KR20140104588A - 안과용 수술장치, 이의 제어 방법 및 이를 이용한 수술 방법 - Google Patents

안과용 수술장치, 이의 제어 방법 및 이를 이용한 수술 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140104588A
KR20140104588A KR1020130017710A KR20130017710A KR20140104588A KR 20140104588 A KR20140104588 A KR 20140104588A KR 1020130017710 A KR1020130017710 A KR 1020130017710A KR 20130017710 A KR20130017710 A KR 20130017710A KR 20140104588 A KR20140104588 A KR 20140104588A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
laser
lens
generating
anterior
Prior art date
Application number
KR1020130017710A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101510721B1 (ko
Inventor
주천기
장동진
황해령
하태호
Original Assignee
주식회사 루트로닉
가톨릭대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 루트로닉, 가톨릭대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 루트로닉
Priority to KR20130017710A priority Critical patent/KR101510721B1/ko
Publication of KR20140104588A publication Critical patent/KR20140104588A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101510721B1 publication Critical patent/KR101510721B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/067Radiation therapy using light using laser light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/0087Lens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00885Methods or devices for eye surgery using laser for treating a particular disease
    • A61F2009/00887Cataract

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것으로, 전안부의 제1 이미지를 생성하기 위한 제1 이미지 수단, 상기 전안부의 제2 이미지를 생성하기 위한 제2 이미지 수단, 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지 를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 프로세서 그리고, 상기 제3 이미지에 근거하여 설정된 좌표로 레이저를 조사하는 레이저 시스템을 포함하는 안과용 수술장치 및 이의 제어방법, 그리고 이를 이용한 수술방법을 제공한다.

Description

안과용 수술장치, 이의 제어 방법 및 이를 이용한 수술 방법 {An ophthalmic surgical apparatus, an method for controlling thereof and method for surgery using that}
본 발명은 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펨토초 레이저를 이용하여 전안부 수술을 진행할 수 있는 안과용 수술장치, 이의 제어방법, 및 이를 이용한 수술방법에 관한 것이다.
백내장(cataract)은 눈의 수정체(crystalline lens)가 혼탁해지면서 시력이 쇠퇴하는 질환이다. 수정체의 가장자리만 혼탁해지는 경우에는 시력에 큰 영향을 미치지 않으나, 수정체의 핵 부위가 혼탁해지는 경우에는 시력 감소, 복시, 눈부심 등 다양한 증상이 나타나게 된다. 백내장의 치료는 주로 혼탁한 수정체를 제거하고 인공 수정체(intraocular lens)로 대체하는 수술을 통해 이루어지며, 이러한 백내장 수술은 가장 많이 이루어지는 수술 중 하나이기도 하다.
종전의 백내장 수술은 칼을 이용하여 각막(cornea)을 절개하고, 절개된 부위를 통해 수정체의 전낭(anterior chamber)을 원형으로 절개한 후, 초음파를 이용하여 수정체 핵을 잘게 분쇄되어 흡입(aspiration) 방식으로 추출되고, 수정체의 핵이 위치하던 부위에 인공 수정체(intraocular lens)를 삽입하는 방식으로 이루어진다. 이러한 백내장 수술 방식은 한국 특허공개공보 1990-0015698호에도 유사하게 개시되어 있다.
그러나, 종전의 백내장 수술은 각막과 수정체의 전낭을 절개하고, 수정체 핵을 분쇄하는 과정이 시술자에 의해 수작업으로 진행되기 때문에, 환자의 시축을 파악하여 정확한 위치를 절개하고 인공 수정체를 삽입하는 것이 곤란하였다.
최근 들어 이러한 문제점을 개선하기 위해, 레이저를 이용하여 수정체를 절개하는 수술 방법들이 제안되어 원하는 위치에 레이저를 조사하여 수술을 진행할 수 있는 기술이 연구되고 있으나, 이 경우에도 환자의 시축을 대략적으로 가늠하여 수술 위치를 선정하기 때문에 다소간의 오차가 발생하는 문제가 있다.
한국 특허공개공보 1990-0015698호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 환자의 정확한 시축의 위치를 파악하여 수술을 설계할 수 있는 안과용 수술 장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술 방법을 제공하기 위함이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성할 수 있도록, 본 발명은 전안부의 제1 이미지를 생성하기 위한 제1 이미지 수단, 상기 전안부의 제2 이미지를 생성하기 위한 제2 이미지 수단, 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지 를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 프로세서 그리고, 상기 제3 이미지에 근거하여 설정된 좌표로 레이저를 조사하는 레이저 시스템을 포함하는 안과용 수술장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1 이미지 수단은 OCT 방식으로 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지 수단은 초음파를 이용하여 이미지를 생성하며, 상기 제1 이미지는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있지 않고, 상기 제2 이미지는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 프로세서는 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지에서 상기 수정체 단부의 형상을 완성시킨 상기 제3 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 그리고, 이를 이용하여, 상기 전안부의 시축을 결정하는 것이 가능하다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은 제1 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제1 이미지를 생성하는 단계, 제2 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제2 이미지를 생성하는 단계, 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계, 그리고 상기 제 3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 안과용 수술장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 이미지를 생성하는 단계는 OCT 방식으로 얻어진 단층 이미지를 이용하여 상기 제1 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 초음파를 이용하여 상기 제2 이미지를 생성할 수 있다.
상기 제1 이미지를 생성하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있지 않고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있기 때문에, 상기 제3 이미지를 생성하는 단계에서 상기 제1 이미지를 기초로 상기 제2 이미지에서 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 추가 보정하여 상기 제3 이미지를 생성할 수 있다.
그리고, 제3 이미지로부터 얻어지는 상기 수정체의 양측 단부의 위치를 이용하여 시축을 결정하는 것이 가능하다.
나아가, 본 발명의 목적은 제1 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제1 이미지를 생성하는 단계, 상기 제2 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제2 이미지를 생성하는 단계, 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계, 상기 제3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 전안부의 수술방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 제1 이미지를 생성하는 단계는 OCT 방식으로 얻어진 단층 이미지를 이용하여 상기 제1 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 초음파를 이용하여 상기 제2 이미지를 생성할 수 있다.
상기 제3 이미지를 생성하는 단계는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 제2 이미지에서 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 추가 보정하여 상기 제3 이미지를 생성할 수 있다. 그리고 상기 레이저의 좌표를 설정하는 단계는 상기 전안부의 수정체 양측 단부의 위치를 이용하여 시축을 설정하여 수술을 진행하는 것이 가능하다.
본 발명에 의할 경우, 수정체 전체의 이미지를 획득하여 시축을 설정하는 것이 가능하므로, 최적의 수술 위치를 설정하여 진행함으로서 수술의 효과를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 안과용 수술 장치를 이용한 안과용 수술 방법 및 이에 대응되는 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도,
도 3은 도 2의 수술 단계에 따른 치료 부위를 도시한 도면,
도 4는 도 2의 진단 및 설정 단계의 과정을 상세하게 도시한 순서도,
도 5는 OCT부에 의해 촬영된 단층 이미지,
도 6은 초음파 촬영부에 의해 촬영된 단층 이미지,
도 7은 도 4에서 수정체의 시축을 결정하는 모습을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 9는 제2 실시예에 따른 진단 및 설정 단계의 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저를 이용한 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 안과용 수술방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안과용 수술장치는 치료용 레이저를 생성하는 광원 및 치료용 레이저를 가공하고 전달하는 레이저 시스템(100)을 포함하여 구성된다. 여기서, 레이저 시스템은 광 변환부 및 광 전달부를 포함하여 구성될 수 있다.
광원(110)은 적어도 하나 이상의 공진단(미도시)을 포함하여 구성되며, 안과용 수술에 사용되는 치료용 레이저를 생성한다. 광원(110)에서 생성되는 레이저는 10~10000 펨토초(femtosecond)의 펄스 지속시간(duration time)을 갖는 극초단파 레이저일 수 있다. 이러한, 극초단파의 펨토초 레이저는 세포 수준의 정밀한 치료가 가능하여, 치료부위와 인접한 위치에 위치한 세포에 영향을 최소화시키면서 수술할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 광원(110)은 1000nm 내지 1100nm의 파장을 갖고, 10KHz 내지 500KHz의 펄스 주파수를 갖는 레이저를 생성하도록 구성된다. 다만, 이는 일 예로서 상기 범위 이외의 파장 또는 펄스 주파수를 갖는 레이저를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.
광 변환부(120)는 레이저의 파라미터를 변화시킬 수 있는 다수개의 광학소자를 포함하여 구성된다. 여기서, 레이저의 파라미터라 함은 레이저의 출력, 펄스의 파형, 조사 시간, 조사 직경 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 따라서, 광원(110)에서 생성되는 레이저는 광 변환부(120)를 통과하면서 가공되어, 전안부 수술에 적합한 형태로 조절된다.
도면에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 광 변환부(120)는 반 파장판(half wave plate) 및 선형 편광판(linear polarizer) 등을 포함하여 레이저의 출력 및 레이저의 편광 특성 등을 변환시킬 수 있다. 이때, 별도의 검출기(detector)를 구비하여 피드백 제어에 의해 레이저의 출력 및 편광 특성을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 광 변환부(120)는 레이저의 직경(diameter), 발산특성(divergence), 비점수차 등의 파라미터를 조절할 수 있는 다양한 광학소자가 순차적으로 배열되어, 수술 내용에 적합한 레이저를 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 소자들은 다른 광학장치에서도 널리 사용되는 구성이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
그리고, 광 변환부(120) 또한 복수개의 렌즈, 거울 및 스플리터 등을 포함하는 다수개의 광학 소자를 포함하여 구성된다. 따라서, 광원(110)에서 생성되는 레이저가 일단으로 유입되고, 타단에 형성되는 광 조사부를 통해 레이저가 치료 부위로 조사되는 레이저의 광 경로를 형성한다.
이러한 광 변환부(120)는 광 조사부를 통해 조사되는 레이저의 조사 위치를 가변시킬 수 있도록, 광 경로를 가변할 수 있도록 구성된다. 따라서, 광 변환부(120)를 구성하는 광학 소자의 구동에 의해 전안부의 다양한 위치로 레이저가 조사될 수 있다.
구체적으로, 광 변환부(120)는 X-Y 스캐너(미도시) 및 Z 스캐너(미도시)를 포함하여 구성된다. 여기서, X-Y 스캐너는 적어도 두 개 이상의 갈바노 거울(galvano mirror)을 포함하여 구성되며, X-Y 스캐너의 구동에 의해 수평면 상에서 레이저의 조사 위치를 조절할 수 있다. 그리고, Z 스캐너는 레이저의 진행 방향을 따라 이동 가능한 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성되며, Z 스캐너의 구동에 의해 레이저가 조사되는 깊이가 결정된다. 따라서, 레이저는 광 변환부(120)를 통과함에 따라 수평 방향 및 수직 방향(도 1 기준)으로 다양하게 조사 위치가 변경될 수 있다.
전술한 바와 같이, 백내장 수술은 각막, 수정체의 전낭 및 수정체의 핵 부위 등 다양한 위치에서 치료가 요구된다. 따라서, 본 실시예에 따른 광 전달부는 X-Y 스캐너 및 Z 스캐너를 제어함으로써, 전안부의 다양한 위치에 레이저를 조사하여 수술을 진행하는 것이 가능하다.
다만, 도 1에서는 광 변환부와 광 전달부를 별개의 블록으로 도시하고 있으나, 이는 레이저가 통과되는 광학소자의 기능을 설명하기 위해 편의상 구분하여 도시한 것에 불과하다. 실시예를 구성함에 있어서는 레이저의 파라미터를 변환시키는 광학 소자가 광 경로를 형성함으로써, 광 변환부 및 광 전달부의 기능을 모두 수행하는 것도 가능하다. 또한, 도면에서는 광 변환부가 레이저의 진행 방향으로 전방에 배치되고, 광 전달부가 후방에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이러한 순서에 한정되는 것은 아니며 광 변환부를 구성하는 광학소자와 광 전달부를 구성하는 광학소자를 혼재하여 다양하게 배열하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
전술한 바와 같이, 광원(110)에서 생성된 레이저는 광 변환부(120)와 광 변환부(120)를 통과하여 광 조사부를 통해 외부로 조사된다. 이때, 광 조사부는 대물렌즈를 포함하여 구성되며, 이러한 대물렌즈는 레이저의 진행 방향을 축으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 광 조사부를 통해 조사된 빛은 환자의 전안부로 조사되어 치료가 이루어질 수 있다.
이때, 환자의 눈은 고정된 상태를 유지할 수 있도록, 아이인터페이스(eye interface)(600)에 의해 석션(suction)된 상태로 고정된다. 이러한 아이인터페이스(600)는 대물렌즈의 후방(레이저의 진행 방향을 기준)에 일체로 설치될 수도 있고, 또는 별도의 부재로 구성되어 눈을 석션한 상태에서 광 조사부의 말단에 결합되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 안과용 수술장치는 수술이 진행되는 전안부의 이미지를 획득하기 위한 이미지 검출부를 더 포함한다. 여기서, 이미지 검출부(200)는 카메라부(210), OCT(optical coherence tomography)부(200) 및 초음파 촬영부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
카메라부(210)는 눈 표면의 2차원 이미지를 획득할 수 있는 장치이다. 카메라부(210)는 별도의 카메라 광원(미도시) 구비하고, 카메라 광원을 이용하여 이미지를 검출한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 카메라 광은 전술한 광 변환부(120)의 빔 컴바이너(beam combiner)로 조사되어, 치료용 레이저가 조사되는 경로를 따라 광 조사부를 통해 아이인터페이스(600)에 고정된 눈에 조사된다. 그리고 눈의 표면에서 반사되는 빛을 검출하여, 눈 표면의 이차원 이미지를 획득하는 것이 가능하다.
OCT부(220)는 전안부의 단면 이미지를 획득할 수 있는 장치이다. OCT(optical coherence tomography)는 빛의 간섭 현상을 이용하여 단층 이미지를 획득하는 기술로, 컴퓨터 단층촬영(CT)에 비해 해상도가 우수하기 때문에 비침습적 진단법으로 널리 활용되고 있다. 최근 들어, 다수개의 단층 이미지를 초고속으로 처리하여 3차원 영상을 획득할 수 있는 기술이 개발되었고, 본 실시예에서는 이와 같이 3차원 영상 획득이 가능한 OCT를 적용하여 전안부의 특히, 수정체의 3차원 영상을 획득하는 것이 가능하다.
다만, OCT부(220)는 광을 이용하여 빛의 간섭 현상을 이용하여 이미지를 획득하므로, 광이 조사되지 않는 위치의 영역은 이미지를 획득하는 것이 곤란하다. 예를 들어, 전안부 내부에 위치하는 수정체 중 동공의 하측에 위치한 영역은 광이 조사될 수 있어 OCT부(220)를 통해 이미지를 확보할 수 있지만, 홍체의 하측에 위치한 수정체의 단부는 광이 조사될 수 없어 OCT부(220)를 통해 이미지를 확보할 수 없는 단점이 있었다(도 5 참조).
따라서, 본 실시예에서는 전안부 내부의 영상을 확보하기 위한 초음파 촬영부(230)를 더 포함할 수 있다. 초음파 촬영부(230) 또한 전안부의 단면 이미지를 획득할 수 있는 장치이다. 초음파 촬영부(230)는 눈으로 초음파를 조사하여 각 조직으로부터 반사되는 초음파의 패턴을 이용하여 단층 이미지를 획득한다. 이러한 초음파 촬영부(230)는 빛이 아닌 초음파를 이용하기 때문에, 빛이 투과하지 못하는 영역의 영상까지 확보할 수 있어 의료 진단 기기 분야에서 널리 활용되고 있다. 최근 들어 초음파 촬영에 의해 얻어진 다수개의 단층 이미지를 초고속으로 처리하여 3차원 영상을 획득할 수 있는 기술이 개발되었고, 본 실시예에서는 이와 같이 3차원 영상 획득이 가능한 초음파 촬영부를 적용하여 전안부의 영상, 특히 수정체의 영상을 획득하는 것이 가능하다(도 6 참조).
초음파 촬영부(230)는 환자의 전안부와 접촉된 상태에서 초음파를 전달할 수 있도록 전안부와 접촉 가능하게 설치된다. 본 실시예에서는 환자의 눈의 고정시키는 아이인터페이스(600)의 접촉면에 초음파를 전달하는 전송 모듈 및 반사되는 초음파를 감지하는 감지 모듈이 구비될 수 있다. 다만, 초음파 촬영부가 아이인터페이스와 일체로 형성되는 구조가 아니라, 별도의 부재로 구성되는 것도 가능하다. 예를 들어, 초음파 촬영부는 아이인터페이스에 고정된 상태에서 아이인터페이스의 외곽을 따라 설치될 수 있는 부재로 구성되는 것도 가능하며, 별도의 프로브(probe) 타입의 부재로 구성되어 환자의 전안부와 접촉한 상태에서 초음파를 전달하고 반사되는 정보를 감지할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.
이러한 초음파 촬영부(230)에서 획득되는 이미지는 OCT부(220)에 의해 획득되는 이미지와 비교할때, 해상도가 떨어지는 단점이 있으나, OCT부(220)에 의해 획득할 수 없는 부위까지 촬영할 수 있는 장점이 있어, 본 실시예에서는 OCT부(220)와 초음파 촬영부(230)로부터 구비되는 정보를 보완하여 사용하는 것이 가능하다. 다만, 이미지 검출부의 카메라부, OCT부 및 초음파 촬영부의 구체적인 기술은 유사한 기술 분야에서 널리 사용되는 기술이므로 구체적인 구조에 대한 설명은 생략한다.
이와 같이 이미지 검출부(200)에서 획득된 눈에 대한 표면 이미지 및 단층 이미지는 프로세서(300)에 의해 처리되어 인터페이스(500)로 제공될 수 있다. 인터페이스(500)는 디스플레이를 포함하여, 이미지 검출부(200)에서 획득된 이미지를 표시할 수 있다. 인터페이스(500)를 통해 표시되는 이미지는 다양한 용도로 활용될 수 있다.
예를 들어, 카메라부(210)로부터 전송된 아이인터페이스(600)에 고정된 환자의 눈의 이미지를 제공하여, 눈이 정상적으로 도킹되었는지를 확인하는 것도 가능하고, 각막이 절개되는 부위를 선택하거나 절개 부위를 표시하는데 활용할 수 있다.
또한, OCT부(220)로부터 전송된 전안부의 단층 이미지는 환자의 전안부의 내부를 진단하는 자료로 제공될 수 있고, 수정체의 절개 범위 및 패턴 선택시 참고할 수 있는 이미지 자료로 제공될 수 있다. 또한, OCT부(220) 및 초음파 촬영부(230)의 이미지를 처리하여 얻을 수 있는 3차원 영상은 시축(optical axis) 설정 및 레이저가 조사되는 좌표 등을 연산하는데 활용할 수 있으며, 수술 과정의 실시간 영상을 제공하는 활용할 수 있다.
이와 같이, 인터페이스(500)는 이미지 검출부(200)로부터 획득된 정보를 이용하여 사용자가 수술 부위에 관한 정보를 얻고, 수술을 설계하고, 수술 과정을 표시하는데 다양하게 활용될 수 있다.
나아가, 인터페이스(500)는 사용자가 이를 통해 수술 장치의 구동을 비롯한 각종 조작을 할 수 있도록 구성된다. 따라서, 사용자는 디스플레이에 표시된 이미지 및 영상을 참고하여, 수술 위치의 선정, 수술 내용 설계, 환자 정보 열람 등 다양한 명령을 입력하는 것이 가능하다. 본 실시예에 따른 인터페이스(500)는 터치 스크린(touch screen)으로 구성하여 디스플레이되는 이미지를 활용하여 사용자가 각종 내용을 선택할 수 있도록 구성하나, 이외에도 다양한 방식으로 구성할 수 있음은 물론이다.
한편, 프로세서(300)는 이미지 검출부(200)로부터 획득한 이미지 데이터를 처리하여 인터페이스(500)로 제공할 수 있다. 예를 들어, OCT부(220)에서 획득한 단층 데이터를 이용하여 전안부의 3차원 영상을 구성하여 인터페이스(500)에 제공하거나, 인터페이스(500)에서 요청된 특정 방향의 단면 이미지를 추출하여 인터페이스(500)에 제공할 수 있다.
또한, 프로세서(300)는 이미지 데이터 및 좌표 데이터를 이용한 각종 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는 카메라부에서 획득된 눈의 표면 이미지, OCT부(220)에서 획득된 단층 이미지, 그리고 단층 이미지로부터 얻어지는 3차원 영상 사이의 사이의 좌표를 연산하여, 상호간의 위치 관계를 매칭시키는 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 사용자가 인터페이스(500)를 통해 눈의 표면의 특정 위치를 선택하면, 그 위치에 해당하는 단층 이미지 및 3차원 영상 데이터를 제공하는 것이 가능하다. 또한, 사용자가 디스플레이 된 이미지를 통해 위치를 선택하거나 수술 부위를 설정하면, 이를 좌표로 연산함으로써 해당 좌표의 이미지를 제공하거나 레이저가 조사되는 좌표를 산출하는 것이 가능하다.
나아가, 본 실시예의 프로세서(300)는 OCT부(220)에서 얻어지는 3차원 이미지 및 초음파 촬영부(230)에서 얻어지는 3차원 이미지를 처리하여 환자의 눈의 시축을 정확하게 설정하는 것이 가능하다. 다만, 이러한 기능에 대해서는 아래에서 보다 상세하게 서술하도록 한다.
이외에도, 프로세서(300)는 내부에서 획득되는 데이터 및 외부로부터 입력되는 데이터를 처리하는 역할을 수행할 수 있다. 다만, 이러한 프로세서의 기능은 산업 분야에서 널리 사용되고 있는 기술이므로, 일반적인 기능에 대한 설명은 생략한다.
한편, 제어부(400)는 인터페이스(500)를 통해 입력된 사용자의 입력 또는 수술 장치의 동작 모드에 따라 해당 위치에 레이저를 조사할 수 있도록 광원(110), 광 변환부(120) 및 광 전달부(130)를 포함하는 각종 구성 요소의 동작을 제어한다.
예를 들어, 제어부(400)는 광원(110) 및 광 변환부(120)의 각종 구성요소를 제어하여 수술에 이용되는 레이저를 생성하고, 수술의 진행 단계에 따라 레이저의 펄스 파형, 출력, 빔 사이즈 등의 각종 파라미터를 조절할 수 있다. 또한, 사용자가 지정한 패턴 또는 기 설정된 수술 모드에 따라 광 전달부의 각종 구성요소를 제어하여, 설정된 치료 부위에 레이저가 조사될 수 있도록 제어하며, 레이저가 조사되는 궤적 및 패턴을 조절할 수 있다. 나아가, 수술 장치가 동작하는 중 이상이 발생하는 경우, 광 변환부(120)에 구비되는 셔터(shutter, 미도시)를 동작하여 레이저가 눈으로 조사되는 것을 차단하는 것도 가능하다.
이 이외에도, 제어부(400)는 수술을 진행하기에 앞서 수행되는 환자의 눈을 고정시키는 단계 및 수술이 진행된 이후에 수술 결과를 확인하는 단계에서도 각종 구성요소들의 동작을 제어하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 안과용 수술 장치는 레이저를 이용하여 전안부의 다양한 부위를 치료하는 것이 가능하며, 이 때 이미지 검출부(200)로부터 획득되는 다양한 이미지를 이용하여 용이하게 수술을 설계하고 수술을 진행하는 것이 가능하다.
이하에서는, 전술한 안과용 수술장치를 이용한 백내장의 수술 방법 및 이에 대응되는 수술 장치의 제어방법을 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 안과용 수술 장치를 이용한 안과용 수술 방법 및 이에 대응되는 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2의 수술 단계에 따른 치료 부위를 도시한 도면이다. 도 2에서 좌측은 각각의 수술 단계를 도시한 것이고, 우측은 각 수술 단계에 대응되는 전안부 수술장치의 제어 단계를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 환자가 안과용 수술장치에 위치하면 환자의 눈을 고정하는 단계를 수행한다(S10, S100). 본 단계는 환자가 베드에 누운 상태에서 아이인터페이스(600)를 이용하여 환자의 눈을 석션한 후, 수술장치의 광 조사부 말단을 하강시켜 아이인터페이스(600)를 상기 단부에 도킹시키는 방식으로 제어된다.
다만, 본 실시예에서는 안과용 수술장치와 별개의 아이인터페이스를 이용하는 구조를 중심으로 설명하나, 광 조사부의 말단에 아이인터페이스가 일체로 형성되어 광 조사부의 위치를 하강하여 도킹 단계를 진행하는 것도 가능하다.
이와 같이 환자의 눈을 고정시키는 단계는 광 경로의 중심과 눈의 시축이 정렬되는 위치에 고정될 수 있도록 이미지 검출부(200)를 통해 획득되는 이미지를 지속적으로 참고하면서 도킹을 진행할 수 있다.
환자의 눈의 위치가 고정되면, 환자의 눈을 진단하고 수술 내용을 설정하는 단계를 수행한다(S20, S200). 본 단계는 이미지 검출부(200)에 의해 획득되는 눈의 표면 이미지, 전안부 단층 이미지, 수정체의 3차원 이미지 등을 활용할 수 있도록 인터페이스(500)를 통해 이미지 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 수술 이전 단계에서 수집된 환자의 정보와 인터페이스(500)를 통해 제공되는 각종 이미지 정보를 이용하여 각막 및 수정체의 절개 위치, 레이저 파라미터 및 패턴 등의 구체적인 수술 정보를 설정하는 것이 가능하다.
그리고, 사용자의 선택에 의해 수술 영역이 설정되면, 프로세서(300)는 해당 영역의 좌표를 연산하여, 제어부(400)로 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 제어부(400)는 프로세서(300)에서 제공된 좌표를 이용하여 레이저 시스템(100)의 구동을 제어하는 것이 가능하다.
나아가, 본 단계에서는 프로세서(300)가 제공되는 전안부 이미지를 이용하여 환자의 시축을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 환자의 시축은 수술 영역을 설정하는데 고려되어야할 중요한 요소로서, 수술 결과에 큰 영향을 미칠수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 프로세서(300)는 OCT부(220) 및 초음파 촬영부(230)에서 제공되는 이미지를 이용하여 정확한 시축을 판단하고, 이러한 결과를 수술 영역을 설정하고, 좌표를 선정하는데 제공하는 것이 가능하다.
다만, 이러한 시축을 결정하는 구체적인 과정에 대해서는 아래에서 별도의 도면을 이용하여 상세하게 설명하도록 한다.
수술 내용의 설정이 완료되면, 먼저 수정체의 전낭을 원형으로 절개하는 원형 전낭 절개 단계(capsulotomy)를 수행한다(S30, S300). 원형 전낭 절개는 캡슐 형상으로 이루어진 수정체의 전면 표면(도 3 a의 B 참조)을 절개하는 것으로, 이후에 진행되는 수정체 핵 부위(도 3 a의 C 참조) 절개시 수정체의 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있도록 수정체 핵 절개에 선행하여 진행된다. 이때, 전낭 절개시 레이저가 조사되는 궤적은 시축을 중심으로 동심원을 형성하도록 구성될 수 있다. 또는 삽입되는 렌즈의 형상에 따라 타원형의 궤적을 형성하도록 구성될 수 있다. 다만, 전낭 절개시 레이저가 조사되는 궤적의 중심으로 시축이 통과하도록 좌표를 설계하는 것이 바람직하다. 따라서, 향후 인공 수정체를 삽입하는 경우, 인공 수정체는 제거된 수정체와 동일한 시축을 갖도록 위치하여 수술 효과가 향상될 수 있다. 이러한 단계를 수행할 수 있도록 안과용 수술장치는 제1 작동 모드로 동작하면서, 수정체의 전방 표면에 설정된 궤적을 따라 레이저를 조사하여 원형으로 전낭을 절개한다(도 3b의 P1 참조).
원형 전낭 절개 단계가 이루어지면, 수정체의 핵 부위(도 3 a의 B 참조)를 절개하는 단계를 진행한다(S40, S400). 핵 부위의 절개는 백내장이 진행되어 혼탁해진 부분을 절개하는 것으로, 백내장에 의해 경화된 핵 부위를 레이저를 이용하여 작은 조각(fragment)으로 절개 또는 유연화시킴으로써 향후 흡입 과정을 통해 용이하게 수정체 핵을 제거하는 것이 가능하다.
이때, 수정체의 핵 부위를 제거하면서 수정체의 후낭(posterior chamber)(도 3 a의 D 참조)이 손상되면, 절개된 수정체 조각이 유리체(도 3 a의 E 참조) 부위로 빠져 나가 향후 후발성 백내장을 야기할 수 있다. 따라서, 본 단계를 진행함에 있어 수정체의 후낭이 손상되지 않도록, 레이저 조사 구역을 설정함에 있어 후낭과의 안전거리를 확보할 필요가 있다.
본 단계를 수행하기 위해, 안과용 수술장치는 제2 작동 모드로 동작하면서 수정체의 핵부위로 레이저를 조사한다. 본 실시예에서는 레이저가 바둑판 형상의 궤적으로 조사되도록 설정하였으나(도 3 a의 P2 참조), 이는 일 예에 불과하며 수정체를 작은 조각으로 절개할 수 있도록 다양한 형상으로 레이저 궤적을 형성할 수 있다.
또한, 본 단계는 전낭 절개 및 각막 절개와 달리 소정의 두께를 갖는 핵 부위를 절개하는 것이므로, 레이저가 하나의 평면에 조사되는 것이 아니라 Z 스캐너가 동작하면서 서로 다른 깊이의 복수의 층에서 절개가 이루어지도록 구성할 수 있다. 이때, 각각의 층에서 레이저가 조사되는 궤적은 동일한 궤적으로 조사되는 것도 가능하며, 수정체의 절개가 용이하도록 각각의 층별로 서로 다른 궤적을 형성하도록 구성될 수 있다.
나아가, 레이저가 조직에 조사되면 기포가 발생하게 되며, 본 단계와 같이 레이저를 다양한 깊이로 조사하는 경우에 선행 조사된 레이저에 의해 발생한 기포에 의해 레이저가 산란되어 조사 위치로 충분한 에너지가 전달되지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 안과용 수술장치는 제2 작동단계에서 레이저를 조사함에 있어, 수정체의 후낭과 인접한 부분을 먼저 조사하고 전낭 방향과 인접한 위치는 나중에 조사하여 선행 레이저로 인해 발생되는 기포의 영향을 최소화시킬 수 있다.
수정체의 절개가 완료되면, 각막(도 3a의 A 참조)을 절개하는 단계를 진행한다(S50, S500). 각막 절개는 흡입 장치가 삽입될 수 있는 통로를 형성할 수 있도록, 각막의 소정 구간을 절개하는 단계이다. 이와 더불어 백내장 수술과 동시에 각막 이상으로 인한 난시를 개선할 수 있도록, 각막의 특정 부위를 절개하여 각막의 형상을 변화시키는 시술을 동시에 진행하는 것이 가능하다.
본 단계를 수행하기 위해, 안과용 수술장치는 제3 작동 모드로 동작하면서, 각막의 소정 구역으로 레이저를 조사한다(도 3b의 P3 참조). 이때, 각막이 절개되는 구역은 수술이 진행되기에 앞서 측정된 각막 검사 결과를 참고하여, 사용자가 인터페이스를 통해 설정할 수 있다.
이와 같이 레이저 조사를 통해 수정체의 전낭, 수정체의 핵 부위 및 각막의 절개가 완료되면, 안과용 수술장치는 도킹 상태를 해제하고, 환자의 눈에서 아이인터페이스를 제거한다(S600).
그리고, 프로브 형태의 흡입 장치를 각막의 절개 부위로 삽입하여, 조각으로 절개된 수정체를 빨아들임으로써, 수정체의 후낭을 제외하고 완전히 제거하는 것이 가능하다(S60). 그리고 수정체가 제거된 위치로 인공 수정체를 삽입함으로써 백내장 수술이 완료될 수 있다(S70).
이상에서 설명한 바와 같이, 전술한 안과용 수술장치는 전낭을 절개하고, 수정체를 분쇄하며, 각막을 절개하는 작업을 레이저를 조사하는 방식으로 진행하므로,종래에 비해 보다 신속하고 정확하게 정확하는 것이 가능하다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여, 도 2의 진단 및 설정 단계에서 시축을 설정하는 과정을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 환자의 시축은 수술 부위를 설정 및 인공 수정체의 삽입 위치와 직결되는 문제이기 때문에, 시축을 정확하게 설정하는 것은 수술 후의 환자의 시력에 큰 영향을 미치게 된다. 종전에는, 시축과 동공의 중심이 일치할 것으로 가정하고 시술을 진행하였으나, 개인 특성에 따라 시축과 동공의 중심이 일치하지 않는 경우가 많다. 또한, OCT를 이용하여 수정체의 형태를 파악하여 시축을 결정하고자 하더라도, 홍체의 하측에 위치한 수정체의 단부의 위치는 촬영이 불가능하기 때문에 획득된 이미지의 표면을 연장시켜 수정체 단부의 형상을 가상적으로 파악할 수 밖에 없었다. 이로 인해, OCT를 이용하더라도 정확한 시축을 설정하는데는 한계가 있었다. 따라서, 본 실시예에서는 OCT부(220)와 초음파 촬영부(230)를 동시에 구비하여 정확하게 시축을 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
도 4는 도 2의 진단 및 설정 단계의 과정을 상세하게 도시한 순서도이다. 진단 및 설정 단계는 전술한 바와 같이, 수술 이전 단계에서 수집된 환자 정보 및 인터페이스부를 통해 제공되는 각종 이미지 정보를 이용하여, 환자의 상태를 진단하고 수술 내용을 설정하는 과정이 이루어지나, 이하에서는 시축을 설정과 관련성이 있는 단계를 중심으로 설명한다.
우선, 진단 및 설정 단계는 제1 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(S210). 제1 이미지 획득 단계에서는 OCT부(220)를 이용하여 전안부 내측의 단층 이미지를 촬영한다. 그리고, 이러한 단층 이미지를 이용하여 프로세서(300)에서 3차원으로 이루어진 제1 이미지를 생성한다.
도 5는 OCT부에 의해 촬영된 단층 이미지이다. 도 5에 도시된 바와 같이, OCT부(220)를 이용하여 얻어지는 단층 이미지는 수정체의 중심 영역에서는 높은 해상도의 이미지를 제공하나, 홍체의 하측에 위치하는 수정체의 단부는 광이 조사될 수 없어 분명한 이미지를 획득하는 것이 불분명하다. 따라서, 이러한 단층 이미지를 처리하여 제1 이미지를 생성하면, 수정체의 양측 단부는 형상이 불분명한 3차원 이미지를 얻게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 제2 이미지를 획득하는 단계를 함께 수행한다(S220). 제2 이미지 획득 단계에서는 초음파 촬영부(230)를 이용하여 전안부 내측의 단층 이미지를 촬영한다. 그리고, 이러한 단층 이미지를 프로세서에서 처리하여 3차원으로 이루어진 제2 이미지를 생성한다.
도 6은 초음파 촬영부에 의해 촬영된 단층 이미지이다. 초음파 촬영부(230)를 이용하여 얻어지는 단층 이미지는 음파를 이용하기 때문에 해상도가 낮지만, 광이 조사되지 않는 위치의 형태 정보까지 획득하는 것이 가능하다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, OCT부(220)에 촬영된 단층 이미지와 달리, 수정체의 단부의 형상까지 정확하게 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 프로세서(300)는 이를 처리하여 수정체의 단부의 형상을 포함하는 3차원 이미지를 생성할 수 있다.
제1 이미지 및 제2 이미지가 생성되면, 프로세서(300)는 이를 처리하여 제3 이미지를 생성하는 단계를 진행한다. 전술한 바와 같이, 제1 이미지는 해상도가 높으나 수정체 단부의 형태가 명확하지 않고, 제2 이미지는 해상도는 낮으나 수정체의 단부의 형태 정보를 명확하게 나타낸다. 따라서, 프로세서(300)는 제2 이미지에 나타나는 수정체 단부의 형태 정보를 이용하여, 제1 이미지에 수정체 단부의 형상을 부가하는 방식으로 제3 이미지를 생성한다. 따라서, 제3 이미지는 수정체의 전체적인 형상에 대한 3차원 이미지를 명확하게 나타낼 수 있다.
다만, 위에서는 OCT부를 이용하여 3차원 영상을 생성하고, 초음파 촬영부를 이용하여 3차원 영상을 생성하여, 이로부터 수정체의 완성된 3차원 영상을 도출하는 방식으로 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, OCT부에서 얻어진 이미지 정보와 초음파 촬영부를 통해 얻어진 정보를 처리하여 제3 이미지를 생성하는 프로세스는 다양한 방식으로 구현할 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 이와 같이 제3 이미지가 생성되면 이를 기초로 시축을 판단할 수 있다(S240). 수정체는 렌즈의 형상으로 구성되며, 시축은 수정체의 중심을 관통하는 것이 일반적이다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 이미지에서 수정체의 양측 단부에 해당하는 한 쌍의 지점을 연결하고(L1), 다른 방향에서 수정체의 양측 단부에 해당하는 한 쌍의 지점을 연결하여(L1), 해당 교차점(O)을 수정체의 중심으로 판단하여 이를 관통하도록 시축(optical axis)을 결정하는 것이 가능하다.
다만, 도 7에서 사용한 방식은 정상적인 형상의 수정체의 시축을 판단하는 하나의 방식으로서, 수정체의 3차원 형상을 이용하여 다른 방식으로 시축을 설정하는 것도 가능하다.
시축이 결정되면 광이 조사되는 위치를 설계하는 단계를 진행한다(S250). 조사 위치의 선정을 시축을 고려하여 진행할 수 있다. 구체적으로, 수정체의 전낭이 절개되는 위치 및 수정체의 핵 부위가 절개되는 단면은 시축을 축으로 대칭을 이루도록 설계하는 것이 바람직하다. 하나의 예로서, 도 7에서는 수정체의 전낭 절개 단계에서 레이저가 조사되는 궤적을, 설정된 시축을 중심으로 동심원을 형성하도록 설계한 모습을 도시하고 있다(P1). 이 경우, 시축을 중심으로 원형의 낭이 형성되고, 향후 인공 수정체가 원형의 낭에 위치하여 수술 이전의 시축과 동일한 시축을 형성함에 따라, 수술 효과를 극대화 시킬 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 안과용 수술장치, 이의 제어방법 및 이를 이용한 수술방법에 대하여 설명한다. 다만, 전술한 제1 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.
전술한 제1 실시예에서는 안과용 수술장치가 초음파 촬영부를 구비하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 초음파 촬영부를 자체적으로 구비하지 않고 다른 장비에서 촬영된 초음파 촬영 이미지를 이용하도록 구성되는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안과용 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 진단 및 설정 단계의 과정을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안과용 수술장치의 이미지 검출부는 카메라부 및 OCT부를 포함하여 구성하며, 초음파 촬영부를 포함하지 않을 수 있다. 대신, 수술을 진행하기 이전에 별도의 초음파 촬영장치를 통해 촬영된 제2 이미지가 데이터 형태로 외부로 제공될 수 있다. 여기서, 외부로부터 제공된 제2 이미지는 전술한 실시예와 마찬가지로 수정체 단부의 형상 정보를 포함하는 이미지일 수 있다.
한편, 전술한 실시예의 프로세서는 이미지 검출부로부터 얻어지는 제1 이미지 및 제2 이미지를 이용하여 제3 이미지를 생성하는 것에 비해, 본 실시예에 따른 프로세서는 이미지 검출부로부터 얻어지는 제1 이미지와 외부로부터 입력되는 정보로부터 얻어지는 제2 이미지를 이용하여 제3 이미지를 생성하도록 구성된다.
그리고, 이러한 제3 이미지를 이용하여 환자의 시축을 결정하고, 수술시 레이저가 조사되는 영역을 설정할 수 있으며, 이러한 내용은 전술한 실시예에서 상세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시예는 전술한 실시예와 마찬가지로 도 2에 도시된 수술 단계 및 수술장치의 제어 단계를 따른다. 다만, 도 9에 도시된 바와 같이, 자체적으로 구비된 초음파 촬영부를 이용하여 제2 이미지를 생성하는 대신에, 외부로부터 촬영된 정보를 입력 받아 제2 이미지를 생성하는 방식으로 이루어진다(S220).
도 9에서는 제1 이미지를 생성하고, 제2 이미지를 외부로부터 입력받는 것과 같이 도시하고 있으나, 이는 일 예로서 각 단계의 순서에 한정되는 것은 아니며, 외부에서 초음파 촬영 이미지를 입력받는 단계는 제1 이미지 생성 단계 이전에 진행하는 것도 가능하며, 도킹이 이루어져 환자의 눈이 고정되기 이전 단계에 진행되는 것도 물론 가능하다.
그리고, 프로세서는 전술한 실시예와 마찬가지로 제3 이미지를 생성하여 시축을 결정하고, 나머지 단계를 진행함으로써 효과적으로 수술을 진행하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 의할 경우 환자의 수정체의 전체적인 형상을 고려하여 시축을 설정하여 수술을 진행할 수 있어 수술의 효과를 현저히 향상시킬 수 있다. 나아가, 특이한 형상의 수정체를 갖는 환자의 경우에도, 수정체의 전체 형상을 분석하여 최적의 수술 위치를 설정하는 것이 가능하므로, 환자의 개인 특성을 고려한 최적의 수술 계획을 수립하는 것이 가능하다.
나아가, 제2 실시예에 의할 경우 별도의 초음파 촬영부를 구비하지 않고도, 사전 검사 단계에서 촬영되는 초음파 촬영 이미지를 이용하여 수술에 활용하는 것이 가능하므로, 수술의 단계를 간소화시키고, 장치를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
100 : 레이저 시스템 200 : 이미지 검출부
210 : 카메라부 220 : OCT부
300 : 프로세서 400 : 제어부
500 : 인터페이스

Claims (26)

  1. 전안부의 제1 이미지를 생성하기 위한 제1 이미지 수단;
    상기 전안부의 제2 이미지를 생성하기 위한 제2 이미지 수단;
    상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 프로세서; 그리고,
    상기 제3 이미지에 근거하여 설정된 좌표로 레이저를 조사하는 레이저 시스템;을 포함하는 안과용 수술장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지 수단은 상기 제2 이미지 수단보다 해상도가 높은 이미지를 획득할 수 있고, 상기 제2 이미지 수단은 상기 제1 이미지 수단에서 생성하지 못하는 구역의 이미지 정보를 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지는 상기 전안부의 3차원 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이미지 수단은 OCT 방식으로 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지 수단은 초음파를 이용하여 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 이미지는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있지 않고, 상기 제2 이미지는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지에서 상기 수정체 단부의 형상을 완성시킨 상기 제3 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제3 이미지를 이용하여, 상기 전안부의 시축을 결정하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 전안부의 수정체 전낭에 레이저가 조사되는 궤적을 설정하며, 상기 시축은 상기 전낭에 레이저가 조사되는 궤적의 중심을 관통하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  9. 제1 이미지 수단으로부터 전안부의 제1 이미지 정보를 입력받는 단계;
    제2 이미지 수단으로부터 전안부의 제2 이미지 정보를 입력받는 단계;
    상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계;를 포함하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 이미지 수단은 상기 제2 이미지 수단보다 해상도가 높은 이미지를 획득할 수 있고, 상기 제2 이미지 수단은 상기 제1 이미지 수단에서 생성하지 못하는 구역의 이미지 정보를 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  11. 상기 제9항에 있어서,
    상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지 및 상기 제3 이미지는 3차원 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 생성하는 단계는 OCT 방식으로 얻어진 단층 이미지를 이용하여 상기 제1 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 초음파를 이용하여 상기 제2 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 생성하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있지 않고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 이미지를 생성하는 단계는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 제2 이미지에서 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 추가 보정하여 상기 제3 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 레이저의 좌표를 설정하는 단계는 상기 제3 이미지로부터 얻어지는 상기 수정체의 양측 단부의 위치를 이용하여 시축을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  16. 제1 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제1 이미지를 생성하는 단계;
    제2 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제2 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 전안부 수술방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 생성하는 단계는 OCT 방식으로 얻어진 단층 이미지를 이용하여 상기 제1 이미지를 생성하고, 상기 제2 이미지를 생성하는 단계는 초음파를 이용하여 상기 제2 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 전안부 수술방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 획득하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있지 않고, 상기 제2 이미지를 획득하는 단계는 상기 전안부의 수정체 단부의 형상 정보를 포함하고 있으며,
    상기 제3 이미지를 생성하는 단계는 상기 제1 이미지를 기초로 상기 제2 이미지에서 획득된 상기 수정체 단부의 형상 정보를 추가 보정하여 상기 제3 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 전안부 수술방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 레이저의 좌표를 설정하는 단계는 상기 전안부의 수정체 양측 단부의 위치를 이용하여 시축을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전안부 수술방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 설정된 좌표에 따라 상기 레이저를 조사하여 상기 수정체의 전낭을 절개하는 전낭 절개 단계를 더 포함하고, 상기 수정체 전낭에 조사되는 레이저의 궤적의 중심으로 상기 설정된 시축이 관통하는 것을 특징으로 하는 전안부 수술 방법.
  21. 전안부의 제1 이미지를 생성하기 위한 제1 이미지 수단;
    외부로부터 입력되는 상기 전안부의 제2 이미지를 제공받고, 상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상정보를 이용하여 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 프로세서; 그리고,
    상기 제3 이미지에 근거하여 설정된 좌표로 레이저를 조사하는 레이저 시스템;을 포함하는 안과용 수술장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 이미지는 OCT 방식에 의해 생성된 이미지이고, 상기 제2 이미지는 초음파 촬영에 의해 생성된 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치.
  23. 제1 이미지 수단으로부터 전안부의 제1 이미지 정보를 입력받는 단계;
    외부로부터 상기 전안부의 제2 이미지 정보를 입력받는 단계;
    상기 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계;를 포함하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 이미지 정보는 OCT 방식에 의해 생성된 이미지 정보이고, 상기 제2 이미지 정보는 초음파 촬영에 의해 생성된 이미지 정보인 것을 특징으로 하는 안과용 수술장치의 제어방법.
  25. 제1 이미지 수단을 이용하여 전안부의 제1 이미지를 생성하는 단계;
    기 촬영된 제2 이미지로부터 획득된 상기 전안부의 형상 정보를 이용하여, 상기 제1 이미지를 보정하여 제3 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제3 이미지에 근거하여 상기 전안부에 조사되는 레이저의 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 전안부 수술방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 이미지는 OCT 방식에 의해 생성된 이미지이고, 상기 제2 이미지는 초음파 촬영에 의해 생성된 이미지인 것을 특징으로 하는 전안부 수술방법.
KR20130017710A 2013-02-19 2013-02-19 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법 KR101510721B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130017710A KR101510721B1 (ko) 2013-02-19 2013-02-19 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130017710A KR101510721B1 (ko) 2013-02-19 2013-02-19 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140104588A true KR20140104588A (ko) 2014-08-29
KR101510721B1 KR101510721B1 (ko) 2015-04-10

Family

ID=51748332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130017710A KR101510721B1 (ko) 2013-02-19 2013-02-19 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101510721B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113591757A (zh) * 2021-08-07 2021-11-02 王新 一种眼部整形用自动化手术装置及设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9492322B2 (en) * 2009-11-16 2016-11-15 Alcon Lensx, Inc. Imaging surgical target tissue by nonlinear scanning
JP5842330B2 (ja) * 2010-12-27 2016-01-13 株式会社ニデック 眼底光凝固レーザ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113591757A (zh) * 2021-08-07 2021-11-02 王新 一种眼部整形用自动化手术装置及设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101510721B1 (ko) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101451970B1 (ko) 안과용 수술장치 및 이의 제어 방법
US11752037B2 (en) Optical surface identification for laser eye surgery
US11406537B2 (en) Laser eye surgery lens fragmentation
US10080684B2 (en) System and method for laser corneal incisions for keratoplasty procedures
US20220287882A1 (en) System and method for laser corneal incisions for keratoplasty procedures
AU2015320309A1 (en) Methods and systems for corneal topography, blink detection and laser eye surgery
US20230172755A1 (en) Monitoring laser pulse energy in a laser eye surgery system
KR101444757B1 (ko) 안과용 수술장치
KR101510721B1 (ko) 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법
KR101451968B1 (ko) 안과용 수술장치, 및 이의 제어 방법
KR101451969B1 (ko) 안과용 수술장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180323

Year of fee payment: 4