(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からのレーザ光を患者眼眼底に導光する導光光学系を備えるレーザ治療装置において、前記導光光学系は、レーザ光のエネルギ分布を略均一化するホモジェナイザ光学系と、該ホモジェナイザ光学系の出射端面像を眼底上にリレーするレンズを持つリレー光学系と、該リレー光学系と前記ホモジェナイザ光学系との間に配置される歪曲発生光学系であって，前記ホモジェナイザ光学系側から順に配置される第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズを備え前記第１短焦点距離レンズの焦点距離をＦ１、前記第２短焦点距離レンズの焦点距離をＦ２としたとき前記第１短焦点距離レンズから前記第２短焦点距離レンズの距離をＦ１＋Ｆ２より長くしたことにより眼底上に結像する出射端面像に負の歪曲収差を発生させる歪曲発生光学系と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項２】
請求項１のレーザ治療装置において、前記第１短焦点距離レンズから前記第２短焦点距離レンズの距離は、負の歪曲発生の割合が所期する値となるように設定されていることを特徴とするレーザ治療装置。
【請求項３】
請求項１のレーザ治療装置において、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズとの間には、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズとの光路長を可変にする光路長可変手段を配置し、該光路長可変手段は、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズの間の光路外に配置されたビーム反射部材と、第１短焦点距離レンズを通過したビームを折り曲げた後に前記ビーム反射部材で反射したビームを再び第２短焦点距離レンズへ導くビーム折り曲げ部材と、該ビーム折り曲げ部材を前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズの間の光路に挿脱する挿脱手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を患部に照射し、光凝固を行うことにより治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
光凝固を行うレーザ治療装置には、レーザ光源からのレーザ光を導光する光ファイバの出射端面像を眼底上の照射面（ターゲット）で結像させずにレーザ照射するデフォーカスタイプと、ターゲット上で出射端面像を結像させるパーフォーカルタイプがある。パーフォーカルタイプは、光ファイバの出射端面の強度分布が均一な場合、照射面の強度分布も均一になるので中央での強度分布が強いデフォーカスタイプより良いとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パーフォーカルタイプは、照射面での強度分布が均一であっても組織反応は均一ではなく、熱が中央部に集中して中央部から焼けはじめる傾向があるため、均一な凝固斑にならないという問題があった。これは、特にレーザ照射のスポット径を大きくした場合に顕著に現れる。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、凝固面においてより均一な凝固状態（凝固斑）を得ることができるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００６】
（１）  レーザ光源からのレーザ光を患者眼眼底に導光する導光光学系を備えるレーザ治療装置において、前記導光光学系は、レーザ光のエネルギ分布を略均一化するホモジェナイザ光学系と、該ホモジェナイザ光学系の出射端面像を眼底上にリレーするレンズを持つリレー光学系と、該リレー光学系と前記ホモジェナイザ光学系との間に配置される歪曲発生光学系であって，前記ホモジェナイザ光学系側から順に配置される第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズを備え前記第１短焦点距離レンズの焦点距離をＦ１、前記第２短焦点距離レンズの焦点距離をＦ２としたとき前記第１短焦点距離レンズから前記第２短焦点距離レンズの距離をＦ１＋Ｆ２より長くしたことにより眼底上に結像する出射端面像に負の歪曲収差を発生させる歪曲発生光学系と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）のレーザ治療装置において、前記第１短焦点距離レンズから前記第２短焦点距離レンズの距離は、負の歪曲発生の割合が所期する値となるように設定されていることを特徴とする。
（３）  （１）のレーザ治療装置において、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズとの間には、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズとの光路長を可変にする光路長可変手段を配置し、該光路長可変手段は、前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズの間の光路外に配置されたビーム反射部材と、第１短焦点距離レンズを通過したビームを折り曲げた後に前記ビーム反射部材で反射したビームを再び第２短焦点距離レンズへ導くビーム折り曲げ部材と、該ビーム折り曲げ部材を前記第１短焦点距離レンズと第２短焦点距離レンズの間の光路に挿脱する挿脱手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は患者眼の光凝固を行うレーザ治療装置の外観図を示した図である。
【００１４】
１は装置本体であり、光凝固に使用する治療用のレーザ光源やエイミング光に使用する光源、エイミング光及び治療用レーザ光を光ファイバ２に入射させる光学系が収納されている。
【００１５】
３はレーザ出力や照射時間等のレーザ照射条件や装置の必要な設定を行うコントロール部である。４は患者眼を観察しながらレーザ光を患者眼の患部に照射するスリットランプデリバリであり、光ファイバ２に導光されたレーザ光を照射するレーザ照射部５、患者眼をスリット照明する照明部６、双眼の顕微鏡部４ａを備える。７はレーザ照射のトリガ信号を送出するフットスイッチである。
【００１６】
レーザ照射部５には内部に設置されている第１プリズム２３（図２参照）を光路上から挿脱させるための挿脱ツマミ５ａと、患者眼眼底上に結像するレーザ光のスポット像（光ファイバの出射端面像）の径を変えるためのスポット径調節ツマミ５ｂが設けられている。スポット径調節ツマミ５ｂを使用することにより、レーザ光のスポット径を５０μｍから５００μｍまで変えることができる。
【００１７】
図２は本装置の光学系を説明する図である。レーザ光源１０からのレーザ光は集光レンズ１２によりファイバ２の入射端面に集光され、ファイバ２内に入射する。集光レンズ１２とレーザ光源１０の間にはダイクロイックミラー１１が配置され、エイミング用の光源１５から出射された可視のレーザ光はコリメータレンズ１６を介した後、ダイクロイックミラー１１によりレーザ光源１０からのレーザ光と同軸にされる。本形態で使用する治療用のレーザ光源１０は、１０６４ｎｍの基本波を発振するNd：YAG レーザから、その２倍波（５３２ｎｍ  直線偏光）である緑色光を得るものを使用している。またエイミング用の光源１５には６３０ｎｍの赤色光を発する半導体レーザを使用している。
【００１８】
光ファイバ２によりレーザ光源１０からのレーザ光はレーザ照射部５に導かれる。光ファイバ２の出射端面２ａから出射されるレーザ光のエネルギ分布は、光ファイバ２を使用することで略均一化される。レーザ照射部５内部には光ファイバ２から出射されるレーザ光をターゲット（患者眼Ｅの眼底等）へ導光するための照射光学系２０を備える。照射光学系２０は光ファイバ２の出射端面の結像位置で負の歪曲を発生させる歪曲発生光学系２１と、歪曲発生光学系２１又は光ファイバ２からのレーザ光をターゲットへ伝搬するリレー光学系３０にて構成されている。
【００１９】
歪曲発生光学系２１は、第１短焦点距離レンズ２２、第１プリズム２３、第２プリズム２４、第２短焦点距離レンズ２５を備える。第１プリズム２３はラック＆ピニオンの機構により、挿脱ツマミ５ａを所定量回すことで矢印方向に移動して光路に挿脱される機構になっている。第１プリズム２３が光路に挿入されているとき、円形の端面を持つ光ファイバ２の出射端面２ａから出射したレーザ光は、第１短焦点距離レンズ２２を通過すると、第１プリズム２３によってその光路が曲げられ、第２プリズム２４にて折り返されたた後、第１プリズム２３へ向かう。そのレーザ光は第１プリズム２３で再びその光路を曲げられ、第２短焦点距離レンズ２５を通過する。
【００２０】
本実施の形態では、このように第１プリズム２３、第２プリズム２４を使用することにより、省スペースで第１短焦点距離レンズ２２，第２短焦点距離レンズ２５間の光路長を確保できるようにしているが、これに限るものではなく、反射ミラー等を複数枚使用して必要な光路長が得られるようにすることもできる。
【００２１】
リレー光学系３０は、リレーレンズ３１、ズームレンズ群３２、対物レンズ３３、レーザ光の出射方向を変えるための可動ミラー３４を備え、ズームレンズ群３２はスポット径調節ツマミ５ｂを使用することにより、光軸方向に移動し、レーザ光の結像倍率を変える。患者眼Ｅの眼底にはコンタクトレンズ３５を介してレーザ光が照射される。
【００２２】
照明部６には照明光源４０が配置され、照明光源４０からの照明光はコンデンサーレンズ４１、スリット４２、投影レンズ４３を介した後、分割ミラー４５ａ、４５ｂで反射されて患者眼Ｅを照明する。４４は分割ミラーで反射される照明光の光路長を補正する補正レンズである。また、双眼の顕微鏡部４ａは対物レンズ５０、変倍光学系５１、保護フィルター５２、正立プリズム群５３、視野絞り５４、接眼レンズ５５を備える。
【００２３】
次に、歪曲発生光学系２１による負の歪曲発生について、図３を使用して説明する。なお、図３では、説明の便宜上、プリズム２３，２４を使用せず直線にて示し、ファイバの出射端面２ａを矩形形状とした。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、出射端面２ａから出射されるレーザ光のファーフィールドパターンの結像位置（無限遠から第１短焦点距離レンズ２２を通過したときの集光位置）が第１短焦点距離レンズ２２によりその焦点距離ｆ１の位置Ｆ１に作られる。そして出射端面２ａのニアフィールドの結像位置でのパターンは第２短焦点距離レンズ２５の結像位置Ｆ２に作られる。第１短焦点距離レンズ２２からＦ１までの距離をＬ１、Ｆ１から第２短焦点距離レンズ２５までの距離をＬ２とする。
【００２５】
ここで、図３（ａ）のように第１短焦点距離レンズ２２から第２短焦点距離レンズ２５までの距離が短く、第１短焦点距離レンズ２２の焦点距離ｆ１と第２短焦点距離レンズ２５の焦点距離ｆ２の和に等しいときは（すなわちＬ１＋Ｌ２＝ｆ１＋ｆ２のときは）、結像位置Ｆ２に作られる像のパターンには負の歪曲は発生せず、結像状態は出射端面２ａの形状Ｐとなる。
【００２６】
一方、図３（ｂ）のように、位置Ｆ１から第２短焦点距離レンズ２５までの距離Ｌ２を焦点距離ｆ２より長くすると（すなわちＬ１＋Ｌ２＞ｆ１＋ｆ２にすると）、第２短焦点距離レンズ２５による結像位置Ｆ２に作られる像のパターンには形状Ｐ′のような負の歪曲が発生する。
【００２７】
歪曲収差はもともと像全体の形を歪ませる欠陥であり、負の歪曲の場合、実際の像高が理想像高よりも小さくなる。このため、負の歪曲が生じた結像位置Ｆ２でのニアフィールド像（パターン）のエネルギ強度分布は、中央部で凹となり周辺でピークがあるような分布になる。本発明では、この歪曲収差の特性を利用し、負の歪曲が生じたニアフィールド像を眼組織のターゲット上に結像させる。これにより、中央部への熱の集中を抑え、照射面全域において均一な凝固作用を得ることが可能となる。
【００２８】
なお、結像位置Ｆ１から第２短焦点距離レンズ２５までの距離Ｌ２は、ターゲット上において均一な凝固作用が得られるように、負の歪曲の発生割合に応じて設定される。本形態では第１短焦点距離レンズ２２と第２短焦点距離レンズ２５の焦点距離を同じにし、スポット径を５００μｍとしたときにターゲット面で発生する負の歪曲の発生割合が１０％程度となるように、第１プリズム２３、第２プリズム２４を使用することで光路長を十分に長く伸ばすようにしている。また、負の歪曲を発生させると、ターゲット上においては像の周辺がぼけるが、負の歪曲の発生割合を１０％程度にすることにより、凝固班の大きさをほぼスポット径の設定どおりの大きさにできる。
【００２９】
次に、以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。
【００３０】
術者は照明部６からの照明光によって照らされた眼底を、顕微鏡部４ａを通して観察する。術者は眼底に照射されるエイミング光を観察しながら、スポット径調節ツマミ５ｂを使用して、所望するスポット径を設定する。ここでスポット径を比較的大きなサイズ（２００〜５００μｍ）にして光凝固を行うときは、第１プリズム２３を光路に挿入したままとしておく。また、術者はレーザ光照射条件を決定させるため、コントロール部３の各種スイッチにて照射時間、出力、照射間隔時間等を設定する。これら設定条件は患者の患部の状態等により、術者の経験に基づいて決定される。
【００３１】
次に、術者側に設けられたジョイスティック及び図示無きマニュピレータを操作して患部への位置合わせを行う。術者はエイミング光が眼底上で一番小さくなるように、すなわちパーフォカルとなるニアフィールドパターンの結像位置に合わせた後、フットスイッチ７を使用してレーザ照射を行う。レーザ光源１０からのレーザ光は光ファイバ２によりレーザ照射部５に導かれ、歪曲発生光学系２１によってターゲット面で負の歪曲がもたらされ、歪曲発生光学系２１を経たレーザ光はリレー光学系３０によりターゲット面患者眼眼底まで導光される。
【００３２】
図４（ａ）は、第１プリズム２３を光路内に挿入させて負の歪曲を発生させたときの、ターゲット上でのエネルギ強度分布を計算したものである。ここでは第１単焦点距離レンズから第２単焦点距離レンズまでの光路間の距離を２００ｍｍ、レーザ光のスポット径を５００μｍとしている。また、横軸はスポット径の大きさを、縦軸はエネルギの強度を示している。
【００３３】
図示するように、負の歪曲を発生させてレーザ光の照射を行った場合には、照射面の中央部の強度が低く、周囲の強度が高い状態となっている。このため、眼底上にレーザ光照射をする光凝固においては、中央部に熱が集まり難く、中央部から焼けはじめる等の傾向を抑えて、均一な焼け具合の凝固面が形成しやすくなる。
【００３４】
また、従来通りターゲット上でのエネルギ強度を略均一にしてレーザ照射をする場合には、挿脱ツマミ５ａを使用して第１プリズム２３を光路から外しておき、第１短焦点距離レンズ２２，第２短焦点距離レンズ２５間の光路長を負の歪曲が発生しない光路長とした状態にてレーザ光を出射させる。例えば、緑内障治療時に小さなスポット径を用いて虹彩等に孔を開けて治療を施す場合には、従来通りエネルギ強度を略均一にしてレーザ照射をする。
【００３５】
図４（ｂ）は第１プリズム２３を光路から外したときの、レーザ光の出射面上の強度分布を示したものである（スポット径は５０μｍとした）。この図に示すように強度分布が均一な状態となるため、レーザ光を均一に集光させることができ、効率よく虹彩に孔を開けることができる。
【００３６】
また、スポット径が大きい場合であっても、挿脱ツマミ５ａを使用して第１プリズム２３を光路から外すことにより、図４（ｃ）に示すように、出射面の強度が均一なレーザ光を得ることもできる（スポット径は５００μｍ）。
【００３７】
以上の実施の形態では、スポット径が２００〜５００μｍのときに負の歪曲を発生させ、スポット径が２００μｍ未満ときに負の歪曲を発生しないようにしたが、これに限るものではなく、スポット径が２００μｍ未満でも負の歪曲を発生させてもよい。また、スポット径の大きさに応じて負の歪曲の形成状態を変化させることもできる。
【００３８】
図５はスポット径の大きさに応じて負の歪曲の形成状態を変化させるための光学系の概略を示した図である。図中で示す前述した実施の形態と同符号のものは同機能を有する。
【００３９】
図に示すように、スポット径調節ツマミ５ｂを使用してズームレンズ群１３によるレーザ光のスポット径の大きさを変化させたとき、このズームレンズ群１３の変化量に応じて第２プリズム２４が矢印方向に移動するような機構としておく。例えば、スポット径調節ツマミ５ｂの操作信号はモータ等から構成される移動機構６０に入力され、その操作信号の出力に応じて移動機構６０が第２プリズム２４を移動させる。第２プリズム２４の移動位置は設定されるスポット径に応じ予め決定されている。第２プリズム２４の移動はラック＆ピニオンにてスポット径調節ツマミ５ｂの操作に応じて機械的に行う構成でも良い。
【００４０】
このような機構とすることにより、スポット径調節ツマミ５ｂを使用することで、レーザ光のスポット径が変化し、このスポット径の変化量に応じてプリズム第２プリズム２４が移動するため、第１短焦点距離レンズ２２、第２短焦点距離レンズ２５間の光路長が変化する。その結果、スポット径に応じた負の歪曲を有するニアフィールドの結像パターンを形成することが可能となる。
【００４１】
このように、スポット径に応じた負の歪曲を有するニアフィールド像を形成することにより、さらに好ましい光凝固を行うことが可能となる。
【００４２】
以上説明した実施形態では、何れも光ファイバ２を用いた例を説明したが、ミラー等でレーザ照射光学系２０にレーザ光源１０からのレーザ光を導く場合は、レーザ光源１０とレーザ照射光学系２０の間に光ファイバ２に代わるホモジェナイザ光学系を挿入することにより、本発明を同様に適用できる。
【００４３】
また、本実施の形態ではレーザ光源に半導体レーザを使用しているが、これに限るものではなく、クリプトンレーザ等の眼底の光凝固治療に使用するレーザであれば適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ光の結像面（ターゲット上）においてレーザ光の強度が中央部で凹となり、周辺でピークがあるような分布とすることができる。その結果、ターゲット上にて中央部から焼け始めるといった傾向が抑制され、良好な凝固状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態で使用するレーザ治療装置の外観を示した図である。
【図２】内部の光学系を示した図である。
【図３】負の歪曲収差を発生させるための光学配置を示した図である。
【図４】レーザ光の出射面の強度分布を示した図である。
【図５】レーザ光のスポット径の大きさに応じて負の歪曲収差の形成状態を変化させるための光学系を示した図である。
【符号の説明】
１  装置本体
２  光ファイバ
２ａ  出射端面
４  スリットランプデリバリ
４ａ  顕微鏡部
５  レーザ照射部
６  照明部
１０  レーザ光源
２０  照射光学系
２１  歪曲発生光学系
２２  第１短焦点距離レンズ
２３  第１プリズム
２４  第２プリズム
２５  第２短焦点距離レンズ
３０  リレー光学系
３１  リレーレンズ
３２  ズームレンズ群
【図１】
0003881508.tif 000002
【図２】
0003881508.tif 000003
【図３】
0003881508.tif 000004
【図４】
0003881508.tif 000005
【図５】
0003881508.tif 000006