KR101118146B1 - Apparatus for the Treatment of Ocular Diseases and Apparatus for the Diagnosis of Ocular Diseases - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치 및 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치에 관한 것으로, 상세하게 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 안구 내 유리체로 초점이 조절된 펨토초 레이저 빔을 조사하여, 초점 영역의 유리체에서 레이저 유발 이온화 및 레이저 유발 흡수에 따른 압력 파가 발생되도록 하여 안구 질환을 치료하는 특징이 있으며, 상세하게 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 안구 내 유리체로 초점이 조절된 펨토초 레이저 빔을 조사하고 산란되는 산란광의 세기 변화를 측정하여, 산란광의 세기 변화를 기준으로 안구 질환의 보유 유무를 진단하는 특징이 있다. The present invention relates to an apparatus for diagnosing ocular disease using a laser and an apparatus for diagnosing ocular disease using a laser. In detail, the apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention irradiates a femtosecond laser beam focused on a vitreous in the eye, thereby focusing a region. The pressure wave caused by laser induced ionization and laser-induced absorption in the vitreous is characterized in that the treatment of eye diseases, in detail the eye disease diagnosis apparatus according to the present invention is to focus the femtosecond laser beam focused to the vitreous in the eye By measuring the change in the intensity of the scattered light to be irradiated and scattered, there is a characteristic of diagnosing the presence of eye disease based on the change in the intensity of the scattered light.

초고속 레이저, 펨토초, 압력 파, 망막, 유리체, 박리, 출혈 Ultrafast Laser, Femtosecond, Pressure Wave, Retina, Vitreous, Desquamation, Bleeding

Description

레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치 및 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치{Apparatus for the Treatment of Ocular Diseases and Apparatus for the Diagnosis of Ocular Diseases}Apparatus for the Treatment of Ocular Diseases and Apparatus for the Diagnosis of Ocular Diseases}

본 발명은 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치 및 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치에 관한 것으로, 상세하게 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔의 조사에 의해 유리체 내부에 압력 파를 발생시켜 망막 박리를 포함한 안구 질환을 치료하는 특징이 있으며, 상세하게 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔의 조사 및 산란되는 산란광의 세기 변화를 측정하여 안구 질환의 보유 유무를 진단하는 특징이 있다. The present invention relates to an apparatus for diagnosing eye diseases using a laser and an apparatus for diagnosing eye diseases using a laser. In detail, the apparatus for diagnosing eye diseases according to the present invention generates pressure waves inside a vitreous body by irradiation of a femtosecond laser beam, thereby retinal detachment. The ocular disease diagnosis apparatus according to the present invention has a characteristic of diagnosing the presence or absence of eye disease by measuring the change in the intensity of the scattered light and the irradiation of the femtosecond laser beam.

층상구조의 이루어진 조직에 관련된 질환은 매우 다양한 형태로 일어난다. 특히 안구의 망막조직의 주요 부분은 층상 구조로써 이루어지고 있다. Diseases related to the stratified tissues of the stratification occur in a wide variety of forms. In particular, the major part of the eye's retinal tissue consists of a layered structure.

이러한 층상 구조를 갖는 안구 내 조직들이 구조적으로 변형될 경우, 시력 저하나 심하게는 시력 상실로 발전하는 경우가 매우 흔하게 일어난다. When the intraocular tissues having such a layered structure are structurally deformed, it is very common to develop vision loss or worse vision loss.

황반변성 및 관련 황반질환에 의한 실명되는 사례가 기존의 녹내장이나 백내 장에 의한 실명률을 제치고 실명원인 1위로 부상하였다. 특히 국민건강보험공단에 따르면 2000년 7631명 이었던 20~40대 사이의 젊은층 황반변성 환자 수는 2004년 1만3673명으로 2배 가까운 증가세를 보이고 있다.Cases of blindness due to macular degeneration and related macular disease have emerged as the leading cause of blindness, surpassing the existing blindness rate by glaucoma or cataract. In particular, according to the National Health Insurance Corporation, the number of young macular degeneration patients in their 20s and 40s, which was 7631 in 2000, increased by nearly 1373 in 2004.

황반변성은 별 증상이 없다가 시력이 서서히 나빠져 결국 실명에 이르게 되는데, 초기에는 사물이 흐리게 보이거나 근거리 물체가 비틀려 보이는 이상증세를 보이다가 병이 상당히 진행된 후에야 시력저하 등의 증상이 나타난다. Macular degeneration does not show any symptoms, but the vision gradually worsens, leading to blindness.In the early stages, symptoms such as blurred vision or distorted short-range objects appear in the eyes, but only after the disease progresses considerably.

이러한 황반변성 관련 질환은 크게 실명의 주된 원인으로 소아에서 미숙아망막병증과 성인에서 당뇨망막병증, 노인성 황반변성 등이 있다. 발생의 원인으로 그들의 기저 질환들을 고려할 때는 조금씩의 차이가 있으나, 공통적으로 망막혈액장벽의 손상에 따른 이차적인 망막혈관내피세포의 증식에 의한 망막의 중심부에 있는 황반에 쓸모없는 혈관들이 자라나거나 출혈이 생기면서 심한 시력손상이 나타나는 질환으로 알려져 있다. 그러나 그에 대한 자세한 병인 및 병의 진행과정에 대하여서는 아직도 거의 알려져 있지 않다.The major causes of macular degeneration are premature retinopathy in children, diabetic retinopathy in adults, and macular degeneration in adults. When considering their underlying diseases as a cause of development, there are some differences, but in general, useless blood vessels grow or bleed in the macula at the center of the retina due to secondary retinal vascular endothelial cell proliferation due to damage of the retinal blood barrier. It is known to cause severe vision damage. However, little is known about the detailed etiology and progression of the disease.

특히 전 세계적으로 고령 인구의 폭팔적인 증가와 함께 대두되고 있는 다양한 형태의 질병 중 황반변성에 의한 시력 저하 및 실명의 인구는 65세 이상 중 약 10 %이상으로 파악되고 있으며, 이는 향후 더욱더 많은 인구가 황반 변성에 의한 시각 손상으로 고통 받을 것으로 예측되고 있다. In particular, among the various types of diseases that are emerging along with the explosive increase of the elderly population, macular degeneration and blindness due to macular degeneration is estimated to be about 10% or more of people over 65 years old. It is expected to suffer from visual impairment due to degeneration.

이러한 노인성 황반변성의 초기 형태는 층상으로 구성되어있는 망막이 맥락 막으로부터 분리되어지거나 혹은 망막이 부어올라 시력의 급격한 저하로써 나타난다. This early form of senile macular degeneration is characterized by a sharp drop in vision due to the detachment of the layered retina from the choroid or the swelling of the retina.

이러한 안구 조직 중 층상으로 이루어져 있는 구조가 분리되거나 혹은 이상 현상으로 그 층상 구조의 변형이 진전되는 경우, 궁극적으로 망막혈액장벽의 손상에 따른 이차적인 망막혈관내피세포의 증식에 의한 망막의 중심부에 있는 황반에 쓸모없는 혈관들이 자라나거나 출혈이 생기면서 심한 시력 상실로 발전된다고 알려져 있다. If the stratified structure of these ocular tissues is separated or anomalous phenomenon develops the stratified structure, ultimately in the central part of the retina due to the proliferation of secondary retinal vascular endothelial cells due to damage of the retinal blood barrier Useless blood vessels in the macular are known to develop into severe vision loss as they grow or bleed.

현재 사용하고 있는 황반변성의 치료법으로는 크게 수술요법과 약물요법이 있다. 한편 황반변성에 의한 시력상실은 망막 바깥 부위를 덮고 있는 맥락막의 신생혈관 생성을 억제하는 것이 치료의 관건이지만, 아직까지 완치법은 없다고 알려져 있다. Current treatments for macular degeneration include surgery and drug therapy. On the other hand, macular degeneration is the key to the treatment of inhibiting neovascularization of the choroid covering the outer retina, but the cure is not known yet.

약물요법으로는 다국적 제약기업인 노바티스에서 시판하고 있는 광역학치료제인 "비쥬다인"과 여러 종류의 신생혈관억제제(안티브 이지에프, Anti-VEGF)등 약품이 황반변성에 의한 질환 중 일부의 경우에 효과적으로 알려져 있으나, 가장 일반적인 경우인 건성 환자의 경우 약물 치료법이 전혀 알려져 있지 않으며, 약물요법을 사용하는 경우에 그 부작용이 매우 심각하다고 보고된바 있다.Pharmacotherapy is effective in the case of some of the diseases caused by macular degeneration such as "bijudine", a photodynamic therapy marketed by multinational pharmaceutical company Novartis, and various neovascular inhibitors (Anti-EGGF, Anti-VEGF). It is known, but the most common case of dry patients, drug therapy is not known at all, and side effects are reported to be very serious when using the drug therapy.

수술요법을 구체적으로 보면 레이저 광응고술과 절제술이 있으며, 기체레이저(Ar ion, Kr ion lasers)를 이용한 망막의 일부를 일종의 화상을 입혀 흉터(scar)를 만들어 더 이상의 신생혈관을 자라지 못하게 하는 방법을 취하고 있으나, 이 방법은 응고된 부분의 크기가 황반의 크기에 비하여 무시하지 못할 정도로 크므로, 심각한 시력 장애 및 근본적인 병인을 제거하지 못하므로 새로운 치료 기술이 반드시 필요한 사항이다.Specifically, surgery includes laser photocoagulation and resection, and a part of the retina using gas lasers (Ar ion, Kr ion lasers) causes a kind of burn that causes scars to stop growing new blood vessels. However, this method is so large that the size of the coagulation area is not negligible compared to the size of the macula, it does not eliminate the severe vision disorders and the underlying etiology is a new treatment technology is necessary.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 초고속 레이저를 기반으로 열적 혹은 광화학적인 손상을 방지하며 층상 조직의 변형에 의하여 발생하는 질환을 비 침습적으로 치료하는 장치를 제공하는 것이며, 초고속 레이저를 기반으로 열적 혹은 광화학적인 손상을 방지하며 안구 질환의 보유 유무를 단시간에 매우 높은 정확도로 판별하는 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a device for preventing thermal or photochemical damage based on ultrafast laser and non-invasive treatment of disease caused by deformation of layered tissue, based on ultrafast laser It provides a device that prevents thermal or photochemical damage and determines the presence or absence of eye diseases with very high accuracy in a short time.

이하 본 발명의 안구 질환 진단 장치 및 안구 질환 진단 장치를 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, the eye disease diagnosis apparatus and the eye disease diagnosis apparatus of the present invention will be described in detail. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명은 초고속 레이저(펨토초 레이저)를 기반으로 하여 열적 혹은 광화학적인 손상을 최소화하면서 안구내 층상조직의 분리 또는 변형에 의하여 발생하는 질환, 일 예로, 미숙아망막병증과 성인에서 당뇨망막병증, 노인성 황반변성등에서의 안구내 망막층이 맥락막으로부터 분리에 따른 시력저하, 망막층의 변형에 따른 시력저하 또는 안구내 층상조직 관련 안구질환인 황반변성에 대한 치료 및 진단을 비침습적으로 가능하게 하는 장치에 관한 것이다.The present invention is based on ultra-fast laser (femtosecond laser), the disease caused by separation or modification of intraocular stratified tissue while minimizing thermal or photochemical damage, for example, retinopathy of prematurity and diabetic retinopathy, senile macular degeneration in adults Apparatus for non-invasive treatment and diagnosis of macular degeneration, which is an intraocular retinal layer in the back of the eye, deterioration of vision due to separation from the choroid, degeneration of the retinal layer, or ocular stratified eye disease. .

이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치에 대해 상술한다.Hereinafter, an eye disease diagnosis apparatus using a laser according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 안구 내 유리체(Vitreous humor)로 초점이 조절된 펨토초 레이저 빔을 조사하여, 초점 영역의 유리체에서 레이저 유발 이온화 및 레이저 유발 흡수에 따라 발생하는 음향적인 압력 파 (acoustic shock wave)가 발생되도록 하여 안구 질환을 치료하는 특징이 있다. The apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention irradiates a femtosecond laser beam focused with a vitreous humor in the eye, and generates an acoustic pressure wave generated by laser induced ionization and laser induced absorption in the vitreous in the focal region. It is characteristic to treat eye disease by causing shock wave.

특징적으로, 상기 압력 파를 야기하는 본 발명의 치료 장치에 의해 안구 내 층상 조직의 변형(층간의 부분적 분리를 포함함)이 치료되며, 안구 내 손상 또는 질환에 의한 출혈이 제거된다.Characteristically, deformation of the intraocular layered tissue (including partial separation between layers) is treated by the treatment device of the present invention causing the pressure wave, and bleeding due to intraocular damage or disease is eliminated.

보다 특징적으로, 상기 압력 파를 야기하는 본 발명의 치료 장치에 의해 맥락막으로부터 분리(부분적 분리를 포함함)된 망막이 부착되며, 안구 내부에 고인 혈액이 안구 외부로 배출된다.More specifically, the retina detached from the choroid (including partial separation) is attached by the treatment device of the present invention causing the pressure wave, and blood accumulated inside the eye is discharged to the outside of the eye.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치에 의해 안구 내에서 발생되는 압력 파는 정상 조직은 손상시키지 않으며, 변형된 안구내 층상조직에 압력을 매우 빠르고 정확하게 가함으로써 변형된 층상 조직을 치료함에 따라, 기존의 광응고술 또는 약물을 이용한 치료에서 발생할 수 있는 부작용을 최소화할 수 있다. 이는 본 발명에서 사용된 초고속레이저가 안구내 유리체와의 상호작용에서 망막에 도달하는 경우 단위면적당 에너지가 망막의 손상 임계 에너지보다 적은 경우에도 매우 효과적으로 압력파를 발생하는 기작이 비선형광학 현상에 의존하기 때문이다. 이러한 현상은 나노초 혹은 연소파 레이저의 경우에는 위의 경우와는 달리 압력파를 생성하는 임 계 레이저 에너지가 매우 높아서 망막에 도달한 레이저빔 에너지가 망막에 직접적인 손상을 주는 것보다 높기 때문에 안전한 압력파를 생성할 수 없다. The pressure wave generated in the eye by the ocular disease diagnosis apparatus according to the present invention does not damage normal tissue, and treats the deformed layered tissue by applying pressure to the deformed intraocular layered tissue very quickly and accurately, and thus, conventional photocoagulation Alternatively, side effects that can occur in treatment with drugs can be minimized. This is because when the ultrafast laser used in the present invention reaches the retina in the interaction with the intraocular vitreous body, the mechanism of generating pressure waves very effectively even if the energy per unit area is less than the critical threshold energy of the retina is dependent on the nonlinear optical phenomenon. Because. This is because, in the case of nanosecond or combustion wave lasers, unlike the above, the critical laser energy generating the pressure wave is so high that the laser beam energy reaching the retina is higher than that directly damaging the retina. Cannot be generated.

상세하게, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔을 발생하는 레이저 광원; 상기 레이저 광원에서 발생하는 상기 레이저 빔의 파워(power)를 조절하는 파워 제어부; 치료대상인 안구의 위치를 고정하는 고정부; 상기 레이저 광원에서 발생하는 레이저빔을 상기 고정부에 의해 고정된 안구에 조사하는 광학계; 및 상기 광학계에 의해 안구로 조사되는 레이저 빔을 집속하고 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 초점 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 초점 제어부가 하기의 식 1로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하여 안구 내 유리체(vitreous body)의 레이저 유발 이온화 및 레이저 유발 흡수에 따른 압력 파가 발생되도록 하는 특징이 있다.In detail, an apparatus for diagnosing eye diseases using a laser according to the present invention includes a laser light source for generating a femtosecond laser beam; A power control unit controlling power of the laser beam generated from the laser light source; Fixing part for fixing the position of the eye to be treated; An optical system that irradiates a laser beam generated by the laser light source to the eye fixed by the fixing unit; And a focus controller configured to focus the laser beam irradiated to the eye by the optical system and to adjust the focus of the focused laser beam, wherein the focus controller adjusts the focus of the focused laser beam by the following Equation 1. The pressure wave due to laser induced ionization and laser induced absorption of the intravitreal body is characterized.

(식 1)(Equation 1)

L1ens < Lfocus < Lretina L 1ens <L focus <L retina

(상기 Lfocus는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L1ens는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 수정체와 유리체의 경계면까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L focus is the focal length of the focused laser beam relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, the L 1ens is eye relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part. The distance to the interface between the lens and the vitreous body according to the construction, and the L retina is the distance to the interface between the retina and the vitreous body along the eye axis with respect to the electrode of the eyeball fixed to the fixed part.)

상기 초점 제어부는 안구 내 유리체의 일정 위치에 초점을 갖는 레이저 빔을 제공하여 유리체의 최소 영역에서 압력 파가 발생(initiation)되도록 하며, 레이저 빔의 초점 위치를 제어하여 압력 파가 발생되는 위치 및 압력 파의 전파에 따른 병변 조직에서의 면적당 가해지는 힘 즉 압력을 조절한다. The focus controller provides a laser beam having a focus at a predetermined position of the vitreous body in the eye so that pressure waves are generated in the minimum region of the vitreous body, and the position and pressure at which the pressure wave is generated by controlling the focal position of the laser beam. Adjusts the force, or pressure, per area in the lesion tissue as the wave propagates.

상기 초점 제어부는 하기의 식 2로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 것이 바람직하며, 이는 발생되는 압력 파에 의해 효과적으로 안구 질환을 치료함과 동시에 국부적인 정상 조직의 손상을 방지하기 위함이다.The focus control unit preferably adjusts the focus of the focused laser beam by Equation 2 below, in order to effectively treat eye diseases by the generated pressure wave and to prevent local normal tissue damage.

(식 2)(Equation 2)

0.25Lo ≤ Lfocus ≤ 0.75Lo 0.25L o ≤ L focus ≤ 0.75L o

(L0는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 후극(polus posterior)까지의 거리이며, Lfocus는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이다.)(L 0 is the distance to the posterior pole along the eye axis with respect to the pole of the eyeball fixed to the fixture, and L focus is the pole of the eyeball fixed to the fixture. Is the focal length of the focused laser beam.)

상기 파워 제어부에 의해 제어되는 레이저 빔의 파워는 압력 파의 생성 여부 및 생성된 압력 파의 크기에 주 영향을 미친다.The power of the laser beam controlled by the power control unit mainly affects the generation of the pressure wave and the magnitude of the generated pressure wave.

안구 내 정상 조직의 영구 손상 및 절제를 방지하며 압력 파에 의한 질환의 치료가 가능하도록, 상기 파워 제어부는 하기의 식 3으로 레이저 빔의 파워를 조절하는 특징이 있다.In order to prevent permanent damage and resection of normal tissue in the eye and to treat a disease by pressure waves, the power control unit is characterized by adjusting the power of the laser beam according to Equation 3 below.

(식 3)(Equation 3)

Pcri ≤ Plaser ≤ Pdem P cri ≤ P laser ≤ P dem

(Plaser는 조사되는 레이저 빔의 파워이며, Pcri는 레이저 빔의 조사에 의해 유리체 내에 압력 파가 발생하는 임계 레이저 빔 파워이며, Pdem은 레이저 빔의 조사에 의해 안구내 조직의 영구 손상 및 절제가 발생되지 않는 레이저 빔 파워이다.)(P laser is the power of the laser beam to be irradiated, P cri is the critical laser beam power in which the pressure wave is generated in the vitreous body by irradiation of the laser beam, and P dem is the permanent damage of the intraocular tissue by irradiation of the laser beam and Ablation does not occur laser beam power.)

특징적으로, 상기 파워 제어부는 하기의 식 4로 사용된 레이저 빔의 파워를 조절한다.In particular, the power control unit adjusts the power of the laser beam used in Equation 4 below.

(식 4)(Equation 4)

3 mW ≤ Plaser ≤ 22 mW3 mW ≤ P laser ≤ 22 mW

상기 식 4의 레이저 빔 파워는 레이저가 펄스폭이 50fs 내지 500fs이고 파장이 750~850 nm이며 1 KHz의 반복률을 갖는 경우 바람직한 범위로, 상기 식 4의 3 mW는 레이저 빔의 조사에 의해 유리체 내에 압력 파가 발생하는 임계 레이저 빔 파워이며, Plaser 안구 질환, 특히 망막박리의 치료 또는 안구내 출혈에 의한 혈액의 제거가 가능한 레이저 빔 파워의 영역이며, 상기 식 4의 22 mW는 레이저 빔의 조사에 의해 유리체 내에서 발생하는 압력 파의 생성 및 전파에 의해 안구 내 정상 조직의 영구 손상 및 절제가 발생되지 않는 최대 레이저 빔 파워이다.The laser beam power of Equation 4 is a preferable range when the laser has a pulse width of 50 fs to 500 fs, a wavelength of 750 to 850 nm and a repetition rate of 1 KHz, and 3 mW of Equation 4 is generated in the glass body by irradiation of the laser beam. It is the critical laser beam power at which the pressure wave occurs, the area of the laser beam power capable of treating P laser eye disease, especially retinal detachment or removal of blood due to intraocular hemorrhage, and 22 mW of Equation 4 is the irradiation of the laser beam. It is the maximum laser beam power that does not cause permanent damage and ablation of normal tissue in the eye by the generation and propagation of pressure waves occurring in the vitreous.

상기 광원에서 발생하는 펨토초 레이저 빔의 펄스 폭은 압력 파의 생성 여부, 생성된 압력 파의 크기, 공동현상(cavitation)의 발생 여부 및 공동(cavity)의 발생 정도에 주 영향을 미친다. 공동의 발생을 억제(최소화)하고, 압력 파에 의한 안구 내 정상 조직의 영구 손상 및 절제를 방지하며 압력 파에 의한 질환의 치료가 가능하도록, 상기 레이저 빔의 펄스 폭은 50 fs 내지 500 fs인 특징이 있으며, 바 람직하게 상기 레이저 빔의 펄스 폭은 100 fs 내지 200 fs이다. 이때, 다수번의 압력 파를 발생하여 안구 질환을 효과적으로 치료하기 위해 상기 펨토초 레이저 빔은 30 초 내지 2분 간 안구에 조사되는 것이 바람직하다.The pulse width of the femtosecond laser beam generated from the light source has a major influence on whether the pressure wave is generated, the magnitude of the generated pressure wave, whether the cavitation occurs, and the degree of the cavity. The pulse width of the laser beam is 50 fs to 500 fs to suppress (minimize) the occurrence of cavities, to prevent permanent damage and resection of normal tissue in the eye by pressure waves, and to treat diseases caused by pressure waves. It is characterized in that the pulse width of the laser beam is preferably 100 fs to 200 fs. In this case, the femtosecond laser beam is preferably irradiated to the eye for 30 seconds to 2 minutes in order to generate a plurality of pressure waves to effectively treat the eye disease.

상기 레이저 빔의 파장은 안구 내 조직의 레이저 빔 흡수 정도에 주 영향을 미치며, 이에 따라 공동현상(cavitation)의 발생 여부 및 공동(cavity)의 발생 정도에 주 영향을 미친다. The wavelength of the laser beam has a major influence on the degree of laser beam absorption of the intraocular tissue, and thus, the wavelength of the laser beam has a major influence on the occurrence of cavitation and the generation of cavities.

공동의 발생을 억제(최소화)하게 위해, 상기 레이저 빔의 파장은 근적외선 영역인 것이 바람직하며, 특히 망막상 직접흡수 (선형 흡수)가 최소화되며, 유리체의 구성성분 (주로 물)의 선형적인 흡수가 최소가 되는 750 nm 이상 850 nm이하의 파장에서 작동하는 레이저가 조사되는 것이 바람직하다.In order to suppress (minimize) the generation of cavities, the wavelength of the laser beam is preferably in the near infrared region, in particular direct retinal absorption (linear absorption) is minimized, and linear absorption of constituents of the vitreous body (mainly water) is minimized. It is preferable to irradiate a laser operating at a wavelength of 750 nm or more and 850 nm or less, which is the minimum.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 백색광인 이미징 빔을 발생하는 이미징 광원 및 촬상 소자를 포함하여 구성되며, 상기 광학계에 의해 상기 안구로 조사되는 상기 이미징 빔을 이용하여 광학적으로 안구 조직을 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게, 상기 이미징 광원 및 상기 모니터링부와 함께, 상기 초점 제어부에 의한 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 보다 안정적으로 제어하기 위해, 고정부에 고정된 안구의 안구축으로 조사되는 가이드 빔을 발생하는 가이드 광원;을 더 포함한다.An apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention includes an imaging light source and an imaging device for generating an imaging beam which is white light, and monitoring the optical tissue by optically using the imaging beam irradiated to the eye by the optical system. It is preferable to further include a portion, more preferably, the eye of the eye fixed to the fixed portion, in order to more stably control the focus of the focused laser beam by the focus control unit together with the imaging light source and the monitoring unit It further comprises a guide light source for generating a guide beam irradiated into the construction.

상기 이미징 빔 및 상기 가이드 빔은 상기 광학계에 의해 상기 고정부에 고정된 안구로 조사되며, 상기 압력 파를 발생시키기 위해 조사되는 상기 레이저 빔과 상기 가이드 빔이 동일 광축을 갖도록 조사된다. 이때, 상기 이미징 빔 및 상기 가이드 빔은 레이저 등급 1(class 1)을 만족하는 것이 바람직하다.The imaging beam and the guide beam are irradiated to the eye fixed to the fixed part by the optical system, and the laser beam and the guide beam irradiated to generate the pressure wave are irradiated to have the same optical axis. In this case, the imaging beam and the guide beam preferably satisfy laser class 1 (class 1).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 바람직하게, 상기 펨토초 레이저빔을 발생하는 광원; 광학적으로 안구 조직을 관찰할 수 있도록 하는 백색광을 발생하는 이미징광원; 펨토초 레이저 빔의 초점 제어를 보다 명확하게 제어할 수 있도록 하는 가이드 빔을 발생하는 가이드 광원; 상기 레이저 빔, 이미징광원의 빔 및 가이드 광원의 빔을 고정부에 의해 고정된 안구로 조사하기 위한 광학계; 안구로 조사되는 레이저 빔을 집속하며 초점을 제어하는 초점 제어부; 안구로 조사되는 레이저 빔의 파워를 제어하는 파워 제어부; 치료 대상인 안구를 일정 위치에 물리적으로 고정하는 고정부; 및 상기 이미징 빔을 이용하여 광학적으로 안구 조직을 모니터링하는 모니터링부;를 포함한다. As described above, the ocular disease diagnosis apparatus according to the present invention preferably comprises: a light source for generating the femtosecond laser beam; An imaging light source for generating white light to optically observe eye tissue; A guide light source for generating a guide beam for more clearly controlling focus control of the femtosecond laser beam; An optical system for irradiating the laser beam, a beam of an imaging light source, and a beam of a guide light source with an eye fixed by a fixing unit; A focus control unit focusing a laser beam radiated to the eye and controlling a focus; A power control unit controlling power of the laser beam irradiated to the eye; A fixing part for physically fixing the eye to be treated at a predetermined position; And a monitoring unit that optically monitors eye tissue using the imaging beam.

상기 광학계는 광원(펨토초 레이저빔을 발생하는 광원, 이미징광원 및 가이드 광원)으로부터 생성되는 빔을 처리하고 경로를 조정하기 위하여 채용된 것으로, 통상의 레이저빔 광학계를 모두 포함할 수 있으며, 일 예로, 파장에 따라 빛을 선택적으로 반사시키는 이색 미러(dichroic mirror) 또는 콘케이브 미러(concave mirror)를 포함한 미러, 대물 렌즈(objective lens) 또는 교정 렌즈(ophtalmoscope)를 포함한 렌즈, 노치 필터를 포함한 광 필터, 어테뉴에이터(attenuator), 스플리터(splitter) 및 아이리스(iris)를 포함한 광학계를 이용하여 순수 단파장의 레이저 빔의 경로를 조절할 수 있으며, 중성농도 필터(neutral density filter)를 이용하여 레이저빔의 세기를 조절하고, 빠른 광학 셔터를 이용하여 조사되는 레이저 빔의 펄스 수를 제어할 수 있다.The optical system is adopted to process and adjust a beam generated from a light source (a light source generating a femtosecond laser beam, an imaging light source and a guide light source), and may include all conventional laser beam optical systems. For example, Mirrors with dichroic mirrors or concave mirrors that selectively reflect light depending on wavelength, lenses with objective or opphtalmoscope, optical filters with notch filters, The optical system including attenuator, splitter, and iris can be used to control the path of the pure short wavelength laser beam, and the intensity of the laser beam can be controlled using the neutral density filter. In addition, the number of pulses of the laser beam to be irradiated can be controlled using a fast optical shutter.

상기 초점 제어부는 펨토초 레이저 빔의 집속을 위한 대물 렌즈(objective lens) 또는 교정 렌즈(ophtalmoscope)를 포함한 집속 렌즈 및 위치제어 스테이지를 포함하여 구성되며, 상기 위치 제어 스테이지는 상기 광의 집속을 위한 상기 집속 렌즈 자체의 위치를 적어도 1축 방향(일 예로, x축) 이상 이동시키거나, 상기 안구가 고정된 고정부의 위치를 적어도 1축 방향(일 예로, x축) 이상 이동시기 위해 채용된 것으로, 수술 또는 치료 장치에서 치료 대상이나 치료 장비의 위치를 이동시키기 위해 사용되는 통상의 이동 수단을 모두 포함할 수 있다.The focus control unit includes a focusing lens including an objective lens or an ophtalmoscope for focusing a femtosecond laser beam and a positioning stage, wherein the positioning stage includes the focusing lens for focusing the light. It is employed to move its position at least in one axis direction (for example, x-axis) or at least one axis direction (for example, x-axis) to move the position of the fixing part in which the eyeball is fixed. Or any conventional means of movement used to move the location of the treatment subject or treatment equipment in the treatment device.

상기 파워 제어부는 상기 펨토초 레이저 빔을 발생하는 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 제어하여 광원에서 발생하는 펨토초 레이저 빔의 파워를 제어하기위해 채용되는 것으로, 레이저 빔의 파워를 제어하기 위해 사용되는 통상의 전압 또는 전류 제어 수단을 모두 포함할 수 있다. 이때, 상기 파워 제어부는 상기 광원에서 발생된 빔의 파워를 측정하는 측정부(일 예로 수광소자)의 출력 결과를 입력 받는 피드 백 루프를 포함할 수 있다. 또한 외부 광학소자, 예를 들어 편광판 및 편광제어 광학부품 혹은 그 조합으로써 구성될 수 있는 통상의 모든 레이저 파워 조절장치 또한 포함 할 수 있다. The power control unit is employed to control the power of the femtosecond laser beam generated from the light source by controlling the voltage or current applied to the light source generating the femtosecond laser beam, and is used to control the power of the laser beam. It can include both voltage or current control means. In this case, the power control unit may include a feedback loop receiving an output result of a measuring unit (for example, a light receiving device) for measuring the power of the beam generated from the light source. It may also include all conventional laser power regulators, which may be configured as external optical elements, such as polarizers and polarization control optical components or combinations thereof.

치료 대상인 안구의 위치를 고정하는 고정부는 물리적으로 안구의 위치를 고정시키기 위해 채용되는 것으로, 안구 질환의 수술 또는 치료 장치에서 치료 대상인 안구의 위치를 고정시키기 위해 사용되는 통상의 고정 수단을 모두 포함할 수 있으며, 일 예로, 후두부가 위치하며 후두부를 물리적으로 지지하는 지지부 및 지지부 상 두부의 위치를 고정시키기 위한 탈 부착 가능한 스트립으로 구성될 수 있 으며, 상하 안검의 움직임을 억제하는 안검 고정수단을 더 포함할 수 있다.The fixing part for fixing the position of the eye to be treated is employed to physically fix the position of the eye, and includes all conventional fixing means used to fix the position of the eye to be treated in the operation or treatment device of the eye disease. For example, the laryngeal part is located and may be composed of a support for physically supporting the larynx and a detachable strip for fixing the position of the upper head of the support, further comprising an eyelid fixing means for suppressing the movement of the upper and lower eyelids. It may include.

안구 조직을 모니터링하는 모니터링부로 실시간 이미징 장치를 활용할 수 있으며, 광 분할기(beam splitter)에 의해 분할된 광발광 신호를 검출하는 CCD(charge coupled device) 카메라가 구비될 수 있다. A real-time imaging device may be used as a monitoring unit for monitoring eye tissue, and a charge coupled device (CCD) camera may be provided to detect a photoluminescence signal split by a beam splitter.

이때, 초점 제어부, 모니터링부 및 파워 제어부는 디지털 프로세서에서 구동되는 제어 프로그램과 연동하여 제어되는 것이 바람직하다.At this time, the focus control unit, the monitoring unit and the power control unit is preferably controlled in conjunction with a control program driven by a digital processor.

이하, 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치를 상술한다. 후술하는 안구 질환 진단 장치에서 파워 제어부, 고정부, 광학계 및 초점 제어부는 상술한 안구 질환 진단 장치와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, an eye disease diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail. Since the power control unit, the fixing unit, the optical system, and the focus control unit are similar to the above-described eye disease diagnosis apparatus in the ocular disease diagnosis apparatus described later, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔을 발생하는 레이저 광원; 상기 레이저 광원에서 발생하는 상기 레이저 빔의 파워(power)를 조절하는 파워 제어부; 진단대상인 안구의 위치를 고정하는 고정부; 상기 레이저 광원에서 발생하는 레이저빔을 상기 고정부에 의해 고정된 안구에 조사하는 광학계; 상기 광학계에 의해 안구로 조사되는 레이저 빔을 집속하고 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 초점 제어부; 안구에서 산란된 레이저 빔(backward scattered laser beam)인 산란광의 세기를 측정하는 파워미터(power meter); 및 상기 파워미터에서 측정된 산란광 세기를 입력받아 산란광 세기의 변동(fluctuation)을 산출하고, 상기 산란광 세기의 변동을 기준으로 안구 질환 유무를 판별하는 판별부;를 포함하여 구성되는 특징이 있다.An apparatus for diagnosing eye diseases using a laser according to the present invention includes a laser light source for generating a femtosecond laser beam; A power control unit controlling power of the laser beam generated from the laser light source; Fixing part for fixing the position of the eye to be diagnosed; An optical system that irradiates a laser beam generated by the laser light source to the eye fixed by the fixing unit; A focus control unit focusing the laser beam irradiated to the eye by the optical system and adjusting a focus of the focused laser beam; A power meter for measuring the intensity of the scattered light, which is a backward scattered laser beam; And a determination unit configured to receive the scattered light intensity measured by the power meter, calculate a fluctuation of the scattered light intensity, and determine whether there is an eye disease based on the variation of the scattered light intensity.

상기 판별부는 상기 초점 제어부 및 상기 파워미터와 연동하여, 상기 초점 제어부에 의해 조절되는 상기 안구로 조사되는 레이저 빔의 안구 내 초점 위치 정보를 입력받고, 상기 파워미터에 의해 측정된 산란광 세기를 입력받아, 상기 안구로 조사되는 레이저 빔의 안구 내 초점 위치 및 상기 안구로 조사되는 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 변동값을 산출하여 안구 질환 유무를 판별한다.The determination unit interlocks with the focus control unit and the power meter to receive intraocular focus position information of the laser beam irradiated to the eyeball controlled by the focus control unit, and receives scattered light intensity measured by the power meter. The presence or absence of eye disease is determined by calculating a variation in scattered light intensity according to the intraocular focus position of the laser beam irradiated to the eyeball and the power of the laser beam irradiated to the eyeball.

보다 특징적으로, 상기 판별부는 펨토초 레이저 빔의 안구 조사시 후방으로 산란된 광인 투과광의 세기의 RMS값을 이용하여 안구 질환 유무를 판별하여 본 실시 예를 보여주고 있으나 실질적인 진단은 전방으로 산란되어진 빛의 세기를 측정하여 관찰하는 것을 모두 포함할 수 있다. 이는 광학적으로 동일한 구성을 갖고 있기 때문에 장치를 구성하는데 전혀 반하지 않는다. 상기 산란광 세기의 RMS는 안구 질환에 의한 유리체의 혼탁 또는 유리체 물질의 물리/화학/생화학적 변화에 가장 민감하게 변화하는 안구 질환 지표이다.More specifically, the determination unit shows the present embodiment by using the RMS value of the intensity of the transmitted light which is the light scattered rearward during eye irradiation of the femtosecond laser beam to show the present embodiment, but the actual diagnosis is the front of the scattered light It may include both measuring and observing the intensity. This is not contrary to the construction of the device since it has the optically identical configuration. The RMS of the scattered light intensity is an eye disease index that changes most sensitively to the turbidity of the vitreous or physical / chemical / biochemical changes of the vitreous material by the ocular disease.

상술한 산란광 세기의 변동을 이용하여 안구내 층상 조직의 변형을 야기하는 안구 질환, 안구내 층상 조직의 박리를 야기하는 안구 질환 중, 실명의 주된 원인으로 소아에서 미숙아망막병증과 성인에서 당뇨망막병증, 노인성 황반변성 및 유리체 (Vitreous humor)의 구성성분 변화에 의한 망막상 안구질환, vitreous humor의 구성 성분의 변화에 의한 혼탁도에 의한 시력 저하 등 질병의 보유 유무가 진단된다. 이때, 산출되는 RMS값의 신뢰도를 향상시키기 위해, 상기 펨토초 레이저 빔은 10 초 내지 60 sec간 안구에 조사되는 것이 바람직하다.Among the eye diseases that cause deformation of intraocular stratified tissue and the ocular diseases that cause detachment of intraocular stratified tissue using the above-mentioned variation of scattered light intensity, premature retinopathy in children and diabetic retinopathy in adults are the main causes of blindness. Retinal ocular disease caused by senile macular degeneration and constituent changes in vitreous humor, and visual acuity due to turbidity caused by changes in constituents of vitreous humor are diagnosed. In this case , in order to improve the reliability of the calculated RMS value, the femtosecond laser beam is preferably irradiated to the eye for 10 seconds to 60 seconds.

상세하게, 상기 안구 질환 유무를 판별하는 판별부는 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)값을 산출하고, 상기 안구로 조사되는 레 이저 빔의 안구 내 초점 위치 정보; 및 상기 안구로 조사되는 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)값;을 이용하여 안구 질환 유무를 판별한다.Specifically, the determination unit for determining the presence or absence of the eye disease calculates the root mean square (RMS) value of the scattered light intensity according to the power of the laser beam, the eyeball focal position information of the laser beam irradiated to the eye; And a root mean square (RMS) value of the scattered light intensity according to the power of the laser beam irradiated to the eye.

바람직하게, 상기 판별부는 안구질환을 보유하지 않은 정상인의 안구로 조사되는 레이저 빔의 안구 내 초점 위치 및 조사되는 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)값인 정상 RMS 데이터가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체;를 더 포함하며, 상기 정상 RMS 데이터와 상기 판별부에서 산출된 RMS값(바람직하게 안구 내 초점 위치에 따른 RMS값)을 비교하여 안구 질환 유무를 판별한다.Preferably, the determining unit is a computer that stores the normal RMS data which is the root mean square (RMS) value of the scattered light intensity according to the focal position of the laser beam irradiated to the eye of a normal person having no eye disease and the power of the laser beam irradiated It further comprises a readable recording medium, and compares the normal RMS data and the RMS value calculated by the determination unit (preferably RMS value according to the focal position in the eye) to determine the presence of eye disease.

이때, 상기 정상 RMS 데이터는 안구질환을 포함한 특정 질병을 보유하지 않은 정상인을 대상으로 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치와 유사한 장치 및 조건을 이용하여 측정될 수 있음은 자명하다.In this case, it is apparent that the normal RMS data may be measured using a device and conditions similar to those of the ocular disease diagnosis apparatus according to the present invention, for a normal person who does not have a specific disease including an eye disease.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔을 안구에 조사하고, 산란되는 산란광의 세기를 측정하고, 산란광 세기의 RMS값을 기준으로 안구 질환 유무를 판별하는 특징이 있으며, 상기 초점 제어부는 하기의 식 5로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하여, 유리체에 의한 산란광 세기의 변화를 측정하여, 안구 질환 보유 유무를 판별하는 지표로 사용하는 특징이 있다.As described above, the ocular disease diagnosis apparatus according to the present invention is characterized by irradiating a femtosecond laser beam to the eye, measuring the intensity of scattered light, and determining the presence or absence of eye disease based on the RMS value of the scattered light intensity. The focus control unit may adjust the focus of the focused laser beam by Equation 5 below, measure a change in scattered light intensity by the vitreous body, and use it as an indicator for determining whether eye disease is present.

(식 5)(Eq. 5)

L1ens < Lfoc < Lretina L 1ens <L foc <L retina

(상기 Lfoc는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L1ens는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 수정체와 유리체의 경계면까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L foc is the focal length of the focused laser beam relative to the eye of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, the L 1ens is based on the eye of the eye of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part The distance to the interface between the lens and the vitreous body according to the construction, and the L retina is the distance to the interface between the retina and the vitreous body along the eye axis with respect to the electrode of the eyeball fixed to the fixed part.)

나아가, 정상 안구과 질병을 보유한 안구간의 판별 민감도 및 정확도를 향상시키기 위해, 상기 초점 제어부는 하기의 식 6으로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 것이 바람직하다.Furthermore, in order to improve the sensitivity and accuracy of discrimination between normal eyes and eyes with diseases, it is preferable that the focus control unit adjusts the focus of the focused laser beam by Equation 6 below.

(식 6)(Equation 6)

0.5Lo ≤ Lfoc < Lretina 0.5L o ≤ L foc <L retina

(상기 Lfoc는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L0는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 후극(polus posterior)까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L foc is the focal length of the focused laser beam relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, and L 0 is the eye relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part L retina is the distance to the boundary between the retina and the vitreous along the eye axis with respect to the polus anterior fixed to the fixed part.)

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔을 안구에 조사하고 안구에서 산란된 산란광 세기로부터 얻어진 RMS값이 안구 질환 보유 유무를 판별하는 기준이 되는 특징이 있으며, 보다 특징적으로, 펨토초 레이 저 빔을 안구의 유리체 내부가 초점이 되도록 조사하고, 펨토초 레이저 빔이 조사된 유리체의 물리/화학/생화학적 정보를 포함하고 있는 산란광 세기로부터 얻어진 RMS값이 안구 질환 보유 유무를 판별하는 기준이 된다.As described above, the apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention is characterized by irradiating a femtosecond laser beam to the eye and an RMS value obtained from scattered light intensity scattered from the eye as a criterion for determining whether or not the eye disease is retained. The femtosecond laser beam is irradiated so that the inside of the vitreous body is in focus, and the RMS value obtained from the scattered light intensity including the physical, chemical, and biochemical information of the vitreous to which the femtosecond laser beam is irradiated is used as a criterion for determining the presence of eye disease. Becomes

상기 산란광 세기의 RMS값은 질병을 보유하지 않은 안구와 질병을 보유한 안구간 유의미한 차이값을 나타내는 특정 영역의 레이저 파워에서만 질병 보유 유무를 판별하는 기준으로 작용할 수 있다. The RMS value of the scattered light intensity may serve as a criterion for determining the presence or absence of disease only in a laser power in a specific region that shows a significant difference value between an eye having no disease and an eye having a disease.

상기 산란광 세기의 RMS값을 이용하여 질병 보유 유무를 판별 할 수 있으며, 나아가 판별의 민감도 및 정확도를 향상시키기 위해 상기 파워 제어부는 3 mW 내지 15 mW로 레이저 빔의 파워를 조절하는 특징이 있다.The presence or absence of disease may be determined using the RMS value of the scattered light intensity, and further, the power control unit may adjust the power of the laser beam to 3 mW to 15 mW in order to improve the sensitivity and accuracy of the discrimination.

펨토초 레이저 빔(초고속 레이저 빔)이 안구에 조사되는 경우, 상술한 산란광 세기의 변화에 의해 안구 질환 보유 유무가 진단될 수 있으며, 정상 안구 조직의 손상을 방지하고 판별의 민감도 및 정확도를 향상시키기 위해, 상기 레이저 빔의 펄스 폭은 50fs 내지 500fs인 것이 바람직하다.When the femtosecond laser beam (ultrafast laser beam) is irradiated to the eye, the presence or absence of eye disease can be diagnosed by the above-mentioned change of scattered light intensity, and to prevent damage to normal eye tissue and to improve the sensitivity and accuracy of the discrimination. The pulse width of the laser beam is preferably 50fs to 500fs.

본 발명에 상기 레이저 빔의 파장은 안구 내 조직의 레이저 빔 흡수 정도에 주 영향을 미치며, 정상 안구 조직의 손상을 방지하고 판별의 민감도 및 정확도를 향상시키기 위해, 상기 레이저 빔의 파장은 근적외선 영역인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 상기 레이저 빔의 파장은 750nm 내지 850nm이다.In the present invention, the wavelength of the laser beam has a major influence on the degree of laser beam absorption of the intraocular tissue, and in order to prevent damage to normal eye tissue and improve the sensitivity and accuracy of the discrimination, the wavelength of the laser beam is a near infrared region. Preferably, the wavelength of the laser beam is 750 nm to 850 nm.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 정상적인 안구 조직은 손상시키지 않 으며, 변형 또는 분리된 안구내 층상 조직(망막을 포함함)을 초고속 레이저를 이용한 압력 파를 이용하여 치료하고, 안구 내 혈액을 안구 외부로 배출시켜 혈관 질환을 치료하는 효과가 있다.The apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention does not damage normal eye tissue, treats deformed or separated intraocular layered tissue (including the retina) by using a pressure wave using an ultrafast laser, and treats intraocular blood. Exhaust to the outside has the effect of treating vascular diseases.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 정상적인 안구 조직은 손상시키지 않으며, 안구에 초고속 레이저를 조사하여 안구의 물리/화학/생화학적 변화 정보를 내포하는 산란광 세기의 변화를 지표로 안구 질병 보유 유무를 판별하는 효과가 있으며, 특히 유리체의 물리/화학/생화학적 변화에 매우 민감한 산란광 세기의 변화를 지표로 안구 질병 보유 유무를 판별하여 안구 질환의 조기 진단이 가능한 효과가 있다.The apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention does not damage normal ocular tissues, and determines whether or not a patient possesses ocular disease by irradiating an ultrafast laser to the eye with a change in scattered light intensity that includes information on physical, chemical and biochemical changes of the eye. In particular, the presence or absence of eye disease is determined by the change in the scattered light intensity, which is very sensitive to physical, chemical, and biochemical changes of the vitreous body.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 변형 또는 분리된 안구내 층상 조직(망막을 포함함)을 초고속 레이저를 이용한 압력 파를 이용하여 치료하고, 안구 내 혈액을 안구 외부로 배출시켜 치료하는 특징이 있다. An apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention is characterized by treating deformed or separated intraocular layered tissue (including the retina) by using a pressure wave using an ultrafast laser, and discharging intraocular blood to the outside of the eye. .

보다 특징적으로, 펨토초 레이저 빔의 광원 및 초점 제어부를 이용하여 유리체 내에 압력 파가 생성되도록 하고 생성된 압력 파의 전파에 의해 변형 또는 분리된 안구내 층상 조직을 치료하거나 안구 내 부유 혈액을 안구 외부로 배출시켜 치료하며, 특정 레이저 빔의 파장을 갖는 광원을 이용하여 레이저 흡수를 최소화하며 공동현상을 억제하면서 압력 파를 생성하고, 레이저 빔의 파워 및 레이저 빔의 펄스 폭을 제어하여 정상적인 안구 조직은 손상되지 않으며 변형 또는 분리된 안구내 층상 조직이 치료되거나 정상적인 안구 조직은 손상되지 않으며 안구 내 부유 혈액을 안구 외부로 배출시켜 치료한다.More specifically, a pressure wave is generated in the vitreous body using a light source and a focus control part of a femtosecond laser beam, and the intraocular layered tissue deformed or separated by the propagation of the generated pressure wave or the floating blood in the eye is moved out of the eye. Emissions are treated, light sources with specific laser beam wavelengths minimize laser absorption, generate pressure waves while suppressing cavitation, and control the power of the laser beam and the pulse width of the laser beam to damage normal eye tissue. The deformed or separated intraocular stratified tissue is not treated, or normal eye tissue is not damaged, and the suspended intraocular blood is discharged to the outside of the eye for treatment.

본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 안구에 초고속 레이저를 조사하여 안구의 물리/화학/생화학적 변화 정보를 내포하는 산란광 세기의 변화를 지표로 안구 질병 보유 유무를 판별하는 특징이 있다.An apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention is characterized by determining whether or not an eye disease is possessed by a change in scattered light intensity including information on physical / chemical / biochemical changes of the eye by irradiating an ultrafast laser to the eye.

보다 특징적으로, 펨토초 레이저 빔의 광원 및 초점 제어부를 이용하여 안구의 유리체 내부를 초점으로 펨토초 레이저 빔을 조사하고, 유리체의 물리/화학/생화학적 변화 정보를 내포하는 산란광 세기의 변화를 지표로 안구 질병 보유 유무를 판별한다.More specifically, the femtosecond laser beam is irradiated with a focus on the inside of the eye glass using a light source and a focus control unit of the femtosecond laser beam, and the eye is represented by the change of the scattered light intensity including information on physical / chemical / biochemical changes of the glass body. Determine if you have a disease.

보다 특징적으로, 본 발명에 따른 안구 질환 진단 장치는 펨토초 레이저 빔의 광원, 파워 제어부, 초점 제어부 및 판별부를 이용하여 특정 영역의 파워를 갖는 펨토초 레이저 빔을 안구의 유리체가 초점이 되도록 조사하여 안구로부터 산란되는 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)로 안구 질환 보유 유무를 판별하며, 나아가, 특정 레이저 빔의 파장을 갖는 광원을 이용하여 레이저 흡수를 최소화하여 판별의 신뢰도를 높이고 공동현상을 억제하며, 레이저 빔의 파워 및 레이저 빔의 펄스 폭을 제어하여 정상적인 안구 조직의 손상 없이 높은 민감도, 정확성 및 신뢰도로 안구 질환 보유 유무를 판별한다. More specifically, the apparatus for diagnosing ocular disease according to the present invention uses a light source, a power controller, a focus controller, and a discriminator of a femtosecond laser beam to irradiate a femtosecond laser beam having a specific area of power so that the vitreous of the eye is in focus. RMS (Root Mean Square) of scattered light intensity is used to determine the presence or absence of eye disease, furthermore, it minimizes the laser absorption by using a light source having the wavelength of a specific laser beam to increase the reliability of discrimination and suppress the cavitation The power of the beam and the pulse width of the laser beam are controlled to determine the presence of eye disease with high sensitivity, accuracy and reliability without damaging normal eye tissue.

본 발명에서는 사람의 안구와 비교적 유사한 것으로 알려져 있는 돼지의 안구에 초고속 레이저를 조사하여 망막 분리를 치료하고 안구 내 부유 혈액을 제거하 며, 투과되는 초고속 레이저의 세기의 변화를 측정하는 과정을 바탕으로 발명에 따른 안구 질환 진단 장치 및 안구 질환 질병 장치의 핵심 사상에 따른 장치의 구현예를 설명하고, 본 발명에 따른 치료 및 진단 장치의 우수함을 실험적으로 입증한다. In the present invention, the treatment of retinal detachment, removal of floating blood in the eye, and measurement of the change in intensity of the ultrafast laser that are transmitted by irradiating ultrafast laser to the pig's eye, which is known to be relatively similar to human eye, are performed. An embodiment of the device according to the core idea of the ocular disease diagnostic device and the ocular disease disease device according to the invention will be described, and experimentally demonstrate the superiority of the treatment and diagnostic device according to the invention.

이때 사용된 안구는 (주)한냉(충청북도 청원 소재)에서 도살 직후 적출된 안구를 사용하였다. 한편 도살장에서 적출된 돼지 안구는 얼음물로 냉각된 아이스 박스 내에서 보관하여 보존함으로써 도살장으로부터 실험실까지 이동시 변화가 없도록 하였다. 이때 이동 시간은 최대 50분을 넘지 않도록 하였으며, 이동 후 외이식(explant)방법을 이용한 조직의 성장 및 1차세포배양(primary cell culture)을 통하여 망막의 손상의 유무를 확인하였다. The eye used at this time was the eye extracted immediately after the slaughter in Hannong (Cheongwon, Chungcheongbuk-do). On the other hand, the pig eye extracted from the slaughterhouse was stored and stored in an ice box cooled with ice water so that there was no change when moving from the slaughterhouse to the laboratory. At this time, the migration time was not to exceed 50 minutes, and after the migration, tissue growth and primary cell culture using the explant method were used to confirm the damage of the retina.

도 1은 초고속 레이저를 기반한 레이저 유발 압력 파를 이용한 안구 질환 지표 장치의 개괄적인 도면이다. 도 1에서 "Fs-laser"는 펨토초 레이저 빔을 발생하는 광원을, "A"는 어테뉴에이터(Attenuator)를, "M"은 VIS-IR 미러를, "I"는 아이리스(Iris)를 "Q"는 퀄츠 플로우 셀(Quartz flow cell)을, "BS"는 빔 스플리터(Beam Splitter)를, "CM"은 콘케이브 미러(Concave Mirror)를, "DM"은 : 이색 미러(Dichroic Mirror)를, "OL"은 검안 렌즈( Ophthalmoscope Lens)를, "TS"는 위치제어 스테이지(Translation Stage)를, "Filters"는 필터(Yellow & Blue Filter)를, "P"는 빔 폴라라이저(Beam polarizer)를, "L"은 렌즈를, "E"는 안구(Eyeball)를, "G"는 가이드 빔을 생성하는 가이드광원(Guiding Laser)을, CCD는 디지털 촬상 장치(charge coupled device)를, "shutter"는 광학 셔터를 의미한다. 도 2에서 붉은 색은 펨토초 레이저 빔을 발생하는 광원의 광경로를 도시한 것이며, 분홍색은 가이드광원에서 발하는 광원의 광경로를 도시한 것이며, 보라색은 이미징을 위한 백색광을 도시한 것이다. 이때, 광경로가 겹칠 시에는 붉은 색 만을 도시하였다. 1 is a schematic diagram of an eye disease indicator apparatus using a laser-induced pressure wave based on an ultrafast laser. 1, "Fs-laser" is a light source for generating a femtosecond laser beam, "A" is an attenuator, "M" is a VIS-IR mirror, "I" is an Iris (Q) "Quartz flow cell", "BS" is Beam Splitter, "CM" is Concave Mirror, "DM" is: Dichroic Mirror, "OL" stands for Ophthalmoscope Lens, "TS" stands for Translation Stage, "Filters" stands for Yellow & Blue Filter, "P" stands for Beam Polarizer. , "L" means lens, "E" means eyeball, "G" means guide laser for generating guide beam, CCD means digitally coupled device, "shutter" Means optical shutter. In FIG. 2, the red color represents an optical path of a light source generating a femtosecond laser beam, the pink color represents an optical path of a light source emitted from a guide light source, and the purple color represents white light for imaging. At this time, only the red color is shown when the light paths overlap.

치료용 레이저 빔인 펨토초 레이저빔은 800 nm 파장, 1 kHz 주파수, 및 120 fs의 펄스 폭을 갖고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 이를 50:50 빔 스플리터(beam splitter)를 이용하여 2개의 빔으로 분리하였다. 그 중 하나는 경로 길이(path length)가 10 mm의 퀄츠 플로우 셀(Quarts flow water cell)안에 초점거리 50 mm의 바이콘벡스 레이저(biconvex laser)를 이용하여 super-continuum generation 방법을 이용하여 백색광을 발생하여 이미징 광으로 사용하였다. 또한 스플리팅된 나머지 한 빔은 직접 치료 목적의 레이저 광(펨토초 레이저 빔)으로 사용하였다. 또한 펨토초 레이저 빔원이 안구 내 초점을 분명하게 하기 위하여 또 다른 레이저 빔(guide beam, 가이드 광)을 펨토초 레이저 빔원과 동일한 광축을 갖도록 이색 미러(dichroic mirror)를 이용하여 일치 시켰다. 펨토초 레이저 빔과 가이드 광은 또 다른 이색 미러(dichroic mirror)를 이용하여 검안 렌즈(Ophthalmoscope lens)를 이용하여 적출된 돼지 안구 내에 집속하였다. 한편 이미징 광(imaging beam)은 폴라라이징 빔 스플리터(polarizing beam splitter)를 이용하여 다른 두 레이저 빔과 동일한 광축을 가지면서 안구에 조사될 수 있도록 하였다. 이때 사용된 이미징 광과 가이드 광의 세기는 class 1 이하가 되도록 광학 필터를 이용하여 그 세기를 제어하였다. 또한 이미징 광의 광 파장의 범위는 또 다른 광학 필터를 이용하여 이미지가 최적화 될 수 있도록 하였다. The femtosecond laser beam, a therapeutic laser beam, has an 800 nm wavelength, a 1 kHz frequency, and a pulse width of 120 fs. As shown in FIG. 2, this was split into two beams using a 50:50 beam splitter. One is to generate white light using the super-continuum generation method using a biconvex laser with a focal length of 50 mm in a 10 mm long quartz flow water cell. Generated and used as imaging light. The other split beam was also used as laser light (femtosecond laser beam) for direct treatment purposes. In addition, in order to make the femtosecond laser beam source clear the intraocular focus, another laser beam (guide beam) was matched using a dichroic mirror to have the same optical axis as the femtosecond laser beam source. The femtosecond laser beam and guide light were focused in a swine ocular extracted using an ophthalmoscope lens using another dichroic mirror. On the other hand, the imaging beam (polarizing beam splitter) using a polarizing beam splitter (polarizing beam splitter) has the same optical axis as the other two laser beams to be irradiated to the eye. At this time, the intensity of the imaging light and the guide light used was controlled using an optical filter so that the intensity of class 1 or less. The range of optical wavelengths of imaging light also allowed the image to be optimized using another optical filter.

도 2는 레이저 빔이 안구에 조사되는 영역의 구성을 보다 상세히 도시한 도면으로, 레이저 빔이 안구에 입사하는 경우 안구의 렌즈에 의한 왜곡 현상을 최소화하기 위하여 VFLATAS 렌즈를 안구 앞에 거치하였다. 또한 VFLATAS 렌즈와 수정체와의 사이에는 링거 용액(ringer solution)을 채워 넣음으로써 왜곡현상을 더욱 최소화 하도록 하였다. 또한 도 2에서 도시한 "P1, P2 ..... P8, P9"는 펨토초 레이저 빔의 초점이 안구 내에서 변화하는 양상을 도시한 것이다. FIG. 2 illustrates the configuration of a region in which a laser beam is irradiated to the eye in more detail. In order to minimize distortion caused by the lens of the eye when the laser beam is incident on the eye, the VFLATAS lens is mounted in front of the eye. In addition, by filling a ringer solution between the VFLATAS lens and the lens to minimize the distortion. In addition, "P1, P2 ..... P8, P9" shown in Fig. 2 shows the aspect that the focus of the femtosecond laser beam is changed in the eye.

이때 펨토초 레이저 빔의 초점은 위치제어 스테이지로 안구를 이동시켜 안구와 검안렌즈(Ophthalmoscope lens)의 거리를 조절함으로써 조절하였다. At this time, the focus of the femtosecond laser beam was adjusted by moving the eye to the position control stage to adjust the distance between the eye and the ophthalmoscope lens.

한편 "P1"은 망막에 가까운 상태이며 "P9"는 렌즈(수정체)에 가까운 상태이다. Pn과 Pn+1(n은 1이상 8이하의 자연수)의 간격은 2 mm이며 P1은 망막의 표면으로부터 1 mm 떨어져 있다. 안구의 크기가 약 20 mm이고 망막 뒤의 조직의 두께가 약 3.5 mm인 점을 고려할 때 P8 과 P9는 안구의 렌즈의 내부 표면 혹은 렌즈 그 자체가 됨을 의미한다. On the other hand, "P1" is close to the retina and "P9" is close to the lens (crystal lens). The distance between Pn and Pn + 1 (n is a natural number between 1 and 8) is 2 mm and P1 is 1 mm from the surface of the retina. Given that the size of the eye is about 20 mm and the thickness of the tissue behind the retina is about 3.5 mm, P8 and P9 mean the inner surface of the lens of the eye or the lens itself.

한편 안구의 유리체(vitreous humor)의 상태는 일반적으로 겔(gel)인 것으로 여겨지며 안구의 상태에 따라 겔의 점도 및 단백질의 함량과 종류 등 물리화학적인 특성이 매우 상이한 것으로 알려져 있다. On the other hand, the state of the vitreous humor of the eye is generally considered to be a gel, and the physical and chemical properties such as the viscosity of the gel and the amount and type of protein are known to be very different depending on the state of the eye.

안구 내에 레이저에 의한 압력 파의 발생을 유발하는 직접적인 실험을 하기 전에 안구내의 유리체의 초고속레이저에 의한 투과율(transmittance) 변화에 대한 측정을 시도하였다. Before the direct experiments that caused the generation of pressure waves by the laser in the eye, we attempted to measure the change in the transmission by the ultrafast laser of the vitreous in the eye.

도 3은 펨토초 레이저 빔의 안구 투과율을 측정하기 위한 장치의 부분 도면 으로, 도 1과 유사한 장치에 적출된 안구의 뒤쪽에 레이저 파워 미터(power meter)를 거치하여 각각의 초점에서의 투과율(transmittance)을 측정하였다. FIG. 3 is a partial view of an apparatus for measuring the ocular transmittance of a femtosecond laser beam, with a laser power meter mounted on the back of an eye extracted in a device similar to FIG. 1 for transmission at each focal point Was measured.

이때 사용된 레이저 파워 미터(power meter)는 국가 표준기(cryo-ECPR)로 교정된 것으로 오차범위는 약 1 %이내이다. 한편 안구 뒤쪽의 미쳐 제거되지 않은 조직에 의한 안구를 투과한 레이저 빔의 산란 효과를 최소화 하기위하여 지름이 50 mm인 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)를 거치였다.The laser power meter used was calibrated with the cryo-ECPR and the margin of error is within about 1%. On the other hand, a collimating lens having a diameter of 50 mm was applied to minimize the scattering effect of the laser beam transmitted through the eye by the non-removable tissue behind the eye.

도 4는 도살장에서 적출된 두 다른 종류의 안구에 대한 안저 사진 결과이다. 망막 질병에 의하여 도 4(A)의 안저 사진은 망막 분리(retinal detachment)에 의한 검은 부분이 12시 방향과 9시 방향에 매우 뚜렷하게 나타났으며, 전체적으로 붉은색의 색상이 매우 뚜렷하다. 반면에 도 4(B)의 안저 사진은 전체적으로 색깔의 변화가 없이 매우 균질한 반사(reflection) 성질을 보여주고 있다. 4 is a fundus photograph result of two different kinds of eyeballs extracted from a slaughterhouse. Due to retinal disease, the fundus photograph of FIG. 4 (A) shows a very clear black portion due to retinal detachment at 12 o'clock and 9 o'clock, and the overall red color is very distinct. On the other hand, the fundus photograph of FIG. 4 (B) shows a very homogeneous reflection property without any color change.

도 5는 안구 내 펨토초 레이저 빔의 초점 위치 및 펨토초 레이저 빔의 파워를 변화시키며 측정한 투과율을 도시한 것으로, 도 4와 유사한 질병이 존재하는 경우(도 5의 A)와 정상 안구인 경우(도 5의 B)에 따라 매우 상이한 투과율의 변화가 나타남을 알 수 있다. 이때 투과율의 시간적인 변화율은 각 지점에 측정된 투과율에 에러 바(error-bar)로써 표기하였으며, 도 5 내지 도 6은 16개 이상의 질환 보유 안구 및 정상 안구를 대상으로 측정한 결과이다. FIG. 5 illustrates the transmittances measured by varying the focal position of the femtosecond laser beam in the eye and the power of the femtosecond laser beam, in which a disease similar to that of FIG. 4 exists (FIG. 5A) and a normal eye (FIG. 5). It can be seen that the change in transmittance is very different according to B) of 5. In this case, the temporal change rate of the transmittance is expressed as an error bar (error-bar) in the transmittance measured at each point, and FIGS. 5 to 6 are results obtained from 16 or more disease-bearing eyes and normal eyes.

도 5(A)에서 알 수 있듯이 병든 안구의 경우, 펨토초 레이저 빔의 파워가 작은 경우에는 투과된 레이저 광의 세기 변동(fluctuation)이 적으나, 펨토초 레이저 빔의 파워가 6.1 mW에서 8.3 mW로 커지는 경우 초점 P2와 P3 영역에서 투과된 레이 저 광의 세기 가 매우 심하게 변화됨을 알 수 있다. 이러한 투과된 레이저 광의 파워의 변화는 입사되는 펨토초 레이저 빔의 파워가 점점 커짐에 따라 커짐을 알 수 있으며, 안구의 렌즈에 가까이 갈수록 커짐을 알 수 있다. 즉 20.8 mW의 경우에는 거의 모든 안구내 영역에서 레이저의 투과율이 시간적으로 매우 심하게 변화한다. As can be seen in FIG. 5 (A), in case of a diseased eye, when the power of the femtosecond laser beam is small, the fluctuation of the transmitted laser light is small, but when the power of the femtosecond laser beam increases from 6.1 mW to 8.3 mW. It can be seen that the intensity of the laser light transmitted in the focal points P2 and P3 is changed very severely. It can be seen that the change in the power of the transmitted laser light increases as the power of the incident femtosecond laser beam increases, and it becomes larger as it gets closer to the lens of the eyeball. In other words, in the case of 20.8 mW, the transmittance of the laser changes very severely in almost all intraocular regions.

한편 정상적인 안구의 경우에는 펨토초 레이저 빔의 파워가 12.3 mW인 경우에도 안구 내 거의 모든 영역에서 그 변화가 매우 적음을 알 수 있다. 그러나 펨토초 레이저 빔의 파워가 16.2 mW 이상인 경우에는 정상적인 안구의 경우에도 투과율의 시간적인 변화가 매우 심하게 됨을 알 수 있다.On the other hand, even in the case of normal eyes, even when the power of the femtosecond laser beam is 12.3 mW, it can be seen that the change is very small in almost all areas of the eye. However, when the femtosecond laser beam power is more than 16.2 mW, it can be seen that the temporal change of the transmittance is very severe even in the normal eye.

안구 질환 유무에 따른 투과된 레이저 세기의 변화는 도 6과 같이 측정된 투과된 레이저 세기의 변화에 대한 노말라이즈된 RMS(normalized Root Mean Square) 값을 산출함으로써 더욱더 분명하여 진다. The change in transmitted laser intensity with or without eye disease becomes more apparent by calculating a normalized root mean square (RMS) value for the change in transmitted laser intensity measured as shown in FIG. 6.

도 6에서 알 수 있듯이 질환이 존재하는 안구의 경우(도 6의 A)에는 매우 낮은 파워에서도 매우 높은 값의 RMS값이 나타나는 반면 건강한 안구의 경우(도 6의 B)에는 12.3 mW 이상의 펨토초 레이저 빔의 파워 경우에서나 관측 가능한 정도의 RMS를 관찰 할 수 있었다. As can be seen in FIG. 6, in the presence of diseased eye (FIG. 6A), a very high RMS value appears even at very low power, while in healthy eyes (B of FIG. 6), a femtosecond laser beam of 12.3 mW or more is shown. In the power case, the RMS could be observed.

도 5 내지 도 6으로부터 3mW 내지 15mW의 펨토초 레이저 빔을 안구에 조사하여 유리체의 물리/화학/생화학적 변화를 야기하는 안구질환의 보유 유무를 판별할 수 있음을 알 수 있다. 3mW 미만의 파워에서는 투과된 레이저 세기의 변화가 미미하여 질병 보유 유무를 판별할 수 없으며, 15mW 초과의 파워에서는 정상 안구와 질병을 보유한 안구간의 투과된 레이저 세기의 변화의 차가 미미하여 질병 보유 유무 를 판별하기 어렵다. 즉, 상기 3mW 내지 15mW의 펨토초 레이저 빔은 투과된 레이저 세기의 변화가 유리체의 정보를 가질 수 있으며, 정상 안구와 질병을 보유한 안구가 투과된 레이저 세기의 변화에서 차이를 나타내는 범위이다. It can be seen from FIG. 5 to FIG. 6 that the femtosecond laser beam of 3 mW to 15 mW is irradiated to the eye to determine whether or not the eye disease that causes the physical / chemical / biochemical change of the vitreous is retained. At power less than 3mW, the change in transmitted laser intensity is insignificant, and it is impossible to determine whether there is a disease. At power above 15mW, the difference in transmitted laser intensity between normal and diseased eyes is insignificant. it's difficult. That is, the 3mW to 15mW femtosecond laser beam is a range in which the change in the transmitted laser intensity can have the information of the vitreous, and the difference in the change in the laser intensity transmitted through the normal eye and the diseased eye.

이상의 투과된 레이저 세기의 변화 측정 결과는 정성적으로 다음과 같이 설명할 수가 있다. The result of measuring the change in transmitted laser intensity can be explained qualitatively as follows.

일반적으로 안구가 질병에 걸리는 이유는 매우 다양하나 망막의 질환이 진행함에 따라 유리체의 점도를 포함한 물리적인 특성이 변화한다고 알려져 있다. 또한 안구내 유리체의 혼탁한 정도도 매우 심해진다. In general, there are many reasons for eye disease, but it is known that physical characteristics including the viscosity of the vitreous body change as the disease of the retina progresses. In addition, the turbidity of the intraocular vitreous becomes very severe.

이에 따라, 도 5 내지 도 6과 같이 질환이 있는 안구 내 유리체에 픽크 파워(peak power)가 매우 높은 첨두 출력을 갖는 펨토초 레이저 빔이 집속되어 있는 경우, 정상적인 안구와 질환이 존재하는 안구는 동일한 레이저 파워인 경우에도 매우 다른 양상으로 공동화(cavitation) 혹은 버블 생성(bubble formation)이 일어날 것이다. 실제로 펨토초 레이저 빔을 안구에 조사하며 관찰한 안구내 동영상을 보면 질병이 있는 안구의 경우 낮은 펨토초 레이저 빔 세기에서도 매우 심하게 버블이 발생하는 것을 확인할 수 있다. Accordingly, when a femtosecond laser beam having a peak output with a very high peak power is focused on a diseased intraocular vitreous as shown in FIGS. 5 to 6, the normal eye and the diseased eye have the same laser beam. Even in the case of power, cavitation or bubble formation will occur in a very different way. In fact, the intraocular video observed by irradiating the eye with the femtosecond laser beam shows that the bubble is very severe even at low femtosecond laser beam intensity in the diseased eye.

이러한 현상(버블 생성)은 특히 망막에 가까이 레이저의 초점을 맞추는 경우에 더욱더 강해지는데, 이는 일반적으로 알려진 사실과 매우 잘 일치한다. This phenomenon (bubble production) becomes even stronger, especially when the laser is focused close to the retina, which is very consistent with generally known facts.

즉 이전에 보고된 사실을 보면 망막 분리(retina detachment)와 황반변성 등 망막 질환이 일어나는 경우 망막에 근접한 유리체의 물리화학적인 성질이 정상적인 안구에 비하여 매우 다르다고 알려져 있다. 이는 도 5 내지 도 6 및 이미지 관찰 결과와 매우 잘 일치하는 점이다. In other words, the previously reported facts indicate that the physical and chemical properties of the vitreous close to the retina are very different from those of normal eyes when retinal detachment and macular degeneration occur. This is in good agreement with FIGS. 5 to 6 and the image observation results.

상기의 결과로부터 펨토초 레이저 광을 안구에 조사하고, 조사되는 펨토초 레이저 광의 초점 위치, 세기 및 투과된 광의 세기를 측정하여 안구 질환 보유 유무가 판별 가능함을 알 수 있다. From the above results, the femtosecond laser light is irradiated to the eye, and the focal position, the intensity of the irradiated femtosecond laser light, and the intensity of the transmitted light can be seen that the presence or absence of eye disease can be determined.

비록, 도 5 내지 도 6의 결과가 투과되는 방향(forward)에서의 산란(scattering)되는 양상을 이용한 결과이나, 광학적으로 역방향(backward)에서 관찰하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다. 즉 초고속 레이저를 망막에 직접 조사 하지 않고 안구 내부 유리체 내에 초점을 위치한 후 역방향(backward, 안구 중심에서 각막쪽으로의 방향)으로 산란되는 광의 세기의 변화를 측정하여 안구 질환의 보유 유무를 판별 할 수 있다. Although the results of FIGS. 5 to 6 are scattered in the forward direction, the same applies to the optical observation in the backward direction. In other words, the presence of eye disease can be determined by measuring the change in the intensity of light scattered in the reverse direction (backward, the direction from the center of the eye to the cornea) after focusing in the intraocular vitreous body without directly irradiating an ultrafast laser to the retina. .

한편 펨토초 레이저 빔을 매질에 집속하는 경우 발생하는 공동화(cavitation) 혹은 버블 생성(bubble formation)은 항상 매질에 압력 파의 발생을 동반한다.Meanwhile, cavitation or bubble formation, which occurs when the femtosecond laser beam is focused on the medium, is always accompanied by the generation of pressure waves in the medium.

도 7은 압력 파를 이용한 안구 질환 치료를 도시한 모식도이다. 근적외선의 파장을 갖는 레이저 빔에서 유리체의 흡수는 무시할 수 있을 정도이다. 그러나 첨두 출력이 매우 높은 펨토초 레이저 빔을 집속하는 경우에는 상황이 매우 다르게 발생한다. 즉 펨토초 레이저 빔의 초점을 안구의 중심부에 두었을 경우 매우 짧은 시간 동안의 레이저 집속에 따라 순간적인 초점부위의 물질에서의 다중광자흡수에 (multiphoton absorption)따른 레이저 유발 이온화 (laser induced ionization)가 발생된다. 이때 발생된 전자 및 이온들은 뒤따라오는 광자에 대한 흡광도가 매우 높은 상태이므로 새로운 레이저 유발 흡수(laser-induced absorption)현상이 일어나 결과적으로 매우 짧은 순간에 매우 높은 에너지 상태로 존재할 수 있다. 7 is a schematic diagram showing the treatment of eye diseases using pressure waves. Absorption of the vitreous in a laser beam with a wavelength of near infrared is negligible. However, the situation occurs very differently when focusing a very high peak power femtosecond laser beam. In other words, when the femtosecond laser beam is focused at the center of the eye, laser induced ionization occurs due to instantaneous multiphoton absorption of the material at the focal point due to the laser focusing for a very short time. do. At this time, the generated electrons and ions have a very high absorbance for the following photons, so a new laser-induced absorption phenomenon may occur, resulting in a very high energy state in a very short moment.

이러한 상태에서는 광 집속 부위와 그 주변은 물리적으로 평형 상태를 이루지 못하고 도 7에서 동심원으로 표시한 것과 유사하게 파(wave) 형태의 쇼크 압력(shock pressure)이 발생한다. 이렇게 발생된 압력 파는 물질의 종류에 따라 다르기는 하나 일반적으로 4 nm/ps의 속도로 전파한다. 이상의 값을 안구에 적용하는 경우, 즉 안구의 크기를 20 mm로 가정하고 레이저를 안구의 중심에 집속한 경우 레이저 집속 후 약 2.5 마이크로 초 이후에 망막에 도달한다. In this state, the light converging portion and its surroundings do not have a physical equilibrium state, and a shock pressure in the form of a wave occurs similarly to the concentric circles shown in FIG. 7. The generated pressure waves propagate at a rate of 4 nm / ps, depending on the type of material. When the above value is applied to the eye, i.e., when the size of the eye is assumed to be 20 mm and the laser is focused at the center of the eye, the retina is reached about 2.5 microseconds after the laser focusing.

한편 수백 마이크로 J 이상의 초고속 레이저를 고체 물질에 집속하는 경우 발생하는 압력 파는 수 GPa정도로 알려져 있다. On the other hand, the pressure wave generated when focusing hundreds of microJ or more ultrafast lasers on solid materials is known to be several GPa.

본 발명에서와 같이 펨토초 레이저 빔을 안구내 유리체에 집속함으로 발생되는 압력 파는 비록 100 fs의 짧은 순간에 발생된 압력임에도 불구하고, 도 8 내지 도 10과 같이 분리된 망막이 맥락막에 재 부착되고 안구내 출혈이 멈춤과 동시에 안구에 부유하는 혈액이 안구 외부로 배출됨을 알 수 있으며, 정상 안구 조직은 손상되지 않음을 확인 할 수 있었다.Although the pressure wave generated by focusing the femtosecond laser beam on the intraocular vitreous as in the present invention is a pressure generated at a short instant of 100 fs, the separated retina is reattached to the choroid and the eyeball as shown in FIGS. 8 to 10. At the same time as the bleeding stopped, blood floating in the eye was discharged to the outside of the eye, and normal eye tissue was confirmed to be intact.

도 8은 3 mW 내지 22 mW의 파워를 갖는 펨토초 레이저 빔을 질병이 든 안구에 조사하기 전(왼쪽 컬럼)과 5~10분간 조사한 후(오른쪽 컬럼) 관찰한 안저사진을 도시한 것이다. 도 8에서 알 수 있듯이 안저 망막의 분리(detachment)에 의하여 발생하는 검은 색부분이 매우 효과적으로 제거되었으며 또한 망막에 발생한 혈관에 의하여 붉은 색으로 나타나져있는 망막의 색깔도 매우 효과적으로 변화하는 것을 알 수 있다. FIG. 8 shows a fundus photograph observed before irradiating a femtosecond laser beam having a power of 3 mW to 22 mW to a diseased eye (left column) and after 5 to 10 minutes (right column). As can be seen in FIG. 8, the black part generated by the detachment of the fundus retina is removed very effectively, and the color of the retina, which is shown in red by the blood vessels generated in the retina, changes very effectively. .

이상의 결과를 좀 더 자세하게 관찰하기 위하여 본 연구에서는 레이저 조사후의 안구내 망막 조직에 대한 조직 검사를 수행하였다. 도 9는 펨토초 레이저 빔의 조사 전(도 9의 C), 조사 후(도 9의 A) 및 정상 안구(도 9의 B)의 안저 사진 및 조직 검사 사진을 정리 도시한 것으로, 도 9에서 알 수 있듯이 도 9 C에서 관찰 할 수 있었던 질환 안구의 망막 조직 내에 발생하였던 공간이 도 9 A에서와 같이 레이저 조사를 통하여 효과적으로 제거됨을 알 수 있으며, 이러한 조직 검사 결과는 대조군으로 관찰한 도 9 B의 정상적인 안구의 결과와 거의 동일함을 알 수 있다. 특히 조직 검사를 통하여 펨토초 레이저 빔의 조사에 의해 망막의 상층부 혹은 내부의 타 조직에는 눈에 띠는 어떠한 손상도 없음을 확인 하였다. In order to observe the above results in more detail, we performed histological examination of intraocular retinal tissue after laser irradiation. FIG. 9 shows the fundus photographs and histological images of the femtosecond laser beam before irradiation (FIG. 9C), after irradiation (FIG. 9A) and normal eyeball (FIG. 9B). As can be seen in Figure 9C the space generated in the retinal tissue of the disease eye can be seen that effectively removed by laser irradiation as shown in Figure 9A, this tissue test results of Figure 9B as a control It can be seen that the results are almost identical to those of normal eyes. In particular, histological examination confirmed that the femtosecond laser beam did not cause any damage to the upper layer of the retina or other tissues inside.

이는 본 발명의 안구 질환 진단 장치가 망막의 조직 자체에는 눈에 보이는 어떠한 손상 없이 맥락막으로부터 떨어진 망막을 효과적으로 붙이는 새로운 치료 기술임을 입증하는 단적인 예이다.This is a simple example demonstrating that the ocular disease diagnosis apparatus of the present invention is a novel therapeutic technique that effectively attaches the retina away from the choroid to the tissue of the retina without any visible damage.

도 8 내지 도 9의 결과에서 질환에 의해 망막상 색깔을 붉게 만들었던 혈액 또한 제거됨을 확인하였으며, 펨토초 레이저 빔의 레이저 파워를 증가시키며 3분 동안 안구에 펨토초 레이저 빔을 조사하고 안구의 후면을 자세히 관찰한 결과, 도 10에 도시한 바와 광학 사진과 같이 펨토초 레이저 빔의 조사에 따라 안구 내에서 안구 후면으로 피가 빠져나오는 현상을 관찰 할 수가 있었다. 8 to 9 confirmed that the blood that reddened the retinal color was also removed by the disease. The laser power of the femtosecond laser beam was increased and the femtosecond laser beam was irradiated to the eye for 3 minutes, and the back of the eye was observed in detail. As a result, as shown in FIG. 10, the blood leaked from the eyeball to the back of the eyeball under the irradiation of the femtosecond laser beam could be observed.

이는 펨토초 레이저 빔을 안구내 유리체에 집속함으로 발생된 순간적인 압력 파에 의하여 맥락막으로부터 분리되었던 망막 층구조가 다시 붙음과 동시에 안구내 에 질환으로 인하여 발생된 신생 혈관, 모세혈관 혹은 망막상에 존재하였던 피가 부과된 압력에 의하여 안구 후면으로 제거됨을 알 수 있다.This resulted in the retinal layer detachment from the choroid due to the momentary pressure wave generated by focusing the femtosecond laser beam on the intraocular vitreous body, and at the same time the neovascularization, capillary or retina caused by the disease in the eye. It can be seen that blood is removed to the back of the eye by the pressure applied.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later will belong to the scope of the present invention. .

도 1은 초고속 레이저를 기반한 레이저 유발 압력 파를 이용한 안구 질환 지표 장치의 모식도이며,1 is a schematic diagram of an eye disease indicator device using a laser-induced pressure wave based on an ultrafast laser,

도 2는 도 1의 모식도에서 레이저 빔이 안구에 조사되는 영역의 구성을 보다 상세히 도시한 도면이며,FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the configuration of a region in which a laser beam is irradiated to the eye in the schematic diagram of FIG. 1.

도 3은 도 1의 장치를 기반으로 펨토초 레이저 빔의 안구 투과율을 측정하기 위한 장치의 상세 도면이며,FIG. 3 is a detailed view of an apparatus for measuring ocular transmittance of a femtosecond laser beam based on the apparatus of FIG. 1;

도 4는 도살장에서 적출된 안구의 질병 보유 유(A) 무(B)에 따른 안저 사진 결과이며,4 is a result of fundus photography according to the disease-bearing (A) no (B) of the eyes extracted from the slaughterhouse,

도 5는 안구의 질병 유(A) 무(B)에 따른 안구 내 펨토초 레이저 빔의 초점 위치 및 펨토초 레이저 빔의 파워를 변화시키며 측정한 투과율을 도시한 결과이며,5 is a result showing transmittance measured by changing the focal position of the femtosecond laser beam in the eye and the power of the femtosecond laser beam according to the disease of the eye (A) and (B),

도 6은 도 5의 측정 결과를 기반으로 안구 질환 유(A) 무(B)에 따른 투과된 레이저 세기의 변화에 대한 노말라이즈된 RMS(normalized Root Mean Square) 값을 도시한 결과이며,FIG. 6 illustrates a normalized root mean square (RMS) value for a change in transmitted laser intensity according to the presence or absence of eye disease (A) based on the measurement result of FIG. 5.

도 7은 압력 파를 이용한 안구 질환 치료를 도시한 모식도이며,7 is a schematic diagram showing the treatment of eye diseases using pressure waves,

도 8은 펨토초 레이저 빔을 질병이 든 안구에 조사하기 전(왼쪽 컬럼)과 5~10분간 조사한 후(오른쪽 컬럼) 관찰한 안저사진을 도시한 것이며,FIG. 8 shows fundus photographs observed before irradiation of a femtosecond laser beam to a diseased eye (left column) and after 5-10 minutes of irradiation (right column).

도 9는 치료용 레이저 광의 조사 전(C), 조사 후(A) 및 정상 안구(B)의 안저 사진 및 조직 검사 사진을 정리 도시한 것이며, FIG. 9 shows the fundus photographs and histological examination photographs before (C), after irradiation (A) and normal eye (B) of therapeutic laser light.

도 10은 펨토초 레이저 빔의 레이저 파워를 증가시키며 3분 동안 안구에 펨 토초 레이저 빔을 조사하고 안구의 후면을 관찰한 광학 사진을 정리 도시한 것이다.FIG. 10 shows the optical picture of increasing the laser power of the femtosecond laser beam and irradiating the femtosecond laser beam to the eye for three minutes and observing the back of the eye.

Claims (20)

레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치로, In eye disease diagnosis device using laser, 펨토초 레이저 빔을 발생하는 레이저 광원;A laser light source for generating a femtosecond laser beam; 상기 레이저 광원에서 발생하는 상기 레이저 빔의 파워(power)를 조절하는 파워 제어부;A power control unit controlling power of the laser beam generated from the laser light source; 치료대상인 안구의 위치를 고정하는 고정부;Fixing part for fixing the position of the eye to be treated; 상기 레이저 광원에서 발생하는 레이저빔을 상기 고정부에 의해 고정된 안구에 조사하는 광학계; 및An optical system that irradiates a laser beam generated by the laser light source to the eye fixed by the fixing unit; And 상기 광학계에 의해 안구로 조사되는 레이저 빔을 집속하고 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 초점 제어부;A focus control unit focusing the laser beam irradiated to the eye by the optical system and adjusting a focus of the focused laser beam; 를 포함하며, Including; 상기 초점 제어부가 하기의 식 1로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하여 안구 내 유리체의 레이저 유발 이온화 및 레이저 유발 흡수에 따른 압력 파가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The focal controller controls the focal point of the focused laser beam by Equation 1 to generate a pressure wave according to laser induced ionization and laser induced absorption of the intraocular vitreous. (식 1)(Equation 1) L1ens < Lfocus < Lretina L 1ens <L focus <L retina (상기 Lfocus는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L1ens는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 수정체와 유리체의 경계면까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L focus is the focal length of the focused laser beam relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, the L 1ens is eye relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part. The distance to the interface between the lens and the vitreous body according to the construction, and the L retina is the distance to the interface between the retina and the vitreous body along the eye axis with respect to the electrode of the eyeball fixed to the fixed part.) 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초점 제어부는 하기의 식 2로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The focus control unit may be configured to adjust the focus of the focused laser beam by using Equation 2 below. (식 2)(Equation 2) 0.25Lo ≤ Lfocus ≤ 0.75Lo 0.25L o ≤ L focus ≤ 0.75L o (L0는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 후극(polus posterior)까지의 거리이며, Lfocus는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이다.)(L 0 is the distance to the posterior pole along the eye axis with respect to the pole of the eyeball fixed to the fixture, and L focus is the pole of the eyeball fixed to the fixture. Is the focal length of the focused laser beam.) 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파워 제어부는 하기의 식 3으로 레이저 빔의 파워를 조절하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The power control unit is an eye disease diagnosis apparatus, characterized in that for adjusting the power of the laser beam in the following equation 3. (식 3)(Equation 3) Pcri ≤ Plaser ≤ Pdem P cri ≤ P laser ≤ P dem (Plaser는 조사되는 레이저 빔의 파워이며, Pcri는 레이저 빔의 조사에 의해 유리체 내에 압력 파가 발생하는 레이저 빔 파워이며, Pdem은 레이저 빔의 조사에 의해 안구내 조직의 영구 손상 및 절제가 발생되지 않는 레이저 빔 파워이다.)(P laser is the power of the laser beam to be irradiated, P cri is the laser beam power to generate pressure waves in the vitreous body by irradiation of the laser beam, and P dem is the permanent damage and ablation of intraocular tissue by irradiation of the laser beam. Is the laser beam power that does not occur.) 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 파워 제어부는 하기의 식 4로 레이저 빔의 파워를 조절하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The power control unit is an eye disease diagnosis device, characterized in that for adjusting the power of the laser beam by the following equation (4). (식 4)(Equation 4) 3mW ≤ Plaser ≤ 22mW3mW ≤ P laser ≤ 22mW 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 빔의 펄스 폭은 50fs 내지 500fs인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.Pulse width of the laser beam is 50fs to 500fs eye disease diagnostic device, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 빔의 파장은 근적외선 영역인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The wavelength of the laser beam is an eye disease diagnostic apparatus, characterized in that the near infrared region. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 레이저 빔의 파장은 750nm 내지 850nm인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The wavelength of the laser beam is an eye disease diagnostic device, characterized in that 750nm to 850nm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안구 질환 진단 장치는 The eye disease diagnosis device is 백색광인 이미징 빔을 발생하는 이미징 광원; 및An imaging light source for generating an imaging beam that is white light; And 촬상 소자를 포함하여 구성되며, 상기 광학계에 의해 상기 안구로 조사되는 상기 이미징 빔을 이용하여 광학적으로 안구 조직을 모니터링하는 모니터링부;A monitoring unit configured to include an imaging device, and configured to optically monitor eye tissue using the imaging beam irradiated to the eye by the optical system; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.Eye disease diagnostic device further comprises. 제 1항 내지 제 8항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,The compound according to any one of claims 1 to 8, wherein 상기 안구 질환은 망막 박리인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The ocular disease is a device for diagnosing ocular disease, characterized in that the retinal detachment. 제 1항 내지 제 8항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,The compound according to any one of claims 1 to 8, wherein 상기 안구 질환은 안구 내 출혈인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The eye disease is an eye disease diagnostic device, characterized in that the intraocular hemorrhage. 레이저를 이용한 안구 질환 진단 장치로, In eye disease diagnosis device using laser, 펨토초 레이저 빔을 발생하는 레이저 광원;A laser light source for generating a femtosecond laser beam; 상기 레이저 광원에서 발생하는 상기 레이저 빔의 파워(power)를 조절하는 파워 제어부;A power control unit controlling power of the laser beam generated from the laser light source; 진단대상인 안구의 위치를 고정하는 고정부;Fixing part for fixing the position of the eye to be diagnosed; 상기 레이저 광원에서 발생하는 레이저빔을 상기 고정부에 의해 고정된 안구에 조사하는 광학계; An optical system that irradiates a laser beam generated by the laser light source to the eye fixed by the fixing unit; 상기 광학계에 의해 안구로 조사되는 레이저 빔을 집속하고 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 초점 제어부; A focus control unit focusing the laser beam irradiated to the eye by the optical system and adjusting a focus of the focused laser beam; 안구에서 산란된 레이저 빔(backward scattered laser beam)인 산란광의 세기를 측정하는 파워미터(power meter);A power meter for measuring the intensity of the scattered light, which is a backward scattered laser beam; 안구질환을 보유하지 않은 정상인의 안구로 조사되는 레이저 빔의 안구 내 초점 위치 및 조사되는 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)값인 정상 RMS 데이터가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체; 및 A computer-readable recording medium storing normal RMS data which is a root mean square (RMS) value of scattered light intensity according to an intraocular focus position of a laser beam irradiated to an eye of a normal person without eye disease and power of the irradiated laser beam; And 상기 파워미터에서 측정된 산란광 세기를 입력받아 상기 안구로 조사되는 레이저 빔의 안구 내 초점 위치 및 레이저 빔의 파워에 따른 산란광 세기의 RMS(Root Mean Square)값을 산출하여, 산출된 RMS값과 상기 정상 RMS 데이터를 비교하여 안구 질환 유무를 판별하는 판별부;The RMS value calculated by calculating the root mean square (RMS) value of the scattered light intensity according to the intraocular focus position of the laser beam irradiated to the eye and the power of the laser beam by receiving the scattered light intensity measured by the power meter. A discriminating unit comparing the normal RMS data to determine the presence of eye disease; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.Eye disease diagnostic apparatus comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 초점 제어부는 하기의 식 5로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The focus control unit may be configured to adjust the focus of the focused laser beam according to Equation 5 below. (식 5)(Eq. 5) L1ens < Lfoc < Lretina L 1ens <L foc <L retina (상기 Lfoc는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L1ens는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 수정체와 유리체의 경계면까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L foc is the focal length of the focused laser beam relative to the eye of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, the L 1ens is based on the eye of the eye of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part The distance to the interface between the lens and the vitreous body according to the construction, and the L retina is the distance to the interface between the retina and the vitreous body along the eye axis with respect to the electrode of the eyeball fixed to the fixed part.) 제 14항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 초점 제어부는 하기의 식 6으로 상기 집속된 레이저 빔의 초점을 조절 하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The focus control unit is an eye disease diagnosis device, characterized in that for adjusting the focus of the focused laser beam by the following equation (6). (식 6)(Equation 6) 0.5Lo ≤ Lfoc < Lretina 0.5L o ≤ L foc <L retina (상기 Lfoc는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 한 집속된 레이저 빔의 초점거리이며, 상기 L0는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 후극(polus posterior)까지의 거리이며, 상기 Lretina는 고정부에 고정된 안구의 전극(polus anterior)을 기준으로 안구축에 따른 망막(retina)과 유리체의 경계면까지의 거리이다.)(L foc is the focal length of the focused laser beam relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part, and L 0 is the eye relative to the electrode of the eye (polus anterior) fixed to the fixed part L retina is the distance to the boundary between the retina and the vitreous along the eye axis with respect to the polus anterior fixed to the fixed part.) 제 14항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 파워 제어부는 3mW 내지 15mW로 레이저 빔의 파워를 조절하는 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The power control unit is eye disease diagnosis device, characterized in that for adjusting the power of the laser beam from 3mW to 15mW. 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 레이저 빔의 펄스 폭은 50fs 내지 500fs인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.Pulse width of the laser beam is 50fs to 500fs eye disease diagnostic device, characterized in that. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 레이저 빔의 파장은 근적외선 영역인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진 단 장치.The wavelength of the laser beam is an eye disease diagnostic device, characterized in that the near infrared region. 제 18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 레이저 빔의 파장은 750nm 내지 850nm인 것을 특징으로 하는 안구 질환 진단 장치.The wavelength of the laser beam is an eye disease diagnostic device, characterized in that 750nm to 850nm. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 판별부는 동일한 안구 내 초점 위치 및 레이저 빔의 파워에서의, 상기 정상 RMS 데이터의 값과 상기 산출된 RMS값을 비교하여, 상기 산출된 RMS값이 정상 RMS 데이터보다 큰 경우 안구질환을 보유한 것으로 판별하는 안구 질환 진단 장치.The determining unit compares the value of the normal RMS data with the calculated RMS value at the same intraocular focus position and the power of the laser beam, and determines that the eye disease is retained when the calculated RMS value is larger than the normal RMS data. Eye disease diagnosis device.
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