KR101444757B1 - An ophthalmic surgical apparatus, an method for controlling thereof and method for surgery using that - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것으로, 레이저를 생성하는 광원, 상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 파라미터를 변환하는 광 변환부, 상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 전달 경로를 형성하는 광 전달부, 상기 광 전달부의 단부에 형성되어 외부로 광을 조사하는 광 조사부 그리고, 수정체의 전낭을 절개하기 위한 제1 작동 모드, 상기 수정체의 핵 부위를 절개하기 위한 제2 작동 모드 및 각막을 절개하기 위한 제3 작동 모드에 따라 상기 광 변환부 및 상기 전달부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 각각의 작동 모드에 따라 상기 광 조사부를 통해 조사되는 레이저의 출력, 펄스 파형 또는 조사 패턴 중 적어도 어느 하나가 상이한 특성을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치 및 이를 이용한 수술방법과 이의 제어방법을 제공한다.[0001] The present invention relates to an ophthalmic surgical apparatus, a control method thereof, and a surgical method using the same, and more particularly, A first operation mode for cutting a front part of the lens, a second operation mode for cutting the nucleus part of the lens, a second operation mode for cutting the nucleus part of the lens, And a control unit for controlling the light converting unit and the delivering unit according to the operation mode and the third operation mode for cutting the cornea, Characterized in that at least one of the waveform or the irradiation pattern is controlled to have a different characteristic And a surgical method using the same and a control method thereof.

Figure R1020130017706
Figure R1020130017706

Description

안과용 수술장치, 이의 제어 방법 및 이를 이용한 수술 방법 {An ophthalmic surgical apparatus, an method for controlling thereof and method for surgery using that}[0001] The present invention relates to an ophthalmic surgical apparatus, an ophthalmic surgical apparatus, a control method thereof, and a surgical method using the same,

본 발명은 레이저를 이용한 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펨토초 레이저를 이용하여 전안부 수술을 진행할 수 있는 안과용 수술장치, 이의 제어방법, 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ophthalmic surgical apparatus using a laser, a control method thereof, and a surgical method using the same, and more particularly, to an ophthalmic surgical apparatus capable of performing an anterior segment operation using a femtosecond laser, And a surgical method using the same.

백내장(cataract)은 눈의 수정체(crystalline lens)가 혼탁해지면서 시력이 쇠퇴하는 질환이다. 수정체의 가장자리만 혼탁해지는 경우에는 시력에 큰 영향을 미치지 않으나, 수정체의 핵 부위가 혼탁해지는 경우에는 시력 감소, 복시, 눈부심 등 다양한 증상이 나타나게 된다. 백내장의 치료는 주로 혼탁한 수정체를 제거하고 인공 수정체(intraocular lens)로 대체하는 수술을 통해 이루어지며, 이러한 백내장 수술은 가장 많이 이루어지는 수술 중 하나이기도 하다.Cataract is a disease in which the crystalline lens of the eye becomes blurred and vision declines. If only the edge of the lens is turbid, it does not affect the visual acuity. However, when the lens core becomes turbid, various symptoms such as decreased vision, diplopia, and glare appear. Treatment of cataracts is mainly through surgery to remove opacified lenses and replace them with intraocular lenses, and cataract surgery is one of the most common operations.

종전의 백내장 수술은 칼을 이용하여 각막(cornea)을 절개하고, 절개된 부위를 통해 수정체의 전낭(anterior chamber)을 원형으로 절개한 후, 초음파를 이용하여 수정체 핵을 잘게 분쇄되어 흡입(aspiration) 방식으로 추출되고, 수정체의 핵이 위치하던 부위에 인공 수정체(intraocular lens)를 삽입하는 방식으로 이루어진다. 이러한 백내장 수술 방식은 한국 특허공개공보 1990-0015698호에도 유사하게 개시되어 있다.In previous cataract surgery, the cornea was incised using a knife, and the anterior chamber of the lens was cut through the incision in a circular shape. Then, the lens nucleus was finely pulverized using ultrasonic waves and aspirated, , And an intraocular lens is inserted into the region where the nucleus of the lens is located. Such cataract surgery methods are similarly disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1990-0015698.

그러나, 종전의 백내장 수술은 각막과 수정체 전낭을 절개하고, 수정체 핵을 분쇄하는 과정이 시술자에 의해 수작업으로 진행되기 때문에, 사고 위험성이 높고 시술자의 능력에 에 따라 수술 결과가 좌우되는 단점이 있었다.However, conventional cataract surgery has the disadvantage that the risk of accident is high and the surgical result depends on the ability of the operator because incision of the cornea and anterior chamber of the lens and grinding of the lens nucleus proceeds manually by the operator.

최근 들어 이러한 문제점을 개선하기 위해, 레이저를 이용하여 수정체를 절개하는 수술 방법들이 제안되고 있다. 그러나 현재까지는 연구 개발의 초기 단계이기 때문에, 백내장 수술의 각 단계의 특성을 고려하여 레이저를 적용하는 데에는 한계가 있는 상황이다.In recent years, in order to solve such a problem, surgical methods of incising a lens using a laser have been proposed. However, since it is an early stage of research and development, there are limitations to apply the laser in consideration of the characteristics of each stage of cataract surgery.

한국 특허공개공보 1990-0015698호Korean Patent Laid-Open Publication No. 1990-0015698

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 백내장의 수술 단계에 따라 사용되는 레이저 특성을 조절하여 최적화된 수술을 진행할 수 있는 안과용 수술장치, 이의 제어 방법 및 이를 이용한 수술 방법을 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an ophthalmic surgical apparatus, a control method thereof, and a surgical method using the same, in which optimized surgery can be performed by controlling laser characteristics used in cataract surgery.

상기한 본 발명의 목적은, 레이저를 생성하는 광원, 상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 파라미터를 변환하는 광 변환부, 상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 전달 경로를 형성하는 광 전달부, 상기 광 전달부의 단부에 형성되어 외부로 광을 조사하는 광 조사부 그리고, 수정체의 전낭을 절개하기 위한 제1 작동 모드, 상기 수정체의 핵 부위를 절개하기 위한 제2 작동 모드 및 각막을 절개하기 위한 제3 작동 모드에 따라 상기 광 변환부 및 상기 전달부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 각각의 작동 모드에 따라 상기 광 조사부를 통해 조사되는 레이저의 출력, 펄스 파형 또는 조사 패턴 중 적어도 어느 하나가 상이한 특성을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 안과용 수술장치에 의해 달성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical communication system including a light source that generates a laser, a light conversion unit that converts parameters of the laser generated in the light source, a light transmission unit that forms a propagation path of the laser generated in the light source, And a third operating mode for cutting the cornea, and a second operating mode for cutting the cornea of the lens, and a third operating mode for cutting the cornea, Wherein at least one of the output of the laser, the pulse waveform or the irradiation pattern irradiated through the light irradiating unit according to each operation mode has different characteristics And a control unit for controlling the operation of the ophthalmic surgery apparatus.

그리고, 상기 제1 작동 모드에서 조사되는 제1 레이저, 상기 제2 작동 모드에서 조사되는 제2 레이저 및 상기 제3 작동 모드에서 조사되는 제3 레이저는 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 조사되는 에너지가 각각 상이하도록 제어되며, 이 중 제2 레이저가 해당 조사 위치에서 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달하도록 제어될 수 있다.The first laser irradiated in the first operation mode, the second laser irradiated in the second operation mode, and the third laser irradiated in the third operation mode have energy radiated per unit area at each irradiation position And the second laser among them can be controlled to transmit the greatest energy per unit area at the irradiation position.

또한, 제어부는 상기 제1 작동 모드에서 조사되는 제1 레이저, 상기 제2 작동 모드에서 조사되는 제2 레이저 및 상기 제3 작동 모드에서 조사되는 제3 레이저가 각각의 조사 위치에 각각 상이한 패턴으로 조사되도록 제어되도록 구성될 수 있다.Further, the control unit may control the irradiation of the first laser to be irradiated in the first operation mode, the second laser to be irradiated in the second operation mode, and the third laser to be irradiated in the third operation mode, As shown in FIG.

한편, 전술한 본 발명의 목적은 레이저를 생성하는 광원 및 조사되는 상기 레이저의 특성을 제어할 수 있도록 구성된 안과용 수술장치의 제어방법에 있어서, 수정체의 전낭을 절개할 수 있는 제1 레이저를 조사하는 제1 작동 단계, 상기 수정체의 핵 부위를 절개할 수 있는 제2 레이저를 조사하는 제2 작동단계, 각막을 절개할 수 있는 제3 레이저를 조사하는 제3 작동 단계를 포함하고, 상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저는 출력, 펄스 파형 또는 조사 패턴 중 적어도 어느 하나가 서로 상이한 특성을 갖도록 제어되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 안과용 수술장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수도 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method of an ophthalmic surgical apparatus configured to control a light source for generating a laser and a characteristic of the laser to be irradiated, A second actuation step of irradiating a second laser capable of incising the nucleus region of the lens, and a third actuation step of irradiating a third laser capable of incising the cornea, The laser, the second laser, and the third laser are controlled so that at least one of the output, the pulse waveform, and the irradiation pattern has different characteristics from each other. have.

이 중, 상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저 중, 상기 제2 레이저는 조사 위치에 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달할 수 있도록 제어될 수 있다.Among the first laser, the second laser and the third laser, the second laser can be controlled so as to transmit the greatest energy per unit area to the irradiation position.

또는, 상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저는 각각의 조사 위치에 조사되는 패턴이 각각 상이하도록 제어될 수 있다. Alternatively, the first laser, the second laser, and the third laser may be controlled so that the patterns irradiated to the respective irradiation positions are different from each other.

나아가, 전술한 본 발명의 목적은, 수정체의 전낭에 제1 레이저를 조사하여 상기 전낭을 절개하는 단계, 상기 수정체의 핵 부위에 제2 레이저를 조사하여 상기 수정체의 핵을 절개하는 단계 그리고, 각막에 제3 레이저를 조사하여 상기 각막을 절개하는 단계를 포함하고, 상기 제1 레이저, 제2 레이저 및 제3 레이저는 출력, 펄스 파형 또는 조사 패턴 중 적어도 어느 하나가 서로 상이한 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 전안부 수술방법에 의해서도 달성 될 수 있다.Further, the object of the present invention is also achieved by a method of radiating a laser beam to a lens, comprising the steps of irradiating a front laser beam onto a front lens of a lens to incise the front lens, Wherein the first laser, the second laser, and the third laser are characterized in that at least one of the output, the pulse waveform, and the irradiation pattern has a different characteristic from each other And a method of operating the anterior segment using a laser.

상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저는 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 조사되는 에너지가 각각 상이하고, 특히 이 가운데, 제2 레이저는 조사 위치에 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달하도록 조사되도록 구성될 수 있다.The first laser, the second laser, and the third laser are different in energy to be irradiated per unit area at each irradiation position, and in particular, among them, the second laser is irradiated Lt; / RTI >

또는, 상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저는 각각의 조사 위치에 조사되는 패턴이 각각 상이하도록 구성되는 것도 가능하다.Alternatively, the first laser, the second laser, and the third laser may be configured such that the patterns irradiated to the respective irradiation positions are different from each other.

본 발명에 의할 경우, 수술 부위 및 수술 내용에 따라 레이저의 파라미터 및 조사 패턴을 조절하여 사용함으로써, 수술의 안전성을 향상시키면서 최적화된 수술을 진행하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to perform optimized surgery while improving the safety of the surgery by using the laser parameters and irradiation patterns according to the surgical site and the operation contents.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 안과용 수술 장치를 이용한 안과용 수술 방법 및 이에 대응되는 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도,
도 3은 도 2의 수술 단계에 따른 치료 부위를 도시한 도면,
도 4는 도 2의 각 단계별 레이저의 출력 특성을 도시한 그래프이고,
도 5는 도 2의 각 단계별 레이저의 조사 패턴을 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an ophthalmic surgery apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an ophthalmic operation method using the ophthalmic surgery apparatus of FIG. 1 and a control method of the surgical apparatus corresponding thereto;
FIG. 3 is a view showing a treatment part according to the surgical step of FIG. 2,
FIG. 4 is a graph showing output characteristics of the laser in each step of FIG. 2,
FIG. 5 is a diagram showing irradiation patterns of the laser beams in each step of FIG. 2;

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 전안부 수술방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, an ophthalmic surgical apparatus using a laser, a control method thereof, and an anterior segment surgery method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the positional relationship of each component is principally described based on the drawings. The drawings may be simplified for simplicity of the description or exaggerated when necessary. Therefore, the present invention is not limited thereto, and it is needless to say that various devices may be added, changed or omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안과용 수술장치는 치료용 레이저를 생성하는 광원(110) 및 치료용 레이저를 가공하고 전달하는 레이저 시스템(100)을 포함하여 구성된다. 여기서, 레이저 시스템(100)은 광 변환부(120) 및 광 전달부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an ophthalmic surgery apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the ophthalmic surgical apparatus comprises a light source 110 for generating a therapeutic laser and a laser system 100 for processing and delivering a therapeutic laser. Here, the laser system 100 may include a light converting unit 120 and a light transmitting unit 130.

광원(110)은 적어도 하나 이상의 공진단(미도시)을 포함하여 구성되며, 안과용 수술에 사용되는 치료용 레이저를 생성한다. 광원(110)에서 생성되는 레이저는 10~10000 펨토초(femtosecond)의 펄스 지속시간(duration time)을 갖는 극초단파 레이저일 수 있다. 이러한, 극초단파의 펨토초 레이저는 세포 수준의 정밀한 치료가 가능하여, 치료부위와 인접한 위치에 위치한 세포에 영향을 최소화시키면서 수술할 수 있는 장점이 있다.The light source 110 comprises at least one or more resonance stages (not shown), and generates a therapeutic laser for use in ophthalmic surgery. The laser generated in the light source 110 may be a microwave laser having a pulse duration of 10 to 10,000 femtoseconds. These microwave femtosecond lasers are capable of precise treatment at the cellular level and have the advantage of minimizing the effects on the cells located adjacent to the treatment site and allowing them to operate.

본 실시예의 광원(110)은 1000nm 내지 1100nm의 파장을 갖고, 10KHz 내지 500KHz의 펄스 주파수를 갖는 레이저를 생성하도록 구성된다. 다만, 이는 일 예로서 상기 범위 이외의 파장 또는 펄스 주파수를 갖는 레이저를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.The light source 110 of this embodiment has a wavelength of 1000 nm to 1100 nm and is configured to generate a laser having a pulse frequency of 10 KHz to 500 KHz. However, it is also possible to use a laser having a wavelength or a pulse frequency other than the above range as an example.

광 변환부(120)는 레이저의 파라미터를 변화시킬 수 있는 다수개의 광학소자를 포함하여 구성된다. 여기서, 레이저의 파라미터라 함은 레이저의 출력, 펄스의 파형, 조사 시간, 조사 직경 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 따라서, 광원(110)에서 생성되는 레이저는 광 변환부(120)를 통과하면서 가공되어, 전안부 수술에 적합한 형태로 조절된다.The light-converting unit 120 includes a plurality of optical elements capable of changing laser parameters. Here, the parameter of the laser may be understood to mean the output of the laser, the waveform of the pulse, the irradiation time, the irradiation diameter, and the like. Accordingly, the laser generated by the light source 110 is processed while passing through the light conversion unit 120, and is adjusted to a shape suitable for anterior segment surgery.

도면에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 광 변환부(120)는 반 파장판(half wave plate) 및 선형 편광판(linear polarizer) 등을 포함하여 레이저의 출력 및 레이저의 편광 특성 등을 변환시킬 수 있다. 이때, 별도의 검출기(detector)를 구비하여 피드백 제어에 의해 레이저의 출력 및 편광 특성을 정밀하게 제어할 수 있다.Although not shown in the drawings, the light converting unit 120 may include a half wave plate and a linear polarizer to convert laser output and polarization characteristics of the laser. At this time, it is possible to precisely control the output and polarization characteristics of the laser by feedback control by providing a separate detector.

또한, 광 변환부(120)는 레이저의 직경(diameter), 발산특성(divergence), 비점수차 등의 파라미터를 조절할 수 있는 다양한 광학소자가 순차적으로 배열되어, 수술 내용에 적합한 레이저를 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 소자들은 다른 광학장치에서도 널리 사용되는 구성이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The optical conversion unit 120 may be configured to sequentially array various optical elements capable of adjusting parameters such as the diameter, divergence, and astigmatism of the laser, Lt; / RTI > However, since these elements are widely used in other optical devices, a detailed description thereof will be omitted.

그리고, 광 전달부(130) 또한 복수개의 렌즈, 거울 및 스플리터 등을 포함하는 다수개의 광학 소자를 포함하여 구성된다. 따라서, 광원(110)에서 생성되는 레이저가 일단으로 유입되고, 타단에 형성되는 광 조사부를 통해 레이저가 치료 부위로 조사되는 레이저의 광 경로를 형성한다.The light transmitting portion 130 is also configured to include a plurality of optical elements including a plurality of lenses, mirrors, and splitters. Accordingly, the laser generated in the light source 110 flows into one end, and the light path of the laser irradiated to the treatment region is formed through the light irradiation portion formed at the other end.

이러한 광 전달부(130)는 광 조사부를 통해 조사되는 레이저의 조사 위치를 가변시킬 수 있도록, 광 경로를 가변할 수 있도록 구성된다. 따라서, 광 전달부(130)를 구성하는 광학 소자의 구동에 의해 전안부의 다양한 위치로 레이저가 조사될 수 있다.The light transmitting unit 130 is configured to be able to vary the optical path so as to vary the irradiating position of the laser irradiated through the light irradiating unit. Therefore, by driving the optical element constituting the light transmitting portion 130, the laser can be irradiated to various positions of the front anterior portion.

구체적으로, 광 전달부(130)는 X-Y 스캐너(미도시) 및 Z 스캐너(미도시)를 포함하여 구성된다. 여기서, X-Y 스캐너는 적어도 두 개 이상의 갈바노 거울(galvano mirror)을 포함하여 구성되며, X-Y 스캐너의 구동에 의해 수평면 상에서 레이저의 조사 위치를 조절할 수 있다. 그리고, Z 스캐너는 레이저의 진행 방향을 따라 이동 가능한 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성되며, Z 스캐너의 구동에 의해 레이저가 조사되는 깊이가 결정된다. 따라서, 레이저는 광 전달부(130)를 통과함에 따라 수평 방향 및 수직 방향(도 1 기준)으로 다양하게 조사 위치가 변경될 수 있다. Specifically, the light transmitting unit 130 includes an X-Y scanner (not shown) and a Z scanner (not shown). Here, the X-Y scanner includes at least two galvano mirrors, and the irradiation position of the laser on the horizontal plane can be adjusted by driving the X-Y scanner. The Z scanner includes at least one or more lenses movable along the traveling direction of the laser, and the depth to which the laser is irradiated is determined by driving the Z scanner. Accordingly, as the laser passes through the light transmitting portion 130, the irradiating position can be changed variously in the horizontal direction and the vertical direction (refer to FIG. 1).

전술한 바와 같이, 백내장 수술은 각막, 수정체의 전낭 및 수정체의 핵 부위 등 다양한 위치에서 치료가 요구된다. 따라서, 본 실시예에 따른 광 전달부는 X-Y 스캐너 및 Z 스캐너를 제어함으로써, 전안부의 다양한 위치에 레이저를 조사하여 수술을 진행하는 것이 가능하다.As described above, cataract surgery requires treatment at various sites such as the cornea, the anterior capsule of the lens, and the nucleus of the lens. Therefore, the optical transmission unit according to the present embodiment can control the X-Y scanner and the Z scanner to irradiate various positions of the anterior part with laser to proceed the surgery.

다만, 도 1에서는 광 변환부와 광 전달부를 별개의 블록으로 도시하고 있으나, 이는 레이저가 통과되는 광학소자의 기능을 설명하기 위해 편의상 구분하여 도시한 것에 불과하다. 실시예를 구성함에 있어서는 레이저의 파라미터를 변환시키는 광학 소자가 광 경로를 형성함으로써, 광 변환부 및 광 전달부의 기능을 모두 수행하는 것도 가능하다. 또한, 도면에서는 광 변환부가 레이저의 진행 방향으로 전방에 배치되고, 광 전달부가 후방에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이러한 순서에 한정되는 것은 아니며 광 변환부를 구성하는 광학소자와 광 전달부를 구성하는 광학소자를 혼재하여 다양하게 배열하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In FIG. 1, the light-converting unit and the light-transmitting unit are shown as separate blocks, but they are merely shown separately for convenience in explaining the function of the optical element through which the laser passes. In constructing the embodiment, it is also possible to perform both the functions of the optical converting unit and the optical transmitting unit by forming the optical path of the optical element for converting the parameter of the laser. In the drawings, the light conversion portion is disposed forward in the traveling direction of the laser and the light transmission portion is disposed at the rear, but the present invention is not limited to this order, and the optical element and the light transmission portion constituting the light conversion portion And it is possible to arrange them in various arrangements by mixing optical elements to be constituted.

전술한 바와 같이, 광원(110)에서 생성된 레이저는 광 변환부(120)와 광 전달부(130)를 통과하여 광 조사부를 통해 외부로 조사된다. 이때, 광 조사부는 대물렌즈를 포함하여 구성되며, 이러한 대물렌즈는 레이저의 진행 방향을 축으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 광 조사부를 통해 조사된 빛은 환자의 전안부로 조사되어 치료가 이루어질 수 있다.As described above, the laser generated in the light source 110 passes through the light conversion unit 120 and the light transmission unit 130 and is irradiated to the outside through the light irradiation unit. At this time, the light irradiating unit includes an objective lens, and the objective lens can be installed so as to be movable along the traveling direction of the laser. The light irradiated through the light irradiating unit can be irradiated to the anterior segment of the patient for treatment.

이때, 환자의 눈은 고정된 상태를 유지할 수 있도록, 아이인터페이스(eye interface)(600)에 의해 석션(suction)된 상태로 고정된다. 이러한 아이인터페이스(600)는 대물렌즈의 후방(레이저의 진행 방향을 기준)에 일체로 설치될 수도 있고, 또는 별도의 부재로 구성되어 눈을 석션한 상태에서 광 조사부의 말단에 결합되도록 구성될 수 있다.At this time, the eye of the patient is fixed in a suction state by the eye interface 600 so as to maintain the fixed state. The eye interface 600 may be integrally provided at the rear of the objective lens (on the basis of the advancing direction of the laser), or may be constituted by a separate member and may be configured to be coupled to the distal end of the light- have.

한편, 본 실시예에 따른 안과용 수술장치는 수술이 진행되는 전안부의 이미지를 획득하기 위한 이미지 검출부(200)를 더 포함한다. 여기서, 이미지 검출부(200)는 카메라부(210) 및 OCT(optical coherence tomography)부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the ophthalmologic surgical apparatus according to the present embodiment further includes an image detection unit 200 for obtaining an image of the anterior segment in which surgery is performed. Here, the image detecting unit 200 may include a camera unit 210 and an optical coherence tomography (OCT) unit 220.

카메라부(210)는 눈 표면의 2차원 이미지를 획득할 수 있는 장치이다. 카메라부는 별도의 카메라 광원(미도시) 구비하고, 카메라 광원을 이용하여 이미지를 검출한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 카메라 광은 전술한 광 전달부(130)의 빔 컴바이너(beam combiner)로 조사되고, 치료용 레이저가 조사되는 경로를 따라 광 조사부를 통해 눈에 조사된다. 그리고 눈의 표면에서 반사되는 빛을 검출하여, 눈 표면의 이차원 이미지를 획득하는 것이 가능하다.The camera unit 210 is a device capable of acquiring a two-dimensional image of the eye surface. The camera unit includes a separate camera light source (not shown), and detects an image using a camera light source. 1, the camera light is irradiated by a beam combiner of the light transmitting unit 130 described above, and is irradiated through a light irradiating unit along a route through which the therapeutic laser is irradiated. do. It is possible to detect the light reflected from the surface of the eye and obtain a two-dimensional image of the surface of the eye.

OCT부(220)는 전안부의 단면 이미지를 획득할 수 있는 장치이다. OCT(optical coherence tomography)는 빛의 간섭 현상을 이용하여 단층 이미지를 획득하는 기술로, 컴퓨터 단층촬영(CT)에 비해 분해능이 높아 비침습적 진단법으로 널리 활용되고 있다. 최근 들어, 다수개의 단층 이미지를 초고속으로 처리하여 3차원 영상을 획득할 수 있는 기술이 개발되었고, 본 실시예에서는 이와 같이 3차원 영상 획득이 가능한 OCT를 적용하여 전안부의 단층 영상 특히, 수정체의 3차원 영상을 획득하는 것이 가능하다.The OCT unit 220 is a device capable of obtaining a cross-sectional image of the anterior segment. Optical coherence tomography (OCT) is a technique for obtaining a tomographic image using light interference phenomenon and is widely used as a noninvasive diagnostic method because of its high resolution compared to computed tomography (CT). In recent years, a technique has been developed for acquiring three-dimensional images by processing a plurality of tomographic images at a very high speed. In this embodiment, OCT capable of acquiring three-dimensional images is applied to obtain tomographic images of the anterior segment, It is possible to acquire a three-dimensional image.

이와 같이 이미지 검출부(200)에서 획득된 눈에 대한 표면 이미지 및 단층 이미지는 프로세서에 의해 처리되어 인터페이스(500)로 제공될 수 있다. 다만, 이미지 검출부(200)의 카메라부(210) 및 OCT부(220)의 구체적인 기술은 유사한 기술 분야에서 널리 사용되는 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.Thus, the surface image and the tomographic image of the eye obtained at the image detecting unit 200 can be processed by the processor and provided to the interface 500. The detailed description of the camera unit 210 and the OCT unit 220 of the image detection unit 200 is widely used in the similar technical field, and thus a detailed description thereof will be omitted.

한편, 인터페이스(500)는 디스플레이를 포함하여, 이미지 검출부(200)에서 획득된 이미지를 표시할 수 있다. 인터페이스(500)를 통해 표시되는 이미지는 다양한 용도로 활용될 수 있다. 예를 들어, 카메라로부터 전송되는 아이인터페이스에 고정된 환자의 눈의 이미지를 제공하여, 눈이 정상적으로 도킹되었는지를 확인하는 것도 가능하고, 각막이 절개되는 부위를 선택하거나 절개 부위를 표시하는데 활용할 수 있다. 또한, OCT부로부터 전송된 전안부의 단층 이미지는 수정체의 절개 범위 및 절개되는 패턴을 선택하고, 이를 표시하는데 활용할 수 있다. 나아가, OCT로부터 획득된 단층 이미지를 처리하여 얻어지는 3차원 영상은 수정체의 시축을 결정하고, 수술 과정의 실시간 영상을 제공하는데 활용할 수 있다. 이와 같이, 인터페이스(500)는 이미지 검출부로부터 획득된 정보를 이용하여 사용자가 수술 부위에 관한 정보를 얻고, 수술을 설계하고, 수술 과정을 표시하는데 다양하게 활용될 수 있다.On the other hand, the interface 500 may display an image obtained by the image detecting unit 200, including a display. The image displayed through the interface 500 can be used for various purposes. For example, it is possible to check whether the eye is normally docked by providing an image of the patient's eye fixed on the eye interface transmitted from the camera, and can be used to select a site where the cornea is incised or to display an incision site . Further, the tomographic image of the anterior segment transmitted from the OCT unit can be used to select and display the incision area and incision pattern of the lens. Furthermore, the three-dimensional image obtained by processing the tomographic image obtained from the OCT can be used to determine the time axis of the lens and to provide a real-time image of the surgical procedure. In this way, the interface 500 can be utilized in various ways to obtain information about a surgical site, design a surgery, and display a surgical procedure by using the information obtained from the image detection unit.

나아가, 인터페이스(500)는 사용자가 이를 통해 수술 장치의 구동을 비롯한 각종 조작을 할 수 있도록 구성된다. 따라서, 사용자는 디스플레이에 표시된 이미지 및 영상을 참고하여, 수술 위치의 선정, 수술 내용 설계, 환자 정보 열람 등 다양한 명령을 입력하는 것이 가능하다. 본 실시예에 따른 인터페이스는 터치 스크린(touch screen)으로 구성하여 디스플레이 되는 이미지를 활용하여 사용자가 각종 내용을 선택할 수 있도록 구성하나, 이외에도 다양한 방식으로 구성할 수 있음은 물론이다.Further, the interface 500 is configured so that the user can perform various operations including driving the surgical apparatus. Accordingly, the user can input various commands by referring to the images and images displayed on the display, such as selection of an operation position, design of operation contents, patient information viewing, and the like. The interface according to the present embodiment may be configured as a touch screen so that a user can select various contents by using an image to be displayed, but the present invention can be configured in various other ways as well.

한편, 프로세서(300)는 이미지 검출부(200)로부터 획득한 이미지 데이터를 처리하여 인터페이스(500)로 제공할 수 있다. 예를 들어, OCT부(220)에서 획득한 단층 데이터를 이용하여 전안부의 3차원 영상을 구성하여 인터페이스(500)에 제공하거나, 인터페이스(500)에서 요청된 특정 방향의 단면 이미지를 추출하여 인터페이스로 다시 제공할 수 있다.Meanwhile, the processor 300 may process the image data acquired from the image detector 200 and provide the processed image data to the interface 500. For example, a three-dimensional image of the anterior segment may be constructed and provided to the interface 500 using the tomogram data acquired by the OCT unit 220, or a cross-sectional image of a specific direction requested by the interface 500 may be extracted, As shown in FIG.

또한, 프로세서(300)는 이미지 데이터 및 좌표 데이터를 이용한 각종 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는 카메라부(210)에서 획득된 눈의 표면 이미지, OCT부(220)에서 획득된 단층 이미지, 그리고 단층 이미지로부터 얻어지는 3차원 영상 사이의 좌표를 연산하여 매칭시킬 수 있다. 따라서, 사용자가 인터페이스(500)를 통해 눈의 표면의 특정 위치를 선택하면, 그 위치에 해당하는 단층 이미지 및 3차원 영상 데이터를 제공하는 것이 가능하다. 또한, 사용자가 디스플레이된 이미지를 통해 위치를 선택하거나 수술 부위를 설정하면, 이를 좌표로 연산하여 해당 좌표의 이미지를 제공하거나 레이저가 조사되는 좌표를 산출하는 것이 가능하다.In addition, the processor 300 may perform various calculations using image data and coordinate data. For example, the processor 300 can calculate and match the coordinates of the eye surface image obtained from the camera unit 210, the tomographic image acquired from the OCT unit 220, and the three-dimensional images obtained from the tomographic image have. Accordingly, when the user selects a specific position of the surface of the eye through the interface 500, it is possible to provide a tomographic image and three-dimensional image data corresponding to the position. In addition, when the user selects a position or sets a surgical site through the displayed image, it is possible to calculate the coordinate of the coordinate, provide the image of the coordinate, or calculate the coordinates of the laser.

이외에도, 프로세서(300)는 내부에서 획득되는 데이터 및 외부로부터 입력되는 데이터를 처리하는 역할을 수행할 수 있다. 다만, 이러한 프로세서의 기능은 산업 분야에서 널리 사용되고 있는 기술이므로, 일반적인 기능에 대한 설명은 생략한다.In addition, the processor 300 may perform a function of processing internally obtained data and externally input data. However, since the functions of these processors are widely used in the industrial field, a description of general functions is omitted.

한편, 제어부(400)는 인터페이스(500)를 통해 사용자가 입력한 모드 또는 수술장치에 기 프로그래밍된 모드에 따라 광원(110), 광 변환부(120) 및 광 전달부(130)를 포함하는 각종 구성 요소의 동작을 제어한다.The controller 400 controls the operation of the surgical instrument according to various modes including the light source 110, the light converting unit 120 and the light transmitting unit 130 according to a mode input by the user through the interface 500, Controls the operation of the component.

예를 들어, 제어부(400)는 광원(110) 및 광 변환부(120)의 각종 구성요소를 제어하여 수술에 이용되는 레이저를 생성하고, 수술의 진행 단계에 따라 레이저의 펄스 파형, 출력, 빔 사이즈 등의 각종 파라미터를 조절할 수 있다. 또한, 사용자가 지정한 수술 모드 또는 기 설정된 수술 모드에 따라 광 전달부(130)의 각종 구성요소를 제어하여 설정된 치료 부위에 레이저가 조사될 수 있도록 제어하며, 레이저가 조사되는 궤적 및 패턴을 조절할 수 있다. 나아가, 수술 장치가 동작하는 중 이상이 발생하는 경우, 광 전달부에 구비되는 셔터(shutter, 미도시)를 동작하여 레이저가 눈으로 조사되는 것을 차단하는 것도 가능하다.For example, the control unit 400 controls various components of the light source 110 and the light conversion unit 120 to generate a laser used for surgery, and generates a pulse waveform, an output, Various parameters such as size can be adjusted. In addition, various components of the light transmitting part 130 are controlled according to a user-specified operation mode or a predetermined operation mode so that the laser can be irradiated onto the set treatment area, and the locus and the pattern irradiated with the laser can be adjusted have. Further, when an abnormality occurs during operation of the surgical apparatus, a shutter (not shown) provided in the light transmitting unit may be operated to block the irradiation of the laser with the eye.

이 이외에도, 제어부는 수술을 진행하기에 앞서 수행되는 환자의 눈을 고정시키는 단계 및 수술이 진행된 이후에 수술 결과를 확인하는 단계에서도 각종 구성요소들의 동작을 제어하는 것이 가능하다.In addition, the control unit can control the operation of various components even in the step of fixing the eyes of the patient performed before the surgery and the step of confirming the operation result after the operation.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 안과용 수술 장치는 레이저를 이용하여 전안부의 다양한 부위를 치료하는 것이 가능하며, 이 때 이미지 검출부로부터 획득되는 다양한 이미지를 이용하여 용이하게 수술을 설계하고 수술을 진행하는 것이 가능하다.
As described above, according to the ophthalmic surgery apparatus using the laser according to the present embodiment, it is possible to treat various parts of the anterior segment by using a laser. In this case, by using various images obtained from the image detecting unit, It is possible to design and proceed with surgery.

이하에서는, 전술한 안과용 수술장치를 이용한 백내장의 수술 방법 및 이에 대응되는 수술 장치의 제어방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of operating the cataract using the above-described ophthalmic surgery apparatus and a control method of the surgical apparatus corresponding thereto will be described in detail.

도 2는 도 1의 안과용 수술 장치를 이용한 안과용 수술 방법 및 이에 대응되는 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2의 수술 단계에 따른 치료 부위를 도시한 도면이다. 도 2에서 좌측은 각각의 수술 단계를 도시한 것이고, 우측은 각 수술 단계에 대응되는 전안부 수술장치의 제어 단계를 도시한 것이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an ophthalmic surgical method using the ophthalmic surgery apparatus of FIG. 1 and a control method of the surgical apparatus corresponding thereto, and FIG. 3 is a view illustrating a treatment site according to the surgical procedure of FIG. In FIG. 2, the left side shows each surgical stage, and the right side shows a control stage of the anterior segment surgery apparatus corresponding to each surgical stage.

도 2에 도시된 바와 같이, 환자가 안과용 수술장치에 위치하면 환자의 눈을 고정하는 단계를 수행한다(S10, S100). 본 단계는 환자가 베드에 누운 상태에서 아이인터페이스(600)를 이용하여 환자의 눈을 석션한 후, 수술장치의 광 조사부 말단을 하강시켜 아이인터페이스(600)를 상기 광 조사부의 단부에 도킹시키는 방식으로 제어된다.As shown in FIG. 2, when the patient is positioned in the ophthalmic surgical apparatus, a step of fixing the eyes of the patient is performed (S10, S100). In this step, after the patient's eyes are suctioned using the eye interface 600 while the patient is lying on the bed, the end of the light irradiation part of the surgical apparatus is lowered to dock the eye interface 600 to the end of the light irradiation part .

다만, 본 실시예에서는 안과용 수술장치와 별개의 아이인터페이스를 이용하는 구조를 중심으로 설명하나, 광 조사부의 말단에 아이인터페이스가 일체로 형성되어 광 조사부의 위치를 하강하여 도킹 단계를 진행하는 것도 가능하다.However, in the present embodiment, the structure using the eye interface separate from the ophthalmic surgery device is mainly described, but the eye interface may be integrally formed at the end of the light irradiation part so that the position of the light irradiation part may be lowered to proceed with the docking step Do.

이와 같이 환자의 눈을 고정시키는 단계는 치료용 레이저가 조사되는 광 경로의 중심과 눈의 시축이 정렬되는 위치에 고정될 수 있도록 이미지 검출부(200)를 통해 획득되는 이미지를 지속적으로 참고 하면서 도킹을 진행할 수 있다.The step of fixing the eye of the patient as described above may be performed by continuously docking the image obtained through the image detecting unit 200 so that the center of the light path irradiated with the therapeutic laser is aligned with the time axis of the eye, You can proceed.

환자의 눈의 위치가 고정되면, 환자의 눈을 진단하고 수술 내용을 설정하는 단계를 수행한다(S20, S200). 본 단계는 이미지 검출부(200)에 의해 획득되는 눈의 표면 이미지, 전안부 단층 이미지, 수정체의 3차원 이미지 등을 활용하여 진행할 수 있도록 인터페이스(500)를 통해 이미지 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 수술 이전 단계에서 수집된 환자의 정보와 인터페이스(500)를 통해 제공되는 각종 이미지 정보를 이용하여 각막 및 수정체의 절개 위치, 레이저 파라미터 및 패턴 등의 구체적인 수술 정보를 설정하는 것이 가능하다.When the position of the patient's eyes is fixed, a step of diagnosing the patient's eyes and setting the operation contents is performed (S20, S200). In this step, the image information can be provided through the interface 500 so as to proceed using the surface image of the eye, the anterior segment tomographic image, the three-dimensional image of the lens, etc. obtained by the image detecting unit 200. Accordingly, the user can set specific surgical information such as the incision position, the laser parameter, and the pattern of the cornea and the lens using the information of the patient collected in the pre-operation stage and various image information provided through the interface 500 .

그리고, 사용자의 선택에 의해 수술 영역이 설정되면, 프로세서(300)는 해당 영역의 좌표를 연산하여, 레이저가 조사되는 위치의 좌표를 제어부(400)로 제공할 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 해당 좌표로 레이저를 조사할 수 있도록 레이저 시스템의 구동을 제어하는 것이 가능하다.When the surgical region is set by the user's selection, the processor 300 calculates the coordinates of the corresponding region and provides the coordinates of the laser irradiation position to the control unit 400. Accordingly, the control unit 400 can control the driving of the laser system so as to irradiate the laser at the coordinates.

수술 내용의 설정이 완료되면, 먼저 수정체의 전낭을 원형으로 절개하는 원형 전낭 절개 단계(capsulotomy)를 수행한다(S30, S300). 원형 전낭 절개는 캡슐 형상으로 이루어진 수정체의 전면 표면(도 3 a의 B 참조)을 절개하는 것으로, 이후에 진행되는 수정체 핵 부위(도 3 a의 C 참조) 절개시 수정체의 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있도록 수정체 핵 절개에 선행하여 진행된다. 이에, 안과용 수술장치는 제1 작동 모드로 동작하면서, 수정체의 전방 표면에 설정된 궤적을 따라 레이저를 조사하여 원형으로 전낭을 절개한다(도 3 b의 P1 참조).When the setting of the operation contents is completed, a capsulotomy is performed (S30, S300) in which the anterior capsule of the lens is circularly cut. The circular anterior capsular incision is performed by cutting the front surface (see B in Fig. 3A) of the capsule-shaped lens, thereby preventing the lens pressure from increasing during incision of the lens core region The patient was treated with an intraocular lens. Thus, the ophthalmic surgical apparatus operates in the first operation mode, and irradiates the laser along the locus set on the front surface of the lens to circularly cut the anterior capsule (see P1 in Fig. 3B).

원형 전낭 절개 단계가 이루어지면, 수정체의 핵 부위(도 3 a의 B 참조)를 절개하는 단계를 진행한다(S40, S400). 핵 부위의 절개는 백내장이 진행되어 혼탁해진 부분을 절개하는 것으로, 백내장에 의해 경화된 핵 부위를 레이저를 이용하여 작은 조각(fragment)으로 절개 또는 유연화시킴으로써 향후 흡입 과정을 통해 용이하게 수정체 핵을 제거하는 것이 가능하다.When the circular anterior capsular incision step is performed, a step of cutting the nucleus region of the lens (see B in FIG. 3A) is performed (S40, S400). The incision of the nucleus site is performed by incising the cloudy part of the cataract. The cataract-hardened nucleus is cut or softened with a laser using a laser to easily remove the lens nucleus through the inhalation process in the future It is possible to do.

이때, 수정체의 핵 부위를 제거하면서 수정체의 후낭(posterior chamber)(도 3 a의 D 참조)이 손상되면, 절개된 수정체 조각이 유리체(도 3 a의 E 참조) 부위로 빠져 나가 향후 후발성 백내장을 야기할 수 있다. 따라서, 본 단계를 진행함에 있어 수정체의 후낭이 손상되지 않도록, 레이저 조사 구역을 설정함에 있어 후낭과의 안전거리를 확보할 필요가 있다.At this time, if the posterior chamber of the lens (see D in FIG. 3A) is damaged while the nucleus of the lens is removed, the incisional lens piece is transferred to the vitreous body (see E in FIG. 3A) Lt; / RTI > Therefore, in setting the laser irradiation area, it is necessary to secure a safety distance from the posterior capsule so that the posterior capsule of the lens is not damaged in the course of this step.

본 단계를 수행하기 위해, 안과용 수술장치는 제2 작동 모드로 동작하면서 수정체의 핵부위로 레이저를 조사한다. 본 실시예에서는 레이저가 바둑판 형상의 궤적으로 조사되도록 설정하였으나(도 3 a의 P2 참조), 이는 일 예에 불과하며 수정체를 작은 조각으로 절개할 수 있도록 다양한 형상으로 레이저 궤적을 형성할 수 있다.To perform this step, the ophthalmic surgical device operates in a second mode of operation and irradiates the laser to the nucleus of the lens. In this embodiment, the laser is set to be irradiated with a trapezoidal locus (see P2 in FIG. 3A), but this is only an example, and laser traces can be formed in various shapes so as to cut the lens into small pieces.

또한, 본 단계는 전낭 절개 및 각막 절개와 달리 소정의 두께를 갖는 핵 부위를 절개하는 것이므로, 레이저가 하나의 평면에 조사되는 것이 아니라 Z 스캐너가 동작하면서 서로 다른 깊이의 복수의 층에서 절개가 이루어지도록 구성할 수 있다. 이때, 각각의 층에서 레이저가 조사되는 궤적은 동일한 궤적으로 조사되는 것도 가능하며, 수정체의 절개가 용이하도록 각각의 층별로 서로 다른 궤적을 형성하도록 구성될 수 있다.In addition, since this step cuts a nucleus portion having a predetermined thickness unlike the anterior capsular incision and corneal incision, the laser is not irradiated on one plane, but the Z scanner operates and incisions are made in a plurality of layers having different depths . At this time, the trajectories irradiated with the laser beams in the respective layers may be irradiated with the same trajectory, and they may be configured to form different trajectories for respective layers so as to facilitate the incision of the lens.

나아가, 레이저가 조직에 조사되면 기포가 발생하게 되며, 본 단계와 같이 레이저를 다양한 깊이로 조사하는 경우에 선행 조사된 레이저에 의해 발생한 기포에 의해 레이저가 산란되어 조사 위치로 충분한 에너지가 전달되지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 안과용 수술장치는 제2 작동단계에서 레이저를 조사함에 있어, 수정체의 후낭과 인접한 부분을 먼저 조사하고 전낭 방향과 인접한 위치는 나중에 조사하여 선행 레이저로 인해 발생되는 기포의 영향을 최소화시킬 수 있다.Further, when the laser is irradiated to the tissue, air bubbles are generated. When the laser is irradiated at various depths as in this step, the laser is scattered by the bubbles generated by the preceding laser, A case may arise. Therefore, in the operation of the ophthalmic surgical apparatus, the irradiation of the laser in the second operation step first irradiates the portion adjacent to the posterior capsule of the lens, and the position adjacent to the anterior portion of the capsule is examined later to minimize the influence of the air bubbles generated by the preceding laser have.

수정체의 절개가 완료되면, 각막(도 3a의 A 참조)을 절개하는 단계를 진행한다(S50, S500). 각막 절개는 흡입 장치가 삽입될 수 있는 통로를 형성할 수 있도록, 각막의 소정 구간을 절개하는 단계이다. 이와 더불어 백내장 수술과 동시에 각막 이상으로 인한 난시를 개선할 수 있도록, 각막의 특정 부위를 절개하여 각막의 형상을 변화시키는 시술을 동시에 진행하는 것이 가능하다.When the incision of the lens is completed, a step of cutting the cornea (see A in Fig. 3A) is performed (S50, S500). The corneal incision is a step of incising a predetermined section of the cornea so as to form a passage into which the suction device can be inserted. In addition, in order to improve the astigmatism due to corneal aneurism at the same time as cataract surgery, it is possible to simultaneously perform a procedure of changing the shape of the cornea by cutting a specific portion of the cornea.

본 단계를 수행하기 위해, 안과용 수술장치는 제3 작동 모드로 동작하면서, 각막의 소정 구역으로 레이저를 조사한다(도 3b의 P3 참조). 이때, 각막이 절개되는 구역은 수술이 진행되기에 앞서 측정된 각막 검사 결과를 참고하여, 사용자가 인터페이스를 통해 설정할 수 있다.To perform this step, the ophthalmic surgical apparatus operates in a third mode of operation and irradiates the laser to a predetermined area of the cornea (see P3 in Fig. 3B). At this time, the area where the cornea is incised can be set through a user interface by referring to the result of the cornea test measured before the surgery.

이와 같이 레이저 조사를 통해 수정체의 전낭, 수정체의 핵 부위 및 각막의 절개가 완료되면, 안과용 수술장치는 도킹 상태를 해제하고(S600), 환자의 눈에서 아이인터페이스를 제거한다.When the front of the lens, the nucleus of the lens and the incision of the cornea are completed through the laser irradiation, the ophthalmic surgical apparatus releases the docking state (S600) and removes the eye interface from the patient's eye.

그리고, 프로브 형태의 흡입 장치를 각막의 절개 부위로 삽입하여, 조각으로 절개된 수정체를 빨아들임으로써, 수정체의 후낭을 제외하고 완전히 제거하는 것이 가능하다(S60). 그리고 수정체가 제거된 위치로 인공 수정체를 삽입함으로써 백내장 수술이 완료될 수 있다(S70).In addition, by inserting the probe-type suction device into the incision site of the cornea and sucking the incised incision lens, it is possible to completely remove the lens except the posterior capsule of the lens (S60). The cataract surgery can be completed by inserting the intraocular lens at the position where the lens is removed (S70).

이상에서 설명한 바와 같이, 전술한 안과용 수술장치는 전낭을 절개하고, 수정체를 분쇄하며, 각막을 절개하는 작업을 레이저를 조사하는 방식으로 진행하므로,종래에 비해 보다 신속하고 정확하게 수술을 진행하는 것이 가능하다.As described above, the above-described ophthalmic surgery apparatus advances the operation of cutting the anterior capsule, pulverizing the lens, and incising the cornea in such a manner that the laser is irradiated. Therefore, It is possible.

그런데, 백내장 수술은 수술 단계마다 시술이 진행되는 대상 조직이 상이하고, 시술이 진행되는 목적이 상이하다. 따라서, 모든 단계를 통해 동일한 크기의 레이저를 동일한 방식으로 조사하게 되면, 조직의 특성 및 각 수술 단계의 특성을 반영하여 시술을 진행하는데 한계가 있다. However, cataract surgery differs in the target tissues in which the procedure is performed at each stage of surgery, and the purpose of the procedure is different. Therefore, if the laser beam of the same size is irradiated in the same manner through all the steps, there is a limit to proceed with the operation reflecting the characteristics of the tissue and characteristics of each surgical stage.

따라서, 본 실시예에서는 각각의 수술 단계에 따라 서로 다른 특성을 갖는 레이저를 이용하여 조사함으로써, 각 단계에 최적화된 레이저를 이용하여 정밀한 수술을 진행하는 것이 가능하다. 여기서, 레이저가 서로 다른 특성을 갖는다고 함은, 레이저의 출력, 펄스의 파형, 조사 시간, 직경, 조사 패턴 중 적어도 어느 하나가 상이한 것을 의미할 수 있다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 레이저의 특성을 구체적으로 설명하도록 한다.Therefore, in this embodiment, it is possible to carry out a precise operation using a laser optimized for each step by irradiating with a laser having different characteristics according to each surgical stage. Here, the fact that the laser has different characteristics may mean that at least one of the output of the laser, the waveform of the pulse, the irradiation time, the diameter, and the irradiation pattern is different. Hereinafter, the characteristics of the laser according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 도 2의 각 단계별 레이저의 출력 특성을 도시한 그래프이고, 도 5는 도 2의 각 단계별 레이저의 조사 패턴을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the laser of each step of FIG. 2, and FIG. 5 is a diagram showing irradiation patterns of the laser of each step of FIG.

앞서 설명한 바와 같이, 안과용 수술 장치는 수정체 전낭 절개 단계(S30), 수정체 핵 절개 단계(S40) 및 각막 절개 단계(S50)에 대응하여 각각 제1 작동 모드, 제2 작동 모드 및 제3 작동 모드로 구동된다. 이때, 설명의 편의를 위해 제1 작동 모드에서 조사되는 레이저는 제1 레이저, 제2 작동 모드에서 조사되는 레이저는 제2 레이저, 그리고 제3 작동 모드에서 조사되는 레이저는 제3 레이저로 한다. 여기서, 레이저를 이용하여 진행하는 각각의 단계는 단계별로 서로 다른 특성을 갖는다. As described above, the ophthalmic surgery apparatus includes a first operating mode, a second operating mode, and a third operating mode corresponding to the anterior capsule lens opening step S30, the lens necrosis step S40, and the corneal incision step S50, . Here, for convenience of explanation, the laser irradiated in the first operation mode is the first laser, the laser irradiated in the second operation mode is the second laser, and the laser irradiated in the third operation mode is the third laser. Here, each of the steps performed using the laser has different characteristics in stages.

우선, 원형 전낭 절개 단계는 수정체 중 상대적으로 연한 조직을 갖는 전낭에 레이저가 조사되므로, 상대적으로 작은 에너지에 의해서도 절개가 이루어질 수 있다. 또한, 전낭 절개에 의해 형성되는 원형 개구는 향후 인공 수정체 삽입된 이후에도 광이 통과하는 경로를 형성하므로 정밀한 절개가 요구된다.First, because the laser is irradiated to the anterior capsule having a relatively soft tissue among the lens, a circular anterior capsular incision can be performed by a relatively small energy. In addition, a circular opening formed by anterior capsulotomy creates a path through which the light passes even after insertion of the intraocular lens, requiring precise incision.

이와 마찬가지로, 각막 절개 단계 또한 상대적으로 연한 조직을 갖는 각막에 레이저가 조사되므로, 작은 에너지에 의해서 절개가 가능하다. 또한, 각막은 빛이 입사되는 경로를 형성하므로 정밀한 절개가 요구된다.Similarly, since the cornea is irradiated with a relatively soft tissue, the corneal incision can be performed with a small energy. In addition, the cornea forms a path through which light is incident, so that a precise incision is required.

이에 비해, 수정체의 핵 부위는 백내장에 의해 경화가 많이 진행된 상태이므로, 이를 절개하기 위해서는 높은 에너지가 요구된다. 또한, 수정체 핵 부위를 절개하는 것이 흡입 장치를 이용하여 용이하게 제거하기 위함이고 레이저가 조사되는 범위 또한 넓기 때문에, 원형 전낭 절개 또는 각막 절개만큼의 정밀한 시술이 요구되지 않는다.In contrast, since the nucleus of the lens is hardened by cataract, high energy is required to dissect it. In addition, since the incision of the lens core region is easy to remove by using the suction device and the range of the laser irradiation is also wide, precise treatment as much as the circular anterior capsular incision or corneal incision is not required.

따라서, 본 실시예에서는 이러한 각 수술 단계의 특징을 고려하여 수술을 진행할 수 있도록, 레이저는 광원(110), 광 변환부(120) 및 광 전달부(130)를 제어하여 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저의 특성을 서로 상이하게 구성할 수 있다. 특히, 제1 레이저가 전낭에 조사되어 단위면적 당 전달하는 에너지, 제2 레이저가 수정체 핵 부위에 조사되어 단위면적 당 전달하는 에너지, 제3 레이저가 각막 부위에 조사되어 단위면적 당 전달하는 에너지를 비교할 경우, 제2 레이저가 제1, 제3 레이저에 비해 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달하도록 제어된다.Accordingly, in this embodiment, the laser controls the light source 110, the light converting unit 120, and the light transmitting unit 130 so that the first laser, the second laser, The characteristics of the laser and the third laser can be made different from each other. Particularly, the energy that the first laser irradiates to the anterior capsule to transmit per unit area, the energy that the second laser irradiates to the lens core region, and the energy that the third laser irradiates to the cornea, In comparison, the second laser is controlled so as to transmit the largest energy per unit area at each irradiation position as compared with the first and third lasers.

이때, 수술 단계에 따라 레이저가 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 전달하는 에너지의 크기는 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 광 조사부를 통해 조사되는 레이저의 출력을 조절하는 것도 가능하고, 동일한 출력에 있어 펄스 지속시간(on 상태의 지속시간)을 조절하는 것도 가능하며, 동일한 출력이더라도 조사위치에서의 빔 사이즈를 조절하여 전달되는 에너지의 크기를 제어할 수 있다.At this time, depending on the surgical stage, the amount of energy transferred by the laser per unit area at each irradiation position can be controlled in various ways. For example, it is also possible to adjust the output of the laser to be irradiated through the light irradiating part, to adjust the pulse duration (duration of the on state) at the same output, To control the amount of energy transmitted.

이러한 레이저의 제어에 의해 제1 작동 모드 및 제3 작동 모드에서는 상대적으로 적은 에너지를 전달하는 제1 레이저 및 제3 레이저를 이용하여, 조사 위치와 인접한 다른 조직의 열화 현상을 최소화시키면서 정밀하게 조직을 절개할 수 있다. 그리고, 제2 작동 모드에서는 상대적으로 큰 에너지를 전달하는 제2 레이저를 이용하여, 경도가 높은 수정체 핵 부위를 용이하게 절개함과 동시에 상대적으로 넓은 구역을 신속하게 절개하는 것이 가능하다.By the control of the laser, the first laser and the third laser, which transmit relatively little energy in the first operating mode and the third operating mode, are used to precisely measure the structure It can be incised. In the second operation mode, it is possible to easily incise the lens nuclei having high hardness and to rapidly incise the relatively large area by using the second laser which transfers a relatively large energy.

이러한 제어방식의 일 예로서, 도 4에서는 본 실시예에서 설정된 레이저 펄스의 출력 특성을 도시하고 있다. 우선, 제1 레이저와 제2 레이저를 비교할 경우, 제1 레이저는 제2 레이저와 비교하여 상대적으로 작은 출력으로 조사된다. 그리고, 제1 레이저의 펄스 조사시간(t1) 또한 제2 레이저의 펄스 조사시간(t2)에 비해 짧게 제어된다. 따라서, 제1 레이저는 제2 레이저에 비해 조사 위치에서 단위 면적당 작은 에너지를 전달할 수 있도록 구성된다. 한편, 제3 레이저 또한 제2 레이저에 비해, 작은 출력으로 조사되며 펄스의 조사시간 또한 짧게 구성된다. 따라서, 전술한 바와 같이 전낭 절개 및 수정체낭 절개는 상대적으로 적은 에너지를 제공하는 제1 레이저 및 제3 레이저를 이용하여 정밀한 시술이 가능하며, 수정체의 핵부위 절개는 상대적으로 큰 에너지를 제공하는 제2 레이저를 이용하여 경도 높은 조직을 신속하고 효과적으로 절개할 수 있다.As an example of such a control method, Fig. 4 shows the output characteristics of laser pulses set in this embodiment. First, when the first laser and the second laser are compared, the first laser is irradiated with a relatively small output as compared with the second laser. The pulse irradiation time t1 of the first laser is also controlled to be shorter than the pulse irradiation time t2 of the second laser. Therefore, the first laser is configured to transmit a small energy per unit area at the irradiation position as compared with the second laser. On the other hand, the third laser is also irradiated with a small output as compared with the second laser, and the irradiation time of the pulse is also made shorter. Therefore, as described above, the anterior capsular incision and the incision of the lens capsule can be precisely performed using the first laser and the third laser, which provide a relatively small energy, and the incision of the nucleus of the lens allows relatively large energy 2 laser can be used to quickly and effectively cut a hard tissue.

여기서, 제1 레이저 및 제2 레이저는 각각을 구성하는 복수개의 레이저 펄스가 동일한 출력 및 동일한 조사 시간을 갖도록 제어되었으나, 도 4에 도시된 제3 레이저와 같이 레이저를 서로 다른 출력 또는 조사 시간(t3, t4)을 갖는 복수의 레이저 펄스로 구성되도록 제어될 수 있다(상대적으로 높은 출력과 짧은 조사시간을 갖는 레이저 펄스와 낮은 출력과 긴 조사시간을 갖는 레이저 펄스가 각각 교차하여 조사되는 형태). Here, the first laser and the second laser are controlled so that a plurality of laser pulses constituting each of the first laser and the second laser have the same output and the same irradiation time. However, as in the case of the third laser shown in FIG. 4, , t4) (a mode in which a laser pulse having a relatively high output and a short irradiation time, and a laser pulse having a low output and a long irradiation time are irradiated to each other in an intersecting manner).

다만, 이는 레이저를 구성하는 레이저 펄스의 다양한 조합을 설명하기 위한 일 예로서, 본 발명이 전술한 레이저 펄스의 조합에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도, 제1, 제2 레이저 또한 다양한 파라미터를 갖는 레이저 펄스의 조합으로 구성하는 것도 가능하다. 나아가, 도 4에서는 레이저의 출력 및 레이저의 펄스 조사시간을 제어하여 단위 면적당 제공되는 에너지의 크기를 제어하였으나, 이 이외에도 레이저의 각 조사 위치에서의 빔 사이즈, 펄스 지연 시간 등을 제어하여 전달되는 에너지의 크기를 제어하는 것도 가능함을 밝혀둔다.However, this is an example for explaining various combinations of laser pulses constituting the laser, and the present invention is not limited to the combination of the above-described laser pulses. In addition to this, the first and second lasers may also be laser It is also possible to constitute a combination of pulses. In addition, in FIG. 4, the output of the laser and the pulse irradiation time of the laser are controlled to control the amount of energy provided per unit area. However, in addition to controlling the beam size and pulse delay time at each irradiation position of the laser, It is also possible to control the size of the substrate.

나아가, 제어부(400)는 광 전달부(130)를 조절하여 제1 작동 모드, 제2 작동 모드 및 제3 작동 모드에서 조사되는 레이저의 조사 패턴을 제어하는 것도 가능하다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 작동 단계 및 제3 작동 단계는 상대적으로 정밀한 수술을 진행하기 위해, 레이저를 구성하는 펄스 사이의 간격 짧게 형성되며, 제2 작동 단계는 상대적으로 신속하게 진행될 수 있도록 펄스 사이의 간격을 넓게 형성할 수 있다.Further, the control unit 400 may control the irradiation pattern of the laser irradiated in the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode by adjusting the light transmitting unit 130. [ As described above, the first actuating step and the third actuating step are formed so that the interval between the pulses constituting the laser is shortened in order to proceed with a relatively precise operation, and the second actuating step is performed between the pulses Can be formed to be wide.

도 5은 각 작동 모드별 레이저 조사 패턴의 일 예를 도시하고 있다. 우선, 도 5의 a에 도시된 바와 같이, 제1 레이저는 이를 구성하는 각각의 레이저 펄스가 선행 조사된 레이저 펄스의 조사 위치와 일부가 겹쳐지는 패턴으로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 레이저는 매우 작은 출력의 레이저를 오버랩(overlapped)되도록 조사함으로써 수정체의 전낭을 정밀하게 절개할 수 있다.5 shows an example of a laser irradiation pattern for each operation mode. First, as shown in FIG. 5A, the first laser may be configured such that each laser pulse constituting the first laser partially overlaps the irradiation position of the laser pulse irradiated before. Thus, the first laser can precisely incise the anterior capsule of the lens by irradiating the laser with a very small output to be overlapped.

그리고, 도 5의 b에 도시된 바와 같이, 제2 레이저는 각각의 레이저 펄스가 넓은 간격(d1)을 두고 조사되는 패턴을 구성할 수 있다. 따라서, 높은 에너지를 전달하는 레이저를 이용하면서 넓은 구역의 핵 부위를 신속하게 시술하는 것이 가능하다.Then, as shown in Fig. 5B, the second laser can form a pattern in which each laser pulse is irradiated with a wide interval d1. Therefore, it is possible to rapidly perform a nuclear portion of a large area while using a laser that transmits high energy.

나아가, 도 5의 c에 도시된 바와 같이 제3 레이저는 각각의 레이저 펄스가 제1 레이저와 같이 오버랩되지는 않지만 상대적으로 좁은 간격(d2)으로 조사되는 패턴을 구성할 수 있다. 따라서, 상대적으로 작은 에너지를 전달하는 레이저를 이용하여, 각막을 정밀하게 절개하는 것이 가능하다.Further, as shown in FIG. 5C, the third laser can form a pattern in which each laser pulse is not overlapped with the first laser but is irradiated at a relatively narrow interval d2. Therefore, it is possible to precisely cut the cornea using a laser that transmits a relatively small energy.

다만, 도 5에 도시된 레이저의 조사 패턴은 하나의 예로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도 다양한 패턴을 적용할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제3 레이저를 도 5의 a에 도시된 패턴으로 조사하는 것도 가능하며, 제1 레이저를 도 5의 c에 도시된 패턴으로 조사하는 것도 가능하다. 또한, 도 5은 하나의 조사 패턴에서 각각의 레이저 펄스가 동일한 간격으로 조사되는 형태만을 설명하고 있으나, 무작위 방식 또는 다양한 간격으로 레이저 펄스를 조사하는 패턴을 적용할 수 도 있다.However, the irradiation pattern of the laser shown in FIG. 5 is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and it is needless to say that various patterns can be applied. For example, it is also possible to irradiate the third laser with the pattern shown in FIG. 5A, or to irradiate the first laser with the pattern shown in FIG. 5C. In addition, although FIG. 5 illustrates only a form in which each laser pulse is irradiated at the same interval in one irradiation pattern, a pattern for irradiating laser pulses at random intervals or at various intervals may be applied.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 각 수술 단계의 특성을 고려하여, 레이저의 파라미터를 제어하고, 레이저의 조사 패턴을 다양하게 적용할 수 있도록 안과용 수술장치, 이를 이용한 수술 방법 및 이의 제어방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의할 경우 각 수술 단계에 따라 최적의 레이저를 적용함으로써, 신속하고 안전하게 정밀한 수술을 진행하는 것이 가능하다.As described above, the present invention provides an ophthalmic surgical apparatus, a surgical method using the apparatus, and a control method thereof, in which parameters of a laser are controlled in consideration of characteristics of each surgical stage, to provide. Therefore, according to the present invention, by applying an optimal laser according to each surgical stage, it is possible to carry out precise surgery quickly and safely.

100 : 레이저 시스템 200 : 이미지 검출부
210 : 카메라부 220 : OCT부
300 : 프로세서 400 : 제어부
500 : 인터페이스
100: laser system 200: image detector
210: camera part 220: OCT part
300: processor 400:
500: Interface

Claims (19)

레이저를 생성하는 광원;
상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 파라미터를 변환하는 광 변환부;
상기 광원에서 생성된 상기 레이저의 전달 경로를 형성하는 광 전달부;
상기 광 전달부의 단부에 형성되어 외부로 광을 조사하는 광 조사부; 그리고,
수정체의 전낭을 절개하기 위한 제1 작동 모드, 상기 수정체의 핵 부위를 절개하기 위한 제2 작동 모드 및 각막을 절개하기 위한 제3 작동 모드에 따라 상기 광 변환부 및 상기 전달부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 각각의 작동 모드에 따라 상기 광 조사부를 통해 조사되는 레이저가 출력, 펄스 파형 또는 조사 패턴 중 적어도 어느 하나에서 상이한 특성을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
A light source for generating a laser;
A light converter for converting a parameter of the laser generated in the light source;
A light transmission unit forming a propagation path of the laser generated in the light source;
A light irradiating part formed at an end of the light transmitting part and irradiating light to the outside; And,
A control unit for controlling the light converting unit and the transmitting unit according to a first operating mode for cutting the anterior chamber of the lens, a second operating mode for cutting the nucleus of the lens, and a third operating mode for cutting the cornea, Including,
Wherein the control unit controls the laser irradiated through the light irradiation unit to have different characteristics in at least one of an output, a pulse waveform, and an irradiation pattern according to each operation mode.
제1항에 있어서,
상기 제1 작동 모드에서 조사되는 제1 레이저, 상기 제2 작동 모드에서 조사되는 제2 레이저 및 상기 제3 작동 모드에서 조사되는 제3 레이저는 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 조사되는 에너지가 각각 상이하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 안과용 수술 장치.
The method according to claim 1,
The first laser irradiated in the first operation mode, the second laser irradiated in the second operation mode, and the third laser irradiated in the third operation mode are arranged such that the energy irradiated per unit area at each irradiation position is different Wherein the control unit controls the operation of the ophthalmic surgical apparatus.
제2항에 있어서,
상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저 중 상기 제2 레이저가 해당 조사 위치에서 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 안과용 수술 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first laser, the second laser, and the second laser are controlled so as to transmit the largest energy per unit area at the irradiation position.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 작동 모드에서 조사되는 제1 레이저, 상기 제2 작동 모드에서 조사되는 제2 레이저 및 상기 제3 작동 모드에서 조사되는 제3 레이저가 각각의 조사 위치에 각각 상이한 패턴으로 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit controls the first laser to be irradiated in the first operation mode, the second laser to be irradiated in the second operation mode, and the third laser to be irradiated in the third operation mode, And a control unit for controlling the operation of the ophthalmic surgical apparatus.
제4항에 있어서,
상기 제1 레이저는 순차적으로 조사되는 복수의 레이저 펄스로 이루어지고, 상기 각각의 레이저 펄스가 각각의 조사 위치에서 선행 조사된 레이저 펄스의 조사 면적과 일부가 중첩되도록 조사되는 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the first laser comprises a plurality of laser pulses sequentially irradiated and each of the laser pulses has a pattern irradiated so that a part thereof overlaps an irradiation area of a laser pulse irradiated at each irradiation position Ophthalmic surgical apparatus.
제4항에 있어서,
상기 제1 레이저는 순차적으로 조사되는 복수의 레이저 펄스로 이루어지고, 각각의 조사 위치에서 단위 면적당 전달되는 에너지가 서로 상이한 두 개 이상의 펄스가 반복적으로 조사되는 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the first laser comprises a plurality of laser pulses sequentially irradiated and has a pattern in which two or more pulses with different energy transmitted per unit area at each irradiation position are repeatedly irradiated. .
제4항에 있어서,
상기 제1 레이저, 상기 제2 레이저 및 상기 제3 레이저 중, 상기 제2 레이저가 조사 위치에 단위 면적당 가장 큰 에너지를 전달하도록 조사되고, 상기 제3 레이저가 가장 작은 에너지를 전달하도록 조사되는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the first laser, the second laser and the third laser are irradiated so that the second laser transmits the greatest energy per unit area to the irradiation position, and the third laser is irradiated so as to transmit the smallest energy .
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