KR20080002669A - 레이저 자동-적정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

수술용 레이저를 자동-적정하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 상기 방법의 일 실시예는 다음을 포함한다: 알고리즘을 제공하는 단계 - 상기 알고리즘은 하나 이상의 사용자 입력들을 기초로 레이저를 컨피규어(configure)하도록 동작가능함 -; 상기 알고리즘이 규정된 패턴으로 레이저를 실행 및 점화(fire)시키도록 동작가능한 제 1 사용자 입력을 제공하는 단계; 상기 레이저가 점화를 중단하도록 하고, 상기 알고리즘에 의해 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정하고 상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 기초로 상기 레이저를 컨피규어하도록 하기 위해 동작가능한, 관찰된 조건에 응답하여 제 2 사용자 입력을 제공하는 단계 - 상기 레이저가 점화를 종료할 때 최종 레이저 전력 값은 상기 알고리즘으로 입력되고, 상기 알고리즘은 상기 최종 레이저 전력 값을 기초로 상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정함 -. 상기 방법은 상기 자동-적정 알고리즘에 의해 자동적으로 또는 다른 사용자 입력을 통해, 상기 레이저를 "대기(ready)"(수술용) 모드로 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 대기 모드인 경우, 의사와 같은 사용자는 자동으로 컨피규어된 레이저로 수술 프로시저를 수행할 수 있다. 사용자 입력들은 안과 수술 레이저의 동작을 제어하기 위해 안과 의사들에 의해 통상적으로 사용되는 풋스위치와 같은 제어 스위치를 동작개시함으로써 제공될 수 있다.

Description

레이저 자동-적정을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AUTO-TITRATING A LASER}
도 1은 본 발명의 레이저 자동-적정을 위한 장치 및 방법의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 레이저 수술 콘솔의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사용자 인터페이스(12)의 일 실시예의 근접도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 미리 규정된 적정 프로시저의 시간 프로파일에 대한 전력의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 방법의 일 실시예의 단계들을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 자동-적정을 위한 장치의 일 실시예의 기능 블록도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 레이저 12: 사용자 인터페이스
14: 버튼들 16: 프로브 포트
20: 조명 포트 22: 온/오프 키(22)
24: 비상 가동중지(shut-off) 29: 적정-모드 스위치
50: 처리 모듈 52: 메모리
본 출원은 2006년 6월 30일자로 제출된 미국 가특허 출원번호 60/818,002호에 대해 35 U.S.C. §119 하에서 우선권을 청구하며, 그 전체 내용들은 참조로 본 발명에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 레이저 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레이저 수술 시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 안과 수술에 사용하기 위한 레이저의 자동 적정(automatic titration)을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
망막과 같은 환자의 눈에 수행되는 많은 안과 수술 프로시저들은 목표된 스폿(spot) 사이즈를 갖는, 레이저에 의해 통상적으로 제공되는 광 스폿으로 눈의 선택 부분을 조사(irradiating)하는 것을 요구한다. 레이저들을 사용하는 수술 프로시저들의 예들은 광-역학 치료(photo-dynamic therapy: PDT), 라식(LASIK), 레이저 스클로스토미(sclerlostomy), 트라베큐랙토미(trabeculectomy), 및 신경, 관절경과 척수 수술을 포함하는 범용 내시경 정밀수술 애플리케이션들을 포함한다.
통상적으로 망막 응고(retinal coagulation)로 지칭되는, 하나의 특정한 안과 수술 프로시저에서, 레이저 광 스폿은 에너지를 증착하도록 환자의 망막의 선택 부분으로 지향되고, 이에 따라 국부적인 조직(tissue)의 응고를 유발한다. 이러한 광 응고 프로시저는 예를 들어, 누출 혈관들을 봉합하거나, 비정상적인 혈관들을 파괴하거나, 망막 눈물들을 봉합하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 레이저 프로시 저 및 다른 레이저 프로시저들을 위한 준비시에, 통상적으로 의사는 의도된 수술 효과를 위해 레이저 전력을 적정(titrate)하도록 몇번의 검침 레이저 샷들(shots)을 망막에 배치해야 한다. 의사는 통상적으로 저전력으로 레이저 설정을 초기화하고, 레이저 전력이 의도된 프로시저를 위해 요구되는 레벨에서 또는 그 레벨을 초과하는 것을 나타내는 목표된 조직 영향(예, 변색(discoloration))을 관찰할 때까지, 레이저 전력을 점증적으로 증가시킨다. 그 다음, 의사는 레이저 전력 설정을 종료하고 의도된 영역을 치료할 것이다.
현존하는 수술용 레이저들과 레이저 수술 시스템들은 수술용 레이저를 자동-적정하는 성능을 제공하지 않기 때문에, 레이저 적정 프로시저는 의사에 의해 수동으로 수행된다. 그 대신에 레이저 적정 프로시저의 특징들이 자동화된다면, 의사는 수술 프로시저를 위해 수술용 레이저 전력을 설정하는데 요구되는 부가적인 셋업(setup) 단계들을 수행하지 않을 수 있고, 이에 따라 수술 프로시저의 플로우와 효율성을 개선할 수 있다.
따라서, 수술 프로시저 준비시에 수술용 레이저를 수동으로 적절하는 것과 관련된 종래기술의 수술용 레이저의 문제점들을 감소 또는 없앨 수 있는 수술용 레이저를 자동으로 적정하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 수술 프로시저 준비시에 수술용 레이저를 수동으로 적절하는 것과 관련된 종래기술의 수술용 레이저의 문제점들을 감소 또는 없앨 수 있는 수술용 레이저를 자동으로 적정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 자동-적정 레이저 장치의 실시예들 및 수술용 레이저를 사용하는 방법은 전술한 필요성 및 다른 필요성들을 실질적으로 충족시킨다. 레이저를 자동-적정하기 위한 방법의 일 실시예는 다음을 포함한다: 알고리즘을 제공하는 단계 - 상기 알고리즘은 하나 이상의 사용자 입력들을 기초로 레이저를 컨피규어(configure)하도록 동작가능함 -; 상기 알고리즘이 규정된 패턴으로 레이저를 실행 및 점화(fire)시키도록 동작가능한 제 1 사용자 입력을 제공하는 단계; 상기 레이저가 점화를 중단하도록 하고, 상기 알고리즘에 의해 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정하고 상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 기초로 상기 레이저를 컨피규어하도록 하기 위해 동작가능한, 관찰된 조건에 응답하여 제 2 사용자 입력을 제공하는 단계 - 상기 레이저가 점화를 종료할 때 최종 레이저 전력 값은 상기 알고리즘으로 입력되고, 상기 알고리즘은 상기 최종 레이저 전력 값을 기초로 상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정함 -. 상기 방법은 상기 자동-적정 알고리즘에 의해 자동적으로 또는 다른 사용자 입력을 통해, 상기 레이저를 "대기(ready)"(수술용) 모드로 변환(transition)(배치)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 대기 모드인 경우, 의사와 같은 사용자는 자동으로 컨피규어된(configured) 레이저로 수술 프로시저를 수행할 수 있다. 따라서, 의사는 자동 컨피규어된 레이저를 통해 의도된 수술을 수행하기 위해, 미리 규정된 설정들로 신속하고 효율적으로 변환시킬 수 있다.
따라서, 종래기술에 비해 본 발명의 실시예들의 한가지 장점은 적정 프로시 저 및 설정들(settings)의 부분들을 자동화하여 수술 프로시저의 플로우 및 효율성을 개선시키는 능력이다. 예를 들어, 의사는 미리-규정된 적정 램프를 선택하고, 안과 수술용 레이저의 동작을 제어하기 위해 안과 의사들에 의해 통상적으로 사용되는 풋스위치(footswitch)와 같은, 제어 스위치를 동작개시(activating)함으로써, 미리-규정된 레이저 펄스 시퀀스를 초기화할 수 있다. 의사는 레이저 빔에 의해 조사되고 있는 조직 상에서 목표된 효과를 관찰할 때, 풋스위치(또는 다른 제어 장치)를 해제(release)할 수 있다. 제어 장치 해제의 시간 표시(간격)는 의사의 미리 규정된 기준을 기초로 의도된 수술 프로시저에 대해, 레이저 전력과 펄스 주기와 같은 특정 레이저 동작 파라미터들을 컨피규어하기 위해 레이저 수술 시스템에 의해 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 의한 동작 파라미터들 세트는 의사의 미리 규정된 기준에 따라 제어 장치의 해제시에 설정들 보다 더 높거나, 더 낮거나, 이와 일치할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 처리(processing) 모듈 및 처리 모듈에 동작가능하게 결합된 메모리를 포함하는, 수술용 레이저를 자동-적정하기 위한 장치를 포함할 수 있고, 상기 메모리는 상기 처리 모듈이 본 발명에서 기술되는 기능들의 적어도 일부를 수행하도록 동작가능한 컴퓨터-실행가능한 소프트웨어 명령어들을 포함한다. 수술용 레이저를 자동-적정하기 위한 장치의 실시예들은 상기 처리 모듈로부터의 신호들에 응답하여 본 발명에서 기술되는 기능들의 적어도 일부를 수행하도록 동작가능한 하드웨어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 통상의 당업자에게 공지된 바와 같은 임의의 안과 레 이저 수술 시스템 내에서 구현될 수 있고, 특히 캘리포니아 얼빈의 Alcon Manufacturing, Ltd.에 의해 제조되는 EYELITE® 레이저 수술 시스템에서 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 안과 또는 다른 수술에서 사용하기 위한 임의의 수술 기구 또는 시스템 내에 포함될 수 있다. 본 발명의 특징들에 따른 레이저 자동-적정을 위한 장치 및 방법에 대한 다른 사용들은 통상의 당업자에게 공지되어 있으며 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 고려된다.
본 발명 및 그 장점들의 보다 완전한 이해는 유사한 참조 번호들이 유사한 특징부들을 나타내는 첨부된 도면들과 연계하여, 이하의 상세한 설명을 참조로 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 유사한 번호들이 다양한 도면들의 유사한 부분들 및 해당 부분들을 지칭하는데 사용되는 도면들에 도시된다.
본 발명의 다양한 실시예들은 자동-적정 수술용 레이저, 및 수술용 레이저와 같은 레이저를 자동-적정하는 장치와 방법을 제공하고, 관찰된 효과와 미리-규정된 컨피규레이션(적정) 루틴을 기초로 수술 프로시저에 사용하기 위해, 특히 레이저 전력과 같은 특정 레이저 파라미터들을 자동으로 컨피규어하는 능력을 의사와 같은 사용자에게 제공한다. 본 발명의 실시예들은 자동-적정 수술용 레이저, 레이저를 자동-적정하기 위한 장치, 및 레이저를 컨피규어하기 위한 방법을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 의사가 망막의 둘레에 테스트 "번(burns)"을 생성하기 위해 테스트 샷들(test shots)을 점화하는 종래의 수동 적정 프로세스를 자동화하는 능력을 의사에게 제공하고, 여기서 버닝(burning)은 망막의 영향받는 섹션의 화 이트닝과 같은 목표된 효과가 관찰될 때까지, 점증적으로 증가하는 다양한 레이저 전력 설정들에서, 환자의 시력에 무시할 수 있는 영향들을 유도한다. 화이트닝 효과가 관찰되면, 의사는 레이저 전력이 망막 수술을 위해 요구되는 것보다 더 높은 것을 인식하고, 환자의 망막에 의도되지 않은 영향들(예, 손상)을 유발하지 않는 의도된 수술 결과를 위해 적절한 보다 낮은 설정으로 레이저 전력을 설정할 수 있다. 예를 들어, 의사는 주어진 팩터만큼(예, 20%) 보다 낮은 전력을 선택할 수 있다. 전형적으로, 테스트 지점에서 망막의 화이트닝은 수술 프로시저를 위해 목표된 것보다 더 높은 레이저 전력 설정을 나타낸다.
종래기술의 레이저 수술 시스템들은 의사가 수동으로 수술용 레이저를 적정하고, 점증적으로 전력을 조정한 다음, 조직 영향이 관찰되면 목표된 동작 값으로 전력을 수동으로 설정하도록 요구한다. 본 발명의 실시예들은 의사의 초기화 시에 수술용 레이저의 파라미터들을 자동으로 컨피규어할 수 있는 적정 알고리즘을 의사가 미리 규정할 수 있도록, 적정 프로시저의 특징들을 자동화한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예는 의사가 펄스 속도, 펄스 주기, 레이저 전력 증분들, 초기 전력 및 최대 레이저 전력 중 하나 이상을 미리 규정할 수 있도록 하는 자동-적정 기능을 제공한다. 또한, 의사는 예를 들어, 최종 적정 전력 설정(목표된 조직 영향이 관찰되고 의사가 테스트 샷들을 종료하는 시점에서의 전력 설정)의 함수로서, 레이저 수술(동작) 전력 설정(즉, 수술 프로시저 동안 사용되는 레이저 전력)을 미리 규정할 수 있다. 예를 들어, 수술용 전력 설정은 최종 적정 전력 설정 보다 20% 더 작을 수 있다. 통상의 당업자에게 공지되어 있는 것처럼, 본 발명의 자동-적정 알고리즘의 일 실시예에 의한 자동 컨피규레이션을 위해, 다른 파라미터 설정들이 미리 규정될 수도 있다.
의사가 미리-규정되는 자동-적정 기능을 가지면, 본 발명의 실시예들은 상기 기능을 실행하고, 의사로부터의 입력을 기초로 의사가 수술용 레이저 파리미터들을 자동으로 컨피규어하도록 동작된다. 수술을 준비하고, 버튼, 스크린 아이콘, 풋스위치, 또는 레이저 또는 레이저 기능을 동작개시(activate)하도록 동작가능한 임의의 다른 제어 메커니즘과 같은 제어 인터페이스를 구동하는 동안, 입력은 의사가 할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 의사는 레이저를 점화하기 위해 풋스위치를 구동시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따라, 의사는 풋스위치를 동작개시하고 적정 모드(수술용 레이저/콘솔 상의 제어 인터페이스를 통해 초기화될 수 있음)에 있는 동안 레이저를 점화시킬 수 있고, 이에 따라 사전설정(preset) 적정 프로그램(예, 전력 증분들, 펄스 주기들 등)을 실행하며, 환자의 망막 상에 하나 이상의 테스트 샷들을 배치할 수 있다. 의사가 목표된 레이저 전력 설정을 나타내는 목표된 조직 영향을 관찰하면, 레이저를 동작해제시킬 수 있고, 이는 자동-적정 프로그램이 선택된 레이저 파라미터들을 자동으로 컨피규어하도록 하며, 특히 레이저 전력을 자동-적정 프로그램의 미리 규정된 기준에 따라 선택된 수술 설정들로 자동으로 컨피규어하도록 한다. 시간 표시(의사가 레이저 테스트 샷들을 점화하는 주기)는 의사가 레이저 테스트 점화(적정)를 종료할 때 레이저 동작 파라미터들을 기초로 수술용 레이저 설정들을 결정하기 위한 주요 입력이다. 자동-적정 프로그램이 레이저 파리미터들을 수술용 값들로 설정하면, 수술용 레이저는 치료 모드 (treatment mode)로 자동으로 변환될 수 있고, 의사는 방해 없이 수술 프로시저를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 레이저 자동-적정을 위한 장치 및 방법의 일 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 레이저 수술 콘솔의 개략도이다. 레이저(10)는 사용자 인터페이스(12), 다양한 제어 노브들(knobs) 및/또는 버튼들(14), 프로브 포트(16), 조명 포트(20), 온/오프 키(22), 및 비상 가동중지(shut-off)(24)를 포함한다. 이러한 제어 장치들은 단지 예시적인 것이며, 수술용 레이저/레이저 콘솔은 이들의 임의의 조합, 및 안과 레이저 시스템에 유용할 수 있는 다른 제어 인터페이스들과 포트들을 구비할 수 있다. 사용자 인터페이스(12)는 레이저 시스템(10)의 기능들과 제어/조정 파라미터들을 디스플레이하고 사용자가 이들을 선택하도록 하기 위해, 통상의 당업자에게 공지된 것처럼, 터치-감응 스크린을 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스일 수 있다. 도 1에 도시된 다양한 다른 제어들과 포트들은 안과 레이저 시스템들의 통상의 당업자에게 공지된 기능들을 구현할 수 있다.
레이저(10)는 하나가 다른 하나와 동작가능하게 결합되고 수술용 레이저(10) 콘솔의 제어 기능들에 동작가능하게 결합되는, 처리 모듈(50) 및 연동되는 메모리(52)를 더 포함할 수 있다. 처리 모듈(50)과 메모리(52)는 레이저(10)가 점화하게 하고, 설정들 및 통상의 당업자에게 알려진 바와 같은 레이저(10)와 연관된 다른 기능들을 변화시키도록 동작가능한 동작 명령어들(operational instructions)을 저장 및 실행하기 위해 동작가능하다. 처리 모듈(50)과 메모리(52)는 특히, 본 발명에서 기술되는 본 발명의 방법/알고리즘의 기능들의 적어도 일부를 레이저가 수행 하도록 동작가능한 컴퓨터(처리 모듈) 실행가능한 소프트웨어/동작 명령어들을 저장 및 실행하도록 동작가능하다. 이러한 명령어들은 메모리(52)에 저장되고 본 발명에서 기술되는 단계들 또는 기능들의 적어도 일부에 해당하는, 동작 명령어들 및/또는 하드-코드일 수 있다.
처리 모듈(50)은 단일 처리 장치 또는 다수의 처리 장치들일 수 있다. 이러한 처리 장치는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리기, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 프로그래머블 로직 장치, 상태 머신, 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로의 하드 코딩 및/또는 동작 명령어들을 기초로 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조절하는 임의의 장치일 수 있다. 메모리(52)는 단일 메모리 장치, 다수의 메모리 장치들, 및/또는 처리 모듈의 내장 회로일 수 있다. 메모리(52)는 리드-온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래쉬 메모리, 캐쉬 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치일 수 있다. 처리 모듈(50)이 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 통해 하나 이상의 그 기능들을 구현할 때, 해당하는 동작 명령어들을 저장하는 메모리(52) 및/또는 메모리 엘리먼트는 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 회로의 내부에 내장되거나, 그 외부에 있을 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 메모리 엘리먼트는 도 1 내지 도 4에 도시된 단계들 및/또는 기능들의 적어도 일부에 해당하는 동작 명령어들 및/또는 하드 코드를 저장하고 처리 모듈이 이를 실행한다는 것을 유의한다.
사용자 인터페이스(12)는 일반적으로 수술용 레이저를 사용하는 안과 수술 시스템 내의 임의의 사용자 인터페이스에 해당한다는 것을 통상의 당업자는 이해할 것이다. 특히, 사용자 인터페이스(12)는 본 발명의 일 실시예의 미리 규정되는 자동-적정 프로시저를 기입(enter)/프로그래밍하도록, 의사와 같은 사용자에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 그래픽 사용자 인터페이스(12) 및 레이저(10)의 다른 제어 장치들을 통해, 레이저 스타팅 전력, 펄스 주기, 중간-펄스(inter-pulse) 시간, 전력 스텝 증분들, 최대 허용 레이저 전력, 최종 적정 전력 설정으로부터의 수술용 전력 설정 오프셋(예, 풋스위치 해제시), 단일/멀티 샷 패턴 등을 입력할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 사용자 인터페이스(12)의 일 실시예의 근접도이다. 사용자 인터페이스(12)에서, 사용자는 각각의 기능 라벨에서 스크린을 터치함으로써, 예를 들어, 레이저 전력(30), 펄스 주기(32) 또는 중간-펄스 시간(34)을 조절할 수 있다. 그 다음, 사용자 인터페이스(12)는 예를 들어, 통상의 당업자에게 공지된 방식으로 스크린에 대해 자신의 손가락을 슬라이딩함으로써 파라미터를 조절하도록 사용할 수 있는 그래픽 슬라이더(미도시)를 제시할 수 있다. 따라서, 의사는 다른 것들(예, 최대 레이저 전력, 수술용 전력 오프셋 퍼센티지 등) 뿐만 아니라 도 2에 도시된 기능들로 적정 프로시저를 미리 규정할 수 있다. 그 다음, 현재 또는 이전에 저장된 적정 프로그램은 사용자 인터페이스(12)를 통해 선택될 수 있고, 예를 들어 레이저 점화 풋스위치 또는 다른 장치를 동작개시함으로써, 의사에 의해 동작개시될 수 있다. 예를 들어 사용자 인터페이스(12)에서 이러한 모드를 선택하거나, 예를 들어 도 1의 전용 적정-모드 스위치(29)를 구동하거나, 소프트 스위치, 또는 수술용 레이저(10)의 임의의 다른 제어에 의해, 수행될 수 있는 적정 모드로 레이저(10)를 구현함으로써, 의사에 의한 동작개시를 위해 적정 프로그램이 선택되고 대기상태가 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 미리 규정된 적정 프로그램/알고리즘의 시간 프로파일에 대한 전력의 그래프이다. 그래프(100)의 예에서, 의사는 예를 들어 200mW의 스타팅 레이저 전력, 200ms의 펄스 주기, 200ms의 중간-펄스 시간, 30mW의 전력 스텝 증분, 500mW의 최대 허용 전력, 및 최종 적정 전력으로부터 -20%의 수술용 레이저 전력 설정 오프셋을 선택한다(즉, 의사가 예를 들어, 풋스위치 또는 다른 구동기를 해제함으로써 목표된 조직 영향을 관찰할 때 레이저 테스트 샷들을 종료하면, 적정 프로시저는 풋스위치 해제시 레이저 전력보다 20% 더 낮게 수술용 레이저 전력을 자동으로 설정할 것이다). 의사는 사용자 인터페이스(12)를 통해 레이저(10)에서 이러한 적정 설정들을 프로그래밍할 수 있고, 원한다면 레이저 리콜(recall)을 위해 적정 설정들을 저장할 수 있다.
이전에 기술된 것처럼, 의사는 예를 들어, 레이저(10) 콘솔의 풋스위치, 또는 버튼, 또는 가상 버튼을 누름(depressing)으로써, 자동-적정 모드를 초기화할 수 있다. 도 3에 도시된 것처럼, A 지점에서, 의사는 점화 레이저(10)에 대한 구동 메커니즘(예, 풋스위치)을 누르고, 자동 적정 시퀀스/알고리즘이 초기화되며 자동-적정 알고리즘/프로그램에 따라 레이저(10)의 점화를 제어한다. A 지점에서 B 지점까지, 레이저 전력은 200ms당 30mW만큼 증가되고, 각각의 펄스는 200ms 주기를 갖는다. B 지점에서, 의사는 구동기를 해제하고 레이저 점화를 중단한다. 최종적인 수술용 전력 설정은 본 발명의 적정 알고리즘에 의해 B 지점에서의 전력보다 20% 더 낮게 자동으로 설정된다(C 지점에 도시된 것처럼). 전력이 수술용 값으로 조절되면, 레이저(10)는 의사로부터의 추가적인 입력 없이, "수술용 모드(surgical mode)"로 자동으로 변환될 수 있다(즉, 자동-적정 모드가 종료되고 레이저는 "대기" 상태가 된다). 따라서, 의사는 자동으로 컨피규어되는 레이저(10)를 통해 의도된 수술을 수행하도록, 자신의 미리 규정된 전력 설정 및 임의의 다른 미리 규정된 파라미터 설정들로 신속하고 효율적으로 변환시킬 수 있다. 의사가 자동-컨피규어된 수술용 전력 설정이 수술에 부적합하다고 결정하면, 상기 프로시저를 반복하거나 전력을 수동으로 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 방법의 일 실시예의 단계들을 도시하는 흐름도이다. 단계 200에서, 사용자는 전술한 바와 같은 방식으로 자동-적정 프로그램을 프로그래밍 및/또는 선택한다. 단계 200은 이전에 기술된 것처럼, 사용자가 수술용 레이저(10)를 적정-모드로 배치하는 것을 포함할 수 있다. 단계 210에서, 사용자는 레이저(10)를 점화시키기 위해, 예를 들어 풋스위치와 같은 구동 메커니즘을 누름으로써 선택된 자동-적정 프로그램을 실행시킨다(레이저(10)를 적정하기 위한 하나 이상의 테스트 샷들). 자동 적정 시퀀스가 초기화되고, 선택된 적정 프로그램에 따라 레이저(10)의 점화를 제어한다. 단계 220에서, 테스트 샷 위치들에서 목표된 조직 응답을 관찰할 때, 사용자는 예를 들어 구동 메커니즘을 해제함으로써, 레이저(10)의 점화를 종료한다. 단계 230에서, 의사의 입력에 응답하여(레이저 동작해 제), 자동-적정 프로그램은 자동-적정 프로그램의 미리 규정된 기준에 따라, 선택된 자동-적정 프로그램에 해당하는 선택된 레이저 파라미터들을 자동으로 컨피규어한다. 단계 240에서, 레이저(10)는 자동-적정 프로그램에 의해 자동으로 또는 다른 사용자 입력을 통해 "대기" (수술) 모드로 변환되고, 단계 250에서, 의사는 수술 프로시저를 수행할 수 있다. 따라서, 의사는 자동으로 컨피규어된 레이저(10)를 통해 의도된 수술을 수행하기 위해 자신의 미리 규정된 전력 설정 및 임의의 다른 미리 규정된 파라미터 설정들로 신속하고 효율적으로 변환시킬 수 있다. 본 발명의 방법의 실시예들은 전술한 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예는 수술용 레이저를 자동-적정하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 장치(400)는 처리 모듈(402) 및 메모리(404)를 포함할 수 있다. 처리 모듈(402)은 단일 처리 장치 또는 다수의 처리 장치들일 수 있다. 이러한 처리 장치는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리기, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 프로그래머블 로직 장치, 상태 머신, 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로의 하드 코딩 및/또는 동작 명령어들을 기반으로 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조정하는 임의의 장치일 수 있다. 메모리(404)는 단일 메모리 장치, 다수의 메모리 장치들, 및/또는 처리 모듈의 내장 회로일 수 있다. 메모리(404)는 리드-온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래쉬 메모리, 캐쉬 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치일 수 있다. 처리 모듈(402)이 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 통해 하나 이상의 그 기능들을 구현할 때, 해당하는 동작 명령어들을 저장하는 메모리 및/또는 메모리 엘리먼트는 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 회로의 내부에 내장되거나, 그 외부에 있을 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 메모리(404)는 도 1 내지 도 4에 도시된 단계들 및/또는 기능들의 적어도 일부에 해당하는 동작 명령어들 및/또는 하드 코드를 저장하고 처리 모듈(402)은 이를 실행한다는 것을 유의한다.
본 발명은 특정 바람직한 실시예들을 참조로 기술되었다; 그러나, 그 사상 또는 본질적인 특성들을 벗어남이 없이, 다른 특정한 형태들 또는 그 변형들에 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 전술한 실시예들은 모든 실시예들에서 예시적인 것으로 고려되고, 첨부된 청구범위에 의해 나타낸 본 발명의 범주를 제한하지 않아야 한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 것처럼, "실질적으로" 및 "약"란 용어는 그 해당하는 용어 및/또는 아이템들간의 관계에 대해, 산업상 허용되는 공차(tolerance)를 제공한다. 이러한 산업상 허용되는 공차는 1% 미만 내지 50% 범위이고, 이에 제한됨이 없이, 컴포넌트 값들, 집적회로 프로세스 변화들, 온도 변화들, 증감 시간, 및/또는 열적 노이즈에 해당한다. 이러한 아이템들간의 관계는 수%의 차이에서부터 큰 차이들까지 범위이다. 또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 것처럼, "결합되는" 및/또는 "결합(coupling)"이란 용어(들)는 아이템들간의 직접적인 결합 및/또는 삽입 아이템을 통한 아이템들간의 간접적인 결합을 포함하고(예, 아이템은 이에 제한됨이 없이, 컴포넌트, 엘리먼트, 회로, 및/또는 모듈을 포함함), 여기서 간접적인 결합을 위해, 삽입 아이템은 신호의 정보를 변형시키지 않으면서 그 전류 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전력 레벨을 조절할 수 있다. 본 발명에서 추가적으로 사용될 수 있는 것처럼, 추정(inferred) 결합(즉, 하나의 엘리먼트가 추정으로 다른 엘리먼트에 결합됨)은 "결합되는"과 동일한 방식으로 2개의 아이템들간의 직접 및 간접적인 결합을 포함한다. 본 발명에서 추가로 사용될 수 있는 것처럼, "~하도록 동작가능한"이란 용어는 아이템이 하나 이상의 그 해당 기능들을 수행하기 위해 전력 커넥션들, 입력(들), 출력(들) 등을 포함한다는 것을 나타내고, 하나 이상의 다른 아이템들에 추정 결합되는 것을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에서 추가로 사용될 수 있는 것처럼, "연관되는"이란 용어는 다른 아이템 내에 내장되는 하나의 아이템 및/또는 개별 아이템들의 직접 및/또는 간접 결합을 포함한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 것처럼, "바람직하게 비교하는(compares favorably)"이란 용어는 신호들 등과 같은 2개 이상의 아이템들간의 비교가 바람직한 관계를 제공한다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 바람직한 관계가 신호 1이 신호 2보다 더 큰 크기를 갖는 것이라면, 바람직한 비교는 신호 1의 크기가 신호 2의 크기보다 더 크거나, 신호 2의 크기가 신호 1의 크기 미만일 때 달성될 수 있다.
본 발명은 레이저 안과 수술의 일반적인 영역을 참조로 기술되었지만, 본 발명에 포함되는 특징들은 레이저 서브시스템을 제어하기에 바람직한 임의의 수술 시스템에 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 수술 프로시저 준비시에 수술용 레이저를 수동으로 적절 하는 것과 관련된 종래기술의 수술용 레이저의 문제점들을 감소 또는 없앨 수 있는 수술용 레이저를 자동으로 적정하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (34)

  1. 레이저를 자동-적정(auto-titrating)하기 위한 방법으로서,
    알고리즘을 제공하는 단계 - 알고리즘은 하나 이상의 사용자 입력들을 기반으로 레이저를 컨피규어(configure)하도록 동작가능함 -;
    상기 알고리즘이 규정된 패턴으로 상기 레이저를 실행 및 점화(fire)하게 하도록 동작가능한 제 1 사용자 입력을 제공하는 단계; 및
    상기 레이저가 점화를 종료하게 하고, 상기 알고리즘이 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정하게 하며 상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 기초로 상기 레이저를 컨피규어하게 하도록 동작가능한, 제 2 사용자 입력을 제공하는 단계 - 상기 레이저가 점화를 종료할 때의 최종 레이저 전력 값은 상기 알고리즘으로 입력되고, 상기 알고리즘은 상기 최종 레이저 전력 값을 기초로 상기 하나 이상의 레이저 파라미터들을 결정함 -
    를 포함하는 레이저 자동-적정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저를 대기 모드(ready mode)로 배치하는(placing) 단계를 더 포함하고, 상기 대기 모드는 수술 프로시저를 수행하기 위한 동작 상태(operational status)에 해당하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 메모리에 위치되고 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 실행가능한 소프트웨어 명령어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 안과 수술용 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 사용자 입력은 구동(actuation) 메커니즘을 구동하는 사용자에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 메커니즘은 풋스위치(footswitch)인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 점화의 규정된 패턴은 일련의 레이저 샷들(shots)을 포함하고, 각각의 연속적인 레이저 샷의 전력은 미리 규정된 양만큼 증가되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 최종 레이저 전력 값은 상기 레이저가 점화를 종료할 때 마지막 레이저 샷의 레이저 전력 값인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 레이저 전력 값은 상기 레이저가 점화를 종료할 때 마지막 레이저 샷의 레이저 전력 값인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 파라미터들은 동작 레이저 전력, 레이저 펄스 주기, 및 레이저 펄스 폭 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 동작 레이저 전력은 사전설정량(preset amount) 보다 적은 상기 최종 레이저 전력 값과 동일한 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사전설정량은 상기 최종 레이저 전력 값의 20%인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 사용자 입력은 관찰된 조건의 발생시에 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 관찰된 조건은 레이저 번(burn)을 나타내는 망막의 화이트닝(whitening)인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 레이저 사용자 인터페이스에서 미리 규정된 알고리즘들의 세트로부터 상기 알고리즘을 선택함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 레이저 사용자 인터페이스에서 파라미터들과 파라미터 값들의 세트를 규정함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 알고리즘을 제공하는 단계는 적정 모드(titration mode)로 레이저를 배치하고 레이저 사용자 인터페이스에서 알고리즘을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 방법.
  18. 레이저를 자동-적정하기 위한 장치로서,
    처리(processing) 모듈; 및
    상기 처리 모듈에 동작가능하게 결합되는 메모리
    - 상기 메모리는 동작 명령어들(operational instructions)을 포함하고, 상기 동작 명령어들은 상기 처리 모듈이
    하나 이상의 사용자 입력들을 기초로 상기 레이저를 컨피규어하도록 동작가능한 알고리즘을 실행시키도록 하고,
    제 1 사용자 입력을 수신할 때, 규정된 패턴으로 상기 레이저를 점화시키도록 하며,
    제 2 사용자 입력을 수신할 때, 상기 레이저 점화를 종료하고 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 결정하도록 하고,
    상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들을 기초로 상기 레이저를 컨피규어하도록 함 -
    를 포함하는 레이저 자동-적정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 파라미터 값들은 상기 레이저가 점화를 종료할 때 최종 레이저 전력 값을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 동작 명령어들은 추가적으로 상기 처리 모듈이 상기 레이저를 대기 모드로 배치시키게 하고, 상기 대기 모드는 수술 프로시저를 수행하기 위한 동작 상태에 해당하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 레이저는 안과 수술용 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 사용자 입력은 구동 메커니즘을 구동시키는 사용자에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 구동 메커니즘은 풋스위치인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장 치.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 레이저 점화의 규정된 패턴은 일련의 레이저 샷들을 포함하고, 각각의 연속적인 레이저 샷의 전력은 미리 규정된 양만큼 증가되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 최종 레이저 전력 값은 상기 레이저가 점화를 종료할 때 마지막 레이저 샷의 레이저 전력 값인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 최종 레이저 전력 값은 상기 레이저가 점화를 종료할 때 마지막 레이저 샷의 레이저 전력 값인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 파라미터들은 동작 레이저 전력, 레이저 펄스 주기, 및 레이저 펄스 폭 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 동작 레이저 전력은 사전설정량 보다 적은 상기 최종 레이저 전력 값과 동일한 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 사전설정량은 상기 최종 레이저 전력 값의 20%인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  30. 제 18 항에 있어서,
    상기 레이저는 EyeLite 레이저 수술 시스템인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  31. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 사용자 입력은 관찰된 조건에 응답하여 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 관찰된 조건은 레이저 번을 나타내는 망막의 화이트닝인 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  33. 제 18 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 레이저 사용자 인터페이스에서 미리 규정된 알고리즘들의 세트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
  34. 제 18 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 레이저 사용자 인터페이스에서 파라미터들과 파라미터 값들의 세트를 규정함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 자동-적정 장치.
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