KR20120027196A - 눈의 각막에서 플랩을 절개하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 눈의 각막에 플랩을 절개하는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 레이저 조사(14)를 생성하는 레이저 조사 광원(12)과, 각막에 절개(28)가 이루어져서 플랩(26)이 각막으로부터 젖혀질 수 있도록 각막(20)에 대하여 레이저 조사를 성형 및 유도하는 수단을 포함한다. 상기 절개(28)는 힌지 영역(22) 아래에 하위 절개 부분(30)을 생성하는 방식으로 각막의 힌지 영역(22)에서도 수행된다. 이러한 방식에 따라, 특히 에프에스 라식이 사용되는 경우에, 각막기질 내 간섭이 각막(20)의 중심축에 대하여 실질적으로 대칭적인 방식으로 수행되고, 수술 후에 안압에 의하여 바람직하지 않은 각막 변형이 발생하는 일이 없게 된다.

Description

눈의 각막에서 플랩을 절개하는 장치{DEVICE FOR CUTTING A FLAP IN THE CORNEA OF AN EYE}

본 발명은 눈의 각막에 플랩을 절개하는 장치에 관한 것이다.

안과 수술, 특히 알려져 있는 라식(LASIK) 수술에 있어서, '플랩'(flap)이라는 용어는 독일에서도 널리 사용되고 있는데, 각막의 전방 영역에 옆으로부터 절개된 작은 덮개를 지칭한다. 이후에 시각 결함을 제거하기 위한 목적으로, 알려진 방식에 따라 레이저 조사(laser radiation)를 이용한 절제(ablation)를 통해 각막을 재성형 하기 위하여, 상기 플랩이 한쪽으로 젖혀질 수 있다.

상기 플랩을 절개하기 위해 현재 이용 가능한 방법들로는, 한편으로는 왕복하는 칼날이 각막에 절개를 생성하는 소위 기계적 미세각막절개도(mechanical microkeratome), 또는 다른 한편으로, 조사 펄스가 매우 짧게 설정되어 각막의 내부에 초점을 맞추는 경우 그 출력 밀도가 해당 위치에 소위 광파괴(photodisruption)를 일으키도록 하는, 레이저를 활용한 소위 펨토초 라식(femtosecond LASIK)이 있다. 상기 펨토초 펄스를 공간 및 시간적으로 제어함으로써, 각막의 절개는 다수의 상기 광파괴를 이용하여 이루어질 수 있다. 이와 같은 방식이 근래에는 널리 알려져 있다.

위에서 설명한 종래의 기계적 미세각막절개도 및 펨토초 레이저 펄스를 이용한 플랩 절개는, 둘 다 공통으로 플랩 절개의 가장자리에 남겨진 힌지(hinge)를 갖는데, 여기서 '힌지'라는 용어는 독일어에서 차용된 것이다. 절개에 의해 각막이 절단되지 않은 상기 힌지 영역을 통하여, 상기 플랩은 각막에 연결된 채로 유지되고, 각막기질(stroma)에서 절제가 수행된 후에 다시 덮일 수 있다.

종래 기술에서, 상기 힌지는, 예를 들어 눈의 광학 축 또는 각막 표면에 수직인 다른 (가상의) 축에 대하여 각막 시술의 비대칭성을 발생시킨다. 상기 각막 절개는 회전 방향으로 대칭이지 않고, 특히 눈의 중심축에 대하여 원형을 이루지 않는다.

라식 수술의 시술 후, 눈의 안압(intraocular pressure)은 회복 과정 및 각막 모양의 형성에 있어서 과소평가할 수 없는 역할을 한다. 굴절교정 시술을 통하여 눈의 생물 기계적 구조(biomechanical structure)가 변화하고, 그러므로 변화된 생물 기계적 구조에 따라 눈이 수술 후에 변형될 수 있다. 안압은 각막이 약화된 위치에서 더욱 많이 각막을 변형시킨다.

종래 기술에서 힌지를 형성하기 위하여 행하는, 위에서 설명한 절개의 비대칭적 유도는 각막의 생물 기계적 구조의 비대칭적 구성을 가져온다. 비대칭적 플랩 절개 때문에, 수술 후에 안압은 각막의 비대칭적 변형을 유발할 수도 있다. 다시 말하자면, 종래 기술의 플랩 형성 과정에서 절개의 비대칭적 유도는, 안압으로 인하여, 수술 후 바람직하지 않은 각막 모양을 초래할 수 있다.

본 발명의 목적은 눈 각막에 플랩을 절개하는 장치를 제공하는 것으로서, 이때 바람직하지 않은 수술 후 각막 변형의 위험을 감소시키는 것이다.

상기 목적을 이루기 위하여 본 발명은 눈 각막에 플랩을 절개하기 위한 장치를 제공하는데, 이 장치는 레이저 조사를 생성하는 레이저 조사 광원, 각막에 절개가 이루어질 수 있도록 각막에 대하여 레이저 조사를 성형 및 유도하는 수단을 포함하고, 상기 절개는 각막에 힌지 영역을 남기며 이 힌지 영역을 통하여 상기 플랩이 각막에 연결되어 플랩이 각막으로부터 위로 젖혀질 수 있게 되고, 상기 절개는 하위 절개(undercut)를 이용하여 힌지 영역 아래쪽으로도 연장된다.

상기 절개는 실질적인 대칭으로 만들어지는 것이 바람직한데, 이는 수술 후 각막의 생물 기계적 구조도 역시 실질적인 대칭이 되도록 하여, 안압에 의해 눈의 한 쪽 측면이 부어오르는(광학축에 대하여) 현상이 가능한 한 발생하지 않도록 하기 위함이다. 이와 관련하여 상기 대칭은 각막 표면에 수직인 축, 특히 - 필수적인 것은 아니지만 - 눈의 광학축 또는 시각 축을 기준으로 한다. 가능한 한 큰 절제 영역을 얻을 목적으로 플랩 절제가, 예를 들어, 상기 축들 중 하나에 대하여 비대칭으로 이루어지는 경우(즉 가능한 한 큰 절제 영역을 얻기 위하여, 해당 축으로부터 힌지까지의 간격이 다소 증가되는 경우), 이때 관측되는 대칭적인 측정들은 상기 광학축 또는 시각 축에 대하여 약간 벗어나 있는 가상의 한 축을 기준으로 한 것이다.

위에서 설명한 것처럼 힌지 영역 아래쪽의 하위 절개를 포함하는 플랩 절개는 눈 위쪽에서 보았을 때 실질적으로 원형을 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.

아래에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예가 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 눈의 각막에 플랩을 절개하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 절개 유도체(incision guidance)와 함께 눈의 각막을 축 방향의 위쪽에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 선 I-II를 따라 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 절개 유도체와 함께 눈의 각막을 축방향의 위쪽에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 4의 선 III-IV를 따라 도시된 단면도이다.

도 1은 눈(10)의 각막에 플랩을 절개하기 위한 장치의 본질적인 구성요소들을 개략적으로 도시하고 있다. 이러한 장치는 원칙적으로 잘 알려져 있으며, 따라서 본 명세서에서 모든 상세 내용이 설명되어야할 필요는 없다. 원칙적으로, 알려진 펨토초 라식(femtosecond LASIK: fs LASIK)을 수단으로 할 수 있고, 본 발명에 따라 각막에서 펨토초 펄스의 초점을 위한 컴퓨터 제어를 새로운 방식으로 수정하는 것이 필요하다.

본 발명의 장치는 펨토초 레이저 조사 펄스(14)를 생성하는 레이저 조사 광원(12)을 구비한다. 광학 장치(16)는 눈(10)의 각막(20)에 대하여 레이저 조사(14)를 광학적으로 성형하고 유도하는 기능을 담당한다. 상기 목적을 이루기 위한 광학적 수단, 특히 레이저 조사를 시간 및 공간적(스캐너 등)으로 제어하기 위한 수단은 잘 알려져 있다. 컴퓨터 제어기(18)는 레이저 조사의 성형 및 유도를 위하여 상기 레이저 조사 광원(12) 및 광학 장치(16) 모두를 제어한다.

도 2 및 도 3은 종래 기술의 문제점들을 설명하고 있다. 도 2는 축 방향에서 본 각막(20)의 평면도이다. 도 3은 도 2의 선 I-II을 따라 절개 부분을 도시한다.

광파괴에 의하여 생성된 절개(28)의 경우에, 기존에 알려진 방식과 같이, 힌지 영역(22)은 상기 플랩(26)이 각막(20)에 연결된 채로 남아 있을 수 있도록 유지된다. 상기 힌지 영역(22)의 가장자리는 도면들에서 도면 부호 24로 표시되었다. 종래 기술에서, 플랩(26)은 상기 가장자리(24)를 따라 위쪽으로 접혀진다. 종래 기술에서, 절개(28)는 상기 가장자리(24)에서 중단, 다시 말하면 상기 힌지 영역(22) 아래로는 연장되지 않는다. 반대쪽에서는, 각막의 표면(20c)에 기존에 알려진 방식대로 가장자리 절개(32) 부분이 위쪽으로 유도 형성된다.

도 2 및 도 3에 보인 것처럼 상기 절개가 상기 가장자리(24)에서 중단되기 때문에, 중심축(A)에 대하여 각막의 생물 기계적 특성들의 비대칭적 구성이 발생한다. 상기 힌지 영역(22)에서는 상기 절개(28)가 이루어진 영역에서보다 각막이 덜 약화된다. 도 3은 각막(20)의 상피 영역(20a) 및 기질 영역(20b)을 개략적으로 도시한다. 각막상피는 각막기질의 미세구조와는 다른 미세구조를 가지고 있다. 각막기질의 미세구조는 각막 표면과 평행하게 연장되는 소위 라멜라(lamellae)를 구비한다. 상기 라멜라는 각막의 생물 기계적 안정성을 실질적으로 확고히 해준다. 결과적으로 상기 라멜라를 통과하는 절개는 눈이 구성하는 생물 기계적 구조 및 질서정연한 구조의 대칭성에 상당한 교란을 가져온다. 그러므로 도 2 및 도 3에 따른 비대칭적 절개 유도에 따른 수술을 수행한 후에, 특히 절제에 의한 간섭이 비교적 넓게 연장되어서 각막기질을 약화시키는 경우에, 방사상 방향으로 작용하는 안압이 수술 후에 정교하게 예상할 수 없었던 각막의 변형을 야기할 수 있다.

상기와 같이 바람직하지 않은 각막의 수술 후 변형 위험은 도 4 및 도 5에 도시된 절개 유도를 통해 방지될 수 있다. 상기 도면들에서, 서로 기능적으로 유사한 부분들 및 구성요소들은 동일한 도면 부호들로 표시되었다. 도 5는 도 4의 선 III-IV을 따라 도시한 단면도이다. 도 4 및 도 5에 따르면, 펨토초 펄스를 이용하여 광파괴 방식으로 생성된 절개(28)는 힌지 영역(22)의 가장자리(24)에서 중단되지 않고, 상기 가장자리(24)를 지나 하위 절개(30)의 형태로 상기 힌지 영역(22) 아래쪽으로 유도된다. 따라서 상기 가장자리(24)에는 절개가 발생하지 않고, 도면상의 점선은 단지 가상의 선을 표시한 것일 뿐이다(도 3과 유사함). 결과적으로 두 개의 종료점(24a, 24b)들에서 플랩(26)과 각막(30) 사이의 연결은 보존되고, 상기 두 개의 종료점(24a, 24b)들은 결과적으로 플랩(26)이 위로 젖혀지게 되는 힌지 선을 정의한다. 플랩(26)이 위로 젖혀진 상태에서도, 상기 하위 절개(30)는 그대로 남아 있는 힌지 영역 아래에 그대로 존재하게 된다. 위에서 설명한 종래 기술에서와 마찬가지로, 이후의 절제 시술을 위해 각막기질이 노출된다.

그러나 위에서 설명된 종래 기술에서와는 달리, 상기 광파괴 방식 절개의 하위 절개(30)는, 위에 설명한 장점들을 이용하여, 눈의 중심축(A)에 대하여 실질적으로 훨씬 더 대칭적인 간섭을 가져온다.

도 4는 위에 설명한 예시적인 실시예의 한 변형 형태를 도면 부호 32a로 표시하여 도시하고 있다. 이 변형 형태에서 플랩(26)은 눈의 특징부, 예를 들어 동공의 중심에 대하여 정확한 동심의(concentric) 위치에 위치하지 않고 있다. 이 변형 형태에 따르면, 플랩이 각막에 연결되도록 하는 힌지 영역이 절제를 위해 사용 가능한 각막 영역에 제한을 가져온다는 사실이 고려되었다. 힌지 영역은 레이저 절제를 위하여 사용될 수 없다. 그러므로, 본 발명의 상기 변형 형태에 따르면, 플랩의 둘레는 눈의 동공에 대하여 동심이 되도록 선택되지 않는다. 최대 절제 영역을 얻기 위하여, 플랩 절제를 위한 둘레는 동공 중심에 대하여 어긋나도록, 특히 상기 힌지 영역(22)의 가장자리(24)로부터 멀어지도록 선택된다. 이는 도 4에 점선(32a)을 이용하여 표시되었는데, 상기 방식으로 어긋나도록 배치된 플랩 둘레를 개략적으로 표시하고 있다.

Claims (4)

1. 눈(10)의 각막(20)에 플랩(26)을 절개하는 장치로서,
   - 레이저 조사(14)를 생성하는 레이저 조사 광원(12)과,
   - 각막에 절개(28, 30)가 이루어질 수 있도록 각막(20)에 대하여 레이저 조사(14)를 성형 및 유도하는 수단(16, 18)을 포함하고,
   - 상기 절개(28, 30)는 각막(20)에 힌지 영역(22)을 남기며 이 힌지 영역을 통하여 상기 플랩(26)이 각막(20)에 연결되어 플랩(26)이 각막(20)으로부터 위로 젖혀질 수 있게 되고,
   - 상기 절개(28)는 하위 절개를 이용하여 힌지 영역(22) 아래쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절개(28, 30)가 각막 표면(20c)에 수직인 축(A)에 대하여 실질적으로 대칭인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 절개(28, 30)가 실질적으로 원형인 것을 특징으로 하는 장치.
4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절개(28, 30, 32a)가 눈 특징부의 중심에 대하여 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 장치.

Images