JP3916333B2 - Cornea surgery device - Google Patents
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Description
【0001】
【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、角膜屈折矯正治療のために、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150μm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(直進移動または回転移動)させることにより、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。そして、このようなマイクロケラトームには、ブレードの振動及び移動をそれぞれ別々に制御するもの、さらにブレードの振動数及び移動速度をそれぞれ可変設定可能なものが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブレードの振動数と移動速度との関係が適切でないと、以下のような問題が生じる恐れがある。振動数に比べて移動速度が速すぎると(移動速度に比べて振動数が遅すぎると)、角膜の切断面が不均一になる可能性がある。また、振動数に比べて移動速度が遅すぎると(移動速度に比べて振動数が速すぎると)、切断面に摩擦熱が発生したり、切開が完了するまでに余分な時間がかかり効率が悪い。
【0005】
本発明は、上記問題点を鑑み、ブレードの振動数及び移動速度を適切に定めて、角膜の切開を効率良く且つ良好に行う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。
【0006】
【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。
【0007】
(1) 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、前記ブレードを横振動させる振動手段と、前記ブレードを切開方向へ移動させる移動手段と、前記振動手段によるブレードの振動数及び前記移動手段によるブレードの移動速度の少なくとも一方を可変設定するための設定手段と、前記振動数及び移動速度の相対的な設定許容範囲を記憶する記憶手段と、該記憶手段によって記憶された設定許容範囲に基づいて前記設定手段によって設定された前記振動数と前記移動速度との関係が適切であるか否かを判断する判断手段と、を有することを特徴とする。
(2) 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、前記ブレードを横振動させる振動手段と、前記ブレードを切開方向へ移動させる移動手段と、2つのパラメータである前記振動手段によるブレードの振動数及び前記移動手段によるブレードの移動速度を可変設定するための設定手段と、前記振動数及び前記移動速度の相対的な設定許容範囲を記憶する記憶手段と、前記設定手段によって設定された一方のパラメータの設定値に対応する他方のパラメータの設定許容範囲を前記記憶手段によって記憶された設定許容範囲に基づいて限定する限定手段と、前記設定手段による設定に基づいて前記振動手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
(3) 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、前記ブレードを横振動させる振動手段と、前記ブレードを切開方向へ移動させる移動手段と、2つのパラメータである前記振動手段によるブレードの振動数及び前記移動手段によるブレードの移動速度の一方を可変設定するための第1設定手段と、前記振動数と前記移動速度との最適な組合せを記憶する記憶手段と、前記第1設定手段によって設定された一方のパラメータに対応する他方のパラメータを前記記憶手段によって記憶された組合せに基づいて設定する第2設定手段と、該第2設定手段及び前記第1設定手段による設定に基づいて前記振動手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0017】
【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(a)は本発明に係る角膜手術装置の上方視図、図1(b)は(a)のA−A断面図及び制御系概略図を示す図である。
【0018】
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、角膜表面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。
【0019】
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には取付け部材14が螺合し、取付け部材14には振動用モータ12と、振動用モータ12及びカッティング部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及び取付け部材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。また、連結部材17には、回転シャフト15が回転可能に保持されている。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軸16が植設されており、偏心軸16はブレード20に横振動を与える(後述する)。
【0020】
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に基づいて説明する。図2(a),(b)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(b)のC−C断面図である。
【0021】
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、偏心軸16によって生じる横振動をブレード20に伝える振動伝達部材22と、取付け部材23cによってホルダーブロック21bに固設された角膜押え部23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。
【0022】
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、ダイヤモンド、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。
【0023】
振動伝達部材22はブレード20に固定されており、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。振動伝達部材22には偏心軸16に係合する縦溝22aが形成されており、振動用モータ12の回転駆動により回転シャフト15が回転すると、その先端に取り付けられた偏心軸16が縦溝22aに係合して横方向への駆動力が働く。これにより、振動伝達部材22と共にブレード20が横振動する。
【0024】
角膜押え部23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23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。
【0025】
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23の下面との間隔は150ミクロン程度として、角膜をこの厚さで層状に切開できるようにしている。
【0026】
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と同心円の開口部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。
【0027】
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、術者が本体1の把持部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。
【0028】
また、サクションリング31には圧力検出用のパイプ33aが植設されており、パイプ33a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はパイプ33a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いて装置の動作を制御する。サクションリング31と患者眼との間に隙間があったり、吸引通路32a等に異物が詰まったりして、空間S内の空気圧が十分な陰圧になっていないと、角膜剛性が適切に確保されない可能性がある。そのため、角膜剛性をある程度確保するために必要な空気圧の上限の所定値を設け、この上限の所定値よりも陽圧である場合は装置の動作(ブレード20の送りや振動)を停止する(術前においては装置の始動をロックし、術中においては装置の動作を中断する)。この場合、術者はフットスイッチ42による駆動指示信号の入力を停止し、サクションリング31の当接状態や吸引通路32a等の詰まり状態などを確認する。検出される空気圧が上限の所定値よりも陰圧となり、術者がフットスイッチ42による駆動指示信号の入力をし直すと、装置は動作を開始または再開することができる。なお、ランプや音声などの報知器46により、検出される空気圧が上限の所定値よりも陰圧となったことを術者に報知すると使い勝手がよい。例えば、検出された空気圧が上限の所定値よりも陽圧である間はブザーを鳴らし、上限の所定値よりも陰圧となるとブザーを止める(逆に、陰圧となったときに一定時間ブザーを鳴らすようにしてもよい)。また、切開の開始時には、検出された空気圧が上限の所定値よりも陰圧となったときに、装置を始動させるようにしてもよい。
【0029】
逆に、吸引時間が長すぎるなどによって空間S内の空気圧が陰圧になり過ぎると、患者眼の眼圧が高くなり過ぎて好ましくない。そのため、これを防止するために空気圧の下限の所定値を設け、検出された空気圧がこの下限の所定値よりも陰圧となった場合は装置の動作を停止するようにすると、患者眼に負担をかけずに手術を行うことができる。
【0030】
なお、空気圧の上限の所定値や下限の所定値などは、固定値として予め設定しておいてもよいし、図示なきスイッチ等によって術者が可変設定できるようにしてもよい。
【0031】
制御部40は圧力検出器33、フットスイッチ42等と接続される。また、制御部40はモータ11、12、ポンプ41の動作を制御する。43は入力装置であり、ブレード20の振動数や送り速度等を設定入力することができる。入力装置43としては、ブレード20の振動数や送り速度を決定する各モータの回転を数段階に切換えられるスイッチ等を設けたり、連続的に変更できる可変抵抗のようなものを本体1側に設けることができる(詳しくは後述する)。
【0032】
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。まず術者は入力装置43を操作し、ブレード20の振動数及び送り速度をそれぞれ設定する。制御部40に接続されたメモリ47には振動数及び送り速度の相対的な設定許容範囲がテーブル表や計算式などで記憶されており、制御部40は設定された振動数に対して設定された送り速度が設定許容範囲内か否かを判断する。設定された送り速度が設定許容範囲内であれば報知器48であるエラーランプは点灯せず、フットスイッチ42を操作すれば送り用モータ11及び振動用モータ12を回転駆動させることができる。設定された送り速度が設定許容範囲外であると報知器48であるエラーランプが点灯する。また、フットスイッチ42からの駆動指示信号を制御部40が受け付けないようにしたり、送り用モータ11及び振動用モータ12への駆動信号を制御部40が発しないようにしたり、送り用モータ11及び振動用モータ12にロックをかけたりして、各モータの回転駆動を禁止する。この場合、制御部40は、設定された振動数に対する送り速度の設定許容範囲をディスプレイ49に表示させる(図4参照)。これにより、術者は設定許容範囲内の送り速度を再設定することができる。なお、報知器48によるエラーの報知は音声等で行ってもよい。
【0033】
また、前述した送り用モータ11及び振動用モータ12の回転駆動開始の良否判定は、設定された送り速度に対して設定された振動数が設定許容範囲内か否かの判断に基づいて行ってもよい。この場合、設定された振動数が設定許容範囲外であると判断されたときは、制御部40は設定された送り速度に対する振動数の設定許容範囲をディスプレイ49に表示させる。また、振動数と送り速度のどちらを判断基準にした場合でも、制御部40は振動数及び送り速度の各設定許容範囲をディスプレイ49に表示させ、術者が両方を再設定するようにしてもよい。
【0034】
また、振動数を固定として送り速度のみを設定するようにしてもよいし(メモリ47は送り速度の設定許容範囲のみを記憶し、ディスプレイ49は送り速度の設定許容範囲を表示する)、逆に送り速度を固定として振動数のみを設定するようにしてもよい(メモリ47は振動数の設定許容範囲のみを記憶し、ディスプレイ49は振動数の設定許容範囲を表示する)。
【0035】
さらにまた、設定された(または固定の)振動数に対して設定された送り速度が設定許容範囲外であると判断された場合は、制御部40が設定された送り速度に最も近い設定許容範囲内の値を再設定するようにしてもよい。もちろん振動数と送り速度が逆でもよいのはいうまでもない。
【0036】
また、別の方法として、入力装置43によって振動数を先に設定すると、制御部40はメモリ47に記憶されたテーブル表や計算式などから、設定された振動数に対する送り速度の設定許容範囲を導き出す。そして、導き出した送り速度の設定許容範囲をディスプレイ49に表示させ、その表示に従って術者が設定許容範囲内の送り速度を設定するようにすることができる。また、導き出した送り速度の設定許容範囲以外の値を設定できないようにすることもできる。この場合、設定許容範囲以外の値を設定すると、設定信号は受け付けられず、ディスプレイ49にエラー表示される(または報知器48によってエラー報知される)。
【0037】
さらに、別の方法として、入力装置43によって振動数を先に設定すると、制御部40はメモリ47に記憶されたテーブル表や計算式などから、設定された振動数に対する送り速度の最適値を導き出し、導き出した最適値を送り速度として設定するようにしてもよい。なお、これらの場合も、振動数と送り速度が逆でもよいのはいうまでもない。
【0038】
ブレード20の振動数及び送り速度の設定が完了すると、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等を確認しながら、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。
【0039】
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は患者眼に吸引固定される。
【0040】
装置の固定が完了したら、術者はフットスイッチ42を操作して送り用モータ11及び振動用モータ12を回転駆動させる。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、前述した方法で設定された振動数でブレード20が横振動をするように振動用モータ12の回転を制御する。ブレード20の振動数は回転シャフト15の1回転に対して1振動するので、振動用モータ12の回転数で振動数を容易に制御できる。
【0041】
また、制御部40は、前述した方法で設定された送り速度にしたがって送り用モータ11の回転速度を制御し、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にスライドする。
【0042】
このようにして送り用モータ11、振動用モータ12の各モータを各々制御しながら、角膜押え部23によって順次平坦に押圧された患者眼角膜をブレード20によって切開し、手術を進行する。
【0043】
ブレード20の先端がヒンジ部を残して切開して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を初期位置に戻す。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々の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。
【0044】
カッティング部2を初期位置に戻した後、空間Sに空気を流入させて吸着を解除して装置を取り外す。その後、レーザ光により矯正屈折量分の実質切除を行い、フラップを元に戻すことで手術を終了する。
【0045】
なお、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るものを説明したが、ブレードを回転移動させるものでもよい。このブレードを回転移動させるものについては、本出願人による特願平10−157127号等を参照されたい。
【0046】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ブレードの振動数及び移動速度を適切に定めて、角膜の切開を効率良く且つ良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置の上方視図、A−A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C−C断面図である。
【図4】ブレードの振動数を設定したときの送り速度の設定許容範囲の表示例である。
【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 偏心軸
20 ブレード
40 制御部
43 入力装置
47 メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a corneal surgery apparatus for incising a patient's ocular cornea in layers during corneal refractive surgery or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for corneal refraction correction treatment, a flap is formed by incising a layer having a thickness of about 150 μm extending from the corneal epithelium, leaving one end (hinge) of the cornea, and then excimer laser light. The LASIK operation (Laser in Situ Keratomileusis), which involves excision of the corrective refraction amount and the return of the flap, is attracting attention. In this LASIK operation, a corneal surgery device called a microkeratome is used to cut the cornea in layers.
[0003]
As a microkeratome, the suction ring is adsorbed and fixed from the corneal limbus to the conjunctival surface, the cornea is pressed flat by the corneal pressing member, and the blade (blade) moves in the hinge direction (straight forward movement or rotational movement). ) To cut the cornea into a layer with a substantially uniform thickness is known. As such a microkeratome, one that separately controls the vibration and movement of the blade, and one that can variably set the vibration frequency and movement speed of the blade have been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the relationship between the blade frequency and the moving speed is not appropriate, the following problems may occur. If the moving speed is too fast compared to the frequency (if the frequency is too slow compared to the moving speed), the cut surface of the cornea may become non-uniform. Also, if the moving speed is too slow compared to the vibration frequency (if the vibration speed is too high compared to the moving speed), frictional heat is generated on the cut surface, and it takes extra time to complete the incision. bad.
[0005]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a corneal surgical apparatus that can efficiently and satisfactorily perform incision of the cornea by appropriately determining the vibration frequency and moving speed of the blade.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
[0007]
(1) In a corneal surgical apparatus for incising a patient's ocular cornea in layers with a blade, vibration means for laterally vibrating the blade, movement means for moving the blade in the incision direction, the vibration frequency of the blade by the vibration means, and the Setting means for variably setting at least one of the moving speeds of the blades by the moving means, storage means for storing a relative setting allowable range of the vibration frequency and moving speed, and a setting allowable range stored by the storage means And determining means for determining whether or not the relationship between the vibration frequency set by the setting means and the moving speed is appropriate.
(2) In a corneal surgical apparatus for incising a patient's ocular cornea in layers with a blade, a vibration means for laterally vibrating the blade, a moving means for moving the blade in the incision direction, and a blade by the vibration means as two parameters The setting means for variably setting the vibration frequency and the moving speed of the blade by the moving means, the storage means for storing the relative setting allowable range of the vibration frequency and the moving speed, and the setting means Limiting means for limiting the setting allowable range of the other parameter corresponding to the setting value of one parameter based on the setting allowable range stored by the storage means, and the vibration means and the movement based on the setting by the setting means Control means for controlling the means.
(3) In a corneal surgical apparatus for incising a patient's ocular cornea in layers with a blade, a vibration means for laterally vibrating the blade, a moving means for moving the blade in the incision direction, and a blade by the vibration means as two parameters First setting means for variably setting one of the vibration frequency and the moving speed of the blade by the moving means, storage means for storing an optimum combination of the vibration frequency and the moving speed, and the first setting means Second setting means for setting the other parameter corresponding to the one parameter set by the storage means based on the combination stored by the storage means, and the setting based on the setting by the second setting means and the first setting means And control means for controlling the vibration means and the moving means .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a top view of a corneal surgery apparatus according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[0018]
[0019]
A
[0020]
Next, the structure of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The distance between the cutting edge of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Further, a
[0029]
On the contrary, if the air pressure in the space S becomes too negative due to the suction time being too long, the intraocular pressure of the patient's eye becomes too high. Therefore, in order to prevent this, a predetermined value for the lower limit of the air pressure is set, and if the detected air pressure becomes a negative pressure that is lower than the predetermined value for the lower limit, the operation of the device is stopped. Surgery can be performed without applying
[0030]
Note that the predetermined value for the upper limit and the lower limit for the air pressure may be set in advance as fixed values, or may be variably set by an operator using a switch or the like not shown.
[0031]
The
[0032]
The operation of the apparatus having the above configuration will be described below. First, the surgeon operates the
[0033]
In addition, the above-described pass / fail determination of the rotational drive start of the
[0034]
Alternatively, only the feed rate may be set with the frequency fixed (the
[0035]
Furthermore, when it is determined that the feed rate set for the set (or fixed) frequency is outside the set allowable range, the control allowable range closest to the set feed rate by the
[0036]
As another method, when the frequency is first set by the
[0037]
Further, as another method, when the frequency is first set by the
[0038]
When the setting of the vibration frequency and feed rate of the
[0039]
After installing the
[0040]
When the fixation of the device is completed, the surgeon operates the
[0041]
Further, the
[0042]
In this way, while controlling the motors of the feeding
[0043]
When the tip of the
[0044]
After returning the
[0045]
In the present embodiment, the blade feeding mechanism is described as moving the blade straight in the incision direction. However, the blade may be rotated. For the rotary movement of this blade, refer to Japanese Patent Application No. 10-157127, etc. by the present applicant.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the incision of the cornea can be efficiently and satisfactorily performed by appropriately determining the blade frequency and the moving speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of an apparatus of the present invention, a cross-sectional view taken along line AA, and a schematic diagram of a control system.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a cutting part and a suction part.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line C-C for explaining a cutting portion.
FIG. 4 is a display example of a setting range of a feed rate when a blade frequency is set.
[Explanation of symbols]
11
Claims (3)
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