(57)【要約】  治療する眼（１６）に成形圧迫接触を行う接触面（３４）と、集束パルス式治療レーザ放射を生成し、その集束パルス式治療レーザ放射を、接触面を通して眼の上に誘導する諸構成要素（１２、１８、２０、２６、４０、４２）と、接触面の位置を、治療レーザ放射の伝播方向に沿って測定する測定装置であって、接触面の少なくとも１つの箇所での接触面の測定位置を表す位置データを生成する測定装置（３８）と、測定装置に接続され、位置データに応じて治療レーザ放射の焦点位置を制御するように適合された電子式処理および制御ユニット（２２）とを備える眼科レーザ手術用装置を提供する。接触面（３４）の位置を測定することによって、レーザ手術装置は、接触面を形成する接触要素（３２）の不可避な製造公差を補正することが可能になり、それによって、レーザ手術装置に対して眼の前面を精密に基準付けることが可能になる。
2013505088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療する眼に成形圧迫接触を行う接触面と、
集束パルス式治療レーザ放射を生成し、その集束パルス式治療レーザ放射を、前記接触面を通して前記眼の上に誘導する諸構成要素と、
前記接触面の位置を、前記治療レーザ放射の伝播方向に沿って測定する測定装置であって、前記接触面上の少なくとも１つの箇所での前記接触面の前記測定位置を表す位置データを生成する測定装置と、
前記測定装置に接続され、前記位置データに応じて前記治療レーザ放射の焦点位置を制御するように適合された電子式処理および制御ユニットとを備える眼科レーザ手術用装置。
【請求項２】
前記測定装置が、前記接触面の複数の異なる箇所で前記接触面の位置を測定するように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記測定装置が光干渉計を備えることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記接触面が、交換可能に配置される使い捨て構成部品の一部分であることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記接触面が、透明な圧平板または透明なコンタクト・レンズによって形成されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記接触面が、前記装置の集束対物レンズに結合された患者アダプタの一部分である透明な接触要素によって形成されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記治療レーザ放射のパルス継続時間がフェムト秒領域内にあることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
眼のレーザ治療方法であって、
前記眼と接触面との間に成形圧迫接触を生成するステップと、
集束パルス式治療レーザ放射を生成し、その集束パルス式治療レーザ放射を、前記接触面を通して前記眼の上に誘導するステップと、
前記接触面の少なくとも１つの箇所で、前記治療レーザ放射の伝播方向に沿って測定された前記接触面の位置を表す位置データを生成するステップと、
前記生成された位置データに応じて前記治療レーザ放射の焦点位置を制御するステップとを含む、方法。
【請求項９】
前記位置データが、前記接触面の複数の異なる箇所で測定された前記接触面の位置を表す、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科レーザ手術用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス・レーザ放射が、人間の眼の治療における多数の技法に使用される。これら技法の一部では、治療する眼が、透明な接触要素に押し付けられ、その接触要素が、眼に対向するその接触面によって、ｚ方向（通常の表示法によれば、これはレーザ・ビームの伝播方向を意味する）に沿ってビーム焦点を位置決めする基準面を形成する。特に、集束フェムト秒レーザ放射によって眼の組織に切断（切開）を施すために利用される治療技法では、しばしば、レーザ焦点のｚ基準としてそのような接触要素が用いられる。眼が、接触要素の眼に対向する接触面とぴったり合った平らな圧迫接触をするように接触要素が眼に押し付けられることによって、接触要素が、眼の前面のｚ位置を確定する。接触要素のこの接触面に対して、ｚ方向に沿ってビーム焦点を基準付けることによって、切開または個々の光切断（パルス式フェムト秒レーザ放射による人間の眼の切開の生成は、通常、いわゆるレーザ誘起の光透過破壊作用に基づき、それによって光切断が生じる）が、眼の組織の深さの必要な位置に確実に配置される。
【０００３】
たとえば、当技術分野ではフラップと呼ばれる角膜の前面被覆円盤をフェムト秒レーザ放射によって切り離すいわゆるｆｓレーシックの場合、レーザによって実施される切開が生じる。標準的なレーシック技法（レーシック：レーザ原位置角膜曲率形成術（ＬＡＳＩＫ：ｌａｓｅｒ  ｉｎ‐ｓｉｔｕ  ｋｅｒａｔｏｍｉｌｅｕｓｉｓ））の場合のように、ヒンジ領域の角膜組織の残部にまだぶら下がっているこのフラップは、ＵＶレーザ放射によって下層の組織を融除式に処置するために、脇に折り返すことができる。眼の組織内切開を実施することに関する別の適用は、フェムト秒レーザ放射によって角膜組織内にレンズ形状の円盤を全体として切り出す、いわゆる角膜レンチクル摘出の実施である。次いで、この円盤は、眼の表面へ延在する追加の切開によって除去される（追加の切開は、外科用メス、または同様にフェムト秒レーザ放射のいずれかによって行われる）。角膜移植（角膜形成術）の場合も、同様に、集束パルス・レーザ放射によって、切開を角膜内に行うことができる。
【０００４】
衛生上の理由により、接触面をもたらす接触要素は、各治療の前に交換する必要がある使い捨ての品物であることが多い。接触要素の製造では、極めて高度の精密製造の場合であっても、ある程度の製造公差は、一般に排除することができない。したがって、接触要素の交換後、眼に対向する接触面のｚ位置は、たとえ僅かであっても、その前に使用した接触要素の場合のｚ位置とは異なり得る。集束フェムト秒レーザ放射によるレーザ治療の場合、焦点直径は、光切断を可能な限り局部的に限定するために、可能な限り小さいことが好ましい。最新の装置は、たとえば、小さい１桁のμｍの範囲の焦点直径で作動する。それに対応する精度が、ｚ方向の切開誘導に関して望まれる。これは、それに対応して精密な接触要素の製造を必要とするが、その精度を必ずしも確保することができるとは限らない。接触要素の製造精度が低下した場合、それによって、角膜組織内のｚ方向に沿った切開誘導が不正確になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、眼の高精度レーザ治療を可能にする眼科レーザ手術用の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明によれば、治療する眼に成形圧迫接触を行う接触面と、集束パルス式治療レーザ放射を生成し、その集束パルス式治療レーザ放射を、接触面を通して眼の上に誘導する諸構成要素と、接触面の位置を、治療レーザ放射の伝播方向に沿って測定する測定装置であって、接触面の少なくとも１つの箇所での接触面の測定位置を表す位置データを生成する測定装置と、測定装置に接続され、位置データに応じて治療レーザ放射の焦点位置を制御するように適合された電子式処理および制御ユニットとを備える眼科レーザ手術用装置が提案される。
【０００７】
本発明は、接触面の位置をｚ方向に沿って（治療レーザ放射の伝播方向に基づいて）求め、かつ／または確認し、測定された接触面の位置に応じて、レーザ装置の適切な制御パラメータを補正することを可能にする。接触面のｚ位置は、たとえば、レーザ手術装置に定められた座標系内の所与の基準点を基準にして測定される。製造精度に応じて、異なる接触要素に対して、座標系内で異なるｚ位置の接触面が得られる可能性がある。処理および制御ユニットは、治療レーザ放射の焦点の制御においてそれらの変化を考慮に入れ、それによって、眼の中に実現すべき切開パターンまたは光切断のパターンが、要求される眼の深さ位置に（すなわち、要求されるｚ方向位置に）実際に配置される。このようにして、高度に正確な切開深さが、たとえば、レーシック・フラップの生成において、角膜レンチクル摘出の場合に、または角膜形成処置の場合に可能になる。
【０００８】
本発明の発展形態によれば、測定装置は、接触面の複数の異なる箇所で接触面の位置を測定するように適合させることができる。接触面の複数の箇所で接触面をサンプリングすることにより、接触面のｚ位置を求めることに加えて、接触面の空間的な角度配向（ビーム軸に対する直角度）を取得することが可能になる。これは、既述の製造公差が、接触要素の所定の装着面に対する、眼に対向する接触面の相対的角度配向に、さらに影響することを排除することができないことが理由である。さらに、製造公差は、必ずしもｚ方向に直交するｘ−ｙ面内全体に亘って等しくはなく、それ故、接触面を複数箇所でサンプリングすることによって、ｘ−ｙ面内の異なる箇所に対して焦点位置のｚ位置を個々に補正することが可能になる。
【０００９】
測定装置は、好ましくは、光コヒーレンス干渉測定装置であり、そのために、光干渉計を備える。
【００１０】
接触面は、交換可能に配置される使い捨て構成部品の一部分であることが多い。当然、本発明が、接触面を有する要素の使い捨て特性を要件とはしないことは強調されるべきである。本発明は、固定的に組み込まれ、または少なくとも複数回使用される接触面を有する設計の場合にも、同様に適用可能である。
【００１１】
接触面は、好ましくは、透明な圧平板または透明なコンタクト・レンズによって形成される。圧平板は、少なくとも眼に対向するその板面に平らな圧平面を有し、それによって、眼の前面の平坦化が達成される。治療する眼の基準にするために圧平板を使用することは、レーザ放射のビーム品質を高める上で有利であり得る。他方で、本発明の範囲内で、眼に対向して通常凹または凸形態であるレンズ面を有するコンタクト・レンズを接触要素として使用することも同様に可能である。そのようなコンタクト・レンズの利点は、たとえば、眼を圧迫する際に眼内の圧力の上昇がより小さいことである。
【００１２】
接触面は、好ましくは、患者アダプタの一部分である透明な接触要素、とりわけ交換可能に、結合された装置の集束対物レンズによって形成される。
【００１３】
本発明によれば、
眼と接触面との間に成形圧迫接触を生成するステップと、
集束パルス式治療レーザ放射を生成し、その集束パルス式治療レーザ放射を、接触面を通して眼の上に誘導するステップと、
接触面の少なくとも１つの箇所で、治療レーザ放射の伝播方向に沿って測定された接触面の位置を表す位置データを生成するステップと、
生成された位置データに応じて治療レーザ放射の焦点位置を制御するステップと
を含む、
眼のレーザ治療方法がさらに提供される。
【００１４】
方法の場合にも、同様に、位置データは、接触面の複数の異なる箇所でのその接触面の測定位置を表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】眼科レーザ手術用の装置の実施形態を、極めて概略化した形で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、貼付図面１枚のみを参照して本発明をより詳細に説明する。図１は、眼科レーザ手術用の装置の実施形態を、極めて概略化した形で示す。レーザ手術装置が、全体を１０によって示されている。レーザ手術装置は、フェムト秒領域のパルス継続時間を有するパルス・レーザ放射を発射するｆｓレーザ１２を備える。レーザ放射は、光ビーム経路１４に沿って伝播し、最終的に、治療する眼１６に達する。レーザ放射を誘導し、成形するための様々な構成要素が、ビーム経路１４内に配置されている。特に、これら構成要素には、集束対物レンズ１８（たとえばＦシータ対物レンズ）およびスキャナ２０が含まれ、スキャナ２０は、対物レンズ１８の上流に接続され、それによって、レーザ１２によって供給されたレーザ放射を、ビーム経路１４に直交する平面（ｘ−ｙ面）内に偏向することができる。図に描かれている座標システムが、この平面、およびさらにビーム経路１４の方向によって定義されるｚ軸を示す。スキャナ２０は、たとえば、それ自体周知の方式で、ｘ−ｙ面を張る軸の１つの方向内にビームを偏向するようにそれぞれが応答する１対のガルバノメータ式制御型偏向ミラーから構成される。中央処理および制御ユニット２２が、メモリ２４に格納され、眼１６内に生成する切開プロフィールを実現する制御プログラムに従って、スキャナ２０を制御する（切開プロフィールは、光切断がそれらのそれぞれで行われるサンプリング点からなる３次元パターンによって表される）。
【００１７】
さらに、レーザ放射を誘導し成形する既述の構成要素には、レーザ放射のビーム焦点のｚ調節を行う少なくとも１つの制御可能な光学要素２６が含まれる。図示の例では、この光学要素はレンズによって形成される。処理および制御ユニット２２によって制御される適切なアクチュエータ２８が、レンズ２６を制御する働きをする。たとえば、レンズ２６は、光ビーム経路１４に沿って機械的に移動可能であり得る。あるいは、可変屈折力の可制御液体レンズを使用することが考えられる。集束対物レンズ１８のｚ位置およびその他の設定も変更しない場合、ビーム焦点のｚ変位は、長手方向に変位可能なレンズの移動、または液体レンズの屈折率の変化によって達成することができる。ビーム焦点をｚ変位させるために、他の構成要素、たとえば変形可能なミラーを考えることもできることを理解されたい。その慣性が比較的大き目なので、集束対物レンズ１８によってビーム焦点を粗く設定し（すなわち、予め定められたｚ基準位置に集束させ）、集束対物レンズ１８の外部に配置され、より素早い反応速度を有する構成要素によって、切開プロフィールにより予め定められたビーム焦点のｚ変位を行うことが得策である。
【００１８】
ビーム出口側で、集束対物レンズ１８は、眼１６と集束対物レンズ１８との機械的結合を行う働きをする患者アダプタ３０に結合されている。通常、ここで考えられているタイプの治療の場合、図にはより詳細に示されてはいないがそれ自体は周知の吸引リングが、眼の上に配置され、吸引力でそこに固定されている。吸引リングおよび患者アダプタ３０は、患者アダプタ３０を吸引リングに結合する適確な機械的接触面を形成する。これに関し、たとえば、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００６９６２を参照することができ、その全体が、参照によって本明細書に援用される。
【００１９】
患者アダプタ３０は、透明な接触要素３２の担持体として働き、接触要素３２は、図示の例では、平らで平行な圧平板として実現される。患者アダプタ３０は、たとえば、先細のスリーブ本体を備え、その細い方の（図では下方の）スリーブ端部に圧平板３２が配置されている。他方、太い方の（図では上方の）スリーブ端部領域では、患者アダプタ３０が、集束対物レンズ１８に取り付けられ、そこでは、集束対物レンズ１８は、必要なら、患者アダプタ３０を集束対物レンズ１８に脱着可能に固定することができる適切な構造を有する。
【００２０】
圧平板３２は、治療に際し眼１６に接触するので、衛生上の観点から重要な品物であり、したがって、各治療後に交換することが適切である。このため、圧平板３２は、患者アダプタ３０に交換可能に取り付けることができる。あるいは、患者アダプタ３０は、圧平板３２と共に使い捨てユニットを形成することができ、そのため、圧平板３２は、患者アダプタ３０に非脱着式に連結することができる。
【００２１】
いずれの場合でも、眼に対向する圧平板３２の下面が平らな接触面３４を形成し、治療の準備のために、眼１６が接触面３４に押し付けられる。これにより、眼の前面の平坦化が行われ、同時に、３６によって示されている眼１６の角膜を変形させる。
【００２２】
接触面３４をビーム焦点のｚ制御の基準として使用することを可能にするために、レーザ手術装置の座標システムで接触面３４のｚ位置を知ることが必要である。不可避な製造公差のために、異なる圧平板、またはそれぞれに圧平板３２が装着された異なる患者アダプタ３０を取り付けた場合、接触面３４のｚ位置、および可能性としてさらに角度配向が、多かれ少なかれ有意な変化を示すことを排除することはできない。これら変化をビーム焦点のｚ制御において考慮しない限り、眼１６に行う切開の実際の位置に好ましくない誤差が生じる。
【００２３】
したがって、レーザ手術装置１０は、固定式に配置された半透明偏向ミラー４０によってレーザ１２の治療レーザ放射のビーム経路１４内に結合される測定ビームを発射する光コヒーレンス干渉測定装置３８、たとえばＯＬＣＲ測定装置（ＯＬＣＲ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｏｗ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（光低コヒーレンス反射率測定））を備える。測定装置３８は、生成測定ビームを、眼１６から戻ってくる反射ビームと干渉させる。このようにして取得した干渉測定データから、接触面３４のｚ位置を、レーザ手術装置の座標システムを基準にして求めることができる。それ故、干渉測定データを位置測定データと呼ぶこともできる。処理および制御ユニット２２は、測定装置３８から干渉測定データを取得し、そのデータから、測定ビームがそこで入射し、または測定ビームがそこを通過する接触面３４の箇所のｚ位置を計算する。それに続く眼１６のレーザ治療では、処理および制御ユニット２２は、ビーム焦点のｚ制御において、そのように求められた接触面３４の実際のｚ位置を考慮に入れ、これによって、切開が、角膜３６の深さの意図する位置に実際に行われるようになる。このために、設定するビーム焦点のｚ位置は、処理および制御ユニット２２によって、測定された接触面３４のｚ位置を基準にされる。
【００２４】
図示の例では、測定装置３８によって発射された測定ビームは、スキャナ２０を通過する。これによって、測定ビームにもスキャナ２０の偏向機能を使用することができるようになる。スキャナ・モジュール２０はまた、より小型のミラーを装備し、極めてより素早く作動する、ＯＬＣＲ専用の第２の独立したスキャナを備え得る。他方、測定装置３８の実際のスキャナ・ミラーを、ＯＬＣＲの第１のビーム経路１４ａ内に別に配置することもできる（図１には示さず）。このようにして、様々な箇所での、測定ビームによる接触面３４のサンプリング、したがって接触面３４のｚ測定が可能になる。このようにして、ｘ−ｙ面内の異なる箇所に関し、それぞれの場合にそこで測定された接触面３４のｚ位置を与え、またはｚ補正値を与える表または他の適切なデータ構造を生成することが可能になり、そのｚ補正値は、局所的に測定された接触面３４のｚ位置に応じて計算され、ビーム焦点のｚ制御において、処理および制御ユニット２２によって考慮される。たとえば、切開プロフィールが、実施すべき各光切断に関して、そのｚ位置をレーザ手術装置の座標システム内の既知の所定の点を基準にして与える表によって、定義されている場合、切開プロフィールに関する表を、上記ｚ補正値に基づき処理および制御ユニット２２によって適切に補正することができる。
【００２５】
一実施形態では、スキャナは、レーザ放射および測定ビームのｘ−ｙ偏向に共通に使用される１対のミラーまたは別の偏向技法によって作動する偏向ユニットを備え得る。別の実施形態では、スキャナ２０は、別々の対のミラー、または、一般に、別々の偏向ユニットを備え得、それらの一方はレーザ放射のｘ−ｙ偏向に使用され、他方は測定ビームのｘ−ｙ偏向に使用される。測定ビーム用の偏向ユニットは、たとえば、レーザ放射用の偏向ユニットより、小さく、素早く運動可能なミラーを備え得る。さらに別の実施形態では、測定ビーム用の偏向ユニットを、測定ビームのビーム経路の、偏向ミラー４０の前に位置する部分に配置することができる。この部分は、図１に１４ａによって示されている。
【００２６】
さらに代替実施形態では、スキャナ２０を、レーザ放射の伝播方向内の偏向ミラー４０の前に配置することができ、したがって、単一の箇所での接触面３４のｚ測定のみが、可能になることを理解されたい。この場合、処理および制御ユニット２２は、ビーム焦点のｚ制御において、ｘ−ｙ面の全箇所に等しく適用される包括的ｚ補正量を計算することができる。
【００２７】
参照符合４２は、治療レーザ放射を誘導する働きをする別の固定偏向ミラーを示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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