KR101879322B1 - Iol 의 수술후 위치를 예측하는 방법 및 그 방법을 사용하는 방법 - Google Patents
Iol 의 수술후 위치를 예측하는 방법 및 그 방법을 사용하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 안과 시스템 및 방법의 분야에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 렌즈 교체 수술을 받는 환자의 눈의 안구내 렌즈(IOL)의 수술후 위치를 결정하는 것에 대한 것으로서, 환자의 수술전 눈의 기존 수정체 렌즈의 위치를 결정하고 수술후 안구내 렌즈위치를 예측하도록 정보와 상수를 사용하는 단계를 수반한다. 관련된 방법, 본 발명의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램도 개시된다.
Description
본 발명은 눈 시스템 및 처리 과정에 대한 분야에 대한 것이다. 특히 본 발명은 환자의 수술전 눈의 기존 수정체의 위치를 결정하고 수술 후 안구내 렌즈 위치를 예측하는 정보와 하나의 숫자 상부를 사용하는 것에 대한 환자의 눈에대해 행해지는 수정체 교체 수술인 안구내 렌즈("IOL")의 수술후 위치를 결정하는 것에대한 것이다. 본 발명의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 및 관련된 방법 역시 개시된다.
렌즈 교체 수술은 눈으로부터 기존의 생체 수정체를 제거하고 인공 안구내 렌즈(IOL)를 삽입하는 것을 포함한다. 특히 IOL 은 생체 렌즈 재료를 제거한 후에 남게 되는 빈 렌즈 캡슐("수정체낭"으로 지칭됨)에 이식된다.
IOL 은 눈 안의 수정체낭 내에서 일정 위치에서 렌즈를 지지하도록 플라스틱 측면 스트럿("햅틱"이라 지칭됨)을 구비한 작은 플라스틱 렌즈로 구성된다. IOL 은 비록 이것이 가요성의 소재를 사용하여 대게 교체된다고 하더라도 비가요성의 소재(예를 들어 폴리메일메일아클리레이트:PMMA)로 만들어져 왔다. 오늘날 장착된 대부분의 IOL 은 가시 거리에 매칭되는 고정된 단초점 렌즈이지만 다초점 IOL (거리에 해당하는 다초점 시력을 제공함), 적응식 IOL (제한된 시력 수용체를 제공 및 원환체 렌즈의 IOL (난시에 대한 보정을 제공함)과 같은 다른 타입도 가능하다.
렌즈 교체 수술은 여러가지 이유로 행해진다.
백내장(눈을 통하여 빛이 통과하는 것을 방해하고 시력을 떨어뜨리는 수정체 렌즈의 흐림)는 실명의 주된 원인 중 하나이며 상기 백내장을 제거하고 안구내 렌즈를 이식하는 수술은 세계적으로 가장 널리 행해지는 수술 중 하나이다. 그러나, 최근에, 렌즈 교체의 안정성 및 효율의 전체적 향상 및 새로운 IOL 설계의 발전은 백내장을 가진 환자 뿐만 아니라 근시; 원시;, 노안, 난시와 같은 굴절 문제를 가진 환자에 대한 렌즈 수술에 대해서도 적용범위를 확장하였다.
눈은 단순한 신체의 렌즈 시스템이 아니라 다양한 내부 표면이나 경계표면들(예를 들어 전방 및 후방 각막 표면 및 전방 및 후방 렌즈 표면)이 상이 맺히는 망막상에 상을 형성하고 빛을 굴절에 기여하는 생체 기관이다 (도 1 및 도 2).
환자간의 정확한 광학적 특성 및 눈의 치수로서, 적절한 광학적 특성(예를 들어 높은 수차 뿐만 아니라 원형 및 원통형 비구면 계수에 대한 렌즈 굴절도수(dioptric power))을 가진 IOL 을 선택하는 것은 소정의 눈의 시력이 분명히 나오도록 하는데 결정적이다. IOL 이식의 광학적 특성이 눈의 광학적 특성 및 치수와 매칭된다면, 환자는 수술후의 시력이 개선되고, 수술전에 안경이 필요했는지 여부와는 무관하게 안경이 필요하지 않게 되는 좋은 기회를 가지게 된다.
낮은 크기의 인공 안구내 렌즈가 큰 크기의 생체 렌즈의 빈 수정체낭 내에 이식되고 그리고 상기 수정체낭은 수술 후의 회복 과정의 결과로서 수축되기 때문에, 눈 안에서 IOL 이 차지하게 되는 정확한 물리적 위치는 이식 이후 까지는 알려지지 않는다. 또한 안구내 렌즈의 위치는 수술이 행해지기 이후까지는 실제로 측정이 될 수 없으므로, 그 위치는 수술 전에는 예정되어 져야 한다.
명백하게, IOL 의 물리적 위치는 눈 안에서 빛이 굴절되는 경로에 크게 영향을 주게 되는데, 예를 들어, 각막에 인접하게 배치된 IOL 은 각막으로부터 더 멀리 있는 IOL 의 경우 보다는 빛을 전방에 모이게 하며, 그 결과 망막에 초점을 가져오도록 눈의 전방에 상이한 스팩터클 보정이 나타나게 된다. 유사하게, 눈의 전체 광학 성능상에 IOL 에 형성되는 높은 수차의 영향은 눈 안에서 IOL 의 전후 위치에 의해 영향을 받게 된다. 따라서, IOL 이식을 선택할 때 중요한 고려 사항은 눈에 이식되는 IOL 의 물리적 위치를 예측하는 것이다.
수술에 사용되는 IOL 굴절도수를 계산하고자 하는 많은 다양한 시도와 수학적 공식이 설명되어 왔다. 그러나, 현존하는 모든 공식들은 눈의 광학계에 대한 단순화된 모델에 대한 것이므로, 이러한 공식들은 실제 임상적 수명에 상기 공식을 조정하기 위하여 검토된 데이터로부터 추고하여 계산되어진 실험적으로 도출된 다수의 보정 및 개인화 인자를 필요로 한다. 예를 들어 이러한 퍼지(fudge) 인자는 "A-상수"(SRK 공식), "수술 인자" (할라데이: Holladay), 또는 "효과적인 ELP 또는 효과적인 전방 깊이 (ACD)" (호퍼 또는 빈크호스트 공식)을 포함한다. 이러한 인자들은 특정 공식의 예상이 평균적으로 정확하다는 것을 확신하는 반면에, 그들은 개별 경우에서 정확한 예상을 제공하는 것은 아니다. 현재의 방법에 대한 부정확성의 하나의 이유는 개별 경우에서 IOL 위치를 예상하기에는 충분하기 않다.
따라서, 현재의 접근 방식 및 공식은 수년에 걸쳐서 몇가지 경우에 성공적으로 사용되는 반면에, 각각의 환자에 대하여 작용하는 수술후 IOL 위치를 예상하는 완벽한 도구를 제공하지 못하고 있으며, 따라서, 현재의 접근 방식 및 공식이 사용되는 곳에서도, 환자는 눈에 적절한 광학적 특성을 가지지 못하는 IOL 의 이식으로 인하여 수술 후에 완벽한 시력을 얻지 못하게 되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 설명한다.
첫번째 특징으로서, 본 발명은 환자의 눈에서 안구내 렌즈를 교체하는 수술후 위치를 예상하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은,
(i) 환자의 수술전 눈에서 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하고,
(ii) 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 누께를 결정하고,
(iii) 환자의 수술 전 눈에서 수정체 렌즈의 두께의 비율에 따라 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 위치에 대하여 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예상하는 것을 포함하되,
상기 비율은 안구내 렌즈 타입에 의해 결정되는 단일 수치 상수(C)에 의해 결정된다.
하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명은 수술 전에 환자의 각 눈의 교체 IOL 의 수술 후 위치를 예상하는 정확한 방법을 제공한다.
본 발명은 IOL 이 빈 수정체낭에 이식될 때 수술 후 눈 내에서 정의된 위치에서 IOL 이 배치되는 발명자의 발견에 기초한다. 이러한 위치는 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 두께의 비율로서 설명된다. 따라서, IOL 의 수술 후 위치는 수술 전 눈의 임의의 정의된 해부학적 물리적 특성에 관련되며, 특히 환자의 수술 전의 수정체 렌즈의 위치와 두께에 관련된다. 따라서, 발명자의 발견에 의하면, 수술 전의 환자의 눈에서 어떤 물리적 파라미터(특히, 수정체 렌즈의 위치와 두께)의 측정은 환자의 눈에서 이식된 IOL 가 차지하게 되는 특정 수술 후 위치를 예상하는데 사용될 수 있다.
첨부된 예에서 설명된 바와 같이, 발명자의 발견은 수술전후에 실제 IOL 임플란트를 구비한 눈에 의해 작동되는 개인에 대한 상세한 분석으로부터 도출되었는데, 상기 수술에서 다양한 물리적 파라미터는 IOL 의 위치에 영향을 미치되 이러한 파라미터들이 측정되었다. 이러한 파라미터들이 관련되고 허용되는 관련된 데이터의 통계적 분석은 어느 하나에 대한 함수로서 측정된 파라미터들을 표현하도록 개발되는 놀랍도록 단순한 공식을 나타내었다. 이러한 분석은 이식된 IOL 의 수술후 위치는 수술 전에 눈으로부터 물리적인 파라미터들을 이용하여 이러한 공식을 사용하여 정확하게 예측될 수 있었다.
일단 IOL 의 수술후 위치가 예상되면, 수술 동안에 이식되어지게 되는 IOL 의 대부분의 적절한 광학적 특성 (예를 들어 렌즈 굴절도수 및 다른 광학적 특성)의 정확한 계산이 행해질 수 있었다. 이러한 계산 및 예측은 눈과 눈 내에서의 빛의 굴절을 모델링함으로써 행해졌다. 눈과 IOL 이식의 자세하고 정확한 모델을 제공하기 위한 방법은 눈의 다양한 측정가능한 물리적 파라미터 및 눈에서의 다수의 계면 및 표면이 광학적이고 물리적인 특징을 정확하게 해석할 것을 요구한다. 이러한 방법은 본원에서 설명되고 있듯이, 소위 "두꺼운 렌즈" 축주변 광선 추적 방법과 정확한 광선 추적 방법 양자를 포함하며, 이미 공지되어 있다 (설명된 바와 같이 예를 들어 WO2010/028654).
따라서, 본 발명은 아래의 관점에서 이전의 시스템 및 방법과 차이가 있다.
(1) 본 발명에서, 수술후의 IOL 의 위치의 예상은 선행 기술에서 설명되는 광학적 공식과는 구별되며, 대신에 가상의 수술 후 위치(예를 들어 가상의 유효 렌즈 위치 또는 "ELP") 보다는 IOL의 진실이며 물리적으로 정의된 수술 후 위치 (바람직하게는 수술 후 전방 깊이 측정을 이용)에 기초하며,
(2) 본 발명에서, IOL 의 수술 후 위치의 예상은 이러한 위치의 정확한 측정 및 수술 전에 환자의 수정체 렌즈의 두께로부터 행해지며,
(3) 본 발명에서, IOL 위치의 물리적 예상은 측정되고 예상된 데이터에 기초하여 눈의 광학계를 정확하게 반영하도록 실제의 광학 광선 추적 모델에서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 이식되어질 IOL 의 가장 적절한 광학적 특징이 구현된다.
단계(i) 에서의 수정체의 위치는 수술 전의 눈으로부터 취해지는 하나 이상의 측정치에 기초하여 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 바람직하게는, 환자의 수술 전 눈의 수정체 렌즈의 축방향 위치는 (예를 들어) 부분적으로 일관적인 간섭 측정을 이용하여 정밀하게 수행될 수 있는데, 이러한 간섭 측정은 레이저를 이용하여 행해진다(예를 들어, 스위스, 하아그 스트라이트사의 렌스타 LS900 을 이용).
환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께는 수술전 눈으로부터 측정되는 하나 이상의 측정치에 기초하여 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 두께는 예를 들어, 초음파, 레이저 간섭 측정, 또는 레이저 생체 측정을 이용하여 눈 내부의 전방 표면과 후방 표면의 상대적인 위치를 측정함으로써 결정될 수 있다.
"환자의 수술전 눈"이라는 용어는 원래의 생물학적인 수정체 렌즈를 제거하기 전의 눈을 포함한다. 당해 기술분야에서 이러한 용어는 유수정체 눈인 눈을 종종 가리킨다.
"환자의 수술 후 눈" 이라는 용어는 IOL 의 이식 후에 그리고 자연의 생체적인 수정체 렌즈를 제거한 후의 눈을 포함한다.
"수정체 렌즈"라는 용어는 눈에서 발견되는 자연의 생체 수정체 렌즈를 포함한다.
공지된 바와 같이, 상기 수정체 렌즈는 균일한 두께를 가지지 못하지만, 이며 타원체이거나 양면이 볼록한 형상을 가진다. "수정체 렌즈의 두께"라는 용어는 릴렉스 상태에서 전방 표면으로부터 수정체 렌즈의 후방 표면까지의 축방향 거리(시력의 선을 따라)를 포함한다. 릴렉스 상태는 눈이 일정 거리 초점이 맞추어진 때에 비-수렴 상태인데, 이러한 상태는 환자의 나이에 덜 중요한데, 그 이유는 수렴 능력은 시간에 따라, 예를 들어 45세 이상의 인간 나이에서 점점 소멸되기 때문이며, 그것은 점점 작아지게 되어 렌즈의 두께에 영향을 줄 수 없게 된다.
"안구내 렌즈" 또는 "IOL" 의 용어는 눈의 수정체낭으로 주입되는 인공 렌즈이다. IOL는 수정체낭 내에서 일정 위치에 렌즈를 지지하도록 플라스틱 측면 스트럿(햅틱이라 불림)을 구비하는 플라스틱 렌즈를 포함한다. IOL은 비가요성 재료(예를 들어 PMMA) 또는 가요성 재료(예를 들어 실리콘 또는 아크릴)로 형성될 수 있다. IOL은 그 광학적 특성(예를 들어 구면 및 원통형 렌즈 굴절도수, 비구면 계수, 및 다른 높은 수차)과 관련하여 가변하며, IOL은 고정된 단초점 렌즈(시야 거리에 매칭됨)이거나, 다초점 렌즈이거나(일정 거리의 먼거리에서 다중 초점의 시야를 제공), 또는 적응성 렌즈(제안된 가시 수용력을 제공)일 수 있다.
본 발명의 중요한 특징은 "C" 로 표시되는 단일 상수이다.
본 발명은 널리 적용될 수 있으며 인간(모든 인종과 국적) 및 다른 포유류(예를 들어 말, 소, 돼지, 양, 개, 고양이 및 토끼를 포함하는 상업적인 가치가 있거나 가축인 포유류)를 포함하는 다른 환자 타입의 범위에도 사용될 수 있다. 눈의 치수와 광학적 특성은 다양한 동물 종류을 간에, 다양한 종간에, 인간의 국적 및 인종 간에 가변될 수 있다. 따라서, 상수(C)는 IOL의 타입 뿐만이 아니라 눈의 IOL를 이식하는데 사용되는 환자의 타입 및 접근 방식에 의해 결정된다.
바람직하게는, 상수(C)는 하나 이상의 눈 수술을 받은 개체의 눈의 안구내 렌즈의 수술 후 위치와, 하나 이상의 눈 수술을 받은 개체의 수술전 수정체 렌즈의 두께 간의 관계를 정의한다.
보다 바람직하게는, 상기 상수(C)는 IOL이 동일한 이식 방법을 사용하여 눈에 이식되는 2개 이상의 눈 수술을 받은 개체로부터 얻어지는 데이터를 사용하여 계산된다.
상기 상수(C)는 렌즈 교체 수술을 수행하는 특정 환자의 타입에 적절하게 기초하여 눈 수술을 받은 개체로부터의 데이터를 사용하여 계산되어야 한다. 전술한 바와 같이, 눈의 치수와 광학적 특성은 다양한 동물 타입에서 종들간에, 인간에서 인종들 간에 가변될 수 있다. 예를 들어, 인간의 경우, 아시아인의 눈은 서양인의 눈에 비교하여 전방 및 후방 세그먼트간에 다른 부분을 가지고 있는데, 환언하면, 아시아인의 눈은 서양인의 눈에 비하여 더 짧은 전방 세그먼트와 더 긴 후방 세그먼트를 가지고 있다.
이러한 차이와 관련하여, 적절한 눈 수술을 받은 개체로부터 얻어진 데이터는 상기 상수(C)를 계산하는데 사용되어야 한다. 예를 들어, 환자가 개인 경우, 상수를 계산하는데 사용되는 눈 수술을 받은 개체는 개이어야 한다(바람직하게는, 동일한 종의 개). 환자가 사람인 경우에는, 상수를 계산하는데 사용되는 눈 수술을 받은 개체는 동일한 인종인 것이 바람직하다. 통상의 기술자는 눈의 치수와 광학적 특징에서의 관련 차이점을 이해하며, 상수(C)를 계산하기 위하여 적절한 눈 수술을 받은 개체를 선택할 수 있다.
첨부된 예에서 설명되는 바와 같이, 상기 상수(C)를 정확하게 계산하기 위하여 매우 드문 개수의 눈 수술을 받은 개체로부터 얻어질 필요가 있다. 바람직하게는, 상기 데이터가 얻어지는 다수의 눈 수술을 받은 개체는 2 또는 3 또는 4 또는 5 또는 6 또는 7 또는 8 또는 9 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 60 또는 70 또는 80 또는 90 또는 100 또는 100 또는 그 이상의 개수의 눈 수술을 받은 개체일 수 있다.
상기 상수(C)는 2개 또는 그 이상의 개수의 눈 수술을 받은 개체의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께의 분율(fraction)을 정의한다.
일실시예에서, 본 발명은 IOL이 눈 속의 수정체낭으로 이식되게 되는 방법을 제공한다. 이러한 IOL는 통상의 기술자에게 알려져 있다.
IOL을 제조하는 제조사들은 알려져 있는데, 이러한 제조사에는 알콘 래보라토리(다른 것을 중에서 아크리소프 및 레스터로 불리는 아크릴 단일체 폴더식 IOL를 제조함), 레이너 인트라쿨러 렌즈 (다른 것들 중에서 슈퍼플렉스 및 T- 플렉스로 불리는 폴더식 임플란트의 유형을 제조함). 아보트 메디칼 옵틱스 (테크니스 ®비구면 IOL, 테크니스®다초점 IOL, 리줌 ®다초점 IOL과 같은 아크릴 단일체 폴더식 IOL을 제조함), 칼 짜이즈 메디텍 (아크리 리사 시리즈에 속하는 단초점, 다초점 및 원환체 유형을 제조함), 보쉬&롬, 코니얼, 호야, 탑콘이 포함된다.
바람직하게는, IOL는 눈의 수정체낭 내부로 이식된다. 공지된 바와 같이, 이러한 수술을 행하는 표준 방법은 렌즈 매터(lens matter)가 제거되고 IOL 이 삽입되는 원형 개구를 포장하는 소위 "낭절개(capsulorhexis)"로 불리는 기술에 의해 수정체 렌즈의 전방 부분을 절개하는 것이다. 상기 수정체낭은 다른 기술(찢기, 절개하기, 태우기, 레이저 가공하기)에 의해 개방될 수 있지만, IOL의 바람직한 배치는 수정체낭 내에 배치되는 것이다. 렌즈 매터는 작은 침습을 통하여 렌즈 매터를 분해하여 빨아내는 초음파를 사용하는 '파고-에멀시피케이션'을 사용하여 제거되는데, 선택적으로, 상기 렌즈 매터는 펨토-세컨드 레이저를 사용하여 또는 수동으로 분해될 수 있다. 일단 렌즈 매터가 제거되면, IOL 는 수정체 전낭의 개구를 통하여 빈 수정체낭의 내부에 배치되어 이식된다. 이러한 것이 전세계적으로 렌즈 수술을 행하는 방법으로 현재 받아들여지고 있다.
수술후 눈 내에서의 IOL의 위치(따라서 상수, C)는 이식되는 IOL의 형상에 영향을 받게 되는데, 그 특별한 이유는 햅틱의 직경, 형상 및 기계적인 특성은 어떻게 IOL 이 수술 후에 수정체낭의 점진적인 수축의 영향으로 전방이나 후방으로 밀려지게 되는지에 영향을 주게 된다. 그러나, 첨부된 예에서 설명되는 바와 같이, 두가지의 다른 IOL 타입으로부터 얻어지는 C 값의 변화는 매우 작다. 따라서, 본 발명의 방법은 눈의 수정체낭으로 이식하고 눈의 수정체낭에 이식되기 위한 임의의 IOL 을 사용하여 행해진다.
본 발명의 방법은 백 내에서의 이식을 수반하지 않는 이식 방법 또는 IOL 타입으로서 사용되지 않는다. 이러한 이식 방법 및 IOL 타입은 렌즈 수정체낭이 손상되어 있거나 유실될 때 사용될 수 있다.
첨부된 실시예에서 설명되는 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 상기 상수(C)는 눈 수술을 받은 2개 또는 그 이상의 개수의 개체로부터 하기의 공식을 사용하여 얻어진 테이터를 계산한다.
C = (IOL 측정 - ACD 이전 ) / LT
여기서, IOL 측정 는 예를 들어 눈 수술을 받은 개체의 눈의 전방 깊이에 의해 정의되는 수술후의 눈 수술을 받은 개체의 눈의 안구내 렌즈의 측정된 위치이다. 바람직한 실시예에서, IOL 측정 는 수술 후의 눈 수술을 받은 개체의 눈에서의 측정된 전방 깊이를 IOL 의 절반 두께와 함께 추가하여 계산되는, 안구내 렌즈의 중심에 대한 측정된 위치이다.
ACD 이전 는 예를 들어 수술 전에 눈 수술을 받은 개체의 눈의 전방 깊이를 측정함으로써 그 위치가 결정되는, 수술 전의 눈 수술을 받은 개체의 눈에서의 각막으로부터 수정체 렌즈의 전방 표면의 위치이다.
LT 는 수술 전의 눈 수술을 받은 개체의 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
따라서, 상기 상수(C)는 수술 전에 2개 이상의 개수의 눈 수술을 받은 개체에서 수정체 렌즈의 위치와 두께를 측정하는 단계와, 수술 후에 2개 이상의 개수의 눈 수술을 받은 개체(즉 눈 수술을 받은 개체)의 IOL 의 위치를 측정하는 단계와, 전술한 공식 (즉, C = (IOL 측정 - ACD 이전 ) / LT)을 사용하여 상기 상수(C)를 계산하는 단계를 포함하는 방법에 의해 계산된다.
바람직하게는, 눈 수술 전에 2개 이상의 개체의 눈의 수정체 렌즈의 위치를 측정하는 단계는 수술 전에 눈의 전방 깊이(즉, 수술전 ACD)를 측정하여 행해지며, 수술후의 눈 수술을 받은 개체의 눈의 안구내 렌즈의 위치를 측정하는 것은 수술후 눈의 전방 깊이(즉, 수술후 ACD)를 측정함으로써 행해진다. 이러한 측정을 하는 것은 통상의 기술자에게 알려져 있으며 본원에서 설명된다.
전술한 바와 같이, 수술전 ACD 는 눈의 각막 표면으로부터 수정체 렌즈의 전방 표면까지의 거리의 측정값이다. 상기 수정체 렌즈의 위치는 눈의 다른 측정값에 기초하여 다른 방식으로 결정될 수도 있는데, 그 방식은 상기 상수(C)가 계산되게 허용한다. 예를 들어, 상기 수정체 렌즈의 위치는 상기 눈의 각막 표면으로부터 수정체 렌즈의 후방 표면까지의 거리(즉, 수술전 ACD)를 측정하여 결정된다. 선택적으로, 상기 수정체 렌즈의 위치는 망막 표면으로부터 수정체 렌즈의 전방 또는 후방 표면 까지의 거리를 측정함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 수정체 렌즈의 위치가 망막 표면으로부터 수정체 렌즈의 후방 표면까지의 거리를 측정함으로써 결정되고, 상기 상수(C)는 아래의 공식으로부터 계산된다.
C = (LP 전방 - IOL 후방 ) / LT
여기서, LP 전방은 망막으로부터 수술전의 눈의 수정체 렌즈의 전방 표면까지의 측정된 거리이다.
IOL 후방 은 망막으로부터 안구내 렌즈의 중심 까지의 측정된 거리이다.
LT 는 수술 전에 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
전술한 바와 같이, 상기 상수(C)는 C = (LP 전방 - IOL 후방 ) / LT 의 공식을 사용하여 계산된다.
보다 바람직하게는, 상기 상수(C)는 전술한 방법 및 바람직한 공식 (즉, C = (IOL 측정 - ACD 이전 ) / LT)을 사용하여 2개 이상의 눈 수술을 받은 개체의 계산으로부터 얻어지는 평균 값이다.
상기 상수(C)는 0.1 내지 1의 값이다 (이는 퍼센트로 표시하면 0% 내지 100% 가 된다). 이러한 한계값은 그 자체를 수술 후에 빈 수정체낭의 2차 수축을 일으키지 않고서 수정체 전낭 또는 수정체 후낭 각각으로 고정시키는 한정되지 않은 두께의 IOL 을 가진 극단적 상황을 설명하며, 이는 일반적이지 않은 상황이지만, 본 발명의 방법은 여전히 작동 가능한데, 그 이유는 눈의 해부학적 구조를 가진 IOL 의 관계를 정확하게 설명할 수 있기 때문이다.
따라서, 상기 상수(C)는 정확하게, 또는 약 0.1 또는 0.2 또는 0.3 또는 0.4 또는 0.5 또는 0.6 또는 0.7 또는 0.8 또는 0.9 또는 1.0 일 수 있다 (퍼센트로 표시한다면, 10% 또는 20% 또는 30% 또는 40% 또는 50% 또는 60% 또는 70% 또는 80% 또는 90% 또는 100%).
특히 바람직하기로는, 상기 상수(C)는 0.3 내지 0.6 의 값, 예를 들어, 0.3 또는 0.4 또는 0.5 또는 0.6 의 값이다. 더욱 바람직하게는, 상기 상수(C)는 정확하게 또는 약 0.4 일 수 있다(퍼센트로 표시하면 정확하게 또는 약 40%). 예를 들어, 첨부된 예에서 도시된 바와 같이, 상기 상수(C)는 0.387 (즉, 38.7%)일 수 있다.
IOL 설계가 새로운 개발의 결과로서 변경되거나, 또는 안구내 렌즈를 이식하는 수술 기술이 변화될 때에, 이러한 것은 수술 후의 눈의 IOL 의 평균 수술 후 위치를 변화시킨다. 이러한 경우에, 평균 안구내 렌즈 위치의 통계적 신뢰 예상치를 가지기 위하여 다수의 눈 수술을 받은 개체의 수술 결과를 연구할 필요가 있다.
이 경우에, 상기 상수(C)는 바람직한 전술한 공식(즉, C = (IOL 측정 - ACD 이전 ) / LT)을 사용하여 안구내 렌즈 설계 및/또는 수술 기술에서의 변화를 반영하도록 계속 조정될 수 있다. 충분한 개수의 눈 수술을 받은 개체에서, "C"의 조정된 값은 새로운 안구내 렌즈 설계 및/또는 수술 기술을 위하여 예상적으로 사용되는 충분한 정확성으로 결정될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명은 환자의 수술전 눈의 전방 깊이를 측정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
"전방 깊이(ACD: anterior chamber depth)"라는 용어는 자연 안구내 렌즈 이거나 인공 안구내 렌즈 이건 간에, 렌즈의 각막 표면으로부터 전방 표면까지의 거리를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "ACD 이전" 의 용어는 본원에서 정의되는 바와 같이 눈의 수술전 전방 깊이를 나타낸다. ACD 를 측정하는 기술은 공지되어 있으며, 레이저 간섭 측정, 초음파 A-스캔, 초음파 B-스캔, X-레이 스캔, CT-스캔, MR- 스캔을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 환자의 수술전 눈의 전방 깊이를 측정하는 것은 초음파를 사용하여 종종 행해진다. 초음파에 의해 측정되는 것은 각막 표면으로부터 비임이 반사되는 렌즈의 전방 표면까지 초음파가 이동하는 전이 시간이다. (아래에서 설명되는 바와 같이) 축방향 길이의 측정의 경우에, 이러한 기술은 몇가지 단점을 가지는데, 측정시에 각막이 옴폭하게 될 가능성, 거리에 대한 전이 거리의 변환을 위하여 가정되는 초음파 속도에 대한 불확실성이 이에 포함된다.
다른 실시예에서, 환자의 수술전 눈의 전방 깊이를 측정하는 것은 가시 깊이 측정, 광학적 일관성 단층 촬영, 간섭 측정, 부분 간섭 측정, 낮은 일관성의 간섭 측정, 샤임 플러그 이미지, 레이저 간섭 측정, 레이저 생체 측정을 포함하거나 이로 구성된 그룹에서 선택되는 광학적 기술을 사용하는 것을 포함한다.
광학적 기술은 슬릿 램프 (눈의 생체 현미경검을 수행하는 공통의 도구)에서 보여지는 전방 챔버의 가시적인 깊이를 측정하는 것과, 간섭 측정 또는 눈의 전방 세그먼트의 샤임플러그 이미지(예를 들어 오큘러스 인크의 펜타캠ⓒ, 스위스 짜이머 인크의 갈릴레이ⓒ, 이탈리아의 CSO 의 시리우스ⓒ와 같은 제조사)을 사용하는 다수의 최근의 측정(하아그-스트라이트 LS900 렌스타ⓒ) 을 포함한다. 이러한 방법은 초음파보다는 더욱 신뢰할 수 있는 것으로 기대되는데, 그 이유는 그들은 거리 측정에 대하여 광학적 원리를 사용하고 눈을 접촉할 필요가 없기 때문이다.
본 발명의 제 1 특징의 방법의 단계 (ii)는 결정되어지는 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 두께를 필요로 하며, 이를 수행하는 다수의 방법은 공지되어 있다.
일실시예에서, 렌즈 두께를 결정하는 것은 초음파를 사용하는 것을 포함한다. 초음파를 사용하여 렌즈 두께를 결정하는 방법은 통상의 기술자에게 알려져 있다. 이러한 기술을 사용함으로서 측정되는 것은 초음파가 전방 표면으로부터 렌즈의 수방 표면까지 진행하는 전이 시간이다. 이러한 기술은 고려될 필요가 있는 명가지 제한사항과 단점을 가지는데, 예를 들어, 백내장 렌즈는 음향학적으로 균일한 매체일 필요가 없으며, 렌즈의 불투명성에 기인한 내부 렌즈 모양의 에코의 발생은 렌즈의 수정체 후낭로부터의 신호를 흐리게 한다. 다른 불확실성은 거리에 대하여 전이 시간을 변환하는데 사용되는 초음파의 가정된 속도에 관계된다.
선택적인 실시예에서, 단계(ii) 에서의 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께는 레이저 간섭 측정 또는 레이저 생체 측정을 사용하여 결정된다.
최근에, 레이저 간섭 측정법은 렌즈의 두께를 측정하는데 사용되어 왔다 (예를 들어, 하아그-스타라이트 LS900 렌스타ⓒ를 사용). 이러한 기술은 초음파를 사용하는 것보다 더 정확한 것으로 보이며, 불균일한 렌즈 매터로부터 발생되는 이상이 덜 발생된다.
특히 바람직하기로는, 단계(iii) 에서 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 것은 다음의 공식을 사용하는 것을 포함한다.
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서,
IOL 예측 은 환자의 눈의 안구내 렌즈의 예측된 수술후 위치이다.
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이가다.
C 는 전술한 바와 같이 숫자 상수 이다.
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
따라서, 본 발명의 제 1 특징의 방법의 특히 바람직한 실시예는, 환자의 눈의 교체 IOL 의 수술후 위치를 예상하는 방법을 포함하는데, 이러한 방법은,
(i) 환자의 수술전 눈에서 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 다음 공식을 사용하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계를 포함한다.
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서,
IOL 예측 은 환자의 눈의 IOL의 예측된 수술후 위치이다.
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이가다.
C 는 전술한 바와 같이 숫자 상수 이다.
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
바람직하게는, IOL 예측 은 안구내 렌즈의 중심에 대한 위치이다.
제 2 특징에서, 본 발명은 환자의 수술후 눈의 원하는 광학적 특성으르 제공하는데 필요한 교체 IOL 을 선택하는 방법을 제공하는데, 이러한 방법은 다음 단계를 포함한다.
(a) 본 발명의 제 1 특징에 따른 방법을 사용하여 환자의 눈의 교체 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b) 공지의 굴절도수의 IOL 및 형상이 단계(a) 에서 예측되어진 바에 위치되는 환자의 수술후 위치의 광학적 특성을 예측하는 단계;
(c) 환자의 수술후 눈에 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 굴절도수 및 형상을 가지는 IOL 을 선택하는 단계.
물론, 눈 수술의 원하는 결과는 흐림을 최소화하여 최상의 초점을 제공하는 수차 없는 광학 시스템을 환자에게 제공하는 것이다.
공지된 바와 같이, IOL 에 의해 보정될 수 있는 "눈 결함"의 대부분은 안경에 사용되는 구면 교정 및 원주 교정과 직접 관련된 IOL 의 구면 굴절도수 및 원주 굴절도수를 포함한다. 다초점 IOL 의 경우에, 근시에 필요한 추가적인 굴절도수에 관한 '추가' 굴절도수가 존재할 것이다 ('근거리용 도수의 추가 교정').
이러한 기본적인 굴절 광학적 눈 결함은 최상의 가상의 시력을 주는데 필요한 구면 안경 교정 및 원주 안정 교정에 의해 설명된다 이러한 검사는 안경사, 검안사 또는 안과 의사에 의해 수행되는 루틴한 검사이다. 시력은 인지될 수 있는 최고의 시각적 해상도를 가리키는데, 이는 "최소 문자 식별력"이다. 물리 광학에서, 이러한 것은 광학적 장비를 특정짖는 '지점-분산 기능' 또는 '모듈레이션 이송 기능'에 대한 것이다. 이상적으로는, 점은 점으로 이미징되어야 하지만, 실제로는 그렇제 않으며, 피크 신호 주위에서 임의의 분산이 발생한다.
알려진 바와 같이, 나머지 광학 "눈 결함"은 코마, 경사, 페츠발 필드 곡률, 왜곡, 및 색수차와 같은 "높은 수준의 수차"의 용어가 된다. 물리 광학에 대한 교과서에 설명된 바와 같이 (예를 들어, 본 & 울프, "광학 원리" 6판, 페르가몬 프레스, 뉴욕, 1980; 베넷 & 라베츠, 임상 시야 광학, 버터워쓰, 런던), 많은 이론적 모델이 파장 기술, 쩨르니케 폴리노미알 및 푸리에 변환을 포함하는 광학적 수차를 설명하는데 사용될 수 있다. 쩨르니케 폴리노미알은 전체 광학 시스템의 개별 "결함"을 특징짖는데 다수의 계수를 사용한다.
각막의 광학적 결함은 각막 형상 해석, 단층 촬영과 같은 장치에 의해 측정될 수 있다. 전체로서 눈의 광학적 결함은 쩨르니케 모델 또는 다른 모델에 따라 모든 높은 수준의 수차에 대한 숫자를 제공하는 파면 수차 측정을 사용하는 임상 장치로써 측정될 수 있다. 수정체의 광학적 결함은 전체 눈 결함에서 각막 결함을 감산하여 측정될 수 있다. 이러한 방식으로, 눈에서 IOL 의 수차를 측정하는 것이 가능하게 된다.
일단 원하는 광학적 특징이 환저에게서 특정되면, 적절한 안구내 렌즈가 선택될 수 있다. 안구내 렌즈는 다양한 특성을 가진다. 대부분의 제조사는 IOL 의 "렌즈 굴절도수"을 언급한 라벨을 가진 IOL 을 제조한다. ANSII 정의에 의해 이것은 두께, 굴절계수, IOL 의 중심부의 곡률에 대한 것이다.
전술한 바와 같이, IOL 에 의해 교정될 수 있는 눈 결합의 대부분은 안경에 사용되는 구면 교정 및 원주 교정에 직접 관련성이 있는 IOL 의 구면 굴절도수 및 원주 굴절도수를 포함한다. 다초점 IOL 에서, 근접 주시에 대하여 필요한 추가적인 굴절도수에 관한 '추가' 굴절도수가 있다 ('근거리용 도수를 위한 추가 교정').
그러나, 광학적 특성은 IOL 의 축 주위의 영역의 단순한 렌즈 굴절도수보다 큰 굴절도수를 포함한다. 지난 십여년 동안, 많은 IOL 이 인간의 눈에서 발견되는 구면 수차의 보정으로 제조되었는데, 특히 이러한 것은 이미 알려진 바와 같이 쩨르니케 다항식의 Z(4)라는 용어에 대한 것이다. 보정의 량은 주어진 동공 크기에 대하여 파면 보정을 나타내는 마이크로미터(㎛), 예를 들어 0.21 ㎛로 종종 언급된다. 비구면계수의 양은 가변될 수 있다. 몇몇 IOL 은 원래의 구면 수차 모두를 보정하도록 시도하여 제조되었지만, 다른 것은 그들 중 일부를 수정하도록 연구되었다. 눈의 광학계의 쩨르니케 분석을 제공하는 눈의 '파면 분석'은 공지되어 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 특징의 방법의 특히 바람직한 실시예는, 환자의 수술후 눈의 원하는 광학적 특징을 제공하는데 필요한 교체 IOL 을 선택하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다.
(a) 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 환자의 눈에서 교체 IOL 의 수술후 위치를 결정하는 단계;
(i) 환자의 수술전 눈의 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 아래 공식을 사용하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서, IOL 예측 은 환자의 눈의 IOL 의 수술후 예측 위치이고,
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이 이며,
C 는 전술한 바와 같은 상수이며,
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
(b) 공지의 굴절도수 및 형상의 IOL 이 단계 (a) 에서 예측된 바와 같이 위치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계;
(c) 환자의 수술후 눈의 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 굴절도수과 형상을 사지는 IOL 을 선택하는 단계.
본 발명의 제 2 특징의 방법의 단계 (b)는 공지의 굴절도수 및 형상의 IOL 이 단계 (a)에서 예측된 바대로 배치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계는 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 설립하는 단계를 포함한다. 광학적 모델링 기술은 통상 기술자에게 알려진 기술이며, 그 광학적 특징의 특징 및 치수에 기초하여 환자의 눈의 모델을 형성하는 것을 수반한다 (일반적으로 수술 전에). 이러한 모델을 형성하고 분석하는 다수의 방법은 아래에서 자세히 설명되는 바와 같이 공지되어 있다.
바람직한 실시예에서, 환자의 수술후 눈의 광학적 모델은 환자의 수술전 눈의 각막의 곡률을 측정하고 (예를 들어 본원에서 설명되는 바와 같이, 각막곡률측정, 형상 해석, 단층 촬영에 의해). 환자의 수술전 눈의 축방향 길이를 측정 (예를 들어 본원에서 설명되는 바와 같이 초음파 또는 레이저 생체 측정)하는 단계를 포함한다.
일단 환자의 눈에 대한 모델이 형성되면, 눈에서의 빛의 굴절은 분석되어 공지의 굴절도수과 형상의 안구내 렌즈가 그 내부에 배치될 때에 광학적 특성에 대한 예측이 이루어진다. 이러한 모델링 및 예측으로 인하여 안구내 렌즈는 환자의 수술후 눈의 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 다른 광학적 특징 및 필요한 구면 및 원통형 렌즈 굴절도수를 가지는 것으로 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 빛이 안구 매체를 통하여 통과할 때, 빛은 스넬의 법칙과 같은 굴절의 물리적 법칙을 따라 계면의 다수의 계면에서 굴곡된다. 그러나, 생체 구조에 정확하게 물리적 법칙을 적용하도록 하기 위하여, 임상적 측정은 물리적 치수를 정확하게 반영하고 이미지의 수신은 망막상의 이미지의 형성에 밀접하게 관련되는 것이 중요하다.
본 발명의 방법에 사용되는 환자의 눈의 모델은 (예를 들어 본 발명의 제 2 특징의 방법의 단계 (b) 및 (c)) 다음의 표면 및/또는 경계들 중 적어도 하나를 보유한다: 전방 각막 표면; 후방 각막 표면; 생체 렌즈의 전방 렌즈 표면; 생체 렌즈의 후방 렌즈 표면; IOL 전방 표면; IOL 후방 표면; 망막.
축방향
길이
공지된 바와 같이, 눈의 정확한 모델링을 위한 중요한 파라미터는 눈의 축방향 길이이다. 축방향 길이는 고정밀도로 측정될 필요가 있는데, 축방향으로 단지 1mm 오차가 평균적인 눈의 가시 평면에서 2.5 D 의 오차로 변환되어 버린다.
다양한 임상적 방법이 축방향 길이를 측정하는데 존재하는데, 예를 들어 초음파 및 부분 일관적 간섭 관측이 있다 .
축방향 길이는 소위 'A- 스캔'을 사용하여 초음파에 의해 측정되었다. 실제로 측정된 것은 안구 매체를 초음파가 통과하고 눈의 내부 경계에서 반사할 때 초음파의 통과시간이다 다른 안구 구획부(각막, 전방 챔버, 렌즈 및 유리같은 구획부)에서 초음파의 속도는 공지되어 있다. 각막으로부터 눈의 후면의 음향학적 반사 멤브레인 까지의 거리를 계산하는 것이 가능하게 된다.
공지된 바와 같이, 초음파에 의해 축방향 길이를 측정하는데는 다수의 불명확한 사항이 있다. 우선, 모든 초음파의 속력은 서로 다른 안구 매체에 대하여 정확해야 하는데, 그것은 임상적 실무에서 보여지는 가변적인 수축 밀도를 고려한다면 항상 그러한 것은 아니다. 두번째로, 많은 초음파 기술은 초음파를 눈까지 전송하는데 각막을 이용하며, 이것은 측정시에 각막이 옴폭하게 되도록 하고 관측할 길이가 짧아져 버림다. 세번째로, 초음파는 눈의 후면 표면에서 반사 멤브레인까지의 거리를 측정하며 (내부 제안 멤브레인은 유리체 캐비티 및 망막의 신경 섬유층 사이에 경계를 형성하는 것으로 보임), 이는 눈의 광 흡수 망막 광수용체의 위치와 동일하지 않다.
측정 지점과 망막(광수용체)에서의 유효 초점면의 위치 간의 차이에 기인하여 초음파 측정의 본질적인 이상이 존재한다는 사실은 '망막 두께', 특히 약 0.25mm, 로 불리는 보정 용어를 포함하는 많은 안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식을 도출하였다.
최근에, 부분 균일 간섭 측정을 이용한 레이저 생체 측정의 도입("PCI", 1998년, 드렉슬러 등)은 축방향 길이를 측정할 수 있도록 놀랍도록 향상된 정확성을 나타내었다. PCI 기술은 독일, 제나의 칼짜이즈 메디텍ⓒ에 의해 만들어진 IOL 마스터ⓒ로서 상업적으로 구입 가능하다.
빛의 파장은 물리적 해상도를 현저하게 향상시키는 소리의 파장보다 현저하게 짧다. 양호한 초음파 측정에서의 정확도는 ±0.1mm 범위 이내인 것으로 언급되는데, PCI 의 정확도는 그보다 약 열배 정도 (즉 ±0.01mm 범위 이내)우수한 것으로 알려져 있으며, 이는 관찰자에 따라 다르다 (콘너, III 등, 2002); 핀들 등 2003; 하이기스, 2001; 키스 등, 2002; 패커 등, 2002; 보겔 등, 2001). 또한, 망막 안료 상피가 광학적 측정의 끝부분이라는 사실은 PCI 에 의한 측정이 더욱 정확한 측정이 되게 한다 (초음파의 경우보다 길다).
그러나, 초음파를 사용하는 측정과 마찬가지로, 가정된 초음파 속력에 영향을 받게 되며, 광학적 생체 측정은 유수정체 눈의 가정된 그룹 굴절 지표에 영향을 받게 된다. 짜이즈 IOL 마스터ⓒ에 의해 사용된 지표는 외삽된 데이터에 부분적으로 기초하여 하이기스(하이기스, 2001)에 의해 예측되었다. 그러나, 이어서 도시된 바와 같이, 유수정체 눈의 지표 보정은 수술전 및 수술후 판독간에 일정한 판독을 제공하도록 조정될 필요가 있다 (올센 및 토르웨스트, 2005a).
짜이즈 IOL 마스터ⓒ의 축방향 길이 판독의 정확한 내삽을 위하여, 이러한 장치의 출력 판독이 눈의 진정한 광학적 경로 길이가 아니라는 것이 인식될 필요가 있다, 즉, 그것은 진정한 축방향 길이가 아니다. 초음파를 이용한 수년간 사용된 A-상수 및 다른 공식 상수의 세계를 변화시키지 않도록, 짜이즈 IOL 마스터ⓒ의 상업적인 버젼에 의해 주어지는 판독은 다음의 공식에 따라 초음파 침지에 대하여 보정되었다 (하이기스 등, 2000; 하이기스, 2001):
AxZeiss = ( OPL / 1.3549 - 1.3033) / 0,9571
여기서
AxZeiss 는 짜이즈 장치의 출력 판독이며,
OPL 은 PCI 에 의해 측정된 광학 경로 길이이다.
따라서,
OPL = (AxZeiss * 0,9571 + 1.3033) * 1.3549
유수정체 눈에 대하여 1.3574의 굴절률을 고려한다면 (하이기스, 2001):
Axtrue = (AxZeiss * 0.9571 + 1.3033) * 1.3549 / 1.3574
올센에 따르면 (올센 및 토르웨스트, 2005b), 유수정체 눈에 대한 1.3574 의 굴절률은 최상의 선택은 아니다. 일정한 수술전 및 수술후 판독을 나타내는 보다 우수한 값은 1.3616과 같은 높은 값을 사용한다. 짜이즈 판독으로부터의 진정한 축방향 길이는 따라서 아래와 같이 계산된다.
Axtrue = (AxZeiss * 0.9571 + 1.3033) * 1.3549 / 1.3616
이러한 변환은 바람직하게는 본 발명의 방법에서 사용된다. (그러나, 걸절률 보정은 레이저 생체 측정에서 다시 경험되는 바와 같이 조정될 수 있다).
바람직하게는, 눈의 축방향 길이는 간섭 측정에 의해, 바람직하게는 낮은 일관성 간섭 측정 장치 또는 부분 일관성 간섭 측정 장치 (예를들어 칼 짜이즈 메디텍의 IOL마스터 또는 하아크 스타라이트 LS900)에 의해 측정된다.
각막의 광학적 특성
각막의 전방 표면의 반경은 바람직하게는 각막 형상 해석에 의해 또는 각막 계측에 의해 측정될 수 있다. 또한, 각막의 후방 표면의 반경은 각막의 전방 표면의 반경의 고정비율인 것으로 고려된다. 각막의 후방 표면의 반경은 각막의 전방 표면의 반경의 0.84 배인 것이 바람직하다.
눈의 정확한 모델링은 각막 표면의 비구면계수가 고려될 때에만 제공될 수 있다. 후방 각막 표면의 비구면계수는 전방 표면에 선형 의존하게 되며, 후방 및 전방 각막 표면의 비구면계수는 환자의 나이에 의존하게 된다. 도블만 등에 의하면, 전방 각막 표면의 비구면계수는 환자의 나이의 0.76 더하기 0.003 배인 것이 바람직하며, 각막의 후방의 비구면계수는 전방 각막 표면의 비구면계수의 0.76 더하기 0.325 배에서 환자의 나이의 0.0072 배를 뺀 것이되는 것이 바람직하다.
구면 수차는 구면 광선이 중심 광선으로부터 다르게 굴절되는 비구면 IOL 및 각막을 포함하는 다양한 렌즈의 현상이다. 인간의 눈은 동공이 커지게 되는 박명시(mesopic) (어렴풋한 빛) 조건에서 많은 사람들이 경험하는 야간 근시에 대하여 설명하는 양의 구면 수차의 임의의 양을 가진다.
구면 수차는 소위 스타일스-크로포드 효과에 의해 약간 보정되어서, 망막의 민감도는 광선이 망막에 도달하게 되는 각도에 의존하게 된다. 스타일스-크로포드 효과는 동공 중심으로 유입되는 최대 광량이 되고 동공 모서리에서 가정 덜 효율적으로 되게 하는 망막 민감도를 예상한다. 스타일스-크로포드 효과의 결과로서, 동공이 커지게 되는 때(올센 1993), 구면 수차의 효과에 대한 보정이 일어나게 된다.
바람직하게는, IOL 굴절도수는 구면 수차, 바람직하게는 스타일스-크로포드 효과( I = Io exp (-C*γ2)에 의해 보정되는데, 여기서 C 는 상수이며, γ 는 동공의 중심으로부터의 거리이다. γ 가 밀리미터로 측정될 때 C는 0.108 이다.
각막의 굴절도수는 소위 "각막 만곡계"로 불리우는 장치에 의해 각막의 전방 표면의 곡률을 측정함으로써 제공된다. 측정되는 것은 눈의 전방 반사면에 의해 형성되는 볼록 거울의 확대이다. 이러한 것은 각막의 중심부가 원형이 되는 반경으로 변환된다. 각막 만곡계는 각막의 렌즈 굴절도수를 나타내며, 각막이 단일의 굴절도수 굴절면을 가진 '얇은 렌즈'인 경우에 그러하다.
여기서,
F 는 디옵터 단위인 표면의 굴절도수
r 는 미터 단위인 곡률 반경
n1 은 제 1 매체(공기)의 굴절률
n2 는 제 2 매체(각막)의 굴절률
임상적인 각막 만곡계의 일반적인 보정은 각막의 단일 표면의 굴절률이 1.3375 가 되는 것을 가정하여 아래 등식을 보여준다.
D = 337.5 / r
여기서,
D 는 디옵터 단위로된 각막의 굴절도수
r 은 밀리미터 단위의 곡률 반경
올센, 1986a의 논문에 도시된 바와 같이, 1.3375의 굴절률 교정치는 더욱 생리학적인 "두꺼운 렌즈" 이론 보다 정확하지 않은데, 이 이론은 각막 모델에 따라 평균적인 경우에 약 0.75D 낮은 각막 굴절도수를 예상한다 . 이러한 일반적인 각막 만고계 판독의 '고유의 오차'는 물리적인 관점에서 중요한데, 그 이유는 보정되지 않는다면 그것은 후속적인 모드 계산에서 오류를 일으키고 심지어 안구내 렌즈 굴절도수 공식에서 실행되는 마지막에 보정이 필요하게 되기 때문이다.
또다른 문제는 일반적인 각막 뿐만이 아니라 이전의 굴절 수술(PRK, 라식, 및 전방 표면의 곡률을 변경시켜서 굴절 이상을 보정하기 위한 목적을 가진 다른 레이저 식각 과정)을 받았던 특히 각막에서 발견되는 각막 반경의 지형적 변이를 다루는 것이다. 이러한 라식 이후의 각막에서, 전방 표면의 형상은 구형과는 거리가 멀며 전체 각막 표면의 다수의 지점에서의 곡률을 측정하는 각막 형상 해석을 사용하여 평가될 필요가 있다.
'두꺼운 렌즈'로서 각막을 처리하기 위하여, 각멱의 두께 및 후방 표면의 곡률이 고려될 필요가 있다. 대부분의 각막 모델에서, 후방 곡률은 표준 각막 형상을 고려하여 전방 곡률에 고정 비율로 되는 것으로 고려된다. 수년간, 후방 표면의 표준 형상 및 반경은 걸스트랜드(걸스트랜드, 1924)에 의해 제안된것에 따라 고려된다. 그러나, 보다 최근의 연구는 각막의 양쪽 표면의 곡률 뿐만이 아니라 그 비구면계수에 대한 자세한 정보를 제공한다는 것은 최근의 일이다 (듄네 등, 1992; 더블맨 등, 2002; 더블맨 등, 2006). 이러한 발견은 각막의 광학에 대한 보다 현실적인 모델을 형성할 조건을 향상시켰으머 전체 안구 광학을 형성할 조건을 향상시켰다 .
각막의 굴절율은 1.376의 상수인 것으로 가정되며 각막의 두께는 0.5 mm 인 것으로 가정된다. 전방 곡률 반경은 일반적인 각막 만곡계를 사용하여 또는 각막 형상 해석을 이용하여 측정되는 것으로 고려된다. 각막 만곡계 굴절률 문제로부터의 혼동을 피하기 위하여 디옵터 판독 대신에 반경 판독이 사용된다.
각막의 후방 곡률 반경이 직접 측정되지 않을 때, 각막의 후방 표면은 전방 표면에 고정 비율로 되는 것으로 고려된다. 더블맨(더블맨 등, 2002)에 의해 설명된 모델에 따르면, 이러한 비율은 아래의 식으로 된다.
R2 = 0.84*R1
여기서, R2 는 각막의 후방 표면의 반경이며,
R1 는 각막의 전방 표면의 반경이다.
더블맨 (더블맨 등, 2002)의 연구에 의하면, 각막 표면의 비구면계수는 다음의 등식에 따라 환자의 나이에 의존하게 되는 것으로 고려된다.
Ka = 0.76 + 0.003*나이
Kp = 0.86 + 0.325*Ka-0.0072*나이
여기서, Ka 는 각막의 전방 표면의 비구면계수이며,
Kp 는 각막의 후방 표면의 비구면 계수이며,
나이는 년의 단위로된 환자의 나이이다.
본원에서 사용된 더블맨 모델은 전방 곡률 반경의 84%로 되는 각막의 후방 중앙 곡률 반경이 원래의 '두꺼운 렌즈' 공식에서 올센에 의해 사용된 6.8/7.7 (88.3%)의 이전의 걸스트랜드 비율과는 약간 다르다는 것을 예상한다. 비구면계수가 그렇지 않으면, 이것은 사정된 이전의 것보다 늦게 각막 굴절도수가 설정되는 것을 의미한다. 그러나, 각막의 비구면계수가 고려된다면 (정확한 광선 추적에 의해), 각막의 유효 굴절도수는 걸스트랜드 비율(올센, 2007)에 의해 예상되는 것보다 약간 높은 것으로 보여진다.
수술전 눈 및 수술후 눈에서의 전방 깊이, 자연의 생체 수정체 렌즈의 두께 및 인공 수정체 두께를 측정하는 방법이 아래에서 설명된다.
안구내
렌즈의 특성
이식될 안구내 렌즈의 광학적 성능을 예상하기 위하여, 안구내 렌즈의 굴절도수과 형상을 아는 것이 중요하다. 안구제 렌즈 제조사는 안구내 렌즈의 전후방 표면의 곡률 반경, 두께 및 굴절률에 대한 데이터를 제공하며, 이러한 굴절도수와 형상은 이러한 데이터로부터 계산되는 것이 바람직하다.
첨부된 예에서 연구된 안구내 렌즈의 물리적 설명은 안구내 렌즈의 전후방 표면의 곡률 반경, 두께, 굴절률에 대한 제조사의 데이터에 기초한다. 상기 표면 곡률 반경은 임플란트의 이식체의 굴절도수에 따라 가변하여, 라벨로 표시된 굴절도수의 함수로서 물리적 데이터의 표로 만들어진 값을 사용할 필요가 있다.
(ANSI 표준의) 정의에 의하면, 안구내 렌즈의 라벨 표시된 굴절도수는 렌즈의 축 주변 곡률 반경, 두께, 굴절도수를 가리킨다. 구면의 안구내 렌즈의 경우에, 곡률 반경은 전체 영역에서 일정하다. 비구면 안구내 렌즈의 경우, 곡률 반경은 비구면계수에 의존하게 되며 렌즈의 중심으로부터 주변부에 대하여 가변하게 된다.
광선 추적 분석의 결과를 분석하고 눈의 광학적 특성을 평가하기 위하여, 적어도 하나의 점 분포 함수가 계산되고 최고의 초점 지점에서 또는 눈의 망막에서 평가되는 것이 바람직하다.
전술한 방법 및 장치를 사용하는 것이 가능한 모델의 예는 도 3 및 도 4에 도시된다.
도 3은 하아그-스트라이트 렌스타 생체측정기를 사용하여 수행되는 유수정체 눈의 광학적 스캔의 예를 도시하는데, 상기 생체 측정기는 렌즈 두께들(도면에서 손모양이 가리키는 지점)을 포함하여 유수정체 눈의 다양한 파라미터를 결정하는데 있어서의 정확성을 보여준다. 일련의 측정이 행해지면, 그 각각은 중심 각막 두께(도면에서 "CCT")의 안구내 치수 (도면에서 좌측으로부터 우측으로), 전방 깊이 (도면에서 "AL"), 렌즈 두께 (도면에서 "LT"), 및 전체 축방향 길이 (도면에서 "AL")을 나타낸다. 도면의 저부에는 개별 판독간의 변화가 도시된다. 간섭 측정 기술이 사용됨으로 인하여, 표준 편차는 매우 높은 정밀도를 의미하는 매우 낮은 값을 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 동일한 눈의 수술후 스캔, 예를 들어 수술후 하루 시점의 예를 도시한다. 자연 수정체 렌즈는 수정체낭 내에 배치된 안구내 렌즈에 의해 교체되었다. 안구내 렌즈의 위치는 쉽게 탐지되고 측정될 수 있다 (도면에서 손모양으로 가리킴).
환자의 눈에 이식을 하기 위한 적절한 IOL 을 선택하기 위하여, 이러한 눈의 현실적인 광학적 모델이 필요하다.
바람직하게는, 본 발명의 제 2 특징은 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 각막의 광학계; 각막 반경; 눈의 길이; 축방향 길이; 전방 깊이; 수정체 렌즈 두께를 포함하는 그룹에서 선택되는, 환자의 눈의 수술전 눈의 하나 이상의 측정치를 측정하는 단계를 포함한다.
보다 바람직하게는, 눈의 각막의 전방 표면의 곡률 반경 및 눈의 축방향 길이가 측정된다. 이러한 데이터는 공지의 기술로 알려진 IOL 굴절도수 계산으로 입력하기 위하여 사용된다.
일부 경우에, 각막 형상을 연구하기 위한 추가적인 분석이 필요하다. 예를 들어, 환자가 렌즈 수술을 받게 전에 라식 수술을 받았다면, 이러한 환자의 전방 표면은 변화되어 단지 전방 표면으로부터 각막 굴절도수를 계산하는 표준 모델과는 달라지게 된다. 이 경우에, 각막의 후방 곡률 반경을 측정하는 것뿐만 아니라 최근의 고해상도 스캐닝 기술을 사용하여 행해질 필요가 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제 2 특징의 방법의 단계 (b)는 환자의 수술후 눈의 광학 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계를 포함한다.
수년간, '올센 공식'이 사용되었는데, 이는 축 주위 광선 추적으로 불리우는 가우스 광학으로부터 잘 알려진 이론을 사용하는 소위 '두꺼운 렌즈' IOL 굴절도수 공식이다. '두꺼운 렌즈' 모델의 장점은 높은 수차 없이도 측정될 수 있어서 거리를 사용할 수 있다는 것이다. 이것은 '얇은 렌즈' 모델에 반대되는 것으로 얇은 렌즈 모델에서는 유효 렌즈 평면(ELP)가 측정된 것에 인접하며 동일하지는 않은 가상의 평면으로 감소된다.
최근에, 정확한 광선 추적을 이용한 보다 정밀한 모델이 WO2010/028654 에 설명되었는데, 이러한 모델은 가능한한 적은 가정으로 사용하고 물리적 세계로부터 인간의 눈에 적용되는 광학적 이론을 허용한다는 점에서 장점을 가진다. 이러한 방법을 사용함으로써, 보다 높은 수준의 수차(구면 수차)와 '두꺼운 렌즈' 모델에 의해서 다루어지지 않는 다른 특징을 분석하는 것이 가능하게 된다.
바람직한 특정 실시예에서, 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특징을 분석하는 것은 정확한 광 추적 분석 단계를 포함한다. 이러한 방법은 본원에 설명되고 있지만 예를 들어 WO2010/028654에 설명되고 있는 바와 같이 공지된 것이다.
선택적인 실시예에서, 환자의 수술후 눈의 광학 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계는 축 주변의 광선 추적 분석 단계를 포함한다. 이러한 방법은 본원에서 설명되며 예를 들어 WO2010/028654 에 설명된 바와 같이 공지된 것이다.
광선 추적은 눈의 광학적 특성을 자극하는 방법으로서 공지된 기술인데 이는 스넬의 법칙에 기초한다.
Sin θ1 / Sin θ2 = n2 / n1
여기서,
θ1 는 제 1 매체에서 유입광의 입사각이며,
θ2 는 제 2 매체에서 굴절각이며
n1 는 제 1 매체에서의 굴절률이며,
n2 는 제 2 매체에서의 굴절률이다.
간단히 설명하자면, 주어진 광학 시스템의 각 표면의 곡률 반경을 알게 됨으로써, 상기 시스템을 통하여 다수의 광선을 발사함으로써 이미지를 복제하고 이미지 평면에서의 광선의 분포를 관찰하는 것이 가능하게 된다. 본 발명의 목적에서, 광선 추적 분석이 사용되어서, 개발 표면의 회전 대칭성이 가정되며, 전체 조리개의 면적에서 균일하게 광선이 분포되는 것이 가정된다. 광선추적 방법론에서 수반되는 수학은 광학 엔지니어링에서 알려져 있으며 타원형 및 원뿔형 섹션에 대한 설명을 수반한다(베이커, 1943). 어떻게 광선 추적이 행해지는지에 대한 도시사항은 첨부된 예에서 설명된다.
본 발명에 의해 제공되는 수술후 IOL 향상된 예측은 적절한 광학적 특성을 가진 IOL 을 구할 수 없는 환자들에게 특정될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 경우에, 이러한 환자는 맞춤 설계되고 그 눈에 적합한 광학적 특성으로 가지도록 만들어진 IOL 을 필요로 하게 된다.
따라서, 제 3 특징에서, 본 발명은 환자의 수술후 눈에서의 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 교체용 안구내 렌즈를 설계하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 아래의 단계를 포함한다.
(a1) 본 발명의 제 1 특징에 따른 방법을 이용하여 환자의 눈에 교체용 안구내 랜지의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b1) 공지의 굴절도수 및 형상의 안구내 렌즈가 단계(a) 에서 예상된 바와 같이 배치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특징을 예측하는 단계;
(c1) 환자의 수술후 눈에서 원하는 광학적 특징을 제공하는데 필요한 굴절도수과 형상을 가지는 안구내 렌즈를 설계하는 단계;
(d1) 선택적으로, 단계 (c1)에서 설계된 안구내 렌즈를 제조하는 단계.
따라서, 본 발명의 제 3 특징의 방법의 바람직한 실시예는, 환자의 수술후 눈에서 원하는 광학적 특징을 제공하는데 필요한 교체용 안구내 렌즈를 설계하는 방법을 포함하며, 이러한 방법은 아래의 단계를 포함한다.
(a1) 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 환자의 눈에서 교체용 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(i) 환자의 수술전 눈의 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 아래 공식을 사용하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서, IOL 예측 은 환자의 눈의 IOL 의 수술후 예측 위치이고,
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이 이며,
C 는 전술한 바와 같은 상수이며,
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
(b1) 공지의 굴절도수 및 형상의 안구내 렌즈가 단계 (a1) 에서 예측된 바와 같이 위치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계;
(c1) 환자의 수술후 눈에 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 굴절도수과 형상을 가지는 안구내 렌즈를 설계하는 단계;
(d1) 선택적으로, 단계 (c1) 에서 설계된 안구내 렌즈를 제조하는 단계.
바람직하게는, 본 발명의 제 3 특징의 단계 (b1) 는 본 발명의 제 2 특징에 관련하여 전술한 바와 같이 수행된다.
따라서, 단계 (b1)은 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계를 포함한다. 광학적 모델링 기술은 공지의 기술이며 그 광학적 특성 및 치수의 측정(일반적으로 수술 전에 행해짐)에 기초하여 환자의 눈의 모델을 형성하는 단계를 일반적으로 수반한다. 환자의 눈의 모델이 일단 형성되면, 눈 내부에서의 빛 굴절이 분석될 수 있게 되며 공지의 굴절도수 및 형상의 안구내 렌즈가 그 내부에 배치될 때 광학적 특성에 대한 예측이 행해진다. 이러한 모델링 및 예측으로 인하여 안구내 렌즈는 환자의 수술후 눈에 원하는 광학적 특성을 제공하는데 필요한 굴절도수과 형상을 가지는 것으로 선택될 수 있게 된다.
바람직하게는, 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계는 각막의 광학계, 각막 반경; 눈의 길이; 축방향 길이; 전방 깊이 수정체 렌즈 두께로 구성된 그룹에서 선택되는, 환자의 수술전 눈의 하나 이상의 광학적 특성을 측정하는 단계를 포함한다.
단계 (b1)은 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계를 포함하는데, 바람직하게는, 이러한 분석은 정확한 광선 추적 분석 또는 축방향 광선 추적 분석을 사용하는 것을 포함한다. 이러한 방법은 본 발명의 제 2 특징과 관련하여 전술한 바 있다.
IOL 을 설계하고 제조하는 방법은 공지된 것이며 설명되었는데, 예를 들어 본 & 울프 ("광학의 원리", 6판, 페르가몬 출판사, 뉴욕, 1980) 및 베넷 & 라베츠 (임상 시각 광학, 버터워쓰, 런던)에 설명되고 있다.
IOL 은 눈에 의해 수년간 견디게 되는 것으로 밝혀진 소재로 제조되는데, 최근의 광학 제조 표준(임의의 공차 범위 내에서)에 따라 만들어진다. 굴절도수에 대한 인증된 공차로서 ANSII 표준이 있다. 산업에서, IOL 의 광학적 특성은 후방 초점 거리 및 서위 점 분산 함수 또는 소위 모듈레이션 이송 함수(MTF) 를 측정하는 광학적 벤치 상에서 결정된다. 광학 엔지니어링 분야에서, 널리 사용되는 소프트웨어는 주어진 물리적 정보에 대한 광학적 구조(눈을 포함)를 자세히 광학적으로 분석할 수 있는 제맥스(ZEMAX) 이다.
바람직하게는, 환자의 눈의 캡술 백의 이식을 위하여 단계 (c1) 에서 설계되고, 단계 (d1) 에서 제조된다. 이러한 IOL 의 구조 및 수정체낭으로 이식하는 방법은 전술한 바 있으며 공지의 것이다.
제4 특징에서, 본 발명은 환자의 눈으로 교체용 안구내 렌즈를 이식하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 아래의 단계를 포함한다.
(a2) 본 발명의 제 1 특징에 따른 방법을 사용하여 환자의 눈에서 교체용 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b2) 선택적으로, 환자의 수술전 눈에서 기존의 수정체 렌즈를 제거하는 단계;
(c2) 안구내 렌즈를 제공하는 단계;
(d2) 환자의 눈에 안구내 렌즈를 이식하는 단계.
따라서, 본 발명의 제 4 특징의 방법의 바람직한 실시예는 환자의 눈에 교체용 안구내 렌즈를 이식하는 방법을 포함하는데, 이러한 방법은 다음의 단계를 포함한다.
(a2) 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 환자의 눈에서 교체용 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(i) 환자의 수술전 눈에서 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 아래 공식을 사용하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서, IOL 예측 은 환자의 눈의 IOL 의 수술후 예측 위치이고,
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이 이며,
C 는 전술한 바와 같은 상수이며,
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
(b2) 선택적으로, 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈를 제거하는 단계;
(c2) 안구내 렌즈를 제공하는 단계;
(d2) 환자의 눈으로 안구내 렌즈를 이식하는 단계.
단계 (b2)에서 환자의 수술전 눈으로부터 수정체 렌즈를 제거하는 단계는 수정체 렌즈가 존재하지 않는다면 필요하지 않다 (예를 들어, 질병이나 장애에 의해 파손되거나 손상된 경우).
일실시예에서, 본 발명의 제 4 특징의 방법의 단계 (c2)에서 제공된 안구내 렌즈는 본 발명의 제 2 특징에 따른 방법을 이용하여 선택될 수 있다.
선택적인 실시예에서, 본 발명의 제 4 특징의 방법의 단계 (c2)에서 제공된 안구내 렌즈는 본 발명의 제 3 특징에 따른 방법을 이용하여 설계되고 선택적으로는 제조된다.
바람직하게는, 단계 (c2) 에서 제공되는 IOL 은 환자의 눈의 수정체낭으로 이식되도록 되어 있다. 바람직하게는, 단계 (d2) 는 환자의 눈에서 수정체낭으로 안구내 렌즈를 이식하는 단계를 포함한다. 환자의 눈으로 안구내 렌즈를 이식하는 적절한 방법은 공지되어 있으며 본원에서 설명되었다.
본 발명의 방법은 눈의 장애 또는 질병을 겪고 있는 환자의 눈으로 IOL 을 이식할 때 사용되며, IOL 의 이식 결과 이러한 질병 및/또는 장애는 치료 및/또는 예방 및/또는 감소 된다.
따라서, 제 5 특징에서, 본 발명은 환자의 눈에서 질병이나 장래를 감소시키고 예방하며 치료하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다.
(a3) 본 발명의 제 1 특징에 따른 방법을 사용하여 환자의 눈에서 교체용 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b3) 선택적으로, 환자의 수술전 눈으로부터 기존의 수정체 렌즈를 제거하는 단계;
(c3) 안구내 렌즈를 제공하는 단계;
(d3) 환자의 눈으로 안구내 렌즈를 이식하는 단계.
단계 (b3) 에서 환자의 수술전 눈으로부터 수정체 렌즈를 제거하는 단계는 수정체 렌즈가 존재하지 않는다면 필요하지 않다 (예를 들어 질병 또는 장애에 의한 파손이나 손상의 경우).
따라서, 본 발명의 제 5 특징의 방법의 바람직한 실시예는, 환자의 눈에서 질병이나 장애를 처리 및/또는 예방 및/또는 감소시키는 방법을 포함하며, 이러한 방법은 아래의 단계를 포함한다.
(a3) 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 환자의 눈에서 교체용 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(i) 환자의 수술전 눈에서 기존의 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 아래 공식을 사용하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 단계
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서, IOL 예측 은 환자의 눈의 IOL 의 수술후 예측 위치이고,
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이 이며,
C 는 전술한 바와 같은 상수이며,
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께이다.
(b3) 선택적으로, 환자의 수술전 눈에서 수정체 렌즈를 제거하는 단계;
(c3) 안구내 렌즈를 제공하는 단계;
(d2) 환자의 눈으로 안구내 렌즈를 이식하는 단계.
단계 (b3) 환자의 수술전 눈으로부터 수정체 렌즈를 제거하는 단계는 수정체 렌즈가 존재하지 않는다면 필요 없게 된다 (예를 들어 질병이나 장애에 의해 파손되거나 손상된 경우).
일실시예에서, 본 발명의 제 5 특징의 방법의 단계(c3) 에서 제공된 안구내 렌즈는 본 발명의 제 2 특징에 따른 방법을 이용하여 선택된다.
선택적인 실시예에서, 본 발명의 제 5 특징의 방법의 단계(c3)에서 제공된 안구내 렌즈는 본 발명의 제 3 특징에 따른 방법을 사용하여 설계되고 선택적으로는 제작된다.
바람직하게는 단계 (c3) 에서 제공된 IOL 은 환자의 눈의 수정체낭으로 인식하도록 되어 있다. 바람직하게는, 단계 (d3)는 환자이 눈의 수정체낭으로 안구내 렌즈를 이식하는 단계를 포함한다 환자의 눈으로 안구내 렌즈를 이식하는 적절한 방법은 본원에 설명되어 있고 공지된 사항이다.
바람직하게는, 환자의 눈의 질병 또는 장애는 근시; 원시; 노안;난시; 굴절 이상; 백내장; 혼탁; 브루네선스 (즉, 렌즈의 흐림)으로 구성되는 그룹에서 선택된다. 이러한 질병 및 장애는 잘 알려진 것이며, 통상의 기술자는 이러한 질명과 장애를 어떻게 특정하는지 잘 알고 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제 1 특징 및/또는 본 발명의 제 2 특징 및/또는 본 발명의 제 3 특징 및/또는 본 발명의 제 4 특징 및/ 또는 본 발명의 제 5 특징의 방법에서 환자는 포유류, 예를 들어 인간 또는 말; 소; 양; 개; 고양이; 토끼로 구성된 그룹에서 선택되는 포유류와 같은 가축 또는 상업적 가치 있는 포유류이다. 바람직한 실시예에서, 환자는 인간이다
제 6 특징에서, 본 발명은 본 발명의 제 1 특징 및/또는 제 2 특징 및/또는 제 3 특징 및/또는 제 4 특징 및/또는 제 5 특징에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터를 지시하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의문제점을 개시하며 환자의 눈에서 안구내 렌즈의 수술후 위치의 예측을 위한 향상된 방법을 제공한다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 특히 이로운데, 왜냐하면 가상의 수술후 위치보다는 안구내 렌즈의 질정한 물리적으로 정의된 수술후 위치에 기초하는 예측 방법을 제공하기 때문이다.
수술 전에 안구내 렌즈의 위치를 예측하거나 안구내 렌즈 굴절도수를 계산하는데 사용되는 방법은 본 발명의 개발 이전에 사용된 바 있으며 아래에서 설명된다.
종래의 방법
안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식의 목적은 안구내 렌즈의 이식으로써 렌즈 수술의 광학적 성과를 제어할 수 있다는 것이다.
많은 공식들이 백내장 수술에 사용되어지는 안구내 렌즈 굴절도수를 계산하는 것으로 설명되었다 (검토하자면, 올센 2007 및 아래의 '초기 공식' 섹션을 참고할 것). 이러한 대부분의 공식은 다음의 방식으로 도출되었다: 눈의 광학계의 단순한 '얇은 렌즈' 모델에 기초하여, 다수의 환자들이 굴절 성능에 관하여 분석되었고, 공식은 개별 경우에 유효 렌즈 평면(ELP)을 위하여 배후에 풀렸다.
ELP 는 가상의 거리로서 여겨지는데, 측정된 데이터세트로써 특정 공식에 사용될 때 관찰된 굴절 성능을 나타내게 된다. 다수의 경우의 평균값을 취해봄으로써, 평균 ELP (또는 SRK 방법에서의 A-상수)는 주어진 안구내 렌즈 타입에 대하여 사람들 사이에서 평균 값을 설명하여 도출하였다.
모든 현존하는 가능한 공식들은 눈의 광학계에 대하여 가장 단순화된 모델을 사용하기 때문에, 그들은 적확하게 작동하도록하기 위하여 관찰된 데이터로부터 추론하여 계산되는 보정된 다수의 기간을 필요로 한다. 이러한 '퍼지(fudge)' 인자의 예는 'A-상수' (SRK-공식), 수술 인자 (할라데이) 또는 '유효 ELP 또는 ACD' (호퍼 또는 빙크호르스트 공식)을 포함한다. 이러한 퍼지 과정은 특정 공식을 이용한 예측이 평균적인 경우에 정확하다는 것을 보여준다. 그러나, 개별 경우에 이러한 예측이 정확한 것을 보여주는 것은 아니다.
이러한 대부분의 공식은 작동 전에 측정된 바와 같은 단지 두가지 중요한 입력 파라미터를 사용한다;
(1) 각막의 전방 곡률 반경의 측정값이 되는 각막 계측 (K-판독); 및
(2) 초음파 또는 레이저 간섭 측정에 의해 측정되는 축방향 길이로서 알려진 눈의 길이.
이러한 2개의 변수로부터, 상기 공식은 유효 안구내 렌즈 위치(ELP)에 대한 수학적 모델을 포함한다. 그러나, 정확한 방법에서 K- 판독 및 축방향 길이는 개별 ELP 로 변환되며 공식에서 구현되며 공식마다 상이하다.
일반적인 IOL 굴절도수 계산 공식
인공 렌즈의 첫번째 이식은 1949년에 해롤드 리들리에 의해 행해졌다. 그러나, 1970년대가 되어서야 비로소 인공 렌즈 이식은 일반적인 임상 실무가 되었고 그로부터 몇가지 방법이 이식되는 안구내 렌즈의 안구 굴절도수를 계산하는데 설명되었다.
최초의 방법은 '얇은 렌즈'의 광학-물리적 이론으로부터 알려진 광학 공식을 사용하였다. 이러한 방법은 아래의 가정에 기초한 간단한 공식이었다.
(1) 각막은 측정될 수 있는 굴절도수의 '얇은 렌즈' 였다.
(2) 안구내 렌즈는 공지된 유효 굴절도수를 가진 얇은 렌즈였다.
(3) 안구내 렌즈의 위치는 고정된 것으로 가정되었다.
(4) 눈(각막)의 표면으로부터 눈의 배면(망막)까지의 거리는 임상적 방법에 의해 측정될 수 있는 거리였다.
몇가지 변수로써, 이러한 초기 '얇은 렌즈' 안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식의 형태는 다음과 같이 설명될 수 있다 (올센, 2007)
여기서,
K 는 디옵터 단위로 된 각막의 굴절도수이고;
d 는 각막으로부터 안구내 렌즈의 렌즈 평면 까지의 거리이며 (종종 전방 깊이 (ACD) 로 지칭되지만 더욱 정확하게는 유효 렌즈 평면으로서 지칭되어야 하는데 그 이유는 'ACD' 는 엄밀히 말하자면 렌즈의 전방 표면에 대한 거리이며'얇은 렌즈' 방법에는 이러한 위치가 존재하지 않기 때문이다).
n1 은 수양액에 대한 굴절률 (ACD) 이며,
Ax 는 눈의 축방향 길이 (각막 표면으로부터 망막까지의 거리)이며,
n2 는 안구내 렌즈 뒤의 매체의 굴절률 (유리같은 캐비티)이며,
PO 는 수술 후에 정시안(보조되지 않은 가시 거리)을 형성하는데 필요한 안구내 렌즈의 디옵터 단위 굴절도수이다
'얇은 렌즈' 공식의 예는 다음에 포함되었다: 콜랜브랜더 (콜랜브랜더, 1973), 피로도로프 (피오도로프 등, 1975); 빙크호르스트 (빙호르스트, 1975); 거넷 (거넷, 1990); 호퍼 (호퍼, 1993a, 호퍼, 2000), 할라데이 (할라데이 등, 1998).
전술한 '얇은 렌즈' 안구내 렌즈 굴절도수 계산식의 단순한 형태 뒤에는 임상적 실무에서 실시하기 위하여 다루어져야 하는 알려지지 않은 몇가지가 있다. 이러한 몇가지는 어떤 굴절률이 사용될 것인지, 각막 굴절도수를 어떻게 정확하게 계산할 것인지, 축방향 측정의 정밀도, 거리 측정치를 광학적으로 의미있는 거리로 어떻게 변환하는지, 그리고 고차 수차를 어떻게 다루는지에 대한 것을 포함한다. 알려지지 않은 가장 중요한 것은 공식이 가정하는 바와 같이 고정된 값이 아니며 큰 개별적인 변화를 받게되는 정확한 'd' (ELP) 값이다. 모든 경우에서 이러한 공식의 경우, 따라서 개별 ELP 는 각각의 경우에 예측될 필요가 있다.
다수의 알려지지않은 것으로 인하여, 이러한 모든 가능한 공식들은 실제 임상에 상기 공식을 조정하도록 개별화된 인자 및 보정된 기간을 사용할 필요가 있다.
실험적 공식
초기의 이론적 공식의 도입 바로 직후에, 이러한 임삭적 경험은 이러한 공식들의 정확성이 소위 '경험적 공식'의 정확성 보다 떨어지는 것을 보여주었다. 경험적 공식은 정시안(가시 거리에 대하여 안경이 불요 없는 문 및 특정짓는데 필요한 용어)에 대하여 필요한 안구내 렌즈의 렌즈 굴절도수 및 임상 측정치 간의 선형 관계를 설명하는 통계적 방법(선형 다중 회귀)을 사용하였다.
회귀 방법의 가장 중요한 예는 소위 SRK (샌더스 레츠라프-크라프) 공식이다 (레츠라프, 1980; 샌더스 등, 1981; 샌더스 등, 1988; 레츠라프 등, 1990 샌더스 등, 1990), 이러한 공식은 각막의 굴절도수(K-판독), 초음파에 의해 결정되는 바와 같은 눈의 축방향 길이 (A-스캔), 축방향 임플란트 굴절도수 및 관련된 굴절 (스펙터클 보정)의 수술적 측정이로써 다수의 경우를 통계적으로 분석한 것에 기초한다.
원래의 SRK 1 공식은 아래와 같은 간단한 선형 회귀 등식이었다 (레츠라프, 1980):
Po = A - 0.9K - 2.5 Ax
여기서, Po 는 보조되지 않은 거리간 가시력을 위한 임플란트의 굴절도수 (정시안)이며,
K 는 각막 만곡계의 디옵터 판독 (1.3375 계수 사용)이며,
Ax는 초음파에 의해 측정된 눈의 축방향 길이이며,
A 는 안구내 렌즈의 타입과 수술 기술에 따른 'A-상수' 이다.
'A-상수' 의 아이디어는 이러한 일정하게 작용하는 블랙박스 상수이며 이는 시스템에서 임의의 오프셋을 흡수 할 수 있는데, 안구내 렌즈 타입, 수술 및 측정 기술 및 눈의 배치에서의 차이점을 포함한다. 시스템의 오프셋 오차를 극복하기 위하여, 외과의사 자신의 기술에 따라 'A- 상수'를 개별화하는 것이 추천된다.
원래의 SRK 1 공식 및 이후 버젼 (SRK II, SRK /T)의 성공은 실험적 대이터에 기초하여 평균적인 경우에서의 시스템상의 오차없이 작동할 수 있도록 되었다는 사실에 기인하였다. 그러나, 상기 공식은 통계적 분석에 기초하였기 때문에, 예상치는 길거나 짧은 눈, 급경사 또는 평평한 각막의 눈, 비정시안의 눈과 같은 정상적이지 않은 눈에서 낮은 값으로 된다는 것이 보여지게 되었다 (올센, 1987c; 올센 1987b; 올센 등, 1990b; 올센 등 1991). 또한, 그것은 측정 기술을 포함하는 경험적 데이터에 완전히 의존하였으므로, 수술 기술, 또는 측정 기술, 축방향 길이의 모든 측정치 중 첫번째 것에서의 차이(가능한 모든 향상된 점)을 가진 상이한 임상적 환경에서 사용되는 것이 쉽지 않다.
또한, 다양한 '얇은 렌즈' 안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식에 수반된 수학으로부터 알 수 있는 바와 같이, ELP 의 예상은 K- 판독 및 축방향 길이에만 기초하며 사용자에게 보이지 않는 공식에 놓여지게 된다.
초기의 이론적 공식
초기의 이론적 공식은 수술후에 임플란트의 실제 위치에 대하여 거의 알려진 것이 없다.
예를 들어, 빙크 호르스트 1 공식 (빙크 호르스트, 1979)는 각각의 경우에서 임플란트의 유효 위치를 예측하기 위하여 ELP 의 고정값을 사용하였다. 오늘날, ELP (또는 ACD) 는 고정값이 아니고 눈의 치수에 의존하게 된다는 축적된 증거들이 있다. 이러한 인자들 중에는, 눈의 수술전 길이(Ax), 수술전 전방 깊이 (ACD 이전), 렌즈 두께 및 각막 반경이 있다.
도 5는 수술 전에 눈의 안구 구성요소('유수정체 눈' - 상부) 및 임플란트의 위치를 예측하는데 사용되는 중요한 변수를 가진 수술후의 눈의 안구 구성요소 ('준-유수정체 눈' - 저부)를 도시한다. 'Ax' 는 축방향 길이, 'ACD 이전' 은 수술전 ACD, 'LT'는 렌즈 두께, 'CR'는 각막의 전방 반경, 'H'는 각막 높이, 'ACD 이후' 는 수술후 전방 챔버의 깊이를 나타낸다.
구면 수차 및
스타일스
-크로포드 보정
전술한 사항에서, 눈의 광학계는 복합적인 렌즈의 시스템으로서 설명되었고, 모든 광선은 망막에 의해 포착되는 이미지에 대하여 동일한 중요성을 가지는 것으로 가정되었다. 그러나, 이러한 것은 반드시 그럴 필요는 없다. 소위 스타일스-크로포드 효과(스타일스-크로포드, 1993)의 존재로 인하여, 망막 민감도는 광선이 망막을 도달하는 각도에 의존하게 된다. 스타일스-크로포드 효과는 동공 중심으로 유입되는 광선에 대하여 최대가 되고 동공의 모서리로 유입되는 광선에 대해서는 효율이 낮아지게 되도록 망막 민감도를 예측한다. 이러한 결과는 다음의 수학적 공식에 따르게 된다.
I = Io exp (-0.108*γ2)
여기서, γ는 밀리미터 단위로 된 동공의 중심으로부터의 거리이다.
도 6은 중심 축으로부터의 거리의 함수로서 망막 민감도를 보여주는 스타일스-크로포드 효과를 도시한다 (이 도면은 x- 축이지만 광선 추적 계획에서는 y 축).
감지된 이미지 상의 스타일스-크로포드 효과에 관한 효과는 동공이 크게 될 때 구명 수차의 효과에 대한 보정을 하게 된다 )올센, 1993). 구면 수차는 각막 및 비-비구면 IOL 을 포함하는 많은 렌즈의 현상으로서, 주변 광선은 중심 광선 보다는 짧은 초점 길이에서 초점으로 더 굴절되어 모이게 된다. 인간의 눈의 구면 수차는 실제적인 것이며, 동공이 커지게 되는 메소픽 (어두운 광) 조건에서 많은 사람들이 경험하게 되는 '야간 근시'에 대한 설명이 된다.
구면 수차는 '얇은 렌즈' 또는 '얇은 렌즈에 따라 광학계가 설명되지만 광선 추적을 사용하여 설명될 때 고려되지는 않는다. 광선 추적의 다른 장점은 스타일스-크로포드 효과는 스타일스-크로포드 함수에 따른 질량을 각 광선에 부여함으로써 설명될 수 있다.
최근의 개발 사항
안구내 렌즈 임플란트에 관한 임의의 광학적 공식의 다중 중요한 요소 중 하나는, 수술 후에 임플란트의 위치를 개별 예측하는 것이다.
올센 공식의 예외로서 (올센, 1987a; 올센, 1987c; 올센 등, 1990b; 올센 등, 1991; 올센 및 코리돈, 1993; 올센 및 김벨, 1993; 올센, 2004), 모든 현재의 안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식 방법은 수술후에 안구내 렌즈의 위치에 대한 가상 모델을 사용하며, 안구내 렌즈의 위치는 물리적이며 측정가능한 거리로서가 아니라 '얇은 렌즈' 계산을 가정하여 각막 표면으로부터 안구내 렌즈의 유효 렌즈 평면 까지의 거리로서 정의되는 '유효 렌즈 위치'(ELP)로서 설명된다.
수년간에, 올센 공식은 '두꺼운 렌즈' 방법을 사용하는 유일한 공식이 되었는데, 이러한 공식은 주 평면의 정확한 보정을 구비한 한정적인 두께의 '두꺼운 두께'와 같이 처리되는 안구내 렌즈와 각막을 의미한다. 올센(올센, 1987a)에 의해 최초로 주창되어진 '두꺼운 렌즈'의 아이디어는 임상적 방법에 의해 검증될 수 있는, 물리적 측정 가능한 거리로서 안구내 렌즈의 위치가 정의된다는 것이다 안구내 렌즈 굴절도수 계산 공식에서의 많은 발전은 수술후 전방 깊이('ACD 예측')의 예측을 위하여 향상된 알고리즘으로 처리된다 (올센, 1986b; 할라데이 등, 1990a; 올센 등. 1992; 호퍼, 1993b; 올센 등, 1995; 하이기스, 2004; 올센, 2006).
그러나, 비록 '두꺼운 렌즈' 모델이 눈의 안구내 렌즈의 위치를 더 현실적으로 나타내는 '얇은 렌즈' 모델보다 우수하다고 하더라도, '두꺼운 렌즈' 모델은 광학적 시스템의 구면 표면을 여전히 가정한다. 각막 또는 안구내 렌즈 어너 것도 필수적으로 구면일 필요는 없기 때문에, 보다 나은 모델은 임의의 표면 타입에서 구현되도록 된 정확한 광선 추적에 기초하게 된다.
이러한 선행의 발간된 서면의 명세서상의 리스트 또는 논의 사항은 그 문서가 통상의 기술의 일부이거나 공통의 일반적 지식이라는 확인이 반드시 되는 것은 아니어야 한다.
본 발명의 임의의 실시예의 비제한적인 예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 다양한 해부학적 부분과 구조가 표시된, 인간이 눈의 개략적인 다이아그램이다.
도 2는 이미지 형성 및 빛의 굴절을 보여주는 눈의 모델이다 눈을 통한 빛의 굴절은 눈의 후면에서 망막(3)에 빛을 초점 맞추도록 하기 위하여 각막(1) 및 렌즈(2)에서 발생하게 된다. 안구내 구성요소들 간의 불균형이 생긴다면, 눈은 명확히 보기 위하여 안경-보정이 필요하게 될 것이다.
도 3은 하아그-스트라이트 렌스타 생체 측정기에 의해 행해지는 일반적인 유수정체 눈의 광학적 스캔의 예를 도시한다. 일반적인 수정체 렌즈의 위치는 손으로 표시된 부분에 의해 표시된다.
도 4는 도 3에 도시된 동일한 눈이 일정 위치에 IOL 을 가진채로 수술후 일주일후 스캔의 예를 도시한다. IOL 위치는 손으로 표시된 부분으로 나타내어진다.
도 5는 수술전과 후에 눈의 안구 구성요소의 개략도이다.
도 6은 스타일스-크로포드 효과를 도시하는 도며이다.
도 7은 정확한 계략적인 눈에 대한 걸스트랜드 광선 추적의 예를 도시한다.
도 8은 3mm 의 동공을 가정하여 걸스트랜드 눈에 대한 x 축 광선 교차선의 분포를 나타낸다 (광선의 개수는 1000). 모든 광선은 24.0mm 에서 망막 뒤의 초점으로 모이게 된다. 눈은 약간 원시가 된다.
도 9는 망막에서 (어두운 칼럼) 및 망막 뒤 0.194mm 최적 초점 (밝은 칼럼)에서 걸스트랜드 눈의 점 분산 함수를 나타낸다.
도 10은 구면 안구내 렌즈 임플란트를 구비한 평균 치수의 일반적인 눈에 대하여 예측되는 굴절에서의 동공 크기의 효과를 도시한다.
도 11은 전달 위치(삼각형)에 대한 측정된 안구내 렌즈 위치(사각형)과 축방향 길이(x-축)에 대하여 플로팅된 수정체 후낭(다이아몬드형)을 나타낸다.
도 12는 축방향 길이에 대하여 플로팅된 렌즈 두께의 분율로서 표현된 안구내 렌즈 위치를 나타낸다.
도 13은 각막 측정에 의해 각막 굴절도수에 대하여 플로팅된 렌즈 두께의 분율로서 표시된 안구내 렌즈 위치를 나타낸다.
도 14는 안구내 렌즈 임플란트의 위치에 대한 'ACD 측정' 및 'ACD 예측' 을 사용하여 2가지 방법에 대한 예상된(예측된) 분율에 대하여 플로팅된 관찰된 분율을 나타낸다.
도 15는 예상된 분율의 계산에 대한 3가지의 안구내 렌즈 굴절도수 계산 방법의 평균 절대 오차를 나타낸다.
도 16은 전방 세그먼트 크기에 대하여 플로팅된 SRK/T 공식에 따른 예상된 오차(관찰된 분율 빼기 예상된 분율)를 나타낸다 (전방 깊이 + 렌즈 두께 = 수정체 렌즈의 후방 표면의 위치). 중요한 바이어스가 관찰되었다 (r = 0.32. p < 0.0001).
도 17은 전방 세그먼트크기에 대하여 플로팅된 본 발명에 따른 공식에 따른 예상 오차 (관찰된 분율 빼기 예상된 분율)를 나타낸다 (전방 깊이 + 렌즈 깊이 = 수정체 렌즈의 후방 표면의 위치). 중요하지 않은 관계가 어떠한 바이어스를 나타내지 않는 것으로 관찰되었다 (r = 0.001, p > 0.5).
도 18은 본 발명의 공식 및 SRK/T 에 각각 따른 여성(n = 274) 및 남성 (n = 181)으로 나누어진 평균 예상 오류 (관찰된 분율 빼기 예상된 분율)을 나타낸다. 평균 예상 오류는 IOL 상수 최적화에 의해 남성과 여성 모두를 포함하여 전체 그룹(n-455)에 대하여 0 으로 유지되었다. 성별에 대한 중요한 바이어스가 SKR/T 방법에서는 나타났지만 본 발명의 방법(p<0.05)에서는 나타나지 않았다. 바아는 표준 오류(SE)를 나타낸다.
도 19는 A-상수와 C-상수의 비교이다.
도 1은 다양한 해부학적 부분과 구조가 표시된, 인간이 눈의 개략적인 다이아그램이다.
도 2는 이미지 형성 및 빛의 굴절을 보여주는 눈의 모델이다 눈을 통한 빛의 굴절은 눈의 후면에서 망막(3)에 빛을 초점 맞추도록 하기 위하여 각막(1) 및 렌즈(2)에서 발생하게 된다. 안구내 구성요소들 간의 불균형이 생긴다면, 눈은 명확히 보기 위하여 안경-보정이 필요하게 될 것이다.
도 3은 하아그-스트라이트 렌스타 생체 측정기에 의해 행해지는 일반적인 유수정체 눈의 광학적 스캔의 예를 도시한다. 일반적인 수정체 렌즈의 위치는 손으로 표시된 부분에 의해 표시된다.
도 4는 도 3에 도시된 동일한 눈이 일정 위치에 IOL 을 가진채로 수술후 일주일후 스캔의 예를 도시한다. IOL 위치는 손으로 표시된 부분으로 나타내어진다.
도 5는 수술전과 후에 눈의 안구 구성요소의 개략도이다.
도 6은 스타일스-크로포드 효과를 도시하는 도며이다.
도 7은 정확한 계략적인 눈에 대한 걸스트랜드 광선 추적의 예를 도시한다.
도 8은 3mm 의 동공을 가정하여 걸스트랜드 눈에 대한 x 축 광선 교차선의 분포를 나타낸다 (광선의 개수는 1000). 모든 광선은 24.0mm 에서 망막 뒤의 초점으로 모이게 된다. 눈은 약간 원시가 된다.
도 9는 망막에서 (어두운 칼럼) 및 망막 뒤 0.194mm 최적 초점 (밝은 칼럼)에서 걸스트랜드 눈의 점 분산 함수를 나타낸다.
도 10은 구면 안구내 렌즈 임플란트를 구비한 평균 치수의 일반적인 눈에 대하여 예측되는 굴절에서의 동공 크기의 효과를 도시한다.
도 11은 전달 위치(삼각형)에 대한 측정된 안구내 렌즈 위치(사각형)과 축방향 길이(x-축)에 대하여 플로팅된 수정체 후낭(다이아몬드형)을 나타낸다.
도 12는 축방향 길이에 대하여 플로팅된 렌즈 두께의 분율로서 표현된 안구내 렌즈 위치를 나타낸다.
도 13은 각막 측정에 의해 각막 굴절도수에 대하여 플로팅된 렌즈 두께의 분율로서 표시된 안구내 렌즈 위치를 나타낸다.
도 14는 안구내 렌즈 임플란트의 위치에 대한 'ACD 측정' 및 'ACD 예측' 을 사용하여 2가지 방법에 대한 예상된(예측된) 분율에 대하여 플로팅된 관찰된 분율을 나타낸다.
도 15는 예상된 분율의 계산에 대한 3가지의 안구내 렌즈 굴절도수 계산 방법의 평균 절대 오차를 나타낸다.
도 16은 전방 세그먼트 크기에 대하여 플로팅된 SRK/T 공식에 따른 예상된 오차(관찰된 분율 빼기 예상된 분율)를 나타낸다 (전방 깊이 + 렌즈 두께 = 수정체 렌즈의 후방 표면의 위치). 중요한 바이어스가 관찰되었다 (r = 0.32. p < 0.0001).
도 17은 전방 세그먼트크기에 대하여 플로팅된 본 발명에 따른 공식에 따른 예상 오차 (관찰된 분율 빼기 예상된 분율)를 나타낸다 (전방 깊이 + 렌즈 깊이 = 수정체 렌즈의 후방 표면의 위치). 중요하지 않은 관계가 어떠한 바이어스를 나타내지 않는 것으로 관찰되었다 (r = 0.001, p > 0.5).
도 18은 본 발명의 공식 및 SRK/T 에 각각 따른 여성(n = 274) 및 남성 (n = 181)으로 나누어진 평균 예상 오류 (관찰된 분율 빼기 예상된 분율)을 나타낸다. 평균 예상 오류는 IOL 상수 최적화에 의해 남성과 여성 모두를 포함하여 전체 그룹(n-455)에 대하여 0 으로 유지되었다. 성별에 대한 중요한 바이어스가 SKR/T 방법에서는 나타났지만 본 발명의 방법(p<0.05)에서는 나타나지 않았다. 바아는 표준 오류(SE)를 나타낸다.
도 19는 A-상수와 C-상수의 비교이다.
예시들
예 1 -
걸스트랜드
눈의 광선 추적 분석
걸스트랜드의 정확한 개략적인 눈(걸스트랜드, 1909, 걸스트랜드, 1924)은 광선 추적 분석이 예로서 사용되었다. 다년간, 걸스트랜드의 정확한 개략적인 눈은 인간이 눈의 광학적 특성을 시뮬레이션하는데 사용되어 왔다. 물체의 평면과 이미지 평면과는 별도로, 개략적인 눈의 구조는 테이블 1에서 도시된 바와 같이 6개의 표면 모델이 된다.
| 표면 | 이름 | x-위치 | 반경 | 원뿔 | 계수 |
| 0 | 물체 | -30 | 10000 | 0 | 1 |
| 1 | 각막 전방 | 0 | 7.7 | 0 | 1.38 |
| 2 | 각막 후방 | 0.5 | 6.8 | 0 | 1.34 |
| 3 | 렌즈 전방 | 3.6 | 10 | 0 | 1.39 |
| 4 | 신경 전방 | 4.15 | 7.91 | 0 | 1.41 |
| 5 | 신경 후방 | 6.578 | -5.76 | 0 | 1.39 |
| 6 | 렌즈 후방 | 7.2 | -6 | 0 | 1.34 |
| 7 | 망막 (이미지) | 24 | -13 | 0 | 0 |
표 1: 걸스트랜드의 정확한 개략적인 눈의 표면. 각각의 표면은 좌측에서 우측으로 이름, 축위치(x-위치), 곡률 반경 (양의 값은 전방 볼록을 의미하고, 음의 값은 전방 오목을 의미), 원뿔 계수 (이러한 눈 모델의 경우 0), 굴절률로 주어진다.
걸스트랜드의 눈에서, 눈의 축방향 길이는 24.00mm 로 가정되는데, 이것은 이미지가 인식되는 망막의 위치이다. 이러한 눈의 광선 추적의 예는 그 구조가 표 1에 리스트되어 있는데, 제한된 개수로 유입되는 나란한 광선으로써 3mm 유입 비임 폭에 도 7에 도시되어 있다. 광선들은 무제한부에서 기원하는 것으로 가정되며 눈의 후방 표면(망막)에 도달할 때까지 스넬의 법칙에 따라 각 표면에서 굴절된다.
충분한 개수(천개 초과)의 광선을 사용할 때, x-축상의 광선 교차부의 분포는 시각 축을 따라 유효 초점의 예상치를 제공하도록 연구될 수 있다. 유사하게, 망막에 대한 광선 교차부의 분포(약간 만곡된 y-축으로 고려됨) 역시 연구될 수 있다. 후자의 분포는 점-분포 함수(PSF) 로서 광학적 용어로 알려져 있는데, 그것은 이미지 품질의 측정값이 된다. 분포의 측정치로서, 축방향 초점으로부터 거리의 제곱 평균 (RMS)을 계산하는 것은 일반적인 실무이다.
도 8에는 3mm 의 동공을 가정한 걸스트랜드 눈에 대한 x-축 광선 교차부(광선의 개수는 1000)의 분포가 도시된다. 모든 광선은 24.00mm 에서 망막 뒤에 초점으로 모인다. 이러한 눈은 약간 원시가 된다.
y 방향에서의 점 분포 함수의 분석은 2개의 평면에서 제공된다: 1) 망막에서, 2) 최고의 초점에서, 이들은 망막 뒤 약 0.194mm 를 배치하는 컴퓨터 반복에 의해 발견된다. 도 9는 망막(어두운 칼럼) 및 망막 뒤 0.194mm 최고 초점에서 (밝은 칼럼)걸스트랜드 눈의 점 분포 함수를 도시한다. 대응하는 RMS 는 망막과 최고 초점에서 각각 0.256 및 0.109인 것으로 밝혀졌다.
결론적으로, 이러한 실험은 눈의 축방향 길이가 0.194mm 길이로 되거나, 선택적으로 약 + 0.5 D 의 굴절도수를 가진 작은 안경 보정이 눈 앞에 배치되었을 때에 최소한의 흐림을 나타내는 이미지의 품질이 향상된다는 것을 보여준다.
예 2 - IOL 임플란트를 가진 눈의 광선 추적 분석
아래의 광선 추적 예시들은 무시할만한 동공 크기에서 양호한 보정되지 않은 시력을 제공하도록 이식되는 구면 IOL 을 가진 평균 치수의 눈을 도시한다. 유효 굴절은 스타일스-크로포드 효과와 관련하여 또는 그와 관련 없이 동공의 직경에 대하여 플로팅된다.
도 10은 구면 IOL 임플란트로써 평균 치수의 일반적인 눈에 대하여 예측되는 분율에 대한 동공 크기의 효과를 도시한다. 동공이 커지면, 눈은 구면 수차의 결과로서 근시가 된다. 이러한 효과는 스타일스-크로포드 효과 (SC) 에 의해 보상된다.
2가지의 관찰이 도 10으로부터 나타난다.
(1) 유효 굴절은 일반적인 범위(3-4mm 미만) 내에서 동공 크기에 의존한다.
(2) 스타일스-크로포드 효과는 커진 동공 크기에서 구면 수차에 대하여 보상한다.
IOL 데이터
IOL 의 물리적 특성이 가정되었다 (두께, 굴절률, 전방 및 후방 곡률은 알콘에 의해 제공된 '절삭 차트'로부터 얻어졌다). 절삭 챠트의 예는 표 2에 주어진다.
| 디옵터 범위 | 전방 반경 | 후방 반경 |
| 6.0-9.5D | 35-81mm | 75.0mm |
| 10.0-15.5D | 22-52mm | 37.7mm |
| 16.0-25.0D | 13.4-29.9mm | 25.1mm |
| 25.5-30.0D | 12.6-16.9mm | 17.48mm |
| 31.0-40.0D | 6.9-9.8mm | 25.1mm |
표 2; 알콘 연구소에 의해 제공되는 '절삭' 챠트는 굴절도수에 따른 IOL 의 전방 표면 및 후방 표면의 반경을 보여준다. 굴절률은 1.5542 (파장 550mm)이며, 두께는 약 23.0D 의 일반적인 굴절도수에 대하여 0.8mm 이다 (데이터는 알콘 연구소 제공).
ANSI 정의에 의하면, IOL 의 굴절도수는 '두꺼운 렌즈' 축 주변 굴절도수으로서 계산될 수 있다.
D12 = D1 - (T / n ) D1 D2
여기서,
D12 는 렌즈의 전체 렌즈 굴절도수이며;
D1 는 전방 표면의 렌즈 굴절도수이며;
D2 는 후방 표면의 렌즈 굴절도수이며,
T 는 미터로 표시되는 렌즈의 두께이며,
n은 굴절률이다.
D1 과 D2 는 다음과 같이 발견된다.
D1 = (n-1.336) / r1
D2 = (1.336-n) / r2
여기서,
r1 은 전방 표면의 곡률 반경이며;
r2 는 부호를 가진, 후방 표면의 곡률 반경이며,
n 은 렌즈의 굴절률이다.
이러한 방식으로, IOL 의 정확한 곡률은 표 2의 개시 사항에 따라 라벨 표시된 굴절도수로부터 알 수 있게 된다.
예 3 - 임상적 데이터: 상수
C 를
특정하기
요약
첨부한 설명에서 논의되는 바와 같이, 본 발명은 안구내 렌즈의 수술후 위치가 수술전 눈의 정의된 해부학적 물리적 특성(특히, 환자의 수술전 눈에서의 일반적이고 생체적인 수정체 렌즈의 위치와 두께)에 관계되는 발명자의 발견에 기초한다. 따라서, 발명자의 발견에 비추어, 수술전의 환자의 눈의 어떠한 물리적 라파미터의 측정값은 이식된 안구내 렌즈가 환자의 눈에서 차지하게 되는 특정 수술후 위치를 예측하는데 사용된다.
이러한 발견은 아래에서 논의되는 연구로부터 현출된다. 간단히 설명하면, 다음의 단계들이 수반된다.
(1) 렌즈 수술을 받은 다수의 환자를 통계적으로 분석;
(2) 환자의 눈의 다음의 수술전 파라미터를 측정하는 것: 각막의 반경, 축방향 길이, 수술전 전방 깊이 및 수정체 렌즈 두께;
(3) 눈의 다음과 같은 수술후 파라미터를 측정하는 것; 최종 굴절 (안경 보정) 및 IOL 의 위치;
(4) IOL 의 측정된 위치가 준-유수정체 (IOL) 눈이 광학적 모델에 사용될 수 있음을 보이는 것;
(5) IOL 모델 및 수술 기술에 의존하여, 생체 수정체 렌즈 두께의 일정한 분율에 기초하여 IOL 의 수술후 위치를 예측하는 현저히 간단한 공식을 생성하는 것.
재료와 방법
전체 590가지의 경우(20-94세 구간의 나이의 250명 남자와 340명 여자, 70.1 세를 의미)가 연구에 포함되었다. 그 경우들은 수정체낭으로 유사한 디자인의 IOL (알콘 아크리소프 SA60AT)을 복잡하지 않게 이식함으로써 아이 클리닉 대학교, 아르후스 병원에서 백내장 또는 선명한 렌즈 수술을 위한 일련의 환자들을 포함한다.
수술 전에, 전방 각막 반경은 자동-각막 측정- 굴절 측정기 (ARK700; 니덱, 히로시, 일본)에 의해 2가지 평균(meriaian)으로 측정되었으며 구면 등가물을 다룰 때 공통의 과정이 되는, 평균으로 2가지 판독되었다. 축방향 길이는 광학 간섭 측정계(짜이즈 IOL 마스터 (짜이즈 메디텍, 에나, 독일))을 이용하여 측정되었다. 환자의 수술전 눈의 전방 깊이(ACD 이전) 및 수정체 렌즈 두께 (LT) 는 광학 간섭 측정계(하아그-스타라이트 LS900 렌스타)를 사용하여 측정되었다.
배제 기준은 수술 동안에 복잡하게 되는 눈, 수정체낭 외부의 IOL 이식, 오정렬된 렌즈, 이전 전방 (즉 라식) 또는 후방 세그먼트 수술, 음의 IOL 굴절도수 및 4D 보다 큰 수술전 또는 수술후 난시이다. 현재의 연구에서, 20/50 이상의 수술후 최상으로 보정된 시력을 가진 경우만이 최종 안경 보정(굴절)의 신뢰할만한 예상치를 가지도록 하기 위하여 포함되었다.
수술후 추적하는 시간은 1주 내지 3개월로 설정되었다. 이 시간에, 시력 및 굴절이 기록되었다. 수술후 전방 깊이 (ACD 이후) 는 광학적 간섭 측정계(하아그-스트라이트 LS900 렌스타)를 사용하여 측정되었다.
임상적 데이터의 요약이 표 3에 나타내어진다.
| 날짜 | 나이(년) | 각막 계측 (D) | 축방향 길이 (mm) | 수술전 ACD (mm) | 수술후 LT (mm) | IOL 굴절도수 (D) |
| 평균 (+SD) | 70.1 (+13.1) | 43.6 (+1.45) | 23.70 (+1.52) | 3.13 (+0.42) | 4.59 (+0.47) | 20.81 (+4.24) |
| 범위 | 20-94 | 39.2-47.8 | 20.10-29.39 | 2.01-4.40 | 2.97-5.93 | 4.0-34.0 |
표 3 : 공지의 IOL 임플란트에 대한 590 가지 경우의 임상 데이터. 축방향 길이, 수술전 ACD 및 수정체 렌즈 두께는 레이저 간섭 측정계로 측정되었다. 평균 값(+SD, 표준 편차) 및 범위가 표시된다.
결과
수술후 전방 깊이의 측정
수술후에 IOL 의 중심의 평균 위치는 4.90mm + 0.35 (+SD) (3.30-5.78mm 범위) 이었다. 이러한 것은 측정된 전방 깊이 + IOL의 공지된 두께의 절반 으로 정의된다. 축방향 길이 및 생체 수정체 렌즈의 수술전 위치에 대한 플로팅시, IOL 의 위치가 수정체 렌즈의 두께('수정체낭 사이즈')의 일정한 분율로 된다는 것이 보여진다 (도 11).
수정체 렌즈 두께의 분율로 표현된 IOL 위치는 그다지 현저하지 않은 축방향 길이에 대한 관계로 작의 양의 관계를 나타낸다 (r = 0.13, p<0.01, 도 12).
도 13에 도시된 바와 같이, IOL 위치는 각막 계측에 대한 현저하지 않은 관계를 보여준다 (r = 0.04, p > 0.2).
축방향 길이와 각막 계측에 대한 매우 약하거나 현저하지 않은 관계는 중요한 관찰 사항인데, 그것이 의미하는 바는 IOL 위치의 예측이 모든 기존의 공식에서 가정된 것에 비하여 K-판독 및 축방향 길이와 독자적으로 이루어질 수 있다는 것이다.
IOL 의
위치를 예측하는 공식
IOL 의 위치가 수정체 렌즈의 일정한 분율이 되는 관찰에 기초하여, 다음의 공식이 개별 경우에 IOL 위치를 예측하도록 형성되었다:
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
여기서,
IOL 예측 은 IOL 의 수술후 예측 (중심) 위치이고,
ACD 이전 은 수술전 전방 깊이가며,
LT 는 수정체 렌즈의 두께이며,
C 는 IOL 타입에 관한 상수(C) 이다 (현재 데이터 세트에서는 38.7%).
IOL 굴절도수 계산의 결과
이러한 방법이 개별 경우의 IOL 굴절도수의 계산에 사용될 수 있다는 가정을 검증하기 위하여, 다수의 실험이 수행되었다.
실험 1:
관찰된 (측정된) ACD를 사용하여, 예상된 수술후 굴절은 이전 섹션에서 설명된 바와 같이 광선 추적 공식을 사용하여 계산되었다. 이러한 실험은 IOL 위치를 예측함에 있어서 오류가 없음을 보여주는 완벽한 방법의 결과로서 극적인 정확도를 보여주는 실험으로 간주되었다.
실험 2:
새로운 ACD 공식( 즉, IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT)을 사용하여, 예측된 수술호 굴절은 이전이 섹션에서 설명된 바와 같이, 광선 추적 공식을 사용하여 계산되었다.
실험 3:
참고로서, IOL 굴절도수는 오늘날 사용되는 가장 보편적인 IOL 굴절도수 계산 방법 중 하나인 보편적인 SRK/T 방법을 사용하여 계산되었다.
이러한 실험에서, 예측치는 평균 수치 오차, 표준 편차 및 오차 범위에 대하여 분석되었다. SRK/T 공식의 경우, 예측은 저자에 의해 추천되는 바와 같이 최적화되어, 사용된 A-상수는 평균의 경우에 정확하였다. 임상적인 IOL 굴절도수 계산의 분야에서 공식의 정확성을 평가할 때의 경우가 그러한데, 모든 방법은 수치적 평균 오차가 0 으로 조정하는 작은 오프셋 오차를 위하여 최적화되었다. 이러게 함으로써, 오차의 표준 편차를 비교하여 공식의 성능을 평가하는 것이 가능하게 되었고, 선택적으로 각 방법에 대한 절대 오차를 비교함으로써 IOL 굴절도수 계산 연구의 분야에서 그렇게 될 수도 있다.
표 4는 3가지 실험의 결과를 보여준다. 나타내어진 바와 같이, 최저 오차(최저 표준 편차, 최저 평균 절대 오차, 최소 범위의 오차 및 +1.0D 내에서의 최고 퍼센트의 경우)는 관찰된(측정된) 수술후 ACD 를 사용하는 방법에서 발견되었다.
| IOL 계산 방법 | 측정된 ACD | 예측된 ACD | SRK/T |
| 평균 오차(D) | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| SD (D) | 0.494 | 0.536 | 0.580 |
| 범위 (D) | -1.48 - +1.45 | -1.55 - +1.58 | -1.75 - +1.53 |
| 평균 절대 오차 | 0.385 | 0.413 | 0.459 |
| 오차 < +0.5 (%) | 70.4 | 67.1 | 60.7 |
| 오차 < +1.0 (%) | 95.6 | 93.2 | 91.8 |
| 오차 < +1.5 (%) | 100 | 99.1 | 98.7 |
| 오차 >= +1.5 (%) | 0 | 0.9 | 1.3 |
표 4: IOL 이식후의 굴절 성능을 계산하는 3가지 방법의 오차. 측정된 ACD 의 방법은 IOL 의 실제 (측정된) 위치 및 광 추적을 이용하여 준-우수정체 눈의 광학적 모델에 기초한다. 예측된 ACD 방법은 등식 1에 따른 IOL 의 예측된 (계산된) 위치를 사용하여 동일한 광학적 모델에 기초한 것이다. SRK/T 방법은 오늘날의 IOL 굴절도수 계산을 위한 공식으로 가장 널리 사용되는 것 중 하나인 최근의 샌더스-레츠라프-크라프 (이론적) 공식에 기초한 것이다. 오차는 안경 평면으로 표현되고 디옵터로 나타내어진 관측된 분율과 예측된 분율 간의 (구면 등가물) 차이(관측된 것 빼기 예측된 것)로서 설명된다.
실험 1 및 실험 2의 비교
두가지 방법에 대한 예측된(예상된) 분율에 대하여 플로팅된 관측된 분율을 도시하는 도 14에 도시된 바와 같이 두가지 실험은 밀접한 관계에 있다 관련성 계수는 실험 1과 2 각각에 대하여 0.88 및 0.82 이다 (p < 0.001).
3가지 실험의 전체 오차
도 15는 3가지 방법의 평균 절대 오차의 비교 그래프이다.
모든 3가지 방법들 간의 정확성에서의 통계적 현저한 차이가 존재하였다 (p < 0.05).
현재의 방법에 대한 개선 사항을 보여주는 추가적인 결과
전방
세그먼트
크기에 대한 바이어스
전술한 섹션에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 장점 중 하나는 그것이 IOL 의 위치에 대한 예측치처럼 수술전 전방 깊이 및 렌즈 두께를 사용한다는 것이다. 이것은 IOL 위치의 예측 및 광학적 계산을 포함하는 모든 계산에 대한 축방향 길이 및 K-판독을 사용하는 다른 IOL 굴절도수 계산 공식에 반대된다.
IOL 위치는 수술전의 전방 깊이에 영향을 받게 되며, 본 발명에 도시된 렌즈 두께는 가장 보편적인 SRK/T 공식과 같은 다른 IOL 굴절도수 계산 공식이 전방 세그먼트 크기에 대한 바이어스를 보여주는 가정에 이르게 된다 (전방 세그먼트 크기 = 전방 깊이 + 렌즈 두께).
도 16에 도시된 바와 같이, 이것은 SRK/T 공식의 예측 오차가 수술전 전방 세그먼트 크기( r = 0.32, p < 0.001)에 대하여 플로팅될 때 455개의 경우의 시리즈에서 일제의 경우이었다. 바람직하지 않은 이러한 바이어스는 이러한 방법(도 17)에서는 나타나지 않는다.
성별에 대한 바이어스
다른 개선 사항은 성별 바이어스에 대하여 발견되었다. 유명한 연구에 의하면, 여자의 눈과 남자의 눈은 다양한 면에서 약간 다르다. 그 다양한 예는 남자의 경우에 비하여 여자의 경우가 작은 축방향 길이, 전방 깊이 및 각막 반경이다. 충분히 큰 규모의 샘플에서 검증된 바와 같이 (저자에 의한 발간되지 않은 관찰), 평균 IOL 위치는 약간 차이가 난다. 이러한 것은 여자와 남자 모두에 대한 동일한 IOL 상부를 사용할 경우 문제를 일으킨다.
그러나, 수정체 렌즈의 해부학적 부위에 관련한 IOL 위치를 예측하는 본 발명의 C 상수의 개념에 기인하여, 이러한 방법은 남자와 여자가 혼합된 경우에 유효한 평균 IOL 굴절도수에 기초한 SRK 방법의 A-상수로서 성별 바이어스되기 쉽지 않은 가정을 하게 된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 이러한 것은 성별에 따라 전체 시리즈가 구분되어질 때의 경우가 되는 것으로 실제 알려졌다. 전체 시리즈는 굴절 예상치가 전체로서 그룹에 대한 IOL 상수를 최적화함으로써 평균 오프셋 오차에 대하여 수정되어지는 455 명의 개인 (274 명의 여자와 181 명의 남자)으로 구성된다. SRK/T 공식으로써, -0.10D 및 +0.15D 의 평균 예측 오차가 여자와 남자 각각에서 발견되었는데, 이러한 것은 0 의 값과는 현저하게 차이가 있었다 (p < 0.05). 본 발명의 방법에서, 평균 예측 오차는 0 의 값과는 현저하게 다르게 여자와 남자 각각에 대하여 -0.04D 및 +0.05D 인 것으로 발견되었다 (p > 0.05). 따라서 본 발명의 방법은 성별에 대한 바이어스를 보여주지 않았다.
결론
1. 본 발명은 자연 수정체 렌즈의 위치와 두께의 정확한 측정치에 따라 수정체낭에 이식된 IOL 의 위치를 예측한다.
2. 상기 공식은 IOL 의 중심이 IOL 스타일과 수술 기술에 따라 영향을 받게 되는 수정체 렌즈 두께(수정체낭 크기)의 일정한 분율 C 로 되는 것을 예측한다. 일단 IOL 의 평균 위치가 충분한 케이스의 경우에 결정되면, C 값은 특정 IOL 에 대하여 도출될 수 있다.
3. IOL 위치의 예측은 다른 공식에서 사용되어졌던 축방향 길이 및 각막 굴절도수 (K-판독)의 측정치와 독립적으로 행해진다.
4. 본 방법에서 사용된 눈의 광학적 모델은 정확한 예측을 위하여 IOL 위치의 측정치(그리고 예측된 값)로부터 정보를 사용할 수 있다.
5. IOL 굴절도수 계산의 정확성은 SRK/T 공식과 같은 현재의 방법보다 높으며, 이러한 예측은 축방향 길이, 전방 세그먼트 크기 및 성별에 대하여 바이어스를 나타내지 않는다.
6. 상기 방법은 수술이 이루어져야 하는 수정체의 해부학적 부위에 관한 것이므로, 상기 방법은 굴절 오차에 대한 각막 수술을 받은 환자에 대하여 수술후 굴절(라식, 라섹, PRK, RK 등)과 같은 각막 해부학적 부위의 변화를 겪은 눈을 포함하여 임의의 타입의 눈에서도 수행되어야 한다.
예 4 - C 상수의 변화
수술후 눈 내부에서의 IOL 의 위치(따라서 상수 C)는 햅틱의 기계적 특성, 모양, 직경이 수술 후에 수정체낭의 점진적인 수축의 결과로서 IOL 이 어떻게 전방 또는 후방으로 푸시되는지에 영향을 주게 되기 때문에, 이식되는 IOL 의 형상에 의해 형상을 받을 수 있다.
그러나, 하기에서 설명되는 바와 같이, 2가지 IOL 타입을 사용하여 얻어지는 값의 변화는 현저하게 작다.
표 5는 상이한 형상 및 디자인을 가지는 2가지의 상이한 IOL 로부터 얻어진 데이터를 보여준다. 보여진 바와 같이, C 상수는 평균 눈 데이터를 가정하여 단지 0.29mm 에 대응하는 2개의 IOL 사이에서 단지 0.06 만큼 차이가 날 뿐이다.
| IOL | 명수 | 평균 C 값 | SD | 최소 C 값 | 최대 C 값 |
| 알콘 SA60AT | 100 | 0.38 | 0.04 | 0.31 | 0.58 |
| AMO ZCB00 |
24 | 0.44 | 0.05 | 0.33 | 0.57 |
예 5 - C 상수와 A-상수의 비교
본 발명의 방법은 눈-수술 받은 2개 이상의 개체의 눈의 IOL 의 수술 위 위치와, 눈-수술 받은 2개 이상의 개체의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께에 대한 관계를 정의하는 상수 C 를 사용하여 수행된다.
상수 C 는 비교적 낮은 개수의 눈 수술을 받은 환자로부터 얻어지는 데이터를 이용하여 결정될 수 있으며 보다 큰 데이터 세트를 필요로 하는 이전의 방법 (예를 들어 A- 상수를 이용하는 경우)에 비하여 장점을 나타낸다.
필요한 눈-수술받은 환자의 최소 숫자는 본 발명을 이용하여 이미 얻어진 데이터를 통계적으로 분석함으로써 도출될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 발견 사항은 단이 4%의 표준 편차로써 평균 값이 C = 39%라는 것이다. 이러한 작은 표준 편차는 상수 C 의 통계적 의미있는 예상치를 얻기 위하여 매우 낮은 경우가 필요하다는 것을 의미한다.
이것은 관찰되는 최종 안경 교정으로부터 도출되는 '퍼징된' 상수(즉, A-상수)를 사용하는 다른 (모든) 수식과는 다르다.
도 16은 축적된 데이터의 분석에서 A-상수에 비교하여 C-상수의 잇점을 도시하는 수치의 예를 제공한다. 도 16은 종래의 A-상수에 비하여 새로운 C-상수의 관찰된 평균값을 계산하고, 최종 평균으로부터 안경 교정 도수에 발생하는 오차(Rx)로 변환하여 임상적 데이터의 임의의 샘플로부터 얻어졌다. 도시된 바와 같이, C 상수는 0.1D 이내의 합리적인 정확도에 신속하게 도달하는 반면에, A- 상수의 곡선은 이를 행함에 있어서 적어도 25개의 케이스를 취하였다.
도 19는 축적된 데이터의 분석에서 A-상수에 비교하여 C-상수의 잇점을 도시하는 수치의 예를 보여준다. 도 16은 무작위로 추출한 임상 데이터에 기초하여 종래의 A-상수에 비교하여 새로운 C-상수의 관찰된 평균값을 계산하고, 최종 평균으로부터의 편차를 안경 교정 도수에 발생하는 오차(Rx)로 변환함으로써 작성되어 있다. 도시된 바와 같이, C 상수는 처음 25개의 경우 이내에서 상당히 높은 정확도(0.1D 이내)에 신속하게 도달하는 반면에, A-상수의 곡선은 적어도 50 내지 100 케이스를 통해서 안정화되었다.
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SD: 표준 편차
Claims (48)
- 환자의 눈에서 교체 안구내 렌즈(intraocular lens)의 수술후 위치를 예측하는 예측 방법으로서,
(i) 상기 환자의 수술전 눈의 기존 수정체 렌즈의 위치를 결정하는 단계;
(ii) 상기 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계;
(iii) 상기 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께의 비율로서, 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 위치에 대하여 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계; 를 포함하며,
상기 비율은 안구내 렌즈의 타입에 의해 결정되는 단일 상수(C)에 의해 정의되며,
상기 상수(C)는 눈에 안구내 렌즈를 이식하는데 사용하는 기법의 종류에 의해 추가로 결정되며,
상기 상수(C)는 눈 수술을 받은 하나 이상의 개체의 눈에 안구내 렌즈의 수술후 위치와, 눈 수술을 받은 하나 이상의 개체의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께 및 위치 관련 간의 관련성을 정의하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항에 있어서,
단계 (i) 은 상기 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 축방향 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상수 (C)는 환자 타입에 의해 추가로 결정되는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상수(C)는 상기 안구내 렌즈가 이식 방법을 사용하여 눈에 이식되는 눈 수술을 받은 2개 이상의 개체로부터 얻어진 데이터를 사용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상수(C)는 눈 수술을 받은 2개 이상의 개체의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께의 분율을 정의하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 안구내 렌즈의 타입은 눈의 수정체낭에 이식되도록 된 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이식하는데 사용하는 기법에 의해 눈의 수정체낭에 안구내 렌즈가 이식되는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상수(C)는 다음의 공식을 이용하여 눈 수술을 받은 두개 이상의 개체로부터 얻어진 데이터로부터 계산되되,
C = (IOL 측정 - ACD 이전) / LT
IOL 측정 은 수술 후의 눈 수술을 받은 개체의 안구내 렌즈의 측정된 위치이며,
ACD 이전 는 수술 전에 눈 수술을 받은 개체의 눈의 수정체 렌즈의 위치이며,
LT 는 수술 전의 눈 수술을 받은 개체의 눈의 수정체 렌즈의 두께인 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 10 항에 있어서,
IOL 측정 은 수술 후에 눈 수술을 받은 개체의 눈의 전방 깊이를 측정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 10 항에 있어서,
ACD 이전 는 수술 전에 눈 수술을 받은 개체의 눈의 전방 깊이를 측정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 상수(C)는 눈 수술을 받은 2개 이상의개체로부터 얻어진 평균값인 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상수(C)는 0.0 내지 1.0 범위에 있는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 상수(C)는 0.387 인 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
단계 (i)은 상기 환자의 수술전 눈의 전방 깊이를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 환자의 수술전 눈의 상기 전방 깊이를 측정하는 단계를 초음파를 사용하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 환자의 수술전 눈의 상기 전방 깊이를 측정하는 단계는 가시 깊이 측정; 간섭 측정; 부분 간섭 측정; 코히어런스 간섭 측정; 샤임플러그(scheimpflug) 이미징; 레이저 간섭 측정; 레이저 생체 계측으로 구성된 그룹에서 선택되는 광학적 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
단계 (ii) 에서 상기 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계는 초음파를 사용하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
단계 (ii) 에서 상기 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께를 결정하는 단계는 레이저 간섭 측정 또는 레이저 생체 계측을 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
단계 (iii) 에서 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계는 다음의 공식을 사용하되,
IOL 예측 = ACD 이전 + C × LT
IOL 예측 은 환자의 눈의 안구내 렌즈의 수술후 예측 위치이고,
ACD 이전 은 환자의 눈의 수술전 전방 깊이이며,
C 는 전술한 바와 같은 상수이며,
LT 는 환자의 수술전 눈의 수정체 렌즈의 두께인 것을 특징을 하는 예측 방법. - 환자의 수술후 눈에 원하는 광학적 특성을 제공하기 위한 교체 안구내 렌즈를 선택하는 선택 방법으로서,
(a) 제 1 항의 예측 방법을 사용하여 환자의 눈에서 교체 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b) 단계 (a) 에서 예측된 바와 같이 공지의 굴절도수 및 형상의 안구내 렌즈가 위치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계;
(c) 상기 환자의 수술후 눈에서 원하는 광학적 특성을 제공하는 굴절도수 및 형상을 가지는 안구내 렌즈를 선택하는 단계'를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 방법. - 제 22 항에 있어서,
단계 (b)는 상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계는 각막의 광학계; 각막의 반경; 눈의 길이; 축방향 길이; 전방 깊이; 수정체 렌즈 두께로 구성된 그룹에서 선택되는, 환자의 수술전 눈의 하나 이상의 광학적 특성을 측정하는 단계를 포함하는 선택 방법. - 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
단계 (b)는 상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계는 광선 추적 분석을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계는 축주변의 광선 추적 분석을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 방법. - 환자의 수술후 눈에서 원하는 광학적 특성을 제공하기 위한 교체 안구내 렌즈를 설계하는 설계 방법으로서,
(a1) 제 1 항의 예측 방법을 사용하여 환자의 안구내 렌즈의 수술후 위치를 예측하는 단계;
(b1) 단계 (a1)에서 예측된 바와 같이 공지의 굴절도수 및 형상의 안구내 렌즈가 위치되는 환자의 수술후 눈의 광학적 특성을 예측하는 단계;
(c1) 상기 환자의 수술후 눈에 원하는 광학적 특성을 제공하는 굴절도수 및 형상을 가진 안구내 렌즈를 설계하는 단계;
(d1) 선택적으로, 단계 (c1)에서 설계된 안구내 렌즈를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 제 28 항에 있어서,
단계 (b1)은 상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델을 형성하는 단계는, 각막의 광학계; 각막의 반경; 눈의 길이; 축방향 길이; 전방 깊이; 수정체 렌즈 두께로 구성된 그룹에서 선택되는 환자의 수술전 눈의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
단계 (b1)은 상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 제 31 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계는 정확한 광선 추적 분석을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 환자의 수술후 눈의 광학적 모델의 광학적 특성을 분석하는 단계는 축 주위의 광선 추적 분석을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 설계 방법. - 삭제
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- 제 1 항 또는 제 2 항의 방법을 컴퓨터가 수행하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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