KR101644503B1 - 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치에 있어서, 펄스 레이저 방사선의 소스, 레이저 방사선을 스캐닝하기 위한 스캐너 디바이스, 및 제어 프로그램에 기초하여 상기 스캐너 디바이스를 제어하기 위한 제어 컴퓨터를 포함하며, 상기 제어 프로그램은, 컴퓨터에 의해 수행될 때, 각막에, 주변 각막 조직에 힌지를 통해 연결된 각막 플랩(40)을 정의하고 있는 플랩 컷(42, 44), 및 상기 플랩 컷의 형성 동안에 생성되는 가스를 제거하기 위해 상기 플랩 컷과 연결된 하나 이상의 보조 컷을 형성하는 명령을 포함하고, 상기 하나 이상의 보조 컷은, 상기 플랩 컷으로부터 각막의 전방 표면(46)으로 연장된 제1 채널(52), 및 상기 플랩 컷보다 각막 내에 적어도 부분적으로 더 깊이 위치된 리저버(54)를 정의하고 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치를 제공한다.

Description

인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CREATING INCISIONS IN A HUMAN CORNEA}

본 발명은 펄스의 집중된 레이저 방사선을 사용하여 인간의 각막에 절개를 형성하는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 불투명 버블 층(opaque bubble layer)의 생성을 피하면서 인간의 각막에 라식(LASIK) 플랩(flap)을 준비하는 것에 관한 것이다.

인간의 눈의 시각적 결함(예를 들면, 근시, 원시 또는 난시)을 제거하기 위한 자주 사용되는 기술은 라식(Laser in-situ Keratomileusis)라고 지칭된다. 라식은 각막 내의 작은 덮개 디스크가 자유롭게 절단되는 기술이며, 덮개 디스크는 둘러싸는 각막 조직에 힌지를 통해 연결되는 상태로 남아, 덮개 디스크는 각막의 아래의 조직 영역을 노출시키도록 옆으로 접힐 수 있고, UV 레이저 방사선을 사용하여 노출된 조직 영역에 수행되는 제거 프로세스 뒤에 되돌려 접혀질 수 있다. 덮개 디스크는 편리하게 관련 기술에서 플랩으로 지칭된다. 제거 프로세스에 의한 기질 물질의 제거로 인해, 각막의 전방 표면의 변경된 형상은 플랩이 되돌려 접혀진 후에 발생한다. 전방 각막 표면의 변경된 형상은 각막 따라서 눈의 전체 결상 시스템의 여러 가지 다른 굴절 작동을 발생시킨다. 제거 프로파일의 적절한 정의는, 초기 시각적 결함이 적어도 명백히 감소하고, 최대로는 거의 완전히 제거되는 것을 확실하게 한다.
투명 또는 반투명 물질(즉, 레이저 방사선에 대해 투명/반투명) 내에 펄스 레이저 방사선을 사용하여 절개를 생성시키기 위해, 소위 레이저 유도 광학 파열(LIOB)이 물리적 효과로서 공지되어 있다. 파열은 궁극적으로 레이저 방사선의 초점의 영역에서 조사된 조직의 광파열을 발생시킨다. 방사선과 조사된 조직의 상호작용은 초점에서 조직의 국부적 증발을 발생시킨다. 가스는 결과로서 발생할 수 있으며, 가스는-가스가 외부로 멀리 인도되지 않는 정도로- 내부 공동 내에 수집되거나 인접 물질에 의해 흡수된다. 인간의 눈의 라식 치료의 과정에서, 플랩의 형성 동안에 발생하는 가스의 각막 내에 존재는 후속 레이저 제거의 과정에서 문제를 일으킬 수 있다는 것이 알려졌다. 더 구체적으로, 가스는, 본 기술 분야에서 불투명 버블 층으로서 자주 지칭되는 것을 발생시킬 수 있다. 불투명 버블 층의 생성과 관련될 수 있는 문제는, 눈 추적기에 의한 눈의 정밀한 추적이 불투명 버블 층의 존재에 의해 복잡하게 되거나 심지어는 불가능하게 될 수 있다는 것이다. 이러한 점에서, 각막 조직의 제거를 위해 사용되는 레이저 시스템(라식 치료에서와 같음)에, 제거 레이저 치료 동안에 눈 이동을 검출하고, 대응하여 레이저 방사선을 재위치시키기 위해, 눈 추적기가 편리하게 장착되는 것을 이해하여야 한다. 눈 추적기는 통상적으로 하나 이상의 카메라, 및 카메라에 의해 기록되는 이미지를 프로세스하고 눈의 위치의 변화를 검출하기 위한 적절한 이미지 프로세싱 소프트웨어를 포함한다. 이미지 프로세싱 소프트웨어는, 조리개의 특징점, 동공 중심, 각막 정점, 각막 가장자리 들을 포함하지만 그에 제한되지 않는 하나 이상의 특징적 눈의 피처를 평가할 수 있다. 플랩의 준비 중에 발생하여 각막 내에 남아 있는 가스의 축적은 눈 추적기에 의한 그러한 특징적 눈의 면모의 획득을 방해할 수 있다.
WO 2011/88848 A1은, 플랩 절개의 베드 컷(bed cut)과 눈의 전방 표면 사이에서 연장되는 채널을 형성하는 보조 절개에 의해, 라식 치료 동안의 불투명 버블 층 생성을 감소시키기 위한 기술을 기술하고 있다. 채널은, 플랩 절개의 레이저 형성 동안에 생성되는 가스가 외향으로 즉 눈의 외부로 방출될 수 있게 한다.
광파열 프로세스 동안에 가스 생성의 결과로서 각막의 흐릿한 외관의 문제를 해결하기 위한 다른 해결 방안은 US 2003/0212387 A1에서 제안되었다. 상기 문헌은 각막의 기질 조직 내의 포켓의 생성을 기술하는데, 포켓은 작동 가스의 리저버로서 작용한다.

본 발명의 목적은, 플랩의 레이저 형성 동안에 불투명 버블 층 생성의 위험성을 감소시키는, 인간의 각막에 플랩 절개를 형성하기 위한 향상된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치에 있어서, 펄스 레이저 방사선의 소스, 레이저 방사선을 스캐닝하기 위한 스캐너 디바이스, 및 제어 프로그램에 기초하여 상기 스캐너 디바이스를 제어하기 위한 제어 컴퓨터를 포함하며, 상기 제어 프로그램은, 컴퓨터에 의해 수행될 때, 각막에, 주변 각막 조직에 힌지를 통해 연결된 각막 플랩을 정의하고 있는 플랩 컷, 및 상기 플랩 컷의 형성 동안에 생성되는 가스를 제거하기 위해 상기 플랩 컷과 연결된 하나 이상의 보조 컷을 형성하는 명령을 포함하고, 상기 하나 이상의 보조 컷은, 상기 플랩 컷으로부터 각막의 전방 표면으로 연장된 제1 채널, 및 상기 플랩 컷보다 각막 내에 적어도 부분적으로 더 깊이 위치된 리저버를 정의하고 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 리저버는 상기 제1 채널과 연결되어 있다.
일 실시예에서, 상기 플랩 컷과 상기 리저버 및 상기 제1 채널의 연결의 위치는 적어도 부분적으로 중첩되어 있다.
일 실시예에서, 상기 리저버 및 상기 제1 채널은 각각 상기 플랩의 힌지 영역에서 상기 플랩 컷과 연결되어 있다.
일 실시예에서, 상기 리저버는 각막의 상기 전방 표면으로부터 180 μm 이상 및 220 μm 또는 250 μm 이하의 깊이로 연장되어 있다.
일 실시예에서, 상기 리저버는 시간적으로 상기 제1 채널의 전에 형성된다.
일 실시예에서, 상기 리저버는, 상기 제1 채널을 연장하는 채널 형상부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 채널 형상부 및 상기 제1 채널은, 적어도 상기 채널 형상부가 상기 제1 채널과 연결된 영역에서 동일한 채널 폭을 가지고 있다.
일 실시예에서, 상기 리저버는, 상기 제1 채널을 상기 제1 채널에 대해 직선을 따라 연장시키는 부분을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 리저버는, 상기 제1 채널을 상기 제1 채널에 대해 소정 각도로 연장시키는 부분을 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 부분은 상기 제1 채널에 대해 각막의 상기 전방 표면을 향해 경사져 있거나, 각막의 상기 전방 표면으로부터 멀어지는 방향으로 경사져 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 채널 및 상기 리저버는 상호 연결되어 있지 않다.
일 실시예에서, 상기 리저버는, 고리 모양으로 연장된 부분의 내부 둘레 에지를 따라 상기 플랩 컷과 연결된 상기 고리 모양으로 연장된 상기 부분을 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 고리 모양으로 연장된 상기 부분은, 상기 플랩 컷을 전체적으로 둘러싸는 완전한 고리로서 형성되어 있거나, 부분적 고리로서 형성되어 있다.
일 실시예에서, 상기 리저버는 복수의 섹션을 포함하며, 상기 복수의 섹션 중 상호 인접한 섹션은 굴곡부에서 서로 연결되어 있다.
일 실시예에서, 상기 플랩 컷은, 상기 플랩을 위한 기질 베드를 정의하는 베드 절개, 및 상기 베드 절개로부터 각막의 상기 전방 표면을 향해 연장된 측 방향 절개를 포함하며, 상기 제1 채널 및 상기 리저버는 상기 베드 절개의 둘레부에서 상기 베드 절개와 연결되어 있다.
본 발명은 또한, 인간의 각막에 절개를 형성하는 방법에 있어서, 펄스 레이저 방사선을 인간의 각막으로 향하게 하는 단계, 및 각막에, 주변 각막 조직에 힌지를 통해 연결되는 각막 플랩을 정의하는 플랩 컷, 및 상기 플랩 컷의 형성 동안에 생성되는 가스를 제거하기 위해 상기 플랩 컷과 연결되는 하나 이상의 보조 컷을 형성하기 위해 각막을 상기 레이저 방사선으로 광파열시키는 단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 보조 컷은, 상기 플랩 컷으로부터 각막의 전방 표면으로 연장되는 제1 채널, 및 상기 플랩 컷보다 각막 내에 적어도 부분적으로 더 깊이 위치되는 리저버를 정의하는, 인간의 각막에 절개를 형성하는 방법을 제공한다.
특정 실시예에서, 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체는, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 초단 펄스를 가진 펄스 레이저 방사선의 초점을 제어하도록 구성된 굴절 교정용 컴퓨터 코드를 기억한다. 컴퓨터 코드는, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 주변 각막 조직에 힌지를 통해 연결되는 각막 플랩을 정의하는 플랩 컷, 및 상기 플랩 컷의 형성 동안에 생성되는 가스를 제거하기 위해 상기 플랩 컷과 연결되는 하나 이상의 보조 컷을 형성하도록 구성되며, 상기 하나 이상의 보조 컷은, 상기 플랩 컷으로부터 각막의 전방 표면으로 연장되는 제1 채널, 및 상기 플랩 컷보다 각막 내에 적어도 부분적으로 더 깊이 위치되는 리저버를 정의한다.
이제 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 예로서 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 인간의 각막에 플랩 절개를 형성하기 의한 장치의 일예를 도시한다.
도 2는 예시적 각막 절개 패턴의 단면도(x-z 평면을 따라 취함)를 도시한다.
도 3은 도 2의 각막 절개 패턴의 평면도(z-방향을 따라 봄)를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 각막 절개 패턴의 다른 예의 단면도를 도시한다.
도 7은 도 6의 예시적 각막 절개 패턴의 평면도를 도시한다.
도 8 및 도 9는 각막 절개 패턴의 다른 예의 단면도를 도시한다.
도 10 내지 도 13은 각막 절개 패턴의 다른 예의 평면도를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 인간의 눈의 라식을 위한 방법의 예를 도시한다.

이제 도면을 참조하면, 기술된 장치 및 방법의 실시예가 상세히 도시되어 있다. 다음의 설명은 본 발명의 전체를 나타내거나, 첨부된 청구범위를 도면에 도시되고 상세한 설명 기술되는 특정 실시예로 제한하고자 하는 것이 결코 아니다. 도면은 가능한 실시예를 나타내지만 반드시 축적도에 맞는 것은 아니며, 어떤 특징들은 실시예를 더 양호하게 도시하기 위해 단순화, 과장, 제거 또는 부분적으로 단면화될 수 있다. 또한, 특정 도면은 개략적 형태일 수 있다.
도 1은 각막 플랩을 형성하기 위해 구성되는 장치(10)의 예시적 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 장치(10)는 레이저 장치 및 제어 컴퓨터를 포함한다. 레이저 장치는 초단(ultrashort) 펄스 레이저 방사선을 사용하여 인간의 눈의 각막에 플랩을 형성할 수 있다. 여기에 사용되듯이, 초단이라는 것은 나노초, 피코초, 펨토초, 또는 아토초 내의 펄스 기간을 뜻하도록 의도된다. 레이저 장치는 라식 치료의 일부로서 플랩을 형성할 수 있으며, 플랩은 기질 조직의 제거에 의한 굴절 교정 프로파일에 따른 각막의 전방 표면을 재성형한다.
레이저 장치는, 플랩이 형성될 때, 불투명 버블층의 생성을 피하기 위해 통기 채널 및 리저버를 형성하기 위해 펄스 레이저 방사선을 각막 내의에 소정 통로를 따라 향하게 하는 제어 가능한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 제어 컴퓨터는 제어 가능 컴포넌트에 대해 통기 채널, 리저버, 및 각막 플랩을 정의하는 플랩 절개를 형성하라고 명령한다. 특정 실시예에서, 플랩 절개는 플랩을 위한 기질 베드를 정의하는 베드 컷, 및 플랩의 측부를 형성하기 위한 측방향 컷을 포함할 수 있다. 통기 채널은 플랩 절개의 형성 동안에 생성되는 가스가 눈의 외부로 멀리 인도되어 나가도록 할 수 있다. 특정 실시예에서, 통기 채널은 플랩 절개의 베드 컷과 연결된다. 리저버는 각막 조직 내로 적어도 부분적으로 플랩 절개보다 깊이 연장된다. 플랩 절개의 형성 동안에 생성되는 가스는 리저버 내에 축적되고, 후에 둘러싸는 각막 조직에 의해 흡수될 수 있다.
도 1의 도시된 예에서, 장치(10)는 인간의 눈(12)에 레이저 수술을 수행한다. 장치(10)는 도시된 바와 같이 결합될 수 있는 레이저 장치(14), 환자 어댑터(16), 제어 컴퓨터(18), 및 메모리(20)를 포함한다. 레이저 장치(14)는 도시된 바와 같이 결합될 수 있는 레이저 소스(22), 스캐너(24), 하나 이상의 광학 거울(26), 및 초점 대물렌즈(28)를 포함한다. 환자 어댑터(26)는 도시된 바와 같이 결합될 수 있는 접촉 부재(30) 및 지지 슬리브(32)를 포함한다. 메모리(20)는 제어 프로그램(34)을 기억한다.
레이저 소스(22)는 초단 펄스를 가진 레이저 빔(36)을 생성한다. 레이저 빔(36)의 초점은 눈(12)의 각막과 같은 조직에 레이저 유도 광학 파열(LIOB)을 형성할 수 있다. 레이저 빔(36)은 각막 셀 층에 정밀한 절개를 가능하게 하기 위해 정밀하게 초점이 맞추어질 수 있고, 그것은 다른 조직의 불필요한 파괴를 감소시키거나 피할 수 있다.
레이저 빔(36)은 300 내지 1900 나노미터(nm)의 범위의 파장, 예를 들면 300 내지 650, 650 내지 1050, 1050 내지 1250 또는 1100 내지 1900 nm의 범위의 파장과 같은 임의의 적절한 파장을 가질 수 있다. 레이저 빔(36)은 또한 비교적 작은 초점 체적, 예를 들면 5 마이크로미터 이하의 직경을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 레이저 빔(36)을 위한 레이저 소스(22) 및/또는 공급 채널(도면에 도시되지 않음)은 진공 또는 거의 진공 상태에 있을 수 있다.
스캐너(24), 광학 거울(26), 및 초점 대물렌즈(28)는 레이저 빔(36)의 빔 경로 내에 있다. 스캐너(24)는 레이저 빔(36)의 초점을 횡 방향 및 길이 방향으로 제어하도록 구성된다. "횡 방향"은 레이저 빔(36)의 전파의 방향에 대해 직각인 방향을 지칭하며, "길이 방향"은 빔 전파의 방향을 지칭한다. 횡 방향 평면은 x-y 평면으로 표시되고, 길이 방향은 z-방향으로 표시될 수 있다.
스캐너(24)는 임의의 적절한 방식으로 레이저 빔(36)을 횡 방향으로 향하게 할 수 있다. 예를 들면, 스캐너(24)는 상호 직각인 축에 관해 경사질 수 있는 한 쌍의 검류계에 의해 작동되는 스캐너 거울을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 스캐너(24)는 레이저 빔(36)을 전기 광학적으로 조정할 수 있는 전기 광학 크리스털을 포함할 수 있다. 스캐너(24)는 레이저 빔(36)을 임의의 적절한 방식으로 길이 방향으로 향하게 할 수 있다. 예를 들면, 스캐너(24)는 길이 방향으로 조절 가능한 렌즈, 가변 굴절률의 렌즈, 또는 빔 초점의 z-위치를 제어할 수 있는 변형 가능 거울을 포함할 수 있다. 스캐너(24)의 초점 제어 컴포넌트는 예를 들면 동일하거나 다른 모듈식 유닛 내에서 빔 경로를 따라 임의의 적절한 방식으로 배치될 수 있다.
하나 이상의 광학 거울(26)은 레이저 빔(36)을 초점 대물렌즈(28)를 향하게 한다. 예를 들면, 광학 거울(26)은 이동 불가 편향 거울일 수 있다. 대안으로서, 레이저 빔(36)을 굴절 및/또는 회절시키는 광학 부재는 광학 거울(26) 대신에 또는 그에 더하여 구비될 수 있다.
초점 대물렌즈(28)는 레이저 빔(36)을 눈(12)에 집중시키고, 더 구체적으로는 눈(12)의 각막에 집중시킨다. 초점 대물렌즈(28)는 환자 어댑터(16)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 초점 대물렌즈(28)는 f-세타(theta) 대물렌즈와 같은 임의의 적절한 광학적 장치일 수 있다.
환자 어댑터(16)는 눈(12)의 각막과 간섭한다. 슬리브(32)는 초점 대물렌즈(28)에 결합되고, 접촉 부재(30)를 유지한다. 접촉 부재(30)는 투명하거나 레이저 방사선을 투과시키며, 각막과 간섭하거나 각막의 일부의 레벨을 맞출 수 있는 접촉면(38)을 가진다. 특정 실시예에서, 접촉면(38)은 평면이고, 각막에 평면 영역을 형성한다. 접촉면(38)은 x-y 평면상에 있을 수 있어, 평면 영역은 또한 x-y 평면상에 있다. 다른 실시예에서, 접촉면은 평면일 필요는 없고, 예를 들면 볼록 또는 오목일 수 있다.
제어 컴퓨터(18)는 제어 프로그램(34)에 따라 제어 가능 컴포넌트, 예를 들면 레이저 소스(22), 스캐너(24), 및 옵션으로서 하나 이상의 거울(26)을 제어한다. 제어 프로그램(34)은 영역의 적어도 일부를 광파열시키기 위해 각막의 영역에서 펄스 레이저 방사선을 집중시키도록 제어 가능 컴포넌트에 명령하는 컴퓨터 코드를 포함한다.
작동의 어떤 예에서, 스캐너(24)는 레이저 빔(36)의 방향을 임의의 적절한 형상의 절개를 형성하도록 향하게 할 수 있다. 절개의 형태의 예는 베드 절개 및 측 방향 절개를 포함한다. 베드 절개는 통상적으로 x-y 평면상에 있는 2차원 절개이다(각막이 접촉 부재(30)의 접촉면(38)에 대해 맞닿음을 통해 평평하게 되는 상태에 있음). 스캐너(24)는 레이저 빔(36)을 일정한 z-값에서 접촉면(38) 아래에 집중시키고, 초점을 x-y 평면 내의 패턴으로 이동시킴으로써 베드 절개를 형성할 수 있다. 측 방향 절개(또는 "측부 컷")는 전방 각막 표면 아래로부터(베드 절개로부터와 같음) 표면으로 연장되는 절개이다. 스캐너(24)는 레이저 빔(36)의 초점의 z-값을 변화시키고 옵션으로 x 및/또는 y값을 변화시킴으로써 측 방향 절개를 형성할 수 있다.
각막의 임의의 적절한 부분은 광파열될 수 있다. 각막층의 임의의 하나 이상이 광파열을 위해 선택될 수 있다. 또한, 셀 층의 일부는 z-방향으로 광파열될 수 있지만, 셀 층의 일부는 각막 상에 남을 수 있다. 또한, x-y 평면에서 특정 영역(또는 "목표 구역")은 광파열을 위해 선택될 수 있다. 예를 들면, 베드 절개를 형성하는 목표 구역은 광파열될 수 있다.
장치(10)는 임의의 적절한 방식으로 각막층을 광파열시킬 수 있다. 특정 실시예에서, 제어 컴퓨터(18)는 레이저 장치(14)에게 레이저 빔(36)을 접촉면(38) 아래에서 일정한 z-값에 집중시키고, 실질적으로 목표 구역을 포함하는 x-y 평면 내의 패턴에서 이동시키라고 명령할 수 있다. 임의의 적절한 패턴이 사용될 수 있다. 예를 들면, 직선 사행선(rectilinear meander lines)을 가진 사행 패턴에 따라, 스캔 경로는 일정한 y-값을 가지며 +x 방향으로 이동한다. 스캔 경로가 목표 구역의 경계의 지점에 도달할 때, 경로는 앞의 y-값으로부터 소정 거리에 있는 다음의 y-값으로 이동하고, 경계의 다른 지점에 도달할 때까지 -x 방향으로 이동한다. 스캔 경로는 전체 목표 구역이 스캐닝될 때까지 계속된다. 다른 예로서, 나선형 패턴에 따라, 스캔 경로는 목표 구역의 중심 또는 그 근처에서 시작하며, 경로가 목표 구역의 경계에 도달할 때까지 나선형 패턴으로 이동하고 또는 그 역으로 이동한다. 또 다른 예로서, 복수의 동심원이 레이저 빔(36)을 위한 스캔 경로를 정의하기 위해 사용될 수 있다.
레이저 빔(36)이 스캔 경로를 따라 이동할 때, 레이저 방사선 펄스는 눈(12)의 각막 조직에 미세 파열을 형성한다. 어떤 상황에서, 스캔 경로 패턴은 목표 구역에 걸쳐 불균일한 분포의 미세 파열을 발생시킬 수 있다. 이들 경우에, 레이저 빔(36)은 분포를 더 균일하게 하기 위해 수정될 수 있다. 예를 들면, 어떤 펄스는 차단되거나 펄스 에너지가 특정 영역에서 펄스의 수 또는 영향을 감소시키도록 감소될 수 있다.
도 2 및 도 3은 눈(12)에 라식 수술을 수행하기 위해 유용할 수 있는 각막 플랩을 형성하는 제1 예를 도시하고 있다. 플랩은 40으로 표시되고, 베드 절개(42) 및 측 방향 절개(44)에 의해 형성된다. 도 2에 도시된 상황에서, 각막은 환자 어댑터(16)의 접촉면(38)에 대한 맞댐에 의해 평평하게 된다. 각막의 전방 표면은 46으로 표시되고 도 2에서 레벨링된 상태로 도시되어 있다. 각막이 접촉면(38)에 대한 맞대기의 결과로서 레벨링되는 레벨링 영역은 원형이거나 원형으로부터 벗어난 형상일 수 있다.
베드 절개(42) 및 측 방향 절개(44)는 함께, 둘러싸는 각막 조직으로부터 플랩(40)을 분리시키는 플랩 절개를 형성한다. 도 2에 도시된 레벨링된 상태에서, 베드 절개(42)는 평면의 2차원 절개이고, x-y 평면에 있다. 베드 절개(42)는 플랩(40)의 필요한 두께에 대응하는 각막의 깊이로 형성된다. 플랩(40)의 두께는 60 μm 내지 150 μm의 범위의 임의의 적절한 값, 예를 들면 60 μm, 80 μm, 100 μm, 120 μm 또는 150 μm를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 베드 절개(42)는 각막의 기질 조직에 형성된다. 도 2의 도시된 예에서, 베드 절개(42)는, 각막의 보우만의 층(Bowman's layer) 아래에 있는 기질 컷이다. 도 2의 점선(48)은 보우만의 층을 나타낸다.
베드 절개(42)는 플랩(40)의 필요한 형상에 따라 임의의 적절한 형상의 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들면, 베드 절개(42)는 도 3에 도시되었듯이 원형 윤곽을 가질 수 있다. 도 3에서, 베드 절개(42)는 불완전한 원형 영역에 걸쳐 연장되어, 원의 세그먼트에 의해 짧게 되고 원호로 종료된다. 다른 실시예에서, 베드 절개(42)는 완전한 원형 영역에 걸쳐 연장되거나, 비원형 윤곽 예를 들면 타원형 윤곽을 가질 수 있다.
측 방향 절개(44)는 베드 절개(42)의 부분적 둘레를 따라 연장되고, 베드 절개(42)로부터 전방 각막 표면(46)으로 연장된다. 측 방향 절개(44)는 또한 각막의 레벨링된 상태로 형성되며, 즉 눈(12)은 접촉면(38)에 기댄다. 도 2에 도시된 예에서, 측 방향 절개(44)는 베드 절개(42)에 대해 직각으로 각막의 전방 표면(46)을 향해 연장된다. 다른 실시예에서, 측 방향 절개(44)는 베드 절개(42)로부터 전방 표면(46)을 향해 경사져 내향 또는 외향으로 연장될 수 있다.
측 방향 절개(44)에 의해 둘러싸이지 않는 베드 절개(42)의 둘레의 일부에서, 플랩(40)은 둘러싸는 각막 조직에 여전히 연결된다. 플랩(40)과 둘러싸는 각막 조직 사이의 전이 영역은, 제거 레이저 치료를 위해 하부 조직을 노출시키기 위해 플랩(40)이 멀리 접힐 수 있게 하는 힌지를 형성한다. 힌지 라인은, 적어도 근사화를 충분히 하면, 사각형이고, 도 2 및 도 3에서 50으로 표시된다.
펄스 레이저 방사선을 사용하여 인간의 각막 조직을 광파열 치료하면, 조직의 증발의 결과로서 가스가 생성될 수 있다. 레이저 방사선의 방사 변수의 적절한 선택에 의해, 생성되는 가스의 양은 감소될 수 있다. 그러나, 어떤 경우에는 가스의 생성은 완전히 피할 수 없다는 것이 알려졌다. 생성된 가스의 일부가 둘러싸인 조직에 의해 흡수될 수 있지만, 본 발명자는 자주 모든 가스가 흡수되지 않는 것을 관찰하였다. 흡수되지 않은 상태로 남는 가스는 불투명 버블 층을 발생시킬 수 있으며, 그것은 눈의 추후의 제거 레이저 치료 동안에 눈-추적기의 추적 정밀도를 저하시킬 수 있다. 어떤 상황에서, 불투명 버블 층은 심지어는 눈의 추적을 불가능하게 만들 수도 있다. 그러한 상황에서, 의사는 적절한 기구에 의해 수동으로 불투명 버블 층을 각막 조직으로부터 강제로 꺼내거나, 불투명 버블 층이 자연히 사라지기를 기다려야 할 수밖에 없을 수 있다.
불투명 버블 층 생성의 위험성을 감소시키기 위해, 도 2 및 도 3의 예시적 실시예에 따른 절개 패턴은, 플랩 절개에 더하여, 통기 채널(52) 및 리저버(54)를 정의하는 보조 절개 패턴을 포함한다. 통기 채널(52)은 베드 절개(42)의 생성 동안에 생성된 가스가 눈(12)의 외부로 방출될 수 있게 한다. 통기 채널(52)은 그 둘레에서 베드 절개(42)에 연결된다. 도 2 및 도 3의 도시된 예에서, 베드 절개(42)와 통기 채널(52)의 연결은 힌지 라인(50)의 영역에 있다. 다른 실시예에서, 통기 채널(52)은 베드 절개(42)의 둘레의 다른 부분에서 베드 절개(42)와 연결될 수 있다.
통기 채널(52)은 임의의 적절한 사이즈 및 형상을 가질 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 통기 채널(52)은, 단부로부터 단부까지 동일한 폭(w₁)을 가진다. 다른 예에서, 통기 채널(52)은 베드 절개(42)를 향해 좁은 폭 및 통기 채널(52)의 반대 단부를 향해 넓은 폭을 가지거나, 그 역일 수 있다. 통기 채널(52)은, 베드 절개(42)로부터 눈의 외부를 향해 가스가 멀리 인도될 수 있게 하는 가스 방출 경로를 설정하기 위해, 베드 절개(42)로부터 각막의 전방 표면(46)으로 연장된다. 베드 절개(42)로부터 전방 각막 표면(46)으로의 통기 채널의 연장을 따라 임의의 위치에서 통기 채널(52)의 폭은 1 내지 5 mm, 또는 1.5 내지 4 mm, 또는 2 내지 3.5 mm의 범위의 값과 같은 임의의 적절한 값을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 레벨링된 상태에서, 통기 채널은 x-y 평면에 대해 직각인 단면에서 볼 때 베드 절개(42)로부터 전방 각막 표면(46)으로 선형으로 연장된다. 다른 예에서, 통기 채널은 베드 절개(42)로부터 전방 각막 표면(46)으로 다른 방식으로 예를 들면 구부러진 방식으로 연장될 수 있다.
통기 채널(52)이 눈(12)의 외부에 통기 통로를 설정하는 동안에, 리저버(54)는 그 전체가 전방 각막 표면(46) 아래에 있다. 리저버(54)의 적어도 일부는 베드 절개(42)보다 각막 내에서 더 깊이 위치된다. 특정 실시예에서, 전체 리저버(54)가는 베드 절개(42)보다 각막 내에서 더 깊이 위치된다.
리저버(54)는 그 둘레에서 베드 절개(42)와 연결된다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 베드 절개(42)와 리저버(54)의 연결은 베드 절개(42)의 둘레의 동일한 영역에 있고, 통기 채널(52)은 베드 절개(42)와 연결된다. 다시 말해서, 통기 채널(52) 및 리저버(54)는 베드 절개(42)와 연결의 중첩 영역을 가져, 리저버(54) 내에 수집된 가스는, 둘러싸는 각막 조직에서의 흡수 또는 외부로의 통기 채널(52)을 통해 리저버(54)로부터 제거될 수 있다. 다른 예에서, 베드 절개(42)와 통기 채널(52) 및 리저버(54)의 연결은 베드 절개(42)의 둘레의 중첩하는 부분이 없게 다르게 설정될 수 있어, 통기 채널(52)과 리저버(54)의 직접적 연결은 존재하지 않는다.
본 발명자에 의해, 통기 채널(52)과 리저버(54)의 결합은 플랩(40) 및/또는 플랩(40) 아래의 기질 베드 내의 불투명 버블 층 생성의 위험성을 실질적으로 감소시키기에 효율적이라는 것이 알려졌다. 통기 채널(52)이 생성된 가스의 대부분을 베드 절개(42)로부터 외부를 향해 멀리 인도하기 위한 굴뚝처럼 보일 수 있으며, 리저버(54)는 통기 채널(52)을 과부하로부터 릴리스하고 베드 절개(42)로부터 가스를 제거하기 위한 추가 수단을 제공하는 작용을 할 수 있다. 또한, 통기 채널(52)의 통기 기능이 제한되거나 억제되면(예를 들면, 해부학적 이유로 통기 채널(52)의 폐쇄에 의하는 등), 리저버(54)는 베드 절개(42)의 형성 동안에 생성되는 가스를 수집하기 위한 백업 공간을 제공한다.
특정 실시예에서, 리저버(54)는 전방 각막 표면(46)으로부터 150 μm 이상, 및 250 μm 또는 300 μm 이하의 깊이까지 연장된다. 예를 들면, 리저버(54)는 전방 각막 표면(46)으로부터 150 내지 170 μm, 170 내지 190 μm, 및 190 내지 210 μm, 210 내지 230 μm, 230 내지 250 μm, 또는 250 내지 300 μm의 최대 깊이까지 연장된다. 도 2의 깊이(d₁)는 리저버(54)의 최대 깊이를 나타낸다. 또한, 도 2의 깊이(d₂)는 베드 절개(42)의 깊이(플랩(40)의 두께에 대응함)를 나타낸다. 두께(d₂)는 임의의 적절한 값을 가질 수 있다. d₂를 위한 예시적 값은 90과 200 μm 사이에 있다.
바람직하게, 리저버(54)는, 가스가 리저버(54) 및 혈관 및/또는 슐렘 채널(Schlemm's channel)과 같은 구조를 통해 눈(12)의 전방 챔버로 분산되는 것을 피하기 위해, 250 μm(전방 각막 표면(46)으로부터 측정됨)보다 깊이 연장되지 않는다.
도 2에 도시된 실시예에서, 리저버(54)는 베드 절개(42)의 둘레로부터 베드 절개(42) 아래에서 각도(α)(알파)로 연장된다. 각도(α)(x-y 평면에 대해 측정됨)는 임의의 적절한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 각도(α)의 값은, 탄젠트 α(알파의 탄젠트)가 0.15 내지 0.3, 0.17 내지 0.27, 또는 0.2 내지 0.24의 범위의 임의의 값을 가지도록, 선택될 수 있다.
도 2 및 도 3의 예시적 실시예에서, 리저버(54)는 폭(w₂)을 가진 채널로서 형성된다. 폭(w₂)은, 폭(w₁)의 값보다 큰 값을 나타내는 임의의 범위의 값과 같은 임의의 적절한 값을 가질 수 있다. 도 3의 예에서, 채널 형상의 리저버(54)는 단부로부터 단부까지 동일한 폭(w₂)을 가진다.
도 2에 도시된 예시적 실시예에서, 리저버(54)는 통기 채널(52)을 직선을 따라 연장시킨다. 다시 말해서, 통기 채널(52)은 x-y 평면에 대해 리저버(54)와 동일한 각도(α)로 연장된다. 통기 채널(52) 및 리저버(54)는 도 2의 도시된 실시예에서 각막의 레벨링된 상태에서 180도의 각도를 포함한다.
채널 형상의 리저버(54)를 구성하는 다른 실시예는 도 4 및 도 5에 도시되어 있으며, 통기 채널(52) 및 리저버(54)는 180도와 다른 각도를 포함한다. 도 4에서, 리저버(54)는 통기 채널(52)에 대해 x-y 평면을 향해 경사진다. 도 5에서, 리저버(54)는 통기 채널(52)에 대해 x-y 평면으로부터 멀어지는 방향으로 경사진다. 다른 실시예에서, 리저버(54)는 각막의 레벨링된 상태에서 x-y 평면에 대해 직각으로 향할 수 있다. 그러한 실시예에서, 각도(α)의 값은 90도일 것이다.
특정 실시예에서, 리저버(54)는 여러 가지 형상 및/또는 여러 가지 방향의 복수의 섹션을 포함한다. 그러한 실시예에서, 리저버(54)는 2개의 인접 섹션의 상호 연결에서 굽힘부를 가질 수 있다. 리저버(54)는 임의의 수의 섹션 예를 들면 2개, 3개 또는 4개의 섹션을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 예시적 실시예에서, 리저버(54)는 제1 섹션(56) 및 제2 섹션(58)을 포함한다. 제1 섹션(56)은 베드 절개(42)의 둘레로부터 연장되며, 직선 평평한 채널로서 형성된다. 제2 섹션(58)은 제1 섹션(56)으로부터 연장되며, 원형 영역의 일부에 걸쳐 연장되는 포켓으로서 형성된다. 도 7의 도시된 예에서, 제2 섹션(58)은 대략 반원 영역에 걸쳐 연장되고, 원의 직경은 채널 형상의 제1 섹션(56)의 폭(w₂)보다 크다. 다른 실시예에서, 제2 섹션(58)은 채널 형상을 가질 수 있고, 제1 섹션(56)의 폭(w₂)과 동일하거나 폭(w₂)과 다른 채널 폭을 가질 수 있다. 일반적으로, 임의의 적절한 형상이 제2 섹션(58)을 위해 선택될 수 있다.
제2 섹션(58)은 도 6에서 x-y 평면에 대해 평행하게 향하는 것으로 도시되어 있으며, 베드 절개(42)의 둘레로부터 이격되는 제1 섹션(56)의 단부에 연결된다. 제2 섹션(58)은 제1 섹션(56)과의 연결로부터 외향으로 즉 플랩(40)으로부터 멀리 연장된다.
도 8에서, 리저버(54)는 제1 섹션(60), 제2 섹션(62), 및 제3 섹션(64)을 포함한다. 제1 섹션(60)은 x-y 평면에 대해 직각으로 베드 절개(42)의 둘레로부터 각막 내에서 더 깊이 연장된다. 제2 섹션(62)은 제1 섹션(60)을 연장시키고, x-y 평면상에 있다. 제3 섹션(64)은 제2 섹션(62)으로부터 제2 섹션(62)에 대해 직각으로 연장되고, 각막의 전방 표면(46)을 향해 상향 연장된다. 임의의 적절한 형상이 섹션(60, 62, 64) 각각을 위해 선택될 수 있다.
도 9에서, 리저버(54)는 베드 절개(42)의 둘레로부터 외향으로 경사져 연장된다.
도 10, 도 11, 및 도 12는, 통기 채널(52) 및 리저버(54)가 직접적 상호연결 없이 베드 절개(42)의 여러 가지 다른 영역에서 베드 절개(42)와 연결되는 실시예를 도시하고 있다. 리저버(54)는, 내부 원주에서 베드 절개(42)와 연결되는 부분 환형 포켓으로서 형성된다. 도 10에서, 리저버(54)는 z 방향에서 볼 때 통기 채널(52)과 중첩되며, 도 11에서는 z 방향에서 리저버(54)와 통기 채널(52) 사이에 중첩이 존재하지 않는다. 도 12에서, 리저버(54)는 힌지의 영역(힌지 라인(50)에 의해 표시된 바와 같음)을 제외하고 베드 절개(42)의 전체 둘레에 걸쳐 연장된다.
도 13은, 리저버(54)가 베드 절개(42)의 전체 둘레(힌지 라인(50)을 포함함)에 걸쳐 연장되는 예시적 실시예를 도시하고 있다.
여기에 설명된 모든 실시예에서, 리저버(54)는 통기 채널(52)이 형성되기 전에 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 리저버(54)는 베드 절개(42)로부터 가장 먼 단부에서 시작하여 베드 절개(42)에 인접하여 위치되는 단부를 향해 연속하여 형성된다. 다른 실시예에서, 리저버(54)는 베드 절개(42)에 가장 가까운 단부에서 시작하여 베드 절개(42)로부터 가장 먼 단부를 향해 연속하여 형성되거나, 그 역으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 리저버(54)는 시간적으로 통기 채널(52) 후에 형성될 수 있다.
도 14는, 라식 수술에서와 같이, 눈(12)의 굴절 레이저 치료를 수행하기 위한 방법의 예를 도시하고 있다. 상기 방법은 도 1의 장치(10)에 의해 수행될 수 있다.
상기 방법은 단계 200에서 시작되며, 리저버(54)가 형성된다. 리저버(54)는 레이저 치료의 후속 단계 동안에 생성되는 가스를 수용할 수 있다. 통기 채널(52)은 단계 210에서 형성된다. 통기 채널(52)은 가스가 눈(12)의 외부로 제거될 수 있게 한다. 단계 200과 단계 210의 시간적 순서는 특정 실시예에서는 역전될 수 있다. 베드 절개(42)는 단계 220에서 형성된다. 베드 절개(42)의 형성 동안에 생성되는 가스는, 베드 절개(42) 아래에 놓이거나 위에 놓이는 각막 물질 내의 불투명 버블 층의 생성을 피하기 위해, 리저버(54) 및 통기 채널(52) 내로 분산될 수 있다. 측 방향 절개(44)는 단계 230에서 형성된다. 측 방향 절개(44) 및 베드 절개(42)는 함께 각막 플랩(40)을 정의한다.
그 후에 플랩(40)은 각막 조직의 영역을 노출시키기 위해 단계 240에서 접어 젖힌다. 노출된 영역은, UV 레이저 방사선을 사용하는 사전 정의된 제거 프로파일에 따라 단계 250에서 제거된다. 제거 레이저 치료의 종료 후에, 플랩(40)은 단계 260에서 제거된 조직 위에 다시 되돌려진다.

Claims (36)

1. 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치에 있어서,
   펄스 레이저 방사선의 소스(22);
   상기 레이저 방사선을 스캐닝하기 위한 스캐너 디바이스(24); 및
   제어 프로그램(34)에 기초하여 상기 스캐너 디바이스를 제어하기 위한 제어 컴퓨터(18)를 포함하며,
   상기 제어 프로그램은, 컴퓨터에 의해 수행될 때, 상기 각막에,
   주변 각막 조직에 힌지를 통해 연결된 각막 플랩(40)을 정의하고 있는 플랩 컷(42, 44)과 상기 플랩 컷의 형성 동안에 생성되는 가스를 제거하기 위해 상기 플랩 컷과 연결된 하나 이상의 보조 컷들을 형성하는 명령들을 포함하고,
   상기 하나 이상의 보조 컷들은 상기 플랩 컷으로부터 상기 각막의 전방 표면(46)으로 연장하는 제1 채널(52) 및 리저버(54)를 정의하고, 상기 리저버(54)의 전체 또는 일부는 상기 플랩 컷보다 상기 각막 내에 더 깊이 위치되고, 상기 리저버(54)는 상기 제1 채널(52)에 대해 상기 각막의 상기 전방 표면(46)을 향해 경사져 있는,
   인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 리저버(54)는 상기 제1 채널(52)과 연결되어 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 플랩 컷(42, 44)과 상기 리저버(54) 및 상기 제1 채널의 연결의 위치들의 전체 또는 일부는 중첩되어 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 리저버(54) 및 상기 제1 채널(52)은 각각 상기 플랩(40)의 힌지 영역에서 상기 플랩 컷(42, 44)과 연결되어 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 리저버(54)는 상기 각막의 상기 전방 표면(46)으로부터 적어도 180 μm 그리고 220 μm 또는 250 μm 보다 크지 않은 깊이로 연장하는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 명령들은 상기 컴퓨터에 의해 실행될 때 시간적으로 상기 제1 채널(52)의 전에 상기 리저버(54)를 형성하는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 리저버(54)는, 상기 제1 채널(52)을 연장하는 채널 형상부(channel-shaped portion)를 포함하는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 채널 형상부 및 상기 제1 채널(52)은, 상기 채널 형상부가 상기 제1 채널(52)과 연결된 영역에서 동일한 채널 폭을 가지고 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 채널(52) 및 상기 리저버(54)는 상호 연결되어 있지 않은, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 리저버(54)는, 고리 모양으로 연장된 부분의 내부 둘레 에지를 따라 상기 플랩 컷과 연결된 상기 고리 모양으로 연장된 부분을 포함하는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 고리 모양으로 연장된 부분은, 상기 플랩 컷을 전체적으로 둘러싸는 완전한 고리로서 형성되어 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 고리 모양으로 연장된 부분은 부분적 고리로서 형성되어 있는, 인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 리저버(54)는 복수의 섹션들을 포함하며,
    상기 복수의 섹션들 중 상호 인접한 섹션들은 굴곡부에서 서로 연결되어 있는,
    인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플랩 컷은, 상기 플랩(40)을 위한 기질 베드(stromal bed)를 정의하는 베드 절개(42), 및 상기 베드 절개로부터 상기 각막의 상기 전방 표면(46)을 향해 연장하는 측 방향 절개(44)를 포함하며,
    상기 제1 채널 및 상기 리저버는 상기 베드 절개의 둘레부에서 상기 베드 절개와 연결되어 있는,
    인간의 각막에 절개를 형성하기 위한 장치.
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제

Images