专利名称：：眼内透镜高阶像差的校正方法
技术领域：
：相关方面，可以通^t^4^少一^Ht:镜设计^lfci成IOL设计方案。作为例子，透镜设计^lfc可以是逸镜非a面的圆锥常数(conicconstant),两个与透M曲表面相关的圆锥常数，与配I^EJt^面上的衍射图案的区m界上的阶跃高度相关的变迹函数(apodizationfunction),或^T^有利的参数。另一方面，本发明提^-^;^^例如IOL的目阴透镜的视觉性能的方法，包拾i^L一个结合该眼用透镜的微目崎和在该模型目崎的视网膜平面上确定一个调制^it函数(MTF)。然后可以利用至少一个与低空间频率相应的MTF^(t5it该模型目喊的对比度敏感'l^i行测评。该低空间频率可以是，例如空间频率小于约60lp/mm(~18转/度(cyles/degree)或20/33字母敏锐度(letteracuity))。作为例子，该低空间频率可以是在约5至约60Ip/mm(~1.5至18转/度)的范围内。进一步，可以利用至少一个与高空间频率相应的MTFM模型目崎的^tl进行测评。该高空间频率可以是，例如，空间频率大于约60lp/mm(~18转/度)。例如，该高空间频率可以是在约60lp/mm至约100lp/mm(~18至30转/度)的范围内。另一方面，披露了一^l以例如IOL的眼用透镜的视觉性能的方法，该方法包括i5^—个结合该眼用透镜的模型目Mfr和在该模型目^Sfr的视网膜平面上确定一个调制传递函数(MTF)。然后利用至少一个与高空间频率相应的MTF^H亥模型目喊的^tl进行测评。该高空间频率例如可以，率大于约60lp/mm(~18转/度)。例如，该高空间频率可以是在约60至约100lp/mm(~18至30转/度)的范围内。016]还另一方面，在该IOL设计絲中可以结合对与一个或多个透銜l争性相关的制造公差的估计。这使得该视觉性能的计算可以考虑在制itit^中出现的某些透镜性能的偏差。该透##性的一些例子，由于制造公差其可以更倾向于统计偏差，可以包括一个或多^H^錄面的不細'J性、一个或多^Nt錄面的半径，透镜的厚度，或由一个或多个透^^面所表见出的非球面M。另一方面，M了一种提供;tt^患者眼睛内的IOL的方法，患者目崎的特征为在总>^#本患者目^"所^的范围内的目1^#^:。该方法包^^M有至少"HSt镜设计Wt的变化的多个IOL，^f^出至少在目Mfr^lb范围的一部分上提供最拟合的BMfrM的IOL，用于^/v患者的眼睛内。在提供IOL的Jiii方法中考虑目N^Wt化的一些例子^，但并不限于角膜半径，角膜的非球面度，前房深度，鄉狄，以及^t目Mfr光轴的偏离。020通过参考以下结合附图的详细描述，可以对械明进行^X的鄉，附图简4^描述如下图4A表示的是^JL明方法的一个实施例中，结^IOL设计方案，财多个具有不同的角膜球面性的目M^型戶/fi十算的多个MTF，026图4B表示的是^^L明方法的一个实施例中，结合另一个(参考)10"殳计^:，W多个具有不同的角膜球面性的目W^所计算的多个MTF，图5A表示的是^^L发明方法的一个实施例中，结—^H^IOL设计絲，财多个財不同前房^l值的目Wt型所计算的多个MTF，028]图5B表示的是^^发明方法的一个实施例中，结—个不同的(参考)tolOL设计錄，刮对多个具有不同前房^L值的目Mfr^型所计算的多个MTF，图7表示的是作为IOL的不同倾斜度值的函数，由目^f^型所计算的多个MTF，其中一个结合参考IOL，^^^telOL设计賴；031图8表示的是对透镜的三个旋转角度，具有tt非球面船复曲面度的IOL设计^和参考非球面力复曲面度IOL的B^fr^所计算的多个MTF，〖032图9A表示的是^JL明方法的一个实施例中，具有ttIOL设计方案的目W^型对多个不同球面折4mJi!W亍MTF计算的例子，图11表示的是200个財不同生物统计^lt和/或^t^^Hm^的3W^型的平均MTF的樹以结果，^#征是，其中每个BW^被iM7M6个不同的储IOL，036图12图示了与图11中每个樹以目W^型对应的MTF的变化，适应于用多个不同球面透镜中的一个取代该模型中的球面参考透镜，图13图示了对应于不同樹以目W^型,;fi十算的MTF值的分布，其中结合了多个IOL设计^选项，在下面讨絲实施例中，利用平均MTF作为體函数，从而确錄佳焦平面并对蒙特卡罗模拟中特别假想的SMt^型的光学品质进行估计。048蒙4H"罗分析可以被配置用iM^以不同患者的^t眼睛^lt值的随机可变性。作为例子，/J艮具有可变的角自光力(cornealpower),角膜球面#>差，前房M:，以;SJ^:。ii一步，自然晶^i^镜，和/i^C^的IOL,可以具有不同数目的旋转，偏心(decentration)和/或倾斜度，例如，相对于目喊的光轴。该变化AI^机的，并且大体是正态分布的。多个实施例中，蒙特卡罗分析^yji些变量的一个或多个的正态W^布中选择值(例如，相应于多个变量的联合^E^^布)，以生成多个属于感3^t悉^^本的假^A目IL然后每个眼Bt^的例M过平均MTF指示的光学质J^L计算。一些实施例中，絲最佳平均MTF的目lb^可以鹏出，作为样本最^il的设计;^.进一步，可以对该MTF^it:行^^以^^^十，例如均值，标准偏差，10百分位，50百分位以及90百分位。作为例子，图3A表示了財5个不同的角膜半径(^^A，7.16mm(-2SD(标准偏差))，7.44(-1SD)，7.72mm(0SD)，8.00(+1SD)以及8,28(+2SD))的目gJfr^型计算所得的多个MTF，其中结合了上i^示识为设计方案弁3的條IOL。所有的目W^都iMl了-0.183的角膜非球面度。而且，图3B表示了同样的目W^型分别具有的MTF,其中结合的^Jii4被指^参考的假想IOL。该计算可以通过利用一个6.0mm的踏瞳孔(entrancepupil)来i^亍。这些计算表明財非球面前表面的IOL(设计絲約)的性能tb^^il种非球面性的参考透镜的性能更易受角膜半径变化的影响。055正如前边指出的，角膜的非球面性(典型^^ii为圆锥常数)B一个在示出的蒙針罗#^中变化的錄。许多研錄明角膜球面性分布典型^^钟形曲线形状。角膜的小部分lJ^t有像差(特征为圆锥常数为0.5)，小部分是球面的(特征为圆锥常数为O)。大部分前角膜(anteriorcorneas)呈现出位于平均值约为0.183附近的一个0.16的标准偏差范围内的角膜球面度。换句"^兌，^悉##本中的一个角;^斤辆出的平均球面像差大约为0.242微米，标准偏差大约为0.086齡，056]作为例子，图4A表示了具有5个不同的角膜非球面值(也狄,(-2SD)，-0.343(-1SD)，-0.183(0SD),-0.023(+1SD)以及+0.137(+2SD))的目PWt型计算所得的多个MTF,其中结合了上^H只为设计方案約的假想IOL。每个目Wf魏^^择了一个7.72mm的常量角膜半径。图4B务似的对上^JW^计算出的MTF，其中结合了JJ^被指^参考的储IOL。图4A和图4B提供的计^4树一个6.0mm的A^睹孔(在IOL平面上5.2mm)进行。057]上iiii过作为角膜非球面度的函数对假想非球面和假M面透镜的性食l^^球明4t5tt^t角膜非球面度非球面透镜^沐面透镜性能狄，除了无像差角膜。然而，在"fii^^(^f本中只有很小百分率的目喊呈就像差角膜(约6%)，并且甚財这种目rt，非球面'liil:镜的性能W目当膀。05刚嫂:5U前角駄面和前透錄面之间的距离的前房狄，B—个可以在多个IOL的性食^^中考;l^在总^"本中变化的^lt作为例子，图5A提供了"W以下前房^^值的g^l^型计算所得的多个MTF，其中使用了上^#识为设计^#3的ttIOL:4.0inm(國2SD)，43irnn(-1SD),4.6mm(0SD)，4.9mm(+1SD)以及5.2加111(+2SD))。为了对作为前房^JL^化的函数的设计^1^3透镜的性肯沐参考透镜的性^i行H^，对其中结合了参考透镜的J^mBfr^进行勤以的MTF计算，如图5B所示。两^i十算中都利用6.0mm的光瞳。059这些^^汰明两种IOLs(非球面和球面的)的光学性能受前房^L变化的影响要小于角膜非球面度和/或半径变化的影响。虽然在前房深度^IOL的位置与计划的设计位置的偏差在理论上会影响剩余球面像差和像散误差，但AJiil计算表明这种剩^J^实际中是非t^限的。060影响透镜光学性能的其他参数包括非对准效应，例如轴偏(decentration)，倾斜以及旋转。^Ai艮的透镜会经受与角膜相关的非对准妙的影响。例如，轴偏和倾^^对非球面透镜的性^itA不利影响。进一步，复曲面透镜的性能易受透4t^转的影响，例如，透镜的旋转可以引起像散"^t。作为例子，图6表示5tt^!BWi十算所得的MTF，其中一^#合了上￡^示识为设计^r^3的假想非球面透镜，^^釆用了Jiit^W面参考透镜，作为以下轴雖的錄O.Omm，0.25mm以及(K5inm。该计算可以財6.0mm的AJ^瞳孔(在IOL平面上为5.2mm)。这些^^汰明非球面透镜H^l面透^^易受轴偏的影响。然而，在財O.Smm的轴偏时，非球面透镜tb^面透4^Wf的好。0611作为进一步1#^方法，在两个Jii^的非球面和球面透镜(也狱，设计方案#3和参考)上对下面的倾斜角(在6.0mm的瞳;UC寸上)扭行务似的MTF计算0，2.5和5。图7所示的这些计算表明非球面透镜的性能t傳面透镜的性能更容易^'j透镜倾斜度的影响。然而，对于所有倾斜角度，非球面透0621透#^眼睛内的旋转也可以影响其光学性能，例如，通过引入剩^f象ft作为例子，图8表示了对財Ji^做的非球面的/复曲面的设计^1^3的透^fp球面的/复曲面的参考透^t下面的透^^转角(在6.0mm的瞳《UC寸上)计算所得的多个MTF:0°,25°和5°。这些^^缘明非球面透镜悉体上要HS^面透mW好。尤其，由非球面透4^斤生成的图^^空间频率的宽范围J^JiL出明显的高对比性，甚J^目当大的透^t转度5。的情况下。图11表示200个具有不同生物统计^lt和/或非对JN^斤，差的眼ffr^型用上述#^想的IOL(表1)所作的;^以结果。每个模拟的MTF示为一个数据点。下面的表2给出了平均MTF,10，50以及90百分位，以及标准偏差(SD)和与均值的+/-2SD偏差表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>067]平均MTF开始f^透镜设计^所表現出的非球面^it值的增加而增加，从而ii^一^NI定状态，然后下降。事实上，提供^^完整的球面像差妙的设计賴选项并^^齡总^#4^_供:^^光学性能。更确切的，当透镜部^k^iL角膜球面像差时，平均MTFii^^Ni。被^总^#本中的光学性能的参差(spread)醋透镜设计方案提供的球面像差^Ejt目的增加M增加。尤其，当为更多具有异常角膜的患者提供治疗时，球面像差妙量的增加导致增加的总^fW"本百分率的itl^Jt(over-correction)。无^&V^T，所有这些非球面设计方案选项(#1勤5)相对于球面参考设计^r^提供了明显的舰性。—些实施例中，^^目喊中^^IOL性能的雄中考虑制造公差。作为例子，可以考虑对应于透*面半^^非球面率、透*面的不亂时性、透4^面的共心^5斜、透^^度和复曲面公差的制造公差，从而确定一个最佳的;{4^感3^悉>^#本中患者目^"内的101^例如，在蒙4H"罗^^中，可以^M的透镜的生产过程中典型^L现的范围内^一个或更多这种公差(例如，除了Jiii讨M的生物统计^lt之外)，从而模拟它们对一个或更多透镜设计雜的性能的贡献。然后具有最佳性能的透镜设计賴可以,烛出，作为最适合用于感^t悉^f本中的设计方案。当IOL被M患者眼睛中时，IOL的iW目对于目W^L线的轴线可負^Ll偏离(例如由于倾^HN或轴偏)。因此，一些实施例中，>^^型眼睛中模拟^^的多个IOL的性能中需要考;lil种偏离产生的絲。作为例子，正如图14中^t所示，目W^型26的,可以与"-Wt线28相关联，射线组28偏离A^^^型目喊中所结合的IOL32上的-"^t线30，平eIOL的光轴。077]作为脾,图15A和15B^^合在一付均微B喊中的作为相对，W的舰5度倾斜度的函数两^Nt:镜的光学性食诚行魄，其一个財非球面^^面，另一个M球面表面。更明确的，图15A表示在M5mm瞳孔的模型目崎的视网膜平面上计算所得的多色(具有450nm、550nm和650nin波长的AJN"光)MTF曲线34、36和38，其中结合的是特征为圆锥常数约为>42的W表面非球面性的非球面透镜。曲线34相应于0倾斜度，而曲线36和38m^为^t镜的^^目对i^^型目^"的，倾斜约5度的情况下，沿垂JL^向提供的MTF值。图15B^y^供了三条多色MTF曲线40、42、44，i!E曲线40对应于相对于目W^L线的球面透镜的ife^之间的0W"度，而曲线42和44MTF值。图15A和15B提供的MTF曲线的》b^明，虽然倾斜度对非球面IOL的性能具有更大的影响，但是非球面IOL相对于球面IOL提供了^的增强对比度。078IOL;3b^目对于患者目W^的偏离不仅归因于倾斜，还归因于IOL的偏轴。作为解释，图16A分别表示了在M5mm瞳孔的平均模型Brt的视网MJi计算所得的多色MTF曲线46、48和50，其中釆用了其特征为圆锥常数约为27的非球面IOL。曲线46为对应于0倾斜度和耠條的参考MTF，而曲线48和50表示对应于5度倾斜度和IOL^的沖那巨瞳孔中心的0.5mm位移的沿两^"J^t向上的MTF值。图16B^l^示了结姊面IOL的平均模型目崎的视网^Lh计算所得的MTF曲线52、54、56和58。曲线52和54为对应于IOLiW目对于模型目Wl线的零倾斜度和轴偏的参考MTF，而曲线56和58提供对应于5度倾斜度和0.5mm轴偏(hM^IOLib2N目对于瞳孔中心的^^多)的沿两^直方向的MTF值。图16A和16B表示的MTF的tb2&表明，对于微的倾斜度和轴録，非球面IOL棘面IOL提供更糊光争性能。^求13的方法，其中所iiit:镜设计^lt包括非球面透4^面的圆锥常数、与复曲面透4^面相关的两个圆锥常数或与位于透4^面上的衍射图案的区域^i^f上的阶跃高度相关的变迹函数中的，一个。15.W，漆求ll的方法，其中对IOL设计嫂的光学性食feii行测评的步^包括利用该目W^型确定该设计方案在所述目^"W:的范围上所提供的平16.拟'J^求15的方法，进一步^^在该gMt^!的视网MJi计算调制传递函数以确^^斤述^tl。17.W'虔求16的方法，进一步包拾才M^患者总^fl^;^JiL的目晡錄的^^布对所述平均^iltl进紗权。18.拟，j^求17的方法，进一步包拾将具有最大加权的平均^yi的iol设计方案确^;提供最佳性能的设计沐19.权矛澳求11的方法，进一步^:W"变^^斤i^mifr^lUMi行蒙特卡罗衞以。20.拟'J^求11的方法，进一步包拾将与至少一^Nt:镜性負M目关的制造公差的^i十结合到一个或更多所述IOL设计方案中。21.5M'决求20的方法，其中所iiii镜性能包括与透4^面相关的不類!J'J性。22.W，J^求20的方法，其中所ii^镣性能^t:錄面的半径。23.拟'J^求20的方法，其中所^t镣li能包feit^^面的非球面性。24.W'溪求20的方法，其中所ii^镜性能包^t^^度。25."^t提供;tlU^患者目Mt"内的眼内透镜(iol)的方法，患者目喊以在总>^#本的患者目喊所^^的范围内的B^lfr^M;特征，其^:提供具有至少一^Nt镜设计l^t^化的多个IOL，以及选出这些IOL的其中之一，其在该目Mfrf^b范围的至少-^分上提^^t度的最佳拟合，用于^患者的目喊内。26.拟，]^求25的方法，进一步包拾4f^在所述范围内的多个目喊;^t值确定每个IOL所絲的^Lltl。27.^3U'j^求26的方法，进一步^:基于总^#本内目喊#^:的#￡^布，对每个IOL生^p权的平均^tl。28.^U'溪求26的方法，进一步包^:确定^tl的最佳拟合为加权的平均^tl的最大值。29.拟'J^求25的方法，其中所iimsfr^:^角膜半径。30.^U，J^求25的方法，其中所ilB喊錄^角膜的非球面度。31.拟'溪求25的方法，其中所iiJ崎錄包括前房狄。32.^U，漆求25的方法，其中所^msfr;^:^^M。33.^5U'J^求25的方法，其中所iiJ喊械^^t目喊絲的偏离。34.拟，j^求25的方法，其中所iiit镜设计^^包括非球面透^^面的圆锥常数。35.拟'j^求25的方法，其中所i^it:镜设计M包括与复曲面透4^面相关的两个圆锥常数。36.拟'J^求25的方法，其中所^it镜设计錄包括与位于透錄面上的衍射图案的区域边界上的阶跃高度相关的变迹函数。37.权矛j^"求26的方法，进一步包括在结合IOL的AJM^型的视网MJi计算调制传递函数，用于确定该IOL所4^L出的所述^tl。38."-^t设计系列眼内透镜(IOL)的方法，包拾建立至少一个目W^型，其中至少一个目崎^lt可以在患者眼睛的总,4^斤，的范围上变化，应用该目W^型W"患者总^"本中目崎的视觉性負树多个IOL设计方案进糊评，选出至少两个IOL设计^，其中一个为总#^#本的一^分提供视觉性能的最佳拟合，另一个为总^#本的另一^#分提皿觉性能的最佳拟合。39.^，J^求38的方法，其中所iiBN"^lt^^^1。40.似，决求38的方法，其中所iil崎錄包括角膜的非球面度。41.W'虔求38的方法，其中所iiB^fr^^角膜半径。42.拟'j^求38的方法，其中所i^J喊錄^t前房絲。43.拟'J^求38的方法，其中选出至少两个IOL设计絲的步骤包括为总^fl^^本的三^Hp^出三个IOL设i"Mr^:，其中所述IOL设计^;分别絲出约4.1、约-0.2和约"03的球面像差。44.一种^^以眼用透镜的视觉性能的方法，包拾建立一个结合所^艮用透镜的^型，在所ii^l目Mfr的视网膜平面上确定一，制传递)^(MTF)，利用至少一个与低空间频率相应的MTF^t所ii^型眼睛的对比度敏感醋行测评。45.似，J^求44的方法，其中所述低空间频率小于约601p/mm(~18转/度)。46.WJJNU5的方法，其中所述低空间频^i于约5至约601p/mm(~1.5至18转/度)的范围内。47.W，JJMU4的方法，进一步^fe利用至少一个与高空间频率相应的MTF斷所ii^l目W的^ltl进糊评。48.^'JJMU7的方法，其中所述高空间频率高于约601p/mm(~18转/度)。49.M'J^求44的方法，其中所ii9艮用透镜^it眼内透歉50.;M']^求48的方法，其中所述高空间频#于约60至约100lp/mm(~18至30转/度)的范围内。51.—^^以目阔透镜的视觉性能的方法，包拾建立一个结合所^1透镜的鄉8財，在该才魏目喊的视网膜平面上确定一，制传递函数(MTF)，利用至少一个与高空间频率相应的MTF，所i^^型目^"的视4^L进行效辨。52.^'jj^求51的方法，其中所述高空间频率高于约601p/mm(~18转/度)。53.拟'jj^求52的方法，其中所述高空间频4^于约60至约100lp/mm(~18至30转/度)的范围内。全文摘要一种设计眼内透镜(IOL)的方法，以处理对患者眼睛样本内的至少一个眼睛参数的变化。该方法包括设定至少一个眼睛模型，其中眼睛参数在样本所表现的范围内变化。在对患者样本的眼睛进行视力校正过程中，可以用该眼睛模型对多个IOL设计方案进行测评。然后选择出一个至少在一部分参数范围上提供最合适眼睛参数的IOL设计方案。文档编号A61F2/16GK101199437SQ20071013795公开日2008年6月18日申请日期2007年5月17日优先权日2006年5月17日发明者姆特鲁·卡拉克雷,张晓啸,昕洪申请人:爱尔康制造有限公司