JP2013517074A - 人間の角膜の切断装置 - Google Patents

Abstract

集束パルス・フェムト秒レーザ放射を用いて人間の角膜を加工する装置が、ビームの焦点の位置を設定するためのスキャナ構成要素と、スキャナ構成要素を制御するための制御コンピュータと、制御コンピュータ用の制御プログラムとを有する。制御プログラムは、制御コンピュータによって実行されるとフラップ切開（３８、４０）を含めて角膜に切開形状の生成を行うように設計された命令を含む。本発明によれば、切開形状は、フラップ切開に接続され、フラップ切開とは反対方向に、優先選択的には直接、角膜の表面まで位置的に至る補助切開（５０）をさらに含む。補助切開は、適切には、時間的にフラップ切開に先行して行われ、フラップ切開の切断過程で生じ得るガスがそれを通って逃げることのできる排出チャネルを形成する。

Description

本発明は、集束レーザ放射を用いた人間の角膜の切開の施行に関する。詳細には、本発明は、そのようなレーザ放射を用いてレーシック・フラップを形成することに関する。

たとえば、近視もしくは遠視または乱視などの人間の眼の視覚欠陥を解消するために頻繁に採用される技法が、いわゆるレーシックである。レーシック（ＬＡＳＩＫ）は、（ｌａｓｅｒ ｉｎ−ｓｉｔｕ ｋｅｒａｔｏｍｉｌｅｕｓｉｓ（レーザ原位置角膜曲率形成術））を表し、角膜の下層の組織領域を露出させるために脇に折り返す角膜の小さな被覆円盤を、最初に、切り浮かす技法を示す。それらの露出された組織領域が、次いで、集束ＵＶレーザ放射を用いて切除方式で処置され、すなわち、角膜質が、患者向けに個々に確定された切除プロフィールに従って除去される。その小被覆円盤は専門医仲間では通常フラップと呼ばれ、角膜の残りの組織から完全に切り離されてはいず、専門医仲間では一般にヒンジと呼ばれる蝶番領域で角膜組織の残部に未だ連結されている。これにより、フラップを簡単に折り曲げ除けることができ、とりわけ、切除の後フラップを簡単に折り戻すことができる。角膜質を取り除くことによって、フラップが折り戻された後、角膜の前面に形状の変化が生じる。これに伴う結果は、角膜の、それゆえ眼によって構成される全体システムの屈折状態が変わることである。切除プロフィールを適切に定めることによって、視覚欠陥を少なくとも明らかに緩和し、最良の場合には、殆ど完全に解消することを確実に行うことができる。

フラップの形成のための様々な手順が、現況技術では知られている。一つの手順では、機械的マイクロケラトーム、すなわち、通常振動方式で駆動される鋭利な刃で角膜に切り込む顕微手術用メスを使用する。本発明の範囲内でより詳細に考察される別の手順では、フラップを形成するために、集束短パルス・レーザ放射を使用する。この場合、パルス継続時間がフェムト秒領域内、たとえば低い３桁台のフェムト秒領域内のレーザ放射が通常用いられる。さらに、レーザ放射は、放射エネルギーを角膜組織内に深く結合することができるように、通常、約３００ｎｍを超える波長を有する。そのような短パルス・レーザ放射を用いてフラップが形成されるレーシック治療処置は、しばしばｆｓレーシックと呼ばれる。

透明な物質（レーザ放射に対して透明）内に集束レーザ放射を用いて切開を施行するために、いわゆるレーザ誘起光学透過破壊が物理的作用として使用される。この透過破壊は、最終的に、焦点領域内の被照射組織に光切断を生じる。入射されたレーザ放射は、焦点の被照射物質の局所的気化を発生させる。その過程で、ガスが生じ、そのガスが、外部に解き放たれない限りは、内部空洞に集積され、または隣接する物質に吸収される。人間の眼のレーシック治療の過程において、フラップの形成の過程で生じる角膜内のガスの存在が、その後のレーザ切除の過程で問題に至り得ることがあることが分かっている。特に、これらのガスが、アイ・トラッカによる眼球の正確な追跡を難しくし得ることが分かっている。角膜組織の切除に用いられるレーザ・システムは、レーザ治療中に眼球の動きを取り込み、それに対応してレーザ放射を配置し直すために、しばしばそのようなアイ・トラッカを有している。一般に、アイ・トラッカは、カメラと、カメラによって記録された画像を評価し眼球の位置の変化を検出する適切な画像評価ソフトウェアとから構成されている。しばしば、画像評価ソフトウェアは、眼球の特徴的形体、たとえば虹彩の定められた点、もしくは／および瞳孔の中心、または／あるいは角膜の頂点もしくは／および角膜縁を評価する。フラップの形成の過程で生じた、角膜内に残留しているガスの集積は、眼球のそのような特徴的形体の取得を妨げ得ることが示されている。手術が成功するためには、アイ・トラッカの正確な働きが絶対的に必須であることは言うまでもない。

本発明の目的は、レーシック治療の場合に、レーザによるレーシック・フラップの形成の過程で生じる厄介なガスの蓄積によって手術の成功が阻害されることを回避することができる方策を提示することである。

この目的を達成するために、本発明は、集束パルス・レーザ放射を用いて人間の角膜を切る装置を提案する。その装置は、ビーム焦点の位置を設定するための制御可能な構成要素と、それら構成要素を制御するための制御コンピュータと、制御コンピュータ用の制御プログラムとを備える。制御プログラムは、制御コンピュータによって実行されるとフラップ切開を含めて角膜に切開形状の生成を行うように設計された命令を含み、本発明によれば、切開形状は、フラップ切開に接続され、位置的に角膜の表面まで至る補助切開をさらに含む。補助切開は、フラップ切開と角膜表面との接続を確立する。このようにして、手術によって生じるガスを、角膜の表面まで、したがって角膜組織の外へ逃がすことができる。このようにして、眼の重要な組織領域へのそれらのガスの侵入を回避することができる。その後のレーザ切除の過程で、アイ・トラッカへの障害もより適切に回避することができる。

補助切開の位置的進行に対する上記の言及は、補助切開の施行の過程における時間的進行との混乱を避けるためのものである。切開または切開の一部分に指定された位置的進行についての記述は、この場合、一般に、切開を施行する過程での時間的シーケンスについての表現を決して意味するものではない。したがって、それが指定された第１の位置から指定された第２の位置へ位置的に進行すると表現された切開は、時間的に第２の位置から第１の位置の方向に行うことが容易にできる。

好ましい構成では、補助切開は、位置的に直接フラップ切開から始まり、フラップ切開とは反対の方向へ角膜の表面まで位置的に進行する。しかし、第１の切開に隣接する角膜組織内に１つまたは複数のガス・ポケットまたはガス空洞が手術によって最初に生成され、補助切開が、これらガス・ポケットまたはガス空洞から位置的に角膜の表面まで至ることも考えられる。

補助切開は、好ましくは、２次元の、望むなら実質的に平坦なチャネルを形成し、それに関し、チャネルの長さ、幅、および傾斜角度は様々に選択することができる。チャネルは、その全長に亘って実質的に一定の幅を有し得るが、幅が変化するチャネルを生成してもよい。補助切開を生成するためには、単一面内のみに光切断を互いに並べて生成すれば十分であり得る。しかし、より大きい断面のチャネルが望まれるなら、互いに重なった２つ以上の面内にそのような光切断を生成することも排除されない。

好ましい構成では、補助切開が、フラップ切開によって形成されたフラップのヒンジ領域でフラップ切開に接続され、フラップとは反対側で位置的に角膜表面まで延出する。望むなら、この場合、補助切開はヒンジ領域より幅が狭い。

発生する光切断ガス（すなわち、光切断の過程で光切断の結果として発生するガス）を最適に除去するために、補助切開は、それがフラップ切開に接続される領域で最大の角膜深さを有し、この領域から始まって、角膜表面まで位置的に次第に角膜深さが浅くなるように延出することが望ましい。

制御プログラムの命令が、フラップ切開を生成する前に補助切開を行うように設計されていれば有利である。これにより、始めからすぐにガス除去チャネルが有効になるための必要条件が成立し、そのガス除去チャネルを経由して、フラップを形成する過程で発生する光切断ガスを排出することができる。

有利には、制御プログラムの命令が、補助切開の少なくとも主要部分、および好ましくは大部分を、角膜表面からフラップ切開へ向かう方向に行うように設計されている。光切断ガスの発生は、補助切開の施行過程でも考慮する必要がある。補助切開が角膜表面から遠ざかる方向に行われる限りにおいて、これら光切断ガスを適切に排出することが可能である。たとえば、制御プログラムの命令が、補助切開の少なくとも主要部分を、角膜表面からフラップ切開へ進む補助切開の延在方向に沿ってライン１本ずつ進行する、ビーム焦点のライン・スキャンによって生成するように設計されていてもよい。ただし、制御プログラムの命令が、補助切開の少なくとも主要部分を、角膜表面からフラップ切開へ進む補助切開の延在方向に対して横向きにライン１本ずつ進行する、ビーム焦点のライン・スキャンによって生成するように設計されていてもよい。

フラップ切開は、完全に角膜質内深く位置し、優先選択的に実質的に一定深さに位置する層床切開と、層床切開に繋がり、位置的に角膜表面に導出される側面切開とを含み得る。層床切開は、フラップの間質床を形成するので、そう呼ばれている。

適切な圧平面に当接させることによって角膜の表面を事前に圧平（平坦化）すれば、層床切開は、たとえば、角膜の一定の深さに切り入れる平坦面の切開によって実現することができる。原則的に、層床切開を、放射焦点のライン・スキャンまたはスパイラル・スキャンによって行うことが考えられる。ただし、層床切開の施行の過程で発生する光切断ガスを最適に除去するために、制御プログラムの命令が、層床切開を、フラップのヒンジ領域から遠ざかる方向にライン１本ずつ次第に進行する、放射焦点のライン・スキャンによって生成するように設計されていることが提案される。同時に、制御プログラムの命令は、適切には、時間的に層床切開の後に側面切開を行うように設計されている。側面切開は、位置的に外方へ角膜の表面まで通じるので、側面切開を、その最も低い領域から始めて角膜の表面に向かう方向へ行うことが望ましい。当然、側面切開を施行する過程で、反対方向も同様に考えることができる。

光切断ガスを十分に通す、補助切開とフラップ切開との間の良好な移行のために、制御プログラムの命令が、補助切開とフラップ切開との間の移行領域において、移行方向に横向きにライン１本ずつ進行する、ビーム焦点のライン・スキャンを行うように設計されていることが望ましい。同様に、補助切開が外へ向かって良好に開口するために、制御プログラムの命令が、補助切開の表面側の端部領域（ここで「端部領域」は位置的端部領域を意味し、表面側の端部領域は、補助切開の施行に関して全く十分に開始領域になり得る）において、補助切開が角膜に入る方向に横向きにライン１本ずつ進行する、放射焦点のライン・スキャンを行うように設計されていることが望ましい。

本発明の別の展開では、装置は、レーザ放射に透明であり、眼球に当接するようになされた接触面を持つ接触要素をさらに有し得、制御プログラムの命令が、角膜が接触要素の接触面に押し付けられている角膜の領域に、角膜表面に開出する補助切開の端部が位置するように、補助切開を行うべく設計されている。

第１の構成では、接触面が、角膜の表面の一部分を平坦化するための平らな表面部分を有し得、制御プログラムの命令が、角膜が接触面の平らな表面部分に押し付けられている角膜の領域に、角膜表面に開出する補助切開の端部が位置するように、補助切開を行うべく設計されている。

代替構成では、接触面が、角膜の表面の一部分を平坦化するための平らな表面部分と、平らな表面部分に繋がり、接触要素の、眼球とは別の方に向く面に向かう方向に、平らな表面部分に対して斜めに延出する表面部分とを有し得、制御プログラムの命令が、角膜が接触面の斜めに延出する表面部分に押し付けられている角膜の領域に、角膜表面に開出する補助切開の端部が位置するように、補助切開を行うべく設計されている。斜めに延出する表面部分は、優先選択的に、丸みを帯びた構造であり、平らな表面部分にキンクがないように繋がる。

さらに別の実施形態によれば、装置は、レーザ放射に透明であり、眼球に当接するようになされた接触面を持つ接触要素を有し得、制御プログラムの命令が、角膜が接触要素の接触面に押し付けられている角膜の領域の外側に、角膜表面に開出する補助切開の端部が位置するように、補助切開を行うべく設計されている。

このさらに別の実施形態では、屈折率を適合させるために、チャンバが、接触要素の、眼球に面する側に、優先選択的に設けられ、そのチャンバは、充填チャネル機構を経由して、接触要素から角膜への屈折率の急変を緩和し、適切には光学的に一様な特性を有する液体または別の適切な流動媒体によって充填することができる。液体の形で存在する代わりに、この媒体は、たとえば、ゲル状の形で存在してもよい。ガス状の媒体の使用もまた除外されない。制御プログラムの命令は、この場合、補助切開が液体で充填されたチャンバ内に（または、一般的には媒体で充填されたチャンバ内に）至るように補助切開を行うべく設計されている。

平坦な層床切開によりフラップ切開を形成する場合、制御プログラムの命令は、チャンバ内に開出する補助切開と層床切開とを共通の平面内に行うように優先選択的に設計されている。これは平坦化された場合、すなわち、眼球が接触要素に押し付けられている状態に関する。

人間の眼を治療する方法が以下のステップを含む。すなわち、第１のパルス・レーザ放射を供給するステップであって、レーザ放射が放射焦点を有するステップと、第１のレーザ放射を治療する人間の角膜上に導くステップと、フラップを形成する角膜内のフラップ切開と、フラップ切開に接続され、位置的に角膜の表面まで至る補助切開とを行うために、第１のレーザ放射の放射焦点を制御するステップとである。

方法は以下のステップをさらに含み得る。すなわち、下層の角膜組織をそれによって露出するためにフラップを折り曲げ除けるステップと、第２のパルス・レーザ放射を供給するステップと、第２のレーザ放射を露出された角膜組織上に導くステップと、所定の切除プロフィールに従って、第２のレーザ放射を用いて露出された角膜組織を切除するステップとである。

第１のレーザ放射は、優先選択的に、フェムト秒領域内のパルス継続時間を有し、３００ｎｍを超える波長を有する。第２のレーザ放射は、ＵＶ領域内の波長を有し、たとえば、エキシマ・レーザ、例として１９３ｎｍで放射するＡｒＦエキシマ・レーザによって生成することができる。

本発明が、添付図面を基に、以下にさらに説明される。

角膜内切開を切り入れるためのレーザ機構の例示的実施形態の概略ブロック図である。 レーシック・フラップを形成する角膜切開形状の２つの変形形態の図である。 レーシック・フラップを形成する角膜切開形状の２つの変形形態の図である。 図２ａに示された切開形状の断面図である。 図２ａに示された切開形状を生成するために使用される、レーザ・ビームの例示的スキャン・パターンの図である。 平坦化された角膜に、補助切開が加えられたフラップ切開を生成する２つの変形形態の図である。 平坦化された角膜に、補助切開が加えられたフラップ切開を生成する２つの変形形態の図である。

図１に示す、全体を１０で示したレーザ機構は、フェムト秒領域内のパルス継続時間を有するレーザ・ビーム１４を生成するレーザ源１２を備える。レーザ・ビーム１４のビーム経路内には、一連の構成要素、とりわけ、ここでは単一の機能ブロックとして概略的に示したスキャナ１６、固定式偏向ミラー１７、およびさらに集束対物レンズ１８が配置されている。スキャナ１６は、レーザ・ビーム１４の焦点を横方向および長手方向に位置制御するように働く。この場合「横方向」は、レーザ・ビーム１４の伝播方向に対して直角の方向を示し、「長手方向」はビーム伝播方向に対応する。通常の表示法では、横方向面はｘ−ｙ平面として示され、長手方向はｚ方向として示される。レーザ・ビーム１４を横方向に偏向（すなわちｘ−ｙ平面内）するために、スキャナ１６は、たとえば、互いに直交する軸の周りに傾動することができる１対のガルバノメータ式に作動するスキャナ・ミラーを備えてもよい。あるいは、たとえば、電気光学結晶による横方向偏向が考えられる。焦点位置のｚ制御のために、スキャナ１６は、たとえば、長手方向に調節可能なレンズもしくは屈折力可変レンズ、あるいは変形可能なミラーを有し得、それらによって、レーザ・ビーム１４の発散量、したがってビーム焦点のｚ位置を変えることができる。横方向の焦点制御および長手方向の焦点制御を果たすスキャナ１６の構成要素は、レーザ・ビーム１４のビーム経路に沿って、とりわけ、様々なモジュール・ユニットに割り付けて分布させて配置してもよいことは理解されるであろう。たとえば、ｚ焦点制御の機能は、ビーム拡大光学機器（ビーム拡大器、たとえばガリレオ式望遠鏡）内に配置されたレンズによって果たすことができ、他方、横方向焦点制御を行う構成要素は、ビーム拡大光学機器と集束対物レンズ１８との間の別のモジュール・ユニットに収容することができる。図１の単一機能ブロックとしてのスキャナ１６の表示は、単に配置図をより明快にするためである。

集束対物レンズ１８は、好ましくは、ｆθ対物レンズであり、そのビーム出口側で、優先選択的に、治療する眼２２の角膜と当接インターフェースを形成する患者アダプタ２０に分離可能に結合されている。このため、患者アダプタ２０は、レーザ放射に対して透明な、眼に向かうその下面に角膜との当接面（接触面）２６の有る接触要素２４を有する。図示の例示的事例では、当接面２６は、平面として構成され、適切な圧力によって接触要素２４が眼２２に押し付けられ、または減圧によって角膜が接触面２６に吸い付けられることによって、角膜を平坦化するように働く。接触要素２４（平行平面構成の場合、通常、圧平板と呼ばれる）は、円錐状に広がる担体スリーブ２８の細い方の端部に取り付けられる。接触要素２４と担体スリーブ２８との結合は、たとえば接着によって分離不可能でもよく、たとえばねじ結合によって分離可能であってもよい。担体スリーブ２８は、その太い方のスリーブ端部に、詳細には示されていないが、集束対物レンズ１８に結合するための適切な結合構造を有する。

レーザ源１２およびスキャナ１６は、メモリ３２に格納された制御プログラム３４に従って作動する制御コンピュータ３０によって制御される。制御プログラム３４は、制御コンピュータ３０によって実行されると、接触要素２４に押し付けられた眼２２の角膜にレーシック・フラップが生じるようにレーザ・ビーム１４のビーム焦点の位置制御を行う命令（プログラム・コード）を有する。この際、角膜に生成される切開形状は、実際のフラップを形成するフラップ切開だけでなく、追加して補助切開を包含し、その補助切開を通して、発生する光切断ガスを角膜から外部へ逃がすことができる。

図２ａおよび図２ｂは、そのような切開形状の２つの変形形態を示す。両事例とも、円形の破線３６は、角膜が接触要素２４に当接した結果として平坦化された平坦化領域を示す。実際には、平坦化領域３６は、正確に円形である必要はないことは理解されよう。詳細には、角膜の表面の主経線方向の曲率半径が通常異なっていることによって、円形から外れた平坦化領域３６の輪郭が生じ得る。

図示されている例示的事例では、フラップを形成するフラップ切開は、２つの部分切開から構成されている。第１の部分切開は、いわゆる層床切開であり、その層床切開は、間質床からフラップを切り離し、接触面２６に平行な平坦面の切開として実現される。層床切開は、図２ａおよび図２ｂに３８によって示されている。上記層床切開は、フラップの所望の厚さに対応する角膜の深さに行われる。図２ｂでは、層床切開は円形領域全体に亘って延在しているが、図２ａでは、層床切開は、円の切片によって短縮され、円の弦を終端としている。フラップの所望の形状に応じて、層床切開３８は、非円形の輪郭を有し得、たとえば楕円形の輪郭を有してもよいことは理解されよう。いずれにしても、層床切開３８は、層床切開３８の外周の一部に沿って延び、位置的に見ると、層床切開３８を始端として角膜の表面まで延在する側面切開４０によって補完されている。側面切開３８もまた、角膜が平坦化された状態、すなわち眼２２が接触面２６に押し付けられて行われ、位置的に層床切開３８から斜め外側に延びる。あるいは、側面切開４０は、位置的に層床切開３８から斜め内側に延びてもよい。

フラップは、層床切開３８と側面切開４０とを合わせて形成される。そのフラップは、図２ａおよび図２ｂ、ならびに図３でも４２によって示されている。側面切開４０に含まれていない層床切開３８の外周部分で、フラップ４２は、残りの角膜組織に連結されたままになっている（これから説明する補助切開領域は別として）。フラップ４２と残りの角膜組織との間の移行領域は、切除レーザ治療に対して下層の組織を露出するために、フラップを折り曲げ除けることを可能にするヒンジを形成する。ヒンジ・ラインは、少なくとも十分に直線に近く、図２ａおよび図２ｂに４４によって示されている。図２ａの場合、ヒンジ・ラインは、層床切開３８が終了する円の切片端の直線端部にほぼ重なって位置しており、図２ｂでは、少なくともこの図の上視で見るとき、側面切開４０の一方の外周端から他方の外周端まで層床切開３８を越えて横切っている。

図３は、図２ａの場合の、角膜が解放された、すなわち眼２２を接触要素２４から外した後のフラップ４２の２つの部分切開（層床切開、側面切開）を示す。破線で描かれている湾曲したライン４８は、角膜の前面を示す。

フラップ４２を切り離す過程での角膜組織の気化の結果として、切断面から隣接する組織領域中に広がり出ることのあるガスが発生する。眼球内のそのようなガスの存在は、一方で、ガスが眼球の特に敏感な領域に侵入した場合に危険であり得、他方で、その後の間質床のレーザ切除の過程におけるアイ・トラッカの働きを阻害し得る。したがって、角膜に生成される切開形状は、フラップ切開のみに限定されず、フラップの形成の過程で生じるガスが眼球から逃げることを可能にする付加的補助切開５０を有する。示されている図２ａ、図２ｂの例示的事例では、補助切開５０は、具体的に言えばフラップ４２のヒンジ領域で、すなわち側面切開４０が層床切開３８の外周の一部分に行われていないところで、層床切開３８に直接繋がる。層床切開３８を始端として、補助切開５０は、フラップ４２から位置的に遠ざかって角膜表面４８に向かう方向へ延出し、すなわち、フラップ４２とは反対側に延びる。この場合、補助切開５０は、角膜内で位置的に次第に深さが浅くなるように延出し、さらに言えば、角膜の表面に達するまで絶え間なくより高い角膜層に上って行く。このようにして補助切開５０はチャネル（トンネル）を形成し、それによって層床切開３８が眼の外側の環境に連結され、その結果、層床切開３８の切断過程で生じるガスをそのチャネルを通して外部へ逃がすことができる。

図２ａ、図２ｂに認められるように、図示の例示的事例では、補助切開５０によって形成されたチャネルは、フラップ４２のヒンジ領域より細い一定の幅をその全長に亘って有し、ヒンジ軸４４の方向に対して、ヒンジ領域のほぼ中央に位置している。補助切開５０はまた、ヒンジ領域と同じような幅でもよく、さらにヒンジ領域より広くてもよいことは理解されよう。この点に関する制限は、本発明の範囲内では意図されていない。

図３では、補助切開５０は、直線状の切開として表されている。補助切開５０はその代わりに、位置的に層床切開３８から角膜の表面へ湾曲経路として上ってもよいことは理解されよう。補助切開５０の上昇の度合いもまた、様々に定めることができる。似たようなことが補助切開５０の幅にも言え、当該幅は、補助チャネルの全長に亘って変化してもよく、たとえば、角膜の表面に向かう方向に次第に大きくなってもよい。

補助切開５０が角膜の表面に達する箇所は、角膜の平坦化領域３６の外側に位置してもよく、図２ａ、図２ｂに示すように、そこでは補助切開５０が平坦化領域３６を越えて外側に延出している。そうではなく、補助切開５０を、位置的に、平坦化領域３６内または平坦化領域の縁で角膜表面に導き上げることも同様に可能である。

補助切開５０および層床切開３８を切り入れる時間的シーケンス、ならびに処置中にレーザ・ビーム１４用に使用されるスキャン・パターンを説明するために、次いでさらに図４を参照する。それには、層床切開３８および補助切開５０が示され、側面切開４０は、配置図の明瞭化のために省略されており、側面切開４０は、通常、層床切開３８の後に初めて行われ、具体的に言えば、層床切開３８から角膜の表面に向かう方向に開始される。

他方、補助切開５０は、層床切開３８が切り入れられる前に行われる。これは、層床切開３８形成の開始時点で既に補助切開５０を経由してガスを外部に逃がすことができることを保証する。補助切開５０は、角膜の表面から行われ、すなわちより深い角膜層に向かう方向に行われる。これが、図４の上部に描かれた矢印５２によって示されている。補助切開５０を行った後、層床切開３８が行われ、具体的に言えば、ヒンジ領域４４、すなわち補助切開５０が終了するところで開始される。ヒンジ領域４４から開始されて、層床切開３８は、ヒンジから遠い端部に向かう方向に漸進的に行われる。層床切開３８の施行のこの方向は、図４の上部に矢印５４によって示されている。

補助切開５０はその大部分で、矢印５２の方向、すなわち角膜の表面から層床切開３８に向かう方向に、ライン１本ずつ相互に続くレーザ・ビーム１４のライン・スキャンによって行われる。このライン・スキャンの個々のスキャン・ラインは５６によって示される。層床切開３８もまた、ライン・スキャンから構成されるスキャン・パターンを用いて行われ、個々のスキャン・ラインは、ヒンジ領域４４から、層床切開３８の、ヒンジから遠い端部に向かう方向に、すなわち矢印方向５４に相互に続く。層床切開３８のスキャン・ラインは、図４の５８によって示されている。

図４に示されている表示は、スキャン・ライン５６が補助切開５０の長手延在方向に連続する例であるが（この文脈での「長手延在」は、角膜の表面からフラップ切開、より正確には層床切開への延在を意味する）、そのスキャン・ラインが補助切開の長手延在に対して直角に互いに続くライン・スキャンを用いて、補助切開５０の主要部分を施行することも容易に考えられる。そのような横方向スキャンのスキャン・ラインは、この場合、スキャン・ライン６０および６４と同様に進行する。

補助切開５０と層床切開３８との間の移行領域が、さらに、移行方向に対して直角にライン１本ずつ進行するライン・スキャンによって形成される。ここで「移行方向」は、補助切開５０が層床切開３８に合体する方向を意味する。この方向は、矢印５２、５４の方向に対応する。この方向に直角に、移行領域内に互いに並べてスキャン・ラインを生成することによって、補助切開５０と層床切開３８との間に、ガスの通過に対して開かれた良好な接続を実現することが可能である。移行領域に生成された横方向スキャン・ラインが、図４に６０によって示されている。それらの連続方向が矢印６２によって表されている（任意選択で矢印の反対方向でもよい）。

同様な横方向スキャン・ラインが、さらに、補助切開５０の入口領域、すなわち補助切開５０が角膜の表面で角膜組織に入るところに生成される。対応するスキャン・ラインが、図４に６４によって示されており、それらの連続方向が矢印６６によって示されている（任意選択で矢印の反対方向でもよい）。補助切開の入口方向に直角に進行するこれらのスキャン・ライン６４は、補助切開５０の滑らかな開口を角膜の表面に生成するのに役立つ。

時間的シーケンスに関する限り、適切には先ずスキャン・ライン６４が生成され、続いてスキャン・ライン５６、その後スキャン・ライン６０、その後にスキャン・ライン５８が生成される。このようにして、切開の施行は、表面から次第により深い層に向かう方向に次第に進む。図４の下の部分の表示は、これをもう一度示している。そこでは、補助切開５０、層床切開３８、ならびに入口領域（６８によって示す）および２つの切開間の移行領域（７０によって示す）が、側方からの図で示されている。説明されてきたスキャン・ラインの時間的シーケンスによって、補助切開５０の施行中および層床切開３８の施行中にも、外部へのトンネルを既に常に開放しておくことが可能になり、それを通って、その時点で生じるガスが逃げることができる。

上記のシーケンスの変更形態では、移行領域７０の生成を時間的に優先してもよく、入口領域６８に先立って実施してもよい。入口領域６８の後、前述のように、補助切開５０の残り部分（すなわち主要部分）およびさらに層床切開３８が切り入れられる。さらに別の変更形態では、先ず移動領域７０を生成することができる。次いで、補助切開５０の主要部分、およびその後、入口領域６８が生成される。補助切開５０が完全に施行された後、層床切開３８が切り入れられる。ただし、本発明の範囲内で、切開の施行の時間的シーケンスの設定に関して決して限定する意図はないことが指摘されるべきである。

原則的に、補助切開５０（入口領域６８および移行領域７０を含めて）全体、およびさらに層床切開３８において、スキャン・ラインに沿って互いに続く光切断の位置間隔は、実質的に同じであってよい。同じことが、連続するスキャン・ラインの互いの間隔にも当て嵌まる。

ただし、補助切開５０または／および層床切開３８において少なくとも部分的に、光切断の位置間隔または／およびライン相互の間隔を変化させることは可能である。特に、入口領域６８または／および移動領域７０について、補助切開５０の主要部分および層床切開３８に対するよりも、光切断を位置的により接近させて連続させることを選択し、または／かつ連続するスキャン・ラインの互いの間隔をより接近させることを選択することが考えられる。

ここに記載された、層床切開３８に対する補助切開５０の配置は、２つの切開が互いに重なり合わないことを保証する。これは、既に切断された面を通って、さらに別の面が下層に切断され得ないからである。理想的な場合には、層床切開３８の切断が始まる時には補助切開５０は既に存在しているべきであるので、補助切開５０をフラップの外側から（角膜中心からより遠く離れて）角膜に切り込み、それを、フラップのヒンジ領域で層床切開に合体させることが望ましい。

図５および図６では、同一の、または同一に作用する要素は、それ以前の図と同じ参照符号によって示されているが、小文字が付されている。以下で他のことが生じない限り、これらの要素の説明としては上記で言及したことを参照されたい。

補助切開は、角膜の平坦化領域の内側で、または外側で、眼球の表面に開き出てよいことは既に説明した。この表現は、角膜が患者アダプタの接触要素に押し付けられている領域の内側または外側に在る箇所で（またはその縁部で）、補助切開が角膜の表面に開き出ることができるということにまで一般化できる。本発明の範囲内で、接触要素による極めて広範囲な角膜表面の平坦化に努めるものの、その接触面の平坦な領域だけに限って角膜を接触面に押し付ける必要はない。

これに関して、次いで図５に示された変形形態を参照する。そこでは、その主要部分は平坦な構造であるが、その縁部領域では丸みを帯び、そこで、平坦な主要部分に対して斜めに眼球２２ａから離れる方向に延びる接触面２６ａを、眼球の方へ向いている下面に有する接触要素２４ａが示されている。丸みを帯びた表面部分は、接触面２６の平坦な主要部分を取り巻くリング・セグメントを形成し、７２ａによって示されている。接触面２６ａの平らな主要部分は、他方、７４ａによって示されている。接触要素２４ａと眼球２２ａとの接触は、角膜が、主要部分７４ａだけではなく、外側のリング・セグメント７２ａでも接触面２６ａに密接するように確立される。

補助切開５０ａは、リング・セグメント７２ａの領域内で角膜の表面に現れるように行われる（ここで、用語「現れる」は純粋に位置的な意味であり、補助切開の個々の部分が形成される時間的シーケンスについては何も言及しようとしていない）。これは、丸みを帯びたリング・セグメント７２ａに角膜が押し付けられている角膜表面上の位置で、補助切開５０ａが外に開くことと意味する。これは、補助切開５０ａおよび層床切開３８ａの形成の過程で発生し、補助切開５０ａを通って外部へ逃げる可能性のあるあらゆるガスが、少なくともその大部分について、周囲の空気に達することができ、毛管現象によって接触要素２４ａと角膜表面４８ａとの間により深く引込まれないという点で有利である。言い換えれば、手術領域のより良いガス抜きが、このようにして可能になる。

丸みを帯びたリング・セグメント７２ａは、接触面２６ａの平坦な主要部分７４ａに優先選択的にキンクのないように繋がる。そうではあるが、丸みを帯びた形状による代わりに、平坦な主要部分７４ａからキンクによって分けられた直線状の斜面の形態でリング・セグメント７２ａを構成することも、原則として除外されない。

図６に示された変形形態は、角膜が接触要素２４ｂの接触面２６ｂに押し付けられていない角膜表面上の位置で、補助切開５０ｂが外に開いている例を示す。代わりに、補助切開５０ｂは、角膜表面４８ｂの平坦化領域の外側で外に開いている。具体的には、図６に示す例示的事例では、補助切開５０は、接触要素２４ｂと、角膜表面４８ｂと、たとえば眼球２２ｂ上に取り付けられる吸引リング（詳細には示されていない）の一部であり得るシール構成要素７８ｂとの間に画成される環状チャンバ７６ｂ内に開き出る。環状チャンバ７６ｂを生理液（たとえば塩化ナトリウム溶液）でそれを経由して充填することができる充填チャネル８０ｂが、図６に概略的に示されている。充填チャネル８０ｂは、前述の吸引リングの一部でもよい。

層床切開３８ｂおよび補助切開５０ｂは、この変形形態では、共通の平面内に、すなわち切開の施行に用いるレーザ放射のビーム焦点のｚ位置を一定にして行うことができる。施行方向は、図４に示されている方向に対応し、すなわち、補助切開５０ｂは、層床切開３８ｂの前に行われ、具体的に言えば、適切には角膜の表面から層床切開３８ｂの方向に行われる。

Claims (19)

1. 集束パルス・レーザ放射を用いて人間の角膜を切断する装置であって、前記放射の焦点の位置を設定するための制御可能な構成要素（１６）と、それら構成要素を制御するための制御コンピュータ（３０）と、前記制御コンピュータ用の制御プログラム（３４）とを有し、前記制御プログラムが、前記制御コンピュータによって実行されるとフラップ切開（３８、４０）を含めて前記角膜に切開形状の生成を行うように設計された命令を含み、前記切開形状が、前記フラップ切開に接続され、位置的に前記角膜の表面（４８）まで至る補助切開（５０）をさらに含む装置。
2. 前記補助切開（５０）が、２次元的に延在し、優先選択的に実質的に平坦なチャネルを形成する、請求項１に記載の装置。
3. 前記チャネルが、その全長に亘り実質的に一定の幅を有する、請求項２に記載の装置。
4. 前記補助切開（５０）が、前記フラップ切開（３８、４０）によって形成された前記フラップのヒンジ領域（４４）で前記フラップ切開に接続され、前記フラップとは反対側で位置的に前記角膜表面（４８）まで延出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記補助切開（５０）が、前記フラップ切開に接続される領域（７０）で最大の角膜深さを有し、この領域から始まって、前記角膜表面（４８）まで位置的に次第に角膜深さが浅くなるように延出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記制御プログラム（３４）の前記命令が、前記フラップ切開（３８、４０）を生成する前に前記補助切開（５０）を行うように設計されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開（５０）の少なくとも主要部分を、前記角膜表面（４８）から前記フラップ切開（３８、４０）へ向かう方向に行うように設計されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開（５０）の少なくとも主要部分を、前記角膜表面から前記フラップ切開へ進む前記補助切開の延在方向に沿ってライン１本ずつ進行する、前記放射焦点のライン・スキャン（５６）によって生成するように設計されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開の少なくとも主要部分を、前記角膜表面から前記フラップ切開へ進む前記補助切開の延在方向に対して横向きにライン１本ずつ進行する、前記放射焦点のライン・スキャンによって生成するように設計されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記フラップ切開が、完全に前記角膜質内深く位置し、優先選択的に実質的に一定深さに位置する層床切開（３８）と、前記層床切開に繋がり、前記角膜表面（４８）に導出される側面切開（４０）とを含み、前記制御プログラムの前記命令が、前記層床切開を前記側面切開に時間的に先行して行い、前記層床切開を、前記フラップのヒンジ領域（４４、４６）から遠ざかる方向にライン１本ずつ次第に進行する、前記放射焦点のライン・スキャン（５８）によって生成するように設計されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開（５０）と前記フラップ切開（３８、４０）との間の移行領域（７０）において、前記移行の方向に横向きにライン１本ずつ進行する、前記放射焦点のライン・スキャン（６０）を行うように設計されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開（５０）の表面側の端部領域において、前記補助切開が前記角膜に入る方向に横向きにライン１本ずつ進行する、前記放射焦点のライン・スキャン（６４）を行うように設計されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記レーザ放射に透明であり、前記眼球に当接するようになされた接触面を持つ接触要素をさらに有し、前記制御プログラムの前記命令が、前記角膜が前記接触要素の前記接触面に押し付けられている前記角膜の領域に、前記角膜表面に開出する前記補助切開の端部が位置するように、前記補助切開を行うべく設計されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記接触面が、前記角膜の前記表面の一部分を平坦化するための平らな表面部分を有し、前記制御プログラムの前記命令が、前記角膜が前記接触面の前記平らな表面部分に押し付けられている前記角膜の領域に、前記角膜表面に開出する前記補助切開の端部が位置するように、前記補助切開を行うべく設計されている、請求項１３に記載の装置。
15. 前記接触面が、前記角膜の前記表面の一部分を平坦化するための平らな表面部分（７４ａ）と、前記平らな表面部分に繋がり、前記接触要素の、前記眼球とは別の方に向く面に向かう方向に、前記平らな表面部分に対して斜めに延出する表面部分（７２ａ）とを有し、前記制御プログラムの前記命令が、前記角膜が前記接触面の前記斜めに延出する表面部分に押し付けられている前記角膜の領域に、前記角膜表面に開出する前記補助切開の端部が位置するように、前記補助切開（５０ａ）を行うべく設計されている、請求項１３に記載の装置。
16. 前記斜めに延出する表面部分（７２ａ）が、丸みを帯びた構造であり、前記平らな表面部分にキンクがないように繋がる、請求項１５に記載の装置。
17. 前記レーザ放射に透明であり、前記眼球に当接するようになされた接触面（２６ｂ）を持つ接触要素をさらに有し、前記制御プログラムの前記命令が、前記角膜が前記接触要素の前記接触面に押し付けられている前記角膜の領域の外側に、前記角膜表面に開出する前記補助切開の端部が位置するように、前記補助切開を行うべく設計されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記接触要素の、前記眼球に面する側に設けられ、充填チャネル機構（８０ｂ）を介して流動媒体によって充填することができるチャンバ（７６ｂ）をさらに有し、前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開が前記チャンバ内に至るように前記補助切開を行うべく設計されている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記フラップ切開が平坦な層床切開を含み、前記制御プログラムの前記命令が、前記補助切開と前記層床切開とを共通の平面内に行うように設計されている、請求項１７または１８に記載の装置。

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