JP2020048774A

JP2020048774A - 眼科用レーザ治療装置

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Publication number: JP2020048774A
Application number: JP2018180084A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　淳; Atsushi Suzuki; 淳鈴木; 宗之足立; Muneyuki Adachi
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: JP7205137B2

Abstract

【課題】治療レーザ光のスポットサイズを大きくしても照射部位にプラズマを発生させることができる眼科用レーザ治療装置を提供すること。【解決手段】レーザ光を患者眼の透明組織内に集光させてプラズマを発生させることで、透明組織を処置することが可能な眼科用レーザ治療装置において、励起光により励起されるレーザ媒質と、レーザ媒質からの放出光を共振させる光共振器となる第１反射部及び第２反射部と、放出光をパルスレーザ光として出射させる可飽和吸収体とを備える固体レーザ素子と、励起光を固体レーザ素子に入射する励起光源と、励起光のビームサイズを変更するズーム光学系と、固体レーザ素子から出射されたレーザ光を透明組織内の三次元上の目標位置に集光させる照射光学系と、装置全体の制御を行う制御部と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、レーザ光を患者眼に照射することにより治療を行う眼科用レーザ治療装置に関するものである。

患者眼の透明組織内にレーザ光を集光してプラズマを発生させることにより、透明組織内に光破壊を生じさせて患者眼を治療する眼科用レーザ治療装置が実用化されている。このような眼科用レーザ治療装置では、例えば、フラッシュランプ励起のＮｄ：ＹＡＧレーザが光源として使用されている。

この種のレーザ治療装置は、例えば特許文献１に記載されているように、水晶体後嚢に発生する後発白内障の治療や、虹彩、隅角の穿孔あるいは切開による緑内障治療等に利用される。そして、後発白内障治療のための後嚢切開では、治療レーザ光の焦点位置をシフトさせて治療レーザ光を照射している。すなわち、後嚢切開では、治療レーザ光の衝撃による眼内レンズへの影響を低減するために、治療レーザ光の焦点位置をシフトさせることにより、水晶体後嚢面とプラズマ発生位置との距離を調整している。一方、緑内障治療のための虹彩切開では、治療レーザ光の焦点位置をシフトさせずに治療レーザ光を照射している。

特開２０１６−１５４７９０号公報

しかしながら、上記の眼科用レーザ治療装置では、治療レーザ光のスポットサイズは、使用頻度の高い後嚢切開に適したものとされているのが一般的である。つまり、治療レーザ光のスポットサイズは固定（一定）であり、虹彩切開においても、後嚢切開を行う場合と同じスポットサイズ（例えば８μｍ程度）であった。そのため、虹彩切開により房水を流すためのスポットサイズとしては不十分となり易く、より大きなスポットサイズの治療レーザ光で虹彩切開が可能になることが望まれている。

ここで、上記の眼科用レーザ治療装置において、治療レーザ光のスポットサイズを大きくすることは可能であるが、スポットサイズを大きくすると、それに反比例して単位面積当たりのレーザエネルギが小さくなる。そして、治療レーザ光のエネルギが小さくなると、プラズマが発生しなくなり切開ができなくなってしまう場合がある。特に、虹彩切開では、少なくとも１５０μｍのスポットサイズが望ましいが、上記の眼科用レーザ治療装置において、治療レーザ光のスポットサイズを１５０μｍに拡大すると、単位面積当たりのレーザエネルギが非常に小さくなってしまう。その結果、プラズマが発生し難くなり、虹彩切開が不可能になるおそれがある。なお、高出力の治療レーザ光を出射可能なレーザ光源を使用すれば、スポットサイズを拡大しても虹彩切開が可能になると考えられるが、装置の大型化と価格上昇を伴うため容易ではない。

そこで、本開示は、上記した問題点を解決するために、治療レーザ光のスポットサイズを大きくしても照射部位にプラズマを発生させることができる眼科用レーザ治療装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
レーザ光を患者眼の透明組織内に集光させてプラズマを発生させることで、前記透明組織を処置することが可能な眼科用レーザ治療装置において、
励起光により励起されるレーザ媒質と、前記レーザ媒質からの放出光を共振させる光共振器となる第１反射部及び第２反射部と、前記放出光をパルスレーザ光として出射させる可飽和吸収体とを備える固体レーザ素子と、
前記励起光を前記固体レーザ素子に入射する励起光源と、
前記励起光のビームサイズを変更するズーム光学系と、
前記固体レーザ素子から出射されたレーザ光を前記透明組織内の三次元上の目標位置に集光させる照射光学系と、
装置全体の制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。

本開示の眼科用レーザ治療装置によれば、治療レーザ光のスポットサイズを大きくしても照射部位にプラズマを発生させることができる。

眼科用レーザ治療装置の外観を示す斜視図である。眼科用レーザ治療装置の光学系と制御系の概略構成を示す図である。マイクロチップレーザの斜視図である。マイクロチップレーザの断面図である。ズーム光学系の概略構成を示す図である（低倍率状態）。ズーム光学系の概略構成を示す図である（高倍率状態）。マイクロチップレーザから出射する治療レーザ光の１パルスあたりのエネルギ量との関係を示す図である。スキャン照射を行う場合における眼科用レーザ治療装置の光学系と制御系の概略構成を示す図である。励起光源を複数設けたレーザ光源の斜視図である。励起光源を複数設ける場合の配置例を示す図である。励起光源を複数設ける場合の別の配置例を示す図である。

以下、本開示における典型的な実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。まず、本実施形態の眼科用レーザ治療装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の眼科用レーザ治療装置の外観を示す斜視図である。図２は、本実施形態のレーザ治療装置の光学系と制御系の概略構成を示す図である。

本実施形態のレーザ治療装置３０は、図１に示すように、本体部３１と、架台３２と、コントロールパネル３３と、ジョイスティック３４と、電源部３５とを備えている。本体部３１には、治療用レーザ光源、エイミング用光源、導光光学系等が設けられている。架台３２は、上下動が可能となっている。この架台３２に、本体部３１が搭載されており、本体部３１は架台３２とともに上下動するようになっている。

コントロールパネル３３は、レーザ照射条件等を設定する操作パネルであり、操作パネルから治療モードを選択することができるようになっている。ジョイスティック３４は、架台３２のテーブル上で本体部３１を前後左右に移動して、治療用レーザ光を患部に照射するための照準合わせを行うものである。このジョイスティック３４に設けられた回転ノブを回転操作することにより、本体部３１を上下に移動させて上下方向の照準合わせを行うようになっている。また、ジョイスティック３４の頭部にトリガスイッチ３４ａが設けられており、トリガスイッチ３４ａの操作により治療用レーザ光が患部に向けて出射（照射）される。

また、本体部３１には、フォーカスシフトノブ３６及び励起ビームサイズ変更ノブ３７が設けられている。フォーカスシフトノブ３６の操作により、後述する凸レンズ４９ｂを光軸方向に移動させ、エイミング光の焦点位置に対して治療用レーザ光の焦点位置を０〜５００μｍの範囲で手前側または奥側にずらすことができるようになっている。また、励起ビームサイズ変更ノブ３７の操作により、後述するマイクロチップレーザ１に入射する励起光ＬＢ１のビームサイズを変更することができるようになっている。そして、電源部３５には、電源スイッチ３５ａが設けられている。この電源スイッチ３５ａの操作により、レーザ治療装置３０の電源がオン・オフされるようになっている。

ここで、本体部３１に備わる光学系と制御系について、図２を参照しながら説明する。レーザ治療装置３０は、図２に示すように、レーザ光源４１と、レーザ光源から出射される治療用レーザ光を患者眼Ｅに照射するためのレーザ照射光学系４０と、患者眼Ｅを観察するための双眼の顕微鏡５６と、患者眼Ｅにスリット照明を投影するためのスリット投影光学系６５と、制御部７０とを備えている。本実施形態のレーザ光源４１は、主波長１０６４ｎｍの治療用レーザ光を出射する光源であり、マイクロチップレーザ１と、励起光源であるレーザダイオード４２と、マイクロチップレーザ１とレーザダイオード４２との間に配置されたズーム光学系１０とを備えている。

本実施形態のマイクロチップレーザ１は、図３及び図４に示すように、レーザ媒質２、可飽和吸収体３、放熱体４、第１反射部５、及び第２反射部６を備えており、これらが一体化されて構成されている。このマイクロチップレーザ１は、例えば、光軸Ｌ方向に沿った中心軸を有する円柱状をなしており、励起光ＬＢ１の入射側（図３では左側）から、放熱体４、第１反射部５、レーザ媒質２、可飽和吸収体３、第２反射部６の順で、光軸Ｌ方向に並んで配置されている。つまり、第１反射部５と第２反射部６との間に、レーザ媒質２及び可飽和吸収体３が配置されており、第１反射部５及び第２反射部６により、レーザ媒質２からの放出光を共振させる光共振器を構成している。なお、マイクロチップレーザ１の形状は、円柱状に限られることはなく、多角柱状（例えば直方体形状など）であってもよい。

レーザ媒質２は、光活性物質を含有しており、励起光源（本実施形態ではレーザダイオード４２）から出射する励起光ＬＢ１が入射することで光活性物質が励起され、その光活性物質から放出光を発生するものである。レーザ媒質２としては、例えば、母材としてのＹＡＧ結晶中のイットリウム（Ｙ）を他の希土類元素で置換したものを用いることができる。本実施形態では、レーザ媒質２として、例えばＮｄ：ＹＡＧ結晶を用いている。そのため、励起光ＬＢ１の主波長が８０８ｎｍであり、放出光（レーザ光ＬＢ２）の主波長が１０６４ｎｍとなる。なお、励起光ＬＢ１の波長は、８０８ｎｍに限られることはなく、例えば８８５ｎｍであってもよい。また、レーザ媒質２としては、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶に限られることなく、例えばＹｂ：ＹＡＧ結晶などを用いることもできる。

可飽和吸収体３は、光吸収の飽和により光吸収率が小さくなるものであって、光共振器において受動Ｑスイッチとして作動する。すなわち、可飽和吸収体３は、光強度が小さいときには光吸収率が大きく、光強度が所定値を超えると光吸収が飽和して光吸収率が急に小さくなる特性を有する。この可飽和吸収体３は、レーザ媒質２に接合されている。本実施形態では、可飽和吸収体３として、例えばＣｒ:ＹＡＧ結晶を用いている。

放熱体４は、励起光ＬＢ１を透過する光透過性材料である。放熱体４は、第１反射部５（レーザ媒質２）に接合されており、レーザ媒質２で発生する熱を外部に放出する。本実施形態では、放熱体４として、例えば非ドープＹＡＧ結晶を用いている。なお、放熱体４としては、非ドープＹＡＧ結晶に限られることなく、例えばサファイアやダイヤモンドなどを用いることもできる。

第１反射部５は、励起光ＬＢ１を透過させ、レーザ媒質２から放出される放出光を反射させる全反射ミラーとして作用する。第１反射部５は、誘電体多層膜であり、レーザ媒質２の可飽和吸収体３との接合面２３とは反対側の端面２ａに形成されている。言い換えると、レーザ媒質２と放熱体４との間に第１反射部５が形成されている。第２反射部６は、レーザ媒質２からの放出光の一部を透過させ残部を反射させるハーフミラーとして作用する。第２反射部６は、誘電体多層膜であり、可飽和吸収体３のレーザ媒質２との接合面２３とは反対側の端面３ｂに形成されている。これにより、第１反射部５及び第２反射部６は、その間にレーザ媒質２及び可飽和吸収体３を共振光路上に有し、レーザ媒質２からの放出光を共振させる光共振器を構成する。

このようなマイクロチップレーザ１では、次のようにしてレーザ光ＬＢ２が出射される。すなわち、励起光ＬＢ１により励起されたレーザ媒質２から発生した放出光は、可飽和吸収体３に到達する。このとき、レーザ媒質２からの放出光のパワーが小さいうちは、可飽和吸収体３の光吸収率が大きく、光共振器においてレーザ発振が起こらない。その後、レーザ媒質２からの放出光のパワーが大きくなっていき、可飽和吸収体３における光強度が所定値を超えると、可飽和吸収体３の光吸収が飽和して光吸収率が急激に減少する。可飽和吸収体３の光吸収率が減少すると、レーザ媒質２からの放出光が、可飽和吸収体３を透過して、第１反射部５と第２反射部６との間で往復する。これにより、レーザ媒質２において誘導放出が生じ、光共振器においてレーザ発振が起こる。このようなレーザ発振が生じると直ちに、レーザ媒質２からの放出光のパワーが小さくなり、可飽和吸収体３の光吸収率が大きくなって、光共振器においてレーザ発振が終了する。以上のような動作が繰り返されることにより、マイクロチップレーザ１から、パルス状のレーザ光ＬＢ２が出力される。

ここで、本実施形態では、ズーム光学系１０によって、レーザダイオード４２から出射される励起光ＬＢ１のビームサイズが変更されてマイクロチップレーザ１に入射されるようになっている。このズーム光学系１０は、図５に示すように、励起光ＬＢ１の光軸Ｌ３上に固定的に配置されたレンズ１１，１４と、光軸Ｌ３に沿って移動可能に配置されたズームレンズ１２，１３と、ズームレンズ１２，１３を移動させるモータ７７，７８とを備えている。ズームレンズ１２，１３は、ビームサイズを変更する役割を持ち、制御部７０からの指令に基づきモータ７７，７８の駆動が制御されて光軸Ｌ３上を移動する。ズームレンズ１２は凸レンズ、ズームレンズ１３は凹レンズであり、ここではズームレンズ１２がバリエータ、ズームレンズ１３がコンペンセータの役割を持つ。

本実施形態では例えば、後嚢切開を行う場合には、制御部７０は、図５に示すようにズームレンズ１２，１３を光軸Ｌ３方向に移動させて、励起光ＬＢ１のビームサイズを小さくする（低倍率）。このとき本実施形態では、励起光ＬＢ１のビームサイズを１ｍｍに設定している。一方、虹彩切開を行う場合には、制御部７０は、図６に示すようにズームレンズ１２，１３を光軸Ｌ３方向に移動させて、励起光ＬＢ１のビームサイズを大きくする（高倍率）。このとき本実施形態では、励起光ＬＢ１のビームサイズを２ｍｍに設定している。このようにして、制御部７０はズーム光学系１０を制御することにより、マイクロチップレーザ１に入射する励起光ＬＢ１のビームサイズを切り替えている（変更している）。なお、本実施形態では、低倍率と高倍率の２段階で励起光ＬＢ１のビームサイズを切り替えているが、ズームレンズ１２，１３を連続的に移動させて、励起光ＬＢ１のビームサイズを連続的に変更することもできる。なお、本実施形態では励起光ＬＢ１のビームサイズを変更するための操作手段として励起ビームサイズ変更ノブ３７（図１参照）が設けられている。

ここで、本実施形態におけるマイクロチップレーザ１に入射する励起光のビームサイズと、マイクロチップレーザ１から出射する治療レーザ光の１パルスあたりのエネルギ量との関係を図７に示す。本実施形態のマイクロチップレーザ１では、励起光ＬＢ１のビームサイズに応じて出射する治療レーザ光のエネルギ量が変化する。すなわち、励起光ＬＢ１のビームサイズが大きくなると、治療レーザ光のエネルギ量が大きくなり、励起光ＬＢ１のビームサイズが小さくなると、治療レーザ光のエネルギ量が小さくなる。なお、虹彩切開に必要なパルスエネルギが５．０ｍＪとするなら、励起光ＬＢ１のビームサイズを大きくすれば（１．８ｍｍ以上にすれば）、パルスエネルギが５．０ｍＪ以上の治療レーザ光をマイクロチップレーザ１から出射することができる。つまり、本実施形態のズーム光学系１０は、レーザ光源４１から出射される治療用レーザ光のエネルギ量を調節するための第１調節手段と言える。

そして、本実施形態ではマイクロチップレーザ１から出射する治療レーザ光のスポットサイズは、マイクロチップレーザ１に入射する励起光ＬＢ１のビームサイズにより決まる。つまり、励起光ＬＢ１のビームサイズを大きくすれば、治療レーザ光のスポットサイズが大きくなり、励起光ＬＢ１のビームサイズを小さくすれば、治療レーザ光のスポットサイズが小さくなる。

従って、ズーム光学系１０によって励起光ＬＢ１のビームサイズを大きくして、レーザ光源４１から出射する治療レーザ光のスポットサイズを大きくすることにより、治療レーザ光のエネルギ量を大きくすることができる。つまり、例えば、従来装置のように治療レーザ光のスポットサイズを大きくした場合に、治療レーザ光の単位面積当たりのエネルギ量が小さくなることがない。そのため、本実施形態のレーザ治療装置３０では、治療レーザ光のスポットサイズを大きくしてもプラズマを発生させるために十分なエネルギ量（５．０ｍＪ以上）を確保し易い。従って、本実施形態のレーザ治療装置３０によれば、治療レーザ光のスポットサイズを１５０μｍに拡大して患部に照射した場合に、照射部位にプラズマを安定して発生させ易い。そのため、大きなスポットサイズ（本実施形態では１５０μｍ）の治療レーザ光による虹彩切開を行い易い。

図２に戻って、本実施形態のレーザ照射光学系４０には、１／２波長板４５、偏光板４６、ビームスプリッタ４７、安全シャッタ４８、凹レンズ４９ａ及び凸レンズ４９ｂ、ダイクロイックミラー５０、エキスパンダレンズ５１、ダイクロイックミラー５２、対物レンズ５３、コンタクトレンズ５４が備わっている。これらの光学素子は、レーザ光源４１側から上記の順で光軸Ｌ１上に配置されている。

１／２波長板４５は、レーザ光源４１から出射された治療用レーザ光の偏光方向を回転させる。偏光板４６は、ブリュースタ角に配置されている。１／２波長板４５は、制御部７０からの指令によって回転され、偏光板４６との組み合わせによって患者眼Ｅの患部に照射される治療用レーザ光のエネルギ量を調整する。つまり、本実施形態では偏光板４６と１／２波長板４５とにより、レーザ光源４１から出射された治療用レーザ光のエネルギ量を調節するための第２調節手段が構成される。本実施形態のレーザ治療装置３０は、第１調節手段と第２調節手段とでエネルギ量が調節された治療レーザ光を出射できる。レーザ治療装置３０が第１調節手段を備えることで、例えば、大きなスポットサイズ且つ大きなエネルギ量で患部を治療し易い。またレーザ治療装置３０が第２調節手段を備えることで、例えば、レーザ光源４１から出射された治療用レーザ光のビーム特性（品質）を維持したままエネルギ量を減衰し易い。なおレーザ治療装置３０が第２調節手段を備えなくてもよい。この場合、例えば、レーザ治療装置３０の構成をより簡素にし易い。

ビームスプリッタ４７は、偏光板４６を通過した治療用レーザ光の一部を反射する。ビームスプリッタ４７によって反射された治療用レーザ光は、光検出器５５に検出される。安全シャッタ４８は、テスト発振や異常発生時等所定の場合に治療用レーザ光を遮断する。安全シャッタ４８を通過した治療用レーザ光は、凹レンズ４９ａ及び凸レンズ４９ｂによって光束を広げられて整えられた後、ダイクロイックミラー５０で可視光半導体レーザ６０からのエイミング光（主波長６３３ｎｍ）と同軸にされる。可視光半導体レーザ６０を出射したエイミング光は、レンズ６１を通過して平行光束とされた後、光軸Ｌ２を挟んで対称に設けられた２つの開口を持つアパーチャ６２によって２つの光束に分離される。

エキスパンダレンズ５１は、治療用レーザ光束及びエイミング光束を広げる。ダイクロイックミラー５２は、エイミング光の一部及び治療用レーザ光を反射して観察光を透過する。また、ダイクロイックミラー５２は、光軸Ｌ１（Ｌ２）を対物レンズ５３の光軸と同軸にする。ダイクロイックミラー５２で反射された治療用レーザ光は、対物レンズ５３及びコンタクトレンズ５４を介して患者眼Ｅの患部に集光される。

また、２光束に分離されたエイミング光は、ダイクロイックミラー５２で反射された後、対物レンズ５３及びコンタクトレンズ５４により、治療用レーザ光の基準の集光位置で集光する。治療用レーザ光の集光位置は、レンズ移動機構５９に設置されている凸レンズ４９ｂを光軸Ｌ１方向に移動することにより、エイミング光の集光位置に対してシフトするようになっている。また、スリット投影光学系６５からの光束は、コンタクトレンズ５４を介して患者眼Ｅを照明する。

制御部７０は、装置全体の制御を行う。この制御部７０は、レーザ光源４１に接続されており、制御部７０からの指令に基づいてレーザダイオード４２及びズーム光学系１０（モータ７７，７８）が制御されて、レーザ光源４１（マイクロチップレーザ１）から出射される治療レーザ光のスポットサイズが変更される。また、制御部７０には、光検出器５５からの信号を検出処理する検出回路７１が接続されており、検出回路７１で処理された信号が制御部７０に入力される。また、制御部７０には、１／２波長板４５の回転位置を検出する位置検出用ポテンショメータ７２も接続されている。そして、患者眼Ｅに照射する治療用レーザ光の出力の調節は、１／２波長板４５の回転位置によって決定される。そのため、位置検出用ポテンショメータ７２によって１／２波長板４５の回転位置を検出することにより、治療用レーザ光の照射予定出力を制御部７０で算出することができる。その算出結果は、コントロールパネル３３に表示され、術者が確認することができるようになっている。さらに、制御部７０は、安全シャッタ４８を開閉駆動するモータ７３にも接続されており、制御部７０からの制御信号によってモータ７３が制御される。

また、制御部７０は、凸レンズ４９ｂを光軸Ｌ１方向に移動させるモータ７４にも接続されており、制御部７０からの制御信号によってモータ７４が制御される。モータ７４の回転軸は、フォーカスシフトノブ３６の回転軸に連結している。移動量検出用ポテンショメータ７５は、モータ７４の回転を検出することで凸レンズ４９ｂの移動量を検知する。この移動量検出用ポテンショメータ７５は、制御部７０に接続されている。そして、制御部７０は、治療用レーザ光のフォーカス位置が、術者により又は治療モードに応じて設定されたフォーカスシフト位置となるように、モータ７４の駆動量を制御して凸レンズ４９ｂを光軸Ｌ２方向に移動させる。なお、制御部７０には、各治療モード毎に設定されている設定値（励起光ＬＢ１のビームサイズやフォーカス位置など）を記憶するメモリ７６が接続されている。

このレーザ治療装置３０を用いて患者眼Ｅを処置（治療）する手順について説明する。まず、術者は、電源スイッチ３５ａを操作して本体部３１の電源を投入する。電源が入ると制御部７０は、安全シャッタ４８の駆動確認等の初期化動作を実施する。この初期化動作の終了後、術者は、コントロールパネル３３のスイッチや種々の設定ノブを操作して、患者眼Ｅの治療目的に応じてレーザ照射の出力や照射パルス数等のレーザ照射条件を設定するとともに、必要に応じてフォーカスシフト位置の調整を行う。なお、本実施形態では、コントロールパネル３３において、複数の治療モードから１つのモードを選択することにより、選択された治療に適した各種設定値が設定されるようになっている。治療モードとしては、例えば、白内障治療の後嚢切開を行う後嚢切開モード（第１治療モード）、緑内障治療の虹彩切開を行う虹彩切開モード（第２治療モード）等が設定されている。

このような事前の準備が完了したら、患者眼Ｅを所定の位置に配置する。術者は、ジョイスティック３４を操作し、患者眼Ｅに対しての概ねの位置合わせを行う。そして、治療用レーザ光を照射可能な状態にした後、ジョイスティック３４を操作して、２つの光束に分割されたエイミング光が患部に１点で重なるようにさらに照準合わせを行う。エイミング光による照準合わせが完了したら、術者は、トリガスイッチ３４ａを押して治療用レーザ光の照射を行う。

ここで、後嚢切開モード（第１治療モード）が選択されている場合には、ズーム光学系１０において図５に示すようにズームレンズ１２，１３が光軸Ｌ３方向に移動させられ、励起光ＬＢ１のビームサイズが小さくされてマイクロチップレーザ１に入射する。これにより、マイクロチップレーザ１からスポットサイズ８μｍの治療レーザ光（第１治療レーザ光）が出射される。マイクロチップレーザ１から出射された治療用レーザ光は、レーザ照射光学系４０に導光され、エイミング光のフォーカス位置に対して凸レンズ４９ｂの移動により設定された分だけシフトした位置に集光するようにして照射される。そして、患者眼Ｅに照射された治療用レーザ光によって照射部位でプラズマが発生して光破壊が生じることにより後嚢切開が行われる。

一方、虹彩切開モード（第２治療モード）が選択されている場合には、ズーム光学系１０において図６に示すようにズームレンズ１２，１３が光軸Ｌ３方向に移動させられ、励起光ＬＢ１のビームサイズが後嚢切開モード時よりも大きくされてマイクロチップレーザ１に入射する。これにより、マイクロチップレーザ１からスポットサイズが１５０μｍの治療レーザ光（第２治療レーザ光）が出射される。マイクロチップレーザ１から出射された治療用レーザ光は、レーザ照射光学系４０に導光され、エイミング光のフォーカス位置に対して治療用レーザ光が集光するようにして照射される。そして、上記のようにマイクロチップレーザ１では、レーザ光のスポットサイズを大きくしても照射部位にプラズマを安定して発生させることができる。従って、患者眼Ｅに照射されたスポットサイズ１５０μｍの治療用レーザ光であっても、照射部位でプラズマが発生して光破壊が生じるので虹彩切開を行い易い。これにより、虹彩切開を短時間で効率的に行うことができるため、術者及び患者の負担を軽減することができる。なお、前述の説明では、制御部７０は術者が選択した治療モードを検出し、検出結果に基づきズームレンズ１２，１３の移動を自動で行う。しかし本実施形態では治療モードによらず、術者は励起ビームサイズ変更ノブ３７を操作することで任意のビームサイズに変更することも可能である。これにより、例えば、患部状態に応じたより好適なスポットサイズで治療を行い易い。

そして、本実施形態のレーザ治療装置３０によれば、レーザ光源４１にマイクロチップレーザ１を用いているため、患者眼Ｅに対して、常に同一パルス形状のレーザ光を照射し易い。そのため、例えば、従来のレーザ治療装置よりも低いパルスエネルギで安定して一定の大きさのプラズマを発生させることができ、高精度な処置（切開精度の向上）を短時間で行うことができる。これにより、患部以外（眼内レンズや正常な他の眼組織）へのレーザ光による影響を低減することができる。従って、レーザ治療装置３０によれば、低侵襲（高効率）な処置が可能になる。

また、本実施形態のレーザ治療装置３０では、繰り返し周波数を５０Ｈｚ以上で治療用レーザ光を患者眼Ｅに照射することができる。そして、レーザ治療装置３０では、患者眼Ｅに対して、常に同一パルス形状のレーザ光を照射することができる。これらのことにより、レーザ治療装置３０によれば、治療用レーザ光のスキャン照射（連続照射）による処置が可能となり、例えば、後嚢切開において、治療用レーザを円形や十字に連続照射することができる。その結果として、処置時間の短縮や操作の簡易化を図ることができるので、術者及び患者の負担を軽減することができる。

なお、このような治療用レーザ光のスキャン照射を行う場合には、例えば、図８に示すように、レーザ照射光学系４０において、レンズ移動機構５９とダイクロイックミラー５０との間に、走査部８０を設けておけばよい。この走査部８０は、レーザ光源４１（マイクロチップレーザ１）からの治療用レーザ光の進行方向を変える（レーザ光を偏向する）光スキャナを有するユニットである。例えば、走査部８０は、レゾナントスキャナ８１とガルバノミラー８２とにより構成することができ、これらの動作は制御部７０により制御される。そして、例えば、レゾナントスキャナ８１によって治療用レーザ光の主走査を行い、ガルバノミラー８２によって治療用レーザ光の副走査を行えばよい。また、走査部８０の光スキャナとして、例えば、反射ミラー（ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ）の他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等を用いてもよい。

ここで、上記したレーザ治療装置３０では、励起光源であるレーザダイオード４２を１つ備えるレーザ光源４１を例示している。しかしながら、レーザ光源４１として、励起光源であるレーザダイオード４２を複数設けることもできる。これにより、マイクロチップレーザ１から複数本の治療用レーザ光を出射させることが可能となる。例えば、図９に示すように、３つのレーザダイオード４２ａ，４２ｂ，４３ｃを設けることができる。もちろん、励起光源として配置するレーザダイオードは、３つに限られることなく、２つであっても良いし４つ以上であっても良い。

このようにレーザダイオード４２を複数設ける場合には、制御部７０により、各レーザダイオード４２ａ，４２ｂ，４３ｃの出射タイミングが制御される。例えば、制御部７０により、各レーザダイオード４２ａ，４２ｂ，４３ｃから励起光ＬＢ１ａ，ＬＢ１ｂ，ＬＢ１ｃを同時に出射させることにより、マイクロチップレーザ１から複数の治療用レーザ光ＬＢ２ａ，ＬＢ２ｂ，ＬＢ２ｃが出射される。そして、この複数の治療用レーザ光ＬＢ２ａ，ＬＢ２ｂ，ＬＢ２ｃは、レーザ照射光学系４０により合波・集光されて最終的には１つのレーザ光ＬＢ２となり、患者眼Ｅの患部に照射される。従って、１パルス照射時と比べて大きなエネルギの治療用レーザ光ＬＢ２を患者眼Ｅに照射することができる。これにより、励起光源として高出力のレーザダイオードを使用する必要がなくなる。また、マイクロチップレーザ１に入射する励起光の出力が低くなるとともに、励起光がレーザ媒質２の複数箇所に入射する。そのため、マイクロチップレーザ１における発熱が抑えられるとともに放熱効率が向上する。これにより、マイクロチップレーザ１の高出化も図ることができる。

また、例えば、制御部７０により、各レーザダイオード４２ａ，４２ｂ，４３ｃからタイミングをずらして励起光ＬＢ１ａ，ＬＢ１ｂ，ＬＢ１ｃを出射させることにより、マイクロチップレーザ１から治療用レーザ光ＬＢ２ａ，ＬＢ２ｂ，ＬＢ２ｃが異なるタイミングで連続して照射される。これにより、レーザ治療装置３０において、患者眼Ｅの患部に対して治療用レーザ光ＬＢ２ａ，ＬＢ２ｂ，ＬＢ２ｃをタイミングをずらして照射する並列パルス照射を行うことができる。なお、治療用レーザ光の照射間隔は、処置する患部の組織の特性に応じて決めればよい。

このような並列パルス照射を行うことにより、２パルス目以降の治療用レーザ光ＬＢ２ｂ，ＬＢ２ｃのパルスエネルギを小さくしても患部に対して適切な処置を行うことができる。そのため、処置に必要となる治療用レーザのパルスエネルギを従来よりも小さくすることができるので、患部における手術痕が綺麗で患部周辺への影響が少ない処置を実現することができる。また、患者眼Ｅに照射する治療用レーザ光のエネルギを従来よりも小さくしても従来と同様の処置ができるため、低侵襲な処置が可能となる。さらに、治療用レーザ光の出力を抑えることができるため、レーザ治療装置３０の低コスト化及び小型化を図ることもできる。

さらに、レーザダイオード４２を複数設ける場合には、患者眼Ｅの処置で一般的に（多く）実施される治療用レーザ光の照射パターン形状に配置することもできる。例えば、図１０に示すように、レーザダイオード４２ａ〜４２ｉを十字状に配置したり、図１１に示すように、レーザダイオード４２ａ〜４２ｌを円形状に配置することができる。そして、このように配置された各レーザダイオード４２ａ，４２ｂ，４３ｃ，・・・から、制御部７０によって励起光を同時に出射させることにより、１パルス照射で所望のパターンでの処置（切開）が可能となるため、レーザ治療装置３０の操作性が向上するとともに処置時間を大幅に短縮することができる。その結果として、術者及び患者の負担を大幅に軽減することができる。

なお、上記した実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、本開示のレーザ治療装置に搭載されるマイクロチップレーザは、受動Ｑスイッチとして作動させるための可飽和吸収体を備える。しかし、共振器内に受動Ｑスイッチを配置しないマイクロチップレーザを搭載したレーザ治療装置にも本開示の技術を適用できる。

１マイクロチップレーザ
２レーザ媒質
３可飽和吸収体
５第１反射部
６第２反射部
１０ズーム光学系
３０レーザ治療装置
４０レーザ照射光学系
４１レーザ光源
４２レーザダイオード
７０制御部
Ｅ患者眼
ＬＢ１励起光
ＬＢ２レーザ光

Claims

レーザ光を患者眼の透明組織内に集光させてプラズマを発生させることで、前記透明組織を処置することが可能な眼科用レーザ治療装置において、
励起光により励起されるレーザ媒質と、前記レーザ媒質からの放出光を共振させる光共振器となる第１反射部及び第２反射部と、前記放出光をパルスレーザ光として出射させる可飽和吸収体とを備える固体レーザ素子と、
前記励起光を前記固体レーザ素子に入射する励起光源と、
前記励起光のビームサイズを変更するズーム光学系と、
前記固体レーザ素子から出射されたレーザ光を前記透明組織内の三次元上の目標位置に集光させる照射光学系と、
装置全体の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
請求項１に記載する眼科用レーザ治療装置において、
前記制御部は、前記ズーム光学系によって前記固体レーザ素子に入射する前記励起光のビームサイズを変更することにより、前記固体レーザ素子からスポットサイズが異なる第１治療レーザ光と第２治療レーザ光とを切り替えて出射させる
ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
請求項２に記載する眼科用レーザ治療装置において、
前記制御部は、
患者眼の後嚢切開を行う第１治療モードが選択された場合に、前記固体レーザ素子から前記第１治療レーザ光を出射させ、
患者眼の虹彩切開を行う第２治療モードが選択された場合に、前記固体レーザ素子から前記第１治療レーザ光よりもスポットサイズが大きい前記第２治療レーザ光を出射させる
ことを特徴とする眼科用レーザ治療装置。