示的な実施形態に従い、目に眼内レンズを挿入する本方法は、
（１）目の術前値を求めるステップと、
（２）術前値に基づいて眼内レンズを選択するステップと、
（５）目に眼内レンズを挿入するステップと、
（６）目の術中値を求めるステップと、
（７）複数のパラメータを含む模型眼を設けるステップと、
（８）模型眼を用いて、目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるステップとを含み、目の術前値は模型眼の複数のパラメータの第１のサブセットに割当てられ、目の術中値は模型眼の複数のパラメータの第２のサブセットに割当てられ、本方法はさらに、
（９）目の術後視覚障害を表わす値に基づいて、挿入した眼内レンズの位置および／もしくは向きを修正する、または異なる眼内レンズを挿入するステップを含む。

本明細書中の特定の実施形態に従い、術前値は以下の値、すなわち、
（ａ）目の角膜の曲率を表わす値、
（ｂ）目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、および
（ｃ１）目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値
から選択される１つ以上の値を含む。

本明細書中の特定の実施形態に従い、術中値は以下の値、すなわち、
（ａ）目の角膜の曲率を表わす値、
（ｂ）目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、
（ｃ２）目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす値、
（ｅ）目の角膜の少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わす値、ならびに
（ｆ）目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす値
から選択される１つ以上の値を含む。

本方法のいくつかの実施形態に従い、第１の模型眼の例は、角膜の曲率を表わす術中値に基づいた角膜の表現を含み、
第２の模型眼の例は、角膜の曲率を表わす術前値に基づいた角膜の表現を含み、
術中値を求めるステップは、目の外部の第１のセットの光線を求めるために波面測定を行うステップを含み、
目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるステップは、
第１の模型眼の例を用いて第１のセットの光線の光線を外挿することによって目の内部の第２のセットの光線を計算するステップと、
第２の模型眼の例を用いて第２のセットの光線の光線を外挿することによって目の外部の第３のセットの光線を計算するステップと、
第３のセットの光線に基づいて目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるステップとを含む。

例示的な実施形態に従い、眼科手術システムは、
ユーザインターフェイスと、
少なくとも目の術前値および術中値を求めるように構成された測定システムと、
術前値に基づいて第１の値を求めるように構成された第１の演算モジュールとを含み、第１の値は眼内レンズの特性を表わし、眼科手術システムはさらに、
模型眼に対して行われるシミュレーションに基づいて第２の値を求めるように構成された第２の演算モジュールを含み、第２の値は目の術後視覚障害を表わし、模型眼は複数のパラメータを含み、眼科手術システムはさらに、
コントローラを含み、コントローラは、
（１）術前値を受信するように、
（２）第１の演算モジュールをトリガして、術前値に基づいて眼内レンズの特性を表わす第１の値を求めるように、
（５）ユーザインターフェイスをトリガして、眼内レンズの特性を表わす第１の値を表示するように、
（６）測定システムをトリガして、術中値を求めるように、
（８）第２の演算モジュールをトリガして、目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるように構成され、目の術前値は複数のパラメータの第１のサブセットに割当てられ、目の術中値は模型眼の複数のパラメータの第２のサブセットに割当てられ、コントローラはさらに、
（９）ユーザインターフェイスをトリガして、目の術後視覚障害を表わす第２の値を表示するように、構成される。

眼科手術システムは、一体型システムまたは分散型システムであり得る。眼科手術システムが分散型システムとして具体化される場合、術前値を求めるための測定システムは、術中値を求めるための測定システムとは異なり得、異なる場所に配置され得る。さらに、コントローラは、異なる場所に配置された複数の部品を含む分散型システムとして具体化され得、部品はコンピュータネットワークなどの適切なデータ接続を用いて接続される。第１の演算モジュールおよび第２の演算モジュールは、１つ以上のコンピュータで実行されるソフトウェアモジュールとして具体化され得、これらのコンピュータはコントローラと一体化され得るか、コントローラの外部に配置されて適切なデータ接続によってコントローラに接続され得る。

第１の演算モジュールは、たとえば、Ｈａｉｇｉｓ式、Ｈｏｆｆｅｒ式、Ｈｏｌｌａｄａｙ式、ＳＲＫ／Ｔ式または他の適切な演算方法を用いて、眼内レンズを表わす第１の値を求めるように構成され得る。眼内レンズを表わす第１の値は、たとえば、眼内レンズの屈折率レンズ、眼内レンズのレンズの材質を示す識別子、眼内レンズの片面または両面の曲率、および他のデータを含み得る。眼内レンズを表わす第１の値はさらに、たとえばそれぞれの眼内レンズの市販の商品名および製品指示子などの、使用する眼内レンズの種類または型式を示す識別子を含み得る。

第２の演算モジュールは、Ｃｏｄｅ ＶまたはＺｅｍａｘなどの光学ソフトウェアを実行するように構成され得る。第２の演算モジュールはさらに、目の角膜の形状をシミュレートする有限要素モデルを実行するように構成され得る。

さらなる例示的な実施形態に従い、コントローラは、測定システムがトリガされて術前値を求める前に、ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成され得、および／またはコントローラは、測定システムがトリガされて術中値を求める前に、ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成される。

さらなる例示的な実施形態に従い、測定システムは、目の角膜の曲率を表わす値を求めるための角膜鏡およびＯＣＴ測定装置の少なくとも一方を含む。

さらなる例示的な実施形態に従い、測定システムは、目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値を求めるためのＯＣＴ測定装置、超音波測定装置およびインターフェイス測定装置の少なくとも１つを含む。

さらなる例示的な実施形態に従い、測定システムは、目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値および／または目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす値の少なくとも一方を求めるためのＯＣＴ測定装置およびインターフェイス測定装置の少なくとも一方を含む。

さらなる例示的な実施形態に従い、測定システムは、目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす値を求めるための波面測定装置および屈折異常測定装置の少なくとも一方を含む。

本開示の上述のおよび他の有利な特徴は、添付の図面を参照して例示的な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。すべての可能な実施形態が本明細書中に認識される各々およびすべての、またはいずれかの利点を必ずしも示しているとは限らないことに留意されたい。

実施形態に係る眼科手術システムの概略図である。 図１に示される眼科手術システムを用いて実行され得る、目に眼内レンズを挿入する方法を示すフローチャートの図である。 模型眼を用いる光学シミュレーションの概略図である。 模型眼を用いる光学シミュレーションの概略図である。 模型眼を用いる光学シミュレーションの概略図である。

例示的な実施形態の詳細な説明
以下に説明される例示的な実施形態では、機能および構造が同様の部品には可能な限り同様の参照番号を付している。したがって、具体的な実施形態の個別の部品の特徴を理解するためには、本開示の他の実施形態および要約の説明を参照すべきである。

図１は、眼科手術システム１の部品を概略的に示すブロック図である。眼科手術システム１を用いて、図２を参照して以下により詳細に説明される目に眼内レンズを挿入する方法が実行され得る。

眼科手術システム１は、コントローラ３、ユーザインターフェイス５、目の術前値を求めるための第１の測定システム７、目の術中値を求めるための第２の測定システム９、眼内レンズを選択するための第１の演算モジュール１１、および術後視覚障害を判定するための第２の演算モジュール１３を含む。

眼科手術システム１は、第１の測定システム７および第２の測定システム９が異なる場所に配置された別々のシステムであり、かつ、たとえば、患者の目の測定を行うために異なる操作者によって異なる時間に用いられ得る、分散型システムとして具体化され得る。第１の測定システム７および第２の測定システム９によって生成される測定値は、測定データとしてコントローラ３に送信される。測定データは、測定システム７および９、コントローラ３または何らかの他の場所において利用可能な適切なメモリに一時的に格納され得る。さらに、コントローラ３も、たとえば、コントローラの一部が測定システム７および９の一方もしくは両方に一体化される、またはコントローラの一部が測定システム７および９とは別に配置され得るような分散型システムとして具体化され得る。

ユーザインターフェイス５は、たとえば、データを出力および表示するためのコンピュータモニタなどのディスプレイと、データを入力するためのキーボードまたはマウスなどの入力装置とを含む。また、ユーザインターフェイスは、ユーザインターフェイスの機能の一部が第１の測定システム７と一体化され、機能の他の部分が測定システム９と一体化され、機能のさらなる部分がたとえばコントローラ３などのさらなるシステムと一体化されるような分散型システムとして具体化され得る。

第１の演算モジュール１１および第２の演算モジュール１３は、１つ以上のコンピュータで実行されるソフトウェアモジュールとして具体化され、当該１つ以上のコンピュータはさらに、コントローラ３、ユーザインターフェイス５、第１の測定システム７および第２の測定システム９の機能を提供する追加のソフトウェアを実行し得る。

眼科手術システム１を用いて目に眼内レンズ（ＩＯＬ）を挿入する方法を、図２のフローチャートを参照してより詳細に説明する。

本方法の目的は、患者の目に眼内レンズを挿入することである。目に眼内レンズを挿入することは、目の水晶体が白内障を呈しているために濁った水晶体を摘出してインプラントと、すなわち眼内レンズと交換する場合に有利であり得る。眼内レンズの挿入は、目に視覚障害があり、眼鏡をかけても視覚障害を補うことができない場合、または患者が眼鏡を装着せずに視覚障害を補うつもりである場合にさらに望ましいことがある。そのような状況では、目の中に残る目の水晶体に加えて、一般に有水晶体眼内レンズと称されるインプラントが目に挿入され得る。

目に眼内レンズを挿入するこのような方法では、まず適切な種類の眼内レンズを選択する必要がある。複数の異なる種類の眼内レンズが市販されており、これらのレンズは、製造会社、屈折度数などの光学特性、およびハプティックが異なる。現在入手可能な種類の眼内レンズが眼科手術システムにとって公知であり、コントローラ３および／または第１の演算モジュール１１によってアクセス可能なデータベース５１に格納される。

特定の目のために適切な種類の眼内レンズを選択するために、目の測定が行われる。目の光学特性は、手術後に目が所望の視覚または所望の視覚障害を有するようにこれらの測定に基づいて適切な種類の眼内レンズを選択できるように、これらの測定を用いて決定される。

手術の前、ステップ５３において、術前値を求めるために第１の測定システムを用いて目の測定を行う。測定を行うために、作業者は、第１の測定システム７を用いて患者の目に対して所望の測定を行うことができるように、患者を測定システム７に対して位置決めする。作業者は、予め定められたユーザ入力をユーザインターフェイスに提出することによって測定を開始することができ、コントローラはこの入力を待ってから、測定システムをトリガして測定を行う。

術前値は、手術前の目の特性を表わす。ステップ５３において複数の値が生成される。特に、これらの値は、目の角膜の曲率を表わす値５５、目の角膜頂点と水晶体との間の距離を表わす値５７、および目の角膜頂点と網膜との間の距離を表わす値５９を含む。

第１の測定システム７は、これらの値を求めるための複数の装置を含み得る。たとえば、角膜の曲率は角膜鏡またはＯＣＴ装置を用いて測定され得、角膜頂点と水晶体との間の距離はたとえばＯＣＴ装置またはインターフェイス測定装置を用いて測定され得、角膜頂点と網膜との間の距離はＯＣＴ装置、超音波装置およびインターフェイス測定装置を用いて測定され得る。これらの値は特に、ドイツ、イェーナのカール ツァイス メディテック社からＩＯＬマスタという商品名で販売されている測定システムを用いて測定され得る。

図２に示される値５５，５７および５９に加えて、目の特性を表わす他の術前値が手術を行う前に求められ得る。たとえば、目の視覚障害を表わす値が、ＥＰ ２ １０３ ２４９ Ａ１から公知のシステムなどの波面測定システムを用いて測定され得る。

ステップ６１において、術前値５５，５７，５９および所望であれば追加の値に基づいて、適切な種類の眼内レンズを決定する。このような追加の値は、手術が始まる前に求められるさらなる術前値を含み得、追加の値はさらに、手術が始まった後に行われる術中測定によって求められる値を含み得る。たとえば、目の水晶体が摘出された後に波面測定が行われ得る。したがって、眼内レンズの決定は、術前値および術後値の両方に基づき得る。選択は、第１の演算モジュール１１を用いて行われ得る。このため、コントローラ３は、術前値５５，５７，５９および所望であれば追加の値を演算モジュール１１に送信する。演算モジュール１１は、利用可能な眼内レンズの特性を格納するデータベース５１にアクセスできる。そして、演算モジュール１１は、術前値に基づいて、その種類の眼内レンズの例を目に挿入すれば所望の術後視覚を達成するかほぼ達成する種類の眼内レンズを選択する。演算モジュール１１は、正しい種類の眼内レンズを選択するために適切な計算を行う。これらの計算は、たとえば、Ｈａｉｇｉｓ式、Ｈｏｆｆｅｒ式、Ｈｏｌｌａｄａｙ式およびＳＲＫ／Ｔ式などの適切な式の評価を含み得る。さらに、第１の演算モジュールは、たとえばＣｏｄｅ ＶまたはＺｅｍａｘなどの適切なソフトウェアを用いて光学計算を行い得る。第１の計算モジュール１１は、これらの計算の結果をコントローラ３に送信する。結果は、適切な種類の眼内レンズを表わすデータとして送信される。これらのデータは、眼内レンズの度数などの光学特性、または選択した種類の眼内レンズの製品指示子を含み得る。

その後、コントローラは、作業者が眼内レンズの種類を認識でき、たとえば選択した種類の眼内レンズの例をストックから得ることができるように、選択した種類の眼内レンズを表示するようにユーザインターフェイス５に指示する。

ステップ６３において、選択した眼内レンズを目に挿入する。目の水晶体が白内障を発症している場合、濁った水晶体を摘出してから眼内レンズを挿入する。このため、目の角膜に１つ以上の切開が入れられ、水晶体を分解して水晶体の一部を吸引によって摘出するために、乳化機の遠端を目に挿入する。眼内レンズは、角膜に入れられるさらなる切開によって目に挿入される。目の視覚障害を減少させるように角膜の曲率に影響を及ぼすために、目の角膜にさらなる切開が入れられ得る。

目に眼内レンズを挿入した後、ステップ６５において、レンズを水晶体嚢の内部でまたは水晶体嚢の前に位置決めし、必要に応じて回転させる。

ここで、これまでに行った手術の結果を確認することが望ましい。結果が所望の結果と一致する場合は、手術を終了してもよく、または確かめた結果が所望の結果と一致しない場合は、結果を改善するためにさらなるステップを行うことによって手術を継続してもよい。手術中のステップ６７において、目の特性を表わす術中値を生成するために、第２の測定システム９を用いて目の測定を行う。作業者は、予め定められたユーザ入力をユーザインターフェイスに提出することによって測定を開始することができ、コントローラはこの入力を待ってから、第２の測定システム９をトリガして術中値の測定を行う。

術中値は、目の角膜頂点と目に挿入した眼内レンズとの間の距離を表わす値６９、目に挿入した眼内レンズのセントレーションを表わす値７１、ならびに目の角膜に入れられる切開の構成および幾何学的形状を表わす値７３を含む。

第２の測定システムは、値６９，７１および７３を求めるための複数の装置を含み得る。たとえば、角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす値６９は、ＯＣＴ装置、超音波装置またはインターフェイス測定装置を用いて求められる。たとえば、ＥＰ ２ １０３ ２４９ Ａ１に記載されている装置などのＯＣＴ装置または波面測定装置を用いて、目の中の眼内レンズのセントレーションを表わす値７１が求められ得る。

目の角膜に入れられる切開を表わす値７３は、たとえば、ユーザインターフェイス５を介してシステムに入力され得る。このため、値７３は典型的に、切開の位置、向き、長さおよび曲率を表わす複数の個別の値を含む。

ステップ７５において、術中値６９，７１，７３および術前値の少なくともいくつかに基づいて、第２の計算モジュール１３を用いて、目の術後視覚障害を表わす値を求める。この計算に用いられる術前値は特に、角膜の曲率を表わす値５５、および目の網膜からの角膜頂点の距離を表わす値５９を含み得る。このため、術中値６９，７１，７３および術前値５５，５９が第２の演算モジュール１３に与えられる。演算モジュール１３は、術前値および術中値に基づいて手術後の目の光学特性を判定するための、Ｃｏｄｅ ＶまたはＺｅｍａｘなどの光学ソフトウェアを含む。第２の演算モジュール１３はさらに、角膜の形状を予測するための有限要素モデルを含み得る。

手術の進め方を決定するために、判定された術後視覚障害に基づいて決定ステップ７７を行う。判定された術後視覚障害が所望の視覚障害と一致する場合、目の術後特性は予想通りになると予想され得る。このような状況では、必要なステップを行い、ステップ７９において手術のドキュメンテーションを完了することによって、手術を終了してもよい。このようなドキュメンテーションに基づいて、ステップ７５において判定された予測される術後視覚障害を、たとえば２，３週間後に目に発症した視覚障害と比較することができる。このような比較に基づいて、第２の計算モジュール１３で用いられる模型眼を改良することができる。

ステップ７５で判定された術後視覚障害は、挿入した眼内レンズが目の中で正しく位置決めされていないか方向付けられていないことを示す場合がある。このような状況では、手術がステップ８１に進み、適切な情報がユーザインターフェイス５を用いて表示され得る。その後、ステップ６５において、目の中の眼内レンズの位置および／または向きを修正することができる。その後、ステップ６７において術中値を求めること、およびステップ７５において術後視覚障害を判定することを用いて処理を繰返すことができ、所望の結果が達成されて手術を終了できるまで決定ステップ７７を繰返すことができる。

判定された術後視覚障害は、挿入した眼内レンズが所望の結果を達成できないことを示す場合もあり、より良い結果を達成するためには異なる種類の眼内レンズを用いることが有利である。処理は次に決定ステップ７７からステップ８３に進み、計算モジュール１１を用いて異なる種類の眼内レンズを選択する。このため、術前値および術中値が計算モジュール１１に与えられ、ステップ６１を参照して上記で説明したように、これらの術前値および術中値に基づいて適切な種類の眼内レンズを選択する。その後、挿入した眼内レンズを目から取出し、ステップ６３において、ステップ８３で選択した種類の眼内レンズを目に挿入する。その後、所望の手術結果を予測できてステップ７９で手術を終了できるようになるまで、眼内レンズを位置決めして方向付けるステップ６５、術中値を求めるステップ６７、術後視覚障害を判定するステップ７５、および決定ステップ７７が繰返され得る。

第２の演算モジュールによって行われる演算の例を、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して以下に説明する。

患者の目に眼内レンズが挿入され、次に目の術後視覚障害または視覚を判定することが望ましい状況まで手術が進んだと仮定する。目の視覚障害は、波面測定を用いて高精度に測定され得る。しかし、この仮定される手術状況では、患者の目に対して行う波面測定によって術後視覚障害を正確に判定できることはめったにない。主な理由は、手術中の目の角膜の形状は、手術後２，３週間してから見られる角膜の形状とは異なるからである。手術中の目の角膜は、手術終了後の角膜に対して歪んでいる。このように歪んだ角膜の理由はいくつかある。

１つの理由は、角膜に圧力をかけて角膜を変形させる検眼鏡の存在である。さらなる理由は、眼圧が手術のために変化し、手術後しばらくして自然な眼圧まで回復したときの眼圧とは異なるからである。角膜の曲率は眼圧に依存する。手術中の目の角膜の歪みのさらなる理由は、角膜に入れられる切開である。切開の治癒過程で角膜の表面張力が変化し、それに従ってその形状も変化する。

この例では、測定システムの波面測定装置を用いることによって波面測定を行う。測定した波面に基づいて、測定した波面に対応する光線を求めることができ、これらの光線が模型眼の光学シミュレーションに用いられ得る。これらの光線は、測定した波面に直交している。

目の角膜の曲率の術中値は、測定システムを用いても測定される。
図３Ａは、模型眼の例２０および目の外部の一組の光線Ｍ１を概略的に示す。模型眼は、角膜２１、硝子体２２、眼内レンズ２３、前房２４および角膜２５を含む。模型眼の例２０は、模型眼のパラメータに割当てられる値によって規定される。図３Ａに示される模型眼の例２０は、手術の現段階において測定システムを用いて測定されるような形状または曲率を有する角膜の表現を含む。このように、測定された角膜の曲率の値が、角膜の曲率を表わす模型眼のパラメータに割当てられる。図３Ａの矢印２６は、角膜の形状が歪むように検眼鏡によって角膜に加えられる力を表わす。

図３Ａにおいて、手術中の波面測定から求められるような一組の光線Ｍ１は、角膜の表面まで延在する。次にレイトレーシングソフトウェアを用いて、一組の光線Ｍ１を目の内部に外挿する。これは、図３Ａと同じ模型眼の例２０および一組の光線Ｍ１を示す図３Ｂに示されており、図３Ｂでは外挿した一組の光線Ｍ２が目の内部に示される。この例では、基準面２７が模型眼の前房２４の内部に規定され、レイトレーシングソフトウェアを用いて、一組の光線Ｍ２が基準面２７に入射するまで光線Ｍ２を計算する。

その後、模型眼の例は、図３Ｃに示される異なる模型眼の例２８に変更される。模型眼の例２８の角膜２５の曲率を表わすパラメータの値は、角膜の曲率の術前値である。これは、手術中に測定される角膜の曲率は角膜の術後曲率とは異なり、かつ、手術前に求められる角膜の曲率の値は角膜の術後曲率によりよく近似するという仮定に基づく。角膜２５の曲率とは別に、模型眼の例２８は、そのパラメータに割当てられた値が模型眼の例２０と同じである。さらに、模型眼の例２８の基準面２７は、眼内レンズ２３に対して配置される場所が模型眼の例２０内と同じである。その後、レイトレーシングソフトウェアを用いて、一組の光線Ｍ２を目の内部から目の外部に外挿する。外挿したこれらの光線は、一組の光線Ｍ３として図３Ｃに示される。そして、外挿した一組の光線Ｍ３を用いて、目の術後視覚障害を判定する。この計算した術後視覚障害は、手術中に測定した波面から直接に判定される視覚障害よりも、手術後２，３週間してから定まる実際の視覚障害により近似すると仮定される。

この結果に基づいて、次に、目に移植した眼内レンズの位置を修正すべきか否か、移植した眼内レンズの向きを修正すべきか否か、または移植した眼内レンズを異なる種類の眼内レンズと交換すべきか否かを決定することができる。

第２の模型眼の例２８で用いられる角膜の曲率の値が、角膜の曲率の術前値に基づいているが、角膜の術後形状をよりよく予測するために角膜の切開を考慮することによって修正される場合、目の術後視覚障害の予測精度をさらに改良することができる。角膜の術後形状のそのような予測についての背景情報は、上述のR. Navarro等の論文から得ることができる。

さらに、手術中に眼圧を測定すること、および、第２の模型眼２８について角膜の術後曲率を求めるときに眼圧の術中値を考慮することもできる。

上記の例では、一組の光線Ｍ１が、目の前房２４内に配置される基準面２７まで目の内部に外挿される。しかし、基準面を目の中の何らかの他の場所に配置することもできる。たとえば、基準面は、一組の光線Ｍ２も眼内レンズ２３を横切るように、硝子体２２の内部に配置され得る。これは、眼内レンズが乱視度数を有し、眼内レンズの向きの変更が測定結果に基づいて考慮される状況において特に有利であり得る。

本開示はその一定の例示的な実施形態に関して説明されたが、明らかに、多くの代替案、変更および変形が当業者に明白になるであろう。したがって、本明細書中に記載の開示の例示的な実施形態は例示的であることが意図され、如何なる意味でも限定的でない。以下の請求項に定義されるような本開示の思想および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされ得る。

Claims (15)

1. 眼科手術システムであって、
   ユーザインターフェイスと、
   少なくとも目の術前値および術中値を求めるように構成された測定システムと、
   術前値に基づいて第１の値を求めるように構成された第１の演算モジュールとを備え、前記第１の値は眼内レンズの特性を表わし、前記眼科手術システムはさらに、
   模型眼に対して行われるシミュレーションに基づいて第２の値を求めるように構成された第２の演算モジュールを備え、前記第２の値は目の術後視覚障害を表わし、前記模型眼は複数のパラメータを含み、前記眼科手術システムはさらに、
   コントローラを備え、前記コントローラは、
   前記測定システムをトリガして、術前値を求めるように、
   前記第１の演算モジュールをトリガして、前記術前値に基づいて前記眼内レンズの特性を表わす前記第１の値を求めるように、
   前記ユーザインターフェイスをトリガして、前記眼内レンズの特性を表わす前記第１の値を表示するように、
   前記測定システムをトリガして、術中値を求めるように、
   前記第２の演算モジュールをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求めるように構成され、前記目の術前値は前記複数のパラメータの第１のサブセットに割当てられ、前記目の術中値は前記模型眼の前記複数のパラメータの第２のサブセットに割当てられ、前記コントローラはさらに、
   前記ユーザインターフェイスをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を表示するように構成され、
   前記術中値は以下の値、すなわち、
   目の角膜頂点と目の前記眼内レンズとの間の距離を表わす値、
   目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わす値、および
   目の角膜に入れられる少なくとも１つの切開に基づいて求められる値
   から選択される１つ以上の値を含む、眼科手術システム。
2. 前記コントローラは、前記測定システムがトリガされて前記術前値を求める前に、前記ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成され、および／または前記コントローラは、前記測定システムがトリガされて前記術中値を求める前に、前記ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成される、請求項１に記載の眼科手術システム。
3. 前記術前値は以下の値、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わす値、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、および
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値
   から選択される１つ以上の値を含む、請求項１または２に記載の眼科手術システム。
4. 前記術中値は以下の値、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わす値、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、および
   波面測定データ
   から選択される１つ以上の値をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の眼科手術システム。
5. 前記模型眼は以下のパラメータ、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の前記眼内レンズとの間の距離を表わすパラメータ、および
   前記眼内レンズの屈折度数を表わすパラメータ
   から選択される１つ以上のパラメータを含む、請求項１から４のいずれかに記載の眼科手術システム。
6. 前記模型眼は、第１の模型眼の例および第２の模型眼の例を含み、
   前記第１の模型眼の例は、角膜の曲率を表わす前記術中値に基づいた角膜の表現を含み、
   前記第２の模型眼の例は、角膜の曲率を表わす前記術前値に基づいた角膜の表現を含み、
   前記測定システムはトリガされて、目の外部の第１のセットの光線を求めるために波面測定を行うことによって前記術中値を求め、
   前記第２の演算モジュールはトリガされて、
   前記第１の模型眼の例を用いて前記第１のセットの光線の光線を外挿することによって目の内部の第２のセットの光線を計算することによって、
   前記第２の模型眼の例を用いて前記第２のセットの光線の光線を外挿することによって目の外部の第３のセットの光線を計算することによって、および
   前記第３のセットの光線に基づいて目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求めることによって、
   前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求める、請求項１から５のいずれかに記載の眼科手術システム。
7. 眼科手術システムであって、
   ユーザインターフェイスと、
   測定システムとを備え、前記測定システムは、少なくとも以下の目の値、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わす値、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値、
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値、および
   目の角膜頂点と眼内レンズとの間の距離を表わす値
   を求めるように構成され、前記眼科手術システムはさらに、
   前記眼内レンズの特性を表わす第１の値を求めるように構成された第１の演算モジュールを備え、前記第１の値は少なくとも以下の値、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わす前記値、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす前記値、および
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす前記値
   に基づいて求められ、前記眼科手術システムはさらに、
   目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるように構成された第２の演算モジュールを備え、前記第２の値は、模型眼に対して行われるシミュレーションに基づいて求められ、前記模型眼は少なくとも以下のパラメータ、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わすパラメータ、
   目の角膜頂点と目の前記眼内レンズとの間の距離を表わすパラメータ、および
   前記眼内レンズの屈折度数を表わすパラメータ
   を含み、前記眼科手術システムはさらに、
   コントローラを備え、前記コントローラは、
   前記測定システムによって求められる少なくとも以下の術前値、すなわち、
   目の角膜の曲率を表わす前記値、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす前記値、および
   目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす前記値を受信するように、
   前記第１の演算モジュールをトリガして、求められた前記術前値に基づいて前記眼内レンズの特性を表わす前記第１の値を求めるように、
   前記ユーザインターフェイスをトリガして、前記眼内レンズの特性を表わす前記第１の値を表示するように、
   前記測定システムをトリガして、少なくとも以下の術中値、すなわち、
   目の角膜頂点と前記眼内レンズとの間の距離を表わす前記値
   を求めるように、
   前記第２の演算モジュールをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求めるように構成され、
   目の角膜の曲率を表わす前記術前値は、目の角膜の曲率を表わす前記模型眼の前記パラメータに割当てられ、
   目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす前記術前値は、目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす前記パラメータに割当てられ、
   目の角膜頂点と前記眼内レンズとの間の距離を表わす前記術中値は、目の角膜頂点と前記眼内レンズとの間の距離を表わす前記模型眼の前記パラメータに割当てられ、前記コントローラはさらに、
   前記ユーザインターフェイスをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を表示するように構成される、眼科手術システム。
8. 前記コントローラは、前記測定システムがトリガされて前記術前値を求める前に、前記ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成され、および／または前記コントローラは、前記測定システムがトリガされて前記術中値を求める前に、前記ユーザインターフェイスを介した予め定められたユーザ入力を待つように構成される、請求項７に記載の眼科手術システム。
9. 前記模型眼はさらに以下のパラメータ、すなわち、
   目の角膜に入れられる少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わすパラメータ
   を含み、
   前記コントローラはさらに、
   前記ユーザインターフェイスを介して、目の角膜に入れられる少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わす値を受信するように、ならびに
   前記第２の演算モジュールをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求めるように構成され、
   目の角膜に入れられる前記少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わす前記値は、目の角膜に入れられる前記少なくとも１つの切開の位置、向きおよび長さの少なくとも１つを表わす前記模型眼の前記パラメータに割当てられる、請求項７または８に記載の眼科手術システム。
10. 前記測定システムはさらに、目からの以下の術中値、すなわち、
    目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わす値
    を求めるように構成され、
    前記模型眼はさらに以下のパラメータ、すなわち、
    目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わすパラメータ
    を含み、
    前記コントローラはさらに、
    前記第２の演算モジュールをトリガして、前記目の術後視覚障害を表わす前記第２の値を求めるように構成され、
    目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わす前記値は、目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わす前記模型眼の前記パラメータに割当てられる、請求項７から９のいずれかに記載の眼科手術システム。
11. 前記測定システムは、目の角膜の曲率を表わす値を求めるための角膜鏡およびＯＣＴ測定装置の少なくとも一方を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の眼科手術システム。
12. 前記測定システムは、目の角膜頂点と目の網膜との間の距離を表わす値を求めるためのＯＣＴ測定装置、超音波測定装置およびインターフェイス測定装置の少なくとも１つを含む、請求項１から１１のいずれかに記載の眼科手術システム。
13. 前記測定システムは、目の角膜頂点と目の水晶体との間の距離を表わす値および／または目の角膜頂点と前記眼内レンズとの間の距離を表わす値の少なくとも一方を求めるためのＯＣＴ測定装置およびインターフェイス測定装置の少なくとも一方を含む、請求項１から１２のいずれかに記載の眼科手術システム。
14. 前記測定システムは、目の中の前記眼内レンズのセントレーションを表わす値を求めるための波面測定装置および屈折異常測定装置の少なくとも一方を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の眼科手術システム。
15. 眼科手術システムであって、
    目の術前値を求めるステップと、
    前記術前値に基づいて眼内レンズを選択するステップと、
    目に前記眼内レンズを挿入するステップと、
    前記挿入するステップの後に目の術中値を求めるステップと、
    複数のパラメータを含む模型眼を設けるステップと、
    前記模型眼を用いて目の術後視覚障害を表わす第２の値を求めるステップとを含み、前記目の術前値は前記模型眼の前記複数のパラメータの第１のサブセットに割当てられ、前記目の術中値は前記模型眼の前記複数のパラメータの第２のサブセットに割当てられ、さらに、
    前記目の術後視覚障害を表わす前記値に基づいて、挿入した前記眼内レンズの位置および／もしくは向きを修正する、または異なる眼内レンズを挿入するステップ
    を含む方法を実行するように構成される、眼科手術システム。