JP2001514928A - 医療用レーザ案内装置 - Google Patents

医療用レーザ案内装置

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JP2001514928A JP2000509379A JP2000509379A JP2001514928A JP 2001514928 A JP2001514928 A JP 2001514928A JP 2000509379 A JP2000509379 A JP 2000509379A JP 2000509379 A JP2000509379 A JP 2000509379A JP 2001514928 A JP2001514928 A JP 2001514928A
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Abstract

(57)【要約】 レーザ案内装置はレーザ光源、及びレーザ光源からのレーザ光をその光学出力から網膜目視装置の光路に指向させるためのレーザ光誘導手段を有する。レーザ光位置決め手段はレーザ光源からのレーザ光の位置を光路内で移動し、制御手段によって使用に際して眼の網膜の特定のポイント又は領域にレーザ光を照射するためにレーザ光源及び位置決め手段がコントロールされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医療用レーザ案内装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、レーザ光がいくつかの病気の治療補助に用いられている。レーザ光の具
体的な適用例としては、目の網膜にレーザ光を照射することで眼病を治療するこ
とである。 伝統的に、このような治療は眼底カメラ、スリットランプまたは類似の光学装
置を用いて予め目を検査した後、目のレーザ治療のために患者を別の場所に移動
させていた。
【０００３】 このような治療では、最初の検査後、眼底カメラによって撮影された写真を現
像する必要がある。また、このような写真を分析するために時間が必要である。
このような時間を考慮して、レーザ治療は、しばしば最初の検査から数日ないし
数週間後に行われる。
【０００４】 さらに、ひとたびレーザ治療が開始されると、治療すべき網膜を最新の写真と
比較する必要があるため、治療は数回にわたって繰り返す必要がある。このよう
なことから、治療は時間を要しかつ患者にとって精神的な負担となる。結果とし
て、レーザ治療は、オペレータと患者を退屈させ、長時間を要する治療を耐え難
いものとする。
【０００５】 上記の問題のいくつかを克服するため、眼底カメラの中にレーザ治療装置を内
蔵することが提案されてきた。 このようなシステムは、最初の検査と同時に網膜のレーザ治療を行うことを可
能とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、前述のような、カメラと一体化されたレーザ照射装置は、多数の部品が
必要なため、非常に高価である。 このため、治療センターにおいて、既存の眼底カメラ、スリットランプないし
類似の装置と前述した新規なカメラ一体型レーザ治療装置との置き換えは進んで
いないのが現状である。
【０００７】 本発明は、上記の問題のいくつかを解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ案内装置であって、 レーザ光源と、 前記レーザ光源からのレーザ光をその出力部分から網膜目視装置の光路へ誘導
するための光誘導手段と、 前記レーザ光源からのレーザ光の位置を前記光路内で移動するためのレーザ光
位置決め手段と、 使用に際して、前記レーザ光を目の網膜の特定のポイント又は領域に照射する
ために、前記レーザ光源及びレーザ光位置決め手段を制御するための制御手段と
、 を備えたことを特徴とする。
【０００９】 本発明の装置によれば、レーザ治療装置を内蔵しない既存の網膜目視装置に外
部から装着可能であるため、既存の目視装置を新たに取り替える必要がない。 また、オペレータは、眼底カメラ、スリットランプないし類似の目視装置のア
イピースを通して網膜を目視することで、このレーザ光源から照射される低レベ
ルレーザ光の位置を目視可能である。そして、制御手段に適切なコマンドを与え
ることで、患者の網膜の選択されたポイントまたは領域に治療レベルのレーザ光
を照射することができる。
【００１０】 あるいは、ビデオカメラを目視装置のアイピースに取り付けても良い。ビデオ
カメラの出力は目視の便宜のために、ビデオモニター上に表示可能である。 制御手段に出力が接続されたマウス、トラックボールなどの簡単な操作によっ
て、レーザ治療しようとする網膜上の照射位置を任意に選択可能である。このよ
うな構成により、オペレータから選択されたポイント又は領域のデータを受け取
り、カメラからのビデオデータを使用しながら網膜に追従し必要に応じて治療レ
ベルのレーザ光を出力するリアルタイム又は準リアルタイムの画像認識手段を用
いることでレーザの半自動制御が同様に可能となる。この半自動構成によれば、
患者による網膜の移動を人間のオペレータの能力を超えたスピード及び精度で補
償できるという利点が得られる。
【００１１】 一つの主レーザビームから二次治療ビームアレイを発生させるために案内装置
の光路内に回折光学素子が配され、治療時間及び患者の不快感を減らすために、
選択された領域での治療時間を短縮するのに用いられても良い。 レーザ光源は、重量、サイズ及び電力消費が少ないという利点を有するチュー
ブレーザ、固体レーザまたはダイオードレーザを使用可能である。レーザ光位置
決め手段は、検流計及びミラーによる構成であってよく、あるいは音響光学装置
を含んでも良い。このレーザ光位置決め手段はレーザ光源から照射される光をパ
ルス状に目視装置の光路から離れるように指向させることで変調するのに使用可
能である。あるいは、レーザ光源がパルスしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は治療される眼３の網膜を検査するのに用いられる公知の眼底カメラ１を
示す。 照射光源２は眼３への照射光を提供し、この光は目視アイピース４及びカメラ
５に向けて反射される。網膜の写真が撮影されるとき、フラッシュライト２が起
動され、別の光学出力２０に取り付けられたカメラ５によって写真が撮影される
。カメラ５によって、及びアイピース４を通してクリアな目視を得るために網膜
の画像に焦点を合わせるフォーカスシステム７が設けられている。
【００１３】 図２は図１の公知の眼底カメラと共に操作される本発明の一例を示す。対応す
る構成要素は同様に番号が付される。本例はスリットランプ又は類似の網膜目視
装置とともに操作するのに適するよう構成可能である。 眼底カメラ１の光学出力２０には光学的補助器具（optical extension）９が 取り付けられている。この光学的補助器具９は半鍍銀ミラー１０及びレンズ１１
を含む。ミラー１０はレーザ光源１２からの光を眼底カメラ１の光路及び眼３の
網膜に向け、かつ眼底カメラ１からの光を光学的補助器具２０（訳注；光学出力
２０の誤り）に取り付けられたカメラを透過させるように構成されている。
【００１４】 本例では、レーザ光源１２はターゲット光源１２ａ及びメインパルスレーザ光
源１２ｂを含む。しかしながら、単一のレーザ光源で、二つの異なるパワーレベ
ルで操作されるものも使用可能である。本例では、ターゲット光源はヘリウムネ
オンまたは赤色ダイオードレーザを使用可能であり、主パルスレーザ光源はアル
ゴンまたはNd−YAGレーザを使用可能である。オプションのパワーレベルメータ ２１によってレーザ光レベルをモニタし、眼３に安全な光レベルのみが照射され
ることを確保している。
【００１５】 レーザ光源１２からの光は二色ミラー１３を経由して、制御手段１５、本例で
はコンピュータ、の制御下にあってＸ、Ｙ ガルボミラー（galvo mirrors）１ ４ａ、１４ｂを有するレーザ光位置決め手段１４に向けられる。この構成は、光
路に配された音響光学装置によって代替可能である。光位置決め手段１４はレー
ザ光源１２からの光を眼底カメラ１の光路内に位置決めし、光の位置を眼の網膜
にコントロールする。本例でのレーザ光源１２は治療光源１２ａ及びターゲット
光源１２ｂを含む。オプションの回折素子１６がレーザ光源１２の光路に配され
る。このオプションの回折素子１６の操作は後述される。
【００１６】 レーザ光源１２からの光は、使用に際して、光学的補助器具９を経由してカメ
ラ１を通して眼３の網膜に至り、対物レンズ８を経由して眼底カメラ１に戻る。
その後、この光は、アイピース４ないし光学的補助器具９を経由してビデオカメ
ラ５に到達する。このビデオカメラ５の出力は、本ケースでは、コンピュータシ
ステムを経由して制御手段１５に接続されるが、代わりに単にディスプレイに出
力されても良い。
【００１７】 図３を参照して、本発明に係る装置の全体的な操作を説明する。繰り返しにな
るが、図１及び２に関して説明されたものに対応する構成要素は同様に番号付け
される。本例では、モニタ１８が制御手段１５からの出力を受け、ビデオカメラ
５によって受け取られた画像を表示するために設けられる。ユーザ入力手段１９
，２０が設けられ、これらはキーボード１９及び／又はマウス２０，ジョイステ
ィックまたはフットペダルなどの部品を使用可能である。
【００１８】 図３に示される例には、いくつかの治療オプションが示される。第一のオプシ
ョンは、制御手段１５による完全な制御である。このオプションでは、制御手段
は治療に関するデータを受け取り、レーザ位置決め手段１４と併せてレーザ光源
１２の出力を制御して眼３の網膜にレーザ光を照射する。この制御手段１５は、
適切なリアルタイム画像認識ソフトウェアを用いて眼の網膜のフィーチャーに対
するレーザ光源からの光の位置をモニタし、これにしたがって網膜の位置を追従
するように調整される。
【００１９】 本例では、半自動プロセスも可能であり、その場合には、網膜上の特定のポイ
ント又は領域が、モニタ１８上に表示されたオペレータの選択するポイントまた
は領域によって治療のために選ばれる。ひとたび選択が完了すると、制御手段１
５はレーザ光源１２から必要なレベルのレーザ光を照射することで選択されたポ
イントを治療するに至る。
【００２０】 本例の装置では別のオプションもまた可能である。このオプションでは、オペ
レータにより網膜の個々のポイント又は領域を選択した後、レーザ位置決め手段
１４を直接制御してレーザ光を実際に位置決めし、必要に応じてレーザ光源１２
にパルスを加える。
【００２１】 図４は図２に示されたオプションとしての回折光学素子を示す。この光回折素 子１６は単一のレーザビーム３０を、本ケースでは、３かける３のマトリックス
となるレーザビームアレイ３１に回折する。その他のサイズのマトリックスも発
生可能である。この回折光学素子１６を備えたことで、一回の照射でレーザ光を
複数のポイントに照射することが可能となり、治療プロセスをスピードアップし
、患者の不快感を減少させる。
【００２２】 図５からわかるように、３×３の回折光学素子１６では、８個の別々のパルス
を照射することで８個の適用ポイントＡからＨのアレイが与えられ、回折光学素
子１６が設けられたときに、網膜３の広い範囲をカバーできることになる。 この装置は、光の照射を選ばれた治療部分に空間的及び／または一時的に乱数
化または散乱させるレーザ制御アルゴリズムを有していても良い。
【００２３】 図６は本発明の装置とともに使用可能な画像認識プロセスの例を示す。この例
は、制御手段１５によって実行され、視神経の輪郭を網膜のリファレンスポイン
トとして使用し（もっともオペレータにより別のリファレンスも使用可能である
）、整合が生じるまでビデオカメラの出力と通じてサーチする。制御手段１５は
、随意又は不随意の眼の運動を通じて、視神経の位置、又は例えば血管といった
別の網膜画像の地形学的特徴にロックして従うことで、網膜３の位置に追従する
。このプロセスは本発明、又はレーザ治療及び適切な画像キャプチャリング、プ
ロセシング及びレーザ制御回路を用いた任意の一体型網膜目視装置に使用可能で
ある。本例のプロセスは以下の形式の相互相関関数を用いる。
【００２４】
【数１】
【００２５】 ここで、画像Ｆ（Ｆ、Ｙ）及びテンプレートＴ（Ｙ）がそれぞれキャプチャさ
れ、発生される。別の関数も使用可能である。 この関数は、テンプレートＴの下の画像Ｆの一部がＴと全く同じになるときに
最大となる。これは、Rft(u, v)/Rtt(u,v)のパラグラフを計算すると０から１の
範囲を有することから、簡単な適合度の尺度を構成する。 Ｒｔｔが一度のみ計算される場合には、あらかじめ何らかの整合がとられてい
る必要がある。 リファレンス画像と現在キャプチャされた画像とのずれ（及びその対応するテ
ンプレート）によりほぼずれの概算値となるＸ及びＹ次元の数が生じる。この数
は、レーザ光偏向手段(deflecting means)を駆動するのに用いられ、レーザビー
ムを選択されたターゲットに正確に一致させる。
【００２６】 このプロセスは、自動化された、または予め記憶された治療データコースの治
療が要求される場合に、特に有用である。 本発明の全体の制御は任意の適切なコンピュータまたはマイクロプロセッサベ
ースのシステムである制御手段１５によって実行可能である。例えば、適切なソ
フトウェア及び制御インターフェースを有するＰＣ、アップルマッキントッシュ
またはその他のワークステーションシステムである。これはこのシステムの制御
が高い信頼性と比較的低コストで実現可能であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知の眼底カメラの概略図である。
【図２】 本発明にかかる案内装置の概略図である。
【図３】 本発明にかかるコンピュータ制御案内装置の概略図である。
【図４】 本発明で使用可能な回折光学素子の操作を示す図である。
【図５】 図４に示された回折光学素子を用いた装置用の治療テンプレート
の図である。
【図６】 本発明で使用可能な例示の画像認識技術を示す概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 Ｐ．Ｂ．10 ＦＩＮ−20101 Ｔｕｒｋｕ Ｆｉｎｌａｎｄ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 医療用レーザ案内装置であって、 レーザ光源と、 前記レーザ光源からのレーザ光をその出力部位から網膜目視装置の光路へ誘導
    するための光誘導手段と、 前記レーザ光源からのレーザ光の位置を前記光路内で移動するためのレーザ光
    位置決め手段と、 使用に際して、レーザ光を目の網膜の特定のポイント又は領域に照射するため
    に、前記レーザ光源及び前記レーザ光位置決め手段を制御するための制御手段と
    を有することを特徴とする医療用レーザ案内装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載した医療用レーザ案内装置において、 ビデオカメラが前記目視装置のアイピースに取り付けられていることを特徴と
    する医療用レーザ案内装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載した医療用レーザ案内装置に
    おいて、 ユーザによって網膜上のポイントを選択可能とするユーザ入力装置(use input
    device)を有することを特徴とする医療用レーザ案内装置。
  4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載した医療用レーザ案内装置に
    おいて、 画像認識手段と、 前記画像認識手段に基づき前記網膜の前記特定の位置に追従するための網膜追
    従手段と、を有することを特徴とする医療用レーザ案内装置。
  5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までの何れかに記載した医療用レーザ
    案内装置において、 前記案内装置の前記光路内に回折光学素子を有することを特徴とする医療用レ
    ーザ案内装置。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までの何れかに記載した医療用レーザ
    案内装置において、 前記レーザ光源がダイオードレーザであることを特徴とする医療用レーザ案内
    装置。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６までの何れかに記載した医療用レーザ
    案内装置において、 前記レーザ光位置決め手段は検流計によって駆動されるミラーを有することを
    特徴とする医療用レーザ案内装置。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項６までの何れかに記載した医療用レーザ
    案内装置において、 前記レーザ光位置決め手段は音響光学装置を含むことを特徴とする医療用レー
    ザ案内装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項８までの何れかに記載した医療用レーザ
    案内装置において、 前記レーザ光位置決め手段は使用に際して網膜に照射される光がパルス可能に
    構成されていることを特徴とする医療用レーザ案内装置。
JP2000509379A 1997-08-14 1998-07-23 医療用レーザ案内装置 Withdrawn JP2001514928A (ja)

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