屈折異常のエキシマレーザー矯正

エキシマレーザー放射の影響下で、角膜自体の物質から所定の光学的パワーを持つレンズが形成されます。

S. Trokel ら (1983) は、エキシマレーザーを使用してミクロン単位の精度で角膜を蒸発させる可能性を実証しました。

屈折異常の矯正を目的としたエキシマレーザー手術の実施における主導権は、ロシアではアカデミー会員スヴャトスラフ・フェドロフの眼科学学校（1984 年）が握っており、海外では T. ザイラー（ドイツ、1985 年）とレスペランス（米国、1987 年）が握っている。

波長193nmのレーザー照射は、角膜表面層における原子間および分子間結合を、最大10分の1ミクロンの精度で破壊します。臨床的には、この現象は角膜の層状蒸発、すなわち光アブレーションとして現れます。

手術は、複雑な数学的計算に基づいて作成された個別のプログラムに従って行われます。角膜屈折を変化させるプログラムの構築と実行はコンピュータを用いて行われます。この手術は、水晶体、硝子体、網膜といった眼の他の構造に悪影響を与えません。

各眼科用エキシマレーザーシステムには、エキシマレーザー（紫外線放射源）、レーザービームの構造を変換して角膜の表面に照射するための形成光学系、制御コンピュータ、手術用顕微鏡、外科医の椅子、および患者用の手術台が含まれています。

角膜蒸発技術の能力と特徴を決定する成形システムの種類に応じて、すべての装置は均質型（絞りとマスク）、スキャン型、セミスキャン型、空間型に分類されます。レーザー絞りの原理を使用する場合、放射線は幅の広いビームで絞りまたは絞りシステムに当たり、新しいパルスごとに徐々に開閉します。この場合、角膜の中心部では縁よりも厚い組織層が蒸発するため、角膜の凸面が小さくなり、屈折が低下します。他の装置では、放射線は厚さが不均一な特殊なマスクを介して角膜に当たります。中心部の薄い層では、周辺部よりも速く蒸発が起こります。

スキャン システムでは、角膜の表面が小径のレーザー ビーム (「フライング スポット」テクノロジ) で処理され、ビームは、所定の光学パワーのレンズが角膜の表面に形成されるような軌道に沿って移動します。

SNフェドロフが開発した「プロファイル」システムは、空間型レーザーです。「プロファイル500」システムにおけるレーザーエネルギーの空間分布の基本的な考え方は、ガウス分布、すなわち放物線状のレーザーエネルギー分布を持つ幅広いビームで角膜に照射することです。その結果、同じ時間単位において、エネルギー密度の高い場所では組織がより深く蒸発し、エネルギー密度の低い場所ではより浅い深さまで蒸発します。

主な屈折エキシマレーザー手術は、光屈折角膜切除術 (PRK) とレーザー角膜実質内切削術 (LASIK) です。

屈折エキシマレーザー手術の適応症は、主にコンタクトレンズや眼鏡による矯正が耐えられない場合、近視、遠視、乱視（程度の差はありますが）のほか、18歳以上の患者の職業的、社会的ニーズです。

フォトレフラクティブ角膜切除術の禁忌には、緑内障、網膜剥離の前段階または剥離後の網膜疾患、慢性ぶどう膜炎、眼腫瘍、円錐角膜、角膜知覚低下、ドライアイ症候群、糖尿病網膜症、瞳孔偏位、重度のアレルギー状態、自己免疫疾患および膠原病、重度の身体疾患および精神疾患などがあります。白内障がある場合、フォトレフラクティブ角膜切除術は不適切です。白内障摘出後すぐに人工レンズを用いて眼の屈折を矯正できるためです。

フォトレフラクティブ角膜切除術は、局所麻酔下で外来診療で行われます。外来手術の手順は、角膜上皮の除去と角膜実質の蒸発という2段階に分かれています。第一段階では、角膜中心部の上皮を機械的、化学的、またはレーザーを用いて瘢痕化します。この手術時間はレーザーの種類によって異なり、20秒から数分程度です。その後、角膜実質の蒸発が行われます。

術後1日目には、疼痛症候群、流涙、羞明が観察されることがあります。術後1日目から、角膜が完全に上皮化するまで（48～72時間）、抗生物質溶液の点眼が処方されます。その後、1～2ヶ月間、コルチコステロイド療法が計画通りに実施されます。ステロイド性高血圧を予防するため、β遮断薬を1日1～2回併用します。

説明した技術により、6.0 Dまでの近視と2.5～3.0 Dまでの乱視を効果的かつ安全に矯正できます。家庭用設備「Profile-500」で経上皮アプローチ（上皮の事前瘢痕化なし）による光屈折角膜切除術を実行する技術により、追加介入なしで、5.0 Dまでの複雑な近視性乱視と組み合わせて、16.0 Dまでの近視を即座に矯正できます。

遠視および遠視性乱視の患者は、フォトレフラクティブ角膜切除術を受ける頻度が低くなります。これは、角膜の広い範囲の表皮剥離が必要となり、治癒に長い期間（最大7～10日）を要するためです。遠視度数が4.0Dを超える場合は、通常、LASIK手術が行われます。

屈折の変化は、角膜の蒸発厚さに依存します。術後の角膜変形を防ぐため、角膜薄化部における残存角膜の厚さは250～300μm未満であってはなりません。したがって、本法の限界は、角膜の初期厚さによって決まります。

光線屈折角膜切除術の術後早期合併症には、長期（7 日以上）の治癒しない角膜びらん、術後角膜炎（異栄養性、感染性）、浮腫および再発性びらんを伴う重度上皮症、角膜蒸発領域全体の粗い上皮下混濁などがあります。

術後後期の合併症としては、角膜上皮下混濁、過矯正、近視、不正乱視、ドライアイ症候群などがあります。

上皮下混濁の形成は、通常、角膜の蒸発量の増加と、矯正可能な高度の屈折異常を伴います。原則として、角膜吸収療法を実施することで、混濁の完全な消失または大幅な退縮を達成できます。持続性の不可逆性角膜混濁が生じた場合には、繰り返し光屈折角膜切除術を実施することができます。

レーシック手術は、外科手術とレーザー治療を組み合わせたものです。手術は3つの段階に分かれています。マイクロケラトームを用いて角膜の柄の上に表皮フラップ（角膜弁）を形成し、フラップ下の角膜深層をレーザーで蒸発させ、弁を元の位置に戻します。

術後3～4時間は通常、軽度の痛み（目に小さな点のようなもの）が見られます。流涙は通常1.5～2時間で止まります。薬物療法は、手術後14日間、抗生物質とステロイドの点眼に限定されます。

LASIK手術による近視矯正の場合、最大の屈折効果は患者の角膜の解剖学的特徴によって決まります。したがって、弁の厚さは通常150～160μmであり、レーザーアブレーション後の角膜中心部の残存厚さは250～270μm以上である必要があることを考慮すると、「LASIK」手術による近視の最大矯正効果は平均15.0～17.0ディオプターを超えることはありません。

LASIK（レーシック）は、軽度から中等度の近視の場合、結果がかなり予測しやすい手術と考えられています。80%以上の症例で、術後の屈折矯正結果は予定値から0.5D以内です。6.0Dまでの近視の患者では、平均視力1.0が50%、0.5以上の近視の患者では90%の患者で視力回復が見られます。屈折矯正結果は、通常、LASIK手術後3ヶ月で安定します。高度近視（10.0D以上）の場合、10%の症例で残存近視をさらに矯正するために再手術が必要になりますが、通常は3ヶ月から6ヶ月以内に行われます。再手術では、マイクロケラトームによる角膜フラップの切開は行わず、フラップを剥離します。

遠視矯正の場合、計画値から0.5D以内の屈折矯正効果が得られるのは患者の60%に過ぎません。視力1.0は患者の35～37%に過ぎず、0.5以上の視力は80%に認められます。75%の患者では、効果に変化はありません。LASIK手術中の合併症の発生率は1～5%で、最も多く発生するのは角膜フラップ形成段階です。

近い将来、技術の進歩により、特に眼科において、非接触かつ開眼を必要としない屈折矯正手術を可能にする新世代レーザーが登場し、臨床応用が進むことは明らかです。レーザーエネルギーを一点に集中させることで、分子間結合を破壊し、角膜組織を所定の深さで蒸発させることができます。このように、フェムト秒システムを用いることで、角膜表面を損傷することなく、その形状を矯正することが可能になっています。エキシマレーザー屈折矯正手術は、眼科において最も急速に発展しているハイテク分野の一つです。

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