JP4481537B2

JP4481537B2 - 角膜手術装置

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Publication number: JP4481537B2
Application number: JP2001276208A
Authority: JP
Inventors: 正直藤枝
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP2003079657A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角膜を切除することにより角膜表面形状を変える角膜手術装置及びそのための測定データを得る眼科装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
レーザビームの照射により角膜を切除（アブレーション）し、角膜表面形状を変化させることにより眼の屈折異常を矯正する角膜手術装置が知られている。この種の手術では、手術前の術眼の角膜形状や屈折力分布（あるいは波面収差の分布）等の特性を測定し、その測定データに基づいて角膜の切除データを算出することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような眼特性の測定時の体位は、通常、立位の状態（患者の顔を立てた状態）であるのに対し、角膜手術時の体位はベットに横臥位なった状態で行われる。立位の状態に対して横臥位の状態では眼球回転が発生することが知られており、患者にもよるが、角度にして５度以上回転するケースもある。従来の角膜手術では、この体位の違いによる眼球の回転を十分に考慮できていないとう問題があった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、角膜手術をより精度良く行える角膜手術装置及び眼科装置を提供することを技術課題とする。
【０００４】
【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。
（１）術眼の角膜にレーザビームを照射して角膜を部分的に切除し、角膜の形状を変える角膜手術装置において、術眼の切除量を決定する要因となる術眼の測定データ及び測定時の状態で撮像された瞳孔を含む前眼部像の第１画像データを単数又は複数の測定手段から通信線又は記憶媒体を介して受け取るためのデータ受信手段と、前記測定手段の測定データに基づき角膜の切除データを決定する切除量決定手段と、手術を受ける状態に置かれた術眼の瞳孔を含む前眼部を撮像する撮像光学系と、該撮像光学系により撮像された前眼部像の第２画像データを異なる撮影倍率の前記第１画像データと対比し、撮影体位の違いによる眼の回転ずれを検出する検出手段であって、前記第１画像データ及び第２画像データから画像処理によりそれぞれの瞳孔中心を求めると共に、前記第１画像データ及び第２画像データから抽出された共通の前眼部像の特徴点と瞳孔中心とを結ぶ線分の方向をそれぞれ求め、求められた線分方向に基づいて瞳孔中心を基準とした眼の回転ずれを検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の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システムの構成を示す図である。１は角膜形状及び屈折力分布を測定する眼科測定装置、２００はレーザビームを患者眼（術眼）に照射する角膜手術装置である。眼科測定装置１では角膜切除量を決定する要因となる角膜形状及び屈折力分布の測定データを得た後、その測定データに基づき切除量データを算出する。その切除量データは角膜手術装置２００のコンピュータ２０９に有線通信又は電子記録媒体を介して転送される。
【０００６】
図１には眼科測定装置１の側面外観を示している。固定基台１ａには被検者の頭部を固定するための頭部支持部２が固設されている。この頭部支持部２に患者（被検者）の顔を垂直に立てた状態で測定が行われる。５は測定光学系やアライメント光学系等が収納された測定部である。測定部５を搭載する本体部３はジョイスティック４を前後左右に倒すことにより、固定基台１ａ上を前後左右（Ｚ、Ｘ方向）に移動する。また、ジョイスティック４に設けられた回転ノブ４ａを回転操作することにより、モータ等からなるＹ（上下）方向駆動装置が作動し、測定部５は本体部３に対して上下（Ｙ方向）に移動する。
３９はカラーのモニタであり、観察用の被検眼像やアライメント情報、測定結果等の検者への報知情報が表示される。
【０００７】
図２は測定部５に収納される光学系を示す図である。１０１は角膜形状測定用の光束を投光する光学系である。１０２は中央部に開口を持つ略半球状のプラチド板であり、光軸Ｌ１を中心にした同心円の多数の透光部と遮光部を持つリングパターンが形成されている。１０３はＬＥＤ等の照明光源で、光源１０３を発した光は反射板１０４で反射され、プラチド板１０２を背後からほぼ均一に照明するようになっている。被検眼角膜にはリングパターン像が投影される。プラチド板１０２の外周には近赤外光を発する前眼部照明光源１０５が設けられている。
【０００８】
反射板１０４の背後には、光源１１１とレンズ１１２を備える作動距離検出用の指標投影光学系１１０、レンズ１１６と位置検出素子１１７を備える指標検出光学系１１５が配置されている。光源１１１からの光はレンズ１１２によって略平行光束にされ、反射板１０４及びプラチド板１０２に設けられた開口を通って患者眼角膜に斜め方向から照射され、角膜に光源１１１の指標像が投影される。角膜に形成された指標像の光束はプラチド板１０２及び反射板１０４に設けられた開口を通り、指標検出光学系１１５のレンズ１１６を介して位置検出素子１１７に入射する。位置検出素子１１７に入射した指標像の位置から装置に対する被検眼の作動距離のアライメント状態が検出される。
【０００９】
光軸Ｌ１の後方には眼屈折力測定光学系１２０が設けられている。眼屈折力測定光学系１２０は、スリット投影光学系１２１とスリット像受光光学系１３１から構成される。スリット投影光学系１２１の光源１２２を発した近赤外光束は、回転セクター１２３に設けられたスリット開口を照明する。回転セクター１２３の回転により走査されるスリット光束は、投影レンズ１２４、制限絞り１２５を経た後、ビームスプリッタ１２６で反射される。その後、固視光学系及び観察光学系の光軸を同軸にするビームスプリッタ２５を透過して、被検眼Ｅの角膜近傍で集光した後、眼底に投光される。
【００１０】
スリット像受光光学系１３１は、光軸Ｌ１上に設けられた受光レンズ１３２、ミラー１３３、ミラー１３３により反射される光軸Ｌ２上に設けられた絞り１３４及び受光部１３５を備える。絞り１３４は受光レンズ１３２の後側焦点位置に配置される。受光部１３５はその受光面に、受光レンズ１３２に関して被検眼角膜と略共役な位置に位置する８個の受光素子１３６ａ〜１３６ｈを有している。この内の受光素子１３６ａ〜１３６ｆは受光面の中心（光軸Ｌ２）を通る直線上に位置し、受光素子１３６ａと１３６ｂ、受光素子１３６ｃと１３６ｄ、受光素子１３６ｅと１３６ｆがそれぞれ受光面の中心に対して対称になるように設けられている。この３対の受光素子は、角膜の経線方向の各位置に対応した屈折力を検出できるように、その配置距離が設定されている（図４上では、角膜上における等価サイズとして示している）。一方、受光素子１３６ｇと１３６ｈは、光軸Ｌ２を中心にして受光素子１３６ａ〜１３６ｆと直交する直線上で対称になるように設けられている。
【００１１】
この眼屈折力測定光学系１２０では、モータやギヤ等から構成される回転機構により、回転セクター１２３と受光部１３５がそれぞれ光軸回りに同期して回転するようになっている。
【００１２】
ビームスプリッタ２５により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ハーフミラー２６、２７、レンズ２８、固視標２９、可視の照明光源３０が配置されている。固視標２９は中央に固視点を持ち、その周りは可視光を透過する構成としている。また、レンズ２８は光軸Ｌ３方向に移動可能であり、被検眼に固視させる固視標２９の位置を変更し、眼屈折力測定時に被検眼に雲霧をかけたり、調節負荷を与える。
【００１３】
ハーフミラー２７により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ４上にはレンズ３３、アライメント用光源３４が配置されており、光源３４の点灯により被検眼角膜に上下左右方向のアライメント用の指標光束が投光される。
【００１４】
また、ハーフミラー２６により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ５上には、レンズ３５、撮像素子であるＣＣＤカメラ３８が配置されており、ＣＣＤカメラ３８は被検眼からの反射光を受光する。ＣＣＤカメラ３８からの出力はモニタ３９に入力され、撮影像が表示される。ＣＣＤカメラ３８は前眼部観察用及びアライメント指標像の検出用として使用される他、プラチドリング像の検出用として兼用され、アライメント光学系及び角膜形状測定光学系の一部を構成する。また、ＣＣＤカメラ３８は前眼部撮影用の撮影光学系を構成する。
【００１５】
次に、角膜手術装置２００の構成を図５〜８に基づいて説明する。図５は角膜手術装置２００の外観図である。
２０１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後述するレーザ照射用光学系を通り、アーム部２０２に導かれる。アーム部２０２の内部はレーザ光の光路を持ち、ミラー等の光学素子が配置されている。アーム部２０２のアーム先端部２０５には、患者眼を観察するための双眼の顕微鏡部２０３、照明部２０４等が設けられている。
【００１６】
アーム部２０２は、図６に示すように、Ｘ方向アーム駆動部２５１によりＸ方向（術者に対して左右方向）に、Ｙ方向駆動部２５２によりＹ方向（術者に対して前後方向）に移動可能である。また、アーム先端部２０５はＺ方向先端駆動部２５３によりＺ方向（上下方向）に移動可能である。各駆動部２５１，２５２，２５３はモータやスライド機構から構成される。
【００１７】
２０６はコントローラであり、アーム部２０２をＸＹ方向に駆動するための信号を与えるジョイスティック２０７や、Ｚ方向のアライメントを行うためのフォーカス調整スイッチ、撮影スイッチ等の操作スイッチを備える。２０８はレーザ照射信号を送るためのフットスイッチ、２０９は必要な手術条件の各種データ入力やレーザ照射制御データの演算、表示、記憶等を行うコンピュータである。コンピュータ２０９は、本体２９０、モニタ２９１、キーボード２９２、マウス２９３等により構成される。３００は患者用のベットであり、患者は横臥位の状態で手術を受ける。患者眼は顕微鏡部２０３の顕微鏡下に置かれる。
【００１８】
手術装置本体２０１の光学系及び制御系の概略構成を図７に基づいて説明する。２１０は１９３ｎｍの波長を持つエキシマレーザを出射するレーザ光源である。レーザ光源２１０から水平方向に出射されたレーザビームは、ミラー２１１、２１２により反射され、平面ミラー２１３でさらに９０度方向に反射される。平面ミラー２１３はミラー駆動部２１４により図における矢印方向に移動可能であり、レーザビームをガウシアン分布方向に平行移動して対象物を均一に切除できる。この点は、特開平４−２４２６４４号に詳細に記載されているので、詳しくはこれを参照されたい。
【００１９】
２１５はイメージローテータであり、イメージローテータ駆動部２１６により中心光軸を中心にして回転駆動され、レーザビームを光軸周りに回転させる。２１７はミラーである。
【００２０】
２１８はアブレーション領域を円形に制限する可変円形アパーチャであり、アパーチャ駆動部２１９によりその開口径が変えられる。２２０はアブレーション領域をスリット状に制限する可変のスリットアパーチャであり、アパーチャ駆動部２２１により開口幅とスリット開口の方向が変えられる。２２２、２２３はビームの方向を変えるミラーである。２２４は円形アパーチャ２１８およびスリットアパーチャ２２０を患者眼の角膜Ｅｃ上に投影するための投影レンズである。
【００２１】
また、スリットアパーチャ２２０とミラー２２２との間の光路には、分割アパーチャ板２６０が挿脱可能に配置され、分割アパーチャ板２６０は分割シャッタ２６５との組み合わせにより、レーザビームの長手方向を選択的に分割するようになっている。この分割アパーチャ板２６０と分割シャッタ２６５は、角膜の非対称成分をアブレーションするときに使用する。分割アパーチャ板２６０を光源２１０側から見ると、図８に示すように、同じ大きさの円形小アパーチャ２６１が６個並んでいる。これらの円形小アパーチャ２６１を分割シャッタ２６５が持つシャッタ板２６６によって選択的に開閉することにより、矩形レーザビームの長手方向を選択的に分割して照射することができる。なお、各円形小アパーチャ２６１には、その開口を通過する際に起こる回折によるレーザビームの強度分布を補正する補正光学系が設けられている。分割アパーチャ板２６０及び分割シャッタ２６５は駆動部２６８により、レーザ光軸の垂直な平面内で移動可能となっている。
【００２２】
２２５は１９３ｎｍのエキシマレーザビームを反射して可視光及び赤外光を通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２２４を経たレーザビームはダイクロイックミラー２２５により９０°偏向されて角膜Ｅｃへと導光される。
【００２３】
ダイクロイックミラー２２５の上方には固視灯２２６、対物レンズ２２７、顕微鏡部２０３が配置される。２３０は顕微鏡部２０３の双眼光路の間（対物レンズ２２７の光軸上）に配置されたミラーであり、ミラー２３０の反射側光路には結像レンズ２３１、ミラー２３２、赤外透過フィルタ２３５、ＣＣＤカメラ２３３が配置されている。対物レンズ２２７、ミラー２３０、ミラー２３２、赤外透過フィルタ２３５、ＣＣＤカメラ２３３は患者の前眼部を撮像する光学系を構成する。ＣＣＤカメラ２３３の出力はコンピュータ２０９に接続されている。
【００２４】
ダイクロイックミラー２２５の下方には、照明部２０４内に配置されるスリット投影光学系２４０ａ，２４０ｂが、対物レンズ２２７の光軸を挟んで左右対称に配置されている。各スリット投影光学系２４０ａ，２４０ｂは、可視光を発する照明ランプ２４１ａ，２４１ｂ、コンデンサレンズ２４２ａ，２４２ｂ、十字スリットを持つスリット板２４３ａ，２４３ｂ、投影レンズ２４４ａ，２４４ｂから構成される。スリット板２４３ａ，２４３ｂは投影レンズ２４４ａ，２４４ｂに対して角膜Ｅｃと共役な位置関係にあり、その十字スリットの像は対物レンズ２２７の光軸上のピント位置に常に結像するようになっている。また、２４６ａ，２４６ｂは前眼部照明用の赤外光源である。
なお、ＣＣＤカメラ２３３による前眼部撮影は、スリット投影光学系２４０ａ又は２４０ｂの光軸方向から行う構成であっても良い。
【００２５】
２５０はレーザ光源２１０や各駆動部等を制御する制御部である。また、制御部２５０にはコンピュータ２０９、フットスイッチ２０８、コントローラ２０６が接続されている。
【００２６】
なお、実施形態では図示を省略したが、装置にはアイトラッキング機能（アライメント中やレーザ照射中に患者眼が動いた場合に、その動きを追尾してレーザ照射位置を合せる機能）を搭載することが好ましい。これは本出願人による特開平９−１４９９１４号公報に記載したものを使用できる。
【００２７】
次に、以上のような構成を持つ装置システムの動作を説明する。まず、眼科測定装置１の測定動作を図３に示す制御系のブロック構成図を使用して説明する。
測定に当たり、被検者の両眼が水平状態になるように、頭部を頭部支持部２により固定する。被検者の顔は立位の測定状態とされる。角膜形状を測定する場合、モード切替スイッチ４０によって角膜形状測定モードを選択する。検者は光源１０５に照明された被検眼の前眼部像をモニタ３９により観察しながら、ジョイスティック４等の操作で測定部５のＸＹＺ移動によってアライメントを行う。ＸＹ方向のアライメントは、光源３４により角膜光学系で定まる光学中心に形成される指標像を、モニタ３９に表示される照準マーカー（図示せず）の中心に位置するようにする。Ｚ方向のアライメントは、位置検出素子１１７によって得られる作動距離方向の偏位情報に基づき、制御部５０の制御によってモニタ３９上に位置合わせのためのインジケータが表示されるので、検者はインジケータにしたがって本体部３をＺ方向に移動して調整する。
【００２８】
アライメントを完了させた後、測定スイッチ４１が押されると、照明光源１０３が所定時間点灯されてプラチドリングが被検眼角膜に投影され、ＣＣＤカメラ３８によって撮像された前眼部像が画像メモリ４３に記憶される。角膜形状演算部５３は画像メモリ４３に記憶された画像を画像処理して、プラチドリング像のエッジ検出を行う。そして、所定の角度（１度）ステップ毎に角膜中心に対する各エッジ位置を得ることより角膜曲率分布を求める。角膜曲率分布データは前眼部像の撮像データと共にハードディスク等の記憶部４５に記憶される。
【００２９】
眼屈折力を測定する場合は、屈折力測定モードにする。前述と同様にアライメントをした後、測定スイッチ４１が押されると、ＣＣＤカメラ３８で撮像された前眼部像が一旦画像メモリ４３に記憶されると共に、眼屈折力測定光学系１２０による眼屈折力測定が実行される。前眼部像の撮影は測定中であっても良い。眼屈折力演算部５２は、受光部１３５が持つ各受光素子からの出力信号の位相差に基づいて経線方向で変化する眼屈折力の分布を求める。得られた測定データは前眼部像の撮像データと共に記憶部４５に記憶される。このとき、屈折力分布の測定データは方向成分を持つので、制御部５０は測定前又は測定中に撮影された前眼部撮像との位置関係を対応付けて記憶させる。なお、屈折力分布測定は、本出願人による特開平１０−１０８８３７号公報と基本的に同じであるので、詳細はこれを参照されたい。
【００３０】
以上のようにして同一被検眼における角膜曲率分布の測定データと眼屈折力分布の測定データが得られたら、モニタ３９に表示される指示に従って、制御部５０に接続されたキーボード５８やマウス５７を操作することにより、各測定データがアブレーション量解析部５４に入力される。アブレーション量解析部５４は、眼屈折力分布データと角膜曲率分布データから屈折矯正手術のためのアブレーション量（角膜切除量）を求める。以下、その概略を説明する。なお、角膜形状及び屈折力分布の測定を連続的に行うことにより、通常、両者の測定では被検眼に回転ずれ及び照準ずれが発生しいてないものとして扱うことができる。
【００３１】
まず、測定した角膜曲率から角膜三次元形状を求め、スネルの法則を用いて、角膜屈折力に変換する。次に、測定された眼屈折力分布のデータを角膜位置での眼屈折力分布のデータに変換する。これらにより、被検眼を正視とするに必要な屈折力を角膜屈折力の形式で表した値を求める。そして、この屈折力の分布データを、スネルの法則を用いて角膜曲率の分布データ、すなわち、角膜の三次元形状データに変換する。最後に、手術領域のデータを与え、角膜形状測定による角膜曲率から求まる三次元形状に対して、屈折力分布を変換した角膜曲率分布から求まる三次元形状データを差引くことによりアブレーション量が算出される。このアブレーション量のデータとしては、球面成分（回転対称成分）、柱面成分（線対称成分）、非対称成分に分割して求められ、各アブレーション量は鳥瞰図等の３次元形状で図形表示される。
【００３２】
なお、測定は屈折力分布を求めるものとしたが、これは波面収差分布を測定するものでも良い（USP.6,086,204に示された測定）。屈折力分布は波面収差の形に置きかえることができるので、両者は等価と言える。アブレーション量の算出は、単に波面収差データからでも求められるが、角膜形状の測定データとの関係で求める方がより精度が確保される。
【００３３】
求められたアブレーション量データと画像メモリ４３に記憶された前眼部の画像データはセットにされ、通信ポート５９ｂやフロッピィディスクドライブ５９ａに入れられたフロッピィディスクを介して角膜手術装置２００側に出力する。データの受取りはコンピュータ２０９が受け持つ。なお、アブレーション量解析部５３は角膜手術装置２００側のコンピュータ２０９に持たせ、測定データと前眼部画像データをセットにしてコンピュータ２０９に出力する送りことでも良い。
【００３４】
次に、角膜手術装置２００の動作を説明する。患者をベット３００に寝かし、ベット３００に対して患者の顔を所定の位置関係に整える。すなわち、ベット３００とアーム先端部２０５が移動するＸＹの方向を所定の関係に調整されているので、眼科測定装置１の測定部５に対する患者の顔の位置関係をアーム先端部２０５に対しても略同じ状態にすることとなる。次に、術者は顕微鏡部２０３を介して介して図示なきレチクルと瞳孔とが所定の関係になるようにＸＹ方向のアライメントを行う。Ｚ方向のアライメントはスリット投影光学系２４０ａ，２４０ｂから投影されるスリット像を観察し、両者のスリット像が中心で重なるようにする。アライメントを完了させた後は、コントローラ２０６に配置された撮影スイッチを押してＣＣＤカメラ２３３により前眼部像を撮像する。撮像された前眼部像はコンピュータ２０９に入力され、コンピュータ２０９が持つ記憶部に記憶される。
【００３５】
横臥位にある患者眼の前眼部像が得られたら、これと眼科測定装置１の測定時に得た前眼部像とから、体位の違いによる測定データの補正処理をコンピュータ２０９により行う。以下、この補正処理を説明する。
【００３６】
まず、眼科測定装置１の測定時に得た前眼部画像データと、ＣＣＤカメラ２３３により得られた前眼部画像データを読み出す。図９はこのときのモニタ２９１に表示される画面例を示す。画面左側に眼科測定装置１の測定時に得られた前眼部画像３１０ａが表示され、画面右側に手術装置２００側で得られた前眼部画像３１０ｂが表示されている。コンピュータ２０９が持つ画像解析部により、前眼部画像３１０ａ、３１０ｂについて瞳孔エッジが抽出され、瞳孔中心が求められる。３１１ａは前眼部画像３１０ａに対する瞳孔中心を示し、３１１ｂは前眼部画像３１０ｂに対する瞳孔中心を示し、それぞれの前眼部上にマーク表示される。瞳孔中心の求め方は、瞳孔エッジに接する左右２本の縦ラインと上下２本の横ラインとで囲まれる矩形を定め、その対角線の交点とする。その他、瞳孔の重心から求める方法でもよい。なお、前眼部画像３１０ａにおいて３１９はアライメント用光源３４により形成された輝点像を示す。
【００３７】
次に、術者は前眼部画像３１０ａ、３１０ｂを観察し、虹彩の文様から両者に共通に現われる特徴点を見つけ、その点をそれぞれマウス２９３でクリックして特定する。例えば、各画像上の点３１３ａ、３１３ｂをクリックする。コンピュータ２０９の画像解析部は、前眼部画像３１０ａにおける瞳孔中心３１１ａと特徴点３１３ａとを結ぶ線分３１５ａを算出し、この線分３１５ａと水平基準線３１７ａと成す角度θ1ａを求める。同様に、前眼部画像３１０ｂにおける瞳孔中心３１１ｂと特徴点３１３ｂとを結ぶ線分３１５ｂを算出し、この線分３１５ｂと水平基準線３１７ｂと成す角度θ1ｂを求める。そして、角度θ1ａと角度θ1ｂを比較することにより、体位の違いによる眼球の回転ずれ（Torsion）を、Δθ＝θ1ｂ−θ1ａにより求める。この回転ずれΔθは瞳孔中心を基準としたデータであり、角膜手術時の補正データとして使用する。なお、回転ずれの検出においては、特徴点を多く抽出することにより、水平基準線となす線分の角度を複数得て、これらを平均化することが好ましい。
【００３８】
両画像の特徴点３１３ａ、３１３ｂの特定が完了すると、画面に下には両画像の線分３１５ａと線分３１５ｂとを同じ基準点で合成したグラフィック図形３２０が表示される。この表示により、回転ずれΔθの程度が視覚的に分かり易くなる。
【００３９】
なお、通常、眼科測定装置１で測定する時と角膜手術時とでは、その部屋の照明、および各装置による前眼部照明の違いにより瞳孔径は異なる。虹彩の特徴的パターンと瞳孔中心とを結ぶ線分の、基準線からの角度であれば瞳孔径に影響されずに回転ずれを求めることができる。また、上記の方法では両装置の撮像倍率の差にも影響されない。前眼部画像からの特徴抽出は、虹彩の文様に限らず、強膜の血管、瞳孔縁等に特徴が見つかれば、これを使用することもできる。
【００４０】
また、上記では術者が２つの画像を観察して特徴点を特定するものとしたが、コンピュータ２０９の画像解析部が２つの前眼部画像をそれぞれ画像処理することにより眼の特徴データを抽出し、両者の比較から回転ずれを自動検出する構成とすることもできる。前眼部の特徴データを画像処理により抽出する機能は、眼科測定装置１側に持たせても良く、この場合はその特徴データと測定データをセットにして角膜手術装置２００側に送る。
【００４１】
コンピュータ２０９は眼球の回転ずれデータを得ると、瞳孔中心を基準としてアブレーションデータを回転ずれ分だけ補正する。このとき、眼科測定装置１で得られた前眼部画像３１０ａにおいて、測定時の照準とした輝点像３１９と瞳孔中心３１１ａがずれているときは、そのずれに基づいて瞳孔中心を基準にしたアブレーションデータに補正する。そして、補正処理したアブレーションデータを基に角膜手術装置２００が持つ照射光学系の各駆動部を制御する制御データを求め、その制御データを制御部２５０に出力する。
【００４２】
角膜手術装置２００による矯正手術について説明する。ここでは、近視矯正を行うものとする。前述にように瞳孔中心を基準にしてアライメントを行った後、フットスイッチ２０８を押してレーザビームを照射する。球面成分のアブレーションデータに基づく球面の近視矯正の場合、制御部２５０は円形アパーチャ２１８によりレーザビームを制限し、平面ミラー２１３を順次移動してレーザビームをガウシアン分布方向に移動する。そして、レーザビームが１面を移動し終わる（１スキャンする）ごとに、イメージローテータ２１５の回転によりレーザビームの移動方向を変更して（例えば、１２０度間隔の３方向）、円形アパーチャ２１８により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２１８の開口領域の大きさを順次変えるごとに行うことにより、角膜の中央部を深く、周辺部を浅くした球面成分のアブレーションが行える。
【００４３】
円柱成分の切除データに基づく乱視矯正の場合、制御部２５０は円形アパーチャ２１８の開口領域の大きさはオプチカルゾーンに合わせて固定し、スリットアパーチャ２２０の開口幅を変えていく。また、スリットアパーチャ２２０はそのスリット開口幅が強主経線方向（回転ずれΔθが補正された方向）に変化するように駆動部２２１によりスリット開口の方向を調整しておく。レーザビームの照射は、前述の近視矯正の場合と同様に、平面ミラー２１３を順次移動してレーザビームをガウシアン分布方向に移動し、レーザビームを１スキャンするごとに、イメージローテータ２１５の回転によりレーザビームの移動方向を変更して、スリットアパーチャ２２０により制限された領域を略均一にアブレーションする。そして、スリットアパーチャ２２０の開口幅を順次変えながら、これを繰り返すことにより、部分的な柱面成分のアブレーションが行える。
【００４４】
部分的な非対称成分のアブレーションは、分割アパーチャ板２６０を光路に配置し、補正処理された非対称成分のアブレーションデータに基づき、分割アパーチャ板２６０が持つ円形小アパーチャ２６１の位置を調整すると共に、分割シャッタ２６５の駆動により円形小アパーチャ２６１を選択的に開放・遮蔽する。平面ミラー２１３の移動によるレーザビームをスキャンさせることにより、開放された円形小アパーチャ２６１を通過する小領域のレーザビームのみが角膜上に照射されるようになる。各位置でのアブレーション量は照射時間を制御することにより行う。これにより、非対称成分のアブレーションが行える。
【００４５】
以上の実施形態の角膜手術装置２００ではアパーチャ制御によりアブレーションを行う装置を例にとって説明したが、小スポットのレーザビームを２次元的に走査するタイプの装置であっても本発明を適用できる。
【００４６】
また、眼科測定装置１による角膜形状及び屈折力分布の測定時に両者の回転ずれがある場合は、それぞれの測定時に前眼部像を撮影し、上記と同様に虹彩文様等の特徴点抽出の対比により回転ずれを検出し、その回転ずれ分だけ両者の測定データを補正すれば良い。照準位置のずれがある場合は、両者の前眼部画像における光源３４の輝点像を基準にして補正することができる。これらの補正処理は、眼科測定装置１側の制御部５０が行っても良いし、角膜手術装置２００側のコンピュータ２０９で行っても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定時と手術時の体位の相違による眼球の回転ずれ等を補正し、より精度の良い手術が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る角膜手術装置システムの構成を示す図である。
【図２】眼科測定装置の測定部に収納される光学系を示す図である。
【図３】眼科測定装置の制御系のブロック構成図を示す。
【図４】眼屈折力測定光学系の受光部が備える受光素子の配置を示す図である。
【図５】角膜手術装置の外観図である。
【図６】アーム部の駆動機構を示す図である。
【図７】手術装置本体の光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図８】分割アパーチャ板と分割シャッタの構成を説明する図である。
【図９】回転ずれ検出時のモニタの画面例である。
【符号の説明】
１眼科測定装置
３８ＣＣＤカメラ
４５記憶部
５０制御部
５２眼屈折力演算部
５３角膜形状演算部
５４アブレーション量解析部
１２０眼屈折力測定光学系
２００角膜手術装置
２０９コンピュータ
２１０レーザ光源
２３３ＣＣＤカメラ
２５０制御部

Claims

術眼の角膜にレーザビームを照射して角膜を部分的に切除し、角膜の形状を変える角膜手術装置において、術眼の切除量を決定する要因となる術眼の測定データ及び測定時の状態で撮像された瞳孔を含む前眼部像の第１画像データを単数又は複数の測定手段から通信線又は記憶媒体を介して受け取るためのデータ受信手段と、前記測定手段の測定データに基づき角膜の切除データを決定する切除量決定手段と、手術を受ける状態に置かれた術眼の瞳孔を含む前眼部を撮像する撮像光学系と、該撮像光学系により撮像された前眼部像の第２画像データを異なる撮影倍率の前記第１画像データと対比し、撮影体位の違いによる眼の回転ずれを検出する検出手段であって、前記第１画像データ及び第２画像データから画像処理によりそれぞれの瞳孔中心を求めると共に、前記第１画像データ及び第２画像データから抽出された共通の前眼部像の特徴点と瞳孔中心とを結ぶ線分の方向をそれぞれ求め、求められた線分方向に基づいて瞳孔中心を基準とした眼の回転ずれを検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする角膜手術装置。