(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角膜質を除去する３００ｎｍ未満の波長を有する第１のパルス・レーザビームを供給し、眼球組織の切開を行う３００ｎｍよりも上の波長を有する第２のパルス・レーザビームを供給する構成要素であって、前記第１と第２のレーザビームをそれぞれ発生させる別個の第１と第２のレーザ源を有する前記構成要素と、
前記レーザビームを導き集束させる複数の光学要素であって、前記複数の光学要素が前記第１と第２のレーザビーム各々のための第１と第２のビーム経路を規定し、前記第１のビーム経路が前記第１のレーザ源から第１のスキャナを介して第１のビーム出口位置に延在し、前記第２のビーム経路が前記第１のビーム出口位置から離れた第２のビーム出口位置にパルス圧縮器と第２のスキャナとを介して前記第２のレーザ源から延在し、前記第１と第２のビーム経路がその全長に渡って互いに離れている、複数の光学要素と、を含み、
前記光学要素が、前記第２のレーザビームを誘導する働きをする光導波管を含み、少なくとも前記２つのレーザ源が、共通のハウジング内に収容され、前記光導波管が、前記ハウジング内に少なくともその長さの一部分にわたり延在し、前記パルス圧縮器が前記第２のレーザビームのパルスを時間圧縮するように構成されていることを特徴とする眼科用レーザ装置。
【請求項２】
前記第１のレーザ源がエキシマ・レーザであり、前記第２のレーザ源がファイバ・レーザであることを特徴とする請求項１に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項３】
前記第２のレーザ源が、前記ハウジング内で前記第１のレーザ源の下に配置され、前記光導波管が、前記第２のレーザ源から前記第１のレーザ源の側方を通り過ぎて前記ハウジング内を上方へ導かれることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項４】
前記ハウジングが、水平な据付面上に据え付ける目的で設けられ、前記ハウジングの底部を備える基部と、前記ハウジングの前記底部からある垂直距離を置いて前記基部から横向きに突出するハウジング腕部とを具備し、前記２つのレーザ源が、少なくとも主として前記ハウジングの前記基部内に互いに上下に収容され、前記諸光学要素の少なくとも一部が前記ハウジング腕部内に収容されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項５】
前記第１のレーザビームを誘導する第１のビーム・チューブが、前記ハウジング腕部に組み込まれ、前記第２のレーザビームの前記ビーム経路の少なくとも一部分が、前記ハウジング腕部内で前記第１のビーム・チューブの外側に延在し、前記第１のレーザビームの出口窓が、前記ハウジング腕部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項６】
前記第１のビーム・チューブに並んで延在する第２のビーム・チューブが、前記ハウジング腕部に組み込まれ、前記第２のビーム・チューブを通って前記第２のレーザビームの前記ビーム経路が延在し、前記光導波管が、前記ハウジング内で前記第２のレーザ源と前記第２のビーム・チューブとの間に延在することを特徴とする請求項５に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項７】
前記ハウジング腕部が、前記腕部の長手方向で、前記第１のレーザビームの前記出口窓の上流または下流にある距離を置いて、前記第２のレーザビームの集束光学機構を支持することを特徴とする請求項６に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項８】
前記光導波管が、前記ハウジングから外へ導かれ、前記第２のレーザビームを利用するために、少なくとも前記第２のスキャナおよび集束光学機構が備え付けられたハンドピースを終端とし、前記ハンドピースが、１つまたは複数の可撓ケーブルのみによって前記ハウジングに接続され、前記可撓ケーブルの１つに前記光導波管が収容されていることを特徴とする請求項５に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項９】
前記光導波管が、前記腕部の長手方向に前記第１のレーザビームの前記出口窓の上流または下流にある距離を置いて前記ハウジング腕部に位置する点で、前記ハウジングから外へ導かれることを特徴とする請求項８に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項１０】
前記ハンドピースが、前記第２のレーザビームのパルスを時間圧縮する前記パルス圧縮器を内蔵することを特徴とする請求項８または９に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記ハンドピースが、治療する眼の上、または前記眼の上に配置された吸引リング上に前記ハンドピースを機械的に結合させる結合構造体を有して構成されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項１２】
前記光導波管がフォトニック結晶ファイバを備えることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項１３】
前記光導波管の少なくとも一部分が、前記時間的パルス圧縮を行うことを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項１４】
少なくとも、前記パルス圧縮を行う前記光導波管の前記部分が、中空コア光ファイバによって構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の眼科用レーザ装置。
【請求項１５】
前記第２のレーザ源によって生成される前記レーザ・パルスが、フェムト秒領域内のパルス継続時間を有し、１ピコ秒より長いパルス長さまで、前記レーザ・パルスの時間を引き伸ばすパルス・ストレッチャが、前記第２のレーザ源と前記光導波管との間に挿入されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の眼科用レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科用レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屈折率矯正眼科手術では、視力欠陥を修正する目的で、患者の眼に対して治療を施すことによって、眼の屈折特性を変化させる。これに関しては、いわゆるレーシック（ＬＡＳＩＫ：ＬＡＳｅｒ  Ｉｎ−ｓｉｔｕ  Ｋｅｒａｔｏｍｉｌｅｕｓｉｓ（レーザによる原位置のままでの角膜形成術））プロセスが極めて重要であり、レーシックでは、先ず、平たい角膜切開が行われ、その結果小さな被覆円盤、いわゆるフラップが生成される。フラップは、その下にある角膜組織（ストロマ）を露出するために、脇に折り返され得る。引き続き、個々の患者に確定された除去プロファイルに従って、レーザ（通常エキシマレーザ）を用いてストロマ組織を切除（除去）する。その後、フラップが折り戻され、傷は比較的速く癒合する。
【０００３】
角膜組織の光学的除去は、放射エネルギーの吸収によってもたらされる組織物質の破壊に基づく。除去に用いられる放射波長は、角膜組織がその波長から透過可能になる限界より下である必要がある。人間では、この限界は約３００ｎｍである。一般的な除去波長は、ＡｒＦエキシマ・レーザの１９３ｎｍである。１パルス当たりにもたらされる除去厚さは、極めて小さく、たとえば、１０分の数マイクロメートルの領域にある。
【０００４】
レーシックの過程でフラップの切開を行うために、以前に使用されていた機械的マイクロケラトームが、最近、ｆｓレーザ、すなわちフェムト秒領域内のパルス持続時間でパルス・レーザ放射を生成するレーザによって置き換えられて来ている。組織内の切開のためには、レーザ放射は、角膜の透過波長範囲内、すなわち、約３００ｎｍより上にある必要がある。同時に、ビーム焦点内のパワー密度は、光学的破過、いわゆる光切断を生成するために十分に大きい必要がある。その効果範囲は、焦点直径に局所的に限定される。したがって、平坦な切開を行うために、ビーム焦点は、所望の切開面（切開平面）内の緊密に隣接した複数の点上を、連続的に、または別の走査パターンに従って移動させる必要がある。
【０００５】
現在は、エキシマ・レーザを有する機器システムが、視力欠陥を修正するために用いられ、その場合、さらに独立した個々の機器が、たとえば診断、検査、切開に対する補助を行う。全てのこれら付随機器は、迅速に、かつ患者の位置の複雑な変更なしに手術を実行することができるように、エキシマ・レーザの周囲の領域に配置する必要がある。
【０００６】
従来、病院内で医師が手術を実施する場合、２つの別々のレーザ・システムを使用して来た。すなわち、除去のためのエキシマ・レーザと、切開を行うためのｆｓレーザとである。２つのレーザ・システムは、同じ室内に共に近接して設置され、たとえば、患者のベッドを回転または移動させ、それによって患者を１つのシステムから他のシステムの下に移動させることによって、それらに届くことができる。これは、各患者は一旦横たわればよく、部分的手術の間に能動的に動く必要や、起き上がる必要すらないという点で、レーザ切開および光学的切除から構成される手術の実施を患者にとって好ましいものにする。
【０００７】
患者のベッドを移動させる代わりに、最新技術では、ｆｓレーザ・システムに、可動式関節付きミラー・アームが装備された解決法が知られるようになってきた。患者は、各人の眼が、除去レーザ・システムのビーム出口窓の下で治療される状態に位置を決められる。関節付きミラー・アームを、回転させて眼とビーム出口窓との間の領域に入れることができ、それによって、たとえば、レーシックの過程で、最初のフラップ切開をこの態様で実施することができる。続いて、関節付きミラー・アームは、回転して戻され、その結果、眼は、除去レーザ・ビームによる治療を受けられるようになる。関節付きミラー・アームを用いるそのような解決法の短所は、アームの各位置で、個々のミラーの調節の精度から様々な許容誤差の連鎖が生じるので、レーザ・ビームの誘導に関する精度が限定されることである。
【０００８】
角膜除去および角膜内切開の両方に適合した機器システムの大きさを減少させる目的で、除去に必要なＵＶ放射および角膜切開に必要なｆｓ放射を１つの同じレーザ放射源から得、それによって、単一の放射源で済ませることを考案することができる。たとえば、ＵＶ放射は、周波数変換によってＩＲ場波から生成することができる。しかし、このために必要な周波数変換器は、特に、利用に耐える目標パラメータを有する２つ以上の波長を実現するために踏み込む必要のある必要不可欠な妥協が理由で、殊に３００ｎｍ未満のＵＶ領域の波長に変換する場合、比較的高い不安定性および非信頼性を示す。各個々の波長は、次善の状態でのみ生成することができる。その結果、殆どの場合、機器全体の総合効率は不十分であり、比較的多量の電気的エネルギーを供給する必要がある。その結果、冷却がコスト高になり、機器が相応して大きくなる。その結果、２つの代わりに１つだけの機器を必要とするという利点もまた、大幅に減じる。
【０００９】
さらに、最新技術では、眼の屈折率矯正治療をｆｓレーザのみによって実施することができる方法が知られるようになって来た。これに関する例は、角膜のレンチクル摘出であり、その場合は、ｆｓレーザを用いて、レンチクル（レンズ形の小さな円盤）を角膜組織内に全体を位置させて切り離し、その後、角膜の側方を切開することによってそのレンチクルを取り出す。この側方切開も、所望なら、ｆｓレーザによって行うことができる。これらの解決法によって、除去のための追加のエキシマ・レーザが必要なくなる。
【００１０】
しかし、レーザによる光学的破過の場合は、焦点寸法が破壊量を決定するので、純粋にｆｓに基づく屈折率矯正治療方法の場合は、除去の場合と同じ高い修正精度は、少なくとも現在は、達成することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、角膜除去および切開の両方に適合し、比較的小型の機器の形態に構成することができ、手術中、患者と機器の相対位置の変更を可能な限り僅かしか必要とせず、除去および切断レーザ治療の両方を、それぞれの場合、最適に適合された放射パラメータを用いて行うことができる眼科用レーザ装置を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態の眼科用レーザ装置は、角膜質を除去する３００ｎｍ未満の波長を有する第１のパルス・レーザビームを供給し、眼球組織の切開を行う３００ｎｍよりも上の波長を有する第２のパルス・レーザビームを供給する構成要素であって、前記第１と第２のレーザビームをそれぞれ発生させる別個の第１と第２のレーザ源を有する前記構成要素と、前記レーザビームを導き集束させる複数の光学要素であって、前記複数の光学要素が前記第１と第２のレーザビーム各々のための第１と第２のビーム経路を規定し、前記第１のビーム経路が前記第１のレーザ源から第１のスキャナを介して第１のビーム出口位置に延在し、前記第２のビーム経路が前記第１のビーム出口位置から離れた第２のビーム出口位置にパルス圧縮器と第２のスキャナとを介して前記第２のレーザ源から延在し、前記第１と第２のビーム経路がその全長に渡って互いに離れている、複数の光学要素と、を含み、
前記光学要素が、前記第２のレーザビームを誘導する働きをする光導波管を含み、少なくとも前記２つのレーザ源が、共通のハウジング内に収容され、前記光導波管が、前記ハウジング内に少なくともその長さの一部分にわたり延在し、前記パルス圧縮器が前記第２のレーザビームのパルスを時間圧縮するように構成されている。
【００１３】
２つのレーザ・ビームのビーム経路を分離し、同時に、光導波管を用いて第２のレーザ・ビームのビーム経路の少なくとも一部分を実現することによって、高度の統合を達成することができる。これによって、比較的小体積の設計が可能になる。２つのレーザ・ビームに対して別々のビーム経路を設けることによって、さらに、各ビーム経路に対して、ビーム射出特性に関し最適化されたビーム誘導構想を開発し採用することができる。たとえば、共通の放射源および少なくとも部分的に共通のビーム経路を有する解決法の場合に必要になるような、たとえば２色性光学機構または２重ＨＲコーティング（ＨＲ＝高反射性）を施した光学機構などの複雑な光学機構を、完全に異なるスペクトル領域からの放射を誘導するために使用する必要がない。２つの別々なレーザ源を使用することによって、それぞれの所望の治療目的に対して最適なビーム品質を、エネルギー／冷却上の費用を増加させることなく利用することができるようになる。特定の用途または統合の程度に応じて、さらに、第２のレーザ・ビームの射出を、レーザ装置内の固定点で行うことができ、または光導波管の助けを得て様々な位置に柔軟に移動させることができる。特に、光導波管を使用することによって、第２のレーザ・ビームのレーザ源をレーザ装置内に簡単にかつスペースを取らずに統合することができる。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、第１のレーザ源はエキシマ・レーザであり、第２のレーザ源はファイバ・レーザである。ファイバ・レーザは、極めて小型の設計で比較的高いビーム品質（通常、ビーム・パラメータ積Ｍ２≦１．３）を実現することができる。たとえば約３０％に達するファイバ・レーザの高い効率が、機器全体の電力消費を僅かに増加させるにとどめる。たとえば、ファイバ・レーザの効果によって、電力消費量は、除去レーザのみを有するレーザ装置に比較して、高々最大１５０ワットの少量だけ増加し得る。
【００１５】
ハウジング内に２つのレーザ源を配置する１つの可能な方式は、第２のレーザ源を、ハウジング内で第１のレーザ源の下に配置し、光導波管を、第２のレーザ源から第１のレーザ源の側方を通り過ぎてハウジング内を上方へ導くことである。
【００１６】
ハウジングは、水平な据付面（たとえば床）上に据え付ける目的で設けられ、ハウジングの底部を備える基部と、さらに、ハウジングの底部からある垂直距離を置いて基部から横向きに突出するハウジング腕部とを具備し得る。この場合、２つのレーザ源が、少なくとも主としてハウジングの基部内に収容され、諸光学要素の少なくとも一部がハウジング腕部内に収容されていることが好ましい。したがって、２つのレーザ・ビームのビーム経路は、少なくとも部分的にハウジング腕部を通って延在する。ハウジングの接触面積を可能な限り小さくするために、２つのレーザ源を互いに上下に配置することが望ましく、そのために、たとえば、様々なレーザ源をその上に配置することができる１つまたは複数の疑似底部をハウジングの基部内に設けることができる。
【００１７】
好ましくは、第１のレーザ・ビームを誘導する第１のビーム・チューブがハウジング腕部に組み込まれ、第１のレーザ・チューブは、不活性ガス（たとえば窒素）によって適切にフラッシングされ、とりわけ、ビーム・ホモジナイザと、スキャナと、さらに、第１のレーザ・ビームをハウジング外部に位置する焦点に集束させる少なくとも１つの集束レンズとを備え得る。この場合、第２のレーザ・ビームのビーム経路の少なくとも一部分が、ハウジング腕部内で第１のビーム・チューブの外側に延在する。さらに、第１のレーザ・ビームの出口窓が、ハウジング腕部に形成されている。
【００１８】
一実施形態によれば、第１のビーム・チューブに並んで延在する第２のビーム・チューブがハウジング腕部に組み込まれ得て、その第２のビーム・チューブを通って、第２のレーザ・ビームのビーム経路が延在する。この場合、光導波管が、ハウジング内で第２のレーザ源と第２のビーム・チューブとの間に延在する。
【００１９】
ハウジング腕部が、腕部の長手方向で、第１のレーザ・ビームの出口窓の上流または下流にある距離を置いて、第２のレーザ・ビームの集束光学機構を支持し得る。集束光学機構は、好ましくは、ｆθ対物レンズの形態に構成されている。
【００２０】
一変更形態によれば、光導波管が、ハウジングから外へ導かれ得て、第２のレーザ・ビームを利用するために、少なくともスキャナおよび集束光学機構が備え付けられたハンドピースを終端とし得る。この場合、ハンドピースが、１つまたは複数の可撓ケーブルのみによってハウジングに適切に接続され、それら可撓ケーブルの１つに光導波管が収容されている。光導波管に加えて、少なくとも１つのケーブル内には、たとえば、電力供給系、吸引ライン、ならびに１つまたは複数のデータ・ラインが延在し得る。少なくとも１つのケーブルの可動範囲内で、ハンドピース自体を、本発明によるレーザ装置のハウジング、およびハウジング内または上に取り付けられた構成要素から独立に配置することができる。ハンドピースの大きさおよび形状は、ハンドピースを片手で快適に把持し、治療する眼まで持って行くことができるように適切になされており、それにより、ハンドピースを経由して射出される第２のレーザ・ビームによってその場所で眼球組織に切開を施すことができる。
【００２１】
光導波管が、腕部の長手方向に第１のレーザ・ビームの出口窓の上流または下流にある距離を置いてハウジング腕部に位置する点で、ハウジングから外へ導かれ得る。
【００２２】
スキャナおよび集束光学機構に加えて、ハンドピースは、第２のレーザ・ビームのパルスを時間圧縮するパルス圧縮器をさらに内蔵することができ、パルス圧縮器は、好ましくは小型化光学挌子、たとえば透過挌子またはフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）を備える。
【００２３】
ハンドピースは、治療する眼の上、または眼の上に配置された吸引リング上にハンドピースを機械的に結合させる結合構造体を有して構成され得る。このようにして、治療する眼に関して、ビーム伝播方向の第２のレーザ・ビームの焦点位置を規定された基準位置に合わせることを達成することができる。結合構造体は、たとえば、ハンドピースに恒久的または取外し可能に取り付けられ、適切であれば、眼の上に既に事前に配置されている吸引リングに、吸引力で補助された結合当接を行うことができるアダプタを備え得る。
【００２４】
ハンドピース内に設けられたスキャナは、たとえば、電子光学的結晶によって構成され、それによって第２のレーザ・ビームを空間的に制御することができる。そのようなタイプの電子光学的結晶は、通常、ポッケルス効果またはカー効果に基づき、結晶に電場を加えるとその結果、たとえば屈折率などの結晶の光学特性が変化する。音響光学変調器もまた、誘起ブラッグ挌子により、高速制御可能なビーム偏向を生じさせることができる。あるいは、ハンドピースに内蔵されたスキャナは、たとえば、体積位相ホログラムを液晶モノマー混合物に記録することによって生成され、外部電圧によって効率的かつ制御可能なビーム偏向を生じさせる電気光学ホログラムでもよい。
【００２５】
他方、相互に垂直な軸周りに傾動することができるように配置された２つのミラーを有し、ガルバノメータ原理によって作動するミラー・スキャナが、好ましくは、第１のレーザ・ビームを走査するように働く。ただし、所望なら、第１のレーザ・ビームを走査するために、他の走査原理もまた利用することができることが理解されるであろう。
【００２６】
第２のレーザ源によって生成されるレーザ・パルスは、好ましくは、フェムト秒領域内のパルス継続時間を有し、その場合、１ピコ秒より長いパルス長さまで、そのレーザ・パルスの時間を引き伸ばすパルス・ストレッチャが、第２のレーザ源と光導波管との間に挿入され得る。パルスを引き伸ばすことによって、レーザ・パルスの強度を低下させることができる。その結果、光導波管の負荷が低減される。
【００２７】
光導波管は、たとえば、大きいモード場を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）または透過ファイバでもよい。適切なＬＭＡファイバは、たとえば、２０μｍから４０μｍを超えるコア直径を有する。大きな面積上に光出力を分布させるゆえに、また、同時に低いモード次数または基本モードで中継するゆえに、ＬＭＡファイバは、極度な高強度によってビーム・パラメータを損ない、またはＬＭＡを破壊することなく、第２のレーザ源によって射出された放射を透過させることができる。大きなコア直径によって、または、中空コンダクタの形態の設計の場合、ＰＣＦファイバは、同様に高パワーを伝えることができる。ＰＣＦファイバは、ＬＭＡファイバとは異なるファイバ・タイプであり、全反射ではなくて光バンドギャップ効果に基づいている。
【００２８】
光導波管の少なくとも一部分が、第２のレーザ・ビームのレーザ・パルスの時間的パルス圧縮を行う場合、利点になり得る。これにより、標準的圧縮挌子を用いるよりも、さらにより小型なレーザ装置の構造が可能になる。それにより、他の場合には別の構造要素（たとえば圧縮挌子）で実施されることになるレーザ・パルスの圧縮機能を、可撓光導波管に移すことができ、したがって、光導波管の外部の圧縮構成要素を不要にし得る。
【００２９】
この点で特に好ましい実施形態では、少なくともパルス圧縮を行う光導波管の部分を、中空コア光ファイバによって構成することが行われる。このタイプのＰＣＦファイバは、コア領域またはシース領域に空気またはガスを充填した微細な毛細管構造を通常含む、ミクロ構造光ファイバを意味する。毛細管構造の孔中心距離および直径の変化によって、ファイバの光学パラメータおよび光誘導の特性を制御することができる。特に、第２のレーザ・ビームのレーザ・パルスのパルス圧縮は、このようにして達成することができる。
【００３０】
本発明は、組織内切開を行うためのｆｓレーザ、および角膜の除去のためのエキシマ・レーザを全体機器中に統合することを可能にし、それによって、２つのレーザは、それぞれの用途に最適なそれぞれのパラメータによって作動することができる。単一のレーザ放射源から様々な波長を生成する周波数変換器を有する解決法の場合に避けることができないような、妥協または互いに競合する最適化を行う必要はない。したがって、本発明によるレーザ装置は、特別に個別仕様化された個々の機器によって可能であるのと同程度に最適な治療結果を達成することができる。第２のレーザ源にファイバ・レーザを使用することによって、大幅な追加空間の必要なしに簡潔な統合が可能になる。ファイバ・レーザによって生成されたレーザ・ビームの誘導に可撓光導波管を使用することによって、本発明によるレーザ装置の構成要素が１つのハウジング内に収容される場合に、高い設計上の柔軟性が提供される。
【００３１】
ハンドピースを経由して第２のレーザ・ビームを利用することができるレーザ装置の実施形態では、第２のレーザ・ビームの誘導は、可撓光導波管を介してハンドピースまでの、第２のレーザ源からの全ての距離に亘って適切に行うことができる。そのとき、最初はｆｓ領域内のパルス継続時間を有し、光導波管に送り込まれる前にピコ秒領域に引き伸ばされたレーザ・パルスの時間的パルス圧縮が、ハンドピース内、または既にその上流で光導波管に沿って行われる。さらに、ハンドピース内で、第２のレーザ・ビームの２次元偏向が、適切な光学小型化構造要素の助けを得て適切に行われる。マニュアル・アプリケータと呼ばれることもあるハンドピースは、その特別な設計により特定の用途に適合させることができている。詳細には、たとえば、機械的に取外し可能なインターフェースを介して、光導波管を内蔵したケーブルに取り付けることができる交換可能なハンドピースまたはハンドピース・インサートを実現することを考えることができる。これによって、本発明によるレーザ装置は、レーシックのフラップ切開を超える、眼に関するさらに別のｆｓレーザ用途に採用することができる。
【００３２】
本発明が、添付図面に基づいて、より詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるレーザ装置の第１の例示的実施形態の概略図である。
【図２】本発明によるレーザ装置の第２の例示的実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に示す例示的実施形態によるレーザ装置は、特に、治療する眼３６０の視力不良を無くすのに役立つ屈折率矯正眼科治療に適合する統合的眼科用レーザ手術システム１００の形態を取る。レーザ手術システム１００は、ＵＶ波長を有するパルス・レーザ・ビーム１４０を生成する第１のレーザ源を構成するエキシマ・レーザ１１０を備える。たとえば、そのエキシマ・レーザは、１９３ｎｍで放射するＡｒＦエキシマ・レーザである。エキシマ・レーザ１１０には、適切な制御ソフトウェアおよび操作ソフトウェアを有する制御用電子機器１２０が配備されている。
【００３５】
別のレーザ源として、レーザ手術システム１００は、好ましくはファイバ・レーザの形態を取り、フェムト秒領域内のパルス継続時間を有するパルス・レーザ放射を生成するｆｓレーザ１３０を備える。たとえば、ｆｓレーザ１３０によって生成されるレーザ・パルスのパルス継続時間は１００ｆｓ〜８００ｆｓであり、ｆｓレーザ１３０によって生成されるレーザ放射の波長は、たとえば、ＮＩＲ領域にあり、たとえば１０２０ｎｍ〜１０７０ｎｍ、たとえば１０６４ｎｍにある。
【００３６】
エキシマ・レーザ１１０によって生成されるレーザ・ビーム１４０は、ビーム・チューブ（ビームライン）１６０内を誘導され、ビーム・チューブ１６０は、詳細には示されていない方式で、窒素または他の不活性ガスを用いてフラッシングされる。ビーム・チューブ１６０に組み込まれているのは、とりわけ、図示の例示的事例ではレーザ・ビーム１４０を９０°の角度だけ偏向する受動偏向ミラー１５０と、それに続く、ビームの断面を平滑化し強度のピークを減少させるホモジナイザ１７０と、均質化されたレーザ・ビームから画定された部分を切り出すための、レンズ１８０、開口１９０、およびさらに別のレンズ２００から成るビーム成形機構と、この場合は、ガルバノメータ式に制御される１対のミラーによって構成されたスキャナ２１０と、さらに別の受動偏向ミラー２２０と、さらに、レーザ・ビーム１４０を集束するための集束レンズ２３０とである。レーザ・ビーム１４０は、集束レンズ２３０でビーム・チューブ１６０から出て、透過窓２４０を通って外部へ射出される。
【００３７】
２９０で示されている、ｆｓレーザ源１３０によって生成されるレーザ・ビームのビーム経路内には、透過ファイバ２５０と、圧縮ユニット２６０と、受動偏向ミラー２８０と、ビーム拡大の働きをするテレスコープ（ビーム拡大器）３００と、スキャナ３１０と、さらに別の受動偏向ミラー３２０と、さらに、レーザ・ビーム２９０を集束させる一般に多重レンズのｆθ対物レンズ３３０とが直列に配置されている。圧縮ユニット２６０は、詳細には示されていないが透過ファイバ２５０の上流に接続されたパルス・ストレッチャによって事前に時間的に引き伸ばされ増幅された第２のレーザ・ビーム２９０のレーザ・パルスの時間を圧縮する働きをする。図１の例示的事例では、圧縮ユニット２６０は、透過ファイバ２５０に直ぐ続いて示されている。圧縮ユニット２６０はまた、第２のレーザ源２９０のビーム経路内の、透過ファイバ２５０に接続する部分の別の場所、たとえば偏向ミラー３２０の上流または下流に配置することもできることが理解されるであろう。圧縮ユニット２６０は、前述のパルス・ストレッチャによってピコ秒の領域に引き伸ばされたレーザ・パルスを、たとえば５００ｆｓまたはそれより短いパルス継続時間まで圧縮する透過挌子でもよい。圧縮ユニット２６０は、透過ファイバ２５０が、本来パルス圧縮特性を有するＰＣＦファイバによって構成されている場合、省くこともできる。ＰＣＦファイバの代わりに、透過ファイバ２５０としてＬＭＡファイバを使用してもよく、当然、ファイバ内の固有のパルス圧縮機能はなくなる。
【００３８】
スキャナ３１０は、スキャナ２１０と全く同様に、ガルバノメータ式に駆動される１対の偏向ミラーによって構成される。あるいは、たとえば、第２のレーザ・ビーム２９０に使用される波長を十分に透過する電子光学的結晶によって構成することもできる。
【００３９】
示された図１の例示的事例では、透過ファイバ２５０は、ｆｓレーザ１３０と、圧縮ユニット２６０、偏向ミラー２８０、３２０、テレスコープ３００、および、さらに、スキャナ３１０がその中に設置されているさらに別のビーム・チューブ２７０との間に延在する。一般に、ビーム・チューブ２７０は、不活性ガスによるフラッシングを必要としない。
【００４０】
レーザ手術システム１００を組合せ機器として構成する目的で、システム１００は、基部３４２と、基部３４２の上部に取り付けられ側方に突出するハウジング腕部３４４とをもつハウジング３４０を有する。ハウジング３４０の基部３４２は、好ましくは垂直方向に調節可能な据付脚３４８をその下側に装着したハウジング底部３４６を備え、その据付脚３４８を用いて、レーザ手術システム１００を床上、または別の水平据付面上に据え付けることができる。エキシマ・レーザ１１０と、その連係する制御用電子機器１２０と、さらに、ｆｓレーザ１３０とが、ハウジング３４０の基部３４２内に共に設置され、２つのレーザ１１０、１３０は上側の面内に配置され、図示の例示的事例では、エキシマ・レーザ１１０がｆｓレーザ１３０の上方に配置されている。透過ファイバ２５０は、エキシマ・レーザ１１０、および前記レーザの下方に配置された制御用電子機器１２０の側方を通り過ぎて上方に導かれ、ビーム・チューブ２７０に接続されている。ビーム・チューブ２７０は、ビーム・チューブ１６０と全く同様に、ハウジング腕部３４４内に延出し、腕部の長手方向に集束対物レンズ３３０を僅かに越えるまで延在し、対物レンズ３３０は、所望なら重量平衡方式で、ハウジング腕部３４４に取り付けられている。図示されている例示的事例では、ビーム・チューブ１６０は、ビーム・パイプ２７０の上方をハウジング腕部３４４内に延出し、腕部の長手方向にビーム・チューブ２７０を越えて達し、その結果、集束レンズ２３０から出るレーザ・ビーム１４０が、ビーム・チューブ２７０を通り過ぎて透過窓２４０まで達することができ、そこから、ハウジング腕部３４４を離れて出ることができる。２つのレーザ・ビーム１４０、２９０がレーザ手術システム１００から出る点は、腕部の長手方向にある距離で直列に位置することが理解されるであろう。ハウジング腕部３４４の真下に設定された患者のベッド（詳細には示されていない）を僅かに側方に移動することにより、その結果として、ベッド上に横たわっている患者の治療する眼３６０を、透過窓２４０の下または集束対物レンズ３３０の下に任意選択で位置決めすることができる。別法として、ビーム・チューブ２７０を、ハウジング３４０内のビーム・チューブ１６０の上方に配置することもできることが理解されるであろう。この場合、ビーム・チューブ２７０が、ハウジング腕部３４４の長手方向にビーム・チューブ１６０を越えて達し、この場合、透過窓２４０と集束対物レンズ３３０との配置が、それに応じて入れ替わる。
【００４１】
ｆｓレーザ・ビーム２９０を用いて切開を実施する過程で、レーザ手術システム１００を眼３６０に対して正確に関係付ける目的で、患者用インターフェース３５０を、集束対物レンズ３３０の下側に取り付け、または取り付けることができ、その患者用インターフェース３５０が、眼３６０上に配置され、吸引力によってそこに強固に保持された吸引リング（詳細には示されていない）に結合係合を行うことができ、または患者用インターフェース３５０自体がそのような吸引リングを備える。
【００４２】
手術の進行および結果を監視する目的で、図示されている例示的事例では、レーザ手術システム１００には、ハウジング腕部３４４に取り付けられ、実質的に集束対物レンズ３３０および透過窓２４０それぞれの真上に配置された２つの顕微鏡３７０、３８０が備え付けられている。眼３６０を観察できるようにするために、偏向ミラー２２０、３２０は、対象のレーザ・ビームの波長に対しては高い反射率を有し、同時に、可視スペクトル領域に対しては強度の透過性のある２色性設計である。
【００４３】
図２の変形形態では、同一の、または同一に働く構成要素には、図１のものと同一の参照符合であるが小文字が追加されて付されている。不必要な繰返しを避けるために、以下に別途言及されない限り、図１に示された例示的実施形態に関する上記の説明が参照される。
【００４４】
図２によるレーザ手術システム１００ａは、透過ファイバ２５０ａが、エキシマ・レーザ１１０ａを通り過ぎて上方へ、ハウジング腕部３４４ａの領域内に導かれるが、次いで、透過ファイバ２５０ａが、出口点４４０ａで、ハウジング腕部３４４ａから出て外部へ導かれ、全体を４１０ａによって示されるハンドピースを終端とする点で、図１に示された例示的実施形態とは著しく異なる。少なくとも、ハウジングの外側へ延出する透過ファイバ２５０ａの部分は、詳細には示されていない接続ケーブル内を適切に導かれ、その接続ケーブル内にさらに、たとえば、吸引ラインならびに電気リードも導かれ得る。様々なリード、およびさらに透過ファイバ２５０ａも、複数の接続ケーブルに配分することができることが理解されるであろう。
【００４５】
様々な光学構成要素がハンドピース４１０内に統合されており、それら構成要素は、少なくとも、ビーム偏向およびビーム集束の機能、ならびに、所望なら、さらに時間的パルス圧縮およびビーム拡大も果たすことができる。対応する構成要素は、小型化構成要素として適切に構成され、その場合、空間上の理由で、たとえば、電子光学的結晶がビーム偏向に関して適切である。ハンドピース４１０に収容されている諸光学構成要素は、図２ではモジュール４２０ａによって概略的に示されており、当然、それらは、小型化された個々の構成要素の形態でハンドピース４１０ａ内に統合されていてもよい。ハンドピース４１０ａは、該ハンドピース４１０ａを眼３６０ａ上、または眼の上に着座させた吸引リング上に結合する働きをする患者用インターフェース４３０ａをさらに備える。角膜内切開を行う他に、特にレーシックの過程で、ハンドピース４１０ａを用いて、たとえば可能な適用例として白内障治療または緑内障治療を考えることもできる。
【００４６】
また、図２に概略的に示されているのは、使用していないときハンドピース４１０ａをその上に置くことができる収容棚４５０である。
【図１】
0005571763.tif 000002
【図２】
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