JP2014533968A - 角膜ポケットをレーザカットするための方法 - Google Patents

角膜ポケットをレーザカットするための方法 Download PDF

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Abstract

レーザを使用して患者の角膜にポケットを作る方法が提供される。そのポケットは、フェムト秒又はナノ秒レーザを使用して作られる。レーザは、角膜内の組織を特定の形状に除去する。ポケットの形状は、そのレーザの3次元経路をカスタムプログラムするソフトウエアによって決定することができる。様々な角膜ポケットの形態及びコンピュータプログラムされた形状を、様々な角膜レンズ形状及び寸法に適用するように使用することができる。次いで、患者の視力を矯正するために、角膜内レンズがそのポケットに挿入される。【選択図】図1

Description

本発明は、概略的には、目の手術に関する。より詳細には、本発明は、角膜ポケットをレーザカットするための方法に関する。
(関連発明の相互参照)
本出願は、2009年1月8日出願の米国特許出願第12/281,749号に基づく優先権を主張し、その全体の開示は参照によりここに組み込まれる。
老眼は、しばしば老化に伴って、近くの視力が徐々に失われる。老眼の人の目は、本、雑誌又はコンピュータ画面のような近くの対象物に焦点を合わせる能力が低下する。老眼の症状は、細かな印字を読むことの困難さ、及び近くの物体と遠くの物体との間で目の焦点を移動させているときのかすみ目を含むことがある。
老眼のための幾つかの一般的な治療法がある。専用の老眼鏡は、そのような治療法の一つである。老眼鏡は、近くの物体の拡大を提供して、改善された視力を提供する。しかしながら、遠くの物体に焦点を合わせるのにも眼鏡が必要ならば、老眼鏡と近視用眼鏡との間の切替えは、不便なことがある。もう一つの治療法は、遠近両用眼鏡であり、遠近両用眼鏡は、遠見視力を補助するガラスレンズの部分と、近見視力を補助する部分とを提供する。二焦点レンズは、一つの眼鏡に近見視力と遠見視力との両方矯正を提供するが、その眼鏡は、見当識障害を引き起こす。目の表面のためのコンタクトレンズもまた開発されており、コンタクトレンズは、近見視力と遠見視力の両方について視力矯正を提供する。これらの治療法は、老眼の人のために視力矯正を提供するが、各々は、毎日装着又は使用しなければならない少なくとも一つの追加の装身具又は一対のコンタクトレンズを要求する。さらに、目に挿入するとても小さいレンズはが開発されている。しかしながら、そのレンズを挿入可能な小さいポケットを、角膜内に作らなければならない。
したがって、このような、レンズを挿入することができる小さいポケットを角膜に作るための方法を提供することが望ましい。
前述の必要性が、本発明によって、大きな範囲でかなえられ、本発明の一つの側面における幾つかの実施形態において、レンズを挿入可能な角膜ポケットをレーザカットするための方法を有する装置が提供される。
本発明の一つの側面によれば、角膜ポケットを作るための方法は、角膜ポケット作るように形成された低エネルギーフェムト秒又はナノ秒レーザを準備することを含む。本方法はまた、レーザを、角膜ポケットを作るのに使うことができるように、そのレーザを角膜の直前に位置決めすることと、特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、レーザについての移動経路を決定することとを含む。さらに、本方法は、レーザからのレーザビームを角膜の前面と後面との間の角膜内の所定の深さに集中させて、レーザビームが所定の深さで角膜組織を除去するようにすることを含む場合がある。本方法はまた、特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、移動経路内でレーザビームを移動させることを含む。
本発明の別の側面によれば、レーザを角膜の中央へ向かって移動させて、非点収差効果を補償することを含む。本方法はまた、約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー出力を有するレーザを使用することがある。そのレーザはまた、約0.2〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有することがあり、角膜ポケットは、約220〜350ミクロンの範囲内の深さに配置されることがある。さらに、そのレーザは、複数のレーザビームスポットを有し、スポット間の空間を除去することがある。本方法は、レーザをプログラムして、特定のポケット形状を作ることを含むことがある。
本発明の更に別の実施形態によれば、角膜ポケット作るための方法は、角膜ポケットを作るように形成された低エネルギーフェムト秒又はナノ秒レーザを準備することを含む。本方法はまた、レーザを、角膜ポケットを作るのに使用することができるように、レーザを角膜の直前に位置決めすることと、特定の形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、レーザについての移動経路を決定することとを含むことがある。本発明は、特定の形状を作るために、位置決め用ソフトウエアを使用することを含むことがある。さらに、本方法は、レーザからのレーザビームを、角膜の前面と後面との間の角膜内の所定の深さに集中させて、レーザビームが所定の深さで角膜組織を切断し分離することを含むことがある。本方法はまた、特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、移動経路内でレーザビームを移動させることがある。
本発明の更に別の実施形態によれば、角膜ポケットを作るための方法は、形成された低エネルギーフェムト秒又はナノ秒レーザを準備して、角膜ポケットを作ることを含む。本方法はまた、レーザを、角膜ポケットを作るのに使用することができるように、レーザを角膜の直前に位置決めすることと、特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、レーザの3次元移動経路を決定することとを含むことがある。本方法は、レーザが移動経路を辿って特定の形状を形成するように、レーザを制御するためにコンピュータをプログラミングすることを含むことがある。さらに、本方法は、レーザからのレーザビームを、角膜の前面と後面との間の角膜内の所定の深さに集中させて、その結果、レーザビームが所定の深さの角膜組織を除去することを含むことがある。本方法はまた、特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、3次元移動経路内でレーザビームを移動させることを含むことがある。
本発明の別の側面によれば、本方法は、レーザを角膜の中央へ向かって移動させて、非点収差効果を補償することを含むことがある。本方法はまた、約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー出力を有するレーザを使用することを含むことがある。そのレーザはまた、約0.2〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有することがあり、また、角膜ポケットは、約220〜350ミクロンの範囲内の深さに配置されることがある。さらに、本レーザは、複数のレーザビームスポットを有することがあり、また、スポットの間の空間をなくすことがある。
かくして、本発明の詳細な説明がより良く理解されるように、また、技術への寄与がより良く認められるように、本発明の或る実施形態の概略をより広く述べた。勿論、以下に説明され、かつ添付の特許請求の範囲の内容を構成する、本発明の更なる実施形態がある。
これに関連して、本発明の少なくとも一つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載され、又は図面に示された構成の詳細及び要素の配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、説明された実施形態の他に具体化することができ、また、種々の方法で実施及び実行することができる。また、ここに採用された用語及び専門用語は、説明の目的のためのものであり、限定を意図するものではないことが理解されるべきである。
その結果、当業者は、この説明が基礎とする本概念が、本発明の幾つかの目的を実行するための他の構造、方法及びシステムの設計の多々目の基礎として用意に利用されること認識するであろう。したがって、重要なことは、特許請求の範囲が、本発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲において、かかる均等な構成を含むものとみなされるべきことである。
図1は、本発明の実施形態による、角膜内ポケットを作るレーザ手術のためのレーザ手術装置を示す。 図2は、本発明の実施形態による、目の中に配置された角膜内レンズを有する目の前側部分の断面図である。 図3は、本発明の実施形態による、目の角膜内部に配置されたインプラントを有する目の前側部分の断面図を示す。 図4は、レンズを患者の角膜に挿入する方法に含まれる一連のステップを示す。 図5Aは、本発明の実施形態による、角膜内の切開及び角膜ポケットを示す。 図5Bは、本発明の実施形態による、角膜内の切開及び角膜ポケットを示す。 図6Aは、本発明の実施形態による、角膜内の切開を示す。 図6Bは、本発明の実施形態による、角膜内の切開を示す。 図7は、本発明の実施形態による、角膜ポケットの上面図である。 図8Aは、本発明の実施形態による、レーザビームの3次元経路を示す。 図8Bは、本発明の実施形態による、レーザビームの3次元経路を示す。 図9は、本発明の実施形態による、レーザビームの移動経路を示す。
本発明は、今、図面を参照して説明され、図面中の同一の部分は同一の符号が付される。本発明による実施形態は、角膜内にフラップ又はポケットを作るための装置及び方法を提供する。このレンズ又はポケットは、好ましくは、在来のレーシック(Lasik)手術において使用されるレーザによって作られる。
図1は、本発明の実施形態による角膜内ポケットを作るレーザ手術用のレーザ手術装置10を示す。レーザ手術装置10は、ソフトウエアを使用して、実施的に一定のパルス継続時間及びパルスエネルギーのレーザパルスの一定の列を有する光源ビーム14を生成しかつ制御するレーザ光源12を含むことがある。レーザ手術装置10の一つの実施形態では、光源ビーム14はまた、800ナノメートルよりも大きな波長、及び約0.2μJ〜1.5μJの範囲内のパルスエネルギーを有することがある。パルスに使用するエネルギーをより少なくすることが望ましいが、角膜ポケットを作るのに適切なあらゆるレベルのエネルギーが可能である。
レーザ手術装置10は、成形レーザビーム18を作って、その成形レーザビーム18を目22の角膜28の中へ向ける光学系16を更に有する。そのレーザビーム18は、患者の目にわたってレーザビーム18の経路を決定するように、コンピュータでプログラムされることができる。さらに、レーザビーム18は、レンズを挿入するためのポケットを形成するように角膜を切断するための3次元経路を辿るように形成することができる。
図2は、本発明の実施形態による、目22の中に配置された角膜内レンズ26を有する目22の前側部分の断面図である。図2に示す実施形態では、角膜内レンズ26は、目22の前眼房30を部分的に囲む、目22の角膜28内部に配置される。また、図2に虹彩32を示す。本発明の実施形態によれば、レンズ26は、図1に示すようにレーザ手術装置10を使用して形成される角膜ポケット29の形態に従って角膜28内に挿入されるのがよい。
角膜内レンズ26は、図示した外形に限定されないが、円形又は卵形(楕円形)のように、種々の形状を有することができる。幾つかの実施形態では、角膜内レンズ26は、ドーナツのような外形を有してもよい。角膜内レンズ26の寸法及び形状が、角膜ポケットの寸法及び形状を決定する場合がある。
角膜内レンズ26は、好ましくは、目の内部組織の適切な酸素化を可能にするための十分なガス拡散を可能にする生体適合性を有する材料で形成されるのがよい。かかる材料は、シリコン、ヒドロゲル、ウレタン、又はアクリル樹脂を含む。また、レンズを含水時に多少膨張する親水性材料で作ることも望ましい。そのような材料、例えばヒドロゲルは周知であり、幾つかの現在のコンタクトレンズに使用されている。
角膜内レンズ26の光学特性は、近眼(近い視覚機能の通常の使用)、遠視(遠い視覚機能の通常の使用)、老視、及び乱視を(これに限定されないが)含む種々の視覚的な障害を矯正するために選択されるのがよい。例として、角膜内レンズ26は、+15から−30までの範囲のジオプター数又は値を有するとよい。角膜内レンズ26は、患者の特定の視覚障害を矯正する光学特性を提供するように、特定の患者のためにカスタマイズされるのがよい。角膜内レンズ26は、多焦点でもよいし、所定の光学特性を有する市販品として提供されてもよいし、屈折力を有するゾーンと屈折力を有さないゾーンとを有してもよい。本発明は、前述した視覚障害の治療に限定されず、他の目の状態の治療も本発明の範囲内であることが理解されるべきである。
図3は、本発明の実施形態による、レーザ手術装置10によって形成された角膜ポケット29を有する角膜28の断面図を示す。角膜28は、前面31及び後面33を有する。角膜ポケット29は、レーザ光源12からのレーザビーム18を使用して、光切断によって形成されるのがよい。
角膜ポケット29は、角膜内レンズ26の表面に一致する厚さ及び形状で形成されるのがよい。例えば、角膜ポケット29の内側表面は、凸状、凹状、平坦、又は不規則であってもよい。角膜ポケット29の縁は、所望の結果及び角膜内レンズ26の形状に依存して種々の形状を有する輪郭を形成するのがよい。角膜ポケットの種々の形態は、種々の形状及び寸法のレンズと共に使用されるように適合することができる。角膜ポケットは、レンズの挿入を容易にし、かつ、角膜の手術後の回復を改善するために、切開の寸法を最小にするように、形成することもできる。角膜ポケットは、角膜ポケット29が形成された後に、角膜28に切り込む入口チャネル34を有することもできる。入口チャネル34は、角膜内レンズ25が角膜ポケット29内に挿入されるのを可能にする。
図4は、本発明の実施形態による、角膜ポケットを作って、レンズを患者の角膜に挿入する方法に含まれる一連のステップを概略的に示す。本プロセスは、角膜内レンズ26を用意するステップ74で開始する。角膜内レンズ26は、角膜内レンズ26の目的に依存する屈折力を有してもよいし、有さなくてもよい。ステップ78では、角膜ポケット29が形成される。これは、図1に示すレーザ手術装置10を使用して行われるとよい。特に、光学系16によって制御されているレーザ光源12は、レーザビーム18を角膜組織内に集中させるのに使用するのがよい。レーザビーム18は、レーザビーム18の焦点の領域内の角膜組織の領域を切断及び分離する。次いで、レーザビーム18の焦点は、手によって横に移動し、角膜組織の膜を切る。レーザビーム18の焦点が横に移動している間、既知のレーザ手術技術を使用して、角膜内の固定された深さが維持されるのがよい。レーザビーム18の焦点は、ポケット領域の範囲内でソフトウエアによって制御されることによって、ソフトウエアによって定位された所望の領域の外側を切る危険性なく、容易に、素早く、かつ正確に横に移動するのがよい。
上記の技術を使用して作られた角膜ポケットの厚さは、およそレーザビーム18の焦点の直径の寸法になる。角膜内レンズの厚さ及び形状に依存して、更なる組織が、角膜28内で異なる深さで切られることもある。
ステップ80では、入口チャネル34はが形成される。これは、レーザ光源12を使用して成し遂げられてもよいし、在来の外科用メスを使用して形成してもよい。入口チャネル34は、角膜内レンズ26の挿入のための手段を提供し、また、角膜内ポケット29が形成されるときに、レーザアブレーションによって作られたガスの放出を可能にする。
次いで、角膜内レンズ26は、ステップ82において角膜内ポケット29に挿入される。ステップ82は、角膜内レンズ26が角膜内に挿入される前に、角膜内レンズ26を一時的に変形させることを更に含んでもよい。角膜内レンズ26は、丸めたり、折り曲げたりなどすることによって変形するとよい。角膜内レンズ29は、所望の光学特性を保持したまま、角膜28内に挿入された後で、その当初の寸法及び形状に戻ることができる定められた記憶特性を有するとよい。角膜内レンズ29は、含水時に膨張する親水性材料から作られるのがよい。レンズは、完全に含水させて挿入して、角膜ポケットに弾力的に嵌め込んでもよいし、後からの含水がポケット内のはめ込みを確実にするのを助けるように、少なくとも部分的に含水させながら嵌め込んでもよい。
図5A及び図5Bは、本発明の実施形態による、角膜内の切開パターンを示す。図5A及び図5Bに示すように、入口切開102、202を、角膜100、200に形成することができる。図5A及び図5Bでは、入口切開102、202は、角膜100、200の右側の端に配置されているように示されている。しかしながら、入口切開102,202は、角膜100,200のあらゆる適当な位置に配置することができる。円形ポケット104,204も角膜内に形成することができる。挿入トンネル106,206は、入口切開102とポケット104との間に配置することができる。さらに、図5Aに示すように、第2のトンネル108を、円形ポケット104の左に配置することができる。変形例として、図5Bに示すように、角膜レンズの挿入を容易にし、乱視(非点収差)を減ずるために、減張切開210を角膜内に作ることができる。
図6A及び図6Bも、本発明の実施形態による、角膜内の切開パターンを示す。図6A及び図6Bに示すように、入口切開302,402を、角膜300,400に作ることができる。図6A及び図6Bでは、入口切開302、402は、角膜300、400の右側の端に配置されているように示されている。しかしながら、入口切開302,402は、角膜300,400のあらゆる適当な位置に配置することができる。挿入トンネル306,406は、入口切開302の左側に配置することができ、角膜300,400を横切って延ばすことができる。さらに、図6Bに示すように、角膜レンズの挿入を容易にし、乱視(非点収差)を減ずるために、減張切開410を角膜内に作ることができる。
図7は、同じ角膜ポケット29の上面を示す。ポケット及び減張切開は、約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー断面を有するフェムト秒又はナノ秒レーザで作ることができる。あらゆる適切なエネルギーレベルを使用することができるが、より低いエネルギー出力が好ましい。さらに、レーザビームは、約0.2ミクロン〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有することができる。切れ込みの深さは、約220ミクロン〜350ミクロンの範囲内であることができる。切り込みが深すぎると、角膜は安定性が低下することになることがあることに注意すべきである。図8に示すポケット断面29は、新たに埋め込まれたレンズを通した患者の視野の歪みを最小にするように使用することができる。しかしながら、患者が乱視ならば、非点収差(乱視)効果を最小にするために、切り込みを角膜の中央の方へ移動することができる。
図8A、図8及び図9は、本発明の実施形態による、レーザビームの経路及びレーザビームの移動の方向を示す。より詳細には、図8Aは、レーザビーム経路の側面図を示す、図8Bは、その経路の上面図を示す。ポケット229を形成さし、角膜内レンズを角膜ポケット229内への挿入を可能にするために、隣接した入口チャネル234を形成することができる。図8A及び図8Bは、レーザビームの経路示すが、これは、ポケット229及び入口チャネル234を形成するのに使用することができる経路の単なる一例である。ポケットを形成する目的に適合するあらゆる経路を使用することができる。好ましくは、レーザが移動する経路は、目の自然な曲線を辿る曲線である。図9は、膜軸を横切って移動するレーザビーム240を示す。レーザビーム240は、それぞれ単一のレーザスポット又は複数のレーザスポットを作る単一ビーム又は多数ビームを有することができる。さらに、使用したレーザビームが複数のスポットを有すれば、レーザビームのスポット間に空間がないことが好ましい。
当業者によって認識されるように、本発明は、角膜ポケット29に容易に挿入される角膜内レンズ26で患者の視力を矯正するための方法を提供する。角膜ポケット29は、レーザ光源12を使用して作ってもよいし、電磁放射の他の形式を使用して作ってもよい。角膜ポケット29の促成は、レーザビーム18が所望の形状の範囲の外側の組織を切り分けることを防止するソフトウエアを使用することによって容易にすることができる。様々な角膜ポケットの形態を種々の角膜レンズの形状及び寸法に適合するように使用するのがよい。弓形のカットのような、他の外科手術手順も、本発明の技術を使用して行うことができる。
本発明の多くの特徴及び利点は、発明の詳細な説明から明らかであり、かくして、本発明の全てのかかる特徴及び利点は、本発明の本当の精神及び範囲に含まれる、添付の特許請求の範囲によってカバーされるものである。さらに、当業者にとって多くの変形及び変更が容易に行われ、本発明を実際の構造及び図示及び説明した操作に限定することは望むところではなく、したがって、全ての適切な変更物及び均等物は、本発明の範囲内に入る。

Claims (23)

  1. 角膜ポケットを作るための方法であって、
    角膜ポケットを作るように形成された低エネルギーフェムト秒レーザを準備し、
    前記レーザを、角膜ポケットを作るのに使用することができるように、前記レーザを角膜の直前に位置決めし、
    特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、前記レーザについての移動経路を決定し、
    前記レーザからのレーザビームが前記角膜の前面と後面との間の前記角膜内の所定の深さの前記角膜組織を除去するように、前記レーザビームを前記所定の深さに集中させ、
    前記特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、前記移動経路内で前記レーザビームを移動させる
    ことを特徴とする方法。
  2. 非点収差効果を補償するために、前記レーザを前記角膜の中央へ向かって移動させることを更に有する、請求項1記載の方法。
  3. 約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー出力を有するレーザを使用することを更に有する、請求項1記載の方法。
  4. 約0.2〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有するレーザを使用することを更に有する、請求項1記載の方法。
  5. 前記角膜ポケットを、約220〜350ミクロンの範囲内の深さに作ることを更に有する、請求項1記載の方法。
  6. 複数のレーザビームスポットを有するレーザを準備することを更に有する、請求項1記載の方法。
  7. 前記レーザビームスポットの間の空間をなくすことを更に有する、請求項6記載の方法。
  8. 前記角膜内に減張切開を施すために、前記レーザを使用することを更に有する、請求項1記載の方法。
  9. 前記特定のポケット形状を作るために、前記レーザをプログラムすることを更に有する、請求項1記載の方法。
  10. 角膜ポケット作るための方法であって、
    角膜ポケットを作るように形成された低エネルギーナノ秒レーザを準備し、
    前記レーザを、角膜ポケットを作るのに使用することができるように、前記レーザを角膜の直前に位置決めし、
    特定の形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、前記レーザについての移動経路を決定し、
    位置決め用ソフトウエアを使用して、前記移動経路を辿るように前記レーザを形成し、
    前記レーザからのレーザビームが前記角膜の前面と後面との間の前記角膜内の所定の深さの前記角膜組織を切断し分離するように、前記レーザビームを、前記所定の深さに集中させ、
    前記特定の形状を有する角膜ポケットを作るために、前記移動経路内で前記レーザビームを移動させる
    ことを特徴とする方法。
  11. 非点収差効果を補償するために、前記レーザを前記角膜の中央へ向かって移動させることを更に有する、請求項10記載の方法。
  12. 約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー出力を有するレーザを使用することを更に有する、請求項10記載の方法。
  13. 約0.2〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有するレーザを使用することを更に有する、請求項10記載の方法。
  14. 前記角膜ポケットを、約220〜350ミクロンの範囲内の深さに作ることを更に有する、請求項10記載の方法。
  15. 複数のレーザビームスポットを有するレーザを準備することを更に有する、請求項1記載の方法。
  16. 前記レーザビームスポットの間の空間をなくすことを更に有する、請求項6記載の方法。
  17. 角膜ポケットを作るための方法であって、
    角膜ポケットを作るように形成された低エネルギーフェムト秒又はナノ秒レーザを準備し、
    前記レーザを、角膜ポケットを作るのに使用することができるように、前記レーザを角膜の直前に位置決めし、
    特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、ほぼ曲線経路を辿る、前記レーザの3次元移動経路を決定し、
    前記レーザが前記移動経路を辿って前記特定の形状を形成するように、前記レーザを制御するためにコンピュータをプログラミングし、
    前記レーザからのレーザビームが前記角膜の前面と後面との間の前記角膜内の所定の深さの前記角膜組織を除去するように、前記レーザビームを、前記所定の深さに集中させ、
    前記特定のポケット形状を有する角膜ポケットを作るために、前記3次元移動経路内で前記レーザビームを移動させる
    ことを特徴とする方法。
  18. 非点収差効果を補償するために、前記レーザを前記角膜の中央へ向かって移動させることを更に有する、請求項17記載の方法。
  19. 約0.2〜1.5マイクロジュールの範囲内のエネルギー出力を有するレーザを使用することを更に有する、請求項17記載の方法。
  20. 約0.2〜4.0ミクロンの範囲内のスポットサイズを有するレーザを使用することを更に有する、請求項17記載の方法。
  21. 前記角膜ポケットを、約220〜350ミクロンの範囲内の深さに作ることを更に有する、請求項1記載の方法。
  22. 複数のレーザビームスポットを有するレーザを準備することを更に有する、請求項1記載の方法。
  23. 前記レーザビームスポットの間の空間をなくすことを更に有する、請求項6記載の方法。
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