KR101841128B1 - 이동식 광각 안과 수술용 시스템 - Google Patents

이동식 광각 안과 수술용 시스템 Download PDF

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Abstract

수술용 영상화 시스템은, 광 빔을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 광원; 광원으로부터 광 빔을 유도하도록 구성된 빔 유도 시스템; 빔 유도 시스템으로부터 광을 수용하고, 스캐닝된 광 빔을 발생시키도록 구성된 빔 스캐너; 스캐닝된 광 빔을 재지향시키도록 구성된 빔 커플러; 및 재지향된 스캐닝 광 빔을 시술 눈의 타깃 영역 내로 유도하도록 구성된 광시야(WFOV) 렌즈를 포함하며, 빔 커플러는 시술 눈 내로의 재지향된 스캐닝 광 빔의 입사 각도 및 시술 눈의 타깃 영역 중 적어도 하나를 변화시키기 위해 선택적으로 이동 가능하도록 시술 눈에 대해 이동 가능하게 위치된다.

Description

이동식 광각 안과 수술용 시스템{MOVABLE WIDE-ANGLE OPHTHALMIC SURGICAL SYSTEM}
본 명세서에 개시된 실시예는 유리체-망막(vitreo-retinal), 녹내장(glaucoma) 또는 다른 안과 수술을 위한 개선된 시각화(visualization)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 개시된 실시예는 진단 영상화 시스템(diagnostic imaging system) 및/또는 치료 빔 전달 시스템으로 구현될 수 있는 이동식 광각 안과 수술용 시스템(movable wide-angle ophthalmic surgical system)에 관한 것이다.
영상화 및 시각화로 안과 수술을 돕는 기술의 개발은 가장 인기있는 개발 및 혁신 분야 중 하나이다. 안과 수술의 일종인 유리체-망막 시술은 유리체 절제술(vitrectomy), 즉 망막에의 접근을 위한 후방(posterior chamber)으로부터의 유리체(vitreous body)의 절제를 포함한다. 유리체 절제술의 성공적인 실행은 유리체 기저부 근처의 가장 도전적인 영역을 포함하여, 본질적으로 유리체의 완전 절제를 필요로 한다. 영상화 기술 및 장치의 사용은 유리체 절제의 효율을 향상시키는데 상당한 도움을 줄 수 있다.
그러나, 영상화에 의해 유리체 절제술을 돕는 것은 특히 몇 가지 이유에서 과제가 있다. 그 중 하나는 유리체가 투명하다는 것이다. 다른 과제는 주변부의 시각화가 높은 경사각을 갖는 영상화 빔을 필요로 한다는 것이다. 광각 접촉-기반 또는 비접촉-기반 렌즈는 통상 후자의 과제를 해결하는데 사용되고, 단지 제한적으로만 성공을 거두고 있다. 의사(surgeon)가 예를 들어 망막 열공 검출(retinal break detection), 광응고술(photocoagulation) 등을 위한 유리체-망막 수술에서 눈 내로의 보다 넓은 시야를 가져야만 하는 많은 다른 이유가 있다. 광각 접촉-기반 렌즈는 약 120°의 시야에 이를 수 있는 반면, 비접촉 기반 렌즈는 훨씬 더 좁은 시야를 제공한다. 때때로, 의사는 환자의 안구를 회전시키거나 공막 누름(sclera depression)을 수행하여 관찰을 위한 현미경 시야 내로 눈을 이동시켜야 한다.
영상화의 개선은 광 간섭 단층 촬영(optical coherence tomography; OCT), 즉 레이저 빔을 타깃 상에 집속시키고, 반사 빔을 수집하고, 반사 빔을 기준 빔(reference beam)과 간섭시켜 간섭을 검출하며, 빔의 초점 깊이 내에서의 반사율 시그니처(reflectance signature)를 측정함으로써 소정 깊이의 타깃 조직의 시각화를 가능하게 하는 기술을 사용함으로써 달성될 수 있다. 그 결과는 소정 깊이의 라인 스캔, 단면 스캔 및 볼륨 스캔이다.
OCT는 진단 도구로서 클리닉에서 일반적인 것이 되었다. 의사는 참조를 위해 수술실 내로 수술전 영상을 가져간다. OCT 스캐닝은 현재 수술실에서 이용 가능하지 않고, 따라서 수술중에 이루어지는 결정을 지원하지 못한다. 수술전 영상은 시술 동안의 타깃에 대한 형태학적 변형 후에 있어서의 유용성이 제한되었다.
실시간 망막-수술용 OCT 시스템을 개발하는 노력이 신생 기업으로부터 대기업에 이르는 많은 회사에 의해 기울여지고 있다. 지금까지 망막-수술용 OCT에 대한 접근법은 현미경-기반, 핸드헬드형 프로브(handheld probe)-기반 또는 엔도프로브(endoprobe)-기반이었다. 현미경-기반 OCT 시스템은 통상적으로 현미경 및/또는 환자의 눈에 대해 고정된 배향으로 OCT 시스템을 현미경에 장착하였다. 따라서, OCT를 표준 수술용 현미경에 통합하는 것은 현미경의 상당한 수정을 필요로 할 수 있다. 또한, 이러한 수정의 경우에도, 눈 내로의 OCT 빔의 스캐닝 각도 및/또는 타깃 위치가 고정되고 제한된다. 환자 및/또는 현미경의 이동은 OCT 빔의 스캐닝 각도 및/또는 타깃 위치를 변화시키기 위해 선택할 수 있는 유일한 것이지만, 이들 모두는 비현실적이고 실행 불가능할 수 있다.
제시된 해결책은, 수술 워크플로우에 대한 중단 또는 수술 간접비(surgical overhead) 없이, 유용성을 최대화하기 위해 눈 내의 조정 가능한 빔 스캐닝/전달 각도 및/또는 위치를 갖는 이동식 광각 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템을 수술중에 제공하는 독특한 해결책에 의해 충족되지 않은 의학적 요구를 충족시킨다.
일부 실시예와 일치하게, 안과 수술용 시스템은, 광 빔을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 광원; 적어도 하나의 광원으로부터 광 빔을 유도하도록 구성된 빔 유도 시스템; 빔 유도 시스템으로부터 광을 수용하고, 스캐닝된 광 빔을 발생시키도록 구성된 빔 스캐너; 스캐닝된 광 빔을 재지향시키도록 구성된 빔 커플러; 및 재지향된 스캐닝 광 빔을 시술 눈의 타깃 영역 내로 유도하도록 구성된 광시야(WFOV) 렌즈를 포함하며, 빔 커플러는 시술 눈 내로의 재지향된 스캐닝 광 빔의 입사 각도 및 시술 눈의 타깃 영역 중 적어도 하나를 변화시키기 위해 선택적으로 이동 가능하도록 시술 눈에 대해 이동 가능하게 위치된다.
일부 실시예와 일치하게, 수술용 광 간섭 단층 촬영(OCT) 시각화 시스템을 작동하는 방법은, 광원을 사용하여 영상 광 빔(imaging light beam)을 발생시키는 단계; 빔 유도 시스템을 사용하여 광원으로부터 빔 스캐너로 영상 광 빔을 유도하는 단계; 빔 스캐너를 사용하여 스캐닝된 영상 광 빔을 발생시키는 단계; 빔 커플러를 사용하여 스캐닝된 영상 광 빔을 재지향시키는 단계로서, 수술용 현미경의 광로 내로 스캐닝된 영상 광 빔을 재지향시키는 단계를 포함하는, 단계; 광시야(WFOV) 렌즈를 사용하여 시술 눈의 타깃 영역 내로 재지향된 스캐닝 영상 광 빔을 유도하는 단계; 및 시술 눈 내로의 재지향된 스캐닝 영상 광 빔의 입사 각도 및 시술 눈의 타깃 위치 중 적어도 하나를 변화시키도록 빔 커플러를 선택적으로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 개시의 추가적인 양태, 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 4는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 5는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 6은 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 7은 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 8a는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 8b는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 9a는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 9b는 이동식 광각 안과 수술용 시스템을 도시하는 도면이다.
도 10은 수술 시각화 시스템을 작동하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도면에 있어서, 동일한 부호를 갖는 요소는 동일하거나 유사한 기능을 갖는다.
하기의 설명에서, 특정 상세내용은 어떤 실시예를 설명하도록 개시되어 있다. 그러나, 개시된 실시예가 이러한 특정 상세내용의 일부 또는 모두 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 이해될 것이다. 제시된 특정 실시예는 예시적인 것이고 한정하려는 것은 아니다. 당업자는, 본 명세서에 구체적으로 설명되어 있지 않지만, 본 개시의 범위 및 사상 내에 있는 다른 내용을 인식할 수 있다.
본 개시의 실시간 수술중의 조정 가능한 광시야(wide-field of view) 영상화 시스템은, 현미경-기반 OCT 시스템에 비해, (1) 다수의 상이한 수술 현미경과 함께 사용하는 복잡성 감소; (2) 광범위한 레이저 스캐닝 시각화 기술에 대한 광학적 접근; 및 (3) 눈 내의 스캐닝 빔의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시키는 회전 및 병진 운동을 허용함으로써 눈의 주변부를 스캐닝하는 능력을 포함하는 보다 넓은 스캔 각도를 포함하는 다수의 이점을 제공한다. 또한, 본 개시의 실시간 수술중의 조정 가능한 광시야 영상화 시스템은, 핸드헬드형 프로브-기반 OCT 시스템에 비해, (1) 핸즈프리(hands-free) 영상화; (2) 단순화된 수술 워크플로우; (3) 보다 적은 운동 관련 인공물(artifact)에 의한 보다 안정화된 OCT 영상화; 및 (4) 동시적인 OCT 영상화 및 현미경 관찰을 포함하는 다수의 이점을 제공한다. 또한, 본 개시의 실시간 수술중의 조정 가능한 광시야 영상화 시스템은, 엔도프로브-기반 OCT 시스템에 비해, (1) 비침습적인(non-invasive) OCT 영상화; (2) 단순화된 수술 워크플로우; (3) 볼륨 스캔 능력; (4) 보다 적은 운동 관련 인공물에 의한 보다 안정화된 OCT 영상화; (5) 개선된 측방향 분해능(lateral resolution); 및 (6) 수술 현미경 영상화와 조합되는 능력을 포함하는 다수의 이점을 제공한다. 본 개시의 실시간 수술중의 조정 가능한 광각 치료 빔 전달 시스템을 이용하여 많은 유사한 이점이 실현될 수 있다.
본 개시의 안과 수술용 시스템은 이동식 빔 커플러(movable beam coupler)를 통해 수술중의 조정 가능한 광각 레이저 스캐닝의 전달을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 빔 커플러는, 하나 이상의 광학 요소와 함께, 통합된 광학 블록 구성요소의 일부일 수 있다. 광학 블록 전체가 회전 또는 병진될 수 있거나, 빔 커플러가 광학 블록과 독립적으로 회전될 수 있다. 빔 커플러의 선택적인 이동이 눈 내로의 스캐닝 빔의 입사 각도 및/또는 눈 내의 스캐닝 빔의 입사 위치를 변화시킬 때 레이저 스캐닝을 위한 광시야가 제공될 수 있다. 이동식 광각 안과 수술용 시스템은 광 간섭 단층 촬영(OCT), 멀티스펙트럼 영상화(multispectral imaging), 형광 영상화(fluorescence imaging), 광음향 영상화(photo-acoustic imaging) 등과 같은 진단 영상화 시스템(들)뿐만 아니라, 광응고술과 같은 레이저 치료를 위한 치료 빔 전달 시스템(들)으로서 구현될 수 있다. 광각 레이저 스캐닝은 본질적으로 진단용 및/또는 치료용일 수 있다. 진단용 레이저 스캐닝은 광 간섭 단층 촬영(OCT) 영상화를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 시스템은 수술 워크플로우의 중단 없이 수술중의 조정 가능한 광시야 OCT를 제공할 수 있다. 치료용 레이저 스캐닝은 레이저 빔 스캐닝을 포함할 수 있다. 스캐닝 빔은 접촉-기반 또는 비접촉-기반 수술용 렌즈를 통해 눈 내로 전달될 수 있다. 비가시 레이저 파장이 사용되면, 접촉 렌즈가 또한 표준 수술용 접촉 렌즈로서 역할을 할 수 있다. 비접촉 WFOV 렌즈는 양안 간접 안저현미경(binocular indirect ophthalmomicroscope; BIOM)과 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 실시간 취득 및 표시 시스템과 결합되면, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템은 수술중 시각화를 향상시킬 수 있다. 또한, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템은 현미경과 독립적으로 작동 가능할 수 있고, 심지어 현미경 없이 사용될 수도 있다. 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템은 또한, 수술용 로봇 또는 원격 수술 시스템을 위한 현미경 대체 기술 및/또는 수술 유도 기술로서 입체 카메라 관찰 시스템에 결합될 수도 있다.
도 1은 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)을 도시하고 있다. 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 진단 및/또는 치료 광 빔을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 광원(104)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 진단 광 빔을 발생시키는 하나의 광원 및 치료 광 빔을 발생시키는 하나의 광원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(104)은 진단 광 빔 및 치료 광 빔 모두를 발생시키도록 구성될 수 있다. 광원(104)은 OCT 영상화 시스템, 멀티스펙트럼 영상화 시스템, 형광 영상화 시스템, 광음향 영상화 시스템 등과 같은 진단 영상화 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들면, 광 빔은 OCT 스캐닝 빔의 일부일 수 있다. 광원(104)은 0.2 내지 1.8 미크론 범위, 0.7 내지 1.4 미크론 범위 및/또는 0.9 내지 1.1 미크론 범위의 작동 파장을 가질 수 있다. 광원(104)은 레이저 빔 전달 시스템과 같은 치료 빔 전달 시스템의 일부일 수 있다. 진단 영상화 시스템 및/또는 치료 빔 전달 시스템은 하나 이상의 추가적인 구성요소(예를 들면, 빔 유도 시스템, 빔 스캐너 등)를 포함할 수 있다.
진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 광원(104)으로부터 광 빔을 유도하도록 구성된, 광 파이버(106) 및/또는 자유 공간을 포함하는 빔 유도 시스템을 포함할 수 있다. 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템은 빔 유도 시스템으로부터 광 빔을 수용하고 광을 콜리메이팅하도록 구성된 콜리메이터(collimator)(136)를 포함할 수 있다.
진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 콜리메이터(136) 및/또는 빔 유도 시스템으로부터 광 빔을 수용하고 스캐닝된 광 빔(146)을 발생시키도록 구성된 광학 빔 스캐너(138)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 스캐너(138)는 빔 유도 시스템으로부터 진단 광 빔을 수용하고 스캐닝된 진단 광 빔을 발생시키도록 구성될 수 있다. 빔 스캐너(138)는, 대안적으로 또는 추가적으로, 빔 유도 시스템으로부터 치료 광 빔을 수용하고 스캐닝된 치료 광 빔을 발생시키도록 구성될 수 있다. 빔 스캐너(138)는, 라인, 나선형, 래스터(raster), 원형, 십자형, 일정-반경 별모양(asterisk), 다중-반경 별모양, 다중 절첩 경로(multiply folded path) 및/또는 다른 스캔 패턴을 포함하는 임의의 원하는 일차원 또는 이차원 스캔 패턴을 갖는 스캐닝된 광 빔(146)을 발생시키도록 구성될 수 있다. 빔 스캐너(138)는 한쌍의 스캐닝 미러, 마이크로미러 장치, MEMS 기반 장치, 변형 가능한 플랫폼, 검류계-기반 스캐너(galvanometer-based scanner), 다면 스캐너(polygon scanner) 및/또는 공진 PZT 스캐너 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 또한 광시야(WFOV) 렌즈(120)를 향해 스캐닝된 광 빔(146)을 재지향시키도록 구성된 빔 커플러(142)를 포함할 수 있으며, 광시야(WFOV) 렌즈(120)는 시술 눈(122)의 타깃 영역(124) 내로 재지향된 스캐닝 광 빔을 유도하도록 구성된다. 타깃 영역(124)은 망막, 황반/중심와(macula/fovea), 시신경 원판(optic disk), 유리체, 및/또는 섬유주/쉴렘관(trabecular meshwork/Schlemm's canal)을 포함할 수 있다. 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 이들 또는 다른 특정 관심 영역을 보다 높은 분해능으로 영상화하도록 구성될 수 있다.
진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 또한 수술용 현미경(108)(도 1 및 도 7)을 포함할 수 있다. 관찰자(118)는 수술용 현미경(108)의 접안렌즈(eyepiece)(110)를 통해 시술 눈(122)을 관찰할 수 있다. 수술용 현미경(108)의 광로(116)는 접안렌즈(110)의 하나 이상의 집속/줌 렌즈, 현미경 본체의 하나 이상의 집속/줌 렌즈(112) 및 대물 렌즈(114)를 포함할 수 있다.
빔 커플러(142)는 스캐닝된 광 빔(146)을 수술용 현미경(108)의 광로(116) 내로 재지향시키도록 구성될 수 있다. 스캐닝된 광 빔(146)을 시술 눈(122)의 타깃 영역(124) 및/또는 수술용 현미경의 광로(116) 내로 재지향시키기 위해, 빔 커플러(142)는 미러를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 6 및 도 8a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이, 미러는 수술용 현미경(108)의 광로(116) 및 스캐닝된 광 빔(146) 각각에 대해 경사각으로 배향되도록 틸팅(tilting)될 수 있다. 빔 커플러(142)는 다이크로익 미러(dichroic mirror), 노치 필터(notch filter), 핫 미러(hot mirror), 빔 스플리터(beam splitter) 및/또는 콜드 미러(cold mirror)를 포함할 수 있다. 빔 커플러(142)는 현미경(108)의 가시광 빔을 스캐닝된 광 빔(146)과 결합시키도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 스캐닝된 광 빔(146) 및 현미경(108)의 시야는 완전히 중첩하거나, 부분적으로 중첩하거나, 전혀 중첩하지 않을 수 있다. 빔 커플러(142)는 현미경(108)의 가시광 빔을 통과시키면서 스캐닝된 광 빔(142)의 파장 범위 내의 시술 눈(122)으로부터의 반사광 및/또는 스캐닝된 광 빔(146)을 반사시키도록 구성될 수 있다.
빔 스캐너(138) 및/또는 광학 블록(102)은 또한 스캐닝된 광 빔(146)의 초점 깊이를 규정하기 위한 집속 광학기기(focusing optics)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 렌즈(140)가 광학 블록(102) 내에 포함될 수 있다(도 1 내지 6 및 도 8a 내지 도 9b). 존재하는 경우, 빔 스캐너(138) 및/또는 광학 블록(102)의 집속 광학기기는 고정되거나 조정 가능할 수 있다. 빔 스캐너(138) 및/또는 광학 블록(102) 내의 집속 광학기기 또는 줌 렌즈는 증대된 분해능 및 피사계 심도(depth-of-field)로 관심 영역의 스캐닝을 용이하게 할 수 있다. 집속 광학기기 및/또는 줌 렌즈는 하기의 위치 중 하나 이상에 제공될 수 있다: 빔 커플러(142)와 수술용 현미경(108) 사이; 빔 커플러(142)와 WFOV 렌즈(120) 사이; 빔 커플러(142)와 빔 스캐너(138) 사이; 및 빔 스캐너(138)와 광원(104) 사이. 빔 커플러(142)와 수술용 현미경(108) 사이에 위치된 집속 광학기기 및/또는 줌 렌즈는 수술용 현미경(108)의 광로(116)의 초점을 조정하도록 구성될 수 있다. 빔 커플러(142)와 빔 스캐너(138) 사이 또는 빔 스캐너(138)와 광원(104) 사이에 위치된 집속 광학기기 및/또는 줌 렌즈는 스캐닝된 광 빔(146)의 초점을 조정하도록 구성될 수 있다. 빔 커플러(142)와 WFOV 렌즈(120) 사이에 위치된 집속 광학기기 및/또는 줌 렌즈는 수술용 현미경(108)의 광로(116) 및 스캐닝된 광 빔(146) 모두의 초점을 조정하도록 구성될 수 있다.
렌즈(들)(140)는 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)의 광 파워(optical power)를 시술 눈(122)의 원하는 타깃 영역(124)에 맞추도록 줌-제어기에 의해 조정될 수 있다. 또한, 조정 가능한 줌 렌즈(들)(140)는, 스캐닝된 광 빔(146)이 시술 눈(122)의 타깃 영역(124)을 가로질러 스캐닝할 때 사전결정된 값 미만의 수차(aberration)를 유지하기 위해 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)의 광 파워를 맞추도록 줌-제어기에 의해 실시간으로 제어될 수 있다. 그와 관련하여, 줌-제어기는, (예를 들면, 압전 액추에이터 또는 다른 적합한 액추에이터를 이용하여) 줌 렌즈(140)의 물리적 위치를 조정함으로써, 및/또는 줌 렌즈(140)의 물리적 위치를 조정하지 않고 줌 렌즈(140)의 광 파워를 조정함으로써(예를 들면, 액정 줌 렌즈에 공급된 전압을 변화시킴으로써), 각각의 조정 가능한 줌 렌즈(140)를 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은, 예를 들어 스캐닝된 광 빔(146)이 가시광 범위를 벗어난 경우에, 가시광 유도 빔을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝된 광 빔(146)은 적외선 범위에 있을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 가시광 유도 빔을 발생시키도록 구성된 유도 빔 소스(guidance beam source)(154)를 포함할 수 있다. 가시광 유도 빔은, 광 파이버(106)를 통해서, 커플러, 파장 분할 다중화기(wavelength division multiplexer; WDM) 또는 빔 스플리터(156)를 이용하여 수술 영상화 및/또는 빔 전달 시스템(100) 내로 결합될 수 있다. 커플러, WDM 또는 빔 스플리터(156)는 빔 스캐너(138) 앞에 위치될 수 있다. 빔 커플러(142)는 스캐닝된 광 빔(146)과 일치하는 가시광 유도 빔의 적어도 일부분을 반사시켜 스캐닝된 광 빔(146)의 시각화를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 빔 커플러(142)는 가시광 유도 빔이 스캐닝된 광 빔(146)과 함께 빔 커플러(142)에 의해 반사되어 시술 눈(122)에 도달할 수 있게 하도록 가시광 유도 빔의 파장 범위의 노치 필터를 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 일부 실시예에서, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 통합된 광학 블록 구성요소(102)를 포함할 수 있다. 광학 블록(102)은 핸드헬드형 장치, 렌즈 홀더, 어댑터(adapter) 또는 다른 구성요소와 같은 일반 구성요소에 통합된 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있다. 광학 블록(102)은 일회의 수술 시술에 사용하도록 구성된 소모품이거나, 다수회의 수술 시술에 재활용될 수도 있다. 광학 블록(102)은 수술용 현미경(108) 및/또는 시술 눈(122)에 대해 독립적으로 위치 가능할 수 있다. 도 1 내지 도 7 및 도 8a 내지 도 9b는 광학 블록(102)의 다양한 실시예를 도시하고 있다. 예를 들면, 광학 블록(102)은 광학 빔 스캐너(138), 빔 커플러(142), 하나 이상의 렌즈(140), 콜리메이터(136) 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 광학 블록(102)은 보다 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있다. 광학 블록(102)은 광 파이버(106)를 통해 광원(104)과 광 연통할 수 있다. 광학 블록(102)은 광 파이버(106)가 광학 블록(102)에 기계적으로 수용되는 곳에 파이버 홀더(134)를 포함할 수 있다.
빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 수술용 현미경(108)에 대한 규정된 광학적/광기계적 관계를 갖거나 갖지 않고서 작동될 수 있다. 예를 들면, 빔 커플러(142) 또는 광학 블록(102)은 수술용 현미경(108)과 별개로 유지되고 수술용 현미경(108)에 대해 독립적으로 위치 가능할 수 있다. 그러한 예에서, 빔 커플러(142)는 핸드헬드형 장치, 렌즈 홀더, 자기-안정화 구성요소 또는 다른 구성요소일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 지지 아암(152)에 결합될 수 있다. 예를 들어 지지 아암(152)이 벽-장착형인 경우에, 지지 아암(152)은 고정식일 수 있다. 예를 들어 지지 아암(152)이 가동식 폴(pole) 또는 카트(cart) 상에 장착되는 경우에, 지지 아암(152)은 이동식일 수 있다. 도 7 내지 도 9b에 대해 설명된 바와 같이, 광학 블록(102)은 수술용 현미경(108) 및/또는 시술 눈(122)에 대해 6 자유도(예를 들면, 3 회전 자유도 및 3 병진 자유도)로 이동 가능하도록 지지 아암(152)에 결합될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은, 수술용 현미경에 대해 규정된 광학적/광기계적 관계를 갖도록 수술용 현미경(108)에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 광학 블록(102)과 수술용 현미경(108) 사이의 직접 또는 간접적인 커플링(126)은 현가 시스템(suspension system), 기계적인 프레임, 돌출 아암, 원추형 구조체, 자성 부재, 탄성 부재 및 플라스틱 부재 중 하나 이상을 포함할 수 있다. WFOV 렌즈(120)는, 빔 커플러(142)가 규정된 광학적/광기계적 관계로 수술용 현미경에 결합되는 경우에, - 빔 커플러(142) 대신에 - 렌즈 홀더에 의해 시술 눈(122)에 대해 독립적으로 조작 가능할 수 있다. 도 7 내지 도 9b에 대해 설명된 바와 같이, 광학 블록(102)은 수술용 현미경(108) 및/또는 시술 눈(122)에 대해 6 자유도(예를 들면, 3 회전 자유도 및 3 병진 자유도)로 이동 가능하도록 수술용 현미경(108)에 결합될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)의 WFOV 렌즈(120)는 15° 초과, 30° 초과, 45° 초과, 60° 초과, 80° 초과 및/또는 100° 초과의 시술 눈(122)의 시야를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 WFOV 렌즈(120)의 시야 내에서 거상연(ora serrata)까지, 0° 내지 30°, 15° 내지 80°, 30° 내지 120°, 및/또는 다른 소망 범위와 같은 다양한 시야 범위를 제공하도록 구성될 수 있다. WFOV 렌즈(120)는 시술 눈(122) 상에 수행될 진단 및/또는 치료 시술을 위한 원하는 굴절력(refractive power)을 제공하도록 구성될 수 있다.
WFOV 렌즈(120)는 접촉 렌즈로서 시술 눈(122)과 접촉하여 작동하거나, 비접촉 렌즈로서 시술 눈(122)으로부터 이격되어 작동하도록 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 렌즈는 시술 눈(122)에 접촉되도록 구성된 황반 렌즈(macular lens)(144)일 수 있다. 황반 렌즈(144)는 안정화 메커니즘에 내장될 수 있으며, 여기서 안정화 메커니즘은 시술 눈(122)에 대해 황반 렌즈(144)를 안정화시키도록 구성될 수 있다. 그러한 목적을 위해, 안정화 메커니즘은 투관침(trocar), 평형추(counter weight), 마찰-기반 시스템 및 탄성 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, WFOV 렌즈(120)는 광학 블록(102)과 별개이지만 이에 부착 가능할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 비접촉 WFOV 렌즈는 시술 눈(122)으로부터 이격된 대안 렌즈(ocular lens)(148)일 수 있다. 대안 렌즈(148)를 포함하는 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)의 실시예에서는, 빔 커플러(142)와 대안 렌즈(148) 사이의 중간 영상 평면(150)이 생성될 수 있다. 대안 렌즈(148)는 양안 간접 안저현미경(BIOM)과 유사한 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 대안 렌즈(142)는 빔 커플러(142)에 대한 기계적 커플링, 광학 블록(102), 수술용 현미경(108)에 대한 기계적 커플링, 현가 시스템 및 렌즈 홀더 중 하나 이상에 의해 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, WFOV 렌즈(120)는 광학 블록(102)의 하나의 광학 요소일 수 있다. 광학 블록(102), 빔 커플러(142) 및/또는 대안 렌즈(148)는, 도 7 내지 도 9b에 대해 설명된 바와 같이, 시술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 타깃 위치를 변화시키도록 이동될 수 있다.
광원(104), 빔 유도 시스템 및 빔 스캐너(138)는 광 간섭 단층 촬영(OCT) 영상화 시스템의 일부일 수 있다. 그러한 목적을 위해, WFOV 렌즈(120) 및 빔 커플러(142)는 시술 눈(122)의 타깃 영역(124)으로부터 복귀된 영상 광을 OCT 영상화 시스템으로 다시 유도하도록 구성될 수 있다. 복귀된 영상 광은 OCT 영상화 시스템의 기준 빔과 간섭될 수 있으며, 이러한 간섭으로부터 소정 범위의 깊이에서의 타깃 영역의 OCT 영상이 생성되어 사용자에게 표시될 수 있다. 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템은, 실시간을 포함하여, 30초 미만, 10초 미만 및/또는 5초 미만에 복귀된 영상 광을 처리하는 것에 기초하여 영상 정보를 생성하도록 구성될 수 있다. 도 6에는 단일의 스캐닝된 광 빔(152) 또는 A-스캔이 도시되어 있다. 단일의 스캐닝된 광 빔(152)은 시술 눈(122) 내의 타깃 영역(124)을 따르는 특정 위치에 집속될 수 있다. 다수의 A-스캔이 타깃 영역(124) 내에서 수행되어, 도 1 내지 도 5 및 도 8a 내지 도 9b에 나타낸, 보다 큰 시야를 생성할 수 있다. 도 7 내지 도 9b에 대해 설명된 바와 같이, 광학 블록(102), 빔 커플러(142), 및/또는 WFOV 렌즈(120)는 진단 영상화 및/또는 진료 빔 전달 시스템(100)이 조정 가능한 시야를 갖도록 선택적으로 이동될 수 있다. 상이한 입사 각도 및/또는 입사 위치를 갖는 개별 A-스캔으로부터 복귀된 영상 광은 조합된 영상 정보(예를 들면, 단면 및/또는 볼륨 OCT 데이터)를 생성하도록 처리 및 조합될 수 있다.
도 7은 광학 블록(102)의 회전 및/또는 병진 운동을 포함하여, 진단 영상화 및/또는 진료 빔 전달 시스템(100)을 도시하고 있다. 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 진단 영상화 및/또는 진료 빔 전달 시스템(100)이 조정 가능한 광각 스캐닝을 갖도록 이동 가능할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝된 광 빔(146)의 시야는 시술 눈(122)의 변화 가능한 영역을 커버할 수 있다. 광각 스캐닝 또는 시야는 시술 눈(122) 내에서의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치가 수술용 현미경(108) 및/또는 시술 눈(122)에 대한 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)의 병진 및/또는 회전에 기초하여 변화함에 따라 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 블록(102)의 이동은 빔 커플러(142)의 이동을 포함한다. 일부 실시예에서, 빔 커플러(142)의 이동은 광학 블록(102)의 이동과 독립적이다. 비접촉 WFOV 렌즈를 포함하는 진단 영상화 및/또는 진료 빔 전달 시스템(100)의 실시예에서, 대안 렌즈(148)(도 5 및 도 6)는 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)과 함께 이동될 수 있다. 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 시술 눈(122)의 주변부를 스캐닝하도록 선택적으로 이동될 수 있다. 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 시술 눈(122)의 섬유주 또는 쉴렘관을 스캐닝하도록 선택적으로 이동될 수 있다. 또한, 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 스캐닝된 광 빔(146)의 시야 및 현미경의 가시광 빔의 시야가 중첩하지 않거나, 부분적으로 중첩하거나 완전히 중첩하도록 위치될 수 있다.
빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)의 선택적인 이동은 15° 초과, 30° 초과, 45° 초과, 60° 초과, 80° 초과 및/또는 100° 초과의 시술 눈(122)의 시야를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)은 거상연까지, 0° 내지 30°, 15° 내지 80°, 30° 내지 120°, 및/또는 다른 소망 범위와 같은 다양한 시야 범위를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광학 블록(102)은 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상의 자유도로 이동 가능할 수 있다. 예를 들면, 광학 블록(102)은 1, 2, 3 또는 그 이상의 회전 자유도를 가질 수 있다. 제1 회전 자유도는 축(128) 또는 z-축(도 1 및 도 7)을 중심으로 일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(128)을 중심으로 지면(page)의 평면 내외로 회전할 수 있다. 축(128)은 수술용 현미경(108)의 중심축일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(128)을 중심으로 방향(162 및 164)으로 회전할 수 있다. 자체로, 축(128)을 중심으로 한 회전은 시술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시키지 않는다. 그러나, 축(128)을 중심으로 한 회전은 수술 시술중에 광학 블록(102)을 보다 편리한 배향으로 이동시키는 유연성을 의사와 같은 관찰자(118)에게 제공한다. 예를 들면, 관찰자(118)는 눈을 수술중인 환자가 어떻게 위치되는지 등에 기초하여 광학 블록(102)을 회전시킬 수 있다.
제2 회전 자유도는 축(132) 또는 y-축(도 1 및 도 7)을 중심으로 일 수 있다. 축(132)을 중심으로 한 회전은 광학 블록(102)을 틸팅하는 것으로 설명될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 축(132)은 지면의 내외로 연장되고, 광학 블록(102)은 지면의 평면 내에서 축(132)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(132)을 중심으로 방향(182 및 184)으로 회전할 수 있다. 축(132)이 빔 커플러(142)를 관통하여 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 축은 도 1 및 도 7에 도시된 축(132)과 평행하도록 광학 블록(102)을 따라 어느 곳에든 위치될 수 있다. 축(132)을 중심으로 한 회전은 시술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시킬 수 있다. 환자가 광학 블록(102)에 대해 어떻게 위치되는지에 따라, 축(132)을 중심으로 한 회전은 스캐닝된 광 빔(142)을 수술 눈(122) 내의 좌측, 우측, 상방 또는 하방으로 시프팅시킬 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(132)을 중심으로 방향(182)으로 회전될 수 있다. 결과적으로, 스캐닝된 광 빔(146)은 타깃 영역(124)의 좌측으로 시프팅될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(132)을 중심으로 방향(184)으로 회전될 수 있다. 결과적으로, 스캐닝된 광 빔(146)은 타깃 영역(124)의 우측으로 시프팅될 수 있다.
제3 회전 자유도는 축(130) 또는 x-축(도 1 및 도 7)을 중심으로 일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(132)을 중심으로 방향(172 및 174)으로 회전할 수 있다. 축(130)을 중심으로 한 회전은 시술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시킬 수 있다. 환자가 광학 블록(102)에 대해 어떻게 위치되는지에 따라, 축(130)을 중심으로 한 회전은 스캐닝된 광 빔(142)을 수술 눈(122) 내의 좌측으로, 우측으로, 보다 높게 또는 보다 낮게 시프팅시킬 수 있다. 예를 들면, 방향(172)으로의 회전은 스캐닝된 광 빔(146)을 시술 눈 내의 우측으로 시프팅시킬 수 있다. 방향(174)으로의 회전은 스캐닝된 광 빔(146)을 시술 눈 내의 좌측으로 시프팅시킬 수 있다.
예를 들면, 광학 블록(102)은 1, 2, 3 또는 그 이상의 병진 자유도를 가질 수 있다. 제1 병진 자유도는 축(128)을 따라 일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 지면의 평면 내에서 축(128)을 따라 병진할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(128)을 따라 방향(166 및 168)으로 병진될 수 있다. 축(128)을 따른 병진은 수술 눈(122)의 타깃 영역(124) 상에의 스캐닝된 광 빔(146)의 초점 깊이를 조정할 수 있다.
제2 병진 자유도는 축(132)을 따라 있을 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 지면의 내외로 축(132)을 따라 병진할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(132)을 따라 방향(186 및 188)으로 병진될 수 있다. 축(132)을 따른 병진은 수술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시킬 수 있다. 환자가 광학 블록(102)에 대해 어떻게 위치되는지에 따라, 축(132)을 따른 병진은 스캐닝된 광 빔(146)을 수술 눈(122) 내의 좌측으로, 우측으로, 보다 높게 또는 보다 낮게 시프팅시킬 수 있다. 예를 들면, 방향(186)으로의 병진은 스캐닝된 광 빔(146)을 시술 눈(122) 내의 좌측으로 시프팅시킬 수 있다. 방향(188)으로의 병진은 스캐닝된 광 빔(146)을 시술 눈(122) 내의 우측으로 시프팅시킬 수 있다.
제3 병진 자유도는 축(130)을 따라 일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 지면의 평면 내에서 축(130)을 따라 병진할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광학 블록(102)은 축(130)을 따라 방향(176 및 178)으로 병진될 수 있다. 축(130)을 따른 병진은 수술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 입사 위치를 변화시킬 수 있다. 환자가 광학 블록(102)에 대해 어떻게 위치되는지에 따라, 축(130)을 따른 병진은 스캐닝된 광 빔(142)을 수술 눈(122) 내의 좌측으로, 우측으로, 보다 높게 또는 보다 낮게 시프팅시킬 수 있다. 예를 들면, 방향(176)으로의 병진은 스캐닝된 광 빔(146)을 타깃 영역(124)의 좌측으로 시프팅시킬 수 있다. 방향(178)으로의 병진은 스캐닝된 광 빔(146)을 타깃 영역(124)의 우측으로 시프팅시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 광학 블록(102)의 이동은 회전만 또는 병진만을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 블록(102)의 이동은 회전 및 병진 모두를 포함할 수 있다. 광학 블록(102)은 축(128, 130 및 132) 중 하나 이상을 중심으로 회전되고 및/또는 그를 따라 병진되어, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)을 위한 조정 가능한 광시야를 제공할 수 있다. 스캐닝된 광 빔(146)을 타깃 영역(124) 내로 지향시키기 위해(그리고 스캐닝된 광 빔(146)이 예컨대 홍채와 간섭을 일으키는 것을 방지하기 위해), 광학 블록(102)은 하나 이상의 방향으로 병진된 후에 하나 이상의 방향으로 회전될 수 있거나, 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들면, 광학 블록(102)은 타깃 영역(124)의 원하는 위치를 스캐닝하기 위해 가시광 유도 빔(도 2)에 기초하여 이동될 수 있다. 광학 블록(102)의 회전 및/또는 병진은 수동으로(예를 들면, 의사에 의한 물리적 조작에 의해) 또는 자동으로(예를 들면, 수술 영상화 및/또는 빔 전달 시스템(100)의 제어기에 의해 제어되는 하나 이상의 전동 액추에이터에 의해) 달성될 수 있다. 접촉 WFOV 렌즈(예를 들면, 황반 렌즈(144))는 광학 블록(102)의 병진 및/또는 회전 동안에 시술 눈(114)에 대한 고정된 배향을 유지할 수 있다. 비접촉 WFOV 렌즈(예를 들면, 대안 렌즈(148))는 광학 블록(102)과 함께 병진 및/또는 회전할 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 커플러(142)는 시술 눈(122) 및/또는 현미경(108)에 대해 회전 가능할 수 있다. 빔 커플러(142)의 회전은 광학 블록(102)의 이동과 독립적일 수 있다. 그와 관련하여, 빔 커플러(142)의 회전은 시술 눈(122)의 전체 둘레 스캐닝을 용이하게 하고 및/또는 시술 눈(122) 내의 특정 관심 영역을 타깃으로 하는데 이용될 수 있다. 빔 커플러(142)는 축(132)(도 1 및 도 7) 또는 이 축(132)에 평행한 축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 방향(182)으로의 빔 커플러(142)의 회전은 스캐닝된 광 빔(146)을 타깃 영역(124)의 좌측으로 시프팅시킬 수 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 방향(184)으로의 빔 커플러(142)의 회전은 스캐닝된 광 빔(146)을 타깃 영역(124)의 우측으로 시프팅시킬 수 있다. 빔 커플러(142)의 회전은 수동으로(예를 들면, 의사에 의한 물리적 조작에 의해) 또는 자동으로(예를 들면, 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달 시스템(100)의 제어기에 의해 제어되는 하나 이상의 전동 액추에이터에 의해) 달성될 수 있다. 접촉 WFOV 렌즈(예를 들면, 황반 렌즈(144))는 빔 커플러(142)의 병진 및/또는 회전 동안에 시술 눈(122)에 대한 고정된 배향을 유지할 수 있다. 비접촉 WFOV 렌즈(예를 들면, 대안 렌즈(148))는 빔 커플러(142)와 함께 병진 및/또는 회전할 수 있다.
도 10은 진단 영상화 시스템 및/또는 치료 빔 전달 시스템과 같은 광각 안과 수술용 시스템을 작동하는 방법(200)을 도시하고 있다. 진단 영상화 시스템은 예를 들어 광 간섭 단층 촬영(OCT) 시각화 시스템일 수 있다. 상기 방법(200)은 도 1 내지 도 9b를 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(210)에서, 광원을 사용하여 진단 및/또는 치료 광 빔을 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 빔은 광원(104)을 사용하여 발생될 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(220)에서, 빔 유도 시스템을 사용하여 광원으로부터 빔 스캐너로 광 빔을 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 유도 시스템은 광원(104)으로부터 빔 스캐너(138)로 광 빔을 유도하는 광 파이버(106)를 포함할 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(230)에서, 빔 스캐너를 사용하여 스캐닝된 광 빔을 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝된 광 빔(146)은 빔 스캐너(138)를 사용하여 발생될 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(240)에서, 빔 커플러를 사용하여 스캐닝된 광 빔을 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 스캐닝된 광 빔을 재지향시키는 단계는 수술용 현미경의 광로 내로 스캐닝된 광 빔을 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝된 광 빔(146)은 빔 커플러(142)를 사용하여 재지향될 수 있다. 빔 커플러(142)는 현미경(108)의 광로(116) 내로 스캐닝된 광 빔(146)을 재지향시킬 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(250)에서, 광시야(WFOV) 렌즈를 사용하여 재지향된 스캐닝 광 빔을 수술 눈의 타깃 영역 내로 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, WFOV 렌즈(120)는 스캐닝된 광 빔(146)을 수술 눈(122)의 타깃 영역(124) 내로 유도하는데 사용될 수 있다. 상기 방법(200)은, 단계(260)에서, 시술 눈 내로의 재지향된 스캐닝 광의 입사 각도 및 시술 눈의 타깃 위치 중 적어도 하나를 변화시키기 위해 빔 커플러 및/또는 광학 블록을 선택적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 커플러(142) 및/또는 광학 블록(102)은 시술 눈(122) 내의 스캐닝된 광 빔(146)의 입사 각도 및/또는 타깃 위치를 변화시키도록 병진 및/또는 회전될 수 있다.
일부 실시예에서, 빔 커플러를 이동시키는 단계(단계(260))는 빔 커플러를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 커플러(142)는 제1 축, 제2 축 및 제3 축(예를 들면, 축(132, 128, 130)) 중 적어도 하나를 중심으로 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 커플러를 이동시키는 단계(단계(260))는 제1 축, 제2 축 및 제3 축(예를 들면, 축(128, 130, 132)) 중 적어도 하나를 중심으로 광학 블록을 회전시키는 단계, 및/또는 제1 축, 제2 축 및 제3 축(예를 들면, 축(128, 130, 132)) 중 적어도 하나를 따라 광학 블록을 병진시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 방법(200)은, 시술 눈 내의 상이한 입사 각도 및/또는 상이한 타깃 위치와 연관된 영상 정보를 생성하도록 이동 단계를 반복하는 단계, 및 연관된 영상 정보를 조합하여 조합된 영상 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, OCT 데이터는 다양한 입사 각도 및/또는 타깃 위치에서 생성될 수 있다. 개별 각도 및/또는 타깃 위치로부터의 OCT 데이터는 하나 이상의 처리 단계를 통해 함께 조합 또는 스티칭(stitching)되어 보다 넓은 시야를 위한 OCT 데이터(예를 들면, 단면 및/또는 볼륨 스캔)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 치료 빔은 다양한 입사 각도 및/또는 타깃 위치로 전달될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예는 진단 영상화 및/또는 치료 빔 전달을 위한 실시간 수술중의 조정 가능한 광각 빔 스캐닝을 용이하게 하는 장치, 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. 상기에 제공된 예는 단지 예시적인 것이고 한정하고자 하는 것이 아니다. 당업자는 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 의도된 개시된 실시예와 일치하는 다른 시스템을 용이하게 창안할 수 있다. 이와 같이, 본원은 하기의 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (28)

  1. 안과 수술용 시스템에 있어서,
    광 빔을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 광원;
    상기 적어도 하나의 광원으로부터 광 빔을 유도하도록 구성된 빔 유도 시스템;
    광학 블록 ― 상기 광학 블록은:
    상기 빔 유도 시스템으로부터 광을 수용하고, 스캐닝된 광 빔을 발생시키도록 구성되는 빔 스캐너; 및
    상기 스캐닝된 광 빔을 재지향시키도록 구성된 빔 커플러
    를 포함하고, 상기 빔 스캐너 및 상기 빔 커플러는 상기 광학 블록 내에 통합됨 ―; 및
    재지향된 스캐닝 광 빔을 시술 눈의 타깃 영역 내로 유도하도록 구성된 광시야(WFOV) 렌즈를 포함하며,
    상기 광학 블록은 6 자유도로 이동 가능하고 ― 제 1 자유도는 수술용 현미경의 축에 대한 회전이고, 제 2 자유도는 상기 광학 블록의 축에 대한 회전임 ―,
    상기 빔 커플러는 상기 빔 커플러의 축에 대해 회전 가능하고, 상기 빔 커플러는 상기 시술 눈 내로의 재지향된 스캐닝 광 빔의 입사 각도 및 상기 시술 눈의 타깃 영역 중 적어도 하나를 변화시키기 위해 상기 광학 블록의 이동에 독립적으로 회전 가능한,
    안과 수술용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원은 진단 광 빔을 발생시키도록 구성되는, 안과 수술용 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원, 상기 빔 유도 시스템 및 상기 빔 스캐너는 진단 영상화 시스템의 일부이고,
    상기 WFOV 렌즈 및 상기 빔 커플러는 상기 타깃 영역으로부터 복귀된 영상 광을 상기 진단 영상화 시스템으로 다시 유도하도록 구성되는, 안과 수술용 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진단 영상화 시스템은,
    광 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템, 멀티스펙트럼 영상화 시스템, 형광 영상화 시스템, 및 광음향 영상화 시스템 중 적어도 하나인, 안과 수술용 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원은 치료 광 빔을 발생시키도록 구성되는, 안과 수술용 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원, 상기 빔 유도 시스템 및 상기 빔 스캐너는 치료 빔 전달 시스템의 일부인, 안과 수술용 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 치료 빔 전달 시스템은 레이저 빔 전달 시스템인, 안과 수술용 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원은 진단 광 빔 및 치료 광 빔 모두를 발생시키도록 구성되는, 안과 수술용 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스캐너는,
    상기 빔 유도 시스템으로부터 진단 광 빔을 수용하고;
    스캐닝된 진단 광 빔을 발생시키고;
    상기 빔 유도 시스템으로부터 치료 광 빔을 수용하고;
    스캐닝된 치료 광 빔을 발생시키도록 구성되는, 안과 수술용 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 빔 커플러는 상기 수술용 현미경의 광로 내로 스캐닝된 광 빔을 재지향시키도록 구성되며; 그리고
    상기 빔 커플러는 상기 수술용 현미경과 상기 시술 눈 사이에 위치되고, 상기 빔 커플러는 상기 수술용 현미경 및 상기 시술 눈에 대해 이동 가능한, 안과 수술용 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 빔 커플러는 틸팅된 위치에서 다이크로익 미러, 노치 필터, 핫 미러 및 콜드 미러 중 적어도 하나를 포함하는, 안과 수술용 시스템.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 빔 커플러는 현가 시스템, 기계적인 프레임, 돌출 아암, 원추형 구조체, 자성 부재, 탄성 부재 및 플라스틱 부재 중 적어도 하나에 의해 상기 수술용 현미경에 결합되는, 안과 수술용 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 빔 커플러는 상기 수술용 현미경에 대한 규정된 광학적/광기계적 관계 없이 작동되는, 안과 수술용 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 빔 커플러는 지지 아암에 결합되는, 안과 수술용 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서,
    상기 WFOV 렌즈는 상기 시술 눈에 접촉되도록 구성된 황반 렌즈인, 안과 수술용 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 WFOV 렌즈는 상기 시술 눈으로부터 이격되도록 구성된 대안 렌즈인, 안과 수술용 시스템.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스캐너는 한쌍의 스캐닝 미러, 마이크로미러 장치, MEMS 기반 장치, 변형 가능한 플랫폼, 검류계-기반 스캐너, 다면 스캐너 및 공진 PZT 스캐너 중 적어도 하나인, 안과 수술용 시스템.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 빔 유도 시스템은 파이버 광 가이드(fiber optical guide) 및 자유 공간 유도 시스템 중 적어도 하나를 포함하는, 안과 수술용 시스템.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제1항에 있어서,
    상기 광학 블록은 일회의 수술 시술에 사용하도록 구성된 소모품인, 안과 수술용 시스템.
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