TW497970B - Methods of obtaining ophthalmic lenses providing the eye with reduced aberrations - Google Patents

Description

497970 A7 B7 五、發明説明（彳） 發明之範圍 本發明關於能使眼睛像差降低之眼睛鏡片的設計方法 ，以及能使此視覺改善之鏡片。 發明之背景 現在要討論的是經植入眼內鏡片（IOL)眼睛之視覺品質 可以與相同年齡族群之正常眼睛相比較。因此，7 0歲大的 白內障患者只能期望經過眼內鏡片外科移之後獲得相同年 齡非白內障人士之視覺品質，雖然客觀上而言此鏡片經認 定光學上優於天然的水晶體。此結果同樣藉由現在IOL無 法補償人類眼睛光學系統，換言之光學像差，之缺陷來解 釋。眼睛與年齡相關的缺陷最近已經硏究並且發現大於50 歲的患煮相對敏銳度顯著地下降低。這些結果似乎依循上 述的討論，因爲相對敏銳度測量指出進行過水晶體植入鏡 片白內障手術的人無法獲得比平均年齡大約60至70歲非白 內障人士更佳之相對敏銳度。 即使眼內鏡片目標取代有缺陷的白內障水晶體及其他 眼睛鏡片，例如傳統的隱形眼鏡，已經發展出像獨立元件 般的優良光學品質，顯見其無法矯正許多包括與年齡有關 的相差缺陷在內的眼睛像差現象。 美國專利案號5,777,7 19(Williams等人）揭示一種方法 及一種用於精確測量更高級眼睛像差之設備，如含波前分 析之光學系統。藉著使用哈特曼-雪克波前感知器，可能測 量到更高級眼睛像差並且使用此數據找出這些像差用之補 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝邊 訂 -線 4 497970 經濟部眢慧財產¾¾ Η消費合汴钍印製 A7 _B7___ _五、發明説明（2) 償，因而獲得光學鏡片設計用之充分資訊，其可以提供高 度改良的光學性能。哈特曼-雪克波前感知器提供分析患者 眼睛視網膜上某一點反射光之方法。瞳孔平面內之波前再 現於哈特曼-雪克波前感知器之小透鏡陣列平面內。每個陣 列內之小透鏡係用於形成位於陣列焦點平面之CCD攝影機 上之視網膜點源虛像。眼睛之波前像差，依照雷射光束產 生於視網膜上的形態，以正比於每個小透鏡波前之局部斜 率顯示每個點。由CCD攝影機輸出訊號係傳送至電腦，然 後執行計算以符合斜率數據至66澤爾尼克多項式的第一位 導數。由這些計算，加權澤爾尼克多項式之常數將可獲得 。經加權之澤爾尼克多項式之加總以光學系統表示眼睛像 差扭曲之重建波前。然後個別澤爾尼克多項式項式代表不 同的像差模式。 美國專利案號 5,050,98 1 (諾夫曼）揭示另一個的方法， 其係藉由追蹤大量射線透過鏡片-眼睛系統計算調變傳遞函 數並且評估射線在影像位置之分布密度而設計鏡片。此係 藉著變化一個以上之鏡片表面重覆進行直到發現鏡片產生 尖銳的焦點及極大調變傳遞函數爲止。 美國專利案號 6,224,21 1(高登）揭示一種藉著連續調整 非球面鏡配合角膜而改良人類眼睛視覺敏銳度之方法，藉 以發現一種可以降低整個單獨眼睛之球面像差的鏡片。 該方法意指以上用於設計者係適於晶狀眼睛用接觸鏡 片或其他矯正鏡之設計，其可以貫徹補償整個眼睛系統之 像差。無論如何，爲了朝取代天然水晶體提供改良的眼內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} .裝· 、11 線 -5 - 497970 A7 B7 五、發明説明（3) 鏡片，必須考量眼睛個別部分之像差。 美國專利案號 6,050,687(比利等人）意指一種方法其中 眼睛之折射性質係測量並且其中考慮眼睛各表面對於整個 波前像差之分布。在此該方法特別說明致力於分析後來角 膜表面之地形以改良折射校正技術。 最近有人致力於硏究眼睛像差，包括許多以這些像差 爲年齡函數展現之硏究。在兩個特別的硏究當中，眼睛成 分之展現係分別調查，導致較年輕眼睛個別成分之光學像 差彼此抵消的結論，見光學文獻，1 998年，第23(21)卷，第 1713-1715 頁及 IOVS，2000年，第 41(4)卷，第 545 頁。析射 及角膜外科中佩多等人之文章，1 993年，，第9卷，第173-181 頁揭示後來角膜表面之非球面。有人建議角膜數據可以與 其他視覺參數一起使用以配合未來假晶狀眼睛之極犬化光 學性能之目的預測眼內鏡片之非球面度及倍率。再者，最 近還由IOVS中安東尼圭亞納及佩寶亞朵觀察到的，1999年 ，第40(4)卷，S 5 3 5中角膜的形狀隨著佃齡變化而且變得更 球面化。這些硏究指患者之角膜產生正的球面像差，其隨 著年齡稍微增加。另一方面，根據奧斯卡等人在調查眼科 學及視覺科學，1 999年，第40卷，第1 3 5 1 - 1 3 5 5頁中發現的 ’年輕人及老人眼睛之間的前方角膜表面之轉動對稱像差 似乎沒有不同。在視覺硏究，1998年，第38(2)卷，第209-229頁中，高爾斯等人調查由等角膜移除後由角膜銀行獲得 眼睛之天然水晶體球面像差。根據使用於此之雷射掃描器 光學方法發現年長者水晶體（66歲）之球面像差顯示正的球面 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -6- 497970 A7 B7 五、發明説明（4) 像差，然而10歲大的水晶體顯示負的球面像差。除此之外 ，視力硏究，2001年，第41卷，第235-243頁（史密斯等人） 揭示天然水晶體在鬆弛狀態下呈現負的球面像差。史密斯 等人建議因此年長者眼睛有較大的像差，可能水晶體之球 面像差隨著年齡變成負得較少。 在眼睛生理光學，1991年，第11卷，第1 37- 1 43頁（阿契 生）中討論如何藉著非球面化晶體表面降低眼睛鏡片內之球 面像差。阿契生槪述之方法係以幾何轉移計算爲主，其不 考慮繞射效應及沿著非均質元件光徑的任何折射率變數。 在WO 98/3 1 299(特諾麥德）中還有一種射線追蹤方法係槪述 ，據彼鏡片設計必須考慮角膜之折射。綜觀前述，顯見眼 睛水晶必須對個別眼睛表面之像差適應良好或有所補償而 且可以使去焦及散光以外的問題獲得良好的矯正像差，如 傳統眼睛鏡片所提供的一般。 發明之說明 發明之目的在於提供獲得眼睛鏡片，其提供眼睛降低 的像差。 發明之另一個目的在於提供獲得一種植入眼睛以後可 以降低眼睛像差之眼內鏡片之方法。 再有一個目的在於提供獲得一種可以補償角膜表面光 學不規則性之眼內鏡片。 本發明又再一個目的在於提供一種眼內鏡片’其可以 恢復球面之波前偏離成大抵上更具球形之波前。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝痛

、1T 線· -7- 497970 A7 B7 五、發明説明（5 ) 本發明還有一個目的在於提供一種眼內鏡片，其可以 矯正特定族群才有的平均光學不規則性及缺陷，因而提供 一種具有改良光學性能用在屬於相同族群個體之鏡片。 本發明通常關於一種眼睛鏡.片並且關於獲得可以降低 眼睛像差之該眼睛鏡片之方法。本文中的像差係有意義的 波前像差。這係基於了解會聚波前必須是完美球面以形成 點像’亦即如果完美影像將形成於眼睛之角膜上，經過眼 睛光學表面之波前，例如角膜及天然或人工水晶體，必須 是完美的球面。在本文中非球面該詞意指旋轉對稱的、非 對稱的及/或不規則的表面，亦即所有不同於球面的表面。 波前像差可以依照不同逼近模式如參考書中解釋的以數學 項式表示，例如佛里曼，光學，第十版，199〇年。 在第一個具體例中，本發明指向設計放入後可以降低 眼睛像差之眼內鏡片。該方法包含第一步驟之特徵在於至 少一個角膜表面當做一種數學模型並且藉著使用該數學模 型計算角膜表面最後得到的像差。角膜像差藉以獲得，亦 即通過此角膜表面之球面波前之波前像差。端視選定的數 學模型不同方式以計算可以採取之角膜像差。較佳地，角 膜表面之特徵爲以旋轉圓錐來表示或以多項式來表示或彼 之組合的數學模型。更佳者，角膜表面之特徵以多項式之 線性組合來表示。該方法之第二個步驟在於選定限內鏡片 之倍率，其根據傳統光學矯正眼睛之特定需求之方法來進 行，舉例來說美國專利案號5,968,095中說明的方法。由第 一及第二步驟之資訊製作眼內鏡片之模型，以致包含該鏡 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) ~ ' -8- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •装邊 訂 缦濟部眢慧財產笱員工消費合泎Ti印製 497970 Μ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（6) 片及角膜模式之光學系統之波前得到降低的像差。製作鏡 片之模型時通常認爲光學系統包括角膜及該鏡片，但是在 特定的例子中也可能包括眼鏡鏡片在內之其他光學元件， 或人工矯正鏡片，例如隱形眼鏡、角膜移植或視個別情況 之可植入式矯正鏡片。 製作鏡片的模型牽涉到系統中一個或數個鏡片參數之 選擇，其貢獻於決定獲得的、預選擇的折射倍率之鏡片形 狀。這通常牽涉到前面的半徑及表面形狀、後面半徑及表 面形狀之選擇，鏡片厚度及鏡片之折射率之選擇。實際的 項式當中，鏡片製作模型可以利用傳統球面鏡片，例如 Pharmacia 公司的 CeeOn®鏡片，舉例如 CeeOn® Edge (911 型）。在此例當中，宜儘可能少偏離既有經臨床驗證的模式 。爲此，宜維持鏡片中心半徑之預定値，其厚度及折射率 ，同時選定不同形狀之前方及/或後方表面，由此提供這些 表面中一種或兩種使具有非球面形狀。根據發明方法之替 代案，傳統起始鏡片之球面前方表面係藉著選定適當的球 面成分而成型。較佳者鏡片具有一個以上經說明如非球面 或其他旋轉圓錐形之表面。設計鏡片之非球面表面係眾所 皆知的技術而且可以根據不伺原理進行而此表面之說明係 於我們的一致的引爲參考之瑞典專利申請案000061 1-4中更 詳細地解釋。 發明的方法可以進一步藉由比較含鏡片及平均角膜模 型之光學系統之波前像差平均角膜之波前像差而發展而且 評估獲得之波前像差是否降的夠低。上述鏡片之物性參數 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -9 - 497970 A7 B7 五、發明説明（7) 中發現適合的變數，其可以替換以便找到鏡片模型，其充 分偏離球面鏡片以補償角膜像差。 至少一個角膜表面當作數學模型之特徵，藉以建立表 示角膜波前像差之角膜模型宜根據習知的用於表示可以使 用發明方法之可量測模型中，角膜不規則性之地形測量方 法進行直接角膜表面測量。此目的之角膜測量可以藉由得 自Orbtech之ORBSCAN®眼角膜圖來執行，或藉由角膜地形 學方法，.例如得自第一雷射系統之EyeSys®。較佳地，至少 一個前方角膜表面係測量而更佳者前方及後方角膜表面兩 者都測量而且描述特徵而且以最後得到的波前像差項式一 起表示，例如表示整個角膜波前像差之多項式線性組合。 根據本發明其中之一重要觀點，角膜特徵由選定的比例以 表示平均角膜波前像差並且由此平均像差設計鏡片鏡片之 目產生。然後可以計算出族群之平均角膜波前像差項式， 舉例來說像多項式之平均線性組合，而且用於鏡片設計方 法中。這個觀點包括選擇不同的相關族群，舉例來說年齡 族群，以產生適當的平均角膜表面。有利地，藉以鏡片可 以用於關於經選出進行白內障手術或包括植入I0L或角膜 鑲補在內之折射矯正手術之個體之族群平均角膜。比起傳 統球面鏡片，病患藉以將獲得大抵上使眼睛較少像差之鏡 片。. 較佳地，提及之角膜測量還包括角膜折射倍率之測量 。角膜之倍率及軸向眼睛長度通常係發明設計方法中鏡片 倍率選定時考慮的。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 ~ " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¾ 訂 線 497970 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明説明（8) 較佳者還有，在此的波前像差係表示成多項式之線性 組合，而且含該角膜模型及成型眼內鏡片之光學系統提供 用於已獲得像差減降之波前，以一個或多個此多項式表示 之。在光學技藝中，數種類型之多項式可供熟於此藝之士 用於說明像差。適當者，多項式係賽特列或澤爾尼克多項 式。根據本發明宜使用賽特列多項式。 使用澤爾尼克多項式之技術說明源於偏離完美球面光 學表面之波前像差係該技藝.之一種方式而且可以使用舉例 來說美國光學協會期刊，1 994年，第11(7)卷，第1 949-57頁 中槪述之哈特曼-雪克波前感知器。光學開業醫師中不同的 澤爾尼克項式表示包括去焦、散光、慧差及球面像差在內 之不同像差現象到更高的像差同樣已經建立良好。在本方 法之具體例中，角膜表面測量得到角膜表面係表示成前1 5 個澤爾尼克多項式之線性組合。藉由射線追蹤方法，澤爾 尼克說明可以轉換成最後得到的波前（如方程式（1)中說明的 )，其中Zi係第i項澤爾尼克項而ai係此項之加權係數。澤 爾尼克多項式係以單位圓定義的一組完整的正交多項式。 以下，表1展示出前15個澤爾尼克項及像差每個項所表示的 〇 <P,9)^atZ{ (!) • /=1 1 在方程式（1)中，P及Θ分別代表標準化的半徑及方位角 〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l〇X297公釐)" —-----^--^― (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -11- 497970 A7 B7 五、發明説明（9 ) I ---^z,(p,0) 1 · 1 1 1 1 丨 I.JtUI·丨丨一_ 1 活塞 2 …卜 '"^2pcos θ| 傾斜 3 --"^psm9*! __^—― 傾斜 4 .........12,1) ___—-— :________ . . ____________ 去焦 5 β(ρι sin:2^) 第1級（45° )散光 6 /6(/?2 c〇si2^) 第1級（0° )散光 7 V8(3^3-2^；)sin^ y慧差 8 V8 (3/^3-2p) cos . ____—-—：— .. - X慧差 9 | ^sm3d) ; __ 三葉形30° 10 cos^) 三葉形0° 11 V5(6/-6^4-1) 球面像差 12 710(4/ -3/?；)COS 第2級（0° )散光 13 派(4〆-3/7|psin20 1 第2級（45° )散光 14 ^10(/74 cos 4^) 1 四葉形0° 15 4\〇{pA sin46?) 四葉形22.5° —-----1--r^ewi (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利用眼內鏡片之傳統光學矯正只遵循含植入鏡片眼睛 之光學系統的第四項。眼鏡、隱形眼鏡及供用於矯正散光 之某些特別眼內鏡片可以進一步遵循第5及6項，而且大抵 上降低適合散光之澤爾尼克多項式。 發明的方法進一步包括計算得自含該成型眼內鏡片及 角膜之光學系統之波前像差，而且以多項式之線性組合表 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 497970 A7 B7 五、發明説明（1〇) 示彼而決定眼內鏡片是否經證明具有充分之波前像差減降 。如果發現波前像差減降不足，鏡片將再成型直到多項式 其中之一或多個係充分降低。再成型鏡片代表至少一個鏡 片設計參數係變更。這些包括前.方表面形狀及中心半徑、 後方表面形狀及中心半徑、鏡片之厚度及其折射率。一般 ’此再成型包括改變鏡片表面之形狀以致其偏離球面。在 鏡片設計方面可以得到數種工具，其係有用於使用設計方 法，例如OSLO第5版，見參考目錄，第4章，辛京苯光學 1 99 6年。澤爾尼克多項式之格式與表1中所列之應用例有關 根據第一個具體例之較佳觀點，發明方法包含將至少 一個角膜表面表示成澤爾尼克多項式之線性組合而且藉以 決定最後得到的角膜波前澤爾尼克係數，亦即考慮選定之 個別澤爾尼克多項式中每一個的係數。然後鏡片係成型以 致含該模型鏡片及角膜之光學系統提供含選定澤爾尼克係 數充分減降之波前。該方法可以由任意更進一步的步驟精 確化，利用計算澤爾尼克多項式之澤爾尼克係數，其代表 一個得到含成型眼內鏡片及角膜光學系統之波前並且決定 鏡片經證明是否具有充分的角膜及鏡片光學系統之波前澤 爾尼克係數減降；並且任意地再成型該鏡片直到該係數獲 得充分的減降爲止。較佳地，以此觀點該方法慮及澤爾尼 克多項式達第4級而且目標充分減降適於球面像差之澤爾尼 克係數及/或散光項。特別適於充分降低含角膜及該成型眼 內鏡片光學系統之波前的第11項澤爾尼克係數，以便獲得 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -13- 497970 Α7 Β7 五、發明説明（n) 充分免除球面像差之眼睛。換言之，設計方法也可以包括 降低更高級像差，藉以目標降低比第4級更高級之像差項之 澤爾尼克係數。 以來自經選定族群之角膜特徵爲主設計鏡片時，較佳 地每個個體之角膜表面都係以說明表面地形之澤爾尼克多 項式表示，並且由彼決定波前像差之澤爾尼克係數。由這 些結果計算出平均澤爾尼克波前像差係數而且用於設計方 法中，選定此係數目標得到充分之減降。在根據本發明之 替代方法中，計算出說明表面地形之澤爾尼克多項式之平 均値代替，並且用於設計方法中。要了解以大族群之平均 値爲基礎由設計方法得到的鏡片大抵上具有改良所有使用 者視覺品質之目的。完全消去以平均値爲基礎之波前像差 之鏡片可能因此較不理想而留下比傳統鏡片具有更差視覺 之特定個體。爲此，適於針對平均値之指定階次降低選定 之澤爾尼克係數。 根據發明設計方法之另一個方法，表示每個個體角膜 像差之經選定族群之角膜特徵及得到之多項式之線性組合 ，亦.即澤爾尼克多項式，可以以係數値的方式做比較。由 此結果，適當的係數値係選定並且用於發明設計方法中以 得到適當的鏡片。在含相同顯現像差之選定族群中此懷數 値通常可能係選定族群當中的最低値而且由此數値設計之 鏡片比起傳統的鏡片將藉以提提供該族群中所有的個體改 良的視覺品質。該方法其中之一具體例包含選擇具代表性 的病患族群並且蒐集用於族群中的每個患者之角膜地形資 —-------.―^^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） -14 - 497970 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（12) 料。該方法包含更進一步將該資料轉至表示每個患者角膜 表面形狀所代表的項以用於代表瞳孔直徑之預定開度大小 。之後計算該族群至少一個角膜表面形狀項之平均値，以 便獲得至少一個平均角膜表面形.狀項。替代或補充說明對 應至與角膜相關之角膜波前像差至少一個以上的平均値可 以算出。角膜波前像差項係藉著轉變使用射線追蹤程序之 相對應角膜表面形狀項。由該至少一個以上之平均角膜表 面形狀項或由該至少一個以上平均角膜波前像差項，設計 出可以降低該至少一個以上含角膜及鏡片之光學系統之平 均角膜波前像差項之眼睛鏡片。 在發明其中之一個較佳具體例中該方法還包含由經計 算出至少一個以上平均角膜表面形狀項或由至少一個以上 平均角膜波前像差項設計出用於該族群之平均角膜模型。 其還包含檢查經正確地設計之眼睛鏡片補償用於至少一個 平均像差項。這係藉由測量這些含行經模型平均角膜及鏡 片之波前之特定像差項而完成。如果經測量波前中該至少 一個以上的像差項並未充分減降的話，該鏡片將重新設計 0 較佳地，一個或更多表面描敘（非球面敘述）常數係由預 定半徑之平均角膜表面形狀項或由平均角膜波前像差項計 算用於設計鏡片。該角膜表面特徵宜爲數學模型而且得到 的角膜表面像差係使用數學模型及射線追蹤技術計算。藉 以獲得角膜波前像差之表示式，亦即通過此角膜表面之波 前的波前像差。端視選定的數學模型而定可以採取不同方 — .― (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T

IP 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 497970 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（13) 式計算角膜波前像差。較佳地，角膜表面之特徵爲以旋轉 圓錐表示或以多項式表示或彼之組合的數學模型。更佳地 ，角膜表面之特徵以多項式之線性組合來表示。 在發明其中之一個具體例中，至少一個以上鏡片的非 球面表面係設計以致鏡片，在眼睛的前後關聯中，得到一 個行經的波前，至少一個以上的波前像差項大抵上具有相 同値，但是得自選定族群角膜測量之同一個像差項之平均 値符號相反，對彼該病患係分門別類。所以來自病患眼睛 之角膜獲得通過該鏡片之後該角膜提供之該一個以上像差 項之減降。經使用的說法「在眼睛前後關聯」代表真實的 眼睛及眼睛的模型兩者。在發明之特定具體例中，波前得 到以旋轉對稱澤爾尼克項達第4級表示之降低的像差項。爲 此目的，眼睛鏡片之表面係設計用於降低通過波前之正的 球面像差項。這樣的結果是如果角膜係完美的鏡片的話， 則由此不會增加任何波前像差項，眼睛鏡片將提供包含角 膜及眼睛鏡片之光學系統負的波前球面像差項。在此本文 中定義出正的球面像差以致正倍率之球面表面產生了正的 球面像差。較佳地該鏡片係用於補償球面像差而且更較地 其係用於補償表示波前像差之至少一個以上的澤爾尼克多 項式，較佳地至少有第11個澤爾尼克項次，見表1。 經選定之族群可能舉例來說係屬於特定年齡層的族群 ，將進行白內障外科手術之族群或已經進行過包括但不限 於LASIK(雷射角膜切開術）、RK(放射角膜切開術）或PRK( 光折射角膜切開術）角膜手術之族群。該族群可能也是具有 I-----.--Γ^ι_----IT------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 497970 A7 B7 五、發明説明（14) 特定眼睛疾病之族群或具有特定眼睛缺陷之族群。 該鏡片還適切地提供光學倍率。這係根據眼睛光學矯 正特定需求之傳統方法來進行。較佳地鏡片之折射倍率低 於或等於30折光度。使鏡片成型.以補償像差時光學系統考 慮一*般包括平均角膜及該鏡片在1¾ ’但是在特定的例子中 還可能包括眼睛鏡片，或人工矯正鏡片，例如隱形眼鏡， 角膜鑲補或視個別情況而定之可移植矯正鏡片在內之其他 光學元件。 在特佳的具體例中眼睛鏡片係設計用於將進行白內障 手術的人。在此例中已經展現出此族群之平均角膜係藉由 遵循此式之扁長表面表示： I--*lll·——ίφ· — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中， _ (i) 圓錐常數cc的値介於-1及0之間 (ii) R係中心鏡片半徑而 (iii) ad及ae係圓錐係數以外之非球面多項式係數。 在這些當中硏究扁長表面之圓錐係數介於開度大小（瞳 孔直徑）4毫米大約-0.0 5至開度大小7毫米大約-0.1 8之間。因 此眼睛鏡片適合藉著以平均角膜値爲基礎降低最起碼白內 障病患之球面像差而改良視覺品質’將有一個扁長表面遵 線---- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 17 497970 A7 B7 五、發明説明（15) 循以上的公司。因爲角膜通常對眼內之波前產生正球面像 差’植入眼睛用之眼睛鏡片將具有負球面像差項同時遵循 經提及之扁長曲線。在明細例舉部分將更詳細地討論，已 經發現眼內鏡片可以100%矯正平均球面像差圓錐係數（CC)値 小於0者（代表成型的圓錐面），準確値視設計瞳孔直徑及選 定之折射倍率而定。舉例來說，6毫米直徑開度將提供圓 錐常數値大約-1.03之22折光度鏡片。在此具體例中，眼睛 鏡片係使用OSLO格式中表示之多項式來設計，平衡角膜之 球面像差，其含有一個表示波前像差之球面像差之澤爾尼 克多項式係數，數値介於0.0001 56毫米至0.001948毫米區間 內用於3毫米開度半徑，0.000036毫米至0.000448毫米用於2 毫米開度半徑，0.000 1039毫米至0.0009359毫米用於2.5毫米 開度半徑以及0.000194毫米至0.00365毫米用於3.5毫米開度 半徑。這些數値計算用於含角膜折射率爲1.3 375單一表面之 模型角膜。可能使用角膜之光學同値模型格式而不背離發 明之精神。舉例來說多重表面角膜或具有不同折射率之角 膜都可以使用。對於特定開度半徑減1個標準偏差，在此間 區內較低的數値等於測量平均値。較高的數値等於每個特 定開度半徑之測量平均數値加3個標準偏差。經使用的平均 値及標準偏差係展示於表8、9、10及11中。選定單單減1個 SD( =標準偏差）同時選定加3個標準偏差的理由在於此具體 例中只補償正角膜球面像差係方便的，而減去多於1個SD 加至平均數値時將得到負的角膜球面像差。 根據發明其中之一個具體例，該方法還包含測量至少 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I-----.——.1%1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部&Π慧財產笱0(1:消費合泎杜印製 -18- 497970 Α7 Β7 五、發明説明（1Θ) --------.— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一個特定病患角膜之波前像差項及決定是否經選定對應至 此病患之族群對於此特定病患具有代表性之步驟。假設這 是植入選定鏡片之例子，又假設這不是植入另一個族群之 鏡片的例子或者用於此病患之個別鏡片係使用此病患角膜 說明當作設計角膜而設計。這些方法步驟係適宜的因爲接 著利用其角膜之極端像差値病患將得到特別的處理。 線— · 根據另一個具體例，本發明指向由許多含相同倍率但 是不同像差之鏡片選擇具折射倍率之眼內鏡片，適用於病 患需要的理想光學矯正。該選擇方法同樣地對曾以設計方 法說明進行而且涉及至少一個以上角膜表面以數學模型特 徵化，藉彼計算出角膜表面之像差。選定鏡片及角膜模型 之光學系統係接著評估以便檢討是否藉由計算由此系統到 達之波前像差完成像差之充分減降。如果發現得到本充分 的矯正則選定新的鏡片，具有相同倍率但是不同像差者。 在此使用之數學模型類似於上面說明的那些而且可以使用 相同的角膜表面特徵化方法。 經濟邹智慧財4¾員二消費合汴钍印製 較佳地，選擇時決定的像差係表示成結果得到之含模 型角膜光學系統之澤爾尼克多項式及澤爾尼克係數之線性 組合，而且選定的鏡片係經過計算。由系統之係數値，可 以決定是否眼內鏡片具有充分平衡的角膜像差項，如光學 系統之澤爾尼克係數說明的。如果發現想要的個別係數沒 有充分的減降，這些步驟可以藉著選定相同倍率但不同像 差之新鏡片反覆地重覆，直到發現可以充分降低光學系統 像差之新鏡片爲止。較佳地至少1 5個澤爾尼克多項式上達 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） " -19- 497970 A7 B7 五、發明説明（17) I----—i/PI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4級係限定。如果認爲夠充分能矯正球面像差，則只矯正 角膜及眼內鏡片之光學系統用澤爾.尼克多項式之球面像差 項。要了解眼內鏡片係選定以致這些項之選定變得夠小能 夠用於含鏡片及角膜之光學系統。根據本發明，第11個澤 爾尼克係數，a u，大抵上可以減免或幾近於0。得到充分降 低眼睛球面像差之眼內鏡片係不可或缺的。發明之方法可 以藉著考慮其他情況一致之澤爾尼克係數用於矯正球面像 差以外之其他類型像差，舉例來說那些意味著散光、慧差 及更高級的像差。還有更高級的像差可以矯正，視選定爲 成型物一部分之澤爾尼克多項式之數目而定，在該例子中 鏡片選定可以矯正比第4級更高級的像差。 線 根據一個重要的觀點，選擇方法牽涉到由包含一系列 的倍率之鏡片及許多鏡片當中每種倍率有不同像差乏鏡片 裝備中選擇鏡片。在某個實施例中鏡片當中每種倍率前方 表面具有不同的非球面組成成分。如果第一種鏡片未具備 充分降低之像差，如適當澤爾尼克係數中表示的，則選定 相同倍率但是不同表面（非球面成分）之新鏡片。如果必要的 話選擇方法可以反覆地重覆進行直到發現最好的鏡片或者 硏究的像差項降至低於重要的界限値。實際上，由角膜檢 查獲得之澤爾尼克項將由眼外科醫生直接獲得而且藉由演 算與已知的裝備中鏡片之澤爾尼克項相比較。由此比較會 發現而且移植裝備中最適合的鏡片。換言之，在白內障手 術之前可以進行該方法，並且由角膜評估之資料係送至鏡 片製造廠商以產製個別量身訂做的鏡片。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 497970 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 A7 B7 __五、發明説明（18) 本發明還適合於含至少一個可以將通過眼睛角膜之波 前轉變成大抵上中心位於眼睛視網.膜之球面波前之非球面 表面之眼內鏡片。較佳地，關於上達第4級之旋轉式對稱澤 爾尼克項中所表示的像差項，波前大抵上係球面的。 根據特佳的具體例，本發明關於一種眼內鏡片，其含 有至少一個表面，以使用標準化規格之澤爾尼克多項式之 線性組合表示時，其含有第4級的負的第11項利用能平衡角 膜正的這個項之澤爾尼克係數a!!而獲得移植後眼睛球面像 差之充分降低。在此具體例其中之一觀點中，鏡片之澤爾 尼克係數aw係決定以便補償由數個角膜中評估澤爾尼克係 數an之足夠數目而得到之平均値。在另一個觀點中，澤爾 尼克係數an係決定以補償病患之個別角膜係數。該鏡片因 此可以爲個體以高精確度量身訂做。 ’ 本發明還關於另一個提供有眼內鏡片之病患方法，其 至少部分補償眼睛的像差。這個方法包含自眼睛移除天然 水晶體。以外科移除受損的水晶體可以藉著使用傳統的晶 狀體乳化法來進行。該方法還包含藉著使用波前感知器測 量不含水晶體之無晶狀體眼睛之像差。適合用於波前測量 的方法在美國光學協會期刊，1 994年，第11(7)卷，第1 945- 57頁中里昂等人所著的發現。再者，該方法包含由鏡片裝 備中選擇一種鏡片其至少部分補償經測量的像差並且將該 鏡片植入眼睛中。該鏡片裝備包含不同倍率及不同像差之 ， 鏡片而且發現可以稍早討論的方法執行之最適鏡片。換言 之，個別設計病患用之鏡片可以設計以無晶狀體眼睛之波 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' "" I-----^--—·1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -21 - 497970 A7 B7 ¾濟部智慧財4¾員X消費合作a印製 五、發明説明（d 前分析爲基礎用於接下來的移植。這個方法係有利的，因 爲沒有角膜之地形測量而包括前方及後方表面在內的整個 角膜係自動地考慮到。 根據本發明之鏡片可以利用.傳統的方法製造。在某個 具體例中其係由軟質、有彈力的材料，例如矽氧樹脂或水 凝膠製成。適用於可摺疊式眼內鏡片此類材料之實施例在 美國專利案號5,444,106或在美國專利案號5,236,970中找 得到。非球面矽氧樹脂鏡片或其他可摺疊式之製造可以根 據美國專利案號6,007,747進行。換言之，根據本發明之鏡 片可以由更硬質的材料製成，例如聚甲基丙烯酸（甲酯）。熟 於此藝之士能輕易地鑑別出替代材料及製造方法，其將適 合使用於製造發明之降低像差的鏡片。 發明之詳細敘沭 圖1展示如果10個患者植入CeeOn® 911鏡片及發明之平 均鏡片之au(「Z11」）澤爾尼克係數値之比較。 圖2展示戴CeeOn® 911鏡片及發明之平均鏡片試驗患者 經塑造的視覺敏銳度。 圖3及圖4展示CeeOn® 911鏡片及發明之平均鏡片之間 之調變傳遞函數。 圖5展示根據本發明之模型鏡片以視覺敏銳度晝成鏡片 散光函數之圖形。 圖6展示發明鏡片經橋正的最佳視覺敏銳度。 圖7及圖8展示經個別設計鏡片個體之調變傳遞函數。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------:—--^ (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 訂 線-^--- -22- 497970 A7 B7 五、發明説明（2() 圖9展示根據本發明依個別設計之經矯正最佳視覺敏銳 度。 圖10展示以下實施例部分中在硏究說明中使用之病患 年齡分布。 圖11展示由Orbscan®真實高度資料檔得到之高度圖。 圖12展示平均角膜波前像差係數。 圖1 3展示7 1名患者6毫米直徑開度時之球面像差散布圖 〇 圖14展示71名患者4毫米直徑開度時之球面像差散布圖 〇 圖15展示71名患者5毫米直徑開度時之球面像差散布圖 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 、甲7 1名患者7毫米直徑開度時之球面像差敵布圖 實施例1 取自個體之10個角膜表面樣品組經說明使用澤爾尼克 多項式。角膜之鬆垂資料用韓福瑞亞特拉斯角膜地形儀測 得之真實高度資料決定。角膜地形儀在許多散布點測量高 度（ζι)。然後角膜表面可以前15個澤爾尼克多項式（如以上方 程式1中說明的）之線性組合表示，其中Zi係澤爾尼克多項 式第i項而&;係此多項式之加權係數。該澤爾尼克多項式 係定義於單元圓上完全直交的多項式之組合.。如以上表1中 所列的這些多項式及加權係數（ai)用格雷姆-史密特直交化步 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 線—— 經濟部智慧財產笱員Μ消費合泎钍印製 -23- 497970 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2彳） 驟由高度資料計算出來。該1 0個樣品角膜之澤爾尼克係數 (a 〇以單位毫米列於表2中。 ACH ASA CGR CNRi； FCA FCM ： —FCZ ai -7.713337 -6.698643 -7.222353 -7.169027 -7.001356 -7.322624 -7.03713 a2 0.000271 -0.000985 0.000386 -0.000519 0.000426 -0.000094 -0.000236 a3 0,000478 -0.000002 -0.000847 0.000996 -0.000393 0.000045 ：0.000454 34 0.073309 0.083878 0.077961 0.073146 0.080111 0.077789 ! 0.079987 a5 -0.0003Ϊ6 -0.000753 0.000119 0,00,0347 -0.001197 0.00022 '^0.000071 a6 0.001661 0.000411 -0.000148 -0.000386 0.000314 0.000669 ,0.00079 a7 0.000193 0.00006 -0.000295 0.00,0324 -0.000161 -0.000058 • 0.000148 a8 0.000098 -0,000437 0.000146 -0.0,0018 0.000147 0.000039 -0.000076 a9 -0.000091 -0.000168 -0.000107 0.00,0047 -0.000181 -0.000154 ,-0.000043 a10 -0.000055 0.000139 -0,000132 -0.00,0149 0.000234 -0.000228 ；0.000244 a11 0.000277 0.000394 0.000203 0.00,0305 0.000285 0.000315 ；0.000213 a12 -0.000019 -0,000105 0.000025 0.0.Q007 -0.000058. -0.000033 0.00009 a13 0.000048 0.000032 0.000085 0.00P017 0.000039 0.000059 ：0.000022 a14 -0.000067 0.000041 •0,000081 -0 卿 049 0.000118 -0.000108 0.000127 a15 · -0.000048 -0.000075 -0.000073 -0.00ID019 -0.000036 -0.000119 :-0.000021 FGP JAE JBH a1 -7.84427 «7.582005 -6.890056 a2 -0.Q0056 -0.000344 -0,000155 a3 0.000347 0.000246 -0.000558 a4 0.072595 0.075803 0.081415 a5 0.000686 -0.000388 -0.000269 a6 -0.00048 0.001688 0,001492 a7 0.00014 0.000104 -0.000227 aS -0.00025 -0.000173 -0.000116 a9 0.000092 -0.000023 0.000109 a10 -8.2E-05 «0.000004] 0.000065 a11 0.000308 0.000309 0.0004 a12 -2E-06 -0.000115 -0.00011 a13 0.000101 ^0.000042 -0,000062 a14 -1.9E-05 -0.000068 0.00001 a15 0.000022 -0.000013 -0.000048 表2 :關於10個單獨角膜表面之澤爾尼克係數，以 位 這些波前像差係數可以用光學設計軟體例如 米爲單 OSLO(辛 I----l· __:1,1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24 - 497970 A7 B7 五、發明説明（22) 克萊光學）計算出來。表3展示計算患者FCM波前像差之結 果。（注意，用於OSLO中之多項式之標準化因子不同於表3 中所展示的。此差異已經加入係數値當中。） —-------.-— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線—— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 497970 7 Β 五、發明説明（23) 經齊郎一曰慧財4¾爵i消費合阼fi印製

用於FCM (OSLO)之像差係數 A0 -0.000123 A1 4.5960c-07 A2 2.0869c-07 A3 -5.355e-06 A4 0.000551 A 5 0.000182 A6 3.7296e-05 A7 -5.5286c-05 A8 0.000116 A9 -0.000217 A10 -0.000147 All -3.8151e-05 A12 6.1808e-05 A13 -3.3056e-07 A14 4.888e-07 A15 -1.8642c-06 A16 -0.000115 A 17 -0.000127 表3 :以毫米爲單位之角膜像差係數，用OSLO(注意，OSLO 數量級·）計算患者FCM 竇施例2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I-----rI-ip, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 -26- 497970 A7 B7 經濟邹智慧財產％8 (工消費合阼社印製 五、發明説明（J 發明鏡片之平均設計具體例已經用西班牙，馬迅’佩 寶亞朵提供之平均「老舊的」角膜資料計算。此資料由16 個老舊的角膜其中所有患者具有20/30或更佳之視覺敏銳度 之族群樣品中採取。角膜表面用澤爾尼克多項式說明2 · 0半 徑（r。）之開度。然後使用方程式2及3，該多項式係數係用於 決定半徑及非球面度値。二 (2)K2 =M-6V5au (3) 丨.. 注意非球面度常數，K，說明表面自球面（K2 = l-e2)變 化。（亦即，球體K = 1而拋物線K = 0)。（cc = K2-l，其中 CC係圓錐常數） 因爲角膜表面只有說明關於中心直徑4毫米的，經計算 之R及Κ同樣只有在中心4毫米範圍內正確。因此4.0毫米 瞳孔大小係選擇用於設計之目的。此瞳孔大小用於眼內鏡 片設計目的係合理的。 得自Pharmacia公司之22D Cee On® 911鏡片係選做平均 鏡片設計之起點。爲達比較之目的，平均鏡片同樣設計成 22D。（注意其他折射光將得到相似的模擬結果，規定鏡片 之球面表面係相同。）關於起點眼睛模型之表面資料係總結 於表4中。在表4中所說明之角膜及非球面資料中，決定了 實施例1中10個單獨角膜之平均圓錐常數CC。 I------K__ίρ, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )娜⑺0X2咖 一 27 _ 497970

B 五、發明説明（25^ 表面# 半徑 (毫米） 厚度 (毫米） 開度半徑 (毫米） 圓錐常數 折射率 患者 __ 00 2.272611 1.0 1 (角膜） 7.573 3.6 2.272611 -0.0784* 1.3375 2 (瞳孔） __ __ 2.0 -· 1.3375 3 一 0.9 2.0 1.3375 4 (鏡片1) 11.043 1.14 3.0 一 1.4577 5 (鏡片2). -11.043 17.2097 3.0 __ 1.336 表4 :關於平均（「Z11」）設計起點之表面資料 *關於該「平均」角膜之此圓錐常數係採自圭納及亞朵 公開的方法 關於平均角膜以毫米爲單位之波前像差係數係展示於 表5之第1欄，同時平均角膜及9 11鏡片之組合以毫米爲單位 之係數係展示於表5之第2欄。注意單單平均老舊角膜之Z11 係數（all)係0.000220毫米，同時此經植入911眼睛之Z11則 係0.000345毫米。 —-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線 經濟邹智慧財產笱員工消費合阼钍印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 497970 7 Β 五、發明説明（2Θ> 平均角膜 平均角膜+911 a 1 0.000432 0.000670 a2 0.0 0.0 a3 0.0 0.0 a 4 0.000650 0.00101 a5 0.0 0.0 a 6 0.0 0.0 a 7 0.0 0.0 a8 0.0 0·0 a 9 0.0 0.0 alO 0.0 0.0 all 0.000220 0.000345 a 1 2 0.0 0.0 al3 0.0 0.0 al4 0.0 0.0 al5 0.0 0.0 表5 :以毫米爲單位之平均角膜之澤爾尼克係數及設計用之 起點（平均角膜+911) 平均鏡片適於使球面像差降至最低，同時維持22D焦倍 率。鏡片材料保持相同於22D 911鏡片（HRI矽氧樹脂，其37 °C時在77中折射率係1.45。對於等凸透鏡鏡片之最終設計係 「平均鏡片適合將球面像差降至最低」，同時維持22D焦倍 率。鏡片材料保持相同於22D 9 11鏡片（HRI矽氧樹脂，折射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） —--------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 線—— -29- 497970 7 Β 五、發明説明（27) 率「關於等凸透鏡鏡片之最終設計」提供於表6中。與此鏡 片結合在一起之平均角膜總眼睛Z11係數係-2.42* 1(Τ7毫米（ 對於加9 11鏡片之角膜係0.000345毫米）。 I------I- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表面# 第6級非球面常數 折射率 患者 1.0 1 (角膜） 1.3375 2 (瞳孔） 1.3375 3 1.3375 4 (鏡片1) -1.805e-05 1.4577 5 (鏡片2) 1.336 表6 :關於平均鏡片設計起點之表面資料 該1 0個患者之角膜係利用9 1 1及平均鏡片組合於光學系 統中。結果得到的整個眼睛Ζ 1 1係數係展示於圖1中。如說 線— 表面# 半徑 (毫米） 厚度 (毫米） 開度半徑 (毫米） 圓錐 常數 第4級非 球面常數 患者 00 2.272611 1 (角膜）. 7.573 3.6 2.272611 -0.0784 2 (瞳孔） 2.0 一· 3 0.9 2.0 4 (鏡片1) 10.0 1.02 3.0 -2.809 -0.000762 5 (鏡片2) -12.0 17.2097 3.0 -- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 公釐） -30- 497970 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（28) 明的，在圖1中每個例子中，移植Z11鏡片時zi 1係數之絕 對値較小。因爲開始時患者CGR及FCZ具有較低的角膜球 面像差水平，在該二例子中整個眼睛球面像差係過度矯正 。結果，在此二例子中總球面像差之符號顯然相反，而且 球面像差之量仍然顯著。在其他一切的例子中，整個眼睛 之球面像差經移植Z11鏡片之後基本上必須係0。10個試驗 患者之每一個的視覺敏銳度係根據美國眼科學期刊，第 120(2)卷，第227-240頁，1 995年，葛瑞凡蓋普等人所編「使 用眼睛槪略光學射線追蹤之視覺敏銳度成型」中說明用於 22D911鏡片及22D平均「Z11」鏡片兩者之移植標準方法計 算。方波應答使用〇SL〇TM計算而且軟體模組寫在MatlabTM 中配合以上的方法計算視覺敏銳度。結果得到的視覺敏銳 度係展示於圖2中。在圖2中調查並且展示的10個例芋以外 ，根據本發明移植平均鏡片時有8個患者具有較佳的視力。 在該例子中視覺敏銳度降低其增加不到1呎之斯奈侖距離， 其不會在視覺敏銳度試驗中展現。 爲了能評估CeeOn® 911鏡片及根據本發明之平均鏡片 之間之光學品質差異，平均角膜之物理模型係設計並且製 造。其係關於所有澤爾尼克係數含有0.00021 8數値之非球面 前方表面之PMMA凸-平鏡片。此數値幾乎等於經計算平均 角膜之數値：0.000220。利用PMMA模型角膜，MTF測量係 於光學臺上以含「平均」Z11鏡片及CeeOn® 911A鏡片之模 型眼睛進行。調變傳遞函數（MTF)測量係廣爲接受之訂定影 像品質之方法。以50c/mm之貫穿焦點MTF測量及對焦於 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐) "~ -31 - —-----！---.丨^w«l (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線--- 497970 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7_五、發明説明（29^ 50c/mm之頻率MTF曲線，對於光學倍率20D之鏡片使用3 毫米瞳孔的兩個例子分別展示於圖3及圖4中。在0.2 MTF單 位下之貫穿焦點MTF寬度係焦點深度之測量而且兩種鏡片 相等。關於「平均」Z11鏡片對焦於50c/mm之MTF曲線大 都受限於繞射而且係優於關於CeeOn® 911鏡片的。 角膜之散光及系統之去焦可以藉著調整角膜模型之澤 爾尼克係數系統之焦點位置而矯正。當進行此並且重覆計 算視覺敏銳度之程序時，將獲得圖6之結果。其代表成型最 佳矯正視覺敏銳度。現在我們看到的是，在所有例子中， 經過散光及去焦矯正（實際將以眼鏡進行）之後，發明的平均 鏡片產生比相同折光度之9 11鏡片更高的最佳矯正視覺敏銳 度。 實施例3 經個別設計的鏡片： 關於平均鏡片（「Z11鏡片」）更具潛力之改良，個人化 的鏡片（「111鏡片」）係設計用於4個病患角膜之中每人，使 用如實施例例2中說明之相同設計原理。個人鏡片係設計以 致鏡片之Z11平均個人角膜之Z11。用於111之總眼睛Z11 係數係展示於表7中，與對應至9 11之係數及平均鏡片一起 。再者，對於911、Z11(平均）及111(個人）鏡片之中每一種 ，用於病患JAE最佳聚焦於50 c/mm之MTF曲線及以50 c/mm之貫穿MTF係畫在圖7及8下。從圖7及8 ’可見到經移 植Zl 1及II1鏡片之眼睛以50 c/mm之MTF係高於經移植911 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —--------.― (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -32- 497970 A7 B7 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 五、發明説明（30) 鏡片之相同眼睛的MTF。還可見到所有鏡片之貫穿MTF係 適當的。Z 11具有像9 11 一樣深的焦點。無論如何，同樣令 人感到興趣的是要注意111相對於Z11鏡片並未提供無論 MTF或貫穿焦點MTF之顯著改善。 含個化人鏡片之患者之視覺敏銳度也已經經過計算。 圖9用計算911及Z11鏡片之視覺敏銳度來比較這些敏銳度。 由圖9，我們看到對於4個患者，關於Z11及111鏡片二 者之視覺敏銳度要比911鏡片的更佳。我們還看到用Z11及 111鏡片之結果無明顯不同，平均角膜對於4個試驗患者之中 每個人而言都較精確。 實施例4 眼睛鏡片之設計，其係用於降低獲自底下將詳述族群 之球面像差。鏡片叫做Z11鏡片因爲其補償說明角膜球面像 差經標準化之第11項澤爾尼克項。決定使用Z11鏡片具潛力 接受者之族族群，換言之白內障病患。 族群之說明： 該族群包括瑞典，斯德歌爾摩的St. Erik眼睛醫院的71 名白內障病患。這些病患的年齡分布於35至94歲（2000年4月 12日的）。我們的族群之平均年齡係73.67歲。該族群之年齡 直方圖展示於圖10中。 71名病患之角膜使用Orbscan® (鹽湖城，奧特克）裝置 測量測量。Orbs can®係一種掃描縫隙爲主、角膜及前方片 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •批费· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33- 497970 A7 B7 經濟部智慧財產¾員工消費合阼钍印製 五、發明説明（31) 段之地形儀，其測量角膜之兩個表面，還有前方鏡片表面 及虹彩。每個表面都可以立視、側視、曲率及倍率圖般展 示0 試驗演算： 關於前方表面之角膜正視高度資料（角膜表面上的笛卡 兒位置點）使用Orbscan®而獲得，並且用做決定角膜光學性 質之原始資料。由實施例Orbscan®檔案之高度資料係表示 於圖11中。 代表立視圖高度資料之笛卡兒座標係轉換成極性座標 (x，y，z r，e，z)。爲了說明該表面，此資料係接著套用於方 程式1 b中所說的一系列多項式。關於每個多項式之係數 (a、），或力卩權因子係藉由套用程序決定而得到表面乏完整 說明。使甩的多項式（Zi)係標準化的澤爾尼克多項式。 I = (Ibj y=i 這些多項式係特別的，因爲其係橫跨一個連續的單位 圓而正交。普通其係用於說明光學領域中的波前像差。角 膜地形儀於許多散布點處測量立視圖高度。澤爾尼克多項 式並非橫跨散布點組合而正交。無論如何，應用正交化程 序，喚名爲葛瑞史密特正交化，於高度資料時，會使得資 料套用於維持正交適應優點之澤爾尼克多項式之項式中。 將66個係數（a’s)用於套用Orbscan®軟體提供之高度數據。 丨 I------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） -34 - 497970 A7 B7 五、發明説明（32) MatlabTM演算係用於套用程序中。半徑及非球面度數値可以 由澤爾尼克係數(方程式2b及3b)逼近而該表面之圓錐係數 係簡單的K2-l(由此得知對於一個球體κ2=1)。套用程序係 習知說明於許多參考資料當中。有4篇不同的文獻在此倂入 本文中以爲參考：「用一個單位半徑圓內之散布正交多項 式之波前套用」，丹尼爾麻勒喀勒，光學工程，1990年六 月，第29卷第6冊，「眼角膜高度資料用澤爾尼克多項式表 不」，史文格林、葛瑞凡蓋.普及米勒，j〇SA A，1995年十 月，第12卷第10冊，「波前用澤爾尼克多項式解釋」王及 席凡，應用光學，1 980年5月，第19卷第9冊及「眼角膜學之 角膜波前像差：程序之正確性及限制」，安東尼奧圭亞諾 及包布亞朵，美國光學協會及視覺科學光學影像期刊2000 年六月，第17卷（6)，第955-65頁。

R 2(273^4 -6^/5au) (2b) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 r〇 (3b) 波前像差之計算： 已知前方角膜表面（以a’s說明於上之澤爾尼克係數）之 开夕狀’其可能用射線追縱程序由此表面貢獻決定波前像差 。這係說明於舉例來說「眼角膜圖高度資料之角膜波前像 差：程序之正確性及限制」，安東尼奧圭亞諾及包布亞朵 ’，美國光學協會及視覺科學光學影像期刊2 〇 〇 Q年六月， 本紙張尽度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35 - 497970 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 五、發明説明（33) 第 17卷（6)，第 955-65頁。 結果= 平均角膜球面像差及形狀： 7 1名患者用以上說明之標準評估6毫米開度。每個患者 之波前像差係利用澤爾尼克多項式套用表面立視圖後決定 。圖1 2展示每個澤爾尼克項（經標準化的格式）平均及標準偏 差。誤差棒代表±1個標準偏差。在我們的族群中有3個像差 平均顯然不是〇。這些係散光(A5)、慧差（A9)及球面像差 (All)。球面像差係單單旋轉式的對稱像差，使其成爲唯一 可以用旋轉式對稱IOL矯正之像差。 圖13展示代表白內障手術前71名患者之中每一位之球 面像差的澤爾尼克係數（OSLO格式）之散布圖。在中間之實 線代表平均球面像差，同時點線代表+1及-1標準偏差^表8 列示關於半徑、非球面常數、球面像差及根均方根偏差之 平均、標準偏差、極大値及極小値。 平均値 標準偏差 極大値 極小値 R (毫米） 7.575 0.333 8.710 7.072 Ksq 0.927 0.407 2.563 0.0152 SA係數OSLO格 0.000604 0.000448 0.002003 -0.000616 式（以毫米爲單位） RMSE 0.000055 0.00000482 0.000069 0.000045 表8 :關於6毫米開度之半徑、非球面常數、球面像差及根 均方根偏差之平均、標準偏差、極大値及極小値。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------丨^^-丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -線 36 497970

A

7 B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五 、發明説明（ 以下表9、10及11分別展示由開度4、5及7毫米之對應結 果。圖14、15及16係對應之散布圖。 平均値 標準偏差 極大値 極小値 R 7.56292 0.320526 8.688542 7.067694 Ksq 0.988208 0.43429 2.33501 -0.051091 S A (A 1 1以毫 米爲單位） 0.000139 0.000103 0.00041 -0.000141 RMSE 4.52E-05 4E-06 0.000054 0.000036 表9 :使用4毫米開度直徑之半徑、非球面常數、球面像差 及根均方根偏差之平均、標準偏差、極大値及極小値。 平均値 標準偏差 極大値 極小値 R 7.55263 0.320447 8.714704 7.09099 Ksq 0.945693 0.364066 2.045412 0.044609 SA (A11以毫 米爲單位） 0.00031189 0.000208 0.000793 -0.000276 RMSE 4.7E-05 4.02E-06 0.000057 0.000037 表10 :使用4毫米開度直徑之半徑、非球面常數、球面像差 及根均方根偏差之平均、標準偏差、極大値及極小値。 I-----rl_ΓΡΙ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐）

、1T -37- 497970 B7 五、發明説明（35> 平均値 標準偏差 極大値 極小値 R 7.550226 0.336632 8.679712 7.040997 Ksq 0.89344 0.416806 2.655164 -0.04731 SA (A11以毫米 爲單位） 0.001058 0.000864 0.003847 -0.001319 RMSE 7.58E-05 1.02E-05 0.000112 0.000057 表11 :使用4毫米開度直徑之半徑、非球面常數、球面像差 及根均方根偏差之平均、標準偏差、極大値及極小値。 設計角膜： 設計一種模型角膜而且每個Z11鏡片倍率係使手此角膜 來設計。該角膜係設計以致有一個球面像差與經計算用於 該族群之平均値相當。關於不同開度大小之設計角膜半徑 及非球面常數係列於表1 2中。在每個例子中，曲率半徑係 採取由澤爾尼克套用資料而定之平均半徑。對於該族群該 非球面常數係變化直到模型角膜之球面像差値等於平均球 面像差値爲止。 I-----^--ΓΡ, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產苟—工消費合作社印製 開度大小 (毫米） 半徑（毫米） 圓錐常數 (OSLO {I ，K2-l) Ζ11係數（毫米） 4 7.563 -0.0505 0.000139 5 7.553 -0.1034 0.000312 6 7.575 -0.14135 0.000604 7 . 7.5.5 -0.1810 0.001058 表12 :關於4、5、6及7毫米開度之設計角膜半徑及非球面 常數 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38- 497970 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3Θ) 如先前所討論的，6毫米開度直徑値係用於該設計角膜 。這個選擇使我們能夠設計Ζ11鏡片，以致其沒有任何球面 像差（在使用此角膜之系統中測量時）超過5.1毫米鏡片直徑 。列示關於Zl 1設計角膜之OSLO表面係列示於表13中。角 膜之折射率係角膜散光率1.3375。 這些數値係計算用於含角膜折射率爲1.3375之單一表面 模型角膜。可能使用任意該角膜之同等模型格式而不背離 發明之範圍。舉例來說多重表面角膜或具有不同折率之角 膜都可以使用。 表面# 半徑 厚度 開度半徑 圓錐常數 折射率 (毫米） (毫米） (毫米） (cc) 患者 — l.OOOOe l.OOOOe -- 1.0 + 20 + 14 1 (角膜） 7.575000 3.600000 3.000003 -0.141360 1.3375 2 (瞳孔） 2.640233 __ 1.3375 3 0.900000 2.64023 1.3375 4 25.519444 2.550292 1.3375 5 2.2444e-05 -- 1.3375 表13 :列示關於Z11設計角膜之OSLO表面。 鏡片設計： 每個Z 11鏡片係設計以平衡設計角膜之球面像差。設計 之起點係美國專利案號5,444，106中說明具有相同倍率之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I-----.——i^w — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線· -39- 497970 kl B7 五、發明説明（ CeeOn Edge® 911鏡片，其具有改良的邊緣及中心厚度。然 後該鏡片係放置距離前方角膜表面4·5毫米遠。從前方角 膜表面之距離不是如此重要而且可以在合理的範圍內變動 。關於用於22d鏡川設計方法之起點眼睛模型之表面資料係 列示於表14中。鏡片之前方表面用方程式4中展示之公式說 明。變數cc、ad及ae係改良以使球面像差降至最低。關於 開度大小5.1毫米該變數係決定而且該表面係由這些數値外 插至光學開度大小6毫米。結果得到的22D Z11眼睛模型係 列示於表1 5中。此22D鏡片之前方表面已經以此方法改良其 系統之球面像差（角膜+鏡片）現在將近等於〇。關於Cee〇n Edge 911 22D鏡片眼睛模型及22D Z11鏡片眼睛模型以 OSLO計算之波前像差係數係列於表16以下。注意代表起點 眼睛模型之球面像差之係數對於6毫米開度置於角膜處係 0.001005毫米，然而含經設計Z11鏡片眼睛模型之同一個係 數係- 1.3399e-06毫米。如以上說明用於22D鏡片之相同方法 將可同樣地進行於任何其他的鏡片倍率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝屬

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -厂…K +ad〆 +aer6 (4)1+Jh4)2(cc+1>2 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) M規格⑺OX歷幻專 497970 五、發明説明（^ 表面# 半徑 厚度 開度半徑 圓錐常數 折射率 (毫米） (毫米） (毫米） (CC) 患者 -- 1.0000e+20 I.0000e+14 -- 1.0 1 (角膜） 7.575 3.600000 3.000003 -0.14135 1.3375 2 (瞳孔） •- 2.640233 __ 1.336 3 -- 0.900000 2.64023 __ 1.336 4 (鏡片） 11.043 1.164 2.550191 __ 1.458 5 (鏡片） -11.043 17.1512 2.420989 1.336 6 (影像） 0.0 -0.417847 0.058997 - — 表14 :關於起點平均眼睛模型及22D鏡片之表面資料 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表面# 半徑 (毫米） 厚度 (毫米） 開度半徑 (毫米） 圓錐常數 (cc) 第4級非 球面常數 患者 -- 1.0e+20 1.00e+14 1 (角膜） 7.575 3.60 3.00 -0.14135 2 (瞳孔） __ 2.64 _ _ 3 __ 0.90 2.64 __ 4 (鏡片） 11.043 1.164 2.55 -1.03613 -0.000944 5 (鏡片） 11.043 17.1512 2.42 __ 6 (影像） -- -- 1.59e-05 —- Γ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 XN7公釐） 497970 A7 B7 五、發明説明（39) 表面# 第6級非球面常數 折射率 患者 1.0 1 (角膜） 1.3375 2 (瞳孔） 1.336 3 1.336 4 (鏡片） -1.37e-05 1.458 5 (鏡片）. 1.336 6 (影像） __ • _ 表15 :關於平均眼睛模型及最後22D Z11鏡片之表面資料. —-----r---裝_| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產^s工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -42- 497970 A7 B7 發明説明（以 ------ 平均角膜+22D 911 平均角膜+22D Zll al -0.000962 -1.896c-06 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 a 8 0.0 0.0 a9 0.00105 -1.3399e-06 al〇 0.0 0.0 all 0.0 0.0 ' al2 0.0 0.0 al3 0.0 0.0 al4 0.0 0.0 al5 0.0 0.0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 線 表16 :關於平均角膜與22D 911鏡片及平均角膜及22D Z11鏡 片之澤爾尼克係數（OSLO格式） 選用於新Z11設計之光學形式係由折射率1.458之矽氧 樹脂製成之等凸鏡片。平均角膜之球面像差由產生無球面 像差系統之Z 11鏡片平衡。鏡片之前方表面係經改質以致所 有介於設計開度範圍內之軸上射線之光徑長度都同樣產生 :尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） -43 497970 A7 B7 五、發明説明（41) 一個焦點。這個特徵可以用許多鏡片形狀而達成。因此Z 1 1 鏡片係設計成凸-平、平-凸、非等凸鏡片或任何其他產生凸 透鏡設計。Z11的槪念也可以延伸以包含用於矯正眼睛折射 誤差之負透鏡。前方表面或後方表面也可以改質以產生中 和球面像差之光徑差異之必要改變。因此有許多可能的設 計將能達到Z 11鏡片設計之目標。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·-

、1T 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 -尺 I張 -紙 本 準 標 家 國 國 中 用 適 一釐 公 7 9 2 -44-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局Μ工消費合作钍印製 η :':'Λ 阶 7 . .λ α 件A :第 901 12937 號專利申 中文申請專利範圍修正本 請案 民國91 年6月修正 六、 申請專利範圍 1. 一種移植 以後可 以 降低 眼 睛 像差之 眼 內 鏡 片 之 設 計 方 法 其包含的步 驟爲· ⑴將至少一 個角膜 表 面之特 :表; 书成 數 學 模 型 • T (ii)藉著使用該數學模型 計 算 該角膜 表 面 最 後 得 到 的 像 差 S · > (iii)選擇眼 内鏡片; 之光學 倍 率 f (iv)使眼內 镜片成. 型J 以致 波 -、二 刖 由包含 該 鏡 片 及 角 膜 模 型 之 光 學 系統到達 時獲得 降 低的 丨像 :差 〇 2. 如申請專 利範圔 第 .1項 之 方 法， 其包含 以 通 過 該 角 膜 之 波 二 r· 刖 測定該角 膜表面 最 後得 :到 丨的 像差。 3. 如申請專 利範圍 第 1項 之 方 法， 其 中 該 角 膜 表 面 之 特 徵 與 旋 轉之圓錐 體有關 聯 〇 4. 如申請專 利範圍 第 1項 之 方 法， 其 中 該 角 膜 表 面 之 特 徵 與 多 項式有關 聯。‘ 5.如申請專 利範圍 第 4項 之 方 法， 其 中 該 角 膜 表 面 之 特 徵 與 多 項式之線 性組合有 關聯 ί ° 6. 如申請專 利範圍 第 1項 之 方 法， 其 中 該 光 學 系 統 還 包 含 光 學 橋正用之 補償方 法 ，例 丨如 眼 鏡或眼 睛 橋 正 鏡 片 0 7. 如申請專 利範圍 第 1項 之 方 法， 其 中 角 膜 折射倍 率 及 軸 向 眼 睛長度之判斷指定 了鏡 :片光 學倍率 之 選 擇 0 8.如申請專 利範圍 第 4項 之 方 法， 其 中 含 該 角· 膜 模 型 及 經 成 型 .眼內鏡片 •之光學系統丨 待: 提y 供大 :抵 上 降 低 至 少 一 個 以 上 該 多 項式所表 示之像 差 之波 .刖 0 9.如申請專 利範圍 第 1項 之 方 法， 其 中 使 眼 內 鏡 片 成 型 【裝. 、1Τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 497970 If 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 包括選擇鏡片前面的半徑及表面、鏡片後面的半徑及表面 、鏡片厚度及鏡片之折射率。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中前方表面之非球 面成分係選定而模型鏡片則具有預定的中心半徑、鏡片厚 度及折射率。 11 ·如申請專利範圍第1項之方法，其包括以地形測量表 示個體前面角膜表面之特徵而且將角膜像差表示成多項式 之線性組合。 1 2.如申請專利範圍第11項之方法，其包括以地形測量 表示個體前面及背面角膜表面之特徵而且將角膜像差表示 成多項式之組合。 ：[3.如申請專利範圍第1項之方法，其包括表示經選定族 群角膜表面之特徵並且將該族群之平均角膜像差表示成多 項式之組合。 14. 如申請專利範圍第1項之方法，其還包含的步驟爲： (v) 由包含該成型眼內鏡片及角膜之光學系統計算得到 像差； (vi) 測定經成型的眼內鏡片是否提供充分降低的像差； 而且任意地再成型眼內鏡片直到獲得充分的降低爲止。 15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該像差係表示 成多項式之線性組合。 ’ 16.如申請專利範圍第15項之方法，其中再成型包括改 良鏡片之前面表面及曲率、後面半徑及表面、鏡片厚度及 折射率其中一個或數個。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 二一5· 經濟部和曰慧时Ι^ΛΧ.消费合咋注卬災 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 17. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中該多項式係 賽特列或澤爾尼克多項式。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其包含的步.驟爲： (i) 將波前像差表示成澤爾尼克多項式之線性組合； (ii) 決定該角膜之波前澤爾尼克係數； (iii) 使眼內鏡片成型以致包含該模型鏡片及角膜之光學 系統提供具有充分降低之澤爾尼克係數之波前。 1 9·如申請專利範圍第1 8項之方法，其還包含的步驟爲 (iv) 計算得自包含成型眼內鏡片及角膜之光學系統波前 .之澤爾尼克多係數； (v) 測定該眼內鏡片是否具有充分降低之澤爾尼克係數 ;而且任意地再成型該鏡片直到該係數充分降低爲止： 20.如申請專利範圍第19項之方法，其包含充分降低代· 表球面像差之澤爾尼克係數。 21·如申請專利範圍第19項之方法，其包含充分降低代 表第4級以上球面像差之澤爾尼克係數。 22.如申請專利範圍第20項之方法，其包含由包含角膜 及該成型眼內鏡片之光學系統充分降低波前之第丨1個澤爾 尼克係數，以便獲得充分免除球面像差之眼睛。 23·如申請專利範圍第19項之方法，其中再成.型包括改 良鏡片之前面表面及曲率、後面半徑及表面、鏡片厚度及 折射率其中一個或數個。 2 4.如申請專利範圍第2 3項之方法，其包含改質鏡片之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝· -Φ 經濟部智慧財產局3(工消骨合作fi印製 -3- 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 前方表面直到獲得充分降低之像差爲止。 25. 如申請專利範圍第17項之方法，其包含使鏡片成型 以致包含該眼內鏡片模型及角膜之光學系統在通過系統之 波前中提供降低的由賽特列或澤爾尼克多項式所表示的球 面及圓柱像差項。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其獲得更高像差項 之降低。 27. 如申請專利範圍第8項之方法，其包含： _ (i) 表示經選定族群角膜表面之特徵並且將每個角膜表 示成多項式之線性組合； (ii) 比較個別角膜之間的多項式係數； (iU)由個別角膜中選擇一個標稱的係數値； (iv)使鏡片成型以致來自含該鏡片及個別角膜之;學系 統之波前獲得該標稱係數値之降低。 28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該多項式係數 意指表示球面像差之澤爾尼克像差項。 29. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該標稱係數値 係經選定的族群當中的最低値。 3 0.—種移植以後可以降低眼睛像差之眼內鏡片之選擇 方法，其包含的步驟爲： (i) 將至少一個角膜表面之特徵表示成數學模型.； (ii) 藉著使用該數學模型計算該角膜表面最後得到的像 差； (iii) 由許多含相同倍率但不同像差之鏡片中，選擇含適 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） " (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 經濟部智慧財產局S工消費合泎Ti印製 497970 ABICD 六、申請專利範圍 當光學倍率之眼內鏡片； (iv) 測量含該選定鏡片及角膜模型之光學系統是否充分 地降低像差。 3 1.如申請專利範圍第30項之方法，其包含以通過該角 膜之波前測定該角膜表面最後得到的像差。 32.如申請專利範圍第30項之方法，其還包含的步驟爲 (v) 計算來自該選定鏡片及角膜模型之光學系統之波的 像差； (vi) 測定該選定的眼內鏡片在來自該光學系統之波前中 .是否提供充分降低的像差；而且任意藉由選擇至少一種具 有相同光學倍率之新鏡片重覆步驟（iii)及（iv)直到找到可以 充分降低像差爲止。 ^ 3 3.如申請專利範圍第3 0項之方法’其中該角.膜表面之 特徵與旋轉之圓錐體有關聯。 34·如申請專利範圍第30項之方法，其中該角膜表面之 特徵與多項式有關聯。 3 5·如申請專利範圍第34項之方法，其中該角膜表面之 特徵與多項式之線性組合有關聯。 36.如申請專利範圍第30或32項之方法，其中該光學系 統還包含光學矯正用之補償方法，例如眼鏡或眼.睛矯正鏡 片。 3 7.如申請專利範圍第30項之方法，其中角膜折射倍率 及軸向眼睛長度之判斷指定了鏡片光學倍率之選擇。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 『裝- 訂 -5- 497970 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 3 8.如申請專利範圍第34項之方法，其中含該角膜模型 及經成型眼內鏡片之光學系統將提供大抵上降低至少一個 以上該多項式所表示之像差之波前。 39·如申請專利範圍第30項之方法，其包括以地形測量 表示個體前面角膜表面之特徵而且將角膜像差表示成多項 式之線性組合。 40.如申請專利範圍第39項之方法，其包括以地形測量 表示個體前面及背面角膜表面之特徵而且將角膜像差表示 成多項式之組合。 ’ 4 1.如申請專利範圍第30項之方法，其包括表示經選定 .族群角膜表面之特徵並且將該族群之平均角膜像差表示成 多項式之組合。 42. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該多項式係賽 特列或澤爾尼克多項式。 43. 如申請專利範圍第42項之方法，其包含的步驟爲： (i) 將波前像差表示成澤爾尼克多項式之線性組合； (ii) 決定該角膜之波前澤爾尼克係數； (iii) 選擇眼內鏡片以致含該鏡片及角膜之光學系統提供 具有充分降低澤爾尼克係數之波前。 44. 如申請專利範圍第43項之方法，其還包含的步驟爲 ^ (iv)計算得自包含成型眼內鏡片及角膜之光學系統之澤 爾尼克多係數； (V)測定該眼內鏡片是否提供降低之澤爾尼克係數；而 本紙張尺渡適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐) ~ " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -5. 497970 A8 B8 C8 D8 £ =ι Λ» 、申請專利範圍 且任意地再成型該鏡片直到該係數充分降低爲止。 4 5.如申請專利範圍第43或44項之方法，其包 達第4級之澤爾尼克多項式。 46.如申請專利範圍第45項之方法，其包含充 表球面像差之澤爾尼克係數。 4 7.如申請專利範圍第46項之方法，其包含充 表第4級以上球面像差之澤爾尼克係數。 4 8.如申請專利範圍第46項之方法，其包含由 及該成型眼內鏡片之光學系統充分降低波前之第 尼克係數，以便獲得充分免除球面像差之眼睛。 4 9.如申請專利範圍第39項之方法，其包含選 片以致含該眼內鏡片及角膜之光學系統以提供通 波前中提供降低的由賽特列或澤爾尼克多項式所 面像差。 5 0.如申請專利範圍第39項之方法 之降低。 51. 如申請專利範圍第30項之方法 倍率範圍之鏡片裝備中選擇眼內鏡片 許多鏡片具有不同的像差◊ 52. 如申請專利範圍第51項之方法 像差。 5 3.如申請專利範圍第5 1項之方法 圍內之該鏡片具有不同非球面組成成分之表面。 54.如申請專利範圍第53項之方法，其中該表 含測定高 分降低代 分降低代 包含角膜 11痼澤爾 擇眼內鏡 過系統之 表示的球 其獲得更高像差項 其特徵係 在每個倍 自含適當 率範圍內 其中該像差係球面 其中在每個倍率範 面係前方 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家搖準（CNS ) A4現格（210X297公釐） I 497970 ABCD 六、申請專利範圍 表面。 55.—種適合植入眼睛之眼睛鏡片之設計方法，該步，驟 之特徵爲： -選擇具代表性的病患族群； -蒐集用於族群中的每個患者之角膜地形資料； -對於預定的開度大小，將該資料轉至代表每個患者角 膜表面形狀所代表的項； -計算該族群至少一個角膜表面形狀項之平均値，以便 獲得至少一個平均角膜表面形狀項及/或計算至少一個對應 至角膜波前像差項之角膜平均値，每個角膜波前像差項係 .透過角膜表面形狀項之轉換而獲得； -由該至少一個以上之平均角膜表面形狀項或由該至少 一個以上平均角膜波前像差項設計出可以降低該至少一個 含角膜及鏡片之光學系統之平均角膜波前像差項之眼睛鏡· 片。 5 6·如申請專利範圍第55項之方法，其特徵爲其還包含 的步驟爲：. -由經計算至少一個以上平均角膜表面形狀項或由至少 一個以上平均角膜波前像差項設計出用於該族群之平均角 膜模型； -檢查經設計之眼睛鏡片，藉由測量這些含行.經模型平 均角膜及鏡片之波前之特定像差項，如果經測量波前中言亥 至少一個以上的像差項並未充分降低的話則重新設計鏡片 ，正確地補償至少一個平均像差項。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、言. 經濟部智慧財產工消費合阼注卬踅 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 57. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲計算 由平均角膜表面形狀項或由平均角膜波前像差項，爲獲得 預定半徑，設計之鏡片用的表面描述常數。 58. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲選擇 特定年齡層的人構成該族群。 59. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲選擇 將進行白內障手術的人構成該族群。 60. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲設計 特別用於已經進行過角膜手術病患之鏡片，因此選蘀已經 進行過角膜手術的人構成該族群。 61. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲選擇 具有特定眼疾的人構成該族群。 62. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲選擇 具有特定眼睛光學缺陷的人構成該族群。 63. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲其還 包含的步驟爲： -測量一個特定病患角膜之至少一個波前像差項； 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 -測定對應至此病患之經選定族群對於此特定病患是否 具有代表性，而且是否這是移植由這些平均値設計之鏡片 的例子，而且是否這不是移植由另一個族群之平均値設計 之鏡片或設計此病患'用之個別鏡片的例子。 64. 如申請專利範圍第55或56項之方法’其特徵爲提供 該鏡片至少一個非球面表面其降低了至少一個進來之非球 面波前像差項。 本紙張尺度適用中國國家樵準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） 〇 497970 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 65·如申請專利範圍第64項之方法，其特徵爲該像差項 係正的球面像差項。 66·如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲提供 該鏡片至少一個非球面表面其降低了至少一個代表進來之 非球面波前像差之澤爾尼克多項式項。 67. 如申請專利範圍第66項之方法，其特徵爲提供該鏡 片至少一個非球面表面其降低了代表進來之非球面波前像 差之第11個標準化的澤爾尼克項。 68. 如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲設計 一種鏡片以降低來自遵循此方程式之平均角膜表面波前中 的球面像差： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 、1T 1 + J1- (去)2(cc + l)r2 r+adr4 +aer6 其中角膜常數cc的値介於-1及0之間，R係角膜鏡片半 徑，而ad及ae係非球面常數。 69.如申請專利範圍第68項之方法，其中該角膜常數 (cc)介於對應至4毫米開度大小（瞳孔直徑）之大約-〇.〇5至對 應至開度大小7毫米之大約-0.1 8之間。 7 0.如申請專利範圍第68項之方法，其特徵爲提供含有 藉由角膜常數（cc)小於〇之改良角膜來說明表面之鏡片。 71.如申請專利範圍第55或56項之方法，其特徵爲提供 具有適當病患之折射倍率之鏡片，這將決定鏡片之半徑。 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 2 ·如申請專利範圍第5 5或5 6項之方法，其特徵爲藉著 設計鏡片平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前像差 之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中所表 示之多項式，對於3毫米開度半徑數値介於〇.〇〇〇 156毫米至 0.001948毫米區間內。 7 3 ·如申請專利範圍第5 5或5 6項之方法，其特徵爲藉著 設計鏡片平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前像差 之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中所表 示之多項式，對於2毫米開度半徑數値介於0.000036毫米至 0.000448毫米區間內。 74·如申請專利範圍第55或5 6項之方法，其特徵爲藉著 設計鏡片平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前像差 之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中所表 示之多項式，對於2.5毫米開度半徑數修介於0.0001 039毫米 至0.0009359毫米區間內。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 5 ·如申請專利範圍第5 5或5 6項之方法，其特徵爲藉著 設計鏡片平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前像差 之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中所表 示之多項式，對於3.5毫米開度半徑數値介於o.oooi 94毫米 至0.00365毫米區間內。 76·—種眼睛鏡片，其係根據申請專利範圍第1，30至55項 中任一項之方法所得，其可以將通過眼睛角膜之波前轉成 中心在眼睛視網膜中大抵上球面之波前。 77· —種眼睛鏡片’其可以補償由適當族群設計之角膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~ ' 497970 A8 B8 C8 D8 A、申請專利乾圍 模型之像差，以致來自含該模型角膜及該鏡片之光學系統 獲得大抵上降低之像差。 78. 如申請專利範圍第77項之眼睛鏡片，其中該角膜模 型包括定義個別角膜之特徵並且以數學項式表示彼以便獲 得個別像差項而計算得到之平均像差項。 79. 如申請專利範圍第77項之眼睛鏡片，其中該像差項 係澤爾尼克多項式之線性組合。 80. 如申請專利範圍第79項之眼睛鏡片，其可以降低以 該角膜模型之澤爾尼克多項式表示之像差項，以致來自含 該模型角膜及該鏡片之波前獲得大抵上降低之球面像差。 81. 如申請專利範圍第80項之眼睛鏡片，其可以降低第4 級之第1 1個澤爾尼克項。 82. 如申請專利範圍第77項之眼睛鏡片，其係一種眼內 鏡片。 83. 如申請專利範圍第77項之眼睛鏡片，其係用於取代 病患眼睛內之天然水晶體’該眼睛鏡片含有至少一個非球 面表面，此至少一個非球面表面係經設計以致該鏡片’在 眼睛的前後關聯中，提供一個行經的波前，其至少一個以 上的波前像差項大抵上具有相同値’但是得自選定族群角 膜測量之同一個像差項之平均値符號相反’對彼該病患係 分門別類，以致來自病患眼睛角膜之波前獲得通過該鏡片 之後該角膜之該一個以上像差項之降低。 84. 如申請專利範圍第83項之眼睛鏡片，其特徵爲鏡片 表面係經設計以降低至少一個通過波前之正像差項。· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公嫠） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 層丨裝· 訂 497970 Α8 Β8 C8 D8 々、申請專利範圍 85. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 由鏡片提供給通過波前之至少一個波前像差項係球面像差 項’以致來自病患眼睛角膜之波前在通過該鏡片之後獲得 由角膜提供之該球面像差項之降低。 86. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 由鏡片提供給通過波前之至少一個波前像差項係表示該角 膜波前像差之至少一個澤爾尼克多項式。 87·如申請專利範圍第86項之眼睛鏡片，其特徵爲由鏡 片提供給通過波前之至少一個波前像差項係該角膜波前像 差之第11個經標準化的澤爾尼克項。 8 8.如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該選定的族群係屬於特定年齡層之族群。 89·如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片係由進行過角膜手術之病患使用，其中該選定的族· 群係進行過角膜手術的族群。 90·如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該選定的族群係將進行白內障手術的族群。 9 1.如申請專利範圍第90項之眼睛鏡片，其特徵爲該非 ί求面表面係含角膜常數小於〇之經改良圓錐物表面^ 9 2.如申請專利範圍第91項之眼睛鏡片，其特徵爲其可 以除去或大抵上降低來自符合此方程式之扁長表.面之眼睛 或眼睛模型內波前之球面像差： 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Ad規格（210X別公釐） ---------9 裝--1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π 497970 ABICD 六、申請專利範圍 2 =-j—.(Z) -------r，r_ + ad〆 + aer6 1+ν Φ2(〇〇 + 1)γ2 圓錐常數cc的値介於-1及〇之間，R係中心鏡片半徑而 ad及ae係非球面常數。 9 3.如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 對於病患’該鏡片提供小於或等於30折光度之適當折射倍 率。 94. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片至少一個非球面表面其中之一係前方表面。 95. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片至少一個非球面表面其中之一係後方表面。 96. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片係由軟質的生物相容性材料製成。 ' 97. 如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲· 該鏡片係由矽氧樹脂材料製成。 9 8.如申請專利範圍第97項之眼睛鏡片，其特徵爲該矽 氧樹脂之特徵爲波長在546奈米時折射率大於或等於1.43， 伸長率至少350 %’抗張強度至少300 psi而且以Shore A型 硬度測定器測量時支撐硬度大約30。 9 9 ·如申請專利範圍第8 3或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片係由水凝膠製成。 1 00.如申請專利範圍第8 3或8 4項之眼睛鏡片，其特徵爲 該鏡片係由硬質的生物相容性材料製成。 1 0 1.如申請專利範圍第8 3或8 4項之眼睛鏡片，其特徵爲 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 裝--1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T ;# -14- 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其係經設計以平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前 像差之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中 所表示之多項式，對於3毫米開度半徑數値介於0.000 1 56毫 米至0.001948毫米區間內。 102.如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 其係經設計以平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前 像差之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中 所表示之多項式，對於2毫米開度半徑數値介於0.000036毫 米至0.000448毫米區間內。 103·如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 .其係經設計以平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前 像差之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中 所表示之多項式，對於2.5毫米開度半徑數値介於0.0001039 毫米至0.0009359毫米區間內。 經濟郎智慧財產笱3:工消斧合乍涑卬災 104·如申請專利範圍第83或84項之眼睛鏡片，其特徵爲 其係經設計以平衡角膜之球面像差，其含有一個表示波前 像差之球面像差之澤爾尼克多項式係數，使用OSLO格式中 所表示之多項式，對於3.5毫米開度半徑數値介於0.000194 毫米至0.00365毫米區間內。 105.—種眼睛鏡片，其含有至少一個非球面表面，當其 以表示其像差多項式之線性組合表示時，可以降.低由通過 角膜之波前中獲得之同樣的這個像差項，藉以獲得充分免 除像差之眼睛。 106·如申請專利範圍第1〇5項之鏡片，其中該非球面表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐） ~一 ' 497970 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 面係鏡片前方的表面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 7 ·如申請專利範圍第1 0 6項之鏡片，其中該非球面表 面係鏡片後方的表面。 108.如申請專利範圍第1〇5項之鏡片，其係眼內鏡片。 I 09 ·如申請專利範圍第1 〇 5項之鏡片，其中該多項式係 澤爾尼克多項式。 110·如申請專利範圍第1〇9項之鏡片，其可以降低表示 球面像差及散光之多項式。 111 ·如申請專利範圍第11 0項之鏡片，其中第4級之第1 1 個澤爾尼克項。 II 2.如申請專利範圍第105項之鏡片，其係由軟質生物 相容性材料製成。 113. 如申請專利範圍第105項之鏡片，其係由矽氧樹脂 製成。 114. 如申請專利範圍第105項之鏡片，其係由水凝膠製 成。 經濟部智慧时產苟3(工消費合阼杜印說 115. 如申請專利範圍第105項之鏡片，其係由硬質的生 物相容性材料製成。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）