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技術 眼科における改良又は眼科に関する改良

出願人 オプトスピーエルシー
発明者 ダングレイステファンペンバートンドレックスワンマーティントムソン
出願日 2011年6月2日 (8年1ヶ月経過) 出願番号 2013-517525
公開日 2013年8月15日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2013-532039
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置 機械的光走査系 眼耳の治療、感覚置換
主要キーワード 直交走査 パラボラ鏡 網膜イメージ 伝達デバイス 回転オフセット 直交回転 幾何学的形 フォトアブレーション
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題・解決手段

本発明は、眼の網膜走査撮像、及び治療する装置及び方法を提供する。装置10は、コリメート光源14と、2つの回転軸16a、16bを有する2次元走査デバイス16とを備え、回転軸16a、16bは直交すると共に実質的に平面状であり、コリメート光源14及び2次元走査デバイス16は、22点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる。装置10は、走査伝達デバイス18をさらに備え、走査伝達デバイス18は、2つの焦点18a、18bを有し、点光源22は、走査伝達デバイス18の第1焦点18aに設けられ、眼12は、走査伝達デバイス18の第2焦点18bで調節され、走査伝達デバイス18は、点光源22からの2次元コリメート光走査を眼12に伝達する。

概要

背景

走査レーザ検眼鏡SLO)等のイメージングシステムは、レーザ走査要素、走査伝達鏡、レーザ源、及び検出器等の多数の光学コンポーネントを備え得る。このレーザ走査構成は、高速回転多面鏡及び電動低速鏡を通常は含む2つの別個直交走査要素から成る。これらの要素を用いて、ヒト網膜ラスタ走査パターンを生成する。多面鏡は、複数のファセットを有し、通常はレーザビーム垂直走査を提供し、低速鏡は、通常はレーザビームの水平走査を提供する。走査伝達鏡は、走査要素が生成した2次元レーザ走査パターンを眼の網膜に伝達する。

概要

本発明は、眼の網膜を走査、撮像、及び治療する装置及び方法を提供する。装置10は、コリメート光源14と、2つの回転軸16a、16bを有する2次元走査デバイス16とを備え、回転軸16a、16bは直交すると共に実質的に平面状であり、コリメート光源14及び2次元走査デバイス16は、22点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる。装置10は、走査伝達デバイス18をさらに備え、走査伝達デバイス18は、2つの焦点18a、18bを有し、点光源22は、走査伝達デバイス18の第1焦点18aに設けられ、眼12は、走査伝達デバイス18の第2焦点18bで調節され、走査伝達デバイス18は、点光源22からの2次元コリメート光走査を眼12に伝達する。

目的

多面鏡は、複数のファセットを有し、通常はレーザビームの垂直走査を提供し、低速鏡は、通常はレーザビームの水平走査を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

眼の網膜走査する装置であって、コリメート光源と、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであり、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスとを備え、前記装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、該走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、前記点光源は、前記走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、前記眼は、前記走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、前記走査伝達デバイスは、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達する装置。

請求項2

請求項1に記載の装置において、前記2次元走査デバイスの前記2つの回転軸の一方は、前記走査伝達デバイスの前記2つの焦点を結ぶ線に対して垂直である装置。

請求項3

請求項1又は2に記載の装置において、前記走査デバイスは、第1回転軸を有する1次元走査要素と、前記第1回転軸に直交する第2回転軸を有する回転可能なマウントとを備え、前記1次元走査要素は、前記回転可能なマウントに取り付けられる装置。

請求項4

請求項3に記載の装置において、前記1次元走査要素の前記回転軸は、前記走査伝達デバイスの前記2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は平行であり、前記回転可能なマウントの前記回転軸は、前記走査伝達デバイスの前記2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は水平である装置。

請求項5

請求項3又は4に記載の装置において、前記1次元走査要素は、振動機構振動鏡共振スキャナ共振走査鏡、及び微小電子機械システムMEMS)走査要素、及び回転多面鏡を含む群の1つである装置。

請求項6

請求項3〜5のいずれか1項に記載の装置において、前記回転可能なマウントは、前記1次元走査要素用の取り付け部とシャフト部とを含み、前記取り付け部は前記シャフトの端に位置付けられる装置。

請求項7

請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置において、前記走査デバイスは、前記2つの回転軸の一方の周りを該2つの回転軸の他方よりも高速又は低速で回転するよう構成される装置。

請求項8

請求項1又は2に記載の装置において、前記2次元走査要素は、微小電気機械システム(MEMS)走査要素である装置。

請求項9

請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置において、前記走査デバイスは、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査の方向を制御及び/又は前記点光源からの前記2次元コリメート走査の寸法を調整するよう選択される作動パラメータを有する装置。

請求項10

請求項9に記載の装置において、前記走査デバイスの前記作動パラメータは、振動振幅、振動の回転オフセット、及び振動の速度を含む群の少なくとも1つを含む装置。

請求項11

請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置において、前記コリメート光源は、異なる波長の1つ又は複数の光源を含む装置。

請求項12

請求項1〜11のいずれか1項に記載の装置において、コリメート光の波長及び/又はパワー可変である装置。

請求項13

請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置において、網膜の画像を生成するために網膜から反射した光を検出する光検出器をさらに備える装置。

請求項14

眼の網膜を走査する方法であって、コリメート光源を設けるステップと、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと前記点光源から2次元コリメート光走査を行うよう前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、前記点光源を前記走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を前記走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達するよう前記走査伝達デバイスを用いるステップとを含む方法。

請求項15

請求項14に記載の方法において、前記コリメート光源は、提供される光の波長が可変であるよう構成され、前記方法は、前記光源からの光の波長を変えるさらなるステップを含む方法。

請求項16

請求項14又は15に記載の方法において、前記コリメート光源は、提供される光のパワーが可変であるよう構成され、前記方法は、前記光源からの光のパワーを変えるさらなるステップを含む方法。

請求項17

請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法において、光検出器を設け、該光検出器を用いて網膜から反射した光を検出して網膜の画像を生成するさらなるステップを含む方法。

請求項18

眼の網膜を撮像する装置であって、コリメート光源と、光検出器と、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであって、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスとを備え、前記装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、該走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、前記点光源は、前記走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、前記眼は、前記走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、前記走査伝達デバイスは、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達し、前記光検出器は、網膜から反射した光を検出して網膜の画像を取得する装置。

請求項19

コリメート光で眼の網膜を治療する装置であって、コリメート光源と、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであって、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスとを備え、前記装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、該走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、前記点光源は、前記走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、前記眼は、前記走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、前記走査伝達デバイスは、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達する装置。

請求項20

眼の網膜を撮像する方法であって、コリメート光源を設けるステップと、光検出器を設けるステップと、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと点光源から2次元コリメート光走査を行うよう前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、前記点光源を前記走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を前記走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達するよう前記走査伝達デバイスを用いるステップと、網膜の画像を生成するために網膜から反射した光を検出するよう前記光検出器を用いるステップとを含む方法。

請求項21

コリメート光で眼の網膜を治療する方法であって、コリメート光源を設けるステップと、2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、前記回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう前記コリメート光源及び前記2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、前記点光源を前記走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を前記走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、前記点光源からの前記2次元コリメート光走査を前記眼に伝達するよう前記走査伝達デバイスを用いるステップと、を含む方法。

技術分野

0001

本発明は、ヒトの眼の網膜走査撮像、及び治療する装置及び方法に関する。

背景技術

0002

走査レーザ検眼鏡SLO)等のイメージングシステムは、レーザ走査要素、走査伝達鏡、レーザ源、及び検出器等の多数の光学コンポーネントを備え得る。このレーザ走査構成は、高速回転多面鏡及び電動低速鏡を通常は含む2つの別個直交走査要素から成る。これらの要素を用いて、ヒト網膜のラスタ走査パターンを生成する。多面鏡は、複数のファセットを有し、通常はレーザビーム垂直走査を提供し、低速鏡は、通常はレーザビームの水平走査を提供する。走査伝達鏡は、走査要素が生成した2次元レーザ走査パターンを眼の網膜に伝達する。

発明が解決しようとする課題

0003

このようなイメージングシステムは、眼の網膜の許容可能な画像を提供するが、製造費用が高く(レーザ走査要素及び走査伝達鏡が特に高価なコンポーネントである)、サイズが大きく、また多数の光学コンポーネントに起因して光学的効率が低いという点で制限がある。

課題を解決するための手段

0004

本発明の第1態様によれば、眼の網膜を走査する装置であって、
コリメート光源と、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであり、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、コリメート光源及び2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスと
を備え、本装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、点光源は、走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、眼は、走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、走査伝達デバイスは、点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達する装置を提供する。

0005

2次元走査デバイスの2つの回転軸の一方は、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して垂直であり得る。この構成では、走査デバイスの2つの回転軸が直交するならば、2次元走査デバイスの2つの回転軸の一方が、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は平行である場合、2つの回転軸の他方は、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して平行又は垂直である。

0006

走査デバイスは、2つの回転軸の一方の周りを2つの回転軸の他方よりも高速又は低速で回転するよう構成され得る。

0007

走査デバイスは、第1回転軸を有する1次元走査要素と、第1回転軸に直交する第2回転軸を有する回転可能なマウントとを備えることができ、1次元走査要素は、回転可能なマウントに取り付けられる。この構成では、走査デバイスは、コリメート光源と共に、点光源からの2次元コリメート光走査を行う。この構成では、回転可能なマウントの回転軸が1次元走査要素の回転軸からわずかに分離され得ることで、回転軸同士がわずかに分離した平面上にあるようにする。これにより、コリメート光が点光源から発することが確実となる。

0008

1次元走査要素の回転軸は、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は平行であり得る。

0009

回転可能なマウントの回転軸は、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は平行であり得る。

0010

この構成では、1次元走査要素及び回転可能なマウントの2つの回転軸が直交するならば、1次元走査要素又は回転可能なマウントの軸の一方が、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して垂直又は平行である場合、1次元走査要素又は回転可能なマウントの軸の他方は、走査伝達デバイスの2つの焦点を結ぶ線に対して水平又は垂直である。

0011

1次元走査要素は、回転可能なマウントがその軸の周りを回転する速度よりも高速で自らの回転軸の周りを回転するよう構成され得る。代替的に、1次元走査要素は、回転可能なマウントがその軸の周りを回転する速度よりも低速で自らの回転軸の周りを回転するよう構成され得る。

0012

1次元走査要素は、振動機構振動鏡共振スキャナ共振走査鏡微小電子機械システムMEMS)走査要素、又は回転多面鏡(rotating polygon)であり得る。

0013

回転可能なマウントは、1次元走査要素用の取り付け部とシャフト部とを含むことができ、取り付け部はシャフトの端に位置付けられる。マウントの回転は機械的に駆動されてもよい。シャフト部は機械的に駆動されてもよい。マウントの回転は自動であってもよい。マウントの回転はコンピュータ制御されてもよい。

0014

2次元走査デバイスは、その2つの回転軸の一方の周りをその2つの回転軸の他方よりも高速又は低速で回転するよう構成され得る。

0015

2次元走査デバイスは、微小電子機械システム(MEMS)走査要素であり得る。しかしながら、2次元走査デバイスは、直交することが好ましい少なくとも2つの軸で回転可能な任意の適当なデバイスであってもよいことを理解されたい。走査デバイスは、好ましくは、高速(すなわち5kHzを超える)で作動可能であると共に高振幅走査(すなわち最大180°)を提供するべきである。

0016

走査デバイスは、点光源からの2次元コリメート光走査の方向を制御及び/又は点光源からの2次元コリメート走査の寸法を調整するよう選択される作動パラメータを有し得る。

0017

2次元コリメート光走査の方向を制御及び/又は2次元コリメート光走査の寸法を調整するよう走査デバイスの作動パラメータを選択することで、網膜上の走査の面積のサイズ及び位置を制御することができる。例えば、走査デバイスは、「最大面積」2次元コリメート光走査をなすよう構成され得る。作動パラメータは、続いて、「最大面積」走査内の任意の点で「小面積」走査をなすことができるように走査の水平/垂直寸法を調整するよう選択され得る。これにより、網膜の高分解能画像モンタージュを作成するための作動パラメータの適当な選択によって、「小面積」走査を「最大面積」内で網膜にわたって「移動させる」ことが事実上可能である。

0018

使用する走査デバイスに応じて、点光源からの2次元コリメート光走査の方向を制御及び/又は点光源からの2次元コリメート光走査の寸法を調整するよう作動パラメータを選択することができる。例えば、走査デバイスが回転又は振動要素を含む場合、点光源からの2次元コリメート光走査の方向を制御することができる。

0019

重要なのは、走査デバイスの選択作動パラメータに関係なく、2次元コリメート光走査が点光源から常に発することである。

0020

走査デバイスの作動パラメータは、振動振幅及び振動の回転オフセットを含み得る。走査デバイスの作動パラメータは、振動の速度も含み得る。

0021

走査伝達デバイスは、非球面鏡楕円鏡(elliptical mirror)、楕円面鏡(ellipsoidal mirror)、一対のパラボラ鏡(parabola mirrors)、又は一対の放物面鏡(paraboloidal mirrors)を含み得る。

0022

コリメート光源は、レーザ、発光ダイオードLED)、垂直共振器型面発光レーザVCSEL)、スーパールミネッセントダイオードダイオードレーザ、又はコリメート白熱電球(collimated incandescent lamp)であり得る。

0023

各コリメート光源は、450nmm〜1000nmmの波長の光を提供するよう構成され得る。好ましくは、コリメート光源は、488nmm〜700nmmの波長の光を提供するよう構成され得る。より好ましくは、コリメート光源は、515nmm〜650nmmの波長の光を提供する。

0024

コリメート光源は、500nWatt〜1Wのパワーの光を提供するよう構成され得る。

0025

コリメート光源は、異なる波長の1つ又は複数の光源を含み得る。

0026

コリメート光源は、提供される光の波長が可変であるよう構成され得る。

0027

コリメート光源は、提供される光のパワーが可変であるよう構成され得る。

0028

本装置は、本装置を用いて第1眼の第1網膜を走査し得る第1位置と、本装置を用いて第2眼の第2網膜を走査し得る第2位置との間で枢動自在であり得る。

0029

本装置は、網膜の画像を生成するために網膜から反射した光を検出する光検出器もさらに備え得る。この構成では、本装置は、網膜を走査して網膜の走査部分の画像を取得する。

0030

光検出器は、高速光検出器、例えば、アバランシェフォトダイオードAPD)、PINダイオード光電子増倍管(PMT)、シリコン光電子増倍管(SPM)、又は同様の一点検出器を含み得る。

0031

本装置は、網膜の取得画像を表示、記憶、及び/又は合成する1つ又は複数のデータ処理デバイスをさらに備え得る。

0032

本発明の第2態様によれば、本発明の第1態様による装置を2つ備えた、患者の各眼の網膜を走査するシステムであって、各装置が片眼の網膜を走査可能であり得るシステムを提供する。

0033

本発明の第3態様によれば、眼の網膜を走査する方法であって、
コリメート光源を設けるステップと、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと
点光源から2次元コリメート光走査を行うようコリメート光源及び2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、
2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、
点光源を走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、
点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達するよう走査伝達デバイスを用いるステップと
を含む方法を提供する。

0034

コリメート光源は、提供される光の波長が可変であるよう構成することができ、本方法は、光源からの光の波長を変えるさらなるステップを含むことができる。

0035

コリメート光源は、提供される光のパワーが可変であるよう構成することができ、本方法は、光源からの光のパワーを変えるさらなるステップを含むことができる。

0036

本方法は、光検出器を設け、光検出器を用いて網膜から反射した光を検出して網膜の画像を生成するさらなるステップを含み得る。この構成では、本方法は、網膜を走査するステップと走査された網膜の画像を取得するステップとを行う。

0037

本発明の第4態様によれば、眼の網膜を撮像する装置であって、
コリメート光源と、
光検出器と、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであって、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、コリメート光源及び2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスと
を備え、本装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、点光源は、走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、眼は、走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、走査伝達デバイスは、点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達し、光検出器は、網膜から反射した光を検出して網膜の画像を取得する装置を提供する。

0038

本発明の第5態様によれば、コリメート光で眼の網膜を治療する装置であって、
コリメート光源と、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスであって、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であり、コリメート光源及び2次元走査デバイスは、点光源から2次元コリメート光走査を行うよう組み合わさる、2次元走査デバイスと
を備え、本装置は、走査伝達デバイスをさらに備え、走査伝達デバイスは、2つの焦点を有し、点光源は、走査伝達デバイスの第1焦点に設けられ、眼は、走査伝達デバイスの第2焦点で調節され、走査伝達デバイスは、点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達する装置を提供する。

0039

網膜の治療は、光線力学的治療フォトアブレーションフォトポレーション光活性化、又は光の相互作用を用いて網膜の状態又は構造を変えるか又は網膜構造内の化学物質の状態を変える他の方法を含むとここでは解釈される。

0040

本発明の第6態様によれば、眼の網膜を撮像する方法であって、
コリメート光源を設けるステップと、
光検出器を設けるステップと、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと
点光源から2次元コリメート光走査を行うようコリメート光源及び2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、
2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、
点光源を走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、
点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達するよう走査伝達デバイスを用いるステップと、
網膜の画像を生成するために網膜から反射した光を検出するよう光検出器を用いるステップと
を含む方法を提供する。

0041

本発明の第7態様によれば、コリメート光で眼の網膜を治療する方法であって、
コリメート光源を設けるステップと、
2つの回転軸を有する2次元走査デバイスを設けるステップであり、回転軸は直交すると共に実質的に平面状であるステップと
点光源から2次元コリメート光走査を行うようコリメート光源及び2次元走査デバイスを組み合わせて用いるステップと、
2つの焦点を有する走査伝達デバイスを設けるステップと、
点光源を走査伝達デバイスの第1焦点に設け、眼を走査伝達デバイスの第2焦点に設けるステップと、
点光源からの2次元コリメート光走査を眼に伝達するよう走査伝達デバイスを用いるステップと
を含む方法を提供する。

0042

網膜の治療は、光線力学的治療、フォトアブレーション、フォトポレーション、光活性化、又は光の相互作用を用いて網膜の状態又は構造を変えるか又は網膜構造内の化学物質の状態を変える他の方法を含むとここでは解釈される。

0043

本発明の実施形態を、添付図面を参照してごく一例として次に説明する。

図面の簡単な説明

0044

本発明による眼の網膜を走査、撮像、及び治療する装置の簡略化した光学的概略側面図である。
図1の装置の背面斜視図である。
図2の2次元走査デバイスの正面斜視図である。
代替的な装置の背面斜視図である。
図4の2次元走査デバイスの正面斜視図である。

実施例

0045

図1図3は、眼12の網膜を走査する装置10を示す。装置10は、コリメート光源14、2次元走査デバイス16、及び走査伝達デバイス18を含む。

0046

ここで説明する実施形態のコリメート光源14は、ダイオードレーザである。しかしながら、任意の適当なコリメート光源、例えば、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)、スーパールミネッセントダイオード(SLD)、コリメート白熱電球(collimated incandescent lamp)、又は適切にコリメートされて十分な網膜照明を生成するのに十分な強度及び空間コヒーレンスを有する別の光源等を用いることもできることを理解されたい。コリメート光源14はレーザビーム15を生成する。

0047

コリメート光源14は、450nmm〜1000nmmの波長の光を提供するよう構成され得る。好ましくは、コリメート光源14は、515nmm〜650nmmの波長の光を提供する。コリメート光源14は、複数の異なる波長の光を提供可能でもあり得る。この構成では、コリメート光源14は複数の光源を含み得る。また、コリメート光源14は、生成されたコリメート光の波長を変えることができるよう構成され得る。

0048

コリメート光源14は、500nW〜1Wのパワーの光を提供するようにも構成され得る。また、コリメート光源14は、コリメート光のパワーを変えることができるよう構成され得る。

0049

2次元走査デバイス16は、2つの回転軸16a、16bを有する(図2及び図3を参照)。回転軸16a、16bは、直交すると共に同一平面内にある。

0050

図1及び図2を参照すると、コリメート光源14は、レーザビーム15を2次元走査デバイス16へ指向させる。走査デバイス16は、レーザビーム15を走査伝達デバイス18へ反射する。

0051

レーザビーム15が走査デバイス16から反射すると、走査デバイス16はその軸16a、16bの周りを回転する。軸16a、16bの周りでの走査デバイス16の回転は、コリメート光のラスタ走査をなすよう制御される。

0052

したがって、点光源22から発する2次元コリメート光走査20が生成される。図3に示すように、点光源22は、走査デバイス16の表面上にある。走査デバイス16は、点光源22が固定のままであるようその軸16a、16bの周りを回転する。軸16a、16bの一方の回転中におけるレーザビーム15の経路図1に示す。経路Aは、回転の開始時における走査デバイス16から反射したレーザビーム15の例であり、経路Bは、回転の中間点における走査デバイス16から反射したレーザビーム15の例であり、経路Cは、回転の終了時における走査デバイス16から反射したレーザビーム15の例である。

0053

2次元走査デバイス16は、微小電子機械システム(MEMS)走査要素である。しかしながら、走査デバイス16は、点光源から2次元コリメート光走査を発生させることができる任意の適当なデバイスとすることもできることを理解されたい。走査デバイスは、好ましくは、高速(すなわち5kHzを超える)で作動可能であると共に高振幅走査(すなわち最大180°)を提供するべきである。

0054

走査デバイス16は、各軸16a、16bに沿った振動の振動振幅及び回転オフセットを含む作動パラメータを有する。これらの作動パラメータの両方が、点光源22からの2次元コリメート光走査20の方向を制御及び/又は走査伝達デバイス18上の、すなわち網膜(下記参照)上の2次元コリメート走査20の寸法を調整するよう選択され得る。これは、網膜(下記参照)にわたって2次元コリメート光走査20の撮像視野を「移動させる」能力を提供する。作動パラメータは、回転速度も含む。

0055

走査伝達デバイス18は、2つの焦点、つまり第1焦点418a及び第2焦点18bを有する。ここで説明する実施形態では、走査伝達デバイス18は楕円面鏡である。しかしながら、走査伝達デバイス18は、代替的に非球面鏡、楕円鏡、一対のパラボラ鏡、又は一対の放物面鏡であってもよいことを理解されたい。

0056

図1に最もよく示すように、装置10は、点光源22が走査伝達デバイス18の第1焦点18aに位置決めされ、眼12が走査伝達デバイス18の第2焦点18bに位置決めされるよう配置される。より詳細には、眼12の瞳孔点12aが、走査伝達デバイス18の第2焦点18bに位置決めされる。

0057

レーザビーム15は、2次元走査デバイス16及び走査伝達デバイス18を介して被験者の眼12へ運ばれる。コリメート光源14及び2次元走査デバイス16により点光源22で提供される2次元コリメート光走査20は、走査伝達デバイス18により被験者の眼12の瞳孔点12aを通して、したがって網膜に結合される。したがって、装置10は、網膜に対して2次元コリメート光走査20を行う。

0058

上述のように、2次元走査デバイス16は、点光源22が作動中に固定されているよう配置され、これは、走査伝達デバイス18の特性により、走査伝達デバイス18の第2焦点18bで現れる2次元コリメート光走査20も固定されていることを意味する。すなわち、走査伝達デバイス18は、2次元コリメート光走査20に並進成分を導入することなく二点間伝達を提供する。

0059

走査伝達デバイス18の第2焦点18bで現れる2次元コリメート光走査20は、軸方向並進を行わないので、「フル」走査が眼に入り得る。すなわち、走査は、例えば虹彩により「クリッピング」されない。これにより、装置10が走査できる網膜の面積が最大になり、超広視野イメージングを行うことができる。同様に、眼12の瞳孔点12aは、走査伝達デバイスの第2焦点18bに位置決めされるので、これも、虹彩による2次元コリメート光走査20のクリッピングを防止し、同じくフル走査が眼に入って装置10が走査できる網膜の面積を最大化することを確実にする。

0060

固定の点光源22は、網膜からの反射コリメート光が装置10の同じ光路を通して運び戻されることも確実にする。反射コリメート光は、検出器24により検出される。反射コリメート光を用いて、被験者の網膜の画像が既知の方法で生成される。検出器24は、コリメート光源14と共に位置付けられるものとして図1に示すが、検出器24をコリメート光源14から離れて位置付けてもよく、ビームスプリッタを用いて反射コリメート光を光路から検出器へ既知の方法で逸らしてもよいことを理解されたい。

0061

上述のように、走査デバイス16は、点光源22からの2次元コリメート光走査20の方向を制御及び/又は2次元コリメート光走査20の寸法を調整するよう選択され得る作動パラメータを有する。

0062

点光源22からの2次元コリメート光走査20の方向を制御及び/又は2次元コリメート光走査20の寸法を調整するよう走査デバイス16の作動パラメータを選択することで、網膜上の走査の面積のサイズ及び位置を制御することができる。例えば、走査デバイスは、「最大面積」2次元コリメート光走査をなすよう構成され得る。作動パラメータは、続いて、「最大面積」走査内の任意の点で「小面積」走査をなすことができるように走査の水平/垂直寸法を調整するよう選択され得る。これにより、網膜の高分解能画像のモンタージュを作成するための作動パラメータの適当な選択によって、「小面積」走査を「最大面積」内で網膜にわたって「移動させる」ことが事実上可能である。

0063

ここで説明及び図示する実施形態では、2次元走査デバイス16の回転軸16bは、走査伝達デバイス18の2つの焦点18a、18bを結ぶ線26に対して垂直である。この構成では、2つの回転軸16a、16bが直交するならば、回転軸16aは、走査伝達デバイス18の2つの焦点18a、18bを結ぶ線26と平行である。

0064

2次元走査デバイス16は、2つの回転軸16a、16bの一方の周りを2つの回転軸16a、16bの他方よりも高速又は低速で回転するよう構成される。ここで図示する構成では、走査デバイス16は、軸16aの周りを回転するよりも高速で軸16bの周りを回転するよう構成される。その結果、「高速走査」が、走査伝達デバイス18の「低」収差軸に沿って(すなわち、2つの焦点18a、18bを結ぶ線26に沿って)行われ、「低速走査」が、走査伝達デバイス18の比較的高い収差軸に沿って行われる。この利点は、軸外収差性能を改善するために能動的な焦点補正を非常に容易に行うことができることである。

0065

装置10は、コリメート光源14、走査デバイス16、及び検出器24の作動を制御するコンピュータ(図示せず)等も含む。装置10は、網膜の画像を記憶するコンピュータ等の少なくとも1つのデータ処理デバイス(図示せず)も含む。

0066

図4及び図5は、装置10の代替的な実施形態を示す。この実施形態と第1実施形態との唯一の違いは、2次元走査デバイス116が第1実施形態の2次元走査デバイス16とは異なることであり、他のコンポーネントは全て変わらない。

0067

2次元走査デバイス116は、第1回転軸118aを有する1次元走査要素118と、第2回転軸120aを有する回転可能なマウント120とを備える。図5に最もよく示すように、1次元走査要素118は回転可能なマウント120に取り付けられる。回転軸118a、120aは、直交すると共に実質的に同一平面上にある。

0068

1次元走査要素118は、1次元コリメート光キャン119をなす(図5を参照)。

0069

2次元走査デバイス116及びコリメート光源14は、この場合も点光源22からの2次元コリメート光走査20を行う。この構成では、回転可能なマウント120の回転軸120aが1次元走査要素118の回転軸118aからわずかに分離され得ることで、回転軸118a、120aがわずかに分離した平面上にあるようにする。これにより、2次元コリメート光走査20が点光源22から発することが確実となる。

0070

図4に示すように、回転可能なマウント120の回転軸120aは、走査伝達デバイス18の2つの焦点18a、18bを結ぶ線26に対して垂直である。この場合も、1次元走査要素118及び回転可能なマウント120の2つの回転軸118a、120aが直交するならば、1次元走査要素118の回転軸118aは、走査伝達デバイス18の2つの焦点18a、18bを結ぶ線26と平行である。

0071

この場合も、2次元走査デバイス116は、2つの回転軸118a、120aの一方の周りを2つの回転軸118a、120aの他方よりも高速又は低速で回転するよう構成される。ここで図示する構成では、走査デバイス116は、軸118aの周りを回転するよりも高速で軸120aの周りを回転するよう構成される。その結果、「高速走査」が、走査伝達デバイス18の「低」収差軸に沿ってこの場合も行われ、「低速走査」が、走査伝達デバイス18の比較的高い収差軸に沿って行われる。この場合も、この利点は、軸外収差性能を改善するために能動的な焦点補正を非常に容易に行うことができることである。

0072

ここで図示及び説明した実施形態では、1次元走査要素118がMEMSスキャナである。しかしながら、1次元走査要素118は、振動機構、振動鏡、共振スキャナ、共振走査鏡、又は回転多面鏡であってもよいことを理解されたい。

0073

図5に最もよく示すように、回転可能なマウント120は、シャフト部122を含む。シャフト部122の回転は機械的に制御され得る。シャフト部122の回転は、自動であってもよく、コンピュータ(図示せず)等により制御されてもよい。

0074

装置100の作動は、第1実施形態の作動と概して同一であり、上述と同様に、2次元コリメート光走査20が眼12の瞳孔点12aに入って眼12を走査する。

0075

装置10、100を、被験者の片眼12の網膜を走査及び撮像するために用いるものとして図示及び上述したが、装置10が、装置10、100を用いて第1眼の第1網膜を走査し得る第1位置と、装置10、100を用いて第2眼の第2網膜を走査し得る第2位置との間で枢動自在であり得ることを理解されたい。この構成では、装置10、100を用いて、患者を移動させる必要なく被験者の両眼を走査することができる。代替的に、各眼の網膜を走査するシステムを設けることができ、その場合、システムは2つの装置10、100を備え、各装置10、100が被験者の眼の走査に用いられる。

0076

装置10、100を、眼12の網膜をコリメート光で走査して網膜の画像を取得するために用いるものとして上述したが、装置10、100は、必ずしも網膜の画像を生成しなくてもよいことを理解されたい。すなわち、装置10、100を用いて、画像を取得せずに、すなわち網膜からの反射光検出せずに、単に網膜にわたってコリメート光を走査してもよい。したがって、装置10、100は、網膜をコリメート光で単に照明し得る。

0077

したがって、装置10、100を用いて、網膜をコリメート光で照明することにより眼の網膜を治療することができる。この構成では、可変の波長及び/又はパワーのレーザビームを生成するようコリメート光源14が作動され得る。さらに、必要であれば、複数の異なる波長を生成するようコリメート光源14が作動され得る。これにより、装置10、100が網膜疾患を治療することができる。

0078

本発明の装置10、100は、従来の分離されたレーザ走査要素(すなわち、相互に空間的に分離された2つの別個の1次元走査要素、例えば、水平走査多面鏡及び垂直走査ガルバノメータスキャナ)を必要としないので、走査レーザ検眼鏡(SLO)等の既知の網膜イメージング装置よりも低費用で製造できる。装置10、100は、既知の網膜イメージング装置よりも少数のコンポーネントを用いるので、既知の網膜イメージング装置よりも小型にすることができる。本発明の装置10、100は光学面もより少数であり、これが装置10、100の光学的効率を高める。その結果、眼への入力パワー同量である場合、イメージング検出器における全パワーが既知の方法よりも大きい。また、装置10、100は、「広視野」イメージング又は「狭視野」イメージングを実施可能であり得る。したがって、装置10、100は、種々の市場拡張可能である。さらに、走査伝達デバイス18の幾何学的形状に応じて、高分解能イメージングの達成に焦点補正が必要ない。これにより、既知の方法よりも高い分解能の画像が得られる。

0079

本発明の範囲から逸脱せずに、上記に変更及び改良を加えることができる。例えば、装置10、100を2つの直交回転軸を有するものとして図示及び上述したが、装置10、100が3つ以上の回転軸を有してもよいことを理解されたい。この場合、走査パターンは必ずしもラスタ走査の形態でなくてもよい。

0080

さらに、点光源22を、眼12の瞳孔点12aと一致するものとして図示及び説明したが、点光源22を眼12の前側節点の付近に概ね位置付けることもできることを理解されたい。すなわち、点光源22は、眼の光軸上で眼12のレンズの前、虹彩面、又は後側節点に位置付けることができる。最大の視野を得るために、すなわち光ビームのクリッピングを回避するために、点光源22は、眼12のレンズの前、すなわち虹彩面に位置付けるべきである。したがって、点光源22は、虹彩面の+/−4mm以内にある。

0081

血管造影及び自己蛍光イメージング等の用途で一般的であるように、装置10、100を1つの波長での撮像及び別の波長での検出による蛍光イメージングに用いることもできることも理解されたい。したがって、装置10、100は、網膜から反射した光又は励起時に網膜が発する蛍光を受け取ることにより、網膜の画像を取得し得ることを理解されたい。

0082

また、装置10、100を、眼12の網膜を照明及び撮像するためのものとして上述したが、装置10、100を用いて、適当な波長及び/又はパワーのコリメート光で網膜を照明することにより網膜に治療を施すこともできることを理解されたい。網膜の治療は、以下のステップを含む:(i)網膜の治療領域識別するステップ、(ii)イメージングシステムに関連した治療計画を通じて治療部位のサイズを特定するステップ、及び(iii)手動制御又は事前指定自動制御による治療で、撮像源(imaging source)(単数又は複数)への共通の入力経路を経て単一又は複数の部位へ治療照明を送るよう指導するステップ。これは、治療地形(treatment geography)とイメージングシステムから得た治療計画との間の相関を提供する。網膜の治療は、治療中に網膜の画像を見る任意のステップ及び/又は治療の成功を確認するために網膜を再撮像する任意のステップも含み得る。

0083

すなわち、本発明は、網膜の治療用のコリメート光で網膜を照明する装置も提供する。本発明は、網膜の治療用のコリメート光で網膜を照明する方法も提供する。

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