(57)【要約】診断、撮像法及び外科的レーザ処置をもたらすための、患者の標的組織の上にレーザ光のパターンを生成するシステム及び方法が提供される。本システムは、同じ可視レーザ発光ダイオードから発する照準及び処置光ビーム、生成される光の光点のパターンを生成するためのスキャナ、コントローラ、並びに、ユーザが、幾つかの可能な光点パターンのうちの１つを選択し、光点の強度及び／又は持続時間を調節することを可能にするユーザ・インタフェースを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の病状を診断及び／又は処置するためのシステムであって、
照明光源を備えた光学系と、
前記照明光源からの光を対象の眼の内部に集束させるように配置された集束レンズと、
単一レーザ光源によって動作可能なレーザ・ダイオード・アセンブリを備えたレーザ・ユニットであって、前記単一レーザ光源は照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを前記レーザ・ユニットの放出口から放射する、前記レーザ・ユニットと、
を備え、
前記集束レンズの焦点と前記放出口の焦点とは概ね一致し、
前記光学系及び／又は前記レーザ・ユニットは、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される、
システム。
【請求項２】
前記眼の前記内部の焦点合せ可能な像を受け取り、取得し、表示し、又はそれらの組合せのために構成及び配置された撮像システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムは、眼の前記内部の標的位置において光凝固プロセスを誘起するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記照明光源は、双眼倒像検眼鏡を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記集束レンズは、前記ヘッドセット装置から遠位にあり、ユーザにより前記ヘッドセット装置に対して自由に動かすことができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記集束レンズは、眼底カメラを含む撮像装置の内部に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記集束レンズは、前記ヘッドセット装置の上に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記レーザ・ユニットは、光ファイバ・ケーブル・コネクタがない状態で動作することができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記レーザ・ダイオード・アセンブリは、複数の単一レーザ光源を備える、及び／又は前記レーザ・ユニットは、複数のレーザ・ダイオード・アセンブリを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記単一レーザ光源は、光ファイバ結合型レーザ・ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記照準光ビームの波長と前記処置用レーザ・ビームの波長とは、５０ｎｍ未満だけ異なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
対象の病状を診断及び／又は処置するためのシステムであって、
照明光源を備えた光学系と、
単一レーザ光源によって動作可能なレーザ・ダイオード・アセンブリを含むレーザ・ユニットであって、前記単一レーザ光源は概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射する、レーザ・ユニットと、
対象の眼の内部に光を集束させるように配置された集束レンズと
を備え、
前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームはビーム・パターン生成器を通過し、
前記光学系及び／又は前記レーザ・ユニット及び／又は前記ビーム・パターン生成器は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される、
システム。
【請求項１３】
前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームの各々は、眼の前記内部に単一の光点、眼の前記内部に複数の離散的光点、眼の前記内部に光の少なくとも１つの連続パターン、又はそれらの組合せを生成するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ビーム・パターン生成器によって生成される光点は、眼の前記内部に投射される円形、楕円形、正方形又は他の形状を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームは、前記ビーム・パターン生成器を通過する前に概ねコリメートされる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
ユーザに、前記ビーム・パターン生成器を出たビームのパターンの位置及び特性の制御を提供するように構成された制御ユニット及び／又はリモートインタフェースをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ビーム・パターン生成器は、複数の選択可能なパターンの各々１つを生成することができ、各パターンは、複数の光点のうちの少なくとも１つを備え、前記複数の光点の各々１つの強度は、ユーザ・インタフェースを介して調節することができ、対象の前記眼の前記内部の光点の各々の入射持続時間は、調節することができる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
ビーム・パターン生成装置であって、
対象の眼の内部に沿った、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの移動に影響を及ぼすように構成及び配置された一組の光学部品を備え、
前記ビーム・パターン生成装置を出る前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームは、前記ビーム・パターン生成装置に入る前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームと概ね平行である、
ビーム・パターン生成装置。
【請求項１９】
前記ビーム・パターン生成装置は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ビーム・パターン生成装置は、スリット・ランプ取付け可能レーザ、眼底カメラ・レーザ、手持ち型レーザ検眼鏡、並びに／又は、前記照準光ビーム及び／若しくは前記処置用レーザ・ビームが別の装置から前記ビーム・パターン生成器に入射する前記別の装置に、動作可能に結合される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
遠位標的に沿った光ビームの前記移動は、作動距離による影響を概ね受けない、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記一組の光学部品は、能動反射素子及び受動反射素子を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記一組の光学部品は、２つの反射素子を備え、第１の反射素子及び第２の反射素子は、別々の光点及び／又は光の連続パターンを生成することができるように、素子キャリヤの上に取付けられる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の反射素子の表面は、光ビームを対象の眼の前記内部の種々異なる位置に向けることができるように、前記第２の反射素子の表面に平行に構成される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の反射素子及び前記第２の反射素子は、プリズムと光通信する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
エレクタ装置をさらに備え、前記エレクタ装置は、像を垂直及び横方向に反転させるように構成された一組の反射素子及び／又はプリズムを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
可動ステージを備え、前記可動ステージは前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームを生成するレーザ・ダイオード・アセンブリに接続され、対象の眼の内部の光点の位置に、前記一組の光学部品の中の部品の移動を必要とせずに、影響を及ぼすことを可能にする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２８】
前記一組の光学部品は、レンズ素子及び回転可能プリズム素子を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２９】
前記一組の光学部品は２つのレンズ素子を備え、第１のレンズ素子は一方向に動くことができ、第２のレンズ素子は直角方向に動くことができ、前記第１のレンズ素子の光軸と前記第２のレンズ素子の光軸とは平行である、請求項１８に記載の装置。
【請求項３０】
前記一組の光学部品は、第１の回転可能なプリズム素子及び第２の回転可能なプリズム素子を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項３１】
スリット・ランプ装置をさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項３２】
前記別の装置は、第１の可動ステージの上に取付けられたレーザ発光ダイオードを備え、前記第１の可動ステージは、第２の可動ステージの動きの方向に直角の方向に動くことができ、反射素子が前記第２の可動ステージの上に取付けられる、請求項２０に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１の可動ステージの上に１つより多くのレーザ発光ダイオードが配置され、前記第１の可動ステージの上に配置された前記１つより多くのレーザ発光ダイオードの各々は、前記第１の可動ステージの上に配置された前記１つより多くのレーザ発光ダイオードのうちの第２のレーザ発光ダイオードによって放射される特性波長と実質的に同じでない特性波長の処置用レーザ・ビームを放射することができる、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
対象の病状を診断し及び／又は処置するためのシステムであって、
照明光源を備える光学系と、
単一レーザ光源によって動作可能なレーザ・ダイオード・アセンブリを備えるレーザ・ユニッであって、前記単一レーザ光源は、概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射する、レーザ・ユニットと、
ビーム・パターン生成器と、
を備え、
前記ビーム・パターン生成器及び集束レンズに関わる前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームの少なくとも一部分は、対象の眼の内部の複数の位置に配置されることができ、
前記光学系及び前記ビーム・パターン生成器は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される、
システム。
【請求項３５】
前記レーザ・ダイオード・アセンブリは、複数の単一レーザ光源を備え、各々の単一レーザ光源は、互いに概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射する、請求項１２又は請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記レーザ・ダイオード・アセンブリは、前記集束レンズに結合される、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記ビーム・パターン生成装置は、対象の前記眼の前記内部に光のパターンを生成することができ、前記パターンは、逐次的に生成される複数の光点を備える、請求項１１又は請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ビーム・パターン生成器は、対象の前記眼の前記内部に光のパターンを生成することができ、前記パターンは、同時に生成される複数の光点を備える、請求項１１又は請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
第１のレーザ・ダイオード及び第２のレーザ・ダイオードは、照準ビームを同時に及び／又は逐次的に生成する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
対象の病状を診断及び／又は処置する方法であって、
対象の眼の内部が、ユーザの頭部に装着するようにサイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置された光学系及びレーザ・ユニットを用いて、照明され、
対象の眼の前記内部の複数の位置のうちの少なくとも１つに、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームが入射し、
前記照準光ビームと前記処置用レーザ・ビームとに対して位置が概ね同じである、
方法。
【請求項４１】
前記照準光ビーム及び前記処置用レーザ・ビームは、空間的及び／又は時間的に増加されて、対象の眼の前記内部に光点のパターンを生成することができる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
複数の位置のうちの少なくとも１つは、ビーム・パターン生成装置及び／又は複数のレーザ・ダイオード光源を用いてアクセスすることができる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
対象の病状を診断及び／又は処置する方法であって、複数の照準光ビームの各々を、対象の眼の内部の複数の位置に配置することができ、１つの位置には、眼の内部に入射する各々の照準光ビームの、集束レンズによって生成される中間像を介した少なくとも１つの方向における移動によってアクセスすることができる、方法。
【請求項４４】
前記照準光ビームの一部分がダイクロイックミラーによって反射され、前記照準光ビームの一部分は、前記集束レンズを通過して眼の前記内部を照明する、請求項１又は請求項１２に記載のシステム。
【請求項４５】
前記照準光ビームの一部分がダイクロイックミラーによって反射され、前記照準光ビームの一部分が集束レンズを通過して眼の前記内部を照明する、請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、同時係属中の２０１４年６月１９日出願の米国特許仮出願第６２／０１４，５６８号の優先権及びその利益を、両出願に共通する全ての対象物に関して主張するものである。前記特許仮出願の開示は、引用によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、診断及びデータ取得／ドキュメンテーション手続き並びに外科的レーザ処置を施すための装置、システム及び方法に関し、具体的には、病状を診断し、単一点及び／又は多点のレーザ光凝固を含むがそれらに限定されない必要な処置を実行することができる小型可視レーザ装置及びビーム・パターン生成器に関する。
【背景技術】
【０００３】
眼の病状の処置に使用される従来のレーザ・システム設計の複雑さが、必要なシステム機能性の実現を妨げると共に、システムの価格、サイズ、及び重量に悪影響を及ぼし、システム故障の機会を増やす。一般に、例えば、光凝固レーザ手術の最先端技術において、処置用レーザ・ビームと照準光ビームは２つの異なる光源から発し、両方のレーザ・ビームを、それらの手法に必要な非常に高い精度で重ねるための一連の光学素子（及び、主レーザ・ユニットをその発射システムに接続するための高価な手のかかる光ファイバ・ケーブルの多くのセグメント）を必要とする。この照準ビーム及び処置用レーザ・ビームを重ねる必要性が、既存のレーザ装置を、診断、データ取得、及び処置のための他の相補的なシステムと統合させることを困難にし、良くても、低い電力効率及びほどほどの機能性を有する扱いにくい低可動性システムをもたらす。既存のシステムには、複数の標的位置の同時処置を可能にする機能及び／又は複数の標的位置に対する処置用レーザ・ビームの経時的走査を可能にする機能のような、より良好な制御及び方向決め手段が必要である。例えば、レーザ倒像検眼法等の方法を用いるとき、現在の処置では、対象の１つのみの点にアクセスすることが可能である。これは、特に汎網膜光凝固（ＰＲＰ：ｐａｎｒｅｔｉｎａｌ  ｐｈｏｔｏｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ）に関しては多大な時間を必要とする。さらに、現在のレーザ処置システムには、診断及び／又はデータ取得／ドキュメンテーション機能が備えられていない。
【０００４】
最先端のパターン走査レーザは、照準ビームと処置用ビームとの、レーザ・ユニット内に１つ及び発射システム内に２つのガルボミラーに依拠する、例えば、Ｍｏｒｄａｕｎｔ他による特許文献１に見出されるような、パターン生成器による重ね合わせを含む。発射システムは、光ファイバ・ケーブルを介してレーザ・ユニットに接続される。第１のガルボミラーは、レーザ・パターンを走査する全時間の間、処置用ビームを所望の出力で光ファイバ・ケーブルの入口に投射する。第１のガルボミラーは、レーザバーンを生じるためにビームを光ファイバ・ケーブルに向けて投射し（オン時間）、次いでビームをファイバから離れるように移動させ（オフ時間）、ここでレーザ出力は、レーザ・ビームが再び光ファイバ・ケーブルに向けられる前に暗い障壁に当たるので無駄にされる。オフ時間の間に最後の二つのガルボミラーが新しい位置に移動し、その結果、オン時間の間、レーザが標的組織の異なる場所に投射される。レーザ光源は、標的組織内へのパターンを走査する全時間の間、処置用ビームが標的組織内に投射されていないとき（オフ時間）でさえも、処置用ビームを生成していることは、レーザ・システムによる電力消費を増し、熱発生量を増し、効率的な能動冷却を必要とし、レーザ光源の寿命を短くする。さらに、レーザの出力は、サブミリメートル（典型的には０．１〜０．２ｍｍ）の光ファイバ・コアの中への処置用ビームの非常に正確な投射に依存する。ガルボミラーの如何なる軽微な位置合せ不良も、レーザの出力に大きな変化を引き起す可能性がある。さらに、投射パターンの寸法は、標的組織からのパターン生成器の距離に敏感である、即ち、パターン生成器から標的組織が離れるにつれて、投射パターンが大きくなる。幾つかの既存のパターン生成レーザは、スリット・ランプ発射システムを介して標的組織にレーザバーンのパターンを発射することができるが、レーザ倒像検眼鏡が発射システムとして使用されるときは、パターン生成機能のないレーザを個々の（単一点）バーンに使用することができる。さらに、既存のレーザ倒像検眼鏡は、光ファイバ・ケーブルを介して、光凝固用レーザの発射システムとしてのみ機能する。そのようなレーザ・システムの複雑さのために、それらは、頭部装着型レーザ倒像検眼鏡に組み込むには、大き過ぎ且つ重過ぎる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０３４５６８３（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００６】
眼科、皮膚科、血管外科、及び類似の分野で使用することができ、真に携帯可能とすることができる、病状診断、ドキュメンテーション、及び外科的レーザ処置のための、より簡単で、小型の、より安価且つ製造がより容易なシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【０００７】
多数の異なる光凝固手法を行うことを含む様々な処置に対して有効な波長又は複数の波長において動作するシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【０００８】
眼科、皮膚科、血管手術及び類似の手術の際に現在使用されている複雑な電源及び制御機構又は扱いにくい光ファイバ接続を必要としないレーザ・システム及び方法に対する必要性が存在する。さらに、小型で携帯可能なユニットで病状診断、ドキュメンテーション及び外科的処置を施すシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【０００９】
さらに、簡略化された制御及び方向付け手段を示しながら、複数の標的位置に処置を施すことができるシステムに対する必要性が存在する。
【００１０】
本発明は、これらの必要性に対処するための、加えて他の望ましい特性を有する、さらなる解決策に向けられる。具体的には、本発明は、対象の病状の診断、対象に関する視検／撮像及び画像／データの取得、並びに対象の複数の標的を同時に又は逐次的に処置するためのシステム及び方法であって、互いに対して及び少なくとも１つの単一可視レーザ発光ダイオードに対して一意的に構成され配置された光学部品と共に照明光源、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを使用して望ましい携帯性及び新しい機能性を有する小型システムをもたらす、システム及び方法に向けられる。本発明はさらに、新規のビーム・パターン生成器、及び、対象の複数の位置の処置に影響を及ぼすための、診断、ドキュメンテーション及び処置システムへの新規のビーム・パターン生成器の組込みに向けられる。
【００１１】
本発明の一実施形態は、対象の病状を診断及び／又は処置するためのシステムに向けられる。このシステムは、照明光源を有する光学系、及び照明光源からの光を対象の眼の内部に集束させるための集束レンズを含む。このシステムは、単一レーザ光源によって動作可能なレーザ・ダイオード・アセンブリを備えたレーザ・ユニットを含む。単一レーザ光源は、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームをレーザ・ユニットの放出口から放射する。集束レンズの焦点と放出口の焦点とは概ね一致する。さらに、光学系及び／又はレーザ・ユニットは、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される。
【００１２】
本発明の態様により、システムは、眼の内部の標的位置に光凝固プロセスを誘起するように構成することができる。照明光源は双眼倒像検眼鏡とすることができる。集束レンズはヘッドセット装置の上に配置することができる。集束レンズは、ヘッドセット装置の遠位に置き、ユーザにより、それに対して自由に動かすことができるようにすることができる。システムは、眼の内部の焦点合せ可能な像を受け取り、取得し、及び／又は表示するための撮像システムを含むことができる。集束レンズは、眼底カメラを含む撮像装置の内部に配置することができる。照明光源は双眼倒像検眼鏡とすることができる。レーザ・ユニットは、光ファイバ・ケーブル・コネクタがなくてもあっても動作させることができる。単一レーザ光源は、光ファイバ結合型のレーザ発光ダイオード又は他のレーザ発光源とすることができる。照準光ビームの波長と、処置用レーザ・ビームの波長とは、５０ｎｍ未満だけ異なり得る。
【００１３】
本発明の態様により、レーザ・ダイオード・アセンブリは多数の単一レーザ光源を含むことができ、及び／又はレーザ・ユニットは多数のレーザ・ダイオード・アセンブリを含むことができる。
【００１４】
本発明の一実施形態は、対象の病状を診断及び／又は処置するためのシステムに向けられる。このシステムは、照明光源を有する光学系と、単一レーザ光源により動作可能なレーザ・ダイオード・アセンブリを有するレーザ・ユニットとを含む。単一レーザ光源は、概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射する。システムは、対象の眼の内部に光を集束させるように配置された集束レンズを含む。照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームは、ビーム・パターン生成器を通過する。光学系及び／又はレーザ・ユニット及び／又はビーム・パターン生成器は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される。
【００１５】
本発明の態様により、照準光ビーム及処置用レーザ・ビームは、ビーム・パターン生成器を通過する前に、概ねコリメートすることができる。照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの各々は、眼の内部に単一の光点、眼の内部に複数の離散的光点、眼の内部に光の少なくとも１つの連続パターン、又はこれらの組合せを生成するように構成することができる。ビーム・パターン生成器によって生成される光点は、眼の内部に投射される円形、楕円形、正方形又は他の形状を含むことができる。
【００１６】
本発明の態様により、システムは、ユーザに、ビーム・パターン生成器を出たビームのパターンの位置及び特性の制御を提供するように構成された制御ユニット及び／又はリモートインタフェースを含むことができる。ビーム・パターン生成器は、複数の選択可能なパターンの各々１つを生成することができる。各パターンは、複数の光点のうちの少なくとも１つを含むことができる。複数の光点の各々１つの強度は、ユーザ・インタフェースを介して調節することができ、対象の眼の内部の光点の各々の入射持続時間は調節することができる。
【００１７】
本発明の態様により、照準光ビームの一部分をダイクロイックミラーによって反射することができ、照準光ビームの一部分を、眼の内部を照明するように集束レンズを通過させることができる。
【００１８】
本発明の一実施形態は、対象の眼の内部に沿った照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの移動に影響を及ぼすように構成され配置された一組の光学部品を含むビーム・パターン生成器に向けられる。ビーム・パターン生成器を出る照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームは、ビーム・パターン生成器に入る照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームと概ね平行である。
【００１９】
本発明の態様により、遠位標的に沿った光ビームの移動は、作動距離によって概ね影響を受けないようにすることができる。ビーム・パターン生成器に含まれる一組の光学部品、能動反射素子及び受動反射素子を含むことができる。一組の光学部品は、２つの反射素子を含むことができ、ここで第１の反射素子及び第２の反射素子は、別々の光点及び／又は光の連続パターンを生成することができるように、素子キャリヤの上に取付けられる。一組の光学部品は、レンズ素子及び回転可能プリズム素子を含むことができる。一組の光学部品は、２つのレンズ素子を含むことができ、ここで、第１のレンズ素子は一方向に動くことができ、第２のレンズ素子は直角方向に動くことができ、第１のレンズ素子の光軸と第２のレンズ素子の光軸とは平行である。第１及び第２の反射素子はプリズムと光通信することができる。一組の光学部品は、第１の回転可能プリズム素子及び第２の回転可能プリズム素子を含むことができる。第１の反射素子の表面は、光ビームを対象の眼の内部の種々異なる位置に向けられるように、第２の反射素子の表面に平行に構成することができる。第１及び第２の反射素子はプリズムと光通信することができる。一組の光学素子は、可動ステージの上に取付けることができ、この可動ステージは照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを生成するレーザ・ダイオード・アセンブリに接続することができ、対象の眼の内部の光点の位置に、一組の光学部品の中の部品の移動を必要とせずに、影響を及ぼすことを可能にする。
【００２０】
本発明の態様により、ビーム・パターン生成器は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置することができる。
【００２１】
本発明の態様により、ビーム・パターン生成器は、スリット・ランプ取付け可能レーザ、眼底カメラ・レーザ、手持ち型レーザ検眼鏡、並びに／又は、照準光ビーム及び／若しくは処置用レーザ・ビームが別の装置からビーム・パターン生成器に入射する別の装置に、動作可能に結合することができる。この別の装置は第１の可動ステージの上に取付けられたレーザ発光ダイオードを含むことができ、この第１の可動ステージは第２の可動ステージの動きの方向に直角の方向に動くことができる。反射素子を第２の可動ステージの上に取付けることができる。第１の可動ステージは、１つより多くのレーザ発光ダイオードを含むことができる。第１の可動ステージの上に取付けられた１つより多くのレーザ発光ダイオードの各々１つは、第１の可動ステージの上に取付けられた１つより多くのレーザ発光ダイオードのうちの第２のレーザ発光ダイオードによって放射される特性波長と実質的に同じでない特性波長の処置用レーザ・ビームを放射することができる。
【００２２】
本発明の態様により、システムはエレクタ装置を含むことができ、このエレクタ装置は、像を垂直及び横方向に反転させるように構成された一組の反射素子及び／又はプリズムを含む。
【００２３】
本発明の一実施形態は、照明光源を含む光学系と、単一レーザ光源によって動作するレーザ・ダイオード・アセンブリを有するレーザ・ユニットとを含むシステムを使用して、対象の病状を診断及び／又は処置するためのシステムに向けられる。単一レーザ光源は、概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射する。システムは、ビーム・パターン生成器を含む。ビーム・パターン生成器と結合し及び／又はそれを通過し、並びに／又は集束レンズと結合し及び／又はそれを通過する照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの少なくとも一部分を、対象の眼の内部の複数の位置に配置することができる。光学系及びビーム・パターン生成器は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成されたヘッドセット装置の上に動作可能に配置される。
【００２４】
本発明の態様により、レーザ・ダイオード・アセンブリは、複数の単一レーザ光源を含むことができる。各々の単一レーザ光源は、互いに概ね同じ光路を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを放射することができる。少なくとも１つのレーザ・ダイオード・アセンブリを集束レンズに結合することができる。ビーム・パターン生成器は、対象の眼の内部に光のパターンを生成することができ、ここで、パターンは逐次的に生成される複数の光点を含み、及び／又はパターンは同時に生成される複数の光点を含む。本発明の態様により、第１のレーザ発光ダイオード及び第２のレーザ発光ダイオードは、照準ビームを同時に及び／又は逐次的に生成することができる。
【００２５】
本発明の一実施形態は、対象の眼の内部を照明することにより、及びヘッドセット装置の上に動作可能に配置された光学系及び／又はレーザ・ユニットを使用して対象の眼の内部の複数の位置のうちの少なくとも１つに照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを投射することによって、対象の病状を診断及び／又は処置する方法に向けられる。位置は、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームに関して概ね同じである。ヘッドセット装置は、ユーザの頭部に装着するように、サイズ決めされ、寸法決めされ、構成される。
【００２６】
本発明の態様により、位置は照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームに関して概ね同じである。照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームは、対象の眼の内部の複数の位置のうちの少なくとも１つに入射する。照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームは、空間的及び／又は時間的に増加されて、対象の眼の内部に光点のパターンを生成することができる。複数の位置のうちの少なくとも１つは、ビーム・パターン生成装置及び／又は複数のレーザ発光ダイオード光源を用いてアクセスすることができる。
【００２７】
本発明の一実施形態において、対象の病状を診断及び／又は処置する方法は、複数の照準光ビームの各々を、対象の眼の内部の複数の位置に配置するステップと、１つの位置に、眼の内部に入射する各々の照準光ビームの、集束レンズによって生成される中間像を介した少なくとも１つの方向における移動によりアクセスするステップとを含む。
【００２８】
本発明の態様により、照準光ビームの一部分がダイクロイックミラーによって反射され、照準光ビームの一部分が集束レンズを通過して眼の内部を照明する。
【００２９】
本発明のこれら及び他の特徴が、以下の詳細な説明を添付の図面と共に参照することによってより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態による、小型外科手術装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、原型の小型外科手術装置の側面から見た画像である。
【図３】本発明の一態様による、図２の装置の前面から見た画像である。
【図４】本発明の一実施形態による、第１及び第２のレーザ・ダイオード・アセンブリを備えた小型外科手術装置の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器を含むレーザ倒像検眼鏡を備えた小型外科手術装置の概略図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、小型外科手術装置を使用する方法を例示するフローチャートである。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器を備える小型外科手術装置を使用する方法を例示するフローチャートである。
【図７】図７Ａは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１の例の概略図を与え、図７Ｂは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第２の例の概略図を与え、図７Ｃは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第３の例の概略図を与え、図７Ｄは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第４の例の概略図を与え、図７Ｅは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第５の例の概略図を与え、図７Ｆは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第６の例の概略図を与え、図７Ｇは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第７の例の概略図を与え、図７Ｈは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第８の例の概略図を与え、図７Ｉは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第９の例の概略図を与え、図７Ｊは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１０の例の概略図を与え、図７Ｋは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１１の例の概略図を与え、図７Ｌは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１２の例の概略図を与え、図７Ｍは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１３の例の概略図を与え、図７Ｎは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１４の例の概略図を与え、図７Ｏは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１５の例の概略図を与え、図７Ｐは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１６の例の概略図を与え、図７Ｑは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１７の例の概略図を与え、図７Ｒは、本発明の一実施形態による、ビーム・パターン生成器により生成される選択可能な光のパターンの第１８の例の概略図を与える。
【図８】本発明の一実施形態による、ミラーを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図９Ａ】光学系を出た光のビームが入射方向に対して角回転を経験するとき、遠位標的に沿った光のビームの横方向移動の作動距離、即ち、動作中の光学系と標的の間の距離に対する依存性を示す概略図である。
【図９Ｂ】光学系を出た光のビームが入射方向に直角な方向に沿った移動を経験するとき、遠位標的に沿った光のビームの横方向移動の作動距離、即ち、動作中の光学系と標的の間の距離に対する非依存性を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、移動ミラーを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、代替の移動ミラーを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、非共軸レンズを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、エレクタ・プリズムを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、プリズムのサブセットの概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、ビームの角度を変えるための可動レーザ・ユニットを用いたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１６】本発明の一実施形態による、ビームを移動させるための可動レーザ・ユニットを用いたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、回転プリズムを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１８】本発明の一実施形態による、２つの回転プリズムを備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１９Ａ】本発明の一実施形態による、ニュートラル位置に配置された一組の可動取付け台を備えたビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１９Ｂ】本発明の一実施形態による、一組の可動取付け台を備え、第１の可動取付け台がそのニュートラル位置に対して動かされた、ビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１９Ｃ】本発明の一実施形態による、一組の可動取付け台を備え、第２の可動取付け台がその中立位置に対して動かされた、ビーム・パターン生成器の概略図である。
【図１９Ｄ】本発明の一実施形態による、一組の可動取付け台を備え、第１及び第２のレーザ・ダイオード・アセンブリが第１の可動取付け台に取付けられた、ビーム・パターン生成器の概略図である。
【図２０】本発明の一実施形態による、１つより多くのレーザ発光ダイオードをレーザ光源として備える小型外科手術装置の概略図である。
【図２１】本発明の一実施形態による、ユーザに対して自由に動くことができるレンズに取付けられたレーザ・ダイオード・アセンブリを備える小型外科手術装置の概略図である。
【図２２】本発明の態様による、２つのレーザ発光ダイオードの分光学的比較分析を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の例証的な一実施形態は、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームが、システムを通して共用光路を進み、少なくとも標的において照明光ビームと共に収束するように、レーザ・ダイオード・アセンブリを眼科用光学設備と一体化した小型外科手術システムに関する。手術用光学系の個々の部品は、選択部品の焦点が一致できるようにするように構成され互いに十分に近接して配置される。眼科手術用レーザ・システムは、それゆえに、ユーザの頭部に装着し、診断並びに画像／データ取得及びドキュメンテーションに適応するように構成し配置することができる。本発明の一実施形態による小型外科手術装置は、視検、撮像及びレーザ処置の機能を有する。
【００３２】
本発明の一実施形態により、視検は、対象の眼の中に光を投射する照明光源、照明光源が取付けられたヘッドバンド、集束レンズ、並びに、反射面、レンズ、及び／又はプリズムなどの任意の付加的な光学部品を含む頭部装着型視検システムによって可能にすることができる。集束レンズが標的から適切な距離にあるとき、照明光源からの光が集束レンズを通過し、標的を照明し、標的の倒立反転像を形成することができる。視検システムは、一実施形態において、標的の倒立反転像を２つの像に分割し、各像の向きを少なくとも部分的に補正し、少なくとも部分的に補正された２つの像のうちの１つを第１の接眼レンズ（例えば、検査者の眼、表示スクリーンなど）の上に、及び少なくとも部分的に補正された２つの像のうちの１つを第２の接眼レンズ（例えば、検査者の眼、デジタル・カメラ・センサなど）の上に投射することができる。
【００３３】
一実施形態において、視検システムは双眼倒像検眼鏡（レーザ倒像検眼鏡）であり、代替の実施形態においては、視検システムは眼底カメラ又は手持ち型検眼鏡である。しかし、当業者であれば、双眼倒像検眼鏡に対する多数の異なる代替物を使用することができ、本発明と共に使用されることが予想されることを認識するであろう。
【００３４】
本発明の一実施形態により、撮像は、例えば、視検システムの上に取付けられ、視検システムのレンズの方に向けられ、処置の前、処置中、及び／又は処置後に標的の画像及び映像を取得することを可能にする、デジタル・カメラ・システムによって可能にされる。それら取得された画像又は映像は格納され、編集され、及び／又は有線若しくは無線手段を用い、市販のコンピュータ・ソフトウェアを用いて共用される。しかし、当業者であれば、デジタル・カメラに対する多数の異なる代替物を使用することができ、本発明と共に使用されることが予想されることを認識するであろう。
【００３５】
本発明の一実施形態により、処置は、レーザ・ユニットによって単一レーザ発光ダイオード光源から放射され、レーザ放出口アセンブリを介して照明光ビームと同じ光路に沿うように方向付けられる、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの影響を受ける。本発明の一実施形態において、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの両方を生成するレーザ光源は、光ファイバ結合型レーザ発光ダイオードである。本発明の一実施形態において、光ファイバ結合型レーザ発光ダイオードは、レーザ内部の光導波路としての固定及び／又は着脱不能な光ファイバ・セグメントの比較的短いセグメントとすることができる。この光ファイバ・セグメントは、レーザ・ビームの特性をさらに改良するための光導波路として機能するためのものである。当業者であれば、単一レーザ発光ダイオードの代わりに及び／又はそれに加えて種々様々なタイプのレーザ光源及び構成を用いることができることを認識するであろう。
【００３６】
例えば、４０５±２０ｎｍ、４４５±２０ｎｍ、６３５±２０ｎｍ、６５８±２０ｎｍ、５７７±２０ｎｍ、又は５２０±２０ｎｍを含むがこれらに限定されない可視波長は、容易に生成され、本発明の実施形態により、照準光ビーム、照明光ビーム及び／又は処置用レーザ・ビームを、標的の可視化、撮像及び処置のための処置範囲に集束させ方向付けるために使用することができる光学系に適合する。
【００３７】
本発明の例証的な一実施形態は、外科手術用レーザ・システムの実施形態に組み込むことができるビーム・パターン生成器に向けられる。ビーム・パターン生成器は、入射する処置用レーザ・ビームに対して、パターン生成器を出る処置用レーザ・ビームの角変位ではなく平行移動に影響を及ぼし、標的上の複数の離散的光点の各々の寸法が、オペレータと対象の間の距離に依存せずに、一貫して生成されることを可能にする。
【００３８】
本明細書で説明する本発明により、外科手術用レーザ・システム及び／又はビーム・パターン生成器は、眼科以外の様々な医療適用にも使用することができる。それゆえに、用語「標的」、「標的組織」、「対象の眼の内部」、及び「対象の網膜」は、本明細書においては交換可能に用いられる。
【００３９】
本発明は、対象の眼の内部のような標的の上に凡そ５０〜５００ミクロン幅の小さい単一の投射された光点（本明細書では「光点」）を生成するためのレンズを用いて直接集束させることができるほぼ均一なフルエンス（エネルギー密度）を有する高品質の処置用レーザ・ビームを提供する新しい外科的処置システム設計を含む。凡そ１００〜２００ミクロン幅の光点を有する処置用レーザ・ビームを生成する機能は、網膜光凝固などの処置に使用することができる小型外科手術装置をもたらす。処置の他の例には、焦点及び汎網膜光凝固並びにレーザ網膜復位が含まれるが、それらに限定されない。
【００４０】
一例として、部分的に、携帯性並びに診断及び処置の両方の機能のために、本発明の一実施形態は糖尿病性網膜症に使用することができる。糖尿病性網膜症は、網膜斑点及び斑状出血を生じる網膜血管からの漏れ、微細動脈瘤、並びに初期段階の浸出液によって特徴付けられる。増殖性糖尿病網膜症、即ち疾病の後期は、網膜新生血管及び硝子体又は網膜前方出血によって特徴付けられる。光凝固処置は、糖尿病性網膜症を首尾よく処置することができ、特に、汎網膜光凝固は新生血管組織の退化を引き起すのに有効であるが、本発明は、部分的に、双眼倒像検眼鏡などの手術用光学系とレーザ・ユニットとの統合（レーザ倒像検眼鏡）によって可能になった携帯性により、診断し、同じ処置手法を実行することができる。
【００４１】
本発明の例証的な一実施形態により、小型外科手術システムは、類似の機能を有する従来の外科手術用レーザ・システムが必要とするような付加的な光学素子の必要性を減らし、システムの構築を容易にし、製造コストを減らす。レーザ及び光ビームが交差するガラス―空気及び空気―ガラス界面であって、本発明に先立つ従来の装置においては別にエネルギー吸込みとなる、界面がより少ないので、システム効率が向上する。可視レーザ発光ダイオードの高いエネルギー効率により、現在入手可能な低効率のダイオード励起型固体レーザ（ＤＰＳＳ：ｄｉｏｄｅ  ｐｕｍｐｅｄ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｌａｓｅｒｓ）又はガスレーザに電力を供給するため、及びそれらの扱いにくい熱電冷却器に電力供給するために必要な複雑で大きく且つ重い電源に比べて、より簡単な電源又はバッテリを使用することが可能になる。提案されるレーザ・システムのコンパクト性は、それをＬＩＯなどの光学系に組み込んで、自己完結的な診断、撮像、レーザ治療用の頭部装着型の真に携帯可能なユニットを製造することを可能にする。
【００４２】
本発明のこれら及び他の特徴は、以下で例として添付の略図に関連して与えられる説明から明白となるであろう。
【００４３】
図１〜図２２は、全体を通じて類似の部分が類似の参照番号で表されるものであり、本発明による小型外科手術システム２０の例示的な実施形態を示す。本発明は、図に示される例示的な実施形態に関連して説明されることになるが、多くの代替的形態が本発明を具体化することができることを理解されたい。当業者であれば、さらに、開示された実施形態のパラメータ、例えば、サイズ、形状、又は素子若しくは材料のタイプなどを、本発明の趣旨及び範囲と依然として調和する仕方で変更する種々異なる方法を認識するであろう。
【００４４】
図１〜図６を参照すると、小型外科手術システム２０及び対応する使用法の説明が与えられる。小型外科手術システム２０は、レーザ・ユニット１及び手術用光学系９を含む。レーザ・ユニット１は、電源レギュレータ３、レーザ発光ダイオード光源を有するレーザ・ダイオード・アセンブリ６、タイマ回路４及びレーザ・トリガー機構を含むことができる。レーザ・ユニット１は、可視スペクトル範囲の波長、例えば、公称４０５±２０ｎｍの紫色領域、公称４４５±２０ｎｍの青色領域、公称５２０±２０ｎｍの緑色領域、又は、公称６３５±２０ｎｍ若しくは６５８±２０ｎｍ若しくは５７７±２０ｎｍの赤色領域の波長のエネルギーを放射する。レーザ・ダイオード・アセンブリ６は、例えば、レーザ発光ダイオード６６又はレーザ発光ダイオード・アレイを含む。図はさらに、オペレータの眼１０（例えば、装置のユーザの眼）及び標的１１（例えば、処置を受けている患者の眼）を示す。さらに、小型外科手術システム２０は、処置される眼１１に向き合うカメラ・モジュール５００のような画像及び／又は映像取得の手段を含む。本明細書で用いられる場合、用語レーザ・ダイオード、レーザ発光ダイオード、レーザ発光ダイオード・アレイ、及びレーザ光源は交換可能である。レーザ・ダイオード・アセンブリ６は、レーザ発光ダイオード６６の筐体をさらに含み、放熱板、及びレーザ・ダイオード・アセンブリ６をレーザ放出口アセンブリ７に取付けるための手段をさらに含むことができる。
【００４５】
本発明の一実施形態により、手術用光学系９は、レーザ倒像検眼鏡、眼底カメラ、照明光源をもたらすスリット・ランプ及び／若しくは他の装置、並びに／又は手術用光学系９内のレンズ１５を含む。本発明の一実施形態において、レンズ１５は手持ち型集束レンズである。代替の実施形態において、レンズ１５は眼底カメラの対物レンズ、手持ち型スリット・ランプ生体顕微鏡レンズ（接触又は非接触）及び／又は前記レンズの組合せである。それに応じて、用語「レンズ（単数）」、「レンズ（複数）」及び「レンズ・システム」は、本明細書においては交換可能に用いられる。レンズ１５は種々異なる屈折力（＋１２０ジオプタから―６０ジオプタまで）のレンズであり、光学系９と標的１１の間に置くことができる。レンズ１５は２つの主要な機能を果たす。即ち、照明光ビーム、照準ビーム及び処置用ビームを標的１１（処置される眼の内部の標的組織）に集束させ、及び標的１１の中間像を形成して光学系９によって見えるようにする。
【００４６】
レンズ１５は、手術用光学系９からの照明光ビーム並びにレーザ・ユニット１及び／又はレーザ放出口アセンブリ７からの光ビーム２２２を標的の上に集束させることができる。光ビーム２２２は照準光ビーム及び／又は処置用レーザ・ビームを含むことができる。レーザ・ユニット１は、単一レーザ発光ダイオード６６からの照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの両方を、レーザ放出口アセンブリ７を通して放射することができる。レンズ１５は、標的１１の像をレンズ１５と光学系９の間に形成し、これを検査者が接眼鏡を介して見ることができる。レーザ放出口アセンブリ７の焦点と、レンズ１５を有する手術用光学系９の前焦点とは、共焦点となるように構成される（レーザ・ダイオード・アセンブリ６からレーザ放出口アセンブリ７を通して出る照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームと、手術用光学系９から出る照明光ビームの前焦点とが同じ焦点を有することを意味する）。
【００４７】
本発明の実施形態により、レンズ１５は、集束レンズ、眼底視検レンズ、対物レンズ、眼用レンズ、又は他のタイプのレンズのいずれか１つ或はそれらの任意の組合せとすることができる。さらに、レンズ１５は、手で保持するように、又は手術用光学系９に取付けるように準備することができ、又は本発明の実施形態による代替の配置に、配置することができる。
【００４８】
レーザ・ユニット１は手術用光学系９に取付けることができ、その中の複数の位置に配置することができる。例えば、本発明の一実施形態において、レーザ・ユニット１は、双眼倒像検眼鏡又は眼底カメラのボディの内部に配置されるか、又はそれらの中のビーム・スプリッタ・ポートに取付けられる。本発明の一実施形態において、レーザ・ユニット１は、スリット・ランプ装置を備えた手術用光学系９に取付け可能であるか又はその内部に配置される。
【００４９】
一実施形態により、供給されるレーザ出力及びレーザのパルス持続時間は、レーザ駆動回路によって決定され、この駆動回路は、扱いにくい複雑な光学素子を使用する必要なしに、レーザ・パラメータの精密なデジタル制御を提供する。他の実施形態は、エンドレーザ・プローブへのアダプタを含むことができ、又は、本明細書で説明する光点サイズ選択機構をその構造体の内部に既に含んだ眼底カメラを含むことができる。
【００５０】
本発明の一実施形態において、レーザ放出口アセンブリ７は、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを集束させるように構成された１つ又はそれ以上のレンズを含むレンズ・アセンブリである。さらに、レーザ放出口アセンブリ７は、レーザ・ビームの向きを操作することができる。
【００５１】
電源２は、小型外科手術システム２０に電力を供給する。当業者であれば、電源２は、無線双眼及び（／又はレーザ）倒像検眼鏡のバッテリ・ボックスのような手術用光学系９の電源ボックス、レーザ・システムを駆動するのに必要な電力を供給する変圧器又はバッテリ、独立型バッテリ、再充電可能バッテリ或は別の電源を含むがそれらに限定されない多数の形態の１つを取ることができることを認識するであろう。
【００５２】
電源２からの電流は、電流を凡そ４０〜２００ｍＡの間のレベルに低減する電源レギュレータ３を通ってレーザ・ユニット１に至る。この低減された電流は、照準光ビームとして使用される連続広帯域低エネルギー可視光ビームを放射するための閾値以下のレベルでレーザ発光ダイオード６６を駆動するのに十分である。「閾値以下のレベル」が意味するのは、レーザ発光ダイオード６６がそのレーザ発振閾値より下で動作することである。照準光ビームは、凡そ０．１〜２ｍＷの間のレーザ発光ダイオード６６の基準放射レベルにおいて生じる。タイマ回路４には電源２から電流が供給される。タイマ回路４が作動されると、比較的高電流の所定の調節可能パルス、又はパルス列が伝送ライン１６を介して、レーザ・ダイオード・アセンブリ６に供給され、処置用レーザ・ビームのパルス、又はパルス列が生成される。「相対的高電流」は、ここでの電流がレーザ発光ダイオードの閾値レベルにあることを示す。タイマ回路４は、例えば、有線又は無線とすることができる手押し又は足踏みスイッチ・トリガなどのレーザ・スイッチ５をトリガすることによって作動される。
【００５３】
本発明の一実施形態により、オペレータが種々のレーザ・パラメータを選択するためにレーザ制御装置８を使用することができる。例えば、レーザ制御装置８は、レーザ・パルスを変化させるための信号をタイマ回路４に送ることができる。レーザをオン／オフにするため、待機モードから動作可能モードへの切替えのため、レーザ・パルス出力及び持続時間を制御するための、種々異なる制御装置が、小型制御ユニット１７の中に収容され、この制御ユニット１７を、磁石又はベルクロ（登録商標）などの機械的手段を介して手術用光学系（ｏｐｔｉｃａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）９の側面又は裏面に取付けることができる。さらに、制御ユニット１７は、ユーザが制御ユニット１７の実際の設定を見る必要なしに、オペレータ又はアシスタントによるレーザ・パラメータの変更を容易にするための音声エンジンのためのテキストを有することができる。
【００５４】
本発明の一実施形態により、処置用レーザ・ビームのパルスは２つの組又は範囲、即ち、１つはナノ秒範囲（１００ｎｓ〜１００マイクロ秒）及びもう１つはミリ秒範囲（０．１ｍｓ連続）、のパルス持続時間を有することができる。必要な処置に応じて他の範囲も可能である。パルス電流は、レーザ発光ダイオード６６にレーザのパルスを生成するのに十分なエネルギーを供給するために、基準電流よりも著しく高い。例えば、処置のためのパルス電流は、照準のための凡そ４０〜２００ｍＡの間の低い基準レベルに対して、凡そ５００〜２０００ｍＡの間にすることができる。処置用レーザ・ビーム・パルスの特性は、当業者であれば理解するように、所定の設定に依存し得る。特定の電流レベルは、例示的な実施の実例に過ぎない。
【００５５】
処置用レーザ・ビーム・パルスの終りに、レーザ発光ダイオード６６の放射レベルは、電源レギュレータ３によって供給される照準光ビームの基準に戻る。レーザ・ダイオード・アセンブリ６から放射された処置用レーザ・ビームは、レーザ放出口アセンブリ７を通過し、このレーザ放出口アセンブリ７が処置用レーザ・ビームを方向付け、そのサイズ及び焦点を制御する。一実施形態により、レーザ放出口アセンブリ７は、処置用レーザ・ビーム・パルスの強度及び持続時間を制御するための多数の可変抵抗器又はスィッチを有する。一実施形態により、レーザ放出口アセンブリ７は、レーザ・エネルギーが通過する１つ又はそれ以上のレンズ、絞り、及び／又はプリズムを含む。
【００５６】
当業者であれば、ここで、閾値レベルで動作するレーザ発光ダイオード６６によって生成される狭帯域スペクトルは、平行レーザ光の狭帯域要件を満たし、他方、閾値レベル以下で動作するレーザ発光ダイオード６６によって生成される広帯域スペクトルはレーザとしての条件を満たさない。さらに、閾値未満のビーム及び「照準光ビーム」の強度は、閾値、又は「処置用レーザ・ビーム」の強度より小さく、それゆえにレーザ発光ダイオード６６からの放射を眼の保護なしに見るオペレータに対する潜在的な網膜及び他の健康関連の脅威を減らし、許容最大視検露光を大きく増加させることによって、安全基準により良好に適合する。照準光ビームは、ユーザに対して基本的に安全であり、容易に見ることができる。
【００５７】
本明細書で説明した様々な通常の部品及びそれらの構造は個々に当業者には周知のものであるので、本明細書ではあまり詳細には説明しない。
【００５８】
レーザ・ユニット１は、手術用光学系９に取付けることができる。これは、レーザ光ビーム２２２と手術用光学系９とを共焦点にする（レーザ光ビーム２２２と手術用光学系９の前焦点とが同じ焦点を有することを意味する）ことを可能にする
【００５９】
同じ又は異なる波長のエネルギーを放射する１つより多くのレーザ発光ダイオード６６を、小型外科手術システム２０の一部として使用することができる。図４は、第１のレーザ発光ダイオード６６及び第２のレーザ発光ダイオード６６を有する、本発明を具体化する小型外科手術システム２０を示す。各々のレーザ発光ダイオード６６は、単一レーザ発光ダイオード又はレーザ発光ダイオード・アレイの形態とすることができる。レーザ・ユニット１は２つのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂを含み、赤色又は青紫色又は緑色範囲などの可視スペクトル内の波長のエネルギーを放射する。
【００６０】
オペレータ又は医師が、処置のために選択される波長を決定し、次いで、対応する波長を有するレーザ発光ダイオード６６を作動させる。凡そ４０〜２００ｍＡの間の電流が、例えば、緑色範囲５２０ｎｍにおける連続低エネルギー可視照準光ビームを放射するようにレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａを駆動するのに十分であり、又は、例えば、赤色波長範囲６００〜７００ｎｍにおける連続低エネルギー可視照準光ビームを放射するようにレーザ・ダイオード・アセンブリ６ｂを駆動するのに十分である。各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂに対して１つずつの別個の電源レギュレータ３が存在してもよく、又は一度に１つのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂによって使用される単一の電源レギュレータ３が存在してもよい。
【００６１】
タイマ回路４が作動されると、処置のために選択された波長に応じて、比較的高電流の所定の調節可能パルス又はパルス列がレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ又は６ｂに供給される。各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂに対して別々のタイマ回路４を使用することができ、又は、一度に１つのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂに対して同じ回路を使用することができる。レーザ・パルスの特性は、当業者によって理解されるように、所定のパルス設定に依存し得る。
【００６２】
明らかなように、小型外科手術システム２０は、少なくとも、本発明の実施形態において、各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂが照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの両方を放射することができる点で、従来の眼科用レーザ・システムと異なる。異なる別々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂの理由は、依然として単一の小型外科手術システム２０を有しながら、波長及び他のレーザ特性に関連する付加的な機能をもたらすためである。これは、照準のための別個のレーザ光源と処置のための別個のレーザ光源とを有する従来のシステムと同じではない。
【００６３】
さらに、当業者であれば、２つレーザ・ダイオード・アセンブリについての本明細書の説明は、複数のレーザ・ダイオード・アセンブリを有することの構想の典型に過ぎないことを認識するであろう。それゆえに、本発明は１つ又は２つのレーザ・ダイオード・アセンブリに限定されることを意図したものではなく、より多くのレーザ・ダイオード・アセンブリを含むことができる。しかし、各々のレーザ・ダイオード・アセンブリは、本明細書で説明するように動作することを目的とするものであり、ここで、単一のレーザ・ダイオード・アセンブリは、同じ光源から照準ビーム及び処置用レーザ・ビームの両方を放射することができるように、２つの電源設定を有する。
【００６４】
図５は、本発明の一実施形態による小型外科手術システム２０の概略図である。小型外科手術システム２０は、レーザ・ユニット１及び手術用光学系９を含む。レーザ・ユニット１の少なくとも一部分、例えば、レーザ・ダイオード・アセンブリ６は手術用光学系（ｏｐｔｉｃａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）９に取付けられる。医師などのオペレータは、彼／彼女の眼１０でレンズ１５を介して又は通して標的１１を視検するために手術用光学系９を装着する。プロセッサ３００は、光生成を制御するために、電源レギュレータ３を介してレーザ・ダイオード・アセンブリ６に結合される。プロセッサ３００は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は任意の他のタイプの適切な制御電子装置とすることができる。本発明の一実施形態により、複数光点のレーザ治療が、ビーム・パターン生成器２００を小型外科手術システム２０に組み込むことによって可能になり、医師が汎網膜光凝固を遥かに迅速に実行し、仰臥位の患者を処置し、複数光点のレーザ治療の手術において付加的な自由度を加えることを可能にする。プロセッサ３００は、レーザ・ダイオード・アセンブリ６の可視レーザ発光ダイオード６６（又は複数の可視レーザ発光ダイオード６６）を、光ビーム２２２を生成するように電源レギュレータ３を介して制御し、このことは破線によって示される。光ビーム２２２は、少なくとも照準光ビーム及び／又は処置用レーザ・ビームを含み、レーザ発光ダイオード６６によって生成されると、ビーム・パターン生成器２００を通過してミラー１１３に達する。ミラー１１３は、光ビーム２２２をレンズ１５それゆえに標的１１の方向に向け直す。
【００６５】
例えば、ビーム・パターン生成器２００は、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームを生成するレーザ光源が単一レーザ発光ダイオード光源であるか、又は複数の照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームが複数の単一レーザ発光ダイオード光源によって生成される、外科手術用レーザ・システム２０の一実施形態に組み込むことができる。一実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、例えば、照明光ビームを生成するためのスリット・ランプ装置を有する外科手術用レーザ・システムの一実施形態に組み込むことができる。
【００６６】
当業者であれば、本発明の実施形態により、第１及び第２の可視レーザ発光ダイオード６６、又は複数の可視レーザ発光ダイオードを、ビーム・パターン生成器２００を組み込んだ小型外科手術システム２０の中で使用できることを認識するであろう。複数のレーザ発光ダイオードを有するレーザ・ユニット１の各々の構成要素、例えば、電源レギュレータ３及びタイマ回路４は、小型外科手術システム２０の中で単一又は複数で、本明細書で開示するように、構成することができる。外科手術装置の安全性は、同じレーザ発光ダイオードから発して同じ光路１１１を進む照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームによって高められる。
【００６７】
ビーム・パターン生成器２００は、照準光ビームを、標的１１の上の、処置用レーザ・ビームを投射するのと同じ位置に投射する。図７Ａ〜図７Ｒは、照準光ビーム及び／又は処置用レーザ・ビームがビーム・パターン生成器２００を通過するときに生成される複数の配列パターン４４４の各々１つを示す。各々の配列パターン４４４は、処置用レーザ・ビームで処置されることになる標的１１の部分と一致し、システムが、処置の必要がある標的１１の部分に適切に位置合せされることを確実にする。ビーム・パターン生成器２００は、各々の光点が同時に又は連続的に生成される１つ及び／又は複数の光点を有する配列パターン４４４を生成する。
【００６８】
それゆえに、本明細書で用いられる場合、「ビーム増加」又はビーム・パターン生成器２００による「パターン生成」は、標的１１にわたるビーム走査に影響を及ぼすためのシステムに当てはまる。光点及び／又は配列パターン４４４は、標的の上に投射され、各々の光点は、時間的及び／又は距離的に分離して、逐次的に形成される。
【００６９】
各々の配列パターン４４４の各々の光点は、複数の標的１１の各々１つに空間的に一致し、その結果、レーザ発光ダイオード６６のエネルギーが閾値下レベルから閾値上レベルになるとき、照準光ビームから生成された配列パターン４４４は、処置される複数の標的１１の各々１つの輪郭を提供する。配列パターン４４４を構成する照準光ビームの各光点及び処置用レーザ・ビームの各光点の標的１１の上の投射は、円形、楕円形、正方形、又はいずれかの他の形状を有することができる。
【００７０】
ビーム・パターン生成器２００は、複数光点のレーザ治療を可能にする。複数光点のレーザ治療は、光ビーム２２２（低エネルギー照準光ビームと高エネルギー処置用レーザ・ビームとの間で切り替わることができる）が、標的１１の複数の点の各々に配列パターン４４４によって投射されるときに、可能になる。投射の複数の点の各々は、処置を必要とし、オペレータによって視検される標的１１の複数の点の各々と位置合せすることができる。照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームは、ビーム・パターン生成器２００を通過することにより、単一の光点、複数の離散的な光点又は光の連続的パターンを生成することができる。
【００７１】
本発明の一実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、相対的にコリメートされた光ビーム２２２を、標的１１の方へ光ビーム２２２をさらに反射するミラー１１３に達する前に、遮る。本発明の一実施形態において、手術用光学系９は光ビーム２２２を受け取り、光ビーム２２２を標的１１の方へ向ける。レーザ・ダイオード・アセンブリ６から発した光ビーム２２２は、標的１１の上に集束させることができるように、僅かに収束性にすることができる。これはまた患者が知覚することができる。
【００７２】
パターンの位置及び特性は、制御ユニット１７、例えば、リモート制御パネル及び／又は他のユーザ・インタフェース、例えば、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ：ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などを使用して制御することができる。パターン（事前決定することができる）は、標的１１、例えば、患者の網膜に配置される。
【００７３】
ミラー１１３は、可視化経路内、例えば、ユーザの眼などの、標的１１に向けられた光路１１１の一部分に、あまり邪魔にならないように、直接置かれる。代替的な一実施形態において、ミラー１１３は、例えば、双眼倒像検眼鏡とすることができる手術用光学系９の中又はその中心の近くに、ユーザによる標的１１の可視化を実質的に邪魔せずに、配置される。ユーザによる標的１１の可視化は、ミラー１１３を通して又はその周りを見ることによって達成される。
【００７４】
配列パターン４４４を形成するための光ビーム２２２の向け直しは、レーザ・ダイオード・アセンブリ６を移動させること、ミラー１１３を移動させること、及び／又は１つ若しくはそれ以上の可動光学素子を使用することを含むが、これらに限定されない多くの仕方で影響される。
【００７５】
レンズ１５は、標的１１の拡大された中間像を生成し、ユーザによる標的１１の可視化を支援する。一実施形態において、レンズ１５は、配列パターン４４４内の各光点を標的１１の上に配置し、集束させるのに役立つ。標的１１に伝えられた各々の光点は、レンズ１５の像倍率の逆数で拡大されることになる。レンズ１５は、標的１１と接触するコンタクト・レンズ又は非コンタクト・レンズとすることができる。
【００７６】
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、本発明による小型外科手術システムを使用する方法の簡単な説明が示される。使用の方法は、本発明の一実施形態により、図６Ａに示すように、（任意の初期設定ステップの後）照準光ビームを始動するために、電源レギュレータ３を通してのレーザ・ユニット１のレーザ・ダイオード・アセンブリ６への電力供給で開始する（ステップ１００）。電流は、レーザ発光ダイオード６６を、照準光ビームとして使用される連続低エネルギー可視レーザ・ビームを放射するように駆動するのに十分なレベルで供給され、照準光ビームのあらゆる必要な調節が行われる。ユーザは、照準ビームを用いて、標的１１上の処置の必要な範囲を決め、例えば、レーザ放出口アセンブリ７におけるレーザ・ビームのあらゆる必要な調節を行う（ステップ１０２）。
【００７７】
処置用レーザ・ビームが必要なとき、ユーザはレーザ・スィッチ５を用いてタイマ回路４を作動させる（ステップ１０４）。それによりタイマに電源２から電流が供給される。タイマ回路が作動すると、比較的高電流の所定の調節可能なパルス又はパルス列がレーザ・ダイオード６に供給され、レーザ・パルスが標的１１の方向に放射され、処置用レーザ・ビームが生成される（ステップ１０６）。
【００７８】
本明細書で説明した様々な通常の部品及びそれらの構造は個々に当業者には周知のものであるので、本明細書ではあまり詳細には説明しない。
【００７９】
図６Ｂを参照すると、ビーム・パターン生成器２００を現在使用することの一実施形態により、ユーザは照準ビームを始動させ（ステップ４００）、制御ユニット１７及び遠隔インタフェースを用いて複数の配列パターン４４４のうちの１つを選択する（ステップ４０２）。プロセッサ３００が、配列パターン４４４を生成するように制御ユニット１７を介して信号を送る（ステップ４０４）。ユーザが照準ビームを、照準ビームがユーザによって選択されたパターンに従って処置する標的１１の範囲に配列パターンを投射するように、配置する。配列パターン４４４を生成する照準光ビームが標的１１に向けられる（ステップ４０６）。レーザ発光ダイオード６６がエネルギーのパルスを始動する（ステップ４０８）。プロセッサ３００が、小型外科手術システム２０を、配列パターン４４４を構成する複数の光点のうちの少なくとも１つが、処置のための標的１１の複数の位置のうちの少なくとも１つに投射され、それと一致するように、位置決めする。処置用レーザ・ビームが、処置を必要とする標的１１の複数の位置のうちの１つに入射する（ステップ４１２）。プロセッサ３００が、選択された配列パターン４４４と一致する光点が標的１１に入射するまで、標的１１の複数の位置のうちの新しい１つにビームを向ける（ステップ４１４）。
【００８０】
図７Ａ〜図７Ｒは、本発明の一実施形態による小型外科手術システム２０によって生成することができる複数の配列パターン４４４の例を示す。配列パターン４４４のいずれか１つを形成するように組み合わせられる各々の光点は、輝度、サイズ、及び配列パターン４４４内のあらゆる他の光点との間隔において、実質的に等しい。例えば、光点の間のエッジ間分離距離は、典型的には光点の直径の０．５倍から３倍まで変化し、光点の直径は、＋／―１０％未満の輝度変化を伴って５０ミクロンから５００ミクロンまで変化する。
【００８１】
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、並びに７Ｊ、７Ｋ及び７Ｌは、光点の線形アレイ（例えば、２×１、３×１、４×１）の形態の配列パターン４４４を示す。図７Ｄ〜７Ｉ及び７Ｍ〜７Ｒは、２次元アレイ（例えば、２×２、３×２、４×２、３×３、４×３及び４×４）の形態の配列パターン４４４を示す。他の配列パターン４４４、例えば、網膜裂傷を取り囲む円形配列パターン４４４なども生成することができる。本発明の一実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、図５に示すように、手術用光学系９、例えば、レーザ倒像検眼鏡の中に配置される。手術用光学系９は、ユーザ（例えば、医師、外科医）により従来の頭部装着器材を用いて着用される。ビーム・パターン生成器２００は、プロセッサ３００によって制御される。それゆえに、図５において、ビーム・パターン生成器２００とシステムの間の接続は黒い実線で示される。
【００８２】
図８〜１３は、配列パターンを生成するビーム・パターン生成器２００の実施形態を示す。
【００８３】
図８は、ビーム・パターン生成器２００の第１の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ―ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーのような１つの能動部品を用いて作製される。能動２軸ＭＥＭＳミラー・スキャナ６４ａは、水平方向にも垂直方向にも傾斜することができる、及び受動ミラー６４ｂ。光ビーム２２２がスキャナ６４ａに入射し、このスキャナ６４ａが光ビーム２２２を受動ミラー６４ｂの方に向ける。スキャナ６４ａが動くと、これは光ビーム２２２を異なる方向に反射する。異なる方向に反射される光ビーム２２２は、第２のミラー６４ｂの異なる位置に当たり、第２のミラー６４ｂによってミラー１１３の異なる位置に反射される。ビームはミラー１１３の異なる点に到達し、図５に示すようにレンズ１５によって与えられる標的１１の像に向かって反射される。レーザ・パルスのタイミングが走査ミラー６４ａの角度位置に整合されると、別々のビーム（即ち、複数の光点）が生成される。しかし、レーザ・ダイオード・アセンブリ６のレーザ発光ダイオード６６が連続的に動作するままにする場合には、同様に連続的な配列パターン４４４を生成することができる。
【００８４】
従来技術において、患者の網膜の上にレーザ・パターンを生成することができる市販のレーザ装置は、基本的にガルボミラーを用いて動作する。そのようなガルボミラーは取扱いが面倒であると共に複雑な駆動回路を必要とする。さらに、ガルボミラーの「傾斜」がレーザ・ビーム及び従ってレーザ・ショットを一方向又は他の方向に、所定の移動ではなく所定の角度だけ回転させる。レーザ放出口と患者の網膜との間の距離を知ることにより、レーザ・ショットの間の離間度を、レーザ・ビームを所定の角度まで回転させることによって、確実に生成することができる。これは、そのようなレーザ・システムがスリット・ランプに取付けられるとき、スリット・ランプがスリット・ランプと眼の標的組織との間の固定作動距離を有するので、行うことができる。レーザ倒像検眼鏡を使用するとき、作動距離は、ユーザの適応及び使用される眼底レンズの能力などの複数の因子に依存して、遥かに大きく変化し得る。この作動距離の変動性は、患者の網膜内でレーザ・パターンを走査するためにビーム「回転」方法が使用される場合には、レーザ・ショットの間隔に著しい変動性をもたらす可能性がある。代替的に、レーザ・ビームが元のビーム経路に平行な経路内に移動させられるレーザ・ビーム移動を用いると、より信頼度の高い、距離に依存しない光点の間隔をもたらすであろう。
【００８５】
図９Ａは、手術用光学系２０を出た光のビームが入射方向に対する角回転を経験するとき、遠位標的に沿った光ビーム２２２の横方向の移動が作動距離（ＷＤ１／ＷＤ２）に依存する仕方を示す。対照的に、図９Ｂは、光ビーム２２２が入射方向に直角の方向に沿った移動を経験するとき、遠位標的１１に沿った光ビーム２２２の横方向移動の作動距離（ＷＤ１／ＷＤ２）に対する非依存性を示す。
【００８６】
図１０は、ビーム・パターン生成器２００の代替の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、反射面を有する２つの可動反射素子、例えば２つのミラー６５ａ及び６５ｂを用いて作製される。光ビーム２２２は第１のミラー６５ａ（又は他の反射面）に入射し、この第１のミラー６５ａが光ビーム２２２を第２のミラー６５ｂ（又は他の反射面）の方に向ける。ミラー６５ａが、水平方向における光ビーム２２２の入射角に直角の方向に移動すると、ミラー６５ａは光ビーム２２２を、ミラー６５ａの移動率によって決定される移動率だけ光ビーム２２２が平行光ビーム経路１１１’に対して水平軸内で移動するように、反射する。異なる方向に反射される光ビーム２２２は、第２のミラー６５ｂの異なる位置に当たり、第２のミラー６５ｂによってミラー１１３の異なる位置に反射される。ミラー６５ｂが、垂直方向における光ビーム２２２の入射角に直角の方向に移動すると、ミラー６５ｂは光ビーム２２２を、ミラー６５ｂの移動率によって決定される移動率だけ光ビーム２２２が平行光ビーム経路１１１’’に対して垂直軸内で移動するように、反射する。ビームはミラー１１３の異なる点に到達し、図５に示すようにレンズ１５によって与えられる標的組織の像に向かって反射される。
【００８７】
レーザ発光ダイオード６６のパルスのタイミングが、光ビーム２２２のスキャナとして機能するミラー６５ａ及び／又は６５ｂの角度位置に整合されると、複数の光ビーム２２２（即ち、複数の光点）が生成される。しかし、レーザ・ダイオード・アセンブリ６のレーザ発光ダイオード６６が連続的に動作する場合には、光点の連続的な配列パターン４４４が生成される。
【００８８】
この実施形態は、本明細書で開示されるように、光点の間の距離が本明細書で説明するように作動距離に依存しないように光ビーム２２２の平行移動を生成することの利点を有する。
【００８９】
図１１は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、２つの反射素子、例えば、共通の可動キャリヤ７６に平行になるように固定された２つのミラー７４ａ及び７４ｂを用いて作製される。代替として、２つの反射面７４ａ及び７４ｂを有するプリズムを用いることができる。素子キャリヤ７６は、２つの直角方向において、水平にも垂直にも回転することができる。光ビーム２２２が第１の反射面７４ａに入射し、この反射面７４ａが光ビーム２２２を第２の反射面７４ｂの方に向ける。キャリヤ７６が垂直に回転すると、ミラー７４ａが光ビーム２２２を、光ビーム２２２が光路１１１＋に平行に移動するように、反射する。異なる方向に反射された光ビーム２２２は第２のミラー７４ｂの異なる位置に当たり、第２のミラー７４ｂによってミラー１１３の異なる位置に反射される。キャリヤ７６が直角方向に回転すると、光ビーム２２２は異なる垂直に移動した光路１１１＋＋内に反射される。ビームはミラー１１３の異なる点に到達し、図５に示すようにレンズ１５によって与えられる標的１１の像に向かって反射される。レーザ・パルスのタイミングが走査ミラー７４ａ及び／又は７４ｂの角度位置に整合されるとき、別々のビーム（即ち、複数の光点）が生成される。しかし、本明細書で開示されるように、レーザ・ダイオード・アセンブリ６のレーザ発光ダイオード６６が連続的に動作するままにする場合、同様に連続的なパターンを生成することができる。
【００９０】
図１２は、ビーム・パターン生成器２００の第２の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は２つのレンズ素子、特に、その光軸に直角に横方向に動くことができる第１の正パワー可動レンズ７８ａを含む。第２の負パワー・レンズ７８ｂは正パワー・レンズに、それらの光軸が平行になるように積み重ねられる。第２の負パワー・レンズ７８ｂはその光軸に直角に垂直方向に動くことができ、その結果、第２の負パワー・レンズ７８ｂは、第１の正パワー可動レンズ７８ａに対して直角方向に動くことができる。レンズ７８ａが軸に沿って縦方向に動くとき、レーザ・ダイオード・アセンブリ６から来る光ビーム２２２はレンズ７８ａの異なる部分に到達し、それにより、レンズ７８ａの光学的中心からどれほど離れて遭遇するかに応じて異なって水平軸内で逸れる。光ビーム２２２はまた、レンズの正パワーのために屈折されることになる。次いで光ビーム２２２はレンズ７８ｂによって遮られる。レンズ７８ｂが垂直軸内で動くとき、レーザ・ダイオード・アセンブリ６から来る光ビーム２２２はレンズ７８ｂの異なる部分に到達し、それにより、レンズ７８ｂの光学的中心からどれほど離れて遭遇するかに応じて異なって垂直軸内で逸れる。光ビーム２２２はまた、レンズの負パワーのために屈折されることになる。正パワー・レンズ７８ａの屈折力は負パワー・レンズ７８ｂによって無効にされ、その結果、光ビーム２２２の集束及び拡大に対する総合効果は無視できる。両方のレンズ７８ａ及び７８ｂの移動は、プロセッサ３００により、光ビーム２２２をミラー１１３の上の種々異なる位置、レンズ１５の上の種々異なる位置、及び標的１１の種々異なる範囲に向けるように制御される。
【００９１】
図１３は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、エレクタ手段、即ち、光ビーム２２２を２つの異なる方向において１８０度回転させ、その結果、光ビーム２２２がビーム・パターン生成器２００を通過するときに生成される個々の光点の各々の像が垂直に反転され、横方向に逆転されるようにすることができる光学装置を含む。そのようなエレクタ手段は通常、プリズム又はプリズムの群を含み、その結果、像がプリズム反射面のうちの１つによって反射されるたびに、一方向又は他方向において９０度だけ反転される。４つの直角のプリズム反射面で反射された後、光ビーム２２２は垂直及び横方向に１８０度回転している。
【００９２】
図１３は２つの可動直角プリズム、即ち、２つの直交する反射面８７ａ及び８７ｂを有する第１のプリズム８７、並びに２つの直交する反射面８９ａ及び８９ｂを有する第２のプリズム８９を示す。２つのプリズム８７、８９はダブル・ポロ・プリズム構成において互いに直角に置かれる。プリズム８７が回転すると、光ビーム２２２は反射面８７ａ及び８７ｂの異なる部分に命中し、その結果反射面８７ａ及び８７ｂは、光ビーム２２２を水平軸内で同じ角度で反射するが、光ビーム２２２を水平方向に移動させ、プリズム８９の反射面８９ａ及び８９ｂの異なる範囲に命中させる。プリズム８９の垂直方向の移動は、光ビーム２２２が面８９ａ及び８９ｂの異なる範囲に命中するようにするので、光ビーム２２２は同じ角度で反射されるが、垂直方向において平行な光路に移動させられる。両方のプリズム８７及び８９の移動はプロセッサ３００により、光ビーム２２２を、本明細書で開示するように、ミラー１１３、レンズ１５及び標的１１の種々異なる位置に向けるように制御される。プリズム８７及び８９は、互いに直角に配置されたミラーで置換えることができる。
【００９３】
図１４は、４つ又はそれ以上の反射面を用いることによって像を直立させるのに普通に用いられる３つの他のプリズム１４００（ポロ・アッベ１４０２、シュミット・ペカン１４０４、及びアッベ・ケーニッヒ・プリズム１４０８）及び／又はミラー構成を示す。それらプリズム又はミラーの組合せのいずれかを、ビーム・パターン生成器２００内で本明細書において言及するダブル・ポロ・プリズム構成の代わりに用い、それらプリズムを２つの直交する方向に回転させることによって、光ビーム２２２の同じ２次元移動を達成することができる。
【００９４】
図１５は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、レバー７１を介してレーザ・ダイオード・アセンブリ６に機械的に接続された移動ステージ７０を含む。移動ステージ７０は、垂直方向及び水平方向の両方に動くように構成することができる。ステージ７０が水平方向に沿って動くとき、この動きはアーム７１を介してレーザ・ダイオード・アセンブリ６に伝えられ、次いでレーザ・ダイオード・アセンブリ６が水平方向に回転し、光ビーム２２２の方向に同じ変化を引き起す。同様に、ステージ７０の垂直方向の移動はアーム７１次いでレーザ・ダイオード・アセンブリ６の移動を引き起こし、光ビーム２２２の変化を引き起す。レーザ・ダイオード・アセンブリ６から来る光ビーム２２２はミラー１１３の種々異なる点に命中する。
【００９５】
図１６は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、レーザ・ダイオード・アセンブリ６が取付けられた移動ステージ７２を含む。移動ステージ７２は、垂直方向及び水平方向の両方に動くように構成することができる。ステージ７２が水平方向に沿って動くとき、それと一緒にレーザ・ダイオード・アセンブリ６が動き、次いでレーザ・ダイオード・アセンブリ６が水平方向に回転し、光ビーム２２２を水平方向に移動させる。同様に、ステージ７２の垂直移動は、レーザ・ダイオード・アセンブリ６の移動を引き起し、光ビーム２２２を垂直に移動させる。レーザ・ダイオード・アセンブリ６から来る光ビーム２２２はミラー１１３の種々異なる点に命中する。
【００９６】
図１７は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、入射する光ビーム２２２に平行な回転軸を有する回転可能プリズム素子７９を含む。それゆえに回転可能プリズム素子７９を回転することによって影響を受けるプリズム効果は、元の光ビーム２２２に対して垂直及び／又は水平方向における光ビーム２２２の移動をもたらす。プリズム効果によって意味するのは、光ビームが１つの方向に逸れるように光線を屈折するための光学素子の機能である。例えば、入射する光ビーム２２２に対して９０度に、即ち底面が下で頂点が上に向くとき、プリズム屈折力が１０の回転可能プリズム素子は、光ビーム２２２を、回転可能プリズム素子７９の底面に向けて（垂直方向に）逸らすことになり、その結果光ビーム２２２は、プリズム素子から１メートルの距離において、水平方向に逸れることなく、１０ｃｍ移動することになる。回転可能プリズム素子７９が、プリズムの頂点と底面との間に配置された軸の回りに４５度だけ回転する場合、垂直方向に１０×Ｓｉｎ（４５）、即ち垂直に７．１ｃｍ、及び水平方向に１０×Ｃｏｓ（４５）、即ち水平に７．１ｃｍの合成屈折力を有することになる。回転可能プリズム素子７９の、２、３、４、５、又は６ステップにわたる漸進的な回転は、配列パターン４４４内に光点の斜めの線形パターンを生成することになる。
【００９７】
さらに、回転可能プリズム素子７９は傾斜可能、即ち、その縦軸に直角に動くことができ、その結果、回転可能プリズム素子７９の第１の面への光ビーム２２２の入射角を変えることができる。これは、光ビーム２２２の垂直方向、即ち、前述の移動方向に対して直角の変化に影響を及ぼす。レーザ・ダイオード・アセンブリ６から来る光ビーム２２２は回転可能プリズム素子７９の種々異なる部分に到達し、それゆえに、回転可能プリズム素子７９の回転角に応じて異なって水平及び垂直軸内で逸れる。回転可能プリズム素子７９の移動は、プロセッサ３００により、光ビーム２２２を、ミラー１１３、レンズ１５、及び標的１１の種々異なる位置に向けるように、制御される。当業者であれば認識するように、配列パターン４４４が生じる。
【００９８】
図１８は、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図である。この実施形態において、ビーム・パターン生成器２００は、光ビーム２２２に直角に配置された第１の回転可能プリズム素子７９ａ及び第２の回転可能プリズム素子７９ｂを含む。第２の回転可能プリズム素子７９ｂは、第１の回転可能プリズム素子７９ａと同じプリズム屈折力又は異なるプリズム屈折力を有する。回転可能プリズム素子７９ａは、そのプリズム効果を、本明細書においてプリズム・ジオプタが１０の例において開示したように、垂直及び水平方向に回転させる。回転可能プリズム素子７９ｂは、回転可能プリズム素子７９ａと逆方向に回転する。これは、回転可能プリズム素子７９ｂが、回転可能プリズム素子７９ａによって生成された光ビーム２２２の水平及び／又は垂直移動の少なくとも一部分を無効にすることを可能にする。例えば、回転可能プリズム素子７９ａが５度回転すると同時に回転可能プリズム素子７９ｂが逆方向に５度回転する場合、光ビーム２２２は１つの方向においてのみ移動することになる。回転可能プリズム素子７９ａ及び回転可能プリズム素子７９ｂの移動は、プロセッサ３００により、光ビーム２２２を、ミラー１１３、レンズ１５、及び標的１１の種々異なる位置に向けるように制御される。
【００９９】
図１９Ａ〜１９Ｄは各々、ビーム・パターン生成器２００の別の実施形態の概略図を示す。本発明の態様に従って示されるこれらの実施形態の各々において、ビーム・パターン生成器２００は、少なくとも一組の可動取付け台、即ち第１の可動取付け台７３ａ及び第２の可動取付け台７３ｂを含む。第１の可動取付け台７３ａはレーザ・ダイオード・アセンブリ６モジュールを保持し、例えば、図１９Ｂに示すように水平方向に左右に動くことができる。第２の可動取付け台７３ｂは反射素子、例えば反射ミラー１１３を保持し、図１９Ｃに示すように、第１の可動取付け台７３ａの移動の軸に直角の垂直方向に動くことができる。光ビーム２２２は、第１の可動取付け台７３ａに取付けられた、光ビーム２２２を反射ミラー１１３の方に向けるレーザ・ダイオード・アセンブリ６から発する。第１の可動取付け台７３ａが水平に動くとき、光ビーム２２２は、光路１１１に平行な光路１１１’’の中に水平に移動し、その一例を図１９Ｂに示す。第２の可動取付け台７３ｂが、光ビーム２２２に直角の方向に垂直に動くとき、光ビーム２２２は、異なる移動した光路１１１’’’に沿って垂直に反射され、その一例を図１９Ｃに示す。光路１１’’及び／又は光路１１１’’’に沿って反射された光ビーム２２２は、図５に示すようにレンズ１５によって与えられた標的１１の像に向かって反射される。レーザ・パルスのタイミングが第１の可動取付け台７３ａ及び／又は第２の可動取付け台７３ｂの位置と整合されると、別々のビーム（即ち、複数の光点）が生成される。しかし、本明細書で開示するように、レーザ・ダイオード・アセンブリ６のレーザ発光ダイオード６６が連続的に動作するままにする場合、同様に連続的なパターンを生成することができる。さらに、第１の可動取付け台７３ａは、１つより多くのダイオード・アセンブリ、例えば６ａ及び６ｂを保持することができる（図１９Ｄ）。第１の可動取付け台７３ａは、レーザ・ダイオード・アセンブリ６ａとレーザ・ダイオード・アセンブリ６ｂとの間の距離に等しい距離だけ水平に動くことができ、その結果ユーザはどちらのダイオード・アセンブリを使用するかを選択することができる。例えば、ユーザが制御パネルを介して特定の波長を使用することを選択する場合、プロセッサ３００は、選択された波長を生成するレーザ・ダイオード・アセンブリ（６ａ）が反射素子、例えば、第２の可動取付け台７３ｂに取付けられた反射ミラー１１３に向き合うように第１の可動取付け台７３ａを動かすための信号を送る。プロセッサ３００は、上記のパターンを生成するように、第１の可動取付け台７３ａ及び第２の可動取付け台７３ｂの両方に信号を送ることができる。ユーザが異なる波長を選択するとき、制御パネルは、ダイオード・アセンブリ（６ｂ）が反射ミラー１１３に向き合うように第１の可動取付け台７３ａを動かすための信号を送る。パターンは上記と同様に生成される。
【０１００】
本発明のさらに別の実施形態により、図２０に示すように、第１のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ及び第２のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ｂ（又は複数のレーザ・ダイオード・アセンブリ）をビーム・パターン生成器２００に、光路１１１及び１１１’のそれぞれに沿って向けられる光ビーム２２２及び２２２’と、手術用光学系２０の前焦点とが共焦点になることを可能にするように、取付けることができる。
【０１０１】
オペレータは、照準及び処置のために選択される波長を決定し、次いでレーザ発光ダイオード６６を作動させる。レーザ発光ダイオード６６は同じものでも異なるものでもよい。各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂごとに１つの、別々の電源レギュレータ３が存在してもよく、又は、本明細書で開示するように、一度に１つのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂによって使用される単一の電源レギュレータ３が存在してもよい。本明細書で開示するように、電源２からの電流が電源レギュレータ３を通ってレーザ・ユニット１に達してレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａにより照準光ビームを生成し、及び／又はレーザ・ダイオード・アセンブリ６ｂによって照準光ビームを生成する。一実施形態において、照準光ビームは緑色の波長範囲にあり、及び照準光ビームは赤色の波長範囲にある。しかし、当業者であれば認識するように、複数の波長範囲の各々を照準光ビームに用いることができる。
【０１０２】
レーザ発光ダイオード６６は、閾値下エネルギー・レベルの照準ビームを同時に又は逐次的に生成する。動作中、第１のレーザ発光ダイオード６６が照準光ビームを生成し、同時に第２のレーザ発光ダイオード６６が照準光ビームを生成し、さらに同時に任意の付加的なレーザ発光ダイオードが任意の付加的な照準光ビームを同時に生成する。複数のレーザ発光ダイオード６６（及び任意の付加的なレーザ発光ダイオード）が同時に使用されるとき、複数の同時の光ビームがレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂなどを同時に出て、複数の光点を同時に生成する。低エネルギー光点の配列パターン４４４が標的１１の上に同時に投射される。
【０１０３】
例証的な動作モードにおいて、レーザ発光ダイオード６６及び任意の付加的なレーザ発光ダイオードがオフである間にレーザ発光ダイオード６６が照準光ビームを生成することができ、次いで、レーザ発光ダイオード６６がオンである間にレーザ発光ダイオード６６及び任意の付加的なレーザ発光ダイオードがオフにされる、などである。この動作モードにおいて、低エネルギー光点の配列パターン４４４が標的１１の上に逐次的に投射される。ビーム・パターン生成器２００の光学系は、複数の光ビームを、レンズ１５を通して、標的１１の上を１つ又は２つの方向に走査するのに使用される。
【０１０４】
本明細書で開示するように、タイマ回路４に電源２から電流が供給される。タイマ回路４が作動すると、比較的高電流の所定の調節可能パルス又はパルス列が、処置のために選択された波長の処置用レーザ・ビーム８５のパルスを生成するためのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ又は６ｂに供給される。本発明の一実施形態により、レーザ・パルスの特性は、当業者であれば理解するように、所定のパルス設定に依存する。本明細書において言及するように、各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂのために別々のタイマ回路４を使用することができ、又は、同じ回路を一度に１つのレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂに対して使用することができる。各々の処置用レーザ・ビーム８５パルスの終りに、レーザ発光ダイオードの放射レベルが、電源レギュレータ３によって供給される基準照準光ビームに戻る。小型外科手術システム２０は、処置用レーザ・ビーム・パルスの強度及び持続時間を制御するための多数の可変抵抗器又はスイッチを有する。
【０１０５】
各々のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂから光路１１１、１１１’に沿って放射された光ビーム２２２、２２２’はレーザ放出口アセンブリ７を通過し、このレーザ放出口アセンブリ７が、出て行く光ビーム２２２、２２２’のサイズ及び焦点を誘導及び制御する。レーザ放出口アセンブリ７は、レーザ・ビームを誘導するための、レーザ・エネルギーが通過するレンズ１５及び高反射性ミラー１１３を含む。
【０１０６】
図２１は、レーザ・ダイオード・アセンブリ６がレンズ１５に取付けられた、小型外科手術システム２０の一実施形態を示す。幾つかの実施形態において、複数のレーザ・ダイオード・アセンブリ６ａ、６ｂ、６ｃ、などをレンズ１５に取付けることができる。
【０１０７】
レーザ・ダイオード・アセンブリ６が光ビーム２２２（照準光ビーム及び／又は処置用レーザ・ビームを含む）を生成し、これがレーザ放出口アセンブリ７を出て、ビーム・パターン生成器２００を通過し、その際、光ビーム２２２が増加され、ミラー１１３によってダイクロイック反射ミラー１１２の方へ反射される。ダイクロイック反射ミラー１１２は、特定の波長範囲の光を反射すると同時に他の波長の光を透過させる。ダイクロイック反射ミラー１１２の反射特性は、レーザ・ダイオード・アセンブリ６のレーザ発光ダイオード６６のピーク強度の回りの狭い範囲（凡そ±５０ｎｍ）の波長（例えば、４０５±５０ｎｍ、４４５±５０ｎｍ、６３５±５０ｎｍ、６５８±５０ｎｍ、５７７±５０ｎｍ又は５２０±５０ｎｍ）だけを反射するように選択される。光ビーム２２２は、レンズ１５及びさらに標的１１の方へほぼ完全に反射されることになる。手術用光学系（ｏｐｔｉｃａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）９から出た光は、ダイクロイック反射ミラー１１２を通過し、光の僅かな部分のみが反射されるが、光ビーム２２２の大部分はレンズ１５を通過して標的１１を照明し、照明光ビームを照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームに、照明光ビーム、照準光ビーム及び処置用レーザ・ビームの各々を標的１１に投射することができるように、重ねることを可能にする。レーザ・ダイオード・アセンブリ６は、電源２からの電流を、本明細書で説明したのと同様に、制御するレーザ・ユニット１に接続される。小型制御ユニット１７が、本明細書で説明したのと同様に、ビーム・パターン生成器２００を制御する。当業者であれば認識するように、複数のビーム・パターン生成器２００システム（本明細書で開示するような）及び／又は使用法（本明細書で開示するような）を本発明の一実施形態に従って実施することができる。
【０１０８】
図２２は、２つのレーザ発光ダイオードの比較分光分析を示す。図２２の上の画像は、閾値レベル以下における電流（即ち、閾値下電流）によって駆動されるレーザ発光ダイオードの光出力を示す。この光出力は自然放射によって生成され、帯域は、コヒーレント・レーザの狭帯域要件を満たすには広過ぎる。図２２の下部分は、閾値レベルより高い電流（即ち、閾値上電流）によって駆動されるレーザ発光ダイオードの光出力を示す。この光出力は、放射の誘導放出によって生成される。上の画像と異なり、下の画像に描かれた帯域は、コヒーレント・レーザの帯域として適格であるのに十分に狭い。本発明は、これまで、種々異なる波長、及びそれゆえに多くのレーザ装置又はより複雑なマルチ・レーザ装置を必要とした、多くの眼科適応のために有用である。本発明は、これまでクリプトン・レーザ、アルゴン・レーザ又は赤外８１０ｎｍレーザ発光ダイオードを使用してきたこうした手法のために特に効果的である。
【０１０９】
本発明の実施形態は、光エネルギーのパルスが同時に供給されても逐次的に供給されても、より迅速な処置を可能にする。同時供給は逐次的供給よりも速いことの利点を有するが、ｎの高出力を供給することができる光源を必要とし、ここで、ｎはパターン内の要素の数である。逐次的供給は、同時供給よりも遅いが、光源の出力についてより小さい要求を課し、最終的な供給パターンの柔軟な調節をもたらす。本発明の装置による同時供給も逐次的供給も、今日の通常の手動技法と比べると、処置時間及び病変部の配置精度を著しく短縮する。眼は約１秒の「固定時間」の間静止すると見なすことができる。この固定時間内で逐次的に供給することができる光点の数は、それらのパルス持続時間に反比例する。
【０１１０】
本明細書で定める「パターン」は、図７に示すような標的上の複数の光点の同時の又は逐次的な供給を含むことを意図したものである。同様に「光点」は本明細書では、静止ビーム又は動く（走査される）ビームによる照明を記述することを意図したものである。各々のビームは円形である必要はなく、任意の形状のものとすることができる。例えば、非円形断面のレーザ発光ダイオードを用いて楕円形又は矩形の光点を生成することができる。本明細書で説明した、処置用及び／若しくは照準ビームの生成及び制御技術のいずれも、並びに／又は、ビーム増加及び／若しくは走査技術のいずれも、頭部装着型手術用光学系９と組み合せて及び／又はその一部として組み込んで、実施することができることに留意されたい。
【０１１１】
図２２は、本発明の態様による、２つのレーザ発光ダイオードの分光学的比較分析を示すチャートを示す。具体的には、図２２は２つのレーザ・ダイオードの比較分光分析を示す。図２２の上のグラフは、閾値レベル以下における電流（即ち、閾値下電流）によって駆動されるレーザ・ダイオードの光出力を示す。それゆえに、光出力は自然放射によって生成され、帯域は、コヒーレント・レーザの狭帯域要件を満たすには広過ぎる。図２２の下のグラフは、閾値レベルより高い電流（即ち、閾値上電流）によって駆動されるレーザ・ダイオードの光出力を示す。この光出力は、放射の誘導放出によって生成される。上のグラフとは異なり、下のグラフに描かれた帯域は、コヒーレント・レーザの帯域として適格であるのに十分に狭い。
【０１１２】
それに応じて、本明細書において眼科手法のための小型レーザ装置及び方法を説明する。このレーザ装置及び方法は、眼科手術、例えば、病巣又は汎網膜光凝固を行うのに使用することができる。この装置は、少なくとも１つのレーザ発光ダイオードから、比較的低エネルギーの照準（標識）光ビーム及び比較的高エネルギーの手術処置用レーザ・ビームの両方を放射し、同じ光学素子を、光ファイバ供給システムを用いずに、通過させるための、可視スペクトルのレーザ光線の生成器を含む、小型で携帯型の外科手術装置である。照準ビーム及び処置用レーザ・ビームを、空間的に又は時間的に増加させて、標的組織の上にレーザ光点のパターンを生成することができる。レーザ発光ダイオードは、機械的シャッタを使用せずに、連続又はパルス状の手術用レーザ光線を供給することができる。同じレーザ発光ダイオードからの照準及び処置用レーザを使用することで、照準ビーム及び処置用レーザ・ビームが位置合せ不良であるときに起る装置故障の危険性を最小限にする。さらに、照準ビームと処置用レーザ・ビームの波長の差が、市販のレーザ・システム（典型的には６６０ｎｍの赤色照準ビームと５３２ｎｍの処置用レーザ・ビームとであり、１２８ｎｍの差がある）に比べて比較的小さい（５〜５０ｎｍ）。提案している単一レーザ発光ダイオード光源装置における波長のこの近接性は、レーザ・システム内の種々の光学素子、例えば、ビーム・パターン生成器及び手持ち型レンズなどによる屈折及び回折の色による違いを最小限にするが、その理由は、照準ビーム及び処置用レーザ・ビームの両方が同じ程度に逸れることになるので、照準／処置用レーザ・ビームの不整合が回避されるからである。
【０１１３】
レーザ・ダイオードは照準ビームを生成し、他方パターン生成器はビームを異なるスポットに移動させ、次でレーザ・ダイオードは高エネルギー処置用ビームを生成して光凝固スポットを生成し、次に低エネルギー照準ビームに戻り、他方パターン生成器は新しい位置に移動する。これは、レーザ処置を加える際に、レーザの高出力を、レーザ・エネルギーの無駄なしに、選択的に使用することを可能にする。これはエネルギーを節約すること、レーザ・ダイオードの寿命を延ばすことの利点を保持し、処置用ビームの発射の間にレーザ・ダイオードの受動的冷却を可能にする。
【０１１４】
本レーザ・システムは簡単で非常に小型であり、エネルギー効率が高いので、スリット・ランプ取付け可能レーザ、レーザ倒像検眼鏡、眼底カメラ又は手持ち型検眼鏡の中の自己完結型のものである。これは、レーザ倒像検眼鏡、眼底カメラ又は手持ち型検眼鏡が、供給システムではなく、独立した自己完結型レーザ・システムとして機能することを可能にする。
【０１１５】
当業者には、上記の説明を考慮して、本発明の多くの修正物及び代替の実施形態が明白となるであろう。それゆえに、本説明は、例証としてのみ理解されるべきであり、本発明を実施するための最良の様式を当業者に教示するためのものである。構造の細部は、本発明の趣旨から逸脱することなく大幅に変更することができ、添付の特許請求の範囲に入る全ての修正物の専用使用権が留保される。本明細書において、実施形態は、明瞭簡潔な明細書を書くことができる仕方で説明したが、実施形態は、本発明から離れることなく、様々に組み合せるか又は分離することができることが意図されており、認識されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲及び適用可能な法の規則によって要求される範囲にのみ限定されることが意図されている。
【０１１６】
さらに、添付の特許請求の範囲は、本明細書で説明した本発明の全ての一般及び特定の特徴、並びに、言葉の問題として、それらの間に入るということができる本発明の範囲の全ての記述を、含むことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ−７Ｒ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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