KR20050044288A - 광학 시스템의 절제 교정의 최적화 및 이와 관련된 방법 - Google Patents

광학 시스템의 절제 교정의 최적화 및 이와 관련된 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 절제 각막 치료에 대한 처방을 최적화하는 방법은 사용자/의사-입력 노모그램을 사용하여 웨이브프론트 기재 굴절 교정 데이터를 변형시킨다. 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 포함하는 데이터가 수용되어 사용자에게 디스플레이되며, 이후 이러한 치료 데이터에 대해 변형이 가해질 수 있다. 요망되는 교정을 기준으로 변형치가 계산되어 교정된 웨이브프론트 기록 데이터가 생성되고, 이를 사용자에게 디스플레이한다. 시스템은 프로세서 및 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 프로세서에 전송하는 장치를 포함한다. 입력 장치는 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 요망되는 교정치를 수용하기에 적합하다. 소프트웨어는 기술된 계산을 실행하는 코드 세그먼트를 지니는 프로세서상에 상주한다.

Description

광학 시스템의 절제 교정의 최적화 및 이와 관련된 방법 {OPTIMIZATION OF ABLATION CORRECTION OF AN OPTICAL SYSTEM AND ASSOCIATED METHODS}
관련 출원의 대응 참조
본 출원은 "굴절 결과를 최적화하기 위해 웨이브프론트 유도된 치료의 변형을 가능하게 하는 이행 노모그램"의 명칭으로 2003년 11월 7일 출원된 가출원 제 60/518,182호의 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 눈에 대한 굴절 레이저 수술을 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이고, 보다 특히 계산된 치료 파라미터를 변형시켜 최적의 절제 교정을 달성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래기술
통상적인 굴절 레이저 수술에서, 임상가는 대체로 치료 시스템으로 도입되는 처방을 변형시킨다. 이러한 변형은 특정 치료 시스템으로 달성된 성과에 대한 이전의 경험에 기초한 것이고, 또한 예를 들어 인구 통계학적 데이터에서 얻은 특정 환자 집단에 대한 경험에 따른 것이다. 예를 들어, 의사는 3 디옵터의 근시로 진단된 환자에 대해, 이전의 검정 결과가 특정 범주의 환자에 대해 이 시스템을 사용하여 50%의 과도교정을 나타낸다면, 2 디옵터 근시 치료의 처방을 내릴 수 있었다. 이전의 경험에 기초하여 치료 파라미터를 도입하는 이러한 경험적인 변경을 노모그램 조정이라 언급한다. 다른 임상가가 상이한 외과적 기술을 적용하고, 다른 환경 조건하에 수술하고, 별개의 환자 인구 통계학 등을 지니기 때문에 노모그램은 안과계에서 필수적인 것으로 고려된다.
통상적인 수술은 제한된 수의 명확히 정의된 치료 파라미터, 주로 구면 오차, 난시 오차, 난시축, 광학 구역 크기 및 블렌드 영역 크기를 포함한다. 따라서, 의사가 수술 과정 이전 및 이후에 통상적인 임상적 검사를 기초로 노모그램 처방을 밝히는 것이 비교적 수월하다. 대조적으로, 본원에서 참조 문헌으로 인용된 미국 특허 제 6,270,221 B1호에 기술된 바와 같이, 웨이브프론트 유도된 맞춤 치료는 수술 전의 수차 프로필의 복잡한 수리적 기술을 수반하고, 이것은 전자적으로 치료 시스템으로 보내어진다.
현재 사용되는 몇몇 웨이브프론트 기재 치료에서, 원래의 웨이브프론트 데이터를 변화시켜 각막 조직상의 절제 치료의 유효성에 있어서 명백한 방사 의존성을 설명하는 치료 프로필을 생성한다. 그러나 이것은 일반적으로 모든 치료에 있어서 실제로 동일하게 적용된다. 현재, 의사가 레이저 수술과 같은 과정에 앞서 웨이브프론트 기재 처방을 수정하는 공지된 편리한 방법은 존재하지 않는다.
본원에서 참조 문헌으로 인용된 특허 출원 공보 제 2003/0078753호 및 2003/0133074호에서, 절제 교정을 달성하는 두 가지 분석적인 방법이 종래에 수집된 결과 데이터를 기초로 하여 개시된다.
발명의 개요
본 발명은 레이저 절제 각막 치료에 대한 처방을 최적화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 사용자/의사 입력 노모그램을 사용하여 웨이브프론트 기재 굴절 교정 데이터의 변형을 달성한다. 상기 방법은 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 포함하는 데이터를 수용하는 단계를 포함하고, 이 데이터는 사전에 수득된 것이다. 웨이브프론트 기록 데이터는 사용자에게 디스플레이되며, 이후 이러한 치료 데이터에 대해 변형이 가해질 수 있다. 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 변형은 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 생성하기 위해 요망되는 교정을 기초로 하여 계산되며, 이것은 이후 사용자에게 디스플레이된다.
본 발명의 추가의 양태는 교정된 웨이브프론트 기록 데이터와 소정의 기준을 비교하여, 환자가 레이저 절제 치료에 적합한 후보인가를 결정하는 방법을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 기술된 방법 단계를 수행하기 위한 소프트웨어 패키지를 포함한다.
본 발명의 추가의 양태는 레이저 절제 각막 치료에 대한 처방을 최적화하는 시스템을 포함한다. 시스템은 프로세서 및 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 프로세서에 전송하는 수단을 포함한다. 디스플레이 장치 및 입력 장치는 프로세서와 시그날 소통한다. 입력 장치는 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 요망되는 교정치를 사용자로부터 수용하도록 변경된다.
소프트웨어는 요망되는 교정을 기초로 하여 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 변형치를 계산하여 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 생성하고, 웨이브프론트 기록 및 교정된 웨이브프론트 기록 데이터의 디스플레이를 디스플레이 장치상에 실행시키는 코드 세그먼트를 지니는 프로세서상에 상주한다.
동작의 구성 및 방법 둘 모두에 관한 본 발명의 특징이, 이의 추가의 목적 및 이점과 함께, 첨부된 도면과 관련하여 기술된 하기 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다. 도면은 예시 및 설명을 목적으로 하는 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 함이 아님을 명백히 이해하여야 한다. 본 발명에 의해 달성된 상기 및 그밖의 목적, 및 제공된 이점들이 첨부된 도면과 관련하여 기술된 하기 설명에 따라 보다 충분히 명백해질 것이다.
이제부터 본 발명의 바람직한 구체예를 도 1 내지 도 9를 참조로 기술할 것이다.
제 1 양태에서 본 발명의 시스템(10)(도 1) 및 방법(100)(도 2)은 레이저 절제 각막 치료의 처방을 최적화하는 것에 관한 것이다. 바람직한 구체예에서, 교정 처방이 계산될 수 있는 웨이브프론트 기록 데이터는 환자의 눈에 대한 웨이브프론트 측정 장치(11)를 사용하여 수집되었다(블록 101). 통상적으로 웨이브프론트 기록 데이터는 각각 계수와 관련된 다수의 용어를 지니는 알고리즘을 포함한다. 예를 들어, 웨이브프론트는, 이로 제한하려는 것은 아니지만 제니케 다항식, 테일러 다항식 또는 푸리에 급수와 같은 표준 형식을 사용하여 수학적으로 기술될 수 있다. 수학적 구현을 기술하는 임의의 이러한 형식에 대하여, 특정한 웨이브프론트가 수학적 표현으로 다양한 용어의 가중치에 대한 수치값으로 기술될 수 있다.
웨이브프론트 측정 데이터는 해당 환자에 대한 소프트웨어 패키지(13)를 수용하는 프로세서(12)에 의해 액세스된다(블록 102). 이러한 데이터는 전자 소통하는 프로세서(12) 또는 다른 프로세서의 하드 드라이브상의, 예를 들어 휘발성 기억 장치(예컨대, RAM 또는 ROM)와 같은 저장 매체, 또는 디스크 또는 섹터로부터 수득될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 그래프식 사용자 인터페이스(GUI)(14)(도 3)가 디스플레이 장치(15)상에 제공된다. GUI(14)는 웨이브프론트 측정 데이터가 유효한 환자의 리스트(16)를 포함하는 것이 바람직하다(블록 103). 마우스 또는 당분야에 공지된 다른 지시 장치와 같은 입력 장치(48)를 사용하여 개인의 이름을 선택하면 선택된 환자의 데이터(블록 104) 및, 이로 제한하려는 것은 아니지만 적용되는 트렌드 정보 및 조정치(17), 자각 굴절(18), 웨이브프론트 기재 굴절(19) 및 포스트-트렌드 자각 굴절(20)과 같은 정보를 포함하는 그밖의 데이터가 디스플레이된다.
GUI(14)는 또한, 이로 제한하려는 것은 아니지만 모노비젼을 달성하는 선택(21), 구면 경사 및 오프셋(22), 원통면 경사(23), 광학 구역 직경(24), 잔류 각막 두께(25) 및 각막 플랩 두께(26)를 포함하는, 사용자 입력을 수용하는 영역을 포함할 수 있다(도 3 및 4; 블록 105).
본 발명에 따른 방법의 구체예의 블록 106에서, 소트프웨어(13)는 수용된 사용자 입력을 기초로 하여, 예컨대 액세스된 제니케 계수를 변형시킴에 의해 웨이브프론트 기록 데이터를 변형시키는 계산을 수행한다. 소프트웨어(13)는 또한 방사 보상 기능성 및 프로세서(11)상에 상주하는 표적 조정 매트릭스를 사용한 표적화 매트릭스 조정을 적용시킬 수 있다. 이러한 조정은 경험적으로 결정된 교정 인자를 이론적으로 결정된 변형에 적용하는 것을 포함한다(블록 107).
이러한 계산 결과가 도 4 내지 도 9에 도시되며, 이는 전형적인 디스플레이를 예시한다. 예를 들어, 도 4는 특정된 구면 등가(27) 및 원통면(28) 노모그램의 수치적 기록을 예시한다(블록 108). 도 5는 조정 이전과 이후의 구면 등가 처리의 예(29)를 제시한다(블록 109). 도 6a 및 6b는 각각 구면 등가(30) 및 원통면(31) 노모그램의 효과를 나타내며(블록 110), 여기에서 점선은 노모그램이 적용되지 않음을 반영하는 것이고, 실선은 특정된 노모그램의 특성을 나타내는 것이며, 동그라미는 현재 선택된 눈에서의 노모그램의 효과를 나타내는 것이다. 도 7은 계산된 절제 프로필의 3차원 도식(32) 및 프로필의 단면도(33)를 하나의 스크린상에 나타낸다(블록 111). 도 8은 피크 깊이(35), 피크 깊이의 위치("x")(36), 중심 깊이(37) 및 커서 위치에서의 깊이(38)를 나타내는 2차원 도식(34)을 표시한다(블록 112). 도 9는 광학 구역 직경(40)을 나타내는 스크린(39)이고, 이것은 사용자, 각막 두께(41), 플랩 두께(42), 처리의 유형(43), 잔류 두께(44), 및 데이터를 갱신(45)하고 익스포트(46)하기 위한 버튼에 의해 조정될 수 있다.
모노비젼을 달성하는 치료를 위한 선택(21)(도 3)이 이루어졌다면(블록 113), 소정의 오프셋을 적용하는(블록 114) 소프트웨어(13)에 의해 또 다른 계산이 수행된다.
계산이 완료되면, 소프트웨어(13)는 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 치료의 진행을 가능하게 하는 소정의 한계 값과 비교한다. 예를 들어, 계산된 구면 교정치가 미리 결정된 최대 구면 교정치를 초과하거나(블록 115), 계산된 잔류 각막 두께가 미리 결정된 최소 잔류 각막 두께 미만이면(블록 116), 이 환자의 눈은 치료를 위한 후보가 아닌 것으로 나타난다(블록 117). 다른 데이터 값이 또한 그에 부과된 소정의 한계를 가질 수 있다.
일단 계산이 완료되어 환자의 눈이 치료를 위해 허용되는 후보인 것으로 측정되면, 교정된 웨이브프론트 기록 데이터는, 예를 들어 프로세서(12)의 디스크 또는 다른 섹터와 같은 저장 매체(47)로 출력된다(블록 118). 이렇게 교정된 데이터는 이후 레이저 절제 수술에 사용되는 치료 처방을 생성하기 위해 사용될 수 있다(블록 119).
상기 설명에서, 특정 용어가 간결성, 명확성 및 이해를 위해 사용되었으나 이러한 용어는 본원을 설명할 목적으로 사용하여 광범하게 해석하려는 의도이므로, 종래 기술의 요건 이외에는 이로부터 불필요한 제한을 포함하지 않는다. 더욱이, 본원에 예시되고 설명된 시스템 및 방법의 구체예는 예로서 제시된 것이며, 본 발명의 범위는 본원에 개시된 기술만으로 제한되지 않는다.
본 발명에 기술된 구성, 작용 및 바람직한 구체예의 용도, 이에 의해 수득된 유리하고 신규하며 유용한 결과, 신규하고 유용한 구성 및 당업자에게 자명한 이의 합당한 기계적인 등가물이 첨부된 청구항에 기술된다.
본 발명에 따라, 계산된 치료 파라미터를 변형시켜 최적의 절제 교정을 달성하는 시스템 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 시스템의 예시적인 구체예를 나타내는 도식이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 해당 환자의 치료 처방을 최적화하는 방법의 플로우 챠트이고, 이후 "도 2"로서 언급된다.
도 3은 사용자에게 데이터를 디스플레이하고 사용자로부터 입력치를 수용하기 위한 예시적인 그래프식 사용자 인터페이스이다.
도 4는 특정된 구면 등가 및 원통면 노모그램의 수치적 기록을 나타낸다.
도 5는 조정 이전과 이후의 구면 등가 처리의 예를 나타낸다.
도 6a 및 6b는 각각 구면 등가 및 원통면 노모그램의 효과를 나타낸다.
도 7은 계산된 절제 프로필의 3차원 도식 및 프로필의 단면도를 하나의 스크린상에 나타낸다.
도 8은 계산된 절제 프로필의 2차원 프로필을 나타낸다.
도 9는 깊이/두께 데이터를 나타낸다.

Claims (20)

  1. 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 포함하는 데이터를 수용하고;
    웨이브프론트 기록 데이터를 사용자에게 디스플레이하고;
    사용자로부터 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 요망되는 교정치를 수용하고;
    요망되는 교정치를 기초로 하여 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 변형치를 계산하여 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 생성하고;
    교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 사용자에게 디스플레이하는 단계를 포함하여, 레이저 절제 각막 치료에 대한 처방을 최적화하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 데이터 수용 단계가 환자 눈 웨이브프론트의 제니케 다항식 기록을 프로세서에 수용시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 변형치 계산 단계가 프로세서상에 상주하는 소프트웨어의 제어하에 계산을 수행하고, 추가로 변형치 계산 단계에 이어서 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 저장 매체에 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 웨이브프론트 기록 데이터를 디스플레이하는 단계가 측정된 구면-원통면 데이터 및 구면-원통면 데이터로부터 계산된 제 1 교정 처방을 디스플레이하는 단계를 포함하고, 여기서 교정된 웨이브프론트 기록 데이터가 제 2 교정 처방을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 구면-원통면 데이터가 자각 굴절, 웨이브프론트 기재 굴절 및 포스트-트렌트 자각 굴절 중의 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 교정치 수용 단계가 구면-원통면 데이터에 대한 요망되는 교정치를 수용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 교정된 웨이브프론트 기록 데이터가 구면 교정치를 포함하며, 계산 단계에 이어서 구면 교정치와 구면 교정치에 대한 소정의 상한값을 비교하여, 구면 교정치가 소정의 상한값을 초과하면 구면 교정치가 허용될 수 없음을 사용자에게 나타내는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 계산 단계가, 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 레이저 절제 각막 치료를 위한 소정의 기준과 비교하여, 소정의 기준이 충족되지 않으면, 환자 눈이 치료를 위해 허용되는 후보가 아님을 사용자에게 나타내는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 계산 단계에 이어서 잔류 각막 두께 및 각막 플랩 두께를 산정하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 산정 단계에 이어서 잔류 각막 두께를 소정의 최소 각막 두께와 비교하여, 잔류 각막 두께가 소정의 최소 각막 두께 미만이면, 환자 눈이 치료를 위해 허용되는 후보가 아님을 사용자에게 나타내는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 계산 단계에 이어서 광학 구역 직경, 피크 절제 깊이, 중심 절제 깊이 및 환자 눈의 동공상의 피크 절제 깊이의 위치 중의 하나 이상을 산정하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 수용 단계가 모노비젼을 달성하기 위한 옵션을 포함하는 변형치를 계산하기 위한 선택을 사용자로부터 수용하는 것을 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 사용자가 모노비젼에 대한 선택을 수행하면 모노비젼을 달성하기 위해 미리 선택된 오프셋이 디스플레이됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 수용 단계가 모노비젼을 달성하기 위한 사용자 특정된 오프셋을 사용자로부터 수용하는 것을 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 교정된 웨이브프론트 기록 데이터가 절제 프로필을 포함하고, 교정된 웨이브프론트 기록 데이터 디스플레이 단계가 절제 프로필의 그래프식 도식을 디스플레이하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 절제 프로필 그래프식 도식이 3차원 도식, 2차원 도식 및 절제 프로필의 단면 도식 중의 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  17. 환자 눈의 웨이브프론트 기록을 포함하는 데이터를 수용하고;
    웨이브프론트 기록 데이터를 사용자에게 디스플레이하고;
    웨이브프론트 기록 데이터에 대한 요망되는 교정치를 사용자로부터 수용하고;
    요망되는 교정치를 기초로 하여 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 변형치를 계산하여 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 생성하고;
    교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 각막 절제 치료를 위한 소정의 기준과 비교하고;
    소정의 기준이 교정된 웨이브프론트 기록 데이터에 의해 충족되지 않으면, 환자 눈이 치료를 위해 허용되는 후보가 아님을 사용자에게 나타내는 단계를 포함하여, 눈에 대한 웨이브프론트 기재 각막 절제 치료의 후보를 결정하는 방법.
  18. 프로세서;
    환자 눈의 웨이브프론트 기록을 프로세서에 전송하는 수단;
    프로세서와 시그날 소통하는 디스플레이 장치;
    웨이브프론트 기록 데이터에 대한 요망되는 교정치를 사용자로부터 수용하기에 적합한 프로세서와 시그날 소통하는 입력 장치; 및
    요망되는 교정치를 기초로 하여 웨이브프론트 기록 데이터에 대한 변형치를 계산하여 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 생성하고, 웨이브프론트 기록 및 교정된 웨이브프론트 기록 데이터의 디스플레이를 디스플레이 장치상에 실행하는 코드 세그먼트를 지니는 프로세서상에 상주하는 소프트웨어를 포함하는 레이저 절제 각막 치료용 처방을 최적화하기 위한 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 실행 코드 세그먼트가 웨이브프론트 기록 데이터 및 요망되는 교정치가 전자적으로 도입되는 영역을 포함하는 그래프식 사용자 인터페이스를 디스플레이시키는 코드를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 인터페이스가 모노비젼을 달성하기 위해 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 계산하기 위한 선택이 전자적으로 도입되는 영역을 추가로 함유하고, 계산용 코드 세그먼트가 모노비젼을 달성하기 위해 교정된 웨이브프론트 기록 데이터를 조정하는 코드를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
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