(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レ−ザ光源から出射した紫外領域の波長を持つレーザビームを角膜へ導光し、該レーザビームにより角膜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、アブレ−ション領域を制限するためのアパ−チャを持ちレーザビームの通過領域を変化させ遠視矯正するための遠視矯正光学系と、アブレ−ション後の角膜形状を定めるに必要な情報を入力する入力手段と、該入力手段の入力情報に基づいてアブレ−ション形状を定め前記レ−ザ光源及び遠視矯正光学系を駆動する制御手段と、アパ−チャが角膜中心に対して偏心して配置されており近用部の領域のレ−ザビ−ムを透過させる近用アパ−チャとを具備し、近用アパ−チャが所期する位置に置かれた状態で前記レ−ザ光源及び遠視矯正光学系を動作させることにより角膜が２重焦点を持つようにアブレ−ションして老視矯正を行う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、レーザビームを用いて角膜の屈折異常を矯正する角膜手術装置に係り、殊に老視矯正に好適な角膜手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビ−ムを用いて角膜表面を切除し、その曲率を変化させることにより、眼球の屈折異常を矯正する角膜手術装置が知られている。
【０００３】
眼球の屈折異常には、近視、乱視、遠視の他、年齢とともに近点が見にくくなる老視がある。老視矯正を行う装置としては、米国特許第5,314,422 明細書に示されるものが知られている。この装置は、図１６に示すように、２個のプレ−ト１０１、１０２を互いに反対方向に徐々に移動させて三日月状に開口を開いていき、その開口を通してレ−ザビ−ムを角膜の一部に照射する。これにより、加入レンズを持った老眼鏡のように角膜が二重焦点を持つように矯正する。手術に際しては２個のプレ−トをスライド可能に保持するフレ−ム１００を眼球上に置いて固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の装置には次のような欠点がある。この装置は、レ−ザビ−ムを出射する角膜手術装置本体とは別個に、老視矯正のための特殊なマスクを持つ付加装置であり、手術に際してはフレ−ム１００を眼球上に置いて位置決めしなければならず、予定するアブレション領域に合わせての正確な位置合わせが難しい。また、レ−ザビ−ムの位置合わせとは別に２個のプレ−ト１０１、１０２の開閉を制御しているため、開口の大きさとビ−ム位置との関連が難しく、開口を漏れなくカバ−するようにビ−ム照射領域を注意しなければならい。また、開口の開閉制御により矯正度数をコントロ−ルしているので、開口の開閉と合わせたレ−ザビ−ムの照射量の調節が難しい。
【０００５】
さらにまた、眼球上を覆うようにマスクを置くため、レ−ザ照射中の眼球の観察がしにくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、特別な老視用の付加装置を用いることなく、老視矯正を容易に行える角膜手術装置を提供することを技術課題とする。
【０００７】
【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。
【０００８】
（１）  レ−ザ光源から出射した紫外領域の波長を持つレーザビームを角膜へ導光し、該レーザビームにより角膜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、アブレ−ション領域を制限するためのアパ−チャを持ちレーザビームの通過領域を変化させ遠視矯正するための遠視矯正光学系と、アブレ−ション後の角膜形状を定めるに必要な情報を入力する入力手段と、該入力手段の入力情報に基づいてアブレ−ション形状を定め前記レ−ザ光源及び遠視矯正光学系を駆動する制御手段と、アパ−チャが角膜中心に対して偏心して配置されており近用部の領域のレ−ザビ−ムを透過させる近用アパ−チャとを具備し、近用アパ−チャが所期する位置に置かれた状態で前記レ−ザ光源及び遠視矯正光学系を動作させることにより角膜が２重焦点を持つようにアブレ−ションして老視矯正を行うことを特徴とする。
【００１３】
【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。図１は実施例の装置の光学系および制御系の概略配置図を示す。
【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−ザビ−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−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（発明の名称「レ−ザビ−ムによるアブレ−ション装置」）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る。円形アパーチャ７は開口駆動装置８が持つモ−タ８ａの回転によりその開口径が変えられる。また、円形アパーチャ７は移動装置９が持つモ−タ９ａ，９ｂにより、光軸Ｌに直交する面内の方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動される（図３参照）。
【００１８】
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。なお、前述の円形アパーチャ７は角膜Ｅｃとダイクロイックミラー１６との間に配置して、アブレ−ション領域を制限するようにしても良い。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
２０は装置全体を制御する制御装置であり、２１は患者眼の屈折力データ等を入力するためのデータ入力装置である。制御装置２０はデータ入力装置２１より入力された術前の角膜形状および術後の角膜形状等の入力情報に基づき、各装置の駆動を制御する。
【００２２】
以上のような装置において、その動作を説明する。まず、近視矯正と遠視矯正について説明する。患者眼の角膜を装置に対して所定位置に固定する。アブレ−ション領域やその形状は、デ−タ入力装置２１により予め入力された屈折力等のデ−タに基づき、制御装置２０に記憶されるプログラムに従って決定される。
【００２３】
近視矯正の場合は、円形アパーチャ７の中心を光軸Ｌと一致させる。円形アパーチャ７によりレ−ザビ−ムを制限し、ミラ−３を順次移動してレ−ザビ−ムをガウシアン分布方向に移動する。そしてレ−ザビ−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−ザビ−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、角膜の中央部が深く、周辺部にいくにしたがって浅くなるようにアブレ−ションすることができ、近視矯正が行える（特開平６−１１４０８３号公報参照）。
【００２４】
次に、遠視矯正について説明する。まず、遠視矯正の方法を、角膜の代わりにＰＭＭＡ（ポリメチルメタルクリレ−ト）の板材を利用して説明する。
【００２５】
円形アパーチャ７の中心を光軸Ｌと一致させ、その開口径はアブレ−ション領域に合わせて固定しておく。ミラ−３を移動してレ−ザビ−ムを光軸Ｌに対して偏位させ、イメージローテータ５を回転してアブレ−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−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、円環状に近い形にすることができる。例えば、イメージローテータ５の回転周波数を１０Ｈｚ、レ−ザパルスの繰り返し周波数を２３Ｈｚにすると、図４に示すような円環状のアブレ−ション形状となる。
【００２６】
このような円環状アブレ−ションを、図５に示すようにミラ−３の移動により光軸Ｌに対してビ−ム中心をある間隔（1.4mm ）ずつ偏位させるものとする。各偏位位置ａ〜ｉにおいて一定時間（30sec ）レ−ザを照射したときのアブレ−ション断面を示したものが図６〜９である。レ−ザ照射時間が同じ場合には、ビ−ム中心の偏位量が小さいとアブレ−ションは中央部が深くなり、ビ−ム中心の偏位量が大きくなるに従いアブレ−ション領域は中央部を残して外側に向かい、その深さは円形アパーチャ７によるビ−ムのけられが多くなるので、順次浅くなっている。
【００２７】
このようにして形成される円環状のアブレ−ションを組み合わせて、ビ−ム中心の偏位位置に対するレ−ザ照射時間を変えることにより、凸レンズ状にアブレ−ションできる。図１０は、その組み合わせの一つを示したものである。この組み合わせは、図６〜９の断面形状の深さ分布に基づいて、あるパワ−の屈折力を得るために概算したものである。図１０に示した各偏位位置における照射時間の比を変えずに、全体の照射時間を図１１のようにな条件設定Ａ〜Ｄで変化させてＰＭＭＡ板をアブレ−ションした。図１２は、アブレ−ション後のＰＭＭＡ板の各度数をレンズメ−タで測定した結果をグラフにしたものである。この結果からアブレ−ション後の度数は、光軸Ｌから偏位させるレ−ザビ−ムの各位置での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りコントロ−ルできることが分かる。
【００２８】
このような度数のコントロ−ルは、パルス当たりのアブレ−ション量がＰＭＭＡと既知の比にある角膜の場合にもいえる。従って、一定の照射条件におけるレ−ザ照射時間（パルス数）に対する度数変化のデ−ブルや演算式を装置に記憶させ、これに基づいて各装置を制御することにより、所期する曲率の角膜を形成することができる（この方法は、遠視矯正に限らず近視矯正についても応用できる）。
【００２９】
実際の遠視矯正では、装置はデ−タ入力装置により入力された術前の角膜形状及び術後の角膜形状（矯正度数）等の入力情報に基づき、全体のレ−ザ照射時間に対する度数変化のプログラムに従って、ミラ−３の移動及びレ−ザ光源１等の制御を行う。なお、これらの詳細は本出願人によつ特開平8-66420 号に記載されているので、これを参照されたい。
【００３０】
次に、老視矯正について説明する。老視矯正は、例えば図１３（ａ）に示すように、老視矯正に必要な瞳孔縁に近い斜線領域３０の屈折力が大きくなるようにアブレ−ションして、加入レンズを持った老眼鏡のように角膜が二重焦点を持つようにする。すなわち、斜線領域３０に遠視矯正用のアブレ−ションを施すことにより、老視矯正を行うことができる。
【００３１】
斜線領域３０のアブレ−ションの方法について説明する。斜線領域３０内にレ−ザビ−ムが照射されるように、光軸Ｌ（すなわち角膜中心または瞳孔中心）からの円形アパーチャ７の偏位位置とその開口径を設定し、アブレ−ション領域を制限する。レ−ザビ−ムの照射は次のようにする。遠視矯正で説明したようにミラ−３の移動によりビ−ム中心を光軸Ｌから偏位させ、これをイメージローテータ５により回転すると、円環状のアブレ−ションが行える。ビ−ム中心の偏位量を大きくすると、中央部を残してアブレ−ションできる。角膜上では、図１３の点線で示す領域３１内が残るような位置からレ−ザ照射を開始し、ビ−ム中心を順次外側へ偏位させてアブレ−ションを行う。度数のコントロ−ルは遠視矯正のときと同様に、ビ−ム中心の各偏位位置での照射時間（パルス数）の比を変えずに、全体の照射時間（パルス数）を変えることにより行う（外側にいくに従ってビ−ム中心の偏位を小さくするようにして行うこともできる）。なお、領域３１内のアブレ−ション量は遠視矯正のときに比べて少なくて良いので、各偏位位置におけるレ−ザ照射は遠視矯正のときのものに対して補正を行うようにする。また、アブレ−ションした部分としない部分の境界付近を滑らかにすることが望ましい。その１つの方法は、老視矯正時のアブレ−ションを初期設定の円形アパーチャ７の開口径から徐々にその径を大きくする。これにより上下方向のみならず左右方向も滑らかにすることができる。
【００３２】
老視矯正手術に際しては、老視矯正用のアブレ−ション領域の情報等の必要なデ−タをデ−タ入力装置２１により入力する。術者は、被検眼の角膜を所定位置に固定した後、観察光学系１７により被検眼を観察しながら位置決めを行う。位置決めが完了したら、装置を動作させる。制御装置２０は、入力されたデ−タに基づき老視矯正用のプログラムに従って、円形アパ−チャ７、ミラ−３、イメージローテータ５及びレ−ザ光源１等を駆動する各装置の動作を制御し、レ−ザ照射を行う。これにより、斜線領域３０を図１３（ｂ）に示すように凸レンズ状にアブレ−ションでき、老視矯正が行える。
【００３３】
以上、老視矯正は円形アパ−チャ７を用いて老視矯正に必要な瞳孔縁に近い角膜の一部をアブレ−ションすることにより行うようにしたが、近視眼に近視矯正をする場合には、逆に角膜の一部をマスクしてその回りの領域に近視矯正用のアブレ−ションをするようにしても良い。例えば、図１４（ａ）〜（ｄ）のように、エキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を透過する光学部材４０ａ〜４０ｄに、マスクする部分を４分割したマスク領域４１ａ〜４１ｄをそれぞれ形成する。この光学部材４０ａ〜４０ｄを重ねることにより、図１５のような１つのマスク部４２を光路上に形成する（マスクは円形アパ−チャ７の近くに置くことが望ましい）。また、光学部材４０ａ〜４０ｄは、移動手段により光軸Ｌに対して直交する面内をそれぞれ移動可能である。このようなマスクを通して前述した近視矯正用のレ−ザビ−ムを照射する。各マスク領域４１ａ〜４１ｄ以外の部分は近視矯正が行われるが、マスク部４２により制限された領域は近視状態が残るようになる。これにより、角膜が二重焦点を持つような老視矯正が行える。なお、レ−ザ照射とともに各光学部材４０ａ〜４０ｄを徐々に移動するように駆動制御することにより、アブレ−ションした部分としない部分の境界付近が滑らかにされる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、角膜手術装置本体とは別個に特別な老視用の付加装置を用いることなく、予定するアブレション領域の老視矯正を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の光学系および制御系の概略配置図である。
【図２】エキシマレーザビームの代表的な形状を示す図である。
【図３】円形アパーチャの移動装置を示す図である。
【図４】円環状のアブレ−ション形状を示す図である。
【図５】シフト位置ａ〜ｉに対する光軸Ｌからのビ−ム中心のずれ量を示す図である。
【図６】シフト位置ａ〜ｉにおいて一定時間（30sec ）レ−ザを照射したときのアブレ−ション断面を示す図である。
【図７】各シフト位置において一定時間（30sec ）レ−ザを照射したときのアブレ−ション断面を示す図である。
【図８】各シフト位置において一定時間（30sec ）レ−ザを照射したときのアブレ−ション断面を示す図である。
【図９】各シフト位置において一定時間（30sec ）レ−ザを照射したときのアブレ−ション断面を示す図である。
【図１０】凸レンズ状にアブレ−ションするための、各シフト位置に対するレ−ザ照射時間の組み合わせの一つを示す図である。
【図１１】アブレ−ションの条件設定を示す図である。
【図１２】図１１の条件設定によるアブレ−ション後のＰＭＭＡ板の各度数をレンズメ−タで測定した結果をグラフにした図である。
【図１３】実施例の装置による老視矯正のアブレ−ションを説明する図である。
【図１４】近視矯正用のアブレ−ションをして老視矯正をする場合のマスクの例を示す図である。
【図１５】図１４のマスクを光路上に形成したときの状態を示す図である。
【図１６】老視矯正を行う従来の装置を説明する図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
５  イメージローテータ
７  円形アパーチャ
８  開口駆動装置
９  移動装置
１４  投影レンズ
２０  制御装置
２１  データ入力装置
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
0003730345.tif 000013
【図１２】
0003730345.tif 000014
【図１４】
0003730345.tif 000015
【図１５】
0003730345.tif 000016
【図１６】
0003730345.tif 000017