JP6503647B2 - レーザ治療装置 - Google Patents

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本発明は、レーザ光を照射することによって患者眼の治療を行うレーザ治療装置に関する。
例えば、糖尿病網膜症を主要病変とする病気で中心窩近くの傍中心窩新生血管を治療するために、治療レーザ光を照射して患部を光凝固させるレーザ治療装置が知られている(特許文献1参照)。
このようなレーザ治療装置において、角膜上での治療レーザ光の出力密度を低減させるために、治療レーザ光のピント位置とビームウェストの位置を光学的にずらす場合がある。ビームウェストとは、例えば、ビームプロファイルに沿ったビームの横断面の面積が最少になる場所のことである。つまり、光束が収束して最もくびれる場所のことである。
特開平6−294939 特開2007−159740
治療レーザ光のピント位置とビームウェストの位置が光学的にずれている場合、治療レーザ光のスポット径が小さくなる方向に術者がピント合わせを行ってしまい、患者眼の網膜上のターゲット面に対して治療レーザ光のピント位置がずれてしまいやすいと考えられる。
本発明は、上記問題点を鑑み、患者眼に対して治療レーザ光のピントを良好に合わせることが可能なレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 治療レーザ光を照射して患者眼の治療を行うレーザ治療装置であって、前記患者眼の組織におけるターゲット面に前記治療レーザ光を照射するためのレーザ照射光学系と、前記レーザ照射光学系から照射された前記治療レーザ光のピント位置を前記ターゲット面に対して前記治療レーザ光の光軸方向に位置合わせするためのガイド光を前記患者眼に投影するガイド光投影光学系を備え、前記レーザ照射光学系は、前記治療レーザ光のビームウェストに対して前記治療レーザ光の光軸方向に異なる位置に前記治療レーザ光のピント位置を形成し、前記ガイド光投影光学系は、前記治療レーザ光のピント位置であって前記治療レーザ光のビームウェストに対して前記光軸方向に異なる位置に前記ガイド光のピント位置および前記ガイド光のビームウェストを形成し、前記レーザ照射光学系によって出射される前記治療レーザ光の出射NAよりも大きい出射NAで前記ガイド光を出射することを特徴とする。
レーザ治療装置の外観略図である。 デリバリーユニットの光学系の側方視図である。 デリバリーユニットの光学系の上方視図である。 本実施例のレーザ照射光学系の特性について説明するための図である。 眼底に投影されたガイド指標像の一例を示す図である。 レーザ光の性質について説明するための図である。 ガイド指標の変容例を示す図である。 本実施例の変容例を示す図である。 ガイド光投影光学系の変倍光学系について説明するための図である。
以下、本実施例について図面を基に説明する。図1〜9は本実施例のレーザ治療装置1を説明するための図である。なお、図1〜9において、患者の左右方向をX軸方向、患者の上下方向をY軸方向、患者の前後方向をZ軸方向として説明する。
本実施例のレーザ治療装置1は、治療レーザ光を照射して患者眼Epの治療を行う装置である。レーザ治療装置1は、例えば、レーザ照射光学系40と、ガイド光投影光学系20を主に備える。レーザ照射光学系40は、例えば、治療レーザ光を患者眼Epに照射する。ガイド光投影光学系20は、例えば、ガイド光を患者眼Epに投影する。
まず、図1に基づいて、レーザ治療装置1の外観を説明する。レーザ治療装置1は、例えば、本体部2、コントロール部3、デリバリーユニット4等を備えてもよい。本体部2は、例えば、治療用レーザ光源2aと、エイミング光源2bと、制御部70等を収容してもよい。治療レーザ光としては、例えば、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ダイレーザ、固体レーザ、半導体レーザ等が使用されてもよい。コントロール部3は、例えば、レーザ出力、照射時間等のレーザ照射条件を設定できてもよい。デリバリーユニット4は、例えば、後述する照明光学系10、観察光学系30、レーザ照射光学系40(図2参照)等を備えてもよい。
例えば、本体部2で発振される治療レーザ光及びエイミング光は、光ファイバケーブル5を介してデリバリーユニット4のレーザ照射光学系40まで導光される。
なお、レーザ治療装置1は、フットスイッチ6と、架台7と、マニュピレータ8、駆動ユニット9等を備えてもよい。フットスイッチ6は、例えば、レーザ照射のためのトリガ信号を発信してもよい。架台7は、例えば、デリバリーユニット4を上下動させてもよい。マニュピレータ8は、例えば、後述する可動ミラー44(図2参照)を駆動させてもよい。駆動ユニット9は、例えば、デリバリーユニット4をXYZ軸方向に駆動させ、患者眼Epに対するデリバリーユニット4のアライメントを行ってもよい。駆動ユニット9は、例えば、ジョイスティック9aと、駆動部9bを備えてもよい。駆動ユニット9は、例えば、術者によるジョイスティック9aの操作に基づいて、駆動部9bを駆動させ、デリバリーユニット4を駆動させてもよい。
<照明光学系>
図2に基づいて照明光学系10を説明する。照明光学系10は、例えば、患者眼Epの眼底Erを照明する。照明光学系10は、照明用光源11、コンデンサレンズ12、可変円形アパーチャ13、可変スリット板14、フィルタ15、投影レンズ16a,16b、補正レンズ17、分割ミラー18a,18b等を備える。照明用光源11は、例えば、可視光を出射してもよい。照明用光源11には、例えば、ハロゲンランプ等を用いてもよい。可変円形アパーチャ13は、開口径を変更できてもよい。可変スリット板14は、スリット幅を変更できてもよい。
例えば、照明用光源11から出射した可視光束はコンデンサレンズ12を透過した後、可変円形アパーチャ13によって、患者眼Epに照明される照明光の高さ(Y方向の長さ)を決定される。可視光束は、さらに可変スリット板14によって幅(X方向の長さ)を決定され、スリット状の光束に形成される。その後、フィルタ15、投影レンズ16a,16bを介し、照明光軸L2に対して術者眼Eo側の光束は分割ミラー18aに向かう。照明光軸L2に対して患者眼Ep側の光束は、さらに補正レンズ17により光路長が補正されて分割ミラー18bに向かう。分割ミラー18a,18bで反射したスリット光束は、コンタクトレンズ19を介して患者眼Epの眼底Erを照明する。
<観察光学系>
次いで、図2,3に基づいて観察光学系30について説明する。観察光学系30は、例えば、患者眼Epの眼底部Erを観察するために用いられる。図3に示すように、観察光学系30は、例えば、対物レンズ31、左右一対の変倍レンズ32L,32R、結像レンズ33L,33R、正立プリズム34L,34R、視野絞り35L,35R、接眼レンズ36L,36R等を備えてもよい。術者は、視野絞り35L,35Rに形成された中間像を接眼レンズ36L,36Rによって観察してもよい。
<制御部>
制御部70は、レーザ治療装置1の各種動作を制御する。例えば、制御部70には、治療用レーザ光源2a、エイミング光源2b、コントロール部3、フットスイッチ6、マニュピレータ8、照明用光源11、ガイド用光源21が接続されてもよい。
<レーザ照射光学系>
次いで、レーザ照射光学系40について説明する。レーザ照射光学系40は、治療レーザ光を患者眼Epに照射する。レーザ照射光学系40は、例えば、コリメータレンズ41、変倍レンズ42、対物レンズ43、可動ミラー44等を備えてもよい。変倍レンズ42は、例えば、治療レーザ光のスポットサイズを変化させてもよい。可動ミラー44は、術者がマニュピレータ8を操作することによって駆動し、治療レーザ光の照射位置をガイド光(詳細は後述する)に対して独立に移動させてもよい。
本体部2で発振された治療レーザ光は光ファイバケーブル5を介して、光ファイバケーブル5の出射端5aから照射光学系40に入射する。照射光学系40に入射したレーザ光束は、コリメータレンズ41、変倍レンズ42、対物レンズ43を透過した後、可動ミラー44によって反射され患者眼Epへと導かれる。
図3にあるように、本実施例の観察光学系30は双眼観察系のため、可動ミラー44は2つの左右眼観察光軸を妨げることなく配置されている。また、治療レーザ光及びエイミング光を反射させ、観察照明光を透過させるような特性を備えるダイクロイックミラーを可動ミラー44の代わりに使用してもよい。
なお、レーザ照射光学系40は、エイミング光を患者眼Epに照射してもよい。エイミング光は、例えば、術者が治療レーザ光のスポット位置を確認するために照射される。エイミング光は、例えば、治療レーザ光のスポット位置にエイミング指標像Sを形成してもよい(図5参照)。治療レーザ光とエイミング光が共通の光路を通って患者眼Epに照射された場合、治療レーザ光とエイミング光の照射位置、スポットサイズ等が合致する。したがって、このような構成にした場合、術者は、エイミング指標像Sを観察することによって治療レーザ光の照射位置、スポットサイズ等を容易に把握できる。
なお、上記のように、レーザ照射光学系40は、治療レーザ光とエイミング光を共通の光路で照射しなくてもよい。例えば、レーザ治療装置1は、レーザ照射光学系40とは別の光路から患者眼Epにエイミング光を照射してもよいし、エイミング光源を備えなくともよい。
なお、本実施例のレーザ照射光学系40は、図4に示すように、治療レーザ光Ltのピント位置Ftが治療レーザ光LtのビームウェストWtの位置に対して光軸L1方向にずれるように照射する。例えば、治療レーザ光Ltのピント位置FtがビームウェストWtの位置に対して手前側に位置する。
このような場合、例えば図4に示すように、治療レーザ光Ltのピント位置Ftが患者眼Epの眼底部Erにおけるターゲット面Tに位置するとする。このとき、治療レーザ光LtのビームウェストWtは、治療レーザ光Ltの光軸L1方向に関してターゲット面Tの奥側、つまり、眼球の外側に位置する。これによって、患者眼Epの前眼部(例えば、角膜、水晶体など)を通過するときの治療レーザ光Ltの光束の幅が大きくなる。つまり、前眼部を通過するときの治療レーザ光Ltの出力密度が小さくなり、患者の負担を減らすことができる。なお、本実施例において、レーザ照射光学系40のピント位置Ftは、光ファイバケーブル5の出射端面の共役位置である。なお、レーザ照射光学系40の光学配置によって、治療レーザ光Ltのピント位置FtがビームウェストWtの位置に対して奥側にずれてもよい。
なお、例えば、治療レーザ光Ltとエイミング光がレーザ照射光学系40の共通の光路を通って患者眼Epに照射される場合、治療レーザ光Ltと同様に、エイミング光のピント位置は、エイミング光のビームウェストの位置に対して光軸L1方向にずれる。
このとき、ターゲット面Tにエイミング光のピント位置を合わせた場合と、観察光学系30の焦点深度の範囲内でターゲット面Tをエイミング光のビームウェストに近づけた場合とでは、後者の方がエイミング光のスポットサイズが小さくなる。したがって、エイミング指標像Sが小さくなる位置がピント位置であると術者が誤解している場合、ターゲット面Tとピント位置とが光軸L1方向にずれた状態にアライメントしてしまう。
この状態では、治療レーザ光Ltのピント位置Ftもターゲット面Tに対して光軸L1方向にずれてしまう。したがって、ターゲット面Tに対して所期する出力、ビームプロファイル、およびスポットサイズの少なくともいずれかが与えられない可能性がある。さらに、前眼部における治療レーザ光Ltの出力が強くなる可能性もある。
これを防ぐため、本実施例のレーザ治療装置1は、治療レーザ光Ltのピント位置Ftを合わせるためのガイド光を照射するガイド光投影光学系20を備える。
<ガイド光投影光学系>
以下、図2及び図4に基づいてガイド光投影光学系20を説明する。ガイド光投影光学系20は、ガイド光Lgを患者眼Epの眼底部Erに投影する。ガイド光投影光学系20は、治療レーザ光Ltのピント位置Ftを患者眼Epに位置合わせするためのガイド光を患者眼Epに投影する。ガイド光Lgは、患者眼Epの眼底部Erでガイド指標像Gを形成する。
ガイド光投影光学系20は、例えば、ガイド用光源21、コリメータレンズ22、指標板23、ガイド光投影レンズ24、ミラー25を主に備える。ガイド用光源21は、例えば、波長635nmの赤色光を出射する半導体レーザを使用してもよい。ガイド用光源21を出射した光はコリメータレンズ22、指標板23、ガイド光投影レンズ24、ミラー25、投影レンズ16bを通過した後、分割ミラー18aによって反射され、指標板23に設けられたガイド指標を患者眼Epの眼底部Erに投影する。
なお、指標板23に設けられたガイド指標の形状をとしては、例えば十字チャートを使用してもよい。例えば、ガイド用光源21には可視光源を使用してもよい。この場合、ガイド指標は患者眼Epから視認することができ、固視標としての役割を兼ね備えてもよい。
<ガイド光を利用したアライメント方法>
以下、ガイド光を利用したアライメント方法について説明する。図4に示すように、本実施例において、ガイド光投影光学系20によって出射されるガイド光Lgのピント位置Fgは、治療レーザ光Ltのピント位置Ftと一致する。したがって、患者眼Epの患部におけるターゲット面Tにガイド光Lgのピントが合うと、治療レーザ光Ltのピントもターゲット面Tに合う。
そこで、術者は、ガイド光Lgのピント位置Fgがターゲット面Tに合うように、デリバリーユニット4と患者眼Epのアライメントを行ってもよい。このようアライメントすることで、術者は、治療レーザ光Ltのピント位置Ftをターゲット面Tに合わせてもよい。
<ガイド光によるピントの合わせ方>
ガイド光投影光学系20を利用したアライメント方法の一例を説明する。術者は、例えば観察光学系30を介して患者眼Epの眼底部Erを観察する。そして、術者は、ガイド光Lgによって眼底部Erに形成されたガイド指標像Gを観察する。患者眼Epの眼底部Erには、例えば、図5に示すようなガイド指標像Gが形成されているとする。
術者は、ガイド指標像Gのピントが合うようにデリバリーユニット4と患者眼EpとのZ軸方向の位置合わせを行う。なお、図4に示すように、ガイド光Lgのピント位置Fgは、ガイド光LgのビームウェストWgの位置に一致している。したがって、ガイド光Lgのピントをターゲット面Tに合わせる場合、術者は、ターゲット面Tにガイド指標像Gが最も小さく形成されるようにアライメントを行うとよい。例えば、ガイド指標像Gがよりシャープに形成されるようにデリバリーユニット4と患者眼EpとのZ軸方向の位置合わせを行ってもよい。例えば、図5(a)は、ガイド光Lgのピントが合っていない場合のガイド指標像Gを示す。図5(b)は、ガイド光Lgのピントが合っている場合のガイド指標像Gを示す。例えば、術者は、ガイド指標像Gがぼけた状態(図5(a)参照)から、ガイド指標像Gの線が細くなるようにアライメントを行ってもよい(図5(b)参照)。
以上のように、ガイド光投影光学系20によって患者眼Epにガイド光Lgを投影することで、デリバリーユニット4と患者眼Epとの作動距離方向の位置合わせを容易に行うことができる。
さらに、患者眼Epに対するデリバリーユニット4のアライメントがずれた状態で治療レーザ光Ltを照射することが低減される。例えば、治療レーザ光LtのビームウェストWtをターゲット面Tに近づけてしまい、治療レーザ光Ltのピント位置Ftとターゲット面Tがずれた状態で患者眼Epに治療レーザ光Ltを照射することが低減される。
<操作方法>
次に、以上のような構成を備える装置において、光凝固の動作を説明する。まず、術者はコントロール部3を操作してレーザ出力や照射時間等の凝固条件を設定する。レーザ装置本体1側のレーザ照射準備ができたら、照明光学系10、ガイド光投影光学系20の各光源を点灯した後、ジョイスティック9aを操作してデリバリーユニット4を移動し、患者眼Epの眼底部ERを照明してこれを観察する。患者眼Epの眼底部Erを照明すると、照明光学系10と同軸にされた十字ガイド(ガイド指標板23)の指標が投影される。
眼底部Erには、図5に示すようなガイド指標像Gが投影されるので、術者はこれを観察する。術者は、ガイド指標像Gのピントが合うようにジョイスティック9aを操作し、患者眼Eに対するレーザデリバリ4のZ方向の位置を調整する。
術者は治療部位を確認した後、患者にガイド指標を固視させた状態のまま、マニュピレータ8を操作してレーザ照射光学系40によるエイミング光の照準を治療患部(例えば、傍中心窩新生血管)に合わせ、スポットサイズ等の調整を行う。照準が完了したら、フットスイッチ6を踏み込むことにより光凝固を開始する。
フットスイッチ6からのトリガ信号は制御部70に送信される。制御部70は予めコントロール部3に入力された設定条件に基づいて治療レーザ光Ltを発振させる。レーザ光Ftはエイミング光と同様の光路を辿って患部に照射され、光凝固治療が行われる。
なお、ガイド光Lgの出射NA(開口数)は、治療レーザ光Ltの出射NAよりも大きいことが好ましい。ここで、ガイド光の出射NAは、例えば、ガイド光投影光学系20に含まれるレンズの特性、配置等によって決まる。同様に、治療レーザ光Ltの出射NAは、例えば、レーザ照射光学系40に含まれるレンズの特性、配置等によって決まる。一般に、図6に示すように、光は出射NAが小さい場合、ビームウェストWにおけるスポットサイズが大きくなり、焦点深度Dfが大きくなる(図6(a)参照)。逆に、光は出射NAが大きい場合、ビームウェストWにおけるスポットサイズが小さくなり、焦点深度Dfが小さくなる。そのため、ガイド光投影光学系20によって出射されるガイド光Lgの出射NAは、レーザ出射光学系40によって出射される治療レーザ光Lt(またはエイミング光)の出射NAに比べて大きくしてもよい。これによって、例えば、エイミング光の焦点深度Dfが大きい場合であっても、エイミング光よりも焦点深度Dfが小さいガイド指標像Gを観察することによって、Z方向のアライメント操作を容易に行うことができる。
なお、ガイド光投影光学系20によって照射させるガイド光Lgのピント位置Fgは、観察光学系30のピント位置と一致させることが好ましい。これによって、術者は、観察光学系30を介して観察されたガイド指標像Gのピントが合っているかどうか容易に確認できる。仮に、ガイド光Lgのピント位置Fgと観察光学系30のピント位置が合っていないとする。この場合、ガイド光Lgのピントがターゲット面Tに合う位置であっても、観察光学系30を介して観察した患者眼Epの眼底部Erがぼやけてしまうため、術者はガイド光のピントが合っていることを確認しづらい。したがって、ガイド光Lgのピント位置Fgと、治療レーザ光Ltのピント位置Ftと、観察光学系30のピント位置とを一致させることが好ましい。
なお、以上の実施例ではガイド指標として十字チャートを使用したが、これに限らない。例えば、治療レーザ光Ltの照射位置を囲む円形の円マークを用いてもよいし(図7(a)参照)、十字マークと円マークを組み合わせたマークを用いてもよい(図7(b)参照)。また、ガイド光投影光学系20は、ピントが合った場合と合っていない場合とで複数のマークの位置関係が異なるように、複数のマークを眼底部Erに投影してもよい。例えば、ピントが合っていない場合には2つのマークが上下方向にずれ、ピントが合っている場合に2つのマークの上下方向の位置が一致するように、上下の異なる位置から2つのマークを投影してもよい。ガイド指標は、例えば、エイミング光によって形成されるエイミング指標と区別しやすいことが好ましい。
なお、眼底部Erに投影するガイド指標を移動できるようにすると、治療に応じて固視の誘導を適切に行うことができる。ガイド指標の移動は例えば次のようにする。ガイド光投影光学系20のミラー25を可動ミラー44と同様に駆動可能にし、これをマニュピレータによって操作できるようにしてガイド指標の移動を行ってもよい。
なお、レーザ治療装置1は、治療レーザ光を一箇所ずつ照射するだけでなく、治療レーザ光を複数箇所にスキャンして照射してもよい。この場合、ガイド光投影光学系20は、複数のスポットの内の一つを囲うようにガイド光を投影してもよい。例えば、図8に示すように、3×3のスポットを照射する場合、中央のスポットを囲うようにガイド指標像Gを形成させてもよい。
なお、ガイド光投影光学系20は、ガイド指標像Gを見やすい大きさに変更するための変倍光学系を備えてもよい。例えば、ガイド光投影光学系20は、治療レーザ光Ltの照射パターン、照射位置、スポットサイズに応じてガイド指標を見やすい大きさに変更してもよい。変倍光学系50は、例えば図9に示すように、変倍レンズ51と、駆動部52とを備えてもよい。変倍レンズ51は、例えば、光源21とコリメータレンズ22の間に配置される。駆動部52は、例えば、変倍レンズ51をガイド光投影光学系20の光軸L3方向に移動させる。変倍光学系50によってガイド光Lgの光路を変化させ、ターゲット面Tに形成させるガイド指標像Gの大きさを変化させてもよい。例えば、エイミング光によってガイド指標像Gが確認しづらい場合、検者は、変倍光学系50によってガイド指標像Gの大きさを変更することによって、ガイド指標像Gを見やすくしてもよい。
また、実施例では、ガイド用光源として波長635nmの赤色光を出射する半導体レーザを使用したが、必要な光量を得ることができればLED等の他の光源を利用することも可能であり、使用する波長についても赤色光に限定されず、黄色、橙色、緑色等の種々の可視光を利用することが可能である。また、エイミング光源とガイド用光源は、術者が観察時に各々による指標像を区別できるように異なる波長(色)のものを使用することが好ましい。さらに、赤色光、緑色光等を発する複数の光源を取り付け交換可能してもよいし、切換え手段により光源の色を選択できるようにしても良い。
なお、デリバリーユニット4を実施例として説明してきたが、手術顕微鏡等の各種顕微鏡に利用することができる。また、眼底カメラと合体させて利用することもできる。
なお、ガイド光投影光学系20を照明光学系10に接続した場合について説明をしたが、これに限らない。例えば、ガイド投影光学系20は、レーザ照射光学系40と同軸になるように配置されてもよい。例えば、レーザ照射光学系40の対物レンズ43が配置された光路において、光束が平行光束になる位置に光学部材等を配置し、ガイド光投影光学系20から出射されたガイド光Lgの平行光束をレーザ照射光学系40の光路に進入させてもよい。ガイド光投影光学系20を観察光学系30に設けることも可能であり、これらの光学系の光軸と同軸にした後に患者眼Epの眼底部Erへ光を投影してもよい。
なお、図4に示すように、ガイド光LgのビームウェストWgの位置は、治療レーザ光LtのビームウェストWtの位置に対して光軸L1方向にずれている。つまり、ガイド光投影光学系20は、レーザ照射光学系40によって照射される治療レーザ光LtのビームウェストWtとは異なる位置に、ガイド光Lgのピント位置Fgを形成する。したがって、図5に示すように、ガイド光Lgのピントがターゲット面Tに合っていないときに、治療レーザ光Lt(またはエイミング光)のスポットサイズが最小になる場合がある。
1 レーザ治療装置
2 本体部
3 コントロール部
4 デリバリーユニット
10 照明光学系
20 ガイド光投影光学系
30 観察光学系
40 レーザ照射光学系
70 制御部

Claims (2)

  1. 治療レーザ光を照射して患者眼の治療を行うレーザ治療装置であって、
    前記患者眼の組織におけるターゲット面に前記治療レーザ光を照射するためのレーザ照射光学系と、
    前記レーザ照射光学系から照射された前記治療レーザ光のピント位置を前記ターゲット面に対して前記治療レーザ光の光軸方向に位置合わせするためのガイド光を前記患者眼に投影するガイド光投影光学系を備え、
    前記レーザ照射光学系は、前記治療レーザ光のビームウェストに対して前記治療レーザ光の光軸方向に異なる位置に前記治療レーザ光のピント位置を形成し、
    前記ガイド光投影光学系は、前記治療レーザ光のピント位置であって前記治療レーザ光のビームウェストに対して前記光軸方向に異なる位置に前記ガイド光のピント位置および前記ガイド光のビームウェストを形成し、前記レーザ照射光学系によって出射される前記治療レーザ光の出射NAよりも大きい出射NAで前記ガイド光を出射することを特徴とするレーザ治療装置。
  2. 前記ガイド光投影光学系は、前記ガイド光の倍率を変化させる変倍光学系をさらに備えることを特徴とする請求項1のレーザ治療装置。
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