WO2002098335A1

WO2002098335A1 - Dispositif et programme de determination de donnees de keratectomie

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Publication number: WO2002098335A1
Application number: PCT/JP2002/005452
Authority: WO
Inventors: Masaaki Hanebuchi
Original assignee: Nidek Co., Ltd.
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2002-12-12
Also published as: JP4837840B2; US20040135969A1; US7255440B2; DE60231806D1; EP1393700A4; EP1393700A1; CN1512861A; CN1278661C; EP1393700B1; JP2002355219A; ATE427087T1

Description

明細書

角膜切除データ決定装置及び角膜切除データ決定プログラム技術分野

本発明は、患者眼（被手術眼）の角膜表面を切除（アブレーション）して屈折異常を矯正する屈折矯正手術のための角膜切除データ決定装置、及び角膜切除データ決定プログラムに関する。

, 背景技術

紫外波長域のレーザビームで角膜表面を切除してその形状を変化させることによって患者眼の屈折異常を矯正する屈折矯正手術が知られている。この手術によつて眼の収差までも矯正しようとする場合の角膜切除量の算出には、主に 2つの方法が用いられている。

1つ目の方法は、患者眼の広い領域における波面収差の測定データに基づいて角膜切除量を求める方法である。これは、光学部品の加工技術として従来から知られている次の近似式を用いて求めることができる。

【数 1】

n - \ ただし、 δ Wは波面収差、 ηは修正をかける光学部品の屈折率、 Ρは面の修正量

2つ目は、 USP 6， 033， 075 (特開平 1 1 -342152号）や USP 6 , 086 ，204にあるように、患者眼の広い領域における他覚的屈折力分布または波面収差分布の測定データと、手術前の角膜形状データと、を用いて角膜切除量を求める方法である。

これら従来の算出方法による角膜切除量は、患者眼を他覚的屈折力分布または波面収差分布を測定したときの測定光軸方向に収差のない正視眼（または測定光軸方向に特定の屈折力を持つ無収差眼）とする切除量として求めている。ところが、人眼は角膜や水晶体といった屈折要素からなる偏心光学系であり、角膜形状は一般的には視軸に対して非対称である。このため、従来の角膜切除量の算出方法では、切除量が偏ってしまうという問題があるまた、レーザビームの軸ズレ照射による切除後の患者眼を補正するために追加切除する場合、従来の角膜切除量の算出方法では、適正な角膜切除量を求めることができないことがある。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、角膜切除量分布をコントロールすることができ、また、切除適用範囲を広げることができる角膜切除データ決定装置、及び角膜切除データ決定プログラムを提供することを技術課題とする。発明の開示

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

( 1 ) 角膜表面を切除することにより屈折異常を矯正する角膜切除手術のための角膜切除データ決定装置は、患者眼の波面収差分布または屈折力分布の測定データを入力する入力手段と、角膜切除量の算出基準となる基準軸を偏心させる偏心手段と、測定データ及び基準軸の偏心データに基づいて角膜切除量を求める演算手段と、を有することを特徴とする。

( 2 ) ( 1 ) の角膜切除データ決定装置において、偏心手段は、波面収差分布または屈折力分布の測定に使用された測定光軸に対して基準軸を偏心させる手段と、その偏心データを入力する手段と、を含むことを特徴とする。

( 3 ) ( 1 ) の角膜切除データ決定装置において、入力手段は、屈折力分布の測定データを入力し、演算手段は、手術前後での眼内における光路を同じにするべく、スネルの法則のべクトル式を用い、屈折力分布の測定データに基づいて術後の角膜形状を求めることを特徴とする。

( 4 ) ( 1 ) の角膜切除データ決定装置は、さらに、術前の角膜形状データを入力する手段を有し、演算手段は、術前の角膜形状データ、測定データ、及び基準軸の偏心データに基づいて術後の角膜形状を求めることを特徴とする。

( 5 ) ( 1 ) の角膜切除データ決定装置において、演算手段は、基準軸を偏心させたときの術後の角膜への入射光の方向べクトルを求め、その方向べクトルに基づいて術後の角膜形状の条件を角膜の法線べクトルとして求めることを特徴とする。

( 6 ) 角膜表面を切除することにより屈折異常を矯正する角膜切除手術の角膜切除量を算出するため角膜切除データ決定プログラムは、コンピュータを、患者眼の波面収差分布または屈折力分布の測定データを入力する手段と、測定に使用された測定光軸に対して角膜切除量の算出基準となる基準軸を偏心させる偏心データを入力する手段と、測定データ及び基準軸の偏心データに基づいて角膜切除量を求める演算手段と、して機能させることを特徴とする。

( 7 ) ( 6 ) の角膜切除データ決定プログラムにおいて、演算手段は、基準軸を偏心させたときの術後の角膜への入射光の方向べクトルを求め、その方向べクトルに基づいて術後の角膜形状の条件を角膜の法線べクトルとして求めることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る角膜切除量決定装置の光学系の概略構成図である。

図 2は、眼屈折力測定光学系の受光素子の配置図である。

図 3は、角膜切除量決定装置の制御系プロック図である。

図 4は、術後の基準軸に偏心を加えた場合の座標系の取り方を示した図である。

図 5は、角膜切除量算出時のシミュレーシヨンマップの画面例を示す図である。

図 6は、軸ズレ照射による切除後の患者眼に対して追加切除する場合を説明する図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図 1は本発明に係る角膜切除量決定装置の光学系の概略構成図である。光学系は、眼屈折力測定光学系、固視標光学系、及び角膜曲率測定光学系に大別される。

(眼屈折力測定光学系）

眼屈折力測定光学系 1 0 0は、スリット光投影光学系 1及びスリット像検出光学系 1 0から構成される。投影光学系 1 の光源 2 から発せられた近赤外の光は、ミラー 3で反射されて回転セクタ一 4のスリット開口 4 aを照明する。セクタ 4はモータ 5によつて回転される。セクタ一 4の回転によって走査されたスリット光は、投影レンズ 6及び制限絞り 7を経た後、ビームスプリッタ 8で反射される。その後、固視標光学系及び観察光学系（後述する）の光軸を同軸にするビームスプリッタ 9を透過して患者眼（被検眼、被手術眼） Eの角膜 E c近傍で集光し、眼底 E f に投影される。なお、光源 2はレンズ 6に関して角膜 E c近傍と共役な位置に配置される。

検出光学系 1 0は、主光軸 L 1 上に設けられた受光レンズ 1 1及びミラー 1 2 と、ミラー 1 2によって反射される光軸 L 3 上に設けられた絞り 1 3及ぴ受光部 1 4 と、を備える。絞り 1 3 は、ミラー 1 2を介してレンズ 1 1 の後ろ側焦点位置に配置される（即ち、正視眼の眼底と共役な位置に配置される）。受光部 1 4は、その受光面に、図 2に示すように、レンズ 1 1に関して角膜 E c と略共役な位置に配置された 8個の受光素子 1 5 a〜 l 5 hを有している。この内の受光素子 1 5 a〜 l 5 f は受光面の中心（光軸 L 3 ) を通る直線上に位置し、受光素子 1 5 a と 1 5 b、受光素子 1 5 c と 1 5 d、受光素子 1 5 e と 1 5 f 、がそれぞれ受光面の中心に対して対称になるように設けられている。この 3対の受光素子は、角膜 E cの経線方向の各位置に対応した屈折力を検出できるように、その配置距離が設定されている（図 2上では、角膜上における等価サイズとして示している）。一方、受光素子 1 5 g と 1 5 hは、光軸 L 3 を中心にして、受光素子 1 5 a〜 1 5 f が配置された直線と直交する直線上で対称になるように設けられている。

このような構成の測定光学系 1 0 0は、モータ 2 0 とギヤ等から構成される回転機構 2 1により、投影光学系 1の光源 2〜モータ 5が光軸 L 2 を中心に、受光部 1 4が光軸 L 3 を中心にして、同期して回転するようになっている。本形態では、乱視を持たない遠視眼または近視眼の眼底上でスリット光が走査されたときに受光素子 1 5 a〜 l 5 f の配置方向が受光部 1 4上で受光されるスリット光（像）の長手方向と直交する方向となるように設定されている。

(固視標光学系）

3 0は固視標光学系であり、 3 1 は可視光源、 3 2は固視標、

3 3 は投光レンズである。レンズ 3 3は、光軸方向に移動することによって眼 Eの雲霧を行う。 3 4は観察光学系の光軸を同軸にするビームスプリッタである。光源 3 1 は固視標 3 2を照明し、固視標 3 2からの光は、レンズ 3 3及びビームスプリッタ 3 4 を経た後、ビームスプリッタ 9で反射されて眼 Eに向かう。これにより、眼 Eは固視標 3 2を固視することができる。

(角膜曲率半径測定光学系）

角膜曲率半径測定光学系は、曲率半径測定用指標投影光学系 2 5及び曲率半径測定用指標検出光学系 3 5から構成される。投影光学系 2 5 は次の構成を有する。 2 6は中央部に開口を持つ円錐状のブラチド板である。プラチド板 2 6 には、光軸 L 1 を中心にした同心円状に多数の透光部と遮光部とを持つリングパターンが形成されている。 2 7はし £ D等の複数の照明光源である。光源 2 7から発せられた照明光は、反射板 2 8で反射され、ブラチド板 2 6 を背後からほぼ均一に照明する。プラチド板 2 6の透光部を透過したリングパターンの光は、角膜 E c に投影され、角膜 E c上にリングパターン（ブラチドリング）像を形成する。

検出光学系 3 5は、ビームスプリッタ 9、ビームスプリッタ 3

4、撮影レンズ 3 7、及び C C Dカメラ 3 8 を備える。角膜 E c 上に形成されたリングパターン像の光は、ビームスプリッタ 9及びビームスプリッタ 3 4で反射された後、レンズ 3 7によって力メラ 3 8 の撮像素子に入射する（受像される）。また、この検出光学系 3 5は観察光学系を兼ね、図示なき前眼部照明光源によつて照明された眼 Eの前眼部像の光は、カメラ 3 8の撮像素子に入射する（受像される）。 T Vモニタ 3 9は、撮影された前眼部像及びリングパターン像を表示する。

図 3は制御系プロック図である。測定系制御部 5 0には、受光素子 1 5 a 〜 l 5 h、カメラ 3 8 、モニタ 3 9、測定スィッチ 5

4、メモリ 5 5、 F D D (フロッピーディスクドライブ) 5 6等が接続されており、各要素を制御する。モニタ 3 9はタツチパネルで構成され、入力手段を兼ねる。制御部 5 0は、屈折力演算部

5 2及び角膜形状演算部 5 3 を備える。測定データは、 F D D 5 6 によりフロッピーディスク 5 9 に記録され、コンピュータ 6 0 に入力される。コンピュータ 6 0は、制御ユニット 6 1 、カラーディスプレイ 6 2、キーボード 6 3 、マウス 6 4、 F D D 6 6等を備える。制御ュニット 6 1 は、演算部 6 1 a と制御プログラムを記憶するメモリ 6 1 b とを備える。

次に、眼屈折力分布、角膜曲率半径（角膜形状）の測定について説明する。モニタ 3 9のタツチキーの操作により、装置を眼屈折力測定モードにする。検者は、眼 Eの前眼部像をモニタ 3 9上で観察しながらァライメントを行う。ァライメントは、位置合わせ用の図示なき指標を眼 E正面から角膜 E c に投影し、その角膜反射輝点とレチクルとが所定の位置関係になるようにする。本形態の装置では、測定光軸（ L 1 ) が角膜反射輝点と固視標とを結ぶ軸と合うようにァライメントする。ァライメントが完了したら、測定スィッチ 5 4を押しトリガ信号を発生させて測定を行う眼屈折力演算部 5 2は、受光部 1 4の各受光素子からの出力信号の位相差に基づいて他覚眼屈折力分布を得る。まず、従来の位相差法の屈折力と同様に予備測定を行い、その結果に基づいてレンズ 3 3 を移動して眼 Eの雲霧を行う。その後、受光部 1 4上でのスリット光（像）の移動に伴って変化する受光素子 1 5 g と 1 5 h との出力信号から、受光素子 1 5 a〜 l 5 f が位置する経線. 方向の角膜頂点（角膜中心）を求める。次に、その角膜頂点（角膜中心）に対する各受光素子 1 5 a〜 1 5 f の出力信号の位相差から、各受光素子に対応する角膜部位での屈折力を求める。そして、投影光学系 1 と受光部 1 4 とを所定の角度（ 1度）ステップで光軸回りに 1 8 0度回転させながら、各角度ステップの経線毎にこの屈折力の演算を行うことにより、経線方向で変化する屈折力の分布を求める (この詳細については、 USP 5, 907, 388 (特開平 10- 108837) を参照）。ここでの眼屈折力値は角膜頂点（角膜中心）基準の値であるが、眼鏡レンズ装用位置基準の屈折力値として求めることもできる。得られた他覚眼屈折力のデータは、メモリ 5 5に記憶される。

角膜曲率半径を測定する場合は、モニタ 3 9のタツチキーの操作により、装置を角膜曲率半径測定モードにする。眼屈折力測定モードと同じくァライメントをした後、測定スィッチ 5 4を押して測定を行う。角膜形状演算部 5 3 は、カメラ 3 8で撮影された像を画像処理して、リングパターン像のエッジ検出を行う。そして、所定の角度（ 1度）ステップ毎に角膜頂点（角膜中心）に対する各エツジ位置を得ることよつて角膜曲率半径を求める（この詳細については、 USP 5, 500, 697 (特開平 7- 124113) 等を参照）。得られた角膜曲率半径のデータは、メモリ 5 5に記憶される。

以上のようにして他覚眼屈折力及び角膜形状の測定データが得られたら、フロッピディスク 5 9 を介してコンピュータ 6 0側に測定データを入力し、コンピュータ 6 0側のキーボード 6 3、マウス 6 4等を操作して角膜切除量の算出を行う。以下、角膜切除量の算出方法について説明する。

く Snellの法則から導かれる術後角膜形状の条件 >

δ δ δ "

角膜の切除によつて収差までも補正する場合に必要なのは、切除の前後で眼内における光路を同じにしてやることである。従つて、そのように角膜面上の各点の傾きを変化させて、角膜への入射角の変化を吸収させる。このことをスネル（Snell) の法則のベタトノレ式である、

【数 2】 n'Q'xN = nQxN 式を用いて表すと、

【数 3】 n d O c xN pre =Q -s-' pre xN pre 式 2 且つ n post Q post X ^ post 式 3 角膜の屈折率

角膜内での屈折光の単位方向べクトル pre 矯正前の角膜への入射光の単位方向べクトル post 矯正後の角膜への入射光の単位方向べクトル

N 矯正前の角膜の単位法線べクトル

N post 矯正後の角膜の単位法線べクトル

となるベタトル Npreは、角膜形状の測定によって知ることができるまた、ベタトル Qpreは、前述の屈折力分布の測定結果を一旦波面収差に変換し、その単位法線べクトルとして求めることができる。一般に、中心窩を発して眼から出ていく光線は必ずしも測定光軸とは交わらないが、屈折力分布の測定で得られるのは、その経線方向成分だからである。これらを用いて指定したベクトル Qpostを得るための術後の角膜形状を算出するには、次のようにする。

まず、べクトル n cQcを求める。それには式 1 と等価な、【数 4】式 4

を使う。式 2の場合は、

【数 5】

•N„ U N 式 5

NN -一

となり、これによつてベクトル n Qcが決まる。 >一 <

o o

次に、式 3 によってべクトノレ Ν postを求める。ベクトル n Qc は既に分かっており、ベタトル Q postは指定する値なので、未知数のべクトル Npostについて解くことができる。式 3 を次のように変形する。

【数 6】 n_cQc -Q_Post)^x

式 6

2つのべクトル（ 0でないベタトル）のべクトル積が 0になること力ら、これらは互いに平行であり、またべクトル Npostは単位べクトルであるので、べクトル Npostは、

【数 7】 n_cQ_c-Q post

N 二式 7

n_cQ_c~Q post とすることができる。式 5及び式 7 を使用し、これを各点について行えば、術後角膜形状の条件を各点における法線べクトルとして求めることができる。

なお、本形態では、屈折力分布の測定結果に基づいて眼の収差を補正するように術後角膜形状を算出する力 S、上記のようにスネルの法則のベタトル式を用いて術後角膜形状の算出条件を定式化する方法は、近軸計算を持ち込まない方法であるので、より厳密な術後角膜形状を得ることができる。

く術後の基準軸に偏心を導入したときの、術後角膜への入射光の単位方向べクトル（Q post) の求め方 >

上記のベタトル N postを求める方法を用いるために、ベタトル Q postを数式として表す。眼屈折力測定（及び角膜形状測定）の測定光軸を基準座標とし、術後の基準軸にはそこからのシフト（ shi ft ) と傾き（ti lt) の偏心が加わる場合を考える。 ·

図 4は、術後の基準軸に偏心を加えた場合の座標系の取り方を示した図である。図 4において、軸 O Zを測定光軸とし、軸 P O ' を術後の基準軸とする。術後基準軸 P O 'の偏心は、 δ X及び δ yで sh i ftを指定し、 φ及び φで t i ltを指定する。また、術後の屈折力（Refract 1 ve Error) 力 u [di opterj (珠囬慨) と / ことを目標にしている場合を想定し、

【数 8】ひ尸

……式 8

とする。今、角膜上の C点についてべクトル Q pre及びべクトル Q postを考えると、まず、べクトル Q postは線 P Cに平行な単位方向べクトノレなので、【数 9 】

プ

+

式 9

と表される。

<術後角膜形状の求め方 >

次に、式 5及び式 7を全データ点に適用して求めた術後の角膜の法線べクトルから術後角膜形状を求める方法を説明する。

まず、角膜形状が X y座標形式（図 4参照）で与えられている場合の法線べクトル Nを定式化する。この場合の各点の位置べクトル r は、

【数 1 0 】 r = xi + yj + f_c (x, y)k 式 1 0 と表されるれを X， yについてそれぞれ偏微分すれば

【数 1

dr

式

dx dx oy

となる。従って、

【数 1 2 】式 1 2

より、法線べクトル Nを、

【数 1 3 】

N = 式 1 3

として得る。角膜形状が極座標系 ( p co p sin θ , fp ( ρ Θ )) (図 4参照）で与えられる場合は、

【数 1 4】 r=pcos0i +psin0/+f (p,e)k ……式 ι 4 f: 位置べクトル

Γ: X方向の単位べクトル

7： y方向の単位べクトル

k: z方向の単位べクトルなので、

【数 1 5】 df . df_p{p,e)_r dr Jf_P(p,

— = cos θι +sin^ — κ.— = -psm6i +p∞s0i+ ~ k 式 1 5 dp dp δθ δθ 二れ力ら、

【数 1 6 】

式 1 6

従って、法線べクトル Nは、

【数 1 7】

- dr dr or dr

N =一 x——

dp δθ , dp d9

……式 1 Ί

となる。

なお、角膜形状測定で得られる角膜形状データを極座標形式として得るとしても、式 1 7を直接用いることはできない。式 1 7 を用いるには、 0 に関する角膜高さ f_P ( _p， 0 )の偏微分が必要なので、半径方向位置 /0が一定のデータでなければならない。 p はリングパターン像の検出エツジ位置であるため、一般に角度によつて変化してしまうためである。従って、術前角膜形状の法線べタトル N preを求めるには、内挿によって Pが角度に依存しなような極座標データ形式に変換した後で式 1 7を用いる。或いは、 X yの直交座標系形式に変換して式 1 3 を用いる。

次に、式 5及び式 7によって求めた術後角膜の法線べクトルから形状を計算する方法を以下に示す。今、法線べクトル Nが次のような成分で得られたとする。【数 1 8】

N≡ N,

式 1 8

、N

二れと式 1 7力ゝら、

【数 1 9】

N_v s 6— N、,

式 1 9

【数 2 0】 s/ ，め / f δ/_ρ{ρ,θ))² (δ/_ρ{ρ,θ)'

- Ν_χ cos θ -Ν ύιιθ - ρ + P² ,

dp dp δθ dp

"式 2 0 が成り立つので、これらをまとめて、

【数 2 1】

1 df_p (ρ, θ) N_xsm6- N_y cos Θ

式 2 1

P 8Θ 及び

【数 2 2】

d/Λρ,θ) - N_v cos θ - Ν,, sin θ

式 2 2

dp N₂

が言える。術後の角膜形状を計算するには式 2 2を使う。経線方向の漸化式の、

【数 2 3】式 2 3

に式 2 2を代入して逐次計算すれば、その方向の形状を求めるとができる。ここに、 Δ pは図 1で示した測定光学系の測定光軸と垂直な半径方向のデータ間隔である。また、 f p, o ( p， 0 ) = 0 とするのは、測定光軸上の高さを 0 とするためである。この計算を経線毎に行えば、全角膜形状を構築することができる。

以上のようにして術後角膜形状が求まれば、ォプチカルゾーンを設定した領域において、角膜形状測定で得られた角膜形状データと比較することにより、各点の切除量が算出できる。

次に、コンピュータ 6 0による切除量算出の動作を説明する。他覚眼屈折力及び角膜形状の測定データを制御ュニット 6 1に入力した後、制御ュニット 6 1による切除量算出の制御プロダラムを実行すると、ディスプレイ 6 2には図 5に示すようなシミュレーシヨンマップ画面 2 0 0が表示される。キーボード 6 3またはマウス 6 4を操作し、入力パラメータ部 2 1 0に目標屈折力、矯正範囲の大きさ（ォプチカルゾーン、トランディションゾーンの大きさ）、偏心パラメータの sh i f t及び t i l tのデータを入力する。演算部 6 1 aは、入力されたデータに基づく条件で切除量を算出する。

画面 2 0 0の左上方には、術前の角膜形状の力ラーマップ 2 0 1 と術後の角膜形状の力ラーマップ 2 0 2 とが表示される。画面 2 0 0の下方には、シミユレーションされた切除量分布が立体的に表示される。表示マップ 2 2 0は全切除量の形状マップを示し、術前角膜形状に対する術後角膜形状の高さの差で表示される。表示マップ 2 2 1は、球面成分（軸対称な成分）のみを抽出した形状マップを示す。表示マップ 2 2 2は、円柱成分（面対称な成分）のみを抽出した形状マップを示す。表示マップ 2 2 3は、非対称な成分である不正乱視成分（irregul ar成分）のみを抽出した形状マップを示す。不正乱視成分は、全切除量の分布データから、球面成分及び円柱成分を差引いた残りの成分として演算部 6 1 aにより求められる。各表示マップ 2 2 0〜 2 2 3の 1つをマウスで指定すると'、任意の経線方向の断面形状として観察可能となる。また、各各表示マップ 2 2 0〜 2 2 3の下には、最大切除量の値が数値で表示される。

ここで、初めに演算表示された形状マップが偏心パラメータを入力されずにシミュレーションされたものとし、表示マップ 2 2 3で表示される不正乱視成分が偏った方向に多く存在したとする。こうした場合の偏心パラメータの設定としては、例えば、不正乱視成分を減らすように、 t i l tの値は不正乱視成分の偏りの位置や大きさに基づいて定められる。また、 sh i f tの値は、アブレーシヨン時の軸と合わせるように瞳孔中心に移動する。

偏心パラメータが入力されると、演算部 6 1 aにより術後の角膜形状の算出が行われ、その結果がシミュレーションマップとして再び画面 2 0 0に表示される。術者はこうしたシミュレーションにより角膜切除量の分布をコントロールし、切除量算出基準軸の偏心の適否を判断する。なお、切除量算出の基準軸の偏心は、偏心パラメータを術者が入力するのではなく、非対称な不正乱視成分が予め定められた許容値より小さくなるように、演算部 6 1 aが演算して自動的に決定されるようにしてもよい。シミュレ一ションした切除量分布の結果、術後の角膜形状が良ければ、このデータを F D D 6 6によりフロッピーディスクに記録保存して角膜手術装置により使用することができる。

また、レーザビーム軸ズレ照射による切除後の眼に対し、これを補正するために追加切除する場合には、その切除量算出の基準軸を偏心させると特に都合がよい。例えば、図 6に示すように、先の切除時に測定光軸方向 1 5 0 (これは略視軸方向とみなせる ) に対して軸ズレが起こり、領域 1 5 1 の部分がァプレーシヨンされたとする。眼に対する測定光軸が切除前の状態から変わらないとすれば、追加の切除時には領域 1 5 2の部分が切除するように計算されるはずである。しかし、実際には既に切除されている領域 1 5 1 の部分を多く切除するような結果となり、角膜厚の関係により切除不可となってしまう。この問題を調べると、軸ズレ照射によつて眼の視軸方向が術前の方向 1 5 0から方向 1 5 0 ' のように偏心していて、その状態で測定が行われていることが分かった。このことは、人眼が複数の屈折要素からなる偏心光学系であることから理解できる。こうした場合には、領域 1 5 2の部分を多く削るような結果となるように、切除量算出の基準軸を偏心させるデータを入力する。領域 1 5 2の部分を切除するようにすれば、先の軸ズレ照射を補正し、当初の予定形状に近い状態に'することができる。これにより、角膜切除量を減らすと共に、適用不可であった眼に対しても切除適用範囲を広げることができるようになる。

以上の形態では、眼屈折力分布を測定する装置を利用し、その測定データから角膜切除量のデータを求めるものとしたが、もちろん波面収差分布の測定データから角膜切除量のデータを求める場合にも本発明を適用できる。波面収差分布の測定の例としては、患者眼眼底に光源像を投影し、瞳と共役位置に置かれた多数のマイクロレンズアレイを介して眼底からの反射光をィメージセンサ上に結像させ、その結像情報から患者眼角膜で屈折する光の波面を測定する方式が使用できる（USP. 6， 086， 204等を参照）。屈折力分布の測定と波面収差分布の測定とは、その測定結果の表現形式が異なるものであるが、共に眼の光学的収差を測定する点で一致する。前述の式 2及び式 5で示したべクトル Q pre (術前角膜への入射光の単位方向べクトル）は、眼の波面収差を介して知ることができるので、波面収差分布を測定する場合においても本発明を適用して角膜切除量を算出することができる。

また、角膜形状データを用いることなく、眼全体の波面収差の測定に基づき、光学部品の加工技術として知られている近似式を用いて角膜切除量を算出する方法においても（近似式であるので周辺部の誤差が大きくなるものの）、切除量算出の基準軸を偏心させる方法を適用することで、切除量分布のコントロールを行うことができる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明によれば、角膜切除量分布をコントロールすることができる。このため、無駄な角膜切除量を減らすことができ、切除適用範囲を広げることができる。

Claims

請求の範囲

1 .角膜表面を切除することにより屈折異常を矯正する角膜切除手術のための角膜切除データ決定装置は、

患者眼の波面収差分布または屈折力分布の測定データを入力する入力手段と、

角膜切除量の算出基準となる基準軸を偏心させる偏心手段と、測定データ及び基準軸の偏心データに基づいて角膜切除量を求める演算手段と、を有する。

2 . クレーム 1の角膜切除データ決定装置において、偏心手段は、波面収差分布または屈折力分布の測定に使用された測定光軸に対して基準軸を偏心させる手段と、その偏心データを入力する手段と、を含む。

3 . クレーム 1 の角膜切除データ決定装置において、

入力手段は、屈折力分布の測定データを入力し、

演算手段は、手術前後での眼内における光路を同じにするべく

、スネルの法則のべクトル式を用い、屈折力分布の測定データに基づいて術後の角膜形状を求める。

4 . クレーム 1の角膜切除データ決定装置は、さらに、術前の角膜形状データを入力する手段を有し、

演算手段は、術前の角膜形状データ、測定データ、及び基準軸の偏心データに基づいて術後の角膜形状を求める。

5 . クレーム 1 の角膜切除データ決定装置において、演算手段は、基準軸を偏心させたときの術後の角膜への入射光の方向べクトルを求め、その方向べクトルに基づいて術後の角膜形状の条件を角膜の法線べクトルとして求める。

6 .角膜表面を切除することにより屈折異常を矯正する角膜切除手術の角膜切除量を算出するため角膜切除データ決定プロダラムは、コンピュータを、患者眼の波面収差分布または屈折力分布の測定データを入力する手段と、測定に使用された測定光軸に対して角膜切除量の算出基準となる基準軸を偏心させる偏心データを入力する手段と、測定データ及び基準軸の偏心データに基づいて角膜切除量を求める演算手段と、して機能させる。

7 . クレーム 6 の角膜切除データ決定プログラムにおいて、演算手段は、基準軸を偏心させたときの術後の角膜への入射光の方向ベタトルを求め、その方向べクトルに基づいて術後の角膜形状の条件を角膜の法線べクトルとして求める。