JPH10510184A - 除去放射の環状ビームを用いる角膜再整形 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 環状ビームの切除放射を用いて視覚における屈折異常を矯正し、及び／又は遠視矯正処置後に角膜上の表面不整合を減少させる目的で「中間帯」を形成する角膜再整形をおこなう方法及びシステムが開示されている。好適には、本発明によるこれらの方法及びシステムは、光線の強度分布を変化させて、環状の放射が半径の関数として変化する強度を持ち、その結果最も少ない回数のパルスで中間帯形成などの所望の効果を達成する。光屈折矯正角膜切除術（ＰＲＫ）が開示されており、それは（ａ）少なくとも部分的には角膜の中央の湾曲が修正される視覚帯における再整形領域を形成するために、角膜の視覚帯の領域から切除放射によって一定量の角膜組織を取り除くことにより眼の角膜を選択的に再整形する段階と、（ｂ）角膜の再整形領域と非切除角膜領域との間に滑らかな移行をもたらす中間帯を形成する為に、角膜の外縁領域に、切除放射の環状ビームの内側から外側部分にかけて半径方向に変化する強度をもつ切除放射の環状ビームを当てる段階と、が含まれる。概円錐の前端面と入射光の経路に概垂直な後端面を有する光学レンズ素子も開示される。この光学素子を通過する光は、環状のビームへと屈折される。環状ビームの強度分布を変更するには、不均一な分布を備えた初期ビームを利用したり、或いは光学素子の前面もしくは後面のいづれかの形状を修正すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】 除去放射の環状ビームを用いる角膜再整形 発明の背景 本発明の技術的分野は角膜の外科手術であり、更に詳しくは本発明は除去をも たらすビーム放射によって眼の角膜を再整形するシステム及び方法に関わるもの である。 近年、眼の屈折力の変化を眼の角膜表面へのレーザー放射によって達成できる ことが証明された。このような処置は、光屈折矯正切除（ＰＲＫ）として知られ ており、角膜を最適な形状に整形するために非熱性で高エネルギーのレーザー放 射の使用を伴う。詳細に関しては、マーシャル等の「エクシマーレーザーを使用 する角膜の光切除による再整形：光屈折矯正切除術」第１巻、眼科学に於けるレ ーザー、２２から４８頁（１９８６年）及びタフト等の「光屈折矯正切除術に準 拠する間質再形成」第１巻、眼科学に於けるレーザー、１７７から１８３頁（１ ９８７年）、を参照のこと。なお、上記文献はここに言及して編入される。 眼の角膜は透明な無血管性の組織からなる。角膜は保護前膜としてまた光が網 膜へ進む時に通過する『窓』として機能する。角膜は一組のそれぞれ異質の層、 即ち、外側の外皮、「ボウマン膜」として知られる前方の弾性薄層、角膜本体（ すなわち「間質」）、「デスメ膜」として知られる後方の弾性薄層、及び内側の 内皮からなる。間質は腺維性であり、角膜の大部分を構成している。ボウマン膜 は、外側の弾性薄層を形成しているが、固い原繊維組織であり、切れたり或いは 裂けたりしにくいものである。一方デスメ膜は、それは内側の弾性薄層を形成し ているが、非常に脆いが弾性があり、丸く反る性質がある。ボウマン膜及びデス メ膜は協動して間質組織に湾曲を与える。角膜のこの湾曲は、眼の屈折力の主要 な構成要素となり、それによって物体を網膜上に結像することができる。 平均的な成人の角膜は周辺部で厚さおよそ０．６５ミリメートルであり、中心 部で厚さおよそ０．５４ミリメートルである。光屈折矯正切除は角膜の最上領域 、即ち、外皮、ボウマン膜及び外側の間質の整形を伴う。外皮は５ないし６層の 細胞及びその下にあるボウマン膜からなり、非常に薄い構造でもある。角膜の間 質は角膜の厚みのおよそ９０パーセントを占める。角膜にＰＲＫ手術を施すにあ たっては、下にあるデスメ膜即ち内皮を傷つけないように注意を払わなければな らない。 光屈折矯正角膜切除では、レーザー光放射装置を用いて角膜の曲率を、少なく とも光が瞳孔に進入し網膜に到達するために通過しなければならない角膜のいわ ゆる“視覚帯」或いは視覚域での曲率を変更させる。当然ながら視覚帯の大きさ は個人個人で異なるものであり、また周囲の明度によって異なるものである（何 故ならば瞳孔は周囲の明るさに反応して拡大したり収縮したりするものであるか らである）。整形域の範囲（及び切除深度）は最適視力を達成するために必要な 矯正量によって異なるものである。例えば、約２ジオプターの比較的軽度の近視 （近眼）の矯正には角膜の湾曲の僅かな平滑化だけで十分であり、それは小さな 断面積の領域で達成できる（例えば瞳孔前部の直径５ミリメートル未満の角膜の 円形領域を処置する）。しかしながら、より重度の近視、遠視（遠眼）或いは乱 視といったより複雑な屈折誤差の矯正がＰＲＫ処置によって行われる場合は、整 形範囲は角膜のずっと大きな部分全体に拡大されることになる、たとえば直径８ ミリメートル或いはそれ以上の広い範囲に処置を施す。 ＰＲＫ処置を施す一つのアプローチは、複数回の切除段階することにより新た な整形を達成するため、時間の経過につれて被放射範囲の大きさを変化させる光 学的システムを用いるものである。このような「可変被放射範囲」システムのよ うな一実施例では、ビーム形成ストップ或いはウインドウが、レーザー放射が入 射する角膜の領域を増大させたり減少させたりするようにビームに沿って軸方向 に移動する。被放射領域の大きさを漸進的に変えることにより、所望の光切除整 形を角膜表面で実行する。この技術に関して更に詳しくは、１９９０年７月１０ 日付けでマーシャル等に対して発行されたアメリカ合衆国特許第４，９４１，０ ９３号を参照のこと。なお、上記特許はここに言及して編入される。 角膜再整形のためのもう一つの新技術は、レーザーと角膜表面との間に配置さ れるビーム形成マスクの使用を伴う。一実施例では、マスクがレーザー放射によ る損傷を防ぐための所定の輪郭を形成し、それによってレーザー放射の一部分を 選択的に吸収し、また別の部分はマスクの輪郭に従って角膜表面に送出される。 このような遮蔽技術の更に詳細の開示は、１９８９年８月１５日付けでミュラー に発行されたアメリカ合衆国特許第４，８５６，５１３号、１９９１年２月１９ 日付けでレイブン等に発行されたアメリカ合衆国特許第４，９９４，０５８号、 １９９１年５月２８日付けでミュラーに発行されたアメリカ合衆国特許第５，０ １９，０７４号及び１９９４年６月２８日付けでミュラーに発行されたアメリカ 合衆国特許第５，３２４，２８１号を参照のこと。なお、上記特許はここに言及 して編入される。 特に遠視を矯正するためには、角膜の湾曲を増大させる（鋭くする）必要があ る。これは、ビームの中心部を遮蔽するストップを用いる可動ストップシステム によるか、或いは環状の光を送出するビーム形成マスクによる何れかの方法で達 成できる。可動ストップシステムにおいては、環状光の内径はより多くのビーム が角膜の外縁部に送出されるように通常は変化する。同様に、徐々に破壊するマ スク或いはその類似のものを用いる場合は、マスクは時間経過につれ幅が変化す る環状光を送出するように機能して同様な効果をもたらす。 遠視矯正術（直径およそ４ミリメートルから８ミリメートルの環状の領域にか なりな整形を要する可能性がある）では、ＰＲＫ装置を製作する際に更に高度な 工学設計上の必要事項が加わることなるが、こうした必要事項は通常レーザー源 の量及び／或いは能力の増大によってその必要性を満たしているのが現状である 。ビーム送出の非効率性を補填するためにレーザーの能力を増大させるのは、大 きな環状ビームを、パルス当たり、より大きな総エネルギー量を角膜に送出する ことになるので望ましいことではない。 更に、遠視及び／或いは乱視矯正術を施すにあたり、整形領域の外縁に「中間 帯」を形成することもまた多くの場合望ましい。このような中間帯は、それを形 成しなければ光屈折矯正の程度に比例する深度をもつ鋭い円形（或いは楕円形） の陥凹が残ることになる箇所に外縁を平滑化する効果をもたらす。湾曲が鋭い外 縁は整形された湾曲の復帰を引き起こしやすいので、中間帯が湾曲矯正帯と接す る外側の輪郭平滑領域を形成する。しかしながら、この中間帯はＰＲＫ装置に更 に負担をかけることになる。何故ならばその中間帯を、少なくとも部分的には、 整形領域の外縁を越えて造らなければないからであり、したがってその中間帯は 再整形領域を全体として直径１０ミリメートルもの大きさに拡げる可能性がある からである。中間帯の必要性によって、レーザービームが大きく且つ均一の断面 流束量をもつことが益々必要となる。 加えて、再整形角膜の外縁部での中間帯形成は、少なくとも可動ストップを用 いる場合は、遠視及び／或いは乱視矯正術を施す為に逆の処置が一般的に要求さ れる。様々な型のストップもしくは調整可能な絞り型機構を一般的に使用して、 中間帯の最外縁部分に漸進的に強度を増すような環状形の放射を行う。この第二 の処置段階では、患者が本装置に合わせてその眼を動かさずに静止させていなけ ればならない全体の時間が一般的に倍になる。 中間帯の形成術の為ばかりでなく、近視、遠視及び／或いは乱視の屈折矯正術 の為にも、更に大きなレーザーを援用することのない、より適切なＰＲＫ装置が 必要とされている。また所望の中間帯を、レーザーエネルギーをもっと節約して 、遠視或いは乱視矯正領域に達成できるシステムも求められている。他には、外 縁部分の中間帯をもっと簡略に及び／或いは迅速に形成するのを助けるようなＰ ＲＫシステムであれば、当業者が長い間感じてきた必要が満たされることになる 。 発明の要約 角膜再整形の為に、環状の切除放射を発生させ且つ角膜上に照射するシステム が開示されている。特に、環状ビームは遠視矯正術を施す為に使用でき、及び／ 又は遠視矯正処置後に角膜上の表面不整合を減少させる目的で「中間帯」を形成 する為に使用できる。 本発明は角膜の外縁部分の切除を、ビームの主要成分を無駄にせず、又より大 きな或いはより強力なレーザーを援用する事なく可能にするものである。角膜に 関してここで使われている「外縁領域」或いは「外縁」という用語は、再整形角 膜の中心部とその周囲の非切除領域との外縁を形成する角膜の部分を意味するも のである。よってこの用語は光屈折矯正術が施される中心部、即ち視覚帯、に隣 接する非切除或いは最小限の切除に止まる領域を含んでいる。 本発明のシステムは、また光ビームの強度分布を変化させるのが好ましく、そ の結果放射の環が半径の関数として変化する強度を持ち、また、それによって最 小のパルス数で調整効果を実現するようなシステムである。 ここで使われている「環状の」及び「環」という述語は、一般的な円、楕円あ るいは長円形をした放射の輪のような形状を称する為に使用されている。「可変 強度」という述語は、ビームの横断面全体におけるエネルギー或いは流束量を変 える放射ビームを含めようとするものである。例えば、環状ビームの場合は、そ の強度は輪の内側部分でのより高水準の相対強度（したがって切除力）から環の 外側或いは外縁部分でのより低水準の強度まで変化することができる。 本発明の環状ビームの切除力の変化は線形或いは単一方向性（例えば漸進的に 増減するような）さえある必要はない。一実施例では、遠視矯正処置の間、角膜 の視覚帯の外縁に「中間帯」を形成するのに特に有用な切除放射の非線形強度可 変環が開示されている。この実施例では、切除放射の強度は、環の内側部分で最 適に低く或いはゼロに近いが、最高値まで急速に上昇し、その後切除輪の外側の 縁では漸進的に先細りになる。 当業者であれば、特定の使用目的に合せて強度分布を任意に変更することが可 能である。例えば、強度分布の形は基本的な再整形処置を完全にするために更に 変更することができる。このようにして、環の強度分布自体は、単独で角膜に適 用される場合は、滑らかな移行を実現しないかもしれないが、そうでなく矯正手 術の切除行為と結合される場合には再整形領域と非切除外縁部の角膜との間の境 界領域での所望の調整効果を実現する二番目の段階の効果をもたらす。 本発明のもう一つの側面では、本発明の環状ビームを発生させる為に使用する ことができる光学素子の種別が開示される。特に、一般的に円錐形の前面と一般 的には入射ビームの経路に垂直な後面をもつレンズ要素が開示されている。この 光学素子を通過する光は、環状ビームへと屈折されることになる。環状ビームの 強度分布を変更するには、非線形分布する初期ビームを利用したり、或いは光学 素子の前面もしくは後面のいづれかの形状を修正すればよい。例えば、適切な設 計の円錐形をした前面を使用すること及び後面に僅かに凸状の曲面を導入するこ とによって、漸進的に減少する強度（環状ビームの内側から外側部分へ）をもつ 環状ビームを得ることができる。 本発明の更にもう一つの側面では、中央視覚帯の少なくとも主要部分全体にわ たる角膜湾曲再整形をするために第１ビーム形成集成装置と、角膜外縁部に境界 平滑効果をもたらす為に環状パターンを発生させる第２ビーム形成集成装置とを 利用する複数のＰＲＫシステムが開示されている。 本発明のなお更なる側面によれば、光屈折矯正角膜切除の方法が、（ａ）少な くとも部分的には角膜の中央の湾曲が鋭くなる視覚帯での再整形領域を形成する ために、角膜の中央領域から切除放射によって一定量の角膜組織を取り除くこと により眼の角膜を選択的に再整形する段階及び（ｂ）角膜の再整形領域と非切除 角膜領域との間に滑らかな移行をもたらす中間帯を形成する為に、角膜の外縁領 域に、切除放射の環状ビームの内側から外側部分にかけて半径方向に変化する強 度をもつ切除放射の環状ビームを当てる段階を含めて開示されている。（段階（ ａ）と段階（ｂ）の順序は互換性があることは評価されるべきである。） 次に本発明がある例示された実施例に関連して説明する。しかしながら、当業 の熟練者が本発明の意図或いは範囲から逸脱する事なくさまざまな修正、追加及 び除去することができるのは明白である。例えば、環状切除ビームの形成は、あ る伝達レンズ要素に関連して叙述されているが、同等のビーム形成技術は、反射 要素或いは伝達及び反射要素の組み合わせで獲得可能であることは明白である。 環状ビームを得るために、さまざまな他の光学システムも同様に、二元／回折光 学、反射光学、及びフレーネルレンズシステムを含めて、使用することができる 。 本発明はまた、単なる角膜再整形以外にも使用可能である。例えば本発明は提 供者ボタンを患者の眼に挿入する角膜移植に関連して実施することができる。こ のような処置の一部として、移植角膜を再整形するこができ、その後で、再整形 或いは提供者ボタンと角膜移稙床との継ぎ目によって生じるあらゆる不連続部分 を均す為に中間帯を形成する事ができる。更に本発明は、角膜の一部分（例えば 、外皮、ボウマン膜及び間質の最上層）が取り除かれ、その後再整形処置が露出 した間質に施され、そして次に削除された層が角膜間質の再整形表面に再び付着 される段階からなる、レーザー援用自動薄層角膜切除術の過程で用いることがで きる。このアプローチでは、環状ビームが、切除された被覆組織の再付着を妨げ るおそれのある境界上の影響が再整形角膜間質に生じるのを防ぐために効果的に 使用できる。 図面の簡単な説明 本発明はここで付随図面を参照して説明し、図面上の同じ参照符号は幾つかの 図では同じ部材を示す。 図１は本発明による角膜表面の再整形装置の略図である。 図２Ａは角膜へ切除放射を選択的に通過させる遮蔽手段の詳細図である。図２ Ｂは図２Ａによって用いられるビーム形成方法及び角膜の表面の湾曲を鋭くする ための角膜上の効果を図式的に説明している。 図３は角膜上への切除放射ビームの被放射面積の大きさを変化させるビーム形 成集成装置を図解している。 図４は時間経過につれて角膜上の被放射面積を変化させる為に同様に使用する ことができる一連の環状絞りを備える絞り回転盤の図解である。 図５Ａ乃至５Ｄでは、時間経過につれて角膜上の環状被放射面積の大きさを変 化させることによってどのようにさまざまな輪郭が得られるかが示されており、 また更に切除領域と非切除領域との境界で発生する可能性がある表面上の不連続 部分を図解している。 図６は表面上の不連続部分を緩和するために本発明による中間帯形成を図解し ている。 図７は本発明で使用される環状ビーム形成集成装置を図解している。 図８は約５対１の比率で水平拡大した図７の環状ビーム形成レンズの拡大図で ある。 図９は本発明に準拠する切除放射の環状ビームにおける軸上位置に対するエネ ルギー強度をコンピューターによってシミュレートしたグラフである。 図１０は図９で図解されている環状ビームの光軸から半径方向への距離に対す る切除深度をコンピューターによってシミュレートしたグラフである。 図１１は可変強度分布をもつ環状ビームを発生するのに有用なレンズ要素の別 の拡大図である。 図１２は切除放射の可変強度環を形成する為のレンズ要素の別の拡大図である 。 図１３は環形成レンズのその他の実施例の更に別の拡大図である。 詳細な説明 本発明は遠視及び／又は乱視を矯正するために角膜表面に全面的な再整形を施 す一般的な光屈折角膜切除術（ＰＲＫ）と合せて実施することができる。一般的 に遠視状態は角膜全体により鋭い湾曲を与えることによって矯正することができ る。これは被放射面積が連続的に変化するようにパルスごとの被放射面積を制御 しながら、光エネルギーの一連のパルスに対して視覚帯全体（例えば直径およそ ２ミリメートルから約７ミリメートルの角膜中心部）を曝す事によって実現でき る。 凸面を増加させることが要求される場合は（例えば遠視を矯正するために）、 外縁領域は中心領域より放射を受ける程度が大きく、そのためにレーザーエネル ギーの選択的適用によって角膜の中央部に「隆起」を残す。本発明を実施すれば 、角膜を再整形することによって遠視が矯正され、視覚帯のほぼ全体に正常な視 覚がもたらされるようになる。しかし再整形領域の外縁部では外輪様の不連続部 が角膜表面に形成されることになる。 同様な合成輪郭は乱視の矯正に対しても達成できる。乱視の矯正を達成するに は、乱視を引き起こす隆起が存在する軸に沿って湾曲を選択的に均すために乱視 軸に一致させて切除放射を眼に選択的に向ける。或いは、反対軸に沿って湾曲を 選択的に鋭くするように直交軸に一致させて切除放射を当てることができる。何 れのアプローチにおいても、少なくとも部分的な不連続或いは外縁効果が切除領 域の外縁部に形成されることになる。 レーザー光源は十分に安定したエネルギー強度を持つ光のパルスを発生するよ うに設計されてるのが好ましい。パルスごとに表面物質の損傷深度が分かるよう にである。比較的に低水準のエネルギーを使用することによって、物質の顕微鏡 的な薄層だけをパルスごとに対応して取り除くことになる。たえず監視し修正す ることで、角膜上に非常に正確な輪郭を実現できる。 レーザーエネルギーのパルスの伝送を制御するために、眼の形状或いは視覚的 な性質を測定する機器からの出力を用いる自動フィードバック制御システムを使 用してもよい。或いは、所望の表面輪郭は、逐次近似技術による損傷によって形 成してもよい。この技術では、表面輪郭に所望の変化量を測定するのに測定器が 使用される。レーザーエネルギーのパルスは、所望の変化量よりわずかに下回る 変化をもたらすように表面に伝送される。上述の測定器は所望の輪郭を形成する ために必要な矯正量を測定する目的で再度使用され、レーザーエネルギーのパル スが、全計画矯正量よりわずかに下回る矯正をもたらすように追加的に供給され る。この手順は損傷を受ける表面が適正な精度で所望の輪郭を形成されるまで反 復される。 普通に角膜計と呼ばれる好適な測定器は周知のものであり、市販されている。 このような機器の実例には、日本国京都市所在のサンコンタクトレンズ社製の「 フォトケラトスコープ」及び米国オクラホマ州ブロークンアロー所在のインター ナショナルダイアグノスチックインストルメンツ社製の「コーニアスコープ」が ある。（これらの器具の比較及び「フォトケラトスコープ」を用いる方法に関し ては、クライス著「コンピューター援用による角膜局所解剖学」（１９８４年） 第２５巻、１４３５頁、「眼科学及び視覚学研究」も参照のこと）。 レーザー機器に対する眼の位置を決定するには、通常の吸着リング或いはカッ プを用いてもよい、例えば、米国カリフォルニア州サンディエゴのスタインイン スツルメンツ社製のようなもの。又、以下に詳述されているような徐々に破壊さ れるマスクを支持する改良型真空固定ステージを使用することができる。何れに せよ、固定器具は一般に眼の白色（強膜）域に当接され、またカップ或いはステ ージを眼に固定するのに十分であるが角膜が変形する程ではない低吸着圧力源に 接続されている。その際カップ或いはステージは、眼に対して正確に設置される ことになる別の装置（これは本発明では通常、レーザーの光学システムというこ とになる）に固定してもよい。眼が動かないようにする為のこのような機器の使 用は１９８６年７月１日付の「眼科学タイムズ」３９頁に記載されており、また このような手順は当業者では周知の事項である。 紫外線を発生させるエクシマーレーザー及びハロゲンレーザーが角膜切除用に 現時点では好適な装置であり、特におよそ１９３ｎｍの波長のフッ化アルゴン（ ＡｒＦ）エクシマーレーザー手術が好適である。角膜切除のような医療用では、 米国マサチューセッツ州ウオルトハムのサミットテクノロジー社製のエクシメド （ＥＸＣＩＭＥＤ）及びオムニメド（ＯＭＮＩＭＥＤ）システムのような、医療 用に設計されたエクシマーレーザーを使用することが選択されている。（他には 、ハフニュームレーザー、二酸化炭素励起レーザー、およそ２．６乃至３．１μ ｍの波長の赤外線レーザー、エルビューム（Ｅｒ）：ＹＳＧＧ及びＥｒ：ＹＡＧ レーザーといったレーザーもまた使用してもよい。）殆どの場合、低発散ビーム を発生するレーザーが望ましい。低発散は、例えば、非安定共振器をレーザー空 洞に組み入れることによって達成できる。 レーザーのパルス繰返数は、各々の特定の使用例の必要性を満たすように選択で きる。通常、パルス繰返数が一秒につき１乃至５００回の範囲内に有り、好まし くは一秒につき１乃至１００回の範囲内である。光線（ビーム）の大きさを変化 させる必要がある場合は、レーザーパルスは中止することができる。あるいは、 パルスを継続させつつ、光線（ビーム）の大きさを変化させることも可能である 。測定機器を浸食の進展を監視して、自動的にレーザーシステムを制御するため に使用すれば、パルスを中断することなくビームの大きさを制御された割合で連 続的に変化可能である。 適切な照射強度は、レーザーの波長と照射された物体の性質によって異なる。 所与の物質に照射されたレーザーエネルギーの所与の波長に関して、下回ると十 分な浸食が生じないエネルギー密度の閾値が通常存在する。 閾値密度を上回ったところに、一エネルギー密度が増加するにつれ、飽和値に 到達するまで浸食の深度が増加するエネルギー密度の範囲が存在する。この飽和 値を上回るエネルギー密度の増加に対しては、浸食の著しい増加は生じない。 閾値と飽和値は、レーザーエネルギーの波長に応じて、また角膜の層に応じて 変化する。しかし、特定のレーザー及び物質に対しても、これらの値は容易に実 験によって、見つけられる。 例えば、ボウマン膜と角膜の基質の一部を１９３ｎｍ波長のエネルギー（Ａｒ Ｆエキシマーレーザーから得た波長）によって浸食する場合、閾値は１パルス及 び１平方ｃｍにつき約５０ｍＪであり、飽和値はパルス及び１平方ｃｍにつき約 ２５０ｍＪである。 上記の飽和値を大きく上回ることに殆ど利点はないと思われる。また、角膜の 表面での適切なエネルギー密度は、１９３ｎｍの波長に対して１パルス及び１平 方ｃｍ当たり５０ｍＪ乃至１Ｊである。 波長と共に、閾値は非常に速く変化することがあり、Ｆ₂レーザーから得られ る波長である１５７ｎｍにおいては、閾値は１パルス及び１平方ｃｍ当たり約５ ｍＪである。この波長においては、角膜の表面での適切なエネルギー密度は、１ パルス及び１平方ｃｍ当たり５ｍＪ乃至１Ｊである。 最も好ましくはレーザーシステムを用いて、飽和値をわずかに下回るエネルギ ー密度を浸食する表面に照射する。よって、１９３ｎｍ（この場合は飽和値は１ パルス及び１平方ｃｍにつき２５０ｍＪ）の波長で角膜を浸食する場合、角膜に １パルス及び１平方ｃｍにつき９０乃至２２０ｍＪのエネルギー密度のパルスを 放射するのが好ましい。一般的には、１度のパルスで、０．１乃至１マイクロメ ーターの深さでコラーゲンを角膜から浸食する。 例えばある臨床処置においては、遠視の矯正目的で大きく湾曲した領域を形成 するための測定及び再整形が可能なレーザーシステムは、上記のレーザー源のう ちの一つと、制御装置と、ビーム成形手段と、測定及び／又はフィードバック手 段と、眼球をビーム経路に対して定置させる手段とを含む。外科医が正しくレー ザーの狙いを定められるように、外科用顕微鏡を使用してもよい。先ず上記の顕 微鏡と測定手段を使用して初期設定及び位置合わせを行う。その後の整形は、連 続した２つの処置段階の間か或は一連の処置段階の後で再測定を行い、最終的に 目標とする角膜形状に近づいているか確認しつつ、制御装置からの適切な作動信 号によって実行される。 再整形には、断面積が一定でなく変化するレーザービームが必要となるので、 上記システムは、断面積変化に関りなく単位面積当たり一定のエネルギーを有す るビームを形成する光学系を介してエネルギーを供給するのが好ましい。 例えば、角膜の再整形は、調整可能な寸法及び形状の開口部を介して角膜を照 射し、及び／又は調整可能な寸法及び形状の光ストップを使用して実行可能であ る。眼の角膜の屈折整形を変化させるには、物体を経時的に変化する光パターン で放射して、その物体の異なる領域が異なる回数のパルスを受け、様々な程度に 浸食されるようにする。角膜の正常の表面は凸面であるので、凹面切除整形の目 的は角膜の表面を効果的にわずかに平らにすることである。角膜の表面を平らに することは、眼の屈折能を減少するのに役立つ。逆にいえば、（凸面浸食パター ンの形成により）角膜の曲率の増加は、眼の屈折能を増やすことになる。 もし円形の絞りが眼の角膜に向けられたビーム上に配置されば、そしてパルス が出力されている際に絞りが拡大されていれば（つまり開いていれば）、一定の 時間後には角膜の中心領域が周囲の周囲の領域よりも多くのパルスを受けること になり、結果として浸食の度合も大きくなる。 逆にいえば、大きさを調整可能な中心ストップがビーム経路に配備され、徐々 に拡大されれば（例えば、傘を雨の中でゆっくり開くように）、周囲の領域は、 一定時間の経過後には、周囲の領域が角膜の中心領域よりも多くのパルスを受け ることになり、結果として浸食の度合も大きくなる。したがって、中心ストップ や開口部毎に発生されるパルスの数を制御することによって、角膜の浸食表面の 実際の輪郭は、非常に正確に制御することができる。 あるいは、レーザーエネルギーの平行ビームを、そのビームの一部が発散領域 か、収束領域か両者の領域を有するように機能する光学系を介して送出すること も可能である。また、この場合ビームは再度平行ビームに戻されることになる。 ビーム成形要素が、収束領域か発散領域の中で光線（ビーム）軸に沿って移動可 能に配置される。このビーム成形要素は、大きさ及び形状が可変のビームを提供 するための開口部或はウインドウを有することができる。または、大きさが可変 の照度を減らすべき領域またはゼロ照度の領域の位置に、必要な形状のストップ を備えていてもよい。より複雑な形状のビームが必要とされるなら、開口部とス トップを組み合わせて使用することも可能である。 便宜上、以下の説明は一つのビーム形成ストップのみに関するものだが、他の タイプのビーム形成ストップであっても、同様な効果が得られる。 ストップがビーム軸に沿って移動すると、ビーム直径がストップの位置にした がって変化する。したがって、ストップがその移動範囲の一端（ビーム直径が最 小になる）に位置している時は、ビームは全て（或は大部分は）通過されるが、 ストップがその移動範囲の他端（ビーム直径が最大になる）に位置している時は 、ビームの比較的小さい一部だけがストップを通過する。 ストップを通過するビーム部分だけが平行に戻される。よって、軸方向にビー ムに沿ってストップを移動させれば、平行出力ビームの大きさが変化する。平行 出力ビームの形状は、ストップの形状によりコントロールできる。ストップを通 過するレーザービーム部分がストップに影響されないので、ストップはビームの エネルギー密度に影響を与えず、単にそのサイズに影響を与えるだけである。 あるいは、入力ビームは平行にしないでおくことも可能であり、その場合はシ ステムの複数の光学素子は、出力ビームが実質上、確実に平行になるように僅か に異なる倍率を有するようにもできる。 表面に放射されたビームの形状がストップの形状に対応するので、広範囲にわ たるビーム形状が利用できる。 遠視を矯正するために角膜の曲率を増化する別の方法では、凹レンズか他のビ ーム成形素子を使用して、照度がゼロ又は最小である中心領域を備える環状の領 域を形成する。凹面円錐形レンズと相補的な凸面円錐形のレンズを使うことによ って、放射された環の直径は、凸面円錐形レンズと凹面円錐形レンズとの軸方向 の間隔を変えれば調節できる。 あるいは鏡も使用できる。楕円開口部を有した鏡をレーザーの放射軸に対して ４５度に位置させ、さらに照射対象の角膜の表面に対して位置決めして、その結 果、鏡の中央孔の像は、露出させる表面領域の中央と軸を同じくする。放射され る環の大きさは、異なる鏡を使用すれば変更できる。鏡は、幅が可変の非照射細 片（ストリップ）を形成するのに特に有用である。２つの鏡部分を互いに近づけ たり離すように移動させることによって、このストリップの幅は変化できる。 浸食を一点を中心とするのでなく直線と平行に変化させようとする場合、円柱 レンズか通常の鏡かスリットを使用して矩形か非対称の浸食形状を形成できる。 この種の技術を、乱視などを矯正するために角膜において使用できる。 上で論じられた様々なビーム成形素子は、上述の米国特許第４,９４１,０９３ 号に詳細に記載されており、本特許はここに言及して編入される。 更に別の方法においては、回転マスクを、放射された除去ビームの空間におけ る強度分配を修正するために使用できる。一例では、少なくとも一つのビーム伝 達開口部を有しているマスクが、ビームと位置合せされた回動点（中心点が好ま しい）を中心として回動される。この開口部は、実質上この回動点を開始点とし て外側向かって延びる幾何学のらせん形状からなる。更にこの開口部はビーム伝 達幅部をそなえ、その幅はらせん形状の長さ方向に沿って変化する。マスクが回 動点を中心として回動すると、マスクに入射する放射ビームが、マスクの設計ま たは特性に従って変化し、且つ回動点に対する半径方向位置の関数として変化す る強度でもって通過する。回動マスクに関するより詳細な説明は、国際特許出願 ＰＣＴ／ＵＳ９４／０６２９８号（発明者はピーター Ｊ．クロポテック）を参 照のこと。又、本特許はここに言及して編入される。 更には、本発明のビーム成形手段は、レーザー手段と角膜の表面の間に配置さ れるマスキング手段であって、レーザー放射による浸食に所定の輪郭の耐性を持 ち、このマスキング手段を放射後には、レーザー放射の一部分がマスキング手段 に選択的に吸収され、別の部分はマスクの輪郭に応じて眼の表面に到達してその 表面を選択的に浸食するマスキング手段を備えることができる。 このマスキング手段は更に、表面に、特に眼の強膜に、固着される硬質構造体 と、この支持構造体に接続し、且つ角膜の上に配置されるマスキングレンズを含 むことも出来る。マスクは支持構造体と直接一体的に形成することができるが、 透明なステージをマスキングレンズを支持し、位置決めできる支持構造体の一部 として形成することが好ましい。 本発明のマスキング手段は、レーザー放射に対する所定の形状の耐性（例えば 浸食や光学吸収により）を付与する。この種の形状は、マスク物質の厚さや組成 を変化させることによって、付与することが可能である。少なくとも視覚帯の一 部において物体を至近距離から見るために必要な遠視矯正を施すためには、角膜 の曲率がより大きくなる少なくとも一つの領域をマスクによって形成しなければ ならない。 例えば、マスクの厚さが変化する場合、急な角度の領域は凸面マスクか平凸マ スクによるか、或は少なくとも一平面が非球面形状か、環状のマスクによって形 成することが可能である。あるいは、マスクの組成は、所望の領域の中央に位置 合せしたマスクの一部に、より光学吸収性の高い素子を組み込むことによって、 変化させることができる。複合屈折異常を矯正（例えば乱視と遠視の矯正又は乱 視と近視の矯正）するには、より複雑だが効果は容易に確かめられる形状の複合 マスクが使用できる。あるいは、少なくとも２つの別のマスクを同時にまたは順 に使用してもよい。 浸食可能なマスクが使用される場合、マスク物質は角膜と類似の被切除特性を 有するのが好ましい。例えば、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリ（メチルスチ レン）、更にその二者の混合体を含む様々な高分子材料を、浸食可能マスクとし て使用できる。切除特性は吸光係数により決定される。角膜再整形のためには、 マスキング物質の吸収係数は、約１０⁴から１０⁵ｃｍ^-1の範囲でよい。マスキン グ物質は、パルスＵＶエキシマーレーザー放射に晒された際に、角膜の吸収特性 に類似した１パルス当たりミクロンかそれ以下の浸食深度の吸収特性を有するの が好ましい。 図１には、放射出力１４を発するレーザー１２を含む光屈折矯正角膜切除を実 行するためのシステムが示されている。更にシステム１０は、より一様な出力ビ ームを発生させる初期ビームクリッピング開口部１６を備えていてもよい。更に システム１０は、好ましくは一様な断面と低い発散性を持つ平行ビームを発生す るビーム成形素子２０を備えていてもよい。（アナモフィックレンズ集成装置を 含むビーム成形システムが米国特許第４,９４１,０９３号に開示されれおり、こ こに言及して編入する。）システム１０は、角膜全面の曲率を変えるための角膜 整形に適した第１ビーム成形集成装置２４と、除去放射としての環状ビームを発 生する第２ビーム成形集成装置２６を更に含む。図示したように、素子２４、２ ６はビーム経路に配置されることもでき、連続作動が可能なように臨床医が取り 外してもよい。（説明の為、ビーム成形素子２４、２６は互いから軸方向に変位 させた位置で図示されているが、素子２４、２６は、互いの位置を換えて配置さ れることができ、また処置実行中にビーム経路上の同じ位置に交互に移動できる 。）所望であれば、システム１０は、角膜２２の表面の上にビーム成形素子２４ 、２６の出力を投射するか、又はその出力を結像する光リレー集成装置２７、を 更に含んでもよい。 レーザー１２は、制御装置/電力供給３０により動力供給され、制御される。 この制御装置/電力供給３０は、レーザーが光パルスを特定の頻度や強度で発生 させられるように調整可能である。レーザー１２を更に制御するために、ビーム 成形手段及び／又は角膜（角膜がレーザー１２に照射されているあいだは）から 測定シグナル２９を受信するモニター２８を設けることもできる。このモニター ２８は、制御シグナルを発生させるが、このシグナルは、レーザー１２を制御す るため及び／又は必要であればビーム成形手段を制御するために制御装置３０に 送信される。 作動中は、システム１０は、視覚（例えば遠視か乱視）における屈折異常を矯 正するように角膜２２の表面を整形する。この種の処置においては、第１ビーム 成形システム２４は、角膜の表面を再整形して、少なくとも一つの軸に沿ってよ り大きな湾曲が得られるように通常作動する。これに加えて、第２ビーム成形シ ステム２６が、再整形された角膜の外縁部と未切除の角膜表面の周囲領域の間に 中間帯を形成する。その際に、本発明のシステムによれば、上皮細胞再生を促進 して、治癒プロセスにおいて逆行性の屈折変化を誘発するのを最小限に押さえる ように、平滑な角膜の表面が確実に形成される。（一例においては、ビーム成形 素子を適切に設計すれば、環状ビーム成形システム２６を軽い遠視及び／又は乱 視を治療するために単独で使用できる。） 図２Ａと２Ｂにおいては、遠視の矯正用のビーム成形装置２４Ａの一実施例が 図示されている。装置２４Ａは、浸食が可能なマスク素子２５か、又は除去放射 １８に対する耐性を備えた形状の放射により次第に破壊されるマスク素子２５を 含む。図１に示すようにレーザーと位置合せされると、マスク１８は除去放射の パターンを角膜に選択的に伝える。図示されているように、マスク２５は、レー ザー放射の角膜までの通過を許容する透明ステージ３３の上に取付けられること が可能である。（透明ステージ３３は実質的に垂直であるが、マスクは、下方の 患者の角膜の上に光を伝達するために水平に配置してもよい。）使用中は、マス ク２５は徐々に除去されるか放射１８が透過できるようになり、放射面積が増加 し、透明ステージ３３を通過して角膜を放射する程度も増加する。 図２Ｂに示すように、マスクが完全に浸食されるか透明になれば、図示したよ うに角膜の表面は浸食されれ、再整形が完了する。図２Ａ−２Ｂに示すように、 マスク２５の最大厚さｔ₁が、マスクが除去されると同時にこの処理が中止され た場合の角膜浸食の最大厚さに等しい距離分だけ最小厚さｔ₂を上回る。マスク ２５の形状、厚さ、及び／又は組成を制御することにより、角膜の光切除は正確 にコントロールできる。 図３では、図１のシステムに組み入れて使用される別のビーム成形手段２４Ｂ を示しており、この手段も角膜の表面を再整形するのに用いられる。この実施例 においては、レーザー光１８は、ビーム成形手段２４Ｂの光学素子を通過し、所 望の形と大きさの出力ビームに形成される。出力ビーム１８は、角膜２２の表面 に放射される。 図３のビーム成形素子２４Ｂは、ビームを寸法制御手段５０に分配する第１リ レーテレスコープ４８を備えていてもよい。例えば、寸法制御手段５０は、平凸 レンズ５４と平凹のレンズ５８を備えていてもよく、これらのレンズはその間に 収束（または発散）ビーム部分を定義する。 ストップ５６（例えば不透明な中心領域を有している伝達素子）は、収束ビー ム部分において光線（ビーム）軸に沿って移動可能である。角膜上の環状の放射 面積の大きさを変化させるためには、環状の開口部を有するストップ５６をレン ズ５４と５８の間を軸方向にビームに沿って移動させる。ストップ５６が平凹の レンズ５８に隣接している場合、ストップの平面は収束ビームの直径が最小に成 る位置でビームを横断している。したがって、ビームの比較的小さい環状部分が ストップ５６を通過し、ビームの残り部分はストップに当たり、吸収されるか反 射する。一方、ストップ５６が平凸レンズ５４に隣接している場合、ストップの 平面は収束ビームの直径が最大に成る位置でビームを横断している。この位置に おいて、レーザービームの比較的大きな部分がストップ５６の開口部を通過する 。何れの位置においても、ビームの中心の一部は開口部を通過しない、そして、 入力ビームが平行であり、実質的にその断面の強度において均一である限り、眼 に投射されたか、結像した環の厚さに関係なく、ストップは伝達されるビームの エネルギー密度に影響を及ぼさないことは明白である。 ビーム成形手段５０から、第２リレーテレスコープ５２が、出力ビーム１８を 角膜１２に放射する。ストップ５６がビームに沿って軸方向に移動して、角膜表 面の放射された部分の大きさを変化させるため、第２リレーテレスコープが固定 された焦点距離を有するならば、このテレスコープはストップ５６の開口部の正 確に焦点が合った像を必ずしも結ぶ訳ではない。それゆえに、ギア装置６０が設 けられており、これがストップ５６の動きを第二リレーテレスコープの対応する 運動に同期させ、角膜２２上の像の焦点が合った状態を維持することが出来る。 図４に示される、さらに別の変更例であるビーム成形手段２４Ｃは、特定の開 口部が図１のシステム１０の出力ビーム１８と位置合せ可能に移動可能な開口部 車輪２４Ｃを備えている。図示したように、開口部車輪２４Ｃは板部３１と大き さが異なる環状伝達領域を持つ複数のストップ３３を含んでいる。（図４に示し た環状部は円形だが、例えば非対称の切除によって乱視の矯正を行なうために使 用される幅が変化させてある楕円形の環状ストップを用いてもよいことは明らか である。） 図５Ａ乃至５Ｄは、図３乃至４のビーム成形手段が、角膜２２の選択された部 分において、この領域における角膜曲率を増加することによって、遠視の矯正を 実行する方法を示した略図である。図５Ａにおいて、角膜の未処置の表面は、上 皮３８、ボウマン膜４０、基質４２の上部を備えている。図５Ｂにおいて、大き い開口部を使用して、選択された視覚帯の領域において角膜２２の上皮性層３８ を全て（又は大部分を）除去して、ボウマン膜４０の表面を露出させる。 それから、図６Ｃに示すように、広い断面積を持つ第１環状切除領域が、ボウ マン膜に形成される。さらに図６Ｄに示すように、急な湾曲部を形成するために より幅が狭い環状切除部が形成される。したがって、中央ビーム遮蔽領域を有し ているストップを用いて、ヒョウ状の切除形状を形成するため視覚帯の縁部に偏 在する環状切除帯を形成し、よって処置した角膜の表面上に上皮性層が再生した 後に角膜の湾曲を増大させることとなる。 図５Ａ乃至５Ｄにおいて、切除整形の範囲は角膜のボウマン層膜４０に限定さ れている。しかし、遠視の（または乱視の）矯正には、より深い切除を必要とし て、基質本体４２を切除する場合もあることは注意を要する。また、実際の処置 においては、平滑な曲線を形成し、断差が表面に残る影響を最小にするためには 図５Ａ−５Ｄで示したよりもかなり多くの処理段階を必要とすることは注意しす るべきである。加えて、処理段階は逆にされることができる。例えば、非常に幅 が狭い縁部環状切除から始め、環状ビームの厚さを内部方向に増加させることが 出来る。 しかし、使用される技法に関わりなく、図５Ｄに示されるように、不連続表面 ３７が形成される。遠視の矯正においては、この表面不連続は切除領域と未切除 領域の境目において角膜上の端又は溝として現れる。乱視の矯正においては、こ の不連続はアーチ形の溝である。レーザー外科手術が完了すると、上皮は再整形 された表面において一様な厚さで再び成長しようとする。しかし、それが表面不 連続、（例えば、図５Ｄにおいて示された周辺効果３７）に接すると問題が起こ る。上皮は正しく再び成長することができないか、又は溝に付加的な細胞層を形 成する傾向があって、角膜再整形手術の有効度を低下させるのである。 それゆえに、図６に示すように中間帯を形成するのが望ましい。中間帯３９が 、新しい湾曲が視覚帯の範囲内で確実に保たれるようにする一方で、なだらかな 変化境界域を角膜２２の切除領域および未切除領域の間に生じさせる別の新しい 周辺湾曲を形成する。 図７に示した、環状放射を発生するビーム成形システム２６Ａは、レンズ素子 ７２と、必要に応じて第２レンズ７４を備えている。レンズ７２は、入力レーザ ー放射１８を環状のビームに変換するよう構成されている。その後、この環状ビ ームは、レンズ７４によって角膜上へ投射される。（他の様々なレンズ素子が、 眼に環状のビームを放射する目的でレンズ７４の代わりに、又はレンズ７４に加 えて使用することが可能である。この種のレンズ系は、射影モード光学系でも結 像システムでもよい。） 図８では、レンズ素子７２が拡大図示されている（レンズの前端面と後端面の 形状を示すため水平寸法が５：１前後の倍率で拡張されている。）図示したよう に、レンズ７２の前端面は円錐部７４と扁平な中心領域７６からなっている。必 要となる形状の環状部によって、この中央領域７６の大きさは変更される。場合 によっては、反射コーティングをこの扁平な中心領域７６に塗布するのが好まし い。レンズ７２の後端面は、わずかな曲面７８を有する。円錐形の前端面とカー プした後端面は協動して環状の放射を発生させるだけでなく、放射強度分布を変 化させる。 図９において、強度の変動をグラフで示す。図９は、図７及び８に示すような レンズで発生させられた環状放射の強度整形のコンピューターシミュレーション である。 図示したように、環状ビームは中心の領域（例えば、光学軸から約３ｍｍの半径 範囲内）においては実質的にゼロ強度である。強度は、環状部の内側では急激に ピークに達し、外縁部（光軸から５．０ｍｍ）に向かって殆ど０へ減少する。 図１０は、図９に示されたビームによる除去作用を示したコンピューターシミ ュレーションによるグラフである。このレンズ素子により発されたビームを使用 すれば、視覚帯の中心（再整形手術が実行された個所）に切除が全く行われない 個所があるはずである。角膜上で光学軸から外方向に移動するにつれ、環状切除 ビームは約３．４ｍｍにおいて（これは遠視の矯正後の垂直な壁のような縁部に 相当する部分）最も作用が著しくなり、その後、環状ビームの除去作用は、光学 軸から約４．５ｍｍ離れてた位置まで低下する。この約４．５ｍｍ離れた位置で は、除去作用は殆ど存在しない程になる。したがって、この切除整形によれば、 図６に示したように所望の中間帯が効果的形成される。 図１１に、上記の環状ビーム形成レンズ７２Ａの別の実施例を示す。この実施 例においては、レンズの前端面は、わずかに湾曲した表面を有している。図１２ には、後端面が複雑に湾曲した表面を有する他の実施例７２Ｂを示す。図１１乃 至１２の構成は、より複雑な切除形状を提供するのに有用である。例えばこの種 の形状は、眼の湾曲矯正手術の一部として既に形成されている（あるいは、これ から眼に形成される）切除による形状を補うことが可能なように、前端面か後端 面、更には両者を適切に選択して構成できる。図１３には、更に別の実施例は７ ２Ｄが示されている。この実施例においては、レンズの前端面上の扁平或は円錐 台領域が、半球状の反射鏡７９に変更されている。この半球状の反射鏡は、レン ズの中央に当たる放射を拡散させて周囲の支持体構造のトラップ（図示せず）に よって素早く吸収される様にするのに効果的である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月１４日 【補正内容】 請求項１２． 除去レーザー放射源と、 少なくとも部分的には角膜の中央の湾曲が修正される再整形領域を形成する ために、この角膜の視覚帯の領域から切除放射によって一定量の角膜組織を取り 除くことにより眼の角膜を選択的に再整形する手段と、を備えた光屈折矯正角膜 切除システムであって、 中間帯を形成して、その結果、前記角膜の再整形領域と非切除領域との間に 滑らかな移行をもたらすように、前記角膜の外縁領域に、環状ビームの内側から 外側部分にかけて半径方向に変化する強度をもつ切除放射の環状ビームを当てる 手段を備えたことを特徴とする、光屈折矯正角膜切除システム。 請求項１３． 角膜の外縁領域に除去放射の環状ビームを当てる前記手段が、 前端面及び後端面を有するレンズ素子を更に備え、前記前端面が、光学軸に沿っ て前記前端面に入射するビームが屈折され環状ビームを形成するような円錐形を 成すことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。 請求項１４． 角膜の外縁領域に除去放射の環状ビームを当てる前記手段が、 光学軸に沿って入射するビームを屈折して前記軸からの半径方向の距離の関数と しての可変強度を備えた環状ビームを形成する手段を更に備えている請求項１２ に記載のシステム 。 請求項１５． ビームを屈折する前記手段が、前端面及び後端面を有するレン ズ素子を更に備え、前記前端面が、光学軸に沿って前記前端面に入射するビーム が屈折され環状ビームを形成するような円錐形を成すことを特徴とする請求項１ ４に記載のシステム 。 請求項１６． 前記環状ビームの強度分布が、前記前端面の非線形の表面によ って変化させられる請求項１５に記載のシステム。 請求項１７． 前記環状ビームの強度分布が、前記後端面の非線形の表面によ って変化させられる請求項１５に記載のシステム。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 示される。この光学素子を通過する光は、環状のビーム へと屈折される。環状ビームの強度分布を変更するに は、不均一な分布を備えた初期ビームを利用したり、或 いは光学素子の前面もしくは後面のいづれかの形状を修 正すればよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 請求項１． 光屈折矯正角膜切除の方法であって、 （ａ）少なくとも部分的には角膜の中央の湾曲が修正される再整形領域を 形成するために、この角膜の視覚帯の領域から切除放射によって一定量の角膜組 織を取り除くことにより眼の角膜を選択的に再整形する段階と、 （ｂ）角膜の再整形領域と非切除領域との間に滑らかな移行をもたらす中 間帯を形成する為に、角膜の外縁領域に、環状ビームの内側から外側部分にかけ て半径方向に変化する強度をもつ切除放射の環状ビームを当てる段階と、からな る方法。 請求項２． 角膜を再整形する前記の段階が、前記角膜上の環状の放射面積の 大きさを時間の経過と共に変化させること、を含む請求項１に記載の方法、 請求項３． 角膜を再整形する前記の段階が、除去放射をマスクを介して前記 角膜に選択的に伝達すること、を更に含む請求項１に記載の方法。 請求項４． 前記マスクが回転マスクである、請求項３に記載の方法。 請求項５． 前記マスクが、次第に破壊され、除去放射に対して一定形状の耐 性を有する請求項３に記載の方法。 請求項６． 中間帯を形成する前記の段階が、少なくともには半径方向に減少 する強度分布を有する環状のビームを前記角膜の外縁領域に当てること、を更に 含む請求項１に記載の方法。 請求項７． 中間帯を形成する前記の段階が、少なくとも部分的には半径方向 に増加している強度分布を有する環状のビームを前記角膜の外縁領域に当てるこ と、を更に含む請求項１に記載の方法。 請求項８． 中間帯を形成する前記の段階が、強度分布が先ず増加して、その 後半径方向の距離の関数として減少する環状ビームを角膜の外縁領域に当てるこ と、を更に含む請求項１に記載の方法。 請求項９． 中間帯を形成する前記の段階が、前記の再成形段階を補完し且つ 蓄積作用によって中間帯を作成する強度分布を有する環状のビームを前記角膜の 外縁領域に対して当てること、を更に含んだ請求項１に記載の方法。 請求項１０． 視覚帯を再成形する前記の段階が、中間帯を形成するために前 記環状ビームを当てる前に実行される請求項１に記載の方法。 請求項１１． 除去放射の環状ビームを当てる前記の段階が、前記視覚帯を再 整形する前に実行される請求項１に記載の方法。 請求項１２． 除去レーザー放射源と、 少なくとも部分的には角膜の中央の湾曲が修正される再整形領域を形成する ために、この角膜の視覚帯の領域から切除放射によって一定量の角膜組織を取り 除くことにより眼の角膜を選択的に再整形する手段と、を備えた光屈折矯正角膜 切除システムであって、 中間帯を形成して、その結果、前記角膜の再整形領域と非切除領域との間に 滑らかな移行をもたらすように、前記角膜の外縁領域に、環状ビームの内側から 外側部分にかけて半径方向に変化する強度をもつ切除放射の環状ビームを当てる 手段を備えたことを特徴とする、光屈折矯正角膜切除システム。 請求項１３． 角膜の外縁領域に除去放射の環状ビームを当てる前記手段が、 前端面及び後端面を有するレンズ素子を更に備え、前記前端面が、光学軸に沿っ て前記前端面に入射するビームが屈折され環状ビームを形成するような円錐形を 成すことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。 請求項１４． 光学軸に沿って入射するビームを屈折して前記軸からの半径方 向の距離の関数としての可変強度を備えた環状ビームを形成する手段を備えてい る光学素子。 請求項１５． 前記光学素子が、前端面及び後端面を有するレンズ素子であっ て、前記前端面が、光学軸に沿って前記前端面に入射するビームが屈折され環状 ビームを形成するような円錐形を成すことを特徴とする請求項１４に記載の光素 子。 請求項１６． 前記環状ビームの強度分布が、前記前端面の非線形の表面によ って変化させられる請求項１５に記載の光素子。 請求項１７． 前記環状ビームの強度分布が、前記後端面の非線形の表面によ って変化させられる請求項１５に記載の光素子。