JP2024046746A - レーザシステムならびに情報を検出および処理するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】緑内障を有する眼における眼内圧（ＩＯＰ）の正常化のため、眼のＩＯＰを変化させるのに適したレーザシステムを提供する。【解決手段】レーザ源１０１と、レーザ源のドシメトリを調節して、空間的および／または時間的変調レーザ光を発生させるように構成されたフィードバックコントローラ１０６と、眼２０１の第１の領域２０２ａを照射するように空間的および／または時間的変調レーザ光を導くように構成された第１の光送達要素１０２と、ＩＯＰの変化中にリアルタイムで眼上の第２の領域２０２ｂ内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出するように構成された検出要素１０５と、を備え、フィードバックコントローラが、第２の領域内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関するリアルタイム検出情報に基づいてリアルタイムでレーザ源のドシメトリを調節するように構成される。【選択図】図２

Description

本開示は、医療用レーザ技術の分野にある。特に、本開示は、緑内障を有する眼における眼内圧（ＩＯＰ）の正常化のために適用され得るレーザシステムに関する。

緑内障は、しばしば不可逆的な視力喪失をもたらす視神経損傷を特徴とする。緑内障は、世界中で不可逆的失明の主な原因である。緑内障に罹患している人は世界中で８０００万人を超えており、この数は２０４０年までに１億１０００万人に増加すると予想されている。緑内障は、直接コストおよび生産性の損失において米国経済に毎年２８億６０００万ドルの損失をもたらすと推定されている。

緑内障の病態生理学における重要な要素は、眼の前房からの房水の分泌、輸送、および最終的な流出である。眼内圧上昇（ＩＯＰ）は、緑内障を発症する重大な危険因子である。ＩＯＰは、眼の毛様体による房水の産生と、従来の経路を含むいくつかの流出経路、すなわち小柱網（ＴＭ）およびシュレム管を介した、およびブドウ膜強膜経路、すなわち強膜を介した房水の排出とによってバランスが保たれる。

現在、緑内障治療は、房水の産生を制限することによって、または房水の流出を増加させることによってＩＯＰを減少させることを目的としている。緑内障の処置は、眼液をより効果的に排出するのを助けるための、または液産生を減少させるための薬物、通常は点眼剤、レーザ手術、および従来の手術を含む。

線維柱帯切除術は４０年間標準的な外科的処置であったが、白内障、低眼圧、濾過胞消失、感染症および他の合併症の既知のリスクを伴う。様々な価値のある処置が線維柱帯切除術と組み合わされて、テノン嚢下腔に房水をシャントしている（例えば、Ａｈｍｅｄ弁）。近年、ｉＳｔｅｎｔ（Ｇｌａｕｋｏｓ、カリフォルニア州ラグーナヒルズ）やＴｒａｂｅｃｔｏｍｅ（ＮｅｏＭｅｄｉｘ、カリフォルニア州タスティン）などの微小侵襲緑内障手術が導入されている。ＣｙＰａｓｓ（Ｔｒａｎｓｃｅｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ、カリフォルニア州メンロパーク）は、上脈絡膜腔および上強膜領域に作用する。それは、従来の輸送経路を利用せずにＩＯＰの低下を可能にする。緑内障眼のＩＯＰを制御するための上記の全てのアプローチは、問題のある合併症を有する。

現在、レーザ線維柱帯形成術（ＬＴＰ）および選択的レーザ線維柱帯形成術（ＳＬＴ）が一般的に行われているが、これはシュレム管の不可逆的変化および他の二次的影響をもたらす可能性がある。ＳＬＴは、ＴＭをターゲットとし、房水流出を改善するＩＯＰ低下のためのレーザ処置のサブクラスである。

ＳＬＴの作用メカニズムは完全には理解されていないため、成功率を予測したり、合併症を予防したりすることは困難である。ＳＬＴは、約４０％～７０％の可変成功率を有する。

ＳＬＴは、比較的安全で有効であるが、起こり得る合併症は、処置後１から２時間のＩＯＰ上昇（ＩＯＰ上昇の持続期間は４日から３ヶ月間続く場合がある）、角膜混濁、および屈折異常のシフト（近視および遠視の両方）を含む。ＳＬＴ後の術後炎症は、通常、処置の２から３日後に起こる。これは、ＳＬＴを受けている眼の８３％で見られている。ＴＭ細胞死および網膜副作用が報告されている。

別の一般的な手術は、毛様体の局所凝固（破壊）に基づくレーザ毛様体凝固（ＬＣＣ）であり、これは房水産生を減少させ、ＩＯＰを減少させる。ＬＣＣの結果を正確に予測することはしばしば困難である。さらに、この方法は、特にＩＯＰの過度の減少および／または角膜の中心厚のいくらかの増加を含む深刻な合併症を有する可能性があり、角膜内皮の代償不全につながることがある。ＬＣＣは、現在、ほとんどが高度に進行した緑内障および視力不良の患者の症例のために確保されている。

したがって、薬理学的治療、レーザ、手術、およびシャントを含む緑内障の既存の処置様式は、全て、特定の欠点を有する。さらに、全ての利用可能な方法および装置が開発され、ＩＯＰ減少のために使用される。上記の方法のいずれも、低ＩＯＰ緑内障を処置することができない。

従来技術および知識は、以下の特許および刊行物に要約されている：
・非特許文献１は、本開示の科学的背景を開示している。それは、時間的および空間的変調レーザを使用して、生体内で強膜上に安定化された微孔性構造を形成することを可能にする機構を示している。

・特許文献１は、その後に形成された切開からの出血を防止するための予防的処置のための制御レーザを開示している。

・特許文献２は、毛様体光凝固処置においてレーザシステムを調整する方法を開示している。

・非特許文献２は、ＤＳＬＴシステム自動視線追跡システムを開示している。

・本開示のさらなる技術的背景は、総説論文：非特許文献３、および総説論文：非特許文献４に見出すことができる。

米国特許出願公開第２０２２／０１７５５８０号明細書 米国特許第１１０５８８９０号明細書

Ｂａｕｍ，Ｏ．ら「Ｌａｓｅｒ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｈｙｐｏｔｅｎｓｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｏｐｅｎ－ａｎｇｌｅ ｇｌａｕｃｏｍａ」、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｔｉｓｓｕｅ ａｎｄ Ｃｅｌｌｓ ＸＸＸＩＩ．Ｖｏｌ．１１６４０．ＳＰＩＥ，２０２１ Ｇｏｌｄｅｎｆｅｌｄ，Ｍｏｒｄｅｃｈａｉら「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｔｒａｂｅｃｕｌｏｐｌａｓｔｙ：ｆｉｒｓｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌ」、Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １０．３（２０２１）：５－５ Ｓｏｎｇ，Ｊｕｌｉａ「Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｔｒａｂｅｃｕｌｏｐｌａｓｔｙ：ａ ｒｅｖｉｅｗ」、Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ（２０１６）：１３７－１４３ Ｒａｄｃｌｉｆｆｅ，Ｎａｔｈａｎら「Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｏｓｅ－Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｔｒａｂｅｃｕｌｏｐｌａｓｔｙ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｌａｕｃｏｍａ ３１．８（２０２２）：ｅ４９

本開示の目的は、従来技術の上述した課題の１つまたは複数を解決する装置および方法を提供することである。本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本開示の第１の態様は、眼の眼内圧（ＩＯＰ）を変化させるのに適したレーザシステムであって、レーザ源と、レーザ源のドシメトリを調節して、空間的および／または時間的変調レーザ光を発生させるように構成されたフィードバックコントローラと、眼の第１の領域を照射するように空間的および／または時間的変調レーザ光を導くように構成された第１の光送達要素と、ＩＯＰの変化中にリアルタイムで眼上の第２の領域内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出するように構成された検出要素と、を備え、フィードバックコントローラが、第２の領域内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関するリアルタイム検出情報に基づいてリアルタイムでレーザ源のドシメトリを調節するように構成される、レーザシステムを提供する。

レーザシステムの動作シナリオでは、医師または施術者は、手動で第１の領域の近傍に第１の光送達要素を導入し得る。次いで、医師または施術者は、例えば、第１の領域を決定するために、またはＩＯＰを増加または減少させる必要があるかどうかを決定するために、レーザシステムの機能を選択し得る。次いで、医師または施術者は、予め設定されたレーザモード（ドシメトリパラメータ）のうちの１つを設定し、レーザ処置を開始し得る。レーザ処置が開始された後、検出情報が所定の閾値に達するまで、例えばＩＯＰが所定の値に達すると自動的に実行することができる。そのような閾値に達すると、コントローラは、レーザ処置を停止するか、または一時停止して医師または施術者の次の命令を待つことができる。

本開示の文脈において、「リアルタイム」は、一般に、眼上の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性が検出され、続いて処理される時間尺度を指し得て、時間尺度は、眼の進行中の処置中、特にＩＯＰの変化中に、検出および処理された情報に基づくフィードバックを介してレーザ源のドシメトリを意図的に調節することを可能にするのに十分に短い。

本開示の文脈において、「リアルタイム」は、数分未満の時間尺度を指し得る。例えば、リアルタイムで検出することは、数分の期間にわたって連続的に検出すること、またはそのような効果を評価するために外部効果（レーザ効果など）の数分後に検出することを指し得る。リアルタイムの処理とは、計算開始から数分後に結果が計算されることができる処理を指し得る。それにもかかわらず、より小さい時間尺度も同様に可能である。

特に、リアルタイムは、２０分未満、特に１０分未満または３分未満または１分未満または３０秒未満または１０秒未満または１秒未満の時間尺度を指し得る。

本開示の文脈において、「レーザのドシメトリを調節する」または「レーザを調節する」は、動作中のレーザを調節することを指し得る。しかしながら、それらはまた、レーザ処置を開始するためのレーザの適切な初期パラメータを選択することを含み得る。その場合、リアルタイムで検出することは、レーザが機能し始める前の最大数分の時間スパン内に特性が検出される状況を指し得る。レーザは、処置対象の眼の正確な状況に応じて異なる初期条件で開始し得る。

第１の態様のレーザシステムの実装では、レーザは、以下のレーザパラメータ、すなわち、レーザパルス繰り返し率、レーザパルスの持続時間、時間領域におけるレーザ信号の形状、周波数領域におけるレーザ信号の形状、レーザ波長、パルスエネルギー、レーザ信号の強度、パルス系列におけるパルスの数、系列間の間隔持続時間、全系列の数、レーザ照射強度の空間分布、照射面積の寸法、隣接する照射領域間の距離、および第１の光送達要素内の伝播による距離シフト、のうちの少なくとも１つを調整することによって調節され得る。

これらのパラメータの１つまたは複数を調整することは、環境特性に基づいて微調整を容易にし得て、これは、レーザ光変調の精度および適用範囲を高め得る。

レーザ源のドシメトリのリアルタイム調節は、レーザドシメトリの一定の調整、フィードバックコントローラから信号を受信したときのレーザドシメトリの調整、またはシーケンス内の一定数のパルス後のレーザドシメトリの更新に対応し得る。リアルタイム調節は、領域内の特性に関するリアルタイム検出情報が所定のまたは計算された閾値に達したときに照射を停止することをさらに含み得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出要素は、以下のうちの少なくとも１つを備え得る：空気圧装置、ＩＲ放射測定器、光音響検出器、ＯＣＥ装置、ＯＣＴ装置、およびバックライト散乱を検出するための装置。

これらの種類の検出要素は、領域または局所環境の高解像度モニタリングを提供し得るが、大量のデータを生成し得る。複数の異なる種類の検出要素を強力な（内蔵または外部の）コンピュータ、例えば量子コンピュータと組み合わせることによって、本開示は、レーザ調節の正確なリアルタイム制御を容易にし得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、特性は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る：眼のＩＯＰ、温度、温度分布、圧力、圧力分布、ヤング率、音速、化学組成、厚さ、例えば強膜の厚さ、寸法、例えば毛様体、シュレム管および／またはＴＭの寸法、閉塞されていない管腔領域の寸法、例えば、体液排出経路内の閉塞されていない管腔領域の寸法、細孔径、細孔径分布。

実施例では、レーザシステムの複雑さ、ならびに人体内の複雑な環境に起因して、所望の結果は、特別に設計されたアルゴリズムによる領域における複数の特性に関するリアルタイム検出情報の計算に基づいて、レーザ源の複数のドシメトリパラメータを同時に調節することによって達成され得る。

アルゴリズムの多数の入力パラメータおよび出力パラメータに起因して、大きなフィードバックラグは、所望の効果からの逸脱につながることがある。リアルタイム制御は、高性能計算能力によって達成され得る。実施例では、そのようなコンピュータは、（遠隔）高性能コンピュータ、（遠隔）ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または（遠隔）量子コンピュータとすることができる。

眼に対する１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関するリアルタイム検出情報に基づいて、眼をターゲットとするリアルタイムの空間的および／または時間的変調レーザ光は、ＩＯＰを調節するための制御可能な非侵襲的処置を容易にし得る。

第１の態様のレーザシステムの実装では、第１の領域は、眼の強膜上の一部を含み得て、レーザ源は、強膜上の多孔質構造を修正するように調節され得る。

眼のＩＯＰを変化させるための従来のレーザシステムは、従来の経路または毛様体を凝固させることに焦点を合わせている。ブドウ膜強膜経路の重要性は通常見過ごされる。強膜上の多孔質構造を修正することによって、本開示は、房水流出を調整するための新規な解決策を提供する。これは、例えば、シュレム管およびＴＭが以前に処置されており、もはや再び処置されることができない場合に、眼の他の部分を処置する選択肢がもはや利用できない場合に特に有用であり得る。さらに、強膜上の多孔質構造の形成および調整は、眼の完全性および機械的安定性を大きく維持し、悪影響をほとんどもたらさない。

本開示の文脈において、多孔質構造は、分布した複数の構造欠陥を有する構造を指し得る。そのような多孔質構造の孔は、従来の意味で丸みを帯びた形状である必要はなく、クリーク、マイクロキャビティ、変位、または組織マトリックスを通る房水の移動を促進する別の形態の構造欠陥であってもよい。さらに、多孔質構造はまた、組織の機械的特性を損なうマクロ破壊の集合体と区別されるべきである。典型的な構成では、多孔質構造は、微孔性構造であってもよく、すなわち、構造欠陥は、５マイクロメートル未満のサイズを有することができる。そのような微孔性構造の形成の初期段階では、形成は、患部の物理的および化学的特性を修正するだけでよく、組織の巨視的外観および機械的特性を有意に変化させない場合がある。

いくつかの実施例では、多孔質構造が形成された組織および／または対象物は、レーザ誘起多孔質形成の前に既に多孔質であってもよい。これらの実施例では、多孔質構造は、未処理の組織または対象物よりも多孔性が高い構造を指す。いくつかの実施例では、多孔質構造の形成は、多孔度の増加および／または細孔径の増加を指し得る。別の実施例では、多孔質構造の形成は、既存の目詰まりした多孔質構造の目詰まり除去を指し得る。不安定な多孔質構造では目詰まりがしばしば発生することがあるため、本開示にかかる制御された多孔質構造形成は、目詰まりした不安定な多孔質構造の目詰まりを除去し、長期安定性のために安定化された多孔質構造を形成するために適用され得る。

実施例では、細孔のサイズまたは多孔質構造の多孔度は、所望の房水流出に従って制御されることができる。別の実施例では、細孔のサイズは、強膜の構造的完全性を維持するため、および／または細孔の安定性を最大にするために十分に小さくすることができる。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出要素は、受光要素を備え得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、受光要素は、散乱光を受光するように構成され得る。

散乱光は、空間的および／または時間的変調レーザ光から生じ得る。光散乱は、微孔性構造、または顕微鏡レベルでの他の欠陥の形成に敏感であり得る。異なる波長の散乱光を検出および分析することは、ミー散乱およびレイリー散乱の法則を使用して、多孔質構造形成中に生成され得る強膜上の細孔、欠陥、または潜在的な気泡のサイズ分布を決定することを可能にする。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出要素は、第２の光送達要素を備え得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第２の光送達要素は、光散乱分析のためのプローブ光信号を送達するように構成され得る。

散乱光はまた、プローブ光信号から生じ得る。プローブ光信号は、細孔を形成するように組織または対象物と相互作用する必要はなく、レーザの初期状態を決定するためにレーザ動作の前に使用されることができる。これは、組織または対象物またはそれらの環境に対する破壊的な副作用をほとんどまたは全く伴わずに、レーザの初期状態を容易にし得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第１の光送達要素は、光ファイバの束を備え、および／または第１の光送達要素の入力においてレーザ源の複数のレーザ出力を１つのファイバに多重化するように構成される。

これは、レーザ光の空間的変調および上述した散乱光検出の柔軟性を向上させ得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出要素は、導電率検出要素を備え得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、導電率検出要素は、組織または対象物上の導電率を検出するように構成され得る。

いくつかの実施例では、安定化多孔質構造を形成することが有益であり得る。これは、安定した気泡発生によって実現されることができる。空間および／または時間的変調レーザ光は、環境内の液体に溶解したガスからマイクロバブルを発生させることができる。これらの気泡は、それらの表面における正電荷によって安定化され得る。したがって、導電率情報は、気泡形成の状態を反映し得る。この情報を考慮してレーザ光を変調することは、安定化された気泡の制御された生成を容易にし得る。それは、安定化多孔質構造の制御された形成をさらに容易にし得る。

多孔質構造の特性、例えば細孔の幅および長さは、これらの特性が他のプロセスを最適化するために使用され得る眼の全体的な機械的特性を反映し得るため、毛様体に対するレーザ処置などの１つまたは複数の他のプロセスを最適化する際に重要なパラメータとすることができる。したがって、対応する特性の制御された形成および正確な検出は、１つまたは複数の他の処理の効果を達成するために重要とすることができる。特に、リアルタイムフィードバックコントローラは、多孔質構造形成と１つまたは複数の他のプロセスとの間のそのような制御された相互作用を実現し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、変調レーザ光は、第１の領域内の第１の温度範囲および／または第２の温度範囲を達成および／または維持するのに適し得て、多孔質構造は、第１の温度範囲内で安定化され、多孔質構造は、第２の温度範囲内で不安定化される。

安定化された多孔質構造の形成のために、パラメータは、検出された温度が第１の温度閾値未満、および／または所定の第１の温度範囲内に維持されることができるように調整され得る。より低温域において気泡が安定化されることができる。典型的な構成では、第１の温度閾値は、４０℃以上および／または８０℃以下の値であるように決定され得る。実施例では、第１の温度範囲は、４０～８０℃、特に４５～６５℃であり得る。

別の実施例では、気泡は、より高い温度範囲で不安定化され得る。したがって、パラメータは、検出された温度が第２の温度閾値を超えて、および／または所定の第２の温度範囲内に維持されて多孔質構造を不安定にすることができるように調整され得る。典型的な構成では、第２の温度閾値は、４０℃以上および／または８０℃以下の値であるように決定され得る。実施例では、第２の温度範囲は、５５～１００℃、好ましくは７０～９０℃であり得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、眼のＩＯＰを低下させる必要がある場合、レーザ源は、強膜上に１つまたは複数の細孔を形成および／または安定化するように調節され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、眼のＩＯＰを増加させる必要がある場合、レーザ源は、強膜上の１つまたは複数の細孔を閉じるおよび／または不安定化するように調節され得る。

本開示は、ＩＯＰを可逆的に変化させることができるレーザ装置を提供する。これは、所望の効果に応じて房水流出を増加および減少させるために細孔を開閉することによって実現されることができる。細孔の開閉は、レーザ源を使用して細孔を安定化および不安定化することによって実現され得る。換言すれば、本開示によって提供される解決策は、ＩＯＰ変化を補正する機会を提供し、ＩＯＰ変化の柔軟性、適応性、および正確さを高める。

１つまたは複数の細孔の形成および／または不安定化は、レーザ源を調節することによって実現されることができる。例えば、第１の領域において温度が第１の温度範囲に維持されることができ、多孔質構造が安定化されることができるようにレーザ源が調節されることができ、および／または第１の領域において温度が第２の温度範囲に維持されることができ、多孔質構造が不安定化されることができるようにレーザ源が調節されることができる。多孔質構造は、レーザを用いない加熱などの他の機構によっても安定化／不安定化されることができる。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、検出情報に基づいて強膜上の多孔質構造を通る流体の流量を計算するように構成され得る。

検出情報は、上述したように、強膜上の細孔、欠陥、または潜在的な気泡のサイズ分布を含み得る。計算は、検出情報に従って多孔質構造を通る流体の物質移動理論を考慮して構築された流体力学モデルに基づいて実現され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第２の領域は、第１の領域の外側にあってもよい。

第１の領域の外側の領域における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することにより、照射領域に直接向かうレーザ光の一次効果のみを考慮するのではなく、周囲に対するレーザ光の二次的影響も考慮され得る。さらに、この場合の第２の領域は、レーザ光の影響を直接受けないため、検出情報におけるノイズが低減され得る。これは、フィードバックコントローラの精度を高め得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第２の領域は、それぞれが第１の領域に対して異なる距離を有する２つの部分を含み得て、検出情報は、第２の領域の２つの部分の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性にそれぞれ関連し得る。

より正確なフィードバック制御のために、検出要素は、それぞれが第１の領域までの距離が異なる２つの部分の特性を検出し得る。例えば、これは、特性の勾配を反映し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第２の領域は、角膜上の一部を含み得る。

例えば、レーザシステムの動作中、レーザ光は、角膜に直接影響を与えない場合がある。それにもかかわらず、角膜は、照射される他の部分、例えば、強膜、毛様体、シュレム管、および／またはＴＭに結合され得るため、それらの部分に対するレーザ効果は、角膜の特性を変化させ得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出情報は、角膜の１つまたは複数の機械的特性に関連し得る。

角膜および眼の他の部分との機械的結合は剛性である。したがって、角膜は、眼の他の部分の機械的変化に敏感であり得て、眼の他の部分の機械的変化に対する角膜の機械的応答は速くなり得る。したがって、角膜の機械的特性に関する情報は、正確なフィードバック制御のための良好な入力パラメータであり得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性を含む、眼の全体的な機械的特性を取得するように構成され得る。

例えば、眼の全体的な機械的特性は、眼のＩＯＰを含み得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、眼の全体的な機械的特性、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性は、変調レーザ光に対する眼および／または強膜の機械的応答に関連し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、検出要素は、ＯＣＥ装置と、ＯＣＥ装置と組み合わされた空気圧装置とを備え得て、検出要素は、角膜の１つまたは複数の機械的特性を連続的に測定する。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、ＯＣＥ装置は、角膜の１つまたは複数の機械的特性を連続的に測定する。

角膜の１つまたは複数の機械的特性を測定するための従来の空気圧装置は、眼のレーザ処置の前または後に行われるパルスモードで動作する。本開示は、空気圧装置が連続モードで動作され得るように、ＯＣＥが角膜の１つまたは複数の機械的特性の測定に連続的に使用され得る解決策を提供する。例えば、空気圧パルスが角膜に印加された後、レーザ照射中にリアルタイムで角膜に対してＯＣＥ測定が行われ得る。別の実施例では、ＯＣＥ測定は、空気圧パルスによって形成された窪みに対して行われてもよい。このようにして、空気圧測定は、レーザ処置中に実行され得て、正確なリアルタイムフィードバック制御を容易にする。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第１の領域は、眼の毛様体上の一部を含み得て、レーザ源は、毛様体上の１つまたは複数の細胞を活性化するように調節され得る。

ＩＯＰを変化させるために毛様体に適用される従来のレーザシステムは、通常、毛様体の一部が破壊的に凝固して房水の産生が減少する毛様体光凝固処置に使用される。これは、ＩＯＰを減少させるためにのみ適用され、破壊的な性質のものである。本開示は、変調レーザ光によって毛様体上の１つまたは複数の細胞を活性化することによって毛様体が再生または治癒され得るレーザシステムを提供する。したがって、この実装では、ＩＯＰも増加されることができ、毛様体の損傷が元に戻されることができる。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、変調レーザ光は、１つまたは複数の細胞を活性化するための温度および／または圧力状態を生成するのに適し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、温度および／または圧力状態は、温度範囲および／または圧力範囲を通して定義され得る。

細胞は、特定の熱および／または圧力状態下に置かれたときに分化または再生するように活性化され得る。このような状態は、変調レーザ光によって実現されることができる。例えば、レーザエネルギーを吸収することにより、局所組織および／または流体の温度が上昇し得る。これは、さらに、熱圧力をもたらし得る。レーザ光を空間的および時間的に変調することによって、活性化のための所望の温度および／または圧力状態が実現され得る。

例えば、毛様体光凝固処置における毛様体上の典型的な温度は、５５℃よりも高く、特に６０～１１０℃の範囲であり得る。細胞活性化のための毛様体上の典型的な温度範囲は、３０℃から７０℃の範囲、例えば４０～６０℃、特に４５～５５℃であり得る。細胞活性化のための毛様体上の典型的な圧力範囲は、５０ＫＰａよりも小さく、例えば３～３０ＫＰａ、特に５～２５ＫＰａであり得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、変調レーザ光は、第１の領域の外側の第３の領域に伝播することができるサーモメカニカル波を発生させるのに適し得て、１つまたは複数の細胞は、第３の領域内にあり得る。

レーザ処置または各レーザ処置セッションにおける治癒効果は、遠隔細胞を活性化することによって局所的な時間的および空間的変調レーザ光によって達成され得る。いくつかの実施例では、局所レーザ光は、０．０１から１０ｍｍ^３、特に０．１から１ｍｍ^３の体積の組織領域において吸収され得る。小さな照射領域は、直接レーザ照射による組織への損傷を低減し、レーザ光のよりエネルギー効率が高く制御可能な変調を容易にし得る。本開示にかかる直接照射領域は、いくつかの実施例では小さくてもよいが、大きな領域は、サーモメカニカル波を発生させることによってレーザ誘起効果によって処置されることができる。

１つまたは複数の細胞の制御されたサーモメカニカル的活性化は、水双極子のレーザ誘起協調回転振動の結果として生じる不均一な加熱波に起因して生じる応力波（媒体の振動サーモメカニカル的特性に起因する波）によって実現され得る。応力波は、１つまたは複数の細胞に伝播し、１つまたは複数の細胞のための特定の熱的および／または機械的状態を生成することによって１つまたは複数の細胞を活性化し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、発生された変調レーザ光が特定の順序でおよび／または同時に第１の領域の温度および／または圧力を変化させるように、レーザ源のドシメトリを調節するように構成され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、発生された変調レーザ光が特定の順序でおよび／または同時に第１の領域の温度および／または圧力場、特に温度および／または圧力分布を変化させるように、レーザ源のドシメトリを調節するように構成され得る。

第１の領域の温度および／または圧力を特定の順序で変化させることは、応力波の発生を促進することができる。

実施例では、応力波が発生する温度および／または圧力は、応力波の所望の到達可能範囲、および眼に対する環境における応力波散逸の挙動に応じて、変調レーザ光によって変更および制御されることができる。

特定の順序でおよび／または同時に第１の領域の温度および／または圧力を変化させることは、多孔質構造の制御された形成を容易にすることもできる。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、リアルタイム検出情報に基づいて、照射中の第１の光送達要素の位置をリアルタイムで制御するように構成され得る。

例えば、フィードバックコントローラは、リアルタイム検出情報に基づいて、リアルタイムで第１の領域とは異なる第４の領域にレーザ光を導くように第１の光送達要素を制御するように構成され得る。

第１の光送達要素は、光ファイバの単一または束を備え得る。第１の光送達要素は、複数のアウトカップリング要素を備え得る。照射領域の変化は、異なるアウトカップリング要素間の切り替え、および／またはアウトカップリング要素の角度の傾斜などの個々のアウトカップリング要素の制御を含み得る。第１の光送達要素は、照射領域を変更するために第１の光送達要素の物理的位置を変更するように構成されたサーボ要素を備え得る。照射領域は、細胞の活性化および／または多孔質構造の形成後に変更されて、別の細胞を活性化し、および／または別の多孔質構造を発泡させ得る。照射領域の変更は、同じ細胞を活性化しながら行われてもよく、同じ多孔質構造を形成しながら行われてもよい。後者の場合、レーザ光の空間変調の一部としての照射領域の変更は、所望の応力波の発生を促進し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第１の領域は、以下のうちの少なくとも２つを含み得る：
ａ）眼の強膜上の部分、
ｂ）眼のシュレム管および／または小柱網の部分および／またはその近傍、および
ｃ）眼の毛様体上の部分。

本開示にかかるレーザシステムは、レーザ処置中に眼の領域の異なる領域または部分にレーザ効果を適用し得る。レーザ効果は、空間的または時間的に同時にまたは互いに近接して発生することがあり、その結果、眼の部分に対する最終的な効果が複雑になることがある。例えば、眼の部分に対する最終的な効果は、この部分に直接送達されるレーザ光の一次効果と、眼の別の部分に送達されるレーザ光の二次効果との重ね合わせ、または眼の２つの他の部分に送達されるレーザ光の２つの二次効果の重ね合わせを含み得る。コントローラは、眼の異なる部分に送達されるレーザ光が全体的な最適な治癒効果のために同時に変調されることができるようにレーザ源を調節し得る。

眼の様々な部分の中で、上記の３つの種類ａ）からｃ）は、ＩＯＰにとって重要であり得る。３つの部分のうちの少なくとも２つ、または同時に３つの部分の全てを考慮したレーザ処置は、通常、ｂ）またはｃ）のみが処置される従来のレーザ処置と比較して、改善された治癒効果をもたらし得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、ＩＯＰを正規化する際の２つの部分の所望の相対的寄与を計算するように構成され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、レーザ源のドシメトリは、所望の相対的寄与を達成するように調節され得る。

実施例では、相対的寄与は、房水流出および／または産生の増加／減少における相対的寄与であり得る。

眼の複数の部分を同時に考慮することは、これらの部分に対するリアルタイムレーザ効果の正確な決定に寄与するだけでなく、正確な所望の結果の決定にも寄与し得る。眼上の複数の部分を考慮して最終的な所望の結果を達成することにより、眼上の各部分は、部分のうちの１つのみを処置することと比較して必要な変更を少なくし得て、これは、より少ない全体的な外傷をもたらし得る。

例えば、第１のレーザ処置セッションでは、眼のＩＯＰを低下させるために、第１の変調レーザ光を使用して眼の強膜上の部分に多孔質構造が形成および安定化され得て、一方、別の部分の眼のシュレム管の管腔領域は、第２の変調レーザ光を使用して増加され得る。ＩＯＰを正規化する際の２つの部分の相対的寄与は、１：１であり得る。実施例では、この値は、ブドウ膜強膜経路を通る房水流出の増加を従来の経路を通る房水流出の増加で割ることによって計算され得る。

別の実施例では、第１のレーザ処置セッションのしばらく後に、眼のＩＯＰが低すぎることがあり、第２のレーザセッションが必要であり得ると決定され得る。第２のレーザセッションでは、強膜上の部分において、第１のレーザセッションにおいて形成されて安定化された多孔質構造は、第３のレーザ光を使用して不安定化および閉鎖され得るが、毛様体上の部分では、第４のレーザ光を使用して１つまたは複数の細胞が治癒および活性化され得る。ＩＯＰを正規化する際の２つの部分の相対的寄与は、１：２であり得る。実施例では、この値は、ブドウ膜強膜経路を通る減少した房水流出を、毛様体による房水産生の増加で割ることによって計算され得る。

別の実施例では、ＩＯＰを正規化する際の３つ、それ以上、または全ての部分の所望の相対的寄与が計算されてもよい。例えば、レーザ処置セッションは、強膜上の３つの部分および毛様体上の２つの部分にレーザ効果を適用することを含み得て、ＩＯＰの正常化に対するそれぞれの寄与は、それぞれ２５％、２５％、３０％、１０％および１０％であり得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、検出情報に基づいて、部分のうちの１つが以前に処置されたかどうかを決定するように構成され得る。

以前に処置された眼の部分は、さらなるレーザ効果に敏感であり得て、さらなるレーザ効果は、そのような部分において他の部分よりも大きな外傷をもたらし得る。部分のうちの１つが以前に処置されたかどうかを決定することにより、コントローラは、この処置された部分に対するリアルタイムレーザ効果を低減するために、またはこの処置された部分に適用される全体的なレーザ線量を低減するために、それに応じてレーザ源を調節するようにさらに構成され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、部分のうちの１つが以前に処置されたとフィードバックコントローラが決定した場合、フィードバックコントローラは、処置された部分の所望の寄与を低減することによって所望の相対的寄与を補正するように構成される。

このような補正は、所望の寄与度に所定の係数を乗算することに基づいて実現されることができる。例えば、所定の係数は、０．２５であり得る。ＩＯＰを低下させる際の強膜上の部分およびＴＭ上の部分の所望の相対的寄与は、補正前に１：１であり得る。例えば、従来の選択的レーザ線維柱帯形成術によって、ＴＭが以前に処置されたことが決定され得る。補正後の所望の相対的寄与は、１：０．２５＝４：１であり得る。これらがレーザ光によって照射される２つの部分のみである場合、これは、レーザ処置セッション後に、増加した房水流出の５０％の代わりに８０％が、強膜上の部分に新たに形成された多孔質構造を介して実現され得る一方で、増加した房水流出の５０％の代わりに２０％が、ＴＭの部分に対するレーザ効果を介して実現され得るようにレーザシステムが動作し得ることを意味する。

実施例では、係数は、どの部分が以前に処置されたか、以前の処置の結果、他の患者関連の特徴および／または診断に依存し得る。

実施例では、２つ以上の部分の所望の寄与が補正され得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、２つ以上の部分は、同時に、順次に、および／または繰り返し照射されてもよい。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、第１の領域は、眼の輪部に沿って配置された複数の部分を含み得る。

輪部に沿って複数の部分を配置することにより、処置は、より対称的になり、したがってよりバランスがとれ得る。

実施例では、眼の同じ器官上の複数の部分、例えば強膜上の複数の部分は、同じレーザ源に由来するレーザ光によって照射され得る。

別の実施例では、眼の複数の部分は、互いに相関するレーザ光によって照射されてもよい。例えば、眼の隣接する領域を照射するレーザ光は、特定の位相シフトを有し得る。

第１の態様のレーザシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、（遠隔）高性能コンピュータ、（遠隔）ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または（遠隔）量子コンピュータを備えてもよく、および／またはそれらに結合されてもよい。

第１の態様のシステムのさらなる実装では、フィードバックコントローラは、オフライン設定テーブルを記憶する記憶装置を備えてもよく、および／または記憶装置に接続されてもよく、設定テーブルは、（遠隔）高性能コンピュータ、（遠隔）ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または（遠隔）量子コンピュータによって計算される。

本開示にかかるレーザ患部のフィードバックされた検出情報に基づくレーザのリアルタイム調節は、複雑なフィードバック最適化問題である。レーザ効果のより良い評価およびレーザの正確な調節は、大量の検出情報に依存し得て、これは膨大な量の情報であり得る。量子アルゴリズムまたは変分量子固有ソルバなどのハイブリッド量子アルゴリズムがこの文脈において使用され得て、多次元のパラメータを有する系を最適化する際に従来のアルゴリズムよりも優れ得る。したがって、高性能、および／またはハイブリッド、および／または量子コンピュータ、および／またはハイブリッド計算機能を使用することは、レーザシステムのより良好な制御を容易にし得る。

第１の態様の方法のさらなる実装では、遠隔高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド量子古典計算設備、および／または遠隔量子コンピュータは、中央サーバに配置されてもよい。

第１の態様の方法のさらなる実装では、中央サーバは、複数のレーザシステムを調節するように構成され得る。

本開示の第２の態様は、方法であって、
ａ）眼の第１の領域における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することと、
ｂ）眼上の第１の領域における物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する検出情報を処理することと、
ｃ）眼の多孔質構造変化の特性および／または眼の毛様体再生の活性化を、多孔質構造変化および／または毛様体再生の活性化の間にリアルタイムで取得することと、を含む、方法を提供する。

第２の態様の方法の実装では、多孔質構造変化の特性および／または毛様体再生の活性化は、多孔質構造変化に基づいて計算されたリアルタイム房水流出および／または毛様体の生成に基づいて計算されたリアルタイム房水産生を含み得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、特性は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る：眼のＩＯＰ、温度、温度分布、圧力、圧力分布、ヤング率、音速、化学組成、厚さ、例えば強膜の厚さ、寸法、例えば毛様体、シュレム管および／またはＴＭの寸法、閉塞されていない管腔領域の寸法、例えば、体液排出経路内の閉塞されていない管腔領域の寸法、細孔径、細孔径分布、散乱光の特性。

第２の態様の方法のさらなる実装では、方法ステップは、眼の第２の領域へのレーザ照射中にリアルタイムで実行されてもよい。

照射に使用されるレーザ光は、例えばレーザ処置において、第２の領域に侵襲的効果を及ぼし得る。また、例えば、診断のために、第２の領域に本質的な侵襲的効果を及ぼさない場合もある。例えば、照射されるレーザ光は、光散乱分析に使用されるプロービング光であってもよい。別の実施例では、光散乱分析が使用されて多孔質構造の特性を取得し得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出および処理された情報が使用されて、多孔質構造の変化および／または毛様体再生を最適化するためにリアルタイムでレーザ源を調節し得る。

本開示は、自動フィードバック制御レーザシステム、例えば第１の態様にかかるレーザシステムを提供し得るが、第２の態様にかかる方法は、レーザシステム自体の調節を包含する必要はないことが理解される。例えば、第２の態様にかかる方法は、レーザを操作する医師または施術者に必要な情報を提供することができ、それに基づいて医師または施術者は、眼の第１の領域における房水流出／産生および／またはこの領域における予想されるレーザ効果をその後に評価し得る。

第２の態様にかかる方法を実行するように構成された評価システムは、インジケータ、例えば表示ＬＥＤ電球を備え得る。

実施例では、評価システムが、その領域の房水流出／産生を変更する必要があると決定した場合、例えば緑色の光を示すことによって、レーザ処置を実行するように医師または施術者に指示し得る。それは、例えばスクリーン上に対応する情報を表示することによって、レーザ処置を実行する場所を医師または施術者にさらに示し得る。

別の実施例では、評価システムが、処置対象の眼に関する検出情報が所定の値に達したと決定した場合、例えば、眼の多孔質構造体の多孔度が十分に大きい場合、または温度が高すぎる場合、例えば赤色光を示すことによって、医師または施術者にレーザ処置を停止するように指示し得る。

本方法はまた、例えばレーザのドシメトリを変更するために、他の動作を実行するように医師に指示を提供し得る。所定の値および／または他の評価基準は、具体的な事例に基づいて医師または施術者によって予め決定されてもよく、または処置のためのオフライン設定テーブルに記憶されてもよく、設定テーブルは、遠隔高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド量子－古典的計算設備、および／または遠隔量子コンピュータによって計算されてもよい。所定の値、および／または他の評価基準は、医師または施術者によって使用されるレーザに基づいて予め決定されてもよく、これは、本開示の第１の態様にかかるレーザシステム内のレーザであってもよい。レーザはまた、ドシメトリが手動で調整されることができるレーザであってもよい。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出情報を処理することは、多孔質構造の変化および／または毛様体再生の活性化中にリアルタイムでレーザ源のドシメトリを検出情報に基づいて生成することを含み得る。

本開示の第１の態様にかかるレーザシステムなどの自動レーザシステムでは、レーザのドシメトリの生成値は、人間の干渉なしにレーザドシメトリを調節するためにフィードバックコントローラによって直接使用されてもよい。値はまた、医師または施術者に置き換えられてもよく、その結果、医師または施術者は、レーザドシメトリを手動で調整するか、またはレーザ処置を停止するかどうかを決定するためにそれを使用することができる。情報の検出および処理がリアルタイムで、例えば数分以内に実行されることができる限り、医師または施術者は、たとえ医師または施術者が手動でレーザドシメトリを変更することを選択したとしても、リアルタイムのレーザ効果のために時間内にレーザドシメトリを変更するように反応するのに十分な時間を有し得る。従来の監視および評価システムと比較して、第２の態様にかかる方法を採用する評価システムは、異常ＩＯＰを有する眼を処置するためのレーザシステムを操作する医師または施術者に、より有益で正確なフィードバックを提供する。

第２の態様の方法のさらなる実装では、領域内の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することは、領域内の温度または温度場を決定することであって、温度および／またはその分布が所定の範囲内にある場合にレーザ源のドシメトリが生成される、決定することを含み得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、温度が所定の範囲内にない場合、レーザ源のドシメトリは生成されなくてもよい。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出情報を処理することは、レーザシステムを動作させる方法に関する補足情報を医師または施術者に提供するために現在のタスクに従って実行されてもよい。

タスクは、強膜上の多孔質構造の変化、シュレム管および／または小柱網におけるおよび／またはその近傍の管腔領域の変化、毛様体凝固、毛様体再生のうちの１つであり得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、眼における物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する検出情報を処理することは、媒体の熱力学パラメータ、特に熱力学パラメータの非線形性に対する検出温度の影響の考慮をさらに含み得る。

レーザ処置中のレーザ光は、媒体によって吸収され得る。レーザ処置に基づく最新の診断技術は、そのようなレーザ光吸収に起因する媒体の熱力学的パラメータ（例えば、熱伝導率、密度、熱膨張係数、および等圧比熱容量）に対する媒体の局所的な温度上昇の影響を無視している。従来の診断技術は、熱力学的パラメータが一定であると仮定している。しかしながら、局所的な温度の僅かな上昇でも、媒体の熱力学的パラメータの値を変化させる可能性があり、熱拡散サーモメカニカル方程式における熱パラメータの非線形性を考慮する必要がある可能性がある。パラメータの最も重大な変化は、レーザ照射中に組織において生じる構造および相変態に起因することができる。

第２の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、第２の領域の外側の部分を含み得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、第２の領域は、レーザ源によって発生された空間的および／または時間的変調レーザ光によって照射され得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、それぞれが第２の領域までの異なる距離を有する２つの部分を含み得て、検出情報は、第１の領域の２つの部分の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性にそれぞれ関連し得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出された圧力分布は、第１の領域内の検出された温度分布にマッピングされ得る。

空間分解分布は、レーザ効果に関するより多くの情報を提供し得て、これは、レーザ調節の精度を高め得る。

温度検出と機械的圧力検出との組み合わせは、眼の領域の異なる特性を反映し得て、レーザ効果の正確な評価を容易にし得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、眼の角膜上の一部を含み得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出情報は、角膜の機械的特性に関連し得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、眼の多孔質構造変化の特性および／または眼の毛様体再生の活性化を、多孔質構造変化および／または毛様体再生の活性化中にリアルタイムで取得することは、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性を含む、眼の全体的な機械的特性を取得することをさらに含み得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、眼の全体的な機械的特性、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性は、空間的／時間的変調レーザ光に対する眼および／または強膜の機械的応答に関連し得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、検出情報を処理することは、（内蔵または遠隔の）高性能コンピュータ、（内蔵または遠隔の）ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または（内蔵または遠隔の）量子コンピュータにおいて実行され得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、第２の態様の方法は、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータ用に設計されたアルゴリズムに包含され得る。

第２の態様の方法のさらなる実装では、遠隔高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または遠隔量子コンピュータは、中央サーバに配置されてもよい。

第２の態様の方法のさらなる実装では、中央サーバは、複数のレーザシステムを調節するように構成され得る。

本開示の第３の態様は、処置ステップを含む時間的および／または空間的変調レーザ光を使用して眼のＩＯＰを変化させるための方法であって、処置ステップが、
ａ）ＩＯＰの変化中にリアルタイムで眼の第１の領域の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することと、
ｂ）リアルタイム検出情報に基づいて、領域の第２の部分を照射するレーザ光をリアルタイムで変調することと、を含む、方法を提供する。

第３の態様の方法の実装では、特性は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る：眼のＩＯＰ、温度、温度分布、圧力、圧力分布、ヤング率、音速、化学組成、厚さ、例えば強膜の厚さ、寸法、例えば毛様体、シュレム管および／またはＴＭの寸法、閉塞されていない管腔領域の寸法、例えば、体液排出経路内の閉塞されていない管腔領域の寸法、細孔径、細孔径分布。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第２の領域は、眼の強膜上の一部を含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、レーザ光が変調されて強膜上の多孔質構造を修正し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、変調レーザ光は、第２の領域内の第１の温度範囲および／または第２の温度範囲を達成および／または維持するのに適し得て、多孔質構造は、第１の温度範囲で安定化され、多孔質構造は、第２の温度範囲で不安定化される。

第３の態様の方法のさらなる実装では、眼のＩＯＰを低下させる必要がある場合、レーザ光が変調されて強膜上に１つまたは複数の細孔を形成および／または安定化し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、眼のＩＯＰを増加させる必要がある場合、レーザ光が変調されて強膜上の１つまたは複数の細孔を閉じるおよび／または不安定化し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、本方法は、検出情報に基づいて強膜上の多孔質構造を通る流体の流量を計算することをさらに含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、第２の領域の外側にあってもよい。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、それぞれが第２の領域までの異なる距離を有する２つの部分を含み得て、検出情報は、第１の領域の２つの部分における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性にそれぞれ関連し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第１の領域は、角膜上の一部を含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、検出情報は、角膜の１つまたは複数の機械的特性に関連し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、本方法は、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性を含む、眼の全体的な機械的特性を取得することをさらに含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、眼の全体的な機械的特性、小柱網の機械的特性、シュレム管の表層の機械的特性、毛様体の機械的特性および／または強膜の機械的特性は、変調レーザ光に対する眼および／または強膜の機械的応答に関連し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第２の領域は、眼の毛様体上の一部を含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、レーザ源は、毛様体上の１つまたは複数の細胞を活性化するように調節され得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、変調レーザ光は、１つまたは複数の細胞を活性化するための温度および／または圧力状態を生成するのに適し得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、変調レーザ光は、第２の領域の外側の第３の領域に伝播することができるサーモメカニカル波を発生させるのに適し得て、１つまたは複数の細胞は、第３の領域内にあり得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第２の領域は、以下のうちの少なくとも２つを含み得る：
ａ）眼の強膜上の部分、
ｂ）眼のシュレム管および／または小柱網の部分および／またはその近傍、および
ｃ）眼の毛様体上の部分。

第３の態様の方法のさらなる実装では、フィードバックコントローラは、ＩＯＰを正規化する際の２つの部分の所望の相対的寄与を計算するように構成され得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、レーザ光は、所望の相対的寄与を達成するように変調され得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、本方法は、検出情報に基づいて、部分の１つが以前に処置されたかどうかを決定することをさらに含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、部分のうちの１つが以前に処置されたとフィードバックコントローラが決定した場合、処置された部分の所望の寄与を低減することによって所望の相対的寄与が補正され得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、２つの部分は、同時に、順次に、および／または繰り返し照射されてもよい。

第３の態様の方法のさらなる実装では、第２の領域は、眼の輪部に沿って配置された複数の部分を含み得る。

第３の態様の方法のさらなる実装では、本方法は、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータによって実行されてもよい。

第３の態様の方法のさらなる実装では、本方法は、記憶装置を備える、および／または記憶装置に接続されたフィードバックコントローラによって実行されてもよく、記憶装置は、オフライン設定テーブルを記憶し、設定テーブルは、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算機能、および／または量子コンピュータによって計算される。

本開示の実施形態の技術的特徴をより明確に説明するために、実施形態を説明する添付の図面が以下の説明において簡単に紹介される。以下の説明における添付の図面は、本開示のいくつかの実施形態にすぎず、これらの実施形態の変更は、特許請求の範囲に定義される本開示の範囲から逸脱することなく可能である。
眼の前部の概略図である。 実施形態にかかるレーザシステムの概略図である。 実施形態にかかるレーザシステムの概略図である。 実施形態にかかる情報を検出および処理する方法を示すフローチャートである。 時間的および／または空間的変調レーザ光を使用して眼のＩＯＰを変化させるための方法を示すフローチャートである。 実施形態にかかるレーザ処置または診断下の眼の概略図である。 ウサギの眼へのレーザ照射の結果として計算された小柱網の細孔のサイズ分布の例である。 レーザを使用してレーザ処置したヒトの眼の強膜における多孔質構造形成の計算された動態のグラフィカル表現である。 ウサギの眼の強膜におけるレーザ誘起細孔の組織学的画像である。 ウサギの眼の照射強膜の超音波画像である。 ウサギの眼のレーザ照射中の小柱網の温度の計算された空間分布のグラフィカル表現である。 ウサギの眼の毛様体のレーザ誘起凝固の組織学的像である。 ヒトの眼の強膜のレーザ照射中の温度および後方散乱光の測定された動態のグラフィカル表現である。

以下の説明は、本開示の実装の例および本開示の範囲を提示するが、本開示は、提示された例に限定されるものではない。任意の変形または置換が当業者によって容易に行われることができる。したがって、本開示の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

図１は、眼２０１の前部の概略図である。前部では、眼２０１の眼圧ＩＯＰに関連する複数の器官が、虹彩２０３ｆの外縁または水晶体２０３ｇの外縁を取り囲む輪部内またはその近傍に位置し、強膜２０３ａは、角膜２０３ｃと交わる。ＩＯＰは、房水の産生および流出によってバランスが保たれる。房水は毛様体２０３ｅにおいて産生され、従来の経路２０５ａまたはブドウ膜強膜経路２０５ｂの２つの典型的な流出経路に従って排出される。両方の種類の流出経路２０５ａおよび２０５ｂにおいて、毛様体２０３ｅによって生成された房水は、虹彩２０３ｆ、毛様体２０３ｅおよび水晶体２０３ｇの間の後房を通って流れ、次いで、虹彩２０３ｆ、水晶体２０３ｇおよび角膜２０３ｃの間の前房を通って流れ、次いで、前房の輪部領域に向かって流れる。従来の経路２０５ａでは、房水は、最終的に小柱網２０３ｂおよびシュレム管２０３ｄを通って排出される。ブドウ膜強膜経路２０５ｂでは、小柱網２０３ｂおよびシュレム管２０３ｄを通って排出される代わりに、房水は、最終的に、小柱網２０３ｂまたはシュレム管２０３ｄの近傍またはそれから離れて位置する強膜２０３ａを通って排出される。

ヒト乳児の眼では、強膜２０３ａは、多孔質であり、ブドウ膜強膜経路２０５ｂは、房水の総排出量に有意に寄与する。ヒト成人の眼では、強膜２０３ａの孔が閉じ、房水の総排出に対するブドウ膜強膜経路２０５ｂの寄与が著しく低下する。

典型的なシステム
図２は、本開示によって開示されるレーザシステムの概略図である。

レーザシステムは、眼２０１のＩＯＰを変化させるのに適している。レーザシステムは、レーザ源１０１と、レーザ源１０１のドシメトリを調節して、空間的および／または時間的変調レーザ光を発生させるように構成されたフィードバックコントローラ１０６と、眼２０１上の第１の領域２０２ａを照射するために空間的および／または時間的変調レーザ光を導くように構成された第１の光送達要素１０２と、ＩＯＰの変化中にリアルタイムで眼２０１上の第２の領域２０２ｂ内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出するように構成された検出要素１０５と、を備え、フィードバックコントローラ１０６が、第２の領域２０２ｂ内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関するリアルタイム検出情報に基づいてリアルタイムでレーザ源１０１のドシメトリを調節するように構成される。

図３は、実施形態にかかるレーザシステムの概略図である。

レーザシステムは、電子ユニット１０６ａを備え得る。電子ユニット１０６ａは、検出情報を受信し、検出情報を処理するように構成された診断要素を備え得る。診断要素は、検出情報をユーザ、例えば研究者または医師に提示するように構成されたユーザインターフェースを備える。例えば、ユーザインターフェースは、領域２０２ｂ内の応力分布および温度分布を提示するように構成され得る。診断要素は、未処理の検出情報を、遠隔高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃに送信し得る。診断要素は、検出情報を前処理するようにさらに構成され得る。例えば、診断要素は、散乱光に関する検出情報を分析し、多孔質構造内の細孔のサイズ分布を決定するように構成され得る。

電子ユニット１０６ａは、レーザ１０１源の放射線を時間的および空間的変調するように構成された放射線変調要素を備え得る。放射線変調要素は、レーザ源１０１の放射線を変調するために生成されたコマンドを受信し、レーザ源１０１のドシメトリを調節するように構成されて得るか、または放射線変調要素は、外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃから直接ドシメトリを受信するように構成され得る。

レーザシステムは、レーザシステム内のデータフローを管理するように構成されたフィードバック制御要素１０６ｂをさらに備え得る。データフローは、領域２０２ｂ内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関するリアルタイム検出情報のフロー、処理／前処理された検出情報のフロー、レーザ源１０１のドシメトリを調節するために生成されたコマンドを含み得る。フィードバック制御要素１０６ｂは、リアルタイム検出情報に基づいてレーザ源１０１の照射がリアルタイムで変調されることができるように、データフローの方向およびシーケンスを制御するように構成され得る。

レーザシステムは、検出情報または前処理された検出情報を処理して、レーザ源１０１の放射線を変調するためのコマンドを生成するか、またはレーザ源１０１のドシメトリを調節するように構成された外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃをさらに備え得る。

外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、熱伝播問題などのサーモメカニカル問題、媒体変形に関する問題などの機械問題を定義する方程式を解くように構成され得る。この解決策は、多孔質構造の変化および／または細胞活性化の制御を最適化するのに役立ち得る。

外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、化学結合破壊問題などの化学プロセス問題を定義する方程式を解くように構成され得る。

外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、細孔の形状およびサイズのダイナミクスを計算するように構成され得る。この解決策は、多孔質構造の制御された形成を最適化するのに役立ち得る。

外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、流体力学的問題、例えば多孔質構造を通じた房水の物質移動を定義する方程式を解くように構成され得る。この解決策は、リアルタイムＩＯＰを制御し、レーザ源のフィードバック制御の感度を最適化するのに役立ち得る。

外部高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、レーザ処置の各ステップに最適なドシメトリを確立するために上記の逆問題の解を使用するように構成され得る。計算は、本開示にかかる眼２０１を処置するための方法が連続的に実行されることができるように、小さい時間間隔内、例えばミリ秒以内から数分以内で実行され得る。

診断要素、フィードバック制御要素１０６ｂ、放射線変調要素および高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃは、図１のフィードバックコントローラ１０６の一部であってもよい。図２は、電子ユニット１０６ａ、フィードバック制御要素１０６ｂ、および高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃの分離を示しているが、この分離は、物理的分離として解釈されるべきではなく、むしろそれらの論理機能の分離として解釈されるべきである。フィードバックコントローラ１０６はまた、診断要素、フィードバック制御要素１０６ｂ、放射線変調要素および高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃのうちの１つまたは複数の組み合わせを指してもよい。

例えば、フィードバックコントローラ１０６が領域２０２ｂ内の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する検出情報を処理し、眼２０１上の多孔質構造変化の特性および／または眼２０１の毛様体再生の活性化を取得するようにのみ構成されている場合、診断要素単独または診断要素と高性能コンピュータ、遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ１０６ｃとの組み合わせは、フィードバックコントローラ１０６と見なすことができ、この場合、フィードバックコントローラ１０６は、眼２０１の強膜上の多孔質構造変化の評価および／または領域２０２ｂ内の眼２０１の毛様体再生の活性化、およびレーザ源１０１のパラメータの初期化を容易にする。

例えば、フィードバックコントローラ１０６が、多孔質構造の変化および／またはレーザ源１０１の時間的および空間的変調放射線によって誘起される毛様体再生の活性化の間にリアルタイムで検出情報を処理するようにさらに構成されている場合、フィードバック制御要素１０６ｂと診断要素１０６ａとの組み合わせは、フィードバックコントローラ１０６として見なすことができ、この場合、フィードバックコントローラ１０６は、レーザによって誘起される多孔質構造の変化および／または毛様体再生の活性化の監視を容易にする。例えば、多孔質構造の孔の大きさの分布が所定の閾値に達しているか否かに応じて、レーザ照射を中断する時期を医師が自ら決定することができる。

フィードバックコントローラ１０６は、レーザ処置セッションの前に取得された診断データとレーザ処置セッション中のリアルタイム検出情報との両方に基づいて、レーザ源１０１をリアルタイムで調節するように構成され得る。

レーザシステムは、その放射がフィードバックコントローラ１０６によって空間的および時間的に変調されるように構成されたレーザ１０１を備え得る。空間的変調は、レーザビームおよびレーザ照射領域の場所、形状、ならびにレーザ照射領域内のレーザ誘起光の特定の強度分布を変化させることを指し得る。そのような空間的変調を実現するために、レーザシステムは、１つまたは複数のレーザ源１０１を備え得る。レーザ源１０１によって送達されるレーザ光は、コヒーレントであっても非コヒーレントであってもよい。複数のレーザ１０１は、レーザ照射の複雑な空間的変調を容易にし得る。

レーザシステムは、光変換要素１０４を備え得る。光変換要素１０４は、ＬＥＤ、レーザ、レンズ、ミラー、光スプリッタ、およびそれらの他の光学系などの能動または受動素子を含み得る。光変換要素は、空間的変調を促進または補足し得る。実施例では、変換要素は、変調レーザ光を輪部に沿って位置合わせされた複数の部分に導くのに適している。

レーザ１０１のそれぞれは、独立した時間的に変調された照射を実装し得る。時間的変調レーザ照射は、通常、可変パルス繰り返し率、パルス持続時間、パルス強度、またはレーザパルスの他の可変属性を有するレーザ照射の一連のパルスである。時間的変調レーザ放射はまた、時間領域における可変形状および周波数領域における可変形状を有する非パルスレーザ放射を指し得る。

レーザ源１０１の照射は、リアルタイムで変調され得る。リアルタイム変調は、レーザ源１０１のドシメトリを絶えず調節すること、フィードバックコントローラ１０６から信号を受信したときにドシメトリを調節すること、またはシーケンス内の一定数のパルス後にレーザドシメトリを更新することを含み得る。

本開示におけるレーザ源１０１は、固体レーザ、ファイバレーザ、および／またはダイオードレーザを含むいくつかの種類のレーザの組み合わせであってもよい。

レーザ源１０１のそれぞれは、異なるタスクにさらに割り当てられ得る。例えば、処置中、第１のレーザ源１０１は、強膜上の細孔を閉じるために変調レーザ光を発生させてもよく、第２のレーザ源１０１は、毛様体再生を活性化するために変調レーザ光を発生させてもよい。

レーザシステムは、変調レーザ放射またはレーザ光をターゲットに送達するように構成された１つまたは複数の光送達要素１０２をさらに備え得る。光送達要素１０２は、光ファイバ、光ファイバの束、または他の種類の光送達要素とすることができる。光送達要素１０２はまた、他のレーザ信号、例えば眼２０１内の特定の特性を検出するためのプロービングレーザ信号を送達するように構成され得る。典型的な一実施形態では、課されたレーザ変調は、レーザ送達システム１０２内の伝播に起因するレーザ信号の可能な歪みを考慮し、対応する補償を実装し得る。光送達要素１０２は、レーザ信号をレーザ照射の形態でターゲットに送達するための光アウトカプラを備え得る。アウトカプラは、変換要素１０４と結合されてもよい。

レーザシステムは、１つまたは複数の検出要素１０５をさらに備え得る。検出要素１０５は、眼２０１上の領域２０２ｂ内の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出するように構成される。１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る：眼のＩＯＰ、温度、温度分布、圧力、圧力分布、ヤング率、音速、化学組成、厚さ、例えば強膜の厚さ、寸法、例えば毛様体、シュレム管および／またはＴＭの寸法、閉塞されていない管腔領域の寸法、例えば、体液排出経路内の閉塞されていない管腔領域の寸法、細孔径、細孔径分布。

特性は、直接的および間接的な方法で検出され得る。実施例では、検出要素１０５は、散乱光を受光するように構成された受光要素を備えてもよい。散乱光は、光信号としてフィードバックされ、光信号の特性、例えば、限定されるものではないが、波長分布および角度強度分布に基づいて、温度、圧力、気泡のサイズ分布、ならびに細孔および他の構造的欠陥のサイズ分布に関する情報を送達するように処理されることができる。典型的な一実施形態では、検出要素１０５は、以下のうちの１つなどの診断装置を備え得る：ＩＲ放射測定器、光音響検出器、ＯＣＥ装置、ＯＣＴ装置、およびバックライト散乱を検出するための装置。

検出要素１０５は、空気パルスを供給し、および／または空気圧を制御するための空気圧装置をさらに備えてもよい。実施例では、空気圧要素は、ＩＯＰ測定に使用され得る。別の実施例では、空気圧要素は、角膜、強膜および小柱網またはその近傍のヤング率および圧力分布などの機械的特性のＯＣＥ測定値と組み合わせて使用され得る。別の実施例では、機械的特性は、レーザ処置中にリアルタイムで連続モードで測定されることができる。

レーザシステムは、作業ツール１０３を備え得る。作業ツールは、１つまたは複数の光送達要素１０２を介してレーザ源１０１に接続され得る。光送達要素１０２の一部、１つまたは複数の検出要素１０５、光変換要素１０４、および／または電子ユニット１０６ａ（の一部）は、作業ツール１０３に組み込まれてもよく、または一体化されてもよい。作業ツール１０３は、フィードバック制御要素１０６ｂにさらに接続されてもよい。

典型的な方法
図４は、実施形態にかかる情報を検出および処理する方法を示すフローチャートである。

この実施形態では、本方法は、
ａ）眼の第１の領域における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することと、
ｂ）眼上の第１の領域における物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する検出情報を処理することと、
ｃ）眼の多孔質構造変化の特性および／または眼の毛様体再生の活性化を、多孔質構造変化および／または毛様体再生の活性化中にリアルタイムで取得することと、を含む。

図３に示す方法は、多孔質構造、温度分布、圧力分布、および／または房水の産生もしくは流出に関連する他の特性を評価するために使用され得る。この構造評価は、レーザの作動状態を初期化するために実行され得る。この方法は、眼に対する変調レーザ放射の効果を監視および評価するためにさらに使用され得る。このレーザ効果評価は、レーザ効果を制御するために、または眼に対するレーザによって誘起される損傷を防止するために行われてもよい。

図５は、処置ステップを含む時間的および／または空間的変調レーザ光を使用して眼のＩＯＰを変化させるための方法であって、処置ステップが、
ａ）ＩＯＰの変化中にリアルタイムで眼の第１の領域の１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することと、
ｂ）リアルタイム検出情報に基づいて、領域の第２の部分を照射するレーザ光をリアルタイムで変調することと、を含む、方法を示すフローチャートである。

応用シナリオ
以下では、時間的および／または空間的変調レーザ光を使用して眼のＩＯＰを変化させる方法の例が示される。この方法は、追加の任意のステップを有する図５に示す方法に対応する。

図６は、実施形態にかかるレーザ処置または診断下の眼２０１の概略図である。この図は、眼２０１の正面図に対応し、角膜２０３ｃは、図の中央に位置し、強膜２０３ａは、角膜２０３ｃの外側に位置する。点線は、角膜２０３ｃと強膜２０３ａとの境界に位置する角膜輪部２０４を示している。小柱網２０３ｂは、角膜輪部に位置する。

レーザシステムは、時間的および／または空間的変調光を発生させ、眼の第１の領域２０２ａを照射する。図６に示すように、第１の領域２０２ａは、眼に分布するいくつかの部分を含み得る。図６によれば、第１の領域２０２ａの８つの部分が強膜上に位置しており、２つの部分がＴＭ上に位置している。具体的な処置事例に応じて、他の数の部分が使用されてもよい。部分は、互いに分離されていてもよく、互いに接続されていてもよく、または互いに重なっていてもよい。

異なる部分の照射は、異なる入射角によって実現され得る。例えば、毛様体への照射は、小さな入射角によって実現され得る。この例では、入射したレーザ光が強膜を透過し、強膜および毛様体の両方を考慮して光が変調され得る。別の実施例では、毛様体の照射は、大きな入射角によって実現され得る。例えば、入射レーザ光線は、角膜を通って側方から到来し得る。この場合、強膜に対するレーザ効果は、もはや考慮されなくてもよい。

図６に示す例では、強膜上の第１の領域の８つの部分は、輪部に沿って配置されている。本開示では、輪部に沿った部分の配置は、輪部に沿った周方向の配置として理解され得る。部分は、輪部から一定の距離を有してもよい。それらは、輪部の外側または内側に位置してもよい。それらは、輪部と共焦点である円、輪部を囲む楕円、および／または別のパターンに配置されてもよい。

第１の領域の各部分の配置は、光変換要素１０４を介して実現されてもよい。別の実施例では、光変換要素１０４は、制御された輪部の直径および幅、および／または輪部に沿って変調された放射の空間分布を有するリング照射をさらに提供し得る。

この例では、緑内障の処置のための改善されたアプローチは、レーザ放射を使用した多孔質構造形成の結果として、強膜および／またはシュレム管／小柱網の両方を通る水輸送の透過性経路を形成することによって、従来のブドウ膜強膜流出の両方を増強することに基づいている。

高いＩＯＰを有する患者の眼におけるＩＯＰのレーザ正規化
本開示は、強膜および／または表層シュレム管／小柱網上に安定化された多孔質構造を形成するのに適したレーザシステムを提供する。実施例では、多孔質構造は、安定化されずに強膜および／またはシュレム管／小柱網に形成され得る。シュレム管／ＴＭの代わりに／それに加えて強膜上に多孔質構造を形成することは、特にシュレム管／ＴＭ単独での処置ではもはや不十分である場合、ブドウ膜強膜経路の有用性を効果的に高め、ＩＯＰを低下させる。

しかしながら、細孔が閉じている（治癒している）場合、ＩＯＰを低下させる効果を短時間持続させることができる。したがって、本開示の実施形態では、レーザシステムは、例えば、多孔質構造内の気泡表面を覆うイオンを安定化することによって、多孔質構造を安定化するのにさらに適している。

小さい、サブミクロンサイズの安定した気泡が、レーザ照射に応答して強膜に生じることが実証されている。気泡の安定化は、気泡表面を覆うイオンの反発によるものである。それは、細孔を安定化させ、その崩壊を防止することができる。

本開示の実施形態では、レーザシステムは、例えば過熱によって多孔質構造を不安定化するのにさらに適し得る。

７０℃を超える過熱は、気泡表面からの安定化イオンをアニールすることができ、したがって組織内の気泡および細孔の崩壊を引き起こす。この現象は、過度に低いＩＯＰを有する眼のＩＯＰの正規化に使用され得る。

したがって、緑内障のレーザ治癒の長期臨床効果、およびレーザ組織変更を含む他の技術を確実にするためには、レーザ加熱計画に対するより正確な制御が有益であり得る。

別の実施形態では、毛様体、シュレム管の小柱領域および／または強膜に同時（または逐次）レーザ照射が行われる。

実施例では、凝固した毛様体の割合は、毛様体への曝露の過程でＯＣＴを使用して決定される。各瞬間における流体の流れ、例えば房水の流れの変化は、毛様体の部分凝固に起因する流体放出の強度、例えば房水産生の実験的変化について計算される。

小柱領域のシュレム管および細孔の寸法は、レーザ照射の前および／または間にＯＣＴによって制御される。

実施例では、細孔の所望のサイズ分布の計算は、毛様体の測定された体積および毛様体による流体の放出の計算された変化に基づいて、コンピュータによって実行される。

その結果、曝露中の所望の多孔度が計算される。

図７は、ウサギの眼のレーザ照射の結果としての小柱網の細孔の計算されたサイズ分布のグラフィカル表現である。平均サイズ１２μｍの細孔は、照射された小柱網の１６０μｍの領域に生じる。それは、２ｍｍＨｇのＩＯＰの減少をもたらす。

図８は、レーザを使用してレーザ処置したヒトの眼の強膜における多孔質構造形成の計算された動態のグラフィカル表現である。レーザは、１５６０ｎｍの波長、６００μｍのレーザスポット直径、２００ｍｓのパルス持続時間、０．８Ｗの平均出力、２．５Ｈｚのパルス繰り返し率、４２秒の曝露時間を有する。計算された最高温度は５９℃であり、平均孔径は９μｍであり、ＩＯＰの所望の減少は６ｍｍＨｇである。

照射中の多孔度の増加のモニタリングは、強膜の厚さの変化中の後方散乱光の測定および／またはＯＣＴの使用によって行われる。

所望の値と多孔度の監視値とが一致する場合、次いで、ＩＯＰは、空気圧装置によって測定され得る。空気圧装置による典型的なＩＯＰ測定では、空気圧パルス作用によって角膜上に凹部が形成される。凹部サイズは、ＯＣＴを使用して測定される。ＩＯＰが所定値に達すると、照射を停止する。

図９は、ウサギの眼の強膜におけるレーザ誘起細孔の組織学的画像である。細孔の平均幅は１０μｍであり、これは、強膜を通る水輸送を８０％まで増加させることを可能にする。強膜および／または小柱網の領域のレーザ照射の結果として生じる細孔の空間サイズ分布および形成動態は、レーザ照射前にコンピュータによって計算され、次いで後方散乱光の測定および／またはＯＣＴもしくは超音波装置を使用してリアルタイムで測定される。

図１０は、ウサギの眼の照射強膜の超音波画像である。強膜における細孔の形成は、レーザ照射領域における強膜の厚さの増加によってリアルタイムで明らかにされる。強膜の厚さは２２０μｍ増加しており、これは、強膜の照射領域を介した透水性の８０％の増加を表す。ＩＯＰは、３．２ｍｍＨｇ減少している。

上記の典型的なレーザ処置の間、強膜の温度が監視され得て（例えば、ＩＲ放射測定器具または光音響センサによって）、温度が特定の範囲内（例えば、４５から６５℃の間）になるようにレーザパラメータ（レーザ曝露の出力および／または時間）が制御され得る。

図１１は、ウサギの眼のレーザ照射中の小柱網の温度の計算された空間分布のグラフィカル表現である。照射ゾーン内の最高温度は、直径４００μｍのレーザスポットの中心および境界において、それぞれ６８℃および５５℃である。

強膜および／またはシュレム管／小柱網における多孔質構造のレーザ誘起形成がＩＯＰの十分な減少をもたらさない場合、毛様体の局所レーザ凝固が実行され得る。毛様体のレーザ誘起凝固は、多孔質構造形成中にリアルタイムで行われ得る。しかしながら、毛様体凝固の破壊的性質のために、レーザシステムは、毛様体の凝固を最小限に抑えるように構成され得る。

図１２は、ウサギの眼の毛様体のレーザ誘起凝固の組織学的像である。所望の凝固体積は、３．３ｍｍ^３と計算された。１３２０ｎｍの経強膜レーザは、所望の凝固体積を達成するように調節されている。最終凝固ゾーンのサイズは１．５ｍｍであり、これは３．４ｍｍ^３の最終凝固体積を表す。それは、ＩＯＰを３ｍｍＨｇ減少させることを可能にする。

低いＩＯＰを有する患者の眼におけるＩＯＰのレーザ正規化
この目標を達成するための２つのアプローチがある。

１）温度を７０℃超に上昇させることによる、シュレム管の強膜および小柱領域の安定化された細孔の一部の閉鎖。
実施例では、強膜および小柱網を通る房水などの流体の透過性の変化に基づいて、細孔径の所望の分布の計算が実行される。

照射中の多孔性減少のモニタリングは、強膜の厚さおよび小柱網の寸法の変化中に後方散乱光を測定することおよび／またはＯＣＴを使用することによって行われる。

図１３は、ヒトの眼の強膜のレーザ照射中の温度および後方散乱光の測定された動態のグラフィカル表現である。ｘ軸は照射時間を表す。三角形のデータ点は温度を表し、円形のデータ点は後方散乱光の強度を表す。レーザは、１５６０ｎｍの波長、１．８Ｗの出力、１ｍｍのスポット直径、２００ｍｓのパルス持続時間、２．５Ｈｚのパルス繰り返し率を有する。破線で示す２７．５秒の曝露時間では、８３℃の温度および初期値と比較して二倍の後方散乱光強度の減少が観察された。後方散乱光強度のこのような減少は、強膜を介した房水輸送を提供する強膜の照射領域における細孔の部分的閉鎖に起因する。細孔は、細孔の表面を被覆する正イオンによって安定化された。細孔は、７０℃を超える加熱によって閉じられ、これは、細孔の表面からのイオンの放出、細孔表面付近の組織の局所凝固をもたらす。曝露時間の値は、多孔質構造における房水輸送の計算ならびに温度およびＩＯＰ動態に関するリアルタイムデータに基づくフィードバックシステムによって確立される。

所望の値と多孔度の監視値とが一致する場合、次いで、ＩＯＰは、空気圧装置によって測定され得る。空気圧装置による典型的なＩＯＰ測定では、空気圧パルス作用によって角膜上に凹部が形成される。凹部サイズは、ＯＣＴを使用して測定される。ＩＯＰが所定値に達すると、照射を停止する。

上記の典型的なレーザ処置の間、強膜の温度が監視され得て（例えば、ＩＲ放射測定器具または光音響センサによって）、温度が特定の範囲内（例えば、７０から９０℃の間）になるようにレーザパラメータ（レーザ曝露の出力および／または時間）が制御され得る。

２）過度に損傷した毛様体のレーザ活性化および部分的再生。
実施例では、レーザシステムは、損傷した毛様体を活性化および／または再生するための温度および／または圧力状態を生成するのに適し得る。より良好な治癒効果のために、活性化／再生の後に、ＩＯＰ測定および（必要であれば）２ヶ月または３ヶ月後のさらなるレーザ処置が行われ得る。

典型的なアルゴリズム
典型的なアルゴリズムは、レーザシステムのリアルタイム調節のためのフィードバックコントローラに接続された大規模遠隔高性能コンピュータによって解決される必要がある数学的問題および下位問題を介して特徴付けられることができる。数学的問題、部分問題、およびタスクは、以下を含み得る：
１．レーザ熱源の空間的および時間的変調のための３Ｄ非定常熱問題。
２．３Ｄサーモメカニカル的問題。
３．レーザ誘起結合切断の３Ｄ動態。
４．細孔の分岐および併合を含む多孔質構造形成の動態。図８は、リアルタイムで計算された細孔径動態の例を示している。
５．組織変性の動態。
６．多孔質構造の系における水性輸送の動態。

強膜、小柱領域および毛様体へのレーザ曝露によるＩＯＰの変化の影響間の比の計算は、ＩＯＰ、強膜および小柱網の孔の寸法、毛様体のサイズおよび状態に関する術前診断データに基づく。

本開示において使用されるアルゴリズムは、所望のＩＯＰなどのプラスの効果を達成するためにレーザ源のドシメトリを決定するという逆問題を解決すべきである。アルゴリズムは、以下のパラメータ、すなわち、レーザ波長、レーザ出力、パルス持続時間、パルス繰り返し率、レーザスポット直径、レーザスポット間の距離、一連のパルスの量、一連のパルス間の時間間隔、総曝露時間の変動を伴う眼のレーザ処置の前および間に得られた診断データに基づく。

厚く堅い角膜を有する人は、実際のＩＯＰよりも測定されたＩＯＰが高い傾向があるため、計算アルゴリズムは、角膜厚およびそのヤング率の測定値に基づく調整を含み得る。

レーザ曝露の効率および安全性は、レーザドシメトリの選択およびリアルタイム制御によって保証され、これは、特定の温度範囲、照射ゾーン内の細孔の特定のサイズ分布、および毛様体の照射中の特定の範囲のサーモメカニカル的応力振幅を提供する。

強膜および小柱網を照射するためのレーザドシメトリが計算されて、強膜および／または小柱網の細孔を６５～９０℃の範囲の温度に数秒間加熱し、細孔を閉鎖し、照射領域の水輸送を減少させる。毛様体の照射のためのレーザドシメトリは、０．２～５．０Ｈｚの範囲の周波数および３～２０ｋＰａの範囲の振動圧力の振幅を有するサーモメカニカル的作用を提供するように計算され、毛様体の照射領域における再生過程の活性化をもたらす。

ＩＯＰが上昇している患者については、強膜、シュレム管、小柱網および毛様体の照射の所望の効果の間の比は、これらの全てのターゲットおよび角膜から得られた診断情報に基づいて計算され得る。照射のためのレーザドシメトリは、所望の寸法の細孔の形成をもたらすように計算される。所望の寸法は、強膜および小柱網の照射領域では幅５～２０μｍおよび長さ１０～１００μｍの範囲、シュレム管では３０～３００μｍの範囲であり得る。

照射領域の計算された温度は、強膜および小柱網では４５～６５℃、シュレム管では６０～９０℃の範囲であり得る。

成功した処置の例
本開示は、以下に開示される特定の予備実験において実装されている。本開示は、これらの実施例において実装されているが、これらの実施例は、追加のステップを含んでもよく、これは本開示を限定するものと見なされるべきではない。

第１の実施例：ウサギの眼において減少するＩＯＰ。
この実施例は、強膜および小柱網における多孔質構造の形成と、それに続く毛様体の局所凝固とを含む。

実験は、雄ニュージーランドウサギ（重量３．１ｋｇ）の２つの眼において実施した。

術前診断を行って、ＩＯＰ、ヤング率、角膜、強膜、および小柱網の応力分布を決定した。角膜ヤング率は、０．３０＋／－０．０５ＭＰａと決定された。

強膜および小柱網の平均孔径３ミクロンをＯＣＴによって測定した。

ウサギの眼圧を、ウサギの眼用に較正した空気圧式眼圧計を使用して測定した。拘束動物において局所麻酔なしで測定を行った。

ウサギのＩＯＰは、左眼では２１．６ｍｍＨｇ、右眼では２１．７ｍｍＨｇであることが分かった。

ＩＯＰの望ましい低下は、５ｍｍＨｇであると計算された。小柱網、強膜および毛様体へのレーザ曝露によるＩＯＰの変化の所望の相対的寄与は、それぞれ、２５％、３８％および３７％であると計算された。

照射は３つのステップにおいて行った。

ステップ１．小柱網のレーザ照射およびＩＯＰ測定。
このステップでは、Ｔｍファイバレーザを照射した。レーザは、波長１９２０ｎｍ、レーザスポット直径４００μｍ、パルス持続時間５ｍｓ、平均出力２．０Ｗ、およびパルス繰り返し率２０Ｈｚを有する。

ＯＣＴ画像は、左眼および右眼のそれぞれ直径４２０μｍおよび４６０μｍの小柱網における貫通チャネルを実証する。

ＩＯＰは、１９．６（左眼）および１９．２（右眼）ｍｍＨｇであると測定され、それぞれ２．０および２．５ｍｍＨｇ低下した。

ステップ２．強膜のレーザ照射。
このステップでは、波長１４４０ｎｍ、レーザスポット径４００μｍ、パルス持続時間２００ｍｓ、平均出力０．７Ｗ、パルス繰り返し率２Ｈｚ、１０パルスの系列、系列間の期間５秒、曝露時間５０秒を有するレーザを照射した。

図１１および図７は、レーザ照射された強膜中の細孔の計算された温度場および空間分布を実証している。

光音響法を使用してレーザ照射中に実温度場を測定した。レーザスポットの中心の最高温度は６２℃であり、レーザスポットの境界の最高温度は５０℃であった。

照射後にＩＯＰを測定したところ、１６．３ｍｍＨｇ（左眼）および１６．５ｍｍＨｇ（右眼）であった。超音波イメージングは、照射された強膜における細孔の形成を示す強膜厚の増加を実証した（図１０）。

ステップ３．毛様体の局所凝固。
このステップでは、波長１３２０ｎｍ、レーザスポット直径２００μｍ、パルス持続時間１ｍｓ、平均出力１．４Ｗ、パルス繰り返し率５Ｈｚ、２０パルスの系列、系列間の期間５秒、曝露時間４０秒を有するレーザを照射した。

凝固した毛様体の計算された所望のサイズは６５μｍであった。ＩＯＰの推定減少は３ｍｍＨｇであった。このステップ後の実際の減少は、それぞれ２．８（左眼）および３．３ｍｍＨｇ（右眼）であった。

ＩＯＰは、処置の３つの段階全ての１時間後および１ヶ月後にウサギについて測定した。１時間後、ＩＯＰは、１３．５（左眼）および１３．２（右眼）ｍｍＨｇであり、それぞれ８．１および８．５ｍｍＨｇ低下した。

照射１ヶ月後の最終ＩＯＰは、それぞれ、１３．６（左眼）および１３．６（右眼）ｍｍＨｇであった。そのため、最終的なＩＯＰの低下は８．０～８．１ｍｍＨｇ（第１のステップ後の寄与度２４％、第２のステップ後の寄与度３９％、第３のステップ後の寄与度３７％を含む）であった。

ＯＣＴ画像は、直径約３８０＋／－３０μｍのサイズの小柱網のチャネル、および強膜の平均サイズ９μｍの細孔を示す。

次いで、ウサギを組織学的分析のために屠殺した。結果は、１０μｍの平均孔径を有する照射された強膜における細孔の形成（図９）、および毛様体における６０＋／－１０μｍの凝固領域の形成（図１２）を実証している。

したがって、第１の実施例は、その後の照射ならびに小柱網および強膜における細孔の形成ならびに毛様体の局所凝固のために、生きているウサギの眼におけるＩＯＰの予測可能な減少を実証する。生存しているウサギの眼では、ＩＯＰの減少の安定性が少なくとも２ヶ月間維持された。

第２の実施例：両眼の強膜および毛様体のレーザ照射によるヒトの眼のＩＯＰの低下。
術前診断は、それぞれ３２ｍｍＨｇ（左眼）および３１ｍｍＨｇ（右眼）の初期ＩＯＰを示す。強膜のＯＣＴ診断は、４μｍの平均孔径を示す。角膜の厚さをＯＣＴで測定した。空気圧装置を使用してＯＣＥを用いて、角膜、強膜および小柱網またはその近傍のヤング率および応力分布を含む機械的特性を測定した。

照射は２つのステップにおいて行った。

ステップ１．強膜の照射。
このステップでは、波長１５６０ｎｍ、レーザスポット直径６００μｍ、パルス持続時間２００ｍｓ、平均出力０．８Ｗ、パルス繰り返し率２．５Ｈｚ、１０パルスの系列、系列間の期間５秒、曝露時間４２秒を有するレーザを照射した。光送達要素１０２および光変換要素１０４は、それぞれ眼の輪部から１ｍｍの距離で６００μｍの直径を有する８つの部分の照射領域の形成を有効にした。（図６）。

以下の特性を計算した：５９℃の最高温度、時間とともに増加し（図８）、照射４５秒で９μｍに達する平均細孔径、６．２ｍｍＨｇのＩＯＰの所望の低下。

ＩＲ光放射計を使用してレーザ照射中に温度測定を行った。最高温度は、５９＋／－０．５℃であった。

強膜照射後のＩＯＰは、２６．２ｍｍＨｇ（左）、２６．０（右）であり、平均孔径は、８μｍ（左）、９μｍ（右眼）であった。

ステップ２．毛様体の照射。
このステップでは、波長１３２０ｎｍ、レーザスポット直径２００μｍ、パルス持続時間１ｍｓ、平均出力１．５Ｗ、パルス繰り返し率５Ｈｚ、２０パルスの系列、系列間の期間５秒、曝露時間４５秒を有するレーザを照射した。

以下の特性を計算した：９０μｍの凝固毛様体のゾーン、１０ｍｍＨｇのＩＯＰの推定減少、８２℃の最高温度。照射中の温度測定は、８２＋／－１℃を示した。

処置後にＩＯＰを数回制御した：左眼については、ＩＯＰは処置直後に１５．５ｍｍＨｇ、６ヶ月で１６．５ｍｍＨｇ、および１２ヶ月で１６．８ｍｍＨｇであった。右眼のＩＯＰは、処置直後１５．２ｍｍＨｇ、６ヶ月で１６．１ｍｍＨｇ、１２ヶ月で１６．４ｍｍＨｇであった。

この実施例は、その後の照射ならびに強膜における細孔の形成および毛様体の局所凝固のためのヒトにおけるＩＯＰの長期の予測可能な減少を実証する。ヒトの両眼において、正常なＩＯＰの安定性は少なくとも１２ヶ月間維持された。

第３の実施例：低いＩＯＰを有するヒトの眼におけるＩＯＰの正規化。
処置は、慢性眼炎症を伴う緑内障手術後の右ヒト眼に対して行った。

右眼の初期ＩＯＰは、８ｍｍＨｇと測定された。

診断（ＯＣＴ）は、強膜の大きな細孔（平均細孔径２７ミクロン）および毛様体の顕著な炎症を示している。

ＯＣＥ測定は、低下したヤング率値、例えば角膜および強膜についてそれぞれ０．１ＭＰａおよび０．３ＭＰａを示している。

ＩＯＰ測定によれば、左眼のＩＯＰは１５ｍｍＨｇであり、視認可能な炎症はなかった。左眼の平均孔径は約１０ミクロンである。

ＩＲ放射計を使用して温度測定を行った。

光散乱測定は、光検出器を使用して行った。

サーモメカニカル振動測定を光音響検出器を使用して行った。

右眼の照射。
所望のＩＯＰなどのプラスの効果を達成するためのレーザ源のドシメトリを計算した。

アルゴリズムは、以下のパラメータ：レーザ波長、パワー、パルス持続時間、パルス繰り返し率、レーザスポット径、一連のパルスの量、一連の間の時間間隔、総曝露時間の変動を伴う眼のレーザ照射の前および最中に得られた診断データに基づく。

レーザ照射は２つのステップにおいて行った。

ステップ１．強膜の細孔の閉鎖。
このステップでは、波長１５６０ｎｍ、出力１．８Ｗ、レーザスポット径１ｍｍ、パルス幅２００ｍｓ、パルス繰り返し数２．５Ｈｚ、曝露時間３２秒を有するレーザを照射した。レーザパラメータは、強膜の照射中の後方散乱光の測定に基づいてフィードバックコントローラによって確立された（図１３）。

光送達要素１０２および光変換要素は、それぞれ眼の輪部から２ｍｍにおいて直径１ｍｍの６つの部分の照射領域の形成を有効にした。（図６）。

温度測定は、強膜の８２＋／－１℃までの加熱を示している。

強膜レーザ照射後、ＩＯＰは、１１．５ｍｍＨｇと測定され、ＯＣＴによって平均孔径９μｍが測定された。

ＯＣＥによって測定した強膜のヤング率は０．４５ＭＰａであった（正常範囲に戻ったことを意味する）。

ステップ２．毛様体に変調レーザ光を照射して再生過程を活性化し、炎症を減弱させる。
このステップでは、波長１３２０ｎｍ、パルス持続時間２００ｍｓ、レーザスポット直径１．０ｍｍ、レーザ出力０．４Ｗ、パルス繰り返し率１Ｈｚ、系列において１０パルスを有する４系列のレーザパルス、系列間の期間１０秒、曝露時間７０秒を有するレーザを照射した。

照射中の温度測定は、４８℃の最高温度を示している。振動圧力の測定値は、８～１２ｋＰａの範囲の圧力を示している。これらは、毛様体の照射領域における再生過程の活性化をもたらす。

右眼のＩＯＰは、レーザ処置直後１１．７ｍｍＨｇ、処置１年後１５．２ｍｍＨｇ、処置２年後１５．４ｍｍＨｇ、処置３年後１５．５ｍｍＨｇと測定された。

ＯＣＴを使用した検査によれば、平均孔径は９μｍであった。レーザ処置後、炎症は観察されず、大きな細孔は観察されなかった。

左眼のＩＯＰは、レーザ処置直後１５ｍｍＨｇ、処置後１年で１５．４ｍｍＨｇ、処置後２年で１５．６ｍｍＨｇ、処置後３年で１５．７ｍｍＨｇと測定された。

この実施例は、強膜の平均孔径の減少（大きな孔の閉鎖）、毛様体の炎症の停止および再生過程の活性化のために、ヒトの眼における正常なＩＯＰの回復を実証する。正常なＩＯＰの長期安定性は、処置後少なくとも３年間維持された。

本開示にかかる方法およびレーザシステムの実施形態は、以下の利点を示し得る：
１．いくつかの（３つの）ターゲット：毛様体、強膜および小柱網を有するシュレム管が同時に処置され得る。レーザ作用の明確なメカニズムが、本方法の利点である。目標は、（ｉ）毛様体の体積および産生性、（ｉｉ）強膜の透過性、ならびに（ｉｉｉ）シュレム管および小柱網の透過性に対するレーザ効果によって、異常な（上昇したまたは低い）ＩＯＰを有する患者のＩＯＰを制御することである。

２．７０℃を超える一時的な温度上昇による強膜および（または）小柱網の細孔の閉鎖によるＩＯＰ低下の可逆性。

３．いくつかのパラメータ（温度、電気インピーダンス、透水性、強膜および／または小柱網の微細孔形成、角膜および強膜の機械的特性、光後方散乱、ならびに毛様体の凝固帯の寸法）の測定に基づくフィードバック制御システム。角膜の機械的特性に関する情報は、角膜のより低い機械的特性が眼内液の量を増加させ、潜在的に緑内障の発症をもたらし得るため、微細孔の最終的な所望の特性（サイズ分布）の推定に使用される。さらに、同じ総断面積を有する少数の大きな細孔および多数の小さな細孔は、異なるＩＯＰ値および異なるＩＯＰ安定性を与える。したがって、細孔径分布および温度範囲の制御は、ＩＯＰの長期正規化を提供するために非常に重要である。

４．レーザドシメトリのリアルタイム制御を伴う自動装置は、遠隔高性能コンピュータによって制御される。

５．本方法および装置は、ＩＯＰ上昇および／または低ＩＯＰの両方に使用されることができる。

特定の実施形態および図面の説明は、本開示の技術およびそれに関連する有利な効果を説明するために役立つにすぎず、いかなる限定も暗示すべきではない。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲から推測されるべきである。

１０１ レーザ源
１０２ 光送達要素
１０３ 作業ツール
１０４ 光変換要素
１０５ 検出要素
１０６ フィードバックコントローラ
１０６ａ 電子ユニット
１０６ｂ フィードバック制御要素
１０６ｃ 遠隔ハイブリッド計算設備、および／または遠隔量子コンピュータ
２０１ 眼
２０２ａ 第１の領域
２０２ｂ 第２の領域
２０３ａ 強膜
２０３ｂ 小柱網
２０３ｃ 角膜
２０３ｄ シュレム管
２０３ｅ 毛様体
２０３ｆ 虹彩
２０３ｇ 水晶体
２０４ 角膜輪部
２０５ａ 従来の経路
２０５ｂ ブドウ膜強膜経路

Claims (15)

1. 眼（２０１）のＩＯＰを変化させるのに適したレーザシステムであって、
   レーザ源（１０１）と、
   前記レーザ源（１０１）のドシメトリを調節して、空間的および／または時間的変調レーザ光を発生させるように構成されたフィードバックコントローラ（１０６）と、
   前記眼（２０１）上の第１の領域（２０２ａ）を照射するように前記空間的および／または時間的変調レーザ光を導くように構成された第１の光送達要素（１０２）と、
   前記ＩＯＰの前記変化中にリアルタイムで前記眼（２０１）上の第２の領域（２０２ｂ）における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出するように構成された検出要素（１０５）と、を備え、
   前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記第２の領域（２０２ｂ）内の前記１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する前記リアルタイム検出情報に基づいて、前記レーザ源（１０１）の前記ドシメトリをリアルタイムで調節するように構成される、
   レーザシステム。
2. 前記第１の領域（２０２ａ）が、前記眼（２０１）の強膜（２０３ａ）上の一部を含み、
   前記レーザ源（１０１）が、前記強膜（２０３ａ）上の多孔質構造を修正するように調節される、
   請求項１に記載のレーザシステム。
3. 前記変調レーザ光が、前記第１の領域（２０２ａ）内の第１の温度範囲および／または第２の温度範囲を達成および／または維持するのに適しており、
   前記多孔質構造が、前記第１の温度範囲で安定化され、前記多孔質構造が、前記第２の温度範囲で不安定化される、
   請求項２に記載のレーザシステム。
4. 前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記検出情報に基づいて、前記強膜（２０３ａ）上の前記多孔質構造を通る流体の流量を計算するように構成される、請求項２または３に記載のレーザシステム。
5. 前記第２の領域（２０２ｂ）が、前記角膜（２０３ｃ）上の一部を含み、
   前記検出情報が、前記角膜（２０３ｃ）の１つまたは複数の機械的特性に関するものであり、
   前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記小柱網（２０３ｂ）の機械的特性、前記シュレム管（２０３ｄ）の表層の機械的特性、毛様体（２０３ｅ）の機械的特性、および／または前記強膜（２０３ａ）の機械的特性を含む、前記眼（２０１）の全体的な機械的特性を取得するように構成される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザシステム。
6. 前記検出要素（１０５）が、ＯＣＥ装置と、前記ＯＣＥ装置と組み合わされた空気圧装置とを備え、前記検出要素（１０５）が、前記角膜（２０３ｃ）の前記１つまたは複数の機械的特性を連続的に測定する、
   請求項５に記載のレーザシステム。
7. 前記第１の領域（２０２ａ）が、前記眼（２０１）の毛様体（２０３ｅ）上の一部を含み、
   前記レーザ源（１０１）が、前記毛様体（２０３ｅ）上の１つまたは複数の細胞を活性化するように調節される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザシステム。
8. 前記変調レーザ光が、前記１つまたは複数の細胞を活性化するための温度および／または圧力状態を生成するのに適している、
   請求項７に記載のレーザシステム。
9. 前記変調レーザ光が、前記第１の領域（２０２ａ）の外側の第３の領域に伝播することができるサーモメカニカル波を発生させるのに適しており、
   前記１つまたは複数の細胞が、前記第３の領域内にある、
   請求項７に記載のレーザシステム。
10. 前記第１の領域（２０２ａ）が、
    ａ）前記眼（２０１）の強膜（２０３ａ）上の部分、
    ｂ）前記眼（２０１）のシュレムチャネルおよび／または小柱網（２０３ｂ）の部分および／またはその近傍、および
    ｃ）前記眼（２０１）の毛様体（２０３ｅ）上の部分、のうちの少なくとも２つを含み、
    前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記ＩＯＰを正規化する際の前記２つの部分の所望の相対的寄与を計算するように構成され、
    前記レーザ源（１０１）の前記ドシメトリが、所望の相対的寄与を達成するように調節される、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザシステム。
11. 前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記検出情報に基づいて、前記部分のうちの１つが以前に処置されたかどうかを決定するように構成され、
    前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記部分のうちの前記１つが以前に処置されたことを決定した場合、前記フィードバックコントローラ（１０６）が、前記処置された部分の前記所望の寄与を低減することによって前記所望の相対的寄与を補正するように構成される、
    請求項１０に記載のレーザシステム。
12. 前記フィードバックコントローラ（１０６）が、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータ（１０６ｃ）を含み、および／または前記高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータ（１０６ｃ）に結合され、および／または
    前記フィードバックコントローラ（１０６）が、記憶装置を備え、および／または前記記憶装置に接続され、前記記憶装置が、オフライン設定テーブルを記憶し、前記設定テーブルが、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータ（１０６ｃ）によって計算される、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザシステム。
13. 方法であって、
    ａ）眼（２０１）の第１の領域（２０２ｂ）における１つまたは複数の物理的、化学的、機械的および／または構造的特性を検出することと、
    ｂ）前記眼（２０１）上の前記第１の領域（２０２ｂ）における前記物理的、化学的、機械的および／または構造的特性に関する前記検出情報を処理することと、
    ｃ）前記眼（２０１）上の多孔質構造変化の特性および／または前記眼（２０１）の毛様体（２０３ｅ）再生の活性化を、前記多孔質構造変化および／または前記毛様体（２０３ｅ）再生の活性化の間にリアルタイムで取得することと、を含む、
    方法。
14. 前記第１の領域（２０２ｂ）が、前記眼（２０１）の角膜（２０３ｃ）上の一部を含み、
    前記検出情報が、前記角膜（２０３ｃ）の前記機械的特性に関連し、
    前記眼（２０１）上の多孔質構造変化の特性および／または前記眼（２０１）の毛様体（２０３ｅ）再生の活性化を、前記多孔質構造変化および／または前記毛様体（２０３ｅ）再生の活性化の間にリアルタイムで取得することが、
    前記小柱網（２０３ｂ）の機械的特性、前記シュレム管（２０３ｄ）の表層の機械的特性、毛様体（２０３ｅ）の機械的特性、および／または前記強膜（２０３ａ）の機械的特性を含む、前記眼（２０１）の全体的な機械的特性を取得することを含む、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記検出情報を処理することが、高性能コンピュータ、ハイブリッド量子－古典計算設備、および／または量子コンピュータ（１０６ｃ）を使用してリアルタイムで実行される、
    請求項１３または１４に記載の方法。

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