特集●眼科治療用レーザーの知識アップデートあたらしい眼科31(6):783.789,2014特集●眼科治療用レーザーの知識アップデートあたらしい眼科31(6):783.789,2014エキシマレーザーによる角膜屈折治療ExcimerLaserCornealSurgery北澤世志博*Iエキシマレーザーと眼科領域への応用エキシマレーザー(excimerlaser)の名称はexciteddimmer(励起二量体)に由来するが,これは希ガス(Ar,Kr,Xe)とハロゲン(F,Cl,Br,I)の混合ガスに高圧下で高電圧をかけると形成され,その後基底状態に戻るときに放出されるレーザー光の総称である.エキシマレーザーは媒質により放出される波長が異なり,代表的なエキシマレーザーには193nmのArF(フッ化アルゴン),248nmのKrF,308nmのXeCl,351nmのXeFなどがある.このなかでArFによる波長193nmの紫外線領域のエキシマレーザーは,波長が短いために熱の発生や遺伝子の変異原性がなく,分子間結合を離断させることで組織の蒸散が可能となる.この波長193nmのエキシマレーザーを利用して1983年にTrokelらは角膜を切開することに成功し1),その後1985年にはSeilerが角膜の治療的表層切除術phototherapeutickeratectomy(PTK)を施行した.さらに1986年にMarshallが角膜の形状を変化させることで角膜屈折力を変えるphotorefractivekeratectomy(PRK)を考案し2),1988年にはMcDonaldらが正常人眼でPRKを施行して屈折矯正治療としての有効性を示し3),1995年にPTKとPRKが米国FDAから認可された.波長193nmのエキシマレーザーによる屈折矯正手術はPRKで始まり,1990年にPallikarisらがlaserinsitukeratomileusis(LASIK)4)を考案して以降,急速にLASIKという形で世界的に普及してきた.一方,わが国では1989年からPRKの臨床試験が開始され,2000年に厚生労働省からPRKが認可され,その後2006年にLASIKが認可されている.日本眼科学会は1993年にエキシマレーザー屈折矯正手術の適応についての第一次答申5)を出し,以後1995年にはPRKの臨床治験成績をもとにした第二次答申が,さらに2000年にはLASIK手術が主流になりつつあることを踏まえた第三次答申を出した.その後改定が重ねられ,現在の答申は2010年に後房型の有水晶体眼内レンズ(implantablecollamerlens)が厚労省の認可を取得したことを受け,同レンズに関する取り決めを盛り込んだ屈折矯正手術のガイドライン6)である.IIエキシマレーザーの治療的使用PTKは治療的角膜切除術であるが,その目的は主として角膜の表層から実質浅層までの混濁病変の除去であり,わが国では2012年4月の診療報酬改定から保険適用にもなっている.治療の対象は,Avellinoジストロフィに代表される角膜ジストロフィや帯状角膜変性症のほか,角膜白斑,各種角膜混濁病変である.またそのほか,再発性角膜びらんの上皮接着不良改善目的で使用されることもある.PTKは角膜表層からエキシマレーザーを照射して混濁を取り除くことで矯正視力の向上や羞明感を軽減することができるが,Avellinoジストロフィや帯状角膜変性症で白内障を伴う場合では,角膜の混濁*YoshihiroKitazawa:神戸神奈川アイクリニック〔別刷請求先〕北澤世志博:〒163-1335東京都新宿区西新宿6-5-1アイランドタワー35F神戸神奈川アイクリニック0910-1810/14/\100/頁/JCOPY(9)783図1Avellinoジストロフィに対してLASIKが施行された5年後の細隙灯顕微鏡写真LASIKのフラップ創間にすりガラス様の混濁を認める.を先に取り除くことで眼内レンズ度数計算が可能になること,また角膜の透明性の向上により白内障手術自体も容易になる.一方PTKの問題点は,術後遠視化と混濁の再発である.そのため白内障手術を先行して行う場合には,最終目標の屈折度に対して2.3D近視側に設定した眼内レンズ度数を選択しておく必要がある.また,Avellinoジストロフィでは混濁の再発が比較的多いが,その際もPTKの再手術で改善することができる.しかし,繰り返しPTKを施行することで角膜厚は減っていくので治療には限界があり,最終的には角膜移植が必要になることもある.実際の手技は,ポビドンヨードなどでの洗浄後,混濁の消失具合をみながらエキシマレーザーを照射し,バンデージコンタクトレンズを装用して終了である.混濁病巣は完全に除去することは不可能であるが,瞳孔領内の面状の混濁が取れれば矯正視力の向上が期待できるので,一般的には上皮を含めて100.150μm程度が切除深度の目安となる.また,上皮が再生するまでの期間は感染症に対する注意が必要であり,抗生物質点眼を白内障手術と同様に手術3,4日前から開始する.このほか術後は流涙や異物感に加えて軽度の疼痛も伴うので,その対策としてバンデージコンタクトレンズ装用だけでなく鎮痛薬の服用が必要である.PTKの実例を提示する.Avellinoジストロフィを有784あたらしい眼科Vol.31,No.6,2014図2PTK施行後の細隙灯顕微鏡写真(図1と同症例)フラップ裏面およびベッド面にPTK施行後,層間の混濁は著明に軽減している.する近視症例に対してLASIK専門クリニックで5年前にLASIKを施行された症例で,かすみと視力低下を主訴に当院を受診した.フラップ創間にすりガラス様の混濁を認め,強い羞明感と矯正視力の低下を自覚していた(図1).混濁除去の治療として,フラップを翻転しフラップ裏面およびベッド面にPTKを施行したところ,混濁は著明に軽減し矯正視力が向上し羞明の訴えも軽減した(図2).IIIエキシマレーザーによる屈折矯正治療1.エキシマレーザーによる屈折矯正の理論エキシマレーザーによる屈折矯正は角膜の曲率半径を変えることで可能になるが,その計算式はMunnerlynらにより考案されたものである(図3)7).近視例では角膜中央部を切除して平坦化させることで角膜曲率半径が大きくなり,一方遠視例では角膜周辺部を削ることで角膜曲率半径を小さくして矯正する.エキシマレーザーによる屈折矯正治療は,PRKに代表されるレーザーを表層から当てるサーフェイスアブレーションと現在の主流であるフラップを作製し角膜実質にレーザーを照射するLASIKとに分けられる.2.サーフェイスアブレーションサーフェイスアブレーションの始まりであるPRKは,術後疼痛と視力回復の遅さ,さらには角膜上皮下混濁が(10)問題であったので,その後1999年にCamellinがlaserepithelialkeratomileusis(LASEK)8)を考案し,2003年にはPallikarisが考案したepipolislaserinsitukeratomileusis(Epi-LASIK)9)へと移行してきた.PRKはゴルフ刃などで器械的に角膜上皮を.離してからレーザーを照射する古典的PRKと角膜上皮もレーザーで除去しすべてレーザーで行うtransepithelialPRK(T-PRK)とがある.LASEKは20%アルコールを30秒ほど角膜上皮に塗布し角膜上皮を.離してBowman膜から実質にレーザーを照射する手技であり(図4),Epi-LASIKはエピケラトームという器械で角膜上皮のみをシート状にフラップにして,またはフラップを除去してBowman膜から実質にレーザーを照射する手技である(図5).しかし,これらのいずれの手技も結果に大差はなく,現在は術者の好みで選択されることが多い.ただしAvellinoジストロフィや流行性角結膜炎後などで角膜に混濁がある場合は,手技的に安全なT-PRKが選択される.サーフェイスアブレーションの適応は,強度近視や角膜厚が薄いためにレーザー照射後のベッド,いわゆるRSB(residualstromalbed)がLASIKの安全基準とされる250μmを下回ると予想されたり,角膜形状不正でLASIKには不向きな症例,格闘技などでLASIKでは術後フラップトラブルが懸念される症例である.サーフェイスアブレーションの利点は,角膜厚に余裕があれば強度近視でも矯正ができること,また術後裸眼視力が1.0以上になる矯正精度が90%以上と良好であり,わが国でも屈折矯正手術の普及に大きく貢献した.PRKなどサーフェイスアブレーションの実際の手技はPTKとほぼ同じであり,ポビドンヨードなどでの洗浄後,レーザーやアルコールまたはエピケラトームで角膜上皮を.離後,エキシマレーザーを照射しバンデージコンタクトレンズを装用して終了する.切除深度は前述のMunnerlynの公式で計算されるが,術後全角膜厚で350μm以上残すことが安全圏であり,一般的な540μm程度の角膜厚があれば.10Dまでの近視矯正が可能である.術後は,上皮が再生するまでの期間はとくに感染症に対する注意が必要であり,このほかPTK以上に疼痛が強いので,バンデージコンタクトレンズ装用や鎮(11)AblationDepthR2R1S2S1C(OZ)MunnerlynTheoreticalExactAblationDepthR1・(n-1)OZ2R1・(n-1)2OZ2=R2-n-1+R2・D-R21-4+n-1+R1・D-4図3Munnerlynの屈折矯正モデルおよび計算式R1:術前の曲率半径,R2:術後曲率半径,C(OZ):レーザーの照射径,S1:術前角膜厚,S2:術後角膜厚,n:角膜屈折率(1.376),D:矯正量.痛薬の服用に加えて冷却なども有効である.サーフェイスアブレーションの術後もっとも大きな合併症は角膜上皮下混濁である(図6).これは若年者や強度近視眼に多く,混濁が強く生じると近視への戻り(リグレッション)や矯正視力の低下を起こすので,その予防のためにレーザー照射後に0.02%MMCの塗布や,術後のステロイド点眼やトラニラスト点眼が使用される.3.LASIK,femtosecondLASIK,wavefrontguidedLASIK1990年代のLASIK開始当初は,LASIKのフラップをマイクロケラトームで機械的に作製していたが(図7),1998年にKruegerらが波長1,053nmの赤外線領域のfemtosecondlaser(以下FSレーザー)でフラップが作れることを報告し(図8)10),現在はFSレーザーでフラップを作るfemtosecondLASIKが主流である.これは,マイクロケラトームでは角膜の大きさや形状(平坦かまたは急峻か)によってはフラップに穴が開くボタンホールやフラップが取れてしまうフリーフラップなどの術中合併症が時として起こるが,FSレーザーではこのような術中のフラップトラブルがなく,安全にフラッあたらしい眼科Vol.31,No.6,2014785ab図4LASEKの手技a:角膜移植用トレパンの吸引を利用して吸着させ,アルコールを角膜に浸潤させる.b:LASEKの角膜上皮.離.角膜上皮を専用マイクロホーにてシート状に.離する.ab図4LASEKの手技a:角膜移植用トレパンの吸引を利用して吸着させ,アルコールを角膜に浸潤させる.b:LASEKの角膜上皮.離.角膜上皮を専用マイクロホーにてシート状に.離する.図6PRKによる角膜上皮下混濁角膜上皮下から実質浅層にかけて,すりガラス状の濃い混濁を認める.786あたらしい眼科Vol.31,No.6,2014ab図5Epi.LASIKの手技a:エピケラトームEpi-KR(Moria社製).b:エピケラトームを吸着させ角膜上皮をシート状に.離する.プが作製できるためである.また,マイクロケラトームでは作製されるフラップの厚み誤差が大きいが,FSレーザーでは±10μm以下の精度で正確にフラップが作製できることも強度近視や薄い角膜で十分なRSBを残したいときに有利である.また,エキシマレーザーの性能も進化している.レーザーの照射径はPRKが開始された当初は4.5mm程度しかなく,術後のハローやグレアは必発の合併症であったが,現在は5.0.6.5mm程度と大きく,さらにその外側に移行帯が設定されて全体の照射径は8.0.9.0mmと広くなったので,ハローやグレアもかなり改善されるようになった.しかし,これらの視力の質の低下の原因は,レーザーの照射径だけでなく,非球面の角膜にレーザーを照射することにより高次収差が増加することも影(12)abab図7マイクロケラトームによるフラップ作製a:マイクロケラトームM2R(MORIA社製).b:マイクロケラトームを吸着させてフラップを作製する.響している.そこで近年のエキシマレーザーは,近視,遠視や乱視などの屈折異常を矯正するだけでなく,術後高次収差の増加も抑えることができるwavefrontguidedLASIK(WFGLASIK)が主流になっている.WFGLASIKを行うためには波面(wavefront)を測定する必要がある.波面センサーにはHartmann-Shack型のほか,Tscherning型やopticalpassdifference法などがあるが,この中で代表的なHartmann-Shack型のセンサーは,網膜に光を投影してその反射光束をマイクロレンズアレイで格子状に分割し,CCDカメラで受光することにより収差を得る方法である(図9).HartmannShack型センサーの一つであるiDesignRadvancedwavescan(AMO社製,図10)では,測定した収差をfourier変換して全高次収差のほか球面収差,コマ収差,trefoilなどの高次収差を解析し,この解析結果に基づいてエキシマレーザーを照射する.このWFGLASIKに(13)ab図8FSレーザーによるフラップ作製a.FSレーザーiFSR(AMO社製).b.専用コーンで角膜を圧平しレーザーがあたった実質間に間隙ができていく.より術後のハローやグレアの訴えはかなり減り,術後しばらくは気になっても術後3.6カ月では慣れて気にならなくなることがほとんどであるが,暗所瞳孔径が8mm以上のような大きな症例では恒久的に改善しないことも稀にある.LASIKの利点は,サーフェイスアブレーションのように上皮欠損がないので疼痛が少なく視力回復が早いことである.そして最大の利点は,矯正精度がサーフェイスアブレーション以上に優れ,強度近視でも術後裸眼視力1.0以上が95.96%の精度で得られることである.また,再手術は初回手術からかなり時間が経ってもフラップの翻転が可能なので,レーザーの追加照射が容易あたらしい眼科Vol.31,No.6,2014787CCDカメラマイクロレンズアレイCCD画像CCDカメラマイクロレンズアレイCCD画像図9Hartmann.Shack型センサーの波面測定原理図10Wavefrontanalyzer:iDesignRadvancedwavescan(AMO社製)にできることも利点である.一方LASIKの欠点は,フラップがあるために術後にフラップの創間に炎症が起こるdiffuselamellarkeratitis(DLK)やフラップのずれやしわが起こることである.DLKはその程度によりGradeI.IVに分けられるが,早期にステロイド点眼や内服,さらにはフラップ下洗浄をすれば治癒させることができる.しかし,GradeIV(図11)になると混濁とともに実質の一部融解が起こり,ステロイドの強固療法を施行しても混濁の軽減には3.6カ月を要し遠視化も起こる.また軽度のフラップのずれやしわは視力に影響しないが,明らかなずれがあ788あたらしい眼科Vol.31,No.6,2014図11DLKGradeIVの細隙灯顕微鏡写真る場合は早期にフラップ整復を必要とする.このほか,LASIKではフラップ作製時に角膜の知覚神経が切断されるために,術後ドライアイが必発である.これはヒアルロン酸ナトリウム点眼や人工涙液点眼で術後3.6カ月で術前と同程度に改善するが,なかには長期にわたりドライアイが継続し涙点プラグなどの加療が必要になることもある.術後ドライアイは,マイクロケラトームで130.160μmの厚いフラップが作製されていた頃は術後不快感の主因であり視力に影響する症例もあったが,近年はFSレーザーで100.120μm程度の薄いフラップを作製できるようになったことで発症率は減少し,その程度も軽減している.このほかLASIKでは術後角膜が薄くなることにより稀に角膜が前方に突出してくるkeratectasiaを起こすことがある.Keratectaiaになる(14)と近視化と不正乱視によりハードコンタクトレンズでの矯正が必要になるが,近年keratectasiaの治療として角膜内リングやクロスリンキングが効果があることが報告されている.IV屈折矯正治療から老視矯正治療への変遷近視を中心としたエキシマレーザーによる屈折矯正治療は,LASIKを筆頭にその安全性と視力回復の確実性からすでに成熟期を迎えたといっても過言ではない.そこで,近年は屈折矯正から老視矯正に注目が集まってきている.老視の矯正手段には眼鏡やコンタクトレンズがあるが,裸眼で遠近ともに見えるようになりたいというQOL(qualityoflife)を求める人が増えたことが手術による老視矯正を後押ししている.現在最も確実な老視矯正治療は白内障手術による多焦点眼内レンズの挿入であるが,白内障を生じていない比較的若年の老視例を対象にLASIKによる老視矯正も施行されている.その一つは,LASIKの矯正精度の良さを生かして優位眼は遠方に,非優位眼は近方に度数を合わせるモノビジョンである.これは術前にモノビジョンの適応選択のための検査が重要であり,眼優位性が強くないこと,交代固視が可能であること,斜位角が大きくないことなどがポイントになる.このほか,エキシマレーザーで角膜に多焦点性ができるように削る老視LASIKも施行されているが,対象は遠視症例のみで報告も少ない.おわりにエキシマレーザーによる角膜屈折治療は,LASIKによりきわめて高い矯正精度で安全に手術が行えることからわが国でも急速に普及し,2008年には年間で40万症例を超えた.しかしその後,非眼科専門医によるLASIKで起きた集団感染症事件や経済状況などの影響で症例数は急速に減少し,2013年には年間で10万症例にまで落ち込んだ.さらに近年,FSレーザーのみで近視を矯正するrefractivelenticuleextraction(ReLEx)やその進化系であるsmallincisionlenticuleextraction(SMILE)が施行されているが,それでもなお今日の角膜屈折矯正治療においてはエキシマレーザーがその中心であることに変わりはない.文献1)TrokelSL,SrinivasanR,BrarenB:Excimerlasersurgeryofthecornea.AmJOphthalmol96:710-715,19832)MarshallJ,TrokelSL,RotherySetal:Photoablativereprofilingofthecorneausinganexcimerlaser:photorefractivekeratectomy.LasersinOphthalmol1:21-48,19863)McDonardMB,KaufmanHE,FrantzJMetal:Excimerlaserablationinahumaneye.ArchOphthalmol108:199-808,19884)PallikarisIG,PapatzanakiME,StathiEZetal:Laserinsitukeratomileusis.LasersSurgMed10:463-468,19905)屈折矯正手術適応検討委員会答申:屈折矯正手術の適応について.日眼会誌97:1087-1089,19936)日本眼科学会屈折矯正手術に関する委員会:屈折矯正手術のガイドライン.日眼会誌114:692-694,20107)MunnerlynCR,KoonsSJ,MarshallJ:Photorefractivekeratectomy:atechniqueforlaserrefractivesurgery.JCataractRefractSurg14:46-52,19888)CamellinM:LASEKmayoffertheadvantagesofbothLASIKandPRK.OcularSurgeryNews,InternationalEdition10:14-15,19999)PallikarisIG,KatsanevakiVJ,KalyvianakiMIetal:Advancesinsubepithelialexcimerrefractivesurgerytechniques:Epi-LASIK.CurrOpinOphthalmol14:207212,200310)KruegerRR,JuhaszT,GualanoAetal:Thepicosecondlaserfornonmechanicallaserinsitukeratomileusis.JRefractSurg14:467-469,1998(15)あたらしい眼科Vol.31,No.6,2014789