KR102351786B1 - 안과용 치료장치, 안과용 치료장치의 제어방법 및 안저 병변 치료 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안과용 치료장치, 이의 제어방법 및 안저 병변 치료 방법에 관한 것으로, 치료광(treatment beam)을 발생시키는 치료광 발생부, 상기 치료광 발생부로부터 발생된 치료광이 환자의 안저(fundus)로 조사되는 경로를 형성하는 빔 딜리버리부, 상기 안저의 병변 영역과 인접한 위치로 상기 치료광이 조사되도록 상기 빔 딜리버리부를 제어하는 제어부를 포함하는 안과용 치료장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 안저 병변 치료 방법을 제공한다.

Description

안과용 치료장치, 안과용 치료장치의 제어방법 및 안저 병변 치료 방법{OPHTHALMIC TREATMENT DEVICE, METHOD FOR CONTROLLING OPHTHALMIC TREATMENT DEVICE, AND FUNDUS LESION TREATMENT METHOD}

본 발명은 안과용 치료장치, 이의 제어방법 및 안저 병변 치료 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 안저에 광을 조사하여 안저 영역을 치료하는 안과용 치료장치, 이의 제어방법 및 안저 병변 치료 방법에 관한 것이다.

최근 들어 인체 조직에 흡수될 수 있는 광을 인체에 조사하여, 광 에너지에 의해 조직의 상태를 변화시키는 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 이 중에서도, 레이저를 이용한 치료 장치는 피부 질환, 안(眼)질환, 신경 질환, 관절 질환, 부인과 질환 등 다양한 병변에 널리 사용되고 있다.

레이저를 이용한 안과용 치료 장치는 각막 성형, 녹내장 또는 백내장 수술 등의 전안부 병변을 치료하는 방법 및 장치가 다수 개발되고 있으며, 최근에는 황반 변성을 비롯한 안저 영역의 각종 병변을 치료하기 위한 방법 및 장치가 개발되고 있다.

본 발명은 안저 영역의 병변을 치료함에 있어 병변 영역이 추가적으로 확장하는 것을 방지할 수 있는 안과용 치료 장치, 안과용 치료 장치의 제어 방법 및 안저 병변 치료 방법을 제공하기 위함이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 치료광(treatment beam)을 발생시키는 치료광 발생부, 상기 치료광 발생부로부터 발생된 치료광이 환자의 안저(fundus)로 조사되는 경로를 형성하는 빔 딜리버리부, 상기 안저의 병변 영역과 인접한 위치로 상기 치료광이 조사되도록 상기 빔 딜리버리부를 제어하는 제어부를 포함하는 안과용 치료장치를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 치료광은 환자의 안저 중 RPE 세포층이 위치하는 깊이로 에너지를 전달하도록 구성된다. 그리고, 상기 안저의 병변 영역은 지리적 위축(geography antiography)이 발생한 영역, 드루젠(drugen)이 형성된 영역, 혈액 유출(blood leakage - 망막 기저에 형성된 신생 혈관 등으로부터의 혈액 유출)이 발생되는 영역, 망막 부종(macular edema)이 형성된 영역 중 어느 하나일 수 있다.

여기서, 상기 병변 영역이 상기 안저의 중심 영역으로 확장되는 것을 방지하도록, 상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역과 상기 안저의 중심 사이를 구획하는 패턴을 따라 조사되도록 제어하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역의 경계로부터 일정 간격 이상으로 이격된 패턴을 따라 상기 치료광을 조사하도록 제어하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 치료광의 패턴은 상기 병변 영역의 경계로부터 10~200㎛ 이상 이격되도록 구성될 수 있으며, 또는 상기 치료광의 패턴과 상기 병변 영역의 경계 사이에 1개 내지 20개 이상의 RPE 세포가 위치하도록 이격되도록 구성되는 것도 가능하다.

또는, 상기 치료광의 패턴은 상기 병변 영역이 확장되는 것을 방지할 수 있도록 상기 병변 영역을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 치료광의 패턴은 상기 병변 영역의 외측에서 상기 병변 영역을 둘러싸는 폐곡선을 형성할 수 있다.

나아가, 상기 치료광 패턴은 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하도록 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴보다 상기 병변 영역의 경계로부터 더 이격되어 위치할 수 있다. 그리고, 상기 제1 패턴을 구성하는 치료광의 조사 간격은 상기 제2 패턴을 구성하는 치료광의 조사 간격보다 짧게 형성될 수 있다.

한편, 상기 치료광이 조사된 위치로 검측광을 조사하고, 상기 치료광이 조사된 위치에서 산란 또는 반사되는 상기 검측광의 간섭 정보에 근거하여 해당 위치의 상태 정보를 감지하는 모니터링부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 동일한 위치에 적어도 1회 이상의 치료광을 순차적으로 조사하도록 제어하되, 상기 모니터링부에서 감지된 해당 위치의 상태 정보에 근거하여 상기 치료광의 파라미터를 제어할 수 있다.

한편, 본 발명은 환자의 안저 이미지를 이용하여 병변 영역을 확인하는 단계, 상기 병변 영역과 인접한 위치를 따라 치료광의 조사 패턴을 설정하는 단계, 및 상기 설정된 치료광의 조사 패턴을 따라 상기 치료광을 조사하는 단계를 포함하는 안저 병변 치료 방법을 제공할 수 있다.

나아가, 본 발명은 병변 영역 정보를 포함하는 안저 이미지를 획득하는 단계, 및 상기 병변 영역과 인접한 위치를 따라 치료광이 조사되는 패턴을 설정하는 단계를 포함하는 안과용 치료장치의 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 의할 경우, 병변 영역과 인접한 영역으로 광을 조사하여 인접 영역의 RPE 세포를 재생시킴으로서, 병변 영역이 확장하는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 따른 안과용 치료장치를 개략적으로 도시한 개략도,
도 3은 환자의 안저에 해당하는 망막 조직을 도시한 도면,
도 4는 제어부에 의해 조절되는 치료광의 파리미터 변화의 예를 도시한 그래프,
도 5는 망막 조직에 발생한 지리적 위축 영역을 도시한 단면도,
도 6은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제1 예를 나타낸 도면,
도 7은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제2 예를 나타낸 도면,
도 8은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제3 예를 나타낸 도면,
도 9은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제4 예를 나타낸 도면,
도 10은 도 1의 안과용 치료장치를 이용한 안저 병변의 치료방법을 도시한 순서도이고,
도 11은 도 10에서 치료 내용 설정을 진행하는 표시부의 표시 내용을 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 안과용 치료장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는 망막과 같은 안저 영역의 병변을 치료하기 위한 안과용 치료장치 및 이를 이용한 안저 병변 치료 방법을 일 예로 설명하나, 본 발명이 아래에서 설명하는 구성 또는 단계에 국한되는 것은 아님을 앞서 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 안과용 치료장치를 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 슬릿 램프(10) 및 표시부(20)를 포함하여 구성될 수 있다.

슬릿 램프(10)는 시술자가 환자의 눈을 관찰하면서 치료를 진행할 수 있는 장치이다. 슬릿 램프(10)의 본체 일측에는 환자의 눈의 위치를 고정시키기 위한 대안부(object part)(170)가 구비되고, 타측에는 시술자가 환자의 눈을 관찰할 수 있는 접안부(eyepiece part)(160)가 구비된다. 슬릿 램프(10)의 외부에는 시술자가 관찰하고 있는 시야 방향 또는 치료 내용을 조절하기 위한 각종 조작부(30)가 구비될 수 있다. 그리고 슬릿 램프(10)의 내측에는 각종 구성 요소가 내장 설치 될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 슬릿 램프(10)의 내측에는 치료광(treatment beam)을 발생시키는 치료광 발생부(110), 조준광(aiming beam)을 발생시키는 조준광 발생부(120), 그리고 치료광 및 조준광이 환자의 안저로 진행하는 경로를 형성하는 빔 딜리버리부(140)를 포함하여 구성된다. 그리고, 치료 중 치료광이 조사되는 위치의 상태 정보를 감지하기 위한 모니터링부(130), 환자의 안저 이미지를 획득하기 위한 촬영부(150) 및 전술한 각종 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.

치료광 발생부(110)는 치료광을 발생시키는 치료광 광원(미도시) 및 치료광 광원에서 생성된 치료광의 파라미터를 조절하기 위한 각종 광학 소자를 포함하여 구성될 수 있다.

일 예로, 치료광 광원은 레이저를 발진할 수 있는 Nd:YAG, Ho:YAG 등과 같은 레이저 매질 또는 레이저 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다. 치료광 광원에서 생성되는 치료광은, 레이저 매질을 여기시키기 위한 각종 전기 회로 또는 광학 필터, 광학 렌즈, 셔터 등 다양한 광학소자에 의해 파라미터가 조절될 수 있다. 여기서, 치료광의 파라미터라 함은 치료광의 출력 크기, 조사 위치에서의 빔 사이즈, 펄스 폭 또는 펄스 주기 등의 펄스 패턴 중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있다. 다만, 치료광의 파라미터 중 일부는 빔 딜리버리부에 의해 조절되도록 구성되는 것도 가능하다.

치료광 발생부(110)에서 발생되는 치료광은 다층 구조로 이루어진 안저 망막 조직 중 치료의 타겟이 되는 특정 위치 또는 특정 조직에 선택적으로 에너지를 제공한다. 따라서, 치료광은 다른 조직에는 흡수도가 낮고, 타겟 조직에서 흡수도가 높은 파장 또는 펄스폭을 갖는 레이저를 이용하여 구성된다. 본 실시예의 치료광 발생부(110)는 망막 조직 중 RPE 세포층에 선택적으로 흡수될 수 있는 파장의 광을 발생시키며, 일 예로, 500nm~600nm 또는 800nm~900nm 파장의 레이저를 발생시키도록 구성할 수 있다.

한편, 조준광 발생부(120)는 치료 영역에 조사되는 조준광을 발생시키는 구성이다. 조준광은 치료광을 조사하기 이전 또는 치료광이 조사되는 동안, 시술자에게 치료광이 조사되는 위치를 알려주는 구성으로, 환자의 안저에 직접 조사된다. 이러한 조준광은 시술자가 접안부를 통해 직접 확인할 수 있도록 가시광선 대역의 파장을 갖도록 구성된다.

조준광 발생부(120)에서 발생되는 조준광은 치료광이 조사되는 하나의 타겟 위치를 표시하도록 단일 스팟(spot) 형태로 조사되는 것도 가능하며, 치료광이 순차적으로 조사하는 복수의 위치를 동시에 표시할 수 있도록 복수의 스팟(spot) 형태로 조사되는 것도 가능하다. 이 이외에도, 조준광은 격자 형태로 조사될 수도 있으며, 치료광이 조사되는 영역의 경계를 표시하는 등, 다양한 방식으로 조사될 수 있다.

도 1에서는 조준광 발생부(120)가 빔 딜리버리부(140)를 통해 치료광과 동일한 경로를 통해 조사되는 구성을 도시하고 있으나, 치료광의 광 경로와 별도의 광 경로를 구비하도록 구성될 수도 있다. 나아가, 시술자가 별도의 인터페이스를 통해 치료광이 조사되는 위치를 확인할 수 있는 경우(예를 들어, 표시부), 조준광 발생부를 생략하여 실시하는 것도 가능하다.

한편, 빔 딜리버리부(140)는 치료광 발생부(110) 및 대안부(170) 사이에 배치되는 복수개의 광학소자로 구성되며, 치료광, 조준광 및/또는 후술하는 모니터링부의 검측광(probe beam)이 진행하는 광 경로를 구성한다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 빔 딜리버리부(140)는 복수개의 빔 컴바이너(beam combiner)(141)를 구비한다. 이에 의해, 치료광 발생부에서 발생되는 치료광, 조준광 발생부에서 발생되는 조준광 그리고 후술하게 될 모니터링부(130)에서 발생할 검측광이 빔 딜리버리부(140)로 진입하여 공통된 경로를 따라 타겟 위치로 전달될 수 있다. 그리고, 타겟 위치에서 반사되는 조준광 및 검측광은 조사된 경로를 역행하여 빔 딜리버리부를 따라 접안부(160) 방향 또는 모니터링부(130)로 향할 수 있다.

이러한 빔 딜리버리부(140)는 광 경로 상에 치료광, 조준광 및 검측광이 조사되는 위치를 변경시키는 스캐너(142)를 포함할 수 있다. 스캐너는 적어도 하나 이상의 반사거울과 이를 회전시키는 구동부로 구성될 수 있다. 그리고 구동부가 광이 반사되는 반사거울의 각도를 변화시킴으로서, 각각의 광이 조사되는 위치를 변경시킬 수 있다.

이 이외에도, 도면에서는 구체적으로 도시되지 않았으나, 빔 딜리버리부(140)는 광을 집속시키거나 분산시키기 위한 복수개의 광학 렌즈 및 광학 필터 등의 광학 소자를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 빔 딜리버리부의 말단에는 대안부(object part)(170)가 구비된다. 대안부(170)는 환자가 눈을 위치시키는 부분으로, 환자의 눈과 접촉하는 컨택트 렌즈(contact lens)를 포함하여 구성될 수 있다. 나아가, 시술 중 환자의 눈을 고정시킬 수 있도록, 환자의 눈을 흡입하여 고정시키는 석션 장치를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.

도 3은 환자의 안저에 해당하는 망막 조직을 도시한 도면으로, 도 1의 A영역을 확대하여 그린 단면도이다. 안저의 망막 조직은 일반적으로 내경계층(internal limiting layer), 신경 섬유층(nerve fiber layer), 신경절세포층(ganglion cell layer), 내망상층(inner plexiform layer), 내과립층(inner nuclear layer), 외망상층(outer plexiform layer), 외과립층(outer nuclear layer), 외경계층(external limiting layer), 광수용 세포층(photo receptor layer), RPE 층(retinal pigment epithelial layer)의 10개의 층으로 이루어진다(망막 표면으로부터 내측 깊이 방향).

이 중 RPE 세포층(RPE cell layer, retinal pigment epithelial)은 위의 10개의 층 중 망막의 후측 방향의 경계층을 형성하며, 타이트 정션(tight junction) 구조로 형성된다. 그리고 RPE 층의 하측으로는 브루크막(Bruch's membrane)이 위치한다. 이러한 RPE 층은 맥락막 하부에 위치하는 혈관 등으로부터 영양분 및 산소를 공급받아 광 수용체(photo receptor)에 영양분을 공급하고, 광 수용체로부터 생성되는 노폐물을 브루크막(Bruch's membrane)을 통해 배출하는 역할을 진행한다.

그런데 RPE 층을 형성하는 RPE 세포의 일부가 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되면, 해당 RPE 세포와 대응되는 위치의 광 수용체들은 정상적으로 영양 공급 또는 산소 공급이 되지 않아 괴사된다. 따라서, 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 정상적인 기능을 수행하지 못하는 RPE 세포층에 치료광을 조사하여 에너지를 가함으로서 해당 위치에 새로운 RPE 세포가 재생하는 것을 유도하여 치료를 진행한다.

보다 구체적으로 설명하면, 전술한 바와 같이 치료광 발생부(110)에서 발생되는 치료광은 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장을 갖는다. 이러한 파장의 광은 망막의 전방에 위치하는 세포층(첫 번째 세포층 내지 아홉번째 세포층)에는 거의 흡수되지 않고 투과한 후, RPE 세포층의 세포 내부에 존재하는 멜라노좀에 흡수된다. 따라서, 치료광에 의해 흡수되는 에너지의 양이 증가함에 따라 RPE 세포의 상태가 변화하게 되고, 이에 의해 새로운 RPE 세포가 재생되는 방식으로 치료가 이루어진다. 이는, 멜라노좀의 온도가 상승함에 따라 멜라노좀의 표면에서 미세기포(micro bubble)이 발생하게 되고, 미세기포가 점차적으로 성장함에 따라 RPE 세포가 선택적으로 괴사되며, 인접한 RPE 세포가 분화 및 이동을 통해 해당 위치에 건강한 RPE 세포를 재생(regeneration)시키는 것으로 해석되고 있다.

이 때, 지나치게 많은 양의 치료광이 조사되는 경우에는, 치료 대상이 되는 RPE 세포 뿐 아니라 인접한 RPE 세포 또는 인접한 광수용 세포에도 열적 손상이 발생할 우려가 있다. 이에, 본 실시예에서는 치료 중 치료 내용을 모니터링하기 위한 모니터링부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 모니터링부(130)는 치료광이 조사되는 동안, 치료광이 조사되는 위치의 타겟 조직의 상태 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 여기서, 상태 정보라 함은 해당 위치의 조직의 온도 변화, 부피 편화, 굴절율 변화, 세포 이동 또는 이로 인해 발생되는 신호에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 모니터링부(130)는 해당 위치에서 이러한 상태 정보를 감지하기 위한 다양한 구조로 구성될 수 있다.

일 예로서, 본 실시예에 따른 모니터링부(130)는 OCT(optical coherent tomography) 장치와 같이, 광의 간섭 정보에 의해 조직의 상태 정보를 감지하도록 구성할 수 있다. 일반적으로 OCT 장치는 하나의 광을 검측광과 기준광으로 분리시켜 별도의 경로를 따라 진행하고, 타겟 위치로부터 반사되는 검측광이 다시 기준광과 결합(combine)되어 수광되며, 이 때 두 광의 간섭 정보에 근거하여 단층 영상을 획득한다.

본 실시예의 모니터링부(130) 또한 OCT 장치와 마찬가지로 검측광과 기준광이 진행하는 경로를 별도로 구비하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 기준광은 기 설정된 경로를 따라 진행하고, 검측광은 빔 딜리버리부(140)를 통해 치료광이 진행하는 경로를 따라 타겟 위치에 조사된 후 반사되어 모니터링부(130)로 수광된다. 그리고 모니터링부(130)의 검출부(미도시)는 수광되는 기준광과 검측광 사이의 간섭 정보를 검출할 수 있다.

다만, 종전의 OCT 장치는 수평 방향 좌표를 옮겨가면서(검측광의 경로와 수직한 평면 상의 좌표, B-scan) 단층 영상을 획득하는 것에 비해, 본 실시예에 따른 모니터링부(30)는 한 위치에서 치료가 진행되는 동안(한 위치로 복수의 치료광이 조사되면서 해당 위치의 치료 진행) 해당 위치에 복수회에 걸쳐 검측광을 조사하면서 조직의 상태 정보 변화를 실시간으로 감지하도록 구성된다. 구체적으로, 치료광이 조사되어 타겟 위치에 일정 이상의 에너지가 흡수되면 조직이 변성되며, 이로 인해 해당 조직의 광 투과 특성, 산란 특성, 반사 특성 등이 변화하면서 검측광이 진행하는 경로 특성이 변경한다. 검측광의 진행 경로 특성이 변경되면 모니터링부(130)에서 검출되는 간섭 정보 또한 변화하게 되므로, 상기 간섭 정보가 변화하는 시점에서 치료광에 의해 조직의 상태가 변화하고 있다는 것을 감지하는 것이 가능하다.

모니터링부(130)에서 얻어지는 간섭 정보는 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 일 예로 간섭 정보로부터 얻어지는 스페클 패턴(speckle pattern) 정보 중 타겟 위치의 깊이 영역에 해당하는 정보를 추출하고, 각각 추출된 정보의 변화량을 지속적으로 비교하여 조직의 상태 변화를 감지하도록 구성될 수 있다.

다만, 이상에서 설명한 모니터링부의 구성은 일 예에 불과하며, 이 이외에도 안저 카메라와 같이 광학적 방식을 이용하여 조직의 상태 변화 정보를 감지하는 것도 가능하고, 음파 센서, 초음파 센서, 온도 센서 등을 이용하여 치료광 조사시 조직의 상태 변화로 인해 발생되는 신호를 감지하도록 구성하는 등, 다양한 변형 실시가 가능하다.

한편, 촬영부(150)는 치료가 시작되기 이전, 또는 치료가 진행되는 동안 환자의 안저 이미지를 촬영하는 구성이다. 촬영된 안저 이미지는 표시부(20)를 통해 시술자에게 표시될 수도 있고, 별도의 데이터 베이스에 저장될 수 있다. 촬영부(150)는 촬영광을 환자의 안저로 조사하고, 반사되는 광을 이용하여 이미지를 획득한다. 따라서, 촬영부(150)는 도면에 구체적으로 도시되지 않았으나, 촬영 광원, 광 경로를 형성하는 광학 소자 및 반사되는 촬영광으로부터 이미지를 획득하는 촬상소자 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 촬영 광원으로부터 발생된 촬영광은 전술한 빔 딜리버리부를 이용하여 광 경로를 형성할 수도 있고, 별도의 광 경로를 형성하는 것도 가능하다.

한편, 표시부(20)는 슬릿 램프(10)와 인접한 위치에 구비되어, 치료 중 시술자에게 필요한 각종 정보를 표시한다. 도 1에 도시된 바와 같이 표시부(20)는 평판 디스플레이 장치를 이용하여 구성될 수 있으며, 이 이외에도 다양한 표시 장치를 이용하여 구성할 수 있다. 또는, 슬릿 램프의 내부에 헤드 업 디스플레이(head-up display)로 구성되거나, 이 이외에도 시술자 편의를 고려하여 다양한 위치에 구비될 수 있다.

이러한 표시부(20)는 디스플레이를 통해 환자의 안저 이미지를 표시한다. 이러한 안저 이미지는 별도의 진단 장치로부터 입력된 것일 수도 있고, 촬영부에서 촬영된 안저 이미지를 이용하여 표시하는 것도 가능하다. 표시부(20)에 표시되는 안저 이미지는 환자의 병변 영역 정보를 포함하며, 시술자는 표시부(20)에 표시된 안저 이미지를 이용하여 병변 영역을 확인하는 것이 가능하다.

나아가, 시술자는 표시부(20)를 이용하여 치료광이 조사되는 패턴을 비롯하여 치료광의 각종 파라미터 및 이외의 슬릿 램프 내부의 각종 구성요소의 동작 내용을 설정하는 것이 가능하다. 이를 위해 표시부(20)의 디스플레이는 터치 스크린으로 구성되는 것도 가능하며, 마우스 및 키보드와 같은 각종 입력 장치가 연결될 수 있다. 따라서, 시술자는 표시부에 표시되는 안저 이미지를 참고하여, 입력 장치를 통해 치료 내용을 설정하는 것이 가능하다.

한편, 제어부(40)는 조작부 또는 표시부를 통해 시술자가 입력하는 동작 신호에 따라, 치료광 발생부(110), 조준광 발생부(120), 모니터링부(130), 빔 딜리버리부(140), 스캐너(142) 등 각종 구성 요소의 동작을 제어할 수 있는 구성이다.

일 예로, 시술자가 표시부(20)를 통해 치료광이 조사되는 패턴을 설정하면, 제어부(40)는 해당 패턴에 대응하여 치료광이 조사되도록 각종 구성요소를 제어할 수 있다. 또는, 표시부(20)를 통해 시술자의 설정 또는 기 입력된 모드에 따라 치료광의 파라미터를 조절하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(40)는 모니터링부(130)에서 감지된 타겟 위치의 상태 정보에 근거하여, 치료광 발생부(110)의 동작을 제어하도록 구성된다. 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 하나의 타겟 위치의 조직의 변화(예를 들어, RPE 세포의 괴사)가 감지될 때까지 복수회에 걸쳐 치료광을 조사하여 치료를 진행한다. 따라서, 하나의 타겟 위치에 복수회에 걸쳐 치료광이 조사되는 동안, 모니터링부(130)는 치료광에 상응하도록 복수회에 걸쳐 검측광을 조사하여 치료 위치의 상태 정보를 감지하여 변화 여부를 판단한다. 여기서, 제어부(40)는 치료중 모니터링부(130)에서 감지되는 해당 위치의 상태 정보에 근거하여 치료광의 파라미터 또는 중단 여부 등을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(40)는 한 위치에 낮은 에너지로부터 순차적으로 높은 에너지를 전달하도록 치료광 발생부(110)를 제어한다. 그리고, 모니터링부(130)를 통해 해당 위치에서 상태 정보가 변화한 것이 감지되면 전달되는 에너지가 증가량을 낮추거나 치료광의 조사를 중단시킬 수 있다. 제어부는 이와 같은 방식으로 각 위치에서 상태 변화가 발생하는 임계점에 근접한 에너지를 전달하도록 제어함으로서, 치료광이 과도하게 조사되어 인접 조직이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 제어부에 의해 조절되는 치료광의 파리미터 변화의 예를 도시한 그래프이다. 전술한 바와 같이, 한 위치에 순차적으로 높은 에너지가 전달되도록 제어함에 있어, 제어부(40)는 치료광의 파라미터 중 다양한 방식으로 제어할 수 있다.

도 4의 a와 같이 치료광의 출력을 점차적으로 증가시킴으로서 치료 위치에 전달되는 에너지를 순차적으로 증가시킬 수 있다. 도 4의 b와 같이 치료광 펄스 사이의 오프 시간(off time)을 점차적으로 짧아지도록 조절하는 것도 가능하며, 도 4의 c와 같이 치료광 펄스의 펄스 지속 시간(pulse duration time)이 점차적으로 증가하도록 조절하는 것도 가능하다. 이외에도, 도 4의 d와 같이, 치료광의 한 펄스가 동일한 출력을 갖는 복수개의 단위 펄스로 이루어지도록 조사하되 하나의 펄스를 구성하는 단위 펄스의 개수를 순차적으로 증착시키거나, 도 4의 e와 같이 치료광을 점차적으로 집속시키는 방식으로 치료 영역의 단위 면적당 전달되는 에너지의 크기를 순차적으로 증가시키는 것도 가능하다.

이와 같이, 제어부(40)는 모니터링부(130)에서 감지된 값을 이용하여 치료 중 치료광의 파라미터를 조절하고, 나아가 시술자가 입력한 내용 또는 기 설정된 모드에 근거하여 치료 중 각 구성요소의 동작을 제어하는 것이 가능하다.

이러한 안과용 치료장치를 이용하여 환자의 안저 조직에서 발생하는 각종 병변 영역을 치료하는 것이 가능하다. 여기서, 병변 영역은 지리적 위축(greography antiography)이 발생한 영역, 드루젠(drugen)이 형성된 영역, 혈액 유출(blood leakage)이 발생되는 영역, 망막 부종(macular edema)이 형성된 영역 등 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이하에서는 일 예로 지리적 위축이 발생한 병변 영역을 중심으로 설명한다.

도 5는 망막 조직에 발생한 지리적 위축 영역을 도시한 것이다. 앞서 설명한 것과 같이, 안저의 RPE 셀 중 일부가 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되면, 해당 위치의 광 수용체들은 정상적으로 영양 공급 또는 산소 공급이 되지 않아 괴사하게 된다. 따라서, 이러한 영역에서는 지리적인 위축(geographic atrophy) 현상이 관찰된다. 지리적 위축 영역의 괴사한 광 수용체들은 자생적으로 회복이 어려우며, 위축 영역이 확장되는 경우 시력을 상실할 위험이 있다.

따라서, 이러한 병변 영역이 관찰되면 치료광을 조사하여 해당 병변 영역이 인접한 부분까지 확장되는 것을 방지하기 위한 치료를 진행할 수 있다. 이때 사용되는 치료광은 500~600nm 파장 또는 800~900nm 영역의 파장을 갖는 레이저를 이용할 수 있으며, 치료광이 RPE 세포가 위치하는 깊이까지 진행하여 해당 위치의 RPE 세포에 선택적으로 에너지를 제공함으로서 RPE 세포를 재생시킬 수 있다.

도 6은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제1 예를 나타낸 것이다. 병변 내용에 따라 병변 영역에 직접 치료광을 조사하여 RPE 세포의 재생을 유도하는 것도 가능하다. 다만, 지리적 위축과 같이 RPE 세포 및 해당 조직의 광 수용체가 이미 괴사한 병변 영역은 병변 영역에 직접 치료광을 조사하더라도 치료 효과를 기대하기 어렵다. 이 경우, 도 6에 도시된 것과 같이 병변 영역의 외측에 위치하며 병변 영역의 경계와 인접한 조직에 병변 영역을 둘러싸는 형태로 치료광을 조사함으로서, 인접 부분의 RPE 세포의 재생을 유도할 수 있다. 이로 인해, 병변 영역과 인접한 상황임에도 불구하고 RPE 세포 및 해당 영역의 광 수용체가 정상적인 상태를 유지하는 것이 가능하며, 병변 영역과 인접한 조직의 건강 상태를 개선시킴으로서 병변 영역이 확장되는 것을 차단할 수 있고, 나아가 병변 영역의 경계측으로 RPE 세포가 분화 및 재생됨에 따라 병변 영역의 치료 또한 기대할 수 있다.

도 6에서는 치료광의 조사 패턴(P)은 병변 영역을 둘러싸는 폐곡선 형태로 구성될 수 있다. 여기서 치료광 조사 패턴이 폐곡선이라고 함은 치료광의 조사 위치가 서로 중첩되어 폐곡선을 형성하는 의미에 국한되는 것은 아니며, 각 치료광의 인접한 조사 위치를 연결하였을 경우 폐곡선을 형성하는 경우도 포함하는 의미임을 밝혀둔다.

또한, 치료광 조사 패턴이 반드시 폐곡선일 필요는 없으며, 병변 영역이 안저의 가장자리에 위치하는 경우, 치료광 패턴이 병변 영역과 안저의 중심(황반 등) 사이를 가로질러 구획하는 형태로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 병변 영역이 안저의 중심 방향으로 확장되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 도면에서는 치료광 조사 패턴이 하나의 라인을 형성하는 것으로 도시하고 있으나, 복수개의 라인을 형상하도록 구성되는 것도 가능하다.

도 7은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제2 예를 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 패턴은 도 6에 도시된 패턴과 비교하여 병변 영역의 경계로부터 일정 간격 이상 이격된 위치로 치료광이 조사되는 형태를 도시하고 있다.

앞서 설명한 것과 같이, RPE 세포의 재생 과정은 치료광이 조사되어 RPE 세포가 괴사됨에 따라 인접한 RPE 세포가 이동하거나 분화하는 방식으로 진행된다. 그러나, 병변 영역 및 병변 영역과 매우 인접한 부분에서는 건강한 RPE 세포가 상대적으로 부족하기 때문에 RPE 세포의 재생이 상대적으로 활발하게 진행되지 않을 수 있다.

따라서, 도 7과 같이 치료광의 조사 패턴(P)은 병변 영역의 경계로부터 일정 간격 이상 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 치료광의 조사 패턴(P)은 병변 영역의 경계로부터 10㎛이상 이격되도록 형성될 수 있다. 다만, 병변 영역으로부터 지나치게 이격되지 않도록, 치료광은 대략 10~200㎛ 범위에서 이격되도록 조사될 수 있다. 또는, 치료광의 조사 패턴(P)은 치료광의 조사 패턴과 병변 영역의 경계 사이에 1개 이상의 RPE 셀이 배치되도록, 1개 이상의 RPE 셀 크기만큼 이격되어 형성될 수 있다. 다만, 이 경우도 병변 영역으로부터 지나치게 이격되지 않도록, 치료광은 대략 1개 내지 20개의 RPE 셀 간격 범위로 조사될 수 있다.

한편, 도 8은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제3 예를 나타낸 것이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 치료광의 패턴(P)은 병변 영역과 인접한 위치를 따라 형성되는 제1 패턴(P1) 및 제1 패턴보다 병변 영역의 경계로부터 보다 이격되는 제2 패턴(P2)을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 치료광 패턴은 적어도 2개 이상의 패턴의 조합으로 형성되는 것도 가능하다. 이때, 병변 영역의 경계와 보다 인접한 위치에 형성되는 제1 패턴(P1)은, 제1 패턴을 구성하는 치료광의 조사 간격이 제2 패턴(P2)을 구성하는 치료광의 조사 간격보다 짧게 형성될 수 있다.

도 9은 병변 영역에 조사되는 치료광의 조사 패턴의 제4 예를 나타낸 것이다. 도 6 내지 도 8에서는 라인 형태로 조사되는 치료광의 조사 패턴을 도시히고 있으나, 도 9와 같이 치료광 조사 패턴(P)이 소정의 폭(w, width)으로 병변 영역의 둘레를 따라 형성되는 영역을 형성하도록 구성되는 것도 가능하다. 이때, 치료광 조사 패턴의 폭 및 치료광 조사 패턴의 단위 영역 당 치료광의 스팟 밀도는 다양하게 조절될 수 있다.

도 9에 도시된 치료광의 조사 패턴 또한 병변 영역의 경계로부터 일정 거리 이격되도록 형성될 수 있다. 도 7에서 설명한 것과 같이, 치료광의 조사 패턴이 경계 영역으로부터 10㎛~200㎛ 범위 또는 RPE 셀 간격 기준 1개 내지 20개의 범위만큼 이격되도록 형성될 수 있다. 다만, 이러한 이격 거리는 치료광의 조사 패턴과 병변 영역의 경계와의 최단 거리를 의미하는 것이며, 패턴을 형성하는 모든 치료광의 조사 위치가 상기 범위 내에서 있어야 한다는 의미는 아님을 밝혀둔다.

이상, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 치료광의 다양한 조사 패턴을 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 다양한 패턴을 이용하여 치료광을 조사하는 것이 가능하다.

도 10은 도 1의 안과용 치료장치를 이용한 안저 병변의 치료방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 10을 참조하여, 전술한 안과용 치료장치를 이용하여 안저 병변을 치료하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

안저 병변을 치료하기 위해, 환자의 병변을 진단하는 단계를 수행한다(S10). 본 단계는 환자의 병변 영역에 대한 정보를 포함하는 안저 이미지를 이용할 수 있다. 이러한 안저 이미지는 안저 카메라와 같은 별도의 진단 장치로부터 촬영된 이미지일 수 있다. 또는, 전술한 안과용 치료장치의 촬영부(150)에서 촬영한 이미지일 수 있다. 본 단계를 수행하기 위해, 안과용 치료장치의 표시부(20)는 외부로부터 또는 촬영부로부터 안저 이미지를 입력받고, 이를 표시하도록 동작할 수 있다. 따라서, 시술자는 표시부(20)에 표시되는 안저 이미지를 참고하여, 지리적 위축(greography antiography), 드루젠(drugen) 침착, 혈액 유출(blood leakage), 망막 부종(macular edema) 등이 발생한 병변 영역의 크기 및 위치를 판단할 수 있다.

환자의 병변을 진단한 후, 안과용 치료장치를 이용한 치료 내용을 설정하는 단계를 수행할 수 있다(S20). 본 단계에서는 치료광의 조사 패턴 및 치료광의 파라미터 등을 설정한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 병변 영역과 인접한 위치에 치료광이 조사되는 방식으로 진행되므로, 치료광의 조사 패턴은 병변 영역의 경계와 인접하여 일정 간격 이상 이격된 위치에 형성되도록 설정될 수 있다.

치료광의 패턴을 설정하는 단계는, 표시부(20)에 표시되는 안저 이미지를 이용하여 사용자가 설정하는 것이 가능하다(도 11 참조). 일 예로, 사용자가 표시부(20)에 표시된 안저 이미지 상에 병변 영역의 경계(B)를 표시하면, 표시부의 프로세서(미도시)가 상기 경계 정보에 기초하여 치료광의 조사 패턴을 자동적으로 연산하여 표시하도록 구성될 수 있다. 또는, 치료광의 조사 패턴 중 이격 거리, 치료광이 조사되는 영역의 폭 및 치료광이 조사되는 영역에서 스팟 밀도 등의 정보를 시술자가 입력/선택하면 프로세서는 해당 조건을 만족하는 치료광 조사 패턴을 연산하여 표시부(20)에 표시할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 병변 영역의 위치 및 병변 내용을 고려하여, 병변 영역과 일정 간격 이상 이격되는 위치에 치료광 조사 패턴을 설정할 수 있다. 이 외에도, 본 단계에서는 치료광의 출력, 펄스 타입, 빔 사이즈 등 다양한 파라미터를 설정할 수 있다.

한편, 치료 내용의 설정이 완료되면, 안과용 치료장치를 구동하여 치료를 진행하는 단계를 수행한다(S30). 본 단계에서 제어부(40)는 프로세서에서 연산된 치료광 조사 패턴 좌표를 전달받아, 해당 위치에 치료광을 조사하도록 각종 구성요소를 구동할 수 있다. 본 단계에 의해, 치료광은 설정된 조사 패턴에 따라, 병변 영역의 외측에 병변 영역의 경계와 일정 간격 이상 이격 거리(예를 들어, 10㎛~200㎛ 범위 또는 RPE 셀 간격 기준 1개 내지 20개의 범위)를 갖는 복수의 위치에 조사된다. 그리고 각 위치에서는 복수의 치료광 및 검측광이 조사되어 해당 위치의 조직이 상태 정보가 변화할 때까지 치료가 이루어질 수 있다.

이러한 방식으로, 기 설정된 패턴에 따라 병변 영역과 인접한 영역으로 치료광을 조사하여 조직의 상태 정보를 변화시키는 방식으로 치료가 진행되며, 이에 의해 해당 영역의 RPE 세포를 재생시킴으로서 병변 영역을 치료 또는 병변 영역의 확장을 방지할 수 있다.

이상에서는, 치료를 진행하기에 앞서, 치료광의 조사 패턴을 미리 설정한 후 해당 위치에 치료광이 자동적으로 조사되는 방식으로 치료가 진행되는 내용을 설명하였다. 그러나, 치료광의 조사 패턴을 미리 설정하지 않고, 사용자가 슬릿 램프를 통해 안저의 병변 영역을 확인하면서 병변 영역과 인접하면서 일정 간격 이격된 위치에 소정 패턴으로 치료광의 조사 위치를 이동시키면서 치료를 진행하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.

Claims (20)

1. 치료광(treatment beam)을 발생시키는 치료광 발생부;
   상기 치료광 발생부로부터 발생된 치료광이 환자의 안저(fundus)로 조사되는 경로를 형성하는 빔 딜리버리부;
   상기 안저의 병변 영역과 인접한 위치로 상기 치료광이 조사되도록 상기 빔 딜리버리부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 치료광이 조사된 위치로 검측광을 조사하고, 상기 치료광이 조사된 위치에서 산란 또는 반사되는 상기 검측광의 간섭 정보에 근거하여 해당 위치의 상태 정보를 감지하는 모니터링부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 동일한 위치에 적어도 1회 이상의 치료광을 순차적으로 조사하도록 제어하되, 상기 모니터링부에서 감지된 해당 위치의 상태 정보에 근거하여 상기 치료광의 파라미터를 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 치료광은 환자의 안저 중 RPE 세포층이 위치하는 깊이로 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 안저의 병변 영역은 지리적 위축(geography antiography)이 발생한 영역, 드루젠(drugen)이 형성된 영역, 혈액 유출(blood leakage)이 발생되는 영역, 망막 부종(macular edema)이 형성된 영역 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 병변 영역이 상기 안저의 중심 영역으로 확장되는 것을 방지하도록, 상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역과 상기 안저의 중심 사이를 구획하는 패턴을 따라 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역의 경계로부터 일정 간격 이상으로 이격된 패턴을 따라 상기 치료광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역의 경계로부터 10㎛ 이상 이격되는 패턴으로 상기 치료광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 병변 영역의 경계로부터 10 ~ 200㎛ 이격되는 위치로 상기 치료광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 치료광이 상기 병변 영역의 경계로부터 1개의 이상의 RPE 세포 간격만큼 이격되는 패턴으로 상기 치료광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 병변 영역의 경계로부터 1개 내지 20개의 세포 간격만큼 이격되는 위치로 상기 치료광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 치료광의 패턴은 상기 병변 영역이 확장되는 것을 방지할 수 있도록 상기 병변 영역을 둘러싸는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 치료광의 패턴은 상기 병변 영역의 외측에서 상기 병변 영역을 둘러싸는 폐곡선을 형성하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
12. 제5항에 있어서,
    상기 치료광 패턴은 제1 패턴 및 제2 패턴을 포함하여 구성되며, 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴보다 상기 병변 영역의 경계로부터 더 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 패턴을 구성하는 치료광의 조사 간격은 상기 제2 패턴을 구성하는 치료광의 조사 간격보다 짧은 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제1항에 있어서,
    상기 치료광의 파마미터는 상기 치료광의 출력, 빔 사이즈, 펄스 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
17. 환자의 안저 이미지를 이용하여 병변 영역을 확인하는 단계; 및
    상기 병변 영역의 경계와 인접한 위치로 치료광을 조사하는 단계;를 포함하는 안저 병변 치료 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 치료광을 조사하는 단계는, 상기 병변 영역이 상기 안저의 중심 영역으로 확장되는 것을 방지하도록, 상기 병변 영역과 상기 안저의 중심 사이를 구획하는 형태로 상기 치료광을 조사하는 것을 특징으로 하는 안저 병변 치료 방법.
19. 제17항에 있어서,
    상기 치료광을 조사하는 단계는, 상기 병변 영역의 경계로부터 일정 간격 이상 이격된 위치에 상기 치료광을 조사하는 것을 특징으로 하는 안저 병변 치료 방법.
20. 제17항에 있어서,
    상기 치료광을 조사하는 단계는, 상기 병변 영역이 확장되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 병변 영역을 둘러싸는 폐곡선 형태로 상기 치료광을 조사하는 것을 특징으로 하는 안저 병변 치료 방법.

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