JP2023506913A - 媒体混濁のレーザ治療 - Google Patents

Abstract

本開示は、複数のプロファイル深度スキャンを生成し、プロセッサ上で命令を実行して、複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼内の媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを検出する光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムを含むレーザ治療システムを提供する。システムは、プロセッサ上で命令を実行して、複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼内の媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡する３次元（３Ｄ）アイトラッカを更に含む。システムはまた、治療用レーザを含むレーザシステムであって、治療用レーザにより生成された複数の超短レーザパルスの狙いを正確に眼内の媒体混濁に定めて媒体混濁を少なくとも部分的に除去するレーザシステムを含む。

Description

本開示は、硝子体網膜手術及び手術用器具に関し、より具体的には、硝子体網膜手術での媒体混濁の除去を改善するためのレーザ治療システム及び関連する方法に関する。

眼科手術は、眼又は眼の任意の部分に対して実行される手術である。眼科手術は、毎年、数万人の患者の視力を保護し且つ改善させる。しかしながら、眼の僅かな変化に対しても視力が敏感であり、多くの眼構造の特性が微細且つ精緻であるため、眼科手術は、実行が困難であり、些細若しくは稀な手術ミスを減らすか、又は手術スキルの精度が僅かに向上するだけで手術後の患者の視力に顕著な差が生じる場合がある。

眼科手術の一種である硝子体網膜手術は、硝子体液、網膜、及び硝子体網膜膜など、眼の内部を含む様々な繊細な手術を包含する。硝子体網膜手術などの眼科手術中、眼科医は通常、接眼レンズを備えた非電子の光学的手術用顕微鏡を使用して、手術を受けている眼の拡大画像を観察する。近年では、硝子体網膜外科医は、ＮＧＥＮＵＩＴＹ（登録商標）（Ｎｏｖａｒｔｉｓ ＡＧ Ｃｏｒｐ．，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）３Ｄ視覚化システムなどの、接眼レンズのないデジタル視覚化システムを使用して、硝子体網膜手術中の視覚化を補助し得る。これらのシステムには、外科医が偏光眼鏡、デジタル接眼レンズ、又はヘッドマウントディスプレイを使用してディスプレイ画面上で網膜を観察することを可能にする、２次元（２Ｄ）相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサを備えた３次元（３Ｄ）高ダイナミックレンジ（「ＨＤＲ」）カメラシステムが含まれ得る。ディスプレイ画面により、接眼レンズを使用して手術を観察する必要から解放し、手術室内の他の人が外科医とまったく同じように見ることを可能にする。このシステムはまた、従来の光学アナログ手術用顕微鏡と比較して、高倍率下での画像の改善、及び被写界深度の拡大を可能にし、それにより眼の視覚化の改善を可能にする。

これらの進歩にもかかわらず、効果的に視覚化し治療することが困難であることが多い一般的な眼疾患は、媒体混濁が存在する疾患である。媒体混濁は、概して、硝子体内の微細なコラーゲン線維により引き起こされ、硝子体シネレシスから生じ得る。媒体混濁は、眼に入る光を散乱させ得るので、視力の質を悪化させ、これにより、患者の視野内を動き回るように見えるスポット、影、クモの巣、又は他の様々な形状として現れる可能性がある。

媒体混濁のより重篤な症状は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザを用いたレーザビトレオライシス（ｖｉｔｒｅｏｌｙｓｉｓ）により治療され得る。この処置の間、レーザパルスは、患者の眼組織と相互作用して媒体混濁を除去し得る。しかしながら、ＹＡＧレーザを用いたレーザビトレオライシスは、ＹＡＧレーザの高いエネルギー及び低い狙い精度のため、媒体混濁を除去する際の効果が限定され得る。これにより、広範囲の組織が影響を受ける場合があり、有害な副作用を回避するためにレーザ治療の焦点及び線量を正確に制御することが極めて困難である場合がある。

本開示は、硝子体網膜手術での媒体混濁の除去を改善するためのレーザ治療システム及び関連する方法を提供する。レーザ治療システムは、複数のプロファイル深度スキャンを生成し、プロセッサ上で命令を実行して、複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼内の媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを検出する光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムを含む。レーザ治療システムはまた、プロセッサ上で命令を実行して、複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼内の媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡する３Ｄアイトラッカを含む。レーザ治療システムはまた、治療用レーザを含むレーザシステムであって、治療用レーザにより生成された複数の超短レーザパルスの狙いを正確に眼内の媒体混濁に定めて媒体混濁を少なくとも部分的に除去するレーザシステムを含む。

レーザ治療システム及びその使用方法は、以下の追加の特徴を含み得る。ｉ）複数の超短レーザパルスは、治療体積内に均一に狙いが定められ得る。ｉｉ）システムは、デジタルカメラ、ＨＤＲカメラ、３Ｄカメラ、又はそれらの任意の組み合わせである手術用カメラを更に含み得る。ｉｉｉ）ＯＣＴ画像化システムは、時間領域ＯＣＴ、周波数領域ＯＣＴ、スペクトル領域ＯＣＴ、掃引光源ＯＣＴ、ＯＣＴ血管造影、又はそれらの任意の組み合わせを提供するように動作可能であり得る。ｉｖ）治療用レーザは、約１フェムト秒（１０^－１５秒）～約５０ピコ秒（５０×１０^－１２秒）の持続時間のパルスを生成し得る。ｖ）治療用レーザは、約１，０３０ｎｍ又は約１，０５０ｎｍの波長の光を発し得る。ｖｉ）レーザシステムは、ＬｅｎＳｘ（登録商標）レーザ（ＬｅｎＳｘ Ｌａｓｅｒｓ，Ｉｎｃ．Ｃｏｒｐ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）であり得る。ｖｉｉ）レーザシステムは、レーザビームの位相を変調して位相変調されたレーザビームを提供する成形システムと、位相変調されたレーザビームを方向付けて変調された及び変位させたレーザビームを提供する掃引光学スキャナと、変調された及び変位させたレーザビームの集束面を変位させて複数の切除面を提供する集束光学システムとを更に含み得る。ｖｉｉｉ）複数の切除面は治療体積を画定し得る。ｉｘ）レーザ治療システムは、ＮＧＥＮＵＩＴＹ（登録商標）３Ｄ視覚化システムの構成要素であり得る。ｘ）３Ｄアイトラッカは、媒体混濁の位置及び体積に関する少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を提供し、媒体混濁が少なくとも部分的に除去された場合に知らせるための少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を提供し得る。

本開示は更に、ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁の位置及び体積を特定することと、３Ｄアイトラッカを使用して媒体混濁の位置及び体積を追跡することと、媒体混濁の位置及び体積に関する信号を使用して、治療体積を決定することと、治療用レーザにより生成された複数の超短レーザパルスの狙いを正確に定めることで治療体積を治療することと、媒体混濁を少なくとも部分的に除去することとにより、媒体混濁を治療するための方法を提供する。

本開示は更に、ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁を特定することと、３Ｄアイトラッカを使用して媒体混濁を追跡することと、レーザシステムを使用して治療計画に従って媒体混濁を治療することと、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を使用して、媒体混濁のリアルタイムの状態を提供することと、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示に応答して、治療計画をリアルタイムで更新することとにより、媒体混濁を治療するための方法を提供する。少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示は、媒体混濁の位置及び体積に関する信号を含み得る。治療計画を更新することは、治療用レーザの出力設定を変更すること、治療の持続時間を変更すること、治療体積を変更すること、治療体積膨張を変更すること、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。治療計画を更新することは、治療を停止することを含み得る。

本開示は更に、ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁を特定することと、３Ｄアイトラッカを使用して媒体混濁を追跡することと、少なくとも１つの算出フィードバック表示を使用して、治療計画を決定することと、レーザシステムを使用して治療計画に従って媒体混濁を治療することとにより、媒体混濁を治療するための方法を提供する。少なくとも１つの算出フィードバック表示は、機械学習アルゴリズムによる予測に基づき得る。

本開示は、プロセッサと、プロセッサに結合されたＯＣＴ画像化システムと、プロセッサに結合された３Ｄアイトラッカと、レーザシステムと、プロセッサに結合されたメモリ媒体とを含む医療システムを更に提供する。メモリ媒体は、プロセッサにより実行されたときに、患者の眼内の媒体混濁を特定するように医療システムにＯＣＴ画像化システムを利用させる命令を含む。メモリ媒体は、プロセッサにより実行されたときに、媒体混濁の位置及び体積を追跡するように医療システムに３Ｄアイトラッカを利用させる命令を更に含む。メモリ媒体は、プロセッサにより実行されたときに、患者の眼内の媒体混濁を少なくとも部分的に除去するように医療システムにレーザシステムを利用させる命令を更に含む。レーザシステムは、超短パルスレーザであるレーザを含み得る。

レーザ治療システムの態様及びその使用方法は、明らかに相互に排他的でない限り、互いに組み合わせることができる。加えて、レーザ治療システムの追加の特徴及び上述のその関連する方法もまた、明らかに相互に排他的でない限り、互いに組み合わせることができる。

本開示並びにその特徴及び利点をより完全に理解するために、ここで、添付図面と併せて、以下の説明に対して参照が行われるが、これらの図面は縮尺通りではなく、同様の数字は同様の特徴を指す。

図１は、レーザシステムと、手術用カメラと、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムと、３Ｄアイトラッカと、手術用カメラシステムと、ディスプレイとを含む、レーザ治療システムの概略図である。 図２は、治療用レーザと、レーザビームと、レーザ制御デバイスとを含む、レーザシステムの概略図である。 図３は、治療用レーザと、レーザビームと、レーザ制御デバイスと、集束光学システムと、掃引光学スキャナと、成形システムとを含む、レーザシステムの概略図である。 図４は、患者の眼から媒体混濁を少なくとも部分的に除去するための方法のフロー図である。 図５は、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を使用して媒体混濁を治療するための方法のフロー図である。 図６は、少なくとも１つの算出フィードバック表示を使用して媒体混濁を治療するための方法のフロー図である。 図７は、レーザ治療システムを含むコンピュータシステムの概略図である。 図８Ａは、レーザ治療システムを含む医療システムの概略図である。 図８Ｂは、レーザ治療システムを含む医療システムの概略図である。 図８Ｃは、レーザ治療システムを含む医療システムの概略図である。 図９は、レーザ治療システムと、外科医と、患者とを含む、医療システムの図である。

本開示は、媒体混濁の除去を改善するためのレーザ治療システムを含むシステム及び関連する方法を提供する。

硝子体網膜の外科医は、眼の内部を手術する際に、独自の課題に直面する。例えば、特定の眼疾患を視覚化して治療するのに、画像化技術の組み合わせが必要である場合がある。患者の視覚的な質を悪化させる可能性があり且つ現時点では治療が極めて困難である疾患の１つは、媒体混濁が存在する疾患である。硝子体浮遊物として知られることもある、媒体混濁は、概して、硝子体内の微細なコラーゲン線維により引き起こされる。これらのコラーゲン線維は、塊になって網膜に影を落とし、患者には飛蚊症として現れることがある。媒体混濁は、硝子体の収縮、すなわち、硝子体シネレシス又は硝子体液化として知られる過程により引き起こされ得る。健康な眼では、ヒアルロン酸は、硝子体腔内でコラーゲン線維が凝集するのを防止し、硝子体の透明性を維持し得る。しかしながら、眼が老化するにつれて、ヒアルロン酸がコラーゲンから解離することがある。このヒアルロン酸の解離により、コラーゲンの架橋と凝集が起こり、光を散乱させる繊維状構造であって、最終的に媒体混濁になる繊維状構造が形成され得る。

媒体混濁の治療は、硝子体切除術又はレーザビトレオライシスのいずれかに限定される場合がある。硝子体切除術は、重篤な症状の場合に用いられることがあり、合併症、例えば、網膜剥離、前部硝子体剥離及び黄斑浮腫を引き起こす可能性のある侵襲的処置である。レーザビトレオライシスは、概して、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザである眼科用レーザを使用して実行される。しかしながら、この治療のリスク／ベネフィット比は明らかではない。ＹＡＧレーザは、概して、眼の前部で使用されるように設計され、硝子体に対する限られた視野しか提供せず、媒体混濁を特定することを困難にし得る。また、ＹＡＧレーザの使用は、周囲の眼組織に損傷を与える高いリスクを伴う。特に、ＹＡＧレーザの高エネルギー及び低い狙い精度は、焦点及び線量の正確な制御を妨げる場合があり、レーザ治療中に広範囲の組織が影響を受ける。これは、網膜の視細胞、例えば黄斑及び中心窩に損傷を与えるリスクがあり得る。網膜は非常に薄く（概して、厚さは約２００～３００ミクロン）、硝子体網膜手術中の網膜への損傷を避けることが重要である。

本開示のシステム及び方法は、硝子体網膜手術での媒体混濁のより安全且つ効果的な除去を提供し得る。本開示のレーザ処理システム及び方法は、掃引光源光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）を使用して硝子体浮遊物を特定することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。本明細書に記載のレーザ治療システム及び方法は、デジタル視線追跡を使用して治療中に媒体混濁を追跡することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。本明細書に記載のレーザ治療システム及び方法は、超短パルスレーザの狙いを正確に定めることを利用して媒体混濁を少なくとも部分的に除去することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。狙いを正確に定めることにより、網膜などのデリケートな領域にレーザが当たるリスクが低減され得る。加えて、超短パルスレーザの使用は、標的とする媒体混濁に当たらなかった場合でも、眼の後部への最小限の損傷しかもたらさないか又は損傷を全くもたらさない可能性がある。本明細書に記載のレーザ治療システム及び方法は、レーザ治療の進捗状況をリアルタイムで監視することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。これにより、媒体混濁を少なくとも部分的に除去するために必要な最低線量を提供するための線量の調整ができるようになる。本明細書に記載のレーザ治療システム及び方法は、診療室ベースの処置であり得る非侵襲的治療を提供することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。本明細書に記載のレーザ治療システム及び方法は、治療変数をカスタマイズすることを伴い且つ少なくとも１つのフィードバック表示に基づく治療計画を提供することにより、現在のシステム及び方法と比較して、媒体混濁の除去を改善し得る。

本明細書に記載のシステム及び方法は、媒体混濁を特定、追跡、及び治療し得るレーザ治療システムを提供することにより、媒体混濁の除去を改善し得る。レーザ治療システムは、ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁を特定し得る。媒体混濁が特定された時点で、レーザ治療システムは、次に、３Ｄアイトラッカを使用して媒体混濁を追跡し得る。媒体混濁が特定及び追跡された後に、レーザ治療システムは、レーザシステムを使用して媒体混濁を治療し得る。レーザシステムは、超短パルスレーザを使用して媒体混濁を少なくとも部分的に除去し得る。レーザ治療システムは、ＮＧＥＮＵＩＴＹ（登録商標）（Ｎｏｖａｒｔｉｓ ＡＧ Ｃｏｒｐ．，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）３Ｄ視覚化システムなどの接眼レンズのないデジタル視覚化システムの構成要素であり得る。この視覚化システムは、拡張された被写界深度（アナログ顕微鏡と比較して最大５倍の被写界深度）、より高倍率（アナログ顕微鏡と比較して約４８％増加した倍率）、より高い軸方向及び横方向分解能（アナログ顕微鏡と比較して約５０％高い）、及び３Ｄ視覚化機能を容易にするための改善された立体視を提供し得る。これらの視覚化の改善により、レーザ治療システムによる媒体混濁の除去の改善がもたらされ得る。

ここで図１を参照すると、レーザ治療システム１００は、レーザシステム１４０と、手術用カメラ１６０と、ＯＣＴ画像化システム１６５と、３Ｄアイトラッカ１６８と、手術用カメラシステム１８５と、ディスプレイ１９０とを含み得る。

図１に示すレーザ治療システム１００は、接眼レンズのないデジタル視覚化システムである。レーザ治療システム１００は、ＮＧＥＮＵＩＴＹ（登録商標）（Ｎｏｖａｒｔｉｓ ＡＧ Ｃｏｒｐ．，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）３Ｄ視覚化システムなどの視覚化システムの構成要素として含まれ得る。レーザ治療システム１００は、異なる実施態様では、他の様々な電子的及び機械的構成要素を更に含み得る。したがって、図１を参照して述べた特定の光学設計は、手術用カメラ１６０を含む眼科用視覚化システムに特有のものであるが、当業者であれば、他の眼科用視覚化システムを支援するための代替的な光学配置が本開示の範囲内であることを理解するであろう。

手術用カメラ１６０は、眼１０の上方に位置決めされ得る。手術用カメラ１６０は、デジタルカメラ、ＨＤＲカメラ、３Ｄカメラ、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。手術用カメラ１６０は、少なくとも１つのセンサを含み得、センサ１５０ａ及び１５０ｂを含み得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサ又は電荷結合素子（ＣＣＤ）センサであり得る。手術用カメラ１６０は、モノクロカメラ又はカラーカメラであり得、センサ１５０ａ及び１５０ｂは、モノクロ画像センサ又はカラー画像センサであり得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂは、眼１０からの反射光を使用してデジタル画像を撮像し得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂは、眼１０のデジタル画像を撮像し得る。

レーザ治療システム１００はまた、手術用カメラ１６０用の照明源を提供し得る、可視光照明源１４５を含み得る。可視光照明源１４５は、内部照明器（図示せず）であり得る。可視光照明源１４５は、キセノン源、白色ＬＥＤ光源、又は他の任意の適切な可視光源を含み得る。可視光照明源１４５は、眼１０を照明し得る。

手術用カメラ１６０はまた、光学機械的焦点調整システム１６１と、ズームシステム１６２と、可変作動距離システム１６３とを利用し得る。手術用カメラ１６０は、手術用カメラシステム１８５及びディスプレイ１９０と通信可能に結合され得る。手術用カメラシステム１８５は、画像処理システム１７０と、プロセッサ１８０と、メモリ媒体１８１とを含み得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂにより撮影されたデジタル画像は、画像処理システム１７０により処理され得る。画像処理システム１７０は、プロセッサ１８０を含み得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂは、眼１０からの反射光を検出し、検出した光に対応する信号をプロセッサ１８０に送信し得る。プロセッサ１８０は、命令を実行して、眼１０のデジタル画像を生成し得る。眼１０のデジタル画像は、ディスプレイ１９０上に表示され得る。センサ１５０ａ及び１５０ｂは、眼１０の３Ｄ画像を提供するために光を検出し得る。

プロセッサ１８０は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はプログラム命令及び／若しくは処理データを解釈及び／若しくは実行するように構成された他の任意のデジタル若しくはアナログ回路を含み得る。

プロセッサ１８０は、命令を記憶及び／又は実行することができる任意の物理デバイスを含み得る。プロセッサ１８０は、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上のプロセス、及び／又は１つ以上の方法の少なくとも一部を実施するためのプロセッサ命令を実行し得る。例えば、プロセッサ１８０は、命令を実行して、眼１０のデジタル画像を生成し得る。プロセッサ１８０は、メモリ媒体１８１から命令を受信するように構成され得る。一例では、プロセッサ１８０は、メモリ媒体１８１を含み得る。別の例では、メモリ媒体１８１は、プロセッサ１８０の外部にあり得る。メモリ媒体１８１は、命令を記憶し得る。メモリ媒体１８１により記憶された命令は、プロセッサ１８０により実行可能であり得、且つ本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上の方法、及び／又は１つ以上のプロセスの少なくとも一部に従い複数の命令により構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。

ＦＰＧＡは、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上のプロセス、及び／又は１つ以上の方法の少なくとも一部を実施するように構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。例えば、ＦＰＧＡは、眼１０のデジタル画像を生成するように構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。ＡＳＩＣは、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上のプロセス、及び／又は１つ以上の方法の少なくとも一部を実施するように構成され得る。例えば、ＡＳＩＣは、眼１０のデジタル画像を生成するように構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。ＤＳＰは、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上のプロセス、及び／又は１つ以上の方法の少なくとも一部を実施するように構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。例えば、ＤＳＰは、眼１０のデジタル画像を生成するように構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。

単一のデバイスは、プロセッサ１８０と画像処理システム１７０とを含み得るか、又はプロセッサ１８０は、画像処理システム１７０とは別体であり得る。一例では、単一のコンピュータシステムは、プロセッサ１８０と画像処理システム１７０とを含み得る。別の例では、デバイスは、プロセッサ１８０と画像処理システム１７０とを含み得る集積回路を含み得る。代替的に、プロセッサ１８０及び画像処理システム１７０は、手術用コンソールに組み込まれ得る。

プロセッサ１８０は、プログラム命令を解釈及び／若しくは実行し、並びに／又はメモリ媒体１８１に記憶されたデータを処理し得る。メモリ媒体１８１は、部分的又は全体的に、アプリケーションメモリ、システムメモリ、又はその両方として構成され得る。メモリ媒体１８１は、１つ以上のメモリデバイスを保持及び／又は収容するように構成された、任意のシステム、デバイス、又は装置を含み得る。各メモリデバイスは、プログラム命令及び／又はデータを一定期間保持するように構成された任意のシステム、任意のモジュール、又は任意の装置（例えば、コンピュータ可読媒体）を含み得る。記載された１つ以上のサーバ、電子デバイス、又は他の機械は、関連する機械の機能を実行するためのプログラム命令を記憶及び実行し得る１つ以上の同様のかかるプロセッサ又はメモリを含み得る。

ディスプレイ１９０は、支持部材１９８及び基台１９９に取り付けられたヘッドアップディスプレイであり得る。支持部材１９８及び基台１９９は、ディスプレイ１９０と外科医との間の距離を変更するように調整可能であり得る。ディスプレイ１９０はまた、天井に取り付けられ得る。ディスプレイ１９０は、手術用カメラシステム１８５と通信可能に結合され得る。ディスプレイ１９０は、ピクチャ・イン・ピクチャ・ディスプレイであり得る。別の例では、手術用カメラ１６０は、３Ｄ ＨＤＲカメラであり得、ディスプレイ１９０は、３Ｄ ４Ｋ ＯＬＥＤ手術用ディスプレイであり得る。ディスプレイ１９０は、眼１０のデジタル画像を表示し得る。ディスプレイ１９０は、眼１０の３Ｄ手術画像を表示し得る。プロセッサ１８０は、リアルタイムで３Ｄ ＨＤＲ画像を最適化し得る、超高速３Ｄ画像プロセッサであり得る。

手術用カメラ１６０は、手術用カメラシステム１８５及びディスプレイ１９０と通信可能に結合され得る。ディスプレイ１９０は、手術用カメラシステム１８５を介して手術用カメラ１６０から情報を受信し得る。ディスプレイ１９０は、手術用カメラ１６０により撮影された眼１０のデジタル画像を表示し得る。

眼１０は、媒体混濁１１を含み得る。媒体混濁１１は、眼１０の硝子体に位置し得る。媒体混濁１１は、ＯＣＴ画像化システム１６５を使用して視覚化され得る。ＯＣＴは、近赤外光を使用して眼構造の高分解能の深さ分解画像化を提供し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、ＯＣＴスキャナ１６６とＯＣＴコントローラ１６７とを含み得る。ＯＣＴコントローラ１６７は、光源、解析ユニット、又はそれらの組み合わせを含み得る。ＯＣＴコントローラ１６７は、ＯＣＴ画像化ビーム１３０を生成し得る。ＯＣＴスキャナ１６６は、手術用カメラ１６０に光学的に結合され得る。ＯＣＴスキャナ１６６は、眼１０の眼組織のプロファイル深度スキャンを提供し得る。プロファイル深度スキャンは、手術用カメラ１６０を使用して生成されたデジタル画像から容易には視認できない眼１０の眼組織に関する情報を提供し得る。プロファイル深度スキャンは、媒体混濁１１の位置に関する情報を提供し得る。プロファイル深度スキャンは、媒体混濁１１の体積に関する情報を提供し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、プロファイル深度スキャンからＯＣＴ画像を生成し得る。ＯＣＴ画像は、ディスプレイ１９０上に表示され得る。代替的に、ＯＣＴ画像は、別のディスプレイ上に表示され得る。

ＯＣＴ画像化システム１６５は、ＯＣＴ機器の任意の構成及び眼１０を視覚化するために必要な構成を表し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、ＯＣＴ機器の任意の構成及び媒体混濁１１を視覚化するために必要な構成を表示し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、時間領域ＯＣＴを提供し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、限定されるものではないが、スペクトル領域ＯＣＴ、掃引光源ＯＣＴ、及びＯＣＴ血管造影などの、周波数領域ＯＣＴを提供し得る。ＯＣＴスキャナコントローラ１６７は、ＯＣＴレーザ１６９を含み得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、掃引光源ＯＣＴ画像化システムであり得る。この例では、ＯＣＴレーザ１６９は、各スキャンで狭帯域の波長を掃引し得る、短キャビティ掃引レーザであり得る。ＯＣＴレーザ１６９は、比較的狭い波長帯域（例えば、８３０ｎｍ～８７０ｎｍ、７９０ｎｍ～９００ｎｍ、９５０ｎｍ～１１５０ｎｍ、１０００～１３００ｎｍ、又は１２００～１４００ｎｍ）をカバーする赤外又は近赤外光ビームを含むＯＣＴ画像化ビーム１３０を生成し得る。ＯＣＴレーザ１６９は、約１０００ｎｍを中心とする波長を有し得る。代替的に、ＯＣＴレーザ１６９は、約１３００ｎｍを中心とする波長を有し得る。しかしながら、ＯＣＴレーザ１６９は、任意の適切なスペクトル域の波長を有するＯＣＴ画像化ビーム１３０を生成し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、掃引光源ＯＣＴ血管造影画像化システムであり得る。代替的に、ＯＣＴ画像化システム１６５は、ＡＮＴＥＲＩＯＮ（登録商標）（Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＧｍｂＨ，Ｇｅｒｍａｎｙ）などの掃引光源ＯＣＴ画像化システムであり得る。

ＯＣＴ画像化システム１６５は、眼１０の少なくとも１回のプロファイル深度スキャンを提供し得る。レーザ治療システム１００は、部分ミラー１６４において分割される右側光ビームを含み得る。ＯＣＴスキャナ１６６は、ＯＣＴ画像化ビーム１３０の出力を制御し得る。部分ミラー１６４は、ＯＣＴスキャナ１６６からＯＣＴ画像化ビーム１３０を受け取り得る。眼１０に達したＯＣＴ画像化ビーム１３０の一部は、ＯＣＴ測定ビーム１３１として眼１０で反射され得る。ＯＣＴ測定ビーム１３１は、ＯＣＴ画像化ビーム１３０が移動した光路と実質的に同じ光路に沿ってＯＣＴ画像化システム１６５に戻り得る。部分ミラー１６４は、ＯＣＴ測定ビーム１３１をＯＣＴスキャナ１６６に出力し得る。ＯＣＴ測定ビーム１３１がＯＣＴスキャナコントローラ１６７に達した時点で、ＯＣＴスキャナコントローラ１６７は、眼１０のプロファイル深度スキャンを決定し得る。ＯＣＴスキャナコントローラ１６７はまた、当技術分野で知られているように、ＯＣＴ測定ビーム１３１とＯＣＴ画像化ビーム１３０の基準アームとの干渉に基づいてＯＣＴ画像を構築し得る。

ＯＣＴ走査コントローラ１６７は、画像処理システム１７０を使用して、ＯＣＴ画像の表示画像をディスプレイ１９０に出力することができる。ＯＣＴ走査コントローラ１６７は、比較的高いリフレッシュレートでリアルタイムに画像処理を実行し得る。このリアルタイムでの画像処理の実行により、ＯＣＴスキャナ１６６により生成されたＯＣＴ画像を表示及び制御するためのほぼ瞬時のフィードバックが外科医に提供され得る。

本明細書で使用される場合、「リアルタイム」とは、データが受信されるのと同じ速度での情報の更新を指すことがある。本開示のレーザ治療システム及び方法の文脈では、「リアルタイム」とは、データが表示されるときにユーザが容易に気付く激しい振動又は待ち時間なしに物体がよりスムーズに十分に高いデータ速度及び十分に低い遅延で、ＯＣＴデータが光センサから取得、処理、及び送信されることを意味し得る。例えば、これは、新たなＯＣＴ画像が少なくとも毎秒３０フレームの速度で取得、処理、及び送信され、毎秒約６０フレームで表示されるときに、且つ信号の複合処理に約１／３０秒未満の遅延がある場合に発生し得る。

画像処理システム１７０は、ＯＣＴスキャナ１６６により生成されたプロファイル深度スキャンに基づいて、プロセッサ１８０上で画像処理アルゴリズム、例えば、分類、特徴抽出、パターン認識、又はそれらの任意の組み合わせを実行し得る。ＯＣＴスキャナ１６６により生成されたプロファイル深度スキャンは、２次元（２Ｄ）スキャンデータ及び３Ｄスキャンデータを含み得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、プロセッサ１８０上で命令を実行して、少なくとも１回のプロファイル深度スキャンに基づいて眼１０内の媒体混濁１１の位置を検出し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、プロセッサ１８０上で命令を実行して、少なくとも１回のプロファイル深度スキャンに基づいて眼１０内の媒体混濁１１の体積を検出し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、代替的に、複数のプロファイル深度スキャンを生成し得る。ＯＣＴ画像化システム１６５は、プロセッサ１８０上で命令を実行して、複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼１０内の媒体混濁１１の位置、体積、又はそれらの組み合わせを検出し得る。

ＯＣＴスキャナ１６６は、外科医により指示されるように、眼１０内の位置にＯＣＴ画像化ビーム１３０を誘導し得る。ＯＣＴスキャナ１６６は、媒体混濁１１を特定するのに適した眼１０内の位置にＯＣＴ画像化ビーム１３０を誘導し得る。ＯＣＴスキャナ１６６は、Ｘ－Ｙ平面におけるＯＣＴ画像化ビーム１３０の集束を容易にする任意の適切な光学構成要素又は光学構成要素の組み合わせを含み得る。例えば、ＯＣＴスキャナ１６６は、１対の走査ミラー、マイクロミラーデバイス、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、変形可能なプラットフォーム、検流計ベースのスキャナ、ポリゴンスキャナ、共振ＰＺＴスキャナ、又はそれらの任意の組み合わせのうちの１つ以上を含み得る。

３Ｄアイトラッカ１６８は、媒体混濁１１を追跡し得る。３Ｄアイトラッカ１６８は、ＯＣＴ画像化システム１６５が媒体混濁１１を特定した後に、媒体混濁１１を追跡し得る。３Ｄアイトラッカ１６８は、デジタル視線追跡を使用して媒体混濁１１を追跡し得る。３Ｄアイトラッカ１６８は、画素に基づく視線追跡又は走査レーザに基づく視線追跡を使用して、媒体混濁１１を追跡し得る。３Ｄアイトラッカ１６８は、媒体混濁１１の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡し得る。３Ｄアイトラッカ１６８は、媒体混濁１１を追跡するために必要なハードウェアとファームウェアとソフトウェアとの任意の好適な組み合わせを含み得る。代替的に、３Ｄアイトラッカ１６８は、画像処理システム１７０のプロセッサ１８０及びメモリ媒体１８１を利用し得る。アイトラッカ１６８は、プロセッサ１８０上で命令を実行して、ＯＣＴ画像化システム１６５により生成された複数のプロファイル深度スキャンに基づいて媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡し得る。例えば、プロセッサ１８０は、ＯＣＴ画像化システム１６５により生成されたプロファイル深度スキャンを受信して処理し得る。メモリ媒体１８１は、前処理されたプロファイル深度スキャン、後処理されたプロファイル深度スキャン、又はそれらの組み合わせを記憶し得る。プロセッサ１８０は、プロファイル深度スキャンに基づいて、媒体混濁１１の位置、体積、又はそれらの組み合わせを検出し得る。プロセッサ１８０はまた、プロファイル深度スキャンに基づいて、媒体混濁１１の位置の変化、体積の変化、又はそれらの組み合わせを検出し得る。アイトラッカ１６８は、媒体混濁１１が手術中に少なくとも部分的に除去されるまで、媒体混濁１１を追跡し得る。代替的に、３Ｄアイトラッカ１６８は、外科医により指定された持続時間にわたって媒体混濁１１を追跡し得る。

３Ｄアイトラッカ１６８は、眼１０内の位置へのＯＣＴ画像化ビーム１３０の方向を自動的に与え得る。例えば、ＯＣＴスキャナ１６６は、３Ｄアイトラッカ１６８により生成された信号に基づいて、ＯＣＴ画像化ビーム１３０を眼１０内の位置に誘導し得る。別の例では、ＯＣＴスキャナ１６６は、各々がモータ駆動部に結合された１対の走査ミラーを含み得る。モータ駆動部は、垂直軸線を中心にミラーを回転させ得る。例えば、３Ｄアイトラッカ１６８により生成された信号を使用して、結合されたモータの位置を制御することにより、眼１０におけるＯＣＴ画像化ビーム１３０のＸ－Ｙ位置決めが制御され得る。代替的に、３Ｄアイトラッカ１６８は、レーザ治療システム１００では無効にされ得る。この場合、媒体混濁１１の位置、体積、又はそれらの組み合わせは、ＯＣＴ画像化システム１６５を使用して外科医により手作業で監視され得る。

レーザシステム１４０は、媒体混濁１１を治療し得る。レーザシステム１４０は、ＯＣＴ画像化システム１６５が媒体混濁１１を特定し且つ３Ｄアイトラッカ１６８が媒体混濁１１を追跡した後に、媒体混濁１１を治療し得る。レーザシステム１４０は、治療用レーザ１４１とレーザ制御デバイス１４３とを含み得る。治療用レーザ１４１は、レーザビーム１４２を提供し得る。治療用レーザ１４１は、超短パルスレーザであり得る。一例では、治療用レーザ１４１は、ＯＣＴレーザ１６９であり得る。治療用レーザ１４１は、眼１０の後部への最小限の損傷しかもたらさずに又は損傷を全くもたらさずに治療中に媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去し得るレーザビーム１４２を提供することが可能な任意のレーザであり得る。レーザシステム１４０は、治療用レーザ１４１による光破壊レーザ断片化により、媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去し得る。

例えば、治療用レーザ１４１は、約１ピコ秒（１０^－１２秒）未満の持続時間のパルスを提供し得る。別の例では、治療用レーザ１４１は、約１フェムト秒（１０^－１５秒）～約１ピコ秒（１０^－１２秒）の持続時間のパルスを提供し得る。更なる例では、治療用レーザ１４１は、約０．０１ピコ秒～５０ピコ秒の持続時間のパルスを提供し得る。更に別の例では、治療用レーザ１４１は、約１フェムト秒（１０^－１５秒）～約５０ピコ秒（５０×１０^－１２秒）の持続時間のパルスを提供し得る。

レーザシステム１４０は、ＬｅｎＳｘ（登録商標）レーザ（ＬｅｎＳｘ Ｌａｓｅｒｓ，Ｉｎｃ．Ｃｏｒｐ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）であり得る。代替的に、レーザシステム１４０は、開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年１０月５日に出願された、米国特許出願公開第２０１９／０１５９９３３号明細書に記載されているように、フェムト秒レーザである治療用レーザ１４１と、成形システムと、掃引光学スキャナと、集束光学システムとを含み得る。レーザシステム１４０は、制御デバイス１４３により制御され得る。例えば、制御デバイス１４３は、治療用レーザ１４１の強度、レーザビーム１４２の焦点、レーザビーム１４２の位置、又はそれらの任意の組み合わせを制御し得る。

レーザシステム１４０は、レーザビーム１４２の複数の超短レーザパルスの狙いを正確に媒体混濁１１に定めて媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去することにより、媒体混濁１１を治療し得る。連続する各超短レーザパルスは、３Ｄアイトラッカ１６８により生成された信号を使用して、媒体混濁１１に狙いが正確に定められ得る。ＮＧＥＮＵＩＴＹ（登録商標）３Ｄ視覚化システムなどの視覚化システムにおいてアイトラッカ１６８を手術用カメラシステム１８５の構成要素と組み合わせて使用することにより、レーザビーム１４２の狙いを非常に正確に定めることができるようになる。特に、レーザビーム１４２の集束されたフェムト秒レーザパルスは、媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去するために、媒体混濁１１に狙いが正確に定められ得る。

一例では、レーザシステム２４０は、図２に示すように、媒体混濁１１を治療し得る。レーザシステム２４０は、治療用レーザ２４１と、レーザビーム２４２と、レーザ制御デバイス２４３とを含み得る。治療用レーザ２４１は、レーザビーム２４２を提供し得る。アイトラッカ１６８は、レーザビーム２４２の焦点を正確に媒体混濁１１に合わせるために、信号をレーザシステム２４０に送信し得る。治療用レーザ２４１は、フェムト秒レーザ又はピコ秒レーザであり得、約１，０５０ｎｍの波長の光を発し得る。別の例では、治療用レーザ２４１は、ＯＣＴレーザ１６９であり得る。レーザシステム２４０は、レーザビーム２４２の複数の超短レーザパルスの狙いを正確に媒体混濁１１に定めて媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去することにより、媒体混濁１１を治療し得る。レーザビーム２４２からのレーザパルスは、治療体積２０５内に均一に狙いが定められ得る。レーザシステム２４０は、３Ｄアイトラッカ１６８により追跡された媒体混濁１１の位置及び体積に関する信号を使用して、治療体積２０５を決定し得る。治療体積２０５は、媒体混濁１１とほぼ同じ体積であり得る。代替的に、治療体積２０５は、体積膨張２０６により媒体混濁１１よりも大きい場合がある。体積膨張２０６は、媒体混濁１１の体積よりも約５％、１０％、１５％又は２０％大きい治療体積をもたらし得る。代替的に、体積膨張２０６は、眼１０の後部への最小限の損傷しかもたらさずに又は損傷を全くもたらさずに、媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去するために必要な任意の治療体積をもたらし得る。治療体積２０５は、媒体混濁１１の位置及び体積が変化した場合、治療中に変化し得る。

レーザビーム２４２からの超短レーザパルスは、レーザ２０１が当たるスポットを治療体積２０５内にもたらし得る。概して、光破壊レーザ断片化は、気泡の形成をもたらすので、レーザパルスは、気泡の形成による破壊を最小限に抑えるために、狙いが正確に定められ得る。レーザパルスエネルギー、レーザ２０１が当たるスポットの位置、及び治療体積２０５は、ガス拡散、レーザ露光、眼１０の後部への損傷、及び処置時間の影響を最小限に抑えながら媒体混濁１１を分解する最も高い効果を達成するように最適化され得る。

別の例では、レーザシステム３４０は、図３に示すように、媒体混濁１１を治療し得る。レーザシステム３４０は、治療用レーザ３４１と、レーザビーム３４２と、レーザ制御デバイス３４３と、集束光学システム３４６と、掃引光学スキャナ３４７と、成形システム３４８とを含み得る。治療用レーザ３４１は、フェムト秒レーザであり得る。治療用レーザ３４１は、４００フェムト秒のパルスの形態で約１，０３０ｎｍの波長の光を発し得る。治療用レーザ３４１は、２０Ｗの出力及び５００ｋＨｚの周波数を有し得る。治療用レーザ３４１は、レーザビーム３４２を提供し得る。レーザシステム３４０は、レーザビーム３４２の複数の超短レーザパルスの狙いを正確に媒体混濁１１に定めて媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去することにより、媒体混濁１１を治療し得る。レーザビーム３４２は、超短レーザパルスを特定の治療体積３０５に提供し得る。治療体積３０５は、媒体混濁１１とほぼ同じ体積であり得る。代替的に、治療体積３０５は、体積膨張３０６により媒体混濁１１よりも大きい場合がある。体積膨張３０６は、媒体混濁１１の体積よりも約５％、１０％、１５％又は２０％大きい治療体積をもたらし得る。代替的に、体積膨張３０６は、眼１０の後部への最小限の損傷しかもたらさずに又は損傷を全くもたらさずに、媒体混濁１１を少なくとも部分的に除去するために必要な任意の治療体積をもたらし得る。

レーザビーム３４２は、成形システム３４８と掃引光学スキャナ３４７と集束光学システム３４６とを使用して、超短レーザパルスを治療体積３０５に提供し得る。レーザ制御デバイス３４３は、成形システム３４８、掃引光学スキャナ３４７、及び集束光学システム３４６を制御し得る。成形システム３４８は、治療用レーザ３４１により発せられたレーザビーム３４２ａの位相を変調し得る。これにより、レーザビームのエネルギーが分配されて、レーザビームの焦点面に複数の衝突点が生成され得る。複数の衝突点は、切除パターンを画定し得る。成形システム３４８は、位相変調されたレーザビーム３４２ｂを発し得る。成形システム３４８は、空間光変調器を含み得る。成形システム３４８は、液晶オンシリコン空間光変調器を含み得る。

掃引光学スキャナ３４７は、成形システム３４８により発せられた位相変調されたレーザビーム３４２ｂを方向付けて、集束面３１０内に位置し得る変位経路に沿って切除パターンを変位させ得る。変位経路は、外科医により予め定められ得る。掃引光学スキャナ３４７は、変調された及び変位させたレーザビーム３４２ｃを発し得る。掃引光学スキャナ３４７は、少なくとも１つの光学ミラーを含み得る。少なくとも１つの光学ミラーは、位相変調されたレーザビーム３４２ｂを誘導するために少なくとも２つの軸線を中心に枢動し得る。

集束光学システム３４６は、変調された及び変位させたレーザビーム３４２ｃの集束面３１０を変位させ得る。これにより、切除面３１１、３１２、３１３、３１４、又は３１５が提供され得る。集束光学システム３４６は、レーザビーム３４２ｃの光路内で変位させ得る少なくとも１つの電動レンズを含み得る。

したがって、成形システム３４８は、切除パターンを画定するいくつかの衝突点の同時生成を可能にし得、掃引光学スキャナ３４７は、集束面３１０内の切除パターンの変位を可能にし得、集束光学システム３４６は、連続する平面３１１、３１２、３１３、３１４、及び３１５に切除をもたらすように、集束面３１０の深さ方向の変位を可能にし得る。切除面３１１、３１２、３１３、３１４及び３１５は、治療体積３０５を画定し得る。

図４は、媒体混濁を患者の眼から少なくとも部分的に除去する方法のフロー図を提示する。ステップ４００において、媒体混濁１１などの媒体混濁は、ＯＣＴ画像化システム１６５などのＯＣＴ画像化システムを使用して特定される。ＯＣＴ画像化システムは、媒体混濁の位置及び体積を特定し得る。ステップ４１０において、ＯＣＴ画像化システムを使用して特定された媒体混濁は、３Ｄアイトラッカ１６８などの３Ｄアイトラッカを使用して追跡される。このステップは、プロセッサ１８０などの、プロセッサ上で命令を実行して、ＯＣＴ画像化システムにより生成された複数のプロファイル深度スキャンに基づいて媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡する３Ｄアイトラッカを伴い得る。ステップ４２０において、治療体積２０５などの、治療体積が決定される。治療体積は、ＯＣＴ画像化システムにより検出され且つ３Ｄアイトラッカにより追跡された媒体混濁の位置及び体積に関する信号を使用して決定され得る。ステップ４３０において、治療体積は、集束されたフェムト秒レーザパルスの狙いを正確に定めることを含み得る、複数の超短レーザパルスの狙いを正確に定めて媒体混濁を少なくとも部分的に除去することにより治療され得る。この方法は、外科医が、患者の眼の後部への最小限の損傷しかもたらさずに又は損傷を全くもたらさずに、少なくとも部分的に媒体混濁を除去できるようにする。加えて、治療は、非侵襲的であるので、診療室ベースの処置であり得る。

レーザ治療システム１００を用いたレーザ手術中に、ＯＣＴ画像化システム１６５などのＯＣＴ画像化システム、３Ｄアイトラッカ１６８などの３Ｄアイトラッカ、又はそれらの組み合わせは、治療の進捗状況の少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を提供し得る。リアルタイムフィードバック表示は、媒体混濁１１の状態を提供するためのＯＣＴ画像を含み得る。ＯＣＴ画像は、レーザビーム１４２、レーザビーム２４２、又はレーザビーム３４２などの、レーザビームによる治療中に、レーザビームによる治療が完了した後に、又はそれらの組み合わせで提供され得る。リアルタイムフィードバック表示はまた、ＯＣＴ画像化システム１６５により特定され且つ３Ｄアイトラッカ１６８により追跡された媒体混濁１１の位置及び体積に関する信号を含み得る。リアルタイムフィードバック表示は、媒体混濁１１が少なくとも部分的に除去されたことを知らせるために、外科医に提供され得る。

レーザ治療システム１００を用いたレーザ手術の前又は間に、少なくとも１つの算出フィードバック表示が提供され得る。算出フィードバック表示は、例えば、媒体混濁の特定の寸法及び体積についての以前の患者治療結果に基づく推奨治療体積、治療用レーザの特定のレーザ出力設定についての以前の患者治療結果に基づく治療の推奨持続時間、以前のレーザ手術からの術前ＯＣＴ画像と術後ＯＣＴ画像の試験セットから開発された機械学習アルゴリズムからの予測に基づく治療用レーザの推奨レーザ出力設定、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

媒体混濁１１は、治療計画に従ってレーザ治療システム１００を使用して治療され得る。治療計画は、限定されるものではないが、治療用レーザの出力設定、治療の持続時間、治療体積、体積膨張、又はそれらの任意の組み合わせを含む治療変数をカスタマイズすることを伴い得る。治療変数は、限定されるものではないが、患者の眼の体積、媒体混濁の体積、媒体混濁の寸法、患者の年齢、患者の病歴、任意のフィードバック表示、患者の眼の術前ＯＣＴ画像、患者の眼の術後ＯＣＴ画像、患者調査、治療後の媒体混濁の再発率、以前の治療の効果、又はそれらの任意の組み合わせを含む、治療因子を考慮して決定され得る。

治療計画は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示、例えば、治療中に提供されるＯＣＴ画像、又は媒体混濁１１の位置及び体積に関する信号に基づき得る。少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示は、レーザ治療中に、治療用レーザ、例えば治療用レーザ１４１の出力設定値を増減させるために外科医により使用され得る。少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示はまた、媒体混濁１１が少なくとも部分的に除去されたときに、外科医が治療計画を更新できるようにするか、又は治療をリアルタイムに停止できるようにする。これにより、外科医が、最小限のレーザ出力量を使用して、媒体混濁を少なくとも部分的に除去できるようになる。加えて、これは、患者の眼への損傷のリスクを最小限にして所望の治療結果を提供する。

図５は、本開示による少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を使用して媒体混濁を治療するための方法のフロー図を提示する。ステップ５００において、媒体混濁が特定及び追跡される。媒体混濁は、ＯＣＴ画像化システム１６５などのＯＣＴ画像化システムにより特定され得る。媒体混濁は、３Ｄアイトラッカ１６８などのアイトラッカにより追跡され得る。ステップ５１０において、媒体混濁は、治療計画に従って、レーザシステム１４０、レーザシステム２４０、又はレーザシステム３４０などの、レーザシステムを用いて治療される。ステップ５２０において、レーザ治療中に、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示が、媒体混濁のリアルタイムの状態を提供し得る。リアルタイムフィードバック表示は、ＯＣＴ画像化システム１６５により検出され且つ３Ｄアイトラッカ１６８により追跡された媒体混濁の位置及び体積に関する信号を含み得る。ステップ５３０において、外科医は、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示に応答して、リアルタイムで治療計画を更新し得る。治療計画は、治療用レーザの出力設定、治療の持続時間、治療体積、体積膨張、又はそれらの任意の組み合わせを変更することにより更新され得る。別の例では、外科医は、少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示が、媒体混濁の体積がほぼゼロであることを示唆し、媒体混濁が少なくとも部分的に除去されていることを示す場合に、治療を停止し得る。これにより、外科医が、最小限のレーザ出力量を使用して、媒体混濁を少なくとも部分的に除去できるようになる。

更なる例では、治療計画は、少なくとも部分的に、少なくとも１つの算出フィードバック表示に基づいて決定され得る。少なくとも１つの算出フィードバック表示は、試験データセットから開発された機械学習アルゴリズムによる予測に基づく治療変数の推奨値を含み得る。試験データセットは、少なくとも１つの治療因子を含み得る。例えば、治療変数の推奨値は、術前ＯＣＴ画像と術後ＯＣＴ画像の試験セットから開発された機械学習アルゴリズムによる予測に基づき得る。別の例では、機械学習アルゴリズムは、特定の体積の媒体混濁を除去するために、治療用レーザの最適な出力設定に関する予測を提供し得る。治療計画はまた、リアルタイムフィードバック表示と算出フィードバック表示との組み合わせに、少なくとも部分的に、基づき得る。

図６は、本開示に従って少なくとも１つの算出フィードバック表示を使用して媒体混濁を治療するための方法についてのフローチャートを提示する。ステップ６００において、媒体混濁が特定及び追跡される。媒体混濁は、ＯＣＴ画像化システム１６５などのＯＣＴ画像化システムにより特定され得る。媒体混濁は、３Ｄアイトラッカ１６８などのアイトラッカにより追跡され得る。ステップ６１０において、治療計画が、少なくとも１つの算出フィードバック表示に基づいて決定される。算出フィードバック表示の例としては、試験データセットから開発された機械学習アルゴリズムによる予測に基づく治療変数の推奨値が挙げられ得る。ステップ６２０において、媒体混濁は、少なくとも１つの算出フィードバック表示に基づいて決定された治療計画に従って、レーザシステム１４０、レーザシステム２４０、又はレーザシステム３４０などの、レーザシステムを用いて治療される。

レーザ治療システム１００は、図７に示すように、コンピュータシステム７００と組み合わせて使用され得る。コンピュータシステム７００は、プロセッサ７１０、揮発性メモリ媒体７２０、不揮発性メモリ媒体７３０、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス７４０を含み得る。揮発性メモリ媒体７２０、不揮発性メモリ媒体７３０、及びＩ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０に通信可能に結合され得る。

用語「メモリ媒体」は、「メモリ」、「記憶デバイス」、「メモリデバイス」、「コンピュータ可読媒体」、及び／又は「有形計算機可読記憶媒体」を意味する場合がある。例えば、メモリ媒体は、ハードディスクドライブを含む直接アクセス記憶装置、テープディスクドライブなどのシーケンシャルアクセス記憶装置、コンパクトディスク（ＣＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、電気的消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、非一時的媒体、又はそれらの任意の組み合わせなどの記憶媒体を限定なしに含み得る。図７に示すように、不揮発性メモリ媒体７３０は、プロセッサ命令７３２を含み得る。プロセッサ命令７３２は、プロセッサ７１０により実行され得る。一例では、プロセッサ命令７３２の１つ以上の部分は、不揮発性メモリ媒体７３０を介して実行され得る。別の例では、プロセッサ命令７３２の１つ以上の部分は、揮発性メモリ媒体７２０を介して実行され得る。プロセッサ命令７３２の１つ以上の部分は、揮発性メモリ媒体７２０に転送され得る。

プロセッサ７１０は、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上の処理、及び／又は１つ以上の方法の少なくとも一部を実施する際にプロセッサ命令７３２を実行し得る。例えば、プロセッサ命令７３２は、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上の方法、及び／又は１つ以上の処理の少なくとも一部に従い複数の命令により構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。プロセッサ７１０が単一のプロセッサとして示されているが、プロセッサ７１０は、複数のプロセッサであり得るか、又は複数のプロセッサを含み得る。記憶媒体及びメモリ媒体のうち１つ以上は、ソフトウェア製品、プログラム製品、及び／又は製造品であり得る。例えば、ソフトウェア製品、プログラム製品、及び／又は製造品は、本明細書に記載の１つ以上のシステム、１つ以上のフローチャート、１つ以上の方法、及び／又は１つ以上の処理の少なくとも一部に従い、プロセッサにより実行可能な命令により構成、コーディング、及び／又は符号化され得る。

プロセッサ７１０は、メモリ媒体に記憶された及び／又はネットワークを介して受信されたプログラム命令、処理データ、又はその両方を解釈及び実行するように動作可能な任意の適切なシステム、デバイス、又は装置を含み得る。プロセッサ７１０は更に、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又はプログラム命令、処理データ、或いはその両方を解釈及び実行するように構成された他の回路を含み得る。

Ｉ／Ｏデバイス７４０は、ユーザからの入力及びユーザへの出力を容易にすることにより、ユーザがコンピュータシステム７００及び関連する構成要素と対話することを可能にし、許可し、且つ／又は有効にする任意の手段又は複数の手段を含み得る。ユーザからの入力を容易にすることにより、ユーザがコンピュータシステム７００を操作及び／又は制御できるようになり、ユーザへの出力を容易にすることにより、コンピュータシステム７００がユーザの操作及び／又は制御の効果を表示できるようになる。例えば、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、ユーザがデータ、命令、又はその両方をコンピュータシステム７００に入力できるように、及び別途コンピュータシステム７００及びその関連する構成要素を操作及び／又は制御できるようにする。Ｉ／Ｏデバイスは、ユーザインターフェースデバイス、例えばキーボード、マウス、タッチスクリーン、ジョイスティック、手持ちレンズ、ツール追跡デバイス、座標入力デバイス、又はシステムでの使用に適した他の任意のＩ／Ｏデバイスなどを含み得る。

Ｉ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０が本明細書に記載の１つ以上のシステム、プロセス、及び／又は方法の少なくとも一部を実施することを容易にし、及び／又は許可し得る、特に、１つ以上のバス、１つ以上のシリアルデバイス、及び／又は１つ以上のネットワークインターフェースを含み得る。一例では、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０が外部記憶装置と通信することを容易にし、及び／又は許可し得る記憶装置インターフェースを含み得る。記憶装置インターフェースは、特に、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、ＳＡＴＡ（シリアルＡＴＡ）インターフェース、ＰＡＴＡ（パラレルＡＴＡ）インターフェース、及び小型計算機システムインターフェース（ＳＣＳＩ）の１つ以上を含み得る。第２の例では、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０がネットワークと通信することを促進及び／又は許可し得るネットワークインターフェースを含み得る。Ｉ／Ｏデバイス７４０は、無線ネットワークインターフェース及び有線ネットワークインターフェースのうちの１つ以上を含み得る。第３の例では、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、特に、ペリフェラルコンポーネントインタコネクト（ＰＣＩ）インターフェース、ＰＣＩエクスプレス（ＰＣＩｅ）インターフェース、シリアルペリフェラルインタコネクト（ＳＰＩ）インターフェース、及び集積回路間（Ｉ２Ｃ）インターフェースのうちの１つ以上を含み得る。第４の例では、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０が、１つ以上のセンサとデータを通信することを許可し得る回路を含み得る。第５の例では、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、プロセッサ７１０が、特に、ディスプレイ７５０及びレーザ治療システム１００の１つ以上とデータを通信することを容易にし、及び／又は許可し得る。図７に示すように、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、ネットワーク７７０に結合され得る。例えば、Ｉ／Ｏデバイス７４０は、ネットワークインターフェースを含み得る。

ネットワーク７７０は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、光ネットワーク、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。ネットワーク７７０は、様々なタイプの通信ネットワークを含み得、及び／又はそれに結合され得る。例えば、ネットワーク７７０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、セルラ電話ネットワーク、衛星電話ネットワーク、又はそれらの任意の組み合わせを含み得、及び／又はそれに結合され得る。ＷＡＮは、プライベートＷＡＮ、コーポレートＷＡＮ、パブリックＷＡＮ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

図７は、レーザ治療システム１００の外部としてコンピュータシステム７００を示しているが、レーザ治療システム１００は、コンピュータシステム７００を含み得る。例えば、プロセッサ７１０は、プロセッサ１８０であり得るか、又はプロセッサ１８０を含み得る。

図８Ａ～図８Ｃは、医療システム８００の例を示している。図８Ａに示すように、医療システム８００は、レーザ治療システム１００を含み得る。図８Ｂに示すように、医療システム８００は、レーザ治療システム１００とコンピュータシステム７００とを含み得る。レーザ治療システム１００は、コンピュータシステム７００と通信可能に結合され得る。図８Ｃに示すように、医療システム８００は、コンピュータシステム７００を含み得る、レーザ治療システム１００を含み得る。

レーザ治療システム１００は、図９に示すように、医療システム９００の構成要素として使用され得る。医療システム９００は、手術用コンソール９８５に含まれ得る、レーザ治療システム１００を含み得る。医療システム９００は、コンピュータシステム７００を含み得る。レーザ治療システム１００は、コンピュータシステム７００と通信可能に結合され得る。外科医９１０は、手術用カメラ１６０を用いたディスプレイ９９０、ＯＣＴ画像化システム１６５、又はそれらの組み合わせ上で、患者９２０の眼１０のデジタル画像を観察し得る。外科医９１０は、ＯＣＴ画像化システム１６５を使用して、眼１０内の媒体混濁を特定し得る。外科医９１０は、３Ｄアイトラッカ１６８を使用して、眼１０内の媒体混濁を追跡し得る。外科医９１０は、レーザシステム１４０を使用して、眼１０内の媒体混濁を治療し得る。

医療システム９００にレーザ治療システム１００を含めることにより、外科医９１０が眼１０内の媒体混濁を特定、追跡、及び治療できるようになり、これにより、レーザ治療システム１００なしの除去と比較して、硝子体網膜手術での媒体混濁の除去が改善され得る。医療システム９００は、レーザ治療システム１００のものなどの、レーザシステム１４０と、ＯＣＴ画像化システム１６５と、３Ｄアイトラッカ１６８と、画像処理システム１７０と、プロセッサ１８０と、メモリ媒体１８１とを含み得る。メモリ媒体１８１は、プロセッサ１８０に結合され得、プロセッサにより実行されたときに、患者９２０の眼１０内の媒体混濁を少なくとも部分的に除去するように、外科医９１０の監督下で、医療システムにレーザ治療システム１００を利用させる命令を含み得る。図９は、レーザ治療システム１００に含まれるコンピュータシステム７００を示しているが、コンピュータシステム７００は、レーザ治療システム１００の外部にあり得る。例えば、プロセッサ７１０は、プロセッサ１８０であり得る若しくはプロセッサ１８０を含み得るか、又はプロセッサ７１０は、プロセッサ１８０とは別体であり得る。

レーザ治療システム１００、コンピュータシステム７００、医療システム８００、医療システム９００、及びそれらの構成要素は、明らかに相互に排他的でない限り、本明細書に記載の治療ツール及びシステムの他の要素と組み合わせることができる。例えば、レーザ治療システム１００は、医療システム８００と組み合わせることができ、本明細書に記載の他の視覚化システム、コンピュータシステム、及び医療システムと共に使用することができる。

上記の開示された主題は、例示的と見なされるべきであり、限定的と見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨及び範囲内にあるそのような全ての修正、強化、及び他の実施形態を包含することが意図されている。例えば、硝子体網膜手術での媒体混濁の除去を改善するためにレーザ治療システムが最も一般的に必要とされるが、他の方法では手術とは見なされない純粋な診断処置などの別の処置で有用である場合に、本明細書に記載のシステム及び方法を用いることができる。

Claims (15)

1. レーザ治療システムであって、
   光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムであって、
   複数のプロファイル深度スキャンを生成し、
   プロセッサ上で命令を実行して、前記複数のプロファイル深度スキャンに基づいて眼内の媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを検出する
   ように動作可能な光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムと、
   ３Ｄアイトラッカであって、
   前記プロセッサ上で命令を実行して、前記複数のプロファイル深度スキャンに基づいて前記眼内の前記媒体混濁の位置、体積、又はそれらの組み合わせを追跡する
   ように動作可能な３Ｄアイトラッカと、
   治療用レーザを含むレーザシステムであって、
   前記治療用レーザにより生成された複数の超短レーザパルスの狙いを正確に前記眼内の前記媒体混濁に定めて前記媒体混濁を少なくとも部分的に除去する
   ように動作可能なレーザシステムと
   を含む、レーザ治療システム。
2. 前記複数の超短レーザパルスは、治療体積内に均一に狙いが定められる、請求項１に記載のレーザ治療システム。
3. 前記ＯＣＴ画像化システムは、時間領域ＯＣＴ、周波数領域ＯＣＴ、スペクトル領域ＯＣＴ、掃引光源ＯＣＴ、ＯＣＴ血管造影、又はそれらの任意の組み合わせを提供するように動作可能である、請求項１に記載のレーザ治療システム。
4. 前記治療用レーザは、約１フェムト秒（１０^－１５秒）～約５０ピコ秒（５０×１０^－１２秒）の持続時間のパルスを生成する、請求項１に記載のレーザ治療システム。
5. 前記治療用レーザは、約１，０３０ｎｍ又は約１，０５０ｎｍの波長の光を発する、請求項１に記載のレーザ治療システム。
6. 前記レーザシステムは、
   レーザビームの位相を変調して位相変調されたレーザビームを提供するように動作可能な成形システムと、
   前記位相変調されたレーザビームを方向付けて変調された及び変位させたレーザビームを提供するように動作可能な掃引光学スキャナと、
   前記変調された及び変位させたレーザビームの集束面を変位させて複数の切除面を提供するように動作可能な集束光学システムと
   を更に含む、請求項１に記載のレーザ治療システム。
7. 前記複数の切除面は、治療体積を画定する、請求項８に記載のレーザ治療システム。
8. 前記３Ｄアイトラッカは、
   前記媒体混濁の前記位置及び前記体積に関する少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を提供し、
   前記媒体混濁が少なくとも部分的に除去された場合に知らせるための少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を提供する、
   ようにさらに動作可能である、請求項１に記載のレーザ治療システム。
9. 媒体混濁を治療するための方法であって、
   ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁の位置及び体積を特定することと、
   ３Ｄアイトラッカを使用して前記媒体混濁の前記位置及び前記体積を追跡することと、
   前記媒体混濁の前記位置及び前記体積に関する信号を使用して、治療体積を決定することと、
   治療用レーザにより生成された複数の超短レーザパルスの狙いを正確に定めることで前記治療体積を治療することと、
   前記媒体混濁を少なくとも部分的に除去することと
   を含む、方法。
10. 媒体混濁を治療するための方法であって、
    ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁を特定することと、
    ３Ｄアイトラッカを使用して前記媒体混濁を追跡することと、
    レーザシステムを使用して治療計画に従って前記媒体混濁を治療することと、
    少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示を使用して、前記媒体混濁のリアルタイムの状態を提供することと、
    前記少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示に応答して、前記治療計画をリアルタイムで更新することと
    を含む、方法。
11. 前記少なくとも１つのリアルタイムフィードバック表示は、前記媒体混濁の位置及び体積に関する信号を含む、請求項１３に記載の方法。
12. 前記治療計画を更新することは、治療用レーザの出力設定を変更すること、治療の持続時間を変更すること、治療体積の変更すること、治療体積膨張を変更すること、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１３に記載の方法。
13. 前記治療計画を更新することは、治療を停止することを含む、請求項１３に記載の方法。
14. 媒体混濁を治療するための方法であって、
    ＯＣＴ画像化システムを使用して媒体混濁を特定することと、
    ３Ｄアイトラッカを使用して前記媒体混濁を追跡することと、
    少なくとも１つの算出フィードバック表示を使用して治療計画を決定することと、
    レーザシステムを使用して前記治療計画に従って前記媒体混濁を治療することと
    を含む、方法。
15. 前記少なくとも１つの算出フィードバック表示は、機械学習アルゴリズムによる予測に基づく、請求項１７に記載の方法。

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