JP3869607B2 - 角膜手術装置 - Google Patents
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- A61F9/013—Instruments for compensation of ocular refraction ; Instruments for use in cornea removal, for reshaping or performing incisions in the cornea
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、角膜屈折矯正手術等の際に患者眼角膜を層状に切開する角膜手術装置に関する。
【0002】
【従来技術】
近年、角膜屈折矯正手術のために、角膜の一端(ヒンジ)を残して角膜上皮から実質に至る厚さ0.15mmほどの部分を層状に切開することによってフラップを形成し、その後エキシマレーザ光によって実質を矯正屈折量分切除し、再びそのフラップを戻すというLASIK手術(Laser in Situ Keratomileusis)が注目されている。このLASIK手術においては、角膜を層状に切開するために、マイクロケラトーム(Microkeratome )と称される角膜手術装置が使用されている。
【0003】
マイクロケラトームとしては、サクションリングを角膜輪部から結膜の表面にかけて吸着固定させ、角膜押え部材によって角膜を平坦に押圧し、ブレード(刃)を横振動させながらヒンジ方向に移動させることによって角膜を略一様な厚さで層状に切開するものが知られている。
【0004】
ブレードを横振動させる機構としては、モータ、モータによって回転される回転シャフト、回転シャフトを回転可能に保持する軸受け、回転シャフトによって伝達されたモータの回転を横振動に変換してブレードに伝えるための偏心シャフト等の伝達部材などを備えるものが提案されている。角膜を均一且つ容易に切開するためにはブレードを高速で横振動させる必要があるため、回転シャフトはモータによって高速回転され、回転シャフトに植設された偏心シャフトも高速で周動される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転シャフトは、偏心シャフトによって重いブレードや伝達部材を横振動させることにより、その回転が僅かにぶれる。そのため、術中に患者眼に点眼する点眼液(生理食塩水)や涙液等の水分が回転シャフトと軸受けとの間の僅かな隙間に侵入してくることがある。これは錆の発生や電気系統のショートなどの原因になるため好ましくない。
【0006】
本発明は、上記問題点を鑑み、簡単な構造で回転シャフトと軸受けとの間への水分の侵入を防ぐことができ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) ブレードを横振動可能に保持するブレードホルダと、偏心シャフトが取付けられ、軸受けにより回転可能に保持された回転シャフトの回転をブレードの横振動に変換する伝達部材と、を持ち、患者眼角膜をブレードによって層状に切開する角膜手術装置において、前記軸受けと前記回転シャフトとの間に付与される潤滑液を溜めるために、前記回転シャフトに設けられた液溜りと、前記伝達部材により偏心シャフトを介して受ける回転シャフトへの負荷と、駆動源側の回転シャフトに設けられたウェイトの遠心力による負荷と、をバランスさせ、回転シャフトを回転軸方向全体にわたって回転ぶれを起こさせる水分侵入防止手段と、を備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一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断面図及び制御系概略図である。
【0015】
1はマイクロケラトーム本体であり、1aは手術中に術者が把持する把持部である。本体1の前側(図中の左側)には、患者眼に固定するためのサクション部3と、角膜を切開するブレード20(後述する)を持ちサクション部3上を直進移動するカッティング部2とが設けられている。
【0016】
本体1内には、カッティング部2を切開方向へ直進移動させるための送り用モータ11と、ブレード20に横振動を与えるための振動用モータ12とが固設されている。送り用モータ11の回転軸には、カッティング部2を直進移動させる距離分のネジ部を備えた送りネジ13が連結されている。送りネジ13には取付部材14が螺合し、取付部材14には振動用モータ12と、カッティング部2が連結される連結部材17とが固定されている。送り用モータ11の正逆回転により、送りネジ13及び取付部材14を介して振動用モータ12及び連結部材17が前後移動し、これによってカッティング部2が前後移動する。連結部材17は回転シャフト15の軸受けを兼ねており、回転シャフト15を回転可能に保持している。回転シャフト15の先端には回転中心から偏った位置に偏心シャフト16が植設されており、偏心シャフト16はブレード20に横振動を与える(詳しくは後述する)。70は回転シャフトに取付けられたウエイトである(詳しくは後述する)。
【0017】
回転シャフト15と連結部材17との間には、回転シャフト15の高速回転(本実施形態では9,000〜10,000rpm)をスムーズにするための潤滑油等の潤滑液が付与されている。これにより、高速回転する回転シャフト15と連結部材17との間の摩擦による摩擦熱や摩耗粉の発生を抑えることができる。80は回転シャフト15に設けられた液溜りであり、潤滑液を溜めることによって回転シャフト15の回転をスムーズにすると共に、潤滑液の漏れや外部からの点眼液等の水分の侵入も防止する。
【0018】
次に、カッティング部2及びサクション部3の構成を図2、図3及び図4に基づいて説明する。図2はカッティング部2及びサクション部3に関する図1の拡大図である。図3は図2のA−A断面図であり、図4は図2のB−B断面図である。
【0019】
カッティング部2は、角膜を切開するためのブレード20と、ブレード20を横振動可能に保持するブレードホルダー21a及びホルダーブロック21bと、偏心シャフト16によって生じる横振動をブレード20に伝えるための第1振動伝達部材22と、第1振動伝達部材22による横振動をブレード20に伝える第2振動伝達部材23と、取付部材24aによってホルダーブロック21bに固設された角膜押え部24とから構成される。ホルダーブロック21bの内部には回転シャフト15が挿入される回転穴が設けられ、連結部材17の先端部が固定されている。
【0020】
ブレード20は、ステンレス、スティール等を刃先に使用した金属ブレードやダイアモンド、サファイア等の鉱物を刃先に使用した鉱物ブレードが利用され、水平面に対して適当な角度でブレードホルダー21aとホルダーブロック21bとの間で横振動可能に保持されている。ブレードホルダー21a側にはブレード20が載置される部分に浅い凹部210aが形成されており、凹部210aの横幅はブレード20の横振動による振動幅より大きくしてある。
【0021】
第1振動伝達部材22はホルダーブロック21bに形成された受け溝210c内で横方向に移動可能になっている。また、第1振動伝達部材22は上方向及び下方向をホルダーブロック21bによって保持されている。第1振動伝達部材22には偏心シャフト16に係合する縦溝22aが形成されており、振動用モータ12の回転駆動によって回転シャフト15が回転すると、第1振動伝達部材22には縦溝22aに係合した偏心シャフト16の周動によって横方向への運動力が加わる。これにより、第1振動伝達部材22が横振動する。
【0022】
第2振動伝達部材23はホルダーブロック21bに形成された受け溝210b内で横方向に移動可能になっている。また、第2振動伝達部材23は上方向をホルダーブロック21b、下方向をブレードホルダー21aによってそれぞれ保持されている。第1振動伝達部材22には、その下方に、ブレード20側に突出した凸部22bが設けられており、第2振動伝達部材23には凸部22bに係合する縦溝23aが形成されている。回転シャフト15の回転(偏心シャフト16の周動)によって第1振動伝達部材22が横振動すると、第2振動伝達部材23には縦溝23aに係合した凸部22bの横振動によってさらに横方向への運動力が加わる。これにより、第2振動伝達部材23が横振動し、さらに第2振動伝達部材23に固定されたブレード20が横振動する。
【0023】
角膜押え部24はブレード20の前側(図中の左側)に設けられており、ブレード20による切開に先立って、カッティング部2の進行に伴い患者眼角膜を平坦に押圧する。ブレード20が角膜押え部24によって平坦に押圧された角膜を切開することにより、均一な層状のフラップが形成される。
【0024】
なお、ブレードホルダー21aに取り付けられたブレード20の刃先と角膜押え部24の下面との間隔は0.15mm程度として、角膜上皮をこの厚さで層状に切開できるようにしている。
【0025】
回転シャフト15は振動用モータ12による回転駆動によって中心軸L(図5参照)を回転中心として回転するが、偏心シャフト16によって第1振動伝達部材22、第2振動伝達部材23及びブレード20を横振動させることにより、回転シャフト15の回転が回転軸Lに直交する方向に僅かにぶれる(中心軸Lを中心とした円運動も行なう)。すなわち、偏心シャフト16が回転シャフト15の回転によって周動され、第1振動伝達部材22を押して左右に移動させる際に縦溝22aの側壁に周期的に当たる。そのため、第1振動伝達部材22を押す力の反作用によって偏心シャフト16には反対側への反力が働き、回転シャフト15のぶれとなる。このぶれは偏心シャフト16によって横振動されるものが重いほど大きくなる。そして、このぶれにより、凹部210a、受け溝210b及び210cから侵入した点眼液等の水分が、さらに回転シャフト15と連結部材17との間にある僅かな隙間から侵入しようとする。
【0026】
そこで、このような水分の侵入を防ぐために、ウエイト70を回転シャフト15の振動用モータ12取付側の所定位置に取付ける。ウエイト70を取付けることにより、回転シャフト15にかかる偏心シャフト16側の第1振動伝達部材22による反力による負荷と振動用モータ12取付側のウエイト70による遠心力による負荷とを回転軸Lに直交する方向においてバランスさせ、回転軸L方向全体に渡って回転ぶれを起こさせる。これにより、回転シャフト15と連結部材17との間への水分の侵入を防ぐことができる。ただし、振動用モータ12取付側の回転ぶれを大きくし過ぎてしまうと、逆に回転シャフト15と連結部材17との間の潤滑液が漏れ出してしまうので、回転ぶれのバランスを取ることが重要である。
【0027】
なお、回転ぶれのバランスを取るためのウエイト70の重量、大きさ及び取付け位置は、回転シャフト15の長さや偏心シャフト16の重量及び位置、ブレード20等の重量などによって決定される。本実施形態では、図5及び図6に示すような所定位置に取付けられている。また、ウエイト70の重量は5.5mgである(偏心シャフト16の重量は56mg、ブレード20及び第2振動伝達部材23の重量は0.3g、第1振動伝達部材22の重量は0.3gである)。
【0028】
サクション部3は固設部材30、サクションリング31、サクションパイプ32等から構成されており、サクションリング31は固設部材30によって本体1に固設されている。サクションリング31は断面形状がコの字型の略円筒形状をしており、患者眼に当接させるための円形の凹部31aと、凹部31aに対して同心円である開口部31bとが形成されている。手術の際、サクションリング31が患者眼に設置されると、患者眼角膜は開口部31bから上部に突出し、患者眼にサクションリング31の下端部と開口部31bの開口端部が当接され、その当接によって吸引用の空間Sが確保される。
【0029】
サクションパイプ32はサクションリング31に植設されており、図示なきバキューム用チューブと接続され、そのバキューム用チューブはポンプ41まで伸延している。サクションパイプ32内部に設けられた吸引通路32aは凹部31aと連通しており、ポンプ41によって吸引通路32aを介して空間S内の空気を吸引排出することにより、サクションリング31を患者眼に吸着固定する。この固定に際しては、術者が把持部1aを保持することによって開口部31bの位置決定を容易にし、装置を安定して保持することができる。
【0030】
また、サクションリング31には図示なき圧力検出用のパイプが植設されており、このパイプは図示なきチューブによって圧力検出器33に接続されている。圧力検出器33は圧力検出用パイプを介し、ポンプ41によって吸引された空間S内の空気圧を検出する。制御部40は圧力検出器33の検出した空気圧に基づき、送り用モータ11、振動用モータ12、ポンプ41等の動作を制御する。
【0031】
以上のような構成を備える装置において、以下に動作について説明する。術者は予めマーカー等の器具によって患者眼角膜に付けられた印に基づき、サクションリング31(本体1)の傾き状態や瞳孔中心の位置などを確認しながら、瞳孔中心に対して開口31bの中心を位置決めしてサクションリング31を患者眼上に配置する。
【0032】
サクションリング31を設置した後、術者は本体1の位置や態勢を保持した状態で、ポンプ41を作動させてサクションリング31と患者眼との間の空間S内の空気を吸引し、空気圧を低下させる(陰圧に向かわせる)。ポンプ41の作動は空間S内の空気圧が一定値まで下がると(十分な陰圧になると)、その空気圧を維持するように制御部40によって制御される。これにより、サクションリング31は患者眼に吸着固定される。
【0033】
装置の固定が完了したら、術者はフットスイッチ42を操作し、送り用モータ11及び振動用モータ12をそれぞれ回転駆動させる。制御部40はフットスイッチ42による駆動指示信号の入力により、固定または可変設定された振動数でブレード20が横振動するように振動用モータ12の回転を制御する。
【0034】
また、制御部40は、固定または可変設定された送り速度に従って送り用モータ11の回転を制御し、カッティング部2をヒンジ方向へ直進移動させる。このとき、回転シャフト15はブレード20へ横振動を付与するための回転動作をしながら、カッティング部2と一体となって進行方向へスライドする。
【0035】
ブレード20の先端がヒンジ部を残して切開しフラップの形成が完了したら、送り用モータ11を逆回転させカッティング部2を初期位置へ戻す。この際には、振動用モータ12の回転を止めるというように各モータを別々に制御することにより、不必要なブレード20の振動を回避しつつフラップからブレード20を引き抜く。これにより、形成したフラップが途中で切れたりする可能性を低減することができる。
【0036】
カッティング部2を初期位置に戻した後、空間S内に空気を流入させて吸着を解除して装置(サクションリング31)を取り外す。その後レーザ光により矯正屈折力分の実質切除を行い、フラップを戻すことで手術を終了する。
【0037】
なお、本実施形態では、回転シャフトを回転させるためにモータを使用したが、エアタービンなどを使用してもよい。
【0038】
また、本実施形態では、ブレードの送り機構として、ブレードを切開方向へ直進移動させて角膜上皮を切開するものを説明したが、ブレードを回転移動させて角膜上皮を切開するものでもよい。このブレードを回転移動させるものについては、本出願人による特開平11−99167号等を参照されたい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で回転シャフトと軸受けとの間への水分の侵入を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の装置の断面図及び制御系概略図である。
【図2】カッティング部及びサクション部の拡大説明図である。
【図3】カッティング部を説明するA−A断面図である。
【図4】カッティング部を説明するB−B断面図である。
【図5】回転シャフトに取付けられたウエイトの説明図である。
【図6】ウエイトを説明するC−C断面図である。
【符号の説明】
11 送り用モータ
12 振動用モータ
15 回転シャフト
16 偏心シャフト
17 連結部材
20 ブレード
22 第1振動伝達部材
23 第2振動伝達部材
70 ウエイト
80 液溜り
Claims (1)
- ブレードを横振動可能に保持するブレードホルダと、偏心シャフトが取付けられ、軸受けにより回転可能に保持された回転シャフトの回転をブレードの横振動に変換する伝達部材と、を持ち、患者眼角膜をブレードによって層状に切開する角膜手術装置において、前記軸受けと前記回転シャフトとの間に付与される潤滑液を溜めるために、前記回転シャフトに設けられた液溜りと、前記伝達部材により偏心シャフトを介して受ける回転シャフトへの負荷と、駆動源側の回転シャフトに設けられたウェイトの遠心力による負荷と、をバランスさせ、回転シャフトを回転軸方向全体にわたって回転ぶれを起こさせる水分侵入防止手段と、を備えることを特徴とする角膜手術装置。
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