マイクロケラトーム

マイクロケラトームは、レーシック手術やALK手術で角膜フラップを作成するために設計された振動刃を備えた精密外科器具です。^[1]通常の人間の角膜の厚さは約500～600μmで、レーシック手術ではマイクロケラトームで83～200μmの厚さのフラップを作成します。マイクロケラトームは振動刃システムを使用しており、刃が垂直に移動するときに水平方向に振動して正確なカットを行います。この機器は、世界中で角膜フラップをカットするために使用されています。マイクロケラトームはデスメ剥離自動角膜内皮移植（DSAEK）でも使用されており、ドナー角膜の裏側から薄い層をスライスし、それをレシピエントの角膜後部に移植するために使用されます。^[2] 1950年代にコロンビアでホセ・バラケールとセサル・カルロス・カリアゾによって発明されました。 ^{[3] [4] [5] [6]}

2023年現在、角膜を切開する方法には、マイクロケラトームとフェムト秒レーザーの2つの選択肢があります。フェムト秒レーザーは超短パルスを発し、刃のように機能して目を精密かつ正確に切開します。多くの外科医は、手術にフェムト秒レーザーを使用するか、マイクロケラトームを使用するかで意見が分かれています。ほとんどの外科医と患者は、刃のないフェムト秒レーザーを好みます。^[6]

マイクロケラトームは、1948年にコロンビアのボゴタでホセ・イグナシオ・バラケール・モネルによって開発されました。バラケールは、生涯をかけてこの分野に関わり、発見したことから、屈折矯正手術の父として知られています。^[7]彼は、目の屈折異常を矯正するための角膜切削術（角膜の外科的再形成）のためにマイクロケラトームを開発しました。この手術は、21世紀のレーシック手術へと発展しました。屈折異常は、光が正しく屈折して網膜に焦点を合わせることができない不完全な角膜によって引き起こされ、その結果、ぼやけた画像になります。^[8]屈折異常の矯正はバラケールの専門分野で、時が経つにつれて、彼は屈折異常を矯正する方法を変え続けました。1958年、バラケールは、ガイドなしでリングに沿って移動するプロトタイプのマイクロケラトームを使用して、 in situでラメラ切除（角膜組織置換）を行いました。1962年までに、バラケールはガイドとして機能する吸引リングを備えたより正確なマイクロケラトームを開発した。^[9]吸引リングは眼球を吸引して圧力をかけ、正確な切開を行う。バラケールの手術では自由皮弁を作成する必要があり、角膜が完全に切開された。1991年、イオアニス・パリカリスは角膜ヒンジの概念を導入し、角膜皮弁を接着したままにして治癒過程を助けた。^[10]同年、電動マイクロケラトームが発売された。電動マイクロケラトームにはギアシステムが搭載されており、刃の速度を一定に保ち、皮弁の厚さを一定に保つことができた。^{[11] [12]}

マイクロケラトームが注目されるようになると、Moria Surgical、Chiron（Bausch and Lomb Surgicalに買収された）、Advanced Medical Opticsなどの手術器具会社がマイクロケラトームの製造を始めました。Moria Surgicalは現在でもマイクロケラトームを製造していますが、ChironとAdvanced Medical Opticsはフェムト秒レーザーの人気によりマイクロケラトームの製造を中止しました。Moria Surgicalのマイクロケラトームは、1999年に最初の使い捨てマイクロケラトームを開発した点で特別であり、^[13]刃に関する合併症が少なくなりました。Chironは、その安全性と一貫性から業界標準として知られるようになったハンサトーム マイクロケラトームを開発しました。ハンサトームには上部ヒンジも作成され、まばたきによるフラップのずれのリスクが軽減されました。^{[12] [14]} Advanced Medical Opticsは、新人外科医の学習曲線を短縮する片手設計を採用したアマデウス マイクロケラトームを開発しました。^{[12] [15]}

2023年現在、フェムト秒レーザーの使用が増えたため、マイクロケラトームはほとんど使われていない。少数の外科医は、マイクロケラトームの方がコストが低く快適であるため、マイクロケラトームを使用している[8]。しかし、ほとんどの外科医と患者は、精度と安全性から、ブレードレスフェムト秒レーザーを好む傾向がある。^[16]

角膜切除術（角膜の層を外科的に除去する手術）中、吸引リングは眼球を固定し、硬化させます。必要なフラップの直径と角膜の形状に応じて、さまざまな吸引リングが使用されます。吸引リング（プレート）の上部は、さまざまな直径の角膜を固定します。柔軟なシリコンチューブが、中央部分をリングの吸引チャンバーに接続します。吸引リングの垂直外側部分には、適切な吸引のために密閉を可能にするスカートがあります。これらの部品はすべて一緒に使用され、吸引リングが作成されます。適切な吸引リングを使用すると、合併症のリスクが最小限に抑えられます。

マイクロケラトームのカッティングヘッドは、非振動ブロックと振動ブレードユニットで構成されています。非振動ブロックは、トラッキングシステム、圧平プレート、およびキャビティで構成されています。トラッキングシステムは吸引リングと一致し、対応する溝を使用してヘッドをリングに接続します。圧平プレートは、振動ブレードに先行して角膜を平らにし、ブレードの角度を一定にしてフラップの厚さを一定にするブロックの一部です。ブロックのキャビティは、振動ブレードユニットを所定の位置に保持するために使用されます。振動ブレードユニットには、ステンレス鋼またはクロムプラチナ製のブレードがあります。ブレードの標準振動速度は 15,000 rpmで、必要なフラップの厚さに応じて、係合角度は24° ～ 30° です。カットの方向によって、角膜に作成される角膜フラップの種類が決まります。

駆動ユニットはマイクロケラトームのヘッドに取り付けられ、駆動軸がブレードにフィットし、正しく振動するようにします。駆動ユニットは、自動移動用にシングルまたはデュアルの電気モーターを使用します。手動でヘッドを移動する場合、ブレードの振動にはガスタービンが使用されます。

中央ユニットは駆動ユニットに動力を与えるために必要なエネルギーを供給し、眼球と吸引リングの間に圧力をかける。1つのペダルは吸引リングへの圧力を開始および停止するために使用される。2つ目のペダルはマイクロケラトームのブレードの振動を制御する。^{[12] [17]}

屈折矯正手術では、マイクロケラトームの切開は外科医によって手動または自動で約 5 秒で行われます。ヘッドの自動推進により、一定の速度でフラップの厚さが一定になりますが、手動で行うと速度が一定でないため、フラップの厚さが不規則になります。

まず、瞳孔が中央になるように吸引リングを角膜に当ててマイクロケラトームを眼に固定し、眼を安定させます。吸引リングは使い捨てのプラスチック製または金属製で、約 60 ～ 160 mm Hgの圧力をかけて眼を安定させ、きれいな切開を行います。その後、外科医は切開に備えて角膜を湿らせるために局所麻酔薬を塗布します。 ^[18]次に、マイクロケラトームのヘッドを吸引リングにドッキングして、滑るようにします。マイクロケラトームの振動刃は一定の速度で眼を横切って進むため、作成されるフラップの厚さは正確です。より正確なフラップの厚さを得るために、外科医は刃の鋭さ、突出、角度、振動速度、および速度に注意する必要があります。一般に、速度が遅いほど、角膜の切開は厚くなります。その後、マイクロケラトームを切開部から引き抜き、吸引力を眼から解放して上皮欠損のリスクを減らす。切開後、必要に応じて眼科手術を進める。マイクロケラトームの刃は再利用できるが、わずかな鈍さでも合併症を引き起こす可能性があるため、ほとんどの外科医は各眼に新しい刃を使用する。^{[11] [18] [19] [20] [21]}

マイクロケラトームは、その歴史を通じて信頼性を維持してきたツールです。マイクロケラトームには、スピード、快適さ、価格など、多くの利点があります。マイクロケラトーム手術には約5秒しかかかりません。手術が短いため、吸引時間も短く、患者はより快適に過ごすことができます。また、マイクロケラトームは、フェムト秒レーザーと比較して、手術後の炎症が少なくなります。さらに、マイクロケラトームを使用した手術は、フェムト秒レーザー手術よりもはるかに安価です。米国では、マイクロケラトームを使用したLASIK手術の費用は片目あたり約1,500ドルですが、レーザー手術は片目あたり約2,500ドルです。^{[19] [22] [23]}

マイクロケラトームとフェムト秒レーザーはどちらも合併症率が低く、マイクロケラトームでは約 0.6%、フェムト秒レーザーでは 0.3% です。まれに、ボタンホールフラップ、不規則フラップ、薄いフラップ、不完全なフラップ、小さなフラップ、フリーキャップなどの合併症が発生します。これらはすべて、手術を中止せざるを得ない不完全なフラップです。^[22]これらのフラップ合併症を回避するために、平坦な角膜、急勾配の角膜、小さな角膜、大きな角膜など、さまざまな目のタイプに関する一連のルールがあります。^[18]

マイクロケラトームで最もよく見られる合併症は上皮欠損、つまり上皮の局所的な欠損です。この欠損は痛み、流涙、視界のぼやけ、赤み、羞明などを引き起こす可能性があります。これはマイクロケラトームが基底膜から上皮に及ぼすせん断力の影響によって引き起こされます。 ^[24]

• 一般外科手術で使用される器具