眼内透镜设计方法以及眼内透镜的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种技术，其在眼内透镜的设计中简化了设计工作并且在所设计的眼内透镜被插入到患者的眼睛中时对于整个眼球的像差而言使其能够更精确地匹配目标值。该眼内透镜设计方法涉及从角膜及前房的像差和整个眼球像差的设定值导出眼内透镜像差的目标值(S102)，以及确定眼内透镜的形状以使得至少眼内透镜的像差与目标值一致(S103-S107)。眼内透镜像差被设定为对于其而言所规定的会聚光入射至眼内透镜的眼内透镜像差(S104)。
【专利说明】眼内透镜设计方法以及眼内透镜
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将眼内透镜插入到患者的眼球中的眼内透镜设计方法以及使用该设计方法设计的眼内透镜。
【背景技术】
[0002]按照惯例，已经执行了一种治疗，在该治疗中将切口形成在诸如眼球的角膜(巩膜)和前囊部分之类的眼组织中，通过该切口来提取和移除囊内晶状体，并且然后将取代晶状体的眼内透镜通过该切口插入到眼睛中以使其被布置在前囊中。
[0003]通过外科手术将具有与患者的屈光度标度(diopter scale) 一致的放大率(power)的眼内透镜插入到患者的眼球中。在患者的屈光度标度与所插入的眼内透镜的放大率不一致的情况下，即使在外科手术后，患者的视力也可能不会充分地被恢复，因此，需要布置具有有着例如在+30D和+6D之间的不同放大率(焦距)的规格的眼内透镜，并且选择最合适的眼内透镜。另外，关于所布置的所有规格的眼内透镜，需要将插入眼内透镜后的整个眼球的像差设定为期望值。
[0004]这里，在整个眼球的像差、角膜及前房部分的像差和晶状体及后房部分的像差之间满足下述关系:
[0005]晶状体及后房部分的像差=整个眼球的像差-角膜及前房部分的像差…(I)
[0006]此外，在眼球中，在移除晶状体并且然后将代替晶状体的眼内透镜插入到眼球中时，类似地，在整个眼球的像差、角膜及前房部分的像差和眼内透镜的像差之间满足下述关系:
[0007]眼内透镜的像差=整个眼球的像差-角膜及前房部分的像差…(2)
[0008]在设计眼内透镜时，基于公式(2)来确定眼内透镜的像差的目标值，以及确定眼内透镜的形状以便成为所确定的像差，(此外，上述公式中的像差表示由泽尼克(Zemike)多项式表达的波前像差(wavefront aberration))。然而,在现有技术中，关于公式(2)的每一项中的像差，已经使用了在平行光进入每个元件的情形下的数值。同时，在实际使用环境中，由于角膜和前房部分所造成的会聚光进入眼内透镜。因此，在通过现有技术的方法设计的眼内透镜被插入到眼球中之后测量患者的整个眼球中的像差时，存在像差值偏离设定值的情形。
[0009]引文列表
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:JP4536907B1
[0012]专利文献2:JP2004-524072W
[0013]专利文献3:JP2004-528897W
【发明内容】
[0014]技术问题[0015]已经鉴于现有技术中的上述问题做出了本发明。本发明的目的是提供一种能够简化眼内透镜的设计中的设计工作并且能够在将所设计的眼内透镜插入到患者的眼球中时更准确地使整个眼球中的像差与目标值一致的技术。
[0016]问题的解决方案
[0017]本发明的优选优点在于，在从角膜及前房部分中的像差和整个眼球的像差的设定值导出眼内透镜的像差的目标值并且确定眼内透镜的形状以使得眼内透镜的像差与目标值一致时将在预定会聚光进入的情形下的值用作眼内透镜的像差。
[0018]也就是说，本发明涉及一种眼内透镜设计方法，其包括从角膜及前房部分的像差和整个眼球的像差的设定值导出眼内透镜的像差的目标值以及确定眼内透镜的形状以使得至少眼内透镜的像差与目标值一致。这里，眼内透镜的像差是在预定会聚光进入该眼内透镜的情形中的该眼内透镜的像差。
[0019]根据此方法，由于可以基于在实际使用状态下的眼内透镜的像差值来确定眼内透镜的形状，所以能够在眼内透镜实际被插入到眼球中时更准确地使整个眼球的像差与设定值一致。因此，能够通过将眼内透镜插入到眼球中的外科手术来更加可靠地并且如预定的那样恢复患者的视力质量。
[0020]此外，在本发明中，预定会聚光可以是通过穿过角膜及前房部分的平行光的会聚而获得的会聚光。根据此方法，能够基于在实际使用状态下的像差值来更准确地确定眼内透镜的形状。
[0021]此外，在本发明中，眼内透镜可以形成眼内透镜组，其由具有不同放大率的多个眼内透镜组成，以及关于眼内透镜组的每一个眼内透镜，可以确定每一个眼内透镜的形状以使得眼内透镜的像差与目标值一致。
[0022]这里，如上所述， 可 能需要将眼内透镜设计并制造为透镜组(其中布置了具有在+30D和+6D之间的不同放大率(焦点距离)的多个眼内透镜)以便根据患者的屈光度标度来选择放大率。因此，根据本发明，通过关于眼内透镜组的每一个眼内透镜，确定眼内透镜的形状以使得眼内透镜的像差与目标值一致，从而即使在患者的屈光度标度具有任意值时，也能够插入具有恒定像差的眼内透镜。因此，能够在外科手术后减少患者的视力质量的变化并且使外科手术质量一致。
[0023]此外，在本发明中，穿过角膜和前房部分会聚的会聚光可以聚焦在从角膜的背面离开30.2mm的点上。这里，在通常的眼科检查设备中，允许进入角膜的光通量的直径(Φ)通常是6mm，普通人的眼睛中的角膜放大率为43D，以及角膜的球面像差为约+0.28 μ m。在此条件下，要理解的是，穿过角膜和前房部分会聚的会聚光聚焦在从角膜的后端离开30.2mm的点上。因此，根据本发明，能够有效地设计对普通人的眼睛采用的眼内透镜。
[0024]另外，本发明可以是使用上述的眼内透镜的设计方法来设计的眼内透镜。另外，本发明可以是使用上述的眼内透镜的设计方法来设计的眼内透镜组。
[0025]此外，本发明的问题的上述解决方案可以尽可能彼此相组合地被使用。
[0026]发明的有利效果
[0027]根据本发明，能够简化眼内透镜的设计中的设计工作，并且也能够在将所设计的眼内透镜插入到患者的眼球中时更准确地使整个眼球中的像差与目标值一致。【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是图示根据本发明的实施例的眼内透镜的示意配置的图。
[0029]图2是图示人的眼球内的示意配置的图。
[0030]图3是图示根据本发明的实施例的眼内透镜的设计例程(routine)的流程图。
[0031]图4是说明根据本发明的实施例的眼内透镜的检查方法的图。
[0032]图5是说明根据本发明的实施例的伪眼球(pseudo-eyeball)的详细尺寸关系的图。
[0033]图6是图示根据本发明的实施例的伪眼球的另一示例的图。
【具体实施方式】
[0034]下面将参照附图来描述本发明的实施例。
[0035]<第一实施例>
[0036]图1是图示作为应用本发明的示例的眼内透镜I的示意配置的图，所述眼内透镜I是三片类型(three-piece type)的眼内透镜。图1 (a)是平面图，并且更具体而言，是从光轴的前侧观察的图。图1(b)是侧面图，并且更具体而言，是从垂直于光轴的方向观察的图。眼内透镜I由具有预定屈光力的透镜主体Ia和两个胡须形状的支承单元Ib和Ib形成，所述支承单元Ib和Ib被提供在透镜主体Ia中以将透镜主体Ia保持在眼球内。透镜主体Ia由柔性树脂材料形成。此外，本实施例中的透镜主体Ia是具有非球面形状的非球面透镜以致用单个透镜将像差保持得较低。显然，本发明可适用于包括其中支承单元和透镜单元以相同材料被整体地配置的单片(one-piece)眼内透镜在内的各种眼科透镜，与球面透镜和非球面透镜无关。
[0037]在执行此眼内透镜I的设计的情形中，存在通过输入包括角膜、前房部分、以及眼内透镜I的眼球组织的所有光学参数来执行光学模拟的方法，但是近年来，使用放大率值、角膜及前房部分的像差和眼内透镜I的像差的目标值来有效地进行设计的方法被执行。
[0038]图2图示包括眼内透镜I的眼球8的配置的示意图。在图2中，眼内透镜I被插入到眼球8中以代替原始晶状体7。作为眼内透镜I的使用环境，其可能近似为透镜被放置在水中。然后，穿过角膜2、前房部分3以及眼内透镜I会聚的光会聚在视网膜4上。另外，像差在光经过眼球8的每个组织时发生，但是在水中的眼内透镜I的像差AbL、整个眼球8的像差AbE和角膜2及前房部分3的像差AbC之间，满足下述关系:
[0039]AbL=AbE-AbC...(3)
[0040]这里，AbE表示在插入眼内透镜I之后的整个眼球8的像差值。眼内透镜I的设计者最初依照患者设定整个眼球8的像差AbE，并基于公式(3)来确定眼内透镜I的像差的目标值。
[0041]例如，在想要通过将眼内透镜I插入到患者的眼球8中来消除其他部分的像差时，设计者设定眼内透镜I的像差的目标值以使得整个眼球8的像差AbE变为零。此外，角膜的像差AbC是通过由于角膜2和前房部分3所造成的透镜效应而生成的像差。该AbC值能够通过实际地测量角膜2的形状来获得。例如，角膜2和前房部分3的像差AbC的代表性的值为+0.28 μ m。在该情形中，例如，眼内透镜I的像差AbL的目标值达到-0.28 μ m以使得整个眼球8的像差AbE变为O μ m。另外，例如，眼内透镜I的像差AbL的目标值达到-0.04 μ m以使得有意识地让整个眼球8的像差AbE留下变为+0.24 μ m。
[0042]在实际眼内透镜I的设计工作中，确定眼内透镜I的形状，其中通过反复试验，校正眼内透镜I的虚拟形状，直到获得眼内透镜I的上述确定的像差AbL。然后，在制造后检查眼内透镜I的像差时，设计者将具有通过上述方法确定的形状的眼内透镜I固定在水中，并且将对应于角膜2和前房部分3的光学系统放置在眼内透镜I的前方，以通过允许来自无穷远的平行光进入对应于角膜2和前房部分3的光学系统来测量会聚点处的像差。然后，设计者检查所测量的像差和AbL的目标值之间的差是否在参考值内。
[0043]然而，在现有技术中，在通过反复试验确定眼内透镜I的形状时，以如下这样的方式执行模拟:在假定平行光进入眼内透镜I的情况下计算像差，并且使所计算的像差与AbL的目标值一致。与此对比，在实际眼球8内的组织中，进入眼内透镜I的光不是平行光，而是由角膜2和前房部分3折射的会聚光。因此，在现有技术的方法中，在所设计的眼内透镜I被插入到患者的眼球8中时，存在其中整个眼球8的像差AbE未达到设定值的不利情形。
[0044]另一方面，在本实施例中，通过反复试验来确定眼内透镜I的形状的过程是在假定由角膜2和前房部分3折射的会聚光进入眼内透镜I的情况下进行模拟的。因此，能够在更接近于实际眼球8的内部的条件下进行模拟，并且能够更准确地确定眼内透镜I的形状以使得整个眼球8的像差AbE与设定值一致。
[0045]图3图示根据本实施例的眼内透镜的设计例程的流程图。在执行本例程时，首先，在SlOl中，依照患者设定眼内透镜I被插入到其中的眼睛中的眼底的像差(整个眼球8的像差AbE)。具体而言，AbE的值根据患者的眼睛情况而不同，但是例如可以被设定为O μ m以使得像差被完全消除，并且存在有意识地让像差留下的实例。在整个眼球8的像差AbE被设定为O μ m时，存在以下不利:聚焦深度浅，焦点容易偏离，以及在插入外科手术中的眼内透镜I的离心影响有变大的趋势。因此，可以优选将像差留到某种程度，例如约0.1至
0.3 μ m，以便加深聚焦深度并且`加强离心。在完成SlOl的过程时，该过程前进至S102。
[0046]在S102中，基于公式(3)从整个眼球8的像差的设定值AbE和角膜2及前房部分3的像差AbC之间的差导出眼内透镜I的像差的目标值AbLO。这里，通过实际测量角膜2的形状来导出角膜2及前房部分3的像差AbC。在完成S102的过程时，该过程前进至S103及后续步骤的模拟。
[0047]在S103中，确定眼内透镜I的暂时的形状。也就是说，确定第一形状以便通过反复试验来确定眼内透镜I的形状。在完成S103的过程时，该过程前进至S104。
[0048]在S104中，计算在通过穿过角膜2和前房部分3的平行光的折射而获得的会聚光进入基于在当前时刻的形状的眼内透镜I的情形中的眼内透镜I的像差AbLl。该计算是基于角膜2和前房部分3的放大率以及眼内透镜I的形状来执行的。此外，可以通过实际测量角膜2的形状来导出角膜2和前房部分3的放大率。更具体而言，通过穿过角膜2和前房部分3的平行光的折射而获得的会聚光可以被定义为光聚焦在从角膜2的后端离开例如30.2mm的点上的会聚光。这是基于达到经过普通的角膜2及前房部分3的会聚光的焦点的距离的值。在完成S104的过程时，该过程前进至S105。
[0049]在S105中，确定S104中计算的眼内透镜I的像差AbLl与SlOl中设定的眼内透镜I的像差的目标值AbLO是否一致。更具体而言，例如，在AbLl处于AbL0±0.021μπι的范围内时，可以确定AbLl和AbLO彼此一致。自然地，AbLl和AbLO是否彼此一致的阈值并不限定于±0.02μπι。这里，在确定AbLl和AbLO彼此不一致时，该过程前进至S106。另一方面，在S105中确定AbLl和AbLO彼此一致时，该过程前进至S107。
[0050]在S106中，再次确定眼内透镜I的形状，以便基于S105中的眼内透镜I的像差AbLl和眼内透镜I的像差的目标值AbLO之间的比较结果在使AbLl接近于AbLO的方向上校正。然后，该过程返回至S104的前方。因此，重复执行S104至S106的过程，直到在S105中确定AbLl和AbLO彼此一致。
[0051]在S107中，在当前时刻的眼内透镜I的形状被确定为最终值。在完成S107过程时，本例程结束一次。
[0052]根据上述的眼内透镜的设计例程，基于角膜2及前房部分3的放大率和像差以及整个眼球8的像差的设定值，可以更容易地确定眼内透镜I的形状。此外，由于在假定穿过角膜2和前房部分3折射的会聚光进入而不是如现有技术中使用的平行光的情况下计算眼内透镜I的像差，所以能够依照现实来设计眼内透镜I。
[0053]另外，在实际设计和制造眼内透镜I时，需要设计和制造为透镜组(其中布置了具有在+30D和+6D之间的不同放大率(焦点距离)的多个眼内透镜I)以便根据患者的屈光度标度来选择放大率。因此，关于眼内透镜组的每一个眼内透镜1，通过用眼内透镜的设计例程来确定眼内透镜I的形状以使得像差与目标值一致，从而即使在患者的屈光度标度具有任意值时，也能够提供具有恒定像差的眼内透镜I。
[0054]接着，将描述使用上述的眼内透镜的设计例程设计的眼内透镜I的像差的检查方法。如图4中所图示的那样，以如下这样的方式配置伪眼球10:把水填充于夹在依照角膜和前房部分的特性设计的角膜透镜11与平板玻璃(flat glass) 12之间的空间中，并且然后将通过上述方法设计的眼内透镜I固定在水中，并因此使用未被图示在附图中的波前像差测量设备来测量眼内透镜I的像差。在图4中，角膜透镜11是弯月形非球面透镜，其生成会聚光，该会聚光类似于由 于普通的角膜和前房部分所造成的会聚光。
[0055]这里，在从伪眼球10中除去眼内透镜I的状态下，在具有6mm的直径(Φ)以及546nm的波长(λ )的平行光进入时，角膜透镜11的像差具有相对于待检查的眼内透镜I的像差的目标值的I / 20或更少。通过在缘于弯月形非球面透镜的角膜透镜11和眼内透镜I的组合的状态下测量像差，能够测量在会聚光进入时的眼内透镜I的像差。此外，可能不必需要角膜透镜11的像差具有眼内透镜I中的像差的目标值的I / 20或更少。然而，在角膜透镜11的像差具有大于眼内透镜I中的像差的目标值的I / 20的值时，在单独测量单个角膜透镜11的像差之后，需要从使用伪眼球10获得的测量结果中减去单个角膜透镜11的像差。
[0056]在图5中，将详细地描述伪眼球10的尺寸关系。通过再现普通的眼球8内部的光学系统来获得伪眼球10。缘于弯月形非球面透镜的角膜透镜11的放大率是43D，以及球面像差是+0.28μπι。另外，用于检查的光通量的直径(Φ)是6mm。此外，在未附着眼内透镜I时，角膜透镜11的焦点位置位于从弯月形非球面透镜的后端面离开30.2mm的位置处。这是基于实际的眼球8中从普通的角膜2的后端面到视网膜4的距离而确定的值。另外，由于本实施例是以眼内透镜的设计例程的S104中假定的会聚光聚焦在从角膜2的后端离开30.2mm的点上为前提，所以能够在相同的条件下检查基于由于普通的角膜2和前房部分3所造成的会聚光设计的眼内透镜I的像差。因此，能够更准确地检查并且可靠地将检查结果反馈至根据眼内透镜的设计例程的设计。
[0057]此外，在人的实际的眼球8中，角膜2和前房部分3中的放大率和球面像差能够取各种值。例如，在角膜2和前房部分3中的放大率从30D至60D分布以及球面像差从+0.1至+0.5 μ m分布时，角膜2的后端面和焦点之间的距离在17mm和45mm之间变化。因此，角膜透镜11的焦点位置可以被适当地确定在该范围内。
[0058]另外，以上描述了使用弯月形非球面透镜作为角膜透镜11的示例，但是伪眼球11的配置不限于此。例如，如图6(a)中所图示的那样，眼内透镜I可以被固定在水中，所述水被填充于夹在两个平板玻璃13与14之间的空间中，并且角膜透镜15可以通过双重球面透镜被配置在空气中。另外，如图6(b)中所图示的那样，眼内透镜I可以被固定在水中，所述水被填充于夹在两个平板玻璃13与14之间的空间中，并且角膜透镜16可以通过单个非球面透镜被配置在空气中。此外，在该情形中，需要在考虑由于平板玻璃13所造成的折射的情况下设计角膜透镜15和16。
[0059]此外，在使用本实施例的检查方法来检查透镜组(其中通过眼内透镜的设计例程来设计每个眼内透镜I)的每一个眼内透镜I的像差时，每一个眼内透镜I的像差必须准确地与S102中导出的AbLO—致。另一方面，关于如现有技术中那样使用在平行光进入的情形中的眼内透镜I的像差值来设计的眼内透镜组的每一个眼内透镜，在通过上述方法被测试时，检查结果必定在S102中所导出的AbLO之外或者偏离必定较大地增加。
[0060]可替换地，在以平行光进入眼内透镜I这样的方式检查透镜组(其中通过上述的眼内透镜的设计例程来设计每一个眼内透镜I)的每一个眼内透镜I的像差时，每一个眼内透镜I的像差必定在S102中导出的AbLO之外或者偏离必定较大地增加。另一方面，关于如现有技术中那样使用在平行光进入的情形中的眼内透镜I的像差值来设计的眼内透镜组的每一个眼内透镜，在以平行光进入这样的方式检查每一个眼内透镜的像差时，与通过上述的眼内透镜的设计例程来 设计每一个眼内透镜I的情形相比，检查结果的偏离很可能会变得更低。
[0061]附图标记列表
[0062]I眼内透镜
[0063]Ia透镜主体
[0064]Ib支承单元
[0065]2 角膜
[0066]3前房部分
[0067]4视网膜
[0068]8整个眼球
[0069]10伪眼球
[0070]11角膜透镜
[0071]12、13、14 平板玻璃
【权利要求】
1.一种眼内透镜设计方法，其包括: 从角膜及前房部分的像差和整个眼球的像差的设定值导出眼内透镜的像差的目标值；以及 确定眼内透镜的形状以使得至少眼内透镜的像差与目标值一致， 所述眼内透镜设计方法的特征在于， 眼内透镜的像差是在预定会聚光进入该眼内透镜的情形中的该眼内透镜的像差。
2.根据权利要求1所述的眼内透镜设计方法，其中所述预定会聚光是通过穿过角膜和前房部分的平行光的会聚而获得的会聚光。
3.根据权利要求1或2所述的眼内透镜设计方法，其中所述眼内透镜形成眼内透镜组，其由具有不同放大率的多个眼内透镜组成，并且，关于眼内透镜组的每一个眼内透镜，确定每一个眼内透镜的形状以使得眼内透镜的像差与目标值一致。
4.根据权利要求2或3所述的眼内透镜设计方法，其中通过角膜和前房部分会聚的会聚光聚焦在从角膜的后端面离开约30mm的点上。
5.一种眼内透镜，其是通过根据权利要求1至4中的任一项所述的眼内透镜设计方法来设计的。
6.一种眼内透镜组，其 中每一个眼内透镜是通过根据权利要求3所述的眼内透镜设计方法来设计的。
【文档编号】A61F2/16GK103501729SQ201280017156
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2011年4月5日
【发明者】铃木孝佳, 石川治雄 申请人:兴和株式会社