JPH04500921A - 目の手術のためのダイオードレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 目の手術のためのダイオードレーザ装置本発明は、一般的には、網膜の経皮法に よるレーザ光凝固を達成するための装置に関し、より特別には、網膜色素上皮に より吸収される波長を有する高効率ダイオードレーザを使用して、装置をコンパ クトで、ボータプルでしかも手術室で直接使用することができるようにした装置 に関する。

２、発明の背景 周知のように、人間は、目の網膜色素上皮の細胞を異常につくりだす、糖尿病の ような、病気に苦しんでいる。これらの細胞は、それらがつくりだされた後に、 生きるために酸素を要求し、身体は新しくつくられた細胞に酸素を供給するため に、目に新しい血管を形成する。このプロセスは新血管新生（ｎｅｏｖａｓｃｕ ｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）として知られている。

問題は、新しく形成された血管が、もしそれらがチェックされないまま放置され ると、網膜の視覚受容体を損傷させ、患者が視覚を失うということである。その 結果、医療業界と産業界とは血管の成長をチェックするためのレーザ光凝固術と 呼ばれる技術を共同で開発した。

光凝固は、単に、細胞に吸収される特定の波長のレーザ光線で細胞を照射して細 胞内の物質を凝固させ、それらを最終的に死滅させるプロセスである。

血管を破壊するために、上記技術は、光凝固を達成するためのイオンもしくは色 素（ｄｙｅ）レーザを採用した装置を開発した。かかるレーザに使用されるレー ザ材料である、典型的にアルゴン、クリプトン、もしくは色素は、血管細胞の血 液中のヘモグロビンにより吸収される波長を有し、ヘモグロビンを凝固させて血 管を縮ませて死なせるので、イオンもしくは色素レーザが選択される。たとえば 、アルゴンレーザは、４８８ナノメータ（以下、ｎｍと記す。）もしくは５１４ ｎｍのいずれかの波長を有するレーザ光を発生し、クリプトンレーザは、６４８ ｎｍの波長を有するレーザ光を発生し、また、色素レーザは、５５０−６５０ｎ ｍの波長領域を有するレーザ光を発生する。およそ６００ｎｍ以下の波長を有す るレーザ光は、ヘモグロビンにより吸収される。

この装置は、しかしながら、従来も現在も多くの問題点を有している。大きな問 題は、イオンレーザはあまり効率が高くなく、しかもこのレーザは、光凝固を達 成するために充分な強度を有するレーザ光を発生するため、高電圧で、三相の引 出し口で動作されなければならないということである。イオンレーザは、たとえ ば１．ｉ。

２％の範囲の効率のレベルを有しており、それは入力する電力のたった。１−． ２％が利用可能なレーザ光に変換されるにすぎないということを意味する。利用 されるレーザ光に変換されない入力電力により発生する熱を消費するために、水 もしくは強制空冷システムが典型的に装置に付加されなければならない。その結 果、要求される空冷システムのために、装置が大きくかさばったものとなり、ま た、必要な入力電力を得るために、特別な、高圧の、三相の引出し口に接続しな ければならないので、装置がポータプルとならない。そのうえ、そのサイズのゆ えにかつ携帯性に欠けるゆえに、上記装置は手術室に容易に持ち込むことができ ず、この装置を網膜の眼科手術に利用するのを不便にする。

いま一つの問題は、上記装置は単に、血管細胞の生長を抑制するために作用し、 第１に血管細胞の成長をもたらす酸素を要求する異常細胞に全く作用しないとい うことである。その結果、上記装置で特別な治療を行ない、血管を取り除いたの ちも、上記異常細胞の酸素要求が依然として続くことになり、そして身体がより 血管細胞を成長させることによって応答し、上記装置による手術がさらに必要に なる。

いま一つの問題は、網膜に光を照射するために利用可能な選択の自由度が多少制 限されるということである。現在のところ、網膜にレーザ光を照射する２つの周 知の方法：経瞳孔法と経皮法がある。

経瞳孔法による照射では、目の切開を必要とすることなく、レーザ光が目の瞳孔 を通して網膜に照射される。経皮法による照射は、一方、目の切開がなされ、エ ンドプローブ（ｅｎｄｏｐｒｏｂｅ）として知られている装置が挿入され、網膜 にレーザ光を照射するために使用される。経皮法による照射は、眼の手術の途中 で目が既に切開されているときに特に有利である。硝子体切除術として知られて いる手術の手順において、たとえば、レンズと網膜との間の硝子質の材料で形成 された、かたい材料の線維（ｓｔｒａｎｄ）は切除されるが、それは、このよう に切除しないと、上記線維が像に影響を与えるとともに、網膜に傷を付けるから である。網膜の部分を光凝固させるために切開が既になされている場合にエンド プローブを挿入することは簡単なことである。上に述べたように、イオンレーザ は、簡単に手術室に持ち込めないので、上記装置を経皮法による照射に使用する ことができない。

ダイオードレーザは、網膜色素上皮細胞により吸収される波長を有し、隣接する 異常な網膜細胞を破壊する。クリプトンおよび長波長ダイレーザはまた、色素細 胞により吸収される。しかしながら、共通に利用できる波長は、光のスペクトラ ムの赤外部分、すなわち、７００−８４０ｎｍの領域にあり、それは必ずしも可 視域にはない。

その結果、光凝固させるべき網膜の特定箇所にダイオードレーザビームを位置決 めすることは困難である。イオンレーザにより発生される光は一方、可視であり 、それがレーザビームを追跡して位置決めすることを相対的に簡単にする。その 結果、上記技術が光凝固を達成するＩ；めにダイオードレーザを使用することを 、いままでのところおもいとどまらせており、実際に使用されていない。この事 実は、かかるレーザの使用が、それらがまさに問題がある血管細胞のかわりに異 常な網膜細胞を破壊するために使用され、さらに治療することを不要にするとい う点において、多くの利点を有しているという事実にもかかわらない。加えて、 クリプトンや長波長色素レーザはこの目的のために有効であった。

したがって、コンパクトで、ポータプル、かつ手術室で使用することができ、し かも隣接する色素上皮細胞により吸収されるレーザ光の使用を通して異常な網膜 細胞の光凝固を達成し、かつ、光凝固されるべき網膜の特定部分にレーザビーム を視覚的に追跡するとともに位置決めするための手段を提供する、網膜の経皮法 によるレーザ光凝固を達成するための装置を提供することが、本発明の目的であ る。

発明の要約 上記目的を達成するため、またここに実施例として記載されかつ広く記述された 本発明の目的に従い、コンパクトで、ポータプル、かつ手術室で直接使用するこ とができ、しかも隣接する色素上皮細胞により吸収される波長を有し、かつ、網 膜上のビームの位置を見て位置決めするとともに追跡するための手段を有する、 異常な網膜細胞の経皮法によるレーザ光凝固を達成するためのダイオードレーザ 装置を提供する。

実施例は、楕円状のレーザビームを発生する７００　８４０ｎｍの領域の波長を 有するダイオードレーザと、楕円状のレーザビームを第１の円形形状に形成する ために上記レーザビームに結合されるとともに、円形形状の光を、ヘリウム−ネ オン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザもしくは発光ダイオード等の、いま一つの光源により 発生される可視の位置決めビームと組み合わされる光学システムとを含む。この 光学システムはこのとき、エンドプローブを通して患者の網膜への最終的な投射 のだめの光フアイバケーブルへ組み合わされたビームを結合する。可視の位置決 めビームが存在しているので、網膜上での組合せビームの位置が見え、組合せビ ームが光凝固されるべき網膜の位置に容易に位置決め可能になる。

いま一つの実施例は、光学システムを全く省略したものを含み、かつ、第１の光 フアイバケーブルを一端にてダイオードレーザのダイオードに直接、接続してい る。他端は網膜に光を投射するためにエンドプローブに結合されている。可視の 位置決めビームはそのとき、第１の光フアイバケーブルよりもはるかに小さい直 径を有する一端にて第２の光フアイバケーブルに結合されるとともに、他端はそ のとき、第１のケーブルの中間位置に結合され、可視のビームとダイオードレー ザビームを組み合わせる。第２のケーブルの直径は、ダイオードビームの損失を なくすために第１のケーブルの直径よりも大幅に小さく選ばれるが、もしも上記 直径がほぼ等しく選ばれると、ダイオードビームの損失が生じる。実施例では、 第１のケーブルの直径は２００ミクロンであり、第２のケーブルは６ミクロンで ある。

さらにいま一つの実施例は、光学システムの一部および可視の位置決めビームを 省略したものを含み、かつ、６００−７００ｎｍの領域、典型的には６８５ｎｍ もしくはそれ以下の波長を有するレーザ光を発生するダイオードを有するダイオ ードレーザを使用するものを含む。これらの波長は充分短くて光がよりよく見え るが、しかしまた充分高くて網膜色素上皮細胞により依然として吸収される。ダ イオードレーザビームは、エンドプローブに取り付けられた光フアイバケーブル に直接結合され、この場合には全ての光学システムが省略される、かまたはレー ザビームは、最初に光フアイバケーブルに結合される前に円形に形成され、この 場合には光学システムの一部は保持されなければならない。

さらにいま一つの実施例は、同じチップに可視の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ と記す。）と結合されるレーザダイオードを有する、ダイオードレーザを使用す ることを含む。上記チップにより発生するビームは、レーザダイオードビームと 可視ビームとを組み合わせたものであり、それは直接、光フアイバケーブルに結 合して、ビームを組み合わせるとともに整形するための光学システムの必要性を 回避および除去する。もちろん、組合せられたビームは、光フアイバケーブルに 結合する前に最初に整形することができ、このような場合には、光学システムの 一部は保持されなければならない。

さらにいま一つの実施例は、ダイオードビームを可視のビームと全く組み合わさ ないで、光凝固されるべき網膜の部分にエンドプローブを位置決めすることによ って、単に、間接的にビームを位置決めすることを含む。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の典型的な実施例のブロックダイヤグラムを示し、 第２図は、ダイオードレーザのレーザダイオードのダイヤグラムであり、 第３図は、第１図の典型的な実施例の光学システムのより詳細なブロックダイヤ グラムを示し、 第４図は、第１図の典型的な実施例の電気的な安全および制御システムのブロッ クダイヤグラムであり、第５図（Ａ）は、２つの光フアイバケーブルの間のイン ターフェースのダイヤグラムであり、そして、 第５図（Ｂ）は、本発明のいま一つの典型的な実施例のダイヤグラ本発明の典型 的な実施例を第１図に示す。この図面に示されるように、上記実施例のものはダ イオードレーザ１、光学システム２、可視光源３、投射システム４、および電気 制御および安全システム５を含む。ダイオードレーザおよび可視光源はともに光 学システムに結合される。ダイオードレーザは、ダイオードレーザビームを発生 するレーザダイオード１０１を有し、可視光源は可視の位置決めビームを発生す る。ダイオードレーザビームは、光学システムにより最初に整形され、上記光学 システムはそのときダイオードレーザビームを可視の位置決めビームと組み合わ せ、そして光投射システムに組み合されたビームを結合する。

上記図面に示されているように、光投射システムは、光フアイバケーブル４０１ およびエンドプローブ４０２を含んでいる。図示のように、光フアイバケーブル は、一端にて光学システムに結合されるとともに、他端にてエンドプローブに結 合されている。光学システムからの組み合せられたビームは、患者の網膜に投射 するための投射システムを通して伝達される。

電気制御および安全システム５は、装置のすべてのほかのシステムに結合されて いる。それはオペレータがあるモードの動作を選択すること、パワーおよびパル ス幅、エネルギレベルのようなタイミングパラメータを選択することの両方を可 能にするとともに、それはまた、ある種の安全性に関する特徴を含んでいる。

第１図の実施例において、レーザダイオードは、ソニー（Ｓ　ｏｎｙ）社のモデ ル３０３ＷＴ、もしくはスペクトラ−ダイオード　ラボラトリーズ（Ｓｐｅｃｔ ｒａ−Ｄｉｏｄｅ　Ｌａｂｓ）のモデル２４３１　Ｈｌである。実際、７００− ８４０ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を発生するどのようなダイオードも使 用することができる。これらのダイオードは効率がよいので、動作させるために は数ボルトで１アンペアの範囲の電流を要求するにすぎない。

第１図において、可視光源はＨｅ−Ｎｅレーザであり、エンドグローブは、クー パ　ビジョン　レーザ　エンドプローブ（Ｃｏｏｐｅｒ　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｌａ５ ｅｒ　ＥｎｄｏｐｒｏｂｅＸ２０　ＧＡ）＋カタログ番号（Ｃａｔ、　Ｎｏ、） ０１０１−０３３９である。実際、光ファイバを通して結合することができるど のような可視光源も充分使用することができる。

第１図の実施例におけるダイオード１０１のより詳細なダイヤグラムが第２図に 図示されている。図示のように、ダイオードはその四角形の端部からレーザビー ム１０２を発射している。発射された光のビームの周囲は２つのグループの成分 光線１０３および１０４を有し、これらはそれぞれダイオードの四角形状のエツ ジの短い側および長い側から発射され、かつ、ことなったスピードで発散し、そ の結果、発射された光はそれがダイオードから遠ざかるにつれて楕円を形成する 。光線１０４は光線１０３よりもよりはやい割合で発散する。光フアイバケーブ ル４０１は一方、端では形状が円形であり、発射された光が大きな損失なしに光 フアイバケーブルに有効に結合する前に、発射された光を円形に整形することが 必要である。

これが光学システム２の機能の一つである。

第１図の実施例の光学システム２の詳細なダイヤグラムが第３図に図示されてい る。第３図の参照番号は第１図の参照番号と同じである。図示のように、上記シ ステムはコリメータレンズ２０１１円柱レンズ２０２と２０３、および結合レン ズ２０４を含む。上記システムはまた、偏光ビームスプリッタ２０５、およびミ ラー２０６を含むが、しかし、これらの要素は第１図にのみ含まれており、第３ 図には含まれていない。ダイオード１０１、光線１０３と１０４、および光フア イバケーブル４０１の一端がまた、上記図面に示されている。

図示のように、上記光学システムは光線１０３と１０４に異なる作用を及ぼす。

光線１０３は平行光線とされて、コリメータレンズ２０１により軸平行とされ、 それから実質的に影響されない円筒レンズ２０２および２０３を通過する。結合 レンズ２０４はそのとき、直径がおよそ２００ミクロンの領域に、光線１０３を 集中させる。

光線１０４はまた、コリメータレンズ２０２により平行光線とされる。円柱レン ズ２０２および２０３は共に、アップコリメータとして使用され、すなわち、そ れらは光線１０３の間の間隔と等しくするために光線１０４の間の間隔を増加さ せる。第２図に示すように、上記間隔はダイオードのエツジの四角形の寸法のゆ えに異なっている。レンズ２０２は平凹レンズで、それは光線をある程度発散さ せる一方、レンズ２０３は対応する平凸レンズであり、それは光線を充分に収束 させて光線を平行光線とする、すなわち、再び平行にする。光線１０３と同様、 結合レンズ２０４はおよそ２００ミクロンの直径を有する領域に光線を集中させ る。総合的な結果は、ビーム１０２は上記光学システムにより２００ミクロンの 直径を有する円内に形成される。

第３図の実施例において、コリメータレンズ２０１は、従来周知のように、レン ズの直径に対するレンズの焦点距離の比であるｆ−ナンパが１．０の球面レンズ であるが、レンズはｆ−ナンバが１よりも小さい値を有していればよい。

円柱レンズ２０２は、６０センチメートル（以下、Ｃｕｔと記す。）の焦点距離 を有する平凸レンズであり、円柱レンズ２０３は、−２３ｃｍの焦点距離を有す る平凸レンズである。前に示したように、組み合わされた円柱レンズはアップコ リメータとして作用し、それらは光線１０４の間の間隔を拡大して光線１０３の 間の間隔を等しくする。第１図ないし第３図の実施例において、光線１０３の間 の間隔は、少なくとも始めの位置では、１６０ミクロンであり、これは光線１０ ４の間のはじめの間隔の約２．５倍である。したがって、レンズ２０３の焦点距 離の絶対値に対するレンズ２０２の焦点距離の絶対値の比として定義される、２ つのレンズのコリメータンズン比が光線１０４の間の間隔に対する光線１０３の 間の間隔の比にほぼ等しいかぎり、第１図から第３図の円柱レンズのどのような 組合せでも機能する。前に述べたように、第１図から第３図の実施例において、 ダイオードのエツジの寸法により定義される、間隔の比はおよそ２．５である。

第３図の実施例のコリメーーション比は、６０／２５もしくは２．４である。も し、ダイオードのエツジのディメンジョンがしかしながら変更された場合には、 レンズ２０２と２０３とのコリメーーション比は対応して変更される。

第３図において２０７として示されているように、ダイオードｌＯ１のエツジと コリメータレンズ２０１との間の距離はまた、重要である。それはレンズ２０１ の焦点距離に等しくあるべきであり、第１図ないし第３図の実施例では、４．５ ミリメータ（以下、ｍｍと記す。）である。レンズ２０１の焦点距離が変更され ると、ダイオードとレンズとの間の距離２０７はそれに応じて変更されるべきで ある。しかしながら、上記距離したがって焦点距離はあまり大きくすべきではな い、というのは、このことが大きな直径を有するコリメータレンズを必要とし、 高価になるからである。

アンプコリメータの２つの円柱レンズ、すなわちレンズ２０２と２０３との間の 、第３図に２０８として示されている、距離は、レンズ２０２およびレンズ２０ ３の焦点距離の絶対値の差に等しくあるべきであり、それは第３図の実施例では ３５ｃｍである。

第３図で２０９で示されている、結合レンズと光フアイバケーブルの端との間の 距離は、結合レンズ２０４の焦点距離に等しくあるべきである。

結合レンズの焦点距離は、重要なパラメータであり、レンズが結合器として作用 する光フアイバケーブルのサイズおよび開口数に依存する。周知のように、上記 開口数は臨界角として知られている角の値である。臨界角は光フアイバケーブル の端面における直入射に関して定義される。ケーブルの端面に入射する光の入射 角は、反射による損失を最小にするために臨界角よりも小さくなければならない 。たとえば、第３図には、入射光は光フアイバケーブル４０１の端面２１０にお いて入射角θを形成する。この角度は、光フアイバケーブルの臨界角θＣよりも 小さくなければならない。周知のように、数値開口、Ｎ／Ａは臨界角の１／２の サイン（ｓｉｎ）として定義される。いいかえれば、Ｎ／Ａ＝ｓｉｎｌ／２θＣ である。光フアイバケーブルの面２１０に焦点が合わされたビームの直径が光フ アイバケーブルの直径に等しいか小さく、かつ、ビームの入射角がケーブルの臨 界角よりも小さくなるように、焦点距離が選択されなければならない。第３図の 実施例において、レンズ２０４の焦点距離、したがって距離２０９は、入射角が 光フアイバケーブル４０１の臨界角よりも小さくなるように選択されなければな らない。

第３図の実施例では、レンズ２０４の焦点距離、したがっで距離２０９は１５Ｉ Ｉ１ｍである。加えて、光フアイバケーブルの直径は２００ミクロンであり、ケ ーブルの開口数は、２３である。しかしながら、ケーブルの径は１００から３０ ０ミクロンの間の値をとることができ、もし、２００ミクロンから変化すると、 結合レンズ２０４の焦点距離は対応して変更されるべきである。直径をより大さ くすることは可能であるが、そのようにすることは、光凝固が達成されない程度 まで患者の網膜に投射されるレーザビームのパワー密度を低くするので、推奨さ れない。

第３図の光学システムの最終的な結果は、この光学システムがダイオードの四角 形のエツジの長さ、１６０ミクロンにほぼ等しい、２００ミクロンの径を有する ダイオードレーザ光のビームを発生することである。換言すれば、この寸法にお いてほぼｌの倍率が達成される。

そのビーム整形機能のほかに、第３図の光学システムはまた、ダイオードレーザ ビームを可視の位置決めビームと組み合わせる。この組合せは、偏光ビームスプ リッタにて発生し、この偏光ビームスプリッタは第１の偏光を有するすべての直 線偏光された光を通過させるが、９０°旋回している第２の偏光を有するすべて の直線偏光された光を反射する。上記ビームスプリッタは、第１面と第２面とを 有し、ミラー４０６は、可視の位置決めビームを偏光ビームスプリッタ４０５の 第１面の特定の点に向かわせる。加えて、偏光ビームスプリッタは、上記ダイオ ードレーザビームがビームスプリッタの第２の面に当たるように配置される。

可視の位置決めビームは、第２の方向に直線偏光されて、上記ビームスプリッタ の第１面から反射する。そのうえ、ダイオードレーザからのダイオードレーザビ ームは、第１の方向に直線偏光されるとともに、ビームスプリッタを透過して、 可視ビームが第２の面の反射する同じ点にて組み合される。その結果は、ダイオ ードレーザビームと可視の位置決めビームとが結合レンズに当る前に組み合され 、組み合されたビームは結合されるとともに、投射システムを通して、患者の網 膜に伝達されるということである。

第３図には、位置決めビームの強さを調整するための液晶シャッタは示されてい ない。このシャッタは、シート偏光板がそれに続く液晶を備えるとともに、ビー ムスプリッタに当たる前の可視の位置決めビームの通路に配置される。周知のよ うに、液晶はそれに印加される電圧によって可視の位置決めビームの偏光を回転 させる一方、シート偏光板は特定の偏光の光のための偏光フィルタとして作用す る。可視の位置決めビームは既に直線偏光されており、そして液晶は印加された 電圧により偏光を回転させ、それにより光がシート偏光板によりフィルタされる 角度が変化する。その結果、位置決めビームの強さは、液晶に印加される電圧を 変化させることによ−）：Ｃ調節することができる。

電気制御および安全システムは、２つの機能をはたしている。第１に、それは、 オペレータが動作モードを制御できるようにするとともに、網膜に投射されるダ イオードレーザ光のパワーとタイミングを制御できるようにする。第２に、それ は、ある条件に出会うと、ダイオードレーザビームを遮断するための安全シャ・ ツタを提供する。

制御に関して、上記システムは次のようなスイッチもしくは制御部を備える。

一動作モード、すなわち、連続、繰返しパルス、もしくは単一ノくルスモードの 選択 一レーザパワーの選択 一パルス幅の選択 一繰返しパルスモードにおけるパルス間の時間の選択−可視の位置決めビームの 強度の調整 −投射されたパルス数をカウントするカウンターカウンタリセットボタン 選択モードスイッチは、オペレータが患者の網膜に、連続したビーム、一連のパ ルス、もしくは単発のパルスを投射するのを可能にるのを可能にする。このスイ ッチはオペレータが、１−１ワツトの間で選択するのを可能にすべきであり、こ のレンジは周囲の健康な組織に影響を与えることなく異常な網膜細胞の光凝固を 達成するのに充分である。

パルス幅スイッチは、オペレータが単発パルスの幅を選択できるようにする。こ のスイッチは５０ミリ秒（以下、ｍ５ｅＣと記す。）と５秒との間での幅を選択 できるようにする。

パルス間の時間は、特定の患者に施される治療に依存するパラメータであって、 位置決めビームの調整は、単に、ビームを位置決めする際のオペレータの便宜の ために行なわれる。カウンタは繰返しパルスモードにおいて印加されるパルスの 数をカウントし、カウンタリセットボタンは単に上記カウンタをリセットする。

「レディ」ボタンは安全のためのもので、安全ンヤソタを制御するために使用さ れ、それは、第３図では、結合レンズ２０４と光フアイバケーブル４０１の端面 ２１０との間に配置される。「レディ」ボタンが押される前に、安全シャッタは ダイオードレーザビームをブロフクし、投射システムに対して装置を励起させな いようにする。

上記ボタンが押されると、シャッタが開く。

フートスイッチはそのとき、患者へのダイオードレーザ光の投射を制御するため に使用される。フートスイッチが押されると、選択された動作モード、および選 択されたパワーレベルにしたがって光が投射される。もし、連続モードが選択さ れると、光は連続的に投射される。もし、単発パルスモードが選択されると、光 の単発パルスが選択された単発パルスの幅で投射される。もし、繰返しパルスモ ードが選択されると、オペレータにより選択されたパルスの間の単発パルスの幅 と時間を有するパルス列が、上記スイッチが押されている間、発射される。

投射システムの光フアイバケーブルが装置に取り付けられているかどうかを検知 するための検知手段がまた、設けられている。取り付けられていないときには、 上記検知手段がシャッタを閉じさせ、ダイオードレーザ光が装置から不用意に発 射されるのを防止する。

加えて、フィードバックループ手段がまた、ダイオードレーザ光の選択された出 力パワーが達成されるまで、ダイオードを通して流れる電流を調整するために設 けられる。このことは、たとえば、レーザの使用時間により発生ずる、所定の出 力のパワーを達成するために要求される電流の変化を考慮することである。フィ ードバック手段は実際の出力パワーレベルを、選択された出力パワーレベルと比 較し、両者が等しくなるまで入力電流を調整する。

電気制御および安全システムのダイヤグラムが第４図に示されている。図示のよ うに、上記システムはフィードバックループ手段５０１と、安全手段５０２と、 制御手段５０３を含む。上記したように、フィードバックループ手段は、ダイオ ードレーザに結合され、選択された出力のパワーを達成するために充分な電流が レーザダイオードに印加されることを保証する。上記安全手段は、結合レンズと 光フアイバコネクタとの間に配置される安全シャッタを含む。安全ンヤッタはイ ンタロックセンサに結合され、このインタロックセンサは投射システムが装置に 取り付けられているか否かを検出する。

取り付けられていないときは、上記センサは安全シャッタを閉じさせる。最後に 、制御手段は、システムのほかの部品のすべてに結合される。前述したように、 制御手段は、動作モード、出力パワー、パルス幅、パルスの間の時間を選択でき るようにすることと、シャッタを開いてフートスイッチを能動化するための「１ ／デイ」ボタンと、レーザ光の投射を制御するための７−トスイッチとを備える 。

装置を作動させるために、オペレータは最初に、モード、パルス幅、出力パワー およびパルスの間の時間を選択する。「レディ」ボタンが押されていないので、 レーザ光はまだ発射されてない。可視の位置決めレーザは一方、いつもオンして おり、患者の網膜に投射されている。オペレータはそのとき顕微鏡を覗き、光凝 固されるべき網膜の部分に上記ビームが配置されるまでエンドグローブを動すこ とにより位置決めビームの位置を位置決めする。オペレータはそれから、「スタ ート」ボタンを押し、ダイオードレーザ光を発射するためにフートスイッチを踏 む。

ほかの実施例は、６００−７００ｎｍの範囲の波長、典型的には６８５ｎｍかそ れより小さい波長を有するダイオードレーザを使用することを含む。かかる波長 は光が目に見える程度で充分波長が短く、まだ、光が網膜細胞により吸収される 程度で充分波長が長い。上記ダイオード光がより可視性を有しているので、可視 光源３、ミラー２０６、およびビームスプリンタ２０５は省略することができる 。

もちろん、この実施例では、投射されたビームのパワーは、位置決めの段階の間 では充分小さくセットして網膜の光凝固が起らないようにし、そして、ビームが 正しく位置決めされたのち、網膜を光凝固させるときに、より高いレベルに上昇 さセなければならない。この目的のためにほかの制御が上記装置に付は加えるこ とができる。

光フアイバケーブル４０１を、ダイオード１０１に直接結合し、ビ−ムを整形す るために使用される光学システムの残る部分を省略することが可能である。ある いはまた、光学システムのこの部分は、レーザビームを整形するとともに、それ をケーブルに結合するために、その位置にのこしておくこともできる。この場合 、省略されるただひとつのステップは、ビームを可視の位置決めビームと組み合 わせるステップである。

第２のほかの実施例は、同じチップの上で可視のＬＥＤと結合されるレーザダイ オードを使用することを含む。このことはまた、上記ダイオードレーザが既に組 み合わされたビームを発生させるので、可視光源、組合せのだめの関連するミラ ーおよびビームスプリッタの必要性をなくする。前述したように、この実施例で は、上記チップは、光フアイバケーブルに直接結合するか、または光学システム により整形されて、上記ケーブルに結合することができる。

第３のほかの実施例は、光凝固されるべき網膜上の位置にエンドプローブを視覚 的に配置することにより、単にダイオードレーザを位置決めすることを含む。そ の結果、可視光源および組合せのための関連する光学要素は省略することができ る。上記のように、レーザビームは直接結合することができるか、またはケーブ ルに結合される前に整形される。

すべての上記実施例において、ビームをケーブルに直接結合するためには、ダイ オードに極めて近接してケーブルの端に配置し、ケーブルの直径がダイオードの 長い四角形のエツジの長さよりも大きいことを保証することが必要であるにすぎ ない。たとえば、ダイオードのエツジが１６０ミクロンであるなら、直径が２０ ０ミクロンの光フアイバケーブルが使用できる。あるいは、ケーブルの形を楕円 状に変形させて、ダイオードのエツジと合致させることができる。

第４の実施例は、ダイオードレーザビームを第１の光フアイバケーブルの一端に 結合することを含み、上記第１の光フアイバケーブルは投射のために他端にてエ ンドプローブに結合されている。加えて、可視の位置決めビームは、一端にて第 ２の光フアイバケーブルに直接結合され、他端は第１のケーブルの中間点に直接 結合される。

この実施例においては、全光学システム、組合せおよび整形用の部品の両方は省 略することができる。

第５図（Ａ）に示すように、この実施例は、第１の光フアイバケーブルｔｏｏｌ の一端をレーザダイオード１０００に直接結合すること、第２の光フアイバケー ブル１００２の一端を可視光源１００３に結合すること、および他端を第１のケ ーブルの中間点に結合することを含む。第２のケーブルの直径は、第１のケーブ ルの直径よりも実質的に小さく選ばれるべきである。第５図（Ｂ）に示すように 、２本のケーブルの間のインターフェース１００１において、直径が等しいとき には、第１のケーブル１００４から第２のケーブル１００２への、ダイオードレ ーザビームの実質的な損失がある。しかしながら、第２のケーブル１００２の直 径が大幅に小さければ、上記損失は小さい。

たとえば、第１のケーブルの直径が２００ミクロンであれば、第２のケーブルの 直径は６ミクロンである。

当業者にとっては、ほかの利点や変形が容易に想起される。より広い観点におけ る本発明は、したがって、上に示されそして説明された特定の詳細な説明、代表 的な方法、および図示の実施例に限定されない。したがって、出願人の一般的な 発明の概念の精神もしくは観点から逸脱することなく、かかる詳細な説明から新 しい展開をなすことができる。

特に、本発明は、ダイオードレーザが可視の位置決めビームと組み合わされるか もしくは組み合わされず、光フアイバケーブルに直接結合されるかもしくは結合 されず、光フアイバケーブルに結合される前に整形されるかもしくは整形されな い実施例を含む、網膜の経皮法によるレーザ光凝固のためのレーザダイオード装 置のすべての実施例を含むことを意図している。

国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．網膜細胞により吸収される波長を有するダイオードレーザビームを発生する ためのダイオードレーザと、可視の位置決めビームを発生するための可視光源と 、第１および第２の端部を有し、第２の端部がエンドプローブに結合される光フ ァイバーケーブルと、上記ダイオードレーザ、上記可視光源、および上記光ファ イバーケーブルの第１の端部に結合され、（ａ）上記ダイオードレーザビームを 整形し、（ｂ）整形されたダイオードレーザビームを可視の位置決めビームと組 み合わせ、かつ、（ｃ）上記光ファイバーケーブルの第１の端部に結合する、光 学手段とを含む網膜の経皮法によるレーザ光凝固のためのダイオードレーザ装置 。
2. ２．６００−７００ｎｍの範囲内の波長を有するダイオードレーザビームを発生 するためのダイオードレーザと、第１および第２の端部を有し、第２の端部がエ ンドプローブに結合されるとともに、第１の端部が上記ダイオードレーザに直接 接続される光ファイバーケーブルとを含む網膜の経皮法によるレーザ光凝固のた めのダイオードレーザ装置。
3. ３．上記ダイオードレーザビームがおよそ６８５ｎｍもしくはそれより小さい波 長を有している請求の範囲第２項記載の装置。
4. ４．可視の位置決めビームと組み合せられる網膜細胞により吸収される波長を有 するダイオードレーザビームを発生するためのチップの組合せを有するダイオー ドレーザと、第１および第２の端部を有し、第２の端部がエンドプローブに結合 され、第１の端部が上記チップの組合せに直接結合される光ファイバケーブルと を含む網膜の経皮法によるレーザ光凝固のためのダイオードレーザ装置。
5. ５．網膜細胞により吸収される波長を有するダイオードレーザビームを発生する ためのダイオードレーザと、可視の位置決めビームを発生するための可視光源と 、特定の直径を有し、第１と第２の端部と、第１と第２の端部との間の中間点と を有し、上記第２の端部がエンドプローブに結合されるとともに上記第１の端部 が上記ダイオードレーザに直接結合された第１の光ファイバケーブルと、上記第 １の光ファイバケーブルの直径よりも実質的に小さい直径を有するとともに、第 １と第２の端部を有し、上記第１の端部が上記可視光源に直接結合され、上記第 ２の端部が上記第１のケーブルの第１と第２の端部の間の中間点にて上記第１の 光ファイバケーブルに結合されている第２の光ファイバケーブルとを含む網膜の 経皮法によるレーザ光凝固のためのダイオードレーザ装置。
6. ６．６００−７００ｎｍの範囲内の波長を有するダイオードレーザビームを発生 するためのダイオードレーザと、第１および第２の端部を有し、第２の端部がエ ンドプローブに結合される光ファイバケーブルと、上記ダイオードレーザと光フ ァイバケーブルの第１の端部に結合され、（ａ）上記ダイオードレーザビームを 整形し、（ｂ）整形されたビームを上記光ファイバケーブルの第１の端部に結合 する、ための光学手段とを含む網膜の経皮法によるレーザ光凝固のためのダイオ ードレーザ装置。
7. ７．上記波長がおよそ６８５ｎｍもしくはそれよりも小さい請求の範囲第６項記 載の装置。
8. ８．可視の位置決めビームと組み合わせられる網膜細胞により吸収される波長を 有するダイオードレーザビームを発生するためのチップの組合せを有するダイオ ードレーザと、第１および第２の端部を有し、第２の端部がエンドプローブに結 合される光ファイバケーブルと、上記ダイオードレーザと光ファイバケーブルの 第１の端部に結合され、（ａ）組み合されたダイオードレーザビームを整形し、 （ｂ）整形されたビームを上記光ファイバケーブルの第１の端部に結合する、た めの光学手段とを含む網膜の経皮法によるレーザ光凝固のためのダイオードレー ザ装置。
9. ９．網膜細胞により吸収される波長を有するダイオードレーザビームを可視の位 置決めビームに組み合せるステップと、組み合わされたビームを経皮投射手段に 結合するステップと、一時的にダイオードレーザビームをブロックするステップ と、上記投射手段を可視のビームが光凝固されるべき網膜の特定の領域に配置さ れるまで位置決めするステップと、網膜の特定の領域にて光凝固を達成するため にダイオードレーザビームをブロック解除するステップとを含む網膜の特定の領 域の経皮法によるダイオードレーザ光凝固のためのプロセス。
10. １０．上記投射手段にビームを結合する前にダイオードレーザビームを整形する ステップを含む請求の範囲第９項記載のプロセス。
11. １１．網膜細胞により吸収される波長を有するダイオードレーザビームを経皮法 による投射手段に結合するステップと、光凝固が達成されないレベルにビームの パワーを低くして、上記ビームが光凝固されるべき網膜の特定の領域に配置され るまで投射手段を位置決めするステップと、網膜の特定の領域にて光凝固を達成 するためにダイオードレーザビームのパワーを増加させるステップとを含む網膜 の特定領域の経皮法によるダイオードレーザ光凝固のためのプロセス。
12. １２．上記ビームを上記投射手段に結合する前にダイオードレーザを整形するス テップを含む請求の範囲第１１項記載のプロセス。
13. １３．上記ダイオードレーザビームが６００−７００ｎｍの範囲の波長を有する 請求の範囲第１１項記載のプロセス。
14. １４．上記ダイオードレーザビームがおよそ６８５ｎｍもしくはそれよりも小さ い範囲の波長を有している請求の範囲第１３項記載のプロセス。
15. １５．網膜細胞により吸収される波長を有するダイオードレーザビームを目に挿 入するためのチップを有する経皮法による投射手段に結合するステップと、ダイ オードレーザビームをブロックするとともに、上記チップが凝固されるべき網膜 の特定の領域に配置されるまで投射手段のチップを位置決めするステップと、網 膜の特定の領域にて光凝固を達成するためにダイオードレーザビームのブロック を解除するステップとを含む網膜の特定の領域の経皮法によるレーザ光凝固のた めのプロセス。
16. １６．上記ビームを投射手段に結合する前にダイオードレーザビームを整形する ステップを含む請求の範囲第１５項記載のプロセス。
17. １７．上記ダイオードレーザビームが７００−８４０ｎｍの範囲の波長を有して いる請求の範囲第９項記載のプロセス。
18. １８．上記ダイオードレーザビームが７００−８４０ｎｍの範囲の波長を有して いる請求の範囲第１項、第４項、第５項もしくは第８項のいずれかに記載の装置 。