JP2012148071A - 眼科用レーザ治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 横臥位の患者眼にレーザスポットを走査した治療を行う。
【解決手段】 治療レーザ光を患者眼に照射して患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置において、術者が把持可能なハンドヘルド筐体と、検眼レンズを含み筐体に設けられた観察光学系と、レーザ光を患者眼に導光する導光光学系であって、レーザ光源からレーザ光を走査する走査部と、走査されたレーザ光が入射されるファイバが所定のパターンで多数束ねられ、出射端側が筐体に接続されているバンドルファイバと、バンドルファイバから出射されたレーザ光を検眼レンズを通して患者眼に照射するために筐体に設けられた照射光学系と、を有する導光光学系と、治療レーザ光のスポットの照射パターンを設定する照射パターン設定手段と、入力された信号に基づいて走査部の駆動を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、患者眼にレーザ光を照射し、治療を行う眼科用レーザ治療装置に関する。

光凝固等を行う眼科用レーザ治療装置は、レーザ光源から出射された治療用のレーザ光を患者眼に照射する照射光学系（レーザデリバリ）を備える。照射光学系は、一般的には、双眼の観察光学系を持つ顕微鏡ユニットに取り付けられて使用される。顕微鏡ユニットは、患者の顔（頭部）を固定保持する顔保持ユニットが設けられた架台に置かれる。患者は、座位において顔保持ユニットに顔を固定し、手術を受ける。一方、座位で手術を受けることができない横臥位の患者の場合には、術者は、バイザー状の観察ユニットである双眼倒像鏡に照射光学系が取り付けられたタイプの装置を使用することが多い。術者は、照射光学系が取り付けられた双眼倒像鏡を頭部に装着して治療を行う（例えば、特許文献１参照）。

また、光凝固等の眼科用レーザ治療装置では、従来、レーザ光を１スポットずつ照射する照射光学系を備えるものであったが、近年、ガルバノミラー等からなる走査部を照射光学系に組み込み、レーザ光のスポットを眼底組織上で２次元的に走査するレーザ治療装置（走査型光凝固装置）が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。このような装置は、短時間に複数のスポットを照射するため、手術時間を短くでき、患者と医師の双方に負担が少ない。

特開２００５−１１８１６６号公報 特表２００６−５２４５１５号公報 特表２００９−５１５６５４号公報

特許文献３のように、照射光学系が取り付けられた双眼倒像鏡を持つレーザ治療装置では、術者は患者眼観察用の検眼レンズを手に持ち、頭部を移動することによって患者眼に対してレーザ照射位置を位置合わせする必要がある。しかし、検眼レンズを介して患者眼を観察しながら、頭部を移動して適切にレーザ光の照射位置を目的の患部に適切に位置合わせすることは容易で無く、熟練が必要である。さらに、走査部が組み込まれた照射光学系を持つ双眼倒像鏡は、頭部に装着された際のバランスが悪くなり、レーザ光が走査されている間にレーザ光のスポットがずれ易い。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、横臥位の患者に対しても、レーザ光の照射位置の位置合わせを容易にし、レーザ光のスポットを走査した治療が適切に行える眼科用レーザ治療装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 治療レーザ光源を持つ装置本体からのレーザ光を患者眼に導光照射して患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置において、前記装置本体とは分離して設けられ、術者が手で把持可能なハンドヘルド筐体と、患者眼に対向する検眼レンズを含み、前記ハンドヘルド筐体に設けられた観察光学系と、前記レーザ光源からのレーザ光を患者眼に導光する導光光学系であって、（ａ）前記レーザ光源からレーザ光を走査する走査部と、該走査部で走査されたレーザ光が入射されるファイバが所定のパターンで多数束ねられ、出射端側が前記ハンドヘルド筐体に接続されているバンドルファイバと、該バンドルファイバから出射されたレーザ光を前記検眼レンズを通して患者眼に照射するために前記ハンドヘルド筐体に設けられた照射光学系と、を有するか、又は（ｂ）前記レーザ光源からレーザ光を導光し、出射端側が前記ハンドヘルド筐体に接続されているファイバと、該ファイバから出射されたレーザ光を走査する走査部を含み、走査されたレーザ光を、前記検眼レンズを通して患者眼に照射するために前記ハンドヘルド筐体に設けられた照射光学系と、を有する導光光学系と、治療レーザ光のスポットの照射パターンを設定する照射パターン設定手段と、前記照射パターン設定手段により入力された設定信号に基づいて前記走査部の駆動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼科用レーザ治療装置は、、設定された照射パターンのレーザ光の照射位置を移動するための移動信号を入力する移動信号入力手段を備え、前記制御手段は、前記照射パターン設定手段の設定信号と前記移動信号入力手段により入力された移動信号とに基づいて前記走査部の駆動を制御する、ことを特徴とする。
（３） （２）の眼科用レーザ治療装置は、前記走査部よりレーザ光源側に配置されたエイミング光を発するエイミング光源を備え、前記制御手段は、エイミング光の照射時にも前記照射パターンと前記移動信号入力手段により入力された移動信号とに基づいて前記走査部の駆動を制御することを特徴とする。
（４） （３）の眼科用レーザ治療装置において、
前記導光光学系は前記バンドルファイバを含む光学系であり、前記照射パターン設定手段により設定可能な照射パターンは、前記バンドルファイバの束ねられている各ファイバのパターンに従って定められ、前記制御手段は、前記バンドルファイバの入射端側で束ねられている各ファイバの位置に基づいて前記走査部の駆動を制御することを特徴とする。
（５） （４）の眼科用レーザ治療装置において、前記装置本体に設けられた照明光源を持ち、前記バンドルファイバを共用して前記照明光源からの照明光を患者眼に導光して照射する照明光学系であって、前記照明光源から照明光を前記バンドルファイバの略全体に照明光を入射するレンズを持つ照明光学系を備えることを特徴とする。
（６） （１）の眼科用レーザ治療装置において、前記観察光学系は、前記検眼レンズを通して患者眼を撮像する撮像素子であって、前記ハンドヘルド筐体に設けられた撮像素子を含み、眼科用レーザ治療装置は、前記撮像素子により撮像された患者眼像を表示するディスプレイを備えることを特徴とする。
（７） 患者眼に導光照射して患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置は、
装置本体と、装置本体に収められ，治療用のレーザ光を出射するレーザ光源と、装置本体とは分離して設けられ、術者が手で把持可能なハンドヘルド筐体と、レーザ光を，患者眼の組織上で所定の照射パターンとして照射するレーザデリバリ光学系であって，レーザ光源から出射されたレーザ光を患者眼に導光するために，ハンドヘルド筐体と装置本体を接続するファイバユニットと、レーザ光の光軸を偏向するためのスキャナと、レーザ光を患者眼の組織上にスポットとして結像させるための結像光学系と、を含むレーザデリバリ光学系と、治療レーザ光のスポットの照射パターンを設定する照射パターン設定ユニットと、照射パターン設定ユニットにより入力された設定信号に基づいてスキャナの駆動を制御する制御ユニットと、ハンドヘルド筐体に設けられた，観察光路とレーザデリバリ光学系の光路を合致させるためのビームコンバイナと、を備える、ことを特徴とする。
（８） （７）の眼科用レーザ治療装置において、ファイバユニットは、ファイバが所定のパターンで多数束ねられ、入射端側が装置本体側に接続され、出射端側がハンドヘルド筐体に接続されているバンドルファイバであり、スキャナは、レーザ光源とバンドルファイバの入射端との間に配置され、制御ユニットは、照射パターン設定ユニットにより入力された設定信号に基づいてスキャナの駆動を制御し、バンドルファイバの複数のファイバ入射端に選択的にレーザ光を入射させる、ことを特徴とする。
（９） （７）又は（８）の眼科用レーザ治療装置は、設定された照射パターンのレーザ光の照射位置を移動するための移動信号を入力するスイッチを含む移動信号入力ユニットを備え、制御ユニットは、照射パターン設定ユニットの設定信号と，移動信号入力ユニットにより入力された移動信号と，に基づいてスキャナの駆動を制御する、ことを特徴とする。
（１０） （７）〜（９）の何れかの眼科用レーザ治療装置は、スキャナよりレーザ光源側に配置された，術者がレーザ光の照射位置を確認するためのエイミング光を発するエイミング光源を備え、
制御ユニットは、エイミング光の照射時にも照射パターンと，移動信号入力ユニットにより入力された移動信号と，に基づいてスキャナの駆動を制御する、ことを特徴とする。
（１１） （８）〜（１０）の何れかの眼科用レーザ治療装置において、照射パターン設定ユニットにより設定可能な照射パターンは、バンドルファイバの束ねられている各ファイバのパターンに従って定められる、ことを特徴とする。
（１２） （８）〜（１１）の何れかの眼科用レーザ治療装置は、装置本体に設けられた照明光源と、照明光源からの照明光を、バンドルファイバを共用して患者眼に導光するために、照明光をバンドルファイバの入射端の略全体に入射させるレンズを持つ照明光学系を備える、ことを特徴とする。
（１３） （７）〜（１２）の何れかの眼科用レーザ治療装置において、ハンドヘルド筐体には、患者眼を撮影するための撮像素子を含む観察光学系が備えられ、眼科用レーザ治療装置は、撮像素子により撮像された患者眼像を表示するディスプレイを備える、ことを特徴とする。
（１４） （１３）の眼科用レーザ治療装置において、観察光学系は、結像光学系を共用する、ことを特徴とする。
（１５） （７）の眼科用レーザ治療装置において、スキャナは、ハンドヘルド筐体に設けられ、ファイバユニットを出射したレーザ光の光軸を偏向する、ことを特徴とする。
（１６） (１５)の眼科用レーザ治療装置において、ファイバユニットは、実質的に単一のファイバである、ことを特徴とする。

本発明によれば、横臥位の患者に対しても、レーザ光の照射位置の位置合わせを容易にし、レーザ光のスポットを走査した治療が適切に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は眼底の治療レーザ光を照射し、光凝固治療等を行う眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系を示す概略構成図である。図２は、治療レーザ光を導光する導光光学系が含むバンドルファイバの構成を説明する図である。図３は、照射パターンの一例を説明する図である。図４は、ディスプレイに表示される患者眼眼底の観察像ディスプレイと治療レーザ光の照射位置の指定について説明する図である。

眼科用レーザ治療装置１００は、大別して、治療レーザ光源１１等が収められ，装置の設定等を行う本体部１００Ａと、術者が手で把持するに適したハンドヘルト筐体１００Ｂａを持ち、患者眼を観察する観察光学系６０及び患者眼にレーザ光を照射する照射光学系５０が収められたハンドピース１００Ｂと、を備える。治療レーザ光源１１からのレーザ光は、バンドルファイバ４０、ハンドピース１００Ｂに設けられた検眼レンズとしてのコンタクトレンズ５７を含む照射光学系５０、等の導光光学系４５により患者眼に照射される。本体部１００Ａは、照明光学系３０、制御部７０、操作ユニット８０、ディスプレイ９０、を備える。ハンドピース１００Ｂは、照射光学系５０、カメラユニット６５を含む観察光学系６０、を備える。照射光学系５０及び観察光学系６０はハンドピース１００Ｂの筐体（ハウジング）１００Ｂａ内に収納されている。バンドルファイバ４０の入射端側は、本体部１００Ａに接続され、バンドルファイバ４０の出射端側はハンドピース１００Ｂ側の照射光学系５０に接続されている。

レーザ光源ユニット１０には、治療レーザ光を出射する治療レーザ光源１１、集光レンズ１２、安全シャッタ１１ａ、術者がスポット位置を確認できるための照準レーザ光（エイミング光）を出射するエイミング光源１３、集光レンズ１４、治療レーザ光とエイミング光とを合波する（同軸とする）ビームスプリッタ（コンバイナ）１５、レーザ光を略平行光とする光学系としてのレンズ１６、入射したレーザ光（の光軸）を２次元に走査する（偏向する）ために軸が互いに直交した２つのガルバノミラーを備える走査部（スキャナ）２０、走査されたレーザ光をバンドルファイバ４０の入射端面４１に集光するレンズ１７、を備える。本体部１００Ａ側の導光光学系４５は、安全シャッタ１１ａ、集光レンズ１２、レンズ１６、走査部２０、レンズ１７を含む。また、レーザ光源ユニット１０は、さらに、照明光学系３０を備える。照明光学系３０は、赤外光を発光する照明光源３１、照明光をバンドルファイバ４０の入射端面４１に照明光を導光するための光学系としてのレンズ３２、照明光をレーザ光と合波させる（レーザ光と同軸とする）ダイクロイックミラー３３、を備える。

治療レーザ光源１１としては、眼底の治療（例えば、光凝固治療）に適した可視のレーザ光を出射する半導体レーザ、ファイバレーザ、固体レーザ等が用いられる。エイミング光源１３としては、術者が視認できるような可視レーザ光を出射する半導体レーザが用いられる。なお、エイミング光は、赤外光でもよい。例えば、赤外光を撮像・表示可能なシステムを利用する場合、エイミング光が赤外光であっても術者はエイミング光の位置等を認識できる。ビームスプリッタ１５は、治療レーザ光を透過し、エイミング光を反射するダイクロイックミラーとされている。安全シャッタ１１ａは、光軸に挿入されることで、治療レーザ光を遮断する役割を果たす。走査部２０に用いられるガルバノミラーは、反射面を持つスキャンミラーと、ミラーを支えるシャフト、シャフトを軸回転させるアクチュエータ（モータ）、を備える。ガルバノミラーは、後述する制御部７０の指令に基づいてスキャンミラーの角度を変える。走査部２０は、レーザ光の光軸を２次元的に走査（偏向）し、バンドルファイバ４０の中の１つのファイバにレーザ光を入射させる。走査部２０としては、特開２００１−１４９４０３号公報に記載の技術が利用できる。

照明光源３１としては、可視光をカットする赤外フィルタを備えたハロゲンランプ、赤外光を発する発光ダイオード等が用いられる。レンズ３２は、照明光源３１からの照明光をバンドルファイバ４０の入射端面４１の略全面に渡って導光するような光学特性を備える。ダイクロイックミラー３３は、レーザ光（治療レーザ光及びエイミング光）を透過し、赤外光を反射する特性を備える。従って、照明光源３１から可視光が発せされても、ダイクロイックミラー３３でカット（ここでは、透過）される。

図２では、バンドルファイバ（ファイバユニット）４０全体の断面と、中心部の拡大図（３×３本のファイバＦを示す）を模式的に示している。バンドルファイバ４０は、多数のファイバＦを所定のパターンとなるように規則的に束ねた導光部材である。各ファイバＦは、レーザ光が伝播するコアＣｏと、コアＣｏの周囲を覆うクラッドＣｌを備えている。各ファイバは、コア径Ｄｃが１０〜４００μｍ程度であり、クラッドの厚みＴｃが１０〜４００μｍ程度とされている。従って、ファイバ径Ｄは、２０〜８００μｍ程度とされている。各ファイバは、バンドルファイバ４０の入射端面４１（又は出射端面４２）において、コアが格子状パターンに配置されている。ファイバは、眼底に所定のパターンのレーザスポットを導光できるために充分な本数で、さらに、照明光を眼底へと導光できるために充分な本数が束ねられている。ファイバの本数としては、数十本〜数万本とする。バンドルファイバ４０の入射端面及び出射端面は平面とされている。

本実施形態では、各ファイバは、コア径Ｄｃが５０μｍ、クラッドの厚みＴｃが２５μｍ、ファイバ径Ｄが７５μｍのマルチモードファイバを、正方格子状に３０００本配列した構成とする。従って、コアＣｏは、５０μｍの間隔で配列されていることとなる。なお、各ファイバＦは、図示を略す固定部材（接着剤等）で固定され、束ねた状態（配列パターン）が維持されている。例えば、ファイバＦの配列パターンは、バンドルファイバ４０の中央部（光軸近傍）４０Ｃ，中央部４０Ｃより外側の中間部４０Ｍに亘って、正方格子状として維持されている。少なくとも、治療レーザ光を導光するための用いられるファイバＦの配列パターンが格子状に維持されていることが好ましい。また、ファイバＦに効率的にレーザ光が入射されるように、ファイバＦの入射端面には反射防止処理が施されている。バンドルファイバ４０の入射端は、レーザ光源ユニット１０（本体部１００Ａ）に接続され、出射端は、ハンドピース１００Ｂに接続されている。

ハンドピース１００Ｂにおいて、照射光学系５０は、バンドルファイバ４０の出射端面（各ファイバＦの出射端面）４２を患者眼の眼底に結像させる機能を備える。照射光学系４０は、バンドルファイバ４０から出射されたレーザ光を略平行光とするためのレンズ５１、光軸に沿ってスライドするレンズ（群）５２であって、患者眼の眼底に結像されるレーザスポットの結像倍率を変更する変倍光学系であるレンズ５２、レンズ５２を移動させるためのツマミ５３、リレーレンズ５４、バンドルファイバ４０の出射端面４２の結像位置を光軸に沿って前後させるフォーカシングレンズ５５、フォーカシングレンズ５５を移動させるツマミ５６、照射光学系５０の対物レンズであって、患者眼に対向し、前眼部に接触するコンタクトレンズ（検眼レンズ）５７、を備える。観察光学系６０は、レーザ光及び照明光と、観察光（眼底からの反射光）を分離するビームスプリッタ６１、観察光学系としてのレンズ６２を備え、レンズ６２の下流には、カメラ６５が配置されている。コンタクトレンズ５７は、照射光学系５０と観察光学系６０とで共用されている。コンタクトレンズ５７は、レーザ光をスポットとして患者眼の組織に結像させる結像レンズの役割を持っている。

レンズ５２、フォーカシングレンズ５５は、それぞれレンズカム（図示を略す）に保持されており、ツマミ５３、５６の操作により光軸に沿ってスライド移動される。ツマミ５３、５６は、術者が操作しやすいように、筐体１００Ｂａの表面に配置される。ここでは、筐体１００Ｂａから突出して設けられている。照射光学系５０は、レーザ光を患者眼の眼底に結像、言い換えると、バンドルファイバ４０の出射端面４２と眼底とを共役とする。レンズ５２の移動によってレーザスポットは、１〜１０倍（スポット径として、５０〜５００μｍ）の間で連続的に変更される。また、照射光学系５０は、照明光を眼底へと導光する。本実施形態では、照明光は、照射光学系５０の光学部材の収差等により結像することなく眼底へと導光される。従って、眼底は、拡散した赤外光により照明されることとなる。

カメラ６５は、２次元の撮像素子６６、結像レンズ６７を備える。撮像素子６６は、赤外光（照明光の反射光）を受光可能（赤外光に感度を持つ特性）であって，少なくともエイミング光を受光可能な特性（エイミング光に感度を持つ特性）を備えている。本実施形態の撮像素子６６は、赤外光から可視光の広い波長に亘って受光感度を持つ二次元ＣＣＤ（charge-coupled device）とする。撮像素子６６の受光面は、結像レンズ６７、レンズ６２、フォーカシングレンズ５５、コンタクトレンズ５７により、患者眼の眼底と共役とされている。ビームスプリッタ（ビームコンバイナ）６１は、観察光学系の光路と照射光学系の光路を合致させる役割を持つ。ビームスプリッタ６１は、レーザ光（特には、治療レーザ光）の減衰をできるだけ抑えるために、レーザ光を透過すると共に、赤外光を半透過／半反射する特性を有する。フォーカシングレンズ５５は、患者眼の視度を調整（微調整）するための機能を有し、ツマミ５６により軸方向に沿ってスライド移動する。フォーカシングレンズ５５により、患者眼の眼底と撮像素子６６の受光面とを共役とし、患者眼の眼底とバンドルファイバの出射端面４２とを共役とする。

導光光学系４５及び照明光学系５０によって、レーザ光を患者眼の組織上で所定の照射パターンとして照射するレーザデリバリが構成される。レーザデリバリ光学系は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光を患者眼に導光するためのファイバユニットとしてのバンドルファイバ４０と、レーザ光の光軸を偏向するためのスキャナである走査部２０と、レーザ光を患者眼の組織上に所定のスポットサイズのレーザスポットとして結像させるための結像光学系であるコンタクトレンズ５７と、を含む。ここでは、コンタクトレンズ５７は、照射光学系５０に含まれている。

装置全体を統括・制御する制御部７０には、メモリ７１、レーザ光源１１、エイミング光源１３、安全シャッタ１１ａ、走査部２０、撮像素子６６、レーザ光の照射条件等の設定を行うための操作ユニット８０、患者眼の眼底を観察するためのディスプレイ９０、レーザ光を照射するトリガ入力手段（ユニット）であるフットスイッチ８１、が接続されている。照明光源３１の点灯、光量調整は図示を略すスイッチにより行われる。

操作ユニット８０は、レーザ照射条件の設定、照射パターンの変更及び入力を兼ねるタッチパネル式のディスプレイ８２を備える。ディスプレイ８２には、各種のパネルスイッチが設けられており、レーザ光照射の照射条件（パラメータ）を設定できる。ディスプレイ８２は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース機能を有し、ユーザが視覚的に数値等の確認、設定を行うことができる構成とされる。照射条件の項目としては、治療レーザ光の出力設定部８３、照射時間（パルス幅）設定部８４、休止時間（治療レーザ光の照射時間間隔）設定部８５、治療レーザ光の照射（走査）パターン（眼底上に形成する治療レーザ光のスポット位置の配列パターン）の設定部８６、その他の設定部等を呼び出すためのメニュースイッチ８２ａ等が用意されている。

ディスプレイ８２上の各項目をタッチすることにより数値を設定できる。例えば、術者が、設定部８６のスイッチをタッチすることによりプルダウンメニューで設定可能な候補が表示され、術者が候補から数値を選択することにより項目における設定値が決定される。また、パターンが表示された設定部８６のスポット位置をタッチすることにより、照射パターンの選択や変更等ができる。照射パターンの変更としては、例えば、３×３のパターンを選択した状態で、中央のスポット位置をタッチすると、タッチされたスポットがパターンから消える。この動作により、新たなパターンが設定されたることとなる。

制御部７０は、設定された照射パターンに基づいて、レーザ光源１１及びエイミング光源を駆動してレーザ光の出射・停止を制御すると共に、走査部２０を駆動して、パターンに対応したファイバＦにレーザ光を入射させる（詳細は後述する）。

ディスプレイディスプレイ９０は、撮像素子６６で取得した眼底画像を表示する役割を持つ。また、ディスプレイ９０は、ディスプレイ８２と同様にタッチパネル機能を有している。ディスプレイ９０に表示された眼底像の位置を指定（触れる）ことにより、照射パターンの照射位置を移動することができる（詳細は後述する）。

次に、治療レーザ光の照射パターンについて説明する。図３は、３×３のファイバと、照射パターンを示す図である。ここでは、バンドルファイバ４０の中から、３×３本のファイバＦ（Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ３１，Ｆ３２、Ｆ３３）を例に挙げて説明する。

本実施形態では、バンドルファイバ４０に入射させるレーザ光を走査部２０により指定（選択）させることにより、ファイバＦの正方格子状のパターンを基として、照射パターンを形成する。バンドルファイバ４０の入射端面４１におけるレーザ光の入射パターンが、バンドルファイバ４０の出射端面４２での出射パターンとなり、照射光学系５０により眼底に導光（照射）され、眼底上に照射パターンが形成されることとなる。

ここで、入射端面４１側の９本のファイバＦにレーザ光を入射させる場合を想定する。図中矢印Ａに示すように、走査部２０によりレーザ光を偏向し、ファイバＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ２３、Ｆ２２、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、の順にレーザ光を入射させる。

ファイバＦ１１に入射されたレーザ光はコア内を伝播し、出射端面４２側のファイバＦ１１から出射される。このとき、ファイバＦ１１の出射端では、コア径に対応したポットが形成される。同様に、ファイバＦ１２、Ｆ１３、Ｆ２３、Ｆ２２、Ｆ２１、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、の順に、出射端面４２側にスポットが形成される。出射端面４２は、上記の照射光学系５０により患者眼の眼底へと導光（照射）される。

図３の右側に示すように、眼底上でのパターンＰは、ファイバＦ１１に対応するスポットＳ１１から，矢印Ｂに示す順（スポットＳ１２、Ｓ１３、Ｓ２３，Ｓ２２、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）に形成される。眼底上でのスポットサイズは、結像倍率が１倍の場合、ファイバＦのコア径である５０μｍであり、スポット間隔（隣り合うスポットの輪郭の間隔）は、クラッドの厚みの２倍である５０μｍとなっている。

なお、照射光学系５０により、結像倍率が変更されると、スポットサイズとスポット間隔は、上記の関係（５０μｍ：５０μｍ＝１：１）を維持したまま拡大されることとなる。また、設定部８６において、パターンＰの設定で、スポットＳ２２に対応するスポット位置を消す設定を行うと、制御部７０は、ファイバＦ２２にレーザ光を入射させないに走査部２０を制御する。また、スポット位置の追加では、設定部８６にてパターンのスポット位置を追加（空白部分のタッチ処理）すると、図示を略す別のファイバにレーザ光を入射させるように制御部７０が走査部２０を制御する。このようにして、所期するパターンを設定でき、レーザ光を照射できる。

照射パターンは、予め複数用意され、術者がディスプレイ８２上で選択可能に構成されている。照射パターンは、バンドルファイバ４０のどのファイバＦにレーザ光を入射させるかによって変更される。パターンは、ファイバＦの正方格子状のパターンを基にしており、例えば、スポット位置を２×２、３×３、４×４、等の正方行列状に並べるパターン（正方パターン）、スポット位置を円弧状に並べるパターン（円弧パターン）、円弧を外径方向や内径方向に並べ扇形を形成するパターン（扇形パターン）、スポット位置を円状に並べるパターン（円パターン）、この円パターンを分割するパターン（円分割パターン）、スポットを直線状に並べた直線パターン、等が用意され、メモリ７１に記憶されている。照射パターンは、設定部８６の操作によりメモリ７１に記憶されている複数の照射パターンの中から選択でき、設定部８６の画面に表示される。

フットスイッチ８１が術者により踏まれるまでは、制御部７０は、エイミング光源１３を制御して点灯させ、設定部８６で設定されたパターンに基づいて走査部２０を制御し、眼底上にエイミング光でのスポットのパターンを形成する。エイミング光の照射時には、照射パターンの各スポットの位置を術者が残像によって同時に観察可能な速さで走査されるか、又は照射パターンの各スポットの位置を術者が観察可能なように、各スポットの位置が間欠的に観察されるように走査される。

フットスイッチ８１が術者により踏まれると、制御部７０は各種パラメータに基づき、治療レーザ光のスポットのパターンを眼底に形成するようにレーザ光を照射する。制御部７０は、レーザ光源１１を制御すると共に、設定されたパターンに基づいて走査部２０を制御し、眼底に治療レーザ光のスポットのパターンを形成する。

次に、ディスプレイ９０を用いた照射パターンの位置の指定（移動）について説明する。図４に示すディスプレイ９０には、カメラ６５により撮像された患者眼の眼底Ｆａがリアルタイム表示されている。また、ディスプレイ９０には、眼底Ｆａ上に形成されたエイミング光のパターンＰａが表示されている（移り込んでいる）。ここでは、パターンＰａは、３×３の正方パターンとする。パターンＰａは、バンドルファイバ４０の中央部４０Ｃの９本のファイバにより構成されている。このため、観察領域の中央部（ディスプレイ９０の中央部）にパターンＰａが形成されることとなる。ここで、ディスプレイ９０の領域Ａ１をタッチすると、パターンＰａ１で示されるエイミング光のパターンがディスプレイ９０に表示される。ディスプレイ９０がパネルスイッチとなり、ディスプレイ９０上でのタッチ位置が制御部７０に入力される。領域Ａ１は、照射パターンの中央部が位置する領域に対応している。制御部７０は、ディスプレイ９０からの入力信号に基づいて、バンドルファイバ４０の中央部４０Ｃからの変位量を取得する。制御部７０は、変位量に基づいて走査部２０の走査量を変位させ、レーザ光（エイミング光）を入射させるファイバを変更する。例えば、走査部２０による３×３本のファイバＦの選択領域（中央部４０Ｃに対応）を、変位させた３×３本のファイバＦの領域（中間部４０Ｍに対応）に変更する。

このようにディスプレイ９０は、照射パターンのスポットを移動する移動信号入力ユニットとして機能する。タッチパネル式ディスプレイのタッチ入力により、照射パターンのスポットを移動させる移動位置情報の信号が入力されることとなる。移動信号入力ユニットとしては、レバー等の入力部材を用いて移動信号を入力することでも良い。

以上のような構成を備える装置の動作を説明する。ここでは、患者が寝ている場合の治療（ベッドサイドでの治療）を例に挙げる。手術に先立ち、患者眼を観察する。術者は、照明光源３１を点灯させる。ハンドピース１００Ｂを手で持ち、コンタクトレンズ５７を患者眼の前眼部に当接させる。そして、ディスプレイ９０に眼底像が適正に表示されるように、ツマミ５６を操作してピント調整を行う。術者は、ディスプレイ９０に表示された眼底を観察する。そして、術者は、ディスプレイ８２で、照射パターン、治治療レーザ光の出力、１スポットでのレーザ光の照射時間、等の手術条件を設定する。また、ツマミ５３を操作し、治療レーザ光のスポットサイズを設定する。

術者が、エイミング光を点灯し、治療レーザ光の照射可能な状態にすると、制御部７０は、走査部２０等を制御し、眼底上にエイミング光のスポットでパターンを形成する。このとき、術者は、ディスプレイ９０に表示されたパターンを確認し、照射位置を変更する場合には、ディスプレイ９０（の眼底像）をタッチして、照射パターンの位置（領域）を変更する。制御部７０は、ディスプレイ９０で指定された位置に対応して走査部２０を制御し、照射パターンの照射位置を変更する。照射パターンの位置は、患者眼に対するハンドピース１００Ｂを移動することなく、走査部２０の走査による変更される。このため、術者はハンドピース１００Ｂを手で保持しやすい状態で保持しながら、安定して容易に照射パターンの位置を所望の位置へ変更できる。

照準合わせの完了後、術者がフットスイッチ８１を踏むと、治療レーザ光の照射が開始される。制御部７０は、フットスイッチ８１からのトリガ信号に基づき、光源１２からのエイミング光の出射を停止し、治療レーザ光源１１から治療レーザ光を出射すると共に、走査部２０を制御し、各スポット位置に治療レーザ光を順次照射する。すべてのスポット位置に治療レーザ光が照射されると、制御部７０は、再び照射パターンに基づくエイミング光照射が開始する。このように、横臥位の患者に対しても、レーザ光の照射位置の位置合わせを容易に行え、レーザ光のスポットを走査した治療を適切に行える。

また、図１の光学系では、装置の大型化を抑制しつつ、所定のパターンに基づいて複数のスポットを照射できる。具体的には、走査部２０を本体１００Ａ側に設けることで、眼底観察とレーザ治療を可能とするユニットを手持ち保持可能なハンドピース１００Ｂとすることができる。これにより、ベッドサイドでの観察・治療が簡単にできる。また、ハンドピース１００Ｂとコンタクトレンズ５７が一体となっているため、装置１００の扱いが簡単にできる。さらに、コンタクトレンズ５７の押し当てがし易くなる。

なお、以上の説明では、ベッドサイトでの利用を例に挙げたが、これに限るものではなない。患者が座位の状態で、ハンドピース１００Ｂを用いた観察・治療を行ってもよい。また、ハンドピース１００Ｂは、一体的なユニットであればよく、顔保持ユニットを備える架台に搭載して使用してもよい。

また、以上の説明では、走査部に回転軸が直交する２つのガルバノミラーを用いる構成としたが、これに限るものではない。２次元的にレーザ光を偏向（走査）できる構成であればよく、レンズの傾斜を利用した偏向ユニット、デフォーマブルミラーによる偏向ユニット、を用いる構成としてもよい。

また、以上の説明では、照明光として赤外光を利用する構成としたが、これに限るものではない。可視光を発する発光素子を照明光源としてもよい。このような場合、レーザ光と照明光とを同軸とするミラー３３として、エイミング光と治療レーザ光の波長を透過し、照明光を反射するダイクロイックミラーを用いる。このミラーには、照明光の色味が略白色となるような光学特性を必要とする。

また、以上の説明では、レンズ５２のスライド移動により、ズーム機能を有する構成としたが、これに限るものではない。変倍が可能であれば、照射光学系の光路に光学素子素子を挿脱することでスポットの結像倍率を変更する構成としてもよい。

また、以上の説明では、コア径５０μｍ、クラッドの厚み２５μｍのファイバＦを用いたが、これに限るものではない。また、配列パターンは、正方格子状に限るものではなく、六方格子状であってもよい。なお、レーザ治療に適したスポットサイズ、スポット間隔が得られるようなファイバＦのサイズが設定されていれば、変倍光学系は必ずしも必要ない。例えば、コア径２００μｍ、クラッドの厚み１００μｍのファイバを正方格子状に配列することにより、一般的に光凝固治療で使用されている設定とできる。

また、以上の説明では、眼底の観察をハンドピース１００Ｂに配置したカメラ６５により行う構成としたが、これに限るものではない。観察光学系６０を介して眼底を目視する構成としてもよい。この場合、照明光源は可視光源となる。また、バンドルファイバ４０を介して眼底を観察する構成としてもよい。眼底を観察するための撮像素子の受光面と、入射端面４２を共役とすればよい。

また、以上の説明では、ハンドピース１００Ｂの検眼レンズとしての対物レンズ（結像光学系であるレンズ）を、患者眼に接触させるコンタクトレンズ５７としたが、これに限られない。コンタクトレンズ５７の代わりに、患者眼に対向し、患者眼から離された位置に配置された検眼レンズを用いても良い。この場合、ハンドピース１００Ｂを光軸方向に移動させることによってフォーカス調整ができるため、上記フォーカスレンズ５５は必ずしも必要ない。

また、以上の説明では、ディスプレイ９０上で、照射パターンの位置を指定（変更）する構成としたが、これに限るものではない。照射パターンの位置を移動させる信号を入力するレバー等の入力手段（ユニット）を用いる構成としてもよい。入力手段の入力により、制御部７０の制御によって走査部２０のレーザ光の偏向（走査）が変わる構成であればよい。なお、このような場合、ディスプレイ９０は、撮像素子６６からの画像信号を直接表示する構成としてもよい。レーザ光の照射パターンの位置変更は、患者眼に対してハンドピース１００Ｂを傾けたり、移動させたりしても行える。しかし、コンタクトレンズ５７が使用されるときには、ハンドピース１００Ｂの移動が行い難いので、走査部２０の制御によって照射パターンの位置を変更することが好ましい。また、照射パターンは、予め特定のパターンとして固定されている構成としてもよい。例えば、装置として、２×２の正方パターンとして設定されていてもよい。

なお、以上の説明した構成に対して、マニュピュレータ機能を追加してもよい。具体的には、バンドルファイバ４０の出射端４２から患者眼までの光路上に、治療レーザ光の照射位置（レーザ光軸）を微調整するための構成を設ける。例えば、レンズ５４が、光軸に対して横方向（ＸＹ方向）に移動可能とする移動機構を設け、この移動機構を術者が操作するレバー等の操作部材をハンドピース１００Ｂ上に設ける。術者のレバー操作により、レンズ５４が移動してレーザ光軸が傾斜される。これにより、眼底上での照射パターンの位置が全体的に移動されることとなる。なお、レンズ５４は、移動機構により傾斜される構成であってもよい。

また、照射光学系５０と観察光学系６０の配置を入替え、ビームスプリッタ６１が、治療レーザ光等を反射し赤外光を透過する構成とする。ビームスプリッタ６１をレーザ光軸に対して横方向（ＸＹ方向）に傾斜可能とする傾斜機構を設け、この傾斜機構を術者が操作するレバーをハンドピース１００Ｂ上に設ける。術者のレバー操作により、ビームスプリッタ６１が傾斜され、レーザ光軸が傾斜される。これにより、眼底上での照射パターンの位置が全体的に移動されることとなる。

なお、上記の移動機構、傾斜機構は、レバー等の操作による機械的な操作であってもよいし、アクチュエータ等の駆動ユニットを介した電動操作であってもよい。また、操作は、ハンドピース１００Ｂ以外に設けられた操作部、例えば、モニタへの信号入力、等により達成されてもよい。

なお、上記の移動機構、傾斜機構は、制御部７０により制御される構成としてもよい。例えば、制御部７０が、眼底に照射された照射パターン全体の位置をある距離（例えば、一つのスポット分の距離）だけ何れかの方向にずらすように移動機構（又は傾斜機構）を制御する。これにより、バンドルファイバ４０の設計上制約されるスポット間の間隔（隣合うコア間の間隔）よりも狭い間隔で治療レーザ光を照射できる。また、移動機構等を制御し、治療レーザ光のスポットを移動させていくことにより、円形状などの曲線を持つ様々な照射パターンが形成しやすくなる。

また、制御部７０が、カメラユニット６５で取得した画像に基づいて移動機構等の制御し、治療レーザ光の照射位置をトラッキングする構成としてもよい。例えば、制御部７０が、眼底像の特徴点を抽出し、特徴点の移動量をモニタする。制御部７０が、特徴点の移動量に基づいて移動機構等を制御し、眼底の移動をキャンセルさせるように治療レーザ光のスポットの位置をずらす構成とする。

図５は、図１の導光光学系の変容例であり、走査部（スキャナ）をハンドピース１００Ｂ側の照射光学系５０に設けた場合の構成図である。ハンドヘルド筐体１００Ｂａ内に配置された走査部は、ファイバから出射されたレーザ光を走査する（レーザ光の光軸を偏向する）。図５において、走査部１２０は、図１と同じくガルバノミラー等の走査光学系により構成される。走査部１２０は、レンズ（群）５２とリレーレンズ５４との間に配置されている。また、バンドルファイバ４０に代えて、単一のファイバ（ファイバユニット）１４０が本体１０とハンドピース１００Ｂとに接続されている。また、照明光学系１３０がハンドピース１００Ｂ側に設けられている。照明光学系１３０は、照明光源１３１と、カメラ６５とレンズ６２との間に配置されたビームスプリッタ１３２と、備え、観察光学系６０のレンズ６２、ビームスプリッタ６１、フォーカシングレンズ５５、コンタクトレンズ５７を共用する。本体１００Ａ側の導光光学系は、図１の走査部２０、ダイクロイックミラー３３が省略されている。その他の構成は、図１と同じであり、同一要素には同一符号を使用して、それらの説明は省略する。

なお、ファイバ１４０は、単一のファイバに限るものではない。ファイバユニットとして複数のファイバを備える構成であってもよい。例えば、コア径が異なるファイバを束ねてファイバユニットとしてもよい。ファイバユニットのいずれかの一つのファイバに、レーザ光を入射させることによって、レーザ光のスポットサイズを変更できる。この場合、ファイバユニットの入射端側に、レーザ光を入射させるファイバを選択する走査部等の偏向ユニットが必要となる。

この図５の導光光学系では、治療用レーザ光及びエイミング光がファイバ１４０によって照射光学系５０に導光され、走査部１２０によって患者眼に向けて走査される。図５の導光光学系の場合、ハンドピース１００Ｂ側に走査部１２０が設けられているため、図１よりもハンドピース１００Ｂのサイズが多少大きくなる。しかし、図５の導光光学系では、図1のようにバンドルファイバ４０の各ファイバの配置パターンに影響されず、レーザ光のスポットの位置を自由に走査できる利点がある。このため、設定部８６ではスポットの配置の位置及びスポット間隔等の照射パターンを自由に設定可能にされている。レーザ照射に際して、エイミング光を移動するための移動信号の入力と、走査部１２０の駆動の制御は図１の場合と基本的に同様であるので、その説明は省略する。

なお、以上の説明では、ハンドピース１００Ｂ（ハンドヘルド筐体１００Ｂａ）に観察光学系６０を組み込む構成としたが、これに限らない。ハンドヘルド筐体１００Ｂａには、患者眼に対向する位置に、観察光学系の観察光路とレーザデリバリ光学系（照射光学系）の光路とを合致させるためのビームコンバイナが配置される構成であればよい。例えば、観察光学系には、眼科用レーザ治療装置とは別の装置、例えば、手術顕微鏡、等を利用できる。

眼科用レーザ治療装置の光学系及び制御系の概略構成図である。 バンドルファイバの構成を説明する図である。 照射パターンを説明する図である。 ディスプレイの構成を説明する図である。 第２実施形態の装置の概略構成図である。

１１ 治療レーザ光源
１３ エイミング光源
２０，１２０ 走査部
３０，１３０ 照明光学系
４０ バンドルファイバ
４５ 導光光学系
５０ 照射光学系
６０ 観察光学系
７０ 制御部
８０ 操作ユニット
９０ ディスプレイ
１００ 眼科用レーザ治療装置
１００Ａ 本体部
１００Ｂ ハンドピース
１００Ｂａ ハンドヘルド筐体
１４０ ファイバ

Claims (16)

1. 治療レーザ光源を持つ装置本体からのレーザ光を患者眼に導光照射して患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置において、
   前記装置本体とは分離して設けられ、術者が手で把持可能なハンドヘルド筐体と、
   患者眼に対向する検眼レンズを含み、前記ハンドヘルド筐体に設けられた観察光学系と、
   前記レーザ光源からのレーザ光を患者眼に導光する導光光学系であって、（ａ）前記レーザ光源からレーザ光を走査する走査部と、該走査部で走査されたレーザ光が入射されるファイバが所定のパターンで多数束ねられ、出射端側が前記ハンドヘルド筐体に接続されているバンドルファイバと、該バンドルファイバから出射されたレーザ光を前記検眼レンズを通して患者眼に照射するために前記ハンドヘルド筐体に設けられた照射光学系と、を有するか、又は（ｂ）前記レーザ光源からレーザ光を導光し、出射端側が前記ハンドヘルド筐体に接続されているファイバと、該ファイバから出射されたレーザ光を走査する走査部を含み、走査されたレーザ光を、前記検眼レンズを通して患者眼に照射するために前記ハンドヘルド筐体に設けられた照射光学系と、を有する導光光学系と、
   治療レーザ光のスポットの照射パターンを設定する照射パターン設定手段と、
   前記照射パターン設定手段により入力された設定信号に基づいて前記走査部の駆動を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
2. 請求項１の眼科用レーザ治療装置は、、
   設定された照射パターンのレーザ光の照射位置を移動するための移動信号を入力する移動信号入力手段を備え、
   前記制御手段は、前記照射パターン設定手段の設定信号と前記移動信号入力手段により入力された移動信号とに基づいて前記走査部の駆動を制御する、
   ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
3. 請求項２の眼科用レーザ治療装置は、
   前記走査部よりレーザ光源側に配置されたエイミング光を発するエイミング光源を備え、
   前記制御手段は、エイミング光の照射時にも前記照射パターンと前記移動信号入力手段により入力された移動信号とに基づいて前記走査部の駆動を制御することを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
4. 請求項３の眼科用レーザ治療装置において、
   前記導光光学系は前記バンドルファイバを含む光学系であり、
   前記照射パターン設定手段により設定可能な照射パターンは、前記バンドルファイバの束ねられている各ファイバのパターンに従って定められ、
   前記制御手段は、前記バンドルファイバの入射端側で束ねられている各ファイバの位置に基づいて前記走査部の駆動を制御することを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
5. 請求項４の眼科用レーザ治療装置において、
   前記装置本体に設けられた照明光源を持ち、前記バンドルファイバを共用して前記照明光源からの照明光を患者眼に導光して照射する照明光学系であって、前記照明光源から照明光を前記バンドルファイバの略全体に照明光を入射するレンズを持つ照明光学系を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
6. 請求項１の眼科用レーザ治療装置において、
   前記観察光学系は、前記検眼レンズを通して患者眼を撮像する撮像素子であって、前記ハンドヘルド筐体に設けられた撮像素子を含み、
   眼科用レーザ治療装置は、前記撮像素子により撮像された患者眼像を表示するディスプレイを備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
7. 患者眼に導光照射して患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置は、
   装置本体と、
   装置本体に収められ，治療用のレーザ光を出射するレーザ光源と、
   装置本体とは分離して設けられ、術者が手で把持可能なハンドヘルド筐体と、
   レーザ光を，患者眼の組織上で所定の照射パターンとして照射するレーザデリバリ光学系であって，
   レーザ光源から出射されたレーザ光を患者眼に導光するために，ハンドヘルド筐体と装置本体を接続するファイバユニットと、
   レーザ光の光軸を偏向するためのスキャナと、
   レーザ光を患者眼の組織上にスポットとして結像させるための結像光学系と、を含むレーザデリバリ光学系と、
   治療レーザ光のスポットの照射パターンを設定する照射パターン設定ユニットと、
   照射パターン設定ユニットにより入力された設定信号に基づいてスキャナの駆動を制御する制御ユニットと、
   ハンドヘルド筐体に設けられた，観察光路とレーザデリバリ光学系の光路を合致させるためのビームコンバイナと、
   を備える、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
8. 請求項７の眼科用レーザ治療装置において、
   ファイバユニットは、ファイバが所定のパターンで多数束ねられ、入射端側が装置本体側に接続され、出射端側がハンドヘルド筐体に接続されているバンドルファイバであり、
   スキャナは、レーザ光源とバンドルファイバの入射端との間に配置され、
   制御ユニットは、照射パターン設定ユニットにより入力された設定信号に基づいてスキャナの駆動を制御し、バンドルファイバの複数のファイバ入射端に選択的にレーザ光を入射させる、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
9. 請求項７又は８の眼科用レーザ治療装置は、
   設定された照射パターンのレーザ光の照射位置を移動するための移動信号を入力するスイッチを含む移動信号入力ユニットを備え、
   制御ユニットは、照射パターン設定ユニットの設定信号と，移動信号入力ユニットにより入力された移動信号と，に基づいてスキャナの駆動を制御する、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
10. 請求項７〜９の何れかの眼科用レーザ治療装置は、
    スキャナよりレーザ光源側に配置された，術者がレーザ光の照射位置を確認するためのエイミング光を発するエイミング光源を備え、
    制御ユニットは、エイミング光の照射時にも照射パターンと，移動信号入力ユニットにより入力された移動信号と，に基づいてスキャナの駆動を制御する、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
11. 請求項８〜１０の何れかの眼科用レーザ治療装置において、
    照射パターン設定ユニットにより設定可能な照射パターンは、バンドルファイバの束ねられている各ファイバのパターンに従って定められる、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
12. 請求項８〜１１の何れかの眼科用レーザ治療装置は、
    装置本体に設けられた照明光源と、
    照明光源からの照明光を、バンドルファイバを共用して患者眼に導光するために、照明光をバンドルファイバの入射端の略全体に入射させるレンズを持つ照明光学系を備える、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
13. 請求項７〜１２の何れかの眼科用レーザ治療装置において、
    ハンドヘルド筐体には、患者眼を撮影するための撮像素子を含む観察光学系が備えられ、
    眼科用レーザ治療装置は、撮像素子により撮像された患者眼像を表示するディスプレイを備える、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
14. 請求項１３の眼科用レーザ治療装置において、
    観察光学系は、結像光学系を共用する、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
15. 請求項７の眼科用レーザ治療装置において、
    スキャナは、ハンドヘルド筐体に設けられ、ファイバユニットを出射したレーザ光の光軸を偏向する、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
16. 請求項１５の眼科用レーザ治療装置において、
    ファイバユニットは、実質的に単一のファイバである、ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。

Images