JPH11226048A - 大ビームレーザポリッシングを用いて眼の表面を改変する装置およびその装置を制御する方法 - Google Patents

大ビームレーザポリッシングを用いて眼の表面を改変する装置およびその装置を制御する方法

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JPH11226048A
JPH11226048A JP10205704A JP20570498A JPH11226048A JP H11226048 A JPH11226048 A JP H11226048A JP 10205704 A JP10205704 A JP 10205704A JP 20570498 A JP20570498 A JP 20570498A JP H11226048 A JPH11226048 A JP H11226048A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 レーザポリッシングまたはディザリングを用
いて角膜矯正を行い、治療ゾーンにおける大きな隆起の
形成を防止する装置及び方法を提供する。 【解決手段】 目から組織を除去する装置を制御する装
置および方法が比較的大きなビームを用いて各種タイプ
の矯正を行う。遠視および乱視の矯正などの各種タイプ
の矯正が、重複ショットを用いて切除されるべき領域に
わたって走査される大きなビームを用いて行われる。治
療されるべき領域における上皮は、上皮を染める赤外蛍
光染料を用いて、その後は除去されるべき上皮領域から
の蛍光発光パターンを観察することによって、除去され
る。レーザショット後に、ある領域がもはや蛍光を発し
ていなければ、より小さなショットが次に与えられて、
残りの領域から上皮が選択的に除去される。上皮が除去
された領域における各点での初期の上皮の厚さのマップ
が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼の角膜の曲率を
外科的に改変する装置、およびその装置を制御する方法
に関し、特に、様々な角膜欠陥を速やかに矯正する装置
およびその装置を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】矯正レンズの開発当初から、視力欠陥を
矯正するための新規でさらに改善された方法が開発され
ている。二焦点レンズおよび長期装用ソフトコンタクト
レンズから角膜切開および整形に至るまで、眼科学の分
野は、近視、遠視および乱視などの様々な視力欠陥を矯
正する際の適性、安全性および確実性において多大な発
展を遂げてきた。
【０００３】矯正レンズは依然として広く一般的なアプ
リケーションで使用されているが、眼科医は、このよう
な欠陥を矯正するための手術に力を注いでいる。最も一
般的な外科技術の１つに放射状の角膜切開があるが、こ
の角膜切開では、医師は、角膜の外面に放射状の切り込
みを形成し、角膜を整形して改変を施し、患者の視力欠
陥を矯正する。この技術は開発の途上にあるが、レーザ
の誕生および医学分野へのレーザの導入により、新規で
非常に革命的な眼科手術の方法が開発された。特に、エ
キシマレーザの開発および眼科手術へのその応用によ
り、眼科手術に新たなアプローチが切り開かれた。
【０００４】エキシマレーザは、約193nmの非常に短い
波長をもつコヒーレント光を生成する。これらの波長お
よびそれによって生じる高エネルギーで、エキシマレー
ザは、隣接の組織をあまり加熱せずに、分子レベルで組
織を除去または切除する。従って、エキシマレーザは、
組織を「焼き」尽くすというより、文字通り、分子の結
合を切断し、それによって切除された組織は切除表面か
ら駆出され、比較的無傷の表面は実質的に傷跡を残すこ
となく治癒する。エキシマレーザのこの特徴は現在公知
であり、例えば、1988年11月15日付けで発行された"Far
Ultraviolet Surgical and Dental Procedures"という
名称の米国特許第4,784,135号にさらに詳細に記載され
ている。
【０００５】エキシマレーザの用語「エキシマ」は、元
来、分子の動作原理から得られたものであった。当初、
エキシマレーザは、Xe2，Kr2またはF2の形態のキセノ
ン、クリプトンまたはフッ素などの励起された二量体の
レーザ動作に基づいていた。レーザに適用されている用
語「エキシマ」は、現在では誤った名称である。なぜな
ら、眼科手術に用いられる最も一般的なエキシマレーザ
は二量体を使用せず、フッ化アルゴンを使用しているか
らである。エキシマレーザはまた、レーザ共振器内のフ
ッ化アルゴン混合物のレーザ動作を刺激するために他の
レーザを用いているという点で、ポンプレーザでもあ
る。「エキシマレーザ」は、現在では、400nm未満の紫
外線波長を有するレーザ群全体に適用されるようになっ
ている。
【０００６】眼科手術に用いられる場合には、エキシマ
レーザをパルスにするのが好ましい。なぜなら、パルス
にすることによって熱的な加熱なしに高エネルギーを与
えることが可能になるからである。これらのパルスは、
角膜に与えられる高エネルギーレーザ光の非常に短いバ
ーストである。例えば、このようなレーザは、通常、10
から20nsのパルス期間で1から50Hzの間でパルスされ
る。しかし、エキシマレーザの欠点は、ビーム全体のエ
ネルギー密度が、大スケールおよび小スケールな不均等
性を有する傾向があることである。エキシマレーザの外
科手法への適用は、1988年11月15日付けで発行された"F
ar Ultraviolet Surgical and Dental Procedures"とい
う名称の米国特許第4,784,135号に記載されている。エ
キシマレーザの眼科手術への応用および開発の歴史的背
景については、Color Atlas/Text of Excimer Laser Su
rgery,c1993 Igaku-Shoin Medical Publishers, Inc.の
第１章を参照すること。
【０００７】1983年頃には、研究者は、エキシマレーザ
光の角膜整形への応用の可能性を見いだした。それ以
来、近視矯正のためのサイズ可変型円形アパーチャ、遠
視矯正のためのサイズ可変型リング状アパーチャ、およ
び乱視矯正のためのサイズ可変型スリット状アパーチャ
などの様々な技術を用いて、角膜を整形する多数のシス
テムが開発されている。これらの技術は、総称して、光
屈折角膜切開として知られるようになった。近視を矯正
するためのこのようなアパーチャ、例えば、徐々にスポ
ットサイズが小さくなっていく一連のエキシマレーザシ
ョットは、角膜の一部を切除し、角膜に「矯正レンズ」
を効果的に形成し得ることが認識されている。これらの
技術は、例えば、1990年11月27日付けで発行された"Sur
gical Apparatus for Modifying the Curvature of the
Eye Cornea"という名称の米国特許第4,973,330号およ
び1988年3月8日付けで発行された"Apparatus for Perfo
rmingOphthalmic Laser Surgery"という名称の米国特許
第4,729,372号に記載されている。レーザ眼科手術の当
業者は、これらのサイズ可変型アパーチャを用いて、様
々な程度の近視、遠視および乱視ならびにこれらの症状
の組み合わせを適切に矯正するために必要な露光パター
ンを広範囲に開発した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのマル
チプルアパーチャシステムは、多数の欠点を有してい
る。これらのマルチプルアパーチャシステムは、複雑で
柔軟性がないため多数のアパーチャホイール（aperture
wheel)またはマスクを必要とし、近視および遠視の矯
正には円形対称、乱視の矯正には円筒形対称といった標
準的な矯正形態を提供するだけである。しかし、人間の
眼は、もっと微妙な欠陥を有する傾向がある。従って、
これらの欠陥に対応でき、さらに順応性のある解決法を
提供するシステム、および物理的に簡単な構成要素が有
利であろう。
【０００９】眼から組織を切除する装置は、上記の米国
特許第4,973,330号に記載されている。この装置はエキ
シマレーザを有し、レーザビームはその軸を眼の視軸と
一致させた状態で角膜に衝突する。さらに、フィールド
ストップが、レーザビームによって照射された角膜のレ
ーザスポットの面積を限定する。このフィールドストッ
プのサイズは、除去される領域の厚さが眼の視軸からの
距離の関数となるように、除去される領域のプロファイ
ルに応じて一時的に可変な方法で設定される。
【００１０】米国特許第4,973,330号に記載されている
システムは、角膜上に「堆積されたレーザエネルギー
（laser energy deposited）」を、眼の視軸からの距離
の関数としてこのように設定することが可能である。但
し、これは、エネルギー分布（すなわち、レーザビーム
スポットのパワー）が均一または少なくとも軸対称の条
件下においてのみ行われる。しかし、これは特にエキシ
マレーザが常に満足できる条件ではない。パワー分布が
不均一であると、組織の除去は非軸対称となる。さら
に、米国特許第4,973,330号に記載されているシステム
では、乱視ではなく球状の収差の矯正が可能となるだけ
である。
【００１１】同一の基本概念に基づいた装置は、1991年
2月19日付けで発行された"SurfaceShaping Using Laser
s"という名称の米国特許第4,994,058号から公知であ
る。この装置は、一時的に可変なアパーチャを有するフ
ィールドストップの代わりに、「破壊できるフィールド
ストップマスク」を用いている。
【００１２】組織を除去することによって角膜を整形す
る他のクラスの装置は、様々なL'Esperance特許から公
知である。これらには、1987年5月19日付けで発行され
た「Method for Ophthalmological Surgery"という名称
の米国特許第4,665,913号；1987年6月2日付けで発行さ
れた"Method and Apparatus for Analysis and Correct
ion of Abnormal Refractive Errors of the Eye"とい
う名称の米国特許第4,669,466号；1988年1月12日付けで
発行された"Apparatus for Ophthalmological Surgery"
という名称の米国特許第4,718,418号；1988年1月26日付
けで発行された"Apparatus for Analysis and Correcti
on of Abnormal Refractive Errors of theEye"という
名称の米国特許第4,721,379号；1988年3月8日付けで発
行された"Apparatus for Performing Ophthalmic Laser
Surgery"という名称の米国特許第4,729,372号；1988年
3月22日付けで発行された"Method for Performing Opht
halmicLaser Surgery"という名称の米国特許第4,732,14
8号；1988年9月13日付けで発行された"Method of Laser
-Sculpture of the Optically used Portion of the Co
rnea"という名称の米国特許第4,770,172号；1988年9月2
7日付けで発行された"Method of Laser-Sculpture of t
he Optically used Portion of the Cornea"という名称
の米国特許第4,773,414号；および1989年1月17日付けで
発行された"Method of Laser-Sculpture of the Optica
lly used Portion of the Cornea"という名称の米国特
許第4,798,204号が含まれる。この装置では、小さな焦
点スポットを有するレーザビームが、二次元走査システ
ムによって除去される領域上を移動する。「スキャナ」
として動作するこの装置は、「除去される領域に」堆積
されたエネルギーの任意の二次元プロファイルを作成で
きるという利点を有している。しかし、ビームスポット
が小さく、また単位面積当たりのパワーを特定の「臨
界」値よりも大きくできないため、治療時間が非常に長
くなる。
【００１３】従って、現在の技術は、エキシマレーザの
非線形エネルギ分布を十分に考慮していない。エキシマ
レーザは、そのエネルギー分布内に大スケールおよび小
スケールの非線形性を両方とも有している。これによ
り、治療中の眼のある領域が過剰に切除されたり、切除
が十分に行われなかったりし得る。従って、眼に堆積さ
れた有効なエネルギーをさらに均一にするシステムを提
供することが所望される。
【００１４】アパーチャを使用して徐々にサイズが小さ
くなる一連のショットを形成するシステムはまた、角膜
の治療ゾーンに鋭い隆起を形成するという欠点を有す
る。特に治療ゾーンの周辺付近では、通常、各特定のス
ポットサイズで切除を必要な深さとするために、多数の
ショットが必要である。各ショットの典型的な切除の深
さは0.2μmである。単一のアパーチャーサイズで複数の
ショットが必要とされる場合には、隆起の深さが増強さ
れ、0.2μmの数倍の有効な隆起が形成される。例えば、
５ショットは、1.0μmの高さの隆起を形成することにな
る。治療ゾーンのこれらの鋭い隆起は、特にひどいジオ
プタ欠陥を矯正する場合に、望ましくない上皮の再成長
を導き得る。このような隆起を最小限にするシステム
は、速やかな上皮の治癒を促進し、過剰な再成長を防止
し、矯正された眼がその矯正を長期間、かつ、より安定
して保持できるようにする。
【００１５】大抵の電流エキシマ技術では、切除の前に
眼から上皮層を物理的にそぎ取ることが必要とされる。
これは患者に外傷を与える可能性があり、高度な正確性
が医師に要求される。あるいは、角膜を一部切除する前
に上皮を除去する非侵入的（less invasive)方法が所望
される。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明による方法および
装置は、レーザ「ポリッシング（polishing)」または
「ディザリング(dithering)」を用いて角膜矯正を行
う。この角膜矯正では、眼の一部を切除するために使用
されるショットを、ランダムにまたは別の方法で治療の
中心軸から移動させ、治療ゾーンにおける大きな隆起の
形成を防止する。
【００１７】さらに本発明によると、様々なアパーチャ
形状を用いる代わりに、所望の遠視矯正線または乱視矯
正線に沿って比較的大きなビームを移動し、ショットが
重複する線を形成する。さらに矯正が必要な場合には、
重複線を様々なビームサイズを用いて形成し、角膜内に
所望の矯正曲線を形成する。
【００１８】さらに本発明によると、この走査ビーム技
術を用いれば、重複ショットの移動線を変更することに
よって、または一連のショットを他の方法で発生させる
ことによって、非対称欠陥を適切に切除し、「湾曲」乱
視などの様々な非対称視力欠陥が矯正される。
【００１９】さらに本発明のシステムおよび方法では、
レーザ切除を用いて上皮が除去される。まず、上皮は赤
外蛍光染料で染色される。次に、上皮は、赤外走査装置
が上皮のある部分が除去されたことを蛍光の欠失によっ
て確認するまで、除去されるべき上皮の領域をカバーす
るビームを用いて連続して切除される。次に、手動また
はコンピュータ制御下で、スポットサイズが減少され、
まだ蛍光を発している領域が、蛍光を発しなくなるまで
切除される。上皮が治療領域全体から除去されるまでこ
れを繰り返す。この技術はまた、上皮の初期の厚さを除
去前にマップすることが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下の好ましい実施態様の詳細な
説明を以下の図面と組み合わせて考慮することによっ
て、本発明がより理解され得る。
【００２１】図1Aは、本発明のエキシマレーザ20を示
す。エキシマレーザ20は、同じく集束要素を含むビーム
ホモジェナイザ24にビームを与える。そして、ビームホ
モジェナイザ24は、比較的均等なビーム22を、ダイアフ
ラム36の形態を取るフィールドストップに与える。フィ
ールドストップは制御ユニット64によって調節され、眼
44上のレーザスポットの最大サイズを、乱視もしくは遠
視の矯正のため切除を行う際に組織が除去されるべき領
域の面積の約10％から90％の間になるようにする。この
好ましい最大サイズは、何らかの一定のパーセンテージ
よりも、むしろ切除されるべき領域の形状及びサイズに
依存し、従って、例えば約20％から80％であり得る。使
用可能なスポットのサイズが大きいほど治療時間が短縮
され、優れた使用が可能である。
【００２２】さらに、走査ミラー42の形態を取るビーム
操作ユニットが装備され、これも制御ユニット64によっ
て調節される。走査ミラー42は、眼44上での組織が除去
されるべき領域の少なくとも一部分にわたって、ビーム
22の軸を移動させる。
【００２３】このように本発明は、組織の除去により角
膜を整形する眼科システム10を提供する。このシステム
により、非軸対称なプロファイルの除去を比較的短時間
で実現できる。さらに、眼科システム10は、ビームスポ
ット上の不均等なエネルギー配分を補償する。
【００２４】この手段により、走査ユニットを用いた場
合のように極めて微小なスポットを照射できるのみなら
ず、比較的広い領域も照射でき、比較的迅速に治療を行
うことができる。治療時間を短縮するには、眼44上のレ
ーザスポットのサイズを可能な限り長時間にわたって、
可能な限り広く、例えば治療すべき範囲のサイズの少な
くとも50％に維持することが好ましい。
【００２５】図示のように、走査ミラー42は、少なくと
も一本の軸の周辺もしくは周囲を傾動し得る。使用でき
るミラー要素、特に二本の軸の周囲で傾動し得るミラー
要素は、例えば米国特許第4,175,832号に記載されてい
る。
【００２６】さらに、制御ユニット64は、眼44上のレー
ザスポットのサイズを、（走査ミラー42の使用を通じ
て）眼44上でのビーム軸の動きに相関して調節でき、そ
れにより眼44の一定領域上に堆積されるエネルギーを正
確に調節する。このようにして、非軸対称なプロファイ
ルを眼44の角膜表面上に発生させ得る。また、中央を塞
いだ長円形や円形など、別タイプのダイアフラム36も使
用できる。
【００２７】さらに、走査ミラー42は、ビーム22中でダ
イアフラム36の後側ばかりでなく手前にも配置し得る。
その場合は、ダイアフラム36を走査ミラー42と同調して
動かすことが好ましい。
【００２８】球面収差を補正するには、矢印12で示され
るように、ビーム22をショット毎に少なくとも一方向に
振動させるように、制御ユニット64が走査ミラー42を動
かすことが好ましい。このような振動が、ビーム22上の
エネルギー配分の不均等を補償する。この振動は、最大
ビームサイズとは無関係に適用される。
【００２９】乱視を矯正するには、どちらも眼44の治療
軸と共線的ではない少なくとも二方向の間で、走査ミラ
ー42がビーム22の軸を動かす。これにより、最新の研究
では１つではなく２つの頂点を有する、つまり、ラクダ
のコブの形だとされる乱視の眼を、理論の制約を受けず
に治療することが可能になる。また、制御ユニット64は
走査ミラー42を調節し、ビーム22の軸が少なくとも一次
元的に各方向の周辺を振動し、ビーム22の均等性を補償
するようにする。
【００３０】遠視を矯正するには、ビーム22の軸が円錐
形のシェル表面上で動かされることが好ましい。ビーム
22の不均等性を補償するため、少なくとも一次元的であ
る振動を重畳することも可能である。円錐形シェル表面
上を移動することにより、重複ショットの円形パターン
が眼44上に投射される。
【００３１】ダイアフラム36をエキシマレーザビーム断
面の典型的な形状に適合させるにあたって、ダイアフラ
ム36もまた非軸対称形状を有し得る。その場合には、円
錐形シェル上でビーム22の軸が動く間に堆積エネルギー
を均等化させるために、ダイアフラム36は回転される。
ダイアフラム36の回転が円錐形シェル上でのビーム22の
軸の回転に同調せずに起こるならば、この均等化は強め
られる。
【００３２】図1Bは、本発明による方法および装置が実
現され得る典型的な眼科システム10をさらに詳しく示す
図である。エキシマレーザ20は、光学要素26から反射し
た後のパルスビーム22を、ビームホモジェナイザ24に与
える。パルスビーム22のビームホモジェナイザ24への伝
達を遮断するため、シャッタ28も備えられている。エキ
シマレーザ20は、この技術では周知である典型的なエキ
シマレーザであり、好ましくは、最大パルスエネルギー
400mJ/pulseで波長193nmのビームを与える。エキシマレ
ーザ20は、好ましくは、パルス周波数10Hzかつパルス長
18nsで、治療部位に最大1Wのパワーを与える。無論、他
の様々なエキシマレーザも使用できる。さらに、本発明
による装置および方法は、エキシマレーザ以外のレーザ
の使用にも適用できる。例を挙げると、レーザからの光
の波長は400nmより小さいことが好ましい。熱的な加熱
を軽減した所望の切除作用が可能だからである。さら
に、典型的な繰り返し率を１秒当り60から100パルス、
典型的なパルス長を10から30nsとし、200mJ/pulseまで
下げるなどした他のパルスエネルギーを与えることも可
能である。これらは全て単なる典型値であって、本発明
による装置及び方法の精神の範囲内での変更も可能であ
る。そのようなレーザシステムの例は、1987年5月19日
付けで発行された"Method for Ophthalmogical Surger
y"という名称の米国特許第4,665,913号、および1988年3
月8日付けで発行された"Method for Performing Ophtha
lmic Laser Surgery"という名称の米国特許第4,729,372
号に記載されている。
【００３３】ビームホモジェナイザ24は、好ましくは、
均等化および集束のための標準的なハードウェアを備え
る。このハードウェアは、ビームの光学的混合およびビ
ームの回転に基づくものであり得る。典型的なビーム均
等化ハードウェアの一例は、1990年3月27付けで発行さ
れた"Sculpture Apparatus For Correcting CurvatureO
f The Cornea"という名称の米国特許第4,911,711号を参
照されたい。その参照文献に示されたビーム均等化ハー
ドウェアに比べると、下記に述べる本発明に従って「デ
ィザリング（dithering）」を備えることにより、ビー
ムホモジェナイザ24はより簡潔になり得ている。ビーム
ホモジェナイザ24からのパルスビーム22は、次に光学要
素30から反射される。この光学要素30はまた、パイロッ
トレーザ32からの赤色パイロットレーザビームを透過さ
せる。このパイロットレーザ32は、好ましくは、パワー
が1mW以下の633nmヘリウムネオンレーザである。パイロ
ットレーザ32からの赤色パイロットビームもまた、シャ
ッタ34で遮断され得る。パイロットレーザ32は、その光
学的経路がパルスビーム22と一致するように整合されて
いる。パイロットレーザ32は、眼44の治療軸上にビーム
22をセンタリングする機能を有し、また、後述するよう
に、眼44の上への集束を可能にする。さらに、パイロッ
トレーザ32は、患者のための光学的固定点を与え得る。
但し、他のレーザもしくは光源をその目的のために備え
ることもできる。
【００３４】光学要素30からのパルスビーム20（パイロ
ットレーザ32からのビームにも共整合されている）は、
次に、調節可能なダイアフラム36を透過する。ダイアフ
ラム36は、最後の光学要素に入射する前に、ビームサイ
ズを調節することを可能にする。ダイアフラム36の後で
は、所定位置にあるスポットモードレンズ38がビーム22
をさらに集中させる。これにより、屈折手術よりもむし
ろ治療的手術を行う医師が、眼の一定の欠陥をスポット
切除するのを可能にする。このように、スポットモード
レンズ38は、治療処置と屈折処置のどちらを希望するか
に応じて、所定位置に移動されたり所定位置から外され
たりする。
【００３５】スポットモードレンズ38の次に、集束レン
ズ40が、ビーム22を走査ミラー42に向ける。走査ミラー
42は、ビーム22を反射して患者の眼44上に照射する。後
述するように、パイロットレーザ32からのビーム22の一
部分は、眼科手術システム10全体からの眼44の距離を調
節するため、および、センタリングを行うために使用さ
れることに留意されたい。集束レンズ40は、光を集束さ
せ、眼44が最適の距離にあるときにビーム22が適切に眼
44上に集束されるようにする。
【００３６】これらの種々のレンズおよびミラーは、こ
のように組み合わされてエキシマビームを角膜に供給す
る光学系を形成する。この光学系は、角膜上にレーザス
ポットを生成するが、そのスポットのサイズは、スポッ
トの位置に応じて調節可能である。そのようなビームを
光学的に供給するために、広範囲に渡る種々のシステム
を利用できることは、すぐに理解されるであろう。例え
ば、スポットサイズを調節するため、アパーチャではな
くむしろレンズを利用できる。また、走査ミラーの代わ
りに、患者もしくは患者の眼44を物理的に移動させ、眼
44上の異なる場所にショットを供給することができる。
【００３７】本発明によれば、このシステムにはまた、
集束レーザ46も備えられている。このレーザのビームも
また、シャッタ48によって遮断され得る。この集束レー
ザ46は、好ましくは、パワーが1mWより小さく、波長が5
35nmのビームを供給する緑色ヘリウムネオンレーザであ
る。集束レーザ46からのビームは、光学素子50を通って
進み、ある角度で眼44に衝突する。眼科手術システム10
からの眼44の距離は、パイロットレーザ32からのビーム
と集束レーザ46からのビームの両方が、眼44の表面の同
一点に衝突するよう調節される。
【００３８】さらに、公知の従来技術である付加的な固
定マスク52が装備され、手術中の眼44を安定させるのに
使用される。これは組織片除去要素を含んでもよく、典
型的には、真空吸引リングもしくはフックを介して眼44
に取り付けられる。また、クリーンガス浄化ユニット54
が、システム内の光学要素およびビームから浮遊組織片
を無くすことを可能にする。
【００３９】顕微鏡56は、眼44の表面切除中に、医師が
進行状況を観察するため装備される。この顕微鏡56は、
倍率が3.4倍、5.6倍および9.0倍であるZEISS OPMI "PLU
S" part No. 3033119910であることが好ましい。視野の
照射は不図示の冷光源により行われるが、この光源はSc
hott KL1500 Electronic, ZEISS part No. 417075であ
ることが好ましい。この顕微鏡56は、走査ミラー42を介
して焦点調節し、また、分離ミラー58を介して焦点調節
する。さらに、分離ミラーが、後述する上皮組織切除に
使用される赤外線ビデオユニット60に眼44の像を与え
る。赤外線ビデオユニット60は、好ましくは、収集（ca
pturing）ビデオスクリーン62および制御ユニット64に
映像出力を与える。赤外線ビデオユニット60は、好まし
くは、赤外光と可視光の両方を感知する。
【００４０】制御ユニット64は、典型的には、Internat
ional Business Machines Corp.,のIBM PCと互換性のあ
る高性能コンピュータであり、さらに好ましくは、シャ
ッタ28、34、48、ダイアフラム36、スポットモードレン
ズ38および走査ミラー42を含む、眼科手術システム10の
全ての要素を制御する。
【００４１】図2Aは、近視矯正が行われた典型的な眼44
の角膜を示す単純化正面図である。幅Ｓの治療ゾーン10
0は、その中心が治療軸102上に位置するようにされてい
る。しかし、治療軸102は必ずしも眼44の視軸に一致す
る必要はない。治療ゾーン100の境界は第１の外側切除
リング104によって決定され、それに続く切除リング106
〜114は、治療軸102に接近するほど広い間隔で示されて
いる（好ましくは小さいショットから先に行われること
に留意すること）。
【００４２】典型的なシステムにおいては、スポット間
におけるスポット径の変化は実際には一定であり得る
が、治療ゾーン100の周縁部に接近するほど多数のショ
ットが行われるため、このような間隔の広がりは実質的
にはトポグラフ的である。六つの切除ゾーンのみが図示
されているが、典型的な切除パターンでは、より多くの
スポットサイズが使用され、また、より多くのショット
が行われる。近視用切除の必要深さを計算するための切
除関数は、図7Aに関連して後に説明する。
【００４３】近視用の高度光屈折矯正を行う場合、後述
の標準的切除関数を用いると、治療軸102に沿って過度
の深さまで切除してしまう恐れがある。図2Bに示すよう
に、近視切除のための標準的等式では、治療軸102に沿
った非常に深い切除を導くとともに治療ゾーン100の角
のエッジ122を鋭くするような、曲線120を形成する。簡
潔な記載のため、図2Bには、角膜表面ではなく平坦な表
面に行われた治療の結果を示す。そのような高度の矯正
に当たっては、移行ゾーンの使用により、治癒における
エッジの影響を大幅に軽減し、また、治療軸102に沿っ
た切除の中心の深さを減少させることができる。これら
の移行ゾーン124および126は、多重焦点レンズを効果的
に形成する。図2Bでは、より浅い切除曲線128をもたら
す二つの移行ゾーン124および126が示される。これらの
移行ゾーンのうちの第１のもの124は、所望の最終的矯
正よりも矯正度を軽度にして、治療ゾーン100の幅Ｓ全
体に近視切除を行うことにより形成される。移行ゾーン
124の半径の範囲内に納まる半径のショットのみが行わ
れるが、移行ゾーン124内の表面は次の治療のために均
一に切除した状態で残される。この結果、第１の曲線13
0が得られる。
【００４４】次に、いくらか矯正度を大きくして、しか
し、より小さい「治療ゾーン」を使用して、さらに一連
の近視切除ショットを行う（実際の治療では、小さいシ
ョットから行うことが好ましい）。この一連の近視切除
ショットは、後述の近視切除関数を利用する。この結
果、曲線および一様に切除された領域132が、第２の移
行ゾーン126を形成する。最後に、完全な所望の矯正の
ために一連のショットを行うが、これは再び狭い治療ゾ
ーンを使用して行う。その結果、最後の曲線134が形成
される。移行ゾーンを使用することは、光屈折角膜切除
の技術分野ではよく知られており、例えば、Color Atla
s/Text of Excimer Laser Surgery,c1993Igaku-Shoin M
edical Publishers, Inc.のChapter 6に記載されてい
る。これらの移行ゾーン124および126は鋭いエッジ122
の形成を減少させるが、これは、減少されなければ上皮
の再成長という有害なパターンを招く恐れのあるもので
ある。また、治療軸102に沿った最終的な切除深さも減
少される。
【００４５】以下に、移行ゾーンの典型的な表を２つ示
す。幅5mmの治療ゾーン100に渡って−9.00ジオプタの近
視を矯正する処置には、下記の治療ゾーンが使用でき
る。
【００４６】 所望の−9.00ジオプタの矯正のために、幅4.00mmの治療
ゾーンに渡って、この表を利用した後述の等式を用いた
標準的な近視矯正がまず行われる。これにより、中心の
4.00mmゾーンに、完全な度合の矯正がなされる。そし
て、より軽度の−7.50ジオプタの矯正を使用して4.00mm
から4.20mmを切除することにより、一つの移行部が形成
される。これを表中のその後の記載内容について繰り返
すことによって、より大きい半径を有する移行ゾーンを
形成する。
【００４７】移行ゾーンのない場合は、治療軸102にお
いて88μmが削除される。一方、移行ゾーンのある場合
には71μmしか除されない。これは20%の減少であり、角
膜の安定に有利である。
【００４８】以下に、7.00mm治療ゾーン100の全体に−1
2.00ジオプタの矯正を行う治療の例を示す。
【００４９】
【００５０】図3Aおよび3Bは、図2Aの切除リング104〜1
14の内の１つに該当する切除パターンを示す。しかし、
ここでは、本発明に従って、レーザ「ディザリング」ま
たは「ポリッシング」が用いられる。「ディザリング」
という語は、ここでは、特定の誤差を「スムーズ」にす
るために、微小なランダムもしくは疑似ランダム揺動を
ビーム22に追加する、という意味で用いられている。こ
の特定の誤差は、ディザリングを行わなければ蓄積され
る。図2Aの切除リング104〜114の内の１つには特定のス
ポットサイズの５つのショットが含まれると仮定する
と、図3Aおよび3Bは、本発明の方法および装置に従って
達成される効果を示す。図3Aには治療軸102が示される
が、図2Aに示されるように、過去のシステムにおけるシ
ョットの中心が形成されている。
【００５１】しかしながら、本発明によれば、５つのシ
ョットの中心はディザリングゾーン140内でランダムに
分布し、各ショットの中心軸は治療軸102から外れてい
る。ランダムに分布した中心142〜150を用いる５つのシ
ョットは、５つの別個のエキシマレーザ切除ショット15
2〜160をもたらす。好ましくは、ディザリングゾーン14
0の半径は、ショット自体の半径よりも幾分小さい。示
されるように、強化、つまり、単一ショットの隆起高さ
を越える隆起高さは、偶然にしか発生しないものであっ
て、一般に隆起はディザリングバンド162上に分布され
る。これが「スムージング」の効果をもたらし、平均隆
起高さを下げる。
【００５２】図3Bは、このポリッシングを行う別の手法
を示している。この手法では、ショット中心142〜150が
ディザリングゾーン140の周縁部の周りに均等に分布さ
れる。この場合は、たとえ半径が同じであっても、切除
ショット152〜160に強化隆起を形成するものがないこと
が確実になる。
【００５３】この手法によれば、近視矯正の切除の間
に、眼44の一層スムーズな表面が形成される。この「ポ
リッシング」または「ディザリング」は、角膜上におけ
るレーザスポットの「振動(oscillation)」と記述する
こともできる。このディザリングはまた、二次元ではな
くむしろ一次元でもあり得る。また、マスク52もしくは
患者自信を震動させるなどして患者の眼44を震動させる
ことにより、生成することもできる。例えば、小型の機
械震動器を患者台もしくはマスク52に配置することがで
きるが、これによって、必要な振動をおこすことができ
る。容易に理解されるように、そのようなディザリング
技術は、従来技術で知られている遠視および乱視の矯正
のためのリングアパーチャおよびスリットアパーチャの
使用など、他の形態の矯正にも適用できる。さらに、こ
のディザリングは、遠視および乱視のためなど他のいか
なるショットパターンにも適用でき、そのようにして、
隆起高さおよびビーム22の不均等の両方の影響を軽減す
る。
【００５４】図4は、乱視矯正のために使用される本発
明のシステムおよび方法による大ビーム走査パターンを
示す。従来技術では、この矯正を行うために可変サイズ
スリットが一般に用いられていたが、これはハードウェ
アの追加と柔軟性を欠く矯正パターンを一般的に伴うも
のであった。
【００５５】しかし、本発明による方法及び装置では、
治療ゾーン100内で乱視を矯正する。ここでは、幅Ｓお
よび長さＬの治療ゾーン100内で、乱視を矯正すべき領
域において一連の重複ショットによって生成された一連
の線170および172を通じて、矯正が行われる。図では第
１の線170および第２の線172のみが示され、第１の線は
第２の線172よりも小さいスポットサイズを用いて作成
されている。本発明の方法によれば、乱視の矯正を所望
の度合で行うには、より小数もしくは多数の線が使用さ
れる。この結果、図4Bに示されるような切除プロファイ
ルが得られる。このプロファイルは、一般に近視切除に
必要なカーブに相当するが、その公式は図7Aに関連して
後述する。
【００５６】−2.00ジオプタの矯正で乱視を矯正するた
めの切除に使用される典型的なパターンは、下記のショ
ットを含む。
【００５７】番号 スポットサイズ ショット １ １.０６７ １１ ２ １.６７９ ８ ３ ２.１４１ ７ ４ ２.４８４ ７ ５ ２.７２６ ６ ６ ２.８８５ ６ ７ ２.９７７ ６ ８ ３.０１９ ６ ９ ３.０２２ ６ １０ ３.０００ ６ 各スポットサイズにおいて、線102および104に相当する
１本の線が作成され、好ましくはショットが約88%重複
する。これにより、−2.00ジオプタの乱視矯正に相当す
る適切な修正カーブが作成される。これらは、治療ゾー
ン100の3mm幅Ｓ全体に渡って広がっている。
【００５８】図5は、非対称乱視の矯正に使用されるシ
ョットパターンの図である。この場合、単一の治療線17
4のみが示される。典型的にはもっと多数の線が使用さ
れるが、簡単のために、単一の治療線174で、眼44の治
療軸102に沿って線状に延びていない湾曲乱視の治療を
示している。このようにして、より多様なタイプの乱視
が矯正可能になる。
【００５９】図6Aは、本発明による遠視矯正に使用され
る大ビーム走査を示す。この走査では、リングアパーチ
ャを使用しない。その代わりに、スポットサイズの調節
に単一のダイアフラム36のみが使用される。そして、遠
視切除を行う当業者に周知であるように、異なるスポッ
トサイズで様々に重複する多重リングを使用して、治療
ゾーン100上に環状切除リング180が作成される。適切な
切除プロファイルは、
【００６０】遠視切除用のショットは、幅Ｓの治療ゾー
ン100を越えて延びている。この領域外でのショット
は、光学的矯正ではなく遠視切除のエッジにおけるスム
ーズな移行をもたらす。さらに、環状切除リング180は
治療軸102までずっと延びるようには図示されていない
が、最大スポットサイズにおける最終シリーズのショッ
トは、好ましくはその軸のごく近くまで延び、治療軸10
2の中心から治療ゾーン100のエッジにかけて、スムーズ
なプロファイルを与える。
【００６１】5.00ジオプタの遠視矯正のための典型的な
ショットパターンは、以下のショットを含む。
【００６２】番号 スポットサイズ ショット 重複 １ ２.０００ １０５２ ９９.２５[%] ２ ２.４６９ １２８ ９５ ３ ３.０６０ １０４ ９５ ４ ３.９６６ ８０ ９５ ５ ４.６００ ２７ ８７ このパターンでは、眼44の治療軸102から半径2.5mmの位
置に中心を有するリングを形成するために、各一連のシ
ョットが利用される。この場合、好ましい重複は治療リ
ングごとに可変であって、表に示されている。
【００６３】図示されたショットパターンは環状アパー
チャを使用している。しかし、本発明による遠視矯正パ
ターンおよび乱視矯正パターンを作成するには、他のア
パーチャ形状も使用できることは理解されるであろう。
例えば、長円形ショット形状も利用でき、その長円形を
遠視矯正の最中に回転させ、長円形の一方の軸が眼44の
治療軸102を指すようにすることができる。もしくは、
この長円形を治療軸102の周辺での回転と非同調的に回
転させてもよい。このようにして、ビーム22の不均等性
の影響がさらに軽減される。
【００６４】図7Aおよび7Bは、前述の切除パターンの切
除プロファイルが有する様々な数学的特性を示す。図7A
は近視切除の典型的な切除プロファイルを、図7Bは遠視
切除のための典型的な切除プロファイルを、それぞれ示
す。どちらの図でも、眼44の角膜の当初の半径を
ＲOLD、眼44の角膜の新しい所望の半径をＲNEWとしてい
る。治療の絶対ゾーン100は幅Ｓで示されており、矯正
的機能を果たす有効領域に該当する。これは典型的には
2mmから8mmであるが、より大きい領域もしくは小さい領
域も可能である。幅Ｓの治療ゾーン100内の任意の点に
おける切除深さは、切除深さを表す変数Ａで与えられ
る。治療軸102からの距離は、変数ρで与えられる。
【００６５】新しい半径ＲNEWを計算するには、当初の
半径ＲOLDおよび所望のジオプトリック矯正ＤCORRが下
記の等式で使用される。
【００６６】
【数１】 ＮＥＷ＿ＲＡＤＩＵＳは、与えられたＲOLDおよびＤ
CORRに対して、必要な矯正の新しい半径を示すパラメー
タであるＲNEWを返す。ＲNEWおよびＲOLDは、どちらも
メートル単位で計測され、典型的には5mmと15mmの間で
ある。
【００６７】図7Aに示されるような近視矯正に必要な切
除深さを計算するための式を以下に示す。
【００６８】
【数２】 近視切除関数ＭＹＯ＿ＡＢＬＡＴＥは、眼44のカーブの
矯正していない半径Ｒ OLD、所望の矯正ゾーンＳ、所望
の矯正度ＤCORRを与えられると、治療軸102からの特定
の距離ρにおける必要切除深さを返す。関数ＭＹＯ＿Ａ
ＢＬＡＴＥはまた、図4Aおよび図4Bで示されるような乱
視の矯正に使用される溝の幅Ｓに渡って、適切な矯正度
を与える。
【００６９】次に図7Bに移る。遠視切除の式を以下に示
す。
【００７０】
【数３】 遠視切除関数ＨＹＰ＿ＡＢＬＡＴＥは、矯正の光学的ゾ
ーンＳを必要としないため、３つのパラメータを使用す
るだけである。
【００７１】適切なカーブを作成するためのこのような
特定のアルゴリズムは当該技術分野において公知であ
り、MUNNERLYN, C. AND KOONS, S., PHOTOREFRACTIVE K
ERATECTOMY: A TECHNIQUE FOR LASER REFRACTIVE SURG
ERY, Cataract Refract Surg.,Vol. 14, (Jan. 1988)に
記載されている。
【００７２】さらに、図9〜14に関連して後述される切
除を行うためのルーチンでは、これらの逆関数が必要で
ある。上記の等式は、所定の矯正度に対する特定の値ρ
において必要な切除深さをもたらすが、逆関数は、全く
反対のことを行う。それらは、特定の矯正度が与えられ
たときに、特定の切除深さが必要になる特定の値ρを返
す。これらの等式を以下に示す。
【００７３】
【数４】 逆近視切除関数ＩＮＶ＿ＭＹＯ＿ＡＢＬＡＴＥは、切除
深さＡが与えられたときに、切除中心からのρに相当す
る距離を示すパラメータを返す。この距離と切除深さは
メートルで表される。この関数は、パラメータＲOLD、
ＳおよびＤCORRも使用する。
【００７４】逆遠視切除関数ＩＮＶ＿ＨＹＰ＿ＡＢＬＡ
ＴＥも、ある矯正ＤCORRでの切除深さＡが与えられる
と、ρに相当する切除中心からの半径をメートル単位で
もたらす。この関数は、ある切除深さが見いだされる箇
所が切除の中心からどの程度外れているかを示すρを返
す。
【００７５】図8は、切除軸の照準および可変スポット
サイズを用いたシステムが、非軸対称の表面形状（topo
graphy）も含めて、正常ではない眼44の任意の表面形状
をどのように矯正し得るかを示す。図8では、所望の治
療表面形状190の１本の線が示される。これは、例え
ば、眼44の表面における様々な異常点を示すコンピュー
タ化された眼科表面形状システムから得ることができ
る。そのような表面形状システムを用いることにより、
眼科手術システム10は、制御ユニット64を用いて一連の
ショットを行う。これらは、８つのショット192〜206と
して簡潔に示されている。実際の操作では、はるかに多
数のショットが利用されるであろう。各点における必要
な切除がわかっているため、システムは、所望の表面形
状マップを作成し、様々な点に照準を合わせた様々なシ
ョットサイズを使用して切除を行って、必要な矯正を行
う。このようにして、リンゴやバナナの形状、その他の
異常な形状を有する角膜の多様な非対称欠陥を矯正する
ことができる。
【００７６】図9は、好ましくは制御ユニット64上で実
行されるCALCULATEルーチン700を示すフローチャートで
ある。CALCULATEルーチン700は、様々な状態を矯正する
ための眼44の所望の切除を行うために必要な一連のショ
ットパターンを計算する。本実施例では、前出の図2Aか
ら7と関連させて説明した乱視、遠視、および近視を矯
正するためのショットパターンが生成される。更に、図
3および図４に示したディザリングが近視矯正ショット
パターンに用いられる。
【００７７】好ましくは、CALCULATEルーチン700は、必
要なショット計算を切除シーケンス開始前に行う制御ユ
ニット64中で実行される。全てのポイントを前もって計
算することによって、計算の遅れがなくなり、エキシマ
レーザ20の準備ができ次第、各連続ショットが素早いシ
ーケンスで行われ得る。これにより、処置時間が速くな
り、患者の中心を光学的固定点に位置させることが容易
になる。
【００７８】ステップ702から開始し、CALCULATEルーチ
ン700は、変数START_DITHERを1に設定する。この変数
は、ディザリングが開始する最初の切除ショットを示す
ものであり、以下に説明される。全ての切除ショットは
好ましくはアレイ状に記憶され、START_DITHERはそのア
レイ中の位置を示していることに注意されたい。制御は
ステップ702からステップ704に進み、ルーチン700によ
って乱視矯正が所望であるかどうかが決定される。これ
は、医師によって前もって入力され、最大処置範囲とと
もに乱視矯正の角度および度合を含んでいる。ルーチン
700は、非対称乱視の場合、乱視矯正線の曲率を要求し
てもよく、乱視領域の一端または他端の方向にさらに広
範囲な矯正を提供してもよいことは明らかである。
【００７９】乱視矯正が所望である場合は、制御はステ
ップ704からステップ706に進み、ASTIGMATISMルーチン7
50が実行され（以下に図10と関連して説明）、所望の乱
視矯正に適切なショットパターンが生成される。これら
のショットパターンは、例えば、図4Aおよび4Bと関連さ
せて説明したものに対応する。
【００８０】乱視矯正のためのショットパターンがステ
ップ706で計算されれば、制御はステップ708に進み、ST
ART_DITHERが変数LAST_VECTORに設定される。LAST_VECT
ORは、切除実行のためのアレイ中最後に計算されたショ
ットを指し、この場合、ASTIGMATISMルーチン750によっ
て計算された最後のベクトルを指す。ディザリングを行
うこともできるが、乱視は潜在的強化ショットよりもむ
しろ重複ショットに関係するので、本実施例中の乱視矯
正においては、ディザリングは好ましくは行われない。
【００８１】制御は、乱視矯正が所望でない場合はステ
ップ704から、そしていかなる場合でもステップ708か
ら、ステップ710に進み、CALCULATEルーチン700によっ
て近視矯正が所望であるかどうかが決定される。もし所
望でなければ、遠視矯正が必要であるので、制御はステ
ップ712に進み、図12に関連させて後述されるHYPEROPIA
ルーチン850が実行される。遠視の矯正は、線状よりむ
しろ円状のショットを用いること以外は乱視の矯正と同
様であるため、本実施例においては、好ましくはディザ
リングは行わない（行ってもよい）。よって、制御は次
にステップ714に進み、ルーチン700がマスタールーチン
に戻り、そのことによって医師がCALCULATEルーチン700
によって計算されたショットシーケンスの実行を開始す
ることが可能になる。
【００８２】もしステップ710で近視矯正が所望である
と決定された場合、CALCULATEルーチン700はステップ71
6に進み、移行ゾーンが要求されるかどうかを決定す
る。もし要求されていれば、初期「移行ゾーン」列を近
視矯正の実行によって生成して、多数の近視ショット列
を形成しなければならない。このことは、図2Bに関連さ
せて前述した。よって、制御はステップ718に進み、移
行ゾーンを生成するためにMYOPIAルーチンが実行され
る。これは、移行ゾーンに対する標準的な近視矯正ショ
ット列を生成する。
【００８３】再びステップ716に進み、移行ゾーンがさ
らに必要かどうかがもう一度決定される。もし最後の移
行ゾーンショット列が計算されているか、必要でなけれ
ば、制御はステップ720に進み、MYOPIAルーチンが再び
実行され、今回は近視の最終矯正が行われる。
【００８４】近視矯正のためのショット列の生成は、公
知である。上述のMYO_ABLATE関数によって決定される必
要切除深さが与えられると、治療軸102は放射状に離れ
ている各ポイントにおいて、必要切除深さに対して適切
なショットサイズを用いてショットパターンが生成され
る。
【００８５】制御は、次に、ステップ722に進み、ステ
ップ708に関連して説明したステップ702またはステップ
708にて設定されたSTART_DITHERからLAST_VECTORまでの
全てのショットに対して、図13および14に関連させて後
述するように、DITHERルーチン940または970がディザリ
ングまたはランダマイジングを実行する。この時点で切
除ショット列の計算は完了したので、制御はステップ71
4に進み、CALCULATEルーチン700がメインプログラムに
戻ることによって、医師が現在アレイ状に記憶されてい
る切除を実行することが可能になる。
【００８６】図10は、所望の乱視の光屈折度（dioptric
degree）を得るための重複線の「溝」を特定の軸に沿
って生成するために必要なショットベクトルの計算に用
いられる、ASTIGMATISMルーチン750のフローチャートで
ある。適当な数の溝が生成され、各溝は好ましくは漸進
的に大きくなるスポットサイズを用いて生成される。ス
テップ752から開始し、切除全体の必要な深さが溝列の
最深部において計算される。これは、図7Aに関連させて
上述した近視切除関数MYO_ABLATEを用いて行われる。溝
の中心での必要深さ（最深部）を表す変数MAX_ABLATE
が、ρ＝0を用いてMYO_ABLATEが返す値に設定される。
未矯正曲率半径ＲOLD、および必要なジオプトリック矯
正度ＤCORR、および乱視治療ゾーン幅Ｓも、MYO_ABLATE
に渡される。Ｓは乱視治療ゾーンの長さでなく幅に等し
いことに注意されたい。
【００８７】制御は次にステップ754に進み、溝毎の必
要切除深さが計算される。これは好ましくは上記MAX_AB
LATEと同様に計算されるが、溝毎の切除量を表す変数AB
LATEをMAX_ABLATEを10で割った値に等しい値に設定して
いる。これは、好ましくは10個の溝が作られるべきであ
ることを示している。ただし、溝毎の切除量が計算され
た結果、より少ない数が要求されることもあリ得る。
【００８８】制御は次にステップ756に進み、変数DEPTH
が、既に計算された値MAX_ABLATEマイナスABLATEに等し
く設定される。DEPTHは、所望の矯正度を実現するため
に実行されるべき残りの切除量を表している。
【００８９】制御は次にステップ758に進み、溝一つを
生成するために用いられる最少のスポット径を表す最少
スポット径MIN_SPOT_DIAMが計算される。MIN_SPOT_DIAM
は、逆近視切除関数INV_MYO_ABLATEの返す半径の２倍に
等しく設定される。INV_MYO_ABLATEは、初期曲率半径Ｒ
OLD、DEPTHプラスABLATE／２に設定されるＡ、所望のジ
オプトリック矯正度を表わすＤCORR、および治療ゾーン
幅を表すＳを用いて呼び出される。従って、この関数を
呼び出すことによって返される値は、必要切除深さ全体
の95％が行われ得る半径であり、この半径は好ましくは
治療軸の中心比較的近い。すなわち、この半径は各溝の
全体幅に比較して小さい。
【００９０】ステップ760に進み、最大スポット径MAX_S
POT_DIAMが、Ｓに等しく設定される。Ｓは単に、乱視治
療ゾーン100の幅である（長さではない）。
【００９１】ステップ762に進み、必要な乱視矯正度全
体を実現するために必要な一連の溝を生成するループに
入る。まず、ステップ762でDEPTHがゼロより大であるか
否かが判断される。DEPTHは、切除が必要な深さの残り
であり、所望の矯正度を実現するために十分な数の溝が
生成されていなければ、ゼロより大きな値になる。
【００９２】もしDEPTHがゼロより大であれば、制御は
ステップ764へ進み、スポット径SPOT_DIAMが、INV_MYO_
ABLATEがDEPTHに等しく設定されたAを用いて呼び出され
た時に返す結果の２倍に等しく設定される。これは、最
終必要切除がDEPTHに等しくなる半径を返す。DEPTHは、
初期には必要切除深さ全体にほぼ等しいので、初期スポ
ット径は小さくなる。
【００９３】ステップ766に進み、スポット径SPOT_DIAM
に経験的補正を行う。これは、SPOT_DIAMを（1＋（0.3
・SIN（π・（SPOT_DIAM − MIN_SPOT_DIAM）／（MAX_S
POT_DIAM − MIN_SPOT_DIAM））））に等しく設定する
ことによって行われる。これによって、より良い結果を
生み、矯正全体を乱視を矯正するために必要な所望のカ
ーブに近づけるための経験的調整が、スポット径に対し
て行なわれる。
【００９４】ステップ768に進み、各連続ショットにお
いてスポットターゲットを移動する量を表す変数STEP
が、SPOT_DIAM・（DEPTH_PER_SHOT／ABLATE）に等しく
設定される。DEPTH_PER_SHOTは、ショット毎の切除量で
あり、典型的には0.2μmである。その後、ステップ770
において、変数OVERLAPが100・（SPOT_DIAM − STEP）
／SPOT_DIAMに等しく設定される。これは、各ショット
に必要な重複量をパーセントで表したものである。
【００９５】ステップ772に進み、図11に関連させて後
述するルーチンLINE800が、乱視の線を生成するための
角度に設定されるθ、乱視ショット列の所定の長さプラ
ス２・SPOT_DIAMに設定されるLENGTH変数、スポットサ
イズを表すSPOT_DIAM_、およびOVERLAPとともに呼び出
される。
【００９６】線に必要な一連のショットが生成される
と、制御は774に進み、溝毎の切除量であるABLATEだけD
EPTHが減じられ、制御は次にステップ762にループし、
減じられたDEPTHの値がもう一度ゼロと比較される。こ
のループが繰り返され、DEPTHがゼロより小さくなるま
で、スポット径が漸進的に大きくなるショットの線を生
成する。所望の矯正度を実行するために必要な切除ショ
ットを実質的に全て計算したとき、DEPTHはゼロより小
さくなる。
【００９７】DEPTHがゼロより小さくなると、制御はス
テップ776に進み、DEPTHプラスABLATEがDEPTH_PER_SHOT
より大であるかどうかが判断される。もし大でなけれ
ば、これ以上の線状切除は過度な矯正につながるので行
われるべきではない。よって、制御はステップ778に進
み、ASTIGMATISMルーチン750はCORRECTIONルーチン700
に戻る。
【００９８】もしステップ776で必要な切除の「残り」
がDEPTH_PER_SHOTを越えていなければ、制御はステップ
780の方に進む。そして、SPOT_DIAMが、乱視線の溝のた
めの治療ゾーン100の幅であるＳの最少スポット径に設
定され、STEPがSPOT_DIAM・DEPTH_PER_SHOT／（ABLATE
＋ DEPTH）に等しく設定され、OVERLAPが（SPOT_DIAM−
STEP）・100／SPOT_DIAMに設定される。
【００９９】制御は次にステップ782に進み、ステップ7
80でスポット幅に設定された変数を用いてルーチンLINE
800を呼び出すことによって、最終溝が生成される。ル
ーチン750はその後ステップ778でリターンする。
【０１００】このように、ASTIGMATISMルーチン750は、
図4Aに関連させて上述したようにショットパターンを生
成する。
【０１０１】図11は、LINEルーチン800のフローチャー
トである。このルーチン800は、乱視矯正ショットシー
ケンスの生成に用いられる線の生成のためのショットを
計算する。所望のスポットサイズが変数SPOT_DIAMでル
ーチン800に渡され、重複パーセンテージが変数OVERLAP
で渡され、線の長さがLINEルーチン800に渡されるLENGT
H変数によって決定される。
【０１０２】ステップ802から開始し、LINEルーチン800
は、まずステップサイズを計算する。ステップサイズは
SPOT_DIAM・（１− OVERLAP）に等しい。ステップ804に
進み、必要ショット数が（LENGTH− SPOT_DIAM＋ STE
P）／STEPの切り捨て値に等しく計算される。ステップ8
06に進み、カウンタ変数Iが、LAST_VECTOR ＋ 1に等し
い変数START_VECTORに等しく設定される。LAST_VECTOR
は、LINEルーチン800の完了とともにIに等しく設定され
る。
【０１０３】制御は次にステップ808に進み、治療軸102
からのＸ軸変位に対応する変数が（（LENGTH− SPOT_DI
AM）／２）・cosθに等しく設定される。ここで、θ
は、所望の乱視矯正の角度である。ステップ810で、Yが
対応して（（LENGTH− SPOT_DIAM）／２）・ sinθに等
しく設定される。
【０１０４】制御は次にステップ812に進み、IがSTART_
VECTORプラスSHOTSに等しいか否かが判断される。SHOTS
は、ショット線の端を表す。もし等しくなければ、制御
はステップ814に進み、この特定のショットのショット
位置に対応するアレイ位置X_SHOT［I］がXに等しく設定
され、Y_SHOT［I］が対応してIに等しく設定される。次
に、ステップ816で、Xが X＋ (STEP・cosθ）に等しく
設定され、Yが Y＋ (STEP・sinθ）に等しく設定され
る。これが次のショットに必要なデルタ増分である。
【０１０５】制御は次にステップ818に進み、Iが増分さ
れ、ルーチンはステップ812にループする。SHOTSはこの
線の端を表すが、IがSTART_VECTOR＋ SHOTSに等しくな
ると、ルーチンはステップ820でASTIGMATISMルーチン75
0に戻る。
【０１０６】図12は、治療軸102周りに環状溝を形成す
るHYPEROPIAルーチン850のフローチャートである。これ
はASTIGMATISMルーチン750に類似しているが、（近視矯
正関数を用いる）乱視ではなく遠視を矯正するのに適切
なプロファイルの環状溝を形成する。
【０１０７】ステップ852から開始され、変数DEPTHは、
図7Bに関連して上記に述べたHYP_ABLATEによって返され
るパラメータに等しく設定され、このときρはS/2 - MI
N_SPOT_RADIUSに等しく設定される。ここで、Ｓは適切
な治療領域の直径であり、MIN_SPOT_RADIUSは遠視切除
のために用いられる最小スポットサイズであって、これ
は例えば200μmに設定され得る。HYP_ABLATEはまた、眼
44の非矯正曲率を表わすＲOLD、および所望のジオプト
リック矯正度を表わすＤCORRを用いて呼び出される。従
って、DEPTHは切除すべき残りの深さに等しい。これは
最初は切除すべき全深さより小さい。何故なら、S/2か
らMIN_SPOT_RADIUSを差し引いたものとして示されてい
るように、ρは切除円のちょうど内側に設定されてお
り、これが切除すべき最初のスポット半径である。
【０１０８】ステップ854に進むと、この遠視治療のた
めに切除すべき量を示す変数ABLATEは、S/2に等しいρ
を用いて呼び出されるHYP_ABLATEによって返されるパラ
メータに等しく設定され、この返されたパラメータはDE
PTH量だけ減少される。従って、ABLATEは、S/2によって
示される治療領域のエッジの深さと、この治療領域のち
ょうど内側の距離MIN_SPOT_RADIUSでの深さとの差であ
る。
【０１０９】ステップ856に進むと、変数SPOT_DIAMはMI
N_SPOT_RADIUM・2に、変数STEPはSPOT_DIAM・DEPTH_PER_S
HOT/ABLATEに、および変数OVERLAPは((SPOT_DIAM − ST
EP)/SPOT_DIAM)・100（すなわち、パーセント表示）に等
しく設定される。従って、最初の環状溝は、MIN_SPOT_R
ADIUM・2によって示される最小スポット直径を用いてシ
ョットされる。
【０１１０】ステップ858に進むと、ルーチンCIRCLE_LI
NEが呼び出され、変数SPOT_DIAM、STEP、およびOVERLAP
が与えられると、環状溝を切除するのに必要な一連のシ
ョットが計算される。CIRCLE_LINEルーチンはLINEルー
チン800に直接対応する。ただし、円は１本の線に沿っ
てショットされるのではなく、S/2によって与えられる
固定半径でショットされる。この実行はLINEルーチン80
0に対応する。ただし、各連続するショットは、１本の
線に沿ってではなく、S/2に等しい半径ρに沿って増分
される。
【０１１１】ステップ860に進むと、ABLATEは、HYP_ABL
ATEがS/2に等しいρを用いて呼び出されるときにHYP_AB
LATEにより返されるパラメータに等しく設定され、この
返されたパラメータは次に10で割算される。これは、遠
視を矯正するための適切な曲率のプロファイルを形成す
るために切除される、好ましくは10個の溝に対応する。
【０１１２】ステップ862に進むと、DEPTHは次にDEPTH
マイナスABLATEに設定される。これは、遠視用溝を切除
するのに必要な全深さの1/10だけDEPTHを減らす。
【０１１３】ルーチン850は次にステップ864に進み、こ
こで、切除すべき残りの全深さを示すDEPTHがゼロより
大であるかどうかが決定される。大であれば、切除すべ
き溝が残されていることになるため、ルーチンはステッ
プ866に進み、ここで、SPOT_DIAMは、INV_HYP_ABLATEが
DEPTHに等しいＡを用いて呼び出されるときにこの関数
によって返されるパラメータに等しく設定される。従っ
て、これは、遠視用の適切な矯正を行うためにDEPTHの
現行値に等しい深さまで切除が行われなければならない
半径を返す。しかし、この返されたパラメータは、治療
軸102からの半径である。実際のスポット直径を計算す
るためには、SPOT_DIAMは2・(S/2 - SPOT_DIAM)に等しく
設定される。これは、SPOT_DIAMを、実際の治療領域の
半径から現行の切除深さが生じるときの半径を引いた差
の２倍に設定する。従って、この半径の差に２を掛ける
と、切除すべき現行の溝のためのスポット直径に等しく
なる。
【０１１４】ステップ868に進むと、STEPは、SPOT_DIAM
・DEPTH_PER_SHOT/ABLATEに等しく設定される。ステップ
870に進むと、OVERLAPは、((SPOT_DIAM − STEP)/SPOT_
DIAM)・100に等しく設定され、これは適切な重複をパー
セントで設定する。
【０１１５】SPOT_DIAMおよびOVERLAPのこれらの値を用
いて、ならびにρをS/2に等しくして、ステップ872でル
ーチンCIRCLE_LINEが呼び出され、環状溝が形成され
る。ステップ874に進むと、DEPTHは再びDEPTHマイナスA
BLATEに等しく設定される。次にルーチンはループに入
ってステップ864に戻り、DEPTHがゼロより大でなくなる
まで、ステップ866から874の間を連続的にループする。
【０１１６】ステップ864でDEPTHがゼロより大でなくな
ると、ルーチン850はステップ876に進み、ここで、ABLA
TEプラスDEPTHがRESIDUEより大であるかどうかが決定さ
れる。ここで、RESIDUEは、この値では別の溝が切除さ
れることはないような任意の値である。この値は好まし
くは500ミクロンであるが、他の値でもよい。ABLATEプ
ラスDEPTHがRESIDUEより大である場合は、このRESIDUE
値を超えるものは切除の必要があるため、ルーチン850
はステップ878に進む。このステップでは、2・(S/2− MI
N_SPOT_SIZE)のSPOT_DIAM、および((SPOT_DIAM − STE
P)/SPOT_DIAM)・100のOVERLAPを用いて、最後の溝が形成
される。次に、ステップ876およびステップ878の後、ル
ーチンはステップ880でリターンする。
【０１１７】図13は、図９のステップ722で述べたDITHE
Rルーチンに対応するRAND_DITHERルーチン940のフロー
チャートである。RAND_DITHERルーチン940は、START_DI
THからLAST_VECTORまでの前述のアレイにおけるすべて
のベクトルをランダムにディザーする。START_DITHは、
乱視の矯正に用いたショットに続く最初のアレイ位置に
等しくなるように、図９のステップ702またはステップ7
08で既に設定されている。従って、ディザリングは好ま
しくは乱視の矯正ではなく近視の矯正に適用される。RA
ND_DITHルーチン970は、図3Aに示すようなショットパタ
ーンを形成する。
【０１１８】RAND_DITHERルーチン940は、カウンター変
数ＩをSTART_DITHに設定することによって、ステップ94
2から開始される。制御は次にステップ944に進み、ここ
で、中間変数X_DUMは、−.5から.5の間のランダム数RAN
DOMにAMPLITUDEおよびSPOT_SＩＺＥ［Ｉ］を掛けたもの
に等しく設定される。変数AMPLITUDEは、ディザリング
の適切な振幅をスポットサイズの分数パーセンテージで
示すものとして、RAND_DITHERルーチン940に渡されたも
のであり、SPOT_SIZE[I]はこの特定のショットのための
スポットサイズに対応する。
【０１１９】制御は次にステップ946に進み、ここで、
ルーチン940は、X_DUMの絶対値が、システムにより決定
される変数LIMITによって表される制限サイズより大き
いかどうかを決定する。X_DUMが大きい場合は、制御は
次にステップ948に進む。このステップでは、X_DUMはLI
MIT X_DUM/ABS(X_DUM)に等しく設定され、これにより、
X_DUMは適切な符号を付けたLIMITに設定される。
【０１２０】ステップ946でX_DUMが大きくない場合、お
よびステップ948からのすべての場合に、制御は次にス
テップ950に進む。このステップでは、X_SHOT[I]はX_SH
OT[I] ＋ X_DUMに等しく設定され、これにより本発明の
ランダムディザリング効果が提供される。次に制御はス
テップ952、954、956、および958に進み、これらのステ
ップでは、X_SHOT[I]がステップ944から950でディザー
されたように、Y_SHOT[I]がランダムディザリングによ
り調整される。
【０１２１】制御は次にステップ958からステップ960に
進む。このステップでは、RAND_DITHERルーチン940は、
所望の最後のベクトルがディザーされたことを示すI =
LAST_VECTORが成立するかどうかを決定する。成立しな
い場合は、制御はステップ962に進み、ここでＩが増分
される。制御は次にループに入ってステップ944に戻
り、次のショットを行う。
【０１２２】ステップ960でＩがLAST_VECTORに等しい場
合は、RAND_DITHERルーチン940は完了し、よって、ルー
チン940はステップ964でリターンする。
【０１２３】図14は代替のルーチンCIRCLE_DITH970を示
し、このルーチンはRAND_DITHルーチン940の代わりに使
用され得る。CIRCLE_DITHルーチン970により形成される
ショットパターンを、図3Bに示す。CIRCLE_DITHルーチ
ン970はステップ972から開始され、このステップでは、
変数NUM_VECTは、共に呼び出しルーチンによって渡され
たLAST_VECTOR − START_VECTORに設定される。ステッ
プ974に進むと、NUM_VECT/ROTATIONSが10より小さいか
どうかが決定される。変数ROTATIONSは、ショットのす
べてを調整するときに、治療軸102周りに何回の円形回
転が行われるかを示すために、ルーチン970に渡され
る。不十分なショットがある場合、過剰な回転数を避け
るためにステップ974でチェックされる。例えば、20ベ
クトルしかない場合は、10回転すると、各々が180゜離
れた10個のショットが２組できる結果となる。NUM_VEC/
ROTATIONSが少なくとも10であることを任意に要求する
ことにより、ショットがこのように集中することは避け
られ、ショットは、治療軸102周りの少なくとも異なる1
0箇所にわたって分布されるよう要求される。NUM_VECT/
ROTATIONSが10より小さいときは、制御はステップ976に
進み、ここではROTATIONSはNUM_VECT/10の切捨て値に等
しく設定される。ステップ976、およびこのステップが
真でなかったときはステップ974から、制御は次にステ
ップ978に進み、ここで、ＩはSTART_VECTORに等しく設
定される。
【０１２４】制御は次にステップ980に進み、ここで、X
_SHOT[I]はX_SHOT[I] ＋ (DIAM/2)・cos((2π・I・ROTATIO
NS)/NUM_VECT)に等しく設定される。これは、各ショッ
トの中心を円形に調整する。Y_SHOT[I]は、ステップ982
で同様に調整される。
【０１２５】制御はステップ982からステップ984に進
み、ここで、ＩがLAST_VECTORに等しいかどうかが決定
される。等しくない場合は、制御は次にステップ986に
進み、ここでＩが増分され、再びステップ980および982
を通過して後に続くベクトルを調整する。
【０１２６】ステップ984からＩがLAST_VECTORに等しい
場合は、制御は次にステップ988に進み、ここで制御はC
ALCULATEルーチン700に戻る。
【０１２７】このディザリングすなわち振動は、一次元
的にも適用され得るものであり、遠視および乱視矯正用
にも同様に用いられ得る。
【０１２８】図15は、赤外染料を用いて、および本発明
の走査用大ビームを用いて上皮切除を行うときの、ビデ
オユニット56によって与えられる画像を示す。上皮は、
典型的には約50μmの厚さである。本発明のシステムＳ
で用いられる好適なエキシマレーザ20は１ショット当り
約.2μmを切除するので、典型的には上皮が切除される
までには250回の初期ショットが必要である。しかし、
この時点に到るまでの時点では、上皮の厚さの違いが影
響を及ぼす。例えば、40μmの厚さの箇所もあれば、60
μmの厚さの箇所もある。
【０１２９】本発明のシステムＳは、上皮の少なくとも
一部を完全に取り除いた時点を感知することにより、お
よび次に残りを選択的に取り除くことにより、上皮を除
去する。図15は上皮除去領域1000を示し、この領域で
は、この上皮除去領域1000のサイズであるスポットサイ
ズを用いて、所定数のショットが既に行われている。各
ショット後、赤外ビデオユニット56は、眼44から発光さ
れる赤外蛍光を捕捉する。この蛍光は、先ず、上皮の下
の層は染色しない赤外蛍光染料を用いて上皮を染色する
ことによって形成される。この染料は好ましくは赤外蛍
光性であり、これにより、ダメージを与える周波数でダ
メージを与えるエネルギーのポンプレーザ発光作用が、
眼44の中で起こる可能性が低減される。眼44を損傷させ
得るポンプレーザ発光作用が起こらないことが保証され
るならば、可視光発光染料などの他の染料も使用し得
る。赤外蛍光染料はまた、上皮が切除されている間に、
患者にとって気を散らすような光学的な影響を避けるの
にも好適である。
【０１３０】所定数のショットが行われた後、ビデオユ
ニット56は、上皮除去領域1000のうち蛍光を発しない部
分を検出する。これは、この位置には赤外蛍光染料はな
いことを示し、また、同様に、この地点では上皮は完全
に切除されていることを示す。
【０１３１】図15では、上皮のすべてが所定数のショッ
トにより除去されている２つの領域1002および1004が示
されている。この時点で、スポットサイズは縮小され、
赤外蛍光染料によって示される上皮がまだ残っている領
域1006がさらに切除される。
【０１３２】コンピュータ制御、または医師による制御
の下で、図16に示されるような選択的な切除が行われ
る。図16では、残りの領域1006は縮小したスポットサイ
ズを用いてさらに切除され、さらに上皮の除かれた領域
1008、1010、1012、1014、および1016が形成される。ビ
デオユニット56は、これら残りの領域の各々が切除され
ている間、上皮除去領域1000をさらに観察し、これら領
域の所定の部分が蛍光を発しなくなる時点を検出する。
この場合も、これら領域の各々にわたる上皮の深さが異
なることによって、これら残りの領域の上皮は部分的に
切除される結果となり得る。例えば、さらに切除された
領域1008内に残っている上皮の島部1018が示されてい
る。このような島部は、後の切除によって切除されなか
った上皮1006の残りの部分と共に、さらに切除されなけ
ればならない。
【０１３３】上皮除去領域1000のコンピュータマップ
を、その領域内の各々の特定の地点に射光されたショッ
ト数と共に保持することによって、上皮の厚さマップを
作製し得る。各ショットの切除深さを、各ショットが射
光された場所と共に知ることによって、上皮のすべてが
この領域から除去される前に特定の地点が受けるショッ
ト数が得られる。これにより、上皮の厚さマップが作製
される。このマップは、図８に関連して述べた非対称の
光学収差を矯正するときに作製されるものと類似する。
【０１３４】本発明の大ビーム走査およびディザリング
は、眼44の表面のみに適用される必要はない。例えば、
1990年2月27日付けで発行された"Method and Apparatus
forPerforming a Keratomileusis or the Like Operat
ion"という名称の米国特許第4、903、695号は、眼から角
膜の一部を除去した後に露出表面を切除する方法を開示
している。よって、本発明の方法および装置は、このよ
うな角膜切開型の方法により得られる露出表面にも使用
され得る。このような場合には、治療軸102は、角膜の
切除部分または一部が切除された角膜の表面のいずれに
も及ぶ。
【０１３５】本発明の上記の開示および記述は例示的お
よび説明的なものであって、サイズ、形状、材料、構成
部品、回路要素、および光学部品、そして、図示したシ
ステムおよび構成ならびに操作方法の詳細における様々
な変更は、本発明の精神から離れることなく行われ得
る。
【０１３６】
【発明の効果】本発明による方法および装置は、レーザ
「ポリッシング（polishing)」または「ディザリング(d
ithering)」を用いて角膜矯正を行う。この角膜矯正で
は、眼の一部を切除するために使用されるショットを、
ランダムにまたは別の方法で治療の中心軸から移動さ
せ、治療ゾーンにおける大きな隆起の形成を防止する。
【０１３７】さらに本発明によると、様々なアパーチャ
形状を用いる代わりに、所望の遠視矯正線または乱視矯
正線に沿って比較的大きなビームを移動し、ショットが
重複する線を形成する。さらに矯正が必要な場合には、
重複線を様々なビームサイズを用いて形成し、角膜内に
所望の矯正曲線を形成する。
【０１３８】さらに本発明によると、この走査ビーム技
術を用いれば、重複ショットの移動線を変更することに
よって、または一連のショットを他の方法で発生させる
ことによって、非対称欠陥を適切に切除し、「湾曲」乱
視などの様々な非対称視力欠陥が矯正される。
【０１３９】さらに本発明のシステムおよび方法では、
レーザ切除を用いて上皮が除去される。まず、上皮は赤
外蛍光染料で染色される。次に、上皮は、赤外走査装置
が上皮のある部分が除去されたことを蛍光の欠失によっ
て確認するまで、除去されるべき上皮の領域をカバーす
るビームを用いて連続して切除される。次に、手動また
はコンピュータ制御下で、スポットサイズが減少され、
まだ蛍光を発している領域が、蛍光を発しなくなるまで
切除される。上皮が治療領域全体から除去されるまでこ
れを繰り返す。この技術はまた、上皮の初期の厚さを除
去前にマップすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の装置および方法を実施することが可
能な通常のエキシマレーザを用いた眼科手術システムを
示す概略図である。
【図１Ｂ】図1Aのシステムを示すさらに詳細な図であ
る。
【図２Ａ】近視を矯正するための典型的な大ビーム切除
パターンを示す治療ゾーンの中心軸に沿った図である。
【図２Ｂ】移行ゾーンの使用をさらに示す図2Aの側面プ
ロファイルである。
【図３Ａ】本発明によるランダムディザリングを示す治
療ゾーンの中心軸に沿った図である。
【図３Ｂ】本発明による円形ディザリングを示す治療ゾ
ーンの中心軸に沿った図である。
【図４Ａ】本発明による乱視矯正用ショットパターンを
示す図である。
【図４Ｂ】本発明による乱視矯正用ショットパターンを
示す図である。
【図５】本発明による湾曲乱視用ショット治療パターン
を示す治療ゾーンの図である。
【図６Ａ】本発明による遠視の治療用ショットパターン
を示す図である。
【図６Ｂ】本発明による遠視の治療用ショットパターン
を示す図である。
【図７Ａ】近視および遠視の矯正用治療ゾーンの初期お
よび末期曲率半径を示す角膜の側面プロファイルであ
る。
【図７Ｂ】近視および遠視の矯正用治療ゾーンの初期お
よび末期曲率半径を示す角膜の側面プロファイルであ
る。
【図８】本発明にしたがって眼の一般的な非対称収差を
矯正するために使用されるショットパターンの図であ
る。
【図９】本発明にしたがって、ランダムまたは円形ディ
ザリングおよび大ビーム走査を用いて、乱視、遠視およ
び近視の矯正を行うために使用される計算ルーチンを示
すフローチャートである。
【図１０Ａ】図9の計算ルーチンによって使用される乱
視ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】図9の計算ルーチンによって使用される乱
視ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図9の計算ルーチンによって使用される乱視
ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図9の計算ルーチンによって使用される遠視
ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図9の計算ルーチンによって使用されるラン
ダムディザリングルーチンのフローチャートである。
【図１４】図9の計算ルーチンによって使用される円形
ディザリングルーチンのフローチャートである。
【図１５】本発明による上皮の切除を示す眼の治療軸に
沿った図である。
【図１６】本発明による上皮の切除を示す眼の治療軸に
沿った図である。
【符号の説明】
１０ 眼科システム ２０ エキシマレーザ ２２ ビーム ２４ ビームホモジェナイザ ２６ 光学要素 ２８ シャッタ ３０ 光学要素 ３２ パイロットレーザ ３４ シャッタ ３６ ダイヤフラム ３８ スポットモードレンズ ４０ 集束レンズ ４２ 走査ミラー ４４ 眼 ４６ 集束レーザ ４８ シャッタ ５０ 光学素子 ５２ 固定マスク ５４ クリーンガス浄化ユニット ５６ 顕微鏡 ５８ 分離ミラー ６０ 赤外線ビデオユニット ６２ 収集ビデオスクリーン ６４ 制御ユニット

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 角膜のある領域から組織を除去するレー
    ザ系であって、治療の垂直軸を有する角膜上のある位置
    に中心を有するあるサイズのレーザスポットを生成する
    レーザ系を制御する方法であって、 （ａ）該領域のサイズの１０％から９０％の間に該スポ
    ットサイズを設定するステップ、および （ｂ）該治療の軸から離れた少なくとも１つの位置へ該
    角膜に沿って該スポット中心位置を移動させるステッ
    プ、を包含する、方法。
  2. 【請求項２】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）前記レーザスポットの最大幅よりも小さい直径を
    有するディザリング領域の範囲内で前記レーザ中心位置
    をランダムに振動させるステップ、をさらに包含する、
    レーザポリッシングを行うための請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）前記レーザスポットの最大幅よりも小さい最大幅
    を有するディザリング領域の周囲に沿って前記レーザ中
    心位置を移動させるステップ、をさらに包含する、レー
    ザポリッシングを行うための請求項１または２に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）前記レーザスポットの最大幅よりも小さい直径を
    有する円形ディザリング領域の周辺に沿って前記レーザ
    中心位置を移動させるステップ、をさらに包含する、レ
    ーザポリッシングを行うための請求項１または２に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）前記治療の軸に垂直な少なくとも１つの軸に沿っ
    て前記スポット中央位置を移動させるステップ、をさら
    に包含する、レーザポリッシングを行うための請求項１
    または２に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）第１の円に沿って前記スポット中央位置を移動さ
    せるステップ、 （ｂ）前記スポットサイズを変更するステップ、および （ｃ）該第１の円の中心に対応する中心を有する第２の
    円に沿って該スポット中心位置を移動させるステップ、
    をさらに包含する、遠視を矯正するための請求項１から
    ５の何れか一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）線に沿って前記スポット中央位置を移動させるス
    テップ、 （ｂ）前記スポットサイズを変更するステップ、および （ｃ）前記線に沿って該スポット中央位置を移動させる
    ステップ、をさらに備えている、乱視を矯正するための
    請求項１から５の何れか一つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記スポット位置を移動させるステップ
    が、 （ａ）円弧に沿って前記スポット中央位置を移動させる
    ステップ、 （ｂ）前記スポットサイズを変更するステップ、および （ｃ）該円弧に沿って該スポット中央位置を移動させる
    ステップ、をさらに包含する、乱視を矯正するための請
    求項１から５の何れか一つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 角膜上のある位置に中心を有するあるサ
    イズのレーザスポットを生成して、刺激されると蛍光を
    発する染料を用いて染色された角膜上の除去領域から上
    皮を除去するレーザ系であって、該除去領域からの蛍光
    発光を検出する結像系を備えているレーザ系を制御する
    方法であって、 （ａ）該スポットサイズを該除去領域のサイズに設定す
    るステップ、 （ｂ）該除去領域へ該レーザスポットを与えるステッ
    プ、および （ｃ）該除去領域全体が蛍光を発しているかどうかを検
    出し、発光していれば該ステップ（ｂ）へ戻るステッ
    プ、を包含する、方法。
  10. 【請求項１０】 （ｄ）前記レーザスポットが与えられ
    た前記除去領域の最後の部分が全体的に蛍光を発してい
    なければ、継続するステップ、 （ｅ）以下を行うステップ、 （１）該レーザスポットが最後に与えられた時に蛍光を
    発した該除去領域の部分のサイズに前記スポットサイズ
    を設定するステップ、 （２）該ステップ（ｅ）（１）において決定された該除
    去領域の部分の中心へ前記スポット位置を設定するステ
    ップ、 （３）該除去領域の部分へ該レーザスポットを与えるス
    テップ、 （４）該ステップ（ｅ）（３）で該レーザスポットが与
    えられた該除去領域の部分全体が蛍光を発しているかど
    うかを検出し、発していれば該ステップ（ｅ）（３）へ
    戻るステップ、および （ｆ）該ステップ（ｅ）（３）又はステップ（ｃ）にお
    いて該レーザスポットが最後に与えられた時に該除去領
    域のいずれかの部分が蛍光を発したままであるかどうか
    を判定し、発したままであれば該ステップ（ｅ）へ戻る
    ステップ、をさらに包含する、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 角膜のある領域から組織を除去するレ
    ーザ系であって、治療の垂直軸を有する角膜上のある位
    置に中心を有するあるサイズのレーザスポットを生成す
    るレーザ系を制御する方法であって、 （ａ）該領域のサイズおよび位置に応じて該スポットの
    サイズおよび位置を設定するステップ、および （ｂ）該レーザスポットを振動させるステップ、を包含
    する、方法。
  12. 【請求項１２】 前記レーザスポットを振動させるステ
    ップが、該レーザスポットのサイズの半分を超えない量
    だけ該スポットを振動させるステップをさらに包含す
    る、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記レーザスポットを振動させるステ
    ップが該レーザスポットをランダムに振動させるステッ
    プをさらに包含する、請求項１１または１２に記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記レーザスポットを振動させるステ
    ップが該レーザスポットを円形パターンで振動させるス
    テップをさらに包含する、請求項１１または１２に記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】 前記レーザスポットを振動させるステ
    ップが該レーザスポットを少なくとも１つの軸に沿って
    振動させるステップをさらに包含する、請求項１１また
    は１２に記載の方法。
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