JPH0394750A - 非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置 - Google Patents
非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、顕微鏡手術装置に関し、とくに、角膜移植手
術、角膜切開、その他の角膜手術に用いる非接触レーザ
ー顕微鏡手術装置及びその方法に関するものである. (従来の技術及び、発明が解決しようとする課題)従来
から、角膜保管、保存及び角膜移植技術の進歩にもかか
わらず、術後乱視の問題が残存し、角膜移植後の視力の
向上を図り難いという重要な併発症の問題がある. このような術後乱視の減少を図るために、 「角膜レー
ザー切開装置」という標題でl987年に6月2日に出
願された米国特許出願番号07/056, 711号
には、提供角膜又は受容角膜の切開術としてレーザー切
断技術を用いることが開示されている.全層角膜移植中
、さらに、眼科医にとっては提供角膜片と受容角膜の周
囲とを揃えることが、必要なことである。この目的のた
めに、たとえば、フルグフェルダ−(pflugfel
d.er)等の、″A Suction Treph
ine Block for Marking Do
nor Corneal buttons. Ar
ch.Ophthalmol.,Vol.106,Fe
b.1988,” ギルバート等の、”A New Donor Con
ea Markerand Punch for Pe
netrating Keratoplasty,Op
thalmic Surgery, Vol. 1
8, No. 12, Dec. 1987.
′ の論文に述べられたように、機械的印点装置が最
近開発された. しかしながら、そのような機械的印点装置は直接角膜と
接触し、角膜を歪めてしまうので、印点処理が常に正確
に為されるとも限らず、角膜移植術後の術後乱視を発生
させることがある.半径方向八の角膜切開においては、
米国特許出願番号4417579号に開示されているよ
うな機械的接触型手術具が患者眼の角膜を放射状に切り
こむのに使用されている.この手術方法は、角膜の緊張
あるいは変形の原因になり易く、この場合も結局術後に
乱視が生じる. 非接触顕微鏡角膜手術方法は、接触タイプの技術におい
て生じる角膜組織の歪みを最小にし、術後乱視を起こす
可能性を減少させると思われる.レーザーの使用はその
ような非接触顕微鏡角膜手術のための可能性を提供する
ものである.エキシマレーザーが、角膜の直線状切開、
又は摘出を可能にするため、昔から研究されてきている
. 193nmの波長のレーザーを発生するアルゴンフッ化
物エキシマレーザーを用いると、鋭く滑らかな内壁を作
り出す角膜切開を行なうことができるということが明ら
かになっている.更に、最近では、水素フッ化物、Qス
イッチ型Er: YAGレーザ水の最高吸収波長に相当
する略2.9μmの波長のレーザーを発生するラマンシ
フト型Nd: YAGレーザーが直線状の角膜切開のた
めに実験的に使用されている. ビームをリング状に合焦させて切断する産業用レーザー
は大口径の穴を開けるための方法として提案されている
.アキシコン、即ち、発散プリズムレンズは、そのよう
な産業用の目的のために使用されている。炭酸ガスレー
ザー使用の角膜切開術の研究を行うために、ベックマン
らによってアキシコン光学系が使用された.この実験は
、 「高速パルス炭酸ガスレーザーを使用してなされる
手足切断、角膜切除、及び角膜切開J (Americ
an Journal of Ophthalmol
gy Vol. 71. No.6, )(1
971年6月)という標題の論文に述べられている.こ
の論文では、ベックマンらは光学筒のこ盤を作るために
、また、動物の眼を使って各種の角膜実験を行うために
、合焦レンズに組み合わせて、アキシコンレンズを用い
ることを述べている.これらの実験では、筒のこ盤の直
径は合焦レンズの焦点距離に左右される.故に、環状ビ
ームの直径を変えるために、環状リングの幅を変化させ
て、レーザーによって切開・切除される組織の量を変化
させる合焦レンズを交換することが必要であった,さら
にその合焦レンズを交換することは、各患者や提供者に
とって、処理に費やす時間が要求される.さらにベック
マンらの論文で提起された光学系は、各種の焦点距離を
有する複数の合焦レンズの使用を要求する. 従って、本発明の目的は、切開中、切開後に角膜の緊張
と歪みを実質的に回避することのできる非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置、及びその使用方法を提供すること
である. 本発明のさらに他の目的は、非接触レーザー顕微鏡装置
の提供、及び受容角膜と提供角膜片に角膜移植術中に縫
合トラックを印点することを可能にし、かつ角膜切開術
中に角膜の選択領域を半径方向、あるいは回転対称的同
心円状に切開・切除する方法及び装置を提供することで
ある.本発明のさらに他の目的は、患者眼の角膜屈折誤
差及び/又は乱視を除くための熱角膜形成術を実行可能
にする非接触レーザー顕微鏡手術方法及び装置を提供す
ることにある. 本発明のさらに他の目的は、提供眼の角膜組織あるいは
合成物質と、受容角膜組織とを手術で溶着することによ
って、全層角膜移植術(penetrating ke
ratoplasty)、表層角膜移植術(epike
ratoplasty)において提供角膜と受容角膜を
互いに縫合する必要を回避することを可能にする非接触
レーザー顕微鏡角膜手術装置及び手術方法を提供するこ
とにある. 本発明のさらに他の目的は、角膜の選択領域が角膜の湾
曲、水晶体の湾曲を変えるように収縮され、角膜の屈折
誤差及び/又は乱視を除き又は軽減する非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置及び方法を提供することにある. 本発明のその他の目的と利点は以下の記載、及び本発明
を実施することによって理解できよう.本発明の目的と
利点は請求項により特に指摘された手段と組合せによっ
て理解される. (課題を解決するための手段) 本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置は、
上記の目的を達戒するため、 レーザービーム発生手段と、 角膜へレーザービームを発生させる手段とからなリ、 この投射手段には光軸が定義され、レーザービームを投
射するための手段と、投射レーザービームを角膜に多数
の散点状スポットあるいは円環状のスポットとして形戒
するためのアキシコン光学手段とを備えていることを特
徴とする.さらに、投射手段は散点状スポットあるいは
円環状のスポットの半径方向の位置を変更するための手
段を有している. 好ましくは、収束手段は合焦レンズを有し、アキシコン
光学手段は投射手段の光軸に沿って移動する少なくとも
l個の多面プリズムアキシコンレンズあるいは円錐状ア
キシコンレンズを有する.レーザービーム発生手段は、
好ましくは約1.3μm〜3.3μmの波長を有する赤
外パルスレーザービーム発生器から戒る.また、193
nn+の波長の光を発生するアルゴンフッ化物レーザー
のような紫外レーザービーム源が使用されてもよい. 投射手段は、好ましくは、レーザービーム発生手段から
発生されるレーザービームの半径を拡大するためのビー
ムエキスパンダー手段を有する.また、本装置は前記ア
キシコン手段を介して照射されたレーザービームの角膜
上の投射位置と実質的に一致する角膜位置に可視レーザ
ービームを発生させるためのエイミング手段を有する.
さらに、エイミング手段の光軸と投影手段の光軸とは少
なくとも一部が重なっている.好ましくは、前記エイミ
ング手段は、可視レーザービーム源を有し、かつ、ビー
ムエキスパンダー手段と収束手段との間に斜交して設置
されて可視レーザービームを反射しレーザービーム発生
手段からのレーザービームを透過させるミラーを有する
.本発明装置は、投射レーザービームの一部を選択的に
遮光する一方、投射レーザービームの残余の部分を透過
させる為に前記光軸上に配置されたマスク手段を有する
.この様に、角膜組織の切開、切除は、マスク手段の透
過部に対応する角膜の選択領域においてのみなされる. 本発明は、開示した装置を適切に使用することによって
、選択領域の角膜を蒸散する為の非接触レーザー顕微鏡
角膜手術方法を提供するものである. 更に、レーザービーム発生手段の注意深い選択によって
、選択領域の角膜組織はその収縮が乱視と角膜屈折誤差
とを軽減させるためにのみ、充分な温度で熱せられる.
更に、選択されたレーザービーム発生手段を適切にコン
トロールすることによって、提供角膜と患者眼の角膜組
織は縫合の必要を取り除く為に、本質的に異なる組織を
手術洛着する方法を用いて互いを接合させるために熱せ
られる. (実施例) 以下に、本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術
装置の好ましい実施例とその使用方法を添付図面を参照
しつつ説明する.この添付図面において、図面に付され
ている符号であって同一符号は、同一部材又はその部材
に相当する部材を示している. 本発明を具現化した非接触レーザー顕微鏡装置10の光
学系はレーザービーム発生手段を有する.非接触レーザ
ー顕微鏡装置10のレーザービーム発生手段は、第1図
に示すように、生体組織、すなわち、角膜組織を切除す
ることが可能なパルスレーザービームを発生するレーザ
ー光源11から成る。この要求に適するレーザーとして
、HFレーザー(水素フツ化物レーザー)、Er−YA
Gレーザー(エルビウムーイットリウムアルミニウムガ
ーネットレーザー).Er−YSGGレーザー(エルビ
ウムーイットリウム,スカンジウム,ガリウム.ガーネ
ットレーザー)がある.このレーザーは、約2.0から
約3. 0μmの波長、好ましくは約2. 9μmの
波長を有する赤外パルスを発射し、この赤外パルスは2
00ns以下のパルス幅(パルス持続時間)と、約25
0m j / c m2以上のエネルギー束を有する.
また、本発明では、約200nm以下の波長と、約lo
n s 〜23n sのパルス幅と約70mj/cm2
のエネルギー束を有する紫外レーザービームを発生する
ArFレーザー(アルゴンフッ化物レーザー)が使用可
能である.レーザー光源11は、ラジエーション・コン
トロールスイッチllaに接続されている。コントロー
ルスイッチllaがオンされると、レーザー光源11は
、赤外バルスビームを発生する.ラジエーションコント
ロールスイッチllaは、好ましくは、NDフィルター
(図示を略す)をバルスビームの透過光路に挿入するこ
とによって、パルスビームのエネルギーをコントロール
することが可能である. 角膜組織を切除せずに熱する場合、レーザー光源は、波
長1. 0μm 〜3. 3μm, パルス幅2
00ns以上、エネルギー東約250m j / c
m2のレーザー光を射出するレーザー光源、たとえばC
. W. HFレーザー 又はHolmium/Y
AGレーザー Nd: YLFレーザー、又はNd:
YAGレーザーを選択することが望ましい。
術、角膜切開、その他の角膜手術に用いる非接触レーザ
ー顕微鏡手術装置及びその方法に関するものである. (従来の技術及び、発明が解決しようとする課題)従来
から、角膜保管、保存及び角膜移植技術の進歩にもかか
わらず、術後乱視の問題が残存し、角膜移植後の視力の
向上を図り難いという重要な併発症の問題がある. このような術後乱視の減少を図るために、 「角膜レー
ザー切開装置」という標題でl987年に6月2日に出
願された米国特許出願番号07/056, 711号
には、提供角膜又は受容角膜の切開術としてレーザー切
断技術を用いることが開示されている.全層角膜移植中
、さらに、眼科医にとっては提供角膜片と受容角膜の周
囲とを揃えることが、必要なことである。この目的のた
めに、たとえば、フルグフェルダ−(pflugfel
d.er)等の、″A Suction Treph
ine Block for Marking Do
nor Corneal buttons. Ar
ch.Ophthalmol.,Vol.106,Fe
b.1988,” ギルバート等の、”A New Donor Con
ea Markerand Punch for Pe
netrating Keratoplasty,Op
thalmic Surgery, Vol. 1
8, No. 12, Dec. 1987.
′ の論文に述べられたように、機械的印点装置が最
近開発された. しかしながら、そのような機械的印点装置は直接角膜と
接触し、角膜を歪めてしまうので、印点処理が常に正確
に為されるとも限らず、角膜移植術後の術後乱視を発生
させることがある.半径方向八の角膜切開においては、
米国特許出願番号4417579号に開示されているよ
うな機械的接触型手術具が患者眼の角膜を放射状に切り
こむのに使用されている.この手術方法は、角膜の緊張
あるいは変形の原因になり易く、この場合も結局術後に
乱視が生じる. 非接触顕微鏡角膜手術方法は、接触タイプの技術におい
て生じる角膜組織の歪みを最小にし、術後乱視を起こす
可能性を減少させると思われる.レーザーの使用はその
ような非接触顕微鏡角膜手術のための可能性を提供する
ものである.エキシマレーザーが、角膜の直線状切開、
又は摘出を可能にするため、昔から研究されてきている
. 193nmの波長のレーザーを発生するアルゴンフッ化
物エキシマレーザーを用いると、鋭く滑らかな内壁を作
り出す角膜切開を行なうことができるということが明ら
かになっている.更に、最近では、水素フッ化物、Qス
イッチ型Er: YAGレーザ水の最高吸収波長に相当
する略2.9μmの波長のレーザーを発生するラマンシ
フト型Nd: YAGレーザーが直線状の角膜切開のた
めに実験的に使用されている. ビームをリング状に合焦させて切断する産業用レーザー
は大口径の穴を開けるための方法として提案されている
.アキシコン、即ち、発散プリズムレンズは、そのよう
な産業用の目的のために使用されている。炭酸ガスレー
ザー使用の角膜切開術の研究を行うために、ベックマン
らによってアキシコン光学系が使用された.この実験は
、 「高速パルス炭酸ガスレーザーを使用してなされる
手足切断、角膜切除、及び角膜切開J (Americ
an Journal of Ophthalmol
gy Vol. 71. No.6, )(1
971年6月)という標題の論文に述べられている.こ
の論文では、ベックマンらは光学筒のこ盤を作るために
、また、動物の眼を使って各種の角膜実験を行うために
、合焦レンズに組み合わせて、アキシコンレンズを用い
ることを述べている.これらの実験では、筒のこ盤の直
径は合焦レンズの焦点距離に左右される.故に、環状ビ
ームの直径を変えるために、環状リングの幅を変化させ
て、レーザーによって切開・切除される組織の量を変化
させる合焦レンズを交換することが必要であった,さら
にその合焦レンズを交換することは、各患者や提供者に
とって、処理に費やす時間が要求される.さらにベック
マンらの論文で提起された光学系は、各種の焦点距離を
有する複数の合焦レンズの使用を要求する. 従って、本発明の目的は、切開中、切開後に角膜の緊張
と歪みを実質的に回避することのできる非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置、及びその使用方法を提供すること
である. 本発明のさらに他の目的は、非接触レーザー顕微鏡装置
の提供、及び受容角膜と提供角膜片に角膜移植術中に縫
合トラックを印点することを可能にし、かつ角膜切開術
中に角膜の選択領域を半径方向、あるいは回転対称的同
心円状に切開・切除する方法及び装置を提供することで
ある.本発明のさらに他の目的は、患者眼の角膜屈折誤
差及び/又は乱視を除くための熱角膜形成術を実行可能
にする非接触レーザー顕微鏡手術方法及び装置を提供す
ることにある. 本発明のさらに他の目的は、提供眼の角膜組織あるいは
合成物質と、受容角膜組織とを手術で溶着することによ
って、全層角膜移植術(penetrating ke
ratoplasty)、表層角膜移植術(epike
ratoplasty)において提供角膜と受容角膜を
互いに縫合する必要を回避することを可能にする非接触
レーザー顕微鏡角膜手術装置及び手術方法を提供するこ
とにある. 本発明のさらに他の目的は、角膜の選択領域が角膜の湾
曲、水晶体の湾曲を変えるように収縮され、角膜の屈折
誤差及び/又は乱視を除き又は軽減する非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置及び方法を提供することにある. 本発明のその他の目的と利点は以下の記載、及び本発明
を実施することによって理解できよう.本発明の目的と
利点は請求項により特に指摘された手段と組合せによっ
て理解される. (課題を解決するための手段) 本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置は、
上記の目的を達戒するため、 レーザービーム発生手段と、 角膜へレーザービームを発生させる手段とからなリ、 この投射手段には光軸が定義され、レーザービームを投
射するための手段と、投射レーザービームを角膜に多数
の散点状スポットあるいは円環状のスポットとして形戒
するためのアキシコン光学手段とを備えていることを特
徴とする.さらに、投射手段は散点状スポットあるいは
円環状のスポットの半径方向の位置を変更するための手
段を有している. 好ましくは、収束手段は合焦レンズを有し、アキシコン
光学手段は投射手段の光軸に沿って移動する少なくとも
l個の多面プリズムアキシコンレンズあるいは円錐状ア
キシコンレンズを有する.レーザービーム発生手段は、
好ましくは約1.3μm〜3.3μmの波長を有する赤
外パルスレーザービーム発生器から戒る.また、193
nn+の波長の光を発生するアルゴンフッ化物レーザー
のような紫外レーザービーム源が使用されてもよい. 投射手段は、好ましくは、レーザービーム発生手段から
発生されるレーザービームの半径を拡大するためのビー
ムエキスパンダー手段を有する.また、本装置は前記ア
キシコン手段を介して照射されたレーザービームの角膜
上の投射位置と実質的に一致する角膜位置に可視レーザ
ービームを発生させるためのエイミング手段を有する.
さらに、エイミング手段の光軸と投影手段の光軸とは少
なくとも一部が重なっている.好ましくは、前記エイミ
ング手段は、可視レーザービーム源を有し、かつ、ビー
ムエキスパンダー手段と収束手段との間に斜交して設置
されて可視レーザービームを反射しレーザービーム発生
手段からのレーザービームを透過させるミラーを有する
.本発明装置は、投射レーザービームの一部を選択的に
遮光する一方、投射レーザービームの残余の部分を透過
させる為に前記光軸上に配置されたマスク手段を有する
.この様に、角膜組織の切開、切除は、マスク手段の透
過部に対応する角膜の選択領域においてのみなされる. 本発明は、開示した装置を適切に使用することによって
、選択領域の角膜を蒸散する為の非接触レーザー顕微鏡
角膜手術方法を提供するものである. 更に、レーザービーム発生手段の注意深い選択によって
、選択領域の角膜組織はその収縮が乱視と角膜屈折誤差
とを軽減させるためにのみ、充分な温度で熱せられる.
更に、選択されたレーザービーム発生手段を適切にコン
トロールすることによって、提供角膜と患者眼の角膜組
織は縫合の必要を取り除く為に、本質的に異なる組織を
手術洛着する方法を用いて互いを接合させるために熱せ
られる. (実施例) 以下に、本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術
装置の好ましい実施例とその使用方法を添付図面を参照
しつつ説明する.この添付図面において、図面に付され
ている符号であって同一符号は、同一部材又はその部材
に相当する部材を示している. 本発明を具現化した非接触レーザー顕微鏡装置10の光
学系はレーザービーム発生手段を有する.非接触レーザ
ー顕微鏡装置10のレーザービーム発生手段は、第1図
に示すように、生体組織、すなわち、角膜組織を切除す
ることが可能なパルスレーザービームを発生するレーザ
ー光源11から成る。この要求に適するレーザーとして
、HFレーザー(水素フツ化物レーザー)、Er−YA
Gレーザー(エルビウムーイットリウムアルミニウムガ
ーネットレーザー).Er−YSGGレーザー(エルビ
ウムーイットリウム,スカンジウム,ガリウム.ガーネ
ットレーザー)がある.このレーザーは、約2.0から
約3. 0μmの波長、好ましくは約2. 9μmの
波長を有する赤外パルスを発射し、この赤外パルスは2
00ns以下のパルス幅(パルス持続時間)と、約25
0m j / c m2以上のエネルギー束を有する.
また、本発明では、約200nm以下の波長と、約lo
n s 〜23n sのパルス幅と約70mj/cm2
のエネルギー束を有する紫外レーザービームを発生する
ArFレーザー(アルゴンフッ化物レーザー)が使用可
能である.レーザー光源11は、ラジエーション・コン
トロールスイッチllaに接続されている。コントロー
ルスイッチllaがオンされると、レーザー光源11は
、赤外バルスビームを発生する.ラジエーションコント
ロールスイッチllaは、好ましくは、NDフィルター
(図示を略す)をバルスビームの透過光路に挿入するこ
とによって、パルスビームのエネルギーをコントロール
することが可能である. 角膜組織を切除せずに熱する場合、レーザー光源は、波
長1. 0μm 〜3. 3μm, パルス幅2
00ns以上、エネルギー東約250m j / c
m2のレーザー光を射出するレーザー光源、たとえばC
. W. HFレーザー 又はHolmium/Y
AGレーザー Nd: YLFレーザー、又はNd:
YAGレーザーを選択することが望ましい。
本発明によれば非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10
はレーザービームを光軸に沿って、角膜に向けて発生さ
せる手段を有する.この実施例では、該投射手段は、レ
ーザー光源11によって発生したレーザービームを拡大
する為のビームエキスパンダー手段13を有する。ビー
ムエキスパンダー手段13は、凹レンズ14と凸レンズ
15からなる。凸レンズ15から出射したレーザービー
ムは平行光束にされて、光軸01に沿って投射される.
ビームエキスパンダー手段13は前述の米国特許出願番
号056,711号に開示の一対の可動凹凸アキシコン
レンズ、もしくは、従来のズーミング光学系から成る可
変発散ビームエキスパンダーを有していてもよい. 本発明によれば、非接触レーザー顕微鏡装置10は、投
射レーザービームを角膜上に投射する手段を有する.こ
の実施例では、収束手段は通過する光を焦点面FSに向
かって投射すると共に合焦させる機能を有する集光・合
焦レンズ17を有する.焦点面FSの位置は、当業者に
とって充分に理解されるように、レンズの幾何学的形状
によって決まる.ビームエキスパンダーエ3は、レンズ
17に入射するレーザービーム直径を大きくシ、それに
よって、光学系の開口数を増加させるように作用する。
はレーザービームを光軸に沿って、角膜に向けて発生さ
せる手段を有する.この実施例では、該投射手段は、レ
ーザー光源11によって発生したレーザービームを拡大
する為のビームエキスパンダー手段13を有する。ビー
ムエキスパンダー手段13は、凹レンズ14と凸レンズ
15からなる。凸レンズ15から出射したレーザービー
ムは平行光束にされて、光軸01に沿って投射される.
ビームエキスパンダー手段13は前述の米国特許出願番
号056,711号に開示の一対の可動凹凸アキシコン
レンズ、もしくは、従来のズーミング光学系から成る可
変発散ビームエキスパンダーを有していてもよい. 本発明によれば、非接触レーザー顕微鏡装置10は、投
射レーザービームを角膜上に投射する手段を有する.こ
の実施例では、収束手段は通過する光を焦点面FSに向
かって投射すると共に合焦させる機能を有する集光・合
焦レンズ17を有する.焦点面FSの位置は、当業者に
とって充分に理解されるように、レンズの幾何学的形状
によって決まる.ビームエキスパンダーエ3は、レンズ
17に入射するレーザービーム直径を大きくシ、それに
よって、光学系の開口数を増加させるように作用する。
その結果、レンズ17の焦点面FSでのビームの合焦ス
ポットは縮小される。
ポットは縮小される。
本発明の第1実施例によれば、非接触レーザー顕微鏡角
膜手術装置10は、収束レーザービームを、角膜上に回
転対称的同心円状に多数の散点状ビームスポットとして
発生させる為のアキシコン光学手段を有する。この実施
例によれば、アキシコン(Axicon)光学手段は、
多面プリズム(Multiple−Facet Pri
smatic:以下、MFPと略す)レンズl8から或
る. 第2A図、2B図に示すように、アキシコンレンズ18
は、凹面の多面プリズム(例えば8面プリズム)から構
或されている。このプリズムの外縁(プリズムベース)
100のIi t.は、光軸部102の長さt−よりも
大きい。 また、第3A図.3B図に示すように、アキ
シコンレンズ18は、凸面の多面プリズムレンズで構成
されてもよい。このプリズムレンズの外縁(プリズムベ
ース)L00の幅tも、光軸部102の長さし−よりも
大きい。第6図に示すように、アキシコンレンズ18の
多面プリズムは、レンズ18から射出する収束レーザー
ビームを、眼30の角膜31に近軸的に多数の散点状ビ
ームスポット61として投射させる作用を果たす。散点
状ビームスポット61は角膜31の頂点P′と光軸01
とから半径方向に離間されている。好ましくは、レーザ
ービームは、第1図に示すように、ダイクロイックミラ
−19で反射されてから眼30(患者眼、あるいは提供
眼、あるいは4図に示す固定装置40で固定された組織
としての擬似角膜片51)の角膜31の上に収束される
。その結果、ビームスポット61のビームエネルギーに
よって角膜3lは印点され、摘出され、あるいは、切り
込まれる。
膜手術装置10は、収束レーザービームを、角膜上に回
転対称的同心円状に多数の散点状ビームスポットとして
発生させる為のアキシコン光学手段を有する。この実施
例によれば、アキシコン(Axicon)光学手段は、
多面プリズム(Multiple−Facet Pri
smatic:以下、MFPと略す)レンズl8から或
る. 第2A図、2B図に示すように、アキシコンレンズ18
は、凹面の多面プリズム(例えば8面プリズム)から構
或されている。このプリズムの外縁(プリズムベース)
100のIi t.は、光軸部102の長さt−よりも
大きい。 また、第3A図.3B図に示すように、アキ
シコンレンズ18は、凸面の多面プリズムレンズで構成
されてもよい。このプリズムレンズの外縁(プリズムベ
ース)L00の幅tも、光軸部102の長さし−よりも
大きい。第6図に示すように、アキシコンレンズ18の
多面プリズムは、レンズ18から射出する収束レーザー
ビームを、眼30の角膜31に近軸的に多数の散点状ビ
ームスポット61として投射させる作用を果たす。散点
状ビームスポット61は角膜31の頂点P′と光軸01
とから半径方向に離間されている。好ましくは、レーザ
ービームは、第1図に示すように、ダイクロイックミラ
−19で反射されてから眼30(患者眼、あるいは提供
眼、あるいは4図に示す固定装置40で固定された組織
としての擬似角膜片51)の角膜31の上に収束される
。その結果、ビームスポット61のビームエネルギーに
よって角膜3lは印点され、摘出され、あるいは、切り
込まれる。
角膜移植術(keratoplasty)、角膜切開術
(keratotomy)においては、角膜印点、角膜
切除、切開の径を変更することが必要である.この為に
、本発明はアキシコン光学手段としてのアキシコンレン
ズ18を光軸Orに沿って矢印A方向に移動させる手段
を有する。さらに、本発明によって、曲線状の角膜切開
を行う為に、アキシコンレンズ18を光軸01の回りに
回転させる手段があってもよい。しかも、半径方向の角
膜切開を行う為に、収束手段としての集光・合焦レンズ
17を光軸01に沿って移動させる手段があってもよい
。
(keratotomy)においては、角膜印点、角膜
切除、切開の径を変更することが必要である.この為に
、本発明はアキシコン光学手段としてのアキシコンレン
ズ18を光軸Orに沿って矢印A方向に移動させる手段
を有する。さらに、本発明によって、曲線状の角膜切開
を行う為に、アキシコンレンズ18を光軸01の回りに
回転させる手段があってもよい。しかも、半径方向の角
膜切開を行う為に、収束手段としての集光・合焦レンズ
17を光軸01に沿って移動させる手段があってもよい
。
本実施例によれば、多面プリズムレンズ18から或るア
キシコン光学手段の移動、及び集光・合焦レンズ17か
ら或る収束手段の光軸01に沿っての移動、及びMFP
アキシコンレンズ18の光軸01の回りの回転は、既知
の電子機械装置(図示を略す)で行われる.この電子機
械装置は、例えば、マイクロプロセッサー あるいは、
ミニコンピュータ−(図示を略す)によって制御される
ステッピングモーターの組合せから戒っている。これに
限定されるものではなく一例として、東京電気株式会社
によって製作されたS P H−35A B−006型
ステッピンモーターがMFPアキシコンレンズ18、集
光・合焦レンズ17を移動させる為に使用される。
キシコン光学手段の移動、及び集光・合焦レンズ17か
ら或る収束手段の光軸01に沿っての移動、及びMFP
アキシコンレンズ18の光軸01の回りの回転は、既知
の電子機械装置(図示を略す)で行われる.この電子機
械装置は、例えば、マイクロプロセッサー あるいは、
ミニコンピュータ−(図示を略す)によって制御される
ステッピングモーターの組合せから戒っている。これに
限定されるものではなく一例として、東京電気株式会社
によって製作されたS P H−35A B−006型
ステッピンモーターがMFPアキシコンレンズ18、集
光・合焦レンズ17を移動させる為に使用される。
本発明によれば、非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置は
、レーザービームが角膜31に照射される箇所と実質的
に一致した角膜31上の箇所に、可視光ビームを発生さ
せる為のエイミング手段を有する。
、レーザービームが角膜31に照射される箇所と実質的
に一致した角膜31上の箇所に、可視光ビームを発生さ
せる為のエイミング手段を有する。
ここでは、エイミング手段のエイミング光学系20は可
視光ビームを発生させる為のHe−Ne(ヘリウムーネ
オン)レーザー光源21、ビームエキスパンダー手段2
2、ダイクロイックビーム合或器としてのコールドミラ
ー16を有する.ビームエキスパンダー手段22は、凹
レンズ23と凸レンズ24とから成る。ダイクロイック
ビーム合或器としてのコールドミラー16は光軸0+上
に設置され、コールドミラー16はレーザー光源11か
らのレーザービームを透過させる一方,He−Neレー
ザー光源21からの入射レーザービームを反射させる機
能を有する.H e − N eレーザー光m21から
射出したヘリウムーネオンレーザービームはエキスパン
ダー手段22によって直径が拡大され、エキスパンダー
から出射したレーザービームは、コールドミラー16で
反射されてから集束・合焦レンズl7に投射される.こ
のように、He−Neレーザー光源21から射出したレ
ーザービームはコールドミラー16によって反射され、
光軸01のと一致する。角膜3■とその角瞑3lに投射
されたヘリウムーネオンレーザービームを観測する為に
、非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置は、第1図に仮想
線で示すように手術顕微鏡2から成る観測手段を有する
。手術顕微鏡の構造と機能とは、眼科学分野ではよく知
られているので、その詳細な説明はここでは省略する。
視光ビームを発生させる為のHe−Ne(ヘリウムーネ
オン)レーザー光源21、ビームエキスパンダー手段2
2、ダイクロイックビーム合或器としてのコールドミラ
ー16を有する.ビームエキスパンダー手段22は、凹
レンズ23と凸レンズ24とから成る。ダイクロイック
ビーム合或器としてのコールドミラー16は光軸0+上
に設置され、コールドミラー16はレーザー光源11か
らのレーザービームを透過させる一方,He−Neレー
ザー光源21からの入射レーザービームを反射させる機
能を有する.H e − N eレーザー光m21から
射出したヘリウムーネオンレーザービームはエキスパン
ダー手段22によって直径が拡大され、エキスパンダー
から出射したレーザービームは、コールドミラー16で
反射されてから集束・合焦レンズl7に投射される.こ
のように、He−Neレーザー光源21から射出したレ
ーザービームはコールドミラー16によって反射され、
光軸01のと一致する。角膜3■とその角瞑3lに投射
されたヘリウムーネオンレーザービームを観測する為に
、非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置は、第1図に仮想
線で示すように手術顕微鏡2から成る観測手段を有する
。手術顕微鏡の構造と機能とは、眼科学分野ではよく知
られているので、その詳細な説明はここでは省略する。
これに限るものではないが一例として、株式会社トブコ
ンによって製作された○MS−600型手術顕微鏡がこ
こでは使用されている。
ンによって製作された○MS−600型手術顕微鏡がこ
こでは使用されている。
手術顕微鏡2の光軸02は、非接触レーザー顕微鏡角膜
手術装置10の光軸01と一致されている。ここでは、
ミラー19が、H e − N eレーザー光源21か
ら射出するレーザービームに対してはハーフミラーとし
て機能するが、レーザー光源11からのレーザービーム
に対しては全反射ミラーとして機能する.術者は角膜上
に投射されるレーザービームの最適直径を、光源2lか
ら射出したレーザービームを手術顕微鏡2を介して蜆測
することによって決定できる。
手術装置10の光軸01と一致されている。ここでは、
ミラー19が、H e − N eレーザー光源21か
ら射出するレーザービームに対してはハーフミラーとし
て機能するが、レーザー光源11からのレーザービーム
に対しては全反射ミラーとして機能する.術者は角膜上
に投射されるレーザービームの最適直径を、光源2lか
ら射出したレーザービームを手術顕微鏡2を介して蜆測
することによって決定できる。
提供角膜片5lに印点する為に、第4図に示すように、
非接触レーザー顕微鏡手術装置10は提供角膜片固定装
置40に連結される.提供角膜片固定装置40は、ハウ
ジングカバー41と受台42とにより構成される。ハウ
ジングカパー41は、環状マグネット部材45と、内壁
44に配置のOリング43を有する。
非接触レーザー顕微鏡手術装置10は提供角膜片固定装
置40に連結される.提供角膜片固定装置40は、ハウ
ジングカバー41と受台42とにより構成される。ハウ
ジングカパー41は、環状マグネット部材45と、内壁
44に配置のOリング43を有する。
受台42は、凹凸状面部46、該凹凸状面部46の凹部
から圧力ポンプ49へ延びるガス管47、圧力計48、
ハウジングカバー4工のマグネット部材45に対向して
配置されてマグネット部材45を吸着するマグネット部
材50を有する。手術時、提供角膜片(角膜強膜組織)
51は受台42に載置され、ハウジングカバー41は提
供角膜片51の上に載置される.マグネット部材45と
マグネット部材50の吸着力によって、0リング43は
、提供角膜片5lを受台42に堅く押圧する. 圧縮
ガスあるいは圧縮液がガス管47を通って提供角膜片(
角膜組織)51の下側から供給され、提供角膜片(角膜
組織)51は、その下側の圧力が圧力計48でモニター
しながら生体眼の眼圧約15mmHg〜20mmHgに
相当する一定圧に維持されるようにコントロールされる
. 移植手術、即ち、角膜移植術(keratoplast
y)においての角膜31に印点する為の本発明の方法は
、非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10を使って、以
下のように行なわれる。
から圧力ポンプ49へ延びるガス管47、圧力計48、
ハウジングカバー4工のマグネット部材45に対向して
配置されてマグネット部材45を吸着するマグネット部
材50を有する。手術時、提供角膜片(角膜強膜組織)
51は受台42に載置され、ハウジングカバー41は提
供角膜片51の上に載置される.マグネット部材45と
マグネット部材50の吸着力によって、0リング43は
、提供角膜片5lを受台42に堅く押圧する. 圧縮
ガスあるいは圧縮液がガス管47を通って提供角膜片(
角膜組織)51の下側から供給され、提供角膜片(角膜
組織)51は、その下側の圧力が圧力計48でモニター
しながら生体眼の眼圧約15mmHg〜20mmHgに
相当する一定圧に維持されるようにコントロールされる
. 移植手術、即ち、角膜移植術(keratoplast
y)においての角膜31に印点する為の本発明の方法は
、非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10を使って、以
下のように行なわれる。
(1)提供眼から切除された提供角膜片(角強膜組織)
51は提供角膜片固定装置40に載置される。
51は提供角膜片固定装置40に載置される。
提供角膜片51は、圧力ポンプ49からガス管47を通
って供給された液体によりその内部が標準眼圧(15〜
20mmHg)とされる. (2)角膜固定装置40は適切な機械的手段(図示を略
す)によって第1図に示す非接触レーザー顕微鏡角膜手
術装置10と連結される. (3)光源21かも出射された可視エイミングレーザー
光ビームは、ビームエキスパンダー手段22、ダイクロ
イックビーム合威器(コールドミラー)1B、集光レン
ズ17、MFPアキシコンレンズl8、ダイクロイック
ミラ−19を通って患者眼の角膜31、あるいは提供角
膜片51に投射される.(4)角膜31へ投射された可
視エイミングレーザービームは、手術顕微鏡2を通して
観測される.投射された可視エイミングレーザービーム
の直径と位置とは非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置l
Oと手術顕微鏡2を光軸02に沿って縦方向(角膜31
に対して離反接近する方向)に動かすことによって調整
される. (5)次に、アキシコンレンズ18が、光軸01に沿っ
て移動され、その結果、He−Neレーザー光源21か
ら射出された散点状エイミングレーザービームスポット
の直径、あるいは半径方向の位置が望ましいサイズに調
整される. (6)エイミングレーザービームスポットの直径、ある
いは半径方向位置が最適サイズもしくは半径方向最適位
置に設定された後、コントロールスイッチllaがオン
され、レーザー光源l1が赤外パルスレーザービームも
しくは紫外パルスレーザービームを発生する. (7)第5図に示すように、提供角膜片(角強膜組織)
51にスポット61を用いて印点する為に、パルスレー
ザービームは、角[31にビームエキスパンダー13、
コールドミラー16、集光・合焦レンズ17、MFPア
キシコンレンズ18、及びダイクロイックミラーl9を
通して投射される.照射レーザーエネルギーが適当にコ
ントロールされると本発明のこの特有の実施例に従って
の光印点が、提供角膜片51の上皮上で実行される。
って供給された液体によりその内部が標準眼圧(15〜
20mmHg)とされる. (2)角膜固定装置40は適切な機械的手段(図示を略
す)によって第1図に示す非接触レーザー顕微鏡角膜手
術装置10と連結される. (3)光源21かも出射された可視エイミングレーザー
光ビームは、ビームエキスパンダー手段22、ダイクロ
イックビーム合威器(コールドミラー)1B、集光レン
ズ17、MFPアキシコンレンズl8、ダイクロイック
ミラ−19を通って患者眼の角膜31、あるいは提供角
膜片51に投射される.(4)角膜31へ投射された可
視エイミングレーザービームは、手術顕微鏡2を通して
観測される.投射された可視エイミングレーザービーム
の直径と位置とは非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置l
Oと手術顕微鏡2を光軸02に沿って縦方向(角膜31
に対して離反接近する方向)に動かすことによって調整
される. (5)次に、アキシコンレンズ18が、光軸01に沿っ
て移動され、その結果、He−Neレーザー光源21か
ら射出された散点状エイミングレーザービームスポット
の直径、あるいは半径方向の位置が望ましいサイズに調
整される. (6)エイミングレーザービームスポットの直径、ある
いは半径方向位置が最適サイズもしくは半径方向最適位
置に設定された後、コントロールスイッチllaがオン
され、レーザー光源l1が赤外パルスレーザービームも
しくは紫外パルスレーザービームを発生する. (7)第5図に示すように、提供角膜片(角強膜組織)
51にスポット61を用いて印点する為に、パルスレー
ザービームは、角[31にビームエキスパンダー13、
コールドミラー16、集光・合焦レンズ17、MFPア
キシコンレンズ18、及びダイクロイックミラーl9を
通して投射される.照射レーザーエネルギーが適当にコ
ントロールされると本発明のこの特有の実施例に従って
の光印点が、提供角膜片51の上皮上で実行される。
(8)次に、提供角膜片51は受容角膜31の受入穴3
l−の直径に合致するように切除又は整形され、あるい
は、その周囲が切断されて保存される.アメリカ合衆国
特許出願番号056,711に開示されているような非
接触レーザー顕微鏡切開装置を提供角膜片5工と受容角
膜31を切開する為に使用してもよい。
l−の直径に合致するように切除又は整形され、あるい
は、その周囲が切断されて保存される.アメリカ合衆国
特許出願番号056,711に開示されているような非
接触レーザー顕微鏡切開装置を提供角膜片5工と受容角
膜31を切開する為に使用してもよい。
(9)角膜固定装置40は非接触レーザー顕微鏡角膜手
術装置10から除去された後、手術眼の受容角膜31が
第1図に示すように設置される.受容角膜(手術角膜)
31も、上記の段階(3)〜(8)で述べた印点及び
切断を受ける.ただし、受容角膜31の印点、切断は次
の条件のもとで行なわれる.即ち、回転対称的同心円に
受容角膜31の散点状ビームスポット61の直径と半径
方向位置は、提供角膜片51の散点状ビームスポット6
1の直径と半径方向位置よりもわずかに大きくなるよう
に設定される。
術装置10から除去された後、手術眼の受容角膜31が
第1図に示すように設置される.受容角膜(手術角膜)
31も、上記の段階(3)〜(8)で述べた印点及び
切断を受ける.ただし、受容角膜31の印点、切断は次
の条件のもとで行なわれる.即ち、回転対称的同心円に
受容角膜31の散点状ビームスポット61の直径と半径
方向位置は、提供角膜片51の散点状ビームスポット6
1の直径と半径方向位置よりもわずかに大きくなるよう
に設定される。
(10)次に、第6図に示すように、散点状スポット6
1を完全に合致させることによって、提供角膜片51は
受容角膜52に整列される.角膜31、51は、第7図
に示すように、上皮組織71、角膜実質72、内皮73
を有する。縫合トラックを作るため、提供角膜片51及
び受容角膜3l上の、回転対称的同芯円状に散点状ビー
ムスポット61は、上皮組織71すなわちボーマン膜ま
で、または、角膜実質の所定の深さ(例えば100μm
)までに印点される。
1を完全に合致させることによって、提供角膜片51は
受容角膜52に整列される.角膜31、51は、第7図
に示すように、上皮組織71、角膜実質72、内皮73
を有する。縫合トラックを作るため、提供角膜片51及
び受容角膜3l上の、回転対称的同芯円状に散点状ビー
ムスポット61は、上皮組織71すなわちボーマン膜ま
で、または、角膜実質の所定の深さ(例えば100μm
)までに印点される。
(l1)そして、第7図に点線74で示すように、散点
状印点61を通して縫合が行なわれる.上述のように、
本発明の方法の第1実施例の段階を実行することによっ
て、第6図に示すように8個の印点が提供角膜片51と
受容角yI&31に形成される。
状印点61を通して縫合が行なわれる.上述のように、
本発明の方法の第1実施例の段階を実行することによっ
て、第6図に示すように8個の印点が提供角膜片51と
受容角yI&31に形成される。
最初の印点が行われ、その後、l8個の印点が要求され
る場合、その残りの8個のスポット(Xで示す)を印点
するに際し、アキシコンレンズ18が所定の角度(例え
ば22. 5” )だけ光軸01の回りに回転される
.同様に、受容角膜 31の上にも追加の8個の縫合ト
ラックが印点され、16個の対称スポットが提供角膜片
51と受容角膜51とに印点される。本発明の非接触レ
ーザー顕微鏡角膜手術装置10は後述するように、角膜
切開術( keratotomy)でも使用される. 角膜移植術( keratoplasty)で既に述べ
たように、散点状ビームスポット61の直径又は半径方
向位置はMFPアキシコンレンズ18を光軸01に沿っ
て移動させることにより調整される. 角膜頂点Pから外方向へ延びる半径方向への切開、切除
である放射状角膜切開術(radial kerato
tomy)では、レーザービームの焦点面FSを変更し
なければならない。というのは、角膜3lの半径方向切
開・切除では、角膜3lの湾曲の為、切開・切除位置が
角膜頂点Pから外方向へ漸次移動するに伴ってレーザー
光源11から半径方向切開位置までの距離が異なってく
るからである. 即ち、角膜上の異なる半径方向位置での深さ、距離に対
応する正しい焦点面FSにレーザービームが合焦される
ことを確保するために、本発明の装置の焦点面FSは、
集光・合焦レンズ17を光軸0,に沿って矢印B一方向
に移動させることによって矢印B方向に調整される。
る場合、その残りの8個のスポット(Xで示す)を印点
するに際し、アキシコンレンズ18が所定の角度(例え
ば22. 5” )だけ光軸01の回りに回転される
.同様に、受容角膜 31の上にも追加の8個の縫合ト
ラックが印点され、16個の対称スポットが提供角膜片
51と受容角膜51とに印点される。本発明の非接触レ
ーザー顕微鏡角膜手術装置10は後述するように、角膜
切開術( keratotomy)でも使用される. 角膜移植術( keratoplasty)で既に述べ
たように、散点状ビームスポット61の直径又は半径方
向位置はMFPアキシコンレンズ18を光軸01に沿っ
て移動させることにより調整される. 角膜頂点Pから外方向へ延びる半径方向への切開、切除
である放射状角膜切開術(radial kerato
tomy)では、レーザービームの焦点面FSを変更し
なければならない。というのは、角膜3lの半径方向切
開・切除では、角膜3lの湾曲の為、切開・切除位置が
角膜頂点Pから外方向へ漸次移動するに伴ってレーザー
光源11から半径方向切開位置までの距離が異なってく
るからである. 即ち、角膜上の異なる半径方向位置での深さ、距離に対
応する正しい焦点面FSにレーザービームが合焦される
ことを確保するために、本発明の装置の焦点面FSは、
集光・合焦レンズ17を光軸0,に沿って矢印B一方向
に移動させることによって矢印B方向に調整される。
切開・切除が角膜実質72の中で、角膜中心(頂点P)
から角膜外縁へ放射状に行われる放射状角膜切開術(r
adial keratotomy)においては、角膜
上の全半径方向位置におけるレーザービームの焦点面F
Sの距離を知る為に、受容角膜31の切開前の曲率があ
らかじめ角膜計( keratometer)によつて
計測される.第8図に示すように、初期焦点Cが角膜実
質72の上部に設定された後、MFPアキシコンレンズ
18は光軸01に沿って、所定の範囲内で軸方向に、好
ましくは連続的に移動される。それによって、角膜実質
72内の半径方向切開・切除81、81−, 82、
82′が、第8図、第9図に示すように、ポイントCか
らポイントD方向へ角膜の湾曲に沿ってなされる.第8
図は第9図の■−■線に沿う断面図である.切開・切除
が実行される角膜31の半径方向位置に対応ずるレーザ
ービームの焦点面FSを調整する為に、アキシコンレン
ズ18と同時に、集光・合焦レンズl7が軸方向に、好
ましくは連続的に光軸01に沿って移動される.レーザ
ー光源11からのレーザーエネルギーは、角膜実質72
の組織を所望の深さ“Δ”で切開、切除するのに充分な
エネルギーを持つように設定される。
から角膜外縁へ放射状に行われる放射状角膜切開術(r
adial keratotomy)においては、角膜
上の全半径方向位置におけるレーザービームの焦点面F
Sの距離を知る為に、受容角膜31の切開前の曲率があ
らかじめ角膜計( keratometer)によつて
計測される.第8図に示すように、初期焦点Cが角膜実
質72の上部に設定された後、MFPアキシコンレンズ
18は光軸01に沿って、所定の範囲内で軸方向に、好
ましくは連続的に移動される。それによって、角膜実質
72内の半径方向切開・切除81、81−, 82、
82′が、第8図、第9図に示すように、ポイントCか
らポイントD方向へ角膜の湾曲に沿ってなされる.第8
図は第9図の■−■線に沿う断面図である.切開・切除
が実行される角膜31の半径方向位置に対応ずるレーザ
ービームの焦点面FSを調整する為に、アキシコンレン
ズ18と同時に、集光・合焦レンズl7が軸方向に、好
ましくは連続的に光軸01に沿って移動される.レーザ
ー光源11からのレーザーエネルギーは、角膜実質72
の組織を所望の深さ“Δ”で切開、切除するのに充分な
エネルギーを持つように設定される。
角膜実質72の切除・切開が曲線状である曲線状角膜切
開術、即ち角膜頂点P又は角膜中心(頂点P)から所定
半径距離または一定半径距離に離れた円孤93としての
曲線状切開・切除を行う円弧状角膜切開術(curve
d keratotomy)では、MFPアキシコンレ
ンズ18は少なくとも1個の2面プリズムレンズからな
る.焦点Cが角膜実質72に設定された後、レーザー光
源11が角膜実質72を切除するのに充分なエネルギー
ビームを射出している間、MFPアキシコンレンズ18
が所定角度の範囲内で光軸01のまわりに回転され、第
10図に示すような角膜基質72の切開が行われる. 本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10
及びその方法を使用する円弧状角膜切開術(curve
d keratotomy)の他の実施例では、MFP
アキシコンレンズ18が2面以上、例えば、8面からな
る少なくとも1個のMFPレンズからなり、このMFP
アキシコンレンズ18は光軸01の回りに回転可能であ
る。非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10はマスク手
段を有する。マスク手段は、光軸01上に少なくとも1
個の開口を選択的に定義する役割を果たし、集光・合焦
レンズ17と、コールドミラー16との間に配置される
.好ましくは、マスク手段は第工1図に示すように3個
のマスクユニット26、27、28を備えたマスク25
からなる.マスクユニット26J 27は各々コールド
くラー16から射出されたレーザービームを透過させる
為に、120’の扇形状開口角110としての一対の透
過部2661 27aとコールドくラー16から射出さ
れたレーザービームを遮光する為に60@の扇形状絞り
角112としての一対の不透過部26b, 27bを有
する。
開術、即ち角膜頂点P又は角膜中心(頂点P)から所定
半径距離または一定半径距離に離れた円孤93としての
曲線状切開・切除を行う円弧状角膜切開術(curve
d keratotomy)では、MFPアキシコンレ
ンズ18は少なくとも1個の2面プリズムレンズからな
る.焦点Cが角膜実質72に設定された後、レーザー光
源11が角膜実質72を切除するのに充分なエネルギー
ビームを射出している間、MFPアキシコンレンズ18
が所定角度の範囲内で光軸01のまわりに回転され、第
10図に示すような角膜基質72の切開が行われる. 本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10
及びその方法を使用する円弧状角膜切開術(curve
d keratotomy)の他の実施例では、MFP
アキシコンレンズ18が2面以上、例えば、8面からな
る少なくとも1個のMFPレンズからなり、このMFP
アキシコンレンズ18は光軸01の回りに回転可能であ
る。非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10はマスク手
段を有する。マスク手段は、光軸01上に少なくとも1
個の開口を選択的に定義する役割を果たし、集光・合焦
レンズ17と、コールドミラー16との間に配置される
.好ましくは、マスク手段は第工1図に示すように3個
のマスクユニット26、27、28を備えたマスク25
からなる.マスクユニット26J 27は各々コールド
くラー16から射出されたレーザービームを透過させる
為に、120’の扇形状開口角110としての一対の透
過部2661 27aとコールドくラー16から射出さ
れたレーザービームを遮光する為に60@の扇形状絞り
角112としての一対の不透過部26b, 27bを有
する。
本発明によれば、扇形状開口角110、扇形状絞り角1
12を前述の範囲内(例えば60゜〜120’ )で変
化させる為に、第11図の矢印a, bで示す反対方
向にマスクユニット26、27を相対的に光軸01の回
りに回転させる手段を備えている。本実施例によれば、
回転手段はマイクロプロセッサー(図示を略す)によっ
て制御されるステッピングモーター(図示を略す)から
成る.当業者はそのモーターとコントローラーを容易に
認識でき、これらのモーターとコントローラーの配置と
は本発明には直接関係しないのでその詳細な説明は省略
する。
12を前述の範囲内(例えば60゜〜120’ )で変
化させる為に、第11図の矢印a, bで示す反対方
向にマスクユニット26、27を相対的に光軸01の回
りに回転させる手段を備えている。本実施例によれば、
回転手段はマイクロプロセッサー(図示を略す)によっ
て制御されるステッピングモーター(図示を略す)から
成る.当業者はそのモーターとコントローラーを容易に
認識でき、これらのモーターとコントローラーの配置と
は本発明には直接関係しないのでその詳細な説明は省略
する。
しかし一例として、東京電気株式会社で製作された型番
号SPH−3 5AB−006型モーターが使用される
。又、このモーターを制御する為にはIBMのP C/
A Tのような適当なコンピューターが使用される。
号SPH−3 5AB−006型モーターが使用される
。又、このモーターを制御する為にはIBMのP C/
A Tのような適当なコンピューターが使用される。
マスク手段は、一対の半円形状部28 a, 28
bを有するマスクユニット28を備えている.半円形状
部28aはレーザービームを通過させる為に透過性であ
り、半円形状部28bはレーザービームに対して不透過
性である。レーザー光源l1から射出されたレーザービ
ームの一部を選択的に遮光して、その遮光された部分が
不透過性の円形状部z8bの位置に対応する遮光部を光
軸01に形戒するために、マスクユニット28を光軸O
I内に選択的に矢印C方向に挿入離脱させる手段が設け
られている。光軸01内にマスク25、マスク26によ
って定義される開口を選択的に位置づける為に、マスク
ユニット26、27、28は光軸OIの回りを一斉に回
転可能に構成されている. 本実施例では、rM!1口角110, 絞り角112
がマスク25、26の各々反対方向の回転によって選択
された後、第12図に示す傾斜角βが1個のユニットと
してのマスク25、26の光軸01の回りの共通の回転
によって選択され、その後、角膜31の切開・切除の為
にMFPアキシコンレンズ18が光軸01の回りに所定
分毎、又は所定微小lテップ毎に連続的に回転される。
bを有するマスクユニット28を備えている.半円形状
部28aはレーザービームを通過させる為に透過性であ
り、半円形状部28bはレーザービームに対して不透過
性である。レーザー光源l1から射出されたレーザービ
ームの一部を選択的に遮光して、その遮光された部分が
不透過性の円形状部z8bの位置に対応する遮光部を光
軸01に形戒するために、マスクユニット28を光軸O
I内に選択的に矢印C方向に挿入離脱させる手段が設け
られている。光軸01内にマスク25、マスク26によ
って定義される開口を選択的に位置づける為に、マスク
ユニット26、27、28は光軸OIの回りを一斉に回
転可能に構成されている. 本実施例では、rM!1口角110, 絞り角112
がマスク25、26の各々反対方向の回転によって選択
された後、第12図に示す傾斜角βが1個のユニットと
してのマスク25、26の光軸01の回りの共通の回転
によって選択され、その後、角膜31の切開・切除の為
にMFPアキシコンレンズ18が光軸01の回りに所定
分毎、又は所定微小lテップ毎に連続的に回転される。
本発明の非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置10及びそ
の方法は後述する熱角膜形成術( thermoker
a.topla.sty)に対してさらに進んだ利用法
を有する。
の方法は後述する熱角膜形成術( thermoker
a.topla.sty)に対してさらに進んだ利用法
を有する。
熱角膜形成術では、角膜屈折誤差、即ち遠視、近視、乱
視を治療する為に、レーザー光源11は約1.3μm〜
3。3μmの波長を持ったレーザーパルスを射出する赤
外パルス型レーザーから或る。本実施例ではレーザー光
源11は例えば約2.1μmの波長のレーザー光を射出
するHolomium/YAGレーザーから或る。
視を治療する為に、レーザー光源11は約1.3μm〜
3。3μmの波長を持ったレーザーパルスを射出する赤
外パルス型レーザーから或る。本実施例ではレーザー光
源11は例えば約2.1μmの波長のレーザー光を射出
するHolomium/YAGレーザーから或る。
第13図に示すように、例えば遠視を治療するための熱
角膜形成術では、上述の合焦・集光レンズ17とMFP
アキシコンレンズ18とを光軸01に沿って独立に移動
させることによって、角膜実質72内に焦点Cが適切な
直径と適切な深さAを有する点eとして設定された後、
Holomium/YAGレーザー光源が作動され、点
eに向かってパルスレーザービームを発生させる。
角膜形成術では、上述の合焦・集光レンズ17とMFP
アキシコンレンズ18とを光軸01に沿って独立に移動
させることによって、角膜実質72内に焦点Cが適切な
直径と適切な深さAを有する点eとして設定された後、
Holomium/YAGレーザー光源が作動され、点
eに向かってパルスレーザービームを発生させる。
8個の焼痕が点eに同時に瞬時に形成され、点eの周囲
の近傍fの角膜実質72の組織が収縮する。
の近傍fの角膜実質72の組織が収縮する。
点eの周囲の組織の収縮を引き起こすレーザービームの
熱効果によって、遠視を緩和するために角膜31の形状
が変えられる.なお、Daは提供角膜片51の直径であ
る. 第14図に示すように、遠視を軽減する為の熱角膜形成
術では、マスクユニット25は角位置βと角度αを選択
的に定義するために、かつ、点eに投射される多数のス
ポット61を設定する為に使用される。レーザーの熱効
果と点eの近傍fの組織の縮小とは、結果として、乱視
を軽減する為に角膜3lの形状に変化をもたらす。ここ
でSは、入射ビームスポットである. 本発明の方法及び装置の実施例では、角膜組織を形成す
る流動体を固相又は液相段階から気相に変化させること
によって角膜31を切除するのに充分な時間の間、充分
なエネルギーを持ったレーザービームを用いて角膜組織
が照射される.このような蒸散は、水素フッ化物ショー
トパルスレーザーを使用する場合、光学的蒸発(pho
tovaporization)と呼ばれ、アルゴンフ
ッ化物エキシマレーザーを使用する場合は光学的分解(
photodecomposition)と呼ばれてい
る. 本発明の手術方法の更に他の実施例では、角膜組織を蒸
気化しないこと、分解しないことが望まれる.というの
は、角膜組織のほとんどすべては水分である。これは、
大気圧のもとでは角膜組織は100℃未満の温度で熱せ
られなければならないことを意味する。これには長パル
ス幅のレーザー例えば、200ns以上のパルス幅、約
80mJ/パルスのエネルギー束を持ったレーザー 即
ちロングバルスC. W. HFレーザー Nd:
YAGレーザNd/YLFレーザー Holumiu
mレーザーを使用することが好適である。本発明者らは
、60℃以上で角膜組織が粘着性になり、収縮を始める
という事実を発見した.従って、本発明の方法の一実施
例では、角膜組織を約100℃未満まで熱し、その結果
、選択領域の角膜組織が収縮するほどに充分な時間をか
けて、角膜の選択領域を充分なエネルギーを持ったレー
ザービームで照射する。このようにして、乱視や角膜屈
折誤差を軽減する為に、角膜の形状、眼の水晶体の湾曲
が修正される。
熱効果によって、遠視を緩和するために角膜31の形状
が変えられる.なお、Daは提供角膜片51の直径であ
る. 第14図に示すように、遠視を軽減する為の熱角膜形成
術では、マスクユニット25は角位置βと角度αを選択
的に定義するために、かつ、点eに投射される多数のス
ポット61を設定する為に使用される。レーザーの熱効
果と点eの近傍fの組織の縮小とは、結果として、乱視
を軽減する為に角膜3lの形状に変化をもたらす。ここ
でSは、入射ビームスポットである. 本発明の方法及び装置の実施例では、角膜組織を形成す
る流動体を固相又は液相段階から気相に変化させること
によって角膜31を切除するのに充分な時間の間、充分
なエネルギーを持ったレーザービームを用いて角膜組織
が照射される.このような蒸散は、水素フッ化物ショー
トパルスレーザーを使用する場合、光学的蒸発(pho
tovaporization)と呼ばれ、アルゴンフ
ッ化物エキシマレーザーを使用する場合は光学的分解(
photodecomposition)と呼ばれてい
る. 本発明の手術方法の更に他の実施例では、角膜組織を蒸
気化しないこと、分解しないことが望まれる.というの
は、角膜組織のほとんどすべては水分である。これは、
大気圧のもとでは角膜組織は100℃未満の温度で熱せ
られなければならないことを意味する。これには長パル
ス幅のレーザー例えば、200ns以上のパルス幅、約
80mJ/パルスのエネルギー束を持ったレーザー 即
ちロングバルスC. W. HFレーザー Nd:
YAGレーザNd/YLFレーザー Holumiu
mレーザーを使用することが好適である。本発明者らは
、60℃以上で角膜組織が粘着性になり、収縮を始める
という事実を発見した.従って、本発明の方法の一実施
例では、角膜組織を約100℃未満まで熱し、その結果
、選択領域の角膜組織が収縮するほどに充分な時間をか
けて、角膜の選択領域を充分なエネルギーを持ったレー
ザービームで照射する。このようにして、乱視や角膜屈
折誤差を軽減する為に、角膜の形状、眼の水晶体の湾曲
が修正される。
さらに、角膜組織を収縮する為に、そして収縮が望まれ
る角膜組織の選択領域をコントロール、かつ定義する為
に、本発明の装置のいずれかの実施例が使用される。
る角膜組織の選択領域をコントロール、かつ定義する為
に、本発明の装置のいずれかの実施例が使用される。
本発明の方法の更に他の実施例では、角膜移植手術中、
提供角膜片51が受容角膜3lの上に載せられ、提供角
膜片51と受容角膜3lの接触端部51′が、充分なエ
ネルギーを持ったレーザービームにより照射され、接触
端部は約60℃ないし85℃に熱せられる. この為には、約200ns以上のパルス幅、約2.0μ
m〜3.0μmの周波数、約250mJ/an2のエネ
ルギー束を持ったレーザー光源を使うことが望ましい。
提供角膜片51が受容角膜3lの上に載せられ、提供角
膜片51と受容角膜3lの接触端部51′が、充分なエ
ネルギーを持ったレーザービームにより照射され、接触
端部は約60℃ないし85℃に熱せられる. この為には、約200ns以上のパルス幅、約2.0μ
m〜3.0μmの周波数、約250mJ/an2のエネ
ルギー束を持ったレーザー光源を使うことが望ましい。
このように、提供角膜片51と受容穴31′の接触端部
51′の組織が粘着性になり、これによって、縫合の必
要のない手術溶着という方法で互いが接着される。この
溶合はコンタクトレンズの装着方法と同じように受容角
膜31の上に、擬似角膜片の組織を溶着する角膜移植術
に採用される。この擬似角膜片の組織は、人間、動物、
合或物質の組織である。
51′の組織が粘着性になり、これによって、縫合の必
要のない手術溶着という方法で互いが接着される。この
溶合はコンタクトレンズの装着方法と同じように受容角
膜31の上に、擬似角膜片の組織を溶着する角膜移植術
に採用される。この擬似角膜片の組織は、人間、動物、
合或物質の組織である。
この溶融は円錐状アキシコンレンズ18′ を使えば、
全周に渡って行うことができる。
全周に渡って行うことができる。
本発明の第2実施例では、第1図の二点鎖線で示す円錐
形アキシコンレンズ18′がMFPアキシコンレンズ1
8の代わりに使用される。
形アキシコンレンズ18′がMFPアキシコンレンズ1
8の代わりに使用される。
この実施例では、円形角膜切開術を行うに際し、円錐形
アキシコンレンズ18′は光軸01の回りに回転させる
必要がない。というのは、円錐形アキシコンレンズ18
′は集光・合焦レンズ17から出射されたレーザービー
ムを環状ビームに変換し、この環状ビームを患者眼30
の角膜31に投影するからである。
アキシコンレンズ18′は光軸01の回りに回転させる
必要がない。というのは、円錐形アキシコンレンズ18
′は集光・合焦レンズ17から出射されたレーザービー
ムを環状ビームに変換し、この環状ビームを患者眼30
の角膜31に投影するからである。
第15図、第16図に示すマスク手段のいずれか一方が
この実施例の方法に用いられる. この実施例では、2個のマスクが、光軸01上で互いに
離間され、各マスクの形状は全く同じでものである.従
って、マスク130の一方のみが第15図、第16図に
それぞれ示されている。
この実施例の方法に用いられる. この実施例では、2個のマスクが、光軸01上で互いに
離間され、各マスクの形状は全く同じでものである.従
って、マスク130の一方のみが第15図、第16図に
それぞれ示されている。
これに限定されるわけではないが一例として、マスク1
30は金属板からなり、この金属板は二つの扇形状の不
透過部132と134、及び第15図に示すように凹面
の円弧と、第16図に示すような凸面の円弧で形威され
る側縁136、138を有する。側縁136と138に
よって定義された開口を通って出射する円弧状レーザー
ビームP′のエネルギー密度は側縁136と138によ
って定義された円弧の半径方向に沿って徐々に減少する
ので、患者角膜31の円弧93の切開・切除の深さは第
工7図に示すように、両端終結部93′、93′に向か
うに従って徐々に滑らかに浅くなっていく。このように
精巧かつ巧妙な曲線状角膜切開術が本発明の方法と装置
を使って実施される。
30は金属板からなり、この金属板は二つの扇形状の不
透過部132と134、及び第15図に示すように凹面
の円弧と、第16図に示すような凸面の円弧で形威され
る側縁136、138を有する。側縁136と138に
よって定義された開口を通って出射する円弧状レーザー
ビームP′のエネルギー密度は側縁136と138によ
って定義された円弧の半径方向に沿って徐々に減少する
ので、患者角膜31の円弧93の切開・切除の深さは第
工7図に示すように、両端終結部93′、93′に向か
うに従って徐々に滑らかに浅くなっていく。このように
精巧かつ巧妙な曲線状角膜切開術が本発明の方法と装置
を使って実施される。
第18図はマスク手段のさらに他の実施例を示し、各々
楔形状部154と156を持ったマスク150とl52
とが矢印158と160に沿って、互いに反対方向に、
同時に、あるいは各別に駆動される。この様に、楔形状
部154と156によって定義された開口角度aは所定
の方法で選択される。更に、手術眼の角膜31上の切開
片・切除片の位置角度bを選択的に定義する為に、マス
ク150と152は何か適当なモーターか手動手段を使
って、光軸01の回りを別々に、あるいは同時に回転さ
せられる. 第18図に示したマスク手段を利用する場合、角膜31
にレーザービームが照射されている間、マスク150と
152は、矢印方向158と160に沿って、各々反対
方向に動かされる.第19図は、マスク15Q1152
の開状態を示し、角1131のいずれの部分も楔部15
4と156によっては遮光されない.第18図に示すよ
うに、マスク150と152は互いに接近した状態に動
かされるので、楔部154と156はレーザー光源l1
によって射出されたレーザービームから角膜の大部分を
遮光する。第20図に示すように、楔形状部154、1
56が互いに重なり合い、レーザー光源11から射出さ
れたどのレーザービームからも完全に角膜を遮光する. 第18図に例示のマスク手段が円錐形アキシコンレンズ
と組合わさった時、角膜31に投射された環状レーザー
ビームは、第19図に例示の円周位置dに対応して全射
出エネルギーを変化させる.従って、角膜基質72でな
された切開・切除の深さDは第21図に示すように、正
弦カーブに似て、徐々に変化する.この様に角膜乱視ば
かりでなく、角膜球形パワー誤差をも治療するための本
発明の考えを利用しながら、角膜乱視の軽減は精巧、巧
妙に実現されるのである. 発明に付随する利点や修正は、当業者には容易に発見さ
れるであろう.広い観点にたった時、本発明は特別な詳
細事項、典型的装置、及び図示されたり記述された図解
例に限定はされない。従って、請求項、及びそれに相当
する記述で明らかにされる一般的な発明概念の精神、範
囲から逸脱することなく、枝葉末葉に走ることは避けな
ければならない。
楔形状部154と156を持ったマスク150とl52
とが矢印158と160に沿って、互いに反対方向に、
同時に、あるいは各別に駆動される。この様に、楔形状
部154と156によって定義された開口角度aは所定
の方法で選択される。更に、手術眼の角膜31上の切開
片・切除片の位置角度bを選択的に定義する為に、マス
ク150と152は何か適当なモーターか手動手段を使
って、光軸01の回りを別々に、あるいは同時に回転さ
せられる. 第18図に示したマスク手段を利用する場合、角膜31
にレーザービームが照射されている間、マスク150と
152は、矢印方向158と160に沿って、各々反対
方向に動かされる.第19図は、マスク15Q1152
の開状態を示し、角1131のいずれの部分も楔部15
4と156によっては遮光されない.第18図に示すよ
うに、マスク150と152は互いに接近した状態に動
かされるので、楔部154と156はレーザー光源l1
によって射出されたレーザービームから角膜の大部分を
遮光する。第20図に示すように、楔形状部154、1
56が互いに重なり合い、レーザー光源11から射出さ
れたどのレーザービームからも完全に角膜を遮光する. 第18図に例示のマスク手段が円錐形アキシコンレンズ
と組合わさった時、角膜31に投射された環状レーザー
ビームは、第19図に例示の円周位置dに対応して全射
出エネルギーを変化させる.従って、角膜基質72でな
された切開・切除の深さDは第21図に示すように、正
弦カーブに似て、徐々に変化する.この様に角膜乱視ば
かりでなく、角膜球形パワー誤差をも治療するための本
発明の考えを利用しながら、角膜乱視の軽減は精巧、巧
妙に実現されるのである. 発明に付随する利点や修正は、当業者には容易に発見さ
れるであろう.広い観点にたった時、本発明は特別な詳
細事項、典型的装置、及び図示されたり記述された図解
例に限定はされない。従って、請求項、及びそれに相当
する記述で明らかにされる一般的な発明概念の精神、範
囲から逸脱することなく、枝葉末葉に走ることは避けな
ければならない。
(発明の効果)
本発明は、以上説明したように構或したので以下の効果
を奏する. (1)切開中、切開後に角膜の緊張と歪みを実質的に回
避できる. (2)受容角膜と提供角膜片に角膜移植術中に縫合トラ
ックを印点することが可能である。
を奏する. (1)切開中、切開後に角膜の緊張と歪みを実質的に回
避できる. (2)受容角膜と提供角膜片に角膜移植術中に縫合トラ
ックを印点することが可能である。
(3)患者眼の角膜屈折誤差と乱視が回避できる.
(4)手術溶着によって提供角膜と受容角膜を互いに縫
合する必要を回避できる.
合する必要を回避できる.
第1図は本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡手術装置
及びその使用方法に係わる光学系を示す図、 第2A図は多面プリズム(MFP)アキシコン凹レンズ
の平面図、 第2B図は、第2A図で示された多面プリズム(MFP
)アキシコンレンズのnB’−IIB’線に沿う断面図
、 第3A図は多面プリズム(MFP)アキシコン凸レンズ
の平面図、 第3B図は第3A図で示された多面プリズム(MFP)
アキシコンレンズの側面図、 第4図は本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡手術装置
及びその使用方法に使用される提供角膜片固定装置を示
す図、 第5図は本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡装置によ
って印点されて縫合トラックを定義する散点状ビームス
ポットを有する提供角膜片の平面図、 第6図は縫合トラックを定義する散点状ビームスポット
を各々有する提供角膜片と受容角膜の接合を示す平面図
、 第7図は第6図に示す■一■線に沿う断面図、第8図は
放射状角膜切開手術中に印点によって形成される切込み
を有する患者眼の角膜断面図であって、第9図の■−■
線に沿う断面図、第9図は第8図に示す患者眼の平面図
、第1O図は、円弧状角膜切開手術を受けた患者眼の平
面図、 第1l図は本発明に使用するマスク手段の一実施例を示
す図、 第12図は第11図に示すマスク手段によって定義され
た開口の角度方向を示す図、 第13図は角膜実質部分が熱角膜形成術によって処理さ
れた角膜の断面部分図、 第■4図はマスク手段を有する本発明に係わる非接触顕
微鏡角膜手術装置及びその方法を使用して選択範囲で処
理された患者眼の正面図、第15図・第工6図は本発明
に係わるマスク手段の第2実施例を示す平面図、 第17図は、本発明に係わる非接触角膜顕微鏡手術装置
及びその方法を使用して切除された角膜の部分断面図で
あって、第15図、第16図に示すマスク手段を使用し
て形戒された角膜の切口形状を示す図、 第18図は本発明に係わるマスク手段の第3実施例を示
す平面図、 第19図は第18図に示すマスク手段が全開戒位置にあ
るときの状態を示す図、 第20図は第18図に示すマスク手段が全閉或位置にあ
るときの状態を示す図、 第21図は角膜実質に形成された切込み、切除の切口の
深さと第18図に示すマスク手段によって投射された環
状レーザービームの周回り方向位置との関係を示す図、 である。 10・・・非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置l1・・
・レーザー光源 13・・・ビームエキスパンダー 16・・・コールドミラー 17・・・集光・合焦レンズ 18、18’・・・アキシコンレンズ 21・・・レーザー光源 25・・・マスクユニット 26、27、28・・・マスク 30・・・被検眼 31・・・受容角膜 40・・・提供角膜片固定装置 51・・・提供角膜片 61・・・散点状ビームスポット 71・・・角膜上皮 72・・・角膜実質 73・・・角膜内皮 130・・・マスク P・・・角膜頂点 FS・・・焦点面 第2図A 第2図B
及びその使用方法に係わる光学系を示す図、 第2A図は多面プリズム(MFP)アキシコン凹レンズ
の平面図、 第2B図は、第2A図で示された多面プリズム(MFP
)アキシコンレンズのnB’−IIB’線に沿う断面図
、 第3A図は多面プリズム(MFP)アキシコン凸レンズ
の平面図、 第3B図は第3A図で示された多面プリズム(MFP)
アキシコンレンズの側面図、 第4図は本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡手術装置
及びその使用方法に使用される提供角膜片固定装置を示
す図、 第5図は本発明に係わる非接触レーザー顕微鏡装置によ
って印点されて縫合トラックを定義する散点状ビームス
ポットを有する提供角膜片の平面図、 第6図は縫合トラックを定義する散点状ビームスポット
を各々有する提供角膜片と受容角膜の接合を示す平面図
、 第7図は第6図に示す■一■線に沿う断面図、第8図は
放射状角膜切開手術中に印点によって形成される切込み
を有する患者眼の角膜断面図であって、第9図の■−■
線に沿う断面図、第9図は第8図に示す患者眼の平面図
、第1O図は、円弧状角膜切開手術を受けた患者眼の平
面図、 第1l図は本発明に使用するマスク手段の一実施例を示
す図、 第12図は第11図に示すマスク手段によって定義され
た開口の角度方向を示す図、 第13図は角膜実質部分が熱角膜形成術によって処理さ
れた角膜の断面部分図、 第■4図はマスク手段を有する本発明に係わる非接触顕
微鏡角膜手術装置及びその方法を使用して選択範囲で処
理された患者眼の正面図、第15図・第工6図は本発明
に係わるマスク手段の第2実施例を示す平面図、 第17図は、本発明に係わる非接触角膜顕微鏡手術装置
及びその方法を使用して切除された角膜の部分断面図で
あって、第15図、第16図に示すマスク手段を使用し
て形戒された角膜の切口形状を示す図、 第18図は本発明に係わるマスク手段の第3実施例を示
す平面図、 第19図は第18図に示すマスク手段が全開戒位置にあ
るときの状態を示す図、 第20図は第18図に示すマスク手段が全閉或位置にあ
るときの状態を示す図、 第21図は角膜実質に形成された切込み、切除の切口の
深さと第18図に示すマスク手段によって投射された環
状レーザービームの周回り方向位置との関係を示す図、 である。 10・・・非接触レーザー顕微鏡角膜手術装置l1・・
・レーザー光源 13・・・ビームエキスパンダー 16・・・コールドミラー 17・・・集光・合焦レンズ 18、18’・・・アキシコンレンズ 21・・・レーザー光源 25・・・マスクユニット 26、27、28・・・マスク 30・・・被検眼 31・・・受容角膜 40・・・提供角膜片固定装置 51・・・提供角膜片 61・・・散点状ビームスポット 71・・・角膜上皮 72・・・角膜実質 73・・・角膜内皮 130・・・マスク P・・・角膜頂点 FS・・・焦点面 第2図A 第2図B
Claims (47)
- (1)レーザービーム発生手段と角膜へのレーザービー
ム投射手段とからなり、 該投射手段は光軸を備えると共に、角膜上にレーザービ
ームを収束させるための収束手段と、収束レーザービー
ムを多数の散点状ビームスポットに変換するためのアキ
シコン光学手段とを有することを特徴とする非接触レー
ザー顕微鏡角膜手術装置。 - (2)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 前記収束手段は、角膜上に前記レーザービームを合焦さ
せるための集光レンズ手段を有することを特徴とするも
の。 - (3)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 アキシコン光学手段は、少なくとも1個の多面プリズム
レンズを有することを特徴とするもの。 - (4)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 前記投射手段は、前記レーザービームの半径を拡大する
ビームエキスパンダー手段を有すると共に、前記収束手
段は前記角膜上に前記レーザービームを合焦させる集光
レンズ手段を有することを特徴とするもの。 - (5)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 前記投射手段は、前記レーザービームの半径を拡大する
ビームエキスパンダー手段を有することを特徴とするも
の。 - (6)特許請求の範囲第5項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 前記ビームエキスパンダー手段が1個の可変発散ビーム
拡張器であることを特徴とするもの。 - (7)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 前記レーザービーム発生手段が赤外パルスレーザービー
ム発生器であることを特徴とするもの。 - (8)特許請求の範囲第7項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、赤外パルスレーザービーム
発生器がHFレーザー光源Er−YAG,Er−YSG
G又はHolomium/YAGレーザー光源からなる
もの。 - (9)特許請求の範囲第7項に記載の非接触レーザー顕
微鏡角膜手術装置において、 赤外パルスレーザービーム発生器が紫外レーザー光源か
らなるもの。 - (10)特許請求の範囲第7項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 前記赤外パルスレーザービーム発生器によって発生され
たレーザービームの波長が1.3μmから3.3μmの
ほぼ範囲内であることを特徴とするもの。 - (11)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 前記レーザービームの照射位置と実質的に一致するよう
にして角膜上へ可視レーザービームを投射するためのエ
イミング手段を備えているもの。 - (12)特許請求の範囲第11項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記エイミング手段の光軸が、前記投影手段の光軸の一
部と重なっていることを特徴とするもの。 - (13)特許請求の範囲第11項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記エイミング手段は、可視レーザービーム光源とミラ
ー手段とを備え、該ミラー手段は、前記レーザービーム
発生手段と前記収束手段との間に斜めに配置され、前記
エイミング手段から出射された可視レーザービームは反
射し、かつ、前記レーザービーム発生手段からのレーザ
ービームは透過させることを特徴とするもの。 - (14)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 角膜頂点に対して前記散点状ビームスポットの半径方向
位置を調整する手段を備えているもの。 - (15)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 前記投射手段の光軸に関して前記アキシコン光学手段を
回転させる手段を備えているもの。 - (16)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 前記投射手段の光軸に沿って前記収束手段を移動させる
手段を有することを特徴とするもの。 - (17)特許請求の範囲第1項に記載の非接触レーザー
顕微鏡角膜手術装置において、 前記投射手段の光軸に少なくとも1個の光不透過部と少
なくとも1個の光透過部とを選択的に定義するマスク手
段を備えているもの。 - (18)特許請求の範囲第17項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は互いに離間され、かつ、前記光軸上に
整列された第1マスクと第2マスクとを有しており、前
記各マスクは前記光軸方向から見て、選択された開角に
よって定義される少なくとも2つの扇形状の光透過部を
有し、前記各マスクによって定義される前記光透過部の
所定角を選択的に調整する為に、前記第1マスクと第2
マスクとを互いに反対方向に回転させる手段を有するこ
とを特徴とする。 - (19)特許請求の範囲第17項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、鋭角部を有する少なくとも2枚のマ
スク板を有し、前記レーザービーム発生手段から射出さ
れた前記レーザービームの一部を選択的に遮光する為に
前記鋭角部を前記投射手段の光軸に離反接近する方向に
駆動させる手段を有することを特徴とするもの。 - (20)特許請求の範囲第17項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、2枚のマスク板を有し、各マスク板
は前記投射手段の光軸に対して離反接近可能に選択的に
可動の鋭角部を有し、前記マスク手段の少なくとも一つ
を前記投射手段の光軸の回りに回動させる手段を有する
もの。 - (21)レーザービーム発生手段と、 角膜へのレーザービーム投射手段とを有し、前記レーザ
ービーム投射手段には光軸が定義され、 該レーザービーム投射手段は角膜上にレーザービームを
収束させるための収束手段と、 収束レーザービームを環状ビームに変換するための円錐
形アキシコン光学手段と、 選択的にレーザービームの一部を遮光するためのかつ残
余のレーザービームを通過させるためのマスク手段とを
備え、 光軸に沿って射出されたレーザービームは前記マスク手
段を通過する際に残余のレーザービームとなり、該残余
のレーザービームは前記マスク手段の部分に対応して選
択位置におけるレーザービームであって角膜に当てるた
めに用いられることを特徴とする非接触レーザー顕微鏡
角膜手術装置。 - (22)特許請求の範囲第21項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、レーザービームを通過させるための
少なくとも1個の開口と、開口領域を変化させるための
手段とを有することを特徴とするもの。 - (23)特許請求の範囲第22項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、2個の扇形状透過部と2個の扇形状
不透過部とを有する第1、第2マスクを備え、前記扇形
状透過部は前記マスク手段の少なくとも1個の開口に対
応する端部間の所定開角によって定義され、かつ、前記
少なくとも1個の開角の領域を変化させる為の手段は、
前記扇形状透過部によって定義された開角を変えるため
に、前記各マスクが互いに独立に回転できるように、前
記光軸上に前記マスクを設置するための手段を有するこ
とを特徴とするもの。 - (24)特許請求の範囲第23項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記光軸の回りの前記開口の角度位置を選択的に調整す
る為に、前記各マスクを一斉に回転させる手段を有する
ことを特徴とするもの。 - (25)特許請求の範囲第23項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、付加的なパターンを定義する為に、
半円形状の透過部と半円形状の不透過部とを有する第3
マスクを備えていることを特徴とするもの。 - (26)特許請求の範囲第25項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記光軸の回りに、前記第3マスクを回転可能に設置す
る手段を有することを特徴とするもの。 - (27)特許請求の範囲第22項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記マスク手段は、各楔形状端部を有する少なくとも2
枚のマスク板を有し、該マスク板の前記楔形状端部を前
記光軸に離反接近させる方向に移動させる手段を有する
ことを特徴とするもの。 - (28)特許請求の範囲第27項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 前記楔形状端部の少なくとも1個を前記光軸の回りに回
転させる手段を有することを特徴とするもの。 - (29)角膜組織を切除する為のエネルギーを有するレ
ーザービームを発生させる段階と、 光軸に沿って角膜へ前記レーザービームを投射する段階
と、 角膜上へ投射レーザービームを収束させる段階と、 収束レーザービームを前記角膜上に多数の散点状ビーム
スポットとして形成する段階と、 からなり、前記散点状ビームスポットは縫合トラックを
定義し、前記角膜に縫合トラックで印点する非接触レー
ザー顕微鏡角膜手術方法。 - (30)特許請求の範囲第29項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 収束レーザービームを、多数の回転対称的同心円状ビー
ムスポットとして形成する段階は、前記収束レーザービ
ームを前記光軸上に配置された多面プリズムレンズを通
して通過させる補助段階を有することを特徴とするもの
。 - (31)特許請求の範囲第30項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 角膜の頂点に対して散点状ビームスポットの半径方向を
変更させる段階を有することを特徴とするもの。 - (32)特許請求の範囲第31項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 ビームスポットの半径方向位置を変更させる段階は多面
プリズムアキシコンレンズを光軸に沿って選択的に移動
させる補助段階を有することを特徴とするもの。 - (33)特許請求の範囲第29項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術装置において、 印点される角膜が、提供角膜を手術によって切除した提
供角膜片であることを特徴とするもの。 - (34)特許請求の範囲第29項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 印点される角膜が、提供角膜片を受け入れる為に手術で
切除された中央部を有する受容角膜からなることを特徴
とするもの。 - (35)特許請求の範囲第29項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記各段階は、提供角膜片に所定数の縫合トラックを印
点する為に実施され、 前記各段階は、切除された中央部を有し、少なくとも同
じ所定数の縫合トラックを受容角膜に印点するために繰
り返され、前記受容角膜に印点された縫合トラックは前
記提供角膜片に印点された縫合トラックから半径方向に
離間され、かつ一直線上に整列されていることを特徴と
するもの。 - (36)特許請求の範囲第35項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 提供角膜片と受容角膜の各整列された縫合トラックの対
に手術糸を通すことによって提供角膜片を受容角膜に縫
合する段階を有することを特徴とするもの。 - (37)角膜を切除するためのエネルギーを有するレー
ザービームを発生する段階と、 角膜に光軸に沿って前記レーザービームを投射する段階
と、 角膜に前記投射レーザービームを収束させる段階と、 収束レーザービームを環状ビームとして投射する段階と
、 前記光軸に沿って透過された前記レーザービームの輪郭
と対応する選択位置において角膜を切除する為に、前記
レーザービームの一部を選択的に遮光し、かつ、前記レ
ーザービームの残余の部分を前記光軸に沿って透過する
段階と、 を有し、選択位置で角膜を切除するための非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法。 - (38)特許請求の範囲第37項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記レーザービームの一部を選択的に遮光し、かつ、残
余の部分を透過させる段階は、前記光軸にマスク手段を
挿入する副段階を有し、該マスク手段は前記レーザービ
ームの前記遮光部に対応する不透過部と、前記レーザー
ビームの前記透過部に対応する通過部とを有することを
特徴とするもの。 - (39)特許請求の範囲第37項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記レーザービームの遮光部と透過部との相対的サイズ
を調整するための段階を有することを特徴とするもの。 - (40)特許請求の範囲第38項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 マスク手段が、各不透過部と透過部とを有する少なくと
も第1、第2マスクからなり、 前記マスクの不透過部と、透過部との相対的サイズを変
化させるために、互いに相対的に第1、第2マスクを回
転させることによってレーザービームの遮光部と透過部
の相対的サイズを調整する段階を有することを特徴とす
るもの。 - (41)特許請求の範囲第38項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 光軸に対してレーザービームの遮光部と透過部との角度
位置を、マスク手段を回転させることによって調整する
段階を有することを特徴とするもの。 - (42)所定のエネルギー束を有するレーザービームを
発生する段階と、 角膜へ光軸に沿ってレーザービームを投射する段階と、 角膜に投射レーザービームを収束させる段階と、前記選
択領域で、角膜組織を切除せずに収縮させるために、照
射領域を約100℃以下の温度で熱するのに充分な時間
をかけて、選択領域の角膜にレーザービームを照射する
段階とからなり、乱視、角膜屈折誤差を軽減することを
特徴とする非接触レーザー顕微鏡角膜手術方法。 - (43)特許請求の範囲第42項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記レーザービームは、その波長が約1.3μm〜3.
3μm,かつパルス幅が約200ns以上、しかもエネ
ルギー束が約250mj/cm^2であることを特徴と
するもの。 - (44)提供角膜片を手術角膜に載置する段階と、所定
のエネルギー束を有するレーザービームを発生させる段
階と、レーザービームを角膜へ向けて光軸に沿って投射
する段階と、投射レーザービームを角膜上に収束させる
段階と、提供角膜と受容角膜との組織を互いに溶着させ
るために、接触端の角膜組織の温度を約60℃ないし8
5℃程度に上昇させるのに充分な時間をかけて、収束レ
ーザービームを提供角膜片と受容角膜との接触端に照射
する段階と、からなることを特徴とする提供角膜片を受
容角膜に溶着させるための非接触レーザー顕微鏡角膜手
術方法。 - (45)特許請求の範囲第44項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記レーザービームは、パルス幅が約200ns以上で
あって、かつ、周波数が波長にして約1.3μm〜3.
3μmで、しかもエネルギー束が約250mj/cm^
2であるレーザーを用いて発生されることを特徴とする
もの。 - (46)擬似角膜組織の層を受容角膜に載置する段階と
、 所定エネルギー束を有するレーザービームを発生する段
階と、 レーザービームを受容角膜と擬似角膜組織の層に向けて
、光軸に沿って投射する段階と、 投射レーザービームを擬似角膜組織の層に収束させる段
階と、 擬似角膜組織層の選択領域の温度と、該擬似角膜組織層
の選択領域の直下の受容角膜組織の領域の温度を約60
℃〜85℃まで上昇させるために、擬似角膜組織層を前
記選択された領域で受容角膜へ溶着させるのに充分な時
間をかけて、選択領域擬似角膜組織層を収束レーザービ
ームで照射する段階と、 からなることを特徴とする提供角膜片を受容角膜に手術
によって接合させるための非接触レーザー顕微鏡角膜手
術方法。 - (47)特許請求の範囲第46項に記載の非接触レーザ
ー顕微鏡角膜手術方法において、 前記レーザービームは、パルス幅が200ns以上で、
周波数が波長にして約1.3μm〜3.3μmで、エネ
ルギー束が約250mj/cm^2のレーザーにより発
生されることを特徴とするもの。
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