(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームにより角膜組織をアブレーションして屈折異常を矯正する角膜手術装置において、各コンタクトレンズに対応する屈折力データを記憶する記憶手段と、試用されたコンタクトレンズに付された識別子を入力する手段と入力された識別子に基づいて前記記憶手段に記憶された屈折力データを読み出す手段とを有する入力手段と、該入力手段により呼び出された屈折力データを切除データに変換する変換手段と、該切除データに基づいて角膜組織の切除量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする角膜手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームにより角膜組織をアブレーションして屈折異常を矯正する角膜手術装置及びその矯正データ決定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
眼の屈折異常には、近視、乱視、遠視の他、年齢と共に近見が見難くなる老視がある。従来、老視矯正は主に眼鏡によるものであったが、近年ではコンタクトレンズによるものも実用化されてきている。近視、乱視、遠視の屈折矯正は、レーザビームにより角膜形状を変化させる角膜手術装置でも行われるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、老視矯正においては患者の生活様式により、その矯正パターンは一様でなく、患者毎に異なるため、レーザビームを用いた矯正手術では、患者が望む最適な矯正パターンでの老視矯正は難しい。また、レーザビームを用いた矯正手術では、眼鏡やコンタクトレンズを用いた矯正と異なり、非可逆的であるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、患者が望む適切な矯正パターンを見つけ出して、的確な矯正が行える角膜手術装置及びその矯正データ決定方法を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００６】
（１）  レーザビームにより角膜組織をアブレーションして屈折異常を矯正する角膜手術装置において、各コンタクトレンズに対応する屈折力データを記憶する記憶手段と、試用されたコンタクトレンズに付された識別子を入力する手段と入力された識別子に基づいて前記記憶手段に記憶された屈折力データを読み出す手段とを有する入力手段と、該入力手段により呼び出された屈折力データを切除データに変換する変換手段と、該切除データに基づいて角膜組織の切除量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態の角膜手術装置の光学系および制御系の概略配置を示す図である。
【００１４】
１はレーザ光源であり、本実施例では１９３ｎｍの波長を持つエキシマレーザを使用している。好ましくは２００ｎｍ以下の波長のレーザビームが使用される。レーザ光源１から出射されるエキシマレーザビームはパルス波であり、その代表的な形状は、図２に示すように、ビームの強度分布は水平方向（Ｘ軸方向）がほぼ均一なトップハット分布Ｆ（Ｗ）であり、垂直方向（Ｙ軸方向）はガウシアン分布Ｆ（Ｈ）となっている。
【００１５】
２および３は平面ミラーであり、レーザ光源１から水平方向に出射されたレーザビームは平面ミラー２により上方へ９０°偏向され、平面ミラー３により再び水平方向へ偏向される。平面ミラー３はミラー駆動装置４により垂直方向（矢印方向）に移動可能であり、レーザ光源１から出射されたレーザビームをガウシアン分布方向に平行移動し、レーザビームを導光光学系の光軸Ｌから偏位させ、対象物を均一に切除するようにする。この点に関しては、特開平４−２４２６４４号公報に詳細に記載されているので、これを援用する。
【００１６】
５はイメージローテータであり、イメージローテータ駆動装置６により光軸Ｌを中心にして回転駆動され、レーザビームを光軸回りに回転させる。
【００１７】
７はアブレーション領域を円形に制限する可変円形アパーチャであり、駆動装置８によりその開口領域が変えられる。９は開口領域可変のスリットアパーチャであり、駆動装置１０により開口幅が変えられ、また、光軸Ｌ回りに回転される。スリットアパーチャ９は乱視矯正時に使用する。
【００１８】
１１は略半楕円形状のアパーチャを持つビーム制限ユニットであり、図３（ａ）はこれをレーザ光軸方向から見た図であり、図３（ｂ）は側面から見た図である。略半楕円形状のアパーチャ１１ａは軸１１ｂを回転中心として９０度回転する。アパーチャ１１ａが図３（ｂ）の点線位置に置かれるときには遮蔽板１１ｃの部分を除いてレーザビームは通過し、アパーチャ１１ａが実線位置まで回転する間は、レーザビームはその形状によって制限される。ビーム制限ユニット１１は老視矯正のときに使用され、その他のときには光路外へ離脱される。１２はビーム制限ユニット１１の光路への挿脱、アパーチャ１１ａの回転及びビーム制限ユニット１１全体を光軸Ｌ回りに回転する駆動部を備えた駆動装置である。
【００１９】
１４は円形アパーチャ７を患者眼の角膜Ｅｃ上に投影するための投影レンズである。１６は１９３ｎｍの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、投影レンズ１４を経たレーザビームはダイクロイックミラー１６により反射され、９０°曲げられて患者眼の角膜Ｅｃへと導光される。
【００２０】
１７は双眼の手術顕微鏡を持つ観察光学系であり、左右の観察光学系はダイクロイックミラー１６を挟むように位置する。双眼の観察光学系は市販のものが利用可能であり、その構成自体は本発明と関係がないので説明は省略する。
【００２１】
また、患者眼Ｅｃは、手術に際して装置に対して所定の位置関係にくるように予めアライメントされ、患者眼Ｅｃは図示しない固視灯を見ることによりアライメント状態が維持される。アライメントは、観察光学系の光軸を挟んで少なくとも２方向からスリット像を患者眼に投影し、そのスリット像の位置関係から位置決めを行う。詳細については、本出願人による特開平６−４７００１号公報の記載を遠用する。
【００２２】
２１は患者眼の屈折力データ等を入力して装置の制御データを算出するコンピュータである。コンピュータ２１は入力画面や入力情報を表示するモニタ２１ｂ、キーボード及びマウスの入力操作部２１ｃを備え、コンピュータ本体２１ａは切除データを算出するプログラム、データベースを備える。コンピュータ２１で算出された制御データは制御装置２０に入力され、制御装置２０はレーザ光源１及び各駆動装置の動作を制御する。
【００２３】
上記の構成による遠視矯正、近視矯正及び乱視矯正の切除方法について簡単に説明する。
遠視矯正の場合は、円形アパーチャ７の開口領域の大きさを固定してアブレーション領域を制限する。平面ミラー３を光軸Ｌに対して偏位させてレーザビームをずらし、イメージローテータ５を回転してアブレーションを重ねる。重ね合わされたアブレ−ション形状は、イメージローテータ５の回転周波数とレーザパルスの繰り返し周波数の組み合わせを適切に選択することにより、図４に示すような円環状に近い形にすることができる。平面ミラー３を順次移動して、光軸Ｌからのレーザビームのずれ量が大きくなるに従って、照射パルス数（照射時間）を多くしていく。これにより、中央部が浅く、周辺部を深くした遠視矯正が行える。度数のコントロールは、平面ミラー３の移動により光軸Ｌから偏位したレーザビームの各位置における照射パルス数の比を変えずに、全体の照射パルス数を変えることによって行う（この詳細は、特開平８−６６４２０号公報を参照）。
【００２４】
近視矯正は２つの方法で行える。第１の方法は、円形アパーチャ７によりレーザビームを制限し、ミラー３を順次移動してレーザビームをガウシアン分布方向に移動する。そしてレーザビームが円形アパーチャ７の端から端まで移動して１面を移動し終わるごとにイメージローテータ５によりレーザビームの移動方向を回転して、均一な円形になるように切除する。この動作を円形アパーチャ７の開口径の大きさを順次変えながら行う。これにより、中央部が深く、周辺部にいくにしたがって浅くなるようにアブレーションすることができる（この詳細は、特開平６−１１４０８３号公報参照）。
【００２５】
第２の方法は、遠視矯正のアブレーションを応用する方法であり、中央付近でレーザビームを回転させると中央が深く、周辺が浅くアブレーションされる。したがって、平面ミラー３の移動によるビームの偏位位置と照射パルス数を制御してアブレーションすることにより、近視矯正が行える。度数のコントロールはレーザビームの各位置における照射パルス数を変えることにより、遠視同様に制御できる。
乱視矯正は、スリットアパーチャ９の開口幅を順次広げながら、近視矯正の第１の方法と同様にレーザビームを移動してアブレーションすることで行える。
【００２６】
次に、老視矯正プロファイルの代表的な矯正パターンとそのアブレーション方法を説明する。なお、ここでは近視眼を矯正するものとして説明する。
図５は第１及び第２の老視矯正パターンを説明する図である。第１の老視矯正パターンは、図５（ａ）に示すように、瞳孔中心を中心にした中央矯正領域５０を近見用（近用視）、周辺矯正領域５１を遠見用（遠用視）とした矯正パターンである。なお、周辺矯正領域５１の外周にはアブレーション領域と非アブレーション領域とを滑らかに繋ぐトランジションゾーン（ＴＺ）が形成されるが、これは図示を略している。また、周辺矯正領域５１までが光学的に影響を及ぼすオプチカルゾーン（ＯＺ）である。
【００２７】
このパターンでは、近見用の中央矯正領域５０は遠見用の周辺矯正領域５１に対して、加入度数分の矯正を施すことになる。この場合のアブレーション方法は、近視矯正度数Ｓと加入度数ＡＤＤとを加えた値がマイナスになるときとプラスになるときとで異なる。なお、Ｓ＋ＡＤＤ＝０Ｄのときは、屈折力に影響を及ぼさない様に（形状変化を起こさないように）、近見用の中央矯正領域５０には均一なアブレーションを行う。
【００２８】
近視矯正度数Ｓ＋加入度数ＡＤＤがマイナス度数のとき、例えば、近視矯正度数Ｓ＝−３ＤでＡＤＤ＝２Ｄのときは、中央矯正領域５０に対して残りの近視矯正度数Ｓ＝−１Ｄ分の近視矯正アブレーションを円形アパーチャ７の開口制御により行う。その後、続けて中央矯正領域５０の大きさになった円形アパーチャ７を徐々に広げながら、遠見用の周辺矯正領域５１に対して近視矯正のアブレーションをその矯正度数Ｓ＝−３Ｄ分行う（図５（ｂ）参照）。
【００２９】
近視矯正度数Ｓ＋加入度数ＡＤＤがプラス度数のとき、例えば、近視矯正度数Ｓ＝−１ＤでＡＤＤ＝２Ｄのときは、中央矯正領域５０はＳ＝＋１Ｄの矯正となる。この場合、中央矯正領域５０に対してＳ＝＋１Ｄの遠視矯正のアブレーションを行うと同時に、遠見用の周辺矯正領域５１に対して遠視矯正のアブレーションを応用した第２の近視矯正のアブレーションを近視矯正度数Ｓ＝−１Ｄ分行う（図５（ｃ）参照）。
【００３０】
第２の老視矯正パターンは、第１の老視矯正パターンの逆で、図５（ａ）における中央矯正領域５０を遠見用、周辺矯正領域５１を近見用とした矯正パターンである。この第２の老視矯正パターンにおいても、近視矯正度数Ｓと加入度数ＡＤＤとを加えた値がマイナスになるときとプラスになるときとで異なる。Ｓ＋ＡＤＤ＝０Ｄのときは、近見用の中央矯正領域５１にはアブレーションを施さないか、又は均一なアブレーションを行う。
【００３１】
近視矯正度数Ｓ＋加入度数ＡＤＤがマイナス度数のときは、例えば、近視矯正度数Ｓ＝−３ＤでＡＤＤ＝２Ｄのときは、円形アパーチャ７の開口を制御しながら、中央矯正領域５０に対して近視矯正度数Ｓ＝−３Ｄ分の近視矯正のアブレーションを行った後、周辺矯正領域５１に対して近視矯正のアブレーションを残りの近視矯正度数Ｓ＝−１Ｄ分行う（図５（ｄ）参照）。
【００３２】
近視矯正度数Ｓ＋加入度数ＡＤＤがプラス度数のとき、例えば、近視矯正度数Ｓ＝−１ＤでＡＤＤ＝２Ｄのときは、中央矯正領域５０に対して近視矯正度数Ｓ＝−１Ｄ分の近視矯正のアブレーションを行う。その後、周辺矯正領域５１に対してＳ＝＋１Ｄの遠視矯正のアブレーションを行う（図５（ｅ）参照）。
【００３３】
なお、上記のパターンにおいては、何れの場合も中央矯正領域５０と周辺矯正領域５１の間に、度数を連続的に変化する累進領域を設けることが好ましい。これは、中央矯正領域５０から周辺矯正領域５１のアブレーションに移る際に、円形アパーチャ７の開口を制御しながら行う近視矯正アブレーション、又は第２の近視矯正のアブレーションで度数を変化させることで行える。
【００３４】
図６は第３の老視矯正パターンを説明する図である。第３の老視矯正パターンは、図６（ａ）に示す如く、半円状の上方矯正領域６０を遠見用、サークル７´と半円サーク１１ａ´で囲まれた部分の下方矯正領域６１を近見用としたパターンである。領域６２は上方矯正領域６０と下方矯正領域６１の形状を滑らかに繋ぐ移行領域である。
【００３５】
第３のパターンは、まず、上方矯正領域６０及び下方矯正領域６１を含むオプトチルゾーン内に対して、円形アパーチャ７の開口制御により遠見用の近視矯正度数分の近視矯正アブレーションを行う。その後、下方矯正領域６１に対して次のようにアブレーションを行う。ビーム制限ユニット１１を光路に挿入し、図７に示すように上方矯正領域６０が遮蔽板１１ｃにより遮蔽されるように位置させる。円形アパーチャ７の開口をオプチカルゾーンの大きさとしたまま、アパーチャ１１ａを光軸に対して平行な状態から垂直になるまで徐々に傾けながら、遠視矯正アブレーションを加入度数分行う。これにより、図６（ａ）におけるサークル７´（円形アパーチャ７の通過領域）と半円サークル１１ａ´（アパーチャ１１ａの通過領域）とで囲まれた部分である下方矯正領域６１が加入度数分アブレーションされる（図６（ｂ）参照）。そして、アパーチャ１１ａの傾きを徐々に行うことにより移行領域６２が形成される。
【００３６】
この第３の老視矯正パターンは様々な変形が可能であり、例えば、図６（ａ）における上方矯正領域６０と下方矯正領域６１の上下の位置関係を逆にすることにより、上方近見用、下方遠見用とした矯正が行える。これはビーム制限ユニット１１を光軸Ｌ回りに回転することで行える。また、両領域は上下に限らず左右等、自由な配置にすることができる。さらには、ビーム制限ユニット１１の移動により、アパーチャ１１ａの配置位置を変化させることで２つの領域６０，６１の大きさを変化させることもできる。
【００３７】
以上、代表的な老視矯正パターンを説明したが、これらの他、３重焦点を持つ矯正パターンや各パターンの組合わせての矯正も可能である。
【００３８】
また、レーザビームを患者眼へ導光する導光光学系は、本実施形態に示したものに限らず、各種の方式のものが使用できる。例えば、本出願人による特開平９−２６６９２５号公報のように、矩形形状のレーザビームの長手方向を選択的に分割するマスクを用いてビームを分割し、平面ミラー３の移動とイメージローテータ５の回転により角膜上でのビームの投影位置を変える方式でも良い。あるいは、１ｍｍ程度に整形された小スポットビームをガルバノミラー等で２次元的に走査することで、小スポットビームの投影位置を変える方式も使用できる。これらによるアブレーションでは、各ビーム位置での照射時間を制御することにより任意なパターン形状のアブレーションが可能である。
【００３９】
次に、本装置による老視矯正の手順を図８に従って説明する。
まず、基本的な角膜形状検査及び屈折力検査等の検眼により、患者眼に対する遠見矯正及び近見矯正の処方度数を得る。従来はこの段階で屈折力データを決定して手術を行っていたが、本実施形態ではレーザビームによる屈折矯正手術前に、ソフトコンタクトレンズ（以下、ＣＬ）をトライアルレンズとして用いて最適な矯正パターンと矯正度数の確認を行い、その結果を基にレーザでの矯正手術を実施する。
【００４０】
患者眼にテスト装用させるＣＬは、前述したように角膜手術装置で可能な矯正パターンに合わせて製作した矯正プロファイルを持つものを予め複数種類用意しておく。ＣＬの製作は装置側の矯正パターンデータに基づいてＣＬメーカにて行う他、度数を持たないＣＬの生地に角膜手術装置でレーザビームを照射して形状変化を持たせるように行ことも可能である。
【００４１】
基本的な検眼の後、術者は患者の視環境や生活様式を確認し、ＣＬの矯正パターン及び矯正度数等を選定する。患者には選定したＣＬをテスト装用させ、しばらくその見え具合の経過観察をする。例えば、前述した第１〜第３の老視矯正パターンについて、遠見領域や近見領域の大きさを変えたＣＬをそれぞれテストし、最適なものを確認する。遠見及び近見の矯正度数についても複数のものをテストして確認する。こうして、患者にはレーザビームにより角膜手術をした場合の見え具合を疑似的に体験させることができる。
【００４２】
テストＣＬの経過観察により患者に適するものが決定できたら、術前の角膜形状データと、選定したＣＬの矯正パターン、オプチカルゾーンのサイズ、遠見及び近見の領域の位置、各矯正度数等を含む屈折力データ（屈折力の分布データとすることもできる）を装置のコンピュータ２１に入力する。図９はディスプレイ２１ｂに表示される屈折力データの入力画面例である。画面右側の各入力項目のデータは、選定したＣＬに付随されたものである。そのデータは、例えばＣＬの製造時にパッキングケース等に添付されたものやＣＬの管理台帳に記載されており、これを術者が確認し、入力操作部２１ｃで入力することも可能であるが、これは煩わしく、間違え易いので、次ぎのようにする。
【００４３】
パッキングケース等にはＣＬを識別する個別の管理番号が付与されている。ＣＬの管理番号に対応させてそのＣＬの屈折力データをコンピュータ２１が持つデータベースに予め蓄積しておく。ＣＬメーカにて製作されたものは、データをＣＤ−ＲＯＭ化してコンピュータ２１に組み込んでおくことでも良い。そして、図９における、ＣＬ番号入力項目７０に選定したＣＬの管理番号を入力することにより、データベースから屈折力データが読み出されて入力される。あるいは、ＣＬの屈折力データをバーコード（データが多い場合は２次元コード）で蓄積し、ＣＬのパッキングケース等にこれを添付し、バーコドリーダで読み出して入力する方法も可能である。
【００４４】
なお、あるＣＬのテスト装用から患者の的確な屈折力データを診断できれば、そのＣＬの屈折力データを入力した後に、修正が必要な項目の値を入力操作部２１ｃによって修正すれば良い。
【００４５】
図９における入力画面には矯正パターンのカラーマップ７５がグラフィック表示される。近見矯正領域、遠見矯正領域は矯正度数に応じてカラー表現される。カラーマップ７５における外周部分７６はトランジションゾーンを示す。こうしたカラーマップ７５のグラフィック表示により、矯正パターンが視覚的に分かりやすくなる。また、ＣＬの選定に対する入力データの確認が行い易い。
【００４６】
術前角膜形状データ及び屈折力データの入力が完了すると、コンピュータ本体２１ａによって屈折力データが切除データ（切除分布のデータ）に変換され、さらにこれから前述のような各矯正パターンに応じたアブレーションの制御データが計算され、制御装置２０に送られる。手術時は、術者は観察光学系１７により患者眼を観察して導光光学系をアライメントした後、レーザ照射スイッチによりレーザ照射開始信号を制御装置２０に入力する。制御装置２０によりレーザ光源１及び各駆動装置が制御され、レーザビームの照射により前述のような各アブレーションが行われる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各患者毎に最適な矯正用データを見つけ出して、レーザビームによる的確な矯正が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の角膜手術装置の光学系および制御系の概略配置を示す図である。
【図２】エキシマレーザビームの強度分布を説明する図である。
【図３】ビーム制限ユニットの構成を説明する図である。
【図４】ビームの重ね合わせによる円環状のアブレーションを示す図である。
【図５】第１及び第２の老視矯正パターンを説明する図である。
【図６】第３の老視矯正パターンを説明する図である。
【図７】ビーム制限ユニットによる第３のパターンのアブレーション方法を説明する図である。
【図８】老視矯正の手順を説明する図である。
【図９】ディスプレイに表示される屈折力データの入力画面例を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
３  平面ミラ
５  イメージローテータ
７  可変円形アパーチャ
１４  投影レンズ
２０  制御装置
２１  コンピュータ
５０  中央矯正領域
５１  周辺矯正領域
７０  ＣＬ番号入力項目
【図１】
0003860405.tif 000002
【図２】
0003860405.tif 000003
【図３】
0003860405.tif 000004
【図４】
0003860405.tif 000005
【図５】
0003860405.tif 000006
【図６】
0003860405.tif 000007
【図７】
0003860405.tif 000008
【図８】
0003860405.tif 000009
【図９】
0003860405.tif 000010