JP4571773B2 - 非穿孔性濾過手術 - Google Patents

Description

【０００１】
［発明の分野］
本発明は、レーザアブレーションによる緑内障治療の分野に関連している。
【０００２】
［発明の背景］
緑内障は、眼圧増大による視神経疾患である。この疾病のメカニズムは、完全には理解されていない。しかし、もっとも効果的な治療は、例えば薬やインプラントを用いての眼圧低下のようである。これにより、視神経の損傷の進行は防止又は低減される。
【０００３】
提案されている処置の一つに非穿孔性トラベクレクトミーがある。この処置では、シュレム管上に重なっている強膜を一部除去することで、目からの房水の流出を可能にする。目の中まで穿孔しないよう、強膜の厚みの一部のみを除去することが望ましい。しかし、このような処置をナイフで行うのは難しい。
【０００４】
オ・ドネルの米国特許5,370,641号（この開示内容は参照によりここに導入される）には、エキシマ・レーザ又はエルビウム・レーザを用いてシュレム管および強角膜繊維柱帯上に重なっている強膜を除去すると記載されている。レーザのスポットサイズ及び治療領域は記載されていない。この特許は、強角膜ベッド(corneoscleral bed)が十分な量だけ除去されれば、残った非常に薄いシュレム管および強角膜繊維柱帯から房水が出てきて、レーザのエネルギーが流出する体液により吸収され、終点の自己調整が行われる、と主張している。
【０００５】
この特許が発行されてから何年も経つが、この特許で示されている方法は、完全に満足できる処置が存在しない疾病である緑内障の処置に対する大きなニーズがあるにも拘わらず、広く利用されてはいない。
【０００６】
［発明の要約］
本発明のいくつかの実施形態の態様は、非穿孔性濾過処置を制御し効果的にする装置に関する。本発明の例示的な実施形態において、装置は、レーザスポットを用いて眼のある領域を自動的に走査し、それによりその領域全体を融除するスキャナを含む。オプションとして、レーザビームが常にオンとなっている連続的な走査が用いられる。スキャナを利用することの潜在的な利点は、眼の広い領域に、比較的安価なレーザを用い、ビームを領域全体に走査することで大きな総エネルギー量を与えられる能力にある。
【０００７】
本発明の実施形態において、強膜および／または角膜組織のある領域が融除される又は他の方法でレーザにより除去される。レーザにより強膜組織が十分に融除されると、房水の浸出がある。オプションとして、この体液は、レーザエネルギーが相当高くても、レーザエネルギーを吸収し、さらなる穿孔を防止する又は非常に遅くさせる。上記に代えて又は加えて、房水は、レーザにより生じた熱の散逸を促進する。オプションとして、ＣＯ_２レーザが使用される。
【０００８】
スキャナを使用する他の潜在的な利点は、一様な浸出プロフィール(profile)（又は他の所望のプロフィール）が得られることである。アブレーションにより、組織の厚みを最終的に一様に形成してもよい。あるいは、一様な浸出が得られるように、異なる種類の組織又は領域が異なる厚みを有してもよい。いくつかのケースでは、融除された強膜又は角膜の厚みは、その下にある組織の種類に応じて変化するであろう。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態では、浸出する房水を集めるために強膜および／または角膜にリザーバが融除される。
【００１０】
本発明の一実施形態では、処置の監視を可能にするために、光学的コンバイナを使用して、レーザビームがヴィジュアルシステム(visual system)と光学的に結合される。処置を行っている医師がアブレーションを行っている領域を観察するために、ビジュアルシステムは、眼顕微鏡であってもよい。上記に代えて又は加えて、ビジュアルシステムは、自動ヴィジョンシステム(vision system)である。光学的コンバイナは、医師がレーザ照準位置および／または走査領域を変更できるマイクロ・マニピュレータを備えていてもよい。なお、標準的なマイクロ・マニピュレータおよびビーム・コンバイナは、空間的に走査されたレーザビームからの入力をサポートしていない。
【００１１】
人による又は自動的なヴィジュアルシステムを使用してモニターを行うことの利点は、レーザビームの自動制限的挙動の発現をさらに要求することなく、房水が浸出するとすぐに眼の特定の場所におけるアブレーションを止めることができることにある。
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態は、非穿孔性濾過処置をモニターするための自動ヴィジョン・システムの使用に関する。本発明の一実施形態では、ヴィジョン・システムは、融除された強膜または角膜からの液体の浸出を検出し、これにより、浸出点でのアブレーションを止めるべきことを確認する。これにより安全性が非常に高くなる。上記に代えて又は加えて、ヴィジョン・システムは、眼のいくつかの点でレーザの走査が低減される又はなくなり、一方、他の点では走査が続くようにスキャナ（またはレーザ）を制御する。
【００１３】
本発明のいくつかの実施形態の態様は、眼の保護具に関する。例示的な実施形態では、眼の保護具は、例えばレーザ光を物理的に遮蔽することにより、予め規定された領域の外側におけるレーザによるアブレーションを防止する。眼の保護具には眼に対する接着性があってもよい。上記に代えて又は加えて、眼の保護具は、処置中に、眼に形成された一以上の弁を開いた状態に維持する。上記に代えて又は加えて、眼の保護具は、使い捨てである。
【００１４】
このように、本発明の例示的な実施形態によれば、レーザビームを生成するレーザ光源；前記レーザビーム用の入力部、及び空間的に走査されたレーザビームの出力部を有するスキャナ；眼上の組織を所望のパターンで除去するために前記スキャナを駆動する制御回路；前記組織除去を観察するための顕微鏡；及び前記顕微鏡の視線用の第１の入力部、及び前記空間的に走査されたビーム用の第２の入力部を有するビームコンバイナを備える眼手術用装置が提供される。オプションとして、装置は、前記顕微鏡からの前記組織除去の画像を表示するモニターを備える。上記に代えて又は加えて、前記組織除去の画像を取得するカメラ；及び前記画像を処理するイメージプロセッサを備える。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態では、前記回路は、前記組織除去の状態の目安を生成するために前記イメージプロセッサによる前記処理を利用する。好ましくは、前記回路は、前記組織除去の制御ループを閉じるために前記目安を利用する。上記に代えて又は加えて、前記組織除去状態の目安には、組織除去領域内に残っている組織の厚みの目安が含まれる。上記に代えて又は加えて、前記組織除去状態の目安は、組織除去領域内に残っている組織を通っての浸出の速度の目安を含む。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態では、前記コンバイナに取り付けられており、前記レーザ光源からのレーザビームを遮蔽するフレームを備える。上記に代えて又は加えて、前記レーザ光源は、ＣＯ_２レーザ光源を含む。上記に代えて又は加えて、前記レーザ光源は、ＵＶレーザ光源を含む。上記に代えて又は加えて、前記レーザ光源は、可視波長を有し、前記レーザビームと位置が合わせられている第２の照準用ビームを生成する。上記に代えて又は加えて、前記レーザビームは、強膜組織をアブレーションにより除去するのに十分な強度を有する。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態によれば、レーザビームを生成するレーザ光源；前記レーザビーム用の入力部、及び空間的に走査されたレーザビームの出力部を有するスキャナ；眼上の組織を所望のパターンで除去するために前記スキャナを駆動する制御回路；前記組織除去の少なくとも一つの画像を取得するカメラ；及び前記制御回路への入力を与えるために前記取得された画像を処理するイメージプロセッサを備える眼手術用装置も提供される。好ましくは、前記イメージプロセッサは、前記眼の少なくとも一カ所における浸出速度の目安を生成する。上記に代えて又は加えて、前記イメージプロセッサは、前記眼の少なくとも一カ所において残っている組織の厚さの目安を生成する。上記に代えて又は加えて、前記制御回路は、前記入力に応じて、前記スキャナの走査経路を変える。上記に代えて又は加えて、前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのビーム強度をビーム位置の関数として変化させる。上記に代えて又は加えて、前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのスポットサイズをビーム位置の関数として変化させる。上記に代えて又は加えて、前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのパルス持続時間をビーム位置の関数として変化させる。上記に代えて又は加えて、前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームの走査速度をビーム位置の関数として変化させる。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態によれば、レーザ光波に対し不透明であり、少なくともいくつかの可視光の波長に対し透明であり、眼との接触に適合されている柔軟部分；及びレーザ光波に対し透明であり、非穿孔性濾過処置用にサイズが合わせられている透明セクションを備える眼保護具も提供される。好ましくは、前記柔軟部分は、眼に対し自動接着性がある。上記に代えて又は加えて、前記透明セクションには、前記柔軟部分内の開口が含まれる。上記に代えて又は加えて、前記透明セクションは、前記柔軟部分に垂直に、かつ前記眼の方向に拡張している。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態によれば、眼に、その眼のシュレム管上に重なる弁を開らくこと；レーザを自動的に走査することによりシュレム管の近傍に浸出領域を形成すること；前記浸出領域との間で流体が流動できるように、前記眼の強膜にリザーバを形成すること；および前記弁を閉じることを含む非穿孔性濾過処置法も提供される。好ましくは、浸出領域を形成することには、前記浸出領域から炭化した組織を拭き取ることが含まれる。上記に代えて又は加えて、レーザの自動走査には、レーザの組織に対する効果に応じて、走査のパラメータの少なくとも一つを自動的に制御することが含まれる。上記に代えて又は加えて、前記レーザは、ＣＯ_２レーザである。
【００２０】
以下、図面を参照しながら、例示的で、非制限的な本発明の実施形態を説明する。図面において、異なる図面での同じ要素は同じ参照符号を付けられている。
【００２１】
［好ましい実施形態の詳細］
図１は、本発明の例示的な実施形態による非穿孔性濾過処置における例示的な眼用アブレーションシステム５０の模式図である。
【００２２】
はじめに眼４０を参照すると、システム５０を用いた例示的な濾過処置は、強膜４１の領域３１および／または領域３０における角膜４２の除去部分を含む。アブレーションのいくらかは、シュレム管３４および／又は強角膜繊維柱帯３２上に重なる領域に対して行われる。図１において、領域３０のサイズは誇張されている。多くの処置において、領域３０は領域３１より非常に小さく、実質的には、シュレム管上に重なっている強膜４１および角膜４２の間の境界領域のみからなるであろう。しかし、いくつかの処置では、角膜から大きな部分が除去されるかもしれない。例示的な濾過処置のより詳細な説明は後述する。
【００２３】
システム５０は、アブレーション・レーザ・ビーム５４を生成するレーザ光源５２を備える。本発明の一実施形態では、ＣＯ_２レーザが用いられる。これは、ＣＯ_２からの放射が水によく吸収されるからである。ＣＯ_２レーザの他の利点には、出血を防止する能力、低価格、小型大出力というのがある。しかし、水および／または房水により吸収される紫外線レーザのような他のレーザを用いてもよい。さらに、水によって吸収されない他のレーザさえも利用してもよい。しかし、これは、処置の一般的な安全性を低減させるであろう。レーザに代えて、赤外線フラッシュランプによって生成されるような非コヒーレント光を用いてもよい。
【００２４】
レーザ（または他の光）が目と行う相互作用のタイプは、典型的にはアブレーションである。しかし、例えば気化および凝固（及びその後オプションとして融除された組織の除去）など、他の組織除去相互作用を用いてもよい。
【００２５】
レーザ光源５２は、低出力および／または視認可能な照準用レーザビーム（不図示）をさらに生成することであってもよい。照準用ビームは、アブレーション用ビームと同軸であってもよい。この照準用ビームは、ビーム５４と位置合わせが行われている(boresighted)独立したレーザからなることであってもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態において、レーザービーム５４は、実際に融除される領域３０よりも寸法が小さいスポットサイズを有する。ビーム５４は、さらに、スキャナ、例えば機械的、電気光学的、又は音響光学的スキャナを用いて領域３０上を走査されることであってもよい。例示的スキャナの詳細については後述する。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態では、眼用顕微鏡５８又は他の適当な光学機器を介して処置が監視される。本発明の一実施形態では、観察者６２が顕微鏡５８の接眼レンズ６０を介して領域３０を覗く。上記に代えて又は加えて、処置は、ＣＣＤカメラのようなイメージャー(imager)６４を用いて撮影される。
【００２８】
本発明の典型的な実施形態では、ビーム５４（及び／又はオプションである照準用ビーム）が、ビームコンバイナー７０を用いて、イメージャー６４及び／又は顕微鏡５８の視線と光学的に結合されている。コンバイナ７０は、ビーム５４と顕微鏡５８の視線の相対的な位置の変更を可能にするマイクロマニピュレータをさらに備えていてもよい。種々のタイプのマイクロマニピュレータを用いることができ、特定の一つについては後述する。例示的な実施形態において、相対的に視線を制御するためにジョイスティック７２がビームコンバイナー７０に備えられている。
【００２９】
標準的な眼用ビームコンバイナーと違い、コンバイナー７０は、点光源よりも、走査されているビームを受けることを期待されている。このため、コンバイナ７０の光学系は、マイクロマニピュレータの入力軸の中心から±２、±４、又は±５ｍｍのように、相当な範囲のビーム位置にわたってビームの照準を正確に合わせられるように設計されていてもよい。
【００３０】
イメージャー６４により取得された画像（又は連続画像）は、種々に利用することができる。本発明の一つの実施形態では、取得されたイメージは、例えばディスプレイ６６を用いて表示できる。上記に代えて又は加えて、取得された画像は記録される。上記に代えて又は加えて、取得されたイメージは、イメージプロセッサ６８を用いて解析される。いくつかの実施形態では、画像および／または制御パラメータがインターネット又は他の通信ネットワークを用いて遠隔地に送信される。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態において、画像解析は、房水の浸出を検出するのに利用される。上記に代えて又は加えて、アブレーション用ビーム５４（又は照準用ビーム）が指定された安全領域内にあることが画像解析により確認される。上記に代えて又は加えて、画像解析によりアブレーションの深さを、例えば立体画像、シャドー解析(shadow analysis)および／又は薄い組織はより透明であるということを利用して、検出する。次に、例えば、眼内に強い光を照射し、融除された組織からの相対的又は絶対出光量を計測することにより、組織の厚みを測定してもよい。さらに、例えばイオン泳動を用いて染料を眼内に入れ、浸出した房水の色の濃さを観察することにより浸出の程度が判断されてもよい。
【００３２】
検出された浸出は、処置を行っている医師に、例えばディスプレイ６６又は音響アラーム（不図示）を用いて、フィードバックを与えるのに利用してもよい。上記に代えて又は加えて、レーザ５２を切る又はビーム５４を例えばスキャナ５６又はコンバイナー７０で遮蔽してもよい。上記に代えて又は加えて、画像処理結果は、例えばスキャナ５６の走査パラメータを制御することにより、制御ループを完結させるのに用いてもよい。
【００３３】
いくつかのケースにおいて、レーザビームがうっかり眼球内へ穿孔するかもしれない。オプションとして、このような穿孔は、目からの房水の流量（これは浸出によるものよりも流量が多い）に基づいて検出される。オプションとして、処置は、穿孔性濾過処置として完了してもよい。上記に代えて又は加えて、少なくとも目の一部において穿孔が計画される。さらに、穿孔領域の又はその近くの組織を凝固させる及び／又は瘢痕化させる（scar)ようにスキャナを制御してもよい。
【００３４】
本発明の一実施形態において、コントローラ７４は、画像処理結果を受け取り、レーザ光源５２、スキャナ５６、コンバイナ７０の適切な制御を行う。上記に代えて又は加えて、コントローラ７４は、データの処理し表示するのに、及び／又は、処置を行っている医師から処置パラメータのような入力を受けるのに利用される。適当な入力デバイス７６が備えられるであろう。
【００３５】
図２は、システム５０に適した例示的なスキャナ５６の模式図である。レーザ光源５２からのビーム５４は、モータ１０２により駆動されるミラー１００により第１軸方向へ走査される。第２のモータ１０６により駆動される第２のミラー１０４は、ビームを他の軸方向（直交していてもよい）に走査する。２つのミラーは、走査コントローラ１０８により制御されるであろう。走査は、ある規定された走査領域上において連続であってもよい。いくつかの実施形態では、同じスキャナを異なるサイズ及び形状の領域を走査するのに用いられるであろう。ビームアッテネータ１１０が領域３０及び３１内の特定の走査場所に対してビーム５４を選択的に減衰するようにさらに備えられていてもよい。アッテネータ１１０は、ワンセルアッテネータ（one cell attenuator)であってもよく、又は、空間変調器であってもよい。なお、ビームを走査するのに多くの異なるデザインのスキャナ、例えば回転プリズムを用いたスキャナや音響光学スキャナ、を利用できる。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態で実現されるであろうスキャナの他の潜在的な利点には、
（ａ）レーザ及び／又は近くの領域からの熱による損失を制限する；
（ｂ）目の異なる領域でのアブレーションの深さを制御できる；
（ｃ）目の異なる領域での浸出速度を制御できる；
（ｄ）一様なアブレーションが望まれる場合には、一様な深さと組織の一様な厚さとで選択ができる；及び／又は
（ｅ）組織の種類に基づいて走査速度、強度、パルスレート及び／又は他のパラメータを変更する、
が含まれる。レーザ５２とスキャナ５６を同時に制御して種々の所望のレーザ効果を得るようにコントローラ７４が使用されるであろう。
【００３７】
図３は、本発明の一実施形態による、システム５０のための例示的なコンバイナ／マイクロマニピュレータ７０の模式図である。前述したように、本発明のいくつかの実施形態では、入力ビームが、空間上の単一の場所に固定されるよりもむしろ走査される。このため、コンバイナ７０は、顕微鏡５８の視線とビームとを、走査ビームの軸外の予期される位置範囲にわたって適切に結合するように設計されてもよい。
【００３８】
図３に示されるように、ビーム５４はコンバイナ７０に入り、光学系１２０により光学的に処理される。光学系１２０は、ビーム５４の焦点を制御し、要求されているように、ビームの焦点を領域３０及び３１に合わせる。本発明の一実施形態では、ビーム５４が顕微鏡５８と同じ焦点面を有するように光学系１２０が構成および／または制御される。後述するように、これは手動により又は自動的に達成できる。
【００３９】
顕微鏡５８の光路の範囲は、囲い環１２４により定めることができる。
【００４０】
ビーム５４は、例えば可視光に対して透明又は半透明であり、赤外光（又はレーザの波長）を反射するミラー等のビーム結合素子１２２を用いて顕微鏡５８の光路と結合される。本発明の例示的な実施形態では、レーザビーム５４と顕微鏡５８の視野との相対的な配置が制御できるように、ジョイスティック７２又は他の入力手段がビーム結合素子１２２を回転させるために備えられている。あるいは、走査領域は、スキャナ６を用いて規定および／または移動される。この場合、より大きく及び／又はより広角度のビームコンバイナを備える必要があるであろう。上記に代えて又は加えて、スキャナ５６は、コンバイナ７０と一体化している単一ユニットとして備えられる。
【００４１】
図４は、本発明の例示的な実施形態による非穿孔性濾過法のフローチャート２００である。最初に、２０２において、目の結膜に弁２６（図１）が形成される。２０４において、強膜４１及び角膜４２に弁が形成される。このような弁は、メス、レーザ及び／又は専用の切断具を含む当該分野で知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００４２】
図５は、本発明の例示的な実施形態における露出されたアブレーション領域３０及び３１を見せている目の斜視図である。本発明の一実施形態では、弁は、戻る方向が異なるように開かれている。したがって、弁が閉じられたとき、一方の弁の先端は、他方の弁の底面の下になる。これにより、よりしっかりと閉じられるであろう。示されている実施形態では、２つの弁は、反対方向に開くが、他の角度関係、例えば直交関係であってもよい。上記に代えて又は加えて、いかなる隆起又は炎症もレンズにあまり影響を与えないように、強膜弁２７の端部は例えば強膜上４１にある。上記に代えて、弁２７の端部は角膜４２上にある、又は、上記に代えて、強膜と角膜の間の境界上にある。
【００４３】
２０５において、使用しようとするツールがアブレーション領域用に較正される。いくつかの実施形態において、ツールは処置の開始前に較正され、および／または処置中に定期的に再較正される。典型的な較正には、ビーム強度、スキャナ／コンバイナの位置合わせ、及び／又はレーザ焦点面が含まれる。レーザ焦点面の較正は、顕微鏡焦点面の設定と共に行ってもよい。上記に代えて又は加えて、焦点距離を変えるためのレンズ及び／又は他の光学素子を含む焦点距離可変型コンバイナが利用される。
【００４４】
ターゲット領域は、例えばミラー１２２（図３）上のマーキングとして示されてもよい。上記に代えて又は加えて、目の画像と、レーザビームの推定位置又は想定位置を示すコンピュータ表示が提供されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータにより生成され、例えば走査パラメータを示す表示は、顕微鏡５８と組み合わせられ、観察者がその表示を顕微鏡を介して観察できるようにしている。
【００４５】
個々の実施例によって、顕微鏡５８および／またはコンバイナ７０（これは顕微鏡５８と一体のユニットであってもよい）は、目４０および／または融除された領域３０及び３１と接触していてもいなくてもよい。
【００４６】
後述するように、本発明の例示的な実施形態では、房水の浸出を可能にする浸出領域２２０（下記の図６）及び湧き出た体液を吸い取られるまで溜めるリザーバ領域２２２（下記の図６）の両方が形成されるであろう。これらは、同一の走査の一部として同一の走査設定で、又は別個に形成されてもよい。他の実施形態では、浸出領域のみ形成される。一般的には、これらの領域は、治療が完了したときに組織弁で覆われる。
【００４７】
２０６において、浸出領域２２０は、シュレム管３４および強角膜線維柱体３４上に重なる領域３０内で融除される。房水が浸出しない場合（２０８）には、アブレーション・ステップが繰り返される。本発明の一実施形態では、いったん浸出が検出される又は最小限の浸出が検出されると（いづれも手動により又は自動的に検出されるであろう）、アブレーションが止められる。本発明の他の実施形態では、浸出が検出されたところではアブレーションが止められるかゆっくり行われるが、領域３０および／または３１の他の領域では続けられる。領域３０において実際に融除された領域よりも小さな最小限の浸出領域が形成されてもよい。このように、アブレーションは閉回路式、すなわち、反復される、又は、少なくともリザーバについては、例えば予め定められたレーザビームの設定に基づいた開回路式のアブレーションを同様に行うこともできる。
【００４８】
一般的に、領域３０内の組織は非一様な厚みを有し、浸出がより少ない領域をより多く融除することにより、一様に薄いフィルタ領域を形成することができる。あるいは、一様な（又は他の輪郭の）浸出分布を得ることができる。また、浸出に適合したアブレーション（percolation-adapted ablation)によれば、組織のレーザに対する感度に走査パラメータを合わせることができる。サブレーションを制御するために、以下の走査パラメータの１以上をアブレーション領域に沿って変えてもよい：
【００４９】
（ａ）スポットサイズ。より大きなスポットサイズは、分解能が低く、単位面積当たりのエネルギーが少ない。いくつかの実施形態では、非円形のスポット、例えば楕円形、三角形、六角形および矩形が利用される。上記に代えて又は加えて、スポットのパターンを与えてもよい。このようなパターンは例えばガウシアン又は一様等の連続的なものでもよく、又は例えば市松模様等の離散的なものであってもよい。典型的な円形スポットサイズは、０．１ｍｍと１ｍｍの間であり、例えば０．８ｍｍである。
【００５０】
（ｂ）滞留時間(dwell time)。走査測度を変化させることにより、未だ浸出がない場所ではより多くのエネルギーを加え、これ以上のアブレーションが望まれていない場所ではより少ないエネルギーを加えることができる。典型的な滞留時間は、１００μｓと１０００ｍｓの間であり、例えば４００μｓである。
【００５１】
（ｃ）ビーム強度。これは、例えばレーザ光源を変調することにより、又はアッテネータ１１０若しくは光路上のどこかの他のアッテネータ（一様又は空間変調を行う）を用いて制御することができる。アッテネータは、例えば周波数選択特性を有する又は適切な物理的な場所を有し、アブレーションを行うビームのみを選択的に減衰させる（そして付随的な照準用ビームは減衰させない）こととしてもよい。いくつかのケースでは、走査の一部においてビームを切ってもよい。典型的なレーザ光源ビーム強度は５Ｗおよび１５Ｗの間である。目に導入されるべき実際の強度は、例えば滞留時間（およびスポットサイズ）、目の組織の年齢、および望まれる効果の種類（例えばアブレーションか凝固か）等の種々のパラメータに依存かもしれない。
【００５２】
（ｄ）ビーム位置およびスキャンのパターン。いくつかの実施形態では、ビームは、ビームの効果に拘わらず領域全体を走査する。あるいは、浸出領域および／または要求されるアブレーションに合わせるために、ビームは、特定の場所をスキップする及び／又は走査中に走査領域形状を変えてもよい。
【００５３】
（ｅ）走査経路。いくつかの実施形態において、ある場所でアブレーションが繰り返される間にその場所での浸出を検出するのに十分な時間があるように走査経路が選択される。上記に代えて又は加えて、走査経路は、領域内のいくつかの場所で浸出が始まるのに応じて変えられることであってもよい。さらに走査経路は、自身に、例えば１０％、オーバーラップしてもよい。典型的な走査経路は、列状である。走査は、列の間がより大きく離れるように、互い違いにしてもよい。列の方向は、各列反対でもよい。
【００５４】
（ｆ）走査形状。種々の浸出形状および／またはリザーバ形状を得るために、種々の走査形状を利用してもよい。
【００５５】
（ｇ）パルス長、パルス・エンベロープ、およびパルス繰り返し率のようなレーザ・パルス・パラメータ。いくつかの実施形態では、パルスレーザが利用される。レーザがパルスビームを生成してもよいし、連続パルスビームをさらにテンポラリーに変調してもよい。ある例示的な実施形態では、ＣＷレーザが用いられ、１μｓと１ｍｓとの間のパルスを出し、繰り返し数が１Ｈｚと１ｋＨｚの間となるように変調される。あるいは、連続ビームが目に与えられる。
【００５６】
２１０では、リザーバ２２２（図６）が随意に作られる。浸出をリザーバの深さの検出に用いる代わりに、レーザエネルギーの照射量に基づいて見積ってもよいし、イメージプロセッサ６８を用いて判断してもよい。いくつかの実施形態において、リザーバ２２２は、浸出領域２２０を作っている間又はその前に作られる。
【００５７】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、完成した浸出（２２０）及びリザーバ（２２２）システムの側面図および上面図である。
【００５８】
図６Ａは、弁２６及び２７が閉じられた後の状態を示している。図６Ｂは、弁が破線で示されている上面図である。
【００５９】
示されているように、リザーバ２２２と浸出２２０とは、異なるジオメトリー(geometry)を有する。このジオメトリー(geometry)には、異なる形状、サイズ及び／又は深さが含まれていてもよい。典型的な実施形態では、浸出領域２２０は３×３ｍｍであり、リザーバ２２２は５×３ｍｍである。浸出領域の代わりの例示的なサイズは、２〜５ｍｍ×２〜５ｍｍである。リザーバ２２２の代わりの例示的なサイズは、３〜５ｍｍ×３〜５ｍｍである。領域の実際のサイズは固定されてもよい。あるいは、一方又は双方のサイズは、患者の特性、例えば目のサイズ、年齢および眼内圧力に基づいて前もって決定される。上記に代えて又は加えて、実際のサイズは、処置中、例えば浸出速度に基づいて決定してもよい。上記に代えて又は加えて、浸出領域２２０及び／又はリザーバ２２２のサイズは、後の処置において調整（上げる又は下げる）してもよい。
【００６０】
しかし、非矩形形状、例えば円形、楕円形、又は多角形（例えば３から１０面の間）を与えてもよい。特に、例えばリザーバ２２２及び／又は浸出領域２２０に異なる周囲長−面積比を与えるために、凸面及び凹面のどちらの形状を与えてもよい。上記に代えて又は加えて、少なくとも一方の領域の一部は、複数の細長い領域として与えられてもよい。
【００６１】
連続したリザーバ及び浸出領域に代えて、それら２つは、１以上の溝部、例えば強膜を融除して作られた溝部により隔てられていてもよい。
【００６２】
いくつかのケースにおいて、アブレーションにより目の炭化や破片の堆積が生じるかもしれない。このような炭化は、流体や拭き取り具を用いて拭き取ることとしてもよい。
【００６３】
弁を閉じる前に、スペーサを挿入し、いくつかのスペーサは生体吸収性材料からなることから、少なくともスペーサが吸収されるまで、リザーバ２２２及び／又は浸出領域２２０を開いた状態（２１２）に維持することとしてもよい。典型的なスペーサは：
（ａ）スター社のアクアフロー、コラーゲンからなる；
（ｂ）コーネル社のＳＫ−ジェル、網状ヒアルロン酸からなる；
（ｃ）種々のデザインのヒドロゲルインプラント；
（ｄ）眼組織の採取した又は使い残した片から形成された強膜インプラント
である。
【００６４】
スペーサに代えて又は加えて、組織の内方への成長を遅らせるために、融除された領域に抗代謝性(anti-metabolic)の材料を与えてもよい。典型的な材料には、一般的に湿らせたスポンジを２〜３分接触することで与えられるマイトマイシン、、及び一般的に処置後の一連の結膜下注射により与えられる５−フルオロ−ウラシル（５ＦＵ）、が含まれる。
【００６５】
２１４では、弁が閉じられ、例えばレーザ、接着剤または縫合によりシールされる。
【００６６】
走査に代えて、本発明の一実施形態では、アブレーション領域全体をカバーするような大きなスポットサイズが用いられる。例えば、十分に融除された領域においてのみ浸出した房水によりレーザ光が吸収されるというメカニズムにより、融除された領域の浸出が生じている部分でアブレーションが止まるようにしてもよい。
【００６７】
走査に代わる他の手段として、処置はフリーハンドで行ってもよい。プローブ内に一体型スキャナをさらに備えてもよい。照準用ビームが、これは走査されてもされなくてもよいが、走査範囲を示すのに用いられてもよい。
【００６８】
図７は、本発明の一実施形態による、例示的な保護用枠組み３００を図示している。枠組み３００は、顕微鏡５８に随意に取り付けられ、レーザ光が、アブレーション領域３０及び３１の外側、及び／又はそれらの回りに規定されている安全領域に達しないように遮蔽する。上記に代えて又は加えて、枠組み３００は、患者に取り付けられてもよい。示されているように、枠組み３００は、枠組みを取り付けるための取り付け用延長部３０２と、
本実施形態の場合４つの棒状部から形成されたフレーム３０４とを備える。これらの棒状部は、示されているよりも幅広であってもよく、及び／又は、例えば使い捨て型の（枠組みに）接着可能な幕のようなカーテンがそれらに取り付けられていてもよい。要求される処置の焦点距離は、枠組み３００を用いて設定されてもよい。距離調整ネジ３０６をさらに備えてもよい。上記に代えて又は加えて、枠組み及び融除可能な領域の形状および／またはサイズを制御するために、枠組み形状調整用のネジ３０８を備えてもよい。いくつかの実施形態において、枠組み３００は、例えば柔軟なワイヤにより形成されており、矩形ではない。上記に代えて又は加えて、フレーム３００は、ビーム５４に対して以外は、半透明であってもよい。一例では、枠組み７００は、レーザ作用領域を規定する透明なプレート用のホルダー（例えばクリップ）を備える。
【００６９】
図８Ａおよび８Ｂは、本発明にいくつかの実施形態による、２つ例示的な代替アイプロテクターを図示している。
【００７０】
図８Ａは、開口タイプのプロテクター４００を示す。これは、レーザ光を遮蔽するボディ４０２とレーザ光を通過させる開口４０４とを有する。本発明の一実施形態では、ボディ４０２は柔軟で接着性があり、例えばシリコンラバーシートからなる。ボディー４０２は、目４０にくっつけられたときに、弁２６および２７を開いた状態に維持することとしてもよい。柔軟である代わりに、ボディ４０２は、硬質であっても、塑性変形可能であってもよい。接着剤に代えて、他の取り付け方法、例えば縫合、吸引、及び／又は、目の表面および／またはボディ４０２の機械的特性に基づく目表面への自動付着、が代わりに利用されてもよい。プロテクター４００は、使い捨て可能であっても、消毒可能であってもよい。開口４０４（又はウィンドー４１０、後述）が、アブレーション領域の形状、及び／又は、例えば弁がレーザを用いて切断される場合には弁の形状を規定することとしてもよい。
【００７１】
図８Ｂは、ボディ４１２を有するウィンドー型プロテクター４１０を示す。ボディ４１２は、ボディ４０２と同じであってもよい。しかし、開口４０４の代わりに、レーザ光の選択的透過のためのウィンドー４１４が備えられていてもよい。示されているように、ウィンドー４１４は、例えば、オプションとして光路と接触するために顕微鏡の方へ、及び／又は例えば領域３０及び３１に嵌るように眼の方へ、突出していてもよい。あるいは、平坦なウィンドーが備えられてもよい。本発明の例示的な実施形態では、ウィンドー４１４は、レーザ感応材料から形成される。レーザ感応材料は、所定量のエネルギーがこれに照射された後に不透明になり、目への不慮のダメージを防止する。
【００７２】
あるいは、プロテクター４１０は、例えば接着剤を用いて、又は顕微鏡に取り付けることができるスライドに形成することにより、顕微鏡に取り付けることとしてもよい。スライドに代えて、レーザビームの眼上にいられる位置を制限するために、可動シャッターを備える。
【００７３】
上記した、強膜および角膜組織の選択的アブレーション方法が、ステップの順番や、用いるツールの種類を変えることを含み、種々に変形できることは理解されるべきである。さらに、方法および装置の双方の種々の特徴の多様性が説明された。いくつかの実施形態では主に方法が記載されているが、その方法を行うように適合された装置もまた発明の範囲内に考えられる。異なる特徴が異なる方法で組み合わされてもよいことが理解されるべきである。特に、特定の実施形態について上記に示された全ての特徴が本発明の類似の各実施形態に必要なのではない。さらに、上記特徴の組合せも本発明のいくつかの実施形態の範囲内にあると考えられる。単一の又は少数の濾過処置を行うのに適当な医療用具のセットを含む手術キッドもまた本発明の範囲にある。「備える」、「含む」、「有する」とその類語は、以下のクレームで用いられた場合、「含むがそれに限定しない」という意味である。
【００７４】
当業者は、本発明がこれまで記載されたことに限定されないことを理解するであろう。むしろ、本発明の範囲は、以下のクレームによってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の例示的な実施形態による非穿孔性濾過処置中の例示的な眼のアブレーション・システムの模式図である。
【図２】 図２は、図１のシステムに適した例示的なスキャナの模式図である。
【図３】 図３は、本発明の例示的な実施形態による、図１のシステムのための例示的なマイクロマニピュレータの模式図である。
【図４】 図４は、本発明の例示的な実施形態による非穿孔性濾過法のフローチャートである。
【図５】 図５は、本発明の例示的な実施形態における露出されたアブレーション領域を見せている目の斜視図である
【図６Ａおよび図６Ｂ】 図６Ａおよび６Ｂは、本発明の例示的な実施形態による、完成した浸出及びリザーバシステムの側面図および上面図である。
【図７】 図７は、本発明の一実施形態による、例示的な保護用枠組みを図示している。
【図８Ａおよび図８Ｂ】 図８Ａおよび８Ｂは、本発明にいくつかの実施形態による、２つ例示的な代替アイプロテクターを図示している。
【符号の説明】
５０ 眼用アブレーションシステム
５２ レーザ光源
５６ スキャナ
５８ 顕微鏡
６４ イメージャー
６６ ディスプレイ
６８ イメージプロセッサ
７０ コンバイナー
７２ ジョイスティック
７４ コントローラ
７６ 入力デバイス
３００ 保護用枠組み

Claims (26)

1. レーザビームを生成するレーザ光源と、
   前記レーザビーム用の入力部、及び空間的に走査されたレーザビームの出力部を有するスキャナと、
   眼上の組織を所望のパターンで除去するために、前記スキャナを駆動する制御回路と、
   前記組織除去を観察するための顕微鏡及び、
   前記顕微鏡の視線用の第１の入力部、及び前記空間的に走査されたレーザビーム用の第２の入力部とを有し、前記顕微鏡の視線と前記空間的に走査されたレーザビームとを結合するビームコンバイナと、
   を備え、
   前記制御回路は、シュレム管または繊維柱帯に重なる前記眼の領域を対象とした場合に、前記眼を穿孔することなく、上昇した前記眼内の圧力を低下させるのに十分な組織を除去するための、前記眼における非穿孔性濾過処理を行うのに適したサイズ及び形状の浸出領域を含む、単一の、連続した領域のパターンで、前記シュレム管または繊維柱帯に重なる眼の領域の少なくとも一部において、指定された領域の組織を除去するように前記スキャナを駆動し、
   前記レーザ光源からの前記レーザビームは、浸出によりさらなる組織の除去が防止されることに起因する前記レーザビームの自己制限的挙動の発現により、前記眼を穿孔することなく、前記除去される組織の厚さを制限する、
   非穿孔性濾過手術用の眼手術用装置。
2. 前記制御回路は、前記流体の浸出を実現するために走査パラメータを制御する、請求項１に記載の装置。
3. 前記組織除去の画像を取得するカメラ；及び
   前記画像を処理するイメージプロセッサ、を備える請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記回路は、前記組織除去の状態の目安を生成するために前記イメージプロセッサによる前記処理を利用する、請求項３に記載の装置。
5. 前記回路は、前記組織除去の制御ループを閉じるために前記目安を利用する、請求項４に記載の装置。
6. 前記組織除去の状態の目安には、組織除去領域内に残っている組織の厚みの目安がふくまれる、請求項４に記載の装置。
7. 前記組織除去状態の目安は、組織除去領域内に残っている組織を通っての浸出の速度の目安を含む、請求項４に記載の装置。
8. 前記眼の領域を侵さないように、前記レーザ光源からのレーザビームを遮蔽するフレームを備える、請求項１から７までのいずれかに記載の装置。
9. 前記レーザ光源は、ＣＯ２レーザ光源を含む、請求項１から８までのいずれかに記載の装置。
10. 前記レーザ光源は、ＵＶレーザ光源を含む、請求項１から８までのいずれかに記載の装置。
11. 可視波長を有し、前記レーザビームと位置が合わせられている第２の照準用ビームを生成するための追加の光源をさらに備える、請求項１から１０までのいずれかに記載の装置。
12. 前記レーザビームは、強膜組織をアブレーションにより除去するのに十分な強度を有する、請求項１から１１までのいずれかに記載の装置。
13. 前記顕微鏡からの前記組織除去の画像を表示するモニターを備える、請求項１から１２までのいずれかに記載の装置。
14. 前記制御回路は、９平方ミリメートルより大きな領域において前記スキャナを駆動する、請求項１から１３までのいずれかに記載の装置。
15. 前記制御回路は、走査領域における浸出形成に対するフィードバックに応答して決定されたパターンで、前記スキャナを駆動する、請求項１から１４までのいずれかに記載の装置。
16. 前記制御回路の駆動パターンは、前記レーザの走査経路および前記走査経路における各ポイントの滞留時間を含む、請求項１から１５までのいずれかに記載の装置。
17. レーザビームを生成するレーザ光源と、
    前記レーザビーム用の入力部、及び空間的に走査されたレーザビームの出力部を有するスキャナと、
    眼上の組織を所望のパターンで除去するために前記スキャナを駆動する制御回路と、
    前記組織除去の少なくとも一つの画像を取得するカメラと、
    前記眼の少なくとも一ヶ所における浸出速度の目安を、前記制御回路への入力として与えるために、前記取得された画像を処理するイメージプロセッサと、
    前記組織除去を観察するための顕微鏡及び、
    前記顕微鏡の視線用の第１の入力部、及び前記空間的に走査されたレーザビーム用の第２の入力部とを有し、前記顕微鏡の視線と前記空間的に走査されたレーザビームとを結合するビームコンバイナと、を備え、
    前記制御回路は、シュレム管または繊維柱帯に重なる前記眼の領域を対象とした場合に、前記眼を穿孔することなく、前記眼から流体を浸出させて、上昇した前記眼内の圧力を低下させるのに十分な組織を除去するための、前記眼における非穿孔性濾過処理を行うのに適したサイズ及び形状の浸出領域を含む、単一の、連続した領域のパターンで、前記シュレム管または繊維柱帯に重なる眼の領域の少なくとも一部において、指令された領域の組織を除去するように、前記スキャナを駆動することを特徴とし、
    前記レーザ光源からの前記レーザビームは、浸出によりさらなる組織の除去が防止されることに起因する前記レーザビームの自己制限的挙動の発現により、前記眼を穿孔することなく、前記除去される組織の厚さを制限することを特徴とする、
    非穿孔性濾過手術用の眼手術用装置。
18. 前記イメージプロセッサは、前記眼の少なくとも一カ所において残っている組織の厚さの目安を生成する、請求項１７に記載の装置。
19. 前記制御回路は、前記入力に応じて、前記スキャナの走査経路を変える、請求項１７または１８に記載の装置。
20. 前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのビーム強度をビーム位置の関数として変化させる、請求項１７から１９までのいずれかに記載の装置。
21. 前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのスポットサイズをビーム位置の関数として変化させる、請求項１７から２０までのいずれかに記載の装置。
22. 前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームのパルス持続時間をビーム位置の関数として変化させる、請求項１７から２１までのいずれかに記載の装置。
23. 前記制御回路は、前記入力に応じて、前記レーザビームの走査速度をビーム位置の関数として変化させる、請求項１７から２２までのいずれかに記載の装置。
24. レーザビームを生成するレーザ光源と、
    前記レーザビーム用の入力部、及び空間的に走査されるレーザビームの出力部を有するスキャナと、
    眼上の組織を所望のパターンで除去するために前記スキャナを駆動する制御回路と、
    前記組織除去を観察するための顕微鏡及び、
    前記顕微鏡の視線用の第１の入力部、及び前記空間的に走査されたレーザビーム用の第２の入力部とを有し、前記顕微鏡の視線と前記空間的に走査されたレーザビームとを結合するビームコンバイナと、
    を有する非穿孔性濾過手術用の眼手術用装置の作動方法であって、
    前記制御回路によって実行される、
    レーザ光源を制御してレーザビームを生成するステップと、
    シュレム管または繊維柱帯に重なる眼の領域を対象とした場合に、前記眼を穿孔することなく、上昇した前記眼内の圧力を低下させるのに十分な組織を除去するための、前記眼における非穿孔性濾過処理を行うのに適したサイズ及び形状の浸出領域を含む、単一の、連続した領域のパターンで、前記シュレム管または繊維柱帯に重なる眼の領域の少なくとも一部において、浸出によりさらなる組織の除去が防止されることに起因する前記レーザビームの自己制限的挙動が発現するまで、指定された領域の組織を除去するように、前記スキャナを駆動するステップと、
    を含み、
    前記レーザ光源からの前記レーザビームは、前記浸出により前記さらなる組織の除去が防止されることに起因する前記レーザビームの前記自己制限的挙動の発現により、前記眼を穿孔することなく、前記除去される組織の厚さを制限することを特徴とする
    方法。
25. 前記レーザは、ＣＯ２レーザである、請求項２４に記載の方法。
26. 前記装置の制御部が、さらに、
    前記除去における経過のフィードバックを収集するステップを実行することを含み、
    前記駆動ステップは、収集されたフィードバックに応じて、前記レーザスキャナを駆動することを含む、請求項２４または２５に記載の方法。

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