KR100676276B1 - 각막굴절력 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각막굴절력 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 각막 후면 곡률반경에 대하여 새로운 기술적 관심을 유도하며, 각막의 상태를 구분시킬 수 있는 기술적 근거를 제공하는 각막굴절력 측정장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 각막 전면의 곡률반경을 측정하는 각막 전면 곡률반경 측정장치와; 각막 후면의 곡률반경을 측정하는 각막 후면 곡률반경 측정장치와; 상기 각 측정장치에 의하여 측정된 곡률반경의 정보를 굴절광학계 공식을 이용하여 각막굴절력을 출력시키는 연산수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각막굴절력 측정장치를 기술적 요지로 한다.

본 발명에 의하여 각막교정술 후, 자각적 굴절력 검사가 불가능한 백내장 환자의 각막굴절력을 정확히 측정하는 안정적 백내장 시술을 할 수 있으며, 환자의 개별적 각막 상태에 대해 구분시키는 근거 데이터가 제공되고, 이를 개별환자의 특성을 파악하는 데이터로 활용하며 새로운 장치에서 뿐 만 아니라, 종래의 장치에서도 보다 편리하고 정확한 각막굴절력이 측정되도록 하는 소프트웨어가 제공되는 이점이 있다.

각막굴절력, 각막, 백내장, 인공수정체, RK, ORB, BFS

Description

각막굴절력 측정방법{Method of measuring corneal power}

도 1은 본 발명에 따른 각막굴절력 측정방법의 흐름도

도 2는 본 발명에 따른 각막굴절력 측정장치의 블럭도

도 3은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 소프트웨어 흐름도

도 4는 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 RK 식 각막측정지점의 평면도

도 5는 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 ORB 식 각막측정지점의 평면도

도 6은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 측정각막구면의 측단면도

도 7은 본 발명의 각막굴절력 측정장치에 의해 수집된 정보로 구분하는 각막 전면의 상태도

도 8은 본 발명의 각막굴절력 측정장치에 의한 각막 전면의 상태 그래프

도 9는 종래의 각막굴절력 측정장치에 대한 보정방법을 설명하는 블럭도

도 10은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 데이터베이스 수집도

도 11은 본 발명의 각막굴절력 측정장치와 종래방식을 비교하는 그래프

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*

10-1 : 각막 전면의 곡률반경 측정장치

20-1 : 각막 후면의 곡률반경 측정장치

30-1 : 연산수단 r1 : 각막 전면의 곡률반경

100 : 각막 110 : 각막 중심

200 : 측정각막구면

본 발명은 각막굴절력 측정장치에 있어서, 각막 전면의 곡률반경을 측정하는 각막 전면 곡률반경 측정장치와; 각막 후면의 곡률반경을 측정하는 각막 후면 곡률반경 측정장치와; 굴절광학계 공식인 각막굴절력(이하 'K') = 각막 전면의 굴절력(이하 'K₁') + 각막 후면의 굴절력(이하 'K₂')
(상기 K₁과 K₂각각은,

,

)

삭제

을 이용하여 각막굴절력을 측정하는 연산수단을; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각막굴절력 측정장치를 기술적 요지로 한다.

상기 기호에 있어서 K는 굴절력(단위 : 디옵터), n은 매질의 굴절률(n₁: 공기, n₂: 각막, n₃: 방수의 굴절률), r은 각막의 곡률반경(r₁: 각막 전면의 곡률반경, r₂: 각막 후면의 곡률반경)을 의미하며, 이하 동일 기호를 적용한다.

일반적으로 백내장 수술은 인공수정체를 삽입하여 시력을 보정하는 수술인데, 이를 위하여 수술전 환자의 각막굴절력을 정확히 알아야 보정할 인공수정체의 굴절력을 결정할 수 있다.

한편, 각막교정술은 엑시머레이저수술(PRK : Photo Refractive Keratectomy)이나, 라식(LASIK : Laser In-Situ Keratomileusis) 등의 방법이 있는데, 상기 각막교정술 이후에 각막굴절력을 측정하는 방법으로는 자각적 굴절검사 방법을 이용한 히스토리 방식(History Method), 콘텍트렌즈 방식(Hard CL Method) 등이 있다.

그런데 각막교정술을 시술받은 이력이 있는 백내장 환자의 경우에는 수술전 자각적 굴절검사 방법으로 각막굴절력을 측정하기 곤란하고(정확성이 떨어짐), 또한 과거의 각막굴절력 측정이력이 있어야 수술전에 보다 정확한 각막굴절력을 근거로 백내장 수술을 실시할 수 있다.

특히 라식 수술의 경우에는 수술후 각막 구면이 변형되어, 라식 수술 전후의 자각적 굴절검사 값과 자동각막 곡절력값을 알아야, 라식 수술후 실제각막 굴절력값을 알 수 있는데, 라식 수술전의 데이터가 정확하게 남아 있지 않는 경우가 대부분이어서, 라식 환자에게 백내장이 발생했을 경우에는 각막굴절력 검사가 사실상 불가능하여 백내장 수술준비에 큰 차질을 가져오는 문제점이 있다.

따라서 의료계에서는 일반적으로 과거로부터 전승되어오던 경험적 산출방식에 의존하여, 단지 각막 전면의 곡률반경에 대한 지식과 보정굴절률 값 0.3375 만으로 각막굴절력을 결정하여 백내장 수술을 시술하였다.

즉, 그동안 의료계에서는 경험칙에 의해 자동각막굴절기(RK : 자동굴절측정기 등의 용어로도 사용됨)에 의해서 각막 전면 곡률반경만을 구하고 이를

(K(RK): 각막 전면 곡률반경에 의해서만 정해지는 각막굴절력, r₁: 각막 전면 곡률반경) 의 보정공식에 대입하여 각막굴절력을 측정하였다.

따라서, 현재의 각막굴절력을 측정하는 모든 의료장비는(실제에 있어서는 RK의 기능이 포함된 의료장비 또는 RK 자체임) 상기의 경험칙에 대한 실험적 검토나 정확한 이론적 근거없이 무조건 상기의 공식과 측정방법에 의존하여 만들어 지고 있는 문제점이 있다.

그런데 임상적 데이터에 의하면 각막굴절교정술 후, 상기 각막굴절력에 의존하여 백내장 수술을 시술하면, 각막굴절력의 측정 오류로 인해 수술후 환자가 원시가 되는 부작용이 발생되는 심각한 문제점이 제기되고 있다.

즉, 임상적 데이터에 의하여 경험칙에 의한 각막굴절력의 측정 오류가 검증되고 있으며, 이러한 오류를 내포한 데이터에 근거하여 여전히 백내장 수술이 시술되고 있는 문제점이 있다.

따라서 의료계에서는 이러한 각막굴절력의 측정오류에 대해 관심이 집중되고 있는 실정이며, 이를 보정하기 위해 각 개별 의료진이 실측한 각막굴절력K(RK)에서 경험적으로 조금씩 디옵터를 낮추어 각막굴절력을 정하고 백내장의 수술을 준비하고 있는데, 이 또한 환자의 각막상태에 대한 어떠한 고려나 근거 없이 적용되고 있 어, 수술 부작용에 대한 잠재적인 문제를 안고 있음은 여전하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 백내장 환자의 각막굴절력을 굴절광학을 이용하여 정확히 측정되는 각막굴절력 측정 장치및 방법 그리고 종래의 각막굴절력 측정장치에서 보다 정확한 측정 결과를 얻기 위해 추가되는 소프트웨어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 의료계에 관행적으로 적용되던 각막굴절력 측정방법의 오류를 지적하고, 이를 정확히 보정하는 각막굴절력 측정장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 환자의 개별적 각막 상태에 대해 추측할 수 있는 근거 데이터를 마련하고, 이를 동일 상태의 환자에게 적용할 수 있는 근거 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

무엇보다도 본 발명은 각막굴절교정술 이후, 자각적 굴절검사가 불가능한 백내장 환자에게 부작용없는 수술이 가능하도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 라식 수술후 각막의 변형된 환자의 각막 상태를 구분시킴으로써, 각막 상태에 따른 각막굴절력 측정이 차별적으로 적용되도록 하여 개별 각 환자에게 가장 적합한 각막굴절력 측정장치 및 방법을 선별적으로 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 각막 후면 곡률반경에 대하여 새로운 학술적 관심을 유도하고, 이를 개 별환자의 특성을 파악하는 데이터로 활용하도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각막굴절력 측정장치에 있어서, 종래의 히스토리 방식(History Method) 대신 각막 전면과 후면의 곡률반경을 측정하여 굴절광학계 공식인 각막굴절력(이하 'K') = 각막 전면의 굴절력(이하 'K₁') + 각막 후면의 굴절력(이하 'K₂')
(상기 K₁과 K₂각각은,

,

)
적용하는 각막굴절력 측정장치 및 방법 그리고 그의 응용기술인 소프트웨어를 기술적 요지로 한다.

상기 기호에 있어서 K는 굴절력(단위 : 디옵터), n은 매질의 굴절률(n₁: 공기, n₂: 각막, n₃: 방수의 굴절률), r은 각막의 곡률반경(r₁: 각막전면의 곡률반경, r₂: 각막 후면의 곡률반경)을 의미하며, 이하 동일 기호를 적용하기로 한다.

이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 각막굴절력 측정방법의 흐름도이며, 도 2는 본 발명에 따른 각막굴절력 측정장치의 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 소프트웨어 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 RK 식 각막측정지점의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 ORB 식 각막측정지점의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 측정각막구면의 측단 면도이고, 도 7은 본 발명의 각막굴절력 측정장치에 의해 수집된 정보로 구분하는 각막 상태도이고, 도 8은 본 발명의 각막굴절력 측정장치에 의한 각막 상태도의 그래프이고, 도 9는 종래의 각막굴절력 측정장치에 대한 보정방법을 설명하는 블럭도이며, 도 10은 본 발명의 각막굴절력 측정장치의 데이터베이스 수집도이며, 도 11은 본 발명의 각막굴절력 측정장치와 종래방식을 비교하는 그래프이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 각막굴절력 측정장치는 크게 각막 전면의 곡률반경 측정장치(10-1)와 각막 후면의 곡률반경 측정장치(20-1)와 연산수단(30-1)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 상기 각막의 곡률반경 측정장치(10-1, 20-1)는 각기 각막 전면의 곡률반경(r₁) 및 각막 후면의 곡률반경(r₂)을 측정하는 장치로서, 각막(100)에 대하여 각막 중심(110)을 기준으로 측정각막구면(200)을 정하고 상기 측정각막구면(200)에 대하여 곡률반경을 측정하는 것이다.

이하 상기 측정각막구면(200)은 곡률반경의 측정대상이 되는 각막구면을 의미하는 것으로 정의한다.

본 발명의 연산수단(30-1)은 상기 각막의 곡률반경 측정장치에서 측정된 곡률반경을 굴절광학계 공식인 각막굴절력(이하 'K') = 각막 전면의 굴절력(이하 'K₁') + 각막 후면의 굴절력(이하 'K₂')
(상기 K₁과 K₂각각은,

,

)

삭제

을 이용하여 각막굴절력을 계산하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 기호는

K는 굴절력(단위 : 디옵터), n은 매질의 굴절률(n₁: 공기, n₂: 각막, n₃: 방수의 굴절률), r은 각막의 곡률반경(r₁: 각막 전면의 곡률반경, r₂: 각막 후면의 곡률반경)이며, 이하 동일 기호를 적용하기로 한다.

이하 도 4와 도 5를 참고로 하여 본 발명의 상기 각막 곡률반경 장치에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서 각막의 곡률반경을 측정하는 측정장치를 설명하면, 상기 측정장치는 도 4와 같이 측정각막구면에 대하여 구면의 외주변(측정각막구면의 주변부)에 대한 곡률반경을 측정하는 장치와, 도 5a 내지 도 5c 각각에 도시된 것 같이 구면의 내면(측정각막구면의 중심부)에 대한 곡률반경을 측정하는 장치로 구분된다.

상기 도 4에 도시된 바와 같은 구면의 외주변에 대하여 곡률반경을 측정하는 대표적인 장치는 자동각막굴절기(이하 'RK')를 들 수 있다.

또한 상기 도 5a 내지 도 5c 각각에 도시된 바와 같이 구면의 내면에 대한 곡률반경을 측정하는 대표적인 장치는 각막지형도분석기(이하 'ORB 스캐너')를 들 수 있다.

본 발명은 상기 각 곡률반경 측정방식을 이용하여 각막굴절력을 측정하는 장치로서, 구체적인 실시예로서 본 발명의 상기 각막 전면 곡률반경 측정장치(10-1)는 RK 장치 또는 ORB 스캐너 중에서 적어도 하나가 되거나, 두가지 방식 모두로 구성되며, 상기 각막 후면의 곡률반경 측정장치(20-1)는 ORB 스캐너 방식으로 구성된 다.

이하 상기 방식에 의한 측정 결과를 살펴보기로 한다.

상기 도 4의 RK 장치식 측정방법(이하 RK 방식)에 의하여는 측정각막구면(200)의 외주변에 임의의 점들(210)을 취하고, 상기 점들(210)에 대한 곡률반경을 구한 후, 이를 평균하여 각막 전면의 곡률반경으로 결정한다.

따라서, RK 방식에 의할 경우에 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각막 전면의 곡률반경은 측정각막구면(200) 자체(도 4의 측정각막구면(200)의 내부면)에 대한 곡률 반경을 의미하는 것이 아니라, 화살표로 도시된 것과 같이 측정각막구면(200)의 외주변을 따라 측정되는 각막 전면의 곡률반경에 대한 정보가 획득되는 특징이 있다.

한편 상기 ORB 스캐너 방식에 의할 경우에는 여러가지 다양한 방법의 곡률반경을 측정하는 방법이 있으나, 본 발명은 그 중에서 측정각막구면의 내구면에 대한 곡률반경 정보가 획득되는 BFS 방식(이하 ORB 스캐너에서 BFS(Best Fit Sphere)를 이용한 곡률반경 측정방식은 'ORB 스캐너 방식'이라고 한다.)을 취하기로 한다.

그러나, 이는 본 발명의 기술적 요지에 대하여 부합되는 방식이기 때문에 예시하는 하나의 실시예일 뿐, 본 발명의 요지가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 ORB 스캐너 방식에 의하면, 측정각막구면을 최적각막구면 즉, BFS로 정하고 상기 BFS에 대하여 가로의 슬릿정보와 세로의 슬릿정보를 취한 후, 상기 슬릿이 형성하는 교차점의 곡률반경 정보를 평균한 값을 구한다.

따라서 상기 ORB 스캐너 방식에 의할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 측정각막구면(200)(최적각막구면 : BFS가 될 것이다)의 내부면(더욱 상세하게는 도 4의 각막중심(110)을 포함하는 측정각막구면(200)의 내부면)에 대한 곡률반경 정보가 획득되는 것이다.

이하 도 7a 내지 도 7c 각각을 참고로 하여 상기 측정정보를 살펴보면, 상기 측정정보는 다음과 같이 해석되는데,

도 7a와 같이

(RK 방식으로 측정하는 곡률반경)가

(ORB 방식으로 측정하는 곡률반경) 보다 작은 경우에는 측정각막구면에 속한 각막은 외주변이 내면보다 작으므로 돌출형 각막이 될 것이며,

도 7b와 같이

와

가 같은 경우에는 측정각막구면에 속한 각막은 외주변과 내면이 동일한 일치형 각막이 되며,

도 7c와 같이

가

보다 큰 경우에는 측정각막구면에 속한 각막은 외주변이 내면보다 크므로 평탄형 (이해의 편의에 따른다면 함몰형이 될 것이다.) 각막이 될 것이다.

본 발명은 상기와 같이 RK 방식의 장치와 ORB 스캐너 방식의 장치를 이용함으로서, 각막의 상태를 구분할 수 있는 주요 특징이 있다.

한편 본 발명은 상기 방식들에 의해 측정된 곡률반경을 굴절광학계 공식에 대입하여 각막굴절력을 측정하는 것을 기술적 요지로 한다.

그런데 본 발명에 있어서는 상기 각막굴절력의 측정에 있어서, RK 장치와 ORB 장치를 선택적으로 사용하며, 그 이론적 근거는 상기 각막의 상태와 연관된다.

상기 설명한 본 발명의 구성에 의하여 각막굴절력은 2가지가 구해지는 데, 즉 각막굴절력(이하 'K') = 각막 전면의 굴절력(이하 'K₁') + 각막 후면의 굴절력(이하 'K₂')이므로,

및

를 각각 대입하여 계산하면,

삭제

삭제

K = K₁(RK) + K₂(ORB) 또는

K = K₁(ORB) + K₂(ORB)

가 구해지는 것이다. (K₁(RK) : 각막 전면의 곡률반경이 RK 방식으로 측정되어 계산되는 경우, K₁(ORB) : 각막 전면의 곡률반경이 ORB 방식으로 측정되어 계산되는 경우)

그런데 각막의 상태에 대하여 상기 K 값들은 상호 일치하지 않을 것이며, 이러할 경우에는 낮은 K( low K) 값을 선택하는 것이 본 발명의 기술적 요지이다.

즉, 본 발명에 의하면 측정된 곡률반경에 의하여 각막 전면의 상태가 분석되는데, 자세하게는 RK 방식에 의하면 측정각막구면의 주변 영역의 곡률반경과 ORB 스캐너 방식에 의하여 측정각막구면의 중심영역의 곡률반경이 측정되므로, 각막의 상태에 따라 상기 K 값이 다르게 구해질 것이다.

이러한 경우에는 상기 각막의 상태가 돌출형일 경우에는 K₁(RK)를 적용하고 평탄형 일때는 K₁(ORB)를 적용하는 것이 더욱 정확하다.(일치형의 경우 동일한 K 값이 됨)

이하 도 8과 함께 측정된 각막 상태에 따른 구분을 살펴보기로 한다.

도 8은 백내장 환자를 대상으로 측정한 데이터인데 방법 1 (Method 1)은 K₁(RK)를 적용한 것이며, 방법 2 (Method 2)는 K₁(ORB)를 적용한 것이다.

도 8은 실측값에 가까울 수록 (낮을 수록 ) 더 정확한 것으로 평가되는데, 돌출형(가로축 숫자는 각 환자별 구분숫자로서 이 경우 2, 6, 8번)일 경우에는 K₁(RK : 방법 1)가, 평탄형(가로축 숫자 1, 5, 7번) 일때는 K₁(ORB : 방법 2)가 더 낮은 값을 나타냄을 알 수 있다.

본 발명은 또한 상기 각막 전면의 곡률반경(r₁) 및 상기 각막 후면의 곡률반경(r₂)을 측정하기 위한 측정각막구면은 동일한 것을 특징을 한다.

이는 동일한 조건에서 획득된 데이터를 이용하여야 상기 설명한 각막상태의 구분이 더욱 정확한 의미를 가지기 때문이며, 본 발명의 경우에 상기 측정각막구면은 2.5~3.5mm 범위내, 특히 3mm 인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 측정각막구면을 외주변과 내면으로 구분하여 각막의 상태를 추정하고, 굴절광학 공식을 이용하여 각막굴절률을 측정하되, 각막의 상태에 따라 그 방법을 선택하는 데 특징이 있다.

즉, 본 발명은 각막굴절력 측정장치에 있어서, 측정각막구면에 대한 중심의 평균 곡률반경(r)에 관심을 두고, 상기 구면의 중심 평균 곡률반경(r)과 주변부 평균곡률반경의 정보를 활용하여 정확한 각막 상태를 확인하고 각 각막 상태에 따라 선택적인 각막굴절력을 구하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 설명에 있어서 상기 구면 중심 곡률반경 측정장치는, BFS(최적각 막구면)를 상기 측정각막구면으로 지정하고 각막에 대한 단면 슬릿을 측정한 후, 최소자승법으로 각막 내구면의 평균 곡률반경을 구하는 각막지형도분석기(이하 'ORB 스캐너' 라고 함) 방식의 장치를 예로 들었으나, 본 발명의 요지가 이에 한정되지는 아니하며, 각막의 상태를 분석하고, 분석된 각막의 상태에 따라 각막굴절력을 선택적으로 정할 수 있는 모든 구면 중심 곡률반경 측정장치가 포함됨은 물론이다.

이하 도 1과 도 3과 함께 본 발명의 방법에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 방법은 각막전면의 곡률반경을 측정하는 제1단계와 각막후면의 곡률반경을 측정하는 제2단계와 각막굴절력을 연산하는 제3단계로 구성된다.

본 발명의 방법은 3가지의 방법으로 더욱 세분되는데,

제1방법은 상기 제1단계에서는 자동각막굴절기(이하 'RK 장치' 라고 함) 방식을 이용하여 측정각막구면의 원주변에 대한 각막 전면의 곡률반경(r₁) 이 측정되며(이하 'RK'방식이라 함) 상기 제2단계에서는 각막지형도분석기(이하 'ORB 스캐너' 라고 함) 방식을 이용하여 측정각막구면을 BFS로 정하고 최소자승법에 의한 각막 후면의 곡률반경(r₂) 가 측정되는 것(이하 'ORB 스캐너 방식' 이라고 함)을 특징으로 하는 측정방법이다.

제2방법은 상기 제1단계와 제2단계가 모두 상기 ORB 스캐너 방식에 의해서 곡률반경이 측정되는 것을 특징으로 하는 측정방법이다.

상기 제1방법과 제2방법에 의하면 각막 상태에 대한 고려 없이도 굴절광학 공식이 그대로 적용되어 적어도 히스토리 방식보다는 정확한 각막굴절력을 측정할 수 있다.

제3방법은 상기 제1단계에서는 RK 방식 과 ORB 스캐너 방식에 의해서 각막 전면의 곡률반경(r₁)이 각각 측정되며, 상기 제2단계에서는 ORB 스캐너 방식에 의해서 각막 후면의 곡률반경(r₂)이 측정되고, 상기 제3단계에서는 상기 각막굴절력을 '각막굴절력=(상기 1단계에서 측정된 두개의 r₁을 대입하여 연산된 두개의 K₁중 낮은 값) + K₂' 의 공식에 의해서 구하는 것을 특징으로 하는 측정방법이다.

상기 제3방법은 개별 각막 상태에 따라 더 정확한 각막굴절력이 선택되도록 하는 것이다.

이하 도 11과 함께 본 발명의 실시결과를 살펴보기로 한다.

도 11은 백내장 환자의 백내장 수술전 실제 각막굴절력과 종래방식 및 본 발명에 의한 방식의 비교 그래프이다.

도 11에 있어서 막대그래프는 실제 각막굴절력이며, 상기 실제 각막굴절력에 보다 가까울수록 정확한 값으로 이해되며, 적어도 실제 각막굴절력보다 낮은 값이 나와야 부작용 적은 값으로 본다.

도 11에서 종래 자동각막굴절기(RK)를 이용하여 측정한 각막굴절력 K(RK)는 제일 상측의 그래프(preop. K)로서 실제 각막굴절력(막대그래프)과 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있다.

따라서, 종래 방식의 각막굴절력 측정은 백내장 수술시 부작용을 야기시키는 오류의 주요원인임을 알 수 있다.

그런데 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명(Method 1, Method 2)에 의하면 실 제 각막굴절력과 매우 근접한 정확한 각막굴절력 측정이 이루어짐을 알 수 있다.

또한 각막의 상태에 따라 두가지 방식중 하나를 선택적으로 적용하는 것( 낮은 K를 선택하는 것이)이 더욱 정확하므로, 각막 상태에 따라 선택적으로 측정장치 또는 방법을 정하는 것이 매우 중요한 의미를 가지는 것을 알 수 있다.

한편 본 발명은 종래의 자동각막굴절기 방식에 의한 각막굴절력을 정확한 값으로 보정하는 수단을 제공한다.

자세하게는 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이 각막굴절력 측정장치에 있어서, 각막 전면 곡률반경(r₁)만을 측정하여

의 공식으로 각막굴절력을 구하는 각막굴절력 측정장치, 예를들어 RK식 굴절력 측정장치 ( K(RK)는 이 방식의 각막굴절력)로 각막굴절력을 측정하고, 상기 각막굴절력K(RK)를 '각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - c ( c는 통계적 경험칙에서 정해지는 보정 상수값)'의 공식에 의해서 보정하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 RK식 굴절력 측정장치 및 '각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - c ( c는 통계적 경험칙에서 정해지는 보정 상수값)'의 공식에 의해서 보정하기 위한 연산수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

여기서 상기 c는 각막굴절력 측정 표본집단에 대하여 ORB 스캐너 방식으로 각막 후면의 곡률반경(r₂)을 측정하고, 상기 r₂를

에 대입하여 구한 각막 후면의 굴절력(K₂)의 평균값이 된다.

상기 각막굴절력 측정 표본집단은 라식 수술의 이력이 있는 환자를 대상으로 구성할 경우에, 상기 c는 이들 표본집단을 대상으로 ORB 스캐너 방식으로 구한 각막 후면의 굴절력(K₂)의 값을 평균한 상수가 됨으로써, 특히 라식수술의 이력이 있는 환자에게 백내장이 발생하여 실측 각막굴절력을 계산할 수 없는 경우에 적용할 수 있는 이점이 있다.

뿐 만 아니라, 미리 라식 이력이 있는 환자군에 대한 각막 후면의 굴절력에 대한 데이터를 형성시키고, 이에 대한 평균값을 K(RK)의 보정상수 값으로 이용함으로써, 고가의 의료장비인 ORB 스캐너가 없는 소규모 병원에서도 자동각막굴절기 만으로 정확한 굴절광학계 공식을 이용할 수 있게 하는 장치와 방법이 제공된다.

상기 보정 공식 '각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - c ( c는 통계적 경험칙에서 정해지는 보정 상수값)'는 다음과 같이 구해진다.

RK 방식의 각막 굴절력 K(RK)은

이므로,

이고

n은 매질의 굴절률로서 n₁=1 (공기), n₂=1.376 (각막) 이므로,

가 된다.

따라서 각막굴절력 K = 각막 전면의 굴절력(K₁) + 각막 후면의 굴절력(K₂)

에서

를 대입하고, 상기 K₂는 각막 후면의 굴절력(K₂)의 평균값 c를 대입하면

각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - c 가 구해진다.

상기 c는 라식 이력이 있는 환자의 표본집단을 대상으로 하는 경우에는 7 내지 10 사이의 상수가 되는데, 본 발명의 요지는 반드시 라식 이력이 있는 표본집단만을 대상으로 하는 것은 아니며, 정상적 표본집단, 다른 수술의 이력집단 등을 대상으로 상기와 같은 데이터를 수집하는 데까지 있음은 물론이다.

한편, 상기 표본집단에 대하여 상기 각막굴절력의 보정은 표본집단이 가지는 각막의 상태에 따라 달리 적용하면 더욱 정확한 결과가 도출된다.

즉, 각막굴절력 K(RK) 가 35D(D :디옵터) 에서 42D 이내로서 각막의 왜곡 정도가 비교적 적을 때에는 각막굴절력(K) = K1(RK) × 1.114 - 7.4 에 의해서 각막굴절력 K(RK) 를 보정하고, K(RK) 가 34D(D :디옵터) 이하일 때에는 각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - 9 에 의해서 각막굴절력 K(RK)를 보정하는 것이 바람직하다.

이는 각막의 왜곡정도에 따라 각막 후면 굴절률의 평균값에 큰 차이가 나고, 비교적 왜곡 정도가 심한 K(RK) 가 34D(D :디옵터) 이하일 때는 비교적 드문 경우에 해당되므로 이를 따로이 보정하는 것이 바람직 하기 때문이다.

상기 각막 후면 굴절력의 데이터는 각막굴절력(K)을 구하기 위해 선행되는 각막 곡률반경(r)을 측정하기 위한 측정각막구면이 RK 방식과 동일한 데이터 이어야 일관성 있는 적용이 가능할 것이다.

또한 각막굴절력에 있어서 가장 중요한 데이터로 평가되는 2.5~3.5mm 범위내의 측정각막구면(200, 특히 3mm 인 것)으로 되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 본 발명은 상기한 바에서도 알 수 있듯이 종래의 장치에 소프트웨어를 추가함으로써 구성이 가능하다.

본 발명은 상기의 기술적 요지를 구현시키는 소프트웨어에 대한 것을 포함하는데, 본 발명의 소프트웨어는 RK등의 각막굴절력 측정장치에 포함되는 프로그램으로서, r₁ 입력단계와 r₂ 입력단계와 연산단계로 구성된다.

상기 본 발명의 r₁입력단계는 각막 전면의 곡률반경 r₁의 측정정보가 입력되는 단계이다.

상기 r₂입력단계는 ORB 스캐너 방식으로 측정된 각막 후면의 곡률반경 r₂의 정보가 입력되는 단계이다.

이를 위하여 본 발명은 각막 전면 또는 후면의 곡률반경을 측정하는 곡률반경 측정장치를 포함하는 장치의 운용 소프트웨어가 되어야 할 것이다.

본 발명의 상기 연산단계는 각막굴절률을

각막굴절력(K) = 각막 전면의 굴절력(K₁) + 각막 후면의 굴절력(K₂)

및

을 이용하여 연산하는 단계이다.

본 발명의 상기 r₁입력단계에서 입력되는 r₁은 RK 방식 또는 ORB 스캐너 방식 에 의하여 측정된 r₁의 정보이다.

상기 두가지 방식에 의하여 측정된 각막굴절력은 각막의 상태에 따라 선별되어야 되는 데, 본 발명에 의하면, 각막의 개별 상태에 대한 별도의 고려없이 상기 연산단계에서 상기 두개의 r₁에 대한 각막굴절력을 각각 구한 후, 이중 낮은 값을 각막굴절력으로 정하는 것으로 한다.

이에 대한 정확성은 도 11의 그래프에 의하여 알 수 있다.

본 발명은 단지 RK 장치에 보정 프로그램을 포함시키는 것만으로도 실시 가능하다.

따라서 본 발명은 각막굴절력 측정장치에 포함된 프로그램과 상기 프로그램을 포함한 각막굴절력 측정장치를 또 다른 기술적 요지로 한다.

자세하게는, 상기 프로그램은 RK 방식으로 측정된 각막전면 곡률반경 r₁에 대한 정보가 입력되는 단계와 RK 방식(

)을 이용하여 각막굴절력(K(RK))을 구하는 단계와 상기 단계에서 구해진 K(RK)를 '각막굴절력(K) = K(RK) × 1.114 - c : c는 상수' 의 공식에 대입하여 보정하는 단계로 구성된다.

그런데, 상기 각막굴절력 측정장치에 포함되는 프로그램은 보정상수 c 값이 필요하게 되는데, 상기 c 값은 표본집단의 환자들을 대상으로 ORB 스캐너 방식으로 측정한 각막 후면 굴절력의 데이터베이스에 의해 결정되는데, 상기 데이터베이스에 의한 평균 각막 후면 굴절력이 상수 c로 되는 것이다.

상기 데이터베이스는 특히 RK로 측정되는 각막굴절력을 기준으로, 일반적으로 적용가능한 표본집단과 특정한 경우에 적용 가능한 표본집단을 구분할 수 있다.

즉, 35D(D :디옵터) 에서 42D 이내일 때에는 일반적으로 적용가능한 제1 표본집단으로, 34D(D :디옵터) 이하일 때에는 특별한 경우에는 제2 표본집단으로 구분하여 데이터베이스를 형성시키고 그의 평균 각막 후면 굴절력을 보정 상수로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 c는 상기 제1 표본집단에 대하여 7 에서 8 사이값으로 결정되는 것이 보통인데, 현재까지의 측정 데이터베이스에 의하면 7.4 의 값으로 나타난다.

그러나 표본집단의 개체수가 많아지는 경우에는 그 값이 변동될 수 있음은 물론이다.

한편 상기 제2 표본집단에 대해서는 상기 c가 9 인 것으로 실험적 데이터베이스에서 나타나고 있으나, 이 역시 표본집단의 변동에 의해서 변화될 수 있음은 물론이다.

그리고 상기 c는 측정대상에서 일관적인 데이터가 나와야 하는데, 이는 측정각막구면을 얼마에 두느냐에 따라 변동가능한 변수가 된다.

본 발명은 상기 c를 특히 측정각막구면이 2.5~3.5mm 사이의 것으로 데이터베이스를 형성시키며, 그 중 특히 3mm인 것의 데이터베이스인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이러한 과정을 거쳐 형성되는 각막 후면 굴절력 데이터베이스 형성방법에도 기술적 요지가 있다.

본 발명에 의하여 백내장 환자의 각막굴절력을 굴절광학을 이용하여 정확히 측정하는 각막굴절력 측정 장치및 방법 그리고 종래의 각막굴절력 측정장치에서 보다 정확한 측정 결과를 얻기 위해 추가되는 소프트웨어가 제공되는 이점이 있다.

또한 본 발명은 의료계에 관행적으로 적용되던 각막굴절력 측정방법의 오류를 지적하고, 이를 정확히 보정하게 하는 이론적 근거를 제공하는 각막굴절력 측정장치 및 그 방법이 제공되는 이점이 있다.

그리고 본 발명은 환자의 개별적 각막 상태에 대해 추측할 수 있는 근거 데이터를 마련하고, 이를 동일 상태의 환자에게 적용할 수 있게 하여, 향후 더욱 정확한 보정이 가능하도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 그 방법이 제공되는 이점이 있다.

무엇보다도 본 발명은 각막굴절교정술 이후, 자각적 굴절검사가 불가능한 백내장 환자에게 부작용없는 수술이 가능하도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 방법이 제공되는 이점이 있다.

그리고 본 발명은 라식 수술후 환자의 각막 상태를 구분시키는 이론적 근거를 제공하고, 각막 상태에 따라 각막굴절력 측정이 차별적으로 적용되도록 하여, 개별 각 환자에게 선택적으로 가장 적합한 측정이 이루어지도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 방법이 제공되는 이점이 있다.

또한 각막 후면 곡률반경에 대하여 새로운 학술적 관심을 유도하고, 이를 개별환자의 특성을 파악하는 데이터로 활용하도록 하는 각막굴절력 측정장치 및 방법이 제공되는 이점이 있다.

또한 상기의 모든 이점이 보다 편리하고 안정적으로 실시되도록 하는 소프트웨어가 제공되는 이점이 있다.

Claims (34)

1. 각막의 굴절력을 측정하는 방법으로서,

   각막의 굴절력을 측정하는 방법으로서,

   상기 각막의 전면 곡률 반경 r₁은 측정각막구면의 원주변에 대한 곡률 반경을 측정하는 자동각막굴절기 방식과, 측정각막구면을 최적각막구면으로 정하고 최소자승법에 의해 곡률 반경을 측정하는 ORB 스캐너 방식 중에 선택되는 어느 하나의 방식으로 측정하여 이를 각각

   

   식에 대입하는 단계와;

   자동각막굴절기 방식에 의해 측정된 r₁에 의해 얻어지는 K₁값과, ORB 스캐너 방식에 의해 측정된 r₁에 의해 얻어지는 K₁값을 비교하여 이 중 작은 K₁값을 각막 전면의 굴절력 K₁으로 정하는 단계와;

   상기 각막의 후면 곡률 반경 r₂는 측정각막구면을 최적각막구면으로 정하고 최소자승법에 의해 곡률 반경을 측정하는 ORB 스캐너 방식으로 측정하여

   

   식에 대입하여 얻어지는 값을 각막 후면의 굴절력 K₂로 정하는 단계와;

   구해진 상기 각막의 전면 굴절력 K₁및 각막의 후면 굴절력 K₂를 합산하여 각막의 굴절력을 결정하는 단계를;

   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 각막굴절력 측정방법.

   (상기 각 식에서, K는 굴절력(단위 : 디옵터), n₁: 공기의 굴절율, n₂: 각막의 굴절율, n₃: 방수의 굴절률)
2. 제1항에 있어서,

   상기 각막 전면 및 각막 후면 각각에 대한 곡률 반경 측정에서 측정각막구면은 2.5㎜ - 3.5㎜의 직경 범위내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 각막굴절력 측정방법.
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