| 【発明の名称】 |
角膜手術装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】杉村 正広
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構造で回転シャフトと軸受けとの間への水分の侵入を防ぐ。
【解決手段】モータによって回転シャフトを回転させ、回転シャフトの回転を横振動に変換してブレードに伝え、横振動するブレードによって患者眼角膜を層状に切開する角膜手術装置において、回転シャフトを回転可能に保持する軸受けと回転シャフトとの間への水分の侵入を水分侵入防止手段による回転シャフトの回転制御によって防ぐ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 患者眼角膜をブレードによって層状に切開する角膜手術装置において、前記ブレードを横振動させるためのエネルギを発生させる駆動手段と、該駆動手段によるエネルギによって回転される回転シャフトと、該回転シャフトの回転を横振動に変換して前記ブレードに伝える伝達手段と、前記回転シャフトを回転可能に保持する軸受けと、前記回転シャフトの回転を制御して該軸受けと前記回転シャフトとの間への水分の侵入を防ぐ水分侵入防止手段と、を有することを特徴とする角膜手術装置。
【請求項２】 請求項１の角膜手術装置において、前記水分侵入防止手段は前記伝達手段が回転を横振動に変換する際に起こる前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の回転ぶれを補正する回転ぶれ補正手段を含むことを特徴とする角膜手術装置。
【請求項３】 請求項２の角膜手術装置において、前記回転ぶれ補正手段は前記回転シャフトの回転ぶれを回転軸方向全体に渡って起こすことを特徴とする角膜手術装置。
【請求項４】 請求項３の角膜手術装置において、前記回転ぶれ補正手段は前記回転シャフトのブレード側でない所定位置に取付けられたウエイトであることを特徴とする角膜手術装置。
【請求項５】 請求項１の角膜手術装置において、前記回転シャフトは前記軸受けとの間に付与される潤滑液を溜める液溜りを備えることを特徴とする角膜手術装置。
【請求項６】 請求項１の角膜手術装置は、さらに、前記ブレードを切開方向に直進移動させる送り手段を有し、前記回転シャフトは前記ブレードと共に該送り手段によって直進移動されることを特徴とする角膜手術装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、角膜屈折矯正手術等の際に患者眼角膜を層状に切開する角膜手術装置に関する。
【０００２】
【従来技術】近年、角膜屈折矯正手術のために、角膜の一端（ヒンジ）を残して角膜上皮から実質に至る厚さ０．１５ｍｍほどの部分を層状に切開することによってフラップを形成し、その後エキシマレーザ光によって実質を矯正屈折量分切除し、再びそのフラップを戻すというＬＡＳＩＫ手術（Laser in Situ Keratomileusis）が注目されている。このＬＡＳＩＫ手術においては、角膜を層状に切開するために、マイクロケラトーム（Microkeratome ）と称される角膜手術装置が使用されている。
【０００３】マイクロケラトームとしては、サクションリングを角膜輪部から結膜の表面にかけて吸着固定させ、角膜押え部材によって角膜を平坦に押圧し、ブレード（刃）を横振動させながらヒンジ方向に移動させることによって角膜を略一様な厚さで層状に切開するものが知られている。
【０００４】ブレードを横振動させる機構としては、モータ、モータによって回転される回転シャフト、回転シャフトを回転可能に保持する軸受け、回転シャフトによって伝達されたモータの回転を横振動に変換してブレードに伝えるための偏心シャフト等の伝達部材などを備えるものが提案されている。角膜を均一且つ容易に切開するためにはブレードを高速で横振動させる必要があるため、回転シャフトはモータによって高速回転され、回転シャフトに植設された偏心シャフトも高速で周動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転シャフトは、偏心シャフトによって重いブレードや伝達部材を横振動させることにより、その回転が僅かにぶれる。そのため、術中に患者眼に点眼する点眼液（生理食塩水）や涙液等の水分が回転シャフトと軸受けとの間の僅かな隙間に侵入してくることがある。これは錆の発生や電気系統のショートなどの原因になるため好ましくない。
【０００６】本発明は、上記問題点を鑑み、簡単な構造で回転シャフトと軸受けとの間への水分の侵入を防ぐことができる角膜手術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） 患者眼角膜をブレードによって層状に切開する角膜手術装置において、前記ブレードを横振動させるためのエネルギを発生させる駆動手段と、該駆動手段によるエネルギによって回転される回転シャフトと、該回転シャフトの回転を横振動に変換して前記ブレードに伝える伝達手段と、前記回転シャフトを回転可能に保持する軸受けと、前記回転シャフトの回転を制御して該軸受けと前記回転シャフトとの間への水分の侵入を防ぐ水分侵入防止手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】（２） （１）の角膜手術装置において、前記水分侵入防止手段は前記伝達手段が回転を横振動に変換する際に起こる前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の回転ぶれを補正する回転ぶれ補正手段を含むことを特徴とする。
【００１０】（３） （２）の角膜手術装置において、前記回転ぶれ補正手段は前記回転シャフトの回転ぶれを回転軸方向全体に渡って起こすことを特徴とする。
【００１１】（４） （３）の角膜手術装置において、前記回転ぶれ補正手段は前記回転シャフトのブレード側でない所定位置に取付けられたウエイトであることを特徴とする。
【００１２】（５） （１）の角膜手術装置において、前記回転シャフトは前記軸受けとの間に付与される潤滑液を溜める液溜りを備えることを特徴とする。
【００１３】（６） （１）の角膜手術装置は、さらに、前記ブレードを切開方向に直進移動させる送り手段を有し、前記回転シャフトは前記ブレードと共に該送り手段によって直進移動されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一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手術装置の断面図及び制御系概略図である。
【００１５】１はマイクロケラトーム本体であり、１ａは手術中に術者が把持する把持部である。本体１の前側（図中の左側）には、患者眼に固定するためのサクション部３と、角膜を切開するブレード２０（後述する）を持ちサクション部３上を直進移動するカッティング部２とが設けられている。
【００１６】本体１内には、カッティング部２を切開方向へ直進移動させるための送り用モータ１１と、ブレード２０に横振動を与えるための振動用モータ１２とが固設されている。送り用モータ１１の回転軸には、カッティング部２を直進移動させる距離分のネジ部を備えた送りネジ１３が連結されている。送りネジ１３には取付部材１４が螺合し、取付部材１４には振動用モータ１２と、カッティング部２が連結される連結部材１７とが固定されている。送り用モータ１１の正逆回転により、送りネジ１３及び取付部材１４を介して振動用モータ１２及び連結部材１７が前後移動し、これによってカッティング部２が前後移動する。連結部材１７は回転シャフト１５の軸受けを兼ねており、回転シャフト１５を回転可能に保持している。回転シャフト１５の先端には回転中心から偏った位置に偏心シャフト１６が植設されており、偏心シャフト１６はブレード２０に横振動を与える（詳しくは後述する）。７０は回転シャフトに取付けられたウエイトである（詳しくは後述する）。
【００１７】回転シャフト１５と連結部材１７との間には、回転シャフト１５の高速回転（本実施形態では9,000〜10,000rpm）をスムーズにするための潤滑油等の潤滑液が付与されている。これにより、高速回転する回転シャフト１５と連結部材１７との間の摩擦による摩擦熱や摩耗粉の発生を抑えることができる。８０は回転シャフト１５に設けられた液溜りであり、潤滑液を溜めることによって回転シャフト１５の回転をスムーズにすると共に、潤滑液の漏れや外部からの点眼液等の水分の侵入も防止する。
【００１８】次に、カッティング部２及びサクション部３の構成を図２、図３及び図４に基づいて説明する。図２はカッティング部２及びサクション部３に関する図１の拡大図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００１９】カッティング部２は、角膜を切開するためのブレード２０と、ブレード２０を横振動可能に保持するブレードホルダー２１ａ及びホルダーブロック２１ｂと、偏心シャフト１６によって生じる横振動をブレード２０に伝えるための第１振動伝達部材２２と、第１振動伝達部材２２による横振動をブレード２０に伝える第２振動伝達部材２３と、取付部材２４ａによってホルダーブロック２１ｂに固設された角膜押え部２４とから構成される。ホルダーブロック２１ｂの内部には回転シャフト１５が挿入される回転穴が設けられ、連結部材１７の先端部が固定されている。
【００２０】ブレード２０は、ステンレス、スティール等を刃先に使用した金属ブレードやダイアモンド、サファイア等の鉱物を刃先に使用した鉱物ブレードが利用され、水平面に対して適当な角度でブレードホルダー２１ａとホルダーブロック２１ｂとの間で横振動可能に保持されている。ブレードホルダー２１ａ側にはブレード２０が載置される部分に浅い凹部２１０ａが形成されており、凹部２１０ａの横幅はブレード２０の横振動による振動幅より大きくしてある。
【００２１】第１振動伝達部材２２はホルダーブロック２１ｂに形成された受け溝２１０ｃ内で横方向に移動可能になっている。また、第１振動伝達部材２２は上方向及び下方向をホルダーブロック２１ｂによって保持されている。第１振動伝達部材２２には偏心シャフト１６に係合する縦溝２２ａが形成されており、振動用モータ１２の回転駆動によって回転シャフト１５が回転すると、第１振動伝達部材２２には縦溝２２ａに係合した偏心シャフト１６の周動によって横方向への運動力が加わる。これにより、第１振動伝達部材２２が横振動する。
【００２２】第２振動伝達部材２３はホルダーブロック２１ｂに形成された受け溝２１０ｂ内で横方向に移動可能になっている。また、第２振動伝達部材２３は上方向をホルダーブロック２１ｂ、下方向をブレードホルダー２１ａによってそれぞれ保持されている。第１振動伝達部材２２には、その下方に、ブレード２０側に突出した凸部２２ｂが設けられており、第２振動伝達部材２３には凸部２２ｂに係合する縦溝２３ａが形成されている。回転シャフト１５の回転（偏心シャフト１６の周動）によって第１振動伝達部材２２が横振動すると、第２振動伝達部材２３には縦溝２３ａに係合した凸部２２ｂの横振動によってさらに横方向への運動力が加わる。これにより、第２振動伝達部材２３が横振動し、さらに第２振動伝達部材２３に固定されたブレード２０が横振動する。
【００２３】角膜押え部２４はブレード２０の前側（図中の左側）に設けられており、ブレード２０による切開に先立って、カッティング部２の進行に伴い患者眼角膜を平坦に押圧する。ブレード２０が角膜押え部２４によって平坦に押圧された角膜を切開することにより、均一な層状のフラップが形成される。
【００２４】なお、ブレードホルダー２１ａに取り付けられたブレード２０の刃先と角膜押え部２４の下面との間隔は０．１５ｍｍ程度として、角膜上皮をこの厚さで層状に切開できるようにしている。
【００２５】回転シャフト１５は振動用モータ１２による回転駆動によって中心軸Ｌ（図５参照）を回転中心として回転するが、偏心シャフト１６によって第１振動伝達部材２２、第２振動伝達部材２３及びブレード２０を横振動させることにより、回転シャフト１５の回転が回転軸Ｌに直交する方向に僅かにぶれる（中心軸Ｌを中心とした円運動も行なう）。すなわち、偏心シャフト１６が回転シャフト１５の回転によって周動され、第１振動伝達部材２２を押して左右に移動させる際に縦溝２２ａの側壁に周期的に当たる。そのため、第１振動伝達部材２２を押す力の反作用によって偏心シャフト１６には反対側への反力が働き、回転シャフト１５のぶれとなる。このぶれは偏心シャフト１６によって横振動されるものが重いほど大きくなる。そして、このぶれにより、凹部２１０ａ、受け溝２１０ｂ及び２１０ｃから侵入した点眼液等の水分が、さらに回転シャフト１５と連結部材１７との間にある僅かな隙間から侵入しようとする。
【００２６】そこで、このような水分の侵入を防ぐために、ウエイト７０を回転シャフト１５の振動用モータ１２取付側の所定位置に取付ける。ウエイト７０を取付けることにより、回転シャフト１５にかかる偏心シャフト１６側の第１振動伝達部材２２による反力による負荷と振動用モータ１２取付側のウエイト７０による遠心力による負荷とを回転軸Ｌに直交する方向においてバランスさせ、回転軸Ｌ方向全体に渡って回転ぶれを起こさせる。これにより、回転シャフト１５と連結部材１７との間への水分の侵入を防ぐことができる。ただし、振動用モータ１２取付側の回転ぶれを大きくし過ぎてしまうと、逆に回転シャフト１５と連結部材１７との間の潤滑液が漏れ出してしまうので、回転ぶれのバランスを取ることが重要である。
【００２７】なお、回転ぶれのバランスを取るためのウエイト７０の重量、大きさ及び取付け位置は、回転シャフト１５の長さや偏心シャフト１６の重量及び位置、ブレード２０等の重量などによって決定される。本実施形態では、図５及び図６に示すような所定位置に取付けられている。また、ウエイト７０の重量は５．５ｍｇである（偏心シャフト１６の重量は５６ｍｇ、ブレード２０及び第２振動伝達部材２３の重量は０．３ｇ、第１振動伝達部材２２の重量は０．３ｇである）。
【００２８】サクション部３は固設部材３０、サクションリング３１、サクションパイプ３２等から構成されており、サクションリング３１は固設部材３０によって本体１に固設されている。サクションリング３１は断面形状がコの字型の略円筒形状をしており、患者眼に当接させるための円形の凹部３１ａと、凹部３１ａに対して同心円である開口部３１ｂとが形成されている。手術の際、サクションリング３１が患者眼に設置されると、患者眼角膜は開口部３１ｂから上部に突出し、患者眼にサクションリング３１の下端部と開口部３１ｂの開口端部が当接され、その当接によって吸引用の空間Ｓが確保される。
【００２９】サクションパイプ３２はサクションリング３１に植設されており、図示なきバキューム用チューブと接続され、そのバキューム用チューブはポンプ４１まで伸延している。サクションパイプ３２内部に設けられた吸引通路３２ａは凹部３１ａと連通しており、ポンプ４１によって吸引通路３２ａを介して空間Ｓ内の空気を吸引排出することにより、サクションリング３１を患者眼に吸着固定する。この固定に際しては、術者が把持部１ａを保持することによって開口部３１ｂの位置決定を容易にし、装置を安定して保持することができる。
【００３０】また、サクションリング３１には図示なき圧力検出用のパイプが植設されており、このパイプは図示なきチューブによって圧力検出器３３に接続されている。圧力検出器３３は圧力検出用パイプを介し、ポンプ４１によって吸引された空間Ｓ内の空気圧を検出する。制御部４０は圧力検出器３３の検出した空気圧に基づき、送り用モータ１１、振動用モータ１２、ポンプ４１等の動作を制御する。
【００３１】以上のような構成を備える装置において、以下に動作について説明する。術者は予めマーカー等の器具によって患者眼角膜に付けられた印に基づき、サクションリング３１（本体１）の傾き状態や瞳孔中心の位置などを確認しながら、瞳孔中心に対して開口３１ｂの中心を位置決めしてサクションリング３１を患者眼上に配置する。
【００３２】サクションリング３１を設置した後、術者は本体１の位置や態勢を保持した状態で、ポンプ４１を作動させてサクションリング３１と患者眼との間の空間Ｓ内の空気を吸引し、空気圧を低下させる（陰圧に向かわせる）。ポンプ４１の作動は空間Ｓ内の空気圧が一定値まで下がると（十分な陰圧になると）、その空気圧を維持するように制御部４０によって制御される。これにより、サクションリング３１は患者眼に吸着固定される。
【００３３】装置の固定が完了したら、術者はフットスイッチ４２を操作し、送り用モータ１１及び振動用モータ１２をそれぞれ回転駆動させる。制御部４０はフットスイッチ４２による駆動指示信号の入力により、固定または可変設定された振動数でブレード２０が横振動するように振動用モータ１２の回転を制御する。
【００３４】また、制御部４０は、固定または可変設定された送り速度に従って送り用モータ１１の回転を制御し、カッティング部２をヒンジ方向へ直進移動させる。このとき、回転シャフト１５はブレード２０へ横振動を付与するための回転動作をしながら、カッティング部２と一体となって進行方向へスライドする。
【００３５】ブレード２０の先端がヒンジ部を残して切開しフラップの形成が完了したら、送り用モータ１１を逆回転させカッティング部２を初期位置へ戻す。この際には、振動用モータ１２の回転を止めるというように各モータを別々に制御することにより、不必要なブレード２０の振動を回避しつつフラップからブレード２０を引き抜く。これにより、形成したフラップが途中で切れたりする可能性を低減することができる。
【００３６】カッティング部２を初期位置に戻した後、空間Ｓ内に空気を流入させて吸着を解除して装置（サクションリング３１）を取り外す。その後レーザ光により矯正屈折力分の実質切除を行い、フラップを戻すことで手術を終了する。
【００３７】なお、本実施形態では、回転シャフトを回転させるためにモータを使用したが、エアタービンなどを使用してもよい。
【００３８】また、本実施形態では、ブレードの送り機構として、ブレードを切開方向へ直進移動させて角膜上皮を切開するものを説明したが、ブレードを回転移動させて角膜上皮を切開するものでもよい。このブレードを回転移動させるものについては、本出願人による特開平１１−９９１６７号等を参照されたい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で回転シャフトと軸受けとの間への水分の侵入を防ぐことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３５１８４
【氏名又は名称】株式会社ニデック
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| 【出願日】 |
平成１２年１月６日（２０００．１．６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９０５８８（Ｐ２００１−１９０５８８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１７日（２００１．７．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−６３０（Ｐ２０００−６３０） |
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