KR101529962B1 - 집속된 펄스레이저 조사에 의한 인간 눈 각막의 가공 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

집속된 펄스 레이저 조사에 의한 인간 눈(22)의 각막(38)의 가공 장치는, 조사 초점의 위치를 설정하기 위한 제어가능한 부품과, 이들 부품을 제어하기 위한 제어 컴퓨터 및 제어 컴퓨터용 제어 프로그램을 포함한다. 제어 프로그램은, 제어 컴퓨터에 의해 실행될 때, 각막 간질 내에 고리 임플란트를 삽입할 수 있도록 각막에 절제 구역(36)의 형성을 지시하도록 구성된 명령을 포함한다. 절제 구역은 각막 조직 내에 전체적으로 깊게 위치된 적어도 하나의 고리 절제부(42)와 또한 각막의 전면 또는 각막의 후면으로부터 적어도 고리 절제부로 가능한 멀리 고리 절제부의 고리면에 대해 직각으로 연장하는 적어도 하나의 개구 절제부(44)를 포함한다. 상기 고리 절제부(42)는 개구 절제부(44)에 대해 할당된 고리축(46)에 대해 반경 방향의 개구 절제부(44)가 고리 절제부(42)와 접하는 확장 영역(48)을 구비한다.

Description

집속된 펄스레이저 조사에 의한 인간 눈 각막의 가공 방법 및 장치{DEVICE AND PROCESS FOR MACHINING THE CORNEA OF A HUMAN EYE WITH FOCUSED PULSED LASER RADIATION}

본 발명은 집속된 펄스 레이저 조사에 의한 인간 각막의 절제부(incisions) 생성에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 각막 간질내의 고리 임플란트를 삽입할 수 있는 절제부의 준비에 대한 것이다.

예컨대, 원추-각막(kerato-conus)과 같은 인간 눈의 질병 치료를 위하여, 또한 시각 결함의 가벼운 형태, 무엇보다도 근시(myopia)(short-sightedness)를 해소하기 위하여, 그를 위하여 명백하게 창안된 각막 조직의 고리(ring) 터널에 환형 각막 간질내 고리 임플란트(intrastromal corneal ring implant)를 삽입하는 것이 알려져 있다. 이 분야의 현재 기술 상태에서, 그러한 각막 고리 임플란트의 다양한 구조들이 알려져 있는 데, 이들은 특히 그들의 외면 길이(다른 길이의 닫힌 고리, 슬롯 고리, 반-고리 또는 고리 세그먼트)에 의해, 그들의 단면 형상(예컨대, 원형, 타원, 삼각형, 육각형)에 의해, 외면 방향으로의 그들의 단면 변화(예컨대, 낫과 같은 가변 단면 또는 일정한 단면)에 의하여, 그들의 소재에 의하여, 그들이 고정된 단면 형상 및 크기를 가지거나 또는 이러한 측면에서 조정가능한 여부에 의해 다를 수 있다. 임플란트(implant)는 일체이거나 또는 외면 방향으로 연속해서 이식되는 여러 분리된 고리 세그먼트(예컨대, 반-고리)들로 구성될 수 있다. 이들 고리(ring) 임플란트들이 모두 가지는 특징은 그들이 통상적으로 그러나 반드시는 아닌 원형-아크-형상의 곡률을 가진 고리 아크를 따라 연장하는 점이다. 소재의 면에서, 다른 생체 적합성 소재들이 이미 이전에 시도되었으며 본 발명의 범위 내에서 결코 배제되지 않는 연결의 PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트)로 오늘날 제조된 용도가 자주 발생한다.

본 발명은 일반적으로 임의의 각막 간질내 고리 임플란트에 적용가능하며; 특정 유형들에 대한 제한이 없다. 고리 임플란트가 각막 내에 삽입되기 위해서는, 먼저 삽입되는 임플란트에 적어도 대응하는 외면 길이를 가진 적절한 고리 터널(채널)이 간질(stroma) 내에 준비되어야 한다. 하나의 방법에 따라 그것에 의해 간질 조직층들이 서로(예컨대, 압설자(spatula))로부터 분리될 수 있는 적절한 기계적 공구를 가지고 수동으로 시술 의사에 의해 달성될 수 있다.

레이저-보조 절단 시스템들이 최근 사용가능하게 되었으며 그와 함께 인간의 눈 조직 및 무엇보다 각막 조직과 또한 렌즈 조직에 임의적인 2-D 또는 3-D 구조의 그 자체 절제 구역 또는 절제부를 위치시킬 수 있게 되었다. 이러한 면에서 채용된 집속된 레이저 조사는 초단 펄스 특성이며(펨토세컨드(pemtosecond) 범위의 펄스 수명을 가진) 가공될 조직이 투과성인 파장을 가져야 한다. 자주 사용되는 파장들은 적외선-근방의 영역(예컨대, 1㎛ 및 1.1㎛ 사이) 내에 위치하나, 약300nm 이상의 자외선 파장들과 또한 대략 1600nm 및 1700nm 사이의 더 높은 적외선 파장들이 또한 각막 또는 인간 수정체의 절제부를 준비하기 위하여 가능할 수 있다.

투명 소재(레이저 조사에 대해 투명)에서의 집속된 레이저 조사에 의한 절제부들의 생성, 소위 레이저-유도 광 관통이 물리적 효과에 의해 이용된다. 이 결과로서 광-분열(photo-disruption)로 지칭되는 조사된 소재의 국부적인 증발을 초래한다. 광 분열은 실질적으로 초점 영역으로 공간상으로 제한된다. 복수의 그러한 광 분열들을 나란히 배치함으로써, 가장 다양한 절제 구역(incision figure)들이 생성될 수 있다.

초단파로 집속된 레이저 조사에 의한 인간 각막의 절제부들의 광분열적인 생성은, 예컨대, 라식(LASIK)(LASIK:레이저에 의한 굴절교정 각막 절제술) 수술의 과정에서 플랩을 준비하기 위하여 여러 번 제안되었다.

본 발명의 목적은 각막 간질내 고리 임플란트의 삽입이 필요한 각막의 예비 가공이 신뢰성 있으며 환자에게 최소의 부담을 주는 방식으로 실행될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 조사 초점의 위치를 설정하기 위한 제어가능한 부품들과, 이들 부품을 제어하기 위한 제어 컴퓨터와 제어 컴퓨터용 제어 프로그램을 구비한, 집속된 펄스 레이저 조사에 의한 인간 눈의 각막 가공장치를 제공하며, 상기 제어 프로그램은, 제어 컴퓨터에 의한 실행에 의해, 각막 간질 내의 고리 임플란트의 삽입을 허용하는 각막의 절제 구역의 생성을 도출하도록 구성된 명령들을 포함하며, 상기 절제 구역은 각막 조직 내에 전체로 깊이 위치된 적어도 하나의 고리 절제부와 또한 각막의 전면 또는 각막의 후면으로부터 고리 절제부의 고리면에 대해 적어도 고리 절제부의 범위에서 가장 멀리 직각으로 연장하는 적어도 하나의 개구 절제부를 포함하며, 개구 절제부에 할당된 고리 절제부는 고리 축에 대해 반경 방향의 확장 영역을 구비하며, 상기 개구 절제부는 상기 확장 영역에서 상기 고리 절제부에 접하도록 구성된다.

개구 절제부는 각막의 전면으로 최대로 또는 각막의 후면으로 최대한 연장할 수 있다. 전자의 경우 임플란트는 눈의 외측으로부터 직접 개구 절제부에 도입될 수 있으며, 후자의 경우, 눈의 전실(anterior chamber)을 통해 도입될 수 있으며, 이를 위하여 임플란트를 전실로 도입하기 위하여 눈으로의 별개의 절제부가 필요하다.

본 발명에 의하면, 레이저 기술에 의해 각막 간질내 고리 임플란트를 삽입할 수 있기 위하여 각막에 생성되어야 하는 모든 채널들을 형성할 수 있다. 예컨대, 터널의 수동 생성의 경우에 피해질 수 있는 인간 인자와 그와 연관된 모든 에러 소스는 이 경우 아주 대부분이 제외될 수 있다. 이는 신뢰성있는 양호한 외과적인 성과를 보장한다. 더욱이, 기계적인 공구에 의해 시술 외과의사가 더 적게 가공할수록, 환자에게 시술은 더욱 긍정적으로 나타난다. 이러한 측면에서 수동으로 실행된 절제부들을 제공하는 것은 환자의 측면에서 상당한 편안함의 이득을 형성한다.

본 발명에 따르면, 레이저 기술에 의해 생성된 절제부는 삽입되는 임플란트를 수용하도록 작용하는 적어도 하나의 고리 절제부를 포함하며, 그의 외면 길이는 따라서 적어도 임플란트의 외면 길이에 대응한다. 물론 고리 절제부의 외면 길이는 임플란트의 외면 길이보다 더 클 수 있음이 이해될 것이다. 바람직하게는, 고리 절제부의 중심 외면은 임플란트의 중심 외면에 대응한다. 적어도 하나의 고리 절제부를 참조하면, 절제 구역은 필요하면, 각각 임플란트를 수용하도록 작용하는 여러(둘 이상) 고리 절제부를 구비할 수 있다.

고리 절제부는 각막 내에 완전히 위치된다. 고리 절제부에 접근하기 위하여 레이저 기술에 의해 발생된 절제부는 또한 각막의 전면 또는 후면으로부터(즉, 눈의 전실로부터) 적어도 고리 절제부까지 멀리 연장하는 개구 절제부를 가진다. 이러한 개구 절제부는 임플란트가 관통하여 도입될 수 있는 이식 개구를 각막 조직 내에 형성한다. 개구 절제부는 고리 절제부의 고리면에 대해 직각으로 연장한다. 절제부가 각막의 수평 상태에서 생성되면, 예컨대, 고리 절제부는 각막 표면의 수평 영역에 평행인 평면에서 생성될 수 있다. 다시 개구 절제부는, 예컨대, 이 평면에 수직으로, 즉, 고리 절제부가 이 평면에 수직으로 위치될 수 있는 각막 표면으로부터 최대한 먼 영역의 방향으로 연장할 수 있다.

고리 절제부는 평면상 또는 비평면상의 절제부이다. 그 절제면은, 예컨대, 고리축에 수직인 고리면에 평행으로 위치(각막의 적어도 수평 상태에서)될 수 있다. 삽입될 임플란트의 단면 형상에 따라, 고리 절제부의 절제면은 고리 외면의 일부를 따라 적어도 그러한 고리 평면에 대해 경사되게 정위될 수 있음이 이해될 것이다. 삽입된 임플란트의 수술 후의 이동을 피하기 위하여, 일정한 환경 하에서, 고리 절제부의 절제 형상은 고리 절제부에 임플란트를 적극적으로 또는 힘으로 가압하여 고정할 수 있도록 구성된다. 고리 절제부의 단면 형상은 그 전체 외면 길이에 걸쳐 일정할 필요가 없으며(용어 “외면 길이(peripheral length)는 여기서 고리의 외면방향에 관련되며); 대신에 고리의 외면방향으로 가변적일 수 있다. 전체적으로, 양호하게도 각막 조직의 고리 절제부는 임플란트를 수용하도록 대략 워셔-형상의 슬롯을 구성하며, 여기서 용어 “고리 절제부(ring incision)"는 결코 전체 고리 외면에 걸쳐 고리 절제부가 연장해야 하는 것이 아니며, 오히려 대신에 전체 고리 외면의 일부에 걸쳐서만, 예컨대, 고리 외면의 대략 절반에 걸쳐 연장할 수 있는 것으로 결코 이해되어서는 안되는 것으로 설명될 수 있다.

개구 절제부가 고리 절제부와 접하는 부위들에서 고리 절제부는 반경방향 (고리축에 대해 반경방향) 확장 영역을 가진다. 고리 절제부는 따라서 다른 외면 영역들보다 확장 영역에서 더 넓도록 구성된다. 확장 영역의 존재에 의해 개구 절제부로부터 고리 절제부 내로 임플란트를 더욱 용이하게 나사 결합시킬 수 있다. 확장 영역의 반경 방향 내측 및/또는 외측 에지는, 예컨대, 원형-아크-형상의 외형, 톱니-형상의 외형 또는 구근/구형상 외형을 구비할 수 있다.

바람직하게는 확장 영역은 반경방향 내측 및 외측으로 외면 방향으로 접하는 고리 절제부 영역에 비해 고리 절제부의 반경 방향 확장부를 형성한다. 물론, 대체적인 구조에서 확장 영역은 단지 반경방향 내측 또는 단지 반경방향 외측의 인접 영역과 비교해서 그러한 반경 방향 확장 영역을 형성할 수 있음이 이해될 것이다.

확장 영역의 외면 길이는 바람직하게는 고리 절제부의 외면 길이에 비해 작으므로, 고리 절제부는 확장 영역보다 확장 영역 외측의 더 작은 반경방향 폭을 가질 수 있다. 예컨대, 확장 영역의 외면 길이는 전체 고리 절제부의 최대 20%, 양호하게 최대 15% 및 여전히 양호하게 최대 10%에 이를 수 있다. 확장 영역의 외측에서 고리 절제부는 외면 방향으로 일정한 반경방향 폭을 가질 수 있다.

개구 절제부는 - 축방향 단면에서 볼 때- 바람직하게는 고리축에 대해 실질적으로 반경방향으로 향해지고; 대신에 물론 고리축에 대해 경사지게 향해질 수 있다(다시 고리축에 수직인 단면에서 볼 때). 개구 절제부는 평면상 또는 비평면의 절제면을 가질 수 있으며, 이 절제면 형상은 각막의 수평 상태에 관련되고 여기서 후자는 레이저 조사에 투명한 본 발명에 따른 장치의 접촉 부재의 평면상 접촉면 위에 위치된다.

개구 절제부가 각막의 전면 또는 후면으로부터의 방향으로 고리 절제부와 교차하고 고리 절제부를 지나 연장하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에서 개구 절제부는 따라서 고리 절제부의 확장 영역보다 각막 내부로 더 깊게 연장한다. 이와 같이, 개구 절제부로부터 고리 절제부로의 개방 통로는 언제나 보장될 수 있다.

바람직한 구조에서, 개구 절제부는 확장 영역의 최대 반경방향 폭의 영역에서 고리 절제부에 접촉하며 확장 영역의 전체 반경방향 폭에 실질적으로 걸쳐 연장한다. 일반적으로 개구 절제부의 폭 - 고리 절제부에서 최대로 먼 각막의 전면 또는 후면으로부터 길이방향 영역으로 직각으로 측정된 - 은 고리 절제부의 반경방향 폭보다 더 크면 효과적이다. 이로써 임플란트의 도입이 간단하게 된다. 일 구조에 따르면, 개구 절제부의 폭은 확장영역의 최대 반경방향 폭에 실질적으로 대응한다. 물론 개구 절제부는 임의적으로 확장 영역의 최대 반경방향 폭보다 더 좁거나 더 넓을 수 있음이 이해될 것이다.

마찬가지로, 개구 절제부는 완전히 확장 영역 내에서 고리 절제부와 접촉할 수 있으며 대신에 반경방향 내측으로 및/또는 반경방향 외측으로 확장영역을 지나 연장할 수 있다. 그의 길이방향 영역에 걸쳐 개구 절제부는 바람직하게는 일정한 폭을 가진다. 대신에, 개구 절제부의 가변 폭은 또한 상정가능하며, 예컨대, 각막의 전면 또는 후면을 향하여 점증적으로 더 큰 폭을 가질 수 있다.

개구 절제부는, 각막의 전면 또는 후면으로부터 고리 절제부로의 방향에서 볼 때, 실질적으로 직진하여 진행할 수 있으며 또는 그러한 시점으로 볼 때, 굽어진 방식으로 및/또는 예리하게 굽은 일부를 따라 적어도 진행할 수 있다.

고리 절제부는 외면 방향을 따라 닫힌 고리를 형성할 수 있거나 또는 대신에 단지 부분적인 고리만을 형성할 수 있다.

절제 구역은 단일 개구 절제부가 할당되는 적어도 하나의 고리 절제부를 포함할 수 있다. 대신에 또는 부가적으로, 절제부는 둘 이상의 개구 절제부들이 할당되는 적어도 하나의 고리 절제부를 포함할 수 있다. 예컨대, 절제 구역은 직경방향으로 대향된 확장영역에서 또는/및 고리 절제부의 대향되는 외면 단부들의 영역에서 후자에 접촉하는 두 개의 개구 절제부들을 가진 고리 절제부를 절제 구역은 도시할 수 있다.

바람직하게 사용된 레이저 조사는 일 피코초보다 작은 범위, 예컨대, 더 낮은 3 자리수의 펨토초 범위 내의 펄스 수명을 가진다.

본 발명이 이하에서 첨부 도면들을 기초하여 추가로 설명될 것이다. 도면들에서:
도 1은 레이저 기술에 의해 인간 눈의 조직에 절제부를 생성하기 위한 기구의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하며,
도 2 내지 도 6은 도 1 도시 기구에 의해 눈의 각막에 생성될 수 있는 절제도면의 여러 변형예를 도시하며, 및
도 7 내지 도 11은 개구 절제부의 여러 예시적인 단면 형상을 도시한다.

일반적으로 (10)으로 표시된 도 1 도시의 레이저 장치는 펨토초 범위내의 펄스 수명을 가진 레이저 빔(14)을 발생하는 레이저 소스(12)를 포함한다. 레이저 빔(14)의 빔 경로에는 일련의 광학 부품들이 배치되고, 특히, 여기서는 단일 기능 블록으로 표시된 스캐너(16), 고정형 편향 거울(17) 및 집속 대물렌즈(18)가 배치된다. 스캐너(16)는 레이저 빔(14)의 초점 위치의 종방향 및 횡방향 제어를 위해 작용한다. 용어,‘횡방향(transverse)'은 레이저 빔(14)의 전파 방향에 직각인 방향을 표시하며; 한편 ’길이방향(longitudinal)'은 빔 전파 방향으로의 진행을 의미한다. 종래의 의미에서 횡방향 평면은 서로 수직인 화살표(x,y)에 의해 표시되나, 반면에 길이 방향은 z-방향으로 표시된다.

레이저 빔(14)의 횡방향 편향, 즉, x-y 굴절에 대해, 스캐너(16)는 ,예컨대, 서로 수직인 축들 외면으로 기울어질 수 있도록 배치된 한 쌍의 동전기에 의해 작동되는 스캐너 거울(상세하게 도시되지 않음)들을 포함한다. 대신에, 예컨대, 전자-광학 결정에 의한 횡방향 굴절은 고려가능하다.

초점 위치의 z-제어를 위하여 스캐너(16)는, 예컨대, 길이방향으로 조정가능한 렌즈 또는 가변 굴절 성능의 렌즈 또는 변형가능한 거울을 포함할 수 있으며, 그와 함께 레이저 빔(14)의 발산은 영향을 받을 수 있다.

횡방향 초점 제어 및 길이방향 초점 제어를 위해 작용하는 스캐너(16) 부품들은 레이저 빔(14)의 빔 경로를 따라 분포될 수 있으며, 특히, 다른 구조의 유닛들로 분할될 수 있음이 이해될 것이다. 예컨대, z-초점 조정은 빔-팽창(expanding) 광학기구(빔 팽창기, 예컨대, 갈릴리안 망원경)에 배치된 광학 부품에 의해 달성될 수 있으며, 반면에 횡방향 초점 제어를 위해 작용하는 광학 부품들은 빔-팽창 광학기구와 집속 대물렌즈(18) 사이의 별도의 구조 유닛에 수용될 수 있었을 것이다. 도 1에 통합된 기능 블록으로 스캐너(16)를 표시한 것은 단지 배열을 더욱 명확히 하기 위한 것이다.

집속 대물렌즈(18)는 바람직하게는 f-θ(theta) 대물렌즈이며 바람직하게는 환자 어댑터(20)를 구비한 그의 빔-방사 측면 위에 분리가능하게 결합된다. 환자 어댑터(20)는 치료될 눈(22)의 각막용 받침대 계면을 구성한다. 이를 위하여 상기 환자 어댑터는 레이저 조사에 투명한 접촉부재(24)를 구비하며 눈을 향하는 그 하부측면 위에 각막을 위한 받침 표면(26)을 구성한다. 도시된 예시적인 케이스에서, 받침 표면(26)은 평평한 표면으로 실현되고 적절한 압력으로 눈(22)에 대해 가압되는 접촉 부재(24)에 의해 또는 대기압 이하 압력에 의해 받침면(26) 위에 흡출되는 각막에 의하여 각막을 수평화하기 위하여 작용한다.

접촉부재(26)(평평한-평행 구조의 경우, 통상적으로 수평판으로 표시)는 원추형 확장 캐리어 슬리브(28)의 더 좁은 단부에 고정된다. 접촉부재(24)와 캐리어 슬리브(28) 사이의 연결은, 예컨대, 접착 결합에 의해 영구적일 수 있으며, 또는, 예컨대, 스크류 결합에 의해 분리가능할 수 있다. 캐리어 슬리브(28)는 상세하게 도시되지 않은 방식으로 그의 더 넓은 슬리브 단부에서 집속 렌즈(18)에 결합하기 위한 적절한 커플링 구조를 가진다.

레이저 소스(12)와 스캐너(16)는 메모리(32)에 저장된 제어 프로그램(34)에 따라 동작하는 제어 컴퓨터(30)에 의해 제어된다. 제어 프로그램(34)은 제어 컴퓨터(30)의 실행에 의해 접촉부재(24)에 접하고 있는 눈(22)의 각막에서 각막 간질 내의 고리 임플란트의 후속되는 삽입을 허용하는 절제 구역이 발생하도록 레이저 빔(14)의 빔 초점의 위치의 제어를 발생하는 명령(프로그램 코드)들을 포함한다.

이러한 절제 구역의 특징과 여러 변형을 명백히 하기 위하여, 이제 도 2 내지 도 6을 참조할 것이다.

이들은 각막의 수평(평형된) 상태에서 나타나는 절제 구역을 도시한다. 눈(22)과 접촉부재(24) 사이의 접촉을 분리시키고 최초의 굽은 형상으로 각막을 복귀시킨 후에, 발생된 절제 구역의 3차원 외형의 변화가 자연적으로 발생할 수 있다. 모든 도면들에서 더욱 양호한 정위를 위하여, 상기 설명된 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향을 가지는 좌표 프레임이 도시되었다. 그의 상반부에서 도 2는 Z-방향에 수직인 단면도에서 36으로 일반적으로 표시된 각막 간질 내의 절제 구역의 예시적인 실시예를 도시하며; 다른 한편, 그의 하반부에서, 그것은 x-y 횡방향 평면에 수직인 도면에서 동일한 절제 구역을 도시한다. 더욱이, 도 2의 하반부에서 눈을 향하면 받침면(26)과 치료될 눈(22)의 각막(38)을 가진 접촉부재(24)가 다이아그램으로 도시된다. 받침면(26) 위에 눈(22)을 인접시킨 결과로서의 각막(38)의 수평이 관찰될 수 있으며, (40)은 눈의 표면과 동의어인 각막의 전면을 표시한다.

절제 구역(36)은 닫힌 고리 위로 연장하고 각막 내에 전체 깊이로 위치되는 고리(ring) 절제부(42)와, 또한 고리 절제부(42)와 교차하고 각막 표면(40)으로부터 고리 절제부(42) 위로 연장하는 개구(opening) 절제부(44)로 구성된다. 도시된 예시적인 케이스에서, 고리 절제부(42)는 환형 구성이며, 그의 고리축은 도 2의 두 개의 절반부에서 (46)으로 다이어그램으로 표시된다. 고리 절제부(42)는 눈(22)의 동공축 또는 다른 중심축(예컨대, 광학축)에 대해 동심으로 각막(38) 내부로 형성되며; 그 내경은 고리 절제부(42)가 후자 외측의 동공 외면으로 연장하도록 충분히 크다. 이로써 삽입될 임플란트에 의한 직접적인 시각 손상이 피해진다. 고리 절제부(42)의 반경 폭(고리축(46)에 대한 반경)은 삽입될 임플란트에 비례하며 항상 한편으로 임플란트가 고리 절제부(42)에 의해 형성된 터널 내로 용이하게 밀어질 수 있으나, 다른 한편, 임플란트가 이 터널 내에서 비교적 단단히 그리고 단지 이동가능하더라도 조금 이동가능하게 반경방향으로 유지되도록 형성된다.

고리 절제부(42)는 그 전체 고리 외면을 따라 실질적으로 일정한 반경방향 폭을 가지며, 이하에서 플랫폼으로 표시된 확장 영역(48)은 예외이며, 이 영역은 고리 절제부(42)의 인접 영역들과 비교하여 반경방향 내측으로 및 반경방향 외측으로 모두 반경방향으로 확장된다. 플랫폼(48)은 개구 절제부(44)가 고리 절제부(42)에 접하는 부위에 위치된다. 플랫폼(48)의 외면 영역은 고리 절제부(42)의 외면 방향으로의 전체 길이에 비하여 작다. 플랫폼(48)은 바람직하게는 단지 40°, 양호하게는 단지 35°그리고 여전히 더욱 양호하게는 단지 30°의 각도상 길이에 걸쳐 연장한다.

개구 절제부(44)는 각막(38)의 수평 상태에서 길이 방향 영역을 고리 절제부(42)의 고리 평면에 수직으로 하여 생성된다. 이러한 측면에서 ‘길이방향 영역(longitudinal extent)'은 각막 표면(40)으로부터 각막(38) 내에 깊게 고리 절제부(42)의 다른 측면에 위치된 그의 단부까지 먼 개구 절제부(44)의 영역을 의미한다. 도시된 예시적인 케이스에서, 상기 개구 절제부는 그 전체 길이방향 영역에 걸쳐 실질적으로 일정한 폭을 가지며, 이 폭은 플랫폼(48) 외측의 고리 절제부(42)의 반경방향 폭보다 더 크다. 다른 한편, 플랫폼(48)은 개구 절제부(44)와 적어도 중첩하는 영역에서 개구 절제부(44)의 폭과 적어도 대응하는 반경방향 폭을 가지도록 반경방향으로 플랫폼은 형성된다. 플랫폼(48)의 에지를 넘어 개구 절제부(44)가 반경방향으로 돌출하는 것은 이로써 피해진다. 도시된 도 2의 예시적인 케이스에서, 플랫폼(48)은 그의 전체 외면 길이에 걸쳐 개구 절제부(44)의 폭과 실질적으로 같은 반경방향 폭을 가진다. 고리 절제부(42)의 인접 영역으로의 플랫폼(48)의 전이는 단일 스텝으로 단계적으로 도 2에서 발생한다. 플랫폼(48)의 반경방향 에지는 이 경우 원형 아크로 형성되며 고리축(46)과 동심으로 위치된다. 물론, 다중-단계의 전이가 또한 가능하다.

도시된 도 2의 예시적인 케이스에서, 폭방향으로의 개구 절제부(44)의 정위는 고리축(46)에 대해 반경방향이다.

절제 구역(36)의 생성 과정에서, 각막(38) 내에 더 깊이 위치된 절제 구역의 부분들은, 더 높이 위치된 부분들에 의한 손상된 절단 작용 및 음영 효과를 피하도록 그러한 절제 구역 부분들이 각막(38) 내에 덜 깊게 위치되기 전에 편리하게 생성된다. 이러한 이유로서, 바람직하게는 우선 개구 절제부(44)가 각막(38)의 더 깊이 위치되는 영역들을 향하는 방향으로 고리 절제부(42)를 지나 축방향으로 돌출하도록 개구 절제부(44)의 영역은 먼저 준비된다. 이어서, 그의 플랫폼(48)을 포함하는 고리 절제부(42)가 절제되고, 이로써, 예컨대, 반경방향 내측으로부터 반경방향 외측으로 진행할 수 있다. 이것은, 고리 절제부(42)의 인접 영역을 지나 반경 방향 내측으로 플랫폼(48)의 돌출부(overhang)를 돌출시키면서 시작되며, 절제 공정은 고리 절제부(42)의 인접 영역들 위로 플랫폼(48)의 돌출부를 반경 방향 외측으로 위치시키면서 고리 절제부(42)의 평면에서 종료되는 것을 의미한다. 그러한 진행 방법의 유익한 측면은, 광분열 중에 발생하는 가스 기포(불투명 기포층으로 전문가들에게 때로 표시된)들이 외측으로 유도, 즉, 눈(22)의 동공으로부터 멀리 배출되는 것이다. 그러나 물론 또한 반경방향 외측으로부터 반경방향 내측으로 그리고 우선 고리 절제부(42)의 주요 부분에 앞서 플랫폼(48)의 반경방향 외측의 돌출부를 먼저 그리고 마지막으로 플랫폼(48)의 반경방향 내측의 돌출부가 절단되는 방식으로 진행하는 것을 고려할 수 있다.

구체적으로는, 편리하게 고리 절제부로부터 시작하고 각막의 후면(40)으로부터 점증적으로 더 작은 거리에서 고리 절제부(42)가 절단된 후에, 상기 고리 절제부 위로 연장하는 개구 절제부(44)의 부분이 절단된다.

도 3 내지 도 6 도시의 변형들을 명확히 설명하기 위하여, 이전과 같은 참조 부호들이 사용되고, 단지 소문자가 보충되었다. 이하에서 달리 설명되지 않는 한, 같은 참조부호들에 의해 표시된 요소들을 명확히 하기 위하여 위의 설명을 참고한다.

도 3 도시의 변형에서, 고리 절제부(42b)는 이전과 같이, 완전한 고리 절제부로 구현되나, 그의 플랫폼(48)은 반경방향 내측으로 및 반경방향 외측으로 모두 삼각형 또는 톱니 형태로 구성되며 따라서 최대 반경폭의 중심 영역으로부터 반경방향으로 연속으로 더 좁게 되며 마침내 고리 절제부(42)의 일정한 반경폭의 인접 영역에 수렴한다. 개구 절제부(44b)는 고리축(46b)에 대해 반경방향 정위로 연장하고 삼각형의 반경 방향 내측 정점으로부터 플랫폼(48b)의 삼각형의 반경 방향 외측 정점까지 고리 절제부(42b)와 중첩하는 영역으로 연장한다.

도 4 도시의 변형은 도 3 도시의 변형과 유사하나 플랫폼(48c)의 전구/구형상 구조에 의해 반경방향 내측으로부터 반경방향 외측으로 후자로부터 다르다. 또한, 개구 절제부(44c)는 플랫폼(48c)의 최대 반경폭 영역에서 고리 절제부(42c)에 접한다.

임의의 다른 플랫폼 형상들이 가능할 것임이 이해될 것이다.

도 5는 절제 구역(36d)이 전체 두 개의 개구 절제부(44d)들을 제공하고, 이 절제부들은 고리 절제부(42d)의 두 개의 직경방향으로 대향된 영역들에서 다시 상기 고리 절제부에 접하는 완전한 고리 절제부로서 구현된다. 개구 절제부(44d)들의 각각에 할당된 고리 절제부(42d)는 도 5 도시의 예시적인 케이스에서 도 2 도시의 플랫폼(48)과 같이 구성된 플랫폼(48d)을 도시한다. 물론, 도 3 및 4 도시의 플랫폼 구조들 또는 임의적으로 상세하게 도시되지 않은 다른 플랫폼 구조로 이용이 이루어질 수 있다.

원리상 플랫폼들은 임의적인 숫자로 임의의 위치들에서 제공될 수 있음은 지적되어야 한다.

도 6 도시의 변형은 고리 절제부(42e)가 전체 고리 외면의 단지 일부분에 걸쳐 연장하고 구체적인 예로서의 케이스에서 반고리 절제부, 즉, 고리 외면의 대략 절반 위로 연장하는 절제부로서 구현되는 점에서 이전의 변형들과 다르다. 플랫폼(48e)은 고리 절제부(42e)의 외면 단부들의 하나에 형성된다. 이러한 변형은 반고리 임플란트의 이식만을 요구하는 그러한 치료에 적합하다. 반고리 절제부(48e)는 문제의 임플란트가 배치될 부위에 따라 동공축 외면의 여러 각도상 위치들에서 형성될 수 있음이 이해될 것이다.

전체적으로, 고리 절제부들은 임의의 숫자, 각도상 길이 및 각도 위치로 레이저 기술에 의해 각막에 생성될 수 있다. 이들 고리 절제부들의 각각은 하나 이상의 플랫폼들과 결합될 수 있다.

이제 도 7 내지 도 11을 참조할 것인 데, 여기에서 도 2 내지 도 6 도시의 절제 부위들에 제공될 수 있는, 개구 절제부의 여러 예시적인 변형들이 도시된다. 도 7 내지 도 11에 각각 도시된 예는 치료될 눈의 각막(38f... 38k)를 관통하는 절제이며, 각막의 전면은 40f ... 40K로 표시되고, 각막의 후면은 50f ... 50k로 표시되며, 눈의 전실 영역은 52f ... 52k로 표시된다. 도 7 내지 11 도시 표현들은 도 2의 선A-A를 따른 절제에 대응한다.

도 7은 각막의 전면(40f)까지 멀리 연장하는 개구 절제부(44f)를 구비하므로, 임플란트가 개구 절제부(44f)를 통해 외측으로부터 직접 고리 절제부(42f) 내로 삽입될 수 있는 변형을 도시한다. 도 7에 따른 개구 절제부(44f)는 고리 절제부(42)의 고리 평면에 실질적으로 수직으로 연장하는 직선적인 진행을 가진다.

대조적으로, 도 8은 고리 절제부(42g)를 향하는 방향으로 각막의 후면(50g)으로부터 연장하여 눈의 전실(52g)을 향하는 개구를 형성하고, 이를 통해 임플란트가 고리 절제부(42g) 내로 도입될 수 있는 개구 절제부(44g)를 가진 변형을 도시한다. 도 7의 경우와 유사하게, 도 8에 따른 개구 절제부(44g)는 고리 절제부(42g)의 고리 평면에 실질적으로 수직으로 연장하는 직선 형상이다.

도 9 내지 도 11은 직선이 아닌 진행을 가지는 개구 절제부를 가진 변형들을 도시한다. 이러한 측면에서 개구 절제부의 여러 다른 단면 형상들을 고려할 수 있음이 이해될 것이다. 도 9는 예시적인 방식으로 반대 방향으로 굽어지는 두 개의 예리한 굽은부들을 가지는 예리하게 두 번 굽어져서, 개구 절제부(44h)의 두 개의 예리한 굽은부의 상류와 하류가 같은 진행 방향을 가지도록 개구 절제부(44h)를 가지는 변형이 도시된다. 도 9 도시의 예시적인 케이스에서 예리한 굽은부들은 90°의 예리한 굽은부들이다.

도 10은 단일 파동의 개구 절제부(44i)를 가진 변형예를 도시하며, 이러한 연결에서 개구 절제부는, 필요시, 다중-파동일 수 있음이 이해될 것이다.

도 11은, 다른 한편, 비슷하게 두 번 예리하게 굽어지는 개구 절제부(44k)의 변형을 도시하며, 그러나, 양측의 예리하게 굽어진 각도들이 예각이며, 따라서 개구 절제부(44k)는 절개부와 같은 구성을 가진다.

도 9 내지 도 11의 절제부 구조들은, 필요시, 각막의 후면으로부터 시작하는 개구 절제부에 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (29)

1. 인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치로서,
   집속된 펄스 레이저 방사선, 방사선 초점의 위치를 설정하기 위한 제어가능한 부품(16)들, 상기 부품들을 제어하기 위한 제어 컴퓨터(30), 및 상기 제어 컴퓨터를 위한 제어 프로그램(34)을 구비하고,
   상기 제어 프로그램은, 상기 제어 컴퓨터에 의한 실행에 의해, 각막 간질 내의 고리 임플란트의 삽입을 허용하는 각막의 절제 구역(36)의 생성을 도출하도록 설계된 명령들을 포함하며,
   상기 절제 구역은, 각막 조직 내에 전체로 깊이 위치된 적어도 하나의 고리 절제부(42)와 또한 각막의 전면(40)으로부터 또는 각막의 후면으로부터 적어도 상기 고리 절제부까지 상기 고리 절제부의 고리 평면에 직각들로 연장하는 적어도 하나의 개구 절제부(44)를 포함하고, 상기 고리 절제부(42)는 환형 설계되며,
   상기 개구 절제부에 할당된 고리 절제부는 고리 축(46)에 대해 반경 방향의 확장 영역(48)을 보이고, 상기 개구 절제부는 상기 확장 영역에서 상기 고리 절제부상에 접하며,
   상기 확장 영역(48)의 외면 길이는 고리 절제부(42)의 외면 길이에 비해 작으며, 상기 확장 영역 외측에 상기 고리 절제부는 우선적으로 상기 확장 영역보다 연속으로 더 작은 반경 방향 폭을 가지는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확장 영역(48)은 외면 방향으로 인접하는 고리 절제부(42) 영역들에 비해 고리 절제부의 반경 방향 확장부의 내외측을 반경 방향으로 구성하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   축방향 단면에서 볼 때, 상기 개구 절제부(44)는 고리 축(46)에 대해 실질적으로 반경 방향으로 향하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각막의 전면 또는 후면으로부터 고리 절제부(42f)에 이르는 방향에서 볼 때, 상기 개구 절제부(44f)는 실질적으로 직진하여 진행하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각막의 전면 또는 후면으로부터 고리 절제부(42h,42i)에 이르는 방향에서 볼 때, 상기 개구 절제부(44h,44i)는 곡선 방식으로 및/또는 심하게 굽은 방식으로 적어도 일부를 따라 진행하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 개구 절제부(44)는 각막의 전면 또는 후면으로부터의 방향에서 상기 고리 절제부(42)와 교차하고 상기 고리 절제부를 넘어 연장하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 개구 절제부(44)는 확장 영역(48)의 최대 반경 폭 영역에서 상기 고리 절제부(42)에 접하며 상기 확장 영역의 전체 반경 폭에 걸쳐 실질적으로 연장하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 고리 절제부(42)는 외면 방향으로 닫힌 고리를 형성하는,
   인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고리 절제부(42e)는 외면 방향에서 볼 때, 부분 고리를 형성하는,
    인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절제 구역은, 외면 방향에서 볼 때, 각각 부분 고리를 형성하고, 외면 방향으로 분포되는 둘 이상의 고리 절제부들을 포함하며, 상기 절제 구역은 각각의 고리 절제부에 할당된 적어도 하나의 개구 절제부를 포함하는,
    인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절제 구역(36)은, 단일 개구 절제부(44)가 할당된 적어도 하나의 고리 절제부(42)를 포함하는,
    인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절제 구역(36d)은 둘 이상의 개구 절제부(44d)들이 할당된 적어도 하나의 고리 절제부(42d)를 포함하는,
    인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레이저 방사선은 1피코초보다 작은 범위 내의 펄스 수명을 가지는,
    인간 눈(22)의 각막(38)을 가공하기 위한 장치.
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