JP2003199782A - 角膜手術装置 - Google Patents
角膜手術装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザビームによる角膜フラップ形成から屈
折矯正手術までを効率良く行える角膜手術装置を提供す
る。 【解決手段】 １０フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス
幅の超短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、該レ
ーザ光源からの超短パルスレーザ光を術眼の角膜内部で
０．５〜５μｍのスポットサイズに集光する集光光学系
とそのレーザスポットの集光位置を変化させる位置変化
光学系とを持つ第１導光光学系と、紫外レーザ光を発生
する紫外レーザ発生手段と、前記第１導光光学系の一部
を共用し前記紫外レーザ光を角膜に導光する第２導光光
学系と、前記第１導光光学系と第２導光光学系を切換え
る切換え手段と、を備える。
折矯正手術までを効率良く行える角膜手術装置を提供す
る。 【解決手段】 １０フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス
幅の超短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、該レ
ーザ光源からの超短パルスレーザ光を術眼の角膜内部で
０．５〜５μｍのスポットサイズに集光する集光光学系
とそのレーザスポットの集光位置を変化させる位置変化
光学系とを持つ第１導光光学系と、紫外レーザ光を発生
する紫外レーザ発生手段と、前記第１導光光学系の一部
を共用し前記紫外レーザ光を角膜に導光する第２導光光
学系と、前記第１導光光学系と第２導光光学系を切換え
る切換え手段と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超短パルスレーザ
により角膜を手術する角膜手術装置に関する。
により角膜を手術する角膜手術装置に関する。
【０００２】
【従来技術】材料に対して光透過性を有する約１００フ
ェムト秒領域（〜１０-13秒）の超短パルスレーザ光
を、材料内部に集光させ、多光子吸収によりエネルギ密
度の高い部分のみで内部改質及び蒸散（アブレーショ
ン）加工を行う方法が知られている。この超短パルスレ
ーザ光を用いれば、角膜の内部までレーザ光を透過させ
ることができ、光を集光した部分だけ選択的に蒸散加工
できる。眼科分野においては、現在のところLASIK手術
（Laser in Situ Keratomileusis）におけるフラップの
形成に超短パルスレーザ光が応用されている。LASIK手
術は、角膜部の上皮から実質に至る厚さ１５０μｍほど
の部分を層状に切開してフラップを形成した後、エキシ
マレーザ光により矯正量分のアブレーションし、再びそ
のフラップを戻すものである。超短パルスレーザ光を角
膜組織内の一定の深さで焦点を結ぶように照射すると、
焦点周辺で小さな穴（泡や空洞）ができる。この小さな
穴を点在させてメッシュ状にすることにより、角膜の表
面が皮のようにめくれるフラップが形成される。フラッ
プを形成した後は、エキシマレーザ光により矯正量分の
アブレーションし、再びそのフラップを戻す処置で屈折
矯正を行う。
ェムト秒領域（〜１０-13秒）の超短パルスレーザ光
を、材料内部に集光させ、多光子吸収によりエネルギ密
度の高い部分のみで内部改質及び蒸散（アブレーショ
ン）加工を行う方法が知られている。この超短パルスレ
ーザ光を用いれば、角膜の内部までレーザ光を透過させ
ることができ、光を集光した部分だけ選択的に蒸散加工
できる。眼科分野においては、現在のところLASIK手術
（Laser in Situ Keratomileusis）におけるフラップの
形成に超短パルスレーザ光が応用されている。LASIK手
術は、角膜部の上皮から実質に至る厚さ１５０μｍほど
の部分を層状に切開してフラップを形成した後、エキシ
マレーザ光により矯正量分のアブレーションし、再びそ
のフラップを戻すものである。超短パルスレーザ光を角
膜組織内の一定の深さで焦点を結ぶように照射すると、
焦点周辺で小さな穴（泡や空洞）ができる。この小さな
穴を点在させてメッシュ状にすることにより、角膜の表
面が皮のようにめくれるフラップが形成される。フラッ
プを形成した後は、エキシマレーザ光により矯正量分の
アブレーションし、再びそのフラップを戻す処置で屈折
矯正を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、角膜手術にお
いての超短パルスレーザ光の使用は、フラップを形成す
るまでであった。フラップをめくった後のアブレーショ
ンには、エキシマレーザ光を照射する専用のレーザ装置
を使用する必要があり、手術が手間であった。また、そ
れぞれ専用の装置を準備することは、経済的にも不利で
ある。
いての超短パルスレーザ光の使用は、フラップを形成す
るまでであった。フラップをめくった後のアブレーショ
ンには、エキシマレーザ光を照射する専用のレーザ装置
を使用する必要があり、手術が手間であった。また、そ
れぞれ専用の装置を準備することは、経済的にも不利で
ある。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
レーザビームによる角膜フラップ形成から屈折矯正手術
までを効率良く行える角膜手術装置を提供することを技
術課題とする。
レーザビームによる角膜フラップ形成から屈折矯正手術
までを効率良く行える角膜手術装置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。 （１） １０フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス幅の超
短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、該レーザ光
源からの超短パルスレーザ光を術眼の角膜内部で０．５
〜５μｍのスポットサイズに集光する集光光学系とその
レーザスポットの集光位置を変化させる位置変化光学系
とを持つ第１導光光学系と、紫外レーザ光を発生する紫
外レーザ発生手段と、前記第１導光光学系の一部を共用
し前記紫外レーザ光を角膜に導光する第２導光光学系
と、前記第１導光光学系と第２導光光学系を切換える切
換え手段と、を備えることを特徴とする。 （２） （１）の紫外レーザ発生手段は、前記レーザ光
源を共通に使用し、そのレーザ光の基本波から紫外レー
ザ光を発生させる波長変換手段を持つことを特徴とす
る。 （３） （１）の角膜手術装置において、角膜フラップ
形成のデータと屈折矯正の切除量データを入力するデー
タ入力手段と、角膜フラップ形成データに基づいて前記
第１導光光学系によるレーザスポットの位置を変化させ
る手段と、屈折矯正の切除量データに基づいて前記第２
導光光学系による紫外レーザ光の導光状態を変化させる
手段と、を備えることを特徴とする。 （４） （１）の角膜手術装置において、前記第２導光
光学系はレーザ光を前記第１導光光学系が持つ集光光学
系で集光されるレーザスポットより大きなサイズに変更
するレンズを持ち、前記切換え手段は前記第１導光光学
系の集光光学系から第２導光光学系のレンズに切換える
手段を含むことを特徴とする。
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。 （１） １０フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス幅の超
短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、該レーザ光
源からの超短パルスレーザ光を術眼の角膜内部で０．５
〜５μｍのスポットサイズに集光する集光光学系とその
レーザスポットの集光位置を変化させる位置変化光学系
とを持つ第１導光光学系と、紫外レーザ光を発生する紫
外レーザ発生手段と、前記第１導光光学系の一部を共用
し前記紫外レーザ光を角膜に導光する第２導光光学系
と、前記第１導光光学系と第２導光光学系を切換える切
換え手段と、を備えることを特徴とする。 （２） （１）の紫外レーザ発生手段は、前記レーザ光
源を共通に使用し、そのレーザ光の基本波から紫外レー
ザ光を発生させる波長変換手段を持つことを特徴とす
る。 （３） （１）の角膜手術装置において、角膜フラップ
形成のデータと屈折矯正の切除量データを入力するデー
タ入力手段と、角膜フラップ形成データに基づいて前記
第１導光光学系によるレーザスポットの位置を変化させ
る手段と、屈折矯正の切除量データに基づいて前記第２
導光光学系による紫外レーザ光の導光状態を変化させる
手段と、を備えることを特徴とする。 （４） （１）の角膜手術装置において、前記第２導光
光学系はレーザ光を前記第１導光光学系が持つ集光光学
系で集光されるレーザスポットより大きなサイズに変更
するレンズを持ち、前記切換え手段は前記第１導光光学
系の集光光学系から第２導光光学系のレンズに切換える
手段を含むことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る角膜手術装置
の構成を説明する図である。図１において、１は超短パ
ルスレーザ光を発するレーザ光源である。代表的なレー
ザ光は波長約８００ｎｍのチタンサファイヤレーザであ
る。その他としては、Ｅｒドープファイバーレーザ（中
心波長１５６０ｎｍ）、Ｙｂドープファイバーレーザ
（中心波長１０４０ｎｍ）、Ｎｄ系固体レーザ（中心波
長１０６４ｎｍ）、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ（中心波長８５０
ｎｍ）等の赤外光を発するものが使用できる。レーザ光
のパルス幅は１０フェムト秒〜数十ピコ秒が好ましい。
本形態のレーザ光源１はパルス幅１３０フェムト秒、周
波数１ＫＨｚのレーザ光を出力する。周波数はこれに限
るものではない。レーザ光源１は装置本体１００に収納
されている。装置本体１００にはアーム１１０が接続さ
れており、アーム１１０は水平方向及び上下に移動可能
とされている。
に基づいて説明する。図１は本発明に係る角膜手術装置
の構成を説明する図である。図１において、１は超短パ
ルスレーザ光を発するレーザ光源である。代表的なレー
ザ光は波長約８００ｎｍのチタンサファイヤレーザであ
る。その他としては、Ｅｒドープファイバーレーザ（中
心波長１５６０ｎｍ）、Ｙｂドープファイバーレーザ
（中心波長１０４０ｎｍ）、Ｎｄ系固体レーザ（中心波
長１０６４ｎｍ）、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ（中心波長８５０
ｎｍ）等の赤外光を発するものが使用できる。レーザ光
のパルス幅は１０フェムト秒〜数十ピコ秒が好ましい。
本形態のレーザ光源１はパルス幅１３０フェムト秒、周
波数１ＫＨｚのレーザ光を出力する。周波数はこれに限
るものではない。レーザ光源１は装置本体１００に収納
されている。装置本体１００にはアーム１１０が接続さ
れており、アーム１１０は水平方向及び上下に移動可能
とされている。
【０００７】レーザ光源１からは平行ビームが出射さ
れ、そのレーザ光は導光光学系により術眼の角膜に導光
される。角膜手術装置は２つの導光光学系を備える。第
１導光光学系は、ミラー２，３、直交する２次元方向に
レーザ光を走査する２つのリニアスキャンミラー４，
６、ミラー６で反射されたレーザ光をさらに２次元的に
揺動するスキャンミラー８、スキャンミラー８の下方に
配置さた集光光学系１０、術眼の角膜表面に当接させる
プレート１５を備える。リニアスキャンミラー４，６
は、駆動ユニット５，７によりそれぞれ直交する２方向
に移動され、レーザ光を２次元的に並進走査する。スキ
ャンミラー８は基本波のレーザ光及び紫外レーザ光を反
射し、観察用の可視光を透過する特性を持つ。また、ス
キャンミラー８は駆動ユニット９により揺動され、レー
ザ光を２次元的にスキャンする。このスキャンミラー８
は揺動方向が直交する２つのガルバノミラーで構成する
ことができる。集光光学系１０、プレート１５は照射端
ユニット１２０に取り付けられている。照射端ユニット
１２０の構成は後述する。
れ、そのレーザ光は導光光学系により術眼の角膜に導光
される。角膜手術装置は２つの導光光学系を備える。第
１導光光学系は、ミラー２，３、直交する２次元方向に
レーザ光を走査する２つのリニアスキャンミラー４，
６、ミラー６で反射されたレーザ光をさらに２次元的に
揺動するスキャンミラー８、スキャンミラー８の下方に
配置さた集光光学系１０、術眼の角膜表面に当接させる
プレート１５を備える。リニアスキャンミラー４，６
は、駆動ユニット５，７によりそれぞれ直交する２方向
に移動され、レーザ光を２次元的に並進走査する。スキ
ャンミラー８は基本波のレーザ光及び紫外レーザ光を反
射し、観察用の可視光を透過する特性を持つ。また、ス
キャンミラー８は駆動ユニット９により揺動され、レー
ザ光を２次元的にスキャンする。このスキャンミラー８
は揺動方向が直交する２つのガルバノミラーで構成する
ことができる。集光光学系１０、プレート１５は照射端
ユニット１２０に取り付けられている。照射端ユニット
１２０の構成は後述する。
【０００８】第２導光光学系は、ミラー２とレーザ光源
１との間の光路に挿入されるミラー４０、ミラー４２、
レーザ光源１から出射された基本波を紫外光に波長変換
する波長変換器４３、波長変換されたレーザ光を反射す
るダイクロイックミラー４４、第２の照射端ユニット１
３０に取り付けられた集光レンズ４５を備え、第１導光
光学系が持つミラー３、リニアスキャンミラー４，６、
スキャンミラー８を共用する。
１との間の光路に挿入されるミラー４０、ミラー４２、
レーザ光源１から出射された基本波を紫外光に波長変換
する波長変換器４３、波長変換されたレーザ光を反射す
るダイクロイックミラー４４、第２の照射端ユニット１
３０に取り付けられた集光レンズ４５を備え、第１導光
光学系が持つミラー３、リニアスキャンミラー４，６、
スキャンミラー８を共用する。
【０００９】ミラー４０は駆動ユニット４１により、レ
ーザ出射光路に挿脱される。波長変換器４３は、レーザ
光源１からの基本波を波長８００ｎｍとしたとき、その
第４高調波である波長２００ｎｍさせ、レーザー光源１
からの基本波を波長１５６０ｎｍとしたとき、その第８
高調波である１９５ｎｍ近傍の紫外光を発生させる。な
お、このような波長変換には、ＬＢＯ、ＫＴＰ、ＫＤ
Ｐ、ＣＬＢＯ等の非線形結晶を複数個組み合わせて使用
することができる。角膜の屈折矯正に使用する紫外レー
ザ光の波長としては、波長２５０以下が好ましく、２０
０ｎｍ以下にするのがより好ましい。
ーザ出射光路に挿脱される。波長変換器４３は、レーザ
光源１からの基本波を波長８００ｎｍとしたとき、その
第４高調波である波長２００ｎｍさせ、レーザー光源１
からの基本波を波長１５６０ｎｍとしたとき、その第８
高調波である１９５ｎｍ近傍の紫外光を発生させる。な
お、このような波長変換には、ＬＢＯ、ＫＴＰ、ＫＤ
Ｐ、ＣＬＢＯ等の非線形結晶を複数個組み合わせて使用
することができる。角膜の屈折矯正に使用する紫外レー
ザ光の波長としては、波長２５０以下が好ましく、２０
０ｎｍ以下にするのがより好ましい。
【００１０】また、照射端ユニット１２０と照射端ユニ
ット１３０は、軸１３５を中心として回転する回転機構
１３６に保持されており、レーザ照射の基準軸Ｌ１上に
は集光レンズ４５が切換えられる。集光レンズ４５が基
準軸Ｌ１上に配置されたとき、集光レンズ４５は所定の
位置に置かれた術眼角膜上でレーザビームを約０．５〜
１．５ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ程のスポットサイズ
で集光する。
ット１３０は、軸１３５を中心として回転する回転機構
１３６に保持されており、レーザ照射の基準軸Ｌ１上に
は集光レンズ４５が切換えられる。集光レンズ４５が基
準軸Ｌ１上に配置されたとき、集光レンズ４５は所定の
位置に置かれた術眼角膜上でレーザビームを約０．５〜
１．５ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ程のスポットサイズ
で集光する。
【００１１】なお、図における導光光学系では主要な光
学要素しか図示していないが、アーム１１０内でレーザ
光を反射するミラーやレーザ光の光束径を整形するビー
ムエキスパンダレンズ等の光学系が適宜配置される。ま
た、図１では各スキャンミラー４，６，８の移動方向を
模式的に描いている。
学要素しか図示していないが、アーム１１０内でレーザ
光を反射するミラーやレーザ光の光束径を整形するビー
ムエキスパンダレンズ等の光学系が適宜配置される。ま
た、図１では各スキャンミラー４，６，８の移動方向を
模式的に描いている。
【００１２】図２は照射端ユニット１２０の構成を示す
図である。照射端ユニット１２０の先端部には、下面が
平坦の透明プレート１５が保持されている。プレート１
５はレーザ光及び可視光を透過する。プレート１５の下
面を角膜Ｅｃに当接させることにより、レーザ照射の位
置決めと術眼の固定が行える。なお、角膜Ｅｃに当接さ
せるプレート１５の下面を角膜表面カーブに略沿わせる
形状とすれば、角膜の変形を抑えることが可能である。
また、位置合わせを容易とするために、プレート１５は
照射端ユニット１２０に対して水平方向に相対的に移動
可能な構成としても良い。
図である。照射端ユニット１２０の先端部には、下面が
平坦の透明プレート１５が保持されている。プレート１
５はレーザ光及び可視光を透過する。プレート１５の下
面を角膜Ｅｃに当接させることにより、レーザ照射の位
置決めと術眼の固定が行える。なお、角膜Ｅｃに当接さ
せるプレート１５の下面を角膜表面カーブに略沿わせる
形状とすれば、角膜の変形を抑えることが可能である。
また、位置合わせを容易とするために、プレート１５は
照射端ユニット１２０に対して水平方向に相対的に移動
可能な構成としても良い。
【００１３】集光光学系１０は、複数のレンズを組み合
わせてＮＡ（開口数）を高くすることにより、微小な光
スポットを得るようにする。本実施形態では、集光光学
系１０を、球面と平面からなる第１集光レンズ１０ａ、
両面非球面の第２集光レンズ１０ｂにより構成してい
る。集光光学系１０はレンズホルダ１１に取り付けられ
ている。レンズホルダ１１は、レーザ照射の基準光軸Ｌ
１方向に微小移動可能に、照射端ユニット１２０に保持
されている。集光光学系１０の微小移動はピエゾ素子等
で構成されるレンズ移動ユニット１３により行われる。
わせてＮＡ（開口数）を高くすることにより、微小な光
スポットを得るようにする。本実施形態では、集光光学
系１０を、球面と平面からなる第１集光レンズ１０ａ、
両面非球面の第２集光レンズ１０ｂにより構成してい
る。集光光学系１０はレンズホルダ１１に取り付けられ
ている。レンズホルダ１１は、レーザ照射の基準光軸Ｌ
１方向に微小移動可能に、照射端ユニット１２０に保持
されている。集光光学系１０の微小移動はピエゾ素子等
で構成されるレンズ移動ユニット１３により行われる。
【００１４】また、プレート１５とレンズ１０ａとの間
には、屈折率調節液１６を介在させている。屈折率調節
液１６は、レンズ１０ａ及びプレート１５を構成する材
質と略同じ屈折率の液体とすることにより、さらにレー
ザ光の集光点でのＮＡを高くしやすくし、同時に反射ロ
スを低減し、集光位置の調節を容易にする。集光光学系
１０により、プレート１５下に位置する角膜Ｅｃの内部
にレーザ光が集光される。集光点でのスポットサイズは
０．５〜５μｍであり、好ましくは１μｍほどである。
ＮＡ＝０．５のとき、スポットサイズを１μｍほどにす
ることができる。
には、屈折率調節液１６を介在させている。屈折率調節
液１６は、レンズ１０ａ及びプレート１５を構成する材
質と略同じ屈折率の液体とすることにより、さらにレー
ザ光の集光点でのＮＡを高くしやすくし、同時に反射ロ
スを低減し、集光位置の調節を容易にする。集光光学系
１０により、プレート１５下に位置する角膜Ｅｃの内部
にレーザ光が集光される。集光点でのスポットサイズは
０．５〜５μｍであり、好ましくは１μｍほどである。
ＮＡ＝０．５のとき、スポットサイズを１μｍほどにす
ることができる。
【００１５】図１において、スキャンミラー８の上には
観察光学系を構成する双眼の顕微鏡２０が配置されてい
る。顕微鏡２０は、集光光学系１０を基準軸Ｌ１上に配
置したときに使用するレンズ２１ａと、集光レンズ４５
を基準軸Ｌ１上に配置したときに使用するレンズ２１ｂ
を備え、観察状態を同じにするためにそれぞれ切換えて
使用される。
観察光学系を構成する双眼の顕微鏡２０が配置されてい
る。顕微鏡２０は、集光光学系１０を基準軸Ｌ１上に配
置したときに使用するレンズ２１ａと、集光レンズ４５
を基準軸Ｌ１上に配置したときに使用するレンズ２１ｂ
を備え、観察状態を同じにするためにそれぞれ切換えて
使用される。
【００１６】３０は制御ユニットであり、レーザ光源
１、スキャンミラー駆動ユニット５，７，９、レンズ移
動ユニット１３、駆動ユニット４１を制御する。制御ユ
ニット３０には、キーボードやマウス等の入力手段３２
とモニタ３３を持つコンピュータ３１が接続されてい
る。コンピュータ３１は、角膜フラップのサイズデータ
を入力することによりフラップ作成データを算出し、ま
た、屈折矯正データ及び切除領域データを入力すること
によりアブレーションデータを算出する。
１、スキャンミラー駆動ユニット５，７，９、レンズ移
動ユニット１３、駆動ユニット４１を制御する。制御ユ
ニット３０には、キーボードやマウス等の入力手段３２
とモニタ３３を持つコンピュータ３１が接続されてい
る。コンピュータ３１は、角膜フラップのサイズデータ
を入力することによりフラップ作成データを算出し、ま
た、屈折矯正データ及び切除領域データを入力すること
によりアブレーションデータを算出する。
【００１７】次に、このような構成を持つ角膜手術装置
の動作を説明する。まず、手術の第１段階として角膜フ
ラップを作成する。そのために、コンピュータ３１にフ
ラップ作成データを入力する。フラップ作成データは、
フラップの直径とヒンジを残す角度データ、及びフラッ
プの厚さデータを入力することにより算出される。例え
ば、フラップの厚さは１５０〜１８０μｍであり、フラ
ップ直径は８．０〜１０．０ｍｍに設定される。ヒンジ
は４ｍｍ程の長さを残すように設定される。
の動作を説明する。まず、手術の第１段階として角膜フ
ラップを作成する。そのために、コンピュータ３１にフ
ラップ作成データを入力する。フラップ作成データは、
フラップの直径とヒンジを残す角度データ、及びフラッ
プの厚さデータを入力することにより算出される。例え
ば、フラップの厚さは１５０〜１８０μｍであり、フラ
ップ直径は８．０〜１０．０ｍｍに設定される。ヒンジ
は４ｍｍ程の長さを残すように設定される。
【００１８】フラップ作成の手術時には、顕微鏡下の基
準軸Ｌ１に集光光学系１０とプレート１５を持つ照射端
ユニット１２０を配置する。そして、術者はプレート１
５を角膜Ｅｃに当接させ、顕微鏡２０により術眼を観察
しながら、顕微鏡２０に配置された図示なきレチクルと
術眼の瞳孔中心を所定の関係に合わせる。このとき、吸
引手段を持つサクションリングにより術眼を固定すると
良い。プレート１５はサクションリングの開口から突出
する角膜に当接させる。
準軸Ｌ１に集光光学系１０とプレート１５を持つ照射端
ユニット１２０を配置する。そして、術者はプレート１
５を角膜Ｅｃに当接させ、顕微鏡２０により術眼を観察
しながら、顕微鏡２０に配置された図示なきレチクルと
術眼の瞳孔中心を所定の関係に合わせる。このとき、吸
引手段を持つサクションリングにより術眼を固定すると
良い。プレート１５はサクションリングの開口から突出
する角膜に当接させる。
【００１９】また、コンピュータ３１に入力する手術モ
ードを角膜フラップ作成モードに設定する。このモード
の設定時には、制御ユニット３０はミラー４０をレーザ
光路から退避させる。レーザ照射の照射信号がフットス
イッチ３５から入力されると、制御ユニット３０はコン
ピュータ３１により算出されたフラップ作成データに基
づき、リニアスキャンミラー４，６と回転スキャンミラ
ー８の移動、及び集光光学系１０の移動を制御する（リ
ニアスキャンミラー４，６と回転スキャンミラー８の移
動は、レーザ光が集光光学系１０の主点を概略通るよう
に同期して行う）。
ードを角膜フラップ作成モードに設定する。このモード
の設定時には、制御ユニット３０はミラー４０をレーザ
光路から退避させる。レーザ照射の照射信号がフットス
イッチ３５から入力されると、制御ユニット３０はコン
ピュータ３１により算出されたフラップ作成データに基
づき、リニアスキャンミラー４，６と回転スキャンミラ
ー８の移動、及び集光光学系１０の移動を制御する（リ
ニアスキャンミラー４，６と回転スキャンミラー８の移
動は、レーザ光が集光光学系１０の主点を概略通るよう
に同期して行う）。
【００２０】フラップ作成について説明する。プレート
１５の下面を角膜に当接させることにより、角膜組織は
プレート１５の下面より一定の距離に置かれることにな
る。レンズ移動ユニット１３により集光光学系１０を基
準軸Ｌ１方向に移動し、集光光学系１０による集光スポ
ットの深さ位置がフラップ厚さとなるようにする。この
一定の深さのまま、リニアスキャンミラー４，６と回転
スキャンミラー８により、集光スポットの位置を２次元
的に変化させる。
１５の下面を角膜に当接させることにより、角膜組織は
プレート１５の下面より一定の距離に置かれることにな
る。レンズ移動ユニット１３により集光光学系１０を基
準軸Ｌ１方向に移動し、集光光学系１０による集光スポ
ットの深さ位置がフラップ厚さとなるようにする。この
一定の深さのまま、リニアスキャンミラー４，６と回転
スキャンミラー８により、集光スポットの位置を２次元
的に変化させる。
【００２１】超短パルスレーザをごく狭い領域に集中し
て照射すると、超短パルスレーザでは熱が拡散するより
も速く照射部分を溶かす（蒸散する）ため、その焦点周
辺で小さな穴ができる。集光スポットの位置を２次元的
に変化させるることにより、小さな穴をメッシュ状に形
成する。これにより角膜フラップが形成される。集光ス
ポット位置の変化は、螺旋走査やラスタ走査で行うこと
ができる。
て照射すると、超短パルスレーザでは熱が拡散するより
も速く照射部分を溶かす（蒸散する）ため、その焦点周
辺で小さな穴ができる。集光スポットの位置を２次元的
に変化させるることにより、小さな穴をメッシュ状に形
成する。これにより角膜フラップが形成される。集光ス
ポット位置の変化は、螺旋走査やラスタ走査で行うこと
ができる。
【００２２】ヒンジを残した角膜フラップが形成された
ら、屈折矯正手術に移る。照射端ユニット１２０を術眼
から外し、角膜フラップをめくって実質を露出させる。
装置における照射基準軸Ｌ１上の照射端ユニット１２０
は、照射端ユニット１３０に切換える。また、手術モー
ドを屈折矯正手術モードにする。このモードが設定され
ると、制御ユニット３０はミラー４０をレーザ光路に挿
入し、第２導光光学系によりレーザ光が導光されるよう
にする。
ら、屈折矯正手術に移る。照射端ユニット１２０を術眼
から外し、角膜フラップをめくって実質を露出させる。
装置における照射基準軸Ｌ１上の照射端ユニット１２０
は、照射端ユニット１３０に切換える。また、手術モー
ドを屈折矯正手術モードにする。このモードが設定され
ると、制御ユニット３０はミラー４０をレーザ光路に挿
入し、第２導光光学系によりレーザ光が導光されるよう
にする。
【００２３】屈折矯正手術に際しては、術者はコンピュ
ータ３１に屈折矯正データを入力しておく。例えば、術
前に測定した術眼の角膜形状データを入力し、また、矯
正屈折力（ディオプタ）とレーザ照射領域のデータを入
力することにより、術後に予定する角膜形状が算出さ
れ、これから切除量データが求まる。この切除量データ
は、波面収差の測定結果から求まる切除量分布データを
を入力するようにしても良い。
ータ３１に屈折矯正データを入力しておく。例えば、術
前に測定した術眼の角膜形状データを入力し、また、矯
正屈折力（ディオプタ）とレーザ照射領域のデータを入
力することにより、術後に予定する角膜形状が算出さ
れ、これから切除量データが求まる。この切除量データ
は、波面収差の測定結果から求まる切除量分布データを
を入力するようにしても良い。
【００２４】屈折矯正手術について説明する。顕微鏡２
０のレンズをレンズ２１ｂに切換え、集光レンズ４５を
通して術眼が観察できるようにし、術眼の瞳孔中心と作
動距離のアライメントを行う。瞳孔中心のアライメント
は、前述と同様に術眼の瞳孔中が顕微鏡２０で観察され
るレチクルの中心に来るようにする。また、作動距離の
アライメントは、虹彩に投影された指標が所定の関係に
なるようにする構成が採用できる。
０のレンズをレンズ２１ｂに切換え、集光レンズ４５を
通して術眼が観察できるようにし、術眼の瞳孔中心と作
動距離のアライメントを行う。瞳孔中心のアライメント
は、前述と同様に術眼の瞳孔中が顕微鏡２０で観察され
るレチクルの中心に来るようにする。また、作動距離の
アライメントは、虹彩に投影された指標が所定の関係に
なるようにする構成が採用できる。
【００２５】位置合わせをした後、フットスイッチ３５
を押してレーザ照射の指令を行う。レーザ光源１から出
射されたレーザ光は、ミラー４０で反射されて波長変換
器４３に導かれる。この波長変換器４３により、赤外の
基本波レーザ光が紫外レーザ光に波長変換される。その
後、レーザ光はダイクロイックミラー４４、ミラー３、
リニアスキャンミラー４，６、スキャンミラー８、集光
レンズ４５を経て、角膜に導光される。集光レンズ４５
により１ｍｍ程のスポットサイズにされたレーザ光は、
リニアスキャンミラー４，６、スキャンミラー８により
その照射位置が走査される。また、切除深度はレーザ光
の照射時間により制御される。これらは、制御ユニット
３０が切除量データに基づいて制御する。
を押してレーザ照射の指令を行う。レーザ光源１から出
射されたレーザ光は、ミラー４０で反射されて波長変換
器４３に導かれる。この波長変換器４３により、赤外の
基本波レーザ光が紫外レーザ光に波長変換される。その
後、レーザ光はダイクロイックミラー４４、ミラー３、
リニアスキャンミラー４，６、スキャンミラー８、集光
レンズ４５を経て、角膜に導光される。集光レンズ４５
により１ｍｍ程のスポットサイズにされたレーザ光は、
リニアスキャンミラー４，６、スキャンミラー８により
その照射位置が走査される。また、切除深度はレーザ光
の照射時間により制御される。これらは、制御ユニット
３０が切除量データに基づいて制御する。
【００２６】ここで、紫外光による角膜の切除（アブレ
ーション）について簡単に説明する。光子（photon）の
持つエネルギはプランクの定数に光の振動数を掛けたも
のとして表され、光の振動数は光速を波長で割ったもの
とである。したがって、波長が短ければ短いほど、光子
１個当たりのエネルギは大きくなる。波長２００ｎｍよ
り短い波長の紫外光は、その光子の高エネルギにより角
膜組織を構成する分子間結合を直接解離することができ
る。また、角膜組織に紫外光はよく吸収される（波長３
００μmから波長が短くになる従って吸収係数が大きく
なる関係があり、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光で
はよく吸収される）。これらの要因により、角膜組織を
構成する分子間結合が解離され、その組織は分子破片と
なり噴出する。これにより、周辺組織にはほとんど熱的
な影響を与えることなく、照射部の組織を除去できる。
ーション）について簡単に説明する。光子（photon）の
持つエネルギはプランクの定数に光の振動数を掛けたも
のとして表され、光の振動数は光速を波長で割ったもの
とである。したがって、波長が短ければ短いほど、光子
１個当たりのエネルギは大きくなる。波長２００ｎｍよ
り短い波長の紫外光は、その光子の高エネルギにより角
膜組織を構成する分子間結合を直接解離することができ
る。また、角膜組織に紫外光はよく吸収される（波長３
００μmから波長が短くになる従って吸収係数が大きく
なる関係があり、波長１９３ｎｍのエキシマレーザ光で
はよく吸収される）。これらの要因により、角膜組織を
構成する分子間結合が解離され、その組織は分子破片と
なり噴出する。これにより、周辺組織にはほとんど熱的
な影響を与えることなく、照射部の組織を除去できる。
【００２７】なお、第２導光光学系には、紫外レーザ光
のスポット内のエネルギ分布が中心部で高く、周辺部で
低くなるように補正する光学系を配置しておくと良い。
この場合、レーザスポットを重ね合わせて照射するよう
に、その位置を変化させることにより、角膜切除形状を
コントロールし易くなる。
のスポット内のエネルギ分布が中心部で高く、周辺部で
低くなるように補正する光学系を配置しておくと良い。
この場合、レーザスポットを重ね合わせて照射するよう
に、その位置を変化させることにより、角膜切除形状を
コントロールし易くなる。
【００２８】また、第２導光光学系の紫外光による角膜
の屈折矯正は、小径のレーザスポットを走査する代わり
に、開口径可変の円形アパーチャ及びスリットアパーチ
ャの制御によっても行う構成でも良い。また、第２導光
光学系においては、レーザ光源１からのレーザ光を波長
変換して使用する代わりに、エキシマレーザのように紫
外レーザ光を発生するレーザ光源からのレーザ光を導光
するものであっても良い。この場合においても、顕微鏡
２０の観察光学系の一部を共通使用できる他、アーム１
１０に配置されたミラー８等の第１導光光学系の部材を
共通に使用できる。
の屈折矯正は、小径のレーザスポットを走査する代わり
に、開口径可変の円形アパーチャ及びスリットアパーチ
ャの制御によっても行う構成でも良い。また、第２導光
光学系においては、レーザ光源１からのレーザ光を波長
変換して使用する代わりに、エキシマレーザのように紫
外レーザ光を発生するレーザ光源からのレーザ光を導光
するものであっても良い。この場合においても、顕微鏡
２０の観察光学系の一部を共通使用できる他、アーム１
１０に配置されたミラー８等の第１導光光学系の部材を
共通に使用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
角膜フラップ形成から屈折矯正手術までを効率良く行う
ことができる。また、それぞれ専用化されたレーザ装置
を用意しなくて良いので、経済的にも有利である。
角膜フラップ形成から屈折矯正手術までを効率良く行う
ことができる。また、それぞれ専用化されたレーザ装置
を用意しなくて良いので、経済的にも有利である。
【図１】本発明に係る角膜手術装置の構成を説明する図
である。
である。
【図２】第１導光光学系の集光光学系を持つ照射端ユニ
ットの構成を説明する図である。
ットの構成を説明する図である。
１ レーザ光源
４，６ リニアスキャンミラー
８ スキャンミラー
１０ 集光光学系
２０ 顕微鏡
３０ 制御ユニット
３１ コンピュータ
４３ 波長変換器
４５ 集光レンズ
１３６ 回転機構
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｆ 1/37 Ａ６１Ｆ 9/00 ５０７
５０１
Ａ６１Ｂ 17/36 ３５０
Claims (4)
- 【請求項１】 １０フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス
幅の超短パルスレーザ光を発生するレーザ光源と、該レ
ーザ光源からの超短パルスレーザ光を術眼の角膜内部で
０．５〜５μｍのスポットサイズに集光する集光光学系
とそのレーザスポットの集光位置を変化させる位置変化
光学系とを持つ第１導光光学系と、紫外レーザ光を発生
する紫外レーザ発生手段と、前記第１導光光学系の一部
を共用し前記紫外レーザ光を角膜に導光する第２導光光
学系と、前記第１導光光学系と第２導光光学系を切換え
る切換え手段と、を備えることを特徴とする角膜手術装
置。 - 【請求項２】 請求項１の紫外レーザ発生手段は、前記
レーザ光源を共通に使用し、そのレーザ光の基本波から
紫外レーザ光を発生させる波長変換手段を持つことを特
徴とする角膜手術装置。 - 【請求項３】 請求項１の角膜手術装置において、角膜
フラップ形成のデータと屈折矯正の切除量データを入力
するデータ入力手段と、角膜フラップ形成データに基づ
いて前記第１導光光学系によるレーザスポットの位置を
変化させる手段と、屈折矯正の切除量データに基づいて
前記第２導光光学系による紫外レーザ光の導光状態を変
化させる手段と、を備えることを特徴とする角膜手術装
置。 - 【請求項４】 請求項１の角膜手術装置において、前記
第２導光光学系はレーザ光を前記第１導光光学系が持つ
集光光学系で集光されるレーザスポットより大きなサイ
ズに変更するレンズを持ち、前記切換え手段は前記第１
導光光学系の集光光学系から第２導光光学系のレンズに
切換える手段を含むことを特徴とする角膜手術装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001402082A JP4436903B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 角膜手術装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001402082A JP4436903B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 角膜手術装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199782A true JP2003199782A (ja) | 2003-07-15 |
| JP4436903B2 JP4436903B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
ID=27640436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001402082A Expired - Fee Related JP4436903B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 角膜手術装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4436903B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030622A1 (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-23 | Niigata University | レーザ治療装置 |
| JP2007503225A (ja) * | 2003-08-21 | 2007-02-22 | レビジョン オプティクス， インコーポレイテッド | ケラトファキア手術のための方法 |
| JP2008506432A (ja) * | 2004-07-16 | 2008-03-06 | カール ツァイス メディテック アクチエンゲゼルシャフト | レーザ光を用いて対象を処置する装置 |
| JP2009172374A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Ziemer Holding Ag | 眼組織治療装置 |
| CN102355875A (zh) * | 2009-03-17 | 2012-02-15 | 威孚莱有限公司 | 用于眼科的激光装置 |
| JP2013099549A (ja) * | 2007-03-14 | 2013-05-23 | Wavelight Ag | 素子を眼球に結合する装置 |
| JP2015084963A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社ニデック | レーザ手術装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK2094208T3 (da) * | 2006-11-10 | 2013-12-16 | Lars Michael Larsen | Appparat til fotomanipulation af et øje med ingen eller minimal ødelæggelse |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001402082A patent/JP4436903B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2008506432A (ja) * | 2004-07-16 | 2008-03-06 | カール ツァイス メディテック アクチエンゲゼルシャフト | レーザ光を用いて対象を処置する装置 |
| WO2006030622A1 (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-23 | Niigata University | レーザ治療装置 |
| JPWO2006030622A1 (ja) * | 2004-09-01 | 2008-07-31 | 国立大学法人 新潟大学 | レーザ治療装置 |
| JP2013099549A (ja) * | 2007-03-14 | 2013-05-23 | Wavelight Ag | 素子を眼球に結合する装置 |
| JP2009172374A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Ziemer Holding Ag | 眼組織治療装置 |
| US8747395B2 (en) | 2008-01-21 | 2014-06-10 | Ziemer Holding Ag | Device for treating eye tissue |
| CN102355875A (zh) * | 2009-03-17 | 2012-02-15 | 威孚莱有限公司 | 用于眼科的激光装置 |
| JP2012520695A (ja) * | 2009-03-17 | 2012-09-10 | ウェイブライト ゲーエムベーハー | 眼科用レーザ装置 |
| KR101472735B1 (ko) * | 2009-03-17 | 2014-12-15 | 웨이브라이트 게엠베하 | 안과용 레이저 수술 장치 |
| JP2015084963A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社ニデック | レーザ手術装置 |
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