(57)【要約】      （修正有）【課題】眼科手術のための改良された圧平レンズを提供する。【解決手段】光のビーム１１を生成するように構成された光源１０と、光のビームを束ねるように構成された集束レンズ１６であって、集束された光のビームが眼球１８の角膜６内に１５μｍ以下の直径の焦点領域を有するように構成された集束レンズと、手術される眼球１８と接触するように構成され、集束された光のビームに対して少なくとも９０％の透過率を有し、１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品４ｂであって、集束された光のビームが該接触ガラス部品を通過した時に、集束された光のビームに多くともおよそλ／２の波面収差しか導入しないように構成された接触ガラス部品と、眼球の角膜内の手術領域に対して、１５ｍｍ以下の直径の焦点領域を有する集束された光のビームを繰り返しかつ連続的に導き、角膜に切開を形成するように構成された光学的手段とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術を行う装置であって、
光のビームを生成するように構成された光源と、
前記光源と光学的に連絡する、前記光のビームを集束された光のビームに束ねるように構成された集束レンズであって、前記集束された光のビームが眼球の角膜内に１５μｍ以下の直径の焦点領域を有するように構成された集束レンズと、
手術される眼球と接触するように構成され、前記集束された光のビームに対して少なくとも９０％の透過率を有し、前記集束された光のビームに対して１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品であって、前記集束された光のビームが該接触ガラス部品を通過した時に、前記集束された光のビームに多くともおよそλ／２の波面収差しか導入しないように構成された接触ガラス部品と、
前記眼球の角膜内の手術領域に対して、１５ｍｍ以下の直径の焦点領域を有する前記集束された光のビームを繰り返しかつ連続的に導き、前記角膜に切開を形成するように構成された光学的手段と
を含むものであることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記接触ガラス部品がレンズであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記接触ガラス部品は、前記眼球を平坦化するように構成された圧平板であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記圧平板が平行平面板であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接触ガラス部品は、およそ７ｍｍ以下の厚さを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記接触ガラス部品は、およそ１ｍｍ以上の厚さを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記集束レンズは、前記光のビームに多くともλ／１０の波面収差しか導入しないものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光学的手段は、平らな切開を生成するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記光学的手段は、前記手術領域において前記焦点領域が実質的に一定の深さを有するように、前記光のビームを束ねるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記光学的手段は、前記切開が実質的に一定の深さを有するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記生成された光のビームは、３００ｎｍから１９００ｎｍの間の波長を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光のビームを生成する前記光源は、パルスレーザー光源、特にフェムト秒レーザー光源であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記接触ガラス部品は、前記光のビームが前記接触ガラス部品を通過した時に、前記光のビームに多くともλ／４の波面収差しか導入しないように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記接触ガラス部品は、前記光のビームが前記接触ガラス部品を通過した時に、前記光のビームに多くともλ／１０の波面収差しか導入しないように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
眼科手術を行う方法であって、
光のビームを生成する工程と、
前記光のビームを集束された光のビームに束ねる工程と、
前記集束された光のビームに対して少なくとも９０％の透過率を有し、前記集束された光のビームに対して１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品を設け、手術される眼球上に該接触ガラス部品を接触させる工程と、
前記集束された光のビームを前記接触ガラス部品を通して前記眼球に導き、前記接触ガラス部品は、前記集束された光のビームに多くともおよそλ／２の波面収差しか導入せず、該集束された光のビームは、１５μｍ以下の直径を有する焦点領域を前記眼球の角膜内に有するものとする工程と、
前記眼球の角膜内の手術領域に対して、前記１５μｍ以下の直径の焦点領域を有する前記集束された光のビームを連続的に導くように前記導く工程を繰り返し、前記角膜に切開を形成する工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記接触ガラス部品がレンズであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接触ガラス部品は、前記眼球を平坦化するように構成された圧平板であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記光のビームは、フェムト秒の範囲のパルス持続時間を有するパルス光ビームであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記集束レンズは、前記光のビームに多くともおよそλ／１０の波面収差しか導入しないことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
眼球に接触するように構成された、１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品。
【請求項２１】
眼球を平坦化するように構成されたレンズ又は圧平板であることを特徴とする請求項２０に記載の接触ガラス部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼球の医療手術を行う技術に関する。
【０００２】
本発明は、特に、眼科手術のための改良された圧平レンズ又は圧平板に関する。
【背景技術】
【０００３】
パルスレーザー放射は、眼科手術において、例えば角膜に切開を形成するために、又は、角膜から組織を切除するために使用される。放出されたレーザー放射は角膜組織で光切断プロセスを引き起こし、これによって組織の分離又は組織部分の除去が起こる。このような角膜の手術は、例えば、眼球の視力欠陥の状態を軽減させるために、又は完全に治療するために、屈折力矯正プロセスの範囲内で起こり、その過程において、角膜は再形成され、これによってその屈折特性が変えられる。
【０００４】
角膜手術の主な屈折力矯正プロセスは、いわゆるＬＡＳＩＫプロセス（レーザー角膜切削形成術）である。この場合、角膜から小さいカバーが（いわゆるマイクロケラトームの振動する切断ブレードによって）機械的に、又は（レーザー放射、例えばいわゆるフェムト秒レーザーシステムによって）光学的に切断される。このカバーは、その縁の一部によって角膜と繋がっている。その後、このカバー（通例的にフラップとも呼ばれる）は片側で折り畳まれ、その結果、カバーの下に位置する実質層にアクセス可能になる。間質組織は、特定の患者のために調べられた切除プロファイルに従って、レーザー放射によって除去される。カバーは折り畳みを戻され、その結果、傷口を比較的迅速に治癒することが可能となり、改善された視野能力が極めて短い期間内で達成される。
【０００５】
従来のフェムト秒レーザー・マイクロケラトームは、フェムト秒レーザー光源、手術領域に対してフェムト秒レーザー光源のレーザービームを連続的に偏向させるスキャナ、集束光学素子及び眼球の角膜上に配置される圧平板又は圧平レンズを含む。
【０００６】
フェムト秒（レーザー）マイクロケラトームを使用した場合、角膜中のＬＡＳＩＫによる切開は、角膜実質層における複数の微細な光切断のほぼ平面的な並置によって生成される。この微細な光切断は、フェムト秒レーザー光源によって生成される非常に高強度（Ｉ＞１０１１Ｗ／ｃｍ２）のフェムト秒レーザービームの結果として生じ、光路折り返しミラー、拡大望遠鏡、高速スキャナ及び十分に高い開口数（ＮＡ＞０．２０）を有する高精度かつ焦点距離の短い集光対物レンズを用いて適切に寸法決めされたビームの光路を通って角膜に導かれた、フェムト秒レーザーパルスによって生成される。
【０００７】
これらのフェムト秒パルスを用いてＬＡＳＩＫによる正確な切開を得るために、角膜組織におけるフェムト秒パルスの焦点領域の空間的位置は、空間の３方向全てにおいて、約５μｍの精度で決定される必要がある。また、フェムト秒レーザーシステムを用いて確実かつ高品質なＬＡＳＩＫによる切開を得るために、フェムト秒レーザー放射の連続的なパルスの焦点領域の大きさ及び焦点領域の位置もまた、同程度の大きさの精度内で、すなわち約５μｍの精度内で所定の値と位置を達成する必要がある。
【０００８】
良好な治療の成功のため、所定のフルエンス、すなわちエネルギー密度Ｆ（Ｆ＝Ｅ／Ａ；Ａ〜ｄＦ２；単位表面あたりのエネルギー）で、可能な限り低いレーザーエネルギーＥによって確実なレーザー誘起光学破壊（ＬＩＯＢ）を得るために、焦点領域の直径ｄは可能な限り小さいことが要求される。この場合、低レーザーパルスエネルギーでもレーザー誘起光学破壊のための閾値Ｆｔｈを確実に上回る。その結果、過剰にエネルギーが高く強力なフェムト秒レーザーパルスによる、角膜及び虹彩への損傷を回避することができる。
【０００９】
レーザー誘起光学破壊のために、約１Ｊ／ｃｍ２〜約３Ｊ／ｃｍ２のフルエンスが必要とされる。また、正確に同じ深さ（焦点領域の直径ｄＦ）に位置する、小さい、密接に隣り合った微細な光切断は、フェムト秒ＬＡＳＩＫプロセスの場合において、最高品質の、すなわち粗さが極めて低い切開を提供する。これに関連して、ＬＩＯＢの閾値を超過することが必要である。
2015003024.tif 000003
フルエンスは焦点直径の２乗に反比例し、結果として、焦点領域の直径が小さくなると、フルエンスは（レーザーパルスエネルギーＥが低くても）レーザー誘起光学破壊のための閾値Ｆｔｈより大きくなることが認められる。
【００１０】
理論的には、フェムト秒レーザーパルスは、最良の場合、エアリー関数から得られた直径ｄＡの大きさ程度の値に集束させることができる。
2015003024.tif 000004
この式から、最良の場合、理想的なレーザー品質ｄＦ≒ｄＡは以下のようになる。
2015003024.tif 000005
式中、ｆは集光対物レンズの焦点距離、λはフェムト秒レーザー放射の波長、Ｄは集束レンズにおける開口又はレーザービームの直径である。
しかしながら、この値は、（基本モードにおいて又は平面波において）ほぼ完璧なレーザービームと、焦点距離ｆの収差の全くない対物レンズによって集束される回折限界を前提にしている。
【００１１】
従って、フェムト秒レーザー放射が通過するビームの光路全体の構造的要素の光学的な品質に関して、厳しい要求がなされる必要がある。このために、手術部位、すなわち眼球、より正確には角膜への伝播の途中でフェムト秒パルスのエネルギーの損失を最小に抑える全体の高い透過性に加えて、特に、使用される光学部品に収差がないことに関して、厳しい要求がなされる。また、可能な限りレーザー放射の波面の変形が起こらないことが要求される。これは、典型的に、フェムト秒レーザービームの平面性、均質性及び歪みのない光学誘導によって、波長の分数、例えばλ／ｎの形式で表される。フェムト秒レーザービームの光路において最も高価で最も複雑な光学部品、例えば、拡大望遠鏡及び集光対物レンズは、この収差が大幅に少ないことで特徴付けされることは言うまでもないが、ビームの光路内で使用される光路折り返しミラー、及び、スキャナで使用される偏向ミラーもまた、フェムト秒レーザーパルスの波面の高平面性及び低変形に関する要求を満たす必要がある。
【００１２】
任意の光学素子によって変形された波面は、他の光学素子を用いて容易に補正することができず、所望の最適な、すなわち、「シャープな」焦点合わせを妨げる。波面が変形される場合、このシャープな焦点合わせは高品質な集光光学部品を用いても得ることができない。
【００１３】
フェムト秒ＬＡＳＩＫプロセスの間、装置を保持するいわゆる吸引リングは、通例的に、患者の眼球とのインターフェースとして使用され、減圧による患者の眼球上への吸引によって装着される。結果として、眼球は、（角膜と接触する）接触ガラス、例えばいわゆる圧平板又はレンズを含む装置と連結される。結果として、眼球は、フェムト秒レーザービームの集光対物レンズに対して所定の位置に配置される。
【００１４】
更に、接触ガラスは参照面を構成し、フェムト秒レーザービームの焦点位置はこの参照面に対して定められることができる。この焦点位置を定めることは、正確に所望の深さに、例えば±１０μｍ未満の深度の精度で約１２０μｍの深さにＬＡＳＩＫによる切開を実施することを可能にするために、特にＺ方向に関して、すなわち、角膜における、接触ガラスの反対側の焦点の深さの位置に関してが重要である。
【００１５】
使用される接触ガラスは、球状又は平面状の設計のものとすることができる。平面状の圧平板の形態をとる接触ガラスは、フェムト秒レーザービームの焦点を均一な深さに維持することを容易にするが、角膜の湾曲を圧平するので、角膜の自然な曲率をシミュレートした球状にカーブした圧平レンズの形態をとる接触ガラスよりも、眼圧が明らかにより大幅に、すなわち約１００ｍｍＨｇ（０．１３３バール）より大きく増加する。しかしながら、球状にカーブした接触ガラスは、例えば、Ｚ軸方向の集光対物レンズの焦点距離の迅速な変化によって、焦点の均一な深さを制御するために、多大な努力が必要とされる。
【００１６】
従来技術には、２７５ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲内で、９０％より高い透過性を有する圧平レンズであって、角膜曲率に対応する曲率を示すことを特徴とするコンタクトレンズが記載されている。ＬＡＳＩＫ手術の間、曲率の影響を補正するために、焦点位置がＺ方向に動かされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、ＬＡＳＩＫによる切開の質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、少なくとも部分的に透過性であり、通過した光のビームに多くとも約λ／２の、好ましくは多くとも約λ／４の、非常に好ましくは多くとも約λ／１０の波面収差しか導入しない光学的な眼球用接触ガラス部品によって達成される。光学的な眼球用接触ガラス部品は、いわゆる圧平板又は圧平レンズであっても良い。光学的な眼球用接触ガラス部品は、通過する光のビームに多くとも約λ／２の、好ましくは多くとも約λ／４の、非常に好ましくは多くとも約λ／１０の波面収差しか生じさせない一つの材料又は複数の材料から構成されても良い。光学的な眼球用接触ガラス部品は、通過する光のビームに対して、約１．５００〜約１．５５０の範囲の、又は、実施形態によると、約１．５００〜約１．５１５の範囲の屈折率を有する材料から成る。
【００１９】
このような屈折率を有する材料は、商標名ＺＥＯＮＥＸのもとに利用可能である。好ましくは、上記眼球用接触ガラス部品はこの材料から形成される。この材料は、比較的安価であり、生体適合性が高く、十分に滅菌可能である。上記屈折率を有する材料は、高い光学品質と、輪郭がシャープになることによる寸法公差に関する高い適合度を提供する。このような特徴は、通過する光のビームに多くともλ／１０の非常に小さな波面収差しか導入しない眼球用接触ガラス部品を得るために役立つ。この材料に関する更なる詳細を以下に示す。
【００２０】
フェムト秒レーザー・マイクロケラトームを用いて確実な切開を得るために、フェムト秒レーザー光源のビーム、フェムト秒レーザー放射が通過する集束光学素子及び発散光学素子の品質に関して厳しい要求がなされる。しかしながら、当業者はこれまで、最も重要ではない、しかしながら無視できない部品、すなわち眼球用接触部品を光学的品質検査に含めていなかった。この比較的単純な部品もまた、フェムト秒レーザーパルスが通過する過程で、フェムト秒レーザー放射の焦点合わせの能力が大いに損なわれるように、（予め複雑な手段によって維持された）波面の質を下げる可能性があることは自明である。これによって、特定の状況下ではレーザー誘起光学破壊及び／又はプラズマが角膜中で起こらず、その場合、ＬＡＳＩＫによる切開は、結果として成功しないか、粗悪な結果となるか、又は非常に高いフェムト秒パルスのエネルギーで生成される必要がある。
【００２１】
光学的接触部品は、そこを通過する光のビームの波長が約１０００ｎｍ〜約１２００ｎｍの範囲内で、多くとも約λ／２の、好ましくは多くとも約λ／４の、非常に好ましくは多くとも約λ／１０の波面収差しか生じさせない。典型的なフェムト秒レーザー光源は、例えば、約１０３５ｎｍ±１０ｎｍの波長を有するレーザーパルスを生成する。一つの実施形態では、光学的接触部品は、少なくともこの範囲内で低波面収差を示すはずであり、約５２０ｎｍの波長では約２倍の波面収差を生じさせる可能性がある。いくつかの実施形態では、光学的接触部品は、該光学的接触部品を通過する光のビームの波長が約３４０ｎｍ〜約３６０ｎｍを含む約３００ｎｍ〜約１９００ｎｍの範囲内で、多くとも約λ／２の、好ましくは多くとも約λ／４の、非常に好ましくは多くとも約λ／１０の低い波面収差を示す。いくつかの例では、約３４０ｎｍ〜約３６０ｎｍを含む、約３００ｎｍ〜１９００ｎｍの間の波長を有する光のビームを生成するように構成された光源が、光学的接触部品と共に眼球の治療に使用するために設けられる。いくつかの実施形態では、フェムト秒レーザー又はアト秒レーザーが光源として利用される。
【００２２】
光学的眼球用接触部品は、約１．５１５〜約１．５５０の、非常に好ましくは約１．３７０の屈折率η１を示しても良い。角膜の屈折率η２が約１．３７０であり、光学的眼球用接触部品の屈折率が同じ屈折率を示す場合、光学的眼球用接触備品から角膜への移動において光のビーム又はレーザービームの質及び／又は強度は減少されない。
【００２３】
反射ロスＲは以下のように計算される。
2015003024.tif 000006
η２≒η１の時、反射ロスはほとんど発生しない。
【００２４】
光学的眼球用接触部品は、生体適合性であっても良い。生体適合性の材料は、眼球に悪影響が全くない。光学的眼球用接触部品は、使用中、眼球と接触する領域に生体適合性の層を有しても良い。生体適合性の層は、例えば、タンパク質であっても良い。
【００２５】
光学的接触部品は、フェムト秒レーザーパルスに対して高い安定性を示しても良い。これは、特に、レーザーパルスの高エネルギー密度のために重要である。（例えば、フェムト秒レーザーパルスに対する）高い放射強度（高損傷閾値）に対する高い安定性は、例えば光学的眼球用接触部品の高い透過率によって得られても良い。光学的眼球用接触部品は、約３００ｎｍ〜約１９００ｎｍの波長の範囲内で約９０％より高い透過率を示しても良い。光学的眼球用接触部品は、例えば、ＢＫ７タイプのガラスから成っても良い。例えば、１０ｍｍの厚さを有するＢＫ７タイプのガラスは、約３００ｎｍ〜約１９００ｎｍの波長の範囲内で９０％より高い透過率を示しても良く、ガラスの厚さがより薄い場合、透過率はより高くなっても良い。また、光学的眼球用接触部品は、石英ガラス（溶融シリカ）から成っても良い。いくつかの実施形態では、光学的眼球用接触部品は、例えば、ＺＥＯＮＥＸ  ６９０Ｒ等の環状オレフィンポリマーを含むポリマーから成っても良い。いくつかの実施形態では、光学的眼球用接触部品は、約３００ｎｍ〜約５６０ｎｍの間の波長、約３４０ｎｍ〜約３６０ｎｍの間の紫外波長及び約１７００ｎｍ〜約１９００ｎｍの間の波長を含む、約３００ｎｍ〜約１９００ｎｍの間の波長で使用されるように構成される。
【００２６】
光学的眼球用接触部品は、光学プラスチックから成っても良い。結果として、光学的眼球用接触部品は、高品質でありながら、比較的安価になる。
【００２７】
本発明の更なる態様は、上記のフェムト秒レーザー光源及び眼球用接触部品を含むフェムト秒レーザーシステムに関する。このフェムト秒レーザーシステムは、患者の眼球の手術部位にフェムト秒レーザービームを位置合わせするための少なくとも一つの偏向ミラーを有するスキャナと、フェムト秒レーザー光を集束するための集束光学素子を更に含んでも良い。
【００２８】
また、本発明は、眼科手術を行うための装置及び眼科手術の方法と関連して実用的に実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明は、添付された図面を参照してより詳細に説明される。
【図１】フェムト秒マイクロケラトームを大幅に簡略化した概略図である。
【図２】従来の光学的眼球用接触部品の場合における焦点領域の位置及び直径を示す図である。
【図３】本発明による光学的眼球用接触部品の場合における焦点領域の位置及び直径を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、低い波面収差でフェムト秒レーザービーム１１を生成するフェムト秒レーザー光源１０を有するフェムト秒マイクロケラトームを示す。フェムト秒レーザービーム１１は、光学スキャナの第１の偏向ミラー１２と第２の偏向ミラー１４によって偏向され、その結果、患者の眼球１８の角膜６上の手術領域における任意の点に到達することができる。第１の偏向ミラー１２によって、及び、第２の偏向ミラー１４によって偏向されたフェムト秒レーザービーム１１は、集束光学素子１６によって束ねられ、本発明による光学的接触部品４ｂに入射する。本発明による光学的眼球用接触部品４ｂは、角膜６を平坦化する。結果として、集束光学素子１６と角膜６の間の所定の間隔を維持することができる。フェムト秒レーザービーム１１が光学的接触部品から出てきた時、レーザー誘起光学破壊がほぼフェムト秒レーザービーム１１の焦点領域で、すなわち、ほぼ集光対物レンズ１６の焦点距離の面で起こる。角膜６内の手術領域に対して連続的に導かれた複数のフェムト秒レーザービーム１１によって、眼球１８の角膜６の内部に平らな切開が形成される。光学的接触ガラス部品４ｂは手術される角膜６の領域を覆う。すなわち、いくつかの実施形態によると、光学的接触ガラス部品は、典型的に円形形状をとり、その直径は、角膜の直径、又は、少なくとも手術が行われる角膜の領域の直径に概ね相当する。接触ガラス部品の厚さは、典型的に１〜８ｍｍの範囲、通常はおよそ３ｍｍである。
【００３１】
図２は、従来の眼球用接触部品４ａの場合における波の進行を示す。非常に質の高いフェムト秒レーザービーム１は、例えばλ／１０の波面収差を生じさせる良質な集束レンズ２に向かって導かれる。集束レンズ２は、入射したフェムト秒レーザー１を、依然として高い品質を示す集束されたフェムト秒レーザービーム３に束ねる。本発明の説明において、レーザービームの高い品質とは、波面収差が小さいことを意味する。集束されたフェムト秒レーザービームは、従来の眼球用接触部品４ａ、例えば、圧平板又は圧平レンズにぶつかる。従来の眼球用接触部品は、例えば、２．２λの波面収差を生じさせる。この光学的に低品質な従来の眼球用接触部品のため、波面収差７ａが生じる。従って、集束されたフェムト秒レーザービーム３から得られる焦点領域５ａの直径は、エアリー関数に基づいて得ることができる理論的な直径よりも大幅に大きくなる。更に、従来の眼球用接触部品で起こる波面収差のため、焦点領域５ａは、変化する及び／又は不均一な焦点の深さｈａの位置に配置される。
焦点領域５ａの比較的大きな直径のため、角膜における切開のためのレーザー誘起光学破壊を得るために、より高いレーザーパルスエネルギーが必要とされる。更に、焦点領域５ａが変化する及び／又は不均一な焦点の深さｈａの位置に配置されるため、最適な手術結果（すなわち切開の質）が得られず、従って、フェムト秒レーザーによる切開は粗悪なものになる。
【００３２】
図３は、本発明による眼球用接触部品の場合における波面収差を示す。図３は図２に似ており、図面における同様の構成要素及び部品は同じ符号で表される。
【００３３】
質の高い、すなわち低い波面収差を有するフェムト秒レーザービーム１は、約λ／１０の波面収差を生じさせる集束レンズ２によって、低い波面収差を有する集束されたフェムト秒レーザービーム３に束ねられる。集束されたフェムト秒レーザー３は、多くとも約λ／２の、好ましくは多くとも約λ／４の、非常に好ましくは多くとも約λ／１０の波面収差しか生じさせない光学的眼球用接触部品４ｂを通過する。本発明による光学的眼球用接触部品４ｂによって生じる低い波面収差のため、波面７ｂもまた、高い質を有する。従って、集束されたフェムト秒レーザービーム３から得られた角膜内の焦点領域は、エアリー関数から得られた最小の直径をほぼ示す。更に、焦点領域は、角膜６においてほぼ一定の深さｈｂの位置に配置され、切開の粗さは低減される。
【００３４】
シミュレーションは、１０３５ｎｍ±２．５ｎｍの波長を有するフェムト秒レーザービームの場合、及び、２．２０λの波面収差を生じさせる従来の光学的眼球用接触部品の場合、焦点領域の半径が３０μｍ以上となることを示した。空気中において、焦点領域の中心は、光学的眼球用接触部品と空気の境界面から２２０μｍの距離に配置される。従来の光学的眼球用接触部品の場合、焦点面においてＰＶ値（ピークバレー）が１．４１λの波面収差が生じる。
【００３５】
同じ条件下で、０．００λの波面収差を生じさせる理想的な眼球用接触部品の場合、焦点領域の半径は１５μｍ以下となる。空気中において、焦点領域の中心は、光学的眼球用接触部品と空気の境界面から３８０μｍの距離に配置される。焦点領域において０．６２λのみのレーザービームの波面収差のＰＶ値が生じる。
【００３６】
上記のシミュレーションにおいて、本発明による眼球用接触部品４ｂは、厚さが７ｍｍであり、材料ＢＫ７から成る平行平面板から形成された。入力されたビームは、ガウス型の平面波と１５ｍｍの直径を有していた。手術領域の直径は６ｍｍであった。集光対物レンズは、２つの発散レンズと１つの集束レンズを含んでいた。集束対物レンズの製造公差及び球面は考慮されていない。空気中における対物レンズの焦点距離は、最後の主面から始まって、３８ｍｍとなった。
【００３７】
このシミュレーションは、単に光学的接触部品の波面品質の影響の粗いデモンストレーションを表している。最良の光学装置を用いてｄＦ≒５μｍの焦点直径を実際に得られたことから、今回の単純なシミュレーションの場合のような３つのレンズを含む正確な集光対物レンズを用いた、すなわち単純な対物レンズを用いない実際のシステムにおいて、光学的接触部品の平均的な波面品質への影響は、明らかに大きくなる。最適化されていない圧平板の影響の結果は、焦点直径が
2015003024.tif 000007
となり明らかに悪くなる。良好な波面収差補正を有する光学的接触部品を使用する場合、約１０ｍｍ〜１２ｍｍ（実際には更に大きい）の走査領域では、粗悪な波面収差補正を有する光学的接触部品と比較した差が増加する強い傾向がみられる。
【００３８】
本発明は、焦点領域の直径が理論的に可能な最小の値をほぼ示し、その結果として、レーザー誘起光学破壊を生成するために必要とされるフェムト秒パルスエネルギーが低くなるという利点を有する。更に、本発明による光学的眼球用接触部品は、焦点領域が該光学的眼球用接触部品から一定の距離に配置されるため、高品質の切開を可能にする。
【００３９】
本発明は添付した特許請求の範囲にも記載されている。全ての請求項の内容を組み合わせることができる。特に、一つ以上の従属項をそれらが従属している請求項と組み合わせることができる。
【図１】
2015003024.tif 000008
【図２】
2015003024.tif 000009
【図３】
2015003024.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月13日(2014.8.13)
【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】
眼科手術を行う装置であって、
光のビームを生成するように構成された光源と、
前記光源と光学的に連絡する、前記光のビームを集束された光のビームに束ねるように構成された集束レンズであって、前記集束された光のビームが眼球の角膜内に１５μｍ以下の直径の焦点領域を有するように構成された集束レンズと、
手術される眼球と接触するように構成され、前記集束された光のビームに対して少なくとも９０％の透過率を有し、前記集束された光のビームに対して１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品であって、前記集束された光のビームが該接触ガラス部品を通過した時に、前記集束された光のビームに多くともおよそλ／２の波面収差しか導入しないように構成された接触ガラス部品と、
前記眼球の角膜内の手術領域に対して、１５μｍ以下の直径の焦点領域を有する前記集束された光のビームを繰り返しかつ連続的に導き、前記角膜に切開を形成するように構成された光学的手段と
を含むものであることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記接触ガラス部品がレンズであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記接触ガラス部品は、前記眼球を平坦化するように構成された圧平板であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記圧平板が平行平面板であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接触ガラス部品は、およそ７ｍｍ以下の厚さを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記接触ガラス部品は、およそ１ｍｍ以上の厚さを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記集束レンズは、前記光のビームに多くともλ／１０の波面収差しか導入しないものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光学的手段は、平らな切開を生成するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記光学的手段は、前記手術領域において前記焦点領域が実質的に一定の深さを有するように、前記光のビームを束ねるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記光学的手段は、前記切開が実質的に一定の深さを有するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記生成された光のビームは、３００ｎｍから１９００ｎｍの間の波長を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光のビームを生成する前記光源は、パルスレーザー光源、特にフェムト秒レーザー光源であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記接触ガラス部品は、前記光のビームが前記接触ガラス部品を通過した時に、前記光のビームに多くともλ／４の波面収差しか導入しないように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記接触ガラス部品は、前記光のビームが前記接触ガラス部品を通過した時に、前記光のビームに多くともλ／１０の波面収差しか導入しないように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
眼球に接触するように構成された、１．５００〜１．５５０の範囲の屈折率を有する材料から成る接触ガラス部品。
【請求項１６】
眼球を平坦化するように構成されたレンズ又は圧平板であることを特徴とする請求項１５に記載の接触ガラス部品。
【外国語明細書】
2015003024000001.pdf