KR101581834B1 - 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 시력 교정술 분야로써, 각막의 곡률교정(곡률오차제거)와 연동되는 형태교정(각막왜곡개선)방법을 통한 통합 시력교정방법 및 통합 각막절삭시스템에 관한 것이다. 각막의 왜곡을 교정하기 위해, 각막 중 두꺼운 부위를 고안된 형태와 방법으로 절삭하여 두께 편차를 줄여 각막주변부 두께가 얇은 곳에 집중되어 있던 안압을 해소하고, 이때 발생되는 곡률은 교정 전에 측정된 곡률오차에 결합시켜 재 산정한 후 각막절삭을 실행하여 곡률오차를 제거하는 것은 물론, 절삭을 통해 얇아진 각막중심부로 안압을 집중시키는 방법을 통해 각막의 형태 및 곡률의 동시 교정을 실현하였다.

Description

각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템{Integrated corneal photoablation system for correction of both shape error and curvature error}

본 발명은 레이저 시력 교정술 분야로써, 각막의 곡률 교정(곡률 오차제거)과 연동되는 형태교정(각막왜곡개선)방법을 통한 통합각막절삭을 실행하는 각막형태교정법 및 통합각막절삭 레이저시스템에 관한 것이다. 각막의 왜곡을 교정하기 위해, 각막 중 두꺼운 점대칭 또는 선대칭형태로 두께편차가 소멸되도록 절삭하여 각막주변부로 집중되었던 안압을 해소하고, 이로 인해 발생하는 곡률 변동은 교정 전에 측정된 곡률 오차에 결합시켜 재산정한 후 각막절삭을 실행하여 곡률 오차를 제거하는 것은 물론, 절삭을 통해 얇아진 각막 중심부로 안압을 집중시켜 주변부로 편심되었던 후면각막콘을 각막중심부로 위치시키는 방법을 통해 각막의 형태 및 곡률의 동시 교정을 실현하였다.

일반적으로 각막의 형태는 각막두께와 안구내 압력의 상호작용에 의해 만들어지며, 최상의 시력은 곡률오차와 각막왜곡이 없는 각막을 통해 달성되는데, 상기한 내용 중 곡률오차를 해소할 목적으로 각막에 대한 레이저 절삭을 실현한 레이저 시스템 및 관련 방법은 공지되어 있다.

이러한 레이저 시스템 및 관련 방법에 따른 절제식 광분해 기술은 보통 라식(LASIK), 라섹(LASEK) 및 피알케이(PRK)등으로 분류된다.

그리고 등록특허 제10-1113396호(2012.01.31)에서는 레이저 시력 교정 시스템을 제어하는데 사용하기 위한 저장 구조를 포함하는 장치 판독 가능 매체이며, 상기 저장 구조 내에 부호화된 교정 지시에 대한 미리 프로그램된 대응성을 갖는 적어도 제1 판독 가능 교정 지시 기준을 저장하며, 상기 제1 판독 가능 교정 지시 기준은 상기 부호화된 교정 지시에 대응하는 부호화 코드와 매칭되고, 상기 부호화된 교정 지시는 상기 장치 판독 가능 매체의 외부에 존재하며, 상기 제1 판독 가능 교정 지시 기준의 인식 이후에 상기 레이저 시력 교정 시스템의 레이저 플랫폼이 활성화될 때, 상기 제1 판독 가능 교정 지시 기준에 대응하는 상기 부호화된 교정 지시가 상기 레이저 플랫폼에 의해 실행되며, 상기 제1 판독 가능 교정 지시 기준은 맞춤형 교정 지시를 실행하도록 레이저 플랫폼을 활성화하기 위해 필요하지만 충분하지 않은 구성요소인 장치 판독 가능 매체를 제공하였다.

또한 등록특허 제10-1300125호(2013.08.20)에서는 스트로마 베드(stromal bed)와 각막의 일부가 분리된 플랩(flap)이 마련되도록 각막의 일부 영역을 절개하는 절개유닛과, 각막 상태를 영상으로 수집하여 처리하는 영상처리유닛과, 각막을 광절제하기 위한 빔을 생성하는 빔 생성유닛과, 빔 생성유닛에 의해 생성된 빔을 각막의 절제영역을 따라 인도하는 빔 딜리버리유닛과, 영상 신호에 기초하여 레이저빔이 광절제 플랜을 따라 조사되도록 빔 딜리버리유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여, 광절제 후 각막으로부터 분리되었던 플랩과 각막 사이의 절개영역은 자동적으로 접합되어 외부 충격에 의한 플랩의 이탈가능성이 없다.

상기와 같은 종래의 시력 교정은 곡률오차를 없애기 위해 각막 절삭량이 산출되는 곡률교정 방식으로써, 각막 절삭 후 얇아진 각막후면이 안압에 의해 전면을 향해 돌출되며 후면각막콘을 생성하고 각막 왜곡을 발생시켜 시력불편이 생기는 현상은 현재까지도 교정할 수 없는 난제에 속한다.

기존 곡률교정방법 중 초점분산을 잡기 위해 각막지형도나 웨이브프론트의 측정결과대로 각막을 절삭하는 방법 역시, 곡률 오차를 없애기 위해 각막을 절삭하는 방법으로써 각막절삭 후 안압에 의한 형태 변형으로 발생되는 시력저하를 막을 수는 없었다.

따라서, 안압을 제어해 각막왜곡과 같은 형태 불량을 교정하여 시력불편을 해결할 수 있는 방법이 필요하다. 그러므로 본 발명은 곡률오차 교정을 위한 기존 각막절삭법과 연동되며, 안압을 제어하고 각막왜곡과 같은 형태이상을 교정할 수 있는 각막절삭법과 시스템을 창안하고 곡률교정 및 형태교정이 통합된 시력교정을 실현시켜 편리성을 더하고자 한다.

각막 왜곡이란 각막의 얇은 부분이 안압에 의해 돌출되며 일그러진 형태를 뜻하며, 주시점으로부터 망막에 집점되는 빛의 경로를 왜곡시켜 초점이 분산되며 상이 일그러지거나 흐리게 보이는 시력불편을 발생시킨다.

본 발명에 의해 두꺼운 주변부 각막을 부분절삭해 점대칭, 선대칭 형태로 만들어 각막의 두께 편차를 없애고 주변부로 편심되었던 후면각막콘을 중심부에 위치시켜 형태불량을 교정하는 동시에 곡률 오차도 함께 교정해 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합 각막절삭시스템은 각막의 상태가 측정된 데이터를 받아, 그 데이터를 기준으로 형태불량을 교정할 부분각막절삭플랜 또는 형태불량과 곡률오차교정을 통합한 통합각막절삭플랜을 생성하는 연산수단과, 상기 연산수단과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되어, 상기 연산수단에서 송출한 부분각막절삭플랜 및 퉁합각막절삭플랜을 토대로 각막의 절삭위치 및 절삭형태에 따른 레이저 출력세기 및 형태, 절삭량, 시간을 제어하는 레이저 제어수단과, 상기 레이저 제어수단과 연결되어, 상기 레이저제어수단에서 인가한 제어신호를 기준으로 레이저의 각막절삭을 시뮬레이션 및 실시간 영상으로 보여준다.

이때, 본 발명에 따른 상기 각막의 상태가 측정된 데이터는 곡률오차(저위수차), 각막 두께분포도 및 각막 후면형태도 이다.

그리고 본 발명에 따른 상기 연산수단과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되고, 각막의 상태를 수집하여, 수집된 각막의 데이터를 상기 연산수단으로 송출하는 각막자료수집수단을 포함한다.

삭제

본 발명에 따른 통합각막절삭플랜 생성방법은 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템을 제공하는 단계와, 피절삭이 이루어질 각막의 상태데이터를 수집하는 단계와, 수집한 각막의 상태를 토대로 통합각막절삭시스템의 연산수단이 고안된 방법대로 점대칭 또는 선대칭으로 두께편차를 없앨 부분각막절삭플랜을 생성하는 단계와, 부분각막절삭플랜을 실행 시, 발생될 곡률을 각막자료수집수단에 의해 기 수집된 저위수차에 결합시켜 연동용 저위수차를 산출하는 단계, 및 부분각막절삭플랜과 산정된 연동용 저위수차를 통합해 통합각막절삭플랜을 생성하는 단계를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 수집되는 상기 상태데이터는 각막의 상태에 따른 데이터로, 각막의 곡률오차, 각막의 두께 분포도 및 각막의 후면형태도에 대한 정보가 포함된다.

그리고 본 발명에 따른 상기 연동용 저위수차를 산출할 시, 부분각막절삭플랜에 따라 각막을 절삭할 경우 발생되는 곡률 변동을 예측하고, 예측된 곡률 변동값이 이용된다.

또한 본 발명에 따른 상기 부분각막절삭플랜과, 산정된 연동용 저위수차를 통합할 시, 각막의 주변부와 중심부의 두께 차이로 인하여 형성되는 후면각막콘의 형태 및 후면각막콘이 각막의 중심부로 이동되도록, 각막의 주변부를 점대칭 또는 선대칭으로 두께 편차를 줄이는 정보와, 상기 각막의 절삭될 방향과 양에 비례한 벡터(VECTOR) 합성 정보를 이용하여, 부분각막절삭플랜과, 산정된 연동용 저위수차를 통합한다.

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형태교정을 위해 두꺼운 부위의 각막을 절삭하는 경우 발생될 곡률은 교정 전에 측정된 저위수차에 합산해 형태교정을 위한 부분각막절삭법과 곡률 오차를 교정하는 기존 시력교정법의 결합을 통해 초점방향 오차와, 초점거리 오차의 교정을 성취함과 동시에 초점이탈 없이 선명하게 상을 보는 양질의 시력을 갖게 되므로 기존 시력교정술로 해결이 불가능하였던, 각막왜곡으로 인한 시력불편의 교정이 비로소 가능해졌다. 또한 각막을 절삭해 점대칭 또는 선대칭으로 두께 편차를 없애고 얇은 중심부를 만드는 형태교정을 통한 각막절삭방법은 각막주변부의 안압집중을 해소하고 중심부로 안압을 집중시켜, 교정 후 각막왜곡 재발로 인한 시력퇴행의 부작용을 예방한다.

도 1은 왜곡이 없는 각막의 상태를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 왜곡된 각막 교정시스템의 구성을 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

최상의 시력은 초점이탈이 없을 때 만들어지는데, 초점이탈은 곡률 오차 (초점거리 오차)와 각막형태 왜곡 (초점방향 오차)로 나눠진다.

여기서 각막형태는 안압과 각막두께의 상호작용에 의해 유지되는데, 각막왜곡의 원인은 중심을 제외한 얇은 각막 부위에 안압이 집중되어, 좁은 범위로는 각막 후면이 전면을 향해 돌출되고, 넓은 범위로는 각막이 전체적으로 일그러지는 형태로써 비대칭 형태의 각막으로써 표현될 수 있다. 이럴 경우, 주시점으로부터 들어오는 빛의 경로가 시축(optic angle)으로부터 이탈되며 초점이 분산되어 시력불편을 일으키게 된다.

이제까지 각막절삭을 통한 시력 교정은 각막을 구면이나 대칭 타원형으로 보고 초점거리 오차를 없애기 위해 곡률 오차를 측정하여 교정하는 방법이었으므로, 아래의 비대칭 형태의 각막의 경우 [표 1]와 같이 각막 절삭 전 또는 후, 안압에 의해 중심주변 및 주변부 각막이 후면으로부터 전면을 향해 돌출되거나 일그러지는, 각막왜곡에 의한 초점분산은 교정할 수 없었다.

곡률 교정 전, 각막의 단면	곡률 교정 후, 각막의 단면
① 곡률 오차 교정을 위한 각막절삭
안압의 집중 방향이 교정 전,후 모두 동일-각막 왜곡의 원인이 됨.

초점이 분산되면 주시하는 물체의 상(image)이 흐려지는데, 각막의 난시가 +1.5Diopter만 되도 시력불편을 느끼는 것은 누구나 다아는 사실로써, 이는 곧 각막형태가 전체의 각막 중 2%만 변형이 있어도 시력불편을 겪는다는 것을 의미하므로, 레이저 시력교정 시 각막형태불량교정은 곡률오차교정과 함께 필수적으로 교정되어야 한다.

각막왜곡은 항상 주변부의 후면각막의 돌출로 시작으로 비대칭 형태의 각막모양을 만들 때 나타나므로, 각막왜곡 여부는 [표2]의 각막후면형태도에 나타나는 각막 후면의 돌출 및 비대칭 형태를 의미하는 주변부 후면각막콘의 존재로 쉽게 파악할 수 있다.

각막돌출부위(후면각막콘)의 위치에 따른 각막왜곡 여부 및 교정방법
각막후면형태도 (후면각막콘)
각막돌출 위치	중심부	중심 주변부	주변부
각막왜곡	없음	있음
시력특징	시력선명	이미지가 뒤틀리고, 시력 흐림.
시력교정방법	곡률교정을 통해 초점만 교정하면 시력개선.	곡률교정으로 초점을 맞추고 각막형태교정으로 각막왜곡을 교정으로 시력 개선.

그리고 도 1에 도시한 바와 같이 좋은 각막은 두꺼운 주변부에 각막왜곡이 없으며 기둥처럼 얇은 중심부를 견고히 지지하고, 두께가 얇은 중심부는 안압이 집중되어 각막중심부를 안에서 외부로 밀어내고 후면각막콘이 생성되는 형태로써, 주시점부터 망막에 집점되는 빛의 경로에 왜곡이 없다.

따라서 본 발명은 안압을 각막의 중심부로 집중시키는 각막형태를 만드는 것이 각막왜곡 교정의 최우선 목표로써, 이를 성취하기 위해, 각막 중심주변 및 주변부의 안압집중이 소멸되도록 주변부 각막은 가능한 대칭부의 두께 차를 줄어들도록 절삭하고, 이때 발생되는 곡률만큼 중심부각막을 절삭하여 곡률변동이 없도록 만들면서 안압은 집중되도록 유도하는 형태불량교정용 부분각막절삭법을 만들어, 종래 시력교정법인 곡률 오차 교정방법과 연동시켜 시력교정을 실행할 수 있는 통합시력교정방법과 통합각막절삭시스템을 제공한다.

본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저 본 발명에 따른 왜곡된 각막형태의 교정시스템은 도 2에 도시한 바와 같이 각막자료수집수단(10)과, 연산수단(20), 레이저제어수단(30), 레이저모듈(40) 및 미러(50)를 포함한다.

상기한 구성 중 각막자료수집수단(10)은 피절삭이 이루어질 각막의 상태 데이터를 수집한다. 따라서 본 발명에 따른 상기 각막자료수집수단(10)은 각막 중 주변부의 상태 및 곡률오차를 확인할 수 있도록, 각막 두께분포도, 각막 후면형태도 및 각막의 곡률(저위수차)을 수집하여 연산수단(20)이 데이터화 하도록 연산수단(20)으로 데이터를 제공할 수 있게 연결된다. 연결방법은 측정장비와 상기 연산수단(20)을 서로 링크시키거나 인터페이스를 통해 입력된다. 상기 연산수단(20)은 상기 각막자료수집수단(10)에 의해 수집된 각막 두께분포도, 각막 후면형태도 및 각막곡률(저위수차)을 분석한 후 형태교정을 위해 고안된 부분각막절삭위치 및 각막절삭형태와 각막절삭량을 산정하고, 이에 따라 발생될 곡률을 연산 후, 상기 각막자료수집수단(10)이 수집한 종래 각막의 곡률오차에 결합시켜 곡률오차를 재산정 한 후, 형태교정방법과 곡률 교정 오차에 필요한 통합각막절삭플랜을 완성한다.

또한 상기 연산수단(20)은 레이저제어수단(30)과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되는데, 상기 레이저제어수단(30)은 상기 연산수단(20)에서 송출한 통합각막절삭플랜을 토대로 전기적으로 연결된 레이저모듈(40)을 제어한다.

이때 상기 레이저제어수단(30)은 통합각막절삭플랜을 토대로 각막의 절삭위치 및 절삭형태에 따른 레이저의 출력세기 및 범위, 시간을 제어한 제어신호를 레이저모듈(40)로 인가하여, 상기 레이저모듈(40)이 제어신호를 기준으로 레이저를 조사하여 형태교정 및 곡률교정을 위한 2가지 목적의 절삭행위를 연동, 실행시켜 통합 각막절삭을 시행한다.

그리고 상기 레이저모듈(40)을 통해 조사된 레이저 빔은 미러(50)를 통해 각막으로 조사되는데, 상기 미러(50)는 레이저의 조사각을 절삭될 부위에 정확히 맞도록 각도를 조절한다.

이때 상기 미러(50)의 동작을 제어하는 장치는 상기 연산수단(20)과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되어, 상기 연산수단(20)에서 인가한 통합각막절삭플랜을 기준으로 레이저의 조사 각을 조절하는 각조절수단(51)이 실행된다.

그 외 레이저모듈(40)에서 각막의 흔들림을 추적하여, 레이저에서 조사되는 빔이 계획한대로 움직이는 타켓을 정확히 맞히도록 유도하는 아이트래커 장치(60)가 시스템으로 추가될 수 있다.

상기와 같은 시스템을 이용하는 본 발명에 따른 형태 및 곡률교정을 위한 통합각막 절삭방법은 다음과 같다.

먼저 a)단계로, 상기한 바와 같이 왜곡된 각막의 형태 및 곡률의 교정을 통합한 각막 절삭시스템을 제공한다.(S100)

또한, 상기 연산수단(20)과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되어, 피절삭이 이루어질 각막의 상태데이터를 수집하는 각막자료수집수단(10)을 포함한다.

그리고 b)단계로, 상기 교정시스템의 각막자료수집수단(10)이 피절삭이 이루어질 각막의 상태데이터를 수집한다.(S200)

이때 상기 각막자료수집수단(10)이 수집하는 각막의 상태데이터는 아래의 [표 2]와 같이 각막 두께분포도, 각막 후면형태도 및 측정된 각막의 곡률오차(저위수차)이다.

각막 두께분포도	각막 후면형태도

상기와 같이 수집된 각막의 상태인 각막 두께분포도, 각막 후면형태도 및 곡률오차(저위수차)는 상기 각막자료수집수단(10)에서 연산수단(20)으로 연결, 송출되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 별도의 인터페이스를 통해 연산수단(20)으로 입력할 수 있다.

다음으로 c)단계는 상기 각막자료수집수단(10)이 수집한 각막상태 데이터를 토대로 상기 교정시스템의 연산수단(20)이 통합각막절삭플랜을 생성한다.(S300)

이때 상기 연산수단(20)은 상기 각막자료수집수단(10)에 의해 수집된 각막 두께분포도, 각막 후면형태도 및 각막의 곡률(저위수차)을 토대로 각막왜곡 교정을 위한 주변부의 부분각막절삭형태 및 위치와 크기를 아래의 표[6]과 같은 방법으로 점대칭 또는 선대칭형태로 각막의 두께 편차를 없앨 수 있도록 결정하며, 부분각막절삭에 따라 발생될 곡률은 아래의 표[8]의 방법으로 계산한 후, 상기 각막자료수집수단(10)이 수집한 종래의 저위수차값에 합산해 곡률오차 교정을 위한 각막절삭 시 형태불량교정을 위한 각막절삭으로 인해 발생하는 곡률 변동을 해소 시킬 수 있는 연동용 저위수차를 산출한 후, 이를 토대로 형태 및 곡률의 교정을 연동시킨 통합각막절삭플랜을 완성할 수 있다.

다음으로 d)단계는 상기 연산수단이 생성한 형태불량교정을 위한 부분각막절삭플랜 및 형태불량 및 곡률오차교정을 결합해 교정하는 통합각막절삭플랜을 토대로 상기 교정시스템의 레이저제어수단이 레이저모듈을 제어하고, 상기 레이저제어수단의 제어에 따라 레이저모듈이 레이저를 각막으로 조사하여, 각막의 형태불량 또는 형태불량과 곡률 오차 교정을 결합해 각막을 교정하는 레이저 시력교정술을 실행한다.(S400)

다음의 [표 4]는 본 발명에 따라 각막의 형태불량을 교정하거나 또는 형태불량 및 곡률 오차를 연동시킨 통합 시력 교정 후, 안압의 방향이 중심부로 집중되며 각막왜곡이 교정되는 각막 형태의 변화를 설명해 준다.

형태 및 곡률 교정 전 각막 형태 (단면)	형태 및 곡률 교정 후 안압에 의한 각막 형태 (단면)
절삭 전 안압이 좌측 얇은 각막부위로 집중되어 후면각막이 전면을 향해 밀어 올리고 있음.	절삭 후, 각막 주변부의 두께 편차가 없어 안압이 고르게 분산되고, 두께가 얇아진 중심부로 안압이 집중되어 각막왜곡이 교정됨.
통합교정을 위한 각막 절삭은 ①형태교정용 절삭→②형태교정에 따라 발생된 곡률상쇄용 절삭→③종래 곡률교정용 절삭 순으로 1세션에 실행.

그리고 절삭의 범위에 맞춰 부분절삭형태를 종래의 난시절삭형인 반원형태를 기본으로 다음의 [표 5]에 나타낸 것 중 선택해 실시한다. 경우에 따라 중복사용도 가능하다.(각막부분절삭을 이후… 절삭 형태를 가장잘 표현한 Semi Cylinder Ablation의 약자인 SCA로 표기한다.) 그리고 [표 5]에 나타낸 바와 같이 레이저를 조사하여 반원 형태로 각막을 부분 절삭하는데, 각막의 상태에 따라 중복사용할 수 있으며 조금더 세밀한 두께 편차를 없애기 위해 난시절삭형태와 절삭량과 절삭형태가 비례되는 1/4원형태를 사용해 각막절삭 시, 곡률변동을 예측해 사용할 수 있다.
[표 5]와 같이 1부분각막 절삭형태를 2부분각막 절삭형태처럼 수직각도로 중첩할 경우 후면각막콘의 이동에 의한 난시발생이 없다.

고안된 부분각막절삭 형태의 종류
1부분각막	2부분각막	3부분각막	4부분각막

또한 아래의 [표 6]과 같이 두꺼운 각막부위의 형태에 따라 주변부를 부분절삭하는 형태 및 방향, 절삭량을 결정한다.

형태교정 시 후면 각막콘의 중심이동 예 (→: 후면각막콘 이동방향 )
1SCA	2SCA	3SCA	4SCA

[표 6]과 같이 모든 각막 부분절삭의 기본 목표는 각막의 상하, 좌우 등 서로 대칭되는 각막의 두께 차를 최대한 줄여, 절삭 후 중심부를 향한 후면각막콘의 이동은 [표 6]과 같이 벡터(VECTOR)의 합성 원리에 의해 결정된다. 안압으로 인한 각막의 형태는 교정 전 이미 중력의 영향이 반영된 상태고, 형태 교정을 위한 각막절삭으로 형태의 변화를 주는 곡률의 크기도 최대 2Diopter 미만으로써 각막 표준 곡률 43Diopter의 4.65％ 미만으로써, 따로 중력의 영향을 별도로 감안해 복잡하게 수식을 전개할 필요는 없다. 각막의 부분절삭형태는 종래의 레이저장치들이 곡률 교정 시, 난시교정에 사용하는 형태와 같은 반원 또는 호환이 가능해 절삭에 따른 곡률변동 예측이 가능한 형태로써 점대칭 또는 선대칭으로 각막의 두께 편차를 없애고 편심된 후면각막콘의 위치를 중심부로 옮기기 위해 부분각막절삭을 실행한다.

세부요령은 주변부 얇은 각막 부위에 형성된 후면 각막콘의 위치를 중심으로 이동시키기 위해 각막의 부분절삭 위치는 0°부터 359°범위 중 후면각막콘의 중심이동을 위해 필요한 방향에 따라 각막 부분절삭 각도를 선택하여 결정하며,

각막절삭을 통해 중심부를 향하는 후면각막콘의 이동은 각막의 절삭된 방향과 양에 비례해 벡터(VECTOR)의 합성 원리에 따라 실행된다.

그리고 상기한 [표 6]의 1부분각막절삭(1SCA)은 종래의 난시 교정 시 [표 7]과 같이 절삭될 두 부분의 각막 두께 차가 클 경우 개선책으로 사용할 수 있는데, 두꺼운 부분만을 절삭하여, 대칭 부위의 각막두께 차를 없애고 각막후면콘을 중심으로 위치시켜 형태를 교정하며 난시도 함께 교정한다.

비교	종래 각막난시 교정 절삭법 양방향 곡률오차 절삭	본 발명에 따른 1방향 통합각막 절삭법 일방향 곡률오차값의 2배 절삭
교정 시
교정 후
결과	얇아진 각막으로 안압에 의한 돌출 발생-곡률이 변하며 시력이 저하됨. 각막 곡면이 일그러져 빛의 경로가 시축과 달라지고 물체가 흐려 보임.	주변부 두께 차 가 줄고 중심부가 얇아져 안압이 중심부에 집중, 후면각막콘이 생기고 전체 곡면은 교정되어 빛의 경로가 시축과 일치, 선명한 시력을 제공.

그리고 [표 6]의 2부분각막절삭(2SCA)은 각막의 두꺼운 부분이 'ㄱ'이나 'ㄴ'자 형태로 나타날 경우 주로 실시하는데, 2방향이 서로 수직으로 접하며, 각 부분 절삭량은 동일하게 절삭해야 교정 후 난시가 발생하지 않는다.

또한 [표 6]의 3부분각막절삭(3SCA)은 각막의 두꺼운 부분이 'ㄷ'자 형태로 나타날 경우 실시하는데, 인접된 부분각막 방향이 서로 수직이며, 중심부의 절삭 비율과 양 옆 주변부의 절삭비율은 2: 1: 1로 정해야 형태교정에 의한 난시가 발생하지 않는다.

더불어 [표 6]의 4부분각막절삭(4SCA.)은 각막의 두꺼운 부분을 도우넛 형태로 절삭할 시 실시하는데, 각막왜곡부위가 중심주변에 위치하며 크기가 작고 각막 확장증의 우려가 보일 경우, 전체 각막을 각각 다른 두께로 한번에 절삭해야 할 경우, 또는 의도적으로 주변부의 부분 곡률 차이를 만들 경우에 실시한다.

본 발명은 상기한 목표를 이루기 위해 아래의 [표 8]과 같이 부분각막절삭 모양을 반원모양의 종래 곡률교정 시 사용하는 (+)난시절삭 형태로 정하고, 단위별 절삭량도 종래의 난시교정절삭 값의 1/2, 종래의 구면수차 1/4로 결정해, 연산을 통해 곡률교정과 쉽게 통합이 가능하도록 만든다.

주변부 1SCA. +1D 는 중심부 Sph. -0.25D 로 상쇄.	주변부 2SCA. +1D 는 주변부 Sph. -0.5D로 상쇄
주변부 3SCA. +1D는 중심부 Sph.-0.75D 로 상쇄.	주변부 4SCA. +1D 는 중심부 Sph. -1.0D로 상쇄.

본 발명의 실시에 따른 실시예를 보이면 다음과 같다.

1부분각막절삭을 통한 난시 교정 및 2부분각막을 통한 형태 교정으로 곡률(저위수차) 교정을 대신하고, 근거리 시력을 증가시키려 의도적으로 구면수차 +0.75D만큼 각막을 절삭한 임상 케이스.

ⅰ)[표 9]는 절삭 전 각막의 상태

교정 대상 눈의 수술 전 저위수차 및 시력 Sph +0.5D, Cyl. +1.0D axis 10°. (S.E. = +1.0D ) 나안시력: 원거리 0.6 근거리 0.1

ORBSCAN 각막 곡률 맵

ⅱ)[표 10]은 종래의 레이저 시력 교정 방법

각막 곡률 교정 플랜. 측정된 저위수차를 그대로 레이저에 입력, 각막 절삭 실행: Sph. +0.5D Cyl. +1.0 axis 10°

곡률 교정용 각막 절삭 시뮬레이션

ⅲ)각막 형태 및 곡률 통합 교정을 위한 절삭방법

먼저 아래의 [표 11]과 같이 피절삭이 이루어질 각막의 상태데이터를 수집한다.

Sph +0.5D Cyl. +1.0D axis 10°
후면 각막 형태	각막두께 분포
교정 전 ORBscan Map

다음으로 절삭 계획을 수립한다.

각막에 10도 축을 대칭으로 양쪽에 +1D의 난시를 갖고 있는 것으로 측정되었으나, 각막의 상부 두께는 605micron, 하부두께는 565micron으로써 차이가 크므로, 각막 상부만 1부분각막절삭을 종래 난시 절삭값의 2배인 +2D만큼 실행하여 두께 차이를 줄이는 동시에 난시를 교정한다.

추가로 각막의 부분절삭을 통해 상부와 코쪽(nasal), 2방향을 각각 +1D만큼 절삭하여 후면각막의 중심이동을 실행하는데, 이때 발생하는 근시성 구면수차는 -0.5D로써, 각막이 원래 갖고 있던 구면수차 +0.5D에 합산시키면 수차는 상쇄된다.

따라서 구면수차는 0D가 되므로 정시를 목표할 경우 따로 곡률교정을 안해도 되는 상태가 되나, 절삭 후 근거리 시력의 증가를 원하는 환자의 뜻에 따라 수술자가 +0.75D원시 절삭을 의도적으로 추가해 레이저로 각막을 절삭하기로 결정한다.

상기한 계획에 따라 1부분각막절삭(1SCA) 및 2부분각막절삭(2SCA)과 의도적으로 교정할 구면수차 값 Sph. +0.75D 를 통합하여 부분각막절삭맵을 생성하면, 아래의 [표 12]와 같다.

10° 축 상부에 1방향 부분각막 절삭으로 난시 +2D절삭.(난시 교정) 부분각막절삭을 상부와 코쪽, 2방향으로 +1D.( 형태 교정) Sph. +0.75D.(곡률 교정)

ⅳ)[표 13]은 절삭 후 결과

Sph. -0.5D, Cyl.-0.5D Axis.180. ( SE =-0.75D) 나안시력 : 원거리0.7, 근거리 0.8
후면 각막 형태	각막 두께 분포
교정 후 ORBscan Map

ⅴ)절삭 결과 분석

절삭 전보다 +1.75D의 원시성 각막 절삭이 이뤄졌음에도 불구하고 전면각막 옵틱존의 중심이탈이 교정되었고, 후면각막콘은 중심부로 집중하여 종래의 고위수차교정은 물론, 절삭 후 안압에 의한 각막형태의 왜곡이 방지됨.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

통합교정 시 형태교정법을 응용하여 두 눈 사이와 하부에 위치한 근거리주시점을 볼 때 필요한 프리즘효과를 각막하부와 바깥쪽(inferior and temporal cornea), 2 방향에 생기도록 곡률을 높이기 위해, 부분 각막절삭을 코쪽과 상부, 2방향을 실행시켜 의도적으로 각막하부와 바깥쪽의 곡률을 높였다.

ⅰ)[표 14]는 절삭 전 상태

교정 대상 눈의 수술 전 저위수차 및 시력 Sph.-2.5D, Cyl. -1.5D Axis. 180°. 나안시력: 원거리 0.1(5m 거리) 근거리 0.9(37cm 거리)

OCULUS TOPOGRAPHY 각막 곡률 맵

ⅱ)[표 15]는 종래 레이저 시력 교정방법

각막 곡률 교정 플랜. 수술 전 측정된 저위수차를 레이저에 입력, 각막 절삭 실행 : Sph.-2.5D, Cyl. -1.5D Axis. 180°

곡률 교정용 각막 절삭 시뮬레이션

ⅲ)발명한 레이저 시력 교정 방법: 각막 형태 및 곡률, 통합 교정 계획

(1)[표 16]과 같이 각막 절삭 플랜 수립에 필요한 자료 확보

a. 저위수차 값 Sph -2.5D, Cyl. -1.5D Axis 180°. b. 후면각막형태 및 각막두께 분포 맵 확보.
후면 각막 형태	각막두께 분포
교정 전 ORBscan Map

(2) 수술 계획 수립.

각막의 형태교정을 위해 근거리 주시점을 보는 안내각을 감안해 의도적으로 부분각막 절삭을 통해 각막상부와 안쪽( nasal), 2방향을 +2D만큼 절삭하였다. 따라서 상쇄할 근시성 구면수차는 -1D로써 수술 전 측정된 저위수차에 합산하여 Sph.-3.5D, Cyl. -1.5D axis. 180. 로 곡률교정을 시행 하고자 한다.

(3)[표 17]은 형태교정 및 곡률 교정이 통합된 각막 교정 플랜.

1. 부분각막절삭을 상부와 코쪽, 2방향으로 +2D 씩 절삭 ( 형태 교정 ) 2. + Sph.-3.5D, Cyl. -1.5D axis. 180. ( 곡률 교정 )

ⅳ)[표 18]은 수술 후 결과

ARK 측정에 의한 저위수차 : Sph. -1.0D 나안 시력 : 원거리 20/20( 5m), 근거리 16/20 ( J1: 37cm)
후면 각막 형태	각막 두께 분포
교정 후 ORBscan Map

ⅴ)결과 분석

[표 19]와 같이 통합교정을 통해 중심부가 가장 얇아져 안압에 의한 각막왜곡이 해소되었고, 형태교정을 응용하여 하부와 바깥쪽(inferior and temporal cornea) 두 방향은 곡률을 높여 두 눈의 하부 및 중간에 위치한 근거리 주시점을 잘 볼 수 있도록 양방향 프리즘 이팩트를 실현하여, 나이 들고 조절력이 약해진 눈의 시력범위를 넓혔다.

각막 곡률 분포 맵 통합교정후 생긴 양방향 프리즘 효과(붉은색)

10: 각막자료수집수단
20: 연산수단
30: 레이저제어수단
40: 레이저모듈
50: 미러
51: 각조절수단
60: 아이트래커 광학부

Claims (11)

1. 각막의 상태에 따른 데이터를 받아, 그 데이터를 기준으로 왜곡된 각막의 교정 및 곡률 오차를 교정하기 위한 통합각막절삭플랜을 생성하는 연산수단과, 상기 연산수단과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되어, 상기 연산수단에서 송출한 통합각막절삭플랜을 토대로 각막의 절삭위치 및 절삭형태에 따른 레이저의 출력세기 및 범위, 양, 시간을 제어하는 레이저제어수단과, 상기 레이저제어수단과 연결되어, 상기 레이저제어수단에서 인가한 제어신호를 기준으로 레이저를 조사하는 레이저모듈을 포함하는 통합각막절삭시스템에 있어서,
   상기 각막의 상태에 따른 데이터는 각막의 곡률오차(저위수차), 각막 두께분포도 및 각막 후면형태도로써, 각막의 형태불량 및 곡률 오차의 교정을 위한 자료로 수집하여 형태불량 및 곡률오차의 교정을 통합해 각막절삭을 실행해 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산수단은
   각막자료수집수단에 의해 수집된 각막의 상태를 토대로 부분각막절삭플랜을 통해 점대칭 또는 선대칭으로 각막의 두께편차를 없애도록 각막을 절삭해 주변부로 편심된 안압집중을 해소하고, 이로 인해 발생되는 곡률변동은 각막중심부를 절삭해 상쇄시키는 동시에, 절삭을 통해 얇아진 중심부로 후면각막콘이 위치하도록 만들어 형태불량을 교정하는 것은 물론, 저위수차 교정을 위한 각막절삭을 실행하도록 만들어 형태불량과 곡률오차를 통합교정하도록 각막절삭플랜을 수립하여 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산수단은
   수집된 각막의 상태를 분석 후 레이저제어수단으로 전달해 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단은
   상기 연산수단과 데이터를 주고받을 수 있도록 연결되어, 상기 연산수단에서 인가한 통합각막절삭플랜에 의해 레이저를 조사하여 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템.
   
5. a)청구항 1에 따른 각막의 형태불량 및 곡률 오차를 통합 교정하는 통합각막절삭시스템을 제공하는 단계;
   b)피절삭이 이루어질 각막의 상태데이터를 수집하는 단계;
   c)수집한 각막의 상태를 토대로 통합각막절삭시스템의 연산수단이 고안된 방법대로 점대칭 또는 선대칭으로 두께편차를 없앨 부분각막절삭플랜을 생성하는 단계;
   d)부분각막절삭플랜을 실행 시, 발생될 곡률을 각막자료수집수단에 의해 기 수집된 저위수차에 결합시켜 연동용 저위수차를 산출하는 단계; 및
   e)부분각막절삭플랜과 산정된 연동용 저위수차를 통합해 통합각막절삭플랜을 생성하는 단계를 포함하는 통합각막절삭플랜 생성방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 b)단계에서 수집되는 상태데이터는
   각막의 상태에 따른 데이터로, 각막의 곡률오차, 각막의 두께 분포도 및 각막의 후면형태도에 대한 정보가 포함되는 통합각막절삭플랜 생성방법.
   
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 d)단계에서 연동용 저위수차를 산출할 시,
   부분각막절삭플랜에 따라 각막을 절삭할 경우 발생되는 곡률 변동을 예측하고, 예측된 곡률 변동값이 이용되는 통합각막절삭플랜 생성방법.
   
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 e)단계에서 부분각막절삭플랜과, 산정된 연동용 저위수차를 통합할 시,
   각막의 주변부와 중심부의 두께 차이로 인하여 형성되는 후면각막콘의 형태 및 후면각막콘이 각막의 중심부로 이동되도록,
   각막의 주변부를 점대칭 또는 선대칭으로 두께 편차를 줄이는 정보와, 상기 각막의 절삭될 방향과 양에 비례한 벡터(VECTOR) 합성 정보를 이용하여, 부분각막절삭플랜과, 산정된 연동용 저위수차를 통합하는 통합각막절삭플랜 생성 방법.
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