KR101900907B1 - 안과 이미징 시스템들에 대한 전자적으로 제어되는 고정 광 - Google Patents

안과 이미징 시스템들에 대한 전자적으로 제어되는 고정 광 Download PDF

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Abstract

안과 시스템들에 대한 전자적으로 제어되는 고정 광 시스템이 기재된다. 안과 시스템은 이미징되는 눈의 일부분의 이미지를 생성하는 안과 이미징 디바이스; 안과 이미징 디바이스에 의해 생성된 이미지에 관련하여 입력을 수신하도록 구성된 입력 모듈 및 수신된 입력에 응답하여 전자 고정 광 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기를 포함하는 고정 광 제어기; 및 고정 광 제어 신호를 수신하고 수신된 고정 광 제어 신호에 따라 고정 광을 생성하도록 구성된 고정 광원을 포함할 수 있다. 외과의는 이미징 디바이스를 통해 눈의 일부분을 이미징하고, 이미지에 기초하여 이미징 디바이스에 대해 이미징되는 눈의 오정렬을 결정하고, 결정된 오정렬을 감소시키기 위해 전자 제어 신호를 통해 고정 광을 제어할 수 있다.

Description

안과 이미징 시스템들에 대한 전자적으로 제어되는 고정 광{ELECTRONICALLY CONTROLLED FIXATION LIGHT FOR OPHTHALMIC IMAGING SYSTEMS}
본 특허 문헌은 안과 이미징을 위한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 특허 문헌은 안과 이미지 시스템의 도킹(docking)의 정밀성을 개선하기 위해 전자적으로 제어된 고정 광(fixation light)을 환자의 눈에 제공하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
안과 이미징, 진단 및 수술을 위해 다양한 진보된 이미징 디바이스들이 수년에 걸쳐 개발되고 있다. 일부 애플리케이션들에 대해, 이러한 이미징 디바이스들은 그들의 광학 축이 이미징되는 눈의 광학 축과 정렬될 때 최상으로 수행된다. 일단 눈이 이미징 디바이스의 광학 축과 정렬된 위치로 오게 하면, 일부 디바이스들은 눈-도킹 시스템의 환자 인터페이스를 통해 이러한 정렬된 위치에서 눈이 필수적으로 움직이지 못하게 유지함으로써 이미징의 정밀성을 개선한다. 눈의 광학 축이 이미징 시스템의 광학 축에 평행하도록 눈을 배향하고, 이어서 동심원 방식으로 눈 위에 환자 인터페이스를 도킹함으로써 광학 축들의 정렬이 통상적으로 달성된다. 따라서, 이미징 디바이스들의 정밀성이 개선됨에 따라, 더 정밀한 정렬을 제공하는 눈-도킹 시스템들에 대한 요구가 또한 증가하고 있다.
그러나, 피드백 및 유도 시스템들 없이는, 눈의 광학 축이 이미징 시스템의 광학 축에 대해 기울어지면서, 환자 모듈이 종종 중심에서 벗어난 위치에서 눈과 결국 도킹하게 되기 때문에, 양호한 정렬을 달성하는 것은 도전 과제일 수 있다.
일부 시스템들에서, 이미징 디바이스의 운영자는 도킹 프로세스 동안에 이미징 시스템, 환자의 눈, 또는 이들 양자를 조절함으로써 정렬을 개선할 수 있다. 운영자는 구두로 환자에게 지시하거나, 안구를 손을 통해 일정 방향으로 향하게 하거나, 이미징 디바이스의 대물렌즈(objective) 또는 지지대와 같은 이미징 디바이스의 부분들을 조절함으로써 반복적으로 도킹을 지시할 수 있다. 그러나, 이러한 접근법들의 부정확성은 도킹 프로세스를 매우 시간을 소모적이고 불만족스럽게 만들 수 있다.
엑시머 레이저들을 사용하는 일부 수술 시스템들과 같은 일부 시스템들에서, 정렬은 고정 광에 의해 보조된다. 고정 광은 이미징 시스템의 광학 축과 중심이 맞추어 질 수 있다. 환자는 그의 눈을 고정 광에 조준하도록 지시를 받아 자신의 눈을 정렬할 수 있다. 그러나, 심지어 이러한 고정 광 시스템들도 한계들을 갖는다.
본 특허 문헌은 개선된 기능성들을 갖는 고정 광 제어기 시스템들을 개시한다. 일부 시스템들에서, 고정 광은 이미징 디바이스의 광학 축과 간단히 중심을 맞춘다. 그러한 시스템들에서, 이미징되는 눈의 중심이 이미징 디바이스의 광학 축에서 벗어나는 통상적인 경우에, 환자가 고정 광을 주시할지라도, 그 또는 그녀의 눈은 이미징 디바이스의 광학 축과 적절히 정렬되지 않을 것이다.
몇몇의 YAG 레이저들 및 슬릿 램프들을 포함하는 일부 시스템들에서, 고정 광은 고정되지 않고, 따라서 수동으로 조절될 수 있다. 그러나, 조절이 단지 기계적이기 때문에, 통상적으로 이것은 정밀성이 부족하다. 또한, 그러한 기계적 조절들은 그들의 제한된 정밀성으로 인해 여전히 매우 시간 소모적이고 불만족스러울 수 있다. 일부 시스템들의 막 기재된 정밀성의 부족은 안과 수술, 이미징 및 진단 시스템들을 포함하는 이러한 디바이스들의 성능을 저해할 수 있다.
본 특허 문헌은 상술된 문제점들에 대한 해결책들을 제공하는 고정 광 제어기 시스템들을 개시한다. 개시된 예들 및 구현들은 비-기계적인 제어 시스템들에 의해 안과 이미징 시스템에 대한 고정 광을 제어할 수 있다. 예를 들면, 안과 시스템은 이미징되는 눈의 일부분의 이미지를 생성하는 안과 이미징 디바이스; 안과 이미징 디바이스에 의해 생성된 이미지에 관련하여 입력을 수신하도록 구성된 입력 모듈 및 수신된 입력에 응답하여 고정 광 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기를 포함하는 고정 광 제어기; 및 고정 광 제어 신호를 수신하고 수신된 고정 광 제어 신호에 따라 고정 광을 생성하도록 구성된 고정 광원을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스가 이미지를 본질적으로 광학적으로 생성하도록 구성되는 경우에, 안과 이미징 디바이스는 현미경, 안과 현미경, 또는 입체 현미경을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스가 이미지를 적어도 부분적으로 전자적으로 생성하도록 구성되는 경우에, 안과 이미징 디바이스는 CCD(Charge-Coupled Device) 어레이, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 어레이, 픽셀-어레이, 및 전자 센서 어레이 중 적어도 하나를 포함하는, 이미징되는 눈으로부터 수집된 이미징 광을 감지하는 전자 감지 시스템을 포함할 수 있다. 안과 이미징 디바이스는 또한 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템 및 광-기계 프로젝터 중 적어도 하나를 포함하는, 감지된 수집된 이미징 광에 관련하여 이미징되는 눈의 일부분의 이미지를 디스플레이하는 전자 디스플레이 시스템을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스는 OCT(optical coherence tomographic) 이미징 시스템을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스는 이미징되는 눈 및 안과 이미징 디바이스의 기준-컴포넌트의 오정렬을 표시하도록 구성된 이미징 모듈을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 이미징 디바이스의 기준-컴포넌트는 대물렌즈, 환자 모듈, 도킹 팁, 인터페이스, 콘택트 렌즈, 동공, 뷰잉 프레임, 기준 프레임, 또는 안과 시스템의 내부 렌즈일 수 있다. 이미징 모듈은 이미징되는 눈 및 이미징 디바이스의 기준-컴포넌트의 오정렬을 추정하도록 시스템 운영자를 보조할 수 있는 기준-컴포넌트에 관련된 기준 패턴을 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스는, 이미징되는 눈의 일부분의 이미지 및 기준 패턴을 분석하고, 이미징되는 눈 및 이미징 디바이스의 기준-컴포넌트의 오정렬을 결정하도록 구성된 이미지-프로세서를 포함할 수 있고, 이미징 모듈은 이미지-프로세서에 의해 결정된 오정렬의 표시를 디스플레이하도록 구성된다.
일부 구현들에서, 입력 모듈은 전자적, 기계적, 광학적 또는 감지된 입력을 수신하도록 구성된다. 입력 모듈은 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터, 또는 전자-기계 제어기를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 고정 광원은 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 광-기계 프로젝터, CRT 디스플레이, 슬릿-램프(slit-lamp), 프로세서-기반 이미지 시스템, 또는 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 고정 광원은 환자의 비-이미징되는 눈에 대한 고정 광을 디스플레이하고, 이미징되는 눈 및 안과 시스템의 기준-컴포넌트 사이의 오정렬의 감소를 보조하기 위해 수신된 고정 광 제어 신호에 따라, 디스플레이되는 고정 광을 이동시키도록 구성된다. 일부 구현들에서, 고정 광원은 이미징되는 눈에 대한 고정 광을 생성하고, 이미징되는 눈 및 안과 시스템의 기준-컴포넌트 사이의 오정렬의 감소를 보조하기 위해 수신된 고정 광 제어 신호에 따라, 생성된 고정 광을 조절하도록 구성된다.
일부 구현들에서, 눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법은 이미징 디바이스 및 전자적으로 조절 가능한 고정 광 시스템을 제공하는 단계, 이미징되는 눈의 일부분의 이미지를 생성하기 위해 이미징 디바이스의 컴포넌트 및 환자의 이미징되는 눈을 포지셔닝(positioning)하는 단계, 이미징되는 눈의 일부분을 이미징하는 단계, 이미지에 기초하여 이미징 디바이스에 대해 이미징되는 눈의 오정렬을 결정하는 단계, 및 결정된 오정렬에 따라 전자 제어 신호를 통해 고정 광 시스템의 고정 광을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 이미징 디바이스를 제공하는 단계는, 현미경, 안과 현미경, 입체 현미경, 비디오 현미경, LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템 또는 광-기계 프로젝터를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 이미징 디바이스를 제공하는 단계는 OCT(optical coherence tomographic) 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 이미징 디바이스의 컴포넌트를 포지셔닝하는 단계는, 이미징하기에 적절한 이미징되는 눈의 구조와 공간적으로 관련하여 대물렌즈(objective), 환자 모듈, 도킹 팁, 콘택트 렌즈, 동공(pupil), 뷰잉 프레임, 기준 프레임 및 안과 시스템의 내부 렌즈 중 적어도 하나를 포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 오정렬을 결정하는 단계는 측면 오정렬 및 회전 오정렬 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 오정렬을 결정하는 단계는 이미징 디바이스의 수동 보조를 통해 오정렬을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 이미징 디바이스는 이미징되는 눈의 일부분의 이미지 및 기준 패턴을 디스플레이한다. 일부 구현들에서, 오정렬을 결정하는 단계는 이미징 디바이스의 능동 보조를 통해 오정렬을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 이미징 디바이스는 이미징되는 눈의 일부분의 이미지, 기준 패턴 및 오정렬 표시자를 디스플레이한다.
일부 구현들에서, 고정 광을 제어하는 단계는 고정 광 제어기를 통해 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 고정 광 제어기는 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터 또는 전자-기계 제어기를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 전자 제어 신호를 생성하는 단계는, 결정된 오정렬을 감소시키도록 환자를 안내하기 위한 고정 광을 고정 광원으로 하여금 생성하게 하기 위한 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 고정 광원은 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 디스플레이, CRT 디스플레이, 비디오-모듈, 슬릿-램프, 프로세서-기반 이미지 시스템 또는 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원일 수 있다. 일부 구현들에서, 전자 제어 신호를 생성하는 단계는, 이미징되는 눈 및 비-이미징되는 눈 중 적어도 하나에 대한 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 오정렬을 결정하는 단계 및 고정 광을 제어하는 단계가 반복적으로 반복될 수 있다.
일부 구현들에서, 눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법은 안과 이미징 디바이스에 의해 환자의 수술 눈(procedure eye)의 일부분을 이미징하는 단계, 이미징 모듈에 의해 수술 눈의 이미지를 디스플레이하는 단계, 이미징되는 눈 및 안과 시스템의 기준-엘리먼트의 오정렬을 표시하기 위해 디스플레이되는 이미지에 관련하여 기준 패턴을 디스플레이하는 단계, 고정 광 제어기에 의해 고정 광 제어 명령을 수신하는 단계, 및 오정렬을 감소시키도록 환자를 보조하기 위해 고정 광 제어 명령에 응답하여 고정 광원에 의해 고정 광을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 고정 광 제어 명령을 수신하는 단계는 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터 및 전자-기계 제어기 중 적어도 하나를 통해 고정 광 제어 명령을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 고정 광을 디스플레이하는 단계는 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 광-기계 프로젝터, 슬릿-램프, 프로세서-기반 이미지 시스템, 및 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원 중 적어도 하나에 의해 고정 광을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 고정 광을 디스플레이하는 단계는, 눈 또는 비-수술 눈 중 하나에 대한 고정 광을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 인간의 눈을 예시한 도면.
도 2는 안과 이미징 장치를 예시한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 눈 및 대물렌즈의 다양한 오정렬들을 예시한 도면.
도 4a는 고정 광 시스템(120)을 갖는 안과 시스템(100)을 예시한 도면.
도 4b는 환자에 의해 보여지는 바와 같은 안과 이미징 디바이스(110) 및 고정 광 시스템(120)의 관점을 예시한 도면.
도 5의 A 내지 도 5의 C는 이미징 모듈(115), 고정 광 제어기(130) 및 고정 광원(140)의 이미징 인터페이스를 예시한 도면.
도 6은 고정 광 시스템의 동작 방법(200)을 예시한 도면.
도 7의 A 내지 도 7의 C 및 도 7d는 도 6의 방법의 구현을 예시한 도면.
도 8은 눈과 안과 이미징 시스템을 정렬하는 방법(300)을 예시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 수술 안과 시스템(100')의 단일 광학 경로 구현을 예시한 도면.
도 10은 수술 안과 장치 및 2차 이미징 시스템을 갖는 고정 광 시스템을 구비한 안과 시스템의 구현(100")을 예시한 도면.
도 11의 A 내지 도 11의 D는 도 10의 안과 시스템(100")의 동작을 예시한 도면.
도 1은 인간의 눈(1)을 약간 세부적으로 예시한다. 눈(1)은 인입하는 광을 수신 및 굴절시키는 각막(2), 홍채(3), 내부 눈에 진입하기 위한 광에 대한 개구를 제공하는 동공(4), 및 광을 망막(6) 상에 포커싱하는 수정체(5)를 포함한다.
본 특허 문헌 내의 구현들 및 실시예들은 이미징되는 눈과 이미징 디바이스의 정렬의 정밀성을 증가시키기 위해 안과 이미징 디바이스들에 대한 고정 광 시스템을 제공한다.
도 2는 안과 이미징 시스템(10) 및 그의 동작을 예시한다. 환자(7)는 보조 침대 상에 누울 수 있다. 이미징 광원(11)은 이미징되는 눈(1i) 상에 이미징 광을 비출 수 있다. 이미징되는 눈(1i)에 의해 반사된 이미징 광의 일부분은 대물렌즈(12)에 의해 수집되고, 수집된 이미징 광(13)으로서 시각 또는 광 시스템(14)으로 안내될 수 있다. 시각 시스템(14)은 수집된 이미징 광(13)을 이미징 모듈(15)로 안내할 수 있다. 외과의 또는 전문 의료인은 이미징 모듈(15)에 의해 제공된 이미지를 분석하고, 이미징 시스템(10)의 광학 축과의 이미징되는 눈(1i)의 정렬을 개선하기 위해 이미징되는 눈(1i)을 이동하도록 환자에게 지시할 수 있다. 다른 경우들에서, 외과의는 정렬을 개선하기 위해 이미징되는 눈(1i)을 손을 통해 조작할 수 있다. 이러한 단계들은 환자 인터페이스를 이미징되는 눈(1i)에 도킹하기 위해 이미징되는 눈(i)을 준비하도록 실시될 수 있다. 그러한 환자 인터페이스들은 눈(1i)을 간단히 이미징하거나 안과 외과 수술을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 다른 시스템들에서, 정렬 후에 비-접촉 이미징 절차가 수행될 수 있다. 또 다른 시스템들에서, 정렬 다음에 진단 절차가 뒤따를 수 있다. 그러나, 안과 이미징 시스템(10)은, 그가 제공하는 정렬이 단지 대략적이고 그 정렬의 정확성을 제한하기 때문에 충분히 높은 정밀성의 이미지를 외과의에게 제공할 수 없다.
도 3a 및 도 3b는, 이러한 제한된 정밀성의 안과 이미징 시스템(10)의 사용 후에, 눈(1)과 안과 이미징 시스템(10) 사이의 잔여 오정렬이 지속될 수 있다는 것을 예시한다. 상세하게, 안과 시스템(10)의 원단부(20)는 대물렌즈(12), 또는 콘택트 모듈, 도킹 유닛, 원단 팁, 인터페이스 또는 압평 모듈(applanation module)일 수 있다. 이러한 설계들 중 임의의 설계에서, 원단부(20)는 원단 렌즈(22)를 지지하는 하우징(21)을 포함할 수 있다. 통상적으로 원단 렌즈(22)의 광학 축과 공유되는, 안과 이미징 시스템(10)의 광학 축(28)은, 심지어 위의 제한된 정밀성 도킹 절차가 수행된 후에도 눈(1)의 광학 축(8)과 오정렬된 상태일 수 있다.
도 3a는, 오정렬이, 광학 축(28)에 수직인 측면 평면에 대략적으로 놓이는, 눈의 광학 축들(8)과 대물렌즈(12)의 광학 축(28) 사이의
Figure 112013033117069-pct00001
벡터를 특징으로 하는 측면 오정렬일 수 있다는 것을 예시한다.
도 3b는 오정렬이 또한 회전 오정렬일 수 있다는 것을 예시한다. 일반적으로, 회전 오정렬은 눈의 광학 축(8)과 대물렌즈(12)의 광학 축(28) 사이의
Figure 112013033117069-pct00002
오일러(Euler) 각도들을 특징으로 할 수 있다. 많은 경우들에서, 오정렬은 측면 및 회전 오정렬의 조합일 수 있다.
도 3c는 게다가, 이미징 모듈(15)의 이미징 인터페이스에서, 오정렬이 타겟 원형과 같은 타겟 패턴(17)에 대해 홍채(3) 및 동공(4)의 변위(displacement)처럼 보일 수 있다는 것을 예시한다. 외과의는 이러한 디스플레이된 변위에 기초하여 이미징되는 눈(1i)을 이동시키도록 환자에게 구두로 명령들을 제공하거나, 눈(1i)을 손을 통해 조작할 수 있다.
그러나, 구두 명령들은 이미 오지향된(disoriented) 환자에게 불명확할 수 있고, 눈을 조작하는 것은 번거롭고 부정확할 수 있다. 또한, 환자는 외과의 또는 기술자의 조치들을 원상으로 되돌리거나 이에 저항할 가능성이 있다.
일부 안과 시스템들은 환자에 대한 안내를 제공하기 위한 고정 광을 활용할 수 있다. 그러나, 고정 광 디바이스들은 위에 논의된 바와 같이 여전히 단점들을 갖는다. 일부 디바이스들은 개선책으로서 조절 가능한 고정 광들을 제공한다. 그러나, 그러한 시스템들에서조차, 고정 광의 위치가 통상적으로 수동으로 조절되어, 여전히 제한된 정밀성을 갖는 조절 프로세스를 발생시킨다.
도 4 내지 도 5는 이미징되는 눈(1i) 및 안과 시스템(100)을 개선된 정밀도로 정렬하는데 사용될 수 있는 안과 이미징 시스템(100)을 예시한다. 안과 시스템(100)은 안과 이미징 디바이스(110) 및 고정 광 시스템(120)을 포함할 수 있다.
도 4a는 이미징되는 눈(1i)의 일부분의 이미지를 생성할 수 있는 그 안과 이미징 디바이스(110)를 예시한다. 안과 이미징 디바이스(110)는 이미징되는 눈(1i)에 대한 이미징 광을 제공하는 이미징 광원(111)을 포함할 수 있다. 이미징 광원(111)은 단일 광, 4, 6 또는 8 개의 광들의 링, 또는 연속적인 링 형상을 갖는 광원일 수 있다. 대물렌즈(112)는 이미징되는 눈(1i)에 의해 반환되는 한편(fraction)의 이미징 광을 수집하고, 수집된 이미징 광(113)으로서 이를 광 시스템(114)으로 지향시킬 수 있다. 광 시스템(114)은 수집된 이미징 광(113)을 이미징 모듈(115)을 향해 안내할 수 있다. 일반적으로, 광 시스템(114)은 매우 많은 수의 렌즈들 및 미러들을 포함하여 매우 복잡할 수 있다. 광 시스템은 또한 다기능적이고, 예를 들면, 이미징되는 눈(1i)으로 수술 레이저 빔을 안내하도록 또한 구성될 수 있다. 이미징 모듈(115)은 이미징 인터페이스를 통해 이미지를 이미징 시스템(100)의 운영자에게 제공할 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스(110)는 본질적으로 광학적으로 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 안과 이미징 디바이스(110)는 현미경, 안과 현미경, 또는 입체 현미경을 포함할 수 있다. 이러한 현미경들의 이미징 인터페이스는 이러한 현미경들의 아이피스(eyepiece)를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스(110)는 적어도 부분적으로 전자적으로 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 안과 이미징 디바이스(110)는 수집된 이미징 광(113)을 감지하는 전자 감지 시스템을 포함할 수 있다. 전자 감지 시스템은 CCD(Charge-Coupled Device)-어레이, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 어레이, 픽셀-어레이, 또는 수집된 이미징 광(113)을 감지하기 위한 전자 감지기 어레이를 포함할 수 있다.
이러한 전자 이미징 시스템들에서, 이미징 모듈(115)은 이미징 인터페이스로서 전자 디스플레이 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 전자 디스플레이는 감지된 광(113)에 기초하여 이미징되는 눈(1i)의 일부분의 전자 이미지를 디스플레이할 수 있다. 이러한 전자 디스플레이 또는 이미징 인터페이스는, 예를 들면, LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템, 광-기계 프로젝터, 또는 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원일 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 및 전자 이미징 시스템들의 엘리먼트들이 조합될 수 있다.
일부 구현들에서, 안과 이미징 디바이스는 도 9 내지 도 10에 관련하여 기재된 바와 같은 OCT(optical coherence tomographic) 이미징 시스템을 포함할 수 있다.
도 5의 A는, 이미징 모듈(115)이 그것의 이미징 인터페이스를 통해 이미징되는 눈(1i)의 이미지 부분 및 타겟 원형과 같은 기준 또는 타겟 패턴(117)을 동시에 디스플레이함으로써 이미징되는 눈(1i) 및 안과 이미징 디바이스(110)의 기준-컴포넌트의 오정렬을 표시할 수 있다는 것을 예시한다.
이미징 디바이스(110)의 기준-컴포넌트는 대물렌즈, 환자 모듈, 도킹 팁, 인터페이스, 콘택트 렌즈, 동공, 뷰잉 프레임, 기준 프레임, 안과 시스템의 내부 렌즈, 또는 임의의 동등물들일 수 있다.
타겟 패턴(117)의 위치 또는 디스플레이는 기준-컴포넌트에 고정될 수 있어서, 사실상 기준-컴포넌트의 위치를 나타낸다. 따라서, 이미징 모듈(115)에 의한 이미징되는 눈(1i)의 이미지 부분 및 타겟 패턴(117)의 동시적인 디스플레이는 이미징되는 눈(1i)의 오정렬의 결정을 효과적으로 보조할 수 있다.
이러한 보조는 수동적일 수 있어서, 이미징 모듈(115)은 이미징되는 눈(1i)의 이미지 부분 및 기준 패턴(117)만을 디스플레이하여, 시스템 운영자는 이미징되는 눈(1i) 및 안과 시스템(100)의 기준-컴포넌트의 오정렬의 정도를 결정할 수 있다.
전자 이미징 모듈들(115)에서와 같은 일부 구현들에서, 이미징 모듈(115)은 이미징되는 눈(1i) 및 안과 이미징 시스템(100)의 기준-컴포넌트의 오정렬의 결정을 능동적으로 보조할 수 있다. 그러한 능동적인 실시예들은 이미징되는 눈(1i)의 이미지 부분 및 타겟 패턴(117)을 분석하고 오정렬을 계산하는 이미지-프로세서를 포함할 수 있다. 이어서, 이미지 모듈(115)은 계산된 오정렬의 표시를, 예를 들면, 화살표(233)(도 7의 A에 도시된 바와 같음), 수치 표시, 제안된 구두 명령, 또는 임의의 동등물들의 형태로 디스플레이할 수 있다.
안과 이미징 디바이스(110)에 부가하여, 안과 이미징 시스템(100)은 전자적으로 제어되는 고정 광 시스템(120)을 포함할 수 있다. 이러한 전자적으로 제어되는 고정 광 시스템(120)은 고정 광 제어기(130) 및 고정 광원(140)을 포함할 수 있다.
도 5의 B는, 고정 광 제어기(130)가 이미징 모듈(115)에 의해 생성된 이미지에 관련하여 시스템 운영자로부터의 입력을 수신할 수 있는 입력 모듈(135)을 포함할 수 있다는 것을 예시한다. 예를 들면, 광학 이미징 모듈(115)의 입체 안과 현미경은 입체 현미경의 아이피스에서 이미징되는 눈(1i)의 홍채(3)의 이미지를 제공하고, 그 위에 타겟 십자선(117)을 중첩할 수 있다. 또 다른 구현에서, 전자 이미징 모듈(115)의 비디오 디스플레이는 어쩌면 오정렬을 표시하기 위한 화살표를 더욱 능동적으로 도시하여, 동공(4)의 이미지 및 원형 타겟 패턴(117)을 디스플레이할 수 있다. 어느 한 실시예에서, 이미징 시스템(100)의 운영자는 이미징되는 눈(1i) 및 안과 시스템(100)의 오정렬의 정도를 결정하기 위해 이미징되는 눈(1i)의 이미지 부분 및 중첩된 타겟 패턴(117)을 분석할 수 있다.
결정된 오정렬에 응답하여, 이미징 시스템(100)의 운영자는 고정 광 제어기(130)의 입력 모듈(135)을 통해 고정 광 시스템(120)에 대한 입력 또는 명령을 생성할 수 있다. 이러한 입력은, 아래에 기재된 방식으로, 이미징되는 눈(1i)이 오정렬을 감소시키도록 이동되어야 하는 방법에 관한 명령을 나타낼 수 있다. 예에서, 이미징 모듈(115)의 이미지로부터, 이미징되는 눈의 중심이 대물렌즈(112)의 중심의 우측으로 2 밀리미터에 있다고 운영자가 결정하면, 운영자는 개선된 정렬을 달성하기 위해 환자로 하여금 이미징되는 눈을 좌측으로 2 밀리미터 이동하게 할 명령을 입력 모듈(135)을 통해 입력할 수 있다.
입력 모듈(135)은 전자, 기계, 광학 또는 감지 입력 모듈일 수 있다. 예를 들면, 입력 모듈(135)은 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터, 또는 전자-기계 제어기일 수 있다.
도 5의 B는 입력 모듈(135)의 터치 패드 실시예를 예시하고, 여기서 입력 명령은 시스템 운영자의 손가락(9)의 터치 및 이동에 의해 입력된다. 손가락(9)의 이동은 안과 시스템(100)과의 오정렬을 감소시키기 위해 이미징되는 눈(1i)을 이동시킬 방법에 관한 환자에 대한 명령을 나타낼 수 있다.
일단 명령이 입력 모듈(135)에 입력되었다면, 입력 모듈(135)의 제어 신호 생성기는 수신된 명령에 응답하여 고정 광 제어 신호를 생성할 수 있다. 매우 다양한 잘 알려진 전자 신호 생성기들이 이러한 기능을 위해 사용될 수 있다.
도 5의 C는, 고정 광 제어기(130)가 생성된 고정 광 제어 신호를 고정 광원(140)으로 전송할 수 있다는 것을 예시한다. 고정 광원은 고정 광 제어 신호를 수신하고, 수신된 고정 광 제어 신호에 따라 고정 광(145)을 생성 또는 디스플레이할 수 있다.
고정 광원(140)은 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 광-기계 프로젝터, 슬릿-램프(slit-lamp), 프로세서-기반 이미지 시스템, 또는 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원을 포함할 수 있다.
도 4b는, 일부 구현들에서, 고정 광원(140)이 환자(7)의 비-이미징되는 또는 제어 눈(1c)에 대한 고정 광(145)을 생성 및 디스플레이할 수 있다는 것을 예시한다. 고정 광원(140)은 먼저 고정 광(145)을 생성 및 디스플레이하고, 이어서 수신된 고정 광 제어 신호에 따라 디스플레이된 고정 광(145)을 이동시킬 수 있다. 제어 눈(1c) 및 이미징되는 눈(1i)의 이동들이 서로 가깝게 트래킹하기 때문에, 제어 눈(1c)이 디스플레이된 고정 광(145)에 따라 환자에 의해 이동됨에 따라, 이미징되는 눈(1i)은 상관된 방식으로 이동한다. 이미징되는 눈(1i) 및 제어 눈(1c)의 이동들 사이의 이러한 상관으로 인해, 고정 광 시스템(120)은 안과 이미징 시스템(110)에 대해 이미징되는 눈(1i)의 오정렬의 감소를 보조할 수 있다.
다른 실시예들은, 고정 광(145)을 이동시키는 대신에, 고정 광 제어 신호에 따른 위치에서 고정 광원(140) 상에 고정 광(145)을 간단히 디스플레이할 수 있다. 이러한 실시예들 중 어느 하나에서, 환자는 제어 눈(1c)을 고정 광(145)을 따르도록 지시받을 수 있다.
도 4b는 일부 실시예들에서 환자(7)에 대한 안과 시스템(100)의 외형을 예시한다. 좌측 패널은, 이미징되는 눈(1i)이, 예를 들면, 6 개의 이미징 광원들(111)에 의해 둘러싸인 대물렌즈(112)를 볼 수 있다는 것을 도시한다. 우측 패널은, 비-이미징되는/제어 눈(1c)이 고정 광원(140) 상에 디스플레이된 고정 광(145)을 볼 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 실시예에서, 고정 광원(140)은 LCD 스크린 또는 동등물일 수 있고, 고정 광(145)은 어두운 LCD 스크린(140) 상에 디스플레이된 밝은 점일 수 있다.
양쪽 눈들에 대한 수술들을 용이하게 하기 위해, 일부 실시예들은 2 개의 고정 광원들(140)을 포함할 수 있고, 하나의 고정 광원은 대물렌즈(112)의 각각의 측면 상에 있다.
도 6은 안과 이미징 시스템(100)을 동작시키기 위한 방법(200)을 예시한다. 방법(200)은 이미징 디바이스를 제공하고(210a) 전자적으로 조절 가능한 고정 광 시스템을 제공하는 단계(210b); 이미징을 위해 이미징 디바이스의 컴포넌트 및 환자의 이미징되는 눈을 포지셔닝하는 단계(220); 이미징되는 눈의 일부분을 이미징하는 단계(230); 이미징되는 눈 및 이미징 디바이스의 컴포넌트의 오정렬을 결정하는 단계(240); 및 결정된 오정렬에 따라 고정 광을 전자적으로 제어하는 단계(250)를 포함할 수 있다.
이미징 디바이스를 제공하는 것(210a)은 현미경, 안과 현미경, 입체 현미경, 비디오 현미경, LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템, 광-기계 프로젝터, 또는 OCT(optical coherence tomographic) 시스템을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 이미징 디바이스들(110) 중 일부에서, 대물렌즈(112)는 이미징되는 눈(1i)에 의해 반환되는 수집된 이미징 광(113)을 포착할 수 있다. 광 시스템(114)은 수집된 이미징 광(113)을 이미징 모듈(115)로 안내하고, 예를 들면, 이미징 모듈(115)의 이미징 인터페이스에 의해 이를 디스플레이할 수 있다.
전자적으로 조절 가능한 고정 광 시스템을 제공하는 것(210b)은 고정 광 제어기(130) 및 고정 광원(140)을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
포지셔닝(220)은 대물렌즈(112), 환자 모듈, 도킹 팁, 콘택트 렌즈, 동공, 뷰잉 프레임, 기준 프레임, 또는 이미징되는 눈(1i)의 구조와 일렬로 세우기 위한 안과 시스템의 내부 렌즈 중 적어도 하나를 포지셔닝하는 것을 포함할 수 있다. 포지셔닝(220)은 또한 이미징되는 눈(1i)을 이미징하기 위해 적절한 위치로 이미징되는 눈(1i)을 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 포지셔닝은 또한 안과 이미징 디바이스(100)의 대물렌즈(112) 및 이미징되는 눈(1i) 양자를 이미징되는 눈(1i)을 이미징하기 위해 적절한 위치들로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 포지셔닝(220) 후에, 이미징되는 눈(1i) 및 이미징 디바이스(110)는 가깝게 있지만 여전히 물리적으로 접촉하지는 않을 수 있다. 다른 실시예들에서, 외과의의 환자에 의해서도 이미징되는 눈(1i)의 이동을 여전히 허용하는 부분적인 물리적 접촉이 존재할 수 있다.
이미징되는 눈의 일부분을 이미징하는 것(230)은 현미경, 안과 입체 현미경, 비디오 현미경, 입체 비디오 현미경, HD(High Definition) 비디오 현미경, 또는 OCT(optical coherence tomographic) 시스템 중 적어도 하나를 통해 외과의가 이미징되는 눈(1i)의 일부분을 이미징하는 것을 포함할 수 있다.
도 7의 A는, 일부 구현들에서, 오정렬을 결정하는 것(240)이 포지셔닝(220) 후에 남아있는 측면 오정렬의 방향 및 크기, 또는 회전 오정렬의 회전 각도 중 적어도 하나를 결정하는 것을 포함할 수 있다는 것을 예시한다.
오정렬을 결정하는 것(240)은 외과의와 같이 안과 이미징 시스템(100)의 운영자에 의해 수행될 수 있다. 그러한 구현들에서, 이미징 디바이스(110)는 이미징 모듈(115)의 이미징 인터페이스에 의해 이미징되는 눈(1i)의 이미징된 부분 및 기준 또는 타겟 패턴(117)을 동시에 디스플레이함으로써 결정하는 것(240)을 수동적으로 보조할 수 있다. 도 7의 A는 이미징되는 눈(1i)의 홍채(3) 및 동공(4)의 이미지가 타겟 원형(117)의 디스플레이와 중첩되는 예를 예시한다. 2 개의 중첩된 이미지들을 분석함으로써, 외과의는 오정렬을 결정할 수 있다.
일부 구현들에서, 이미징 디바이스(110)는 이미징 모듈(115)의 이미징 인터페이스에 의해 이미징되는 눈(1i)의 이미징된 부분, 기준 또는 타겟 패턴(117) 및 계산된 오정렬 표시자(233)를 디스플레이함으로써 결정하는 것(240)을 능동적으로 보조할 수 있다. 도 7의 A는, 이미징되는 눈(1i)의 홍채(3) 및 동공(4)의 이미지가 타겟 원형(117)과 함께 동시에 도시되는 예를 예시한다. 또한, 안과 이미징 시스템(100)은 오정렬의 크기를 결정하고, 오정렬 표시자 화살표(233)를 디스플레이함으로써 오정렬의 크기를 표시할 수 있다. 오정렬 화살표(233)는, 예를 들면, 이미지 프로세싱 프로토콜에 의해 결정된 바와 같이, 타겟 원형(117)의 중심으로부터 동공(4)의 중심 또는 연곽(limbus)의 중심으로 포인팅할 수 있다.
고정 광을 제어하는 것(250)은 결정된 오정렬에 따라 전자 제어 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 전자 제어 신호는 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터, 또는 전자-기계 제어기 중 적어도 하나를 동작시킴으로써 생성될 수 있다.
고정 광을 제어하는 것(250)은 또한 이미징되는 눈(1i)과 안과 이미징 시스템(110) 사이의 오정렬을 감소시키도록 환자를 안내하기 위해 고정 광(145)을 고정 광원(140)이 디스플레이하게 하기 위한 전자 제어 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
도 7의 B는, 예에서, 외과의가 이미징 모듈(115) 상의 이미징되는 눈(1i)의 이미지 및 타겟 패턴(117)을 분석하고, 이미징 모듈(115)의 이미징 인터페이스를 기준으로서 사용하여 이미징되는 눈(1i)의 동공이 타겟 패턴(117)에 대해 상부-좌측 방향으로 오정렬된다는 것을 결정할 수 있다는 것을 예시한다. 외과의의 결정은 오정렬 표시자(233)에 의해 보조될 수 있다.
이에 응답하여, 외과의는 고정 광(145)이 이러한 오정렬을 감소 및 보상하기 위해 환자를 안내하도록 고정 광원(140)에 의해 하부-우측 방향으로 조절 또는 이동되어야 한다는 것을 결정할 수 있다. 이에 따라, 외과의는 고정 광(145)의 보상 조절을 나타내기 위한 고정 광 제어 명령 또는 입력을 생성할 수 있다. 이러한 예에서, 외과의는 고정 광 제어기(130)의 터치패드(135) 상에서 그의 손가락(9)을 하부-우측 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 고정 광 제어 명령의 입력은, 고정 광원(140)으로 하여금 고정 광(145)을 LCD 스크린 상의 하부-우측 방향으로 이동시키게 하는 고정 광 제어기(130)에 의한 전자 제어 신호의 생성을 유도할 수 있다. 다른 실시예들에서, 외과의의 손가락의 다른 형태들의 이동은 상부-좌측 방향으로의 이동과 같이 필요한 보상 조절을 나타낼 수 있다.
도 7의 C는, 위의 예에서, 외과의의 손가락(9)을 하부-우측 방향으로 이동시키는 것이 고정 광원(140)으로 하여금 이에 따라 고정 광원(140)의 LCD 스크린 상에서 또한 하부-우측 방향으로 고정 광(145)의 디스플레이를 조절하게 할 수 있다는 것을 예시한다. 환자는 비-이미징되는 제어 눈(1c)을 고정 광(145)의 이러한 조절을 따르도록 지시받을 수 있다. 제어 눈(1c)의 이동은 이미징되는 눈(1i)의 이동을 뒤따르거나 트래킹한다. 따라서, 방법(200)은 이미징되는 눈(1i) 및 안과 이미징 디바이스(110)의 오정렬을 감소시킬 수 있다.
도 7d는 오정렬 감소의 몇몇의 양상들을 예시한다. 대물렌즈(112)는 다양한 구현들에서 다양한 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 대물렌즈(112)는 원단 렌즈(112-2)를 지지하기 위한 하우징(112-1)을 포함할 수 있다. 이러한 원단 렌즈(112-2)는 안과 시스템(100)의 애플리케이션 팁일 수 있고, 몇몇의 경우들에서 이미징되는 눈과 직접적으로 접촉한다. 이러한 실시예들에서, 위의 시스템(100) 및 방법(200)은 원단 렌즈(112-2)와 이미징되는 눈(1i)을 정렬하는데 사용될 수 있다.
다른 예들에서, 어쩌면 배치 가능한 환자 인터페이스(112-3)가 대물렌즈(112)에 부착될 수 있다. 환자 인터페이스(112-3)는 콘택트 렌즈 또는 압평 플레이트(112-4) 및 진공 스커트(vacuum skirt) 또는 흡입 밀봉제(suction seal)(112-5)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 위의 시스템(100) 및 방법(200)은 콘택트 렌즈(112-4) 또는 원단 렌즈(112-2) 중 어느 하나와 이미징되는 눈(1i)을 정렬하기 위해 사용될 수 있다.
도 7d는, 위의 실시예들 중 임의의 실시예에서, 외과의가 오정렬-보상 제어 명령을 고정 광 제어기(130)에 입력하여, 고정 광원(140)으로 하여금 고정 광(145)을 조절하게 하는 전자 제어 신호를 생성할 수 있다는 것을 예시한다. 환자는 제어 눈(1c)을 조절된 광원(145)을 뒤따를 수 있어서, 이에 따라 이미징되는 눈(1i)이 이동하게 된다. 외과의는 통상적으로 환자로 하여금 안과 이미징 디바이스(110)와의 오정렬을 감소시키도록 환자의 이미징되는 눈(1i)을 이동시킬 제어 명령들을 입력한다.
측면 오정렬은, 이미징되는 눈(1i)을 측면으로
Figure 112013033117069-pct00003
만큼, 또는 일반적으로 오정렬 벡터
Figure 112013033117069-pct00004
만큼 이동시키기 위해 환자가 조절된 고정 광(145)을 따름으로써 보상될 수 있다. 다른 구현들에서, 측면 오정렬은 또한, 외과의가 측면 조절
Figure 112013033117069-pct00005
로, 또는 일반적으로
Figure 112013033117069-pct00006
만큼 대물렌즈(112)를 이동시킴으로써 보상될 수 있다. 일부 경우들에서, 이미징되는 눈(1i) 및 대물렌즈(112) 양자는 측면 오정렬을 보상하기 위해 함께 조절될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 회전 오정렬은 환자가 조절된 고정 광(145)을 따르게 하여 이미징되는 눈이 각도 α만큼, 또는 일반적으로 오일러 각도들
Figure 112013033117069-pct00007
만큼 회전하게 함으로써 감소될 수 있다.
마지막으로, 일부 경우들에서, 측면 및 회전 오정렬이 이미징되는 눈(1i) 및 안과 시스템(100) 사이에 존재될 수 있다. 그러한 경우들에서, 외과의는, 측면 오정렬을 보상하기 위해 대물렌즈(112)를 측면으로 이동시키면서, 고정 광(145)을 조절하고 고정 광을 따르도록 환자에게 지시함으로써 회전 오정렬의 보상을 유도할 수 있다.
종종 첫 번째 고정 광 제어 명령이 오정렬의 감소를 발생시키지만 오정렬의 제거를 발생시키지 않을 것이기 때문에, 환자가 조절된 고정 광(145)에 반응한 후에, 외과의는 오정렬을 추가로 반복적으로 감소시키기 위해 나머지 오정렬을 결정하는 것(240) 및 제어 신호로 고정 광을 제어하는 것(250)을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 오정렬이 원하는 정밀성으로 보상될 때까지 계속될 수 있다.
앞서와 같이, 고정 광원(140)은 전자-기계 액추에이터에 의해 이동 가능한 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 슬릿-램프, 프로세서-기반 이미지 시스템, 또는 광원을 포함할 수 있다.
도 8은 시스템의 동작들을 기술하는 안과 이미징 시스템(100)의 동작 방법(300)을 예시한다.
이미징되는 눈(1i)과 안과 시스템(100)을 정렬하는 방법(300)은 안과 이미징 디바이스에 의해 환자의 수술 눈의 일부분을 이미징하는 것(310); 이미징 모듈에 의해 수술 눈의 이미지를 디스플레이하는 것(320); 이미징되는 눈 및 안과 시스템의 기준-엘리먼트의 오정렬을 나타내기 위해 디스플레이된 이미지에 관련하여 기준 패턴을 디스플레이하는 것(330); 고정 광 제어기에 의한 고정 광 제어 명령을 수신하는 것(340); 및 오정렬을 감소시키기 위해 환자를 보조하기 위해 고정 광 제어 명령에 응답하여 고정 광원에 의한 고정 광을 디스플레이하는 것(350)을 포함할 수 있다.
동작들(310-330)은 외과의와 같은 안과 시스템(100)의 운영자의 시점으로부터 이전에 상세히 설명되었다. 고정 광 제어 명령을 수신하는 것(340)은 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액추에이터, 또는 전자-기계 제어기 중 적어도 하나를 통해 고정 광 제어 명령을 수신하는 것을 포함할 수 있다.
고정 광을 디스플레이하는 것(350)은 전자-기계 액추에이터에 의해 이동 가능한 LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 광학-기계 프로젝터, 슬릿-램프, 프로세서-기반 이미지 시스템, 또는 광원 중 적어도 하나에 의해 고정 광을 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다.
고정 광을 디스플레이하는 것(350)은 수술 눈 또는 비-수술 눈 중 하나에 대한 고정 광을 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 안과 시스템(100')의 또 다른 구현을 예시한다. 엘리먼트들(110-145)의 이전에 기재된 기능들은 물론 엘리먼트들(110-145')의 현재 구현을 특징으로 할 수 있고, 여기에 반복되지 않을 것이다.
또한, 엘리먼트들(110-145')은, 이미징 시스템(100)의 이러한 구현에서 고정 광(145')이 제어 눈(1c)에 대해 별개의 고정 광 디스플레이 또는 광원(140)을 통해 디스플레이되지 않은 특징에 관련된 기능들을 가질 수 있다. 대신에, 고정 광 제어기(130')는, 투사된 고정 광(145')을 이미징 디바이스(110)의 광학 경로로 투사하는 고정 광원(140')에 전자 고정 광 제어 신호를 인가할 수 있다. 이와 같이, 이미징 디바이스(110) 및 고정 광 시스템(120')은 점선들로 도시된 바와 같이 일부 엘리먼트들을 공유한다. 일부 구현들에서, 투사된 고정 광(145')은, 투사된 고정 광(145')의 광학 경로를 조절하기 위한 부가적인 조절 가능 미러들을 포함하는 광 시스템(114)에 연결될 수 있다. 이러한 연결은 광 시스템(114) 및 이미징 모듈(115) 사이, 또는, 예를 들면, 도시된 바와 같은 빔 스플리터(BS)에 의해 광 시스템(114)을 따라 어디에선가 발생할 수 있다. 다른 실시예들에서, 투사된 고정 광(145')은 그의 경로를 조절하기 위한 별개의 광학 트레인 또는 경로를 가질 수 있고, 대물렌즈-프로젝터(112') 바로 전의 이미징 디바이스(110)의 광학 경로에 연결될 수 있다.
도 9b는, 이러한 구현들에서, 투사된 고정 광(145')이 대물렌즈-프로젝터(112')에 의해 이미징되는 눈(1i)으로 투사될 수 있다는 것을 예시한다. 이러한 실시예들에서, 환자는 오정렬을 감소시키기 위해 이미징되는 눈(1i)에 의해 직접적으로 투사된 고정 광(145')을 따르도록 지시받을 수 있다.
도 10은 안과 시스템(100")의 또 다른 구현을 예시한다. 엘리먼트들(110-145)의 상술된 기능들은 물론 엘리먼트들(110"-145)의 본 구현을 특징으로 할 수 있고, 여기에 반복되지 않을 것이다.
또한, 엘리먼트들(110"-145)은, 안과 시스템(100")이 2차 이미징 디바이스(150)를 포함할 수 있다는 특징에 관련된 기능들을 가질 수 있다. 2차 이미징 디바이스(150)는, 예를 들면, OCT(optical coherence tomographic) 시스템일 수 있다. 분광계(spectrometer) 및 스위핑 소스(swept source)를 갖는 주파수 도메인 OCT 시스템들 및 시간-도메인 OCT 시스템을 포함하여 다수의 OCT 이미징 시스템들이 알려져 있다. 매우 다양한 이러한 OCT 시스템들은 다양한 이점들을 달성하기 위해 안과 시스템(100")에서 사용될 수 있다. 2차 이미징 디바이스(150)에 대한 이미징 빔은 빔 스플리터(BS1)를 통해 메인 광학 경로에 연결될 수 있다.
안과 시스템(100")의 일부 구현들은 또한 다양한 안과 외과 수술들에 대한 수술 레이저(160)를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들은, 예를 들면, 진공 흡입의 적용을 통해, 이미징되는 눈(1i)과 안과 이미징 디바이스(110) 사이에 더 단단한 접속을 제공하기 위한 환자 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 이러한 환자 인터페이스(170)는 도 7d의 환자 인터페이스(112-3)와 유사할 수 있다.
안과 시스템(100")의 일부 구현들에서, 이미징은 이미징 모듈(115)에 의해 수행될 수 있고, 이러한 경우에, 시스템(100") 및 그의 동작은 상술된 실시예들과 매우 유사할 수 있다.
그러나, 다른 구현들에서는, 2차/OCT 이미징 시스템(150)은 이미징되는 눈(1i)을 이미징하는데 사용될 수 있다. OCT 이미징은 안과 현미경에서 볼 수 없는 눈의 구조를 이미징하는데 특히 유용할 수 있다. 예는 눈의 수정체(5)를 이미징하는 것이다. 그의 소프트 지지 시스템으로 인해, 수정체(5)는 동공(4)과 같은 눈의 가시적인 구조들과 종종 동심원에 있지 않다. 또한, 대물렌즈(112)의 무게가 인터페이스(170)를 통해 눈을 압박하기 때문에, 수정체(5)는 부가적으로 변위되고 기울어질 수 있다. 동시에, 동공(4) 또는 연곽(limbus) 대신에 수정체(5)와 안과 시스템(100")을 정렬하는 것은, 막 절개(capsulotomy) 및 다른 수술들의 우수성이 그러한 정렬에 의해 개선될 수 있는 백내장 수술들 동안에 특히 중요할 수 있다.
도 11의 A 내지 도 11의 D는 안과 시스템(100")의 이러한 구현의 동작을 예시한다.
도 11의 A는, OCT 이미징 시스템(150)이 라인 스캔(181)과 같은 고속 1 차원(1D) 스캔들을 수행할 수 있다는 것을 예시한다. 수정체(5)가 비디오 현미경에 의해 직접적으로 보일 수 없기 때문에 점선으로 도시된 수정체(5)가 동공(4)과 동심원에 있지 않을 때, 통상적으로 OCT 스캔의 중심(182)은 수정체(5)의 중심(183)과 일치하지 않는다.
도 11의 B는, 이러한 중심에서 벗어난 경우에서, 라인(181)을 따라 1D 스캔을 디스플레이하는 OCT 이미징 모듈(155) 상의 수정체(5)의 OCT 이미지가 각막의 부분적인 이미지(2c), 전낭 표면(anterior capsular surface)의 이미지(5a) 및 후낭 표면(posterior capsular surface)의 이미지(5p)를 나타낼 수 있다는 것을 예시한다. 전낭 및 후낭 표면들(5a 및 5p)의 기울어진 및 중심에서 벗어난 위치는 이미징 시스템(100)의 광학 축(28)에서 벗어난 수정체(5)의 중심(183) 및 광학 축(28)에 대해 기울어진 수정체(5)의 광학 축(8)을 나타낼 수 있다. 다른 OCT 구현들은 수정체(5)를 래스터-스캔함으로써 2 차원(2D) 이미지들을 생성 및 디스플레이할 수 있다.
도 11의 C 및 도 11의 D는, 외과의가 OCT 이미징 모듈(155)에 의해 도시된 OCT 이미지의 분석으로부터 이미징 시스템(110)의 기준 엘리먼트 및 이미징되는 수정체(5)의 오정렬을 결정하고, 이어서 방법(200)과 유사하게 진행할 수 있다는 것을 예시한다. 특히, 외과의는 결정된 오정렬에 따라 고정 광 제어기(130)의 입력 모듈(135)을 통해 고정 광 제어 명령을 입력할 수 있다. 이러한 명령은 고정 광(145)을 조절하기 위한 고정 광원(140)에 대한 전자 제어 신호를 생성하여, 조절된 광이 오정렬을 감소시키기 위해 환자의 눈들을 이동시키도록 환자를 안내할 수 있다.
본 명세서가 많은 상세 사항들을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위 또는 청구될 수 있는 것의 범위에 대한 제한들로서 해석되지 않아야 하며, 오히려 특별한 실시예들에 특정된 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 별개의 실시예들의 맥락에서 본 명세서에서 기술된 특정 특징들은 또한 단일 실시예 내에서 조합되어 구현될 수 있다. 역으로, 단일 실시예의 맥락에서 기술된 다양한 특징들은 또한 다수의 실시예들에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 특징들이 특정 조합들 내에서 작용하는 것으로 위에서 기술되고, 심지어 초기에 그와 같이 청구될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터 하나 또는 그 초과의 특징들이 일부 경우들에서 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관한 것일 수 있다.

Claims (28)

  1. 안과 시스템(ophthalmic system)으로서,
    눈-도킹 시스템;
    안과 이미징 디바이스;
    고정 광 제어기(fixation light controller); 및
    환자-고정 광원을 포함하고,
    상기 눈-도킹 시스템은 진공 흡입(vacuum suction)으로 눈에 도킹가능한, 부분적으로 투명한 환자 인터페이스와 함께 도킹 팁(docking tip)을 포함하고,
    상기 안과 이미징 디바이스는, 상기 환자-인터페이스를 통해 환자의 이미징된 눈의 전면 부분(anterior portion)의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템, 및 상기 환자-인터페이스를 통해 상기 환자의 이미징된 눈의 전면 부분의 OCT(optical coherence tomographic) 이미지를 생성하도록 구성된 OCT 이미징 시스템을 포함하고,
    상기 안과 이미징 디바이스는:
    상기 안과 시스템의 도킹 팁에 관련된, 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지 상의 기준 특징을 컴퓨터로 생성 및 디스플레이하고,
    상기 OCT 이미지를 분석하고,
    상기 OCT 이미지의 분석에 기초하여, 상기 기준 특징 및 상기 이미징된 눈의 수정체(lens)의 오정렬을 결정하고, 그리고
    상기 기준 특징 및 상기 이미징된 눈의 수정체의 오정렬을 감소시키기 위해 고정 광이 이동되어야 할 방법을 나타내는 방향 표시자를 사용자에게 디스플레이하도록 구성되고,
    상기 표시자는 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지 상에서 시각적 중첩(visual overlay)으로 디스플레이 되고,
    상기 고정 광 제어기는:
    상기 표시자와 관련하여 상기 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성된 입력 모듈, 및
    수신된 입력에 응답하여 고정 광 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기를 포함하고,
    상기 환자-고정 광원은:
    상기 고정 광 제어 신호를 수신하고, 그리고
    수신된 고정 광 제어 신호에 따라 조절된 고정 광을 생성하도록 구성되는,
    안과 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과 이미징 디바이스의 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템은 현미경, 안과 현미경, 입체 현미경 중 적어도 하나를 포함하는,
    안과 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과 이미징 디바이스의 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템은:
    CCD(Charge-Coupled Device) 어레이, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 어레이, 픽셀-어레이, 및 전자 센서 어레이 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 이미징된 눈으로부터 수집된 이미징 광을 감지하는 전자 감지 시스템; 및
    LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템 및 광-기계 프로젝터 중 적어도 하나를 포함하는, 감지된 수집된 이미징 광에 관련하여 상기 이미징된 눈의 일부분의 이미지를 디스플레이하는 전자 디스플레이 시스템을 포함하는,
    안과 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과 이미징 디바이스는 이미지-프로세서를 포함하고,
    상기 이미지-프로세서는,
    상기 이미징된 눈의 일부분의 OCT 이미지 및 상기 기준 특징을 분석하고, 그리고
    상기 이미징 디바이스의 도킹 팁 및 상기 이미징된 눈의 오정렬의 측정을 결정하도록 구성되고,
    OCT 이미징 모듈은 상기 이미지-프로세서에 의해 결정된 상기 오정렬의 측정의 표시를 디스플레이하도록 구성되는,
    안과 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 모듈은 전자적, 기계적, 광학적 또는 감지된 입력을 수신하도록 구성되는,
    안과 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 모듈은 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터, 또는 전자-기계 제어기를 포함하는,
    안과 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 환자-고정 광원은,
    LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 스크린, 비디오-모듈, 광-기계 프로젝터, CRT 디스플레이, 슬릿-램프(slit-lamp), 프로세서-기반 이미지 시스템, 또는 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원 중 적어도 하나를 포함하는,
    안과 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 환자-고정 광원은,
    상기 환자의 비-이미징된 눈에 대한 고정 광을 디스플레이하고, 그리고
    상기 이미징된 눈 및 상기 안과 시스템의 도킹 팁 사이의 오정렬의 감소를 보조하기 위해, 상기 수신된 고정 광 제어 신호에 따라, 디스플레이되는 고정 광을 이동시키도록 구성되는,
    안과 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 환자-고정 광원은,
    상기 환자의 이미징된 눈에 대한 고정 광을 생성하고, 그리고
    상기 이미징된 눈 및 상기 안과 시스템의 도킹 팁 사이의 오정렬의 감소를 보조하기 위해, 상기 수신된 고정 광 제어 신호에 따라, 생성된 고정 광을 조절하도록 구성되는,
    안과 시스템.
  13. 눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법으로서,
    진공 흡입(vacuum suction)으로 눈에 도킹가능한, 부분적으로 투명한 환자 인터페이스와 함께 도킹 팁(docking tip)을 포함하는 눈-도킹 시스템을 준비하는 단계;
    이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템, OCT 이미징 시스템 및 전기적으로 조정 가능한 환자-고정 광 시스템을 포함하는 안과 이미징 디바이스를 준비하는 단계;
    상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템에 의해, 상기 부분적으로 투명한 환자 인터페이스를 통해 환자의 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하는 단계;
    상기 OCT 이미징 시스템에 의해, 상기 부분적으로 투명한 환자 인터페이스를 통해 상기 환자의 이미징된 눈의 전면 부분의 OCT 이미지를 생성하는 단계;
    상기 안과 이미징 디바이스에 의해, 상기 OCT 이미징 시스템에 의해 디스플레이되는 상기 OCT 이미지의 분석에 기초하여, 상기 이미징 디바이스에 관련하여 상기 이미징된 눈의 수정체의 오정렬을 결정하는 단계;
    상기 이미징 디바이스와 관련하여 상기 이미징된 눈의 오정렬을 감소시키기 위해, 고정 광이 이동되어야 할 방법을 나타내는 방향 표시자를 디스플레이하는 단계 ― 상기 방향 표시자는 상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지 상에서 시각적 중첩으로 디스플레이됨 ―;
    상기 이미징 디바이스와 관련하여 상기 이미징된 눈의 정렬을 초래하기 위해, 결정된 오정렬에 따라 전자 제어 신호를 생성함으로써, 환자-고정 광 시스템의 고정 광을 조절하는 단계; 및
    상기 도킹 팁을 정렬된 눈에 도킹하는 단계를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 시스템은:
    현미경, 안과 현미경, 입체 현미경, 비디오 현미경, LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display) 스크린, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, 비디오-모듈, 비디오 현미경 디스플레이, 입체 비디오 현미경 디스플레이, HD(High Definition) 비디오 현미경, 프로세서-기반 이미지 시스템 또는 광-기계 프로젝터를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 오정렬을 결정하는 단계는,
    측면 오정렬 및 회전 오정렬 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 오정렬을 결정하는 단계는,
    상기 이미징 디바이스의 능동 보조를 통해 상기 오정렬을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 이미징 디바이스는 상기 이미징된 눈의 일부분의 이미지, 기준 특징 및 오정렬 표시자를 디스플레이하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정 광을 조절하는 단계는,
    고정 광 제어기를 통해 상기 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 고정 광 제어기는 터치-패드, 터치-스크린, 조이스틱, 전자-기계 센서, 위치 센서, 광학 센서, 음성-프롬프트 액츄에이터 및 전자-기계 제어기 중 적어도 하나를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 제어 신호를 생성하는 단계는,
    결정된 오정렬을 감소시키도록 상기 환자를 안내하기 위해 환자-고정 광원으로 하여금 상기 고정 광을 생성하게 하기 위한 상기 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 환자-고정 광원은,
    LED 어레이, 플라즈마 스크린, 전자 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LCD 디스플레이, CRT 디스플레이, 비디오-모듈, 슬릿-램프, 프로세서-기반 이미지 시스템 및 전자-기계 액츄에이터에 의해 이동 가능한 광원 중 적어도 하나를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 전자 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 이미징된 눈 및 비-이미징된 눈 중 적어도 하나에 대한 전자 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 오정렬을 결정하는 단계 및 상기 고정 광을 제어하는 단계가 반복적으로 반복되는,
    눈과 안과 시스템을 정렬하는 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지 상에서 디스플레이되는 기준 특징은 상기 도킹 팁의 윤곽(outline)에 대응하는 타겟 원형을 포함하는,
    안과 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미징된 눈의 전면 부분의 이미지 상에서 디스플레이되는 기준 특징은 상기 도킹 팁 내에서 중심이 맞추어진, 상기 안과 이미징 디바이스의 광학 축을 나타내는,
    안과 시스템.
  27. 삭제
  28. 삭제
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