JP2001008945A

JP2001008945A - レーザ手術装置

Info

Publication number: JP2001008945A
Application number: JP11181983A
Authority: JP
Inventors: Wataru Oyagi; 済大八木; Hideo Sagehashi; 秀夫提橋; Katsuhiko Kobayashi; 克彦小林; Masayuki Momiuchi; 正幸籾内
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】照射位置での治療用レーザ光線の光強度分布を
所望の状態に変更可能なレーザ手術装置を提供する。【解決手段】レーザを光源２としたレーザ手術装置に於
いて、治療部位に照射される治療用レーザ光線４のスポ
ット内の光強度分布を可変設定可能とし、治療用レーザ
光線の光強度分布を治療を行う場合に治療部位が要求す
る最適な光強度分布に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光線を導光
して患部に照射し治療する医用レーザ手術装置に関し、
特にレーザスポット内の光強度分布を可変設定可能とし
た医用レーザ手術装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、レーザ光線の高いエネルギ密
度を利用して、非接触で治療部位の光凝固、除去、切開
等が行え、出血の防止、細菌の汚染の無い手術としてレ
ーザ手術装置が普及している。

【０００３】レーザ手術装置が眼科用光凝固装置として
使用される場合、一般的にレーザ光線を光ファイバ及び
デリバリ光学系を経由して導光し、治療部位に照射する
が、レーザ光線のデリバリ光学系としては図９に示すも
のがある。図９中１はダイクロイックミラーであり、該
ダイクロイックミラー１に対向して治療用レーザ発振器
２及び照準用レーザ発振器３が配設され、前記治療用レ
ーザ発振器２から発せられる治療用レーザ光線４は前記
ダイクロイックミラー１を透過しデリバリ光学系６によ
り治療部位に照射され、前記照準用レーザ発振器３から
発せられる照準用レーザ光線５は前記ダイクロイックミ
ラー１で反射された後前記デリバリ光学系６により、治
療部位に照射される様になっている。

【０００４】前記デリバリ光学系６は前記治療用レーザ
光線４、照準用レーザ光線５を光ファイバ入射端に集光
させる集光レンズ７と、治療用レーザ光線４、照準用レ
ーザ光線５を治療部位近傍迄導く光ファイバ８と、該光
ファイバ８から射出されたレーザ光線を平行光線とする
第１レンズ群９、レーザ光線の合焦位置を変更する第２
レンズ群１０、レーザ光線を合焦させる為の第３レンズ
群１１等から構成されている。

【０００５】上記デリバリ光学系では、前記照準用レー
ザ発振器３から照射する照準用レーザ光線５により治療
部位を特定し、治療部位の特定が完了したところで、治
療用レーザ発振器２から治療用レーザ光線４を治療部位
に照射し、治療用レーザ光線４が持つ高密度の熱エネル
ギにより治療部位の光凝固、或は切開を行う。前記第２
レンズ群１０を光軸方向に移動させることで、照射位置
でのレーザ光線スポット径の変更ができる。

【０００６】上記した従来のレーザ手術装置に於いて
は、治療用レーザ光線４の照射の態様、即ち治療部位で
の治療用レーザ光線４の合焦状態により、パーフォーカ
ル（同焦点）タイプとデフォーカス（焦点ずらし）タイ
プの２種類がある。

【０００７】パーフォーカルタイプは、ステップインデ
ックス光ファイバを使用した場合、射出端と治療部位が
光学的に共役な位置関係となっており、ファイバニアフ
ィールドの光強度分布（エッジがシャープで光分布は略
均一な矩形形状）がそのまま治療部位に伝達される。

【０００８】一方、デフォーカスタイプは、ファイバ射
出端が治療部位と共役な位置関係になく、治療部位では
エッジがシャープでなく中心部が強い光強度分布となっ
ている。

【０００９】網膜上の光凝固の治療にはエッジがシャー
プな矩形形状の光分布、或は中心部の強度が低い光強度
分布がよいとされ、又緑内障の手術で行われる虹彩切開
では中心部の出力が高い光強度分布がよいとされてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】眼科用光凝固装置は主
に網膜疾患で光凝固を行う場合と、虹彩の切開で使用さ
れる場合があるが、従来の眼科用光凝固装置には治療部
位での治療用レーザ光線の光強度分布を変更する機能は
なく、パーフォーカルタイプのレーザ手術装置は網膜疾
患で光凝固の治療を行う場合に適しており、デフォーカ
スタイプのレーザ手術装置は虹彩の切開を行う場合に適
している等と一長一短があった。

【００１１】本発明は斯かる実情に鑑み、照射位置での
光強度分布を所望の状態に変更可能なレーザ手術装置を
提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザを光源
としたレーザ手術装置に於いて、治療部位に照射される
治療用レーザ光線スポット内の光強度分布を可変設定可
能としたレーザ手術装置に係り、又スポット内の光強度
分布が周辺部に対して中心部が強くなる様可変可能なレ
ーザ手術装置に係り、又スポット内の光強度分布が中心
部に対して周辺部が強くなる様可変可能なレーザ手術装
置に係り、又スポット内の光強度分布をステップ可変可
能としたレーザ手術装置に係り、又スポット内の光強度
分布を連続的に可変可能としたレーザ手術装置に係り、
又光強度分布の変更とは独立して照射スポット径の変更
を可能としたレーザ手術装置に係り、又治療用レーザ光
線のデリバリ光学系内に光強度分布可変手段を配設した
レーザ手術装置に係り、又光強度分布可変手段が少なく
とも光束の一部の光強度を変更可能な光強度分布変更フ
ィルタを具備し、該フィルタが透過率変化型の光学フィ
ルタであるレーザ手術装置に係り、又光強度分布可変手
段が少なくとも光束の一部の光強度を変更可能な光強度
分布変更フィルタを具備し、該フィルタが透過率変化型
の遮光フィルタであるレーザ手術装置に係り、又透過率
の異なる光強度分布変更フィルタがフィルタ保持盤に複
数設けられ、該フィルタ保持盤を移動させることで光軸
上に位置する光強度分布変更フィルタを変更するレーザ
手術装置に係り、又光強度分布変更フィルタを光軸上に
配設すると共に光軸上に沿って移動可能としたレーザ手
術装置に係り、又光強度分布変更フィルタをデリバリ光
学系上の前記レーザ光源と共役な位置に配設したレーザ
手術装置に係り、更に又光強度分布変更フィルタをデリ
バリ光学系上の前記レーザ光源と共役でない位置に配設
したレーザ手術装置に係るものである。

【００１３】光強度分布変更フィルタにより治療用レー
ザ光線の照射レーザ光線スポット内の光強度分布を可変
設定可能であり、この為治療を行う場合、各治療部位に
最適な光強度分布を設定することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１５】図１に於いて、図９中で示したものと同様
のものには同符号を付してある。

【００１６】治療用レーザ発振器２から発せられる治療
用レーザ光線４はダイクロイックミラー１を透過し、照
準用レーザ発振器３から発せられる照準用レーザ光線５
は前記ダイクロイックミラー１により反射される。前記
ダイクロイックミラー１を透過した治療用レーザ光線４
はデリバリ光学系６により治療部位に照射され、前記ダ
イクロイックミラー１で反射された照準用レーザ光線５
は前記デリバリ光学系６により治療部位に照射される。

【００１７】前記デリバリ光学系６は前記治療用レーザ
光線４、照準用レーザ光線５を光ファイバ入射端に集光
させる集光レンズ７と、治療用レーザ光線４、照準用レ
ーザ光線５を導く光ファイバ８と、該光ファイバ８から
射出されたレーザ光線を平行光線とする第１レンズ群
９、光軸に沿って移動可能な第２レンズ群１０、レーザ
光線を治療部位に集光させる為の第３レンズ群１１等か
ら構成され、前記光ファイバ８の射出端と治療部位とは
前記第１レンズ群９、第２レンズ群１０、第３レンズ群
１１から成る光学系の共役な位置となる様に配置され
る。前記第２レンズ群１０を移動させることで治療部位
での治療用レーザ光線４のスポット径を所定の範囲内で
可変することができる。

【００１８】前記光ファイバ８の射出端側に光強度分布
可変手段１３を設ける。

【００１９】該光強度分布可変手段１３について図２、
図３を参照して説明する。

【００２０】前記デリバリ光学系６の光軸と回転軸が平
行となる様光強度分布変更モータ１５を配設し、該光強
度分布変更モータ１５の回転軸に円形のフィルタ保持盤
１６を固着する。該フィルタ保持盤１６は前記光ファイ
バ８の射出端に隣接して回転する様に配設され、フィル
タ保持盤１６は同一円周上の所要等分（本実施の形態で
は８等分）した位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに
投光窓が穿設され、該投光窓にそれぞれ特性の異なる光
強度分布変更フィルタ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄ，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ，１７ｈが取付けられてい
る。

【００２１】前記位置Ａに取付けられた光強度分布変更
フィルタ１７ａは図３（Ａ）の様な透過率、即ち全面で
均一な透過率を有している。又、前記位置Ｂに取付けら
れた光強度分布変更フィルタ１７ｂは図３（Ｂ）の様な
透過率、即ち周辺部で若干透過率が低下した特性を有し
ている。又、前記位置Ｃに取付けられた光強度分布変更
フィルタ１７ｃは図３（Ｃ）の様な透過率、即ち中央部
で最大の透過率を有し、周辺部に行くに従い漸次透過率
が減少する凸曲線状の透過率特性を有している。又、前
記位置Ｄに取付けられた光強度分布変更フィルタ１７ｄ
は図３（Ｄ）の様な透過率、即ち光強度分布変更フィル
タ１７ｃの透過率特性の変化率を更に大きくし、中心部
と周辺部で透過率の差を一層大きくした透過率特性を有
する。

【００２２】次に、前記位置Ｅに取付けられた光強度分
布変更フィルタ１７ｅは図３（Ｅ）の様な透過率、即ち
周辺部に行くに従い僅かに透過率が大きくなる凹曲線状
の透過率特性を有する。又、前記位置Ｆに取付けられた
光強度分布変更フィルタ１７ｆは図３（Ｆ）の様な透過
率を有し、前記位置Ｇに取付けられた光強度分布変更フ
ィルタ１７ｇは図３（Ｇ）の様な透過率を有し、前記位
置Ｈに取付けられた光強度分布変更フィルタ１７ｈは図
３（Ｈ）の様な透過率を有し、光強度分布変更フィルタ
１７ｆ，１７ｇ，１７ｈはいずれも周辺部に行くに従い
漸次光強度が増大する凹曲線状の透過率特性を有し、透
過率の変化率が光強度分布変更フィルタ１７ｆ＜光強度
分布変更フィルタ１７ｇ＜光強度分布変更フィルタ１７
ｈの関係となっている。

【００２３】照準用レーザ発振器３からの照準用レーザ
光線５を前記デリバリ光学系６で治療部位に照射して治
療部位を特定し、又治療用レーザ発振器２からの治療用
レーザ光線４を前記デリバリ光学系６を介して治療部位
に照射する様にすると共に前記第２レンズ群１０の位置
を調整して所望のレーザ光線スポット径とする。次に、
前記光強度分布変更モータ１５を駆動して、フィルタ保
持盤１６を回転し、所定の光強度分布変更フィルタ１７
を選択する。

【００２４】前記フィルタ保持盤１６の位置Ａの光強度
分布変更フィルタ１７ａを選択した場合を説明する。

【００２５】前記光強度分布変更フィルタ１７ａの透過
特性は図３（Ａ）で示す様に、全面で均一な透過特性を
有しているので、照射された治療用レーザ光線４のスポ
ットの光強度分布は図４（Ａ）で示される中心から周辺
迄光強度の変化しない均一なものとなる。

【００２６】次に、前記フィルタ保持盤１６の位置Ｄの
光強度分布変更フィルタ１７ｄを選択した場合には、前
記治療用レーザ光線４は前記光強度分布変更フィルタ１
７ｄを透過する。該光強度分布変更フィルタ１７ｄの透
過特性は図３（Ｄ）で示す様に中心部で透過率が高く周
辺に行く程透過率が低下する透過特性を有しているの
で、照射された治療用レーザ光線４のスポットの光強度
分布は図４（Ｂ）で示される様に中心で光強度が強く周
辺で弱くなり、緑内障手術の虹彩切開に適した光強度分
布となる。

【００２７】更に、前記フィルタ保持盤１６の位置Ｈの
光強度分布変更フィルタ１７ｈを選択した場合には、前
記治療用レーザ光線４は前記光強度分布変更フィルタ１
７ｈを透過する。該光強度分布変更フィルタ１７ｈの透
過特性は図３（Ｈ）で示す様に中心部で透過率が低く周
辺に行く程透過率が高くなる透過特性を有しているの
で、照射された治療用レーザ光線４のスポットの光強度
分布は図４（Ｃ）で示される様に中心で光強度が弱く周
辺で強くなり、網膜光凝固の治療に適した光強度分布と
なる。

【００２８】而して、所望の透過率特性の光強度分布変
更フィルタ１７を選択することで、照射されるレーザ光
線のスポットの光強度分布を所望の状態にすることが可
能となる。即ち、例えばパーフォーカルタイプの光学系
を有するレーザ手術装置に於いて、網膜上の光凝固の治
療時にはスポットの光強度分布状態をエッジがシャープ
な矩形形状の光分布、或は中心部の強度が低い光強度分
布とし、又緑内障の手術での虹彩切開では中心部の出力
が強い光強度分布とすることができ、治療にあった最適
な光強度分布を得ることができる。尚、上記した様に前
記第２レンズ群１０の光軸上の位置を変更することで照
射レーザ光線のスポット径を変更することができるが、
スポット径の変更と光強度分布の変更とは独立して行え
るので、任意のサイズで所要の光強度分布とすることが
できる。

【００２９】又、前記フィルタ保持盤１６を同方向に間
欠回転させ、順次光強度分布変更フィルタ１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ…と変えていくことで光強度分布のステップ
可変が可能となる。

【００３０】図５は本発明の第２の実施の形態を示すも
のである。

【００３１】上記第１の実施の形態では円形のフィルタ
保持盤１６に光強度分布変更フィルタ１７を円周上に設
けたが、第２の実施の形態では図６に示す様に短冊状の
フィルタ保持盤１９に直線的に光強度分布変更フィルタ
１７ａ，１７ｂ，１７ｃを配列したものであり、例えば
リニアモータ２０等により前記フィルタ保持盤１９を直
線的に所要間隔で移動させることで、前記光強度分布変
更フィルタ１７ａ，１７ｂ，１７ｃのいずれか１つを選
択する。治療用レーザ光線４を前記光強度分布変更フィ
ルタ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの所要の１つを透過させる
ことで、必要とされる光強度分布を得ることができる。

【００３２】図７は本発明の第３の実施の形態を示して
おり、第１の実施の形態で示した円盤回転方式の光強度
分布可変手段１３の配設する位置を変更したものであ
る。

【００３３】前記光ファイバ８の射出端側にリレーレン
ズ２１を配設し、該リレーレンズ２１に対し前記光ファ
イバ８の射出端と共役な位置に前記フィルタ保持盤１６
を配設したものである。前記リレーレンズ２１を設ける
ことで、光強度分布可変手段１３の設置位置に自由度が
生じる。尚、光強度分布可変手段１３の作用については
上記したと同様であるので説明を省略する。

【００３４】更に、図８は本発明の第４の実施の形態を
示しており、光強度分布変更フィルタ１７をデリバリ光
学系６の共役でない位置に設けた例を示している。光強
度分布変更フィルタ１７を共役でない位置、例えば第３
レンズ群１１と治療用レーザ光線４の集光位置との間に
配設したものである。尚、この場合光強度分布変更フィ
ルタ１７の透過率について、中心部と周辺部とで透過率
を異ならせ、或は中心部と周辺部とで透過率の変化率を
変えておき、光強度分布変更フィルタ１７を光軸方向に
移動することで、前記治療用レーザ光線４が光強度分布
変更フィルタ１７の中心部分のみを透過するか、或は光
強度分布変更フィルタ１７の周辺部迄広がって透過する
かで光強度分布が変ってくる。該第４の実施の形態では
光強度分布は連続的に変えることができる。

【００３５】ここで、光強度分布変更フィルタのそれぞ
れは、光束が通過する領域全体での平均透過率を一定に
することが望ましい。このようにすると、強度分布変更
フィルタを変更しても、光源から治療部位までの伝達効
率は変化せず、強度分布変更フィルタを変更しても治療
部位での全体の光エネルギは変化しない。尚、前記の平
均光強度分布変更フィルタの平均透過率を一定にするこ
とが困難な場合には、フィルタの変更を検出する検出器
を設け、この検出器の信号に基づきレーザ光線の出力を
あらかじめ決められた所定の値に自動的に制御する制御
系を設けてもよい。

【００３６】尚、上記実施の形態では透過率を変化させ
た光強度分布変更フィルタ１７を用いたが、光束の一部
を遮光するものであってもよい。例えば治療用レーザ光
線４の光束より小径の孔を穿設した遮光板、或は透過板
の中心部に不透明部分を形成した遮光板等であってもよ
い。

【００３７】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、治療用
レーザ光線の照射レーザ光線スポット内の光強度分布を
可変設定可能であり、治療を行う場合に治療部位が要求
する最適な光強度分布に設定することができるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図２】該第１の実施の形態に使用されるフィルタ保持
盤の説明図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）
（Ｈ）はそれぞれ光強度分布可変手段で使用された光強
度分布変更フィルタと透過率とを示す線図である。

【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ前記光強度分布
変更フィルタを使用した場合の照射スポットの光強度分
布を示す線図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図６】該第２の実施の形態に使用されるフィルタ保持
盤の説明図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図８】本発明の第４の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図９】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ダイクロイックミラー２治療用レーザ発振器３照準用レーザ発振器４治療用レーザ光線６デリバリ光学系８光ファイバ１３光強度分布可変手段１５光強度分布変更モータ１６フィルタ保持盤１７光強度分布変更フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林克彦東京都板橋区蓮沼町75番１号株式会社トプコン内 (72)発明者籾内正幸東京都板橋区蓮沼町75番１号株式会社トプコン内Ｆターム(参考） 4C026 AA02 AA03 FF33 FF34 FF37 HH02 HH12 HH13 HH21 HH23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザを光源としたレーザ手術装置に於
いて、治療部位に照射される治療用レーザ光線スポット
内の光強度分布を可変設定可能としたことを特徴とする
レーザ手術装置。
【請求項２】スポット内の光強度分布が周辺部に対し
て中心部が強くなる様可変可能な請求項１のレーザ手術
装置。
【請求項３】スポット内の光強度分布が中心部に対し
て周辺部が強くなる様可変可能な請求項１のレーザ手術
装置。
【請求項４】スポット内の光強度分布をステップ可変
可能とした請求項１のレーザ手術装置。
【請求項５】スポット内の光強度分布を連続的に可変
可能とした請求項１のレーザ手術装置。
【請求項６】光強度分布の変更とは独立して照射スポ
ット径の変更を可能とした請求項１のレーザ手術装置。
【請求項７】治療用レーザ光線のデリバリ光学系内に
光強度分布可変手段を配設した請求項１のレーザ手術装
置。
【請求項８】光強度分布可変手段が少なくとも光束の
一部の光強度を変更可能な光強度分布変更フィルタを具
備し、該フィルタが透過率変化型の光学フィルタである
請求項７のレーザ手術装置。
【請求項９】光強度分布可変手段が少なくとも光束の
一部の光強度を変更可能な光強度分布変更フィルタを具
備し、該フィルタが透過率変化型の遮光フィルタである
請求項７のレーザ手術装置。
【請求項１０】透過率の異なる光強度分布変更フィル
タがフィルタ保持盤に複数設けられ、該フィルタ保持盤
を移動させることで光軸上に位置する光強度分布変更フ
ィルタを変更する請求項８又は請求項９のレーザ手術装
置。
【請求項１１】光強度分布変更フィルタを光軸上に配
設すると共に光軸上に沿って移動可能とした請求項８又
は請求項９のレーザ手術装置。
【請求項１２】光強度分布変更フィルタをデリバリ光
学系上の前記レーザ光源と共役な位置に配設した請求項
８又は請求項９のレーザ手術装置。
【請求項１３】光強度分布変更フィルタをデリバリ光
学系上の前記レーザ光源と共役でない位置に配設した請
求項８又は請求項９のレーザ手術装置。