(57)【要約】本発明は、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）であって、短パルス・レーザ・システム（２００）、手術用顕微鏡（３００）、コントロール・ユニット（５００）、ハウジング（１１０）、手術用顕微鏡（３００）の顕微鏡ヘッド（３２０）が取り付けられている第１の関節アーム（１２０）、および短パルス・レーザ・システム（２００）のアプリケータ・ヘッド（２２０）が取り付けられている第２の関節アーム（１３０）を有しており、顕微鏡ヘッド（３２０）とアプリケータ・ヘッド（２２０）とを互いに接続可能である、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）に関する。本発明は、患者用インターフェース（６００）、および、該システムのコントロール・ユニット（５００）のコード化用コンピュータ・プログラム製品にも関する。本発明は、アプリケータ・ヘッド（２２０）および顕微鏡ヘッド（３２０）の位置決め方法、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを用いた切開の実施方法、および照合方法にも関する。本発明の課題は、手術結果の品質が向上され、典型的な手術プロセスが改善されるとともに、施術効率と手術の安全性を高めるようにする短パルス・レーザ眼科手術用のシステムおよび方法を提供することにある。この目的は、ビーム・ガイド手段（２３０）が関節アーム（１３０）を通過する短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）および短パルス・レーザ・システム（２００）により、三次元ボリューム内で、互いから独立して、また互いに接続された状態でも運動可能である、該システムのアプリケータ・ヘッド（２２０）および顕微鏡ヘッド（３２０）により、さらには、一体型コンタクト要素（６１０）を有する、簡単に取り扱うことができる患者用インターフェース（６００）、切開の実施方法のためのコンピュータ・プログラム製品、ならびに、マーキングを有する患者用インターフェース（６００）を用いた、シーケンシャル方式で動作する照合方法により、達成される。
2017534355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）であって、
短パルス・レーザ源（２１０）と、ビーム・ガイド手段（２３０）と、該短パルス・レーザ源（２１０）の短パルス・レーザ・ビームを手術対象である眼（９００）に誘導するためのアプリケータ・ヘッド（２２０）とを含む短パルス・レーザ・システムと、
顕微鏡ヘッド（３２０）を有する手術用顕微鏡（３００）と、
該短パルス・レーザ眼科手術用のシステムを制御するように構成されたコントロール・ユニット（５００）と、
少なくとも該短パルス・レーザ源（２１０）を収容するハウジング（１１０）と、
該ハウジング（１１０）に、または該ハウジングの延長部に配置されている第１の関節アーム（１２０）および第２の関節アーム（１３０）とを備え、
該顕微鏡ヘッド（３２０）が該第１の関節アーム（１２０）に、該アプリケータ・ヘッド（２２０）が該第２の関節アーム（１３０）に配置されており、
該アプリケータ・ヘッド（２２０）と該顕微鏡ヘッド（３２０）との間にインターフェース（１５０）が備えられており、該インターフェース（１５０）を利用して該アプリケータ・ヘッド（２２０）と該顕微鏡ヘッド（３２０）とが互いに機械的かつ光学的に接続し、かつ再び切り離し可能となっている、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）において、
該ビーム・ガイド手段（２３０）が該第２の関節アーム（１３０）を通過し、該アプリケータ・ヘッド（２２０）および該顕微鏡ヘッド（３２０）が、互いから独立しても、また互いに接続された状態でも、三次元ボリューム内で可動であることを特徴とする、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項２】
光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）光源（４０５）、干渉計、および検出器を含むＯＣＴモジュール（４００）をさらに備える、請求項１に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項３】
ＯＣＴ光源（４０５）から送出されるビームを、前記顕微鏡ヘッド（３２０）または前記アプリケータ・ヘッド（２２０）に選択的に結合するように構成されている、請求項２に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項４】
前記短パルス・レーザ・ビームとＯＣＴ光源（４０５）から送出されるビームとを統合するリング・ミラー（４３０）をさらに備える、請求項２または３に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項５】
前記第１の関節アーム（１２０）および前記第２の関節アーム（１３０）がそれぞれ、少なくとも３つのジョイント（１４０，１４０−Ｏ１．．．１４０−Ｏ６，１４０−Ｌ１．．．１４０−Ｌ６）を有している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項６】
前記コントロール・ユニット（５００）は、前記第２の関節アーム（１３０）のポジションに応じて前記短パルス・レーザ・ビームの位置を自動的にトラッキングするためにコード化されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項７】
前記第２の関節アーム（１３０）が、前記第１の関節アーム（１２０）から独立した重量補償のための少なくとも１つの装置（１４５）を有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項８】
前記短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）が、前記第２の関節アーム（１３０）および前記アプリケータ・ヘッド（２２０）のうちの少なくとも一方の幾何形状に対して適合化された、前記アプリケータ・ヘッド（２２０）を有する前記第２の関節アーム（１３０）のためのパーキング・ポジションおよび運搬ポジションのうちの少なくとも一方を前記ハウジング（１１０）において有している、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項９】
前記アプリケータ・ヘッド（２２０）と前記顕微鏡ヘッド（３２０）と間の前記インターフェース（１５０）を離脱または接続するように、オペレータによって切り換えられるメカニズムまたは自動的に切り換えられるメカニズムが設けられている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記第１の関節アーム（１２０）、および／または前記第２の関節アーム（１３０）、および／または前記アプリケータ・ヘッド（２２０）、および／または前記顕微鏡ヘッド（３２０）において、前記コントロール・ユニット（５００）により制御される、前記顕微鏡ヘッド（３２０）および／または前記アプリケータ・ヘッド（２２０）の運動を可能にする調整可能な要素が設けられている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記ビーム・ガイド手段（２３０）が中空コアを有するフォトニック結晶ファイバを含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記短パルス・レーザ源（２１０）が、フェムトセカンド（ｆｓ）レーザ源である、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）において、アプリケータ・ヘッド（２２０）および顕微鏡ヘッド（３２０）を位置決めするための方法であって、
（ａ）アプリケータ・ヘッド（２２０）と顕微鏡ヘッド（３２０）をアプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットに統合し、かつ接続する工程と、
（ｂ）該アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを、手術対象である眼（９００）の上方に、該アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを前記三次元ボリューム内で自由に運動させることにより位置決めする工程と、
（ｃ）該アプリケータ・ヘッド（２２０）が、眼（９００）の上方の所定のポジションに位置するまで、および／または、該アプリケータ・ヘッド（２２０）に離脱可能に装着された患者用インターフェース（６００）が眼（９００）と接触するまで、該アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを下降させる工程と、
（ｄ）水晶体（９１０−１）および／または水晶体嚢（９１０−２）および／または角膜を、短パルス・レーザ・ビームの焦点を利用して処置する工程と、
（ｅ）該アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを上昇させる工程と、
（ｆ）該アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットの該アプリケータ・ヘッド（２２０）を、該ハウジング（１１０）におけるパーキング・ポジションに配置する工程と、
（ｇ）該顕微鏡ヘッド（３２０）を該アプリケータ・ヘッド（２２０）から解放して、分離する工程と、
（ｈ）該顕微鏡ヘッド（３２０）を、患者の眼（９００）の上方に位置決めする工程と、
（ｉ）水晶体乳化術、および／または液化水晶体（９１０−１）の吸引術、および／または眼内レンズ（ＩＯＬ）の挿入術の更なる工程を実行する工程と、
（ｊ）該顕微鏡ヘッド（３２０）を、手術野の外部のポジションに配置するか、または、該顕微鏡ヘッド（３２０）を該アプリケータ・ヘッド（２２０）に接続する工程と
く含む、方法。
【請求項１４】
短パルス・レーザ源（２１０）と、該短パルス・レーザ源（２１０）の短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するレンズ・システム（２１１）と、ｘ／ｙスキャン・システム（２４０）と、関節アーム（１３０）と、ｘ方向およびｙ方向に移動可能な対物レンズ（２２５）とを備えた眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）において、該関節アーム（１３０）がビーム・ガイド手段（２３０）を含むことを特徴とする、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）。
【請求項１５】
前記ｘ／ｙスキャン・システム（２４０）が、ｘ／ｙミラー・スキャナ、またはジンバル搭載型ミラー・スキャナ、または光軸（２１５）を中心としたローテーション用の要素が後置されたｘミラー・スキャナを含む、請求項１４に記載の眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）。
【請求項１６】
コンタクト要素（６１０）を含む患者用インターフェース（６００）をさらに備える、請求項１４または１５に記載の眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）。
【請求項１７】
前記対物レンズ（２２５）の視野が、断面で１．０ｍｍを上回るが、６．０ｍｍ未満、特に１．５ｍｍを上回るが、３．０ｍｍ未満である、請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）。
【請求項１８】
前記関節アーム（１３０）の一端に光源（２８１）を、該関節アーム（１３０）の他端に位置感応型光センサ（２８２）を含む、該関節アーム（１３０）を通過するビームの流れ（２８０）を安定化させるためのシステムをさらに備える、請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）。
【請求項１９】
好適には請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（２００）を利用した、特に眼の角膜組織内で行われる切開の実施方法であって、
（ａ）視野平面内に投影される切開パターンのｘ焦点位置およびｙ焦点位置の少なくとも一部が、対物レンズ（２２５）の視野内に配置されているように、該対物レンズ（２２５）をｘおよびｙに位置決めする工程と、
（ｂ）ｘ／ｙスキャン・システム（２４０）を使用して、各ｘ／ｙスキャンの後、または該ｘ／ｙスキャンと並行して、拡がり角を変更するレンズ・システム（２１１）および／または該対物レンズ（２２５）により行われる、光軸（２１５）に沿ったｚ方向への焦点位置の移動の後、ｘ位置およびｙ位置に固定されている該対物レンズ（２２５）により切開パターンの焦点位置を結像する工程と、
（ｃ）該切開パターンの全体が生成されるまで、さらなる視野に対して該工程（ａ）および（ｂ）を繰り返す工程と
を含む方法。
【請求項２０】
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した水晶体の破砕術のための切開の実施方法であって、
（ａ）短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、処置対象である水晶体（９１０−１）の組織に位置決めする工程と、ここで、組織にプラズマ誘起型光剥離または光分裂を引き起され、
（ｂ）水晶体（９１０−１）の第１の子午面内で横方向に、主運動成分が光軸（２１５）に沿った該フォーカル・ポイントの振動変位を重畳させて、子午面の部分面内において該短パルス・レーザ・ビームのさらに別のフォーカル・ポイントを位置決めするための振幅（Ａ）を用いて、長さ（Ｌ）分だけ対物レンズをフィードする工程と、
（ｃ）該フォーカル・ポイントを、光軸（２１５）に沿って、高さ（ＨＲ）分だけフィードする工程（ｃ）であって、該工程（ｂ）を繰り返した際に新たに位置決めされる該短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントが、それまでに位置決めされたフォーカル・ポイントと重なり合うことがないように高さ（Ｈ）が選定される、工程（ｃ）と、
（ｄ）該工程（ｂ）および（ｃ）を繰り返す工程（ｄ）であって、横方向のフィード方向も、また光軸（２１５）に沿ったフィード方向も逆転しながら、第１子午面全体にフォーカル・ポイントが位置決めされるまで、工程（ｂ）および（ｃ）が行われる、工程（ｄ）と、
（ｅ）プラズマ誘起型光剥離または光分裂により生じる部分片が、最大サイズを上回ることがないように、該短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントが水晶体（９１０−１）に点在されるまで、該工程（ｂ）乃至（ｄ）を繰り返して、水晶体（９１０−１）のさらにもう１つの子午面内にフォーカル・ポイントを位置決めする工程と
を含む方法。
【請求項２１】
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した嚢切開の実施方法であって、ｘ／ｙスキャン・システム（２４０）を利用して、Ｎを２以上の自然数としたときに、１からＮまでのｎ回の工程において、それぞれｎ個の閉じてはいない曲線（９２７−１，９２７−２，．．．９２７−ｎ）が半径Ｒと、各々調節された曲率を有する第１および第２の末端領域（９２８−１，９２８−２）とを有して成立するように、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントがｘ焦点位置およびｙ焦点位置において位置決めされることによって開口部が形成され、該第１の末端領域（９２８−１）は、ｎ個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域半径ＲＥｎ１を、該第２の末端領域（９２８−２）は、ｎ個目の閉じてはいない曲線の第２の末端領域半径ＲＥｎ２を有しており、さらに、該第１の末端領域半径ＲＥｎ１および該第２の末端領域半径もＲＥｎ２は、該半径Ｒよりも小さくなっており、
全ての末端領域（９２８−１，９２８−２）が端部（９２９）をそれぞれ有しており、
ｎが２乃至Ｎである場合は、ｎ個目の閉じてはいない曲線（９２７−ｎ）の該第１の末端領域（９２８−１）が、（ｎ−１）個の閉じてはいない曲線（９２７−（ｎ−１））の該第２の末端領域（９２８−２）と交わり、
ｎがＮと等しい場合は、さらに、該ｎ個目の閉じてはいない曲線（９２７−ｎ）の該第２の末端領域（９２８−２）が、１個目の閉じていない曲線（９２７−１）の該第１の末端領域（９２８−１）と交わることによって、全ての該末端領域（９２８−１，９２８−２）の端部が、１個目からｎ個目の閉じていない曲線（９２７−１，．．．９２７−Ｎ）によって形成される閉じた曲線（９２６）の内側に配置されるようにする、方法。
【請求項２２】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（２００）に対して眼（９００）の位置を固定するための患者用インターフェース（６００）であって、該患者用インターフェース（６００）がコンタクト要素（６１０）を備え、
該コンタクト要素（６１０）は、透明または部分的に透明な材料から一体式に作製され、かつ吸引リング（６１２）と、ケーシング（６１１）と、該ケーシング（６１１）の上側にある光学素子（６２０）とを含み、
該ケーシング（６１１）は、少なくとも１つの開口部（６１３）、好適には２つの開口部（６１３，６１４）を有しており、該開口部（６１３，６１４）のそれぞれに、固定支援具を介して供給ラインが接続されているか、または該開口部（６１３，６１４）のそれぞれが供給ラインを接続することを許容するものである、患者用インターフェース（６００）。
【請求項２３】
前記コンタクト要素（６１０）に、透明な材料からなるさらにもう１つの吸引構造が、前記ケーシング（６１１）の前記吸引リング（６１２）とは反対側において設けられている、請求項２２に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２４】
前記光学素子（６２０）が光軸（２１５）に対して傾斜して配置されている、請求項２２または２３に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２５】
前記光学素子（６２０）の眼（９００）と対向する表面に親水性コーティングが施されているか、または親水性を示すように表面処理が施されていること、および／または該表面が凸状に湾曲されていることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２６】
前記光学素子（６２０）の眼（９００）とは反対側の表面に、反射防止コーティングが施されている、請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２７】
アプリケータ・ヘッド保護具（６５０）をさらに備える、請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２８】
前記アプリケータ・ヘッド保護具（６５０）が切欠きを有しており、該切欠きは、好適には該アプリケータ・ヘッド保護具（６５０）の中央に形成されており、また該切欠きは、さらに好適には前記ケーシング（２１１）の上側のケーシング直径よりも小さくなっている、請求項２７に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項２９】
前記コンタクト要素（６１０）およびアプリケータ・ヘッド保護具（６５０）が、分離されているか、または分離可能な２つの部品である、請求項２７または２８に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項３０】
前記アプリケータ・ヘッド保護具（６５０）が機械式カップリング要素（６５１）を有しており、前記機械式カップリング要素（６５１）は、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）のアプリケータ・ヘッド（２２０）に該アプリケータ・ヘッド保護具（６５０）を離脱可能に接続するように構成されている、請求項２７乃至２９のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項３１】
前記コンタクト要素（６１０）の前記ケーシング（２１１）が、光導波構造（６３５）をさらに有する、請求項２２乃至３０のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項３２】
前記コンタクト要素（６１０）が、少なくとも１つのマーキング（６４０）を、好適には前記ケーシング（２１１）の下側のケーシング領域内に有する、請求項２２乃至３１のいずれか１項に記載の患者用インターフェース（６００）。
【請求項３３】
好適には請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の短パルス・レーザ・システム、好適には請求項２２乃至３２のいずれか１項に記載の、光学素子を有するコンタクト要素を含む患者用インターフェースの光学ユニットであって、
短パルス・レーザ・システムと患者用インターフェースの該光学ユニットが、結合された状態においても、また直接前後に並べて配置されて結合されていない状態においても、少なくとも３ｍｍの、好適には５ｍｍを上回る、撮像の被写界深度を有することを特徴とする、光学ユニット。
【請求項３４】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム（１００）のための、減張切開および／またはアクセス切開を行うための照合方法であって、
ａ）カメラが、患者用インターフェース（６００）が患者の眼（９００）にドッキングされていない状態で基準構造をもつ眼（９００）の画像を記録する工程と、
ｂ）該患者用インターフェース（６００）を、数秒以内に眼（９００）にドッキングする工程と、
ｃ）ドッキングされていない状態で記録された該画像の該基準構造に基づいて、該減張切開および／またはアクセス切開のアライメントのための情報を生成する工程と
を含む方法。
【請求項３５】
自然の水晶体（９００）を破砕して除去した後に眼（９００）の内部に眼内レンズを挿入する際の眼内レンズの配向のための照合方法であって、
ａ）眼（９００）の第１の画像を、診断システムを利用して生成する工程と、
ｂ）眼（９００）にドッキングされた患者用インターフェース（６００）を用いて、または、ドッキングされていないが、その後でドッキングされる患者用インターフェース（６００）を用いて、ある治療の配向を行うための、眼（９００）の第２の画像を生成する工程と、
ｃ）該患者用インターフェース（６００）を眼（９００）からアンドッキングした後で、眼（９００）の第３の画像を記録する工程と、
ｄ）該第３の画像を該第２の画像に対して記録する工程と、
ｅ）眼（９００）の内部に挿入される眼内レンズのアライメントの間に、眼（９００）の第４の画像を記録する工程と、
ｆ）該第４の画像を該第３の画像に対して記録する工程と、
ｇ）該工程ｄ）およびｆ）において確立された関係を用いて眼内レンズの配向を行う工程と
を含む方法。
【請求項３６】
請求項１３、１９、２０、２１、３４または３５のいずれか１項に記載の方法を実施するための、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（１００）のコントロール・ユニット（５００）のコード化用コンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短パルス・レーザ源と、短パルス・レーザ・ビームをこの短パルス・レーザ源から手術対象である眼に誘導するためのビーム・ガイド手段およびアプリケータ・ヘッドと、顕微鏡ヘッドが備えられた手術用顕微鏡と、さらにコントロール・ユニットと、ハウジングと、顕微鏡ヘッドが配置されている第１の関節アームと、アプリケータ・ヘッドが配置されている第２の関節アームとを有しており、さらに、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとを機械的かつ光学的に接続したりまたは切り離したりするための、このアプリケータ・ヘッドおよび顕微鏡ヘッドに配置されるインターフェースを有している、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムに関する。
【０００２】
本発明は、短パルス・レーザ源と、この短パルス・レーザ源の短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するレンズ・システムと、ｘ／ｙスキャン・システムと、関節アームと、ｘ方向およびｙ方向とに移動可能な対物レンズとを有している、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム、短パルス・レーザ眼科手術用の任意の光学システムに対する眼の相対的な位置を固定するための、患者用インターフェース、ならびに、眼科手術用の任意の短パルス・レーザ・システムのコントロール・ユニットの、コード化用コンピュータ・プログラム製品にも関する。
【０００３】
本発明はさらに、短パルス・レーザ眼科手術用の任意のシステム内で、アプリケータ・ヘッドおよび顕微鏡ヘッドを位置決めするための方法、眼科手術用の任意の短パルス・レーザ・システムを用いた切開の実施方法、ならびに、様々な切開に関する照合方法および眼内レンズに関する照合方法にも関する。
【背景技術】
【０００４】
白内障の手術は、人間の眼で最も頻繁に実行される手術であり、このため、手術結果の品質、施術における効率、およびリスクの最小限化に関して、たゆまぬ改善が焦点となっている。何よりも特に屈折矯正手術および断層画像撮影技術である光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）の分野においては、眼科学上のフェムトセカンド（ｆｓ）レーザ技術における最新の開発と進歩により、白内障手術の自動化が拡大している。光分裂を利用して眼の組織を「切開」するために、短パルス・レーザが導入されるようになっている。以下ではこの技術をレーザ支援型の白内障手術（ＬＣＳ）と呼ぶ。現時点の適用原則によると、このＬＣＳの枠内で実行されるのは、嚢切開（水晶体の前嚢の丸いカット）、水晶体破砕（水晶体核の断裂）、角膜内のアクセス切開（主アクセス切開および補助切開）、ならびに弓状切開術（角膜乱視を軽減するための円形切開）であるが、弓状切開術については、古典的な白内障手術の範囲を有意に凌駕して、屈折矯正手術の領分との関わりをもつものとなっている。
【０００５】
（特許文献１）には、水晶体を「液化する」−これは、上述の水晶体破砕に相当する−ために、または嚢切開を切開するために、フェムトセカンド・レーザ・パルスを水晶体の内部に集束させることが提案される。このフェムトセカンド・レーザのパルス焦点の位置決めが、超音波断層撮像法に基づき行われるようになっている。
【０００６】
（特許文献２）には、自然な水晶体を、切開とそれに続く気泡形成により小さな断片に破砕することによって液化するために、短パルス・レーザのパルスを、三次元切開パターンで、水晶体の内部に集束させることが開示される。
【０００７】
（特許文献３）には、角膜またはそれ以外の透明な構造で眼科外科手術を行う際に、例えば水晶体の白内障を除去する際に、レーザ・パルスを自動的に位置決めするために、超音波断層撮像法の代わりに光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）を使用することが提案される。
【０００８】
数年前からようやく、フェムトセカンド・レーザ技術とＯＣＴ技術が成熟度を増したこともあって、これらの両技術を組み合わせてシステムに組み込むことが可能となり、白内障手術においては、自動化が極めて広範囲にわたり進展したフェムトセカンド・レーザ・システムが定着するに至っている。フェムトセカンド・パルスの偏光のために、一方では、固定式対物レンズとともに、レーザ・ビームを眼の内部で横方向にｘ／ｙ偏光させるための高速型ミラー・スキャナと、眼の光軸に沿って焦点ポジションをｚ偏光させるための、低速調整型のレンズが導入される。そのようなシステムは、例えば（特許文献４）または（特許文献５）に説明されている。他方では、対物レンズが横方向に低速で移動されるシステムも知られているが、眼の光軸に沿って焦点をｚ偏光させるための、高速調整型レンズが使用される。そのようなシステムは、（特許文献６）に説明されている。
【０００９】
ＬＣＳの開発初期の数年で、応用に起因する幾つかの問題については、特に、レーザ・システムと眼との間の機械的・光学的接触部として、液体インターフェースを導入することによって、解決を見ている。これについては（特許文献７）または（特許文献８）を参照されたい。しかしその一方で、重要課題として、技術を同じデバイスの中に組み込むことが前面に押し出されているようになっており、それほどではないにせよ、技術を全体の手術プロセスの中に組み込んだり、同じ手術環境に組み込んだりすることも求められるようになってきた。特にフェムトセカンド・レーザと、白内障の手術においては今後も引き続き不可欠となる手術用顕微鏡との間の連携については、市場において入手可能なシステムにおいては、かなりの不足の状態を呈している。
【００１０】
現在知られているシステムの大半は、手術用顕微鏡から独立しており、またそのサイズのために、その後の眼内レンズ（ＩＯＬ）の本来のインプラントのために利用される手術室の外に置かれていることが多い。それにより通例は、別の部屋やベッドに移ってもらう患者には時間のかかることが不可欠となっている。比較的最近になってようやく、こうした不備が認知され、次のような相応の改善策が提案されるに至っている。
【００１１】
（特許文献９）および（特許文献１０）には、フェムトセカンド・レーザを直接、手術過程で手術用顕微鏡と永久的に結合することが提案される。とはいえ、必要とされる現時点の技術水準に従ったコンポーネントは、そのためにはなおも大き過ぎるために、ＩＯＬインプラント期の間は、そのようなシステムだと大き過ぎることになり、このため執刀医にとっては余りにも制約が多い上に、手術の妨げともなりかねない。
【００１２】
（特許文献１１）においては、角膜の屈折矯正手術のために、任意のフェムトセカンド・レーザが、必要時には手術用顕微鏡下で、さながらこの手術用顕微鏡と患者との間に割り込ませるかたちで、眼にドッキングされるようになっている。ここではこの手術用顕微鏡とフェムトセカンド・レーザとが、いわばシーケンシャル方式で互いから独立して作動するようになっている。しかしこれらは、何よりも特に依然として別体のデバイスとなっている。
【００１３】
さらに、定着しているシステムでは、特殊コンポーネントに関して、手術結果の品質、施術における効率またはリスクの最小限化をネガティブに阻害してしまう、一連の不備が判明している。
【００１４】
（特許文献１１）に説明されるようなマイクロ対物レンズ・スキャンは、確かに嚢切開のための、または、（特許文献６）に示されるような水晶体破砕のための、ｚ偏光に関しては、時間効率に比較的優れたものとなっている。しかしながら、このアプローチ法は、（特許文献１２）に開示されるように、マイクロ対物レンズの眼の光軸に沿った小規模な移動だけではなく、横方向への小さな移動も予定されるアクセス切開に関しては、非常に時間がかかるものとなっている。
【００１５】
さらに、嚢切開のために高速ｚ偏光が行われるシステムでは、切開の実施が緊急を要するものとなっている。高速ガルボスキャン・システムである場合は、横方向のｘ／ｙ平面内の、閉じた切開経路が、嚢切開にとって何の問題にもならないのに対して、この切開経路を閉じる工程が、ある程度の時間をおいてから初めて行われるようになっており、この時間の間に眼が動いてしまうことがある、高速ｚ偏光が行われるシステムである場合は、切開の実施が安全性に重大に関わってくるものとなっている。角膜のアクセス切開および補助切開の場合もまた、ここでも何よりも特に横方向に長い切開経路を踏破する必要上、レーザ・ビームの高速ｚ偏光のメリットが活かされることはない。
【００１６】
上記の点が、特にマイクロ対物レンズ・スキャンだけが行われるシステムに関するものであるのに対して、マイクロ対物レンズ・スキャンとミラー・スキャンとが組み合わされるシステムについては、一連の改善策が明らかにされている。組合せ型スキャン・システムは、切開品質に関して、ミラー・スキャンだけが行われるシステムをなんと凌駕する可能性すら秘めている。
【００１７】
また、現在使用されるコンタクト要素または患者用インターフェースは、取り扱いが複雑で、製造コスト高である上に、数多くの故障しやすいコンポーネントを有しており、多くは寸法諸元も不利なものとなっている。
【００１８】
最後に、今日知られているシステムにおいては、ＯＣＴ信号に、システム内の多くの反射による妨害を受けるようになっている。さらに、定着しているＯＣＴソリューションも同様に、数多くの故障しやすい低速型のコンポーネントを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第６，３２５，７９２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２４６，４３５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４５４，７６１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／１９５０７６号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／１３１９２１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２０１１０８５０４６号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１２／００７８２４１号明細書
【特許文献８】米国特許第６，０１９，４７２号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２０１００２２２９８号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２０１２／３１６５４４号明細書
【特許文献１１】国際公開第２００８／０９８３８８号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００７／１７３７９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の課題は、手術結果の品質および典型的な手術プロセスを改善するとともに、施術効率と手術の安全性を高めることができるようにするために利用される、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムおよび方法について、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この課題は、請求項１に従った短パルス・レーザ眼科手術用のシステムにより解決される。
そのようなシステムは、短パルス・レーザ源と、短パルス・レーザ・ビームをこの短パルス・レーザ源から手術対象である眼に誘導するためのビーム・ガイド手段およびアプリケータ・ヘッドとを備える短パルス・レーザ・システムからなっている。短パルス・レーザ源とは、光を連続的にではなく、パルス方式で放出するレーザ源のことである。これは、光が時間的に限定されたポーションにおいて放出されることを意味している。一般にそのような短パルス・レーザのパルス・レートは、フェムトセカンドまたはピコセカンドである。しかしアトセカンドのパルス・レートも可能である。光をパルス式に放出することにより、例えば光分裂またはプラズマ誘起型の光剥離などの多光子吸収によって、レーザ−組織の相互作用のために必要とされる非常に高いエネルギーを実現することができる。これに該当するのは、材料が切除されるのが表面だけに限定されるのではなく、むしろ三次元の全てにおいて相互作用の達成が求められる、あらゆる適用例である。
【００２２】
短パルス・レーザ源から放出された短パルス・レーザ・ビームが、予定されている方式で、この短パルス・レーザ・ビームがシステムから外に出る出口位置へと誘導されるようにするのが、ビーム・ガイド手段である。したがってビーム・ガイド手段は、例えば光導波管により、またはミラー・システムにより、実現されたものであってもよい。また、このビーム・ガイド手段は、これらのコンポーネントまたは類似のコンポーネントを１つに統合したものにより実現されたものであってもかまわない。
【００２３】
このビーム・ガイド手段の短パルス・レーザ源とは反対側に位置する端部に接続されるアプリケータ・ヘッドは、短パルス・レーザ・ビームの出口位置を形成する。一般にこのアプリケータ・ヘッドには、対物レンズなどの光学系を含み、構成がより複雑である場合は、複数の光学素子、特に複数のレンズを有する対物レンズを含む。
【００２４】
短パルス・レーザ・システムが、さらに、ｘ／ｙスキャン・システムとも呼ばれるｘ／ｙ偏光システム、および、ｚ方向用の偏向システムもしくはスキャン・システム、および／または、拡がり角を変更するレンズ・システムを有していると有利である。また、短パルス・レーザ・ビームの焦点を、この短パルス・レーザ・ビームの出口位置に続いているボリューム内で、ｘ方向およびｙ方向とならび、ｚ方向にも偏光する可能性が、それぞれの方向に対して備えられている複数の偏光装置、例えば、より大きな領域にわたる低速移動のためのスキャナと、小さな領域にわたる非常に高速な移動のためのスキャナとにより実現されていてもよい。特に興味深いのは、ｚ方向への偏光にとっての最適な解決策である。
【００２５】
このため、短パルス・レーザ・システムとして、特に、請求項１４に記載される短パルス・レーザ・システムが導入されてもよい。
この短パルス・レーザ眼科手術用のシステムには、さらに、トライポッド支持部と顕微鏡ヘッドを有する手術用顕微鏡が含まれている。この顕微鏡ヘッドは、手術用顕微鏡の光学系を含む。そのような手術用顕微鏡により、治療状態を光学的に概観することがいつでも可能になる。しかしこの手術用顕微鏡は、治療対象である眼の、システムに対するアライメントを求めることができるようにするためにも、寄与するようになっている。
【００２６】
また、この短パルス・レーザ眼科手術用のシステムには、短パルス・レーザ眼科手術の実行に関してシステムを制御するように構成されたコントロール・ユニットが含まれている。このコントロール・ユニットは、一体型に構成されたものであっても、または多分割式に構成されたものであってもかまわない。この短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのコンポーネントは、通信手段を介して、このコントロール・ユニットにリンクされていると有利である。コントロール・ユニットが多分割式に構成される場合は、コントロール・ユニットの全てのコンポーネントもまた、通信手段を介して相互にリンクされていると有利である。そのような通信手段は、相応のケーブルを利用して、および／または、無線方式で、実現されたものであってもよい。
【００２７】
さらにこの短パルス・レーザ眼科手術用のシステムには、少なくとも短パルス・レーザ源を収容するハウジング、ならびに、このハウジングに、またはこのハウジングの延長部に配設されている第１の関節アームおよび第２の関節アームが含まれている。関節アームは、互いに対して運動可能な複数のジョイント部材を備える。少なくとも１つのジョイントによって２つのジョイント部材がそれぞれ運動可能に接続されるように、これらのジョイント部材は配置されている。
【００２８】
第１の関節アームには、顕微鏡ヘッドが、この関節アームのハウジングとは反対側の端部において配置されていると有利である。この関節アームは、ハウジングと一緒に手術用顕微鏡のトライポッドを形成するようになっている。第２の関節アームには、アプリケータ・ヘッドが、ここでもこの関節アームのハウジングとは反対側の端部において配置されていると有利である。アプリケータ・ヘッドが装着されているこの第２の関節アームの長さは、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムの前方の約１８０°の半円内で、第１の関節アームに配置されている手術用顕微鏡の顕微鏡ヘッドの作業エリアの全域を有効利用可能であるように設計されていると有利である。それに伴い、特に第２の関節アームのジョイント部材の長さについても、相応の設計が行われていることになる。
【００２９】
アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとを、機械的かつ光学的に互いに接続して再び切り離すことができるようにするために利用されるインターフェースが、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドの間に備えられている。
【００３０】
このインターフェースは、第１の関節アームおよび／または顕微鏡ヘッドにおいて配置される第１の構造と、第２の関節アームおよび／またはアプリケータ・ヘッドにおいて配置される第２の構造とを有しており、これらが、キー・ロックの原理にならい互いに対して適合化されているか、または、アダプタを介して互いに接続可能であることのいずれかを特色とすることが好ましい。
【００３１】
アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとを機械的かつ光学的に互いに接続するとは、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとを相互に機械的に接続し、それにより両者間に固定された位置関係を作り出すことと、手術用顕微鏡の結像ビーム・パスがアプリケータ・ヘッドを貫通して延びるように両者を互いに接続することとを意味している。それにより、手術用顕微鏡を用いて観察されることになる眼の構造のための、アプリケータ・ヘッドを貫通する光路がもたらされることになる。
【００３２】
本発明によれば、短パルス・レーザ・ビーム用のビーム・ガイド手段が、第２の関節アームを通過している。したがってこのビーム・ガイド手段は、第２の関節アームのあらゆる運動に追従可能であるとともに、第２の関節アームの各ポジションで、短パルス・レーザ・ビームをアプリケータ・ヘッドにおけるその出口位置へと同じ品質でガイド可能であるように構成されている。
【００３３】
さらに本発明によれば、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドは、互いから独立しても、また互いに接続された状態においても、三次元ボリューム内を運動できるようにもなっている。したがって、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとが互いに接続されている場合にも、この三次元ボリュームにシステムに起因した機械的な制約を何も与えることなく各任意の方向への、アプリケータ・ヘッドおよび顕微鏡ヘッドが関節アームにどのように配置されるかにより決まる可動性が両者に与えられていることになる。それには、第１および第２の関節アームに相応に自由度が追加されることが前提となる。アプリケータ・ヘッドに可動性があるだけでも、しかし何よりも特に顕微鏡ヘッドに接続されても可動性があることによって、出口位置または短パルス・レーザ・ビームは同様に、この三次元ボリューム内で、好ましい１変形例においては、この出口位置における短パルス・レーザ・ビームのビーム放射方向に関しても可動性をもつことになる。それにより例えば、横臥位置ではない患者、または、横臥位置ではあるものの上体を少し起こした横臥位置にある患者を治療することも可能となる。
【００３４】
短パルス・レーザ眼科手術用の本システムを用いて、プラズマ誘起型の剥離および／または光分裂を利用した組織の切開が可能となるだけではなく、凝固を利用した組織の癒着、および短パルス・レーザ・ビームの剥離効果による組織の切除についても、そのようなシステムを用いて達成することができる。短パルス・レーザ・ビームの特性を使用目的に応じて設定することだけが要求される。
【００３５】
好ましい実施形態の１例においては、さらに、本発明に従った短パルス・レーザ眼科手術用のシステムに、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）光源と、干渉計と、検出器とを含む、ＯＣＴモジュールが含まれている。このＯＣＴモジュールもまた、ハウジングにより収容されてもよい。
【００３６】
非常に好ましいのは、ＯＣＴ光源から送出されるビームを、顕微鏡ヘッドまたはアプリケータ・ヘッドに選択的に結合するように構成されたＯＣＴモジュールが含まれている、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムである。これは例えば、ＯＣＴ光源から送出されるビームのビーム・パスの内部にも、また眼の中の観察目標から戻ってくるＯＣＴ光源のビームのビーム・パスの内部にも備えられている、１つまたは複数の光学的スイッチング・ポイントを用いて行われてもよい。顕微鏡ヘッドまたはアプリケータ・ヘッドを介してＯＣＴモジュールが眼の中の観察目標に到達可能であるように、これらの光学的スイッチング・ポイントは選択的に調整されてもよい。
【００３７】
ＯＣＴ光源のビームのアプリケータ・ヘッドを介した入射には、このビームを、治療用の短パルス・レーザ・ビームと、簡単かつ機械的に安定したかたちで重畳させることができるという長所がある。それにより、両方のビーム・パスのキャリブレーションを互いに対して行うことが可能となる。このためこの変形例は、実地においては短パルス・レーザ治療の計画立案とコントロールのために使用されるようになっている。
【００３８】
これに対し、ＯＣＴ光源のビームの顕微鏡ヘッドを介した入射により、執刀医は、執刀医の手による手術期の間および／または後に、患者の眼の断層撮影を行うことが可能となる。例えばこの技術を用いて、眼内レンズの正確なアライメントを行ったり、または房水中の遊離粒子を識別して除去したりすることができる。
【００３９】
さらに、短パルス・レーザ・ビームと、ＯＣＴ光源から送出されるビームとを結合するためのリング・ミラーを、短パルス・レーザ眼科治療用のシステム内に組み込んでやると、技術的には有利である。短パルス・レーザ・ビームがこのリング・ミラーにおいて反射される一方で、ＯＣＴモジュールのＯＣＴ光源から送出される短コヒーレント・ビームが、このリング・ミラーにある穴を通り抜けて眼に向かって伝播し、眼から反射されたＯＣＴ光源のビームは、このリング・ミラーにある穴を通り抜けてＯＣＴ検出器により検出されるように、両者が統合されると好適である。リング・ミラーは、そのために可動式であってもよい。ＯＣＴ光源から送出されたビームは、短パルス・レーザ・ビームのビーム・パス内に９０°のポジションで結合されることが好ましいが、その場合はこの円環オリフィスは、４５°のポジションで配置されていることになる。
【００４０】
短パルス・レーザ眼科手術用の好ましいシステムにおいては、第１の関節アームも、また第２の関節アームも、ジョイントを少なくとも３つずつ有している。
３つのジョイントが存在する場合は、これらの３つのジョイントの内少なくとも２つが、理想的には３つのジョイント全てが、ボールジョイントの機能を果たし得るが、これは、回転の可能性が単一の軸線まわりだけに限定されないことを意味している。それどころか、そのようなジョイントは、そのジョイントによって互いに運動可能であるように接続される両方のジョイント部材の内、一方のジョイント部材が、隣接するジョイント部材に対して、空間内で任意の角度を表現可能であることを実現するものでなくてはならないが、作用半径は、場合によってはそれ以外の設計構造上の障害により、この空間の部分領域に制限されてしまうことがあるが、しかし平面内の運動に限定されることはない。
【００４１】
特殊な一実施形態においては、これらの３つのジョイントの内の１つが、回転軸を１本だけ有していてもよい。しかしながら存在するジョイントが３つだけである場合は、３つのジョイント全てが、ボールジョイントの機能を果たすことが好ましい。そうすることによって、いずれもハウジングに、またはハウジングの延長部に配置されている、第１および第２の関節アームの三次元ボリューム内における最適可動性が、両者が互いに接続された状態においても、また両者が互いから独立している場合にも、確保されることになる。
【００４２】
いずれも軸線まわりの回転可能性だけしかもたらさないジョイントを利用する場合は、関節アームにつき少なくとも５つの、様々な回転軸を備えるジョイントを用いて、それに匹敵する可動性が実現される。これらのジョイントの内、３つのジョイントは鉛直軸まわりの回転を、２つのジョイントは水平軸まわりの回転を可能とするもの、すなわち、そのジョイントの後に続くジョイント部材の傾動をもたらすようなチルト軸を具現するものとすべきであろう。
【００４３】
この変形例において、すなわち、いずれも１つの軸線まわりの回転可能性しかもちあわせていないジョイントが導入される場合は、好ましいのは、ジョイントごとに１つの回転軸をそれぞれ有する６つのジョイントが備えられた関節アームである。この場合は、３つのジョイントが鉛直軸まわりの回転を、さらに３つのジョイントが水平軸まわりの回転を可能とするものとすべきであろう。ここでは、ジョイントに続くジョイント部材の傾動、またはアプリケータ・ヘッドもしくは顕微鏡ヘッドなどのエンド・ピースの傾動が可能である。
【００４４】
以上をまとめると、各関節アームのジョイントによって、好ましくは、３つの鉛直方向の回転軸および３つの水平方向の回転軸により与えられる６つの自由度が実現されなければならないが、その場合は、関節アームに沿って、鉛直回転軸と水平回転軸とが交互に入れ替わることになる。特に、鉛直回転軸をもつジョイントと、水平回転軸をもつジョイントとをペアにして、それぞれを互いの至近に配置することによって、ボールジョイントと同じ機能がもたらされることになる。
【００４５】
それ以外にも、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムには、カップリング・ポジションが備えられることが好ましいが、これは、コントロール・ユニットにおいてコード化されており、それにより、アプリケータ・ヘッドもまた顕微鏡ヘッドも垂直姿勢をとった状態で、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとの接続がインターフェースを介して行われることによって、いかなる機械的な応力も回避されるようにしている。アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとがインターフェースを介して接続された状態になって初めて、好適にも、これらのヘッドを一緒に傾動させることが引き続いて可能となる。
【００４６】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステムは、移動式システムとして企図されると有利である。そのためにこのシステムには、運搬用の装置が含まれる。この装置は特にキャスタ・システムとして構成されたものであってもよく、それにより、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムを、例えば同じ部屋の中で、または部屋から別の部屋へと運搬するために、手押し式または自走式で移動可能となる。特殊な一実施形態においては、短パルス・レーザ眼科手術用の場合によっては高重量となるシステムを、簡単正確かつ人間工学的な方法で移動するために、このキャスタ・システムは電動モータの支援を受けるようになっている。
【００４７】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステムの有利な一実施形態においては、コントロール・ユニットが、第２の関節アームのポジションに応じて、短パルス・レーザ・ビームの位置の自動的なトラッキングが行われるようにコード化されている。これは、ビーム・ガイド手段を含むこの第２の関節アームのポジションと、第２の関節アームの内外の所与の重量配分状況とに依存する弾性変形に起因した、特に短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントの位置偏差を修正するために利用される。この関節アームのポジションは、ジョイント部材の互いに対する相対的なポジションにより定義されるようになっている。
【００４８】
短パルス・レーザ・ビームの位置のこのトラッキングは、第２の関節アームのある較正ポジションを基準として、自動的に行われると好適である。この較正ポジションにおいては、短パルス・レーザ・ビームの光伝送のアライメントが行われ、続いてその結果を受けて、第２の関節アームのポジションがこの較正ポジションからずれている場合は、そのそれぞれについて偏差が決定されて、そのポジションに関してその時その時に不可欠となる修正が確定されるようになっている。
【００４９】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのさらにもう１つの有利な実施形態においては、第２の関節アームが、第１の関節アームから独立した重量補償のための、少なくとも１つの装置を有している。
【００５０】
アプリケータ・ヘッドが配置されている第２の関節アームは、外科的侵襲の間には、確かに短パルス・レーザ・システムの全利用時間、したがってまたアプリケータ・ヘッドの全利用時間にわたり、顕微鏡ヘッドが配置されている第１の関節アームに接続されていることになる。しかしながら、この第２の関節アームは、重量が比較的高い。すなわち、アプリケータ・ヘッドは、重量が数キログラムに達することもある。これを、第１の関節アームによって、各ポジションで安定的に支えるのは不可能である。このため、独立した重量補償により、運動の優れた安定性と柔軟性を保証している。それに加え、適用目的によっては、治療の間に顕微鏡ヘッドをアプリケータ・ヘッドから切り離してやると有意であるかもしれない。この場合も同様に、制御下にない、またそれ故に安全性を脅かすシステムの運動を回避するために、関節アームには両方とも、独自の重量補償機構を備える必要がある。
【００５１】
この重量補償が、第１のチルト軸に関して、すなわち、水平軸まわりの回転を可能とする第１のジョイントに関して、行われるようになっている。必要な場合には、さらにもう１つの重量補償が、さらなるチルト軸に関して行われてもよい。
【００５２】
この重量補償は、例えばジョイント部材に対して平行に延びている、それに対応して平行に運動可能なスプリング・アーム部材の内部の圧縮コイルばねにより、実現されてもよい。このスプリング・アーム部材の内部には、圧縮コイルばねが含まれ、これが歯付きベルトを引っ張っており、この歯付きベルトは、２つの歯付きベルト・スプロケットにかけわたされ、平行に延びるジョイント部材の中へと転向されている。
【００５３】
ビーム・ガイド手段を含むとともに、アプリケータ・ヘッドを短パルス・レーザ・ビームのための出口位置として担持している第２の関節アームの独立した重量補償のためのそのような装置は、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムの実施形態の非常に有利な一変形例である。しかしながら、後述するように、ビーム・ガイド手段を有する関節アームと対物レンズとが含まれる、眼科手術用の別の短パルス・レーザ・システムにとっても同様に、この関節アームの可能性のあるあらゆるポジションを対象として一定の重量補償を達成するために、そのような装置は有益であり、それにより、短パルス・レーザ・ビームがこの短パルス・レーザ・システムから出る出口位置も、その運動により決定づけるようになっているこの関節アームは、各ポジションで安定状態にとどまって、光学的な位置誤差は僅かに抑えられることになる。
【００５４】
さらにもう１つの実施形態においては、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムが、第２の関節アームおよび／またはアプリケータ・ヘッドの幾何形状に対して適合化された、アプリケータ・ヘッドを有する第２の関節アームのための、パーキング・ポジションおよび／または運搬ポジションをハウジングにおいて有している。ここでもまた、アプリケータ・ヘッドおよび／または第２の関節アームにおいて構造が設けられ、さらにハウジングにおいても構造が設けられていることが好ましいが、これらはキー・ロックの原理にならい互いに対して適合化されている。これは、第２の関節アームの運動により決まる、アプリケータ・ヘッドの該当ポジションが、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのコントロール・ユニットの内部でコード化されることによって、支援されるようにすると好適である。
【００５５】
その代わりに、ハウジングにおけるパーキング・ポジションおよび／または運搬ポジションが、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのコントロール・ユニットの内部で、アプリケータ・ヘッドの該当ポジションがコード化されることだけによっても可能である。
【００５６】
しかし、このパーキンク・ポジションおよび／またはこの運搬ポジションの構成、特にこのポジションにどのようにして到達するのかには関係なく、このパーキンク・ポジションおよび／またはこの運搬ポジションは、アプリケータ・ヘッドが、このシステムのオペレータの作業エリア、すなわち特に医師の作業エリアから、構成要素に誤って触れることによるオペレータの汚染のおそれがなくなるとともに、アプリケータ・ヘッドがシステムのそれ以外の部品や特にシステムの周辺の部品との衝突から可能な限り守られることになる場所まで、離間していることになる、ハウジングにあるポジションを表していることを特徴とする。もっとも、このパーキング・ポジションがオペレータの作業エリアから遠すぎる場所までは離間しておらず、このため、それにもかかわらず、オペレータの身体に比較的大きな負担をかけることなく、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとのカップリングを遂行することができるのであれば、それもまた有利である。
【００５７】
このパーキング・ポジションは、さらに、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムに対して眼の位置を固定するための患者用インターフェースを、空間的に支障なく短パルス・レーザ眼科手術用のシステムにカップリング可能である限りにおいて、アプリケータ・ヘッドに到達可能であるように構成されていると有利である。
【００５８】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム内には、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッド間のインターフェースを離脱させたり接続したりするために、オペレータにより切り換えられるメカニズム、または自動的に切り換えられるメカニズムが備えられていることが好ましい。特殊な一実施形態においては、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッド間のインターフェースの接続が、バヨネット・ジョイントを利用して行われるようになっている。
【００５９】
さらに、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムの第１の関節アーム、および／または第２の関節アーム、および／またはアプリケータ・ヘッド、および／または顕微鏡ヘッドにおいて、コントロール・ユニットにより制御された顕微鏡ヘッドおよび／またはアプリケータ・ヘッドの運動を可能にする調整可能な要素が備えられていることが好ましい。そのような調整可能な要素は、モータおよび／またはそれ以外の駆動要素により実現されたものであってもよい。
【００６０】
また、短パルス・レーザ眼科手術を実行するためのシステムの第２の関節アームを通過するビーム・ガイド手段が、中空コアを有するフォトニック結晶ファイバを含む場合も有利である。ビーム・ガイド手段が第２の関節アームの全ての運動を同時に遂行しなければならず、かつ、短パルス・レーザ・ビームが、第２の関節アームの各ポジションで、アプリケータ・ヘッドにおける出口位置へと同じ品質でガイドされなければならないという条件は、そのようなフォトニック結晶ファイバにより、特に良好に充足されることになる。
【００６１】
短パルス・レーザ源の中で、眼科手術において他に大きく水をあけて最も多く導入されているレーザ源は、フェムトセカンド（ｆｓ）レーザ源である。これは、これらの適用例には特に適している上に、可制御性に優れることが実証されている。このため、短パルス・レーザ眼科手術のためのシステムのためにも、そのようなフェムトセカンド・レーザ源が使用されると有益である。
【００６２】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステムには、共焦点検出器が含まれることが好ましい。同じ眼の２つの構造の、ＯＣＴモジュール、および、短パルス・レーザ・ビームのｚ焦点位置がこれらの両構造を通り抜ける際の共焦点検出器の信号の強度プロフィールを利用した、Ａスキャン記録（すなわち光軸に沿った１次元スキャン記録）および／またはＢスキャン記録（光軸とその垂線に沿った２次元スキャン記録）によって、ＯＣＴ信号と強度プロフィールとの間のオフセットとスケーリング・ファクタを算出することができる。それにより、それに続いてＯＣＴ信号を、特にＯＣＴ画像を使用しながら、短パルス・レーザ・ビームの焦点ポジションを制御することが可能となる。
【００６３】
ＯＣＴ光源の空気中のコヒーレンス長は、４５ｍｍを上回ると好適であるが、６０ｍｍを上回ることが特に好ましい。それにより、たとえ対物レンズの横方向への移動により眼に至る光路が変化するような場合にも、基準ビーム・パスの光路長を適合化する必要なく、１回のＡスキャンの範囲内で、眼の前房部分の全体を捕捉することが可能となる。
【００６４】
上述の課題は、さらに請求項１３に記載されるように、短パルス・レーザ眼科手術用の上述のシステム内において、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドを位置決めする方法によって解決される。そのような方法には、次の工程が含まれる。
【００６５】
（ａ）最初に、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドを、アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットに統合し、かつ互いに接続する工程。
（ｂ）このアプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを、手術対象である眼の上方に、このアプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを三次元ボリューム内で自由に運動させることにより、位置決めする工程。
【００６６】
（ｃ）アプリケータ・ヘッドが、眼の上方の所定のポジションに位置するまで、および／または、アプリケータ・ヘッドに離脱可能に装着された患者用インターフェースが眼と接触するまで、このアプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを下降させる工程。「患者用インターフェース」とも呼ばれるそのような患者用インターフェースは、特にコンタクト要素により実現されてもよいが、このコンタクト要素とは、ここでは、液体インターフェース、またはゲル・インターフェース、または固体インターフェースなど、各種各様の実施形態を表す上位概念であると解釈されるべきものである。ここでは、後述する患者用インターフェースが導入されてもよい。この工程においては、患者用インターフェースが眼と接触すると、このときには通例、負圧を利用して、すなわち眼を患者用インターフェースに吸着させることによって、眼と患者用インターフェース間の再び解消可能な固定接続状態がもたらされるようになっている。
【００６７】
（ｄ）水晶体、および／または水晶体嚢、および／または角膜を、短パルス・レーザ・ビームの、すなわち例えばフェムトセカンド（ｆｓ）レーザの焦点を利用して処置する工程。
【００６８】
（ｅ）治療工程の後、アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットを再び上昇させる工程。
（ｆ）アプリケータ顕微鏡ヘッド・ユニットのアプリケータ・ヘッドを、ハウジングにおけるパーキング・ポジションに移動する工程。別の好ましい実施形態においては、アプリケータ・ヘッドおよび／または第２の関節アームが、このパーキング・ポジションにおいてはスナップ・イン式にはまり込んで動かないように機械的に固定されるようになっている。
【００６９】
（ｇ）顕微鏡ヘッドをアプリケータ・ヘッドから分離する工程。これは、パーキング・ポジションに正確に位置決めされた後には、自動的に解除されることにより行われることが好ましい。
【００７０】
（ｈ）顕微鏡ヘッドを、患者の眼の上方に位置決めする工程。
（ｉ）例えば水晶体乳化術、および／または液化水晶体の吸引術、および／または眼内レンズ（ＩＯＬ）の挿入など、それに続く手術工程を実行する工程。
【００７１】
（ｊ）顕微鏡ヘッドを、手術野の外部のポジションに移動するか、または顕微鏡ヘッドをアプリケータ・ヘッドにガイドして、これと接続する工程。
そのような方法は、特に短パルス・レーザ・パルスを利用した白内障手術（ＬＣＳ）において意味があるが、これは、外科手術工程の一部においては、このレーザ・ビームの焦点を、アプリケータ・ヘッドを介して、眼の中の処置対象である組織の内部に向けてやらなければならない一方で、それと同時に、手術用顕微鏡を利用した観察可能性も所望されるからであり、さらには、外科手術工程のさらに別の一部においては、単に手術用顕微鏡だけが必要とされる一方で、それと同時に治療対象である眼の上方には、作業自由度が所望されるからである。
【００７２】
上述の課題は、請求項１４に従った眼科手術用の短パルス・レーザ・システムによっても解決される。そのような短パルス・レーザ・システムには、短パルス・レーザ・ビームを発生する短パルス・レーザ源が含まれている。このレーザ源としては、特にフェムトセカンド（ｆｓ）レーザ源が利用されてもよい。
【００７３】
短パルス・レーザ・システムには、さらに、短パルス・レーザ源により発生される短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するレンズ・システム、および短パルス・レーザ・ビーム用のｘ／ｙスキャン・システムが含まれている。
【００７４】
短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するこのレンズ・システムは、少なくともレンズを含んでいるが、しかし、短パルス・レーザ・ビームのビーム・パス内に前後に並べて配置される、少なくともレンズについてはその位置を調節できるようになっている様々なレンズからなるシステムがこれに含まれると有利である。このように配置することにより、短パルス・レーザ・ビームを集束して、短パルス・レーザ・ビームの焦点をｚ方向に、すなわち光軸に沿って変位させる可能性がもたらされることになる。それにより、短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するこのレンズ・システムによって、治療対象である眼の内部における短パルス・レーザ・ビームのｚポジションも確定されることになる。
【００７５】
最後にこの短パルス・レーザ・システムには、関節アームと、ｘ方向およびｙ方向に移動可能な対物レンズが含まれているが、本発明に従って関節アームにはビーム・ガイド手段が含まれるようになっている。このビーム・ガイド手段により、短パルス・レーザ源から放出された短パルス・レーザ・ビームは、予定されている方式で、この短パルス・レーザ・ビームがシステムから、ここではｘおよびｙ方向に移動可能な対物レンズから外に出る出口位置へと誘導される。このビーム・ガイド手段は、様々なコンポーネントを統合したものにより実現されたものであってもかまわない。
【００７６】
それぞれがボールジョイントの機能を果たすとともに、少なくとも２つのジョイント部材を含む少なくとも２つのジョイントを有する関節アームは、運動可能である。関節アームは、三次元空間内を自由に運動可能であることが好ましい。対物レンズは、別の実施形態においては、ｚ方向にも調節できるようになっている。
【００７７】
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムの各種各様の実施形態において、ｘ／ｙスキャン・システムには、ｘ／ｙミラー・スキャナ、またはジンバル搭載型ミラー・スキャナ、または光軸を中心としたローテーション用の要素が後置された、ｘ方向用のミラー・スキャナが含まれる。ｘ／ｙミラー・スキャナについては、それが別体のｘスキャナとｙスキャナとからなり、これらが共同でｘ／ｙスキャン・システムとして作用するものであってもかまわない。
【００７８】
有利となるように、それぞれ１つの方向に対して複数のスキャナが備えられてもよく、例えば、より大きな領域にわたる低速移動のためのスキャナと、小さな領域にわたる非常に高速な移動のためのスキャナとが備えられるとよい。特に興味深いのは、ｚ方向、すなわち光軸に沿った、好ましくは、少なくとも一方の横方向ｘまたはｙと組み合わせたスキャンである。
【００７９】
さらに、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムには、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムに対して眼の位置を固定するために利用される患者用インターフェースが含まれてもよい。この患者用インターフェースは、一実施形態においてはコンタクト要素を含むが、このコンタクト要素とは、ここでは、液体インターフェース、またはゲル・インターフェース、または固体インターフェースなど、各種各様の実施形態を表す上位概念であると解釈されるべきものである。特にこの短パルス・レーザ・システムには、後述する本発明に従うコンタクト要素が含まれてもよい。
【００８０】
眼科手術用のこの短パルス・レーザ・システムの可動式対物レンズの視野は、断面で１．０ｍｍを上回るものの６．０ｍｍ未満であることが好ましく、特に１．５ｍｍを上回るものの３．０ｍｍ未満であることが好ましい。この視野は視野平面内に位置しており、ｘ方向および／またはｙ方向への１回のスキャン運動により、視野はこの平面内で移動できるようになっている。この視野平面自体もまた、ｚ方向への１回のスキャン運動により光軸に沿って移動可能である。この可動式対物レンズの断面は、特にこのｘ／ｙスキャン・システムのスキャン・エリアに合わせられている。それにより、三次元スキャンボリュームのあらゆる場所に位置する短パルス・レーザ・ビームの焦点を、可動式対物レンズによるビーム偏光と、ミラー・スキャナによるビーム偏光とを重畳させることによって、狙い通りに合わせることが可能となる。
【００８１】
短パルス・レーザ・ビームのビーム・パス内に配置される光学系、および短パルス・レーザ・ビームの拡がり角を変更するレンズ・システムは、オプティカル・システム・ベンチの上に取り付けられていると好適である。このオプティカル・システム・ベンチ自体は、３点でハウジングの上、横または内部に取り付けられており、またこのハウジングには、関節アームも配置されていると好適である。それにより、ハウジングの内部の取付け面のあらゆる変形による影響が、オプティカル・システム・ベンチ上の光学系の較正状態に波及しないようにしているが、ビーム・ガイド手段が備えられている関節アームの内部に入るための入口に対するオプティカル・システム・ベンチのポジションは、その影響を受けてしまう。オプティカル・システム・ベンチのこのポジションの変化は、ビーム安定化を行うことによって補償できるようになっている。
【００８２】
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムの有利な一実施形態には、さらに、関節アームの一端に光源を、関節アームの他端に位置感応型光センサを含む関節アームを通過するビームの流れを安定化させるための、システムが含まれている。
【００８３】
光の入射が、関節アームの光軸に対して一定の角度で行われるが、これは、例えば光源がこの光軸上に位置しているわけではないこと、または、光源がこの光軸上に位置してはいるものの、しかしこの光軸の向きに沿った対称な放射は行われないことを意味している。
【００８４】
このようなビーム安定化により、関節アームが様々なポジションをとるにもかかわらず、好適には可動式対物レンズのｘ／ｙ位置決めを行うことによって焦点を位置決めするための、ｘ／ｙ偏光システムまたはｘ／ｙスキャン・システムにより、ｘ方向および／またはｙ方向での短パルス・レーザ・ビームの偏光を正確な向きに位置決めすること、ならびに、この関節アームとｘ／ｙスキャン・システムのアライメントとの機械的公差を補償することが可能になる。
【００８５】
上述の課題は、さらに、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した、特に上述のような短パルス・レーザ・システムを利用した、特に眼の角膜組織において切開を実施するための方法によって解決されるが、この方法には次の工程が含まれる。
【００８６】
（ａ）視野平面内に投影される、切開パターンのｘ焦点位置およびｙ焦点位置の少なくとも一部が、位置決め後の対物レンズの視野内に配置されているように、この短パルス・レーザ・システムの対物レンズを、ｘ方向およびｙ方向に、すなわち光軸に対して垂直に位置決めする工程。ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の焦点位置によって、患者の眼の治療を行うことができる三次元処置ボリュームの内部における、この短パルス・レーザ・システムの短パルス・レーザ・ビームの焦点のその時々のポジションが決定されるようになっている。
【００８７】
（ｂ）ｘ／ｙスキャン・システムを使用して、各ｘ／ｙスキャンの後、またはｘ／ｙスキャンと並行して、拡がり角を変更するレンズ・システムおよび／または対物レンズにより行われる、光軸に沿ったｚ方向への焦点位置の移動の後、ｘ位置およびｙ位置に固定されている対物レンズを通過する短パルス・レーザ・ビームのパルスによって切開パターンの焦点位置を結像する工程。ｘ／ｙスキャンとは、短パルス・レーザ・ビームの焦点の、横方向のｘ／ｙ平面内における動作である。短パルス・レーザ・ビームのそのフォーカル・ポイントにおけるパルスのエネルギーは、組織のプラズマ誘起型光剥離または光分裂が引き起こされるように選定される。結像の対象である焦点位置間の間隔を適宜選定することによって、焦点位置およびそれに隣接する焦点位置のその時々のパルスの作用領域同士が少なくとも接触するか、場合によっては部分的に交差することによって、組織の内部に切開部が作り出されるようになっている。
【００８８】
（ｃ）工程（ａ）および（ｂ）を、さらにもう１つの視野を対象として繰り返し、そのために、全部の切開パターンが作り出されるようになるまで、対物レンズの横方向の別のポジションへの位置決めを再度行う工程。その切開パターンの焦点位置が全て結合されたときには、切開パターンが全部作り出されたことになる。
【００８９】
特に上述の課題は、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した、好適には上述のような任意の短パルス・レーザ・システムを利用した、水晶体を破砕するための切開の実施方法により解決されるが、この方法には次の工程が含まれる。
【００９０】
（ａ）短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、処置対象である水晶体の組織に位置決めして、相応のエネルギーにより、この短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントにおいて、水晶体組織のプラズマ誘起型光剥離または光分裂をもたらす工程。
【００９１】
（ｂ）水晶体の第１の子午面内で横方向に、主成分が光軸に沿ったフォーカル・ポイントの振動変位を重畳させて、子午面の部分面内において、短パルス・レーザ・ビームのさらに別のフォーカル・ポイントを位置決めするための振幅（Ａ）を用いて、長さ（Ｌ）分だけ、この短パルス・レーザ・システムの対物レンズのフィード・モーションを行う工程。この焦点成分の振動変位が、光軸に沿ってだけ行われてもよい、すなわち、光軸に沿った成分だけを有していてもよい。この子午面とは、光軸に対して平行に延びる任意の平面であると解釈されるものである。
【００９２】
（ｃ）短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、光軸に沿って高さ（Ｈ）分だけ、変位させて、工程（ｂ）を繰り返した際に新たに位置決めされる短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントが、それまでに位置決めされていたフォーカル・ポイントと重ならないように、この高さ（Ｈ）を選定する工程。
【００９３】
（ｄ）工程（ｂ）および（ｃ）を再び繰り返す工程。工程（ｂ）および工程（ｃ）が、横方向のフィード方向も、また光軸に沿ったフィード方向も逆転しながら、第１子午面全体にフォーカル・ポイントが位置決めされているようになるまで、行われてもよい。
【００９４】
（ｅ）プラズマ誘起型光剥離または光分裂により生じる部分片が、最大サイズを上回ることがないように、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントを用いて、水晶体が処置されるまで、工程（ｂ）から（ｄ）を繰り返して、水晶体のもう１つの子午面内にフォーカル・ポイントを位置決めする工程。この最大サイズは、吸着の可能性と、行われるカプスロレキシス、すなわち嚢切開の大きさとにより決まるようになっている。
【００９５】
この水晶体を破砕するための切開の実施方法においては、短パルス・レーザ・ビームの焦点が水晶体の後側から前側に向かって移動するときだけに、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントの位置決めが行われることが好ましく、また、水晶体の前側から後側へと向かう移動が、水晶体の後側から前側へと向かう移動よりも急速に実行されることが好ましい。
【００９６】
その代わりに、振動サイクル全体にわたり、短パルス・レーザ・ビームのフォーカス・ポイントの位置決めを行うようにしてもよい。
さらに、様々な子午面においても、また同じ子午面の様々な部分面においても、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントの位置決めを行う際には、１０〜１５μｍの間隔が守られるようにすることが好ましい。
【００９７】
また、子午面の切開線の領域内で、子午面の入れ替えが行われるようにすることが好ましい。
上述の課題は、それ以外にも、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した嚢切開の実施方法であって、ｘ／ｙスキャン・システムを利用して、Ｎを２以上の自然数としたときに、１からＮまでのｎ回の工程において、それぞれｎ個目の閉じてはいない曲線が、半径Ｒと、この閉じてはいない曲線の結果としてそれぞれ調節された曲率を有する第１の末端領域と第２の末端領域とを有して成立するように、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントの位置決めを、それらのｘ焦点位置およびｙ焦点位置について行うことによって、特に水晶体嚢の開口部が作り出されるようになっている、切開の実施方法により解決される。ｎ個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域が、第１の末端領域半径ＲＥｎ１を、第２の末端領域が、第２の末端領域半径ＲＥｎ２を有している。第１の末端領域半径ＲＥｎ１も、また第２の末端領域半径もＲＥｎ２も、半径Ｒよりも小さくなっている。
【００９８】
さらに、閉じてはいない曲線の末端領域はみな、端部を１つずつ有している。これらの閉じてはいない曲線は、ｎが２からＮまでである場合は、ｎ個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域が、（ｎ−１）個目の閉じてはいない曲線の第２の末端領域と交わり、さらにそれに追加して、Ｎ個目の（すなわち、ｎはＮと等しい）閉じてはいない曲線の第２の末端領域が、１個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域と交わることによって、全ての末端領域の端部が、１個目からｎ個目の閉じてはいない曲線によって形成される閉じた曲線の内側に配置されているように、互いに対して配置されている。
【００９９】
相応の切開部が作り出されるようにするために、短パルス・レーザ・ビームの、そのフォーカル・ポイントにおけるパルスのエネルギーは、プラズマ誘起型光剥離または光分裂により、眼の組織の分離切断が可能となるように、選定される。それ以外にも、焦点位置の間隔は、焦点位置およびそれに隣接する焦点位置のその時々のパルスの作用領域同士が、いわゆるキャビテーション気泡が、少なくとも接触することによって、場合によっては部分的に交差することによって、プラズマ誘起型光剥離または光分裂により、組織の分離切断が可能となって、そこに一定の切開部が生じるように、選定されるようになっている。
【０１００】
フォーカル・ポイントの光軸に沿った振動運動に、振幅（Ａ）が重畳されると有利であるが、それにより、例えば水晶体嚢の位置のｚ方向への変動も補償できることになる。
半径Ｒに関しては、ｎ個の閉じてはいない曲線の半径Ｒ間に比較的小さな偏差が生じることがある。
【０１０１】
Ｎ個の閉じてはいない曲線を用いて閉じた曲線を作成するために、それぞれ第１の末端領域と第２の末端領域とを有しているこれらのＮ個の閉じてはいない曲線は、ｎ個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域が、（ｎ−１）個目の閉じてはいない曲線の第２の末端領域と交わり、最後にＮ個目の閉じてはいない曲線の第２の末端領域が１個目の閉じてはいない曲線の第１の末端領域と交わるように、すなわち好適には２個目の閉じてはいない曲線からは、これから作成されることになる閉じてはいない曲線の第１の末端領域がそれぞれ、作成されたばかりの閉じてはいない曲線の第２の末端領域の上に延びているように作成されるよう、互いに対して配置されている。
【０１０２】
しかしながら、隣接している閉じてはいない曲線のそのような処理順序を見合わせて、最後の閉じてはいない曲線の作成後には、最終的にここで説明したようなパターンが生じて、全体として閉じた曲線が存在することになるように、Ｎ個の閉じてはいない曲線を作成してもかまわない。
【０１０３】
また、請求項２２に従った短パルス・レーザ眼科手術用のシステムに対して眼の位置を固定するための患者用インターフェースも、上述の課題の解決に与るようになっている。そのような患者用インターフェースには、コンタクト要素が含まれるが、しかし液体インターフェースとして実施されたものであってもかまわない。
【０１０４】
この患者用インターフェースは、透明な材料または部分的に透明な材料から一体式に作製されている。これは、吸引リング、ケーシング、および、このケーシングの上側において光学素子を含むが、このケーシングの上側が、眼の吸引リングとは反対側を具現するようになっている。
【０１０５】
吸引リングは、患者用インターフェースの眼と対向する側に配置されて、患者用インターフェースを患者の眼の上に形状同士を係合させて載置してその位置を固定するために利用されるものである。
【０１０６】
ケーシングは、円錐台形状にテーパして構成されていることが好ましい。下側の、眼と対向する、光学的に利用可能な直径は、少なくとも１０ｍｍ、好ましくは１３ｍｍ超、特に好ましくは１４ｍｍ超とすべきであろう。
【０１０７】
ケーシングは、側方に少なくとも開口部を、好適には２つの開口部を有しており、それらの開口部には、固定支援手段を介して、供給ラインがそれぞれ１本ずつ接続されているか、またはそれらの開口部にはそれぞれ供給ラインを接続できるようになっている。
【０１０８】
この供給ラインにより、またはこれらの供給ラインの内の１つにより、吸入リングの内部に負圧を発生させることができるが、そのためには、当該開口部がケーシングをその全肉厚にわたり貫通している必要はなく、それよりもむしろ、吸引リングに至る連通部があることが重要である。さらにもう１本の供給ラインにより、患者用インターフェースの内部に液体を供給できるようにしてもよいが、そのために当該開口部はケーシングをその全肉厚にわたり貫通している。患者の眼の上に患者用インターフェースが載置されている状態においては、眼、ケーシング、および光学素子により限定されるボリューム全体が液体で充填されており、光学素子の眼と対向する側がこの液体中に浸漬されているように、患者用インターフェースの内部への液体の供給が行われると好適である。
【０１０９】
患者用インターフェースの別の実施形態においては、コンタクト要素の内部に、透明材料からなる吸引構造が、ケーシングの吸引リングとは反対側において、またそれによりケーシングの眼とは反対側において設けられている。この吸引構造は、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのアプリケータ・ヘッドにおいてこのコンタクト要素を例えば上述のように負圧を利用して保持するために利用されるようになっている。
【０１１０】
患者用インターフェースの特殊な一実施形態においては、この光学素子が、光軸に対して傾斜して配置されている。傾斜して配置されるとは、ここでは、光軸に対して垂直以外で配置されることを意味している。これについては、光学素子全体が、あるいは光学素子の眼と対向する表面だけが、光軸に対して傾斜して配置されているようにすることも可能である。
【０１１１】
また、患者用インターフェースのコンタクト要素に含まれるこの光学素子の眼と対向する表面に親水性コーティングが施されているか、または親水性を示すように表面処理が施されていると有利である。さらに、光学素子の眼と対向する表面が凸状に湾曲されていると有益である。これは、液体を用いたときの濡れ性を改善し、それに伴い特に光学素子の領域に気泡が生成されるのを阻止するために利用されるものである。光学素子の表面の形状が凸状であることによって、場合により生成される気泡は、システムの光学的な結像には関連していない光学素子の外周縁部へと移行する。
【０１１２】
さらに、患者用インターフェースのコンタクト要素に含まれる光学素子の眼とは反対側の表面に、反射防止コーティングが施されている場合は有利である。これは、入射するレーザ・ビームの反射防止に利用されるようになっている。
【０１１３】
それ以外にも、患者用インターフェースにアプリケータ・ヘッド保護具が含まれる場合は、特に有益である。短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのアプリケータ・ヘッドに、患者用インターフェースをドッキングさせる際には、この保護具を用いて、アプリケータ・ヘッドの眼と対向する部分が、光学系を除外し、覆い隠されるようにするとよく、それにより無菌状態を支援することができる。
【０１１４】
好都合であるのは、アプリケータ・ヘッド保護具の好適には中央に実現されている、さらに好適にはケーシングの上側のケーシング直径よりも小さい、切欠きを有している、アプリケータ・ヘッド保護具が備えられた、患者用インターフェースである。この切欠きは、このアプリケータ・ヘッドの光学系を挿入して、コンタクト要素の光学素子にこれを結合させるために利用されるものである。
【０１１５】
アプリケータ・ヘッド保護具を含む患者用インターフェースにおいて、コンタクト要素とアプリケータ・ヘッド保護具とが、２つに分離されているか、または分離可能な部品である場合は、有益である。
【０１１６】
有利な一実施形態においては、この患者用インターフェースのアプリケータ・ヘッド保護具が機械式カップリング要素を有している。この機械式カップリング要素は、アプリケータ・ヘッド保護具を、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのアプリケータ・ヘッドに着脱自在に接続するように設えられている。
【０１１７】
また、患者用インターフェースに、特に患者用インターフェースのコンタクト要素のケーシングに、さらに光導波構造が含まれる場合も、有益である。この光導波構造は、眼を大切に扱うために、例えば３５０ｎｍと７８０ｎｍとの間の波長をもつ可視光、または好適には、好適には７８１ｎｍから１３００ｎｍまでの間の波長をもつ赤外域の光を、この光導波構造に接続することができる追加の光源によって照射するために利用されるものである。
【０１１８】
また、患者用インターフェースのコンタクト要素に少なくともマーキングが含まれる場合は、好都合である。これは、ケーシングの下側の、すなわち眼に近いケーシング領域内に配置されていると好適であり、配向とアライメントに利用されるようになっている。
【０１１９】
さらに上述の課題は、短パルス・レーザ・システムと患者用インターフェースからなる光学ユニットの支援を受けて解決されるようになっている。本発明に従った、短パルス・レーザ・システムと、光学素子が備えられたコンタクト要素を含む患者用インターフェースとを備える光学ユニットにおいては、この光学ユニットを構成している短パルス・レーザ・システムと患者用インターフェースとが、互いに結合された状態にあるときにも、また直接前後に並べて配置されて互いに結合されていない状態にあるときにも、撮像の被写界深度が少なくとも３ｍｍであり、好適には５ｍｍを上回っている。この短パルス・レーザ・システムが、上記で説明した、本発明に従った短パルス・レーザ・システムであり、またこの患者用インターフェースが、上記で説明した、本発明に従った患者用インターフェースであることが好ましい。この被写界深度に基づいて、眼のそれぞれの基準構造も、また患者用インターフェースのコンタクト要素のマーキングも、アンドッキング状態においても、例えばカメラを用いて、鮮明に捕捉することができる。眼がドッキングされた状態にあるときには、この被写界深度に基づいて、眼の基準構造も、また短パルス・レーザ・システムを利用して実行される眼の中の切開部も、オペレータにより、特に医師により良好に識別することができる。
【０１２０】
さらに上述の課題は、短パルス・レーザ眼科手術用のシステムのための、減張切開および／またはアクセス切開のための照合方法の支援を受けて解決されるが、この方法は次の工程からなっている。
【０１２１】
ａ）カメラが、コンタクト要素が含まれると好適である患者用インターフェースが患者の眼にドッキングされていない状態で基準構造をもつ眼の画像を記録する工程。
ｂ）患者用インターフェースを、数秒以内に眼にドッキングする工程。
【０１２２】
この減張切開および／またはアクセス切開のアライメントは、基準構造を基礎においた識別アルゴリズムを利用して実行され、オペレータに、特に医師に、情報または治療計画の提案として提供される。
【０１２３】
また、上述の課題は、非球面眼内レンズを、眼の中に、特に自然な水晶体を破砕し除去した後に眼の水晶体嚢の中に、挿入する際の配向のための照合方法の支援を受けて解決されるが、この方法には次のステップが含まれる。
【０１２４】
ａ）乱視の眼の第１の画像を、斜めおよび／または水平な乱視軸を識別するための診断システムを利用して記録する工程。斜めおよび／または水平な乱視軸の配向は、その画像と共に記憶されるか、またはその画像に対して割り当てられるようになっている。この記録の際に、患者は大抵の場合は着席位置にある。
【０１２５】
ｂ）同じ乱視の眼の第２の画像を、眼にドッキングされた、すなわち結合された患者用インターフェースを用いて、または、ドッキングされていないが、その後でドッキングされる患者用インターフェースを用いて、さらには、ここに説明される短パルス・レーザ眼科手術用のシステムを用いて生成し、第１の画像と比較する工程。この第２の画像記録時に、患者は大抵の場合は横臥位置にある。照合アルゴリズムにより、乱視の眼の斜めおよび／または水平な乱視軸の配向が、第１の画像から第２の画像に転写されるようになっている。
【０１２６】
ｃ）レーザ治療の後、再びアンドッキングされた患者用インターフェースを用いて、第２の画像と第３の画像間の照合をさらにもう１回実行する工程。この第３の画像記録時に、患者は横臥位置にある。この第２の画像と第３の画像の間には、例えば軽微な出血および／または強膜上の赤みにより、眼の構造が変化しているが、乱視の眼の斜めおよび／または水平な乱視軸の配向は、不変のままである。
【０１２７】
ｄ）眼のさらに別の画像とビデオ録画を、眼に挿入された眼内レンズのアライメントの間に記録して、第３の画像記録と照合する工程。
ｅ）眼内レンズを、それまでの工程において確立された位置関係を用いて配向する工程。そのためには、手術用顕微鏡で、医師のために配向支援がもたらされると好適である。
【０１２８】
最後に、上述の課題は、上記で説明した、
アプリケータ・ヘッドの位置決め方法
眼の角膜手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した、切開の実施方法
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用して水晶体を破砕するための、切開の実施方法
眼科手術用の短パルス・レーザ・システムを利用した、嚢切開の実施方法
減張切開および／またはアクセス切開のための照合方法、ならびに、
眼内レンズの配向のための照合方法
などの方法の内の１つを実施するための、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムのコントロール・ユニットのコード化用コンピュータ・プログラム製品によっても解決される。
【０１２９】
さて、以下では実施形態に基づき本発明を解説することにする。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】短パルス・レーザ眼科手術用の第１のシステムを示す図。
【図２】短パルス・レーザ眼科手術用の第２のシステムを示す図。
【図３】アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドとを接続する際の位置関係を示す上面図。
【図４】アプリケータ・ヘッドを装着した関節アームの運搬ポジションを示す上面図。
【図５】関節アームの独立した重量補償のための装置を示す図。
【図６】短パルス・レーザ眼科手術用のシステム内において、アプリケータ・ヘッドと顕微鏡ヘッドを位置決めするための方法を説明する図。
【図７】眼科手術用の短パルス・レーザ・システム（ビーム発生および光学系）を示す図。
【図８】短パス・レーザ源からの短パルス・レーザ・ビームとＯＣＴ光源からのＯＣＴビームを結合するための構成を示す図。
【図９ａ−９ｂ】ａは、共焦点検出器からの信号とＯＣＴモジュールからの信号を利用した、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムの制御方式を示す図であり、ｂは、共焦点検出器からの信号とＯＣＴモジュールからの信号を利用した、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムの制御方式を示す図。
【図１０】短パルス・レーザ・システムの対物レンズの横方向スキャニングの際の、短パルス・レーザ・ビームの焦点の移動を示す図。
【図１１ａ−１１ｂ】ａは、眼の組織内の切開位置を、小さなｘ／ｙ切開面投影野で示す図であり、ｂは、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムにおいて、短パルス・レーザ・ビームの焦点を変位させるための方法を説明する図。
【図１２ａ−１２ｂ】ａは、眼の組織内の切開位置を、より大きなｘ／ｙ切開面投影野で示す図であり、ｂは、眼科手術用の短パルス・レーザ・システムにおいて、短パルス・レーザ・ビームの焦点を変位させるための代替方法を説明する図。
【図１３ａ−１３ｂ】ａは、眼のレンズ組織内における、短パルス・レーザ・ビームの焦点の焦点ガイド方式または短パルス・レーザ・ビームを利用した切開の実施方式を示す図であり、ｂは、眼のレンズ組織内における、短パルス・レーザ・ビームの焦点の焦点ガイド方式または短パルス・レーザ・ビームを利用した切開の実施方式を示す図。
【図１４ａ−１４ｂ】ａは、水晶体が短パルス・レーザ・システムの光軸に対して斜めに位置する場合の、短パルス・レーザ・ビームの焦点の焦点ガイド方式を示す図であり、ｂは、水晶体が短パルス・レーザ・システムの光軸に対して斜めに位置する場合の、短パルス・レーザ・ビームの焦点の焦点ガイド方式を示す図。
【図１５】水晶体が短パルス・レーザ・システムの光軸に対して僅かに斜めに位置する場合の、短パルス・レーザ・ビームの焦点の焦点ガイド方式を示す図。
【図１６】嚢切開を実行するために、短パルス・レーザ・システムが初回の切開を実施する際の、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントのｘ／ｙ投影図。
【図１７ａ−１７ｃ】ａは、嚢切開を実行するために、短パルス・レーザ・システムが２回目の切開を実施する際の、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントのｘ／ｙ投影図であり、ｂは、嚢切開を実行するために、短パルス・レーザ・システムが３回目の切開を実施する際の、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントのｘ／ｙ投影図であり、ｃは、嚢切開を実行するために、短パルス・レーザ・システムが４回目の切開を実施する際の、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントのｘ／ｙ投影図。
【図１８】眼科手術用の短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを示す図。
【図１９ａ−１９ｂ】ａは、短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを用いて、レーザ切開部を照合するための第１の構成を示す図であり、ｂは、短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを用いて、レーザ切開部を照合するための第２の構成を示す図。
【図２０】眼科手術用の短パルス・レーザ・システムにおいて実施される切開の照合方法を説明する図。
【図２１ａ−２１ｂ】ａは、短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを用いて、レーザ切開部を照合するための第３の構成を示す図であり、ｂは、短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを用いて、レーザ切開部を照合するための第４の構成を示す図。
【図２１ｃ】短パルス・レーザ・システムに備えられる患者用インターフェースを用いて、レーザ切開部を照合するための第５の構成を示す図。
【図２２】眼内レンズを眼の中に挿入する際の配向のための照合方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０１３１】
以下の、短パルス・レーザ眼科手術用システムに関する例、短パルス・レーザ・システムに関する例、さらに、対応する方法に関する例においては、短パルス・レーザとして、レーザを利用した眼科手術の分野では最も頻繁に利用される短パルス・レーザである、またそれ故に最良であるとも考えられる、フェムトセカンド・レーザ、すなわちｆｓレーザが導入される。それにもかかわらず、ここに説明されるシステムおよび方法はみな、それ以外の短パルス・レーザを用いた場合にも、実行に移すことができる。すなわちｆｓレーザは、他との差別化をはかる特徴としてパルス長について明示的に参照されていない限り、短パルス・レーザの同義語として使用されるものである。
【０１３２】
また、以下では、ＯＣＴ、すなわち光コヒーレンス・トモグラフィも話題となっている。ＯＣＴは、ＯＣＴの様々なバリエーションに関して明示的に差別化が行われていない限り、光短コヒーレンス法を有効利用しながら、眼の中の距離を測定したり、または眼もしくはその組成物の画像をキャプチャしたりすることができる、タイム・ドメイン光コヒーレンス・トモグラフィ（ＴＤ−ＯＣＴ）、スペクトロメータに基づくフーリエ・ドメインＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）、または波長の同調に基づく波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）などの、あらゆる方法の同義語として使用されるものである。
【０１３３】
［システム全体のシステム・レイアウトおよびワーク・フロー］
オペレータ、すなわち好ましくは医師、特に眼科医師にとって、ワーク・フローが最適化されるとともに、作業環境も最適化されるように、様々なコンポーネントの組み込み方式を改良するために、図１にも、また図２にも、短パルス・レーザ眼科手術用の第１および第２のシステム１００の構成が開示されるが、このシステム１００には、短パルス・レーザ・システム２００として、短パルス・レーザ源２１０、すなわちここではｆｓレーザ源と、ビーム・ガイド手段２３０と、ｆｓレーザ・ビームを手術対象である眼９００に誘導するためのアプリケータ・ヘッド２２０とを有するｆｓレーザ・システムが含まれる。
【０１３４】
短パルス・レーザ眼科手術用の第１および第２のシステム１００の構成には、さらに、手術用顕微鏡ヘッド３２０を有する手術用顕微鏡３００が含まれている。この手術用顕微鏡とその機能を決定づける光学系全体が、この顕微鏡ヘッド３２０の内部に配置されている。
【０１３５】
図１の短パルス・レーザ眼科手術用の第１のシステム１００には、さらに、ＯＣＴ光源４０５と干渉計と検出器とを含むＯＣＴモジュール４００が含まれている。図２の第２のシステムにもまた、基本的にはそのようなＯＣＴモジュールが含まれてもよい。しかしながら、図１および図２に示されるシステム・コンポーネントが協働するためには、ＯＣＴモジュールが存在することが必ずしも必要であるというわけではない。
【０１３６】
図１の短パルス・レーザ眼科手術用の第１のシステムも、また図２の短パルス・レーザ眼科手術用の第２のシステムも、共通の制御装置、すなわちコントロール・ユニット５００により制御されるが、これは、ここでのように中央制御装置として配置されるか、または複数のサブ・ユニットに分割されてシステム全体に分散されているかのいずれかである。このために、このコントロール・ユニットとシステムの個々のコンポーネントとの間、またはこのコントロール・ユニットのサブ・ユニットの間で、通信路が利用されてもよい。
【０１３７】
図１および図２の短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００には、さらに、コンソールとも呼ぶことができるハウジング１１０が含まれる。このハウジング１１０は、ｆｓレーザ源２１０と、中央コントロール・ユニット５００として構成された制御装置を収容しているが、図１の第１のシステムの場合は、それに加えてＯＣＴモジュール４００もまた、このハウジング１１０に収容されている。
【０１３８】
顕微鏡ヘッド３２０は、第１の関節アーム１２０に取り付けられ、またアプリケータ・ヘッド２２０は、第２の別体の関節アーム１３０にており、ｆｓレーザ源２１０の光はこの第２の関節アーム１３０を通りアプリケータ・ヘッド２２０に供給される。そのためにビーム・ガイド手段２３０がこの第２の関節アーム１３０を貫通して延びている。第１の関節アーム１２０および第２の関節アーム１３０は、ハウジング１１０に、またはハウジング１１０の延長部に装着されている。
【０１３９】
アプリケータ・ヘッド２２０および顕微鏡ヘッド３２０において、またはその近傍には、インターフェース１５０が備えられており、これによりアプリケータ・ヘッド２２０と顕微鏡ヘッド３２０とを、機械的かつ光学的に互いに接続することができる。
【０１４０】
このインターフェース１５０を用いて、顕微鏡ヘッドとアプリケータ・ヘッド２２０とを離脱させたり、または結合するために、医師により、または自動的に切り換えることができるメカニズムが備えられている。
【０１４１】
第２の関節アーム１３０には、第１の関節アーム１２０と同数の自由度が与えられており、また第１の関節アーム１２０は、手術用顕微鏡３００のトライポッド（Ｓｔａｔｉｖ）を同時に形成する。関節アーム１２０および１３０のジョイント１４０の個数、配置、および構造を相応に選定することにより、アプリケータ・ヘッド２２０および顕微鏡ヘッド３２０を、互いから独立しても、また互いに接続された状態においても、三次元ボリューム内で運動できるようにするために必要な自由度がもたらされることになる。図１の短パルス・レーザ眼科手術用の第１のシステム１００の場合、これは、ボールジョイント機能を有する３つのジョイント１４０により達成される。
【０１４２】
図２の短パルス・レーザ眼科手術用の第２のシステム１００においては、ボールジョイント機能を有する３つのジョイント１４０による自由度と等価の自由度が、鉛直軸１４０−Ｏ１、１４０−Ｏ２、１４０−Ｏ５、および１４０−Ｌ１、１４０−Ｌ２、１４０−Ｌ５まわりの回転をもたらすための３つのジョイントと、昇降運動、すなわちチルト運動をもたらすための水平なピボット・ジョイント１４０−Ｏ３、１４０−Ｏ４、および１４０−Ｌ３、１４０−Ｌ４を有している、第１または第２の関節アーム１２０、１３０のジョイント部材である平行支持アーム１４５とにより達成されている。
【０１４３】
顕微鏡ヘッド３２０を有する第１の関節アーム１２０は、さらにそれに追加して、顕微鏡ヘッドを傾斜させるための、水平チルト軸１４０−Ｏ６を有している。カップリング・ポジションが±９０°であるときには、最後のジョイント部材の水平軸１４０−Ｌ６にアプリケータ・ヘッド２２０を回転自在に懸架することによって、アプリケータ・ヘッド２２０によっても同様に水平チルト軸を実現することができる。０°のカップリング・ポジションにおいては、手術用顕微鏡ヘッド３２０のカップリングが可能となるのが鉛直ポジションだけに限定される。これは、アプリケータ・ヘッド２２０と顕微鏡ヘッド３２０とを接続する際のポジションを示す図３に描かれている。手術用顕微鏡ヘッド３２０の接眼レンズをのぞき込む医師の視線の向きが、太い矢印で示されている。
【０１４４】
すなわち手術用顕微鏡ヘッド３２０は、手動操作が可能な専用のチルト軸１４０−Ｏ６を有することになる。±９０°のカップリング・ポジションにおいては、アプリケータ・ヘッド２２０の内部の追加の回転軸１４０−Ｌ６により、このチルト角を補償することができる。これは、０°のカップリング・ポジションにおいては不可能である。さらに、オペレータが、すなわち通例は医師が、アプリケータ・ヘッド２２０にカップリングした後に、顕微鏡ヘッド３２０のチルト軸１４０−Ｏ６を手で調節することが、何としてでも排除されなくてはならない。それによって、第２の関節アーム１３０のジョイントに緊締力がかかりかねず、その結果、第２の関節アーム１３０、特に第２の関節アーム１３０に含まれるビーム・ガイド手段２３０の光軸に偏差を来し、またそれに伴い、眼９００の内部のフェムトセカンド・レーザ・ビームの焦点のポジションにも偏差を来すことになる。この問題は、顕微鏡ヘッド３２０のチルト軸１４０−Ｏ６を電動式にすることによって解消される。その操作は、顕微鏡ヘッドの懸架機構の側部に設けられたダイヤルを用いた手動操作に類似した形で行われるようになっている。カップリングの前に、すなわちインターフェース１５０を利用して顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０とを接続する前には、ソフトウェアにより、顕微鏡ヘッド３２０が鉛直に立っているかどうかが検査されてもよい。偏差がある場合は、その修正要求をオペレータが受け取るか、または顕微鏡ヘッド３２０が鉛直ポジションに自動的に移動されるようになっている。患者の眼９００のレーザ治療の間は、ソフトウェアによりチルト軸１４０−Ｏ６の作動が妨げられてもよい。
【０１４５】
図２の第２の関節アーム１３０のジョイント部材の長さは、手術用顕微鏡ヘッド３２０の作動エリアの全域を、デバイスの前方の、すなわち短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００の前方の１８０°の半円内で有効利用することができるように設計されている。ジョイント部材のこの長さによって、カップリング後の状態においては、すなわち顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０とが接続されているときには到達することが不可能な領域が、デバイス１００の左右に生じることになる。しかしながら、これは、アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている、収納された第２の関節アーム１３０を、必要に応じて左または右に繰り出すことができることによって、補正されるようになっている。そのために、アプリケータ・ヘッド２２０は、パーキング・アーム１９０上のパーキング・トレイから手で取り出されて、反対側に旋回され、再び収納される。そのためには、このパーキング・トレイの電子ロックが、アプリケータ・ヘッド２２０に設けられたスイッチを用いて解除される。それに加え、死点位置を回避するために２つのハンドル・ノブ１４２が備えられており、第２の関節アーム１３０のジョイント部材が平面内で伸びきった状態となる死点位置を通過するように、第２の関節アーム１３０をガイドできるようになっている。これらのハンドル・ノブ１４２は、最後から２つ目のジョイント１４０と最後のジョイント１４０との間のジョイント部材において、または最後から２つ目のジョイント１４０と最後のジョイント１４０との間に、それぞれ鉛直回転軸をもたせて配置されているのが好ましい。関節アーム１３０を死点位置から再び出るように移動させるためには、オペレータが両方のハンドル・ノブ１４２をつかみ、それにより関節アーム１３０の向きを再び変えてやることになる。これらのハンドル・ノブ１４２には滅菌カバーが備えられてもよいが、この場合は、手術後にはその都度、当該カバーが交換されることによって、手術工程の後の手術の過程においても、必要な場合にはハンドル・ノブ１４２において、無菌状態を損ねることなく、第２の関節アーム１３０をつかむことができるようにしている。
【０１４６】
アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０のジョイント１４０−Ｌ３は、例えば手術助手が第２の関節アーム１３０の下をくぐり抜けて物を差し渡すことができるようにするために、より高い位置に置かれている。このジョイント１４０−Ｌ３の配置高さは、手術用顕微鏡ヘッド３２０が配置されている第１の関節アーム１２０までの、指の挟み込みなどを防止するための最小安全間隔が守られるように選定されている。回転角度が１８０°を超えると、両方の関節アーム１２０、１３０が衝突するおそれがある。これを排除するために、第１の関節アーム１２０のジョイント１４０−Ｏ１であるＥボックスの回転角度は、このジョイント１４０−Ｏ１の軸に設けられたストッパにより、±９５°に制限されるようになっている。これは、回転角度がこのように制限されるにもかかわらず、デバイス１００の前方の三次元ボリュームの拡張を達成し、その結果、寝台にのせられた患者をデバイス１００の前方のおおよその位置に配置して、その後の全てをこれらの関節アーム１２０、１３０の運動を利用して対処するのに十分である。そうすることによって、横たわる患者がとり得る姿態がまちまちであっても、施術が可能である上に、患者と短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００との配置に関する医師固有の好みについても、配慮できるようになる。
【０１４７】
アプリケータ・ヘッド２２０は、患者と顕微鏡ヘッド３２０との間に位置するが、この理由から、極めてコンパクトに構成されたものでなければならない。フェムトセカンド・レーザ・ビームの焦点を、眼９００の中でｚ方向に、すなわち光軸に沿って変位させるために不可欠となるアクチュエータは、非常に多くのスペースを占めるために、アプリケータ・ヘッド２２０の内部にそれらを格納するのは賢明ではない。このため、これらのアクチュエータは、アプリケータ・ヘッド２２０を担持している第２の関節アーム１３０の前側のコンソールの内部に、すなわちハウジング１１０の内部に配置されている。そこで発生される、移行する焦点を眼９００の中へと伝送するためには、第２の関節アーム１３０の各ジョイント部材の内部に、リレー対物レンズを設けることが不可欠となる。これらの対物レンズは、アフォーカルである。各リレーの内部では、移行する焦点が、焦点の位置に応じて発生している。第２の関節アーム１３０の内部の、または第２の関節アーム１３０を通り抜けるビーム・ガイド手段２３０の内部の光学的貫通孔を回避して、それにより出力損失を回避するために、開口数は可能な限り僅かでなければならない。それには、長いリレー・システムが前提となる。第２の関節アーム１３０の個々のジョイント部材のジョイント部材長は、リレー・システムの長さに対して適合化されている。
【０１４８】
ハウジング１００の内部の光学系からアプリケータ・ヘッド２２０の内部に伝送されるレーザ・ビームの光伝送精度に対しては、特に第２の関節アーム１３０の運動の可能性とのかねあいで、高度の要求が課せられている。較正の際には、機械的な回転軸とレーザ・ビームの軸線とが、角度においても、また場所においても、互いからずれたりしないように留意しなければならない。偏差は全て、第２の関節アーム１３０の運動時には、眼９００の内部にレーザ焦点のウォブリングを来すことになる。これにさらに、第２の関節アーム１３０およびこれに配置されるアプリケータ・ヘッド２２０が高重量であることに起因する、第２の関節アーム１３０の位置に著しく依存した弾性変形を覚悟しなければならない、という事情が付け加わる。このため、第２の関節アーム１３０の較正が可能となるのは、１つポジションだけに限られている。それ以外の全ての位置においては、偏差を想定することができる。これらの偏差は、偏差を測定してレーザ・ビームのポジションの事後補正を行うようになっている、自動式ビーム・トラッキング・システムにより補償されるようになっている。その修正は、アクチュエータの幾何形状と調整域とにより規定される、所定の限界内で行われる。光学系の自由径は、この調整域を有効利用したときに、レーザ・ビームに口径食が生じないような寸法に決定されている。この自動式ビーム・トラッキング・システムにより可能となる調整域が、結果として、第２の関節アーム１３０の軸受および望遠レンズに不可欠な剛性をもたらしていることになる。弾性変形は、このビーム・トラッキング・システムの可能性を越えるものであってはならない。第２の関節アーム１３０のジョイント１４０−Ｌ１および１４０−Ｌ２間の最大の荷重がかかるジョイント部材の剛性は、このジョイント部材を、頑丈なリブ構造を作り付けたボックス状の構造とし、その両側にさらに鋼板を追加することにより達成される。支承部には、２つのニードル・ベアリングにより軸方向に、ニードル・ベアリングにより半径方向に、遊びゼロで予荷重が加えられた、高強度の回り継手が導入される。あるいはその代わりに、ボールの転動軌道間の距離を大きくとった、Ｏ型配列されるアンギュラ・コンタクト・ボール・ベアリングが可能である。
【０１４９】
第２の関節アーム１３０により、患者用インターフェース６００を患者の眼９００に吸引させるためにも、またこの患者用インターフェースをアプリケータ・ヘッド２２０に吸引させるためにも、電気ケーブル、ＯＣＴ光ファイバ４１０、およびバキューム・ホースをこれに挿通する可能性がもたらされている。ねじれに対抗する過度に高い荷重がケーブルに加わるのを回避するために、ケーブルは全て、ジョイントの移行部１４０−Ｌ２／１４０−Ｌ３および１４０−Ｌ４／１４０−Ｌ５において、ジョイント１４０の外部に取り廻されるようになっている。これらのケーブルは、ジョイント１４０−Ｌ１においては、光学系に向かって同軸でジョイント１４０を介して取り廻される。
【０１５０】
変形実施形態によっては、ハウジング１１０の上に、アプリケータ・ヘッド２２０のための収納面１９０が搭載されているか、またはアプリケータ・ヘッド２２０の幾何形状に適合した収納構造１９０が搭載されている。
【０１５１】
デバイス１００の下側に固定されている運搬装置１８０を利用して、ドアを通りデバイス１００を運搬するためには、すなわち例えばその走行のためには、第２の関節アーム１３０およびアプリケータ・ヘッド２２０がハウジング１１０から側方に突出していてはならない。これは、アプリケータ・ヘッド２２０をパーキング・アーム１９０の上に配置されているパーキング・トレイ内に収納し、ロックした状態で、後方に向かって、ハウジング１１０の上方の手術用顕微鏡３００のコラムの横にあるポジションへと旋回することによって、解決されるが、これについては図４を参照されたい。そのためには、パーキング・アーム１９０も同様に約６０°旋回されなくてはならない。
【０１５２】
第２の関節アーム１３０およびアプリケータ・ヘッド２２０がハウジング１１０から突出していてもそれほど危険ではない点で、課せられている要求が運搬ポジションのそれとは異なっている、定位置またはパーキング・ポジションに、アプリケータ・ヘッド２２０を移動するために、アプリケータ・ヘッド２２０は、単に側方へと旋回されて、関節アームに当接される。運搬ポジションおよびパーキング・ポジションのロックは、模範的には摩擦係合を利用した係止により行われるようになっている。
【０１５３】
このパーキング・ポジションが、顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０とを接続するための、カップリング・ポジションに対応すると好適である。しかしながらこのパーキング・ポジションは、いずれにせよ患者用インターフェース６００をアプリケータ・ヘッド２２０にあてがうことを可能にするものでなればならない。そのために、このパーキング・ポジションには両側から妨げられずにアクセスできるようになっている。これは、第２の関節アーム１３０の最後のジョイント部材を収納してロックするためのパーキング・トレイがアプリケータ・ヘッド２２０よりも前側に配置されることによって達成される。
【０１５４】
このパーキング・トレイは、パーキング・アーム１９０の上に、±９０°回転可能であるように支承されている。このパーキング・アーム１９０もまた、第２の関節アーム１３０の主軸１４０−Ｌ１まわりに約７０°回転可能であるように支承されている。このパーキング・トレイには、パーキング・ポジションと運搬ポジションのための、係止位置が備えられている。パーキング・トレイには、アプリケータ・ヘッド２２０の関節アーム１３０のための電気機械式ロッキング・メカニズムと、パーキング・トレイ内にアプリケータ・ヘッド２２０またはアプリケータ・ヘッド２２０の前の最後のジョイント部材が存在することを検出するための、フォース・センサおよび誘導式センサとが含まれる。パーキング・アーム１９０およびパーキング・トレイは、アプリケータ・ヘッド２２０がデバイス１００の前方にオーバーハングしており、患者用インターフェース６００を装着するために、アプリケータ・ヘッド２２０に下側から自由にアクセスできるようになっており、かつ好適にはそれと同時に、顕微鏡ヘッド３２０のカップリングを両側から支障なく行うことが可能であるように、寸法決定されている。アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０の長さは、カップリング後の顕微鏡ヘッド３２０が、助手用顕微鏡ヘッドも含めて、この第２の関節アーム１３０と衝突することがあり得ないように、かつ同時に、指の挟み込みなどを防止するための最小安全間隔が守られるように、寸法決定されている。
【０１５５】
さらにもう１つの変形実施形態においては、顕微鏡ヘッド３２０に、ハンドル１４３が、場合によっては顕微鏡ヘッド３２０の位置決め用の交換式滅菌カバーを備えて、装着されている。顕微鏡ヘッド３２０の位置決めにより、最終的には両者のカップリング後の状態において、アプリケータ・ヘッド２２０の位置決めも行われることになる。ハンドルは、顕微鏡ヘッド３２０が配置されている第１の関節アーム１２０の電磁ブレーキを解放するためのスイッチとして、または、摩擦ブレーキである場合は、純粋な機械式レバーとして、実施されていてもよい。
【０１５６】
さらにもう１つの変形実施形態においては、第１および／もしくは第２の関節アーム１２０、１３０において、またはアプリケータ・ヘッド２００において、または顕微鏡ヘッドにおいて、制御装置５００を介して調整可能な、例えばモータなどの要素が備えられているが、これらは、顕微鏡ヘッド３２０および／またはアプリケータ・ヘッド２２０が制御装置５００により制御されて運動することを可能にするものである。
【０１５７】
関節アーム１２０、１３０の一方に、または両方に、ばね要素を備え、これらがそれぞれ帰属しているアプリケータ・ヘッド２２０または顕微鏡ヘッド３２０が、ハウジング１１０および手術野の周囲の予め定められた空間領域の内部に、外力を不要として、それぞれそれ自体でこの空間内に保持されるように、ばね要素が互いに対して調整されていると有利である。
【０１５８】
アプリケータ・ヘッド２２０の重量は約５ｋｇあり、これを手術用顕微鏡３００または顕微鏡ヘッド３２０により支えてやるのは不可能である。顕微鏡ヘッド３２０が配置されている第１の関節アーム１２０の、ばねによる補償能力は、観察鏡筒（Ｅｉｎｂｌｉｃｋ）、接眼レンズ、および場合によってはモニタにより、既に１ｋｇ分に至るまで、使われてしまっている。このため、アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０は、図５に描かれているような、独立した重量補償のための装置を含む。
【０１５９】
補償対象である全ての質量の重量補償が、ジョイント１４０−Ｌ３（図５においては１４０−Ａ）を基準として行われるようになっている。第２の関節アーム１３０のジョイント１４０−Ｌ３および１４０−Ｌ４（図５においては１４０−Ｂ）間の部分は、平行支持アーム１４５として実施される。この平行支持アーム１４５は、実質的に４つのジョイント１４０−Ａ、１４０−Ｂ、１４０−Ｃ、１４０−Ｄと、４つのジョイント部材：第１ダイヤル１４１−１、第２ダイヤル１４１−２、スプリング・アーム１４５−１、およびビーム１４５−２からなっている。重量補償は、下側のスプリング・アーム１４５−１の内部に備えられる圧縮コイルばね１４７を用いて実現される。この圧縮コイルばね１４７は、２つの歯付きベルト・スプロケット１４９−１および１４９−２にかけわたされて転向されてビーム１４５−２の内部へと入る歯付きベルト１４８を引っ張っている。ビーム１４５−２の内部でこの歯付きベルト１４８は固定具１４６−２に引っ掛けられている。圧縮コイルばね１４７は、重量Ｇにより発生されるポイントＡまわりのモーメントとは反対向きの、このモーメントを補償するモーメントをジョイント１４０−Ａまわりに発生させる。この補償モーメントの梃子の腕を生じているのは、歯付きベルト１４８からジョイント１４０−Ａまでの鉛直方向の間隔である。この梃子の腕は、スプリング・アーム１４５−１の角度位置に応じて決まる。圧縮コイルばね１４７のばね定数は、両方のモーメントのこの角度位置に応じた変化が補償されるような大きさに決定されている。それにより、旋回域の全体にわたり、予め定められた公差域内の重量補償が行われることを達成している。補償される重力Ｇは、アプリケータ・ヘッド２２０のための関節アーム１３０の旋回ポジションとは無関係である。確かにアプリケータ・ヘッド２２０の旋回により、重心から支点１４０−Ａまでの間隔は変化するが、重量補償はそれによる影響を一切受けないようになっている。それにより変化するモーメントは、支点１４０−Ｃおよび１４０−Ｄに懸架されているビーム１４５−２により支持される。
【０１６０】
別の変形実施形態においては、ビデオ録画ユニットと照明ユニットとが備えられている。あるいはその代わりに、これらは、アプリケータ・ヘッド２２０または顕微鏡ヘッド３２０を介して、眼９００に至るビーム・パス、または眼９００からのビーム・パスに結合されていてもよい。
【０１６１】
特殊な１変形実施形態においては、アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０が、ビーム・ガイド手段２３０として使用される中空コアのフォトニック結晶ファイバにより補完されるようになっている。ｆｓレーザ・ビームは、ファイバのこの中空コアの内部を、ブラッグ・ミラーに類似した周期的なフォトニック構造を利用して誘導されるようになっている。そうすることで、自由放射の場合に類似して、拡散により起きるパルス幅の拡張はほんの僅かだけとなる。ミラー・システムを利用して第２の関節アーム１３０を通過させる場合と比較すると、このフォトニック結晶ファイバにより、格段とフレキシブルなレーザ・ビーム・ガイドが保証されるとともに、光学的構成の複雑さが低減されるという長所がもたらされる。この変形実施形態においては、アプリケータ・ヘッド２２０が取り付けられている第２の関節アーム１３０が、原則としてアプリケータ・ヘッド２２０を機械的に保持するためだけに利用され、したがって、その構成自体によっては、ビーム・ガイドにはもはや影響を与えないようになっている。
【０１６２】
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００のここに説明される構成は、以下で図６に基づきわかりやすく説明する、アプリケータ・ヘッドおよび顕微鏡ヘッドの患者の眼の上への位置決め方法を支援するものであるが、この方法には次の工程が含まれる。
【０１６３】
（ａ）アプリケータ・ヘッド２２０と顕微鏡ヘッド３２０が切り離されている場合に、これらをオペレータにより、例えば医師により結合する工程。そのためにオペレータは、顕微鏡ヘッド３２０をアプリケータ・ヘッド２２０の上、インターフェース１５０において載置して、ロックを作動させるか、またはメカニズムにより、所望の接続状態に達すると自動的にロックがもたらされる。
【０１６４】
（ｂ）オペレータが、顕微鏡ヘッド３２０を手術対象の眼９００の上方にガイドして位置決めする工程。それに伴いアプリケータ・ヘッド２２０もまた、眼９００の上方に位置決めされていることになる。
【０１６５】
（ｃ）オペレータが、顕微鏡ヘッド３２０の接眼レンズを通して覗き込んで、顕微鏡ヘッド３２０をアプリケータ・ヘッド２２０ともども、場合によっては顕微鏡ヘッド３２０のさらなる横方向へのアライメントも行いながら、アプリケータ・ヘッド２２０が眼９００の上方の所定のポジションに位置するか、または、アプリケータ・ヘッドに着脱自在に装着された、コンタクト要素６１０を含む患者用インターフェース６００が眼９００と接触するまで、眼９００の上に下降させる工程。
【０１６６】
（ｄ）オペレータが、ｆｓレーザを利用して、眼の組織９１０、すなわち水晶体および／または水晶体嚢および／または角膜の処置を実行する工程。
（ｅ）オペレータが、顕微鏡ヘッド３２０をアプリケータ・ヘッド２２０ともども上昇させる工程。
【０１６７】
（ｆ）オペレータが、アプリケータ・ヘッド２２０をパーキング・ポジションに移動して、一変形実施形態においてはアプリケータ・ヘッド３２０をハウジング１１０に設けられた収納面または収納構造１９０の上に載置する工程。
【０１６８】
（ｇ）オペレータが、ロック・メカニズムを介して顕微鏡ヘッド３２０をアプリケータ・ヘッド２２０から取り外すか、またはアプリケータ・ヘッド２２０が収納構造１９０の上に適正に位置決めされると、自動的に取り外しを行う工程。それにより顕微鏡ヘッド３２０のアプリケータ・ヘッド２２０からの切り離しが行われる。
【０１６９】
（ｈ）オペレータが、顕微鏡ヘッドを患者の眼９００の上方に位置決めする工程。
（ｉ）オペレータが、水晶体乳化術、および／または液化水晶体の吸い出し術、および眼内レンズの挿入術のさらなる切開を実行する工程。
【０１７０】
（ｊ）オペレータが、手術野から遠く離れたパーキング・ポジション内で、顕微鏡ヘッド３２０の位置決めを行う工程。一変形実施形態においては、オペレータが顕微鏡ヘッドを、デバイス１００に設けられた収納面１９０の上に位置するアプリケータ・ヘッドの上に載置して、ロック・メカニズムのロックをかけるか、または接続状態に達するとロック・メカニズムのロックが自動的にかかるようになっている。
【０１７１】
この方法の別の変形実施形態においては、制御装置５００が獲得したＯＣＴ画像および／またはビデオ画像を用いて、関節アーム１２０、１３０またはアプリケータ・ヘッド２２０および／または顕微鏡ヘッド３２０に設けられた調整可能な要素のための制御指令を計算することによって、特に工程（ｃ）および／または（ｅ）、場合によっては工程（ｉ）を除くそれ以外の全ての工程を、制御装置５００により自動的に制御するようにしている。
【０１７２】
この方法のさらにもう１つの変形実施形態においては、例えばセンサを介して顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０とがロック状態に入ると直ちに、制御装置５００によってデバイスの状態が変更されるようになっている。例えばｆｓレーザのスイッチが自動的にオンにされ、手術用顕微鏡３００を照らす照明がオフにされてもよい。したがって、ロック解除状態に、すなわち顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０が切り離された状態にあるときには、ｆｓレーザのスイッチがオフにされて、手術用顕微鏡３００を照らす照明がオンにされてもよい。
【０１７３】
構造工学上、ハウジング１１０、特にハウジングの内部は、このハウジングに収容される短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネント、すなわち短パルス・レーザ源２１０（ここではｆｓレーザ源）およびビーム・ガイド手段の部材としての光学コンポーネントを、コンテナ上に組み付けられた状態で、そのまままるごと、手術用顕微鏡３００のコラム３１０の側方にスライドさせることができるように、構成されていることが好ましい。このコラム３１０は、ハウジング１１０の延長部として、顕微鏡ヘッド３２０が配置されている第１の関節アーム１２０のための支持構造を具現するようになっている。すなわち、ハウジング１１０に収容されている短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントは、組付け状態においては、手術用顕微鏡３００のベース・プレート上に下降されて、４箇所で取り付けられるようになっている。図２の短パルス・レーザ眼科手術用の第２のシステム１００においては、これが、運搬装置１８０としてベース・プレートの下側に取り付けられている車輪の可能な限り至近に、ベース・プレートの上方に約６ｍｍの間隔をおいて位置する剛結部として、行われるようになっている。
【０１７４】
短パルス・レーザ・システム２００のハウジング１１０内のコンポーネントについても、また第２の関節アーム１３０内のコンポーネントについても、光学系の安定した較正を保証するためには、様々な予防措置が不可欠である。ｆｓレーザ源２１０と、アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０への入口との間の光学系の較正状態に対して、第１および／または第２の関節アーム１２０、１３０のポジション変化によるハウジング１１０の各メンバ部材の弾性変形の影響を与えることは許されない。特に、顕微鏡ヘッド３２０を有する第１の関節アーム１２０も、またアプリケータ・ヘッド２２０を有する第２の関節アーム１３０も、平行支持アーム１４５の形態をとる独立した重量補償のための装置や、その構造も含めると、それぞれ重量が５０ｋｇ台になることを考慮すると、そのような弾性変形は少なからぬものとなる。旋回時には重心移動が生じるが、それにより数十ミリメートルの範囲の変形を来すことがある。アプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０またはそのジョイント部材の弾性変形は、独自のビーム安定化機構により補償されるようになっている。それとは逆に、ハウジング１１０の内部の、すなわち第２の関節アームに入る前の、短パルス・レーザ・システム２００の光学系の変形については、補償が不可能となっている。しかしながら、コンソール光学系、すなわちハウジング１１０の内部の短パルス・レーザ源２１０の後ろ側の、第２の関節アーム１３０の前側に配置されている光学系に要求される精度は、マイクロメートル範囲であり、設計上の特段の対策なくしてこれを守るのは不可能となっている。
【０１７５】
したがって、これらの要求を守るために、ハウジング１１０の内部の第２の関節アーム１３０に入る前の短パルス・レーザ・ビームのビーム・パス内に位置する、短パルス・レーザ・システム２００の光学系全体が、ｆｓレーザ源２１０の出口も含めて、オプティカル・システム・ベンチの上に配置されているか、またはこれに締結されている。このオプティカル・システム・ベンチ自体は、ハウジング１１０の上または側面に３点で取り付けられている。それにより、ハウジングのこの取付け面の変形はみな、オプティカル・システム・ベンチの部品の較正状態に与える影響をもたないことになるが、しかしながら第２の関節アーム１３０への入口に対するオプティカル・システム・ベンチのポジションは、その影響を受けることになる。
【０１７６】
このポジションの変化は、ビームの流れの状態を安定化させるためのシステム２８０を用いて補償することができる。そのようなビームの流れの状態を安定化させるためのシステム２８０の第１アクティブ・ミラーは、オプティカル・システム・ベンチにおいて間接的に位置している。さらにもう１つのアクティブ・ミラーは、第２の関節アーム１３０の内部に位置している。両方のミラーは、ビームウォークを形成している。アプリケータ・ヘッド２２０の内部のレーザ・ダイオード２８１は、ビームの流れの状態を安定化させるためのシステム２８０のこれらのミラーも含めて、第２の関節アーム１３０の全てのミラーを介して、ハウジング１１０の内部の、オプティカル・システム・ベンチに固定されている２つの四分儀型受信器２８２に向け、レーザ・ビームを送出する。ここでは、第２の関節アームの運動時の変形による偏差、またはオプティカル・システム・ベンチの移動による偏差が認められるが、これらは、アクティブ・ミラーを利用したそれに対抗する制御によって、補償できるようになっている。図７には、ビームの流れの状態を安定化させるためのそのようなシステム２８０の光学系も一緒に描かれている。
【０１７７】
既述のようにハウジングに収容されている短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントは、好ましくは４点で、ベース・プレートに装着された車輪１８０の可能な限り近傍に取り付けられている。そこには、第２の関節アーム１３０とならび、電子回路、またはコントロール・ユニット５００もまた、間接的に取り付けられている。顕微鏡ヘッド３２０が配置されている第１の関節アーム１２０またはアプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０の旋回により入れ替わる外力は、車輪１８０およびフロアに直接伝達される。レーザ治療の間は、デバイス１００の走行が許されていない。フロアの凹凸により車輪１８０にかかる力の関係が変化すると、レーザ光学系の較正状態は、その影響を受けることになる。手術前には、その都度、定常稼働状態においてビーム安定化を１回だけ行うことによって、この影響は補償される。コンソールは、手術用顕微鏡３００のベース・プレートに４点でボルト締結される。短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントは、手術用顕微鏡３００のベース・プレートに、この４点でボルト締結されているが、その内の２点については、高さを調節できるようになっている。それにより、４点固定により生じる過剰決定を補償することができる。通常、コンテナの内外に組み付けられる短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントと、手術用顕微鏡３００のベース・プレートとの間に想定される、凹凸に起因した応力は、コンテナのボトム・パネルと手術用顕微鏡３００のベース・プレートとの間に約６ｍｍの間隔を設けることにより、回避される。
【０１７８】
このコンテナは、実質的に、ボトム・パネルおよびカバー・パネルを、直立する壁面とリベット接合して、ボックスに仕立てたものからなることが好ましい。それにより、フレーム構造と比べると、コンパクトな構造で同時に横応力をより簡単に受け止めることができる。このコンテナは、ハウジング１１０の内部に固定式に埋め込まれている。すなわち、それにより、このコンテナに取り付けられているコンポーネントについても、ハウジング１１０に対する位置関係は固定されていることになる。
【０１７９】
１枚のカバー・パネルにより、上側の光学部品は、下側の電子コンポーネントとケーブルから分離されている。このカバー・パネルは、一部がサンドイッチ構造として実施されることにより、空隙の内部でケーブルが電子コンポーネントに向かって取り廻されるようにしている。このカバー・パネル上には、ｆｓレーザ源２１０の出口を備えたオプティカル・システム・ベンチ、および第２の関節アーム１３０がねじ付けられている。コンテナをこのようにパネル型の構造とすることによって、オプティカル・システム・ベンチにとっては十分な安定性が保証されることになるが、しかしアプリケータ・ヘッド２２０が配置されている第２の関節アーム１３０については、それにより安定性が保証されるわけではない。この第２の関節アーム１３０については、ビーム安定化が可能となる範囲内にとどまるためにも、極めて頑丈な固定が行われなくてはならない。これは、支持力をボトム・パネルに直接導入するようになっている、第２の関節アーム１３０の締結点の真下に位置する４本の剛直な支柱により達成される。これらの支柱にかかるのは圧縮力だけとなるが、通例は１枚のメタル・シートからなる壁面に二重曲げ加工を施すことによって、これらの支柱を実現することができる。曲げ縁を巧妙に配置することにより、座屈変形は阻止される。
【０１８０】
このコンテナの裏面は、平行な直立壁面により形成されるが、これらは、コンテナの補強に寄与するとともに、電子コンポーネントの格納にも利用されるようになっている。電子コンポーネントは、直立姿勢で互いに平行に左右に並べて配置されており、サービスの目的で、これらをデバイス１００から裏側へと引き出して取り外せるようになっている。デバイス１００のリヤ・パネルとこれらの電子コンポーネントとの間には、配線取廻し用のスペースが確保されている。
【０１８１】
この直立配置により、暖気に関する煙突効果が当然もたらされ、これを換気のために利用できるようになっている。そのために、穴が電子コンポーネントの近傍に設けられており、それによって、暖気をファンにより電子コンポーネントに通して引き込んで、裏側から押し出すことができるようにしている。それにより、室内の手術台付近の領域は、ダストのまきあげ、または手術台付近の領域の乾燥を来しかねないような空気の動きに、実質的に煩わされずにすむことになる。スペースを節減して導入することができるラジアルファンが使用されると有利である。これらのファンの上方には、電子コンポーネントを、デバイス内部の短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントが格納される上側部分から分離する、１枚の閉じた金属薄板が配置されている。それにより短パルス・レーザ・システム２００のコンポーネントは、下側部分の発熱から十分に遮蔽されていることになる。
【０１８２】
［短パルス・レーザ・システムのシステム構成：ビーム発生方法および光学系］
ｆｓレーザを用いた、アクセス切開および／もしくは減張切開に関して時間最適化された角膜の処置、または、水晶体の処置のための切開、すなわち嚢切開を可能にするために、短パルス・レーザ・システム２００の図７に示す構成が開示される。
【０１８３】
図７には、眼科手術用の、特に白内障手術のためのｆｓレーザ・システム２００が示されるが、これはｆｓレーザ光源２１０を含んでいる。その内部で発生されるパルス化レーザ・ビームの光パルスは、拡がり角を変更するレンズもしくは拡がり角を変更するレンズ・システム２１１と、このパルス化レーザ・ビームの焦点の制御されたｚ変位を達成できるようにするために利用される、さらに別の焦点調節を行う光学素子２１２と、ｘミラー・スキャナおよびｙミラー・スキャナからなるｘ／ｙミラー・スキャナ２４０とを介して、またはこのミラー・スキャナ２４０の代わりに、ジンバル式ミラーマウ・スキャナを介して、もしくは再びこのミラー・スキャナ２４０の代わりに、光軸まわりのローテーションのための素子が後置されたｘミラー・スキャナを介して、さらに、ミラーを含む第２の関節アーム１３０と、ｘ／ｙ可動式対物レンズ２２５と、およびコンタクト要素６１０を含む患者用インターフェース６００とを介して、眼９００の内部へと誘導されて、眼９００の内部で集束される。
【０１８４】
拡がり角を変更するレンズにより、または、制御装置５００により制御される調節メカニズムを介して（ｚ軸に相当する）光軸に沿って、ポジション（含まれるレンズの互いに対するポジションおよび光軸上のポジション）が変更されるようになっている、拡がり角を変更するレンズ・システム２１１により、このパルス化レーザ・ビームの拡がり角が変更されるとともに、リレー光学系２１３および／または可動式集束素子２１２など、さらなる固定式光学素子を介して、このパルス化レーザ・ビームの焦点位置も、眼９００の内部で光軸に沿って、すなわちｚ方向に変化されるようになっている。
【０１８５】
ｘ／ｙ可動式対物レンズ２２５により、このパルス化レーザ・ビームの横方向の焦点位置は、装置の光軸に対して垂直に、すなわちｘ方向およびｙ方向に調節される。ｘ／ｙミラー・スキャナ２４０の所与の姿勢において、フェムトセカンド・レーザ・パルスは、この可動式対物レンズ２２５の移動範囲によって定義される眼９００の領域の内部に位置する、幅約５μｍのスポット上に集束される。
【０１８６】
ｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を利用した、対物レンズ２２５が固定ポジションをとり続ける状態で行われるスキャンの際には、眼９００の内部のフェムトセカンド・レーザ・パルスの焦点位置が、この対物レンズ２２５の画像視野内で変位されることになる。
【０１８７】
ｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を利用したスキャンと、この可動式対物レンズ２２５の移動が同時に行われる場合は、重畳運動を来すことになる。
別の好ましい変形実施形態において、この眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００には、第２の関節アーム１３０を通るビームの流れを安定化させるためのシステム２８０が組み込まれている。これには、図７に示されるように、第２の関節アーム１３０の一方の端部に配置される光源２８１、および、第２の関節アームの他方の端部に配置される、位置感応型の位置センサ２８２が含まれるが、この光源２８１は、その光をミラーを用いて第２の関節アームの内部に入射させるようになっており、この光源２８１は、ビーム・ガイド手段として、パルス化レーザ・ビームをガイドして伝送するようになっている。光の入射は、第２の関節アーム１３０の光軸に対して一定の角度で生じると、これは、例えば、この光源２８１がこの光軸上には配置されていないか、または、例えば、この光源２８１がこの光軸上に配置されてはいるものの、光軸の向きに沿って対称な光を放射しないことを意味している。
【０１８８】
このビーム安定化によって、第２の関節アームが様々なポジションをとるにもかかわらず、短パルス・レーザ・ビームの焦点の偏向を、可動式対物レンズ２２５のｘ／ｙ位置決めのｘ／ｙミラー・スキャナ２４０により、ｘおよび／またはｙのいずれの方向にも正確に位置決めして、第２の関節アーム１３０の機械的公差とミラー・アライメントの公差を補償することが可能となる。
【０１８９】
そのためには、次の方法の工程が適用される。
１．空間分解能を持つセンサ２８２上のビームの流れの状態を安定化させるためのシステム２８０の光源２８１の光ビームの、第２の関節アーム１３０のジョイント部材の基準ポジションまたは基準角度位置に向う配置ポジション（Ａｂｌａｇｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を決定する工程。この配置ポジションは、第２の関節アーム１３０の要素、すなわちジョイント部材の互いに対する回転状態に依存する。
【０１９０】
２．短パルス・レーザ・ビームの焦点の位置決め用のｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を調整するための制御量を、この配置ポジション、または第２の関節アーム１３０が様々なポジションをとるときの、配置ポジションに関する情報を利用して、計算する工程。実質的にこの配置ポジションにより、ｘ／ｙミラー・スキャナの振動しているミラーの位相位置、またはジンバル式ミラーのｘ／ｙ振動方向の位相位置が確定されることになる。別の変形実施形態においては、配置ポジションが予め定められた値を上回ると、眼９００に向かうレーザ・ビームのガイドが中断されるか、または打ち切られるようになっている。
【０１９１】
さらに、それに追加して、上記で既に説明した、短パルス・レーザ・システム２００の、第２の関節アーム１３０の前側に位置する光学系を、オプティカル・システム・ベンチ上に配置するという対策が、機械的変形がレーザ光学系の較正に与える影響を回避するために講じられている。
【０１９２】
眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００の別の変形実施形態においては、ｘ／ｙミラー・スキャナ２４０によりスイープされる対物レンズ２２５の視野が、断面で１ｍｍを上回るものの、６ｍｍ未満となっている。別の好ましい変形例においては、これが１．５ｍｍを上回るものの、３ｍｍ未満となっている。
【０１９３】
視野が小さ過ぎると、例えば眼９００の内部を横方向に比較的小さく切開する際に、完全な切開を遂行するためには、ｘ／ｙスキャナ２４０の高速移動だけでは不十分である。その結果、その場合には不可欠となる対物レンズ２２５の低速移動により、完全な切開部を作り出すための所要時間が大幅に延長されることになる。このため正に、例えば、眼９００の角膜９１０内のｘ方向の長さが約１．５ｍｍであり、かつ、角膜組織９１０の深部への切開中ｙ方向の投影幅が２ｍｍのアクセス切開の際、対物レンズ２２５の移動が不要であり、ｘ／ｙミラー・スキャナ２４０のそれぞれのスキャン・ミラーを用いたスキャンだけが必要となるように、対物レンズ２２５の視野サイズは選定されるべきであろう。いずれにせよこの視野は、大き過ぎることがないようにもすべきであろう。というのも、大き過ぎると対物レンズ２２５が重くなり過ぎて、例えば嚢切開の場合のような広範囲の移動のためには、余りにも緩慢で低速なものとなるからである。
【０１９４】
顕微鏡ヘッド３２０とアプリケータ・ヘッド２２０とがインターフェース１５０を利用して結合されているときには、顕微鏡ヘッド３２０を通り受信されることになる光のためのビーム・パスが、アプリケータ・ヘッド２２０を通過することになる。これを保証するために、代替実施形態がある。
【０１９５】
第１の実施形態においては、アプリケータ・ヘッド２２０の内部のレーザ光学系は、ｆｓレーザ源２１０から来るレーザ・ビームをアプリケータ・ヘッド２２０の内部の対物レンズ２２５に向け偏光するという役割を担ったミラー２２４が、特に顕微鏡ヘッド３２０を用いて眼９００を観察するために必要とされる可視光域においては、部分的な透過性を示す一方で、短パルス・レーザ・ビームをほぼ完全に反射するように、構成されていてもよい。このレーザ光学系から来るビームに対する適合化を行うためのさらにもう１つのレンズ３３５が、手術用顕微鏡３００のビーム・パス内の顕微鏡ヘッド３２０の対物レンズ３３０の前側に可動式に配置されていてもよい。
【０１９６】
別の代替実施形態においては、全反射式ミラー２２４を含んでいるレーザ光学系が、キャリッジを利用してアプリケータ・ヘッド２２０の内部に入ることができるようになっている。顕微鏡ヘッド３２０を眼９００の観察に利用するために、このレーザ光学系は、アプリケータ・ヘッド２２０を通過する手術用顕微鏡３００のビーム・パスから除去されるようになっている。短パルス・レーザ・ビームを利用している間は、手術用顕微鏡３００を眼９００の観察のために導入することはできないようになっている。それにもかかわらず、観察の可能性をもたらすために、カメラを、好ましくは赤外線カメラ３６０を利用して、ビーム・スプリッタ・プリズム３５０を介して、このカメラが感受性を示す光、すなわちここではＩＲ光を用いて、眼９００の観察が行われるようになっている。
【０１９７】
［光コヒーレンス・トモグラフィおよびナビゲーション］
眼９００の内部の処置パターンを確定するために、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）を利用して、眼９００の構造、特に眼９００の前房の構造の測定が行われる。このＯＣＴ撮像では、短コヒーレンス光源の眼９００を照らす光によって、横方向に、すなわち眼９００の光軸に対して垂直にスキャンが行われる。眼９００から反射される光、または眼９００により散乱される光は、基準ビーム・パスの光との干渉状態に入るようになっている。この干渉信号は検出器により測定されて、干渉信号の解析が行われる。続いてその解析結果から、眼９００の内部の構造の軸方向の距離を再生することができる。それにより、横方向のスキャンと結び付けることによって、眼９００の内部の構造を三次元で捕捉することができる。
【０１９８】
短パルス・レーザ・ビームの焦点を用いて眼９００の内部に作り出されることになる切開パターンを、眼９００の関連性のある構造と対照させて確定するために、図７に示すように、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００の構成にはＯＣＴモジュール４００が（光学的に）組み込まれているが、これは、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００についても、同様に組み込まれるようになっている。
【０１９９】
この構成の別の変形例においては、同じＯＣＴ光源４０５が、選択により手術用顕微鏡ヘッド３２０にも、またアプリケータ・ヘッド２２０にも入射されるようになっている。相応に眼９００からはね返って反射されるＯＣＴ光源４０５の光が、同じ干渉計を介して基準光と重畳されて、同じ検出器により検出されるようになっている。これは図７に描かれている。
【０２００】
様々なコンポーネントが、最適作業環境の中で医師にとって最適なワーク・フローの中に組み込まれるように、組み込み方式を改善するために、図７に開示される構成においては、ｆｓレーザ源２１０、アプリケータ・ヘッド２２０、ｆｓレーザ・ビームをアプリケータ・ヘッド２２０の内部に誘導し、そこから手術対象の眼９００の上へと誘導するための、ビーム・ガイド手段２３０（図７には、あくまでも例示的に、このビーム・ガイド手段２３０の構成要素が参照される）、顕微鏡ヘッド３２０、ミラーを含む可動式第２の関節アーム１３０、および、ＯＣＴ光源４０５と、基準ビーム・パスと、干渉計と、検出器と、１つまたは複数のスイッチング・ポイント４２０とを含むＯＣＴモジュール４００が、（図７には示されていない）制御装置５００により制御されるようになっている。スイッチング・ポイント４２０により、ＯＣＴ光源４０５から放出された光および眼９００から戻ってくるＯＣＴ光源４０５の光が、第１の状態においては、アプリケータ・ヘッド２２０だけを介して、第２の状態においては、顕微鏡ヘッド３２０だけを介して誘導されるようになっている。それにより例えば、アプリケータ・ヘッドが使用されずに、顕微鏡ヘッド３２０とのカップリング状態から切り離されてパーキング・ポジションの中にとどまるようになっている、眼内レンズ（ＩＯＬ）の挿入が行われる手術の部分のために、ＯＣＴモジュールを顕微鏡ヘッド３２０と一緒に利用することが可能になり、他方では、ｆｓレーザ・ビームの焦点を利用して切開部を設けるためには、ＯＣＴモジュール４００の照射および検出ビーム・パスが、ｆｓレーザ・ビームのビーム・パスと対応することが保障され、それにより、ミス・アライニングを回避することができる。これは、この１つまたは複数のスイッチング・ポイント４２０により実現されるようになっており、そのためにさらにもう一つのＯＣＴモジュールを組み込む必要はない。
【０２０１】
ＯＣＴモジュール４００の組み込み方式を改善するために、図７に示される眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００には、ｆｓレーザ源２１０と、短コヒーレンス光源４０５および干渉計を含むＯＣＴモジュール４００とが含まれているが、ｆｓレーザ・ビームおよびＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビームが、ミラーを含む同じ第２の関節アーム１３０を介してアプリケータ・ヘッド２２０に供給されて、さらにこれを介して眼９００に供給されるようになっている。両方の光源のビームが統合されてから、両方が同じｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を介して横方向に偏光される。この場合は、このＯＣＴモジュール用として割り当てられる、ビーム・スプリッタと２つのミラーとを有する干渉計が、ビーム・パス内で対物レンズ２２５における出口位置の直前に配置されている（図７には描かれていない）。
【０２０２】
この解決策には、アプリケータ・ヘッド１３０に至るｆｓレーザ・ビームおよびＯＣＴ光源４０５のビームのために不可欠となるのが、ここでは、ミラーを用いて形成される伝達光学系の形態をとる、ビーム・ガイド手段２３０の１つだけであるという長所がある。ミラーを含む第２の関節アーム１３０の代わりに、ｆｓレーザ・ビームおよびＯＣＴ短コヒーレンス源４０５のビームを供給するためのビーム・ガイド手段２３０として、フォトニック結晶ファイバを使用することもできる。この場合は、第２の関節アーム１３０のジョイント部材を、ミラーなしの仕様とすることができる。
【０２０３】
ＯＣＴモジュール４００の組み込み方式をさらに改善して、代案を提供するために、図７にはさらにもう１つの解決策が略示されている。すなわち、ここに示される短パルス・レーザ・システム２００にも、ｆｓレーザ源２１０と、短コヒーレンス光源４０５および干渉計を含むＯＣＴモジュール４００とが示されるが、ｆｓレーザ・ビームが、横方向への偏光のためのｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を介して、さらに続いて、ミラーを含む第２の関節アーム１３０を介して、アプリケータ・ヘッド２２０に供給されるが、しかしＯＣＴ短コヒーレンス光源のビームは、このｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を介して誘導されることなく、光ファイバ４１０を介してアプリケータ・ヘッド２２０に供給されるようになっている。アプリケータ・ヘッド２２０の内部で、ｆｓレーザのビーム・パスとＯＣＴ光源のビームのビーム・パスとが統合されて、横方向に移動可能な対物レンズ２２５を介して眼９００の中へとガイドされるようになっている。
【０２０４】
この解決策には、ミラーを含む第２の関節アーム１３０の多数の光学素子のうち、ＯＣＴビーム・パスに配置されるものは皆無であり、それによりＯＣＴ検出信号には、それらによる干渉反射がもはや出現しないという長所がある。
【０２０５】
図８には、ＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５と干渉計とを有するＯＣＴモジュール４００の組み込み方式に関して、さらにもう１つの詳細図が示されるが、短パルス・レーザ・システム２００において、ｆｓレーザ源２１０からのビーム、およびＯＣＴモジュール４００のＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５からのビームを、共通の光軸２１５上で統合して、眼９００に達するときとも、眼９００から戻るときにも使用される共通の光ビーム・パス２５０をトラッキングすることが可能となっている。そのためにｆｓレーザ源２１０からくるｆｓレーザ・ビームは、ｆｓレーザ・ビーム整形光学系２１１の下流側で、リング・ミラー４３０に当たり、そこで眼９００に向かって反射される。これに対してＯＣＴモジュール４００のＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビームは、このリング・ミラー４３０の中心に配設された穴を通り眼９００に向かって進むが、それによりｆｓレーザ・ビームと同じ経路を辿るようになっている。また、眼から戻る、リング・ミラー４３０に設けられた穴を通る光は、ＯＣＴモジュール４００の内部に配置されたＯＣＴ検出器により検出されるようになっている。
【０２０６】
これには、ｆｓレーザ・ビーム整形光学系２１１によるｆｓレーザ・ビームの整形のために、何よりも特に高開口数領域を利用することができるという長所がある。それにより、一方では集束が改善される。他方では、ｆｓレーザ・ビームを眼９００の水晶体の内部に集束させる際に、眼９００を通りさらに進む場合に、網膜の領域においては周縁領域だけが照射されることになり、それにより患者にとっては、ビームにより中央の黄斑領域が損傷するリスクが低減することになる。さらに、このリング開口によるビーム・スプリットには、ＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビームが、すなわちＯＣＴ測定および検出ビームが、表面反射によって光学的妨害をもたらすようになっている表面がない状態で、短パルス・レーザ・システム２００の光軸２１５へと誘導されるという長所がある。ダイクロイック・フィルタを利用して行われるカップリング、または、ＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビームおよびｆｓレーザ・ビームの波長がほぼ等しい場合に、無彩色のスプリッタを利用して行われるカップリングは、このケースにはあてはまらない。それ以外にも無彩色のスプリッタだと、ＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビームに関しても、またｆｓレーザ・ビームに関しても、強度損失が上乗せされることになりかねない。
【０２０７】
さらにもう１つのここには示されない実施形態においては、ＯＣＴ短コヒーレンス光源４０５のビーム軸が、短パルス・レーザ・システム２００の光軸２１５と同一ではなく、むしろ光軸２１５に対して小さな角度をなすようになっている。これには、眼９００に至るｆｓレーザ・ビームのビーム整形のために不可欠となるさらに別の光学素子によりＯＣＴ検出ビーム・パス内にはね返されるＯＣＴ照射光が皆無となり、それによりＯＣＴ信号に障害を来さないという長所がある。
【０２０８】
パルス化レーザ・ビームの焦点の位置決め目的でのＯＣＴ撮像の較正精度を向上させるために、図７には共焦点検出器２６０が示されるが、その焦点絞りは、ｆｓレーザ・ビームの焦点位置に対して共役位置にある。
【０２０９】
この共焦点検出器２６０により、ｆｓレーザ・ビームの焦点を全空間方向にスキャンする際には、眼の構造も同様に測定することが可能になる。
このため、ＯＣＴモジュール４００の内部に、共焦点検出器２６０も、またＯＣＴ検出器も含んでいる、短パルス・レーザ・システム２００において、次に示すこの眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００の制御方法が実行され得ると有利であるが、これについては図９ａおよび図９ｂもあわせて参照されたい。
【０２１０】
ａ）ＯＣＴモジュール４００を利用して、眼９００の、例えば角膜の前側および角膜の後側の少なくとも２つの構造４５５−ａおよび４５６−ａを示す、ＢスキャンまたはＡスキャン４５０を記録する工程。
【０２１１】
ｂ）ｆｓレーザ・ビームにより眼９００を照射した状態で、ｚ方向の焦点位置が眼９００の同じ２つの構造４５５−ｂおよび４５６−ｂを通過する際に、共焦点検出器２６０の信号の強度プロフィール４６０を記録する工程。
【０２１２】
ｃ）ＢスキャンまたはＡスキャンおよび強度プロフィールにおいて得られた、該当する２つの構造の信号のｚポジションから、オフセットとスケーリング・ファクタとを計算する工程。
【０２１３】
ｄ）所望の切開ポジションを確定するために、ＯＣＴ画像を記録する工程、（これらのＯＣＴ画像に基づいて）所望の切開ポジションを確定する工程。
ｅ）ＯＣＴ画像と所望の切開ポジション、ならびにオフセットおよびスケーリング・ファクタを使用して、ｆｓレーザ・ビームの焦点の制御方式を計算する工程。
【０２１４】
短パルス・レーザ・システム２００のこの制御方法により、共焦点検出器２６０を用いて算定される、ｆｓレーザ・ビームにより照射される構造、または、ＯＣＴモジュール４００を用いて算定される、同じ構造の焦点位置の間の、例えば異なる波長または異なる開口数に起因する差が、ｆｓレーザ切開の制御方式、ひいては手術の成功に与える影響が、皆無であるか、ほんの僅かであることを保障している。
【０２１５】
様々なコンポーネントが、最適作業環境の中で医師にとって最適なワーク・フローの中に組み込まれるように、組み込み方式を改善するために、図７にはさらに、ｆｓレーザ源２１０と、アプリケータ・ヘッド２２０を介して手術対象の眼９００に向かってｆｓレーザ・ビームを誘導するためのビーム・ガイド手段２３０と、ＯＣＴ光源４０５および干渉計を含む波長掃引型ＯＣＴモジュール４００とが、図７には示されていない制御装置５００により制御されるようになっている構成が開示される。アプリケータ・ヘッド２２０には、横方向スキャンを行う可動式対物レンズ２２５が含まれている。ＯＣＴ光源４０５の空気中のコヒーレンス長が、別の変形実施形態においては、４５ｍｍを上回っており、非常に好ましくは６０ｍｍを上回るようになっている。
【０２１６】
ＯＣＴ光源４０５のこの大きなコヒーレンス長により、たとえ対物レンズの横方向への移動によって、眼９００に至る光路が延長されたりまたは変更されたりしたとしても、基準ビーム・パスの光路長を、例えば基準ミラーの変位を通じて適合化する必要なく、前房部分の全体を、波長掃引源の周波数同調によりもたらされる１回のＡスキャンの範囲内で捕捉することが可能になる。
【０２１７】
図１０には、対物レンズの移動に基づく、そのような光路長の変化が描かれている。対物レンズ２２５の対物レンズ・ポジション２２５−１と２５２−２との間で、対応して焦点がポジション４６５−１と４６５−２との間で変位するが、これはＯＣＴ照射ビーム・パスの光路長の変化と一致する。光軸２１５
対物レンズ２２５の移動がＯＣＴ信号に及ぼす影響を補正するために、ＯＣＴ信号からＡスキャンの計算を行う際には、路長差（異なる対物レンズ・ポジションにおいて、典型的には最大で６ｍｍ）にも配慮するようになっている。そのためには、図７に従った構成例において、ＯＣＴ信号の測定結果からＡスキャンを得る際に、他の工程に加えて、次の工程も実行されるようになっている。
【０２１８】
（１）対物レンズ・ポジション２２５−１においてＯＣＴ光源４０５の周波数同調を行う間に、第１のＯＣＴ信号を検出する工程。
（２）対物レンズ・ポジション２２５−２においてＯＣＴ光源４０５の周波数同調を行う間に、第２のＯＣＴ信号を検出する工程。
【０２１９】
（３）第１のＯＣＴ信号をフーリエ変換して、Ａスキャンを得る工程、対物レンズ・ポジション２２５−１に対する対物レンズ・ポジション２５２−２の相対位置に応じた位相係数を乗じた第２のＯＣＴ信号をフーリエ変換する工程。
【０２２０】
対物レンズ２２５の移動がＯＣＴ信号に及ぼす影響を補償するために、別の代替解決策においては、ＯＣＴ信号から得られたＡスキャンが、対物レンズをポジションに応じて測定軸に沿って変位させることにより、修正されるようになっている。そのためには、次の工程が実行される。
【０２２１】
（１）対物レンズ・ポジション２２５−１においてＯＣＴ光源４０５の周波数同調を行う間に、第１のＯＣＴ信号を検出する工程。
（２）対物レンズ・ポジション２２５−２においてＯＣＴ光源４０５の周波数同調を行う間に、第２のＯＣＴ信号を検出する工程。
【０２２２】
（３）第１のＯＣＴ信号をフーリエ変換して、第１のＡスキャンを得る工程。
（４）第２のＯＣＴ信号をフーリエ変換して、第２のＡスキャンを得る工程。
（５）対物レンズ・ポジション２２５−１に対する対物レンズ・ポジション２５２−２の相対位置に応じた量の分だけ、第２のＡスキャンを測定軸に沿って変位させる工程。
【０２２３】
［切開の実施］
短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００および短パルス・レーザ・システム２００の上述の構成は、図１１ａおよび図１１ｂに描かれている、次に示すレーザ切開の実施方法を、特殊な方法で支援する。
【０２２４】
図１１ａに示されるように、例えば小さな急勾配のアクセス切開のために、眼９００の組織９１０の内部で実施されることになる切開９２０−１が、それらのｘ軸およびｙ軸に投影されたそれぞれの焦点位置９２１−１において、すなわち、ｘ／ｙ平面内に投影された切開部９２０−１が、対物レンズ２２５の視野２２６よりも小さい場合は、このレーザ切開の実施方法のために、次の工程が選択されるが、これについては図１１ｂもあわせて参照されたい。
【０２２５】
（１）ｆｓレーザ・ビームの投影対象であるｘ／ｙ焦点位置、すなわち、その時々の焦点のｘ座標およびｙ座標のポジションが、視野２２６内にあるように、対物レンズ２２５のｘ／ｙ位置決めを行う工程。
【０２２６】
（２）ｘ／ｙ位置を固定されている対物レンズ２２５により、ｘ／ｙスキャン・システムを、ここではすなわちｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を使用しながら、場合によっては、拡がり角を変更するレンズまたは拡がり角を変更するレンズ・システム２１１を利用して、ｘ／ｙスキャン後にその都度、またはｘ／ｙスキャンと並行して、光軸２１５に沿って焦点位置の偏向を行いながら、切開パターンの焦点位置を投影する工程。これは、例えば小さな急勾配のアクセス切開のために好ましい解決策である。
【０２２７】
適用上の理由から、投影されるｘ延伸長さおよび／またはｙ延伸長さが対物レンズ２２５の視野２２６からはみ出てしまう、より大きな切開９２０−２またはより扁平な切開９２０−２を、同時に捕捉可能であるように実行する必要がある場合、これについては図１２ａを参照されたい、この場合は、変位後の対物レンズ・ポジションの新しい視野と、元の対物レンズ・ポジションの視野２２６とを合わせて、切開領域の全体９２０−２がカバーされるようになるまで、対物レンズ２２５をその都度変位させるようにしてもよい。それぞれの新しい視野ごとに、ｘ／ｙスキャン・システムを利用して、すなわちここではｘ／ｙミラー・スキャナ２４０を利用して、場合によってはｆｓレーザ・ビームの焦点ポジションのｚ位置を変更しながら、なおも欠落している切開部分を補っていくことができる。換言すると、様々な部分スキャン・フィールドによって切開の全体９２０−２が行われるようになるまで、対物レンズ２２５のポジションをシーケンシャル方式で横方向に移動しながら、作業が行われるようになっている。これらの部分フィールド用のｘ／ｙミラー・スキャナ２４０により、より大きなフィールドを、部分フィールドに分けて、特に好ましくは正方形の部分フィールドに分けて、対物レンズの段階的な移動を利用して、簡単な方法で体系的かつ精確に走査することが可能になる。
【０２２８】
切開部９２０−２が、組織９１０内で、例えば角膜内で扁平に横たわっている場合、すなわち、ｘ／ｙ平面内に投影されるこの切開部９２０−２の焦点位置９２１−２の投影されるｙ延伸長さについては、ｙスキャナを用いて、対物レンズ２２５が固定された状態で、完全に到達することが、対物レンズ２２５の視野２２６が小さ過ぎるために不可能であるのに対して、ｘ軸に沿った切開長さが、この視野２２６の内部に位置している場合は、上記の部分フィールド・スキャンの代わりに、次に挙げる手法を選択することができるが、これについては図５ｂもあわせて参照されたい。
【０２２９】
（１）対物レンズのｙ方向への移動と、ｚ焦点ポジション２１１を調節するためのレンズまたはレンズ・システムの移動とを同時に行う工程。
（２）高速ｘミラー・スキャン移動を重畳させる工程。
【０２３０】
切開９２０−２が、どちらかといえば長めで急勾配である場合、すなわちｘ軸に沿って大きな延伸長さと、ｙ方向の僅かな延伸長さを有する場合は、ｘ軸に沿った対物レンズ２２５の移動と、ｚ焦点ポジション２１１を調節するためのレンズの移動とを同時に、高速ｙスキャナ移動を重畳させながら行うことにより、これらの切開を実施することが相応に有利となる。
【０２３１】
ｘ／ｙ平面内に投影される焦点位置９２１−２の、その投影されるｘ延伸長さおよびｙ延伸長さが、ｘ方向にも、またｙ方向にも、対物レンズ２２５の視野２２６からはみ出している切開９２０−２について概して言うなら、この方法を、当然ながら両方の方向に適用することもできる。
【０２３２】
上記の説明では、ｚ位置決めが、拡がり角を変更するレンズまたは拡がり角を変更するレンズ・システム２１１を利用して行われる一方で、切開の実施方法に関する上記の説明は、例えばｚ焦点の位置が、アプリケータ・ヘッド２２０の内部で対物レンズ２２５が光軸２１５に沿って位置決めされるか、または移動されることによって行われる場合も含めて、あらゆる種類のｚ焦点調節に対して、あまねくあてはまるものである。
【０２３３】
水晶体９１０の破砕のために、ｆｓ処置パルスは可能な限り少なくしながらも、後の水晶体乳化術の際に適用することが要求される超音波エネルギーが皆無となるか、またはほんの僅かだけとなることを、なおも保障できるようにするために、図１３ａおよび図１３ｂには、眼９００の水晶体９１０をその構造において弱体化する方法または切開パターンが略示される。切開の実施方法が次の工程からなっている。
【０２３４】
（Ｓ０）短パルス・レーザ・ビーム、例えばｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイントＳＰを、処置対象である眼９００の水晶体９１０の内部へと位置決めする工程。別の変形実施形態においては、フォーカル・ポイントＳＰが、水晶体９１０の内部で、眼９００の後嚢および前嚢に対して安全間隔を保って位置決めされるようになっている。
【０２３５】
（Ｓ１）ｆｓレーザ・システムの光軸２１５にも、また眼の光軸９５０にも沿った、振幅（Ａ）をもつ振動式の焦点変位９３５を重畳させて、水晶体９１０の子午面９４０−１内で対物レンズ２２５を半径方向に長さＬにわたりフィードする工程。第１の変形例においては、焦点が後側から前側に移動するときだけに、レーザ・パルスを眼９００の内部に放出し、第２の変形例においては、サイクル全体にわたりｆｓレーザ・ビームのレーザ・パルスを眼９００の内部に放出する工程。水晶体９１０のこの子午面９４０は、水晶体９１０の光軸９５０またはｆｓレーザ・システム２００の光軸２１５の近傍の、水晶体９１０の中心を通り、光軸２１５、９５０に対して概ね平行に延びる平面により与えられている。それにより切開面９２５−１が作成される。変形例１に基づく第３の変形例においては、前側から後側に向かう焦点移動がより高速で、すなわち、後側から前側に向かう焦点移動の場合のフィード距離よりも僅かなフィード距離で、すなわち僅かな横方向の移動で実行される。その結果、レーザ・パルス周波数が定常である場合は、上に向かう２回の移動の間に、レーザ・パルスが横方向により密に並び合って位置して、均質な切開面９２５−１が成立することになる。
【０２３６】
（Ｓ２）ｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、光軸２１５、９５０に沿って高さＨＲ分だけフィードする工程。ＨＲは、次工程で設定されるレーザ・パルスの焦点が、前工程で設定されたレーザ・パルスの焦点からのそれらとは重なり合わないように選定される。別の変形例においては、両方の切開面９２５−１、９２５−２のレーザ焦点の間に、１０〜１５μｍの間隔Ｄが守られるようになっている。一方ではこの明確な間隔により、後側の切開９２５−１の生じているキャビテーション気泡の中に、なおもさらなる、その場合には不要である切開が設けられないことを保障している。他方では、この間隔の領域内では切開が不要となる、というのも、気泡の生成は、組織９１０の内部に充分な大きさの弱体化箇所を来し、両方の切開面９２５−１および９２５−２が、場合によっては互いに融合することさえあるからである。
【０２３７】
（Ｓ３）工程Ｓ１を、半径方向のフィード方向を反転しながら繰り返し、かつ場合によっては工程Ｓ２を繰り返す工程（これは、図１３ｂにおいては、この例におけるサイズ関係から不要である）。別の変形実施形態においては、これらの工程Ｓ１およびＳ２が、後嚢までの安全間隔に達するまで、繰り返される。別の変形例においては、水晶体を完全に弱体化するために、さらなる補足工程が、例えば工程Ｓ１およびＳ２を実行する間に、高速型横方向スキャナを利用して、レーザ焦点配置位置の変位を同時に重畳させることにより、行われる。
【０２３８】
（Ｓ４）以下の工程で生じる切開部９２５−ｘが、それまでの切開部９２５−１、９２５−１等々と径方向に重なり合うことがないように、または、１変形実施形態において、Ｄを好ましくは１０〜５０μｍの間としたとき、径方向の間隔Ｄを有しているように、フォーカル・ポイントを、子午面９４０内で径方向に長さＶＲ分だけフィードし、さらに光軸２１５、９５０に沿って長さＨＲ分だけ、フィードする工程。図１３ｂには、可能性のある長さＶＲおよびＨＲが例示的に提示されるが、さらに作り出されることになる切開部９２５−ｘが、それまでの切開部９２５−１、９２５−２等々と重なり合わない限り、それとは別の長さを選択することもできる。水晶体９１０が、子午面９４０全体にわたり、一変形実施形態においては水晶体嚢までの最小間隔および虹彩までの最小間隔を除いて、切開部９２５−１、９２５−２、．．．９２５−ｘにより貫かれるまで、工程Ｓ１〜Ｓ４（Ｓ１’、Ｓ２’、Ｓ３’を参照）を繰り返す工程。
【０２３９】
（Ｓ５）さらにもう１つの子午面９４０−２内の周縁部において、フォーカル・ポイントを位置決めする工程。好ましい一変形実施形態においては、子午面９４０−１、９４０−２、．．．の切開線の領域内で、これらの子午面９４０−１、９４０−２、．．．の入れ替えが行われるようになっている。
【０２４０】
（Ｓ６）水晶体９１０全体が切開部９２５−１、９２５−２、．．．９２５−ｘにより貫かれるまで、工程Ｓ１〜Ｓ６を繰り返す工程。
子午面９４０−１、９４０−２、．．．に沿ったこの切開パターン以外にも、基本切開パターンの位置決め工程（Ｓ１）〜（Ｓ３）を経ることによって、様々な総合切開パターンを実現可能である。それにより、切開面により貫かれている格子状平面を実現することもできる。全ての三次元のパターンにおいて、切開部９２５−１、９２５−２、．．．９２５−ｘにおいて、切開面９２５−１、９２５−２、．．．９２５−ｘの間隔を介して、気泡の生成と関連して、結合状態にある水晶体の弱体化の度合いを調整することができる。工程Ｓ２に記載される切開部９２５−２の、工程Ｓ２に従ったそれに匹敵する別の切開部９２５−１，９２５−２、．．．９２５−ｘに対する間隔についても、３つの空間方向の全てにおいて、所望の弱体化の度合いに対して適合化されてもよい。
【０２４１】
嚢切開の際に、高速ｚスキャンを行うシステムにとって効率的な水晶体嚢９１０−２の切開を可能にするために、水晶体９１０−１がレーザ・システムの光軸２１５に対して傾斜している場合の焦点ガイド方法が、図１４ａにおいては側面図ＳＡで、図１４ｂにおいては上から見た上面図ＡＯで説明される。
【０２４２】
（１）嚢切開のためにレーザを用いた切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域の最も後側に位置するポイント９１３の後方の、スタート・ポジションを規定しているｘ／ｙ／ｚ焦点ポジションＳＰ内に、切開対象である水晶体嚢９１０−２を配置する工程。
【０２４３】
（２）ｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイント、すなわち焦点を、ｚ軸２１５に沿って前側に、全体でストロークＨ分だけフィードし、同時に、このｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される嚢切開９２６の周縁部に沿って方向Ｄ１にフィードする工程。このフォーカル・ポイントは、このストロークＨ分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の前側に位置するようになっている。
【０２４４】
（３）フォーカル・ポイントを、ｚ軸２１５に沿って後側に、全体でストロークＨ１分だけフィードし、同時にこのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される経路に沿って方向Ｄ１にフィードする工程。Ｈ１はＨよりも小さく、またこの焦点は、このストロークＨ１分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の後側に位置するようになっている。
【０２４５】
（４）嚢切開９２６のためにパルス化ｆｓレーザ・ビームを用いた切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域の最も前側に位置するポイント９１４に到達するまで、工程（２）および（３）を繰り返す工程。
【０２４６】
（５）嚢切開９２６を補完するために、ｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、ｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される経路に沿って反対方向Ｄ２にフィードしながら、上記の工程を繰り返す工程（図１４ｂを参照）。
【０２４７】
水晶体９１０−１の傾斜が僅かであり、ｘ／ｙ平面内９２２のフィード量をより大きく選定する場合は、それまでのレーザ・パルスによる気泡生成が、適用されることになるパルスに与える影響を無視することができる。この場合は、次の工程順序が有利であるが、これについては、上から見た上面図ＡＯである図１５を参照されたい。
【０２４８】
（１）嚢切開のためにレーザを用いた切開が許されている水晶体嚢の領域９２６のポイントに対して後側に位置するｘ／ｙ／ｚ焦点ポジションＳＰ内に、切開対象である水晶体嚢９１０−２を配置する工程。
【０２４９】
（２）ｆｓレーザ・ビームのフォーカル・ポイントを、ｚ軸２１５に沿って前側に、全体でストロークＨ分だけフィードし、同時にこのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される嚢切開９２６の周縁部に沿って方向Ｄ１にフィードする工程。このフォーカル・ポイントは、このストロークＨ分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の前側に位置する。
【０２５０】
（３）フォーカル・ポイントを、ｚ軸２１５に沿って後側に、全体でストロークＨ１分だけフィードし、同時にこのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される嚢切開９２６の経路に沿って方向Ｄ１にフィードする工程。第１の変形実施形態においては、Ｈ１がＨよりも小さく、またこのフォーカル・ポイントは、このストロークＨ１分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の後側に位置する。
【０２５１】
（４）嚢切開のためにレーザを用いた切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域９２６の最も前側に位置するポイント９１４に到達するまで、工程（２）および（３）を繰り返す工程。
【０２５２】
（５）ｘ／ｙ平面９２２内の方向Ｄ１へのフィードを持続しながら、工程（２）および（３）を繰り返す工程。第１の変形実施形態においては、Ｈ１がＨよりも大きくなっており、また工程（２）および（３）は、レーザを用いた切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域９２６の最も後側に位置するポイント９１３に到達するまで繰り返される。
【０２５３】
（６）ｘ／ｙ平面９２２内の方向Ｄ１へのフィードを持続しながら、工程（２）および（３）を繰り返す工程。第１の変形実施形態においては、Ｈ１がＨよりも再び小さくなっており、また工程（２）および（３）は、嚢切開９２６がポイントＳＰにおいて完了するまで繰り返される。
【０２５４】
第２の変形実施形態においては、水晶体９１０−１がそれほど傾斜しておらず、かつｘ／ｙ平面９２２内のフィード量がより大きく選定されている場合には、嚢切開９２６の切開経路を反対方向Ｄ２にも進行することができる。これについては同様に図１５を参照されたい。
【０２５５】
（１）嚢切開のためにレーザを用いた切開が許されている水晶体嚢の領域９２６のポイントに対して後側に位置するｘ／ｙ／ｚ焦点ポジションＳＰ内で、切開対象である水晶体嚢９１０−２を配置する工程。
【０２５６】
（２）ｆｓレーザ・ビームの焦点またはそれ以外の別の短パルス・レーザ・ビームの焦点を、ｚ軸２１５に沿って前側に、全体でストロークＨ分だけフィードし、同時にこのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される嚢切開９２６の周縁部に沿って方向Ｄ２にフィードする工程。このフォーカル・ポイントは、このストロークＨ分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の前側に位置する。
【０２５７】
（３）フォーカル・ポイントを、ｚ軸２１５に沿って後側に、全体でストロークＨ１分だけフィードし、同時にこのフォーカル・ポイントをｘ／ｙ平面９２２内でこのｘ／ｙ平面９２２上に投影される嚢切開９２６の経路に沿って方向Ｄ２にフィードする工程。Ｈ１はＨよりも大きく、またこのフォーカル・ポイントは、このストロークＨ１分を移動した後には、水晶体嚢９１０−２の後側に位置する。
【０２５８】
（４）嚢切開のためにレーザを用いた切開が許されている水晶体嚢の領域９２６の最も後側に位置するポイント９１３に到達するまで、工程（２）および（３）を繰り返す工程。
【０２５９】
（５）ｘ／ｙ平面９２２内の方向Ｄ２へのフィードを持続しながら、工程（２）および（３）を繰り返す工程。第２の変形実施形態においては、Ｈ１がＨよりも小さくなっており、また工程（２）および（３）は、レーザを用いた切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域の最も前側に位置するポイント９１４に到達するまで繰り返される。
【０２６０】
（６）ｘ／ｙ平面９２２内の方向Ｄ２へのフィードを持続しながら、工程（２）および（３）を繰り返す工程。しかしながら、Ｈ１がこのときにはＨよりも再び大きくなっており、また工程（２）および（３）は、嚢切開９２６がポイントＳＰにおいて完了するまで繰り返される。
【０２６１】
水晶体９１０−１が傾斜しているときにも、また軸２１５に対して垂直に立っているときにも、ｆｓレーザ・システム２００において、高速ｚスキャンを用いて行われる、すなわち、ｘ／ｙ焦点偏向速度を上回るかまたはそれに匹敵するｚ焦点偏向速度で行われる、嚢切開９２６の切開には、ある程度の時間を要し得るが、その結果、レーザ・システムの光軸２１５に対する眼９００の相対運動は変化する。嚢切開９２６におけるレーザ焦点制御方法の次に挙げる工程により、たとえ水晶体嚢９１０−２が、ｘ／ｙ平面９２２の内部で、しかし、ｚ軸２１５の向きにも、軽微な運動を行ったとしても、残りの水晶体嚢９１０−２からなおも完全に切り離されている水晶体嚢セグメントが生じることが可能となるが、これについては、上から見た上面図ＡＯである図１６もあわせて参照されたい。
【０２６２】
（１）ｆｓレーザ・ビームの焦点を、ｘ／ｙ平面９２２内で、かつｚポジションに関して水晶体嚢９１０−２の近傍に、位置決めする工程。
（２）フォーカル・ポイント、すなわち焦点を、ｘ／ｙ平面９２２内で、切開が許されている水晶体嚢９１０−２の領域の周縁部に沿って、第１半径Ｒ１を有する第１区画Ａ１内で案内する工程。
【０２６３】
（３）焦点を、ｘ／ｙ平面内で、第２半径Ｒ２を有する第２区画Ａ２内で案内する工程。
（４）焦点を、ｘ／ｙ平面９２２内で、第３半径Ｒ３を有する第３区画Ａ３内で案内する工程。個々のパルスを設定することにより生じるフォーカル・ポイントの経路が、第１区画Ａ１または第２区画Ａ２を横断するように、第１半径Ｒ１および第３半径Ｒ３は第２半径Ｒ２よりも小さくなっている。
【０２６４】
工程２、３および４において、振動の間に設定されるレーザ・パルスが、光分裂プロセスにより水晶体嚢９１０−２を横切ることになるような大きさの振動振幅で、ｆｓレーザ・ビームの焦点のｚポジションが振動しながら変化されるようになっている。
【０２６５】
工程２、３および４においては、焦点のｘ／ｙ平面９２２内におけるガイドと同期で、さらに振動方式で少なくとも１回、好ましくは複数回、特に好ましくは６回以上、これらの区画Ａ１、Ａ２およびＡ３のそれぞれを対象としてｚ焦点位置が周期的に変化されるようになっている。
【０２６６】
嚢切開９２６の切開を行うための高速型ｘ／ｙスキャン・システム２４０、すなわち、ｚ焦点偏向速度を上回るｘ／ｙ焦点偏向速度をもつｘ／ｙスキャン・システム２４０が備えられたシステムにおいては、ｘ／ｙ平面９２２内における焦点の高速移動に基づき、嚢切開の切開部の第３区画Ａ３が嚢切開の切開部の第１区画Ａ１とｘ／ｙ平面９２２内で交わるという問題は、高速ｚスキャンを行うシステムの場合ほど深刻に生じない。
【０２６７】
これまでに説明したシンプルな切開ジオメトリまたはビーム・ガイド・ジオメトリは、特にｘ方向および／またはｙ方向への低速横方向スキャン運動の際に、眼の運動に関連して、嚢切開が概ね円形に行われることを保障するものではない。ここで、眼の運動が有意なものである場合は、嚢切開の切開部の第３区画Ａ３が第１区画Ａ１と切開開始時に交わって、図１６に示されるように、それに伴いかなりの凹みを生じてしまい、さらにそれに伴い概ね丸みをおびた嚢切開９２６からの偏差を生じてしまう。しかしながら、後で水晶体嚢９１０−２に挿入される眼内レンズ（ＩＯＬ）のセンタリング状態の改善を、数多くのＩＯＬのタイプについてはかるためには、嚢切開が円形に行われると有利である。
【０２６８】
このため代替策として、図１７ａから図１７ｃに提案される切開ジオメトリが開示されるが、これらの切開ジオメトリにおいては、連続した切開部の代わりに、時間的に切り離して実行される少なくとも２回の切開が、閉じてはいない曲線９２７の形状で行われるようになっている。これらの閉じてはいない曲線のそれぞれの末端領域９２８−１、９２８−２はいずれも、その後でもたらされる嚢切開９２６の内側に、すなわち円形開口部の内側に配置されている。
【０２６９】
したがって、図１７ａおよび図１７ｂに示されるように、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００を利用した嚢切開９２６の切開実施方法において、短パルス・レーザ・ビームのそのフォーカル・ポイントの位置決めを、ｘ／ｙスキャン・システム２４０を利用して、そのｘ焦点位置およびｙ焦点位置において行って、さらに２回の工程に分けて、半径Ｒをもつ第１の閉じてはいない曲線９２７−１、および、半径Ｒをもつ第２の閉じてはいない曲線９２７−２を、それぞれに、それぞれ同じ向きに湾曲している第１の末端領域９２８−１と第２の末端領域９２８−２とを備えて成立させることによって開口部を作り出すことができ、第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ１１を、また第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ１２を有しており、さらに、この第１の末端領域半径ＲＥ１１も、またこの第２の末端領域半径ＲＥ１２も、半径Ｒよりも小さくなっており、第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ２１を、また第２の閉じてはいない曲線９２７−１の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ２２を有しており、さらに、この第１の末端領域半径ＲＥ２１も、またこの第２の末端領域半径ＲＥ２２も、半径Ｒよりも小さくなっており、全ての末端領域９２７−１、９２７−２が端部９２９を１つずつ有しており、さらに、全ての末端領域９２８−１、９２８−２の端部９２９が、第１および第２の閉じてはいない曲線９２７−１、９２７−２により形成される嚢切開９２６の閉じた曲線の内部に配置されているように、第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第１の末端領域９２８−１が第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第２の末端領域９２８−２と交わるとともに、第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第２の末端領域９２８−２が第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第１の末端領域９２８−１と交わる。
【０２７０】
また、図１７ｃに示されるように、眼科手術用の短パルス・レーザ・システム２００を利用した嚢切開の切開実施方法において、短パルス・レーザ・ビームのフォーカル・ポイントの位置決めを、ｘ／ｙスキャン・システム２４０を利用して、そのｘ焦点位置およびｙ焦点位置において行って、さらに４回の工程に分けて、半径Ｒをもつ第１、第２、第３および第４の閉じてはいない曲線９２７−１、９２７−２、９２７−３、９２７−４を、それぞれに、それぞれ同じ向きに湾曲している第１の末端領域９２８−１と第２の末端領域９２８−２とを備えて成立させることにより、水晶体嚢９１０−２の開口部を有利な方法で作り出すことができ、第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ１１を、また第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ１２を有しており、第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ２１を、また第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ２２を有しており、第３の閉じてはいない曲線９２７−３の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ３１を、また第３の閉じてはいない曲線９２７−３の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ３２を有しており、さらに、第４の閉じてはいない曲線９２７−４の第１の末端領域９２８−１が、第１の末端領域半径ＲＥ４１を、また第４の閉じてはいない曲線９２７−４の第２の末端領域９２８−２が、第２の末端領域半径ＲＥ４２を有しており、さらに、全ての末端領域半径ＲＥ１１、ＲＥ１２、ＲＥ２１、ＲＥ２２、ＲＥ３１、ＲＥ３２、ＲＥ４１およびＲＥ４２が、半径Ｒよりも小さくなっており、全ての末端領域９２８−１、９２８−２が端部９２９を１つずつ有しており、さらに、全ての末端領域９２８−１、９２８−２の端部が、第１、第２、第３および第４の閉じてはいない曲線９２７−１、９２７−２、９２７−３、９２７−４により形成される嚢切開９２６の閉じた曲線の内部に配置されているように、第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第１の末端領域９２８−１が第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第２の末端領域９２８−２と、第３の閉じてはいない曲線９２７−３の第１の末端領域９２８−１が第２の閉じてはいない曲線９２７−２の第２の末端領域９２８−２と、第４の閉じてはいない曲線９２７−４の第１の末端領域９２８−１が第３の閉じてはいない曲線９２７−３の第２の末端領域９２８−２と交わるとともに、第４の閉じてはいない曲線９２７−４の第２の末端領域９２８−２が第１の閉じてはいない曲線９２７−１の第１の末端領域９２８−１と交わる。
【０２７１】
ここに説明されるような、閉じてはいない曲線９２７−１．．．９２７−ｎの個数をさらに増やして実行してもかまわない嚢切開９２６の切開全体が、切り離して実行される複数回の工程に分散される場合は、閉じてはいない曲線９２７−１．．．９２７−ｎのそれぞれを得るための切開長さの短縮がもたらされる。その結果、ｘ方向および／またはｙ方向の所与の横方向スキャン速度で、閉じてはいない曲線９２７−１．．．９２７−ｎを得るための切開時間が短縮されることになる。閉じてはいない曲線９２７−１．．．９２７−ｎを得るための、切り離して実行される工程のそれぞれで、この短縮された切開時間の間に眼の運動によって引き起こされる、円形曲線からの偏差は、より僅かなものとなる。次回の切開を実行する前には、その切開のための横方向のアライメントが新たに行われてもよい。仮にそのような新たなアライメントが行われないとしても、水晶体嚢を横断するために、短パルス・レーザ・ビームの焦点を、横方向におけるよりも高速で光軸２１５に沿って移動するようになっている１つまたは複数のスキャン・システムを有しているか、または、横方向部分フィールド・スキャナを有しているような、短パルス・レーザ・システム２００については、短パルス・レーザ・システム２００の横方向スキャナまたはスキャン・ガイドの機械的な公差をより良好に補償することができるために、この切開ジオメトリが特に有利であるが、しかしこれが有利となるのは、それだけには限られるわけではない。
【０２７２】
互いに交わるようになっている各一対の閉じてはいない曲線９２７−ｎ−１、９２８−ｎについては、次のことがあてはまる。その交点は、閉じてはいない曲線９２７−（ｎ−１）の第２の末端領域９２８−２、および、その後に続く閉じてはいない曲線９２７−ｎの第１の末端領域９２８−１の内部に位置しており、また、これらの末端領域の曲率半径ＲＥｎ１、ＲＥｎ２は、これらの閉じてはいない曲線９２７−ｎ−１、９２８−ｎの半径Ｒよりも小さくなっているが、この半径Ｒは、閉じてはいない曲線９２７−１、．．．９２８−ｎの両方の末端領域９２８−１、９２８−２の間の中央領域の曲率半径を記述したものである。
【０２７３】
この場合、末端領域の曲率半径ＲＥｎ１、ＲＥｎ２は、半径Ｒよりも小さくなければならない、という要件には、これらの末端領域の曲率半径ＲＥｎ１、ＲＥｎ２が曲率半径Ｒに下から近付いている、すなわち、ＲＥｎ１、ＲＥｎ２→Ｒである、というケースも含まれる。閉じてはいない曲線９２７−ｎ−１、９２８−ｎは全て、それらの中央領域にこの半径Ｒを有している。２つの閉じていない曲線９２７−ｎ−１、９２８−ｎの半径Ｒ間に、ごく小さな、すなわち有意ではない偏差を生じることがあるが、しかしそれによって、閉じてはいない曲線が上記で説明したやり式で協働し合うことにより、半径Ｒをもつ、ほぼ円形に構成されている、またそれにより嚢切開の切開に関する要件を充足する、閉じた曲線９２６を作り出す、という目標を達成し損ねることはない。２つの閉じていない曲線９２７−ｎ−１、９２８−ｎの間に位置する末端領域９２８−１、９２８−２の広がり方にも、ばらつきを生じることがある。
【０２７４】
部分フィールド・スキャナについては、切り離されている切開の数、すなわち、閉じてはいない曲線９２７−１、．．．９２８−ｎの数が、嚢切開９２６の面全体をカバーするために必要な部分フィールドの数と一致すると、特に有利である。
【０２７５】
［患者用インターフェース／コンタクト要素］
ワーク・フローをオペレータにとって可能な限りシンプルなものに仕立てるために、光学的な理由から不可欠な、コンタクト要素６１０を含む患者用インターフェース６００に関して、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００を利用して眼９００を処置するための図１８に示す構成が提示される。ここに示される構成には、患者用インターフェース６００と、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００のアプリケータ・ヘッド２２０とが含まれる。患者用インターフェース６００が、図１８においては、患者の眼９００においても、また短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００のアプリケータ・ヘッド２２０においても固定されており、それにより、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００に対する眼９００の相対位置は固定され、したがって短パルス・レーザ・ビームのビーム・パスに対しても、眼９００の相対位置は固定されている。
【０２７６】
患者用インターフェース６００は、コンタクト要素６１０を含んでいるが、これは、ここに示される実施形態においては液体インターフェースとして構成されている。このコンタクト要素６１０は、好適には均質な透明材料から一体式に作製されており、吸引リング６１２と、ケーシング６１１と、このケーシング６１１の上側において光学素子６２０を含んでいる。コンタクト要素６１０には、さらに、２つの開口部６１３、６１４が含まれており、そこに２本の供給ラインが固定支援手段を介して接続されているか、または２本の供給ラインを接続することができるようになっており、それぞれ供給ラインが、これらの開口部６１４、６１４の内の一方に接続されているか、または接続されるようになっている。
【０２７７】
全ての機能要素が組み込まれている一体式のコンタクト要素６１０は、患者の眼９００の上で初めて組み付けられるようになっている複数要素からなるコンタクト要素６１０よりも、いっそう容易に取り扱うことができる。そのような複数要素からなるコンタクト要素６１０は、例えば米国特許第７，９５５，３２４（Ｂ２）号、米国特許第８，５００，７２３（Ｂ２）号、米国特許出願第２０１３／０５３８３７（Ａ１）号、ＷＯ２０１２／０４１３４７Ａ１などの文献に説明されている。
【０２７８】
両方の供給ラインは、一方では、負圧をここでは下側の開口部６１３を介して加えるために、他方では、コンタクト要素６１０が眼６００にドッキングされているときに、上側の開口部６１４を介してコンタクト要素６１０の内部への液体を供給または排出するために利用される。
【０２７９】
好ましい１変形例においては、さらに、オーバフロー出口６１５が、コンタクト要素６１０の上側の、眼９００から遠いケーシング領域に備えられており、オーバフロー出口６１５を介して充填時には過剰な液体または空気がこれを通りコンタクト要素６１０から外に出ることができるようになっている。
【０２８０】
この患者用インターフェース６００は、コンタクト要素６１０をアプリケータ・ヘッド２２０に機械的に固定するための、機械的に解放可能なカップリング要素６５１を含んでいることが好ましい。あるいはその代わりに、機械的に解放可能なカップリング要素６５１を備えた機械的なインターフェースの代わりに、コンタクト要素６１０と同じ材料から作製されたさらなる吸引構造を備えたコンタクト要素６１０が、この患者用インターフェース６００に含まれるようにしてもよい。このさらなる吸引構造により、負圧が加えられているときには、コンタクト要素６１０がアプリケータ・ヘッド２２０において保持されるようになっている。これは、１代替解決策であるために、図１８には示されていない。
【０２８１】
さらに、光学素子６２０の、ケーシング６１１とは反対側の、アプリケータ・ヘッド２００と対向する表面が、光軸２１５に対して垂直ではなく傾斜して配置されていると有利である。
【０２８２】
それにより、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）を利用してコンタクト要素６１０を介して眼の構造を測定する際に、光学素子６２０のこの表面で反射されるＯＣＴ短コヒーレンス光源の反射光が、ＯＣＴ検出ビーム・パス内に直接はね返されて、クリティカルなＯＣＴ画像領域内に入り、本来の測定対象である眼の構造を照射することによって、画像の品質が低下することを回避している。このことが重要であるのは、光学素子６２０の表面を光軸２１５に対して垂直にアライメントを行う場合である。
【０２８３】
光学素子６２０の、ケーシング６１１および眼９００と対向する表面は、凸状に湾曲されていることが好ましい。それにより、一方では光学効果が達成され、他方では生成する気泡が、湾曲した壁面に沿って上向きに、このレンズの周縁部に向かって、または周縁部を通り過ぎて移動して、それにより短パルス・レーザ・ビームまたはＯＣＴ照射および検出ビームのアパーチャの外側へと移動することになる。
【０２８４】
さらに、ケーシング６１１および眼９００と対向する光学素子６２０のこの表面には、親水性コーティングが施されているか、または親水性を示すように表面処理が施されていてもよい。それにより、水、または他の例えば「平衡塩溶液」（ＢＳＳ）などの液体を用いたときの濡れ性、および気泡の側方への移動が改善されることになる。
【０２８５】
アプリケータ・ヘッド２２０と対向する光学素子６２０の表面に、反射防止コーティングが施されていると好都合であり、それにより、入射する高強度の短パルス・レーザ・ビームが、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００のデバイス光学系の内部にはね返って反射することがないようにしている。
【０２８６】
特に無菌状態のためには、好適には中央に切欠きが設けられたアプリケータ・ヘッド保護具６５０を追加的に含んでいる患者用インターフェース６００が有益である。このアプリケータ・ヘッド保護具６５０は、図１８に示されるように、アプリケータ・ヘッド２２０の眼９００と向き合った側に上からかぶせられて、これと固定されるようになっている。このアプリケータ・ヘッド保護具により、アプリケータ・ヘッド２２０が手術中に例えば液体により汚染されるのを防止している。切欠きにより、患者用インターフェース６００をコンタクト要素６１０と一緒にアプリケータ・ヘッド２２０に直接取り付けることが可能となるが、それによりアプリケータ・ヘッド保護具６５０が、短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００とコンタクト要素６１０の光学素子６２０との間の短パルス・レーザ・ビームのビーム・パスの妨げとはならないようにしている。
【０２８７】
切欠きがアプリケータ・ヘッド保護具６５０の中央に実施されていると、アプリケータ・ヘッド２２０の空間的に一様な保護がもたらされることになる。
患者用インターフェース６００のコンタクト要素６１０とアプリケータ・ヘッド保護具６５０は、２つの別個の、または分離可能な部品であることが好ましい。コンタクト要素６１０から分離されているアプリケータ・ヘッド保護具６５０には、幾何的・光学的特性に関する高い精確さといった、コンタクト要素６１０に対する異なる要求を、可能な限りシンプルで低コストの仕様といった、環境保護に対する異なる要求から切り離して、またそのためにより良好に実現することができるという長所がある。
【０２８８】
アプリケータ・ヘッド保護具６５０は、機械的に解放可能なカップリング要素６５１により、アプリケータ・ヘッド２２０に接続されると有利である。
コンタクト要素６１０の上側のケーシング直径は、アプリケータ・ヘッド保護具６５０内の切欠きよりも大きいことが好ましい。それにより、アプリケータ・ヘッド表面のすきまのない保護を保障している。
【０２８９】
アプリケータ・ヘッド２２０のドッキングと、特に横方向のアライメントとを支援するために、図１８には短パルス・レーザ眼科手術のために特に適した照射システムが開示される。すなわち、コンタクト要素６１０のケーシング６１１の内部には、光導波構造６３５が作り込まれている。短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００のアプリケータ・ヘッド２２０の内部にも再び、可視光を放射する光源６３０−１、および／または赤外光を放射する光源６３０−２が組み込まれている。特に眼９００の内部に短パルス・レーザ・ビームを投入しながら行われる外科的侵襲の間には、短パルス・レーザ・ビームが、アプリケータ・ヘッド２２０の光学素子を介して眼９００の内部へと導入され、それにより、その上に位置する顕微鏡ヘッド３２０の内部に入る光路が遮られるか、または影響されることになるのだが、例えば赤外光６３０−２を用いて眼９００を照射して、眼９００から反射される赤外光が、赤外光を選択反射するビーム・スプリッタ・プリズム３５０を介して、この赤外光を検出できるようにするために利用されるカメラ３６０の内部に誘導されるとよい。しかしながら、短パルス・レーザ源２１０またはＯＣＴ光源４０５が利用する可視光または波長を、このプリズム３５０が反射することはない。プリズム３５０により反射されないこれらの波長の光は、妨げられることなくプリズム３５０を通り抜けるようになっている。
【０２９０】
この構成には、代替解決策である手術用顕微鏡３００の内部に存在する照明による照射と比較して、照射ビーム・パス内に位置するアプリケータ・ヘッド２２０の光学素子によってさらに追加され、かつ画像に支障を来す反射が皆無であるという長所がある。
【０２９１】
さらに、患者用インターフェース６００がドッキングされているときには、アプリケータ・ヘッド２２０の内部に、コンタクト要素６１０と接触するフォース・センサ６５５が組み込まれていると有益である。このフォース・センサ６５５と、可視光を放射する光源６３０−１も、また赤外光を放射する光源６３０−２も、この短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００の制御もあわせて行うようになっている制御装置５００に接続されているか、あるいは、この短パルス・レーザ眼科手術用のシステム１００の制御装置と通信路を介して連絡を取り合うようになっている追加のコントロール・ユニット５００’に接続されていると有利である。
【０２９２】
その場合は上記の配置により、アプリケータ・ヘッド２２０を眼９００にドッキングする際に照射方式を自動的に切り換える、次に示す方法が可能になる。
（１）可視光の光源６３０−１のスイッチをオンにする工程。
【０２９３】
（２）フォース・センサ６５５により圧力を測定して、圧力信号を制御装置５００に伝える工程。
（３）フォース・センサ６５５の圧力信号がある所定値を上回ると直ちに、制御装置５００により、可視光の光源６３０−１のスイッチをオフにし、赤外光の光源６３０−２のスイッチをオンにする工程。
【０２９４】
この自動的な切り換えにより、患者用インターフェース６００を利用して患者の眼９００をアプリケータ・ヘッド９００にドッキングした後に、患者に障害を与えるリスクが潜在している可視光６３０−１により、眼９００が永続的に照射されることを防止している。この場合は患者の眼９００の照射が、障害のおそれが少ない赤外光６３０−２を用いて行われることになる。
【０２９５】
［照合および記録］
例えば、眼９００もしくは角膜９１０の術前に測定した非点収差の軸位置、または眼９００もしくは角膜９１０の術前に測定した乱視軸に対するアクセス切開もしくは減張切開の目標位置などの、術前の測定データの伝送を、眼に対する手術の間にも遂行することができるようにするために、従来の技術水準においては、これらの術前データ、または、術前に獲得した基準マークに対する所望の相対的な目標位置の確定または照合が行われるようになっている。基準マークとして、着色ドットもしくは角膜切開などの、人為的に作り込まれるマーキングや、強膜内部の脈管構造や虹彩構造など、自然に存在するマークが使用されるか、またはただ単に、眼９００の現存する構造が写っている眼９００の全体画像が使用されるようになっている。
【０２９６】
レーザ白内障手術のときのように、コンタクト要素６１０が使用される場合には、これらのマークが、コンタクト要素６１０により、特にコンタクト要素６１０の吸引リング構造６１２により覆い隠されるか、またはその影響を受けることが多いという問題が生じる。
【０２９７】
コンタクト要素６１０を使用しているときにも、基準マーク６４０を、または、これらのマークと結び付けて行われる術前データまたは目標位置の照合を、利用できるようにするために、次に示す例示的な実施形態が開示される。
【０２９８】
図１９ａには、短パルス・レーザ・システム２００において、患者用インターフェース６００を用いて行われるレーザ切開を照合するための、第１の構成例が開示される。この構成には、アプリケータ・ヘッドを備えた顕微鏡ヘッド３２０／２２０またはアプリケータ・ヘッド２２０、カメラ３６１、および、コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が含まれる。このカメラ３６１の撮像ビーム・パスは、その観察野によってコンタクト要素６１０の中央部分が捕捉されるように設計されているが、この捕捉される、コンタクト要素６１０の周縁部などにより覆い隠されていない、コンタクト要素６１０の径ｄ１が、少なくとも１４ｍｍとなっている。
【０２９９】
この大きな自由径により、妨害を受けない観察野が、十分に際立った、はっきりと識別することができるマークまたは眼９００の構造を、カメラ３６１を用いて確認することができるとともに、術前データまたは目標位置の照合を十分な確度で行うことができるような大きさとなることを保障している。もっとも眼９００が比較的小さい場合は、高信頼度の実地応用性をもたらすためには、そのようなコンタクト要素６１０は、全体で既に大き過ぎるかもしれない。
【０３００】
このため、図１９ｂには、短パルス・レーザ・システム２００において、患者用インターフェース６００を用いて行われるレーザ切開を、アンドッキング状態において照合するための、第２の構成例が開示される。この構成には、アプリケータ・ヘッドを備えた顕微鏡ヘッド３２０／２２０またはアプリケータ・ヘッド２２０、カメラ３６１、および、少なくとも１つのマーキング６４０が施されたコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が含まれる。このカメラ３６１の撮像ビーム・パスは、その観察野によってコンタクト要素６１０の中央部分と、このマーキング６４０とが捕捉されるように設計されているが、コンタクト要素の確認できる自由径ｄ１が、少なくとも１０ｍｍ、好ましくは少なくとも１１ｍｍとなっており、また適切な倍率で行われる撮像の被写界深度ｈは少なくとも５ｍｍとなっている。
【０３０１】
コンタクト要素６１０のこの自由径により、撮像のこの被写界深度もあいまって、このコンタクト要素６１０を含む患者用インターフェース６００がアンドッキング状態にあるときですら、眼９００の上の直径ｄ２の鮮明な視野が十分な大きさのものとなり、眼９００の術前に測定した基準マークをカメラ３６１の視野内で鮮明に捕捉することができる一方で、コンタクト要素６１０のマーキング６４０も同様に、この視野内で鮮明に確認することができることを保障している。
【０３０２】
この構成または類似の構成を用いることで、角膜内の減張切開またはアクセス切開のための、以下に開示する照合方法が可能となるが、これについては図２０もあわせて参照されたい。
【０３０３】
（１）コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が患者の眼９００にドッキングされていない状態で、照射を行いながら眼９００の第１の画像を記録する工程。
【０３０４】
（２）この第１の画像内の眼９００の基準マークに対するコンタクト要素６１０のマーキング６４０の相対的なポジションを記録する工程。
（３）このコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００がドッキングされている状態で、眼９００の第２の画像を記録する工程。
【０３０５】
（４）この第２の画像内で識別することができるコンタクト要素６１０のマーキング６４０のポジションと、工程（２）において獲得した記録とに基づいて、好ましくはフェムトセカンド・レーザ・ビームによる、短パルス・レーザ切開のアライメントを行う工程。
【０３０６】
術前診断を通じて、眼９００の内部の基準マークに対して、所望の切開を確定することができるか、または、所望の切開の照合を行うことができる場合は、たとえこれらの基準マークがコンタクト要素６１０により覆い隠されて、もはや確認することができなくなっているとしても、上記の工程を用いて切開を基準マークと対照させることが可能となる。
【０３０７】
この構成の１変形例においては、コンタクト要素６１０の自由径が１３ｍｍを上回っており、たとえコンタクト要素６１０が眼９００にドッキングされている状態にあっても、照合のために不可欠な眼９００の内部の基準マークの内の一部をなおも確認することができるようになっている。
【０３０８】
このケースに該当する場合は、上記の方法の工程１〜３に以下の工程を補足することによって、上記の方法をさらに改善することができる。
（４）第２の画像内で確認することができる眼９００の基準構造に対するコンタクト要素６１０のマーキング６４０のポジションを記録する工程。
【０３０９】
（５）第２の画像内で確認することができる眼９００の基準マークに対するマーキング６４０の記録されたポジションの、第１の画像内の眼９００の基準マークに対するマーキング６４０の記録されたポジションからの偏差が、所定量を上回らない場合、画像内に存在しているコンタクト要素６１０のマーキング６４０のポジション、または第２の画像内で確認することができる基準マークに基づいて、好ましくはフェムトセカンド・レーザ・ビームによる、短パルス・レーザ切開のアライメントを行う工程。
【０３１０】
上記の構成には、大きな被写界深度の範囲に合わせるために、時間と工数をかけて光学系をレイアウトしなければならないという短所がある。
このため図２１ａには、短パルス・レーザ・システム２００において、患者用インターフェース６００を用いて行われるレーザ切開の照合を、ドッキングされていない状態で行うための、第３の構成例が開示される。この構成には、アプリケータ・ヘッドを備えた顕微鏡ヘッド３２０／２２０またはアプリケータ・ヘッド２２０、２台のカメラ３６１−１、３６１−２、および、少なくとも１つのマーキング６４０が施されたコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が含まれる。第１カメラ３６１−１の撮像ビーム・パスは、コンタクト要素６１０のマーキング６４０が鮮明に捕捉されるように設計され、また第２カメラ３６１−２の撮像ビーム・パスは、眼９００の基準構造がアンドッキング状態で鮮明に捕捉されるように設計されている。それに加え、コンタクト要素６１０の確認することができる自由径ｄ１は、少なくとも１０ｍｍ、好ましくは少なくとも１１ｍｍとなっている。
【０３１１】
コンタクト要素６１０のこの自由径により、撮像の焦点位置における差もあいまって、アンドッキング状態においてすら、第２カメラ３６１−２の眼９００の上の直径ｄ２の鮮明な視野が、眼９００の術前に測定した基準マークを識別するためには十分な大きさであることを保障している。
【０３１２】
この構成または類似の構成を用いて行われる、減張切開またはアクセス切開のための次の照合方法が開示される。
（１）マーキング６４０が施されたコンタクト要素６１０を含む患者用インターフェース６００が患者の眼９００にドッキングされていない状態で、第１カメラ３６１−１により、コンタクト要素６１０の第１の画像を、そのマーキング６４０も含めて記録し、それとほぼ同時または同時に第２カメラ３６１−２により、眼９００の第２の画像を、眼９００の基準マークも含めて記録する工程。
【０３１３】
（２）構成により前もって与えられる、カメラ３６１−１および３６１−２の視野のアライメントおよび倍率における既知の対照関係を利用して、第２の画像内の眼９００の基準マークに対する第１の画像内のコンタクト要素６１０のマーキング６４０の相対的なポジションを記録する工程。
【０３１４】
（３）マーキング６４０を有するコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００がドッキングされている状態で、第１カメラ３６１−１により眼９００の第３の画像を記録する工程。
【０３１５】
（４）この第３の画像内で識別することができるコンタクト要素６１０のマーキング６４０のポジションと、工程（２）において獲得した記録とに基づいて、短パルス・レーザ切開、通例はフェムトセカンド・レーザ切開のアライメントを行う工程。
【０３１６】
この上記の構成および方法の１変形例においては、第１カメラ３６１−１が撮像ＯＣＴシステムにより置換されるようになっている。
あるいはその代わりに、２台のカメラ３６１−１、３６１−２を並行して使用する代わりに、焦点調節がシーケンシャル方式で行われる１台のカメラ３６１のみを使用することもできる。
【０３１７】
図２１ｂには、そのような、短パルス・レーザ・システム２００において、患者用インターフェース６００を用いて行われるレーザ切開の照合を、ドッキングされていない状態で行うための、第４の構成例が開示される。この構成には、アプリケータ・ヘッドを備えた顕微鏡ヘッド３２０／２２０、またはアプリケータ・ヘッド２２０、カメラ３６１、集束レンズ３６２、および、少なくとも１つのマーキング６４０が施されたコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が含まれる。このカメラ３６１の撮像ビーム・パスは、アンドッキング状態において、集束レンズ３６２が第１のポジションにあるときには、コンタクト要素６１０のマーキング６４０がカメラにより鮮明に捕捉され、また集束レンズ３６２が第２のポジションにあるときには、眼９００の基準マークが鮮明に捕捉されるように設計されている。コンタクト要素の確認することができる自由径ｄ１が、少なくとも１０ｍｍ、好ましくは少なくとも１１ｍｍとなっている。
【０３１８】
コンタクト要素６１０のこの自由径により、撮像の焦点位置における差もあいまって、アンドッキング状態においてですら、集束レンズ３６２が第２のポジションにあるときの眼９００の上の直径ｄ２の鮮明な視野が、眼９００の基準マークを識別するためには十分な大きさであることを保障している。
【０３１９】
この構成または類似の構成を用いて行われる、減張切開またはアクセス切開のための次の照合方法が開示される。
（１）集束レンズの第１のポジションにおいて、カメラ３６１によりコンタクト要素６１０の第１の画像を、そのマーキング６４０も含めて記録し、時間をずらして、特に好ましくは第１の画像の記録後数秒以内に、集束レンズの第２のポジションにおいて、カメラ３６１により眼９００の第２の画像を、その基準マークも含めて記録する工程で、いずれの場合も、患者用インターフェース６００が含まれるコンタクト要素６１０が患者の眼９００にドッキングされていない状態において記録する工程。
【０３２０】
（２）構成により前もって与えられる、集束レンズ３６２の第１ポジションにおけるカメラ３６１の視野と集束レンズ３６２の第２ポジションにおけるカメラ３６１の視野との既知の対照関係を利用して、第２の画像内の眼９００の基準マークに対する第１の画像内のコンタクト要素６１０のマーキング６４０の相対的なポジションを記録する工程。
【０３２１】
（３）コンタクト要素がドッキングされた状態で、カメラにより、集束ポジション１の内部またはその近傍の眼の画像３を記録する工程。
（４）画像３内で識別することができるコンタクト要素のマーキング・ポジションと、工程（２）において獲得した記録とに基づいて、ｆｓレーザ切開のアライメントを行う工程。
【０３２２】
総じて、照合および記録のための上記の構成および方法はみな、技術装置に関して精巧である。
このため図２１ｃには、短パルス・レーザ・システム２００において、患者用インターフェース６００を用いて行われるレーザ切開の照合を、ドッキングされていない状態で行うための、第５の構成例が開示される。この構成には、アプリケータ・ヘッドを備えた顕微鏡ヘッド３２０／２２０またはアプリケータ・ヘッド２２０、カメラ３６１、集束レンズ３６２、および、少なくとも１つのマーキング６４０が施されたコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が含まれる。カメラ３６１の撮像ビーム・パスは、眼９００の基準構造がアンドッキング状態で鮮明に捕捉されるように設計され、またコンタクト要素６１０の確認することができる自由径ｄ１は、少なくとも１１ｍｍとなっている。
【０３２３】
コンタクト要素６１０のこの自由径により、撮像の焦点位置もあいまって、コンタクト要素６１０と眼９００との間に間隔ｈがあるアンドッキング状態においてですら、眼９００の上の直径ｄ２の鮮明な視野が、眼９００の基準マークを識別するためには十分な大きさであることを保障している。
【０３２４】
この構成または類似の構成を用いて行われる、減張切開またはアクセス切開のための次の照合方法が開示される。
（１）コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が患者の眼９００にドッキングされていない状態で、カメラ３６１により眼９００の第１の画像を基準マークも含めて記録する工程。
【０３２５】
（２）コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００を、数秒以内に眼９００にドッキングし固定する工程。
（３）第１の画像内で識別することができる基準構造に基づいて、短パルス・レーザ切開のアライメントを行う工程。
【０３２６】
上記の照合および記録のための構成により、眼内レンズ（ＩＯＬ）を水晶体嚢９１０−２の内部に挿入した後には、術前に決定される基準マークに基づいて、その配向を行うことも可能になる。配向状態のこの照合は、典型的には、術前に獲得した眼９００の画像内で識別される基準マークにおいて、またはこれらの術前画像自体で行われるようになっている。眼９００のこれらの術前画像、またはその基準マークが、術中に獲得した画像または基準マークと一緒に記録される場合は、それらに含まれる各構造が互いに関連付けられて、偏差が決定されて、それぞれの術前画像および基準マークにおける配向の照合を、術中に獲得される画像またはその基準マークの記録を利用することにより変換することができる。
【０３２７】
しかしながら、コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００をドッキングする際には、多くの場合、眼９００のそれぞれの術前基準マークの姿容または眼９００の姿容自体も変化することになる。それにより、例えば変形や出血を生じてしまう。このため、眼９００の術前に獲得した画像の記録は、術中に眼内レンズ（ＩＯＬ）を配向する際に獲得される眼９００の画像に関して誤りを来しやすくなっている。
【０３２８】
この誤りやすさは、以下で説明する方法で回避することができる。
上述の照合および記録のための構成および方法を利用して、術前画像を眼９００の画像対して記録して、これを、コンタクト要素６１０を含むドッキングされた患者用インターフェース６００を用いて短パルス・レーザ切開を設定するために使用する。その後で、コンタクト要素６１０を含むドッキングされた患者用インターフェース６００を用いて短パルス・レーザ切開を設定するために使用された、この眼９００の画像を、新たな基準画像として観察することができる。
【０３２９】
短パルス・レーザ手術の後、すなわちコンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００が眼９００の上にドッキングされた後、コンタクト要素６１０のアンドッキング状態において、再度眼９００の画像を記録する。この画像には、眼９００の内部の変化後の全ての構造が示される。それまでと同じ構成で、この画像を新しい基準画像において記録することができる。さらに続いて、手術のその後の進行過程が、具体的には、眼内レンズ（ＩＯＬ）の配向の間に記録した眼９００の画像を用いて眼内レンズ（ＩＯＬ）を挿入し水晶体嚢９１０−２の内部でその配向を行う際に、記録される。それにより、眼内レンズ（ＩＯＬ）を挿入する術中に獲得した眼９００の画像に対する眼内レンズ（ＩＯＬ）の所望の配向状態の照合の際に、様々な画像の一連の記録を介して、眼内レンズ（ＩＯＬ）の所望の配向状態の照合結果を、眼９００の術前画像に変換することができる。
【０３３０】
水晶体の短パルス・レーザ白内障手術、特にフェムトセカンド・レーザ白内障手術が先行して行われる場合の、眼内レンズ（ＩＯＬ）の配向状態の照合を行うために、次の方法が開示される、図２２を参照。
【０３３１】
（０）斜めおよび／または水平な乱視軸を識別するための（通例は外部の）診断システムを用いて、乱視の眼９００の第１の画像を生成して、第１の画像と乱視軸９００を記憶する工程。
【０３３２】
（１）コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００を眼９００にドッキングして、例えば上記で説明した様々な方法に従って、任意の治療の配向を行うために、第２の画像を−眼９００の基準画像として、または基準マークが含まれる眼９００の画像として−生成する工程。
【０３３３】
（２）コンタクト要素６１０を備えた患者用インターフェース６００を眼９００からアンドッキングした後、コンタクト要素６１０が眼９００にドッキングされていない状態で、眼９００の第３の画像を記録する工程。
【０３３４】
（３）この第３の画像を、第２の画像に対置して記録する工程、
（４）眼９００の内部に挿入された眼内レンズ（ＩＯＬ）のアライメントの間に、眼９００の第４の画像を記録する工程。
【０３３５】
（５）この第４の画像を、第３の画像に対置して記録する工程。
（６）工程（３）および（５）の記録を用いて眼内レンズ（ＩＯＬ）を配向するために、手術用顕微鏡３００の内部で医師のために配向支援策を遂行する工程。
【０３３６】
以上では本発明の特徴を挙げて、様々な実施形態を例にとって解説したが、これらの特徴は、例示的に提示される組合せにおいてだけではなく、それ以外の組合せにおいても、あるいは単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく導入することができるものである。
【０３３７】
装置の特徴に関する説明が、それに対応している方法に対して、これらの特徴に関して類推適用される一方で、方法の特徴は、説明される装置の機能上の特徴を相応に具現するものとなっている。
【図１】
2017534355.tif 000003
【図２】
2017534355.tif 000004
【図３】
2017534355.tif 000005
【図４】
2017534355.tif 000006
【図５】
2017534355.tif 000007
【図６】
2017534355.tif 000008
【図７】
2017534355.tif 000009
【図８】
2017534355.tif 000010
【図９ａ−９ｂ】
2017534355.tif 000011
【図１０】
2017534355.tif 000012
【図１１ａ−１１ｂ】
2017534355.tif 000013
【図１２ａ−１２ｂ】
2017534355.tif 000014
【図１３ａ】
2017534355.tif 000015
【図１３ｂ】
2017534355.tif 000016
【図１４ａ−１４ｂ】
2017534355.tif 000017
【図１５】
2017534355.tif 000018
【図１６】
2017534355.tif 000019
【図１７ａ】
2017534355.tif 000020
【図１７ｂ】
2017534355.tif 000021
【図１７ｃ】
2017534355.tif 000022
【図１８】
2017534355.tif 000023
【図１９ａ】
2017534355.tif 000024
【図１９ｂ】
2017534355.tif 000025
【図２０】
2017534355.tif 000026
【図２１ａ】
2017534355.tif 000027
【図２１ｂ】
2017534355.tif 000028
【図２１ｃ】
2017534355.tif 000029
【図２２】
2017534355.tif 000030
【国際調査報告】
2017534355.tif 000031
2017534355.tif 000032
2017534355.tif 000033
2017534355.tif 000034
2017534355.tif 000035
2017534355.tif 000036
2017534355.tif 000037
2017534355.tif 000038
2017534355.tif 000039
2017534355.tif 000040