KR101472739B1 - Device for laser-surgical ophthalmology - Google Patents

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KR101472739B1
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웨이브라이트 게엠베하
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    • A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00872—Cornea

Abstract

안과 레이저 수술 장치가 제공되고, 상기 안과 레이저 수술 장치는, 펄스화된 펨토초 레이저 빔을 위한 소스(28)와, 레이저 빔을 확장시키는 텔레스코프(32)와, 텔레스코프의 다운스트림에 위치하여 레이저 빔을 빔 경로에 수직인 평면으로 편향시키는 스캐너(36)와, 그리고 스캐너의 다운스트림에 위치하여 레이저 빔을 집속시키는 f-쎄타 대물렌즈(44)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 텔레스코프(32)의 입구 렌즈(52)는 가변 굴절력을 갖는 제어가능한 렌즈 형태를 취한다. 입구 렌즈(52)는 바람직하게는 전기적으로 제어가능한 유체 렌즈 혹은 액정 렌즈로 구성된다.There is provided an ophthalmic laser surgery apparatus, comprising: a source for a pulsed femtosecond laser beam; a telescope for expanding the laser beam; A scanner 36 that deflects the beam into a plane perpendicular to the beam path, and an f-theta objective 44 that is positioned downstream of the scanner to focus the laser beam. According to the invention, the entrance lens 52 of the telescope 32 takes the form of a controllable lens with a variable refractive power. The entrance lens 52 is preferably composed of an electrically controllable fluid lens or a liquid crystal lens.

Description

안과 레이저 수술 장치{DEVICE FOR LASER-SURGICAL OPHTHALMOLOGY}[0001] DEVICE FOR LASER-SURGICAL OPHTHALMOLOGY [0002]

본 발명은 안과 레이저 수술(ophthalmic laser surgery) 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레이저 수술 장치에 의해 제공되는 레이저 빔의 초점이 z-방향으로 빠르게 위치 변경될 수 있도록 하는 그러한 레이저 수술 장치에 관한 것으로, 여기서 표현 'z-방향'의 의미는 일반적인 표기법에 따른 것으로 빔 경로 방향(빔의 전파 방향)을 의미한다. z-방향에 직교하는 평면에서의 임의의 방향은 x-y 방향으로서 이해돼야 한다. 이러한 평면에서, 스캐너에 의한 레이저의 빔의 편향은, 레이저 빔을 사용하여 치료될 눈의 영역을 스캐닝하기 위해, 종래방식으로 실행된다.The present invention relates to an ophthalmic laser surgery device. In particular, the present invention relates to such a laser surgical apparatus which enables the focus of a laser beam provided by a laser surgical apparatus to be quickly displaced in the z-direction, wherein the meaning of the expression 'z-direction' Which means the direction of the beam path (the propagation direction of the beam). Any direction in a plane perpendicular to the z-direction should be understood as an x-y direction. In this plane, the deflection of the laser beam by the scanner is performed in a conventional manner to scan the area of the eye to be treated using the laser beam.

펨토초(femtosecond) 범위 내의 단펄스 방사선(short-pulse radiation)을 방출하는 레이저 시스템이 안과 수술에서 사용되는바, 특히 각막에서뿐만 아니라 사람의 렌즈에서의 조직 내부 절개를 표시하기 위해 사용된다. 이와 관련되어 이용되는 효과는 광학 돌파(optical breakthrough)이며, 이것은 소위 조사(irradiate)된 조직의 광파괴(photodisruption)를 일으킨다. 이러한 광파괴를 발생시키기 위해, 레이저 빔의 비교적 강한 집속(focusing)이 필요하고, 이것은 집속을 위해 사용되는 집속 광학부의 대응하는 고개구율(high aperture)에 의해 달성된다. 공지된 안과 fs 레이저 시스템에서, 일반적으로 집속 광학부는 소위 f-쎄타 대물렌즈(f-theta objective)로 구성되며, f-쎄타 대물렌즈는 레이저 빔에 의한 스캐닝 동안 평면 필드 이미징(plane-field imaging)을 보증함과 아울러 z-방향에서의 빔 초점의 바람직하지 않은 변위를 피할 수 있다.A laser system that emits short-pulse radiation in the femtosecond range is used in ophthalmic surgery, and is used to mark the tissue internal incision, not only in the cornea but also in the human lens. The effect used in this connection is optical breakthrough, which causes photodisruption of the so-called irradiated tissue. In order to generate such light breakage, a relatively strong focusing of the laser beam is required, which is achieved by the corresponding high aperture of the focusing optics used for focusing. In known ophthalmic fs laser systems, the focusing optics generally consists of the so-called f-theta objective, and the f-theta objective is used for plane-field imaging during scanning by the laser beam. And to avoid undesired displacements of the beam focus in the z-direction.

fs 레이저 시스템은 안과학에서, 예를 들어 LASIK 애플리케이션에서, 확고한 위치를 가지고 있고, LASIK은 영문 'laser in-situ keratomileusis'의 약어이고, 시력 결함을 없애는 각막 치료 기술을 말하는바, 여기서 작은 덮개판(소위 각막편으로 불림)(이것은 또한 각막 조직에 부분적으로 연결되어 있음)이 먼저 각막 표면 상에서 절개되고, 그 다음에 이 각막편은 한쪽으로 저쳐지고, 각막편이 저쳐진 이후 노출된 각막기질 조직이 후속적으로, 개개의 환자에 대해 확인된 절제 프로파일(ablation profile)에 따라, 단파 레이저광, 예를 들어, 193 nm에서 조사되는 엑사이머 레이저(excimer laser)로 절제된다. 이러한 경우, fs 레이저 시스템은 각막편 절개를 표시하기 위해 사용된다.The fs laser system is an ophthalmologic, for example, LASIK application, which has a firm position, LASIK is abbreviation of 'laser in situ keratomileusis' and refers to a corneal treatment technique for eliminating vision defects, Called corneal flap) (which is also partially connected to the corneal tissue) is first incised on the corneal surface, then the cornea is squeezed to one side, and the exposed corneal stromal tissue is subsequently , Excised by short wave laser light, for example excimer laser irradiated at 193 nm, according to the ablation profile identified for the individual patient. In this case, the fs laser system is used to indicate the corneal incision.

각막편 절개를 행함에 있어, 압평 플레이트(applanation plate)로 누름으로써 치료될 눈의 각막을 평평하게 하는 것, 그리고 각막 내의 평면에서 이차원적으로 빔 초점을 가이딩하는 것이 알려져 있다. f-쎄타 대물렌즈에 의해 달성되는 평면 필드 이미징으로 인해, 이러한 경우 빔 초점의 z-방향 변위는 필요 없다. 각막의 기질로부터 위쪽 방향으로 각막편의 가장자리 절개를 가이딩할 것이 요구되는 경우, 각막편의 가장자리 영역에서만 단지 z-방향으로 초점 위치의 변위가 필요할 수 있다.In performing corneal incision, it is known to flatten the cornea of the eye to be treated by pressing with an applanation plate, and to guide the focus of the beam in two dimensions in the plane of the cornea. Due to the flat field imaging achieved by the f-theta objective, in this case the z-directional displacement of the beam focus is not necessary. If it is desired to guide the edge incision of the cornea in an upward direction from the corneal stroma, displacement of the focal position in the z-direction may be required only in the edge region of the cornea.

z-방향에서의 초점 변위를 위해, 현재 기술 수준에서 다양한 방법이 제안되었다. 특허공보 WO 03/032803 A2는 z-축(즉, 빔 경로를 따르는 축) 방향에서 전체적으로 집속 대물렌즈의 위치 변경을 제공한다. 이러한 것의 수정된 구성은 집속 대물렌즈를 줌 대물렌즈(zoom objective)로서 구성하는 것이다. 그러나, 이러한 양쪽 방법들은 단점이 있는데, 그 단점은 집속 대물렌즈의 기계적 변위 혹은 줌 설정이 (초점 위치의 1:1 재조정으로 변환되기 때문에) 매우 정밀하게 실행돼야만 한다는 것이다. 따라서, 레이저 빔의 연속적인 펄스들 간의 수 ㎛만큼의 초점의 원하는 변위를 위해, 동일한 거리만큼의 집속 대물렌즈 혹은 대물렌즈의 줌 렌즈의 대응하는 빠른 기계적 변위가 요구된다. 종래의 기계적인 구동은 이러한 것에 적합하지 않다.For focal displacement in the z-direction, various methods have been proposed at the current state of the art. Patent Publication WO 03/032803 A2 provides a change in the position of the focusing objective as a whole in the z-axis (i.e., axis along the beam path) direction. The modified configuration of this is to configure the focusing objective as a zoom objective. However, both of these methods have disadvantages, the disadvantage of which is that the mechanical displacement or zoom setting of the focusing objective must be performed very precisely (because it is converted to a 1: 1 reshaping of the focus position). Thus, for a desired displacement of the focus by several micrometers between consecutive pulses of the laser beam, a corresponding fast mechanical displacement of the focusing lens of the same distance or of the zoom lens of the objective lens is required. Conventional mechanical drive is not suitable for this.

대안적 방법이 특허 공보 DE 10 2005 013 949 A1에 제시되어 있다. 여기서, 레이저 시스템은 텔레스코프(telescope)의 형태를 갖는 2-렌즈 빔 확장기, 다운스트림에 있는 스캐너, 스캐너 바로 다음에 있는 집속 렌즈를 보여준다. 빔 확장기의 입력 렌즈(이것은 수렴 렌즈(converging lens)로 구성됨)는 선형 구동에 의해 빔 방향, 즉 z-방향으로의 변위가 가능하다. 입력 렌즈의 이러한 변위는 빔 확장기로부터 나오는 레이저 빔의 발산을 변경시킨다. 집속 렌즈의 위치가 일정하다면, 이러한 방식으로, 초점 위치는 z-방향으로 시프트된다. 집속 광학부의 z-방향 변위와 비교하여, 이러한 방법의 한 가지 장점은 변위의 더 높은 정밀성(accuracy) 및 더 좋은 재현성(reproducibility)에 있는데, 왜냐하면 광학 이미징 시스템(optical imaging system)이 빔 확장기의 입력 렌즈의 변위 경로를, 예를 들어 인자 10만큼 더 작은, 초점 위치의 변위 경로로 변환시키기 때문이다. 그러나, 입력 렌즈의 위치 재조정의 달성가능한 속도가, 빔 초점의 위치 변경(이것은 초점면(focal plane)으로 변환됨)의 속도를 제한한다. 각막 조직편 추출을 위해 요구되는 바와 같은 그러한 삼차원 절개를 위해, 특허 문헌 DE 10 2005 013 949 A1에 따른 초점 위치 재조정의 방법은 특허 문헌 WO 03/032803 A2에 제시된 방법보다 실제로 명확히 더 빠른데, 왜냐하면 단지 다음과 같은 이유 때문인 바, 즉, 빔 확장기의 입력 렌즈의 위치 재조정의 경우, 움직여야할 부분이, 전체 집속 광학부의 위치 재조정 혹은 심지어 단지 단일의 집속 렌즈의 위치 재조정의 경우보다, 실질적으로 더 작기 때문이다. 현재의 집속 광합부는 족히 수 킬로그램의 무게를 가질 수 있고, 이것이 진동 없이 이동돼야만 한다. 반면, 빔 확장기의 입력 렌즈는 상대적으로 작은 개구를 가질 수 있으며 이에 따라 크기가 작고 무게가 가벼울 수 있다. 그럼에도 불구하고 종래의 선형 구동은, 만약 허용가능한 단시간 내에 충분히 높은 반복 레이저로 각막내 조직편 절개 혹은 또 다른 삼차원 절개의 수행이 요구되는 경우, 이러한 요건을 만족시키지 못한다. 종래 선형 구동의 경우, 빔 확장기의 입력 렌즈의 틸팅(tilting)없는 신뢰가능한 가이딩을 위해 가능한 위치 재조정의 속도는, 예를 들어, 약 1 mm/s 내지 3 mm/s이고, 그리고 입력 렌즈의 기계적 가이딩을 위한 합리적인 노력을 통해 이 속도는 또한 가능하게는 최대 5 mm/s까지 가능하다. 그러나, 조직편 절개에 있어, z-방향 초점의 위치 재조정의 동일한 원리를 가지고 두 자리 내지 세 자리 kHz 범위 혹은 이보다 훨씬 더 높은 주파수로 반복되는 fs 레이저가 사용되는 경우, 적어도 10 mm/s 이상의 입력 렌즈의 위치 재조정 속도가 필요하고, 이 속도는 시장에서 현재 입수가능한 선형 구동 시스템으로는 달성될 수 없고, 적어도 조정 정밀도에 관한 요건을 만족시키는 그러한 시스템으로도 달성될 수 없다.An alternative method is disclosed in patent publication DE 10 2005 013 949 A1. Here, the laser system shows a two-lens beam expander in the form of a telescope, a downstream scanner, and a focusing lens immediately after the scanner. The input lens of the beam expander, which is composed of a converging lens, is capable of displacement in the beam direction, i.e. in the z-direction, by linear drive. This displacement of the input lens changes the divergence of the laser beam exiting the beam expander. If the position of the focusing lens is constant, in this way, the focus position is shifted in the z-direction. One advantage of this approach, compared to the z-directional displacement of the focusing optics, is the higher precision of the displacement and the better reproducibility, since an optical imaging system can be used for the input of the beam expander Because it transforms the displacement path of the lens into a displacement path of the focal position, e.g., as small as the factor 10. However, the achievable rate of repositioning of the input lens limits the speed of the beam focus (which translates to a focal plane). For such a three-dimensional incision as required for corneal tissue fragment extraction, the method of refocusing according to patent document DE 10 2005 013 949 A1 is actually clearly faster than the method presented in patent document WO 03/032803 A2, That is to say in the case of repositioning the input lens of the beam expander the part to be moved is substantially smaller than in the case of repositioning the entire focusing optics or even just repositioning a single focusing lens . The current focused light fitting can have a weight of several kilograms, and it must be moved without vibration. On the other hand, the input lens of the beam expander can have a relatively small aperture, which can be small in size and light in weight. Nonetheless, conventional linear drive does not meet this requirement if intracorneal tissue incision or another three-dimensional incision is required to be performed with a sufficiently high repetition laser within an acceptable short period of time. In the case of conventional linear drives, the rate of possible position re-alignment for reliable guidance without tilting of the input lens of the beam expander is, for example, about 1 mm / s to 3 mm / s, Through reasonable efforts for mechanical guiding, this speed is also possible, possibly up to 5 mm / s. However, in the case of a tissue incision, if an fs laser is used that repeats at two or three digit kHz or even higher frequencies with the same principle of repositioning the z-direction focal spot, an input lens of at least 10 mm / And this rate can not be achieved with a linear drive system currently available in the market and can not be achieved with such a system that at least meets the requirements regarding the adjustment precision.

본 발명의 목적은 안과 수술에서 삼차원 절개 가이딩에 더 적합한 레이저 장치를 만드는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 안과 레이저 수술(ophthalmic laser surgery) 장치가 제공되며, 상기 안과 레이저 수술 장치는, 펄스화된 펨토초 레이저 빔(pulsed femtosecond laser beam)의 소스(source)와; 상기 레이저 빔을 확장시키는 텔레스코프(telescope)와, 여기서 상기 텔레스코프는 가변 굴절력(variable refractive power)을 갖는 제어가능한 렌즈 형태의 입력 렌즈를 구비하며; 상기 텔레스코프의 다운스트림(downstream)에 위치하여 상기 레이저 빔을 빔 경로에 수직인 평면(x-y 평면)으로 편향시키는 스캐너(scanner)와; 상기 스캐너의 다운스트림에 위치하여 상기 레이저 빔을 집속시키는 적어도 단일 렌즈인 집속 대물렌즈(특히, f-쎄타 대물렌즈)와; 그리고 프로그램으로 제어되는 전자 제어 장치를 포함하고, 상기 프로그램으로 제어되는 전자 제어 장치는 상기 빔 경로의 방향(z-방향)으로 빔 초점(50)의 변위(displacements)를 요구하는 소정(predetermined)의 절개 프로파일(incision profile)을 얻기 위해, 상기 집속 대물렌즈의 집속 설정(focusing setting)을 변경함이 없이, 단지 상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈만을 제어함으로써, 상기 변위를 일으키도록 구성된다.It is an object of the present invention to make a laser device more suitable for three-dimensional incision guiding in ophthalmic surgery. To achieve this object, there is provided an ophthalmic laser surgery apparatus according to the present invention, wherein the ophthalmic laser surgery apparatus comprises: a source of a pulsed femtosecond laser beam; A telescope for expanding the laser beam, wherein the telescope has an input lens in the form of a controllable lens having a variable refractive power; A scanner positioned downstream of the telescope and deflecting the laser beam in a plane perpendicular to the beam path (x-y plane); A focusing objective lens (in particular, an f-theta objective lens) located at the downstream of the scanner and focusing the laser beam, the focusing objective being at least a single lens; And an electronically controlled apparatus controlled by a program, the electronically controlled apparatus being controlled by the program, is adapted to control a predetermined (predetermined or predeterminable) amount of beam defocusing that requires displacements of the beam focus 50 in the direction of the beam path The lens is configured to cause the displacement only by controlling only the lens having the variable refractive power without changing the focusing setting of the focusing objective lens to obtain an incision profile.

가변 굴절력을 가진 렌즈는 바람직하게는 전기적으로 조정가능하고, 그리고 예를 들어, 전기습윤(electrowetting)(이것은 때때로 전기 모세관 현상(electrocapillarity)으로 불리기도 함)의 원리에 따라 동작하는 유체 렌즈(liquid lens)일 수 있거나, 혹은 대안적으로 액정 렌즈(liquid-crystal lens)일 수 있다. 유체 렌즈는 알려진 바와 같이 그렇게 알려져 있고, 그리고 리프만 효과(Lippmann effect)에 기반을 두고 있는바, 이에 대해서는, 예를 들어, 논문(저자: W. Moench, W.F. Krogmann, H. Zappe, 제목: Variable Brennweite durch fluessige Mikrolinsen [Variable focal length by means of liquid microlenses], Photonik 4/2005, pages 44-46)을 참조하기 바란다. 유체 렌즈의 전극 장치에 전압을 인가함으로써, 표면 장력이 변하고, 결과적으로 유체 계면의 곡률이 변한다. 또한, 곡률의 변경은 유체 렌즈의 초점 거리의 변경을 일으킨다. 특히, 유체 렌즈는 인가된 전압의 변동에 의해 수 밀리초 내에 10 dpt 이상의 굴절력의 변경이 가능하다.A lens with variable power is preferably a liquid lens that operates in accordance with the principles of electrically adjustable and, for example, electrowetting (which is sometimes referred to as electrocapillarity) ), Or alternatively it may be a liquid-crystal lens. Fluid lens has been known that, as is known, and for the bar, which is based on the effect Lipman (Lippmann effect), to, for example, paper (authors: W. Moench, WF Krogmann, H. Zappe, Title: Variable Brennweite durch fluency Please refer to the Mikrolinsen [Variable focal length by means of liquid microlenses], Photonik 4/2005, pages 44-46). By applying a voltage to the electrode device of the fluid lens, the surface tension changes and consequently the curvature of the fluid interface changes. In addition, changing the curvature causes a change in the focal length of the fluid lens. Particularly, the fluid lens is capable of changing the refractive power of 10 dpt or more within several milliseconds due to the variation of the applied voltage.

액정 렌즈가, 마찬가지로, 알려진 바와 같이 그렇게 알려져 있고, 그리고 전기장 하에서, 액정 및 예를 들어 모노머(monomers)로부터 형성된 액정 층에서의 액정의 재배향(reorientation) 또는/및 초점 시프트에 기반을 두고 있다. 액정의 재배향 또는 시프트는 액정층의 굴절율의 변경을 일으키고, 이것에 의해 렌즈의 굴절력이 변경된다.Liquid crystal lenses are likewise known as such and are based on the reorientation and / or focus shift of the liquid crystal in the liquid crystal layer formed from liquid crystals and, for example, monomers, under an electric field. The reorientation or shift of the liquid crystal changes the refractive index of the liquid crystal layer, thereby changing the refractive power of the lens.

가변 굴절력을 갖는 렌즈의 전기 제어가능성(electric controllability)은 전체 렌즈를 선형으로 위치를 재조정하는 것보다 z-방향에서의 명확하게 더 빠른 초점 변위(focal displacement)를 가능하게 하고, 기계적으로 위치를 재조정하는 디바이스를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 고속의 위치 재조정이 가능하게 되고, 이와 관련하여 기계적 구동 수단 및 기계적으로 움직이는 부분들이 필요하지 않기 때문에 마찰력이 일어나지 않는다(유체 혹은 액정의 내부 마찰력은 논외로 함). 이것은 높은 신뢰도, 긴 서비스 수명, 및 고도의 강임함(즉, 기계적 마모가 없음)을 보장한다.The electric controllability of lenses with variable refractive power allows for clearly faster focal displacement in the z-direction than linearly repositioning the entire lens, It does not require a device to do so. As a result, a high-speed repositioning becomes possible, in which no mechanical drive means and mechanically moving parts are required, so that no frictional forces occur (the internal friction of the fluid or liquid crystal is excluded). This ensures high reliability, long service life, and a high degree of strength (i. E., No mechanical wear).

본 발명에 의해 가능하게 되는 z-방향으로의 빠른 초점 변위는, 크게 반복되는 집속된 fs 레이저 방사선으로 동작하는 안과 애플리케이션에서의 사용에 있어 특히 매력적이며, 그리고 짧은 치료 시간 동안 빠른 삼차원 절개 가이딩을 추구하는 안과 애플리케이션에서의 사용에 있어 특히 매력적이다. 이러한 빠른 삼차원 절개 가이딩으로부터 혜택을 받을 수 있는 하나의 가능한 애플리케이션은 각막 조직편 추출이고, 이 경우 각막의 굴절율 교정을 위해 근사적 조직편 분량 요소가 각막의 기질로부터 절개된다. fs 레이저 펄스의 초점의 정밀하고 빠른 삼차원 위치 조정이 이러한 경우 중요하다. x-y 방향에서, 이것은 스캐너의 대응하는 빠른 동작에 의해 문제가 되지 않는다. 예를 들어, 갈바노미터(galvanometer) 원리에 따라 동작하는 종래의 미러 스캐너(mirror scanner)는 MHz 범위 내의 펄스 반복율에서도 필요한 편향을 용이하게 보장할 수 있다. z-방향에 있어서, 가변 굴절력을 가진 입력 렌즈(텔레스코프의 입력 렌즈)를 사용함으로써, 높은 두 자리 ㎛ 범위 내지 최대 세 자리 ㎛ 범위에서의 빔 초점의 움직임이, 수 밀리초 혹은 적어도 수십분의 일 밀리초 내에서 용이하게 가능하다. 예를 들어, 각막 조직편 추출에 있어서, 이것은 수 분(예를 들어, 2분 내지 4분) 내에 완전한 조직편 절개가 이루어질 수 있게 하여, 이러한 동작 동안 환자가 겪게 되는 불편함을 매우 짧은 시간으로 호의적으로 줄여준다. 추가적으로, 본 발명은 지금까지 통상적으로 사용된 엑사이머 레이저를 사용함이 없이 눈의 굴절율을 교정하는 방법을 제시하고 있는데, 이는 빔 초점의 z-방향 위치조정의 높은 정밀성 및 재현성으로 인해, 제거돼야할 시력 결함에 정확하게 맞는 조직편 추출 과정에서의 절개 가이딩이 가능하기 때문이다.The fast focal displacement in the z-direction enabled by the present invention is particularly attractive for use in ophthalmic applications operating with highly repetitive focused fs laser radiation and provides fast three-dimensional incision guiding for short treatment times It is particularly attractive for use in pursuing ophthalmic applications. One possible application that can benefit from this rapid three-dimensional incision guiding is corneal tissue excision, in which case an approximate tissue segment volume element is incised from the corneal stroma to correct refractive index of the cornea. The precise and fast three-dimensional positioning of the focus of the fs laser pulse is important in this case. In the x-y direction, this is not a problem due to the corresponding fast operation of the scanner. For example, a conventional mirror scanner operating in accordance with the galvanometer principle can easily ensure the required deflection even at pulse repetition rates in the MHz range. By using an input lens (input lens of a telescope) having a variable refractive power in the z-direction, the movement of the beam focus in the high two-digit 탆 range to the maximum three-digit 쨉 m ranges from several milliseconds to at least several tens of minutes It is easily possible within milliseconds. For example, in corneal tissue flap extraction, this allows a complete flap incision within a few minutes (e.g., 2 minutes to 4 minutes) so that the inconvenience experienced by the patient during this operation is favorably Reduce. In addition, the present invention proposes a method of calibrating the refractive index of the eye without the use of the excimer laser, which has heretofore been used, due to the high precision and reproducibility of the z-directional position adjustment of the beam focus This is because incision guiding is possible in the process of extracting tissue fragments that accurately fits the visual defects.

특허 문헌 EP 1 837 696 A1이 이미, 적어도 하나의 집속 렌즈와, 텔레스코프 내의 적어도 두 개의 렌즈와, 그리고 빔 경로에서 텔레스코프의 다운스트림에 위치함과 아울러 집속 렌즈의 업스트림에 정렬되어 x-y 평명에서 빔을 편향시키는 스캐닝 유닛으로 구성되는 광학 이미징 시스템을 개시하고 있는데, 여기서 텔레스코프의 렌즈들 중 적어도 하나는 전기적으로 조정가능한 유체 렌즈이고, 이 유체 렌즈는 집속 렌즈의 상면 만곡(field curvature)을 보상한다. 반면, 본 발명의 경우, 가변 굴절력을 갖는 렌즈가 (눈에 생성될 소정의 절개 프로파일에 의해 사전에 결정되는) 빔 초점의 z-방향 변위를 실현시키는 역할을 담당한다.The patent document EP 1 837 696 A1 already discloses that at least one focusing lens and at least two lenses in the telescope are located downstream of the telescope in the beam path and are arranged in the upstream of the focusing lens, Wherein at least one of the lenses of the telescope is an electrically adjustable fluid lens which compensates for the field curvature of the focusing lens and compensates for the field curvature of the converging lens. ≪ RTI ID = 0.0 > do. On the other hand, in the case of the present invention, a lens having a variable refractive power is responsible for realizing the z-directional displacement of the beam focus (predetermined by a predetermined incision profile to be generated in the eye).

본 발명의 경우에 있어 가변 굴절력을 갖는 렌즈는 수렴 렌즈일 수 있고, 대안적으로 발산 렌즈일 수 있다.In the case of the present invention, the lens having a variable refractive power may be a converging lens, or alternatively, it may be a diverging lens.

가변 굴절력을 갖는 렌즈 및 여기에 배정된 구동 수단(전압 구동기를 포함함)은, 바람직하게는, 30 ㎳ 이하의 시간에, 더 좋게는 24 ㎳ 이하의 시간에, 더욱 좋게는 18 ㎳ 이하의 시간에, 빔 경로의 방향으로 100 ㎛ 만큼의 빔 초점의 변위를 일으키도록 설정된다.The lens having a variable power and the driving means (including the voltage driver) assigned thereto are preferably operated at a time of 30 ms or less, preferably 24 ms or less, more preferably 18 ms or less To cause a displacement of the beam focus by 100 mu m in the direction of the beam path.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 레이저 수술 눈 치료(laser-surgery eye treatment) 방법이 제공되고, 상기 방법은,According to another embodiment of the present invention, there is provided a laser-surgery eye treatment method,

- 환자의 눈으로 인도되는 펄스화된 펨토초 레이저 빔을 제공하는 단계와,Providing a pulsed femtosecond laser beam directed to the patient ' s eye,

- 빔 경로의 방향으로 빔 초점(50)의 변위를 요구하는 (상기 눈에서 실현될) 절개 프로파일에 따라 스캐너에 의한 레이저 빔의 스캐닝을 행하는 단계와, 그리고- scanning the laser beam by the scanner according to a cutting profile (to be realized in the eye) requiring displacement of the beam focus 50 in the direction of the beam path, and

- 레이저 빔을 집속시키는 집속 수단의 집속 설정을 변경함이 없이, 빔 초점의 변위를 얻기 위해, 가변 굴절력을 갖는 전기적으로 제어가능한 렌즈를 제어하는 단계를 포함한다.Controlling the electronically controllable lens having a variable power to obtain a displacement of the beam focus without changing the focusing setting of the focusing means for focusing the laser beam.

절개 프로파일은, 예를 들어, 각막 조직편 절개(corneal lenticular incision)를 나타낼 수 있다.The incision profile may, for example, represent a corneal lenticular incision.

본 발명은 첨부되는 도면에 근거하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail below on the basis of the accompanying drawings.

도 1은 각막을 포함하는 인간 눈의 일부분의 단면도를 도식적으로 나타낸 것으로, 여기에는 각막 조직편 절개가 나타나 있다.
도 2는 본 발명에 따른 안과 레이저 수술을 위한 장치의 예를 도식적으로 나타낸다.Figure 1 is a schematic representation of a cross-sectional view of a portion of a human eye comprising a cornea, wherein corneal tissue incision is shown.
2 schematically shows an example of an apparatus for ophthalmic laser surgery according to the present invention.

먼저, 도 1을 참조하여 설명된다. 여기서, 인간 눈의 각막(도면 부호 10으로 표시됨)이 단면도로 제시되어 있다. 눈의 광학 축(시선 축(visual axis))이 일점 쇄선(dash-dotted line)으로 도시되어 있고 도면 부호 12로 표시되어 있다. 각막(10)의 앞쪽 표면(12)과 뒷쪽 표면(16)이 또한 나타나 있다. 전형적인 인간 눈에서의 그 두께(d)는 대략 500 ㎛ 범위 내에 있지만, 당연히 사람마다 윗쪽 방향 혹은 아랫쪽 방향에서 변동이 있을 수 있다. 눈의 공막(sclera) 및 연곽(limbus)이 도 1에서 도면 부호 18로 표시되어 있으며, 각막윤부 마진(limbal margin)이 도면 부호 20으로 표시되어 있다.First, referring to Fig. Here, the cornea of the human eye (indicated by reference numeral 10) is shown in a cross-sectional view. The optical axis (visual axis) of the eye is shown as a dashed-dotted line and is designated with the reference numeral 12. The front surface 12 and the back surface 16 of the cornea 10 are also shown. The thickness d of a typical human eye is in the range of approximately 500 mu m, but of course there may be variations in the upward or downward direction for each person. The sclera and limbus of the eye are indicated at 18 in FIG. 1 and the limbal margin at 20 is indicated.

더욱이, 도 1에서 점선(dashed line)으로 표시된 것은, 집속된 fs 레이저 방사선에 의한 치료시 절개될 각막내(보다 정확하게는 각막기질내) 조직편(lenticle)(22)이며, 이것은 각막(10)에 도입될 개구를 통해 외과수술로서 후속적으로 제거된다. 이러한 개구는 마찬가지로 레이저 절개를 통해 생성될 수 있다. 펨토초 조직편 추출은, 예를 들어, 근시 및 근시성난시와 같은 그러한 시력 결함의 교정을 가능하게 한다. 대개 조직편(22)은 실질적으로 평면 후방 절개(flat rear incision)(24) 및 곡면 전방 절개(curved frontal incision)(26)로 생성된다. 조직편의 평면 후방이 필수적이지 않음을 이해해야 한다. 원리적으로, 절개 가이딩은 조직편의 상면 및 하면에 대해 자유롭게 선택될 수 있다. 조직편 직경(도 1에서 도면 부호 a로 표시되어 있음)은, 예를 들어, 4 mm 내지 10 mm 범위 내에 있고, 반면 최대 조직편의 두께(도면 부호 b로 표시되어 있음)는 예를 들어, 50-150 ㎛에 이른다. 예를 들어, a=6-8 mm이고 b=80-100 ㎛의 값을 갖는 경우에, 약 -5 dpt 내지 -6 dpt의 시력 결함이 교정될 수 있다. 조직편 직경 및 조직편 두께 양쪽 모두는 교정될 시력 결함의 심각도(severity)에 따라 달라질 수 있음을 이해해야 한다. 종종 조직편 두께는 수십분의 일 ㎛에 이르는바, 이것은 대체적으로 평평한 조직편 하면(이것은 후방 조직편 절개(24)에 의해 정의되는 것임)을 고려하는 경우, 조직편 정점(즉, 조직편(22)의 두께가 가장 큰 지점)을 넘는 레이저 빔의 라인 스캔(line scan) 동안, 레이저 빔의 빔 초점이 조직편 두께에 대응하는 빔 전파 방향으로 움직여야함을 의미한다.Moreover, the dashed line in FIG. 1 is a lenticle 22 within the cornea (more precisely within the corneal matrix) to be cut upon treatment with focused fs laser radiation, Is subsequently removed as a surgical operation through the opening to be introduced. These openings can likewise be created through laser incision. Femtosecondary tissue extraction allows correction of such visual defects, such as, for example, nearsightedness and nearsightedness. Typically, the tissue piece 22 is produced with a substantially flat rear incision 24 and a curved frontal incision 26. It should be understood that the planar rear of the tissue piece is not necessary. In principle, incision guiding can be freely selected for the upper and lower sides of the tissue compartment. The tissue diameter (shown as a in Fig. 1) is, for example, in the range of 4 mm to 10 mm, while the maximum tissue thickness (indicated as b) is, for example, Lt; / RTI > For example, in the case of a = 6-8 mm and b = 80-100 [mu] m, visual acuity defects of about -5 dpt to -6 dpt can be corrected. It should be appreciated that both the tissue diameter and the tissue thickness may vary depending on the severity of the visual defect to be corrected. Often the tissue thickness is in the order of a few tens of microns, which is generally a flat tissue bottom (which is defined by the posterior tissue incision 24), the tissue top (i.e., the thickness of the tissue 22) The beam focus of the laser beam must move in the beam propagation direction corresponding to the tissue thickness.

이제, 추가적으로 도 2를 참조하여 설명된다. 이 도면에 제시된 레이지 장치는, 예를 들어, 섬유 레이저(fibre laser)로 구성되는 펨토초 레이저 소스(28)를 포함하고, 이것은 펨토초 범위 내의 펄스 지속시간을 갖는 펄스화된 레이저 방사선(30)을 생성하는바, 여기서 펄스 반복율은 바람직하게는, 높은 두 자리 kHz 범위 내지 최대 세 자리 kHz 범위 내에 있거나 또는 심지어 MHz 범위 내에도 있다. 생성된 레이저 빔(30)은 복수 렌즈 빔 확장기(32)에 의해 확장된다. 확장된 레이저 빔(34)은 이후 스캐너(36)에 이르게 되고, 여기서 스캐너(36)는 빔 전파 방향(z-방향, 도 2에 또한 도시된 좌표계 참조)에 수직인 x-y 평면으로 레이저 빔(34)을 편향시키는 역할을 하며, 이것을 통해 스캐너(36)는 치료될 눈의 영역을 레이저 빔으로 스위핑(sweeping)하는 역할을 한다. 제시된 예시적 경우에 있어, 스캐너(36)는 갈바노미터 원리에 따라 동작하고, 두 개의 틸팅가능한 편향 미러(deflecting mirror)들(40, 42)로 구성되며, 이 편향 거울들(40, 42)은 제어 유닛(38)에 의해 제어가능하다. 다른 원리에 따라 동작하는(예를 들어, 적절하게 제어가능한 크리스탈(crystal)을 사용하여 스캐닝하는) 스캐너들이 동등하게 사용가능하다는 것을 이해해야 한다.Now, it is additionally explained with reference to Fig. The laser device shown in this figure comprises a femtosecond laser source 28, for example composed of a fiber laser, which generates pulsed laser radiation 30 with a pulse duration in the femtosecond range Where the pulse repetition rate is preferably within the high two digit kHz range up to the most three digit kHz range or even within the MHz range. The generated laser beam 30 is expanded by the plurality of lens beam expanders 32. [ The extended laser beam 34 then reaches the scanner 36 where it is scanned by the laser beam 34 in the xy plane perpendicular to the beam propagation direction (z-direction, see coordinate system also shown in Fig. 2) , Through which the scanner 36 serves to sweep the area of the eye to be treated with the laser beam. In the exemplary case presented, the scanner 36 operates according to a galvanometer principle and consists of two tiltable deflecting mirrors 40, 42, which deflect mirrors 40, Can be controlled by the control unit 38. [ It should be appreciated that scanners that operate in accordance with other principles (e.g., scanning using a suitably controllable crystal) are equally usable.

스캐너(36)의 다운스트림에는 f-쎄타 집속 대물렌즈(44)가 위치하며, f-쎄타 집속 대물렌즈(44)는 초점 위치(50) 상으로 레이저 빔을 집속시키는 렌즈들(46, 48)을 갖는다. 집속 대물렌즈(44)를 f-쎄타 대물렌즈로 구성함으로써, 평면 필드 이미징이 일어나게 되며, 이 경우 레이저 빔의 편향 각도와는 독립적으로 초점 위치(50)는 언제나 z-방향에 수직인 평면에 있게 된다. 도 2에 제시된 집속 대물렌즈(44)의 2-렌즈 구성은 단지 예시적인 것임을 이해해야 한다. 대물렌즈(44)는 임의의 다른 개수의 렌즈들로 구성될 수 있다.The f-theta focusing objective 44 is located downstream of the scanner 36 and the f-theta focusing objective 44 includes lenses 46 and 48 that focus the laser beam onto the focal spot 50, Respectively. By configuring the focusing objective 44 with an f-theta objective, plane field imaging occurs, in which case the focus position 50 is always in a plane perpendicular to the z-direction, independent of the deflection angle of the laser beam do. It should be understood that the two-lens configuration of the focusing objective 44 shown in FIG. 2 is exemplary only. The objective lens 44 may be composed of any other number of lenses.

제시된 예시적 경우에 있어, 빔 확장기(32)는, 음의 굴절력(negative refractive power)(오목 렌즈)을 갖는 입력 렌즈(52) 및 양의 굴절력(positive refractive power)(수렴 렌즈)을 갖는 출구 렌즈(54)로 이루어진 갈릴레이식 텔레스코프(Galilean telescope)로 구성된다. 대안적으로, 두 개의 볼록 렌즈들을 갖는 케플러식 설계(Keplerian design)의 텔레스코프가 또한 사용가능하다. 입구 렌즈(52)는 가변 굴절력을 갖는 렌즈로서 구성되며, 이러한 렌즈의 가변 굴절력은 인가되는 전기적 구동기 전압(±U)에 의해 변경될 수 있다. 렌즈(52)의 달성가능한 굴절력 변경은 바람직하게는 명확히 10dpt보다 크다. 입구 렌즈(52)의 굴절력 변경은 출구 렌즈(54)에 진입하는 레이저 빔의 발산도의 변경을 일으키고, 이에 따라 빔 초점(50)의 z-방향 시프트가 일어나게 한다. 입구 렌즈(52)는, 유체 렌즈 혹은 액정 렌즈로서 구성되고, 구동기 전압이 인가되는 전극 장치(56)(이것은 도 2에서 단지 도식적으로 표시됨)를 가지고 있다. 제어 유닛(38)과 편향 미러들(40, 42) 및 구동기 전압(±U)을 위한 전압 구동기(58) 간의 제어 연결은 점선으로 도시되었다.In the illustrated example case, the beam expander 32 includes an input lens 52 having a negative refractive power (concave lens) and an exit lens 52 having a positive refractive power (converging lens) And a Galilean telescope 54 made up of a telescope. Alternatively, a telescope of the Keplerian design with two convex lenses is also available. The entrance lens 52 is constituted as a lens having a variable refractive power, and the variable refractive power of such a lens can be changed by an applied electric actuator voltage 占. The achievable refractive power change of the lens 52 is preferably clearly greater than 10 dpt. The change in refractive power of the entrance lens 52 causes a change in the divergence of the laser beam entering the exit lens 54, thereby causing the z-directional shift of the beam focus 50. The entrance lens 52 is constructed as a fluid lens or a liquid crystal lens and has an electrode device 56 (which is schematically shown in Fig. 2) to which a drive voltage is applied. The control connection between the control unit 38 and the deflection mirrors 40 and 42 and the voltage driver 58 for the driver voltage 占 is shown in dashed lines.

제어 유닛(38)은, 눈에서 실현될 절개 프로파일에 따라, 전압 구동기(58)를 제어하고, 따라서 입구 렌즈(52)에서의 전극 전압을 제어한다. 제어 유닛(38)을 위한 대응하는 제어 프로그램은 메모리(도면에서 상세히 표시되지 않음)에 저장된다. 전기습윤의 원리에 기반을 두고 있는 유체 렌즈의 경우에, 렌즈의 굴절력은 인가되는 전압의 제곱에 따라 달라진다. 따라서, 입구 렌즈(52)의 초점 거리의 제어는, 렌즈가 유체 렌즈로서 구성되는 경우, 상대적으로 작은 전압 변경으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 약 10 V의 전압 변경으로, 그리고 입구 렌즈(52)의 적절한 치수가 주어지는 경우, (압전 렌즈(electrostrictive lens)(52)의 개구 및 구성에 따라) 약 10 dpt의 굴절력 변경이 쉽게 획득될 수 있다. 이와 관련하여, 적절히 설계되는 경우, 유체 렌즈의 반응 시간은 수십분의 일 ms 내지 수 ms 범위 내에 있을 수 있다.The control unit 38 controls the voltage driver 58 and thus the electrode voltage at the entrance lens 52 in accordance with the incision profile to be realized in the eye. A corresponding control program for the control unit 38 is stored in a memory (not shown in detail in the figure). In the case of a fluid lens based on the principle of electrowetting, the refractive power of the lens depends on the square of the applied voltage. Thus, the control of the focal length of the entrance lens 52 can be performed with a relatively small voltage change when the lens is constructed as a fluid lens. For example, with a voltage change of about 10 V and given an appropriate dimension of the entrance lens 52, a change in refractive power of about 10 dpt (depending on the aperture and configuration of the electrostrictive lens 52) ≪ / RTI > In this regard, if properly designed, the reaction time of the fluid lens can be in the range of a few tens of ms to a few ms.

결과적으로, f-쎄타 대물렌즈(44)의 초점은, fs 레이저 시스템으로 효과적이고 빠른 조직편 절개를 위해 필요한 시간에 위치 재조정될 수 있다. 예를 들어, 완전한 라인 스캔은 약 10 ms 내지 40 ms의 시간주기 내에서 약 100 ㎛의 빔 초점의 z-방향 진행으로 용이하게 수행될 수 있다. 본 발명에 따라, 빔 확장기(32)에서 전기적으로 제어가능한 가변 굴절력 렌즈를 사용하는 경우, 펨토초 조직편 추출 과정에서 중요한 애플리케이션에 대해 필요한 바와 같은 그러한 초점 진행 주파수가 결과적으로 획득된다.As a result, the focal point of the f-theta objective 44 can be repositioned to the fs laser system for the time required for effective and fast tissue incision. For example, a complete line scan can be easily performed with a z-directional progression of the beam focus of about 100 [mu] m within a time period of about 10 ms to 40 ms. According to the present invention, when using an electronically controllable variable power lens in the beam expander 32, such focus advancement frequency as needed for critical applications in the femtosecond organism extraction process is consequently obtained.

전기습윤의 원리에 따라 동작하는, 현재 시장에서 입수가능한 유체 렌즈는 약 300 nm 내지 1300 nm 범위 내의 높은 투명도를 갖는 유체를 함유한다. 이에 따라, 조직판 추출의 경우(그리고 다른 각막 절개의 경우에도), 전형적인 fs 레이저 소스의 낮은 적외선 영역 내에 위치하는 기본 파장과 UV 영역 내에 위치하는 고조파(예를 들어, 이러한 기본 파장의 제 3 고조파) 양쪽 모두가 사용될 수 있다.Fluid lenses available on the market today that operate in accordance with the principle of electrowetting contain fluids with high transparency in the range of about 300 nm to 1300 nm. Thus, in the case of tissue plate extraction (and in the case of other corneal incisions), the fundamental wavelength located in the lower infrared region of a typical fs laser source and the harmonics located within the UV region (e.g., the third harmonic of this fundamental wavelength ) Can be used.

UV 파장은 펨토초 조직판 추출에 의한 굴절 교정에 특히 적합한데, 이것은 빔 집속의 필요한 정밀도가 예를 들어, 약 340 nm 주위의 파장으로 획득될 수 있는 확률이 가장 높기 때문이다. 예를 들어, 단지 1 ㎛ 내의 초점 지름이 요구된다. NIR 파장의 경우 작은 초점 직경은 매우 어렵게 획득될 수 있다.The UV wavelengths are particularly well suited for refractive corrections by femtosecond tissue plate extraction because the required accuracy of beam focusing is most likely to be obtained with wavelengths around, for example, around 340 nm. For example, a focal diameter of only 1 mu m is required. For NIR wavelengths, small focal diameters can be obtained very difficult.

가변 굴절력 렌즈의 형태를 갖는 빔 확장기(32)의 입구 렌즈(52)의 설계는 다음과 같은 장점을 또한 가지고 있는바, 즉 상대적으로 작은 개구, 예를 들어, 약 2 mm 내지 6 nm의 렌즈 직경을 갖는 렌즈가 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다. 결과적으로, 구동기 전압이 작게 유지될 수 있고, 더 빠른 스위칭 주파수가 획득될 수 있다.The design of the entrance lens 52 of the beam expander 32 in the form of a variable power lens also has the following advantages: a relatively small aperture, for example a lens diameter of about 2 mm to 6 nm Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > As a result, the driver voltage can be kept small, and a faster switching frequency can be obtained.

세 번째로, 입구 렌즈(52)의 임의의 파면 오차(wavefront errors)가 (달성가능한) 초점 품질에 미치는 영향은 충분히 작다. 현재 시장에서 입수가능한 유체 렌즈는 단지 λ/4의 파면 품질을 나타내고, 이것은 집속 대물렌즈(44)에 줌 렌즈로서 사용되는 경우 회절-제한 초점(diffraction-limited focus)을 달성하기에는 불충분하다.Thirdly, the effect of any wavefront errors of the entrance lens 52 on the (achievable) focus quality is sufficiently small. Fluid lenses available on the market today exhibit wavefront quality of only? / 4, which is insufficient to achieve diffraction-limited focus when used as a zoom lens in a focusing objective 44.

본 발명의 범위 내에서 사용되는 가변 굴절력을 갖는 렌즈는, 적어도 fs 레이저 펄스에 대해, NIR 파장 영역 내에서, 바람직하게는 적어도 약 1000 nm 내지 1100 nm에서 전송을 수행해야 한다. 전체적으로 볼 때, 적어도 300 ㎛, 바람직하게는 적어도 350 ㎛, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 400 ㎛의 빔 초점의 z-방향 변위가, 단지 가변 굴절력을 갖는 렌즈만을 제어함으로써, 그리고 이러한 것을 위해 추가적으로 요구되는 집속 광학부의 조정 없이 이루어질 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 최대 초점 진행은, 적어도 7.5 dpt, 더 좋게는 적어도 8 dpt 그리고 더욱더 좋게는 적어도 8.5 dpt의 가변 굴절력을 갖는 렌즈의 굴절광학 변경으로 바람직하게 달성가능해야한다. 생성된 레이저 빔을 빔 초점으로 이미징하는 광학 이미징 시스템(즉, 텔레스코프 혹은 빔 확장기, 집속 대물렌즈 및 이들 사이에 배치되는 임의의 광학 소자들)은 대응하는 전송율을 보장해야 한다. 동작 변경 범위(이것은 예를 들어 약 9 dpt 혹은 약 10 dpt에 이를 수 있음) 내에서 가변 굴절력을 갖는 렌즈의 조정 정밀도는, 바람직하게는, 적어도 3%, 더 좋게는 적어도 2%, 그리고 예를 들어, 대략 1%가 돼야한다. 가변 굴절력을 갖는 렌즈에 인가되는 제어 전압의 약 1V의 전압 변경이 약 1 dpt의 굴절광학 변경을 근사적으로 일으키고 그리고 동시에 약 0.1 dpt의 굴절광학 변경이 약 3-4 ㎛의 z-방향 변위를 일으키는 설계는 현재 시장에서 입수가능한 컴포넌트들로 어느 때라도 획득될 수 있다.A lens having a variable refractive power used within the scope of the present invention must perform transmission for at least fs laser pulses within the NIR wavelength range, preferably at least about 1000 nm to 1100 nm. Overall, z-directional displacement of the beam focus of at least 300 [mu] m, preferably at least 350 [mu] m and more preferably at least 400 [mu] m, is achieved by controlling only those lenses that have only a variable refractive power, And can be achieved without adjustment of the focusing optical unit. This maximum focus progression should preferably be achievable with a refractive optics change of the lens having a variable refractive power of at least 7.5 dpt, more preferably at least 8 dpt and even better at least 8.5 dpt. An optical imaging system (i. E., A telescope or beam expander, a focusing objective and any optical elements disposed therebetween) that imaged the resulting laser beam at a beam focus must ensure a corresponding transfer rate. The adjustment precision of the lens having a variable power within the range of motion variation (which can reach, for example, about 9 dpt or about 10 dpt) is preferably at least 3%, more preferably at least 2% For example, it should be approximately 1%. A voltage change of about 1 V of the control voltage applied to the lens having a variable refractive power causes an approximate refractive optical change of about 1 dpt and at the same time a refractive optical change of about 0.1 dpt produces a z- The resulting design can be obtained at any time with the components available on the market today.

Claims (9)

안과 레이저 수술(ophthalmic laser surgery) 장치로서,
펄스화된 펨토초 레이저 빔(pulsed femtosecond laser beam)의 소스(source)(28)와;
상기 레이저 빔을 확장시키는 텔레스코프(telescope)(32)와, 여기서 상기 텔레스코프(32)는 가변 굴절력(variable refractive power)을 갖는 제어가능한 렌즈 형태의 입력 렌즈(52)를 구비하며;
상기 텔레스코프의 다운스트림(downstream)에 위치하여 상기 레이저 빔을 빔 경로에 수직인 평면으로 편향시키는 스캐너(scanner)(36)와;
상기 스캐너의 다운스트림에 위치하여 상기 레이저 빔을 집속시키는 집속 대물렌즈(44)와; 그리고
전자 제어 장치(38)를 포함하여 구성되며,
상기 전자 제어 장치(38)는 상기 빔 경로의 방향으로 빔 초점(50)의 변위(displacements)를 요구하는 소정(predetermined)의 절개 프로파일(incision profile)을 얻기 위해, 상기 집속 대물렌즈의 집속 설정(focusing setting)을 변경함이 없이, 단지 상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈만을 제어함으로써, 상기 변위를 일으키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.An ophthalmic laser surgery device,
A source 28 of a pulsed femtosecond laser beam;
A telescope 32 for expanding the laser beam, wherein the telescope 32 has an input lens 52 in the form of a controllable lens having a variable refractive power;
A scanner 36 positioned downstream of the telescope to deflect the laser beam into a plane perpendicular to the beam path;
A focusing objective (44) located downstream of the scanner and focusing the laser beam; And
And an electronic control unit 38,
The electronic control unit 38 may control the focus setting of the focusing objective lens to obtain a predetermined incision profile that requires displacements of the beam focus 50 in the direction of the beam path wherein the displacement is caused by controlling only the lens having the variable refractive power without changing the focusing setting. 제1항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)는 수렴 렌즈(converging lens)인 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lens (52) having a variable refractive power is a converging lens. 제1항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)는 발산 렌즈(diverging lens)인 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lens (52) having a variable refractive power is a diverging lens. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)는 전기적으로 조정가능한 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the lens (52) having the variable refractive power is electrically adjustable. 제4항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)는 전기 모세관 현상(electrocapillarity)의 원리에 따라 동작하는 유체 렌즈(liquid lens)인 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.5. The method of claim 4,
Characterized in that the lens (52) having a variable refractive power is a liquid lens which operates according to the principle of electrocapillarity. 제4항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)는 액정 렌즈(liquid-crystal lens)인 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the lens having the variable refractive power is a liquid-crystal lens. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52) 및 상기 가변 굴절력을 갖는 렌즈(52)와 관련된 구동 수단(58)은, 30 ㎳ 이하의 시간에, 더 좋게는 24 ㎳ 이하의 시간에, 더욱 좋게는 18 ㎳ 이하의 시간에, 상기 빔 경로의 방향으로 100 ㎛ 만큼의 상기 빔 초점(50)의 변위를 일으키도록 되어있는 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The driving means 58 associated with the lens 52 having the variable refractive power and the lens 52 having the variable refractive power is preferably driven at a time of 30 ms or less, more preferably 24 ms or less, Of the beam focus (50) by 100 [mu] m in the direction of the beam path. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 절개 프로파일은 각막 조직편 절개(corneal lenticular incision)를 나타내는 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the incision profile represents a corneal lenticular incision. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 집속 대물렌즈는 F-쎄타 대물렌즈(F-Theta objective)인 것을 특징으로 하는 안과 레이저 수술 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the focusing objective lens is an F-Theta objective.
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