JP2003534050A - 屈折レーザー手術中の切除レーザーの動的位置決め誤差の決定および減少のための方法および装置 - Google Patents
屈折レーザー手術中の切除レーザーの動的位置決め誤差の決定および減少のための方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
本装置および方法は、画像取得とレーザー切除の間の遅延による影響を削減し、さらには除去する可能性を提供する。従って、これにより、位置決め誤差が少なくなり、結果として、レーザー屈折手術における切除についてより良い結果を得ることになる。本発明の重要性は、切除ビームの直径を減少させることにより増加する。同期を使用することにより、遅延時間がより短くなる。従って、当然ながら、治療時間全体も同様に減少する。
Description
【0001】
(発明の背景)
本発明は、小または大スポット走査屈折レーザー角膜手術で視力を向上させる
ための応用事例に関し、その詳細は、Elander,R.,Rich,L.F
.,Robin,J.B.著:「屈折手術の原理と実践(Principles
and Practice of Refractive Surgery)
」;W.B.Sunders Company、Philadelphia、1
997年第1版、およびSeiler,T.著:「Refractare Ch
irurgie der Hornhaut」、Thieme、Stuttga
rt;200年第1版に記載されている。
ための応用事例に関し、その詳細は、Elander,R.,Rich,L.F
.,Robin,J.B.著:「屈折手術の原理と実践(Principles
and Practice of Refractive Surgery)
」;W.B.Sunders Company、Philadelphia、1
997年第1版、およびSeiler,T.著:「Refractare Ch
irurgie der Hornhaut」、Thieme、Stuttga
rt;200年第1版に記載されている。
【0002】
ここで、角膜の形状は、先行する診断行為において決定された角膜形状の目的
とする変化に応じて、数百から数千のレーザーショットの集合により、予め計算
された切除形状に調整される。これらのレーザーショットの時系列は通常、レー
ザー治療前に、いわゆるショット表(shot−table)において眼を基準
とした切除座標と共に定義される。手術中、レーザースポットは、位置決め装置
、例えば、x−yスキャナーを使用して位置決めされる。
とする変化に応じて、数百から数千のレーザーショットの集合により、予め計算
された切除形状に調整される。これらのレーザーショットの時系列は通常、レー
ザー治療前に、いわゆるショット表(shot−table)において眼を基準
とした切除座標と共に定義される。手術中、レーザースポットは、位置決め装置
、例えば、x−yスキャナーを使用して位置決めされる。
【0003】
いわゆる視標追跡装置(画像処理装置)は通常、レーザーシステムを基準とし
た眼の正確な位置を手術中に測定し、さらにこの眼の位置をレーザー位置決め装
置に対する補正情報として眼の位置を提供して、図1に示す様に、各連続レーザ
ーショットが照射される前に患者の眼の動きを補償するために使用される。
た眼の正確な位置を手術中に測定し、さらにこの眼の位置をレーザー位置決め装
置に対する補正情報として眼の位置を提供して、図1に示す様に、各連続レーザ
ーショットが照射される前に患者の眼の動きを補償するために使用される。
【0004】
眼の位置測定時(露光時間)から始まって、画像取得、データ転送、眼の位置
をもたらすための画像処理、および取得された眼の位置によって補正された次の
切除位置への位置決め装置の調整のためには、時間が必要である(処理遅延)。
この「処理遅延」は通常、数十ミリ秒程度である。より新しい高速システムによ
って、この「処理遅延」は数ミリ秒に短縮される。視標追跡のレーザーシステム
に対する同期の欠落または不正確性のために、位置決め装置の調整が完了した時
点からレーザーショットが適用されるまでの間に、更なる遅延が発生する場合が
ある(同期遅延)。この同期遅延は、視標追跡のためのサンプリング間隔に追加
時間、即ち、視標追跡の60Hzサンプリングに対して16.67ms、を計上
する(図7a参照)。
をもたらすための画像処理、および取得された眼の位置によって補正された次の
切除位置への位置決め装置の調整のためには、時間が必要である(処理遅延)。
この「処理遅延」は通常、数十ミリ秒程度である。より新しい高速システムによ
って、この「処理遅延」は数ミリ秒に短縮される。視標追跡のレーザーシステム
に対する同期の欠落または不正確性のために、位置決め装置の調整が完了した時
点からレーザーショットが適用されるまでの間に、更なる遅延が発生する場合が
ある(同期遅延)。この同期遅延は、視標追跡のためのサンプリング間隔に追加
時間、即ち、視標追跡の60Hzサンプリングに対して16.67ms、を計上
する(図7a参照)。
【0005】
さらに、この両方の遅延は、患者の眼の移動によって、眼の上へのレーザーシ
ョットの位置決めにかなりの誤差を生じる場合がある。手術中に眼が早く動く(
がたつき運動)ときに(屈折手術中、患者は一点を見つめるように仕向けられる
が)、通常の総遅延時間が50msのときに発生する角膜の位置決め誤差は2m
mに達することがある。
ョットの位置決めにかなりの誤差を生じる場合がある。手術中に眼が早く動く(
がたつき運動)ときに(屈折手術中、患者は一点を見つめるように仕向けられる
が)、通常の総遅延時間が50msのときに発生する角膜の位置決め誤差は2m
mに達することがある。
【0006】
全レーザーショットの数パーセントにおいてのみ、さらに大きな誤差が発生す
るが、これらは不正確な角膜形状をもたらし、その結果視力矯正が不完全となる
。
るが、これらは不正確な角膜形状をもたらし、その結果視力矯正が不完全となる
。
【0007】
本発明は、これら動的位置決め誤差の測定および減少のための方法および装置
を提供する。
を提供する。
【0008】
(発明の要約)
下記本発明は、第1に遅延およびその結果としての位置決め誤差を最小化する
ことにより、第2にレーザースポットの位置決め誤差を概算または測定して切除
処置を施すことにより結果としての誤差を補正し、かつそれらを組み合わせるこ
とにより、移動する眼の上への切除レーザーの位置決めにおける精度の向上を達
成する、種々の技術および方法を含む。
ことにより、第2にレーザースポットの位置決め誤差を概算または測定して切除
処置を施すことにより結果としての誤差を補正し、かつそれらを組み合わせるこ
とにより、移動する眼の上への切除レーザーの位置決めにおける精度の向上を達
成する、種々の技術および方法を含む。
【0009】
(好ましい実施例)
図2は、本発明の好ましい実施例の概要を示す。被治療眼は、同期信号発生器
によるオン/オフ信号を受信するパルス光源(好ましくは、コリメーターレンズ
およびディフュ−ザーのようなビーム成型光学系を有する赤外線LEDまたはレ
ーザーダイオード)によって照射される。眼によって反射された光は、ビームス
プリッターによって、光路から外れてカメラ方向へ向かう。このカメラは、独立
した画像取得および画像転送を可能とするインターラインセンサ、CCDまたは
CMOSチップによって画像を取得する。しかしながら、標準ビデオまたは高速
カメラのような他の型のカメラを同様に使用してもよい。画像取得(露光)の開
始は、同期信号発生器によって制御される。画像取得後、この画像は、眼の位置
および眼への前回のショットによる切除位置を決定する視標追跡装置に転送され
る。その後、スキャナー装置に測定された眼の座標(x/y)が供給され、この
座標は、切除ビームを眼の目標とする位置に向けるために、スキャナーミラーの
角度(α/β)に変換される。同期信号発生器から同期信号を受信した後、レー
ザーは切除ショットを眼の上に照射する。切除レーザービームに対して同軸の赤
外線追跡レーザービームは(ミラーおよび切除ビームに対して透過性のビームス
プリッターを使用して)、眼の上に実際の切除位置の証拠を残し、これは後のレ
ーザーショットにおいて補正される。
によるオン/オフ信号を受信するパルス光源(好ましくは、コリメーターレンズ
およびディフュ−ザーのようなビーム成型光学系を有する赤外線LEDまたはレ
ーザーダイオード)によって照射される。眼によって反射された光は、ビームス
プリッターによって、光路から外れてカメラ方向へ向かう。このカメラは、独立
した画像取得および画像転送を可能とするインターラインセンサ、CCDまたは
CMOSチップによって画像を取得する。しかしながら、標準ビデオまたは高速
カメラのような他の型のカメラを同様に使用してもよい。画像取得(露光)の開
始は、同期信号発生器によって制御される。画像取得後、この画像は、眼の位置
および眼への前回のショットによる切除位置を決定する視標追跡装置に転送され
る。その後、スキャナー装置に測定された眼の座標(x/y)が供給され、この
座標は、切除ビームを眼の目標とする位置に向けるために、スキャナーミラーの
角度(α/β)に変換される。同期信号発生器から同期信号を受信した後、レー
ザーは切除ショットを眼の上に照射する。切除レーザービームに対して同軸の赤
外線追跡レーザービームは(ミラーおよび切除ビームに対して透過性のビームス
プリッターを使用して)、眼の上に実際の切除位置の証拠を残し、これは後のレ
ーザーショットにおいて補正される。
【0010】
画像取得、照射、画像処理、レーザー位置制御およびレーザー発射のタイミン
グ関係は、同期信号発生器によって制御される。
グ関係は、同期信号発生器によって制御される。
【0011】
(タイミング図)
本発明は、タイミングおよび動作命令が発明の重大な部分を形成するので、図
3に示されるタイミング図によって、さらに詳細に説明することができる。シス
テム全体のタイミングは、同期信号発生器によって制御され、該発生器は、同期
信号を、カメラ内の画像センサ(CCDまたはCMOSチップ)、照明およびレ
ーザー装置へ供給するる。あるレーザーは外部同期によって動作することができ
ないので、同期信号は、図2(点線矢印)に示すように、レーザー装置自体によ
って制御されまたは供給されてもよい。切除形状の計算およびショット表の作成
後、CCDまたはCMOSチップの画像統合時間と共に治療行為が開始され、眼
の画像(画像1)が収集される。照明(好ましくは赤外線照明)は、画像センサ
の有効露光時間を削減するために、露光時間の最終期間だけ点灯され、画像転送
までの遅延を最小化する(詳細については図8a参照)。画像取得後、画像はラ
イン毎に視標追跡装置に転送される。画像(画像1)の第1のラインを受信した
とき、視標追跡装置はすでに画像処理を開始し、眼の位置(眼座標xe(1),
ye(1))を特定する。各ラインは視標追跡装置に転送された後すぐに処理さ
れる。画像の最終ラインの転送および処理後、視標追跡装置は最終演算を実行し
、特定された眼座標(xe(1),ye(1))をスキャナー装置に送信する。
3に示されるタイミング図によって、さらに詳細に説明することができる。シス
テム全体のタイミングは、同期信号発生器によって制御され、該発生器は、同期
信号を、カメラ内の画像センサ(CCDまたはCMOSチップ)、照明およびレ
ーザー装置へ供給するる。あるレーザーは外部同期によって動作することができ
ないので、同期信号は、図2(点線矢印)に示すように、レーザー装置自体によ
って制御されまたは供給されてもよい。切除形状の計算およびショット表の作成
後、CCDまたはCMOSチップの画像統合時間と共に治療行為が開始され、眼
の画像(画像1)が収集される。照明(好ましくは赤外線照明)は、画像センサ
の有効露光時間を削減するために、露光時間の最終期間だけ点灯され、画像転送
までの遅延を最小化する(詳細については図8a参照)。画像取得後、画像はラ
イン毎に視標追跡装置に転送される。画像(画像1)の第1のラインを受信した
とき、視標追跡装置はすでに画像処理を開始し、眼の位置(眼座標xe(1),
ye(1))を特定する。各ラインは視標追跡装置に転送された後すぐに処理さ
れる。画像の最終ラインの転送および処理後、視標追跡装置は最終演算を実行し
、特定された眼座標(xe(1),ye(1))をスキャナー装置に送信する。
【0012】
画像転送および画像処理(オンタイム処理)の一部重複のために、有効画像処
理時間は、一ラインに対する処理時間に演算の確定に要求される時間を加えた時
間に短縮できる。スキャナー装置は眼の座標(xe(1),ye(1))をオフセ
ットとして利用して、これに意図的にショット座標(xi(1),yi(1))を
加えることにより、レーザー装置の座標システムにおけるレーザーのショット座
標(xs(1),ys(1))を決定する。即ち、xs(1)=xe(1)+xi(
1)およびys(1)=ye(1)+yi(1)である。ほとんどのスキャナー装
置は、スキャナーミラーの回転によってレーザービームを調整するので、ショッ
ト座標(xs(1),ys(1))は、対応する角度α(1),β(1)に変換さ
れる。スキャナーミラーがこれらの角度に設定された後、レーザーショット(シ
ョット1)を照射することができる。同期のために、このショット(ショット1
)は、次の画像(画像2)の露光時間中、照射される。この一致により、画像2
が取得された時の眼の位置xe(2),ye(2)に対する実際のショット座標(
xa(1),ya(1))と、結果としての位置決め誤差xerr(1)=xa(1)
−xi(1)およびyerr(1)=ya(1)−yi(1)を決定することができる
。この誤差は、画像2の処理中に決定され、次のショットのためのショット表を
更新するために使用される。この詳細については後述する。
理時間は、一ラインに対する処理時間に演算の確定に要求される時間を加えた時
間に短縮できる。スキャナー装置は眼の座標(xe(1),ye(1))をオフセ
ットとして利用して、これに意図的にショット座標(xi(1),yi(1))を
加えることにより、レーザー装置の座標システムにおけるレーザーのショット座
標(xs(1),ys(1))を決定する。即ち、xs(1)=xe(1)+xi(
1)およびys(1)=ye(1)+yi(1)である。ほとんどのスキャナー装
置は、スキャナーミラーの回転によってレーザービームを調整するので、ショッ
ト座標(xs(1),ys(1))は、対応する角度α(1),β(1)に変換さ
れる。スキャナーミラーがこれらの角度に設定された後、レーザーショット(シ
ョット1)を照射することができる。同期のために、このショット(ショット1
)は、次の画像(画像2)の露光時間中、照射される。この一致により、画像2
が取得された時の眼の位置xe(2),ye(2)に対する実際のショット座標(
xa(1),ya(1))と、結果としての位置決め誤差xerr(1)=xa(1)
−xi(1)およびyerr(1)=ya(1)−yi(1)を決定することができる
。この誤差は、画像2の処理中に決定され、次のショットのためのショット表を
更新するために使用される。この詳細については後述する。
【0013】
一般的に、ショットiは、ショット座標xa(i),ya(i)で、画像i+1
の画像取得中照射される。従って、ショットiの位置決め誤差xerr(i)は、
画像i+1から決定される。処理時間のために、ショット表は、ショットi+1
が照射された後で、ショットiの誤差に対して更新され得る。
の画像取得中照射される。従って、ショットiの位置決め誤差xerr(i)は、
画像i+1から決定される。処理時間のために、ショット表は、ショットi+1
が照射された後で、ショットiの誤差に対して更新され得る。
【0014】
同一の周波数を視標追跡システムと切除レーザーに供給しているので、非固定
の総遅延時間は回避される。さらに、実際のレーザー切除位置は画像によって証
拠付けられるので、画像取得とレーザー切除との一致は、誤差補正方法を確立す
る可能性を提供する。
の総遅延時間は回避される。さらに、実際のレーザー切除位置は画像によって証
拠付けられるので、画像取得とレーザー切除との一致は、誤差補正方法を確立す
る可能性を提供する。
【0015】
A)誤差の決定および補正
誤差補正手続によって、遅延の重要性は劇的に低下する。発生する位置決め誤
差の概算または測定方法を提供することにより、我々はここにおいて誤差補正の
機会を確立する。
差の概算または測定方法を提供することにより、我々はここにおいて誤差補正の
機会を確立する。
【0016】
i)切除位置決め誤差の概算
レーザーショットと画像取得の時間シフトを伴わない同期、即ち、レーザーシ
ョットと画像取得との一致によって、目標とするレーザー切除位置(xi(i−
1),yi(i−1))および前の画像(画像i−1)から入手された眼の補正
位置(xe(i−1),ye(i−1))を使用して、眼の画像(画像i)を、位
置決め装置の既知の設定において入手することができる。可能性の一つは、図6
(d)に示されるように、カメラによってレーザーをトリガすることである。結
果としてのタイミング図を、図7(d)に示す。
ョットと画像取得との一致によって、目標とするレーザー切除位置(xi(i−
1),yi(i−1))および前の画像(画像i−1)から入手された眼の補正
位置(xe(i−1),ye(i−1))を使用して、眼の画像(画像i)を、位
置決め装置の既知の設定において入手することができる。可能性の一つは、図6
(d)に示されるように、カメラによってレーザーをトリガすることである。結
果としてのタイミング図を、図7(d)に示す。
【0017】
現在の画像(画像i)の画像処理によって、ショットi−1の時点での眼の位
置(xe(i−1),ye(i−1))が入手される。眼が、前の画像i−1と現
在の画像iとの間で動いた場合、位置決め誤差は、眼の現在位置(xe(i),
ye(i))と前の位置(xe(i−1),ye(i−1))との差によって計算
できる。概算の切除位置は、目標とする切除位置にこの差を加えることによって
計算可能である。
置(xe(i−1),ye(i−1))が入手される。眼が、前の画像i−1と現
在の画像iとの間で動いた場合、位置決め誤差は、眼の現在位置(xe(i),
ye(i))と前の位置(xe(i−1),ye(i−1))との差によって計算
できる。概算の切除位置は、目標とする切除位置にこの差を加えることによって
計算可能である。
【0018】
切除位置および切除誤差の概算は、証拠目的、品質管理または治療方法の将来
的な発展のためにも有用である。さらに、オンラインテポメトリー(onlin
e tepometry)またはオンラインパチメトリー(online pa
chymetry)のようなオンライン診断のための有用な情報でもある。
的な発展のためにも有用である。さらに、オンラインテポメトリー(onlin
e tepometry)またはオンラインパチメトリー(online pa
chymetry)のようなオンライン診断のための有用な情報でもある。
【0019】
ii)レーザー位置決めの測定のための追跡レーザー
図4に示される装置は、屈折手術中の切除位置および位置決め誤差の実際の測
定を提供する。切除レーザー(1)に加えて、追跡レーザー(2)のビームが、
ミラー(3)および切除レーザー波長に対して透過性のミラー(4)を利用する
切除レーザーの光路に同軸状に挿入される。追跡レーザーは、赤外線または可視
領域において一般的な波長で動作し、この領域は、固定されたレーザー座標にお
ける視標追跡装置の監視カメラ(7)によって取り込むことができる。光路(5
)の残りの部分には変化がないので、両レーザービームは同一の位置で角膜(6
)に当たる。カメラ(7)は、レーザーショットと同時に、(可視または赤外線
光(8)で照明された)眼の画像を角膜状の追跡レーザーからの反射と共に取得
する。画像処理を利用して、眼の位置(即ち、瞳孔または虹彩の中心の決定)お
よび追跡レーザーの位置(角膜上のレーザーからの反射の中心の決定)は、固定
されたレーザーシステムを基準として視標追跡装置によって測定される。両測定
値間の差によって眼または角膜上の正しい切除位置がわかる。
定を提供する。切除レーザー(1)に加えて、追跡レーザー(2)のビームが、
ミラー(3)および切除レーザー波長に対して透過性のミラー(4)を利用する
切除レーザーの光路に同軸状に挿入される。追跡レーザーは、赤外線または可視
領域において一般的な波長で動作し、この領域は、固定されたレーザー座標にお
ける視標追跡装置の監視カメラ(7)によって取り込むことができる。光路(5
)の残りの部分には変化がないので、両レーザービームは同一の位置で角膜(6
)に当たる。カメラ(7)は、レーザーショットと同時に、(可視または赤外線
光(8)で照明された)眼の画像を角膜状の追跡レーザーからの反射と共に取得
する。画像処理を利用して、眼の位置(即ち、瞳孔または虹彩の中心の決定)お
よび追跡レーザーの位置(角膜上のレーザーからの反射の中心の決定)は、固定
されたレーザーシステムを基準として視標追跡装置によって測定される。両測定
値間の差によって眼または角膜上の正しい切除位置がわかる。
【0020】
目標とする切除位置と実際のレーザー位置との比較は、位置決め誤差を提供す
る。
る。
【0021】
一般に、本発明の他の具体例または実施例、またはそれらの組み合わせが可能
であり、例えば、照明は赤外領域に限定されるものではない。他の波長、例えば
、可視光またはそれらの組み合わせも同様に使用することができる。
であり、例えば、照明は赤外領域に限定されるものではない。他の波長、例えば
、可視光またはそれらの組み合わせも同様に使用することができる。
【0022】
パルス照明の代替物は、カメラにおけるシャッターであり、有効露光時間を制
限する。その組み合わせもまた可能な実施例であり、パルス化によって患者の目
に当たる光の量を容易に制御し、シャッターによって有効露光時間を制御する利
点を有する。
限する。その組み合わせもまた可能な実施例であり、パルス化によって患者の目
に当たる光の量を容易に制御し、シャッターによって有効露光時間を制御する利
点を有する。
【0023】
画像装置は、CCDまたはCMOSカメラ、またはラインセンサなどでもよい
。同期による遅延の減少は、画像システムに限定されるものではなく、電気眼球
図記録装置または強膜コイルもまた眼位置測定装置として可能である。
。同期による遅延の減少は、画像システムに限定されるものではなく、電気眼球
図記録装置または強膜コイルもまた眼位置測定装置として可能である。
【0024】
iii)誤差補正方法
切除位置の概算または測定および位置決め誤差計算が利用可能であるので、図
5に要約するように、ショット表の動的改良により、さらにこれらの誤差を減少
させることができる。
5に要約するように、ショット表の動的改良により、さらにこれらの誤差を減少
させることができる。
【0025】
この処理図は、目標とする切除位置からのずれが発生した場合に誤差補正をす
るための、種々の方法またはそれらの組み合わせを提供する。
るための、種々の方法またはそれらの組み合わせを提供する。
【0026】
i) 前のショットが目標位置を外したので、元来の目標とする座標に再ショ
ットする、即ち、同じ眼をベースとする座標で切除を行う。このショットは、直
ちに、あるいはアペンディックスとしてショット表の最後に挿入される。レーザ
ーショットを繰り返す間に重要な位置決め誤差が再び発生した場合、安全な終了
を保障するために更なる繰り返しは省略してもよい。
ットする、即ち、同じ眼をベースとする座標で切除を行う。このショットは、直
ちに、あるいはアペンディックスとしてショット表の最後に挿入される。レーザ
ーショットを繰り返す間に重要な位置決め誤差が再び発生した場合、安全な終了
を保障するために更なる繰り返しは省略してもよい。
【0027】
ii) 切除処理を完了するために多数のショットが必要なので、誤ったショ
ットにより角膜の、今後レーザーショットを当てるべき位置あるいは少なくとも
それに近接した位置に、切除が発生していることがあり得る。従って、この位置
に対して残りのショット表を検索してもよい。ショット表にこれらの大まかな座
標を伴ったエントリーが存在する場合、これはその後の処理から省かれる。これ
により、同一の位置をさらに切除することが避けられる。
ットにより角膜の、今後レーザーショットを当てるべき位置あるいは少なくとも
それに近接した位置に、切除が発生していることがあり得る。従って、この位置
に対して残りのショット表を検索してもよい。ショット表にこれらの大まかな座
標を伴ったエントリーが存在する場合、これはその後の処理から省かれる。これ
により、同一の位置をさらに切除することが避けられる。
【0028】
一つの誤った位置へのショットが、切除治療において二つの過失を生じるとい
う事実を強調すべきである。一つは、角膜の目標とする位置にレーザーが当たら
ないことであり、もう一つは、角膜の別の位置にレーザーが当たることである。
上記方法により、第1の過失を常に補償することができ、第2の過失については
、後の処理において事故ショット座標が後の処理においてショットされるべきも
のである場合にのみ補償される。
う事実を強調すべきである。一つは、角膜の目標とする位置にレーザーが当たら
ないことであり、もう一つは、角膜の別の位置にレーザーが当たることである。
上記方法により、第1の過失を常に補償することができ、第2の過失については
、後の処理において事故ショット座標が後の処理においてショットされるべきも
のである場合にのみ補償される。
【0029】
オンライントポメトリー(online topometry)またはオンラ
インパチメトリー(online pachymetry)のようなオンライン
診断との組み合わせにおいて、実際に切除誤差を測定し、この誤差を補正するよ
うに本発明を改良することもできる。
インパチメトリー(online pachymetry)のようなオンライン
診断との組み合わせにおいて、実際に切除誤差を測定し、この誤差を補正するよ
うに本発明を改良することもできる。
【0030】
B)遅延の削減
「処理遅延」および「同期遅延」から成る総遅延時間とその結果としての位置
決め誤差は、関連する装置、即ち、視標追跡装置および切除レーザーの同期を通
して削減できる。
決め誤差は、関連する装置、即ち、視標追跡装置および切除レーザーの同期を通
して削減できる。
【0031】
i)同期遅延の最小化
同一の周波数を視標追跡システムと切除レーザーに供給しているので、非固定
の総遅延時間は回避される。画像取得とレーザーショットとの間の位相シフトを
可能な最大の処理遅延に設定することで、最長同期遅延時間を回避することによ
り、平均して同期遅延を削減できる。可能性のある同期図およびその結果として
のタイミング図を、図6bおよび7bに示す。同期セットアップ(図7b)と非
同期セットアップ(図7a)のタイミング図を比較することによって、非同期セ
ットにおける著しく長い遅延、即ち、総遅延時間が画像取得とそれに続くレーザ
ーショットとの間の時間より長くなることが、同期によって回避されることが明
らかとなる。これらの場合、最新の有効な眼の座標は、実際の処理遅延よりも「
古い」。
の総遅延時間は回避される。画像取得とレーザーショットとの間の位相シフトを
可能な最大の処理遅延に設定することで、最長同期遅延時間を回避することによ
り、平均して同期遅延を削減できる。可能性のある同期図およびその結果として
のタイミング図を、図6bおよび7bに示す。同期セットアップ(図7b)と非
同期セットアップ(図7a)のタイミング図を比較することによって、非同期セ
ットにおける著しく長い遅延、即ち、総遅延時間が画像取得とそれに続くレーザ
ーショットとの間の時間より長くなることが、同期によって回避されることが明
らかとなる。これらの場合、最新の有効な眼の座標は、実際の処理遅延よりも「
古い」。
【0032】
一般的なケースにおいて、レーザーショット間隔が視標追跡のサンプリング間
隔の整数倍である場合に総遅延時間は一定となる。
隔の整数倍である場合に総遅延時間は一定となる。
【0033】
同期遅延をほとんど解消する可能性が、同期の代替的方法によって提供される
。これは、視標追跡装置をトリガし、次に画像処理後に位置決め装置をトリガす
る同期信号発生器によりなされ、さらに、図6(c)にその概略を示す正確な調
整後にレーザーをトリガする同期発生器によってなされる。ここでの主目的は、
可能な限り常に遅延を減少させることにある。このことは、視標追跡自体は入力
の複雑さに左右され、その結果として画像処理時間の長さが異なるという事実、
さらに、位置決め装置の調整に必要な時間は角膜上の克服すべき距離に通常は依
存すると言う事実と合致する。結果としてのタイミング図を、図7(c)に示す
。従って、同期のこの特別な形式は、処理のために実際に必要な遅延の量であっ
て、発生し得る最大限の遅延ではないところまで(可変)遅延成分を削減するこ
とにより、総遅延を削減する。
。これは、視標追跡装置をトリガし、次に画像処理後に位置決め装置をトリガす
る同期信号発生器によりなされ、さらに、図6(c)にその概略を示す正確な調
整後にレーザーをトリガする同期発生器によってなされる。ここでの主目的は、
可能な限り常に遅延を減少させることにある。このことは、視標追跡自体は入力
の複雑さに左右され、その結果として画像処理時間の長さが異なるという事実、
さらに、位置決め装置の調整に必要な時間は角膜上の克服すべき距離に通常は依
存すると言う事実と合致する。結果としてのタイミング図を、図7(c)に示す
。従って、同期のこの特別な形式は、処理のために実際に必要な遅延の量であっ
て、発生し得る最大限の遅延ではないところまで(可変)遅延成分を削減するこ
とにより、総遅延を削減する。
【0034】
ii)有効露光時間の削減による処理遅延の最小化
「同期遅延」の最小化のほかに、「処理遅延」の最小化が総遅延の減少を招き
、その結果として位置決め誤差が減少する。
、その結果として位置決め誤差が減少する。
【0035】
画像取得(CCDまたはCMOSカメラの統合時間)の終了時に眼を高強度で
照明する方法で同期させたパルス照明によって、(有効)露光が画像取得の終了
方向に向かってシフトし、結果として「処理遅延」がより短くなる。この減少の
理由としては、画像取得時間の終了時に画像が実際に1回取得されることが挙げ
られ、その結果、画像とショットが照射される時間との間の間隔がより短くなる
。この間隔は処理遅延に相当する。タイミング図は図8aに示される。
照明する方法で同期させたパルス照明によって、(有効)露光が画像取得の終了
方向に向かってシフトし、結果として「処理遅延」がより短くなる。この減少の
理由としては、画像取得時間の終了時に画像が実際に1回取得されることが挙げ
られ、その結果、画像とショットが照射される時間との間の間隔がより短くなる
。この間隔は処理遅延に相当する。タイミング図は図8aに示される。
【0036】
電子シャッター、即ち、図8bに示されるような有効統合時間を削減する装置
と組み合わせて、照明(一定である必要はない)を高強度で使用することにより
同等の結果が得られる。これにより、画像取得の終了へと向かう同様のシフトが
形成され、再び「処理遅延」がより短くなる。
と組み合わせて、照明(一定である必要はない)を高強度で使用することにより
同等の結果が得られる。これにより、画像取得の終了へと向かう同様のシフトが
形成され、再び「処理遅延」がより短くなる。
【0037】
両方法に共通しているのは、各画像のために取り込む光の量を一定に保つため
に照明の強度を上げる必要があるということである。しかしながら、医学的に受
け入れられる範囲で強度を保つように留意する必要がある。さらに、これらの方
法は、眼が動くことによるぼやけた画像を回避し、結果として、より正確に露光
時間を定義するということになる。
に照明の強度を上げる必要があるということである。しかしながら、医学的に受
け入れられる範囲で強度を保つように留意する必要がある。さらに、これらの方
法は、眼が動くことによるぼやけた画像を回避し、結果として、より正確に露光
時間を定義するということになる。
【図1】
レーザー屈折手術の標準的処置の流れ図。
【図2】
好ましい実施例の設定および処理の概略図。
【図3】
好ましい実施例に従った処理のタイミング図。
【図4】
追跡レーザーの光路の概略図。
【図5】
誤差補正を含むレーザー屈折手術の改良された処置の流れ図。
【図6】
異なる同期の概略構成図。
【図7】
図6に記載の異なる同期方法の概念タイミング図。縮尺なし。
【図8】
パルス照明(a)を利用し、電子シャッター(b)を利用することにより露光
時間を短縮するためのタイミング図。
時間を短縮するためのタイミング図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF
,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,
ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G
M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ
,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,
MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,
AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B
Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK
,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,
GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J
P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR
,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R
O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ
,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,
VN,YU,ZA,ZW
(72)発明者 バイゼ,ラルフ
ドイツ連邦共和国,14513 テルトブ,バ
ルテシュトラーセ 21
(72)発明者 ヤコブス,イェルク
ドイツ連邦共和国,14513 テルトブ,バ
ルテシュトラーセ 21
Fターム(参考) 4C026 AA02 FF23 FF53 HH02 HH16
HH24
Claims (10)
- 【請求項1】 屈折レーザーシステムおよび視標追跡システムに接続され、
被治療眼上への切除ショットをトリガする同期信号を前記屈折レーザーシステム
に供給し、画像取得をトリガする同期信号を前記視標追跡システムに供給する同
期信号発生器を具備し、 タイミング図に従って前記同期信号を発生させることを特徴とする、屈折レー
ザーシステムと視標追跡システムとを同期させるための装置。 - 【請求項2】 被治療眼の画像を取得するための画像装置を具備する視標追
跡システムと、 屈折レーザーシステムおよび視標追跡システムに接続され、被治療眼上への切
除ショットをトリガする同期信号を前記屈折レーザーシステムに供給し、画像取
得をトリガする同期信号を前記視標追跡システムに供給する同期信号発生器、を
具備し、 タイミング図に従って前記同期信号を発生させることを特徴とする、眼の手術
に使用される屈折レーザーシステムを同期/トリガするための装置。 - 【請求項3】 前記タイミング図は、前記画像取得および前記レーザー切除
が同時に行われるように適応されていることを特徴とする、請求項1または2に
記載の装置。 - 【請求項4】 前記タイミング図は、前記画像取得と前記レーザー切除との
間の位相シフトが画像処理に起因する最大可能遅延に設定されるように、適応さ
れていることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項5】 前記タイミング図は、前記レーザー切除の間隔が視標追跡用
サンプリングの間隔の整数倍であるように適応されていることを特徴とする、請
求項1または2に記載の装置。 - 【請求項6】 前記タイミング図は、画像処理が完了し、走査装置が位置決
めされた後にレーザー切除がトリガされるように適応されていることを特徴とす
る、請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項7】 被治療眼の画像を取得する画像装置は、独立した画像取得お
よび画像転送を可能とするCCDまたはCMOSカメラまたは標準ビデオまたは
高速カメラまたはインターラインセンサであることを特徴とする、請求項2に記
載の装置。 - 【請求項8】 眼の位置測定用画像装置はラインセンサであることを特徴と
する、請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項9】 前記視標追跡システムは、レーザー切除位置決めの測定用追
跡レーザーを具備することを特徴とする、請求項3に記載の装置。 - 【請求項10】 前記視標追跡システムまたはレーザーシステムは、前記視
標追跡システムによって得られた眼の位置および眼の実際の切除位置の概算また
は測定を利用する、誤差補正方法を含むことを特徴とする、請求項3または9に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20610400P | 2000-05-20 | 2000-05-20 | |
US60/206,104 | 2000-05-20 | ||
PCT/EP2001/005837 WO2001089438A2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-21 | Methods and apparatus for determination and decrease of dynamic positioning errors of an ablating laser during refractive laser surgery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003534050A true JP2003534050A (ja) | 2003-11-18 |
Family
ID=22765004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001585684A Pending JP2003534050A (ja) | 2000-05-20 | 2001-05-21 | 屈折レーザー手術中の切除レーザーの動的位置決め誤差の決定および減少のための方法および装置 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP2003534050A (ja) |
AU (1) | AU2001260324A1 (ja) |
DE (1) | DE10196226B3 (ja) |
WO (1) | WO2001089438A2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
US8221399B2 (en) | 2004-12-01 | 2012-07-17 | Nidek Co., Ltd. | Ophthalmic apparatus |
JP2015080726A (ja) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 光干渉断層撮影における網膜運動追跡 |
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MXPA05011131A (es) * | 2003-04-18 | 2006-03-10 | Visx Inc | Sistemas y metodos para corregir aberraciones de orden superior en cirugia de refraccion de laser. |
EP1923026B1 (de) * | 2006-11-07 | 2011-03-30 | Schwind eye-tech-solutions GmbH & Co. KG | System zum Ablatieren der Hornhaut eines Auges |
US10398599B2 (en) | 2007-10-05 | 2019-09-03 | Topcon Medical Laser Systems Inc. | Semi-automated ophthalmic photocoagulation method and apparatus |
JP5512682B2 (ja) | 2008-09-30 | 2014-06-04 | カール ツアイス メディテック アクチエンゲゼルシャフト | 眼球運動、特に眼底の運動の測定装置および測定方法 |
DE102008049881A1 (de) | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Carl Zeiss Meditec Ag | Anordnung und Verfahren zur Messung einer Augenbewegung, insbesondere einer Bewegung des Augenhintergrunds |
DE102008049846A1 (de) | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Carl Zeiss Meditec Ag | Anordnung und Verfahren zur schnellen Messung einer Augenbewegung |
US20120307208A1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Rogue Technologies, Inc. | Apparatus and method for eye tracking |
US9265458B2 (en) | 2012-12-04 | 2016-02-23 | Sync-Think, Inc. | Application of smooth pursuit cognitive testing paradigms to clinical drug development |
US9380976B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-07-05 | Sync-Think, Inc. | Optical neuroinformatics |
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US6099522A (en) * | 1989-02-06 | 2000-08-08 | Visx Inc. | Automated laser workstation for high precision surgical and industrial interventions |
DE4232021C2 (de) * | 1992-09-24 | 1997-07-17 | Augon Ges Fuer Die Entwicklung | Vorrichtung zur Behandlung einer Augenhornhaut mittels eines Behandlungslaserstrahls |
DE4243021A1 (de) | 1992-12-18 | 1994-06-23 | Klaus G Seewe | Verfahren zum Identifizieren einzelner Reifen und Datenträger |
JPH10501707A (ja) | 1994-04-08 | 1998-02-17 | カイロン/テクノラス ゲーエムベーハー オプサルモロッギッシュ システム | 眼の上の点の精密な位置を提供する方法及び装置 |
US5980513A (en) * | 1994-04-25 | 1999-11-09 | Autonomous Technologies Corp. | Laser beam delivery and eye tracking system |
DE19702335C1 (de) * | 1997-01-23 | 1998-08-27 | Wavelight Laser Technologie Gm | Vorrichtung für die Materialbearbeitung mit einem gepulsten Laser |
US6299307B1 (en) | 1997-10-10 | 2001-10-09 | Visx, Incorporated | Eye tracking device for laser eye surgery using corneal margin detection |
US6179422B1 (en) * | 1998-04-27 | 2001-01-30 | Ming Lai | Optical tracking device |
-
2001
- 2001-05-21 AU AU2001260324A patent/AU2001260324A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-21 JP JP2001585684A patent/JP2003534050A/ja active Pending
- 2001-05-21 WO PCT/EP2001/005837 patent/WO2001089438A2/en active Application Filing
- 2001-05-21 US US10/276,768 patent/US8187258B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-21 DE DE10196226T patent/DE10196226B3/de not_active Expired - Lifetime
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