KR20030036192A - 눈의 수차를 감소시키는 안과용 렌즈를 수득하는 방법 - Google Patents

눈의 수차를 감소시키는 안과용 렌즈를 수득하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 각막 표면을 수학적 모델로서 특성화하고, 상기 수학적 모델을 이용하여 상기 각막 표면(들)의 야기된 수차를 계산하고, 안내 렌즈의 광학 배율을 선택하는 단계를 포함하는, 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈를 수득하는 방법을 개시한다. 상기 정보로부터, 상기 렌즈 및 각막 모델을 포함하는 광학계로부터 도달되는 파면이 눈에서 감소된 수차를 달성하도록 안과용 렌즈를 모델링한다. 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 방법에 의해 수득된 안과용 렌즈도 또한 개시된다.

Description

눈의 수차를 감소시키는 안과용 렌즈를 수득하는 방법{METHODS OF OBTAINING OPHTHALMIC LENSES PROVIDING THE EYE WITH REDUCED ABERRATIONS}
현재, 삽입된 안내 렌즈(implanted intraocular lens, IOL)를 갖는 눈의 시력의 질은 동일 연령 인구에서의 정상적인 눈에 필적하는 것으로 논의된다. 결과적으로, 안내 렌즈가 객관적으로 자연 수정체보다 광학적으로 우수한 것으로 간주되긴 하지만, 70세의 백내장 환자는 안내 렌즈의 외과적 삽입 후 동일 연령의 비-백내장 인구의 시력의 질을 얻을 것으로 기대할 수 있을 뿐이다. 이러한 결과는 현재의 IOL이 인간 눈의 광학계의 결함, 즉, 광학 수차를 보정하기에 적합하지 않다는 사실로 설명될 것이다. 최근에 연령과 관련된 눈의 결함이 연구되었으며, 50세 이상의 대상에서는 대비 감도가 현저히 저하되는 것으로 밝혀져 있다. 대비 감도 측정은 렌즈 삽입에 의한 백내장 수술을 받은 개인이 약 60 내지 70세의 평균 연령을 갖는 비-백내장 인구보다 우수한 대비 감도를 달성하지 못할 것임을 보여주기 때문에, 상기 결과는 전술한 논의에 부합하는 것으로 보인다.
결함이 있는 백내장 수정체를 대체할 것을 목적으로 한 안내 렌즈 및 기타 안과용 렌즈, 예를 들어, 통상적인 콘택트 렌즈가 독립된 요소로서 탁월한 광학적 품질하에 개발되었을 지라도, 이들 렌즈는 연령과 관련된 수차 결함을 포함하여 눈의 많은 수차 현상을 교정하지 못함이 명백하다.
미국 특허 제 5,777,719 호(윌리엄스(Williams) 등)는 파면(wavefront) 분석에 의해 광학계로서 눈의 고단계 수차를 정확하게 측정하기 위한 방법 및 장치를 개시하고 있다. 하트만-셰크(Hartmann-Shack) 파면 감지기를 이용하여, 눈의 고단계 수차를 측정하고 상기 데이터를 이용하여 상기 수차에 대한 보정을 찾아냄으로써 매우 개선된 광학 성능을 제공할 수 있는 광학 렌즈의 디자인을 위한 충분한 정보를 수득하는 것이 가능하다. 하트만-셰크 감지기는 대상의 눈의 망막 상의 한 점으로부터 반사된 빛을 분석하기 위한 수단을 제공한다. 동공면에서의 파면은 하트만-셰크 감지기의 렌즈판 배열면에 재형성된다. 배열의 각 렌즈판은 배열의 초점면에 위치한 CCD 카메라 상의 망막 점광원의 공중 상을 형성하는데 이용된다. 레이저 빔에 의해 망막상에 형성되는 점광원으로부터 야기되는 형태의 눈의 파동 수차는 각각의 렌즈판에서 파면의 국소적 기울기에 비례하는 양만큼 각각의 점을 변위시킨다. CCD 카메라의 출력을 컴퓨터로 전송하고, 컴퓨터는 이어서 기울기 데이터를 66 제르니케(Zernike) 다항식의 1차 도함수에 맞추기 위한 계산을 수행한다. 이러한 계산으로부터, 제르니케 다항식을 가중하기 위한 계수가 얻어진다. 가중 제르니케 다항식의 합은 광학계로서 눈의 수차에 의해 뒤틀린 재구성된 파면을 나타낸다. 다음으로, 개별적인 제르니케 다항식의 항들은 상이한 모드의 수차를 나타낼 것이다.
미국 특허 제 5,050,981 호(로프만(Roffman))는 렌즈-눈 시스템을 통과하는 많은 광선을 추적하는 것으로부터 변조 전달 함수를 계산하고 상 위치에서 광선의 분포 밀도를 평가함으로써 렌즈를 디자인하는 또 다른 방법을 개시하고 있다. 상기 과정은 선명한 초점 및 최대 변조 전달 함수를 제공하는 렌즈를 찾을 때까지 적어도 하나의 렌즈 표면을 변화시킴으로써 반복적으로 수행된다.
미국 특허 제 6,224,211 호(고든(Gordon))는 비구면 렌즈를 각막에 성공적으로 맞추어 개개의 전체 눈의 구면 수차를 감소시킬 수 있는 렌즈를 찾아냄으로써 인간 눈의 시력을 향상시키는 방법을 기술하고 있다.
상기에 언급한 디자인 방법은 전체 눈 시스템의 수차를 완전히 보정할 수 있는 유수정체안(phakic eye)을 위한 콘택트 렌즈 또는 기타 교정 렌즈의 디자인에 적합하다. 그러나, 자연 수정체를 대체하는 것을 목적으로 하는 개선된 안내 렌즈를 제공하기 위해, 눈의 개별적 부분들의 수차를 고려할 필요가 있을 것이다.
미국 특허 제 6,050,687 호(빌(Bille) 등)는 눈의 굴절성을 측정하고 눈의 개개의 표면들이 전체 파면 수차에 미치는 기여도를 고려하는 방법을 언급하고 있다. 상기 특허에 기술된 방법은 특히 굴절 교정 기술을 개선하기 위해 후방 각막 표면의 지형을 분석하는 것을 목적으로 한다.
최근에 연령의 함수로서 눈의 수차의 전개에 대한 많은 연구를 포함하여 이러한 눈의 수차를 연구하는데 초점을 맞추었다. 특별한 두 연구에서, 눈의 구성요소들의 발달을 따로따로 조사하여, 젊은 사람의 눈의 개개 구성요소의 광학 수차는 서로를 상쇄시킨다는 결론을 유도하였다(문헌 [Optical Letters, Vol.23(21), pp. 1713-1715, 1998; andIOVS, Vol.41(4), 545, 2000] 참조). 논문 [S. Patel et al.,Refractive & Corneal Surgery, Vol.9, 173-181, 1993]은 후방 각막 표면의 비구면성을 개시하고 있다. 각막 데이터를 다른 안 파라미터들과 함께 이용하여 미래의 가성유수정체안(pseudophakic eye)의 광학 성능을 최대화할 목적하에 안내 렌즈의 배율 및 비구면성을 예상할 수 있음을 시사하고 있다. 나아가, 최근에 문헌 [Antonio Guirao and Pablo Artal,IOVS, Vol.40(4), S535, 1999]에서는 또한 각막의 형태가 연령에 따라 변화하고 보다 구면이 되는 것으로 관찰하였다. 이러한 연구들은 대상들의 각막은 양의 구면 수차를 제공하며, 상기 수차는 연령에 따라 약간 증가함을 지적하고 있다. 다른 한편으로, 문헌 [T. Oshika et al.,Investigative Ophthalmology and Visual Science, Vol.40, pp. 1351-1355, 1999]에서 밝혀진 결과에 따르면 전방 각막 표면의 회전대칭 수차는 젊은 사람과 나이든 사람의 눈 사이에 차이가 있는 것으로 보이지는 않는다. 문헌 [Vision Research,38(2), pp. 209-229, 1998]에서, 에이. 글래서(A. Glasser) 등은 각막이 제거된 후 눈 은행으로부터 수득한 눈으로부터 자연 수정체의 구면 수차를 조사하였다. 상기 문헌에서 사용된 레이저 스캐너 광학 방법에 따라서, 나이든 사람의 수정체(66세)로부터의 구면 수차는 양의 구면 수차를 나타내는 반면에 10세 아동의 수정체는 음의 구면 수차를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한, 문헌 [G. Smith et al.,Vision Research,41, pp. 235-243, 2001]은 자연 수정체는 이완된 상태일 때 음의 구면수차를 갖는 것으로 보인다고 개시하고 있다. 스미스(Smith) 등은 나이든 사람의 눈은 보다 큰 수차를 가지기 때문에 수정체의 구면 수차는 연령에 따라 보다 적은 음의 값이 될 것이라고 제안하고 있다.
문헌 [D.A. Atchison,Ophthal. Physiol. Opt., Vol.11, pp. 137-143, 1991]에서는, 렌즈 표면을 비구면화함으로써 안내 렌즈에서의 구면 수차를 감소시키는 방법을 고찰하고 있다. 애치슨(Atchison)이 개략한 방법은 기하학적 이동 계산법을 기초로 하는데, 상기 방법은 불균일한 요소들에서 광선 경로를 따라 회절 효과 및 굴절률에서의 임의의 변화를 고려하지 않은 것이다. 상기 계산법은 회절 한계에 근접한 오차를 유발할 것이다. 또한, WO 98/31299 호(테크노메드(Technomed))에는, 안내 렌즈의 디자인에 각막의 굴절을 고려하도록 시도한 광선 추적 방법이 개략되어 있다. 전술한 내용들의 견지에서, 눈의 개개의 표면들의 수차에 보다 잘 순응하거나 또는 보정되며, 종래의 안과용 렌즈에 의해 제공되는 바와 같은 초점흐림 및 비점 수차 이외의 다른 수차를 더 잘 교정할 수 있는 안과용 렌즈에 대한 요구가 존재함은 명백하다.
본 발명은 눈에 감소된 수차를 제공하는 안과용 렌즈를 디자인하는 방법, 및 이러한 시력의 개선을 제공할 수 있는 렌즈에 관한 것이다.
도 1은 시온 911 렌즈 및 본 발명의 평균 ("Z11") 렌즈가 삽입된 경우, 10명의 대상에 대한 a11("Z11") 제르니케 계수값을 비교한 것을 나타낸다.
도 2는 시온 911 렌즈 및 본 발명의 평균 ("Z11") 렌즈를 착용한 시험 대상을 모델로 한 시력을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 시온 911 렌즈 및 본 발명의 평균 ("Z11") 렌즈를 비교하는 변조전달함수를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 모델 렌즈에 따른 렌즈의 비점 수차의 함수로서 도시한 시력을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 렌즈를 사용하여 가장 잘 교정된 시력을 나타낸다.
도 7 및 도 8은 개별적으로 디자인된 렌즈를 사용한 개개인의 변조전달함수를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따라 개별적으로 디자인된 렌즈를 사용하여 가장 잘 교정된 시력을 나타낸다.
도 10은 하기 실시예 부분에서 기술된 연구에서 사용된 71명 환자의 연령 분포를 나타낸다.
도 11은 오브스캔 진높이 데이터 파일에 의해 주어진 높이 지도를 나타낸다.
도 12는 평균 각막 파면 수차 계수를 나타낸다.
도 13은 6㎜ 직경의 구멍에 대한 71명 대상의 구면 수차의 산점도이다.
도 14는 4㎜ 직경의 구멍에 대한 71명 대상의 구면 수차의 산점도이다.
도 15는 5㎜ 직경의 구멍에 대한 71명 대상의 구면 수차의 산점도이다.
도 16은 7㎜ 직경의 구멍에 대한 71명 대상의 구면 수차의 산점도이다.
본 발명의 목적은 눈에 감소된 수차를 제공하는 안과용 렌즈를 수득하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 눈에 삽입된 후 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안내 렌즈를 수득하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 각막 표면에서의 광학 불규칙성으로부터 야기되는 수차를 보정할 수 있는 안내 렌즈를 수득하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구면에서 벗어난 파면을 실질적으로 더 구면인 파면으로 복원시킬 수 있는 안내 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 특정 그룹의 사람들에서 발견되는 평균 광학 불규칙성 및 결함을 교정할 수 있는 안내 렌즈를 제공함으로써 동일 그룹에 속하는 개개인에 대해 개선된 광학 성능을 갖는 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명은 일반적으로 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈 및 상기 안과용 렌즈를 수득하는 방법에 관한 것이다. 이와 관련하여 수차란 파면 수차를 의미한다. 이것은 수렴 파면이 점상을 형성하기 위해서는 완전히 구면이어야 한다는, 즉, 완전한 상이 눈의 망막상에 형성되는 경우 각막 및 자연 또는 인공 수정체와 같은 눈의 광학적 표면들을 통과한 파면은 완전히 구면이어야 한다는 이해를 기초로 한다. 파면이 구면으로부터 벗어난 경우 변형된 상이 형성될 것이다. 이와 관련하여, 비구면 표면이란 용어는 회전대칭, 비대칭 및/또는 불규칙 표면, 즉, 구면과 다른 모든 표면을 말할 것이다. 파면 수차는 문헌 [M.R. Freeman,Optics, Tenth Edition, 1990]과 같은 참조 교재들에 설명되어 있듯이 상이한 유사 모델들에 따라 수학적 항으로 나타낼 수 있다.
제 1 실시태양으로, 본 발명은 삽입된 후 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안내 렌즈를 디자인하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 하나 이상의 각막 표면을 수학적 모델로 특성화하고 수학적 모델을 이용하여 각막 표면의 야기된 수차를 계산하는 제 1 단계를 포함한다. 이로써 각막 수차, 즉, 상기 각막 표면을 통과한 구면 파면의 파면 수차의 표현이 이루어진다. 선택된 수학적 모델에 따라 각막 수차를 계산하기 위한 상이한 경로를 취할 수 있다. 각막 표면은 회전 원뿔체로 또는 다항식으로 또는 그의 조합으로 수학적 모델로서 특성화하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 각막 표면은 다항식의 1차 조합으로 특성화된다. 상기 방법의 제 2 단계는 안내 렌즈의 배율을 선택하는 것인데, 이 단계는 특별히 눈의 광학적 교정을 필요로 할 경우의 통상적인 방법, 예를 들면, 미국 특허 제 5,968,095 호에 기술된 방법에 따라 수행된다. 상기 단계 1 및 2의 정보로부터, 렌즈 및 각막 모델을 포함하는 광학계로부터의 파면이 감소된 수차를 달성하도록 안내 렌즈를 모델링한다. 렌즈를 모델링할 때 고려되는 광학계는 전형적으로 각막 및 상기 렌즈를 포함하지만, 특정 경우에는 또한 개별적 상황에 따라 안경 렌즈 또는 인공 교정 렌즈, 예를 들어, 콘택트 렌즈, 각막 인레이(inlay) 삽입물 또는 삽입가능한 교정 렌즈를 포함한 기타 광학적 요소들을 포함할 수 있다.
렌즈를 모델링하는 것은 주어진 미리-선택된 굴절력의 렌즈 형태를 결정하는데 기여하는 시스템 중 하나 또는 여러개의 렌즈 파라미터의 선택을 포함한다. 여기에는 전형적으로 전방 반경 및 표면 형태, 후방 반경 및 표면 형태, 렌즈 두께 및 렌즈의 굴절률의 선택이 포함된다. 실질적인 면에서, 렌즈 모델링은 시온(CeeOn, 등록상표) 에지(Edge)(모델 911)로 대표되는 바와 같은 파마시아 코포레이션(Pharmacia Corp.)의 시온 렌즈와 같은 종래의 구면 렌즈를 기초로 한 데이터를 이용하여 수행될 수 있다. 그러한 경우, 이미 임상적으로 입증된 모델로부터가능한 한 벗어나지 않는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 상이한 형태의 전방 및/또는 후방 표면을 선택하여 상기 표면들 중 하나 또는 둘 다가 비구면 형태를 갖도록 하면서 렌즈의 중심 반경, 그의 두께 및 굴절률의 소정의 값들을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명 방법의 대안에 따르면, 적절한 비구면 구성요소를 선택함으로써 통상적인 개시 렌즈의 구면 전방 표면을 모델링한다. 렌즈는 비구면 또는 기타 회전 원뿔체로 기술되는 하나 이상의 표면을 갖는 것이 바람직하다. 렌즈의 비구면 표면을 디자인하는 것은 공지된 기술로서 상이한 원리에 따라 수행될 수 있으며, 상기 표면의 기술은 참고로 인용된 본 출원인의 대응 스웨덴 특허 출원 제 0000611-4 호에 보다 상세히 설명되어 있다.
본 발명의 방법은 렌즈 및 평균적인 각막의 모델을 포함하는 광학계의 파면 수차를 평균 각막의 파면 수차와 비교하고 파면 수차에 충분한 감소가 달성되는지를 평가함으로써 더 발전될 수 있다. 적합한 가변성 파라미터는 각막 수차를 보정하기 위한 구면 렌즈로부터 충분히 벗어나는 렌즈 모델을 찾기 위해 변형될 수 있는 렌즈의 전술한 물리적 파라미터들 중에서 찾아진다.
하나 이상의 각막 표면을 수학적 모델로서 특성화하고 그로써 각막 파면 수차를 나타내는 각막 모델을 구축하는 것은 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 정량가능한 모델로 각막의 표면 불규칙성을 표현하도록 하는 공지된 지형 측정 방법에 따라 각막 표면을 직접 측정함으로써 수행된다. 상기 목적을 위한 각막 측정은 오브테크(Orbtech)에서 시판하는 바와 같은 오브스캔(ORBSCAN, 등록상표) 비데오케라토그래프(videokeratograph)에 의해, 또는 각막 지형도 방법, 예를들어, 프리미어 레이저 시스템(Premier Laser Systems)의 아이시스(EyeSys, 등록상표)에 의해 수행할 수 있다. 바람직하게는 적어도 전방 각막 표면을 측정하며, 보다 바람직하게는 전방 및 후방 각막 표면을 둘 다 측정하고 특성화하고 얻어진 파면 수차의 항으로, 예를 들면, 전체 각막 파면 수차를 나타내는 다항식의 1차 조합으로 함께 표현한다. 본 발명의 중요한 한 실시태양에 따르면, 각막의 특성화는 각막 파면 수차의 평균을 나타내고 상기 평균 수차로부터 렌즈를 디자인할 목적으로, 선택된 집단에 대해 수행한다. 이어서, 집단의 평균 각막 파면 수차 항을, 예를 들면, 다항식의 평균 1차 조합으로서 계산하여 렌즈 디자인 방법에 이용할 수 있다. 상기 실시태양은 다양한 관련 집단들, 예를 들면, 연령 그룹들에서 선택하여 적절한 평균 각막 표면을 형성시킴을 포함한다. 유리하게, 그로써 백내장 수술 또는 IOL 또는 각막 인레이의 삽입을 포함한 굴절 교정 수술을 받도록 선택된 개개인과 관련된 집단의 평균 각막에 순응하는 렌즈가 제공될 수 있다. 이로써, 환자는 종래의 구면 렌즈와 비교할 때 눈에 실질적으로 적은 수차를 제공하는 렌즈를 얻을 것이다.
바람직하게는, 언급한 각막 측정은 또한 각막 굴절력의 측정을 포함한다. 각막의 굴절력 및 축방향 눈 길이는 전형적으로 본 발명의 디자인 방법에서 렌즈 배율의 선택을 위해 고려되는 것이다.
또한 바람직하게는, 본원에서 파면 수차는 다항식의 1차 조합으로 표현되며, 각막 모델 및 모델링된 안내 렌즈를 포함하는 광학계는 하나 이상의 상기 다항식 항으로 표현되는 바와 같이 수차의 실질적인 감소를 달성한 파면을 제공한다. 광학 분야에서, 숙련된 자들은 수차를 기술하기 위해 여러 유형의 다항식을 이용할 수 있다. 상기 다항식으로 제이델(Seidel) 또는 제르니케(Zernike) 다항식이 적합하다. 본 발명에 따르면 제르니케 다항식을 이용하는 것이 바람직하다.
완전히 구면인 것으로부터 벗어나는 광학 표면으로부터 비롯된 파면 수차를 기술하기 위해 제르니케 항을 이용하는 기술은 당 분야의 기술에 속하며, 예를 들어, 문헌 [J. Opt. Soc. Am., Vol.11(7), pp. 1949-1957, 1994]에 개략된 바와 같이 하트만-셰크 감지기와 함께 이용될 수 있다. 상이한 제르니케 항들은 초점흐림, 비점 수차, 코마 및 고단계 수차까지의 구면 수차를 포함하여 상이한 수차 현상을 의미함은 또한 안과 개업의들 사이에 잘 입증되어 있다. 본 발명의 한 실시태양에서, 각막 표면 측정에 의해 각막 표면을 처음 15개 제르니케 다항식의 1차 조합으로 표현하게 된다. 광선 추적 방법에 의해, 제르니케 다항식으로 표현한 것을 야기된 파면으로 전환시킬 수 있으며(수학식 1에 기술된 바와 같이), 수학식 1에서 Zi는 i번째 제르니케 항이고 ai는 상기 항에 대한 가중 계수이다. 제르니케 다항식은 단위원위에 한정된 완전한 직교 다항식의 조합이다. 하기에서 표 1은 처음 15개 제르니케 항 및 각 항이 의미하는 수차를 나타낸 것이다.
상기 식에서,
ρ 및 θ는 각각 표준 반경 및 방위각을 나타낸다.
안내 렌즈를 이용한 종래의 광학적 교정은 단지 렌즈가 삽입된 눈을 포함하는 광학계의 네번째 항에 따를 것이다. 비점 수차 교정으로 제공된 안경, 콘택트 렌즈 및 일부 특정 안내 렌즈들은 또한 5번째 및 6번째 항 및 비점 수차에 관한 실질적으로 감소되는 제르니케 다항식에 따를 수 있다.
본 발명의 방법은 또한 상기 모델링된 안내 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계로부터 비롯된 파면 수차를 계산하고 이를 다항식의 1차 조합으로 나타내고 안내 렌즈가 파면 수차의 충분한 감소를 제공하였는지를 측정하는 것을 포함한다. 파면 수차의 감소가 불충분한 것으로 나타나는 경우, 렌즈는 다항식 항들 중 하나 또는여러 항이 충분히 감소될 때까지 리모델링될 것이다. 렌즈를 리모델링한다는 것은 적어도 하나의 렌즈 디자인 파라미터를 변화시킴을 의미한다. 상기 파라미터로는 전방 표면 형태 및 중심 반경, 후방 표면 형태 및 중심 반경, 렌즈의 두께 및 그의 굴절률이 포함된다. 전형적으로, 상기 리모델링은 렌즈 표면의 형태를 변화시켜 구면으로부터 벗어나도록 함을 포함한다. 오슬로(OSLO) 버전 5(문헌 [Program Reference, Chapter 4, Sinclair Optics, 1996] 참조)와 같이, 디자인 방법에 사용하기에 유용한 렌즈 디자인에 이용가능한 여러 도구들이 존재한다. 이러한 용도와 관련된 제르니케 다항식의 포맷이 표 1에 열거되어 있다.
제 1 실시태양의 바람직한 측면에 따르면, 본 발명의 방법은 하나 이상의 각막 표면을 제르니케 다항식의 1차 조합으로 나타내고 그로써 얻어진 각막 파면 제르니케 계수, 즉, 고려하기 위해 선택된 개개의 제르니케 다항식 각각의 계수를 측정함을 포함한다. 이어서, 상기 모델 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계가 선택된 제르니케 계수의 충분한 감소를 갖는 파면을 제공하도록 렌즈를 모델링한다. 상기 방법은 임의로 모델링된 안내 렌즈와 각막을 포함하는 광학계로부터 비롯된 파면을 나타내는 제르니케 다항식의 제르니케 계수를 계산하고 렌즈가 각막 및 렌즈의 광학계의 파면 제르니케 계수의 충분한 감소를 제공하였는지를 측정하고; 임의로, 상기 계수의 충분한 감소가 이루어질 때까지 상기 렌즈를 리모델링하는 추가의 단계들에 의해 보강될 수 있다. 이러한 측면에서, 본 발명의 방법은 4차 이하의 제르니케 다항식을 고려하고 구면 수차 및/또는 비점 수차 항과 관련된 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 목적으로 하는 것이 바람직하다. 눈의 구면 수차를 충분히 배제시키기 위해, 각막 및 상기 모델링된 안내 렌즈를 포함하는 광학계로부터 비롯된 파면 전방의 11번째 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것이 특히 바람직하다. 또는, 상기 디자인 방법은 또한 고단계 수차를 감소시킴으로써 4차보다 고단계의 수차 항들의 제르니케 계수를 감소시킴을 포함할 수 있다.
선별된 집단으로부터 얻은 각막 특성을 기초로 하여 렌즈를 디자인할 때, 각 개인의 각막 표면은 바람직하게는 표면 지형을 나타내는 제르니케 다항식으로 표현하며 그로부터 파면 수차의 제르니케 계수를 측정한다. 상기 결과로부터 평균 제르니케 파면 수차 계수를 계산하고 선택된 상기 계수의 충분한 감소를 목적으로 디자인 방법에 이용한다. 본 발명에 따른 대안적 방법에서는, 표면 지형을 나타내는 제르니케 다항식의 평균값을 대신 계산하여 디자인 방법에 이용한다. 거대 집단으로부터의 평균값을 기초로 한 디자인 방법으로부터 비롯된 수득된 렌즈는 모든 사용자들에 대해 시력의 질을 충분히 향상시키는 목적을 가짐을 주지해야 한다. 평균값을 기초로 한 파면 수차 항 전체가 제거된 렌즈는 결과적으로 덜 바람직할 수 있으며 특정 개인들에게는 종래의 렌즈보다 낮은 시력을 제공할 수 있다. 이러한 이유로, 선택된 제르니케 계수를 단지 특정한 정도의 평균값으로만 감소시키는 것이 적절할 수 있다.
본 발명의 디자인 방법의 또 다른 접근방법에 따르면, 선별된 집단의 각막 특성 및 그 결과 얻어진, 개인들 각각의 각막 수차를 나타내는 다항식, 예를 들어, 제르니케 다항식의 1차 조합은 계수 값의 견지에서 비교될 수 있다. 상기 결과로부터, 적절한 값의 계수를 선택하고 적절한 렌즈를 위한 본 발명의 디자인 방법에이용한다. 동일한 부호의 수차를 갖는 선별된 집단에서 상기 계수 값은 전형적으로 선별된 집단 내에서 최저값일 수 있으며 이로써 상기 값으로부터 디자인된 렌즈는 종래의 렌즈와 비교된 그룹의 모든 개개인들에 개선된 시력의 질을 제공할 것이다. 본 방법의 한 실시태양은 환자들의 대표 그룹을 선택하고 그룹 내의 각 대상에 대한 각막 지형 데이터를 수집함을 포함한다. 이 방법은 또한 상기 데이터를 동공 직경을 나타내는 미리 설정된 구멍 크기에 대한 각 대상의 각막 표면 형태를 나타내는 항으로 전환시킴을 포함한다. 그런 후에, 하나 이상의 평균 각막 표면 형태의 항을 얻기 위해, 상기 그룹의 하나 이상의 각막 표면 형태 항의 평균값을 계산한다. 대안적으로 또는 보완적으로 각막 파면 수차 항에 상응하는 각막에 대해 하나 이상의 평균값을 계산할 수 있다. 각막 파면 수차 항은 광선 추적 절차를 이용하여 상응하는 각막 표면 형태 항을 전환시킴으로써 수득된다. 상기 하나 이상의 평균 각막 표면 형태 항으로부터 또는 상기 하나 이상의 평균 각막 파면 수차 항으로부터 각막 및 렌즈를 포함하는 광학계의 하나 이상의 평균 파면 수차 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈를 디자인한다.
본 발명의 바람직한 한 실시태양으로, 본 방법은 계산된 하나 이상의 평균 각막 표면 형태 항으로부터 또는 하나 이상의 평균 각막 파면 수차 항으로부터 사람들 그룹에 대한 평균 각막 모델을 디자인함을 추가로 포함한다. 본 방법은 또한 디자인된 안과용 렌즈가 하나 이상의 평균 수차 항을 정확하게 보정하는지를 검사하는 것을 포함한다. 상기 과정은 모델 평균 각막 및 렌즈를 통과한 파면의 상기 특정 수차 항들을 측정함으로써 수행된다. 상기 하나 이상의 수차 항이 측정된 파면에서 충분히 감소되지 않은 경우 렌즈를 재디자인한다.
바람직하게는, 소정의 반경에 대해 평균 각막 표면 형태 항 또는 평균 각막 파면 수차 항으로부터 디자인될 렌즈에 대해 하나 이상의 표면 서술(비구면성을 기술하는) 상수들을 계산한다. 구면 반경은 렌즈의 굴절력에 의해 측정한다.
각막 표면은 수학적 모델로 특성화하는 것이 바람직하며 야기된 각막 표면의 수차는 수학적 모델 및 광선 추적 기술을 이용하여 계산한다. 그로써 각막 파면 수차, 즉, 상기 각막 표면을 통과한 파면의 파면 수차의 표현이 이루어진다. 선택된 수학적 모델에 따라서 각막 파면 수차를 계산하기 위한 상이한 경로를 취할 수 있다. 각막 표면은 회전 원뿔체로 또는 다항식으로 또는 그의 조합으로 수학적 모델로서 특성화되는 것이 바람직하다. 각막 표면은 다항식의 1차 조합의 항으로 특성화되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 한 실시태양에서, 렌즈의 하나 이상의 비구면 표면은, 눈의 견지에서 렌즈가 상기 환자가 분류되는 선별된 사람들의 그룹의 각막 측정으로부터 수득된 동일한 수차 항의 평균값과 실질적으로 동일한 값이나 반대 부호를 갖는 하나 이상의 파면 수차 항을 통과 파면에 제공하도록 디자인된다. 이에 의해, 환자 눈의 각막으로부터 도달한 파면은 상기 렌즈를 통과한 후의 각막에 의해 제공된 상기 하나 이상의 수차 항의 감소를 달성한다. 사용된 '눈의 견지에서'란 표현은 실제 눈 및 눈 모델 둘 다를 의미할 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시태양에 있어서, 파면은 4차 이하의 회전대칭 제르니케 항으로 나타낸 감소된 수차 항을 달성한다. 상기 목적으로, 안과용 렌즈의 표면은 통과 파면의 양의 구면 수차 항을 감소시키도록 디자인된다. 이 결과 각막이 완전한 렌즈여서 어떠한 파면 수차 항도 야기하지 않을 경우 안과용 렌즈가 각막 및 안과용 렌즈를 포함하는 광학계에 음의 파면 구면 수차 항을 제공할 것이다. 본원에서 양의 구면 수차는 양의 굴절력을 갖는 구면 표면이 양의 구면 수차를 야기하는 것으로 정의된다. 바람직하게 렌즈는 구면 수차를 보정하도록 순응되며, 보다 바람직하게는 파면 수차를 나타내는 제르니케 다항식의 적어도 한 항, 바람직하게는 적어도 11번째 제르니케 항(표 1 참조)을 보정하도록 순응된다.
선별된 사람들의 그룹은 예를 들면 특정 연령 범위에 속하는 사람들의 그룹, 백내장 수술을 받을 사람들의 그룹 또는 라식(LASIK, laser in situ keratomileusis, 레이저 각막절삭가공성형술), RK(radial keratotomy, 방사상 각막절개술) 또는 PRK(photorefractive keratotomy, 굴절교정레이저 각막절제술)을 포함한(이로 한정되지는 않는다) 각막 수술을 받은 사람들의 그룹일 수 있다. 상기 그룹은 또한 특정 안 질환이 있는 사람들 또는 특정 안 광학적 결함을 갖는 사람들의 그룹일 수 있다.
렌즈는 또한 적절하게 광학 배율이 제공된다. 이것은 특별히 눈의 광학적 교정이 필요한 경우의 통상적인 방법에 따라 수행된다. 렌즈의 굴절력은 30 디옵터 이하인 것이 바람직하다. 수차를 보정하기 위한 렌즈를 모델링할 때 고려되는 광학계는 전형적으로 평균 각막 및 상기 렌즈를 포함하지만, 특정 경우에는 또한 개개인의 상황에 따라 안경 렌즈, 또는 인공 교정 렌즈, 예를 들어, 콘택트 렌즈, 각막 인레이 또는 삽입가능한 교정 렌즈를 포함하여 기타 광학 요소들을 포함할 수있다.
특히 바람직한 실시태양에서, 안과용 렌즈는 백내장 수술을 받을 사람들을 위해 디자인된다. 이 경우, 상기 집단의 평균 각막은 하기 식에 따른 편장형 표면으로 표현되는 것으로 밝혀졌다:
상기에서,
(i) 원뿔형 상수 cc는 -1 내지 0 범위의 값을 가지고,
(ii) R은 중심 렌즈 반경이며,
(iii) ad 및 ae는 원뿔형 상수 외에 비구면 다항식 계수이다.
상기 연구들에서 편장형 표면의 원뿔형 상수는 4 mm의 구멍 크기(동공 직경)에 대해 약 -0.05 내지 7 mm의 구멍 크기에 대해 약 -0.18의 범위이다. 따라서, 평균 각막 값을 기초로 백내장 환자에 대해 적어도 구면 수차를 감소시킴으로써 시력의 질을 개선시키기에 적합한 안과용 렌즈는 상기 식에 따른 편장형 표면을 가질 것이다. 각막은 일반적으로 눈에서 파면에 대해 양의 구면 수차를 야기하기 때문에, 눈에 삽입하기 위한 안과용 렌즈는 언급한 편장형 곡선을 따르면서 음의 구면 수차 항을 가질 것이다. 명세서의 실시예 부분에서 보다 상세히 논의되듯이, 평균 구면 수차를 100% 교정할 수 있는 안내 렌즈는 0(변형된 원뿔체 표면을 나타냄) 미만의 값을 갖는 원뿔형 상수(cc)를 가지며, 정확한 값은 디자인 동공 직경 및 선택된 굴절력에 따라 달라지는 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 6 mm 직경의 구멍은 약 -1.03의 원뿔형 상수 값을 갖는 22 디옵터의 렌즈를 제공할 것이다. 상기 실시태양에서, 안과용 렌즈는, 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 3 mm의 구멍 반경에 대해 0.000156 내지 0.001948 mm, 2 mm의 구멍 반경에 대해 0.000036 내지 0.000448 mm, 2.5 mm의 구멍 반경에 대해 0.0001039 내지 0.0009359 mm, 및 3.5 mm의 구멍 반경에 대해 0.000194 내지 0.00365 mm 범위의 값을 갖는 파면 수차의 구면 수차를 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차에 균형을 맞추도록 디자인된다. 상기 값들은 1.3375의 각막 굴절률을 갖는 단일 표면을 갖는 모델 각막에 대해 계산한 것이다. 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 각막의 광학적으로 동등한 모델 포맷을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 다중 표면 각막 또는 상이한 굴절률을 갖는 각막을 사용할 수 있다. 이때 상기 범위에서 하한치는 특정 구멍 반경에 대해 측정된 평균값에서 1의 표준 편차를 뺀 값과 같다. 상한치는 각각의 특정 구멍 반경에 대해 측정된 평균값에 3의 표준 편차를 더한 값과 같다. 사용된 평균 값 및 표준 편차는 표 8, 9, 10 및 11에 나타내었다. 3의 SD(표준 편차)를 더한 값을 선택하면서 단지 1의 SD만을 뺀 값을 선택하는 이유는 상기 실시태양에서 양의 각막 구면 수차에 대해서만 보정하는 것이 편리하며 평균값에 1의 SD를 뺀 것보다 큰 값이 더해지면 음의 각막 구면 수차를 제공할 것이기 때문이다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 본 방법은 한 특정 환자의 각막의 하나 이상의 파면 수차 항을 측정하고 상기 환자에 상응하는 선택된 그룹이 상기 특정 환자를 대표하는 지를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 그런 경우라면 선택된 렌즈를 삽입하며, 그런 경우가 아니라면 다른 그룹의 렌즈를 삽입하거나 또는 상기 환자들의 각막 설명을 디자인 각막으로 이용하여 상기 환자를 위한 개개의 렌즈를 디자인한다. 각막의 한계 수차 값을 갖는 환자들은 특정 치료를 받을 수 있기 때문에 상기 방법의 단계들이 바람직하다.
또 다른 실시태양에 따르면, 본 발명은 동일한 배율을 가지나 상이한 수차를 갖는 다수의 렌즈들로부터 환자가 필요로 하는 목적하는 광학적 교정에 적합한 굴절력을 갖는 안내 렌즈의 선택에 관한 것이다. 선택 방법은 디자인 방법에서 설명했던 바와 유사하게 수행되며, 하나 이상의 각막 표면을 각막 표면의 수차를 계산하는 수학적 모델을 이용하여 특성화함을 포함한다. 그 다음, 선택된 렌즈와 각막 모델의 광학계로부터 도달한 파면의 수차를 계산하여 수차의 충분한 감소가 달성되는지를 고려하기 위해 상기 광학계를 평가한다. 교정이 불충분한 것으로 나타나는 경우, 동일한 배율을 갖지만 상이한 수차를 갖는 새 렌즈를 선택한다. 이때 이용된 수학적 모델은 전술한 바와 유사하며 동일한 각막 표면 특성화 방법을 이용할 수 있다.
바람직하게는, 선택시 측정된 수차는 제르니케 다항식의 1차 조합으로 나타내고, 모델 각막과 선택된 렌즈를 포함하는 수득된 광학계의 제르니케 계수를 계산한다. 시스템의 계수 값으로부터, 안내 렌즈가 광학계의 제르니케 계수에 의해 기술되는 바와 같은 각막 수차 항과 충분히 균형을 이루는 지를 결정할 수 있다. 목적하는 개개의 계수들이 충분히 감소되지 않은 경우, 광학계의 수차를 충분히 감소시킬 수 있는 렌즈를 찾을 때까지 동일한 배율을 갖지만 상이한 수차를 갖는 새 렌즈를 선택하여 상기 단계들을 되풀이하여 반복할 수 있다. 4차 이하의 적어도 15개의 제르니케 다항식을 결정하는 것이 바람직하다. 구면 수차를 보정하기에 충분한 것으로 간주되는 경우, 각막과 안내 렌즈의 광학계에 대한 제르니케 다항식의 구면 수차 항만을 보정한다. 안내 렌즈는 상기 항들의 선택이 렌즈와 각막을 포함하는 광학계에 대해 충분히 작아지도록 선택되어야 함을 주지해야 한다. 본 발명에 따르면, 11번째 제르니케 계수, a11은 실질적으로 소거되거나 또는 제로(0)에 충분히 근접할 수 있다. 이것은 눈의 구면 수차를 충분히 감소시키는 안내 렌즈를 수득하기 위한 전제조건이다. 본 발명의 방법은 다른 제르니케 계수를 동일한 방식으로 고려하여 구면 수차 이외의 다른 유형의 수차, 예를 들면, 비점 수차, 코마 및 고단계 수차를 나타내는 것들을 보정하는데 이용할 수 있다. 모델링의 일부로 선택된 제르니케 다항식의 수에 따라 고단계 수차도 또한 교정할 수 있으며, 이 경우 4차보다 고단계 수차를 교정할 수 있는 렌즈를 선택할 수 있다.
한 중요한 실시태양에 따르면, 선택 방법은 일련의 배율을 갖는 렌즈 및 각 배율 내에서 상이한 수차를 갖는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈들의 키트로부터 렌즈를 선택함을 포함한다. 일례로, 각 배율 내의 렌즈는 상이한 비구면 구성요소를 갖는 전방 표면을 갖는다. 첫번째 렌즈가 적절한 제르니케 계수로 표현되는 바와 같은 수차의 충분한 감소를 나타내지 못하는 경우, 동일한 배율을 갖지만 상이한 표면(비구면 구성요소)을 갖는 새 렌즈를 선택한다. 필요한 경우, 가장 우수한 렌즈를 찾을 때까지 또는 연구한 수차 항이 의미있는 경계값 미만으로 감소될 때까지 선택 방법을 되풀이하여 반복할 수 있다. 실제로, 각막 시험으로부터 수득된 제르니케 항들은 안과 의사에 의해 직접 수득될 것이며 연산에 의해 이들을 키트 중 렌즈들의 알고 있는 제르니케 항들과 비교할 것이다. 상기 비교로부터 키트 중 가장 적합한 렌즈를 찾아 삽입할 수 있다. 또는, 상기 방법을 백내장 수술 전에 수행할 수 있으며 각막 평가로부터 얻은 데이터를 개별적으로 제작된 렌즈를 제조하기 위해 렌즈 제조업자에게 제공한다.
본 발명은 또한 눈의 각막을 통과한 파면을 눈의 망막에 그 중심이 있는 실질적으로 구면의 파면으로 이동시킬 수 있는 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 안내 렌즈에 관한 것이다. 파면은 4차 이하의 회전대칭 제르니케 항으로 나타낸 수차 항들과 관련하여 실질적으로 구면인 것이 바람직하다.
특히 바람직한 실시태양에 따르면, 본 발명은 삽입후 눈의 구면 수차의 충분한 감소를 달성하기 위해, 각막의 제르니케 계수 a11을 갖는 4차의 11번째 양의 항을 균형지을 수 있는 음의 상기 항을 갖는 정규화 포맷을 이용하여 제르니케 다항식 항들의 1차 조합으로 나타낼 때, 하나 이상의 표면을 갖는 안내 렌즈에 관한 것이다. 상기 실시태양의 한 측면으로, 렌즈의 제르니케 계수 a11은 여러 각막들에서 제르니케 계수 a11을 충분히 여러번 평가한 것으로부터 얻은 평균값에 대해 보정하기 위해 측정한다. 또 다른 측면으로, 제르니케 계수 a11은 한 환자의 개개의 각막 계수를 보정하기 위해 측정한다. 따라서, 렌즈는 고도의 정밀성하에 개개인을 위해 제작될 수 있다.
본 발명은 또한 환자에게 눈의 수차를 적어도 부분적으로 보정하는 안내 렌즈를 제공하는 또 다른 방법에 관한 것이다. 이 방법은 눈에서 자연 수정체를 제거함을 포함한다. 손상된 수정체를 수술로 제거하는 것은 통상적인 초음파 유화흡인술(phacoemulsification) 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 상기 방법은 또한 파면 감지기를 이용하여 수정체를 포함하지 않는 무수정체안(ahpakic eye)의 수차를 측정함을 포함한다. 파면 측정에 적합한 방법은 문헌 [Liang et al.,J. Opt. Soc. Am., Vol.11(7), pp. 1949-1957, 1994]에 나와 있다. 또한, 상기 방법은 렌즈들의 키트로부터 측정된 수차를 적어도 부분적으로 보정하는 렌즈를 선택하고 상기 렌즈를 눈에 삽입함을 포함한다. 렌즈들의 키트는 상이한 배율 및 상이한 수차의 렌즈를 포함하며, 가장 적합한 렌즈를 찾는 것은 앞에서 고찰한 바와 같은 방식으로 수행할 수 있다. 또는, 환자에 대해 개별적으로 디자인된 렌즈를 후속의 삽입을 위해 무수정체안의 파면 분석을 기초로 디자인할 수 있다. 상기 방법은 각막의 지형 측정이 없고 전방 및 후방 표면을 포함한 전체 각막이 자동적으로 고려되기 때문에 유리하다.
본 발명에 따른 렌즈는 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 한 실시태양에서, 본 발명의 렌즈는 실리콘 또는 하이드로겔과 같은 유연한 탄성 물질로부터 제조된다. 접혀지는 안내 렌즈에 적합한 상기 물질의 예는 미국 특허 제 5,444,106 호 또는 미국 특허 제 5,236,970 호에 나와 있다. 비구면 실리콘 렌즈 또는 다른 접혀지는 렌즈의 제조는 미국 특허 제 6,007,747 호에 따라 수행할 수있다. 또는, 본 발명에 따른 렌즈는 보다 강성 물질, 예를 들면, 폴리(메틸)메타크릴레이트로 제조할 수 있다. 숙련된 자라면 본 발명의 수차 감소 렌즈를 제조하기 위해 사용하기에 적합한 대체 물질 및 제조 방법을 용이하게 확인할 수 있다.
실시예 1
제르니케 다항식을 사용하여 개개인으로부터 얻은 10개의 각막 표면의 샘플 세트를 기술하였다. 험프리 아틀라스(Humphrey Atlas) 각막 지형 측정기로 측정된 실제 높이 데이터를 사용하여 각막 늘어짐 데이터를 측정하였다. 각막 지형 측정기는 다수의 이산점에서의 높이(zi)를 측정한다. 각막 표면은 15개의 처음 제르니케 다항식(상기 수학식 1로서 기재됨)(여기서 Zi는 i번째 제르니케 다항식이고 ai는 상기 다향식에 대한 가중 계수임)의 1차 조합으로서 나타낼 수 있다. 제르니케 다항식은 단위원상에 정의된 완전한 직교다항식의 1 세트이다. 상기 표 1에 목록화한 이들 다항식 및 가중 계수(ai)는 그램-쉬미트(Grahm-Schmidt) 직교화 과정을 이용하여 높이 데이터로부터 계산된다. 10개의 샘플 각막에 대한 제르니케 계수(ai)(㎜)는 하기 표 2에서 목록화한다. 하기 표 2는 개개인의 각막 표면에 대한 제르니케 계수(㎜)이다.
이들 파면 수차 계수는 오슬로(싱클레어 옵틱스(Sinclair Optics))와 같은 광학 설계 소프트웨어를 사용하여 계산할 수 있다. 하기 표 3은 대상 FCM에 대한 파면 수차를 계산한 결과를 나타낸다. (주의: 오슬로에서 사용된 다항식에 대한 표준화 인자는 표 3에 나타낸 것들과 다르다. 이러한 차이는 계수값으로 통합되었다.) 하기 표 3은 오슬로(주의: 오슬로 번호매김 순서)를 사용하여 대상 FCM에 대해 계산된 각막 수차 계수(㎜)이다.
실시예 2
본 발명의 렌즈의 평균 디자인 실시태양은 스페인 무르시아 소재의 파블로 아탈(Pablo Artal)에 의해 제공된 평균 "노령" 각막 정보를 이용하여 계산되었다. 이 데이터는 모든 대상이 20/30 또는 이보다 좋은 시력을 갖는 16명의 고령 각막의 집단 샘플로부터 얻었다. 각막 표면은 반경(ro) 2.0㎜의 구멍에 대한 제르니케 다항식을 사용하여 기재되었다. 다항식 계수는 하기 수학식 2 및 3을 사용하여 반경 및 비구면 값을 결정하는데 사용되었다.
상기 식에서,
비구면 상수(K)는 구로부터의 표면 편차(K2=1-e2)를 나타냄을 주지한다. (즉, 구의 경우 K는 1이고 포물선의 경우 K는 0이다). (cc=K2-1인데, 여기서 cc는 원뿔형 상수이다.)
각막 표면은 4㎜의 중심 직경에 대해서만 기술되었으므로 계산된 R 및 K도 중심 4㎜에 대해서만 정확하다. 따라서, 4㎜의 동공 크기는 디자인 목적에 따라 선택된다. 이러한 동공 크기는 안내 렌즈의 디자인 목적에 적당하다.
파마시아 코포레이션(Pharmacia Corp.)으로부터 구입한 22D 시온 911 렌즈는 평균 렌즈 디자인을 위한 개시점으로서 선택되었다. 비교를 목적으로 평균 렌즈도 22D로 디자인하였다. (다른 디옵터도, 렌즈의 구면 표면이 동일한 경우 유사한 모의 결과를 나타낼 수 있음을 주지한다.) 개시점 눈 모델에 대한 표면 정보는 하기 표 4에 요약되어 있다. 하기 표 4에서 설명된 원뿔체 및 비구면 데이터에서 평균 원뿔형 상수(CC)는 실시예 1의 10개의 개개인의 각막에 대해서 측정된다.
평균 ("Z11") 디자인의 개시점에 대한 표면 데이터
표면 번호 반경(㎜) 두께(㎜) 구멍 반경(㎜) 원뿔형 상수 굴절률
대상 -- ∞ 2.272611 1.0
1(각막) 7.573 3.6 2.272611 -0.0784* 1.3375
2(동공) -- -- 2.0 -- 1.3375
3 -- 0.9 2.0 -- 1.3375
4(렌즈 1) 11.043 1.14 3.0 -- 1.4577
5(렌즈 2) -11.043 17.2097 3.0 -- 1.336
*"평균" 각막에 대한 원뿔형 상수는 구이라오(Guirao) 및 아탈(Artal)의 공개된 문헌으로부터 알 수 있다.
평균 각막에 대한 파면 수차 상수(㎜)는 하기 표 5의 제 1 열에서 나타내고, 평균 각막 및 911 렌즈의 조합에 대한 계수(㎜)는 표 5의 제 2 열에서 나타낸다. (모든) 평균 고령 각막만의 Z11 계수는 0.000220㎜이지만 911이 삽입된 눈의 Z11 계수는 0.000345㎜임을 주지한다. 하기 표 5는 평균 각막 및 디자인 (평균 각막 + 911)의 개시점에 대한 제르니케 계수(㎜)이다.
구면 수차를 최소화하기 위해 22D 초점 배율을 유지하면서 평균 렌즈를 최적화하였다. 렌즈 소재는 37℃에서의 굴절률이 1.4577인 22D 911 렌즈(HRI 실리콘)와 동일하게 남아있었다. 그 결과 동등볼록(equiconvex) 렌즈에 관한 디자인은 하기 표 6에서 제공한다. 이 렌즈와 함께 평균 각막의 전체-눈 Z11 계수는 -2.42×10-7㎜이다(각막 및 911 렌즈에 대해서는 0.000345㎜이다).
평균 렌즈 디자인의 개시점에 대한 표면 데이터
표면 번호 반경(㎜) 두께(㎜) 구멍 반경(㎜) 원뿔형 상수 4차 비구면 상수
대상 -- ∞ 2.272611
1(각막) 7.573 3.6 2.272611 -0.0784
2(동공) -- -- 2.0 --
3 -- 0.9 2.0 --
4(렌즈 1) 10.0 1.02 3.0 -2.809 -0.000762
5(렌즈 2) -12.0 17.2097 3.0 --
표면 번호 6차 비구면 상수 굴절률
대상 1.0
1(각막) 1.3375
2(동공) 1.3375
3 1.3375
4(렌즈 1) -1.805e-05 1.4577
5(렌즈 2) 1.336
10명의 시험 대상의 각막을 911 및 평균 렌즈 둘다를 포함한 광학계로 조합하였다. 그 결과 전체-눈 Z11 계수를 도 1에서 나타낸다. 도 1에서 나타낸 바와 같이 각각의 경우 Z11 계수의 절대값은 Z11 렌즈가 삽입된 것보다 낮았다. 대상 CGR 및 FCZ는 시작하는 각막 구면 수차의 수치가 비교적 낮기 때문에 전체-눈 구면 수차는 이 두가지 경우에서 과교정된다. 그 결과 총 구면 수차의 부호는 이 두가지 경우에 두드러지게 반대가 되고, 구면 수차의 크기는 여전히 크다. 그밖의 모든 경우에 전체-눈의 구면 수차는 Z11 렌즈를 삽입한 후 필수적으로 0이 될 것이다. 22D 911 렌즈 및 22D 평균 "Z11" 렌즈를 둘다 삽입한 10명의 시험 대상 각각의 시력은 그레이벤캠프(Greivenkamp) 등의 문헌["Visual acuity modeling using optical raytracing of schematic eyes", American journal of ophthalmology, 120(2), 227-240, (1995)]에 기술된 표준 방법에 따라 계산되었다. 네모파 응답은 오슬로를 사용하여 계산하고, 소프트웨어 모듈은 매트랩(등록상표, Matlab)으로 기록되어 상기 방법에 따라 시력을 계산한다. 그 결과 시력은 도 2로 나타낸다. 조사하여 도 2에 나타낸 10가지 경우 중 8명의 대상이 본 발명에 따른 평균 렌즈를 삽입한 경우 우수한 시력을 가졌다. 시력이 감소한 경우 그의 스넬렌(Snellen) 거리는 시력 시험에서는 나타나지 않았지만 1ft 미만까지 증가하였다.
시온 911A 및 본 발명에 따른 평균 렌즈의 광학 품질 차이를 평가할 수 있기 위해서 평균 각막의 물리적 모델을 디자인하고 제작하였다. 이는 제르니케 계수(a11)에 대해 0.000218의 값을 갖는 비구면 전방 표면을 갖는 PMMA의 볼록-평면 렌즈이다. 이 값은 계산된 평균 각막에 대한 값(0.000220)과 거의 동일하다. PMMA 모델 각막과 함께 "평균" Z11 렌즈 및 시온 911A 렌즈를 포함한 모델 눈에서 광학 벤치상에서 MTF 측정을 수행하였다. 변조전달함수(MTF) 측정은 투과도를 정량하는데 널리 인정된 방법이다. 3㎜ 동공을 갖는 두 경우에서 50c/㎜에서의 관통 초점 MTF 측정치 및 50c/㎜에서 초점이 모인 진동수 MTF 곡선을 각각 20D의 광학배율을 갖는 렌즈에 대해 도 3 및 도 4로 나타낸다. 0.2 MTF 유닛에서의 관통 초점 MTF의 폭은 초점 깊이에 대한 측정치이고, 두 렌즈에 대해서 동일하다. "평균" Z11 렌즈에 대한 50c/㎜에서 초점이 모인 MTF 곡선은 거의 한정된 회절이고, 시온 911A 렌즈에 대한 것보다 우수하다.
각막의 비점 수차 및 시스템의 초점흐림은 각막 모델의 제르니케 계수 및 시스템의 초점 위치를 조절함으로써 교정될 수 있다. 이를 수행하고 시력을 계산하기 위한 과정을 반복한 경우, 도 6의 결과가 수득된다. 이는 모델링된 가장 잘 교정된 시력을 나타낸다. 현재, 비점 수차 및 초점흐림을 교정한 후(실제로 안경을 사용하여 실시한 바와 같이), 모든 경우에서 본 발명의 평균 렌즈가 동일한 디옵터의 911 렌즈보다 휠씬더 잘 교정된 시력을 제공함을 알 수 있다.
실시예 3
개별적으로 디자인된 렌즈
평균 렌즈 ("Z11 렌즈")에 대한 추가로 가능한 개선책으로서 개별화 렌즈 ("I11 렌즈")를 실시예 2에 나타낸 바와 동일한 디자인 원리를 이용하여 각각 4명의 대상 각막에 대해 디자인하였다. 렌즈의 Z11이 개개인의 각막의 Z11과 균형을 이루도록 개개인의 렌즈를 디자인하였다. I11 렌즈에 대한 전체-눈 Z11 계수를 911 및 평균 렌즈에 대해 상응하는 계수와 함께 하기 표 7에서 나타낸다.
911, Z11 및 I11 렌즈를 포함한 모델 눈의 Z11 계수(㎜)
대상 911 렌즈 평균 렌즈 개개인의 렌즈
CGR 0.000107 -0.000101 -0.000004
FCZ 0.000105 -0.000100 -0.000005
JAE 0.000195 -0.000016 -0.000012
JBH 0.000238 0.000037 -0.000019
또한, 911, Z11 (평균) 및 I11 (개개의) 렌즈 각각에 대해 50c/㎜에서 가장 잘 초점이 모이는 MTF 곡선 및 대상 JAE에 대한 50c/㎜에서의 관통 초점을 하기 도 7 및 도 8에서와 같이 도시한다. 도 7 및 도 8로부터, Z11 및 I11 렌즈가 삽입된 눈의 50c/㎜에서의 MTF가 911 렌즈가 삽입된 동일한 눈의 MTF 보다 높은 것을 알 수 있다. 또한 모든 렌즈의 관통 초점 MTF가 만족스러운 것을 알 수 있다. Z11은 911 만큼의 초점 깊이를 갖는다. 그러나, I11이 Z11 렌즈에 비해 MTF 또는 관통 초점 MTF에서 상당한 개선점을 제공하지 못한다는 사실은 주목할만하다.
개개의 렌즈를 착용한 대상의 시력을 또한 계산하였다. 도 9에서는 911 및 Z11 렌즈에 대해 계산된 시력과 이들 시력을 비교한다.
도 9로부터 모든 4명의 대상에 대한 시력이 911 렌즈에 대한 것보다 Z11 및 I11 렌즈 둘다에 대해 우수함을 알 수 있다. 또한 Z11 및 I11 렌즈를 사용한 결과가 상당히 다르지 않음을 알 수 있다. 4명의 시험 대상 각각에 대한 평균 각막은 비교적 정확하다.
실시예 4
사람들의 집단으로부터 얻은 평균 각막의 구면 수차를 감소시키는데 적합한안과용 렌즈의 디자인은 하기에서 상세히 기술할 것이다. 상기 렌즈는 각막의 구면 수차를 기술하는 표준화 11번째 제르니케 항을 보정하기 때문에 Z11 렌즈라 부를 것이다. 이는 Z11 렌즈의 가능한 수용자 집단, 즉 백내장 환자의 집단을 사용하여 결정하였다.
집단에 관한 설명
상기 집단은 스웨덴 소톡홀름 소재의 세인트 에릭(St. Erik) 안과 병원의 71명의 백내장 환자들을 포함한다. 이들 환자의 연령은 35 내지 94세의 범위이다(2000년 4월 12일 기준). 집단의 평균 연령은 73.67세였다. 집단의 연령 막대그래프는 도 10에서 나타낸다.
오브스캔(솔트 레이크 시트 소재의 오브텍크(Orbtek)사 제품) 장치를 사용하여 71명 대상의 각막을 측정하였다. 오브스캔은 각막의 양면 뿐만 아니라 전방 렌즈 표면 및 홍채를 측정하는 스캐닝 슬릿에 기초한 각막 및 전방 부분 지형 측정기이다. 각 표면을 고도, 경도, 곡률 및 배율의 지도로서 나타낼 수 있다.
대입 알고리즘
전방 표면에 대한 각막의 고도 높이 데이터(각막 표면상의 지점의 데카르트 위치)를 오브스캔을 사용하여 수득하고, 각막의 광학 특성의 측정을 위한 생데이타로서 사용하였다. 예로서 오브스캔 파일로부터 얻은 높이 데이터를 도 11에서 나타낸다.
고도 높이 데이터를 나타내는 데카르트 좌표를 극좌표로 변환시킨다(x,y,z→r,θ,z). 표면을 기술하기 위해, 이 데이터를 하기 수학식 1b에 기재된 바와 같이 일련의 다항식에 대입한다. 표면을 완벽하게 기술하게 하는 대입 과정에 의해 각각의 다항식에 대한 계수(a's) 또는 가중 인자를 결정한다. 사용된 다항식(Zi)은 표준화 제르니케 다항식이다:
이 다항식은 특별한데, 연속 단위원에 대해 정규직교이기 때문이다. 이는 광학 분야에서 파면 수차를 기술하는데 통상적으로 사용된다. 각막의 지형 측정기는 다수의 이산점에서의 고도 높이를 측정한다. 제르니케 다항식은 한 세트의 이산점에 대해서는 정규직교하지 않다. 그러나, 그램-쉬미트 직교화라 불리는 직교화 과정을 높이 데이터에 적용하면, 이 데이타를 직교 대입의 이점을 유지하면서 제르니케 다항식의 항으로 대입시킬 수 있다. 66개의 계수(a's)는 오브스캔 소프트웨어에 의해 제공된 높이 데이터를 대입하는데 사용되었다. 매트랩 알고리즘을 대입 과정에 사용하였다. 반경 및 비구면 값을 제르니케 계수(수학식 2b 및 3b)로부터 어림잡을 수 있고, 표면의 원뿔형 상수는 간단히 K2-1이다(이로부터 구인 경우 K2=1인 것을 알 수 있다). 대입 절차는 다수의 문헌에 잘 알려져 있다. 다음과 같은 4개의 상이한 논몬들을 참조한다["Wavefront fitting with discrete orthogonal polynomials in a unit radius circle", Daniel Malacara, Optical Engineering, June 1990, Vol.29 No.6, "Representation of videokeratoscopic height data withZernike polynomials", J. Schwiegerling, J. Greivenkamp and J. Miller, JOSA A, October 1995, Vol.12 No.10, "Wavefront interpretation with Zernike polynomials" J.W. Wang and D.E. Silva, Applied Optics, May 1980, Vol.19, No.9, 및 "Corneal Wave aberration from videokeratography: accuracy and limitation of the procedure", Antonio Guirao and Pablo Artal, J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis Jun 2000, Vol.17(6): 955-65].
파면 수차의 계산
전방 각막 표면의 형태(a's로서 전술한 제르니케 계수)를 알면 광선 추적 방법을 이용하여 상기 표면에 의해 야기된 파면 수차를 결정할 수 있다. 이는 예를 들어 문헌["Corneal wave aberration from videokeratography: accuracy and limitations of the procedure", Antonio Guirao and Pablo Artal, J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis Jun 2000, Vol.17(6): 955-65]에 기재되어 있다.
결과
평균 각막 구면 수차 및 형태
6㎜ 구멍에 대해 전술한 기준을 사용하여 71명의 대상을 평가하였다. 표면 고도를 제르니케 다항식으로 대입한 후 각 대상의 파면 수차를 결정하였다. 도 12는 각 제르니케 항의 평균 및 표준 편차(표준화 포맷)를 나타낸다. 오차 막대기는 ±1 표준 편차를 나타낸다. 본 집단에서 평균 0과 상당히 다른 3가지 수차가 있다. 이들은 비점 수차(A5), 코마(A9) 및 구면 수차(A11)이다. 구면 수차는 유일한 회전대칭 수차이고, 회전 대칭 IOL로 보정될 수 있는 유일한 수차가 된다.
도 13은 백내장 수술 전의 71명 대상 각각에 대한 구면 수차를 나타내는 제르니케 계수(오슬로 포맷)의 값의 산점도이다. 중간에 있는 굵은 선은 평균 구면 수차를 나타내고 점선은 +1 및 -1의 표준편차를 나타낸다. 하기 표 8은 반경, 비구면 상수, 구면 수차 및 제곱근 평균 제곱 오차에 대한 평균, 표준 편차, 최대값 및 최소값을 목록화한다.
6㎜ 구멍을 사용한 반경, 비구면 상수, 구면 수차 및 제곱근 평균 제곱 오차에 대한 평균, 표준 편차, 최대값 및 최소값
평균값 표준 편차 최대값 최소값
R(㎜) 7.575 0.333 8.710 7.072
Ksq 0.927 0.407 2.563 0.0152
SA 계수오슬로 포맷(㎜) 0.000604 0.000448 0.002003 -0.000616
RMSE 0.000055 0.00000482 0.000069 0.000045
하기 표 9, 10 및 11은 각각 4㎜, 5㎜ 및 7㎜ 크기의 구멍에 대해 상응하는 결과를 나타낸다. 또 14, 15 및 16은 상응하는 산점도이다.
4㎜ 직경의 구멍을 사용한 반경, 비구면 상수, 구면 수차 및 제곱근 평균 제곱 오차에 대한 평균, 표준 편차, 최대값 및 최소값
평균값 표준 편차 최대값 최소값
R(㎜) 7.56292 0.320526 8.688542 7.067694
Ksq 0.988208 0.437429 2.33501 -0.051091
SA 계수(A11)(㎜) 0.000139 0.000103 0.00041 -0.000141
RMSE 4.52E-05 4E-06 0.000054 0.000036
5㎜ 직경의 구멍을 사용한 반경, 비구면 상수, 구면 수차 및 제곱근 평균 제곱 오차에 대한 평균, 표준 편차, 최대값 및 최소값
평균값 표준 편차 최대값 최소값
R(㎜) 7.55263 0.320447 8.714704 7.09099
Ksq 0.945693 0.364066 2.045412 0.044609
SA 계수(A11)(㎜) 0.00031189 0.000208 0.000793 -0.000276
RMSE 4.7E-05 4.02E-06 0.000057 0.000037
7㎜ 직경의 구멍을 사용한 반경, 비구면 상수, 구면 수차 및 제곱근 평균 제곱 오차에 대한 평균, 표준 편차, 최대값 및 최소값
평균값 표준 편차 최대값 최소값
R(㎜) 7.550226 0.336632 8.679712 7.040997
Ksq 0.898344 0.416806 2.655164 -0.04731
SA 계수(A11)(㎜) 0.001058 0.000864 0.003847 -0.001319
RMSE 7.58E-05 1.02E-05 0.000112 0.000057
각막 디자인
각막의 한 모델을 디자인하고 이 각막을 사용하여 각각의 Z11 렌즈 배율을 디자인하였다. 상기 집단에 대해 계산된 평균과 동일한 구면 수차를 갖도록 각막을 디자인하였다. 디자인 각막의 반경 및 비구면 상수를 상이한 구멍 크기에 대해 하기 표 12에서 목록화하였다. 모든 경우 곡률 반경이 제르니케 대입 데이터로부터 결정된 평균 반경이 되도록 선택하였다. 모델 각막의 구면 수차 값이 상기 집답의 평균 구면 수차 값과 동일할 때까지 비구면 수차를 변화시켰다.
4㎜, 5㎜, 6㎜ 및 7㎜ 직경의 구멍에 대한 디자인 각막 반경 및 비구면 상수
구멍 크기(㎜) 반경(㎜) 원뿔형 상수(오슬로 값, K2-1) Z11 계수(㎜)
4 7.563 -0.0505 0.000139
5 7.553 -0.1034 0.000312
6 7.575 -0.14135 0.000604
7 7.55 -0.1810 0.001058
전술한 바와 같이, 6㎜ 구멍 직경 값을 각막 디자인을 위해 사용한다. 이러한 선택은 5.1㎜ 렌즈 직경에 대해 구면 수차가 없는(상기 각막을 포함한 시스템에서 측정했을 때) Z11 렌즈를 디자인할 수 있도록 한다. Z11 디자인 각막에 대해 목록화한 오슬로 표면은 하기 표 13에서 목록화한다. 각막의 굴절률은 1.3375의 각막곡률측정 지수이다.
이 값은 각막의 굴절률이 1.3375인 단일 표면을 갖는 각막 모델에 대해 계산되었다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 광학적으로 동등한 각막의 모델 포맷을 사용할 수 있다. 예를 들어, 다중 표면 각막 또는 상이한 굴절률을 갖는 각막을 사용할 수 있었다.
Z11 디자인 각막에 대해 목록화한 오슬로 표면
표면 번호 반경(㎜) 두께(㎜) 구멍 반경(㎜) 원뿔형 상수(cc) 굴절률
대상 -- 1.0000e+20 1.0000e+14 -- 1.0
1(각막) 7.575000 3.600000 3.000003 -0.141350 1.3375
2(동공) -- -- 2.640233 -- 1.3375
3 -- 0.900000 2.64023 -- 1.3375
4 25.519444 2.550292 -- 1.3375
5 2.2444e-05 -- 1.3375
렌즈 디자인
각각의 Z11 렌즈를 디자인한 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 디자인하였다. 디자인의 개시점은 동일한 배율을 갖는 미국 특허 제 5,444,106 호에 개시된 시온 에지 911로서 가장자리 및 중심 두께를 변화시켰다. 그 다음, 렌즈를 전방 각막 표면으로부터 4.5㎜ 떨어진 곳에 놓았다. 전방 각막 표면으로부터의 거리는 중요하지 않고 합당한 범위내에서 변할 수 있다. 22D 렌즈 디자인 과정 중 개시점 눈 모델에 관한 표면 정보는 하기 표 14에서 목록화한다. 상기 렌즈의 전방 표면은 하기 수학식 4를 사용하여 기술되었다. 변수 cc, ad 및 ae는 구면 수차를 최소화하도록 조절되었다. 변수를 5.1㎜의 구멍 크기에 대해 결정하고 표면을 이들 값으로부터 외삽법에 의해 6㎜의 광학 구멍 크기를 갖는 것으로 추정한다. 그 결과 22D Z11 눈 모델을 하기 표 15에서 목록화한다. 상기 22D 렌즈의 전방 표면을 시스템(각막+렌즈)의 구면 수차가 현재 대략 0이 되는 방식으로 변형시켰다. 시온 에지 911 22D 렌즈 눈 모델 및 22D Z11 렌즈 눈 모델에 대해 오슬로에 의해 계산된 바와 같이 파면 수차 계수를 하기 표 16에서 목록화한다. 개시점 눈 모델에 대한 구면 수차를 나타내는 계수는 각막에 놓인 6㎜ 직경의 구멍에 대해0.001005㎜이지만 디자인된 Z11 렌즈를 포함한 눈 모델에 대한 상기 계수는 -1.3399e-06㎜이다. 22D 렌즈에 대해 전술한 바와 동일한 방법으로 임의의 다른 렌즈 배율에 대해 유사하게 수행할 수 있다.
개시점 평균 눈 모델 및 22D 렌즈에 대한 표면 데이터
표면 번호 반경(㎜) 두께(㎜) 구멍 반경(㎜) 원뿔형 상수(cc) 굴절률
대상 -- 1.0000e+20 1.0000e+14 -- 1.0
1(각막) 7.575 3.600000 3.000003 -0.14135 1.3375
2(동공) -- -- 2.640233 -- 1.336
3 -- 0.900000 2.64023 -- 1.336
4(렌즈) 11.043 1.164 2.550191 -- 1.458
5(렌즈) -11.043 17.1512 2.420989 -- 1.336
6(상) 0.0 -0.417847 0.058997 -- --
평균 눈 모델 및 최종 22D Z11 렌즈에 대한 표면 데이터
표면 번호 반경(㎜) 두께(㎜) 구멍 반경(㎜) 원뿔형 상수(cc) 4차 비구면 상수
대상 -- 1.0e+20 1.00e+14 --
1(각막) 7.575 3.60 3.00 -0.14135
2(동공) -- -- 2.64 --
3 -- 0.90 2.64 --
4(렌즈) 11.043 1.164 2.55 -1.03613 -0.000944
5(렌즈) -11.043 17.1512 2.42 --
6(상) -- -- 1.59e-05 -- --
표면 번호 4차 비구면 상수 굴절률
대상 1.0
1(각막) 1.3375
2(동공) 1.336
3 1.336
4(렌즈) -1.37e-05 1.458
5(렌즈) 1.336
6(상) -- --
평균 각막 및 22D 911 렌즈 및 평균 각막 및 22D Z11 렌즈에 대한 제르니케 계수(오슬로 포맷)
계수 평균 각막+22D 911 평균 각막+22D Z11
a1 -0.000962 -1.896e-06
a2 0.0 0.0
a3 0.0 0.0
a4 2.3101e-05 -3.9504e-06
a5 0.0 0.0
a6 0.0 0.0
a7 0.0 0.0
a8 0.0 0.0
a9 0.00105 -1.3399e-06
a10 0.0 0.0
a11 0.0 0.0
a12 0.0 0.0
a13 0.0 0.0
a14 0.0 0.0
a15 0.0 0.0
새로운 Z11 디자인에 대해 선택된 임의 형태는 1.458의 굴절률을 갖는 실리콘으로 제조된 동등볼록 렌즈이다. 평균 각막의 구면 수차는 Z11 렌즈와 균형을 이루어 구면 수차 없는 시스템을 제공한다. 렌즈의 전방 표면은 디자인 구멍 내의 모든 축상 광선의 광로길이가 동일한 점 초점을 생성하도록 변형된다. 이러한 특징은 수많은 렌즈 형태로 달성될 수 있다. 따라서 Z11 렌즈는 볼록-평면, 평면-볼록, 비동등볼록 렌즈 또는 볼록렌즈를 생성하는 그밖의 다른 디자인으로 디자인될수 있다. 또한, Z11 개념은 눈의 굴절 오차를 교정하는데 사용된 오목렌즈를 포함하기 위해 확장될 수 있다. 또한, 전방 표면 또는 후방 표면은 구면 수차를 상쇄하는 광로차에서 요구되는 변화를 생성하도록 변형시킬 수 있다. 따라서 Z11 렌즈 디자인의 목표를 달성시킬 수 있는 가능한 수많은 디자인이 있다.

Claims (118)

  1. (i) 하나 이상의 각막 표면을 수학적 모델로서 특성화하는 단계;
    (ii) 상기 수학적 모델을 이용하여 상기 각막 표면(들)의 야기된 수차를 계산하는 단계;
    (iii) 안내(intraocular) 렌즈의 광학 배율을 선택하는 단계;
    (iv) 상기 렌즈 및 각막 모델을 포함하는 광학계로부터 도달한 파면이 감소된 수차를 제공하도록 안내 렌즈를 모델링하는 단계를 포함하는, 삽입 후 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안내 렌즈를 디자인하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)의 야기된 수차를 상기 각막을 통과한 파면에서 측정함을 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 회전 원뿔체의 항으로 특성화되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 다항식의 항으로 특성화되는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 다항식의 1차 조합의 항으로 특성화되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학계가 안경 또는 안과용 교정 렌즈와 같은 광학 교정을 위한 보완 수단을 추가로 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각막의 굴절력 및 축방향 눈 길이의 평가가 렌즈의 광학 배율의 선택을 나타내는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 각막 모델 및 모델링된 안내 렌즈를 포함하는 광학계가 상기 다항식 중 하나 이상으로 나타낸 바와 같은 수차가 실질적으로 감소된 파면을 제공하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    안내 렌즈의 모델링이 렌즈의 전방 반경 및 표면, 렌즈의 후방 반경 및 표면, 렌즈 두께 및 렌즈의 굴절률의 선택을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    모델 렌즈가 소정의 중심 반경, 렌즈 두께 및 굴절률을 가지면서 전방 표면의 비구면 성분이 선택되는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    지형 측정에 의해 개개인의 전방 각막 표면을 특성화하고 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    지형 측정에 의해 개개인의 전방 및 후방 각막 표면을 특성화하고 전체 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    선별된 집단의 각막 표면을 특성화하고 상기 집단의 평균 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    (v) 상기 모델링된 안내 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계로부터 야기된 수차를 계산하는 단계;
    (vi) 모델링된 안내 렌즈가 수차의 충분한 감소를 제공하였는지를 측정하고; 선택적으로 충분한 감소가 수득될 때까지 안내 렌즈를 리모델링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수차를 다항식의 1차 조합으로서 나타내는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    리모델링이 전방 표면 및 곡률, 후방 반경 및 표면, 렌즈 두께 및 렌즈의 굴절률 중의 하나 또는 몇몇을 변형시킴을 포함하는 방법.
  17. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 다항식이 제이델(Seidel) 또는 제르니케(Zernike) 다항식인 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    (i) 각막 수차를 제르니케 다항식의 1차 조합으로서 나타내는 단계;
    (ii) 각막 파면 제르니케 계수를 결정하는 단계;
    (iii) 상기 모델 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계가 제르니케 계수가 충분히 감소된 파면을 제공하도록 안내 렌즈를 모델링하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    (iv) 모델링된 안내 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계로부터 야기된 파면의 제르니케 계수를 계산하는 단계;
    (v) 상기 안내 렌즈가 제르니케 계수의 충분한 감소를 제공하는지를 측정하고; 선택적으로 상기 계수의 충분한 감소가 수득될 때까지 상기 렌즈를 리모델링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    구면 수차로 일컫어지는 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    4차보다 높은 수차로 일컫어지는 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    구면 수차가 충분히 소거된 눈을 수득하기 위해, 각막 및 상기 모델링된 안내 렌즈를 포함하는 광학계로부터의 파면의 11번째 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    리모델링이 전방 반경 및 표면, 후방 반경 및 표면, 렌즈 두께 및 렌즈의 굴절률 중의 하나 또는 몇몇을 변형시킴을 포함하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    수차의 충분한 감소를 수득할 때까지 렌즈의 전방 표면을 변형시킴을 포함하는 방법.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 안내 렌즈 모델 및 각막을 포함하는 광학계가 상기 계를 통과한 파면에서 제이델 또는 제르니케 다항식으로 나타낸 바와 같은 구면 및 원통형 수차 항의 감소를 제공하도록 렌즈를 모델링하는 것을 포함하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    보다 높은 수차 항에서의 감소를 수득하는 방법.
  27. 제 8 항에 있어서,
    (i) 선별된 집단의 각막 표면을 특성화하고 각각의 각막을 다항식의 1차 조합으로서 나타내고;
    (ii) 개개인의 각막간의 다항식 계수를 비교하고;
    (iii) 하나의 표준 계수값을 개개인의 각막으로부터 선택하고;
    (iv) 상기 렌즈 및 개개인의 각막을 포함하는 광학계로부터 도달한 야기된 파면이 상기 표준 계수값을 충분히 감소시키도록 렌즈를 모델링하는 것을 포함하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 다항식 계수를 구면 수차를 나타내는 제르니케 수차 항으로 일컫는 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 표준 계수값이 선별된 집단 내에서 가장 낮은 값인 방법.
  30. (i) 하나 이상의 각막 표면을 수학적 모델로서 특성화하는 단계;
    (ii) 상기 수학적 모델을 이용하여 상기 각막 표면(들)의 야기된 수차를 계산하는 단계;
    (iii) 배율이 동일하지만 수차가 상이한 다수의 렌즈로부터 적절한 광학 배율을 갖는 안내 렌즈를 선택하는 단계;
    (iv) 상기 선택된 렌즈 및 각막 모델을 포함하는 광학계가 수차를 충분히 감소시키는지를 결정하는 단계를 포함하는, 삽입 후 눈의 수차를 감소시킬 수 있는 안내 렌즈를 선택하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 각막을 통과한 파면에서 생성된 상기 각막 표면(들)의 수차를 결정하는 것을 포함하는 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    (v) 상기 선택된 렌즈 및 각막 모델의 광학계로부터 도달한 파면의 수차를 계산하는 단계;
    (vi) 상기 선택된 안내 렌즈가 상기 광학계로부터 도달한 파면에서 수차의 상당한 감소를 제공하는지를 측정하고; 선택적으로 수차를 충분히 감소시킬 수 있는 렌즈를 찾을 때까지 동일한 광학 배율을 갖는 하나 이상의 새 렌즈를 선택함으로써 (iii) 단계 및 (iv) 단계를 반복하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 회전 원뿔체의 항으로 특성화되는 방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 다항식의 항으로 특성화되는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 각막 표면(들)이 다항식의 1차 조합의 항으로 특성화되는 방법.
  36. 제 30 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 광학계가 안경 또는 안과용 교정 렌즈와 같은 광학 교정을 위한 보완 수단을 추가로 포함하는 방법.
  37. 제 30 항에 있어서,
    각막의 굴절력 및 축방향 눈 길이의 평가가 렌즈의 광학 배율의 선택을 나타내는 방법.
  38. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 각막 모델 및 선택된 안내 렌즈를 포함하는 광학계가 상기 다항식 중 하나 이상으로 나타낸 바와 같은 수차가 실질적으로 감소된 파면을 제공하는 방법.
  39. 제 30 항에 있어서,
    지형 측정에 의해 개개인의 전방 각막 표면을 특성화하고 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    지형 측정에 의해 개개인의 전방 및 후방 각막 표면을 특성화하고 전체 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  41. 제 30 항에 있어서,
    선별된 집단의 각막 표면을 특성화하고 상기 집단의 평균 각막 수차를 다항식의 조합으로서 나타냄을 포함하는 방법.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 다항식이 제이델 또는 제르니케 다항식인 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    (i) 각막 수차를 제르니케 다항식의 1차 조합으로서 나타내는 단계;
    (ii) 각막 제르니케 계수를 결정하는 단계;
    (iii) 상기 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계가 제르니케 계수가 충분히 감소된 파면을 제공하도록 안내 렌즈를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    (iv) 모델링된 안내 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계로부터 야기된 제르니케 계수를 계산하는 단계;
    (v) 상기 안내 렌즈가 제르니케 계수의 감소를 제공하는지를 결정하고; 선택적으로 상기 계수의 충분한 감소를 수득할 때까지 새 렌즈를 선택하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  45. 제 43 항 또는 제 44 항에 있어서,
    제르니케 다항식을 4차 이하로 결정함을 포함하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    구면 수차로 일컫어지는 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    4차보다 높은 수차의 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  48. 제 46 항에 있어서,
    구면 수차가 충분히 소거된 눈을 수득하기 위해, 모델 각막 및 상기 선택된 안내 렌즈를 포함하는 광학계로부터의 파면의 11번째 제르니케 계수를 충분히 감소시키는 것을 포함하는 방법.
  49. 제 39 항에 있어서,
    상기 안내 렌즈 및 각막을 포함하는 광학계가 상기 계를 통과한 파면에서 제이델 또는 제르니케 다항식으로 나타낸 바와 같은 구면 수차 항의 감소를 제공하도록 안내 렌즈를 선택하는 것을 포함하는 방법.
  50. 제 39 항에 있어서,
    보다 높은 수차 항에서의 감소를 달성하는 방법.
  51. 제 30 항에 있어서,
    적절한 배율 범위를 갖는 렌즈 및 각 배율 범위내에서 상이한 수차를 갖는 다수의 렌즈를 포함하는 키트로부터 안내 렌즈를 선택함을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 수차가 구면 수차인 방법.
  53. 제 51 항에 있어서,
    각 배율 범위내의 상기 렌즈가 상이한 비구면 구성요소를 갖는 표면을 갖는 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 표면이 전방 표면인 방법.
  55. - 환자의 대표 그룹을 선택하는 단계;
    - 상기 그룹에서 각 대상에 대한 각막 지형 데이터를 수집하는 단계;
    - 상기 데이터를, 소정의 구멍 크기에 대해 각 환자의 각막 표면 형태를 나타내는 항으로 전환시키는 단계;
    - 하나 이상의 평균 각막 표면 형태 항을 수득하기 위해 상기 그룹의 하나 이상의 각막 표면 형태 항의 평균값을 계산하고/하거나 각막 파면 수차 항에 상응하는 하나 이상의 각막에 대해 평균값을 계산하여 각각의 각막 파면 수차 항이 각막 표면 형태 항을 통한 전환에 의해 수득되는 단계;
    - 상기 하나 이상의 평균 각막 표면 형태 항 또는 상기 하나 이상의 평균 각막 파면 수차 항으로부터 각막 및 렌즈를 포함하는 광학계의 상기 하나 이상의 평균 파면 수차 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈를 디자인하는 단계를 특징으로 하는, 눈에 삽입하기에 적합한 안과용 렌즈를 디자인하는 방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    - 하나 이상의 평균 각막 표면 형태 항 또는 하나 이상의 평균 각막 파면 수차 항에서 계산된 것으로부터 사람들 그룹을 위한 평균 각막 모델을 디자인하는 단계;
    - 모델 평균 각막 및 렌즈를 통해 돌아온 파면의 특정 수차 항을 측정함으로써, 디자인된 안과용 렌즈가 하나 이상의 평균 수차 항에 대해 정확하게 보정되었는지를 조사하고, 상기 하나 이상의 수차 항이 상기 측정된 파면에서 충분히 감소되지 않았다면 상기 렌즈를 재디자인하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  57. 제 55 항 또는 제 56 항에 있어서,
    렌즈가 소정의 반경에 대해 평균 각막 표면 형태 항 또는 평균 각막 파면 수차 항으로부터 디자인되도록 표면 기술 상수를 계산하는 방법.
  58. 제 55 항 내지 제 57 항중 어느 한 항에 있어서,
    사람들을 특정 연령 범위로 선별하여 사람들 그룹을 구성하는 방법.
  59. 제 55 항 내지 제 58 항중 어느 한 항에 있어서,
    백내장 수술을 받을 사람들을 선별하여 사람들 그룹을 구성하는 방법.
  60. 제 55 항 내지 제 59 항중 어느 한 항에 있어서,
    각막 수술을 받은 환자를 위해 특별히 렌즈를 디자인하고, 각막 수술을 받은 사람들을 선별하여 사람들 그룹을 구성하는 방법.
  61. 제 55 항 내지 제 60 항중 어느 한 항에 있어서,
    특정 안 질환을 가진 사람들을 선별하여 사람들 그룹을 구성하는 방법.
  62. 제 55 항 내지 제 61 항중 어느 한 항에 있어서,
    특정 안 광학적 결함을 가진 사람들을 선별하여 사람들 그룹을 구성하는 방법.
  63. 제 55 항 내지 제 62 항중 어느 한 항에 있어서,
    - 한 특정 환자의 각막의 하나 이상의 파면 수차 항을 측정하는 단계;
    - 상기 환자에 상응하는 선별된 그룹이 상기 특정 환자를 대표하는지를 결정하여, 이 경우라면 평균값으로부터 디자인된 렌즈를 삽입하고, 이 경우가 아니라면 다른 그룹의 평균값으로부터 디자인된 렌즈를 삽입하거나 상기 환자를 위한 개별적인 렌즈를 디자인하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  64. 제 55 항 내지 제 63 항중 어느 한 항에 있어서,
    들어오는 비구면 파면의 하나 이상의 수차 항을 감소시키는 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 렌즈를 제공하는 방법.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 수차 항이 양의 구면 수차 항인 방법.
  66. 제 55 항 내지 제 65 항중 어느 한 항에 있어서,
    들어오는 비구면 파면의 수차를 나타내는 제르니케 다항식의 하나 이상의 항을 감소시키는 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 렌즈를 제공하는 방법.
  67. 제 66 항에 있어서,
    들어오는 비구면 파면의 구면 수차를 나타내는 11번째 표준화 제르니케 항을 감소시키는 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 렌즈를 제공하는 방법.
  68. 제 55 항 내지 제 67 항중 어느 한 항에 있어서,
    식(여기서, 원뿔형 상수(cc)는 -1 내지 0 범위의 값이고, R은 중심 렌즈 반경이고, ad 및 ae는 비구면 상수임)을 갖는 평균 각막표면으로부터 도달한 파면에서 구면 수차를 감소시키도록 렌즈를 디자인하는 방법.
  69. 제 68 항에 있어서,
    원뿔형 상수(cc)가 약 -0.05(4㎜의 구멍 크기(동공 직경)의 경우) 내지 약 -0.18(7㎜의 구멍 크기의 경우)의 범위인 방법.
  70. 제 68 항에 있어서,
    0 미만의 원뿔형 상수(cc)를 갖는 변형된 원뿔체에 의해 기술된 표면을 갖는 렌즈를 제공하는 방법.
  71. 제 55 항 내지 제 70 항중 어느 한 항에 있어서,
    환자를 위해 렌즈의 반경을 결정하는 적절한 굴절력을 갖는 렌즈를 제공하는 방법.
  72. 제 55 항 내지 제 71 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로(OSLO) 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 3㎜ 구멍 반경에 대해 0.000156 내지 0.001948㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 렌즈를 디자인하는 방법.
  73. 제 55 항 내지 제 71 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 2㎜ 구멍 반경에 대해 0.000036 내지 0.000448㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 렌즈를 디자인하는 방법.
  74. 제 55 항 내지 제 71 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 2.5㎜ 구멍 반경에 대해 0.0001039 내지 0.0009359㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 렌즈를 디자인하는 방법.
  75. 제 55 항 내지 제 71 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 3.5㎜ 구멍 반경에 대해 0.000194 내지 0.00365㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 렌즈를 디자인하는 방법.
  76. 눈의 각막을 통해 통과한 파면을 눈의 망막에서 그 중심을 갖는 실질적인 구면 파면으로 전환시킬 수 있는, 제 1 항 내지 제 75 항중 어느 한 항에 따라 수득된 안과용 렌즈.
  77. 상기 모델 각막 및 상기 렌즈를 포함하는 광학계로부터 도달한 파면이 실질적으로 감소된 수차를 제공하도록, 적절한 집단으로부터 디자인된 각막 모델의 수차를 보정할 수 있는 안과용 렌즈.
  78. 제 77 항에 있어서,
    상기 각막 모델이 개개의 수차 항을 수득하기 위해 개개인의 각막을 특성화하고 이들을 수학적 항으로 나타냄으로써 계산된 평균 수차 항을 포함하는 안과용 렌즈.
  79. 제 77 항에 있어서,
    상기 수차 항이 제르니케 다항식의 1차 조합인 안과용 렌즈.
  80. 제 79 항에 있어서,
    상기 모델 각막 및 상기 렌즈를 포함하는 광학계로부터 도달한 파면이 실질적으로 감소된 구면 수차를 제공하도록, 상기 각막 모델의 제르니케 다항식으로 나타낸 수차 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈.
  81. 제 80 항에 있어서,
    4차의 11번째 제르니케 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈.
  82. 제 77 항에 있어서,
    안내 렌즈인 안과용 렌즈.
  83. 제 77 항에 있어서,
    환자의 눈에서 자연 렌즈를 대체하기에 적합한 안과용 렌즈로서,
    눈의 견지에서 렌즈가 상기 환자가 분류되는 선별된 사람들의 그룹의 각막 측정으로부터 수득된 동일한 수차 항의 평균값과 실질적으로 동일한 값이지만 반대 부호를 갖는 하나 이상의 파면 수차 항을 통과 파면에 제공하고, 환자 눈의 각막으로부터 도달한 파면이 상기 렌즈를 통과한 후 각막에 의해 제공된 상기 하나 이상의 수차 항의 감소를 제공하도록 디자인된 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 안과용 렌즈.
  84. 제 83 항에 있어서,
    렌즈의 표면이 통과 파면의 하나 이상의 양의 수차 항을 감소시키도록 디자인된 안과용 렌즈.
  85. 제 83 항 또는 제 84 항에 있어서,
    환자의 눈의 각막으로부터 도달한 파면이 상기 렌즈를 통과한 후 각막에 의해 제공된 상기 구면 수차 항의 감소를 제공하도록, 렌즈에 의해 통과 파면에 제공된 하나 이상의 파면 수차 항이 구면 수차 항인 안과용 렌즈.
  86. 제 83 항 내지 제 85 항중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈에 의해 통과 파면에 제공된 하나 이상의 파면 수차 항이 각막의 파면 수차를 나타내는 제르니케 다항식의 하나 이상의 항인 안과용 렌즈.
  87. 제 86 항에 있어서,
    렌즈에 의해 통과 파면에 제공된 하나 이상의 파면 수차 항이 각막의 파면 수차의 11번째 표준화 제르니케 항인 안과용 렌즈.
  88. 제 83 항 내지 제 87 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별된 사람들의 그룹이 특정 연령 범위에 속하는 사람들의 그룹인 안과용 렌즈.
  89. 제 83 항 내지 제 88 항중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈가 각막 수술을 받은 환자가 사용하기에 적합하고, 상기 선별된 사람들의 그룹이 각막 수술을 받은 사람들의 그룹인 안과용 렌즈.
  90. 제 83 항 내지 제 88 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별된 사람들의 그룹이 백내장 수술을 받을 사람들의 그룹인 안과용 렌즈.
  91. 제 90 항에 있어서,
    비구면 표면이 0 미만의 원뿔형 상수(cc)를 갖는 변형된 원뿔체 표면인 안과용 렌즈.
  92. 제 91 항에 있어서,
    식(여기서, 원뿔형 상수(cc)는 -1 내지 0 범위의 값이고, R은 중심 렌즈 반경이고, ad 및 ae는 비구면 상수임)을 갖는 편장형 표면으로부터 도달한 눈 또는 눈 모델에서 파면의 구면 수차를 0으로 하거나 실질적으로 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈.
  93. 제 83 항 내지 제 92 항중 어느 한 항에 있어서,
    환자를 위해 30 디옵터 이하의 적절한 굴절력을 갖도록 제공되는 안과용 렌즈.
  94. 제 83 항 내지 제 93 항중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈의 하나 이상의 비구면 표면 중 한면이 전방 표면인 안과용 렌즈.
  95. 제 83 항 내지 제 94 항중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈의 하나 이상의 비구면 표면 중 한면이 후방 표면인 안과용 렌즈.
  96. 제 83 항 내지 제 95 항중 어느 한 항에 있어서,
    연질 생체적합성 물질로 제조된 안과용 렌즈.
  97. 제 83 항 내지 제 96 항중 어느 한 항에 있어서,
    실리콘 물질로 제조된 안과용 렌즈.
  98. 제 97 항에 있어서,
    실리콘 물질이 546㎚ 파장에서의 1.43 이상의 굴절률, 350% 이상의 신장률, 300psi 이상의 인장 강도 및 쇼어 타입 A 듀로미터(Shore Type A Durometer)로 측정된 약 30의 쇼어 경도에 의해 특징지워지는 안과용 렌즈.
  99. 제 83 항 내지 제 98 항중 어느 한 항에 있어서,
    하이드로겔로 제조된 안과용 렌즈.
  100. 제 83 항 내지 제 95 항중 어느 한 항에 있어서,
    경질 생체적합성 물질로 제조된 안과용 렌즈.
  101. 제 83 항 내지 제 100 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 3㎜ 구멍 반경에 대해 0.000156 내지 0.001948㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 디자인된 안과용 렌즈.
  102. 제 83 항 내지 제 100 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 2㎜ 구멍 반경에 대해 0.000036 내지 0.000448㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 디자인된 안과용 렌즈.
  103. 제 83 항 내지 제 100 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 2.5㎜ 구멍 반경에 대해 0.0001039 내지 0.0009359㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 디자인된 안과용 렌즈.
  104. 제 83 항 내지 제 100 항중 어느 한 항에 있어서,
    파면 수차의 구면 수차를 오슬로 포맷으로 나타낸 다항식을 이용하여 3.5㎜ 구멍 반경에 대해 0.000194 내지 0.00365㎜ 범위의 값으로 나타내는 제르니케 다항식 계수를 갖는 각막의 구면 수차와 균형을 이루도록 디자인된 안과용 렌즈.
  105. 수차를 나타내는 다항식의 항의 1차 조합으로서 나타낼 때 각막을 통과한 파면에서 수득된 것과 유사한 상기 수차 항을 감소시킴으로써 수차가 충분히 소거된 눈을 수득할 수 있는 하나 이상의 비구면 표면을 갖는 안과용 렌즈.
  106. 제 105 항에 있어서,
    상기 비구면 표면이 렌즈의 전방 표면인 안과용 렌즈.
  107. 제 106 항에 있어서,
    상기 비구면 표면이 렌즈의 후방 표면인 안과용 렌즈.
  108. 제 105 항에 있어서,
    안내 렌즈인 안과용 렌즈.
  109. 제 105 항에 있어서,
    상기 다항식 항이 제르니케 다항식인 안과용 렌즈.
  110. 제 109 항에 있어서,
    구면 수차 및 비점 수차를 나타내는 다항식 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈.
  111. 제 110 항에 있어서,
    4차의 11번째 제르니케 다항식 항을 감소시킬 수 있는 안과용 렌즈.
  112. 제 105 항에 있어서,
    연질 생체적합성 물질로 제조된 안과용 렌즈.
  113. 제 105 항에 있어서,
    실리콘으로 제조된 안과용 렌즈.
  114. 제 105 항에 있어서,
    하이드로겔로 제조된 안과용 렌즈.
  115. 제 105 항에 있어서,
    경질 생체적합성 물질로 제조된 안과용 렌즈.
  116. - 자연 렌즈를 눈으로부터 제거하는 단계;
    - 렌즈를 포함하지 않은 눈의 수차를 파면 감지기를 사용하여 측정하는 단계;
    - 파면 감지에 의해 밝혀진 바와 같은 하나 이상의 수차 항을 감소시킬 수 있는 렌즈를 제공하는 단계;
    - 렌즈를 환자의 눈에 삽입하는 단계를 포함하는, 눈의 수차를 적어도 부분적으로 보정하는 안내 렌즈를 삽입함으로써 환자의 시력 교정을 수행하는 방법.
  117. 제 116 항에 있어서,
    렌즈가 하나 이상의 수차 항을 각 디옵터 내로 교정하는 상이한 능력을 갖는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈 키트로부터 선택함으로써 제공되는 방법.
  118. 제 116 항에 있어서,
    렌즈가 무수정체안의 파면 감지로부터 야기된 하나 이상의 수차 항을 감소시킬 수 있는 렌즈를 디자인함으로써 제공되는 방법.
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