JP2014004479A - 術前の画像を使って円環レンズを整合する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】眼内レンズの適切な選択と心合わせを準備すべく使用可能なシステム及び方法を提供する。
【解決手段】術前テスト中に捕獲でき、眼内レンズの屈折能と軸方位を計算すべく実行可能なプログラムに提供し得る眼画像を使って、眼内レンズの位置及び方位を決める。これにより、眼内で眼内レンズの位置及び方位を適切に決めるのに使用できるプレースメントガイドを作成する。
【選択図】図２

Description

本出願は、２００７年８月１３日に提出された米国仮出願第６０／９５５５２８号に関し、米国法典第３５巻第１１９条に定める優先権を請求し、その全体の内容を参考としてここに組み入れる。

本発明は、一般に眼内レンズ（ＯＩＬ）の分野に関し、特に、インプラントされる眼内レンズの位置及び方位を決定するための方法及びシステムに関する。

人間の眼は、最も単純に言えば、角膜と呼ばれる澄明な外側部分を通して光を取り込み、水晶体を介して網膜上に像を結ぶことによって視覚をもたらす働きをする。結ばれた像の質は、眼の大きさと形、及び、角膜と水晶体の透明度に左右される。

加齢又は病気により水晶体の透明度が落ちてくると、網膜に伝えることのできる光が減少するので、視力が低下する。この眼の水晶体における欠失は、医学的に白内障として知られている。この状態に対する処置として受け入れられているのが、水晶体を外科的に除去し、機能的に水晶体に取って代わる人工眼内レンズ（ＩＯＬ）を嵌め込む方法である。

米国では、白内障の水晶体の多くを水晶体超音波吸引と呼ばれる外科術式により除去する。この処置の間に薄い水晶体超音波吸引用切開チップを疾患した水晶体に挿入し、超音波振動を加える。振動する切開チップが水晶体を液化又は乳化するので、水晶体を眼から吸い出してよい。疾患水晶体を除去したら、代わりに人工レンズを嵌め込む。

人工レンズで代用することは、白内障を疾患した患者にとって可能な最良の視力を確保する上で極めて重要である。多くの場合、外科手術中に眼内で眼内レンズの位置及び方位を適切に決める良いフィードバックプロセスというものは無い。

よって、本発明の課題は、以上で述べたニーズに実質的に応える眼内レンズの適切な選択と心合わせを準備すべく使用可能なシステム及び方法を提供することである。

本発明によれば、術前テスト中に捕獲でき、眼内レンズの屈折能と軸方位を計算すべく実行可能なプログラムに提供し得る眼画像を使って、眼内レンズの位置及び方位を決める。眼内で眼内レンズの位置及び方位を適切に決めるのに使用できるプレースメントガイドを作成する。

本発明とその利点をより完璧に理解するために、以下、本発明を添付図面に則して詳細に説明する。図中に付けられた参照符号は、各図において対応する同様の部分を指す。

選択された眼の組織を示す。 「円環レンズ」の屈折能、及び、本発明の実施例に従って眼内部の水晶体組織の代わりに使用される眼内レンズの位置と軸方位を計算する眼内レンズ計算用コンピュータプログラムにより使用し得る様々な入力を示す。 本発明の実施例に従い情報を使ってプレースメントガイドを製作する１つの手順である。 本発明の実施例に従い情報を使ってプレースメントガイドを製作する別の手順である。 本発明の実施例に従い情報を使ってプレースメントガイドを製作する更に別の手順である。 本発明の実施例に係る眼内レンズのプレースメントを容易にすべく使用可能なシステムである。 本発明の実施例に従い眼内レンズを眼内部に定置すべく実行可能なプロセスの論理フローチャートである。

本発明の好適な実施例が図面に示されている。同様な参照番号が様々な図の同様な対応部分を参照するために使用されている。

本発明の実施例が、上で述べたニーズならびに他のものに実質的に応える。眼内レンズ（ＩＯＬ）が今、外科術式により除去される白内障水晶体の治療にとって新たな可能性を切り開くに至った。疾患水晶体を除去したら、代わりに人工レンズを嵌め込む。この処置により得られる視力自体は、眼内レンズの位置及び方位に大いに左右される。

図１は、選択された眼の組織を示す。これは、虹彩、角膜及び水晶体を含み、白内障になった時、水晶体を除去し、眼内レンズで代用できる。眼内レンズのプレースメントは、患者にとって可能な最良の視力を確保する上で鍵となる要素である。

図２は、円環レンズの屈折能、及び、眼１０内部の水晶体組織の代わりに使用される眼内レンズの位置と軸方位を計算する眼内レンズ計算用コンピュータプログラム３２により使用し得る様々な入力を示す。これらの入力は、眼の中心を特定するのに使用される術前テスト２２、眼の強膜脈管の入った画像を制作するビデオカメラ又はディジタルカメラ２４、及び、角膜トポグラファ２６を有する。切開位置情報及び外科的に誘発された乱視の情報２８、及び、黒目寸法（white-to-white dimension）３０も設けられる。これらの眼の表現に関わる測定データを切開位置情報と共にプログラム３２により使用してよい。一実施例では、眼内レンズ計算プログラム３２は、Alconの「Infiniti Vision System」のような白内障除去コンソール又はデスクトップコンピュータで実行されるAlconの「toric calculator」であってよい。術前テスト中に捕獲された眼画像は、ソフトウェアプログラム３２にアップロード（提供）してよい。

これらの入力は、特定された眼内レンズの位置と軸方位をもって眼を表現する画像などを作成するために眼内レンズ計算プログラム３２により使用される。眼の中心を知ることは、眼内レンズを適切に心合わせし、整合する上で極めて重要である。

図３、４及び５は、かかる情報を使用し得る相異なる手順を示す。図３において、ソフトウェアプログラム３２は、外科手術中に外科医が使えるようになるプロセス３４において単純な印刷画像のような出力を提供し得る。これにより、外科医は、画像とその中の特徴的脈管を参照してプロセス３６において切開位置を決め、眼内レンズの方位を決めることが可能となる。

図４は、位置情報と方位情報を如何に応用し得るかについて別の可能性を示す。ここでも、ソフトウェアプログラム３２が方位情報と位置情報を作成又は出力する。この場合は、プロセス３８においてコンタクトレンズを含んでよい透明材料の表面に方位情報と位置情報を印刷してよい。プロセス４０では、この透明材料表面の画像を外科医が直接患者の眼に重ね合わせ、患者の眼の特徴に合わせられるようにしてよい。次に、眼内レンズを心合わせし、透明材料表面のマークに合わせられるように回転させてよい。

第３のプロセスを図５に示す。ここでは、ソフトウェアプログラム３２が水晶体除去コンソール４２にアップロードし得る電子出力を提供する。コンソール４２は、脈管を見分ける光学顕微鏡からの映像を受け取り、生の光学ビデオ画像をプロセス４４において先にアップロードされた術前の画像に重ね合わせてよい。次に、このビデオ情報を使って、眼内レンズをどのように回転させ、位置決めするかを外科医に教示してよい。

図６は、眼内レンズのプレースメントを容易にすべく使用可能なシステムを示す。システム６０は、強膜内の脈管を含む眼１０の画像と表面輪郭を作成するディジタルカメラ６４を備えた角膜トポグラファ６２を有する。あるいは代わりに、別個のカメラ６６を使って患者の眼１０の画像を撮ることができる。切開位置や誘発乱視の情報を含めてトポグラファ６２からのデータをプログラム３２に入力し、それで円環レンズの屈折能と軸方位を算出する。プログラムは、ウェブ上、オフィスＰＣ上、又は、Infiniti Vision System（Alcon）などの白内障除去コンソールの上に駐在することができる。トポグラフィ実行時、術前テスト６８中に同時に捕獲された眼画像、又は、少なくとも患者の同じ方位において捕獲された眼画像を同じプログラムにアップロードする。出力は、軸が重ね合わされた眼画像である。また、術前テスト中に特定されたのであれば、同じ画像の上で眼の「中心」をラベル表示することも可能である。眼の中心は、眼内レンズの心合わせにとって重要である。

円環レンズの急峻な軸と眼１０の中心を重ね合わせた脈管、ならびに、近似的「上向き」の矢印を含む眼１０の画像は、次に、図３〜５に則して述べた通りの基準的流れを作るために三通りの方途で使用することができる。

本発明の実施例から、術前検討会の間とその後の眼登録のための外科的処置の間に撮られた眼のディジタル画像のコンピュータ画像分析の利点、及び、移植処置の間の眼内レンズの方位を目視で決定するのを助ける目視フィードバックを外科医に提供するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を備えた顕微鏡の利点を見て取ることができる。

ディジタル画像分析により、術前検討会の間に角膜トポグラファを使って行われた測定の結果から、眼内レンズの光学的特徴が容易に選択できるようになる。円柱眼内レンズ屈折能の選択は、眼の角膜トポグラフィ測定、ならびに、眼の長さや前房の深さなど他の解剖学的測定に基づいて行われる。トポグラフィ測定の一部として、トポグラファに組み入れられ、眼とトポグラフィ測定装置に関して周知の位置及び方位でセットされたカメラを使って眼のビデオスナップ写真を撮影することができる、それも、眼のスナップ写真が角膜トポグラフィ測定に対して精密に「マッピング」できるように撮影することができる。

カメラ、カメラ光学系、カメラエレクトロニクス及び眼照光システムは、眼のビデオスナップ写真がトポグラフィ測定と同時に撮影できるように（眼の人為的動きを防ぐため）、また、十分なコントラストと解像度と視野を持つ画像から強膜血管及び角膜縁など他の特徴が明瞭に可視化できるように選択することができる。

第一に、画像は、外科手術中に単純に印刷し、外科医の前で見せることができる。外科医は、そこで特徴的な血管を参照して切開位置を適切に決め、強膜血管に相対して眼内レンズの方位を決めることができる。これにより、先行技術において代表的に為されていたように「シャーピー（sharpie）」を使って眼を手でマークする必要は無くなるかもしれないが、もたらされる精確さはむしろ限られることになろう。術前の生物測定の情報は、眼の画像と共に、最適な円環レンズとその眼内部の方位を計算するプログラムに入力される。

第二に、切開の位置と急峻な軸を含む眼画像は、透明プラスチックの表面、例えば透明画又はコンタクトレンズの表面に印刷することができる。画像を適正な縮尺で表示するために、プログラムに入力された「黒目（white-to-white）」寸法を使用する。円環レンズを眼内部にインプラントし、近似的に方位を決める。レンズ表面には、軸の向きを指示するパターンが印刷されている。例えば、レンズの周囲部分にある３つの小点を使って軸を指示することができる。レンズを置き、近似的に方位を決めた後、透明プラスチックを眼の上に重ね合わせ、血管に合わさるように方位を決める。次に、レンズを心合わせし、レンズがプラスチック表面に印刷された「中心」と重なり合った状態でレンズ表面にマークされた軸がプラスチック表面に印刷された軸と重なり合うように方位を決める。

別の方法は、脈管、軸及び中心を持つ眼画像を水晶体除去コンソールにアップロードすることである。外科用顕微鏡からの画像をコンソールに転送し、アップロードされた画像と比較する。強膜脈管がこれら２つの画像を重ね合わせる目標物として働く。これを見分けるための特徴をレンズ表面に位置決めすることによってレンズの方位が決定される。外科医は、捕獲された眼画像をコンソールのスクリーン上で提供され、レンズを移動及び／又は回転させるべき方向を視覚的に、及び／又は、音声確認により教示される。コンソールに入力された眼画像と生物測定情報を持つことには別の利点がある。処置の開始時点に、コンソールにおいて切開すべき場所に関する補助情報と切開幅に関する情報を外科医に提供するステップがあってよい。切開場所又は切開幅を変更する場合は、推奨されたレンズ選択及び／又はレンズ方位における潜在的な差異を分析するために新たな情報をコンソールに入力し直すことができる。これは、眼内レンズ計算プログラム３２をコンソールにロードすれば、容易に実現できる。コンソールは、バーコードリーダ又は他の機器追跡システムを備え付けることもでき、また、コンソールが切開幅ならびにレンズ選択を二重にチェックできるように外科で使用されるツール（例えばナイフ）と眼内レンズを走査することができる。

図７は、眼内レンズを眼内部に定置すべく実行可能なプロセスの本発明の実施例に係る論理フローチャートを示す。手術７０はステップ７２で始まり、ここで、画像又は内部に眼内レンズをインプラントすべき眼に関する他の情報を捕獲する。加えて、切開計画位置の情報、誘発乱視の情報ならびに黒目寸法測定データも捕獲してよい。ステップ７４において、捕獲された情報を眼内レンズ計算器にアップロード（提供）してよい。ステップ７６において、この眼内レンズ計算器は、眼内レンズの屈折能ならびに眼内部の眼内レンズの位置及び方位を計算してよい。ステップ７８において、眼内部の眼内レンズのプレースメントを容易にするために外科手術ガイド又はプレースメントガイドを作成してよい。このプレースメントガイドは、外科医が切開位置とレンズ方位を決める上で画像とその中の特徴を参照し得るように外科医が入手できる単純な写真であってよい。あるいは代わりに、このプレースメントガイドは、眼にかぶせられるコンタクトレンズのような透明材料の形であってよく、その場合、プレースメントガイド情報が透明材料の表面に印刷される。従って、透明のプレースメントガイドの場合は、現実の脈管に合わせるために外科医により患者の眼に直接重ね合わせることができる。次に、レンズを透明材料表面のマーカに合わせるために心合わせし、回転させてよい。あるいは代わりに、プレースメントガイドは電子的であってよく、リアルタイムのビデオ情報と重ね合わせてよい。ビデオ情報は、外科用顕微鏡により捕獲し、水晶体除去コンソールに伝送してよく、そこで、水晶体除去コンソール内部の処理モジュールが、プレースメントガイドから生の画像に至るまでの構成を見分け、整合する。水晶体除去コンソールは、レンズマークを見分け、レンズをどのように回転させ、定置すべきかを外科医に教示することができる。ステップ８０において、外科手術ガイド又はプレースメントガイドを使って眼内レンズを定置する。ここで、眼内レンズのプレースメントを照合確認することもできる。

要約すると、本発明の実施例は、眼内レンズ（ＩＯＬ）の適切な選択と心合わせの準備をする。術前テスト中に捕獲され、眼内レンズの屈折能と軸方位を計算すべく実行可能なプログラムに提供され得る眼画像を使って、眼内レンズの位置及び方位を決定する。これにより、眼内部の眼内レンズの適切な心合わせと方位決定の使用できる出力ガイド又はプレースメントガイドが作成される。

平均的な当業者であれば分かる通り、ここで使用し得る通りの用語「実質的に（substantially）」又は「近似的に（approximately）」は、その該当する用語について工業的に受け入れられる許容差を表す。この工業的に受け入れられる許容差は、１パーセント未満から２０パーセントまでの範囲を持ち、コンポーネント値、集積回路プロセス変化、温度変化、立上り時間、立下り時間、及び／又は熱雑音に該当するが、これだけに限るものではない。平均的な当業者であれば更に分かる通り、ここで使用し得る通りの用語「動作結合した（operably coupled」は、直接的結合と、別のコンポーネント、エレメント、回路又はモジュールを介した間接的結合を含み、ここで、間接的結合について言えば、介在するコンポーネント、エレメント、回路又はモジュールは信号の情報を改変するのでなく、その電流レベル、電圧レベル及び／又は電力レベルを調整するものであってよい。平均的な当業者であればこれも分かる通り、推断結合（inferred coupling）（すなわち、１つのエレメントが別のエレメントに推断により結合させられる）は、「動作結合した（operably coupled）」のと同じ仕方で作られた２つのエレメントの間の直接的結合及び間接的結合を含む。平均的な当業者であれば更に分かる通り、ここで使用し得る通りの用語「比較すると有利（compares favorably）」は、２つ以上のエレメント、項目、信号などの間の比較が所望の関係をもたらすことを表す。例えば、信号１が信号２より大きいことが所望の関係であるならば、信号１が信号２より大きい時、又は、信号２が信号１より小さい時、有利な比較が成り立つ。

以上、本発明を詳細に説明したが、述べた通りの本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく多数の変更、置換及び代替が為し得ることを理解されたい。

Claims (22)

1. 眼内レンズ（ＩＯＬ）を定置する方法において、
   内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する情報を捕獲する段階と、
   内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する切開位置情報及び誘発乱視情報を捕獲する段階と、
   眼内部の前記眼内レンズの位置及び方位を計算すべく実行可能な眼内レンズ計算ソフトウェアに前記情報を提供する段階と、
   外科医が前記眼内レンズを眼内部に定置するのを助けるべく使用可能なプレースメントガイドを作成する段階とを有する方法。
2. 前記プレースメントガイドを使って眼内部の前記眼内レンズのプレースメントを照合確認する段階をさらに有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記眼と関連する情報が前記眼の表面輪郭及び／又は画像を有し、前記画像が強膜内部の脈管を有する、請求項１に記載の方法。
4. ディジタルカメラに結合した角膜トポグラファが前記表面輪郭及び／又は画像を捕獲する、請求項３に記載の方法。
5. 前記プレースメントガイドは、外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得る画像を有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記プレースメントガイドは、外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得る透明材料表面の画像を有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記画像を前記眼にかぶせられるコンタクトレンズの表面に位置決めする、請求項６に記載の方法。
8. 前記プレースメントガイドが、前記水晶体除去コンソール内部で前記外科用顕微鏡からの画像と組み合わされるプレースメントガイド画像を有する、請求項１に記載の方法。
9. 前記水晶体除去コンソールが外科医に眼内レンズのプレースメントを教示すべく使用可能である、請求項８に記載の方法。
10. 眼内レンズ（ＩＯＬ）を定置する方法において、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する情報を捕獲する段階と、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する切開位置情報を捕獲する段階と、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する誘発乱視情報を捕獲する段階と、
    眼内部の前記眼内レンズの位置及び方位を計算すべく実行可能な眼内レンズ計算ソフトウェアに前記情報を提供する段階と、
    眼内部の前記眼内レンズの位置及び方位を計算する段階と、
    外科医が前記眼内レンズを眼内部に定置するのを助けるべく使用可能なプレースメントガイドを作成する段階とを有する方法。
11. 眼内部の前記眼内レンズの位置及び方位と関連する外科医フィードバックを提供する段階と、
    前記プレースメントガイドを使って眼内部の前記眼内レンズのプレースメントを照合確認する段階とをさらに有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記眼と関連する情報が前記眼の表面輪郭及び／又は画像を有し、前記画像が強膜内部の脈管を有する、請求項１０に記載の方法。
13. ディジタルカメラに結合した角膜トポグラファが前記表面輪郭及び／又は画像を捕獲する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記プレースメントガイドは、外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得る画像を有する、請求項１０に記載の方法。
15. 前記プレースメントガイドは、外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得る透明材料表面の画像を有する、請求項１０に記載の方法。
16. 前記画像を前記眼にかぶせられるコンタクトレンズの表面に位置決めする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記プレースメントガイドが、前記水晶体除去コンソール内部で前記外科用顕微鏡からの画像と組み合わされるプレースメントガイド画像を有する、請求項１０に記載の方法。
18. 前記水晶体除去コンソールが外科医に眼内レンズのプレースメントを教示すべく使用可能である、請求項１７に記載の方法。
19. 眼内レンズ（ＩＯＬ）のプレースメントを容易にすべく使用可能な水晶体除去コンソールにおいて、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する情報と、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する切開計画位置の情報と、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する誘発乱視の情報とを受け取るべく使用可能な少なくとも１つの入力ポートと、
    前記少なくとも１つの入力ポートに結合した、処理モジュール及び関連メモリとを有し、
    前記処理モジュールが、
    前記内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する前記情報と、
    内部に眼内レンズをインプラントすべき眼と関連する切開計画位置の前記情報と、
    誘発乱視の前記情報と、から眼内部の前記眼内レンズの位置と方位を計算すべく、かつ、外科医が前記眼内レンズを眼内部に定置するのを助けるべく使用可能なプレースメントガイドを作成すべく実行可能な眼内レンズ計算ソフトウェアプログラムを実行すべく使用可能である、水晶体除去コンソール。
20. ディジタルカメラに結合した角膜トポグラファが前記眼と関連する情報を捕獲し、該情報が強膜内部の脈管を有する、請求項１９に記載の水晶体除去コンソール。
21. 前記プレースメントガイドは、
    外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得る画像、
    外科医が前記切開位置と前記眼内レンズの位置を決める上で参照し得るコンタクトレンズ表面の画像、及び／又は、
    前記水晶体除去コンソール内部で外科用顕微鏡からの画像と組み合わされるプレースメントガイド画像を有する、請求項１９に記載の水晶体除去コンソール。
22. 前記水晶体除去コンソールが外科医に眼内レンズのプレースメントを教示すべく使用可能である、請求項１９に記載の水晶体除去コンソール。

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