(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用レーザ光を角膜に照射するレーザ照射光学系と、患者眼の前眼部を観察する観察光学系を備える眼科手術装置において、角膜の移動を検出するための指標光束を前記患者眼における前記治療用レーザ光の照射領域を外した角膜の周辺部に向けて照射する指標投影光学系と、投影された指標を検出する検出光学系と、前記治療用レーザ光を偏位させるためのレーザ光偏位手段と、前記検出光学系による検出結果に基づいて角膜の移動を補償するように前記レーザ光偏位手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする眼科手術装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は治療用レーザ光を用いて患者眼の角膜手術を行う眼科手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
治療用レーザ光を用いて角膜手術を行う装置としては、例えば、エキシマレーザ光により角膜表層の病変を切除したり、角膜表面を切除して角膜の曲率を変化させて、屈折異常を矯正したりする装置が知られている。
【０００３】
この種の装置においては、治療用レーザ光を患者眼の所期する位置に照射するように、患者眼を固定するが、まったく動かないように固定することは不可能である。そこで、患者眼が動いたことが確認されると、術者は手術を中断して、改めてアライメントからやり直すことが必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この様なアライメントからのやり直しは、手術時間を長くし術者及び患者の負担を大きくする不都合があった。
また、術者が気付かない程度のわずかの偏位であっても、数１０〜数１００μｍの厚さで角膜を除去する屈折矯正手術では、手術結果に影響を及ぼす要因となる。
【０００５】
本発明の目的は、手術中に患者眼が動いても、患者眼の動きに適切に対応することができる眼科手術装置を提供することにある。
【０００６】
第２の目的は、患者眼が動いても、いちいち手術を中断せずに、正確に患者眼の動きに合わせて常に所定の角膜位置にレーザ光を照射することのできる眼科手術装置を提供することにある。
【０００７】
さらに、患者眼が装置の許容範囲を超えて動いた時は、レ−ザ光の照射を直ちに停止することのできる眼科手術装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のような構成を有することを特徴とする。
【０００９】
（１）  治療用レーザ光を角膜に照射するレーザ照射光学系と、患者眼の前眼部を観察する観察光学系を備える眼科手術装置において、角膜の移動を検出するための指標光束を前記患者眼における前記治療用レーザ光の照射領域を外した角膜の周辺部に向けて照射する指標投影光学系と、投影された指標を検出する検出光学系と、前記治療用レーザ光を偏位させるためのレーザ光偏位手段と、前記検出光学系による検出結果に基づいて角膜の移動を補償するように前記レーザ光偏位手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
［光学系］
図１は実施例の装置の光学系の概略配置図である。レーザ照射系、観察系、角膜偏位検出系に分けて説明する。
【００１６】
（レーザ照射系）
１は治療用レ−ザ光源であり、１９３ｎｍのエキシマレーザビームを出射する。２は開口径を変えることのできる可変絞りである。３は投影レンズであり、投影レンズ３は後述する駆動手段により光軸に対し垂直平面内で偏位し、角膜上でのレーザビームを偏位させる。４はエキシマレーザビームを反射し、可視光を透過する特性を持つダイクロイックミラーであり、ダイクロイックミラー４は投影レンズ３が初期位置にあるときに、投影レンズ３の光軸と観察系の対物レンズの光軸１０と同軸にする。
手術眼５の角膜６は投影レンズ３に対して可変絞り２と共役な位置に配置される。
【００１７】
（観察系）
１１は対物レンズ、１２は偏角プリズム、１３はレチクル、１４は接眼レンズ、１５は術者眼である。術者眼１５は接眼レンズ１４を介して不図示の照明系により照明された手術眼５の前眼部像を観察する。
１６は対物レンズ１１の前面に置かれた固視灯である。
【００１８】
（角膜偏位検出系）
２０ａ，２０ｂは検出用光源である、赤外域の光を発するＬＥＤであり、検出光学系の光軸２１ａ，２１ｂの近傍に配置される（検出光学系の光軸２１ａ，２１ｂにビ−ムスプリッタを配置してビ−ムスプリッタを介して検出ビ−ムを投射しても良い）。ＬＥＤ２０ａ，２０ｂの中心光束は角膜６のレ−ザビ−ムの照射領域を外した周辺部を通り、角膜の略曲率中心に向う。
【００１９】
ＬＥＤ２０ａ，２０ｂを出射して角膜で反射する検出ビ−ムは、手術眼５にそれぞれ角膜反射像２２ａ，２２ｂを形成する。検出ビ−ムはあたかも角膜反射像２２ａ，２２ｂを出射したように進む。２３ａ，２３ｂは検出光以外の波長の光をカットしてノイズ光を押える赤外フィルタ、２４ａ，２４ｂは集光レンズ、２５ａ，２５ｂは二次元ＣＣＤである。
【００２０】
検出ビ−ムは赤外フィルタ２３ａ，２３ｂを透過し、集光レンズ２４ａ，２４ｂにより集光され、二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂ上に角膜反射像２２ａ，２２ｂの像を形成し、二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂはこの像の偏位を検出する。
【００２１】
この像の偏位から角膜の偏位を次のようにして得る。図２はその説明図である。角膜６の曲率中心がＯからＯ´に移動したとすると、角膜反射像２２ａ，２２ｂもそれぞれ２２ａ´，２２ｂ´へと移動する。このときの角膜６の偏位の大きさをΔ，方向をθとすると、光軸１０に対して角度αで配置された二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂは、角膜反射像２２ａ，２２ｂがΔａ，Δｂ偏位したことを検出する（簡単にするために集光レンズの投影倍率は１とする）。このときΔａ，ΔｂとΔ、θの間には次のような関係がある。
【数１】
0003675852.tif 000002
【数２】
0003675852.tif 000003
【００２２】
これにより角膜の偏位をｘ、ｚ成分で表わせば、
【数３】
0003675852.tif 000004
【数４】
0003675852.tif 000005
となる。
【００２３】
同様にして、角膜の偏位のｙ成分は、二次元ＣＣＤ２５ａ（または２次元ＣＣＤ２５ｂ）上のｙ座標の偏位量として検出される。
このようにして、手術眼５の偏位は２次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂ上での角膜反射像２２ａ，２２ｂの像のｘ，ｙ方向の位置を検出することにより求めることができる。
【００２４】
［動作］
以上のような光学系を持つ装置の動作を、図３の要部電気系ブロック図を参考にして説明する。
【００２５】
術者は患者を手術ベットに寝かせ、レーザ照射口が設けられた不図示のレーザ照射アームを患者眼５の上部に移動させる。その後、固視灯１６を点灯して患者眼に固視させる。術者は観察系を通して患者眼の前眼部を観察しながら、レーザ照射アームをレチクル１３と瞳孔が所定の位置関係になるようにＸＹ方向移動する。Ｘ−Ｙ方向の移動は、入力部３０のＸＹ方向移動スイッチの操作によりＸＹ方向移動機構３１を作動させて行う。光軸方向（Ｚ軸方向）のアライメント状態は、周知の角膜頂点検出方法（図示しない）等により検知され、入力部３０のＺ方向移動スイッチの操作によりＺ方向移動機構３２を作動させて行う。レーザ照射系及び観察系全体をモ−タによりＺ軸方向に移動することによって適正な作動距離が与えられる。
【００２６】
装置のアライメントが終了したら、検出用光源であるＬＥＤ２０ａ，２０ｂを点灯する。ＬＥＤ２０ａ，２０ｂの点灯により二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂは角膜反射像２２ａ，２２ｂを検出する。二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂからの検出信号は信号処理回路３３ａ，３３ｂで所定の処理が施され、マイクロコンピュータ等からなる制御部３４に送られる。
【００２７】
次に、術者は照射スイッチ（実施例ではフットスイッチ３５）により手術を開始する。二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂにより検出された照射開始時における角膜反射像の像位置が初期位置として制御部３４に記憶される。二次元ＣＣＤ２５ａ，２５ｂは患者眼の位置を随時検出しており、制御部３４は検出位置と初期位置とを比較する。所定の許容範囲を超えて手術眼５が動くと、制御部３４は偏位データと予め記憶された投影レンズの移動デ−タに基づき投影レンズ駆動機構３６（サーボモータ等から構成される）を駆動して投影レンズ３を移動させ、図４に示すようにレーザビームを偏位させる。
【００２８】
また、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向の偏位が投影レンズ３によるビ−ムの偏位の許容範囲を超えて、患者眼が移動した場合は、装置の安全機構３７を働かせ、レーザビームの出射の停止（または遮断等）を行う。偏位の許容範囲は、角膜上における可変絞り２の像のボケの程度、角膜偏位検出系の検出能力等の要素を考慮して決める。
【００２９】
以上の実施例ではレーザビームの偏位手段として投影レンズ３を移動させたが、これに限らず例えば、図５に示すようにダイクロイックミラー４をモ−タにより回転させることでもよい。また、ＸＹ方向移動機構３１のリスポンスをよくすることにより、これらの機構を作動させてもよい。
【００３０】
さらに、実施例ではＺ方向の偏位が小さいことを考慮して、ＸＹ方向にレーザビームを移動させるにすぎないが、ＸＹ方向に加えてＺ方向移動機構３２を作動させて、Ｚ方向の補正を行っても良い。
【００３１】
以上の実施例は種々の変容が可能であり、現在提案されている種々のレ−ザ照射系の光学系に応用可能である。またレ−ザ光源もエキシマレ−ザに限られるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、照射中に患者眼が動いても、患者眼の偏位に追従してレーザビ−ムを照射することができるので、操作性が極めて向上するとともに、より正確な手術をすることが可能となる。
【００３３】
また、許容範囲を超えて患者眼が動くと、レーザビ−ムの照射が停止するので、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の光学系の概略配置図である。
【図２】検出用光源による角膜反射像の偏位から角膜偏位を得る方法を説明するための図である。
【図３】実施例の装置の要部電気系ブロック図である。
【図４】投影レンズの移動によるレーザビームの偏位を示した図である。
【図５】ダイクロイックミラーの回転によるレーザビームの偏位を示した図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
３  投影レンズ
４  ダイクロイックミラー
２０ａ，２０ｂ  ＬＥＤ
２５ａ，２５ｂ  二次元ＣＣＤ
３４  制御部
３６  投影レンズ駆動機構
【図１】
0003675852.tif 000006
【図２】
0003675852.tif 000007
【図３】
0003675852.tif 000008
【図４】
0003675852.tif 000009
【図５】
0003675852.tif 000010