KR101261715B1 - 눈 측정 및 모델링 기술 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 굴절 수술 시스템은 각막의 다중 국부 영역을 변경하도록 구성되는 굴절 치료 장치와, 각막 상의 적어도 2개의 위치에서 각막 형상 파라미터를 측정하도록 구성되는 안구 측정 기기를 포함한다. 각막 모델링 장치는 굴절 치료의 파라미터에 기초하여 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 각막 상의 2개 이상의 위치에서 측정되는 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 구성되고, 각막 상의 2개 이상의 위치는 예상 각막 형상 파라미터의 2개 이상의 위치에 대응한다.

Description

눈 측정 및 모델링 기술 {EYE MEASUREMENT AND MODELING TECHNIQUES}
본 발명은 눈 측정 및/또는 모델링을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
수술 결과를 모니터링하기 위해 굴절 수술 동안 각막의 중심에서 각막 두께를 측정하는데 저 간섭성 시간 영역 간섭계(low-coherence, time-domain interferometer)가 사용될 수 있다는 것이 종래에 알려져 왔다. 측정 출력이 각막의 중심에서의 예상된 각막 치수와 비교될 수 있고, 여기서, 예상되는 치수는 수술 절차의 모델에 기초하여 연산된다는 것도 알려져 있다. 이러한 장치는 수술 결과를 향상시키기 위해 광 절제(photoablative) 레이저를 제어하기 위한 실시간 피드백을 제공하는데 사용될 수 있다는 것도 알려져 있다.
출원인은 종래 기술 장치의 제1 한계는 각막의 중심에서의 단일 위치에서 각막을 모델링하는 능력이라는 것을 인식했다.
출원인은 종래 기술 장치의 또 다른 한계는 각막의 중심에서의 단일 위치에서 각막을 측정하는 능력이라는 것을 인식했다. 예컨대, 종래 기술 장치의 한계는, 특정한 굴절 수술 절차를 수행하기 위해, 각막의 기질(stromal) 표면을 노출시키도록 눈에 각막 플랩이 절개한다는 사실과 관련이 있다. 기질 표면은 비교적 높게 산란(scattering)하는 경향이 있다. 따라서, 각막 플랩이 절개된 후, 종래의 저 간섭성 시간-영역 간섭계 측정을 이용한 각막의 측정은, 기질 표면으로부터의 산란에 의해 악영향을 받는다. 이러한 장치들은 눈의 표면으로부터 정반사된(specularly reflected) 광을 수집해야 하기 때문에 단 하나의 각막 위치에서만 두께를 측정할 수 있다는 추가의 결점을 갖는다. 본 발명의 양태는 3차원 각막 모델링 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 양태는 (예컨대, 수술 피드백 장치를 형성하기 위해) 각막의 3차원 치수를 만들 수 있는 측정 장치 및/또는 굴절 수술 장치와 함께 사용될 때 유용하다. 그러나, 모델링 장치는 이러한 측정 또는 수술 장치 없이 이용될 수 있다.
본 발명의 추가 양태는 눈의 각막에 걸친 다중 위치에 대응하는 각막 형상 파라미터를 측정하는데 적합한 장치에 관한 것이다. 이러한 양태는 모델링 장치 및/또는 굴절 수술 시스템과 함께 사용될 때 유용하다. 그러나, 측정 장치는 이러한 모델링 또는 수술 장치 없이 이용될 수 있다.
본 발명의 양태는 굴절 수술 시스템에 관한 것이고, 이 굴절 수술 시스템은 각막의 다중 영역을 변경하도록 구성되는 굴절 치료 장치와, 치료 장치에 의해 영향을 받는 각막 상의 적어도 2개의 위치에서 각막 형상 파라미터를 측정하도록 구성되는 안구 측정 기기를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 측정 기기는 푸리에 영역 OCT 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 치료 장치는 레이저를 포함한다. 레이저는 엑시머 레이저 및 펨토초 레이저 중 하나를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 시스템은 측정된 각막 형상 파라미터에 반응하여 레이저의 플루언스를 변경시키도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 측정되는 각막 형상 파라미터는 각막의 두께이다. 몇몇 실시예에서, 각막 형상 파라미터는 각막 위치이다. 몇몇 실시예에서, 장치는 적어도 2개의 위치가 적어도 2mm에 걸쳐있도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 측정 기기는 이동 가능한 시간-영역 OCT 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 시스템은 1) 굴절 치료의 파라미터에 기초하여 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록, 그리고 2) 2개 이상의 위치에서 측정되는 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 각막 모델링 장치에 관한 것이고, 각막 모델링 장치는 1) 굴절 치료의 파라미터에 기초하여 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록, 그리고 2) 각막 상의 2개 이상의 위치에서 측정되는 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 각막 상의 2개 이상의 위치는 예상 각막 형상 파라미터의 2개 이상의 위치에 대응한다.
몇몇 실시예에서, 본 장치는 각막에 굴절 치료를 수행하도록 구성되는 굴절 치료 장치를 더 포함한다. 몇몇 실시예에서, 장치는 2개 이상의 측정 형상 파라미터를 획득하도록 구성되는 안구 측정 기기를 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 측정 기기는 푸리에 영역 OCT 장치를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 치료 장치는 레이저를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 레이저는 엑시머 레이저 및 펨토초 레이저를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 시스템은 측정되는 측정 형상 파라미터와 예상 각막 형상 파라미터 간의 차이에 반응하여 레이저의 플루언스를 변경시키도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 시스템은 측정되는 측정 형상 파라미터와 예상 각막 형상 파라미터 간의 차이가 너무 큰 경우에 시스템의 시술자에 통보하도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 각막 형상 파라미터는 각막의 두께이다. 몇몇 실시예에서, 각막 형상 파라미터는 각막 위치이다. 적어도 2개의 측정 위치는 적어도 2mm에 걸쳐있을 수 있다.
본 발명의 예시적인 비제한적 실시예는, 다양한 도면에서 동일하거나 유사한 부품을 지정하는데 동일한 도면부호가 사용되는 첨부도면을 참조하여 예시로 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치의 예의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치의 실시예의 예의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 기술의 한가지 예를 도시하는 흐름도이다.
도 1은 광을 각막(C) 상으로 투사하도록 구성된 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치(100)의 예의 개략적인 블록도이다. 장치(100)는 간섭계(110), 치료 레이저(120) 및 프로세서(114)를 포함한다. 프로세서는 3차원 각막 모델링 장치로서 구성된다. 프로세서는 1) 프로세서(214)와 관련하여 더 상세히 후술된 바와 같이, 굴절 수술 절차 동안 한번 이상, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하기 위해, 그리고 2) 굴절 수술 절차 동안 한번 이상, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서의 측정 각막 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하기 위해, 프로그래밍된다.
간섭계(110)는 각막(C)에 걸친 다중 위치(S1, S2, S3)에서 각막 형상을 측정할 수 있도록 구성된다. 3개의 위치에서의 측정이 도시될지라도, 본 발명의 양태에 따른 장치는 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 각막 형상 파라미터를 측정하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 측정될 각막 영역 내의 위치의 개수는 수백 내지 수천 개의 범위이다. 일반적으로, 측정이 이루어지는 각막 영역은 6 내지 8 mm의 직경을 갖는 원형 영역이지만, 임의의 적절한 사이즈 및 형상의 영역이 사용될 수도 있다.
치료 레이저(120)는 임의의 적절한 치료 레이저(예컨대, 엑시머 레이저 또는 펨토초 레이저)일 수 있다. 레이저(120)는 레이저의 플루언스 출력(fluence output)의 제어를 허용하는 방식으로 일반적으로 구성된다. 예컨대, 레이저는 레이저로의 전류 또는 전압 입력을 제어함으로써 레이저의 플루언스 출력 제어를 허용하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 레이저는 가변적 투과성을 갖는 제어 가능한 광학 필터를 구비할 수 있다. 레이저가 도시될지라도, 각막의 다중 위치를 개별적으로 치료할 수 있는 임의의 다른 치료 장치가 사용될 수 있다.
아래에 더 상세히 기술된 바와 같이, 간섭계(110)는 다중 위치에서의 측정을 제공하고, 특정 각막 형상 또는 형상 변화가 치료 동안 특정 시점에 달성되었는지 여부를 결정한다. 특정 형상이 달성되지 않은 경우에, 통지(예컨대, 시각, 청각, 촉각 통지)가 시술자에 제공되고 그리고/또는 레이저(120)는 특정 형상을 달성하기 위해 제어된다. 레이저 제어는 플루언스의 증가 또는 감소, 또는 레이저로부터 출력되는 광 절제 샷(photoablative shots)의 개수의 변경, 또는 레이저로부터 출력되는 광 절제 샷의 위치의 변경 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
각막의 형상 파라미터는 이하의 2가지 기술 중 적어도 하나를 사용하여 결정될 수 있지만 다른 기술이 이용될 수도 있다. 제1 기술에서, 다중 위치에서의 각막의 각막두께(pachymetry)(즉, 두께)가 결정된다. 이 기술에 따르면, 간섭계 출력은 위치들에서 각막의 전방 표면(AS)과 각막의 후방 표면(PS) 사이의 거리를 결정하는데 사용된다. 제2 기술에서, 다중 위치들에서 각막의 위치들(예컨대, 각막의 전방 표면의 위치들)만이 결정된다. 단지 전방 표면이 측정된다면, 각막과 기준 위치(예컨대, 간섭계 측정 장치의 표면) 사이의 공지된 거리를 유지하려고 주의하는 것이 일반적으로 바람직하다는 것이 이해될 것이다.
도 2는 치료 레이저 시스템(210), 푸리에 영역 광 간섭 단층 영상기(Fourier domain optical coherence tomography)(OCT) 장치(220) 및 프로세서(214)를 포함하는 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치의 실시예(200)의 예의 개략도이다.
레이저 시스템(210)은 굴절 치료 과정을 수행하도록 구성된다. 레이저 시스템이 도시될지라도, 굴절 치료를 실행할 수 있는 임의의 다른 장치가 사용될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "굴절 치료"는 각막의 다중 영역을 변경할 수 있는 레이저 또는 다른 장치에 의해 이루어지든지 아니든지 절제(ablation) 또는 각막 구조 변경 치료를 칭한다. 이러한 치료가 눈의 굴절의 변화를 달성한다는 것이 이해될 것이다.
레이저 시스템(210)은 각막의 제어 가능한 치료를 수행하는데 적합한 임의의 레이저를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어 가능한 치료를 제공할 수 있는 레이저는 가변 출력 플루언스 및/또는 가변 레이저 샷 위치를 제공하도록 구성될 수 있다. 도시된 장치에서, 샷 위치는 조정 거울(212a, 212b)을 적절히 위치 설정함으로써 결정된다.
푸리에 영역 OCT 장치(220)는 각막 상의 적어도 2개의 위치에서 각막 형상 파라미터를 측정하도록 구성된다. 이러한 측정은 시스템(210)에 의해 영향을 받는 위치 영역에 이루어질 수 있다. 측정이 이루어지는 위치는 조정 거울(222a, 222b)을 적절히 위치 설정함으로써 결정된다. 시스템(210)이 각막의 다중 영역을 변경할 수 있는 단일 장치(즉, 단일 레이저)를 포함하는 것으로 도시되지만, 다중의 이러한 장치가 이용될 수 있다.
OCT 장치(220)는 저 간섭성 간섭계 측정이 다중 위치에서 수행되는 것을 가능하게 하기 위해 적절하게 짧은 시간적 간섭성(temporal coherence)을 갖는 광원(216)을 포함하고, 프로세서(214)는 각막의 전방 표면 및/또는 후방 표면의 위치를 결정하도록 프로그래밍된다. 프로세서(214)가 측정된 각막 형상을 결정하기 위해 (예컨대, 푸리에 변환을 포함하는) 적절한 연산을 수행하도록 구성된다는 것이 이해될 것이다. 또한, 프로세서는 각막의 전방 표면의 형상 및/또는 각막의 후방 표면의 형상을 연산하도록 프로그래밍될 수 있다.
본 발명의 양태에 따른 장치는 각막 표면 상의 다중 위치에서 눈을 측정할 수 있다. 본 출원인은, 광이 눈의 표면(예컨대, 눈의 노출된 기질 층)으로부터 산란될 때(즉, 광이 정반사되지 않을 때)조차에도 적당한 신호-대-노이즈 비를 갖는 측정 신호를 달성하기에 적절한 각막으로부터 광을 수신할 수 있다는 사실로 인해, 각막 플랩이 절개된 후 각막에 걸친 다중 위치에서의 측정에 푸리에 영역 OCT[또한 일반적으로 스팩트럼 영역(spectral domain)으로 칭해짐] 장치가 특히 적합하다는 것을 결정했다. 각막 측정이 이루어지는 지점의 개수는 측정 목적에 의존한다는 것이 이해될 것이다.
몇몇 실시예에서, 시술자가 조정 거울(232a, 232b)을 통해 각막을 보는 것을 가능하게 하도록 수술용 현미경이 제공될 수 있다.
장치(220)는 임의의 적절한 푸리에 영역 OCT 기술을 채용하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 장치(220)는 어레이-유형 검출기[예컨대, 검출기(218)]를 가로질러 스펙트럼을 공간적으로 분산시키기 위해 격자(미도시)를 포함하는 스팩트럼 영역 푸리에 OCT일 수 있다. 선택적으로, 장치(220)는 가변 파장의 광을 출력할 수 있는 협대역 레이저(미도시)를 사용하는 스웹트 소스(swept source)(SS) 푸리에 OCT를 포함하며, 이에 의해 시간의 함수로서 스펙트럼을 인코딩할 수 있다.
각막 표면의 표면 형상을 구체화하기 위한 한가지 적절한 기술은 제르니케 다항식(Zernike polynomials)의 크기를 연산하기 위해 각막 표면 데이터를 사용함으로써 나타내어 진다. 각막 표면 상의 2개 또는 3개 위치가 측정된다면, 단지 2차 제르니케 다항식 계수만이 정확하게 연산될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 즉, 구 형상 및 원통 형상이 결정될 수 있다. 각막 표면 상의 10개 지점이 측정된다면, 3차 제르니케 다항식 계수가 연산될 수 있다. 각막 표면의 15개 지점이 측정된다면, 4차 제르니케 다항식 계수가 연산될 수 있다. 즉, 디포커스(defocus), 구면 수차, 2차 비점수차(second order astigmatism), 코마(coma), 트레포일(trefoil)이 연산될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각막 측정 결과는 상술한 바와 같이 각막 표면에 대응한 제르니케 다항식을 연산하는데 사용되지만, 임의의 적절한 표면 특성화 데이터는 측정 데이터로부터 추출될 수 있다.
상기 지정된 개수의 지점은 각 연산을 위해 사용될 대략적인 최소 개수의 지점을 나타내고, 주어진 연산을 위한 지점의 개수를 증가시킴으로써 연산의 안정성이 향상될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 몇몇 실시예에서, 적어도 100개의 지점이 연산되고, 다른 실시예에서 적어도 1000개의 지점이 연산된다. 다수의 지점을 달성하기 위해, 조정 거울(222a 및 222b)은, 광을 눈에 투사하고 광이 눈으로부터 산란된 후 소스(216)로부터 산란된 광을 수광하도록 적절히 위치 설정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 프로세서(214)는 1) 굴절 수술 절차 동안 한번 이상, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록, 그리고 2) 굴절 수술 절차 동안 한번 이상, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 측정 각막 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 구성된다. 연산과 비교에 대한 추가 세부 사항이 아래에 주어진다. 몇몇 실시예에서, 표면 연산은 레이저 치료 중지 동안에 이루어진다. 몇몇 실시예에서, 값을 측정하고 연산하기 위해 요구되는 시간은, 시간을 적게 유지하여 측정 및 연산 동안에 발생하는 눈 이동을 감소시키기 위해 0.5 초 미만이다. 예시적인 실시예에서 단일 프로세서가 파라미터를 연산하고 측정하고 비교하기 위해 도시될지라도, 2개 이상의 프로세서가 이들 과제를 달성하는 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 장치(200)는 확장 동공 직경에 대응하는 6mm 직경 원형 영역에 걸쳐 측정을 하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 측정 영역은 적어도 2mm 또는 적어도 3mm에 걸친다. 조정 거울(222a, 222b)은 광을 각막(C)으로 그리고 각막(C)으로부터 적절하게 안내하도록 이동 가능하다.
도 3은 치료 레이저 시스템(미도시) 및 이동 가능한 시간-영역 OCT 장치를 포함하는 본 발명의 양태에 따른 굴절 수술 장치(300)의 또 다른 실시예의 개략도이다. 하우징(320)은 소스(316)로부터의 광이 각막(C)으로부터 정반사되고 각막 상의 2개 이상의 위치에서 검출기(318)에 의해 수광될 수 있도록, 아크(arc)를 따라 이동 가능하다. 몇몇 실시예에서, 장치는 6mm 직경의 원형 영역에서 측정이 이루어질 수 있도록 이동 가능하다. 아크(A)가 2차원으로 도시될지라도, 통상적으로 3차원(예컨대, 구형, 난형 또는 다른 가능한 더 복잡한 형상)으로 확장될 것이라는 것이 이해될 것이다.
장치(300)의 단점은 각막으로부터 정반사된 광을 수신할 필요가 있다는 것이다. 그러나, 이러한 결과를 달성하기 위해, [예컨대, 슬릿 스캔 각막두께 측정계(slit scan pachymeter) 또는 플라시도 토포그래퍼(Placido topographer)로부터의 데이터를 사용하여] 각막의 전방 표면이 수술 전에 결정될 수 있거나, 간섭계가 간섭계의 출력 신호에서 적절한 신호 대 노이즈를 달성하기 위해 각 측정 위치에 대해 적절하게 경사질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 양태는 측정과 관련하여 또는 측정과 별개로 [예컨대, 프로세서(214)를 사용하여] 각막을 모델링하기 위한 기술에 관한 것이다. 본 발명의 양태에 따른 각막 생물학적 모델링 장치는, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록 프로그래밍된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 주어진 시간에 발생할 것으로 예측되는 형상 파라미터를 연산하도록 구성된다. 추가적인 예상 형상 파라미터는 추가적으로 한번 이상 연산될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 또한 프로세서는 굴절 수술 절차 동안 한번 이상, 눈의 각막에 걸친 2개 이상의 위치에서 측정 각막 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 프로그래밍된다. 본 발명의 이 양태는 예컨대 상술한 바와 같이, 굴절 치료 장치와 함께 이용될 수 있고, 여기서 측정된 형상은 예컨대 OCT 장치(220)로부터의 입력일 수 있다. 예컨대, 이러한 기술은 치료 레이저를 제어하는데 사용될 수 있다. 용어 "각막 형상"은 각막의 3차원 형태를 칭하고, 용어 "형상 파라미터"는 두께 또는 다른 치수 파라미터를 칭한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 파라미터는 각막 표면에 걸친 x, y 위치에서 측정될 수 있으며, 이에 의해 3차원 각막 정보를 제공한다.
예컨대, 상기 기술들이 레이저를 제어하는데 사용되는 실시예에서, 표면 측정의 결과는 상기 논의된 바와 같이 연산된 예상 각막 형상 또는 형상 파라미터와 비교될 수 있다. 측정 결과가 예상 형상과 비교되는 실시예에서, 측정된 형상이 연산된 측정으로부터 미리 정해진 양보다 많이 벗어난다면, 레이저 플루언스 및/또는 레이저 샷 패턴이 변형될 수 있거나, 경고 메시지가 시술자에 표시될 수 있거나, 수술이 종결될 수 있다.
한가지 기술에 따르면, 예상 각막 형상 또는 형상 변화는 각막 형상 파라미터와 굴절 치료와 관련된 다양한 파라미터 사이의 관계를 결정함으로써 연산된다. 관계는 x-y와 시간 t의 함수로 결정될 수 있다. 방정식 1은 다양한 파라미터와 얻어진 각막두께(pachymetric) 형상 P(x,y) 사이의 관계를 나타내는데 적합한 방정식의 한가지 예를 설명한다.
[방정식 1]
Figure 112011021840551-pct00001
여기서, Pl 및 P2는 각각 각막두께(pachymetry)가 시간에 비례하고 시간의 제곱에 비례하여 어떻게 변하는지를 나타내는 공간 가변 계수들이다(예컨대 이 항들은 시간 함수로서 각막 조직의 탈수를 모델링할 수 있다).
P3은 각막두께가 시간(t)까지 전체 조직 제거(V)에 비례하여 어떻게 변하는지를 나타내는 공간 가변 계수이다(예컨대, 이 항은 x,y의 함수로서 치료 레이저 샷 패턴에 의존한다).
P4는 각막두께가 시간(t)에서 특정 위치(x,y)에서의 조직 제거(S)에 비례하여 어떻게 변하는지를 나타내는 공간 가변 계수이다.
P5는 예비-절제(pre-ablative) 측정 오차를 보상하고 오프셋하기 위한 일정 값이다.
방정식 1에 나타내어진 모델을 적용(populate)하기 위해, 공간 위치(x,y)와 시간의 함수로서의 계수 값들은 각막 형상 파라미터와 굴절 치료 파라미터 간의 관계를 결정하기 위해 다수 환자의 각막을 측정함으로써, 회귀 기술을 사용하여 [예컨대, 특이 값 분해(singular value decomposition)를 이용하여] 연산될 수 있다. 예컨대, 형상 파라미터는 알려진 시간 이후에, 그리고 알려진 개수의 레이저 펄스가 환자들의 각막 상의 알려진 위치에 적용된 후에 측정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 계수는 연산된 예상 각막 형상이 수술이 이루어지는 습도 및 온도 조건에 좌우되는 것을 허용하는 것을 추가로 특징으로 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 계수는 예상 각막 형상이 눈에서의 플랩 절개 두께 및/또는 플랩 절개의 유형(예컨대, PRK 또는 라식)에 좌우되는 것을 허용하는 것을 추가로 특징으로 할 수 있다. 모델링될 수 있었던 추가적인 치료 파라미터는 레이저 빔 프로파일[예컨대, 편평한 상부 또는 가우시안(Gaussian)], 관주(irrigation) 또는 약품의 적용, 환자의 연령, 또는 환자 각막의 기하학적 구조를 포함한다. 프로세서는 본원에 기술된 바와 같이 모델을 적용하고 그리고/또는 수행되는 굴절 치료의 파라미터에 기초하여 예상 형상 또는 형상 변화를 연산하도록 프로그래밍될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 기술(400)의 한가지 예를 설명하는 흐름도이다. 단계(410)에서, 환자의 눈에 관한 수술 전 데이터가 수집된다. 데이터는 1) 치료 과정의 시점을 제공하기 위해, 2) 치료 과정을 연산하기 위해, 그리고/또는 3) 모델로의 입력으로서, 각막 형상 파라미터를 포함할 수 있다.
단계(420)에서, (적절한 치료 파라미터를 포함하는) 치료 과정은 임의의 적절한 기술을 사용하여 결정된다.
단계(430)에서, 예상 형상의 모델은 예컨대, 방정식 1의 형태의 모델과 같은 모델로의 입력으로서 수술 전 측정치 및 치료의 연산 과정의 파라미터를 사용하여 연산된다. 치료의 일부 과정 동안에, 레이저 펄스는 2개 이상의 위상 동안에 적용될 수 있다. 예컨대, 눈의 구면 파워(spherical power)가 6.0 디옵터만큼 변화되는 것이라면, 4개 위상 동안 절차가 이루어질 수 있으며, 각각의 위상 도중 펄스는 1.5 디옵터의 변화를 달성하도록 적절하게 눈에 적용된다. 이러한 경우, 위상들 사이의 시간 간격 동안에 눈을 측정하는 것이 적절할 수 있지만, 치료 동안에 대체로 자주 측정이 이루어질 수 있다.
단계(440)에서, 도 1 및 도 2 중 하나를 이용하여 상기 전술한 바와 같은 측정 장치는 실제 각막 파라미터를 측정하는데 사용된다.
단계(450)에서, 예상 형상과 실제 형상의 비교가 행해진다. 아래 설명된 바와 같이, 차이가 선택된 임계값보다 더 크다면, 이후 적절한 조치가 행해진다. 비교는 각막 상의 1개 이상의 특정 위치에서 수행될 수 있거나, RMS 연산과 같은 전체적 형상 비교를 이용하여 수행될 수 있다.
단계(460)에서, 임의의 적절한 조치는 예컨대, 외과의 개인의 경보; 샷 패턴의 변형; 대상 눈의 손상을 방지하기 위한 치료 종료; 치료 레이저의 플루언스의 변화 중 하나 이상을 발생시킨다.
환자의 각막이 모든 위치에서 예상보다 더 크다면, 이는 레이저의 플루언스가 증가되어야 하는 표시로서 받아들여질 수 있고; 환자의 각막이 모든 위치에서 예상보다 더 얇으면, 이는 플루언스가 감소되어야 하는 표시로 받아들여질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
환자의 각막이 (예컨대, 환자의 조직의 약간의 이질성으로 인해) 예상 형상으로부터 비대칭적으로 변한다면, 이후 샷 패턴은 적절한 형상을 달성하도록 변경될 수 있다.
따라서 발명의 개념 및 다수의 예시적인 실시예가 설명되었으므로, 본 발명이 다양한 방법으로 구현될 수 있고 당해 분야의 숙련자에 의해 변형 및 개선이 용이하게 이루어질 것이라는 것은 당해 분야의 숙련자에게는 명백할 것이다. 따라서, 실시예는 제한적으로 의도되지 않고 단지 일례로서 나타내어진다. 본 발명은 이하의 특허청구범위와 그의 균등물에 의해 단지 필요에 따라 제한된다.

Claims (21)

  1. 굴절 수술 시스템이며,
    각막의 다중 영역을 변경하도록 구성되는 굴절 치료 장치와,
    굴절 치료 장치에 의해 영향을 받는 각막 상의 적어도 2개의 위치에서 각막 형상 파라미터를 측정하도록 구성되는 안구 측정 기기를 포함하고,
    1) 굴절 치료의 파라미터에 기초하여 상기 2개 이상의 위치에서 예상 각막 형상 파라미터를 연산하도록, 그리고 2) 상기 2개 이상의 위치에서 측정되는 형상 파라미터를 예상 각막 형상 파라미터와 비교하도록 구성되는 프로세서를 더 포함하고,
    굴절 치료 장치는 레이저를 포함하고,
    예상 각막 형상 파라미터가 측정되는 형상 파라미터보다 모든 위치에서 크다면, 레이저의 플루언스를 증가시키거나, 예상 각막 형상 파라미터가 측정되는 형상 파라미터보다 모든 위치에서 작다면, 레이저의 플루언스를 감소시키거나, 예상 각막 형상 파라미터가 측정되는 형상 파라미터로부터 비대칭적으로 변한다면, 샷 패턴을 변경하도록 구성되는
    굴절 수술 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    안구 측정 기기는 푸리에 영역 OCT 장치를 포함하는
    굴절 수술 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    레이저는 엑시머 레이저 및 펨토초 레이저 중 하나를 포함하는
    굴절 수술 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    각막 형상 파라미터는 각막의 두께인
    굴절 수술 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    각막 형상 파라미터는 각막 위치인
    굴절 수술 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 위치는 적어도 2mm에 걸쳐있는
    굴절 수술 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    안구 측정 기기는 이동 가능한 시간-영역 OCT 장치를 포함하는
    굴절 수술 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    굴절 수술 시스템은 측정되는 형상 파라미터와 예상 각막 형상 파라미터 간의 차이가 미리 정한 양보다 큰 경우에 시스템의 시술자에 통보하도록 구성되는
    굴절 수술 시스템.
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