(57)【要約】【課題】Ｚ走査部に作用する慣性力の影響を抑制し、パルスレーザ光のスポットを適切に走査することが可能な眼科用レーザ手術装置、および眼科手術制御プログラムを提供する。【解決手段】眼科用レーザ手術装置は、ＸＹ走査部、第１Ｚ走査部、第２Ｚ走査部、および制御部を備える。ＸＹ走査部は、パルスレーザ光のスポットをＸＹ方向に走査する。第１Ｚ走査部は、スポットを＋Ｚ方向に移動させる＋Ｚ駆動、および、スポットを−Ｚ方向に移動させる−Ｚ駆動を実行することができる。第２Ｚ走査部は、第１Ｚ走査部とは独立して＋Ｚ駆動および−Ｚ駆動を実行することができる。制御部は、＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を第１Ｚ走査部に継続して実行させながら、第２Ｚ走査部およびＸＹ走査部の駆動を制御することで、複数のターゲット位置にスポットを走査させることができる。【選択図】図４
2016193027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、
レーザ光源から出射されたパルスレーザ光が前記組織内で集光されるスポットを、パルスレーザ光の光軸に交差するＸＹ方向に走査するＸＹ走査部と、
前記スポットを、パルスレーザ光の光軸に沿うＺ方向に走査するＺ走査部と、
前記眼科用レーザ手術装置の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記Ｚ走査部は、
前記スポットを＋Ｚ方向に移動させる＋Ｚ駆動、および、前記スポットを−Ｚ方向に移動させる−Ｚ駆動を実行可能な第１Ｚ走査部と、
前記第１Ｚ走査部とは独立して前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動を実行可能な第２Ｚ走査部と、
を備え、
前記制御部は、
前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動の一方を前記第１Ｚ走査部に継続して実行させながら、前記第２Ｚ走査部および前記ＸＹ走査部の駆動を制御することで、前記組織内の複数のターゲット位置に前記スポットを走査することが可能であることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項２】
請求項１に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記第２Ｚ走査部が駆動速度を変更する際の最大加速度が、前記第１Ｚ走査部が駆動速度を変更する際の最大加速度よりも大きいことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記第１Ｚ走査部および前記第２Ｚ走査部の各々は、
少なくともパルスレーザ光の光軸方向に移動可能な移動光学素子と、
前記移動光学素子を前記光軸方向に移動させることで前記スポットを前記Ｚ方向に移動させる駆動部と、
を備え、
前記第２Ｚ走査部の前記駆動部が移動させる部材の質量が、前記第１Ｚ走査部の前記駆動部が移動させる部材の質量よりも小さいことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記第１Ｚ走査部によって前記スポットを走査させることが可能な走査範囲が、前記第２Ｚ走査部によって前記スポットを走査させることが可能な走査範囲よりも大きいことを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記ＸＹ走査部による前記スポットの走査に応じて発生する収差に基づいて前記第２Ｚ走査部を駆動することで、前記収差を補償することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動の一方を前記第１Ｚ走査部に実行させながら、前記第２Ｚ走査部の駆動を制御することで、前記光軸に交差する１つの基準面上に前記スポットを維持する維持ステップと、
前記第１Ｚ走査部を前記維持ステップにおける駆動と同じ方向に駆動させることで、パルスレーザ光を集光させる前記基準面を変更する変更ステップと、
を交互に連続して前記眼科用レーザ手術装置に実行させることが可能であることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項７】
請求項６に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記維持ステップにおいて、前記第１Ｚ走査部に実行させている駆動と反対方向の駆動を前記第２Ｚ走査部に実行させると共に、
前記変更ステップにおいて、前記第２Ｚ走査部の駆動速度を前記維持ステップにおける駆動速度とは異なる速度に変化させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記維持ステップおよび前記変更ステップを通じて一定の駆動速度で前記第１Ｚ走査部を駆動させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記維持ステップにおいて、前記Ｚ方向に対する前記基準面の角度と、前記第１Ｚ走査部の駆動速度とに基づいて前記第２Ｚ走査部の駆動速度を制御することで、前記スポットを１つの前記基準面に維持させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
それぞれの前記維持ステップにおいて、前記第１Ｚ走査部の駆動速度を一定にし、且つ前記第２Ｚ走査部の駆動速度を一定にすることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記変更ステップ中の前記第１Ｚ走査部の駆動速度、および、変更前の前記基準面と変更後の前記基準面の前記Ｚ方向の距離に基づいて、前記変更ステップ中の前記第２Ｚ走査部の駆動速度を制御することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記変更ステップにおいて、前記第１Ｚ走査部に実行させている駆動と同じ方向に前記第２Ｚ走査部を駆動させることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１３】
請求項６から１２のいずれかに記載の眼科用レーザ手術装置であって、
前記制御部は、
前記変更ステップにおいて、前記組織を切断または破砕するためのパルスレーザ光が前記レーザ光源から前記組織に照射されることを禁止することを特徴とする眼科用レーザ手術装置。
【請求項１４】
患者眼の組織を処置する眼科用レーザ手術装置を制御するための眼科手術制御プログラムであって、
前記眼科用レーザ手術装置は、
レーザ光源から出射されたパルスレーザ光が前記組織内で集光されるスポットを、パルスレーザ光の光軸に交差するＸＹ方向に走査するＸＹ走査部と、
前記スポットを、パルスレーザ光の光軸に沿うＺ方向に走査するＺ走査部と、
を備え、
前記Ｚ走査部は、
前記スポットを＋Ｚ方向に移動させる＋Ｚ駆動、および、前記スポットを−Ｚ方向に移動させる−Ｚ駆動を実行可能な第１Ｚ走査部と、
前記第１Ｚ走査部とは独立して前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動を実行可能な第２Ｚ走査部と、
を備え、
前記眼科手術制御プログラムがプロセッサによって実行されることで、
前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動の一方を前記第１Ｚ走査部に継続して実行させながら、前記第２Ｚ走査部および前記ＸＹ走査部の駆動を制御することで、前記組織内の複数のターゲット位置に前記スポットを走査する制御ステップ
を前記眼科用レーザ手術装置に実行させることが可能であることを特徴とする眼科手術制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パルスレーザ光を患者眼の組織に集光させて患者眼を処置するための眼科用レーザ手術装置、および眼科手術制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者眼における複数のターゲット位置の各々にパルスレーザ光を集光させることで、患者眼の組織を処置（例えば、切断または破壊）する技術が知られている。例えば、特許文献１が開示する眼科用レーザシステムは、増分Ｚスキャナおよび連続Ｚスキャナを備える。増分Ｚスキャナは、眼科用レーザシステムの焦点深度を増分的にＺステップずつＺスキャンする。連続Ｚスキャナは、Ｚステップに対応する範囲で、焦点深度を連続的にＺスキャンする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５１０６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の増分Ｚスキャナは、増分的にＺスキャンを行う毎に加速と減速を行う必要がある。Ｚスキャナには慣性力が作用する。従って、例えば、Ｚスキャナの加速または減速を開始させてから、要求される駆動速度に達するまでに時間を要し、手術時間が長引く場合があり得る。また、Ｚスキャナにかかる負荷が増大してスキャナの寿命が短くなる可能性もある。
【０００５】
本開示は、Ｚ走査部に作用する慣性力の影響を抑制し、パルスレーザ光のスポットを適切に走査することが可能な眼科用レーザ手術装置、および眼科手術制御プログラムを提供することを典型的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における典型的な実施形態が提供する眼科用レーザ手術装置は、パルスレーザ光を患者眼の組織内に集光させることで前記患者眼を処置する眼科用レーザ手術装置であって、レーザ光源から出射されたパルスレーザ光が前記組織内で集光されるスポットを、パルスレーザ光の光軸に交差するＸＹ方向に走査するＸＹ走査部と、前記スポットを、パルスレーザ光の光軸に沿うＺ方向に走査するＺ走査部と、前記眼科用レーザ手術装置の動作を制御する制御部と、を備え、前記Ｚ走査部は、前記スポットを＋Ｚ方向に移動させる＋Ｚ駆動、および、前記スポットを−Ｚ方向に移動させる−Ｚ駆動を実行可能な第１Ｚ走査部と、前記第１Ｚ走査部とは独立して前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動を実行可能な第２Ｚ走査部と、を備え、前記制御部は、前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動の一方を前記第１Ｚ走査部に継続して実行させながら、前記第２Ｚ走査部および前記ＸＹ走査部の駆動を制御することで、前記組織内の複数のターゲット位置に前記スポットを走査することが可能であることを特徴とする。
【０００７】
本開示における典型的な実施形態が提供する眼科手術制御プログラムは、患者眼の組織を処置する眼科用レーザ手術装置を制御するための眼科手術制御プログラムであって、前記眼科用レーザ手術装置は、レーザ光源から出射されたパルスレーザ光が前記組織内で集光されるスポットを、パルスレーザ光の光軸に交差するＸＹ方向に走査するＸＹ走査部と、前記スポットを、パルスレーザ光の光軸に沿うＺ方向に走査するＺ走査部と、を備え、前記Ｚ走査部は、前記スポットを＋Ｚ方向に移動させる＋Ｚ駆動、および、前記スポットを−Ｚ方向に移動させる−Ｚ駆動を実行可能な第１Ｚ走査部と、前記第１Ｚ走査部とは独立して前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動を実行可能な第２Ｚ走査部と、を備え、前記眼科手術制御プログラムがプロセッサによって実行されることで、前記＋Ｚ駆動および前記−Ｚ駆動の一方を前記第１Ｚ走査部に継続して実行させながら、前記第２Ｚ走査部および前記ＸＹ走査部の駆動を制御することで、前記組織内の複数のターゲット位置に前記スポットを走査する制御ステップを前記眼科用レーザ手術装置に実行させることが可能であることを特徴とする。
【０００８】
本開示に係る眼科用レーザ手術装置および眼科手術制御プログラムによると、Ｚ走査部に作用する慣性力の影響が抑制されて、パルスレーザ光のスポットが適切に走査される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】眼科用レーザ手術装置１の全体構成を示す図である。
【図２】第１の手術工程例を模式的に示す図である。
【図３】図２に示す第１の手術工程例によって形成される処置形状８０を模式的に示す図である。
【図４】第１の手術工程例を実行する際の各構成の動作とスポットのＺ座標を模式的に示すグラフである。
【図５】第２の手術工程例で設定される基準面６０を模式的に示す図である。
【図６】第２の手術工程例を実行する際の各構成の動作とスポットのＺ座標を模式的に示すグラフである。
【図７】第３の手術工程例で設定される基準面６０を模式的に示す図である。
【図８】第３の手術工程例を実行する際の各構成の動作とスポットのＺ座標を模式的に示すグラフである。
【図９】眼科用レーザ手術装置１が実行する眼科手術制御処理のフローチャートである。
【図１０】眼科手術制御処理において実行される制御データ作成処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示における典型的な実施形態について説明する。本実施形態では、患者眼Ｅの角膜および水晶体を共に処置することが可能な眼科用レーザ手術装置１を例示する。なお、「処置」とは、患者眼Ｅの組織の切断、破砕等を行うことを示す。
【００１１】
＜全体構成＞
以下、図１を参照して、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１の全体構成について、レーザ光源２側（つまり、パルスレーザ光の光路の上流側）から、患者眼Ｅ側（つまり、パルスレーザ光の光路の下流側）に順に説明する。
【００１２】
レーザ光源２は、パルスレーザ光を出射する。本実施形態では、レーザ光源２によって出射されたパルスレーザ光が患者眼Ｅの組織内で集光されると、集光位置（スポット）でプラズマが発生し、組織の切断、破砕等が行われる。以上の現象は、光破壊（ｐｈｏｔｏｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）と言われる場合もある。レーザ光源２には、例えば、フェムト秒からピコ秒オーダーのパルス幅のパルスレーザ光を出射するデバイスを使用することができる。以下では、レーザ光源２によって出射されるパルスレーザ光の光軸に沿う方向をＺ方向とする。Ｚ方向に交差（本実施形態では垂直に交差）する方向のうちの１つをＸ方向とする。Ｚ方向およびＸ方向に共に交差（本実施形態では垂直に交差）する方向をＹ方向とする。
【００１３】
エイミング光源３は、パルスレーザ光が照射される位置を示すエイミング光を出射する。本実施形態では、可視のレーザ光を出射する光源が、エイミング光源３として用いられる。なお、エイミング光源３は省略してもよい。
【００１４】
ダイクロイックミラー４は、パルスレーザ光の光路（以下、単に「光路」という場合もある）に設けられている。ダイクロイックミラー４は、レーザ光源２から出射されるレーザ光と、エイミング光源３から出射されるエイミング光を合波する。
【００１５】
パルスピック部５は、本実施形態では、パルスレーザ光を患者眼Ｅの組織に照射するか否かを切り換えるために用いられる。一例として、本実施形態のパルスピック部５には、選択したパルスレーザ光の光路を変更する音響光学素子（ＡＯＭ）が用いられる。パルスピック部５によって光路が変更されたパルスレーザ光は、レーザを吸収するビームダンプ（図示せず）に到達し、患者眼Ｅには到達しない。つまり、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、レーザ光源２から連続して出射されるパルスレーザ光のうちの一部の光路を、選択的にパルスピック部５によって変更する（つまり、ピッキングする）。その結果、患者眼Ｅにパルスレーザ光を照射するか否かが制御される。
【００１６】
なお、パルスピック部５には、音響光学素子以外のデバイス（例えば、ＭＥＭＳ、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、ポッケルスセル等）が用いられてもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、レーザ光源２によるパルスレーザ光の出射と出射停止とを切り換えることで、パルスレーザ光を患者眼Ｅに照射するか否かを切り換えてもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、患者眼Ｅに照射されるパルスレーザ光のエネルギーを弱めることで、組織を切断または破砕するためのパルスレーザ光が患者眼Ｅに照射されることを禁止してもよい。
【００１７】
ズームエキスパンダ１３は、光路におけるレーザ光源２とＸＹ走査部２５（後述する）の間（詳細には、本実施形態ではパルスピック部５と第２Ｚ走査部１５（後述する）の間）に設けられている。ズームエキスパンダ１３は、レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光のビーム径を変更することができる。制御部４７（後述する）は、ズームエキスパンダ１３を駆動してパルスレーザ光のビーム径を変更することで、対物レンズ３５（後述する）から患者眼Ｅに向けて出射されるパルスレーザ光の開口数ＮＡを調整することができる。ビーム径が大きくなると開口数ＮＡは大きくなり、ビーム径が小さくなると開口数ＮＡは小さくなる。
【００１８】
第２Ｚ走査部１５は、パルスレーザ光が集光されるスポットをＺ方向に走査するＺ走査部の一部である。本実施形態では、第２Ｚ走査部１５は、光路におけるレーザ光源２とＸＹ走査部２５の間（詳細には、本実施形態ではズームエキスパンダ１３とＸＹ走査部２５の間）に設けられている。一例として、本実施形態の第２Ｚ走査部１５は、負の屈折力を有する移動光学素子１６と、移動光学素子１６を光軸に沿って移動させる第２Ｚ走査駆動部１７とを備える。例えば、第２Ｚ走査駆動部１７には、移動光学素子１６を高速で移動させることが可能なガルバノモータ等を用いてもよい。移動光学素子１６とＸＹ走査部２５の間には、レンズ２１が設けられている。レンズ２１は、第２Ｚ走査部１５を経たレーザ光をＸＹ走査部２５に導光させる。
【００１９】
移動光学素子１６が光軸方向に移動すると、患者眼Ｅにおけるパルスレーザ光のスポットがＺ方向に移動する。詳細には、本実施形態では、移動光学素子１６がＸＹ走査部２５側（下流側）に移動すると、スポットが下流側（＋Ｚ側）に移動する。この場合の第２Ｚ走査部１５の駆動を＋Ｚ駆動という。また、移動光学素子１６がレーザ光源２側（上流側）に移動すると、スポットが上流側（−Ｚ側）に移動する。この場合の第２Ｚ走査部１５の駆動を−Ｚ駆動という。
【００２０】
本実施形態の第２Ｚ走査部１５は、ＸＹ走査部２５よりも光路の上流側に設けられている。この場合、ＸＹ方向に走査されていない状態のレーザ光が移動光学素子１６に入射する。従って、移動光学素子１６の小型化が容易である。
【００２１】
実際に、本実施形態では、第２Ｚ走査駆動部１７が移動させる部材（移動光学素子１６を含む）の質量が、第１Ｚ走査駆動部４６（後述する）が移動させる部材の質量よりも小さい。つまり、第２Ｚ走査部１５に作用する慣性力が、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力よりも小さい。また、第２Ｚ走査部１５が移動光学素子１６の駆動速度を変更する際の最大加速度は、第１Ｚ走査部４４が駆動速度を変更する際の最大加速度よりも大きい。よって、本実施形態の第２Ｚ走査部１５は、第１Ｚ走査部４４よりも素早くスポットの移動速度を変更することができる。なお、最大加速度とは、第１Ｚ走査部４５および第２Ｚ走査部１５の各々が最大の出力で移動光学素子の駆動速度を変更する場合の加速度（限界の加速度）をいう。また、本実施形態では、移動光学素子の最大加速度だけでなく、移動光学素子が移動することで走査されるスポット（像）の最大加速度も、第２Ｚ走査部１５の方が第１Ｚ走査部４４よりも大きい。
【００２２】
ＸＹ走査部２５は、光軸に交差するＸＹ方向にパルスレーザ光を走査する。本実施形態では、ＸＹ走査部２５は、Ｘ偏向デバイス２６およびＹ偏向デバイス２７を備える。Ｘ偏向デバイス２６は、レーザ光源から出射されたパルスレーザ光をＸ方向に走査する。Ｙ偏向デバイス２７は、Ｘ偏向デバイス２６によってＸ方向に走査されたパルスレーザ光を、さらにＹ方向に走査する。本実施形態では、Ｘ偏向デバイス２６およびＹ偏向デバイス２７には共にガルバノミラーが採用されている。しかし、光を走査する他のデバイス（例えば、ポリゴンミラー、音響光学素子等のスキャナ）を、Ｘ偏向デバイス２６およびＹ偏向デバイス２７の少なくともいずれかに採用してもよい。また、Ｘ偏向デバイス２６およびＹ偏向デバイス２７の少なくとも何れかが、複数のスキャナを備えていてもよい。一例として、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、Ｘ偏向デバイス２６を２つのガルバノミラーによって構成することで、パルスレーザ光の主光線を、Ｘ方向の走査量に関わらず、Ｙ偏向デバイス２７の所定箇所に入射させる。その結果、Ｙ偏向デバイス２７の所定箇所は、ＸＹ走査部２５によって走査される全てのパルスレーザ光の主光線が通過するピボット点となる。
【００２３】
リレー部３０は、ＸＹ走査部２５と対物レンズ３５の間に設けられている。本実施形態のリレー部３０は、ケプラー式のリレー光学系である。ケプラー式のリレー光学系は、３つ以上の光学部材によって構成されている場合でも、その機能を２つのレンズによって表現することができる。よって、図１では、２つのレンズによってリレー部３０を示す。なお、リレー部３０以外の他の光学素子についても、図示された光学素子の数とは異なる数の光学素子によって構成されていてもよい。リレー部３０は、上流側リレー光学素子３１と下流側リレー光学素子３２によって、ＸＹ走査部２５におけるピボット点（本実施形態では、Ｙ偏向デバイス２７における走査面の所定箇所）と、対物レンズ３５の物側焦点とを共役関係に結ぶ。また、上流側リレー光学素子３１の物側焦点が、ＸＹ走査部２５におけるピボット点に一致するように、上流側リレー光学素子３１とＸＹ走査部２５との位置関係が保たれている。従って、上流側リレー光学素子３１から出射されるパルスレーザ光のテレセントリックの性能が保たれる。
【００２４】
対物レンズ３５は、リレー部３０の下流側リレー光学素子３２よりも光路の下流側に配置されている。対物レンズ３５を通過したパルスレーザ光は、眼球インターフェース３７を経て患者眼Ｅの組織に集光される。
【００２５】
眼球インターフェース３７は、患者眼Ｅに接続されることで患者眼Ｅを固定する。眼球インターフェース３７の構成には種々の構成（例えば、液浸インターフェース、コンタクトレンズ等）を採用できる。
【００２６】
ダイクロイックミラー３８は、光路における対物レンズ３５と下流側リレー光学素子３２の間に設けられている。本実施形態のダイクロイックミラー３８は、レーザ光源２からのパルスレーザ光の大部分、およびエイミング光源３からのエイミング光の大部分を反射し、且つ、後述する観察ユニット４０およびＯＣＴユニット４１からの光の大部分を透過する。その結果、これらの複数の光の光軸が同軸とされる。
【００２７】
観察ユニット４０は、患者眼Ｅ、および患者眼Ｅに接続された眼球インターフェース３７の正面画像を取得する。本実施形態の観察ユニット４０は、可視光または赤外光によって照明された患者眼Ｅを撮影し、モニタ（図示せず）に表示させることができる。術者等は、モニタを見ることで、患者眼Ｅを正面から観察することができる。
【００２８】
ＯＣＴユニット４１は、患者眼Ｅの組織、および眼球インターフェース３７の断層画像を取得する。一例として、本実施形態のＯＣＴユニット４１は、光源、光分割器、参照光学系、走査部、および検出器を備える。光源は、断層画像を取得するための光を出射する。光分割器は、光源によって出射された光を、参照光と測定光に分割する。参照光は参照光学系に入射し、測定光は走査部に入射する。参照光学系は、測定光と参照光の光路長差を変更する構成を有する。走査部は、測定光を組織上で二次元方向に走査させる。検出器は、組織によって反射された測定光と、参照光学系を経た参照光との干渉状態を検出する。眼科用レーザ手術装置１は、測定光を走査し、反射測定光と参照光の干渉状態を検出することで、組織の深さ方向の情報を取得する。取得した深さ方向の情報に基づいて、撮影対象（患者眼Ｅの組織等）の断層画像を取得する。
【００２９】
ＯＣＴユニット４１には種々の構成を用いることができる。例えば、ＳＳ−ＯＣＴ、ＳＤ−ＯＣＴ、ＴＤ−ＯＣＴ等のいずれをＯＣＴユニット４１として採用してもよい。また、眼科用レーザ手術装置は、光干渉以外の技術を用いて断層画像を撮影してもよい。
【００３０】
本実施形態では、制御部４７（後述する）は、ＯＣＴユニット４１によって取得された断層画像に基づいて、患者眼Ｅの傾きの情報を取得することができる。一例として、本実施形態では、パルスレーザ光の光軸に対する患者眼Ｅの傾き（例えば、視軸の傾き、水晶体の傾き等）が、患者眼Ｅの傾きの情報として取得される。なお、眼科用レーザ手術装置１は、患者眼Ｅの傾きの情報を異なる方法で取得してもよい。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、シャインプルーク画像、ＳＬＯ画像、観察ユニット４０によって撮影される正面画像等の少なくとも何れかを用いて、患者眼Ｅの傾きを検出してもよい。
【００３１】
また、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、パルスレーザ光によって患者眼Ｅに施す処置（例えば、水晶体の破砕、水晶体への切り込みの形成、水晶体前嚢の切開、および、角膜ポートの形成等）の形状を、患者眼Ｅの断層画像に対応付けることができる。さらに、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、パルスレーザ光を集光させるターゲット位置を、患者眼Ｅの断層画像に対応付けることもできる。従って、眼科用レーザ手術装置１は、パルスレーザ光を照射・走査させる動作を、断層画像を用いて制御することができる。
【００３２】
ダイクロイックミラー４２は、観察ユニット４０の光軸とＯＣＴユニット４１の光軸を同軸とする。ダイクロイックミラー４２を経た光は、前述したダイクロイックミラー３８によって、レーザ光源２から出射されたパルスレーザ光と同軸とされる。
【００３３】
第１Ｚ走査部４４は、スポットをＺ方向に走査するＺ走査部の一部である。つまり、本実施形態のＺ走査部には、第１Ｚ走査部４４と第２Ｚ走査部１５が含まれる。なお、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５に加えて、スポットをＺ方向に走査する機構を別に備えていてもよい。一例として、本実施形態の第１Ｚ走査部４４は、ＸＹ走査部２５と上流側リレー光学素子３１とを含む光学ユニットを光軸に沿って（つまり、Ｚ方向に）移動させることで、上流側リレー光学素子３１と対物レンズ３５との間の光路長を変化させる。その結果、スポットがＺ方向に走査される。
【００３４】
詳細には、本実施形態の第１Ｚ走査部４４は、移動ステージ４５と第１Ｚ走査駆動部４６を備える。移動ステージ４５は、移動光学素子（本実施形態では、第２Ｚ走査部１５、レンズ２１、ＸＹ走査部２５、および上流側リレー光学素子３１）を、それぞれの位置関係を保った状態で移動可能に支持する。第１Ｚ走査駆動部４６は、移動ステージ４５を光軸に沿って移動させる。本実施形態では、移動ステージ４５が患者眼Ｅ側（下流側）に移動すると、スポットが下流側（＋Ｚ側）に移動する。この場合の第１Ｚ走査部４４の駆動を＋Ｚ駆動という。また、移動ステージ４５がレーザ光源２側（上流側）に移動すると、スポットが上流側（−Ｚ側）に移動する。この場合の第１Ｚ走査部４４の駆動を−Ｚ駆動という。
【００３５】
言うまでもないが、組織において集光されるスポットのＺ座標は、光路上の光学素子によって定まる。本実施形態では、スポットのＺ座標は、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の光学素子（詳細には、Ｚ方向における光学素子の位置）によって変化する。また、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５は、互いに独立して＋Ｚ駆動および−Ｚ駆動を行うことができる。従って、例えば、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４に＋Ｚ駆動を実行させつつ、第２Ｚ走査部１５に−Ｚ駆動を実行させることで、スポットのＺ座標を一定の値に維持することも可能である。また、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４によってスポットを大まかに走査しつつ、第２Ｚ走査部１５によってスポットのＺ座標を細かく調整することも可能である。
【００３６】
第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の各々が単独でスポットをＺ方向に走査できる範囲には、制限がある。本実施形態では、第１Ｚ走査部４４が単独でスポットをＺ方向に走査させることが可能な走査範囲は、第２Ｚ走査部１５が単独でスポットをＺ方向に走査させることが可能な走査範囲よりも大きい。また、本実施形態では、第１Ｚ走査駆動部４６が移動させる部材（移動ステージ４５および上流側リレー光学素子３１等）の質量は、第２Ｚ走査駆動部１７が移動させる移動光学素子１６等の質量よりも大きい。
【００３７】
なお、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の構成は適宜変更できる。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、ＸＹ走査部２５よりも下流側に位置する光学素子（例えば、上流側リレー光学素子３１、下流側リレー光学素子３２、および対物レンズ３５）の少なくともいずれかを光軸方向に移動させることで、スポットをＺ方向に走査してもよい。第２Ｚ走査部１５の位置を変更してもよい。
【００３８】
制御部４７は、ＣＰＵ４８、ＲＯＭ４９、ＲＡＭ５０、および不揮発性メモリ（図示せず）等を備える。ＣＰＵ４８は、眼科用レーザ手術装置１の各種制御（例えば、レーザ光源２の制御、パルスピック部５の動作制御、走査部１５，２５，４４の動作制御等）を司る。ＲＯＭ４９には、眼科用レーザ手術装置１の動作を制御するための各種プログラム（例えば、後述する眼科手術制御処理を実行するための眼科手術制御プログラム等）、および初期値等が記憶されている。ＲＡＭ５０は、各種情報を一時的に記憶する。不揮発性メモリは、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。眼科手術制御プログラム等は、不揮発性メモリに記憶されていてもよい。
【００３９】
＜第１の手術工程例＞
図２から図４を参照して、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１が実行可能な第１の手術工程例について説明する。本実施形態の眼科用レーザ手術装置１（制御部４７）は、一連の処置を開始させてから完了させるまでの間に、第１Ｚ走査部４４に＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を継続して実行させながら、第２Ｚ走査部１５およびＸＹ走査部２５を駆動する。その結果、複数のターゲット位置の各々にスポット７０が走査される。従って、眼科用レーザ手術装置１は、処置の途中で第１Ｚ走査部４４の駆動方向の変更または停止を実行する場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響を抑制することができる。なお、一連の処置とは、例えば、Ｚ方向に広がる二次元形状または三次元形状のパルスレーザ光による処置を開始させてから完了させるまでを示す。制御部４７は、処置の開始指示が入力されると、一連の処置を自動的に開始させて完了させる。
【００４０】
特に、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、仮想の基準面上に１または複数のスポットを走査することができる。ＸＹ走査部２５によって走査されるスポットを１つの基準面上に維持する動作（ステップ）を、維持動作（維持ステップ）という。さらに、１つの基準面上に対するスポットの走査が完了すると、基準面を変更し、変更した基準面上にもスポットを走査することができる。基準面を変更する動作（ステップ）を、変更動作（変更ステップ）という。本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、維持ステップと変更ステップを交互に連続して実行することで、Ｚ方向に広がる二次元形状または三次元形状の処置を行うことができる。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１（制御部４７）は、パルスレーザ光の光軸（つまりＺ軸）に交差する複数の基準面６０を仮想的に設定する。図２に示す例では、Ｚ座標が０，１，２，３となる４つの基準面６０が設定されている。眼科用レーザ手術装置１は、まず、Ｚ＝０の基準面６０上で、複数のスポット７０によって「＋」の形状が描かれるように、ＸＹ走査部２５によってスポット７０を走査する。この間、ＸＹ方向に走査されるスポット７０がＺ＝０の基準面６０上に維持されるように、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５が駆動される。それぞれのスポット７０では、組織に光破壊が生じる。複数のスポット７０の間隔が適切な距離に調整されることで、組織には、基準面６０に沿って「＋」の形状の切開が形成される。
【００４２】
Ｚ＝０の基準面６０上への走査が終了すると、基準面６０がＺ＝１に変更される。変更前の基準面６０（Ｚ＝０）と変更後の基準面６０（Ｚ＝１）の間隔は、処置の種類、パルスレーザ光の出力、収差の影響等に基づいて適宜定められる。次いで、Ｚ＝０の基準面６０上への走査と同様に、Ｚ＝１の基準面６０上に複数のスポット７０が走査される。これらの動作（維持動作および変更動作）がＺ＝３の基準面６０まで繰り返されると、図３に示すように、Ｚ方向に広がる処置形状８０が形成される。図３に例示した処置形状８０は、ＸＺ平面上に広がるＸＺ切開面８１と、ＹＺ平面上に広がるＹＺ切開面８２によって構成された形状である。
【００４３】
なお、形成できる処置形状８０が、図３に例示した形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、それぞれの基準面６０に複数のスポット７０を円形に並べた場合、処置形状は円筒状となる。また、図に示す基準面６０およびスポット７０の大きさおよび数は、説明の理解を容易にするために、実際とは異なる大きさおよび数となっている。また、本実施形態では、＋Ｚ方向に向かって基準面６０を順に変更していく工程が例示されている。しかし、基準面６０を変更する順序が適宜設定できることは言うまでもない。例えば、−Ｚ方向に向かって基準面６０を順に変更してもよい。
【００４４】
収差の補償について説明する。眼科用レーザ手術装置１では、ＸＹ走査部２５によってスポット７０を走査することで、種々の収差が発生し得る。例えば、スポット７０が光軸から離間する程、収差の大きさが大きくなる場合等が有り得る。本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、ＸＹ走査部２５によるスポット７０の走査に応じて発生する収差に基づいて第２Ｚ走査部１５を駆動することで、収差を補償することができる。一例として、図２に示す第１の手術工程例では、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する像面湾曲が、第２Ｚ走査部１５によって補償される。その結果、像面湾曲によって生じる基準面６０の歪みが補償され、基準面６０の形状が平面に近づく。よって、第１の手術工程例によると、平面の基準面６０に沿って処置が行われることで、正確且つ精密な処置形状８０が形成される。なお、眼科用レーザ手術装置１は、第２Ｚ走査部１５を駆動することで、像面湾曲以外の収差（例えば、非点収差等）を補償することも可能である。
【００４５】
図４を参照して、第１の手術工程例を実行する際の各構成の動作について説明する。前述したように、本実施形態の制御部４７は、第１Ｚ走査部４４に＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を継続して実行させながら、第２Ｚ走査部１５およびＸＹ走査部２５を駆動する。つまり、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、１つの処置形状の形成を開始させてから完了させるまでの一連の動作中に、第１Ｚ走査部４４を同一の方向に駆動させ続ける。
【００４６】
詳細には、本実施形態の制御部４７は、維持動作中に一定の駆動速度で第１Ｚ走査部４４を駆動させる。さらに詳細には、本実施形態の制御部４７は、維持動作および変更動作を通じて一定の駆動速度で第１Ｚ走査部４４を駆動させる。従って、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響が、駆動速度を頻繁に変更する場合に比べてさらに抑制される。
【００４７】
本実施形態の制御部４７は、第１Ｚ走査部４４の駆動速度および駆動位置が、処置開始時の駆動速度および駆動位置に達するよりも前に、第１Ｚ走査部４４に加速動作を実行させることができる。加速動作中には、第１Ｚ走査部４４は、処置開始時の駆動位置として予め設定されている位置に向けて、処置開始後の駆動方向と同じ方向に＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動（図４の例では＋Ｚ駆動）を開始する。従って、処置の開始と同時に第１Ｚ走査部４４の駆動を開始する場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響が抑制される。なお、加速動作中には、患者眼Ｅへのパルスレーザ光の照射は禁止される。本実施形態では、加速動作中にパルスビック部が稼働することで、患者眼Ｅへのパルスレーザ光の照射が禁止される。しかし、眼科用レーザ手術装置１は、レーザ光源２の駆動を加速動作中に停止させることで、患者眼Ｅへのパルスレーザ光の照射を禁止してもよい。
【００４８】
加速動作が終了すると、維持動作が行われる。維持動作では、パルスピック部５の稼働が停止されると共に、第２Ｚ走査部１５およびＸＹ走査部２５の駆動が制御されて、基準面６０上へのスポット７０の走査が行われる。第１の手術工程例における維持動作では、制御部４７は、第１Ｚ走査部４４に実行させている駆動（図４に示す例では＋Ｚ駆動）と反対方向の駆動（図４に示す例では−Ｚ駆動）を第２Ｚ走査部１５に実行させる。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、光軸（Ｚ方向）に対する基準面６０の角度を垂直に近づけることができる。従って、第１の手術工程例では、制御部４７は、所望の処置形状を形成するための制御データを、光軸を基準として容易に演算することができる。
【００４９】
第１の手術工程例における維持動作では、制御部４７は、光軸（Ｚ方向）に対する基準面６０の角度と、第１Ｚ走査部４４の駆動速度とに基づいて第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御することで、スポット７０を１つの基準面６０上に維持させる。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響を抑制しつつ、光軸に対する基準面６０の角度を第２Ｚ走査部１５によって容易に調整することができる。
【００５０】
詳細には、図４に示す第１の手術工程例では、それぞれの維持動作中にスポット７０のＺ座標が維持されるように、第１Ｚ走査部４４の駆動速度に基づいて第２Ｚ走査部１５の平均駆動速度（つまり、収差を補償するための動作を無視した場合の駆動速度）が制御される。その結果、第１の手術工程例では、基準面６０の角度が光軸に対して垂直となる。なお、第１Ｚ走査部４４の駆動速度に対する第２Ｚ走査部１５の駆動速度を適宜調整することで、光軸に対する基準面６０の角度が調整される。よって、例えば、眼科用レーザ手術装置１は、光軸に対する患者眼Ｅの傾きを補償するために、基準面６０の角度を調整して各種処置を行うことも可能である。
【００５１】
また、前述したように、第１の手術工程例における維持動作では、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差（図４に示す例では像面湾曲）を補償するために、ＸＹ走査部２５の動作に応じて第２Ｚ走査部１５が駆動される。つまり、図４に示す例では、維持動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動速度は一定とならず、収差を補償するために細かく変動している。その結果、図４の下部に例示したスポット７０のＺ座標は、像面湾曲の変動に関わらず、維持動作中を通じて略一定となっている。この場合、図２に示すように、像面湾曲が補償されて、基準面６０が平面に近づく。よって、第１の手術工程例では、より精密にスポット７０が走査される。なお、収差の補償とは、収差の影響を完全に除去する場合だけでなく、収差の影響を低下させる場合も含む。
【００５２】
１回の維持動作（つまり、１つの基準面６０上へのスポット７０の走査）が終了すると、変更動作が行われて基準面６０が変更される。変更動作では、制御部４７は、組織を切断または破砕するためのパルスレーザ光が組織に照射されることを禁止する。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、基準面６０を変更している間に不要なパルスレーザ光が組織に照射されることを防止することができる。前述したように、本実施形態では、パルスピック部５によってパルスレーザ光がピッキングされることで、患者眼Ｅへのパルスレーザ光の照射が禁止される。
【００５３】
図４に示すように、第１の手術工程例における変更動作では、第２Ｚ走査部１５の駆動速度を維持工程における駆動速度とは異なる速度に変化させることで、基準面６０が変更される。従って、眼科用レーザ手術装置１は、維持動作と変更動作を交互に実行しつつ、第１Ｚ走査部４４の駆動方向を同一の方向に保ったまま基準面６０を変更することができる。なお、この場合の「駆動速度を変化させる」とは、向きを変化させずに速度の大きさだけを変化させる場合と、速度の大きさと共に向きも変化させる場合とを共に含む。
【００５４】
第１の手術工程例では、制御部４７は、変更動作中の第１Ｚ走査部４４の駆動速度、および、変更前の基準面６０と変更後の基準面６０のＺ方向の距離（つまり、Ｚピッチ）に少なくとも基づいて、変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御する。従って、眼科用レーザ手術装置１は、基準面６０間の距離に応じて適切に基準面６０を変更することができる。また、眼科用レーザ手術装置１は、複数のＺピッチが一定であるか否かに関わらず、適切に基準面６０を変更することができる。
【００５５】
詳細には、図４に示すように、第１の手術工程例では、変更動作中の第１Ｚ走査部４４の駆動方向と第２Ｚ走査部１５の駆動方向が同じ方向とされる。従って、変更動作中に第２Ｚ走査部１５を第１Ｚ走査部４４の駆動方向と反対の方向に駆動させる場合、または第２Ｚ走査部１５を停止させる場合に比べて、基準面６０が短時間で変更される。ただし、第２Ｚ走査部１５を第１Ｚ走査部４４の駆動方向と反対の方向に駆動させる場合でも、基準面６０を変更することは可能である。また、図４に示す例では、変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動速度は一定である。しかし、第２Ｚ走査部１５の駆動速度は、変更動作中に変化してもよい。
【００５６】
なお、第１の手術工程例では、１回の維持動作中における第２Ｚ走査部１５の駆動量と、１回の変更動作中における第２Ｚ走査部１５の駆動量が、同一の大きさで反対方向の駆動量となる。この場合、第２Ｚ走査部１５の駆動範囲に制限がある場合でも、駆動量は制限値に達しにくい。
【００５７】
＜第２の手術工程例＞
図５および図６を参照して、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１が実行可能な第２の手術工程例について説明する。第２の手術工程例では、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差を、第２Ｚ走査部１５によって補償しない点が、前述した第１の手術工程例とは異なる。その他の各構成の動作については、前述した第１の手術工程と同一の動作を採用してもよい。従って、以下の説明では、第１の手術工程例における動作と同一の動作を採用できる場合には、その説明を省略または簡略化する。
【００５８】
図５に示す第２の手術工程例では、図３に示す第１の手術工程例と同様に、Ｚ座標が０，１，２，３となる４つの基準面６０上で複数のスポット７０が走査される（図５ではスポット７０は省略されている）。しかし、第２の手術工程例では、維持工程中に収差（例えば像面湾曲）が補償されない。その結果、図５に示す例では、それぞれの基準面６０は完全な平面にはならず、収差の影響を受けて僅かに湾曲している。
【００５９】
図６に示す第２の手術工程例の維持動作では、第１Ｚ走査部４４の駆動速度が一定とされ、且つ、第２Ｚ走査部１５の駆動速度も一定とされる。この場合、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差は、第２Ｚ走査部１５によっては補償されない。その結果、図６の下部に例示したスポット７０のＺ座標は、維持動作中に収差の影響を受けて僅かに変動している。しかし、第２Ｚ走査部１５の制御は、第１の手術工程例に比べて単純になる。従って、眼科用レーザ手術装置１は、収差の影響を無視できる場合等に、第２の手術工程例に従って処置を行うことで、簡易な制御で処置を行うことができる。
【００６０】
＜第３の手術工程例＞
図７および図８を参照して、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１が実行可能な第３の手術工程例について説明する。図７に示すように、第３の手術工程例では、光軸（Ｚ方向）に対する基準面６０の角度を垂直にしない点が、前述した第１の手術工程例とは異なる（図７でもスポット７０は省略されている）。
【００６１】
特に、第３の手術工程例における維持動作中には、図８に示すように、第２Ｚ走査部１５の平均駆動速度がゼロとされる。つまり、第３の手術工程例における維持動作中には、第２Ｚ走査部１５は、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差を補償する目的で駆動されるが、光軸に対する基準面６０の角度を調整する目的では駆動されない。従って、第３の手術工程例では、図８の下部に例示したスポット７０のＺ座標は、同一方向に駆動し続ける第１Ｚ走査部４４によって徐々に変化する。その結果、図７に示すように、光軸に対する基準面６０の角度は垂直とはならず、傾きが生じる。制御部４７は、基準面６０の傾きに応じて、維持動作中のＸＹ走査部２５の駆動を制御する。
【００６２】
第３の手術工程例における変更動作中も、第１の手術工程例と同様に、第１Ｚ走査部４４の駆動速度とＺピッチに基づいて、第２Ｚ走査部１５の駆動速度が制御される。ただし、図８に示す第３の手術工程例では、変更前の基準面６０上でＸＹ走査部２５による走査が終了した三次元上の位置と、変更後の基準面６０上でＸＹ走査部２５による走査が開始する三次元上の位置とのＺ方向の差が、Ｚピッチとして考慮される。図８に示す第３の手術工程例では、変更前の基準面６０上でＸＹ方向の走査が終了した位置が、変更後の基準面６０上でＸＹ方向の走査が開始する位置よりも＋Ｚ方向に位置している。従って、図８に示す例では、変更動作においてＺ座標が−Ｚ方向に移動するように、第２Ｚ走査部１５の駆動方向が調整される。
【００６３】
なお、第２の手術工程例でも、第３の手術工程例と同様の方法で、変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動が制御されてもよい。つまり、変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動を制御する場合、制御部４７は、変更前の基準面６０と変更後の基準面６０の単純な距離のみを「Ｚピッチ」として参照してもよいし、前述した基準面６０間の距離と共にＸＹ方向の位置も「Ｚピッチ」として参照してもよい。また、前述したように、光軸に対する基準面６０の角度が所望の角度となるように、維持動作における第２Ｚ走査部１５の駆動速度が調整されてもよい。
【００６４】
以上説明した第１〜第３の手術工程例は、眼科用レーザ手術装置１が実行可能な多数の手術工程のうちの一部に過ぎない。従って、眼科用レーザ手術装置１は、第１〜第３の手術工程例で示した動作の一部を変更して実行してもよいし、第１〜第３の手術工程例で示した複数の動作を適宜組み合わせて実行してもよい。
【００６５】
＜眼科手術制御処理＞
図９および図１０を参照して、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１が実行する眼科手術制御処理について説明する。以下説明する眼科手術制御処理は、制御データを作成する処理と、作成された制御データに従って走査部１５，２５，４４等の駆動を制御する処理とを含む。制御データとは、制御部４７が走査部１５，２５，４４等の駆動を制御して一連の処置を実行する際に参照されるデータである。本実施形態では、制御データを作成する処理と、走査部１５，２５，４４等の駆動を制御する処理が、共に眼科用レーザ手術装置１の制御部４７によって実行される。しかし、眼科手術制御処理の全てが眼科用レーザ手術装置１の制御部４７によって実行される必要は無い。例えば、制御データを作成する処理は、眼科用レーザ手術装置１以外のデバイス（例えばＰＣ）によって実行されてもよい。この場合、ＰＣ等のプロセッサによって実行されるプログラム、および、眼科用レーザ手術装置１のプロセッサによって実行されるプログラムの各々が、眼科手術制御プログラムとなる。
【００６６】
図９に示す眼科手術制御処理は、眼科手術（パルスレーザによる患者眼Ｅの処置）を実行する指示が操作部等を介して入力された場合に、制御部４７のＣＰＵ（プロセッサ）４８によって実行される。ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ４９または不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って、図９に示す眼科手術制御処理を実行する。
【００６７】
まず、制御部４７は、実行する処置の種類の選択を受け付ける（Ｓ１）。処置の種類には、例えば、白内障手術時の水晶体の破砕、角膜ポートの形成、水晶体前嚢の切開、および老視矯正時の水晶体への切り込みの形成等の少なくともいずれかが挙げられる。次いで、制御データ作成処理が実行される（Ｓ２）。
【００６８】
図１０に示すように、制御データ作成処理が開始されると、Ｓ１（図９参照）で選択された処置の種類に応じて、パルスレーザ光によって形成される処置形状が決定される（Ｓ２１）。例えば、制御部４７は、撮影手段（本実施形態ではＯＣＴユニット４１）によって撮影された画像に、形成しようとする処置形状を対応付けることで、処置形状を決定してもよい。この場合、制御部４７は、処置形状を自動で画像に対応付けてもよいし、ユーザによる操作に従って処置形状を画像に対応付けてもよい。
【００６９】
次いで、制御部４７は、基準面６０の角度、形状、および間隔（Ｚピッチ）を決定する（Ｓ２２）。例えば、制御部４７は、Ｓ２２で決定するデフォルトの基準面６０の角度として、光軸（Ｚ方向）に対して垂直となる角度を決定してもよい。逆に、制御部４７は、光軸に対して垂直とならない角度をデフォルトの基準面６０の角度として設定してもよい。また、制御部４７は、形成しようとする処置形状に応じて、基準面６０の形状を平面とするか否かを決定してもよい。また、制御部４７は、スポット７０において発生するバブルの大きさに基づいて、隣接する２つの基準面６０の間隔を決定してもよい。なお、基準面６０の間隔等が予め定められていてもよい。
【００７０】
次いで、制御部４７は、患者眼Ｅの傾きを補正するか否かを判断する（Ｓ２３）。例えば、制御部４７は、傾きを補正するか否かを、ユーザによる操作に従って判断してもよい。また、制御部４７は、パルスレーザ光の光軸に対する患者眼Ｅの軸（例えば、視軸または水晶体の軸）の傾きを、撮影画像に基づいて検出し、検出した傾きに基づいて、傾きを補正するか否かを判断してもよい。なお、患者眼Ｅの傾きを検出するための撮影画像には、前述したように、ＯＣＴユニット４１によって撮影された断層画像、または、観察ユニット４０によって撮影された正面画像等を用いることができる。傾きを補正しない場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、処理はＳ２６へ移行する。
【００７１】
患者眼Ｅの傾きを補正する場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、制御部４７は、患者眼Ｅの傾きの情報を取得して、Ｓ２２で決定された基準面６０の角度を補正する（Ｓ２４）。例えば、患者眼Ｅの傾きの情報を取得する方法には、光軸に対する患者眼Ｅの軸の傾きを撮影画像から演算する方法、および、傾きをユーザに操作入力させる方法等を採用できる。また、基準面６０の角度を補正する方法には、例えば、患者眼Ｅの軸に対して基準面６０が垂直となるように、基準面６０の角度を補正する方法等を採用できる。
【００７２】
次いで、制御部４７は、第１Ｚ走査部４４の駆動速度Ｓ１を設定する（Ｓ２６）。一例として、本実施形態では、第１Ｚ走査部４４の駆動速度Ｓ１は、維持動作および変更動作を通じて一定とされる。
【００７３】
次いで、制御部４７は、パルスレーザ光の光軸（つまりＺ軸）に対する基準面６０の角度Ｄを取得する（Ｓ２７）。制御部４７は、それぞれの維持動作中における第２Ｚ走査部１５の駆動速度ｋＳ２を、第１Ｚ走査部４４の駆動速度Ｓ１と、基準面６０の角度Ｄに基づいて設定する（Ｓ２８）。
【００７４】
次いで、制御部４７は、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差を補償するか否かを判断する（Ｓ３０）。例えば、制御部４７は、収差を補償するか否かを、ユーザによる操作に応じて判断してもよいし、処置の種類等に応じて判断してもよい。収差を補償しない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、処理はＳ３４へ移行する。
【００７５】
収差を補償する場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、制御部４７は、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差の情報を取得する（Ｓ３１）。例えば、ＸＹ走査部２５による走査量と収差の量とを対応付けるテーブルデータ等が、実験等によって予め作成されて記憶されていてもよい。この場合、制御部４７は、記憶されているデータを収差の情報として取得してもよい。また、制御部４７は、ＸＹ方向の走査によって生じる収差を演算によって求めてもよい。次いで、制御部４７は、維持動作中における第２Ｚ走査部１５の駆動速度を、Ｓ３１で取得した収差の情報に基づいて調整する（Ｓ３２）。詳細には、本実施形態の制御部４７は、Ｓ３１で取得した収差の量が補償（減少）されるように、維持動作中のＸＹ走査部２５の動作に応じて第２Ｚ走査部１５の駆動速度を調整する。
【００７６】
次いで、制御部４７は、それぞれの変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動速度ｃＳ２を、少なくとも、第１Ｚ走査部４４の駆動速度Ｓ１とＺピッチに基づいて設定する（Ｓ３４）。制御部４７は、それぞれの基準面６０と処置形状の交点を、パルスレーザ光を集光させるターゲット位置に設定する（Ｓ３５）。以上の処理によって、制御データが作成される。処理は眼科手術制御処理に戻る。
【００７７】
図９の説明に戻る。制御データ作成処理（Ｓ２）が終了すると、処置開始の指示があるか否かが判断される（Ｓ４）。ユーザが操作部を走査して処置開始の指示を入力すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部４７は、第１Ｚ走査部４４の加速動作を開始させる（Ｓ５）。第１Ｚ走査部４４の駆動位置および駆動速度が設定値に到達すると（Ｓ７：ＹＥＳ）、維持動作が開始される。維持動作では、制御部４７は、設定された駆動速度ｋＳ２で第２Ｚ走査部１５を駆動する（Ｓ９）。また、制御部４７は、制御データに従ってＸＹ走査部２５を駆動すると共に、パルスピック部５によるパルスレーザ光のピッキングを停止させる（Ｓ１０）。１つの基準面６０上へのスポット７０の走査が終了すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、１つの維持動作が完了する。
【００７８】
次いで、一連の処置形状の形成が完了したか否かが判断される（Ｓ１３）。完了していなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、変更動作が行われる。変更動作では、制御部４７は、パルスピック部５の稼働を開始して、パルスレーザ光のピッキングを行う（Ｓ１５）。また、制御部４７は、設定された駆動速度ｃＳ２で第２Ｚ走査部１５を駆動し、基準面６０を次の基準面に変更する（Ｓ１６）。Ｚ座標が次の基準面に到達すると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、処理はＳ９へ戻り、維持動作が再度行われる。一連の処置形状の形成が完了すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、レーザ光源２および走査部１５，２５，４４の駆動が停止されて（Ｓ１９）、眼科手術制御処理は終了する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を第１Ｚ走査部４４に実行させながら、第２Ｚ走査部１５およびＸＹ走査部２５の駆動を制御することで、組織内の複数のターゲット位置にスポット７０を走査することができる。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、Ｚ方向に広がる二次元形状または三次元形状の処置（例えば、水晶体の破砕、水晶体の切開、および角膜ポートの形成等）の１つを開始させてから完了させるまでの一連の動作中に、第１Ｚ走査部４４を同一の方向に駆動し続けることも可能である。換言すると、眼科用レーザ手術装置１は、同一のＸＹ平面上に位置する複数のターゲット位置にスポット７０を走査する場合でも、第１Ｚ走査部４４を停止させずに駆動し続けることができる。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、処置の途中で第１Ｚ走査部４４の駆動方向を反対方向に変更する場合、および、第１Ｚ走査部４４の駆動を一旦停止させる場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響を抑制することができる。
【００８０】
本実施形態では、第２Ｚ走査部１５の最大加速度が、第１Ｚ走査部４４の最大加速度よりも大きい。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、最大加速度が小さい（つまり、慣性力の影響が大きい）第１Ｚ走査部４４の駆動方向を維持しつつ、最大加速度が大きい（つまり、慣性力の影響が小さい）第２Ｚ走査部１５の駆動速度を変化させることで、種々の適切なスポット走査を行うことができる。従って、慣性力の影響が大きい第１Ｚ走査部４４が好適に駆動されて、一連の手術の全体が適切に実行される。
【００８１】
詳細には、本実施形態では、第２Ｚ走査駆動部１７が移動させる部材の質量が、第１Ｚ走査駆動部４６が移動させる部材の質量よりも小さい。従って、より大きな慣性力が作用する第１Ｚ走査部４４が好適に駆動されて、一連の手術の全体が適切に実行される。
【００８２】
本実施形態では、第１Ｚ走査部４４によってスポット７０を走査させることが可能な走査範囲が、第２Ｚ走査部１５によってスポット７０を走査させることが可能な走査範囲よりも大きい。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４を同一の方向に駆動させ続けながら処置を行うことで、Ｚ方向の広い領域を処置することができる。
【００８３】
本実施形態の制御部４７は、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差に基づいて第２Ｚ走査部１５を駆動することで、収差を補償することができる。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、収差の影響を抑制して好適にパルスレーザ光をターゲット位置に集光させることができる。特に、本実施形態では、第１Ｚ走査部４４に比べて慣性力の影響が小さい第２Ｚ走査部１５の速度を調整することで、収差を適切に細かく補償することができる。
【００８４】
本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、維持動作（維持ステップ）および変更動作（変更ステップ）を実行することができる。眼科用レーザ手術装置１は、維持動作において、第１Ｚ走査部４４に＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を実行させながら、第２Ｚ走査部１５およびＸＹ走査部２５を駆動する。維持動作によって、１または複数のパルスレーザ光の集光位置（スポット７０）が、１つの基準面６０上に維持される。また、眼科用レーザ手術装置１は、変更動作において、第１Ｚ走査部４４を維持動作における駆動と同じ方向に駆動させることで、基準面６０を変更することも可能である。維持動作と変更動作は、交互に連続して実行される。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４の駆動方向を同一の方向に保ったまま、Ｚ方向に広がる二次元形状または三次元形状の処置を継続することができる。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、処置の途中（例えば、維持動作と変更動作の切り換わり時等）で第１Ｚ走査部４４の駆動方向を反対方向に変更する場合、および、第１Ｚ走査部４４の駆動を一旦停止させる場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響を抑制することができる。
【００８５】
本実施形態の制御部４７は、維持動作において、第１Ｚ走査部４４に実行させている駆動と反対方向の駆動を第２Ｚ走査部１５に実行させることができる。さらに、制御部４７は、変更動作において、第２Ｚ走査部１５の駆動速度を、維持ステップにおける駆動速度とは異なる速度に変化させることができる。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４の駆動方向を同一の方向に保ったまま維持動作と変更動作を交互に実施しつつ、光軸（Ｚ軸）に対するそれぞれの基準面６０の角度を垂直に近づけることができる。従って、眼科用レーザ手術装置１は、所望の形状の処置を行うための制御を、光軸を基準として容易に実行することができる。
【００８６】
本実施形態の制御部４７は、維持動作および変更動作を通じて一定の駆動速度で第１Ｚ走査部４４を駆動することができる。第１Ｚ走査部４４の駆動速度を一定とする場合には、駆動速度を変化させる場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響がさらに抑制される。
【００８７】
本実施形態の維持動作では、制御部４７は、光軸に対する基準面６０の角度と、第１Ｚ走査部４４の駆動速度とに基づいて、第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御する。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響を抑制しつつ、光軸に対する基準面６０の角度を第２Ｚ走査部１５によって容易に調整することができる。特に、本実施形態では、第１Ｚ走査部４４に比べて慣性力の影響が小さい第２Ｚ走査部１５の速度を調整することで、基準面６０の角度が適切に調整される。
【００８８】
本実施形態では、制御部４７は、各々の維持動作において、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の各々の駆動速度を一定にすることができる。この場合、制御部４７は、単純な制御で第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５を駆動させつつ、一連の処置を実行することができる。
【００８９】
本実施形態では、制御部４７は、少なくとも、変更動作中の第１Ｚ走査部４４の駆動速度と、基準面６０間のＺ方向の距離とに基づいて、変更動作中の第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御することができる。この場合、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、基準面６０間の距離に応じて適切に基準面６０を変更することができる。
【００９０】
本実施形態では、制御部４７は、変更動作中の第１Ｚ走査部４４と第２Ｚ走査部１５の駆動方向を同じにすることができる。この場合、眼科用レーザ手術装置１は、変更動作中に第２Ｚ走査部１５を第１Ｚ走査部４４の駆動方向と反対の方向に駆動させる場合、または、変更動作中に第２Ｚ走査部１５を停止させる場合に比べて、基準面６０を短時間で変更することができる。
【００９１】
本実施形態の変更動作では、組織を切断または破砕するためのパルスレーザ光が組織に照射されない。従って、本実施形態の眼科用レーザ手術装置１は、基準面６０を変更している間に不要なパルスレーザ光が組織に照射されることを防止することができる。
【００９２】
上記実施形態で開示された内容は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で開示された内容を変更することも可能である。例えば、上記実施形態では、複数の基準面６０の各々にスポット７０が走査される。しかし、眼科用レーザ手術装置１は、仮想の複数の基準面６０を基準とせずに処置を行うことも可能である。
【００９３】
上記実施形態の第２Ｚ走査部１５は、光軸に対する基準面６０の角度を調整するための動作、基準面６０を変更するための変更動作、および、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差を補償するための動作のうちの２つまたは３つを実行する。また、上記実施形態で例示した手術工程例では、いずれの場合でも、維持動作と変更動作が交互に繰り返し実行される。しかし、眼科用レーザ手術装置１は、上記３つの動作のうちの１つのみを第２Ｚ走査部１５に実行させてもよい。例えば、眼科用レーザ手術装置１は、＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を第１Ｚ走査部４４に継続して実行させながら、光軸に対する１つの基準面６０の角度を調整する動作のみを行ってもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、＋Ｚ駆動または−Ｚ駆動を第１Ｚ走査部４４に継続して実行させながら、ＸＹ走査部２５による走査に応じて発生する収差を補償する動作のみを、第２Ｚ走査部１５に実行させてもよい。また、第２Ｚ走査部１５は、変更動作を行わずに、基準面６０の角度調整動作と収差補償動作を行ってもよい。この場合でも、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響は抑制される。
【００９４】
上記実施形態の第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５は、レンズ等の光学素子を光軸方向に移動させることで、スポットをＺ方向に走査させる。しかし、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の少なくとも一方の構成を変更することも可能である。例えば、屈折力が変化するレンズ（液体レンズ等）をＺ走査部に採用してもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、３つ以上のＺ走査部を備えている場合でも、複数のＺ走査部の１つ以上を第１Ｚ走査部として駆動し、その他のＺ走査部の１つ以上を第２Ｚ走査部として駆動できる。
【００９５】
上記実施形態では、ＸＹ方向の走査による収差を補償または無視すると、複数の基準面６０は平面となり、且つ互いに平行になる。また、複数の基準面６０間の間隔は一定となる。しかし、複数の基準面６０の間隔を変化させてもよい。２つ以上の基準面６０が互いに交差してもよい。角度が異なる複数の仮想の面が繋がることで、１つの基準面６０が仮想的に形成されていてもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、維持動作中に、第１Ｚ走査部４４の駆動速度に対する第２Ｚ走査部１５の駆動速度を適宜調整することで、基準面６０を意図的に平面以外の形状（曲面等）とすることも可能である。
【００９６】
上記実施形態の第１の手術工程例（図２〜図４参照）では、維持動作において、第１Ｚ走査部４４に実行させている駆動と反対方向の駆動を第２Ｚ走査部１５に実行させることで、光軸（Ｚ軸）に対する基準面６０の角度が垂直に近づけられる。この例における維持動作では、ＸＹ走査に起因する収差を補正する場合、または、基準面６０の形状を意図的に平面以外の形状とする場合等には、１回の維持動作において、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の駆動方向が一時的に同一となってもよい。つまり、第１の手術工程例では、１回の維持動作において、第２Ｚ走査部１５の駆動開始位置に対する駆動終了位置の方向が、第１Ｚ走査部４４の駆動方向と反対となれば、２つのＺ走査部４４，１５の駆動方向が一時的に同一となる場合でも、光軸に対する基準面６０の角度は垂直に近づく。
【００９７】
上記実施形態では、加速動作が終了すると、一連の処置が完了するまで第１Ｚ走査部４４の駆動速度は一定となる。従って、第１Ｚ走査部４４の駆動速度を変化させる場合に比べて、第１Ｚ走査部４４に作用する慣性力の影響がさらに抑制される。しかし、第１Ｚ走査部４４の駆動速度を変化させる場合でも、駆動方向が維持されていれば、駆動を停止する場合、または駆動方向を反対方向に変更する場合に比べて、慣性力の影響は抑制される。なお、制御部４４は、第１Ｚ走査部４４の駆動速度を変化させる場合でも、第１Ｚ走査部４４の駆動速度に基づいて第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御することで、所望の形状および角度の基準面６０上にスポット７０を走査することができる。
【００９８】
上記実施形態では、切断または破砕を目的としたパルスレーザ光が組織に照射されることが、変更動作中に禁止される。しかし、変更動作中に組織にパルスレーザ光が照射されても特に不都合が生じない場合には、眼科用レーザ手術装置１は、変更動作中であっても組織にパルスレーザ光を照射してもよい。
【００９９】
上記実施形態では、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の各々が単位量だけ駆動した場合のスポットの移動量（以下、「単位移動量」という）は、Ｚ走査部４４，１５がどの位置で駆動する場合でも略一定となる。従って、上記実施形態の制御部４７は、単位移動量の変動を考慮せずに、第１Ｚ走査部４４および第２Ｚ走査部１５の駆動速度を制御している。しかし、眼科用レーザ手術装置１は、単位移動量の変動も考慮して駆動速度を制御してもよい。また、眼科用レーザ手術装置１は、実際のスポット７０の走査速度に基づいて、走査部４４，１５の駆動速度を制御してもよい。以上のように、本開示における「Ｚ走査部４４，１５の駆動速度」とは、Ｚ走査部４４，１５の可動部分の駆動速度と、スポット７０の実際の走査速度とを共に意味する場合がある。また、眼科用レーザ手術装置１は、第１Ｚ走査部４４における単位移動量の変動を、第１Ｚ走査部１５によって補償してもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１    眼科用レーザ手術装置
２    レーザ光源
５    パルスピック部
１５    第２Ｚ走査部
１６    移動光学素子
１７    第２Ｚ走査駆動部
２５    ＸＹ走査部
３１    上流側リレー光学素子
３２    下流側リレー光学素子
３５    対物レンズ
４１    ＯＣＴユニット
４４    第１Ｚ走査部
４５    移動ステージ
４６    第１Ｚ走査駆動部
４７    制御部
４８    ＣＰＵ
４９    ＲＯＭ
６０    基準面
７０    スポット
【図１】
2016193027.tif 000003
【図２】
2016193027.tif 000004
【図３】
2016193027.tif 000005
【図４】
2016193027.tif 000006
【図５】
2016193027.tif 000007
【図６】
2016193027.tif 000008
【図７】
2016193027.tif 000009
【図８】
2016193027.tif 000010
【図９】
2016193027.tif 000011
【図１０】
2016193027.tif 000012