JP5902105B2 - 眼内治療を目的とした干渉ファイバー管束システムおよびその方法 - Google Patents

Description

本件開示はレーザによる眼内治療技術に関するものであり、より詳細には、１本または複数本の干渉性ファイバー管束がこれとは別個の格納庫に配置されているレーザ源から眼にレーザエネルギーを搬送するように構成されていることを特徴とするモジューラシステムを利用して眼に外傷部を設けることに関連している。

毎年、合衆国内および諸外国の数千人もの患者がレーザによる眼の治療治療を受けている。かかる治療は、典型例としては、組織構造の標的部位にレーザエネルギーを配給することで糖尿病性網膜症や糖尿病性黄斑浮腫や加齢黄斑変性や緑内障またはその他の疾患などの臨床上の諸問題に対処することに関与している。これらの処置手順について幾つかの種類のシステムが利用できる。

例えば、或る種のシステムでは、１条の治療用光線を掌握式レーザ眼内探針や頭部取付式レーザ間接検眼鏡（LIO）や細隙灯などのような光搬送装置により方向制御して、外科医すなわち操作者が目標を定め、或いは、目標に当てることで所望の部位に火傷外傷部を設けることができる。しかしながら、これらシステムはパターン形成能力を欠いており、その代わりに外科医すなわち操作者任せで、光搬送装置を巧みに操ることで１条の治療用光線を利用して所望の外傷パターンを設けるようにしている。

もう１つ別種のシステムはパターン形成能力を特徴としており、走査機器、典型例としては検流器を利用して眼の標的領域に或るパターンの外傷部を設ける構成である。例えば、図１は、細隙灯装置６が走査・パターン形成システム１０に連結されている従来のパターン形成走査システム１００の一実施例を例示している。走査・パターン形成システム１０は治療用光線２６を細隙灯装置６により患者２の眼４の中に放射するよう構成されているが、光線は図２Ａに例示されているような１条の治療用光線であってもよいし、或いは、図２Ｂないし図２Ｅに例示されているもののような或るパターンの治療用光線であってもよい。治療用光線２６は、通例は操作者用接眼鏡８のすぐ近くに立つことになる操作者により方向制御される。これらの種類のシステムはパターン形成能力を提供するが、典型例として、走査・パターン形成システム１０などのような、患者の極めて近くに配置される嵩張る機器を必要とする。このため、これらのシステムは、患者が細隙灯の台座に着いて自身の頭を真っ直ぐにできないような状態では使用が困難となる。例えば、患者が手術台上に寝て伏している手術室環境で細隙灯装置を使用するとすれば、難しいかもしれない。

このような問題点を緩和しようとして、或る種のレーザ治療システム、例えば、図１に例示されているシステムはその掌握式眼内探針１８またはレーザ間接検眼鏡１６が従来の多モードファイバー１２、１４により走査・パターン形成システム１０に連結されている（通例はビーム分割器により多モードファイバー１２、１４のうちいずれかに割り当てられる）。しかしながら、一般的に、これらの装置は１条の治療用光線しか搬送することができない。その理由として、多モードファイバーは通例は被覆材が設けられた１本のグラスファイバーから構成されていることが挙げられる。その結果、多モードファイバー１２、１４は或るパターンの治療用光線の複数のレーザエネルギー集中領域２１相互の空間的関係を一定に保つことができない。換言すると、多モードファイバー１２、１４は、ファイバーの近位端に適用された場合は、図２Ｂないし図２Ｅに例示されているようなファイバーの遠位端におけるパターンを生成することができない。その代わりに、レーザエネルギーが多モードファイバー１２、１４それぞれにより伝達された際に、複数のレーザエネルギー集中領域２１が互いに重畳し合って、１条の複合光線を形成する恐れがある。その結果、眼内探針１８およびレーザ間接検眼鏡１６は細隙灯装置６により与えられたパターン形成能力を欠落してしまう。

図１は従来のパターン形成走査システムの一実施例の簡略化されたシステム図を例示しているにすぎないものと認識するべきである。斯様に、従来のシステムは図１に例示されているものを少し変更を加えた複数の実施例を含んでおり、例えば、上記以外のシステムとしては、代替例としてレーザ源が走査・パターン形成システム１０とは別個に配備されている場合もあれば、レーザ源が細隙灯の台座の内部に配備されている場合もある。しかしながら、或るパターンの治療用光線を搬送するためには、そのような各システムは走査・パターン形成機が光搬送装置の付近に配備されていることを要件とする。

従って、細隙灯装置において患者の付近に現行レベルの機器を配備しなくても機能を果たすことができると同時に、細隙灯、レーザ間接検眼鏡、眼内探針などにより或るパターンの光線を当てることができるシステムが所望される。

本発明の一実施例では、患者の眼のレーザ治療用のシステムを提案している。かかるシステムは、第１端および第２端が設けられた干渉性ファイバー管束と、干渉性ファイバー管束の第１端に連結された第１サブシステムと、干渉性ファイバー管束の第２端に連結された第２サブシステムとを備えており、第１サブシステムは少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域を含む或るパターンの治療用光線を生成するにあたり、第１サブシステムが少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域の寸法を調節することができて少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域により形成される或るパターンを調節することができるとともに治療用光線を干渉性ファイバー管束の第１端に向かうよう方向制御する構成になっており、第２サブシステムは或るパターンの治療用光線を干渉性ファイバー管束の第２端から受光するとともに或るパターンの治療用光線を患者の眼に伝送する構成になっている。

或る実施例では、第２サブシステムは細隙灯、眼内探針、または、レーザ間接検眼鏡（LIO）の中に組み込まれている。また別な実施例では、第２サブシステムは細隙灯、眼内探針、または、レーザ間接検眼鏡に連結されている。

具体的な一実施例においては、第１サブシステムは或るパターンの治療用光線を干渉性ファイバー管束の第１端の一部に向かうよう方向制御する構成になっており、第２サブシステムは干渉性ファイバー管束の第２端の一部から或るパターンの治療用光線を受光する構成になっており、干渉性ファイバー管束の第２端の上記一部は干渉性ファイバー管束の第１端の上記一部と合致している。また別な実施例においては、干渉性ファイバー管束の第１端に対する干渉性ファイバー管束の第１端の上記一部の相対位置は、干渉性ファイバー管束の第２端に対する干渉性ファイバー管束の第２端の上記一部の相対位置と概ね同じである。

もう１つの具体的な実施例では、治療用光線は非可視波長の光線であるとともに出力が30ミリワットから2ワットの範囲である。

もう１つの実施例においては、第１サブシステムはレーザ光線を生成する構成のレーザ源と、レーザ光線を受光してからレーザ光線の寸法を調節することにより少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域の寸法を調節する構成の投光点寸法選択機と、投光点寸法選択機から寸法調節済みのレーザ光線を受光してから受光した寸法調節済みのレーザ光線を選択的に方向制御し直すことにより少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域により形成されるパターンを生成する構成の走査機とを備えている。また別な実施例では、第１サブシステムは多モードフィアバーによりレーザ間接検眼鏡または眼内探針に連結するためのインターフェイスを更に備えており、インターフェイスは多モードファイバーを介して１条の治療用光線を伝送する構成である。

もう１つ別な実施例においては、レーザ源は平均出力が1.2ミリワット未満で概ね可視波長の光線である整列ビームを生成する構成である。走査機はコリメータレンズおよび走査装置を備えている。走査装置は検流器、微小電気機械システム（MEMS）装置、または、回転式多角形装置を備えているようにしてもよい。

もう１つの実施例においては、第１サブシステムは、第２サブシステムを含んでいる第２格納庫とは物理的に分離している第１格納庫内に包含されている。

更に別な実施例においては、患者の眼のレーザ治療を目的としたシステムを作動させるためのプロセスが提案されている。

図１は眼のレーザ治療システムの一実施例において走査機が患者の付近に格納されているのを多様な態様で例示した図である。 図２Ａは患者の治療に使用される治療用光線パターンの多様な実施例のうちの１つを例示した図である。 図２Ｂは患者の治療に使用される治療用光線パターンの多様な実施例のうちの１つを例示した図である。 図２Ｃは患者の治療に使用される治療用光線パターンの多様な実施例のうちの１つを例示した図である。 図２Ｄは患者の治療に使用される治療用光線パターンの多様な実施例のうちの１つを例示した図である。 図２Ｅは患者の治療に使用される治療用光線パターンの多様な実施例のうちの１つを例示した図である。 図３は眼のモジューラレーザ治療システムの一実施例を多様な態様で例示した概略図である。 図４Ａは図３に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムと併用することができる干渉性ファイバー管束の複数の特徴のうちの１つを例示した図である。 図４Ｂは図３に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムと併用することができる干渉性ファイバー管束の複数の特徴のうちの１つを例示した図である。 図４Ｃは図３に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムと併用することができる干渉性ファイバー管束の複数の特徴のうちの１つを例示した図である。 図４Ｄは図３に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムと併用することができる干渉性ファイバー管束の複数の特徴のうちの１つを例示した図である。 図５は眼のモジューラレーザ治療システムの一実施例を多様な態様で例示した図である。 図６Ａは、図３および図５に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムを利用して出力された一連の治療用光線パターンのうちの初期段階を例示した図である。図６Ｂは、図３および図５に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムを利用して出力された一連の治療用光線パターンのうちの次段階を例示した図である。図６Ｃは、図３および図５に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムを利用して出力された一連の治療用光線パターンのうちの更に次段階を例示した図である。 図３および図５に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムを利用して外傷パターンを生成するために１条の治療用光線が使用されているのを例示した図である。 図３および図５に例示されているものと同様のモジューラレーザ治療システムを利用して外傷パターンを生成するために１条の治療用光線が使用されているのを例示した図である。 眼のモジューラレーザ治療システムのまた別な一実施例を多様な態様で例示した図である。 眼のレーザ治療システムの一実施例においてレーザエネルギーが干渉性ファイバー管束を利用して細隙灯に向かう方向制御されているのを多様な態様で例示した図である。 眼のレーザ治療システムの一実施例においてレーザエネルギーが干渉性ファイバー管束を利用して細隙灯およびレーザ間接検眼鏡に向かう方向制御されているのを多様な態様で例示した図である。 眼のレーザ治療システムの一実施例においてレーザエネルギーが干渉性ファイバー管束を利用してレーザ眼内探針に向かう方向制御されているのを多様な態様で例示した図である。 干渉性ファイバー管束により各種治療レベルのレーザエネルギーを搬送するプロセスの一実施例を例示した図である。

当業者が本発明の多様な実施例を考案して利用することができるようにする程度に、以下に説明を提示してゆく。特定の装置、技術、および、適用例の説明は具体例として提示されているにすぎない。本明細書に記載されている各実施例の多様な変更例が当業者には容易に明らかになることと思われるが、それら以外の実施例や適用例に本明細書に規定されている一般原理を適用しても、本発明の技術の真髄および範囲を逸脱することにはならない場合がある。従って、開示されている技術は本明細書に記載および図示されている実施例に限定されるものと解釈するべきではなく、添付の特許請求の範囲と矛盾しない範囲に一致しているものと解釈するべきである。

上述のように、眼の所望部位に外傷を設ける、または、同部位の温度を上昇させる目的で、目の標的部位にレーザエネルギーを搬送するためにレーザ治療システムは広く使用されている。レーザエネルギーは、１個のレーザエネルギー集中領域２１を有している１条の治療用光線として搬送されて、例えば図２Ａに例示されているような、１個の外傷部を眼に設けることができる。これに代わる例として、レーザエネルギーは、多数の分離したレーザエネルギー集中領域２１を有している或るパターンの治療用光線として搬送されて、例えば図２Ｂないし図２Ｅに例示されているような、多数の外傷部を眼に設けるようにしてもよい。図示したパターンは具体例として提示されているにすぎず、所望の適用例しだいで如何なるパターンが生成されてもよいものと認識するべきである。

図３はモジューラレーザ治療システム３００の一実施例を例示しているが、かかるシステムは干渉性ファイバー管束を利用することで、多様な種類の光搬送装置により１条の治療用光線や或るパターンの治療用光線を搬送することができる一方で、光搬送装置の付近に配備される機器が最小限で済む。

従来の多モードファイバーとは異なり、干渉性ファイバー管束は多数の（例えば、1500本から10万本の間の）光ファイバー管束を集合的に備えており、束になった光ファイバーの本数に等しい画素数の光伝送装置を形成している。これにより、多数の光ファイバー管束の近位面に写像される画像すなわち照射パターンを遠位面で複製することができる。例えば、図４Ａは、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２からそれらの遠位面７４にパターン転送すなわち画像転送する概念を図示している。遠位面７４における文字「Ａ」の画像は近位面７２に供与される画像と同一であるか、または、少なくとも概ね類似している。

画像すなわち照射パターンを複製する能力は干渉性ファイバー管束の重要な特徴であり、この能力ゆえに眼のレーザ治療を目的とした本件開示で干渉性ファイバー管束が利用できるのである。詳述すると、レーザ治療を実施するにあたり重要となるのは、操作者すなわち外科医が眼に供与される治療用光線の波長、出力、持続期間、寸法、パターン（例えば、投光点の配置、一点から他点までの空隙）などを注意深く制御することができるようにすることである。更に、光搬送装置は搬送された全てのレーザパルスに一貫して同じ出力プロファイルを搬送するべきである。パターン形成走査システムの場合に重要となるのは、パターンの各投光点のいずれのレーザエネルギーも一貫して同じ態様で搬送されることである。これらの特性に光搬送装置または光伝送媒体のせいで著しい歪が生じた場合は、眼にレーザエネルギーが不適切に供与される結果となる恐れがある。

図４Ｂは好適な干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の具体的な一実施例の断面図であり、画像円６２、シリカ被覆５４、外側ポリマー皮膜または外側可塑性皮膜６０、および、画素または個別ファイバー５６が互いに隣接して共通被覆５８で保持されているのを例示している。これら干渉性ファイバー管束は、典型的には、140μｍから1500μｍあたり1600本から10万本の間のファイバーを含んでいる。一実施例では、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は画像円直径が約790ミクロン、ファイバー管束外径が約850ミクロン、全径（外側皮膜を含む）が約950ミクロン、個別ファイバーが約3万本、格子欠陥が約0.1％未満、開口率は比較的高くて約0.4、最小曲げ半径（顕著な側面損失または側面破壊が無い状態で）約50ミリメートル、特別な敷設方法に依存して選択される長さが、例えば、約2メートル、3メートル、４メートル、または、それを超える。

他の実施例では、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、多数のファイバーが個別の被覆で覆われた溶脱画像管束を備えており、これら多数のファイバーは管束端で整列状態にしてフェルールすなわち継口を利用して適所に保持される。このような種類の干渉性ファイバー管束は、典型例では、670μｍから1650μｍあたり1万本から1万8千本の間のファイバーを含んでいる。

干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の特殊な具体的特長を前段までに提示してきたが、所望の適用例しだいでは上記以外の各特長を備えている干渉性ファイバー管束を利用してもよいものと認識するべきである。好適な干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、株式会社フジクラ、住友電気工業株式会社、合衆国ニューハンプシャー州セーレムのナショナル・アパーチャ・インコーポレーティッド（National Aperture, Inc.）、ショット（SCHOTT）、三菱電機株式会社などの製造業者から入手できる。

ここで再び図３を参照しながら従来のパターン形成走査システム１００の走査・パターン形成システム１０と比較すると、モジューラレーザ治療システム３００の走査・パターン形成用の各構成部材は２つのサブシステム２０、２２に分類される。詳述すると、モジューラレーザ治療システム３００の近位側サブシステム２２は１条の治療用光線または或るパターンの治療用光線を生成するのに必要なレーザ源、投光点寸法選択機、および、走査機を備えている。更に、モジューラレーザ治療システム３００の１個または複数個の遠位側サブシステム２０は、近位側サブシステム２２によって生成された治療用光線を受光して搬送するのに必要な機器を備えている。

モジューラレーザ治療システム３００は掌握式レーザ眼内探針１８、レーザ間接検眼鏡１６、細隙灯アダプタ２０、および、１個の遠位側サブシステム２０を組み込んだ細隙灯装置６（図示せず）などのような光搬送装置を形成している任意の個数の遠位側サブシステム２０を備えているようにしてもよく、個々の光搬送装置は近位側サブシステム２２から受光した治療用光線を搬送するように構成されている。例えば、遠位側サブシステム２０は図３では細隙灯装置６に連結されているのが図示されているが、同時に遠位側サブシステム２０は細隙灯アダプタとしても作用する。他の実施例では、これに代えて、細隙灯装置６はその装置本体内に遠位側サブシステム２０の各構成部材を組み入れているようにしてもよい。更に、図示されてはいないが、もう１つ別な遠位側サブシステム２０は眼内探針１８およびレーザ間接検眼鏡１６のいずれかの内部に含まれているようにしてもよいし、或いは、これらに接続されているようにしてもよいものと認識するべきである。

図３に例示されているように、遠位側サブシステム２０は干渉性ファイバー管束２８、３０、３２を介して近位側サブシステム２２に接続することができる。干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、上述のように、複数のファイバー管束の近位面に写像される画像すなわち照射パターンを管束の遠位面に複製することができる。これにより、嵩張る投光点寸法選択機および操作・パターン形成システム機器を備えている近位側サブシステム２２を遠位側サブシステム２０から物理的に離隔させることができるようになり、尚且つ、患者に投与する目的で光搬送装置に治療用光線を伝送することができる。例えば、図４Ｃに例示されているように、近位側サブシステム２２により生成された或るパターンの治療用光線５２は干渉性ファイバー管束２８、３０、３２により遠位側サブシステム２０に向かう方向制御され、眼４に或るパターンの外傷部５０を設けるようにしてもよい。図４Ｄは、或るパターンの治療用光線の写真画像が図４Ｃに例示されている構成に類似した態様で構成されている干渉性ファイバー管束および眼内探針により搬送されているのを例示している。

或る幾つかの実施例では、近位側サブシステム２２と遠位側サブシステム２０は別個の格納庫に包含されて干渉性ファイバー管束２８によって一緒に接続される。モジューラレーザ治療システム３００の遠位側サブシステム２０は従来のパターン形成走査システム１００の走査・パターン形成システム１０よりも概ね小型であり、このような構成は光搬送装置の付近の必要機器量を減じ、結果として、患者の近辺の必要機器量を減じるという点で望ましい。

更に、細隙灯６、眼内探針１８、および、レーザ間接検眼鏡１６はその各々が個別に遠位側サブシステム２０を備えているようにしてもよいし、或いは、個別に遠位側サブシステム２０に接続されているようにしてもよいので、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２により近位側サブシステム２２が或るパターンの治療用光線２０を患者の眼に配給するにあたり、細隙灯６によって配給することできるようにするのみならず、遠位側サブシステム２０を介して眼内探針１８およびレーザ間接検眼鏡２０によっても配給することができる。

図５はモジューラレーザ治療システム３００の多様な態様をより詳細に例示している。図５に例示されているように、近位側サブシステム２２のレーザ源３８は１条のレーザ光線を伝送するように構成されている。或る幾つかの実施例では、レーザ源３８の具体例としては、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ダイオードレーザ、Nd-YAGレーザ、または、これら以外でも眼の治療に好適であれば如何なるものであれパルス式レーザや連続波レーザなどを挙げることができる。レーザ源３８によって生成される光線は約1ミリ秒から約1秒の持続時間の連続波またはパルス波であってもよいし、その電力が約30ミリワットから約2ワットであってもよいし、その直径が約50μｍから約500μｍ（例えば、約60μｍまたは約400μｍ）であってもよいし、更には、可視スペクトルの波長（例えば、532ｎｍ、561ｎｍ、577ｎｍ、647ｎｍ、659ｎｍ、または、670ｎｍ）を含んでいてもよいし、または、不可視スペクトルの波長（例えば、810ｎｍ）を含んでいるようにしてもよい。

或る幾つかの実施例においては、レーザ源３８は平均出力が1.2ミリワット未満で可視波長（例えば、635ｎｍまたは640ｎｍ）である低出力光線を生成して、整列ビームとして利用されるようにしてもよい。モジューラレーザ治療システム３００の操作者は整列ビームを使って光搬送装置を標的に設定するにあたり、治療用光線を搬送する前に患者の標的部位に整列ビームを配置することができる。光搬送装置を標的部位の上に位置決めしてしまえれば、操作者はモジューラレーザ治療システム３００の引き金を引き、事前に搬送された整列ビームレーザと概ね同じ部位に向けてレーザ源３８から治療用光線を搬送させる。

レーザ源３８の起動（例えば、パルス持続時間、出力、波長など）は制御装置５１により制御される。制御装置５１の汎用プロセッサまたは専用プロセッサは、レーザ源３８、投光点寸法選択機３９、操作機３６などのような近位側サブシステム２２の多様な構成部材を制御する構成であるとよい。制御装置５１はプロセッサに実行させる各種指令を与えるためのコンピュータ読み込み可能な媒体を更に備えている。このような指令は、一般に「コンピュータプログラムコード」（コンピュータプログラムの形式に分類される場合もあれば、それ以外の分類に入る場合もある）と呼ばれるが、実行されると、本明細書に記載されている装置およびプロセスの各実施例の性能や機能をプロセッサが果たすことができる。或る実施例では、コンピュータ読み込み可能な媒体としては、プロセッサにより実行される情報や指令を保存するための、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはそれ以外の動的メモリなどのような主メモリが挙げられる。主メモリは、プロセッサにより実行される指令の実行中に一時的変数またはそれ以外の中間情報を保存するためにも使用される。コンピュータ読み込み可能な記憶媒体は、同様に、プロセッサのために静的情報や指令を保存する目的で接続されているリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）またはそれ以外の静的記憶装置を備えているようにするとよい。

近位側サブシステム２２の投光点寸法選択機３９は患者に搬送される治療用光線の「投光点寸法」を調節する。光線の「投光点寸法」とは、光線のレーザエネルギー集中領域２１の寸法を意味する。投光点寸法選択機３９の具体例としては、連続変倍光学系、異倍率光学系の回転式タレット、または、これら以外の当業者には周知の何らかの倍率変更用の光学系構成が挙げられる。投光点寸法選択機３９は、レーザ源３８から１条のレーザ光線を受光してから選択倍率を変動させることにより１条のレーザ光線の寸法を選択的に調節する構成になっているとよい。１条のレーザ光線は、投光点寸法選択機３９を標的に設定されるようにしてもよいし、光ファイバーによって投光点寸法選択機３９に向かう方向制御されてもよいし、或いは、中継光学系またはコリメータ光学系を使って自由空間レーザ源から投光点寸法選択機３９に向かう方向制御されてもよい。１条のレーザ光線を利用して近位側サブシステム２２により出力される治療用光線を生成するようにしたので、投光点寸法選択機３９を使ってレーザ源３８によって生成された１条のレーザ光線の寸法を調節することにより、患者に搬送される治療用光線の「投光点寸法」を調節することができる。投光点寸法選択機３９の選択倍率は制御装置５１によって制御することができる。

近位側サブシステム２２の走査機３６は、更に、投光点寸法選択機３９からの寸法調節済みの１条のレーザ光線を利用して１条の治療用光線または或るパターンの治療用光線を生成する。或る実施例では、走査機３６は、コリメータレンズ（図示せず）、第１走査装置および第２走査装置（いずれも図示せず）、および、第１走査装置および第２走査装置を分離する任意の１組のリレーレンズ（図示せず）を備えているようにしてもよく、第１走査装置および第２走査装置の具体例としては検流器、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置、回転式多角形装置、または、それ以外の好適な装置などが挙げられる。コリメータレンズは、投光点寸法選択機３９から寸法調節済みの１条のレーザ光線を受光する構成であるとよい。コリメータレンズの出力は、検流器、微小電気機械システム装置、回転式多角形装置、または、それ以外の何らかの装置などのような第１走査装置に向かう方向制御をすることのできる平行光線である。第１走査装置の位置は、コンピュータ制御システム（例えば、制御装置５１）を利用して高精度調節することで、検流器、微小電気機械システム装置、または、回転式多角形装置などのような第２走査装置に平行光線を向ける。第２走査装置は、コンピュータ制御システム（例えば、制御装置５１）に応答して第１走査装置の調節方向に垂直な方向に平行光線を調節する構成にするとよい。換言すると、１対の走査装置を利用して、顕微鏡対物レンズ４８および干渉性ファイバー管束２８の近位面７２に相関的な治療用光線２６のＸ−Ｙ直交座標上位置を調節するとよい。或る実施例においては、このような操作は顕微鏡対物レンズ４８および近位面７２に相関的に１条の治療用光線を移動させるために行われる。また別な実施例では、走査装置はレーザ源３８によって生成されたパルスと同期させられ、尚且つ、比較的迅速に幾つもの位置を通って循環させられることで、図２Ｂから図２Ｅに例示されているもののような多数のレーザエネルギー集中領域２１を含むパターン形成効果を生むことができる。図示のシステムでは、走査機３６の第２走査装置を出た光線は、顕微鏡対物レンズ４８として周知の特化された１組のレンズにより方向制御されて、干渉性ファイバー管束２８の近位面７２の開放断面に直接当てられる。顕微鏡対物レンズ４８は出力効率を最大限にするために開口率を低くするとよい。

更に、モジューラレーザ治療システム３００の遠位側サブシステム２０は、近位側サブシステム２２により生成されたレーザ出力を受光および搬送するよう作用する。遠位側サブシステム２０は、近位側サブシステム２２によって生成された或るパターンの治療用光線を受光して患者に搬送するのに必要な機器を最小限備えているだけで済む。例えば、遠位側サブシステム２０は干渉性ファイバー管束２８のインターフェイスと遠位側サブシステム２０の視野を調節する視野調節モジュール４１とを備えているとよい。視野調節モジュール４１の具体例としては、連続変倍光学系、異倍率光学系の回転式タレット、または、これら以外の当業者には周知の何らかの倍率変更用の光学系構成が挙げられる。或る実施例では、遠位側サブシステム２０は制御装置５１に類似している制御装置（図示せず）を備えており、かかる制御装置は視野調節モジュール４１の倍率を設定することにより視野を選択する。また別な実施例では、上述の選択はユーザが手動で行うこともできる。視野調節モジュール４１は、干渉性ファイバー管束２８から治療用光線を受光してから選択倍率を変動させることにより遠位側サブシステム２０の視野を選択的に調節する構成にするとよい。例えば、倍率を上げることにより、視野調節モジュール４１は視野を狭くし、それにより、遠位側サブシステム２０により出力された治療用光線の画素密度を高めることができる。同様に、倍率を下げることにより、視野調節モジュール４１は遠位側サブシステム２０が的に指定した視野を広くすることができる。図５は干渉性ファイバー管束２８による近位側サブシステム２２と遠位側サブシステム２０の間の連結を例示しているが、同様の連結は近位側サブシステム２２と、レーザ間接検眼鏡１６や眼内探針１８などのような移動装置に干渉性ファイバー管束３０、３２により連結された遠位側サブシステム２０との間に、または、上記のような移動装置の内部に包含されている遠位側サブシステム２０との間に利用されてもよいものと認識するべきである。

このような構成では、モジューラレーザ治療システム３００は、どのような所望パターンやどのような投光点寸法を有しているのであれ、或るパターンの治療用光線を生成してから、近位側サブシステム２２のレーザ出力を調節することにより干渉性ファイバー管束２８、３０、３２を介して光搬送装置に治療用光線を伝送することができる。このような操作は、モジューラレーザ治療システム３００における複数構成部材の物理的配置を修正せずとも実施することができる。例えば、図６Ａから図６Ｃは、一連のパターンが、光搬送装置または光搬送装置に含まれている各構成部材を動かさなくとも光搬送装置によって生成および出力されるのを例示している。

まず図６Ａから始まって、近位側サブシステム２２は１条の治療用光線６１を生成して干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２上の一部位に投射する。近位面７２上の１条の治療用光線６１の位置は近位側サブシステム２２の走査機３６を用いて制御することができるが、投光点寸法は投光点寸法選択機３９を利用して調節することができる。これに応じて、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、近位面７２上の入力部位に一致する遠位面７４上の一部位から１条の治療用光線６１を出力するようにするとよい。

次に、図６Ｂに例示されているように、近位側サブシステム２２は或るパターンの治療用光線６３を生成してから、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２上に治療用光線６３を投射することができる。この実施例では、或るパターンの治療用光線６３は図６Ａの１条の治療光線６１と投光点寸法が同一であるが、その代わりに、ここでは円形パターンに配置された多数のレーザエネルギー集中領域を含んでいる。円形パターンの治療光線６３は、１個の位置が１個のレーザエネルギー集中領域と１対１対応している多数位置を辿って走査機３６の第１走査装置および第２走査装置を迅速に循環させることにより生成される。その結果、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、近位面７２上の入力部位に対応する遠位面７４上の一部位から円形パターンの治療光線６３を出力すればよいことになる。

次に図６Ｃに例示されているように、近位側サブシステム２２はもう１つ別な或るパターンの治療用光線６５を生成してから、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２上に治療用光線６５を投射する。或るパターンの治療光線６５は図６Ｂの円形パターンの治療用光線６３と同じ円形パターンに配置された同数のレーザエネルギー集中領域を含んでいるが、この実施例では、投光点寸法が大きくなっている。円形パターの治療用光線６５は、円形パターンの治療用光線６３を設けるのに必要になるのと同じ態様で、多数の位置を辿って走査機３６の第１走査装置および第２走査装置を迅速に循環させることにより生成される。しかしながら、投光点寸法選択機３９を使って、円形パターン治療用光線６５の投光点寸法を拡大してもよい。その結果、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２は、近位面７２上の各入力部位に１対１対応する遠位面７４上の各部位から円形パターンの治療用光線６５を出力するとよいことになる。

これと同じ態様で、モジューラレーザ治療システム３００は、１条の治療用光線を利用して連続パターンを写すようにしてもよい。例えば、図７Ａは、近位側サブシステム２２により干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２の上に１条の治療用光線８１が投射されているのを例示している。１条の治療用光線８１は、近位側サブシステム２２に含まれている走査機３６により矩形パターン８３に沿って移動させられる。１条の治療用光線８１は矢印８５によって示された方向に移動させられるので、光線は干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の遠位端におけるファイバー管束面の対応位置に出力される。従って、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の近位面７２上に写されたパターンは遠位面で再生される。図７Ｂは、１条の治療用光線８１が図７Ａに例示されているようにファイバー管束面に投射された際に、干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の出力を標的部位に供与することにより外傷部８７が設けられているのを例示している。従って、モジューラレーザ治療システム３００は１条の治療用光線を利用して矩形パターンの外傷部を生成するのに、光搬送装置または光搬送装置に含まれている各構成部材を移動させなくても済む。換言すると、光搬送装置は患者の眼に対して静止位置に置かれているが、近位側サブシステム２２は干渉性ファイバー管束２８、３０、３２の内部で治療用光線を移動させることで所望の外傷パターンを生成することができる。

図８はモジューラレーザ治療システムのもう１つ別な実施例８００を例示しているが、モジューラレーザ治療システム８００はモジューラレーザ治療システム３００の投光点寸法選択能力および視野調節能力を欠いている点を除けば、モジューラレーザ治療システム３００に類似している。モジューラレーザ治療システム３００と同様に、モジューラレーザ治療システム８００は近位側サブシステム２２および遠位側サブシステム２０を備えている。

近位側サブシステム２２のレーザ源３８は１条のレーザビームを伝送する構成になっている。レーザ源３８の起動（例えば、パルス持続期間、出力、波長など）は制御装置５１により制御される。更に、近位側サブシステム２２の走査機はレーザ源３８により生成された１条の光線を利用して、１条の治療用光線または或るパターンの治療用光線を生成する。走査機はコリメータレンズ４４、第１走査装置および第２走査装置、および、１組のリレーレンズ４６を備えているようにするとよいが、第１走査装置および第２走査装置の具体例としては検流器３４、検流器３６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置、回転式多角形装置、または、それ以外の好適な装置が挙げられる。コリメータレンズ４４は、レーザ源３８により生成された１条の光線を光ファイバー４２を介して受光する構成である。コリメータレンズ４４の出力は平行光線であるが、この平行光線は第１走査装置、例えば、第１検流器３４、微小電気機械システム装置、回転式多角形装置、または、それ以外の好適な装置に向かう方向制御を行うことができる。第１検流器３４の位置がコンピュータ制御システム（例えば、制御装置５１）を利用して高精度制御されることで、１組のリレーレンズ４６により平行光線を第２走査装置、例えば、第２検流器３６、微小電気機械システム装置、回転式多角形装置、または、それ以外の好適な装置に向かわせることができるようになる。第２走査装置はコンピュータ制御システム（例えば、制御装置５１）に応答して第１検流器３４の調節の方向に垂直な方向に平行光線を調節する構成である。換言すると、１対の検流器３４、３６を利用して、顕微鏡対物レンズ４８および干渉性ファイバー管束２８の近位面７２に相関的に治療用光線２６のX-Y直交座標上の位置を調節することができる。或る実施例においては、この操作が実施されるのは、１条の治療用光線を顕微鏡対物レンズ４８および近位面７２に相関的に移動させるためである。また別な実施例においては、走査装置はレーザ源３８によって生成されたパルスと同期させられるとともに幾つかの複数位置を辿って比較的迅速に循環させられることで、図２Ｂないし図２Ｅに例示されているもののような多数のレーザエネルギー集中領域２１を含んでいるパターン形成効果を生じることができる。

モジューラレーザ治療システム８００の遠位側サブシステム２０は、視野調節モジュール４１が投射光学系４０（例えば、回転式ミラーなど）に置換されている点を除けばモジューラレーザ治療システム３００に類似している。遠位側サブシステム２０は近位側サブシステム２２から治療用光線を受光し、レーザ治療システム３００について先に述べたものに類似する態様で治療用光線を出力することができる。

図９は、可動設置式近位側サブシステム２２が干渉性ファイバー管束２８で遠位側サブシステム２０に接続されることを特徴とするモジューラレーザ治療システム構成の一実施例９００を例示している。遠位側サブシステム２０は細隙灯装置６に接続されており、患者の眼に１条の治療用光線および或るパターンの治療用光線を搬送するために利用される。レーザ照射のオン・オフ切り替えなどのような近位側サブシステム２２の多様な状態を誘発させるためのフットペダル６４が例示されている。これに代わる例として、他の実施例においては、モジューラレーザ治療システム構成９００は、近位側サブシステム２２の多様な状態を誘発させるためのフットペダル６４に代えて、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を備えているようにしてもよい。モジューラレーザ治療システム構成９００は、レーザ間接検眼鏡や眼内探針などのような移動装置を支援するためのインターフェイスを更に備えているようにしてもよい。移動装置は干渉性ファイバー管束によって近位側サブシステム２２に接続されて、患者の眼に１条の治療用光線および或るパターンの治療用光線を搬送することができる。これに代わる例として、移動装置は従来の多モードファイバーによって近位側サブシステム２２に接続されて、従来の１条の光線による治療を施すようにしてもよい。

図１０は、卓上設置式近位側サブシステム２２が干渉性ファイバー管束２８を介して遠位側サブシステム２０に接続されることを特徴とするモジューラレーザ治療システム構成の一実施例１０００を例示している。遠位側サブシステム２０は細隙灯装置６に接続されて、患者の眼に１条の治療用光線および或るパターンの治療用光線を搬送するために利用される。近位側サブシステム２２の一部として例示されているのが干渉性ファイバー管束インターフェイスバス６６であり、このインターフェイスバスは走査検流器によって給電されるとともに、干渉性ファイバー管束２８を介して遠位側サブシステム２０に関連するレーザ間接検眼鏡１６、眼内探針（図示せず、ポート６８が利用されることもある）、または、細隙灯装置に１条の治療用光線や或るパターンの治療用光線を向かわせるために利用される。或る実施例では、検流器の大きな動き（例えば、±18度）は異なるファイバーポートを選択するために利用されるが、検流器の小さな動きはファイバーでパターンを形成するためにポート内で使用される。代替例として、近位側サブシステム２２に含まれているビーム分割器を検流器の代用としてもよい。また別な１条光線用のバス（図示せず）を設けることで、近位側サブシステム２２が従来の多モードファイバーにより１条のレーザ光線をレーザ間接検眼鏡または眼内探針に伝送することができるようにして、近位側サブシステム２２を従来の１条光線用のレーザ間接検眼鏡または眼内探針に容易に適合させることができる。

図１１を参照すると、干渉性ファイバー管束２９を使って可動設置式近位側サブシステム２２がインターフェイス２３に接続されることを特徴とするモジューラレーザ治療システム構成の一実施例１１００が例示されている。インターフェイス２３は、全て同一寸法または異なる寸法の（例えば、同一径または異径の、もしくは、同一画素数または異画素数の）干渉性ファイバー管束相互の間の複数の結合部を含んでいる。インターフェイス２３は手術室式の顕微鏡７０に接続されており、干渉性ファイバー管束３２のまた別な部分を介して患者の眼に１条の治療用光線および或るパターンの治療用光線を搬送するために利用されるが、干渉性ファイバー管束３２は顕微鏡アームに固定式に接続されていてもよいし、或いは、着脱自在式に接続されていてもよいが、最終的に遠位側サブシステム２０（図示せず）を備えている眼内探針１８に接続されるとよい。干渉性ファイバー管束の端部・端部の結合部（または、切断面・切断面の結合部）は従来の１：１光画像化装置型の機器を利用するとともに、従来のガラスレンズや射出成形可塑レンズやミラーなどのような反射光学系やグリンレンズ（屈折率分布型レンズ）や回折レンズのような各種レンズなどを利用して効率よく達成することができる。これに代わる例として、上記以外のスケーリング因子を採用してもよく、具体例を挙げると、大きい（例えば、直径が大きく画素数も高い）恒久取付式ファイバーが小さい（例えば、直径が小さく画素数も低い）眼内探針ファイバーに結合されて、組になったファイバー相互の画素・画素の整合を回避するようにしてもよい。使い捨て可能なキット、例えば、眼内探針用キットなどのキットは、眼内探針に加えて6インチ程度の公称結合長の干渉性ファイバー管束および１：１の光画像化装置と協働するフェルール型すなわち継口型接合面を備えているが、光画像化装置は干渉性ファイバー管束の遠位端に結合され、干渉性ファイバー管束はもっと近位の、遠位側サブシステム２０または近位側サブシステム２２のいずれかに結合されるとよい。

図１２は、干渉性ファイバー管束を介して治療レベルのレーザエネルギーを搬送するプロセスの一実施例１２００を例示している。ブロック１２１０で、治療用光線が生成される。治療用光線は少なくとも２個の分離したレーザエネルギー集中領域２１を含んでおり、少なくとも２個の分離したレーザエネルギー集中領域２１の寸法と少なくとも２個の分離したレーザエネルギー集中領域２１により形成されたパターンとは、第１サブシステムにより調節可能である。この操作は、例えば、モジューラレーザ治療システム３００の近位側サブシステム２２に類似している、または、それと同一であるサブシステムを利用して実施されるとよい。ブロック１２２０で、レーザエネルギーは治療用光線の形態を取って、モジューラレーザ治療システム３００の干渉性ファイバー管束２８、３０、３２に類似している、または、それと同一である干渉性ファイバー管束の第１端に向かう方向制御がなされる。ブロック１２３０で、治療用光線は干渉性ファイバー管束の第２端から受光される。或る実施例では、この操作は、遠位側サブシステム２０に類似している、または、それと同一のサブシステムを利用して実施されるとよい。ブロック１２４０で、受光された治療用光線は患者に搬送される。或る実施例においては、治療用光線は細隙灯やレーザ間接検眼鏡や眼内探針またはそれ以外の好適な装置によって搬送されて、患者の眼に所望の外傷パターンを生じるようにするとよい。

多様な具体的実施例をここに説明してきた。これら実施例についての言及は非限定的な意味で行われている。これら実施例は本件開示の技術の、より余すところなく適用可能な態様を例示する目的で提示されている。多様な変更を施すことができるであろうし、これら多様な実施例の真髄および範囲から逸脱しなければ、本発明の実施例の均等物で代用することができるであろう。加えて、特定の状況、特定の素材、特定の物質組成、特定の過程、特定の手順行為、または、特定工程段を上述の多様な実施例の目的、真髄、または、範囲に適合させるために多様な修正を施すことができるであろう。更に、当業者なら正しく評価することであるが、本件に記載および例示されている個々の変形例はその各々が別個の構成部材および別個の特徴を有しており、それら構成部材および特徴は他の複数の実施例のいずれの特徴からも容易に分離させることができ、或いは、そのような特徴と容易に結び付けられて、尚且つ、上述の多様な実施例の範囲および真髄から逸脱するものではない。このような修正例はいずれも、本明細書に添付した特許請求の範囲に入るものと解釈されるべきである。

Claims (14)

1. 患者の眼のレーザ治療用のシステムであって、システムは、
   第１端および第２端が設けられたコヒーレント光ファイバー束と、
   コヒーレント光ファイバー束の第１端に連結された第１サブシステムとを備えており、
   第１サブシステムは少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域を含む或るパターンの治療用光線を生成するにあたり、第１サブシステムが少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域の寸法を調節することができて少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域により形成される或るパターンを調節することができるとともに或るパターンの治療用光線をコヒーレント光ファイバー束の第１端に向かうよう方向制御する構成になっており、システムは、
   コヒーレント光ファイバー束の第２端に連結された第２サブシステムを更に備えており、
   第２サブシステムは或るパターンの治療用光線をコヒーレント光ファイバー束の第２端から受光するとともに或るパターンの治療用光線を患者の眼に伝送する構成になっていることを特徴とする、システム。
2. 第１サブシステムは或るパターンの治療用光線をコヒーレント光ファイバー束の第１端の一部に向かうよう方向制御する構成になっており、第２サブシステムはコヒーレント光ファイバー束の第２端の一部から或るパターンの治療用光線を受光する構成になっており、コヒーレント光ファイバー束の第２端の前記一部はコヒーレント光ファイバー束の第１端の前記一部と合致していることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. コヒーレント光ファイバー束の第１端に対するコヒーレント光ファイバー束の第１端の前記一部の相対位置は、コヒーレント光ファイバー束の第２端に対するコヒーレント光ファイバー束の第２端の前記一部の相対位置と概ね同じであることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
4. 治療用光線は概ね非可視波長の光線であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
5. 治療用光線は出力が30ミリワットから2ワットの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
6. 第１サブシステムは、
   レーザ光線を生成する構成のレーザ源と、
   レーザ光線を受光してからレーザ光線の寸法を調節することにより少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域の寸法を調節する構成の投光点寸法選択機と、
   投光点寸法選択機から寸法調節済みのレーザ光線を受光してから受光した寸法調節済みのレーザ光線を選択的に方向制御し直すことにより少なくとも２つの分離したレーザエネルギー集中領域により形成されるパターンを生成する構成の走査機とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
7. レーザ源は平均出力が1.2ミリワット未満で概ね可視波長の光線である整列ビームを生成する構成であることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
8. 走査機はコリメータレンズおよび走査装置を備えていることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
9. 走査装置は検流器、微小電気機械システム（MEMS）装置、または、回転式多角形装置を備えていることを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
10. 第１サブシステムは、多モードファイバーを介してレーザ間接検眼鏡（LIO）または眼内探針に接続するためのインターフェイスを更に備えており、インターフェイスは多モードファイバーにより１条の治療用光線を伝送する構成であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
11. 第１サブシステムは、第２サブシステムを含んでいる第２格納庫とは物理的に分離している第１格納庫内に包含されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
12. 第２サブシステムは、細隙灯、眼内探針、または、レーザ間接検眼鏡（LIO）に組み込まれていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
13. 第２サブシステムは、細隙灯、眼内探針、または、レーザ間接検眼鏡（LIO）に接続されていることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
14. 第２サブシステムは、視野を調節するための視野調節モジュールを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

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