KR20140051453A - 위치-방위 분석을 이용한 안과용 도킹을 위한 촬영-기반 유도 시스템 - Google Patents

위치-방위 분석을 이용한 안과용 도킹을 위한 촬영-기반 유도 시스템 Download PDF

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알콘 렌즈엑스 인코포레이티드
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Abstract

촬영 유도형 도킹 시스템은 촬영된 안과용 대상의 경사 및 위치를 분리해서 안과 의사에게 직관적으로 나타낼 수 있다. 도킹 시스템은, 환자의 눈의 일부를 촬영하는 안과용 촬영 시스템, 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하는 영상 프로세서, 및 안과용 촬영 시스템에 결합되며 결정된 위치 및 방위에 기초하여 안과용 도킹을 유도하는 유도 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 구현에 있어서, 촬영 시스템은 내부 눈 구조물을 촬영해서 그 방위를 결정하고, 비디오 촬영 시스템은 정면 눈 구조물을 비디오 촬영해서 정면 눈 구조물의 위치를 결정한다. 결정된 방위 및 위치는 의사에게 디스플레이될 수 있다. 안과용 절차들의 정렬에는, 이 촬영 능력, 예컨대 수정체 캡슐에의 IOL의 위치결정 및 중심맞춤이 도움이 될 수 있다.

Description

위치-방위 분석을 이용한 안과용 도킹을 위한 촬영-기반 유도 시스템{IMAGING-BASED GUIDANCE SYSTEM FOR OPHTHALMIC DOCKING USING A LOCATION-ORIENTATION ANALYSIS}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은, 그 개시 내용이 전부 본원에 인용에 의해 포함되는, 2011년 8월 26일자로 출원된 미국 특허출원 일련번호 제13/218,628호에 대하여 35 U.S.C. §119하에서 우선권을 주장한다.
기술분야
본 특허문헌은 안과용 도킹(ophthalmic docking)을 위한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 특허문헌은 위치-방위 분석에 기초하여 환자의 눈에 안과용 시스템을 도킹하기 위한 촬영-기반 유도 시스템을 제공하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
안과 분야에서 레이저 수술 시스템의 광범위한 도입 및 승인이 정밀도 및 제어에 있어서 새로운 시대를 맞이했다. 이 높은 수준의 제어를 달성하는 비결 중 하나는 많은 장치 중에서 레이저 수술 시스템에 관련된 눈의 고정화(immobilization)이다. 고정화는 환자 인터페이스를 레이저의 대물렌즈에 부착하고 나서, 진공 흡입에 의해 눈에 도킹함으로써 종종 수행된다. 다른 시스템에 있어서는, 환자 인터페이스의 일부를 눈에 도킹하고, 다른 부분을 대물렌즈에 도킹하고 나서, 의사가 두 부분을 함께 조심스럽게 정렬시키고 고정한다.
이들 시스템의 정밀도 및 실용도를 결정하는 요인들 중 하나는 중심 위치에서 눈에 도킹되는 환자 인터페이스이다. 상기와 같은 중심 도킹 또는 중심맞춤(centering)은 레이저 시스템의 대물렌즈의 광축과 눈의 광축을 정렬시킬 수 있다. 레이저 빔은 통상적으로 대물렌즈의 광축에 대하여 지향 및 제어되기 때문에, 도킹의 중심맞춤에 의해 눈의 광축을 대물렌즈의 광축과 정렬시키는 것은 눈 내부에서 고정밀도로 레이저 빔을 제어하는 것을 가능하게 할 수 있다.
그러나, 도킹을 동공 또는 연곽(limbus)과 같은 눈의 가시적인 구조물과 중심맞춤하는 것은, 여러가지 이유로, 대개는 난제이다. 때때로, 환자들은 그들 자신의 의지와는 별개로, 도킹 중에 그들의 눈을 움직인다. 또한, 도킹 절차의 초반에 환자 인터페이스가 눈과 중심이 맞춰져 있었다고 할지라도, 눈과의 접촉이 이루어진 후에 환자 인터페이스에 의해 가해진 압력 때문에, 안구는 도킹 중에 한쪽으로 구를 수 있다. 또한, 눈 구조물들의 형상은 어느 정도는 타원체 또는 부정형일 수 있다. 또한, 연곽 및 동공은 종종 동심이 아니다. 이러한 통상적인 경우들에 있어서는, 눈의 중심이 전체적으로 명확해지지 않고: 예컨대 환자 인터페이스를 동공과 중심맞춤해도 연곽에 대해서는 중심이 맞춰지지 않을 수 있다.
백내장 수술(cataract procedure)용 시스템들의 경우에는 한층 더 복잡하다. 백내장 수술의 대상은 제한된 시계를 갖는 수정체이며, 이는 수정체가 눈의 내부 구조물이고 본질적으로 투명하기 때문이다. 또한, 수정체는 통상적으로 연곽 및 동공을 포함하는 눈의 가시적인 구조물과 동심을 이루지 않는다. 이 모든 이유 때문에, 환자 인터페이스를 제한된 시계의 수정체와 중심맞춤하는 것은 어렵다. 대신에 환자 인터페이스가 가시적인 연곽과 중심이 맞춰져 있으면, 이는 또한 제한된 시계의 내부 수정체와 인터페이스가 오정렬되는 도킹을 유발할 수 있다. 이 경우에 있어서, 백내장 수술 도중에 레이저 빔이 연곽과 정렬 및 도킹된 환자 인터페이스의 중심에 대한 기준이 될 때, 레이저 빔은 백내장 수술의 의도한 대상인 수정체의 중심에 대하여 방향이 틀어질 수 있다.
수정체가 해부학적으로 중심을 벗어나 있는 많은 눈에 있어서는, 수정체가 중심을 벗어나 있는 것에 대한 몇 가지 이유가 있을 수 있다. 게다가, 수정체가 연질의 모양체근(ciliary muscles)에 의해서만 제자리에 유지되기 때문에, 또한 도킹의 압력은 수정체를 한쪽으로 밀어 경사지게 할 수 있다.
몇몇 시스템은 환자 인터페이스를 가시적인 동공 대신 수정체와 정렬시키려고 함으로써 수정체가 중심을 벗어나는 것을 보상한다. 그러나, 수정체의 투명도는 의사가 수정체의 정밀한 위치 및 경사를 결정하고 이에 따라 환자 인터페이스를 정렬하는 것을 어렵게 만든다.
몇몇 시스템은 환자 인터페이스의 정렬을 돕기 위해 수정체를 촬영하는 촬영 시스템을 이용한다. 그러나, 그러한 촬영 시스템의 사용도 마찬가지로 문제점들에 직면할 수 있다.
비디오-촬영 시스템 또는 비디오-마이크로스코프는 환자 인터페이스의 정렬 및 그에 따른 도킹을 돕는데 사용될 수 있다. 그러나, 비디오-마이크로스코프는 주로 연곽 및 동공과 같은 눈의 가시적인 구조물을 촬영하는데 사용되고, 눈의 본질적으로 투명한 내부 구조물인 수정체의 방위를 촬영 및 평가하지 못할 수 있다. 비디오-마이크로스코프 대신에 광간섭 단층촬영(OCT) 시스템을 사용하면, OCT 촬영 시스템이 수정체를 유효하게 촬영할 수 있다는 점에서 장점이 있다. 그러나, OCT 촬영 프로세스는 통상적으로 느리고, 도킹 프로세스에 유효할 만큼 충분히 빠르게 영상들을 제공하지 못한다.
OCT 촬영 프로세스를 가속하는 한 가지 방법은 대상 수정체만을 선택적으로 촬영하고 이에 의해, 보다 빠른 속도로(faster rate) 영상들을 생산하는 것이다. 예로서, 전체 2차원을 대신하여, 광축을 가로질러 일차원 주사 선 또는 원을 따라서만 수정체를 촬영하는 주사형 OCT 시스템을 포함한다. 이러한 주사형 OCT 촬영 시스템은 이들 시스템이 한정된 또는 선택된 촬영 정보만을 캡처하기 때문에 보다 빠른 속도로 영상들을 생성할 수 있다. 그러나, 한정된 촬영 정보만을 취득하게 되면, 후술하는 바와 같이, 눈의 오정렬된 수정체와 환자 인터페이스의 중심을 맞추려고 할 때 다른 유형의 난제가 야기될 수 있다.
수정체는 촬영 시스템의 광축 및 그에 따른 환자 인터페이스(PI)에 대하여 다양한 방식으로 오정렬될 수 있다. 수정체의 광축은 PI의 광축에 대하여 경사질 수 있으며, 수정체의 중심은 PI의 광축으로부터 시프트 또는 변위될 수 있다. 환자 인터페이스와 수정체를 정렬시키기 위해, 의사는 OCT 영상을 분석하고 보상 동작을 수행해서 수정체-시프트 및 수정체-경사를 보상할 수 있다.
이러한 2가지 유형의 보상 동작을 수행하기 위해, 의사는 수정체의 OCT 영상으로부터 시프트 및 경사를 별도로 확인할 필요가 있다. 그러나, 보다 빠른 주사형 OCT 시스템에 의해 제공된 한정된 촬영 정보는 통상적으로 경사 및 시프트에 대한 정보가 뒤얽혀 있다. 따라서, 주사형 OCT 촬영 시스템의 사용시에, 의사는 수정체의 경사 및 시프트를 분리하기 위해 주사형 OCT 영상을 심리적으로 분석하려고 함으로써 도킹 프로세스를 개시한다.
이러한 분리 시도 중에는, 수정체가 PI 광축으로부터 특정 방향으로 특정 거리만큼 시프트되고 PI 광축에 대하여 특정 방향으로 특정 각도만큼 경사지는 것을 의사가 결정할 수 있다.
시프트가 경사에서 분리되면, 의사는 레이저 시스템의 갠트리(gantry)의 시프트-보상 운동의 방향 및 크기를 결정하고, 이에 따라 갠트리를 이동시킬 수 있다.
이어서, 의사는 수정체의 결정된 경사를 마찬가지로 보상할 수 있다. 대부분의 촬영 또는 레이저 시스템에서의 광축은 경사질 수 없기 때문에, 경사-보상 동작은, 수술대상 눈을 회전시키라고 환자에게 지시하거나, 안구를 수동으로 회전시키거나, 또는 고정 광(fixation light) 시스템을 조절하는 것을 포함할 수 있다. 통상적으로 첫 번째의 중심맞춤 시도는 정렬 또는 보상의 개선만을 초래하기 때문에, 이들 스텝은 종종 반복적으로 그리고 가변적 순서 또는 조합으로 반복된다.
의사가 시프트 및 경사를 성공적으로 분리 및 결정했으면, (되도록 반복적인) 시프트- 및 경사-보상 동작의 결과는 PI가 수정체와 중심이 잘 맞춰져 있는 것으로 된다. 따라서, 의사는 중심이 맞춰지고 정렬된 PI를 눈 상으로 진행해서 도킹할 수 있다.
그러나, 영상들을 처리하지 않고, 또한 그에 따라 의사에게 유도를 제공하지 않는 그러한 "미처리-영상(unprocessed-images)" 시스템에서는 다수의 문제점이 있을 수 있다. 이들 문제점은, 주사형 OCT 영상에서 뒤얽힌 경사 및 시프트를 분리하는 것이 수술 절차의 극심한 시간 압박하에서의 컴퓨터를 이용한 처리 및 유도 없이는 심리적으로 의사에 의해 수행되기 쉽지 않을 수 있다는 점을 포함한다. 이는 중심이 맞춰져 있지 않은 위치에서 PI를 눈에 도킹하는 것을 잠재적으로 초래할 수 있다. 더욱 나쁜 것은, 의사가 오정렬을 저감시키는 것이 아니라 오히려 증가시키는 조정을 개시할 수 있고, 그에 따라 반복적인 정렬 프로세스가 수렴할 수 없거나 또는 몇 차례의 헛된 스텝들 후에야 비로소 수렴할 수 있다는 점이다.
"2가지-미처리-영상(two-unprocessed-images)" 시스템의 추가적인 비효율은 수정체의 OCT 영상이 통상적으로 비디오 마이크로스코프 디스플레이와는 별개인 전용 OCT 디스플레이 또는 스크린상에 나타내진다는 점이다. 따라서, 의사가 정렬 프로세스를 위해 OCT 및 비디오 영상의 양자 모두를 사용하는 시스템에서는, OCT 디스플레이 상의 수정체 영상 및 별도의 비디오 디스플레이 상의 가시적인 눈 구조물들을 의사가 분석해야만 한다. 이들 두 디스플레이 상의 영상들은 통상적으로 상이한 배율을 가지며 또한 상이한 기준 규칙을 사용할 수 있는 상이한 시점에서 비롯하는 것이다. 따라서, 시프트 및 경사를 분리시키는 것은 2개의 매우 상이한 영상 사이에서 어려운 병렬 분석을 필요로 한다. 2가지 유형의 조화되지 않는 촬영 정보를 앞뒤로 처리 및 전환해야 하는 필요성은 의사를 압박할 수 있어서, 중심맞춤 및 도킹 프로세스의 효율이 떨어질 가능성이 있다.
이들 난제에 대처하기 위해, 본 특허문헌은 경사 및 시프트를 분리하고 이것들을 의사에게 직관적으로 나타내는 촬영-유도형 도킹 시스템을 개시한다. 몇몇 구현에 있어서, 안과용 도킹 시스템은 영상 프로세서를 포함하는 안과용 촬영 시스템, 및 안과용 촬영 시스템에 결합된 유도 시스템을 포함할 수 있으며, 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 일부를 촬영하도록 구성되고, 영상 프로세서는 영상을 분석함으로써 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하도록 구성되며, 유도 시스템은 결정된 위치 및 방위에 기초하여 안과용 도킹을 유도하도록 구성된다.
눈의 촬영된 부분은 눈의 수정체, 또는 전측 세그먼트의 다른 구조물, 특징부 또는 표지점일 수 있다. 위치 및 방위는, 촬영 시스템의 광축, 촬영 시스템의 내부 기준 미러, 수술 시스템의 광학 소자의 내부 표면, 또는 전측 세그먼트의 안 구조물 또는 층(ophthalmic structure or layer)과 같은 다양한 기준에 관련하여 결정될 수 있다.
다른 구현들에 있어서, 안과용 도킹 시스템은 영상 프로세서를 포함하는 안과용 촬영 시스템을 포함할 수 있으며, 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 내부 눈 구조물을 촬영하도록 구성된 안과용 상세 촬영 시스템, 및 눈의 정면 눈 구조물을 비디오 촬영하도록 구성된 비디오 촬영 시스템을 포함하고, 상기 눈의 촬영된 부분은 내부 눈 구조물 및 정면 눈 구조물을 포함하고, 영상 프로세서는 내부 눈 구조물의 영상으로부터 내부 눈 구조물의 방위를 결정하도록 구성된 상세 영상 프로세서 및 정면 눈 구조물의 영상에 기초하여 정면 눈 구조물의 위치를 결정하도록 구성된 비디오 영상 프로세서를 포함한다.
몇몇 구현에 있어서, 안과용 도킹을 유도하는 방법은 안과용 촬영 시스템으로 환자의 눈의 일부를 촬영하는 단계, 영상 프로세서로 영상을 분석함으로써 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하는 단계, 및 결정된 위치 및 방위에 기초하여 유도 시스템으로 안과용 도킹을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현에 있어서, 안과용 도킹 시스템은 영상 프로세서를 포함하는 안과용 촬영 시스템을 포함할 수 있으며, 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 일부를 촬영하도록 구성되고, 영상 프로세서는 눈의 안 구조물을 식별하기 위해 영상을 처리해서, 눈의 촬영된 부분의 오정렬을 기준에 대하여 결정하도록 구성되고; 안과용 촬영 시스템에 결합되며 결정된 오정렬에 기초하여 안과용 도킹을 유도하도록 구성된 유도 시스템을 또한 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에 있어서, 안과용 유도 시스템은 영상 프로세서를 포함하는 안과용 촬영 시스템을 포함할 수 있으며, 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 일부를 촬영하도록 구성되고, 영상 프로세서는 눈의 안 구조물을 식별하기 위해 영상을 처리해서 눈의 촬영된 부분의 위치를 기준에 대하여 결정하도록 구성되고; 안과용 촬영 시스템에 결합되며 결정된 위치에 기초하여 안과용 초음파 기반 수술 절차를 유도하도록 구성된 유도 시스템을 또한 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 눈의 다양한 오정렬을 도시한다.
도 1c는 "2가지-미처리-영상" 시스템의 2가지 디스플레이를 도시한다.
도 2는 촬영 유도형 도킹 시스템을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 완전히 정렬된 수정체의 주사 및 OCT 영상을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 경사진 수정체의 주사 및 OCT 영상을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 시프트된 수정체의 주사 및 OCT 영상을 도시한다.
도 6은 경사 및 시프트된 수정체의 주사형 OCT 영상을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 시프트 및 경사 인디케이터의 비디오-마이크로스코프 디스플레이를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 갠트리 및 고정 광을 갖춘 유도 시스템의 구현을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 시프트 및 경사 오정렬의 보상의 단계들을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 비디오-마이크로스코프 디스플레이의 2가지 추가적인 구현을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 도킹 시스템의 실시예를 도시한다.
도 12는 촬영-유도형 도킹 시스템을 작동하는 방법을 도시한다.
도 13은 촬영-유도형 도킹 시스템을 작동하는 다른 방법을 도시한다.
본 특허문헌의 구현들 및 실시예들은, 환자의 눈의 시프트 및 경사를 분리 및 확인할 수 있는 촬영 시스템을 포함하고, 또한 의사가 압박받는 것을 회피하기 위해 시프트 및 경사 정보를 통합되어 조화되게 나타낼 수 있는 안과용 도킹 시스템을 제공한다. 상기와 같은 도킹 시스템은, 레이저 백내장 수술 시스템과 같이, 눈에 대한 안과용 수술 시스템의 환자 인터페이스의 도킹의 정밀도 및 용이성을 증가시키는 것에 도움이 될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 환자 인터페이스(PI)(50) 및 그 PI 콘택트 렌즈(51)의 눈(1)에 대한 다양한 오정렬을 도시한다. 잘 알려져 있는 대로, 눈(1) 내의 구조물들은 각막(cornea)(2), 홍채(iris)(3), 연곽(limbus)(5)에 의해 홍채(3)와 구분되는 공막(sclera)(4)을 포함한다. 홍채(3)의 개구는 동공(pupil)(6)을 규정한다. 수정체(7)는, 연질의 모양체근(ciliary muscle)(8)에 의해 제자리에 유지되는, 눈(1)의 내부 구조물이다.
도 1a는, 상술한 대로, 수정체(7)가 다양한 이유로 눈(1)의 광축(10)으로부터 시프트될 수 있어서, 수정체(7)의 수정체 광축(11)이 눈 광축(10)으로부터 횡단 벡터 Δ'=(Δ'x, Δ'y)만큼 시프트되고, 또한 그에 따라 PI(50)의 PI 광축(52)으로부터 횡단 벡터 Δ=(Δx, Δy)만큼 시프트된다는 것을 도시한다. 간략화를 위해, 이들 횡단 변위 또는 시프트 벡터를 단순히 Δ' 및 Δ라고 지칭할 것이다.
도 1a는 종래의 방법들에 의해 도킹 시스템을 유도함에 있어서의 난제들 중 하나를 도시한다. 의사가 동공(6)과 같은 눈(1)의 가시적인 구조체에 의해 규정된 대로 환자 인터페이스(50)를 눈 광축(10)과 정렬해서 중심맞춤을 하더라도, 보기 힘든 내부 수정체(7)의 수정체 광축(11)은 환자 인터페이스(50)의 PI 광축(52)으로부터 시프트된 상태가 유지될 수 있다.
도 1b는 수정체(7)와 환자 인터페이스(50)의 다른 형태의 오정렬을 도시한다. 수정체(7)의 중심이 눈 광축(10) 상에 놓이고, 눈 광축(10)이 PI 광축(52)과 일치하더라도, 수정체 광축(11)은 여전히 PI 광축(52)에 대하여 경사진 상태가 유지될 수 있다. 일반적으로, 이 경사는 통칭해서 경사 각도 φ라고 하는, 오일러 각도(Euler angles) φ=(θ, φ)에 의해 기술될 수 있다.
도 1c는 오정렬된 또는 중심을 벗어난 눈(1)이 어떻게 비디오-마이크로스코프(60)의 비디오 디스플레이(65) 상에 나타날 수 있는지를 도시한다. 상기와 같은 비디오-마이크로스코프(60)는 종종 PI(50)를 눈(1)과 정렬 또는 중심맞춤하도록 의사를 유도하기 위해 표적 패턴(68)을 디스플레이한다.
몇몇 "2가지-미처리-영상" 시스템은 PI(50)를 도킹하는 의사를 유도하기 위해 제 2 영상을 제공할 수 있으며: 촬영 시스템(70)은 별도의 촬영 디스플레이(75)에 도시된 눈(1)의 단면도 또는 주사 시야를 제공할 수 있다. 단면도는 전측 수양액실(anterior aqueous chamber)(12)에 의해 분리되는 각막(2) 및 수정체(7)를 도시할 수 있다. 수정체(7)는 전측 캡슐층(14) 및 후측 캡슐층(16)에 의해 둘러싸일 수 있다. 안과 수술 도중에는, 종종 홍채(3)를 이완시켜서 동공(6)을 확장하는 근육 이완제가 투여된다. 적어도 이 때문에, 확장된 동공(6)은 종종 단면 영상 또는 주사 영상 상에 나타나지 않기도 한다.
앞서 기술한 바와 같이, 상기와 같은 "2가지-미처리-영상" 시스템의 작동시에, 의사는 디스플레이(75) 상의 단면 영상을 비디오 디스플레이(65)의 비디오 영상과 함께 분석하고, 수정체(7)의 경사 및 시프트를 심리적으로 분리하고 나서, 동작들의 보상을 수행하여, 비디오 마이크로스코프(60)의 디스플레이(65) 상에서 이들을 관찰할 것으로 예상된다. 그러나, 2가지 상이한 유형의 영상 사이에서 반복적으로 전후로 움직이고, 그에 맞춰 컴퓨터를 이용한 처리 및 유도 없이 영상 정보를 해석하는 것은 의사를 상당히 압박할 수 있으며 시간 소모적일 수 있다.
도 2는 간이하고 보다 효율적인 촬영-유도형 도킹을 가능하게 할 수 있는 촬영-유도형 안과용 도킹 시스템(100)을 도시한다. 도킹 시스템(100)은 영상 프로세서(120)를 포함할 수 있는 안과용 촬영 시스템(110)을 포함할 수 있으며, 여기서 안과용 촬영 시스템(110)은 환자(19)의 눈(1)의 일부를 촬영하도록 구성될 수 있다. 촬영은 다양하게 수행될 수 있다. 예컨대, 촬영 빔이 촬영 시스템(110)에 의해 생성되고 나서, 빔 스플리터(BS1)를 통해 도킹 시스템(100)의 광학부(130)에 결합되어 눈(1)으로 지향될 수 있다. 눈(1)으로부터 리턴된 리턴 촬영 빔은 동일한 빔 스플리터(BS1)에 의해 촬영 시스템(110)으로 재지향 또는 편향되어서 눈(1)의 영상을 형성할 수 있다.
영상 프로세서(120)는 리턴 촬영 빔으로부터 생성된 영상을 분석함으로써 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하도록 구성될 수 있다. 위치는 PI 광축(52)과 같은 기준에 대한 시프트 Δ에 관해서 표현될 수 있으며, 방위는 PI 광축(52)에 대한 경사 φ에 관해서 표현될 수 있다.
촬영된 부분은 눈의 내부 구조물의 부위들 및 그 전측 또는 가시적인 구조물의 부위들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1c는 눈의 촬영된 부분이 각막(2)의 일부, 전측 캡슐층(14)의 일부 및 후측 캡슐층(16)의 일부를 포함할 때의 경우를 도시한다. 다른 구현들에 있어서, 눈의 촬영된 부분은 다른 부분들 중에서도, 수정체 캡슐층, 수정체 대상 구역, 수정체(7), 수정체(7)의 단단한 세포핵, 연곽(5), 홍채(3), 동공(6), 각막 내피, 각막 상피, 또는 눈(1)의 전측 세그먼트에 있는 안 구조물을 포함할 수 있다.
도킹 시스템(100)은, 또한 결정된 위치 및 방위에 기초하여 안과용 도킹을 유도하도록 구성된, 안과용 촬영 시스템(110)에 결합된 유도 시스템(140)을 포함할 수 있다. 유도 시스템(140)은 비디오 마이크로스코프의 비디오 디스플레이 또는 촬영 시스템(110)의 디스플레이를 포함할 수 있다. 유도 시스템(140)은 안과 의사에게 영상들 및 유도 정보를 디스플레이함으로써 안과용 도킹을 유도하도록 구성될 수 있다.
도킹 시스템(100)은 다른 기능들도 마찬가지로 수행할 수 있는 대형 안과용 시스템의 일부일 수 있다. 예컨대, 도킹 시스템(100)은 수술용 레이저(101)와 통합될 수 있고, 수술용 레이저(101)의 수술용 레이저 빔은 눈(1)으로 지향되도록 빔 스플리터(BS2)에서 광학부(130)에 결합될 수 있다. 수술용 레이저(101)는 수정체(7)의 절단(fragmentaion) 또는 수정체(7)의 용해(lysis)와 같은 백내장 수술을 수행할 수 있다. 또한, 초음파 파코-팁(phaco-tip)을 위해 연곽 이완 절개부를 생성하거나 또는 접근용 절개부를 생성하는 바와 같이, 각막에서의 수술을 수행할 수 있다. 수술용 레이저(101)는 또한 각막(2)에서의 플랩(flap)-절개부를 포함하는 LASIK 관련 수술을 수행할 수 있다.
도킹 시스템(100)은, 수술 절차를 수행하지는 않지만, 또한 수술용 마이크로스코프와 같은 대형의 또는 보다 복잡한 촬영 시스템의 일부일 수 있다. 대신에, 눈(1)의 전측 세그먼트의 일부에 대한 촬영을 수행할 수 있다. 마지막으로, 도킹 시스템(100)은, 반드시 눈과의 직접적인 물리적 접촉을 수반하는 것은 아닌, 예컨대 정렬 시스템 형태의 다양한 진단 시스템의 일부일 수 있다.
안과용 촬영 시스템(110)은 시간 영역(time domain) 광간섭 단층촬영(OCT) 시스템, 주파수 영역 OCT 시스템, 분광계-기반 OCT 시스템, 초음파-기반 시스템, 마이크로스코프 기반 시스템, 전자 촬영 시스템, 디지털 촬영 시스템, 푸르키네(Purkinje) 촬영 시스템, 구조적 조명 시스템, 세극등(slit lamp) 시스템, 또는 샤임플러그(Scheimpflug) 촬영 시스템과 같은, 광범위한 촬영 시스템을 포함할 수 있다. 이들 촬영 시스템들 간의 가능한 실질적인 차이점들에 대해서는 후술할 것이다.
안과용 촬영 시스템(110)은, 촬영 빔을 원호, 선, 루프, 원, 타원, 별 모양, 반복적인 형태를 가진 선, 2차원 패턴 및 2차원 메시(mesh) 중 적어도 하나의 지점들에 지향시킴으로써 주사를 수행하는 주사형 촬영 시스템을 포함할 수 있다. 촬영 시스템(110)은 주사의 지점들에서 눈의 촬영된 부분을 깊이 범위에서 촬영할 수 있다.
여기에 기술된 촬영-유도형 안과용 도킹 시스템(100)과 결합되는 것이 유리할 수 있는 영상-유도형 안과용 도킹 시스템들의 구현들은, 그 개시내용 전부가 본원에 인용에 의해 포함되는, 공동 소유의 특허문헌인 "Image-Guided Docking for Ophthalmic Surgical Systems" 명칭의 A. Juhasz 및 K. Vardin에 의한 미국특허출원 제12/815,179호에 기술되어 있다.
도 3a는 촬영 시스템(110)의 구현을 예시한다. 촬영 시스템(110)은, 예컨대 통상적으로 PI 광축(52)을 가로질러 배향된 주사 원 또는 루프(112)의 (x, y) 지점에 대하여 촬영 빔을 지향시키는 분광계 기반 OCT(SB-OCT) 시스템을 포함할 수 있다. 촬영 레이저 빔이 주사 원(112)의 특정한 (x, y) 지점으로부터 리턴될 때, 레이저 빔은 최소 깊이 d(min)와 최대 깊이 d(max) 사이의 깊이 범위 내의 모든 깊이(d)들로부터 동일한 (x, y) 횡단 좌표를 공유하는 안 구조물들에 대한 촬영 정보를 반송하고, 때때로 A-주사(A-scan)라고 불린다. 시간 영역 OCT 시스템들이 상이한 깊이들로부터 A-주사 촬영 정보를 나중에 취득하는데 반해, 분광계 기반 OCT 시스템들은 A-주사 촬영 정보를 모든 깊이로부터 동시에 취득한다는 점에 유의해야 한다. 여기서, 깊이(d)는 SB-OCT 시스템의 기준 미러를 포함하는 상이한 기준점들, 광학부(130) 내부의 기준점, 각막(2)과 접촉하는 PI 콘택트 렌즈(51)의 원위 표면으로부터, 또는 심지어 눈(1) 내측의 안 구조물 또는 표지점(landmark)으로부터 측정될 수 있다. 몇몇 안과용 촬영 시스템은, 각막의 촬영 정보를 캡처하는, PI 콘택트 렌즈(51)로부터 측정한, 본질적으로 제로 미크론(0μ)인 최소 깊이 d(min)로부터 눈의 전측 세그먼트 대부분을 후측 캡슐층(16)까지 포괄하는 촬영 정보를 캡처하는 최대 깊이 d(max)=5,000μ, 7,000μ, 또는 심지어 10,000μ까지의 촬영 범위에서 촬영 정보를 수집 및 리턴할 수 있다.
주사 원(112)을 따라 다음 (x, y) 지점에서 취해진 눈의 A-주사는, 때때로 B-주사(B-scan)이라고 불리는, 눈의 주사-영상에 통합될 수 있다. 본질적으로 B-주사는 주사 원(112) 및 d(min)-d(max) 촬영 범위에 의해 규정된 촬영 실린더(113)로부터 눈의 영상을 전개한다. 이 전개된 영상은 주사 변수, 즉 주사 원(112)을 따르는 길이 또는 예컨대, 라디안으로 규정된 각도식 주사 변수 α에 의해 라벨링 또는 인덱싱될 수 있다.
도 3b는 촬영 실린더(113)로부터 전개된 완전히 정렬되어 중심이 맞춰진 수정체(7)의 영상 또는 B-주사를 도시한다. 명확히, 스캐닝 빔은 전체 원형 주사를 따라 깊이 d(ant)에서 전측 캡슐층(ACL)(14)에 위치해서, 각도식 주사 변수 α의 전체 2π 라디안 범위를 따라 이 예에서는 약 3,400μ인 깊이 d=d(ant)에서 수평 라인인 ACL 주사 영상(114)을 생성한다. 유사하게, 촬영 실린더(113) 상의 후측 캡슐층(PCL) 주사 영상(116)은 약 7,800μ인 d=d(post)에서 수평선이다. 간략화 및 명료화를 위해, d=0μ에 가까운 깊이에서의 각막(2)의 영상은 도시되어 있지 않다.
상술한 바와 같이, 도 1c의 "2가지-미처리-영상" 시스템의 난제들 중 하나는, 상기 시스템이 의사에게 비디오-마이크로스코프 영상 및 상이한 모습의 단면 또는 주사 OCT 영상을 제공하고, 수정체(7)의 시프트 및 경사를 분리 및 결정하도록 이들 조화되지 않는 영상들을 신속하게 분석하라고 의사에게 촉구한다는 점이다. 이들 작업은 매우 힘든 일이고, 잠재적으로는, 특히 수술의 시간 압박하에서 의사를 압박할 수 있다.
촬영-유도형 도킹 시스템(100)의 구현들은, 분석을 위해 의사에게 영상을 디스플레이하는 안과용 촬영 시스템(110)뿐만 아니라, 또한 촬영 시스템(110)에 추가하여 자체적으로 영상에 대한 영상 식별 프로세스를 수행함으로써 이 문제점을 줄일 수 있다. 영상 식별 프로세스는 노이즈가 있는 미가공 영상 내에서 ACL 및 PCL을 인식해서, 상응하는 ACL 주사 영상(114) 및 PCL 주사 영상(116)을 생성할 수 있다. ACL 및 PCL 주사 영상(114 및 116)이 촬영 시스템(110)에 의해 생성되었을 때, 영상 프로세서(120)는 생성된 영상들을 분석해서 컴퓨터를 이용하여 수정체(7)의 시프트 및 경사를 분리시킬 수 있고, 유도 시스템(140)은 결정된 시프트 및 경사를 의사에게 편리한 방식으로 디스플레이할 수 있기 때문에, 이제까지 의사에게 필요했던 심리적 분석이 배제된다.
유도 시스템(140)에 의한 편리한 디스플레이는, 예컨대 시프트 및 경사 정보를 동일한 비디오-마이크로스코프 영상에 통합할 수 있다. 다른 경우들에 있어서는, 비디오-마이크로스코프 상의 영상과 별도로 그렇지만 조화되는 방식으로 제 2 영상이 디스플레이될 수 있으며, 제 2 영상은 경사 정보를 도시할 수 있고, 비디오-마이크로스코프 영상은 시프트 정보를 도시할 수 있다. 제 2 영상은 동일한 디스플레이 상에, 단 디스플레이의 상이한 구역에서 또는 별도의 제 2 디스플레이 상에 비디오 영상으로서 디스플레이될 수 있다.
영상 프로세서(120)에 의해 영상-식별 프로세스를 수행하는 것은, ACL/PCL(14/16)이 그들의 인접 구역들보다는 어느 정도 더 광을 반사하는 영상 지점들의 구역들로서만 나타날 수 있는 미가공 OCT 영상에서 유용한 역할을 할 수 있다. 그러나, 이 더 반사하는 구역들의 윤곽들은, 특히 촬영 노이즈가 상당하거나, 또는 계통적인(systematic) 노이즈가 존재하거나, 또는 추가적인 영상 라인들이 존재하거나, 또는 영상 내에서 몇몇 영상 라인들이 교차하거나 또는 아티팩트(artifact)가 나타나는 경우에는, 종종 그다지 선명하게 규정되지 않는다.
노이즈가 있는 영상에서조차 캡슐층들을 식별하고, 수정체의 경사 및 시프트를 결정하기 위해, 몇몇 구현에 있어서, 영상 프로세서(120)는 수정체(7)의 기하학적 모델을 이용함으로써 식별된 층들의 주사 영상들을 분석해서 수정체(7)의 위치 및 방위를 결정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 영상 프로세서(120)는 구체, 타원체 또는 타원형 곡선을 강화된 반사 구역들에 맞추려고 할 수 있으며, 반사 구역들이 기하학적 모델의 구체 또는 타원체와 충분히 잘 맞춰질 수 있으면, 반사 구역들을 캡슐층들의 주사 영상들로서 식별할 수 있다. 상기 구역들의 에지들은, 예컨대 영상 강도(intensity)의 구배가 국소 최대치를 나타내는 지점들로서 결정될 수 있다. 또한, 다양한 유사한 영상 식별 해법들이 구현될 수 있다. 오정렬들 및 그들의 분석은 이하의 도면들의 맥락에서 기술될 것이다.
도 4a는, 수정체(7)의 중심이 PI 광축(52) 상에 있지만, 수정체 광축(11)이 PI 광축(52)에 대하여 경사 각도 φ만큼 경사져 있을 때의 "순 경사(pure tilt)" 상황을 예시한다.
도 4b는, 오정렬된 상황에서는, 캡슐층들의 주사 영상들이 종종 각도식 주사 변수, 각도, 또는 위상(phase)α의 함수로서 사인 곡선이 되는 것을 도시한다. 예컨대, 도 4a의 "순 경사" 상황에서, ACL 주사 영상(114) 및 PCL 주사 영상(116)은, 주사 각도α를 따라 정렬되는 그들의 최대치로부터 알 수 있듯이, 각도 주사 변수α의 함수로서 "동상(in-phase)"인 사인 곡선들일 수 있다.
도 5a는, 수정체 광축(11)이 PI 광축(52)과 정렬되지만, 수정체(7)의 중심이 PI 광축으로부터 시프트 Δ만큼 시프트되어 있을 때의 "순 시프트(pure shift)" 상황을 예시한다.
도 5b는, 이 순 시프트 상황에서, ACL 주사 영상(114) 및 PCL 주사 영상(116)이 여전히 사인 곡선일 수 있지만, 이들은 δ=π라디안의 위상 시프트만큼 서로에 대하여 "이상(out-of-phase)"인 것을 예시한다. 이 위상 시프트 δ는 ACL 주사 영상(114)의 최대치가 PCL 주사 영상(116)의 최소치와 정렬되게 한다. 통상적으로, 위상 시프트 δ는 기하학적 관계에 의해 경사 각도 φ에 관련될 수 있다.
또한, ACL 및 PCL 주사 영상들(114 및 116)의 영상 진폭들 또는 최소 및 최대 깊이는 기하학적 관계에 의해 경사 각도 φ 및 시프트 Δ에 관련될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 6은, 수정체(7)가 시프트 및 경사져 있을 때의 일반적인 상황에 있어서, ACL/PCL 주사 영상들(114/116)이 순 경사 영상과 순 시프트 영상의 조합을 나타낸다는 것을 예시한다. 이에 따라, ACL 주사 영상(114) 및 PCL 주사 영상(116)은 일반적인 위상 시프트 δ=αA(min)-αP(min)에 의해 분리될 수 있다. 위상 시프트 δ는 또한 도 6에서 2π를 지나서 측정했을 때 δ=αA(max)-αP(max)와 같다. 여기서, αA(min)는 ACL 주사 영상(114)이 그 최소치 dA(min) 및 그에 따라 그 최저 또는 가장 깊은 깊이를 가질 경우의 주사 각도, 또는 위상 α를 의미한다. 다른 용어들, 즉 αP(min), αA(max) 및 αP(max)는 ACL/PCL 주사 영상(114/116)의 맥락에서 유사하게 규정된다.
보다 일반적으로, 영상 프로세서(120)는, ACL/PCL 영상(114/116)의 극값들(extrema)을 결정하는 것뿐만 아니라, 전측 캡슐층의 주사 영상(114)의 전측 위상 및 전측 진폭과 후측 캡슐층의 주사 영상(116)의 후측 위상 및 후측 진폭을 결정하는 임의의 수의 절차들을 추종하도록 그리고, 전측 위상, 전측 진폭, 후측 위상 및 후측 진폭으로부터 수정체의 위치 및 방위를 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 영상 프로세서(120)는, αA(min) 또는 αA(max)와 같은, ACL 주사 영상(114)의 특징적인 전측 위상 αA뿐만 아니라, 상기 전측 위상 αA(min) 또는 αA(max)에 대응하는 깊이 dA(min) 또는 dA(max)와 같은, 상응하는 특징적인 전측 진폭 또는 영상 깊이 dA를 결정할 수 있다. 또한, 영상 프로세서(120)는, αP(min) 또는 αP(max)와 같은, PCL 주사 영상(116)의 특징적인 위상 αP뿐만 아니라, 상응하는 깊이 dP(min) 또는 dP(max)와 같은, 특징적인 영상 깊이 dP를 또한 결정할 수 있다.
이들 위상 및 진폭에 의해, 영상 프로세서(120)는 상기 결정된 위상들 및 깊이들 또는 진폭들의 다양한 조합의 분석으로부터, 시프트 벡터 Δ의 미지의 성분 (Δx, Δy) 및 경사 각도 φ의 미지의 오일러 각도(Euler angles)(θ,φ)를 실행해서 결정할 수 있다:
(Δx, Δy, θ, φ) = F1(αA, dA, αP, dP), (1)
여기서, F1은, ACL/PCL 주사 영상(114/116)의 깊이 최대값들 또는 최소값들에 대응하는 결정된 주사 각도들 및 깊이들로 이루어진 다양한 조합 또는 쌍일 수 있는, 그 인수들의 함수이다.
전술한 바와 같이, 분석은 캡슐층들의 모델의 이용을 수반할 수 있다. 예컨대, 분석은 캡슐층(14 및 16)이 구체 또는 타원체의 일부로서 모델링(model)되고 나서, ACL/PCL 영상(114, 116)을 구체 또는 타원체와 맞춤으로써 구체 또는 타원체의 파라미터들을 결정할 수 있는 것으로 상정해도 된다.
이 분석을 수행하기 위한 다수의 대안의 방법이 존재한다. 이 분석에 대하여 유리하게 구현될 수 있는 몇 가지 기법은, 그 개시내용 전부가 본원에 인용에 의해 포함되는, 공동 소유의 특허문헌인: "imaging Surgical Target Tissue by Nonlinear Scanning" 명칭의 I. Goldshleger 등에 의한 미국 특허출원 제12/619,606호에 이미 기술되어 있었다.
대안적인 분석들의 예는, ACL 주사 영상(114)의 전측 최대 깊이 dA(max) 및 전측 최소 깊이 dA(min)와, PCL 주사 영상(116)의 후측 최대 깊이 dP(max) 및 후측 최소 깊이 dP(min)를 주사 변수와 함께 결정하고, 또한 이 극값들로부터 시프트 및 경사를 결정하는 영상 프로세서(120)를 포함한다:
(Δx, Δy, θ, φ) = F2(dA(min), dA(max), dP(min), dP(max)), (2)
여기서, F2는 그 인수들의 다른 함수이다.
주사 각도들 및 깊이들은 다수의 다른 기준에 따라 결정, 선택 및 분석될 수 있다. 상응하는 함수들 Fn(x1, ..., xm)(여기서, m은 2, 3, 4 또는 그 초과일 수 있음) 및 분석의 상세들은 상이하게 진행될 수 있지만, 시프트 Δ 및 경사 φ를 추출하는 전체 스킴(scheme)은 동일하게 유지된다.
몇몇 구현에 있어서, 영상 프로세서(120)는 캡슐층 주사 영상들 중 하나만의 위상 및 진폭을 결정하고, 이들로부터 수정체(7)의 위치 또는 시프트 및 방위 또는 경사를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 유도 시스템(140)이 비디오-마이크로스코프 디스플레이(142)와 같은 디스플레이 유닛(142)을 포함할 수 있음을 예시한다. 유도 시스템(140)은, 디스플레이 유닛(142)이, 상기 방법들 중 하나에 의해 SB-OCT 영상을 처리하는 영상 프로세서(120)에 의해 모두 결정되는, 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치에 기초한 위치 또는 시프트 오정렬 인디케이터 및 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위에 기초한 방위 또는 경사 오정렬 인디케이터를 디스플레이할 수 있도록, 영상 프로세서(120)에 결합될 수 있다. 눈(1) 자체는, 동공(6) 및 홍채(3)만이 명확하게 도시되어 있고 명료화를 위해 음영이 억제되어 있는 상태로, 매우 개략적으로만 지시될 수 있다.
일반적으로, 위치 오정렬 인디케이터는 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치에 기초한 눈 위치 또는 시프트 인디케이터(144), 및 위치 또는 시프트 기준 또는 기준 패턴(148-s)을 포함할 수 있다. 도킹 시스템(100)의 조작자는 눈 위치 또는 시프트 인디케이터(144)를 위치 기준(148-s)과 정렬시킴으로써 눈의 촬영된 부분의 시프트 오정렬을 저감시킬 수 있다. 눈의 촬영된 부분이 수정체(7)를 포함하는 실시예들에 있어서, 눈 위치 또는 시프트 인디케이터(144)의 실시예들은 수정체 위치 또는 수정체 시프트를 나타낼 수 있으며, 이에 따라, 눈/수정체 시프트 인디케이터(144)로서 지칭될 것이다.
또한, 방위 오정렬 인디케이터는 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위에 기초한 눈 방위 또는 경사 인디케이터(146), 및 방위 또는 경사 기준(148-t)을 포함할 수 있다. 도킹 시스템(100)의 조작자는 눈 방위 인디케이터(146)를 방위 또는 경사 기준(148-t)과 정렬시킴으로써 눈의 촬영된 부분의 방위 오정렬 또는 경사를 저감시킬 수 있다. 눈의 촬영된 부분이 수정체(7)를 포함하는 실시예들에 있어서, 눈 경사 인디케이터(146)는 수정체 경사를 나타낼 수 있으며, 이에 따라, 눈/수정체 경사 인디케이터(146)로서 지칭될 것이다.
도 7a는 시프트 기준(148-s) 및 경사 기준(148-t)이 디스플레이 유닛(142) 상의 단일의 표적, 십자선, 또는 기준 패턴(148)에 통합되는 실시예를 예시한다. 다른 구현들에 있어서, 기준들(148-s 및 148-t)은, 예컨대 나란히 디스플레이된 2개의 표적 패턴 또는 동일한 디스플레이의 분리된 스크린들 상에 또는 분리된 영역들에 디스플레이된 2개의 기준 패턴으로 분리될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 눈 시프트 인디케이터(또는 시프트 인디케이터)(144) 및 눈 경사 인디케이터(또는 경사 인디케이터)(146)가 디스플레이 유닛(142) 상에 도시의 × 및 ○ 마크와 같이 마킹하거나 표시할 수 있음을 도시한다. 촬영 시스템(110)은, 상응하는 시프트 및 경사 인디케이터(144 및 146)가 통합 기준 패턴(148)의 중심으로 조작될 때 눈 시프트 및 눈 경사가 완전히 보상되거나 또는 제거되는 바와 같은 방법으로 보정될 수 있다.
도 8a는 본질적으로 환자 인터페이스(50)의 PI 광축(52) 및 광학부(130)를 가로질러 이동 가능한, 갠트리 컨트롤러(152)에 의해 제어되는, 갠트리(150)를 포함할 수 있음을 예시한다. 갠트리(150)는 환자 인터페이스(50)가 부착될 수 있는 광학부(130)의 대물렌즈(154)를 수용 또는 결합하도록 구성될 수 있다. 이러한 디자인에 의하면, 도킹 시스템(100)의 조작자는 대물렌즈(154), 환자 인터페이스(50) 및 그 콘택트 렌즈(51)를 이동 또는 조절하기 위해 갠트리(150)를 조작할 수 있으며, 이로써 눈의 시프트 또는 위치 오정렬이 저감되어서, 결국 제거된다.
유도 시스템(140)은 디스플레이 유닛(142) 상에 수정체-시프트 인디케이터 마크 또는 아이콘(144)을 디스플레이함으로써 이 절차에서 의사를 도울 수 있다. 의사는, 본질적으로 기준(148)을 십자선 또는 표적으로서 이용해서, 시프트 인디케이터(144)를 기준(148)의 중심 또는 원점에 가깝게 이동시키기 위해 갠트리(150)를 이동시킬 수 있다. 십자선(148)의 중심에 도달하는 시프트 인디케이터(144)는 눈의 위치 오정렬 또는 시프트 Δ가 제거되어 있음을 의사에게 알릴 수 있다.
유사하게, 유도 시스템(140)은 의사가 경사 인디케이터(146)를 기준 또는 십자선(148)의 중심으로 이동시킴으로써 방위 오정렬을 저감시켜서, 결국 제거하는 것을 돕기 위해 디스플레이 유닛(142) 상에 경사 인디케이터(146)를 디스플레이할 수 있다.
대부분의 레이저 시스템 또는 광학부는 상기와 같은 경사를 고려하지 않기 때문에, 수정체 경사는 레이저 시스템 광축을 경사시키는 것에 의해 보상될 수 없다. 또한, 갠트리(150)를 이동시키는 것은 또한 수정체의 경사-오정렬을 보상할 수 없다. 따라서, 도킹 시스템(100)의 몇몇 실시예에 있어서, 의사는 구두로(verbally) 환자에게, 촬영된 눈을 그 방위 오정렬을 저감시키기 위해 회전시키라고 지시하도록 선택할 수 있다. 의사는, 환자가 눈을 회전시킬 때 경사 아이콘 또는 인디케이터(146)의 이동을 모니터링할 수 있으며, 또한 환자의 행동을 고려하여 새로운 지시를 제공할 수 있다. 반복적으로 지시를 제공하면, 의사가 경사 아이콘(146)을 십자선(148)의 중심으로 이동시키는 것을 도울 수 있어, 경사 오정렬이 저감되어서, 결국 제거된다.
도 8a는, 도킹 시스템(100)의 다른 구현들에 있어서, 의사 또는 조작자가 눈의 회전 또는 측방향 이동의 적어도 하나를 수행하라고 환자에게 유도하기 위해 고정 광 시스템(160)의 고정 광(165)을 조절할 수 있도록 구성된, 고정 광 시스템(160)을 유도 시스템(140)이 포함할 수 있음을 예시한다. 고정 광(165)은, 도시된 바와 같이, 비-도킹용 또는 제어용 눈(1c)에 투영될 수 있다.
도 8b는 또한 고정 광 시스템(160)의 대안적인 실시예에 의해, 고정 광(165)이 도킹용 눈(1d)에 투영될 수 있음을 도시한다.
고정 광 시스템(160)은, 예컨대 그 개시내용 전부가 본원에 인용에 의해 포함되는, 공동 소유의 특허문헌인, "Electronically Controlled Fixation Light for Ophthalmic Imaging Systems" 명칭의 T. Juhasz 등에 의한 미국 특허출원 제12/885,193호에 기술된, 다른 고정 광 시스템들과 결합되는 것이 유리할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 오정렬 저감 절차의 스텝들을 도시한다. 도 9a는 심지어 수정체(7)가 눈(1) 자체와 오정렬되어 있을 경우에, 시스템 광축(28)으로서 지칭되는 PI 광축(52)에 대하여 경사 φ 및 시프트 Δ를 갖는 수정체 광축(11)을 예시한다.
도 9b는 환자에게 구두 지시를 제공하거나, 수동으로 눈(1)을 이동시키거나, 또는 고정 광(165)을 조절함으로써, 의사가 환자의 눈의 회전을 야기한 후의 절차의 단계를 예시한다. 이 단계에서, 경사 오정렬 φ가 저감되거나 또는 최적으로(optimally) 제거되어, 결국 수정체 광축(11)이 PI 광축(52)과 정렬되거나 또는 평행해지게 되지만, 잔여 시프트 오정렬 Δ'는 여전히 잔존한다. 경사 오정렬 φ의 저감 또는 제거는 기준 패턴(148)의 중심으로 이동된 눈/수정체 경사 인디케이터(146)에 의해 비디오 디스플레이(142) 상에 나타나는 반면, 눈/수정체 시프트 인디케이터(144)는 여전히 기준 패턴(148)의 중심을 벗어나 있다.
도 9c는 의사가 갠트리(150)를 이동시켜서 잔여 시프트 Δ'를 보상한 후의 제 2 단계를 예시한다. 이 단계에서, 수정체 광축(11) 및 PI 광축(52)(또는 시스템 광축(28))은 완전히 정렬될 수 있어, 가급적 전부 일치한다. 또한, 잔여 시프트 Δ'가 제거된 후에, 눈/수정체 경사 인디케이터(146) 및 눈/수정체 시프트 인디케이터(144) 양자 모두는 기준 패턴(148)의 중심으로 이동된다.
도 10a는, 몇몇 구현에 있어서, 도킹 시스템(100)이 SB-OCT 영상을 처리하는 영상 프로세서(120)에 기초한 시프트 및 경사 아이콘/인디케이터(144 및 146)를 디스플레이할 뿐만아니라, 의사에게 추가적인 계산된 도킹 유도를 제공하도록 구성될 수 있음을 도시한다. 영상 프로세서(120)는, 기준 패턴(148)에 대하여 눈/수정체 경사 인디케이터(146) 및 눈/수정체 시프트 인디케이터(144)를 디스플레이할 위치를 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 오정렬 저감 응답을 계산해서 시스템의 조작자에게도 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 특히, 영상 프로세서(120)는 안과용 도킹 시스템의 위치 기준 및 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치의 오정렬에 기초하여 위치 오정렬을 계산할 수 있으며, 계산된 위치 오정렬에 기초하여 시프트 수정 인디케이터(144)를 포함하는 위치 오정렬 또는 시프트 인디케이터(144)의 실시예를 디스플레이할 수 있다.
도시된 구현에 있어서, 시프트 수정 인디케이터(144)는, 갠트리가 시프트 오정렬을 저감시키기 위해 이동될 필요가 있는 방향을 설명하는, 비디오-모니터(142) 상에 디스플레이된, 벡터일 수 있다. 벡터의 크기는 갠트리 이동의 크기를 나타낼 수 있다. 시프트 수정 인디케이터 벡터(144)는, 갠트리가 몇 mm 이동되어야 하는지 및 얼마나 정확한 방향인지와 같이, 디스플레이된 수치 수정 제안들에 의해 보완될 수 있다.
도 10a는, 수정체의 광축(11)과 같이, 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위의 오정렬, 및 시스템 광축(28) 또는 PI 광축(52)과 같이, 안과용 도킹 시스템의 방위 기준에 기초하여 계산된, 경사 인디케이터(146)의 일부인 유사한 경사 수정 인디케이터(146)를 또한 도시한다. 유도 시스템(140)은 계산된 방위 오정렬에 기초하여 비디오 모니터 또는 디스플레이 유닛(142) 상에 방위 오정렬 또는 경사 수정 인디케이터(146)를 디스플레이할 수 있다. 경사 수정 인디케이터(146)는, 수치들로 보완될 수 있는 크기 및 방향이, 고정 광 시스템(160)의 고정 광(165)이 얼마나 이동되어야 하는지 및 어느 방향으로 경사를 보상해야 하는지를 나타낼 수 있는, 경사 수정 벡터를 포함할 수 있다.
도 11a는 촬영-유도형 도킹 시스템(100)의 다른 실시예를 도시한다. 이 도킹 시스템(100)에 있어서, 유도 시스템(140) 및 이것을 통해, 가능하게는 영상 프로세서(120)가 오정렬 저감 시스템(177)에 전자적으로 결합될 수 있다. 오정렬 저감 시스템(177)은 PI 광축(52) 또는 일반적으로 광학부(130)에 대하여 촬영된 눈의 하나 또는 그 초과의 오정렬을 저감시킬 수 있다.
오정렬 저감 시스템(177)은 갠트리 컨트롤러(152), 또는 고정 광원(160), 또는 양자 모두를 갖춘 갠트리(150)를 포함할 수 있다. 이들 구현에 있어서, 유도 시스템(140)은 도 10a의 구현에서와 같이, 시프트 및 경사 수정 인디케이터(144 및 146)를 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 결합(electronic coupling)을 통해 갠트리 컨트롤러(152) 및 고정 광 시스템(160) 중 하나 이상에 실제 제어 신호를 송신해서, 의사에 의한 분석 또는 조정(intervention)을 대기하지 않고도, 갠트리(150) 또는 고정 광(165)을 조절하는 것에 의해 상응하는 오정렬 수정을 실제로 수행할 수 있다. 몇몇 구현에 있어서, 유도 시스템(140)은 PI 광축(52)에 대한 경사 φ 및 시프트 Δ를 결정한 영상 프로세서(120)에 기초하여 상기 제어 신호의 계산 및 생성을 수행하는 오정렬 수정기(corrector)(149)를 포함할 수 있다. 다른 구현들에 있어서는, 영상 프로세서(120) 자체가 이들 기능을 수행할 수 있다.
유도 시스템(140)으로부터 제어 신호를 수신한 갠트리 컨트롤러(152)는 대물렌즈(154)의 위치를 조절해서 눈의 촬영된 부분의 위치 오정렬을 저감시키기 위해 갠트리(150)를 이동시킬 수 있다. 다른 예들에 있어서, 유도 시스템(140)으로부터 제어 신호를 수신한 고정 광 시스템(160)은 눈의 촬영된 부분의 방위 오정렬의 저감을 야기 또는 지시하기 위해 환자의 눈에 대하여 고정 광(165)을 생성 또는 조절할 수 있다. 앞서와 같이, 고정 광 시스템(160)은 제어용 눈(1c) 또는 도킹용 눈(1d)의 어느 한쪽에 고정 광(165)을 투영할 수 있다.
상기와 같은 컴퓨터화된 구현들에 있어서, 시프트 및 경사 오정렬은 주로 유도 시스템(140)의 전자 제어 하에서 저감 또는 제거될 수 있다. 이들 구현은 의사가 실제로 수행하는 오정렬의 일부 또는 모든 보상 작업을 줄일 수 있으며: 의사의 임무는 컴퓨터화된 도킹 시스템(100)에 의해 수행된 오정렬 감소를 관리하는 것만으로 경감될 수 있다.
도 10b는 유도 시스템(140)의 다른 구현을 예시한다. 이 예에 있어서, 위치 오정렬 인디케이터 및 방위 오정렬 인디케이터 중 하나 이상은 상응하는 오정렬을 나타내는 눈의 수정체의 일부의 영상을 포함할 수 있다.
도시된 예에 있어서, 유도 시스템(140)은 통합된 시프트-경사 인디케이터(147)를 구성하는, 눈의 비디오 영상 및 기준 패턴(148)에 수정체(7)의 OCT 영상을 겹치게 할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, OCT 영상은 기호로만, 예컨대 실제 OCT 영상에 대한 모델 형태에 기초한 간략화된 영상으로만 나타날 수 있다. 기준(148)에 대한 시프트-경사 인디케이터(147)로서 겹쳐 있는 수정체 영상의 위치 및 방위는 의사에게는 수정체(7)의 오정렬의 경사 및 시프트의 유익한 디스플레이일 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 의사는, 겹쳐 있는 수정체 영상(147)을 기준(148)의 중심과 중심맞춤해서 시프트를 제거하고, 타원형 수정체 영상(147)의 장축을 기준 패턴(148)의 장축과 정렬해서 경사를 제거하도록 지시받을 수 있다.
시프트-경사 인디케이터(147)에서 사용된 수정체(7)의 OCT 영상은, 예컨대 하기의 방식으로 취해질 수 있다. 먼저, 사인곡선형 OCT 영상으로 되는 원형 OCT 주사가 수행될 수 있다. OCT의 최대치 및 최소치에 대응하는 각도식 주사 각도가 식별될 수 있다. 이후, 수정체(7)의 중심을 가로지르거나 또는 적어도 중심에 상당히 가깝게 통과하기 쉬운 선형 주사가 최대 각도와 최소 각도 사이에서 수정체(7)를 가로질러 수행될 수 있다. 이 선형 주사의 결과는 수정체(7)의 시프트 및 경사에 대하여 매우 유익할 수 있다. 따라서, 선형 주사를 통해 얻은 수정체의 OCT 영상을 시프트-경사 인디케이터(147)로서 비디오-마이크로스코프 디스플레이(142) 상에 디스플레이하는 것은 의사가 오정렬들을 효율적으로 저감 또는 제거하는 것을 도울 수 있다.
도킹 시스템(100)의 주된 기능은 눈(1)에 대한 환자 인터페이스(50)의 도킹을 돕는 것이다. 도킹에 앞서 눈의 촬영된 부분의 영상을 생성하고 시프트 및 경사 인디케이터(144 및 146)를 표적 기준 패턴(148)과 함께 제공하는 상술한 실시예들은 이 기능을 양호하게 수행한다.
도킹 시스템(100)의 성능은 안과용 도킹 직전이 아니라 도킹 도중에 반복적으로 눈의 촬영된 부분을 촬영할 수 있는 촬영 시스템(110)을 구현함으로써 더 향상될 수 있다.
도킹 절차 도중에 하나의 또는 몇 개의 갱신된 영상을 디스플레이하는 시스템들은 의사의 행위들에 관한 귀중한(valuable) 피드백을 제공할 수 있어서, 도킹 시스템(100)의 정밀도 및 성능에 있어서의 향상이 제공된다.
촬영 시스템(110)의 몇몇 실시예는 이 점에서 추가적인 질적인 향상을 제공할 수 있다. 이들 실시예는 도킹 도중의 몇 개의 갱신된 영상뿐만 아니라 본질적으로 도킹 절차의 라이브 영상을 제공할 수 있다. 본질적으로 라이브 피드백은 시기적절한 정보를 의사에게 전달해서, 향상된 정밀도로 도킹을 중심맞춤할 수 있고 몇 가지 상이한 방식으로 프로세스를 최적화할 수 있다.
종종 사용되는 라이브 비디오 영상들의 리프레시 속도(refresh rate)는 통상적으로 초당 24 프레임이다. 따라서, 초당 20 내지 25 프레임 이상의 속도로 영상들을 제공할 수 있는 촬영 시스템들은 본질적으로 라이브로 나타내는 영상들을 의사에게 제공할 수 있다. 반면에, 초당 20 내지 25 프레임보다 적은 프레임 속도 또는 리프레시 속도를 가진 시스템들은 라이브 비디오 촬영으로서 인지되기보다는, 오히려 불안정한(jerky), 급격한 영상(jumpy image), 가능하게는 심지어는 도킹 절차를 산만해지게 하는 영상으로서 인지될 수 있다.
이 점에 있어서, 본 발명의 촬영 시스템(110)의 실시예들은 하기와 같이 분류될 수 있다. 시간 영역 OCT, 즉 TD-OCT 시스템은 A-주사, 즉 단일의 횡단 (x, y) 좌표에 순차적으로 대응하는 깊이들의 범위의 촬영을 수행한다. 따라서, TD-OCT A-주사는 오래 걸리며, TD-OCT 시스템은 초당 단지 수백 내지 수천 회의 A-주사를 취할 수 있어, 몇몇 실시예에 있어서는 그의 수행이 훨씬 느려질 수 있다. 적정한(resonable) 해상도를 가진 OCT 영상을 얻기 위해서는, (x, y) 지점들로 이루어진 라인을 따라 취해진 수백 회의 A-주사를 B 주사에 통합하는 것이 필요할 수 있다. 따라서, TD-OCT 시스템은 초당 1 내지 10 프레임, 가급적 초당 1 또는 몇 프레임의 리프레시 속도로 B 주사를 발생시킬 수 있다. 상기와 같은 영상들은 의사에게는 불안정하게 나타나며, 도킹 프로세스를 위해 실제보다 느린 피드백(slower-than-live)을 제공한다. 따라서, TD-OCT 시스템은 도킹의 실제 속도로 의사의 오정렬 조절을 유효화하거나 또는 단념시킬 만큼 충분히 빠르게 피드백을 제공할 수 없다.
이 느린 촬영 수행은 단점을 갖는다. 예컨대, 안과용 도킹 시스템(100)은 도킹에 앞서 눈(1)과 PI(50)의 정렬을 유도 및 돕도록 구성된다. 이 도킹 전 단계에서, 환자(19)는 아직은 눈(1)을 움직일 수 있다. 특히, 환자는 호흡하면서, 눈을 상하로 움직인다. 느린 촬영 속도에서, TD-OCT 촬영 시스템은 눈의 상하 호흡 동작을 유지할 수 없어, 영상에 있어서의 도약 및 불연속 영상 라인들과 같은 동작 아티팩트(motional artifact)들을 TD-OCT 촬영 시스템이 디스플레이하게 한다.
반대로, 분광계-기반, 또는 SB-OCT 시스템은 모든 깊이로부터 (x, y) 지점에서 영상 데이터를 동시에 수집한다. 순차 주사가 수반되지 않더라도, 이들 영상은 때때로 여전히 A-주사라고 불린다. 상이한 깊이들로부터 영상 데이터를 병렬 또는 동시에 수집하는 성질 때문에, SB-OCT 시스템들은 초당 500,000회까지의 A-주사를 취할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 수백 회의 A-주사를 포함하는 동일한 B-주사는 초당 20 프레임 이상의, 가능하게는 초당 1,000 프레임까지의 리프레시 속도로 발생될 수 있다.
여기서는, 실제로 이들 영상을 디스플레이하는 것도 시간이 걸리며, OCT 디스플레이 유닛(142)의 전자적 수행에 의해 제한될 수 있다는 점에 유의한다. 상기에서 인용한 리프레시 속도들은 촬영 시스템(110)에 의한 영상 취득의 속도를 특정한다. 디스플레이의 속도는 전자적 및 데이터 전달 제한 요인에 따라 더 느려질 수 있다.
SB-OCT 시스템들의 수행은, 예컨대 A. Juhasz 및 K. Vardin에 의한 "Image-Guided Docking for Ophthalmic Surgical Systems" 명칭의 상술한 미국 특허출원에 기술된 바와 같이, 촬영 빔의 주사를 빠르게 구동하기 위해 전용 프로세서들 및 전용 메모리들에 저장된 사전 계산된 주사 패턴들을 이용함으로써 더 가속될 수 있다.
SB-OCT 및 TD-OCT 촬영 시스템들의 촬영 속도들이 초당 20 내지 25 프레임의 라이브 비디오 속도의 반대의 측면인 점을 고려하면, SB-OCT 촬영 시스템을 이용하는 촬영 시스템(110)의 실시예들은 동작 아티팩트 없이 의사에게 시기적절하고 원활한 라이브 피드백 정보를 제공할 수 있는 반면, 통상적인 TD-OCT 촬영 시스템은 의사에게 원활한 라이브 피드백을 제공할 수 없으며 동작 아티팩트를 디스플레이하기 쉽다. 상술한 바와 같이, 라이브 촬영 피드백을 가진 시스템들은 도킹 절차의 질적으로 향상된 정밀도를 제공한다.
또한, 우수한 촬영 속도는 SB-OCT 촬영 시스템(110)이 훨씬 더 복잡하고, 선명하며, 정교한(detail-rich) 영상들을 생성하면서도, 여전히 영상들을 라이브 비디오로서 제공하는 것을 허용한다. 예들은, 모델들을 이용해서 수정체(7)의 기하학적 구조 및 형상에 대한 추정들에 의존하는 대신에, 수정체(7)의 실제 형상을 맵화(map out)하기 위해 수정체(7)의 또는 몇 개의 원을 따라 수정체(7)를 주사하는 2차원 영상들을 포함한다.
촬영 시스템(110)의 실시예들의 장기 성능에 영향을 주는 마지막 요인은, SB-OCT 시스템들이 가동부를 갖지 않으며, 이에 따라 그 신뢰성 및 내구성이 대단히 만족스럽다는 점이다. 반대로, TD-OCT 시스템들은 OCT 장치의 기준 암 내의 기준 미러의 이동과 연계된 빠른 가동부를 갖는다. 분명히, TD-OCT 시스템들에 가동부가 존재한다는 점은 오작동 및 오정렬의 가능성을 증가시키며, 이에 의해, 그들의 전체적인 성능이 저하될 수 있고, 보다 빈번한 현장 서비스가 요구되고, 또한 여전히 장기 성능 저하의 가능성에 직면하게 된다.
요컨대, TD-OCT 시스템들은 적어도 하기의 이유로 SB-OCT 시스템들과 반드시 동등하다고는 할 수 없다. (i) TD-OCT 시스템들은 고정밀도의 도킹 및 수술 프로세스에 유용한 리프레시 속도로 라이브 촬영 또는 피드백 영상들을 제공하지 않는다. (ii) TD-OCT 시스템들은 동작 아티팩트들을 디스플레이하기 쉽다. (iii) TD-OCT 시스템들은 또한 2D 주사 영상들 또는 고정밀도의 정교한 영상들을 제공하는데 어려움을 가질 수 있다. (iv) 마지막으로, TD-OCT 촬영 시스템들은 SB-OCT 시스템보다 훨씬 더 빈번한 현장 서비스 및 유지보수를 필요로 한다. 따라서, TD-OCT 시스템들 및 SB-OCT 시스템들은 많은 응용분야에서 일반적인 OCT 시스템의 동등한 실시예들이 되지 않을 만큼 충분히 상이하다. 오히려, 특정 응용분야에 대한 그 성능들 간의 차이의 정도는 케이스별로 분석되어야 한다.
도 11b는 도킹 시스템(100)의 다른 구현들이 비디오 촬영 시스템(180)에 의해 생성된 비디오 영상으로부터 일부 오정렬 정보를 취득할 수 있음을 예시한다. 이들 도킹 시스템(100)에 있어서, 안과용 촬영 시스템(110)의 실시예들은 눈(1)의 내부 눈-구조물의 상세 영상(in-depth image)을 생성할 수 있는 OCT 또는 상세 촬영 시스템(110)을 포함할 수 있다. 영상 프로세서(120)는 내부 눈-구조물의 상세 영상으로부터 내부 눈-구조물의 방위를 결정할 수 있는 상세 영상 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
또한, 도킹 시스템(100) 및 특히 유도 시스템(140)은 비디오 영상 프로세서(182) 및 비디오 마이크로스코프 디스플레이(142)와 유사할 수 있는 비디오 디스플레이(184)를 포함할 수 있는 비디오 촬영 시스템(180)을 포함할 수 있다. 비디오 촬영 시스템(180)은 눈의 정면 눈 구조물을 비디오 촬영하도록 구성될 수 있으며, 비디오 영상 프로세서(182)는 정면 눈 구조물의 비디오 영상으로부터 정면 눈 구조물의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 앞서와 같이, 비디오 촬영 시스템(180)은 안과용 촬영 시스템(110)에 결합될 수 있으며, 영상 프로세서(120)에 의해 결정된 내부 눈 구조물의 결정된 방위를 이용해서 방위 오정렬 인디케이터를, 또한 비디오 영상 프로세서(182)에 의해 결정된 정면 눈 구조물의 결정된 위치를 이용해서 위치 오정렬 인디케이터를 비디오 디스플레이(184) 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
몇몇 구현에 있어서, 상세 영상 프로세서(120)는 수정체(7)일 수 있는 내부 눈 구조물, 또는 그 캡슐 백(capsular bag) 또는 그 단단한 세포핵의 영상에 있어서 ACL 주사 영상(114)의 일부 및 PCL 주사 영상(116)의 일부를 식별하기 위해 영상 식별 프로세스를 수행할 수 있다.
상세 영상 프로세서(120)는, 도 6에 관하여 기술된 방법들 중 어느 하나를 수행하고 나서, 주사 영상의 위상들 및 진폭들을 수반함으로써, 촬영된 내부 눈 구조물의 방위 또는 경사 오정렬을 영상 식별 프로세스의 결과에 기초하여 결정할 수 있다.
비디오 영상 프로세서(182)는, 비디오 영상 내의 정면 눈 구조물의 영상을 식별하기 위해 비디오 영상 식별 프로세스를 수행하고, 비디오 영상 식별 프로세스의 결과에 기초하여 정면 눈 구조물의 위치를 결정할 수 있다. 촬영된 정면 눈 구조물은, 예컨대 눈의 동공(6) 또는 연곽(5)일 수 있다.
도 4 내지 도 6에 관하여 기술되어 있는 바와 같이, 상세 영상 프로세서(120)에 의한 분석은 내부 눈 구조물인 수정체(7)의 방위뿐만 아니라 그 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 몇몇 구현에 있어서, 도킹 시스템(100)은 2군데의 위치, 즉 상세 영상 프로세서(120)에 의해 결정되는 촬영된 내부 눈 구조물의 위치 및 비디오 촬영 시스템(180)에 의해 결정되는 정면 눈 구조물의 위치를 결정할 수 있다. 내부 눈 구조물은 눈과 완전히 정렬되지 않을 수 있기 때문에, 이들 두 위치는 상이할 수 있다.
환자 인터페이스(50)를, 촬영된 내부 눈 구조물의 위치, 정면 눈 구조물의 위치, 또는 이들 위치 양자 모두를 사용하여 생성된 중간 또는 평균 위치와 정렬하는 것이 다양한 목적에 대하여 유리할 수 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 10a는, 상세 촬영 시스템(110) 및 비디오 촬영 시스템(180)에 의해 영상 식별 스텝들이 수행되고 나서, 비디오 디스플레이(184)가 눈 방위 인디케이터(146) 및 방위 기준(148)을 포함하는 촬영된 내부 눈 구조물의 결정된 방위에 관련된 눈 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이할 수 있음을 예시한다. 촬영된 내부 눈 구조물이 수정체(7)인 실시예에 있어서는, 수정체 경사 인디케이터(146)를 방위 기준(148)과 정렬함으로써 의사가 수정체 경사 오정렬을 저감시킬 수 있다. 도 7 내지 도 10에 관하여 기술된 바와 같이, 의사는 다른 무엇보다도 환자(19)에게 도킹용 눈을 회전시키라고 지시하거나, 또는 눈(1)을 수동으로 회전시키거나, 또는 고정 광원(160)을 조절함으로써, 이 정렬을 달성할 수 있다.
또한, 비디오 디스플레이(184)는 비디오 촬영된 정면 눈 구조물의 결정된 위치에 관련된 눈 위치 인디케이터(144) 및 안과용 도킹 시스템의 위치 기준(148)을 포함하는 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이할 수 있다. 앞서와 같이, 안과용 도킹 시스템(100)의 조작자는 수정체 위치 인디케이터(144)를 위치 기준(148)과 정렬시킴으로써 수정체 위치 오정렬을 저감시킬 수 있다. 도 7 내지 도 10에 관하여 기술된 바와 같이, 의사는 갠트리(150)를 조작함으로써 이 위치 오정렬을 저감시킬 수 있다.
도 11b의 도킹 시스템(100)은 도 2, 도 8a, 도 8b 및 도 11a의 앞서 기술한 실시예들의 임의의 블록 또는 유닛과 결합하여 사용될 수 있다. 예컨대, 도킹 시스템(100)은 위치 오정렬 인디케이터 및 방위 오정렬 인디케이터 중 적어도 하나에 관하여 고정 광(165)을 조절하도록 구성된 고정 광원(160)을 포함할 수 있다.
도 12는, 안과용 도킹을 유도하는 방법(300)의 실시예가, 환자(19)의 눈(1)의 일부를 안과용 촬영 시스템(110)으로 촬영하는 단계(310); 영상 프로세서(120)로 영상을 분석함으로써 눈(1)의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하는 단계(320); 및 결정된 위치 및 방위에 기초하여 유도 시스템(140)으로 안과용 도킹을 유도하는 단계(330)를 포함할 수 있음을 예시한다.
촬영하는 단계(310)는 수정체 캡슐, 전측 캡슐층(ACL)(14), 후측 캡슐층(PCL)(16), 수정체 대상 구역, 수정체(7), 그 세포핵, 각막(2), 홍채(3), 연곽(5), 동공(6), 각막 내피(endothelium) 및 각막 상피(epithelium) 중 적어도 하나를 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
촬영하는 단계(310)가 눈의 수정체(7)의 일부를 촬영하는 단계를 포함하는 실시예에 있어서는, 결정하는 단계(320)는 영상 내에서 전측 캡슐층(ACL)(14)의 ACL 주사 영상(114)을 식별하고 후측 캡슐층(PCL)(16)의 PCL 주사 영상(116)을 식별하기 위해 영상 식별 프로세스를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
도 6에 관하여 기술된 바와 같이, 영상 식별이 수행되었다면, 결정하는 단계(320)는 ACL 주사 영상(114)의 전측 위상 및 전측 진폭과 PCL 주사 영상(116)의 후측 위상 및 후측 진폭을 결정하는 단계 및 전측 위상, 전측 진폭, 후측 위상 및 후측 진폭으로부터 수정체(7)의 위치 및 방위를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 결정하는 단계(320)는 전측 캡슐층의 전측 최대 깊이 및 전측 최소 깊이와 후측 캡슐층의 후측 최대 깊이 및 후측 최소 깊이를 주사 변수를 따라 결정하는 단계, 및 전측 최대 깊이, 전측 최소 깊이, 후측 최대 깊이, 및 후측 최소 깊이로부터 수정체(7)의 위치 및 방위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에 있어서, 결정하는 단계(320)는 영상 내의 수정체의 캡슐층 부분의 영상을 식별하는 단계, 캡슐층의 위상 및 진폭을 결정하는 단계, 및 결정된 위상 및 진폭을 이용해서 수정체의 위치 및 방위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
유도하는 단계(330)는 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치에 기초한 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 단계, 및 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위에 기초한 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
유도하는 단계(330)는, 또한 위치 오정렬 인디케이터의 일부로서, 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치에 기초한 눈 또는 수정체 위치 인디케이터(144) 및 안과용 도킹 시스템의 위치 기준(148-s)을 디스플레이하는 단계, 및 방위 오정렬 인디케이터의 일부로서, 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위에 기초한 눈 또는 수정체 방위 인디케이터(146) 및 안과용 도킹 시스템의 방위 기준(148-t)을 디스플레이하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 방위 기준(148-t) 및 위치 기준(148-s)은 동일한 표적 또는 기준 패턴(148)일 수 있다.
유도하는 단계(330)는 또한 안과용 도킹 시스템(100)의 조작자가 갠트리(150)를 조작해서 눈 또는 수정체 위치 오정렬을 저감시키는 것을 돕기 위해 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 유도하는 단계(330)는 의사가 환자(19)에게 눈을 회전시키라고 지시하거나, 또는 눈을 수동으로 회전시키거나, 또는 고정 광원(160)을 조절하는 것을 도와서 눈 방위 오정렬을 저감시키기 위해 방위 오정렬 인디케이터(146)를 디스플레이하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
방법(300)은 촬영하는 단계(310), 결정하는 단계(320), 및 유도하는 단계(330)를 반복적으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 유도하는 단계(330)는 안과용 도킹 도중에 반복된 촬영하는 단계(310) 및 결정하는 단계(320)에 따라 위치 오정렬 인디케이터 및 방위 오정렬 인디케이터의 디스플레이를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다. 유도하는 방법(300)의 상기와 같은 반복 수행은 의사에게 귀중한 피드백을 제공할 수 있어, 도킹 프로세스의 정밀도가 향상된다. 예컨대, 초당 20 내지 25 프레임 또는 더 빠른 라이브 비디오 리프레시 속도로 영상을 갱신하거나 또는 촬영을 반복함으로써 추가의 질적인 향상이 달성될 수 있다. 상기와 같은 비디오 속도로 방법(300)을 반복하면, 의사에게 라이브 비디오 피드백을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
도 13은, 안과용 도킹을 유도하는 대안적인 방법(400)이, 상세 촬영 시스템(110)으로 환자의 눈의 내부 눈 구조물을 촬영하는 단계(410); 영상 프로세서(120)로 내부 눈 구조물의 상세 영상으로부터 내부 눈 구조물의 방위를 결정하는 단계(420); 비디오-촬영 시스템(180)으로 눈의 정면 눈 구조물을 비디오 촬영하는 단계(430); 비디오 영상 프로세서(182)로 정면 눈 구조물의 비디오 영상으로부터 정면 눈 구조물의 위치를 결정하는 단계(440); 및 유도 시스템(140) 또는 비디오 디스플레이 유닛(184)으로 내부 눈 구조물의 결정된 방위를 이용해서 방위 오정렬 인디케이터를, 또한 정면 눈 구조물의 결정된 위치를 이용해서 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 단계(450)를 포함할 수 있음을 예시한다.
정렬 유도 시스템(140)의 다른 실시예는 안과용 도킹 시스템(100)의 원위 선단(distal tip), 그 광학부(130) 또는 그 대물렌즈(154) 상에의 환자 인터페이스(50)의 정밀한 부착을 위한 유도를 제공하는 시스템을 포함할 수 있다. LASIK 수술 도중에 생성된 각막 플랩들의 정밀도는 시스템 광축(28)과 PI 광축(52)의 가장 작은 오정렬, 심지어 약(the order of) 10미크론의 오정렬에 대해서조차 매우 민감하다. 따라서, 임의의 도킹 프로세스가 개시되기 전이라도 시스템(100)의 원위 단부에 부착하는 프로세스 전에 및 도중에 환자 인터페이스(50) 자체를 촬영하고, PI(50) 및 대물렌즈(154)의 촬영된 오정렬들에 기초하여 PI(50)를 조절하도록 의사에게 유도를 제공하기 위해 촬영 기반 유도 시스템(140)을 적용함으로써, 상당한 성능 향상이 달성될 수 있다.
또 다른 응용분야는, 도킹 절차를 돕기 위해서가 아니라, 초음파 기반의 파코 수술 시스템과 함께, 안과 의사에 의해 파코-팁의 삽입을 포함하는, 다양한 수술 스텝들의 정밀한 표적화를 유도하기 위해 유도 시스템(140)을 사용하는 것일 수 있다.
또 다른 구현에 있어서, 안과용 유도 시스템(140)은 분광계 기반 OCT(SB-OCT) 촬영 시스템을 포함하는 안과용 촬영 시스템(110)에 결합될 수 있다. 촬영 시스템(110)은 수술 절차에 의해 수정된 눈 구역의 라이브 영상을 생성하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현에 있어서는, 영상 리프레시 속도가 초당 20 내지 25 프레임 또는 그 보다 클 수 있다.
상기 명세서에 있어서는, 다수의 시스템이 하나 또는 그 초과의 프로그램 가능한 프로세서를 포함하고, 다수의 방법 단계들이 상응하는 저장 프로그램에 기초하여 기능하는 프로세서들을 포함했다. 이들 시스템에 있어서는, 상응하는 프로그램들을 저장할 수 있는 프로세서들과 연계된 메모리 시스템들, 및 메모리 시스템들에 저장되는 프로그램 수단을 시스템들이 포함하는 실시예들이 존재한다. 예컨대, 영상 프로세서(120), 유도 시스템(140), 갠트리 컨트롤러(152), 오정렬 저감 시스템(177), 및 비디오 영상 프로세서(182)는 모두 그들의 프로세서용 프로그램 또는 프로그램 수단을, 가급적 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장할 수 있는, 이들 프로세서에 대응하는 메모리 또는 메모리 시스템들을 포함하는 실시예들을 구비한다.
이 명세서가 많은 세부 내용을 포함하고 있지만, 이들은 발명의 범위에 대한 제한으로서 또는 청구될 수 있는 것의 제한으로서 이해되어서는 안 되며, 오히려 특정 실시예들에 대하여 특정된 특징들의 설명으로서 이해되어야 한다. 또한, 별도의 실시예들의 맥락에서 이 명세서에 기술되는 어떤 특징들은 단일의 실시예에서 결합하여 구현될 수 있다. 역으로, 또한, 단일의 실시예의 맥락에서 기술되는 다양한 특징들은 다수의 실시예에서 별도로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 조합들에서 작용하는 것으로서, 심지어 그렇게 초기에 청구된 것으로서 특징들이 상술될 수 있지만, 몇몇 경우에는 청구된 조합으로부터의 하나 또는 그 초과의 특징이 그 조합에서 발휘될 수 있으며, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변경으로 지향될 수 있다.

Claims (37)

  1. 안과용 도킹 시스템으로서,
    영상 프로세서(image processor)를 포함하는 안과용 촬영(ophthalmic imaging) 시스템을 포함하고,
    상기 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 일부를 촬영하도록 구성되고,
    상기 영상 프로세서는 영상을 분석함으로써 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하도록 구성되고,
    상기 안과용 촬영 시스템에 결합되며, 상기 결정된 위치 및 방위에 기초하여 안과용 도킹(docking)을 유도하도록 구성된 유도 시스템(guidance system)을 또한 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과용 촬영 시스템은,
    시간 영역(time domain) 광간섭 단층촬영(OCT: optical coherence tomography) 시스템, 주파수 영역 OCT 시스템, 분광계-기반 OCT 시스템, 초음파-기반 시스템, 마이크로스코프 기반 시스템, 전자 촬영 시스템, 디지털 촬영 시스템, 푸르키네(Purkinje) 촬영 시스템, 구조적 조명 시스템, 세극등(slit lamp) 시스템, 및 샤임플러그(Scheimpflug) 촬영 시스템 중 하나 이상을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과용 촬영 시스템은,
    촬영 빔을 원호, 선, 루프, 원, 타원, 별 모양, 반복적인 형태를 가진 선, 2차원 패턴 및 2차원 메시(mesh) 중 하나 이상의 지점들에 지향시킴으로써 주사(scan)를 수행하도록 구성되고,
    주사의 지점들에서 상기 눈의 촬영된 부분을 깊이 범위에서 촬영하도록 구성되는
    주사형 촬영 시스템을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 눈의 촬영된 부분은 수정체(lens) 캡슐, 전측(anterior) 수정체 캡슐층, 후측(posterior) 수정체 캡슐층, 수정체 대상(target) 구역, 수정체, 세포핵, 연곽(limbus), 홍채, 동공, 각막 내피(endothelium) 및 각막 상피(epithelium) 중 하나 이상을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 눈의 촬영된 부분은 상기 눈의 수정체의 촬영된 부분을 포함하고,
    상기 안과용 촬영 시스템은 상기 영상에서 상기 수정체의 전측 캡슐층의 주사 영상 및 상기 수정체의 후측 캡슐층의 주사 영상을 식별하기 위해 영상 식별 프로세스를 수행하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는 상기 수정체의 위치 및 방위를 결정하기 위해 상기 수정체의 기하학적 모델을 이용함으로써 상기 식별된 층들의 주사 영상들을 분석하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 전측 캡슐층의 주사 영상의 전측 위상 및 전측 진폭과, 상기 후측 캡슐층의 주사 영상의 후측 위상 및 후측 진폭을 결정하도록 구성되고,
    상기 전측 위상, 상기 전측 진폭, 상기 후측 위상 및 상기 후측 진폭으로부터 상기 수정체의 위치 및 방위를 결정하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 전측 캡슐층의 전측 최대 깊이 및 전측 최소 깊이와, 상기 후측 캡슐층의 후측 최대 깊이 및 후측 최소 깊이를 주사 변수를 따라 결정하도록 구성되고,
    상기 전측 최대 깊이, 상기 전측 최소 깊이, 상기 후측 최대 깊이, 및 상기 후측 최소 깊이로부터 상기 수정체의 위치 및 방위를 결정하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도 시스템은 디스플레이 유닛을 포함하고,
    상기 유도 시스템은 상기 디스플레이 유닛 상에
    상기 눈의 촬영된 부분의 결정된 위치에 기초하여 위치 오정렬 인디케이터를, 또한
    상기 눈의 촬영된 부분의 결정된 방위에 기초하여 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치 오정렬 인디케이터는,
    상기 눈의 촬영된 부분의 상기 결정된 위치에 기초한 눈 위치 인디케이터, 및
    상기 안과용 도킹 시스템의 위치 기준을 포함하고,
    상기 안과용 도킹 시스템의 조작자는 상기 눈 위치 인디케이터와 상기 위치 기준을 정렬시킴으로써 눈 위치 오정렬을 저감시킬 수 있고,
    상기 방위 오정렬 인디케이터는,
    상기 눈의 촬영된 부분의 상기 결정된 방위에 기초한 눈 방위 인디케이터, 및
    상기 안과용 도킹 시스템의 방위 기준을 포함하고,
    상기 안과용 도킹 시스템의 조작자는 상기 눈 방위 인디케이터와 상기 방위 기준을 정렬시킴으로써 눈 방위 오정렬을 저감시킬 수 있는,
    안과용 도킹 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 안과용 유도 시스템은,
    눈 위치 오정렬을 저감시키도록 상기 안과용 도킹 시스템의 조작자가 상기 안과용 도킹 시스템의 갠트리(gantry)를 조작하는 것을 돕기 위해 상기 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하도록 구성되고,
    눈 방위 오정렬을 저감시키도록 상기 안과용 도킹 시스템의 조작자가 환자에게 눈을 회전시키게 하는 것을 돕기 위해 상기 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유도 시스템은, 환자가 상기 눈의 회전 및 상기 눈의 측방향 이동 중 하나 이상을 수행하도록 유도하기 위해 상기 조작자가 고정 광을 조절할 수 있게 구성된, 고정 광 시스템을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치 오정렬 인디케이터 및 상기 방위 오정렬 인디케이터 중 하나 이상을 상응하는 오정렬을 나타내는 상기 눈의 수정체의 일부의 영상을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과용 촬영 시스템은 상기 안과용 도킹 동안 상기 눈의 촬영된 부분을 반복적으로 촬영하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 안과용 촬영 시스템은 상기 눈의 촬영된 부분을 적어도 초당 20 프레임의 리프레시 속도(refresh rate)로 촬영하도록 구성된 분광계 기반 OCT 촬영 시스템을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 안과용 촬영 시스템은,
    상기 환자의 눈의 내부 눈 구조물의 상세(in-depth) 영상을 생성하도록 구성된 안과용 상세 촬영 시스템, 및
    상기 눈의 정면 눈 구조물의 비디오 영상을 생성하도록 구성된 비디오 촬영 시스템을 포함하고,
    상기 눈의 촬영된 부분은 상기 내부 눈 구조물 및 상기 정면 눈 구조물을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 내부 눈 구조물의 상기 상세 영상으로부터 상기 내부 눈 구조물의 방위를 결정하도록 구성된 상세 영상 프로세서, 및
    상기 정면 눈 구조물의 상기 비디오 영상으로부터 상기 정면 눈 구조물의 위치를 결정하도록 구성된 비디오 영상 프로세서를 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상세 영상 프로세서는,
    상기 내부 눈 구조물의 상기 상세 영상에서 상기 눈의 수정체의 전측 캡슐층의 일부의 영상 및 상기 눈의 수정체의 후측 캡슐층의 일부의 영상을 식별하기 위해 영상 식별 프로세스를 수행하도록 구성되고,
    상기 영상 식별 프로세스의 결과에 기초하여 상기 내부 눈 구조물의 방위를 결정하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 비디오 영상 프로세서는,
    상기 비디오 영상에서 상기 정면 눈 구조물의 영상을 식별하기 위해 비디오 영상 식별 프로세스를 수행하도록 구성되고,
    상기 비디오 영상 식별 프로세스의 결과에 기초하여 상기 정면 눈 구조물의 위치를 결정하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 상세 영상 프로세서는 상기 촬영된 내부 눈 구조물의 위치를 결정하도록 구성되고,
    상기 안과용 도킹 시스템은 상기 내부 눈 구조물의 상기 결정된 위치 및 상기 정면 눈 구조물의 상기 결정된 위치를 이용해서 상기 눈의 상기 촬영된 부분의 위치를 결정하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 유도 시스템은,
    상기 내부 눈 구조물의 상기 방위에 관련된 방위 오정렬 인디케이터, 및
    상기 정면 눈 구조물의 상기 위치에 관련된 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하도록 구성된 비디오 디스플레이 유닛을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  22. 안과용 도킹을 유도하는 방법으로서,
    안과용 촬영 시스템으로 환자의 눈의 일부를 촬영하는 단계,
    영상 프로세서로 영상을 분석함으로써 상기 눈의 상기 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하는 단계, 및
    유도 시스템으로 상기 결정된 위치 및 방위에 기초하여 안과용 도킹을 유도하는 단계를 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 촬영하는 단계는,
    수정체 캡슐, 전측 캡슐층, 후측 캡슐층, 수정체 대상 구역, 수정체, 세포핵, 연곽, 동공, 홍채, 각막 내피 및 각막 상피 중 하나 이상을 촬영하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 촬영하는 단계는 상기 눈의 수정체의 일부를 촬영하는 것을 포함하고,
    상기 결정하는 단계는 상기 영상에서 상기 영상 프로세서에 의해 전측 캡슐층의 주사 영상 및 후측 캡슐층의 주사 영상을 식별하기 위해 영상 식별 프로세스를 수행하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 전측 캡슐층의 상기 주사 영상의 전측 위상 및 전측 진폭과 상기 후측 캡슐층의 상기 주사 영상의 후측 위상 및 후측 진폭을 결정하는 것, 및
    상기 전측 위상, 상기 전측 진폭, 상기 후측 위상 및 상기 후측 진폭으로부터 상기 수정체의 위치 및 방위를 결정하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 유도하는 단계는,
    상기 눈의 상기 촬영된 부분의 상기 결정된 위치에 기초하여 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것, 및
    상기 눈의 상기 촬영된 부분의 상기 결정된 방위에 기초하여 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 유도하는 단계는,
    눈 위치 오정렬을 저감시키기 위해 안과용 도킹 시스템의 조작자가 안과용 도킹 시스템의 갠트리를 조작하는 것을 돕도록 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것, 및
    눈 방위 오정렬을 저감시키기 위해 상기 안과용 도킹 시스템의 조작자가 환자에게 눈을 회전시키게 하는 것을 돕도록 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 촬영하는 단계는,
    안과용 상세 촬영 시스템으로 환자의 눈의 내부 눈 구조물을 촬영하는 것, 및
    비디오 촬영 시스템으로 상기 눈의 정면 눈 구조물을 비디오 촬영하는 것을 포함하고,
    상기 눈의 촬영된 부분은 상기 내부 눈 구조물 및 상기 정면 눈 구조물을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상세 영상 프로세서로 상기 내부 눈 구조물의 영상으로부터 상기 내부 눈 구조물의 방위를 결정하는 것, 및
    비디오 영상 프로세서로 상기 정면 눈 구조물의 영상으로부터 상기 정면 눈 구조물의 위치를 결정하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 유도하는 단계는,
    비디오 디스플레이 유닛 상에,
    내부 눈 구조물의 방위에 관련된 방위 오정렬 인디케이터, 및
    정면 눈 구조물의 위치에 관련된 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것을 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 안과용 도킹 중에, 상기 눈의 일부를 촬영하는 것, 상기 눈의 촬영된 부분의 위치 및 방위를 결정하는 것, 상기 위치 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것, 및 상기 방위 오정렬 인디케이터를 디스플레이하는 것을 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는,
    안과용 도킹을 유도하는 방법.
  32. 안과용 도킹 시스템으로서,
    영상 프로세서를 포함하는 안과용 촬영 시스템을 포함하고,
    상기 안과용 촬영 시스템은 환자의 눈의 일부를 촬영하도록 구성되고,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 눈의 안 구조물(ophthalmic structure)을 식별하기 위해 영상을 처리하도록 구성되고,
    기준에 대하여 상기 눈의 촬영된 부분의 오정렬을 결정하도록 구성되고,
    상기 안과용 촬영 시스템에 결합되며, 상기 결정된 오정렬에 기초하여 안과용 도킹을 유도하도록 구성된 유도 시스템을 또한 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 오정렬은 위치 오정렬 및 방위 오정렬을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는 오정렬 저감용 보상을 계산하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 안과용 도킹 시스템은 상기 오정렬 저감용 보상에 기초하여 오정렬 저감용 응답을 수행하도록 구성되는,
    안과용 도킹 시스템.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 안과용 도킹 시스템은 갠트리를 포함하고,
    상기 오정렬 저감용 응답은 위치 오정렬을 저감시키기 위해 상기 갠트리가 조작되는 것을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 안과용 도킹 시스템은 고정 광 시스템을 포함하고,
    상기 오정렬 저감용 응답은 방위 오정렬을 저감시키기 위해 상기 고정 광 시스템이 조작되는 것을 포함하는,
    안과용 도킹 시스템.
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