(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(54)【発明の名称】眼浮遊物を破砕するレーザビームの多重化
(51)【国際特許分類】
A61F 9/008 20060101AFI20241024BHJP
【ＦＩ】
A61F9/008 120A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525091
(86)(22)【出願日】2022-10-04
(85)【翻訳文提出日】2024-04-25
(86)【国際出願番号】 IB2022059481
(87)【国際公開番号】W WO2023089398
(87)【国際公開日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】63/281,255
(32)【優先日】2021-11-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】319008904
【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100211177
【弁理士】
【氏名又は名称】赤木 啓二
(74)【代理人】
【識別番号】100227835
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 剛孝
(72)【発明者】
【氏名】ゾルト ボル
(57)【要約】
ある特定の実施形態において、眼科レーザシステムは、レーザデバイスと、眼科顕微鏡と、コントローラとを含む。レーザデバイスは、レーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向する。ターゲットは寸法を有する。レーザデバイスは、レーザビームを発生させるよう構成されるレーザと、１つ以上のレーザビームマルチプレクサとを含む。レーザビームマルチプレクサは、レーザビームを変調して、レーザパルスのパルスパターンを生成する。パルスパターンは、ターゲットの移動を制限するようターゲットの寸法に関するカバー範囲を有する。眼科顕微鏡は、眼の内部から反射される光を集めて、眼の画像を生成する。コントローラは、レーザパルスのパルスパターンを生成するよう、レーザパルスをターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
眼科レーザシステムであって、複数のレーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向するよう構成されるレーザデバイスであって、前記眼の軸はｚ軸を規定し、前記ｚ軸は前記ｚ軸に直交するｘｙ平面を規定し、前記ｘｙ平面は前記ターゲットが位置するターゲットｘｙ平面を規定し、前記ターゲットは前記ターゲットｘｙ平面において寸法を有し、前記レーザデバイスは、
レーザビームを発生させるよう構成されるレーザと、
１つ以上のレーザビームマルチプレクサであって、各レーザビームマルチプレクサは、前記レーザビームを変調して前記ターゲットｘｙ平面においてレーザパルスのパルスパターンを生成するよう構成され、前記パルスパターンは、前記ターゲットの移動を制限するよう前記ターゲットの前記寸法に関するカバー範囲を有する、１つ以上のレーザビームマルチプレクサと、
を備えるレーザデバイスと、
前記眼の内部から反射される光を集めて、前記眼の画像を生成するよう構成される眼科顕微鏡と、
コントローラであって、
前記レーザパルスのパルスパターンを生成するよう、前記複数のレーザパルスを前記ターゲットに向けて指向するよう前記レーザデバイスに命令するよう構成される、
コントローラと、
を備える、眼科レーザシステム。
【請求項2】
前記ターゲットは、眼浮遊物を備える、請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項3】
前記１つ以上のレーザビームマルチプレクサは、第１のパルスパターンを生成するよう構成される第１のマルチプレクサと、
第２のパルスパターンを生成するよう構成される第２のマルチプレクサと、を備える、
請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項4】
前記コントローラは、更に、前記第１のマルチプレクサ又は前記第２のマルチプレクサを用いるよう前記レーザデバイスに命令するよう構成される、
請求項３に記載の眼科レーザシステム。
【請求項5】
前記第１のパルスパターンは、より小さいカバー範囲を提供し、前記第２のパルスパターンは、より大きいカバー範囲を提供する、
請求項３に記載の眼科レーザシステム。
【請求項6】
前記第１のパルスパターンは、より疎なカバー範囲を提供し、前記第２のパルスパターンは、より密なカバー範囲を提供する、
請求項３に記載の眼科レーザシステム。
【請求項7】
前記１つ以上のレーザビームマルチプレクサは、空間光変調器を備え、前記空間光変調器は、第１のパルスパターンを作成し、
第２のパルスパターンを作成する、よう構成される、
請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項8】
前記コントローラは、更に、前記第１のパルスパターン又は前記第２のパルスパターンを作成するよう前記空間光変調器に命令するよう構成される、
請求項７に記載の眼科レーザシステム。
【請求項9】
前記第１のパルスパターンは、より小さいカバー範囲を提供し、前記第２のパルスパターンは、より大きいカバー範囲を提供する、
請求項７に記載の眼科レーザシステム。
【請求項10】
前記第１のパルスパターンは、より疎なカバー範囲を提供し、前記第２のパルスパターンは、より密なカバー範囲を提供する、
請求項７に記載の眼科レーザシステム。
【請求項11】
前記コントローラは、更に、ユーザ入力から前記ターゲットの前記寸法を特定するよう構成される、請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項12】
前記コントローラは、更に、前記寸法を測定するよう前記眼の前記画像に対して画像処理を実行することによって前記ターゲットの前記寸法を特定するよう構成される、請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項13】
前記コントローラは、更に、前記ターゲットの前記寸法に従ってレーザパルスの前記パルスパターンを選択するよう構成される、
請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項14】
前記１つ以上のレーザビームマルチプレクサのうちのレーザビームマルチプレクサは、以下の、回折光学素子（ＤＯＥ）、回折格子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、干渉計、空間光変調器（ＳＬＭ）、偏光マルチプレクサ、又は前述の任意の組み合わせのうちの１つを備える、請求項１に記載の眼科レーザシステム。
【請求項15】
眼科レーザシステムを用いるための方法であって、コントローラによって、レーザパルスのパルスパターンを生成するよう複数のレーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令することであって、前記眼の軸はｚ軸を規定し、前記ｚ軸は前記ｚ軸に直交するｘｙ平面を規定し、前記ｘｙ平面は前記ターゲットが位置するターゲットｘｙ平面を規定し、前記ターゲットは前記ターゲットｘｙ平面において寸法を有する、ことと、
前記レーザデバイスのレーザによって、レーザビームを発生させることと、
前記レーザデバイスの１つ以上のレーザビームマルチプレクサによって、前記レーザビームを変調して前記パルスパターンを生成することであって、前記パルスパターンは、前記ターゲットの移動を制限するよう前記ターゲットの前記寸法に関するカバー範囲を有する、ことと、
前記レーザデバイスによって、前記レーザパルスを前記眼内の前記ターゲットに向けて指向することと、
眼科顕微鏡によって、前記眼の内部から反射される光を集めて、前記眼の画像を生成することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、レーザ硝子体索切断システム及び方法に関し、特に、レーザビームを多重化して、眼浮遊物を破砕することに関する。
【背景技術】
【0002】
眼科レーザ手術において、外科医は、レーザビームを眼に向けて眼を治療する可能性がある。例えば、レーザビームを硝子体に向けて、眼浮遊物を分解させる可能性がある。眼浮遊物は、硝子体内に形成されるコラーゲンタンパク質の塊である。これらの塊は、移動する影及び歪みを伴って視界を妨げる。レーザビームは、浮遊物を除去し、従って、視力を向上させるために用いられてもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
ある特定の実施形態において、眼科レーザシステムは、レーザデバイスと、眼科顕微鏡と、コントローラとを含む。レーザデバイスは、レーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向する。眼の軸は、ｚ軸を規定する。ｚ軸は、ｚ軸に直交するｘｙ平面を規定し、ｘｙ平面は、ターゲットが位置するターゲットｘｙ平面を規定する。ターゲットは、ターゲットｘｙ平面において寸法を有する。レーザデバイスは、レーザビームを発生させるよう構成されるレーザと、１つ以上のレーザビームマルチプレクサとを含む。各レーザビームマルチプレクサは、レーザビームを変調してターゲットｘｙ平面においてレーザパルスのパルスパターンを生成する。パルスパターンは、ターゲットの移動を制限するようターゲットの寸法に関するカバー範囲を有する。眼科顕微鏡は、眼の内部から反射される光を集めて、眼の画像を生成する。コントローラは、レーザパルスのパルスパターンを生成するよう、レーザパルスをターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令する。
【0004】
実施形態は、以下の特徴のいずれも含まなくてもよいか、１つ、幾つか、又は全てを含んでもよい。
【0005】
＊ターゲットは眼浮遊物である。
【0006】
＊マルチプレクサは、第１のパルスパターンを生成するよう構成される第１のマルチプレクサと、第２のパルスパターンを生成するよう構成される第２のマルチプレクサとを含む。コントローラは、第１のマルチプレクサ又は第２のマルチプレクサを用いるようレーザデバイスに命令してもよい。第１のパルスパターンは、より小さいカバー範囲を提供してもよく、第２のパルスパターンは、より大きいカバー範囲を提供してもよい。第１のパルスパターンは、より疎なカバー範囲を提供してもよく、第２のパルスパターンは、より密なカバー範囲を提供してもよい。
【0007】
＊マルチプレクサは、第１のパルスパターン又は第２のパルスパターンを作成する空間光変調器を含む。コントローラは、第１のパルスパターン又は第２のパルスパターンを作成するよう空間光変調器に命令してもよい。第１のパルスパターンは、より小さいカバー範囲を提供してもよく、第２のパルスパターンは、より大きいカバー範囲を提供してもよい。第１のパルスパターンは、より疎なカバー範囲を提供してもよく、第２のパルスパターンは、より密なカバー範囲を提供してもよい。
【0008】
＊コントローラは、ユーザ入力からターゲットの寸法を特定する。
【0009】
＊コントローラは、寸法を測定するよう眼の画像に対して画像処理を実行することによってターゲットの寸法を特定する。
【0010】
＊コントローラは、ターゲットの寸法に従ってレーザパルスのパルスパターンを選択する。
【0011】
＊レーザビームマルチプレクサは、回折光学素子（ＤＯＥ）、回折格子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、干渉計、空間光変調器（ＳＬＭ）、偏光マルチプレクサ、又は前述の任意の組み合わせであってもよい。
【0012】
ある特定の実施形態において、眼科レーザシステムを用いるための方法は、コントローラによって、レーザパルスのパルスパターンを生成するようレーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令することを含む。眼の軸は、ｚ軸を規定する。ｚ軸は、ｚ軸に直交するｘｙ平面を規定し、ｘｙ平面は、ターゲットが位置するターゲットｘｙ平面を規定する。ターゲットは、ターゲットｘｙ平面において寸法を有する。レーザビームは、レーザデバイスのレーザによって発生される。レーザビームは、レーザデバイスのレーザビームマルチプレクサによって変調されて、パルスパターンを生成する。パルスパターンは、ターゲットの移動を制限するようターゲットの寸法に関するカバー範囲を有する。レーザパルスは、レーザデバイスによって、眼内のターゲットに向けて指向される。眼の内部から反射される光は、眼科顕微鏡によって、眼の画像を生成するよう集められる。
【0013】
実施形態は、以下の特徴のいずれも含まなくてもよいか、１つ、幾つか、又は全てを含んでもよい。
【0014】
＊マルチプレクサは、第１のパルスパターンを生成するよう構成される第１のマルチプレクサと、第２のパルスパターンを生成するよう構成される第２のマルチプレクサとを含む。本方法は、コントローラによって、第１のマルチプレクサ又は第２のマルチプレクサを用いるようレーザデバイスに命令することを含んでもよい。
【0015】
＊マルチプレクサは、第１のパルスパターン又は第２のパルスパターンを作成する空間光変調器を含む。本方法は、コントローラによって、第１のパルスパターン又は第２のパルスパターンを作成するよう空間光変調器に命令することを含んでもよい。
【0016】
ある特定の実施形態において、眼科レーザシステムは、レーザデバイスと、眼科顕微鏡と、コントローラとを含む。レーザデバイスは、レーザパルスを眼内のターゲットに向けて指向し、ここでターゲットは眼浮遊物である。眼の軸は、ｚ軸を規定する。ｚ軸は、ｚ軸に直交するｘｙ平面を規定し、ｘｙ平面は、ターゲットが位置するターゲットｘｙ平面を規定する。ターゲットは、ターゲットｘｙ平面において寸法を有する。レーザデバイスは、レーザビームを発生させるよう構成されるレーザと、１つ以上のレーザビームマルチプレクサとを含む。各レーザビームマルチプレクサは、レーザビームを変調してターゲットｘｙ平面においてレーザパルスのパルスパターンを生成する。パルスパターンは、ターゲットの移動を制限するようターゲットの寸法に関するカバー範囲を有する。マルチプレクサは、第１のパルスパターンを生成するよう構成される第１のマルチプレクサと、第２のパルスパターンを生成するよう構成される第２のマルチプレクサとを含むか、又は第１のパルスパターン及び第２のパルスパターンを作成するよう構成される空間光変調器を含む。第１のパルスパターンは、より小さいカバー範囲を提供し、第２のパルスパターンは、より大きいカバー範囲を提供する。第１のパルスパターンは、より疎なカバー範囲を提供し、第２のパルスパターンは、より密なカバー範囲を提供する。レーザビームマルチプレクサは、回折光学素子（ＤＯＥ）、回折格子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、干渉計、空間光変調器（ＳＬＭ）、偏光マルチプレクサ、又は前述の任意の組み合わせであってもよい。眼科顕微鏡は、眼の内部から反射される光を集めて、眼の画像を生成する。コントローラは、レーザパルスのパルスパターンを生成するよう、レーザパルスをターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令する。コントローラは、レーザパルスのパルスパターンを生成するよう、複数のレーザパルスをターゲットに向けて指向するようレーザデバイスに命令する。
【0017】
実施形態は、以下の特徴を含んでもよい。
【0018】
コントローラは、寸法を測定するよう、ユーザ入力から、又は眼の画像に対して画像処理を実行することによってターゲットの寸法を特定し、ターゲットの寸法に従ってレーザパルスのパルスパターンを選択し、第１のマルチプレクサ又は第２のマルチプレクサを用いるようレーザデバイスに命令するか、又は第１のパルスパターン又は第２のパルスパターンを作成するよう空間光変調器に命令する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
ここで、説明及び図面を参照して、開示する装置、システム、及び方法の例示的な実施形態を詳細に示す。説明及び図面は、網羅的であることも、或いは、特許請求の範囲を、図面において示し、説明において開示する特定の実施形態に限定することも意図するものではない。図面は可能な実施形態を表すが、図面は必ずしも縮尺通りではなく、実施形態をよりよく示すために特定の特徴部を簡略化、誇張、削除、又は部分的に分割している場合がある。
【0021】
レーザ硝子体索切断において、レーザパルスを用いて眼浮遊物を分解して、視力を向上させる。ある特定の状況において、レーザパルスは、急速に膨張するキャビテーション気泡を生成することができる約３～１０ミリジュール（ｍＪ）のパルスエネルギーを有する。気泡－硝子体界面の加速は、浮遊物を機械的に分解させることができる点に達することができる。パルスが浮遊物の中心に当たると、気泡は浮遊物を分解させる。しかし、パルスが周辺部に当たると、気泡は急速に浮遊物を押し、それをジャンプさせる。
【0022】
ある特定の実施形態において、レーザデバイスは、レーザパルスを眼内の浮遊物に向かって指向させる。レーザデバイスは、レーザビームを分割して、パルスの一部が浮遊物を囲むパルスパターンを生成し、浮遊物がジャンプする可能性を低減するレーザビームマルチプレクサを含む。
【0023】
図１は、ある特定の実施形態による、硝子体浮遊物を除去するよう患者の眼１４に対してレーザ硝子体索切断を実施するために（オペレータ眼１２を有する）オペレータが用いることができる眼科レーザシステム１０の一実施例を示している。硝子体浮遊物は、共に凝集する傾向がある硝子体内の微細なコラーゲン線維である。これらの塊は、光を散乱させ、網膜上に影を投じ、患者の視覚において視覚障害として現れる。眼科レーザシステム１０により、オペレータは、眼の網膜及び水晶体に関して浮遊物を見ることができ、次いで、浮遊物を粉砕するようレーザビームを向けることができる。図示の実施例において、患者の眼１４は、ｚ軸を規定する軸（視軸又は光軸）を有する。ｚ軸は、ｚ軸に直交するｘ軸及びｙ軸を規定する。ひいては、ｘ軸及びｙ軸はｘｙ平面を規定する。
【0024】
実施例において、眼科レーザシステム１０は、図示のように結合される、接眼レンズ２０と、レーザ送出ヘッド２２と、スリット照明源２６と、位置決めデバイス（ジョイスティック２８等）と、ベース部３０と、コンソール３２とを備える。レーザ送出ヘッド２２は、図示のように結合される、レーザファイバ３４と、遠位端３５と、ズームシステム３６と、コリメータ３８と、ビームマルチプレクサ３９と、ミラー４０と、対物レンズ４２とを含む。スリット照明源２６は、光源４３と、集光レンズ４４と、可変アパーチャ４５と、可変スリット板４６と、投影レンズ４７と、ミラー４８とを含む。コンソール３２は、図示のように結合される、コンピュータ（コントローラ５０等）と、レーザ５２と、ユーザインターフェース５４とを含む。
【0025】
概要として、眼科レーザシステム１０は、レーザデバイス１６（例えば、レーザ５２、レーザファイバ３４、及びレーザ送出ヘッド２２）と、スリットランプ等の眼科顕微鏡１８（例えば、接眼レンズ２０、対物レンズ４２、ミラー４８、及びスリット照明源２６）とを含む。オペレータの眼１２は、接眼レンズ２０からミラー４０、対物レンズ４２、及びミラー４８を通る光路を利用して、患者の眼１４を見る。レーザビームは、レーザ５２からレーザ送出ヘッド２２及びミラー４８を通ってレーザ経路を辿って、患者の眼１４を治療する。
【0026】
概要によれば、レーザデバイス１６は、レーザパルスを含むレーザビームを眼１４内のターゲットに向ける。ターゲットは、ターゲットが位置するｘｙ平面内の寸法（例えば、長さ）を有する。眼科顕微鏡１８は、眼１４内から反射する光を集めて、眼１４の画像を生成する。ビームマルチプレクサ３９は、レーザビームを複数のレーザビームに分割するか、そうでなければレーザビームを変調して複数のレーザパルスを生成する。コントローラ５０は、レーザパルスのサブセットがターゲットを囲み、ターゲットをジャンプさせる可能性を低減するようにレーザパルスをターゲットに向けるようレーザデバイス１６に指示する。
【0027】
より詳細には、ある特定の実施形態において、接眼レンズ２０は、オペレータの眼１２が患者の眼１４を見ることを可能にする。レーザ送出ヘッド２２は、コンソール３２のレーザ５２から患者の眼１４にレーザパルスのレーザビームを送出する。送出ヘッド２２のレーザファイバ３４は、レーザビームをレーザ５２からファイバ３４の端部に伝送する。ズームシステム３６は、ファイバ３４を出るレーザビームのスポットサイズを変更する光学素子を含む。コリメータ３８は、レーザビームを平行にし、ミラー４０は、ビームを集束させる対物レンズ４２を通してビームを指向する。ズームシステム３６及びコリメータ３８は、レーザビームを眼科顕微鏡１８の像平面に集束させるために、平行レーザビームをミラー４０に向けるよう構成される。ミラー４０は、レーザビーム波長に対して反射性であり、可視光に対して透過性であるダイクロイックミラーであってもよい。
【0028】
レーザシステム１０のスリット照明源２６は、患者の眼１４の手術部位を照明する光を提供する。ある特定の実施形態において、スリット照明源２６は、レーザビームと同軸に、又はビームに対して斜角で浮遊物を照明してもよい。かかる斜角照明は、角膜及び人間の水晶体から散乱される光を減少させ、網膜からの赤色反射も減少させる。斜角照明は、暗視野照明に似ている。
【0029】
スリット照明源２６は、高強度照明光等の光を発する光源４３を含む。集光レンズ４４は、光を可変アパーチャ４５及び可変スリット板４６に向ける。可変アパーチャ４５はｙ方向における光の高さを規定し、可変スリット板４３はｘ方向における光の幅を規定して光をスリット状に形成する。投影レンズ４７は、光のスリットを患者の眼１４に向けるプリズムミラー４８に光を向ける。
【0030】
ベース部３０は、レーザ送出ヘッド２２及びスリット照明源２６を支持する。ジョイスティック２８は、ベース部３０をｘ、ｙ、及びｚ方向に移動させる。コンソール３２は、システム１０の動作をサポートするコンポーネントを含む。コンソール３２のコントローラ５０は、システム１０のコンポーネント、例えば、ベース部３０、レーザ送出ヘッド２２、スリット照明源２６、レーザ５２、及び／又はユーザインターフェース５４の動作を制御する。レーザ５２はレーザビームを供給する。任意の適切なレーザ３０、例えば、任意の適切な結晶（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、エルビウム：ＹＡＧ、Ｔｉ：サファイア、又はルビー）を有するフェムト秒又はナノ秒レーザ（例えば、Ｑスイッチ）を用いてもよい。レーザビームは、例えば５００ｎｍ～１１００ｎｍの範囲内の任意の適切な波長を有してもよい。ユーザインターフェース５４は、オペレータとシステム１０との間で情報を通信する。
【0031】
レーザビームマルチプレクサ３９は、レーザビームを多重化（例えば、分割又はそうでなければ変調）して、多重化焦点パルスパターンを生じる複数のレーザパルスを形成する。多重化パルスパターンは、ｘ、ｙ、及び／又はｚ方向にパルスを分散させる。例えば、パルスは、浮遊物のｘｙ平面内にパターン、例えばアレイを形成してもよい。別の実施例として、パルスは、浮遊物のｚ方向に、且つｘｙ平面に平行に複数のパターン（例えば、アレイ）を形成し、３次元（３Ｄ）ボリューム（例えば、３Ｄアレイ）を生成してもよい。
【0032】
レーザビームマルチプレクサ３９は、レーザビームを２つ以上のビームに分割するか、そうでなければレーザビームを変調して２つ以上のパルスを有するパルスパターンを生成することができる任意の適切な光学素子を備える。一般に、光学素子は、レーザビームに作用（例えば、透過、反射、屈折、回折、平行化、調整、成形、集束、変調、及び／又は他の方法で作用）することができるコンポーネントである。レーザビームマルチプレクサ３９の実施例は、回折光学素子（ＤＯＥ）、回折格子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、干渉計（例えば、マイケルソン、マッハツェンダー、又は他の干渉計）、空間光変調器（ＳＬＭ）、偏光マルチプレクサ（例えば、ウォラストンプリズム）、及び異なるビームマルチプレクサの組み合わせ（例えば、５ｘ回折マルチプレクサ及びウォラストンダブラ）を含む。
【0033】
レーザデバイス１６は、１つ以上のパルスパターンを生成する１つ以上のマルチプレクサ３９を含んでもよい。ある特定の実施形態において、レーザデバイス１６は、１つのパルスパターンを生成する１つのマルチプレクサ３９を含む単純なデバイスである。他の実施形態において、レーザデバイス１６は、異なるパルスパターンを生成する複数のマルチプレクサを含む。各マルチプレクサは、機械式アクチュエータによってビーム経路の内外に移動させることができる。実施形態において、例えば外科医によるパターンの選択に応じて、コントローラ５０は、選択されたパターンを生成するマルチプレクサ３９を識別し、識別されたマルチプレクサ３９を定位置に移動させるようアクチュエータに命令する。これに応じて、アクチュエータは、識別されたマルチプレクサ３９をレーザビーム経路内に移動させる。
【0034】
更に他の実施形態において、マルチプレクサ３９は、空間及び／又は時間においてレーザビームの振幅、位相、及び／又は偏光を変調して、異なるパターンを生成することができる空間光変調器（ＳＬＭ）である。実施形態において、例えば、外科医によるパターンの選択に応じて、コントローラ５０は、空間光変調器に、レーザビームを変調して、選択されたパターンを生成するよう命令する。
【0035】
図２は、浮遊物１１０をジャンプさせるレーザパルスの一実施例を示している。実施例において、浮遊物１１０は、幅約１００～３００ミクロンである。１ミリジュール（ｍＪ）レーザパルスは、約１．１９ミリ秒（ｍｓ）で約１ミリメートル（ｍｍ）のピーク直径を有する急速に膨張するキャビテーション気泡１０８を生成する。パルスが浮遊物１１０の中心に当たると、気泡は浮遊物１１０を破砕する。しかし、パルスが浮遊物１１０の周辺部に当たると、気泡は急速に浮遊物１１０を押し、それをジャンプさせる。実施例において、浮遊物１１０は、例えば１ｍｍの距離を移動し、その結果、レーザを、位置決めデバイスによって方向転換させなければならない。
【0036】
図３は、浮遊物１１０に対するパルスパターン１１２のカバー範囲１１３の一実施例を示している。図示の実施例において、破線は、パルスパターン１１２のパルスカバー範囲１１３、即ち、パルスパターンの最も外側のパルスによって囲まれる領域を表している。パルスパターン１１２は、浮遊物１１０の移動を制限するために、浮遊物１１０がジャンプする可能性がある経路にパルスのサブセット（セットの一部又はセット全体であってもよい）を配置する。従って、パルスパターン１１２のカバー範囲１１３は、浮遊物１１０の少なくとも大部分より大きくてもよい。例えば、カバー範囲１１３は、浮遊物１１０と少なくとも同じ大きさであるか、又は浮遊物１１０よりも少なくとも２５、４０、若しくは５０パーセント大きくてもよい。浮遊物１１０は、ｚ方向よりもｘ及びｙ方向により多く移動する傾向があり、従って、パルスパターン１１２は、浮遊物１１０の周囲のｘ及びｙ方向により多くのパルスを配置する可能性がある。
【0037】
カバー範囲１１３は、カバー範囲１１３の最も外側の部分が寸法１１４を囲むように、浮遊物１１０の一般的な大きさを示す寸法１１４と少なくとも同じ大きさであってもよい。寸法１１４は、３次元空間内の任意の適切な方向で測定されてもよい。ある特定の実施形態において、眼科顕微鏡１８は、浮遊物１１０（例えば、浮遊物１１０の略重心）が位置するターゲットｘｙ平面における浮遊物１１０の画像を提供し、従って、寸法１１４はターゲットｘｙ平面において測定される。
【0038】
寸法１１４（１１４ａ、１１４ｂ）は、浮遊物１１０の大きさを示す浮遊物１１０の任意の適切な部分を測定してもよい。例えば、寸法１１４ａは、浮遊物１１０の最長部分を測定し、寸法１１４ｂは、浮遊物１１４ｂの面積の大部分（例えば、５０～７０、７０～９０、及び／又は９０～１００パーセント）の最長部分を測定する。場合によっては、寸法１１４ｂは、寸法１１４ａを用いることが依然として浮遊物１１０をジャンプさせる場合、より大きいカバー範囲を提供するために用いられてもよい。カバー範囲１１３（１１３ａ、１１３ｂ）を有するパルスパターン１１２は、寸法１１４に従って選択されてもよい。例えば、カバー範囲１１３ａは寸法１１４ａをカバーし、カバー範囲１１３ｂは寸法１１４ｂをカバーする。カバー範囲１１３は、ジャンプの可能性を低減するよう、浮遊物１１０の重心を略中心としてもよい。
【0039】
レーザデバイス１６は、異なるカバー範囲１１３を有するパターンを生成する１つ以上のマルチプレクサ３９を含んでもよく、例えば、１つのマルチプレクサはより小さいカバー範囲を提供し、別のマルチプレクサはより大きいカバー範囲を提供する。例えば、レーザデバイス１６は、異なるカバー範囲１１３を有するパターンを生成する複数のマルチプレクサ３９、又は異なるカバー範囲１１３を有するパターンを作成することができる１つのマルチプレクサ３９（例えば、ＳＬＭ）を含む。カバー範囲１１３は、より小さい（例えば、５０μｍ）からより大きい（例えば、１ｍｍ）浮遊物、例えば、２０ミクロン～３ｍｍ等の１０ミクロン～５ｍｍの範囲であってもよい。カバー範囲１１３は、特定のパターンが特定の範囲を生成する範囲（部分的に重なり合ってもよい）に分割されてもよい。例えば、カバー範囲１１３は、より小さい浮遊物１１０（例えば、２０ミクロン～１２０ミクロン）に対するより小さいカバー範囲、浮遊物１１０の最も一般的な大きさ（例えば、１００ミクロン～１ｍｍ）に対する平均カバー範囲、及びより大きい浮遊物１１０（例えば、０．９～３ｍｍ）に対するより大きいカバー範囲に分割される。実施例において、１つのパターンは、より小さい浮遊物カバー範囲を提供し、別のパターンは、平均的な浮遊物カバー範囲を提供し、更に別のパターンは、より大きい浮遊物カバー範囲を提供する。
【0040】
図４は、図１の眼科レーザシステム１０によって用いられてもよいｘｙ平面における多重化アレイパターン１３２の一実施例を示している。レーザビームは、複数のビーム（例えば、２～５、６～９、又は１０以上のビーム）に多重化（例えば、分割又はそうでなければ変調）されて、浮遊物１１０を囲むレーザパルスを形成する。図示の実施例において、パターン１３２のパルスカバー範囲は、浮遊物１１０の大部分（約９０％）の最長部分と少なくとも同じ大きさである。最も外側のパルスは、浮遊物１１０の大部分を囲み、中央のパルスは浮遊物１１０に当たる。他の実施例において、アレイのカバー範囲は、アレイの最も外側のパルスが浮遊物１１０全体を囲むように、浮遊物１１０の最長寸法と少なくとも同じ大きさである。
【0041】
図５Ａ～５Ｄは、図１の眼科レーザシステム１０によって用いられてもよいｘｙ平面における多重化アレイパターン１３２（１３２ａ～１３２ｄ）の実施例を示している。パルスパターンは、ターゲットのｘｙ平面において任意の適切なパターンを有してもよい。実施例において、パターン１３２は、中央パルスに関して対称である。パターン１３２ａは、三角形を形成する３つの外側パルスを有する中央パルスを含む。パターン１３２ｂは、正方形を形成する４つの外側パルスを有する中央パルスを含む。パターン１３２ｃは、五芒星形を形成する５つの外側パルスを有する中央パルスを含む。パターン１３２ｄは、六角形を形成する６つの外側パルスを有する中央パルスを含む。
【0042】
実施例において、パターン１３２は異なるパルス密度を有する。パターン１３２ａは最も疎なカバー範囲を有し、パターン１３２ｂはより密なカバー範囲を有し、パターン１３２ｃは更に密なカバー範囲を有し、パターン１３２ｄは最も密なカバー範囲を有する。より疎なカバー範囲を有するパターン１３２が、より薄く、より疎な浮遊物に対して用いられてもよく、より密なカバー範囲を有するパターン１３２が、より厚く、より密な浮遊物に対して用いられてもよい。
【0043】
異なるカバー範囲のパターンを有する上で検討したマルチプレクサ３９と同様に、レーザデバイス１６は、異なる密度のパターンを生成する１つ以上のマルチプレクサ３９を含んでもよい。例えば、レーザデバイス１６は、異なる密度のパターンを生成する複数のマルチプレクサ３９、又は異なる密度のパターンを作成することができる１つのマルチプレクサ３９（例えば、ＳＬＭ）を含む。
【0044】
図６は、図１の眼科レーザシステム１０によって用いられてもよい眼浮遊物を破砕するための方法の一実施例を示している。実施例において、システム１０のコントローラ５０は、方法の少なくとも幾つかのステップを実行してもよい。方法はステップ２１０において開始し、ここでターゲット、例えば浮遊物１１０の寸法が特定される。ある特定の実施形態において、ユーザは、ターゲットの寸法を特定する。他の実施形態において、コントローラ５０は、寸法のユーザ入力を受信することによって、ターゲットの寸法を特定する。更に他の実施形態において、コントローラ５０は、（例えば、眼科顕微鏡によって提供される）ターゲットの画像に対して画像処理を実行して、寸法を測定する。
【0045】
パルスパターンは、ステップ２１２において、寸法に従って選択される。上で説明したように、浮遊物を処理する場合、浮遊物の面積の大部分よりも大きいカバー範囲は、浮遊物がジャンプする可能性を減少させ、浮遊物を崩壊させる可能性を増加させる。ある特定の実施形態において、ユーザはパルスパターンを選択する。他の実施形態において、コントローラ５０は、選択のユーザ入力に応じてパルスパターンを選択する。更に他の実施形態において、コントローラ５０は、ターゲットの寸法をカバーするパルスパターンを自動的に選択する。
【0046】
コントローラ５０は、ステップ２１４において、選択されたパターンを用いるようレーザデバイス１６に命令する。ある特定の実施形態において、コントローラ５０は、選択されたパルスパターンを生じるレーザビームマルチプレクサを用いるようレーザデバイスに命令する。他の実施形態において、コントローラ５０は、選択されたパルスパターンを作成するよう空間光変調器に命令する。
【0047】
コントローラ５０は、ステップ２１６において、レーザパルスをターゲットに向けて指向するようレーザデバイス１６に命令する。ユーザ（例えば、ジョイスティック２８を用いる）又はコントローラ５０（例えば、追跡を用いる）は、パルスを照準してもよい。パターンの略中心がターゲットの略中心に当たるようにパルスを照準することは、ターゲットがジャンプする可能性を減少させる。
【0048】
ターゲットは、ステップ２１８において破砕されてもよい。ターゲットが破砕されていない場合、本方法は、ステップ２１６に戻り、ここでコントローラ５０は、レーザビームをターゲットに向かって指向するようレーザデバイス１６に命令する。レーザビームは、レーザビームを指向する前に再照準される必要がある可能性がある。ターゲットが破砕された場合、本方法はステップ２２０に進んで、方法を終了させる。本方法は、次いで、終了する。
【0049】
本明細書において開示されるシステム及び装置のコンポーネント（コントローラ５０等）は、インターフェース、ロジック、及び／又はメモリを含んでもよく、そのいかなるものもコンピュータハードウェア及び／又はソフトウェアを含んでもよい。インターフェースは、コンポーネントへの入力を受信する、及び／又はコンポーネントからの出力を送信することができ、通常、ソフトウェア、ハードウェア、周辺機器、ユーザ、及びそれらの組み合わせ等の間で情報を交換するために用いられる。ユーザインターフェースは、コンピュータと通信する（例えば、コンピュータに入力を送信する及び／又はコンピュータから出力を受信する）ためにユーザが利用できるインターフェースの一種である。ユーザインターフェースの例としては、ディスプレイ、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ジェスチャセンサ、マイク、及びスピーカが挙げられる。
【0050】
ロジックは、コンポーネントの操作を行うことができる。ロジックは、データを処理する、例えば命令を実行して入力から出力を生成する１つ以上の電子デバイスを含んでもよい。かかる電子デバイスの例は、コンピュータ、プロセッサ、マイクロプロセッサ（例えば中央処理デバイス（ＣＰＵ））及びコンピュータチップを含む。ロジックは、操作を行うよう電子デバイスによって実行されることができる命令を符号化するコンピュータソフトウェアを含んでもよい。コンピュータソフトウェアの例は、コンピュータプログラム、アプリケーション、及びオペレーティングシステムを含む。
【0051】
メモリは、情報を格納することができ、有形のコンピュータ読取可能及び／又はコンピュータ実行可能なストレージ媒体を含んでもよい。メモリの例としては、コンピュータメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ））、マスストレージメディア（例えば、ハードディスク）、リムーバブルストレージメディア（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）又はデジタルビデオ若しくは多用途ディスク（ＤＶＤ））、データベース、ネットワークストレージ（例えば、サーバ）、及び／又は他のコンピュータ読取可能媒体が挙げられる。特定の実施形態は、コンピュータソフトウェアを用いてエンコードされたメモリを対象としてもよい。
【0052】
特定の実施形態に関して本開示を説明してきたが、実施形態の修正形態（例えば、変更形態、置換形態、追加形態、省略形態及び／又は他の修正形態）が、当業者には明らかなはずである。従って、本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態に対する修正が行われてもよい。例えば、本明細書で開示されたシステム及び装置に対する修正がなされてもよい。当業者に明らかであるように、システム及び装置のコンポーネントは、統合若しくは分離されてもよい、又はシステム及び装置の動作は、より多い、より少ない、若しくは他のコンポーネントによって実行されてもよい。別の例として、本明細書で開示された方法に対する修正がなされてもよい。当業者に明らかであるように、方法は、より多い、より少ない、又は他のステップを含んでもよく、ステップは、任意の適当な順序で実行されてもよい。
【0053】
特許庁及び読者がクレームを解釈するのを助けるために、出願人は、特定のクレームにおいて「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」又は「のためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という単語が明示的に使用されていない限り、クレーム又はクレーム要素のいずれもが、合衆国法典第３５巻§１１２条（ｆ）を想起することを意図していないことを言及しておく。特許請求の範囲内の任意の他の用語（例えば、「機構」、「モジュール」、「デバイス」、「ユニット」、「コンポーネント」、「要素」、「部材」、「装置」、「機械」、「システム」、「プロセッサ」、又は「コントローラ」）の使用は、当業者にとって公知の構造を指すものと本出願人らにより理解され、合衆国法典第３５巻§１１２条（ｆ）を想起させるよう意図されていない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【国際調査報告】