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39

図表

図 1. 収差と見え方のイメージ

左：収差がない理想的なレンズ．焦点において光線が一か所に収束し，鮮明な映像が

投影される．

右：収差があるレンズ（本図は球面収差の例）

．光線の収束場所が前後にずれるため，

光線が最も収束した部位においても，滲んだ不鮮明な映像が投影される．

図 2. 眼球解剖図

角膜

網膜

水晶体

眼球に入った光線は角膜と水晶体で屈折することで，網膜上に結像する．

40

図 3. 波面収差解析

光源を同時に出た光線を結ぶことで，光線を波面として捉えることができ，平行光線

の場合，波面は進行方向に対して垂直となる（淡青線）

上：収差がない理想的なレンズの場合，レンズ通過後の光線（青線）は焦点 1 か所に

同時に到達する．

下：上図のような理想的な状態の波面を参照波面と呼ぶ（黒点線）

．実際の光線は，参

照波面に対し，光波の位相がわずかに前後する（青線）

．ゼルニケ多項式の各構成成分

は，参照波面より光線が早く進む部位を暖色，遅く進む部位を寒色で表される．

41

図 4. ゼルニケ多項式

ゼルニケ解析により，収差を上記のような各成分に分け，定量化が可能である．面傾

斜は 1 次収差成分，近視，遠視，乱視は 2 次収差成分であり，それぞれプリズムレン

ズ，凹レンズ，凸レンズ，円柱レンズの眼鏡で矯正が可能な低次収差である．

一方，3 次以上の収差は通常の眼鏡では矯正ができない高次収差成分であり，視機能

低下の原因となる．偶数（2.4.6）次収差は点対称な収差成分である一方，奇数（1,3,5）

次収差は非点対称な成分である．

42

図 5. 眼屈折状態と焦点位置

近視

正視

SE ＜ -0.5 D

-0.5 D ≦ SE ≦ +0.5 D

遠視

等価球面度数

（SE）

+0.5 D ＜ SE

角膜・水晶体によって屈折した光線の焦点（赤点）と網膜位置の前後関係によって屈

折状態が 3 つに分類される．近視は眼軸長に対し相対的に屈折力が過剰な状態，逆に

遠視は眼軸長に対し屈折力が過少な状態であり，眼鏡などによって矯正する．

43

表 1. 患者背景

p値

近視群

正視群

遠視群

289

67

70

男女比

149 : 140

40 : 27

32 : 38

年齢

（歳）

40.4 ± 20.0

57.0 ± 18.8

68.9 ± 15.0

< 0.01

角膜乱視量

（D）

1.06 ± 0.71

0.89 ± 0.49

1.04 ± 0.66

0.17

平均 ± 標準偏差

年齢は遠視群で有意に近視・正視群よりも高く（p < 0.01）

，角膜乱視量は屈折状態に

よる差は認めなかった．

44

図 6. 屈折状態別の年齢と収差量の散布図

屈折状態ごとに示した，年齢と全高次収差(A)，コマ様収差(B)，球面様収差（C）の散

布図．近視群における球面様収差のみ有意な相関を認めなかった．

45

表 2. 年齢と各収差成分量の相関係数

近視群

正視群

遠視群

全高次収差

.138 *

.395 **

.320 **

コマ様収差

.167 **

.242 *

.277 *

球面様収差

.041

.462 **

.281 *

コマ収差

.136 *

.090

.161

Z-33

-.244 **

-.359 **

-.232

Z-13

-.144 *

.081

.156

Z13

.135 *

.090

-.017

Z33

.095

.251 *

.094

Z04

.221 **

-.065

.250 *

** p < .01, * p < .05

スピアマンの順位相関係数

46

図 7. 屈折状態別の角膜乱視量と収差量の散布図

屈折状態ごとに示した，角膜乱視量と年齢と全高次収差(A)，コマ様収差(B)，球面様

収差（C）の散布図．正視群における全高次収差とコマ様収差のみ有意な相関を認め，

球面用収差はいずれにおいても相関を認めなかった．

47

表 3. 角膜乱視量と各収差成分量の相関係数

近視群

正視群

遠視群

全高次収差

.113

.296 *

.055

コマ様収差

.113

.334 *

-.016

球面様収差

.059

.046

.166

コマ収差

.104

.151

-.110

Z-33

-.102

-.231

-.100

Z-13

-.007

.267 *

.036

Z13

.017

-.102

.010

Z33

.023

.282 *

.241 *

Z04

-.006

-.205

.226

** p < .01, * p < .05

スピアマンの順位相関係数

48

図 8. 屈折群間での収差成分の比較

** p < .01, * p < .05

各収差量を屈折状態で比較すると，全高次収差，球面収差，Z-33，Z04 は遠視眼で有意

に大きい結果となった．

（Z-33 ～ Z04 は正負の符号を持つ収差成分であるため，絶対値

で比較した．）

49

図 9. 屈折群間での収差成分の比較

** p < .01, * p < .05

年齢別に分けて収差量を比較すると，60－69 歳群における Z13 のみ有意差を認めたが，

他の成分はいずれも有意差を認めなかった．

50

図 10. 直乱視と倒乱視

直乱視

倒乱視

角膜形状は正球形ではなくラグビーボールのようにたわんでいる．曲率半径が小さく，

屈折力が大きい方向を強主経線（赤実線）と呼び，若年者の角膜前面形状は左下図の

ように強主経線が垂直方向にある直乱視眼が多い．加齢に伴い，角膜前面形状は右下

図のように強主経線が水平方向にある倒乱視眼の割合が増加する．

51

図 11. 遠視 OK のフィッティングと涙液層シミュレーション

涙液層シミュレーションソフトの画面．上段に断面図，下段にフルオロセインパター

ンの予測が表示される．レンズの光学部中心は角膜より曲率半径が小さい（スティー

プ）形状だが，周辺部へ向け徐々に曲率半径が大きくなり，傍中心部で滑らかに角膜

と接触する（橙三角）ように各レンズパラメータを設定した．本例において，周辺カ

ーブと角膜間の最小涙液層厚の平均は，

（ -2（青三角）+ 12（白三角）

）÷2 = 5μm で

あった．

52

表 4. 遠視 OK 装用前後の角膜トポグラフィー測定値

装用前

装用後

p値

Kflat (D)

42.93 ± 1.38

43.89 ± 1.63

< 0.01

Ksteep (D)

43.54 ± 1.43

44.50 ± 1.67

< 0.01

乱視量 (D)

0.61 ± 0.33

0.61 ± 0.39

0.959

対応のある t 検定

53

図 12. 達成矯正量とΔD の散布図と回帰式

ΔD と達成矯正量の間には有意な正相関を認めた（r = 0.655, p < 0.01 ピアソンの相

関係数）．回帰式は達成矯正量 = 0.35 × ΔD + 0.21（実線）であり，破線は達成矯正

量 ± 1.0 D の範囲を表す．

54

図 13. 遠視 OK 装用前後の視力

遠視 OK 装用前後の裸眼視力の比較．logMAR 視力表記のため，値が小さいほど視力

が良好であることを表す．遠視 OK による遠視矯正効果により近見視力は 0.69 から

0.39 に有意に改善した（p < 0.01）

．一方で，遠見視力は 0.14 から 0.13 と有意な変化

を認めなかった（p = 0.965）

55

図 14. 遠視 OK 装用前後の差分マップ

2 つの症例の差分マップに瞳孔縁（青丸）を重ね合わせ表示した．達成矯正量（本研

究では角膜屈折変化の最大値と定義）は+2.8 D（左）と＋1.9 D（右）だが，瞳孔領内

で最も矯正量が小さい部位（青矢印）での屈折変化量はそれぞれ -0.5 D（左）と＋0.1

D（右）であった．したがって，それらの差である 3.3 D と 1.8 D 分が瞳孔領内の角

膜多焦点性となり，瞳孔領内の角膜屈折値に変動があることが分かった．

56

謝辞

本研究の実施，論文執筆にあたり多くの方々のご協力をいただきました．

このような研究に携わる機会を与えていただくと共に，眼光学の視点から的確なご

指導をいただいた筑波大学眼科学 大鹿哲郎教授に厚く御礼申し上げます．また，解析

方法や学会発表，論文投稿からリバイスへの対応に至るまで，研究の基礎とまとめ方

を一から丁寧にご指導いただいた筑波大学眼科学 平岡孝浩准教授に深く感謝いたしま

す．

また，データ収集及び解析ソフトの使用についてご指導・ご協力をいただいた筑波

大学眼科 上野勇太講師，複雑で理解が難しかった波面収差解析の方法について丁寧に

ご指導いただいた元筑波大学医学医療系 三橋俊文准教授に深く感謝いたします．

57

...