JP4170958B2 - 分散型エキシマレーザ手術システム - Google Patents

Description

本発明は、エキシマレーザ眼手術システムに関し、より詳細には、分散型（distributed）トポグラフィー、処置考案およびエキシマレーザシステムに関する。

エキシマレーザ眼手術システムは、視力矯正のために益々用いられるシステムとなっている。眼鏡から放射線角膜切開に至るまで、代表的には約193ナノメータで動作するフッ化アルゴンレーザであるエキシマレーザによって提供される冷光レーザ切除を用いて、眼表面が実際に形成し直されるまでに外科手術は発展している。これらのレーザは、本明細書において参考として援用される米国特許第4,840,175号でGholamPeymanに特許権が与えられているレーザインサイチュ角膜曲率形成技術において、眼表面下の基質組織を形成し直すためにまで用いられる。

これらの技術は、眼の未矯正のプロファイルから開始し、次いで、様々な小型ビームもしくは大型ビーム技術あるいは開口技術を用いて眼を切除し、望ましい矯正プロファイルに表面を形成し直す。矯正量は様々な方法によって決定されるが、例えば、近視については、眼の始点（starting）湾曲および必要とされる光屈折矯正量が与えられたとすると、眼表面上の各点から除去されなければならない組織の量を特定する方程式が公知である。これらの方程式は、譲渡人のPCT特許出願第PCT/EP93/02667号およびそれに対応する、1994年11月16日に出願された米国特許出願第08/338,495号に見出され、この特許出願は本明細書において参考として援用される。同様の方程式が、遠視および乱視矯正のために除去が必要な組織の量について公知である。

しかし、これらの方程式を用いる前に、眼の実際の湾曲が決定されなければならない。これは多くの技術を用いて行われる。患者の視力が眼の検診によって決定され得る。眼表面の実際の形状は、例えば、トポグラフィーシステムを用いて決定され得る。これらのトポグラフィーシステムは、手動であるかあるいはコンピュータ化されているかのいずれかであり得、コンピュータ化されたシステムは、例えば、軸湾曲、瞬間的なあるいは正確な局所湾曲、あるいは絶対高さとして、眼の曲線を点で表し得る。

典型的には、これらの湾曲および患者の視力に基いて、医師は、（矯正が遠視についてかあるいは近視についてかに依存して）正あるいは負の光屈折矯正量および、もし乱視が入っているならば、乱視の円柱レンズ（cylinder）の角度を乱視に必要な光屈折矯正量と共にエキシマレーザ手術システムにプログラムする。次いで、エキシマシステム自体のソフトウエアは必要なショットパターンを計算し、このパターンは患者の眼表面に行われる。

しかし、このようなシステムは、矯正され得る様々なタイプの視力欠陥を制限してしまう。

さらに、そのようなシステムにおいて高価な資源をより有効に利用することが望ましい。
本発明の方法および装置によると、視力矯正エキシマレーザショットパターンが開発されて、分散型（distributed）システムに適用され、このシステムにおいてトポグラフィーシステムは角膜プロファイルデータを提供し、コンピュータシステムは切除ショットパターンあるいは角膜の矯正のためのエキシマレーザショットの進路を発展させ、エキシマレーザシステムはその切除ショットパターンを発射する。しかし、このシステムの構成要素の少なくとも１つは、他の２つの構成要素から物理的に離れて配置されている。

このシステムは、ある実施態様において複数のトポグラフィーステーションを提供し、各トポグラフィーステーションは、切除ショットプロファイルを生成するためのコンピュータに接続されている。次いで、データは、後に切除処置パターンを実行するための物理的に遠隔なエキシマレーザ手術システムに送信される。

このように、様々な眼科技術に幅広く用いられるトポグラフィーシステムは、領域全体にわたる様々な位置で用いられ得る。次いで、これらのトポグラフィーシステムからのデータは、コンピュータシステムに送信され、医師は、このコンピュータシステム上でエキシマレーザシステムのための処置パターンを発展させる。次いで、そのパターンは、患者がそこへ向い、エキシマレーザシステムから処置を受け得る中央ロケーションに送信される。これによって、各医師が自分専用のエキシマレーザシステムを購入する必要がないなどの、資源のより有効な利用が可能になる。

さらに、切除ショット処置パターンを発展させるステーションによって、医師が処置パターンを自動的に生成させることが可能になり、その結果、眼の様々な総合的光屈折矯正および乱視矯正の円柱レンズ軸および矯正量が得られる。しかし、さらに、これによって、手動あるいは半手動で行われるショットを用いて、医師が標準外の処置を行うことが可能になる。次いで、処置パターンはトポグラフィーシステムから受取った眼のプロファイル上でシミュレートされ得、医師は結果を検討し得る。このように、医師は、ホットスポット、湾曲した不規則的乱視パターンなどの不規則的な異常を矯正し、かつ、これらの矯正結果を実時間シミュレーションで見得る。次いで、ショットパターンは遠隔位置にいる患者に適用される。

さらに、医師は、この処置をトポグラフィーシステムおよびエキシマレーザシステムの両方から離れて行い得る。医師は、例えば、多くの処置パターンをそれに対応する角膜トポグラフィーデータと共に家に持ち帰り、その数時間後にパーソナルコンピュータ上で適切な切除ショットパターンを準備し得る。

データは、コンピュータネットワークによって、遠距離通信リンクによって、あるいはフロッピー（登録商標）ディスクまたは他の着脱可能な媒体を介することを含む、様々な方法でこれらの様々な構成要素間で送信され得る。

本発明によって、以下が提供される。
１．レーザ眼手術システムを制御するための方法であって、該方法は、
(a) 第１の位置でトポグラフィーシステムを用いて角膜のプロファイルを決定するステップと、
(b) 該角膜の該プロファイルに対応するディジタルデータファイルを生成するステップと、
(c) 該角膜の所望の矯正に対応するレーザショットの進路のための切除ショットパターンファイルを該ディジタルデータファイルから第２の位置で生成するステップと、
(d) 該切除ショットパターンファイルを第３の位置のレーザシステムに送信するステップであって、該第３の位置は、該第１の位置および該第２の位置とは物理的に異なる付近にある、ステップと、
(e) 該第３の位置で該送信された切除ショットパターンを受取った切除ショットパターンとして受取るステップと、
(f) 該レーザシステムに指示を与え、該受けとった切除ショットパターンにおいて見出されるショットパターンに対応するショットパターンを発射するステップと、
を包含する、方法。
２．(g) 第４の位置の第２のトポグラフィーシステムを用いて第２の角膜のプロファイルを決定するステップと、
(h) 該第２の角膜のプロファイルに対応する第２のディジタルデータファイルを生成するステップと、
(i) 該第２の角膜の第２の所望の矯正に対応するレーザショットの第２の進路のための第２の切除ショットパターンファイルを該第２のディジタルデータファイルから第５の位置で生成するステップと、
(j) 該第２の切除ショットパターンを前記第３の位置の該レーザシステムに送信するステップであって、該第３の位置は、該第４の位置および該第５の位置とは物理的に異なる付近にある、ステップと、
(k) 該送信された第２の切除ショットパターンファイルを受け取った切除ショットパターンとして受取るステップと、
(l) 該ステップ（k）の後に前記ステップ（f）を行うステップと、
をさらに包含する、項目１に記載の方法。
３．前記ステップ(c)が、
(c1) 第１の格納されたショットの進路に従って処置後に前記ディジタルデータに対応する前記角膜プロファイルを表すものを表示画面上に表示するステップと、
(c2) 該ショットの進路を変更し、結果を該格納されたショットの進路として格納する、医師の手動入力を行うステップと、
(c3) 前記所望の矯正に対応するものとして該医師が該格納されたショットの進路に満足するまで該ステップ（c1）および該ステップ（c2）を繰り返すステップと、
（c4） 該ステップ（c3）後に、該格納されたショットの進路に基いて該切除ショットパターンファイルを提供するステップと、
をさらに包含する、項目１または２に記載の方法。
４．前記ステップ(c)が、
(c5) 前記ステップ(c1)の前に、前記ディジタルデータファイルからショットの初期進路を自動的に計算し、かつ、該ステップ(c1)を行う前に該進路を該格納されたショットの進路として保存するステップをさらに包含する、項目３に記載の方法。
５．前記ステップ(c)において、前記医師が中心島に対する矯正を手動で行う、項目３または４に記載の方法。
６．前記ステップ(c)において、前記医師が乱視の矯正を湾曲軸を用いて手動で行う、項目３から５のいずれかに記載の方法。
７．前記ステップ(c5)が、
近視矯正ショットの初期進路を自動的に計算するステップをさらに包含する、項目４に記載の方法。
８．前記ステップ(c5)が、
遠視矯正ショットの初期進路を自動的に計算するステップをさらに包含する、項目４に記載の方法。
９．前記ステップ(c5)が、
乱視矯正ショットの初期進路を自動的に計算するステップをさらに包含する、項目４に記載の方法。
１０．前記ステップ(d)が、
フロッピー（登録商標）ディスクに前記切除ショットパターンファイルを書き込むステップをさらに包含し、前記ステップ（e）が、
該フロッピー（登録商標）ディスクから該切除ショットパターンファイルを前記受けとった切除ショットパターンファイルとして読み出すステップをさらに包含する、項目１から９のいずれかに記載の方法。
１１．前記ステップ(d)が、
前記切除ショットパターンファイルをモデムリンクによって送るステップをさらに包含し、前記ステップ(e)が、
該切除ショットパターンファイルを前記受取った切除ショットパターンファイルとして該モデムリンクから受取るステップをさらに包含する、項目１から９のいずれかに記載の方法。
１２．前記ステップ(d)が、
前記切除ショットパターンファイルをネットワークリンクによって送るステップをさらに包含し、前記ステップ(e)が、
該切除ショットパターンファイルを前記受取った切除ショットパターンファイルとして該ネットワークリンクから受取るステップをさらに包含する、項目１から９のいずれかに記載の方法。
１３．前記ステップ(j)が、
フロッピー（登録商標）ディスクに前記切除ショットパターンファイルを書き込むステップをさらに包含し、前記ステップ（k）が、
該フロッピー（登録商標）ディスクから該切除ショットパターンファイルを前記受けとった切除ショットパターンファイルとして読み出すステップをさらに包含する、項目２から９のいずれかに記載の方法。
１４．前記ステップ(j)が、
前記切除ショットパターンファイルをモデムリンクによって送るステップをさらに包含し、前記ステップ(k)が、
該切除ショットパターンファイルを前記受取った切除ショットパターンファイルとして該モデムリンクから受取るステップをさらに包含する、項目２から９のいずれかに記載の方法。
１５．前記ステップ(j)が、
前記切除ショットパターンファイルをネットワークリンクによって送るステップをさらに包含し、前記ステップ(k)が、
該切除ショットパターンファイルを前記受取った切除ショットパターンファイルとして該ネットワークリンクから受取るステップをさらに包含する、項目２から９のいずれかに記載の方法。
１６．レーザ手術システムの分散型制御のためのシステムであって、該システムは、
患者の角膜のプロファイルに対応するプロファイルデータを提供するトポグラフィーシステムと、
該プロファイルデータから切除ショットパターンを発展させるためのプログラムを有するコンピュータシステムと、
該トポグラフィーシステムから該コンピュータシステムに該プロファイルデータを転送するための、該トポグラフィーシステムと該コンピュータシステムとの間の第１のデータリンクと、
レーザを導き、該切除ショットパターンに対応するショットパターンを発射させるレーザ眼手術システムと、
該コンピュータシステムから該レーザ眼手術システムに該切除ショットパターンを送信するための、該コンピュータシステムと該レーザ眼手術システムとの間の第２のデータリンクと、
を備え、該レーザ眼手術システムは、該コンピュータシステムとは物理的に異なる付近に位置する、システム。
１７．前記レーザ眼手術システムが無菌室に配置され、前記コンピュータシステ
ムが該無菌室の外部に配置されている、項目１６に記載のシステム。
１８．前記第２のデータリンクが電話リンクである、項目１６または１７に記載のシステム。
１９．前記第２のデータリンクがコンピュータネットワークである、項目１６または１７に記載のシステム。
２０．前記第２のデータリンクがフロッピー（登録商標）ディスクである、項目１６または１７に記載のシステム。
２１．第２の患者の角膜のプロファイルに対応する第２のプロファイルデータを提供する第２のトポグラフィーシステムと、
該第２のプロファイルデータから第２の切除ショットパターンを発展させるためのプログラムを有する第２のコンピュータシステムと、
該第２のトポグラフィーシステムから該第２のコンピュータシステムに該第２のプロファイルデータを送信するための、該第２のトポグラフィーシステムと該第２のコンピュータシステムとの間の第３のデータリンクと、
該第２のコンピュータシステムから前記レーザ眼手術システムに該第２の切除ショットパターンを送信するための、該第２のコンピュータシステムと該レーザ眼手術システムとの間の第４のデータリンクと、
をさらに備え、該レーザ眼手術システムは該レーザを導いて該第２の切除ショットパターンに対応するショットパターンを発射させる、項目１６から２０のいずれかに記載のシステム。
２２．前記第２のデータリンクおよび前記第４のデータリンクが、単一のコンピュータネットワークである、項目２１に記載のコンピュータシステム。
２３．前記コンピュータシステムが、
前記プロファイルデータから予備切除ショットパターンを自動的に発展させ、かつ前記切除ショットパターンの医師による手動改変を可能にするためのプログラムをさらに備えている、項目１６から２２のいずれかに記載のコンピュータシステム。

本発明は、以下の好ましい実施態様の詳細な説明が以下の図面と共に考慮されるとよりよく理解され得る。

図１を参照すると、システムによる構成要素の相互関係を示すブロック図が示されている。詳細には、トポグラフィーシステムＴ_１、コンピュータシステムＣ_１およびエキシマレーザ眼手術システムＥ_１すべてが結合され、本発明による分散型眼手術システムを形成する。トポグラフィーシステムＴ_１は、様々なトポグラフィーシステムであり得るが、好ましくは、EyesysのSystem 2000である。いずれの場合においても、トポグラフィーシステムＴ_１は、好ましくはコンピュータ化され、例えば５度の増分で０°と360°との間で各子午線に沿った15個の点である点表示の形でデータファイルを提供する。点による表示は、眼の同一の球面軸上の球面に対応する各点における湾曲を表す軸湾曲、局所湾曲に対する球面接線が眼の球面軸と軸整列し得ない局所湾曲、あるいは平面または球面からの高さである絶対高さを示し得る。様々なトポグラフィーシステムによって生成されるデータファイルは公知であり、いずれもの特殊なデータフォーマットへの適合も当業者によって容易に達成される。

このトポグラフィーシステムＴ_１は、患者Ｐからトポグラフィーデータを得るために用いられる。ブロック100によって図示されるトポグラフィーデータは、コンピュータシステムＣ_１に送信される。この送信は、ブロック102によって示される様々な送信技術によって達成され得る。例えば、データは、フロッピー（登録商標）ディスクあるいは他の着脱可能な媒体の形状で運ばれ、ローカルネットワークによって、シリアルまたはパラレルリンクによって、遠隔通信リンクを介して、あるいはワイドエリアネットワークによって送信され得る。リンクのタイプは、関連する様々なシステムの実行に適合可能であり、その実行に依存することが容易に理解される。いずれの場合でも、プロファイルデータ100は、コンピュータシステムＣ_１によって受取られる。コンピュータシステムＣ_１は、好ましくは、InternationalBusiness MachinesのIBM PCと互換性のあるパーソナルコンピュータなどのパーソナルコンピュータである。コンピュータシステムＣ_１は、好ましくは、IntelCorporationのPentium（登録商標） Processorなどの高度に高出力のプロセッサを備える。コンピュータシステムＣ_１は、キーボード104、マウス106、ジョイスティック108およびディジタイザ110などの様々な入出力装置を備え得る。これらの様々な入出力装置は医師がコンピュータプログラムと相互作用を行うのを可能にするために用いられ、これによってブロック112によって図示される切除ショットパターンが生成される。

図５および図６と共に以下で検討するように、コンピュータシステムＣ_１は、好ましくは、トポグラフィーシステムＴ_１から受取ったトポグラフィープロファイルデータ100および医師が手動で入力した視力データに基づいて、初期矯正切除ショットパターンが生成されるコンピュータプログラムを実行する。例えば、医師は、典型的な近視患者については-5.00などのような、必要とされる視力光屈折矯正度を入力し、所望であれば乱視矯正の軸および乱視矯正度を入力し得る。次いで、トポグラフィーデータに基づいて、コンピュータシステムＣ_１におけるプログラムは、所望のサイズの処置面積に対する切除ショットプロファイルを計算し、このプログラムは、例えば、遷移ゾーン、ディザリング、研磨、あるいは当該分野で公知の様々な他の技術をさらに包含し得る。そのような技術のさらなる詳細は、譲渡人の1994年11月16日に提出された米国特許出願第08/338,495号および1994年10月18日に提出された米国特許出願第08/324,782号に見出され、これらの特許出願は本明細書で参考として援用される。さらに、角膜プロファイルデータ100に基いて、コンピュータシステムＣ_１は乱視矯正軸および乱視矯正度を調節し得る。次いで、コンピュータシステムＣ_１中のソフトウエアによってプロファイルデータ100による眼のプロファイルが「切除」されるシミュレーションを行うことによって、コンピュータシステムＣ_１のモニタ上に現れる結果として得られるプロファイルを用いて、実際の角膜へのこの自動計算の結果を確認し得る。このシミュレーションの結果に基づいて、医師はさらに、例えば、「ホットスポット」、規定外の乱視、あるいはその他の異常欠陥を矯正するために手動でショット発射を行い得る。

医師が切除ショットパターンの結果に一旦満足すると、切除ショットパターン112は第２の送信リンク114を介してエキシマレーザ眼手術システムＥ_１に送信される。この第２の送信リンク114は送信リンク102と同様なものであり得、着脱可能な媒体、遠隔通信、ローカルまたはワイドエリアネットワーク、あるいはディジタルデータをある場所から別の場所へ送信するための他のタイプの送信リンクを含む。
エキシマレーザ眼手術システムＥ_１は、数多くの様々なタイプのエキシマレーザ眼手術システムのいずれでもあり得る。エキシマレーザ眼手術システムは、好ましくは、Chiron Technolas GmbHのKeracor 117あるいはKeracor 217である。これらのシステムは固定スポットサイズエキシマレーザシステムであるが、様々な他のタイプのシステムが代わりに用いられ得る。各システムについて、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１は、遠隔コンピュータシステムＣ_１から切除ショットパターンを受取る。

次いで、患者Ｐは、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１が見出される場所に移動する。この場所は、例えば、病院内の中央眼手術エリアあるいは市内の中央クリニックであり得る。次いで、切除ショットパターン112が発射され、患者Ｐの視力を矯正する。
患者Ｐに手術が即時に行われる必要がなく、患者はその代わりに翌日あるいは数日間手術が行われるのを待ち得る。さらに、手術を行うために医師が立ち会う必要は必ずしもなく、その代わりに別の検眼鏡検査者が手術を行い得る。

複数のトポグラフィーシステム、複数のコンピュータ、および複数のエキシマレーザ眼手術システムがどのように連結され、資源の最大限の利用を提供するかを示す図２を参照して、システムの利点が明らかになる。トポグラフィーシステムＴ_１、コンピュータシステムＣ_１およびエキシマレーザシステムＥ_１が図示され、それに加えて、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１および第２のエキシマレーザ眼手術システムＥ_２の両方に結合されたコンピュータシステムＣ_２に結合されたトポグラフィーシステムＴ_２およびＴ_３が図示される。このブロック図から理解されるように、トポグラフィーシステムＴ_１からのプロファイルデータ100がコンピュータシステムＣ_１に与えられ、次いでこのデータは、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１あるいはＥ_２のうちでより都合のよい方に送信され得る。同様に、複数のトポグラフィーシステムＴ_２およびＴ_３はコンピュータシステムＣ_２にそれらのデータを与え、次いで、このコンピュータシステムはそのデータをエキシマレーザ眼手術システムＥ_１あるいはＥ_２のうちでより都合のよい方に送信し得る。

図３を参照すると、そのようなシステムの典型的な実行が示されている。建物あるいは場所200には、コンピュータシステムＣ_２ならびにトポグラフィーシステムＴ_２およびＴ_３が収容されている。この建物あるいは場所は眼科クリニックであり得、そこではトポグラフィーシステムＴ_２およびＴ_３がプロファイルデータ100に対応するプロファイルデータを得るために用いられ、コンピュータシステムＣ_２はそのプロファイルデータを送信リンク102に対応する送信リンクによって受け取る。図示された場合においては、次いで、コンピュータシステムＣ_２は、電話線202によって切除ショットパターン102に対応する切除ショットパターンを送信する。従ってこの場合において、電話線202は第２の送信リンク114の特別な実行に対応する。次いで、切除ショットパターン102は、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１が配置されている第２の建物あるいは場所204で受取られる。
しかし、エキシマレーザ眼手術システムＥ_１は、単一のトポグラフィーシステムおよび単一のコンピュータシステムに限定されない。エキシマレーザ眼手術システムＥ_１はまた、さらに別の建物あるいは場所208に配置されているコンピュータＣ_３からフロッピー（登録商標）ディスク206を媒介として切除ショットパターンを受取る。また、その建物あるいは場所208には、さらなるトポグラフィーシステムＴ_４およびＴ_５がある。建物あるいは場所208は、プロファイルデータをフロッピー（登録商標）ディスクに与え、かつ、フロッピー（登録商標）ディスク210などのフロッピー（登録商標）ディスクのプロファイルデータ100に対応するプロファイルデータを医師が家に持ち帰ることを可能にする、この場合には独立した別のトポグラフィーシステムＴ_６も備える。医師が家212にいる間、医師はパーソナルコンピュータＣ_４を用いて切除ショットパターン112に対応する切除ショットパターンを生成し、次いでそのデータは電話リンク214によってエキシマレーザ眼手術システムＥ_１に送信される。
この実行によって、本発明による分散型システムにより、以前のシステムよりも資源をより有効に利用し得ることが明らかになる。エキシマレーザ眼手術システムは、光屈折角膜切除、光線療法角膜切除、およびレーザインサイチュ角膜曲率形成に用いられ、一般的には非常に高価かつ非常に専門化されている。処置にかかる時間は一般的にはかなり短く、通常は１時間未満である。一般的には、必要な矯正度を決定し、かつ矯正を行うために切除プロファイルを生成するために、より長い時間が必要である。
本発明による分散型システムを用いることによって、切除プロファイルはデータを与えるため（これもまた、高度に迅速な手順である）の様々なトポグラフィーシステムＴによって別々に生成され、次いでパーソナルコンピュータＣが所望の切除処置パターンを決定するために用いられるので、エキシマレーザ眼手術システムＥはより有効に用いられる。次いで、患者は、エキサイマーレーザ眼手術システムＥが備えられている中央ロケーションに向かう。

これによって、眼科外科医が資源を共同出資することが可能になる。各外科医が自分自身のエキシマレーザ眼手術システムを購入するのではなく、実質的にすべての現代の医師がアクセスするパーソナルコンピュータＣと共に、幅広い用途を有する通常に用いられている機器であるトポグラフィーシステムＴを用いるだけである。また、エキシマレーザ眼手術システムＥは、おそらくは使用者が料金を負担して、全ての医師によって用いられる。
図４は、例えば、病院において有効な代替的な実施態様を図示している。ここでは、ネットワークＮは、図１の送信リンク102および送信リンク114の両方について用いられる。例えば、エキシマレーザ眼手術システムＥ_３は、トポグラフィーシステムＴ_７およびＴ_８ならびにコンピュータシステムＣ_５およびＣ_６と共にローカルネットワークに結合される。この構成において、トポグラフィーシステムＴ_７は、例えば、ダイレクトシリアルリンク、サブネットワーク、あるいはフロッピー（登録商標）ディスクを介してコンピュータシステムＣ_５に結合され、次いで、コンピュータシステムＣ_５は、ネットワークＮによってエキシマレーザ眼手術システムＥ_３に結合される。また、トポグラフィーシステムＴ_８は、角膜プロファイルデータを与えるコンピュータシステムＣ_６（あるいは実際には、コンピュータシステムＣ_５）に結合され、次いで、コンピュータシステムＣ_６は切除ショットパターンをエキシマレーザ眼手術システムＥ_３に与える。このように、ローカルネットワークは、多くのトポグラフィーシステムＴおよびコンピュータシステムＣを単一のエキシマレーザ眼手術システムＥに接続するために用いられ、これによってショットパターンがエキシマレーザ眼手術システムＥ_３とは異なる離れた位置で計算され得る。例えば、エキシマレーザ眼手術システムＥ_３は無菌室中に配置され得るが、他の部分はそこに配置されない。無菌室は高価であるので、これによってさらに資源のより有効な利用が可能になる。

図５を参照すると、角膜異常の矯正でコンピュータシステムＣ_１によって与えられる代表的な画面が示されている。画面は、典型的には、様々な色および断面を用いた角膜プロファイルデータを示す。例示のために、画面300は、例えば、必要となる矯正度のための所望されるプロファイルからの偏差を示す色付きの中心部によって中心島を示している。次いで、医師は、その中心島に対する矯正を行うためにスクリーン302に図示されるように一連のショットを当て得る。このショットは、キーボード104、マウス106、ジョイスティック108、あるいはディジタイザ110を介してなどの様々な方法で行われ得る。次いで、医師は得られた湾曲を決定するためにシミュレーションを実行し、所望の角膜プロファイル304が生成されるまで必要に応じてこれを繰り返す。画面306は、湾曲した乱視を示し、これもまた画面上で異なる色として現れる。ステップ308において、医師は、湾曲した乱視に一連のショットを手動で置き（典型的には、周辺ではなく中央軸よりに）、実際のプロファイルデータへの処置結果が画面310に示されているような所望の角膜湾曲になるまで繰り返しシミュレーションを行う。

切除ショットパターンを生成するためのソフトウエアは、厳密には、エキシマレーザ眼手術システムＥのスタイルに依存して異なってもよいことが理解される。例えば、小型ビーム走査システムにおいては、医師は、層が除去されるべき領域を様々に指定し得、次いで、コンピュータシステムはそのパターンを除去するために必要なショットパターンを自動的に計算する。大型ビーム可変スポットサイズシステムにおいては、医師はスポットサイズおよびショット位置の両方に制御を与え得る。

図６を参照すると、本発明によるコンピュータシステムＣ上で医師によって制御された処置パターン生成を提供するためのフローチャートが示される。ルーチン400はステップ402で開始し、このステップでは医師が用いるトポグラフィーシステムのタイプおよび患者データの両方を選択する。患者データは、例えば、トポグラフィーシステムＴから送信リンク102によって送信されたプロファイルデータ100として前もって与えられる。ステップ404に進むと、正確な高さおよび所望の球面からの屈折偏差あるいは所望の屈折からの偏差を示すマップが、スクリーン上に表示される。これらのマップは、典型的には、所望の結果からの若干の偏差を示すために様々な色強度を用いて表示される。
ステップ406に進むと、所望の結果が達成されているかが決定される。処置パターンの結果が所望の湾曲を生成する場合、このステップがあてはまる。一般的には、ステップ406で開始されるこのループを最初に行ったときには、ショットが未だに試験的に行われていないので、所望の結果は達成されていない。ステップ408に進むと、医師に処置パターンを生成する機会が与えられる。典型的には、医師は、有効な処置パターンを手動のみでは合理的には生成し得ない。従って、ステップ408では、コンピュータシステムＣは、医師が手動により細かな調整を行うための基準として用い得る基準ターゲット表面をコンピュータシステムＣが見出すというオプションを医師に与える。例えば、医師は球面モデル、非球面モデル、あるいは入力屈折変化を選択し得る。球面モデルは、球面がもとの表面にどれだけ近いかを示す。非球面モデルは、表面にわたる様々な湾曲度を与える。屈折変化は、矯正の内部光屈折度をただ単に示すものである。

この基準線表面が一旦生成されると、制御はステップ410に進み、ここではコンピュータシステムＣは所望の処置パターンを計算する。これは、ステップ408で生成されたターゲット基準線に従って矯正することが必要なショットの生成を含む。次いで、ステップ412に進むと、この計算された処置パターンは、患者Ｐの角膜プロファイル高さマップ上でシミュレートされる。

次いで、ステップ414に進むと、屈折マップが高さマップから生成される。屈折マップの生成ルーチンは、代表的には製造者によって提供されるか、あるいは内部モデルで行われ得る。この屈折マップによって、医師は現在の処置がどのぐらい光学的に正確かを見ることが可能になる。次いで、制御はステップ404にループし、このステップでは高さマップおよび屈折マップが再び表示される。ステップ406に進むと、所望の結果が達成されたかが決定される（これは、医師の承認により手動で、あるいは医師の承認により屈折矯正の平均誤りの決定と共に、のいずれかで行われ得ることに留意されたい）。所望の結果が達成されていないと仮定すると、制御は再びステップ408へ進む。今回は、医師は、いくつかのスポットで若干の訂正を行うことによって細かな調整を行うことを望む。再び図５を参照すると、この図はより良好な屈折パターンを達成するために医師が行い得る細かな調整のタイプを示している。

医師は、ステップ406で開始するこれらのステップを、所望の結果が達成されるまで繰り返す。所望の結果が達成された時点で、制御はステップ416に進み、
このステップでは、エキシマレーザ眼手術システムＥへの入力するために処置データがファイルに格納される。次いで、制御はステップ416に進み、ルーチンが終了する。終了した時点で、データは第２の送信リンク114あるいはその等価物によって送信される。

医師による矯正を可能にする厳密な技術およびプログラムは決定的ではないことが理解される。しかし、技術およびプログラムは、エキシマレーザ眼手術システムＥとは独立して実行可能でなければならず、その結果、データは次いで中央エキシマレーザ眼手術システムＥに送信され得る。

この分散型システムによって、トポグラフィーシステム、コンピュータシステム、およびエキシマレーザ眼手術システムのより有効な利用が可能になることが理解される。さらに、この分散型システムによって、患者Ｐの眼に適用される切除ショットパターンへ行われる制御および改変の程度が大きくなる。

本発明の上記の開示および記載は例示的かつ説明的なものであり、寸法、形状、材料、構成要素、回路素子、配線接続および接触ならびに図示された回路および構造ならびに動作方法の詳細への様々な変更が、本発明の精神から逸脱せずに行われ得る。

図１は、本発明によるエキシマレーザ眼手術システムの構成要素間の相互関係を示すブロック図である。 図２は、本発明によるエキシマレーザ眼手術システムの複数の構成要素間の相互関係を示すブロック図である。 図３は、本発明によるレーザ眼手術システムにおける様々な構成要素間の物理的位置および物理的リンクを示すブロック図である。 図４は、本発明によるネットワークシステムのブロック図である。 図５は、本発明による切除プロファイルの手動矯正を行うための表示画面を示す図である。 図６は、本発明によるシステム中のコンピュータ上のコンピュータプログラムの動作を示すフローチャートである。

Claims (7)

1. レーザ手術システムの分散型制御のためのシステムであって、該システムは、
   患者の角膜のプロファイルに対応するプロファイルデータを提供するトポグラフィーシステムと、
   該プロファイルデータから切除ショットパターンを生成するためのプログラムを有するコンピュータシステムと、
   レーザを導き、該切除ショットパターンに対応するショットパターンを発射させる制御ユニットを備えるレーザ眼手術システムと、
   該トポグラフィーシステムから該コンピュータシステムに該プロファイルデータを転送するための、該トポグラフィーシステムと該コンピュータシステムとの間の第１のデータリンクであって、ここで、該トポグラフィーシステムは、該コンピュータシステムとは物理的に異なる付近において位置づけられているが該データリンクにより連結される、第１のデータリンクと、
   該コンピュータシステムから該レーザ眼手術システムに該切除ショットパターンを送信するための、該コンピュータシステムと該レーザ眼手術システムの制御ユニットとの間の第２のデータリンクであって、ここで、該レーザ眼手術システムは、該コンピュータシステムとは物理的に異なる付近において位置づけられているが該データリンクにより連結される、第２のデータリンクと、を備え、
   前記プロファイルデータから予備切除ショットパターンを自動的に生成し、かつ前記切除ショットパターンの医師による手動改変を可能にするためのプログラムをさらに備えていることを特徴とするシステム。
2. 前記レーザ眼手術システムが無菌室に配置され、前記コンピュータシステムが該無菌室の外部に配置されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２のデータリンクが電話リンクである、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記第２のデータリンクがコンピュータネットワークである、請求項１または２に記載のシステム。
5. 前記第２のデータリンクがフロッピー（登録商標）ディスクである、請求項１または２記載のシステム。
6. 第２の患者の角膜のプロファイルに対応する第２のプロファイルデータを提供する第２のトポグラフィーシステムと、
   該第２のプロファイルデータから第２の切除ショットパターンを生成するためのプログラムを有する第２のコンピュータシステムと、
   該第２のトポグラフィーシステムから該第２のコンピュータシステムに該第２のプロファイルデータを送信するための、該第２のトポグラフィーシステムと該第２のコンピュータシステムとの間の第３のデータリンクと、
   該第２のコンピュータシステムから前記レーザ眼手術システムに該第２の切除ショットパターンを送信するための、該第２のコンピュータシステムと該レーザ眼手術システムとの間の第４のデータリンクと、
   をさらに備え、該レーザ眼手術システムは該レーザを導いて該第２の切除ショットパターンに対応するショットパターンを発射させる、請求項１から５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記第２のデータリンクおよび前記第４のデータリンクが、単一のコンピュータネットワークである、請求項６に記載のコンピュータシステム。

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