角膜パラメータ
角膜形状解析における拡張症リスク
1. 角膜形状解析における拡張症リスクとは
Section titled “1. 角膜形状解析における拡張症リスクとは”屈折矯正手術後の角膜拡張症（post-keratorefractive ectasia）は、LASIK・PRK・SMILEにおいて最も重篤な合併症の一つである。角膜実質の進行性かつ偏心性の菲薄化を特徴とし、前表面・後表面の急峻化を伴う。不可逆的であり、裸眼視力と眼鏡矯正視力の双方を著しく低下させる。
術後拡張症の全体的な有病率は0.02〜0.6%と報告される。術式別ではLASIKで10万眼あたり90、PRKで20、SMILEで11とされ、LASIKの発症率はPRKの約4.5倍である1)。ただしSMILEは承認後の追跡期間が短く、過小評価の可能性がある1)。
角膜拡張症は角膜厚不足、既存の潜伏型（subclinical）円錐角膜の悪化、および遺伝的に規定された拡張症の術後顕在化によって生じると考えられている1)。リスク因子が特定されている症例でも、既知の因子をいずれも持たない個人が拡張症を発症した報告があり、特に若年層に多い。
屈折矯正手術希望者の最大6%に何らかの臨床下拡張性疾患が存在すると推定されており、術前スクリーニングの精度向上が不可欠である。
2. 主な症状と臨床所見
Section titled “2. 主な症状と臨床所見”術後数か月〜数年で進行性の近視化や乱視化を自覚する。初期は眼鏡やコンタクトレンズで矯正可能だが、進行すると不正乱視により矯正視力も低下する。高次収差、特に垂直コマ収差の増加により、点光源が下方に尾を引くように見える。
角膜形状解析のカラーコードマップで局所的急峻化とパターンの非対称性が認められる1)。以下の所見が診断の根拠となる。
- 下方急峻化（inferior steepening）とI/S比（下方/上方比）≧1.21)
- 角膜屈折力の急峻化（46D超は拡張症を示唆）1)
- 角膜後面のエレベーションマップにおける島状の前方突出1)
- 角膜厚マップでの最薄点の偏心1)
- 放射状軸のスキュー（skewed radial axes）が21°超1)
細隙灯顕微鏡では円錐角膜に類似した所見がみられる。Fleischer ring（円錐底部の上皮内鉄沈着）、Vogt’s striae（デスメ膜の皺）、角膜頂点の瘢痕、突出した角膜神経が特徴的である1)。進行例ではデスメ膜破裂による急性角膜水腫が生じることがある。
なお、拡張症に伴う角膜のバイオメカニクス的脆弱化と菲薄化のため、Goldmann圧平眼圧測定では眼圧が実際より低く測定される1)。
Q
屈折矯正手術後の拡張症はいつ頃発症しますか？
A
術後の拡張症は約30%が1年以内、約70%が2年以内に発見されますが、数年経ってから発症することもあります2)。特に若年者では進行が速い傾向があり、長期的な経過観察が重要です。
3. 原因とリスク要因
Section titled “3. 原因とリスク要因”主要リスク因子
Section titled “主要リスク因子”角膜拡張症の病因には遺伝的要因・生化学的要因・バイオメカニクス的要因が関与する1)。屈折矯正手術における具体的リスク因子は以下の通りである。
患者要因
Randleman拡張症リスクスコアリングシステム
Section titled “Randleman拡張症リスクスコアリングシステム”提唱されたリスクスコアリングシステムでは、以下の5因子に各0〜4点を割り当てて総合評価を行う1)。
| 因子 | 高リスク基準 |
|---|---|
| 角膜形状解析像 | 異常パターン |
| RST厚 | 低値 |
| 年齢 | 若年 |
| 角膜厚 | 低値 |
| 近視度数 | 強度 |
ロジスティック回帰分析では「異常な角膜形状解析像」が最も重要な予測因子であった。ただし本スコアリングの臨床的有用性には議論が残る。
PTA（組織変化率）
Section titled “PTA（組織変化率）”PTA ＝（フラップ厚 ＋ 切除深）/ 中心角膜厚 で算出する。PTA≧40%は角膜形状解析が正常な眼でも拡張症発症と強く関連する。しかしSMILE/KLExではキャップが構造的強度を保持するため、LASIKと同じPTA閾値を適用するかは議論がある2)。PTA 40%超でキャップ厚を計算に含めると全眼の31.9%が該当するが、3年以上の追跡で術後拡張症は観察されなかった2)。
バイオメカニクス指標
Section titled “バイオメカニクス指標”角膜トポグラフィーやRST単独では術後拡張症予測の感度は70%を超えない2)。マルチモーダルデータによる包括的評価が必要である2)。
バイオメカニクス的な拡張症疑い基準として、CBI（Corvis Biomechanical Index）> 0.5 かつ TBI（Tomographic and Biomechanical Index）> 0.29 が提唱されている2)。
その他のリスク関連因子
Section titled “その他のリスク関連因子”ダウン症候群、結合組織疾患（Ehlers-Danlos症候群・骨形成不全症等）、閉塞性睡眠時無呼吸、高BMI、眼瞼弛緩症候群（floppy eyelid syndrome）もリスク因子として報告される1)。
眼をこする習慣は進行と関連が確認されている唯一の生活習慣因子であり、全患者に対する行動変容指導が推奨される1)。
4. 診断と検査方法
Section titled “4. 診断と検査方法”角膜形状解析（Topography）
Section titled “角膜形状解析（Topography）”プラチドディスクに基づく角膜形状解析は角膜前表面を画像化する。角膜表面の約60%のみを評価でき、周辺部のデータが不足するため、ペルーシド角膜辺縁変性の検出に限界がある1)。
角膜断層撮影（Tomography）
Section titled “角膜断層撮影（Tomography）”シェインプラグカメラ（Pentacam等）やスリットスキャン断層撮影により、角膜の3次元評価（前後表面＋全角膜厚マップ）が可能になる1)。円錐角膜・潜伏型円錐角膜・術後拡張症の診断基準を拡大し、屈折矯正手術候補者の適正スクリーニングに不可欠とされる1)。
Belin-Ambrósio Enhanced Ectasia Display（BAD）： Pentacamで利用可能なソフトウェアで、9つのパラメータを解析して「D値（BAD-D）」を算出する1)。BAD-D > 1.65は拡張症疑いの閾値である2)。前方隆起・後方隆起・パキメトリックデータを統合した多変量指標であり、潜伏型円錐角膜の検出に有用である1)。
上皮厚マッピング
Section titled “上皮厚マッピング”円錐角膜では実質菲薄部の上皮が代償的にリモデリングし、中心部の上皮菲薄化と周囲の上皮肥厚からなる「ドーナツパターン」を示す1)。高解像度AS-OCTや高周波超音波で正確にマッピングできる1)。
前眼部OCT（AS-OCT）
Section titled “前眼部OCT（AS-OCT）”角膜・隅角・前房・前方レンズの高精細断面画像を提供する1)。パキメトリーマッピングが可能であり、円錐角膜検出用ソフトウェアも利用できる1)。
2015年の国際コンセンサスでは「拡張症の進行」を以下のパラメータのうち少なくとも2つにおいて測定ノイズを超える一貫した変化が認められることと定義した。
- 角膜前表面の急峻化
- 角膜後表面の急峻化
- 角膜の菲薄化 および/または 最薄点にかけての角膜厚変化率の増加
若年患者（18歳以下）では77%に断層撮影上の進行が認められたとの報告があり3)、検査間隔を短くし、可能な限り同一機器で経時的に評価することが推奨される。
| 項目 | 進行閾値 |
|---|---|
| KMAX | +1.20D以上3) |
| 後方隆起 | +24.3μm以上3) |
| 最薄点角膜厚 | −30.5μm以上3) |
Q
拡張症リスクを評価するためにはどのような検査機器が必要ですか？
A
角膜形状解析（プラチドディスク）だけでは不十分です。シェインプラグ断層撮影（Pentacam等）による前後表面と角膜厚の3次元評価が必須です。さらにBAD-D値の算出、AS-OCTによる上皮厚マッピング、角膜バイオメカニクス測定（Corvis ST等）を組み合わせた包括的評価が推奨されます。
5. 標準的な治療法
Section titled “5. 標準的な治療法”拡張症が確認された場合の治療方針は、進行阻止と視機能矯正の二本柱である。
角膜クロスリンキング（CXL）： 進行が確認された角膜拡張症に対する第一選択として推奨される1)2)。リボフラビンと紫外線照射により角膜コラーゲンの架橋を促進し、角膜の構造的安定化を図る。標準法・加速法・ポケット法がある2)。進行リスクの高い患者（思春期前など）では、さらなる視力低下を待つことなく早期CXLの検討が推奨される1)。
視力矯正： 眼鏡やコンタクトレンズが大多数の患者の治療の主体である1)。軽度の場合はソフトコンタクトレンズでも対応可能だが、不正乱視が強い場合はハードコンタクトレンズを処方する。センタリングと動きが良いフィッティングを重視し、球面レンズが不可能な場合は多段階カーブのレンズも選択できる。
トポグラフィーガイド下PRK + CXL： 進行した拡張症に対して角膜不正乱視の軽減と構造安定化を同時に行うアプローチである。Athens protocol（Kanellopoulos）やLYRA/San Diego protocol（Motwani）などの計画手法が報告されている4)。Motwaniらの症例では、LYRA/San Diego protocolにより裸眼視力20/20、高次収差（HOA RMS）1.642から0.920への改善が得られた4)。ただしエビデンスはまだ限定的であり、RSB > 350μm、最大切除深50〜60μm以内、CXLとの同時施行が推奨される4)。
6. 病態生理学・詳細な発症機序
Section titled “6. 病態生理学・詳細な発症機序”角膜構造の変化
Section titled “角膜構造の変化”電子顕微鏡研究ではボーマン層にZ字型パターンの断裂が認められる。上皮層がボーマン層へ後方伸展し、コラーゲンが上皮層へ前方伸展する。このボーマン層断片化は円錐角膜のものと類似しており、拡張症に至る初期変化と考えられている。
提唱された病態生理モデルでは、拡張症の本態は一次的なコラーゲン線維の不全ではなく、エキシマレーザーによる破壊がもたらした層間バイオメカニクス的滑り（interlamellar slippage）と、それに続く線維間バイオメカニクス的滑りであるとされる2)。LASIK後の拡張症の有無に関わらず、角膜のバイオメカニクス的安定性はRSTが280μm未満になると急速に悪化し2)、LT indexが28%を超えるとCHおよびCRFの変化率が著しく増大する2)。
生化学的要因
Section titled “生化学的要因”角膜拡張症の病因には酵素活性異常と酸化ストレスが関与する1)。円錐角膜の角膜ではマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の増加とTIMP（組織メタロプロテアーゼ阻害物質）の減少が認められ、基質分解が進行する1)。涙液中にはIL-6・TNF-α・粘膜類天疱瘡-9などの炎症性メディエーターが増加しており、角膜実質細胞のアポトーシスを促す1)。従来「非炎症性」に分類されてきた角膜拡張症だが、直接的・間接的に炎症が病態形成と進行に関与している可能性がある1)。
Ehlers-Danlos症候群・骨形成不全症・先天性股関節形成不全・nail patella症候群・弾性線維性仮性黄色腫など、コラーゲン異常と過弾性を有する結合組織疾患が円錐角膜と関連する1)。遺伝的素因を有する患者が眼をこするなどの環境的二次刺激や屈折矯正手術による医原性菲薄化を受けることで拡張症が顕在化すると考えられる1)。
7. 最新の研究と今後の展望
Section titled “7. 最新の研究と今後の展望”KLEx専用のエビデンスベースガイドライン
Section titled “KLEx専用のエビデンスベースガイドライン”2025年にWHOガイドライン策定手順に準拠した初のKeratorefractive Lenticule Extraction（KLEx / SMILE系）専用ガイドラインが公表された2)。RST≧280μmおよびLT index≦28%を推奨し、RST < 250μmは測定誤差を考慮しても許容されないとした2)。キャップ厚100μm未満の極薄キャップは非推奨である2)。バイオメカニクス評価がトポグラフィーやRSTの限界を補完しうることが示された2)。
Avellino Labsによる角膜拡張症リスクのDNA検査が2021年にFDA承認された。屈折矯正手術のハイリスク候補者に対するスクリーニングツールとして期待されるが、臨床的有用性と適用範囲の確立には更なる検証が必要である。
包括的マルチモーダル評価
Section titled “包括的マルチモーダル評価”角膜トポグラフィーやRST単独では術後拡張症予測の感度が70%を超えないことが明らかになっている2)。角膜前後面形状・パキメトリー・上皮厚・バイオメカニクスを統合したマルチモーダル評価と、人工知能による自動スクリーニングの開発が今後の方向性である。
Q
潜伏型円錐角膜（forme fruste keratoconus）を見逃さないためのポイントは？
A
シェインプラグ断層撮影でBAD-D値を確認し、後方隆起の有無を評価します。上皮厚マッピングで中心菲薄化＋周囲肥厚の「ドーナツパターン」がないかを確認することも重要です。CBI > 0.5かつTBI > 0.29はバイオメカニクス的な拡張症疑いの基準です。円錐角膜の家族歴・アトピー・眼をこする習慣の有無も問診で確認しましょう。
8. 参考文献
Section titled “8. 参考文献”-
Jhanji V, Ahmad S, Amescua G, et al. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024 Apr;131(4):P205-P246. doi:10.1016/j.ophtha.2023.12.038. PMID:38349299.
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Wang Y, Xie L, Yao K, Sekundo W, Alió JL, Mehta JS, et al. Evidence-Based Guidelines for Keratorefractive Lenticule Extraction Surgery. Ophthalmology. 2025;132(4):397-419. doi:10.1016/j.ophtha.2024.11.016. PMID:39577672.
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Meyer JJ, Gokul A, Vellara HR, McGhee CNJ. Progression of keratoconus in children and adolescents. Br J Ophthalmol. 2023;107(2):176-180. doi:10.1136/bjophthalmol-2020-316481.
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Manoj Motwani, Emmanuel Agu, Albert Xu, Madeline Yung. Application of Surgical Protocols for the Treatment of Highly Irregular Astigmatism with Topographic Guided Ablation in a Case of Post-LASIK Ectasia. IMCRJ. 2025;Volume 18:91-98. doi:10.2147/imcrj.s476407.