(57)【要約】  角膜に厳密な所定の自己閉鎖創を形成することのできるレーザシステムを開発するシステム、装置、および方法が実現される。このシステム、装置、および方法は、天然ヒト水晶体の摘出および交換に関連してこのような切開部を形成することができるレーザシステムをさらに実現する。【選択図】図１
2013500056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼にレーザ照射パターンを照射するシステムであって、
レーザ光線を生成する治療用レーザと、
前記レーザ光線を受け取りかつ前記レーザ光線を眼に送り、それによって、１）キャプスロトミーを実施するレーザ照射パターンを前記眼の上に生成し、２）眼の水晶体を区分するレーザ照射パターンを前記眼の上に生成し、３）前方開始点と後方終了点とを有し、長さが前記前方開始点と前記後方終了点との間の距離よりも実質的に長い切開部を、前記眼の角膜に形成するレーザ照射パターンを前記眼の上に生成する光学機器とを備えるシステム。
【請求項２】
前記眼の前記角膜に切開部を形成する前記レーザ照射パターンはさねはぎパターンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記眼の前記角膜に切開部を形成する前記レーザ照射パターンはロッキングさねはぎパターンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記眼角膜パターンの前記角膜に切開部を形成する前記レーザ照射パターンは、前後軸を備え、前記前後軸と少なくとも２度交差する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記眼の角膜パターンの前記角膜に切開部を形成する前記レーザ照射パターンは、前後軸を備え、前記前後軸と少なくとも３度交差する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記後方端点は前記眼のデスメ膜内に位置する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記角膜の前面に対する前記前方開始点の所の前記眼の角膜の前記切開部の角度は浅い、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記角膜の後面に対する前記後方終了点の所の前記眼の角膜の前記切開部の角度は約９０度である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
眼にレーザ光線照射パターンを照射するシステムであって、
レーザ光線を生成するレーザと、
前記レーザと通信し、眼の上に照射パターンが生成されるように前記レーザ光線を制御するコントローラとを備え、前記照射パターンは、前記眼の角膜に切開部を形成するパターンを備え、前記切開部は、前方開始点と後方終了点とを有し、前記後方終了点は前記眼のデスメ膜内に位置し、前記切開部の長さは、前記前方開始点と前記後方終了点との間の距離よりも長いシステム。
【請求項１０】
眼にレーザ光線照射パターンを照射するシステムであって、
レーザ光線を生成するレーザと、
前記レーザと通信し、眼の上に照射パターンが生成されるように前記レーザ光線を制御するコントローラとを備え、前記照射パターンは、前記眼の角膜に切開部を形成するパターンを備え、前記切開部は、ロッキングさねはぎパターンを有するシステム。
【請求項１１】
眼に自己閉鎖創を形成するシステムであって、
レーザ光線を生成するレーザと、
前記レーザと通信し、眼の上に照射パターンが生成されるように前記レーザ光線を制御するコントローラとを備え、前記照射パターンは、前記眼の角膜に自己閉鎖層を形成するパターンを備えるシステム。
【請求項１２】
自己閉鎖創を形成する前記パターンはさねはぎパターンである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
自己閉鎖創を形成する前記パターンはロッキングさねはぎパターンである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
自己閉鎖創を形成する前記パターンは、前後軸を備え、前記前後軸と少なくとも２度交差する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
自己閉鎖創を形成する前記パターンは、前後軸を備え、前記前後軸と少なくとも３度交差する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
レーザシステムを使用して角膜の創傷治癒を促進する白内障手術を実施する方法であって、
患者の眼をレーザシステムに対して位置決めするステップと、
前記眼の角膜に切開部を形成するように前記レーザシステムの向きを定めるステップと、
前記眼にキャプスロトミーを実施するように前記レーザシステムの向きを定めるステップと、
前記眼の前記角膜の前記切開部の領域に平面状照射パターンを照射するように前記レーザシステムの向きを定め、それによって創傷治癒を推進するステップとを含む方法。
【請求項１７】
レーザシステムを使用して角膜の創傷治癒を促進する白内障手術を実施する方法であって、
患者の眼をレーザシステムに対して位置決めするステップと、
前記眼のデスメ膜内に後方端点を有する切開部を前記眼の角膜に形成するステップと、
前記眼にキャプスロトミーを実施するように前記レーザシステムの向きを定めるステップと、
前記眼の前記切開部の領域に平面状照射パターンを照射するように前記レーザシステムの向きを定め、それによって創傷治癒を推進するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]出願人らは、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００９年７月２４日に出願され、内容全体が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許仮出願第６１／２２８４８４号の優先権の利益を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は、白内障、水晶体の混濁化、透明水晶体摘出、天然水晶体物質の摘出、水晶体交換物質の使用、およびこれらの組み合わせに対処する手順を改良する方法およびシステムに関する。特に、本発明は、患者ごとおよび執刀医ごとに再現可能な厳密な所定の形状に形成された、角膜に切開部を形成しそのような切開部を密封するための厳密で再現可能な所定の照射パターンを照射するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]白内障の確立された治療法は、混濁化したヒト水晶体を摘出し、それを眼内レンズ（「ＩＯＬ」）と交換する方法である。一般に、ＩＯＬは、レンズを眼の内部の水晶体嚢内の所定の位置に保持する、ハプティックスと呼ばれるプラスチック製側部支柱を有する小さなプラスチック製レンズから成る。ＩＯＬの例としては、単焦点レンズ、患者が遠距離および読書距離で多焦点視力を実現する多焦点ＩＯＬ、および患者の視力調節を可能にする調節ＩＯＬが挙げられる。多くのＩＯＬは可撓性を有するため、動かしたり折り畳んだりして水晶体嚢に挿入することができる。ＩＯＬの例は、引用によって本明細書に開示全体が組み込まれる米国特許第７１８８９４９号、第６８４９０９１号、第５６９９１４２号、および第５６０７４７２号に記載されている。一例として、本発明の利益を得ることのできる市販のＩＯＬには、ＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳおよびＡＣＲＹＳＯＦ  ＲＥＳＴＯＲがある。
【０００４】
[0004]ＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳ  ＩＯＬは、Ｅｙｅｏｎｉｃｓ社によって開発され、現在Ｂａｕｓｃｈ  ＆  Ｌｏｍｂから市販されている。このＩＯＬの少なくとも一部は、米国特許第６８４９０９１号で開示されていると考えられる。この構造および効果に関する他の情報は、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）のＰＭＡ  Ｐ０３０００２およびこのＰＭＡファイルの関連文献に記載されている。ＦＤＡがＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳについて承認し指摘した用途の一部は、以下のとおりである。「ｃｒｙｓｔａｌｅｎｓ（商標）Ｍｏｄｅｌ  ＡＴ−４５  Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｎｇ  ＩＯＬは、主として、白内障に罹患した水晶体が摘出された成人患者の無水晶体症の視力矯正のために眼の水晶体嚢に移植され、眼鏡なしで近見視力、中間視力、および遠見視力を実現させるものである。ｃｒｙｓｔａｌｅｎｓ（商標）ＩＯＬは、単眼調節の概ね１ジオプターの調節を可能にする。」（２００３年１１月１４日、ＰＭＡ  Ｐ０３０００２  Ｐａｒｔ２、Ｓｕｍｍａｒｙ  ｏｆ  Ｓａｆｅｔｙ  ａｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ  Ｄａｔａ、ＩＮＤＩＣＡＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＵＳＥ）。
【０００５】
[0005]したがって、ＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳは、ＦＤＡが承認した調節用ＩＯＬの一例である。語「ＦＤＡが承認した調節用ＩＯＬ」は、このようなＩＯＬが承認された用途に実際に使用されるかどうかにかかわらず、調節を可能にする指摘された用途を伴うＦＤＡによる承認を得たあらゆるＩＯＬを指す。
【０００６】
[0006]ＡＣＲＹＳＯＦ  ＲＥＳＴＯＲ  ＩＯＬは、Ａｌｃｏｎ社から市販されており、その少なくとも一部は、米国特許第５６６９１４２号で開示されていると考えられる。この構造および効果に関する他の情報は、ＦＤＡのＰＭＡ  Ｐ０３０００２およびこのＰＭＡファイルの関連文献に記載されている。ＦＤＡがＲＥＳＴＯＲについて承認した用途の一部は、以下のとおりである。「ＡｃｒｙＳＯＦ（登録商標）  ＲｅＳＴＯＲ（登録商標）ＩＯＬは、老眼鏡をかけている場合もかけていない場合もあり、眼鏡に依存しなくなるように近見視力、中間視力、および遠見視力を望む成人患者の白内障に罹患した水晶体の摘出に続発する無水晶体症の視力矯正に使用されるものである。このレンズは水晶体嚢内に配置されるものである。」（２００４年４月２４日、ＰＭＡ  Ｐ０４００２０  Ｐａｒｔ２、Ｓｕｍｍａｒｙ  ｏｆ  Ｓａｆｅｔｙ  ａｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ  Ｄａｔａ、ＩＮＤＩＣＡＴＩＯＮＳ）。
【０００７】
[0007]したがって、ＲＥＳＴＯＲは、ＦＤＡが承認した近見視力、中間視力、および遠見視力用ＩＯＬの一例である。語「ＦＤＡが承認した近見視力、中間視力、および遠見視力用ＩＯＬ」は、このようなＩＯＬが承認された用途に実際に使用されるかどうかにかかわらず、近見視力、中間視力、および遠見視力を実現する指摘された用途を伴うＦＤＡによる承認を得たあらゆるＩＯＬを指す。ＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳもＦＤＡが承認した近見視力、中間視力、および遠見視力用ＩＯＬの一例である。さらに、ＲＥＳＴＯＲおよびＣＲＹＳＴＡＬＥＮＳは、眼鏡に依存しないようにし、かつ／あるいは眼鏡を不要にするＦＤＡが承認したＩＯＬの一例である。
【０００８】
[0008]天然水晶体を摘出して水晶体交換物質と交換する場合、眼の角膜縁領域、すなわち、角膜から強膜への遷移領域における１つまたは複数の小さな切開部が使用される。この初期切開部は、小さな三角形の刃を眼の外側透明角膜に押し込むことによって形成される。この最初の切開部に、天然水晶体物質を摘出し交換する際に使用される他の器具が挿入され、また、この切開部を通じて、天然水晶体物質が眼から摘出され、交換水晶体物質が眼に挿入される。
【０００９】
[0009]最初の切開部が形成された後、混濁化した天然水晶体を摘出し、ＦＤＡが承認したＩＯＬのような水晶体交換物質と交換する場合、現在、キャプスロールヘクシスおよび／またはキャプスロトミー（水晶体嚢切開術）が使用されている。キャプスロールヘクシスは一般に、水晶体前嚢の一部を摘出し、水晶体嚢に穴または開口部を形成し、それによって少なくとも部分的に引き裂き作用を生じさせることから成る。キャプスロトミーは一般に、水晶体嚢を切断することから成り、水晶体嚢の最小限の引き裂きを伴う場合も伴わない場合もある。したがって、混濁化した天然水晶体物質を摘出する場合、水晶体嚢が開放される。キャプスロールヘクシスおよびキャプスロトミーを実施するためのいくつかの公知の技術がある。これらの技術には、カンオープナー法、連続環状嚢切開（ＣＣＣ）、およびＦｕｇｏプラズマブレードの使用が含まれる。
【００１０】
[0010]現在まで、水晶体前嚢に開口部を形成するすべての従来の技術および装置、特にＦＤＡが承認したすべての従来の装置では、執刀医ごとおよび患者ごとに様々な程度にばらつきが生じると考えられている。このような不規則性のために望ましい創傷治癒および結果が得られるまでに時間がかかり、かつ得られる創傷治癒および結果が望ましくないものになる。さらに、これらの従来の技術および装置はすべて、手作業で実施され、一般に、基本的に単純で平面的な切断部または穴しか形成できないと考えられる。また、これらは手持ち式装置であるため、このような切断部の形状は患者ごとおよび執刀医ごとにばらつく可能性がある。したがって、これらの手持ち式装置および非自動化技術では本発明の厳密な所定の技術および切断を実施することはできないと考えられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0011]上記の望ましくない特徴を減らすか、なくすか、あるいは是正し、切開部の形成をよりうまく制御し、これらの改良を患者および執刀医に依存しないものにするか、あるいは少なくとも、上記の望ましくない特徴の形成に伴う患者ごとおよび執刀医ごとのばらつきを抑制するシステムを開発することが望ましい。
【００１２】
[0012]本発明の各態様を含み、本特許明細書に詳しく記載されている、強膜、角膜輪部、および角膜の切開を実施する改良された新規の方法およびシステムは、各々の開示全体が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００７／１７３７９４Ａ１号、米国特許出願第２００７／１７３７９５Ａ１号、米国特許出願第２００７／１８５４７５Ａ１号、ＷＯ第２００７／０８４６９４Ａ２号、およびＷＯ第２００７／０８４６２７Ａ２号の公開されている各特許出願で開示されているような眼の水晶体にレーザ光線を照射する他の方法およびシステムをよりうまく実現するのを可能にする。
【００１３】
[0013]本発明は特に、強膜、角膜輪部、および角膜に厳密な所定の切開部を形成するのをよりうまく制御できるようにすることによって上記の要件を満たす。したがって、本明細書では、本明細書で開示され請求されるように実施すべきシステムおよび方法が実現される。
【００１４】
[0014]当業者には、本明細書および図面に記載された教示に基づいて、本発明を実施するこのような教示の様々な実施形態および実現形態があることが認識されよう。したがって、この概要における実施態様はいかなる点でもこのような教示を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】[0015]本発明による角膜輪部領域パターンおよび結果として得られる切断部の第１の実施形態の概略図である。
【図２】[0016]本発明による角膜輪部領域パターンおよび結果として得られる切断部の第２の実施形態の概略図である。
【図３】[0017]本発明による角膜輪部領域パターンおよび結果として得られる切断部の第３の実施形態の概略図である。
【図４】[0018]図１〜３に示されている角膜輪部領域パターンおよび切断部を形成する本発明による眼の水晶体にレーザ光線を照射するシステムの実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0019]概して、本発明は、眼の角膜にレーザを照射して、天然水晶体の摘出およびその水晶体の水晶体交換物質との交換に関する手順に対処しこの手順を改良する方法およびシステムに関し、特に、白内障手術に関するシステムおよび方法の改良に関する。特に、本発明は、眼の自己閉鎖創を形成する方法およびシステムであって、眼に器具に挿入し、眼から物質を摘出し、このような特定の切開部および他の種類の角膜切開部の治癒を向上させる方法としてこのような切開部を使用することができる方法およびシステムに関する。
【００１７】
[0020]本方法およびシステムは、本明細書で引用され、引用によって本明細書に組み込まれる係属中の特許出願の主題である革新的な新規のレーザシステムと一緒に使用することができ、本方法およびシステムは、場合によっては、水晶体物質を摘出する他のレーザ照射システムを将来開発できる範囲で、そのようなシステムと一緒に使用することができる。本方法およびシステムは、引用によって本明細書に組み込まれた係属中の出願のシステムに組み込むことができ、かつそれらのシステムと一緒に使用できることが好ましい。このように、単一の治療用レーザを含む単一のシステムが、天然水晶体を摘出して交換するのに必要な切断部を形成するデバイスとして機能することができる。
【００１８】
[0021]水晶体物質を摘出し交換する先駆的な新規のレーザシステムおよび方法は、それぞれの内容全体が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許出願第６１／２２８５０６号、第６１／２２８５２９号、第６１／２２８５１４号、第１２／５０９４１２号、および第１２／５０９２１１号のそれぞれの正規出願および仮出願で開示されている。
【００１９】
[0022]したがって、概して、本発明は、眼の角膜にレーザを照射するレーザシステム、すなわち、レーザデバイスを実現する。概して、このレーザシステムは、治療用レーザと、治療用レーザからのレーザ光線を眼に照射する光学機器と、角膜に治療用レーザ照射を配置するのを可能にし、器具および物質を眼に挿入しかつ眼から取り出すための厳密な所定の切開部を角膜の物質に形成する特定のパターンとを有する。このようなパターンおよび結果として得られる切開部は、概して、角膜輪部の所またはその近くに配置された前方の点または開口部と、デスメ膜の所またはその近くに配置され、２つの面または面部分を形成する後方の点または開口部とを有する単一の切断部を形成することによって作られる。理論上、各部分同士の物理的な相互作用が可能であり、それによって、ロッキング作用および／またはさねはぎ作用が生じる。また、本発明の切開部は、全長が同じ概略的な経路、すなわち、後方開口部から前方開口部までの経路に沿った直線状の切開部よりも長く、したがって、上記の２つの辺間の表面積がより広く、理論上、このように表面積が広くなると治癒が早まる。このように、眼に挿入され眼から物質、特に眼の天然水晶体を摘出する器具によって切開部が物理的に形成された後、器具が取り外されると、切開部が閉じ、切開部の辺の物理的な形状のために、切開部が自己閉鎖する。
【００２０】
[0023]次に、図１を参照すると、本発明の自己閉鎖パターンおよび結果として得られる切開部の一例が示されている。したがって、角膜１、角膜輪部２、および強膜３の概略図が示されている。眼に照射されたときに同じ形状の切開部を形成する照射パターン４が示されている。切開部は２つの面５および６を有している。切開部の前後軸、すなわち、軸矢印７に沿って見ると、切開部がそれ自体の頂部で折り返していることが分かる。したがって、切開部はその前後軸と２度交差している。これは、さねはぎ型のパターンの一例である。また、パターン４による切断部の前方の点または開口部の所の眼の表面に対する切断角度は非常に小さく、すなわち、９０度未満であり、好ましくは約４５度未満であり、より好ましくは約３０度未満である。パターン４による切断部の後方の点または開口部の所の角膜の後面、特にデスメ膜に対する切断角度は、約９０度であり、より好ましくは約７５度から約１０５度である。
【００２１】
[0024]次に、図２を参照すると、本発明の自己閉鎖パターンおよび結果として得られる切開部の一例が示されている。したがって、角膜１、角膜輪部２、および強膜３の概略図が示されている。眼に照射されたときに同じ形状の切開部を形成する照射パターン８が示されている。切開部は２つの面９および１０を有している。切開部の前後軸、すなわち、軸矢印７に沿って見ると、切開部がそれ自体の頂部で折り返していることが分かる。したがって、切開部はその前後軸と少なくとも３度交差している。これは、さねはぎ型のパターンの一例である。さらに、面１０が、面９内に延びる指部１１を有していることが分かる。指部１１は、狭い部分１２と広い部分１３とを有している。さらに、部分１３が狭い部分１２よりも広く、したがって、このさねはぎ構成に付加的なロッキング力がかかることが分かる。
【００２２】
[0025]次に、図３を参照すると、本発明の自己閉鎖パターンおよび結果として得られる切開部の一例が示されている。したがって、角膜１、角膜輪部２、および強膜３の概略図が示されている。眼に照射されたときに同じ形状の切開部を形成する照射パターン１４が示されている。照射パターンは、前方開始点１９と、デスメ膜内に配置された後方終了点２０とを有している。切開部の長さは、点１９と点２０の間に引かれる直線の長さよりも実質的に長い。語「開始」および「終了」を使用しているのは、特に識別する必要があるからに過ぎず、切断部を前方から後方に形成する必要があることを示すものではない。切開部は２つの面１５および１６を有している。切開部の前後軸、すなわち、軸矢印７に沿って見ると、切開部がそれ自体の頂部で折り返していることが分かる。したがって、切開部はその前後軸と少なくとも３度交差している。これは、さねはぎ型のパターンの一例である。さらに、面１５が指部１７を有し、面１６が指部１８を有し、面１６が、面９内に延びる指部１１を有していることが分かる。指部１１と異なり、指部１７、１８は狭い部分と広い部分を有さない。
【００２３】
[0026]概して、一例として図４に示されているように、患者を治療する好ましいレーザシステム、すなわち、レーザデバイスが実現される。このシステムには、治療用レーザ１０１と、レーザ光線１０４を照射する光学機器１０２と、たとえば図４に破線で示されているようにシステムの他の構成要素に関連付けられならびに／あるいはそのような構成要素と相互作用し、かつ／あるいは図４に示されていない他の制御システムに関連付けられならびに／あるいはそのような制御システムと相互作用する、レーザ光線を特定のパターンで水晶体に照射する制御システム１０３とが設けられている。
【００２４】
[0027]概して、パターンを照射して角膜に切断部を形成するレーザシステムは、一例として、図４を参照すると分かるように、光線１０４を生成する必要がある治療用レーザを有する。光線は、光切断を生じさせる短パルス幅ならびにエネルギーおよびビームサイズを有する必要がある。したがって、本明細書では、語「レーザ照射」または「照射」は、光切断を生じさせる位置に照射されるレーザ光線パルスを指す。本明細書では、語「光切断」は、基本的に、レーザによって物質を気体に転換することを指す。語「光切断」は一般に、レーザ誘起光破壊（ＬＩＯＢ）にも関連している。特に、約３００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長を使用してよい。約１フェムト秒から１００ピコ秒のパルス幅を使用してよい。約１ナノジュールから１ミリジュールのエネルギーを使用してよい。パルスレート（パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）およびヘルツ単位で測定された毎秒パルス数とも呼ばれる）は約１ＫＨｚ〜数ＧＨｚであってよい。一般に、市販のレーザデバイスにおいて、より低いパルスレートはより高いパルスエネルギーに相当する。様々なレーザタイプを使用して、パルス幅およびエネルギー密度に応じて眼組織の光破壊を生じさせることができる。したがって、このようなレーザの例が、引用によって本明細書に組み込まれる米国特許第２００７／０８４６９４Ａ１号およびＷＯ２００７／０８４６２７Ａ２号で開示されている。これらのレーザおよび他の同様のレーザを治療用レーザとして使用してよい。角膜、角膜輪部、および角膜と強膜が接合する領域に対する手順では、本明細書で説明するのと同じ種類の治療用レーザを使用してよく、エネルギーおよび焦点としては、所望の手順を実施するためのエネルギーおよび焦点を選択してよい。
【００２５】
[0028]概して、眼の天然水晶体を含む眼の構造にレーザ光線１０４を照射する光学機器１０２は、天然水晶体に一連の照射をｘ次元、ｙ次元、およびｚ次元における厳密な所定のパターンで生成することができる必要がある。ｚ次元は、本明細書では、眼のＡ−Ｐ軸に対応するか、あるいは基本的に光学軸に平行である次元を指す。光学機器は、切断すべき眼の構造に到達するレーザエネルギーで光切断を生じさせる所定のビームスポットサイズを生成する必要もある。
【００２６】
[0029]概して、レーザ光線１０４を照射する制御システム１０３は、ｘ−ｙ−ｚ走査パラメータおよびレーザ照射を選択し制御することのできる任意のコンピュータ、コントローラ、および／またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせであってよい。これらの構成要素は通常、ｘ−ｙスキャナ、ｚ集束デバイス、および／またはレーザと相互作用する基板と少なくとも部分的に関連付けられてよい。制御システムは、システムの他の構成要素を制御するとともに、データを維持し、データを取得し、計算を実行する他の機能を有してもよいが、必ず有するわけではない。したがって、制御システムは、レーザを１つまたは複数のレーザ照射パターンを透過させるプログラムを含んでよい。同様に、制御システムは、バイオメトリックスリットスキャンレーザおよび／またはスリットスキャンレーザシステム用の別個のコントローラからのデータを処理することが可能であってよい。
【００２７】
[0030]レーザ光線１０４を照射するレーザ光学機器１０２は、ビームエキスパンダテレスコープ１０５と、ｚ焦点機構１０６と、ビームコンバイナ１０７と、ｘ−ｙスキャナ１０８と、集束光学機器１０９とを備える。さらに、リレー光学機器１１０と、ズームを含むカメラ光学機器１１１と、第１のｃｃｄカメラ１１２が設けられている。
【００２８】
[0031]眼１１４の光学像１１３、特に眼１１４の天然水晶体１１５の光学像が光路１１３に沿って伝達される。この光路１１３は、天然水晶体１１５からレーザ患者インタフェース１１６、収束光学機器１０９、ｘ−ｙスキャナ１０８、およびビームコンバイナ１０７を通るレーザ光線１０４と同じ光路を辿る。さらに、レーザ患者インタフェース１１６、構造化された光源１１７、およびレンズを含む構造化されたカメラ１１８が設けられている。本システムに有用な患者インタフェースおよび関連する装置の例は、各出願の開示全体が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／５０９０２１号および第６１／２２８４５７号のそれぞれの仮出願および正規出願に記載されている。
【００２９】
[0032]構造化された光源１１７は、やはりスリットスキャンレーザと呼ばれるＳｃｈａｆｔｅｒ＋Ｋｉｒｃｈｏｈｏｆｆ  Ｌａｓｅｒ  Ｍａｃｒｏ  Ｌｉｎｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｍｏｄｅｌ  １３ＬＴＭ＋９０ＣＭ（Ｔｙｐｅ  １３ＬＴＭ−２５０Ｓ−４１＋９０ＣＭ−Ｍ６０−７８０−５−Ｙ０３−Ｃ−６）またはＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＳＮＦ−５０１Ｌ−６６０−２０−５のような構造化された集束光投影光学機器を有するスリット照明であってよい。この実施形態では、構造化された照明源１１７もスリットスキャン手段１１９を含んでよい。
【００３０】
[0033]スリットスキャン照明を使用する際、動作には、スリットを水晶体の一方の側に位置させることと、画像を取得し、次にスリットを約１スリット幅だけ移動させ、次の別の画像を取得し、次に、水晶体全体が観測されるまでこの手順を繰り返すことが含まれる。たとえば、１００μｍスリット幅では、９０枚の画像において公称９ｍｍの瞳孔散大直径を走査することができ、これには、３０Ｈｚフレームレートのカメラを使用した場合約３秒かかる。単一の像内の前面の画像を重なり合わないように取得するには、ＡＰ軸に対してスリットを傾斜させる必要があり、すなわち、スリットが軸に平行であってはならない。公称スリット角度は、ＡＰ軸から約１５度〜３０度であってよい。カメラの感度内の任意の可視ＩＲ波長源または近ＩＲ波長源を使用してよい。スペックルノイズを低減させるには低コヒーレンス光源が好ましい。
【００３１】
[0034]構造化された光照明源１１７と構造化された光カメラ１１８は、傾斜関係に配置される。この傾斜関係は、公知のいわゆるシャインプルーフ構成であってよいが、この構成である必要はない。構造化された光源１１７は、スリットスキャン手段１１９と一緒に、１つまたは複数のラインを１つまたは複数の角度で角膜および水晶体１１５上に投影する。角膜および水晶体１１５のスリット照明された画像はカメラ１１８に対して大きな角度を有するので、カメラに対する焦点深さが大きくなり、スリット画像全体をしっかりとカメラに集束することができない場合がある。カメラを１つまたは複数の角度に対して傾斜させることによって、照明される平面に沿った画像の焦点を絞ることができる。より絞られた焦点が得られない範囲で、本明細書では、レーザデバイスに対する照明される構造のより厳密な位置を求める算術データ評価手段が設けられる。
【００３２】
[0035]カメラ１１８からの画像をコントローラ１０３に伝達して処理し、さらにシステムの動作に使用することができる。コントローラ１０３と通信する別個のプロセッサおよび／またはコントローラに画像を送ってもよい。構造化された光源１１７、カメラ１１８、およびスリットスキャン手段１１９は、レーザシステムに対する水晶体表面および角膜表面の位置を判定する手段を含む。
【００３３】
[0036]図１〜３におけるレーザ照射パターンの照射および切断部によって水晶体物質が摘出される。したがって、水晶体前嚢に切断部、すなわち、切開部を形成する新規の方法およびシステムが実現される。このような切断部は、治療用レーザ光線１０４が厳密で高度に再現可能な所定のパターンで水晶体前嚢に照射され、照射の結果、厳密で高度に再現可能な所定の形状の切断部が本明細書に記載され教示されるようなパターンで生じることによって形成されるか、あるいは必要に応じて、特定のＩＯＬまたは水晶体嚢に挿入すべき他のデバイスもしくは物質によって形成される。本明細書では、幾何学的形状のパターンまたは切断部は、円形および楕円形のパターンまたは切断部を指す。本明細書では、非幾何学的形状のパターンまたは切断部は、円形でも楕円形でもない他のすべての形状を指す。
【００３４】
[0037]水晶体前嚢にこれらの切断部を形成する方法およびシステムは、キャプスロールヘクシスおよびキャプスロトミーを実施する公知の手持ち式方法およびシステムよりも優れた結果をもたらし、したがって、本明細書で開示された方法およびシステムはこれらの技術の実質的な進歩とみなされる。また、特定の用途に応じて非常に顕著に生じる恐れがある切断ミスの可能性を大幅に低下させるようにレーザ光線が照射される。さらに、以下の例で説明するように、連続的な切断部、切断部およびランド（切断部同士の間の切断されていない水晶体嚢部分）、および穿孔であってよい水晶体前嚢切断部が考えられ、設けられる。したがって、本明細書では、語「切断ミス」は、特定のレーザ照射パターンを照射することによって行われることになっていたが、レーザ光線が水晶体嚢または目標とする水晶体物質に当たらなかったために行われなかった切断を指す。したがって、カットアンドランドパターンでは、ランドは、レーザパターンによって切断せずに残すことになっている場合には切断ミスとはみなされない。
【００３５】
[0038]水晶体前面の切断部は、水晶体嚢に開口部を形成し、水晶体の内部構造を摘出するための切断部である。この摘出を容易にするために、水晶体の内部構造を小さな容積に切り分け、次に、各容積を水晶体嚢から摘出できるようにする様々なレーザ照射パターンが設けられる。これらの小さな容積は約１ｍｍ３〜約１６ｍｍ３、より好ましくは約２．５ｍｍ３〜約４ｍｍ３の範囲であってよい。したがって、内部水晶体物質の立方体状容積を形成する水晶体の内部構造内のグリッドレーザ照射パターンを使用してよい。これらの立方体は、辺の長さが約１００μｍ〜約４μｍ、約４ｍｍの範囲であるサイズを有してよく、約５００μｍ〜２ｍｍが好ましいサイズである。また、本発明は、立方体の形成に限定されず、同様の全体サイズを有する他の容積形状を使用してよい。たとえば、三角形容積および扇形容積のような他の形状の構成を使用してもよい。
【００３６】
[0039]水晶体前嚢のレーザ切断は、内部物質の区分された容積を摘出できるように水晶体嚢の水晶体前面に小さな開口部を形成するのに使用される。したがって、この手順を白内障の治療に使用することができる。この手順を使用して、白内障には至っていない混濁化を有する水晶体を摘出することもできる。この手順を使用して、透明であるが、調節能力を失った天然水晶体を摘出することもできる。上記のすべての場合に、水晶体を摘出した後、水晶体嚢が、ＩＯＬ、調節用ＩＯＬ、または合成レンズ再充填物質などの適切な交換物質を収容することを理解されたい。さらに、開口部のサイズおよび形状は可変であり、厳密に調節され、現在公知の水晶体再充填物質およびＩＯＬについては、直径が、水晶体再充填用途の場合は２ｍｍ以下であり、ＩＯＬの場合は約５ｍｍであることが好ましい。
【００３７】
[0040]これらの手順を実施する順序は、内部水晶体構造の特定の特徴、白内障の密度、白内障の位置、内部水晶体物質が小さな容積に区分された後で内部水晶体物質を摘出するのに使用されるデバイスの種類、使用されるレーザの種類および出力、レーザによって生成される気泡の量およびサイズ、ならびに他の要因によって決まる。したがって、本明細書の例は、水晶体の前面を切断し、水晶体の内部構造を区分する手順を実施する順序を示しているが、この順序を変更するとともに、ほぼ同時にまたは同時に実施することができることを認識されたい。
【００３８】
[0041]患者を治療する好ましいレーザシステムは、水晶体嚢に厳密な所定の切断部を形成し、したがって、厳密な所定の形状を有するキャプスロトミー切断部を形成することができる。したがって、ＩＯＬの形状および構造を取得して分析し、特に、各ＩＯＬのＦＤＡが承認した種類を含む、調節用ＩＯＬ、眼鏡に依存しないようにし、かつ／あるいは眼鏡を不要にするＩＯＬ、ならびに／あるいは近見視力、中間視力、および遠見視力用のＩＯＬの形状および構造を取得して分析する方法が実現される。この分析に基づいて、特定のＩＯＬ、または同様な形状のＩＯＬのグループに使用されるキャプスロトミー切断部の最適な形状および位置が求められる。次に、この最適な形状のキャプスロトミー切断部を形成する所定の照射パターンが、好ましくは照射パターンを制御システム１０３に供給することによってレーザシステムに供給される。次に、レーザシステムを以下の手順、すなわち、水晶体の前面、特に水晶体嚢の前面の形状および位置を判定する手順、レーザシステムに対する水晶体嚢の頂点を判定する手順、特定の種類のＩＯＬについてかつ天然水晶体物質を摘出できるように選択された厳密な所定の形状を有するレーザキャプスロトミーを実施する手順のすべてまたは１つに使用することができる。
【００３９】
[0042]したがって、眼の水晶体、特に眼の水晶体嚢にある照射パターンのレーザ光線を厳密な所定の方法で照射して厳密な所定のキャプスロトミーを可能にする技術、システム、および装置が実現される。このようなパターンの形状は、本明細書で説明するジグソー照射シーケンスまたはリング照射シーケンスを使用して実現される。
【００４０】
[0043]レーザを利用した白内障手術を実施する際、光切断レーザで核を切断するプロセスでは、柔らかい皮質の十分に近い位置に気泡が蓄積し、その気泡が水晶体嚢の方に伝搬することがある。気泡が水晶体前嚢のすぐ近くに溜まる状況では、レーザがキャプスロトミー切断部の切断を試みると、気泡が急激に解放され、水晶体前嚢の位置が変化し、レーザが水晶体嚢から外れ、キャプスロトミー切断部の周囲の少なくとも位置で切断ミスが生じる恐れがある。この問題を解決するために、本明細書では、水晶体嚢の位置と時間の関係にそれほど依存せず、レーザキャプスロトミー術の間の水晶体嚢の位置変化にもかかわらず水晶体嚢を切断するのを可能にする特殊な切断パターンが実現される。したがって、切断ミスが少なくなるかあるいはなくなる。
【００４１】
[0044]さらに、本明細書では、高速に掃引されるＺ方向の範囲が大きく、一方、Ｘ−Ｙ位置が円形パターンまたは楕円形パターンまたはその他のパターンもしくは所望の形状でより低速に移動され、それによって、レーザ切断動作がほぼ同じＸ−Ｙ位置で複数回実行されるレーザ照射パターンが使用される。したがって、レーザ光線が、ジグソーブレードの先端のように、Ｘ−Ｙ位置ではなく上下に高速に移動して切断形状を形成することが考えられる。このように、水晶体前嚢が切断時に気泡の伝搬または何らかの他の理由でずれた場合、場合によっては、ｚ方向上下照射分布の中央領域の外側で、その分布の前端または後端に近い位置であるにもかかわらず、水晶体嚢に切断部を形成することができる。多量の気泡が蓄積される核をレーザ切断する場合、切断部のＺ方向範囲すなわち上下範囲は、水晶体嚢の約＋／−４７５μｍの移動を可能にし、しかも２５μｍの厚さの水晶体嚢の切断を可能にする、名目上水晶体前嚢を中心として約１ｍｍである必要がある。
【００４２】
[0045]手順の間に移動する水晶体嚢の切断が可能になるだけでなく、この手順を使用してたとえば測定誤差による水晶体嚢位置の静的誤差を補償することができる。このように、Ｚ方向範囲は、システムの既知の誤差によって増大することがある。
【００４３】
[0046]本明細書で開示された大きなＺ方向範囲の掃引だけでなく、静的測定と予測される位置変化による水晶体嚢位置の不確実さがより低く、場合によっては数百μｍの範囲である場合、または測定データが非常に正確であり、かつ手術中の水晶体嚢の移動量が零に近い場合には、より小さな切断移動範囲を使用することも考えられる。このような場合、Ｚ方向範囲は、数十μｍであってよく、これは、水晶体嚢の厚さを切断するのに十分な範囲である。
【００４４】
[0047]眼の構造、特に水晶体前嚢の位置を高精度に測定し、眼に対する手順、特にキャプスロトミーについて患者ごとに精度および再現性を高める他の方法およびシステムが、開示船体が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許正規出願第１２／５０９４１２号に記載されている。
【００４５】
[0048]本明細書で実現されるレーザ照射パターンでは、パターンにおける個々の照射の隣接する照射に対する配置が互いに十分に近くなり、それによって、パターンが完成するときには、水晶体物質の十分に連続した層および／またはラインおよび／または容積が摘出されていることが好ましい。本明細書では、所望の結果が得られるように必要に応じて重なり合いを含む、距離がより短いかあるいはより長い照射間隔が考えられる。照射間隔について考慮すべきことには、気泡の散逸、容積摘出効率、シーケンス効率、スキャナの性能、および開裂効率が含まれる。たとえば、一例として、光切断を生じさせるのに十分なエネルギーを有するサイズが５μｍのスポットでは、間隔が２０μｍ以上であると、個々の気泡が合体されず、同じエネルギーで照射間隔が近い場合よりも高速に散逸し、その結果気泡が合体される。照射間隔が狭くなるにつれて容積効率が高くなる。照射間隔が狭くなるにつれて気泡の合体確率が高くなる。また、照射間隔が非常に狭くなって、容積効率が大幅に低下する点がある。さらに、前述の照射間隔について考慮すべき各事項は、程度の差こそあれ互いに関係しており、当業者には、本開示の教示に基づいてこれらの条件を評価して本明細書の目的を実現するにはどうすべきかが認識されよう。最後に、パターンにおける個々の照射の隣接する照射に対する配置は一般に、各照射ができるだけ近くに位置するような配置であってよく、通常、特に前の照射の気泡膨張を含む光切断物理特性のサイズおよびタイムフレームによって制限されると考えられる。本明細書では、光切断物理特性のタイムフレームは、プラズマ形成および膨張、衝撃波伝搬、ならびに気泡の膨張および収縮のような光切断の周囲で生じる作用を指す。したがって、連続パルスがこれらの作用のいくつかまたはこれらの作用の各要素またはこれらの作用のすべてよりも早いタイミングで生じるような連続パルスのタイミングは、容積摘出および／または開裂効率を向上させる。したがって、本明細書では、以下のパラメータを有するレーザ、すなわち、キャビティ長が３ｍ〜３ｃｍであるモードロックレーザによって実現される５０ＭＨｚから５ＧＨｚのパルス繰り返し周波数を使用することを提案する。このような高ＰＲＦレーザは、より低いパルス当たりエネルギーを可能にする位置に重なり合う複数のパルスをより容易に生成して光切断を実現することができる。
【００４６】
[0049]語「第１」、「第２」、「第３」などは、本明細書では相対的な語であり、使用される文脈において考慮しなければならない。これらの語は、明確にタイミングを指しているのでないかぎり、タイミングに関する語ではない。したがって、第１の切断部が第２の切断部より後に形成されることがある。一般に、レーザを概して、レーザパターンにおける後方の点から前方の点に照射して、前のレーザ照射による気泡の影響を回避し、かつ／あるいは最小限に抑えることが好ましい。しかし、本明細書では様々なレーザ照射パターンが実現されるため、後方から前方への厳密な照射シーケンスに従う必要はない。さらに、白内障の場合、レーザが実質的に白内障部位を越えることはできないため、前方から後方に照射すると有利である場合がある。
【００４７】
[0050]この種のレーザシステムから他の利点を得ることができる。このレーザからの照射またはパルスを、角膜全体にわたって、眼のＡ−Ｐ軸に垂直な１つの平面または一連の平面内で分散させることができる。これらの平面は、創傷治癒作用を生じさせ、ミオシンを生成する。また、ミオシンが生成されると、角膜コラーゲンが架橋結合して角膜の湾曲を平坦化する傾向があり、低レベルの近視を改善する追加的な利点が得られる。
【００４８】
[0051]上記の説明から、当業者には、本発明の基本的な特徴が容易に確認することができ、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本発明を様々な用途および条件に適応させるように本発明に様々な変更および／または修正を施すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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