JP5632980B1 - Suture hole creating apparatus and control method of suture hole creating apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】施術者の熟練度等に左右されることなく、ドナーの角膜及びレシピエントの角膜に縫合針を円滑に挿通できるようにすると共に、ドナーの角膜とレシピエントの角膜とを再現性良く縫合できるようにする。【解決手段】ドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの形状、縫合数、針挿抜用の穴位置を含む縫合条件を入力する入力ツール12と、2つの穴位置を結ぶための針誘導用のトンネル42を形成する医療用レーザー装置20と、縫合条件に基づいてドナーの角膜41aにおける穴位置と、及びレシピエントの角膜41bにおける穴位置とを設定し、設定後の角膜41a,41bの各々の組織に複数の断面弧状のトンネルを形成すると共に移植切開口41xをレシピエントの角膜41bにほぼ同時に形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する制御部35とを備えるものである。【選択図】 図1[PROBLEMS] To enable a suture needle to be smoothly inserted into a donor's cornea and a recipient's cornea without depending on the level of proficiency of a practitioner, etc., and to reproduce the donor's cornea and the recipient's cornea with good reproducibility. Allow stitching. An input tool for inputting suturing conditions including a shape of a donor cornea 41a and a recipient cornea 41b, the number of sutures, and a hole position for needle insertion / removal, and a needle guide for connecting two hole positions. The hole position in the cornea 41a of the donor and the hole position in the cornea 41b of the recipient are set based on the medical laser device 20 that forms the tunnel 42, and the suture condition, and each of the corneas 41a and 41b after setting is set. And a control unit 35 that controls the output of the medical laser device 20 so as to form a plurality of cross-sectional arc-shaped tunnels in the tissue and to form the transplant incision 41x in the recipient's cornea 41b almost simultaneously. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、角膜移植の結果を左右する角膜縫合時、施術者の縫合手術を支援する角膜移植支援装置及び角膜縫合手術方法に適用可能な縫合穴作成装置及び縫合穴作成装置の制御方法に関するものである。
The present invention relates to a corneal transplantation support device that supports a surgeon's suture operation during corneal suturing that affects the results of corneal transplantation, a suture hole creation device applicable to the corneal suture surgery method, and a control method for the suture hole creation device It is.
眼科的手術として行なわれる角膜移植の方法として、まずドナーとレシピエントそれぞれの角膜をカットしなければならないが、そのカット方法として、従来はトレパンとパンチという切断器具で角膜を円形に打ちぬく方法が採られていた。 As a method of corneal transplantation performed as an ophthalmic surgery, first the cornea of the donor and the recipient must be cut. As a cutting method, conventionally, a method of punching the cornea into a circle with a cutting tool such as a trepan and a punch is used. It was taken.
近年ではフェムト秒レーザーによってドナーとレシピエントの角膜を希望のサイズでより正確にカットできるようになった。ここにフェムト秒レーザーとは、フェムト秒(10-15)オーダーという超短時間で角膜内にプラズマ爆発を起こすことで熱を発生させず組織内に空洞を形成することが可能な光学医療機器をいう。その空洞を連結させることでミシン目のような切断面を形成することができる。切断手段がレーザー光であるため、組織の表面が例えば角膜の場合であって、レーシック手術の場合に、角膜表面に傷をつけずにフラップを作成したり、白内障手術においては、水晶体前嚢切開や核分割等も可能となるため、眼科分野においてもその応用の範囲は広がりつつある。 In recent years, femtosecond lasers have made it possible to cut donor and recipient corneas more precisely at the desired size. Here, a femtosecond laser is an optical medical device capable of forming a cavity in a tissue without generating heat by causing a plasma explosion in the cornea in an extremely short time of the order of femtosecond (10 -15 ). Say. A cut surface like a perforation can be formed by connecting the cavities. Since the cutting means is a laser beam, the tissue surface is, for example, the cornea, and in the case of LASIK surgery, a flap is created without damaging the corneal surface. The scope of application is expanding in the field of ophthalmology.
また、このフェムト秒レーザーは、切断面を垂直方向だけでなく斜め方向や水平方向にカットすることができるという特性を持っているため、患者の角膜の状態から最も適切なカット方法を選択し、それに基づいてドナーとレシピエントそれぞれの角膜接合部の断面を階段状やジグザグの形状にカットして、接触面積を多くして接着を強くするという方法も可能になった。それによって縫合数も少なくて済むという報告もなされている。 In addition, this femtosecond laser has the characteristic that the cut surface can be cut not only in the vertical direction but also in the diagonal direction and the horizontal direction, so select the most appropriate cutting method from the state of the patient's cornea, Based on this, it became possible to cut the cross section of the corneal junction of each donor and recipient into a step or zigzag shape to increase the contact area and strengthen the adhesion. As a result, it has been reported that the number of stitches can be reduced.
図16及び図17は、従来例に係る角膜41の切断例(その1,2)を示す断面図である。図16(A),(B)、図17(A)及び(B)はフェムト秒レーザーによって可能となった角膜カット方法(形状)の一例を示す断面図である。図16(A)に示す角膜41の切断例によれば、角膜提供体及び角膜移植者(図を兼用する)において、フェムト秒レーザーを用いて角膜41の中心部分(角膜41a)をマッシュルーム形状に切り取るようになされる。図中、41bはレシピエントの角膜であり、ドナーの角膜41aが移植される部位である。
16 and 17 are cross-sectional views showing cutting examples (
図16(B)に示す角膜41の切断例によれば、角膜提供体及び角膜移植者において、フェムト秒レーザーを用いて角膜41の中心部分(角膜41c)をトップハット形状に切り取るようになされる。図中、41dはレシピエントの角膜であり、ドナーの角膜41cが移植される部位である。
According to the example of cutting the
図16(C)に示す角膜41の切断例によれば、角膜提供体及び角膜移植者において、角膜上皮用のトレパンとパンチ(φ7−8mm程度)を用いて角膜41の中心部分を円盤状(円柱状)に切り取るようになされる。円盤状の角膜41eは標準的な切断形状であり、角膜提供体からドナーの角膜41eとして作成可能なものである。図中、41fはレシピエントの角膜であり、ドナーの角膜41eが移植される部位である。
According to the cut example of the
図17(A)に示す角膜41の切断例によれば、角膜提供体及び角膜移植者において、フェムト秒レーザーを用いて角膜41の中心部分(角膜41g)をZIGZAG形状に切り取るようになされる。図中、41hはレシピエントの角膜であり、ドナーの角膜41gが移植される部位である。
According to the example of cutting the
図17(B)に示す角膜41の切断例によれば、角膜提供体及び角膜移植者において、フェムト秒レーザーを用いて角膜41の中心部分(角膜41i)をクリスマスツリー形状に切り取るようになされる。図中、41jはレシピエントの角膜であり、ドナーの角膜41iが移植される部位である。
According to the example of cutting the
図18は角膜41b,41kの縫合例を示す断面図である。図18に示すトップハット変法等によるドナーの角膜41kと、図16に示したレシピエントの角膜41bとの組み合わせ例によれば、レシピエントの角膜41bの厚みに比べてドナーの角膜41kの厚みの方が厚い場合である。この場合、施術者は縫合糸52を係合された縫合針51を使用して一差し一差し組織に挿通してドナーの角膜41kとレシピエントの角膜41bとを縫合する方法が採られる。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of stitching the
なお、この種の角膜移植手術時の縫合施術を支援する装置に関連して特許文献1には、手術用顕微鏡検査システムが開示されている。当該検査システムによれば、角膜移植手術等において、手術中の患者の眼画像を取得し、この眼画像と、前もって設定されたジグザグ状の縫合線や、径方向に延びる多種多様な縫い目を含む縫合線等の画像とを重畳してモニタに表示するようになされる。このような重畳画像をモニタに表示すると、執刀医が当該モニタを見ながら角膜の縫合手術等を容易に行えるというものである。
Note that, in connection with an apparatus for assisting suture operation during this type of corneal transplantation,
ところで、従来例に係る角膜移植手術時の縫合施術等を支援する装置及び方法によれば、次のような問題がある。
i.フェムト秒レーザーによってドナーの角膜(縫合物)とレシピエントの角膜(被縫合物)が複雑かつ数μm単位で正確な形状にカットされても、最終段階の角膜縫合は施術者(執刀医)の経験によって行われるため、術後結果は施術者の熟練度等によって左右されるという問題がある。
By the way, according to the device and method for supporting the suturing operation or the like during the corneal transplantation operation according to the conventional example, there are the following problems.
i. Even if the donor's cornea (suture) and the recipient's cornea (sutted material) are cut into a precise and accurate shape in units of several μm by the femtosecond laser, the final stage of corneal suturing is performed by the practitioner (surgeon). Since it is performed by experience, there is a problem that the postoperative result depends on the skill level of the practitioner.
また、施術者の熟練度だけでなく角膜移植縫合の際、使用する縫合針が繰り返し組織を通過するため、縫合の回数に応じて使用する針が徐々に切れ難くなる(角膜に刺さり難くなる)だけでなく、切れ難くなった縫合針によって組織に損傷を与えるという問題がある。 In addition to the skill level of the practitioner, the suture needle to be used repeatedly passes through the tissue at the time of corneal transplant suturing, so that the needle to be used gradually becomes difficult to cut depending on the number of sutures (it is difficult to pierce the cornea) In addition, there is a problem in that tissue is damaged by a suture needle that is difficult to cut.
施術者の難易度を高めている要因のひとつとして、角膜移植時の縫合方法には、連続縫合や端々縫合などがあるが、いずれの縫合方法においても、その難しさは、厚さ500μm(0.5mm)程度の角膜に縫合針を貫通させることなく、角膜の側面から表面に、または表面から側面に針を出しながら角膜厚みの90%程度の深さで縫合しなければならないところにある。 As one of the factors that increase the difficulty of the practitioner, the suturing method at the time of corneal transplantation includes continuous suturing and end-to-end suturing. However, in any suturing method, the difficulty is 500 μm (0 μm). It is necessary to sew at a depth of about 90% of the corneal thickness while taking out the needle from the side of the cornea to the surface or from the surface to the side without penetrating the cornea of about 5 mm).
また、ドナーとレシピエントそれぞれの角膜の厚さが図18に示したように異なる場合も多いため、その場合それぞれの角膜表面に段差ができないように縫合しなければならない。もしも手術後の角膜表面に段差が生じた場合は、不正乱視等の発生によって術後視力に大きく影響してしまうという問題がある。 Further, since the thicknesses of the corneas of the donor and the recipient are often different as shown in FIG. 18, it is necessary to sew the cornea surface so that there is no step. If there is a step on the corneal surface after surgery, there is a problem that the postoperative visual acuity is greatly affected by the occurrence of irregular astigmatism.
また、たとえ表面の高さが同じに縫合されたとしても、特に連続縫合の場合であって、その縫合の際に隣の穴との距離が正しく等間隔で縫合されなければ、また、角膜中心から同心円状に均等な距離と同じ力で縫合されなければ、手術後いずれかの偏った方向にドナーや、レシピエント等の角膜が引き寄せられてしまう。この結果、角膜の球面形状が崩れ、角膜乱視の発生につながってしまう。このため、フェムト秒レーザーによる角膜移植でも乱視は多く残り、これについては手術の熟練度を上げても改善され難いという報告もなされている。 Also, even if the surface height is the same, even in the case of continuous stitching, if the distance from the adjacent hole is not stitched correctly at regular intervals, the cornea center If they are not sutured concentrically with an equal distance and the same force, the corneas such as donors and recipients will be drawn in any biased direction after surgery. As a result, the spherical shape of the cornea collapses, leading to the occurrence of corneal astigmatism. For this reason, many astigmatisms remain even in the case of corneal transplantation using femtosecond lasers, and it has been reported that even if the skill level of surgery is increased, it is difficult to improve.
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、施術者の熟練度等に左右されることなく、縫合物及び被縫合物に縫合針を円滑に挿通できるようにすると共に、縫合物と被縫合物とを再現性良く縫合できるようにした縫合穴作成装置及び縫合穴作成装置の制御方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves such a problem, and allows a suture needle to be smoothly inserted into a sutured object and a sutured object without depending on the skill level of a practitioner and the suture. It is an object of the present invention to provide a stitching hole creation device and a stitching hole creation device control method capable of stitching an object and an object to be stitched with high reproducibility.
上述の課題を解決するために、請求項1に記載の縫合穴作成装置は、縫合物を被縫合物に縫合する際の針誘導用の穴部を作成する縫合穴作成装置であって、前記縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件を入力する入力部と、前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とを結ぶための前記穴部を形成する穴形成部と、前記縫合条件に基づいて前記縫合物における複数の穴位置と前記被縫合物における複数の穴位置とを設定し、設定後の前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とに基づいて前記縫合物と被縫合物との縫合に関する完成縫合画像を作成し、前記完成縫合画像に含まれる前記縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして前記縫合物の穴配置パターンの位置座標データと、前記被縫合物の穴配置パターンの位置座標データとの2つのグループに分解し、一方の前記グループの位置座標データにより前記縫合物に穴位置を設定して、前記縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に複数の穴部を形成し、及び、他方の前記グループの位置座標データにより前記被縫合物に穴位置を設定して、前記被縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部の出力を制御する制御部とを備えるものである。
In order to solve the above-described problem, the suture hole creating device according to
請求項1に係る縫合穴作成装置によれば、縫合物を被縫合物に縫合する際の針誘導用の穴部を作成する場合に、入力部は縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件を入力するように操作される。穴形成部は、縫合物の穴位置と被縫合物の穴位置とを結ぶための穴部を形成する。これを前提として、制御部が縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件に基づいて穴形成部の出力を制御し、縫合物と被縫合物とに関する完成縫合画像を作成する。制御部は、完成縫合画像に含まれる縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして縫合物の穴配置パターンの位置座標データと、被縫合物の穴配置パターンの位置座標データとの2グループに分解する。穴形成部が縫合物における複数の穴位置と被縫合物における複数の穴位置とを設定し、設定後の縫合物及び被縫合物の穴位置と縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するようになる。
According to the suture hole creation device according to
請求項2に記載の縫合穴作成装置は請求項1において、前記縫合手順に関して時計回り及び反時計回りのいずれか一方が設定可能となされ、前記制御部は、前記時計回り及び反時計回りに対応した穴配置パターンを前記穴形成部に対して設定するものである。請求項3に記載の縫合穴作成装置は請求項1において、前記制御部は、少なくとも、前記被縫合物の穴部の形成と共に移植対象部分となる開口部を前記被縫合物に形成するように前記穴形成部の出力を制御するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the suture hole creating device according to the first aspect, wherein either one of clockwise rotation and counterclockwise rotation can be set with respect to the suture procedure, and the control unit corresponds to the clockwise rotation and the counterclockwise rotation. The hole arrangement pattern is set for the hole forming portion. According to a third aspect of the present invention, there is provided the suture hole creating apparatus according to the first aspect, wherein the control unit forms at least an opening serving as a transplant target portion in the sutured object together with the formation of the hole of the sutured object. The output of the hole forming part is controlled.
請求項4に記載の縫合穴作成装置は請求項1において、前記制御部が少なくとも、前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置と個別に縫合する端々縫合用の穴部、又は、前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とを連続して縫合する連続縫合用の穴部を形成するように前記穴形成部を制御するものである。
The suture hole creation device according to
請求項5に記載の縫合穴作成装置は請求項4において、前記制御部が前記縫合物の周縁端部に所定の縫合数の第1の穴位置を設定すると共に前記被縫合物の開口周縁端部に同等の縫合数の第2の穴位置を設定し、前記縫合物の周縁端部から第1の穴位置に至る前記針誘導用の第1の穴部と、前記被縫合物の開口周縁端部から第2の穴位置に至る前記針誘導用の第2の穴部とを形成するように前記穴形成部を制御するものである。
The suture hole creating apparatus according to
請求項6に記載の縫合穴作成装置は請求項5において、略円形状に開口された前記被縫合物に縫合対象形状の前記縫合物を組み合わせて縫合する場合、又は、略楕円形状に開口された前記被縫合物に縫合対象形状の前記縫合物を組み合わせて縫合する場合であって、前記制御部が前記縫合物と被縫合物とを縫合する箇所を縫合数ηとし、前記縫合物の穴位置及び前記被縫合物の穴位置とを結ぶ前記穴部の設定ピッチ角度をθとし、前記縫合物と被縫合物とを縫合する際の中心の位置を縫合中心位置としたとき、前記縫合中心位置を基準にして、前記設定ピッチ角度θを360°/ηに設定するものである。
A suture hole creating device according to a sixth aspect is the device according to the fifth aspect , wherein the sutured object having a shape to be sutured is combined with the sutured object that is opened in a substantially circular shape, or is opened in a substantially elliptical shape. In the case where the suture to be sutured is combined with the suture to be sutured, the position where the control unit stitches the suture and the suture to be sutured is defined as the number of stitches η, and the hole of the suture is obtained. When the set pitch angle of the hole portion connecting the position and the hole position of the sutured object is θ and the center position when the sutured object and the sutured object are sutured is the suture center position, the suture center Based on the position, the set pitch angle θ is set to 360 ° / η.
請求項7に記載の縫合穴作成装置は請求項6において、前記制御部が前記縫合中心位置を通る径方向の線分を径線としたとき、前記被縫合物の第2の穴位置が設定されたη/2本の前記径線を、前記縫合中心位置を基準にして各々角度θ/2だけ回転し、角度θ/2回転された前記径線上に設定される前記縫合物の第1の穴位置と、回転前の前記径線上に設定される前記被縫合物の第2の穴位置とを結ぶ前記針誘導用の穴部を形成するように前記穴形成部を制御するものである。
The suture holes creating apparatus according to
請求項8に記載の縫合穴作成装置は請求項7において、前記穴形成部には、前記縫合物及び被縫合物の組織内で短時間にプラズマ爆発を起して空洞を形成する医療用レーザー装置が使用され、前記制御部は前記第1及び第2の穴位置を結ぶ穴部において前記空洞を連結するように前記医療用レーザー装置を制御するものである。
The suture hole creating apparatus according to
請求項9に記載の縫合穴作成装置の制御方法は、縫合物を被縫合物に縫合する際の針誘導用の穴部を作成する縫合穴作成装置の制御方法であって、前記縫合穴作成装置は制御部及び穴形成部を有し、前記制御部は、前記縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件を入力するステップと、入力された前記縫合条件に基づいて前記縫合物と前記被縫合物との縫合に関する完成縫合画像を作成するステップと、作成された前記完成縫合画像に含まれる前記縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして前記縫合物の穴配置パターンの位置座標データと、前記被縫合物の穴配置パターンの位置座標データとの2つのグループに分解するステップと、分解後の一方のグループの位置座標データにより前記縫合物に穴位置を設定して、前記縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部を制御するステップと、分解後の他方のグループの位置座標データにより前記被縫合物に穴位置を設定して、前記被縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部を制御するステップとを実行するものである。
The method of suture holes creation device according to claim 9, suturing was a control method of suture holes creating apparatus for creating a hole for the needle guidance when sutured to the sewing object, the suture holes created device has a control unit and a hole forming element, wherein the control unit includes the steps of inputting the shape of the suture material and the suture material, suture number, hole position of needle insertion, the suture conditions including suturing procedure, the input A step of creating a completed suture image related to the stitching of the suture and the sutured object based on the stitched condition, and a hole arrangement pattern of the suture and the sutured object included in the created suture image Decomposing the position coordinate data into two groups of the position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture object and the position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture object, with reference to the suture boundary line; One group after Setting a hole position in the suture by position coordinate data and controlling the hole forming part so as to form a hole in a tissue connecting the hole position of the suture and the suture boundary line; The hole forming portion is set so that a hole position is set in the tissue connecting the hole position of the suture object and the suture boundary line by setting a hole position in the suture object according to the position coordinate data of the other group of And executing the controlling step .
請求項10に記載の縫合穴作成装置の制御方法は請求項9において、前記縫合物については角膜提供体の角膜が取り扱われ、前記被縫合物については角膜移植患者の角膜が取り扱われるものである。
The control method of the suture hole creating device according to
請求項1に係る縫合穴作成装置及び請求項9に係る縫合穴作成装置の制御方法によれば、縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件に基づいて穴形成部の出力を制御する制御部を備え、制御部が縫合物における複数の穴位置と被縫合物における複数の穴位置とを設定するようになる。更に制御部は、設定後に完成縫合画像を作成し、完成縫合画像に含まれる縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして各穴配置パターンの位置座標データに分解し、縫合物及び被縫合物に穴位置を設定する。穴形成部が設定後の縫合物及び被縫合物の組織に空洞を形成するようになる。
According to the suture hole creating device according to
この構成によって、縫合時、被縫合物の穴位置と縫合物の穴位置とを正確に位置合わせできるので、施術者の熟練度等に左右されることなく、縫合物及び被縫合物に縫合針を円滑に挿通できるようになると共に、被縫合物に対して縫合物が一方向に偏ることなく、縫合物と被縫合物とを再現性良く縫合できるようになる。しかも、先端に丸みを帯びた縫合針を使用できるので、トンネル外への通糸を防止できるばかりか、組織への損傷を軽減できるようになる。これにより、角膜移植の結果を左右する角膜縫合時の施術者による縫合施術を支援可能な角膜移植支援装置及び角膜縫合手術方法を提供できるようになる。
With this configuration, since the hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object can be accurately aligned at the time of suturing, the suture needle can be attached to the sutured object and the sutured object without depending on the skill level of the operator. Can be smoothly inserted , and the suture and the sutured object can be sutured with good reproducibility without the suture being biased in one direction with respect to the sutured object . Moreover, since a suture needle having a rounded tip can be used, not only can the thread pass outside the tunnel, but also the damage to the tissue can be reduced. Thereby, it becomes possible to provide a corneal transplantation support device and a corneal suturing operation method capable of supporting a suturing operation by a practitioner at the time of corneal suturing that affects the result of corneal transplantation.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る縫合穴作成装置及び縫合穴作成装置の制御方法について、その説明をする。図1に示す角膜移植支援装置100は縫合穴作成装置の一例を構成し、レシピエント(角膜移植患者)の角膜41b(被縫合物)にドナー(角膜提供体)の角膜41a(縫合物)を移植して縫合する際の縫合針用の穴部(以下トンネル42という:図3参照)を作成すると共に移植対象部分となる開口部(以下移植切開口41xという)をレシピエントの角膜41bにほぼ同時に形成するものである。
Hereinafter, the suture hole creating device and the control method of the suture hole creating device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The corneal
この例では、少なくとも、ドナーから提供される、例えば、マッシュルーム型の角膜41aに予めトンネル42(図9(A)参照)を形成しておき、その後、レシピエントの角膜41bにおいて、移植対象部分となる周縁端部に段差を有した、例えば、キノコ(マッシュルーム)状の移植切開口41xを形成すると共にトンネル42を作成する。そして、レシピエントの角膜41bにドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合を例に挙げる。もちろん、ドナー側において、角膜41aへのトンネル42の形成とその切開とを同時に行ってもよい。
In this example, a tunnel 42 (see FIG. 9 (A)) is formed in advance in, for example, a mushroom-
角膜移植支援装置100は、撮像装置11、医療用レーザー装置20及びパーソナルコンピュータ(以下パソコン30という)を備えている。パソコン30は、入力ツール12、入出力ポート33、表示装置34及び制御部35を有している。入力ツール12は入力部の一部を構成し、角膜41(ドナーの角膜41a、レシピエントの角膜41b)の移植形状や、その縫合方法、その縫合数η、針挿抜用の穴位置を含む縫合条件等を入力する際に操作される。
The corneal
この例で、縫合方法に関して端々縫合及び連続縫合が準備されている。ここに端々縫合とは、ドナーの角膜41aの穴位置とレシピエントの角膜41bの穴位置とを個々に縫合する方法をいい、連続縫合とはドナーの角膜41aの穴位置とレシピエントの角膜41bの穴位置とを連続して縫合する方法をいう。この例では、端々縫合又は連続縫合のいずれかを選択できるようになっている。更に、連続縫合については、施術者の縫合手順として時計回り及び反時計回りのいずれか一方を設定できるようになっている。これにより、時計回りに角膜縫合が得意な施術者又は反時計回りに角膜縫合が得意な施術者の利き手に合わせた縫合方法が選択できるようになる。
In this example, end-to-end stitching and continuous stitching are prepared for the stitching method. Here, the end-to-end suture refers to a method of individually stitching the hole position of the
ここで設定された角膜41の縫合方法や、縫合手順、縫合数η、穴位置を示す設定データD31,D32は、入出力ポート33を介して制御部35に出力される。入力ツール12にはマウス31やキーボード32等が使用される。マウス31やキーボード32等は入出力ポート33に接続される。入出力ポート33は制御部35に接続されて各種データの入力及び出力を制御する。上述の入力ツール12にはマウス31やキーボード32等の他に角膜解析装置10を使用してもよい。
The setting method D31 and D32 indicating the stitching method of the
例えば、角膜解析装置10を入出力ポート33に接続し、角膜解析装置10から得られる角膜測定データD10を制御部35に入力し、制御部35で角膜測定データD10を解析してレシピエントの角膜41bの移植範囲や、その移植形状を決定するようにしてもよい。角膜解析装置10には多機能型前眼部解析測定装置や、光干渉断層計(OCT)等が使用できる。
For example, the
入出力ポート33には入力ツール12の他に撮像装置11、医療用レーザー装置20及び表示装置34が接続される。撮像装置11及び医療用レーザー装置20は図示しない、例えば架台から延在したポール及び当該ポールから延びたアームに取り付けられる。撮像装置11及び医療用レーザー装置20は、図示しないXY走査機能及びZ方向への昇降機能(サーボ機構)を有しており、レシピエントやドナー等の眼球視野を臨む位置でXYZ方向に自在に移動可能となされている。
In addition to the
撮像装置11は例えば、角膜移植時のドナーの角膜41aやレシピエントの角膜41b等の画像を取得して角膜画像データD11をパソコン30に出力する。撮像装置11にはCCDカメラ、CMOSカメラ、赤外線カメラ等の眼科用撮像機器の他に角膜画像を拡大するための電子顕微鏡等が使用される。
For example, the
表示装置34は制御部35から入出力ポート33を介して表示データD34を入力し、当該表示データD34に基づいて角膜移植時のドナーの角膜41aやレシピエントの角膜41b等の画像を表示する。表示データD34は角膜画像データD11を画像処理して表示用のデータに変換したものである。表示装置34には液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ(PDP)等の表示モニタが使用される。
The
制御部35は移植対象のドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの抽出形状や、その縫合方法、その縫合手順、その縫合数η、針挿抜用の穴位置を含む縫合条件に基づいて角膜41aにおける複数の穴位置と角膜41bにおける複数の穴位置とを設定し、設定後のドナーの角膜41aやレシピエントの角膜41bの組織に複数の断面弧状のトンネル42を形成すると共に移植切開口41x(図3や、図7(B)の開口周縁端部V参照)をレシピエントの角膜41bに同時に形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する。
The
医療用レーザー装置20は穴形成部の一例を構成し、予めドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bのそれぞれにおいて、縫合針を挿通するためのトンネル42を作成すると共に、レシピエントの角膜41bにおいて、移植切開口41xをほぼ同時に形成するように制御される。医療用レーザー装置20にはフェムト秒レーザー等が使用される。フェムト秒レーザーは、Z方向のサーボ機構とXY走査機構とが独立し、三次元微細形状の加工が可能なものであり、スパイラル走査型やラスター走査型がある。これから説明する例では、レーザー光を深い位置から浅い位置に向かって渦巻き状(円形状)に走査するスパイラル走査型の場合について説明する。
The
ここで、図2〜図4を参照して、医療用レーザー装置20の構成例及び、その機能例について、パソコン30の制御部35の機能を含めて説明する。図2に示す医療用レーザー装置20は、例えば光源部21、光学系22、レンズ駆動機構23、ステージ駆動機構24、制御部25及び検出部26を備え、光学系22のスパイラル走査制御及びレーザー光の焦点深度を制御することで、角膜41の組織に断面弧状のトンネル42を形成すると共に移植切開口41xをレシピエントの角膜41bにほぼ同時に形成するようにした。
Here, with reference to FIGS. 2 to 4, a configuration example of the
光源部21は制御部25に接続され、レーザー強度データD21に基づいて所定の強度の医療用レーザー(以下単にレーザー光という)を発生し、レーザー光を光学系22へ出射するように動作する。光学系22はレンズ201や、ハーフミラー202、図示しないミラー等を有しており、例えば、光源部21から入射したレーザー光をミラーやハーフミラー202等で偏光し、偏光後のレーザー光をレンズ201を通してレシピエントの角膜41b等の組織内で焦点を結像するように機能する。
The
レンズ駆動機構23はZ方向のサーボ機構を構成し、制御部25に接続され、レンズ駆動データD23に基づいてレンズ201を駆動し、レーザー光の焦点深度を調整するように動作する。レンズ駆動機構23には例えば圧電アクチュエータ等が使用される。
The
ステージ駆動機構24はXY走査機構を構成し、制御部25に接続され、図示しない光学駆動系を搭載したステージをステージ駆動データD24に基づいてxyz座標系のxy方向(図1参照)に走査(移動)し、レーザー光をスパイラル走査するように動作する。光学駆動系には、上述した光源部21、光学系22、レンズ駆動機構23及び検出部26が含まれている。ステージ駆動機構24には例えば、ステッピングモータやソレノイド等が使用される。
The
検出部26は光軸に配置され、レーザー光の反射成分を検出してレーザー検出信号S26を発生する。検出部26にはフォトダイオード等が使用される。なお、検出部26の代わりに図1に示した撮像装置11を組み入れてもよい。
The
検出部26には制御部25が接続される。制御部25はレーザー検出信号S26を入力し、レーザー検出信号S26及びパソコン30から入力したレーザー制御データD20に基づいて光源部21、光学系22、レンズ駆動機構23及びステージ駆動機構24の入出力を制御するようになる。例えば、制御部25は通信機能を有しており、パソコン30から通信機能を利用して受信したレーザー制御データD20をデコードし、例えばレーザー強度データD21、レンズ駆動データD23及びステージ駆動データD24を作成する。
The
レーザー強度データD21はレーザー光の強度を調整するためのデータであり、制御部25から光源部21へ出力される。レンズ駆動データD23はレーザー光の焦点深度を調整するためのデータ(Z方向)であり、制御部25からレンズ駆動機構23へ出力される。ステージ駆動データD24はレーザー光をスパイラル走査するためのデータであり、制御部25からステージ駆動機構24へ出力される。もちろん、ラスター走査型が適用される場合は、ラスター走査用のステージ駆動データD24が使用される。
The laser intensity data D21 is data for adjusting the intensity of the laser beam, and is output from the
スパイラル走査用のステージ駆動データD24にはレーザー光によるスパイラル走査時のドナーの角膜41aへのトンネル42の形成位置や、レシピエントの角膜41bへのトンネル42の形成位置を設定する位置座標データや、ドナーの角膜41aで移植対象部分となる切開部位及びその内側でのトンネル作成時のレーザー照射タイミングや、レシピエントの角膜41bで移植切開口41x及びその外側でのトンネル作成時のレーザー照射タイミングを示すタイミングデータが含まれている。
The stage drive data D24 for spiral scanning includes position coordinate data for setting the formation position of the
スパイラル走査によれば、ドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bにおける切開部分では深い位置から浅い位置に向かってレーザー光の照射タイミングが連続するが、トンネル作成部分ではレーザー光がオンされるものの、トンネル作成部分以外ではレーザー光がオフされる間欠動作を伴うものとなる。つまり、スパイラル走査では、図2に示す白抜き矢印X(径方向)において、トンネル42の形成部分のみを注目した(見た)とき、深い位置から浅い位置に向かって照射タイミングが連続して見えるが、レーザー光が円周上を渦巻き状に回転する走査を伴うので、スパイラル走査中において、トンネル作成部分以外はレーザー光が照射されない区間が存在するものである。
According to the spiral scanning, the laser beam irradiation timing continues from the deep position to the shallow position in the incision portion in the
これらの位置座標データ及びタイミングデータを合成した情報が、ドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの少なくともいずれか一方へのトンネル42の形成とその切開とをほぼ同時に行うためのレーザー制御データD20を構成するようになる。レーザー制御データD20は、医療用レーザー装置20のスパイラル走査制御及びレーザー光の焦点深度をほぼ同時に制御するためのデータである。
Information obtained by synthesizing these position coordinate data and timing data is used as laser control data D20 for almost simultaneously forming and incising the
レーザー制御データD20は、レシピエントの角膜41bの組織に、複数の断面弧状のトンネル42(空洞)を形成すると共に移植切開口41xを同時に形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御するデータである。しかも、レーザー制御データD20はドナーの角膜41aの組織に複数の断面弧状のトンネル(空洞)を形成すると共にドナーの角膜41aとしての大きさの形状を同時に切り出すためのデータでもある。このレーザー制御データD20に補正を加えることで、移植切開口41xよりも一回り大きなドナーの角膜41aを切り出したり、正円を楕円等にするなど、切り出し形状を異ならせることもできる。
The laser control data D20 is data for controlling the output of the
上述の制御部35はメモリ部36を有している。メモリ部36には上述したレーザー制御データD20が格納される。レーザー制御データD20はレーザー焦点深度特性(図4(B)参照)で示される湾曲状の特性曲線を反映した断面弧状のトンネル42(図4(A)参照)を形成すると共に、移植対象部分となる例えば、断面段差状の移植切開口41xをレシピエントの角膜41bに同時に形成する際の制御目標値となるものである。メモリ部36には電源がオフされてもデータが消失しないハードディスクやCD−ROM等が使用される。
The
メモリ部36には、レーザー制御データD20の他に例えば、角膜移植支援時のプログラムデータが記述される。その記述内容は、ドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合方法、縫合手順等を含む縫合条件を入力するステップと、入力された縫合条件に基づいてドナーの角膜41aにおける穴位置とをレシピエントの角膜41bにおける穴位置と、各々の角膜41a,41bにおける開口形状とを設定するステップと、設定後のドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの組織に断面弧状のトンネル42を形成すると共に移植切開口41xをレシピエントの角膜41bに同時に形成するステップとを有するものである。
In addition to the laser control data D20, for example, program data for supporting corneal transplantation is described in the
また、図2において、tは例えばレシピエントの角膜41b(又はドナーの角膜41a)の厚みである。δは角膜表面からのトンネル42の深さ[mm](高さ)であり、レーザー光焦点深度調整時の制御対象となる。γはレーザー光照射区間[mm]であり、スパイラル走査において、レーザー光の照射開始位置から、例えば、穴位置Mに至るX方向における走査距離であり、レーザー光の照射が連続して見える区間となる。
In FIG. 2, t is the thickness of the recipient's
図2に示す白抜き楕円は空洞であり、医療用レーザー装置20にフェムト秒レーザーを使用した場合、フェムト秒(10-15)オーダーという超短時間で角膜41bの組織内でプラズマ爆発を起して形成された部分である。空洞の部分を連続させると弧状のトンネル部分や、クランク状の切開部位等を形成できるようになる。図中の白抜き楕円部分は既に空洞が形成された部分であり、破線の楕円部分はこれから空洞の形成が予想される部分である。左側に形成される空洞を結ぶと断面弧状のトンネル42を形成できるようになる。また、上方側に形成される空洞を結ぶと、例えば、図3に示すような断面段差状の移植切開口41xを形成できるようになる。移植切開口41xはレシピエントの角膜41bから移植交換部位41b’(図1及び図3の二点鎖線参照)を切除することで得られる。
The hollow ellipse shown in FIG. 2 is a cavity, and when a femtosecond laser is used for the
図3において、Vは開口周縁端部であり、移植切開口41xの段差状部位の周縁部分である。移植切開口41xはドナーの角膜41aの移植対象となる切開部分を成す。移植切開口41xは底部から上方に伸びて途中で左側に折れ曲がり、更に上方に折れ曲がり、断面が段差形状(クランク形状)を有している。移植切開口41xはスパイラル走査制御及びレーザー焦点深度制御を実行することで得られ、縫合中心位置(図6に示す中心点q参照)にZ軸を設定し、このZ軸を基準にして断面段差形状を一周回転したときに得られる立体開口形状を構成している。実際には、Z軸を基準にしてレーザー光が円周上を回転するように走査される。なお、図2及び図3において、角膜41bを便宜上矩形状で示しているが、実際には図9(A)に示すように角膜41aの断面が円弧等の湾曲状を有している。
In FIG. 3, V is an opening peripheral edge part, and is a peripheral part of the stepped portion of the transplant cut
図2に示した医療用レーザー装置20では、少なくとも、レシピエントの角膜41bにおいて、移植切開口41xを形成すると共にトンネル42を作成する。そして、ドナーから提供される角膜41aに予めトンネル42を形成しておき、その後、レシピエントの角膜41bにドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合である。この場合、角膜41aの移植形状及び縫合方法の選択に対応して、縫合数ηとレーザー光照射区間γ、角膜表面からの深さδに加えて縫合針の進行する方向を決める必要がある。レーザー光照射区間γ及び深さδは、トンネル長さ(縫合距離)や、移植切開口41xを決定するものである。
In the
この例では、医療用レーザー装置20の光学系22の先端プローブが、例えば、レシピエントの角膜41bの深い位置から浅い位置に向かってスパイラル走査される。スパイラル走査では、レーザー光が縫合中心位置を基準にして、例えば、縫合境界線I(開口周縁端部V:図4(B)参照)に沿って一周し、元の位置に戻ってくるようになる。図2や図4(A)において、レーザー光が複数回の周回を伴いながら、結果的に白抜き矢印Xに示すように紙面の右側から左側、例えば、レシピエントの角膜41bにおいて、縫合境界線Iから穴位置Mへ向けてレーザー光がスパイラル走査される。
In this example, the tip probe of the
すなわち、レーザー光の先端軌跡が深い位置から浅い位置に向かって徐々に渦巻きを伴って上昇すると共に、その先端軌跡の渦巻きの径が徐々に内側から外側へ向かって大きくなるような制御が採られる。レーザー照射区間γでは、レーザー光が10万回/秒等の照射条件に基づいて照射される。もちろん、スパイラル走査されるのはレーザー光を出射する先端プローブである。先端プローブの他に光学駆動系を搭載したステージそのものを回転走査してもよい。 That is, control is performed so that the tip locus of the laser beam gradually rises with a spiral from a deep position to a shallow position, and the spiral diameter of the tip locus gradually increases from the inside to the outside. . In the laser irradiation section γ, laser light is irradiated based on irradiation conditions such as 100,000 times / second. Of course, it is a tip probe that emits laser light that is spirally scanned. In addition to the tip probe, the stage itself equipped with an optical drive system may be rotationally scanned.
図4(A)に示す角膜41b等の断面図において、トンネル42の理想的な断面形状は、その入口部分から出口部分に至る部分が、例えば、弓形の縫合針51(図9(B),図18参照)の形状に沿っていることが好ましい。トンネル42を理想的な断面弧状とするには、医療用レーザー装置20を次のように制御するとよい。
In the cross-sectional view of the
例えば、レシピエントの角膜41bにおいて、移植切開口41xを画定する開口周縁端部Vから穴位置Mの側に向かってレーザー光をスパイラル走査し、このスパイラル走査に併せてレーザー光の焦点深度を同時に制御する。もちろん、ドナーの角膜41aにおいて、図示せずも、周縁端部IVから、設定された穴位置mに向かってレーザー光をスパイラル走査すると共にその焦点深度を同時に制御する。
For example, in the recipient's
この制御によって、開口周縁端部V(図3参照)が画定され、レシピエントの角膜41bにおいて、移植交換部位41b’を取り除くための切り込み(切開部分)が形成される。この移植交換部位41b’を取り除くと、図3に示す開口周縁端部Vが画定された移植切開口41xが形成される。この状態で例えば、縫合境界線I(開口周縁端部V)から穴位置Mに至るトンネル42が確認できるようになる。これにより、図3に示したレシピエントの角膜41bにおいて、トンネル42と移植切開口41xとを同時に形成できるようになる。
By this control, an opening peripheral edge V (see FIG. 3) is defined, and a cut (incision portion) is formed in the recipient's
上述のトンネル42と移植切開口41xとを同時に形成するためには、レーザー光のスパイラル走査制御及び焦点深度制御を合成して(重ね合わせて)同時に行う必要がある。図4(A)において、左側の縦軸は角膜41の厚みtであり、その厚みtにトンネル42の深さδと移植切開口41xの切り込みとを合成したものである。また、図4(B)において、右側の縦軸はレーザー光の焦点深度[%]である。
In order to form the above-described
図4(A)及び(B)において、各々の横軸はレーザー照射区間γ[mm]である。実線はレーザー焦点深度特性を示しており、円弧状の実線が図4(A)に示したレシピエントの角膜41bのトンネル42の断面の形状を反映するものであり、クランク状の実線が移植切開口41xを反映したものである。円弧状の破線はドナーの角膜41aのトンネル42の断面の形状を反映するものである。
4A and 4B, the horizontal axis represents the laser irradiation interval γ [mm]. The solid line represents the laser focal depth characteristic, and the arc-shaped solid line reflects the shape of the cross section of the
このレーザー光のスパイラル走査制御及び焦点深度制御を同時に行う方法によれば、例えば、ドナーの厚さtの角膜41bを貫くレーザー焦点深度を100%とし、深さδ[mm]のトンネル42を形成する際のレーザー光の焦点深度を90%としたとき、縫合境界線Iの側から穴位置Mに移行する間に焦点深度を90%から、連続的かつ円滑な弧状が得られる数%刻みの極精細なステップで、深い位置から角膜表面に向かってレーザー光の焦点深度の多段階減少制御を実行する。
According to the method of simultaneously performing the spiral scanning control and the focal depth control of this laser beam, for example, the laser focal depth penetrating through the
移植切開口41xについては、レーザー焦点深度を100%から50%へ向けて多段階減少制御を行いながら、渦巻き径を同一に保ちながらスパイラル走査を行う(第1段階)。次に、レーザー焦点深度=50%を維持して、渦巻き径を徐々に広げながらスパイラル走査を行う(第2段階)。更に、レーザー焦点深度を50%から0%へ向けて多段階減少制御を行いながら、渦巻き径を同一に保ちながらスパイラル走査を行う(第3段階)。
For the
これにより、断面が緩やかな湾曲を有した断面弧状のトンネル42と、開口周縁端部Vを有する移植切開口41xとを同時に形成できるようになる。開口周縁端部Vは断面クランク部位を回転した段差(逆さフランジ)状を有するものである。この開口周縁端部Vを一周に渡って連続することなく、開口周縁端部Vをヒンジ部分として残留させたものがレーシック(LASIK)時の角膜フラップである。
As a result, the
このようなフェムト秒レーザー等の医療用レーザーによるLASIK時の角膜フラップの作成機能を利用することで、レシピエントにおける角膜移植範囲を画定する移植切開口41xと、角膜41bの表面からの深さδを有するトンネル42とを同時かつ正確に作成できるようになる。ドナーの角膜41aにおいては、レシピエントに移植する角膜41aの側にトンネル42を形成すると共に、その周縁端部IVを同時に切り出す(切開する)ようになされる。
By utilizing such a function of creating a corneal flap during LASIK by a medical laser such as a femtosecond laser, a
また、トンネル42は、ドナーとレシピエントのそれぞれの角膜表面からの深さδが同じ距離となるように作成することが好ましい。例えば、保存液等により、ドナーの角膜41aの膨張率が分かっている場合は、ドナーの角膜41aの収縮を見越して、深さδをやや多めに設定するとよい。縫合後、ドナーの角膜41aが収縮してそのトンネル42の深さδとレシピエントの角膜41bのトンネル42の深さδとが同じ深さになる。これらにより、スパイラル走査機構及びZ方向のサーボ機構等を有した医療用レーザー装置20を構成する。
The
続いて、図1〜図15を参照して、本発明に係る縫合穴作成装置の制御方法について説明する。この例では、最初に、ドナーの角膜41aにおいて、16箇所のトンネル42a〜42pを形成すると共に眼球を切開して、マッシュルーム形状の周縁端部IVを同時に形成する。トンネル42a〜42p付きのドナーの角膜41aが準備できた後に、レシピエントの角膜41bにおいて、16箇所のトンネル42a〜42pを形成すると共に開口周縁端部Vを画定する移植切開口41xを同時に形成する場合であって、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを組み合わせて、各々のトンネル42a〜42pを連結して縫合する場合(図9(A)及び(B))参照)を例に挙げる。
Then, with reference to FIGS. 1-15, the control method of the suture hole preparation apparatus which concerns on this invention is demonstrated. In this example, first, in the
この場合に、図2に示したパソコン30がメモリ上で角膜縫合完成パターンを予想してレーザー制御データD20を作成し、当該レーザー制御データD20に基づいて医療用レーザー装置20を制御する場合について説明をする。レーザー制御データD20には例えば、レシピエントの角膜41bの組織に、16箇所の断面弧状のトンネル42a〜42pを形成すると共に移植切開口41xをほぼ同時に形成する際のデータが含まれる。
In this case, the case where the
医療用レーザー装置20は、レーザー制御データD20をデコードし、レーザー強度データD21、レンズ駆動データD23及びステージ駆動データD24を再生し、これらのデータに基づいて光学系22の先端プローブのスパイラル走査制御及びレーザー光の焦点深度(Z方向のサーボ機構等)を同時に制御する。この制御によって、16箇所の断面弧状のトンネル42a〜42pを形成すると共に移植対象部分となる段差状の移植切開口41xをレシピエントの角膜41bに同時に形成するようにした。また、角膜41a,41bを縫合する方法については、端々縫合及び連続縫合の2つの方法について準備されている場合を例に挙げる。図9(B)に示す縫合針51はドナーの角膜41aの側からレシピエントの角膜41bの側に差し込む場合を基本とする。
The
これらを縫合穴形成条件にして、まず、図5に示すステップST1で制御部35は縫合条件の入力を受け付ける。この縫合条件にはレシピエント側の角膜41bの移植範囲が含まれている。施術者は、例えば、図1に示した角膜解析装置10等から得られる角膜測定データD10を参照し、レシピエントの角膜41bの症状を確認して移植範囲を決定し、ドナーから切り出す角膜41aの形状等を決定する。なお、角膜移植に関しては、劣化して視力が得られなくなった角膜移植者の他に、劣化はしていないが既存の状態よりも更に眼科的特性に優れた角膜と交換したいと希望する角膜移植者が含まれる。
With these as the stitching hole forming conditions, first, at step ST1 shown in FIG. 5, the
レシピエントの角膜41bにおける移植範囲については、例えば、縫合対象形状の一例となる略円形状に係る穴配置パターンと略楕円形状に係る穴配置パターンとが準備されている。もちろん、これ以外の多角形状でも不定形状の穴配置パターンが含まれていてもよく、その場合には、円形状の穴配置パターン(基本)の設定方法を流用できるものである。
As for the transplant range in the recipient's
この例では、便宜上、縫合穴形成に関する説明を分かりやすくするために、レシピエントの角膜41bの移植範囲については円形状の穴配置パターンが設定された場合を例に挙げる。この場合、ドナーの角膜41aについては、角膜提供体の眼球から円形(正円)状に切り出され、レシピエントの角膜41bは移植対象部分を正円開口状(移植切開口41x)に切除した残りの部分となる。もちろん、移植切開口41xは正円開口状に限られることはなく、乱視の矯正を見込んで角膜41bを楕円開口状に切開してもよい。反対に、レシピエントの角膜41bを円形状に切り出し、ドナーの角膜41aを楕円形状に切り出して、これらを組み合わせる縫合であってもよいし、楕円形状同士の角膜41a,41bの縫合であってもよい。
In this example, for the sake of convenience, in order to make it easy to understand the explanation regarding the formation of the suture hole, a case where a circular hole arrangement pattern is set for the transplantation range of the recipient's
縫合条件には上述の移植範囲の他にドナーの角膜41aの縫合方法として、端々縫合、連続縫合、更に縫合数η、連続縫合では時計回り、反時計回りと言った縫合手順が含まれている。縫合方法については端々縫合が選択され、縫合数ηについては、η=16が設定された場合を例に挙げる。施術者は、角膜表面側の縫合針の出入口となる例えば、トンネル42aの穴位置A,aについて予め走査(縫合)距離及び縫合方法を決めると共に縫合数ηを制御部35に設定する。
In addition to the above-mentioned transplantation range, the stitching conditions include end-to-end stitching, continuous stitching, the number of stitches η, and the stitching procedure such as clockwise and counterclockwise for continuous stitching. . As an example, a case where end-to-end stitching is selected as the stitching method and η = 16 is set as the stitching number η will be described. The practitioner determines a scanning (stitching) distance and a stitching method in advance and sets the number of stitches η in the
この設定は、縫合数ηに応じてドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bのそれぞれに同数の穴位置(出入口)を必要な間隔で作成するためである。この例では縫合方法や、縫合手順を設定するとトンネル42の形成方向が自動的に決定するようになされる。従って、縫合針51(図9(B)参照)が向かう方向(縫合方向)も縫合方法によって決定される。
This setting is to create the same number of hole positions (entrances / exits) in the donor's
この例では、図6に示す端々縫合用の穴配置パターン例によれば、角膜縫合時、ドナーの角膜41aの側からレシピエントの角膜41bの側に縫合針を差し込む場合を基本としているので、ドナーの角膜41aの穴位置aとレシピエントの角膜41bの穴位置Aとを結ぶ針誘導用のトンネル42aを始め、ドナーの角膜41aの穴位置bとレシピエントの角膜41bの穴位置Bとを結ぶトンネル42b、同様にして、ドナーの角膜41aの穴位置c〜pと対応するレシピエントの角膜41bの穴位置C〜Pとを結ぶトンネル42c〜42pの計16箇所(16本)を連続性良く締結できるようにした。このため、制御部35では、次の工夫をしている。角膜41の移植範囲が円形状(正円)に決定されているので、端々縫合用の穴配置パターン例においても縫合境界線Iが円形状(正円)に設定される。
In this example, according to the hole arrangement pattern example for end-to-end suture shown in FIG. 6, when the cornea is sutured, it is based on the case where the suture needle is inserted from the
レシピエントの角膜41bとドナーの角膜41aとの縫合完了時に予想される第1の穴位置a〜p及び第2の穴位置A〜Pの穴配置パターンをメモリ上に展開し、縫合境界線Iを基準にして、レシピエントの角膜41bの穴位置A〜Pを含む穴配置パターンと、ドナーの角膜41aの穴位置a〜pを含む穴配置パターンから成る位置座標データの2つのグループに分解する。
The hole arrangement patterns of the first hole positions a to p and the second hole positions AP that are expected upon completion of the stitching between the recipient's
分解後のドナーの角膜41aの穴配置パターンに基づく位置座標データによりドナーの角膜41aに穴位置a〜pを設定して、図7(A)に示す実際のドナーの角膜41aにおいて、その周縁端部IVから対応する穴位置a〜pに至るトンネル42a〜42pを設定する。また、分解後のレシピエントの角膜41bの穴配置パターンに基づく位置座標データによりレシピエントの角膜41bに穴位置A〜Pを設定して、図7(B)に示す実際のレシピエントの角膜41bの開口周縁端部Vから対応する穴位置A〜Pに至るトンネル42a〜42pを設定する。
In the
その際の穴位置A〜Pや、穴位置a〜pの設定基準は、縫合中心位置を基準となされる。縫合中心位置は角膜41が例えば正円形(直径Dφ=7〜8mm程度)である場合、図6に示す正円形の中心点qや、図11に示す正円形の中心点qとなる。以下で中心点qを縫合中心位置qとも示すこととする。移植対象の角膜41が楕円形や、正円形以外の場合は、例えば該当する形状の重心点等を設定すればよい。これにより、再現性良く端々縫合や連続縫合用のトンネル42a〜42p等を形成できるようになる。
The setting reference for the hole positions A to P and the hole positions a to p at that time is based on the suture center position. When the
図6に示す穴配置パターン例において、縫合境界線Iは正円開口状のレシピエントの角膜41bと正円形状のドナーの角膜41aとを組み合わせた際に生じる円状の境界線である。縫合内輪線IIは縫合中心位置qを基準にして縫合境界線Iの内側に設定される同心円である。縫合条件には上述の移植範囲、縫合方法の他に縫合距離α,β等が含まれている。ここに縫合距離αとは、図6に示した端々縫合用の穴配置パターン例において、縫合境界線Iから縫合内輪線IIに至る距離である。
In the example of the hole arrangement pattern shown in FIG. 6, the stitching boundary line I is a circular boundary line that is formed when a recipient's
例えば、縫合距離αはトンネルの深さδや、縫合針の形状に対応してコンマ数〜数mm程度に設定される。縫合距離βとは、同パターン例において、縫合境界線Iから縫合外輪線IIIに至る距離である。例えば、縫合距離βもトンネルの深さδや、縫合針51の形状に対応してコンマ数〜数mm程度に設定される。縫合外輪線IIIは同じ基準で縫合境界線Iの外側に設定される同心円である。
For example, the stitching distance α is set to a comma number to a few mm in accordance with the tunnel depth δ and the shape of the suture needle. The stitching distance β is a distance from the stitching boundary line I to the stitching outer ring line III in the same pattern example. For example, the stitching distance β is also set to a comma number to a few millimeters corresponding to the tunnel depth δ and the shape of the
次に、図5に示したステップST2で制御部35は端々縫合が設定されているか、それ以外の縫合方法が設定されているかによって制御を分岐する。上述の縫合条件入力で端々縫合が設定されている場合はステップST3に移行して制御部35は端々縫合用の穴配置パターンからレーザー制御データD20を作成する。レーザー制御データD20は、トンネル42a等の穴位置を示す位置座標データや、移植切開口41xを画定する位置座標データ等が三次元微細形状の加工に可能なラスター走査又はスパイラル走査を行うためのデータ形式に変換される。この変換処理については既存の技術が利用できるので、その説明を省略する。
Next, at step ST2 shown in FIG. 5, the
この例では、図6に示した端々縫合用の穴配置パターン例において、図7(B)に示す円形状に開口(移植切開口41x)されたレシピエントの角膜41bに、図7(A)に示す略同等の大きさの円形状のドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合を例に挙げる。もちろん、移植切開口41xは円形状に限られることはなく、楕円状に切開してもよい。
In this example, in the hole arrangement pattern for end-to-end stitching shown in FIG. 6, the recipient's
制御部35は、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを縫合する箇所を縫合数ηとし、ドナーの角膜41aの穴位置a〜p及びレシピエントの角膜41bの穴位置A〜Pとを結ぶトンネル42a〜42pの設定ピッチ角度をθとし、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを縫合する際の縫合中心位置qを基準にして、設定ピッチ角度θを360°/ηに設定する。もちろん、図示しない楕円形状に開口されたレシピエントの角膜41bに、略同等の大きさの楕円形状のドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合であって、また、やや大きめの円形状のドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合であってもよい。
The
ここに設定ピッチ角度θとは、図6に示した縫合中心位置qを通過する直径方向の線分(以下で径線という)と他の径線とが成す角度をいう。縫合数ηが、上述の例でη=16箇所であることから、設定ピッチ角度θはθ=22.5°に設定され、16/η本の径線(1)〜(8)を得る。図6に示した穴配置パターン例は、角膜移植時において、端々縫合が選択された場合の完成縫合画像であって、制御部35が医療用レーザー装置20を制御するに際して、例えば、メモリ領域上で展開され、レーザー強度データD21や、レンズ駆動データD23、ステージ駆動データD24(穴位置の位置座標データD(xa ya))等のレーザー制御データD20を作成するための基礎となるものである。
Here, the set pitch angle θ means an angle formed by a diametrical line segment (hereinafter referred to as a radial line) passing through the sewing center position q shown in FIG. 6 and another radial line. Since the number of stitches η is η = 16 in the above example, the set pitch angle θ is set to θ = 22.5 °, and 16 / η radial lines (1) to (8) are obtained. The hole arrangement pattern example shown in FIG. 6 is a completed suture image when end-to-end suture is selected at the time of corneal transplantation. When the
具体的には、径線(1)と縫合内輪線IIとが交差する位置に穴位置a,i(黒点印)を設定し、当該径線(1)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置A,I(黒点印)を設定する。同様にして、径線(2)と縫合外輪線IIとが交差する位置に穴位置b,jを設定し、当該径線(2)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置B,Jを設定する。 Specifically, hole positions a and i (black dots) are set at positions where the radial line (1) and the suture inner ring line II intersect, and the suture outer ring line III on the extension line of the radial line (1) is Hole positions A and I (black dots) are set at the intersecting positions. Similarly, hole positions b and j are set at positions where the radial line (2) and the suture outer ring line II intersect, and holes are formed at positions where the suture outer ring line III on the extension line of the radial line (2) intersects. Positions B and J are set.
同様に、残りの径線(2)〜(8)について、穴位置c〜p及び穴位置C〜Pを設定する。これにより、端々縫合用の穴配置パターンから位置座標データが得られ、ドナーの角膜41aの周縁端部IVに針挿抜用の穴位置a〜pを設定できるようになる。穴位置a,b・・・pを特定する位置座標データは、例えば、X−Y座標系において、D(xa ya),D(xb yb)・・・・D(xp yp)で示される。
Similarly, hole positions c to p and hole positions CP are set for the remaining radial lines (2) to (8). As a result, position coordinate data is obtained from the hole arrangement pattern for end-to-end sutures, and the hole positions a to p for needle insertion / extraction can be set at the peripheral edge portion IV of the
また、レシピエントの角膜41bの開口周縁端部IVに針挿抜用の穴位置A〜Pを設定できるようになる。穴位置A,B・・・Pを特定する位置座標データは、例えば、X−Y座標系において、D(xA yA),D(xB yB)・・・・D(xP yP)で示される。この設定の様子を示すメモリ領域上に展開された位置座標データD(xa ya)等を表示データD14に変換し、この表示データD14に基づいて端々縫合の完成縫合画像を表示装置34に表示してもよい。
Moreover, the hole positions AP for needle insertion / extraction can be set at the opening peripheral edge IV of the
上述の黒点印で示した16箇所の穴位置a〜p及び16箇所の穴位置A〜Pは、医療用レーザー装置20へ送信するレーザー制御データD20を構成する。この例では、レーザー制御データD20をドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとに適用して、ドナーの角膜41aを切開すると共にトンネル42a〜42pを同時に形成し、その後、レシピエントの角膜41bでトンネル42a〜42pを形成すると共に移植切開口41xを同時に形成するようにした。
The 16 hole positions a to p and the 16 hole positions A to P indicated by the black dots described above constitute laser control data D <b> 20 to be transmitted to the
[ドナーの角膜41aの切開とそのトンネル42a〜42pの作成]
この例では、ステップST4で図1に示した制御部35がドナーの角膜41aをマッシュルーム形状に切開すると共にその組織にトンネル42a〜42pを順次形成するように医療用レーザー装置20を制御する。例えば、制御部35はメモリ部36からレーザー制御データD20を読み出して、図7(A)に示すような円形状の周縁端部IVを画定するようにドナーの角膜41aを切開すると共に、その周縁端部IVと、対応する穴位置a〜p間とを各々結ぶトンネル42a〜42pを順次形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する。
[Incision of
In this example, in step ST4, the
医療用レーザー装置20はレーザー制御データD20を入力し、レーザー制御データD20からレーザー光のスパイラル走査制御及びその焦点深度制御に必要なデータをデコードする。このデータデコードにおいて、図6に示した縫合境界線Iに沿って当該縫合境界線Iから縫合内輪線IIに向かうようにレーザー光をドナーの角膜41a上でスパイラル走査するためのステージ駆動データD24が再生される。ステージ駆動データD24に基づく深い位置から浅い位置(Z方向)へのスパイラル走査によって周縁端部IVを画定するようにドナーの角膜41aを切開すると共に、角膜41aの深い位置からその表面に向かってトンネル42a〜42pを順次形成する。上述のスパイラル走査制御及び焦点深度制御によって周縁端部IVを順次画定させながら、その16箇所のトンネル42a〜42pをほぼ同時に形成する。
The
ドナーの角膜41aのトンネル42a〜42pについての形成順を着目すると、初回目の時計回りのスパイラル走査で、トンネル42a〜42pの形成開始となる最深度位置において、レーザー光の焦点深度が調整され、回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル42a〜42pの形成が開始される。もちろん、径線(1)〜(8)上でレーザー光の照射タイミングがオンされ、同一円周上の穴位置a−b,b−c,c−d,d−e,e−g,g−h,h−i,i−j,j−k,k−l,l−m,m−n,n−o,o−p,p−a間はオフされる。
Focusing on the order of formation of the
次回目の時計回りのスパイラル走査で、上述の最深度位置よりも深度位置がわずかに減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が内側にわずかに狭まった状態において、回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル42a〜42pの形成が継続される。同一円周上におけるレーザー光の照射タイミングのオフ区間は弧の長さが徐々に短くなるので、それに比例にしてオフ区間が短くなる。
In the next clockwise spiral scan, when the depth of focus is adjusted so that the depth position is slightly smaller than the above-mentioned depth position, and the vortex diameter is slightly narrowed inward, the rotation angle order Formation of the
更に次回目の時計回りのスパイラル走査で、上述の深度位置よりも更に焦点深度を減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が更に内側に狭まった状態において、回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル42a〜42pの形成が継続される。レーザー光の照射タイミングのオフ区間も上述と同様である。なお、ドナーの角膜41aの切り出し(切開)については、従来方式と同様にして、マッシュルーム形状に形成する。
Further, in the next clockwise spiral scanning, in the state where the depth of focus is adjusted so that the depth of focus is further reduced from the above-mentioned depth position and the diameter of the spiral is further narrowed inward, the rotation angle order (22 .5 °), the
このようなドナーの角膜41aの組織を深い位置から浅い位置に向けて時計回りにスパイラル走査を角膜41aの厚みt及びトンネル42の深さδをクリアする回数(ν回)分だけ行うことにより、図7(A)に示すようなドナーの角膜41aの周縁端部IVを画定できると共に、その周縁端部IVに規則正しく配置された16箇所のトンネル42a〜42pを同時に形成できるようになる。この形成によって、図9(A)に示すようなマッシュルーム形状を有し、かつトンネル42a,42i等を有したドナーの角膜41aが準備できるようになる。
By performing spiral scanning of the tissue of the
[レシピエントの角膜41bのトンネル42a〜42p及び移植切開口41xの作成]
ドナーの角膜41aが準備できたら、ステップST5に移行して制御部35はレシピエントの角膜41bの組織にトンネル42a〜42pを形成すると共に移植切開口41x(開口周縁端部V)を同時に形成するように医療用レーザー装置20を制御する。例えば、制御部35はメモリ部36からレーザー制御データD20を読み出して開口周縁端部Vを画定するようにレシピエントの角膜41bを切開すると共に、その開口周縁端部Vと、穴位置A〜P間を対応して各々結ぶトンネル42a〜42pを順次形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する。
[Creation of
When the
この例で、制御部35は医療用レーザー装置20にレーザー制御データD20を出力して、レーザー光の焦点深度(Z方向)を制御すると共に、図6に示した穴配置パターンをドナーの眼球と例えたとき、その縫合中心位置を基準にして、レーザー光を円周状に走査するスパイラル走査を行って、図4(B)に示したレーザー光照射区間γにおいて、レーザー光照射をオンし、円周上でレーザー光の照射位置を移動することで、レシピエントの角膜41bにトンネル42a〜42p及び開口周縁端部V(図7(B)参照)を同時に形成するようになる。
る。
In this example, the
The
医療用レーザー装置20はレーザー制御データD20を入力し、レーザー制御データD20からレーザー光のスパイラル走査制御及びその焦点深度制御に必要なデータをデコードする。このデータデコードにおいて、図6に示した縫合境界線Iに沿って当該縫合境界線Iから縫合外輪線IIIに向かうようにレーザー光をレシピエントの角膜41b上でスパイラル走査するためのステージ駆動データD24が再生される。ステージ駆動データD24に基づく深い位置から浅い位置(Z方向)へのスパイラル走査によって、開口周縁端部Vを画定するようにレシピエントの角膜41bを切開すると共に、角膜41bの深い位置からその表面に向かってトンネル42a〜42pを順次形成する。上述のスパイラル走査制御及び焦点深度制御によって開口周縁端部Vを順次画定させながら、その16箇所のトンネル42a〜42pをほぼ同時に形成する。
The
レシピエントの角膜41bのトンネル42a〜42pについての形成順を着目すると、初回目のスパイラル走査で、トンネル42a〜42pの形成開始となる最深度位置において、レーザー光の焦点深度が調整され、回転角順位(22.5°)毎に穴位置A〜Pに対応するトンネル42a〜42pの形成が開始される。もちろん、径線(1)〜(8)上でレーザー光の照射タイミングがオンされ、同一円周上の穴位置A−B,B−C,C−D,D−E,E−F,F−G,G−H,H−I,I−J,J−K,K−L,L−M,M−N,N−O,O−P,P−A間ではオフされる。
Focusing on the formation order of the recipient's
次回目のスパイラル走査で、上述の最深度位置よりも深度位置がわずかに減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が外側にわずかに広がった状態において、回転角順位(22.5°)毎に穴位置A〜Pに対応するトンネル42a〜42pの形成が継続される。同一円周上におけるレーザー光の照射タイミングのオフ区間は弧の長さが徐々に長くなるので、それに比例にしてオフ区間が長くなる。
In the state where the depth of focus is adjusted so that the depth position is slightly smaller than the above-mentioned depth position in the next spiral scan, and the diameter of the spiral is slightly expanded outward, the rotation angle order (22. The formation of the
更に次回目のスパイラル走査で、上述の深度位置よりも更に焦点深度を減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が更に外側に広がった状態において、回転角順位(22.5°)毎に穴位置A〜Pに対応するトンネル42a〜42pの形成が継続される。レーザー光の照射タイミングのオフ区間も上述と同様である。
Further, in the next spiral scan, in the state where the depth of focus is adjusted so as to reduce the depth of focus further than the above-mentioned depth position, and the diameter of the spiral is further spread outward, the rotation angle order (22.5 ° ), The formation of the
このようなレシピエントの角膜41bの組織を深い位置から浅い位置に向けて時計回りにスパイラル走査をν回分繰り返すことにより、図7(B)に示すようなレシピエントの角膜41bの開口周縁端部Vを画定できると共に、その開口周縁端部Vに規則正しく配置された16箇所のトンネル42a〜42pを同時に形成できるようになる。
By repeating spiral scanning ν times clockwise from the deep position to the shallow position of the tissue of the recipient's
なお、レシピエントの角膜41bの移植切開口41xについては、従来方式と同様にして、断面段差状に形成する。例えば、第1段階で角膜41bの裏面側から表面側に向けてレーザー光の焦点深度を徐々に低減しながら、その照射タイミングを連続してスパイラル走査を繰り返し行い、角膜41bの組織を所定の深さだけ円柱状に切開形成する。その後、第1段階に続く第2段階でレーザー光の焦点深度を固定したままで、渦巻きの径を少しずつ外側に広げるようにその照射タイミングを連続してスパイラル走査を行う。これにより、断面段差状の平担部分を形成できるようになる。
The transplant cut
そして、第2段階に続く第3段階で断面段差状の平担部分から表面側に向けてレーザー光の焦点深度を徐々に低減しながら、その照射タイミングを連続してスパイラル走査を繰り返し行い、角膜41bの組織を円柱状に切開形成する。これにより、断面段差状の移植切開口41xを形成できるようになる。
Then, in the third stage subsequent to the second stage, while gradually reducing the depth of focus of the laser beam from the flat portion having a stepped cross section toward the surface side, the irradiation timing is continuously repeated and spiral scanning is repeated. The tissue of 41b is cut and formed in a cylindrical shape. Thereby, the transplant cut
なお、16箇所のトンネル42a〜42pの形成後に移植切開口41xの切開を行う場合について説明したが、これに限られることはなく、移植切開口41xの第1段階の形成後にトンネル42a〜42pの形成を行ってもよく、また、その第2段階の形成後にトンネル42a〜42pの形成を行ってもよい。これにより、図9(A)に示す断面弧状のトンネル42a及び、段差状を有したレシピエントの角膜41bにおいて、縫合の準備ができるようになる。
In addition, although the case where the incision of the
これらが準備できたら、例えば、図7(A)に示したトンネル42a〜42pを形成したドナーの角膜41aと、図7(B)に示したトンネル42a〜42pを形成したレシピエントの角膜41bとを位置合わせ(図9(A)参照)して、図8及び図9(B)に示すようにトンネル42a〜42pを組み合わせる。これにより、図8に示すような16箇所の端々縫合用(個々の羽根が放射状に延びたような羽根車状)のトンネル42a〜42pを形成できるようになる。
When these are prepared, for example, the
その後、図10に示すようにドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを縫合するようになされる。施術者は医療用レーザー装置20によって作成されたトンネル42a〜42pに縫合針を通して行くだけで正確に角膜41を端々縫合できるようになる。このとき、従来方式のようにスーチャーマーカーを使用してトンネル42a〜42p上にマーカーを施してもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 10, the
この例では、縫合方法として端々縫合が選択されているので、施術者は、まず、図9(B)に示す縫合糸52が係合された縫合針51を穴位置a側から挿入し、縫合糸52を穴位置a−A間のトンネル42aを通して穴位置Aの側から抜き出す(12時の方向)。縫合糸52の端と端とを結んで角膜41a,41bを縫合し綴じる。
In this example, since end-to-end stitching is selected as the suturing method, the practitioner first inserts the suturing
次に縫合する箇所については、例えば図10に示すように角度180°だけ位置を変え、同様にして穴位置i−I間を縫合する(6時の方向)。次に縫合する箇所については更に角度90°位置を変え、同様にして穴位置m−M間を縫合し、更に、穴位置e−E間を縫合する(9時と3時の方向)。更に縫合する箇所については角度45°だけ位置変え、同様にして穴位置o−O間を縫合し、更に、穴位置g−G間を同様にして縫合する。 Next, the position to be sewn is changed by an angle of 180 ° as shown in FIG. 10, for example, and the hole positions i-I are sewn in the same manner (direction of 6 o'clock). Next, the position to be sewn is changed by changing the position of the angle 90 °, similarly, the hole positions m-M are sewn, and further, the hole positions e-E are sewn (directions of 9 o'clock and 3 o'clock). Further, the position to be stitched is changed by an angle of 45 °, the hole positions o-O are similarly stitched, and the hole positions g-G are similarly stitched.
更に縫合する箇所については角度90°だけ位置を変え、同様にして穴位置c−C間を縫合し、更に、穴位置k−K間を同様に縫合する。次に縫合する箇所については角度22.5だけ位置を変え、同様にして穴位置b−B間を縫合し、更に、穴位置j−J間を同様に縫合する。更に縫合する箇所については角度90°だけ位置を変え、同様にして穴位置n−N間を縫合し、更に、穴位置f−F間を同様に縫合する。 Further, the position to be stitched is changed by an angle of 90 °, the hole positions c-C are similarly stitched, and the hole positions k-K are similarly stitched. Next, the position to be stitched is changed by an angle of 22.5, the hole positions b and B are similarly stitched, and the hole positions j and J are similarly stitched. Further, the position to be stitched is changed by an angle of 90 °, the holes n-N are similarly stitched, and the holes f-F are similarly stitched.
更に縫合する箇所については角度45°だけ位置を変え、同様にして穴位置l−L間を縫合し、更に、穴位置d−D間を同様に縫合する。最後に縫合箇所を角度90°だけ位置を変え同様にして穴位置p−P間を同様に縫合し、更に穴位置h−H間を同様に縫合する。もちろん、縫合手順はこれに限られることはない。これにより、レシピエントの角膜41bとドナーの角膜41aとを容易かつ均等に規則性正しく端々縫合できるようになる(図10参照)。
Further, the position to be stitched is changed by an angle of 45 °, the hole positions l-L are similarly stitched, and the hole positions d-D are similarly stitched. Finally, the position of the stitching position is changed by an angle of 90 °, the hole positions p-P are similarly stitched, and the hole positions h-H are stitched similarly. Of course, the suturing procedure is not limited to this. As a result, the recipient's
また、上述のステップST2で連続縫合が設定されている場合は、ステップST6に移行して制御部35は縫合手順の設定に対応して制御を分岐する。反時計回りが設定されている場合は、ステップST7に移行して制御部35は連続縫合用の穴配置パターン(反時計方向用)を設定する。この連続縫合用の穴配置パターンによれば、十字の4つの端点、すなわち、時計の文字板で12時、3時、6時、9時の位置で端々縫合を行ってから連続縫合を行うようになされる。これはレシピエントの角膜41bに対してドナーの角膜41aの縫合位置の偏りを防止するためである。
If continuous stitching is set in step ST2 described above, the process proceeds to step ST6, and the
図11に示す連続縫合用の穴配置パターン例(反時計回り)において、この例でも、図12(B)に示す円形状に開口されたレシピエントの正円形状の角膜41bに、図12(A)に示す略同等の大きさの正円形状のドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合について説明する。制御部35は、図11において、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを縫合する箇所を縫合数η=16とし、トンネル43(空洞)の入口(穴位置A)の設定ピッチ角度をθ1としたとき、設定ピッチ角度θ1をθ1=22.5°(360°/η)に設定する。もちろん、楕円形状に開口されたレシピエントの角膜41bに略同等の大きさの楕円形状又は円形状のドナーの角膜41aを組み合わせて縫合する場合であってもよい。
In the example of the hole arrangement pattern for continuous stitching shown in FIG. 11 (counterclockwise), in this example as well, the recipient's
これにより、端々縫合用の穴配置パターン例と同様にして8本の径線(1)〜(8)が得られる。図11に示した穴配置パターン例は、角膜移植時において、連続縫合の完成縫合画像であって、制御部35が医療用レーザー装置20を制御するに際して、メモリ領域上で展開され、レーザー強度データD21や、レンズ駆動データD23、ステージ駆動データD24(穴位置の位置座標データD(xa ya))等のレーザー制御データD20を作成するための基礎となるものである。
Thereby, eight radial lines (1) to (8) are obtained in the same manner as the example of the hole arrangement pattern for end-to-end stitching. The hole arrangement pattern example shown in FIG. 11 is a completed suture image of continuous stitching at the time of corneal transplantation. When the
この例で制御部35は、図6に示した径線(1)上に穴位置Aが設定されたレシピエント用の穴配置パターンに対して、径線(1)上に穴位置aが設定されたドナー用の穴配置パターンを角度θ2=θ1/2=11.25°だけ回転し、図11に示すように穴位置aが設定された新たな径線(1)’の位置を設定する。その他の径線(2)〜(8)についても同様に設定する。これにより、上述の径線(1)〜(8)と同様にして8本の径線(1)’〜(8)’が得られる。
In this example, the
この例でも、メモリ領域上で正円形状のドナーの角膜41aを、円形状に開口されたレシピエントの角膜41bに組み合わせた状態を予想してレーザー制御データD20を作成する場合を例に挙げる。レシピエントの角膜41bには針挿抜用の穴位置A〜Pが設定され、角度θ2=11.25°ずつ回転した位置で、ドナーの角膜41aにおいて、針挿抜用の穴位置a〜pが設定される。
Also in this example, a case where the laser control data D20 is generated in anticipation of a state in which the
具体的には、図11に示す径線(1)’と縫合内輪線IIとが交差する位置に穴位置a,i(黒点印)を設定し、当該径線(1)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置A,I(黒点印)を設定する。同様にして、径線(2)’と縫合外輪線IIとが交差する位置に穴位置b,jを設定し、当該径線(2)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置B,Jを設定する。これにより、穴位置A,a,Bが各頂点を成す二等辺三角形を構成するようになる。 Specifically, hole positions a and i (black dot marks) are set at positions where the diameter line (1) ′ and the suture inner ring line II shown in FIG. 11 intersect, and stitching on the extension line of the diameter line (1) is performed. Hole positions A and I (black dots) are set at positions where the outer ring line III intersects. Similarly, the hole positions b and j are set at a position where the radial line (2) ′ and the suture outer ring line II intersect, and at the position where the suture outer ring line III on the extension line of the radial line (2) intersects. Set hole positions B and J. As a result, the hole positions A, a, and B form isosceles triangles having respective vertices.
更に、径線(3)’と縫合内輪線IIとが交差する位置に穴位置c,k(黒点印)を設定し、当該径線(3)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置C,K(黒点印)を設定する。同様にして、径線(4)’と縫合外輪線IIとが交差する位置に穴位置d,lを設定し、当該径線(4)の延長線上の縫合外輪線IIIとが交差する位置に穴位置D,Lを設定する。 Furthermore, hole positions c and k (black dot marks) are set at positions where the radial line (3) ′ and the suture inner ring line II intersect, and the suture outer ring line III on the extension line of the radial line (3) intersects. Set the hole positions C and K (black dots) in the position. Similarly, the hole positions d and l are set at positions where the radial line (4) ′ and the suture outer ring line II intersect, and at the position where the suture outer ring line III on the extension line of the radial line (4) intersects. Set the hole positions D and L.
これにより、穴位置a,B,bが各頂点となる二等辺三角形を構成し、穴位置B,b,Cが各頂点となる二等辺三角形を構成するようになる。同様に、残りの径線(5)〜(8)について穴位置C〜Pを設定し、径線(5)’〜(8)’についても、穴位置c〜pを設定する。 Thereby, the hole positions a, B, and b form isosceles triangles that are the vertices, and the hole positions B, b, and C form isosceles triangles that are the vertices. Similarly, hole positions C to P are set for the remaining radial lines (5) to (8), and hole positions c to p are set for the radial lines (5) 'to (8)'.
この例でも、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとで個別にトンネル43a〜43pを予め形成して置く方法を採るので、図11に示した各穴位置A,a,Bを結ぶ二等辺三角形と、各穴位置p,A,aを結ぶ二等辺三角形の2つを考えたとき、径線(1)’と交差する線分Aaがトンネル43aの方向となる。径線(1)’と線分Aaとが成す角度θ3は∠AaBの1/2となる。この角度θ3に基づいてレーザー光の照射タイミングを制御してスパイラル走査し、角膜41aの側でトンネル43aの半分を形成する。他の径線(2)〜(8)及び径線(2)’〜(8)’についても同様にトンネル43b〜43pを形成する。
Also in this example, since the
一方、径線(1)と交差する線分Aaもトンネル43aの方向となり、径線(1)と線分Aaとが成す角度θ4は∠pAaの1/2となる。この角度θ4に基づいてレーザー光の照射タイミングを制御してスパイラル走査し、角膜41bの側でトンネル43aの残りの半分を形成する。これにより、レシピエントの角膜41bにドナーの角膜41aを組み合わせると、図13に示すような形状の16箇所のトンネル43a〜43pを形成できるようになる。
On the other hand, the line segment Aa intersecting the radial line (1) is also in the direction of the
この例では更に径線(1)上からわずかに左側又は右側に外れた位置には端々縫合用のトンネル43a’を形成するための穴位置A’−a’と、端々縫合用のトンネル43i’を形成するための穴位置I’−i’とが設定される。径線(5)上からわずかに上側又は下側に外れた位置には端々縫合用のトンネル43e’を形成するための穴位置E’−e’と、端々縫合用のトンネル43m’を形成するための穴位置M’−m’とが設定される。トンネル43a’,43e’,43a’,43e’については図12〜図14を参照されたい。
In this example, a hole position A′-a ′ for forming an end-to-
これにより、連続縫合用の穴配置パターン(反時計回り用)が得られ、ドナーの角膜41aの周縁端部IVに針挿抜用の穴位置a〜pを設定できるようになる。また、レシピエントの角膜41bの開口周縁端部Vに針挿抜用の穴位置A〜Pを設定できるようになる。この設定の様子もメモリ領域上に展開された位置座標データD(xa ya)等を表示データD14に変換し、この表示データD14に基づく連続縫合時の完成縫合予想画像を表示装置34に表示してもよい。
Thereby, a hole arrangement pattern for continuous stitching (counterclockwise use) is obtained, and the hole positions a to p for needle insertion / extraction can be set at the peripheral edge portion IV of the
上述の黒点印で示した24個の穴位置A〜P,A’,E’,I’,M’,a’,e’,i’,m’及び、角度θ2=11.25°ずつずれた16箇所の穴位置a〜pは、制御部35から医療用レーザー装置20へ送信するレーザー制御データD20を構成する。レーザー制御データD20には、レーザー強度データD21や、レンズ駆動データD23、ステージ駆動データD24(穴位置の位置座標データD(xa ya))等を含んでいる。
24 hole position A~P shown in the above-described black spot marks, A ', E', I ', M', a ', e', i ', m' and, One not a angle .theta.2 = 11.25 ° The shifted 16 hole positions a to p constitute laser control data D20 to be transmitted from the
この例では、レーザー制御データD20をドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとに適用して、ドナーの角膜41aを切開すると共にトンネル43a〜43p及び、トンネル43a’,43e’,43i’,43m’をほぼ同時に形成し、その後、レシピエントの角膜41bでトンネル43a〜43p及び、トンネル43a’,43e’,43i’,43m’を形成すると共に移植切開口41xをほぼ同時に形成するようにした。
In this example, the laser control data D20 is applied to the
[ドナーの角膜41aの切開とそのトンネル43a〜43p等の作成]
この例では、ステップST9に移行して図1に示した制御部35がドナーの角膜41aをマッシュルーム形状に切開すると共にその組織にトンネル43a〜43p,トンネル43a’,43e’,43i’,43m’を形成するように医療用レーザー装置20を制御する。例えば、制御部35はメモリ部36からレーザー制御データD20を読み出して、図12(A)に示すような円形状の周縁端部IVを画定するようにドナーの角膜41aを切開すると共に、その周縁端部IVと対応する穴位置a〜p間とを各々結ぶトンネル43a〜43p、及び端々縫合用のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’を形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する。
[Incision of
In this example, the process proceeds to step ST9, where the
医療用レーザー装置20はレーザー制御データD20を入力し、レーザー制御データD20からレーザー光のスパイラル走査制御及びその焦点深度制御に必要なデータをデコードする。このデータデコードにおいて、図11に示した縫合境界線Iに沿って当該縫合境界線Iから縫合内輪線IIに向かうようにレーザー光をドナーの角膜41a上で時計回りにスパイラル走査するためのステージ駆動データD24が再生される。ステージ駆動データD24に基づく深い位置から浅い位置(Z方向)へのスパイラル走査によって、周縁端部IVを画定するようにドナーの角膜41aを切開すると共に、角膜41aの深い位置からその表面に向かってトンネル43a〜43pを順次形成する。
The
上述のスパイラル走査制御及び焦点深度制御によって周縁端部IVを順次画定させながら、例えば、周縁端部IVから角度θ3で各々の穴位置a〜pに至るようにレーザー光の照射タイミングをわずかずつずらしながら、16箇所のトンネル43a〜43p及び端々縫合用の4箇所のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’をほぼ同時に形成する。角度θ3は穴位置A,a,Bが各頂点となる二等辺三角形の∠AaBの1/2となる(図11、図12(A)参照)。
While the peripheral edge portion IV is sequentially defined by the above-described spiral scanning control and focal depth control, for example, the irradiation timing of the laser light is slightly shifted so as to reach each hole position ap from the peripheral edge portion IV at an angle θ3. However, 16
図12(A)に示したドナーの角膜41aのトンネル43a〜43p及び端々縫合用のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’についての形成順を着目すると、初回目の時計回りのスパイラル走査で、例えば、トンネル43a〜43e’,トンネル43e〜43i’,トンネル43i〜43m’、トンネル43m〜43a’の形成開始となる最深度位置において、レーザー光の焦点深度が調整され、穴位置p−a間でトンネル43a’、穴位置d−e間でトンネル43e’、穴位置h−i間でトンネル43i’及び穴位置l−m間でトンネル43m’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル43a〜43pの形成が開始される。
Focusing on the order of formation of the
制御部25は、図11に示した径線(1)〜(8)と対応する径線(1)’〜(8)’とを結ぶ線分Aa,線分Bb,線分Cc・・・・線分Pp上でレーザー光の照射タイミングをオンするように医療用レーザー装置20を制御するようになされる。もちろん、同一円周上の穴位置a−b,b−c,c−d,e−f,f−g,g−h,i−j,j−k,k−l,m−n,n−o,o−p間はオフされる。
The
次回目の時計回りのスパイラル走査で、上述の最深度位置よりも深度位置がわずかに減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が内側にわずかに狭まった状態において、穴位置p−a間でトンネル43a’、穴位置d−e間でトンネル43e’、穴位置h−i間でトンネル43i’及び穴位置l−m間でトンネル43m’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル43a〜43pの形成が継続される。同一円周上におけるレーザー光の照射タイミングのオフ区間は弧の長さが徐々に短くなるので、それに比例にしてオフ区間が短くなる。
In the next clockwise spiral scan, in the state where the depth of focus is adjusted so that the depth position is slightly decreased from the above-mentioned deepest position, and the diameter of the spiral is slightly narrowed inward, the hole position p -A includes the
更に次回目の時計回りのスパイラル走査で、上述の深度位置よりも更に焦点深度を減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が更に内側に狭まった状態において、穴位置p−a間でトンネル43a’、穴位置d−e間でトンネル43e’、穴位置h−i間でトンネル43i’及び穴位置l−m間でトンネル43m’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置a〜pに対応するトンネル43a〜43pの形成が継続される。レーザー光の照射タイミングのオフ区間も上述と同様である。なお、ドナーの角膜41aの切り出し(切開)については、従来方式と同様にして、マッシュルーム形状に形成する。
Further, in the next clockwise spiral scanning, in the state where the depth of focus is adjusted so as to reduce the depth of focus further than the above-mentioned depth position, and the diameter of the spiral is further narrowed inward, the hole position pa Includes a
このような角膜41aの組織の深い位置から浅い位置に向けて時計回りのスパイラル走査をν回分繰り返すことにより、図12(A)に示すようなドナーの角膜41aの周縁端部IVを画定できると共に、その周縁端部IVに規則正しく配置された20箇所のトンネル43a,43b,43c,43d,43e’,43e,43f,43g,43h,43i’,43i,43j,43k,43l,43m’,43m,43n,43o,43p,43a’をほぼ同時に形成できるようになる。これにより、断面弧状のトンネル43a〜43p、トンネル43a’,43e’,43i’,43m’及びマッシュルーム形状を有した連続縫合用のドナーの角膜41aを準備できるようになる。
By repeating such a clockwise spiral scan from the deep position to the shallow position of the
[レシピエントの角膜41bの切開とトンネル43a〜43p等の作成]
ドナーの角膜41aを準備できたら、ステップST10に移行して図1に示した制御部35はレシピエントの角膜41bの組織にトンネル43a〜43p、トンネル43a’,43e’,43i’,43m’を形成すると共に移植切開口41xを同時に形成するように医療用レーザー装置20を制御する。例えば、制御部35はメモリ部36からレーザー制御データD20を読み出して開口周縁端部Vを画定するようにレシピエントの角膜41bを切開すると共に、その開口周縁端部Vと、穴位置A〜P間とを、対応して各々結ぶトンネル43a〜43p、トンネル43a’,43e’,43i’,43m’を形成するように医療用レーザー装置20の出力を制御する。
[Incision of recipient's
When the
医療用レーザー装置20はレーザー制御データD20を入力し、レーザー制御データD20からレーザー光のスパイラル走査制御及びその焦点深度制御に必要なデータをデコードする。このデータデコードにおいて、図11に示した縫合境界線Iに沿って当該縫合境界線Iから縫合外輪線IIIに向かうようにレーザー光をレシピエントの角膜41b上で反時計回りにスパイラル走査するためのステージ駆動データD24が再生される。ステージ駆動データD24に基づく深い位置から浅い位置(Z方向)へのスパイラル走査によって、開口周縁端部Vを画定するようにレシピエントの角膜41bを切開すると共に、角膜41bの深い位置からその表面に向かってトンネル43a〜43pを順次形成する。
The
上述のスパイラル走査制御及び焦点深度制御によって開口周縁端部Vを順次画定させながら、例えば、開口周縁端部Vから角度θ4で各々の穴位置A〜Pに至るようにレーザー光の照射タイミングをわずかずつずらしながら、16箇所のトンネル43a〜43p及び端々縫合用の4箇所のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’をほぼ同時に形成する。角度θ4は穴位置p,A,aが各頂点となる二等辺三角形の∠pAaの1/2となる(図11、図12(A)参照)。
While the aperture peripheral edge V is sequentially defined by the spiral scanning control and the focal depth control described above, for example, the laser light irradiation timing is slightly changed from the aperture peripheral edge V to each hole position AP at an angle θ4. While shifting one by one, 16
図12(A)に示したドレシピエントの角膜41bのトンネル43a〜43p及び端々縫合用のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’についての形成順を着目すると、初回目の反時計回りのスパイラル走査で、例えば、トンネル43a’,43p,43o,43n,43m,43m’,43l,43k,43j,43i,43i’,43h,43g,43f,43e,43e’,43d,43c,43b,43aの形成開始となる最深度位置において、レーザー光の焦点深度が調整され、穴位置P−A間でトンネル43a’、穴位置D−E間でトンネル43e’、穴位置H−I間でトンネル43i’及び穴位置L−M間でトンネル43m’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置P〜Aに対応するトンネル43p〜43aの形成が開始される。
Focusing on the formation order of the
16箇所のトンネル43p〜43a(降順)の長さについては、図11に示した径線(1)〜(8)と対応する径線(1)’〜(8)’とを結ぶ線分Aa,線分Bb,線分Cc・・・・線分Pp上で、レーザー光の照射タイミングをオンするように医療用レーザー装置20を制御するようになされる。もちろん、同一円周上の穴位置P−O,O−N,N−M,L−K,K−J,I−H,H−G,G−F,D−C,C−B,B−A間はレーザー照射区間γを除きオフされる。
About the length of 16
次回目の反時計回りのスパイラル走査で、上述の最深度位置よりも深度位置がわずかに減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が外側にわずかに広がった状態において、穴位置A−P間でトンネル43a’、穴位置M−L間でトンネル43m’、穴位置I−H間でトンネル43i’及び穴位置E−D間でトンネル43e’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置P〜A(降順)に対応するトンネル43p〜43aの形成が継続される。同一円周上におけるレーザー光の照射タイミングのオフ区間は弧の長さが徐々に短くなるので、それに比例にして短くなる。
In the next counterclockwise spiral scan, the depth of focus is adjusted so that the depth position slightly decreases from the above-mentioned depth position, and the hole position is slightly expanded outward. A-P includes a
更に次回目の反時計回りのスパイラル走査で、上述の深度位置よりも更に焦点深度を減少するように焦点深度が調整され、かつ、渦巻きの径が更に外側に広まった状態において、穴位置A−P間でトンネル43a’、穴位置M−L間でトンネル43m’、穴位置I−H間でトンネル43i’及び穴位置E−D間でトンネル43e’を含み、他は回転角順位(22.5°)毎に穴位置P〜A(降順)に対応するトンネル43p〜43aの形成が継続される。レーザー光の照射タイミングのオフ区間も上述と同様である。なお、レシピエントの角膜41bの切開については、従来方式と同様にして、マッシュルーム形状に形成する。
Further, in the next counterclockwise spiral scan, the depth of focus is adjusted so that the depth of focus is further reduced from the above-described depth position, and the hole position A−
このようなレシピエントの角膜41bの組織の深い位置から浅い位置に向けて反時計回りのスパイラル走査をν回分繰り返すことにより、図12(B)に示すようなレシピエントの角膜41bの開口周縁端部Vを画定できると共に、その開口周縁端部V(段差状の移植切開口41x)に規則正しく配置された20箇所のトンネル43a,43b,43c,43d,43e’,43e,43f,43g,43h,43i’,43i,43j,43k,43l,43m’,43m,43n,43o,43p,43a’をほぼ同時に形成できるようになる。これにより、角度θ4を有した断面弧状のトンネル43a〜43p、端々縫合用のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’及びマッシュルーム形状を有した連続縫合用のドナーの角膜41aを準備できるようになる。
By repeating counterclockwise spiral scanning ν times from a deep position to a shallow position in the tissue of the recipient's
上述のレシピエントの角膜41bで縫合の準備ができたら、図9(A)及び図9(B)で説明したようにレシピエントの角膜41bにドナーの角膜41aを位置合わせして、図13に示すようにトンネル43a〜43p及びトンネル43a’,43e’,43i’,43m’を組み合わせる。その後、図14に示すようにドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを縫合する。このとき、施術者はトンネル43a’,43e’,43i,43m’を先に端々縫合を行って、ドナーの角膜41aの姿勢を安定させて、その後、トンネル43a〜43pに縫合針を通して行くだけで正確に角膜41を連続縫合できるようになる。
When the recipient's
例えば、レシピエントの角膜41bに対するドナーの角膜41aを十字の4つの端点、すなわち、時計の文字板で12時、3時、6時、9時の位置で端々縫合を行った後に、反時計回りに縫合が得意な施術者は、図14に示す角膜41の連続縫合例のように、反時計回りに、まず、穴位置aから縫合針51(図9参照)を差し込みトンネル43aを通して穴位置Aから引き出す。次に穴位置A−p間は露出し、穴位置pからPはトンネル43pを介して縫合する。
For example, the
同様にして穴位置P→o間は露出し、穴位置o→O間はトンネル43o(大文字→小文字:露出、小文字→大文字:トンネル)というように、O→n→N→m→M→l→L→k→K→j→J→i→I→h→H→g→G→f→F→e→E→d→D→c→C→b→B→aの順に針を通してジグザグに縫合する。穴位置B→a間で縫合糸52の一端とその他端とを結ぶ。もちろん、縫合開始位置は、穴位置aに限られることはない。これにより、レシピエントの角膜41bとドナーの角膜41aとを容易かつ規則性良くジグザグに連続縫合できるようになる。
Similarly, between hole positions P → o is exposed and between hole positions o → O is tunnel 43o (upper case → lower case: exposure, lower case → upper case: tunnel), O → n → N → m → M → l → L → k → K → j → J → i → I → h → H → g → G → f → F → e → E → d → D → c → C → b → B → a Suture. One end and the other end of the
なお、縫合手順に関して時計回りが設定されている場合は、ステップST6で制御が分岐され、ステップST8に移行して制御部35はトンネルの位置(掘削方向)と露出位置とが反対となるように穴配置パターンを反転する。ここで反転した穴配置パターンに基づいて時計回りに縫合が得意な施術者が縫合を行うようになる。例えば、縫合手順に関して反時計回り用から時計回り用にトンネル43a〜43pの掘削方向が変更されることから、図15に示すトンネル43aを穴位置a−B間、トンネル43bを穴位置b−C間・・・トンネル43pを穴位置p−A間というように形成して、穴位置aから縫合針51(図9参照)を差し込みトンネル43aを通して穴位置Bから引き出す。次に穴位置B−b間は露出し、穴位置bからCはトンネル43bを介して縫合する。
When the clockwise direction is set for the sewing procedure, the control branches in step ST6, and the process proceeds to step ST8 so that the
同様にして穴位置C→c間は露出し、穴位置c→D間はトンネル43c(大文字→小文字:露出、小文字→大文字:トンネル)というように、c→D→d→E→e→F→f→G→g→H→h→I→i→J→j→K→k→L→l→M→m→N→n→O→o→P→p→Aの順に針を通してジグザグに縫合する。穴位置p→A間で縫合糸52の一端とその他端とを結ぶ。もちろん、縫合開始位置は、穴位置aに限られることはない。これにより、時計回りに縫合が得意な人も、レシピエントの角膜41bとドナーの角膜41aとを容易かつ規則性良くジグザグに連続縫合できるようになる。
Similarly, between the hole positions C → c is exposed, and between the hole positions c → D is
このように、実施形態としての角膜移植支援装置100及びその縫合穴作成装置の制御方法によれば、医療用レーザー装置20の出力を制御する制御部35を備え、この制御部35は縫合方法の設定に基づく針挿抜用の穴位置A〜P及び、対応する穴位置a〜pを結ぶトンネル42a〜42pや、トンネル43a〜43pの設定に基づいて医療用レーザー装置20の出力を制御し、ドナーの角膜41a及びレシピエントの角膜41bの組織に断面弧状のトンネル42,43(空洞)を形成するようになる。
Thus, according to the control method of the corneal
この構成によって、施術者の熟練度等に左右されることなく、ドナーの角膜41aに形成されたトンネル42a及び、レシピエントの角膜41bに形成されたトンネル42a等に縫合針51を円滑に挿通できるようになる。施術者は端々縫合の場合、作成された16箇所のトンネル42a〜42pに縫合針51を通して行くだけで良く、ドナーの角膜41aとレシピエントの角膜41bとを再現性良く縫合できるようになる。
With this configuration, the
この制御方法であれば、先端に丸みを帯びた縫合針51(先端球状の鈍針)を使用できるので、トンネル外への通糸を防止できるばかりか、組織の損傷を大幅に軽減できるようになる。縫合時、被縫合物の穴位置と縫合物の穴位置とを正確に位置合わせできるので、施術者の熟練度等に左右されることなく、縫合物及び被縫合物に縫合針を円滑に挿通できるようになると共に、被縫合物に対して縫合物が一方向に偏ることなく、縫合物と被縫合物とを再現性良く縫合できるようになる。これにより、角膜移植の結果を左右する角膜縫合時の施術者の縫合施術を支援可能な角膜移植支援装置100及び角膜縫合手術方法を提供できるようになる。
With this control method, a suture needle 51 (a blunt tip blunt needle) with a rounded tip can be used, so that not only threading out of the tunnel can be prevented, but also tissue damage can be greatly reduced. Become. During sewing, the hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object can be accurately aligned, so that the suture needle can be smoothly inserted into the sutured article and the sutured object without depending on the skill level of the operator. As a result, the suture and the suture can be sewn with good reproducibility without the suture being biased in one direction with respect to the suture. Accordingly, it is possible to provide the corneal
この例では連続縫合時、径線(1)上からわずかにずれた位置に端々縫合用の穴位置A’,I’を設定し、径線(5)上からわずかにずれた位置に穴位置E’,M’を設定する場合について説明したが、これに限られることはない。穴位置A,A’穴位置E,E’、穴位置I,I’及び穴位置M,M’の密集による周辺の組織の弱体化が懸念される場合は、各々の径線(1),(5)からトンネル43a,43e,43i,43mが形成されない側に、角度にして約5°程度、穴位置A’,E’,I’,M’を時計方向又は反時計方向にずらして設定してもよい。
In this example, during continuous stitching, the hole positions A ′ and I ′ for end-to-end stitching are set at positions slightly shifted from the radial line (1), and the hole positions are shifted slightly from the radial line (5). Although the case where E ′ and M ′ are set has been described, the present invention is not limited to this. If there is a concern about weakening of the surrounding tissue due to the denseness of the hole positions A and A ′, the hole positions E and E ′, the hole positions I and I ′, and the hole positions M and M ′, the respective radial lines (1), From (5), on the side where the
径線(1)上に穴位置A,A’や、穴位置I,I’が縦列に並ぶことによる弊害を防止できる。同様にして、径線(5)上に穴位置E,E’や、穴位置M,M’が縦列に並ぶことによる弊害を防止できる。これにより、トンネル43a,43e,43i,43mが形成されていない位置から離れた組織に形成された端々縫合用のトンネル43a’,43e’,43i’,43m’を使用して、連続縫合に先立つ端々縫合を行うことができる。穴位置A,E,I,Mから対応する穴位置A’,E’,I’,M’を離すことができ、その周辺の組織の弱体化を防止できるようになる。
It is possible to prevent adverse effects caused by the hole positions A and A 'and the hole positions I and I' being arranged in a row on the radial line (1). Similarly, it is possible to prevent adverse effects caused by the hole positions E and E 'and the hole positions M and M' being arranged in a row on the radial line (5). Thus, using the end-to-
上述した実施形態では、移植切開口41xもトンネル42a〜42p,43a〜43p等もスパイラル走査で形成する場合について説明したが、これに限られることはない。移植切開口41x及びトンネル42a〜42p,43a〜43p等をラスター走査によって形成する場合であってもよい。また、これらを組み合わせた場合であってもよい。例えば、移植切開口41xをスパイラル走査で行って、トンネル42a〜42p,43a〜43p等をラスター走査で形成する場合であってもよい。
In the embodiment described above, the case where the
本発明は、角膜移植の結果を左右する角膜縫合時、施術者の縫合施術を支援する角膜移植支援装置及び角膜縫合手術方法に適用して極めて好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is extremely suitable when applied to a corneal transplantation assisting device and a corneal suturing surgical method for assisting a practitioner in suturing at the time of corneal suturing that affects the result of corneal transplantation.
11 撮像装置
12 入力ツール
20 医療用レーザー装置(穴形成部)
21 光源部
22 光学系
23 レンズ駆動機構
24 ステージ駆動機構
25,35 制御部
26 検出部
30 パソコン
31 マウス
32 キーボード
33 入出力ポート
34 表示装置
36 メモリ部
100 角膜移植支援装置(縫合穴作成装置)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件を入力する入力部と、
前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とを結ぶための前記穴部を形成する穴形成部と、
前記縫合条件に基づいて前記縫合物における複数の穴位置と前記被縫合物における複数の穴位置とを設定し、設定後の前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とに基づいて前記縫合物と前記被縫合物との縫合に関する完成縫合画像を作成し、前記完成縫合画像に含まれる前記縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして前記縫合物の穴配置パターンの位置座標データと、前記被縫合物の穴配置パターンの位置座標データとの2つのグループに分解し、一方の前記グループの位置座標データにより前記縫合物に穴位置を設定して、前記縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に複数の穴部を形成し、及び、他方の前記グループの位置座標データにより前記被縫合物に穴位置を設定して、前記被縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部の出力を制御する制御部とを備える縫合穴作成装置。 A suture hole creating device for creating a hole for needle guidance when stitching a suture to a suture,
An input unit for inputting a suture condition including a shape of the sutured object and a sutured object, the number of sutures, a hole position for needle insertion / extraction , and a suture procedure ;
A hole forming part for forming the hole part for connecting the hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object;
On the basis of the sewing condition setting a plurality of holes located in the object to be sewn product with a plurality of holes located in the suture material, based the the hole position of the suture material after setting to the hole position of the suture material A completed suture image relating to the suture between the suture and the object to be sutured is created, and the position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture and the object to be suture included in the completed suture image is referred to the suture boundary line. The position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture object and the position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture object are decomposed into two groups, and the hole position of the suture object is determined by the position coordinate data of one of the groups. A plurality of hole portions are formed in the tissue connecting the hole position of the suture and the suture boundary line , and the hole position is set in the sutured object by the position coordinate data of the other group. , The covered Compound suture holes creating device and a control unit for controlling the output of the hole forming element to form the hole and hole position on the tissue connecting the said stitching border.
前記制御部は、The controller is
前記時計回り及び反時計回りに対応した穴配置パターンを前記穴形成部に対して設定する請求項1に記載の縫合穴作成装置。The suture hole creation device according to claim 1, wherein a hole arrangement pattern corresponding to the clockwise direction and the counterclockwise direction is set for the hole forming portion.
少なくとも、前記穴部と共に移植対象部分となる開口部とを前記被縫合物に形成するように前記穴形成部の出力を制御する請求項1に記載の縫合穴作成装置。 The controller is
The suture hole creation device according to claim 1, wherein an output of the hole forming part is controlled so that at least an opening serving as a transplant target part is formed in the sutured object together with the hole part.
少なくとも、前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置と個別に縫合する端々縫合用の穴部、又は、前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とを連続して縫合する連続縫合用の穴部を形成するように前記穴形成部を制御する請求項1に記載の縫合穴作成装置。 The controller is
At least the hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object to be stitched separately, or the hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object are continuously stitched. The suture hole creating apparatus according to claim 1, wherein the hole forming portion is controlled so as to form a hole portion for continuous stitching.
前記縫合物の周縁端部に所定の縫合数の第1の穴位置を設定すると共に前記被縫合物の開口周縁端部に同等の縫合数の第2の穴位置を設定し、
前記縫合物の周縁端部から第1の穴位置に至る前記針誘導用の穴部と、前記被縫合物の開口周縁端部から第2の穴位置に至る前記針誘導用の穴部とを形成するように前記穴形成部を制御する請求項4に記載の縫合穴作成装置。 The controller is
A first hole position of a predetermined number of stitches is set at the peripheral edge of the suture and a second hole position of the same number of sutures is set at the peripheral edge of the opening of the suture;
The needle guide hole from the peripheral edge of the suture to the first hole position, and the needle guide hole from the peripheral edge of the suture to the second hole. The suture hole creating apparatus according to claim 4 , wherein the hole forming unit is controlled to form.
前記縫合中心位置を通る径方向の線分を径線としたとき、
前記被縫合物の第2の穴位置が設定されたη/2本の前記径線を、前記縫合中心位置を基準にして各々角度θ/2だけ回転し、
前記制御部は、
角度θ/2回転された前記径線上に設定される前記縫合物の第1の穴位置と、回転前の前記径線上に設定される前記被縫合物の第2の穴位置とを結ぶ前記針誘導用の穴部を形成するように前記穴形成部を制御する請求項6に記載の縫合穴作成装置。 The controller is
When the radial line passing through the suture center position is a radial line,
Η / 2 of the diameter lines in which the second hole position of the sutured object is set are rotated by an angle θ / 2 with respect to the suture center position,
The controller is
The needle connecting the first hole position of the suture set on the radial line rotated by an angle θ / 2 and the second hole position of the suture target set on the radial line before rotation The suture hole creating apparatus according to claim 6 , wherein the hole forming unit is controlled so as to form a guide hole.
前記縫合物及び被縫合物の組織内で短時間にプラズマ爆発を起して空洞を形成する医療用レーザー装置が使用され、
前記制御部は前記第1及び第2の穴位置を結ぶ穴部において前記空洞を連結するように前記医療用レーザー装置を制御する請求項7に記載の縫合穴作成装置。 In the hole forming portion,
A medical laser device is used that forms a cavity by causing a plasma explosion in a short time within the tissue of the sutured object and the sutured object,
The suture hole creation device according to claim 7 , wherein the control unit controls the medical laser device so as to connect the cavity at a hole portion connecting the first and second hole positions.
前記縫合穴作成装置は制御部及び穴形成部を有し、
前記制御部は、
前記縫合物及び被縫合物の形状、縫合数、針挿抜用の穴位置、縫合手順を含む縫合条件を入力するステップと、
入力された前記縫合条件に基づいて前記縫合物における複数の穴位置と前記被縫合物における複数の穴位置とを設定するステップと、
設定された前記縫合物の穴位置と前記被縫合物の穴位置とに基づいて前記縫合物と前記被縫合物との縫合に関する完成縫合画像を作成するステップと、
作成された前記完成縫合画像に含まれる前記縫合物及び被縫合物の穴配置パターンの位置座標データを、縫合境界線を基準にして前記縫合物の穴配置パターンの位置座標データと、前記被縫合物の穴配置パターンの位置座標データとの2つのグループに分解するステップと、
分解後の一方のグループの位置座標データにより前記縫合物に穴位置を設定して、前記縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部を制御するステップと、
分解後の他方のグループの位置座標データにより前記被縫合物に穴位置を設定して、前記被縫合物の穴位置と前記縫合境界線とを結ぶ組織に穴部を形成するように前記穴形成部を制御するステップとを実行する縫合穴作成装置の制御方法。 A method for controlling a suture hole creating apparatus for creating a hole for needle guidance when a suture is sutured to an object to be sutured,
The suture hole creating device has a control part and a hole forming part,
The controller is
Inputting the shape of the suture material and the suture material, suture number, hole position of needle insertion, the suture conditions including suturing procedure,
Setting a plurality of hole positions in the sutured object and a plurality of hole positions in the sutured object based on the inputted sewing conditions ;
Creating a completed suture image relating to the stitching between the suture and the sutured object based on the set hole position of the sutured object and the hole position of the sutured object;
The position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture and to-be-sewn objects included in the completed suture image that has been created, the position coordinate data of the hole arrangement pattern of the suture and the sutured object with reference to the suture boundary line, Disassembling into two groups of position coordinate data of the hole arrangement pattern of the object;
The hole forming portion is set so as to form a hole in the tissue connecting the hole position of the suture and the suture boundary line by setting a hole position in the suture by the position coordinate data of one group after disassembly. Controlling step ;
By setting the hole position on the object to be sutured object by the position coordinate data of the other group after the decomposition, the hole forming said to form a hole in the tissue connecting the said suture boundary line with the hole position of the suture material the method of suture holes creating apparatus for executing and controlling the parts.
前記被縫合物については角膜移植患者の角膜が取り扱われる請求項9に記載の縫合穴作成装置の制御方法。 For the suture, the cornea of the cornea donor is handled,
The method for controlling a suture hole creating apparatus according to claim 9 , wherein a cornea of a corneal transplant patient is handled with respect to the sutured object.
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