JP2907656B2 - レ−ザ手術装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角膜を修正して屈折異常
を矯正するレ−ザ手術装置にかかわり、特に遠視眼の角
膜曲率を小さくして屈折力を増加させることによって遠
視矯正を行うことができるレ−ザ手術装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レ−ザビ−ムで角膜の表面を切除
しその曲率を変えることによって眼球の屈折異常を矯正
しようとする手法（Photo-refractive Keratectomy）が
注目されている。しかし、現在行われているのは近視矯
正ばかりで、遠視矯正はほとんど行われていない。その
理由は次の点にある。近視矯正は図１に示すように角膜
中央部を深く、周辺部を浅く凸レンズ状に切除すれば良
いため、通常の円形可変アパ−チャを使用してレ−ザの
アブレ−ション領域を変えることにより比較的容易にで
きる。これに対して、遠視矯正は図２のように中央部を
浅く、周辺部を深く、凹レンズ状に切除しなければなら
ないので、レ−ザビ−ム中央を円形のアパ−チャでさえ
ぎり、しかもその大きさを変えるという通常のアパ−チ
ャでは困難なことを行わなければならないからである。

【０００３】この困難なアパ−チャ制御を行うため、現
在までにいくつかの方法が提案されてきた。特公平４−
３３２２０号（ＧＢ ８６０６８２１）「レ−ザを使用
する表面の整形」（出願人 サミット）には、特殊なマ
スクを使用して中央部より周辺部を深くアブレ−ション
し、凹レンズ状に切除する方法が示されている（図３参
照）。この方法で使用されるマスクはレ−ザ光に対して
予め定められた形状（プロファイル）の抵抗を有してお
り、その形状はマスク材料の厚さあるいは組織を変える
ことによって作られている。このマスクを通して角膜に
レ−ザビ−ムを照射すると、レ−ザビ−ムの一部が選択
的に吸収され、他の部分がこのマスクの形状にしたがっ
て角膜表面へ透過し、その表面を選択的にアブレ−ショ
ンする。遠視矯正のマスクは、中央部で吸収が多く透過
を少なくし、周辺部で吸収が少なく透過が多くなるよう
に形成することによって、角膜を凹レンズ状に切除する
ことができる。

【０００４】また、特開昭６４−８６９６８号（ＦＲ
８７０８９６３）「眼の角膜手術を行う装置」（出願人
ＩＢＭ）には、ロ−ブ状のアパ−チャを回転または並
進の変位をさせながら、レ−ザを照射する切除方法が示
されている（図４参照）。この方法で使用されるロ−ブ
状のアパ−チャは所定の形状になっており、このアパ−
チャによるレ−ザビ−ムのロ−ブ像を間欠的に多数重ね
合わせて角膜切除を行い、結果として屈折矯正に必要な
切除分をアブレ−ションして角膜の曲率を変化させると
いうものである。従って、遠視矯正のアパ−チャは角膜
中央部に対して角膜周辺部に相当する部分は幅が広くな
っているので、周辺部がより多くアブレ−ションされる
ようになっている。特開昭６４−８６９６８号と類似す
るものとして、特開平２−８４９５５（ＳＵ ４４５７
７７２）「眼の屈折異常を矯正するための装置」（出願
人 メゾトラスレボイ・ナウチノ−テフ＝チェコスキ・
コムプレクス“ミクロヒルルギア・グラザ”）にもあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
遠視矯正方法には以下のような欠点がある。前者の特殊
なマスクを使用する方法では、矯正を行う眼球の角膜曲
率と矯正度数によりマスクの形状が異なってくるため、
術前の角膜曲率、矯正度数に対し、各々違った形状のマ
スクが必要であり、多数のマスクの形状を用意しなけれ
ばならない。また、矯正の角膜切除量はマスク形状に左
右されるため、マスク形状の精度が重要な要素となり、
それにしたがって、製造が難しくなるという欠点があっ
た。また、後者のロ−ブ像を変位させる方法では、上と
同様に矯正前の角膜曲率、矯正度数により、ロ−ブ状の
アパ−チャの形状が変わってくるため、アパ−チャの種
類が非常に多数になってしまうという欠点がある。本発
明の目的は上記欠点に鑑み、多数のマスクやアパ−チャ
を用意しなくても、簡単な構成で角膜曲率を小さくし、
遠視矯正が可能な屈折矯正用のレ−ザ手術装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の装置は、次のような特徴を持つ。 （１） 角膜をアブレーションして屈折異常を矯正する
レーザ手術装置において、円形の開口部を持つアパーチ
ャと該アパーチャの開口部を横切り直線状の遮光エッジ
を持ち遮光エッジの位置が変化する遮光板とを有するビ
ーム遮光手段と、該ビーム遮光手段の開口像を手術眼に
投影する投影レンズと、前記ビーム遮光手段を透過する
レーザビームの形状を維持した状態でアブレーション領
域の中心を軸としてレーザビームの照射位置を回転させ
る回転手段と、前記ビーム遮光手段の遮光エッジの位置
に対するレーザビームの照射量を制御し角膜の中心部に
対してその周辺部の照射量を増加させ遠視矯正を行う制
御手段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】（２） （１）の遮光板は回転可能な平板
であり、回転角により遮光領域を決定することを特徴と
する。

【０００８】（３） （１）のレーザ手術装置におい
て、近視矯正のための制御を行う手段を有することを特
徴とする。

【０００９】（４） （１）のレ−ザ手術装置におい
て、レ−ザ断面の光強度をほぼ均一にするためのフィル
タを設けていることを特徴とする。

【００１０】（５） 角膜をアブレーションして屈折異
常を矯正するレーザ手術装置において、開口径が可変な
アパーチャと、複数枚のミラーでレーザビームを分割
し、分割したビーム間隔を変化させることでレーザビー
ムの中央部の遮光領域を変えることができるビーム遮光
手段と、該ビーム遮光手段と前記アパーチャとを制御す
る制御手段と、レーザビームを回軸させるビーム回転手
段とを有し、アパーチャとビーム遮光手段を通過するレ
ーザビームの形状を変え遠視矯正を行うことを特徴とす
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （全体の光学系）図５は一実施例の光学系の配置図であ
る。１はレ−ザ光源であり、実施例ではエキシマレ−ザ
を使用している。そのレ−ザ光源から出射されるレ−ザ
ビ−ムは、ミラ−２およびミラ−３で反射される。ミラ
−３は矢印方向に移動可能であり、近視矯正時にレ−ザ
ビ−ムを後述する不均一な強度分布を持つ方向にスキャ
ンすることにより均一に切除する。この点は、特願平２
−４１６７６７号（発明の名称 レ−ザビ−ムによるア
ブレ−ション装置）に詳細に説明されているので参照に
されたい。

【００１２】４は回転可能な細長い平板のアパ−チャで
あり、図６はこれを上側から見た図である。アパ−チャ
４は近視矯正時に光路外に脱出し、遠視矯正時に光路に
挿入される。アパ−チャ５は開口の径が可変の円形アパ
−チャである。アパ−チャ４はアパ−チャ５に近接して
配置され、アパ−チャ５は投影レンズ７に関して角膜９
と共役な位置にある。したがって、アパ−チャ上でのビ
−ム形状の像が角膜９の上にできる。アパ−チャ４およ
びアパ−チャ５を通過したレ−ザビ−ムは、イメ−ジロ
−テ−タ６を経て投影レンズ７を通り、平面ミラ−８に
より９０°曲げられて角膜９に到達する。１０は双眼の
観察光学系であるが、左右の観察光軸は平面ミラ−８を
挟むようにして位置される。双眼の観察光学系の詳細は
本発明と関係がないので、これを省略する。

【００１３】（遠視矯正の説明）以上のような光学系の
装置を使用した遠視矯正を説明する。エキシマレ−ザの
出射ビ−ムの代表的な断面形状は図７に示される。アパ
−チャ４，５をレ−ザ光源側からみると図８のようにな
っており、レ−ザビ−ムは中央部分がアパ−チャ４によ
って、周辺部がアパ−チャ５によってカットされ、斜線
部分のビ−ムがアパ−チャ４，５を通過する。この斜線
部分の形状のビ−ムが投影レンズ７によって角膜９上に
投影され、角膜をアブレ−ションする。アパ−チャ４，
５と投影レンズ７との間にあるイメ−ジロ−テ−タ６
（投影レンズ７と角膜９の間に配置してもよい）によ
り、レ−ザビ−ムの像を回転してアブレ−ション領域を
移動する。このようにして何ショットかを重ねて照射す
ると、図９のようにリング状にアブレ−ションされる。
このときのリングの外側の直径Ｄ₁ はアパ−チャ５の開
口径ｄと投影レンズ７の投影倍率によって決まり、内側
の直径Ｄ₂ はアパ−チャ４のビ−ムを切る幅ｅと投影レ
ンズ７の投影倍率によって決まる。

【００１４】アパ−チャ４は先に述べたように図６及び
図８に示されるような回転可能な平板であり、ビ−ムに
対するアパ−チャの幅ｅは図１０のように変わってい
く。この結果、アパ−チャ４，５を通過するレ−ザビ−
ムの透過量Ｔは、アパ−チャ４の厚みを０とすると、θ
＝０°のときにはアパ−チャ４ではビ−ムはカットされ
ず、アパ−チャ５の直径ｄの円形開口内をすべて通過す
るので、その透過量を“１”とすれば、アパ−チャ４の
回転角に対する透過量は図１１のようになる。従って、
角膜９上でのレ−ザビ−ムによるアブレ−ション領域
は、θを０°から増加させアパ−チャ４でビ−ムを切る
幅を大きくしていくと、Ｄ₂ ＝０のときの直径Ｄ₁ の円
形領域すべてがアブレ−ションされる状態から、内側の
アブレ−ションされない直径Ｄ₂ の円形領域が増加して
いき、θ＝θ_d のときにアパ−チャ４の幅ｅがアパ−チ
ャ５の開口径ｄと等しくなり、Ｄ₂ ＝Ｄ₁ となってアブ
レ−ションされない状態になる。

【００１５】このアパーチャ４がビーム光軸となす角θ
を変えて、リング状のアブレーション領域の内側のアブ
レーションされない円形領域の直径Ｄ₂を変えることに
よって、図２のように角膜中央部が浅く、周辺部が深い
凹レンズ状にアブレーションし、遠視眼の矯正を行うこ
とができる。なお、エキシマレーザのビームは図７のよ
うな強度分布を持っており、これをそのまま回転させて
アブレーションすると図１２のようにビーム中央（イメ
ージローテータによるレーザビームの回転中心）が周辺
よりも多く切除される。従って、アパーチャ４の角度θ
によるＤ₂の制御およびイメージローテータの回転制御
では、このことを考慮にいれて行う必要がある。このよ
うな煩わしさを避けるには、図５のレーザ光源１とアパ
ーチャ４の間に図１３に示すような透過率分布のフィル
タを入れて、レーザビームの強度分布をほぼ均等にすれ
ば、上記のような考慮はしなくて済むようになる。

【００１６】以上のような実施例では、アパ−チャ４を
回転させることによりレ−ザ−ビ−ムをカットする幅を
変えたが、他の方法によって幅ｅを変えても可能であ
る。また、アパ−チャで中央部をカットする代わりに、
図１４のように複数枚のミラ−で２つに分割したビ−ム
相互の間隔を制御する方法でも同様のことを行うことが
できる。なお、装置はコンピュ−タ制御により、モ−タ
等の駆動ユニットを動作させるが、この動作方法自体に
は特徴がないのでその説明は省略する。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、術前角膜曲率及び矯正
度数ごとに異なる多数のマスクやアパ−チャを用意しな
くても、簡単な機構により角膜を凹レンズ状に切除して
角膜曲率を小さくし、遠視の矯正を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】近視矯正のための被検眼角膜の切除部分を示す
図である。

【図２】遠視矯正のための被検眼角膜の切除部分を示す
図である。

【図３】遠視矯正のためのアパ−チャ制御を行った切除
方法の１例を示す図である。

【図４】遠視矯正のためのアパ−チャ制御を行った切除
方法の別例を示す図である。

【図５】本実施例の光学系の配置図である。

【図６】細長い平板のアパ−チャを上側から見た図であ
る。

【図７】エキシマレ−ザの出射ビ−ムの代表的な断面形
状示す図である。

【図８】細長い平板のアパ−チャと円形のアパ−チャを
レ−ザ光源側から見た図である。

【図９】リング状にアブレ−ションすることを示す説明
図である。

【図１０】ビ−ムに対するアパ−チャの幅の変化を示す
図である。

【図１１】細長い平板のアパ−チャの回転角に対するレ
−ザビ−ムの透過量の変化を示す図である。

【図１２】図７に示す強度分布を持つエキシマレ−ザの
ビ−ムをそのまま回転させてアブレ−ションするときの
切除される形状を示す図である。

【図１３】レ−ザ光源と細長い平板のアパ−チャとの透
過率の関係を示す図である。

【図１４】複数枚のミラ−をビ−ムを制御する方法を示
す図である。

【符号の説明】

１ レ−ザ光源 ３ ミラ− ４，５ アパ−チャ ６ イメ−ジロ−テ−タ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角膜をアブレーションして屈折異常を矯
   正するレーザ手術装置において、円形の開口部を持つア
   パーチャと該アパーチャの開口部を横切り直線状の遮光
   エッジを持ち遮光エッジの位置が変化する遮光板とを有
   するビーム遮光手段と、該ビーム遮光手段の開口像を手
   術眼に投影する投影レンズと、前記ビーム遮光手段を透
   過するレーザビームの形状を維持した状態でアブレーシ
   ョン領域の中心を軸としてレーザビームの照射位置を回
   転させる回転手段と、前記ビーム遮光手段の遮光エッジ
   の位置に対するレーザビームの照射量を制御し角膜の中
   心部に対してその周辺部の照射量を増加させ遠視矯正を
   行う制御手段と、を備えることを特徴とするレーザ手術
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１の遮光板は回転可能な平板であ
   り、回転角により遮光領域を決定することを特徴とする
   レーザ手術装置。
3. 【請求項３】 請求項１のレーザ手術装置において、近
   視矯正のための制御を行う手段を有することを特徴とす
   るレーザ手術装置。
4. 【請求項４】 請求項１のレーザ手術装置において、レ
   ーザ断面の光強度をほぼ均一にするためのフィルタを設
   けていることを特徴とするレーザ手術装置。
5. 【請求項５】 角膜をアブレーションして屈折異常を矯
   正するレーザ手術装置において、開口径が可変なアパー
   チャと、複数枚のミラーでレーザビームを分割し、分割
   したビーム間隔を変化させることでレーザビームの中央
   部の遮光領域を変えることができるビーム遮光手段と、
   該ビーム遮光手段と前記アパーチャとを制御する制御手
   段と、レーザビームを回軸させるビーム回転手段とを有
   し、アパーチャとビーム遮光手段を通過するレーザビー
   ムの形状を変え遠視矯正を行うことを特徴とするレーザ
   手術装置。