(57)【要約】  本発明は、対象（１）を結像するための観察装置（１３）と、レーザ光（３２）が対象（１）の所定の部位（２）にわたって走査しながら送られるレーザ走査装置（１５）とを含む、レーザ光（３２）を利用して特に光切断法を用いて対象（１）を処置する装置に関する。本発明によって、このような装置は、対象（１）を結像するための第１の対物レンズ（１４）を有する観察装置（１３）と、第２の対物レンズ（１６）を有し、該第２の対物レンズを通してレーザ光（３２）が送られるレーザ走査装置（１５）とを有し、２つの対物レンズ（１４、１６）は像内に表示可能な領域の大きさ、および／またはレンズ・像間距離が互いに異なっており、さらに、第１の動作モードでは第１の対物レンズ（１４）を通して、また第２の動作モードでは第２の対物レンズ（１６）を通して対象（１）のそれぞれの領域を交互に結像するための手段を備えている。それによって、双方の動作モードでそれぞれの要求に適合する対物レンズ（１４または１６）を結像のためにそのつど使用することができる。
2008506432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光（８）を利用して対象（１）を処置する装置であって、基本的に、
該対象（１）を結像するための第１の対物レンズ（１４）を有する観察装置（１３）と、
第２の対物レンズ（１６）を有し、該第２の対物レンズを通して該レーザ光（８）が、処置すべき該対象（１）の内部の部位（２）を通して走査しながら送られるレーザ走査装置（１５）とを有し、
該２つの対物レンズ（１４、１６）は像内に表示可能な領域の大きさ、および／またはレンズ・像間距離が互いに異なっており、さらに、
第１の動作モードでは該第１の対物レンズ（１４）を通して、また第２の動作モードでは該第２の対物レンズ（１６）を通して該対象（１）を交互に結像するための手段を備える装置。
【請求項２】
前記２つの対物レンズ（１４、１６）に対する前記対象（１）の位置を変更するための位置決め装置を備え、
前記第１の動作モードでは前記対象（１）は前記第１の対物レンズ（１４）に合焦され、
前記第２の動作モードでは前記対象（１）は前記第２の対物レンズ（１６）に合焦されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記レーザ走査装置（１５）の光路内に、前記対象（１）の前記部位（２）から発し、前記第２の対物レンズ（１６）を透過する光用の、好ましくはビームスプリッタとして実施された減結合光学系（２３）を備え、
前記観察装置（１３）の光路内に、前記減結合された光用の結合光学系（２４）を備え、
光を該減結合光学系（２３）から該結合光学系（２４）へと伝送するための光学または電子光学アセンブリを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の対物レンズ（１４）と前記結合光学系（２４）との間の光路内に、前記第２の動作モードで前記第１の対物レンズ（１４）から来る光を遮断するシャッタ（３０）を備え、かつ／または、
前記第２の対物レンズ（１６）と前記結合光学系（２４）との間の光路内に、前記第１の動作モードで前記第２の対物レンズ（１６）を通過する光を遮断するシャッタ（３１）を備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記観察装置（１３）は立体顕微鏡として構成され、基本的に、
前記第１の対物レンズ（１４）と、
立体表示を可能にする分離した２つの結像光路（１７．１、１７．２）とを含み、該双方の結像光路（１７．１、１７．２）内にはそれぞれ、
前記第１の動作モード中に異なる倍率を設定するための倍率変更器（１８．１、１８．２）と、
管レンズ系（１９．１、１９．２）と、
接眼レンズ（２０．１、２０．２）とを含み、さらに、
２つのビームスプリッタ（２５．１、２５．２）から構成された結合光学系（２４）を含み、一方のビームスプリッタ（２５．１）は該結像光路（１７．１）内において、また第２のビームスプリッタ（２５．２）は該結像光路（１７．２）内において、好ましくはそれぞれ該倍率変更器（１８．１、１８．２）と該管レンズ系（１９．１、１９．２）との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記２つのビームスプリッタ（２５．１、２５．２）の間に、前記第１の動作モードで前記結像光路（１７．１、１７．２）の相互の影響を防止するシャッタ（３３）を備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
光を前記レーザ走査装置（１５）から前記観察装置（１３）へと伝送するために、レンズ、プリズム、偏光素子、および／または光ファイバ光導体からなる光学アセンブリを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
光を前記レーザ走査装置（１５）から前記観察装置（１３）へと伝送するために、基本的に、
前記第２の対物レンズ（１６）を通過する光束を中間像（２７）に集中するためのレンズ群（２６）と、
該中間像（２７）を前記観察装置（１３）の前記結像光路内に結像するためのレンズ群（２８）と、
偏光および／または回折のための光学素子とを含む光学アセンブリを備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
光の伝送経路内に、焦点距離、ひいては結像基準を変更するための、好ましくは相互に位置変更可能な２つのレンズまたはレンズ群を有する光学系（３４）が配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
光を前記レーザ走査装置（１５）から前記観察装置（１３）へと伝送するための電子光学アセンブリを備え、
前記第２の動作モードでは前記対象（１）の結像は前記第２の対物レンズ（１６）を用いてビデオ対物レンズ（３５）を介してＣＣＤレシーバ（３６）で行われ、
該ＣＣＤレシーバ（３６）の後には画像信号処理装置（３７）と画像再生装置（３８）とが接続され、
該画像再生装置（３８）で再生される画像を前記観察装置（１３）の結像光路（１７．１、１７．２）内で結合するための手段が備えられ、それによって、
前記第２の動作モードで前記第２の対物レンズ（１６）を用いて生成された画像が接眼レンズ（２０．１、２０．２）を通して目視できることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
画像再生装置（３８）としてＬＣディスプレイを備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
光を前記レーザ走査装置（１５）から前記観察装置（１３）へと伝送するために、光学アセンブリおよび電子光学アセンブリが利用でき、互いに選択的に交換可能であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
処置工程に関連する処理パラメータ、
前記対象（１）を構成する材料の特性に関する数値、または
該対象（１）の寸法に関する数値を検出するための検出装置（５０）を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
観察装置（１３）として２つの正面対物レンズ（４０、４１）を有するグレナウ型の立体顕微鏡を備え、該正面対物レンズのそれぞれが結像光路（１７．１、１７．２）の１つに割り当てられ、前記検出装置（５０）は基本的に２つの該正面対物レンズ（４０、４１）の間のスペースに配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
処置工程に関連する処理パラメータ、
前記対象（１）を構成する材料の特性に関する数値、または
該対象（１）の寸法に関する数値を反映するための手段が前記観察装置（１３）の前記一方または双方の結像光路（１７．１、１７．２）内に備えられていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記対象（１）から発し前記対物レンズ（１４、１６）を透過する光から分割光路を減結合するための手段を備え、該分割光路は前記対象（１）を結像するためにＣＣＤカメラ（５１）に向けられることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
基準点に対する前記対象（１）の位置を視覚化するための手段を備え、該基準点は好ましくは目標マーク（５４）の形態で構成されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記目標マーク（５４）は光学板上に固定され、該光学板は結像光路の中間像内に位置していることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象を結像するための観察装置と、レーザ走査装置とを有し、該レーザ走査装置を用いて、レーザ光がエネルギー付与のために対象上または対象内部の所定の部位にわたって走査しながら送られる、レーザ光を利用して対象を処置する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術では、視力障害を除去するために例えば眼の角膜（角膜）を形成するために用いられる、レーザ光を使用して対象を処置するための方法および装置が公知である。処置に必要なエネルギーはパルス式レーザ光によって組織内に投入され、光線は組織が切除されるべきレンズの領域にわたって走査しながら送られる。
【０００３】
視力障害を取り除くためのこのような眼科手術法に関連する新規の開発は、エネルギー付与のために超短パルスレーザを使用し、ｆｓ−ＬＡＳＩＫの名称で知られている。その進展状態は例えばアール  クルツ他（Ｒ．Ｋｕｒｔｚ  ｅｔ  ａｌ．）の「Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｃｏｒｎｅａｌ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｅｒｙ」Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ３５９１、２０９（１９９９）に記載されている。
【０００４】
この場合、レーザ光は角膜内でほぼ数マイクロメートルの大きさの焦点に合焦される。焦点では直接に隣接する組織を迅速に消散させ、それによってその部位の組織を切離する役割を果たすプラズマが発生する。
【０００５】
組織とレーザ光とのこのような相互作用は光切断と呼ばれている。光切断は顕微鏡的に小さい領域に限定されているので、局部的に限定された角膜組織の切離を達成するために眼内で精密な外科的切除を施すことができる。このような切離ゾーンを意図的に互いに接して配列することによって、巨視的な切除が可能になり、所定の角膜部分容積を分離することができる。この部分容積を切除することによって、角膜の所望の屈折力変化を、ひいては視力障害の修復を達成することができる。光切断に基づく方法を以下ではｆｓ−ＬＡＳＩＫと呼ぶ。
【０００６】
方法の手順は、ｆｓ−ＬＡＳＩＫを開始する前に先ず観察機器、好ましくは顕微鏡を用いて処置される対象を検査し、レーザ光の強度、パルス列、施される切除の長さと方向などの処置工程のパラメータが確定されるようにする。次にレーザ走査装置を用いて処置が行われる。
【０００７】
通常は処置結果が観察機器を用いて再び評価される。切除された修正容積の除去および傷の手当のような事後処置が行われる。
方法の個々の段階の処理と経過を最適かつ効果的なものにできるように、観察機器とレーザ走査装置とを互いに連結して、手術者が準備の際や、処置中も術後管理のためにも常に観察機器の接眼レンズへの視線を保つことができるようにすることが望ましい。
【０００８】
もちろん観察機器とレーザ走査装置との連結は、後続の処置に関して対象を評価し、処置される対象の上の、または対象内部の部位を選択することができるように、先ず準備のために像を生成しなければならない点が問題である。そのためには、処置される部位よりも明らかに大きい対象の領域を結像することが望ましい。その上、観察機器を通した観察中に器具を用いて対象を処理しなければならないことが多く、そのためには観察機器の対物レンズと対象との間に充分なスペースが必要である。
【０００９】
それを確保するため、充分に大きい対象領域の結像が可能になり、対物レンズと対象との間隔に基づいて器具による対象への処理のためのスペースもあるように、レンズ・像間距離が１００ｍｍ未満の結像系を有する観察機器が用いられる。
【００１０】
その半面、処置段階では対象と、レーザ光を対象に向ける対物レンズとの間の距離を短く保つことによって、アパーチャが比較的大きく、また視野が大きくても対物レンズをコンパクトに実施することができ、またさらに、特に対象が眼である場合には、対象を固定する役割を果たすコンタクトレンズで対物レンズと対象との間隔をブリッジ可能であることが必要である。
【００１１】
このように異なる、明らかに矛盾する光学系への要求を一方では準備段階で、また他方では処置段階で満たすために、レンズ・像間距離が可変の結像系を利用できる装置が開発されている。このような結像系は例えば米国特許出願公開第２００３／００５３２１９号明細書に記載されている。
【００１２】
この結像系は上記の理由から準備および管理モードで利用される比較的大きいレンズ・像間距離を有している。これに対して処置モード用には、光学素子を結像光路から離すことによってレンズ・像間距離が短縮される。
【００１３】
それにもかかわらず、この方法とこのような結像系の欠点は、第１に準備および管理モードでの対物レンズと対象との距離が充分に大きくはなく、立体顕微鏡による観察が不可能であり、対物レンズならびに対象の最も近くに位置する最後のレンズが極めて大きい直径を有していなければならないことである。
【００１４】
望ましいレンズ・像間距離が例えば約２００ｍｍの場合、対象に近い最後のレンズの直径は約４５ｍｍであった。しかし、このような直径では解剖学的な理由から対物レンズを対象に近づけることは困難である。なぜならば、この寸法では対物レンズが眼の処置中に患者の鼻または額とぶつかることがあるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記の先行技術を前提にして本発明の目的は、準備および管理モードだけではなく処置モードでも、処置すべき部位が観察のために人間工学的に好ましく結像されるように、冒頭に述べた種類の装置を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、レーザ光を利用して対象を処置する装置であって、基本的に、
−該対象を結像するための第１の対物レンズを有する観察装置と、
−第２の対物レンズを有し、該第２の対物レンズを通して該レーザ光が、処置すべき該対象の部位を通して走査しながら送られるレーザ走査装置とを有し、
−該２つの対物レンズは像内に表示可能な領域の大きさ、および／またはレンズ・像間距離が互いに異なっており、さらに、
−第１の動作モードでは該第１の対物レンズを通して、また第２の動作モードでは該第２の対物レンズを通して該対象のそれぞれの領域を交互に結像するための手段を備える装置によって達成される。
【００１７】
双方の動作モードでそれぞれの状態に適合する別個の対物レンズを結像のためにそのつど使用することが可能になるので、先行技術の欠点は克服される。すなわち、一方では、以下では準備および管理モードと呼ばれる第１の動作モードで、処置される部位と少なくとも同じ大きさの対象領域を好ましくは立体顕微鏡的に結像するためにレンズ・像間距離が大きい結像光学系を、また他方では、以下では処置モードと呼ばれる第２の動作モードで、レンズ・像間距離が小さい結像光学系を対象の近くへ妨害なく近づけることができ、またレーザ光の走査のためだけではなく、処置される部位の処置中の結像にも適した対物レンズを使用することが可能になる。
【００１８】
好ましくは本発明による装置は、２つの対物レンズに対する前記対象の位置を変更できるようにするために位置決め装置を備え、準備および管理モードでは対象は第１の対物レンズに合焦され、処置モードでは対象は第２の対物レンズに合焦される。
【００１９】
それによって、準備位置では対物レンズと対象との間に充分に大きな作業間隔があり、一方では、別の位置では間隔は明らかに縮小される。
したがって、発明の重要な構想は観察装置の対物レンズを処置期間ではレーザ走査装置の対物レンズと置換えることによって、レーザ走査装置と観察装置とを互いに結合し、その際にレーザ走査装置の対物レンズの走査機能は維持され、しかもこの対物レンズは補足的に観察用にも利用されることにある。
【００２０】
それを可能にするため、レーザ走査装置の光路内に、処置中に対象から発し、レーザ走査装置の対物レンズを透過する光用の減結合光学系を備え、観察装置の光路内にはこの減結合光学系と対応する結合光学系を備えることによって、処置モード中はレーザ走査装置の対物レンズが準備および管理モードでの観察に利用される観察装置の対物レンズの代わりに使用される。
【００２１】
光を減結合光学系から結合光学系へと伝送するために、光学および／または電子光学アセンブリが備えられる。観察装置の対物レンズと結合光学系との間の光路内に、処置モードで観察装置の使用されない対物レンズから来る光を遮断できる制御可能なシャッタを備えることが有利である。
【００２２】
さらに、レーザ走査装置の対物レンズと結合光学系との間の光路内に、準備および管理モードでレーザ走査装置の、この場合は使用されない対物レンズを通過する光を遮断するシャッタが備えられる。
【００２３】
このように、それぞれの動作モードで迷光による結像の不都合な影響が回避される。
本発明による装置の特に好ましい実施形態では観察装置が立体顕微鏡として構成され、基本的に、
−第１の対物レンズとしての立体顕微鏡の対物レンズと、
−立体表示を可能にする分離した２つの結像光路とを含み、
−双方の結像光路内にはそれぞれ、異なる結像基準を設定するための倍率変更器と、管レンズ系と、接眼レンズとを含み、
−さらに、結合光学系を含んでいる。
【００２４】
結合光学系は基本的にビームスプリッタ立方体として、またはビームスプリッタ板として実施される１つまたは２つのビームスプリッタからなることができ、それぞれ２方向からの光が結合され、２方向で減結合されることができるように構成されている。このようにして、視覚による観察のために結像光路内に像を反射する他に、例えばＣＣＤカメラのような別の観察機器用の部分的な光の減結合も可能である。
【００２５】
ＣＣＤカメラまたは別の写像装置は純然たる観察機能の他にその他の機能の基盤を創出する。このように、それによって得られた画像によって例えば処置モード用の調整工程をサポートできる。ループを構成するという目標設定では、ＣＣＤカメラはコンピュータおよび適宜のマニピュレータとの組合せで重要なモジュールを形成する。
【００２６】
結合光学系は好ましくは２つのビームスプリッタから構成され、それぞれのビームスプリッタは２つの結像光路の一方に割り当てられ、そこで倍率変更器と管レンズ系との間にそれぞれ配置される。ビームスプリッタのスプリッタ層での分割比（透過／反射比）を選択することによって、画像の輝度を変えることができる。
【００２７】
結合された光による２つの結像光路の相互の妨害作用を回避するために、２つのビームスプリッタの間にシャッタを備えることが推奨される。
立体顕微鏡による観察装置の代わりにモノスコープ観察を行う光学観察系を備えることももちろん本発明の枠内にある。
【００２８】
レーザ走査装置から観察装置へと光を伝送するため、レンズ、プリズム、偏光素子、および／またはグラスファイバ光導体からなる光学アセンブリを備えることができる。
それによって対象から発し、レーザ走査装置の対物レンズを透過する光は観察装置へと伝送され、そこで結像光路内の結合装置によって結合される。
【００２９】
具体的な実施形態では、光をレーザ走査装置から観察装置へと伝送する光学アセンブリは基本的に、
−第２の対物レンズ、すなわちレーザ走査装置の対物レンズを通過する光束から中間像を生成するための後続の視野レンズを有するレンズ群と、
−中間像を観察装置の２つの結像光路の少なくとも一方に結像するためのレンズ群と、
−偏光および／または回折のための光学素子とを含むことができる。
【００３０】
補足的にレーザ走査装置から観察装置への光の伝送経路内に、例えば相互に位置変更可能な２つのレンズまたはレンズ群を含む中間像用の焦点距離もしくは結像基準を変更するための光学ズーム系を配置することができる。
【００３１】
それによって手術者は、処置され、その際に観察される部位を必要に応じて拡大、縮小して結像することができる。
さらに、光をレーザ走査装置から観察装置へと伝送するために電子光学アセンブリを備えることも本発明の枠内にある。したがって、例えば処置モードで対象の結像を第２の対物レンズ、すなわちレーザ走査装置の対物レンズを用いて基本的にビデオ対物レンズとＣＣＤレシーバとからなる電子光学カメラで行うことができる。その場合、カメラの後には画像信号処理装置と画像再生装置が接続され、画像再生装置で再生される画像を観察装置の２つの結像光路の少なくとも一方で結合するための手段が備えられることにより、このようにしても処置モードで処置される部位を観察装置の複数または１つの接眼レンズを通して観察することができる。
【００３２】
その際の画像再生装置としては有利にはＬＣディスプレイを使用することができる。
さらに、光をレーザ走査装置から観察装置へと伝送するために、光学アセンブリと共に電子光学アセンブリも互いに組み合わせて使用し、または互いに選択的に交換可能に使用することも考えられる。
【００３３】
別の特別の実施形態では、本発明による装置は、処置に関する処理パラメータを算定し、対象が構成されている物質の特性を特徴付ける数値を算定し、対象の膨張または処置される部位に関する情報を与える測定値を検出することが可能な装置で補完される。
【００３４】
それに関連してさらに、上記のようにして収集された情報を観察装置の一方または双方の結像光路内に反映するための手段を備えることができ、それによって操作者は処置モード中に１つまたは複数の接眼レンズを通して処置される部位を観察できるだけではなく、同時に処理パラメータ、寸法および／または物質特性に関する情報をも得る。
【００３５】
それに関連してさらに、観察装置をグレナウ型の立体顕微鏡として形成する特別の実施可能性がある。この顕微鏡の場合、２つの立体結像光路の各々に対物レンズがあり、したがって有利に処理パラメータ、対象の寸法または物質特性に関する情報を収集する装置をこれらの双方の対物レンズの間の空間に配置することが可能である。
【００３６】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１には先行技術で公知であるｆｓ−ＬＡＳＩＫに基づく、対象１を処置するための装置の基本的なアセンブリが示されている。
対象１は、表面下にあるか表面に隣接することもある部位２が光切断によって処置される患者の眼である。
【００３８】
処置には超短パルスを有する光線を発生し、レーザ走査装置が後置されているレーザ源が使用される。対応する装置は冒頭に記載の文献箇所ならびにその他の文献から公知であるので、ここでは光切断方法の詳細な説明は省く。
【００３９】
先行技術による装置は図１では処置の準備段階にあり、この構成では処置後の結果管理のためにも使用することができる。
例えば顕微鏡のような観察装置３は処置工程の開始前に先ず、後に処置される部位２を含む対象１の断面を様々な大きさで結像することによって、手術者が部位２を局部的に限定し、放射強度、放射期間、パルス列およびパルス長などの処置パラメータを設定できるようにする。
【００４０】
観察装置３は対象１から来る光路５内の光が透過する対物レンズ４を備えている。
対物レンズ４の後にはビームスプリッタ６とスプリッタ系７とが配置されている。ビームスプリッタ６を介して処置に用いられるレーザ光８を結合することができ、スプリッタ系７によって光路５が２つの分割光路５．１および５．２に分岐される。分割光路５．１、５．２内には管レンズ９．１、９．２および接眼レンズ１０．１、１０．２が備えられている。
【００４１】
米国特許出願公開第２００３／００５３２１９号明細書に記載のように、光路５内外を揺動自在のレンズ群１１によって対物レンズ４とレンズ群１１とからなる光学系のレンズ・像間距離を変更可能である。図１に示されているように、レンズ群１１が光路５内に揺動すると、レンズ・像間距離が例えば１００ｍｍの対象１の結像が行われる。これには第１に、処理される対象１の大きい領域が結像され、観察可能であり、第２に対象１と対物レンズ４との間に器具で処理のためのスペースができるという利点がある。
【００４２】
レーザ光源とレーザ走査装置とは図１に示されている処置工程の準備段階では動作しない。それを明確にするため、別の図面と同様に図１ではアクティブな光路は実線で示され、目下、使用されない光路は破線で示されている。
【００４３】
処置工程の準備が終了すると、装置は図２に示されている動作モードに切換わる。
切換えのために先ずレンズ群１１が光路５から離され、それによって結像光学系のレンズ・像間距離が縮小される。処置モードで縮小されたレンズ・像間距離が必要であるのは、対物レンズ４と対象１との間の焦点距離を小さく保って、この時点では器具による処理がもはや必要がない空隙を、対象１の固定に必要なコンタクトレンズでブリッジすることができるようにするためである。
【００４４】
引き続いて、レーザ源とレーザ走査装置とが作動され、レーザ光８がビームスプリッタ６を介して光路５内で結合され、対物レンズ４を通って対象１に向けられ、その際に選択された部位２を貫いて、または部位２にわたって走査しながら移動され、そこで光切断が行われる。部位２、および処置工程の推移は観察装置３によって視覚化される。
【００４５】
本明細書に記載の先行技術の重大な欠点は、観察がモノスコープ画像によってしか可能ではないことである。
準備モードでも処置モードでも同じ管状接眼レンズ（接眼レンズ２０．１、２０．２および管レンズ系１９．１、１９．２）が使用可能であり、準備モードでの立体顕微鏡による観察が可能であり、さらに準備モード（および管理モード）ではレンズ・像間距離が大きい結像が行われ、処置モードではレンズ・像間距離が小さい結像が行われる条件を満たすことを達成するために、以下に図３から図８を参照して説明する本発明による装置により、図１および図２に示した先行技術が改良された。
【００４６】
図３に基本的に示すように、本発明による装置は第１の対物レンズ１４を有する観察装置１３と、第２の対物レンズ１６を有するレーザ走査装置１５とを含んでいる。観察装置１３は立体顕微鏡として形成され、２つの結像光路１７．１および１７．２内にそれぞれ倍率変更器１８．１および１８．２と、管レンズ系１９．１および１９．２と、接眼レンズ２０．１および２０．２とを備えている。
【００４７】
接眼レンズ２０．１および２０．２を通して手術者は倍率変更器１８．１、１８．２による結像基準の調整に応じて対象１の様々な大きさの領域を観察し、その領域から処置すべき部位２を選択し、経験と知識に基づく状態評価で処置パラメータを確定することができる。
【００４８】
図３に示されるように、対物レンズ１４は例えば１００ｍｍを超える比較的大きいレンズ・像間距離を備えている。
これに対してレーザ走査装置１５の対物レンズ１６は例えば５ｍｍの大幅に小さいレンズ・像間距離で実施されているので、この対物レンズの直径を充分に小さく実施することができ、対象１と対物レンズ１６との間の空隙は極めて小さいので、コンタクトレンズ２１によって充分にブリッジされることができる。
【００４９】
本発明によって、観察装置１３とレーザ走査装置１５とを、対象１から発して対物レンズ１６を透過する光を観察装置１３に伝送する役割を果たす光学結合装置２２を介して互いに連結することができる。
【００５０】
レーザ走査装置１５から伝送される光を減結合するため、レーザ走査装置は例えばビームスプリッタとして実施された減結合光学系２３を備えている。
これに対応して、観察装置１３には、好ましくは倍率変更器１８．１および１８．２と管レンズ系１９．１および１９．２との間に配置された結合光学系２４が備えられている。結合光学系２４はこれも例えばビームスプリッタの形態で実施され、ビームスプリッタ２５．１は結像光路１７．１に、また別のビームスプリッタ２５．２は結像光路１７．２に割り当てられる。
【００５１】
結合装置２２は様々な変形形態のものが考えられる。図３に示した変形形態では、結合装置２２は中間像２７を生成するためのレンズ群２６と、この中間像２７を結像光路１７．１および／または１７．２内に結像するためのレンズ群２８とからなっている。偏光素子２９はレンズ群２６とレンズ群２８との間に延びる光路を方向転換させる役割を果たす。
【００５２】
図３からさらに明らかなように、結像光路１７．１と１７．２との間の光路内にはシャッタ３０が、またレーザ走査装置１５と観察装置１３との間の光路内にはシャッタ３１が備えられ、これらは双方とも、先ず対物レンズ１４を通って接眼レンズ２０．１および２０．２に至る光路を遮断し（シャッタ３０）、または対物レンズ１６から接眼レンズ２０．１および２０．２への光路を閉鎖する（シャッタ３１）ために、交互に制御されることができる。
【００５３】
図３には準備および管理モードでの本発明による装置が示されている。この場合、対象１は対物レンズ１４に合焦され、シャッタ３０は開放され、手術者は接眼レンズ２０．１および２０．２を通して対象１を観察し、前述のような処置工程を準備することができる。
【００５４】
この動作態様でクロストークもしくは結像光路１７．１、１７．２の不都合な相互の影響を回避するため、ビームスプリッタ２５．１と２５．２との間に、必要に応じて遮断されて使用可能な別のシャッタ３３が備えられる。
【００５５】
レーザ光源およびレーザ走査装置（図３には図示せず）は動作停止され、これはレーザ走査装置１５内の光線の進行の破線によって示されている。シャッタ３１は閉鎖されているので、光はレーザ走査装置１５から光学結合装置２２を経て観察装置１３の結像光路１７．１、１７．２に伝送されることはない。
【００５６】
処置工程の準備が終了し、処置パラメータが確定されると、装置は準備および管理モードから図４に示されている処置モードに切換えられる。
そのために、先ず対象１が対物レンズ１４、１６に対してＲの方向に移動され、そこで対象１は対物レンズ１４ともはや合焦されず、対物レンズ１６と合焦される。この移動は、装置が対象１に対して移動されるように行われてもよいが、好ましくは対象１（もしくは患者）が装置もしくは対物レンズ１４、１６に対して移動される。
【００５７】
これを実行するために、第１の最終位置では対象１が対物レンズ１４と合焦され、第２の最終位置では対象１が対物レンズ１６と合焦される位置決め装置を備えることができる。位置決め装置は図示しない。これには駆動装置と結合された可動卓を備えることができる。それぞれの最終位置への到達は制御装置を介してオン・オフするために駆動装置と結合された、対応して配置されたセンサによって制御される。
【００５８】
対象１が対物レンズ１４の視野を離れると直ちに、対応する制御によってシャッタ３０が閉鎖され、シャッタ３１が開放される。対象１から発して対物レンズ１６を透過する光はそこで減結合光学系２３、レンズ群２６、およびレンズ群２８を経て観察装置１３の結像光路１７．１、１７．２に到達するので、それによって生じた中間像２７はビームスプリッタ２５．１および２５．２のスプリッタ面で偏光し、管レンズ系１９．１および１９．２を通って接眼レンズ２０．１および２０．２に達し、そこで手術者は対物レンズ１６を通して対象１もしくは処置される部位２を観察する。
【００５９】
処置工程を開始するため、そこでレーザ走査装置１５が作動され、それによって発生したレーザ光３２はビームスプリッタとして実施された減結合装置２３のスプリッタ層で対物レンズ１６へと偏光され、これを通って対象１の部位２にわたって、もしくは部位２を貫いて走査しながら送られる。処置工程の推移は対物レンズ１６を通して手術者によって追跡される。
【００６０】
本発明による装置によって、対象１が準備および管理モードで立体顕微鏡により観察可能であり、手術者が準備および管理中の立体顕微鏡による観察に用いられる同じ接眼レンズ２０．１、２０．２を通して処置工程の推移を追跡できることが達成される。
【００６１】
対象１がＲ方向に移動されている間に装置が休止状態にあるように、対象１と本発明による装置との相対移動が設計されれば、準備および管理モードから処置モードへの移行、およびその逆の場合にも手術者は接眼レンズ２０．１、２０．２内に視線を留めておくことができる。
【００６２】
この装置によって、双方の動作モードでそれぞれの特定の状態に適合する対物レンズ１４もしくは１６を対象１の結像のために使用することができる。すなわち、一方では準備および管理モードで大きいレンズ・像間距離の立体顕微鏡的な結像を、また他方では処置モードで小さいレンズ・像間距離を有する結像を達成できるので、準備および管理モードでそれぞれの対物レンズと対象１との間の距離を有利に大きく保つことができ、処置モードではコンタクトレンズ１５によってブリッジされることができる小さい距離が可能になる。
【００６３】
前述のとおり、結合装置２２は様々な態様で実施することができる。
そこで図５に示した変形形態では、減結合光学系２３と結合光学系２４との間の光路内に補足的に、処置モード中に部位２を表示する際に結像基準を変更する役割を果たす、焦点距離を変更可能な光学系３４が配置される。
【００６４】
光をレーザ走査装置１５から観察装置１３に伝送するための純然たる光学手段の他に、図６に示されているように電子光学アセンブリの使用を企図することもできる。
その場合、先ず対象１もしくは部位２がビデオ対物レンズ３５によってＣＣＤレシーバ３６に結像される。ビデオ対物レンズ３５およびＣＣＤレシーバ３６はこの場合は電子光学カメラのアセンブリである。
【００６５】
さらに図６に記号で示されているように、ＣＣＤレシーバ３６の後には画像信号処理装置３７ならびに画像再生装置３８が配置されている。画像再生装置３８は例えばＬＣディスプレイとして形成することができる。
【００６６】
画像再生装置３８に生成される画像は、レンズ群３９、および前述のように有利には２つのビームスプリッタ２５．１および２５．２からなることができる結合光学系２４を介して結像光路１７．１、１７．２内で結合される。
【００６７】
図７に示されている本発明による装置の実施形態では、観察装置１３としてグレナウ型の立体顕微鏡が備えられている。このような立体顕微鏡は互いに傾いた２つの観察光路のそれぞれの内部に正面対物レンズ４０もしくは４１を備えている。
【００６８】
互いに傾斜していることにより、２つの結像光路１７．１、１７．２の間には不要なスペースが生じ、これは本発明によって、
−処理パラメータ、
−対象１を構成する物質の特性を特徴付ける測定値、および／または、
−部位２に関する大きさのデータを検出するための長さ測定値
を収集するように構成された装置５０を収納するために利用される。
【００６９】
このように先ず光学的に収集された情報は電子信号に変換され、信号経路４２を経てこの実施形態に対応して修正された画像信号処理装置３７に転送され、画像再生装置３８によって視覚的に認識可能な情報に変換され、結合光学系２４を介して一方または双方の結像光路１７．１、１７．２内で結合される。
【００７０】
それによって手術者は双方の動作モードで対物レンズ１４および１６によって得られた画像を利用できるだけではなく、例えばこの画像に重ね合わせたα数値情報をも利用できる。
【００７１】
これらの情報の収集と結合は、対象１の結像がなくても行うことができる。
図８には、基本的に、
−レーザ走査装置（この図には図示せず）の対物レンズ１６から来る光束を中間像４５に集中する光学アセンブリ４３および視野レンズ４４と、
−中間像４５を結合光学系２４を介して結像光路１７．１、１７．２に重ね合わせ、ひいては観察装置１３の管レンズ系１８．１、１８．２（この図には図示せず）に重ね合わせる光学アセンブリ４６と
を含む光学アセンブリの具体的な実施形態、およびレーザ走査装置１５から観察装置１３へと光を伝送するための光学アセンブリの相互作用が示されている。
【００７２】
ミラー４７、４８および４９によって光線の進路を所定の空間状態に適応させることが可能になる。
図９は結合光学系２４が、ＣＣＤカメラ５１に向けられた分割光路を減結合する双眼鏡スプリッタとして形成されている本発明による装置の実施形態が図５に倣って示されている。
【００７３】
この実施形態によって、準備および管理モードでも処置モードでも対象１もしくは部位２をＣＣＤカメラ５１に結像することができる。このようにして得られた画像によって、例えば処置モード用の調整工程のサポートが可能である。
【００７４】
図１０ａでは図９の結合光学系２４はユニットとして示されている。この図では、対象１から来る光の分割が３つのチャネルＫ１、Ｋ２、Ｋ３で行われ、そのうちのチャネルＫ１、Ｋ２は管レンズ系１９．１もしくは１９．２に（図９を参照）、またチャネルＫ３はＣＣＤカメラ５１に割り当てられていることがわかる。
【００７５】
ビームスプリッタ２５．１もしくは２５．２のスプリッタ層５２、５３での分割比（透過／反射）を適切に選択することによって、結像輝度を最適化することができ、準備および管理モードで対象１から得られた画像の最適な輝度が処置モードで望まれる輝度と区別されることができる。
【００７６】
これに関連して、図１０ｂの表には分割比の例えば３つの好ましい設定Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が記載されている。
設定Ｔ１によって準備および管理モードで（対物レンズ１４もしくは１６を介して）輝度が最適化された結像が達成される。この場合、透過率は比較的高く、チャネルＫ１およびＫ２を介して生成された画像は互いに同じ輝度を有している。
【００７７】
処置モードで（対物レンズ１６を介して）得られた結像の輝度値はこれとは異なっている。有利なことに、このように同じ分割比を有する２つのビームスプリッタ２５．１および２５．２を使用することができる。
【００７８】
設定Ｔ２によって、処置モードで得られた画像の輝度は互いに同一である。設定Ｔ３の場合は、準備および管理モードで処置モードと同じ輝度を有する結像が達成される。しかしそのためには、ビームスプリッタ２５．１もしくは２５．２の異なる分割比が必要である。
【００７９】
これらのオプションのどれが望ましいかに応じて、分割比の設定が決まる。ここでは念のために、記載の例では損失が少なく、もしくは損失がない層が前提とされたことを付記しておく。スプリッタ層の吸収が著しい数値で達成されると、分割比は細部にわたってやや変化する。
【００８０】
本発明による装置を作動する際は対象１の処置準備のために、対象１をレーザ走査装置１５に対して位置決めする必要がある。そのために操作者が目標位置と現在位置とを比較できるようにするため、対象１の位置を機器の基準点に対して視覚化することが有利である。このような基準点は、中間像面に配置された透明板上に置かれる目標マーク５４によって作成することができる。適切な中間像位置が例示として図１１に示されている。それによって、目標マーク５４を備えた板を結合装置２２の中間像２７内に、または接眼レンズ２０．１、２０．２の中間像５５内にも置くことができる。
【００８１】
その上、基準点はディスプレイ３８（図７を参照）を介して視覚化されることができる。対象１を視覚化するため、様々な実現方法が考えられる。対象１の多くは特徴点を書き込み可能な構造を備えている。そこで、患者の眼の場合は瞳の中央を基準として選択することができる。別の可能性として人工的なマークを付すこともできる。
【００８２】
オプションとして、処置される対象１をレーザ走査装置１５に対して位置決めした後に、処置モードで処理パラメータの算定が利用される。そこで、対象１が眼である場合、例えば角膜の厚みを測定するための共焦点顕微鏡検査の原理を利用することができる（角膜厚測定法）。例えば上皮の厚さのような別のパラメータもこの構成によって測定可能である。
【００８３】
処理パラメータを算定する別の可能性は、干渉計による検出器を利用することである。そこで、例えば干渉計装置を用いてＯＣＴ（光学的干渉断層撮影）を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】先行技術によるレーザ光で対象を処置するための装置の準備段階における基本図。
【図２】図１に記載の装置の処置段階における基本図。
【図３】光をレーザ走査装置から減結合し、かつ立体顕微鏡として形成された観察装置の結像光路内で結合するための光学アセンブリを備えた、レーザ光で対象を処置するための本発明による装置の準備および管理モードにおける基本図。
【図４】図３に記載の本発明による装置の処置モードにおける基本図。
【図５】光をレーザ走査装置から減結合し、かつ光を立体顕微鏡として形成された観察装置の結像光路内で結合するための別の光学アセンブリを備えた本発明による装置の基本図。
【図６】光をレーザ走査装置から減結合し、かつ光を観察装置の結像光路内で結合するための電子光学アセンブリを備えた本発明による装置の基本図。
【図７】観察装置がグレナウ型の立体顕微鏡として形成され、この立体顕微鏡の正面対物レンズの間に処理パラメータ、物質特性および／または対象の寸法を算出するための装置が配置される、本発明による装置の実施形態を示す図。
【図８】光学アセンブリの具体的な実施形態およびレーザ走査装置から観察装置への光伝送時の光学アセンブリの相互作用を示す図。
【図９】結合光学系がＣＣＤカメラ用の結像光路の減結合を伴う双眼鏡スプリッタとして形成された、本発明による装置の実施形態を示す図。
【図１０】分割比の好ましい３つの設定を含む。図９の双眼鏡スプリッタの実施例を示す図。
【図１１】処置される対象をレーザ走査装置に対して位置合わせする役割を果たす目標マークを装置の中間像面に配置した例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１…対象、２…部位、３…観察装置、４…対物レンズ、５…光路、５．１…分割光路、５．２…分割光路、６…ビームスプリッタ、７…スプリッタ系、８…レーザ光、９．１…管レンズ、９．２…管レンズ、１０．１…接眼レンズ、１０．２…接眼レンズ、１１…レンズ群、１３…観察装置、１４…対物レンズ、１５…レーザ走査装置、１６…対物レンズ、１７．１…結像光路、１７．２…結像光路、１８．１…倍率変更器、１８．２…倍率変更器、１９．１…管レンズ系、１９．２…管レンズ系、２０．１…接眼レンズ、２０．２…接眼レンズ、２１…コンタクトレンズ、２２…結合装置、２３…減結合光学系、２４…結合光学系、２５．１…ビームスプリッタ、２５．２…ビームスプリッタ、２６…レンズ群、２７…中間像、２８…レンズ群、２９…偏光素子、３０…シャッタ、３１…シャッタ、３２…レーザ光、３３…シャッタ、３４…光学系、３５…ビデオ対物レンズ、３６…ＣＣＤレシーバ、３７…画像信号処理装置、３８…画像再生装置、３９…レンズ群、４０…正面対物レンズ、４１…正面対物レンズ、４２…信号経路、４３…光学アセンブリ、４４…視野レンズ、４５…中間像、４６…光学アセンブリ、４７…ミラー、４８…ミラー、４９…ミラー、５０…検出装置、５１…ＣＣＤカメラ、５２…スプリッタ層、５３…スプリッタ層、５４…目標マーク、５５…中間像、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３…チャネル、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…分割比の設定、Ｒ…方向。
【図１】
2008506432.tif 000003
【図２】
2008506432.tif 000004
【図３】
2008506432.tif 000005
【図４】
2008506432.tif 000006
【図５】
2008506432.tif 000007
【図６】
2008506432.tif 000008
【図７】
2008506432.tif 000009
【図８】
2008506432.tif 000010
【図９】
2008506432.tif 000011
【図１０】
2008506432.tif 000012
【図１１】
2008506432.tif 000013
【国際調査報告】
2008506432.tif 000014
2008506432.tif 000015
2008506432.tif 000016
2008506432.tif 000017
2008506432.tif 000018
2008506432.tif 000019