KR102146087B1 - 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환자의 각막 위에 올려놓은 상태로 안구를 확대하여 관찰할 수 있는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경에 관한 것이다.
본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경은 하우징과, 하우징의 하부에 설치되어 안구의 각막에 접촉되는 대물렌즈부와, 하우징의 내부에 설치되어 상기 대물렌즈부를 통해 보여지는 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 이미지센서부와, 이미지센서부의 위치를 가변시키는 위치조절부와, 이미지센서부 및 위치조절부의 작동을 제어하며, 하우징의 외부에 마련된 디스플레이를 통해 안구이미지를 영상으로 출력하는 제어부를 구비한다.

Description

각막 접촉식 안과용 디지털 현미경{digital microscope of contact type for ophthalmology}

본 발명은 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환자의 각막 위에 올려놓은 상태로 안구를 확대하여 관찰할 수 있는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경에 관한 것이다.

안구는 해부학적으로 두 개의 상이한 부분들 즉, 전안부(anterior segment) 및 후안부(posterior segment)로 나누어진다.

전안부는 각막부터 홍채 수정체의 앞쪽 낭까지를 말하며, 후안부는 수정체낭 뒷쪽부터 망막 맥락막까지 포함한다.

전안부의 질환은 각막혼탁, 백내장 및 녹내장 등이 있으며 후안부의 질환은 망막전막(epiretinal membrane), 황반원공(macular hole), 망막박리(retinal detachment), 당뇨망막병증(diabetic retinopathy), 연령과 관련된 황반변성(age related macular degeneration), 유리체출혈(vitreous hemorrhage) 및 맥락망막염(chorioretinitis) 등이 있다.

이러한 안과 질환을 진단 및 치료하기 위해 안구를 정밀하게 관찰할 수 있는 안과용 현미경을 필요로 한다. 최근에는 대물렌즈에 의하여 확대된 환부의 형상을 모니터를 통해서 출력함으로써, 복수의 시술자가 수술진행 상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 안과용 현미경이 사용되고 있다.

종래의 안과용 현미경은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전원에 의해 빛을 조사하도록 한 광원(3)과, 광원(3)을 환자의 환부로 조사되도록 연결해주는 광케이블(4)과, 환자의 안구를 확대해 주는 대물렌즈(5)와, 확대된 안구를 육안으로 확인하도록 한 접안렌즈(6)로 구성되어 있다.

이러한 안과용 현미경은 광원(3)에서 조사된 빛이 수술대에 누워서 특정한 자세로 고정되어 있는 환자의 안구를 밝게 비추면, 대물렌즈(5)에 의해 크게 확대된 안구를 접안렌즈(6)를 통해 관찰할 수 있다.

상술한 종래의 안과용 현미경은 환자의 안구와 대물렌즈가 일정한 거리로 이격되어 있기 때문에 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 시술자는 현미경의 접안렌즈에 얼굴을 밀착시킨 상태로 자세를 유지해야 하므로 움직임에 많은 제한이 따른다.

둘째, 환자의 안구에 강한 가시광선을 조사하여 안구를 밝게 비추어야 하기 때문에 강한 광원에 의한 눈부심과 눈 조직의 손상을 야기할 수 있으며, 수술 후에는 시력회복에 시간이 소요되는 문제점이 있다.

셋째, 안구에 조사되는 광원 중 일부는 각막에서 반사되므로 접안렌즈를 통해 관찰되는 상의 질이 저하된다.

넷째, 검사 또는 수술 동안 각막의 건조를 방지하기 위해 지속적으로 안구에 물을 뿌려야 하는 문제점이 있다.

다섯째, 안구의 모습을 선명하게 관찰하기 위해서는 수술실의 조명을 꺼서 어둡게 해야 하는 문제점이 있다.

여섯째, 안과 현미경은 다른 안과장비와 결합이 어렵고 복잡하다. 가령, 안구에 특수한 파장의 빛을 조사하여 안구 구조물의 단층을 보기 위해 광간섭단층촬영(OCT:optical coherence tomography)이 필요하나 종래의 안과용 현미경에 결합이 어렵다. 안과 현미경을 통해 광간섭단층촬영을 적용하고자 하는 시도가 있으나 안과 현미경의 대물렌즈가 촛점을 맞추기 위해 계속 움직이고, 이때마다 광간섭단층촬영을 위해서는 높이의 보정이 필요한 문제점이 있다.

또한, 레이저 치료를 하여야 하는 녹내장 환자에 안압을 저하시키는 수술방법인 선택적 레이저 섬유주 절제술(SLT: Selective Laser Trabeculoplasty)의 경우 시술자가 한손으로 우각경(Gonioscopic lens)을 잡고 환자의 안구 앞에 갖다 댄 상태에서 안과용 현미경으로 안구 내 앵글(angle)을 보면서 레이저로 섬유주(trabecular meshwork)를 조준하여 조사하므로 시술이 어렵고 불편한 문제점이 있다.

일곱째, 종래의 안과 현미경은 부피가 크고 구조가 매우 복잡하며 고가인 단점이 있다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2004-0022870호 2. 대한민국 공개특허 제10-2004-0105613호

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 대물렌즈를 환자의 각막과 직접 접촉시킨 상태로 안구를 확대하여 관찰할 수 있어서 안구와 일정 거리 이격되어 관찰하는 종래의 현미경이 갖는 문제점을 개선할 수 있는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 대물렌즈를 각막과 접촉식으로 구성하여 현미경의 광학계를 효율화시킬 수 있으며, 광학계를 디지털화시켜 작고 가볍게 구성함으로써 각막 위에 올려놓은 상태로 사용할 수 있는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경은 하우징과; 상기 하우징의 하부에 설치되어 안구의 각막에 접촉되는 대물렌즈부와; 상기 하우징에 설치되어 상기 대물렌즈부를 통해 보여지는 상기 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 이미지센서부와; 상기 이미지센서부의 위치를 가변시키는 위치조절부와; 상기 이미지센서부 및 상기 위치조절부의 작동을 제어하며, 상기 안구이미지를 외부로 출력하기 위한 제어부;를 구비한다.

상기 대물렌즈부는 하부에 상기 각막과 접촉하는 접촉면이 오목하게 형성된 콘택트부와, 상기 콘택트부의 상부에 설치되어 상기 각막으로 빛을 조사하는 조명모듈과, 상기 조명모듈의 상부에 설치되어 상기 안구를 확대하여 보여주는 광학렌즈를 구비한다.

상기 조명모듈은 상기 콘택트부와 상기 광학렌즈 사이에 배치되며 빛을 투과시킬 수 있는 투광패널과, 상기 투광패널에 설치되는 광원을 구비한다.

상기 광원은 원형빔과 슬릿빔 중 어느 하나를 선택적으로 조사한다.

상기 하우징의 외부에서 내부로 입사되는 외부광을 상기 안구의 특정 방향으로 반사시키기 위해 상기 콘택트부의 측면에는 반사부가 형성된다.

상기 대물렌즈부와 상기 이미지센서부 사이에 설치되어 상하로 이동이 가능한 이동렌즈부;를 더 구비한다.

상기 안구이미지를 유무선 통신네트워크를 통해 수신받으며 상기 제어부를 통해 상기 이미지센서부 및 상기 위치조절부의 작동을 제어할 수 있는 외부단말기;를 더 구비한다.

상기 이미지센서부와 상기 대물렌즈부 사이에 설치되며 상기 하우징의 외부에서 내부로 조사되는 외부광을 상기 대물렌즈부로 입사시키기 위한 빔 스플리터;를 더 구비한다.

상기 외부광은 광간섭단층촬영(OCT) 또는 레이저 치료를 위한 레이저광이다.

상기 이미지센서부는 좌우로 이격되어 안구를 서로 다른 각도에서 촬영하여 안구이미지를 생성하는 한쌍의 좌우측 촬상소자로 구비된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 현미경의 광학계를 디지털화시켜 작고 가볍게 구성함으로써 각막 위에 올려놓은 상태로 사용할 수 있다.

따라서 본 발명은 대물렌즈를 환자의 각막과 직접 접촉시킨 상태로 안구를 확대하여 관찰할 수 있으므로 안구와 일정 거리 이격되어 관찰하는 종래의 현미경이 갖는 여러가지 문제점을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 다른 안과 장비와 연동이 매우 용이하므로 광간섭단층촬영이나 다양한 종류의 레이저 치료술에 사용될 수 있다.

도 1은 종래의 안과용 현미경의 그림이고,
도 2는 종래의 안과용 현미경을 이용하여 안구를 관찰하는 모습이고,
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 사시도이고,
도 4는 도 3의 단면도이고,
도 5는 도 3의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 7은 도 3의 안과용 디지털 현미경을 각막에 고정시키기 위한 보조기구를 나타낸 사시도이고,
도 8은 도 7의 보조기구를 이용하여 도 3의 안과용 디지털 현미경을 각막 위에 올려놓은 모습을 나타낸 단면도이고,
도 9는 도 1에 적용된 조명모듈을 보여주는 평면도이고,
도 10은 조명모듈의 다른 모습을 나타낸 평면도이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 단면도이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 단면도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 단면도이고,
도 14는 본 발명의 또 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 단면도이고,
도 15 및 도 16은 도 14의 안과용 디지털 현미경의 사용상태를 보여주기 위해 요부를 발췌한 단면도이고,
도 17은 본 발명의 또 다른 예에 따른 안과용 디지털 현미경의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 18은 도 17의 사용상태를 나타내는 단면도이고,
도 19는 도 11의 사용상태를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경(7)은 하우징(10)과, 하우징(10)의 하부에 설치되어 안구의 각막에 접촉되는 대물렌즈부(20)와, 하우징(10)의 내부에 설치되어 대물렌즈부(20)를 통해 보여지는 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 이미지센서부(30)와, 이미지센서부(30)의 위치를 가변시키는 위치조절부(40)와, 이미지센서부(30) 및 위치조절부(40)의 작동을 제어하는 제어부(50)를 구비한다.

하우징(10)은 내부가 비어있는 원통형 구조로 이루어질 수 있다. 도시된 예에서 하우징(10)은 3개의 부분으로 분할된 구조를 갖는다. 가령, 원통형의 상부케이스(11)와, 상부케이스(11)의 하부에 나사결합되는 하부케이스(13)와, 상부케이스(11)의 상부에 나사결합되는 캡(15)으로 구성될 수 있다.

상부케이스(11)와 하부케이스(13)는 상하가 개방된 구조이고, 캡(15)은 하부가 개방된 구조이다.

하우징(10)에는 내부의 조도조절을 위한 조명램프(19)가 설치될 수 있다. 도시된 예에서 조명램프(19)는 승강플레이트(41)에 설치된다. 조명램프(19)는 하나 또는 2 이상이 설치될 수 있다. 조명램프(19)로 조도를 단계적으로 조절할 수 있는 LED를 적용한다. 조명램프(19)에 의해 하우징(10)의 내부를 밝게 유지하거나 어둡게 유지할 수 있다.

대물렌즈부(20)는 하우징(10)의 하부에 설치된다. 도시된 바와 같이 하우징(10)이 3부분으로 분할된 구조일 경우 대물렌즈부(20)는 하부케이스(13)의 내측에 설치될 수 있다.

본 발명에서 대물렌즈부(20)는 안구의 각막에 직접 접촉되는 구조를 갖는다는 점에서 종래의 안과용 현미경과 상이하다. 대물렌즈부(20)는 안구의 각막 위에 올려진 상태로 안구를 확대하여 볼 수 있도록 한다.

대물렌즈부(20)는 각막과 접촉하는 콘택트부(21)와, 콘택트부(21)의 상부에 설치되어 각막으로 빛을 조사하는 조명모듈(26)과, 조명모듈(26)의 상부에 설치되어 안구를 확대하여 보여주는 광학렌즈(29)로 이루어질 수 있다.

콘택트부(21)는 각막과 접촉하는 렌즈이다. 콘택트부(21)는 상부가 평평하게 형성된다. 그리고 콘택트부(21)의 하부에는 각막과 접촉하는 접촉면(23)이 형성된다. 접촉면(23)은 오목한 곡면으로 이루어진다. 이러한 접촉면(23)은 각막의 형상과 대응되는 곡면으로 이루어진다.

콘택트부(21)는 접촉면(23)의 곡률반경과 크기에 따라 다수를 준비하여 환자의 각막 모양에 따라 환자에 맞는 적절한 콘택트부로 교체하여 사용할 수 있다. 콘택트부(21)는 교체의 용이성을 위해 하부케이스(13)에 탈부착이 가능하도록 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 콘택트부(21)는 인간의 안구뿐만 아니라 인간을 제외한 동물의 안구에 접촉될 수 있는 적절한 곡률반경과 크기를 가질 수 있다.

조명모듈(26)은 콘택트부(21)의 상부에 설치된다.

조명모듈(26)은 콘택트부(21)와 광학렌즈(29) 사이에 배치되는 투광패널(24)과, 투광패널(24)에 설치되는 광원(25)을 구비한다.

투광패널(24)은 원판형으로 형성되어 상부 및 하부가 평평하게 형성된다. 투광패널(24)의 하부는 콘택트부(21)의 상부에 밀착되고, 투광패널(24)의 상부는 광학렌즈(29)의 하부에 밀착된다. 투광패널(24)은 빛을 투과시킬 수 있는 투명한 고분자 수지로 형성된다.

광원(25)은 투광패널(24)의 하부에 설치된다. 광원(25)으로 LED를 이용할 수 있다. 광원(25)을 투광패널(24)에 설치하기 위해 투광패널(24)의 하부에는 장착홈이 형성될 수 있다.

광원으로 이용되는 LED는 하나 또는 2 이상의 다수가 설치된다. 도 9에 광원(25)으로 다수의 LED가 투광패널(24)에 배치된 모습을 나타내고 있다. 다수의 LED는 투광패널(24)의 가장자리 주위에 위치한다. 각 LED는 원형빔을 안구로 조사할 수 있다. 원형빔은 평행광, 발산광 및 집속광 중에서 어느 하나일 수 있다.

그리고 광원은 도 10과 같이 원형빔과 슬릿빔 중 어느 하나를 선택적으로 조사할 수 있도록 다수의 LED가 배치될 수 있다. 어느 하나의 LED 광원(26a)은 원형빔을 조사하고, 다른 하나의 LED 광원(26b)은 상대적으로 좁은 원형빔을 조사하고, 또 다른 하나의 LED 광원(26c)은 슬릿빔을 조사한다.

슬릿빔(slit beam, 세극광)은 안구의 광학적 절단면을 관찰시 사용한다. 슬릿빔은 길고 가는 빛으로서, 안구의 광학적 절단면을 관찰하기 위해 통상적으로 세극등 현미경(slit lamp microscope)에 사용된다. 본 발명은 조명모듈에서 슬릿빔이 발생될 수 있도록 함으로써 세극등 현미경의 기능을 가질 수 있다.

광학렌즈(29)는 조명모듈(26)의 상부에 설치되어 안구를 확대하여 보여준다. 광학렌즈(29)는 통상적인 현미경에 사용되는 대물렌즈가 적용될 수 있다. 광학렌즈(29)는 단일 또는 2개 이상의 렌즈가 조합된 형태일 수 있음은 물론이다.

이미지센서부(30)는 하우징(10)의 내부에 설치되어 대물렌즈부(20)를 통해 보여지는 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성한다.

이미지센서부(30)로 고해상도의 촬상소자를 이용할 수 있다. 촬상소자로 이미지를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Com-plementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 이용할 수 있다.

이미지센서부(30)에 의해 촬영된 안구이미지는 제어부(50)를 통해 하우징(10)의 외부에 마련된 디스플레이(180)에 영상으로 출력될 수 있다. 가령, 디스플레이(180)는 검사실 또는 수술실에 설치된 모니터로 구현될 수 있다.

도시된 예에서 이미지센서부는 하우징의 상부측에 설치된 모습을 나타내고 있으나, 이와 달리 하우징의 측면에 설치될 수도 있다.

한편, 검사자가 안구이미지를 입체적인 영상으로 볼 수 있도록 도 11에 도시된 바와 같이 이미지센서부는 한쌍의 좌우측 촬상소자(31)(33)로 구비될 수 있다. 한쌍의 좌우측 촬상소자를 설명의 편의상 좌측촬상소자(31)와 우측촬상소자(33)로 구분하면, 좌측촬상소자(31)와 우측촬상소자(33)는 좌우로 이격되어 하나의 안구를 서로 다른 각도에서 촬영한다.

이 경우 디스플레이는 좌측촬상소자(31)로 촬영된 안구이미지를 출력하는 좌측영상과, 우측촬상소자(33)로 촬영된 안구이미지를 출력하는 우측영상으로 분리하여 출력한다. 이러한 디스플레이는 도 19에 도시된 바와 같이 VR(Virtual Reality)(200) 기기로 구현될 수 있다. 이 경우 VR 기기(200)는 본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경(7)과 근거리 통신이 가능하도록 구성될 수 있다. 검사자(205)는 VR 기기(200)를 안면에 착용한 상태에서 VR 기기(200)에서 출력되는 영상을 통해 환자의 안구를 관찰할 수 있다. VR 기기(200)의 영상은 좌측영상과 우측영상으로 분리된다. 좌측촬상소자(31)로 촬영된 안구이미지는 근거리통신을 통해 VR 기기(200)의 좌측영상으로 출력되고, 우측촬상소자(33)로 촬영된 안구이미지는 근거리통신을 통해 VR 기기(200)의 우측영상으로 출력된다. 따라서 검사자(1)는 VR 기기(200)를 통해 안구이미지를 입체적인 영상으로 관찰할 수 있다.

위치조절부(40)는 이미지센서부(30)의 위치를 가변시킨다. 이러한 위치조절부(40)는 이미지센서부(30)를 상하로 이동시켜 촛점거리를 조절한다.

위치조절부(40)는 일 예로 이미지센서부(30)가 장착된 승강플레이트(41)와, 승강플레이트(41)의 상부에 결합되며 나사홀이 형성된 돌출봉(43)과, 돌출봉(43)에 나사결합되는 리드스크류(45)와, 리드스크류(45)를 회전시키기 위한 모터(47)와, 승강플레이트(41)의 상하 이동을 안내하는 가이드바(49)를 구비한다.

승강플레이트(41)는 판상으로 형성된다. 승강플레이트(41)의 하부 중앙에 이미지센서부(30)가 설치된다. 승강플레이트(41)의 좌우측에는 가이드바(49)가 형성된다. 가이드바(49)는 상부본체(11)의 내주면에 형성된 안내홈(12)에 삽입된다. 안내홈(12)은 상하로 길게 형성된다.

돌출봉(43)은 승강플레이트(41)의 상부 중앙에 형성된다. 돌출봉(43)은 상하로 길게 형성된다. 돌출봉(43)에는 나사홀이 형성된다.

리드스크류(45)는 외주면에 나사산이 형성되어 돌출봉(43)의 나사홀에 나사결합된다. 리드스크류(45)는 모터(47)와 연결되어 회전한다. 캡(15)에 설치된 모터(47)가 작동하면 리드스크류(45)가 회전하고, 이에 따라 승강플레이트(41)가 리드스크류(45)의 회전방향에 따라 상하로 이동한다.

제어부(50)는 이미지센서부(30) 및 위치조절부(40)의 작동을 제어하여 안구이미지를 촬영하고, 이미지센서부(30)를 상하로 이동시킨다. 또한, 제어부(50)는 안구이미지를 외부의 디스플레이 기기에 출력한다. 하우징(10)의 외부에 마련된 디스플레이를 통해 안구이미지는 영상으로 구현된다.

제어부(50)는 하우징(10)의 캡(15) 내부에 설치될 수 있다.

제어부(50)는 마이크로 프로세스와, 각종 구동회로로 이루어져 본 발명의 작동을 제어한다. 또한, 제어부(50)는 이미지센서부(30)로부터 입력되는 전기적 신호를 분석 및 처리한다.

한편, 본 발명은 전원을 제공하기 위한 전원부(55), 조작을 위한 조작부(60)를 더 구비할 수 있다.

전원부(55)로 하우징(10)에 설치되는 배터리를 이용할 수 있다.

조작부(60)는 캡(15)의 상부에 마련될 수 있다. 조작부(60)는 전원버튼을 포함한 지원되는 기능을 설정할 수 있는 키(61)로 구비되거나 터치패널로 구비될 수 있다. 또한, 조작상태를 시각적으로 보여주기 위해 캡(15)의 상부에는 작은 디스플레이(63)가 마련될 수 있다.

또한, 본 발명은 안구이미지를 외부의 디스플레이(180)로 출력하기 위해 통신부(57)를 구비할 수 있다.

통신부(57)는 유무선 통신네트워크를 통해 통신을 수행한다. 통신부(57)는 유선 또는 무선방식으로 통신이 가능하다. 무선 통신네트워크로 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA, LTE 등이 이용될 수 있으며, 근거리 통신을 위한 근거리 통신네트워크로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA,infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 제어부(50)를 통해 이미지센서부(30) 및 위치조절부(40)의 작동을 제어할 수 있는 외부단말기(185)를 더 구비할 수 있다. 이 경우 통신부(57)는 각종 데이터를 근거리 또는 원거리의 외부단말기(185)로 송신하거나, 외부단말기(185)로부터 데이터 및 제어신호를 수신한다.

외부단말기(185)는 다양한 무선환경에 적용될 수 있는 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), 데스크톱(Desktop), 태블릿 컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book) 등을 포함한다.

이미지센서부(30)에서 촬영된 안구이미지는 외부단말기(185)의 디스플레이로 출력된다. 그리고 외부단말기(185)를 통해 이미지센서부(30)와 위치조절부(40)를 작동시킬 수 있다. 외부단말기(185)의 제어신호에 의해 제어부(50)는 이미지센서부(30)와 위치조절부(40)를 구동시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경의 사용방법에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하면서 간단하게 설명한다.

본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경(7)을 사용하기 위해서는 대물렌즈부(20)가 안구(310)의 각막(315)과 접촉된 상태로 유지될 수 있도록 대물렌즈부(20)를 지지하기 위한 보조기구가 필요하다.

보조기구로 원형의 지지링(300)을 이용할 수 있다. 지지링(300)의 내측에는 다수의 돌기(305)가 형성된다. 돌기(305)는 지지링(300)이 안구 상에서 유동하는 것을 억제하는 역할을 한다. 돌기(305)는 단부로 진행할수록 점진적으로 좁아지는 원뿔형으로 이루어질 수 있다. 돌기(305)는 지지링(300)에서 안구(310)의 표면을 향해 돌출되도록 다수가 일정간격으로 형성된다.

지지링(300)을 안구(310) 위에 올려놓으면 돌기(305)의 단부가 안구(310)를 살짝 누르면서 지지링(300)이 전후좌우로 움직이지 않고 특정위치에 고정될 수 있다.

먼저, 개검기를 이용하여 누워있는 환자의 상하 눈꺼풀을 벌려 고정시킨 다음 지지링(300)을 환자의 안구(310) 위에 올려놓는다. 그리고 지지링(310)의 내측으로 대물렌즈부(20)의 콘택트부(21)가 삽입되도록 본 발명의 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경을 살며시 내려놓는다.

지지링(300)의 내측에는 콘택트부(21)의 외측면과 대응되는 경사면이 형성되어 지지링(300)은 콘택트부(21)를 안정적으로 지지할 수 있다. 지지링(300) 위에 올려진 상태에서 콘택트부(21)의 접촉면은 안구의 각막(315)과 접촉된다.

이 상태에서 검사자나 시술자는 외부의 디스플레이를 통해 안구의 확대된 모습을 관찰할 수 있다. 그리고 보조기구로 도시된 지지링 외에도 석션링을 이용할 수 있다. 석션링은 각막과 접촉되는 하부에 부압을 형성할 수 있는 홈이 형성되어 안구의 표면에 고정될 수 있다.

상술한 본 발명은 종래의 안과 현미경의 광학계를 디지털화시켜 작고 가볍게 구성함으로써 대물렌즈부를 각막 위에 올려놓은 상태로 사용이 가능하다.

이에 따라 본 발명은 대물렌즈부를 환자의 각막과 직접 접촉시킨 상태로 안구를 확대하여 관찰할 수 있으므로 안구와 일정 거리 이격되어 관찰하는 종래의 안과 현미경이 갖는 문제점을 개선할 수 있다.

가령, 종래의 안과 현미경을 사용시 검사자나 시술자는 현미경의 접안렌즈에 얼굴을 밀착시킨 상태로 자세를 유지해야 하므로 움직임에 많은 제한이 따르지만, 본 발명은 검사실이나 수술실에 설치된 디스플레이를 통해 출력되는 영상을 관찰하므로 검사자나 시술자의 움직임이 매우 자유롭다.

또한, 종래의 안과 현미경은 환자의 안구에 강한 가시광선을 조사하여 안구를 밝게 비추어야 하기 때문에 강한 광원에 의한 눈부심과 눈 조직의 손상을 야기할 수 있으나 안구에 직접 접촉되는 본 발명은 상대적으로 약한 빛으로 관찰이 가능하므로 눈부심과 눈 조직의 손상문제를 최소화할 수 있다.

또한, 종래의 안과 현미경은 안구에 조사되는 광원 중 일부는 각막에서 반사되므로 접안렌즈를 통해 관찰되는 영상의 질이 저하되나 본 발명은 대물렌즈부가 각막에 직접 접촉되므로 각막 반사가 없어 영상의 질이 향상되고, 종래의 안과 현미경보다 보이는 시야를 넓게 설계할 수 있다.

또한, 종래의 안과 현미경은 대물렌즈와 안구가 떨어져 있기 때문에 관찰 또는 수술시간 동안 각막의 건조를 방지하기 위해 지속적으로 안구에 물을 뿌려야 하는 문제점이 있지만, 본 발명은 처음에만 윤활유 역할을 하는 점성물질을 점안하는 것으로 충분하다.

또한, 종래의 안과 현미경은 안구의 모습을 선명하게 관찰하기 위해서는 검사실 또는 수술실의 조명을 꺼서 어둡게 해야 하나, 본 발명은 하우징의 내부를 암실로 유지할 수 있어서 검사실 또는 수술실의 조명을 어둡게 유지할 필요가 없다.

또한, 종래의 안과 현미경은 부피가 크고 구조가 매우 복잡하며 고가인 반면 본 발명은 작고 가벼우면 제조비용이 매우 저렴하다. 또한, 본 발명은 종래의 안과 현미경으로 사용하기 힘든 동물용에 적합하여 애완동물이나 야생동물 등의 백내장 및 망막 검사가 용이하다.

한편, 본 발명의 다른 예로 이동렌즈부(70)가 더 구비될 수 있다.

도 12를 참조하면, 대물렌즈부(20)와 이미지센서부(30) 사이에 이동렌즈부(70)가 설치된다. 이동렌즈부(70)는 하나의 렌즈 또는 다수의 렌즈의 조합으로 이루어질 수 있다. 이동렌즈부(70)는 상하로 움직이며 줌(zoom) 기능과 영상의 선명도 조절을 위해 사용된다.

이동렌즈부(70)를 상하로 이동시키기 위해 다양한 이동수단이 사용될 수 있다. 도시된 예로 이동수단으로서 한쌍의 리니어 모터(75)를 이용한다. 리니어 모터(linear motor)는 직선으로 전개배치된 고정자에 이동자가 결합된 구조로 이루어지고, 전원이 공급되면 리니어 모터(75)의 이동자가 직선운동을 한다. 이러한 리니어 모터(75)는 소형화 및 위치제어에 유리하다는 장점을 갖는다.

리니어 모터(75)는 하우징(10)의 상부본체(11) 내측면에 설치된다. 리니어 모터(75)의 이동자에 이동렌즈부(70)가 결합된다. 제어부가 리니어 모터(75)를 작동시키면 이동렌즈부(70)는 상하로 이동이 가능하다.

한편, 본 발명은 하우징의 외부에서 내부로 조사되는 외부광을 대물렌즈부로 입사시키기 위한 빔 스플리터를 더 구비할 수 있다.

도 13을 참조하면, 빔 스플리터(80)는 이미지센서부(30)와 대물렌즈부(20) 사이에 설치된다. 분광기의 일종인 빔 스플리터(beam splitter)(80)는 경사지게 설치되어 하우징(10)의 외부에서 내부로 조사되는 외부광을 반사시켜 대물렌즈부(20)로 보낼 수 있다.

외부광의 일 예로 광간섭단층촬영 또는 레이저 치료를 위한 레이저광일 수 있다. 레이저 치료로 주변부 망막 레이저 치료, 선택적 레이저 섬유주 절제술 등을 들 수 있다.

외부광은 하우징(10)의 측면에 결합된 프로브(probe)(83)를 통해 하우징(10)의 외부에서 내부로 입사된다. 프로브(83)는 외부광을 출력하는 외부의 기기와 연결된다. 프로브(83)가 하우징(10)의 측면에 결합될 수 있도록 하우징(10)의 측면에는 프로브가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성될 수 있다. 또한, 이와 달리 하우징(10)의 측면에 창이 형성되고, 창 바깥에 프로브가 위치할 수 있다.

하우징(10)의 내부로 조사되는 외부광은 빔 스플리터(80))에 의해 반사되어 대물렌즈부(20)를 투과하여 안구(310)로 입사된다.

그리고 광간섭단층촬영과 레이저 치료를 동시에 진행시 각각의 레이저광을 안구로 입사시킬 수 있도록 도 14와 같이 2개의 빔 스플리터(80)(85)가 설치될 수 있다.

2개의 빔 스플리터(80)(85)는 상하로 이격되어 설치된다. 그리고 각 빔스플리터(80)(85)에 외부광을 입사시키기 위해 2개의 프로브(83)(87)가 하우징의 측면에 설치된다. 이 경우 역시 2개의 프로브(83)가 하우징(10)의 측면에 결합될 수 있도록 하우징(10)의 측면에는 프로브가 삽입될 수 있는 2개의 삽입홀이 형성될 수 있다.

2개의 프로브(83)(87) 중 위의 프로브(83)를 통해 광간섭단층촬영을 위한 레이저광이 하우징(10)의 내부로 조사되고, 아래의 프로브(87)를 통해 레이저 치료를 위한 레이저광이 하우징(10)의 내부로 조사된다. 이 경우 레이저로 치료를 하면서 실시간으로 안구의 단층 영상을 확인할 수 있다.

빔 스플리터 또는 프로브의 각도를 조절하여 외부광을 안구의 특정 위치로 보낼 수 있다. 도시되지 않았지만 다양한 종류의 공지의 액츄에이터를 이용하여 빔 스플리터 또는 프로브의 각도를 조절할 수 있음은 물론이다.

그리고 안구로 입사되는 외부광의 경로를 더욱 다양하게 할 수 있도록 콘택트부의 측면에 반사부가 형성될 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 콘택트부(21)의 경사진 측면에는 반사부(90)가 형성된다. 반사부(90)는 거울과 같은 경면을 콘택트부(21)의 측면에 부착하여 형성할 수 있다. 또한, 빛을 반사시킬 수 있는 반사층을 콘택트부(21)의 측면에 코팅하여 형성할 수 있다.

빔 스플리터(80)에서 반사된 외부광은 반사부(90)로 입사되고, 반사부(90)로 입사된 외부광은 다시 반사되어 안구(310)의 특정 위치로 입사된다. 외부광의 반사 방향은 빔 스플리터(80) 또는 프로브(83)의 각도조절을 통해 조정하거나, 측면 경사도가 서로 다른 콘택트부(21)를 사용하여 조정이 가능하다. 도 15와 도 16은 측면 경사도가 다른 콘택트부를 이용하여 반사부의 각도를 다르게 형성한 모습을 보여주고 있다. 도 15와 같이 반사각도를 작게 하여 전방각을 검사할 수 있어서 녹내장의 진단 검사나 선택적 레이저 섬유주 절제술 등에 활용할 수 있으며, 도 16과 같이 반사각도를 크게 하여 망막의 주변부 검사나 레이저 치료에 활용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 레이저로 치료를 하면서 실시간으로 안구의 단층 영상을 확인할 수 있다. 특히, 레이저광을 이용한 섬유주 절제술에 유용하다. 선택적 레이저 섬유주 절제술(SLT: Selective Laser Trabeculoplasty)은 섬유주(trabecular meshwork)에 레이저광을 조사하여 섬유주를 파괴시키거나 섬유주를 수축시켜 섬유주의 구멍사이즈(pore size)를 크게 하여 안방수의 배출을 증가시켜 안압을 낮추는 방법이다. 본 발명을 이용할 경우 상공막 혈관(episcleral vessel)까지 관찰할 수 있어 SLT 시술시 쉴렘관(Sclemm's canal)까지 구멍이 충분히 도달하였는지 확인할 수 있다. 또한 크고 건강한 쉴렘관 부위를 확인하여 SLT의 효과를 높일 수 있다. 또한 쉴렘관이 좋지 않은 부위를 찾아 Schlemm's canaloplasty 라는 새로운 치료법이 가능하다. 그리고 궁극적으로는 건강한 상공막 혈관을 찾아서 섬유주부터 상공막까지 구멍을 내어 기존 섬유주 절제술을 대치하는 laser trabeculosclerostomy 수술을 시도해 볼 수 있다.

그리고 도 13 내지 도 16에서 광간섭단층촬영 기기가 하우징의 상부에 연결되고, 이미지센서부는 하우징의 측면에 위치될 수도 있다.

한편, 도 17 및 도 18에 나타난 바와 같이 이미지센서부는 상하로 이동뿐만 아니라 기울기를 조절할 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 승강플레이트(41)의 하방에 틸팅플레이트(100)가 설치된다. 틸팅플레이트(100)는 승강플레이트(41)에 힌지결합된다. 그리고 이미지센서부(30)와 조명램프(19)는 틸팅플레이트(100)에 설치된다. 따라서 승강플레이트(41)가 상하로 이동하면 이미지센서부(30)는 상하로 움직일 수 있다.

그리고 승강플레이트(41)에 액츄에이터(105)가 설치된다. 액츄에이터(105)로 전기로 작동될 수 있는 소형 실린더 또는 솔레노이드 밸브를 이용할 수 있다. 이러한 액츄에이터(105)는 틸팅플레이트(100)의 일측에 힌지결합된다. 수평으로 유지되는 틸팅플레이트(100)는 액츄에이터(105)의 작동에 의해 일정 각도 범위 내에서 기울어질 수 있다. 액츄에이터(105)의 작동은 제어부에 의해 제어된다.

이와 같이 틸팅플레이트(100)의 기울기를 조절함으로써 이미지센서부(30)의 방향을 다양하게 조절할 수 있다. 이를 통해 외부광이 안구의 중앙을 향하지 않고 안구의 주변으로 입사될 경우 이미지센서부를 외부광의 입사방향과 일치되게 조절할 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 하우징 20: 대물렌즈부
21: 콘택트부 26: 조명모듈
29: 광학렌즈 30: 이미지센서부
40: 위치조절부 41: 승강플레이트
50: 제어부 57: 통신부
60: 조작부

Claims (10)

1. 하우징과;
   상기 하우징의 하부에 설치되어 안구의 각막에 접촉되는 대물렌즈부와;
   상기 하우징에 설치되어 상기 대물렌즈부를 통해 보여지는 상기 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 이미지센서부와;
   상기 이미지센서부의 위치를 가변시키는 위치조절부와;
   상기 이미지센서부 및 상기 위치조절부의 작동을 제어하며, 상기 안구이미지를 외부로 출력하기 위한 제어부;를 구비하고,
   상기 위치조절부는 상하로 이동되는 승강플레이트와, 상기 이미지센서부가 설치되며 상기 승강플레이트에 결합되어 기울어질 수 있는 틸팅플레이트를 구비하여 상기 이미지센서부는 상하 이동과 기울기가 조절되는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
2. 제 1항에 있어서, 상기 대물렌즈부는 하부에 상기 각막과 접촉하는 접촉면이 오목하게 형성된 콘택트부와, 상기 콘택트부의 상부에 설치되어 상기 각막으로 빛을 조사하는 조명모듈과, 상기 조명모듈의 상부에 설치되어 상기 안구를 확대하여 보여주는 광학렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
3. 제 2항에 있어서, 상기 조명모듈은 상기 콘택트부와 상기 광학렌즈 사이에 배치되며 빛을 투과시킬 수 있는 투광패널과, 상기 투광패널에 설치되는 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
4. 제 3항에 있어서, 상기 광원은 원형빔과 슬릿빔 중 어느 하나를 선택적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
5. 제 2항에 있어서, 상기 하우징의 외부에서 내부로 입사되는 외부광을 상기 안구의 특정 방향으로 반사시키기 위해 상기 콘택트부의 측면에는 반사부가 형성된 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
6. 제 1항에 있어서, 상기 대물렌즈부와 상기 이미지센서부 사이에 설치되어 상하로 이동이 가능한 이동렌즈부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
7. 제 1항에 있어서, 상기 안구이미지를 유무선 통신네트워크를 통해 수신받으며 상기 제어부를 통해 상기 이미지센서부 및 상기 위치조절부의 작동을 제어할 수 있는 외부단말기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
8. 제 1항에 있어서, 상기 이미지센서부와 상기 대물렌즈부 사이에 설치되며 상기 하우징의 외부에서 내부로 조사되는 외부광을 상기 대물렌즈부로 입사시키기 위한 빔 스플리터;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
9. 제 8항에 있어서, 상기 외부광은 광간섭단층촬영(OCT) 또는 레이저 치료를 위한 레이저광인 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.
10. 제 1항에 있어서, 상기 이미지센서부는 좌우로 이격되어 안구를 서로 다른 각도에서 촬영하여 안구이미지를 생성하는 한쌍의 좌우측 촬상소자로 구비되는 것을 특징으로 하는 각막 접촉식 안과용 디지털 현미경.

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