イメージ・キャプチャ・デバイスを使用するレーザ・ビームの位置および形状の較正
本発明は、高められた較正の正確さと精度のための、顕微鏡カメラなどのイメージ・キャプチャ・デバイスを使用するレーザ・ビーム位置決め、形状プロファイル、サイズ・プロファイル、ドリフト、および／または偏向の較正の改善された方法およびシステムを提供する。この方法およびシステムは、可変直径アパーチャの絞り較正およびヒステリシス測定に特に適する。イメージ・キャプチャ・デバイスを使用する、レーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する１つの方法には、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて既知の物体を撮影することが含まれる。パルス・レーザ・ビームが、較正面にマークを残すために較正面に向けられる。次に、較正面のマークを、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて撮影する。レーザ眼科手術システムは、較正面のマークのイメージを既知の物体のイメージと比較することによって較正される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはレーザ・ビーム・デリバリ・システム、特に眼科外科手術システムを較正する方法およびシステムに関する。具体的には、本発明は、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用して、レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・ビームの位置または形状など、レーザ・ビームを較正する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ・ベース・システムは、現在、視覚障害を矯正するために目の角膜組織に対する眼科外科手術で一般的に使用されている。これらのシステムは、レーザを使用して、角膜形状の所望の変化を達成し、レーザは、一般にアブレーティブ・フォトデコンポジション(ablative photodecomposition)と称する技法を使用して角膜から間質組織の顕微鏡的な層を剥離して、目の屈折特性を変更する。レーザ眼科手術技法は、ＰＲＫ(photorefractive keratotomy)、ＰＴＫ(phototherapeutic keratectomy)、ＬＡＳＩＫ(laser in situ keratomileusis)、その他の類似の手順で有用である。
【０００３】
レーザ・剥離手順は、近視、遠視、乱視、その他の角膜表面プロファイル欠陥の矯正など、さまざまな目的で角膜の形状を再構築するか形を整えることができる。既知のシステムでは、レーザ・ビームがレーザ光エネルギの一連の別個のパルスを含み、剥離される組織の総合的な形状と量が、角膜に入射するレーザ・エネルギ・パルスのパターンの位置、形状、サイズ、および／または個数によって決定される。目の屈折誤差を訂正するために、さまざまなアルゴリズムを使用して、角膜の再構築に使用されるレーザ・パルスのパターンを計算することができる。
【０００４】
レーザ・ビーム・デリバリ・システムの正確な制御は、患者の安全と成功裡の視覚矯正に非常に重要である。したがって、レーザ・ビーム・デリバリ・システムは、欠陥のある内部の機械構成要素または光学構成要素から生じるなどの望ましくないレーザ・システム・パフォーマンスを最小にするために、角膜への剥離エネルギの分配に対する制御を保証するように較正される。具体的に言うと、レーザ・システムの較正は、患者の角膜に所望の形状と屈折力の変化を与えるために、角膜組織の得ようとする形状と量の正確な剥離を保証するのを助ける。レーザ・ビームの不正確な制御は、外科手術の成功を危険にさらす可能性があり、患者の目への損傷を引き起こす。たとえば、レーザ・ビームが非対称の形状またはレーザ・ビーム直径の増減を示すなど、所望のレーザ・ビームの形状、サイズ、または位置からの逸脱は、患者の角膜の望まない位置で組織を剥離する可能性があり、この組織剥離は、理想的でない角膜整形結果につながる。したがって、レーザ・剥離を介して患者の角膜の形を正確に整えるために、レーザ・ビームの形状プロファイルとサイズ・プロファイル、さらには位置決めに対する正確な制御を提供することが有益である。
【０００５】
レーザ・ビーム・デリバリ・システムの剥離の形状とサイズを較正するために、プラスチック試験材料の剥離がレーザ手術の前に実行されることが多い。たとえば、レーザ・ビームの形状、サイズ、位置を調整するのに使用できる絞りまたは他の可変直径アパーチャが、通常、異なる絞りセッティングでレーザ・パルスを透明プラスチック材料に向けることによって較正される。次に、アイ・ループ(eye loops)が、剥離されたプラスチップの手動検査のためにオペレータによって使用される。そのような較正技法は、アイ・ループによってもたらされる精度（通常は約±０．１ｍｍ）および／またはオペレータの視力など、多数の要因によって制限されている。たとえば、形状プロファイルの視覚的測定は、特に困難であり、しばしば、人的誤りを受けやすい。さらに、そのような較正技法は、可変直径絞りのヒステリシスを正確に測定することができない。さらに、レーザ眼科手術システムでカスタマイズされた剥離をもたらすための波面テクノロジの利用の高まりを、剥離するレーザ・ビームの形状、サイズ、位置決めの正確さを高めることによって最適化することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑みて、高められた精度と正確さでレーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、および／またはサイズ・プロファイルを較正する改善された方法およびシステムを提供することが望ましい。そのような方法およびシステムが、絞り較正とヒステリシス測定を提供するならば、特に望ましい。そのような方法およびシステムが、全体的なシステムのコストや複雑さを大きく増やさずに、較正の正確さを高めるならば、さらに望ましい。これらの目的の少なくとも一部が、下で説明する本発明の方法およびシステムによって満たされる。
【０００７】
レーザを較正する方法、システム、装置が、本願の譲受人に譲渡された米国特許第６，１９５，１６４号、米国特許第６，５５９，９３４号と米国特許第６，６６６，８５５号に記載されている。ＰＣＴ公開第ＷＯ ０１／１０３２２号は、レーザ・ビームの位置決めまたは調整を検証するシステム、デバイス、方法を説明し、やはり本願の譲受人に譲渡されている。さらなるレーザ較正のデバイスおよび方法が、米国特許第３，３６４，４９３号、米国特許第５，０７８，４９１号、米国特許第５，２６１，８２２号、米国特許第５，２６７，０１２号、米国特許第５，７７２，６５６号、米国特許第６，１１６，７３７号、米国特許第６，１２９，７２２号、米国特許第６，２１０，１６９号、米国特許第６，２１０，４０１号に記載されている。
【０００８】
上で言及した参考文献のそれぞれの開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、患者の目の角膜を選択的に剥離するエキシマ・レーザ・システムなどのレーザ・ビーム・デリバリ・システムを較正する方法およびシステムを提供する。具体的には、改善された方法およびシステムが、顕微鏡カメラなどのイメージ・キャプチャ・デバイスを使用する、レーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、および／またはサイズ・プロファイルの較正を実現する。この方法およびシステムは、可変直径アパーチャの絞り較正とヒステリシス測定に特に適する。そのような方法およびシステムは、さらに、全体的なシステムのコストや複雑さを大きく増やさずに、高められた較正の正確さと精度をもたらし、さまざまなレーザ・システムに適用することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様では、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法が、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて、較正面に置かれた既知のサイズの物体を撮影することを含む。較正面にマークを残すために、パルス・レーザ・ビームを較正面に向け、既知の物体を、較正面にパルス・レーザ・ビームを向ける前に剥離する。次に、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて較正面上のマークを撮影する。較正面上のマークのイメージを既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムを較正する。
【００１１】
既知の物体の撮影と、較正面上のマークの撮影は同一位置で行われる。さらに、向けることと撮影を同一平面内で行うこともできる。たとえば、向けることと撮影を、レーザ焦点平面または目治療平面のうちの少なくとも１つの中で行うことができ、既知の物体の撮影と較正面上のマークの撮影は、レーザ光学経路と同軸の撮影光学経路に沿って実行される。しかし、向けることと撮影を異なる平面で実行することもできることを諒解されたい。たとえば、既知の物体の撮影と較正面の撮影が治療平面で実行される間に、レーザ・エネルギを、レーザ焦点平面で較正面に向けることができる。より一般的なシステムでは、レーザとイメージ・キャプチャ・デバイスの焦点を同一平面に合わせることが好ましい。
【００１２】
通常、撮影される物体は、既知の直径を有する円形の形状を含む。たとえば、既知の物体は、ガラス板または水晶板の上の円形のクロム層を含む。較正面は、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー(Zapit paper)、発光材料、または写真材料を含む。好ましくは、写真感光材料が使用され、較正面上のマークは、黒い背景の上の白い点またはその逆などの永久的な色の変化、または発光する輝きを含む。代替案で、較正面は、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または米国カリフォルニア州サンタ・クララのＶＩＳＸ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社から入手できる他ＶＩＳＸ較正材料を含む。たとえば、ポリメチルメタクリレート材料の使用は、剥離を含めるための較正面上のマークをもたらすことになる。
【００１３】
較正面上のマークは、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞り直径セッティングに関連することができる。絞り較正手順中に、複数のマークを形成するために、経時的にパルス・レーザ・ビーム直径セッティングを増やす。次に、結果のマークを撮影し、既知の物体と比較する。同様に、マークの別のセットを形成するために、経時的にパルス・レーザ・ビーム直径セッティングを減らし、このマークの別のセットを撮影し、既知の物体と比較する。次に、絞り直径セッティング移動方向の変更に起因する可変アパーチャのヒステリシスと、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定することができる。
【００１４】
レーザ・ビームの形状とレーザ・ビームの中心位置を、撮影比較から判定することができる。さらに、各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって、レーザ眼科手術システムのドリフトを判定することができる。さらに、レーザ・ビーム偏向を判定することができる。いくつかの実施形態で、本願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている２００３年１月１２日出願の同時係属の米国特許出願第１０／３６６，１３１号に詳細に記載されているように、レーザ・ビーム・インテグレーション(laser beam integration)を平滑化するために、光学要素をレーザ・ビーム・デリバリ経路に沿って回転することができる。本発明の較正方法は、複数のマークから、光学要素の回転に起因する、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別することもできる。較正の完了時に、患者の角膜を剥離して、近視、遠視、乱視、その他の角膜表面プロファイル欠陥を含むさまざまな視覚障害を矯正することができる。
【００１５】
本発明のもう１つの態様では、顕微鏡カメラを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法を提供する。この方法には、全般的に、顕微鏡カメラを用いて既知のサイズの物体を撮影することが含まれる。写真感光材料上での剥離を残すために、パルス・レーザ・ビームを写真感光材料上をスキャンさせる。顕微鏡カメラを用いて写真感光材料上の剥離を撮影する。次に、写真感光材料上の剥離のイメージを既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムの絞り較正を判定する。最後に、較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離することができる。
【００１６】
本発明のもう１つの実施形態で、レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステムが、治療平面に向けられたイメージ・キャプチャ・デバイスを含む。既知の物体が、イメージ・キャプチャ・デバイスによって撮影されるために位置決めされる。パルス・レーザ・ビーム・デリバリ・システムも設けられる。較正面が、較正面上のマークをもたらすため、およびイメージ・キャプチャ・デバイスによって較正面上のマークを撮影するために、パルス・レーザ・ビームの光学経路内で支持可能である。プロセッサが、イメージ・キャプチャ・デバイスに結合される。プロセッサは、較正面上のマークのイメージを既知の物体のイメージと比較することによってレーザ・ビーム・デリバリ・システムの較正を判定する。レーザ・ビーム・デリバリ・システムは、レーザ眼科手術システムを含むことが好ましい。イメージ・キャプチャ・デバイスは、顕微鏡カメラを含むことが好ましい。任意選択として、ビデオ・カメラ、アイ・トラッキング・カメラ、またはレーザ・システムに既に設けられている他の既存のイメージ・キャプチャ・デバイスやカメラを利用することができる。
【００１７】
上で述べたように、既知の物体は、ガラス板の上の、既知の直径の円形のクロム層を含むことが好ましい。既知の物体と較正面は同一位置で撮影され、既知の物体と較正面は、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つに位置決めされる。較正面は、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または写真材料を含む。較正面上のマークは、剥離、永久的な色の変化、または発光する輝きを含み、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞りセッティングを有する。
【００１８】
本発明の性質および利益のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによって明白になる。
【００１９】
添付図面は、詳細な説明を参照して読まれなければならない。異なる図面の類似する符号は、類似する要素を指す。図面は、必ずしも原寸通りではないが、本発明の実施形態を例示的に示すものであって、本発明の範囲を限定することを意図されたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、患者の目の角膜を選択的に剥離するエキシマ・レーザ・システムなどのレーザ・デリバリ・システムを較正する方法およびシステムを提供する。具体的には、高められた較正の正確さと精度のための、顕微鏡カメラなどのイメージ・キャプチャ・デバイスを使用するレーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、サイズ・プロファイル、ドリフト、および／または偏向の較正の改善された方法およびシステムを提供する。この方法およびシステムは、可変直径アパーチャの絞り較正とヒステリシス測定に特に適する。そのような特性を判定することによって、レーザ・ビームが角膜組織の望まれない位置に入射してオフセンタ剥離を引き起こすことなく、所望の角膜剥離治療を正確に行うことができる。本発明の較正の方法およびシステムは、たとえば絞りなどの内部の機械構成要素または光学構成要素などのレーザ・デリバリ・システム構成要素の交換、システムの主要な光学再位置合わせ、または誤差生成に関する問題の際に利用することができる。
【００２１】
図１を参照すると、レーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する、本発明の原理に従って構成された例示的な較正システム１０が概略的に示されている。システム１０は、ＰＲＫ（photorefractive keratotomy)、PTK(phototherapeutic keratectomy)、ＬＡＳＩＫ(laser in situ keratomileusis)、その他の類似の外科手術手順で角膜の領域を剥離するのに使用されるタイプのレーザ・剥離・システムを較正し、位置合せするのに特に有用である。システム１０には、全般的に、レーザ１２、レーザ・ビーム・デリバリ・システム１４、フォトクロミック・ミラー１６などの面、既知の物体３０、較正面１８、イメージ・キャプチャ・デバイス２０、ＰＣワークステーション２２が含まれる。上の描写が、例示のみを目的とし、較正システム１０の実際の形状、サイズ、または次元を必ずしも反映しないことを諒解されたい。これは、下のすべての描写にもあてはまる。
【００２２】
イメージ・キャプチャ・デバイス２０は、好ましくは顕微鏡カメラであるが、目治療平面に向けられている。既知の物体３０は、図２に示されているように、ヒンジ付き支持腕または支持機構３４を介して撮影光学経路３２に沿って位置決めされ、腕３４は、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つでの既知の物体３０と較正面１８の移動を可能にする。任意選択として、既知の物体３０を、腕３４に結合されたブロック（図示せず）の上に置くことができる。どちらの配置でも、既知の物体３０は、顕微鏡カメラ２０によって撮影され、その後、取り除かれる。レーザ１２は、通常、デリバリ・システム光学系１４を介して未整形のレーザ・ビーム２４を向け、デリバリ・システム光学系１４は、整形され位置決めされたレーザ・ビーム２６を、反射面を有するミラー１６に向け、この反射面は、較正面１８にマーク２８を残すために、レーザ・ビーム２６を較正面１８に向ける。較正面１８上のマーク２８は、レーザ光学経路２６と同軸の撮影光学経路３２に沿って位置決めされ、その後、顕微鏡カメラ２０によって撮影される。ＰＣワークステーション２２は、較正面１８上のマーク２８のイメージを既知の物体３０のイメージと比較することによって、レーザ・ビーム・デリバリ・システム１４の較正を判定する。ＰＣワークステーション２２には、一般に、プロセッサ、ランダム・アクセス・メモリ、命令を保管する有形の媒体、ディスプレイ、および／またはハード・ドライブもしくはフロッピ・ドライブなどの他の記憶媒体が含まれる。
【００２３】
レーザ１２に、約１９３ｎｍの波長を有するレーザ・エネルギを作るフッ化アルゴン・エキシマ・レーザなどのエキシマ・レーザを含めることができるが、これに限定はされない。代替のレーザに、周波数逓倍(frequency multiplied)固体レーザ、フラッシュ・ランプ励起固体レーザ、ダイオード励起固体レーザ、その他の類似固体レーザを含めることができる。例示的固体レーザには、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５，１４４，６３０号、米国特許第５，７４２，６２６号、およびＢｏｒｓｕｔｚｋｙ他、「Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ（１８８−２４０ｎｍ）Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ Ｓｕｍ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ ５２，３８０−３８４（１９９１年）に開示されたものなど、約１８８〜２４０ｎｍの波長を作る紫外線固体レーザが含まれる。赤外線レーザまたはフェムト秒レーザなど、さまざまな代替レーザを使用することもできる。たとえば、赤外線光エネルギを発するパルス固体レーザを、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６，０９０，１０２号および米国特許第５，７８２，８２２号に記載されているように使用することができる。レーザ・エネルギに、一般に、一連の別個のレーザ・パルスとして形成されたビームが含まれ、パルスを、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６，３３１，１７７号に記載のように複数のビームレットに分離することができる。
【００２４】
上で述べたように、光学デリバリ・システム１４は、好ましくは、角膜剥離手順で紫外線レーザ・ビームを使用して、隣接組織と下にある組織の熱損傷を引き起こさない光分解で角膜組織を剥離する。照射された表面の分子は、残りの基質を実質的に加熱せずに、より小さい揮発性断片に破壊されるが、剥離の機構は、光化学的すなわち、分子間結合の直接の破壊である。剥離は、間質の層を取り除いて、近視、遠視、乱視の矯正など、さまざまな目的のために間質の輪郭を変更する。そのようなシステムおよび方法は、その開示のすべてがその全体を参照によって本明細書に組み込まれている、１９８７年５月１９日発行の米国特許第４，６６５，９１３号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＨＴＨＡＬＭＯＬＯＧＩＣＡＬ ＳＵＲＧＥＲＹ」、１９８７年６月２日発行の米国特許第４，６６９，４６６号、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＡＢＮＯＲＭＡＬ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＥＲＲＯＲＳ ＯＦ ＴＨＥ ＥＹＥ」、１９８８年３月２２日発行の米国特許第４，７３２，１４８号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ ＯＰＨＴＨＡＬＭＩＣ ＬＡＳＥＲ ＳＵＲＧＥＲＹ」、１９９８年９月１３日発行の米国特許第４，７７０，１７２号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＬＡＳＥＲ−ＳＣＵＬＰＴＵＲＥ ＯＦ ＴＨＥ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＵＳＥＤ ＰＯＲＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＣＯＲＮＥＡ」、１９８８年９月２７日発行の米国特許第４，７７３，４１４号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＬＡＳＥＲ−ＳＣＵＬＰＴＵＲＥ ＯＦ ＴＨＥ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＵＳＥＤ ＰＯＲＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＣＯＲＮＥＡ」、１９９２年１１月１７日発行の米国特許第５，１６３，９３４号、「ＰＨＯＴＯＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＫＥＲＡＴＥＣＴＯＭＹ」、および１９９６年９月１７日発行の米国特許第５，５５６，３９５号、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＬＡＳＥＲ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＯＦ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＥＲＲＯＲ ＵＳＩＮＧ ＡＮ ＯＦＦＳＥＴ ＩＭＡＧＥ ＯＦ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＡＳＫ」に開示されている。
【００２５】
図２を参照すると、既知の物体３０に、ガラス板３８上の１０ｍｍの直径を有する円形クロム層３６を含めることができる。既知の物体３０のイメージの使用は、顕微鏡カメラの倍率を定量化することを可能にする。次に、あてはめルーチンが、比較によって、レーザ・ビームの断面形状、サイズ、中心位置を正確かつ高精度に推定する。そのようなイメージのマトリックスをさらに使用して、レーザ眼科手術システムの長期と短期の両方のドリフトを判定することができる。既知の物体３０は、パルス・レーザ・ビーム２６を較正面１８に向ける前に撮影され、その結果、較正手順が進む時に、マーク２８の直径を計算できる。いくつかの場合に、既知のイメージ３０がレーザ焦点平面に置かれる場合に、カメラ２０が治療平面に向けられているという事実に起因して、作られるイメージの焦点がわずかにずれる場合がある。さらに、カメラ２０の応答自体が、イメージのわずかな楕円形の歪みの責任を負う場合もある。したがって、既知の物体３０のイメージは、当初に、そのようなカメラの歪みを考慮に入れるために、楕円アルゴリズムにあてはめられる。クロム・ドット３６の垂直方向と水平方向の直径が入手され、マーク２８の後続のすべてのイメージを、既知の物体３０のイメージの相対寸法に従って再スケーリングし、円アルゴリズムにあてはめることができ、その結果、レーザ・ビームの特性を高精度にすることができる。カメラ２０を用いてイメージをキャプチャする前に、照明レベルを正しいレベルにセットしなければならないことに留意されたい。
【００２６】
図３を参照すると、図１のレーザ・ビーム・デリバリ・システム１４の実施形態が概略的に示されている。図３からわかるように、ビーム１０２が、約１９３ｎｍの波長を有する遠紫外範囲のレーザ・ビームを生成するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマ・レーザ・ビーム源などの適当なレーザ源１０４から生成される。レーザ・ビーム１０２は、ビーム・スプリッタ１０６に向けられる。ビーム１０２の一部が、エネルギ検出器１０８に反射され、残りの部分は、ビーム・スプリッタ１０６を透過する。反射ビーム・スプリッタ１０６に、レーザ・ビームを減衰させるために、部分的に吸収する材料の透過板を含めることができる。透過したレーザ・ビーム１０２は、レーザ・ビームの経路を位置合せするのに使用される調整可能なミラー１１０によって反射される。代替実施形態では、レーザ・ビーム経路の向きを、調整可能なプリズムを用いて制御することができる。レーザ・ビーム１０２は、ミラー１１０から、レーザ・ビームの経路を回転させる、回転する時間ビーム・インテグレータ(temporal beam integrator)１１２に反射する。別のタイプの時間ビーム・インテグレータを使用して、ビームを回転させることができる。時間インテグレータ１１２から発する回転されたビームは、回折光学素子１１３を含む回折光学装置に向けられる。好ましい実施形態では、回折光学素子１１３が、ビーム１０２と共に回転させられる。回折光学素子は、回折光学素子１１３の回転がレーザ・ビームの経路を実質的に変更せず、レーザ・ビームの経路が回折光学素子の回転に対して安定するように設計される。ビームは、回折光学素子１１３と正のレンズ１１４を通過し、収束するビーム１１５として発する。
【００２７】
収束するビーム１１５は、可変直径アパーチャ１１６が配置された空間インテグレーション平面(spatial integration plane)に進む。空間インテグレーション平面は、正のレンズ１１４の焦点の近くに配置される。アパーチャード・ビーム(apertured beam)１２０が、可変アパーチャ１１６から発する。可変アパーチャ１１６は、望ましくは、ビーム１１５の形状プロファイルとサイズ・プロファイルを特定の眼科外科手術手順に合わせて調整するのに使用される可変幅スリット（図示せず）と組み合わされた可変直径絞りである。アパーチャード・ビーム１２０は、結像レンズ１２２に向けられ、結像レンズ１２２は、約１２５ｍｍの焦点距離を有する両凸単レンズとすることができる。結像レンズ１２２から発するビーム１２６は、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０によって外科手術平面１３２に反射される。患者の角膜の頂端は、通常、外科手術平面１３２に位置決めされる。外科手術平面１３２に関して、結像されるビームをスキャンするために、結像レンズ１２２をビームに対して横に移動して、結像されるビームをオフセットさせることができる。治療エネルギ検出器１３６が、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０でのビーム・エネルギの透過した部分を感知する。ビーム・スプリッタ１３８、顕微鏡対物レンズ１４０、顕微鏡カメラ２０が、観察光学系の一部を形成する。ビーム・スプリッタは、絞り較正を助け、外科手術手順を見、記録するために、顕微鏡カメラ２０に結合されることが好ましい。ヘッドアップ・ディスプレイを顕微鏡対物レンズ１４０の光学経路１３４に挿入して、追加の観察能力をもたらすこともできる。非点収差モータと非点収差角モータによって駆動される可動機械構成要素などのレーザ光学系１４の他の補助構成要素は、冗長にならないようにするために省略されている。
【００２８】
図４Ａ、４Ｂを参照すると、レーザ焦点平面内でスキャンされ、目治療平面内で撮影されたイメージの分解図が示されている。上で注記したように、既知の物体３０と較正面１８は、同一平面内で撮影されることが好ましいが、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つに位置決めすることができる。クロム・ドット３６の撮影と較正面１８上のマーク２８の撮影は、レーザ光学経路２６と同軸の撮影光学経路３２に沿って実行される。通常、パルス・レーザ・ビーム２６がレーザ焦点平面に向けられ、カメラ２０が治療平面に向けられ、治療平面はレーザ焦点平面の数ｍｍ下にある。図４Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０を示し、図４Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２を示す。マークの両方のイメージ４０、４２は、較正面１８上のきれいな十二角形パターンを作成するために、レーザ・ビームをレーザ焦点平面に向けて作成された。次に、オペレータは、較正腕３４またはブロック（図示せず）を介して較正面１８を治療平面に移動し、その結果、マークの鮮明なイメージ４０、４２を較正のために得られるようにする。較正面１８には、シルクスクリーン材料または発光材料が含まれることが好ましく、マーク４０、４２には、永久的な色の変化または発光する輝きが含まれる。たとえば、発光材料に、クロムをドーピングされるなど、光学的に活性化され、比較的長いルミネセンス寿命を有するガラス、水晶、またはポリマを含めることができる。イメージは、各レーザ・パルスの後に記録することができ、この場合に、マークのルミネセンスは、次のレーザ・パルスがルミネセンス面に向けられる前に減衰し終える。
【００２９】
図５Ａ、５Ｂに、同一平面すなわちレーザ焦点平面内でスキャンされ、撮影されたイメージの分解図を示す。図５Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０’を示し、図５Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２’を示す。マークの両方のイメージ４０、４２は、較正面１８上のきれいな十二角形パターンを作成するために、レーザ・ビームをレーザ焦点平面に向けて作成された。しかし、マークのイメージ４０’、４２’は、レーザ焦点平面で撮影される。作られたイメージ４０’、４２’は、わずかに焦点がずれている可能性がある。というのは、カメラ２０が、レーザ焦点平面の数ｍｍ下の治療平面に向けられているからである。しかし、そのような逸脱は、図７に関して下で詳細に説明するように、わずかである。さらに、レーザ焦点平面に向け、そこで撮影することは、オペレータ介入なしで自動的に実施することができる。図６Ａ、６Ｂに、目治療平面内でスキャンされ、撮影されたイメージの分解図を示す。図５Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０”を示し、図５Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２”を示す。このイメージ・キャプチャ位置決めは、最小限のオペレータ介入も伴うが、レーザの焦点ずれが、イメージ４０”、４２”の変化するグレイ・ゾーン、低いコントラスト、その他の変動をもたらす可能性があり、これらが、レーザ・ビームがレーザ焦点平面でスキャンされる時に明白でないことがわかる。
【００３０】
図７を参照すると、図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂのスキャン位置と撮影位置からのイメージ測定およびＴｅｎｃｏｒ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒを使用することから得られた測定結果を要約した表が示されている。第１列は、絞り１１６を約０．６５ｍｍから約６．０ｍｍまでのさまざまな直径セッティングにセットして測定が行われたことを示す。粗面計測定値は、基準測定値として働くが、第２列に示されているように、絞りセッティングごとにとられた。第３列は、図４Ａ、４Ｂによって示される、レーザ焦点平面でスキャンされ、治療平面で撮影されたイメージ測定値を表す。第４列は、図５Ａ、５Ｂによって示される、レーザ焦点でスキャンされ、撮影された測定値を表す。第５列は、第３列と第４列の間の測定値変動を表す。第６列は、第２列と第３列の間の測定値変動を表す。あてはめの最良の可能な正確さは、１画素程度になると考えられ、１画素は、約０．０２ｍｍである。一般に、表７は、上下あてはめ（図４Ａ、４Ｂ）または上上あてはめ（図５Ａ、Ｂ）のいずれかを使用することによって、比較的正確で高精度なイメージ測定がもたらされることを示す。第５列と第６列に示されている、測定されたイメージの間の小さい差は、主に、画素分解能程度以下である。さらに、より高品質のシルクスクリーンまたは他の較正面を選択することによるなど、改善されたイメージ・コントラストが、測定読みの変動をさらに最小化することができる。
【００３１】
図８Ａ、８Ｂを参照すると、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフが示されている。具体的には、１０個のデータの２つのデータ・セットの形で、合計２０個のレーザ・マーク・イメージが入手される。最初の１０個は、絞り１１６のレーザ・ビーム直径セッティングを経時的に０．７ｍｍから１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、および６．５ｍｍに増やすことによって実行される。各マークまたは各剥離は、レーザ１２から較正面１８へ１８０〜２２０ｍＪの間のエネルギを有して２０Ｈｚで１００個のパルスを発火させることによって作られる。１秒の休止が、カメラ２０を用いてマーク２８のイメージをキャプチャすることと、既知の物体３０との比較によって測定された絞り直径を計算することとの前に、煙が消えることを可能にする。その後、次の１００個のパルスが、較正面１８を移動せずに、次の増加する直径で発火される。このルーチンは、６．５ｍｍセッティングまで継続され、約１分を要する。マークまたは剥離２８の第２セットは、新しい較正面または既存較正面上の異なる場所が利用されることと、絞り１１６が６．７ｍｍ直径セッティングまでサイクルされ、パルス・レーザ・ビーム直径セッティングが経時的に減らされることを除いて、類似する形で進行する。一般に、このスキャンと撮影プロセスは、一般に完了に３分未満を要するという点で、時間効率がよい。両方のデータ・セットを比較することによって、絞り直径セッティング移動方向の変更に起因するヒステリシスを、絞り１１６について判定し、考慮に入れることができる。さらに、データの両方のセットを使用して、測定されたレーザ・ビーム直径と絞りアパーチャに関連するモータ・カウントとの間の正確な関係を判定する補間曲線を作ることができる。
【００３２】
通常の結果が、図８Ａ、８Ｂで、２つの異なるレーザ・システムについて示されている。この較正手順から得られるデータが、２つの２次曲線にあてはめられ、この２次曲線の一方は、増加するレーザ・ビーム直径セッティング（閉から開へ）用であり、他方は、減少するレーザ・ビーム直径セッティング（開から閉へ）用である。図からわかるように、両方の絞り１１６が、類似する特性を有する。少量のヒステリシスがあり、二重の曲線を保持しなければならないことが正当化されることの証拠である。最適あてはめ２次式は、考慮に入れなければならない少量の非線形性があることを示唆する。したがって、レーザ・ビーム直径と絞りに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定する最適あてはめは、絞り較正目的について、線形あてはめ関係ではなく、２次あてはめである。その後、所望のレーザ・ビームの形状と位置を、較正手順中に得られたそのような関係の使用を介して作ることができる。図８Ｃ、８Ｄに、さらに、それぞれ絞りのヒステリシスをキャプチャするための「閉から開へ」および「開から閉へ」の絞り測定値を示す。ドットは、中央を表す。
【００３３】
レーザ眼科手術システム１４のドリフトを、各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって判定することができる。ドリフトが、レーザが測定の間で使用される形、システム・パラメータの特定のセット、および／または温度などの環境条件の変化など、複数の要因に依存しることを諒解されたい。さらに、レーザ・ビーム偏向を判定することができる。絞り１１６の直径が変更される時に、アパーチャの中心がわずかにシフトする場合がある。既に実行された計算の結果として、較正面上の十二角形パターンの形状への最適あてはめの中心が、絞りサイズごとに判定されている。その後、形状中心のｘ位置とｙ位置のプロットを、絞り直径の関数として計算することができる。最適あてはめ曲線を、絞り直径の関数としてのｘ位置とｙ位置を介して独立にあてはめることができる。したがって、特定の直径が治療に必要な場合に、レーザ・ビームのシフトに関する必要な訂正を、これらの曲線から計算することができ、レーザ・ビーム・ターゲット位置を、それ相応に調整することができる。
【００３４】
本発明の技法は、レーザ・デリバリ・システム１４の安定性を判断するために適用することもできる。較正面１８を支持する較正腕３４に、発光板を含めることができる。各レーザ・パルスの後に、板がまだ光を発している間にイメージをキャプチャする。次に、上で説明したように、イメージを分析する。中心位置を計算し、ｘ軸とｙ軸にプロットすることができ、その結果、このプロットが、レーザ・パルスが達した場所の地図をもたらす。次に、このプロットを使用して、時間に伴うレーザ・ビームの系統的な移動のすべてを判定することができる。代替案では、生データを使用して、ｘ位置とｙ位置の統計的変動などのパラメータを判定することができる。
【００３５】
図３に戻って、同時係属の米国特許出願第１０／３６６，１３１号で詳細に説明されているように、光学系１４内の複数の光学要素を、レーザ・デリバリ経路に沿って回転させて、光学要素の不完全によって引き起こされる歪みを分散させることができる。好ましい実施形態では、レンズ１１４が、その軸の回りに回転させられる。他の実施形態では、ビーム・スプリッタ１０６を、その平面に沿って移動させることができ、ミラー１１０を、その平面に沿って移動させることができ、回折光学素子１１３を、その平面内で移動させることができ、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０を、その平面に沿って移動させることができる。光ビームの経路は、光学要素の移動に関して安定しているが、回転の軸の回りの光学中心の位置のわずかな逸脱が発生する可能性があり、そのような逸脱が、その光学要素が回転する時にレーザ・ビームの経路のわずかな揺れを誘導する場合がある。有利なことに、本発明を利用して、複数のマークから、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別することもできる。マークのイメージの分析は、光学要素の回転に起因するこれらの小さい逸脱を考慮に入れるのを助けることができる。
【００３６】
図９Ａ、９Ｂを参照すると、単純化された流れ図に、図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法が示されている。図９Ａに示されているように、オペレータは、リング照明セッティングを最大にし、他のすべての照明セッティング（たとえば、レチクル・ライト、斜めライト、および固定ライト）の電源を切ることによって、顕微鏡カメラ２０の照明を調整することによって開始する。クロム・ドット３６を、較正腕３４に結合されたブロックに置く。顕微鏡の絞りと倍率もセットする。次に、クロム・ドット３６のイメージをキャプチャし、楕円アルゴリズムを使用して、ドット・イメージ３６の垂直画素数と水平画素数を計算する。両方の方向の画素の許容可能な範囲は、４２０〜４６０であり、これらの値は、お互いの５％以内でなければならない。この許容範囲が満足されない場合には、失敗メッセージを画面に示し、クロム・ドット３６のイメージが範囲外であるか平らに置かれていないこと、あるいはカメラが誤って位置合せされていることを示し、この手順をもう一度開始するように示す。画素許容範囲が満足される場合には、画素対ｍｍ比を、ドット・イメージ３６の垂直画素対水平画素比を使用して判定する。次に、オペレータが、クロム・ドット３６をシルクスクリーンなどの較正プラスチック１８に交換し、較正手順用のレーザ・エネルギに１８０〜２２０ｍＪの間、好ましくは２００〜２２０ｍＪを、スピン・インテグレータ(spin integrator)に７８５８０カウントを、絞りセッティングに０．６５ｍｍをセットする。すべてのシャッタおよびスリットを開き、ｘ位置とｙ位置に０をセットし、順方向／逆方向パラメータにＦをセットする。
【００３７】
図９Ｂに示されているように、絞りセッティングを０．７ｍｍに変更し、その結果、絞りを開く（レーザ・ビーム直径セッティングを増やす）。各マークまたは各剥離を、２０Ｈｚで１００個のパルスを発火させることによって作り、１秒の休止によって、カメラ２０によるマーク２８のイメージのキャプチャの前に煙が消えるようにする。キャプチャ・イメージを、既知の物体３０のイメージの相対寸法に従って再スケーリングし、円アルゴリズムにあてはめ、その結果、レーザ・ビームの直径を高精度に得られるようにする。測定された値が、セットされた／期待される値の１０％以内である場合には、絞りサイズを、前の剥離より大きい次の値に変更し、６．５ｍｍの絞りセッティングに達するまで、上で述べた手順を繰り返す。測定された値が、セットされた値の１０％以内でない場合には、剥離イメージ測定に誤差があることの警告メッセージを画面に示す。この手順を継続することができるが、完了時にこの手順を繰り返さなければならない。６．５ｍｍの絞りセッティングに達した後に、同一の手順を、減少するレーザ・ビーム直径セッティングについて同様に繰り返すが、ここで、絞りセッティングに６．７ｍｍをセットし、その結果、絞りが閉じられることになる。オペレータは、減る直径のセッティング・モードでの撮影の前に、較正面を交換するか、それを剥離する画面上のメッセージも受け取る。任意選択として、新しいシルクスクリーンがブロックに置かれていることを保証するために、オペレータによる肯定応答を要求することができる。完了時に、回転しているインテグレータを停止し、シャッタを閉じる。次に、図８Ａ、８Ｂを参照して前に述べたように、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を、この２つのデータ・セットから判定することができる。
【００３８】
本発明の較正システム１０を、スキャニング・レーザ・システムと大面積レーザ・剥離・システムを含む異なるレーザ・システムに適用できることを諒解されたい。例に、ＶＩＳＸ社のＳＴＡＲ、ＳＴＡＲ Ｓ２、ＳＴＡＲ Ｓ３、ＳＴＡＲ Ｓ４ Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓや、波面テクノロジを使用するレーザ・システムが含まれ、これらのすべてが、米国カリフォルニアシ州サンタ・クララのＶＩＳＸ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されている。他のレーザ・システムには、Ａｌｃｏｎ Ｓｕｍｍｉｔ社、Ｂａｕｓｃｈ＆Ｌｏｍｂ社、ＬａｓｅｒＳｉｇｈｔ社、Ｚｅｉｓｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ社、Ｓｃｈｗｉｎｄ社、Ｗａｖｅｌｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社などから入手できるレーザ・システムが含まれる。
【００３９】
理解を明瞭にするために、例として、ある種の例示的な実施形態と方法を多少詳細に説明したが、前述の開示から、本発明の真の趣旨と範囲から逸脱せずに、そのような実施形態や方法の変形形態、修正形態、変更、適合を作ることができることは、当業者に明白であろう。したがって、上の説明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の原理に従って構成されたレーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステムの概略を示す図である。
【図２】図１のシステムで使用できる既知の物体を示す分解図である。
【図３】図１に示されたレーザ・ビーム・デリバリ・システムの実施形態を示す概略図である。
【図４】レーザ焦点平面内で剥離され、目治療平面内で撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図５】レーザ焦点平面内で剥離され、撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図６】目治療平面内で剥離され、撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図７】さまざまな剥離平面と撮影平面からのイメージ測定を要約した表である。
【図８Ａ】レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフである。
【図８Ｂ】レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフである。
【図８Ｃ】ヒステリシス関係を示すグラフである。
【図８Ｄ】ヒステリシス関係を示すグラフである。
【図９Ａ】図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法を示す単純化された流れ図である。
【図９Ｂ】図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法を示す単純化された流れ図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはレーザ・ビーム・デリバリ・システム、特に眼科外科手術システムを較正する方法およびシステムに関する。具体的には、本発明は、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用して、レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・ビームの位置または形状など、レーザ・ビームを較正する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ・ベース・システムは、現在、視覚障害を矯正するために目の角膜組織に対する眼科外科手術で一般的に使用されている。これらのシステムは、レーザを使用して、角膜形状の所望の変化を達成し、レーザは、一般にアブレーティブ・フォトデコンポジション(ablative photodecomposition)と称する技法を使用して角膜から間質組織の顕微鏡的な層を剥離して、目の屈折特性を変更する。レーザ眼科手術技法は、ＰＲＫ(photorefractive keratotomy)、ＰＴＫ(phototherapeutic keratectomy)、ＬＡＳＩＫ(laser in situ keratomileusis)、その他の類似の手順で有用である。
【０００３】
レーザ・剥離手順は、近視、遠視、乱視、その他の角膜表面プロファイル欠陥の矯正など、さまざまな目的で角膜の形状を再構築するか形を整えることができる。既知のシステムでは、レーザ・ビームがレーザ光エネルギの一連の別個のパルスを含み、剥離される組織の総合的な形状と量が、角膜に入射するレーザ・エネルギ・パルスのパターンの位置、形状、サイズ、および／または個数によって決定される。目の屈折誤差を訂正するために、さまざまなアルゴリズムを使用して、角膜の再構築に使用されるレーザ・パルスのパターンを計算することができる。
【０００４】
レーザ・ビーム・デリバリ・システムの正確な制御は、患者の安全と成功裡の視覚矯正に非常に重要である。したがって、レーザ・ビーム・デリバリ・システムは、欠陥のある内部の機械構成要素または光学構成要素から生じるなどの望ましくないレーザ・システム・パフォーマンスを最小にするために、角膜への剥離エネルギの分配に対する制御を保証するように較正される。具体的に言うと、レーザ・システムの較正は、患者の角膜に所望の形状と屈折力の変化を与えるために、角膜組織の得ようとする形状と量の正確な剥離を保証するのを助ける。レーザ・ビームの不正確な制御は、外科手術の成功を危険にさらす可能性があり、患者の目への損傷を引き起こす。たとえば、レーザ・ビームが非対称の形状またはレーザ・ビーム直径の増減を示すなど、所望のレーザ・ビームの形状、サイズ、または位置からの逸脱は、患者の角膜の望まない位置で組織を剥離する可能性があり、この組織剥離は、理想的でない角膜整形結果につながる。したがって、レーザ・剥離を介して患者の角膜の形を正確に整えるために、レーザ・ビームの形状プロファイルとサイズ・プロファイル、さらには位置決めに対する正確な制御を提供することが有益である。
【０００５】
レーザ・ビーム・デリバリ・システムの剥離の形状とサイズを較正するために、プラスチック試験材料の剥離がレーザ手術の前に実行されることが多い。たとえば、レーザ・ビームの形状、サイズ、位置を調整するのに使用できる絞りまたは他の可変直径アパーチャが、通常、異なる絞りセッティングでレーザ・パルスを透明プラスチック材料に向けることによって較正される。次に、アイ・ループ(eye loops)が、剥離されたプラスチップの手動検査のためにオペレータによって使用される。そのような較正技法は、アイ・ループによってもたらされる精度（通常は約±０．１ｍｍ）および／またはオペレータの視力など、多数の要因によって制限されている。たとえば、形状プロファイルの視覚的測定は、特に困難であり、しばしば、人的誤りを受けやすい。さらに、そのような較正技法は、可変直径絞りのヒステリシスを正確に測定することができない。さらに、レーザ眼科手術システムでカスタマイズされた剥離をもたらすための波面テクノロジの利用の高まりを、剥離するレーザ・ビームの形状、サイズ、位置決めの正確さを高めることによって最適化することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑みて、高められた精度と正確さでレーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、および／またはサイズ・プロファイルを較正する改善された方法およびシステムを提供することが望ましい。そのような方法およびシステムが、絞り較正とヒステリシス測定を提供するならば、特に望ましい。そのような方法およびシステムが、全体的なシステムのコストや複雑さを大きく増やさずに、較正の正確さを高めるならば、さらに望ましい。これらの目的の少なくとも一部が、下で説明する本発明の方法およびシステムによって満たされる。
【０００７】
レーザを較正する方法、システム、装置が、本願の譲受人に譲渡された米国特許第６，１９５，１６４号、米国特許第６，５５９，９３４号と米国特許第６，６６６，８５５号に記載されている。ＰＣＴ公開第ＷＯ ０１／１０３２２号は、レーザ・ビームの位置決めまたは調整を検証するシステム、デバイス、方法を説明し、やはり本願の譲受人に譲渡されている。さらなるレーザ較正のデバイスおよび方法が、米国特許第３，３６４，４９３号、米国特許第５，０７８，４９１号、米国特許第５，２６１，８２２号、米国特許第５，２６７，０１２号、米国特許第５，７７２，６５６号、米国特許第６，１１６，７３７号、米国特許第６，１２９，７２２号、米国特許第６，２１０，１６９号、米国特許第６，２１０，４０１号に記載されている。
【０００８】
上で言及した参考文献のそれぞれの開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、患者の目の角膜を選択的に剥離するエキシマ・レーザ・システムなどのレーザ・ビーム・デリバリ・システムを較正する方法およびシステムを提供する。具体的には、改善された方法およびシステムが、顕微鏡カメラなどのイメージ・キャプチャ・デバイスを使用する、レーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、および／またはサイズ・プロファイルの較正を実現する。この方法およびシステムは、可変直径アパーチャの絞り較正とヒステリシス測定に特に適する。そのような方法およびシステムは、さらに、全体的なシステムのコストや複雑さを大きく増やさずに、高められた較正の正確さと精度をもたらし、さまざまなレーザ・システムに適用することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様では、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法が、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて、較正面に置かれた既知のサイズの物体を撮影することを含む。較正面にマークを残すために、パルス・レーザ・ビームを較正面に向け、既知の物体を、較正面にパルス・レーザ・ビームを向ける前に剥離する。次に、イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて較正面上のマークを撮影する。較正面上のマークのイメージを既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムを較正する。
【００１１】
既知の物体の撮影と、較正面上のマークの撮影は同一位置で行われる。さらに、向けることと撮影を同一平面内で行うこともできる。たとえば、向けることと撮影を、レーザ焦点平面または目治療平面のうちの少なくとも１つの中で行うことができ、既知の物体の撮影と較正面上のマークの撮影は、レーザ光学経路と同軸の撮影光学経路に沿って実行される。しかし、向けることと撮影を異なる平面で実行することもできることを諒解されたい。たとえば、既知の物体の撮影と較正面の撮影が治療平面で実行される間に、レーザ・エネルギを、レーザ焦点平面で較正面に向けることができる。より一般的なシステムでは、レーザとイメージ・キャプチャ・デバイスの焦点を同一平面に合わせることが好ましい。
【００１２】
通常、撮影される物体は、既知の直径を有する円形の形状を含む。たとえば、既知の物体は、ガラス板または水晶板の上の円形のクロム層を含む。較正面は、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー(Zapit paper)、発光材料、または写真材料を含む。好ましくは、写真感光材料が使用され、較正面上のマークは、黒い背景の上の白い点またはその逆などの永久的な色の変化、または発光する輝きを含む。代替案で、較正面は、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または米国カリフォルニア州サンタ・クララのＶＩＳＸ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社から入手できる他ＶＩＳＸ較正材料を含む。たとえば、ポリメチルメタクリレート材料の使用は、剥離を含めるための較正面上のマークをもたらすことになる。
【００１３】
較正面上のマークは、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞り直径セッティングに関連することができる。絞り較正手順中に、複数のマークを形成するために、経時的にパルス・レーザ・ビーム直径セッティングを増やす。次に、結果のマークを撮影し、既知の物体と比較する。同様に、マークの別のセットを形成するために、経時的にパルス・レーザ・ビーム直径セッティングを減らし、このマークの別のセットを撮影し、既知の物体と比較する。次に、絞り直径セッティング移動方向の変更に起因する可変アパーチャのヒステリシスと、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定することができる。
【００１４】
レーザ・ビームの形状とレーザ・ビームの中心位置を、撮影比較から判定することができる。さらに、各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって、レーザ眼科手術システムのドリフトを判定することができる。さらに、レーザ・ビーム偏向を判定することができる。いくつかの実施形態で、本願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている２００３年１月１２日出願の同時係属の米国特許出願第１０／３６６，１３１号に詳細に記載されているように、レーザ・ビーム・インテグレーション(laser beam integration)を平滑化するために、光学要素をレーザ・ビーム・デリバリ経路に沿って回転することができる。本発明の較正方法は、複数のマークから、光学要素の回転に起因する、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別することもできる。較正の完了時に、患者の角膜を剥離して、近視、遠視、乱視、その他の角膜表面プロファイル欠陥を含むさまざまな視覚障害を矯正することができる。
【００１５】
本発明のもう１つの態様では、顕微鏡カメラを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法を提供する。この方法には、全般的に、顕微鏡カメラを用いて既知のサイズの物体を撮影することが含まれる。写真感光材料上での剥離を残すために、パルス・レーザ・ビームを写真感光材料上をスキャンさせる。顕微鏡カメラを用いて写真感光材料上の剥離を撮影する。次に、写真感光材料上の剥離のイメージを既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムの絞り較正を判定する。最後に、較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離することができる。
【００１６】
本発明のもう１つの実施形態で、レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステムが、治療平面に向けられたイメージ・キャプチャ・デバイスを含む。既知の物体が、イメージ・キャプチャ・デバイスによって撮影されるために位置決めされる。パルス・レーザ・ビーム・デリバリ・システムも設けられる。較正面が、較正面上のマークをもたらすため、およびイメージ・キャプチャ・デバイスによって較正面上のマークを撮影するために、パルス・レーザ・ビームの光学経路内で支持可能である。プロセッサが、イメージ・キャプチャ・デバイスに結合される。プロセッサは、較正面上のマークのイメージを既知の物体のイメージと比較することによってレーザ・ビーム・デリバリ・システムの較正を判定する。レーザ・ビーム・デリバリ・システムは、レーザ眼科手術システムを含むことが好ましい。イメージ・キャプチャ・デバイスは、顕微鏡カメラを含むことが好ましい。任意選択として、ビデオ・カメラ、アイ・トラッキング・カメラ、またはレーザ・システムに既に設けられている他の既存のイメージ・キャプチャ・デバイスやカメラを利用することができる。
【００１７】
上で述べたように、既知の物体は、ガラス板の上の、既知の直径の円形のクロム層を含むことが好ましい。既知の物体と較正面は同一位置で撮影され、既知の物体と較正面は、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つに位置決めされる。較正面は、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または写真材料を含む。較正面上のマークは、剥離、永久的な色の変化、または発光する輝きを含み、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞りセッティングを有する。
【００１８】
本発明の性質および利益のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによって明白になる。
【００１９】
添付図面は、詳細な説明を参照して読まれなければならない。異なる図面の類似する符号は、類似する要素を指す。図面は、必ずしも原寸通りではないが、本発明の実施形態を例示的に示すものであって、本発明の範囲を限定することを意図されたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、患者の目の角膜を選択的に剥離するエキシマ・レーザ・システムなどのレーザ・デリバリ・システムを較正する方法およびシステムを提供する。具体的には、高められた較正の正確さと精度のための、顕微鏡カメラなどのイメージ・キャプチャ・デバイスを使用するレーザ・ビームの位置決め、形状プロファイル、サイズ・プロファイル、ドリフト、および／または偏向の較正の改善された方法およびシステムを提供する。この方法およびシステムは、可変直径アパーチャの絞り較正とヒステリシス測定に特に適する。そのような特性を判定することによって、レーザ・ビームが角膜組織の望まれない位置に入射してオフセンタ剥離を引き起こすことなく、所望の角膜剥離治療を正確に行うことができる。本発明の較正の方法およびシステムは、たとえば絞りなどの内部の機械構成要素または光学構成要素などのレーザ・デリバリ・システム構成要素の交換、システムの主要な光学再位置合わせ、または誤差生成に関する問題の際に利用することができる。
【００２１】
図１を参照すると、レーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する、本発明の原理に従って構成された例示的な較正システム１０が概略的に示されている。システム１０は、ＰＲＫ（photorefractive keratotomy)、PTK(phototherapeutic keratectomy)、ＬＡＳＩＫ(laser in situ keratomileusis)、その他の類似の外科手術手順で角膜の領域を剥離するのに使用されるタイプのレーザ・剥離・システムを較正し、位置合せするのに特に有用である。システム１０には、全般的に、レーザ１２、レーザ・ビーム・デリバリ・システム１４、フォトクロミック・ミラー１６などの面、既知の物体３０、較正面１８、イメージ・キャプチャ・デバイス２０、ＰＣワークステーション２２が含まれる。上の描写が、例示のみを目的とし、較正システム１０の実際の形状、サイズ、または次元を必ずしも反映しないことを諒解されたい。これは、下のすべての描写にもあてはまる。
【００２２】
イメージ・キャプチャ・デバイス２０は、好ましくは顕微鏡カメラであるが、目治療平面に向けられている。既知の物体３０は、図２に示されているように、ヒンジ付き支持腕または支持機構３４を介して撮影光学経路３２に沿って位置決めされ、腕３４は、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つでの既知の物体３０と較正面１８の移動を可能にする。任意選択として、既知の物体３０を、腕３４に結合されたブロック（図示せず）の上に置くことができる。どちらの配置でも、既知の物体３０は、顕微鏡カメラ２０によって撮影され、その後、取り除かれる。レーザ１２は、通常、デリバリ・システム光学系１４を介して未整形のレーザ・ビーム２４を向け、デリバリ・システム光学系１４は、整形され位置決めされたレーザ・ビーム２６を、反射面を有するミラー１６に向け、この反射面は、較正面１８にマーク２８を残すために、レーザ・ビーム２６を較正面１８に向ける。較正面１８上のマーク２８は、レーザ光学経路２６と同軸の撮影光学経路３２に沿って位置決めされ、その後、顕微鏡カメラ２０によって撮影される。ＰＣワークステーション２２は、較正面１８上のマーク２８のイメージを既知の物体３０のイメージと比較することによって、レーザ・ビーム・デリバリ・システム１４の較正を判定する。ＰＣワークステーション２２には、一般に、プロセッサ、ランダム・アクセス・メモリ、命令を保管する有形の媒体、ディスプレイ、および／またはハード・ドライブもしくはフロッピ・ドライブなどの他の記憶媒体が含まれる。
【００２３】
レーザ１２に、約１９３ｎｍの波長を有するレーザ・エネルギを作るフッ化アルゴン・エキシマ・レーザなどのエキシマ・レーザを含めることができるが、これに限定はされない。代替のレーザに、周波数逓倍(frequency multiplied)固体レーザ、フラッシュ・ランプ励起固体レーザ、ダイオード励起固体レーザ、その他の類似固体レーザを含めることができる。例示的固体レーザには、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５，１４４，６３０号、米国特許第５，７４２，６２６号、およびＢｏｒｓｕｔｚｋｙ他、「Ｔｕｎａｂｌｅ ＵＶ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｓｈｏｒｔ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ（１８８−２４０ｎｍ）Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ Ｓｕｍ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ ５２，３８０−３８４（１９９１年）に開示されたものなど、約１８８〜２４０ｎｍの波長を作る紫外線固体レーザが含まれる。赤外線レーザまたはフェムト秒レーザなど、さまざまな代替レーザを使用することもできる。たとえば、赤外線光エネルギを発するパルス固体レーザを、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６，０９０，１０２号および米国特許第５，７８２，８２２号に記載されているように使用することができる。レーザ・エネルギに、一般に、一連の別個のレーザ・パルスとして形成されたビームが含まれ、パルスを、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６，３３１，１７７号に記載のように複数のビームレットに分離することができる。
【００２４】
上で述べたように、光学デリバリ・システム１４は、好ましくは、角膜剥離手順で紫外線レーザ・ビームを使用して、隣接組織と下にある組織の熱損傷を引き起こさない光分解で角膜組織を剥離する。照射された表面の分子は、残りの基質を実質的に加熱せずに、より小さい揮発性断片に破壊されるが、剥離の機構は、光化学的すなわち、分子間結合の直接の破壊である。剥離は、間質の層を取り除いて、近視、遠視、乱視の矯正など、さまざまな目的のために間質の輪郭を変更する。そのようなシステムおよび方法は、その開示のすべてがその全体を参照によって本明細書に組み込まれている、１９８７年５月１９日発行の米国特許第４，６６５，９１３号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＯＰＨＴＨＡＬＭＯＬＯＧＩＣＡＬ ＳＵＲＧＥＲＹ」、１９８７年６月２日発行の米国特許第４，６６９，４６６号、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＡＢＮＯＲＭＡＬ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＥＲＲＯＲＳ ＯＦ ＴＨＥ ＥＹＥ」、１９８８年３月２２日発行の米国特許第４，７３２，１４８号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ ＯＰＨＴＨＡＬＭＩＣ ＬＡＳＥＲ ＳＵＲＧＥＲＹ」、１９９８年９月１３日発行の米国特許第４，７７０，１７２号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＬＡＳＥＲ−ＳＣＵＬＰＴＵＲＥ ＯＦ ＴＨＥ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＵＳＥＤ ＰＯＲＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＣＯＲＮＥＡ」、１９８８年９月２７日発行の米国特許第４，７７３，４１４号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＬＡＳＥＲ−ＳＣＵＬＰＴＵＲＥ ＯＦ ＴＨＥ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＵＳＥＤ ＰＯＲＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＣＯＲＮＥＡ」、１９９２年１１月１７日発行の米国特許第５，１６３，９３４号、「ＰＨＯＴＯＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＫＥＲＡＴＥＣＴＯＭＹ」、および１９９６年９月１７日発行の米国特許第５，５５６，３９５号、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＬＡＳＥＲ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＯＦ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＥ ＥＲＲＯＲ ＵＳＩＮＧ ＡＮ ＯＦＦＳＥＴ ＩＭＡＧＥ ＯＦ Ａ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＡＳＫ」に開示されている。
【００２５】
図２を参照すると、既知の物体３０に、ガラス板３８上の１０ｍｍの直径を有する円形クロム層３６を含めることができる。既知の物体３０のイメージの使用は、顕微鏡カメラの倍率を定量化することを可能にする。次に、あてはめルーチンが、比較によって、レーザ・ビームの断面形状、サイズ、中心位置を正確かつ高精度に推定する。そのようなイメージのマトリックスをさらに使用して、レーザ眼科手術システムの長期と短期の両方のドリフトを判定することができる。既知の物体３０は、パルス・レーザ・ビーム２６を較正面１８に向ける前に撮影され、その結果、較正手順が進む時に、マーク２８の直径を計算できる。いくつかの場合に、既知のイメージ３０がレーザ焦点平面に置かれる場合に、カメラ２０が治療平面に向けられているという事実に起因して、作られるイメージの焦点がわずかにずれる場合がある。さらに、カメラ２０の応答自体が、イメージのわずかな楕円形の歪みの責任を負う場合もある。したがって、既知の物体３０のイメージは、当初に、そのようなカメラの歪みを考慮に入れるために、楕円アルゴリズムにあてはめられる。クロム・ドット３６の垂直方向と水平方向の直径が入手され、マーク２８の後続のすべてのイメージを、既知の物体３０のイメージの相対寸法に従って再スケーリングし、円アルゴリズムにあてはめることができ、その結果、レーザ・ビームの特性を高精度にすることができる。カメラ２０を用いてイメージをキャプチャする前に、照明レベルを正しいレベルにセットしなければならないことに留意されたい。
【００２６】
図３を参照すると、図１のレーザ・ビーム・デリバリ・システム１４の実施形態が概略的に示されている。図３からわかるように、ビーム１０２が、約１９３ｎｍの波長を有する遠紫外範囲のレーザ・ビームを生成するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマ・レーザ・ビーム源などの適当なレーザ源１０４から生成される。レーザ・ビーム１０２は、ビーム・スプリッタ１０６に向けられる。ビーム１０２の一部が、エネルギ検出器１０８に反射され、残りの部分は、ビーム・スプリッタ１０６を透過する。反射ビーム・スプリッタ１０６に、レーザ・ビームを減衰させるために、部分的に吸収する材料の透過板を含めることができる。透過したレーザ・ビーム１０２は、レーザ・ビームの経路を位置合せするのに使用される調整可能なミラー１１０によって反射される。代替実施形態では、レーザ・ビーム経路の向きを、調整可能なプリズムを用いて制御することができる。レーザ・ビーム１０２は、ミラー１１０から、レーザ・ビームの経路を回転させる、回転する時間ビーム・インテグレータ(temporal beam integrator)１１２に反射する。別のタイプの時間ビーム・インテグレータを使用して、ビームを回転させることができる。時間インテグレータ１１２から発する回転されたビームは、回折光学素子１１３を含む回折光学装置に向けられる。好ましい実施形態では、回折光学素子１１３が、ビーム１０２と共に回転させられる。回折光学素子は、回折光学素子１１３の回転がレーザ・ビームの経路を実質的に変更せず、レーザ・ビームの経路が回折光学素子の回転に対して安定するように設計される。ビームは、回折光学素子１１３と正のレンズ１１４を通過し、収束するビーム１１５として発する。
【００２７】
収束するビーム１１５は、可変直径アパーチャ１１６が配置された空間インテグレーション平面(spatial integration plane)に進む。空間インテグレーション平面は、正のレンズ１１４の焦点の近くに配置される。アパーチャード・ビーム(apertured beam)１２０が、可変アパーチャ１１６から発する。可変アパーチャ１１６は、望ましくは、ビーム１１５の形状プロファイルとサイズ・プロファイルを特定の眼科外科手術手順に合わせて調整するのに使用される可変幅スリット（図示せず）と組み合わされた可変直径絞りである。アパーチャード・ビーム１２０は、結像レンズ１２２に向けられ、結像レンズ１２２は、約１２５ｍｍの焦点距離を有する両凸単レンズとすることができる。結像レンズ１２２から発するビーム１２６は、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０によって外科手術平面１３２に反射される。患者の角膜の頂端は、通常、外科手術平面１３２に位置決めされる。外科手術平面１３２に関して、結像されるビームをスキャンするために、結像レンズ１２２をビームに対して横に移動して、結像されるビームをオフセットさせることができる。治療エネルギ検出器１３６が、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０でのビーム・エネルギの透過した部分を感知する。ビーム・スプリッタ１３８、顕微鏡対物レンズ１４０、顕微鏡カメラ２０が、観察光学系の一部を形成する。ビーム・スプリッタは、絞り較正を助け、外科手術手順を見、記録するために、顕微鏡カメラ２０に結合されることが好ましい。ヘッドアップ・ディスプレイを顕微鏡対物レンズ１４０の光学経路１３４に挿入して、追加の観察能力をもたらすこともできる。非点収差モータと非点収差角モータによって駆動される可動機械構成要素などのレーザ光学系１４の他の補助構成要素は、冗長にならないようにするために省略されている。
【００２８】
図４Ａ、４Ｂを参照すると、レーザ焦点平面内でスキャンされ、目治療平面内で撮影されたイメージの分解図が示されている。上で注記したように、既知の物体３０と較正面１８は、同一平面内で撮影されることが好ましいが、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つに位置決めすることができる。クロム・ドット３６の撮影と較正面１８上のマーク２８の撮影は、レーザ光学経路２６と同軸の撮影光学経路３２に沿って実行される。通常、パルス・レーザ・ビーム２６がレーザ焦点平面に向けられ、カメラ２０が治療平面に向けられ、治療平面はレーザ焦点平面の数ｍｍ下にある。図４Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０を示し、図４Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２を示す。マークの両方のイメージ４０、４２は、較正面１８上のきれいな十二角形パターンを作成するために、レーザ・ビームをレーザ焦点平面に向けて作成された。次に、オペレータは、較正腕３４またはブロック（図示せず）を介して較正面１８を治療平面に移動し、その結果、マークの鮮明なイメージ４０、４２を較正のために得られるようにする。較正面１８には、シルクスクリーン材料または発光材料が含まれることが好ましく、マーク４０、４２には、永久的な色の変化または発光する輝きが含まれる。たとえば、発光材料に、クロムをドーピングされるなど、光学的に活性化され、比較的長いルミネセンス寿命を有するガラス、水晶、またはポリマを含めることができる。イメージは、各レーザ・パルスの後に記録することができ、この場合に、マークのルミネセンスは、次のレーザ・パルスがルミネセンス面に向けられる前に減衰し終える。
【００２９】
図５Ａ、５Ｂに、同一平面すなわちレーザ焦点平面内でスキャンされ、撮影されたイメージの分解図を示す。図５Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０’を示し、図５Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２’を示す。マークの両方のイメージ４０、４２は、較正面１８上のきれいな十二角形パターンを作成するために、レーザ・ビームをレーザ焦点平面に向けて作成された。しかし、マークのイメージ４０’、４２’は、レーザ焦点平面で撮影される。作られたイメージ４０’、４２’は、わずかに焦点がずれている可能性がある。というのは、カメラ２０が、レーザ焦点平面の数ｍｍ下の治療平面に向けられているからである。しかし、そのような逸脱は、図７に関して下で詳細に説明するように、わずかである。さらに、レーザ焦点平面に向け、そこで撮影することは、オペレータ介入なしで自動的に実施することができる。図６Ａ、６Ｂに、目治療平面内でスキャンされ、撮影されたイメージの分解図を示す。図５Ａに、マークの１ｍｍイメージ４０”を示し、図５Ｂに、マークの５ｍｍイメージ４２”を示す。このイメージ・キャプチャ位置決めは、最小限のオペレータ介入も伴うが、レーザの焦点ずれが、イメージ４０”、４２”の変化するグレイ・ゾーン、低いコントラスト、その他の変動をもたらす可能性があり、これらが、レーザ・ビームがレーザ焦点平面でスキャンされる時に明白でないことがわかる。
【００３０】
図７を参照すると、図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂのスキャン位置と撮影位置からのイメージ測定およびＴｅｎｃｏｒ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒを使用することから得られた測定結果を要約した表が示されている。第１列は、絞り１１６を約０．６５ｍｍから約６．０ｍｍまでのさまざまな直径セッティングにセットして測定が行われたことを示す。粗面計測定値は、基準測定値として働くが、第２列に示されているように、絞りセッティングごとにとられた。第３列は、図４Ａ、４Ｂによって示される、レーザ焦点平面でスキャンされ、治療平面で撮影されたイメージ測定値を表す。第４列は、図５Ａ、５Ｂによって示される、レーザ焦点でスキャンされ、撮影された測定値を表す。第５列は、第３列と第４列の間の測定値変動を表す。第６列は、第２列と第３列の間の測定値変動を表す。あてはめの最良の可能な正確さは、１画素程度になると考えられ、１画素は、約０．０２ｍｍである。一般に、表７は、上下あてはめ（図４Ａ、４Ｂ）または上上あてはめ（図５Ａ、Ｂ）のいずれかを使用することによって、比較的正確で高精度なイメージ測定がもたらされることを示す。第５列と第６列に示されている、測定されたイメージの間の小さい差は、主に、画素分解能程度以下である。さらに、より高品質のシルクスクリーンまたは他の較正面を選択することによるなど、改善されたイメージ・コントラストが、測定読みの変動をさらに最小化することができる。
【００３１】
図８Ａ、８Ｂを参照すると、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフが示されている。具体的には、１０個のデータの２つのデータ・セットの形で、合計２０個のレーザ・マーク・イメージが入手される。最初の１０個は、絞り１１６のレーザ・ビーム直径セッティングを経時的に０．７ｍｍから１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、および６．５ｍｍに増やすことによって実行される。各マークまたは各剥離は、レーザ１２から較正面１８へ１８０〜２２０ｍＪの間のエネルギを有して２０Ｈｚで１００個のパルスを発火させることによって作られる。１秒の休止が、カメラ２０を用いてマーク２８のイメージをキャプチャすることと、既知の物体３０との比較によって測定された絞り直径を計算することとの前に、煙が消えることを可能にする。その後、次の１００個のパルスが、較正面１８を移動せずに、次の増加する直径で発火される。このルーチンは、６．５ｍｍセッティングまで継続され、約１分を要する。マークまたは剥離２８の第２セットは、新しい較正面または既存較正面上の異なる場所が利用されることと、絞り１１６が６．７ｍｍ直径セッティングまでサイクルされ、パルス・レーザ・ビーム直径セッティングが経時的に減らされることを除いて、類似する形で進行する。一般に、このスキャンと撮影プロセスは、一般に完了に３分未満を要するという点で、時間効率がよい。両方のデータ・セットを比較することによって、絞り直径セッティング移動方向の変更に起因するヒステリシスを、絞り１１６について判定し、考慮に入れることができる。さらに、データの両方のセットを使用して、測定されたレーザ・ビーム直径と絞りアパーチャに関連するモータ・カウントとの間の正確な関係を判定する補間曲線を作ることができる。
【００３２】
通常の結果が、図８Ａ、８Ｂで、２つの異なるレーザ・システムについて示されている。この較正手順から得られるデータが、２つの２次曲線にあてはめられ、この２次曲線の一方は、増加するレーザ・ビーム直径セッティング（閉から開へ）用であり、他方は、減少するレーザ・ビーム直径セッティング（開から閉へ）用である。図からわかるように、両方の絞り１１６が、類似する特性を有する。少量のヒステリシスがあり、二重の曲線を保持しなければならないことが正当化されることの証拠である。最適あてはめ２次式は、考慮に入れなければならない少量の非線形性があることを示唆する。したがって、レーザ・ビーム直径と絞りに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定する最適あてはめは、絞り較正目的について、線形あてはめ関係ではなく、２次あてはめである。その後、所望のレーザ・ビームの形状と位置を、較正手順中に得られたそのような関係の使用を介して作ることができる。図８Ｃ、８Ｄに、さらに、それぞれ絞りのヒステリシスをキャプチャするための「閉から開へ」および「開から閉へ」の絞り測定値を示す。ドットは、中央を表す。
【００３３】
レーザ眼科手術システム１４のドリフトを、各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって判定することができる。ドリフトが、レーザが測定の間で使用される形、システム・パラメータの特定のセット、および／または温度などの環境条件の変化など、複数の要因に依存しることを諒解されたい。さらに、レーザ・ビーム偏向を判定することができる。絞り１１６の直径が変更される時に、アパーチャの中心がわずかにシフトする場合がある。既に実行された計算の結果として、較正面上の十二角形パターンの形状への最適あてはめの中心が、絞りサイズごとに判定されている。その後、形状中心のｘ位置とｙ位置のプロットを、絞り直径の関数として計算することができる。最適あてはめ曲線を、絞り直径の関数としてのｘ位置とｙ位置を介して独立にあてはめることができる。したがって、特定の直径が治療に必要な場合に、レーザ・ビームのシフトに関する必要な訂正を、これらの曲線から計算することができ、レーザ・ビーム・ターゲット位置を、それ相応に調整することができる。
【００３４】
本発明の技法は、レーザ・デリバリ・システム１４の安定性を判断するために適用することもできる。較正面１８を支持する較正腕３４に、発光板を含めることができる。各レーザ・パルスの後に、板がまだ光を発している間にイメージをキャプチャする。次に、上で説明したように、イメージを分析する。中心位置を計算し、ｘ軸とｙ軸にプロットすることができ、その結果、このプロットが、レーザ・パルスが達した場所の地図をもたらす。次に、このプロットを使用して、時間に伴うレーザ・ビームの系統的な移動のすべてを判定することができる。代替案では、生データを使用して、ｘ位置とｙ位置の統計的変動などのパラメータを判定することができる。
【００３５】
図３に戻って、同時係属の米国特許出願第１０／３６６，１３１号で詳細に説明されているように、光学系１４内の複数の光学要素を、レーザ・デリバリ経路に沿って回転させて、光学要素の不完全によって引き起こされる歪みを分散させることができる。好ましい実施形態では、レンズ１１４が、その軸の回りに回転させられる。他の実施形態では、ビーム・スプリッタ１０６を、その平面に沿って移動させることができ、ミラー１１０を、その平面に沿って移動させることができ、回折光学素子１１３を、その平面内で移動させることができ、ミラー／ビーム・スプリッタ１３０を、その平面に沿って移動させることができる。光ビームの経路は、光学要素の移動に関して安定しているが、回転の軸の回りの光学中心の位置のわずかな逸脱が発生する可能性があり、そのような逸脱が、その光学要素が回転する時にレーザ・ビームの経路のわずかな揺れを誘導する場合がある。有利なことに、本発明を利用して、複数のマークから、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別することもできる。マークのイメージの分析は、光学要素の回転に起因するこれらの小さい逸脱を考慮に入れるのを助けることができる。
【００３６】
図９Ａ、９Ｂを参照すると、単純化された流れ図に、図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法が示されている。図９Ａに示されているように、オペレータは、リング照明セッティングを最大にし、他のすべての照明セッティング（たとえば、レチクル・ライト、斜めライト、および固定ライト）の電源を切ることによって、顕微鏡カメラ２０の照明を調整することによって開始する。クロム・ドット３６を、較正腕３４に結合されたブロックに置く。顕微鏡の絞りと倍率もセットする。次に、クロム・ドット３６のイメージをキャプチャし、楕円アルゴリズムを使用して、ドット・イメージ３６の垂直画素数と水平画素数を計算する。両方の方向の画素の許容可能な範囲は、４２０〜４６０であり、これらの値は、お互いの５％以内でなければならない。この許容範囲が満足されない場合には、失敗メッセージを画面に示し、クロム・ドット３６のイメージが範囲外であるか平らに置かれていないこと、あるいはカメラが誤って位置合せされていることを示し、この手順をもう一度開始するように示す。画素許容範囲が満足される場合には、画素対ｍｍ比を、ドット・イメージ３６の垂直画素対水平画素比を使用して判定する。次に、オペレータが、クロム・ドット３６をシルクスクリーンなどの較正プラスチック１８に交換し、較正手順用のレーザ・エネルギに１８０〜２２０ｍＪの間、好ましくは２００〜２２０ｍＪを、スピン・インテグレータ(spin integrator)に７８５８０カウントを、絞りセッティングに０．６５ｍｍをセットする。すべてのシャッタおよびスリットを開き、ｘ位置とｙ位置に０をセットし、順方向／逆方向パラメータにＦをセットする。
【００３７】
図９Ｂに示されているように、絞りセッティングを０．７ｍｍに変更し、その結果、絞りを開く（レーザ・ビーム直径セッティングを増やす）。各マークまたは各剥離を、２０Ｈｚで１００個のパルスを発火させることによって作り、１秒の休止によって、カメラ２０によるマーク２８のイメージのキャプチャの前に煙が消えるようにする。キャプチャ・イメージを、既知の物体３０のイメージの相対寸法に従って再スケーリングし、円アルゴリズムにあてはめ、その結果、レーザ・ビームの直径を高精度に得られるようにする。測定された値が、セットされた／期待される値の１０％以内である場合には、絞りサイズを、前の剥離より大きい次の値に変更し、６．５ｍｍの絞りセッティングに達するまで、上で述べた手順を繰り返す。測定された値が、セットされた値の１０％以内でない場合には、剥離イメージ測定に誤差があることの警告メッセージを画面に示す。この手順を継続することができるが、完了時にこの手順を繰り返さなければならない。６．５ｍｍの絞りセッティングに達した後に、同一の手順を、減少するレーザ・ビーム直径セッティングについて同様に繰り返すが、ここで、絞りセッティングに６．７ｍｍをセットし、その結果、絞りが閉じられることになる。オペレータは、減る直径のセッティング・モードでの撮影の前に、較正面を交換するか、それを剥離する画面上のメッセージも受け取る。任意選択として、新しいシルクスクリーンがブロックに置かれていることを保証するために、オペレータによる肯定応答を要求することができる。完了時に、回転しているインテグレータを停止し、シャッタを閉じる。次に、図８Ａ、８Ｂを参照して前に述べたように、レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を、この２つのデータ・セットから判定することができる。
【００３８】
本発明の較正システム１０を、スキャニング・レーザ・システムと大面積レーザ・剥離・システムを含む異なるレーザ・システムに適用できることを諒解されたい。例に、ＶＩＳＸ社のＳＴＡＲ、ＳＴＡＲ Ｓ２、ＳＴＡＲ Ｓ３、ＳＴＡＲ Ｓ４ Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓや、波面テクノロジを使用するレーザ・システムが含まれ、これらのすべてが、米国カリフォルニアシ州サンタ・クララのＶＩＳＸ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されている。他のレーザ・システムには、Ａｌｃｏｎ Ｓｕｍｍｉｔ社、Ｂａｕｓｃｈ＆Ｌｏｍｂ社、ＬａｓｅｒＳｉｇｈｔ社、Ｚｅｉｓｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ社、Ｓｃｈｗｉｎｄ社、Ｗａｖｅｌｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社などから入手できるレーザ・システムが含まれる。
【００３９】
理解を明瞭にするために、例として、ある種の例示的な実施形態と方法を多少詳細に説明したが、前述の開示から、本発明の真の趣旨と範囲から逸脱せずに、そのような実施形態や方法の変形形態、修正形態、変更、適合を作ることができることは、当業者に明白であろう。したがって、上の説明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の原理に従って構成されたレーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステムの概略を示す図である。
【図２】図１のシステムで使用できる既知の物体を示す分解図である。
【図３】図１に示されたレーザ・ビーム・デリバリ・システムの実施形態を示す概略図である。
【図４】レーザ焦点平面内で剥離され、目治療平面内で撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図５】レーザ焦点平面内で剥離され、撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図６】目治療平面内で剥離され、撮影された、剥離される材料のイメージを示す分解図である。
【図７】さまざまな剥離平面と撮影平面からのイメージ測定を要約した表である。
【図８Ａ】レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフである。
【図８Ｂ】レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を示すグラフである。
【図８Ｃ】ヒステリシス関係を示すグラフである。
【図８Ｄ】ヒステリシス関係を示すグラフである。
【図９Ａ】図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法を示す単純化された流れ図である。
【図９Ｂ】図１のシステムを使用してレーザ・パルスを較正する方法を示す単純化された流れ図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて既知の物体を撮影するステップと、
較正面にマークを残すためにパルス・レーザ・ビームを前記較正面に向けるステップと、
前記イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて前記較正面上の前記マークを撮影するステップと、
前記較正面上の前記マークのイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによってレーザ眼科手術システムを較正するステップと
を含む、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用して前記レーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法。
【請求項２】
前記撮影される物体が既知の直径を有する円形の形状である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記既知の物体がガラス板の上の円形のクロム層を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルス・レーザ・ビームを前記較正面に向ける前に前記既知の物体を取り除くステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記既知の物体の前記撮影と前記較正面上の前記マークの前記撮影が、同一位置で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記向けるステップと撮影が同一平面内で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記向けるステップと撮影が、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つの中で行われ、前記既知の物体の撮影と前記較正面上の前記マークの撮影が、レーザ光学経路と同軸の撮影光学経路に沿って実行される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記較正面が、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、または写真材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記較正面上の前記マークが、永久的な色の変化または発光する輝きを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記較正面が、光反応性材料またはポリメチルメタクリレート材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記較正面上の前記マークが剥離を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記較正面上の前記マークが、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の直径セッティングを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複数のマークを形成するために経時的に前記パルス・レーザ・ビーム直径セッティングを増やすステップと、前記マークを撮影するステップと、前記マークを前記既知の物体と比較するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
経時的に前記パルス・レーザ・ビーム直径セッティングを減らすステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
可変アパーチャのヒステリシスを判定するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザ・ビームの形状を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザ・ビームの中心位置を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって、前記レーザ眼科手術システムのドリフトを判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
レーザ・ビーム偏向を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
光学要素をレーザ・デリバリ経路に沿って回転するステップと、複数のマークから、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
顕微鏡カメラを用いて既知の物体を撮影するステップと、
写真感光材料上の剥離を残すために、パルス・レーザ・ビームを前記写真感光材料上でスキャンするステップと、
前記顕微鏡カメラを用いて前記写真感光材料上の前記剥離を撮影するステップと、
前記写真感光材料上の前記剥離のイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムの絞り較正を判定するステップと、
前記較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離するステップと
を含む、顕微鏡カメラを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法。
【請求項２４】
治療平面に向けられたイメージ・キャプチャ・デバイスと、
前記イメージ・キャプチャ・デバイスによって撮影されるために位置決め可能な既知の物体と、
パルス・レーザ・ビーム・デリバリ・システムと、
較正面上のマークをもたらし、前記イメージ・キャプチャ・デバイスによって前記較正面上の前記マークを撮影するための、パルス・レーザ・ビームの光学経路内で支持可能な較正面と、
前記較正面上の前記マークのイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによってレーザ・ビーム・デリバリ・システムの較正を判定する、前記イメージ・キャプチャ・デバイスに結合されたプロセッサと
を含む、前記レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステム。
【請求項２５】
前記イメージ・キャプチャ・デバイスが顕微鏡カメラを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記既知の物体が、ガラス板の上の、既知の直径の円形のクロム層を含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記既知の物体と前記較正面が同一位置で撮影される請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記既知の物体と前記較正面が、レーザ焦点平面または前記治療平面のうちの少なくとも１つの中で位置決めされる請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
前記レーザ・ビーム・デリバリ・システムがレーザ眼科手術システムを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
前記較正面が、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または写真材料を含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３１】
前記較正面上の前記マークが、剥離、永久的な色の変化、または発光する輝きを含む請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記較正面上の前記マークが、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞りセッティングを有する請求項２４に記載のシステム。
【請求項１】
イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて既知の物体を撮影するステップと、
較正面にマークを残すためにパルス・レーザ・ビームを前記較正面に向けるステップと、
前記イメージ・キャプチャ・デバイスを用いて前記較正面上の前記マークを撮影するステップと、
前記較正面上の前記マークのイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによってレーザ眼科手術システムを較正するステップと
を含む、イメージ・キャプチャ・デバイスを使用して前記レーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法。
【請求項２】
前記撮影される物体が既知の直径を有する円形の形状である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記既知の物体がガラス板の上の円形のクロム層を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルス・レーザ・ビームを前記較正面に向ける前に前記既知の物体を取り除くステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記既知の物体の前記撮影と前記較正面上の前記マークの前記撮影が、同一位置で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記向けるステップと撮影が同一平面内で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記向けるステップと撮影が、レーザ焦点平面または治療平面のうちの少なくとも１つの中で行われ、前記既知の物体の撮影と前記較正面上の前記マークの撮影が、レーザ光学経路と同軸の撮影光学経路に沿って実行される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記較正面が、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、または写真材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記較正面上の前記マークが、永久的な色の変化または発光する輝きを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記較正面が、光反応性材料またはポリメチルメタクリレート材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記較正面上の前記マークが剥離を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記較正面上の前記マークが、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の直径セッティングを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複数のマークを形成するために経時的に前記パルス・レーザ・ビーム直径セッティングを増やすステップと、前記マークを撮影するステップと、前記マークを前記既知の物体と比較するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
経時的に前記パルス・レーザ・ビーム直径セッティングを減らすステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
可変アパーチャのヒステリシスを判定するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
レーザ・ビーム直径と絞りセッティングに関連するモータ・カウントとの間の関係を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザ・ビームの形状を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザ・ビームの中心位置を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
各スキャンされ撮影されたレーザ・パルスの中心位置の変動を監視することによって、前記レーザ眼科手術システムのドリフトを判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
レーザ・ビーム偏向を判定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
光学要素をレーザ・デリバリ経路に沿って回転するステップと、複数のマークから、回転によって誘導されるレーザによって誘導される揺れを識別するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
顕微鏡カメラを用いて既知の物体を撮影するステップと、
写真感光材料上の剥離を残すために、パルス・レーザ・ビームを前記写真感光材料上でスキャンするステップと、
前記顕微鏡カメラを用いて前記写真感光材料上の前記剥離を撮影するステップと、
前記写真感光材料上の前記剥離のイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによって、レーザ眼科手術システムの絞り較正を判定するステップと、
前記較正されたシステムを用いて患者の角膜を剥離するステップと
を含む、顕微鏡カメラを使用してレーザ眼科手術システムからのレーザ・パルスを較正する方法。
【請求項２４】
治療平面に向けられたイメージ・キャプチャ・デバイスと、
前記イメージ・キャプチャ・デバイスによって撮影されるために位置決め可能な既知の物体と、
パルス・レーザ・ビーム・デリバリ・システムと、
較正面上のマークをもたらし、前記イメージ・キャプチャ・デバイスによって前記較正面上の前記マークを撮影するための、パルス・レーザ・ビームの光学経路内で支持可能な較正面と、
前記較正面上の前記マークのイメージを前記既知の物体のイメージと比較することによってレーザ・ビーム・デリバリ・システムの較正を判定する、前記イメージ・キャプチャ・デバイスに結合されたプロセッサと
を含む、前記レーザ・ビーム・デリバリ・システムからのレーザ・パルスを較正するシステム。
【請求項２５】
前記イメージ・キャプチャ・デバイスが顕微鏡カメラを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記既知の物体が、ガラス板の上の、既知の直径の円形のクロム層を含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記既知の物体と前記較正面が同一位置で撮影される請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記既知の物体と前記較正面が、レーザ焦点平面または前記治療平面のうちの少なくとも１つの中で位置決めされる請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
前記レーザ・ビーム・デリバリ・システムがレーザ眼科手術システムを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
前記較正面が、写真感光材料、シルクスクリーン材料、Ｚａｐｉｔペーパー、発光材料、光反応性材料、ポリメチルメタクリレート材料、または写真材料を含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３１】
前記較正面上の前記マークが、剥離、永久的な色の変化、または発光する輝きを含む請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記較正面上の前記マークが、約０．６５ｍｍから約６．７ｍｍまでの範囲の絞りセッティングを有する請求項２４に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【公表番号】特表２００７−５３０１５６（Ｐ２００７−５３０１５６Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０５１０９（Ｐ２００７−５０５１０９）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００９５４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９４４６８
【国際公開日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５９２０７５３６７）ヴィズイクス・インコーポレーテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００９５４０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９４４６８
【国際公開日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５９２０７５３６７）ヴィズイクス・インコーポレーテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
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