KR20160022110A - 3d image system for ophtalmological operation using near infrared light - Google Patents

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KR20160022110A
KR20160022110A KR1020140107777A KR20140107777A KR20160022110A KR 20160022110 A KR20160022110 A KR 20160022110A KR 1020140107777 A KR1020140107777 A KR 1020140107777A KR 20140107777 A KR20140107777 A KR 20140107777A KR 20160022110 A KR20160022110 A KR 20160022110A
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송원국
신민선
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주식회사 엠지비엔도스코피
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a near infrared 3D image system for an ophthalmological operation using near infrared light fundamentally eliminates a side effect (phototoxic retinopathy) due to use of visible light in an existing ophthalmological operation microscope in case of a cataract operation.

Description

근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템{3D IMAGE SYSTEM FOR OPHTALMOLOGICAL OPERATION USING NEAR INFRARED LIGHT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a near-infrared (IR) stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source,

본 발명의 실시예들은 입체 영상 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a stereoscopic image system, and more particularly, to a near-infrared stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source.

일반적으로, 눈은 빛의 강약 및 파장을 감지하는 기관으로, 명암을 감지하는 것과 빛의 방향을 알아내는 것, 물체의 상을 인지하는 것 등을 하고 있다.Generally, an eye is an organ that senses intensity and wavelength of light. It detects light and darkness, identifies the direction of light, and recognizes the image of an object.

이러한, 눈은 두골의 전면에 좌우 한쌍의 안와(眼窩) 안에 각각 있으며, 상하의 눈꺼풀에 의해 보호되고 있고, 안구는 뒤쪽으로 시신경과 연결되며, 안구벽은 3층으로 되어 있어, 가장 바깥층은 각막과 공막으로 되어 각막을 보통 검은자위라고 한다.These eyes are located in a pair of left and right orbits on the front of the skull and are protected by the upper and lower eyelids. The eyeball is connected to the optic nerve on the back side. The eyeball wall has three layers and the outermost layer is the cornea The cornea is usually called black masturbation.

상기한 눈은 현대의 환경의 변화에 의해 백내장, 안구건조증, 녹내장 등의 질병에 대한 수술이나, 시력교정을 위한 라식수술 및 라섹수술, 엑시머레이저수술, ICL수술 등을 하고 있으며, 이러한 수술 시에 수술용 현미경을 많이 사용하고 있다.The above-mentioned eyes perform surgery for diseases such as cataract, dry eye syndrome, and glaucoma due to the change of modern environment, LASIK surgery for the correction of vision, LASEK surgery, excimer laser surgery and ICL surgery. Surgical microscopes are widely used.

상기한 수술용 현미경은 일반적으로 전원에 의해 빛을 조사하도록 한 광원과, 상기 광원의 광을 환자의 환부로 조사되도록 연결해주는 광케이블과, 상기 환자의 안구를 확대해 주는 대물렌즈와, 상기 확대된 안구를 육안으로 확인하도록 한 접안렌즈로 구성되어 있다.The surgical microscope described above generally includes a light source for irradiating light by a power source, an optical cable for connecting the light of the light source to be irradiated to the affected part of the patient, an objective lens for enlarging the eye of the patient, It consists of an eyepiece that allows the eye to be seen with the naked eye.

이러한 수술용 현미경은 상기 광원에서 조사된 빛이 광케이블을 따라 환자의 환부에 밝게 비추게 되며, 상기 대물렌즈에 의해 크게 확대된 안구를 접안렌즈를 통해 관찰 및 수술을 하게 된다.In such a surgical microscope, the light irradiated from the light source shines brightly on the lesion portion of the patient along the optical cable, and the eye enlarged by the objective lens is observed and operated through the eyepiece lens.

관련 선행기술로는 등록특허공보 제10-0499243호(발명의 명칭: 적외선을 이용한 수술용 현미경, 등록일자: 2005년 6월 24일)가 있다.
A related prior art is the registered patent publication No. 10-0499243 entitled " SURGICAL MICROSCOPE USING IR IRON ", registered on June 24, 2005).

본 발명의 일 실시예는 근적외선 광원을 이용하여 안구에 관한 입체 영상을 디스플레이함으로써, 백내장 수술시 기존의 안과 수술용 현미경에서의 강한 가시광선 사용으로 인한 부작용(광독성 망막병증)을 근원적으로 제거할 수 있는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템을 제공한다.
In one embodiment of the present invention, a stereoscopic image of the eyeball is displayed using a near-infrared light source, so that it is possible to fundamentally remove a side effect (phototoxic retinopathy) caused by the use of strong visible light in a conventional ophthalmic microscope during cataract surgery The present invention provides a near-infrared stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템은 백내장 수술시 기존의 안과 수술용 현미경에서의 강한 가시광선 사용으로 인한 부작용(광독성 망막병증)을 근원적으로 제거할 수 있다.The near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near infrared ray light source according to an embodiment of the present invention can fundamentally remove a side effect (phototoxic retinopathy) due to use of strong visible light in a conventional ophthalmic microscope for cataract surgery .

상기 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템은 기존 백색광 영상보다 영상 대조도가 높은 영상 획득이 가능하며, 안구를 통과하여 망막에 도달하는 빛 에너지량이 적은 근적외선 광을 발생하는 광원 발생부, 및 상기 근적외선 광을 반사 및 굴절시켜 상기 안구에 대한 영상을 획득하는 3D 광학계를 포함하는 수술용 현미경; 상기 수술용 현미경을 안정적으로 지지하고, 다양한 각도와 방향으로 안정된 움직임을 제어하며, 리스크 매니지먼트(risk management)를 통한 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 로테이팅 암(rotating arm); 상기 수술용 현미경에 의해 획득된 상기 영상을 감지하여 좌안 및 우안 영상 데이터를 생성하는 3D 카메라 모듈; 상기 좌안 및 우안 영상 데이터를 영상 처리하여 입체 영상을 출력하는 3D 영상 처리 모듈; 및 상기 3D 영상 처리 모듈에 의해 출력된 상기 입체 영상을 디스플레이하는 3D 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.The near-infrared stereoscopic image system for ophthalmologic surgery includes a light source unit capable of acquiring an image having a higher image contrast than an existing white light image, generating a near-infrared light having a small amount of light energy reaching the retina through the eyeball, A surgical microscope including a 3D optical system for acquiring an image of the eyeball by reflecting and refracting light; A rotating arm for stably supporting the surgical microscope, controlling stable movement in various angles and directions, and ensuring reliability through risk management; A 3D camera module for sensing the image acquired by the surgical microscope and generating left eye and right eye image data; A 3D image processing module for processing the left eye and right eye image data and outputting a stereoscopic image; And a 3D display device for displaying the stereoscopic image output by the 3D image processing module.

상기 3D 광학계는 서로 다른 파장을 가지는 복수의 근적외선 광을 조사하는 복수의 광원; 상기 안구에 대향되게 배치되는 대물렌즈; 상기 안구에 반사되어 상기 대물렌즈를 통과한 광이 입사되는 줌렌즈; 상기 줌렌즈로부터 출사된 광을 촬영하여 상기 안구의 영상을 상기 각 파장별로 다르게 생성하고, 상기 생성된 각 파장별 영상을 복수의 채널로 분리하여 출력하는 비디오 부재; 및 상기 안구의 영상을 육안으로 관찰하도록 형성된 접안렌즈를 포함할 수 있다.Wherein the 3D optical system includes a plurality of light sources for irradiating a plurality of near infrared rays having different wavelengths; An objective lens disposed to face the eyeball; A zoom lens for reflecting light reflected by the eyeball and passing through the objective lens; A video element for picking up light emitted from the zoom lens to generate an image of the eyeball differently for each wavelength, separating the generated image for each wavelength into a plurality of channels, and outputting the divided image; And an eyepiece formed to observe the image of the eyeball with the naked eye.

상기 비디오 부재는 상기 대물렌즈를 통해 맺히는 상기 안구의 상을 상기 접안렌즈와 상기 디스플레이 장치에 동시에 보여주기 위한 빔 스플리터를 포함할 수 있다.The video member may include a beam splitter for simultaneously displaying an image of the eyeball, which is formed through the objective lens, on the eyepiece lens and the display device.

상기 3D 카메라 모듈은 상기 빔 스플리터에 의해 분리된 상기 안구의 상을 촬영하여 상기 각 파장별 영상을 상기 각 채널을 통해 상기 3D 영상 처리 모듈로 출력하여 복수의 상기 3D 디스플레이 장치를 통해 디스플레이되도록 한다.
The 3D camera module photographs an image of the eyeball separated by the beam splitter and outputs the images of the respective wavelengths to the 3D image processing module via the channels to be displayed through a plurality of the 3D display devices.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 근적외선 광원을 이용하여 안구에 관한 입체 영상을 디스플레이함으로써, 백내장 수술시 기존의 안과 수술용 현미경에서의 강한 가시광선 사용으로 인한 부작용(광독성 망막병증)을 근원적으로 제거할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, by displaying a stereoscopic image of an eye using a near-infrared light source, a side effect (phototoxic retinopathy) caused by the use of strong visible light in a conventional ophthalmic surgery microscope is fundamentally eliminated can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템을 설명하기 위해 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 광원 발생부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 3D 광학계의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 비디오 부재에 포함된 빔 스플리터의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 3D 카메라 모듈 및 3D 영상 처리 모듈 각각의 상세 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is an overall schematic view illustrating a near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the detailed configuration of the light source generating unit of FIG.
3 is a diagram showing a detailed configuration of the 3D optical system of FIG.
Fig. 4 is a view showing a detailed configuration of a beam splitter included in the video element of Fig. 3;
FIG. 5 is a diagram showing the detailed configurations of the 3D camera module and the 3D image processing module of FIG. 1, respectively.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템을 설명하기 위해 도시한 전체 구성도이다.FIG. 1 is an overall schematic view illustrating a near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템(100)은 광원 발생부(110)와 3D 광학계(120)를 포함하는 수술용 현미경, 로테이팅 암(130), 3D 카메라 모듈(140), 3D 영상 처리 모듈(150), 및 3D 디스플레이 장치(160)를 포함한다.1, the ocular surgery near infrared ray stereoscopic image system 100 includes a surgical microscope including a light source 110 and a 3D optical system 120, a rotating arm 130, a 3D camera module 140, A 3D image processing module 150, and a 3D display device 160.

상기 수술용 현미경의 광원 발생부(110)는 기존 백색광 영상보다 영상 대조도가 높은 영상 획득이 가능하며, 안구를 통과하여 망막에 도달하는 빛 에너지량이 적은 근적외선 광을 발생한다.The light source 110 of the surgical microscope can acquire an image having higher image contrast than the conventional white light image and generates near infrared light having a small amount of light energy reaching the retina through the eyeball.

이러한 광원 발생부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 신호 발생기(signal generator), 광 밴드패스(optical bandpass), 확산/시간 지연 컴포넌트(dispersion or time delay components), ISO(포토커플러), 이득 매질(gain medium), 커플러(coupler) 등으로 구성될 수 있다.The light source 110 may include a signal generator, an optical bandpass, a dispersion or time delay component, an ISO (optocoupler), a gain A gain medium, a coupler, and the like.

상기 수술용 현미경의 3D 광학계(120)는 상기 광원 발생부(110)에서 발생된 근적외선 광을 반사 및 굴절시켜 상기 안구에 대한 영상을 획득한다. 이러한 3D 광학계(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 광원(a, b, c), 대물렌즈(310), 줌렌즈(320), 비디오 부재(330), 및 접안렌즈(340)를 포함할 수 있다.The 3D optical system 120 of the surgical microscope reflects and refracts near-infrared light generated by the light source 110 to acquire an image of the eyeball. 3, the 3D optical system 120 includes a plurality of light sources a, b, and c, an objective lens 310, a zoom lens 320, a video member 330, and an eyepiece 340 can do.

상기 복수의 광원(a, b, c)은 서로 다른 파장을 가지는 복수의 근적외선 광을 조사한다. 상기 조사된 복수의 근적외선 광은 상기 대물렌즈(310)로 유도되어 상기 대물렌즈(310)에 근접되어 있는 안구(301)에 조사될 수 있다.The plurality of light sources (a, b, c) irradiate a plurality of near infrared rays having different wavelengths. The plurality of near-infrared rays irradiated can be guided to the objective lens 310 and irradiated to the eye 301 that is close to the objective lens 310.

참고로, 상기 근적외선 광은 그 파장영역이 750nm 이상의 적외선 중 가장 파장이 짧은 광선을 의미한다. 이러한 근적외선 광은 인간의 눈이 인지할 수 있는 가시 범위를 넘어서기 때문에, 안과 수술과 같은 경우에 동일한 광량 에너지의 가시광선과 비교하면 눈부심 또는 수술 후의 회복 지연 등과 같은 여러 부작용이 거의 없는 장점이 있다.For reference, the near-infrared light means a light ray whose wavelength range is the shortest among infrared rays of 750 nm or more. Such near-infrared light has an advantage that it has almost no side effects such as glare or post-operative recovery delay as compared with visible light having the same light amount energy in the case of ophthalmic surgery because the near-infrared light exceeds the perceivable visible range of the human eye.

한편, 상기 복수의 광원(a, b, c)은 가시광선과 근적외선의 조사량을 적절히 조절할 수 있다. 근적외선은 반사가 적어 침투가 잘 되며 컬러 정보를 제공하지 않기 때문에, 근적외선을 이용할 경우 가시광선으로는 안 보이는 안구 내부까지를 흑백 영상으로 볼 수 있게 된다. 이에 비해, 가시광선은 안구에 일정량 이상이 조사될 경우 눈부심으로 인한 여러 부작용이 있으나 컬러 정보를 제공한다.On the other hand, the plurality of light sources (a, b, c) can appropriately adjust the irradiation amount of the visible light and the near infrared light. Since near infrared rays have little reflection, they penetrate well and do not provide color information. Therefore, when near infrared rays are used, the inside of the eyeball, which is not seen as visible light, can be seen as a black and white image. In contrast, visible light provides color information although there are many side effects due to glare when more than a certain amount is irradiated to the eye.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 복수의 광원(a, b, c)을 이용해 가시광선과 근적외선의 조사량을 수술 종류에 따라 적절히 조절함으로써, 눈부심 등으로 인한 여러 부작용의 해소 및 컬러 정보의 제공 등 안과 수술에 있어서 많은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 백내장 수술이나 망막 수술에는 근적외선을 조사하되, 컬러 정보가 필요하면 필요한 양에 따라 가시광선의 양(세기)을 조절하여 조사할 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, by appropriately adjusting the irradiation amount of the visible light and the near-infrared light according to the type of operation using the plurality of light sources (a, b, c), various side effects due to glare etc. can be solved, There are many advantages in ophthalmic surgery. For example, in case of cataract surgery or retinal surgery, the near infrared rays are irradiated. If color information is needed, the amount (intensity) of the visible ray can be controlled according to the required amount.

상기 대물렌즈(310)는 상기 안구(301)에 대향되게 배치된다. 상기 대물렌즈(310)는 상기 복수의 광원(a, b, c)으로부터 조사된 복수의 근적외선 광을 받아서 상기 안구(301)에 조사될 수 있도록 한다. 이때, 상기 복수의 광원(a, b, c)은 서로 다른 파장을 가지고 있기 때문에 상기 대물렌즈(310)를 통해 상기 안구(301)에는 다양한 파장대의 빛이 조사될 수 있다.The objective lens 310 is disposed opposite to the eyeball 301. The objective lens 310 receives a plurality of near-infrared light beams irradiated from the plurality of light sources a, b, and c, and allows the eyeball 301 to be irradiated. At this time, since the plurality of light sources a, b, and c have different wavelengths, light of various wavelengths can be irradiated to the eyeball 301 through the objective lens 310.

상기 줌렌즈(320)에는 상기 안구(301)에 반사되어 상기 대물렌즈(310)를 통과한 광이 입사된다. 상기 줌렌즈(320)는 줌 인(zoom in) 또는 줌 아웃(zoom out) 기능을 통해 상기 입사된 광을 확대 또는 축소하여 출력할 수 있다.Light that has been reflected by the eyeball 301 and has passed through the objective lens 310 is incident on the zoom lens 320. The zoom lens 320 may enlarge or reduce the incident light through a zoom in or zoom out function.

상기 비디오 부재(330)는 상기 줌렌즈(320)로부터 출사된 광을 촬영하여 상기 안구(301)의 영상을 상기 각 파장별로 다르게 생성하고, 상기 생성된 각 파장별 영상을 복수의 채널로 분리하여 출력한다.The video element 330 images the light emitted from the zoom lens 320 to generate an image of the eye 301 differently for each wavelength, separates the generated image for each wavelength into a plurality of channels, do.

이를 위해, 상기 비디오 부재(330)는 도 4에 도시된 바와 같이 빔 스플리터(beam splliter)(410, 420, 430, 440)를 포함할 수 있다.To this end, the video element 330 may include a beam splitter 410, 420, 430, 440 as shown in FIG.

상기 빔 스플리터(410, 420, 430, 440)는 상기 대물렌즈(310)를 통해 맺히는 안구(301)의 상을 상기 각 파장별로 분리하여 복수의 채널로 출력함으로써, 상기 접안렌즈(340)와 상기 디스플레이 장치(160)에 상기 안구(301)의 영상 데이터를 동시에 보여주는 역할을 한다.The beamsplitters 410, 420, 430, and 440 separate the image of the eyeball 301 formed through the objective lens 310 for each wavelength and output the images through a plurality of channels, And serves to display the image data of the eyeball 301 on the display device 160 at the same time.

도 4에서 L1, L2는 수술 현미경 관찰자의 좌안에 대응되는 광 경로를 통해 입사되어 각 채널로 분리된 광이고, R1, R2는 수술 현미경 관찰자의 우안에 대응되는 광 경로를 통해 입사되어 각 채널로 분리된 광이다.In FIG. 4, L 1 and L 2 are lights that are incident through the optical path corresponding to the left eye of the surgical microscope observer and separated into respective channels, and R 1 and R 2 are incident through the optical path corresponding to the right eye of the surgical microscope observer, Separated light.

상기 빔 스플리터(410, 420, 430, 440)는 수술 현미경에 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 빔 스플리터(410, 420, 430, 440)는 상기 수술 현미경의 뒤편에 착탈이 용이하도록 Y자 형태로 디자인 되는 것이 바람직하다.The beam splitters 410, 420, 430, and 440 may be detachably attached to the surgical microscope. At this time, it is preferable that the beam splitters 410, 420, 430, and 440 are designed in a Y-shape so as to be easily detached from the backside of the surgical microscope.

상기 접안렌즈(340)는 상기 안구(301)의 영상을 육안으로 관찰하도록 형성된다. 이를 위해, 상기 접안렌즈(140)는 상기 비디오 부재(130)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다.The eyepiece 340 is formed to visually observe an image of the eyeball 301. To this end, the eyepiece 140 may be disposed at a position facing the video member 130.

다시 도 1을 참조하면, 상기 로테이팅 암(130)은 상기 수술용 현미경을 안정적으로 지지하고, 다양한 각도와 방향으로 안정된 움직임을 제어한다. 또한, 상기 로테이팅 암(130)은 리스크 매니지먼트(risk management)를 통한 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.Referring again to FIG. 1, the rotatable arm 130 stably supports the surgical microscope and controls stable movement in various angles and directions. In addition, the rotatable arm 130 can ensure reliability through risk management.

이를 위해, 상기 로테이팅 암(130)은 예상치 못한 상황에도 대응할 수 있도록 다양한 동작의 구현 및 핵심 모듈의 기능이 오류 없이 수행될 수 있도록 안정적인 기구학적/동역학적 구동 메커니즘을 가진 다관절 시스템으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 로테이팅 암(130)은 정확한 위치 제어를 통한 비정상동작 상황을 근본적으로 방지하는 제어시스템의 기능을 구현할 수 있다.For this, the rotating arm 130 is implemented as a multi-joint system having a stable kinematic / dynamic driving mechanism so that various operations and functions of the core module can be performed without error so as to cope with unexpected situations . In addition, the rotating arm 130 can realize a function of a control system that fundamentally prevents an abnormal operation state through precise position control.

상기 3D 카메라 모듈(140)은 상기 수술용 현미경에 의해 획득된 상기 영상을 감지하여 좌안 및 우안 영상 데이터를 생성한다. 상기 3D 카메라 모듈(140)은 상기 빔 스플리터(도 4의 "410", "420", "430", "440" 참조)에 의해 분리된 상기 안구(도 3의 "301" 참조)의 상을 촬영하여 상기 각 파장별 영상을 상기 각 채널을 통해 상기 3D 영상 처리 모듈(150)로 출력하여 복수의 상기 3D 디스플레이 장치(160)를 통해 디스플레이되도록 한다.The 3D camera module 140 senses the image obtained by the surgical microscope and generates left eye and right eye image data. The 3D camera module 140 can obtain an image of the eyeball (see 301 in FIG. 3) separated by the beam splitter (see "410", "420", "430" And images of the respective wavelengths are output to the 3D image processing module 150 through the channels to be displayed through a plurality of the 3D display devices 160.

이를 위해, 상기 3D 카메라 모듈(140)은 도 5에 도시된 바와 같이 렌즈(Lens), 이미지 센서(Image Sensor), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 컬러 프로세싱(Color processing), 화질 개선(Image Enhancement), 인터페이스(Interface) 등으로 구성될 수 있다.5, the 3D camera module 140 may include a lens, an image sensor, an analog-to-digital converter (ADC), a color processing, an image enhancement ), An interface, and the like.

상기 3D 영상 처리 모듈(150)은 상기 좌안 및 우안 영상 데이터를 영상 처리하여 입체 영상을 출력한다. 이를 위해, 상기 3D 영상 처리 모듈(150)은 프레임 동기화기(Frame sync), 2D-3D 변환기(2D to 3D), 비디오 프로세서(Video Processor), 3D 포매터(3D formatter) 등으로 구성될 수 있다.The 3D image processing module 150 processes the left eye and right eye image data and outputs a stereoscopic image. For this purpose, the 3D image processing module 150 may include a frame synchronizer, a 2D to 3D converter, a video processor, and a 3D formatter.

상기 3D 디스플레이 장치(160)는 상기 3D 영상 처리 모듈(150)에 의해 출력된 상기 입체 영상을 디스플레이한다.The 3D display device 160 displays the stereoscopic image output by the 3D image processing module 150.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 근적외선 광원을 이용하여 안구에 관한 입체 영상을 디스플레이함으로써, 백내장 수술시 기존의 안과 수술용 현미경에서의 강한 가시광선 사용으로 인한 부작용(광독성 망막병증)을 근원적으로 제거할 수 있다.Thus, in an embodiment of the present invention, a stereoscopic image relating to the eyeball is displayed using a near-infrared light source, and thus, a side effect (phototoxic retinopathy) caused by the use of strong visible light in a conventional ophthalmic surgery microscope Can be removed.

기존의 가시광선은 망막 도달 에너지(w/cm2)는 0.23, 눈 안전 노출 시간은 13초, 망막손상 역치는 21분인 반면, 본 발명에 사용되는 근적외선은 망막 도달 에너지(w/cm2)는 0.0018, 눈 안전 노출 시간은 27분, 망막손상 역치는 45시간에 달한다.(W / cm 2 ) is 0.23, the eye safety exposure time is 13 seconds, and the retinal injury threshold is 21 minutes in the conventional visible light, whereas the near infrared rays used in the present invention have the retina reaching energy (w / cm 2 ) 0.0018, an eye safety exposure time of 27 minutes, and a retinal injury threshold of 45 hours.

따라서, 상기 근적외선을 이용하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광독성 망막병증과 같은 부작용을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 수술 집도의의 자세를 개선할 수 있으며, 수술 후 즉시 시력이 회복 가능하며, 약물 부작용을 최소화할 수 있다.
Therefore, according to one embodiment of the present invention using the near-infrared rays, it is possible not only to eliminate side effects such as phototoxic retinopathy, but also to improve the attitude of the operation house, to restore visual acuity immediately after surgery, Can be minimized.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

110: 광원 발생부
120: 3D 광학계
130: 로테이팅 암
140: 3D 카메라 모듈
150: 3D 영상 처리 모듈
160: 3D 디스플레이 장치
310: 대물렌즈
320: 줌렌즈
330: 비디오 부재
340: 접안렌즈
410, 420, 430, 440: 빔 스플리터110: Light source generating unit
120: 3D optical system
130: Rotating arm
140: 3D camera module
150: 3D image processing module
160: 3D display device
310: objective lens
320: zoom lens
330: absence of video
340: eyepiece
410, 420, 430, 440: beam splitter

Claims (5)

백내장 수술시 기존의 안과 수술용 현미경에서의 강한 가시광선 사용으로 인한 부작용(광독성 망막병증)을 근원적으로 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템.
A near infrared ray stereoscopic imaging system for ophthalmic surgery using a near-infrared light source, characterized by being capable of fundamentally eliminating side effects (phototoxic retinopathy) caused by the use of strong visible light in a conventional ophthalmic surgical microscope during cataract surgery.
제1항에 있어서,
상기 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템은
기존 백색광 영상보다 영상 대조도가 높은 영상 획득이 가능하며, 안구를 통과하여 망막에 도달하는 빛 에너지량이 적은 근적외선 광을 발생하는 광원 발생부, 및 상기 근적외선 광을 반사 및 굴절시켜 상기 안구에 대한 영상을 획득하는 3D 광학계를 포함하는 수술용 현미경;
상기 수술용 현미경을 안정적으로 지지하고, 다양한 각도와 방향으로 안정된 움직임을 제어하며, 리스크 매니지먼트(risk management)를 통한 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 로테이팅 암(rotating arm);
상기 수술용 현미경에 의해 획득된 상기 영상을 감지하여 좌안 및 우안 영상 데이터를 생성하는 3D 카메라 모듈;
상기 좌안 및 우안 영상 데이터를 영상 처리하여 입체 영상을 출력하는 3D 영상 처리 모듈; 및
상기 3D 영상 처리 모듈에 의해 출력된 상기 입체 영상을 디스플레이하는 3D 디스플레이 장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템.
The method according to claim 1,
The near-infrared stereoscopic image system for ophthalmic surgery
A light source generating unit capable of acquiring an image having a higher image contrast than an existing white light image and generating a near infrared ray light having a small amount of light energy reaching the retina through the eyeball; and a light source unit for reflecting and refracting the near- A surgical microscope including a 3D optical system for acquiring a 3D optical system;
A rotating arm for stably supporting the surgical microscope, controlling stable movement in various angles and directions, and ensuring reliability through risk management;
A 3D camera module for sensing the image acquired by the surgical microscope and generating left eye and right eye image data;
A 3D image processing module for processing the left eye and right eye image data and outputting a stereoscopic image; And
A 3D display device for displaying the stereoscopic image output by the 3D image processing module
Wherein the near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery employs a near infrared ray light source.
제2항에 있어서,
상기 3D 광학계는
서로 다른 파장을 가지는 복수의 근적외선 광을 조사하는 복수의 광원;
상기 안구에 대향되게 배치되는 대물렌즈;
상기 안구에 반사되어 상기 대물렌즈를 통과한 광이 입사되는 줌렌즈;
상기 줌렌즈로부터 출사된 광을 촬영하여 상기 안구의 영상을 상기 각 파장별로 다르게 생성하고, 상기 생성된 각 파장별 영상을 복수의 채널로 분리하여 출력하는 비디오 부재; 및
상기 안구의 영상을 육안으로 관찰하도록 형성된 접안렌즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템.
3. The method of claim 2,
The 3D optical system
A plurality of light sources for irradiating a plurality of near infrared rays having different wavelengths;
An objective lens disposed to face the eyeball;
A zoom lens for reflecting light reflected by the eyeball and passing through the objective lens;
A video element for picking up light emitted from the zoom lens to generate an image of the eyeball differently for each wavelength, separating the generated image for each wavelength into a plurality of channels, and outputting the divided image; And
An eyepiece formed to observe the image of the eyeball with the naked eye
Wherein the near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery employs a near infrared ray light source.
제3항에 있어서,
상기 비디오 부재는
상기 대물렌즈를 통해 맺히는 상기 안구의 상을 상기 접안렌즈와 상기 디스플레이 장치에 동시에 보여주기 위한 빔 스플리터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템.
The method of claim 3,
The video element
And a beam splitter for simultaneously displaying an image of the eyeball formed through the objective lens on the eyepiece lens and the display device,
Wherein the near infrared ray stereoscopic image system for ophthalmic surgery employs a near infrared ray light source.
제4항에 있어서,
상기 3D 카메라 모듈은
상기 빔 스플리터에 의해 분리된 상기 안구의 상을 촬영하여 상기 각 파장별 영상을 상기 각 채널을 통해 상기 3D 영상 처리 모듈로 출력하여 복수의 상기 3D 디스플레이 장치를 통해 디스플레이되도록 하는 근적외선 광원을 이용한 안과 수술용 근적외선 입체 영상 시스템.5. The method of claim 4,
The 3D camera module
An image of the eyeball separated by the beam splitter and outputting the image for each wavelength to the 3D image processing module through each channel to be displayed through a plurality of the 3D display devices, Near infrared ray stereoscopic image system.
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