JP4046937B2 - レーザ手術装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者眼にレーザ光を照射して手術を行うレーザ手術装置に関する。
【0002】
【従来技術】
治療用レーザ光を患者眼に照射して治療を行うレーザ手術装置としては、例えば、エキシマレーザ光を使用した角膜屈折矯正手術装置が知られている。この装置は、エキシマレーザ光を角膜表面に照射して、角膜表層の病辺部を切除したり、角膜表面を切除して角膜曲率を変化させることにより屈折異常を矯正したりするものである。この種の装置においては、治療用レーザ光を患者眼の所期する位置に照射するために、患者眼に固視標を固視させ、患者眼を安定させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような手術においてレーザ光の照射は長いもので1分程度かかる。レーザ光を照射している間は、終始固視を維持する必要があるが、その緊張感は患者にとって大きな負担となっている。
【0004】
本発明では上記従来技術の問題点に鑑み、患者の負担を減らし良好な結果を得ることが期待できるレーザ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。
【0006】
(1) レーザ光源からのレーザ光を導光するとともに、レーザ光の切除領域を変える照射光学系を有し、角膜組織をレーザ光により切除して屈折矯正するレーザ手術装置において、屈折矯正データに基づいてレーザ光源及び照射光学系を駆動するための制御データであって、オプチカルゾーンのさらに内側の領域で視力の維持・向上に重要な角膜頂点を含む中心部の切除を行う第1期間とそれ以外の部分の切除を行う第2期間とを有する制御データを得るコンピュータと、第1期間での照射時には患者に特に固視の維持をすべき第1期間であることを報知する報知手段と、を備えることを特徴とする。
(2) (1)のレーザ手術装置において、前記コンピュータは近視や乱視の各矯正項目毎に第1期間と第2期間を分け、第1期間を先に行うように制御データを得ることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1はレーザ手術装置の1種である角膜の屈折矯正等の手術を行う角膜屈折矯正手術装置である。1は手術装置本体であり、エキシマレーザ光源等が内蔵されている。エキシマレーザ光源からのレーザ光は本体1内のミラーに反射されアーム部2に導かれる。
【0015】
アーム部2の端部には観察光学部5が設けられており、観察光学部5は、患者眼を観察するための双眼の顕微鏡部3、照明部4、図示なきレーザ照射口、眼球位置検出光学系等が設けられている。また、アーム部2はX、Y方向に観察光学部5はZ方向に、それぞれ図示なき駆動部によって移動するようになっている。
【0016】
6はコントローラであり、アーム部2をX,Y方向に駆動するための信号を与えるジョイスティック7や、観察光学部5をZ方向に移動指示するためのスイッチ等が配置されている。8はレーザ出射のトリガ信号を送るフットスイッチ、9は手術条件の各種データを入力して切除データを算出するコンピュータである。10は患者用のベットである。
【0017】
図2は光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
11はレーザ光源であり、実施形態では193nmの波長を持つエキシマレーザを使用している。レーザ光源11から出射されるレーザ光はパルス光であり、その代表的な形状は次のようになっている。レーザービームの光軸に対して直交する平面での断面形状は、細長い矩形形状となっている。ビームの強度分布は矩形の長辺方向にほぼ均一な分布であり、短辺方向はガウシアン分布となっている(図6参照)。
【0018】
レーザ光源11から出射されたレーザ光は、平面ミラー12により上方へ偏向され、さらに平面ミラー13で水平方向に偏向される。平面ミラー13はミラー駆動装置41により、図に示す矢印方向に移動可能であり、レーザ光をガウシアン分布方向に平行移動して対象物を均一にアブレーションする。
【0019】
14はイメージローテータであり、駆動装置42により光軸Lを中心にして回転駆動され、レーザ光を光軸回りに回転させる。15はアブレーション領域を限定する可変の円形アパーチャであり、円形アパーチャ15の開口領域は駆動装置43によって変えられる。16はアブレーション領域をスリット上に制限する開口可変のスリットアパーチャであり、駆動装置44によりその開口幅が変えられる。また、スリットアパーチャ16は回転駆動装置45により光軸Lの軸回りに回転され、スリット開口の方向が変えられる。このスリットアパーチャ16は乱視の矯正時等に使用する。
【0020】
17は円形アパーチャ15の像又はスリットアパーチャ16の像を患者眼Eの角膜上に投影する投影レンズである(投影レンズ17によって円形アパーチャ15又はスリットアパーチャ16の像が角膜上に結像する。)。18は193nmのエキシマレーザ光を反射し、可視光を透過する特性を持つダイクロイックミラーであり、投影レンズ17を経たレーザ光はダイクロイックミラー18により反射されて患者眼Eへと導光される。
ダイクロイックミラー18の上方には双眼の顕微鏡部3が配置され、患者眼の前眼部像は顕微鏡部3で観察できる。
【0021】
20は対物レンズ19の光軸上に置かれた固視灯である。固視灯20はレーザ光の照射時に所定条件が満たされると、点灯制御部46によって常時点灯から点滅点灯に変更するようになっている。ここで固視灯は角膜矯正手術による視度の変化の影響を最小限にするため、レーザービーム等の細いビーム光束が好ましい。患者から固視灯を見たときの眼底での光束径を小さくし、固視位置を広げないためである。
【0022】
ダイクロイックミラー18の下方には対物レンズ19の光軸を挟んで左右対称に、照明部4内のアライメント用のスリット投影光学系30a、30bが配置されている。スリット投影光学系30a、30bはランプ、コンデンサレンズ、十字スリット、投影レンズ等から構成される。また、40は各部を制御する制御部である。
【0023】
上記のような構成を持つ装置の動作を説明する。本実施形態では乱視を持つ近視矯正における動作について説明する。
【0024】
術者は患者眼Eの屈折力データや手術条件等の屈折矯正データをコンピュータ9により入力する。角膜切除の制御データはコンピュータ9の本体にて算出され、制御部40に入力される。事前の準備が完了したら、患者に固視灯20を固視させ、術者は顕微鏡部3を介してスリット投影光学系30a、30bにて投影される角膜上のスリット像を観察しながら、コントローラ6を使用して患者眼Eへのアライメントを行う。アライメントが完了したら、フットスイッチ8を使用してレーザ光を出射させる。
【0025】
フットスイッチ8が使用されると制御部40はレーザ光源11からエキシマレーザ光を出射させる。また同時に制御部40は、コンピュータ9によって算出された角膜切除の制御データに基づいて、各駆動装置を駆動させてレーザ光の照射を行う。
【0026】
本実施形態における矯正手術(乱視を持つ近視の矯正手術)は、初めに乱視矯正用のレーザ光照射が行われ、その後引き続いて近視矯正用のレーザ光照射が行われる。
【0027】
<乱視矯正>
図3は本実施形態における矯正手術経過に応じた各アパーチャーの駆動プロファイルを示した図、図4は矯正手術における固視灯20の点灯状態変化の流れを示したフローチャートである。図3において横軸はスキャン回数、縦軸はアパーチャの径の大きさを表している。この図で◆は円形アパーチャ15、■はスリットアパーチャ16である。
乱視矯正では、スリットアパーチャ16はそのスリット開口幅が強主経線方向に変化するように、回転駆動装置45によってスリット開口の方向が事前に設定される。
【0028】
円形アパーチャ15の開口領域の大きさは最初からオプチカルゾーン(光学的な矯正対象の領域)に広げられており、さらにそこから徐々に広げられてトランジションゾーンを形成する。また、スリットアパーチャ16の開口幅は、初めは狭く(開口幅0.6mm程度)そこから徐々にスリット幅を変えていく(広げていく)ように制御されオプチカルゾーン、トランジションゾーンを形成する。オプチカルゾーン、トランジションゾーンの大きさは、手術条件として初めに設定される(本実施形態ではそれぞれ6mmと7mmとした)。
乱視矯正用のレーザ光照射はコンピュータ9によって入力された乱視矯正用のアブレーションプログラムによって行われる。制御部40は点灯制御部46によって固視灯20を点滅させる。このとき術者は固視灯20を固視するよう指示するとともに、点滅点灯から常時点灯へ切り換わったら特に注意して固視するように患者に指示する(STEP1)。
【0029】
患者が固視灯20を固視しているのを確認し、術者はコントローラ6を使用して患者眼Eに対してさらに正確なアライメントを行うとともに、レーザ光の照射がいつでも行える状態にする(STEP2)。術者はフットスイッチ8を使用してレーザ光出射のトリガ信号を制御部40に送る。制御部40はフットスイッチ8が押されると、点灯制御部46によって固視灯20を常時点灯に変更する。変更後1秒経過後、レーザ光の照射が開始される(STEP3)。
【0030】
レーザ光の照射は平面ミラー13、イメージローテータ15の駆動によりレーザ光の移動方向を変更して、スリットアパーチャ16により制限された領域を略均一にアブレーションし、これを1スキャン(時間にして1/4秒程)とする。そして、スリットアパーチャ16の開口幅を変えながら、これを繰り返すことにより、強主経線方向を平坦化したアブレーションを行なう(STEP4)。
【0031】
角膜上におけるスリットアパーチャ像の幅が所定の4mmに達すると、制御部40は点灯制御部46によって固視灯20を点滅させる(STEP5、STEP6、図3における固視灯切換▲1▼)。なお、角膜上におけるスリットアパーチャ像の幅の検知は、コンピュータ9から入力されたアブレーションプログラムによるスリットアパーチャ16の開口幅に基づいて行えばよい。
【0032】
オプチカルゾーンでのアブレーションが行われる最初の3〜4mm幅(径)は、眼の中心部であるため視力の維持、向上に非常に重要な期間であり、患者にも固視を喚起すべき期間である。この期間は、固視灯20は常時点灯を行ない、この期間を過ぎると前述したように固視灯20は点滅点灯を行う。これにより、患者は固視ずれが起こっても比較的影響の少ないレーザ光照射段階に入ったことを認識することができ、固視灯20を固視し続けながらも緊張を緩ませることができる。
【0033】
その後、アブレーションプログラムに基づいてレーザ光の照射を行い、スリットアパーチャ像の幅が6mmを超えたところで、スリットアパーチャ16の開口動作はオプチカルゾーンと非アブレーション領域とを滑らかにつなぐトランジションゾーンのための開口動作へと変更される。制御部40はコンピュータ9からのトラジションゾーン用のアブレーションプログラムに従って、円形アパーチャ15の開口領域の大きさを徐々に広げるとともに、スリットアパーチャ16の開口幅をさらに広げながら、オプチカルゾーンより広い領域であるトランジションゾーンにてレーザ光の照射を行う(STEP7)。このトランジションゾーンの大きさも、手術条件として始めに設定されている。
【0034】
本実施の形態では、角膜上におけるスリットアパーチャ16像の幅が4mmに達した時に、点滅点灯へ切換えるものとしたがこれに限るものではない。オプチカルゾーンでのアブレーションにおいて、視力の維持、向上に特に重要とされる期間と、固視は必要であるが前述の期間に比べて比較的重要度が低いと思われる期間とを、全手術時間を考慮して患者の負担を軽減させるべく設定すればよい。
【0035】
<近視矯正>
乱視矯正用のレーザ光照射が終了すると、引き続き近視矯正用のレーザ光照射が行われる。近視矯正時においては、スリットアパーチャ16の開口幅はレーザ光の照射に影響が及ぼさない位置まで広げられる。また、乱視矯正時に広げられていた円形アパーチャ15の開口径は近視矯正用のデータに基づいた開口径に一旦絞られる。以上のレーザ光照射の準備(各アパーチャ径の変更等)期間は数秒間である(STEP8)。照射準備が行われ、近視矯正用のレーザ照射が始まる直前1秒前に制御部40は点灯制御部46によって固視灯20の点灯状態を常時点灯に変更させる(STEP9 図3における固視灯切換▲2▼)。これにより患者は固視ずれを起こさない様にしなければならないことを認識し、常時点灯を行っている間は緊張して固視灯20を見続けるようにする。
【0036】
なお、本実施の形態ではレーザ照射を行う1秒前に固視灯20を常時点灯とすることとしたが、これに限るものではなく、レーザ光の照射開始時には十分落ち着いて固視灯20を固視できるように、レーザ光の照射開始時の少し前に固視灯20の切り換えができればよい。
【0037】
その後、絞られた円形アパーチャ15の開口径を近視矯正における初めの照射領域とし、前述のレーザ光照射と同様に平面ミラー13を順次移動することによりレーザ光を移動させる。そしてレーザ光が1面を移動し終わる(1スキャン)ごとに、イメージローテータ14の回転によりレーザ光の移動方向を変更して円形アパーチャ15によって制限された領域を略均一にアブレーションする。これを円形アパーチャ15の開口領域の大きさを順次変える(広げていく)ごとに行い近視矯正を行う(STEP10)。
【0038】
角膜上における円形アパーチャ像の径が4mmに達すると、制御部40は点灯制御部46によって固視灯20を点滅させる(STEP11、STEP12、図3における固視灯切換▲3▼)。この固視灯20の点灯状態の変化によって、患者は固視ずれが起こっても比較的影響の少ない段階に入ったことを認識し、固視灯20を固視し続けながらも緊張を緩ませることができる。その後、円形アパーチャ像の径が6mmに達するまでは前述と同様なレーザ照射を行い、続いてオプチカルゾーンとトランジションゾーンのためのアブレーションを行う(STEP13)。
【0039】
本実施の形態では乱視矯正を始めてから近視矯正が終了するまでに147SCAN行っている。このうち近視矯正は22SCAN目から147SCANまでであり、時間にすると30秒程かかることとなる。固視灯20の点灯切り換えは66SCAN目(図3の固視灯切り換え▲3▼)に行われるため、患者は固視灯20の点灯が切り換わるまでの約10秒程特に注意して固視を行うように気をつければよく、従来に比べ心理的な負担が大きく減少する。また、本実施形態では、固視灯20の点灯状態を常時点灯から点滅点灯に変えることにより、患者にレーザ光の照射領域の変更を報知するものとしているが、これに限るものではなく、例えば固視灯の色の変化(赤色から黄色等)や光量の変化によって報知するものとしてもよい。また、固視灯20の背景の色、光量等を変化させるための光源を別に設け、固視灯20を変化させずに固視灯近傍の状態を変化させることによって患者に報知することもできる。
【0040】
さらに、固視灯20等の点灯状態の変化で報知を行うのではなく、別の報知手段を用いることもできる。図5に示すように制御部40からの信号に応じて振動を行うバイブレータ47を患者に取付け(例えば、手に握らせる)、所定の照射領域の変更時に固視灯を変化させる代わりにバイブレータを振動させて患者に認識させることもできる。
【0041】
さらにまた、図5に示すようにLED等からなる表示手段48を装置本体1の術者に見え易い位置に取付け、所定の照射領域の変更報知を患者側だけでなく術者側にも認識できるようにするとよい。このような場合には患者側への報知手段(固視灯、バイブレータ等)の状態が変化するのと同時に、表示手段48の状態を変化させる(例えば、点灯から消灯や、点滅から常時点灯等)ことにより術者側でも照射領域の変更を把握することができ、患者に注意を促す言葉をかけることができる。また、発音体を使用し音の強弱や高低等で報知してもよい。この場合には一つの報知手段で術者、患者の両者に同時に報知を行うことができる。
【0042】
さらにまた、装置本体1にスピーカ等からなる音声発生手段49を設け、視力の維持、向上に特に重要とされる期間(本実施の形態では常時点灯が行われている期間)に、音声によるカウントダウンを行うことにより、患者に精神的な安心感を与えることができる。
【0043】
また、上記ではアパーチャを使用してレーザ照射領域の変更を行う方式で説明したが、直径1〜3mm程のスポット状のレーザビームをガルバノミラー等で走査しながらアブレーションする方式の角膜屈折矯正手術装置においても、本発明を適用できる。
【0044】
さらに、本発明は角膜屈折矯正手術装置に限るものではなく、手術時に固視が必要なレーザ手術装置であれば適用できる。例えば、眼底を治療する光凝固装置においては、中心窩周辺の光凝固を行う場合と、一度に十数発程度打てるような場所への光凝固を行う場合とで固視灯の点灯状態を変更させればよい。この場合には固視灯の点灯状態を変更させる変更スイッチ等を装置本体に設けておき、術者が変更スイッチを使用して固視灯の点灯状態を変更させた後、マニュピレータ、ジョイスティック等にて照射領域を変更して光凝固を行うことができる。
【0045】
【発明の効果】
以上のように、固視をし続けなければならない状態においても、固視維持状態の重要度を患者に認識させることにより、過剰な緊張状態の持続を減らすことができるため、疲労感を減らすことができるとともに良好な結果を得ることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】角膜屈折矯正手術装置の外観を示した図である。
【図2】光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図3】矯正手術経過に応じた各アパーチャーの駆動プロファイルを示した図である。
【図4】矯正手術における固視灯20の点灯状態変化の流れを示したフローチャートである。
【図5】本発明の変容例における光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図6】エキシマレーザ光の強度分布を示した図である。
【符号の説明】
1 装置本体
3 顕微鏡部
11 レーザ光源
15 円形アパーチャ
16 スリットアパーチャ
20 固視灯
40 制御部
43 駆動装置
44 駆動装置
45 回転駆動装置
46 点灯制御部
Claims (2)
- レーザ光源からのレーザ光を導光するとともに、レーザ光の切除領域を変える照射光学系を有し、角膜組織をレーザ光により切除して屈折矯正するレーザ手術装置において、屈折矯正データに基づいてレーザ光源及び照射光学系を駆動するための制御データであって、オプチカルゾーンのさらに内側の領域で視力の維持・向上に重要な角膜頂点を含む中心部の切除を行う第1期間とそれ以外の部分の切除を行う第2期間とを有する制御データを得るコンピュータと、第1期間での照射時には患者に特に固視の維持をすべき第1期間であることを報知する報知手段と、を備えることを特徴とするレーザ手術装置。
- 請求項1のレーザ手術装置において、前記コンピュータは近視や乱視の各矯正項目毎に第1期間と第2期間を分け、第1期間を先に行うように制御データを得ることを特徴とするレーザ手術装置。
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