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BEYOND DISCOVERY
日経サイエンス
レーザーと眼科手術
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1. イントロダクション
2. はっきり見えます
3. 網膜――視覚の中枢
4. 一方,物理学の世界では…
5. 光のパワー
6. 分子に光を発生させる
7. まさにうってつけだったレーザー
8. アルゴンレーザーの登場
9. 目的に合ったレーザーを求めて
10. クレジット
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BEYOND DISCOVERY
THE PATH FROM RESEARCH TO HUMAN BENEFIT
■目的に合ったレーザーを求めて
 眼科学へのレーザーの応用の中で最も興味をそそる発展の1つは角膜を整形する紫外線エキシマレーザーだろう。レーザー屈折矯正角膜切除術(PRK)として知られる処置だ。エキシマレーザーはアルゴンとフッ素の混合ガスを使うレーザーで,装置そのものは1970年代半ばに開発された(「エキシマ」という用語は「励起した二量体(excited dimer)」を短縮したもので,このレーザーの場合は正しい呼び名とはいえない。励起状態に使われるアルゴンとフッ素の原子は別物で,二量体にはならないからだ)。初期のエキシマレーザーの開発や眼科学への応用には,多くの研究者がかかわった。1970年代末から1980年代初頭にかけて,タボーダ(John Taboada)は角膜上皮がエキシマレーザーの波長193nmの光に対して非常に敏感であることを発見した。また1980年代初頭には,IBMの研究者であるスリニバサン(R. Srinivasan)がコンピューターチップの微細回路をエッチングするためにエキシマレーザーを使っており,生体組織を切除するのにも同様に利用できることに気づいた。非常な高精度で,しかも最も重要なことに,実質的な熱ダメージなしで切除できる。コロンビア大学のトロッケル(Stephen Trokel)はスリニバサンとともに研究を進め,この高精度技術を適用して角膜を直線状に「切除」する方法を1983年に論文発表した。
 
 その後4〜5年間にわたって,エキシマレーザーに関する研究開発は世界中で進展した。1990年代初めには,この装置を近視矯正に利用する臨床試験が米食品医薬品局(FDA)によって認められた。最終的な認可は1995年末に下りた。
 
image PRKや,その少し以前から行われていた放射状角膜切除術(RK)は屈折異常を治すための外科的手法で,眼鏡やコンタクトレンズに代わるものだ。PRKもRKも,近視の人の角膜を整形し,網膜の手前で結んでいた焦点が網膜そのものの上に来るように調整する。RKの場合は,金属もしくはダイヤモンドの刃を使って角膜組織を切開する。これに対しPRKでは切開の必要がない。わずかに除去すべき角膜組織の量を患者ごとに計算し,プログラム制御のレーザーによってこれを取り除いていく。手術は麻酔薬を点眼して眼の表面の感覚を失わせてから行うが,患者は処置の間ずっと目覚めたままの状態だ。処置は数分間ですみ,実際にレーザーを照射するのは1分ほど。20〜30分もすれば帰宅でき,その時にはもう視力が改善している場合も多い。ただし,一部の患者では角膜に持続性の濁りが生じ,優れた視力が永久に損なわれることもある。PRKは過去10年間に世界中で50万人を超える人々に施された。この結果,多くの国々では近視矯正の切開手術が劇的に減り,まったく行われなくなったところもある。
 
 レーザーの登場から40年近くたった今日,眼科医たちはレーザーを視力救済に役立てようとなおも新しい可能性を追求し続けている。近年に開発された超短パルスレーザーが一例だ。パルスの持続時間がわずか1000兆分の1秒というレーザーで,緑内障や白内障の治療に使える可能性がある。誘導放出という興味深い現象を見つけたアインシュタインも,それが近視の矯正や網膜剥離の防止に役立つとは予想できなかったに違いない。これと同様に,いま物理学や生物学などの分野で基礎研究に取り組んでいる科学者たちも,人類に実際的な恩恵をもたらすブレークスルーの土台を築きつつあるのだ。
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