JP6794359B2

JP6794359B2 - レーザ眼手術システム中の液体喪失検出

Info

Publication number: JP6794359B2
Application number: JP2017533266A
Authority: JP
Inventors: フィリップエイチグッディング; クリスティーヌジェイベルトラン; ブレントエイカナス; マイケルエイカンポス
Original assignee: Optimedica Corp
Current assignee: AMO Development LLC
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2035-12-16
Also published as: US20160175146A1; US20190388269A1; JP2017538537A; US10406032B2; EP3233000B1; CA2971452A1; US20220160541A1; AU2015362573A1; WO2016100439A1; EP3233000A1; US11253396B2

Description

〔関連出願の説明〕
本願は、２０１４年１２月１９日に出願された米国特許仮出願第６２／０９４，７８８号についての米国特許法（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９条（ｅ）の優先権を主張する。当該仮出願の全体の内容が、当該参照により、本明細書の一部とされる。パリ条約上の優先権が、明示的に保持される。

〔技術分野〕
本発明は、真空保持される光学的インターフェースを用いたレーザ支援眼手術に関しており、特には、当該インターフェース内の不十分な真空をモニタリングしてそれに対応するためのシステム及び方法に関している。

白内障は、眼の水晶体やその嚢―水晶体嚢―の混濁によって形成される。白内障は、水晶体を通る光の通過を妨げる。白内障は、程度が軽度の混濁度から完全な混濁度まで様々な場合がある。加齢性白内障の進行の初期において、レンズの屈折力（度）が増大する場合があり、近視が生じる。レンズの漸次黄変及び混濁化（不透明化）により、青色の知覚が減少する場合がある。それらの波長はそのような水晶体レンズ内で吸収され散乱されるからである。白内障の形成は、典型的には進行が遅く、進行性の視力低下を生じる。もし治療がなされなければ、白内障は失明を引き起こし得る。

一般的な白内障治療は、不透明な水晶体を人工眼内レンズ（ＩＯＬ）で置き換える工程を含んでいる。毎年、世界中で、推定１，５００万例の白内障手術が行われている。伝統的には、白内障手術は、水晶体乳化（水晶体乳化吸引）と呼ばれる技術を用いて典型的に実施されており、この水晶体乳化では、関連の潅注及び吸引ポートを備えた超音波チップが、水晶体の比較的硬い核を刻んで前水晶体嚢に作られる開口部を通る取り出しを容易にするために用いられる。水晶体核への接近は、前水晶体嚢切開術を実施することによって行われる場合があり、かかる切開術では、外科器具を用いて小さな丸い穴が水晶体嚢の前方側部に形成される。水晶体核への接近は、マニュアル式（用手）連続曲線水晶体破嚢術（ＣＣＣ）を実施することによっても可能である。水晶体核の取り出し後、合成フォルダブル（折り畳み）眼内レンズ（ＩＯＬ）が、眼の残りの水晶体嚢中に挿入され得る。

白内障摘出手術において最も技術的に困難で重要な工程の１つは、水晶体乳化（水晶体乳化吸引）によって白内障を除去するために、水晶体核への接近を提供することである。所望の結果は、当該核の水晶体乳化が安全かつ容易に実施され得ると共に人工レンズが容易に挿入され得るような、円滑で連続的な円形開口を提供することである。当該工程の重要性のため、幾人かの外科医は、ミクロケラトーム（微小角膜切刀）や鉗子のような手動ツールよりも、外科的なレーザビームを好む。なぜなら、レーザビームは、非常に少量の眼組織に正確に合焦できるからである。これにより、嚢切開手術の正確さと信頼性とを高めることができる。

幾つかの商業的なレーザ支援眼手術システムが、白内障の除去と乱視の矯正とを容易にするために利用可能である。アボット・メディカルオプティクス社から入手できるＣＡＴＡＬＹＳ（カタリス）精密レーザシステムは、前嚢切開術、水晶体破壊術、及び、乱視矯正のための角膜内での単一面乃至複数面の円弧状切開の生成、のために必要とされている。ＣＡＴＡＬＹＳシステムは、患者の眼とドッキングする２部品の液体充填インターフェースを用いる。当該液体が、レーザのための伝送（透過）媒体を提供し、圧平レンズとの接触に起因する眼の歪みを回避する。当該液体が、リアルタイムでのビデオ撮影、ＯＣＴ撮像及びレーザ治療のための明瞭な光路を提供する。ＣＡＴＡＬＹＳシステムの特徴は、米国特許第８，３９４，０８４号明細書、米国特許第８，５００，７２４号明細書、米国特許第８，４２５，４９７号明細書、米国特許出願公開２０１４／０１６５３４Ａ１、２０１４年４月１８日に出願された米国特許出願第１４／２５６，３０７号、及び、２０１４年４月１７日に出願された米国特許出願公開２０１４／０３４３５４１Ａ１に開示されている。これら特許文献の全体の内容が、当該参照により、本明細書に完全に記載されているのと同様に、本明細書の一部とされる。レーザ白内障手術のための他のシステムは、アルコン・ラボラトリーズ社から入手できるＬｅｎＳｘＬａｓｅｒ（レンズエックスレーザ）、レンザー社から入手できるＬＥＮＳＡＲ（レンザー）レーザシステム、テクノラス・パーフェクト・ヴィジョン社ないしボシュロム社から入手できるＶＩＣＴＵＳ（ビクタス）フェムト秒レーザプラットフォームである。

流体の間質層（組織侵入層）は、正確な場所へのレーザスポットの高精度の供給に強い影響を有する。液体充填光学インターフェースを用いる現在のシステムにおける１つの欠点は、液体の喪失である。多くのドッキングインターフェースは、眼に対してインターフェースを保持するために吸引を利用しており、時々は、インターフェースの分離した部品を一緒に保持するためにも吸引を利用している。レーザ手術の間に、インターフェースがずれて、液体充填チャンバがこれらの結合のいずれかにおいて吸引部と流体連通すると、インターフェース内の液体レベルが低減され得て、異なる屈折率を有する空気で置換され得て、レーザ光学系に影響し得る。レーザ処理中にこれが生じる場合、何らかの誤処理や傷害が発生し得る前に、レーザエネルギーの供給を遮断することが重要である。

従って、光学インターフェース内の液体の喪失を検出するシステムが必要とされている。

改善されたレーザ眼手術システム及び関連の方法が提供される。レーザ眼手術システムは、レーザを用いて、角膜内、水晶体嚢内、及び／または、水晶体核内に正確な切開創を形成する。好適な実施形態では、レーザ眼手術システムは、眼内の組織を切開するためのレーザパルス治療ビームを生成するレーザ切断サブシステムを含んでいる。液体の透過媒体が、患者インターフェースレンズと眼との間に用いられ、患者の眼に不所望の力が加えられることを回避する。本開示は、患者インターフェース内の液体レベルのモニタリングのための多数の解決策を提供する。

液体モニタの一つの特定の実施形態は、患者インターフェース内に位置決めされてその内部の液体と連通する１または複数のセンサを含む。当該センサは、液体レベルが低下し過ぎるまで液体を通して電流を導く導電パッドであり得る。あるいは、光源が患者インターフェース内の液体上に照射され得て、液体による屈折光が液体レベルの変化のためにモニタリングされ得る。あるいは、音響発信器とセンサとの適合対が患者インターフェース内に一体化され得て、液体レベルが高い時と低い時とで異なる信号をもたらし得る。別の解決法は、極端に小さい直径のオリフィスを液体チャンバの側部に設けて、当該オリフィス上で大変低い真空を引くことである。液体がオリフィスを覆っている場合には、表面張力が流体の吸引を妨げるが、液体レベルが低下すると空気がオリフィスから引かれ得て、そのことが真空ライン内の外部センサによって検出される。最後、ガスフローメータが、患者インターフェースの吸引リングのための真空供給回路内に設置され得る。ガスフローメータは、高感度のセンサを利用して、主な吸引喪失と遅い漏洩とを検出する。

本明細書において言及されている全ての刊行物、特許及び特許出願は、当該参照による引用により、個々の刊行物、特許又は特許出願の各々が本明細書中に具体的に且つ個々に記載されているのと同じ程度に、これらの記載内容の全体が本明細書の一部である。

本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されている。本発明の特徴及び利点の良好な理解は、本発明の原理を利用した例示的な実施形態を説明している以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することで得られるであろう。

レーザ支援眼手術システムの患者インターフェースの下方に位置決めされた患者の側面図である。

本発明による患者インターフェースを有するレーザ眼手術システムの形態の平面図を示す単純化されたブロック図である。

本発明の例示的な患者インターフェースの眼接触部材の斜視図である。本発明の例示的な患者インターフェースの眼接触部材の正面図である。本発明の例示的な患者インターフェースの眼接触部材の平面図である。本発明の例示的な患者インターフェースの眼接触部材の断面図である。

眼接触部材がレーザ供給のための対物レンズを有する上方部材に対してドッキングされた状態での、組み立てられた患者インターフェースの断面図である。

図４の断面に対して垂直な断面による、組み立てられた患者インターフェースの断面図である。流体レベルの高低を伴う眼接触部材の内壁に取り付けられた導電パッドを含む、インターフェース内の流体レベルをモニタリングする第１解決法を示している。図４の断面に対して垂直な断面による、組み立てられた患者インターフェースの断面図である。流体レベルの高低を伴う眼接触部材の内壁に取り付けられた導電パッドを含む、インターフェース内の流体レベルをモニタリングするための第１解決法を示している。

組み立てられた患者インターフェースの断面図である。光源とインターフェース内に一体化された屈折光位置検出器とを含む、流体レベルをモニタリングするための別の解決法を示している。組み立てられた患者インターフェースの断面図である。光源とインターフェース内に一体化された屈折光位置検出器とを含む、流体レベルをモニタリングするための別の解決法を示している。

組み立てられた患者インターフェースの断面図である。インターフェース内に一体化された音響発信器とセンサとの適合対を含む、流体レベルをモニタリングするための更に別の解決法を示している。組み立てられた患者インターフェースの断面図である。インターフェース内に一体化された音響発信器とセンサとの適合対を含む、流体レベルをモニタリングするための更に別の解決法を示している。

組み立てられた患者インターフェースの断面図である。真空ラインに接続されたインターフェースの壁の小オリフィスを含む、流体レベルをモニタリングするための更に別の解決法を示している。組み立てられた患者インターフェースの断面図である。真空ラインに接続されたインターフェースの壁の小オリフィスを含む、流体レベルをモニタリングするための更に別の解決法を示している。

患者インターフェースに接続された吸引回路の概略図である。患者インターフェース内の流体レベルをモニタリングするための更に別の解決法を示している。

レーザ眼手術に関する方法及びシステムが開示される。レーザが、角膜内、水晶体曩内、及び／又は、水晶体核内に正確な切開創を形成するために用いられる。好適な実施形態では、レーザ眼手術システムは、眼内の組織を切開するためのレーザパルス治療ビームを生成するレーザ切断サブシステム、切開創が形成され得る眼の外部及び内部構造の空間的配置を測定するためのレンジングサブシステム、アライメントサブシステム、治療ビームをスキャンするよう動作可能な共有光学系、レンジングサブシステム、及び／または、当該レーザ眼手術システムに対するアライメントサブシステム、を含んでいる。アライメントサブシステムは、例えば、レーザ眼手術システムに対する眼のドッキング中に眼の画像を提供するために用いられ得るビデオサブシステムを含み得て、ドッキング処理が完了した後の眼の画像を提供し得る。好適な実施形態では、液体インターフェースが、患者インターフェースレンズと眼との間に用いられる。液体インターフェースの利用は、患者の眼に不所望の力が加えられることを回避する。

レーザシステムの構成

図１は、角膜内、水晶体曩内、及び／又は、水晶体核内に正確な切開創を作るよう動作できる、本発明の実施形態としてのレーザ眼手術システム２０を示している。システム２０は、診断及び介入ユニット２２を含む。当該診断及び介入ユニット２２の下方で、昇降移動され得る患者チェア２４上に患者が横たわっている。患者インターフェース２６が、患者の眼Ｅと診断及び介入ユニット２２との間に示されており、その特性が以下に説明される。

診断及び介入ユニット２２は、ここでは図示されていない複数のサブシステムを含む。例えば、当該ユニット２２は、タッチスクリーン制御パネル、患者インターフェース真空接続部、ドッキング制御キーパッド、患者インターフェース無線認証（ＲＦＩＤ）リーダ、外部接続部（例えば、ネットワーク、ビデオ出力、１または複数のフットスイッチ、ＵＳＢポート、ドアインターロック、及びＡＣ電力）、レーザエミッション指示器、非常時レーザ停止ボタン、キースイッチ、及び、ＵＳＢデータポートを提供し得る。これらのサブシステムは、２０１３年１０月３１日に出願された米国特許出願公開２０１４／０１２８２１Ａ１に示され説明されている。当該特許文献の内容は、当該参照により、明示的に本明細書の一部とされる。

患者チェア２４は、チェア位置決め機構（内部にあって不図示）のため、ヘッドレスト２８と患者チェアジョイスティック制御部３０とを含む。患者チェア２４は、患者チェアジョイスティック制御部３０を用いて３つの軸線（ｘ，ｙ，ｚ）内で調節され方向付けられるよう構成されている。ヘッドレスト２８及び拘束システム（図示していないが、例えば、患者の額に係合する拘束ストラップ）は、手技中、患者の頭を安定化する。ヘッドレスト２８は、望ましくは、患者に快適さをもたらすと共に患者の頭の動きを減少させる調節可能な頸部支持体を含む。ヘッドレスト２８は、患者に快適さをもたらすと共に患者の頭のサイズのばらつきに対応するために、患者の頭の位置の調節を可能にするよう鉛直方向に調節可能であるように構成されている。

患者チェア２４は、手動調節を用いて、患者の脚部、胴、及び頭の傾斜関節運動を許容する。患者チェア２４は、患者負荷位置、吸引リング捕捉位置、及び患者治療位置に対応している。患者負荷位置では、チェア２４は、患者チェアが直立位置に戻った状態で且つ患者フットレストが下降位置にある状態で、診断及び介入ユニット２２の下から回転する。吸引リング捕捉位置では、チェアは、患者チェアがもたれ位置に戻った状態で且つ患者フットレストが持ち上げ位置にある状態で、診断及び介入ユニット２２の下から回転する。患者治療位置では、チェアは、患者チェアがもたれ位置に戻った状態で且つ患者フットレストが持ち上げ位置にある状態で、診断及び介入ユニット２２の下に回転する。

図２は、患者眼Ｅに結合されたシステム２０の単純化されたブロック図である。患者眼Ｅは、角膜、水晶体及び虹彩を有する。虹彩は、眼Ｅとシステム２０とのアラインメントを得るために使用できる眼Ｅの瞳孔を定める。システム２０は、切断レーザサブシステム４４、ＯＣＴ撮像システム４６、アラインメント誘導システム４８、ビデオカメラ４９、共用光学系５０、患者インターフェース２６、制御エレクトロニクス５４、制御パネル／ＧＵＩ５６、ユーザインターフェース装置５８、及び、通信経路６０を含む。制御エレクトロニクス５４は、通信経路６０を介して、切断レーザサブシステム４４、ＯＣＴ撮像システム４６、アラインメント誘導サブシステム４８、ビデオカメラ４９、共用光学系５０、患者インターフェース２６、制御パネル／ＧＵＩ５６、及びユーザインターフェース装置５８に作動的に結合されている。再び、これらの特徴の更なる詳細は、Ｇｏｏｄｉｎｇに対する米国特許出願公開２０１４／０１２８２１Ａ１に示され説明されている。当該特許文献は、参照により既に本明細書の一部とされている。

好適な実施形態で、切断レーザサブシステム４４は、フェムト秒（ＦＳ）レーザ技術を利用している。フェムト秒レーザ技術を用いることによって、短い持続時間（例えば、持続時間が約１０^-13秒）のレーザパルス（エネルギーレベルがマイクロジュール範囲にある）を厳密に合焦された箇所に送り出して組織を破壊することができ、それにより、水晶体核の超音波断片化に必要なレベルと比較して且つ長い持続時間を有するレーザパルスと比較して、必要なエネルギーレベルを実質的に減少させることができる。切断レーザサブシステム４４は、システム２０の構成に適した波長を有するレーザパルスを生じさせることができる。非限定的な例を挙げると、システム２０は、１０２０ｎｍ〜１０５０ｎｍの波長を有するレーザパルスを提供する切断レーザサブシステム４４を使用するよう構成されているのが良い。例えば、切断レーザサブシステム４４は、１０３０（±５）ｎｍ中心波長をもつダイオード励起固体形態を有するのが良い。

患者インターフェース

患者インターフェース２６は、患者の眼Ｅの位置をシステム２０に対して拘束するために用いられる。好適な実施形態で、患者インターフェース２６は、真空ラインを用いて患者の眼Ｅに取り付く吸引リングを採用している。吸引リングは、例えば真空を用いて当該吸引リングを患者インターフェース２６に固定することで、患者インターフェース２６に結合される。好適な実施形態で、患者インターフェース２６は、患者の角膜の前面から鉛直に位置がずらされた後面を有する光学的に透過性の構造（レンズ）を含み、適当な液体（例えば、滅菌緩衝生理的食塩水（ＢＳＳ））の領域が当該後面及び患者の角膜に接触した状態でこれらの間に配置されており、かかる適当な液体領域は、共用光学系５０と患者の眼Ｅとの間の伝送経路の一部をなしている。光学的に透過性の構造は、１つ又は２つ以上の湾曲した表面を有するレンズ６２（図４参照）を含むのが良い。変形例として、患者インターフェース２６は、１つ又は２つ以上の実質的に平坦な表面、例えば平行なプレート又はウェッジ、を有する光学的に透過性の構造を含んでも良い。好適な実施形態で、患者のインターフェースレンズは、使い捨てであり、各眼治療前に交換される。

図３Ａ乃至図３Ｄは、ここで説明されるレーザ眼手術システムにおいて用いられる例示的な患者インターフェース２６の眼接触部材７０を図示している。前述のように、例示的な患者インターフェース２６は、例えば真空を用いる眼Ｅとの結合のための吸引リング７２を含んでいる。より具体的には、患者インターフェース２６の下端または先端は、眼Ｅの角膜と接触しておかれて、吸引リングに結合された第１吸引導管７４ａを介して吸引がなされる。図９を参照して後述されるように、第１吸引導管７４ａは、吸引リング７２から真空源を含む複数の構成要素まで延びている。

患者インターフェース２６は、図１を参照して前述されたように、診断及び介入ユニット２２に取り外し可能に結合されるよう構成された特徴部を有する上方部材７６（図４参照）を有する２部品組立体（アセンブリ）である。上方部材７６は、後述されるように、吸引を介して眼接触部材７０に取り外し可能に結合される。例示的な手術では、患者チェア２４が、診断及び介入ユニット２２の下方から外方へと吸引リング捕捉位置まで回転される。外科医ないし技術者は、吸引リング７２を用いて、インターフェース２６の眼接触部材７０を患者の眼Ｅに対して容易に係合し得る。その後、チェア２４は、診断及び介入ユニット２２の下方の患者処置位置に回転され、例えば図１に示されるように、眼接触部材７０と上方部材７６とが結合される。こうして、システム２０は、レーザ支援眼手術の準備が整う。

患者インターフェース２６は、眼接触部材７０及び上方部材７６のような分離した構成部品を有し得るが、あるいは、単一の分離不可能なユニットとして一体的に提供されてもよい。例示的な液体充填患者インターフェースの更なる詳細は、２０１１年１０月２１日に出願された米国特許出願公開２０１３／０１０２９２２Ａ１に開示されている。当該特許文献は、当該参照により、明示的に本明細書の一部とされている。

図３Ａ乃至図３Ｄを再び参照して、本実施形態における患者インターフェース２６の眼接触部材７０は、上方の円筒状リム８２を有する略切頭円錐形の本体部８０を備えている。堅固で、好適には成型品である本体部８０は、略環状の断面を有しており、図３Ｄにおいて最も良く分かるように、内部に貫通孔８４を規定している。小さい径方向突出ハンドル８８が、外科医または技術者が容易に当該部材７０を操作することを許容し、流体導管７４ａ、７４ｂ、９０のトリオが同一方向に径方向に離れるように延びている。

図３Ｄは、眼接触部材７０の内部構造を最も良く示している。本体部８０は、上方部材７６と係合するためのシールを提供するべく、環状溝内に環状弾性シール９２を受容している。上方流体導管７４ｂは、当該シール９２の２つの壁内に規定された環状空間９６と流体連通するルーメンを有する対応するニップル９４ｂに取り付けられている。図４に示されるように、導管７４ｂを介して引かれる真空が、シール９２内に吸引を生成し、それは上方部材７６の下面をシールと接触させて、患者インターフェース２６の当該２部品を互いに効果的に保持させる。

切頭円錐形の本体部８０の底端部では、弾性吸引リング７２が、それらの間に空間９８を規定する一対の環状壁（符号は付されていない）を規定している。下方流体導管７４ａが、当該空間９８と流体連通するルーメンを有する対応するニップル９４ａに取り付けられている。真空が当該導管７４ａを介して引かれる時、吸引リング７２が眼Ｅの略球面に固定され得る。

弾性シール９２に吸引によって保持された上方部材７６との、眼Ｅに結合された眼接触部材７０の組立体（アセンブリ）が、図４に示されている。前述のように、上方部材７６は、眼接触部材７０の切頭円錐形の本体部８０の上方の円筒状リム８２内に取り付けられている。上方部材７６は、そこから下方に突出して弾性シール９２の２つの壁内に規定される環状空間９６（図３Ｄ）内に適合する小さい円形フランジ１０２を有する略切頭円錐形の壁１００を含んでいる。これが、２つの構成要素のセンタリング（中心合わせ）を助ける。上方流体導管７４ｂを介しての真空が、切頭円錐形の壁１００を弾性シール９２のブレードに対して引きつけ、これにより上方部材７６を眼接触部材７０に固定する。

光学レンズ６２は、患者インターフェース２６内にセンタリングされて固定されており、眼Ｅの上方にある。より具体的には、光学レンズ６２の後面が、透過性の流体チャンバ１１２内の好適な液体１１０（例えば、滅菌緩衝生理的食塩水（ＢＳＳ））の領域を横切って、患者の角膜の前面から鉛直方向に離れている。チャンバ１１２は、レンズ６２の下方の眼接触部材７０内であって、前述のレーザ支援システムの光学機器の円錐状視野１１４（破線で示されている）内である貫通孔８４の当該部分を含む。もっとも、チャンバ１１２は、ここで説明される液体レベル検出機器のための空間を提供するべく、視野１１４から外方に延長している。図示されていないが、チャンバ１１２の入口ポート及び出口ポートが、必要に応じて液体を供給及び排出するために、特には圧力平衡を維持するために、眼接触部材１７０内に設けられている。

液体レベル検出の解決策

図５Ａ及び図５Ｂは、図４の断面に垂直な断面による患者インターフェース２６の断面図である。患者インターフェース２６内の流体レベルをモニタリングするための第１の解決策は、眼接触部材７０の内壁に取り付けられて、例えば互いから直径方向に離れている、一対の導電パット１２０を備える（勿論、導電体は他の位置に取り付けられてもよい）。導電パッド１２０に関連する回路が、図示されてはいないが、当該パッド１２０間を通流する電流を検出するための電流センサを含む。図５Ａは、チャンバ１１２を充填する液体１１０を示している。通常の（ノーマルな）レーザ手術にとって好適な当該形態において、電流が、関連する回路を閉じる導電パッド１２０間の液体を通って流され得る。他方、図５Ｂに示されるように、液体１１０のレベルがチャンバ１１２内で低下する時、空気ギャップが導電パッド１２０の間に存在して、パッド間の電流を妨げる。結果的に、電流センサが制御エレクトロニクス５４と通信して、レーザが使用中であれば、それを遮断する。一対の間隔の空いた導電パッド１２０が、図示のように、同じレベルに取り付けられ得る。あるいは、２以上の対の導電パッドと関連する回路とが、複数の流体レベルの指示器を提供するべく含まれ得る。別の形態では、検出パッド１２０が、キャパシタンスを測定するべく較正され得る。当該キャパシタンスは、流体が当該パッドとの接触を失うのに十分に低下する時、変化される。

図６Ａ及び図６Ｂは、患者インターフェース２６内の流体レベルを光学的にモニタリングするための第２の解決策を図示している。より具体的には、発光源１３０が、患者インターフェース２６の内部または上方に設けられていて、レンズ６２を通してある角度でチャンバ１１２内の液体１１０内へと下向きに光を照射する。発光源１３０からの光が液体１１０の表面に当たる時、それは図示のように屈折する。眼接触部材７０の内壁に取り付けられた位置検出器１３２が、当該屈折光の位置を検出する。高い液体レベルでは、図６Ａに示されるように、屈折の角度は、光を相対的に高い位置検出器１３２に当たらせる。他方、液体レベルが低下する時、図６Ｂに示されるように、屈折の角度は変化されて、光はより低い位置検出器１３２に到達する。これにより、受容できない液体喪失を表示できる。ある時点で、位置検出器１３２が制御エレクトロニクス５４と通信して、レーザが使用中であれば、それを遮断する。光位置検出器１３２は、全ての流体レベルを連続的に検出するための連続的な位置検出器であってもよいし、特定のレベル（例えば通常レベルと低レベル）をモニタリングするための個別の複数の検出器で構成されてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂは、患者インターフェース２６内に一体化された音響発信器１４０とセンサ１４２との適合対を有する患者インターフェース２６を図示している。特に、発信器１４０とセンサ１４２とは、互いから直径方向に離れて、切頭円錐形の本体部８０の内壁に取り付けられている。液体１１０がチャンバ１１２内の高いレベルにある時、発信器１４０からの音響信号は、間の流体を通ってセンサ１４２によって受容される。液体レベルが低下した後には、図７Ｂに示されるように、発信器１４０からの音響波形は、空気ギャップを通ってかなり異なる特性でセンサ１４２に到達する。流体喪失が、液体のレベルが発信器１４０またはセンサ１４２の下方に降下する前でさえ、変化する流体量によって引き起こされる音響シグネチャーの変化する特性によって検出され得る。発信器１４０及びセンサ１４２は、眼接触部材７０の切頭円錐形の本体部８０内に一体化され得るか、あるいは、別個の構成要素として本体部に取り付けられ得るか、上方から液体１１０内に導入され得る。

図８Ａ及び図８Ｂは、本体部８０の壁を通る小さいオリフィス１５０を有する患者インターフェース２６を図示している。オリフィス１５０から延びるニップル（符号は付されていない）が、真空ライン１５２に接続されている。僅かな真空が、真空ライン１５２を介してオリフィス１５０に適用され得る。図８Ａに示されるように、オリフィス１５０が流体で覆われている時、表面張力によって流体がオリフィスを通流することが防がれる。これは、フル真空に帰結する。真空圧の大きさが検出され、フル真空は、チャンバ１１２内に十分な流体が存在することを意味する。液体１１０のレベルがオリフィス１５０の下方に低下すると、僅かな真空が、残りの流体と空気とをオリフィス１５０を介して引くので、抵抗の喪失により真空または負圧の大きさは顕著に低下する。レーザが動作中であれば、それは遮断される。オリフィス１５０の直径は極端に小さいので、低い真空の適用時には、液体の表面張力がオリフィスを介しての吸引を妨げるが、流体レベルがオリフィスの下方に低下すると、空気の自由な流れを許容する。誤った否定的な状況を低減する、及び／または、複数の流体レベルでの検出を提供するため、複数のオリフィス１５０が本体部８０の周りの様々な位置に設けられ得る。

最後に、患者インターフェース内の流体レベル１１０をモニタリングするための間接的な方法が、患者インターフェース吸引システム内に導入され得る。図９は、患者インターフェース２６に接続された吸引回路の概略図であり、上方部材７６と眼接触部材７０とを有する患者インターフェースの下方の眼Ｅを図示している。

患者インターフェース２６は、第１吸引導管７４ａ及び第２吸引導管７４ｂに結合されている。第１吸引導管７４ａは、吸引リング７２（図４）から、眼保持構造真空ポンプ２００のような真空源にまで延びている。第１吸引導管７４ａは、患者インターフェース２６からの流体を受容するべく、第１流体コレクタ２０２を患者インターフェース２６に結合している。第１流体ストッパ２０４は、第１流体コレクタ２０２の出口に結合しており、フロート弁または多孔性構造を含んでいて、空気のような気体を通過させる一方、液体または粘性材料の通流は抑制して、実質的に当該液体または粘性材料の通流を停止させる。第１吸引導管７４ａに沿った吸引真空レギュレータ２０６が、吸引リングによって眼Ｅに調整された量の圧力、例えば３００ｍｍＨｇと５００ｍｍＨｇとの間の吸引圧力、を提供する。吸引真空レギュレータ２０６の出口は、真空ポンプ２００に結合されている。真空ポンプ２００は、通信経路６０によって制御エレクトロニクス５４に結合されている。

第２吸引導管７４ｂは、患者インターフェース２６からドッキング真空ポンプ２１０のような真空源まで延びている。第２吸引導管７４ｂは、上方部材７６と眼接触部材７０との間のインターフェースに吸引を提供して、両者を共にクランプする。第２吸引導管７４ｂは、第２流体コレクタ２１２及び第２流体ストッパ２１４に向かって延びている。第２流体ストッパ２１４は、多孔性構造またはフロートバルブを含んでおり、液体または粘性材料の通流を抑制して、実質的に当該通流を停止させる。破線領域２１６内の構成要素が、液体光学インターフェース（ＬＯＩ）を形成している。第２流体ストッパ２１４が、ドッキングモニタ２１５に結合している。ドッキングモニタ２１５は、第２吸引導管７４ｂに沿って位置決めされ得て、上方部材７６の眼接触部材７０への結合のための吸引（状態）をモニタリングする。圧力センサを有する吸引モニタ２１５が、第２吸引導管７４ｂに沿って、第２流体ストッパ２１４の下流でドッキングソレノイドバルブ２１６の上流において位置決めされる。当該圧力センサ２１５は、ここで説明されるように、通信経路６０を介して制御エレクトロニクス５４に結合され得る。圧力センサ２１５は、好適には、第２吸引導管７４ｂの圧力に応答するトランスデューサを有する。吸引ソレノイドバルブ２１６は、制御エレクトロニクス５４に結合されており、第２吸引導管７４ｂは、吸引ソレノイドバルブ２１６の下流において吸引（状態）をモニタリングするための吸引ラインモニタ２１７を含み得る。吸引ラインモニタ２１７は、好適には、真空ポンプ２１０の入口に結合しており、当該真空ポンプ２１０も制御エレクトロニクス５４に結合されている。

患者インターフェース２６に接続された第３導管９０は（図４参照）、吸引モニタ２２０及び吸引ソレノイドバルブ２２２に至っている。吸引モニタ２２０は、吸引リング７２内の吸引レベルの軌跡を保持し、通信経路６０を介して制御エレクトロニクス５４に結合されている。

液体喪失を間接的に検出するために、フローセンサ２３０が、第１吸引導管７４ａ内であって吸引ソレノイドバルブ２３２と真空レギュレータ２０６との間に直列的に導入されている。フローセンサ２３０は、ガスフローメータであり得るが、第１吸引導管７４ａ内のガスフローをモニタリングして、高感度のセンサを用いて主要な吸引喪失及び遅い漏洩を検出するための代替方法を提供する。患者インターフェース２６内での液体の喪失は、インターフェースと患者の眼との間の位置ずれによって引き起こされ得る。それは、吸引リング７２内のガスフローを突然変化させる。すなわち、吸引リングが眼と係合されている時は、ほとんどガスフローはないが、それらの接続解除が突然に吸引導管７４ａ内への空気の吸引を許容する。これが、フローセンサ２３０によって検出され得る。フローセンサ２３０は、制御エレクトロニクス５４と連通しており、制御エレクトロニクス５４はレーザが動作中であればシステムを遮断し得る。高い十分な流量感度は、遅い漏洩をも検出する。遅い漏洩は、最終的に、主要な液体喪失を導き得るものである。

ここで説明される結合ラインは、当業者に知られた流体結合のためのラインを有し得て、配管、柔軟配管、剛性配管、プラスチック配管、金属配管、またはマニホルド、の１またはそれ以上を有し得る。ここで説明される容器は、類似の材料を有し得て、ここで提供される教示内容に基づいて当業者によって構成され得る。

前述のシステムを用いた好適なレーザ白内障手術は、液体充填患者インターフェースを介して患者の眼をレーザシステムに接続することによって、実施される。患者インターフェースの下方部分が、リング形状の領域に亘って真空を適用することによって患者の眼に取り付けられる。その後、患者インターフェースは、このリングの内側で好適な殺菌液体（例えば殺菌緩衝生理的食塩水（ＢＳＳ））で充填される。これにより、当該殺菌液体が患者の角膜と直接接触する。患者は、その後、椅子によって所定位置まで移動され、当該位置で、第２領域に亘ってリング形状で真空引きすることによって、患者インターフェースの上部が、オーバーハングしたレーザシステムに取り付けられ得る。殺菌液体は、レーザシステムの光学系と直接接触して、装置の光学系の一部となり、光学的ハードウェアを患者の眼とインターフェースする。

治療中、患者インターフェースに収容された殺菌液体を通して、レーザエネルギーが患者の眼の内部に伝送される。人間の眼におけるレーザビームの正確な位置決めは、大変に重要であり、システム光学系、インターフェース液体、及び、眼の媒体は、システムソフトウェアによって考慮される。

治療中、患者へのインターフェース内の液体レベルが低下すると、空気はより小さい屈折率を有するので、レーザのための光学系が影響され得て、おそらくは患者にとっての害を引き起こし得る。この状況は、患者インターフェースの構成要素を移動させる患者の運動によって引き起こされ得て、殺菌液体が様々な真空導管に入る。従って、患者インターフェース２６内の液体喪失を検出するための様々な技術が、外科医／技術者またはシステムエレクトロニクスに可能性ある破滅的状況について警告して、正しい動作が素早く取られ得る。

本発明の好ましい実施形態を図示すると共に本明細書において説明したが、かかる実施形態は、例示として提供されているに過ぎないことは当業者には明らかであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には多くの変形、変更、及び置換が明らかである。理解されるべきこととして、本明細書において説明した本発明の実施形態の種々の変形例を本発明の実施の際に採用することができる。添付の特許請求の範囲が、本発明の範囲を規定し、当該特許請求の範囲の範囲内の方法及び構造及びそれらの等価物が、それによって包含される、ということが意図されている。

Claims

レーザ眼手術を実施するためのレーザと当該レーザのための制御エレクトロニクスとを有する診断及び介入ユニットを有するレーザ眼手術システムの患者インターフェース内の液体の喪失を検出するためのシステムであって、
堅固な本体部と、患者の眼と係合するための下方の吸引リングと、を有する患者インターフェース
を備え、
前記患者インターフェースは、前記診断及び介入ユニットに結合されるように構成されており、
前記堅固な本体部は、前記レーザのビームの通過のための貫通孔を規定しており、
前記貫通孔は、前記レーザのビームのための透過性媒体を提供する流体を収容するように構成された流体チャンバを規定しており、
当該システムは、更に、
前記流体チャンバと連通状態であるように取り付けられ、前記流体チャンバ内の流体量を検出可能であるセンサと、
前記センサからの入力を受信して、前記センサからの入力に応じて、前記流体チャンバ内の低い流体量に関する出力を前記レーザの前記制御エレクトロニクスに提供する制御通信回路と、
を備えたことを特徴とするシステム。
前記堅固な本体部は、上方端から前記下方の吸引リングまで円錐状視野を規定しており、
前記流体チャンバは、前記円錐状視野から外方へ延びており、
前記センサは、前記円錐状視野の外側で前記堅固な本体部に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記センサは、前記堅固な本体部の内面に取り付けられた一対の導電パッドを含み、
当該システムは、前記導電パッド間を通流する電流を検出するための電流センサを含む前記導電パッドと関連する回路を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記堅固な本体部内の異なる高さにおいて少なくとも２対の導電パッドがあり、当該異なる高さの当該２対の導電パッド間を通流する電流を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
前記センサは、前記堅固な本体部の内面に取り付けられた位置検出器を有し、
当該システムは、前記流体チャンバを通ってある角度で下方に照射するように位置決めされた発光源を含み、
前記発光源からの光が前記液体の表面に当たって屈折して、前記流体チャンバ内の流体量を示す前記発光源からの光の屈折光の位置を前記位置検出器が検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
２以上の位置検出器がある
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
前記堅固な本体部内に取り付けられ、前記流体チャンバの上方の広がりを規定する光学レンズを更に備え、
前記発光源は、前記光学レンズの上方の前記堅固な本体部内に取り付けられている
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
前記センサは、前記堅固な本体部の内面に取り付けられ互いから直径方向に離れている音響発信器とセンサとの適合対を含む
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
前記センサは、前記堅固な本体部の壁を通って延び、真空ライン及び圧力センサに接続された小さいオリフィスを有しており、
前記オリフィスは、前記流体チャンバに対するその開口が流体によって覆われている時には表面張力によって当該流体が当該オリフィスを通ることが妨げられ、最大の真空の大きさに帰結し、前記開口が空気に曝されている時には当該空気が前記真空ラインを通って流れて、真空の大きさが最大から下方に低下する、というサイズである
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記堅固な本体部内に取り付けられ、前記流体チャンバの上方の広がりを規定する光学レンズを更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。