JP2008245833A

JP2008245833A - 眼科用レーザ治療装置

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Publication number: JP2008245833A
Application number: JP2007089636A
Authority: JP
Inventors: Naho Murakami; なほ村上; Koichi Ito; 晃一伊藤
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP5028124B2; US9023017B2; US20080243108A1

Abstract

【課題】患部上で治療に適したビーム特性の治療用レーザ光を照射することができると共に、スポットサイズの変倍を簡便な構成で行える眼科用レーザ治療装置を提供すること。
【解決手段】患者眼の患部を治療するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光を患者眼の患部に照射するデリバリ光学系とを備える眼科用レーザ治療装置において、前記デリバリ光学系は、前記レーザ光源の出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルを患部上で均一化又は周辺に比べて中央の強度が低いビームプロファイルに成形すると共に、患者眼の患部上で異なるスポットサイズに成形する複数の回折光学素子と、該複数の回折光学素子を選択的に光路上に切換え配置する切換手段と、を備えること。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者眼にレーザ光を照射し、治療する眼科用レーザ治療装置に関する。

患者眼のレーザ光を照射する眼科用レーザ治療装置は、治療用レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光を伝送する光ファイバと、光ファイバにより伝送されたレーザ光のスポットサイズを治療目的に応じたサイズにするための変倍光学系が設けられたデリバリ光学系と、から構成される。光凝固治療用のレーザ装置の光ファイバは、一般にコア径約５０μｍのマルチモードファイバが使用され、眼底上に照射されるレーザスポットが５０〜５００μｍの範囲で変えられる変倍ズーム光学系がデリバリユニットに設けられている。また、レーザ虹彩切開治療では、変倍ズーム光学系の倍率を最低倍率にした５０μｍ程でエネルギー密度を高くして使用される。

ところで、マルチモードファイバでは、ファイバ出射端面におけるビームプロファイルにスペックルパターンが発生しやすく、眼底の光凝固治療では焼けムラが生じ、均一な凝固斑が形成されない等の問題があった。このため、スペックルパターンを無くそうとする提案（特許文献１、２、３）、患部上でのスポットの強度分布を変化させようとする提案（特許文献４、５）がなされている。
特開２００４−１３５９７１号公報特開２００５−４６２４７号公報特開２００３−３１０６５３号公報特開２００１−８９４５号公報特開２００４−２２９９６５号公報

しかし、上記特許文献の提案は、ファイバの透過率が落ちてしまう、ファイバを振動させる機構の配置が難しい、調整が難しい、等の問題がある。このため、何れも現実に実用化されたものは無く、簡便な構成で効率良くビームの品質を改善する方法が望まれる。また、マルチモードファイバに代えてシングルモードファイバを使用しようとした場合、シングルモードファイバの出射端面におけるビームプロファイルはガウシアンとなるので、中心部が過凝固となる問題の他、シングルモードファイバのコア径は５μｍ程で、眼底上で５０〜５００μｍのスポットサイズを得ようとすると、大きな倍率の変倍光学系が必要となり、製造が難しい問題がある。また、上記のようなファイバを、レーザ光の伝送に用いない場合、例えば、レーザ光源とデリバリ光学系が一体化した装置等であっても、レーザ光源から出射されるレーザ光のビームプロファイルはガウシアンとなる。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、患部上で治療に適したビーム特性の治療用レーザ光を照射することができると共に、スポットサイズの変倍を簡便な構成で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）患者眼の患部を治療するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光を患者眼の患部に照射するデリバリ光学系とを備える眼科用レーザ治療装置において、前記デリバリ光学系は、前記レーザ光源の出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルを患部上で均一化又は周辺に比べて中央の強度が低いビームプロファイルに成形すると共に、患者眼の患部上で異なるスポットサイズに成形する複数の回折光学素子と、該複数の回折光学素子を選択的に光路上に切換え配置する切換手段と、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、前記レーザ光源からのレーザ光を伝送する光ファイバを備え、前記デリバリ光学系は、前記光ファイバの出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルを，前記回折光学素子にて患者眼の患部上で均一化又は周辺に比べて中央の強度が低いビームプロファイルに成形することを特徴とする。
（３）（２）の眼科用レーザ治療装置において、前記光ファイバは、出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルがガウシアンとなるコア径約５μｍのシングルモードファイバであり、前記回折光学素子は患部上でのスポットサイズを５０〜５００μｍの間で段階的に成形するものが複数個用意されていることを特徴とする。
（４）（２）又は（３）の眼科用レーザ治療装置において、前記切換手段は前記回折光学素子を光軸上から外した位置にも切換え配置可能な手段であり、前記デリバリ光学系は、前記光ファイバから出射されたレーザ光の光束径を拡大してコリメートするコリメータレンズと、前記回折光学素子を通過したレーザ光を患部に投影する投影レンズを備え、前記回折光学素子が光軸上から外されたときに、前記光ファイバの出射端面が前記コリメートレンズ及び投影レンズにより投影される構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、患部上で治療に適したビーム特性の治療用レーザ光を照射することができ、スポットサイズの変倍を簡便な構成で行える。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の眼科用レーザ治療装置の構成を示す概略構成図である。本実施形態では、眼底等の患部を光凝固治療する光凝固レーザ装置を例に挙げる。

レーザ装置は、双眼顕微鏡を持つ観察ユニット２０及び照明部１１から構成されるスリットランプと、レーザ光源が配置される本体ボックス５と、本体ボックス５からのレーザ光を伝送する光ファイバ３０と、光ファイバ３０から出射したレーザ光を患者眼の眼底等の患部に照射するレーザデリバリ光学系１２と、から大略構成される。

観察ユニット２０の内部に配置される観察光学系は、左右の観察光路で共用される対物レンズ６１と、左右の各光路に配置された変倍レンズユニット６７、術者保護フィルタ６６、結像レンズ６２、正立プリズム６３、視野絞り６４、接眼レンズ６５を備える。

照明部１１の内部には照明光源４０が備えられ、照明光源４０より出射した可視光束はコンデンサレンズ４１を透過した後、可変アパーチャ４２により高さを、可変スリット板４３により幅を決定され、スリット状の光束に形成される。その後、可変スリット板４３を通過したスリット照明光は投影レンズ４４を介した後、プリズムミラー４６で反射されて患者眼ＰＥを照明する。眼底を観察する場合にはコンタクトレンズＣＬを介して照明、観察を行う場合がある。

本体ボックス５は、治療用レーザ光源５ａ、エイミング光を発生するエイミング光源５ｂ、及びそれらのレーザ光を導光する光学系を備える。レーザ光源５ａは、可視域のレーザ光を出射する。レーザ光源５ａ内には、励起光源、励起光を吸収し特定の波長（本実施形態では、赤外域の波長）を増幅するレーザ媒質、レーザ光を出射させるための共振器を規定する対となるミラー、赤外域のレーザ光をその第２高調波である可視域のレーザ光に変換する波長変換素子、で構成される（いずれも図示を略す）。ここでは、レーザ媒質として、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶を用いる。レーザ媒質とミラーにより増幅された赤外レーザ光の波長は１０６４ｎｍとなる。赤外レーザ光は、波長変換素子にて５３２ｎｍの可視レーザ光に波長変換され、レーザ光源５ａからは、治療に用いられる５３２ｎｍの治療用レーザ光が出射される。

エイミング光源５ｂは、半導体レーザ（ＬＤ）で構成され、本実施形態では、赤色レーザ光とする。６はダイクロイックミラーであり、治療用レーザ光の５３２ｎｍを透過し、エイミング光となる赤色レーザ光を反射することで、治療用レーザ光とエイミング光は同軸とされる。７はレンズであり、同軸とされた治療用レーザ光とエイミング光は、レンズ７により光ファイバ３０へと入射される。

これら、レーザ光源５ａ、エイミング光源５ｂには、レーザ光の出力、持続時間やエイミング光のオン、オフを切換る制御手段となる制御部９０が接続されている。また、制御部９０には、照射するレーザ光の出力（エネルギー量）や照射時間等の手術パラメータを設定する各スイッチや、照明光量を調整するスイッチ、レーザ光のスポットサイズを変更するスイッチ等が設けられたコントローラ９１が設けられている。このスイッチ等を用いた手術パラメータの設定に基づいて、制御部９０は、レーザ光源５ａ等のレーザ光の出射条件やスポットサイズ等を制御する。

本体ボックス５から出射される治療用レーザ光及びエイミング光は、ファイバ３０によりレーザデリバリ光学系１２へと伝送される。なお、図１の実施形態ではファイバ３０として、コア径５μｍ程度のシングルモードファイバを使用しているが、マルチモードファイバ（例えば、コア径５０μｍ程度）のものを用いても良い。

レーザデリバリ光学系１２は、ファイバ出射端３１から出射されるレーザ光の光束径を１０ｍｍ程に拡大して平行光とするコリメータレンズ７１、レーザ光のビームプロファイル及びターゲット面（患者眼眼底）でのスポットサイズを変更するための回折光学素子（以下、ＤＯＥ）８２が複数配置されたディスク８１、リレーレンズ７２、ミラ−７３、リレーレンズ７４、照明部１１の照明光軸上に配置されたダイクロイックミラー４５と、照明部１１で共用される投影レンズ４４及びプリズムミラー４６を備える。ダイクロイックミラー４５は、治療用レーザ光の波長である５３２ｎｍをほぼ反射し、赤色のエイミング光はある程度反射し、照明光源４０からの白色光はある程度透過させる特性、つまり、治療用レーザ光をできるだけロスなく照明光と同軸に合成する特性を有している。

レーザデリバリ光学系１２が備えるコリメータレンズ７１、複数のＤＯＥ８２、投影レンズ４４は、光ファイバ３０の出射端面から出射され、患部（眼底上）に照射されるレーザ光のスポットサイズを変更する変倍光学系７０を構成すると共に、光ファイバ３０の出射端面における不均一なレーザプロファイルを患部（眼底）上で所期するビームプロファイルに成形するビームプロファイル成形光学系を兼ねる。複数のＤＯＥ８２が同一円周上に配置されたディスク８１の中心軸には、シャフト８３が固定されており、このシャフト８３には、ステッピングモータ８５に取り付けられている。ディスク８１は、モータ８５により、回転可能とされる。モータ８５は、制御部９０からの指令によりディスク８１を回転、位置決めさせ、複数のＤＯＥ８２の内の１つを光軸上に切換配置させる。スポットサイズは、離散的に変更され（切換えられ）、その切換はコントローラ９１にて行われる（詳細は後述する）。

ビームプロファイル成形光学系兼ねる変倍光学系７０の構成を図２及び図３により説明する。図２は、変倍光学系７０に設けられた切換配置ユニット８０を光軸方向からみた図である。図３は、変倍光学系７０によるレーザ光のスポットサイズ変更の仕組みを説明する模式図である。

図２において、ディスク８１の同心円Ｃ上に、７個のＤＯＥ８２（８２ａ〜８２ｇ）が配置されている。また、同心円Ｃ上にレーザ光をそのまま通過させる開口８４が形成されている。ＤＯＥ８２と開口８４は、円Ｃ上に等間隔に設けられている。ディスク８１が、ディスク８１の中心に固定されたシャフト８３を軸に左右に回転されることで、各ＤＯＥ８２ａ〜８２ｇ及び開口８４の一つが光軸に切換（挿脱）配置される。ＤＯＥ８２ａ〜８２ｇは、ガラスや石英、樹脂等の透光体に、回折を起こす無数の微小溝を所定のパターンとなるように形成された光学素子である。各ＤＯＥは、回折を起こす無数の微小溝を通過したレーザ光がターゲット面（患部上）で重ね合わせられて、初期するスポットサイズとなるようの設計されている。また、光ファイバ３０の出射端３１におけるビームプロファイルにスペックルノイズがあったり、ガウシアンのビームプロファイであったりしても、ターゲット面では無数の微小溝を通過したレーザ光が重ね合わせた像となるため、この重ね合わせによりターゲット面でのビームプロファイルが均一化される（ＤＯＥの設計により、ターゲット面でのビームプロファイルを中心部の強度が低い者にすることも可能である）。このため、ＤＯＥの光軸と、ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸の位置合せには厳密性を要しない。

ここでは、ＤＯＥ８２ａは、スポットサイズ５０μｍを形成させる回折光学素子とし、順に、８２ｂは１００μｍ、８２ｃは２００μｍ、８２ｄは３００μｍ、８２ｅは４００μｍ、８２ｆは５００μｍ、８２ｇは７５０μｍを形成する素子とする。

ここで、各ＤＯＥ８２ａ〜８２ｇのディスク８１への配置は、それぞれ個別に製作したＤＯＥをディスク８１に保持させる機構としても良いが、本実施形態ではディスク８１のプレートも各々のＤＯＥ８２と同様の素材にて作製され、各ＤＯＥ８２ａ〜８２ｇがディスク８１のプレートに一体的に形成される構成とされている。これにより、組み付けの手間が省け、構成を簡素化できる。なお、本実施形態では、レーザ光のスポットは円形とするが、所定のパターンはどのような形状であってもよい。

各ＤＯＥ８２は、コリメータレンズ７１により光束径が１０ｍｍ程に拡大され、且つ平行光とされたレーザ光が、後方に配置された他の光学素子、ここでは、リレーレンズ７２、７４及び投影レンズ４４を通過した後に、コンタクトレンズＣＬを通過して患者眼ＰＥの眼底に結像したときに、所定のスポットサイズ、かつ、レーザ光の横断面のビームプロファイルが矩形状となるように設計、作製される。また、各ＤＯＥ８２は、レーザ光の眼底Ｆへの入射角がスポットサイズに依らず、ほぼ同じ程度となるように設計、作製される。

なお、本実施形態では、ＤＯＥ８２によるレーザ光のビームプロファイルの成形は、均一な矩形状としたが、これに限らない。ターゲット面である眼底で均一な光凝固治療が行えるエネルギー分布、かつ、前眼部でレーザ光による損傷等が起こらないエネルギー密度であればよい。ビームプロファイルは、例えば、台形状や周辺部に対して中央部の強度が低い（レーザ光軸の中心部分が凹んだすり鉢状）等であってもよい。

次に、図３を用いて、ターゲット面（眼底Ｆ）でのスポットサイズについて説明する。図３では、説明の簡便のため、リレーレンズ７２、７４、ミラー７３、４５及びコンタクトレンズＣＬは省略した。図３（ａ）のプロファイルは、その地点（ファイバ出射端３１、前眼部Ｐ、眼底Ｆ）におけるレーザ光のビームプロファイルを模擬している。図３（ａ）は、光軸にＤＯＥ８２ａ（スポットサイズ５０μｍ）が、図３（ｂ）は、光軸にＤＯＥ８２ｄ（スポットサイズ３００μｍ）が配置された場合の模式図である。ファイバ出射端３１から出射されたレーザ光のビーム径は５μｍ程度であるが、発散によって、コリメータレンズ７１では、１０ｍｍ程度となる。コリメート光となったレーザ光は、ディスク８１に配置されたＤＯＥ８２ａ又は８２ｄを通過する際に、それぞれの回折パターンによって、眼底Ｆに所期するスポットサイズＳａ（５０μｍ）、Ｓｂ（３００μｍ）で結像される。図３の説明では、投影レンズ４４の屈折力を考慮して、ＤＯＥ８２ａ、８２ｄのそれぞれの回折パターンが作製されている。このため、投影レンズ４４は、ＤＯＥ８２ａ、８２ｄを通過したレーザ光の光束の特性（平行光、発散光、収束光等）に基づいて、眼底Ｆ上でのスポットサイズを異なるサイズのＳａやＳｂとする。なお、ＤＯＥ８２ａ、８２ｄを通過したレーザ光は、回折効果を受けるため、幾何学的な光線追跡による図示ができないため、図３にあるように、波線で模式的に示すものとする。

ここで、眼底Ｆへと入射するレーザ光入射角を考える（前述の理由により幾何学的に厳密な説明はできない）。ＤＯＥ８２ａ、８２ｄに関わらず、ディスク８１でのビーム径は１０ｍｍ程度であり、ＤＯＥ８２ａ、８２ｂの配置によって、スポットＳａ、Ｓｂのサイズが決まる。従って、ＤＯＥ８２ａを通過したレーザ光と、ＤＯＥ８２ｄを通過したレーザ光と、を比較しても、眼底Ｆでの入射角に大きな差がないと考えられる。

このとき、光ファイバ３０の出射端３１でガウシアンであったビームプロファイルやスペックルノイズを含んだビームプロファイルが、眼底Ｆでは矩形状となる。このようにして、レーザ光のビームプロファイルがガウシアンであっても、ビーム成形素子のＤＯＥ８２を用いることで眼底Ｆ上で治療に適した矩形状のビームプロファイルとされる。これにより、眼底Ｆでのエネルギー分布が均一となり、焼けムラの低減された光凝固治療が行える。また、眼底Ｆへのレーザ光の入射角がスポットサイズに大きく左右されないため、前眼部でのビーム径を大きくなる。このため、前眼部でのエネルギー密度が低減され、光凝固治療における前眼部への熱的損傷等が低減される。

また、ズーム光学系を用いずに、それぞれのスポットサイズに対応したＤＯＥ８２（８２ａ〜ｇ）を光軸に切換配置して、所期するスポットサイズのレーザ光を得る構成としたことにより、ＤＯＥが持つ収差の影響を増大させることなく、大きさの異なる複数のスポットサイズのレーザ光が患部に照射できる。

また、様々な回折パターンを持つＤＯＥをスポットサイズ毎に用意し、光軸に切換配置することにより、眼底Ｆ上で矩形状のレーザ光のスポットサイズを変更できる。さらに、ＤＯＥ８２と、ＤＯＥ８２より後方の光学素子とを考慮して、ＤＯＥ８２にてレーザ光に発散性、収束性を持たせることにより、眼底Ｆ上でのスポットサイズに依らず、レーザ光の眼底Ｆへの入射角を大きくできる。これにより、前眼部でのエネルギ密度を低減でき、前眼部での熱的損傷等を低減できる。また、変倍光学系７０により、スポットサイズの変更と、ビームプロファイルの成形ができ、レーザデリバリの構成が簡単になる。

また、ＤＯＥ８２の特性上（本実施形態での設計の特性上）、設定スポットサイズをいずれの場合としても、、ＤＯＥ８２を通過したレーザ光の投影レンズ４４におけるビーム径は、１０ｍｍ程度の範囲に収まる。これは、シングルモードファイバを用いる場合、ＤＯＥ８２での回折角は小さく、本実施形態では高々１度程度となることによる。従って、投影レンズ４４上でのビーム径は回折角に応じて変化する。一般的に想定される装置でのＤＯＥ８２と投影レンズ４４の距離（数十ｍｍ）を加味しても、投影レンズ４４上でのビーム径は１０ｍｍ程度となる。このような構成であれば、治療用レーザ光を患者眼へと導くプリズムミラー４６上でのビーム径が１０ｍｍより小さくなる。

なお、各ＤＯＥの回折を起こすための微小な溝（微小領域）のパターン形状については、図１、３の変倍光学系７０では照明部１１が持つ投影レンズ４４を共用しているため、投影レンズ４４の屈折力を考慮して患部上で所期するスポットサイズとなるように設計されているものであるが、投影レンズ４４は必ずしも必要でなく、無くても良い。ＤＯＥの微小な溝（微小領域）のパターン形状の設計により、投影レンズ４４が無くても上記のように５０μｍ、３００μｍ等の初期するスポットサイズに成形できると共に、ターゲット面上によいて所期するプロファイルに成形できる。このようにすれば、装置の部品点数を減らせる。

以上のような構成を持つ眼科用レーザ治療装置の動作について説明する。眼底の光凝固治療を行う場合、術者は本体ボックスのコントローラ９１を操作し、手術パラメータ（レーザ光のエネルギ量や照射時間等を）を決める。また、コントローラ９１に設けられた図示なきスイッチでレーザ光のスポットサイズを選択する。このとき、コントローラ９１のスポットサイズの設定指令を受けた制御部９０は、モータ８５を駆動してディスク８１を回転し、光軸上にスポットサイズの指令に対応したＤＯＥ８２を配置させる。術者は、コンタクトレンズＣＬを患者眼ＰＥの前眼部に接触させ、患者眼ＰＥが動かないようにする。その後、術者は患部を観察しながら、図示なきジョイスティックでレーザ照射位置の位置合せを行い、図示なきフットスイッチでレーザ光を眼底の患部へと照射し、患部を治療する。

また、虹彩切開術（レーザイリドトミー）を用いた治療を行う場合、ディスク８１を回転し、光軸上に開口８４を切換え配置することにより、ＤＯＥ８２を光軸上から外す。光ファイバ３０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ７１、リレーレンズ７２、ミラ−７３、リレーレンズ７４、ダイクロイックミラー４５、投影レンズ４４及びプリズムミラー４６を経て虹彩に照射される。この場合、ファイバ３０の出射端面３１が等倍でターゲット面である虹彩に投影されるように、コリメータレンズ７１及び投影レンズ４４の焦点距離が設定しておくことにより、最小スポットサイズでレーザ光を虹彩に照射できる。ファイバ３０がコア径５μｍ程度（１０μｍ以下）のシングルモードファイバを使用していれば、虹彩上でのスポットサイズは５μｍ程度となり、かつ、レーザ光のビームプロファイルはガウシアンとなる。レーザ虹彩切開では、レーザ光のビームプロファイルはガウシアンが好まれる。また、スポットサイズが５μｍ程度であるため、スポット位置でのエネルギー密度が高くなり、レーザ光源５ａの出力を大きくすることなく、効率的な虹彩切除が行える。なお、光凝固治療での出力は２００〜３００ｍＷでよく、虹彩上でのスポットサイズを５μｍ程度とするシングルモードファイバが使用できれば、この出力でもスポットサイズ５０μｍとした場合に比べて高エネルギー密度での虹彩切開が可能となる。このため、レーザ光源５ａとして２００〜３００ｍＷの出力の安価なファイバレーザ光源を使用できる。

なお、虹彩切開術におけるスポットサイズは、シングルモードファイバのコア径（出射端径）の等倍サイズに限るものではない。高エネルギー密度にて虹彩切開術が可能となるスポットサイズであればよい。例えば、開口８４に凹レンズ、凸レンズ等の光学素子を配置し、レーザ光のビーム径を変更させるアフォーカル光学系を構成し、投影レンズ４４を介してターゲット面に結像されるスポットサイズを５μｍ〜５０μｍとする。例えば、スポットサイズを、ファイバコア径５μｍの２倍である１０μｍとした場合でも、ターゲット面でのエネルギー密度を高くできる。

次に、本発明の変倍光学系７０の変容例を説明する。図４は、変倍光学系に設けられた切換配置ユニットの第２、第３実施形態を説明する図である。図４（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態、図４（ｃ）、（ｄ）は第３実施形態を示す。図４（ａ）は切換配置ユニット１００を光軸方向から見た図であり、図４（ｂ）は側面から見た図である。プレート１０１にそれぞれ回折パターンの異なるＤＯＥ１０２が配置されている。プレート１０１は、リニアモータ等で構成されるスライダ１０５に固定されており、制御部９０からの指令を受けたスライダ１０５が、プレート１０１を矢印のように上下動させることにより、所期するＤＯＥを光軸に配置させる構成となっている。

図４（ｃ）は切換配置ユニット１１０を光軸方向から見た図であり、図４（ｄ）は側面から見た図である。それぞれ回折パターンの異なるＤＯＥ１１２が独立して、アクチュエータ１１５に接続されている。アクチュエータ１１５は、制御部９０の指令を受けて、各ＤＯＥ１１２を矢印のように上下動させ、光軸上に挿脱配置させる。変倍光学系１１０では、光軸上に切換配置されるＤＯＥ１１２が光路上での配置位置が変わるため、ＤＯＥ１１２から、投影レンズ４４までの距離が異なることを考慮して、回折パターンを決定する。なお、前述したように、ＤＯＥによるレーザ光の回折角が小さい（ここでは、１度程度）ため、レーザ光のビーム径が距離に依存して大きく変わらない。このため、ＤＯＥ１１２と投影レンズ４４までの距離を加味せずに、ＤＯＥ１１２を設計することもできる。つまり、光軸方向のＤＯＥの位置合せも厳密でなくてもよいことになる。

なお、本実施形態の治療用のレーザ光源５ａに、半導体レーザ（ＬＤ）の励起光源とし、レーザ媒質を光ファイバとするファイバレーザを用いる構成としてもよい。ファイバレーザを使用する場合、ファイバレーザから出射される赤外レーザ光を波長変換素子により可視光に変換する。このとき、ファイバレーザのファイバはシングルモードファイバであることが好ましい。このような構成にすれば、シングルモードファイバである光ファイバ３０にて導光されるレーザ光を、ファイバレーザから直接導光できる。この場合、エイミング光の合波は、本体ボックス５内で光ファイバの途中に光スイッチ等を設け、エイミング光光源５ｂからのレーザ光をファイバで光スイッチに導光する構成とし、治療用レーザ光源５ａからも同様にファイバにて治療用レーザ光を光スイッチに導光する構成とする。このような構成にした上、エイミング光照射時と治療レーザ光照射時で、光スイッチを切換えることで、エイミング光を治療レーザ光に合波させることができる。

なお、本実施形態では、ディスク８１上に配置されたＤＯＥ８２を、制御部９０からの信号により駆動するステッピングモータ８５にて、光軸に挿脱させる構成、つまり、スポットサイズの切換を電動で行う構成としたが、これに限るものではない。スポットサイズの切換を手動により行う構成であってもよい。例えば、スポットサイズ切換用の回転ノブをスリットランプ部等に設け、回転ノブの回転に応じてディスクが回転する構成とする。回転ノブにはクリック感をつけて、スポットサイズの切換が把握しやすようにする。ＤＯＥによるスポットサイズの切換やビーム成形には、レーザ光に対する厳密な位置合せが必要ないため、手動による構成でもスポットサイズの切換は可能である。

なお、以上説明した本実施形態では、レーザ光源出射されるレーザ光をデリバリ光学系まで伝送する媒体に光ファイバを用いる構成としたが、これに限るものではない。レーザ光源の出射端から出射されるレーザ光のビームプロファイルがガウシアンであれば、前述の変倍光学系を用いることができる。例えば、レーザ光源５に小型化可能な半導体レーザ等を用い、レーザ光源５がスリットランプに内蔵され、レーザ光源５から出射された治療用レーザ光が前述のデリバリ光学系１２により患者眼の眼底に照射される構成であってもよい。なお、レーザ光源５の出射端でのビームプロファイルがガウシアンでなく、スペックルノイズを含むものであっても、患部上でのビーム成形は実現できる。レーザ光源５の出力端は、治療用レーザ光源５ａ内にミラーにより共振器を構成するものであれば、出力ミラー端であるし、治療用レーザ光源５ａがファイバレーザ等であれば、出力端はファイバ出射端となる。

眼科用レーザ治療装置を概略側面図である。変倍光学系７０を光軸方向から見た図である。ＤＯＥ８２によるスポットサイズの切換を説明する図である。本発明の変容例を説明する図である。

符号の説明

５本体ユニット
５ａレーザ光源
５ｂエイミング光源
１１照明部
１２レーザデリバリ光学系
２０顕微鏡部
３０ファイバ
４４投影レンズ
７０変倍光学系
７１コリメータレンズ
８０切換配置ユニット
８１ディスク
８２ＤＯＥ
９０制御部
９１コントローラ

Claims

患者眼の患部を治療するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を伝送する光ファイバと、該光ファイバを出射したレーザ光を患者眼の患部に照射するデリバリ光学系とを備える眼科用レーザ治療装置において、
前記デリバリ光学系は、前記光ファイバの出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルを患部上で均一化又は周辺に比べて中央の強度が低いビームプロファイルに成形すると共に、患者眼の患部上で異なるスポットサイズに成形する複数の回折光学素子と、該複数の回折光学素子を選択的に光路上に切換え配置する切換手段と、を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
請求項１の眼科用レーザ治療装置において、前記光ファイバは、出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルがガウシアンとなるコア径約５μｍのシングルモードファイバであり、前記回折光学素子は患部上でのスポットサイズを５０〜５００μｍの間で段階的に成形するものが複数個用意されていることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
請求項１又は２の眼科用レーザ治療装置において、前記切換手段は前記回折光学素子を光軸上から外した位置にも切換え配置可能な手段であり、前記デリバリ光学系は、前記光ファイバから出射されたレーザ光の光束径を拡大してコリメートするコリメータレンズと、前記回折光学素子を通過したレーザ光を患部に投影する投影レンズを備え、前記回折光学素子が光軸上から外されたときに、前記光ファイバの出射端面が前記コリメートレンズ及び投影レンズにより投影される構成としたことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
患者眼の患部を治療するためのレーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光を患者眼の患部に照射するデリバリ光学系とを備える眼科用レーザ治療装置において、
前記デリバリ光学系は、前記レーザ光源の出射端面におけるレーザ光のビームプロファイルを患部上で均一化又は周辺に比べて中央の強度が低いビームプロファイルに成形すると共に、患者眼の患部上で異なるスポットサイズに成形する複数の回折光学素子と、該複数の回折光学素子を選択的に光路上に切換え配置する切換手段と、を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。