JP2016159067A - レーザ治療装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[構成]
本実施形態に係るレーザ治療装置1の構成の一例を図1に示す。レーザ治療装置1は、患者眼Eに対してレーザ治療を施すために使用される。レーザ治療は、眼底Efや隅角に対して施される。隅角は、角膜Ecと虹彩Eiとが接触している部位である。図1に示す符号Elは水晶体を表す。
光源ユニット2は、患者眼Eに照射される光を発生する。光源ユニット2は、照準光源2aと、治療光源2bと、ガルバノミラー2cと、遮光板2dとを含む。なお、図1に示す部材以外の部材を光源ユニット2に設けることができる。たとえば、光ファイバ4の直前位置に、光源ユニット2により発生された光を光ファイバ4の端面に入射させる光学素子(レンズ等)を設けることができる。
照準光源2aは、レーザ治療を施す部位に照準を合わせるための照準光LAを発生する。照準光源2aとしては任意の光源が用いられる。たとえば、患者眼Eを目視観察しつつ照準を合わせる構成が適用される場合、術者眼E0により認識可能な可視光を発する光源(レーザ光源、発光ダイオード等)が照準光源2aとして用いられる。また、患者眼Eの撮影画像を観察しつつ照準を合わせる構成が適用される場合、撮影画像を取得するための撮像素子が感度を有する波長帯の光を発する光源(レーザ光源、発光ダイオード等)が照準光源2aとして用いられる。照準光LAは、ガルバノミラー2cに導かれる。照準光源2aの動作は、処理ユニット5により制御される。
治療光源2bは、治療用のレーザ光(治療光LT)を発する。治療光LTは、その用途に応じて可視レーザ光でも不可視レーザ光でもよい。また、治療光源2bは、異なる波長のレーザ光を発する単一のレーザ光源又は複数のレーザ光源であってよい。治療光LTは、ガルバノミラー2cに導かれる。治療光源2bの動作は、処理ユニット5により制御される。
ガルバノミラー2cは、反射面を有するミラーと、ミラーの向き(反射面の向き)を変更するアクチュエータとを含んで構成される。照準光LAと治療光LTは、ガルバノミラー2cの反射面の同じ位置に到達するようになっている。なお、照準光LAと治療光LTをまとめて「照射光」と呼ぶことがある。ガルバノミラー2c(の反射面)の向きは、少なくとも、照射光を光ファイバ4に向けて反射させる向き(照射用向き)と、照射光を遮光板2dに向けて反射させる向き(停止用向き)とに変更される。ガルバノミラー2cの動作は、処理ユニット5により制御される。
ガルバノミラー2cが停止用向きに配置されている場合、照射光は遮光板2dに到達する。遮光板2dは、たとえば照射光を吸収する材質及び/又は形態からなる部材であり、遮光作用を有する。
スリットランプ顕微鏡3は、患者眼Eの前眼部及び眼底Efの観察に用いられる装置である。より詳しく説明すると、スリットランプ顕微鏡3は、患者眼Eをスリット光で照明し、この照明野を拡大観察するための眼科装置である。なお、「観察」には、肉眼での観察と、撮像素子による撮影画像の観察の一方又は双方が含まれる。
図2を参照してスリットランプ顕微鏡3の光学系について説明する。患者眼Eには、眼底Efや隅角のレーザ治療に用いられるコンタクトレンズCLが当接される。スリットランプ顕微鏡3は、照明系10と、観察系30と、撮影系40と、レーザ照射系50とを含む。
照明系10は、患者眼Eを観察するための照明光を出力する。照明部3aは、照明系10の光軸(照明光軸)10aの向きを左右方向及び上下方向に変更可能に構成されている。それにより、患者眼Eの照明方向を任意に変更することができる。
観察系30は、患者眼Eからの照明光の戻り光を術者眼E0に案内する光学系である。観察系30は、左右両眼での観察を可能とする左右一対の光学系を含む。左右の光学系は実質的に同一の構成を有するので、図2には一方の光学系のみが示されている。
撮影系40は、患者眼Eを撮影するための光学系である。撮影系40は、ビームスプリッタ41と、結像レンズ42と、イメージセンサ43とを含む。撮影系40は観察系30から分岐している。ビームスプリッタ41は、観察系30の結像レンズ35と偏向部36との間に配置されている。ビームスプリッタ41は、たとえばハーフミラーである。結像レンズ41は、患者眼Eの像をイメージセンサ43上に結ばせるレンズ(系)である。イメージセンサ43は、たとえば、CCDやCMOS等の撮像素子を含むエリアセンサである。イメージセンサ43から出力される信号(画像信号、映像信号)は、処理ユニット5に送られる。
レーザ照射系50は、光源ユニット2から光ファイバ4を介してスリットランプ顕微鏡3に伝送された照射光を患者眼Eに導く光学系である。レーザ照射系50は、コリメータレンズ51と、光スキャナ52と、ミラー53と、リレーレンズ54及び55と、ミラー56と、コリメータレンズ57と、偏向部材58とを含む。
眼底Efや隅角のレーザ治療を行う場合、角膜EcにコンタクトレンズCLが当接される。各種のレーザ治療を行うために、倍率や形態が異なる複数のコンタクトレンズが準備されている。ユーザは、治療種別や治療部位や患者眼Eの状態などに応じてコンタクトレンズを選択する。
本例では、予め設定されたパターンの照射光が患者眼Eに適用される。照射光のパターンには様々な条件(照射条件)がある。照射光の投影像をスポットと呼ぶ。照射条件としては、複数のスポットの配列パターン(配列条件)、配列パターンのサイズ(配列サイズ条件)、配列パターンの向き(配列方向条件)、各スポットのサイズ(スポットサイズ条件)、スポットの間隔(スポット間隔条件)などがある。照射条件には、パターンやスポット以外の事項に関するものも含まれる。たとえば、照射光の強度(パワー)や波長が照射条件に含まれる。これら照射条件に基づく制御は、従来のパターン照射型レーザ治療装置と同様にして実行される。
レーザ治療装置1の制御系について、図3を参照しながら説明する。レーザ治療装置1の制御系は、処理ユニット5に設けられた制御部101を中心に構成される。図3においては、いくつかの構成部位が省略されている。
保持部61は、コンタクトレンズCLを保持する。図示は省略するが、保持部61は、スリットランプ顕微鏡3に基端が接続されたアームと、アームの先端に設けられたコンタクトレンズホルダとを備える。アームは、たとえば1以上の関節部を備えており、変形可能に構成されている。コンタクトレンズホルダは、可動機構を介してアームに接続されている。可動機構は、コンタクトレンズCLの回転移動、チルト及び軸方向への移動が可能に構成される。回転移動は、コンタクトレンズCLをその軸周りに移動する動作である。回転移動は、隅角や眼底周辺部のレーザ治療に用いられる、内部に反射面を有するコンタクトレンズが適用されている場合に、照射光や照明光の反射方向を変更するために実行される。チルトは軸の向きを変更する動作であり、照射光や照明光の進行方向を変更するために実行される。軸方向への移動は、治療部位や観察部位に対するピントを調整するために実行される。なお、可動機構は、回転移動、チルト及び軸方向への移動のうち少なくとも1つを実行可能に構成されてもよいし、これら以外の移動態様を実行可能に構成されてもよい。
制御部101は、レーザ治療装置1の各部を制御する。たとえば、制御部101は、光源ユニット2の制御、表示ユニット7の制御、照明系10の制御、観察系30の制御、レーザ照射系50の制御、コンタクトレンズCLの移動制御などを行う。制御部101は、少なくとも図3に示す各要素を制御する。たとえば、制御部101は、前述した照射条件に基づく制御を実行する。
記憶部102は各種のデータやコンピュータプログラムを記憶する。記憶部102は、たとえばRAM、ROM、ハードディスクドライブ等の記憶装置を含む。
操作ユニット6は、各種のハードウェアキー及び/又はソフトウェアキーを含む。表示ユニット7は、たとえばフラットパネルディスプレイを含む。操作ユニット6の少なくとも一部と表示ユニット7の少なくとも一部とを一体的に構成することが可能である。タッチパネルディスプレイはその一例である。
データ処理部110は各種のデータ処理を行う。データ処理部110には、解析部111と、レポート作成部120とが設けられている。解析部111は、撮影系40(イメージセンサ43)により取得された患者眼Eの画像を解析することにより、移動機構62を制御するための情報(つまり、コンタクトレンズCLの移動制御を行うための情報)を生成する。本実施形態の解析部111は、治療対象部位特定部112と、スポット画像特定部113と、治療除外領域特定部114と、制御情報生成部115とを含む。
治療対象部位特定部112は、プランデータ102aに含まれる治療対象部位を表すデータ(治療対象部位データ)に基づいて、撮影系40により取得された画像を解析することにより、この治療対象部位に相当する画像領域を特定する。この処理のいくつかの典型例を以下に説明する。
スポット画像特定部113は、撮影系40により取得された画像を解析することにより、レーザ光の照射領域を表す複数のスポット画像を特定する。この処理は、撮影画像の画素値に基づいて実行される。たとえば、スポット画像特定部113は、撮影画像のうち高輝度の画素を選択し、選択された複数の画素をそれぞれの連結領域に分類し(ラベリング処理等)、各連結領域をスポット画像とする。撮影画像がカラー画像である場合、スポット画像特定部113は、撮影画像の画素のRGB値を参照することにより、レーザ光の波長に相当するRGB値を有する画素を選択し、選択された複数の画素をそれぞれの連結領域に分類し、各連結領域をスポット画像とすることができる。このような処理において、レーザ光の照射領域(スポット)の形状を考慮することができる。たとえばスポットが円形である場合(つまり、レーザ光の断面が円形である場合)、スポット画像特定部113は、円形の画像領域(又は収差等の影響を考えて楕円形の画像領域)を探索することができる。
治療除外領域特定部114は、撮影系40により取得された画像の少なくとも一部を解析することにより、レーザ治療から除外される領域(治療除外領域)を特定する。この解析処理は、少なくとも治療対象部位特定部112により特定された画像領域に対して実行される。また、この画像領域の周囲の画像領域(隣接する画像領域)も含めて解析することもできる。治療除外領域としては、所定期間(3ヶ月等)以内にレーザ治療が施された部位(既治療部位)や、癒着部位などがある。既治療部位は、たとえば、画素値の解析によりレーザ光による瘢痕(治療痕)を特定することによって検出される。癒着部位は、たとえば画素値及び/又は形状の解析によって検出される。
制御情報生成部115は、治療対象部位特定部112、スポット画像特定部113及び治療除外領域特定部114により取得された情報に基づいて制御情報を生成する。
レポート作成部120は、患者眼のレーザ治療に関するレポートを作成する。レポートは、どのようなレーザ治療が実施されたかを記録しておくためのものである。レポートは、少なくとも制御部101により実行された制御の内容に基づいて作成される。この制御内容には、コンタクトレンズCLの移動制御の内容や、照射条件に関する制御の内容が含まれる。照射条件の例として、治療光LTの強度(パワー)や波長がある。治療光LTのパワーは、各スポットのパワーでもよいし、全スポットにおけるパワーの総和でもよい。レポート作成部120は、このような制御内容を既定のフォーマットのレポートテンプレートに入力する。
レーザ治療装置1を用いたレーザ治療の流れについて、その事前段階も含めて説明する。レーザ治療装置1の使用形態の一例を図5に示す。
レーザ治療の事前段階として術前プランニングが実施される。術前プランニングでは、図示しないコンピュータが使用される。このコンピュータは、たとえば、患者の電子カルテや画像の閲覧と、プランデータの作成とに使用される。医師は、患者眼Eの検査データや診断データを参照してプランデータを作成する。前述したように、プランデータには、患者眼Eの治療対象部位を表すデータが少なくとも含まれる。加えて、治療光の種別・強度や、コンタクトレンズの種別や、手術の実施回数・実施間隔などがプランデータに含まれていてもよい。作成されたプランデータは、たとえば、電子カルテシステム等のファイリングシステム又は記録媒体を介してレーザ治療装置1に送られて記憶部102に格納される(図3に示すプランデータ102a)。以下はレーザ治療の段階である。
まず、保持部61の先端のコンタクトレンズホルダにコンタクトレンズCLを装着する。コンタクトレンズの種別を表す情報がプランデータ102aに含まれている場合、制御部101は、この種別を表す情報を表示ユニット7に表示させる。医師や看護師は、表示された情報を参照してコンタクトレンズを選択することができる。
ユーザは、保持部61に装着されたコンタクトレンズCLを患者眼Eの角膜Ecにあてがう。このとき、保持部61のアームを任意に変形させることができる。また、この段階において、移動機構62を手動で自在に動作させることができる。本例では、内部に反射面を有する隅角用コンタクトレンズCLが使用されるものとする。
ユーザが所定の操作を行うと、制御部101は、照明系10の光源11を点灯させる。それにより患者眼E(隅角)の観察を開始できる。また、制御部101は、イメージセンサ43による撮影を開始させる。撮影野は、照明系10による照明野(スリット光による照明範囲)を含む。本例では動画撮影が適用されるが、適当なタイミングで静止画撮影を実行してもよい。静止画撮影は、たとえば、照準光LA及び/又は治療光LTを照射するための制御と同期される。
制御部101は、光源ユニット2及びレーザ照射系50を制御することにより、患者眼Eに対する照準光LAの照射を開始させる。
治療対象部位特定部112は、撮影画像(動画像のフレーム)を解析することにより、隅角に相当する撮影画像中の領域(隅角領域)を特定する。この処理は、たとえば画素値に関する閾値処理やパターンマッチング等、任意の画像処理を含む。
治療対象部位に対する照準合わせの完了後にユーザが操作ユニット6を用いて所定の操作(照射実行操作)を行うと、制御部101は、光源ユニット2及びレーザ照射系50を制御することにより、この治療対象部位に向けて治療光LTを照射させる。この治療光LTは、たとえば照準光LAと同じパターンを有する。一般に、治療光LTのパターンは、既定パターンの照準光LAにより画定される患者眼Eの範囲の一部若しくは全体に対して、又は、この画定範囲の一部若しくは全体を含む範囲に対して照射される。
ステップS7で行われた治療光LTの照射で患者眼Eのレーザ治療が完了した場合(S8:Yes)、本例の処理はステップS13に移行する。他方、引き続きレーザ治療を行う場合(S8:No)、本例の処理はステップS9へ移行する。なお、ステップS9〜12は、次にレーザ治療が行われる部位に照準を合わせるための処理を含む。
ステップS8において引き続きレーザ治療を行うと判定された場合(S8:No)、解析部111は、前述した処理を患者眼Eの画像に施すことにより制御情報を生成する。制御情報には、既定のパターンの照射光(照準光LA及び治療光LT)の照射位置の移動先(コンタクトレンズCLの回転角度)を表す情報を含む移動制御情報が少なくとも含まれる。本例においては、制御情報は、照射条件を変更するための情報(照射条件制御情報)や、スリット光による照明野のサイズや向きを変更するための情報(スリット制御情報)を含んでいてもよい。
制御部101は、ステップS9で生成された移動制御情報に基づき移動機構62を制御することで、この移動制御情報が示す回転角度だけコンタクトレンズCLを回転させる。
制御部101は、ステップS9で生成されたスリット制御条件に基づき絞り制御部16Aを制御することで、スリット絞り16を回転させてスリット制御条件が示す向きに配置させる。なお、ステップS10とステップS11とを逆の順序で実行してもよい。或いは、ステップS10とステップS11とを並行して実行してもよい。
ステップS10及びS11により、隅角における次の治療対象部位に照準光LAのパターンが配置される。図6Aに示す第1の治療対象部位M1の次の治療対象部位(第2の治療対象部位)M2に照準が合わせられた状態を図6Bに示す。第2の治療対象部位M2は、第1の治療対象部位M1に対して時計回り方向に隣接する位置に配置されている。スリット照明野L2は第2の治療対象部位M2を含み、スポット群SP2はスリット照明野L2(及び第2治療対象部位M2)内に形成される。ユーザは、隅角AIの第2の治療対象部位M2を観察しつつ、この部位M2にスポット群SP2が形成されていること、つまりこの部位M2に照準が合っていることを確認できる。また、この部位M2から外れた位置にスポット群SP2が形成されている場合(つまり、照準が合っていない場合)、ユーザは、コンタクトレンズCLの位置や姿勢を調整することにより、この部位M2に照準を合わせることができる。
ステップS8において「Yes」と判定されると、レポート作成部120は、前述した要領でレポートを作成する。このレポートには、患者ID、患者氏名、疾患名、手術部位、術式、手術日、手術時刻(開始時刻、終了時刻)、手術時間(手術に掛かった時間)、右眼/左眼などの情報とともに、コンタクトレンズCL及び/又はスリット絞り16の移動制御に基づく各治療対象部位Miの位置情報や、適用された治療光LTのパワー(総パワー)などの情報が含まれる。
制御部101は、ステップS13で作成されたレポートを記憶部102又は他の記憶装置に記憶させる。他の記憶装置は、レーザ治療装置1の外部に配置された任意の記憶装置であってよく、たとえば電子カルテシステム等のデータベースであってよい。また、他の記憶装置は、レーザ治療装置1に装着可能な記録媒体であってよい。以上で、この使用形態の説明を終える。
本実施形態に係るレーザ治療装置の効果について説明する。
本実施形態に係るレーザ治療装置は、適用されるコンタクトレンズの種別を自動で検知し、その検知結果に基づき照射光(特に治療光)のパワーを制御する。このレーザ治療装置は、第1の実施形態と同様の全体構成及び光学系を備えていてよい(図1及び図2を参照)。
上記の実施形態は、本発明を実施するための例示に過ぎない。本発明を実施しようとする者は、本発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加、置換等を施すことが可能である。そのような変形例について以下に説明する。なお、上記の実施形態に含まれる任意の構成や、以下の変形例に含まれる任意の構成を組み合わせることが可能である。
2 光源ユニット
3 スリットランプ顕微鏡
5 処理ユニット
10 照明系
16 スリット絞り
16A 絞り駆動部
30 観察系
50 レーザ照射系
52 光スキャナ
61 保持部
62 移動機構
63 検知部
101 制御部
102 記憶部
102a プランデータ
102b 関連情報
110 データ処理部
111 解析部
112 治療対象部位特定部
113 スポット画像特定部
114 治療除外領域特定部
115 制御情報生成部
120 レポート作成部
130 強度取得部
Claims (10)
- 患者眼に当接されたコンタクトレンズを介して前記患者眼のレーザ治療を行うためのレーザ治療装置であって、
前記コンタクトレンズを保持する保持部と、
前記保持部により保持された前記コンタクトレンズを移動するための移動機構と、
前記移動機構を制御する制御部と
を備えるレーザ治療装置。 - 前記移動機構は、前記コンタクトレンズの回転移動、チルト及び軸方向への移動のうち少なくとも1つを実行可能であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ治療装置。
- 光源から出力されたレーザ光を予め設定されたパターンに基づき偏向して前記患者眼に照射する照射系を備え、
前記制御部は、前記照射系の制御と前記移動機構の制御とを組み合わせて実行する
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ治療装置。 - 前記制御部は、前記パターンのレーザ光を照射するための前記照射系の制御と、前記パターンのレーザ光の照射位置を移動するための前記移動機構の制御とを交互に実行することを特徴とする請求項3に記載のレーザ治療装置。
- 少なくとも前記照射系の制御が実行されているときに前記患者眼を撮影する撮影部と、
前記撮影部により取得された画像を解析することにより、前記移動機構を制御するための情報を生成する解析部と
を備え、
前記制御部は、前記解析部により生成された前記情報に基づいて前記移動機構の制御を実行する
ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ治療装置。 - 予め設定された前記患者眼の治療対象部位を表すデータを記憶する第1記憶部を備え、
前記解析部は、
前記第1記憶部に記憶された前記データに基づいて前記撮影部により取得された画像を解析することにより、前記治療対象部位に相当する画像領域を特定する第1特定部と、
前記画像を解析することにより、前記レーザ光の照射領域を表す複数のスポット画像を特定する第2特定部と、
前記第1特定部により特定された前記画像領域と前記第2特定部により特定された前記複数のスポット画像とに基づいて、前記パターンのレーザ光の照射位置の移動先を表す情報を生成する情報生成部と
を含み、
前記制御部は、前記情報生成部により生成された前記情報に表された前記移動先に前記パターンのレーザ光の照射位置を移動させるように前記移動機構の制御を実行する
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ治療装置。 - 前記解析部は、前記第1特定部により特定された前記画像領域を解析することにより治療除外領域を特定する第3特定部を含み、
前記制御部は、前記第3特定部により特定された前記治療除外領域に相当する前記患者眼の部位をスキップするように前記移動機構の制御を実行する
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザ治療装置。 - 前記撮影部は、幅及び向きが可変なスリット光で前記患者眼を照明する照明系を含み、
前記解析部は、前記撮影部により取得された画像を解析することにより、前記スリット光の幅及び/又は向きを変更するための情報を生成し、
前記制御部は、この情報に基づいて前記照明系の制御を実行する
ことを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載のレーザ治療装置。 - 光源から出力されたレーザ光を予め設定されたパターンに基づき偏向して前記患者眼に照射する照射系と、
複数のコンタクトレンズ種別とレーザ光の強度とが関連付けられた関連情報を予め記憶する第2記憶部と、
前記保持部に保持された前記コンタクトレンズの種別を検知する検知部と、
前記検知部により検知された前記種別に対応するレーザ光の強度を前記関連情報に基づいて取得する強度取得部と
を備え、
前記制御部は、前記強度取得部により取得された強度のレーザ光を出力するように前記光源を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載のレーザ治療装置。 - 前記制御部により実行された制御の内容に基づいて前記患者眼のレーザ治療に関するレポートを作成するレポート作成部を備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のレーザ治療装置。
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