JP4651253B2 - レーザー切除のための水和及び地形計測 - Google Patents

Description

【０００１】
関連出願
本願は、１９９９年７月２８日出願の米国特許出願第６０／１４６２３１号（代理人整理番号：１８１５８−０１３０００）の優先権を主張するものであり、これに開示される全ての事項は、参照文献として組み入れられる。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、医用デバイス、システム及び方法に関するものである。特に、本発明は、角膜表面のような組織表面の計測に関するものである。本発明は、組織表面形状の計測を可能にし、及び／又は組織の水和を計測できるものである。
【０００３】
目の表面の計測は、視覚疾患を診断し、修正するのに有用である。近視、遠視及び乱視のような視覚の屈折的エラーは、外科的処置により修正され得る。光屈折的角膜切除術（ＰＲＫ：photorefractive keratectomy）及び光治療的角膜切除術（ＰＴＫ：phototherapeutic keratectomy）では、光学ビームデリバリシステムを利用し、レーザーエネルギーのパターンを患者の目に向けて、角膜組織を選択的に切除し、角膜の形状を再形成し、視覚を向上させている。これら技術では、角膜組織を切除して、目の光学的特性を変化させるのが一般的である。目の表面の計測は、切除処置の精度を向上し、再切除が意図とされるように処置されていることを確認するために使用できる。
【０００４】
既知のレーザー眼科治療技術は、目の光学的特性の所望の変化を行えるように、所望のレーザーエネルギーパターンを計算するために、患者の視覚の分析を当てにすることが多い。この計算は、角膜組織を一様に切除することを仮定することが多い。レーザーパターンは、一連の離散的なレーザーパルスのように形成されるビームによって形成され、既知のパルスパターンの計算アルゴリズムは、角膜組織の目標領域にわたって分布するパルスの大きさ、場所及び数が再切除の特性を決定するように、各レーザーエネルギーパルスが角膜組織を一様な深度に切除することを仮定する。このような技術は、特に、近視、遠視、乱視などのような“規則的な”屈折的エラーを有する目の場合に、非常に良好な働きをする。しかし、本発明に関連した働きは、パルス切除深度が常に一様でないことを示唆した。また、不規則な角膜の処置が、角膜表面形状の高精度の計測から著しい利益を受けることができる。よって、屈折的切除能力と、目の形状を高精度に計測する技術とを組み合わせたものが非常に有望であることが明らかである。
【０００５】
外科的処置を行っている目を計測するための近年の技術には、様々な制限がある。目の形状を計測するための既知の技術は、目の表面から反射する光、又は目から散乱する光、又は目に適用される染料の蛍光のいずれかを計測するのが一般的である。不幸にも、角膜の表面は、外科的処置中に粗くなる。目から反射する光は、不均一に散乱し、反射光による計測を困難にし、計測を不正確にすることが多い。目の表面からの散乱を利用する多くの技術は、光が目の粗い表面から均一に散乱されないため、精度に制限を受ける。目に蛍光染料を適用することは、目自体ではなく、目を覆う染料の形状が計測されるので、表面形状の計測を不正確にしてしまう。また、目の組織構造に染料を適用することは、治療を遅らせ、一般に、目の水和を変化させる。
【０００６】
目の水和は、特に、切除処置中に、既知の技術を使用して高精度に計測することを困難にさせる。切除深度及び除去される組織の形状の両方が組織の水分量とともに変化すると、既知のレーザー眼科治療技術は、処置前及び／又は処置中に角膜組織の水分を制御できる設備を含むことが多い。それにもかかわらず、局所的（同一の目標組織の異なった領域上）な、及び別々の患者の間（異なる気候など）における水分量の変化が生じ、意図とされる再切除と、角膜組織の形状の実際の変化との間に著しい差を生じさせる可能性がある。
【０００７】
上記のことから、組織表面の計測及び切除システム、デバイス及び方法を改良することが望まれる。改良した表面計測技術が既知のレーザー眼科治療システムとの一体化に適する場合、特に、この改良技術が、角膜の再切除処置の前に診断情報を与え、及び／又は角膜の再切除処置の間に情報をフィードバックできる場合に、利益がある。さらに、角膜表面自体の形状及び／又は水和の情報を与えることに利益があり、またこれら計測が角膜組織表面に用いる再切除レーザーエネルギーパターンを変更させるように使用される場合に利益がある。これら目的の幾つか又は全てが、以下で説明するデバイスによって達成される。
【０００８】
２．背景技術の説明
角膜を覆う膜を使用して角膜表面を計測する技術が、米国特許第３１６９４５９号、同第４７６１０７１号、同第４９９５７１６号及び同第５１５９３６１号に記載される。目又は蛍光染料の表面からの鏡のような反射を使用するモアレ（moire）技術が、米国特許第４６９２００３号、同第４４５９０２７号及び同第５４０６３４２号に記載される。ビディコン（vidicon）管を使用して角膜の表面を計測する技術が、米国特許第４０１９８１３号に記載される。
【０００９】
レーザー眼科治療中に目を計測する技術が、米国特許出願第０９／０８３７７３号（“System and Methods for Imaging Corneal Profile”、１９９８年５月２２日出願）に記載される。角膜地形とレーザー眼科治療とを組み合わせた技術が、米国特許第４６６９４６６号（“Method And Apparatus For Analysis And Correction Of Abnormal Refractive Errors Of The Eye”）、同第４７２１３７９号（“Apparatus For Analysis And Correction Of Abnormal Refractive Errors Of The Eye”）に記載される。不規則な角膜を治療するためのシステム及び方法の例が、米国特許出願第０９／２８７３２２号（“Offset Ablation Profile For Treatment Of Irregular Astigmatism”、１９９９年４月７日出願）に記載される。
【００１０】
上記した参照文献の各々は、ここに組み入れられる。
【００１１】
発明の概要
本発明は、特に、レーザー眼科治療中に、組織表面の形状を計測及び／又は変化させるための改良システム、デバイス及び方法を提供する。本発明は、組織表面にある組織の蛍光の利点、及び組織表面の直ぐ下層の組織の蛍光の利点をとる。好適に、励起エネルギーは、計測されるべき表面から、小さい組織深度内に、組織によって明らかに吸収される形態にあり、これにより、任意の表面地形計測の解像度が向上する。利便的に、この蛍光を誘導する励起光エネルギーは、組織の光減圧に使用される同一の発生源（ソース）によって与えられ得る。よって、これら計測技術は、レーザー眼科治療システム及び処置に明らかに組み入れられ、角膜の再切除前、角膜の再切除中及び／又は角膜の再切除後に、表面形状情報を与える。本発明は、組織の水和の変化に相関して生じる組織の蛍光スペクトルの変化の利点を選択的にとり得る。このような水和計測は、処置領域にわたって局所的及び／又は全体的に切除アルゴリズムを変えるように使用され、水和の変化に起因する切除レートの変化を補償することによって切除エネルギーパターンの精度を向上する。変形的な水和計測は、集積回路の製造のために開発された技術を使用する薄膜エリプソメトリーに基づいて行われ、角膜組織表面を覆う流体膜の厚さを計測する。
【００１２】
本発明の第一の態様は、組織の表面の表面地形を計測するための方法である。この方法は、組織が蛍光エネルギーを発生するように、励起光エネルギーに組織を露出する工程を含む。蛍光エネルギーは、蛍光を発する組織から計測され、表面の表面地形は、計測された蛍光エネルギーを使用して決定される。
【００１３】
蛍光を発する組織は、蛍光エネルギーに応答する検出器上にイメージ化される。好適に、励起光エネルギーは、励起光エネルギーの約５０〜１００％の範囲の量が、表面地形の解像度に等しい組織深度内に吸収されるように、選択される。励起光エネルギーは、制御された放射照度のパターンで組織上に投射され得る。表面地形は、蛍光エネルギーの計測された強度から計算できる。
【００１４】
様々な励起光エネルギー波長が、所望の応用に従って使用され得る。一般に、約１５０〜４００ｎｍの範囲、好適に約１９０〜約２２０ｎｍの範囲にある紫外線の波長が、露出した組織表面を計測するのに好ましい。同様に、蛍光エネルギーの多くの波長が計測されるが、組織からの計測される蛍光エネルギーは、約２５０〜約５００ｎｍであるのが一般的である。計測される蛍光エネルギーは、好適に、約３００〜４５０ｎｍの範囲にある。適当な励起光エネルギー源は、可視レーザー、紫外線レーザー、赤外線レーザー、重水素ランプ、アークランプなどを含む。典型的に、励起エネルギーは、計測される蛍光エネルギーとは異なる波長を有し、励起エネルギーが検出器へ到達することを容易に遮断する。
【００１５】
本発明の他の態様は、角膜組織の露出表面の表面地形を計測するための方法である。この方法は、約１９０〜２２０ｎｍの範囲にある波長をもつ励起光エネルギーを作る工程を含む。組織は、励起光エネルギーに露出され、組織から蛍光エネルギーを誘導する。蛍光エネルギーは、約３００〜４５０ｎｍの範囲にある波長を有する。励起光エネルギーは、制御された放射照度のパターンで組織上に投射される。約５０〜１００％の励起光エネルギーが、露出表面から３μｍの組織深度内の組織によって吸収される。蛍光エネルギーは、蛍光エネルギーに応答する検出器上にイメージ化される。蛍光エネルギーの強度は、検出器で計測され、表面地形は、蛍光エネルギーの計測された強度から計算される。
【００１６】
本発明の他の態様は、組織の表面の領域をレーザー切除するための方法である。この方法は、切除光エネルギーを表面に向ける工程と、切除光エネルギーで組織から蛍光エネルギーを誘導する工程とを含む。蛍光エネルギーの強度が計測され、露出表面の形状は、計測された強度を使用して決定される。組織は、切除光エネルギーのパルスビームによって切除される。
【００１７】
本発明の他の形態は、角膜組織の露出表面の表面地形を計測するためのシステムである。このシステムは、励起光エネルギーを生成する光源を含み、組織から蛍光エネルギーを誘導する。励起光エネルギーは、約１９０〜２２０ｎｍの範囲にある波長を有し、３μｍ以上の表面地形の解像度を与えないように、約５０〜１００％の励起光エネルギーが、３μｍの組織深度内に吸収される。投射システムが、制御された放射照度のパターンで励起光エネルギーを組織上に投射する。イメージ化システムが、組織によって放出された蛍光エネルギーをイメージ化し、空間解像検出器が、約３００〜４５０ｎｍの波長の範囲にある組織によって放出された蛍光エネルギーの強度を計測する。プロセッサが、検出器によって計測された蛍光エネルギーの強度から表面地形を計算する。
【００１８】
本発明の他の態様は、露出組織表面を所望の表面地形に切除するためのレーザーシステムである。組織は、切除閾値を有し、システムは、組織から蛍光エネルギーを誘導する切除波長を有する励起光エネルギーのパルスビームを作るレーザーを含む。光学的デリバリシステムが、表面を切除する制御されたやり方で、光エネルギーを目に送る。イメージ化システムが、蛍光エネルギーをイメージ化し、検出器が、露出組織の形状を決定するために、イメージ化された蛍光エネルギーの強度を計測する。
【００１９】
地形計測及び地形ベースのレーザー切除システム及び方法に加えて、本発明は、水分量に敏感な組織を計測し且つ選択的に切除するための水和計測デバイス、システム及び方法も提供する。
【００２０】
水和に関する本発明の第一の態様は、組織の水和を計測するためのシステムである。このシステムは、組織が蛍光エネルギーを生成するように、励起光エネルギーを組織に向ける光源を含む。蛍光センサが、組織からの蛍光の光路にある。センサは、蛍光を表す信号を生成する。プロセッサが、センサに接続され、プロセッサは、蛍光信号から組織の水和を示す水和信号を生成する。
【００２１】
切除エネルギーデリバリシステムが、プロセッサに接続される。デリバリシステムは、切除エネルギーを組織に向け、プロセッサは、水和信号に応答して切除エネルギーを変化させる。組織は、典型的に、目の角膜を含み、デリバリシステムは、目の光学的特性を選択的に変化させるように、光切除レーザーエネルギーを角膜に向けて送る光学的デリバリシステムを含み得る。プロセッサは、水和信号に応答して目の光学的特性の変化量を変化させ得る。例えば、プロセッサは、全組織の水和に応答して再切除処置の視度値を変化させ得る。変形的に、プロセッサは、角膜組織の目標領域にわたる水和の局所的な差を補償するように、切除エネルギーパターンを変化することによって切除の形状を変化させ得る。幾つかの実施例では、プロセッサに接続される出力デバイスが、水和信号に応答して表示を簡単に示し得る。
【００２２】
一般に、組織の蛍光スペクトルの強度は、その信号が第一の周波数の蛍光強度を示すように、水和とともに変化する。プロセッサは、第二の周波数の蛍光強度を使用して信号を正規化する。第二の周波数は、異なる水和にある組織の複数の蛍光スペクトルの交差点の近くに位置され、第二の周波数の蛍光強度は、第一の周波数のものよりも水和に対して感度が弱い。よって、プロセッサは、第二の周波数に関する第一の周波数の相対強度の関数として水和を計算し得る。
【００２３】
センサは、分光器を含み、イメージ化光学素子が、組織から分光器への光路に沿って蛍光を向ける。イメージ化光学素子は、分光器感知表面の近くに組織の目標領域のイメージを形成し得る。
【００２４】
本発明の他の態様は、目の角膜組織を再切除するための装置で使用するシステムである。この装置は、プロセッサの指示で光エネルギーのパターンをレーザーから向けて、目の光学的特性の所望の変化を行う。システムは、プロセッサに接続したセンサを含む。センサは、角膜組織の水和を示す信号を生成する。プロセッサの調節モジュールが、センサからの水和信号に応答してパターンを変化させる。
【００２５】
本発明の他の態様は、組織の水和を計測するための方法である。この方法は、組織が蛍光を発するように、励起光エネルギーを組織に向ける工程を含む。蛍光が感知され、組織の水和は、感知された蛍光を使用して計算される。
【００２６】
本発明の他の態様は、目の角膜組織を再切除するための処置に使用するための補償方法である。再切除処置は、レーザーエネルギーのパターンを目に選択的に向けて、目の光学的特性の所定の変化を行う。補償方法は、組織の水和を感知する工程を含む。レーザーエネルギーのパターンは、感知された水和に応答して調節される。
【００２７】
典型的に、水和は、組織が蛍光を発するように、励起光を組織に向けることによって感知される。蛍光強度が、第二の周波数に関する第一の周波数で計測される。組織の水和は、計測された相対強度を使用して計測される。計算された水和のための切除レートが予測され、パターン調節工程が、この予測された切除レートに応答して変化される。利便的に、励起光は、切除レーザーエネルギーを与える幾つかの発生源によって生成され得る。変形的に、水和は、エリプソメトリー（ellipsometry）を使用して目の表面にわたって流体膜の厚さを計測することによって感知され得る。
【００２８】
本発明の他の態様は、光学的特性の所望の変化を行うために、目の角膜組織を切除するための方法である。この方法は、角膜組織の水和を感知する工程と、水和に応答し、光学的特性の所望の変化に応答して、目の形状の所望の変化を決定する工程とを含む。レーザーエネルギーパターンが、決定された形状の変化を行えるように、角膜組織に向けられる。
【００２９】
光学的な品質の所望の変化は、目が第一の水和（選択的に、周囲条件における通常の水和）を有している間に、決定される。光学的な品質の変化は、任意の標準的な視覚診断システムを使用して決定され得る。現在開発されている波面センサシステムも、光学的特性の所望の変化を決定する利益を有し、さらに、変形的な地形及び／又は断層撮影システムも使用され得る。このような計測のみから目の形状の所望の変化を単に決定するのではなく、所望の切除形状も、目の水和に部分的に基づかれる。
【００３０】
角膜組織は、切除開始時までの水和の変化に起因して５０％まで厚さを増加させ得る。水和が通常の状態に戻った後に目に行われる切除が、意図とする結果と著しく異なることがあるので、切除処置前及び／又は切除処置中のこのような目の膨張が問題となる。特に、目に適用される治療用組成物、ＬＡＳＩＫ切除処置のために基質組織を露出させる目の切開、及び／又は角膜切除の準備及び角膜切除を行う他の標準的な技術が、角膜組織の水和及び厚さを著しく増大させて、スポンジのように角膜組織を膨張させる。光学的特性の所望な変化を行うために、目から除去される角膜組織の全厚は、このような角膜組織の膨張を補償するように増大されるべきである。
【００３１】
多数の実施例では、角膜組織は、水和の増加とともに、約１０％〜約５０％の範囲で厚さを増加し得る。目が第一の水和（例えば、通常の水和）を有するときに目の光学的特性の所望の変化を行う第一の組織除去深度は、目が、増加した第二の水和（例えば、角膜切除処置中）を有するときに、約１０％〜５０％だけ増加され得る。多くの実施例では、組織除去深度の増加は、深度増加率が角膜組織の膨張率にほぼ等しくなるように、組織の膨張を補償する。
【００３２】
特定的な実施例の説明
本発明は、組織構造の形状を計測し、及び／又は変化させる構造、システム及び方法である。本発明は、組織を計測するための改良技術を含む。組織構造の形状を計測する。変形的に、切除されるべき組織の領域の水和を計測し得る。
【００３３】
組織の再形成を行っている間、組織の計測は、組織再形成プロセスを制御するために使用される。例えば、目の角膜の治療は、眼鏡やコンタクトレンズに代わるように、視覚のエラーを修正するために、角膜を再形成する。目が意図とする形状に変化したことを確実にするために、治療中に目の形状を計測することが望ましい。また、目に送られたレーザーエネルギーに、目の実際の水和についての修正がなされることを確実にするために、目の水和を計測することが望ましい。
【００３４】
視覚の異常を修正するために目の角膜組織を再形成する治療処置は、光屈折角膜切除術（ＰＲＫ）、光治療角膜切除術（ＰＴＫ）及びレーザー支援角膜曲率形成術（ＬＡＳＩＫ）を含む。本発明は、ＬＡＳＩＫ、ＰＲＫ及びＰＴＫ処置において角膜切除を行うのに特に有用であるが、このような処置において基質切除の前に上覆組織層を除去することにも有用である。利便的に、以下の説明は、基質切除に向けられるが、上覆組織の除去にも有用である。
【００３５】
レーザー再切除治療中、図１に示すように、目２の角膜４の露出表面６を変化させる。レーザーシステム８が、レーザービーム１０を作る。レーザービーム１０は、目２の露出表面６から組織を切除する。表面地形システム１２が、角膜４で蛍光エネルギー１４を作ることによって、露出角膜表面６の形状を計測する。
【００３６】
表面地形システム１２に含まれる機能素子は、図２に示される。光源１６が、励起光エネルギー１８を作る。励起光エネルギー１８は、目２から蛍光エネルギーを誘導する。システム１２は、光源１６によって作られた光エネルギーからの適当な波長を有する励起光エネルギーを選択するためのフィルター１５を含み得る。光源１６は、適当な励起光エネルギーを作る任意の適当な光源である。適当な励起光エネルギーは、組織が励起光エネルギーを吸収し、蛍光エネルギーを放出するときの蛍光エネルギーを誘導する。一般に、蛍光エネルギーは、励起光エネルギーと異なる波長を有する。
【００３７】
多数の励起光エネルギーの波長が使用されるが、露出組織表面を計測するための励起光エネルギーの波長は、好適に、約１５０〜４００ｎｍ、より好適に約１９０〜２２０ｎｍの範囲にある。多くの蛍光エネルギーの波長が計測されるが、計測される蛍光エネルギーは、好適に約２５０〜５００ｎｍ、より好適に約３００〜４５０ｎｍの範囲にある。この励起エネルギーを与える適当な光源は、例えば、可視レーザー、紫外線レーザー、赤外線レーザー、重水素ランプ、アークランプなどを含む。
【００３８】
目２の露出表面６の表面地形を計測するとき、光源１６は、好適に、角膜４によって強く吸収される約１９０〜２２０ｎｍの波長を有する励起光エネルギーを作る。光エネルギーの大半は、１μｍの組織深度内に吸収され、蛍光エネルギーを放出する蛍光を発する組織の層も１μｍの組織深度に制限される。蛍光を発する組織の層を約１μｍの深度に制限することは、約１μｍの解像度をもつ前面の角膜表面地形の正確な計測を可能にする。
【００３９】
変形的に、励起光エネルギーは、目に弱く吸収され、レンズのような目のより深いところにある組織構造まで光エネルギーを透過させることができる。この励起光エネルギーの高深度透過性は、目の水晶体の表面や角膜の背面のようなより深くの組織構造の形状の計測を可能にする。目のより深いところにある組織構造の計測のための適当な光エネルギーは、例えば、約３００〜４００ｎｍの範囲にある波長を有する光エネルギーである。
【００４０】
幾つかの実施例では、投射システム２０が、制御された放射照度のパターンで、励起光エネルギー１８を光源１６から目２に投射する。イメージ化システム２２が、目２によって放出された蛍光１４をイメージ化する。イメージ化システム２２は、検出器２６に蛍光エネルギー１４をイメージ化する。検出器２６は、蛍光エネルギー１４に対して感度があり、蛍光エネルギー１４の強度を計測する。検出器２６は、好適に、ＣＣＤ（charge coupled device）アレイに連結されたビディコン管であるが、ＣＣＤアレイ、ＣＭＯＳ（conducting metal oxide semiconductor）面状アレイ、線形アレイ検出器、写真フィルムのような任意の適当な空間解像検出器であってもよい。
【００４１】
システム１２は、光源１６のパルスに同期するシャッター２８を含み得る。シャッター２８は、検出器２６によって検出されるべき蛍光エネルギーを許可するように開く。シャッター２８は、好適に、電子式のシャッターであるが、機械式のシャッターであってもよい。シャッター２８の開口は、光源１６のパルスに同期され、計測される蛍光エネルギーの信号対ノイズ（ＳＮ）比を増加させる。システム１２は、目２によって放出された蛍光エネルギーを選択し、作動顕微鏡に使用される可視光線のような光源以外からの光を排除するためのフィルター２４も含み得る。
【００４２】
幾つかの実施例では、プロセッサ又はコンピュータ３０が、検出器２６、光源１６及びシャッター２８に接続される。コンピュータ３０は、タンジブル（tangible）媒体３２を含む。コンピュータ３０は、検出器２６によって計測された蛍光エネルギー１４の強度から目２の形状を計算する。
【００４３】
本発明は、切除エネルギー３４を作るための切除エネルギー源２６と、切除エネルギーデリバリシステム２８とを含み得る。適当な切除エネルギー源は、エキシマレーザー、自由電子レーザー、紫外線を放出する固体レーザー、及びパルス赤外線レーザーを含む。エネルギーの大半が、組織の約１μｍ内に吸収されるように、適当なエネルギー源が、組織によって強く吸収されるエネルギーを放出する。適当なエキシマレーザーの例は、１９３ｎｍの波長を有する紫外線を放出するアルゴン・フッ化物エキシマレーザーである。適当な固体レーザーの例は、１０６４ｎｍの基本波長を有するイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザーから第５調和によって生成される２１３ｎｍの波長を有する紫外線エネルギーを発生するレーザーである。適当な赤外線レーザーの例は、２．９ミクロンの波長を有する光エネルギーを発生するエルビウムＹＡＧレーザーである。米国特許第５７８２８２２号（Telfairによる）及び同第５５２０６７９号（Linによる）が、適当な切除エネルギー源を記載し、これら特許の開示は、参照文献として組み入れられる。切除エネルギー源２６及び切除エネルギーデリバリシステム２８は、コンピュータ３０に接続される。切除エネルギーデリバリシステム２８及びコンピュータ３０は、切除エネルギーに対する目２の露出を制御し、目２を所望の形状に切除する。
【００４４】
図２に示す素子の幾つかは、組み合わされ得る。例えば、投射システム２２に使用される素子は、イメージ化システム３０に使用され得る。また、切除の光源２６は、励起光エネルギー１８を作るための光エネルギーとして機能し、切除光エネルギー３４は、励起光エネルギー１８のように機能し得る。幾つかの実施例では、切除エネルギーデリバリシステム２８は、投射システム２０の幾つか又は全ての素子を含み得る。
【００４５】
本発明の実施例が図３に示される。光源１６が、励起光エネルギー１８を作る。励起光エネルギー１８は、角膜組織４によって吸収され、蛍光エネルギー１４を作るように組織を誘導する。イメージ化システム２２は、検出器２６に蛍光エネルギー１４をイメージ化する。イメージ化システム２２は、レンズ４０と、イメージ化システム２２のフィールド（field）の深度を増加させるために、蛍光エネルギーの光路を制限するための開口４２とを含む。開口４２は、非透過材料４４を含む。開口４２は、好適に、レンズ４０の焦点距離に配置され、テレセントリック（telecentric）イメージ化システムを作る。しかし、開口４２は、レンズ４０の近くの他の場所に配置され得る。コンピュータ３０が、光源１６、シャッター４６及び検出器２６に接続される。コンピュータ３０は、検出器２６によって計測された蛍光エネルギー１４の強度から露出表面６の形状を計算する。
【００４６】
図４に示す変形例は、光エネルギーの投射スリットを含み、制御された放射照度のパターンを使用するものである。スリットを通じて目を照射することによって角膜の表面を計測し、ビディコン管で目をイメージ化する技術が、米国特許第４０１９８１３号に記載され、これは参照文献として組み入れられる。光源１６が、励起光エネルギー１８を作る。角膜組織４は、励起光エネルギー１８を吸収し、蛍光エネルギー１４を作る。投射システム２０は、スリットを含み、制御された放射照度のパターンで励起光エネルギー１８を角膜に投射する。励起光エネルギー１８は、非透過材料５０にスリット５２のように形成された開口を通過する。イメージ化レンズ５４が、目２の近くにスリット５２を通過する光のイメージを形成する。スリットの開口の近くに配置した視野レンズ５６が、目２の近くに形成されるスリットの開口のイメージのフィールドの深度を増加させる。ミラー５８が、投射される光エネルギーを目２に向けて反射する。目２は、投射された励起光エネルギーを吸収し、蛍光エネルギー１４を作る。イメージ化システム２２は、検出器２６に目２によって放出された蛍光エネルギー１４をイメージ化する。イメージ化システム２２は、シャインフラグ（Scheimpflug）イメージ化システムであり、検出器２６に目２をイメージ化するためのレンズ６０を含む。このイメージ化技術は、目２の異なる層を検出器２６にイメージ化することができる。
【００４７】
図５に示す他の変形例は、投射グリッドを含み、制御された放射照度のパターンを使用するものである。投射グリッドで角膜の表面地形を計測するための技術が、米国特許第３１６９４５９号、同第４７６１０７１号、同第４９９５７１６号および同第５１５９３６１号に記載され、これらは参照文献として組み入れられる。光源１６が、励起光エネルギー１８を作る。投射システム２０が、励起光エネルギー１８の制御された放射照度のパターン４８を目に投射する。制御された放射照度のパターンは、グリッド５８を含む。グリッド５８は、好適に、励起光エネルギー１８の焦点の直線状をなすアレイを含む。変形的に、グリッド５８は、励起光エネルギーの焦点の円形状のアレイであり得る。他の実施例では、グリッドは、励起光エネルギー１８の線の直線又は円形状のアレイを含み得る。
【００４８】
励起光エネルギーの放射照度のパターンは、非透過材料７４に形成された小さい円形の開口７２のアレイを含むグリッド素子７０を通じて励起光エネルギーを通過させることによってグリッド状に形成される。イメージ化レンズ７６が、角膜４の近くにグリッド素子７０のイメージを形成する。
【００４９】
視野レンズ７８が、グリッド素子７０の近くに配置される。視野レンズ７８は、角膜４の近くに形成されるグリッド素子７０のイメージのフィールドの深度を増加させる。ミラー８０が、グリッド素子７０の投射イメージを角膜４に向けて販社する。角膜４は、励起光エネルギー１８を吸収し、蛍光エネルギー１４を放出する。イメージ化システム２２は、検出器２６に蛍光エネルギーをイメージ化する。イメージ化システム２２は、イメージ化レンズ８２を含む。
【００５０】
検出器上にイメージ化されるグリッドの特徴的形状の位置は、コンピュータ３０によって計算される。目に投射されるグリッドの特徴的形状の表面の標高は、投射されるグリッドの特徴的形状の励起光とともに、イメージ化されるグリッドの特徴的形状の蛍光を三角測量することによって計算される。目の表面の地形は、目に投射されるグリッドの特徴的形状の標高に一致する。変形的に、投射されるグリッドの特徴的形状の表面の標高は、投射されるグリッドを異なる角度で見る二つのイメージ化システム及び検出器からのグリッドの立体イメージによって決定され得る。
【００５１】
他の実施例は、図６に示すように、表面地形を計測するために、モアレ縞のパターンを作るように組織の蛍光をなすことを含む。この技術では、重複するパターンが縞のパターンを作り出す。縞のパターンは、露出表面の地形を導き出すために使用される。励起光エネルギー１８を含む制御された放射照度のパターンが、目２の角膜４に投射される。開口のパターンを通じて、投射される光線のパターンを投影すると、好適に、図６に示すような重複するパターンになる。変形的に、一対の光線のパターンを重複させると、米国特許第５４０６３４２号に記載されるように、縞のパターンになる。これは、参照文献として組み入れられる。
【００５２】
重複するパターンは、好適に、直線のアレイであるが、円形の線のアレイ、又はスクリーンを通じて光エネルギーを通過させることによって作られる擬似長方形の領域のような小さい領域のアレイであってもよい。変形的に、小さい重複する領域は、円形領域であり得る。
【００５３】
図６に示す実施例は、開口のパターンと重複する光のパターンを使用するものである。光源１６が、励起光エネルギー１８を作る。照射システム２０が、角膜４の露出表面６に励起光エネルギー１８の直線９０のアレイを投射する。直線９０のアレイは、非透過材料９６にスリット９４のように形成された開口のアレイ９２を通じて励起光エネルギー１８を通過させることによって形成される。レンズ９８が、光源１６によって放出される励起光エネルギー１８を平行にする。平行にされた励起光エネルギー１８は、スリットを通過し、角膜４上に直線９０のアレイを形成する。
【００５４】
イメージ化システム２２が、検出器２６に角膜４から放出された蛍光エネルギーをイメージ化する。イメージ化システム２２は、イメージ化レンズ１００を含む。イメージ化レンズ１００は、検出器２６に角膜４のイメージのイメージを形成する。非透過材料１０６にスリット１０４のように形成された開口のアレイ１０２が、検出器２６と角膜４との間に配置される。アレイ１０２を通じて角膜４上の直線９０のアレイを投影すると、検出器２６にモアレ縞のパターンを作り出す。当業者は、モアレ縞のパターンから表面地形を導き出すことができる。
【００５５】
変形的に、非透過材料に形成される開口の単一のアレイが、目の近くに配置され、励起及び蛍光エネルギーが、このアレイを通過し、モアレ縞のパターンを作り得る。モアレ縞のパターンで表面地形を計測するための技術が、米国特許第４６９２００３号、同第５４０６３４２号及び同第４４５９０２７号に開示され、これらは参照文献として組み入れられる。
【００５６】
図７に、蛍光地形システムと切除レーザーシステムとを一体化した装置の実施例を例示する。切除レーザーシステムは、好適に、ヴィスクス・インコーポレイテッド（VISX, Incorporated）（カリフォルニア州サンタ・クララ）から入手可能のエキシマレーザーシステム（製品名：Star S2）である。切除光エネルギー源１１０が、切除光エネルギー１１２を作る。切除光エネルギー源は、１９３ｎｍの光エネルギーを発生するエキシマレーザーである。励起光エネルギー１８も１９３ｎｍの光エネルギーである。コンピュータ１１４が、タンジブル媒体１１６を含む。コンピュータ１１４は、レーザーシステムと、目２の屈折エラーを修正するように目２の角膜４の表面上の切除エネルギーの露出とを制御する。レーザーシステムは、目２に一様なレーザービームエネルギー分布を作るための空間積分器１１８を含む。空間積分器１１８は、目２の表面でレーザービームの異なった部分を重複させ、米国特許第５６４６７９１号（参照文献として組み入れられる）に記載されるように、一様なレーザービームを作る。
【００５７】
また、システムは、切除レーザービーム１１２をプロフィール（profile）するためのビーム形成モジュール１２０を含む。ビーム形成モジュール１２０は、調節可能のアイリス絞り１１２と、一対のブレードとを含み、アイリス絞り１１２は、目におけるレーザービームにわたる直径を制御するためのものであり、一対のブレードは、これらブレードの間で調節可能の幅を有し、米国特許第５７１３８９２号に記載されるようにレーザービームにわたる長方形の幅を制御するためのものである。また、レーザーシステムは、米国特許出願第０８／９６８３８０号に記載されるように、目にわたって領域プロフィールレーザービームのイメージを走査するための移動可能なレンズを含む。
【００５８】
角膜４の露出表面６の形状を計測するために、励起光エネルギーの焦点のグリッド１３０が、角膜４の露出表面６を照射する。励起光エネルギー１８は、非透過材料１３６に形成された円形の開口１３４のアレイ１３２を通過する。イメージ化レンズ１２６は、グリッド１３０を形成するために、角膜４の露出表面６の近くに円形の開口を通過する光のイメージを形成する。
【００５９】
コンピュータ１１４によって制御される機械式のアクチュエータ１４０が、アレイ１３２の位置を制御する。アレイ１３２は、目２の形状が計測されるときに、機械式のアクチュエータ１４０によってレーザービーム路に選択的に挿入される。励起光エネルギー源１１０の強度は、レーザービームパルスのエネルギー密度を角膜４の露出表面６おける切除閾値以下にするように調節される。
【００６０】
非透過材料１４４に形成された開口１４２が、レーザービーム路に挿入され、角膜４の近くのアレイ１３２のイメージのフィールドの深度を増加させる。アクチュエータ１４６が、開口１４２の位置を制御し、コンピュータ１１４の制御下にある。
【００６１】
切除光エネルギー源がパルスを発生して、励起光エネルギーを作ると、一対のイメージ化レンズ１４８、１５２が、検出器１５０、１５４に一対の立体イメージを形成する。イメージ化レンズ１５０と検出器１５０が、シャイムフラグ形状に配列される。目の前方表面と平行な平面１６０が、検出器１５０に平面１６２のようにイメージ化される。平面１６２は、平面１６０と目の前方表面とに垂直である。イメージ化レンズ１５２と検出器１５４は、同様のシャイムフラグ形状に配列される。グリッド１３０は、平面１６０とほぼ同一平面の近くに投射され、角膜４の前面６は、平面１６０の近くに位置される。このシャイムフラグ形状は、検出器１５０、１５４に形成されるグリッド１３０のイメージの歪みと滲みを最小化し、計測される表面の標高の制度を増大する。
【００６２】
検出器１５０、１５４は、切除光エネルギーがレーザービームパルスを発生するときに開く電子式のシャッターを含む。一対の光学的フィルター１５６、１５８が、蛍光エネルギーを選択的に通過させ、励起光エネルギーと、作動顕微鏡で目２を見るための可視光エネルギーとを遮断する。コンピュータ１１４は、立体イメージから露出表面地形を計算する。関連する技術が、米国特許第４６６９４６６号及び同第４６６５９１３号に記載され、これらは参照文献として組み入れられる。
【００６３】
露出表面６の地形は、露出表面６の切除前及び切除後に計測される。計測された露出表面６の地形の変化が、計算される。計測された露出表面６の地形の変化は、計測されたレーザー切除プロフィールである。計測されたレーザー切除プロフィールは、意図とされるレーザー切除プロフィールと比較される。意図とされるレーザー切除プロフィールと、計測されたレーザー切除プロフィールとの差が計算され、付加的な組織が切除され、計測された切除プロフィールを、意図とする切除プロフィールに形成する。
【００６４】
図８に、蛍光地形システムと走査切除レーザーシステムとを一体化した他の実施例を例示する。切除光エネルギー源１７０が、切除光エネルギー１７２を作る。切除光エネルギー源は、２１３ｎｍの光エネルギーを発生する周波数５倍パルスＹＡＧレーザーである。励起光エネルギー１８も２１３ｎｍの光エネルギーである。コンピュータ１７４が、タンジブル媒体１７６を含む。コンピュータ１７４は、目２の屈折エラーを修正するように、目２の角膜４の表面上の切除光エネルギーの露出とレーザーシステムとを制御する。また、システムは、非透過材料１８０に形成される開口１７８と、レーザービームを形成し、角膜４の露出表面６に焦点を合わせるためのレンズ１８２とを含む。
【００６５】
また、システムは、露出表面６にわたってレーザービームを偏向させるための走査機構１８２を含む。走査機構１８２は、走査素子として、一対の回転ミラー１８４、１８６を含む。変形的に、走査機構は、走査素子として、移動レンズ及びプリズムを含み得る。
【００６６】
コンピュータ１７４が、切除エネルギー源１７０と走査機構１８２に電気的に接続される。コンピュータ１７４は、切除光エネルギーパルスの位置及びエネルギーを制御し、角膜４の露出表面６に送られる切除エネルギーのパターンを形成する。切除光エネルギー１７２のパルスが、組織を除去し、励起光エネルギー１８として作用し、組織から蛍光エネルギー１４を誘導する。切除光エネルギーの組織除去パルスの位置が、上述したように、組織によって放出される蛍光エネルギーの立体イメージによって計測される。露出表面の地形は、連続する切除光エネルギーパルスから導き出される。
【００６７】
連続する組織除去切除光エネルギーパルスは、所定のパターンで送られ、露出表面６にグリッド１９０を形成する。変形的に、切除光エネルギーのエネルギーは、連続する切除光エネルギーパルスが組織を除去せず、角膜４の切除閾値以下のエネルギーレベルを有するように調節され得る。露出表面６の地形は、グリッド１９０を含む切除光エネルギーのパルスの位置に一致する。
【００６８】
図９を参照する。レーザー治療装置２００が、上述した再切除構成成分を含み、また、水和計測及び補償システム２０２を含む。水和システム２０２は、切除レーザーエネルギー１０を使用し、目２の角膜組織に蛍光を誘導し、また、上述した地形計測システムの構成成分の多くを共有し得る。
【００６９】
図９及び１０を参照する。水和システム２０２は、目２の露出表面上の目標領域２０６にレーザーエネルギー１０を向ける励起光エネルギー２０４を含む。この励起エネルギーは、角膜組織に蛍光を誘発し、また、角膜組織の一部を選択的に切除し得る。
【００７０】
一般に、水和システム２０２は、励起エネルギーによって誘導された目２からの蛍光エネルギー１４を示す信号を生成するセンサを含む。プロセッサ２０８が、センサからの蛍光信号を使用して角膜組織の水和を計算する。特に、センサは、典型的に、分光器２１０を含む。イメージ化レンズシステム２１２と光ファイバケーブル２１４とを含むイメージ化光学素子が、蛍光エネルギー１４を目２の目標領域２０６から分光器へ向ける。
【００７１】
一般に、蛍光性光センサは、目２からの蛍光強度を計測する。選択的に、イメージ化システム２１６が、蛍光エネルギーをバルクセンサ配列へ向け、励起された組織の全部の水和を決定する。変形的に、イメージ化システムは、励起された組織及び／又は目標組織にわたる水和の変化を計測するための空間分解検出器に蛍光を発する組織の表面をイメージ化し得る。よって、コンピュータ２０８が、局所的又は全体的な組織の水和に起因する切除レートの変化を補償するように、レーザー２０８から目２へ送られる切除エネルギーパターンを変更し得る。
【００７２】
空間分解検出システムの例では、レンズ２１２が、第二の生成イメージインテンシファイア管に蛍光を発する組織の表面をイメージ化する。第二の生成イメージインテンシファイア管は、レーザーパルスにゲート化又は同期され、ＣＣＤアレイに接続される。コンピュータ２０８は、蛍光エネルギーとレーザーエネルギーとを比較し、計測された蛍光を使用してレーザーの露出を調節する。切除エネルギーパターン内のレーザーエネルギーの空間的な分布は、イメージ化された蛍光の空間的な強度の変化に基づいて調節される。
【００７３】
６ｍｍの一様なエネルギーレーザービームでの角膜基質切除が、一様な蛍光パターンを常に作り出さない。切除する基質の中央部分は、可能性として、その増加した水分のため、より強く蛍光を発する。広い領域の切除の中央部分の増加された水分は、また、“中央アイランド” と呼ばれるこの中央領域の下側を切除することになり得る。よって、蛍光パターンは、切除の中央領域の水和（及び、よって、下の切除）を感知し、補償するために使用され得る。典型的に、冷厳される切除深度は、中央のより高い水和領域に向けられるパルスを造花することによって補償される。このような空間分解水和計測は、また、計測される水和分布が標準的な中央アイランド水和分布を逸脱する切除形状を修正するために使用され得る。変形的に、非常に簡単な配列では、コンピュータ２０８は、選択的に、レーザーシステムの自動的な調節無しで、水和分布又は組織の水和が所望又は許容される範囲を越えることを示す表示２１８に信号を単に与え得る。実際に、表示２１８は、単に、三色光システムを含み得る。三色光システムは、例えば、角膜が乾燥した状態を赤色光で示し、角膜が濡れた状態を青色で示し、角膜が“通常”の範囲（切除調節が全く必要でない）にある状態を緑色で示す。これら能力の幾つか又は全ては、蛍光エネルギー検出器として分光器２１０を使用するときに、含まれ得る。
【００７４】
図９及び１１を参照する。コンピュータ２０８は、分光器２１０から与えられた蛍光強度を使用して局所的又は全体的な水和を計算するための水和モジュール２２０を含む。水和モジュール２２０は、ハードウェア、ソフトウェア（一般に、上述したように、タンジブル媒体の形態にある）又はこれらを任意に組み合わせたものを含み得る。水和モジュール２２０は、好適に、第一の周波数Ｉ₁で蛍光エネルギーの強度を示す分光器２１０からの強度信号を使用する。この第一の強度信号は、好適に、図１１を参照して理解できるように、組織の水和の半かとともに著しく変化する波長で計測される。一般に、この水和感知波長は、約３５０〜約４５０ｎｍ、理想的に約３７５〜４２５ｎｍの範囲にある。信号が、典型的に、スペクトルの単一の閾値点ではなく、幾つかのバンドの波長に沿った強度を計測することが理解されるべきである。
【００７５】
第一の強度信号は、基準波長Ｉ₂（基準波長は組織の水和の変化に実質的に感知しない強度を好適に有する）で計測される第二の強度信号を使用すて正規化され得る。このような無感知の周波数は、異なる水和の強度／スペクトルグラフに沿った交差点で見つけ出される。適当な水和強度波長は、約２５０〜約３７５ｎｍの範囲から見つけ出され得る（例えば、約３５０ｎｍ）。水和は、次に、相対強度Ｉ₁／Ｉ₂の関数として、経験的に決定され得る。これは、計測される様々な環境状態に対する感度を排除する助けをする。
【００７６】
幾つかの実施例では、コンピュータは、複数の基準波長との目からの計測された波長の相関を使用して水和を計算し得る。適当な基準波長は、乾燥状態の角膜組織からのスペクトルと、水からのスペクトルとを含む。よって、様々な計測及び計算が本発明によって含まれる。
【００７７】
図１２を参照する。水和補償光屈折切除を行う方法が例示され、この方法は、ブロック２３０で、標準的な切除レートを仮定する所定の切除パターンを使用して開始する。切除レーザーエネルギー１０は、角膜組織の蛍光を誘導し、ブロック２３２で、蛍光エネルギー１４の水和感知光波長の相対強度が、基準波長に関して計測される。次に、蛍光を発する組織の水和が、ブロック２３４で、相対強度からコンピュータ２０８によって計算され、切除レートが、ブロック２３６で、組織の水和から予測（経験的な切除データに基づく）される。次に、予測された切除レートは、切除が開始されたときに仮定された標準的な切除レートに代えて使用され得る。そして、目２の光学的特性の所望の変化を行えるように、目に向けられる切除エネルギーのパターンを変化することによって、処置が調節される。処置のパターンの変化は、目の処置領域の幾らか又は全てに向けられるレーザーパルスの大きさ、場所及び／又は数を含む。調節は、単に、標準的な切除パターンの視度値を変化させることを含む（例えば、角膜組織の標準的な仮定された水和よりも小さい計測された水和の視度値４に代えて視度値３．５で切除するようにレーザーをプログラム化すること）。変形的に、角膜形状の所望の変化を行えるようにショットパターンを計算するために使用されるアルゴリズムは、処置領域にわたって水和を変化させるための局所的に調節され予測された切除レートを使用して再実行され得る。
【００７８】
本発明の他の変形例が可能である。例えば、光マルチプライア管と回路が、水和を計算できるように蛍光エネルギーを計測するために使用され得る。よって、上述した地形計測構成成分の多くは、水和計測のために使用され、及び／又は、これら水和計測構成成分は、地形情報を導き出すために使用され得る。明らかに、地形情報と水和情報の両方は、切除処置を変更するためにフィードバックとして使用され得る。
【００７９】
様々な変形的な特定の構成成分が、本発明の範囲内で使用され得る。例えば、エリプソメトリー（ellipsometry）が発達し、薄膜の厚さを計測するために、半導体や光学三行で使用されてきた。薄い透過膜から反射した光を観察し及び／又は計測することによって、特に偏光の楕円率の度合いを決定することによって、エリプソメータ（ellipsometer）が、局所的及び／又は全体的に、膜厚を計測できる。このような技術は、角膜の表面の水分層の厚さを計測するために応用できる。この表面水和情報は、角膜組織の再切除を改良するように、切除処置を変更するために使用され得る。エリプソメータは、特殊な応用のために多数の供給者から商業的に入手できる。
【００８０】
上述したシステムの使用方法が、図１３（ａ）及び（ｂ）を参照することによって理解できる。図１３（ａ）を参照する。様々な方法が、目２の所望の変化を計測するために使用され得る。理想的に、波面センサが、光学的特性の所望の変化を行うために、切除２５０を形成できるように目の光学的特性を計測するために使用され得る。変形的な計測は、様々な地形、断層、標準的な計測および／または診断デバイスを使用してなされ得る。切除２５０は、目の光学的特性の所望の変化を行うために、角膜組織４（例えば、基質）の形状の全体的な変化を表す。
【００８１】
不幸にも、図１３（ａ）の目２になされる光学的な計測は、典型的に、切除処置のものと全く異なる条件でなされる。特に、角膜組織４は、切除処置の標準的な準備及び実行の結果として、著しく膨張する。このような膨張は、目に適用される治療化合物の付加、及び切除のために基質を露出するため、角膜組織のフラップを形成するための目の切開などに一部起因する。角膜組織４の初期の角膜厚さＴ₁を有する目２が、典型的に、図１３（ｂ）に示すように、増大した角膜厚さＴ₂に著しく膨張する。
【００８２】
目の膨張源（ミクロ角膜切除、目に適用される治療化合物などの使用）に注意を払わずに、変更された全体的な切除２５２が、光学的特性の所望の変化を達成するために、適用できる。基本的に、角膜組織４の付加的な流体含有量が局所的な組織の厚さを増大し、切除中にエネルギーを吸収すると、公称的に有効な切除２５０によって、一旦膨張が低下したときに下側を修正した目２が残る。例えば、切除２５０は、約６ｍｍの切除直径内の５２μｍの切除深度Ｄ₁を使用して−４Ｄの近視を修正することを意図とし得る。切除２５０は、角膜組織４が約５００μｍの初期の及び／又は通常の厚さＴ₁を有するときに、所望の光学的な変化を与え得る。しかし、目の光学的特性の実際の変化は、角膜組織４が約７５０μｍの厚さＴ₂に膨張した後に切除が行われた場合、有効ではない。
【００８３】
水和が増大した目２であっても光学的特性の所望の変化を与えるために、約７８μｍの深度Ｄ₂を有する水和調節切除２５２が使用され得る。水和調節切除２５２は、切除２５０と同様の形状を有し、全体の深度が、組織の厚さの増加に比例して増加する。この組織の厚さの増加は、上述した角膜水和感知システムを使用して感知され得る。典型的な通常の角膜組織の水和は約８０％であり、組織の厚さは、水和の増加に比例して増加し、調節された切除深度が、水和計測から直接に決定され得る。より長い切除の結果が、切除時にこれらシステムを使用してなされた関連する水和計測とともに入手できると、増加した切除深度と水和との間の相関が洗練され得る。
【００８４】
明快に理解するため、例示的な実施例について幾らか詳細に説明したが、様々な適合物、変形物および変更物が当業者には明らかである。よって、本は詰めの範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、レーザービームで目を所望の形状に切除するためのレーザーシステム及び方法を示す。
【図２】 図２は、本発明のブロック図である。
【図３】 図３は、側面カメラを組み入れた本発明の実施例を示す。
【図４】 図４は、投射スリットとシャインフラグイメージ化システムを組み入れた本発明の実施例を示す。
【図５】 図５は、三角測量技術を組み入れた本発明の実施例を示す。
【図６】 図６は、モアレ技術を組み入れた本発明の実施例を示す。
【図７】 図７は、切除レーザーと立体イメージ化システムを一体化した本発明の実施例を示す。
【図８】 図８は、層さ切除レーザーと立体イメージ化システムを一体化した本発明の実施例を示す。
【図９】 図９は、角膜組織の水和を感知し補償するとともに、目を所望の形状に切除するレーザーシステム及び方法を示す。
【図１０】 図１０は、図９のシステムの水和感知装置のブロック図である。
【図１１】 図１１は、組織によって生成された蛍光の選択された波長の相対強度の関数として水和を計算するための方法を説明するグラフである。
【図１２】 図１２は、切除処置中に水和を補償するための方法を示すフローチャートである。
【図１３】 図１３（ａ）及び（ｂ）は、水和及び／又は角膜組織の膨張に少なくとも部分的に基づいた目の角膜組織を切除するための方法を示す。

Claims (12)

1. 目の角膜組織の水和を計測するためのシステムであって、
   前記角膜組織が蛍光を発するように、励起光を前記角膜組織に向ける光源であって、通常の水和から、増加した水和へと増加する角膜組織の水和に応答して前記蛍光が変化する、ところの光源、
   前記組織からの前記蛍光の光路にある蛍光センサであって、前記センサが、前記蛍光を示す信号を生成する、ところの蛍光センサ、及び
   前記センサに接続されるプロセッサであって、前記プロセッサが、前記蛍光信号から前記組織の前記増加した水和を示す水和信号を生成する、ところのプロセッサ、
   を含むシステム。
2. 前記プロセッサに接続される切除エネルギーデリバリシステムであって、前記励起光が、切除光エネルギーからなり、前記デリバリシステムが、前記切除エネルギーを前記角膜組織に向け、前記デリバリシステムからの前記切除エネルギーが、前記水和信号に応答して変化する、ところの切除エネルギーデリバリシステム、をさらに含む請求項１のシステム。
3. 前記デリバリシステムが、前記目の光学的特性を選択的に変化させるように、光切除レーザーエネルギーを前記角膜組織に送る光学的デリバリシステムを含む、ところの請求項２のシステム。
4. 前記プロセッサが、前記水和信号に応答して前記目の前記光学的特性の変化量を変化させる、ところの請求項３のシステム。
5. 前記プロセッサに接続される出力デバイスであって、出力は、前記水和信号に応答して表示を示す、ところの出力デバイス、をさらに含む請求項１のシステム。
6. 前記組織の蛍光スペクトルが、前記水和とともに変化し、信号は、第一の周波数の前記蛍光強度を示す、ところの請求項１のシステム。
7. 前記プロセッサが、第二の周波数の前記蛍光強度を使用して信号を正規化する、ところの請求項６のシステム。
8. 前記第二の周波数の前記蛍光強度は、前記第一の周波数の前記蛍光強度よりも、水和に対する感知が低い、ところの請求項７のシステム。
9. 前記センサが、
   分光器、及び
   前記組織から前記分光器への前記光路に沿って前記蛍光を向けるイメージ化光学素子であって、前記イメージ化光学素子が、前記分光器の検出器の表面の近くに前記組織の目標領域のイメージを形成する、ところのイメージ化光学素子、
   をさらに含む、
   ところの請求項１のシステム。
10. 目の角膜組織を再切除するための装置であって、
    当該装置が、前記目の光学的特性の所望の変化を行うために、プロセッサの指示でレーザーから光エネルギーのパターンを向け、
    前記プロセッサに接続されるセンサであって、前記センサが、水和を計測し、前記角膜組織の前記計測した水和を示す信号を生成する、ところのセンサ、及び
    前記プロセッサの調節モジュールであって、前記モジュールが、前記センサからの前記計測した水和信号に応答して前記パターンを変化させる、ところの調節モジュール、
    を含む装置。
11. 前記信号が、前記角膜組織の表面を覆う流体膜の厚さに応答して変化し、前記センサが、エリプソメータを含む、ところの請求項１０の装置。
12. 角膜組織の水和に起因した膨張を計測するための方法であって、
    前記組織が蛍光を発するように、励起光を前記組織に向ける工程であって、前記蛍光が、前記組織の水和の変化に応答して変化する、工程、
    前記蛍光を感知する工程、
    感知した前記蛍光を使用して前記組織の前記水和を計算する工程、及び
    計算した前記水和に応答して前記組織の前記膨張を決定する工程、
    を含む方法。

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