(57)【要約】  調節幅を増加させ、及び／又は屈折力を変化させ、及び／又は天然水晶体の透明な、又は白内障の水晶体物質を除去可能にするためのシステム及び装置が規定されている。概して、本システムは、レーザーと、レーザービームを送達するための光学系と、レーザービームを水晶体に特定のパターンで送達するための制御システムとを備える。さらに、レーザーに対する水晶体の形状及び位置を決定するための距離測定システムが規定されている。さらにまた、レーザービームを眼の水晶体に所定のショットパターンで送達するための方法及びシステムが規定されている。
2009523556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶体の病態を処置するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを提供するためのレーザーであって、前記ビームが眼の水晶体組織に治療効果を提供するうえで十分な出力を有するレーザー、
ｂ．減衰器、
ｃ．第１の位置と第２の位置との間で配置可能な前記減衰器、
ｄ．レーザー集束光学系、
ｅ．スキャナ、
ｆ．制御システム、及び
ｇ．距離測定システム、
を含んでなり、
ｈ．前記減衰器が前記第１の位置にあるとき、ビームの出力を治療有効値未満に低減せず、及び前記減衰器が前記第２の位置にあるとき、ビームの出力を治療有効値未満に低減しながらも、距離測定に使用されるには十分な出力をなお有する、
システム。
【請求項２】
前記システムが、レーザービームを眼の水晶体に送達するための所定のショットパターンを含んでなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
治療上有効な前記レーザーの出力が、ビームがシステムを通り眼まで進むとき、眼の水晶体のＬＩＯＢを上回るうえで十分である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記減衰器の効果と組み合わせた前記レーザーの出力が、前記減衰器が前記第１の位置にあるとき、前記システムを通過するレーザービームが眼の水晶体のＬＩＯＢを上回らないような出力である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
水晶体の位置を決定するためのシステムであって、
ａ．レーザー、
ｂ．減衰器、
ｃ．前記減衰器及び眼の水晶体の少なくとも一部分を通過したレーザービームを感知するための手段、
ｄ．レーザー集束光学系、
ｅ．スキャナ、
ｆ．制御システム、
を含んでなり、及び
ｇ．前記制御システムが少なくとも部分的に前記感知手段により得られるデータに基づき水晶体の嚢の位置を決定するための手段を含んでなる、
システム。
【請求項６】
前記制御システムが、前記レーザーからのレーザービームを眼の水晶体に送達するためのショットパターンを含んでなる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記減衰器が第１の位置と第２の位置との間を移動可能な、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記減衰器が前記第１の位置にあるとき、レーザービームが前記減衰器を通過する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記減衰器が前記第２の位置にあるとき、レーザービームが前記減衰器を通過しない、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザー、
ｂ．スキャナ、
ｃ．前記レーザーからのレーザービームを眼の水晶体に誘導するための光路、
ｄ．水晶体の位置を決定するための手段であって、走査レーザー照射源及び減衰器を含んでなる手段、及び
ｅ．制御システムであって、
ｉ．前記レーザービームを眼の水晶体のある部位に集束させるためのものであり、及び
ｉｉ．前記部位が少なくとも部分的に前記決定手段により得られる情報に基づく、
制御システム、
を含んでなる、システム。
【請求項１１】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザー、
ｂ．スキャナ、
ｃ．集束光学系、
ｄ．水晶体の位置を決定するための手段、及び
ｅ．制御システムであって、
ｉ．前記レーザービームを眼の水晶体に、天然ヒト水晶体の形状に部分的に基づくショットパターンで誘導する能力、及び
ｉｉ．前記決定手段により提供される情報に部分的に基づき、眼の水晶体において前記ショットパターンのショットを集束させる能力、
を有する制御システム、
を含んでなる、システム。
【請求項１２】
前記水晶体の位置を決定するための手段が距離測定システムを含んでなる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記水晶体の位置を決定するための手段がデータを前記制御器に提供し、このデータに少なくとも部分的に基づき、前記レーザーが水晶体の後表面に集束しないようにされる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．治療レーザービームを生成するためのレーザー、
ｂ．スキャナ、
ｃ．集束光学系、
ｄ．前記レーザービームを眼の水晶体にショットパターンで誘導するための制御システム、
ｅ．前記レーザービームの経路に配置可能でレーザービームの出力（ｐｏｓｅｒ）を治療効果未満に低減するための減衰器、
を含んでなり、
ｆ．前記減衰器を通過後のビームが前記スキャナにより走査され、及び
ｇ．前記治療レーザービームが前記スキャナにより走査される、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、係属中の出願である２００６年５月１日に出願されたフレイ（Ｆｒｅｙ）らの米国特許出願第１１／４１４，８１９号明細書の一部継続出願、及び係属中の出願である２００６年５月１日に出願されたフレイ（Ｆｒｅｙ）らの米国特許出願第１１／４１４，８３８号明細書の一部継続出願であり、これら双方とも係属中の出願である２００６年１月２０日に出願されたフレイ（Ｆｒｅｙ）らの米国特許出願第１１／３３７，１２７号明細書の一部継続出願であり、これらの開示は参照により本明細書に援用される。本発明は、天然ヒト水晶体の構造をレーザーにより処置することで、老眼、屈折異常及び白内障並びにこれらの組み合わせなどの様々な医学的症状にレーザービームを送達し、かつこれらに対処するためのシステム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼の解剖学的構造は概して図１として示され、これは眼の断面図である。強膜１３１は、角膜１０１の部分を除いて水晶体１０３を取り囲む白色組織である。角膜１０１は、光が眼に入るとき最初に通る、眼の外表面を構成する透明な組織である。虹彩１０２は収縮性の有色膜であり、その中心にある円形の開口（瞳孔）のサイズを変化させることにより眼に入る光量を調節する。眼の、即ち天然の水晶体１０３は虹彩１０２のすぐ後方に位置し、そのさらに詳細な図が（同様の構造には同様の参照符号を利用して）図１Ａ〜Ｆに示される。用語の眼球水晶体（ｏｃｕｌａｒ  ｌｅｎｓ）、天然水晶体（ｎａｔｕｒａｌ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｌｅｎｓ）、天然水晶体（ｎａｔｕｒａｌ  ｌｅｎｓ）、天然ヒト水晶体（ｎａｔｕｒａｌ  ｈｕｍａｎ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｌｅｎｓ）、及び水晶体（ｌｅｎｓ）は（前出の用語に言及するとき）、本明細書において同義的に使用され、ヒト眼の同じ解剖学的構造を指す。
【０００３】
一般に、眼球水晶体は毛様体筋１０８の働きによって形状を変化させることにより、視覚映像に焦点を合わせることができる。脳からの神経フィードバック作用により、毛様体筋１０８が小帯１１１の付着部を介して働き、眼球水晶体の形状を変化させる。一般に、光が角膜１０１及び瞳孔を通じて眼に入り、次に眼球水晶体１０３を通って硝子体１１０の中を視軸１０４に沿って進み、眼の奥の網膜１０５に当たって黄斑１０６で結像し、この像が視神経１０７により脳に伝達されると、視覚が生じる。角膜１０１と網膜１０５との間の空間は、前房１０９の中の房水１１７と呼ばれる液体と、水晶体１０３の後方にある眼房の中のゲル様の透明な物質である硝子体１１０とで充満されている。
【０００４】
図１Ａは概して、典型的な５０歳の人の水晶体１０３を構成し、それに関連する要素を図示する。水晶体１０３は多層構造系である。水晶体１０３の構造は、皮質１１３、及び核小体１２９、及び水晶体嚢１１４を含む。嚢１１４は、水晶体の他の内部構造を被包する外膜である。水晶体上皮１２３は、眼球水晶体の周囲で前方及び後方に成長するリボン様の細胞即ち線維を生成しながら、水晶体の赤道１２１に生じる。核小体１２９は皮質１１３が核領域に継続的に付加されることにより形成される。水晶体における一連の層は、核小体１２９を含め、いくつかの層、核又は核領域として特性化され得る。これらの層は、ともに胎内で発達する胚期核１２２、胎生期核１３０、出生時から４歳までの平均約３年間に発達する乳幼児期核１２４、４歳頃から思春期までの平均約１２年間に発達する青年期核１２６、及びおよそ１８歳以上で発達する成人期核１２８を含む。
【０００５】
胚期核１２２は、赤道直径（幅）が約０．５ｍｍで、前後（Ａｎｔｅｒｉｏｒ−Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）軸１０４（ＡＰ軸）直径（厚さ）が０．４２５ｍｍである。胎生期核１３０は、赤道直径が約６．０ｍｍで、ＡＰ軸１０４直径が３．０ｍｍである。乳幼児期核１２４は、赤道直径が約７．２ｍｍで、ＡＰ軸１０４直径が３．６ｍｍである。青年期核１２６は、赤道直径が約９．０ｍｍで、ＡＰ軸１０４直径が４．５ｍｍである。３６歳頃の成人期核１２８は、赤道直径が約９．６ｍｍで、ＡＰ軸１０４直径が４．８ｍｍである。これらは全て、生体外で収納された状態にある５０歳前後の典型的な成人ヒト水晶体についての平均値である。このように、この水晶体（核及び皮質）は、赤道直径が約９．８ｍｍで、ＡＰ軸１０４直径が４．９ｍｍである。このように、水晶体の構造は層状即ち入れ子式であり、中心に向かって最も古い層及び最も古い細胞となる。
【０００６】
水晶体は図１及び１Ａに示されるとおり、両凸形状である。水晶体の曲率は前側と後側とで異なり、皮質及び種々の核は概してこれらの曲率に従う。このように、水晶体は本質的に層状構造と見なすことができ、この層状構造は赤道軸に関して非対称であり、且つ端と端を合わせて配置され本質的に同心状又は入れ子式の被膜を形成する長い三日月形の線維細胞からなる。これらの細胞の端部は一直線に並び、中心及び中心傍領域において前方及び後方の双方に縫合線を形成する。皮質及び核の双方において古い組織ほど細胞機能が低減し、細胞形成の数ヶ月後にはその細胞核及び他の細胞小器官は消失している。
【０００７】
加齢に伴い水晶体の緻密化が生じる。各年に成長する水晶体線維の数は、一生を通じて比較的一定している。しかしながら、水晶体のサイズは、新しい線維の成長から期待されるほどには大きくならない。水晶体は出生時から３歳までのわずか３年間で、６ｍｍから７．２ｍｍに、即ち２０％の伸びで成長する。その後、次のおよそ１０年間で７．２ｍｍから９ｍｍに、即ち又は２５％成長するが、これは３倍長い期間である９年間を上回る。次のおよそ２０年以上、１２歳から３６歳までに、水晶体は９ｍｍから９．６ｍｍに成長し、即ち２４年で６．７％の伸びで、観察される成長速度は急激な鈍化を示すが、この期間に線維は比較的一定の割合で成長すると考えられる。最終的には、記載された最後のおよそ２０年間、３６歳から５４歳までに、水晶体は、その若年期の成長の何分の１の９．６から９．８ｍｍに、即ち１８年間で２．１％成長する。より大きな外側の被膜を埋めるにはより多くの水晶体線維が必要であるという形状効果があるにもかかわらず、高齢期の水晶体のサイズは、形状効果を考慮した線維成長速度モデルにより予測されるものより大幅に小さい。核線維の緻密化を含む線維の緻密化が、これらの観察結果を説明するものと考えられる。
【０００８】
眼の水晶体には、水晶体の線維伸張域に位置する細胞小器官に富む区域がある。この領域において線維細胞には、細胞核を含め細胞小器官の相補体が全て揃っている。例えば、およそ５０歳の水晶体において、細胞小器官に富む領域は赤道から約２５０μｍで、漸減して極においては約１００〜１５０μｍ（前極で約１００μｍ、後極で約１５０μｍ）になるはずである。
【０００９】
水晶体の外表面から内側に移動すると、細胞小器官が少なくなる領域があり、これは細胞小器官分解領域と称される。この領域は細胞小器官に富む区域の内側部分とある程度重なる。この区域において、細胞小器官は分解又は除去される。線維が、核を含む細胞小器官を活発に除去する。例えば、およそ５０歳の水晶体において、分解領域は細胞小器官に富む区域から赤道より約３００μｍまでにわたり、漸減して極においては約１２５〜２００μｍ（前極で約１２５μｍ、後極で約２００μｍ）になるはずである。
【００１０】
水晶体の外表面から内側に移動すると、本質的に細胞小器官のない領域があり、これは無細胞小器官区域と称される。この領域は分解領域の内側に位置するはずで、分解領域といくらか重なるはずである。無細胞小器官領域における線維は脱核されているはずであり、水晶体のこの領域における物質は脱核されていると見なされるはずである。
【００１１】
概して老眼は、調節幅の喪失である。概して屈折異常は、典型的には、眼の軸方向長さの変化に起因する。近視は、眼球が長過ぎる結果、焦点が網膜の前で合うようになる場合である。遠視は、眼球が短すぎる結果、焦点が網膜の後ろで合うようになる場合である。概して白内障は、視覚を妨げるのに十分な眼球水晶体の混濁領域である。本発明が対象とする他の病態としては、限定はされないが、眼球水晶体の混濁が挙げられる。
【００１２】
老眼は、およそ４０〜４５歳以降、細かい文字を特に薄暗い所で読むことができないという、近見視力の不足として現れることが最も多い。老眼、即ち加齢に伴う調節幅の喪失は、眼が天然水晶体の形状を変化させることができないために、人が遠方と近方との間で焦点を変えられないことに関連し、本質的に１００％の人に起こる。調節幅は一生のなかで５０歳からの１０年間において、加齢に伴い確実に減退することが示されている。
【００１３】
歴史的に諸研究は、遠近調節の喪失の原因が、概して加齢に伴う水晶体の硬化、及びより具体的には、水晶体物質のヤングの弾性率の上昇にあるとしてきた。より最近の研究は、核と皮質との間の物質特性における相対的な変化に対する加齢の影響を検証している。これらの研究は、水晶体の硬化に関する様々な理論及びデータを提供している。概して、かかる研究は基本的に、柔軟性の喪失は核及び／又は皮質物質のヤングの弾性率が上昇した結果であるとする理論を提案している。かかる研究は、この硬化が加齢に伴う調節幅の喪失の主因であり、ひいては老眼の原因であると考えてきた。
【００１４】
本発明がそれに制約されることはないが、いかにこの水晶体の柔軟性の喪失が生じて老眼を引き起こすかについて、本明細書は異なる理論を仮定する。概して、水晶体の物質特性ではなく、水晶体の構造が、柔軟性の喪失及び結果として生じる老眼において、これまで理解されていたものより大きい役割を果たすことが仮定される。従って、上記のような本分野における先行研究の教示に反して、物質の弾性は老眼の主原因ではない。むしろ、老眼の主原因は、水晶体の構造及び加齢に伴う当該構造の変化であると仮定される。従って、この理論に限定されたり、又はそれによって制約されたりすることなく、本発明は、少なくとも部分的に水晶体の構造及び加齢に伴い水晶体に生じる構造的変化に基づく、水晶体の柔軟性を増加させるためのレーザー処置を提供するための様々な方法及びシステムを開示する。本発明はさらに、主として水晶体の構造及び加齢に伴い水晶体に生じる構造的変化に基づく、水晶体の柔軟性を増加させるためのレーザー処置の提供を開示する。
【００１５】
従って、本明細書において仮定される理論は、単純な仮想モデルに関心を向け、それを研究することによって、例示する目的で説明され得る。さらに、この仮想モデルは単に本理論を説明するためのものに過ぎず、水晶体がいかにレーザーパルスに反応するか、及び／又は構造的変化を予測するためのものではないと理解される。構造が単独でいかに重要であり得るかを理解するため、極めて薄い木製板を考え、これが仮に４フィート（１．２１９ｍ）×４フィート（１．２１９ｍ）四方で、ただし０．１インチ（２．５４ｍｍ）厚とする。この薄板はそれほど強度がなく、一端をしっかりと保持していれば、それほど大きな力を加えなくともこの薄板はかなり屈曲する。ここで、これらの同じ０．１インチ（２．５４ｍｍ）厚の板が５枚積み重ねられていて、ただしそれ以外は互いに結束されたり、又は繋ぎ合わされたりはしていないと考える。強度が増加し、同じ力でも生じる撓みはいくらか小さいはずである。ここで、これらの同じ５枚の板をとって、多くのねじで、又は極めて強力な接着剤を使用して１つに固定するか、又は多くのＣクランプを使用してまとめて留めると考える。結束された板の強度はさらに高く、同じ力で見られる撓みはさらに小さくなるはずである。
【００１６】
この単純モデルが水晶体の複雑な挙動を反映しているとは言わないが、本出願人は概して、水晶体物質の、特に極（ＡＰ軸）の近傍の、本質的に加齢による摩擦の増加及び緻密化によって結束された塊を考えるとき、これらの結束されている層を本質的に結束されていない層に分離させると、同じ力の印加に対するこれらの層の撓みは増加し、ひいては水晶体の柔軟性が増加するであろうことを仮定している。しかしながら、本出願人らは本理論による制約は意図しておらず、本理論は単に当該技術分野の発展のために提供されるもので、本発明の範囲を制限又は縮小するように意図されたものではなく、且つ本発明の範囲を制限又は縮小するものではない。
【００１７】
従って、説明の目的でこのモデルをさらに使用すれば、先行する老眼の理論及び処置において対象とされたのは、主に物質特性、すなわち積層体の物質係数であり、積層体の構造、すなわち層が互いに結束されているかどうかではなかった。他方で、ここで仮定される理論は、構造的特徴及びそれらの特徴の変化による柔軟性への影響を対象とする。
【００１８】
概して、現行の老眼処置は、天然水晶体の調節幅の増加に代わる方法を対象とする傾向にある。これらの処置としては、アイオニクス（Ｅｙｅｏｎｉｃｓ）社のクリスタレンズ（ＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳ）などの、眼内の位置を変化させるよう設計された新しいクラスの人工的な調節可能眼内レンズ（ＩＯＬ）が挙げられる。しかしながら、これらは客観的に計測される調節幅として約１ジオプターしか提供せず、一方で多くの施術者が、近くや遠くの対象に対する正常な視覚機能を回復するためには３ジオプター以上が要求されると考えている。さらに研究者は、水晶体嚢を合成物質で再充填するための技術及び物質を追求している。加えて、人工調節可能ＩＯＬを植え込むための現行の外科的手技は、より重篤な病態の白内障向けに開発されたものである。施術者は現在のところ、患者の、老眼ではありながら透明な天然水晶体を調節可能ＩＯＬと取り替えることに消極的であると考えられ、これは近見視力の不足を矯正するために単に老眼鏡をかけるだけでもよい患者に対するこの侵襲的な外科的手技のリスクに起因する。しかしながら、開発によってさらに高い水準の調節幅を、植込み型デバイス及び再充填物質に提供することができる。かかるデバイスの進歩を上手く利用して、既存の植込み型デバイスの調節幅を増加させるために、本明細書には本発明の一部として改良された外科的手技が規定される。
【００１９】
屈折異常は、典型的には眼球の長さが長過ぎる（近視）か、又は短過ぎる（遠視）ことに起因するもので、人口のおよそ半分が影響を受けており、もう１つの極めて一般的な問題である。角膜のレーザー手術は、トロケル（Ｔｒｏｋｅｌ）及びレスペランス（Ｌ'Ｅｓｐｅｒａｎｃｅ）により提案され、フレイ（Ｆｒｅｙ）他により改良されたのであるが、確かに屈折異常の効果的な処置を提供するが、特に遠視における高度の屈折異常、薄い角膜、又は老眼により起こるものなどの、時間に伴う屈折異常の変化といった要因が、多くの人に対するレーザー角膜手術の臨床使用を限定的なものとしている。
【特許文献１】米国特許第Ｄ４６２４４２号
【特許文献２】米国特許第Ｄ４６２４４３号
【特許文献３】米国特許第Ｄ４５９８０７Ｓ号
【非特許文献１】バード（Ｂｕｒｄ）ら、「Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｎｇ  ｌｅｎｓ」、Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４２（２００２年）２２３５−２２５１頁
【非特許文献２】モファト（Ｍｏｆｆａｔ）、アトキソン（Ａｔｃｈｉｓｏｎ）及びポープ（Ｐｏｐｅ）、Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４２（２００２年）１６８３−１６９３頁
【非特許文献３】ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）、アトキソン（Ａｔｃｈｉｓｏｎ）、メーデー（Ｍｅｄｅｒ）及びポープ（Ｐｏｐｅ）、ＶｉｓｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ  ４５（２００５年）２３５２−２３６頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本明細書に記載されているものは、本発明の実施形態である。結果として、水晶体の病態を処置するためのシステムが規定され、これは概して、レーザービームを提供するためのレーザーであって、このビームの出力が眼の水晶体組織に治療効果を提供するのに十分であるレーザーと、第１の位置と第２の位置との間で配置可能な減衰器と、レーザー集束光学系と、スキャナと、制御システムと、距離測定システムとを含み、ここで減衰器は第１の位置にあるとき、ビームの出力を治療有効値未満に低減せず、且つ減衰器は第２の位置にあるとき、ビームの出力を治療有効値未満に低減しながらも距離測定に使用されるうえでは十分な出力をなお有する。このシステムはさらに、レーザービームを眼の水晶体に送達するための所定のショットパターンを含んでもよい。治療上有効なレーザーの出力は、ビームがシステムを通って眼まで進むとき、発明を実施するための最良の形態に定義されるとおり、眼の水晶体のＬＩＯＢを十分上回ってもよい。減衰器の効果を併せたレーザーの出力は、減衰器が第１の位置にあるとき、システムを通過するレーザービームが眼の水晶体のＬＩＯＢを上回らないようにすることができる。
【００２１】
さらに、水晶体の位置を決定するためのシステムが規定され、これは概して、レーザーと、減衰器と、減衰器及び眼の水晶体の少なくとも一部分を通過したレーザービームを感知するための手段と、レーザー集束光学系と、スキャナと、感知手段により取得されたデータに少なくとも部分的に基づいて水晶体の嚢の位置を決定するための手段を含む制御システムとを含む。制御システムはさらに、レーザーからのレーザービームを眼の水晶体に送達するためのショットパターンを含んでもよい。減衰器はまた、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であってもよい。さらに、減衰器が第１の位置にあるときは、レーザービームは減衰器を通過し、減衰器が第２の位置にあるときは、レーザービームは減衰器を通過しない。
【００２２】
さらに、レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムが規定され、これは概して、レーザービームを生成するためのレーザーと、スキャナと、レーザーからのレーザービームを眼の水晶体に誘導するための光路と、水晶体の位置を決定するための手段であって、走査レーザー照射源及び減衰器を含む手段と、レーザービームを眼の水晶体のある部位に集束させるための制御システムであって、前記部位が決定手段から取得された情報に少なくとも部分的に基づく制御システムとを含む。
【００２３】
さらにまた、レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムが規定され、これは概して、レーザービームを生成するためのレーザーと、集束光学系と、水晶体の位置を決定するための手段と、レーザービームを眼の水晶体にあるショットパターンで誘導することができ、このショットパターンは天然ヒト水晶体の形状配列に一部分は基づくとともに、決定手段により提供される情報に一部分は基づいてショットパターンのショットを眼の水晶体に集束させることのできる制御システムとを含む。このシステムにおいて、水晶体の位置を決定するための手段は距離測定システムを含んでもよい。さらには、このシステムにおいて、水晶体の位置を決定するための手段は制御器にデータを提供し、このデータは少なくとも部分的には、レーザーが水晶体の後表面に集束しないための基準を生成する。
【００２４】
さらに、レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムが規定され、これは概して、治療レーザービームを生成するためのレーザーと、スキャナと、集束光学系と、レーザービームを眼の水晶体にあるショットパターンで誘導するための制御システムと、レーザービームの経路に配置可能でレーザービームの出力を治療効力未満に低減するための減衰器とを含み、減衰器を通過後のビームはスキャナにより走査され、治療レーザービームはスキャナにより走査される。
【００２５】
当業者は、本明細書及び図面に記載される教示に基づき、本発明を実施するうえでこれらの教示の様々な実施形態及び実施態様があることを認識するであろう。従って、この発明の概要における実施形態は、何らこれらの教示を限定するよう意図されたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
概して本発明は、調節幅を増加させ、及び／又は屈折力を変化させ、及び／又は天然水晶体の透明な、又は白内障の水晶体物質を除去可能にするためのシステム及び方法を提供する。即ち、図２に概して示されるとおり、レーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムが提供され、これは、患者支持体２０１と、レーザー２０２と、レーザービームを送達するための光学系２０３と、レーザービームを水晶体に特定のパターンで送達するための制御システム２０４であって、線２０５により表される通り本システムの他の構成要素と連携及び／又は連動する制御システム２０４と、水晶体のレーザーに対する位置を決定するための手段２０６であって、眼の水晶体の像２１１を受像する手段２０６と、レーザー患者インタフェース２０７とを含む。
【００２７】
患者支持体２０１は、レーザービームを送達するための光学系２０３と連動するように患者の身体２０８及び頭部２０９を位置決めする。
【００２８】
概してレーザー２０２は、角膜、房水及び水晶体を通り抜けて伝わる波長のビーム２１０を提供しなくてはならない。ビームは、エネルギー及びビームサイズと共に、光破壊が生じるよう短いパルス幅としなくてはならない。従って、本明細書で使用されるとき、レーザーショット又はショットという用語は、結果として光破壊をもたらす部位に送達されるレーザービームパルスを指す。本明細書で使用されるとき、光破壊という用語は本質的に、物質のレーザーによる気体への変換を指す。特に、約３００ｎｍ乃至２５００ｎｍの波長が用いられ得る。約１フェムト秒〜１００ピコ秒のパルス幅が用いられ得る。約１ナノジュール〜１ミリジュールのエネルギーが用いられ得る。パルスレート（パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）とも称され、ヘルツで計測される１秒当たりのパルスである）は約１ＫＨｚから数ＧＨｚであってもよい。一般的に市販のレーザー装置では、パルスレートが低いほど、対応するパルスエネルギーは高くなる。眼組織の光破壊を生じさせるために、パルス幅及びエネルギー密度に応じて多種多様なレーザータイプを使用することができる。即ち、かかるレーザーの例としては、波長範囲が７８０から８４０ｎｍ、２０フェムト秒未満のパルス幅、約１００ＭＨｚのＰＲＦで、２．５ナノジュールのチタンサファイア（Ｔｉ：サファイア）発振器である、デルマー・フォトニクス社（Ｄｅｌｍａｒ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．）のトレッスルズ（Ｔｒｅｓｔｌｅｓ）−２０；波長が７７５ｎｍ、１５０フェムト秒未満のパルス幅、約３ＫＨｚのＰＲＦ、８５０マイクロジュールの増幅型Ｔｉ：サファイアであるクラーク（Ｃｌａｒｋ）ＣＰＡ−２１６１；波長が１０４５ｎｍ、１ピコ秒未満のパルス幅、約５ＭＨｚのＰＲＦ、１００ナノジュールのＹｂ：ファイバー発振器／増幅器であるＩＭＲＡ  ＦＣＰＡ（ファイバーチャープパルス増幅）μＪｅｗｅｌ  Ｄシリーズ  Ｄ−４００−ＨＲ；波長が１０６４ｎｍ、約１０ピコ秒のパルス幅、約１００ＫＨｚのＰＲＦ、１００マイクロジュールのＮｄ：ＹＶＯ４であるルメラ・スタッカート（Ｌｕｍｅｒａ  Ｓｔａｃｃａｔｏ）、及び、波長が１０６４ｎｍ、約１０ピコ秒のパルス幅のＮＤ：ＹＶＯ４で、１台又は複数の増幅器を含むことにより２５ｋＨｚ〜６５０ｋＨｚのＰＲＦで約２．５〜１０ワットの平均出力を達成することができ、且つマルチパルス機能もまた含むことにより２つの別個の５０ＭＨｚパルス列をゲート制御可能なルメラ・ラピッド（Ｌｕｍｅｒａ  Ｒａｐｉｄ）、及び、波長が１０４５ｎｍ、１００ピコ秒未満のパルス幅、約２００ＫＨｚのＰＲＦ、４マイクロジュールのＹｂ：ファイバー発振器／増幅器であるＩＭＲＡ  ＦＣＰＡ（ファイバーチャープパルス増幅）μＪｅｗｅｌ  Ｄシリーズ  Ｄ−４００−ＮＣを挙げることができる。即ち、これらの類似レーザー及びその他の類似レーザーは、治療レーザーに使用され得る。
【００２９】
一般に、レーザービーム２０３を眼の天然水晶体に送達するための光学系は、一連のショットをｘ、ｙ及びｚ次元において正確な、且つ所定のパターンで天然水晶体に提供する能力がなければならない。光学系はまた、天然水晶体に達するレーザーエネルギーにより光破壊を引き起こすための所定のビームスポットサイズも提供しなくてはならない。従って光学系は、限定なしに、ｘｙスキャナ、ｚ集束装置、及び集束光学系を含んでもよい。集束光学系は、従来式の集束光学系、及び／又はフラットフィールド光学系及び／又はテレセントリック光学系であってもよく、各々は対応するコンピュータ制御集束を有することにより、ｘ、ｙ、ｚ次元における較正を実現する。例えば、ｘｙスキャナは、位置検出器のフィードバックを伴う一対の閉ループ検流計であってもよい。かかるｘｙスキャナの例としては、ケンブリッジ・テクノロジー社（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．）のモデル６４５０、ＳＣＡＮＬＡＢ  ハリーＳＣＡＮ（ｈｕｒｒｙＳＣＡＮ）及びＡＧＲＥＳライノー・スキャナ（Ｒｈｉｎｏ  Ｓｃａｎｎｅｒ）があるだろう。かかるｚ集束装置の例としては、フィジク・インターナショナル・ペーゾ（Ｐｈｓｙｉｋ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｉｚｏ）フォーカスユニット・モデルＥＳｅｅ  Ｚ焦点制御及びＳＣＡＮＬＡＢバリオＳＣＡＮ（ｖａｒｒｉｏＳＣＡＮ）があるだろう。
【００３０】
概して、レーザービーム２０４を送達するための制御システムは、ｘｙｚ走査パラメータ及びレーザー発光を選択及び制御可能な、任意のコンピュータ、制御器、及び／又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせでもよい。これらの構成要素は典型的には、ｘｙスキャナ、ｚ集束装置及び／又はレーザーと連動する回路基板と、少なくとも部分的に連繋し得る。制御システムはまた、必ずしもそうとは限らないものの、本システムの他の構成要素を制御するだけでなく、データの管理、データの取得、及び計算の実行の能力をさらに有し得る。従って、制御システムは、レーザーを１つ又は複数のレーザーショットパターンで誘導するプログラムを含み得る。
【００３１】
概して、水晶体のレーザー２０６に対する位置を決定する手段は、レーザー及び水晶体の一部分に対する相対距離を決定可能でなければならず、この距離は患者インタフェース２０７により一定に保たれる。すなわち、この構成要素は、３つの次元全ての走査座標に対する水晶体の位置を決定する能力を備えるであろう。これはいくつかの方法及び機器により達成することができる。例えば，水晶体のｘｙセントレーションは、同時照準付き（ｃｏ−ｂｏｒｅｓｉｇｈｅｄ）カメラシステム及びディスプレイを通じてか、又は直視型光学系を使用して水晶体を観察し、それから患者の眼を既知の中心に手動で配置することにより達成することができる。次にｚ位置は、光学三角測量又はレーザー及びｃｃｄシステムを利用する距離計測装置、例えばマイクロ−イプシロン（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｐｓｉｌｏｎ）オプトＮＣＤＴ１４０１レーザーセンサ及び／又はアキュラックス・レーザー・レンジャー（Ａｃｕｌｕｘ  Ｌａｓｅｒ  Ｒａｎｇｅｒ）ＬＲ２−２２などによって決定することができる。三次元観測及び計測機器の使用もまた、水晶体のｘ、ｙ及びｚ位置を決定するために用いることができる。例えば、ビジョン・エンジニアリング（Ｖｉｓｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）のホーク（Ｈａｗｋ）３軸非接触計測システムをこれらの決定に使用することができる。さらに、水晶体の位置を決定するために使用することのできる機器の別の例は、三次元計測機器である。この機器はカメラを含み、基準と天然水晶体とを見ることができるとともに、天然水晶体を照明するための光源もまた備えているはずである。かかる光源は、例えば形状に基づく三次元情報を生成するよう設計されたスリット照明などの構造化された光源であり得る。
【００３２】
本システムのさらなる構成要素は、レーザー患者インタフェース２０７である。このインタフェースが提供すべきは、天然水晶体とレーザーとの間のｘ、ｙ、ｚ位置を、手術中に固定状態に保つことであり、ｘｙｚ位置を決定する計測ステップとレーザーを水晶体に、あるショットパターンで送達する送達ステップとの双方を含む。インタフェース装置は光学的に透明な圧平器具を含んでもよい。このインタフェースの一例は吸引リング型圧平器具であり、これは眼の外表面に固定された後、レーザー光学ハウジングに対し位置決めされ、それによりレーザー、眼及び天然水晶体の間の距離が固定される。三次元観測及び計測機器用の基準標識もまた、この圧平器具に設置してもよい。さらに、圧平器具の下面と角膜との間の接触面は観測可能で、かかる観測結果は基準として機能することができる。レーザー患者インタフェースの別の例は下部リングを有する装置であり、下部リングは吸引能力を有してインタフェースを眼に固定する。インタフェースはさらに平底を有し、これが眼を押圧して眼の形状を平坦にする。この平底は、レーザービームを透過すると同時に、好ましくは、必須ではないものの、可視光スペクトル範囲内の眼の光学像も透過する物質から構成される。上部リングは、レーザー光学系のハウジングと係合するための構造、及び／又はレーザーからレーザービームの経路に沿って既知の距離にあるとともにレーザーに対し固定される何らかの構造を有する。かかる装置の別の例が、おおまかに、米国特許第Ｄ４６２４４２号、米国特許第Ｄ４６２４４３号および米国特許第Ｄ４５９８０７Ｓ号に開示され、これらの開示は参照によって本明細書に援用される。圧平器具の代替として、インタフェースは角膜の形状をした透明要素であってもよく、それにより角膜はインタフェースと直接接触をなすか、又は間に介在流体を含む。
【００３３】
例としてレーザービームを送達するための特定の光学系２０３及び水晶体の位置を決定するための手段２０６を利用する例示的組み合わせが、部分的に図２Ａに示される。図２Ａは図２のシステム構成のより詳細な概略図である。即ち、図２Ａの例は、レーザー２０２、レーザービームを送達するためのレーザー光学系２０３を備え、この光学系は、ビーム拡大望遠鏡２２０、ｚフォーカス機構２２１、ビーム結合器２２２、ｘｙスキャナ２２３、及び集束光学系２２４を含む。図２Ａにおいてはさらに、リレー光学系２３０、ズームをさらに含んでもよいカメラ光学系２３１、及びｃｃｄカメラ２３２が備えられ、これらの構成要素は三次元観測及び計測機器の一部を形成する。さらに、光源２３３と組み合わせたこれらの構成要素２３１及び２３２と、スキャナ２２３は、水晶体２０６の位置を決定するための手段である。
【００３４】
図２Ａのこの組み合わせは、ｘｙスキャナ２２３を利用して、単一のｃｃｄカメラ２３２のみで水晶体の立体像を作成する。眼２１３の光学像２１１及び特に眼２１３の天然水晶体１０３の光学像は経路２１１に沿って伝達される。この経路２１１は、レーザービーム２１０と同じ、天然水晶体１０３からレーザー患者インタフェース２０７、集束光学系２２４、ｘｙスキャナ２２３及びビーム結合器２２２を通る経路をたどる。図２Ａのこの組み合わせはさらに、レーザー患者インタフェース２０７と、例えば均一照明、又はスリット照明、又は三次元の精度を向上するように設計された他の構造化された光源でもよい、光源２３３とを含む。光源は、一つには、水晶体の三次元位置を決定するために、患者の眼の天然水晶体を照明する。こうして、立体画像及び／又はカメラからの情報が制御器及び／又はコンピュータ（図２Ａには図示せず）に送られ、さらに処理されるとともに水晶体の三次元位置の決定に使用される。立体画像は、スキャナを操作して仮の左位置まで進めて停止させ、次に電子的にカメラ及び制御器を起動して左像をキャプチャ及び保存する；次に同様にスキャナ／カメラ／制御器を操作して右像をキャプチャ及び保存することにより生成され得る。この手順が周期的に繰り返されてもよい。これらの左像及び右像は、水晶体の位置及び形状が生成されるように制御器により処理することができる。左像及び右像は立体ビデオモニタを使用して表示することができる。カメラ画像すなわちステレオ画像を使用して、患者の水晶体における縫合線の形状及び方向も計測でき、これを使用して縫合線に基づくショットパターンのパラメータを決定するとともに、縫合線に基づくショットパターンを患者の水晶体の縫合線の形状及び方向と整列させることができる。図２Ａに示した組み合わせは、水晶体の形状を、その前表面及び後表面を含めて決定するのに使用することのできる三次元情報を提供する。この情報を使用して、水晶体の構造を、縫合線を含めて視覚化することもまたできる。そのうえ、図２Ａの組み合わせから得られる水晶体についての情報を使用してさらには、水晶体の形状及び／又は構造に対するレーザー照射パターン及びレーザー照射位置を決定することができる。
【００３５】
図２及び図２Ａ〜２Ｅはブロック概略図であり、従ってそこに示される構成要素の相対位置及び間隔は例示である。従って、これらの構成要素の互いに対する相対配置は変動し得るとともに、その機能及び構成要素の全て又は一部が結合されてもよい。
【００３６】
図２Ｂ〜２Ｅは、図２のシステムの一部分のさらにより詳細な実施形態である。同様の符号はこれらの図並びに図２及び２Ａにおいて使用される限り、同じ意味を有する。すなわち、図２Ｂ〜２Ｅは、レーザービームを送達するための光学系２０３と水晶体の位置を決定するための手段２０６の、さらなる例及び組み合わせを提供する。
【００３７】
図２Ｂは、水晶体の位置を決定するための手段２０６を有するシステムの一部分のブロック概略図であり、走査レーザー照射源を用いる。すなわち、レーザー照射源２３５と、ビーム拡大器及び集束光学系２３６と、照射レーザー光路２３７と、レーザー照射源により照射されたときの水晶体１０３を観察するためのカメラ２３８とが備えられている。スキャナ２２３及びカメラ２３８と組み合わせた構成要素２３５が、水晶体の位置を検出するための手段２０６である。
【００３８】
レーザー照射源２３５は、可視又は近赤外レーザーダイオードであれば、何でもよく、スペックルを低減するためコヒーレンス長が短いものが好ましい。例えば、レーザーは、シャフター・キルヒホフ・レーザー（Ｓｃｈａｆｔｅｒ＋Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ  Ｌａｓｅｒ）の（９０ＣＭ−Ｍ６０−７８０−５−Ｙ０３−Ｃ−６）であってもよく、又はストッカーイエール（ＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ）からも入手できるとともに、集束光学系も装備しているであろう。動作において、ｘｙスキャナ２２３は照射レーザー２３５から集束光学系２２４へのビームを、患者インタフェース２０７を通じて水晶体１０３上に走査する。すなわち、照射レーザー２３５からのビームは照射レーザー光路２３７を辿る。ビーム拡大集束光学系２３６は集束光学系２２４と組み合わされ、大きいＦ値の、被写界深度が深いゆっくりと集束するビームを提供する。被写界深度は、水晶体１０３を通るレーザー照射ビームの光路長にほぼ等しい。従って、水晶体１０３の前面及び後面に、小さく、且つほぼ等しいサイズのスポットが生成される。照射レーザービームは、大部分が１本の軸線状となって、カメラ２３８の露光時間と比較して十分に速い速度で直線状に走査され、それにより走査照射レーザービームが露光時間の間で、スリット照明源のような働きをする。次に続くカメラ２３８の露光すなわちフレームにおいて、照射レーザービームは異なる位置に向けて走査され、従って時間がたてば水晶体全体が照射される。これは、異なるｘ位置で露光した一連のｙ走査線であってもよいし、又は線が露光ごとに異なる角度で半径方向に走査されてもよい。このようにして得られたこれらの全ての画像からのデータを解析することで、前表面及び後表面の三次元位置及び形状、並びにこれらの表面間の水晶体物質の散乱振幅の空間分布が決定できる。この情報は制御システムにより処理され、患者のスクリーニング及びレーザー照射パターンの実装に使用することができる。
【００３９】
図２Ｃは、水晶体の位置を検出するための手段２０６を有するシステムの一部分のブロック概略図であり、２台のカメラを用いる。即ち、左カメラ２４１及び右カメラ２４２が備わっている。構成要素２４１、２４２及び２３３が、水晶体の位置を検出するための手段２０６である。
【００４０】
図２Ｃのシステムは、患者ケア機能を備え、水晶体の位置及び／又は形状を決定するための画像及びデータを取得する、２カメラ式立体視技術を利用する。このようにして得られた画像からのデータを解析することで、前表面及び後表面の三次元位置及び形状、並びにこれらの表面間の水晶体物質の散乱振幅の空間分布が決定できる。この情報は制御システムにより処理され、患者のスクリーニング及びレーザー照射パターンの実装に使用することができる。
【００４１】
図２Ｄは、水晶体の位置を検出するための手段２０６を有するシステムの一部分のブロック概略図であり、構造化照明を用いる。即ち、構造化光源２４５及びレンズ２４７を有する構造化光源を観察するためのカメラ２４６が備わっている。構成要素２４５及び２４６の組み合わせが、水晶体の位置を検出するための手段２０６である。
【００４２】
図２Ｄのシステムは、構造化光源及びカメラを利用して患者ケア機能を提供するとともに水晶体の位置及び／又は形状を決定するための画像及びデータを取得する。このようにして得られた画像からのデータを解析することで、前表面及び後表面の三次元位置及び形状、並びにこれらの表面間の水晶体物質の散乱振幅の空間分布が決定できる。この情報は制御システムにより処理され、患者のスクリーニング及びレーザー照射パターンの実装に使用することができる。
【００４３】
図２Ｅは、水晶体の位置を検出するための手段２０６を有するシステムの一部分のブロック概略図であり、構造化照明及び２台のカメラを用いる。即ち、構造化光源２４５と、構造化光源を観察するためのカメラ２４６と、カメラ２４６用レンズ２４７と、左カメラ２４１及び右カメラ２４２とが備わっている。構成要素２４５及び２４６の組み合わせが、水晶体の位置を検出するための手段２０６である。構成要素２４１及び２４２の組み合わせが、モニタ機能を含む患者ケアを提供するための手段である。この組み合わせ２４１、２４２はまた、水晶体の位置を決定するための情報及び／又はデータも提供し得る。
【００４４】
図２Ｅに示されるシステムにおける構成要素の組み合わせは、水晶体の位置を決定する精度を最適化する能力を備えると同時に、患者ケアを最適化する能力もまた別個に、及び／又は独立して備える。患者ケアとしては、限定はされないが、眼及びその周辺領域の映像化や、吸引リングの装着、点眼薬の適用、器具の利用、及び手術に合わせた患者の位置調整が挙げられる。一実施形態において、構造化光源２４５は、集束及び構造化光投影光学系を有するスリット照明、例えばシャフター・キルヒホフ（Ｓｃｈａｆｔｅｒ＋Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ）のレーザー・マクロライン・ジェネレータ（Ｌａｓｅｒ  Ｍａｃｒｏ  Ｌｉｎｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）モデル１３ＬＴＭ＋９０ＣＭ、（タイプ１３ＬＴＭ−２５０Ｓ−４１＋９０ＣＭ−Ｍ６０−７８０−５−Ｙ０３−Ｃ−６）又はストッカーイエール（ＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ）のモデルＳＮＦ−５０１Ｌ−６６０−２０−５などであってもよい。本実施形態において、構造化照明源２４５はまた、走査手段を含んでもよい。構造化光源２４５の別の実施形態は、水晶体上に投影される固定された格子パターンであってもよい。このようにして得られた画像からのデータを解析することで、前表面及び後表面の三次元位置及び形状、並びにこれらの表面間の水晶体物質の散乱振幅の空間分布が決定できる。この情報は制御システムにより処理され、患者のスクリーニング及びレーザーショットパターンの実装に使用することができる。
【００４５】
走査スリット照明を使用するときの操作としては、水晶体の片側にスリットを配置して画像を撮影した後、スリットをスリットほぼ１つ分の幅だけ移動させ、次に別の画像を撮影し、その後この手順を水晶体全体が観測されるまで繰り返すステップが含まれる。例えば、１００μｍのスリット幅は、公称９ｍｍの散大した瞳孔直径を９０枚の画像で走査でき、これは３０Ｈｚのフレームレートカメラを使用して約３秒かかる。前表面及び後表面の画像を重複のない単一の画像として得るために、スリットはＡＰ軸線に対しある角度を有しなければならず、すなわちＡＰ軸線と平行であってはならない。公称のスリット角度はＡＰ軸線から約１５〜３０度であり得る。カメラの感度の範囲内であれば、任意の可視又は近赤外波長の光源を使用してもよい。スペックルノイズを低減するため、短いコヒーレンス長の光源が好ましい。
【００４６】
図２Ｅに示される構造化光照明サブシステムについての別の実施形態は、構造化光照明源２４５、構造化光カメラ２４６及び構造化光カメラ用レンズ２４７を、周知のいわゆるシャインプルーフ（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ）構成で配置することである。要約すれば、シャインプルーフ条件とは、被写体、レンズ及び像を所与として、被写体面、レンズ面及び像面が同一の線で交わるという条件において、被写体面が像面で鮮鋭に結像されることをいう。構造化光源２４５は、１本の線及び／又は複数の線をある角度又は複数の角度で眼球水晶体１０３上に投影する。眼球水晶体１０３で散乱した光が、レンズ２４７により結像され、カメラシステム２４６上に集束されるべき対象物を形成する。眼球水晶体１０３の中のスリット照明された像はカメラレンズ２４７及びカメラ２４６に対し大きな角度を有し得るため、これはカメラに対して深い被写界の深度を呈し、スリット像全体の焦点がカメラにおいて鮮鋭に合わない可能性がある。カメラレンズ及びカメラをシャインプルーフ条件に合致するようある角度又は複数の角度で傾けることにより、受照面に沿った像は鮮鋭な焦点を結ぶことができる。あるいは、カメラ及び／又はレンズが、スリット照明された像面とカメラの焦点面との間の角度が低減されるように傾けられてもよく、これにより焦点深度の鮮鋭度は向上するが、シャインプルーフ条件は満たされない可能性がある。かかる構成では、光路の開口を縮減してシステムのＦ値を増加させることにより、鮮鋭度がさらに向上し得る。このような角度は、スリットビームが眼に対しなす角度に依存するであろう。かかる構成は対象物における被写界深度、スリット照明体からの散乱光を増加させるとともに、レンズを通してカメラの結像面上に結像させて対象物の深度全体について焦点が合っているようにするであろう。
【００４７】
さらに、水晶体前表面及び後表面の位置及び形状を三次元で計測することに加え、候補患者の水晶体レーザー手術に対する適合性を決定するためのスクリーニングツールとして使用できるような、例えばスリット照明などの、構造化光照明及び受光システムが使用されている。即ち、構造化光システムからの光が被験水晶体に向けて誘導される。次に水晶体全体にわたり分布する散乱光の受光振幅が、レーザー手術を妨害するはずの散乱レベルである閾値を上回る散乱領域を検出するために評価される。従って、手術の有効性を妨害するか、又は低減させる可能性のある水晶体散乱形成異常の検出を検出し評価することができる。かかる水晶体の散乱形成異常としては、限定なしに、白内障組織、前白内障組織及び非白内障組織を挙げることができる。かかる散乱形成異常は、水晶体全体に及ぶこともあり、又は水晶体の特定の領域に限定されていることもある。例えば図２Ａ〜２Ｅのシステムが、制御器及び／又はプロセッサと協働して、そのような構造化光照明及び受光システムとして機能し得る。
【００４８】
構造化光照明及び受光システムは、手術用レーザーシステムに内蔵されてもよく、又は候補患者の水晶体レーザー手術に対する適合性を評価するための別個のユニットであってもよい。かかる構造化光照明及び受光システムの市販されている例は、ツィーマー・オフサルミック・システムズ（Ｚｉｅｍｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）のガリレイ・デュアル・シャインプフルーク・アナライザー（ＧＡＬＩＬＥＩ  Ｄｕａｌ  Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）及びオキュルス社（Ｏｃｕｌｕｓ，Ｉｎｃ．）のペンタカム（ＰＥＮＴＡＣＡＭ）である。これらのシステムは、処置レーザーに対する水晶体の位置を決定するためには使用できないものと考えられる。しかしながら、これらのシステムから水晶体形状データを得ることができ、図２Ａ〜２Ｅのシステムのようなシステムにより提供される位置データと併せて使用することができる。
【００４９】
適合性とは、水晶体レーザー手術がある特定の患者の水晶体について適応とされ得るか、又は不適応とされ得ることを意味する。加えて、一定のショットパターン、及び／又はショットパターンの組み合わせ及び配置が、形成異常の部位、ショットパターン、ショットパターンの配置及びショットパターンの目標効果に応じて、適応とされ得るか、又は不適応とされ得ることもまた意味する。レーザーショットパターンの所望の効果を実質的に妨害するはずの形成異常は、当該レーザーショットパターンを不適応とするはずである。従って、例えば後面の散乱形成異常患者については、特定の当該水晶体の前面におけるレーザー手術、例えば図２０に示されるようなパターンが適応とされるはずである一方、後面におけるレーザー手術、例えば図２１に示されるようなパターンは不適応とされるはずである。
【００５０】
水晶体のレーザー処置が前嚢又は後嚢に影響を与えず、嚢の、ある距離の範囲内にも影響を与えないことを保証し、当該生細胞がいかなる光破壊ショットによっても支障を来たさないことを保証するため、ビーム送達誘導システムが必要とされる。眼の手術状況における限界は、水晶体の屈折率勾配が未知であることであり、屈折率勾配は高度に年齢依存性であることが示されている。後表面を生体内で正確に計測するためには、後表面を見るために前表面及び屈折率が分布している巨大線維物質を通して観察しなければならない。以前の技術は水晶体形状を計測するための別個の計測機器を検討してきたが、これらは全てこの未知の屈折率分布現象に苦しめられている。従って、本明細書により、水晶体の前面及び後面の形状を計測するための新しい手法が提供される。この手法はさらに、別個の計測装置の系統誤差を最小限に抑え、且つ水晶体の未知の屈折率分布に起因する誤差も最小限に抑えたレーザー処置を提供する。
【００５１】
例としてレーザービームを送達するための特定の光学系、並びに水晶体、特に水晶体の前嚢及び後嚢の位置を決定するための手段を例として利用するシステムが、図４３に示される。即ち、図４３の例は、レーザー４３０２と、ビーム拡大器４３２０を含むレーザー光学系４３０３と、偏光ビームスプリッター４３２２と、ｚ合焦モジュール又は機構４３２１と、偏光１／４波長板４３２３と、ｘｙスキャナ４３２４と、結像又は集束光学系４３２５とを備える。即ち、図４３に示されるとおり、レーザービーム経路４３１０は、部分的に、ビーム拡大器４３２０から偏光ビームスプリッター４３２２、ｚ焦点モジュール又は機構４３２１、偏光１／４波長板４３２３、ｘｙスキャナ４３２４へ向かい、さらに結像又は集束光学系４３２５へと通じる。さらに、距離検出器構成要素４３０６を備え、これは、経路４３１１に沿った帰還レーザービームを受光してアナログ入力信号４３１２を生成する光学検出器４３３０と、アナログ入力信号４３１２を受信してアナログ出力信号４３１３を生成するアナログ電子機器４３３１と、アナログ出力信号４３１３を受信して制御信号４３１４を生成するデジタル電子制御機器４３３２とを含んでなり、この制御信号はｚ合焦モジュール又は機構４３２１により受信される。また、距離検出器用のレーザービーム経路４３１１も備える。減衰器４３４０が備えられ、これは、レーザーが減衰される４３４０ａと、レーザーが減衰されない４３４０ｂとの２つの位置の間を移動可能である。レーザー患者インタフェース４３０７が備わっている。
【００５２】
図４３はブロック概略図であり、従ってそこに示される構成要素の相対位置及び間隔は例示である。従って、これらの構成要素相互の相対配置は変わり得るとともに、それらの機能及び構成要素の全部又は一部が組み合わされてもよい。
【００５３】
この手法は、伝送体／照射体として使用される処置レーザーの減衰されたバージョンを利用する。一緒に単一の送受信経路４３１１／４３１０として偏光二重化４３２２された受光器が備えられ、送受信経路は処置レーザーと同じ眼までの光路を利用する。このように、送受信経路は、光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｏｎ）用の小さいスポットサイズを提供するＺ焦点機構４３２１及び結像光学系４３２５を通して延びるものの、減衰器があるために光破壊はしない。従って、送受信ビームは水晶体の全容積にわたり走査可能である。
【００５４】
減衰器を４３４０ａの位置に置いて、ＡＣ周期的ディザが時間に対するＺ振幅に適用される。そうすると、ｘ座標とｙ座標とを同じに保っておけば、焦点は水晶体の前表面の上方から水晶体を通して後表面まで、その後僅かに向こう側まで移動される。任意のｘｙ座標についてこのようにすると、帰還するレーザービームの振幅に顕著な変化があり、この変化が光学検出器４３３０により検出されるであろう。このようにして、アナログ入力信号４３１２、アナログ出力信号４３１３及び制御信号４３１４が提供されるであろう。この変化は水晶体外表面に対応するであろう。この変化の例が図４４に示され、ここで４４０１は焦点が水晶体の前表面の上方にあるときの帰還信号を表し、４４０２は焦点が水晶体前嚢を通って移動するときの信号を表し、４４０３は焦点が水晶体内にあるときの信号を表し、４４０４は焦点が水晶体後嚢を通って移動するときの信号を表し、そして４４０５は焦点が水晶体の向こう側（後方）にあるときの信号を表す。さらに、以下の段落でより詳細に記載するように、サーボを、水晶体の任意のｘｙ座標についてｚ方向の焦点を所定のオフセットで固定して、処置レーザーによる水晶体嚢又はその近傍の物質の破壊を防止するために使用することができる。
【００５５】
ディザは、およそ数１０〜数１００μｍの振幅の、時間に対するＺ振幅の傾斜即ち鋸歯状波又は単純な正弦波（ｓｉｇｎ）のＺ焦点アセンブリに対するディザであって、その上、Ｚ焦点モジュールを角膜の上方から前嚢までＺ方向に（典型的にはｍｍ単位）、送受信器４３３０が前嚢からの、徐々に強くなる周期的な信号リターン４４０２を受信するまで下方に向けてオフセットさせることもできる。房水と水晶体嚢との間の屈折率の変化、並びに嚢又は線維組織からの、一様な房水と比較して有限の散乱は、受光器により感知される光学的な帰還信号を提供する。受光器で検出される周期信号は、ディザリングされ、且つ集束された送受信器が下方にＺオフセットされて嚢の端部に近づくに従い増加する。Ｚ焦点が線維塊の中に押し進められると、ディザ信号は最高値に達し、次に減少し始めるであろう。Ｚ焦点オフセットの方向及び信号の「Ｓ字カーブ」の前縁を使用して弁別機能を形成でき、これは方向依存性のエラー信号を提供してＺ焦点オフセットを駆動させることで、閉ループサーボ技術により、嚢の縁部でのディザ信号の戻りを最大化できる。一旦、本質的に距離サーボであるＺオフセットループが閉じると、送受信器の焦点はＺオフセットで前嚢の任意の部位をトラッキングするであろう。Ｚオフセットループが閉じてトラッキングした後で、ここでＸ及びＹ走査を遂行することができて、各ｘ、ｙ位置についてのトラッキングされたＺオフセット位置の記録が、本質的に、前表面の３Ｄマップを作成するであろう。Ｚオフセットのトラッカーのロックを外さない程度に十分に遅いＸＹ走査パターンが、らせん状又は他のパターンで前極から外側におおよそ瞳孔の直径のほんの少し内側まで走査することができて、水晶体の直径を限界とする瞳孔全面にわたり、完全ではないが満足できる程度に均一なサンプリングの３Ｄマップを作成する。この前面データが捉えられると、ＸＹは０，０に戻って、ループが開かれてＺオフセットを後極に向けてさらに下方に操作し、再び後嚢と硝子体液との間の接触面で信号の増加が生じるだろうが、ただし符号の変化が起こり得る。ここで、Ｚオフセットループは同様に後嚢にロックしてトラッキングすることができ、同様のｘｙ走査を使用して後面の水晶体形状のマップを作成することができる。
【００５６】
この技術の顕著な利点は、いかなる任意の未知の勾配が存在しても、処置ビームと同じ波長で、後嚢を見出すために各ＸＹにおいてＺコマンドが必要なこと以外は、水晶体表面の絶対値のＸＹＺ形状は実際には記録していないため、水晶体の未知の屈折率分布がこの計測に対する誤差の原因とならないことである。これは、同じだが減衰されたレーザーが、同じＺ方向合焦アセンブリ及び同じ結像光学系とともに伝送体として使用されるため、水晶体の形状が系統誤差なしに処置レーザーと正確に同じ座標で定義されることを意味する。
【００５７】
図４Ａ〜Ｅは、水晶体の胎生期核４１５に見られる構造に関連して、３本に分岐した、即ちＹ字型の縫合線の形状を示す。即ち、これらの図は、図１Ａの層１２２を包含する層１３０として示される構造のより詳細な図である。図４Ａ〜Ｅにおいて、水晶体の内層の図は、水晶体の後側の図４Ａから前側の図４Ｅまで段階的に回転している。従って、水晶体のこの層は３本の後縫合線４０１、４０２、及び４０３を有する。この層はまた、３本の前縫合線４１２、４１３及び４１４も有する。前縫合線は後縫合線より長く、これらの線は前後（ＡＰ）軸線４１１に沿って見たとき互い違いに配置されている。核の層を形成する水晶体線維が線４０４により示されるが、これらは例示的な線に過ぎず、水晶体の実際の天然の層においては何倍も多くの線維が存在しているはずだと理解される。核のこの層の構造及び形状の説明を補助するため、図４Ａ〜Ｅにおいては代表的線維４０５、４０６、４０７、４０８、４０９及び４１０が強調され、個々に網掛けされている。このように、水晶体核の図の後面から前面へ回転されるにつれて、これらの代表的線維の位置、それらの互いの関係、及びそれらの縫合線に対する関係が図示される。
【００５８】
前側の縫合線の長さは、縫合線が見られる層又は被膜の赤道半径の約７５％である。後側の縫合線の長さは、対応する前縫合の長さの約８５％、すなわち、当該被膜の赤道半径の６４％である。
【００５９】
用語−本質的に従う（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｆｏｌｌｏｗｓ）−は、本明細書で使用されるとき、水晶体の外表面の形状と胎生期核４１５との関係を説明するものである。胎生期核は両凸形状である。水晶体の曲率は前側と後側とで異なり、前面がより平坦である。これらの曲率は、皮質及び外層の曲率及び水晶体の全体的な形状にほぼ従う。従って、水晶体は、端と端を合わせて配置され本質的に同心状又は入れ子式の被膜を形成する長い三日月形の線維細胞からなる層化構造と見ることができる。
【００６０】
以下の段落にさらに詳細に、且つ以下の例として述べるとおり、本発明は、水晶体の層、線維及び縫合線のこうした、及びさらに取り上げられる形状、構造及び配置を利用して、水晶体の調節幅を増加させるためのレーザーショットパターンを提供する。この理論に制約されることはないが、本明細書では、調節幅の喪失を生じさせるのは、水晶体及び水晶体線維の物質特性とは異なり、水晶体及び水晶体線維の構造、配置及び形状であると考えられている。従って、これらのパターンは、こうした構造、配置及び／又は形状を変えてそれに対し作用することで調節幅を増加させるよう設計される。
【００６１】
図５Ａ〜Ｃは、水晶体の核５１５の乳幼児期層に見られる構造に関連して、６本に分岐した、即ち星型の縫合線の形状を示す。従って、これらの図は、図１Ａの層１２４として示される構造のより詳細な図である。図５Ａ〜Ｃにおいて、水晶体の層の図は、後側の図５Ａから側面図の図５Ｂへ、前側の図５Ｃへと回転している。従って、核のこの層は６本の後縫合線５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、及び５０６を有している。核のこの層はまた、６本の前縫合線５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、及び５１４も有している。前縫合線は後縫合線より長く、これらの線はＡＰ軸線５０８に沿って見たとき互い違いに配置されている。核の層を形成する水晶体線維が線５０７により示されるが、これらは例示的な線に過ぎず、水晶体の実際の天然の層には何倍も多くの線維が存在するものと理解されよう。
【００６２】
水晶体の外表面の形状は本質的に、両凸形状である乳幼児期核５１５に従う。従って、水晶体のこの層の曲率は前側と後側とで異なり、前面がより平坦である。これらの曲率は、皮質及び外層の曲率及び水晶体の全体的な形状にほぼ従う。これらの曲率はまた、胎生期核４１５の曲率にもほぼ従う。従って、水晶体は、端と端を合わせて配置され本質的に同心状又は入れ子式の被膜を形成する長い三日月形の線維細胞からなる層化構造と見ることができ、乳幼児期核５１５はその中に入れ子式に胎生期核４１５を有する。青年期を通じて発達し続けると、６〜９本の縫合線を含むさらなる線維層が成長する。
【００６３】
図６Ａ〜Ｃは、水晶体の核６１１の青年期層に見られる構造に関連して、９本に分岐した、又は星型の縫合線の形状を示す。従って、これらの図は、図１Ａの層１２６として示される構造のより詳細な図である。図６Ａ〜Ｃにおいて、水晶体の層の図は後側の図６Ａから側面図の図６Ｂへ、前側の図６Ｃへと回転している。従って、核のこの層は９本の後縫合線６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８及び６０９を有する。核のこの層はまた、９本の前縫合線６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９及び６２０も有する。前縫合線は後縫合線より長く、これらの線はＡＰ軸線６１０に沿って見たとき互い違いに配置されている。核の層を形成する水晶体線維が線６２１により示されるが、これらは例示的な線に過ぎず、水晶体の実際の天然の層には何倍も多くの線維が存在するものと理解されよう。
【００６４】
角膜の外表面は、両凸形状である青年期核６１１に従う。従って、この層の曲率は前側と後側とで異なり、前面がより平坦である。これらの曲率は、皮質及び外層の曲率及び水晶体の全体的な形状にほぼ従う。これらの曲率はまた、青年期核６１１内に入れ子式になっている胎生期核４１５及び乳幼児期核５１５の曲率にもほぼ従う。従って、水晶体は、端と端を合わせて配置され本質的に同心状又は入れ子式の被膜を形成する長い三日月形の線維細胞からなる層化構造と見ることができる。成人期を通じて発達し続けると、９〜１２本の縫合線を含むさらなる線維層が成長する。
【００６５】
図７Ａ〜Ｃは、水晶体の核７１３の成人期層に所見される構造に関連して、１２本に分岐した、即ち星型の縫合線の形状を示す。従って、これらの図は、図１Ａに図示される成人期層１２８のより詳細な図である。図７Ａ〜Ｃにおいて、水晶体の層の図は、後側の図７Ａから側面図の図７Ｂへ、前側の図７Ｃへと回転している。従って、核の成人期層は１２本の後縫合線７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、及び７１２を有する。核のこの層はまた、１２本の前縫合線７１４〜７２５も有する。前縫合線は後縫合線より長く、これらの線はＡＰ軸線７２６に沿って見たとき互い違いに配置されている。核の層を形成する水晶体線維が線７２８により示されるが、これらは例示的な線に過ぎず、水晶体の実際の天然の層には何倍も多くの線維が存在するものと理解されよう。
【００６６】
成人期核７１３は水晶体の外表面に従う両凸形状である。従って、この層の曲率は前側と後側とで異なり、前面がより平坦である。これらの曲率は、皮質及び外層の曲率及び水晶体の形状に従う。これらの曲率はまた、本質的に成人期核６１１と同心状であるとともに成人期核６１１内に入れ子式になっている青年期核６１１、乳幼児期核５１５及び胎生期核４１５及び胚期核の曲率にもほぼ従う。従って、水晶体は、端と端を合わせて配置され本質的に同心状又は入れ子式の被膜を形成する長い三日月形の線維細胞からなる層化構造と見ることができる。
【００６７】
次の１５本の縫合線を有する成人期層もまた、ある数の４０歳以降の人に存在することがある。この後続の成人期層の全体的な構造は後期成人期層７１３と同様であって、後続の成人期層がより多くの縫合線を有する形状であり、後期成人期層７１３を包み込んでいるはずであると認識される。そのため、後続の成人期層は核の最外層のはずであり、ひいては核の中心から離れた層であり、且つ最も年齢の若い層のはずである。
【００６８】
概して、本発明は、水晶体縫合線の形状及び／又は水晶体の曲率及び／又は核内の様々な層；及び／又は核内の様々な層の曲率；及び／又は核内の様々な層の縫合線の形状を利用するか、又は少なくとも部分的にそれに基づくパターンでのレーザービームの送達を規定する。本発明の一部として、前面アブレーションの曲率を前嚢の特定の曲率に合致させる一方、後面アブレーションは異なる曲率を有し、ひいては水晶体の後面曲率に合致させるという構想が規定される。前面及び後面曲率は、クスザック（Ｋｕｓｚａｋ）の高齢水晶体モデル、バード（Ｂｕｒｄ）の数値モデリング（バード（Ｂｕｒｄ）ら、Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４２（２００２年）２２３５−２２５１頁）、又は特定の水晶体計測値、例えば水晶体のレーザーに対する位置を決定するための手段から得ることのできる計測値を基にすることができる。従って、概して、これらのレーザー送達パターンは、全体的及び／又は部分的に、数学的モデル化と、水晶体の形状、水晶体の層の形状、縫合線パターン、及び縫合線の位置及び／又は縫合線の形状に関する実際の観測データとに基づく。
【００６９】
さらに、より詳細に記載されるとおり、水晶体の天然縫合線又は水晶体の層の天然配置がレーザー照射パターンにより水晶体において正確に再現される必要はない。実際に、これらの天然構造のレーザー照射パターンによる正確な再現は、本発明の範囲内ではあるものの必須ではなく、好ましくは調節幅の増加を実現するうえで必要でない。むしろ本発明は、ある部分では、全体として天然水晶体の形状、構造及び配置及び／又はその一部を模倣するとともに、本明細書に記載されるレーザー照射パターンの使用を通じて、このような天然に存在するパラメータを構築し、修正し、再設定しようとするものである。
【００７０】
従って、水晶体における一連の本質的に同心状、すなわち入れ子式の被膜を切除するレーザービーム送達パターンを用いることができる。好ましくは被膜は、本質的に水晶体の前面及び後面の曲率に倣っているはずである。従って、水晶体に図４、５、６及び７の核層と類似した一連の切除創を作成する。こうした切除創は、これらの層と同じ幾何学的配列、すなわち形状及び中心からの距離に従ってもよく、又は当該幾何学的配列の一部のみに従ってもよい。こうした被膜の一例が図８に示され、この図は、水晶体１０３、第１の被膜切除創（ｓｈｅｌｌ  ｃｕｔ）８０１、第１の被膜８０２、第２の被膜切除創８０３、第２の被膜８０４及び第３の被膜切除創８０５を示す。成人期核１２８及び皮質１１３もまた示されている。従って、被膜（ｓｈｅｌｌ）という用語は水晶体物質を指し、また、被膜切除創（ｓｈｅｌｌ  ｃｕｔ）という用語はレーザービーム送達パターン、従って当該パターンに従うレーザービーム照射の水晶体における配置を指す。より多くの、又はより少ない被膜切除創と、ひいては被膜を利用することができる。さらに、切除創は、切除創が実質的に完全な被膜を作成する、すなわち被膜及び被膜切除創が水晶体物質の容積を完全に包含するようなものであってもよい。切除創はまた、完全ではない被膜が形成されるようなものであってもよい。従って、部分的な被膜切除創の使用によって部分的な被膜の生成を用いてもよい。かかる部分切除創は例えば、被膜の一部分のみ、例えば、前四半分、前半分、後四半分、積層された環状輪、互い違いに配置された環状輪、及び／又はこれらの組み合わせのはずである。かかる部分被膜及び被膜切除創は、水晶体、嚢、皮質、核、及び／又は核の層を含む水晶体の層の輪郭にほぼ従う三次元形状の任意の部分であってもよく、三次元形状としては、用語がその最も広義で使用されるときの楕円体、回転楕円体及びこれらの組み合わせが挙げられる。さらに、完全及び部分被膜及び被膜切除創の使用が単一の水晶体において用いられてもよい。すなわち、この後者の要点の例示として、第１及び第２の切除創８０１及び８０３は環状切除創であり、一方、第３の切除創は完全切除創である。
【００７１】
部分被膜のさらなる使用は、被膜の形状を縫合線の形状及び／又は配置に従わせることである。従って、部分的なパイの形状の被膜切除創の使用により、部分的なパイの形状の被膜が作成される。これらの切除創は、水晶体の様々な層における縫合線間に設けられてもよい。これらの部分被膜は、水晶体の輪郭に従う、すなわち湾曲した形状であってもよく、又はより平坦であって、より平面的な形状を有するか、又は平坦であってもよい。これらのパイ形状被膜及び被膜切除創のさらなる使用は、これらの切除創を縫合線のような形で、しかし水晶体の天然縫合線配置には従わず作成することになる。従って、切除の縫合線のようなパターンの切除が水晶体に施され、これは天然水晶体縫合線の全体的な形状に従うが、水晶体における縫合線の正確な位置には従わない。パイ形状切除創に加え、他の形状の切除創、例示としては一連の楕円形、矩形平面又は正方形などを用いてもよい。
【００７２】
部分被膜及び／又は平面状部分被膜のさらなる使用は、互い違いに重なる部分被膜切除創を使用することにより、一連の互い違いに重なる部分被膜を作成することである。このようにして、水晶体物質の本質的に完全且つ連続的な層が分断されることにより、一方の上に他方が摺動することのできる水晶体の平面様の部分が作成され、ひいては調節幅が増加する。これらの部分被膜は、ＡＰ軸線に沿って見たとき互いに真上に位置し得るか、又は僅かに互い違いにか、完全に互い違いにか、又はこれらの任意の組み合わせで配置され得てもよい。
【００７３】
被膜及び部分被膜の使用に加え、水晶体には線もまた切り込むことができる。これらの線は、様々な天然縫合線の形状及び／又は形状と位置に従うことができる。従って、レーザー照射パターンは、図４、５、６、及び７に示されるような水晶体の様々な天然層の１つ又は複数の天然縫合線の１本又は複数の形状のほか、１５本の縫合線の層に照射するように準備されるか、又は水晶体における連続層の他のパターンのいずれかに従ってもよい。これらの照射パターンは天然縫合線の全体的な形状、すなわち一連の星型形状に従うことができ、各星の足の数は、その配置が水晶体の中心から離れるに従い増加する。こうした星型形状の照射パターンは、水晶体の層の天然縫合線のパターンの正確な形状に従ってもよく、又は天然水晶体に見られるように、又は天然水晶体のモデル化により決定されるとおり等距離で、縫合の正確な形状及び配置に従うこともできる。こうした星型パターンの利用の全てにおいて、１つ以上の星型が切除される。星の足の線の長さは天然縫合線と比べ、より長くても、より短くても、又は同じ長さであってもよい。さらに、この長さが縫合線の天然の長さより短い場合、切除創は、星型形状の中心、すなわち線が互いに集合する点寄りに、又は縫合線の端部、すなわち縫合線上で集合点から最遠の点寄りに設けられてもよい。さらには、切除創が縫合線の端部寄りの場合、切除創は縫合線を越えて伸張してもよく、又は縫合線と同じ終端であってもよい。さらに、部分的な星型形状の切除創、例えば「Ｖ」形状、又は垂直若しくは水平又は間に所定の角度を有する切除創が使用され得る。上記で考察されるこれらの線状切除創は概して、本明細書においては、レーザーでの作成による縫合線と称される。さらに、レーザーで作成した縫合線は、効果の形状でシェルまたは部分シェルにまとめることができる。
【００７４】
現在、縫合線の端部近傍での切除創の使用が調節幅の増加に最大の効果を有するであろうことが理論化されているが、これは前極及び後極（ＡＰ軸線が水晶体と交差する点）の近傍の線維の端部の方が、線維面を結束するギャップ結合の数がより多い線維の赤道近傍の部分よりも、自在に動くと考えられるためである。現在、調節幅の大きい若い水晶体において最も自在であるのは、線維長の終端のおよそ１５％であることが仮定されている。さらに、表面の粗さの増加と上方の線維層の成長による緻密化とが併せて原因となり、線維層は加齢に伴い結束するようになる傾向を有することが理論化されている。従って、図３に図示されるとおり、ショットパターン３０１は水晶体の層３０２の前部に対して与えられる。このショットパターン３０１は、線３０４により表される線維の線維長の終端のおよそ１５％の輪郭に従う輪郭３０３を有する。従って、被膜切除創は花の形状に似ている。加えて、花型形状の被膜における花弁の数は、当該成長層の縫合線３０５の数と一致しなければならない。従って、この部分被膜切除創及び／又は切除創は、層の結束をほどいて、水晶体をより若い、増加した調節幅に戻す効果を有するであろうことが理論化される。同様に、部分被膜を使用して、この全体的な領域、すなわち縫合線の端部又はその近傍における全体的な領域における環状の部分被膜又は平面状の部分被膜を、同じ理由で用いてもよい。この理論は、さらなる教示の提供を目的として、且つ当該技術分野の進展のために提唱される。しかしながら、この理論は本発明の実施に必要ではなく、本明細書における本発明及び特許請求の範囲がこの理論によって制約又は限定されたり、又はこの理論に限定されたりすることはない。
【００７５】
星型形状パターンを含む、レーザーで作成した縫合線を使用することはまた、被膜、部分被膜及び平面状部分被膜と併せて用いることもできる。特定のレーザーショットパターン、又は一連のショットパターンと共に、これらの形状の各々の要素が用いられる。これらのパターンは、図４〜７に示される形状並びに本明細書で考察される１５本の縫合線の形状に基づき得る。パターンは、当該形状に正確に、全体的に又は部分的に従ってもよく、及び／又は当該形状に、全体的に又は部分的に従い、同時に水晶体における当該形状の位置に従ってもよい。天然水晶体においては最大１５本の縫合線が知られているが、１５本より多い数のレーザーで作成したる縫合線が用いられてもよい。さらに、本明細書に提供されるとおり、水晶体は３〜１５本の範囲の一連の縫合線のある複数の層を有し、従って本発明は図４〜７の縫合線の特許に限定されず、むしろ３〜１５本のうち、その一部分を含む任意の数の縫合線を網羅する。
【００７６】
水晶体物質を除去するためのショットパターンの送達がさらに規定される。水晶体を小さい立方体に切除し、その後この立方体が水晶体嚢から除去されるようにしたショットパターンが規定される。立方体のサイズは、一辺の長さが約１００μｍ〜約４ｍｍの範囲であってもよく、約５００μｍ〜２ｍｍが好ましいサイズである。加えて、本発明は立方体構造に限定されず、全体的なサイズが類似した他の容積形状が用いられてもよい。さらに他の実施形態において、レーザーを使用して水晶体嚢の水晶体前表面に小さい開口である嚢切開を作成することで、部分的な立方体も除去される。従って、この手順を使用して白内障を処置してもよい。またこの手順を使用して、白内障といえる程度までには進行していない混濁した水晶体を除去してもよい。さらにこの手順を使用して、透明だが、遠近調節能を喪失した天然水晶体を除去してもよい。上記のシナリオの全てにおいて、水晶体物質が除去されると、次に水晶体嚢は好適な代替物、例えばＩＯＬ（人工水晶体）、調節可能ＩＯＬ、又は合成水晶体充填物質などを入れるものと理解されよう。さらに、嚢切開のサイズ及び形状は変化可能で精密に調整され、好ましくは水晶体を再充填する適用には２ｍｍ以下の直径であり、ＩＯＬには約５ｍｍである。嚢切開をするための手順のさらなる実施態様は、部分的に環状の切除創のみを設け、こうして水晶体に付着する嚢の一部分を残してヒンジ付きフラップ様の構造を作成するものである。すなわち、この手順を使用して白内障を処置することができる。
【００７７】
さらに、水晶体を容積的に除去して、眼における屈折異常、例えば近視、遠視及び乱視を矯正することができる。このように、レーザーショットパターンは、選択された容積及び／又は形状の水晶体物質を光破壊により水晶体から除去されるようにするものである。この除去は、水晶体形状を作り替え、ひいては屈折異常を低減及び／又は矯正する作用を有する。水晶体組織の容積的な除去は、調節幅を増加させるために行われる様々なショットパターンと併用して行うことができる。このようにして、老眼と屈折異常との双方を同一のショットパターン及び／又は一連のショットパターンにより対処することができる。水晶体組織の体積的な除去は、ＬＡＳＩＫなどの従来の角膜レーザー視力矯正を受けたか、及び／又はレーザー角膜手術を受けるには角膜が薄過ぎるか、又は弱過ぎる患者について、矯正異常の亢進に対してさらなる適用が見出される。
【００７８】
本明細書に規定される全てのレーザーショットパターンにおいて、レーザーショットパターンは水晶体の形状にほぼ従うとともに、パターンにおける個々のショットの隣接するショットに対する配置は互いに十分に近いことが好ましく、それによりパターンが完成したとき水晶体物質の十分に連続した層及び／又は線及び／又は容積が除去され、結果として、調節幅及び／又は屈折異常及び／又は水晶体物質の嚢からの除去に影響を及ぼす構造的変化がもたらされる。所望の結果を得るために、より狭い、又はより広いショット間隔が本明細書では企図され、必要に応じて重なりも含む。ショットの間隔の検討には、とりわけ、気泡消散、容積除去効率、順序効率、スキャナ性能、及び切離効率が含まれる。例えば例示として、光破壊を生じさせるうえで十分なエネルギーの５μｍのサイズのスポットついて、２０μｍ以上の間隔では結果として個々の気泡が生じるが、これらの気泡の合体及び消散は、同じエネルギーでより近接したショットの間隔において気泡の合体が生じる場合ほど速くはない。ショットの間隔が互いに近接するに従い、容積効率は増加する。ショット間隔が互いに近接するに従い、泡の合体もまた増加する。さらに、ショット間隔が近接し過ぎるようになるため容積効率が劇的に低下する点が現れる。例えば例示として、４５０フェムト秒のパルス幅及び２マイクロジュールのエネルギーで約５μｍのスポットサイズで間隔が１０μｍのとき、透明な眼組織の切離（ｃｌｅａｖｉｎｇ）がもたらされる。本明細書で使用されるとき、切離という用語は組織を実質的に分離させることを意味する。さらに、前述のショット間隔の検討は程度の大小と相関を有するとともに、当業者は本開示の教示に基づきこれらの条件をいかに評価して本明細書の目的を達成するかについて知っているであろう。最後に、パターンにおける個々のショットの隣接するショットに対する配置は、概して、可能な限り近接するよう企図されるが、これは典型的には、光破壊の物理的事象のサイズ及び時間枠により制限され、とりわけ前のショットの気泡膨張を挙げることができるであろう。本明細書で使用されるとき、光破壊の物理的事象の時間枠は、周囲の光破壊、例えば血漿形成及び膨張、衝撃波伝播、並びに気泡膨張及び収縮を起こす作用を参照する。従って、これらの作用の一部、その成分、又はその全てより速いタイミングであるような連続パルスのタイミングが、容積的な除去及び／又は切離効率を増加させることができる。従って、本発明者らは５０ＭＨｚ〜５ＧＨｚのパルス繰り返し周波数を提案し、これはキャビティ長さが３メートル〜３ｃｍのモードロックレーザーというパラメータの伴うレーザーにより達成されるはずである。かかる高いＰＲＦレーザーは、一箇所に重なることで１パルス当たりのエネルギーが低くても光破壊を実現可能とする多重パルスをより容易に生成できる。
【００７９】
第１の、第２の、第３の等の用語は、本明細書で使用されるとき相対的な用語であり、それらが使用される文脈上で見なければならない。これらの用語は、特にそのように指定されない限り、タイミングには関係しない。従って、第１の切除創が第２の切除創の後に作製され得る。一般に、レーザーショットは概してレーザーパターンにおける後面の点から前面の点へと照射することにより、前のレーザーショットの結果生じる気泡の作用を回避及び／又は最小化することが好ましい。しかしながら、本明細書に提供されるレーザーショットパターンは様々であるため、厳密に後面から前面へのショット順序に従う必要はない。さらに、白内障の場合には、レーザーが白内障の向こう側まで実質的に貫通することはできないため、前面から後面に照射することが有利であり得る。
【００８０】
さらなる詳述がなくとも、当業者は先述の説明を使用して、本発明を最大限に利用できるものと考えられる。従って、以下の特定の実施形態は本発明の例として提供されるものであり、単に例示として解釈されるべきであって、何であろうと決して本発明の範囲又は本明細書における開示を限定するものとして解釈されてはならない。
【００８１】
以下の例は、計測された水晶体データと、バード（Ｂｕｒｄ）モデリングとを使用することにより得られる水晶体データに基づくものであり、そのモデルは「バード（Ｂｕｒｄ）ら、「Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｎｇ  ｌｅｎｓ」、Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４２（２００２年）２２３５−２２５１頁」に記載されている。バードモデルは、前面及び／又は後面の形状について以下のアルゴリズムを備える：
Ｚ＝ａＲ５＋ｂＲ４＋ｃＲ３＋ｄＲ２＋ｆ
【００８２】
このアルゴリズムの係数が表ＩＩに記載される。
【表１】
2009523556.tif 000003
【００８３】
さらに、変数Ｚ及びＲが図９により定義される。
【００８４】
このように、図１０、１１及び１２はバードモデルに基づき、３つの年齢、１８歳、２９歳及び４５歳について、それぞれ外表面１００１、１１０１、１２０１を有する水晶体の断面図を示し、サイズの成長を、加齢に伴う形状の変化と共に示す。これらの図面、並びに図１３〜２９及び３０Ａの座標軸の単位は、ミリメートル（ｍｍ）である。
【００８５】
実施例１は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創（ｓｈｅｌｌ  ｃｕｔ）の作製を提供する。図１３に示されるレーザーショットパターンは、バード（Ｂｕｒｄ）モデルに基づく４５歳の水晶体の外表面１３０１を提供する。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が提供され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、第１の被膜切除創１３０２、第２の被膜切除創１３０４、及び第３の被膜切除創１３０６が提供される。これらの被膜切除創は、第１の被膜１３０３及び第２の被膜１３０５を形成する。被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、ここから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するはずであると理論化される。従って、この理論により制約されるものではないが、所与の負荷又は小帯の力に対する水晶体の撓みが増加することにより、水晶体構造の柔軟性と、ひいては、同じ小帯の力に対する調節幅が増加するはずであると理論化される。このように、入れ子式の一組の３層があったとき、これは本質的に前面及び後面の双方の形状に従う。さらに、本例及び他の例について、被膜切除創はレーザーショットパターンにより形成され、従ってレーザーショットパターンと一致することが容易に理解されるであろう。
【００８６】
従って、本例における被膜切除創はおおよそ、第３の被膜切除創１３０６が、胎生期核若しくは出生時の水晶体の境界において、３本の縫合線の分岐線がさらなる分岐線を形成し始めるか、又は水晶体赤道直径が約６ｍｍであるところとされ、第２の被膜切除創１３０４が、直径が約７．２ｍｍ、又は乳児期核若しくは３歳頃の水晶体において、６本の縫合線の分岐線の層がさらなる分岐線を形成し始めるところとされ、第１の被膜切除創が、約９ｍｍの直径若しくは１３歳頃の青年期核において、９本の縫合線の分岐線がさらなる分岐線を形成し始めるところとされるように配置される。
【００８７】
実施例２は、バード（Ｂｕｒｄ）モデルによる４５歳水晶体形状の使用の代替例として、実際の患者の水晶体構造又は形状データを利用して各患者用に手術をカスタマイズし得ることを示す。例として、４５歳ヒト死体水晶体により、その形状についてバードモデルで使用されるものと同じ５次関数により光学的及び数学的適合性が計測され、計測された水晶体に固有の係数が得られる。この水晶体の外側断面形状及び実施例１と同様だが、本実施例の特定の水晶体に適合させたショットパターンが図１４に示される。即ち、この図には４５歳水晶体の外表面１４０１が示される。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が示される。即ち、第１の被膜切除創１４０２、第２の被膜切除創１４０４、及び第３の被膜切除創１４０６が示される。これらの被膜切除創は、第１の被膜１４０３及び第２の被膜１４０５を形成する。さらに、例示的切除創及びショットパターンのいずれも、部分的又は完全な被膜を用いて実施されてもよく、及び／又はモデル化された（バードモデルはほんの一例である）又は計測された水晶体データを用いて実施されてもよいことが注記される。
【００８８】
実施例３は、計測された４５歳水晶体で部分被膜を切除するとともに、除外される規定の中心領域を有するショットパターンを示す。即ち、図１５に図示されるとおり、４５歳水晶体の外表面１５０１、中心区域１５１２、部分切除創１５０２、１５０４、１５０６、１５０７、１５０９及び１５１１が行われる。ここではまた、部分被膜１５０３、１５０５、１５０８及び１５１０も行われる。示されるとおりのこれらの部分切除創は、同じ略環状形状の一部である。従って、切除創１５０２及び１５０７、切除創１５０４及び１５０９、及び切除創１５０６及び１５１１はそれぞれ、３つの略環状形部分の反対側である。
【００８９】
実施例４は、計測された４５歳水晶体に部分被膜を切除するとともに、除外された区画の周辺区域及び中心区域の双方を有するショットパターンを示す。即ち、図１６に図示されるとおり、４５歳水晶体の外表面１６０１、中心区域１６２２及び２つの周辺区域１６２０及び１６２１を示す。さらに、部分切除創１６０２、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６１１、１６１３、１６１５、１６１７、及び１６１８と、部分被膜１６０３、１６０８、１６０９、１６１０、１６１２、１６１４、１６１６及び１６１９を示す。実施例３及び図１５と同様に、これらの切除創は断面図であり、従って切除創は、本質的に水晶体の形状に従うとともに中心区域１６２２を包み込む略環状輪形状の切除創の両側であるものと理解される。上に述べたように、図１６には５つの部分切除創が図示される。
【００９０】
実施例５は、３本、４本、５本、６本、７本、８本、９本の縫合線の分岐線における構造的境界を近似した水晶体のより微細で細密な切除創のレーザーショットパターン、即ち６層の被膜の使用を規定する。即ち、図１７には７つの本質的に同心状のショットパターン１７０２〜１７０８が示され、これらは７つの対応する被膜切除創を作り出して、６つの対応する被膜１７０９〜１７１４もまた作り出している。計測されたように、４５歳水晶体の外表面１７０１もまた、図１７に示す。本例では６層の被膜の作成が規定されるが、水晶体は数千もの線維層を含み、レーザー送達システムの分解能及びレーザービームパラメータによっては、６層よりはるかに多い、最高で数百又はさらには数千もの被膜を利用することが望ましい可能性もあることが理解されよう。
【００９１】
実施例６〜１２は、正確なショットパターンに基づく所定の形状での水晶体物質の容積的な除去に関する。即ち、これらの実施例は、形状を決めた容積的な減少によって屈折の変化がいかに達成されるかを示す。この手法では、光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｏｎ）レーザービーム送達の限界、すなわち、全ての気泡消散が起こった後に結果として見られる物質のボイドより大幅に大きい気泡の発生が認められる。これは、高効率の容積除去のための理想的な間隔と比べて、物質のボイドをさらに離すべき原因となる作用を有し得る。従って、正確なレーザースポットサイズ、エネルギー及びパルス幅に応じた、達成可能な最も近接した間隔は、低い正味の容積的な除去効率をもたらすかもしれないと認められ、ここで正味の容積的な除去効率は、処置された物質容積に対する実現された除去容積の比率である。単純な例として、公称５０％の線形効率をもたらすボイド間の間隔と等しいボイドサイズを考えると、その対称な形状からこれは、ボイド作成における２５％の面積効率及び対応する１２．５％の容積効率を有する。従って、例として、処置される形状の容積を所望の形状の除去容積より比例的に大きくすることで低い容積効率を補償する手法が提供される。換言すれば、低い容積除去効率で大きい形状の変化をさせようとすると、小さい形状変化が実現されるはずである。他の効果、例えばボイド形状、非対称、ボイド箇所、年齢の関数としての組織のコンプライアンス、外部的な力及びその他が最終容積効率に影響し得るとともに、容積効率の実験的検証が必要とされ得る。
【００９２】
実施例６は、グルストランド−ラグラン（Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ−ＬａＧｒａｎｄ）光学モデルを使用して、負に屈折を変化させるか、又は水晶体における屈折力を３ジオプターだけ低減するためのショットパターン及び容積除去を規定し、これには半径３ｍｍにわたり０まで漸減する約１８０μｍを除去する必要があるはずである。図１８に図示されるとおり、所望の容積除去についての水晶体外表面１８０１及びショットパターン１８０２が示される。完全な３ジオプターの屈折力変化を直接実現するため、ショットパターンは本質的に影付き領域の容積の１００％を除去しなければならないであろうが、これは光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｏｎ）レーザービーム送達に見られる低い容積効率のために、極めて困難である。
【００９３】
実施例７は低い容積除去効率への対処に基づくとともに、本例においては容積効率が１２．５％即ち１／８であるという仮定に基づき、低い容積効率を補償するため、図１９に示されるとおり、同じく３ｍｍにわたり０まで漸減する８倍大きい容積即ち１．４４ｍｍ厚を処置するものとし、図１９は水晶体外表面１９０１及びショットパターン１９０２を示す。前の実施例と同様に、ショットパターンの形状は水晶体の外表面１９０１に基づくとともに、本質的にそれに従う。
【００９４】
実施例８は、屈折力変化を引き起こして水晶体の屈折力を増加させる、即ち患者の遠視を低減するためのショットパターンを規定し、ここでショットパターンは主に水晶体の前部領域に施術される。このパターンが図２０に示され、これは外表面２００１、従って水晶体の形状及びショットパターン２００２を示す。
【００９５】
実施例９は、屈折力変化を引き起こして水晶体の屈折力を増加させる、即ち患者の遠視を低減するためのショットパターンを規定し、ここでこのアルゴリズムは主に水晶体の後部領域に実施される。このパターンが図２１に示され、これは外表面２１０１、従って水晶体の形状及びショットパターン２１０２を示す。本実施例はさらに、第一に水晶体の後面の曲線に従うよう修正された形状を有するショットパターンを示す。
【００９６】
実施例１０は、屈折力変化を引き起こして水晶体の屈折力を増加させる、即ち患者の遠視を低減するためのショットパターンを規定し、ここでショットパターンは第一に水晶体の中心領域に実施される。即ち、図２２に図示されるとおり、水晶体の外表面２２０１及び容積的な形状を規定するショットパターン２２０２を示す。さらに留意すべきは、水晶体の前面形状又は水晶体の後面形状又はその双方を利用して、ショットパターンの形状及び／又は容積的な形状を決定できることである。
【００９７】
実施例１１は２つの容積的ショットパターンを規定し、これらはそれらが隣接する水晶体表面の形状に従う。即ち、図２３に図示されるとおり、外表面２３０１、従って水晶体の形状と、２つの容積的ショットパターンを有するショットパターン、すなわち、水晶体の前部領域に配置される第１のショットパターン２３０２、及び後部領域に配置される第２のショットパターン２３０３であって、容積的な形状を備えるパターンとが示される。このように、水晶体から除去される容積的な形状は水晶体の前部及び後部領域にあって、それぞれ水晶体の前面及び後面形状に従う表面を有する。
【００９８】
実施例１２は、部分的に重なり合う複数の積層部分被膜を利用する、異なるショットパターンの特徴を組み合わせて屈折異常に対処するとともに柔軟性を増加させるための方法を示す。即ち、図２４に図示されるとおり、外表面２４０１と、従って水晶体の形状が提供されるとともに、屈折形状によりその範囲が画定されて、環状輪の形状の部分被膜２４０３を形成する部分被膜切除創２４０２が示される。部分被膜切除創の配置は、図２４に示されるとおり、水晶体の前表面に隣接する。部分被膜切除創は同様に、水晶体の後表面に隣接して配置することができ、その場合切除創は当該表面の形状に従わなくてはならない。このようにして、水晶体内の個々の層の形状に正確に従うことによって、より効果的な切離が得られる。
【００９９】
実施例６、７、８、９、１０及び１１に関連する図にあるショットパターンは、屈折形状によりその範囲が画定される水平な部分平面を切除することが示される。水平平面の代替例として、垂直な部分平面又は屈折形状によりその範囲が画定される他の方向の切除創が使用されてもよいことは理解されるべきである。
【０１００】
実施例１３及び１４は、白内障を処置してそれを除去するための、及び／又は透明な水晶体を摘出するための方法及びショットパターンに関する。即ち、水晶体物質を構造的に変化させて、除去をより容易にすると同時に、現在の水晶体乳化吸引術において使用される高周波超音波エネルギーを不要とすることにより手術の安全性を潜在的に高めた方法が規定される。一般に、特定の形状パターンにおける光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｏｎ）切除の使用は、水晶体物質を１〜２ｍｍのサイズの吸引針で吸引して取り除くうえで十分な小ささの微小な立方体状構造に切り分けるために利用される。
【０１０１】
実施例１３は、０．５ｍｍのサイズの立方体を、４５歳のバード（Ｂｕｒｄ）モデル水晶体の構造的形状に従う水晶体物質から作成するためのショットパターンを規定する。患者の実際の水晶体形状が計測されて使用できることが望ましい。従って、図２５に図示されるとおり、外表面２５０１と、従って水晶体の外側形状が示される。さらに、格子状の切除創を生成するショットパターン２５０２が規定され、その切除創の端部２５０３は本質的に水晶体の形状に従う。さらに被膜切除創２５０４が規定され、これは格子状の切除創と一体化されている。図２５のパターンにおけるレーザーショットの順序は、本明細書に開示されるほとんどのパターンと同様に、気泡を通じた照射により引き起こされる変動を低減してより予測可能性の高い結果を得るために、後面から前面へと実施してもよい。しかしながら、白内障は、望ましくない２つの作用のうち、より軽いほうを選ぶ目的で、前面から後面へと照射することが望ましい可能性がある。即ち、気泡の干渉と比較して光をはるかに激しく散乱し、光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｏｎ）を妨害するするのも早い、白内障組織を通じた照射よりむしろ、気泡を通じて照射するか、又は気泡を消散させることが有利であり得る。従って、最初に白内障の最前部を光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔ）し、それから、気泡を通して残りの白内障組織を照射しながら、下にある次の層の白内障組織へ、後方向に移動することが提案される。レーザーを前面のｚ平面に照射し、それから後面に移動することに加え、さらに、本発明者らが本明細書全体を通じてｚ軸と称する基本的に前面から後面へ掘り下げ、次にｘ／ｙ方向に移動して再び掘り下げることが規定される。
【０１０２】
実施例１４は、透明な水晶体の摘出を規定する。本例では、図２５のショットパターンが透明な水晶体に適用されるとともに、続いてその水晶体物質が除去される。本例では、後面から前面にかけて照射することが望ましい。
【０１０３】
実施例１５は、精密な嚢切開を規定する。執刀医が水晶体にアクセスして水晶体物質を取り除くための精密な嚢切開の作成が規定されている。図３０Ａ〜Ｄに図示されるとおり、外表面３００１、そして水晶体の外側形状がある。さらに、輪形状の帯形切除創３００２及びショットパターンがある。このように、この図は、この輪形状の円形帯の断面図を示し、従って輪の２つの面３００２がある。深さ１００μｍの輪形状の嚢切開切除創は、水晶体前嚢表面をほぼ中心とし、正確に５ｍｍの直径である。水晶体嚢は厚さが約５〜１５μｍであるため、切除創の深さは典型的には５〜数百μｍであることが望ましいが、数ミリメートルを切除してもそれほどの不利益はない。しかしながら、この直径は直径０．１ｍｍ〜９ｍｍの間で変動し得るとともに、嚢切開はｘ軸方向がｙ軸方向と異なる楕円形、又は他の形状であり得る。特定のＩＯＬに対しては特定の嚢切開形状が有益であるか、及び／又はそれが必要とされるかもしれない。
【０１０４】
実施例１６〜１７は、水晶体の屈折率分布修正に関する。モファト（Ｍｏｆｆａｔ）、アトキソン（Ａｔｃｈｉｓｏｎ）及びポープ（Ｐｏｐｅ）は「Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４２（２００２年）１６８３−１６９３頁」において、天然水晶体が、水晶体の被膜構造に従って水晶体の屈折力全体に著しく影響する屈折率分布を有することが示された。彼らはまた、水晶体が加齢により水晶体の屈折力が低減するのに伴い、この勾配が実質的に減少し、即ち平坦化することも示した。この加齢に伴う屈折率分布の喪失により最もよく説明されるのが、いわゆる水晶体のパラドックス（Ｌｅｎｓ  Ｐａｒａｄｏｘ）であり、これは、高齢の水晶体は高い屈折力がもたらされるはずの急な曲率の形状に成長することが知られているが、高齢の水晶体は若い水晶体と同程度の屈折力であるという難題を提示するものである。本質的にこれは、形状の変化に起因する屈折力の増加が、屈折率分布の喪失による屈折力の喪失分だけ相殺されることが仮定される。若年齢と高年齢とを対比した屈折率分布が図３１に示され、これは同じグループのジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）、アトキソン（Ａｔｃｈｉｓｏｎ）、メーデー（Ｍｅｄｅｒ）及びポープ（Ｐｏｐｅ）による最近の研究である「Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ４５（２００５年）２３５２−２３６頁」からとられたデータである。この図から、高齢の水晶体３１０１は半径方向に平坦な屈折率特性３１０２を有し、若齢の水晶体３１０３は、水晶体の中心における約１．４２から外側の被膜近傍での１．３８まで、半径方向に連続的に減少する屈折率３１０４を有することが見てとれる。従って、このデータに基づき、水晶体線維物質内での小さいボイドの作成における光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｓｒｕｐｔｉｖｅ）レーザーを使用し、ボイドは次に、より低い屈折率を有する房水液で充填され、特定の領域の正味屈折率を面積割合又は容積割合で減少されるであろう。従って、異なるボイド密度が入れ子式被膜容積に配置されれば、それにより若い水晶体と同様の様式で本質的に同心状の領域の平均屈折率が減少するであろう。
【０１０５】
実施例１６は屈折率分布を修正し、これは図２６に示されるとおり、異なるボイド密度が入れ子式被膜容積に配置される。即ち、一連の入れ子式ショットパターン２６０２及び水晶体外表面２６０１が提供され、各パターンが徐々に異なる種々のボイド密度を水晶体物質に作成する。例えば、最も高密度の処置領域において公称２５％の重量効率が得られたとして、当該容積を屈折率１．３８の房水で充填し、残りの領域である７５％が屈折率１．４２の水晶体物質であった場合、図３１から分かるが、平均合成屈折率は０．２５×１．３８＋０．７５×１．４２又は１．４１となり、これは視覚機能にとって最も中心となる光学領域の、中心から半径２ｍｍまでの勾配を回復するものとなろう。従って、図２６は、水晶体の中心から水晶体の周辺にかけて密度の増加する分布を有する局所的な処置を示す。
【０１０６】
実施例１７は、ボイド密度が変えられた水晶体の外表面から離れたところにある領域を除き、実施例１６と同様に屈折率分布を修正する。この例及びパターンは、図２７に示される。即ち、一連の入れ子式ショットパターン２７０２及び水晶体外表面２７０１が示され、各パターンが水晶体物質に徐々に異なるするボイド密度を生成する。さらにこの図は、主に核に限定された分布を有する局所的な被膜処置を示す。
【０１０７】
実施例１８は、縫合線に関連した切除を提供する。即ち、クザック（Ｋｕｚａｋ）により記載された被膜形状の年齢及び形状に対する関数としての縫合位置に従ったモデル化された縫合線か、又は計測された縫合線のいずれかに沿った切除創が使用され得る。後者は、患者の水晶体の縫合線をＣＣＤカメラで計測し、縫合切除創を計測された縫合線の位置と整列させることによりできる。従って、最も輝いている縫合線及び／又は最も広い空間分布を備える縫合線が、最も深部の層、多分胎生期核に見られる初期のＹ字形の縫合線分岐線に属すると考えられる。さらに、水晶体の最下層でＹ字形の縫合線を切除し、次に層が周辺に移動するに従い切除創の数を増加させる。従って、これらの教示に従い、図２８及び２９は、水晶体の前部における３つの異なる切除パターン２８０１、２８０２、２８０３を示し、これらは別個に、又は組み合わせて行うことができる。従って、図２８Ａ、Ｃ及びＥは、水晶体の前側で見下ろしたｘ−ｙ切除創２８０１、２８０２、２８０３を示す。図２８Ｂ、Ｄ、及びＦは、星形状のパターンが水晶体の層の形状に従うことを示す概略図であり、実際の切除創を示すものではない。図２９は、図２８Ｂ、Ｄ、及びＦの図を組み合わせて、それらの相対位置を示す。同様の縫合線切除創が、同じくモデル化された形状又は計測された水晶体データのいずれかに基づき、後面のその被膜曲線に従い後面で作製され得ることが理解されよう。さらにまた、カスザック（Ｋｕｓｚａｋ）による３本、４本、５本、６本、７本、８本、９本、１０本、１１本、１２本、１３本、１４本及び１５本の分岐縫合線の切除が、別個か、又は任意の組み合わせで切除される。
【０１０８】
実施例１９は、入れ子式の水晶体形状の被膜切除創と立方体形状切除創を組み合わせた生成を規定する。この例についてのレーザーショットパターンが図３２に示される。この図には、水晶体の外表面３２０１が示される。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が規定され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。即ち、環状の被膜切除創３２０２、３２０４、３２０６、３２０８、３２１０、３２１２、３２１４、３２１６、及び３２１８がある。被膜切除創３２０２及び３２０４は水晶体の前表面のより近くに配置されてそれに従い、一方で被膜切除創３２１６及び３２１８は水晶体の後表面のより近くに配置されるのでそれに従う。被膜切除創３２０６、３２０８、３２１０、３２１２及び３２１４は、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率に従う。被膜切除創は、被膜３２０３、３２０５、３２０７、３２０９、３２１１、３２１３、３２１５、及び３２１７を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３２には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１０９】
さらに、水平３２２１及び垂直３２２２な切除創の立方体パターンの第２の一連の切除創３２２０が示される。被膜切除創３２１４は、立方体切除創３２２１及び３２２２の境界となってそれらと繋がっている。かかる被膜切除創はあってもよいが、存在することが必須ではない。さらに、図３２に示されるとおり、これらの第２の切除創（立方体切除創３２２０）及び第１の切除創（被膜切除創３２０２、３２０４、３２０６、３２０８、３２１０、３２１２、３２１４、３２１６、及び３２１８）の双方が、水晶体の光軸から約０．５ｍｍだけ離して除去され、従って半径が約０．５ｍｍ（直径が約１ｍｍ）の円筒体の非切除水晶体物質３２５０が形成される。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創をもたらす複数の切除創及び立方体パターンが示される。
【０１１０】
実施例２０は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創の立方体形状切除創と組み合わせた作製を提供する。この例についてのレーザーショットパターンが図３３に示される。この図には、水晶体の外表面３３０１が示される。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が示され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、環状の被膜切除創３３０２、３３０４、３３０６、３３０８、３３１０、３３１２、３３１４、３３１６、及び３３１８が提供される。被膜切除創３３０２及び３３０４は水晶体の前表面のより近くに配置されるてそれに従い、一方で被膜切除創３３１６及び３３１８は水晶体の後表面のより近くに配置されるのでそれに従う。被膜切除創３３０６、３３０８、３３１０、３３１２及び３３１４は、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率に従う。被膜切除創は被膜３３０３、３３０５、３３０７、３３０９、３３１１、３３１３、３３１５、及び３３１７を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３３には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１１１】
さらに、水平３３２１及び垂直３３２２な切除創の立方体パターンの第２の一連の切除創３３２０が示される。被膜切除創３３１４は、立方体切除創３３２１及び３３２２の境界となってそれらと繋がっている。かかる被膜切除創はあってもよいが、存在することが必須ではない。さらに、図３３に示されるとおり、これらの第２の切除創（立方体切除創３３２０）及び第１の切除創（被膜切除創３３０２、３３０４、３３０６、３３０８、３３１０、３３１２、３３１４、３３１６、及び３３１８）の双方が、水晶体の光軸から約１ｍｍだけ離して除去され、従って半径が約１ｍｍ（直径が約２ｍｍ）の円筒体の非切除水晶体物質３３５０が形成される。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創をとなる複数の切除創及び立方体パターンが示される。
【０１１２】
実施例２１は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創の立方体形状切除創と組み合わせた作製である。この例についてのレーザーショットパターンが図３４に示される。この図には、水晶体の外表面３４０１が示される。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が示され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、環状の被膜切除創３４０２、３４０４、３４０６、３４０８、３４１０、３４１２、３４１４、３４１６、及び３４１８がある。被膜切除創３４０２及び３４０４は水晶体の前表面のより近くに配置されてそれに従い、一方で被膜切除創３４１６及び３４１８は水晶体の後表面のより近くに配置されるのでそれに従う。被膜切除創３４０６、３４０８、３４１０、３４１２及び３４１４は、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率に従う。被膜切除創は、被膜３４０３、３４０５、３４０７、３４０９、３４１１、３４１３、３４１５、及び３４１７を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３４には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１１３】
さらに、水平３４２１及び垂直３４２２な切除創の立方体パターンの第２の一連の切除創３４２０がある。被膜切除創３４１４は、立方体切除創３４２１及び３４２２の境界となってそれらと繋がっている。かかる被膜切除創はあってもよいが、存在することが必須ではない。さらに、図３４に示されるとおり、これらの第２の切除創（立方体切除創３４２０）及び第１の切除創（被膜切除創３４０２、３４０４、３４０６、３４０８、３４１０、３４１２、３４１４、３４１６、及び３４１８）の双方が、水晶体の光軸から約１．５ｍｍだけ離して除去され、従って半径が約１．５ｍｍ（直径が約３ｍｍ）の円筒体の非切除水晶体物質３４５０が形成される。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創をもたらす複数の切除創及び立方体パターンが示される。
【０１１４】
実施例２２は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創の立方体形状切除創と組み合わせた作製である。この例についてのレーザーショットパターンが図３５に示される。この図には、水晶体の外表面３５０１が示される。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が示され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、環状の被膜切除創３５０２、３５０４、３５０６、３５０８、３５１０、３５１２、３５１４、３５１６、及び３５１８がある。被膜切除創３５０２及び３５０４は水晶体の前表面のより近くに配置されてそれに従い、一方で被膜切除創３５１６及び３５１８は水晶体の後表面のより近くに配置されるのでそれに従う。被膜切除創３５０６、３５０８、３５１０、３５１２及び３５１４は、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率に従う。被膜切除創は、被膜３５０３、３５０５、３５０７、３５０９、３５１１、３５１３、３５１５、３５１７及び３５１９を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３５には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１１５】
さらに、被膜３５２３、３５２５、３５２７、３５２９及び３５３１を形成する入れ子式又は本質的に同心状の被膜切除創３５２２、３５２４、３５２６、３５２８、３５３０及び３５３２の被膜パターンの第２の一連の切除創３５２０が示される。さらに、図３５に示されるとおり、これらの第２の切除創３５２０及び第１の切除創（被膜切除創３５０２、３５０４、３５０６、３５０８、３５１０、３５１２、３５１４、３５１６、及び３５１８）の双方が、水晶体の光軸から離して除去される。この例においては、切除創３５２０については約０．２５ｍｍから、切除創３５０２（以下同様に続く）については約０．７５ｍｍから約２ｍｍまで距離を変えることにより、円筒形様領域の非切除水晶体物質３５５０を形成する方法が示される。この非切除水晶体物質の領域は、約０．２５ｍｍの本質的に一定の半径（直径が約０．５ｍｍ）の部分３５５２（内側切除創３５３２は弓形であることに留意）と、半径が切除創３５１６の約０．７５ｍｍ（直径が約１．５ｍｍ）から切除創３５１４の約２ｍｍ（直径が約４ｍｍ）まで変わる、変化する半径の部分３５５１とを有する。変化する半径の領域３５５１において、半径／切除創の変化はこの例では非線形的であることが見てとれ、切除創３５０２の半径は約０．７５ｍｍ、切除創３５０４の半径は約１ｍｍ、切除創３５０６の半径は約１．２５ｍｍ、切除創３５０８の半径は約１．４ｍｍ、切除創３５１０の半径は約１．６ｍｍ、切除創３５１２の半径は約１．７ｍｍ、であり切除創３５１４の半径は約１．８ｍｍである。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創となる複数の切除創が示される。
【０１１６】
実施例２３は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創の立方体形状切除創と組み合わせた作製を提供する。この例についてのレーザーショットパターンが図３６に示される。この図には、水晶体の外表面３６０１が示される。一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創が提供され、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、環状の被膜切除創３６０２、３６０４、３６０６、３６０８、３６１０、３６１２、及び３６１４が示され、これらは水晶体の前面形状に従う。さらに、一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜切除創、集合的に３６１６、が示され、これらは水晶体の後表面に従い、水晶体の後表面及び前表面の形状の違いを除けば、本質的に切除創３６０２（以下同様に続く）の鏡像である。被膜切除創３６０２（以下同ように続く）又は３６１６のいずれも、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率には従わない。被膜切除創は、被膜３６０３、３６０５、３６０７、３６０９、３６１１、３６１３、３６１５、及び３６１７、集合的に３６１７、を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３６には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１１７】
さらに、被膜３６２３、３６２５、３６２７、３６２９、３６３１及び３６３３を形成する入れ子式又は本質的に同心状の被膜切除創３６２２、３６２４、３６２６、３６２８、３６３０、３６３２及び３６３４の被膜パターンの第２の一連の切除創３６２０が提供される。さらに、図３６に示されるとおり、これらの第２の切除創３６２０及び第１の切除創（被膜切除創３６０２、３６０４、３６０６、３６０８、３６１０、３６１２、３６１４及び３６１６）の双方が、水晶体の光軸から離して除去される。円筒形様領域の非切除水晶体物質３６５０が提供される。この非切除水晶体物質の領域は、約０．２５ｍｍの本質的に一定の半径（直径が約０．５ｍｍ）の部分３６５２（内側切除創３６３４は弓形であることに留意）と、変化する半径の部分３６５１とを有する。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創となる複数の切除創が示される。
【０１１８】
実施例２４は、入れ子式の水晶体形状被膜切除創の立方体形状切除創と組み合わせた作製を提供する。この例についてのレーザーショットパターンが図３７に示される。この図には、水晶体の外表面３７０１が示される。さらに、第１の一連の入れ子式又は本質的に同心状の被膜及び被膜切除創であり、これらは本質的に水晶体の形状に従う。従って、環状の被膜切除創、集合的に３７０２及び３７０４、が示される。切除創３７０２は水晶体の前面形状に従う。切除創３７０４は水晶体の後表面に従う。これらの被膜切除創３７０２、３７０４のいずれも、水晶体の前面から後面に至る全体の曲率には従わない。これらの被膜切除創は、被膜（図示されるが、符号は付されない）を形成する。これらの被膜及び被膜切除創は環状構造を形成するが、図３７には断面で示される。そのため、図の左側の被膜又は切除創は、図の右側に示される被膜又は切除創と一致するとともに、その一部である。これらの被膜又は部分被膜は、結束層を分離することで入れ子式線維層の強度を低下させることにより水晶体の柔軟性を増加させるように設計され、これから、構造強度が低減されて所与の負荷又は力に対する撓みが増加するであろうことが理論化される。
【０１１９】
さらに、被膜（図示されるが、符号は付されない）を形成する、入れ子式又は本質的に同心状の被膜切除創のあるパターンの第２の一連の切除創、集合的に３７２０、が示される。さらに、図３７に提供されるとおり、これらの第２の切除創３７２０及び第１の切除創３７０２、３７０４の双方が、水晶体の光軸から離して除去される。円筒形様領域の非切除水晶体物質３６５０となる。この非切除水晶体物質の領域は、本質的に一定の半径の部分３６５２（最も内側の切除創は弓形であることに留意）と、変動又は変化する半径の部分３７５１、３７５３とを有する。この例において、半径の変化は後側３７５１と前側３７５３との間で異なる。さらに、これらの切除創３７０２、３７０４の外半径は変動し、この例においては前側の切除創と後側の切除創とで異なる。従ってこの図には、レーザーにより改変されない水晶体の中心部分を取り囲む一連の環状切除創を提供する複数の切除創が示される。
【０１２０】
被膜切除創の様々な組み合わせを用いることができる。従って、実施例のパターンが、これらの実施例の他のパターンのいずれかと共に使用されてもよい。同様に、これらのパターンのいずれかがまた、他のパターン、及び参照により本明細書に援用されるパターンを含む、本明細書に提供されるパターンの教示と併せて使用されてもよい。さらに、非切除領域についての変動又は変化する半径に関してこれらの実施例の教示を利用するとき、切除創ごとの当該半径の変化は一定、非一定、線形又は非線形であり得る。さらに、内半径（眼の光軸に最も近い）又は外半径の一方又は双方についての切除創ごとのかかる半径の変化は前側から後側まで同じであってもよく、又は変化は前側から後側の切除創にかけて異ってもよい。
【０１２１】
この理論により制約はされないが、所与の負荷又は小帯力に対する水晶体の撓みが増加すると、水晶体構造の柔軟性、ひいてはその同じ小帯力に対する調節幅が増加することが理論化される。さらに、これらの環状被膜を、円筒切除創及び影響を受けない水晶体の中心部分、例えば３２５０、３３５０、３４５０、３５５０、３６５０、及び３７５０と併せて提供することにより、水晶体の屈折力の増加を提供するような方法で水晶体の形状が改変されるであろうことが理論化される。従って、これらの第１及び第２の切除創の組み合わせは、調節幅の向上及び水晶体の屈折力の増加の双方を提供する。
【０１２２】
レーザーショットパターンのさらなる応用は、水晶体に混濁領域を作成することであり、この混濁は水晶体に制限開口を提供するよう機能し、この制限開口は暗順応瞳孔の直径より小さい。視覚系において制限開口を用いると、視野深度、焦点深度及び像質が向上する。従って、かかる制限開口を水晶体内に作成することで、これらの利益がもたらされるであろうとともに、例えば印刷物を見たり読んだりする能力を補助し得ると考えられる。さらに、かかる制限開口の作成は、水晶体内での他の切除創及び構造の作成と組み合わされ得ると考えられ、この切除創及び構造は、例えば本明細書及び参照により本明細書に援用される係属中の明細書に教示されるとおり、屈折力の増加及び調節幅の向上を目的とする。従って、制限開口と他の構造とのこの組み合わせは、視力及び特に近見視力を向上させるうえで付加的な効果を有するであろうと考えられる。
【０１２３】
かかる制限開口は、混濁した水晶体物質の環状部を作成することにより提供され得る。混濁物質のこの環状部の内径は約１〜約４ｍｍであり得るとともに、外径は約４〜約７ｍｍであり得る。環状部の混濁度は必ずしも１００％遮断とは限らないが、悪い視覚症状を低減するのに十分な遮断性を有しなければならない。従って、遮光量で、すなわち１００％から透過率を引いて計測したとき環状部内で例えば、約９０％、約８０％、約２０％〜約１００％、より具体的には約５０％〜約１００％の混濁が提供される。この混濁した環状部は、水晶体の光軸を本質的に中心として、又は天然瞳孔を本質的に中心として配置される。加えて、制限開口は水晶体の前表面と後表面との間の任意の点に位置してもよい。かかる混濁した環状部を水晶体に作成するためのレーザーパラメータは、水晶体物質が混濁度を保持するうえで、最小光破壊閾値を満たすために要求されるものと比較して十分に過剰なエネルギー又はエネルギー密度を有するように選択されるであろう。さらに、例として、混濁した水晶体開口を作成するための、熱エネルギーを含む過剰エネルギーの他の供給源が、より大きいパルス幅のレーザーを、限定はされないが、連続波動作にまで至るものを含めて選択することにより得られてもよい。
【０１２４】
実施例２５〜２７は、調節幅の向上及び屈折力の増加を目的とした、制限開口、被膜及び他の構造の組み合わせを提供する。
【０１２５】
図３８に示される実施例２５は、水晶体前表面３８０１の近傍に位置する直径が約２ｍｍ（半径が約１ｍｍ）の制限開口３８０２、並びに他の構造３８０３である。制限開口３８０２は、外径が約７ｍｍの混濁した環状部３８０４として規定される。
【０１２６】
図３９に示される実施例２６は、水晶体表面３９０１（すなわち、水晶体の前表面と後表面との間）の中心に位置する直径が約２ｍｍの制限開口３９０２、並びに他の構造３９０３である。制限開口３９０２は、外径が約４．５ｍｍの混濁した環状部３９０４として規定される。
【０１２７】
図４０に示される実施例２７は、水晶体後表面４００１の近傍に位置する直径が１．５ｍｍの制限開口４００２、並びに他の構造４００３である。制限開口４００２は、外径が約６ｍｍの混濁した環状部４００４として規定される。
【０１２８】
さらに、制限開口は他の構造との組み合わせで示されるが、これらはまた、それらの構造の存在なしにも使用され得ることは理解されるべきである。さらに、これらの例における制限開口の内径は他の構造より小さいものとして示されるが、他の構造の一部又は全部の内径が、これらの他の構造が混濁していないとき、制限開口の内径より小さい可能性があることは理解されるべきである。さらに、環状部の混濁は時間が経つにつれ減退し得る。従って、上記の利益を維持するため、水晶体の再処置が定期的に必要とされ得る。
【０１２９】
さらに、実質的に垂直なショットパターンが使用され、これは本質的に眼の光軸と平行な切除創を有するショットパターンである。
【０１３０】
図４１に示される実施例２８は、環状の切除領域４１０３を提供するパターンで構成された垂直な切除創、例えば４１０２を有するショットパターンを備えた水晶体の外表面４１０１を提供する。これらの図は断面で示され、従って右側のパターンが左側のパターンと一致する。さらに、そのため垂直な切除創の密度は図の左側と右側とで同じである。
【０１３１】
図４２に示される実施例２９は、垂直な切除創の使用のさらなる例を提供する。この例では、環状の切除領域４２０３を提供するパターンで構成された垂直な切除創、例えば４２０２を有するショットパターンを備えた水晶体の外表面４２０１が提供される。これらの図は断面で示され、従って右側のパターンが左側のパターンと一致する。さらに、そのため垂直な切除創の密度は図の左側と右側とで同じである。図示されるとおり、実施例２８における垂直な切除創の密度は、実施例２９におけるショットの密度より実質的に大きい。
【０１３２】
垂直な切除創は環状領域内で互いに別個に離間され、このようにして一連の並行な分離された垂直な切除創が作成されてもよく、これらの切除創は一連の同心状の垂直な円筒体を作成するのに十分なほど互いに近接して配置され得る。
【０１３３】
環状の切除領域の内径は、実施例１０及び１１で説明されたような垂直な切除創が使用されるとき、約０．５ｍｍ〜約２．５ｍｍであり、かかる垂直な切除創の外径は約２又は３ｍｍ〜約７又は８ｍｍである。
【０１３４】
垂直なショットパターン又は主に垂直なショットパターンの使用は、低速のレーザーシステムにおいてさらなる利点を加えた。特に、垂直なショットパターンの使用は、Ｆ値が１．５（Ｆ／１．５）より暗い、特にＦ／２より暗いレーザーシステムにおいてさらなる利点を加えた。加えて、かかる垂直なショットパターンでは、ショットを互いにより近接させて、すなわちより高密度に動かすことができるようになる。即ち、間隔はスポットサイズの３倍より小さくすることができる。従って、完全に切離された水平な水晶体部分が、スポットサイズの３倍より小さいショット密度の小ささ、例えば１０μｍのスポットに対し約１０〜２０μｍ間隔を使用して作製される。
【０１３５】
実施例３０は、、細胞小器官に富む区域にショットが当てられないか、又はショットが最小限で本質的に当てられないようなレーザーショットパターンの配置を提供する。さらに、ショットパターンは、細胞小器官分解区域にショットが当てられないか、又はショットが最小限で本質的に当てられないようにすることができる。従って、レーザーが水晶体の生体組織に誘導されるのを回避する一方法として、例として、ショットパターンが水晶体の全外表面から約０．４ｍｍ以上離れて差し込まれなければならないことがある。従って、例として、そのように誘導されたレーザーパルスは脱核されている水晶体物質上にあるであろう。さらなる例として、ショットパターンは約０．３ｍｍ差し込まれて赤道上表面から漸減し、前極の表面では約０．１２５ｍｍ差し込まれ、及び後極においては表面から約０．２ｍｍ差し込まれる領域に制限されなければならない。
【０１３６】
レーザー及びレーザーショットパターンの最適な効果を得るうえでのさらなるパラメータは、レーザーを使用して、非常に高速の多重パルス、実際にはパルスの急速バーストを本質的にパターンのスポット上に当てることにより得ることができる。この実施態様は、より低エネルギーのパルスの使用によるレイリー距離の低減と同時に、レーザー誘起光学破壊（ＬＩＯＢ）とも称されている光破壊を達成する可能性の増加という二重の利点を提供する。以前には、より低エネルギーのパルスによりレイリー距離効果を低減する能力は、結果としてＬＩＯＢの達成可能性を低下させたと考えられる。
【０１３７】
例えば、ルメラ・ラピッド・レーザー（Ｌｕｍｅｒａ  Ｒａｐｉｄ  Ｌａｓｅｒ）発振器／増幅器などのレーザーは、５０ｋＨｚの速度で１パルスが２０μＪか、又は５０ＭＨｚレーザー発振器であるためバーストの各パルスが２０ナノ秒間隔とされる２〜２０パルスの一連の、即ちバーストのいずれかを提供できる。即ちバーストは、バーストの全エネルギーが約２０μＪであるように送達され得る。例えば、４パルスのバーストは１パルス当たり約５μＪを有し、各バーストが生じる速度は５０ｋＨｚのはずである。
【０１３８】
図４５を参照すると、より高エネルギーの単一レーザーパルスと、より低エネルギーのレーザーパルスのバーストとの時間に対する比較を示す図である。これにより、エネルギーが２０μＪの単一レーザーパルス４３７１（説明のみを目的として破線で示す）及びエネルギーが２０μＪの別の単一レーザーパルス４３７２（説明のみを目的として破線で示す）が提供される。矢印４３９２により示されるパルス４３７１とパルス４３７２との間の時間はｔ２である。即ち、４３７１及び４３７２は単一の２０μＪパルスの使用を表す。例えばｔ２が２０μｓｅｃ（マイクロ秒）に等しければ、これらのパルスの速度は５０ｋＨｚとなる。
【０１３９】
なおも図４５を参照すると、さらにバースト４５００、４５１０及び４５２０が示される。これらのバーストは、各々４つのレーザーパルスからなるものとして示される。４つのパルスの使用は単に説明の目的に過ぎず、利用することのできるパルスの量を意味するものではなく、パルス量を限定するものではない。従って、バースト４５００はパルス４５０１、４５０２、４５０３、及び４５０４からなり、バースト４５１０はパルス４５１１、４５１２、４５１３及び４５１４からなり、そしてバースト４５２０はパルス４５２１、４５２２、４５２３及び４５２４からなる。バースト４５００、４５１０及び４５２０における各パルスは５μＪである。矢印４５９１により示される時間は、バースト、例えば４５００における個々の各パルスの間、例えば４５０１と４５０２との間の時間であり、本明細書ではｔ１と称される。矢印４５９３により示される、連続バーストにおける第１のパルスの間、例えば４５０１と４５１１との間の時間は、ｔ３である。
【０１４０】
例のためと、説明の目的上、約３０ｋＨｚ〜約２００ｋＨｚの走査速度とすると、ｔ３は約５μ秒〜約３３μ秒、及びｔ１は約５ナノ秒〜約２０ナノ秒が利用され得る。
【０１４１】
所与の光スポットサイズに対して、光破壊閾値を上回るために必要とされるエネルギー量は、５μＪとなる。２０μＪの単一パルスをあるショットパターンでスポットに当てるのではなく、バーストの各パルスが約２０ナノ秒間隔とされる４、５μＪパルスのバーストが利用され得る。かかるバーストを使用することにより、光破壊閾値に達する可能性が増加すると同時に、ｚ方向に、即ちビーム経路に沿って組織への作用を拡げるレイリー距離効果が最小限に抑えられる。このようにして、かかるバーストを使用することで、レーザー誘起光学破壊（Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）（ＬＩＯＢ）とも称される光破壊を実現する可能性が増加する。
【０１４２】
従って、ＬＩＯＢの閾値、すなわち光破壊が生じる閾値の周辺の領域におけるエネルギー密度を使用して、レイリー距離効果を最小限に抑えることが望ましい。しかしながら、ＬＩＯＢ閾値近辺では、伝送、吸収における小さく且つ時にランダムな変動、レーザーエネルギー変動、又は例えば光学収差に起因する光スポットサイズ変動により、照射野全体にわたり望ましくない、且つランダムな問題でＬＩＯＢが阻止される。例えば光学収差に起因する光スポットサイズ変動は、特に低いＦ値のシステムにおいて見られる。
【０１４３】
さらに、与えられたどこの照射野においても完全な処置を有することが望ましい。従って、例えば、本明細書に提供されるショットパターンにおいて、治療照射野はパターンの全てのｘ、ｙ及びｚ座標ということになる。さらに、特定の適用及び特に水平切除創については、ＬＩＯＢ近辺のレーザーエネルギー密度を有することが望ましい。かかるエネルギー密度はレイリー距離効果を最小限に抑え、ひいてはｚ方向に除去される物質量を最小限に抑える。しかしながら、かかるエネルギー密度を使用し、ひいてはレイリー距離効果を最小限に抑えるという利益を得ることにより、上記の前段落において考察されたとおりの、ＬＩＯＢの望ましくない、且つランダムな妨害が生じ得る。従って、レイリー距離効果を最小限に抑え、且つＬＩＯＢの妨害を回避するために、時間的に近接した間隔のパルスのバーストが使用され、ここでバースト内の各パルスは、ＬＩＯＢ閾値近辺である。かかるバーストの使用により、同じエネルギー密度の単一パルスの使用と比較して、ＬＩＯＢ閾値に達する可能性が増加する。
【０１４４】
全体的に又は部分的にこれらの実施例を遂行できるシステムについての構成要素及びそれらの互いの連繋は、上記に詳細に記載されている。加えて、本明細書に開示される方法及びシステムの機能は単一の装置によっても、又はいくつかの装置が互いに連繋することによっても遂行され得る点に留意されたい。従って、これらの教示に基づき、これらの実施例、又はこれらの実施例の一部を遂行するためのシステムとしては、例示として、また限定なしに、レーザー、レーザービームを送達するための光学系、スキャナ、カメラ、照明源、及び圧平器具を挙げることができる。これらの構成要素は、眼が照明源により照明されると、光が眼から圧平器具を通してスキャナへと進むように配置される。このシステムにおいて、照明源は角度を変えて眼を照明するために、眼に対し移動可能である。
【０１４５】
同様に、かかるシステムとしてはまた、例として、また限定なしに、レーザー、眼の構成要素の位置及び形状を決定するためのシステム、カメラ、制御器（この用語は、プロセッサ、マイクロプロセッサ及び／又はかかるシステムを動作させるうえで必要な能力を有することが当業者に周知の、他のこのような種類の計算装置を指し、限定なしにそれらを含む）、照明源、及び眼インタフェース装置も挙げることができる。このシステムにおいて、スキャナは眼インタフェース装置と光学的に連繋されて、眼が照明源により照明されると、光が眼から眼インタフェース装置を通してスキャナへと進む。スキャナはさらに、カメラとも光学的に連繋されて、スキャナは眼の双眼画像をカメラに提供する能力を有する。カメラは制御器と連繋されて眼のデジタル画像を制御器に提供する能力を有し、また制御器はさらに、カメラから提供されるデジタル画像に部分的に基づき、眼の構成要素の形状、位置及び方向性を決定する能力を有する。
【０１４６】
さらに、かかるシステムとしてはまた、例として、また限定なしに、レーザーを眼に送達するためのシステムを挙げることができる。このシステムは、レーザー、スキャナ、カメラ、照明源、眼インタフェース装置、眼内の構成要素の形状及び位置を決定するための手段及びレーザービームのレーザーから眼の構成要素に関する正確な三次元座標への送達を誘導するための手段、決定手段による眼内の構成要素の形状及び位置の決定に少なくとも部分的に基づきビームを誘導する能力を有する、レーザービームの送達を誘導するための手段を有するであろう。
【０１４７】
以上の説明から、当業者は本発明の本質的な特徴を容易に確認することができ、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明に様々な変更及び／又は修正を加えて、本発明を様々な用途及び条件に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】ヒトの眼の断面図である。
【図１Ａ】ヒトの眼の断面図である。
【図２】本発明の教示に従う、レーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムのブロック概略図である。
【図２Ａ】本発明の教示に従う、レーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムの一部分を形成する説明的な構成要素のブロック概略図である。
【図２Ｂ】本発明の教示に従いレーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムの一部分を形成する説明的な構成要素のブロック概略図である。
【図２Ｃ】本発明の教示に従いレーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムの一部分を形成する説明的な構成要素のブロック概略図である。
【図２Ｄ】本発明の教示に従いレーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムの一部分を形成する説明的な構成要素のブロック概略図である。
【図２Ｅ】本発明の教示に従いレーザービームショットパターンを眼の水晶体に送達するためのシステムの一部分を形成する説明的な構成要素のブロック概略図である。
【図３】ＡＰ軸線に垂直な水晶体の前表面の略図であり、線維の端部から線維長の終端のおよそ１５％に従う輪郭を有する花様形状のレーザーショットパターンを示す。
【図４Ａ】胎生期核（３本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の立面図を、後面から見た４Ａから前面から見た４Ｅまで回転させたものとして表す略図である。
【図４Ｂ】胎生期核（３本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の立面図を、後面から見た４Ａから前面から見た４Ｅまで回転させたものとして表す略図である。
【図４Ｃ】胎生期核（３本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の立面図を、後面から見た４Ａから前面から見た４Ｅまで回転させたものとして表す略図である。
【図４Ｄ】胎生期核（３本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の立面図を、後面から見た４Ａから前面から見た４Ｅまで回転させたものとして表す略図である。
【図４Ｅ】胎生期核（３本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の立面図を、後面から見た４Ａから前面から見た４Ｅまで回転させたものとして表す略図である。
【図５Ａ】乳幼児期核（６本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の後面を表す略図である。
【図５Ｂ】乳幼児期核（６本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の側面を表す略図である。
【図５Ｃ】乳幼児期核（６本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の前面を表す略図である。
【図６Ａ】青年期核（９本の縫合線分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の後面を表す略図である。
【図６Ｂ】青年期核（９本の縫合分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の側面を表す略図である。
【図６Ｃ】青年期核（９本の縫合分岐線の核）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の前面を表す略図である。
【図７Ａ】成人期核（１２本の縫合線分岐線）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の後面を表す略図である。
【図７Ｂ】成人期核（１２本の縫合線分岐線）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の側面を表す略図である。
【図７Ｃ】成人期核（１２本の縫合線分岐線）の構造に基づくレーザーショットパターンの開発に使用される形状の前面を表す略図である。
【図８】成人の水晶体の斜視切欠き図であり、本発明の教示に従う本質的に同心状の被膜の配置を表す。
【図８Ａ】成人水晶体の斜視切欠き図であり、本発明の教示に従う本質的に同心状の被膜の配置を表す。
【図９】バード（Ｂｕｒｄ）により開発されたモデルに関する水晶体の断面図である。
【図１０】バード（Ｂｕｒｄ）により開発されたモデルに基づく水晶体の断面図である。
【図１１】バード（Ｂｕｒｄ）により開発されたモデルに基づく水晶体の断面図である。
【図１２】バード（Ｂｕｒｄ）により開発されたモデルに基づく水晶体の断面図である。
【図１３】本発明の教示に従う被膜レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１４】本発明の教示に従う被膜レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１５】本発明の教示に従う部分的被膜レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１６】本発明の教示に従う部分的被膜レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１７】本発明の教示に従う被膜レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１８】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図１９】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２０】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２１】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２２】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２３】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２４】本発明の教示に従う容積的除去レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２５】本発明の教示に従う立方体レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２６】本発明の教示に従う屈折率分布修正レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２７】本発明の教示に従う屈折率分布修正レーザーショットパターンの配置を示す水晶体の断面図である。
【図２８Ａ】本発明の水晶体の前部におけるレーザー縫合線切除創ショットパターンを示す略図である。
【図２８Ｂ】図２８Ａのショットパターンの配置を示す略図である。
【図２８Ｃ】本発明の水晶体の前部におけるレーザー縫合線切除創ショットパターンを示す略図である。
【図２８Ｄ】図２８Ｃのショットパターンの配置を示す略図である。
【図２８Ｅ】本発明の水晶体の前部におけるレーザー縫合線切除創ショットパターンを示す略図である。
【図２８Ｆ】図２８Ｅのショットパターンの配置を示す略図である。
【図２９】同じ水晶体に施術された場合の、図２８Ａ、Ｃ、及びＥのショットパターンの相対配置を示す略図である。
【図３０Ａ】本発明の嚢切開ショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３０Ｂ】本発明の嚢切開ショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３０Ｃ】本発明の嚢切開ショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３０Ｄ】本発明の嚢切開ショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３１Ａ】若年齢と高年齢とを対比させた屈折率分布を示す略図である。
【図３１Ｂ】若年齢と高年齢とを対比させた屈折率分布を示す略図である。
【図３１Ｃ】若年齢と高年齢とを対比させた屈折率分布を示す略図である。
【図３１Ｄ】若年齢と高年齢とを対比させた屈折率分布を示す略図である。
【図３２】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３３】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３４】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３５】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３６】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３７】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３８】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図３９】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図４０】レーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図４１】垂直なレーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図４２】垂直なレーザーショットパターンを示す水晶体の断面図である。
【図４３】レーザー送達距離測定システムの概略ブロック図である。
【図４４】図４３のシステムについての帰還信号の図である。
【図４５】レーザーパルス及びバーストを示す図である。
【図１】
2009523556.tif 000004
【図１Ａ】
2009523556.tif 000005
【図２】
2009523556.tif 000006
【図２Ａ】
2009523556.tif 000007
【図２Ｂ】
2009523556.tif 000008
【図２Ｃ】
2009523556.tif 000009
【図２Ｄ】
2009523556.tif 000010
【図２Ｅ】
2009523556.tif 000011
【図３】
2009523556.tif 000012
【図４Ａ】
2009523556.tif 000013
【図４Ｂ】
2009523556.tif 000014
【図４Ｃ】
2009523556.tif 000015
【図４Ｄ】
2009523556.tif 000016
【図４Ｅ】
2009523556.tif 000017
【図５Ａ】
2009523556.tif 000018
【図５Ｂ】
2009523556.tif 000019
【図５Ｃ】
2009523556.tif 000020
【図６Ａ】
2009523556.tif 000021
【図６Ｂ】
2009523556.tif 000022
【図６Ｃ】
2009523556.tif 000023
【図７Ａ】
2009523556.tif 000024
【図７Ｂ】
2009523556.tif 000025
【図７Ｃ】
2009523556.tif 000026
【図８】
2009523556.tif 000027
【図８Ａ】
2009523556.tif 000028
【図９】
2009523556.tif 000029
【図１０】
2009523556.tif 000030
【図１１】
2009523556.tif 000031
【図１２】
2009523556.tif 000032
【図１３】
2009523556.tif 000033
【図１４】
2009523556.tif 000034
【図１５】
2009523556.tif 000035
【図１６】
2009523556.tif 000036
【図１７】
2009523556.tif 000037
【図１８】
2009523556.tif 000038
【図１９】
2009523556.tif 000039
【図２０】
2009523556.tif 000040
【図２１】
2009523556.tif 000041
【図２２】
2009523556.tif 000042
【図２３】
2009523556.tif 000043
【図２４】
2009523556.tif 000044
【図２５】
2009523556.tif 000045
【図２６】
2009523556.tif 000046
【図２７】
2009523556.tif 000047
【図２８Ａ】
2009523556.tif 000048
【図２８Ｂ】
2009523556.tif 000049
【図２８Ｃ】
2009523556.tif 000050
【図２８Ｄ】
2009523556.tif 000051
【図２８Ｅ】
2009523556.tif 000052
【図２８Ｆ】
2009523556.tif 000053
【図２９】
2009523556.tif 000054
【図３０Ａ】
2009523556.tif 000055
【図３０Ｂ】
2009523556.tif 000056
【図３０Ｃ】
2009523556.tif 000057
【図３０Ｄ】
2009523556.tif 000058
【図３１Ａ】
2009523556.tif 000059
【図３１Ｂ】
2009523556.tif 000060
【図３１Ｃ】
2009523556.tif 000061
【図３１Ｄ】
2009523556.tif 000062
【図３２】
2009523556.tif 000063
【図３３】
2009523556.tif 000064
【図３４】
2009523556.tif 000065
【図３５】
2009523556.tif 000066
【図３６】
2009523556.tif 000067
【図３７】
2009523556.tif 000068
【図３８】
2009523556.tif 000069
【図３９】
2009523556.tif 000070
【図４０】
2009523556.tif 000071
【図４１】
2009523556.tif 000072
【図４２】
2009523556.tif 000073
【図４３】
2009523556.tif 000074
【図４４】
2009523556.tif 000075
【図４５】
2009523556.tif 000076
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月24日(2008.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶体の病態を処置するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを提供するためのレーザーであって、前記ビームが眼の水晶体組織に治療効果を提供するうえで十分な出力を有するレーザーと、
ｂ．減衰器と、
ｃ．第１の位置か第２の位置に配置可能な前記減衰器と、
ｄ．レーザー集束光学系と、
ｅ．スキャナと、
ｆ．制御システムと、
ｇ．距離測定システムと、
を含み、
ｈ．前記減衰器が前記第１の位置にあるときは、ビームの出力を治療有効値未満に低減せず、前記減衰器が前記第２の位置にあるときは、ビームの出力を、距離測定に使用されるには十分な出力を有したまま、治療有効値未満に低減する、
システム。
【請求項２】
水晶体の位置を決定するためのシステムであって、
ａ．レーザーと、
ｂ．減衰器と、
ｃ．前記減衰器及び眼の水晶体の少なくとも一部分を通過したレーザービームを感知するための手段と、
ｄ．レーザー集束光学系と、
ｅ．スキャナと、
ｆ．制御システムと、
を含み、
ｇ．前記制御システムが、少なくとも部分的に前記感知手段により得られるデータに基づいて水晶体の嚢の位置を決定するための手段を含む、
システム。
【請求項３】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザーと、
ｂ．スキャナと、
ｃ．集束光学系と、
ｄ．水晶体の位置を決定するための手段と、
ｅ．制御システムであって、
ｉ．前記レーザービームを眼の水晶体に、天然ヒト水晶体の形状に部分的に基づくショットパターンで誘導し、
ｉｉ．前記決定手段から得られる情報に部分的に基づいて、眼の水晶体の中に前記ショットパターンのショットを集束させる、
能力を有する制御システムと、
を含む、システム。
【請求項４】
水晶体の病態を処置するためのシステムであって、
ａ．レーザーと、
ｂ．レーザー集束光学系と、
ｃ．スキャナと、
ｄ．制御システムと、
を含み、
ｅ．前記制御システムは、前記レーザー、前記スキャナ及び前記レーザー集束光学系と協働してレーザーショットパターンを誘導するための複数の手段を含み、
ｆ．前記複数の手段は、
ｉ．水晶体物質の摘出を実行するための手段と、
ｉｉ．老眼を処置するための手段と、
ｉｉｉ．屈折異常を処置するための手段と、
を含む、システム。
【請求項５】
水晶体の病態を処置するためのシステムであって、
ａ．レーザーと、
ｂ．レーザー集束光学系と、
ｃ．スキャナと、
ｄ．制御システムと、
を含み、
ｅ．前記制御システムが水晶体の層の形状に従う被膜切除創パターンを提供するための手段を含む、
システム。
【請求項６】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザーと、
ｂ．スキャナと、
ｃ．集束光学系と、
ｄ．固定点に対する水晶体の形状及び位置を決定するための手段と、
ｅ．制御システムであって、
ｉ．前記レーザービームを眼の水晶体に対し、天然ヒト水晶体の形状に部分的に基づくショットパターンで誘導し、
ｉｉ．前記決定手段から得られる情報に部分的に基づいて、前記ショットパターンのショットを眼の水晶体に集束させる能力、
を有する制御システムと、
を含む、システム。
【請求項７】
被膜切除創を眼の水晶体内に作成するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザーと、
ｂ．スキャナと、
ｃ．集束光学系と、
ｄ．前記レーザービームを眼の水晶体に、あるショットパターンで誘導するための制御システムであって、前記ショットパターンは、被膜切除創を形成する一連のショットを含み、前記被膜切除創は完全に水晶体内に配置されるとともに本質的に水晶体の形状に従う制御システムと、
を含む、システム。
【請求項８】
レーザービームを眼の水晶体に送達するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザーと、
ｂ．スキャナと、
ｃ．集束光学系と、
ｄ．前記レーザーを眼の水晶体に誘導するための光路と、
ｅ．固定点に対する水晶体の位置及び形状を決定するための手段と、
ｆ．前記決定手段により得られる情報に部分的に基づいて、前記レーザービームを眼の水晶体の中に集束させるための手段と、
ｇ．前記レーザーを眼の水晶体に対し、ショットパターンで誘導するための手段であって、前記ショットパターンは、少なくとも２枚の被膜を形成する一連のショットを含み、前記被膜は水晶体内に配置されるとともに互いのなかに入れ子式とされる、手段と、
を含む、システム。
【請求項９】
レーザーで生成された縫合線を眼の水晶体内に提供するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを生成するためのレーザーと、
ｂ．スキャナと、
ｃ．集束光学系と、
ｄ．前記レーザービームを眼の水晶体に所定のショットパターンで誘導する能力を有する制御システムであって、前記ショットパターンは、少なくとも２本のレーザー生成の縫合線を形成する一連のショットを含む、制御システムと、
を含む、システム。
【請求項１０】
眼の水晶体の物質を除去するためのシステムであって、
ａ．レーザービームを眼の水晶体に誘導するための手段であって、前記水晶体が水晶体嚢を有する手段と、
ｂ．前記レーザービームを眼の水晶体に所定のショットパターンで誘導するための手段であって、前記ショットパターンが、立方体の格子を水晶体の外表面に形成する一連のショットを含む、手段と、
を含む、システム。
【国際調査報告】
2009523556.tif 000077