KR20080108277A

KR20080108277A - 시력 개선 방법 및 시력 개선용 렌즈

Info

Publication number: KR20080108277A
Application number: KR1020087024513A
Authority: KR
Inventors: 조나단 그리어슨; 데이비드 엠 리버맨
Original assignee: 사이언티픽 오프틱스 인코포레이티드
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-12-12
Also published as: KR101468749B1; EP1991151A2; BRPI0707088A2; US8192023B2; EP2392283A2; WO2007104013A2; KR20140072215A; JP5313699B2; HK1127271A1; KR101533549B1; CN102327160B; US20100114078A1; CA2644775C; CA2773046A1; US20110087200A1; NZ570939A; CA2773046C; CN101437462B; IL211506A; EP1991151B1

Abstract

시력의 "범용 개선"이 각막의 전방 굴절면의 형상을 원시력(遠視力)의 교정을 달성하도록 필요한 곡률 조절이 부과된 이상적인 "거북등" 형상으로 효과적으로 변경하여 달성된다. 일 실시예에 따라, 각막은 실제로 각막 수술, 바람직하게 레이저 절제 수술을 통해 거북등 형상으로 형성된다. 제 2 실시예에 따라, 그 전면이 원하는 거리로 교정된 이상적인 거북등 형상을 가진 콘택트 렌즈가 각막 위에 배치된다.

Description

시력 개선 방법 및 시력 개선용 렌즈{METHOD AND APPARATUS FOR UNIVERSAL IMPROVEMENT OF VISION}

본 발명은 일반적으로 눈의 시력을 개선하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 이하에서 "범용 개선"으로 불리는 모든 거리에서 시력을 개선하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

인간 시력에 가장 일반적인 결함은 눈이 망막 상의 공통 초점에 입사광을 포커스하는 능력이 없다는 데에 기인한다. 예를 들어, 근시는 눈이 망막 전방에 입사광의 초점을 맞추도록 할 수 있고, 원시는 눈이 망막의 후방에 입사광의 초점을 맞추도록 할 수 있고, 난시는 눈이 공통 초점을 가지지 못하도록 할 수 있다. 사람의 광학 과학자들은 수직인 메이저 축과 마이너 축에 의해 정의되는 타원체의 일부로 각막을 자주 모델링한다.

오늘날, 시력은 일반적으로 두가지 방법:렌즈를 눈 앞(예를 들어, 콘택트렌즈 또는 안경 렌즈)에 또는 눈 안(예를 들어, 안구내 렌즈)에 배치하는 것 중 하나에 의해 개선된다. 한편, 각막의 효과적인 외부 표면 형상은 레이저 절제술 또는 각막의 전방 표면의 형상을 변형하는 다른 외과적인 수단으로 변화된다. 시력 교정을 위한 그러한 외과적 처치는 보통 각막 곡면을 증가시키거나 감소시키도록 한 다. 일부 처치는 각막 형상을 더욱 구형이 되도록 만드는 것이고, 다른 것들은 각막 형상을 "평균" 타원으로 변화하도록 하는 것이거나, 보다 최근에는 눈의 "더 높은 수차"에 대하여 교정하려는 방법론인 파면 분석에 의해 교정하도록 하는 것이다.

콘택트렌즈 또는 안경은 눈에서 상이한 거리에 있는, 즉 예를 들어 비교적 눈에서 가까운 피사체나, 눈에서 멀리 배치되는 피사체에 대하여 시력 교정을 제공하고 있다. 이에 대하여, 렌즈의 상이한 구역(zone)은 착용자가 상이한 거리에서 피사체를 볼 수 있도록 하는 상이한 렌즈 파워를 제공한다. 통상적인 "다초점" 콘택트렌즈는 파워 차이가 있는 때에 상기 렌즈 표면의 상이한 영역(area) 또는 구역에 배치된다. 그러한 구역은 상기 렌즈 상에 형성된 상이한 파워의 구형 세그먼트와 구형 반원으로 디자인된다. 그러한 렌즈가 임의의 거리에서 시력 교정을 제공하였더라도, 거리 굴절 에러와 함께 복수 레벨의 깊이 교정을 필요로 하는 눈을 위하여 자연 시력을 회복하도록 충분한 범용 시력 개선을 제공하지는 않는다. 또한, 가변 포커스 안경 렌즈는 모든 거리에서 시력 교정을 제공하는 수직 위치로 계속해서 변화하는 곡면으로 형성되는 중심 광학 영역에 제공된다. 그러나 착용자는 거리를 조절하기 위하여 그의 머리를 올리거나 내려야 한다. 일부 콘택트렌즈 디자인은 표면 전방의 구분되는 밴드에 둘 이상의 반사 파워를 제공한다. 이 렌즈는 리드 포지션에 좌우되는 위치에서 해석된다. 디자인 해석으로 선명한 시력을 제공하기 위하여, 착용자는 보이는 피사체의 거리를 조절하기 위하여 마찬가지로 그의 머리를 올리거나 내려야 한다. 착용자가 그러한 조절해야한다는 것이 덜 적절하 다.

착용자에 의해 임의의 외부의 물리적 움직임에 대한 필요 없이 범용 시력 개선을 제공하는 것이 바람직하다.

미국 특허 제5,807,381호에 개시된 표면 모델링 기술에 따른 임상적 측정의 분석을 사용하여, 본 출원인은 그 표면 곡률이 결함있는 원시력(distance vision)에 대해서만 교정하도록 수정되는 경우, 이상적인 "거북등" 형상을 가지는 눈의 각막이 범용 시력 개선을 보이는 것을 발견하였다. 여기 사용된 바와 같이, "거북등" 형상은 표면 곡률이 각막 위에서 그 포인트에서 중심 포인트로 1/2-경선을 따라 결정되는 경우 코에 가장 가까운 에지에 놓인 포인트에서 가장 평평한 표면 곡률을 보이는 것으로 이해될 수 있다. 상향 및 각막의 시야계 주위로 이동하면, 표면 곡률은 각막의 수직단에서 최대에 도달할 때까지 계속해서 증가할 것이다. 표면 곡률은 그 다음 각막의 에지에서 중간 값에 도달할 때까지 계속해서 감소할 것이다. 코로 부터의 대부분의 거리는 각막의 수직 최하단에서 최대까지 계속해서 증가하고, 코에 가장 가까운 각막의 에지에서 그 최소값으로 리턴할 때까지 계속해서 감소할 것이다.

본 발명에 따라, 시력의 범용 개선은 멀리있는 물체를 볼때 시력 교정을 달성하기 위해 필요한 곡률 조절이 부가되는, 이상적인 거북등 형상으로 각막의 형상을 효과적으로 변경하는 것에 의해 달성된다. 일 실시예에 따르면, 각막은 실제로 각막 외과 수술, 바람직하게 레이저 절제 수술을 통해 요구되는 형상으로 형성된다. 제 2 실시예에 따르면, 원하는 원시력을 가지고 그 전면에 이상적인 거북등 형상으로 조절된 콘택트 렌즈가 각막 위에 배치된다.

다음 상세한 설명과 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조로 제시되는 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명으로 부터 보다 완전히 이해될 것이다.

도 1 은 각막의 레이저 절제 또는 적절하게 성형된 교정 렌즈를 통하여 본 발명에 따라 시력 교정을 달성하는 방법을 도시한 블럭도;

도 2 는 각막 이미지 캡쳐 시스템으로 얻어진 바와 같은 포인트 구름(point cloud)의 평면도를 나타내는 개략도;

도 3 은 복수의 스플라인(spline)를 도시하고 포인트 구름의 데이터 포인트를 통해 그들이 어떻게 연결되었는 지를 도시하는 도 2에 유사한 개략 평면도;

도 4는 어떻게 특징화 커브가 생성되었는 지를 도시하는 각막 매칭 표면의 사시도;

도 5 는 3mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시하는 도면;

도 6 은 도 5 에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시하는 도면;

도 7 은 5mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시한 도면;

도 8 은 도 7 에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시한 도면;

도 9 는 7mm 지름 각막의 축 포커스 산란을 예시한 도면;

도 10 은 도 9에 상응하는 방사상 포커스 산란을 도시한 도면;

도 11 은 중심 축에대한 직교화에 의해 각막 모델을 수정하는 방법을 나타낸 도면;

도 12 는 분산된 직교화의 개념을 도시한 도면;

도 13 ~ 15 는 반점의 전면 상에 각각 나선형, 로즈, 및 듀얼 로즈 패턴으로 분산된 72개의 포커스 포인트 P를 나타낸 반점의 평면도; 및

도 16 은 범용 시력 개선을 제공하는 각막에 대한 이상적인 거북등 형상 조절을 설명하는 데 유용한 3개의 파형을 도시하는 도면이다.

각막 절제 수술과 같은 현대적인 각막 치료와 관련하여, 의료 애플리케이션을 위하여, 그리고 콘택트렌즈 디자인과 생산을 위하여, 고해상도 카메라가 각막 표면에서 디지탈화된 일련의 불연속 데이터 포인트를 얻기 위해 사용된다. 각막을 맵핑하는 데 사용할 수 있는 하나의 시스템과 카메라는 PAR Vision System의 PAR 각막 토포그래픽(topographic) 시스템(PAR CTS)이다. PAR CTS은 각막 표면 위상 기하를 3차원 직교 좌표 공간에, 즉 깊이(Z) 좌표와 함께 x- 와 y- 좌표를 따라 맵핑된다.

"시선"은 고정 포인트에서 입구 동공의 중심으로의 직선 선분이다. "Locating the Corneal Sighting Center From Videokeratography," J. Refractive Surgery, V. 11, pp. 253-259 (1995년 7/8월호), Mandell에서 보다 상세히 설명된 바와 같이, 고정 포인트에서 입구의 동공 상의 포인트 쪽으로 조향된 광선은 각막과 안구내액에 의해 굴절되고 실제 동공 상의 상응하는 포인트를 통과하여 마침내 망막에 도달한다.

시선이 각막 표면을 가로지를 때 각막 상의 포인트가 각막의 "광 중심" 또는 "시야 중심"이다. 이것이 보통 굴절 교정 각막 절제술에서 절제될 영역의 중심을 나타내는 굴절 교정 수술에 대한 일차 기준 포인트이다. 시선은 통상 각막 절제 수술을 제어하기 위한 레이저 제어 시스템에 프로그램된다. 그러나, 일부 외과의는 기준선으로 동공 축을 사용하는 것을 선호한다. 다른 외과의는 보통 각막의 가장 크게 곡률이 변화하는 영역으로 정의된 각막 정점 주위에 절제 단면의 중심을 둔다. 경험 많은 시술자는 시야 중심을 배치하기 위하여 여러 기술을 사용하였다. 하나의 기술에서, 각도 람다가 동공("광학") 축에 대한 시야 중심의 위치를 계산하는 데 사용된다. 각도 카파와 람다의 상세한 설명을 포함하는, 상기 Mandell을 보면, 개시된 것은 여기에 그 전체가 설명되는 것처럼 참조로 여기 포함된다.

LASIK 각막 절제술 동안, 각막 표면의 일부가 반사되고 그 노출된 표면 상에 절제가 수행된다. 수집된 높이 데이터가 레이저와 같은 절제 장치를 조향하는 데 사용되어, 각막 표면은 보다 절제 영역 내의 파면 지문 또는 "평균" 타원 또는 시선 주위의 적절한 반지름의 원형 표면에 밀접하게 가까와 지도록 선택적으로 절제된다. 시술을 위한 기준선으로 시선을 사용하는 것은 근시를 감소시키거나 또는 그렇지 않으면 수술 전 기능 장애 또는 시상 이상을 교정한다. 그러나, 보다 불규칙적으로 형성된 각막은 치료되는 눈에 존재하는 난시를 악화시키거나 난시 또는 원형 수차를 가져온다. 이것은 이뤄져야할 후속 시력 교정 측정을 복잡하게 할 것이다. 또한, 생성되는 임의의 실질적인 표면 불규칙성은 시력에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 반흔 조직의 성장 또는 눈물 샘의 국부적인 축적을 일의킬 수 있다.

외과 치료를 위한 기준축으로 시선 또는 동공 축의 사용에 내재하는 것은 각막이 눈의 반지름을 따라 연장하는 축 주위에 대하여 대칭이라는 가정이다. 각막은 그러나, "비대칭 비구면" 표면이다. "비구면"은 임의의 각막 "경선"을 따라 반지름의 곡률이 일정하지 않다는 것을 의미한다("경선"은 각막 표면과 동공 축을 포함하는 평면의 횡단에 의해 형성되는 커브로 생각될 수 있음). 또한, 각막 곡률은 기하학적인 중심에서 주변으로 나아가게 평평해지는 경향이 있다. "비대칭"은 각막 경선이 그 중심에 대하여 대칭으로 보이지 않는 것을 의미한다. 각막이 비구면 및/또는 비대칭한 정도는 환자에 따라 그리고 동일인의 눈에 따라 다르다.

미국 특허 제5,807,381호의 표면 모델링 기술에 따른 임상 측정의 분석은, 각막의 중심 또는 동공 중심 보다 PAR CTS의 기준면에서 가장 먼 각막 표면상의 포인트(이하에서 HIGH 포인트라 칭함)가 각막 절제와 렌즈 디자인을 위한 더욱더 효과적인 기준 포인트라는 것을 밝힌다. 특히, 미국 특허 제5,807,381호에서 증명된 바와 같이, HIGH 포인트를 통과하는 축 주위에 대한 레이저 절제는 동공 축과 같이 눈의 중심에 가까운 축 주위에 대해 실행되는 동일한 시술보다 훨씬 더 규칙적으로 형성된 각막이 생성되고, 각막 구성물을 덜 제거한다.

여기서 그 전체가 참조로 포함되는 미국 특허 제5,807,381호와 국제 특허 PCT/US03/1763 (공개번호 WO03/101341)의 방법에 따른 임상 측정의 분석은 파면 분석과 Placido 디스크 기술과 같이 잘 알려진 각막 분석 기술에 포함되는 사람의 각막의 구조에 대해 만들어진 가정에 대하여 의문을 제시한다. 특히, 다른 광학 시 스템과 달리, 각막의 중심부(예를 들어, 3mm 지름 쪽으로)가 그 포커싱 능력에서 각막의 실질적으로 더 큰 부분(예를 들어, 7mm 지름 쪽으로)보다 광학적으로 뛰어날 필요는 없다. 각막의 중심부는 상당량의 포커스 산란을 보여준다. 또한, 그들은 동일한 축 상에 포커싱하지도 않는다. 이 포커스 차이가 보통 중심부에서 가장 현저하고, 중심부로부터 지름 증가에 따라 실질적으로 감소한다.

국제 특허 PCT/US03/1763에 개시된 바와 같이, 시력은 여기서 "직교화"로 불리는 각막의 포커스 조절로 개선될 수 있으므로, 상이한 영역이 실질적으로 동일한 축에 포커싱한다. 이는 효과적으로 반지름과 축상의 포커스 산란을 감소시키는, 각막의 성형(예를 들어 절제를 통해) 또는 적절한 교정 렌즈의 착용에 의해 달성될 수 있다. 여러 환자를 위한 직교화의 부가적인 이점은 노안(근시)이 실질적으로 감소되는 것이다. 즉, 상이한 거리에서 포커스되는 컴포넌츠를 포함하지 않는 직교화된 콘택트렌즈를 착용한 많은 노안 환자들이 근시력과 원시력 모두에서 개선을 달성할 수 있었다. 그러나, 매우 일반적이듯, 근시력에 실질적으로 나이에 관련된 결함을 가진 대부분의 근시안들을 위해 범용 개선을 제공하는 것을 근시 원시 모두에서 충분한 개선을 획득할 수는 없다.

본 발명에 따른 각막의 레이저 절제와 콘택트렌즈 성형을 달성하기 위한 프로세스가 도 1의 블럭도에 도시된다. 프로세스는 각막 이미지 캡쳐 시스템(610), 높이 분석 프로그램(620), CAD 시스템(630), 명령 처리 프로세서(640), 및 각막 성형 시스템(650)을 이용한다. 높이 분석 프로그램(620)과 결합하는 각막 이미지 캡쳐 시스템(610)은 환자 각막의 3차원 토포그래픽 맵을 생성한다. CAD 시스템(630) 은 표면 모델을 생성하는 각막 토포그래픽 데이터를 편집 또는 수정시 보조적으로 사용되고 모델에 관련된 데이터는 명령 처리 프로세서(640)를 통해 각막 성형 시스템(650)으로 송신된다. 명령 처리 프로세서(640)는 각막/렌즈 성형 시스템(650)에 의해 요구되는 명령/제어 신호의 시퀀스를 생성하기 위하여 CAD 시스템(630)으로부터의 성형된 각막의 표면을 나타내는 토포그래픽 데이터를 사용한다. 각막/렌즈 성형 시스템(650)은 명령 처리 프로세서(640)로부터 콘택트렌즈를 생산하는 장비(예를 들어, 선반) 또는 각막을 형성하는 각막/렌즈 성형 시스템의 3차원 움직임을 설명하는 명령의 시퀀스를 수신한다.

각막 이미지 캡쳐 시스템(610)과 높이 분석 프로그램(620)은 PAR Vision System으로부터 입수 가능한 PAR® 각막 토포그래피 시스템("PAR® 시스템")의 바람직한 컴포넌츠이다. 높이 분석 프로그램(620)은 프로세서, 예를 들어 IBM™ 호환 가능 PC에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램이다. 프로그램(620)은 시스템(610)에 의해 측정되는 각막의 표면 상의 복수의 샘플 포인트 각각에 대한 3차원 성분(눈 안의 기준 면으로부터 떨어진 거리를 나타내는 Z 좌표)을 생성한다. 각 포인트는 기준면으로 맵핑되는 바와 같이 그 X-Y 좌표에 의해 정의되고, 그 Z 좌표는 포인트의 밝기에서 결정된다. 각 포인트의 높이, 즉, Z 좌표를 연산하는 방법 중 하나는 X-Y와 환자의 각막(14)으로부터 측정된 밝기 값을 알려진 높이, 예를 들어 구의 알려진 반지름을 가진 기준면의 좌표와 밝기를 비교하는 것이다. 기준 값은 미리 저장될 수 있다.

높이 분석 프로그램(620)의 최종 출력은 보통 포인트 구름으로 알려진 각 막(14) 표면 상의 다수의 샘플 포인트의 X-Y-Z 좌표이다. 당업자가 요구되는 정확성을 가지고 각막 표면 상의 포인트에 대한 위치와 높이 정보 모두를 제공하는 X,Y,Z 각막 데이터를 생성할 수 있는 임의의 방법을 사용할 수 있는 것은 자명하다. 바람직한 실시예에서, 약 1200개의 포인트가 X-Y 평면으로 보이는 모눈 패턴에 배치되어서, X-Y 평면으로의 포인트의 프로젝션은 약 200㎛ 떨어져 있다.

위치 분석 프로그램(620)으로부터의 X-Y-Z 데이터 출력은 잘 알려진 기계-특유 포맷의 임의의 숫자로 포맷될 수 있다. 바람직하게, 데이터는 보통 데이터의 상호-애플리케이션 전송을 위해 사용되는 산업계 표준 포맷인 DXF(Data Exchange File) 포맷으로 포맷된다. DXF 파일은 대부분의 CAD 시스템에 의해 판독될 수 있는 ASCII 파일이다.

이제 도 2 및 3을 참조하면, 포인트 구름(100)이 Z-축을 따라 기준 면을 볼때 보이는 바와 같이 나타나있다(즉, X-Y 평면으로 입사하듯이). 각 포인트는 환자의 각막 상의 특정 위치에 상응한다. 데이터는 보통 각막의 약 10mm x 10mm 경계 영역, 작업 영역으로부터 생성된다. 그러므로, 50 줄 만큼 많은 데이터 포인트가 있을 수 있다. 환자 각막의 표면의 토포그래피를 모델링하거나 매칭하는 표면(108)(도 4 참조)이 높이 분석 프로그램에 의해 생성되는 포인트 데이타로부터 CAD 시스템(630)에 의해 생성된다. 바람직한 실시예에서, CAD 시스템(630)은 Arizona, Scottsdale의 Manufacturing Consulting Services로부터 입수 가능한 Anvil 5000™ 프로그램이다.

각막 매칭 표면(108)은 바람직하게 포인트 구름(100)의 복수의 데이터 포인 트에 의해 각각 한정되는 복수의 스플라인(102)의 제 1 생성에 의해 만들어진다. 복수의 데이터 포인트를 가로지르는(즉, 매듭 포인트) 스플라인의 생성은, 그 자체로, 당업자에게 알려져 있고, 일단 입력 데이터가 입력되면 Anvil 5000™에 의해 완성될 수 있다. 표면 모델의 생성에 대한 추가 정보를 위해, 미국 특허 제 5,807,381호를 보면, 그 개시된 것이 여기서 참조로 결합된다. 바람직한 실시예에서, 알려진 비정형 유리(rational) B-스플라인 공식은 스플라인을 생성하는데 사용되지만, 이들은 3차 스플라인 공식 또는 유리 비정형 B-스플라인 공식과 같은 다른 잘 알려진 수학 공식에 의해 생성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 각각의 스플라인(102)은 X 축과 Z 축에 평행한 평면에 놓이고, 도 3의 구름(100)의 포인트의 열을 포함한다.

스캐닝된 눈의 각막 표면에 매칭하는 표면(108)은 스플라인(102)으로부터 그 다음에 생성된다. 복수의 스플라인으로부터 표면을 생성하는 데 사용되는 다수의 잘 알려진 수학 공식이 있다. 선호되는 실시예에서, 잘 알려진 커브 표면 방정식이 스플라인(102)로부터 각막 표면을 생성하는 데 사용된다. 실시예에서, 눈의 스캐닝된 영역이 약 10mm x 10mm 이므로, 약 50개의 스플라인(102)이 생성된다. 도 3에 도시된 바와 같이 벗겨진 표면 부분(104)은 작은 수의 인접 스플라인에 대하여 생성된다. 인접하는 벗겨진 표면 부분(104)은 공통 경계 스플라인을 공유한다. 그러므로 약 10개의 벗겨진 표면 부분이 포인트 구름으로부터 생성되고 그 다음 한 성분의 표면(108)을 생산하도록 당업자에게 알려진 방식으로 Anvil 5000™ 프로그램에 의해 함께 결합된다.

원 데이터 포인트도, 스플라인(102)의 매듭 포인트도 너브(nurb) 표면 공식을 사용할 때 표면의 수학적 생성때문에 표면(108) 상에 필수적으로 놓이지는 않는다. 그러나, 표면(108)은 기설정된 허용 오차 이내의 그 포인트들을 추정한다. 생성된 각막 매칭 표면(108) 상의 HIGH 포인트(즉, 가장 큰 Z 값을 가지는 포인트)가 결정된다. 기설정된 직경의 원통(106)이 그 다음 Z-축에 평행하고 HIGH포인트를 통과하는 축을 따라 각막 매칭 표면(108) 상에 투영된다. 원통(106)은 바람직하게 약 3mm ~ 약 8mm, 통상 약 7mm의 직경을 가지고, 표면(108)과 원통(106)의 교차에 의해 생성되는 폐윤곽은 X-Y 평면 안에 원(106')으로 투영한다. 매칭 표면(108) 상에서, 이 윤곽이 각막의 작업 영역의 외측연(outer margin, 26)을 한정한다. 각막은 HIGH 포인트에 대하여 가장 대칭이고 가장 구형이므로 이 포인트에서 최상의 광학을 제공한다.

외측연(26)은 포인트 구름 안에 맞아야 하므로, 각막의 표면은 측정된 각막 데이터에 기초하여 형성될 수 있다. CAD 시스템(630)은 그 다음 포인트 구름에 대한 디폴트 원(106')(X-Y 평면 내)을 예를 들어 모니터 스크린 상에 도시할 수 있으므로, 오퍼레이터는 포인트 구름 안에 원(106')이 들어가는지 확인할 수 있다. 또한, 시스템(630)은 사용자가 원을 조절(즉, 중심 포인트의 이동 및/또는 원의 반지름 변경)하기 위해 경고하도록 원(106')이 포인트 구름(100) 안에 들어가는 지, 그리고 포인트 구름(100) 안에 완전하게 들어가지 않는 지를 판단하도록 설정될 수 있으므로, 원(106')은 각막 데이터 포인트 구름(100) 안에 놓인다. 최악의 시나리오에서, 눈은 각막의 작업 영역이 포인트 구름 안에 적절하게 맞을 지 확인하도록 스캐닝된 눈에서 불충분한 데이터가 사용 가능하면, 눈은 재스캔되어야 한다.

원(106')은 X-Y 평면에서 보여질때(Z-축을 따라 봤을 때) 만 원형인 것을 알 수 있다. 실제로, 외연(26)은 거의 타원형이고, 기준 평면에 관해 경사진 평면에 놓인다. 이 경사면에 수직인 HIGH 포인트를 통과하는 라인은 "국부 Z-축" 또는 " 경사진 축"으로 불리우고, 기준 면에 대한 경사진 평면의 경사는 각막의 작업 영역의 경사 각도로 간주될 것이다.

각막은 약 600㎛ 두께이다. 대부분의 각막 절제 시술에서, 실제로 통상 사용되는 레이저 타입으로는 상처를 남길 위험이 없기 때문에, 각막의 100㎛ 깊이 이하가 절제된다. 100㎛ 깊이를 넘어서면 상처의 위험이 결함 같다. 예를 들어, 120㎛ 깊이의 절제는 상처를 발생시킨다고 알려져 있다. 그러나, 표면 절제에 대한 상처의 위험은 레이저 처리와 동시에 또는 사전에 약물 요법으로 감소될 가능성이 있다. 그런데, 대부분의 시술이 LASIK 플랩(flap) 아래에 있으므로, 오늘날 대부분의 레이저 수술은 상처를 일으키지 않는다. LASIK에서 두려움은 남은 베드가 ~ 250㎛이하일 때 너무 깊게 절제하는 것이다. 베드가 이 크기 이하일 경우, 구조적 실패가 발생할 수 있다. 각막 기복의 크기는 언덕 똑대기에서 계곡 골짜기까지 일반적으로 약 15 ~ 20㎛이고, 최대 약 30㎛이다.

본 발명에 따라 수행되는 외과 시술과 본 발명에 따라 제작되는 광학 렌즈는 "굴절 테스트"에서 요구되는 확정 교정에 따라 환자의 시력을 교정하고자 한다. 이 테스트가 수행될 때, 환자는 "종합굴절검사기(phoropter)"라 불리는 특수 장치가 장착된 의자에 앉아서 장치를 퉁해 약 20 피트 떨어진 시력검사표를 본다. 환 자가 종합굴절검사기를 통해 보기 때문에, 의사는 시야 내로 상이한 파워의 렌즈를 조정하고, 매번 그 자리의 특정 렌즈로 검사표가 더 명확하게 보이는지 또는 덜 명확하게 보이는 지를 환자에게 묻는다. 실제로, 의사는 시선을 따라 Z-축에 대하여 그 축들의 회전 정도와 함께 두 수직 축에 대한 파워 또는 디옵터 교정을 변경할 수 있다. 의사는 적절한 시력을 달성할 때까지 3개의 파라미터의 수정을 계속한다. 굴절 테스트의 결과는 보통 "a,b,c"의 형태로 주어지고, "a" 는 제 1 축에서 디옵터 교정이고, "b"는 제 2 수직 축에서 요구되는 추가 디옵터 교정이고, "c"는 수평에 대한 제 1 축의 회전 각도이다. 이 형태의 정보가 각 눈에 대해 주어지고, 안경을 위한 한 쌍의 렌즈를 만드는데 즉시 이용된다.

이하에서 유용하게 될, 표면(108) 상에 특성화 커브 생성 기술이 설명된다. 국부 Z-축을 포함하는 평면(110)이 생성된다(도 4 참조). 평면(110)과 표면(108) 사이의 교차는 제 1 특성화 커브(112)를 한정한다. 평면(110)은 그 다음 표면(108)과의 교차가 도 4에 점선으로 도시된 제 2 특성화 커브(116)를 정의하도록 예를 들어 라인(114)로 표시되는 바와 같이 반시계 방향으로 약 5°증가하도록 국부 Z-축에 대하여 회전된다. 이 프로세스는 국부 Z-축에 대해 고정된 회전 증가도, 예를 들어 약 5°로 평면(110)이 이 경우 72(360°% 5°)에서, 완전한 특성화 커브의 세트(경선)를 생성하도록 360°모두 돌 때까지 계속한다.

각각의 이 특성화 커브는 그 다음 최적 핏(fit)의 구체(원) 호로 추정된다. 이를 행하는 하나의 방식은 단순히 각각의 커브(예를 들어, 윤곽(106')에 닿는 포인트, HIGH 포인트, 및 국부 Z-축을 따라 투영 안에 보여질 때 두 포인트 사이의 중선인 포인트)에 대하여 3개의 알려진 포인트를 통과하는 원형 호를 선택하는 것이다. 일단 구체 호가 생성되면, 원 호에 의해 표시되는 각막 부분의 초점은 그 호의 중심으로 추정될 수 있다. 구체 호 중심 배치를 위한 기술은 잘 알려져 있다. 호 중심의 결과 세트는 그 다음에 초점 분산 표시를 제공한다.

표시하기 위하여, 진행 절차는 20/15 교정되지 않는 시각 예민성을 가지는 환자의 각막 모델 상에서 수행된다. 도 5는 3.0mm 지름으로 확장한 각막의 그 부분에 대한 국부 Z-축을 따라 초점 분산도이다. 이 경우에, 초점은 국부 Z-축을 따라 7.06mm에서 시작하고 추가적으로 6.91mm 확장한다. 도 6은 3mm 지름 내의 방사상 산란이 1.2mm인 것을 도시한다. 마찬가지로 도 7은 각막의 5mm 지름 부분 축의 초점 산란이 8.99mm에서 시작하고 추가적으로 1.69mm로 확장하는 것을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같, 각막의 동일한 부분의 방사상 분산은 0.49mm이다. 도 9는 7mm에서 축의 초점이 8.68mm에서 시작하고 추가적으로 0.47mm에 대하여 축으로 확장하는 것이 도시되는 데 반해, 도 10은 상응하는 산란이 0.33mm인 것을 도시한다. 분명히 초점 산란은 각막의 중심 부분에서 가장 심하고 각막의 더 큰 부분을 고려하면 상당히 감소한다. 그러므로, 각막의 적어도 중심 부분에서 초점 분산을 감소시키거나 없애는 것이 분명히 바람직할 것이다. 이것은 각막의 적어도 일부에서 "직교화"에 의해 달성될 수 있다 "직교화"라는 단어는 표면 모델을 구분하여 각막을 국부 Z-축 쪽으로 재 포커싱하는 재성형을 말한다. 재성형 표면 모델은 그 다음에 요구되는 초점 분산 교정을 달성하도록 각막에 적용될 수 있거나(예를 들어, 절제를 통해), 콘텍트 렌즈(또는 다른 종류의 광학 렌즈)의 후면을 성형할 수 있 다. 각막 직교화는 방사상 초점 산란을 감소시키는 것만이 아닌 동시에 축의 산란을 실질적으로 감소시키고 축의 직교된 부분의 곡률 반지름에 추가적으로 균일성을 부여한다.

도 11은 직교화 프로세스를 도시한다. 프로세스는 특성화 커브를 나타내는 각각의 호 위에서 이하에서 설명되는 방식으로 이루어진다. 이 구분 재 포커싱 다음에, 수정된 호는 재 포커싱된 특성화를 가진 수정된 표면 모델로 리어셈블된다.

도 11 에서, 130은 특성화 커브에 상응하는 1/2-경선 호 중 하나를 나타낸다. 호 130은 중심 포인트 C를 가지고 그 위치는 초점이 방사상으로 국부 Z-축에서 이격되는 것을 증명하도록 과장된다. 호(130)의 직교화는 호의 양단 사이에 현(132)을 만드는 것으로 시작한다. 현(132)의 수직 이등분 선이 만들어지고, 이것은 포인트 C를 통과하고 포인트 X에서 국부 Z-축을 가로지른다. 포인트 H(HIGH 포인트)에서 포인트 X의 거리를 반지름으로 사용하여, 새로운 호(130')가 이제 호(130)의 양 끝 포인트 사이에 그려질 수 있다. 호(130')는 국부 Z-축 상에 포커싱될 것이고 호(130) 보다 더 큰 곡률 반지름을 가질 것이다.

이 점에서, 호(130')는 수정된 표면 모델(108')을 한정하는 호로 받아들여질 수 있다. 그러나, 각막 두께에 너무 큰 변화는 피하는 것이 바람직하다. 따라서, 임의의 임계가 정의되고(예를 들어, 0.0075mm), 호(130')의 임의 부분이 표면(108) 내면 또는 외면 거리 이상이면, 호(130')는 수정된 모델에서 사용될 수 없다 대신에 포인트 x가 국부 Z-축 상에서 초과 절반으로 위 또는 아래로 이동될 수 있다(호(130')가 이동될 필요가 있는 방향에 따라). 호(130')는 그 다음 임계에 대해 다시 그려지고 다시 테스트될 수 있다. 이 재조정 및 테스트는 만족스러운 호(130')가 발견될 때까지 계속한다. 그 다음에 다음 호가 직교화 된다. 모든 호가 직교화된 다음, 새로운 표면 모델(108')이 모든 호를 기초로 만들어진다.

전술한 바와 같이, 직교화 프로세스가 각막 절제술에 적용할 수 있다. 절제술 이전에, 황반 변성(macular degeneration) 해소와 시력 검사에 의해 이루어진 굴절 교정을 제공하도록 성형되고, 모든 호가 직교화되는, 교정된 각막 표면 모델이 생성된다. 교정된 각막 표면 모델은 그 다음 수정되지 않은 각막 표면 모델로 등록되고 교정된 표면이 수정되지 않은 표면에 꼭 맞게 접촉할 때까지 수정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 내면 접촉 포인트가 교정된 표면의 중심에 있으면 교정된 표면 주변이 제안된 절제술의 지금 교정되지 않은 표면과 접촉할 때까지 교정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 내면 접촉 포인트가 교정된 표면 주변에 있으면, 교정된 표면의 중심이 교정되지 않은 표면에 접촉할때까지 교정되지 않은 표면 쪽으로 이동된다. 교정된 표면은 그 다음 그것이 적어도 부분적으로 각막 내면이 되도록 치환되고, 각막은 치환된 표면이 새로운 표면이 될때까지 절제된다. 망막의 중심 영역은 망막 황반(macula)으로 불리고, 포베올라(foveola)라 불리는 망막 황반의 그 중심이 가장 민감하다. 망막 황반은 일반적으로 지름이 6~7mm의 범위이지만, 중심 포베올라는 일반적으로 반지름이 약 0.35mm이다. 완벽한 직교화로, 각막의 모든 하위 부분들이 망막 황반의 중심, 포베올라에 재 포커싱된다. 직교화가 국부 Z-축 위로 모든 하위 영역의 재포커싱에 의해 수행될 때, 직교화는 완전하지 않다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 각막의 하위-부분은 국부 Z-축에서의 제어된 측면 거리에서 아직 황반 내의 포베올라 바깥에 그 초점을 배치하도록 재포커싱된다. 황반은 거의 보통 지름이 6mm와 7mm 사이이고 깊이가 약 0.88mm인 구의 캡-형 세그먼트의 형상을 가진다.

본 발명의 디포커스와 분산된 포커스사이의 차이를 마음속에 두어야 한다. 안과의는 교정 렌즈의 규정에서 거리 초점이 디포커스를 통해 감소될 수 있다는 것과 근시에서의 이익이 생길 수 있다는 것을 오랫동안 알고 있었다. 본 발명에 따르면, 디포커스가 없다. 각막의 모든 하위 부분이 완전히 포커싱된 상태이지만, 포커스 포인트는 국부 Z-축을 따라 이동된다.

도 12는 분산된 직교화의 개념을 도시한다. 호(130)은 산란된 초점 X를 가지는 각막의 하위 부분이다. 도 11에 도시된 바와 같이 보통 직교화는 초점 X를 국부 Z-축, LZ으로 이동한다. 완전 직교화는 황반 M 상의 포베올라 F로 초점을 이동한다. 분산된 직교화는 포베올라로부터 미리 정해진 반지름 r에 있는 포인트 X'에 포커싱하는 새로운 호130'"를 만든다. 축 Z'은 국부 Z-축에 평행하고 vdlsxm X를 통과한다. 추측을 위해, 황반은 축 LZ와 Z' 사이의 영역에 평평한 것으로 여겨질 수 있다.

분산된 직교화를 실행하는 선호되는 방식은 도 4와 관련하여 논의된 기술을 사용한다. 특히, 각막의 전면이 회전으로 5° 이격된 72개의 호로 쪼개지고, 각 호는 분산된 직교화를 받는다. 72개의 결과 초점은 바람직하게 0.07mm이하의 지름을 가지는 파베올라의 작업 영역 W에 잘 분포된다. 도 13은 파베올라의 표면 상에 나사 패턴으로 분포된 72개의 포인트 P를 도시한 파베올라의 평면도이다. 포인트에 대한 보다 바람직한 구성은 도 14에 도시도니다. 이 패턴은, R은 포베올라로부터 포인트의 2차원 반지름, a는 전체 작업 영역 M' 위로 포인트가 분포하도록 선택되는 상수, 및 y는 각막 상의 특정 호의 회전 각도일 때, 극 방정식 R=aycos2y으로 설명된다. 이 패턴은 매 1/4의 작업 영역 M'이 포베올라로부터 전체 범위의 거리에서 초점을 가지므로 나사형이 선호된다.

초점에 대한 다른 바람직한 패턴이 도 14에 도시된다. 이 경우, 패턴은 큰것은 150이고, 작은 것은 패턴 150에서 45°오프셋 된 150'인 2개의 겹쳐진 로즈 패턴에서 형성된다. 각 로즈 패턴의 하나의 꽃잎만 포인트를 가지는 것으로 도시되지만, 다른 꽃잎 각각도 마찬가지로 포인트가 제공되는 것이 이해될 것이다. 포인트는 패턴 150과 150' 사이에 고르게 나누어진다. 그러나 패턴 150은 가장 바깥쪽 포인트를 제공하고 그 가장 바깥쪽 2/3 이상에 분산된 포인트를 가진다. 패턴 150'은 가장 안쪽 포인트를 제공하고 고르게 분포된 포인트들을 가진다. 결과적으로, 도 14의 패턴은 포베올라로부터 멀리 있고 포베올라에 가까운 포인트의 양호한 분산을 제공한다.

바람직하게, 도시된 모든 초점 패턴에서, 대부분의 경우에 포인트는 커브를 따라 균등하게 이격된다. 그러나, 당업자는 특정 영역에 그들을 더 집중하도록 포인트가 균등하지 않게 배치되는 것(예를 들어, 작업 영역의 중심 또는 제일 바깥 영역)을 이해할 것이다.

본 발명의 추가 실시예를 특징짓는 추가 방법은, 일부 경우에, 범용 개선을 강화하는 모든 이전에 설명되 것들에 대해 바람직한 분산된 직교화에 대해 개발되었다. 이 방법은 "오프셋(offset)" 분산 직교화로 불리운다. 방법은, 일단 호 130'이 재성형되는 것을 제외하고 도 11에 도시한 바 그대로 진행하여, 포인트 X를 이동하도록 시계 방향으로, 호의 축의 단부 포인트로, 도 11에서 왼쪽으로, 국부 Z-축을 가로질러, 시계 방향으로 틸트되어, 미리 선택된 거리에 놓이거나, 국부 Z-축으로부터 오프셋된다. 약 0.01mm 이하의 값에서 기울어짐이 현재 고려되고, 거의 0.0025mm의 기울기가 선호된다. 그러나, 약 0.0025mm~약 0.01mm의 범위 내의 거리가 효과적이다.

도 16은 이상화된 거북등 형상을 설명하는 데 유용한 3개의 파형을 도시한다. 각 파형은 회전 위치의 함수로 곡률(디옵터로 주어진)의 극 그래프이다. 예를 들어, 파형 A는 실제 근시, 난시, 및 노안 환자의 각막을 표시한다. 극 각도는 코에 가장 가까운 위치에 각막의 베이스를 가로지르는 평면의 기준 포인트에 관하여 국부 r-축(거의 기울어진 국부 z 축)을 포함하는 평면의 회전 각도이다.

곡률은 특정 회전 방향을 가질 때 각막의 표면과 평면 사이의 교차에 의해 생성되는 반-경선에 가장 근접하여 유사한 원형 호의 반지름의 디옵터 당량이다. 다음의 잘 알려진 공식은 호의 반지름에 대한 디옵터 값이다:

337.5/호 반지름 = 디옵터 값

이상적으로(시력의 최선 범용 개선을 위해), 파형 A는 실질적으로 문자 "M"과 같은 형상이고, 그러므로 각막의 "M-파"로 여기서 부른다. 본 실시예에서, 약간 삐뚤어진 M이다.

범용 시력 개선을 나타내는 각막의 형상을 재설계하는 개시 단계로, 이상화된 M-파가 각막을 위해 생성된다. 특정 각막 표면의 천연 반-경선 호를 따라 표면 곡률을 나타내는 환자의 각막의 극 표시로 시작하여, 파형 A와 같은 이상화된 파형이 생성된다. 이 파형은 제일 낮은 디옵터 값이 두 파형에서 바람직하게 거의 동일한 것을 제외하고 파형 A에 관계되지 않고, 파형 B가 바람직하게 임의의 기준을 만족한다. 그러나, 몇몇 경우에 개선된 시력은 파형 B의 베이스 라인을 파형 A보다 1.5 디옵터 높게 만드는 것에 의해 얻어진다. 먼저, 파형의 피크대 피크 디옵터 변화는 대략 3 디옵터로, 바람직하게 약 2.875 디옵터로 조절된다. 근시 교정에서 이 디옵터 범위가 약 2 디옵터 이하로 떨어지거나 약 4 디옵터를 초과하면 실질적인 악화가 있다는 것을 발견하였다. 또한 M 파의 딥D는 M파의 피크대 피크 진폭의 약 40%와 60% 사이에 놓이도록 조절된다. 바람직하게, 거의 50%이다. 그 다음 전체 파형은 값들 사이를 부드럽게 전환하도록 조절된다. 바람직하게 피크는 부드러운 커브를 만드는 동안 90°와 270°에서 발생하고, 딥은 거의 180°에서 발생한다. 이것이 환자의 각막을 나타내는 이상적인 M-파를 가져온다. 이 파가 도 16의 파형 B로 표시된다.

실제 문제에서, 모든 렌즈는 예를 들어 굴절 테스트로 설정되 듯이, 필요한 원시 교정과 각막의 제일 평평한 곡률(K 값)에 매칭하는 조절에 대한 것을 제외하고 동일한 M-파 형상을 가진다. K 값과 굴절 호 측정은 렌즈 맞춤 시 보통 안과 관리사에 의해 이루어지고, 가능하다. 환자를 위한 M-파를 커스터마이즈하기 위하여, 그 K 값에 상응하는 베이스 라인을 선택할 필요가 있고, 원시 교정을 위해 필 요한 디옵터를 제공하는 파형을 수직으로 시프트할 필요가 있다. 이것은 그 환자를 위한 커스터마이즈 렌즈의 렌즈 형상을 정의한다.

파형 B가 0°에서 가장 평평한 표면 곡률을 보여준 다는 것을 알 수 있다(각막의 에지에 상응하는 포인트가 파형 B에서 코에 최근접함). 극 각도가 증가할 수록, 표면 곡률은 약 90°(각막의 수직 상단에 상응)에서 최대값에 도달할때까지 계속해서 증가한다. 표면 곡률은 그 다음 약 180°(각막의 수직 하단에 상응)에서 중간 값에 도달할 때 까지 계속해서 감소하고, 약 270°(각막의 수직 하단에 상응)에서 최대값까지 계속해서 증가하고, 그 최소 값으로 리턴하는 0°에 도달할 때까지 계속해서 감소한다. 그러므로 이 M-파에 의해 설명되는 표면은 이전에 설명된 이상화딘 거북 등 형상을 가진다.

앞의 그래프는 환자의 우측 눈에 대한 M파로 가정된다. 기준 또는 0°가 코에 최 근접 포인트이고 시계 방향에서 증가되는 극 각도로 선택된다. 좌측 눈을 위한 M-파는 동일(즉, 코에서 제일 먼 포인트에서 0°이고 극 각도가 시계방향으로 증가하는)하거나, 우측 눈의 거울 이미지(즉, 코에서 0°이고, 극 각도가 반시계 방향으로 증가하는)가 될 수 있다. 이전의 접근은 제조 공정을 간소하게 하고, 비용을 감소시키므로, 동일한 렌즈가 양쪽 눈에 사용된다.

일부 실시예에서, 더 좋은 시력의 범용 개선이 파형 B에의해 표시되는 표면 모델이 하나의 추가 조절을 제공하면 얻어진다. 즉, 오프셋되면, 분산된 직교화가 국부 z-축에서 거의 0.005mm 이하의 오프셋을 가진 표면 모델 상에서 수행된다. 가장 바람직하게, 오셋은 약 0.0025mm이다. 0.005mm의 상위 오프셋 한계가 실험에 서 상당한 악화가 원시 또는 근시에서 그 값에 도달하는 것을 보이기 때문에 선택된다. 원시는 오프셋이 더 증가하면 계속해서 상당히 악화된다.

일 실시예에서, 파형 B로표시되는 표면 모델이 환자에 의한 사용을 위한 콘텍트 렌즈의 후면의 형상을 표시한다. 본 발명에 따라, 렌즈의 전면의 형상은 환자의 원시를 교정하는데 필요하도록 결정되는 파형 B를 따라 디옵터 조절을 제공한다. 일반적으로, 그러한 디옵터 교정은 종래의 굴절 테스트로부터 결정된다. 각 각도에서, 전면 디옵터 값 Da와 반지름 Ra가 Zeiss 렌즈 공식에 의해 결정된다:

Da = (-P Dp)Z(I -(((T/ 1000)/Na)*Dp))

Ra = (N_L-N_A)* 1000/Da

여기서 Da는 전면 호의 디옵터 값,

Dp 는 후면 호의 디옵터 값,

N_L 은 렌즈가 만들어진 물질의 굴절률,

N_A 는 공기의 굴절률,

P 는 파워 조절 인자, 및

T 는 렌즈 두께이다.

이 디옵터 조절을 따라, 파형 C가 나온다.

당업자는 콘텍트 렌즈의 후면은 파형 B에 의해 정의되는 바와 같이 성형될 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 사실, 이것은 구면 또는 타원체 면과 같은 환자의 각막을 확정하도록 계산되는 임의의 형상이 될 수 있다. 이상화된 M 파는 거북 등 형상이고, 구형도 타원체도 아니고, 각막으로 바람직하게 동일한 최소 곡률을 가지는 것을 제외하고, 범용이고 환자의 본래 각막과 관계 없다. 또한, 각막의 가장 평평한 곡률을 매칭하는 것은 시력 교정에는 관계 없지만 렌즈를 보다 편안하게 맞추기 위해 이루어진다.

렌즈가 눈에 위치될 때, 렌즈, 각막, 그리고 그 사이의 눈물 필름이 실질적으로 동일한 국절률을 가진다. 그러므로, 공기와 렌즈의 전면사이의 인터페이스만 시력 개선에 영향을 가진다. 렌즈의 후면에 대한 파형 B에 의해 정의된 표면 형상은 임의의 왜곡을 가져올 수 있는 렌즈의 불필요한 두께 변화를 최소화 한다.

당업자는 파형 C에의해 표시되는 표면 모델이 다음 외과적 처치를 따르는 각막의 필요한 형상을 정의하는 데 사용된다. 콘텍트 렌즈의 사용이 효과적이 재성형을 구성하는 동안, 외과적 처치가 각막의 실제 재성형을 구성한다.

위에 설명된 콘텍트 렌즈는 커스터마이즈 디자인된 컨텍트 렌즈이다. 그러나, M-파 렌즈가 현재의 대량 생산 렌즈와 같이 기성 처방 형태로 제공되는 것이 제고된다. 예를 들어, 렌즈가 M-파 후면을 가지는 경우, 렌즈는 상이한 기본 곡률 편차 또는 "사이즈(예를 들어, 비교적 평평한 각막을 위한 대 베이스 커브, 중간 또는 보통 곡률의 각막을 위한 중, 및 비교적 가파르게 성형된 각막을 위한 소)"로 제공될 수 있다. 모든 경우에, M-파는 이전에 설명한 이상화된 형상을 가져서, 사이스 사이의 차이가 실제 곡률의 실제 값이다. 각각의 후면 커브 세트는 각 사이즈가 상이한 거리 굴절 에러에 대하여 교정하도록 필요한 디옵터 조절을 가지는 하위 세트의 렌즈를 가지도록 상이한 전면 커브를 가지는 하위 세트의 렌즈를 포함한 다. 환자는 교정 처방을 얻기 위해 두가지 시력 측정 테스트만 필요하다. 첫번째, 시력측정은 원시를 위해 필요한 디옵터 교정을 결정하는 종래의 굴절 테스트를 수행하는 것이다. 두번째는, 초기 시력 측정사 또는 렌즈 조절가 방문 동안 각막의 제일 평평한 부분과 가장 가파른 부분을 읽는 디옵터를 산출하는 종래의 각막 곡률계 테스트를 수행하는 것이다. 각막 곡률계 테스트의 가장 평평한 곡률은 환자가 소, 중, 또는 대의 후면 베이스 커버를 가지는 렌즈를 필요로 하는 지를 결정하고(최적 핏을 얻기 위해), 국절 테스트는 요구되는 거리 교정을 얻게 한다. 주어진 이 처방은, 눈 관리사가 용이하게 환자에게 최적의 편안한 범용 시력 개선을 제공하는 M-파 렌즈를 맞출 수 있도록 한다.

본 발명의 선호되는 시리예가 설명을 위해 개시되었지만, 당업자는 많은 추가, 보충, 및 대안이 본 발명의 범위에서 벗어남 없이 가능하다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 각막 절제술과 콘택트 렌즈에만 적용가능한 게 아니라, 백내장, 유수정체안, 안구내, 수정체 내, 및 안경 렌즈를 포함하는 임의의 다른 종류의 렌즈에 적용 가능하다.

Claims

전면과 후면 및 그 전면 상에 광 중심을 구비한 광학 렌즈에 있어서,

0°각도 방향은 렌즈 착용 시 코에 실질적으로 가장 가까운 포인트이고, M의 중심 경사는 렌즈 착용 시 코에서 실질적으로 가장 먼 포인트에서 발생하며, 180° 방향에 상응하고, 90°와 270° 방향 각각으로, 렌즈 착용 시 렌즈의 실질적으로 수직 최 상단과 최 하단에 M의 최대값이 있는 경우,

상기 광 중심을 통과하는 커브를 따라 측정된 상기 표면 곡률이 상기 광 중심 주위의 각 방향에 대하여 평활된 문자 M 과 실질적으로 같이 변화되도록 상기 전면이 M-파 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항에 있어서,

M-파의 베이스라인은 렌즈를 착용하는 환자의 눈의 K 값에 의해 결정된 값에서 발생하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 M-파는 환자를 위하여 요구되는 시력 교정 거리에 연관되는 베이스 라인에 대한 수직 시프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 후면이 M-파 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 후면이 M-파 형상 이외의 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭은 약 2 내지 약 4 디옵터 사이의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 6 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭은 약 3 디옵터의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 7 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭은 약 2.85 디옵터의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 6 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간(peak-to peak) 진폭 의 약 40% 와 약 60% 사이인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 9 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 50%인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 40%와 약 60% 사이인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
제 10 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 50%인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
시력의 범용 교정을 달성하도록 눈의 각막에 필요한 형상 변경을 결정하는 방법에 있어서,

상기 방법은 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템의 도움으로 실행되고,

상기 방법은,

0°각도 방향은 렌즈 착용 시 코에 실질적으로 가장 가까운 포인트이고, M의 중심 경사는 렌즈 착용 시 코에서 실질적으로 가장 먼 포인트에서 발생하며, 180° 방향에 상응하고, 90°와 270° 방향 각각으로, 렌즈 착용 시 렌즈의 실질적으로 수직 최 상단과 최 하단에 M의 최대값이 있는 경우,

상기 광 중심을 통과하는 커브를 따라 측정되는 표면 곡률이 상기 광 중심 주위의 각도 방향에 대하여 평활된 문자 M과 실질적으로 같이 변화하도록 M-파 형상을 깍은 표면 모델로 각막 전면을 모델링하는 단계; 를 포함하고, 추가로

디스플레이 장치 상의 표면 모델을 검사하는 단계;

렌즈의 전면이 M-파 형상을 가지도록 콘텍트렌즈를 형성하는 다른 장치를 제어하도록 구성된 제 1 신호를 생성하는 단계; 또는

그 표면으로 상기 M-파 형상을 나누도록 각막의 레이저 박리를 위한 레이저 장치를 제어하도록 구성된 제 2 신호를 생성하는 단계; 중 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항에 있어서,

M-파의 베이스라인은 렌즈를 착용하거나 외과 수술을 받을 환자의 눈의 K 값에 의해 결정되는 값에서 발생하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

상기 M-파는 환자를 위해 필요한 시력 교정 거리에 연관된 상기 베이스라인 에 대한 수직 시프트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 제어 신호가 M-파 형상을 나타내는 후면을 가진 렌즈를 만들도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 제어 신호는 M-파 형상 이외의 형상을 나타내는 후면을 가진 렌즈를 만들도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 M-파의 상기 진폭은 약 2 디옵터와 약 4 디옵터 사이의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 M-파의 상기 진폭은 약 3 디옵터의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 M-파의 상기 진폭은 약 2.85 디옵터의 곡률에 상응하는 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 40%와 약 60% 사이인 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 50% 사이인 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 40%와 약 60% 사이인 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 M-파의 진폭 내의 상기 경사는 상기 M-파의 정점간 진폭의 약 50% 사이인 것을 특징으로 하는 시력의 범용 교정을 위한 방법.
시력 개선 방법에 있어서,

눈의 각막의 표면 모델 상에, 상기 표면 모델 상의 상이한 위치에 대한 초점 포인트를 결정하는 단계; 및

미리 정의된 기준 축에 대하여 기설정된 위치에 초점의 포인트를 시프트하되, 공통 포인트로 그들을 강제하지 않도록 상기 모델을 수정하는 단계; 를 포함하고,

상기 수정된 모델은 상기 각막의 요구되는 구성을 나타내는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 수정 단계는 그 형상을 물리적으로 변경하는 단계와 굴절 에러를 교정하도록 의도된 광학 렌즈를 눈에 적용하는 단계 중 하나에 의해 상기 망막을 효과적으로 재-성형하는 단계를 대표하는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 물리적으로 변경하는 단계는 상기 눈의 각막 상에 의도된 각막 박리를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기준 축이 고점을 통과하는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기준 축은 국부 Z-축인 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
컴퓨터 프로그램의 도움으로 실행되는 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항의 방법에 있어서,

상기 컴퓨터 프로그램은 고른, 자유-형상 표면으로 3차원에서 각막 표면의 적어도 일부를 면밀히 나타내는, 각막의 표면 모델을 생성하고,

상기 수정 단계는 수정된 표면 모델을 생성하도록 상기 모델의 적어도 일부의 형상을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 초점 포인트는 상기 눈의 망막 상에 미리 정해진 패턴을 형성하도록 시프트되는 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 기설정된 패턴은 원형, 나사형, 로즈 패턴, 및 이중 로즈 패턴 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
시력을 개선하는 광학 렌즈에 있어서,

눈의 각막 표면 상의 상이한 위치에 상응하는 그 표면에 초점 영역을 포함하 고, 각각의 초점 영역은 공통 포인트에 각 영역의 초점을 포커싱하지 않고, 상기 각막의 상응하는 위치의 초점을 눈 안의 미리 정한 기준축에 대한 기설정된 위치로 시프트하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
제 33 항에 있어서,

상기 렌즈는 백내장 렌즈, 유수정체 안국 내 렌즈, 안구 내 렌즈, 및 안경 렌즈 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
제 33 항 또는 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기준 축은 고점을 통과하는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기준 축은 국부 Z-축인 것을 특징으로 하는 시력 개선 방법.
제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 포커스 포인트는 눈의 각막 상에 미리 정의된 패턴을 형성하도록 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.
제 37 항에 있어서,

상기 기설정된 패턴은 원형, 나선형, 로즈 패턴, 및 이중 로즈 패턴 중 하나인 것을 특징으로 하는 시력 개선용 광학 렌즈.