JPH0412976B2 - - Google Patents

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JPH0412976B2
JPH0412976B2 JP63320345A JP32034588A JPH0412976B2 JP H0412976 B2 JPH0412976 B2 JP H0412976B2 JP 63320345 A JP63320345 A JP 63320345A JP 32034588 A JP32034588 A JP 32034588A JP H0412976 B2 JPH0412976 B2 JP H0412976B2
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path
laser beam
focusing
optical channel
mirror
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Efu Bire Josefu
Ai Buraun Suchuaato
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INTERIJENTO SAAJIKARU REEZAAZU Inc
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INTERIJENTO SAAJIKARU REEZAAZU Inc
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Publication date
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Publication of JPH0412976B2 publication Critical patent/JPH0412976B2/ja
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    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
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    • A61F2009/00878—Planning
    • A61F2009/00882—Planning based on topography

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明、レーザービームを焦点合せする装置及
び方法関する。更に詳しくは、本発明レーザーを
三次元的空間内の予め選択された通路に沿つて予
め選択された点に焦点合せする装置及び方法に関
する。本発明は特に、人間の眼の角膜内の選択さ
れた細胞を光化学的に変化させるうに患者の眼に
対してレーザービームを焦点合せする装置として
有用である。
［従来の技術］ 最近、種々分野でレーザービームの有用性が広
く認められて来ている。しかしレーザービームの
焦点合せする装置は、個々の分野で有効的に使用
しうるような万能のものでない。単にレーザービ
ームを目標に指向させることはかなり簡単なこと
である。しかしビームの通路を移動させつつ、ビ
ームの通路上の焦点の位置を変化させて三次元的
空間内で予め定められた進路に沿つて焦点合せす
ることが必要な場合には、事情が全く異なるので
ある。
眼科に於ける外科手術はレーザービームの正確
な運動及び焦点合せが本質的に重要となる分野の
１つである。角膜外科手術（angiosurgery）及
び神経外科手術（neurosurgery）及び種々の工
業的応用面に於て改良されたレーザービームを焦
点合せする装置が有効に使用されるようになつて
いるが、眼科の外科手術は若干独特の問題を有し
ている。例えば眼のデリケートな性質は、眼に外
傷を与えないようにすることが必要である。更
に、眼にある如何なる小さい組織も注意深く治療
されなければならず、若しそれが良好な組織であ
る場合は、なるべく保護しなければならない。よ
つて、眼科の外科手術が正確になされる必要があ
る。
上述のことを考慮して、高いパルス反復速度で
眼の別々の選択された目標面積部分に対して短い
持続時間のレーザーパルスを順次照準させ得るレ
ーザービームを焦点合せする装置の必要性が認め
られる。更に詳しくは、制御された方法でレーザ
ービームを同時に制御して焦点合せ出来る装置の
必要性が認められる。例えば、本出願人の「多波
長レーザー供給源」と題する米国特許出願にこの
ようなレーザービームを効果的に案内出来る装置
が記載されている。
若干のレーザー案内装置が単波長及び多波長の
レーザービームの両者に対して提案されている。
例えば、ミツチエルに附与された米国特許第
4638800号は身体内の通路内に挿入可能の「レー
ザービーム手術装置」を開示している。組織を冒
さない装置として、ジヤコーに附与された米国特
許第4503854号は動力による外科手術用のレーザ
ー供給装置を開示している。更に、エスペラン
ス・ジユニアに附与された米国特許第4665913号
に眼に対して予め設定された角度で作動する眼科
手術レーザー用のｘ−ｙ走査装置を開示してい
る。しかし、これらの参照文献は何れも再配向可
能の光学的チヤンネル内の三次元的空間内でレー
ザービームを光学的に制御して焦点合せする装置
に関するものでない。更にこれらの参照文献はレ
ーザーパルスを多数点に個々に焦点合せ出来、ビ
ームのパルスを等しい強度で等しい持続時間で、
著しく速い反復速度で連続的に発生させるように
なす装置に関するものでない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述の事情に鑑みて、三次元的空間内
の予め定められた通路に沿つてレーザービームの
焦点を光学的に制御するレーザービームを焦点合
せする装置及び方法を提供することを目的とす
る。
本発明の他の目的は、極めて高い反復速度で供
給される短い持続時間のレーザーパルスを含むレ
ーザービームを有効に案内することのできるレー
ザービームを焦点合せする装置及び方法を提供す
ることである。
本発明の更に他の目的は、眼科手術に使用する
のに有用な正確にレーザービームを焦点合せする
装置を供給することを目的とする。
本発明の更に他の目的は、コスト的に有利で使
用が容易なレーザービームを焦点合せする装置及
び方法を提供することである。
［課題を解決する為の手段及び作用］ 上述の目的は特許請求の範囲第１項又は第２項
に限定されているような装置或いは第３項に限定
されているような方法を提供することによつて解
決される。
このように構成されているから、本発明によつ
て三次元的空間内の予め定められた進路に沿つて
極めて高い反復速度で供給される短い持続時間の
レーザービームの焦点を光学的に制御することが
出来、眼科手術に使用するのに特に有効で、且つ
コスト的に有利で使用が容易なレーザービームを
焦点合せする装置又は方法が提供されるのであ
る。
本発明によるレーザービームを焦点合せする装
置又は方法の望ましい実施例は、ビームを形成す
る単色供給源を含んでいる。焦点合せ装置及び選
択された通路に沿つてビームを制御する制御装置
が設けられて、これらの装置が協働してプログラ
ムに従つて作動されてレーザービームを空間内の
予め定められた点に焦点合せするのである。この
レーザービームを焦点合せする装置は指向装置
（director）を形成するように共に協働するミラ
ーの組合せを含んでいる。この指向装置はレーザ
ービームの伝達の間実質的に位置を固定されて保
持されるが、その他の時には作業者の希望によ
り、又は予め定められたプログラムに従つて眼の
選択された面積部分に装置を再配向するように運
動可能になされている。本装置はビームがその内
部で制御されるようになされた光学的チヤンネル
をレーザー供給源及び眼自体の間に形成してい
る。
この制御装置は精密チユーナー（finetuner）
を含んでいて、この精密チユーナーは正確にはビ
ーム制御走査装置と称すべきものである。この精
密チユーナーはレーザービームの通路内に配置さ
れてレーザービームを選択された通路に沿う光学
的チヤンネルを通して導くように協働する対をな
す検流ミラーを有する。レーザービームを制御す
る為のこれらのミラーの協働する作動は、第１の
検流ミラーが１つの参照平面内にある通路に沿つ
てのみレーザービームを反射するように回転可能
であることを認識することによりよく理解され
る。この第１のミラーはこのように拘束される
が、第２の検流ミラーはこの参照平面内にあるレ
ーザービームの通路にのみ依存してこの参照平面
に垂直な一連の平面の何れかにレーザービームを
移動させるように回転可能に作動される。従つ
て、光学的チヤンネル内でレーザービームを制御
するのは両方の検流ミラーの協働作動の結果であ
る。
レーザービームを焦点合せする装置はまた凸レ
ンズのテレセントリツク配置（telecentric
arrangement）を含み、これらのレンズはレーザ
ーをレーザービームの通路上の選択された点に焦
点合せするように運動可能になされている。附加
的に、この装置は能動ミラー（active mirror）
を含んでいて、この能動ミラーは前述のテレセン
トリツク配置と協働してレーザービームを精密に
焦点合せしてビームの目的区域に於ける試料の不
均一性のために必要となるミラーの焦点合せの調
節を行うようにプログラムされるのである。
レーザービームを焦点合せする装置の種々の機
素の協働する作動はコンピユーターのプログラム
によつて相互関連（coordinated）されて、種々
の機素に適当な入力を与えて装置の作動を行わせ
るようになつている。特に、精密チユーナーによ
る光学的チヤンネル内のレーザービームの運動及
びテレセントリツク配置によるレーザービームの
焦点合せはコンピユーターによつて相互関連され
て、レーザービームの焦点が予め定められた空間
的通路を追従するようになす。また、レーザービ
ームの焦点はレーザーによる手術の間にこの手術
に要求される事項及び人間の眼の形態
（topography）によつて予め定められる所望の通
路を追従するようにレーザービームを焦点合せす
る装置によつて制御されるのである。
［実施例］ 本発明の新規な特徴及び構成及び作動に関する
本発明自体は以下の説明に関連する添付図面によ
つて最もよく理解されるが、これらの図面に於て
同様の符号が同様の部分を示すようになされてい
る。
先ず第１図を参照して、全体を符号１０によつ
て示されている本発明のレーザービームを焦点合
せする装置（以下、レーザー案内装置は患者１２
に対して作動状態で示されている。第１図に示さ
れるように、患者１２は手術テーブル１４上に位
置し、患者の頭部１６が支持部１８にて位置決め
されて装置１０に対して安定した空間的関係にな
されている。患者１２がこのように位置決めされ
ると、装置１０は企図された目的の為に使用出来
るようになる。しかし、患者１２は又椅子に座る
ようにされても装置１０は企図された目的に使用
出来る。
本発明によるレーザー案内装置の主な構成要素
は第１図に示されている。第１図に於て、レーザ
ー供給源２０が単色光を供給し、この光がレーザ
ービーム２２として実質的に図示されたような通
路に沿つて導かれることが判る。第１図に示され
るように、レーザービーム２２は精密チユーナー
２４（後述する第５図の１２４に相当する）を通
つて導かれ、この精密チユーナーは以下に説明さ
れるようにレーザービーム２２を位置決めする為
のビーム制御走査装置として働くのである。精密
チユーナー２４によつて制御されることにより、
レーザービーム２２は焦点合せ機素２６（後述す
る第５図の１２６に相当する）を通過してこの焦
点合せ機素から位置指向装置２８（後述する第５
図の１２８に相当する）を通つて導かれ、患者１
２の眼３０に照準を合わされる。装置１０を構成
する種々の構成要素の構造及びその協働する作動
は夫々の構成要素の個々の機素を詳細に考慮する
ことによつて最もよく理解される。
第２図を参照して、レーザー供給源２０がレー
ザービーム２２を発生するように示されている。
ビーム２２はレーザー供給源２０から出た後で、
本装置全体を通つて光軸３２を追従する。第２図
に於て、ビーム２２は境界部３４及び３６によつ
て図解的に境界されている。このように境界され
ることによつて、装置１０内のレーザービーム２
２の運動は装置１０の光軸３２に沿つて整合され
る種々の光学的機素の作動パラメーターにより効
果的に拘束されるのである。概念的に言つて、レ
ーザービーム２２の運動が内部に拘束される包絡
面はここで光学的チヤンネルとして示される。こ
の光学的チヤンネルには符号を与えられていない
が、レーザー供給源２０からレーザービーム２２
が眼３０に対して与えられる企図された目的の為
の目標に焦点合せされる点まで装置１０全体を通
つて伸長している。
レーザービーム２２はレーザー供給源２０を出
た後で順次光軸３２に沿つて配置される凸レンズ
３８、開口４０及び凸レンズ４２を含む空間フイ
ルター（spatial filter）に入射する。当業者には
よく判るように、この空間フイルターは望遠鏡的
結像装置を形成し、この結像装置がコリメートさ
れた光を効果的に伝達するのである。
引続いて光軸３２に沿つて検流ミラー４４が配
記されている。本発明によつて企図されるよう
に、この検流ミラー４４は検流計４６によつて軸
４８の廻りに矢印５０により示される方向に回転
可能になされている。以下の説明によつて更によ
く判るように、検流ミラー４４はレーザービーム
２２を光軸３２から離すように導くのに使用され
る。レーザービーム２２は検流ミラー４４によつ
て反射された後で、この技術分野で公知の凸レン
ズ５２及び５４より成る望遠鏡的結像装置を通過
する。次にレーザービーム２２は検流ミラー５６
に入射する。
検流ミラー４４と同様に、検流ミラー５６はレ
ーザービーム２２を光軸３２から離すように導く
のに使用される。実際上光学的チヤンネル内でビ
ーム２２を制御する作用は、レーザービーム２２
を互いに垂直方向に光軸３２から離すように導く
ミラー４４及び５６によつて行われるのである。
ミラー４４及び５６はビーム２２を異なる方向に
指向させるけれども、その機能は同じである。従
つて、ミラー５６についてだけ説明を行うことに
する。
検流ミラー５６は検流計５８によつて軸６０の
廻りに矢印６２によつて示される方向に回転可能
になされている。レーザービーム２２は検流ミラ
ー５６によつて反射された後で、凸レンズ６４及
び６６より成る望遠鏡的結像装置を通過する。第
２図に於て、光軸３２から離れるレーザービーム
２２の通路の変化が反射されたビーム２２として
示されている。詳しくは、検流計５８による検流
ミラー５６の軸６０の廻りの心合せされた位置５
６ａからの回転がレーザービーム２２を光軸３２
から図示の位置に離すように反射させるのであ
る。ビーム２２はこの点で光軸から離されるけれ
ども凸レンズ６４及び６６はレーザービーム２２
を能動ミラー６８上の正しい焦点に再周向させ
る。これによつて得られる作用は、ビーム２２の
位置が移動される間に結像面の適合性が公知の方
法及び目的で保持されることである。若し検流ミ
ラー５６が５６ａのように位置決めされる場合に
は、レーザービーム２２は光軸３２と同一線上に
なる。更に、既述のように、検流ミラー４４は上
述と垂直な平面内のビーム２２の同様の運動を行
わせるのである。
能動ミラー６８は種々の理由で装置１０に設け
られる。先ず第１に、能動ミラー６８を組込むこ
とによつてレーザービーム２２が正確に焦点合せ
されて目標面積部分内に於ける人間の眼の角膜を
通る角度的走査によつて生ずる収差を補償するの
である。又この正確な焦点合せは完全な球から偏
倚する角膜の形状を考慮して行われることが出来
る。これを要約すると、能動ミラー６８は目標面
積部分にレーザービーム２２の甚だ正確な焦点合
せを可能になすのである。本発明の目的に対して
は、能動ミラー６８は、1986年11月の米国光学協
会ジヤーナル（J.Opt.Soc.）に現れたクラフリン
及びベアケツトによる「解析的に誘導される影響
の作用に合致する最少自乗法による静電膜ミラー
の形成」（Configuring an
ElectrostaticMembrane Mirror by Least−
Squares Fitting with Analytically Derived
Influence Functions）と題する論文に詳細に記
載された型式のものになし得る。
更に第２図を参照すると、レーザービーム２２
は検流ミラー４４及び５６の回転運動に比例して
光軸３２から離れるように指向されるから、検流
的に回転するミラー７０には光軸３２上では入射
しないことが判る。その代りに図示のようにレー
ザービーム２２は検流ミラー４４及び５６によつ
て与えられる方向に従つて光軸３２から離れた位
置で回転ミラー７０に入射するのである。
レーザービーム２２は検流的に回転するミラー
７０によつて反射された後で焦点合せレンズ７４
を通過する。第２図に概略的に示されるように、
焦点合せレンズ７４はレール７６に滑動可能に取
付けられて、これに沿つて直線運動を行うように
なつている。レール７６に対する焦点合せレンズ
７４の実際の位置は検流計８０に応答して動くア
ーム７８によつて決定されるのである。更に詳し
くは、アーム７８の運動は矢印８４によつて示さ
れる方向の軸８２の廻りの回転運動である。アー
ム７８及び焦点合せレンズ７４の間の相互連結が
焦点合せレンズ７４上の取付け点７５の、アーム
７８上に形成されたスロツト８６内に於けるレー
ル７６に沿う滑動運動によつて得られることが判
る。従つて、当業者には公知のように焦点合せレ
ンズ７４がレール７６に沿つて往復運動を行つて
ビーム２２を焦点合せさせるのである。
レーザービーム２２は回転ミラー８８によつて
反射されてこのミラーから平面ミラー９０に向つ
て導かれる。この平面ミラー９０は又レーザービ
ーム２２を、第２図ではハウジング９４内に取付
けられるように示されている対物レンズ装置９２
に向つて指向させる。更に詳しくは、対物レンズ
装置９２はこの技術分野の当業者には公知の方法
で互いに協働する凸レンズ９６、開口９８及び凸
レンズ１００を含み、レーザービーム２２を眼３
０の選択された部分に作動的に照点合せするよう
になすのである。
回転ミラー８８、平面ミラー９０及び対物レン
ズ装置９２は光学的チヤンネルを効果的に再配向
させることの出来る指向装置を含んでいることが
理解されなければならない。更に詳しくは、第２
図に示された位置から仮想線８８ａで示された位
置への回転ミラー８８の回転は、平面ミラー９０
が９０ａとして第２図に仮想線で示された位置に
動いた時にレーザービーム２２を平面ミラー９０
に反射させることが判る。従つて、対物レンズ装
置９２は第２図の９２ａとして示された仮想線の
位置に動かされる必要がある。このようにして、
レーザービーム２２の通路は眼３０の状態に関し
て再位置決めされることが出来る。回転ミラー８
８、平面ミラー９０および対物レンズ装置９２の
運動が正確に相互関連されることが重要である。
又正しい整合が指向装置内に保持されることが重
要である。詳しくは、眼３０の角膜１０４が球形
であると仮定して、対物レンズ装置９２の通路が
円形通路１０６を追従しなければならないことに
なるのである。通路１０６の曲率中心が角膜１０
４の曲率中心と合致することが理解される。対物
レンズ装置９２の運動が円形通路１０６に沿つて
行われるためには、平面ミラー９０が楕円形通路
１０８に沿つて動かされねばならないことに帰着
する。通路１０８の焦点は回転ミラー８８の回転
中心であつて、通路１０８の他の焦点は角膜１０
４の曲率中心であることが理解されなければなら
ない、楕円形通路１０８に沿う平面ミラー９０の
運動及び円形通路１０６に沿う対物レンズ装置９
２の運動が眼３０の角膜１０４に対してレーザー
ビーム２２の正しい配向状態を保持するようにな
るのである。更に詳しくは、凸レンズ７４から対
物レンズ１００の瞳９８までの光学的距離は、対
物レンズ１００の軸線が横方向に40゜まで回転さ
れる間一定に保たれる。しかし、楕円形通路１０
８に沿う平面ミラー９０の運動によつて若干の非
直線性が対物レンズ装置９２に導入される。従つ
て、平面ミラー９０自体はこれらの非直線性を排
除する為に検流的に制御されることが出来る。又
はこれらの非直線性を表わす帰還信号がその非直
線性を補償する為に検流回転ミラー７０を回転さ
せるのに使用される必要がある。
第２図から、当業者には対物レンズ装置９２の
仮想線位置９２ａへの運動が眼３０の角膜１０４
の表面の円弧に沿つて角膜１０４に対して相対的
にレーザービーム２２を再位置決めすることが理
解される。本発明を完全に利用する為に対物レン
ズ装置９２は又第３図に示されるように角膜１０
４の表面に円形通路を描くような方法で光軸３２
の廻りに回転可能でなければならない。第１図を
参照すればこのような作動は、対物レンズ装置９
２の回転軸線が能動ミラー６８及び検流ミラー５
６の間に形成される光軸３２の部分と同一直線に
なる場合に容易に行われることを示している。更
に詳しくは、第１図を参照して指向装置２８の位
置２８ａへの運動が同時に対物レンズ装置９２を
位置９２ａに動かすことが判る。引続いて指向装
置２８の光軸３２の廻りの矢印１０２で示される
方向の運動が角膜１０４上で円形通路を描くので
ある。
さて第３図に移り、人間の眼３０及びその角膜
１０４の斜視図が示され、半径方向の角膜切開術
として知られる施療の間に角膜１０４内に施され
る切れ目１１０を示している。更に詳しくは、第
３図に示されるように、この切れ目１１０は角膜
１０４に対して半径方向に施され、第４図を共に
参照して判るように制御された方法で角膜１０４
に対して行われるのが望ましい。詳しくは、許容
される手順によつて、この切れ目１１０は角膜１
０４の上皮１１２、ボーマン膜１１４及び基質１
１６の一部分だけに伸長するうに侵入しなければ
ならない。しかし、このような切れ目１１０はデ
スメー膜１１８又は内皮１２０の何れをも含んで
はならないのである。熟練した眼科医によつて認
められているように、デスメー膜１１８及び内皮
１２０を含むような切れ目１１０は悲劇的な結果
を招く恐れがある。従つて、眼３０の角膜１０４
に入射するレーザービーム２２の焦点の正確な案
内が、甚だ精密な要求される手順であることが判
る。従つて、本発明は予め定められた空間的な通
路に沿うレーザービーム２２の甚だ正確な焦点合
せを可能とする機素を有するのである。更に、第
３図及び第４図を共に参照することによつて眼３
０の角膜１０４内に施される切れ目１１０が三次
元的な総ての方向に正確に制御されなければなら
ないことが判る。特に、眼３０の表面に対する表
面上の配向に制御が必要で、又眼３０の角膜１０
４内への切れ目１１０の侵入に対して深さの位置
決めに対して制御が要求されるのである。
上述の本発明による装置の作動は本発明の電子
的構成要素の概略的構成図を示す第５図を参照す
ることによつて最もよく理解される。第２図は装
置１０の機素の光学的に協働する作動を示してい
るのに対して、第５図はこれらの機素の電子的な
協働作用を示すようになつている。従つて、第５
図には総ての構成要素が全部示されるようにはな
されていない。他方に於て、光学的機素の作動グ
ループの全体的な特徴が示されるようになつてい
る。更に詳しくは、コンピユーター即ちマイクロ
プロセツサー１２２が作業者の望に従つてプログ
ラムされて、装置１０の案内装置を眼３０の予め
定められた輪郭に追従させるようになつている。
この作動は眼３０からのマイクロプロセツサー１
２２に対するプログラムされた入力１４０として
概念的に第５図に示されている。第５図から判る
ように、マイクロプロカセツサー１２２は、本発
明の作動を行わせるようにビーム制御走査装置１
２４、焦点合せ機素１２６及び位置指向装置１２
８に電子的に接続されている。既述の説明及び第
５図を参照すれば、走査装置１２４が他の組合さ
れる構成要素と共に実質的に検流ミラー４４及び
５６より成つていることを示している。更に、焦
点合せ機素１２６は実質的に能動ミラー６８及び
焦点合せミラー７４より成り、位置指向装置１２
８は回転ミラー７０及び平面ミラー９０より成つ
ている。
ビーム制御走査装置１２４に対するマイクロプ
ロセツサー１２２の接続は、マイクロプロセツサ
ー１２２からのプログラムされた指示によつて検
流計４６が検流ミラー４４を回転させるように電
気的コネクター１３０が検流計４６に接続される
ことを必要とする。同様に、マイクロプロセツサ
ー１２２は電気的コネクター１３２によつて検流
計５８電気的に接続されてマイクロプロセツサー
１２２からのプログラムされた入力により検流ミ
ラー５６の運動を生じさせるようになつている。
上述のことから、両方の検流ミラー４４及び５６
に対するプログラムされた入力が、装置１０の光
学的チヤンネルを通してレーザービーム２２を制
御するようにして行われ得ることが判る。
光学的チヤンネル内に於けるレーザービーム２
２の実際の制御は検流ミラー４４及び５６の協働
作用によつて行われるのである。上述にて簡単に
述べたように、検流ミラー４４及び５６の作動を
夫々別個に考えるのがこの作動を理解するのに役
立つ。従つて、説明の為だけに先ず検流ミラー５
６を考えることにする。若し検流ミラー５６が第
２図に示される位置５６に心合せされる場合に
は、レーザービーム２２は光軸３２に沿う通路に
沿つて検流ミラー５６から放射される。しかし、
若し検流ミラー５６が軸６０の廻りに５６ａによ
つて示される位置に回転される場合には、レーザ
ービーム２２は第２図に示されるように光軸３２
から離れて反射される。従つて、何れの他の光学
的機素も変動又は運動をしない場合には、検流ミ
ラー５６の運動はレーザービーム２２が参照平面
内で移動されるようになす。検流ミラー４４はこ
の参照平面に垂直な平面内でレーザービーム２２
に対して上述と正確に同じ作用を行うのである。
従つて、マイクロプロセツサー１２２からのプロ
グラムされた信号応答する検流ミラー４４及び５
６の協働する作動がレーザービーム２２を制御す
る。この制御の可能性により、残余の三次元的な
制御は、レーザービーム２２を正しく焦点合せす
ることによつて行うことが出来るのである。
装置１０の焦点合せ機素１２６は又マイクロプ
ロセツサー１２２に電子的に接続されている。詳
しくは、この接続はマイクロプロセツサー１２２
及び能動ミラー６８の間に電気コネクター１３４
を配置することを必要とする。附加的に、電気的
コネクター１３６はマイクロプロセツサー１２２
を検流計８０に接続してプログラムされた状態で
枢動アーム７８の運動を行わせ、この技術分野で
公知のように焦点合せ機素１２６の焦点合せを行
わせる。従つて、マイクロプロセツサー１２２対
するプログラムされた入力焦点合せ機素１２６が
眼３０の特定の状態に従つて作業者によつて決定
される焦点にレーザービーム２２を焦点合せさせ
るのである。
第５図は又マイクロプロセツサー１２２が電子
的に位置指向装置１２８を制御することを示して
いる。詳しくは、ミラー９０が検流的に制御さ
れ、その結果ミラー９０及びミラー７０の間に帰
還接続を必要としないようになし得る。変形実施
例に於ては、位置指向装置１２８の平面ミラー９
０はコネクター１３８を介してマイクロプロセツ
サー１２２に電気的に接続されて楕円形通路１０
８上のミラー９０の位置を指示するようになし得
ることに注目しなければならない。この位置情報
は電気的コネクター１４０′によつてマイクロプ
ロセツサー１２２から検流計７２に通されて平面
ミラー９０に対してプログラムされた関係に従つ
て検流ミラー７０を動かすようになされる。既述
のように、この平面ミラー９０及び検流ミラー７
０の間の電気的接続は、機械的な連結を介して行
われる回転ミラー８８の回転と協働する楕円形通
路１０８に沿う平面ミラー９０の運動により生ず
る機械的非直線性を修正する為に行われるのであ
る。
装置１０の上述の説明により、種々の構成要
素、即ちビーム制御走査装置１２４、焦点合せ機
素１２６及び位置指向装置１２８の夫々に対する
プログラムされたコンピユータ入力が、眼３０に
入射するレーザービーム２２の方向を装置１０が
正確に規定するのを可能になすことが判る。従つ
て、眼３０の角膜１０４内への切れ目１１０の位
置が大なる精度で制御され得るのである。更に、
コンピユーター入力は又レーザービーム２２対す
る焦点を正確に制御し、その結果切れ目１１０が
眼３０の角膜１０４内に形成される深さを制御す
るのである。種々の新規な機素の眼３０に対する
連結は眼３０及び装置１０の間の空間的関係及び
眼３０に関する形状即ち状態及び構成的な情報に
関係するプログラムされた入力１４０によつて確
立されるのである。
ここに詳細に図示され説明された特定の三次元
的レーザー案内装置は本発明の目的を達成し、上
述の利点を完全に提供するものであるが、上述の
説明は現在望ましい本発明の実施例の単なる図解
的説明であつて、特許請求の範囲に限定される以
外にここに示された詳細な構造又は設計に本発明
を制限する糸がないことは理解されなければなら
ない。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、レ
ーザーパルスを種々の焦点に個々に焦点合せ出
来、ビームのパルスが等しい強度で等しい持続時
間で、著しく速い反復速度で連続的に発生される
ようになした光学的チヤンネル内の三次元的空間
内でレーザービームを光学的に制御して焦点合せ
する眼科手術に使用するのに特に有効で、且つコ
スト的に有利で使用が容易な案内装置を提供出来
る優れた効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は患者の眼の手術の為に作動的に配置さ
れた本発明の案内装置の側面立面図。第２図は装
置の一部分が選択された光学的機素の再配向状態
を示す為に仮想線にて示され、眼に対する関係を
示されている本発明の案内装置の光学的機素の概
略的説明図。第３図は眼の斜視図。第４図は第３
図の線４−４に沿つて見た眼の角膜の断面図。第
５図は本発明の電子的構成要素の接続を示す構成
図。 １０……レーザー案内装置、１２……患者、１
４……手術テーブル、１６……患者の頭部、２０
……レーザー供給源、２２……レーザービーム、
２４……精密チユーナー、２６，１２６……焦点
合せ機素、２８，１２８……位置指向装置、３０
……患者の眼、３２……光軸、３８，４２，５
２，５４……凸レンズ、４０，９８……開口、４
４，５６……検流ミラー、４６，５８，８０……
検流計、６４，６６，９６……凸レンズ、６８…
…能動ミラー、７０……回転するミラー、７４…
…焦点合せレンズ、７６……レール、７８……枢
動アーム、８８……回転ミラー、９０……平面ミ
ラー、９２……対物レンズ装置、９４……ハウジ
ング、９８……瞳、１００……対物レンズ、１０
４……角膜、１０６……円形通路、１０８……楕
円形通路、１１０……切れ目、１１２……上皮、
１１４……ボーマン膜、１１６……基質、１１８
……デスメー膜、１２０……内皮、１２２……マ
イクロプロセツサー、１２４……ビーム制御走査
装置、１２８……位置指向装置、１３０，１３
２，１３４……電気的コネクター、１３６，１３
８，１４０′……電気的コネクター。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 眼の形態に従つて空間の予め定められた点に
    レーザービームを制御、焦点合せする装置に於い
    て、 レーザービームを、内部に於いて前記レーザー
    ビームの通路が制御されるエンベロープによつて
    規定される光学的チヤンネルの前記通路に沿つて
    指向させる装置を有するレーザービーム供給源
    と、 前記通路内に配置され、前記ビームを前記通路
    上の予め選択された点に焦点合せする光学的機素
    と、 前記光学的チヤンネル内に配置され、眼の形態
    に従つて前記光学的チヤンネルを選択的に再指向
    させる位置指向装置であつて、回転ミラーと、平
    行ミラーと、前記ビームの前記通路に沿つて順次
    配向されて前記通路に対して運動可能で前記光学
    的チヤンネルの長さを維持しながら前記光学的チ
    ヤンネルを再配向する装置である対物レンズ装置
    とを含む位置指向装置と、 前記光学的チヤンネル内に配置され、前記ビー
    ムを受取つて、前記通路上の前記予め選択された
    点を前記空間内の前記予め定められた点と一致さ
    せるように選択的に前記通路を変化させるチユー
    ナーであつて、前記ビームの前記通路に沿つて配
    置された複数個の検流ミラーを有するチユーナー
    と、 を有し、前記光学的機素が、前記ビームの前記通
    路に沿つて位置決め可能な凸レンズを含む装置。 ２ レーザービームを、位置を規定可能の外面を
    有する固体の本体内の一点に焦点合せする装置に
    於いて、 光学的チヤンネルを規定する装置と、 前記焦点合せする装置上に取付けられ、前記ビ
    ームを前記光学的チヤンネルを介して前記外面の
    第１の部分上に、この第１の部分に対して実質的
    に垂直な第１の軸線に沿つて指向させる装置と、 前記焦点合せする装置上に取付けられ、前記ビ
    ームを前記光学的チヤンネルを介して前記外面の
    第２の部分上に、この第２の部分に対して実質的
    に垂直な第２の軸線に沿つて選択的に再指向させ
    る装置であつて、複数の運動可能な検流ミラーを
    有する装置と、 前記焦点合せする装置上に取付けられ、前記ビ
    ームを前記夫々の第１又は第２の軸線に沿つて焦
    点合せさせる装置であつて、前記ビームの前記通
    路上に配置されて、この通路に沿つて運動可能で
    前記ビームを焦点合せする凸レンズを含む焦点合
    せ装置と、 前記光学的チヤンネルを前記本体に対して再配
    向する装置であつて、この再配向装置が、前記ビ
    ームの前記通路に沿つて順次位置決めされるよう
    に夫々互いに他に対して運動可能になされて前記
    光学的チヤンネルの長さを維持しながら前記光学
    的チヤンネルの部分を再配向させる回転ミラー
    と、平面ミラーと、対物レンズを含んでいる、 装置。 ３ 所定の形態に従つて空間内の予め定められた
    点にレーザービームを焦点合せする方法に於い
    て、 (A) レーザービームを１つの通路に沿つて導き、 (B) 前記通路を光学的チヤンネル内に拘束し、 (C) 前記レーザービームを前記通路上の予め選択
    された点に焦点合せさせ、 (D) 前記通路上の前記予め選択された点を前記空
    間内の前記予め定められた点と一致させるよう
    に前記チヤンネル内のビームの前記通路を制御
    し、 (E) 前記光学的チヤンネルの長さを維持しながら
    前記形態に従つて前記光学的チヤンネルをミラ
    ーで再配向させる、 諸工程を含んでいる方法。
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