[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP3652951B2 - 眼科装置 - Google Patents

眼科装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3652951B2
JP3652951B2 JP2000032987A JP2000032987A JP3652951B2 JP 3652951 B2 JP3652951 B2 JP 3652951B2 JP 2000032987 A JP2000032987 A JP 2000032987A JP 2000032987 A JP2000032987 A JP 2000032987A JP 3652951 B2 JP3652951 B2 JP 3652951B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mtf
corneal
data
postoperative
corneal shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000032987A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001218738A (ja
Inventor
俊文 角谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidek Co Ltd
Original Assignee
Nidek Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidek Co Ltd filed Critical Nidek Co Ltd
Priority to JP2000032987A priority Critical patent/JP3652951B2/ja
Priority to EP01301149A priority patent/EP1123689B1/en
Priority to DE60109663T priority patent/DE60109663T2/de
Priority to US09/779,847 priority patent/US6305803B2/en
Publication of JP2001218738A publication Critical patent/JP2001218738A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3652951B2 publication Critical patent/JP3652951B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/028Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for testing visual acuity; for determination of refraction, e.g. phoropters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00802Methods or devices for eye surgery using laser for photoablation
    • A61F9/00804Refractive treatments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00802Methods or devices for eye surgery using laser for photoablation
    • A61F9/00817Beam shaping with masks
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/107Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining the shape or measuring the curvature of the cornea
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00872Cornea
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00878Planning
    • A61F2009/0088Planning based on wavefront
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/013Instruments for compensation of ocular refraction ; Instruments for use in cornea removal, for reshaping or performing incisions in the cornea

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者眼角膜を切除(アブレーション)することで角膜曲率を変化させ、患者眼の屈折矯正を行う手術において利用される眼科装置に関する。
【0002】
【従来技術】
エキシマレーザを用いて患者眼の角膜表面を切除し、角膜表面の曲率を変化させることで近視、遠視、乱視等の屈折異常を矯正する屈折矯正手術が知られている。
【0003】
従来、この屈折矯正手術では、術前に患者眼の角膜形状や眼屈折力等を測定した後、これらの測定データを基に手術が行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の屈折矯正手術では、単に近軸上での結像位置を網膜上に持ってくるように眼球光学系の屈折力を合せるだけで、網膜上での像の良し悪し(周辺光束による像への影響)は考慮されていなかったため、必ずしも適切な角膜切除が行われているとは限らず、患者自身の視覚に関しては不満が残る可能性もあった。
【0005】
また、角膜表面の曲率を変化させることで眼球光学系を正視とすべく改善したとしても、網膜以降の神経系や脳などの信号処理系に障害がある場合には、患者が望む十分な視力が得られるとは限らないので、術前に十分な説明を行うことが望ましい。
【0006】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み、網膜上での像質を考慮した角膜切除を可能とし、また、角膜術後の患者眼の状態を予測することのできる眼科装置を提供することを技術課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
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。
【0008】
(1) 屈折矯正を行う角膜手術前に測定した角膜形状データを入力する術前角膜形状データ入力手段と、術後に予定する角膜形状データを入力する術後角膜形状データ入力手段と、術前の眼球結像系のMTFデータを入力するMTF入力手段と、各入力手段により入力されたデータに基づいて術後の眼球結像系のMTFを予測するMTF予測手段と、を備えることを特徴とする。
【0009】
(2) (1)の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段は角膜屈折矯正手術による患者眼の矯正量データを入力する矯正量入力手段を有し、該矯正量データと前記術前角膜形状データに基づいて前記術後角膜形状データを算出することを特徴とする。
【0010】
(3) (1)の眼科装置において、術前の眼球結像系MTFデータは、術前の視覚系全体のMTFの測定結果と網膜−大脳系のMTFの測定結果とから求められるデータであることを特徴とする。
【0011】
(4) (1)のMTF予測手段は、術前角膜形状データに基づいて術前の角膜形状によるMTFを求める手段と、該術前角膜MTF及び術前眼球結像系MTFのデータを基に角膜後方の眼内光学系のMTFを求める手段と、前記術後角膜形状データに基づいて術後の角膜形状によるMTFを求める手段とを備え、前記眼内光学系のMTFと術後の角膜形状によるMTFとから術後の眼球結像系のMTFを予測することを特徴とする。
【0012】
(5) (1)の眼科装置は、さらに網膜−大脳系のMTFの測定データを入力する手段と、入力された網膜−大脳系のMTFと前記MTF予測手段によって予測した術後の眼球結像系のMTFとに基づいて術後の患者眼視力値を予測する視力値予測手段と、を備えることを特徴とする。
【0013】
(6) (5)の眼科装置において、前記視力値予測手段は視覚系全体のMTFに対応する視力値テーブルと、前記網膜−大脳系のMTF及び術後眼球結像系のMTに基づいて術後の視覚系全体のMTFを算出する術後視覚系MTF算出手段と、を備え、算出された術後の視覚系全体のMTFに基づいて前記視力値テーブルから術後視力値を予測することを特徴とする。
【0014】
(7) (1)の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段により入力する術後の角膜形状データを変化させたときの前記MTF予測手段により予測される各術後眼球結像系MTFの比較に基づいて角膜切除データを定める角膜切除データ決定手段を備えることを特徴とする。
【0015】
(8) (7)の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段により入力する術後の角膜形状データは角膜切除領域を区分けした小領域毎について角膜切除量を増減させたときのデータであり、前記角膜切除データ決定手段は小領域毎に予測される各術後眼球結像系MTFを比較した結果が最良となるように角膜切除データを定めることを特徴とする。
【0016】
(9) (7)の眼科装置は、患者眼角膜をアブレーションするための手術用レーザ光を出射するレーザ光源と、患者眼に照射するレーザ光の照射領域を選択的に変化させる照射領域変化手段と、前記角膜切除データに基づいて前記照射領域変化手段による変化を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る眼科装置の概略構成を示した図である。
【0018】
1は患者眼の角膜形状及び眼屈折力を測定する角膜形状解析装置、2は患者眼の空間周波数特性(MTF:Modulation Transfer Function)を測定するMTF測定装置、3は193nmのエキシマレーザ光により角膜を切除(アブレーション)することで屈折矯正手術を行う角膜手術装置、4は後述する眼球結像系のMTFの算出や角膜切除データの算出を行うコンピュータ部である。以下、角膜形状解析装置1、MTF測定装置2、及び角膜手術装置3の各構成を説明する。
【0019】
<角膜形状解析装置1>
図2は角膜形状解析装置1の光学系及び制御系の概略構成図であり、眼屈折力測定の機能を合わせ持つ例としている。照明光源102を発した光は反射板103で反射され、多数のリングパターンが形成されたプラチド板101を背後からほぼ均一に照明し、被検眼角膜にプラチドリングパターンを投影する。被検眼角膜で反射されたプラチドリングパターンの光はビームスプリッタ120、ミラー121で反射され、レンズ122によってCCDカメラ123に結像する。制御部130はCCDカメラ123によって撮像されたプラチドリング像に画像処理を施し、プラチドリング像のエッジ検出から曲率分布を求めることにより、いわゆる角膜トポグラフィである角膜形状を得る。
【0020】
また、ビームスプリッタ120の後方には眼屈折力測定光学系110が配置されており、光学系110では被検眼眼底に測定光束を投影し、眼底からの反射光を受光素子で検出する。制御部130はその出力信号に基づいて眼屈折力(球面度数S、柱面度数C、柱面軸角度A)を得る。
【0021】
角膜形状及び眼屈折力の測定結果はメモリ135に記憶され、転送スイッチ136の信号に応じて出力部137を通じてコンピュータ部4へ送信することができる。
【0022】
なお、このような眼屈折力測定の機能を合わせ持つ角膜形状解析装置としては、本出願人による特開平11−276437号公報のものが使用できる。
【0023】
<MTF測定装置2>
図3はMTF測定装置の光学系及び制御系の要部概略図である。MTF測定装置2は視覚系全体のMTFを測定する視覚系MTF測定系200と、網膜−大脳系のMTFを測定する網膜−大脳系MTF測定系210とから構成されており、跳ね上げミラー205によって測定光路が換えられる。
【0024】
ここで視覚のMTF(空間周波数特性)について説明する。視覚のMTFとは、外界の物体がどのような像として知覚されているかを定量的に表現する方法の一種であり、呈示された縞視標を被検者がどの程度知覚できるかを表している。具体的には種々の間隔の濃淡縞模様を、種々のコントラストで呈示し、呈示された縞視標に対する弁別能力を調べることで行う。
【0025】
図6に示す各MTFの関係の説明図にあるように、本実施形態の説明においては、角膜・水晶体・硝子体等の眼球結像系によるMTFを眼球結像系MTFと示す。眼球結像系MTFは角膜のみの結像作用によるMTFを示す角膜MTFと、角膜を除いた角膜後方の結像系(水晶体、硝子体等)のMTFを示す眼内光学系MTFとから構成される。網膜以降の神経系及び信号処理系(大脳における知覚認識)によるMTFは網膜−大脳系MTFと示す。網膜−大脳系MTFは網膜上に形成される像をどのように知覚できるかを表しており、眼球結像系MTFと網膜−大脳系MTFからなる視覚系全体のMTFを視覚系MTFと示す。視覚系MTFは、呈示される像を被検者がどのように知覚できるかを表している。
【0026】
図3において視覚系MTF測定系200は、視標投影用の光源201、集光レンズ202、拡散板203、縞間隔及びそのコントラストが異なる多数の縞視標を持つ回転視標板204から構成されている。視覚系MTF測定スイッチ231により視覚系MTFの測定モードにすると、跳ね上げミラー205が光路に挿入され、光源201により照明された縞視標が被検眼に呈示される。測定は制御部230の制御により回転視標板204を回転させ、縞間隔及びそのコントラストの異なる種々の縞視標を順次切り換えて被検者に呈示する。被検者には呈示視標の縞が知覚認識できるか否かを応答スイッチ233より入力させ、制御部230は呈示視標と応答スイッチ233からの入力信号を基に弁別閾値を算出し、視覚系MTFを得る。
【0027】
網膜−大脳系のMTF測定系210では、He−Neレーザ光源211を出射したレーザ光が偏光板212、エキスパンダレンズ213、ミラー214、レンズ215、スキャンミラー216を介してプリズムビームスプリッタ217に入射し、2光束に分割されたレーザ光が、レンズ218、検光子219、アパーチャ220、レンズ221を介して患者眼Eの瞳孔付近で一旦集光した後、再び眼底で重ね合わされる。レーザ光を重ね合わせることで、干渉によって正弦波状の縞模様ができ、スキャンミラー216を矢印方向に移動させることで2光束間の間隔が変化するため、その干渉縞である縞視標の縞間隔を変更することができる。
【0028】
また、タングステンランプの光源222を出射した非干渉光(インコヒーレント光)はフィルタ223、偏光板224、レンズ225を介してプリズムビームスプリッタ217に入射した後、レンズ218、検光子219、アパーチャ220、レンズ221を介して患者眼眼底を一様に照明する。フィルタ223はレーザ光源211が出射するレーザ光と同じ波長の光を透過する特性を持っており、光源222を出射する光の内、患者眼を照明する光をレーザ光と同波長のものに特定する。偏光板212と224は互いに直交する偏光面を有しており、検光子219を回転させることによって光源222からの光を重ねることで、縞視標のコントラストを任意に変更することができる。
【0029】
網膜−大脳系MTF測定スイッチ232により網膜−大脳系MTFの測定モードにすると、跳ね上げミラー205は光路から離脱する。制御部230の制御によりスキャンミラー216を移動させることで縞視標の縞間隔を変化させ、検光子219を回転させることで縞視標のコントラストを変化させる。これにより、被検眼には種々の縞間隔とコントラストが順次変えられた縞視標が呈示される。被検者には呈示視標の縞が知覚認識できるか否かを応答スイッチ233より入力させ、制御部230は呈示視標と応答スイッチ233からの入力信号を基に弁別閾値を測定し、網膜−大脳系MTFを得る。この測定の場合、眼球結像系の結像作用の影響を受けない縞視標が網膜上で形成されるので、網膜以降の機能のみを評価することができる。
【0030】
MTF測定結果はメモリ234に記憶されると共に、転送スイッチ235の信号に応じて出力部236を介してコンピュータ部4に送信できる。
【0031】
<角膜手術装置3>
角膜手術装置3の構成を図1及び図4により説明する。図4は角膜手術装置3の光学系及び制御系の概略構成図である。
【0032】
図1において、30はエキシマレーザ光源が内臓されている手術装置本体であり、レーザ光はアーム部31に導かれる。アーム部31は図4に示すレーザ照射光学系300の一部、観察光学系310を備え、XYZ駆動部321により術者に対して左右(X)方向、前後(Y)方向に移動し、レーザ照射口を持つアーム部31の先端部は上下(Z方向)に移動する。32は患者眼に対して照射光軸(レーザ照射口)をアライメントするためのコントローラであり、アーム部31を移動するためのジョイスティックやスイッチを有する。コントローラ32からの信号に応じてXYZ駆動部321が駆動し、アーム部31の移動によりレーザ照射口が移動する。コンピュータ部4は手術に必要なデータの入力や角膜切除量などのレーザ照射データの演算等を行い、表示モニタ41、キーボード42を備える。
【0033】
図4において、300はレーザ照射光学系であり、エキシマレーザ光源301から出射したエキシマレーザ光(波長193nm)はミラー302により上方に反射された後、短冊状のマスクが多数並んだ形状の分割マスク303を介してスキャンミラー304により水平方向へ再び反射される。スキャンミラー304により水平方向へ反射されたレーザ光は、イメージローテータ305、可変円形アパーチャ306、投影レンズ307を介した後、ダイクロイックミラー308で反射され、患者眼角膜を照射する。
【0034】
スキャンミラー304はミラー駆動部により上下動可能であり、イメージローテータ305はイメージローテータ駆動部により光軸Lを中心にして回転駆動する。レーザ光はスキャンミラー304の上下動とイメージローテータ305の回転動によって患者眼角膜上を走査(スキャン)する。また、投影レンズ307に対してアパーチャ306と患者眼角膜は共役な位置関係になっており、アパーチャ駆動部によって変化駆動される可変円形アパーチャ306の開口領域が患者眼角膜上に結像し、アブレーション領域を限定する。近視の球面矯正においては、スキャンミラー304と可変円形アパーチャ306の開口の制御により、中央部を深く、周辺部に行くに従ってを浅くする切除が可能とされる(特開平5−220189号公報参照)。遠視の球面矯正においては、スキャンミラー304とイメージローテータ305の制御により、中央部を浅く、周辺部に行くに従ってを深くする切除が可能とされる(特開平8−66420号公報参照)。
【0035】
また、非対称成分の切除を行うときは、分割マスク303が持つ短冊状のマスクをそれぞれ開閉することにより、レーザ光源301から出射された細長い矩形形状のエキシマレーザ光の長手方向が部分的にカットされる。マスクを通過したレーザビームをスキャンミラー304のスキャン動作により移動させることにより、選択的に制限されたレーザビームが導光光学系を介して患者眼の角膜に照射され、角膜表面の凹凸部分の選択的なアブレーションが行われる(特開平9−266925号公報参照)。
【0036】
310は観察光学系であり、対物レンズ311、双眼の手術顕微鏡部312を備える。対物レンズ311の光軸上には固視灯313が置かれており、314は照明用可視光源である。
【0037】
以上のような構成を備える装置において、角膜切除データ算出のための動作を中心に説明する。
【0038】
まず、角膜形状解析装置1の測定で得られる術前の角膜形状データ、MTF測定装置2で得られる測定結果をコンピュータ部4へ入力する。また、患者眼を正視とするための矯正量データ(S,C,A)をキーボード42で入力する。矯正量データは角膜形状解析装置1の測定で得られる眼屈折力データや自覚検眼に基づく結果を使用するができる。コンピュータ部4は入力されたデータに基づき角膜切除データ算出のための解析を行う。コンピュータ部4に入力された角膜形状測定データ、矯正量のデータ、MTF測定データはコンピュータ部4内のメモリ43(図4参照)に記憶され、必要に応じて読み出されて利用される。
【0039】
以下、コンピュータ部4で行われる解析動作について、図5に示すフローチャート図に基づいて説明する。
【0040】
術者が術後の患者眼の状態を知るべく、キーボード42を操作して予測解析のプログラムを開始すると、メモリ43に記憶されている術前の角膜形状データ、及び各MTF測定データを基に術後の患者眼MTFを予測する。術後に予測される患者眼のMTFの算出は次のように行う。
【0041】
まず、最初に術前角膜形状データから、その表面形状の屈折による角膜MTF(以下、術前角膜MTFという)を算出する。この術前角膜MTFは光学設計等に利用される既知の算出方法によって求めることができる。光学系のMTF算出方法にはいくつか知られているが、本実施形態では、例えば、光線追跡により波面収差を求め、瞳関数を導入した後、フーリエ変換して点像(PSF:Point Spread Function)又は線像(LSF:Line Spread Function)を求め、さらにフーリエ変換してMTFを求める方法を用いて角膜MTFを算出する。
【0042】
この術前角膜MTFを算出した後、術前の眼球結像系MTF(以下、術前眼球結像系MTFという)から術前角膜MTFを除外することにより、眼内光学系MTFを算出する。すなわち、眼球結像系MTFは角膜MTFと眼内光学系MTFの積により構成される関係を持つので、眼球結像系MTFと角膜MTFが分かれば眼内光学系MTFも容易に得ることができる。
【0043】
また、術前角膜形状データに対し、従来と同じようにピント位置を網膜上に持っていくために、入力された矯正量データのレンズ分を切除するものとしたときの術後に予定される角膜形状データ(以下、これをピント合わせのための基準の術後角膜形状データという)を求める。そして、この基準の術後角膜形状データについても、上述した光学系のMTF算出方法によって術後の角膜MTF(以下、術後角膜MTFという)を求める。ここで、眼内光学系MTFは術前と術後では変化することがないと考えられるので、得られた術後角膜MTFと眼内光学系MTFとを組合せることによって、術後の眼球結像系MTF(以下、術後眼球結像系MTFという)を予測することができる。
【0044】
次に、術後眼球結像系MTFが最良となるように、すなわち、網膜上での像質が最良となるように基準の術後角膜形状データを修正する。これは以下のように行う。
【0045】
まず、CPU40は基準の術後角膜形状データに対して、角膜表面を微小領域毎に区分けし、この微小領域について角膜切除量を所定量だけ増加又は減少方向へ変化させ、そのときの術後眼球結像系MTFを算出してその変化が良好になったかを見る(このときの術後眼球結像系MTFも、微小領域について形状を変化させたときの術後角膜MTFを求めることで、前述と同じように算出することができる)。そして、術後眼球結像系MTFの変化が向上する切除の方向(増加/減少)へ、更に所定量だけ角膜切除量を変化させた場合の術後眼球結像系MTFを算出する。角膜切除量を新たに変化させた場合の術後眼球結像系MTF(以下、術後眼球結像系MTFn)と、1つ前に算出した術後眼球結像系MTF(以下、術後眼球結像系MTFn-1)とを比較し、術後眼球結像系MTFn-1の方が良好である場合、術後眼球結像系MTFn-1が術後に得られる最も良好な術後眼球結像系MTFの値とし、このときの角膜切除量を手術に利用する角膜切除量データとして定める。
【0046】
また、術後眼球結像系MTFnの方が術後眼球結像系MTFn-1よりも良好である場合は、更に所定量だけ角膜切除量を増加又は減少方向へ変化させて術後眼球結像系MTFを算出し、術後眼球結像系MTFn-1の方が良好なデータとなる比較結果が得られるまで繰り返し演算を行う。
【0047】
以上のことを角膜表面の区分けした各微小領域毎に行うことにより、術後眼球結像系MTFが最良となるように基準の術後角膜形状データを修正した角膜切除量データを手術領域の全てについて得て、これを手術データとする。
【0048】
なお、最良となる術後眼球結像系MTFを算出するときの微小領域とは、角膜手術装置3により選択的な切除がコントロールできるレーザ照射領域(本実施形態の場合、分割マスク303で分割される領域、又は可変円形アパーチャ306を順次変化させたときにできる円環状の領域とすることができる)とする。また、その算出で変化させる所定量の角膜切除量の変化とは、角膜手術装置3による屈折矯正手術時にレーザ光が1スキャン又は1ショットしたときの角膜切除量とする。さらに、微小領域の切除量を変化させた場合には、隣り合う微小領域との切除面が緩やかに繋がるように隣り合う微小領域の角膜切除量も変化させるものとして角膜切除データを求める。
【0049】
このように、角膜切除量を変化させて最良となる術後眼球結像系MTFとそのときの角膜切除量データを得ると、CPU40は最良となる術後眼球結像系MTFデータとMTF測定装置2で測定した網膜−大脳系MTFデータとから、術後の視覚系MTF(以下、術後視覚系MTFという)を算出し、術後視覚系MTFを基に術後に予測される患者眼の視力値を算出する。CPU40はメモリ43に予め記憶された視覚系MTFに対応する視力値のテーブルから、術後眼球結像系MTFと網膜−大脳MTFから算出される術後視覚系MTFを基に予測視力値を探し出し、探した視力値を術後に予測される視力値とし、これをモニタ41に表示する。メモリ43に記憶しておく視力値テーブルは、例えば、特定のコントラスト値における空間周波数(縞間隔の逆数)の弁別閾値を視力値と対応させたもので良く、その対応関係が分かっていれば演算から求めることもできる。
【0050】
術後に予測される視力値がモニタ41に表示されるので、術者は予め手術前に行うインフォームドコンセントにおいて、その視力値を患者に伝え、手術に対する理解を深めさせることができる。また、予測値力値と同時にMTF測定装置2で得られる網膜−大脳系MTFデータとの関係から、網膜以降の機能が正常か低下しているかを確認し、屈折異常の矯正に際しての視力向上がどの程度期待できるかも同時に分かるので、患者が納得した上で手術を行うことができる。
【0051】
角膜切除の手術を行う場合、コンピュータ部4で得られた切除量データを基に制御部30がレーザ光源301、分割マスク303、スキャンミラー304、イメージローテータ305、可変円形アパーチャ306の各駆動装置を制御することにより患者眼にレーザ照射が行われる。これにより、近軸上だけでなく、周辺光束による像の影響も考慮して、網膜上での像が最良となるよな形状に角膜が切除される。
【0052】
上述した実施形態では、角膜形状解析装置、MTF測定装置で測定された各々の測定データを角膜手術装置及びコンピュータ部に転送することで、コンピュータ部において術後のMTF予測や術後視力値の予測等の演算を行ったが、2つ以上の装置を組合せて一体化した装置とすることも可能である。また、本発明に必要とされる各種測定データを得る為の手法は本実施形態以外にも種々知られており、本発明はこれらの変容例をも包含するものである。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、角膜切除手術後における視力値等の患者眼の状態を予測することができるので、患者への手術に対する十分な理解を与えることができる。また、網膜上での像質を考慮した最適な角膜切除量データを得ることができ、適切な屈折矯正手術を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態である眼科装置の概略構成図である。
【図2】角膜形状解析装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【図3】MTF測定装置の光学系及び制御系の要部概略図である。
【図4】角膜手術装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【図5】術後に予測される患者眼のMTF算出のフローチャート図である。
【図6】各MTFの関係の説明図である。
【符号の説明】
1 角膜形状解析装置
2 MTF測定装置
3 角膜手術装置
4 コンピュータ部
40 CPU
43 メモリ
101 プラチド板
110 眼屈折力測定光学系
123 CCDカメラ
130 制御部
137 出力部
200 視覚系MTF測定系
210 網膜−大脳系MTF測定系
230 制御部
236 出力部

Claims (9)

  1. 屈折矯正を行う角膜手術前に測定した角膜形状データを入力する術前角膜形状データ入力手段と、術後に予定する角膜形状データを入力する術後角膜形状データ入力手段と、術前の眼球結像系のMTFデータを入力するMTF入力手段と、各入力手段により入力されたデータに基づいて術後の眼球結像系のMTFを予測するMTF予測手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
  2. 請求項1の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段は角膜屈折矯正手術による患者眼の矯正量データを入力する矯正量入力手段を有し、該矯正量データと前記術前角膜形状データに基づいて前記術後角膜形状データを算出することを特徴とする眼科装置。
  3. 請求項1の眼科装置において、術前の眼球結像系MTFデータは、術前の視覚系全体のMTFの測定結果と網膜−大脳系のMTFの測定結果とから求められるデータであることを特徴とする眼科装置。
  4. 請求項1のMTF予測手段は、術前角膜形状データに基づいて術前の角膜形状によるMTFを求める手段と、該術前角膜MTF及び術前眼球結像系MTFのデータを基に角膜後方の眼内光学系のMTFを求める手段と、前記術後角膜形状データに基づいて術後の角膜形状によるMTFを求める手段とを備え、前記眼内光学系のMTFと術後の角膜形状によるMTFとから術後の眼球結像系のMTFを予測することを特徴とする眼科装置。
  5. 請求項1の眼科装置は、さらに網膜−大脳系のMTFの測定データを入力する手段と、入力された網膜−大脳系のMTFと前記MTF予測手段によって予測した術後の眼球結像系のMTFとに基づいて術後の患者眼視力値を予測する視力値予測手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
  6. 請求項5の眼科装置において、前記視力値予測手段は視覚系全体のMTFに対応する視力値テーブルと、前記網膜−大脳系のMTF及び術後眼球結像系のMTに基づいて術後の視覚系全体のMTFを算出する術後視覚系MTF算出手段と、を備え、算出された術後の視覚系全体のMTFに基づいて前記視力値テーブルから術後視力値を予測することを特徴とする眼科装置。
  7. 請求項1の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段により入力する術後の角膜形状データを変化させたときの前記MTF予測手段により予測される各術後眼球結像系MTFの比較に基づいて角膜切除データを定める角膜切除データ決定手段を備えることを特徴とする眼科装置。
  8. 請求項7の眼科装置において、前記術後角膜形状データ入力手段により入力する術後の角膜形状データは角膜切除領域を区分けした小領域毎について角膜切除量を増減させたときのデータであり、前記角膜切除データ決定手段は小領域毎に予測される各術後眼球結像系MTFを比較した結果が最良となるように角膜切除データを定めることを特徴とする眼科装置。
  9. 請求項7の眼科装置は、患者眼角膜をアブレーションするための手術用レーザ光を出射するレーザ光源と、患者眼に照射するレーザ光の照射領域を選択的に変化させる照射領域変化手段と、前記角膜切除データに基づいて前記照射領域変化手段による変化を制御する制御手段と、を有することを特徴とする眼科装置。
JP2000032987A 2000-02-10 2000-02-10 眼科装置 Expired - Fee Related JP3652951B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000032987A JP3652951B2 (ja) 2000-02-10 2000-02-10 眼科装置
EP01301149A EP1123689B1 (en) 2000-02-10 2001-02-09 Ophthalmic apparatus
DE60109663T DE60109663T2 (de) 2000-02-10 2001-02-09 Ophthalmische Einrichtung
US09/779,847 US6305803B2 (en) 2000-02-10 2001-02-09 Ophthalmic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000032987A JP3652951B2 (ja) 2000-02-10 2000-02-10 眼科装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001218738A JP2001218738A (ja) 2001-08-14
JP3652951B2 true JP3652951B2 (ja) 2005-05-25

Family

ID=18557533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000032987A Expired - Fee Related JP3652951B2 (ja) 2000-02-10 2000-02-10 眼科装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6305803B2 (ja)
EP (1) EP1123689B1 (ja)
JP (1) JP3652951B2 (ja)
DE (1) DE60109663T2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7226166B2 (en) * 2001-11-13 2007-06-05 Philadelphia Retina Endowment Fund Optimizing the properties of electromagnetic energy in a medium using stochastic parallel perturbation gradient descent optimization adaptive optics
US6648473B2 (en) * 2001-11-13 2003-11-18 Philadelphia Retina Endowment Fund High-resolution retina imaging and eye aberration diagnostics using stochastic parallel perturbation gradient descent optimization adaptive optics
US7377647B2 (en) * 2001-11-13 2008-05-27 Philadelphia Retina Endowment Fund Clarifying an image of an object to perform a procedure on the object
US7775665B2 (en) * 2001-11-13 2010-08-17 Dellavecchia Michael A Method for optically scanning objects
US20040002697A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-01 Gerhard Youssefi Biconic ablation with controlled spherical aberration
US8911086B2 (en) 2002-12-06 2014-12-16 Amo Manufacturing Usa, Llc Compound modulation transfer function for laser surgery and other optical applications
US8342686B2 (en) 2002-12-06 2013-01-01 Amo Manufacturing Usa, Llc. Compound modulation transfer function for laser surgery and other optical applications
US7434936B2 (en) 2002-12-06 2008-10-14 Amo Manufacturing Usa, Llc Residual accommodation threshold for correction of presbyopia and other presbyopia correction using patient data
US7320517B2 (en) * 2002-12-06 2008-01-22 Visx, Incorporated Compound modulation transfer function for laser surgery and other optical applications
EP1567907A4 (en) * 2002-12-06 2009-09-02 Amo Mfg Usa Llc CORRECTION OF PRESBYOPIA USING PATIENT DATA
JP4609838B2 (ja) * 2004-08-10 2011-01-12 株式会社ニデック 角膜手術装置
GB2485175A (en) 2010-11-03 2012-05-09 Univ City Optical imaging system using incoherent light and interference fringes
TWI636767B (zh) * 2016-04-14 2018-10-01 明達醫學科技股份有限公司 光學量測裝置及其運作方法
WO2019135198A1 (en) 2018-01-05 2019-07-11 Novartis Ag Systems and methods for intraocular lens selection
TWI758959B (zh) * 2020-11-18 2022-03-21 艾克夏醫療儀器股份有限公司 雷射眼科設備
DE102021213511A1 (de) * 2021-11-30 2023-06-01 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren zum bestimmen eines ergebnisses einer postoperativen subjektiven refraktionsmessung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669466A (en) * 1985-01-16 1987-06-02 Lri L.P. Method and apparatus for analysis and correction of abnormal refractive errors of the eye
JPS61196934A (ja) * 1985-02-27 1986-09-01 キヤノン株式会社 眼のmtf測定装置
US5582185A (en) * 1991-04-16 1996-12-10 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Device for evaluating optical elements by reflected images
US5637109A (en) 1992-02-14 1997-06-10 Nidek Co., Ltd. Apparatus for operation on a cornea using laser-beam
JPH05220189A (ja) 1992-02-14 1993-08-31 Nidek Co Ltd レーザビームによるアブレーション装置
US5500697A (en) 1993-07-30 1996-03-19 Nidek Co., Ltd. Ophthalmic apparatus for measuring refractive characteristic of eye to be measured
US5825460A (en) * 1994-04-30 1998-10-20 Canon Kabushiki Kaisha Visual function measuring apparatus
JP2874842B2 (ja) * 1994-06-24 1999-03-24 株式会社ニデック 角膜手術装置
US5800424A (en) 1994-06-24 1998-09-01 Nidek Co., Ltd. Apparatus for use in operating upon a cornea
US5579063A (en) * 1994-10-11 1996-11-26 Magnante; Peter C. Methods and devices for the measurement of the degradation of image quality on the retina of the human eye due to cataract
JP3490520B2 (ja) * 1994-12-12 2004-01-26 株式会社ニデック 眼科装置
US5906608A (en) 1996-01-31 1999-05-25 Nidek Co., Ltd. Ablation apparatus
JP3623336B2 (ja) 1996-01-31 2005-02-23 株式会社ニデック アブレーション装置
US5843070A (en) * 1996-05-13 1998-12-01 Partech, Inc. Simulating corneal laser surgery
US5864378A (en) * 1996-05-21 1999-01-26 Allergan Enhanced monofocal IOL or contact lens
US6089711A (en) * 1997-11-05 2000-07-18 Blankenbecler; Richard Radial gradient contact lenses
JP3322625B2 (ja) * 1998-03-06 2002-09-09 ホーヤ株式会社 疑似視覚装置
EP0947158B1 (en) 1998-03-31 2006-05-24 Nidek Co., Ltd. Ophthalmic apparatus
JP3693493B2 (ja) * 1998-03-31 2005-09-07 株式会社ニデック 眼科装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1123689A3 (en) 2001-10-10
EP1123689B1 (en) 2005-03-30
EP1123689A2 (en) 2001-08-16
US6305803B2 (en) 2001-10-23
DE60109663T2 (de) 2006-03-09
DE60109663D1 (de) 2005-05-04
US20010013922A1 (en) 2001-08-16
JP2001218738A (ja) 2001-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11672419B2 (en) Methods and systems for opthalmic measurements and laser surgery and methods and systems for surgical planning based thereon
US20220273493A1 (en) Corneal topography measurements and fiducial mark incisions in laser surgical procedures
US11872162B2 (en) Corneal topography measurement and alignment of corneal surgical procedures
JP6243470B2 (ja) 眼球手術及び減張切開部を作成するための装置
JP3652951B2 (ja) 眼科装置
AU2022215184B2 (en) Systems for opthalmic measurements and laser surgery and systems for surgical planning based thereon
US6669684B2 (en) Corneal surgery apparatus
CA2938866C (en) System and method for laser corneal incisions for keratoplasty procedures
JP4080379B2 (ja) 眼科用レーザ装置
JP4162450B2 (ja) 角膜手術装置
JP6808619B2 (ja) レーザ外科手術の角膜トポグラフィー測定及び基準マーク切開
JP4118168B2 (ja) 眼科レーザ手術装置
JP3921375B2 (ja) 眼科装置及び角膜手術装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees