(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の運動に関して特性が改善されたレーザ手術システムを提供する。【解決手段】画像化システムが、眼インターフェース装置２２、スキャン組立体１８、ビーム源、自由浮動機構体１６、及び、検出組立体１４を含む。眼インターフェース装置は、眼とインターフェースする。スキャン組立体は、眼インターフェース装置を支持すると共に眼内で電磁線ビームの焦点をスキャンする。ビーム源は、電磁線ビームを発生させる。自由浮動機構体は、スキャン組立体を支持すると共に眼の運動（眼球運動）を許容し且つ電磁線ビーム及び焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分のための可変光路３０を提供する。可変光路は、ビーム源とスキャナとの間に設けられ、この可変光路は、眼の運動を許容するよう変化する光路長を有する。検出組立体は、焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分の強度を表す信号を発生させる。【選択図】図１
2018149324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ眼手術システムであって、
患者の眼と結合するよう構成された眼インターフェース装置と、
対物レンズと、
前記対物レンズと前記眼インターフェース装置とを支持すると共に、レーザビームの焦点を前記眼内の異なる標的場所に対して直交するｘ、ｙ、及びｚ方向でスキャンするよう構成されたスキャン組立体と、
レーザ眼手術を実施するために前記レーザビームを発生させるよう構成されたレーザビーム源と、
前記スキャン組立体を支持する自由浮動機構体と、
検出組立体と、
を備え、
前記スキャン組立体、前記対物レンズ、及び前記眼インターフェース装置は、前記眼上で一緒に置かれ、前記ｘ、ｙ、及びｚ方向で前記レーザビーム源に対して一緒に自由に移動し、前記ｘ、ｙ、及びｚ方向での前記患者の対応する自由な移動を一緒に辿るように構成され、
前記自由浮動機構体は、前記自由な移動中、前記レーザビームと前記標的場所との間の前記ｘ、ｙ、及びｚ方向での配置を維持するように、前記レーザビーム源に対する前記スキャン組立体の前記自由な移動を許容するように構成され、
前記自由浮動機構体は、第１及び第２のビーム偏向装置を含み、前記第１及び第２のビーム偏向装置は、前記第１のビーム偏向装置と前記第２のビーム偏向装置との間の前記ｚ方向の距離を変化させるように少なくとも前記ｚ方向において互いに対して滑るように構成され、
前記第１及び第２のビーム偏向装置は、前記スキャン組立体の外側にあり、前記レーザビーム源と前記スキャン組立体との間の光路に配置され、
前記第１のビーム偏向装置は、第１の方向で前記レーザビームを受け取り、且つ、それを第２の方向に偏向させるように配置され、
前記第２のビーム偏向装置は、第２の方向で前記レーザビームを受け取り、且つ、それを第３の方向に偏向させるように配置され、
前記第２の方向は、前記ｚ方向であり、前記第１の方向及び前記第３の方向は、前記ｘ方向または前記ｙ方向であり、
前記第２のビーム偏向装置は、前記第３の方向とは逆の方向に伝搬する、前記焦点の存在場所からの前記レーザビームの一部分の反射を受け取り、且つ、それを前記第２の方向とは逆の方向に偏向させるように配置され、
前記第１のビーム偏向装置は、前記第２の方向とは逆の前記方向に伝搬する、前記レーザビームの前記一部分を受け取り、且つ、それを前記第１の方向とは逆の方向に偏向させるように配置され、
前記検出組立体は、前記レーザビームの前記一部分の前記反射の強度を表す強度信号を発生させるよう構成されている、システム。
【請求項２】
前記第１及び第２のビーム偏向装置は、可変の回転配向状態を有するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記自由浮動機構体は、前記第３の方向に伝搬している前記レーザビームを偏向させて前記第３の方向とは異なる第４の方向に伝搬させるよう構成された第３のビーム偏向装置を含み、
前記第３のビーム偏向装置は又、前記焦点の存在場所から反射されて前記第４の方向とは逆の方向に伝搬している前記レーザビームの前記一部分を偏向させて前記第３の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成されており、
前記第２及び第３のビーム偏向装置は、互いに対して可変の、距離又は回転配向状態を有するよう構成されている、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記検出組立体は、前記強度信号を発生させるよう構成されたセンサと、前記焦点以外の場所から反射された前記レーザビームの部分が当該センサに到達するのを阻止するよう構成されたアパーチュアと、を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
偏光敏感性装置及び偏光装置を更に含み、
前記偏光敏感性装置は、前記ビーム源と前記自由浮動機構体との間で前記レーザビームの光路に沿って配置されており、
前記レーザビームは、前記ビーム源から前記自由浮動機構体までの当該レーザビームの伝搬中、前記偏光敏感性装置を通り、
前記偏光装置は、前記レーザビーム及び前記焦点の存在場所から反射された前記レーザビームの前記一部分のうちの少なくとも一方の偏光を改変し、
前記偏光敏感性装置は、前記焦点から反射された前記レーザビームの前記一部分を反射して、前記強度信号を発生させるよう構成されたセンサに入射させる、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記偏光装置は、四分の一波長板を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記ビーム源は、組織を画像化するためのレーザビームを提供するように更に構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
画像化するための前記レーザビームは、前記レーザ眼手術を実施するための前記レーザビームより低いパワーレベルを有する、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記レーザビームは、３２０ナノメートル〜４３０ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記レーザビームは、８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記レーザビームは、１００フェムト秒〜１５ナノ秒のパルス持続時間を有する複数のレーザパルスを含む、請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１３年３月１３日に出願された米国特許出願第６１／７８０，７３６号の優先権主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、全ての目的に関してその記載内容を本明細書の一部とする。ここにパリ条約上の優先権全体を明示的に保持する。
【０００２】
レーザ眼手術システムが広く普及すると共に目的が変わっている。例えば、レーザ眼手術システムは、屈折矯正を行うようアブレーションにより角膜の前面を作り直すよう構成されている場合がある。また、レーザ眼手術システムは、角膜弁状体（flap）を作って角膜の下に位置する部分を露出させ、当該下に位置する部分をアブレーションにより作り直して弁状体で再び覆うことができるよう構成されている場合がある。最近開発されたレーザ眼手術システムは、角膜又は角膜縁に１つ以上の切開創を作って角膜を作り直し、角膜に１つ以上の切開創を作って白内障手術器械のための接近部を提供すると共に／或いは眼内レンズの植え込みのための接近部を提供し、前水晶体曩（包）に被膜切開術を施して白内障になっている水晶体の除去のための接近部を提供し、白内障になっている水晶体を切開し、及び／または、前水晶体曩内開口部に被膜切開術を施す、というように構成されている場合がある。
【０００３】
多くのレーザ眼手術システムは、レーザビーム源により一連のレーザビームパルスを発生させる。レーザビームパルスは、光路に沿って患者の眼まで伝搬する。光路は、典型的には、患者に対して放出されるレーザビームパルスの方向及び／又は位置を制御するための制御可能な要素、例えば走査機構体及び／又は集束（合焦）機構体、を有する。
【０００４】
幾つかのレーザ眼手術システムは、眼球運動（例えば、眼の観察方法の変化）を追跡して、放出されたレーザビームパルスの方向及び／又は存在場所に対する制御を眼球運動を考慮に入れて達成することができる。例えば、レーザ眼手術システムの中には、オプションとして、眼球運動を追跡するべく、眼中の特徴、例えば生まれつき備わった特徴又は眼に付加された基準マーカ、を光学的に追跡するものがある。
【０００５】
対照的に、レーザ眼手術システムの中には、眼球運動を阻止するように構成されているものもある。例えば、角膜の前面に直接接触して眼球運動を拘束するコンタクトレンズが採用される場合がある。しかしながら、かかる拘束により、これに関連した患者の不快感及び／又は不安が生じる場合がある。
【０００６】
眼球運動以外では、多くのレーザ眼手術システムは、患者とレーザ眼手術システムとの間の相対運動を禁止するよう構成されている。例えば、レーザ眼手術システムは、ある種の患者拘束特徴部、例えば専用支持組立体（例えば、椅子又はベッド）、を含む場合があり、かかる専用支持組立体は、当該支持組立体に対する患者の運動を禁止するよう構成された拘束特徴部を含む場合がある。かかる専用支持組立体は、患者を動かしてレーザ眼手術システムの光路に対して患者の眼を適切に位置決めすることができる手段としての位置決め機構体を含む場合がある。さらに、レーザ眼手術システムは、レーザパルスの光路の位置を決定して専用支持組立体に対する光路の運動を実質的に抑制し、それにより放出レーザパルスに対する患者の眼の相対運動を抑制する、というコンポーネントを剛性的に支持するよう構成されている場合がある。しかしながら、専用支持組立体及び光路コンポーネントの剛性支持は、深刻な複雑さ及び関連コストをレーザ眼手術システムに加える場合がある。さらに、光路コンポーネント剛性支持及び専用患者支持組立体を採用すると、患者とレーザ眼手術システムとの間の或る程度のレベルの有意な相対運動の可能性を排除することができない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かくして、患者の運動に関して特性が改善されたレーザ手術システム及び関連方法が有益であると言える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
適当なレーザ手術システム、例えばレーザ眼手術システム、に用いることができる画像化システム及び関連方法が提供される。多くの実施形態では、患者の眼を画像化するシステムが、患者の眼と当該眼を画像化するために少なくとも部分的に用いられる被スキャン電磁線ビームとの間のアライメント又は整列状態を維持しながら、患者の相対運動を許容するよう構成されている。多くの実施形態では、画像化システムは、患者の動きにより引き起こされる光路長の変化に対して不敏感性である（かかる変化の影響を受けにくい）よう構成されている。患者の運動を許容することによって、患者の運動を拘束しようとすることと関連した追加のシステムの複雑さ及び関連費用を回避することができる。加うるに、例えば既存の患者支持組立体（例えば非専用患者支持組立体、例えばベッド）に隣接したところまで動かすことができる再位置決め可能カートによって支持されるようにレーザ手術システムを構成することによって、患者の動きを許容することができるようにして、レーザ手術システムの使用のしやすさを高めることができる。
【０００９】
かくして、一観点では、患者の動きを許容しながら眼を画像化する方法が提供される。本方法は、ビーム源を用いて電磁線ビームを発生させるステップを含む。電磁線ビームは、ビーム源から眼の運動に応答して変化する光路長を有する可変光路に沿ってスキャナまで、伝搬される。電磁線ビームは、眼内の或る場所のところの焦点に集束される。スキャナを用いて焦点を眼内の互いに異なる場所に対してスキャン（走査）する。焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分が、可変光路に沿って伝搬されてセンサに戻される。当該センサを用いて、焦点場所から反射されてセンサまで伝搬された電磁線ビームの一部分の強度を表す強度信号を発生させる。
【００１０】
本方法の多くの実施形態では、１つ又は２つ以上の光路関連コンポーネントが、患者の動きを許容するように用いられる。例えば、本方法は、第１の支持組立体を用いて、スキャナと当該第１の支持組立体との間の相対運動を許容することで眼の運動を許容するようにスキャナを支持するステップを更に含み得る。本方法は、第２の支持組立体を用いて、第１の支持組立体と当該第２の支持組立体との間の相対運動を許容することで眼の運動を許容するようにスキャナを支持するステップを含み得る。本方法は、第１の支持組立体を用いて、電磁線ビームを反射して当該電磁線ビームを可変光路の一部分に沿ってスキャナまで伝搬させるよう構成された第１のレフレクタを支持するステップを含み得る。本方法は、ベース組立体を用いて、第２の支持組立体と当該ベース組立体との間の相対運動を許容することで眼の運動を許容するよう第２の支持組立体を支持するステップを含み得る。本方法は、第２の支持組立体を用いて、電磁線ビームを反射して当該電磁線ビームを可変光路の一部分に沿って伝搬させて第１のレフレクタに入射させるよう構成された第２のレフレクタを支持するステップを含み得る。
【００１１】
本方法の多くの実施形態では、焦点以外の場所から反射された電磁線ビームの部分は、焦点から反射された電磁線の部分のみが強度信号を発生させるために用いられる、ということを保証するために、遮断される。例えば、センサを用いて強度信号を発生させるステップは、電磁線ビームの反射部分をアパーチュアに通して、焦点場所以外の場所から反射された電磁線ビームの部分を遮断するステップを含み得る。
【００１２】
偏光敏感性（偏光の影響を受けやすい）装置（例えば、偏光ビームスプリッタ／コンバイナ）を用いると、焦点から反射された電磁線ビームの一部分を方向づけて、強度信号を発生させるよう構成された検出器に入射させることができる。例えば、本方法は、電磁線ビームを偏光敏感性装置に通すステップを更に含み得る。本方法は、電磁線ビーム及び焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分のうちの少なくとも一方の偏光を改変するステップを更に含み得る。本方法は、偏光敏感性装置を用いて焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分を反射して前記センサに入射させるステップを更に含み得る。
【００１３】
本方法の多くの実施形態では、電磁線ビームは、組織を改変することがないよう構成され得る。例えば、電磁線ビームは、組織改変のためのしきい値レベルを下回るエネルギーレベルを有するのが良い。変形例として、電磁線ビームは、組織を改変するよう構成され得る。
【００１４】
電磁線ビームは、任意適当な形態を取ることができる。例えば、電磁線ビームは、３２０ナノメートル〜４３０ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含むのが良い。別の例として、電磁線ビームは、８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含むのが良い。
【００１５】
別の観点では、眼手術システムが提供される。本システムは、眼インターフェース装置、スキャン組立体、ビーム源、自由浮動機構体、及び、検出組立体を含む。眼インターフェース装置は、患者の眼とインターフェースするよう構成されている。スキャン組立体は、眼インターフェース装置を支持すると共に、電磁線ビームの焦点を眼内の互いに異なる場所に対してスキャンするよう動作可能である。ビーム源は、電磁線ビームを発生させるよう構成されている。自由浮動機構体は、スキャン組立体を支持すると共に、眼の運動を許容し且つ電磁線ビーム及び焦点の存在場所から反射された電磁線ビームの一部分のための可変光路を提供するように構成されている。可変光路は、ビーム源とスキャナとの間に設けられ、可変光路は、眼の運動に応答して変化する光路長を有している。検出組立体は、焦点の存在場所から反射された電磁線ビームの一部分の強度を表す強度信号を発生させるように構成されている。
【００１６】
本システムの多くの実施形態では、スキャン組立体は、１つ又は２つ以上のスキャン装置を含む。例えば、スキャン組立体は、ｚ‐スキャン装置及びｘｙ‐スキャン装置を含むのが良い。ｚ‐スキャン装置は、電磁線ビームの伝搬方向に焦点の存在場所を変化させるよう動作できる。ｘｙ‐スキャン装置は、電磁線ビームの伝搬方向を横切る方向に焦点の存在場所を変化させるよう動作できる。
【００１７】
本システムの多くの実施形態では、自由浮動機構体は、ビーム偏向装置を含む。例えば、自由浮動機構体は、第１のビーム偏向装置及び第２のビーム偏向装置を含み得る。第１のビーム偏向装置は、第１の方向に伝搬している電磁線ビームを偏向させて第１の方向とは異なる第２の方向に伝搬させるよう構成され得る。第２のビーム偏向装置は、第２の方向に伝搬している電磁線ビームを偏向させて第２の方向とは異なる第３の方向に伝搬させるよう構成され得る。第１のビーム偏向装置は又、焦点存在場所から反射されて第３の方向とは逆の方向に伝搬している電磁線ビームの一部分を偏向させて第２の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成され得る。第２のビーム偏向装置は又、焦点存在場所から反射されて第２の方向とは逆の方向に伝搬している電磁線ビームの一部分を偏向させて第１の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成され得る。（１）第１のビーム偏向装置と第２のビーム偏向装置との間の距離、及び、（２）第１のビーム偏向装置と第２のビーム偏向装置との間の回転配向状態、のうちの少なくとも一方は、眼の運動を許容するよう変化し得る。
【００１８】
自由浮動機構体は、第３のビーム偏向装置を含み得る。第３のビーム偏向装置は、第３の方向に伝搬している電磁線ビームを偏向させて第３の方向とは異なる第４の方向に伝搬させるよう構成され得る。第３のビーム偏向装置は又、焦点存在場所から反射されて第４の方向とは逆の方向に伝搬している電磁線ビームの一部分を偏向させて第３の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成されるのが良い。（１）第２のビーム偏向装置と第３のビーム偏向装置との間の距離、及び、（２）第２のビーム偏向装置と第３のビーム偏向装置との間の回転配向状態、のうちの少なくとも一方は、眼の運動を許容するよう変化するのが良い。
【００１９】
本システムの多くの実施形態では、検出組立体は、強度信号を発生させるよう構成されたセンサを含む。検出組立体は、焦点以外の場所から反射された電磁線ビームの部分が当該センサに到達するのを阻止するよう構成されたアパーチュアを含むのが良い。
【００２０】
多くの実施形態では、本システムは、偏光敏感性装置及び偏光装置を含む。偏光敏感性装置は、ビーム源と自由浮動機構体との間で電磁線ビームの光路に沿って配置されるのが良い。電磁線ビームは、ビーム源から自由浮動機構体までの電磁線ビームの伝搬中に、偏光敏感性装置を通るのが良い。偏光装置は、電磁線ビーム及び焦点存在場所から反射された電磁線ビームの一部分のうちの少なくとも一方の偏光を改変するよう用いられるのが良い。偏光敏感性装置は、焦点存在場所から反射された電磁線ビームの一部分を反射して、強度信号を発生させるよう構成されたセンサに入射させることができる。偏光装置は、例えば、四分の一波長板を含むのが良い。
【００２１】
本システムの多くの実施形態では、電磁線ビームは、組織を改変することがないよう構成され得る。例えば、電磁線ビームは、組織を改変するしきい値レベルを下回るエネルギーレベルを有するのが良い。変形例として、電磁線ビームは、組織を改変するよう構成され得る。
【００２２】
電磁線ビームは、任意適当な形態を取ることができる。例えば、電磁線ビームは、３２０ナノメートル〜４３０ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含むのが良い。別の例として、電磁線ビームは、８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含むのが良い。別の実施例として、電磁線ビームは、１００フェムト秒〜１５ナノ秒のパルス持続時間を有する複数のレーザパルスを含むのが良い。
【００２３】
本発明の性質及び利点の十分な理解を得るために、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照すべきである。本発明の他の観点、他の目的、及び他の利点は、図面及び以下の詳細な説明から明らかになろう。
【００２４】
本明細書において言及されている全ての刊行物、特許及び特許出願は、当該参照による引用により、個々の刊行物、特許又は特許出願の各々が本明細書中に具体的に且つ個々に記載されているのと同じ程度に、これらの記載内容の全体が本明細書の一部である。
【００２５】
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されている。本発明の特徴及び利点の良好な理解は、本発明の原理を利用した例示的な実施形態を説明している以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することで得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】多くの実施形態としてのレーザ手術システムの略図である。患者インターフェース装置が、スキャン組立体及び当該スキャン組立体を支持している自由浮動機構体によってレーザ組立体及び検出組立体に結合されている。
【００２７】
【図２】図１のレーザ手術システムの一実施形態の略図である。
【００２８】
【図３Ａ】図１の自由浮動機構体及びスキャン組立体の一実施形態の等角図である。
【００２９】
【図３Ｂ】図１の自由浮動機構体及びスキャン組立体の実施形態に利用できる相対運動を概略的に示す図である。
【００３０】
【図４】眼内標的を画像化する及び／または改変する多くの実施形態としての方法の行為の単純化されたブロック図である。
【００３１】
【図５】図４の方法で実施され得る、多くの実施形態としてのオプションとしての行為の単純化されたブロック図である。
【図６】図４の方法で実施され得る、多くの実施形態としてのオプションとしての行為の単純化されたブロック図である。
【図７】図４の方法で実施され得る、多くの実施形態としてのオプションとしての行為の単純化されたブロック図である。
【００３２】
【図８】図１のレーザ手術システムの一実施形態の略図である。
【００３３】
【図９】図１のレーザ手術システムを較正するために使用され得る、多くの実施形態としての較正プレートを示す平面図である。
【００３４】
【図１０】図１のレーザ手術システムのカメラを較正するために図９の較正プレートを使用する仕方を示す略図である。
【００３５】
【図１１】図１のレーザ手術システムのスキャン組立体を較正するために図９の較正プレートを使用する仕方を示す略図である。
【００３６】
【図１２】図１のレーザ手術システムのスキャン組立体を較正するために蛍光材料を使用する仕方を示す略図である。
【００３７】
【図１３】図１のレーザ手術システムのスキャン組立体を較正するために再位置決め可能な反射面を使用する仕方を示す略図である。
【００３８】
【図１４】図１のレーザ手術システムのｚ‐スキャン装置のための制御パラメータに対して図１３の反射面を用いて発生させた信号の強度の変化を示す図である。
【００３９】
【図１５】多くの実施形態に従って、水晶体前曩上への水晶体曩切開術用の切開創ロケータの投影像を示す、水晶体曩切開術用切開創ロケータの平面図及び断面図である。
【００４０】
【図１６】多くの実施形態に従って、水晶体前曩を横切する閉鎖境界切開創表面を定める眼及び水晶体曩切開術用切開創領域の断面図である。
【００４１】
【図１７】多くの実施形態に従って、眼内標的の境界に対して電磁線ビームの焦点を適応可能にスキャンする方法の行為の単純化ブロック図である。
【００４２】
【図１８】多くの実施形態に従って、眼内標的の境界部と交差するスキャンパターンで電磁線ビームの焦点をスキャンしている間に生じる信号の強度の変化を示す図である。
【００４３】
【図１９】多くの実施形態に従って、焦点のための次のスキャンパターンのための上及び／又は下深さ限度を定めるために、焦点のためのスキャンパターンが眼内標的の境界と交差するような場所の繰り返し使用の仕方を示す略図である。
【００４４】
【図２０】多くの実施形態に従って、眼内標的の境界を横切する表面を切開するために用いることができる一連のスキャンパターンを示す略図である。
【００４５】
【図２１】図２０のスキャンパターンで用いることができるスキャン方向の実施形態を示す略図である。
【図２２】図２０のスキャンパターンで用いることができるスキャン方向の実施形態を示す略図である。
【００４６】
【図２３】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の弧状切開創の一観点を示す図である。
【図２４】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の弧状切開創の別の観点を示す図である。
【００４７】
【図２５】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の弧状切開創の別の観点を示す図である。
【図２６】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次（プライマリ）白内障手術接近切開創の一観点を示す図である。
【図２７】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図２８】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図２９】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図３０】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図３１】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜の一次白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【００４８】
【図３２】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜のサイドポート白内障手術接近切開創の一観点を示す図である。
【図３３】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜のサイドポート白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図３４】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜のサイドポート白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図３５】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜のサイドポート白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【図３６】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜のサイドポート白内障手術接近切開創の別の観点を示す図である。
【００４９】
【図３７】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムに用いることができる電磁線ビームの強度を制御する方法の行為の単純化ブロック図である。
【図３８】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムに用いることができる電磁線ビームの強度を制御する方法の行為の単純化ブロック図である。
【００５０】
【図３９】多くの実施形態に従って、水晶体曩及び硝子体の前硝子体表面の隣接部分内に位置決めされるＩＯＬの側面図である。
【００５１】
【図４０】多くの実施形態に従って、図３９のＩＯＬに対して変位された硝子体の前硝子体表面の隣接部分、及び、図１のレーザ手術システムにより形成できる水晶体後曩を横切する閉鎖境界切開創表面、を示す側面図である。
【００５２】
【図４１】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムによりＩＯＬ内に生じさせることができる屈折率変化を示す側面図である。
【００５３】
【図４２】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる水晶体細分化切開創の一観点を示す図である。
【図４３】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる水晶体細分化切開創の別の観点を示す図である。
【図４４】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる水晶体細分化切開創の別の観点を示す図である。
【００５４】
【図４５】多くの実施形態に従って、水晶体細分化パターンを示す図である。
【００５５】
【図４６】多くの実施形態に従って、図１のレーザ手術システムにより形成できる角膜弁状体の斜視図である。
【００５６】
【図４７】図４６の角膜弁状体の周囲及び縁が図１のレーザ手術システムによって切開された後の角膜の断面図である。
【００５７】
【図４８】図４６の角膜弁状体の周囲及び縁が図１のレーザ手術システムにより切開された後の角膜の平面図である。
【００５８】
【図４９】図４６の角膜弁状体を角膜から後ろに剥がして折り返した状態で示す断面図である。
【００５９】
【図５０】図１のレーザ手術システムによって作ることができる、多くの実施形態による例示の基質内切開体積部を示す角膜の断面図である。
【図５１】図１のレーザ手術システムによって作ることができる、多くの実施形態による例示の基質内切開体積部を示す角膜の断面図である。
【００６０】
【図５２】図１のレーザ手術システムによって作ることができる、多くの実施形態による角膜の断面図であり、角膜基質内ポケットを示す図である。
【図５３】図１のレーザ手術システムによって作ることができる、多くの実施形態による角膜の平面図であり、角膜基質内ポケットを示す図である。
【００６１】
【図５４】図１のレーザ手術システムの多くの実施形態に従って、レンズリレーを用いず、縮径対物レンズ組立体を用いて、スキャン組立体と患者との間に相当な隙間を提供するよう構成されているスキャン組立体及び対物レンズ組立体の形態を示す図である。
【００６２】
【図５５】レンズリレー、及び、スキャン組立体と患者との間の関連の過剰の隙間、を利用する対物レンズ組立体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下の説明において、本発明の種々の実施形態について説明する。説明の目的上、特定の形態及び細部は、実施形態の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、本発明は当該特定の細部なしで実施できる、ということが、当業者には明らかであろう。さらに、周知の特徴は、説明対象の実施形態の内容を分かりにくくすることがないように省かれて又は単純化されている場合がある。
【００６４】
患者の眼を画像化する及び／または治療するシステムが提供される。多くの実施形態では、自由浮動機構体が、眼内に位置する焦点から反射された電磁ビームの一部分を光路長不敏感性の画像化組立体、例えば共焦点検出組立体、に方向づける手段としての可変光路を提供する。多くの実施形態で、自由浮動機構体は、電磁線ビームと患者とのアライメントを維持しながら患者の動きを許容するように構成される。電磁線ビームは、眼を画像化するために構成でき、眼を治療するために構成でき、眼を画像化すると共に治療するために構成できる。
【００６５】
今、図面を参照すると、図中において、同一の参照符号は、同一の要素を示している。図１は、多くの実施形態によるレーザ手術システム１０を概略的に示している。レーザ手術システム１０は、レーザ組立体１２、共焦点検出組立体１４、自由浮動機構体１６、スキャン組立体１８、対物レンズ組立体２０、患者インターフェース装置２２を含む。患者インターフェース装置２２は、患者２４とインターフェースする（interface）よう構成されている。患者インターフェース装置２２は、対物レンズ組立体２０によって支持されている。対物レンズ組立体２０は、スキャン組立体１８によって支持されている。スキャン組立体１８は、自由浮動機構体１６によって支持されている。自由浮動機構体１６は、レーザ組立体１２及び共焦点検出組立体１４に対して固定された位置及び配向状態（向き）を有する一部分を含む。
【００６６】
多くの実施形態では、患者インターフェース装置２２は、患者２４の眼とインターフェースするよう構成されている。例えば、患者インターフェース装置２２は、例えば２０１２年１１月２日に出願された同時係属米国特許仮出願第６１／７２１，６９３号明細書（発明の名称：Liquid Optical Interface for Laser Eye Surgery System）に記載されているように、患者２４の眼に真空結合されるように構成され得る。レーザ手術システム１０は、オプションとして、定位置に固定でき又は再位置決め可能なベース組立体２６を更に含み得る。例えば、ベース組立体２６は、支持リンケージによって支持され得て、この支持リンケージは、患者に対するベース組立体２６の選択的な再位置決めを可能にすると共にベース組立体２６を患者に対して選択された固定位置に固定するよう構成される。かかる支持リンケージは、任意適当な仕方で、例えば固定状態の支持ベースによって又は患者に隣接する適当な場所に再位置決め可能な可動カートによって、支持され得る。多くの実施形態では、支持リンケージは、セットアップ継手を含み、各セットアップ継手は、当該セットアップ継手の選択的な関節運動を可能にするよう構成されていて、支持リンケージは、セットアップ継手の偶発的な関節運動を阻止するべく選択的にロック可能であり、それにより、セットアップ継手がロックされるとき、ベース組立体２６を患者に対して選択された固定位置に固定する。
【００６７】
多くの実施形態で、レーザ組立体１２は、電磁線ビーム２８を放出するよう構成されている。ビーム２８は、任意適当なエネルギーレベル、持続時間、及び繰り返し率の一連のレーザパルスを含むのが良い。
【００６８】
多くの実施形態で、レーザ組立体１２は、フェムト秒（ＦＳ）レーザ技術を含む。フェムト秒レーザ技術を用いることによって、短い持続時間（例えば、持続時間が約１０-13秒）のレーザパルス（エネルギーレベルがマイクロジュール範囲内である）を厳密に合焦された点に向かって送り出して組織を壊すことができ、それにより長い持続時間を有するレーザパルスと比較して、眼内標的を画像化する及び／または改変するのに必要なエネルギーレベルを実質的に低下させることができる。
【００６９】
レーザ組立体１２は、組織を治療する及び／または画像化するのに適した波長を有するレーザパルスを生じさせることができる。例えば、レーザ組立体１２は、例えば２０１２年１１月２日に出願された同時係属米国特許仮出願第６１／７２２，０４８号明細書（発明の名称：Laser Eye Surgery System）、２０１１年１月７日に出願された米国特許出願第１２／９８７，０６９号明細書（発明の名称：Method and System For Modifying Eye Tissue and Intraocular Lenses）に記載されたレーザ手術システムのうちの任意のものによって放出されるような電磁線ビーム２８を放出するよう構成され得る。例えば、レーザ組立体１２は、１０２０ｎｍ〜１０５０ｎｍの波長を有するレーザパルスを生じさせることができる。例えば、レーザ組立体１２は、中心波長が１０３０（±５）ｎｍのダイオード励起固体形態を有し得る。別の実施例として、レーザ組立体１２は、３２０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長を有するレーザパルスを生じさせ得る。例えば、レーザ組立体１２は、第３調和波（３５５ｎｍ）で動作して５０ピコ秒〜１５ナノ秒のパルス持続時間を有するパルスを生じさせるＮｄ：ＹＡＧ（ネオジム添加イットリウムアルミニウムガーネット）レーザ源を有し得る。スポットサイズに応じて、使用される代表的なパルスエネルギーは、ナノジュールからマイクロジュールまでの範囲にあり得る。レーザ組立体１２は、任意適当な形態の２つ又は３つ以上のレーザを更に含み得る。
【００７０】
レーザ組立体１２は、制御及び状態調節コンポーネントを含み得る。例えば、かかる制御コンポーネントは、例えばレーザパルスのエネルギー及びパルス列の平均パワーを制御するビーム減衰器、レーザパルスを含むビームの断面空間広がりを制御する固定アパーチュア、ビーム列の束及び繰り返し率及びかくしてレーザパルスのエネルギーをモニタリングする１つ又は２つ以上のパワーモニタ、及び、レーザパルスの伝送を許容／遮断するシャッタ、のようなコンポーネントを含む得る。かかる状態調節コンポーネントは、レーザパルスを或る距離にわたって伝送する一方で、レーザパルスビームの位置的及び／又は方向的可変性を許容し、それによりコンポーネントのばらつきについて増大した許容度をもたらす、という調節可能なズーム組立体及び固定光リレーを含み得る。
【００７１】
多くの実施形態で、レーザ組立体１２及び共焦点検出組立体１４は、ベース組立体２６に対して固定された位置を有する。レーザ組立体１２によって放出されたビーム２８は、固定された経路に沿って共焦点検出組立体１４を取って伝搬して自由浮動機構体１６に至る。ビーム２８は、自由浮動機構体１６を通って可変光路３０に沿って伝搬し、この可変光路は、ビーム２８をスキャン組立体１８に送る。多くの実施形態では、レーザ組立体１２によって放出されたビーム２８はコリメートされて、ビーム２８がレーザ組立体１２とスキャナ１６との間の光路の長さに関する患者の動きにより誘起される変化によって影響を受けることがないようにする。スキャン組立体１８は、ビーム２８を（例えば、ビーム２８の制御可変偏向により）少なくとも１つの寸法方向でスキャンするよう動作可能である。多くの実施形態では、スキャン組立体１８は、ビームをビーム２８の伝搬方向に対して横切る２次元内で（２つの寸法方向で）スキャンするよう動作でき、このスキャン組立体は、更に、ビーム２８の伝搬方向においてビーム２８の焦点の位置（存在場所）をスキャンするよう動作できる。スキャンされたビームは、スキャン組立体１８から放出されて対物レンズ組立体２０を通り、インターフェース装置２２を通って伝搬して患者２４に至る。
【００７２】
自由浮動機構体１６は、１つ又は２つ以上の方向においてレーザ組立体１２及び共焦点検出組立体１４に対する患者の或る範囲の動きを許容する一方で、スキャン組立体１８によって放出されるビーム２８と患者２４の位置合わせ状態を維持するよう構成されている。例えば、多くの実施形態では、自由浮動機構体１６は、単位直交方向（Ｘ、Ｙ、及びＺ）の任意の組み合わせによって定められる任意の方向における患者２４の或る範囲の動きを許容するよう構成されている。
【００７３】
自由浮動機構体１６は、スキャン組立体１８を支持し、この自由浮動機構体１６は、患者２４の動きに応答して変化する可変光路３０を提供する。患者インターフェース装置２２が患者２４とインターフェースさせられているので、患者２４の動きの結果として、これに対応した患者インターフェース装置２２、対物レンズ組立体２０、及びスキャン組立体１８の動きが生じる。自由浮動機構体１６は、例えば、スキャン組立体１８と例えば共焦点検出組立体２４との間の相対運動を許容するリンケージと、可変光路３０を形成するよう前記リンケージに適切に結びつけられた光コンポーネントと、の任意適当な組み合わせを含むことができる。
【００７４】
焦点のところで眼組織により反射された電磁線ビーム２８の一部分は、伝搬して共焦点検出組立体１４に戻る。具体的に言えば、電磁線ビーム２８の反射部分は、患者インターフェース装置２２を通って戻り、対物レンズ組立体２０を通って戻り、スキャン組立体１８を通って戻り（そして、スキャン組立体１８によってデスキャン（de-scan）され）、自由浮動機構体１６を通って戻り（可変光路３０に沿って）、そして共焦点検出組立体１４に至る。多くの実施形態では、共焦点検出組立体１４に戻った電磁線ビームの反射部分は、センサに入射するよう方向づけられ、このセンサは、電磁線ビームの入射部分の強度を表す強度信号を発生させる。この強度信号は、眼内の焦点の関連のスキャンと結合された状態で、スキャンのパラメータと関連して処理されるのが良く、それにより例えば、眼の構造、例えば角膜の前面、角膜の後面、虹彩、水晶体曩の前面、及び水晶体曩の後面、について画像化／存在場所突き止めを行うことができる。多くの実施形態では、共焦点検出組立体１４に伝わった反射電磁線ビームの量は、患者の動きに起因する可変光路３０の長さの予想変化とは実質的に無関係であり、それにより強度信号を処理して眼の構造の画像化／存在場所突き止めを行う場合に患者の動きを無視することができる。
【００７５】
図２は、レーザ手術システム１０の一実施形態の細部を概略的に示している。具体的に説明すると、例示の形態は、レーザ組立体１２、共焦点検出組立体１４、及びスキャン組立体１８について概略的に示されている。図示の実施形態に示されているように、レーザ組立体１２は、超高速（ＵＦ）レーザ３２（例えば、フェムト秒レーザ）、アライメントミラー３４，３６、ビームエキスパンダ（ビーム拡大器）３８、二分の一波長（半波長）板４０、偏光子・ビームダンプ装置４２、出力ピックオフ・モニタ４４、及びシステム制御式シャッタ４６を含むのが良い。レーザ３２によって出力された電磁線ビーム２８は、アライメントミラー３４，３６によって反射される。多くの実施形態では、アライメントミラー３４，３６は、ビーム２８を下流側の光学コンポーネントを通る下流側光路に位置合わせすることができるようにするよう、位置及び／又は配向が調節可能である。次に、ビーム２８は、ビームエキスパンダ３８を通り、ビームエキスパンダ３８は、ビーム２８の直径を増大させる。次に、拡径したビーム２８は、二分の一波長板４０を通り、その後偏光子を通る。レーザを出たビームは、直線偏光される。二分の一波長板４０は、この偏光を回転させることができる。偏光子を通る光の量は、直線偏光の回転角度で決まる。したがって、偏光子を有する二分の一波長板４０は、ビーム２８の減衰器として作用する。この減衰からはねられた光は、ビームダンプ中に方向づけられる。次に、減衰状態のビーム２８は、出力ピックオフ・モニタ４４を通り、次にシステム制御式シャッタ４６を通る。システム制御式シャッタ４６を出力ピックオフ・モニタ４４の下流側に配置することによって、ビーム２８のパワーをチェックすることができ、その後システム制御式シャッタ４６を開く。
【００７６】
図示の実施形態に示されているように、共焦点検出組立体１４は、偏光敏感性装置、例えば偏光又は非偏光ビームスプリッタ４８、フィルタ５０、集束（合焦）レンズ５１、ピンホールアパーチュア５２、及び検出センサ５４、を含み得る。四分の一波長板５６が偏光ビームスプリッタ４８の下流側に配置されている。レーザ組立体１２から受け取られたビーム２８は、偏光ビームスプリッタ４８を通過するよう偏光される。次に、ビーム２８は、四分の一波長板５６を通り、それによりビーム２８の偏光軸線を回転させる。四分の一回転が、現時点において好ましい回転量である。眼内の焦点からの反射後、ビーム２８の戻り反射部分は、四分の一波長板５６を通って戻り、それによりビーム２８の戻り反射部分の偏光軸線を一段と回転させる。理想的には、四分の一波長板５６を通って戻った後、ビームの戻り反射部分は、９０°の全偏光回転を生じ、その結果、眼からの反射光は、偏光ビームスプリッタ４８によって完全に反射されるようになる。例えば画像化構造がレンズである場合、角膜の複屈折も又、考慮に入れるのが良い。かかる場合、四分の一波長板５６は、四分の一波長板５６の二重のパス並びに角膜の二重のパスが合計で９０°の偏光回転になるよう調節される（構成される）のが良い。角膜の複屈折は患者ごとに異なる場合があるので、四分の一波長板５６の構成／調節は、検出センサ５４に戻る信号を最適化するよう動的に行われるのが良い。したがって、今や、ビーム２８の戻り反射部分は、偏光ビームスプリッタ４８によって少なくとも部分的に反射されるよう偏光され、それにより、この戻り反射部分がフィルタ５０を通り、レンズ５１を通り、そしてピンホールアパーチュア５２に至るよう、方向づけられる。フィルタ５０は、問題の波長以外の波長を遮断するよう構成され得る。ピンホールアパーチュア５２は、焦点以外の場所から反射されたビーム２８の戻り反射部分があれば、これが検出センサ５４に達するのを阻止するよう構成されている。検出センサ５４に達するビーム２８の戻り反射部分の量は、ビーム２８の焦点のところの組織の性状で決まるので、検出センサ５４により生じる信号は、焦点の関連場所に関するデータと組み合わせて処理されるのが良く、それにより、眼の構造に関する画像／存在場所データが得られる。
【００７７】
図示の実施形態に示されているように、スキャン組立体１８は、ｚ‐スキャン装置５８及びｘｙ‐スキャン装置６０を含むのが良い。ｚ‐スキャン装置５８は、ビーム２８の収束角／発散角を変化させ、それによりビーム２８の伝搬方向における焦点の存在場所を変更するよう、動作可能である。例えば、ｚ‐スキャン装置５８は、ビーム２８の収束角／発散角を変化させるようビーム２８の伝搬方向に制御可能に動くことができる１つ又は２つ以上のレンズを有するのが良い。ｘｙ‐スキャン装置６０は、ビーム２８の伝搬方向を横切る２次元内で（２つの寸法方向に）ビーム２８を偏向させるよう、動作可能である。例えば、ｘｙ‐スキャン装置６０は、ビーム２８の伝搬方向を横切る２次元内で（２つの寸法方向において）ビーム２８をスキャンするよう制御可能に偏向可能な１つ又は２つ以上のミラーを有するのが良い。したがって、ｚ‐スキャン装置５８とｘｙ‐スキャン装置６０との組み合わせは、例えば患者の眼内において、焦点を３次元で（３つの寸法方向に）制御可能にスキャンするよう、動作可能である。
【００７８】
図示の実施形態に示されているように、カメラ６２及び関連ビデオ照明装置６４をスキャン組立体１８に一体化するのが良い。カメラ６２とビーム２８は、対物レンズ組立体２０を通って眼に至る共通光路を共有している。ビデオダイクロイック（ダイクロイックミラー）６６が、ビーム２８をカメラによって用いられる照明波長と組み合わせるため、または、ビーム２８をカメラによって用いられる照明波長から分離するために、用いられている。例えば、ビーム２８は、約３５５ｎｍの波長を有するのが良く、ビデオ照明装置６４は、４５０ｎｍを超える波長を有する照明光を放出するよう構成されるのが良い。したがって、ビデオダイクロイック６６は、３５５ｎｍ波長を反射する一方で４５０ｎｍを超える波長を伝えるよう構成されるのが良い。
【００７９】
図３Ａは、スキャン組立体１８と共焦点検出組立体１４との間の相対運動を許容する適当なリンケージを説明するための、自由浮動機構体１６（スキャン組立体１８、対物レンズ組立体２０、及び患者インターフェース装置２２を支持した状態で示されている）の例示の実施形態を示している。光学コンポーネントが可変光路３０を形成するようリンケージの関連のリンクに結合されている。自由浮動機構体１６は、第１の支持組立体７２、第２の支持組立体７４、及びベース組立体７６を含む。眼インターフェース装置２２は、対物レンズ組立体２０に結合された状態でこれによって支持されている。対物レンズ組立体２０は、スキャン組立体１８に結合された状態でこれによって支持されている。インターフェース装置２２と対物レンズ組立体２０とスキャン組立体１８の組み合わせは、患者の動きと関連（連動）して一斉に動くユニットを形成している。
【００８０】
第１の支持組立体７２は、第１の端フレーム７８、第２の端フレーム８０、及び、端フレーム７８，８０相互間に延びると共にこれらに結合された横方向ロッド８２，８４、を含む。横方向ロッド８２，８４は、第１の方向８６に平行に向けられている。スキャン組立体１８は、横方向ロッド８２，８４によって支持され、このスキャン組立体は、第１の方向８６に平行な患者の動きに応答してロッド８２，８４に沿って滑る。横方向ロッド８２，８４は、第１の方向８６に平行な患者の動きを許容するリニア軸受の一部をなしている。
【００８１】
第２の支持組立体７４は、第１の端フレーム８８、中間フレーム９０、横方向ロッド９２，９４、第２の端フレーム９６、及び鉛直ロッド９８，１００を含む。横方向ロッド９２，９４は、第１の端フレーム８８と中間フレーム９０との間に延びると共にこれらに結合されている。横方向ロッド９２，９４は、第２の方向１０２に平行に向けられており、第２の方向１０２は、第１の方向８６に対して少なくとも横切る方向であり、第１の方向８６に対して直角であるのが良い。第１及び第２の方向８６，１０２の各々は、水平であるのが良い。第１の支持組立体７２は、横方向ロッド９２，９４によって支持され、この第１の支持組立体は、第２の方向１０２に平行な患者の動きに応答してロッド９２，９４に沿って滑る。横方向ロッド９２，９４は、第２の方向１０２に平行な患者の動きを許容するリニア軸受の一部をなしている。鉛直ロッド９８，１００は、中間フレーム９０と第２の端フレーム９６との間に延びると共にこれらに結合されている。鉛直ロッド９８，１００は、第３の方向１０４に平行に向けられ、第３の方向１０４は、第１及び第２の方向８６，１０２の各々に対して少なくとも横切る方向であり、第１及び第２の方向８６，１０２のうちの少なくとも一方に対して直角であるのが良い。鉛直ロッド９８，１００は、第３の方向１０４に平行な第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間の相対運動を許容し、それにより第３の方向１０４に平行な患者の動きを許容するリニア軸受の一部をなしている。
【００８２】
第１、第２、及び第３のレフレクタ１０６，１０８，１１０（例えば、ミラー）が、自由浮動機構体１６によって支持されている。これらレフレクタは、電磁線ビーム２８を反射して可変光路３０に沿って伝搬させるよう構成されている。第１のレフレクタ１０６は、第１の支持組立体７２に（図示の実施形態では、第１の端フレーム７８に）取り付けられている。第２のレフレクタ１０８は、第２の支持組立体７４に（図示の実施形態では、中間フレーム９０に）取り付けられている。第３のレフレクタ１１０は、ベース組立体７６に取り付けられている。作用を説明すると、レーザ組立体によって放出されるビーム２８は、第３のレフレクタ１１０によって偏向されて第３の方向１０４に平行に伝搬し、第２のレフレクタ１０８に入射する。第２のレフレクタ１０８は、ビーム２８を偏向させて第２の方向１０２に平行に伝搬させて第１のレフレクタ１０６に入射させる。第１のレフレクタ１０６は、ビーム２８を偏向させて第１の方向８６に平行に伝搬させてスキャン組立体１８に入れる。スキャン組立体１８は、次に、ビームを制御可能にスキャンし、そして対物レンズ組立体２０及び眼インターフェース装置２２を通してスキャンしたビーム２８を出力する。ビーム２８を第３のレフレクタ１１０から第２のレフレクタ１０８まで第３の方向１０４に平行に伝搬させることによって、可変光路３０の対応する部分の長さを変化させることができ、それにより第３の方向１０４に対する患者の相対的動きを許容することができる。ビーム２８を第２のレフレクタ１０８から第１のレフレクタ１０６まで第２の方向１０２に平行に伝搬させることによって、可変光路３０の対応する部分の長さを変化させることができ、それにより第２の方向１０２に対する患者の相対的動きを許容することができる。ビーム２８を第１のレフレクタ１０６からスキャン組立体１８まで第１の方向８６に平行に伝搬させることによって、可変光路３０の対応する部分の長さを変化させることができ、それにより第１の方向８６に対する患者の相対的動きを許容することができる。
【００８３】
図示の実施形態では、自由浮動機構体１６は、第１のソレノイドブレーキ組立体１１２、第２のソレノイドブレーキ組立体１１４、及び第３のソレノイドブレーキ組立体１１６を含む。ソレノイドブレーキ組立体１１２，１１４，１１６は、患者の眼に対するレーザ手術システム１０の初期位置決めの際、自由浮動機構体１６の偶発的な関節運動を選択的に阻止するよう動作可能である。自由浮動機構体１６の偶発的な関節運動は、例えば、レーザ手術システム１０が当初、患者に対して適切な位置に存在するよう再位置決めされる場合に生じることがある。例えば、自由浮動機構体１６の偶発的な関節運動を阻止するためのどのような機構体も存在していない場合、特にユーザが対物レンズ組立体２０を患者に対して適当な場所に動かすために例えば対物レンズ組立体２０との接触によりレーザ手術システム１０の運動を生じさせたとき、レーザ手術システム１０の動きにより、自由浮動機構体１６の偶発的な関節運動が引き起こされる場合がある。レーザ手術システム１０がセットアップ継手を含む支持リンケージ機構体によって支持されている場合、自由浮動機構体１６の偶発的な関節運動を阻止することが利用され得て、レーザ手術システム１０の初期位置決めが自由浮動機構体１６の関節運動を介してではなくセットアップ継手の関節運動により行われる、ということを保証することができる。
【００８４】
第１のソレノイドブレーキ組立体１１２は、スキャン組立体１８と第１の支持組立体７２との間の偶発的な相対運動を選択的に阻止するように構成されている。第１のソレノイドブレーキ組立体１１２を効かせる（係合させる）ことにより、横方向ロッド８２，８４に沿うスキャン組立体１８の運動が阻止され、それにより第１の方向８６に平行なスキャン組立体１８と第１の支持組立体７２との間の相対運動が阻止される。第１のソレノイドブレーキ組立体１１２が効かされていない場合、スキャン組立体１８は、横方向ロッド８２，８４に沿って自由に滑ることができ、それにより第１の方向８６に平行なスキャン組立体１８と第１の支持組立体７２との間の相対運動が可能になる。多くの実施形態では、自由浮動機構体１６は、スキャン組立体１８が横方向ロッド８２，８４に沿うその移動範囲に対して心出しされている場合に、第１のソレノイドブレーキ組立体１１２を効かせることができるよう構成された戻り止め機構体及び／又は表示器を含み、それにより、患者に対する対物レンズ組立体２０の位置決めに続き第１のソレノイドブレーキ組立体１１２が離脱されたとき、第１の方向８６に平行な両方向におけるスキャン組立体１８の等しい移動範囲を保証している。
【００８５】
第２のソレノイドブレーキ組立体１１４は、第１の支持組立体７２と第２の支持組立体７４との間の偶発的な相対運動を選択的に阻止するように構成されている。第２のソレノイドブレーキ組立体１１４を効かせる（係合させる）ことにより、横方向ロッド９２，９４に沿う第１の支持組立体７２の運動が阻止され、それにより第２の方向１０２に平行な第１の支持組立体７２と第２の支持組立体７４との間の相対運動が阻止される。第２のソレノイドブレーキ組立体１１４が外された場合、第１の支持組立体７２は、横方向ロッド９２，９４に沿って自由に滑ることができ、それにより第２の方向１０２に平行な第１の支持組立体７２と第２の支持組立体７４との間の相対運動が可能である。多くの実施形態では、自由浮動機構体１６は、第１の支持組立体７２が横方向ロッド９２，９４に沿うその移動範囲に対して心出しされている場合に、第２のソレノイドブレーキ組立体１１４を効かせることができるよう構成された戻り止め機構体及び／又は表示器を含み、それにより患者に対する対物レンズ組立体２０の位置決めに続き第２のソレノイドブレーキ組立体１１４が離脱されたとき、第２の方向１０２に平行な両方向における第１の支持組立体７２の等しい移動範囲を保証している。
【００８６】
第３のソレノイドブレーキ組立体１１６は、第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間の偶発的な相対運動を選択的に阻止するように構成されている。第３のソレノイドブレーキ組立体１１６を効かせる（係合させる）ことにより、垂直ロッド９８，１００に沿うベース組立体７６の運動が阻止され、それにより第３の方向１０４に平行な第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間の相対運動が阻止される。第３のソレノイドブレーキ組立体１１６が外された場合、ベース組立体７６は、垂直ロッド９８，１００に沿って自由に滑ることができ、それにより第３の方向１０４に平行な第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間の相対運動が可能である。多くの実施形態では、自由浮動機構体１６は、ベース組立体７６が垂直ロッド９８，１００に沿うその移動範囲に対して心出しされている場合に、第３のソレノイドブレーキ組立体１１６を効かせることができるよう構成された戻り止め機構体及び／又は表示器を含み、それにより患者に対する対物レンズ組立体２０の位置決めに続き第３のソレノイドブレーキ組立体１１６が離脱されたとき、第３の方向１０４に平行な両方向におけるベース組立体７６の等しい移動範囲を保証している。
【００８７】
オプションとしての実施形態では、第３のレフレクタ１１０は省かれ、到来するビーム２８は、第３の方向１０４に平行に伝搬して第２のレフレクタ１０８に入射するよう方向づけられる。レフレクタ１０６，１０８，１１０の各々は、位置及び／又は向きが調節可能であるのが良く、それにより可変光路３０の対応する部分をそれぞれ、第１、第２、及び第３の方向８６，１０２，１０４に整列させるよう調節されるのが良い。したがって、第３のレフレクタ１１０を用いることにより、第３のレフレクタ１１０と第２のレフレクタ１０８との間の可変光路３０の部分を整列させて第３の方向１０４に平行になるようにし、それによりレーザ組立体１２と自由浮動機構体１６との間の相対的な位置及び／又は向きの可変性を補償することができる。
【００８８】
自由浮動機構体１６の図示の実施形態では、第１及び第２の方向８６，１０２は、水平であるのが良く、第３の方向１０４は、鉛直であるのが良い。自由浮動機構体１６は、眼インターフェース装置２２の重力誘起される運動及び／又は眼インターフェース装置２２を介する眼への重力誘起される力の伝達を抑制するよう構成されたカウンターバランス機構体を更に含むのが良い。例えば、カウンターバランス機構体は、釣り合わせ鉛直力を第２の支持組立体７４に加え、それにより第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間の重力誘起相対運動及び／又は眼インターフェース装置２２を介する眼への重力誘起力の伝達を抑制する、または阻止する、というように採用可能である。
【００８９】
自由浮動機構体１６の他の適当な変形例が採用可能である。例えば、スキャン組立体１８は、鉛直に向けられたリニア軸受により第１の支持組立体に対して滑動可能に支持され得る。第１の支持組立体は、第１の水平に向けられたリニア軸受により第２の支持組立体に対して滑動可能に支持され得る。第２の支持組立体は、第２の水平に向けられたリニア軸受によりベース組立体に対して滑動可能に支持されるのが良く、この第２の水平に差し向けられたリニア軸受は、第１の水平に向けられたリニア軸受を横切るように（例えば、これに対して垂直に）向けられる。かかる構成では、釣り合い機構体を用いて釣り合い力をスキャン組立体１８に及ぼすのが良く、それによりスキャン組立体１８と眼インターフェース装置２２との重力誘起相対運動及び／又は眼インターフェース装置２２から眼インターフェース装置２２に結合された眼への重力誘起力の伝達を抑制し、あるいは阻止する、というように使用されるのが良い。自由浮動機構体１６は、（１）スキャン組立体１８と第１の支持組立体７２との間、（２）第１の支持組立体７２と第２の支持組立体７４との間、及び／又は（３）第２の支持組立体７４とベース組立体７６との間、の相対位置をモニタリングするよう構成された１つ又は２つ以上のセンサを更に含むのが良い。
【００９０】
図３Ｂは、多くの実施形態に従って患者の動きを許容するために使用され得る自由浮動機構体１６で用いることができる相対運動を概略的に示している。自由浮動機構体１６は、第１のレフレクタ１０６、第２のレフレクタ１０８、及び第３のレフレクタ１１０を含む。多くの実施形態では、自由浮動機構体１６は、電磁線ビーム２８をスキャン組立体又はスキャナ１８の方に首尾一貫して方向づけるよう、スキャナ１８と第１のレフレクタ１０６との間の或る特定の相対運動、第１のレフレクタ１０６と第２のレフレクタ１０８との間の或る特定の相対運動、及び、第２のレフレクタ１０８と第３のレフレクタ１１０との間の或る特定の相対運動、を可能にする一方で、患者インターフェース装置２２と電磁線ビーム２８を発生させるために用いられるレーザ組立体との間の３次元相対運動を許容する、というように構成されたリンケージ組立体（図示せず）を含む。例えば、図３Ａに示されている自由浮動機構体１６の実施形態と同様、自由浮動機構体１６は、スキャナ１８が第１の支持組立体によって支持されてスキャナが第１の支持組立体に対して第１の方向８６に平行に自由に並進することができ、それにより第１のレフレクタ１０６とスキャナ１８との間のビーム２８の位置及び向きを維持する、というように構成され得る。同様に、第１の支持組立体は、第２の支持組立体によって支持され得て、その結果、第１の支持組立体が第２の支持組立体に対して第２の方向１０２に平行に自由に並進することができ、それにより第２のレフレクタ１０８と第１のレフレクタ１０６との間のビーム２８の位置及び向きを維持する、ということが可能である。そして、第２の支持組立体は、当該第２の支持組立体が第３の方向１０４に平行にベース組立体に対して自由に並進することができ、それにより第３のレフレクタ１１０と第２のレフレクタ１０８との間のビーム２８の位置及び向きを維持する、というようにベース組立体によって支持され得る。
【００９１】
自由浮動機構体１６は、ビーム２８の光路セグメントの位置及び向きを維持するよう、１つ又は２つ以上の相対回転を採用し得る。例えば、スキャナ１８は、当該スキャナが第１のレフレクタ１０６とスキャナ１８との間のビーム２８の光路セグメントと一致した軸線回りの第１の支持組立体に対する回転１１８を自由に行うことができ、それにより第１のレフレクタ１０６とスキャナ１８との間のビーム２８の位置及び向きを維持するよう、第１の支持組立体によって支持され得る。同様に、第１の支持組立体は、第２の支持組立体によって支持され得て、その結果、第１の支持組立体が第２のレフレクタ１０８と第１のレフレクタ１０６との間のビーム２８の光路セグメントと一致した軸線回りの第２の支持組立体に対する回転１２０を自由に行うことができ、それにより第２のレフレクタ１０８と第１のレフレクタ１０６との間のビーム２８の位置及び向きを維持する、ということが可能である。そして、第２の支持組立体は、ベース組立体によって支持され得て、その結果、第２の支持組立体が第３のレフレクタ１１０と第２のレフレクタ１０８との間のビーム２８の光路セグメントと一致した軸線回りのベース組立体に対する回転１２０を自由に行うことができ、それにより第３のレフレクタ１１０と第２のレフレクタ１０８との間のビーム２８の位置及び向きを維持する、ということが可能である。
【００９２】
自由浮動機構体１６は、ビーム２８の光路セグメントの位置及び向きを維持するよう、相対並進と相対回転の任意適当な組み合わせをも採用することができる。例えば、図３Ｂに示された形態に関し、自由浮動機構体１６は、第２の方向１０２に平行な相対並進、第３の方向１０４に平行な相対並進、及び、相対回転１２２を採用することができ、それによりビーム２８を発生させるために用いられるレーザ組立体に対する患者インターフェース２２の３次元運動を可能にし、それにより患者の動きを許容する。
【００９３】
図４は、患者の動きを許容しながら眼を画像化する多くの実施形態としての方法２００の行為の単純化ブロック図である。例えば本明細書において説明された任意適当な装置、組立体、及び／又はシステムを用いて方法２００を実施することができる。方法２００は、ビーム源を用いて電磁線ビームを発生させるステップ（行為２０２）を含む。
【００９４】
方法２００は、電磁線ビームをビーム源から眼の動き（眼球運動）に応答して変化する光路長を有する可変光路に沿ってスキャナまで伝搬させるステップ（行為２０４）を含む。行為２００は、電磁線ビームを眼内の或る場所の焦点に集束させる（合焦させる）ステップ（行為２０６）を含む。方法２００は、スキャナを用いて眼内の異なる場所に焦点をスキャンするステップ（行為２０８）を含む。方法２００は、焦点場所から反射された電磁線ビームの一部分を可変光路に沿って伝搬させてセンサに戻すステップ（行為２１０）を含む。方法２００は、センサを用いて、焦点場所から反射されて当該センサまで伝搬された電磁線ビームの一部分の強度を表す強度信号を発生させるステップ（行為２１２）を含む。
【００９５】
図５、図６及び図７は、方法２００の一部として達成できるオプションとしての行為の単純化ブロック図である。例えば、方法２００は、第１の支持組立体を用いて、スキャナと第１の支持組立体との間の相対運動を許容して眼の動きを許容するようスキャナを支持するステップ（行為２１４）を含み得る。方法２００は、第２の支持組立体を用いて、第１の支持組立体と第２の支持組立体の間の相対運動を許容して眼の動きを許容するよう第１の支持組立体を支持するステップ（行為２１６）を含み得る。方法２００は、第１の支持組立体を用いて、電磁線ビームを反射して可変光路の一部分に沿ってスキャナまで伝搬させるよう構成された第１のレフレクタを支持するステップ（行為２１８）を含み得る。方法２００は、ベース組立体を用いて、第２の支持組立体とベース組立体との間の相対運動を許容して眼の動きを許容するよう第２の支持組立体を支持するステップ（行為２２０）を含み得る。行為２００は、第２の支持組立体を用いて、電磁線ビームを反射させて第１のレフレクタに入射するよう可変光路の一部分に沿って伝搬させるよう構成された第２のレフレクタを支持するステップ（行為２２２）を含み得る。方法２００のセンサを用いて強度信号を発生させるステップは、電磁線ビームの反射部分をアパーチュアに通して焦点場所以外の場所から反射された電磁線ビームの部分を遮断するステップ（行為２２４）を含み得る。方法２００は、電磁線ビームを偏光に敏感な装置に通すステップ（行為２２６）を含み得る。方法２００は、電磁線ビーム及び焦点存在場所から反射された電磁線ビームの一部分のうちの少なくとも一方の偏光状態を改変するステップ（行為２２８）を含み得る。方法２００は、偏光敏感性装置を用いて焦点存在場所から反射された電磁線ビームの一部分を反射させてセンサに入射させるステップ（行為２３０）を含み得る。
【００９６】
図８は、多くの実施形態におけるレーザ手術システム３００を概略的に示している。レーザ手術システム３００は、レーザ組立体１２、共焦点検出組立体１４、自由浮動機構体１６、スキャン組立体１８、対物レンズ組立体２０、患者インターフェース２２、通信経路３０２、制御エレクトロニクス３０４、制御パネル／グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）３０６、及び、ユーザインターフェース装置３０８を含む。制御エレクトロニクス３０４は、プロセッサ３１０を含み、プロセッサ３１０は、メモリ３１２を含む。患者インターフェース２２は、患者２４とインターフェースするよう構成されている。制御エレクトロニクス３０４は、通信経路３０２を介して、レーザ組立体１２、共焦点検出組立体１４、自由浮動機構体１６、スキャン組立体１８、制御パネル／ＧＵＩ３０６、及びユーザインターフェース装置３０８に作動的に結合されている。
【００９７】
自由浮動機構体１６は、例えば第１のレフレクタ１０６、第２のレフレクタ１０８、及び第３のレフレクタ１１０を含むよう、図３に示されているように構成され得る。したがって、自由浮動機構体１６は、直交した３つの単位方向の任意の組み合わせの結果として得られる任意の方向におけるレーザ組立体１２及び共焦点検出組立体１４に対する患者２４の動きを許容するよう構成され得る。
【００９８】
スキャン組立体１８は、ｚ‐スキャン装置及びｘｙ‐スキャン装置を含み得る。レーザ手術システム３００は、電磁線ビーム２８を３次元内で（３つの寸法方向で）スキャンされる焦点に集束させ又は合焦させるよう構成されている。ｚ‐スキャン装置は、ビーム２８の伝搬方向において焦点の存在場所を変化させるよう作動可能である。ｘｙ‐スキャン装置は、ビーム２８の伝搬方向を横切る２次元内で（２つの寸法方向で）焦点の配置場所をスキャンするよう作動可能である。したがって、ｚ‐スキャン装置とｘｙ‐スキャン装置の組み合わせは、患者２４の組織内、例えば患者２４の眼組織内、において３次元で（３つの寸法方向で）ビームの焦点を制御可能にスキャンするよう作動可能である。上述すると共に図３を参照して説明したように、スキャン組立体１８は、自由浮動機構体１６によって支持され、それにより、３次元（３つの寸法方向）におけるレーザ組立体１２及び共焦点検出組立体１４に対するスキャン組立体１８の患者の動きにより誘起される運動が許容される。
【００９９】
患者インターフェース２２は、患者インターフェース２２、対物レンズ組立体２０、及びスキャン組立体１８が患者２４と関連して動く、というように患者２４に結合されている。例えば、多くの実施形態では、患者インターフェース２２は、患者２４の眼に真空取り付けされた吸引リングを採用している。吸引リングは、例えば吸引リングを患者インターフェース２２に固定する真空を用いて、患者インターフェース２２に結合され得る。
【０１００】
制御エレクトロニクス３０４は、通信経路３０２を介して、レーザ組立体１２、共焦点検出組立体１４、自由浮動機構体１６、スキャン組立体１８、患者インターフェース２２、制御パネル／ＧＵＩ３０６、及びユーザインターフェース装置３０８の動作を制御すると共に／或いはこれらからの入力を受け取ることができる。通信経路３０２は、任意適当な形態で具体化でき、かかる形態としては、制御エレクトロニクス３０４とそれぞれのシステムコンポーネントとの間の任意適当な共有又は専用通信経路が挙げられる。
【０１０１】
制御エレクトロニクス３０４は、任意適当なコンポーネント、例えば１つ又は２つ以上のプロセッサ、１つ又は２つ以上の書き換え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び、１つ又は２つ以上の記憶装置、を含むことができる。多くの実施形態では、制御エレクトロニクス３０４は、ユーザにより特定される治療パラメータに従って手技前計画立案を可能にすると共にレーザ眼手術手技に対するユーザ管理を提供するべく、制御パネル／ＧＵＩ３０６を制御する。
【０１０２】
制御エレクトロニクス３０４は、システム動作に関連付けられた計算を実行すると共に制御信号を種々のシステム要素に提供するべく用いられるプロセッサ／コントローラ３１０を含み得る。コンピュータ可読媒体３１２がプロセッサ３１０に結合されており、その目的は、プロセッサ及び他のシステム要素によって用いられるデータを記憶することにある。プロセッサ３１０は、本明細書全体を通じて説明したように、システムの他のコンポーネントと相互作用する。一実施形態では、メモリ３１２は、レーザシステム手術システム３００の１つ又は２つ以上のコンポーネントを制御するために利用できるルックアップテーブルを含み得る。
【０１０３】
プロセッサ３１０は、命令及びデータを実行するよう構成された汎用マイクロプロセッサ、例えば、カリフォルニア州サンタクララ所在のインテル・コーポレーション（Intel Corporation ）により製造されたPentium プロセッサであり得る。プロセッサは、本発明の実施形態による方法をソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアで実行する命令の少なくとも一部を具体化する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。一例として、かかるプロセッサとしては、専用回路、ＡＳＩＣ、組み合わせ論理、他のプログラム可能プロセッサ、これらの組み合わせ、等が挙げられる。
【０１０４】
メモリ３１２は、該当する場合、特定の用途に対してローカルであっても良く又は分散されていても良い。メモリ３１２は、プログラム実行中に命令及びデータを記憶するための主読取り書込み記憶装置（ＲＡＭ）及び一定の命令が記憶された読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）を含む多くのメモリを含み得る。かくして、メモリ３１２は、プログラム及びデータファイルのためのパーシステント（不揮発性）記憶装置をもたらし、メモリは、関連リムーバブルメディアと一緒のハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、フロッピディスクドライブ、コンパクトディスク読取り専用記憶装置（ＣＤ‐ＲＯＭ）ドライブ、光学ドライブ、リムーバブルメディアカートリッジ、及び、他の同様な記憶媒体、を含み得る。
【０１０５】
ユーザインターフェース装置３０８は、ユーザ入力を制御エレクトロニクス３０４に提供するのに適した任意適当なユーザ入力装置を含み得る。例えば、ユーザインターフェース装置３０８は、例えばタッチスクリーンディスプレイ／入力装置、キーボード、フットスイッチ、キーパッド、患者インターフェース無線周波識別（ＲＦＩＤ）リーダ、非常時停止ボタン、及び、キースイッチ、のような装置を含み得る。
【０１０６】
システム較正
【０１０７】
レーザ手術システム１０は、治療空間内の場所を、カメラ６２内の画素、及び、スキャン組立体１８を制御するために用いられる制御パラメータ、に関連させるよう較正され得て、その結果、電磁線ビームの焦点を眼内標的内に正確に位置決めすることができるようになる。かかる較正は、任意適当な時点で、例えば患者の眼を治療するためにレーザ手術システム１０を用いる前に、達成できる。
【０１０８】
図９は、レーザ手術システム１０を較正するために使用できる較正プレート４０２の平面図である。多くの実施形態では、較正プレート４０２は、アレイ状の標的特徴部、例えば貫通穴４０４、が設けられた薄いプレートである。変形実施形態では、較正プレート４０２は、標的特徴部としての小さなドットのフィールドを有する薄いプレートである。標的特徴部の任意適当な配列を用いることができるが、図９の較正プレート４０２は、貫通穴４０４の直交アレイを有している。任意適当な数の標的特徴部を較正プレート４０２に設けることができる。例えば、図示の実施形態は、２９ロウ（横の列）×２９コラム（縦の列）の貫通穴４０４を有し、較正プレート４０２の４つの角又はコーナー部の各々のところの３つの貫通穴が貫通穴４０４の直交アレイから省かれている。
【０１０９】
多くの実施形態では、貫通穴４０４の各々は、電磁線ビームの焦点が貫通穴のところに位置決めされていない場合に電磁線ビームの適当な部分を遮断するのに足るほど十分に小さく寸法決めされている。例えば、貫通穴４０４の各々は、焦点が貫通穴４０４のうちの１つのところに位置決めされたときに電磁線ビームの何も遮断することがないよう、電磁線ビームの焦点の直径よりも僅かに大きい直径を有するのが良い。図示の実施形態では、貫通穴４０４は、５μｍという直径を有し、この直径は、１μｍという焦点直径と関連して用いられるよう寸法決めされている。
【０１１０】
図１０は、レーザ手術システム１０のカメラ６２を較正するための較正プレート４０２の用い方を概略的に示している。較正プレート４０２は、対物レンズ組立体２０に対して既知の固定された場所で支持される。多くの実施形態では、対物レンズ組立体２０は、電磁線ビームのテレセントリックスキャンを可能にするよう構成され、較正プレート４０２は、電磁線ビームの伝搬方向に対して垂直になるよう支持されている。較正プレート４０２は、対物レンズ組立体２０と光源４０６との間に配置されている。光源４０６は、較正プレート４０２を照明するよう用いられる。光源４０６からの照明光の一部分は、貫通穴４０４の各々を通り、それにより貫通穴４０４の各々のところにカメラ６２の視野内に照明場所が作られる。貫通穴４０４の各々からの光ビーム４０８が対物レンズ組立体２０を通り、ビデオダイクロイック６６を通り、そしてカメラ６２内に入る。多くの実施形態では、カメラ６２は、画素の直交アレイ（例えば、対応のｚ方向が電磁線ビームの伝搬方向であるｘ及びｙ方向における）を有するセンサを含む。多くの実施形態では、光ビーム４０８の各々に関するＸ及びＹ画素値が、カメラのＸ及びＹ画素値と電磁線ビームの伝搬方向を横切る寸法方向に関する治療空間内の場所との関係を求めるために、対物レンズ組立体２０に対する貫通穴４０４の既知の場所と関連して用いられる。
【０１１１】
図１１は、スキャン組立体１８を較正するための較正プレート４０２の用い方を概略的に示している。較正プレート４０２は、対物レンズ組立体２０に対して既知の固定された場所で支持される。多くの実施形態では、対物レンズ組立体２０は、電磁線ビームのテレセントリックスキャンを可能にするよう構成され、較正プレート４０２は、電磁線ビームの伝搬方向に対して垂直になるよう支持されている。較正プレート４０２は、対物レンズ組立体２０と検出器４１０との間に配置されている。検出器４１０は、電磁線ビームのうちのどれほど多くが当該検出器４１０に入射するかを表し、それにより電磁線ビームのうちのどれほど多くが較正プレート４０２によって遮断されるかを間接的に表す、という信号を発生させるよう構成されている。例えば、電磁線ビームの焦点が貫通穴４０４のうちの１つのところに位置決めされると（図１１で検出プレート４０２の右側に設けられた焦点に関して示されているように）、最大量の電磁線ビームが貫通穴を通り、そして検出器４１０に入射する。これとは対照的に、電磁線ビームの焦点が貫通穴４０４のうちの１つのところに位置決めされていない場合（図１１で検出プレート４０２の左側の上に位置した焦点について示されているように）、電磁線ビームのうちの一部分が遮断されてこれが検出器４１０に達することがないようになっている。
【０１１２】
ｚ‐スキャン装置５８及びｘｙ‐スキャン装置６０に関する制御パラメータは、電磁線ビームの焦点を適当な組をなす貫通穴の各々のところに配置するよう変えられ、それによりスキャン組立体１８に関する制御パラメータ相互間の関係、及び、その結果としての電磁線ビームの焦点の存在場所、を求めるためのデータが提供される。ｚ‐スキャン装置５８は、電磁線ビームの収束角／発散角を変化させるよう動作可能であり、それにより電磁線ビームの伝搬方向における対物レンズからの焦点の距離を制御するよう動作できる。ｘｙ‐スキャン装置６０は、電磁線ビームの方向を２次元で（２つの寸法方向に）変化させるよう動作でき、それにより電磁線ビームの伝搬方向を横切る２次元で（２つの寸法方向に）焦点を動かすことができる。
【０１１３】
適当な既存のサーチアルゴリズム（探索法）を採用すると、ｚ‐スキャン装置５８及びｘｙ‐スキャン装置６０に関する制御パラメータを変えて、配置されるべき焦点を適当な組をなす貫通穴４０４の各々のところに再位置決めすることができる。対物レンズ組立体２０が電磁線ビームをテレセントリックにスキャンするよう構成されている多くの実施形態では、スキャン組立体１８に関して結果的に得られる制御パラメータデータを用いると、スキャン組立体１８を電磁線ビームの伝搬方向を横切る方向（例えば、電磁線ビームのｚ伝搬方向を横切るｘ及びｙ方向）に対して較正することができる。
【０１１４】
図１２は、スキャン組立体１８を較正するための蛍光物質ブロック４１２の用い方を概略的に示している。蛍光物質ブロック４１２は、電磁線の吸収に応答して光を放出する適当な蛍光物質で作られている。蛍光物質ブロック４１２は、対物レンズ組立体２０に対して固定された場所に支持される。電磁線ビームの焦点がブロック４１２内に配置された状態で、カメラ６２が、ブロック４１２内の結果的に生じる蛍光放出の存在場所を観察するために用いられる。結果的に生じる蛍光放出の観察された存在場所をカメラ６２に関する較正データと関連して用いると、治療空間内の関連焦点のｘ及びｙ座標を定めることができる。カメラ６２を介して生じる、蛍光物質ブロック４１２内における焦点の存在場所の適当な変化、及び、結果としての蛍光放出に関する関連位置データ、を用いると、スキャン組立体１８に関する制御パラメータを較正することができる。例えば、対物レンズ組立体２０が焦点をテレセントリックにスキャンするよう構成されている実施形態では、結果的に生じる蛍光放出に関する対応の位置データを用いると、焦点を電磁線ビームの伝搬方向を横切る方向に位置決めするためのｘｙ‐スキャン装置６０に関する較正された制御パラメータを生じさせることができる。
【０１１５】
図１３は、スキャン組立体１８を較正するための反射部材４１４の用い方を概略的に示している。反射部材４１４は、対物レンズ組立体２０に対して適当な複数の既知の固定された距離のところに支持されている。多くの実施形態では、対物レンズ組立体２０は、電磁線ビームのテレセントリックスキャンを可能にするよう構成され、反射部材４１４は、電磁線ビームの伝搬方向に対して垂直になるよう支持されている。反射部材４１４は、電磁線ビームを反射して対物レンズ組立体２０を通して戻し、スキャン組立体１８を通して戻し、自由浮動機構体１６を通して戻し、そして共焦点検出組立体１４に戻す。対物レンズ組立体２０と反射部材４１４との間の特定の距離に関し、ｚ‐スキャン装置５８は、対物レンズ組立体からの焦点の距離を変化させるよう動作可能である。変形例として、結果的に対物レンズ組立体からの焦点の特定の距離を生じさせるｚ‐スキャン装置の特定のセッティングに関し、対物レンズ組立体２０と反射部材４１４との間の距離を変化させても良い。図１４に示されているように、共焦点検出組立体１４の検出センサ５４によって出力される結果としての信号４１６は、焦点と反射部材４１４との間の距離の変化につれて強度が変化する。検出センサ５４によって出力される信号４１６の強度は、焦点が反射部材４１４の表面のところに配置され、それによりピンホールアパーチュア５２を通って検出センサ５４に到達する反射光の量が最大になるときに、最大になる。反射部材４１４と対物レンズ組立体２０との間の適当な複数の距離に対応してｚ‐スキャン装置５８に関する制御パラメータの値を決定することによって、電磁線ビームの伝搬方向における治療空間内の焦点の存在場所を制御するために、ｚ‐スキャン装置５８を制御する際に用いられる適当な較正パラメータを発生させることができる。
【０１１６】
焦点スキャン制御
【０１１７】
レーザ手術システム１０は、特定の領域内で電磁線ビームの焦点をスキャンすることによって眼内標的を画像化する、及び／または、改変するよう構成され得る。例えば、図１５及び図１６を参照すると、レーザ手術システム１０は、水晶体曩４１８の前方部分内に、前方水晶体曩切開術創及び／又は後方水晶体曩切開術創を形成するために使用できる。電磁線ビームの焦点をスキャンすると、水晶体曩４１８の前方部分を横切する、前方水晶体曩切開術による閉鎖された切開創境界面４２０を形成することができる。同様に、電磁線ビームの焦点をスキャンすると、水晶体曩４１８の後方部分を横切する後方水晶体曩切開術による閉鎖された切開創境界面４３０を形成することができる。
【０１１８】
前方及び／または後方閉鎖切開創境界面４２０，４３０は、任意適当な方式を用いて設計できる。例えば、カメラ６２を用いて患者の眼の平面図を得ることができる。水晶体曩切開術創指示子４２２が、患者の眼に対する計画された水晶体曩切開術創の寸法、場所、及び形状を示すために、患者の眼の平面図上に重ね合わされた状態で配置され示されるのが良い。水晶体曩切開術創指示子４２２は、レーザ手術システム１０のオペレータによって手動で定めることができるのが良く、及び／または、レーザ手術システム１０は、オペレータによる確認及び／又は変更のための初期水晶体曩切開術創指示子４２２を生成するよう構成されるのが良い。
【０１１９】
前方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４２０は、水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像上に定めるのが良い。その結果、水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像に対する水晶体曩４１８の前方部分の存在場所の予想されるばらつきにもかかわらず、水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４２０は、当該前方水晶体曩切開術（による）切開創境界面４２０の周りの全ての場所で水晶体曩４１８の前方部分を横切する。例えば、水晶体曩切開術創指示子４２２に対応した曲線を投影させて水晶体曩４１８の前方部分に関する最小予想深さ形態を定める最小深さ数学的表面モデル（例えば、球面）との交線を定めることができる。結果として得られる交線は、前方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４２０のための上側境界を定める前方水晶体曩切開術創の上側閉鎖曲線４２４である。同様に、水晶体曩切開術創指示子４２２に対応した曲線を投影させて水晶体曩４１８の前方部分に関する最大予想深さ形態を定める最大深さ数学的表面モデル（例えば、球面）との交線を定めることができる。結果として得られる交線は、前方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４２０のための下側境界を定める前方水晶体曩切開術創の下側閉鎖曲線４２６である。変形例として、画像化だけの低いパワーレベル（例えば、眼内標的を改変すること無く共焦点検出組立体１４の検出センサ５０によって出力される信号の処理により眼内標的の画像化を行うのに十分なパワーレベル）を用いて焦点を水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像に沿ってスキャンし、焦点の深さを変化させて水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像の周りの十分な数の場所で前水晶体曩の深さを求めても良い。例えば図１８は、焦点の深さの変化につれて生じる検出センサ５４によって出力された信号の強度の変化を示しており、強度の最大ピークは、水晶体曩４１８の前方部分の深さに対応している。そして、前水晶体曩の測定深さを用いると、前方水晶体曩切開術による閉鎖された切開創境界面４２０の適当な前方水晶体曩切開術創の上側及び下側曲線４２４，４２６を求めることができる。
【０１２０】
同様な仕方で、後方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４３０は、水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像上に定めるのが良い。その結果、水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像に対する水晶体曩４１８の後方部分の存在場所の予想されるばらつきにもかかわらず、後方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４３０は、当該後方水晶体曩切開術（による）切開創境界面４３０の周りの全ての場所で水晶体曩４１８の後方部分を横切する。例えば、水晶体曩切開術創指示子４２２に対応した曲線を投影させて水晶体曩４１８の後方部分に関する最小予想深さ形態を定める最小深さ数学的表面モデル（例えば、球面）との交線を定めることができる。結果として得られる交線は、後方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４３０のための上側境界を定める後方水晶体曩切開術創の上側閉鎖曲線４３４である。同様に、水晶体曩切開術創指示子４２２に対応した曲線を投影させて水晶体曩４１８の後方部分に関する最大予想深さ形態を定める最大深さ数学的表面モデル（例えば、球面）との交線を定めることができる。結果として得られる交線は、後方水晶体曩切開術（による）閉鎖切開創境界面４３０のための下側境界を定める後方水晶体曩切開術創の下側閉鎖曲線４３６である。変形例として、画像化だけの低いパワーレベル（例えば、眼内標的を改変すること無く共焦点検出組立体１４の検出センサ５４によって出力される信号の処理により眼内標的の画像化を行うのに十分なパワーレベル）を用いて焦点を水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像に沿ってスキャンし、焦点の深さを変化させて水晶体曩切開術創指示子４２２の投影像の周りの十分な数の場所で後水晶体曩の深さを求めても良い。そして、後水晶体曩の測定深さを用いると、後方水晶体曩切開術による閉鎖された切開創境界面４３０の適当な後方水晶体曩切開術創の上側及び下側曲線４３４，４３６を求めることができる。
【０１２１】
水晶体曩切開術創指示子４２２の任意適当な投影像を用いて前方及び／又は後方水晶体曩切開術切開創境界面４２０，４３０を定めることができるが、多くの実施形態では、水晶体曩切開術創指示子４２２の逆円錐型の投影像が、対物レンズ組立体２０から焦点まで伝搬しながら焦点に集束する電磁線ビームと虹彩の縁との間の適当な安全マージン距離を維持するように、用いられる。したがって、多くの実施形態では、後方水晶体曩切開術は、例えば図示のように水晶体曩切開術創指示子４２２が与えられた場合、対応の前方水晶体曩切開術よりも小さい直径を有する。
【０１２２】
レーザ手術システム１０は、任意適当に形作られる水晶体曩切開術創を形成するよう使用できる。例えば、前方及び後方水晶体曩切開術創は、図示の実施形態では円形であるが、任意の他の適当な形状を形成していても良く、かかる形状としては、楕円形、長方形、及び多角形が挙げられるが、これらには限定されない。さらに、前方及び／又は後方水晶体曩切開術創は、これに対応して任意適当に形作られるＩＯＬを受け入れるよう形作られ得る。
【０１２３】
同時の画像化及び適応組織治療
【０１２４】
レーザ手術システム１０は、組織治療と同時に画像データを生成させるよう構成され得る。例えば、電磁線ビームの焦点は、眼内標的（例えば、眼組織、ＩＯＬ）を改変するのに十分な強度を有するのが良く、焦点から反射されて共焦点検出組立体１４の検出センサ５４に戻される電磁線ビームの結果的に生じる一部分が、焦点存在場所に対応する画像データを生成するべく処理される信号を発生させために用いられるのが良い。
【０１２５】
眼内標的の境界と交差するパターンで焦点をスキャンすることによって、検出センサ５４は、それと同時に、交差境界の存在場所を突き止めるよう処理可能な信号を発生させるために用いられ得る。例えば、図１８は、焦点の深さの変化につれて生じる検出センサ５４によって出力される信号の強度の変化を示しており、強度の最大ピークは、水晶体曩４１８の前方部分の深さに対応している。交差境界の存在場所を用いると、治療される組織の量を減少させるよう、焦点の次のスキャンを制御することができる。例えば、前方水晶体曩切開術創を水晶体曩に形成する際、焦点は、先行するスキャンパターン中に生成された検出センサ５４からの信号を処理することによって求められる水晶体曩の前方部分の存在場所に少なくとも部分的に基づくスキャンパターンで、スキャンし得る。
【０１２６】
図１７は、多くの実施形態に従って眼内標的の境界に対して電磁線ビームの焦点を適応可能にスキャンする方法５００の行為の単純化ブロック図である。方法５００は、例えば、本明細書において説明されている任意適当なレーザ手術システム、例えばレーザ手術システム１０、を含む任意適当なシステムを用いて達成できる。
【０１２７】
方法５００は、電磁線ビームの焦点を第１のスキャンパターンでスキャンして眼内標的の境界と交差させるステップ（行為５０２）を含む。多くの実施形態では、スキャンパターンは、焦点を、電磁線ビームの伝搬方向に対して横方向に且つ／或いはこれに平行に動かす。交差境界を有する眼内標的は、任意適当な眼内標的であり得て、かかる標的としては、例えば、前方水晶体曩、後方水晶体曩、水晶体、角膜、虹彩、眼内レンズ、及び角膜縁（limbus）が挙げられる。複数のスキャンパターンを適用して切開創表面（例えば、図１５及び図１６に示されている閉鎖切開創境界面４２０）を作る場合、スキャンパターンは、改変されていない眼組織及び／又はＩＯＬ材料を通って焦点まで電磁線ビームが伝搬するよう構成され得る。例えば、スキャンパターンは、改変が全体として深い方から浅い方へ起こるよう、構成され達成されるのが良い。
【０１２８】
方法５００は、第１のスキャンパターンでの焦点のスキャン中に焦点から反射された電磁線ビームの一部分の強度を表す信号を発生させるステップ（行為５０４）を更に含む。例えば、第１のスキャンパターンは眼内標的の境界と交差するので、検出センサにより出力された信号（例えば、図１８に示されている信号）及び第１のスキャンパターンに関する焦点位置データは、例えば該当する境界と一致した信号変化を識別することによって、交差境界の存在場所を突き止める（決定する）よう処理され得る（行為５０６）。
【０１２９】
第１のスキャンパターンが眼内標的の境界と交差した場所を突き止めたら、焦点を、第１のスキャンパターンが眼内標的の境界と交差した場所に少なくとも部分的に基づいて構成される第２のスキャンパターンでスキャンするのが良い（行為５０８）。例えば、第２のスキャンパターンは、当該第２のスキャンパターンが眼内標的の境界と交差するであろうと予想される場所を越えて、第１のスキャンパターンが眼内標的の境界と交差した場所の知見を考慮して第２のスキャンパターンが境界と交差するであろう推定場所の考えられるばらつきを考慮に入れて選択される所定の量だけ延びるよう、構成されるのが良い。多くの実施形態では、第２のスキャンパターンは、第１のスキャンパターンとオーバーラップしていない場合にこれにすぐ隣接して位置することになり、それにより第１のスキャンパターンが境界と交差した計測された場所と第２のスキャンパターンが境界と交差するであろう推定場所との間の考えられるばらつきは減少する。切開創表面が作られる多くの実施形態では、一連の次のスキャンパターンを達成することができ、かかる次のスキャンパターンでは、１つ又は２つ以上の先行するスキャンパターンが眼内レンズの境界と交差した場所を用いて次のスキャンパターンのうちの少なくとも１つを構成し、それにより例えば、改変される組織及び／又は物体を最小限に抑えると共に／或いは改変される組織及び／又は物体がどれかに関する精度を高めることができる。
【０１３０】
図１９は、次のスキャンパターンを構成するための、焦点に関するスキャンパターンが眼内標的の境界と交差した場所の使用の繰り返しの仕方を概略的に示している。図１９は、ｚ寸法方向（即ち、電磁線ビームの伝搬方向に平行な方向）に対する焦点の存在場所の変化を有するスキャンパターンを用いているが、図示の技術的思想は、例えば電磁線ビームの伝搬方向に対して横の方向並びにこれに対して横の且つ平行な方向に対する焦点の存在場所の変化（例えば、ｘ方向の変化、ｙ方向の変化、及び／又はｚ方向の変化）を有するような、任意適当なスキャンパターンに適応可能である。最初のスキャンパターン５１０は、境界５１６の存在場所の予想されるばらつきにもかかわらず当該最初のスキャンパターン５１０が眼内標的の境界５１６と交差するよう選択される２つの場所５１２，５１４相互間に延びるよう、構成されるのが良い。最初のスキャンパターン５１０中に検出センサ５４により出力される信号を最初のスキャンパターン５１０に関する焦点存在場所データと共に処理することによって、最初のスキャンパターン５１０が境界５１６と交差する場所５１８を識別し又は突き止めることができる。
【０１３１】
この場合、第２のスキャンパターン５２０が少なくとも部分的に当該場所５１８に基づいて構成されるのが良い。例えば、第２のスキャンパターン５２０に関する端点５２２，５２４は、例えば第２のスキャンパターンの長さを実質的に最小限に抑えて処置される組織及び／又は物体の量を最小限に抑えるよう、当該場所５１８に基づいて選択されるのが良い。第２のスキャンパターン５２０中に検出センサ５４により出力される信号を第２のスキャンパターン５２０に関する焦点存在場所データと共に処理することによって、第２のスキャンパターン５２０が境界５１６と交差する場所５２６を識別し又は突き止めることができる。
【０１３２】
任意適当な次のスキャンパターンを、同様な仕方で構成することができる。例えば、スキャンパターン５３０中に検出センサにより出力される信号を当該スキャンパターン５３０に関する焦点存在場所データと共に処理することによって、スキャンパターン５３０が境界５１６と交差する場所５３２を識別し又は突き止めることができる。次のスキャンパターン５４０に関する端点５４２，５４４は、例えばスキャンパターン５４０の長さを実質的に最小限に抑えて処置される組織及び／又は物体の量を最小限に抑えるよう、当該場所５３２に基づいて選択されるのが良い。したがって、１つ又は２つ以上の先行するスキャンパターンから生成された眼内標的に関する境界場所データを利用して、一連のスキャンパターンを適応可能に構成すると共に適用することができる。
【０１３３】
図２０は、眼内標的の境界５５２を横切する表面を切開するために用いることができる一連のスキャンパターン５５０を示す略図である。図示の実施形態では、スキャンパターン５５０は、例えば図１９及び方法５００を参照して上述したような、一連のスキャンパターン５５０のうちの１つ又は２つ以上の先行するスキャンパターンから生成された境界場所データを用いて、適応可能に構成されている。したがって、一連のスキャンパターン５５０は、一般に、境界５５２の両側を越えて実質的に一定の距離だけ延びていて、それにより境界５５２の全体形状を辿るよう構成され得る。
【０１３４】
図２１及び図２２は、一連のスキャンパターン５５０を切開するために用いることができるスキャン方向５５４，５５６を示している。任意適当なスキャン方向を用いることができるが、図示の方向５５４，５５６は、焦点に達する前に先に処置された組織／物体を通って電磁線ビームが伝搬してしまうことを回避するために、使用され得る。
【０１３５】
角膜切開
【０１３６】
レーザ手術システム１０は、異なるタイプの角膜切開創を形成するよう構成でき、かかる切開創としては、例えば、１つ又は２つ以上の弧状（例えば、弛緩）切開創、１つ又は２つ以上の白内障手術一次アクセス切開創、及び／又は、１つ又は２つ以上の白内障手術二次（サイドポート）切開創、が挙げられる。これらのタイプの角膜切開創の各々は、１つ又は２つ以上の異なる形態で形成できる。
【０１３７】
図２３〜図２５は、多くの実施形態に従ってレーザ手術システム１０によって形成できる角膜の弧状切開創の観点を示している。図２３は、レーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜の光学ゾーン内の弧状切開創の端面図である。光学ゾーンは、例えば２ｍｍ〜１１ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能である。非対称弧状切開創の場合、光学ゾーンは、各切開創について別個独立に調節できるのが良い。弧の長さは、例えば１０°〜１２０°の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。
【０１３８】
図２４は、レーザ手術システム１０を用いて形成でき、そして角膜前面に侵入して非切断後方部分を有する角膜内の弧状切開部の断面図である。図２５は、レーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜の弧状基質内切開創の断面図である。弧状基質内切開創は、非切断前方部分及び非切断後方部分を有する。サイドカット角度は、例えば３０°〜１５０°の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。非切断の後方部分及び前方部分は、例えば１００μｍ〜２５０μｍ又は角膜厚さの２０％〜５０％の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。角膜厚さは、サイドカット角度がどのように選択されるかとは無関係に前部／後部角膜表面に対して９０°の角度をなして測定される角膜前部／後部と切開創との投影状態における交差部のところで測定できる。
【０１３９】
図２６は、レーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜の一次（プライマリ）白内障切開創の端面図である。一次白内障切開創は、例えば細分化水晶体核を除去してＩＯＬを挿入するために使用される外科用ツールへの接近を可能にする。図２７は、レーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜の一次白内障切開創の断面図である。角膜縁オフセットは、例えば０．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。幅は、例えば０．２ｍｍ〜６．５ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。長さは、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。サイドカット角度は、例えば３０°〜１５０°の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。平面深さは、例えば１２５μｍ〜３７５μｍの範囲又は角膜厚さの２５％〜７５％の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。長さは、角膜前部及び角膜後部との投影切開創交差部相互間の端面図で見た距離として定義できる。図２８は、非切断前方部分を含む一次白内障切開創の断面図である。図２９は、非切断後方部分を含む一次白内障切開創の断面図である。図３０は、非切断中央長さ部分を含む一次白内障切開創の断面図である。そして、図３１は、非切断部分のない一次白内障切開創の断面図である。サイドカット角度は、例えば、３０°〜１５０°の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。非切断中央長さは、例えば、２５μｍ〜１０００μｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。
【０１４０】
図３２は、レーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜のサイドポート白内障切開創の端面図である。サイドポート白内障切開創は、例えば細分化水晶体の除去を助けるために用いられる外科用ツールのためのアクセスを提供する。図３３は、非切断後方部分を有すると共にレーザ手術システム１０を用いて形成できる角膜のサイドポート白内障切開創の断面図である。角膜縁オフセットは、例えば０．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。幅は、例えば０．２ｍｍ〜６．５ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。長さは、例えば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。図３４は、非切断前方部分を含むサイドポート白内障切開創の断面図である。図３５は、非切断中央長さ部分を含むサイドポート白内障切開創の断面図である。そして、図３６は、非切断部分のないサイドポート白内障切開創の断面図である。サイドカット角度は、例えば、３０°〜１５０°の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。非切断中央長さは、例えば、１００μｍ〜２５０μｍの範囲内又は角膜厚さの２０％〜５０％の範囲内でユーザにより調節可能であるのが良い。角膜厚さは、サイドカット角度がどのように選択されるかとは無関係に前部／後部角膜表面に対して９０°の角度をなして測定される角膜前方／後方部と切開創との投影状態における交差部のところで測定できる。
【０１４１】
リアルタイムモニタリング利用型強度制御
【０１４２】
レーザ手術システム１０は、電磁線ビームの強度を制御するためのリアルタイムモニタリングを用いるよう構成されるのが良い。リアルタイムモニタリングは、例えば、共焦点画像化組立体１４の検出センサ５４によって出力される信号のモニタリング、及び／又は、特定の標的構造体又は空洞化イベントの発生を検出するよう構成されたセンサ（例えば、マイクロフォン）のモニタリング、を含み得る。
【０１４３】
図３７は、眼内標的（例えば、組織、ＩＯＬ）を改変するために用いられる電磁線ビームの強度を制御する方法６００の行為の単純化ブロック図である。方法６００は、例えば、本明細書において説明した任意適当なレーザ手術システム、例えばレーザ手術システム１０、を含む任意適当なシステムを用いて達成できる。
【０１４４】
方法６００は、焦点から反射された電磁線ビームの一部分の強度を表す信号を、プラスマ及び関連の空洞化イベントの発生なしで眼内組織を改変する動作範囲と比較するステップ（行為６０２）を含む。信号は、例えばレーザ手術システム１０の検出センサ５４によって発生させることができる。比較により電磁線ビームの強度が動作範囲（例えば、１０マイクロジュール）から外れていることが分かると、電磁線ビームの強度をこれが動作範囲内に収まるよう調節する（行為６０４）。
【０１４５】
図３８は、眼内標的（例えば、組織、ＩＯＬ）を改変するために用いられる電磁線ビームの強度を制御する方法６１０の行為の単純化ブロック図である。方法６１０は、例えば、本明細書において説明した任意適当なレーザ手術システム、例えばレーザ手術システム１０、を含む任意適当なシステムを用いて達成できる。
【０１４６】
方法６１０は、眼内標的を改変するために用いられる電磁線ビームにより空洞化イベントの発生があるかどうかについて眼内標的をモニタリングするステップ（行為６１２）を含む。例えば、レーザ手術システム１０の検出センサ５４によって出力される信号が、眼内標的内で空洞化イベントが発生しているかどうかについて、モニタリングされ得る。これは、過剰処置を示す場合のある眼からの共焦点信号反射の増加を生じる。かかる場合、レーザパルスエネルギーを制御エレクトロニクス３０４によって自動的に減少させるのが良い。レーザ手術システム１０は、眼内標的内の空洞化イベントの発生を検出するよう構成されたセンサ（例えば、マイクロホン）を更に含み得る。眼内標的内の空洞化イベントの発生が検出された場合、電磁線ビームの強度が減少される（行為６１４）。
【０１４７】
ＩＯＬによる後方水晶体曩切開術
【０１４８】
幾つかの場合、患者の眼の水晶体曩の後方部分は、眼内レンズ（ＩＯＬ）の取り付け後に少なくとも部分的に不透明になる場合がある。かかる場合、ＩＯＬの取り出しを回避するためにＩＯＬを通して後方水晶体曩切開術を実施することが好ましい場合がある。多くの実施形態で、レーザ手術システム１０は、ＩＯＬを介して後方水晶体曩切開術を実施するよう構成され得る。例えば、３２０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長を有する電磁線ビームを用いるレーザ手術システム１０が、用いられる波長を十分に透過させる材料で作られたＩＯＬを介して後方水晶体曩切開術を行うために用いられ得る。任意適当な波長の任意適当な電磁線ビームを用いることができるが、網膜に対する損傷の恐れを最小限に抑えるよう水晶体による電磁線ビームの散乱を最大にするよう、３２０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長が用いられるのが良い。
【０１４９】
図３９は、水晶体曩６２２、及び、硝子体６２６の前方硝子体表面６２４の隣接部分、内に位置決めされたＩＯＬ６２０を示している。前方硝子体表面６２４に対する損傷を回避して硝子体６２６の封じ込めを損なうことを回避するため、前方硝子体表面６２４を任意適当な方式を用いて水晶体曩６２２の後方部分に対して分離して変位させるのが良い。例えば、適当な流体を前方硝子体表面の前方で眼内に注入して、前方硝子体表面を水晶体曩６２２の後方部分から分離するのが良い。図４０は、ＩＯＬ６２０に対して変位された前方硝子体表面６２４の隣接部分、及び、水晶体曩６２２の後方部分を横切した閉鎖境界切開表面６２８、を示している。閉鎖境界切開表面６２８は、任意適当なシステム又は方法を用いて形成でき、かかるシステム又は方法としては、本明細書において説明したシステム又は方法、例えばレーザ手術システム１０、が挙げられる。例えば、閉鎖境界切開表面６２８は、本明細書において説明した同時の画像化及び適応組織処置を用いて形成でき、それにより前方硝子体表面６２４及び／又はＩＯＬ６２０を損傷させる蓋然性を減少させるべく、閉鎖境界切開表面が水晶体曩６２２の後方部分の一方側又は両側で延びる程度を減少させる。
【０１５０】
ＩＯＬの屈折率のレーザ誘導改変による屈折矯正
【０１５１】
本明細書において説明しているように、レーザ手術システム１０は、プラスマ及び関連空洞化イベントを発生させないで眼組織（例えば、角膜組織）を改変するよう使用できる。レーザ眼手術システム１０は又、プラスマ及び関連空洞化イベントを発生させないで、ＩＯＬをそのままの位置で改変するために使用できる。図４１は、レーザ眼手術システム１０を用いて複数の小さな局所化改変部６３２を生じさせることによって改変されたＩＯＬ６３０を示している。多くの実施形態では、小さな局所化改変部６３２は、当該小さな局所化改変部６３２内のＩＯＬ材料の屈折率を変更するように達成される。屈折率のかかる局所化改変を用いると、ＩＯＬ６３０の屈折率プロフィールを制御可能に構成して、患者の眼からのＩＯＬ６３０の取り出しを行わないで所望の屈折矯正を行うことができる。適当なＩＯＬ標的としては、アクリル性のＩＯＬ、又は、一般に改変を可能にするレーザ波長の少なくとも幾らかの透過率を有するあらゆる材料、が挙げられる。他のＩＯＬ材料は、適当な透過が達成される限りにおいて使用可能である。屈折率の改変は、約１０％オーダのものであるのが良く、従って、屈折率が１．４９１４のアクリル樹脂の場合、約１．６４０５又は約１．３４２３の屈折率を有するよう改変されるのが良い。
【０１５２】
水晶体細分化
【０１５３】
レーザ手術システム１０は、水晶体を切開するよう構成できる。例えば、レーザ組立体１２によって生じた電磁線ビーム２８は、水晶体によって適切に透過可能な波長、例えば８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有するのが良い。
【０１５４】
図４２は、多くの実施形態による水晶体曩切開術創指示子４２２及び細分化境界指示子６４０を示しており、これらは、角膜縁６４２及び瞳孔６４４の配置場所を示す眼の平面図上に重ね合わされている。多くの実施形態では、水晶体曩切開術創指示子４２２及び細分化境界指示子６４０の各々は、電磁線ビーム２８が瞳孔６４４に入射するのを回避して瞳孔６４４の関連の損傷を回避するために瞳孔６４４から少なくとも最小限の適当な安全作業距離を維持するよう、位置決めされると共に寸法決めされている。したがって、細分化境界指示子６４０は、対応の虹彩安全マージン距離を定めるために、瞳孔６４４と関連して使用されるのが良い。
【０１５５】
図４３は、眼の断面図であり、図４３は、水晶体曩４１８の前方部分からの前方安全マージン距離６４８、瞳孔６４４からの虹彩安全マージン距離６５０、及び、水晶体曩４１８の後方部分からの後方安全マージン距離６５２、を維持するよう定められた水晶体細分化体積部６４６を示している。本明細書において説明するように、レーザ手術システム１０は、眼内標的の境界の存在場所を突き止めるよう使用できると共に、前方及び後方水晶体曩上の適当な１組の場所を識別するよう構成されるのが良い。例えば、低い画像化だけのパワーレベル（例えば、眼組織を改変すること無く共焦点検出組立体１４の検出センサ５４によって出力される信号の処理により水晶体嚢４１８の前方及び後方部分上の適当な組をなす場所を突き止めるのに十分なパワーレベル）を水晶体嚢４１８の前方及び／又は後方部分と交差するよう選択された適当な経路と共に用いて焦点をスキャンして水晶体細分化体積６４６の定義を裏付けるよう十分な数の場所のところで水晶体曩４１８上の位置の存在場所を突き止めるのが良い。
【０１５６】
次に図４４を参照すると、多くの実施形態では、レーザ手術システム１０は、水晶体細分化体積６４６内の水晶体を、水晶体曩４１８からの引き続いての除去を可能にするよう構成された（例えば、寸法決めされると共に形作られた）別々の断片に細分化するような、水晶体細分化体積６４６内の交差切開創６５４のパターンを作るよう構成されている。任意適当な水晶体細分化パラメータを採用することができるが、例示の水晶体細分化パラメータが図４５に示されると共に表１及び表２に掲載されており、かかるパラメータとしては、細分化パターン、水晶体細分化及び軟化のための切断寸法、レーザセッティング、及び利用できる安全マージンが挙げられる。
【０１５７】
【表１】
2018149324.tif 000003
【０１５８】
【表２】
2018149324.tif 000004
【０１５９】
角膜弁状体（フラップ）
【０１６０】
多くの実施形態では、レーザ手術システム１０は、角膜弁状体（フラップ）を切開形成するよう構成されている。次に図４６〜図４９を参照すると、多くの実施形態に従って調製された角膜弁状体６６０が示されている。弁状体６６０は、任意適当な順序で調製できる。例えば、最初にレーザ手術システム１０を用いて後方表面６６２をレーザ切開することによって、弁状体６６０を調製することができる。後方表面６６２は、任意適当な形態を有して良い。例えば、後方表面６６２は、中心がほぼ眼２４の光軸６６３上に位置すると共に約２７０°の弧にわたって延びる湾曲線である辺縁を有するのが良い。後方表面６６２が確立された状態で、レーザ手術システム１０を用いて角膜２４の前方表面６６４から後方表面６６２の辺縁まで延びる切開創を形成して、弁状体６６０のための縁６６６を形成するのが良い。縁６６６がいったん切開形成されたら、弁状体３０を持ち上げて基質内組織６６８の床（支持構造）を露出させるのが良い。当該露出後、基質内組織６６８の床は、例えば、エキシマレーザ（図示せず）を用いて離解（フォトアブレーション）させるのが良い。エキシマレーザによる離解後、弁状体６６０を基質内組織６６８の床上に再位置決めして治癒させるのが良い。その結果が、作り直された角膜２４である。
【０１６１】
基質内角膜切開創
【０１６２】
多くの実施形態では、レーザ手術システム１０は、例えば屈折異常を矯正するために使用できる基質内角膜切開創を作るよう構成されている。例えば、図５０は、レーザ手術システム１０によって作られた切開創表面を包囲することによって角膜の周りの基質内組織から分離された切開体積部６７０を示す角膜の断面図である。図示の切開体積部６７０は、眼の光軸に関して軸対称である。レーザ手術システム１０は、切開体積部６７０の取り出しを可能にするのに適した形態の接近切開創６７２を形成するよう使用され得る。切開体積部６７０の取り出しの結果として、角膜の屈折特性を改変するような角膜の作り直しが行われる。任意適当な形態の１つ又は２つ以上の切開体積部を切開形成して取り出すと、角膜の屈折特性を改変するべく角膜の作り直し（再成形）を行うことができる。例えば、図５０に示されている切開体積部６７０は、遠視を矯正するべく角膜の屈折特性を改変するよう構成されている。別の実施例として、図５１は、レーザ手術システム１０によってレーザ切開され、次に取り出されて角膜を再成形して遠視を矯正することができる環状の切開体積部６７４を示している。図示の切開体積部６７４は、眼の光軸に関して軸対称である。１つ又は２つ以上の追加の切開創をレーザ手術システム１０によってレーザ形成して切開体積部６７０，６７４をこれらの取り出しを容易にするのに適した寸法の部分に分割することができる。図示の切開体積部６７０，６７４は両方とも軸対称であり且つ近視及び遠視をそれぞれ矯正するよう構成されているが、任意の他の適当に形作られた切開体積部を切開形成して、角膜の所望の屈折率改変に対応した角膜の所望の作り直し（再成形）を行うことができる。
【０１６３】
角膜インレーポケット
【０１６４】
次に、それぞれ角膜の断面図及び平面図である図５２及び図５３を参照すると、レーザ手術システム１０は、角膜に基質内ポケット６８０を作るよう構成できる。基質内ポケット６８０は、挿入状態の基質内インレーを受け入れるよう構成される。基質内ポケット６８０は、レーザ手術システム１０によってレーザ切開された１つ又は２つ以上の基質内切開創表面６８２，６８４によって規定される。例えば、基質内ポケット６８０は、挿入された基質内インレーを受け入れてこれを位置決めするよう構成された単一の切開創表面６８２（例えば、円形の平らな基質内切開創）によって規定され得る。基質内ポケット６８０は又、体積部を切開し、そして切開された体積部を取り出して、挿入状態の基質内インレーを受け入れると共に位置決めするよう構成された三次元基質内ポケットを後に残すようにすることによって、規定され得る。例えば、基質内ポケット６８０は、図示の切開創表面６８２，６８４により境界付けられた体積部を切開形成することによって規定でき、当該切開創６８２，６８４の両方は、患者の視軸に対して軸対称に形作られている。レーザ手術システム１０は、基質内ポケット６８０挿入部から角膜の前方表面まで延びる接近切開創６８６を作るために使用できる。基質内ポケット６８０と接近切開創６８６との組み合わせは、角膜の前方表面上に位置する基質内辺縁部６８８及び露出辺縁部６９０を有する。この際、完全な角膜弁状体を作らないで、接近切開創６８６を通って基質内インレーを基質内ポケット６８０中に挿入され得る。
【０１６５】
基質内ポケット６８０は、任意適当な基質内インレーを受け入れて位置決めすると共に／或いは配向させるよう形成されているのが良い。例えば、基質内ポケット６８０は、円形辺縁部を有するのが良く、この基質内ポケットは、対応の寸法の円形ディスク型基質内インレーを受け入れてこれを位置決めするよう構成されているのが良い。別の実施例として、基質内ポケット６８０は、任意適当な形状（例えば、楕円形、長方形、多角形）の非円形辺縁部を有しても良く、この基質内ポケットは、これに対応した寸法形状の基質内インレーを受け入れ、位置決めし、そして配向させるよう構成されているのが良く、それにより眼の光軸に対する挿入状態の基質内インレーの角度的配向状態が制御される。挿入状態の基質内インレーの角度的配向状態のかかる制御は、例えば、乱視を治療するために利用できる。レーザ組立体１２が対応の基質内ポケット６８０を作ることができるようにするための基質内インレーの一例としては、中心に小さな開口部を有する不透明な円形マイクロディスク、例えばＫＡＭＲＡ（商標）インレーが挙げられる。
【０１６６】
ＤＳＥＫ／ＤＭＥＫ／ＤＡＬＫ及びＰＫ切開創
【０１６７】
レーザ手術システム１０は、角膜外科用切開創を作るため、例えばデスメーのストリッピング角膜内皮移植術（Descemet’s Stripping Endothelial Keratoplasty：ＤＳＥＫ）、デスメーの角膜内皮移植術（Descemet’s Membrane Endothelial Keratoplasty：ＤＭＥＫ）、深部前方表層角膜移植術（Deep Anterior lamellar Keratoplasty：ＤＡＬＫ）、及び／又は全層角膜移植術（Penetrating Keratoplastic：ＰＫ）による切開創を作るよう構成できる。ＤＳＥＫ、ＤＭＥＫ、ＤＡＬＫ及びＰＫ角膜切開創は、角膜の１つ又は２つ以上の部分が機能障害状態で手術により取り出されて交換される、という角膜疾患を治療するために用いられる。レーザ手術システム１０は、正確な角膜切開創を形成するよう働くことができるので、正確さの低い方式と比較して、ＤＳＥＫ、ＤＭＥＫ、ＤＡＬＫ及び／又はＰＫ角膜切開創に関して、良好な臨床上の結果及び良好な患者の満足度が結果的に得られる。
【０１６８】
患者クリアランスの向上
【０１６９】
次に図５４を参照すると、レーザ手術システム１０の多くの実施形態において、スキャン組立体１８及び対物レンズ組立体２０は、レンズリレーを用いないでスキャン組立体１８と患者２４との間にクリアランス７００（例えば、多くの実施形態では１００〜２５０ミリメートルであり、図示のクリアランスは、約１７５ミリメートルである）を提供するように、構成されている。クリアランス７００は、標的の物理的サイズパラメータによって拘束されると共にレンズリレーを用いないで所望のスキャン体積部内に正確な切開創を作るよう構成されている光学設計を利用することによって、達成されている。クリアランス７００は、医師と患者の両方にとって望ましい。医師にとっては、適度のクリアランスにより、患者ドッキングプロセス中に患者の視認性が高められると共に、医師が患者に対する対物レンズ組立体２０の位置の容易な操作が得られるよう対物レンズ組立体２０を直接掴む余地が提供される。患者にとっては、クリアランス７００は、スキャン組立体１８の近接性に対する閉所恐怖症反応に起因する患者の不安によって生じ得る過剰な患者の動きの可能性を減少させるのを助けることができる。
【０１７０】
スキャン組立体１８及び対物レンズ組立体２０の形態に対する重要な設計パラメータとしては、所望のスキャン体積（例えば、患者の眼内の種々の深さの各々における所望の切断半径）、ストレールレシオ（レーザ集束スポット品質）、テレセントリック性、所望の患者クリアランス、光学素子（レンズ）の個数、及び、レンズリレーを使用していないこと、が挙げられる。これらのパラメータのバランスを取ることによって、約１７５ミリメートルの患者クリアランス及び直径が約６０ミリメートルの対物レンズハウジングが達成された。レンズリレーを使用しないで対物レンズ組立体２０にとって効果的な形態を達成するための重要な観点は、高い光学パワーの負のレンズ及び正のレンズの使用個数を少なくすることである。図示の実施形態では、対物レンズ組立体２０は、多数のレンズを必要とし且つ医師にとって適切な接近を可能にするために必要で器械の近接性に対する閉所恐怖症反応に起因した患者の不快感を適度に軽減するために必要なクリアランスをはるかに超える患者クリアランスをもたらすレンズリレーを利用しない。これとは対照的に、図５５は、レンズリレー（ビームクロスオーバー場所７０６，７０８によって証拠付けられている）を利用すると共に約３４０ｍｍのクリアランス７１０を有する対物レンズ組立体７０４を示しており、このクリアランスは、１００〜２５０ｍｍのクリアランス７００を超え、かくしてこの用途にとって現時点において好ましいクリアランス範囲を著しく超えている。
【０１７１】
多くの実施形態では、スキャン組立体１８は又、対物レンズハウジングの直径を最小限に抑えるよう構成されている。例えば、多くの実施形態では、スキャン組立体１８は、ビーム２８をビーム２８の伝搬方向を横切る２次元内で（２つの寸法方向に）偏向させるよう動作できるｘｙ‐スキャン装置６０を含む。多くの実施形態では、ｘｙ‐スキャン装置６０は、ビーム２８をビーム２８の伝搬方向を横切る２次元内で（２つの寸法方向に）スキャンするよう制御可能に偏向可能な単一の偏向可能なミラーを含む。２つ又は３つ以上のミラーではなく単一のミラーを用いることによって、２つ又は３つ以上のスキャンミラーの使用と関連したビーム２８の追加の横方向変位を回避することができることにより、対物レンズハウジングの直径を減少させることができる。
【０１７２】
他の変形例が、本発明の精神に含まれる。かくして、本発明は、種々の改造例及び変形構成例を取ることができるが、その或る特定の図示の実施形態が図面に示されて、これら実施形態について上記において詳細に説明されている。しかしながら、理解されるべきこととして、開示された特定の１つ又は複数の形態に本発明を限定することは意図されておらず、これとは異なり、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲に属する全ての改造例、変形構成例、及び均等例を含むものである。
【０１７３】
本発明の説明との関連において英文明細書における用語“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”  及び類似の用語の使用は、本明細書において別段の指定がなければ又は文脈上明白に矛盾しなければ、単数と複数の両方を含むものと解されるべきである。英文明細書における用語“comprising”（「〜を有する」と訳されている場合が多い）、“having”（「〜を有する」と訳されている場合が多い）、“including”（「〜を含む」と訳されている場合が多い）及び“containing”（「〜を含む」と訳されている場合が多い）は、別段の規定がなければ、非限定的な用語（即ち、“including, but not limited to,”（「〜を含むが、〜には限定されない」）を意味している）として解されるべきである。用語“connected ”（「連結され」）は、何らかの介在が存在している場合であっても、部分的又は全体的に収納され、取り付けられ、又は互いに接合されると解されるべきである。本明細書における値の範囲についての記載は、別段の指定がなければ、その範囲に含まれる別々の各値を個別的に言及している手短な方法としての役目を果たすに過ぎず、別々の各値は、これが個別的に本明細書に記載されているかのように明細書に含まれる。本明細書において説明した方法は全て、別段の指定がなければ又は文脈上明確に矛盾しなければ、任意適当な順序で実施できる。本明細書において提供される任意の及び全ての実施例又は例示の用語（例えば、“such as ”（「例えば」と訳されている場合が多い））の使用は、本発明の実施形態を良好に示すに過ぎず、別段のクレーム請求がなければ、本発明の範囲に限定をもたらすものではない。明細書中、クレーム請求されていない何らかの要素を本発明の実施に必要不可欠なものとして指示するもの、と解されるべき用語は存在しない。
【０１７４】
本発明の好ましい実施形態を図示すると共に本明細書において説明したが、かかる実施形態は、例示として提供されているに過ぎないことが当業者には明らかであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変形、変更、及び置換が、今や当業者には明らかである。理解されるべきこととして、本明細書において説明した本発明の実施形態の種々の変形例を本発明の実施において採用することができる。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定めており、特許請求の範囲に記載された請求項の範囲及びその均等範囲に含まれる方法及び構造は、本発明に含まれるものである。
【０１７５】
〔実施の態様〕
〔実施態様１〕
患者の動きを許容しながら眼を画像化する方法であって、
ビーム源を用いて電磁線ビームを発生させるステップと、
前記電磁線ビームを前記ビーム源から前記眼の運動に応答して変化する光路長を有する可変光路に沿ってスキャナまで伝搬させるステップと、
前記電磁線ビームを前記眼内の或る場所のところで焦点に集束させるステップと、
前記スキャナを用いて前記眼内の異なる場所に対して前記焦点をスキャンするステップと、
前記焦点場所から反射された前記電磁線ビームの一部分を前記可変光路に沿って伝搬させてセンサに戻すステップと、
前記センサを用いて、前記焦点場所から反射されて当該センサまで伝搬された前記電磁線ビームの一部分の強度を表す強度信号を発生させるステップと、を含む、方法。
〔実施態様２〕
第１の支持組立体を用いて、前記スキャナと当該第１の支持組立体との間の相対運動を許容することで前記眼の運動を許容するように前記スキャナを支持するステップを更に含む、実施態様１記載の方法。
〔実施態様３〕
第２の支持組立体を用いて、前記第１の支持組立体と当該第２の支持組立体との間の相対運動を許容することで前記眼の運動を許容するように前記第１の支持組立体を支持するステップと、
前記第１の支持組立体を用いて、前記電磁線ビームを反射して当該電磁線ビームを前記可変光路の一部分に沿って前記スキャナまで伝搬させるよう構成された第１のレフレクタを支持するステップと、を更に含む、実施態様２記載の方法。
〔実施態様４〕
ベース組立体を用いて、前記第２の支持組立体と当該ベース組立体との間の相対運動を許容することで前記眼の運動を許容するように前記第２の支持組立体を支持するステップと、
前記第２の支持組立体を用いて、前記電磁線ビームを反射して当該電磁線ビームを前記可変光路の一部分に沿って伝搬させて前記第１のレフレクタに入射させるよう構成された第２のレフレクタを支持するステップと、を更に含む、実施態様３記載の方法。
〔実施態様５〕
前記センサを用いて前記強度信号を発生させる前記ステップは、前記電磁線ビームの反射部分をアパーチュアに通して前記焦点場所以外の場所から反射された前記電磁線ビームの部分を遮断するステップを含む、実施態様１記載の方法。
〔実施態様６〕
前記電磁線ビームを偏光敏感性装置に通すステップと、
前記電磁線ビーム及び前記焦点場所から反射された前記電磁線ビームの一部分のうちの少なくとも一方の偏光を改変するステップと、
前記偏光敏感性装置を用いて、前記焦点場所から反射された前記電磁線ビームの一部分を反射して前記センサに入射させるステップと、を更に含む、実施態様１記載の方法。
〔実施態様７〕
前記電磁線ビームは、組織を改変するよう構成されていない、実施態様１記載の方法。
〔実施態様８〕
前記電磁線ビームは、組織を改変するよう構成されている、実施態様１記載の方法。
〔実施態様９〕
前記電磁線ビームは、３２０ナノメートル〜４３０ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、実施態様１記載の方法。
〔実施態様１０〕
前記電磁線ビームは、８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、実施態様１記載の方法。
〔実施態様１１〕
眼手術システムであって、
患者の眼とインターフェースする（interface）よう構成された眼インターフェース装置と、
前記眼インターフェース装置を支持すると共に電磁線ビームの焦点を前記眼内の異なる場所に対してスキャンするよう動作可能なスキャン組立体と、
前記電磁線ビームを発生させるよう構成されたビーム源と、
前記スキャン組立体を支持すると共に前記眼の運動を許容し且つ前記電磁線ビーム及び前記焦点の存在場所から反射された前記電磁線ビームの一部分のための可変光路を提供するよう構成された自由浮動機構体と、
前記焦点の存在場所から反射された前記電磁線ビームの一部分の強度を表す強度信号を発生させるよう構成された検出組立体と、
を備え、
前記可変光路は、前記ビーム源と前記スキャナとの間に設けられ、前記眼の運動に応答して変化する光路長を有する、システム。
〔実施態様１２〕
前記スキャン組立体は、前記電磁線ビームの伝搬方向に前記焦点の前記存在場所を変化させるよう動作できるｚ‐スキャン装置と、前記電磁線ビームの前記伝搬方向に対して横方向に前記焦点の前記存在場所を変化させるよう動作できるｘｙ‐スキャン装置と、を含む、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様１３〕
前記自由浮動機構体は、
第１の方向に伝搬している前記電磁線ビームを偏向させて前記第１の方向とは異なる第２の方向に伝搬させるよう構成された第１のビーム偏向装置と、
前記第２の方向に伝搬している前記電磁線ビームを偏向させて前記第２の方向とは異なる第３の方向に伝搬させるよう構成された第２のビーム偏向装置と、
を含み、
前記第１のビーム偏向装置は又、前記焦点存在場所から反射されて前記第３の方向とは逆の方向に伝搬している前記電磁線ビームの一部分を偏向させて前記第２の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成されており、
前記第２のビーム偏向装置は又、前記焦点存在場所から反射されて前記第２の方向とは逆の方向に伝搬している前記電磁線ビームの一部分を偏向させて前記第１の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成されており、
（１）前記第１のビーム偏向装置と前記第２のビーム偏向装置との間の距離、及び、（２）前記第１のビーム偏向装置と前記第２のビーム偏向装置との間の回転配向状態、のうちの少なくとも一方が、前記眼の運動を許容するべく変化する、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様１４〕
前記自由浮動機構体は、前記第３の方向に伝搬している前記電磁線ビームを偏向させて前記第３の方向とは異なる第４の方向に伝搬させるよう構成された第３のビーム偏向装置を含み、
前記第３のビーム偏向装置は又、前記焦点存在場所から反射されて前記第４の方向とは逆の方向に伝搬している前記電磁線ビームの一部分を偏向させて前記第３の方向とは逆の方向に伝搬させるよう構成されており、
（１）前記第２のビーム偏向装置と前記第３のビーム偏向装置との間の距離、及び、（２）前記第２のビーム偏向装置と前記第３のビーム偏向装置との間の回転配向状態、のうちの少なくとも一方が、前記眼の運動を許容するべく変化する、実施態様１３記載のシステム。
〔実施態様１５〕
前記検出組立体は、前記強度信号を発生させるよう構成されたセンサと、前記焦点以外の場所から反射された前記電磁線ビームの部分が当該センサに到達するのを阻止するよう構成されたアパーチュアと、を含む、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様１６〕
偏光敏感性装置及び偏光装置を更に含み、
前記偏光敏感性装置は、前記ビーム源と前記自由浮動機構体との間で前記電磁線ビームの光路に沿って配置されており、
前記電磁線ビームは、前記ビーム源から前記自由浮動機構体までの当該電磁線ビームの伝搬中、前記偏光敏感性装置を通り、
前記偏光装置は、前記電磁線ビーム及び前記焦点存在場所から反射された前記電磁線ビームの一部分のうちの少なくとも一方の偏光を改変し、
前記偏光敏感性装置は、前記焦点存在場所から反射された前記電磁線ビームの一部分を反射して、前記強度信号を発生させるよう構成されたセンサに入射させる、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様１７〕
前記偏光装置は、四分の一波長板を含む、実施態様１６記載のシステム。
〔実施態様１８〕
前記電磁線ビームは、組織を改変するよう構成されていない、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様１９〕
前記電磁線ビームは、組織を改変するよう構成されている、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様２０〕
前記電磁線ビームは、３２０ナノメートル〜４３０ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様２１〕
前記電磁線ビームは、８００ナノメートル〜１１００ナノメートルの波長を有する複数のレーザパルスを含む、実施態様１１記載のシステム。
〔実施態様２２〕
前記電磁線ビームは、１００フェムト秒〜１５ナノ秒のパルス持続時間を有する複数のレーザパルスを含む、実施態様１１記載のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018149324.tif 000013
【図９】
2018149324.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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