眼內透鏡設計方法以及眼內透鏡的製作方法

2023-07-10 16:35:06

眼內透鏡設計方法以及眼內透鏡的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種技術，其在眼內透鏡的設計中簡化了設計工作並且在所設計的眼內透鏡被插入到患者的眼睛中時對於整個眼球的像差而言使其能夠更精確地匹配目標值。該眼內透鏡設計方法涉及從角膜及前房的像差和整個眼球像差的設定值導出眼內透鏡像差的目標值(S102)，以及確定眼內透鏡的形狀以使得至少眼內透鏡的像差與目標值一致(S103-S107)。眼內透鏡像差被設定為對於其而言所規定的會聚光入射至眼內透鏡的眼內透鏡像差(S104)。
【專利說明】眼內透鏡設計方法以及眼內透鏡
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於將眼內透鏡插入到患者的眼球中的眼內透鏡設計方法以及使用該設計方法設計的眼內透鏡。
【背景技術】
[0002]按照慣例，已經執行了一種治療，在該治療中將切口形成在諸如眼球的角膜(鞏膜)和前囊部分之類的眼組織中，通過該切口來提取和移除囊內晶狀體，並且然後將取代晶狀體的眼內透鏡通過該切口插入到眼睛中以使其被布置在前囊中。
[0003]通過外科手術將具有與患者的屈光度標度(diopter scale) 一致的放大率(power)的眼內透鏡插入到患者的眼球中。在患者的屈光度標度與所插入的眼內透鏡的放大率不一致的情況下，即使在外科手術後，患者的視力也可能不會充分地被恢復，因此，需要布置具有有著例如在+30D和+6D之間的不同放大率(焦距)的規格的眼內透鏡，並且選擇最合適的眼內透鏡。另外，關於所布置的所有規格的眼內透鏡，需要將插入眼內透鏡後的整個眼球的像差設定為期望值。
[0004]這裡，在整個眼球的像差、角膜及前房部分的像差和晶狀體及後房部分的像差之間滿足下述關係:
[0005]晶狀體及後房部分的像差=整個眼球的像差-角膜及前房部分的像差…(I)
[0006]此外，在眼球中，在移除晶狀體並且然後將代替晶狀體的眼內透鏡插入到眼球中時，類似地，在整個眼球的像差、角膜及前房部分的像差和眼內透鏡的像差之間滿足下述關係:
[0007]眼內透鏡的像差=整個眼球的像差-角膜及前房部分的像差…(2)
[0008]在設計眼內透鏡時，基於公式(2)來確定眼內透鏡的像差的目標值，以及確定眼內透鏡的形狀以便成為所確定的像差，(此外，上述公式中的像差表示由澤尼克(Zemike)多項式表達的波前像差(wavefront aberration))。然而,在現有技術中，關於公式(2)的每一項中的像差，已經使用了在平行光進入每個元件的情形下的數值。同時，在實際使用環境中，由於角膜和前房部分所造成的會聚光進入眼內透鏡。因此，在通過現有技術的方法設計的眼內透鏡被插入到眼球中之後測量患者的整個眼球中的像差時，存在像差值偏離設定值的情形。
[0009]引文列表
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:JP4536907B1
[0012]專利文獻2:JP2004-524072W
[0013]專利文獻3:JP2004-528897W

【發明內容】

[0014]技術問題[0015]已經鑑於現有技術中的上述問題做出了本發明。本發明的目的是提供一種能夠簡化眼內透鏡的設計中的設計工作並且能夠在將所設計的眼內透鏡插入到患者的眼球中時更準確地使整個眼球中的像差與目標值一致的技術。
[0016]問題的解決方案
[0017]本發明的優選優點在於，在從角膜及前房部分中的像差和整個眼球的像差的設定值導出眼內透鏡的像差的目標值並且確定眼內透鏡的形狀以使得眼內透鏡的像差與目標值一致時將在預定會聚光進入的情形下的值用作眼內透鏡的像差。
[0018]也就是說，本發明涉及一種眼內透鏡設計方法，其包括從角膜及前房部分的像差和整個眼球的像差的設定值導出眼內透鏡的像差的目標值以及確定眼內透鏡的形狀以使得至少眼內透鏡的像差與目標值一致。這裡，眼內透鏡的像差是在預定會聚光進入該眼內透鏡的情形中的該眼內透鏡的像差。
[0019]根據此方法，由於可以基於在實際使用狀態下的眼內透鏡的像差值來確定眼內透鏡的形狀，所以能夠在眼內透鏡實際被插入到眼球中時更準確地使整個眼球的像差與設定值一致。因此，能夠通過將眼內透鏡插入到眼球中的外科手術來更加可靠地並且如預定的那樣恢復患者的視力質量。
[0020]此外，在本發明中，預定會聚光可以是通過穿過角膜及前房部分的平行光的會聚而獲得的會聚光。根據此方法，能夠基於在實際使用狀態下的像差值來更準確地確定眼內透鏡的形狀。
[0021]此外，在本發明中，眼內透鏡可以形成眼內透鏡組，其由具有不同放大率的多個眼內透鏡組成，以及關於眼內透鏡組的每一個眼內透鏡，可以確定每一個眼內透鏡的形狀以使得眼內透鏡的像差與目標值一致。
[0022]這裡，如上所述， 可 能需要將眼內透鏡設計並製造為透鏡組(其中布置了具有在+30D和+6D之間的不同放大率(焦點距離)的多個眼內透鏡)以便根據患者的屈光度標度來選擇放大率。因此，根據本發明，通過關於眼內透鏡組的每一個眼內透鏡，確定眼內透鏡的形狀以使得眼內透鏡的像差與目標值一致，從而即使在患者的屈光度標度具有任意值時，也能夠插入具有恆定像差的眼內透鏡。因此，能夠在外科手術後減少患者的視力質量的變化並且使外科手術質量一致。
[0023]此外，在本發明中，穿過角膜和前房部分會聚的會聚光可以聚焦在從角膜的背面離開30.2mm的點上。這裡，在通常的眼科檢查設備中，允許進入角膜的光通量的直徑(Φ)通常是6mm，普通人的眼睛中的角膜放大率為43D，以及角膜的球面像差為約+0.28 μ m。在此條件下，要理解的是，穿過角膜和前房部分會聚的會聚光聚焦在從角膜的後端離開30.2mm的點上。因此，根據本發明，能夠有效地設計對普通人的眼睛採用的眼內透鏡。
[0024]另外，本發明可以是使用上述的眼內透鏡的設計方法來設計的眼內透鏡。另外，本發明可以是使用上述的眼內透鏡的設計方法來設計的眼內透鏡組。
[0025]此外，本發明的問題的上述解決方案可以儘可能彼此相組合地被使用。
[0026]發明的有利效果
[0027]根據本發明，能夠簡化眼內透鏡的設計中的設計工作，並且也能夠在將所設計的眼內透鏡插入到患者的眼球中時更準確地使整個眼球中的像差與目標值一致。【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是圖示根據本發明的實施例的眼內透鏡的示意配置的圖。
[0029]圖2是圖示人的眼球內的示意配置的圖。
[0030]圖3是圖示根據本發明的實施例的眼內透鏡的設計例程(routine)的流程圖。
[0031]圖4是說明根據本發明的實施例的眼內透鏡的檢查方法的圖。
[0032]圖5是說明根據本發明的實施例的偽眼球(pseudo-eyeball)的詳細尺寸關係的圖。
[0033]圖6是圖示根據本發明的實施例的偽眼球的另一示例的圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將參照附圖來描述本發明的實施例。
[0035]
[0036]圖1是圖示作為應用本發明的示例的眼內透鏡I的示意配置的圖，所述眼內透鏡I是三片類型(three-piece type)的眼內透鏡。圖1 (a)是平面圖，並且更具體而言，是從光軸的前側觀察的圖。圖1(b)是側面圖，並且更具體而言，是從垂直於光軸的方向觀察的圖。眼內透鏡I由具有預定屈光力的透鏡主體Ia和兩個鬍鬚形狀的支承單元Ib和Ib形成，所述支承單元Ib和Ib被提供在透鏡主體Ia中以將透鏡主體Ia保持在眼球內。透鏡主體Ia由柔性樹脂材料形成。此外，本實施例中的透鏡主體Ia是具有非球面形狀的非球面透鏡以致用單個透鏡將像差保持得較低。顯然，本發明可適用於包括其中支承單元和透鏡單元以相同材料被整體地配置的單片(one-piece)眼內透鏡在內的各種眼科透鏡，與球面透鏡和非球面透鏡無關。
[0037]在執行此眼內透鏡I的設計的情形中，存在通過輸入包括角膜、前房部分、以及眼內透鏡I的眼球組織的所有光學參數來執行光學模擬的方法，但是近年來，使用放大率值、角膜及前房部分的像差和眼內透鏡I的像差的目標值來有效地進行設計的方法被執行。
[0038]圖2圖示包括眼內透鏡I的眼球8的配置的示意圖。在圖2中，眼內透鏡I被插入到眼球8中以代替原始晶狀體7。作為眼內透鏡I的使用環境，其可能近似為透鏡被放置在水中。然後，穿過角膜2、前房部分3以及眼內透鏡I會聚的光會聚在視網膜4上。另外，像差在光經過眼球8的每個組織時發生，但是在水中的眼內透鏡I的像差AbL、整個眼球8的像差AbE和角膜2及前房部分3的像差AbC之間，滿足下述關係:
[0039]AbL=AbE-AbC...(3)
[0040]這裡，AbE表示在插入眼內透鏡I之後的整個眼球8的像差值。眼內透鏡I的設計者最初依照患者設定整個眼球8的像差AbE，並基於公式(3)來確定眼內透鏡I的像差的目標值。
[0041]例如，在想要通過將眼內透鏡I插入到患者的眼球8中來消除其他部分的像差時，設計者設定眼內透鏡I的像差的目標值以使得整個眼球8的像差AbE變為零。此外，角膜的像差AbC是通過由於角膜2和前房部分3所造成的透鏡效應而生成的像差。該AbC值能夠通過實際地測量角膜2的形狀來獲得。例如，角膜2和前房部分3的像差AbC的代表性的值為+0.28 μ m。在該情形中，例如，眼內透鏡I的像差AbL的目標值達到-0.28 μ m以使得整個眼球8的像差AbE變為O μ m。另外，例如，眼內透鏡I的像差AbL的目標值達到-0.04 μ m以使得有意識地讓整個眼球8的像差AbE留下變為+0.24 μ m。
[0042]在實際眼內透鏡I的設計工作中，確定眼內透鏡I的形狀，其中通過反覆試驗，校正眼內透鏡I的虛擬形狀，直到獲得眼內透鏡I的上述確定的像差AbL。然後，在製造後檢查眼內透鏡I的像差時，設計者將具有通過上述方法確定的形狀的眼內透鏡I固定在水中，並且將對應於角膜2和前房部分3的光學系統放置在眼內透鏡I的前方，以通過允許來自無窮遠的平行光進入對應於角膜2和前房部分3的光學系統來測量會聚點處的像差。然後，設計者檢查所測量的像差和AbL的目標值之間的差是否在參考值內。
[0043]然而，在現有技術中，在通過反覆試驗確定眼內透鏡I的形狀時，以如下這樣的方式執行模擬:在假定平行光進入眼內透鏡I的情況下計算像差，並且使所計算的像差與AbL的目標值一致。與此對比，在實際眼球8內的組織中，進入眼內透鏡I的光不是平行光，而是由角膜2和前房部分3折射的會聚光。因此，在現有技術的方法中，在所設計的眼內透鏡I被插入到患者的眼球8中時，存在其中整個眼球8的像差AbE未達到設定值的不利情形。
[0044]另一方面，在本實施例中，通過反覆試驗來確定眼內透鏡I的形狀的過程是在假定由角膜2和前房部分3折射的會聚光進入眼內透鏡I的情況下進行模擬的。因此，能夠在更接近於實際眼球8的內部的條件下進行模擬，並且能夠更準確地確定眼內透鏡I的形狀以使得整個眼球8的像差AbE與設定值一致。
[0045]圖3圖示根據本實施例的眼內透鏡的設計例程的流程圖。在執行本例程時，首先，在SlOl中，依照患者設定眼內透鏡I被插入到其中的眼睛中的眼底的像差(整個眼球8的像差AbE)。具體而言，AbE的值根據患者的眼睛情況而不同，但是例如可以被設定為O μ m以使得像差被完全消除，並且存在有意識地讓像差留下的實例。在整個眼球8的像差AbE被設定為O μ m時，存在以下不利:聚焦深度淺，焦點容易偏離，以及在插入外科手術中的眼內透鏡I的離心影響有變大的趨勢。因此，可以優選將像差留到某種程度，例如約0.1至
0.3 μ m，以便加深聚焦深度並且`加強離心。在完成SlOl的過程時，該過程前進至S102。
[0046]在S102中，基於公式(3)從整個眼球8的像差的設定值AbE和角膜2及前房部分3的像差AbC之間的差導出眼內透鏡I的像差的目標值AbLO。這裡，通過實際測量角膜2的形狀來導出角膜2及前房部分3的像差AbC。在完成S102的過程時，該過程前進至S103及後續步驟的模擬。
[0047]在S103中，確定眼內透鏡I的暫時的形狀。也就是說，確定第一形狀以便通過反覆試驗來確定眼內透鏡I的形狀。在完成S103的過程時，該過程前進至S104。
[0048]在S104中，計算在通過穿過角膜2和前房部分3的平行光的折射而獲得的會聚光進入基於在當前時刻的形狀的眼內透鏡I的情形中的眼內透鏡I的像差AbLl。該計算是基於角膜2和前房部分3的放大率以及眼內透鏡I的形狀來執行的。此外，可以通過實際測量角膜2的形狀來導出角膜2和前房部分3的放大率。更具體而言，通過穿過角膜2和前房部分3的平行光的折射而獲得的會聚光可以被定義為光聚焦在從角膜2的後端離開例如30.2mm的點上的會聚光。這是基於達到經過普通的角膜2及前房部分3的會聚光的焦點的距離的值。在完成S104的過程時，該過程前進至S105。
[0049]在S105中，確定S104中計算的眼內透鏡I的像差AbLl與SlOl中設定的眼內透鏡I的像差的目標值AbLO是否一致。更具體而言，例如，在AbLl處於AbL0±0.021μπι的範圍內時，可以確定AbLl和AbLO彼此一致。自然地，AbLl和AbLO是否彼此一致的閾值並不限定於±0.02μπι。這裡，在確定AbLl和AbLO彼此不一致時，該過程前進至S106。另一方面，在S105中確定AbLl和AbLO彼此一致時，該過程前進至S107。
[0050]在S106中，再次確定眼內透鏡I的形狀，以便基於S105中的眼內透鏡I的像差AbLl和眼內透鏡I的像差的目標值AbLO之間的比較結果在使AbLl接近於AbLO的方向上校正。然後，該過程返回至S104的前方。因此，重複執行S104至S106的過程，直到在S105中確定AbLl和AbLO彼此一致。
[0051]在S107中，在當前時刻的眼內透鏡I的形狀被確定為最終值。在完成S107過程時，本例程結束一次。
[0052]根據上述的眼內透鏡的設計例程，基於角膜2及前房部分3的放大率和像差以及整個眼球8的像差的設定值，可以更容易地確定眼內透鏡I的形狀。此外，由於在假定穿過角膜2和前房部分3折射的會聚光進入而不是如現有技術中使用的平行光的情況下計算眼內透鏡I的像差，所以能夠依照現實來設計眼內透鏡I。
[0053]另外，在實際設計和製造眼內透鏡I時，需要設計和製造為透鏡組(其中布置了具有在+30D和+6D之間的不同放大率(焦點距離)的多個眼內透鏡I)以便根據患者的屈光度標度來選擇放大率。因此，關於眼內透鏡組的每一個眼內透鏡1，通過用眼內透鏡的設計例程來確定眼內透鏡I的形狀以使得像差與目標值一致，從而即使在患者的屈光度標度具有任意值時，也能夠提供具有恆定像差的眼內透鏡I。
[0054]接著，將描述使用上述的眼內透鏡的設計例程設計的眼內透鏡I的像差的檢查方法。如圖4中所圖示的那樣，以如下這樣的方式配置偽眼球10:把水填充於夾在依照角膜和前房部分的特性設計的角膜透鏡11與平板玻璃(flat glass) 12之間的空間中，並且然後將通過上述方法設計的眼內透鏡I固定在水中，並因此使用未被圖示在附圖中的波前像差測量設備來測量眼內透鏡I的像差。在圖4中，角膜透鏡11是彎月形非球面透鏡，其生成會聚光，該會聚光類似於由 於普通的角膜和前房部分所造成的會聚光。
[0055]這裡，在從偽眼球10中除去眼內透鏡I的狀態下，在具有6mm的直徑(Φ)以及546nm的波長(λ )的平行光進入時，角膜透鏡11的像差具有相對於待檢查的眼內透鏡I的像差的目標值的I / 20或更少。通過在緣於彎月形非球面透鏡的角膜透鏡11和眼內透鏡I的組合的狀態下測量像差，能夠測量在會聚光進入時的眼內透鏡I的像差。此外，可能不必需要角膜透鏡11的像差具有眼內透鏡I中的像差的目標值的I / 20或更少。然而，在角膜透鏡11的像差具有大於眼內透鏡I中的像差的目標值的I / 20的值時，在單獨測量單個角膜透鏡11的像差之後，需要從使用偽眼球10獲得的測量結果中減去單個角膜透鏡11的像差。
[0056]在圖5中，將詳細地描述偽眼球10的尺寸關係。通過再現普通的眼球8內部的光學系統來獲得偽眼球10。緣於彎月形非球面透鏡的角膜透鏡11的放大率是43D，以及球面像差是+0.28μπι。另外，用於檢查的光通量的直徑(Φ)是6mm。此外，在未附著眼內透鏡I時，角膜透鏡11的焦點位置位於從彎月形非球面透鏡的後端面離開30.2mm的位置處。這是基於實際的眼球8中從普通的角膜2的後端面到視網膜4的距離而確定的值。另外，由於本實施例是以眼內透鏡的設計例程的S104中假定的會聚光聚焦在從角膜2的後端離開30.2mm的點上為前提，所以能夠在相同的條件下檢查基於由於普通的角膜2和前房部分3所造成的會聚光設計的眼內透鏡I的像差。因此，能夠更準確地檢查並且可靠地將檢查結果反饋至根據眼內透鏡的設計例程的設計。
[0057]此外，在人的實際的眼球8中，角膜2和前房部分3中的放大率和球面像差能夠取各種值。例如，在角膜2和前房部分3中的放大率從30D至60D分布以及球面像差從+0.1至+0.5 μ m分布時，角膜2的後端面和焦點之間的距離在17mm和45mm之間變化。因此，角膜透鏡11的焦點位置可以被適當地確定在該範圍內。
[0058]另外，以上描述了使用彎月形非球面透鏡作為角膜透鏡11的示例，但是偽眼球11的配置不限於此。例如，如圖6(a)中所圖示的那樣，眼內透鏡I可以被固定在水中，所述水被填充於夾在兩個平板玻璃13與14之間的空間中，並且角膜透鏡15可以通過雙重球面透鏡被配置在空氣中。另外，如圖6(b)中所圖示的那樣，眼內透鏡I可以被固定在水中，所述水被填充於夾在兩個平板玻璃13與14之間的空間中，並且角膜透鏡16可以通過單個非球面透鏡被配置在空氣中。此外，在該情形中，需要在考慮由於平板玻璃13所造成的折射的情況下設計角膜透鏡15和16。
[0059]此外，在使用本實施例的檢查方法來檢查透鏡組(其中通過眼內透鏡的設計例程來設計每個眼內透鏡I)的每一個眼內透鏡I的像差時，每一個眼內透鏡I的像差必須準確地與S102中導出的AbLO—致。另一方面，關於如現有技術中那樣使用在平行光進入的情形中的眼內透鏡I的像差值來設計的眼內透鏡組的每一個眼內透鏡，在通過上述方法被測試時，檢查結果必定在S102中所導出的AbLO之外或者偏離必定較大地增加。
[0060]可替換地，在以平行光進入眼內透鏡I這樣的方式檢查透鏡組(其中通過上述的眼內透鏡的設計例程來設計每一個眼內透鏡I)的每一個眼內透鏡I的像差時，每一個眼內透鏡I的像差必定在S102中導出的AbLO之外或者偏離必定較大地增加。另一方面，關於如現有技術中那樣使用在平行光進入的情形中的眼內透鏡I的像差值來設計的眼內透鏡組的每一個眼內透鏡，在以平行光進入這樣的方式檢查每一個眼內透鏡的像差時，與通過上述的眼內透鏡的設計例程來 設計每一個眼內透鏡I的情形相比，檢查結果的偏離很可能會變得更低。
[0061]附圖標記列表
[0062]I眼內透鏡
[0063]Ia透鏡主體
[0064]Ib支承單元
[0065]2 角膜
[0066]3前房部分
[0067]4視網膜
[0068]8整個眼球
[0069]10偽眼球
[0070]11角膜透鏡
[0071]12、13、14 平板玻璃
【權利要求】
1.一種眼內透鏡設計方法，其包括: 從角膜及前房部分的像差和整個眼球的像差的設定值導出眼內透鏡的像差的目標值；以及 確定眼內透鏡的形狀以使得至少眼內透鏡的像差與目標值一致， 所述眼內透鏡設計方法的特徵在於， 眼內透鏡的像差是在預定會聚光進入該眼內透鏡的情形中的該眼內透鏡的像差。
2.根據權利要求1所述的眼內透鏡設計方法，其中所述預定會聚光是通過穿過角膜和前房部分的平行光的會聚而獲得的會聚光。
3.根據權利要求1或2所述的眼內透鏡設計方法，其中所述眼內透鏡形成眼內透鏡組，其由具有不同放大率的多個眼內透鏡組成，並且，關於眼內透鏡組的每一個眼內透鏡，確定每一個眼內透鏡的形狀以使得眼內透鏡的像差與目標值一致。
4.根據權利要求2或3所述的眼內透鏡設計方法，其中通過角膜和前房部分會聚的會聚光聚焦在從角膜的後端面離開約30mm的點上。
5.一種眼內透鏡，其是通過根據權利要求1至4中的任一項所述的眼內透鏡設計方法來設計的。
6.一種眼內透鏡組，其 中每一個眼內透鏡是通過根據權利要求3所述的眼內透鏡設計方法來設計的。
【文檔編號】A61F2/16GK103501729SQ201280017156
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月2日 優先權日:2011年4月5日
【發明者】鈴木孝佳, 石川治雄 申請人:興和株式會社