KR101818737B1 - 안과 수술 시스템용 영상-유도 도킹 - Google Patents

안과 수술 시스템용 영상-유도 도킹 Download PDF

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알콘 렌즈엑스 인코포레이티드
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Abstract

안과 시스템용 도킹 방법은, 안과 시스템의 도킹 유닛과 눈을 정렬시키고, 영상화 시스템에 의해 눈의 내부 구조의 영상을 생성하고, 생성된 영상에 따라 눈의 내부 구조에 대한 도킹 유닛의 정렬을 개선하고, 눈에 도킹 유닛을 도킹시키는 단계를 포함할 수 있다. 영상을 생성하는 단계는, 스캐닝 패턴에 따라 프로세서에 의해 스캐닝 데이터를 계산하고, 스캐닝 데이터를 데이터 버퍼 내에 저장하고, 데이터 버퍼에 의해 스캐닝 데이터를 출력 모듈로 전송하고, 스캐닝 데이터에 기초하여, 출력 모듈에 의해 스캐닝 신호를 하나 이상의 스캐너로 출력하고, 스캐닝 신호에 따라 하나 이상의 스캐너로 영상 빔을 스캐닝하는 것을 포함할 수 있다.

Description

안과 수술 시스템용 영상-유도 도킹{IMAGE-GUIDED DOCKING FOR OPHTHALMIC SURGICAL SYSTEMS}
본 특허 문헌은 안과 수술을 포함하는 수술 적용에 관한 시스템 및 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 특허 문헌은 고도의 정확도로 안과 수술 시스템을 수술 눈에 도킹하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양하게 진보된 수술 레이저 시스템은 각막(cornea), 수정체(lens), 망막(retina) 및 기타 눈의 구조 부위를 타겟으로 하는 안과 수술과 관련하여 몇 해 동안 발전해 왔다. 이러한 수술 시스템의 일부는 안과 수술 장치 및 안과 타겟, 전형적으로 눈의 영역 또는 구조 사이에 양호하게-제어되는(well-controlled) 연결을 생성함으로써 수술 절차의 정확도를 개선한다. 일부 예에서, 상기 연결은 도킹 모듈 또는 유닛을 눈으로 낮춤으로써 형성된다. 특정 시스템은 또한 연결을 강화시키는 흡입(suction)의 적용과 같은 추가적 고정 단계를 사용한다. 전형적인 수술 레이저 시스템에서, 안과 수술의 정확도 및 제어는 실질적으로 이러한 도킹의 정확도 및 고정 단계에 의해 영향을 받기 때문에, 도킹 절차의 정확도를 개선하는 것은 전반적인 안과 수술 절차의 정확도를 개선할 수 있다.
요약
본 특허 문헌은 안과 타겟, 예를 들면, 인간의 눈에 양호하게-제어되는 연결을 형성하는 안과 수술 시스템을 유도하기 위한 시스템 및 기술의 실시예 및 구현예를 개시한다.
예를 들면, 안과 시스템용 도킹 방법은 안과 시스템의 도킹 유닛 및 눈을 정렬하는(aligning) 단계; 영상화 시스템에 의해 눈의 내부 구조의 영상을 생성하는 단계; 생성되는 영상에 따라 눈의 내부 구조와 도킹 유닛의 정렬을 개선하는 단계; 및 눈에 대해 도킹 유닛을 도킹하는 단계를 포함할 수 있다.
도킹 유닛을 정렬하는 단계는 눈의 형상에 따라, 안과 시스템의 타겟 패턴을 정렬하기 위해, 제1 영상화 시스템을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
제1 영상화 시스템은 현미경 또는 비디오 현미경 중 하나 일 수 있으며, 안과 시스템의 타겟 패턴은 컨택 렌즈의 중심, 도킹 유닛의 중심, 도킹 써클 또는 도킹 크로스-헤어(docking cross-hair) 중 하나 이상일 수 있으며, 눈의 형상은 홍채(iris), 동공(pupil), 각막, 연곽(limbus) 또는 수정체 영역의 중심일 수 있으며, 홍채, 동공, 각막, 연곽 또는 수정체 영역에 관한 원 형태일 수 있다.
영상을 생성하는 단계는 제2 영상화 시스템으로 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있으며, 제2 영상화 시스템은 광학 간섭 단층 촬영(optical coherence tomographic) 영상화 시스템 및 눈의 내부 구조를 영상화하도록 구성되는 영상화 시스템 중 하나이다.
정렬을 개선하는 단계는 생성된 영상으로부터 눈의 내부 구조에 관한 위치 정보를 추출하고, 추출된 위치 정보에 따라 눈 또는 도킹 유닛 중 하나 이상의 위치를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
정렬을 개선하는 단계는 생성된 영상으로부터 눈의 내부 구조에 관한 배열 정보를 추출하고, 추출된 배열 정보에 따라 눈 또는 도킹 유닛 중 하나 이상의 위치를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
영상을 생성하는 단계는 스캐닝 패턴에 따라 프로세서에 의해 스캐닝 데이터를 계산하고, 데이터 버퍼(data buffer) 내에 스캐닝 데이터를 저장하고, 데이터 버퍼에 의해 스캐닝 데이터를 출력 모듈(output module)로 전송하고, 스캐닝 데이터에 기초하여, 출력 모듈에 의해 하나 이상의 스캐너로 스캐닝 신호를 출력하고, 스캐닝 신호에 따라 하나 이상의 스캐너로 영상 빔을 스캐닝하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 계산하는 단계는 선형 패턴, 원 패턴, 타원 패턴, 루프(loop) 패턴, 아크(arc) 패턴, 래스터(raster) 패턴, x-y 패턴, 크로스-헤어 패턴, 별 패턴, 나선 패턴, 및 아웃라잉 포인트(outlying points)의 패턴 중 하나 이상을 포함하는 스캐닝 패턴을 실시하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 계산하는 단계는 프로세서에 의해 동기 신호(synchronizing signal)를 스캐닝 데이터에 삽입하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 계산하는 단계는 스캐닝 패턴의 시작점을 이전에 설정된 지점(set point)에 연결시키는 귀소(homing) 패턴에 따라, 귀소 패턴을 계산하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 저장하는 단계는 프로세서 메모리 내에 스캐닝 데이터를 저장하고, 전용 메모리 컨트롤러(dedicated memory controller)의 제어 하에서, 저장된 스캐닝 데이터를 프로세서 메모리에서 데이터 버퍼로 부분적으로 전송시키는 것을 포함할 수 있다.
전용 메모리 컨트롤러는 직접 메모리 접속 엔진을 포함할 수 있고, 데이터 버퍼는 선입선출(first-in-first-out)메모리를 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 전송하는 단계는 데이터 버퍼에 의해 스캐닝 데이터를 고속 데이터 전송 모드로 출력 모듈에 출력하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 전송하는 단계는 스캐닝 데이터의 송부 없이, 전용 메모리 컨트롤러와 프로세서를 연결하는 버스(bus), 프로세서 메모리 또는 프로세서 중 하나 이상을 통해 데이터 버퍼로부터 스캐닝 데이터를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 전송하는 단계는, 영상을 처리하고, 스캐닝 패턴에 따라 스캐닝 데이터를 계산하고, 또는 제어 기능을 수행하는 것 중 하나 이상을 수행하는 프로세서와 병렬적으로(in parelle with) 스캐닝 데이터 출력하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 데이터를 전송하는 단계는 다른 시스템 에이전트의 인터럽트(interrupt) 없이 출력 모듈에 의해 스캐닝 데이터를 수신하는 것을 포함할 수 있으므로, 스캐닝 데이터의 지터(jitter)를 40 마이크로초 미만으로 유지할 수 있다.
스캐닝 신호를 출력하는 단계는 출력 모듈에 의해 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하는 것을 포함할 수 있으며, 이 때, 출력 모듈은 디지털-아날로그 컨버터를 포함할 수 있다.
영상 빔을 스캐닝하는 단계는 스캐닝 컨트롤러 및 영상 싱크로나이저(synchronizer)에 의해, 출력된 스캐닝 신호를 수신하고, 영상 빔을 스캔하기 위하여 스캐닝 신호에 따라 스캐닝 컨트롤러로 하나 이상의 스캐너를 반복적으로 조정하고, 동기 신호에 따라 영상 싱크로나이저로 영상 카메라를 반복적으로 동기화하는 것을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 스캐닝 신호는 동기 신호를 포함한다.
스캐닝 컨트롤러는 하나 이상의 갈보-컨트롤러(galvo-controller)를 포함할 수 있으며, 영상 싱크로나이저는 하나 이상의 안과 간섭(coherence) 영상 카메라 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 영상 기록 장치의 집적 시간(integration time)은 영상화 시스템 작동 속도의 제한 인자(limiting factor)일 수 있다.
스캐닝 신호를 출력하는 단계는 스캐닝 신호를 하기 범위 중 하나의 범위 내의 속도로 출력하는 것을 포함할 수 있다: 1 Hz - 1 MHz, 100 Hz - 1 MHz 또는 1 kHz - 100 kHz.
스캐닝 신호를 출력하는 단계는 스캐닝 신호 출력의 출력 속도를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
정렬을 개선하는 단계는 눈의 내부 구조의 영상에 기초하여, 환자에게 눈을 이동하도록 구두 명령(verbal command)를 제공하고, 환자의 머리를 이동시키고, 환자가 누워있는 수술대를 이동시키고, 환자의 눈을 이동시키고, 갠트리(gantry) 또는 관절식 아암(articulated arm)을 이동시킴으로써 도킹 유닛을 이동시키고, 눈을 이동하기 위해 그리퍼(gripper)를 이용하는 것을 포함할 수 있다.
정렬을 개선하는 단계는 하나 이상의 고정 빔을 조정하거나, 눈 및 도킹 유닛의 정렬을 개선하기시키기 위하여 빛을 조준하고, 환자를 고정 빔을 향하도록 조준하거나 그의 눈에 빛을 조준시키는 것을 포함할 수 있다.
정렬을 개선하는 단계는 도킹 유닛이 눈과 접촉하기 전에, 도킹 유닛이 눈과 접촉한 후 및 도킹 유닛에 부분적 배큠(vacuum)을 적용하기 전에, 또는 부분적 배큠을 적용한 후에 정렬을 개선하는 단계를 시작할 수 있다.
도킹 단계는 도킹 유닛의 참조 지점(reference point)과 눈의 외각층 사이의 거리를 감지하고 감지된 거리에 따라 도킹 유닛을 낮추는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 참조 지점은 조정 가능하다.
도킹 단계는 도킹 유닛이 눈과 물리적으로 접촉하도록 하고, 도킹 유닛이 눈과 물리적으로 접촉한 후, 도킹 유닛의 일부를 통해 흡입을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 안과 시스템용 영상 컨트롤러는 스캐닝 패턴에 대한 스캐닝 데이터를 계산하는 프로세서, 계산된 스캐닝 데이터를 프로세서에서 데이터 버퍼로로 전송하는 것을 부분적으로 관리하는 로칼 메모리 컨트롤러, 및 선택된 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하고, 스캐닝 신호를 출력하는 데이터 버퍼와 결합된 출력 디지털-아날로그 컨버터를 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 데이터 버퍼는 스캐닝 데이터를 저장하고, 스캐닝 데이터를 출력하도록 구성된다.
로칼 메모리 컨트롤러는 직접 메모리 접속 엔진(direct memory access engine)을 포함할 수 있다.
데이터 버퍼는 저장된 스캐닝 데이터를 고속 데이터 전송 모드로 출력하는 선입선출 메모리를 포함할 수 있다.
영상 컨트롤러는 프로세서 메모리, 프로세서에 결합된 버스, 로칼 메모리 컨트롤러 및 프로세서 메모리를 추가적으로 포함할 수 있으며, 이 때, 프로세서는 계산된 스캐닝 데이터를 버스를 통해 프로세서 메모리로 출력하도록 구성되며, 로칼 메모리 컨트롤러는 버스를 통해 프로세서 메모리에서 데이터 버퍼로 스캐닝 데이터를 전송하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 데이터 버퍼는 스캐닝 데이터 송부 없이, 버스, 프로세서 메모리 또는 프로세서 중 하나 이상을 통해 스캐닝 데이터를 출력하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 프로세서는 데이터 버퍼가 스캐닝 데이터를 출력하는 동안에, 영상을 처리하고, 스캐닝 데이터를 계산하는 것 중 하나 이상을 수행하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 출력 디지털-아날로그 컨버터는, 데이터 버퍼에 의해 출력된 스캐닝 데이터가 다른 시스템 에이전트의 인터럽트 없이 수신되어, 스캐닝 데이터의 지터를 40 마이크로초 미만으로 유지하도록, 데이터 버퍼에 결합된다.
일부 구현예에서, 출력 디지털-아날로그 컨버터는 스캐닝 신호를 x 및 y 스캐닝 컨트롤러로 출력하여 영상 빔을 스캔하고, 신호를 영상 카메라와 동기화하여 회수된 영상 빔을 스캐닝과 동시에 기록하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 안과 영상을 제어하는 방법은 프로세서에 의해 스캐닝 제어 데이터를 계산하고, 메모리 컨트롤러의 제어 하에서, 스캐닝 제어 데이터를 데이터 버퍼 내로 부분적으로 저장하고, 전용 채널을 통해 스캐닝 제어 데이터를 데이터 버퍼에서 신호 컨버터로 전송하고, 출력 모듈에 의해 스캐닝 신호를 스캐닝 컨트롤러로 송부하는 것을 포함할 수 있으며, 이 때, 스캐닝 신호는 신호 컨버터에 의해 스캐닝 제어 데이터로부터 전환된다.
스캐닝 제어 데이터를 저장하는 단계는 프로세서 메모리에 계산된 스캐닝 제어 데이터를 저장하고, 스캐닝 제어 데이터를 프로세서 메모리에서 데이터 버퍼로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 제어 데이터를 전송하는 단계는 스캐닝 데이터의 송부 없이, 로칼 메모리 컨트롤러와 프로세서를 연결하는 버스, 프로세서 메모리 또는 프로세서 중 하나 이상을 통해 데이터 버퍼로부터 스캐닝 데이터를 전송하는 것을 포함한다.
스캐닝 제어 데이터를 전송하는 단계는, 하나 이상의 영상 처리를 수행하는 프로세서와 병렬적으로 스캐닝 데이터를 전송하고, 스캐닝 패턴에 따라 스캐닝 데이터를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
스캐닝 제어 데이터를 전송하는 단계는 다른 시스템 에이젼트의 인터럽트 없이, 스캐닝 데이터를 전송하는 것을 포함하여, 스캐닝 데이터의 지터를 40 마이크로초 미만으로 유지할 수 있다.
로칼 메모리 컨트롤러는 직접 메모리 접속 엔진을 포함할 수 있으며, 데이터 버퍼는 선입선출 메모리일 수 있다.
도 1은 인간의 눈의 도시한다.
도 2는 안과 수술 시스템을 도시한다.
도 3은 도킹 방법을 도시한다.
도4A 및 4B는 정렬 단계를 도시한다.
도 5는 도킹 유닛에 대한 수정체의 경사 및 변위(displaced)를 도시한다.
도 6A 및 6B는 경사지고 변위된 수정체 및 그의 영상을 도시한다.
도 7은 수정체 및 도킹 유닛 간의 정렬의 개선을 도시한다.
도 8A 및 8B은 정렬-개선 단계 후, 수정체에 대한 도킹 유닛의 정렬 및 그의 영상을 도시한다.
도 9는 영상화 방법에 의해 유도되는 도킹 방법을 도시한다.
도 10은 영상-유도 도킹 시스템을 도시한다.
도 11은 영상-유도 도킹 시스템의 블록(block)을 구체적으로 도시한다.
도 12는 영상-유도 도킹 방법의 제어 방법의 단계를 도시한다.
다수의 안과 수술 시스템은 도킹 유닛 또는 환자 인터페이스를 수술 눈과 접촉시키고, 안과 절차(ohptalmic procedure) 동안에, 수술 시스템의 대물 렌즈에 대해 눈을 효과적으로 이동하지 않게 하는 것을 포함한다. 안과 절차의 정확도는 도킹 유닛과 수술 타겟의 정렬의 정확도를 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
각막 절차에서 수술 타겟, 즉 각막이 막혀있지 않으며(unobstructed), 보이는 경우, 환자 인터페이스를 타겟과 정렬시키는 것은 상대적으로 쉬운 방법으로 외과의사에 의해 수행될 수 있다.
그러나, 백내장(cataract) 수술에는 여러가지 이유로 정렬 및 환자 인터페이스의 도킹에 있어서 더 어려운 도전이 부과된다. 이러한 도전은 타겟된 수정체가 눈 안에 위치하므로 인해, 덜 보이거나 또는 의사로부터 부분적으로 막혀있는 것을 포함한다.
또한, 환자는 외과 의사에 의한 유도 및 구두 지시를 받지만, 환자의 수술 눈을 안과 수술 시스템의 광축과 정렬시키는데에는 흔히 어려움을 가지기 때문에, 예를 들면 환자들은 흔히 근이완제를 맞거나 또는 강한 진정제를 맞는다.
더욱이, 수정체와 같은 눈의 내부 구조는 흔히 중심에서 벗어난 부드러운 보조 근육에 의해 지지되며, 동공과 같은 눈의 가시적 구조에 대해 경사진다. 따라서, 외과 의사가 동공을 수술 시스템의 광축에 정렬시킬 수 있어도, 눈 안의 수정체는 여전히 변위되거나 경사질 것이다.
또한, 도킹 유닛은 눈으로 낮춰지기 때문에, 이는 눈에 압력을 가하여 수정체의 추가적인 변위 및 경사짐을 유발할 수 있다. 이러한 문제는 환자 인터페이스를 도킹하기 위하여, 흡입을 적용함으로써 훨씬 더 악화될 수 있다.
본 특허 문헌의 구현예 및 양태는 영상화 기술에 의해 안과 수술의 도킹 절차의 정확도를 개선하기 위한 도킹 절차 및 시스템을 제공한다.
도 1은 인간 눈(1)을 구체적으로 도시한다. 눈(1)은 입사광(incoming light)을 입사하고 반사하는 각막(2), 홍채(3), 광이 눈 안으로 들어가도록 개구를 제공하는 동공(4) 및 망막(6) 상에 광을 집중시키는 수정체(5)를 포함한다. 상기 언급한 바와 같이, 수정체(5)는 흔히 동공(2)과 정렬되어 있지 않으며, 눈(1)이 도킹 유닛에 의해 압박되는 경우, 수정체의 부드러운 보조 모양근-시스템은 추가적으로 변위 및 경사를 일으켜, 도킹 유닛과의 불량정렬(misalignment) 문제를 악화시킬 수 있다.
본 특허 문헌의 구현예 및 양태는 영상 기술에 의해, 안과 수술의 도킹 절차의 정확도를 개선하는 도킹 절차 및 시스템을 제공한다.
도 2는 안과 레이저 수술 시스템(50)을 도시한다. 수술 시스템(50)은 수술 레이저 빔을 생성하는 수술 레이저 엔진(51)을 포함한다. 수술 레이저 빔은 레이저 x-y-z 스캐너(52)에 의해 수술 타겟 영역에 걸쳐 스캔될 수 있다. 수술 레이저 빔은 대물 렌즈(54)에 수술 레이저 빔을 재조준하는, 빔 스플리터(53-1)에 의해 주요 시스템 광 경로에 결합될 수 있다. 대물 렌즈(54)는 전달 팁(delivery tip), 말단부(distal end) 또는 수정체 콘(lens cone)을 포함하거나 이들의 일부일 수 있다.
일부 구현예에서, z 스캐너 블록과 같은 레이저 x-y-z 스캐너(52)의 일부는 광 경로 내, 빔 스플리터(53-1) 뒤에 위치할 수 있다. z 스캐너 블록는 분리된 유닛이거나, 하나 이상의 블록을 포함하거나, 대물 렌즈(54)의 일부일 수 있다. x, y 및 z 스캐너 각각은 하나 이상의 기능 유닛(functional unit)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다중 거울은 x 방향 또는 y 방향에서 스캐닝을 수행하는데 사용될 수 있으며, 다중 및 분리 렌즈 그룹은 최적화된 z 스캐닝을 위해 사용될 수 있다.
눈 내의 수술 타겟 영역으로 수술 레이저 빔의 타겟팅의 정확도를 개선하기 위하여, 도킹 유닛(55)은 제거가능하게 대물 렌즈(54)에 부착되어 눈(1)과 접촉한다. 도킹 유닛은 한 부(piece)로 집적될 수 있으며, 하나 이상의 부를 포함할 수 있다. 다중-부(multi-piece) 도킹 유닛의 제1 부분은 눈에 부착될 수 있는 반면, 도킹 유닛의 제2 부분은 대물 렌즈(54) 또는 전달 팁에 먼저 부착될 수 있다. 이어서, 도킹 유닛의 제1부 및 제2부는 함께 묶일 수 있다. 도킹 유닛(55)은 환자 인터페이스, 적용 팁, 도킹 팁, 수정체 콘, 또는 압평 안압(applanation) 장치로 불릴 수 있으며, 눈과 접촉할 수 있거나 눈 가까이 배치될 수 있는 컨택 렌즈 또는 압평 안압렌즈를 포함할 수 있다.
수술 및 도킹 절차는 다양한 영상화 시스템에 의해 보조 될 수 있다. 일부 수술 시스템(50)에 있어서, 안과 수술 스테레오 현미경 또는 비디오 현미경(56)과 같은 제1 영상화 시스템은 외과 의사를 위해 수술 타겟 영역을 영상화하기 위하여 제공될 수 있다. (안과 또는 비디오) 현미경(56)은 관측광 또는 영상광(imaging light)을 사용할 수 있다.
영상광은 수술 시스템(50)의 주요 광 경로의 부분을 공유할 수 있으며, 타겟 영역에 대해 직접적으로 투영될 수도 있다. 공유(shared)-경로의 구현예에서, 관측광은 현미경(56) 가까이에서 생성되고, 이어서, 눈으로 유도되고 눈으로부터 회수될 수 있으며, 빔 스플리터(53-1)를 통해 수술 시스템(50)의 주요 광 경로 또는 광열(optical train)로 들어간다. 비-공유(non-shared)-경로 구현예에 있어서, 영상광은 대물 렌즈(54) 밖 및 가까이에서 생성되어, 눈 부위에 직접적으로 투영될 수 있다. 상기 구현예에서는, 영상광의 회수된 부분만 시스템의 주요 광 경로를 통해 현미경(56)으로 유도된다.
일부 구현예는, 눈의 내부 구조 및 타겟 영역에 대한 영상 데이터를 제공하기 위하여, 수술 시스템(50) 내에 제2 영상화 시스템을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 영상화 시스템의 영상을 함께 사용하여, 일반적으로 안과 절차를 위한 향상된 유도를 제공하고, 특히, 환자 인터페이스의 도킹의 정확도를 개선할 수 있다.
일부 수술 시스템(50)에서, 제2 영상화 시스템은 광학 간섭 단층 촬영 (OCT) 영상화 시스템(57)일 수 있다. OCT 영상화 시스템(57)은, 다른 것들 중에서 시간-도메인, 스웹트 소스(swept source) 또는 OCT 영상화 시스템에 기초한 스펙트로미터일 수 있다. OCT 영상화 시스템(57)은 OCT 영상 빔을 생성하고, OCT 영상 빔을 눈 쪽으로 유도하고, 눈으로부터 회수된 OCT 영상 빔을 처리하는 OCT 영상 유닛(58)을 포함할 수 있다. OCT 영상화 시스템(57)은 또한, 예를 들면, 광축에 수직일 수 있는 x-y 평면에서 타겟 영역을 가로지르는 OCT 영상 빔을 스캔하는 OCT x-y 스캐너(59)를 포함할 수 있다.
일반적으로, "x-y-z" 표시는 본문에서 넓은 의미로 사용된다. 이는 서로에 대해서 실질적인 각을 가지는 세 방향에서의 스캐닝을 의미한다. 그러나, 상기 각들은 수직(right angle)일 필요는 없다. 또한, 스캐닝은 그리드(grid), 래스터, 동심형, 나선 또는 임의의 다른 패턴으로, 평면 또는 곡면 상의 수직선 또는 곡선을 따라 수행될 수 있다. 일부 구현예에, OCT 영상 빔은 수술 레이저 x-y-z 스캐너(52)에 의해서 스캔될 수 있다. 다른 구현예에서, 수술 레이저 빔 및 OCT 영상 빔의 스캐닝 기능의 오직 일부만이 공유된 스캐너 블록, 예를 들면, x-y 스캐닝 기능에 의해서 수행될 수 있다. 일부 OCT 시스템, 예를 들면 시간 도메인 OCT 시스템은 빔의 z 스캐닝을 요하는 반면, OCT 시스템에 기초하는 스펙트로미터와 같은 다른 시스템들은 필수적으로 동일한 시간에 모든 깊이에서의 영상 데이터를 캡쳐(capture)하기 때문에, z 스캐닝을 요하지 않는다.
OCT 영상 빔은 빔 스플리터(53-2)를 통해 수술 시스템(50)의 주요 광 경로에 결합되고, 대물 렌즈(54) 및 도킹 유닛(55)에 의해 타겟 영역으로 조준될 수 있다. 일부 구현예에서, z 스캐닝 기능의 일부 또는 전부는 공유되는 광 경로 내, 빔 스플리터(53-2)의 뒤에 배치되는 z 스캐너에 의해 수행될 수 있다. z 스캐너는 대물 렌즈(54)의 일부일 수도 있다.
도 3은 안과 레이저 수술 시스템(50)용 도킹 방법(100)을 도시하며, 상기 도킹 방법(100)은 하기 단계를 포함한다:
안과 시스템(50)의 도킹 유닛(55)과 눈을 정렬하는 정렬 단계(110);
영상화 시스템에 의해 눈의 내부 구조 영상을 생성하는 영상 단계(120);
생성된 영상에 따라 눈의 내부 구조에 도킹 유닛(55)의 정렬을 개선하는 정렬-개선 단계(130); 및
눈에 대해 도킹 유닛(55)을 도킹하는 도킹 단계(140).
상기 단계는 하기에서 보다 자세히 설명된다.
정렬 단계(110)는 눈의 형상에 의해 안과 레이저 수술 시스템(50)의 타겟 패턴을 정렬시키는 제1 영상화 시스템을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 정렬 단계(110)는 예를 들면 도킹 유닛(55)을 눈 쪽으로 낮춤에 따라 수행될 수 있다. 제1 영상화 시스템은 안과 수술 현미경 또는 비디오 현미경(56)일 수 있다.
안과 레이저 수술 시스템(50)의 타겟 패턴은 컨택 렌즈의 중심, 도킹 유닛(55)의 중심 또는 대물 렌즈(54), 도킹 유닛(55) 또는 컨택 렌즈 광축의 마크를 하나 이상 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 안과 레이저 수술 시스템(50)의 타겟 패턴은 도킹 써클, 도킹 크로스-헤어 또는 임의의 기타 도킹 타겟 패턴 뿐 아니라 상기 패턴들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 타겟 패턴은 안과 수술 현미경(56)의 광학(optics) 내에서 형성될 수 있으며, 전자적으로 형성되고, 비디오 현미경(56)의 디스플레이 또는 스크린에 표시될 수 있다.
눈의 형상은 각막(2), 홍채(3), 동공(4), 연곽, 공막(sclera) 또는 수정체(5)의 영역의 중심일 수 있으며, 또는 각막(2), 홍채(3), 동공(4), 연곽, 공막 또는 수정체(5)의 영역에 대해 원 형태일 수 있다.
도 4A 및 4B은 정렬 단계(110)의 예시를 나타낸다. 도 4A에서, 비디오 현미경(56)은 레이저 수술 시스템(50)의 대물 렌즈(54)를 통해 보이는 눈(1)과, 대물 렌즈(54) 및 도킹 유닛(55)의 광축의 공유되는 점의 중심에 있는 가변 반경(variable raidus)의 타겟 패턴 써클(111)을 표시한다. 외과의사는 패턴 조정 단계(112)에서, 도킹 유닛(55)을 눈 쪽으로 낮춤으로써, 가변 반경의 타겟 패턴 써클(111)을 화살표 (112-1) 및 (112-2)가 표시하는 바와 같이, 환자의 동공(4)의 내부 원 가장자리(4A)와 필수적으로 동일해지도록 조정할 수 있다. 또한, 패턴을 이동하는 단계(113)에서, 외과의사는 또한 반경 조정 전, 조정 동안 또는 조정 후에, 동공(4)의 내부 원 가장자리(4A)와 타겟 패턴 써클(111)을 정렬하기 위하여, 화살표(113)에 나타난 바와 같이 x-y 평면에서 도킹 유닛(55)을 조정하거나 이동시킬 수 있다.
타겟 패턴 써클(111)의 반경은, 외과의사로 하여금 목적하는 정확도로 타겟 패턴 써클(111)과 동공(4)을 정렬시킬 수 있도록 하는 한, 동공(4)의 내부 원 가장자리(4A)의 반경과 다소 다르게 선택될 수 있다. 다른 구현예에서는, 상기 언급한 아크, 크로스-헤어, 래스터 패턴을 포함하는 임의의 타켓 패턴이 사용될 수 있다.
도 4B는 단계(112)에서 타겟 패턴 써클(111)의 가변 반경을 조정하고, 단계(113)에서 타겟 패턴 써클(111)이 동공(4)의 내부 원 가장자리(4A)와 필수적으로 일치할 때까지, 도킹 유닛(55)을 x-y 평면에서 반복적이고 계속적으로 이동하는 것을 도시한다. 이와 같이 함으로써, 대물 렌즈(54) 및 도킹 유닛(55)의 공유된 광축을 동공(4)의 축 또는 중심과 정렬한다.
이러한 정렬 단계(110) 동안에, 도킹 유닛(55)은 눈 쪽으로 낮아져, 도킹 유닛(55)의 z 방향 위치의 조정 동안, 눈과 물리적으로 접촉할 수도 있다. 그러나, 어느 경우에도, 도킹 유닛(55)은 여전히 눈에 대해서 이동가능게 유지되며, 외과의사로 하여금 아마도 반복하여 정렬 단계(110)를 수행하도록 한다. 정렬하는 단계(110)의 마지막에는, 가능한 후속적 정렬 단계가 허용되도록 도킹 유닛이 눈에 연결되도록 이동가능하게 남아 있을 수 있다.
일부 구현예에서, 정렬 단계(110)는 타겟 패턴을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 도킹 유닛(55)의 정렬은 외과의사의 가시적 평가(visual assessment)에 의해 주로 유도될 수 있다.
상기 정렬 단계(110)의 구현예는, 도킹 유닛(55)과 눈을 어느 정도의 정확도로 정렬한다. 정렬 단계(110) 후에, 도킹 유닛이 눈에 도킹되면, 안과 절차는 어느 정도의 정확도로 수행될 수 있다. 일부 절차에 있어서, 상기 정확도는 충분할 수 있으나, 다른 경우에서는 더 높은 정확도가 유리할 수 있다.
도 5는 하나의 상황을 도시한 것이다. 앞서 설명한 이유로, 수정체(5)는 동공(4)과 정렬되지 않기 때문에, 정렬 단계(110)에 있어서, 도킹 유닛(200)의 광축(202)을 눈의 동공(4)와 정렬시킨 후에도, 눈의 수정체(5)는 광축(202)에 대해 변위되고 경사지게 유지된다. 여기서, 도킹 유닛(200)은 도킹 유닛(55)의 일 구현예일 수 있다.
도 5에 있어서, 정렬 단계(110)에서 동공(4) 및 눈의 광축(12)이 도킹 유닛(200)의 광축(202)과 정렬된 후에도, 수정체(5)의 중심(14)은 여전히 동공(4) 및 도킹 유닛(200)의 공유된 광축(12)/(202)로부터 △로 오프셋되며, 수정체(5)의 대칭 축(16)은 공유된 광축(12)/(202)에 대해 여전히 각도 α를 만든다.
여기서, 종종 환자 인터페이스, 수정체 콘 또는 적용팁(application tip)이라 불리는 도킹 유닛(200)의 몸체 또는 하우징(204)은 컨택 렌즈, 압평 안압 렌즈 또는 압평 안압 플레이트(206) 및 눈-외곽 표면, 전형적으로는 각막, 연곽 또는 공막과 접촉할 수 있는 스커트(skirt) 또는 플렉서블 씰(flexible seal)(208)을 포함할 수 있다. 도킹 유닛(200)은 대물 렌즈, 전달 팁, 또는 최종 렌즈가 원위 렌즈(212)가 되는 복수의 렌즈들을 포함하는 말단부(210) 또는 (54)의 양태에 부착될 수 있다.
도 6A 및 6B는 영상 단계(120)를 구체적으로 도시한다.
도 6A는 정렬 단계(110)에서, 동공(4)의 내부 원 가장자리(4A)와 겹치는 타겟 패턴 써클(111)에 의해 알 수 있듯이, 도킹 유닛(55) 또는 (200)은 비디오 현미경(56)을 사용하여 적절히 동공(4)에 정렬되거나 동공(4)의 중심에 놓이며, (원으로 표시되는) 그의 중심(118)은 동공(4)의 중심에 위치할 수 있음을 도시하고 있다. 그러나, 동공의 외곽 주위로 점선으로 표시되는 수정체(5)는 비디오 현미경(56)의 시야에서 보이지 않으며, 동공(4)에 대해 중심에서 벗어날 수 있다. 이는 원으로 표시된 타겟 패턴(111)의 중심(118)으로부터 벗어나, x로 표시되는 수정체(14)의 중심에 의해서도 나타난다. 나아가, 수정체(5)의 축(16)은 도킹 유닛(200) 및 동공(4)의 공유된 축(202)/(12)에 대해 경사질 수 있다.
따라서, 정렬 단계(110) 후에도, 타겟 패턴 써클(111)은 수정체(5)와 잘-정렬되지 않을 수 있으며, 따라서, 타겟 패턴 써클(111)을 중심에 맞추는 백내장 절차의 정확성이 최적이 아닐 수 있다. 최적이 아닌 정확도는 영상 단계(120)에 의해 개선될 수 있다.
도 6A 및 6B는 전형적인 경우에 있어서, 영상 단계(120)가 동공(4)의 중심과 일치하는 타겟 패턴 써클(111)의 중심(118)을 가로지르는 선형 스캔(121)을 포함할 수 있다. 이러한 선형 스캔(121)은 각막 세그먼트의 영상(2c) 및 수정체 전낭(anterior lens capsule) 및 수정체 후낭(posterior lens capsule)의 세그먼트 영상 (5a) 및 (5p) 각각을 포함하는 y-z 영상(122)을 생성시킨다. 각막 세그먼트 영상(2c)이 중심에 나타나도, 수정체(5)는 각막 및 동공에 대하여 중심을 벗어나 경사질 수 있기 때문에, 수정체 세그먼트 영상 (5a) 및 (5p)는 y-z 영상(122)의 광축(202)에 대해 중심을 벗어나 경사지게 나타난다. 따라서, 수정체 세그먼트 영상 (5a) 및 (5p)의 제공은 외과의사로 하여금 중심에서 벗어나고 경사진 수정체(5)에 도킹 유닛(200)의 정렬을 향사시키도록 도와준다.
다른 구현예에 있어서, 영상 단계(120)는 선형 패턴, 아크, 크로스-헤어 패턴, 별 패턴, 원 패턴, 타원 패턴, 루프 패턴, 나선 패턴, 동심원의 다중-써클 패턴, 변형된 다중-써클 패턴, 선 패턴을 따른 선 스캔 및 x-y, 래스터 또는 그리드 스캐닝 패턴 및 아웃라잉 포인트의 패턴을 따른 2차원 스캔으로 영상을 생성시키는 것을 포함할 수 있다.
영상 단계(120)는 상기 및 하기에서 상세히 설명한 광학 간섭 단층 촬영 기법 (OCT) 영상화 시스템(57)의 양태로 영상을 생성시키는 것을 포함할 수 있다. 영상 단계(120)는 눈의 내부 구조를 영상화할 수 있는 다른 영상화 시스템으로 수행될 수도 있다.
도 7은 도킹 유닛(200)의 수정체(5)에 대한 정렬이 영상 단계(120)에 기초한 정렬-개선 단계(130)에 의해 개선될 수 있음을 도시한다.
일 측면에서, 정렬-개선 단계(130)는 생성된 영상(122)으로부터 수정체(5)에 대한 위치 정보를 추출하고, 추출된 위치 정보에 따라 눈(1) 또는 도킹 유닛(200)의 하나 이상의 위치를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 수정체 핵 또는 망막 구조 등의 다른 내부 눈-구조가 타겟될 수 있다.
일 구현예에서, 외과 의사는 영상 단계(120)에 의해 생성된 y-z 영상(122)을 분석하고, 도킹 유닛(200)의 광축(202)으로부터 수정체 중심(14)의 오프셋 △을 측정할 수 있다. 이러한 측정에 기초하여, 외과 의사는 상기 △ 오프셋을 극복하기 위하여 화살표(130a)로 표시된 바와 같이, 눈 또는 도킹 유닛 중 어느 하나 또는 이들 모두를 이동시킬 수 있다. 이러한 조정-개선 단계(130)는 수정체 중심(14) 및 광축(202)간의 오프셋 △을 감소시키거나 심지어 제거할 수 있다. 전형적으로 이러한 이동(130a)은 수정체(5)의 광축(12)으로부터 도킹 유닛(200)의 광축(202)을 오프셋시킬 수 있다.
1차 시도에서 외과의사는 오프셋 △을 정확하게 측정하지 못할 수도 있기 때문에, 이동(130a)은 반복적으로 수행될 수 있다. 이를 보완하기 위해, 일부 구현예에서는 정렬-개선 단계(130) 후, 이동(130a)에 의해 오프셋 △'이 얼마나 변경되었는지를 결정하기 위해 반복된 영상 단계(120')를 반복할 수 있다. 이러한 반복되는 영상 단계(120') 후, 반복되는 영상 단계(120')에 의해 생성되는 최근 영상(122') 등에 기초하여 정렬-개선 단계(130')기 반복될 수 있다. 효과적인 구현예에서는, 오프셋 △이 단계적으로 감소될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 어느 단계에서 △가 증가하여도, 궁극적으로는 후속 단계에서 감소된다.
이동(130a)은 환자에게 환자의 눈을 이동하라는 구두 명령를 제공함으로써, 또는 물리적으로 환자의 머리를 이동시킴으로써, 또는 환자가 누워있는 수술대를 이동시킴으로써, 또는 수동으로 환자의 눈을 이동시킴으로써, 또는 고정광원의 고정광을 이동시킴으로써, 또는 조준광(directing light) 디스플레이 상에 조준광을 이동시킴으로써, 어느 경우라도, 눈으로 광을 지향하도록 환자를 배향하고, 또는 갠트리(gantry) 또는 관절식 아암을 이동시켜 x-y 평면에서 도킹 유닛(200)을 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 두 개의 도킹 유닛 부(piece)를 사용하는 구현예에 있어서, 그리퍼와 같이 눈에 부착된 부는 눈을 이동하거나 회전시키는데 사용될 수 있다. 고정광 또는 조준광은 수술 눈 또는 바-수술 눈 중 어느 하나에 조준될 수 있다. 이러한 조정은 외과의사에 의해 수동으로 수행되거나 하나 이상의 전기 작동기 또는 컴퓨터에 의해서 작동될 수 있다. 일부 예에서, 상기 유형의 하나 이상의 이동들은 함께 수행될 수 있다.
도 7은 또한 다른 구현예에 있어서, 정렬-개선 단계(130)가 생성된 영상(122)으로부터 수정체(5) 또는 다른 타겟된 눈의 내부 구조에 관한 배열 정보를 추출하고, 추출된 배열 정보에 따라 하나 이상의 눈(1) 또는 도킹 유닛(200)의 배열을 조정하는 것을 포함할 수 있음을 도시한 것이다.
일 구현예에서, 외과의사는 영상 단계(120)에 의해 생성된 y-z 영상(122)을 분석하고, 수정체(5)의 광축(16) 및 도킹 유닛(200)의 광축(202) 간의 각도 α를 측정할 수 있다. 상기 측정에 기초하여, 외과의사는 눈 또는 도킹 유닛을 회전시키거나, 도킹 유닛을 이동시키거나, 레이저 수술 시스템(50) 내의 레이저 빔의 광 경로를 조정하여, 이러한 α 불량정렬을 극복할 수 있다. 눈을 회전시키는 것의 선택은 화살표(130b)에 나타난 바와 같다. 이러한 정렬-개선 단계(130)은 수정체(5)의 광축(16)과 도킹 유닛(200)의 광축(202) 간의 각도 α를 감소시키거나 심지어 제거할 수 있다. 이러한 정렬 개선은 전형적으로 점선으로 표시된 바와 같이, 눈의 광축(12) 및 도킹 유닛(200)의 광축(202) 간의 각도를 도입함으로써 달성될 수 있다.
1차 시도에서 외과의사가 각도 α를 정확하게 측정하지 못할 수도 있기 때문에, 회전(103b)은 반복적으로 수행될 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 일부 구현예에서, 회전(103b) 후, 반복된 영상(122')으로부터 각도 α'를 측정하기 위하여, 정렬-개선 단계(130) 후에 영상 단계(120)를 반복하고, 그 후에 반복되는 영상 단계(120') 등에 의해 생성되는 영상(122')에 기초하여 정렬-개선 단계(130')가 반복된다. 효과적인 구현예에 있어서, 각도 α가 단계적으로 감소된다. 다른 구현예에 있어서, 단계 동안 α가 증가하여도, 후속적인 단계들은 α를 궁극적으로 감소시킨다.
회전 단계(103b)는 환자에게 환자의 눈을 이동하라는 구두 명령를 제공함으로써, 또는 수동으로 환자의 머리를 이동시킴으로써, 또는 물리적으로 환자의 눈을 이동시킴으로써, 또는 고정광원의 고정광을 이동시킴으로써, 또는 디스플레이 상에 표시되는 조준광을 이동시킴으로써, 어느 경우라도, 눈으로 광을 지향하도록 환자를 배향하고, 또는 갠트리 또는 관절식 아암을 이동시켜 x-y 평면에서 도킹 유닛(200)을 이동시키거나 회전시킴으로써 수행될 수 있다. 고정광 또는 조준광은 수술 눈 또는 비-수술 눈으로 조준될 수 있다. 두 부(piece)의 도킹 유닛을 사용하는 구현예에 있어서, 그리퍼와 같은 눈에 부착되는 부(piece)는 눈을 이동시키거나 회전시키는데 사용될 수 있다. 이러한 조정은 외과의사에 의해 수동으로 수행되거나하나 이상의 전기 작동기 또는 컴퓨터에 의해 작동될 수 있다. 일부 예에서, 상기 유형의 하나 이상의 이동들은 함께 수행될 수 있다.
도 8A 내지 8B는 영상 단계(120) 및 정렬-개선 단계(130)의 결과를 도시한다.
도 8A는 성공적인 정렬-개선 단계(130) 후에, 이동된 타겟 패턴 써클(111')이 동공(4) 대신에 수정체(5)와 동심원이 될 수 있음을 도시한다. 결과적으로, 타겟 패턴 써클(111')의 이동된 중심(118')을 가로지르는 이동된 선형 스캐닝 선(121')은 이제 동공(4)의 중심 대신에 수정체(5)의 중심(14)를 지날 수 있다.
일부 구현예는, 동공(4)과 동심원인 제1 타겟 패턴 써클(111) 및 정렬-개선 단계(130)에 의해 이동되어 수정체(5)와 동신원이 되는, 제2 타겟 패턴(111') 모두를 나타낼 수 있다.
도 8B은 효과적인 정렬-개선 단계(130) 후, 반복된 영상 단계(120')는 이제 렌즈 중심(14)이 도킹 유닛(200)의 광축(202) 상에 놓여 있음을 보여주는 교차(cross-sectional) y-z 영상(122')을 기록할 수 있음을 도시한다. 또한, 눈 및 도킹 유닛(200)의 상대적인 회전 및 이동 후에 전낭 및 후낭 세그먼트 (5a') 및 (5p')의 영상은 대칭에 가까우며, 수정체의 광축(16)이 도킹 유닛(200)의 광축(202)에 대해 대략적으로 정렬됨을 나타낸다.
도킹 유닛(55)/(200)을 가시적 동공(4) 대신에, 보기 어렵고, 변위되고 사진 수정체(5)에 상기의 개선된 정확성으로 정렬하는 것을 달성하는 것은 영상 유도 도킹 방법(100)의 이점이다.
도 9 는 하기 단계를 포함하는 관련 영상 유도 도킹 방법(300)의 일 구현예를 도시한다:
눈의 일부의 비디오 현미경 영상을 생성하는 비디오 영상 단계(310):
비디오 현미경 영상에 기초하여 도킹 팁을 센터링하는 센터링 단계(320);
눈의 일부의 OCT 영상을 생성하는 OCT 영상 단계(330);
OCT 영상에 기초하여, 각막으로부터 도킹 팁의 거리를 측정하는 거리 측정 단계(340);
측정된 거리를 사용하여 눈의 각막 쪽으로 도킹 팁을 이동하는 이동 단계(350);
OCT 영상에 기초하여 눈의 수정체 위치 또는 배열을 결정하는 결정 단계(360);
구두 명령으로 환자에게 지시하거나, 또는 조준광을 조정하거나 또는 갠트리를 이동시킴으로써, 눈의 수정체에 도킹 팁을 정렬하는 정렬 단계(370); 및
흡입을 적용하여 도킹 팁을 도킹하는 도킹 단계(380).
방법(300)의 (310) 내지 (380)의 복수의 단계는 방법(100)의 (110) 내지 (140) 단계에 따라 비슷하게 진행할 수 있다. 또한, 거리 측정 단계(340)는 눈의 각막(2)과 도킹 유닛(55) 또는 (200), 또는 임의의 기타 환자 인터페이스 일 수 있는, 도킹 팁 사이의 거리를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 단계(340)에서, 도킹 팁으로부터의 거리는 참조 지점에 기초할 수 있다. 상기 참조 지점은 수술 레이저 시스템(50)의 광학 시스템 내, 예를 들면, 대물 렌즈(54) 내에 위치할 수 있다. 상기 참조 지점은 이동할 수 있으며, 여러 고려 사항에 기초하여 조정되거나 오프셋될 수 있다.
도 10은 상세한 영상 단계를 보다 구체적으로 기술하기 위하여, OCT 영상화 시스템(457)을 도시한다. OCT 영상화 시스템(457)은 OCT 영상 유닛(458) 및 OCT x-y 스캐너(459)을 포함할 수 있다.
OCT 영상화 시스템의 작동 원리는 잘 알려지고 문헌에 기재되어 있다. OCT 시스템(457)은 (a) 시간-도메인, (b) 스웹트 소스(swept source) 또는 (c) OCT에 기초한 스펙트로미터일 수 있다. OCT 영상화 시스템의 상기 (a) 및 (b) 유형은 좁은 밴드의 OCT 광원(410)을 사용하여 빔의 초점을 z-방향으로 스캔하므로, 연속적인 시간으로 상이한 z-깊이에 따른 영상 정보를 제공한다. (a) 유형의 시간 도메인 OCT 시스템은 참조 거울(reference mirror)을 이동시키는 반면, (b) 유형의 스웹트 소스 OCT 시스템은 레이저 빔의 파장을 스윕(sweep)한다.
OCT 시스템에 기초한 (c) 유형의 스펙트로미터는 넓은 밴드 OCT 영상 광원(410)을 사용하며, OCT 영상 광원의 넓은 밴드 내의 상이한 파장에 따라, 필수적으로 동시에 또는 병렬적으로 z-깊이 범위로부터 영상을 캡쳐한다. 이러한 병렬 영상 측면에 의하여, 스펙트로미터-기반 OCT 시스템은 실질적으로 연속 OCT 시스템에 비하여 빠르다. (b) 및 (c) 유형의 OCT 시스템은 흔히 주파수 도메인(frequency domain) OCT 시스템이라 불린다.
모든 유형의 OCT 영상 유닛(458)은 OCT 광원(410), OCT 참조 거울(413) 및 빔 스플리터(417)를 포함할 수 있다. 연속 OCT 시스템 중에서, (a) 유형의 시간 도메인 OCT는, OCT 광원(410)이 좁은 밴드 레이저이고 참조 거울(413)은 z-스캐닝을 위해 이동가능할 수 있다. (b) 유형의 스웹트 소스(swept source) OCT는, 광원(410)의 파장이 다양하므로, 참조 거울이 이동 가능할 필요 없다. (c) 유형의 병렬 OCT 시스템은, OCT 광원(410)이 넓은 밴드 영상광을 발광할 수 있다.
대물 렌즈(454) 및 도킹 유닛(455)을 통해 눈에 조준되는 OCT 영상 빔은, OCT 빔 x-y 스캐너(459)에 의해 유도될 수 있다. OCT x-y 스캐너(459)는 눈 내의 OCT 영상 빔을 x 및 y 방향으로 스캔할 수 있다. 연속 OCT 시스템에 있어서, 참조 거울(413)을 이동하거나 또는 OCT 광원(410)의 파장을 스윕함으로써, 빔이 z 스캔된다. 병렬 OCT 시스템에서는, 상이한 파장은 필수적으로 동시에 상이한 z-깊이에 따른 영상 정보를 운송하므로, z-스캐닝은 수행되지 않는다.
상기 모든 시스템에 있어서, 눈으로부터 회수된 OCT 영상 빔은 빔 스플리터(417)에서 OCT 참조 거울(413)로부터 회수되는 참조 빔으로 통일될 수 있다. 이러한 단일화 빔은 OCT 카메라(420)에 의해 기록되는 복합 간섭 패턴(complex interference pattern)으로 영상 정보를 운반한다.
연속 OCT 시스템 용으로, 상기 OCT 카메라(420)는 간단하며, 예를 들면, 광검출기를 포함한다. 병렬 OCT 시스템 용으로, OCT 영상 유닛(458)은, 넓은 밴드 영상 광을 상이한 파장 성분으로 분해하고, 상이한 파장 성분을 상이한 공간 각도로 방향을 바꾸는 프리즘 또는 회절격자(grating)(명확히 기재되지 않음)와 같은 스펙트로미터를 포함할 수 있다. 일부 병렬 OCT 시스템에서, OCT 카메라(420)는, 각각 그 고유 파장에 대해 특정한, 간섭 정보를 전달하는 상이한 파장의 다양한 광선을 캡쳐하는 CCD 검출기의 선형 어레이를 포함할 수 있다. 다른 예에서는, 2차원 CCD 어레이가 사용될 수 있다. 분해된 다양한 광선의 편각(amplitude)은 OCT 카메라(420)의 CCD 어레이의 별개의 픽셀 내에 기록될 수 있다. 일부 고해상도 OCT 카메라(420)는 수백 또는 수천개의 픽셀을 포함할 수 있다.
영상 처리는 싱크 신호를 후-보정(later-specified) 출력 유닛으로부터 얻을 수 있는 영상 싱크 블록(470)에 의해 제어될 수 있다. OCT 카메라(420)로부터의 영상 데이터는 OCT 분석기(480)로 전달되어, 영상 싱크 블록(470)에 의해 동기화될 수 있다. 병렬 OCT 시스템에서, OCT 분석기(480)는 고속 푸리에 전환(Fast Fourier Transform: FFT)을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다. FFT는 상이한 파장 성분의 간섭정보를 상이한 z-깊이에 따른 영상 정보로 전환한다. FFT 후에, 변환된 OCT 영상 데이터는 z-깊이 범위에 따른 영상 정보를 나타낸다. 상기 변환된 OCT 영상 데이터는 OCT 영상을 생성하고, 생성된 OCT 영상을 디스플레이(490) 쪽으로 출력하는 프로세서(430) 쪽을 향할 수 있다.
다음으로, OCT 스캐닝-빔-컨트롤러 시스템은 하기 기술되는 일부 존재하는 OCT 스캐닝-빔-컨트롤러의 작동의 어려움을 해결하는 것에 대해 기술한다.
일부 OCT 영상화 시스템에 있어서, 프로세서(430)은 멀티태스크 및 인터리브(interleaved), 병렬 또는 오버래핑 방법으로 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 프로세서는 예를 들면, 빔의 스캐닝 업무로부터 다른 일로 또는 반대로 스위칭함으로써, "인터럽트(interrup)"를 수행할 수 있다. 그러나, 스캐닝이 멈추거나 인터럽트에 의해 프리즈된 시간 동안에 레이저 빔은 동일한 지점을 향하고 있을 수 있으므로, 상기 인터럽트는 짧아도 문제점을 야기할 수 있다. 이러한 스캐닝-프리즈는 영상화된 위치의 좌표에 있어서, x-y 스캔의 시간을 방해할 수 있고, 에러 및 노이즈를 유발한다. 출력된 스캐닝 데이터에 있어서 시간 에러는 흔히 지터라 불리는 현상인, 50, 100 이상의 마이크로초에 달할 수 있는 지연을 초래한다. 나아가, 레이저 빔에 대한 연장된 노출은 민감한 눈 세포에 손상을 야기할 수 있다.
또한, 프로세서는 전형적으로 시스템 버스를 통해 입력/출력 에이전트와 통신하므로, 이러한 출력 모드는 낮은 데이터 전송 속도만을 제공하며, 몇몇 에이전트들은 버스에 동시에 접속할 수 있어, 이들 모두는 사이클 시간(cycle time)의 단편(fraction)을 요구한다. 나아가, 이러한 경쟁 수요(competing demands)들을 충족시키기 위하여, 시스템 버스 사이클의 부분은 전형적으로 제어 신호에 의해 취해진다. 만약, OCT 영상화 시스템이 단일-태스크 모드에서 예를 들면, 전용 링크를 통해, 스캐닝 데이터를 출력 유닛으로 출력하는 프로세서에 의해 스캐닝-프리즈를 피하도록 설계된다면, 프로세서가 출력 단계 동안 다른 기능 예를 들면, 다음 스캐닝 패턴을 계산하는 단계를 수행하지 못할 수 있다. 이러한 모든 설계 및 제약은 상기 시스템의 성능을 상당히 저하시킨다.
OCT 스캐닝-빔-컨트롤러를 기술하는 최근의 구현예들은 효과적인 설계를 도입함으로써, 상기 어려움을 극복할 수 있다. OCT 스캐닝-빔-컨트롤러는 프로세서(430) 및 아날로그 입력-출력 보드(435)를 포함할 수 있다. 프로세서(430)은 스캐닝 패턴용 스캐닝 데이터를 계산할 수 있다. 상기 스캐닝 데이터는 예를 들면, OCT 영상 빔이 스캐닝 중에 타겟 영역으로 조준되는 x-y 좌표의 시퀀스를 포함할 수 있다. 연속적, z-스캐닝 OCT 시스템에서, 스캐닝 데이터는 x-y-z 좌표를 포함할 수 있다. 기술한 바와 같이, OCT 스캐닝 패턴은 선, 아크, 루프, 써클, 나선, 래스터 및 그리드 패턴을 포함하는 다양한 범위의 패턴일 수 있다.
프로세서(430)는 스캐닝 데이터를 계산할 수 있으며, 컴퓨터 코드 또는 지시 세트를 저장하는 저장 매개와 관련하여 프로세서의 다른 기술된 기능을 수행할 수도 있으며, 컴퓨터 코드 또는 지시 세트는 프로세서의 상기 기능들을 수행하도록 설정된다.
아날로그 입력-출력 보드(435)는 직접 메모리 접속 엔진(440) 또는 DMA 엔진(440)으로도 불리는 로칼 또는 전용 메모리 컨트롤러(440)를 포함할 수 있다. DMA 엔진/메모리 컨트롤러(440)는 프로세서(430)에서 데이터 버퍼(450)로, 계산된 스캐닝 데이터의 전송을 간접적 또는 직접적으로 관리할 수 있다. 로칼 메모리 컨트롤러(440)에 결합된 데이터 버퍼(450)는 스캐닝 데이터를 저장하고, 출력 디지털-아날로그 컨버터(460) 또는 출력 DAC(460) 쪽으로 스캐닝 데이터를 출력할 수 있다. 출력 DAC(460)는 데이터 버퍼(450)에 결합될 수 있으며, (i) 선택되고 출력된 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하고, (ii) 스캐닝 신호를 OCT 빔 x-y (또는 x-y-z) 스캐너(459) 쪽으로 출력할 수 있다.
도 11은 OCT 스캐닝 빔-컨트롤러의 구현예를 도시한다. 프로세서(430')는 PCI 버스(432)와 같은 버스(432)에 결합될 수 있다. OCT 스캐닝-빔-컨트롤러는 또한 프로세서 메모리(433)를 포함할 수 있다. 프로세서(430')은 계산된 스캐닝 데이터를 프로세서 메모리(433)로 출력할 수 있다. 전용 DMA 엔진(440')은 프로세서 메모리(433)로부터 예를 들면, 선입선출(FIFO) 메모리일 수 있는, 데이터 버퍼(450')로 스캐닝 데이터를 전송할 수 있다. FIFO 버퍼 메모리(450')는 스캐닝 데이터를 저장할 수 있고, 즉시, 저장된 스캐닝 데이터를 출력 DAC(460')로 출력할 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세서는 PCI 버스(432) 대신에 전용 메모리 버스 또는 로칼 버스를 통해, 스캐닝 데이터를 아날로그 입력-출력 보드(435)로 출력할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 프로세서 및 DMA 엔진(440')은 직접 연결될 수도 있다.
상기 기술된 다른 시스템의 문제점과 관련하여, (i) FIFO 메모리(450')는 인터럽트 되지 않는 방법으로 저장된 스캐닝 데이터를 출력할 수 있으며, (ii) 출력 모드는 버스트 모드(burst mode)와 같은 고속 데이터 전송 보드일 수 있으며, (iii) 스캐닝 데이터를 송부하지 않고, 출력은 공유된 버스(432), 프로세서 메모리(433) 또는 프로세서(430')를 통해 수행될 있으므로, 본 OCT 스캐닝-빔-컨트롤러의 구현예는 고속 스캐닝 작동을 제공한다.
이러한 모든 이유로 인해, 스캐닝 데이터의 출력은 경쟁 태스크에 인터럽트 되거나 공유되는 버스(432)를 특징짓는 저속 데이터 전송에 의해 감속되지 않는다.
또한, FIFO 메모리(450')는 스캐닝 데이터를 출력하도록 유도하므로, 프로세서(430')는 데이터 출력과 병렬적으로 영상 처리, 스캐닝 패턴에 따른 새로운 스캐닝 데이터의 계산, 또는 제어 기능의 수행과 같은 다른 기능을 자유롭게 실시할 수 있다.
또한, 출력이 공유된 버스(432) 대신에 아날로그 입력-출력 보드(435) 상의 전용 채널을 통해 데이터 버퍼(450')로부터 진행되기 때문에, 데이터 버퍼(450')에 의해 스캐닝 데이터가 출력 DAC(460')로 출력되는 것은 프로세서(430) 또는 다른 시스템 에이젼트에 의한 인터럽트에 의해 감속되지 않는다. 이러한 구현예는, 지터를 50, 40 또는 심지어 20초 마이크로초 미만으로 유지하는 등 상당히 감소시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 출력 DAC(460')는 접수된 디지털 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하고, 스캐닝 데이터로 코드되는 스캐닝 패턴에 따른 OCT 영상 빔을 스캔 하기 위하여, 스캐닝 신호를 x 및 y 갈보-컨트롤러 (56a) 및 (56b) 또는 x 및 y 갈보 거울 또는 리디렉터(redirector) 요소를 제어하는 일부 다른 유형의 스캐닝-컨트롤러로 출력한다. 일부 구현예는 두 개의 축 주위로 회전할 수 있는 거울을 제어하는 집적된 x-y 갈보-컨트롤러를 가질 수 있다.
출력 DAC(460')는 또한 OCT 영상 빔의 스캐닝과 동시에 회신된 OCT 영상 빔을 기록하기 위하여 OCT 영상 카메라(420)에 결합된 영상 싱크 블록(470')으로 동기 신호를 출력할 수 있다. 동기 신호는 프로세서(430')에 의해 스캐닝 데이터로 삽입되는 동기 데이터에 기초할 수 있다.
또한, 영상 단계(120)는 제1 영상 단계의 말단점과 연속적 제2 영상 단계의 시작점을 연결하는 귀소 패턴에 따라 귀소 데이터를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 상기 단계는 제1 영상 단계가 단순히 스캐닝 데이터의 출력을 멈춤으로써 끝나기 때문에, 비기준점(non-standard point) 내에 x 및 y 갈보s (56a) 및 (56b)를 남겨두고, 비기준 타겟 점에 영상 빔을 가리키는 구현예에서 유용할 수 있다. 이러한 비기준점은 전형적으로 후속적 제2 영상 단계의 시작점과 상이하므로, 영상 빔이 잘-정의된 시작점으로부터 후속적 제2 영상 단계를 시작할 수 있도록 하기 위해서는, 귀소 데이터를 계산하고 출력함으로써 x 및 y 갈보s (56a-b) 귀소(homing)이 필요하게 만든다.
일 예로, 제1 영상 단계는 제1 반경의 제1 서클을 따라, 영상 빔의 x 및 y 좌표를 스캐닝하는 것을 포함할 수 있다. 제2 영상 단계가 제2 반경의 제2 서클을 따라 스캐닝하는 것을 포함하는 경우, 제1 영상 단계 후에 제1 반경을 갖는 제1 원 스캔의 말단점으로부터 제2 반경을 갖는 제2 원 스캔의 시작점까지의 경로를 정의하는 귀소 데이터를 계산할 수 있다.
상기 구현예들은 영상 빔이 기준점 예를 들면, 중심, 기원, 또는 그 외 초기점(unbiased point)으로 다시 이동하는 것을 막아, 추가적 시간을 절약하고, 스캐닝 작동을 더욱 가속화할 수 있다.
귀소 데이터의 계산은, 중립 위치(neutral position)와 관련하여 제2 영상 단계의 시작 위치의 계산을 실행시키기 때문에, 제1 영상 단계의 종점에서, x 및 y 갈보s (56a) 및 (56b)가 중립 위치로 돌아가는 구현예에서 유용할 수 있다.
일부 구현예에서, 영상화 시스템(457)의 작동 속도가 OCT 카메라(420)의 집적 시간에 의해 제한될 수 있도록, 출력 DAC(460/460')의 출력 속도는 매우 빨라 질 수 있다.
일부 구현예에서, 출력 DAC(460/460')는 하기 범위 중 어느 하나의 속도로 스캐닝 신호를 출력할 수 있다:: Hz - 1 MHz, 100 Hz - 1 MHz 또는 1 kHz - 100 kHz.
일부 구현예에서, 스캐닝 신호를 출력하는 속도는 영상 태스크 및 패턴의 요건에 따라 조정될 수 있다.
일단 영상 단계(120)가 완료되면, 정렬-개선 단계(130)는 수정체(5)와 같이 눈의 내부 구조의 영상에 기초하여 환자에게 구두 명령를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
정렬-개선 단계(130)는 고정광 빔을 제공하고, 환자에게 고정광을 보도록 요청하고, 영상 단계(120)에 의해 제공된 영상에 기초하여 고정광을 조정하는 것 또한 포함할 수 있다. 고정광은 레이저 수술 시스템(50)의 주요 광 경로를 통해 또는 분리된 고정광 시스템을 통해, 수술 눈 내에 제공될 수 있다. 일부 예에서, 고정광은 비-수술 눈에 제공될 수 있다.
정렬-개선 단계(130)는 (i) 도킹 유닛(55)/(200)이 눈과 접촉하기 전에, (ii) 도킹 유닛(55)/(200)이 눈과 접촉한 후 및 배큠(vacuum)의 적용 전에, 또는 (iii) 어느 정도의 정렬 변경이 여전히 허용되는 도킹 유닛(55)/(200)에 대해 부분 배큠을 적용한 뒤에 시작될 수 있다.
부분 배큠 또는 흡입은 예를 들면, 도킹 유닛(55)/(200)의 일부일 수 있는 흡입 링(suction ring) 또는 흡입 스커트(suction skirt)를 통해, 적용될 수 있다. 흡입은 도킹 유닛(55)/(200)이 눈과 물리적으로 접촉한 후에 적용될 수 있다.
도킹 방법(100)은 수술 과정 또는 진단 과정의 부분으로 수행될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 도킹 방법(100)은 식별 과정과 같이 수술 또는 진단 절차의 일부가 아닌, 영상 절차의 일부 일 수 있다.
(110) 내지 (140) 단계는 영상화 시스템(57)에 저장되는 프로그램 코드 또는 지시 세트를 포함할 수 있다. 상기 코드는 예를 들면, 전용 메모리 또는 다른 기능 블록의 일부인 메모리 내에 저장될 수 있다. 정렬 단계(110)는 비디오 현미경(56)에 관련된 메모리 내에 저장된 코드를 포함할 수 있다. 영상 단계(120)는 프로세서(430)에 의해 생성된 스캐닝 패턴 또는 스캐닝 데이터를 전용 또는 집적 메모리 내에 저장하는 것 또는 데이터 버퍼(450) 내에 스캐닝 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다. 정렬-개선 단계(130)는 생성되는 영상과 관련하여 도킹 유닛(55)과 눈(1)의 수정체의 정렬을 개선하기 위하여, 생성되는 영상을 저장하는 메모리 유닛을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 도킹 단계(140)는 도킹 유닛(200)을 눈에 도킹시키는 것을 유도하고 제어하는 저장된 프로그램을 사용할 수 있다.
도 12는 하기 단계를 포함할 수 있는 고속 영상 방법(500)의 구현예를 도시한다:
프로세서(430/430')에 의해 스캐닝 제어 데이터를 계산하는 단계(510);
프로세서(430)에 의해 스캐닝 제어 데이터를 프로세서 메모리(433)에 저장하는 단계(520);
스캐닝 출력 속도와 같은 작동 파라미터를 정의함으로써, 스캐닝 작동용 전용 메모리 컨트롤러(440/440')를 설정하는 단계(530);
전용 메모리 컨트롤러(440/440')의 제어 하에서, 스캐닝 제어 데이터를 적어도 부분적으로 프로세서 메모리(433)에서 데이터 버퍼(450/450')로 전송하는 단계(540);
스캐닝 제어 데이터의 전송이 완료됨을 전용 메모리 컨트롤러/DMA 엔진(440/440')에 의해 프로세서(430/430)에 알리는 단계(550);
스캐닝 제어 데이터의 고속 출력을 시작하기 위해, 프로세서(430/430)에 의해 전용 메모리 컨트롤러(440/440')를 지시하는 단계(560);
전용 메모리 컨트롤러(440/440')의 제어 하에서, 스캐닝 제어 데이터를 적어도 부분적으로 데이터 버퍼(450/450')에서 출력 DAC(460/460')로 전송하는 단계(570)로서, 상기 출력 DAC(460/460')은 디지털 스캐닝 제어 데이터를 아날로그 스캐닝 제어 신호로 전환하고, 상기 출력 DAC(460/460')는 아날로그 스캐닝 제어 신호를 x 및 y 스캐너 (56a) 및 (56b) 및 싱크 블록(470)으로 출력하는 단계(570); 및
전용 메모리 컨트롤러(440/440')에 의해 출력 처리가 완료됨을 프로세서(430/430')에 알리는 단계(580).
단계(570)에서, 스캐닝 제어 데이터를 데이터 버퍼(450/450')부터 전송하는 것은 버스트 모드(burst mode), 페이지 모드(page mode) 또는 임의의 유사 고속 전송 모드와 같은 고속 전송 모드로 수행될 수 있다.
단계(570)에서, 스캐닝 제어 데이터를 데이터 버퍼(450/450')부터 전송하는 것은 스캐닝 제어 데이터의 전송 없이, 로칼 메모리 컨트롤러(440)에 연결되는 버스, 프로세서(430) 및 프로세서 메모리(433)를 통해 수행될 수 있다.
단계(570)에서, 전송 단계는 또한, 영상을 처리하거나, 스캐닝 패턴에 따라 스캐닝 데이터를 계산하는 프로세서(430)와 병렬적으로 스캐닝 제어 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다.
단계(570)에서, 전송 단계는 또한, 다른 시스템 에이젼트의 인터럽트 없이 스캐닝 데이터 전송하는 것을 포함할 수 있으므로, 지터를 50, 40 또는 20 마이크로초 미만으로 유지할 수 있다.
상기 방법(500)의 일 구현예(600)에서, 상기 단계들은 하기 단계로 편성될 수 있다:
단계(510)를 포함할 수 있는 프로세서에 의해 스캐닝 제어 데이터를 계산하는 단계(610); 단계(520), (530), (540) 및 (550)을 포함할 수 있는 로칼 메모리 컨트롤러에 의해 스캐닝 제어 데이터를 데이터 버퍼에 부분적으로 저장하는 단계(620); 단계(560) 및 단계(570)의 요소를 포함할 수 있는 스캐닝 제어 데이터를 고속 전송 모드로 데이터 버퍼에서 컨버터-출력 모듈로 전송하는 단계(630); 및 단계(570)의 요소를 포함할 수 있는 스캐닝 신호를 스캐닝 컨트롤러로 출력하는 단계(640), 이때 상기 스캐닝 신호는 컨버터-출력 모듈에 의해 스캐닝 제어 데이터로부터 전환된다.
본원은 다수의 구체예를 포함할 수 있지만, 이는 본 발명의 범위 또는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않으며, 특정 구현예에 대한 구체적인 특징으로 이해되어야 한다. 별개의 구현예로 본원에 기술된 특징들은 또한, 일 구현예에서 조합으로 실시될 수 있다. 역으로, 일 구현예로서 본문에 기재된 다양한 특징들은 다수의 구현예에서 또는 임의의 적절한 서브컴비네이션(subcombination)으로도 실시될 수 있다. 더욱이, 상기 기술된 특징은 특정 조합으로 실시되는 것으로 기재되고, 초기에 청구된, 예를 들면, 청구 조합의 하나 이상의 특징은 청구된 조합으로부터 분리될 수 있으며, 청구된 조합은 서브컴비네이션 또는 서브컴비네이션의 변형에 관한 것일 수 있다.

Claims (42)

  1. 안과 시스템으로서,
    안과 시스템 및 눈을 정렬(align)하도록 구성되는 도킹 유닛;
    눈의 내부 구조의 영상을 생성하도록 구성되는 영상화 시스템;
    스캐닝 패턴용 스캐닝 데이터를 계산하는 프로세서,
    계산된 스캐닝 데이터를 프로세서에서 데이터 버퍼로의 전송을 부분적으로 관리하는 로칼 메모리 컨트롤러, 및
    선택된 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하고, 상기 스캐닝 신호를 출력하는 데이터 버퍼에 결합된, 출력 디지털-아날로그 컨버터를 포함하는 영상 컨트롤러(imaging controller)를 포함하며,
    상기 데이터 버퍼는 스캐닝 데이터를 저장하고, 스캐닝 데이터를 출력하도록 구성되며,
    생성되는 영상에 따라 눈의 내부 구조에 도킹 유닛의 정렬을 개선하고, 눈에 도킹 유닛을 도킹하도록 구성되는, 안과 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    눈의 형상에 따라 안과 시스템의 타겟 패턴을 정렬하도록 구성되는 제1 영상화 시스템을 포함하는, 안과 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영상화 시스템이 현미경 또는 비디오 현미경 중 하나이며,
    상기 안과 시스템의 타겟 패턴이 컨택 렌즈의 중심, 도킹 유닛의 중심, 도킹 써클, 또는 도킹 십자(docking cross-hair) 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 눈의 형상이 홍채, 동공, 각막, 연곽(limbus) 또는 수정체의 영역의 중심; 또는 홍채, 동공, 각막, 연곽 또는 수정체의 영역에 관한 원 형태 중 하나 이상인, 안과 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    영상을 생성하도록 구성되는 제2 영상화 시스템을 포함하며,
    상기 제2 영상화 시스템이 광학 간섭 단층 촬영(optical coherence tomographic) 영상화 시스템 및 눈의 내부 구조를 영상화하기 위해 구성되는 영상화 시스템 중 하나 이상인, 안과 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안과 시스템이 생성되는 영상으로부터 눈의 내부 구조에 관한 위치 정보를 추출하고,
    상기 추출된 위치 정보에 따라 눈 또는 도킹 유닛 중 하나 이상의 위치를 조정하도록 구성되는, 안과 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안과 시스템이 생성되는 영상으로부터 눈의 내부 구조에 관한 배열 정보를 추출하고,
    상기 추출된 배열 정보에 따라 눈 또는 도킹 유닛 중 하나 이상의 배열을 조정하도록 구성되는, 안과 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서가 선형 패턴, 원 패턴, 타원 패턴, 루프(loop) 패턴, 아크(arc) 패턴, 래스터(raster) 패턴, x-y 패턴, 십자형 패턴, 별 패턴, 나선 패턴, 및 아웃라잉 포인트(outlying point)의 패턴 중 하나 이상을 포함하는 스캐닝 패턴을 실시하도록 구성되는, 안과 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서가, 프로세서에 의해 신호를 스캐닝 데이터로 동기화하는 것을 포함하도록 구성되는, 안과 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서가, 스캐닝 패턴의 시작점을 이전의 설정 지점(set point)과 연결하는 귀소 패턴에 따라 귀소 데이터를 계산하도록 구성되는, 안과 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스캐닝 데이터를 저장하도록 구성되는 프로세서 메모리, 및
    상기 프로세서 메모리에서 데이터 버퍼로 상기 저장된 스캐닝 데이터의 전송을 부분적으로 제어하도록 구성되는 전용 메모리 컨트롤러(dedicated memory controller)
    를 포함하는, 안과 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전용 메모리 컨트롤러가 직접 메모리 접속 엔진을 포함하고, 상기 데이터 버퍼가 선입선출(first-in-first-out) 메모리를 포함하는, 안과 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 버퍼가 스캐닝 데이터를 고속 데이터 전송 모드(fast data transfer mode)로 출력 모듈에 출력하도록 구성되는, 안과 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 버퍼가 스캐닝 데이터의 송부 없이, 전용 메모리 컨트롤러와 프로세서를 연결하는 버스, 프로세서 메모리 또는 프로세서 중 하나 이상을 통해 데이터 버퍼로부터 스캐닝 데이터를 출력하도록 구성되는, 안과 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 버퍼가 영상을 처리하는 것, 스캐닝 패턴에 따라 스캐닝 데이터를 계산하는 것, 또는 제어 기능을 수행하는 것 중 하나 이상 수행하는 프로세서와 병렬적으로 스캐닝 데이터를 출력하도록 구성되는, 안과 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 버퍼가 다른 시스템 에이젼트(agent)의 인터럽트(interrupt) 없이 출력 모듈에 의해 스캐닝 데이터를 수신하여, 스캐닝 데이터의 지터(jitter)를 40 마이크로초 미만으로 유지하도록 구성되는, 안과 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 출력 디지털-아날로그 컨버터가 스캐닝 데이터를 아날로그 스캐닝 신호로 전환하도록 구성되는, 안과 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    스캐닝 컨트롤러 및 영상 싱크로나이저가, 스캐닝 컨트롤러 및 영상 싱크로나이저에 의해 출력된 스캐닝 신호를 수신하고, 이 때, 스캐닝 신호는 동기 신호를 포함하고,
    스캐닝 신호에 따라 스캐닝 컨트롤러에 의해 하나 이상의 스캐너를 반복적으로 조종하여 영상 빔을 스캔하고,
    동기 신호에 따라 영상 싱크로나이저에 의해 영상 카메라를 반복적으로 동기화하도록 구성되는, 안과 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    스캐닝 컨트롤러가 하나 이상의 갈보-컨트롤러를 포함하고,
    영상 싱크로나이저가 하나 이상의 안과 간섭(ophthalmic coherence) 영상 카메라 컨트롤러를 포함하는, 안과 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    영상 기록 장치의 집적 시간(integration time)이 영상화 시스템의 작동 속도의 제한 인자인, 안과 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 스캐닝 신호가 하기 범위 중 하나의 범위 내의 속도를 가지는, 안과 시스템:
    1 Hz - 1 MHz, 100 Hz - 1 MHz 또는 1 kHz - 100 kHz.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 출력 디지털-아날로그 컨버터가 스캐닝 신호의 출력의 출력 속도를 조정하도록 구성되는, 안과 시스템.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 도킹 유닛이 갠트리(gantry) 또는 관절식 아암(articulated arm)에 의해 이동가능한, 안과 시스템.
  24. 삭제
  25. 제1항에 있어서,
    상기 안과 시스템이 도킹 유닛이 눈과 접촉하기 전, 도킹 유닛이 눈과 접촉한 후 및 도킹 유닛에 부분적 배큠(vacuum)을 적용하기 전에, 또는 부분적 배큠을 적용한 후에 정렬 단계의 개선을 시작하도록 구성되는, 안과 시스템.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 안과 시스템이 도킹 유닛의 참조 지점과 눈의 외각층 사이의 거리를 감지하고,
    상기 감지된 거리에 따라 도킹 유닛을 아래로 이격시키도록 구성되는, 안과 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 참조 지점이 조정 가능한, 안과 시스템.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
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