KR20160020376A - 안과용 치료장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

안과용 치료장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안과용 치료장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 안저에 치료광을 조사하는 치료광 조사부, 상기 안저 영역 중 상기 치료광이 조사된 위치를 포함하는 영역의 가이드 이미지를 획득하는 가이드 이미지부 및, 상기 가이드 이미지를 이용하여 환자의 안저 이미지 및 상기 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 표시부를 포함하는 안과용 치료장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.

Description

안과용 치료장치 및 이의 제어방법{AN OCULAR TREATMENT APPARATUS AND AN METHOD TO CONTROL THAT}
본 발명은 안과용 치료장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 치료가 진행되는 동안 레이저가 조사되는 위치를 확인하면서 치료를 진행할 수 있는 안과용 치료장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어 인체 조직에 흡수될 수 있는 광을 인체에 조사하여, 광 에너지에 의해 조직의 상태를 변화시키는 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 이 중에서도, 레이저를 이용한 치료장치는 피부 질환, 안(眼)질환, 신경 질환, 관절 질환, 부인과 질환 등 다양한 병변에 널리 사용되고 있다.
레이저를 이용한 안과용 치료장치는 각막 성형, 녹내장 또는 백내장 수술 등의 전안부 병변을 치료하는 장치가 다수 개발되고 있다. 최근에는 황반 변성을 비롯한 안저 영역의 각종 병변을 치료하기 위한 장치가 개발되고 있다. 그리고 이러한 수술 장치는 한국공개특허공보 제10-2014-0009846호에서도 개시되어 있다.
종래의 안과용 치료장치는 조명을 이용하여 외부에서 확인 가능한 망막 등의 표면 조직을 관찰하면서 치료를 진행할 수 있도록 구성된다. 여기서, 안저 영역의 병변을 치료하기 위한 장치는 망막의 내측에 위치한 조직(예를 들어, RPE 세포)을 타겟으로 한다. 따라서, 따라서, 망막 표면을 관찰하는 것으로는 이미 치료광이 조사된 영역을 식별하는 것이 곤란한 문제가 있었다.
한국공개특허공보 제10-2014-0009846호
본 발명은 안저의 복수의 위치에 치료광을 조사하여 치료를 진행함에 있어, 치료광이 조사된 위치를 연산하여 사용자에게 표시할 수 있는 안과용 치료장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위함이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 안저에 치료광을 조사하는 치료광 조사부, 상기 안저 영역 중 상기 치료광이 조사된 위치를 포함하는 영역의 가이드 이미지를 획득하는 가이드 이미지부 및, 상기 가이드 이미지를 이용하여 환자의 안저 이미지 및 상기 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 표시부를 포함하는 안과용 치료장치를 제공한다.
여기서, 상기 안저 이미지는 상기 가이드 이미지 보다 넓은 안저 영역을 나타내며, 상기 가이드 이미지는 상기 치료광이 조사된 위치 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 가이드 이미지는 상기 치료광 또는 상기 치료광이 조사되는 위치를 조준하는 조준광이 상기 안저에 맺힌 상을 포함하거나, 상기 치료광에 의해 치료 영역 내측에서 변성된 조직의 이미지를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가이드 이미지에 나타나는 영역은 접안부를 통해 사용자에게 제공되는 시야 영역을 포함하며, 가시 영역에 해당하지 않는 파장을 갖는 광을 이용하여 촬영될 수 있다.
구체적으로, 상기 안저 방향으로 적외선 또는 근적외선 대역의 파장을 갖는 촬영광을 조사하는 촬영 광원을 더 포함하고, 상기 가이드 이미지부는 상기 안저로부터 반사되는 상기 촬영광을 이용하여 상기 가이드 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 촬영 광원은 복수개로 구비되어, 상기 치료광이 상기 안저로 입사되는 경로의 외측 방향을 따라 배치될 수 있다.
이 이외에도, 치료 중 사용자가 상기 안저를 확인할 수 있도록 상기 안저 방향으로 가시광 대역의 파장을 갖는 조명광을 조사하는 조명 광원 및, 상기 안저로부터 반사되는 상기 조명광을 이용하 여 접안부를 통해 사용자가 확인하는 시야에 상응하는 비전 이미지를 획득하는 비전 이미지부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 조명 광원의 일측에는 상기 조명광의 광량 또는 조명광의 조사 면적을 제한하기 위한 슬릿이 배치되며, 상기 비전 이미지는 상기 가이드 이미지 보다 협소한 영역을 나타내도록 구성된다.
여기서, 상기 촬영광 및 상기 조명광은 상기 안저에서 반사되어 동일한 경로를 따라 진행하며, 상기 조명광 중 일부는 상기 경로상에 배치된 빔 스플리터를 통과하여 상기 접안부로 진행하고, 상기 조명광 중 나머지와 상기 촬영광은 상기 빔 스플리터에서 반사되어 각각 상기 가이드 이미지부 및 상기 비전 이미지부로 입사되도록 구성된다.
한편, 상기 치료광 조사부는 상기 안저의 복수의 위치에 상기 치료광을 순차적으로 조사하고, 상기 표시부는 상기 치료광이 조사된 복수의 위치를 상기 안저 이미지 상에 누적적으로 표시할 수 있다.
여기서, 상기 표시부에 표시되는 상기 안저 이미지는, 일 예로, 치료 이전에 환자의 안저를 촬영한 기준 이미지일 수 있다. 그리고, 상기 기준 이미지와 상기 가이드 이미지를 매핑하여, 상기 기준 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치의 좌표를 연산하는 프로세서를 더 포함하고, 상기 표시부는 상기 좌표에 근거하여 상기 기준 이미지와 상기 기준 이미지 상에 상기 치료광의 조사 위치를 표시할 수 있다.
다른 예로, 상기 표시부에 표시되는 상기 안저 이미지는 치료 중 획득되는 복수의 상기 가이드 이미지가 조합된 조합 이미지일 수 있다. 여기서, 프로세서는 상기 복수의 가이드 이미지를 조합하여 조합 이미지를 생성한다. 구체적으로, 상기 프로세서는 상기 가이드 이미지부로부터 새로운 가이드 이미지가 획득되면, 기 생성된 조합 이미지와 상기 새로운 가이드 이미지를 조합하여 새로운 조합 이미지를 생성할 수 있다. 여기서, 프로세서는 상기 새롭게 생성된 조합 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치의 좌표를 연산하고, 상기 표시부는 상기 좌표에 근거하여 상기 새롭게 생성된 조합 이미지와 상기 조합 이미지 상에 상기 치료광의 조사 위치를 표시할 수 있다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 치료광 조사부를 구동하여 환자의 안저로 치료광을 조사하는 단계, 상기 치료광이 조사되는 영역에 대한 가이드 이미지를 획득하는 단계 및, 상기 가이드 이미지를 이용하여 환자의 안저 이미지 및 상기 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 단계를 포함하는 안과용 치료장치의 제어방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 이미지를 획득하는 단계는 근적외선 또는 적외선 대역 파장의 촬영광을 상기 안저에 조사하고, 상기 안저에서 반사되는 상기 촬영광을 이용하여 상기 가이드 이미지를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 이미지를 획득하는 단계는 상기 치료광을 조사하는 단계와 실질적으로 동시에 이루어질 수 있다. 상기 치료광 조사부는 상기 안저의 복수의 위치에 상기 치료광을 순차적으로 조사하고, 상기 표시부는 상기 치료광이 조사된 복수의 위치를 상기 안저 이미지 상에 누적적으로 표시하도록 진행될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 가이드 이미지를 이용하여 치료광이 조사될 때마다 실시간으로 표시부 상에 치료광이 조사된 위치를 표시할 수 있어, 사용자가 치료의 진행 내용을 용이하게 파악할 수 있고, 치료 위치 누락 또는 중복 치료 등으로 인한 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 슬릿 램프 내부 구조를 도시한 블록도,
도 3은 도 2의 빔 스플리터를 통과하는 광 경로를 도시한 도면,
도 4는 도 2에서 비전 이미지 및 가이드 이미지의 일 예를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 프로세서 및 표시부를 도시한 블록도,
도 6은 가이드 이미지와 기준 이미지의 매칭 과정을 도시한 도면,
도 7은 표시부의 나타나는 인터페이스의 일 예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 측면도,
도 9는 도 8의 진단 렌즈 및 접안 렌즈를 도시한 단면도, 그리고,
도 10은 도 1의 안과용 치료장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안과용 치료장치에서 획득된 가이드 이미지,
도 12는 제3 실시예에서 표시부에 표시되는 안저 이미지,
도 13은 제3 실시예에 따른 안과용 치료장치의 제어방법을 도시한 순서도이고,
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가이드 이미지와 기준 이미지의 매칭 과정을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 안과용 치료장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 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.
본 실시예에서는 망막과 같은 안저 영역의 병변을 치료하기 위한 안과용 치료장치를 일 예로서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 안저 영역 이외의도 전안부 조직, 피부 조직 등 다양한 조직에 존재하는 병변을 광을 조사하여 치료하는 다양한 치료장치에 적용할 수 있음을 앞서 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 슬릿 램프(10) 및 표시부(20)를 포함하여 구성된다.
슬릿 램프(10)는 사용자가 환자의 눈을 관찰하면서 치료를 진행할 수 있는 장치이다. 슬릿 램프(10)의 본체 일측에는 환자의 눈의 위치를 고정시키기 위한 대안부(object part)(120)가 구비되고, 타측에는 사용자가 환자의 눈을 관찰할 수 있는 접안부(eyepiece part)(110)가 구비된다. 슬릿 램프(10)의 외부에는 사용자가 관찰하고 있는 시야 방향 또는 치료 내용을 조절하기 위한 각종 조작부(30)가 구비될 수 있다. 그리고 슬릿 램프(10)의 내측에는 각종 구성 요소가 내장 설치 될 수 있다.
표시부(20)는 슬릿 램프와 인접한 위치에 구비되어, 치료 중 사용자에게 필요한 각종 정보를 표시한다. 도 1에 도시된 바와 같이 표시부(20)는 평판 디스플레이 장치를 이용하여 구성될 수 있으며, 이 이외에도 다양한 표시 장치를 이용하여 구성할 수 있다. 도 1에서는 슬릿 램프의 일측에 별도로 배치되는 구조를 표시하고 있으나, 슬릿 램프의 내부에 헤드 업 디스플레이(head-up display)로 구성되거나, 사용자 편의를 고려하여 다양한 위치에 구비될 수 있다.
도 2는 도 1의 슬릿 램프 내부 구조를 도시한 블록도이다. 전술한 바와 같이, 슬릿 램프(10)의 일측에는 대안부(120)가 구비되고, 타측에는 접안부(110)가 구비된다. 대안부(120)는 슬릿 램프(10) 내부에서 생성된 광이 환자의 안저로 입사되는 위치로, 인접한 위치에 환자의 안구와 접촉되는 컨택트 렌즈(40)가 구비될 수 있다. 여기서, 컨택트 렌즈는 슬릿 램프 상에 설치되는 것도 가능하고, 슬릿 램프와 별도 유닛으로 구성되어 사용자가 파지하여 직접 환자의 안구에 접촉시켜 사용하도록 구성될 수 있다. 접안부(110)는 환자의 안저로부터 반사된 광의 전부 또는 일부가 도달하는 위치로, 사용자는 접안부를 통해 환자의 안저를 관찰할 수 있다. 그리고, 대안부(120)와 접안부(110)의 사이에는 다양한 종류의 광원, 복수의 광학 소자 및 각종 검출장치 등의 각종 구성들이 구비된다. 이러한 구성들은 역할에 따라 크게 치료 광학계(101) 및 관찰 광학계(102)로 분류할 수 있다. 다만, 이러한 분류는 서로 배타적으로 구분되는 것은 아니며, 일부 구성의 경우 치료 광학계 및 관찰 광학계에 모두 해당할 수 있다.
우선, 치료 광학계(101)는 환자의 병변을 치료하고 치료 내용을 모니터링하는데 이용되는 광학계이다. 이러한 치료 광학계는 치료광(treatment beam)을 조사하는 치료광 조사부(130), 조준광(aiming beam)을 조사하는 조준광 조사부(150), 치료 중 치료광이 조사된 영역의 상태 정보를 감지하기 위한 모니터링부(140)를 포함한다. 그리고, 치료광 및 조준광이 진행하는 광 경로를 형성하는 각종 광학 소자 및 광의 진행 방향을 변경하기 위한 스캐너(scanner)(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
치료광 조사부(130)는 치료광을 발생시키는 치료광 광원 및 치료광의 광 특성을 가공하는 각종 광학 소자(미도시)를 포함하여 구성된다. 치료광은 레이저로 구성되며, 치료광 광원은 레이저를 발진할 수 있는 Nd:YAG, Ho:YAG 등과 같은 레이저 매질 또는 레이저 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 레이저를 여기시키기 위한 각종 전기 회로, 특정 파장 대역의 광을 발진시키기 위한 광학 필터, 그리고 셔터 등의 다양한 소자들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 SRT(selective retina therapy) 방식으로 황반 변성과 같은 안저 영역의 병변을 치료하는 장치로 구성된다. 따라서, 치료광은 다층 구조로 이루어진 망막 조직 중 망막의 표면(접안부를 통해 관찰 가능한 표면)으로부터 소정 깊이 만큼 내측에 위치하는 RPE 세포층에 선택적으로 흡수될 수 있는 파장 또는 펄스폭을 갖는다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 치료광 조사부(130)는 가시광선 또는 근적외선 영역 파장의 치료광을 조사한다. 치료광은 망막의 전방에 위치하는 세포층(망막 표면 기준)에는 거의 흡수되지 않고 투과한 후, 망막 내측에 위치하는 RPE 세포층의 멜라노좀에 흡수될 수 있다. 따라서, 치료광에 의해 흡수되는 에너지의 양의 증가함에 따라 RPE 세포의 상태가 변화하고, 이에 의해 새로운 RPE 세포가 재생되는 방식으로 치료가 이루어진다. 이는 멜라노좀의 온도가 상승함에 따라 멜라노좀 표면에서 미세기포(micro bubble)이 발생하게 되고, 미세기포가 점차적으로 성장함에 따라 RPE 세포가 선택적으로 괴사되어 해당 위치에 새로운 RPE 세포가 재생되는 것으로 해석되고 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 SRT 방식으로 치료광을 조사하도록 구성하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, Sub-Threshold laser 방식 또는 Micro pulse laser 방식과 같이 다양한 방식으로 치료광을 조사하는 경우에도 적용할 수 있다.
한편, 조준광 조사부(150)는 조준광을 발생시켜 치료 영역으로 조사하는 구성이다. 조준광은 치료광을 조사하기 이전 또는 치료광이 조사되는 동안 치료 영역에 직접 조사되어, 사용자에게 치료광이 조사되는 위치를 알려준다. 이러한 조준광은 시술자가 육안으로 확인할 수 있도록 가시광선 대역의 파장을 갖을 수 있다.
조준광 조사부(150)에서 조사되는 조준광은 치료광이 조사되는 하나의 타겟 위치를 표시하도록 단일 스팟(spot)형태로 조사되는 것도 가능하며, 치료광이 순차적으로 조사되는 복수의 위치를 동시에 표시할 수 있도록 복수의 스팟 형태로 조사되는 것도 가능하다. 이 이외에도, 조준광은 격자 형태를 비롯하여, 치료광이 조사되는 영역의 경계를 표시하는 등 다양한 방식으로 조사될 수 있다.
그리고, 모니터링부(140)는 치료광 조사시 타겟이 되는 조직의 상태 정보를 감지하기 위한 구성이다. 지나치게 많은 양의 치료광이 조사되는 경우, 타겟이 되는 RPE 세포 뿐 아니라 인접한 위치의 RPE 세포 또는 인접한 광수용 세포까지 열적 손상이 발생할 우려가 있다. 따라서, 모니터링부(140)에서는 치료광이 조사되는 동안, 치료광이 조사되는 위치에서의 조직 상태 정보를 실시간으로 감지하고, 이에 근거하여 치료광 조사부(130)의 동작 내용이 제어될 수 있다.
여기서, 상태 정보라 함은 타겟 조직의 온도 변화, 부피 변화, 굴절율 변화, 세포 이동 또는 이로 인해 발생되는 신호에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고, 모니터링부(140)는 이러한 상태 정보를 감지할 수 있도록 다양한 방식으로 설계될 수 있다.
일 예로서, 본 실시예에 따른 모니터링부(140)는 OCT(optical coherent tomography) 장치와 같이, 모니터링부에서 발생되는 검측광과 기준광 사이의 간섭 정보를 이용하여 조직의 상태 정보를 감지하도록 구성할 수 있다. 구체적으로, 기준광은 기 설정된 경로를 따라 진행하고, 검측광은 치료광이 조사되는 경로를 따라 타겟 위치에 조사된 후 반사되어 모니터링부(140) 수광된다. 여기서, 치료가 진행됨에 따라 타겟 조직의 상태 정보가 변화하게 되며 검측광의 광 경로 특성이 변화하여 검출되는 간섭 정보에 변화가 발생한다. 따라서, 치료광이 타겟 위치에 복수회에 걸쳐 조사되는 동안, 동일한 위치에 복수회에 걸쳐 검측광을 조사하면서 상기 간섭 정보의 변화를 감지하여 타겟 위치의 상태 정보 변화를 모니터링하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서는 간섭 정보로부터 얻어지는 스페클 패턴(speckle pattern) 정보 중 타겟 위치의 깊이 영역에 해당하는 정보를 추출하고, 각각 추출된 정보의 변화량을 지속적으로 비교하여 조직의 상태 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 이 이외에도 안저 카메라와 같이 광학적 방식을 이용하여 조직의 상태 변화 정보를 감지하는 것도 가능하고, 음파 센서, 초음파 센서, 온도 센서 등을 이용하여 치료광 조사시 조직의 상태 변화로 인해 발생되는 신호를 감지하도록 구성하는 등, 다양한 변형 실시가 가능하다.
전술한 설명한 치료광, 조준광 및 검측광은 도 1에 도시된 바와 같이 빔 스플리터(13, 14)와 같은 광학 소자를 이용하여 동일한 광 경로를 따라 진행하여 대안부(120)를 통해 환자의 안저로 조사된다. 이러한 광 경로 상에서는 스캐너(12)가 구비되고, 제어부가 스캐너(12)의 동작을 제어함으로서 치료광, 조준광 및 검측광이 조사되는 타겟 위치가 조절될 수 있다.
한편, 관찰 광학계(102)는 환자의 병변 위치 및 치료가 진행되는 위치 정보를 사용자가 직/간접적으로 확인할 수 있도록, 해당 위치의 이미지를 획득하는 구성이다. 이러한 관찰 광학계(102)는 환자의 안저로 조사되는 조명광을 발생시키는 조명 광원(160), 상기 조명광을 이용하여 환자의 안저 이미지를 획득하는 비전 이미지부(180), 촬영광을 발생시키는 촬영 광원(170) 및 상기 촬영광을 이용하여 환자의 안저 이미지를 획득하는 가이드 이미지부(190)를 포함하여 구성된다. 나아가, 조명광 및 촬영광이 진행하는 경로를 형성하는 복수의 광학 소자를 더 포함할 수 있다.
우선, 조명 광원(160)은 환자의 안저로 조사되는 조명광을 발생시킨다. 조명 광원(160)에서 발생된 조명광은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 광학 소자가 형성하는 광 경로를 따라 환자의 안저에 조사된 후 반사되어 접안부(110) 방향으로 진행한다. 사용자는 접안부(110)를 통해 반사되는 조명광을 이용하여 치료 영역의 시야를 확보할 수 있다. 따라서, 사용자는 제공되는 시야를 이동시키면서 치료 영역을 관찰하고, 전술한 조준광이 치료 영역에 맺힌 상의 위치를 확인하면서 치료광을 조사하도록 조작할 수 있다.
조명 광원(160)에서 발생되는 조명광은 사용자가 육안으로 인식할 수 있는 가시광 대역 파장의 광을 갖는다. 구체적으로, 조명광은 400nm ~ 700nm 범위의 파장을 갖는 광을 포함하여 구성된다. 일 예로, 본 실시예에서는 백색광을 조사하는 발광 소자를 이용하여 조명 광원(160)을 구성할 수 있다.
이러한 조명 광원(160)은 지나치게 많은 양의 조명광이 접안부에 도달하는 것을 방지하기 위해 제한된 밝기로 조명광을 발생시킨다. 접안부(110)에 도달하는 조명광이 지나치게 밝을 경우, 안저에 맺힌 조준광의 상을 식별하는 것이 곤란하여 치료광이 조사되는 위치를 감지하기 어렵고, 사용자의 눈의 피로도가 증가하여 집중력이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.
따라서, 본 실시예에 따른 조명 광원은 상대적으로 낮은 출력으로 조명광을 발생시키도록 구성할 수 있다. 나아가, 조명 광원의 인접한 위치에 슬릿(181)을 추가적으로 구비할 수 있다. 이러한 슬릿은 진행하는 조명광의 단면을 축소시킴으로서, 치료광이 조사되는 치료 영역에 국한하여 시야를 제공할 수 있다.
한편, 비전 이미지부(180)는 전술한 조명광을 이용하여 비전 이미지를 획득하는 구성이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안저로부터 반사된 조명광은 일부가 빔 스플리터(15)를 통과하여 접안부에 도달하고, 나머지는 빔 스플리터(15)에 반사되어 비전 이미지부로 전달될 수 있다(도 3의 a 참조, 70%의 조명광이 접안부로, 30%의 조명광이 비전 이미지부 방향으로 진행하는 예시). 비전 이미지부(180)는 가시광 대역 파장의 조명광을 검출할 수 있는 촬상 소자로 구성되어 비전 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 비전 이미지는 접안부(110)를 통해 사용자가 확인할 수 있는 시야에 상응하는 이미지이며, 사용자의 시야와 실질적으로 동일한 영역의 이미지이다(다만, 접안부에 별도의 슬릿이 구비될 경우 상이할 수 있음). 따라서, 비전 이미지부(180)에서 획득된 비전 이미지는 표시부(20)를 통해 사용자 또는 환자에게 제공될 수도 있고, 별도의 데이터 베이스(미도시)에 저장되어 치료 기록으로서 활용될 수 있다.
그런데, 전술한 바와 같이 SRT 방식, Sub-threshold 방식 또는 Micro pulse laser 방식으로 치료를 진행하는 안과용 치료장치는 치료광의 타겟 위치가 망막의 내측에 위치한다. 그리고, 치료광에 의해 타겟 위치의 조직 변성이 발생하더라도, 망막 표면에는 이러한 모습이 제대로 관찰되지 않는다. 따라서, 사용자가 접안부를 통해 관찰하는 것으로는, 치료광이 조사된 위치를 식별하는 것이 곤란하다. 이로 인해, 복수의 위치에 치료광을 조사하는 경우, 치료광이 이미 조사된 위치를 확인할 수 없어 동일한 위치에 중복하여 치료를 진행할 가능성이 있고, 치료를 잠시 중단한 후 재개하는 경우 이후 치료 위치를 확인하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 촬영 광원(170) 및 가이드 이미지부(190)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 촬영 광원(170) 및 가이드 이미지부(190)는 치료가 진행되는 동안 가이드 이미지를 획득하고, 가이드 이미지를 이용하여 표시부(20) 상에 치료광이 기 조사된 위치를 사용자에게 표시하는 것이 가능하다.
여기서, 가이드 이미지를 이용한다는 것은, 가이드 이미지 자체를 이용하여 사용자에게 표시하거나, 가이드 이미지를 통해 획득된 정보를 가공하여 사용자에게 표시하는 경우를 모두 포함하는 의미이다. 그리고, 사용자에게 표시하는 방식은 표시부에 표시되는 안저 이미지(표시 이미지)상에 치료광이 기 조사된 위치를 표시하도록 구성할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에서 표시부에 표시되는 안저 이미지는 치료가 진행되기 이전 환자의 안저를 촬영한 기준 이미지를 이용할 수 있다. 그리고, 전술한 가이드 이미지는 치료광이 조사되는 위치 정보를 포함하도록 촬영될 수 있다. 따라서, 기준 이미지와 가이드 이미지를 매칭하여, 기준 이미지 상에서 가이드 이미지에 의해 촬영된 영역을 식별하고, 이에 의해 치료광이 조사된 위치를 기준 이미지 상에 표시할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 실시예에 따른 안과용 치료장치는 복수개의 치료광이 조사되는 시점에서 각각 가이드 이미지를 획득하고, 이를 이용하여 표시부(20)의 기준 이미지 상에 치료광이 조사된 위치를 누적적으로 표시하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로, 촬영 광원(170)은 촬영광을 조사한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 촬영 광원(170)은 광 경로에 해당하는 대물 렌즈(11)의 외측에 배치된다. 도 1에서는 1개의 촬영 광원이 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 대물 렌즈의 외측 원주를 따라 복수의 촬영 광원을 구비할 수 있다. 이때, 촬영 광원(170)은 조명 광원(160)과 비교하여 더 많은 광량을 치료 영역에 조사함으로서, 비전 이미지에 비해 선명한 가이드 이미지를 획득할 수 있다.
촬영 광원(170)으로부터 조사되는 촬영광은 대안부(120)를 거쳐 환자의 안저로 조사되고, 안저에서 반사된 촬영광은 조명광의 반사 경로와 동일한 경로를 따라 반사된다. 그리고, 반사 경로 상에 배치되는 빔 스플리터(15)에 의해 반사되어 가이드 이미지부(190)로 수광된다. (도 3의 b 참조, 100%의 촬영광이 비전 이미지부 방향으로 진행하는 예시).
촬영 광원(170)에서 조사되는 촬영광은 가시 영역을 벗어난 파장의 광을 이용할 수 있다. 이 경우, 촬영광의 일부가 빔 스플리터(15)에 의해 반사되지 않고 접안부 방향으로 진행하는 경우에도, 사용자의 시야를 방해하지 않을 수 있다. 따라서, 촬영 광원(170)은 700nm 이상의 근적외선 또는 적외선 영역 파장의 촬영광을 조사하도록 구성할 수 있으며, 본 실시예에서는 구체적으로 800~900nm 범위의 파장을 갖는 촬영광을 조사하도록 구성된다.
그리고, 가이드 이미지부(190)는 반사되는 촬영광을 수광하여 가이드 이미지를 획득하는 구성으로 촬상 소자를 포함하여 구성된다. 여기서, 전술한 비전 이미지부(180)는 사용자의 시야와 동일한 비전 이미지를 확보할 수 있도록 가시광 영역의 광만을 검출할 수 있도록 촬상 소자를 구성하는 것에 비해, 가이드 이미지부(190)는 촬영광에 대응되는 적외선 또는 근적외선 영역의 광 뿐 아니라 가시광 영역의 광까지도 검출 가능한 촬상 소자로 구성될 수 있다. 따라서, 가이드 이미지부는 촬영광에 의한 근적외선 또는 적외선 이미지와 더불어 조명광에 의한 가시광선 영역의 이미지까지 획득하는 것이 가능하다.
이 경우, 조준광 및 치료광이 안저에 맺힌 위치까지 가이드 이미지에 표시될 수 있다(참고로, 비전 이미지부(180)와 가이드 이미지부(190)에 인접한 빔 스플리터(16)는 입사되는 광중 일부는 비전 이미지부(180) 방향으로, 나머지는 가이드 이미지부(190) 방향으로 분배한다). 나아가, 근적외선 또는 적외선 영역의 파장의 광은 가시광선 영역에 비해 조직 투과성이 우수하므로, 치료 영역 내측에 열적 손상된 타겟 위치의 이미지까지 가이드 이미지에 표시되는 것도 가능하다.
다만, 전술한 조준광 또는 치료광이 맺힌 위치 또는 열적 손상된 이미지를 이용하여 치료광의 조사 위치를 판단하는 경우, 가이드 이미지 상에 해당 위치가 선명하게 나타나지 않을 수 있어 이후 이미지 연산을 수행하는데 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 가이드 이미지 상에서 치료광이 조사된 위치를 용이하게 확인할 수 있도록, 별도의 가이드 조준광원(175)을 더 포함하여 구성할 수 있다.
가이드 조준 광원(175)은 조준광 조사부에서 조사되는 조준광과 마찬가지로, 치료광이 조사되는 위치로 가이드 조준광을 조사하는 구성이다. 가이드 조준광은 도 2에 도시된 것과 같이 치료광 및 조준광이 조사되는 경로를 따라 치료 영역으로 조사되며, 치료 영역으로부터 반사된 가이드 조준광은 가이드 이미지부(190)에 수광된다.
가이드 조준 광원은 적외선 또는 근적외선 영역의 파장을 갖고, 스팟 형태의 광을 단면을 갖는 광을 조사한다. 이러한 가이드 조준광에 의해, 가이드 이미지부에서 획득되는 가이드 이미지는 치료광이 조사된 위치가 선명하게 표시될 수 있다. 여기서, 가이드 조준광은 촬영 광원에서 조사되는 촬영광과 서로 상이한 파장을 갖도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 가이드 이미지 상에서, 촬영광에 의해 얻어지는 치료 영역의 이미지로부터 치료광의 조사 위치를 용이하게 식별하는 것이 가능하다.
도 4는 도 2에서 비전 이미지 및 가이드 이미지의 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여, 비전 이미지와 가이드 이미지를 비교하여 설명한다.
도 4의 a에 도시된 바와 같이, 비전 이미지(V)는 접안부(110)를 통해 확인할 수 있는 시야 중 중심의 일부 영역의 모습만이 나타난다. 이는 전술한 바와 같이, 조명 광원에 설치되는 슬릿(181)에 의해 안저 영역 중 조명광이 조사되는 영역이 제한되기 때문이며, 이로 인해 사용자는 병변 위치를 집중적으로 관찰하는 것이 가능하다. 다만, 조명 광원의 광량이 제한적이므로, 가이드 이미지(G)에 비해 선명도가 떨어진다.
비전 이미지에는 치료광이 조사되는 위치(P)가 나타날 수 있다. 치료광이 가시광 영역의 파장을 갖는 경우 치료광이 안저에 맺힌 상이 비전 이미지에 나타날 수 있다. 또는 치료광이 근적외선 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 경우 조준광이 안저에 맺힌 상이 비전 이미지에 나타므로, 이를 근거로 치료광의 조사 위치를 확인할 수 있다.
한편, 가이드 이미지(G)는, 도 4의 b에 도시된 것과 같이, 비전 이미지에 나타나는 치료 영역을 포함하여, 비전 이미지보다 넓은 안저 영역에 대한 이미지를 나타낸다. 이는 슬릿이 설치되는 조명 광원과 달리, 촬영 광원에는 촬영광의 단면을 제한하는 별도의 슬릿이 설치되지 않기 때문이다. 또한, 촬영 광원은 복수개로 구비되어 충분한 광량으로 안저에 조사되므로, 가이드 이미지(G)는 비전 이미지(V)에 비해 치료 영역의 모습이 더욱 선명하게 나타난다.
그리고, 가이드 이미지 또한 치료광이 조사되는 위치(P)가 나타난다. 전술한 바와 같이, 가이드 조준광이 치료광과 동일한 위치에 조사되며, 가이드 조준광이 해당 위치에 맺힌 상이 가이드 이미지에 나타나므로, 이를 근거로 치료광의 조사 위치를 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에서는 가이드 이미지를 획득하기 위해 촬영 광원(170) 및 가이드 이미지부(190)를 추가적으로 구비하고 있으나, 다른 예로서, 비전 이미지부를 이용하여 기준 이미지와 매핑하는 것도 가능할 수 있다. 다만, 비전 이미지부는 전술한 바와 같이, 이미지 상에 나타나는 안저 영역의 크기가 제한적이고, 선명도 또한 떨어지므로 기준 이미지와 매핑 연산을 진행하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 별도의 가이드 이미지를 획득하여 이미지 매핑을 진행하는 경우 보다 신속하고 정확하게 연산할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 도 1의 프로세서 및 표시부를 도시한 블록도이고, 도 6은 가이드 이미지와 기준 이미지의 매칭 과정을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 비전 이미지부(180) 및 가이드 이미지부(190)에서 획득되는 비전 이미지 및 가이드 이미지부는 프로세서(210)로 제공된다. 기준 이미지는 입력부(220)로부터 프로세서(210)로 입력된다. 기준 이미지는 전술한 바와 같이 치료 이전 단계에서 촬영된 안저 이미지일 수 있다. 일 예로, 기준 이미지는 안저 카메라(fundus camera), OCT 장치, 혈관 조영술(fluorescein angiography) 등을 이용하여 별도의 진단 장치에서 촬영된 이미지로 망막의 넓은 영역을 나타내는 단일 이미지를 이용할 수 있다.
여기서, 프로세서(210)는 가이드 이미지와 기준 이미지를 매핑하는 연산을 수행할 수 있다. 그리고, 기준 이미지 상에 치료광이 조사된 위치를 표시할 수 있도록, 기준 이미지를 기준으로 한 치료광 조사 위치의 좌표를 연산할 수 있다.
예를 들어, 기준 이미지와 가이드 이미지의 매핑 작업은 아래와 같은 방식으로 진행될 수 있다. 우선, 기준 이미지에서 기준이 되는 레퍼런스의 패턴을 추출하고, 가이드 이미지에서도 전술한 기준 이미지의 레퍼런스의 패턴과 대응되는 레퍼런스 패턴을 추출한다. 여기서, 레퍼런스 패턴은 이미지 상에 전체적으로 분포하며 위치에 따라 상이한 모습을 같는 조직을 선택하는 것이 가능하다. 일 예로, 본 실시예에서는 기준 이미지와 가이드 이미지에 나타나는 안저 혈관의 이미지를 레퍼런스 패턴으로 할 수 있다. 그리고, 기준 이미지의 레퍼런스 패턴과 가이드 이미지의 레퍼런스 패턴의 상관도(co-relation)을 분석하여, 기준 이미지 상에서 가이드 이미지에 나타난 구역을 판단할 수 있다. 여기서, 기준 이미지와 가이드 이미지의 상관도 분석시, 기준 이미지 중 항상 동일한 위치부터 상관도를 분석하는 것이 아니라, 바로 직전에 치료광이 조사된 위치 및 치료광이 조사되는 방향 또는 패턴을 고려하여 연관성이 있는 위치부터 우선적으로 상관도를 분석할 수 있다. 이에 의해, 기준 이미지 상에서 가이드 이미지에 나타난 영역이 결정되면, 가이드 이미지 상에 치료광이 조사된 좌표를 계산한 후, 기준 이미지 상에 치료광 조사 위치의 좌표를 도출할 수 있다.
다만, 전술한 기준 이미지와 가이드 이미지의 매칭 방식은 일 예에 불과하며, 이 이외에도 널리 사용되고 있는 이미지 처리 프로세스를 이용하여 다양한 방식으로 치료광 조사 위치의 좌표를 연산하는 것이 가능하다.
이와 같이, 기준 이미지 상에서 치료광 조사 위치의 좌표가 얻어지면, 표시부(20)는 기준 이미지 상에 치료광이 조사된 위치를 표기하여 사용자에게 디스플레이 할 수 있다.
도 6의 a는 4장의 가이드 이미지(G1, G2, G3, G4)이고, 도 6의 b는 표시부에 표시되는 기준 이미지(R)이다. 4장의 가이드 이미지(G1, G2, G3, G4)는, 치료광이 안저 영역 중 상이한 4개의 위치(P1, P2, P3, P4)에 순차적으로 조사되는 동안 각각의 치료광이 조사되는 시점에서 각각 획득된 것일 수 있다.
이와 같이, 가이드 이미지가 획득되면, 프로세서는 전술한 이미지의 매칭연산을 수행하여 치료광 조사 위치의 좌표를 연산하고, 표시부에서는 도 6의 b와 같이 기준 이미지 상에 누적적으로 표시할 수 있다(P1’, P2’, P3’, P4’).
도 7은 표시부의 나타나는 인터페이스의 일 예를 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 표시부(20)는 사용자에게 기준 이미지를 표시할 수 있다. 그리고 치료가 진행됨에 따라 치료광이 조사되는 위치를 기준 이미지 상에 표시하여 사용자에게 알릴 수 있다. 나아가, 제어부(미도시) 또는 치료광 조사부(130)로부터 치료광의 조사 정보를 제공받고, 각각의 위치에서 치료광이 조사된 횟수, 출력 등의 정보를 표시하는 것도 가능하다.
나아가, 표시부(20)는 사용자의 선택에 따라 프로세서(210)로부터 제공되는 가이드 이미지 및 비전 이미지를 표시하는 것도 가능하며, 별도의 데이터 베이스부에 저장된 데이터 이미지(예를 들어, 별도 장치에서 촬영된 이미지, 환자의 이전 치료 이미지 등)를 로딩하여 표시하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 안과용 치료장치는 접안부를 통해 관찰이 어려운 치료광의 조사 위치 정보를 표시부(20)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 치료 중 표시부(20)를 통해 치료 위치를 확인하면서 치료를 진행하는 것이 가능하므로, 중복 치료 또는 치료 누락을 방지하고 조작 편의성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 기준 이미지가 별도의 진단 장치에서 촬영된 것을 이용하는 것으로 설명하고 있다. 다만, 본 실시예의 가이드 이미지부를 이용하여 복수회에 걸쳐 환자의 안저를 구역별로 촬영하고, 프로세서가 이를 합성하여 기준 이미지를 자체적으로 생성하는 것도 가능하다. 또한, 이 이외에도, 치료장치에서 직접 기준 이미지를 촬영할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성은 아래의 제2 실시예를 중심으로 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 이하에서는, 설명의 중복을 피하기 위해, 제1 실시예와 차별적인 내용을 중심으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안과용 치료장치를 도시한 측면도이고, 도 9는 도 8의 진단 렌즈 및 접안 렌즈를 도시한 단면도이다.
본 실시예는 전술한 실시예와 비교하여, 기준 이미지를 직접 촬영할 수 있는 진단 렌즈(50)를 추가적으로 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 진단 렌즈(50)는 슬릿 램프의 대안부(120)에 인접하여 설치된다. 이때, 진단 렌즈(50)는 슬릿 램프(10)의 상측에 힌지 구조 등에 의해 회동 가능하게 설치되며, 선택적으로 대안부(120)와 환자 안저 사이의 광 경로 상에 배치될 수 있다.
도 9의 a는 진단 렌즈를 통과하는 광 경로를 도시한 것이고, 도 9의 b는 전술한 컨택트 렌즈를 통과하는 광 경로를 도시한 것이다. 도 9에 도시된 것과 같이, 컨택트 렌즈(40)는 대안부(120)로부터 조사되는 광을 환자의 안저의 표면 근처에서 포커싱하도록 구성된다. 따라서, 치료광을 타겟 위치에 집광하여 에너지를 전달하는 것이 가능하며, 치료 중 조명광 및 촬영광은 상대적으로 협소한 영역의 안저 이미지를 획득하게 된다. 이에 비해, 진단 렌즈(50)는 넓은 영역의 안저 이미지를 획득하는 것이 가능하다.
따라서, 기준 이미지 촬영시에는 진단 렌즈(50)가 대안부(120)와 환자의 안저 사이의 광 경로 상에 배치되고, 촬영 광원(170) 또는 조명 광원(이 경우, 슬릿 제거)(160)을 이용하여 기준 이미지를 직접 촬영할 수 있다(이 경우, 컨택트 렌즈는 광 경로 상에 위치하지 않음).
그리고, 기준 이미지의 촬영이 끝나면 진단 렌즈(50)를 상측으로 이동시켜 광 경로 바깥으로 위치시킨 후, 컨택트 렌즈(40)를 광 경로 상에 배치하여 치료를 진행하는 것이 가능하다(도 2 참조).
본 실시예에 의할 경우, 하나의 안과용 치료장치를 이용하여 환자의 안저 진단 및 치료가 가능하다. 따라서, 비용을 절감할 수 있고, 환자의 진단과 치료에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 도 10을 참조하여, 전술한 제1, 제2 실시예에 따른 안과용 치료장치의 제어방법에 대해 설명하다. 도 10은 도 1의 안과용 치료장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 우선 기준 이미지를 획득하는 단계를 진행한다(S10). 전술한 바와 같이, 기준 이미지를 획득하는 단계는 전술한 바와 같이 별도의 진단 장치로부터 촬영된 안저 이미지를 입력받을 수 있으며, 또는 전술한 안과용 치료장치에서 자체적으로 기준 이미지를 촬영 또는 합성하여 획득하는 것도 가능하다.
기준 이미지가 획득되면, 치료 내용을 설계하는 단계를 수행한다(S20). 이전 단계에서 획득되는 기준 이미지에 근거하여 환자의 병변 위치 및 내용을 진단하고, 이에 근거하여 치료 내용을 설계할 수 있다. 구체적으로, 치료광이 조사되는 위치, 치료광의 조사 패턴, 치료광의 에너지 크기 등을 구체적으로 설계하는 것이 가능하다.
치료 내용 설계가 완료되면, 이에 근거하여 치료광을 조사하여 치료를 진행한다(S30). 전술한 바와 같이, 제어부는 치료광 조사부(130)를 구동하여 환자의 병변 위치에 치료광을 조사한다. 치료광은 설정된 조건에 따라 안저의 복수의 위치에 순차적으로 조사될 수 있다.
치료광이 조사되는 동안 가이드 이미지를 획득하는 단계를 진행할 수 있다(S40). 본 단계에서 가이드 이미지부(190)는 촬영 광원(170)으로부터 조사되는 촬영광을 이용하여 가이드 이미지를 획득한다. 이때, 가이드 이미지는 치료 영역에 맺히는 조준광의 상 또는 치료광의 이미지가 나타날 수 있도록, 가이드 이미지를 획득하는 단계는 전술한 치료광 조사 단계와 실질적으로 동시에 진행될 수 있다. 가이드 이미지를 획득하는 단계는 치료광이 조사될 때마다 동시에 수행되는 것도 가능하며, 한 위치로 치료광이 복수회에 걸쳐 조사되는 경우에는 해당 위치마다 1회씩 수행될 수도 있다.
한편, 도 10에서는 별도로 표시하지 않았으나, 치료광이 조사되는 동안 조명광 또한 환자의 안저로 조사되어 사용자에게 시야를 제공하며, 이러한 조명광을 이용하여 비전 이미지를 획득하는 단계를 진행하는 것도 가능하다.
이러한 가이드 이미지 및 비전 이미지는 치료광이 조사되는 순간마다 단속적으로 진행되는 것도 가능하나, 치료가 진행되는 동안 가이드 이미지부 및/또는 비전 이미지부에서 연속적으로 레코딩하도록 구성되어 필요한 시점에서의 이미지 프레임을 추출하여 가이드 이미지 및/또는 비전 이미지로 이용하는 것도 가능하다.
전술한 단계를 통해 가이드 이미지가 획득되면, 이미지 매핑 연산 단계를 수행한다(S50). 본 단계에서는 선행 단계에서 획득되는 기준 이미지와 가이드 이미지를 이용하여 이미지 매핑 작업이 진행되며, 이에 의해 가이드 이미지에 나타난 치료광 조사 위치를 기준 이미지 상의 좌표로 변환한 값을 도출할 수 있다. 본 단계는 프로세서(210)에서 수행되며, 구체적인 설명은 도 5의 설명으로 갈음한다.
이미지 매핑 연산 작업이 종료되면, 치료광의 조사위치를 표시하는 단계를 진행한다(S60). 치료광의 조사 위치는 표시부(20)에 디스플레이 되고 있는 기준 이미지 상에 표시된다. 이때, 치료광이 표시되는 위치는 전술한 단계에서 연산된 조사 위치의 좌표에 근거할 수 있다.
이상의 단계를 통해 치료 영역의 어느 한 위치에 치료광이 조사되면 이에 대한 위치 정보를 표시부를 통해 나타낸 후, 다시 치료광이 조사되는 위치를 변경하여 치료단계를 진행함에 따라 전술한 S30 내지 S60의 단계를 되풀이하여 수행할 수 있다. 이러한 단계를 수행함에 따라, 사용자는 치료가 진행되는 동안 치료광이 조사되는 위치를 표시부를 통해 지속적으로 확인하는 것이 가능하다.
전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서는 치료 이전에 촬영된 기준 이미지를 이용하여 표시부에 표시하는 구성이다. 반면, 이 이외에도 치료 중 획득되는 이미지들을 이용하여 표시부에 표시되는 안저 이미지를 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성은 아래의 제3 실시예를 중심으로 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위해, 제1, 제2 실시예와 차별적인 내용을 중심으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안과용 치료장치에서 획득된 가이드 이미지이고, 도 12는 제3 실시예에서 표시부에 표시되는 안저 이미지이다.
도 11의 (a)는 첫 번째 치료 위치 치료 중 획득된 가이드 이미지이고, (b)는 두 번째 치료 위치 치료 중 획득된 가이드 이미지이고, (c)는 세 번째 치료 위치 치료 중 획득된 가이드 이미지이다. 이처럼, 본 안과용 치료장치는 치료가 진행되는 동안 각각의 치료 위치에 대응하는 복수의 가이드 이미지가 생성된다. 본 실시예에서는 표시부 상에 치료광이 조사된 위치를 표시함에 있어, 치료 중 획득되는 복수의 가이드 이미지를 조합한 조합 이미지를 이용할 수 있다.
예를 들어, 첫 번째 치료 위치에 치료광이 조사된 경우, 1개의 가이드 이미지가 획득된 상태이므로, 1번째 가이드 이미지를 이용하여 표시부에 안저 이미지를 표시할 수 있다. 이때, 가이드 이미지는 치료광이 조사된 위치 정보를 포함하므로, 이를 이용하여 표시부에 치료광이 조사된 위치를 표시할 수 있다(도 12의 a 참조).
그리고, 두 번째 치료 위치에 치료광이 조사되는 경우, 첫 번째 치료 위치에서 획득된 가이드 이미지와 두 번째 치료 위치에서 획득된 가이드 이미지를 조합하여 새로운 안저 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 조합 이미지는, 이전 실시예에서 설명한 기준 이미지와 가이드 이미지를 매핑하는 방식처럼, 각 이미지에서 레퍼런스가 되는 패턴을 추출한 후 상관도 분석을 통해 생성될 수 있다. 그리고, 두 번째 가이드 이미지로부터 두 번째 치료광이 조사된 좌표를 구하고, 이를 이용하여 조합 이미지 상에 나타내기 위한 좌표를 연산할 수 있다. 따라서, 조합된 이미지를 표시부에 안저 이미지로 표시하고, 안저 이미지 상에 첫 번 째 치료광의 조사 위치 및 두 번째 치료광의 조사 위치를 표시할 수 있다(도 12의 b 참조).
이와 같은 방식으로, n 번째 치료 위치에 치료광이 조사되는 경우, 이전 단계(n-1 번째)에서 조합된 안저 이미지와 새롭게 획득된 가이드 이미지(n번째 가이드 이미지)를 조합하여 새로운 안저 이미지(n번째 조합 이미지)를 생성할 수 있다. 그리고, 표시부를 통해 새롭게 생성된 안저 이미지(n번째 조합 이미지) 상에 1번째부터 n번째까지의 치료광의 치료 위치를 표시하는 것이 가능하다(도 12의 c 참조).
이와 같이, 치료 중 획득된 이미지를 이용하여 표시부에 안저 이미지를 표시하는 경우, 기준 이미지를 이용하는 것에 비해, 다이나믹하게 치료 진행 사항을 표시할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기준 이미지와 매핑하는 것과 비교하여, 상대적으로 작은 영역간의 상관도 연산이며, 이전 조합 이미지의 경계 부분에 배치된 레퍼런스를 중심으로 상관도 분석이 이루어지므로, 조합 이미지 생성에 필요한 연산을 바르게 진행할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 도 13을 참조하여, 전술한 제3 실시예에 따른 안과용 치료장치의 제어방법에 대해 설명한다. 도 13은 제3 실시예에 따른 안과용 치료장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 실시예에 의할 경우, 기준 이미지를 생성하는 단계를 생략할 수 있으며, 도 13에 도시된 바와 같이, 치료 내용을 설계하는 단계를 수행한다(S110). 치료 내용 설계가 완료되면, 이에 근거하여 치료광을 조사하여 치료를 진행한다(S120). 그리고, 치료광이 조사되는 동안 가이드 이미지를 획득하는 단계를 진행한다(S130). 위 단계는 도 10의 S20 내지 S40의 단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
위의 단계를 거쳐 가이드 이미지가 획득되면, 조합 이미지를 생성한다(S140). 본 단계는 치료 중 획득된 복수의 가이드 이미지를 조합하여 조합 이미지를 생성할 수 있다. 다만, 첫 번째 치료 위치의 경우 해당 위치에서 획득된 가이드 이미지를 그대로 사용하고, 두 번째 치료 위치의 경우에는 이전 가이드 이미지화 현 단계의 가이드 이미지를 조합하여 생성할 수 있다. 그리고, 세 번째 치료 위치부터는 이전의 조합 이미지와 새롭게 획득된 조합 이미지를 조합하여 새로운 조합 이미지를 생성할 수 있다.
조합 이미지가 생성되면, 치료광이 조사된 위치의 좌표를 연산한다(S150). 본 단계는 새롭게 획득된 가이드 이미지 상에 나타난 치료광의 조사 위치 정보를 이용하여, 새롭게 생성된 조합 이미지 상의 좌표를 연산할 수 있다.
그리고, 새롭게 생성된 조합 이미지를 이용하여 표시부 상에 안저 이미지를 표시하고, 안저 이미지 상에 치료광이 조사된 위치를 누적적으로 표시할 수 있다(S160). 그리고, 치료 위치가 변경됨에 따라 전술한 S120 내지 S160의 단계를 반복적으로 진행할 수 있다.
이상에서는 치료광이 조사되는 위치가 변경될 때 마다 새로운 조합 이미지를 생성하는 것을 일 예로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이전의 조합 이미지 상에 새롭게 치료광이 조사된 위치를 표시하는 것이 가능한 경우, 일부의 치료 위치에서는 조합 이미지를 생성하는 단계를 생략하여 실시하는 것도 가능하다.
그리고, 본 실시예에서는 치료 중 획득되는 이미지를 이용하여 안저 이미지를 구성함에 있어, 가이드 이미지를 이용하는 것을 예로 설명하였다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 비전 이미지를 이용하여 조합 이미지를 생성하는 것도 가능하다. 다만, 이 경우 선명도가 낮고, 획득되는 영역이 협소하여 연산이 어려운 단점이 예상된다.
또한, 본 실시예에서는 조합 이미지를 이용하여 표시하는 예를 설명하였으나, 조합 이미지 이외에도 별도의 기준 이미지를 입력받아 필요에 따라 선택적으로 조합 이미지와 기준 이미지를 이용하도록 구성하는 것도 가능하다.
나아가, 도 13에서는 도시되지 않았으나, 모든 치료 위치에 대한 치료광의 조사가 완료되면, 치료광에 의해 치료된 조직의 위치가 나타나는 별도의 이미지를 촬영한 후, 상기 별도의 이미지에 나타난 치료된 조직의 위치와 표시부에 누적 표시된 치료광의 위치를 비교하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, FA 이미지(fundus angiography image) 또는 OCT 이미지의 경우 치료광에 의해 열적 손상이 발생한 망막 내측의 위치가 표시된다. 따라서, 이러한 이미지와 표시부에 표시된 치료광의 위치를 비교하여 사용자에게 제공함으로서, 정상적으로 치료가 이루어졌는지 여부를 확인하여 장치에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 제1 내지 제 3 실시예에서는 안저에 발생하는 병변을 치료하는 치료장치를 중심으로 설명하였다. 다만, 본 발명이 안저 영역의 병변을 치료하는 치료 장치 및 이의 제어 방법에 한정되는 것은 아니며, 안저 영역 이외의 병변을 치료하는데도 적용할 수 있다. 일 예로서, 아래의 제4 실시예에서는 안저 이외의 병변에 본 발명을 적용한 예를 설명한다. 다만, 이하에서는, 설명의 중복을 피하기 위해, 전술한 실시예와 차별적인 내용을 중심으로 설명한다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가이드 이미지와 기준 이미지의 매칭 과정을 도시한 도면이다.
본 실시예에서는 치료광을 조사하여 녹내장을 치료하는 광학 치료장치를 중심으로 설명한다. 녹내장은 안압의 상승에 의한 시신경의 손상되는 병변으로, 안내(intraocular) 유체가 배출되는 경로를 확보하여 적정 안압을 유지시키는 방식으로 치료가 진행된다. 이를 위해, 본 발명에서는 본 발명에 따른 안과용 치료 장치 및 반사경을 갖는 고니오렌즈를 이용하여, 전안부의 림버스(limbus) 부근에 위치하는 TM 조직(trabecualr meshwork) 상에 치료광을 조사하여 진행할 수 있다.
이러한 치료 방식 또한 TM 조직을 따라 복수의 치료 위치에 치료광을 조사하며, 전술한 실시예와 마찬가지로 치료 중 획득되는 가이드 이미지(G)를 이용하여 치료광이 조사되는 위치를 표시부(20)에 표시할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 본 실시예에서는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 치료가 진행되기 이전에 TM 조직에 대한 기준 이미지를 촬영하고, 기준 이미지와 치료 중 획득되는 가이드 이미지를 매핑하는 방식으로 치료광이 조사된 위치를 실시간으로 확인하는 것이 가능하다.
도 14에 도시된 것과 같이, 기준 이미지(R)는 치료 영역에 해당하는 TM 조직을 전체 또는 일부 구역을 촬영한 이미지이다. 기준 이미지는 고니오 렌즈를 이용하여 촬영될 수 있있으며, 구체적으로 고니오 렌즈 또는 고니오 렌즈 내의 반사경을 회전시켜 원주 형태로 구성되는 TM 조직의 2차원 이미지로 촬영하여 이를 이용할 수 있다. 이 이외에도, OCT와 같은 단층 촬영 장치에 의해 촬영된 TM 조직의 3차원 이미지를 기준 이미지로 활용하는 것도 가능하다.
그리고, 가이드 이미지(G1, G2, G3)는 각각의 치료광이 조사되는 위치에서, 치료 중 촬영되는 이미지로, 치료광이 조사되는 위치 정보를 포함한 이미지이다. 따라서, 치료광이 조사되는 위치가 변경됨에 따라 각각의 가이드 이미지를 확보하고, 이를 기준 이미지와 매핑시켜 치료광이 조사된 위치(P1, P2, P3)를 연산할 수 있다. 이에 의해, 표시부를 통해 기준 이미지 및 기준 이미지 상에 표시된 치료광이 조사된 위치를 누적적으로 도시하는 것도 가능하다.
위 실시예에서는 치료광을 이용하여 녹내장을 치료함에 있어, 전술한 제1 실시예와 같이 기준 이미지와 가이드 이미지를 매핑하여 표시부에 표시하는 기술을 적용하는 구성을 중심으로 설명하였다. 다만, 이 이외에도 전술한 제2 실시예와 같이, 별도의 촬영 장치가 아닌 본 발명에 따른 안과용 치료 장치에서 촬영된 복수의 이미지를 조합하여 기준 이미지로 활용하는 기술을 적용할 수 있다. 그리고, 제3 실시예와 마찬가지로 치료 중 촬영되는 가이드 이미지를 순차적으로 조합하여 표시부에 표시하는 기술을 적용하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 치료 장치 및 이의 제어 방법은, 안저 병변 이외에도 녹내장 치료와 같은 다양한 병변을 치료하는데 적용할 수 있다. 나아가, 눈 관련 병변 이외에도 치료광의 조사 위치를 확인하는 것이 곤란한 다양한 위치의 병변을 치료하는 광학 치료 장치 및 이의 제어 방법에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.

Claims (30)

  1. 안저에 치료광을 조사하는 치료광 조사부;
    상기 안저 영역 중 상기 치료광이 조사된 위치를 포함하는 영역의 가이드 이미지를 획득하는 가이드 이미지부; 및
    상기 가이드 이미지를 이용하여, 환자의 안저 이미지 및 상기 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 표시부;를 포함하는 안과용 치료장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안저 이미지는 상기 가이드 이미지 보다 넓은 안저 영역을 나타내며, 상기 가이드 이미지는 상기 치료광이 조사된 위치 정보를 포함하는 안과용 치료장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 이미지는 상기 치료광, 상기 치료광이 조사되는 위치로 조사되는 가시광선 영역의 파장을 갖는 조준광 또는 상기 치료광이 조사되는 위치로 조사되는 근적외선 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 가이드 조준광 중 적어도 하나가 상기 안저에 맺힌 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 이미지는 적외선 또는 근적외선 대역의 파장의 광을 포함하여 촬영되는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안저 방향으로 적외선 또는 근적외선 대역의 파장을 갖는 촬영광을 조사하는 촬영 광원을 더 포함하고,
    상기 가이드 이미지부는 상기 안저로부터 반사되는 상기 촬영광을 이용하여 상기 가이드 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 촬영 광원은 복수개로 구비되어, 상기 치료광이 상기 안저로 입사되는 경로의 외측 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 치료광이 조사되는 위치로 적외선 또는 근적외선 대역의 파장의 가이드 조준광을 조사하는 가이드 조준광원을 더 포함하고,
    상기 가이드 이미지부는, 상기 치료광이 조사된 위치로부터 반사되는 상기 가이드 조준광을 이용하여, 상기 치료광이 조사된 위치 정보가 포함된 상기 가이드 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  8. 제5항에 있어서,
    치료 중 사용자가 상기 안저를 확인할 수 있도록 상기 안저 방향으로 가시광 대역의 파장을 갖는 조명광을 조사하는 조명 광원 및
    상기 안저로부터 반사되는 상기 조명광을 이용하여, 접안부를 통해 사용자가 확인하는 시야에 상응하는 비전 이미지를 획득하는 비전 이미지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조명 광원의 일측에는 상기 조명광의 광량 또는 조명광의 조사 면적을 제한하기 위한 슬릿이 배치되며,
    상기 비전 이미지는 상기 가이드 이미지 보다 협소한 영역을 나타내는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 촬영광 및 상기 조명광은 상기 안저에서 반사되어 동일한 경로를 따라 진행하며,
    상기 조명광 중 일부는 상기 경로상에 배치된 빔 스플리터를 통과하여 상기 접안부로 진행하고, 상기 조명광 중 나머지와 상기 촬영광은 상기 빔 스플리터에서 반사되어 각각 상기 가이드 이미지부 및 상기 비전 이미지부로 입사되는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 치료광 조사부는 상기 안저의 복수의 위치에 상기 치료광을 순차적으로 조사하고, 상기 표시부는 상기 치료광이 조사된 복수의 위치를 상기 안저 이미지 상에 누적적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 표시부에 표시되는 상기 안저 이미지는 치료 이전에 환자의 안저를 촬영한 기준 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기준 이미지와 상기 가이드 이미지를 매핑하여, 상기 기준 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치의 좌표를 연산하는 프로세서를 더 포함하고,
    상기 표시부는 상기 좌표에 근거하여 상기 기준 이미지와 상기 기준 이미지 상에 상기 치료광의 조사 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 표시부에 표시되는 상기 안저 이미지는 치료 중 획득되는 복수의 상기 가이드 이미지가 조합된 조합 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 가이드 이미지를 조합하여 조합 이미지를 생성하는 프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 가이드 이미지부로부터 새로운 가이드 이미지가 획득되면, 기 생성된 조합 이미지와 상기 새로운 가이드 이미지를 조합하여 새로운 조합 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 새롭게 생성된 조합 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치의 좌표를 연산하고,
    상기 표시부는 상기 좌표에 근거하여 상기 새롭게 생성된 조합 이미지와 상기 조합 이미지 상에 상기 치료광의 조사 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  17. 제1항에 있어서,
    환자의 안구가 위치하는 대안부의 광 경로상에 선택적으로 배치될 수 있는 진단 렌즈를 더 포함하고,
    상기 기준 이미지는 상기 진단 렌즈를 상기 광 경로 상에 배치시킨 상태에서 촬영된 환자의 안저 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치.
  18. 치료광 조사부를 구동하여 환자의 안저로 치료광을 조사하는 단계;
    상기 치료광이 조사되는 영역에 대한 가이드 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 가이드 이미지를 이용하여, 환자의 안저 이미지 및 상기 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시부 상에 표시하는 단계;를 포함하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가이드 이미지를 획득하는 단계는 근적외선 또는 적외선 대역 파장의 촬영광을 상기 안저에 조사하고, 상기 안저에서 반사되는 상기 촬영광을 이용하여 상기 가이드 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가이드 이미지를 획득하는 단계는 상기 치료광을 조사하는 단계와 실질적으로 동시에 이루어지고,
    상기 가이드 이미지는 상기 치료광, 상기 치료광이 조사되는 위치로 조사되는 가시광선 영역의 파장을 갖는 조준광 또는 상기 치료광이 조사되는 위치로 조사되는 근적외선 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 가이드 조준광 중 적어도 하나가 상기 안저에 맺힌 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 치료광 조사부는 상기 안저의 복수의 위치에 상기 치료광을 순차적으로 조사하고, 상기 표시부는 상기 치료광이 조사된 복수의 위치를 상기 안저 이미지 상에 누적적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 안저 이미지를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 안저 이미지는 상기 안저 이미지는 치료 이전에 환자의 안저를 촬영한 기준 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 기준 이미지를 촬영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 안저 이미지는 치료 중 획득되는 복수의 가이드 이미지가 조합된 조합 이미지인 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 가이드 이미지가 획득되면 종전의 안저 이미지와 상기 새롭게 획득된 가이드 이미지를 조합하여 새로운 안저 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 표시하는 단계는 상기 새롭게 생성된 안저 이미지 및 상기 새롭게 생성된 안저 이미지 상에 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 치료광 조사가 종료된 후, 상기 치료광에 의해 치료된 조직의 위치가 나타나는 별도의 이미지와 상기 표시부에 표시된 안저 이미지를 이용하여, 상기 별도의 이미지 상에 나타난 상기 치료된 조직의 위치와 상기 표시부에 표시된 상기 치료광이 조사된 위치를 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안과용 치료장치의 제어방법.
  27. 치료 영역에 치료광을 조사하는 치료광 조사부;
    상기 치료 영역 중 상기 치료광이 조사된 위치를 포함하는 영역의 가이드 이미지를 획득하는 가이드 이미지부; 및
    상기 치료 영역에 대한 표시 이미지 상에, 상기 가이드 이미지로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 표시부;를 포함하는 광학 치료장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 치료 영역으로 적외선 또는 근적외선 대역의 파장을 갖는 촬영광을 조사하는 촬영 광원을 더 포함하고,
    상기 가이드 이미지부는 상기 치료 영역으로부터 반사되는 상기 촬영광을 이용하여 상기 가이드 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 광학 치료장치.
  29. 제28항에 있어서,
    치료 중 사용자가 상기 치료 영역을 확인할 수 있도록 상기 치료 영역 방향으로 가시광 대역의 파장을 갖는 조명광을 조사하는 조명 광원 및
    상기 치료 영역으로부터 반사되는 상기 조명광을 이용하여, 접안부를 통해 사용자가 확인하는 시야에 상응하는 비전 이미지를 획득하는 비전 이미지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 치료장치.
  30. 섬유 주대(trabecualr meshwork) 영역으로 치료광을 조사하는 치료광 조사부;
    상기 섬유 주대 영역 중 상기 치료광이 조사된 위치를 포함하는 영역의 가이드 이미지를 획득하는 가이드 이미지부; 및
    상기 섬유 주대 영역에 대한 표시 이미지 상에, 상기 가이드 이미지로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 치료광이 조사된 위치를 표시하는 표시부;를 포함하는 광학 치료장치.
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