KR101362988B1

KR101362988B1 - 집속 레이저 방사로 조직의 일부분을 절단하는 장치

Info

Publication number: KR101362988B1
Application number: KR1020107028650A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 도니츠키; 크리스티안 윌네르
Original assignee: 웨이브라이트 게엠베하
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2014-02-17
Also published as: RU2480189C2; CA2728974C; CN102083396B; KR20110028289A; TW201002295A; AU2008357925A1; MX2010014009A; CA2728974A1; US20110112519A1; JP5474952B2; BRPI0822811A2; RU2011100471A; ES2442002T3; CN102083396A; BRPI0822811B1; EP2317962A1; WO2009152838A1; EP2317962B1; AU2008357925B2; BRPI0822811B8

Abstract

- 조직(10)의 표면(22)에 적용할 수 있는 밀봉면(42)을 갖는 흡입 링(28)과,
- 조직(10)의 표면(22)과 흡입 링에 의해 구획되어 한정된 공동(38) 내에 부압(underpressure)을 발생시키는 장치(34, 36, 46)와,
- 형상을 형성하기 위해 조직의 표면(20)에 대해 가압할 수 있는 압평판(30)과,
- 레이저 방사에 대해 불투과성을 가지고, 흡입 링(28)과 상호 작용하여서 그 흡입 링의 내부 가장자리(40a)와 함께 조직의 일부분(10a)의 가장자리(14)를 한정하는 본체(40)를 구비하는,
집속 레이저 방사에 의해 조직(10)으로부터 조직의 일부분(10a)을 절단하는 장치.

Description

집속 레이저 방사로 조직의 일부분을 절단하는 장치{APPARATUS FOR CUTTING A TISSUE PART WITH FOCUSED LASER RADIATION}

본 발명은 집속 레이저 방사(focused laser radiation)로 조직에서 조직의 일부분을 절단하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 장치는 굴절 수술, 특히 라식(LASIK) 수술 도중에 눈의 각막으로부터 소위 플랩(flap)이라고 하는 것을 절단하는 것과 관련이 있다. 이하의 설명에서는 본 발명을 굴절 수술, 특히 라식 수술과 관련하여서 상세하게 밝히게 될 것이다. 그렇지만, 본 발명은, 이것 외에도, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 일반적인 목적의 것에도 사용될 수 있다.

라식 수술의 경우, 즉 레이저 방사에 의해 각막의 광학적 결상 특성을 교정하는 것으로 알려져 있는 라식 수술의 경우, 맨 먼저 각막의 전면에서 소위 플랩이라고 하는 것을 절단하되 플랩의 일부는 힌지처럼 각막에 연결된 채로 유지시키면서 절단하게 되는데, 이에 따라 레이저 방사에 의해 각막 조직의 후속하는 절제를 위해 플랩을 옆으로 젖힐 수 있게 된다. 절제(조직의 절제)를 시행한 후에는 플랩을 원위치로 젖히게 되므로, 치료가 비교적 신속해지고, 각막면의 손상이 크게 방지된다.

당해 기술의 현 상태에서는, 플랩을 형성하는 기술은 기본적으로 2가지 다른 기술이 있다.

한편으로는, 플랩을 절단하기 위해 기계적인 것으로서 소위 마이크로케라톰(microkerotome)이라고 하는 것을 사용하고 있는데, 이는 빠르게 진동하는 절단 날로 각막을 측면으로부터 절단하는 것이다. 이 경우, 진공에 의해 눈을 고정하는 흡입 링이라고 하는 것이 눈 위에 설치된다. 본 발명과 관련하여 볼 때 이것이 당해 기술의 현 상태이다.

또 다른 한편으로는, 플랩을 절단하기 위해 레이저 방사를 사용하는 것도 증가하고 있는데, 현재에는 펨토초 범위의 펄스 길이를 갖는 집속 레이저 방사를 사용하고 있다. 이 경우, 레이저 방사를 각막의 전면 아래의 조직 내에 집속시키고, 초점 지점들은, 결과적으로는 플랩이 각막으로부터 절단될 수 있도록 하는 소망하는 표면에 위치된다. 이는 당해 기술 분야에서는 펨토 라식(femto LASIK)으로 알려져 있다.

펨토 라식에 있어서는, 특히 두 가지의 변형된 실시 기술이 있다.

첫 번째 실시 기술에 따르면, 눈의 측방향 고정을 위해, 흡입 링과 눈꺼풀 잠금 장치로 구성된 별도의 장치를 사용한다. 각막을 평면으로 하기 위해 광학 평면(납작) 판으로 누른다. 기질(stroma)은 앞에서 설명한 바와 같은 깊이에서 2차원적으로 절단된다. 이 경우, 가장자리 절개(incision)(즉, 플랩의 가장자리 영역에 초점 지점들을 위치시키는 것)는 초점 지점들을 상기 평면 밖에 각막 표면에서 멀리 떨어지게 위치시킴으로써 행해진다. 이 경우, 초점 지점들은 상기 광학 평면 판 안에 도달하게 되는데, 그 결과 상기 광학 평면 판은 파괴되므로 결과적으로 일회용 물품이 된다.

펨토 라식의 또 다른 실시 기술에 따르면, 기질의 평면 절개는 위와 마찬가지로 압평판(applanation plate)을 구비한 흡입 링을 이용하여 눈을 흡입해서 시행된다. 이 경우, 절개 깊이는 레이저 파장에 대해 투명한 플라스틱 필름에 의해 정해지며 압평판과 각막 사이에 위치된다. 이 경우에서도, 플라스틱 필름은 일회용 물품이 된다. 이 경우에서, 절개부의 가장자리를 특별한 형상으로 제공할 수 없다.

본 발명은 조직, 특히 각막으로부터 조직의 일부분, 특히 플랩을 집속 레이저 방사로 간단하게 절단할 수 있는 장치를 만드는 데에 목적이 있다. 이와 관련하여, 특히 수술 경과 시간을 줄이고, 눈 안으로 절개를 위해 도입되는 에너지를 줄이는 데 목적이 있다.

이와 같은 목적에 따른 본 발명은, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 데 사용하는 장치를 만드는데, 이러한 본 발명의 장치는,

- 조직의 표면에 적용할 수 있는 밀봉면을 갖는 흡입 링과,

- 조직의 표면과 흡입 링에 의해 구획되어 한정된 공동 내에 부압(underpressure)을 발생시키는 장치와,

- 형상을 형성하기 위해 조직의 표면에 대해 가압할 수 있는 압평판을 포함하는 것으로서,

- 장치의 본체가 레이저 방사에 대한 불투과성을 가지며, 흡입 링과 상호 작용하여서 그 흡입 링의 내부 가장자리와 함께 조직의 일부분의 가장자리를 한정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 펨토 라식의 경우에 있어서는, 상기한 바와 같은 견지에서 일례로 본체에 맞춘 소망하는 플랩 직경과 소망하는 플랩 형상을 위한, 레이저 방사에 대한 불투과도를 선택해서, 흡입 링에 사용한다. 이 경우, 레이저 방사에 대한 불투과성인 상기 본체가 흡입 링에 견고하게 연결될 수 있고, 이에 따라 특정의 흡입 링이 주어진 조건에 맞는 소망하는 플랩의 형상을 취할 수 있게 되거나, 혹은 레이저 방사에 대한 불투과도를 갖는 본체가 상호 교환 가능한 부품으로서 흡입 링에 탈착 가능하게 연결된다.

본 발명의 관점에서 상기 "압평판"은 평면으로(납작하게) 할 필요가 없고, 소망하는 절개에 따라서 만곡형으로, 일례로 구형의 만곡형으로 할 수 있다.

레이저 방사에 대한 불투과성인 상기 본체는 환형으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 기술적 구성으로는, 레이저 방사에 대한 불투과성인 본체가 레이저 방사를 부분적으로 흡수하거나 혹은 전체적으로 흡수하게 하는 것이 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 구성으로는, 레이저 방사에 대한 불투과성인 본체가, 밀봉면에 의해서 조직과 접촉하게 하게 되는 접촉 판 상에 놓이게 하는 것이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여서 본 발명의 예시적인 실시예들에 대해 더욱 상세하세 설명한다.

도 1의 도 1A 내지 도 1C는 펨토 라식의 경우에 플랩을 형성시키는 것을 개략적으로 보이고 있는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라서 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2를 확대 축척으로 상세하게 도시하는 도면이다.
도 4는 레이저 방사에 대해 불투과성인 본체의 평면도이다.

도 1의 도 1A, 도 1B 및 도 1C는 펨토초 범위의 펄스 길이를 갖는 집속된 방사를 이용하여 각막(10)에서 플랩(10a)을 절단하는 과정에서의 여러 상태를 개략적으로 보이고 있다. 사용된 레이저 파장은 종래 기술의 것에 대응한다.

도 1의 도 1A는 각막(10), 각막의 주변부(limbus)(12), 플랩(10a)의 가장자리(14), 및 공막(26)의 평면도이다. 분절부(힌지)(16)에서, 절단된 플랩(10a)은 각막(10)에 연결된 채로 유지되고, 이에 따라 그 플랩이 알려져 있는 바와 같이 상향으로 젖혀질 수 있게 된다. 도 1의 도 1B는 레이저의 초점 형성 평면(focal plane)(18), 즉 절개가 전체적으로 이루어질 수 있도록 레이저 방사의 여러 초점 지점들이 위치되는 평면(plane)을 보이고 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "평면(plane)"이라고 하는 용어는 그 기술적 언어 측면에서 절대적 평면을 의미하는 것으로 이해되어서는 안 되고, 일례로 도 1의 도 1B에 따른 절개부가 보이고 있는 바와 같이, 초점 지점들로 이루어진 표면이 곡형 형상을 하고 있는 것도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1의 도 1B에 다른 원(K)의 세부를 도 1의 도 1C에서 확대 축척으로 나타내고 있다. 이 도면에 따르면, 레이저 초점 지점들이 놓인 표면은 측방향 절개부(20)의 가장자리 구역에서 상향으로 당겨진다. 초점 지점들로 형성된 절개 평면이 각막(10)의 전면(22)과 교차하는 지점들에, 절단된 플랩의 가장자리(14)가 위치한다. 도 1의 도 1B는 또한 플랩의 직경(D1) 및 두께(D2)와 각막(10)의 후면(24)도 보이고 있다.

측방향 절개부(20)와, 이에 상응한 레이저 방사의 여러 초점 지점들의 안내는 정교하고 복잡한데, 여기에는 불완전한 절개 가능성도 있다. 가장자리(14)에서의 측방향 절개는 시간 소모적이기도 하며, 눈에 도입되는 에너지의 총량을 비교적 많아지게 하는 것이다. 이들 모두는 본 발명의 도 2 내지 도 4에 따른 장치에 의하여 개선된다.

도 2는 각막(10)의 전면(22)에 가압되는 압평판(30)을 구비한 흡입 링(28)을 도시하고 있다. 앞에서 이미 설명한 바와 같이, 압평판(30)은 완전하게 평면으로(납작하게) 할 필요는 없고, 곡형으로, 일례로 구형으로 형성할 수 있다.

흡입 링(28)은, 알려져 있는 바와 같은 방식으로, 눈이 흡입 링(28)에 측방향으로 고정될 수 있게 공간(38) 안에 유효하지만 과도하지 않은 부압을 생성하는 개구(32)들을 구비한다. 흡입 링(28)은 또한, 알려져 있는 바와 같은 방식으로, 연결 부재(connection piece)(34)를 구비하는데, 그 연결 부재에서는 도관(36)이 도면 부호 46으로 나타낸 진공 펌프(도시되지 않음)로 이어진다.

흡입 링(28)은, 밀봉면(42)에 의해서 각막(10)의 전면(22)에 대해 지지되는 접촉판(44)을 구비하고, 이에 따라 공간(38)이 각막에 대해 밀봉되며 그 공간 안에는 외부 대기압에 대한 부압이 유지된다.

레이저 초점 지점들이 위치한 표면(18)이 도 2와 도 3에 도시되어 있다. 레이저의 초점 평면은 여기에 나타낸 예시적인 실시예에서는 완전히 평면이다. 이는 절개부의 가장자리(14) 영역에서는 특히 그렇다. 절개부의 가장자리(14)를 한정하기 위해, 레이저 방사에 대해 불투과성인 본체(40)를 사용한다. 도 4는 레이저 방사에 대해 불투과성인 본체(40)의 예시적인 실시예를 평면도로 도시하고 있다. 도 2에 따르면, 본체(40)는 상기 흡입 링의 접촉 판(44) 위에 놓인다. 그 본체는 압평판(30) 아래에 놓이며, 그 내부 가장자리(40a, 도 4 참조)가 플랩(10a)의 소망하는 가장자리(24)에 대응하도록 한 것으로 선택된다. 결국, 플랩(10a)의 형상은 본체(40)의 형상을 선택함으로써 결정될 수 있다. 도 4에 따르면, 구역(18a)에서 레이저 펄스가 활성화되었고, 즉 도 4에 해칭선으로 도시된 표면에만 레이저 절개가 시행되었고, 그에 따라 힌지 영역(16)이 절단되지 않은 채로 남아 있다. 도 1의 도 1C에 따라 각도 α로 각지게 형성된 측방향 절개부(20)는 여기서는 필요하지 않다. 오히려, 가장자리 구역에서는 절개 안내부가 평면으로 유지된다. 도 2는, 레이저 방사에 대해 불투명성인 본체(40) 위에서, 소망하는 절개부에 대해 어떠한 해를 가하지 않으면서 레이저 방사를 안내할 수 있는 구역(X)을 보이고 있다. 이는 레이저 빔의 제어를 간단하게 한다.

도 2에 따른 예시적인 실시예는, 엄밀한 의미에서 평면인, 레이저의 초점 지점들로 이루어진 평면(18)을 보이고 있는데, 절개부 내측, 즉 가장자리(14) 바로 둘레의 구역의 외측의 절개부의 안내부는 납작하지 않게, 일례로 구형 등으로 할 수 있다.

압평판(30)은 수술 중에도 손상받지 않는 상태로 유지된다. 플랩의 두께(도 1B 참조, 도면 부호 D2)는 기질 조직 내의 초점 지점들의 깊이를 변경시킴으로써 절개부의 소망하는 형상에 맞출 수 있다. 가장자리 구역의 레이저 초점 지점들의 위치를 Z 방향으로(통상적으로, 여기서 Z 방향이라 함은 압평판에 대해 수직한 방향, 즉 실질적으로 광축 방향으로 정의되는 것임) 변경하는 것은 가장자리 구역에서는 불필요하다. 그 결과, 수술 지속 시간을 현저히 짧게 하는 것도 가능해진다.

10: 각막
10a: 플랩
12: 주변부
14: 가장자리(플랩의 가장자리)
16: 분절부(힌지)
18: 레이저의 초점 형성 평면
18a: 절개 구역
20: 측방향 절개부
22: 전면(각막(10)의 전면)
24: 후면(각막(10)의 후면)
26: 공막
28: 흡입 링
30: 압평판
32: 개구
34: 연결 부재
36: 도관
38: 공동(진공)
40: 방사 불투과성인 본체
40a: 내부 가장자리
42: 밀봉면
44: 흡입 링 접촉판
46: 진공 펌프
D1: 직경
D2: 두께
α: 각도
β: 각도
K: 원
X: 구역
S: 기질

Claims

조직의 표면(22)에 적용할 수 있는 밀봉면(42)을 갖는 흡입 링(28)과,
상기 조직의 표면(22)에 상기 밀봉면(42)이 적용됨으로써 조직의 표면(22)과 흡입 링에 의해 구획되어 한정되는 공동(38) 내에, 부압(underpressure)을 발생시키는 장치(34, 36, 46)와,
형상을 형성하기 위해 조직의 표면(20)에 대해 가압할 수 있는 압평판(30)과,
레이저 방사에 대해 불투과성을 갖는 본체(40)를 포함하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치에 있어서,
상기 본체는 흡입 링(28)과 상호 작용하는 것이며, 또한 상기 본체는, 상기 밀봉면(42)이 조직의 표면(22)에 적용되었을 때에, 내부 가장자리(40a)와 함께 절단할 조직의 일부분의 가장자리(14)를 한정하는 것을 특징으로 하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치.
제1항에 있어서,
레이저 방사에 대해 불투과성인 상기 본체(40)가 환형인 것을 특징으로 하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
레이저 방사에 대해 불투과성인 상기 본체(40)가 레이저 방사의 적어도 일부를 흡수하는 것을 특징으로 하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
레이저 방사에 대해 불투과성인 상기 본체(40)가, 밀봉면(42)에 의해서 조직(10)과 접촉하게 하게 되는 접촉 판(44) 상에 놓이는 것을 특징으로 하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치.
제4항에 있어서,
상기 밀봉면(42)이 눈의 각막에 접촉할 수 있고,
레이저 방사에 대해 불투과성인 상기 본체(40)의 내부 가장자리(40a)는, 상기 조직의 표면(22)에 상기 밀봉면(42)이 가해졌을 때에, 안과 수술 중에 위로 젖힐 수 있는 플랩의 가장자리를 한정하는 것을 특징으로 하는, 집속 레이저 방사에 의해 조직으로부터 조직의 일부분을 절단하는 장치.