KR20160058750A

KR20160058750A - 접안렌즈 바이오인식을 위한 통합 oct-굴절률 측정기 시스템

Info

Publication number: KR20160058750A
Application number: KR1020167002523A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 엔. 아츠유코비치; 제트. 아라스 아슬란; 링펭 유; 미카일 보우니
Original assignee: 노바르티스 아게
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2016-05-25
Also published as: EP3010394A1; RU2654274C2; ES2735898T3; CN105451638A; JP6557237B2; JP2016536091A; US9538911B2; PH12016500354A1; EP3549514A1; EP3010394B1; US20170079522A1; WO2015042305A1; AU2014323493A1; ES2959461T3; US20150077705A1; CA2915153C; CA2915153A1; RU2016107390A3; AU2014323493B2; CN105451638B

Abstract

접안렌즈 바이오인식을 위한 통합 OCT-굴절률 측정기 시스템
알렉산더 엔. 아트슈코비치(Alexander N. Artsyukhovich), 지. 아라스 아스랜(Z. Aras Aslan), 링펭 유(Lingfeng Yu) 및 미카일 보우크니(Mikhail Boukhny)
슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템은, 눈 내 이미지 영역의 가시적 이미지를 제공하도록 구성된 눈-시각화 시스템, 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생시키도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템; 이미지 영역의 굴절 매핑을 생성하도록 구성된 굴절률 측정기; 그리고 OCT 이미지와 굴절 매핑에 기초하여 눈의 굴절 특징을 결정하도록 구성된 분석기를 포함하며, 굴절률 측정기 및 OCT 이미징 시스템은 눈 가시화 시스템내로 통합된다.

Description

접안렌즈 바이오인식을 위한 통합 OCT-굴절률 측정기 시스템{Integrated OCT-Refractometer System for ocular Biometry}

본 발명은 2013년 9월 19일 출원되고, 발명자가 알렉산더 엔. 아트슈코비치(Alexander N. Artsyukhovich), 지. 아라스 아스랜(Z. Aras Aslan), 링펭 유(Lingfeng Yu) 및 미카일 보우크니(Mikhail Boukhny)이며, 발명의 명칭이 "접안렌즈 바이오인식(ocular Biometry)을 위한 통합 OCT-굴절률 시스템"인 미국 특허출원 제14/031,799호를 우선권 주장의 기초로 하는 것이다.

본 발명의 실시 예는 통합-OCT-굴절률 측정기 시스템에 대한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 눈-시각화 시스템, 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템, 그리고 OCT 이미지와 굴절 맵핑을 기초하여 눈의 굴절 측정을 결정하기 위한 굴절률 측정기에 대한 것이다.

관련 기술

현재의 백내장 수술, 인트러-각막 인레이, 라식(레이저를 이용한 제자리 각막)(Laser-Assisted in situ Keratomileusis), 그리고 라섹(photorefractive keratectomy)(PRK)은 최고의 굴절 교정을 위하여 안구 생체 인식 데이터에 의존하고 있다. 역사적으로, 눈의 수술 과정은 눈의 부분을 이미지 하기 위해 초음파 생체 인식 장비를 사용하였다. 어떤 경우 이들 바이오인식 장비는 눈의 A-스캔을 발생시켰다: 일반적으로 눈의 광축과 정렬된 이미징 축을 따라 모든 인터페이스로부터의 음향 에코 신호: 이과 병행하여, 또는 단지 작은 각을 만들면서. 다른 장비는 특히 생체 인식 장비의 헤드 또는 팁이 스캐닝 라인을 따라 스캔되기 때문에 연속적으로 촬영된, 필연적으로 A-스캔 콜렉션을 모으면서 B-스캔을 발생하였다. 이 같은 스캐닝 라인은 눈의 광축에 횡 방향이었다. 이러한 초음파 A- 또는 B- 스캔은 안구 축 길이, 눈의 전방 깊이, 또는 각막의 곡률 반경과 같은 생체 인식 데이터를 측정하고 확인하는 데 사용되었다. 초음파 안구 생체 인식 장치의 예는 알콘의 알트러스캔(Alcon UltraScan)과 알콘의 오쿠스캔(Alcon OcuScan) RxP를 포함한다.

다른 수술 과정에서, 별도의 각막 측정기(keratometer)가 사용되어 굴절률 특성 및 각막의 데이터를 측정하도록 한다. 초음파 측정과 굴절 데이터는 세미-실험식에서 결합되어서 뒤이은 백내장 수술 중 처방되고 삽입될 최적의 안구 내 렌즈(Intra ocular Lens)(IOL) 특성을 계산하도록 하였다.

최근에는, 초음파 생체 인식 장치가 빠른 속도로 광학 간섭 단층 촬영(OCT)의 원리의 광학 이미징 및 생체 인식 장비로 대체되고 있다. 예로서 자이스 IOL 마스터(Zeiss IOL Master) 및 헤이그-스트라이트 렌스타(Haag-Streit Lenstar)을 포함한다. 이러한 1OL 장비는 이제 모든 IOL 처방의 경우 80~90 %가 사용된다. 그 중에서도, 이들의 성공은 이미지의 비접촉 성질과 초음파 생체 측정보다 높은 정밀도로 인한 것이다.

그러나, 이와 같은 최근의 장비 발전에도 불구하고, 바이오인식 및 이미지 장비의 기능에는 상당한 개선과 개발이 필요하다.

1. 현재 장비의 문제 중 하나는 바이오인식 정보를 결정하기 위해 사용된 방법이 다양한 안구 매질 및 다양한 안구 매질의 굴절률 내 초음파 속도와 같은 사용된 눈-모델 내 가정에 크게 의존한다는 것이다. 이들은 또한 굴절 인덱스 및 초음파 속도가 안구 내 위치 및 시간에 따라 변하지 않는다는 그러나 실제에서는 그렇지 않은 가정과 같은, 인체 눈의 단순화 가정에 기초한다는 것이다. 따라서, 가정을 사용하는 대신 측정된 눈-파라미터를 갖는 눈을 모델로 하는 시스템이 더욱 정확함을 제공하는 것이다.

2. 또한, 상기 적용된 모델은 많은 수술 그리고 많은 환자 수로부터 굴절률 결과 평균값을 사용한다. 따라서, 이 같은 방법은 평균 정보에 기초하며 환자별 변동을 무시하거나 간과한다. 이들 변동은 나이, 성별, 그리고 다른 요인에 따른 변동을 포함할 수 있다. 환자별 변동을 수용할 수 있는 시스템은 수술 선택을 개선할 수 있다.

3. 안구 생체 인식 측정은 진료소 또는 안과에서 백내장 수술 몇 주 전에 대개 수행된다. 그러나 수술까지 몇 주 동안 환자 눈의 생체 인식의 무시하지 못할 변경이 있을 수 있다. 이와 같은 변경은 이완제 및 기타 의약품의 투여뿐만 아니라, 수술실 및 진료소의 차이와 같은. 수술 준비 자체에 의해 혼합될 수 있다. 따라서, 수술 시간에 가까운 바이오인식 정보를 제공할 수 있는 시스템이 유용할 것이다.

4. 더구나, 생체 측정은 백내장 눈에서 수행되므로, 광신호는 종종 흐려지거나 어느 정도 왜곡된다. 따라서 때때로 눈-모델링에 기초한 처방은 최적 처방에서 벗어난다. 그러므로 흐릿하지 않은 측정에 기초한 바이오인식 정보를 제공하는 시스템이 향상된 정밀도를 제공한다.

5. 본 발명 과정에서, 분리된 생체 인식 및 이미지 장비가 사용되기 때문에, 생체 인식 및 이미지 데이터는 크로스-참조되고 등록될 필요가 있으며, 이는 추가 도전을 발생시킨다. 측정 능력을 통합하는 시스템은 더욱 좋은 능력을 제공할 수 있다.

6. 특정 시간에 특정 환자의 특정 눈에 대한 차선의 결과를 제공할 수 있는 예비 생체 인식 및 이미지에 대한 모든 문제를 떠나서, 추가의 문제는 수술에 대한 추가의 유용한 피드백 및 컨트롤 정보를 제공할 수 있다고 하여도, 생체 인식이 수술중에는 이용할 수 없다는 것이다. 그 첫 번째 예는 완화 절개수술이 수술 전 생체 인식에 기초하여 수행되는 단계이지만 IOL은 아직 삽입되지 않았다. 이 같은 점에서, 소정의 절개를 수행함이 수술 전 모델링에 의해 예측된 굴절 결과를 달성하였는가를 검사하기 위한 추가의 측정을 수행할 수 있는 시스템이 추가의 보정과 조정을 제공하기 위해 유용할 수 있다.

7. 수술 중의 생체 인식의 또 다른 유용한 경우는 토릭 IOL이 난시 눈으로 삽입되는 때, 토릭 IOL의 축이 난시와 관련하여 최적으로 오리엔트되어야 하는 때이다. 현재, 수술은 수술 전 생체 인식에 기초한 처방에 의해 안내된다. 그러나 IOL 축이 처방된 바와 같이 수술에 의해 오리엔트 되기 위해서는 수술 중의 생체 인식에 의해 토릭 IOL의 축 오리엔테이션을 추적하는 것이 도움이 될 수 있다. 또한, 이 같은 시스템은 배향 각(orientation angle)에 대한 수술 전 처방이 최적인 상태로 유지되는가를 검사하기 위해 추가의 수술 중의 생체 인식을 수행할 수 있다. 이 같은 생체 인식의 결과는 토릭 축의 오리엔테이션을 효과적으로 안내하기 위해 수술 현미경 내 헤드-업(heads-up) 디스플레이에서 외과의사에게 릴레이 될 수 있다.

8. 유사한 맥락으로, 백내장 수술 중에 IOL의 중심화(centration)가 마찬가지로 중요하다. 다시 한번, 수술 중의 생체 인식 시스템은 IOL 삽입을 수행하는 외과의사에게 매우 유용한 안내를 제공할 수 있다.

적어도 이와 같은 이유 1-8로, 백내장 수술, IOL 선택 및 삽입을 만들고 조정하는 단계에 적합한 시간에 환자의 눈과 관련된 통합 이미지 및 바이오인식 정보를 전달하는 장비 및 방법의 필요가 존재한다.

이들 필요한 기능에도 불구하고, 굴절과 이미지 장비의 통합은 아직 유아단계이다. 특히, 현재 수술 중의 현미경이 굴절 바이오인식 장치 및 OCT 이미징 시스템이 통합 되어진 것은 존재하지 않는다.

상기 요구를 해결하기 위해, 본 발명의 실시는 눈 내 이미지 영역의 가시적 이미지를 제공하도록 구성된 눈-시각화 시스템; 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생시키도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템; 이미지 영역의 굴절 매핑을 생성하도록 구성된 굴절률 측정기; 그리고 OCT 이미지와 굴절 매핑에 기초하여 눈의 굴절 특징을 결정하도록 구성된 분석기를 포함하며, 굴절률 측정기 및 OCT 이미징 시스템이 눈 가시화 시스템내로 통합됨을 특징으로 하는 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템을 포함한다.

본 발명의 다른 실시는 눈 내 이미지 영역의 시각적 이미지를 제공하도록 구성된 수술 현미경; 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생하도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템; 이미지 영역의 굴절 정보를 결정하도록 구성된 수차계(aberrometer); OCT 이미지 및 굴절 정보에 기초하여 눈의 바이오인식 정보를 결정하도록 구성된 분석기; 그리고 수술 현미경의 광학 패스웨이 내 결정된 바이오인식 정보를 결정하도록 구성된 헤드-업 디스플레이를 포함하는 수술중 생체 측정기(intra-operative biometer)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시는 OCT 이미징 시스템으로 눈의 이미지 영역 OCT 이미지를 생성하고; 굴절률 측정기로 눈의 이미지 영역의 굴절 맵핑을 생성하며; OCT 이미지, 굴절 맵핑 및 눈 모델을 기초로 하여, 분석기로 눈의 통합 바이오인식 분석을 수행하고; 수술 선택을 알리기 위해 바이오인식 분석에 기초하여 분석기로 바이오인식 정보를 생성하며; 그리고 비디오-디스플레이 그리고 헤드-업 디스플레이 중 하나를 통하여 바이오인식 정보를 디스플레이함을 포함하는 통합 OCT-굴절률 측정기 시스템 동작 방법을 포함한다.

도 1은 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템의 실시를 도시한 도면.
도 2A-D는 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템의 실시 예들을 도시한 도면.
도 3A-C는 통합-OCT-굴절률 측정기 시스템을 갖는 현미경의 특정 실시를 도시한 도면.
도 4는 통합-OCT-굴절률 시스템을 작동시키는 방법을 설명하는 도면.
도면에서 동일한 부호로 표시된 부분은 동일 또는 유사 기능을 갖는다.

다음 설명에서, 특정 실시 예를 설명하기 위해 특정 세부 내용이 설명된다. 그러나, 당업자라면 이들 특정 세부 내용 일부 또는 전부 없이도

본 발명의 실시가 가능한 것임을 이해할 것이다. 다음 설명에서 특정 실시는 설명의 목적인 것이지 본원 발명을 제한하고자 함이 아니다. 당업자라면 본원 명세서에서 특별히 설명되지 않았다 하여도 다른 재료가 본원 발명의 범위 내에 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 실시 예는 상기 설명된 필요(1-8)를 해결한다. 특히, 본 발명에 따른 장비 및 방법은 이 같은 필요를 해결하는 접안렌즈 생체 측정을 위한 통합-OCT-굴절률 측정기 시스템을 포함한다. 이 같은 통합 시스템은 현미경 또는 슬릿 램프 어느 하나에 장착될 수 있기 때문에, 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템 또는 SMIORS 이라 칭하여 질 것이다. 슬릿-램프-통합 시스템은 수술 계획이 수행되는 안과-기반 시스템에서 유용할 수 있다. 현미경-통합 시스템은 눈 수술 실에서 유용할 수 있다. SMIORS 실시 예는 다음과 같이 상기 필요를 해결한다.

1. SMIORS 실시 예는 개별 환자의 개별 눈에 대한 굴절성 인덱스 그리고 특징과 바이오인식 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. SMIORS는 커스터마이즈 눈 생체 측정 모델을 만들기 위해 광선 추적 소프트웨어를 사용하도록 구성된다.

이 같은 커스터마이즈 모델은 커스터마이즈 굴절성 교정을 제공하는 백내장 굴절성 수술을 처방하도록 사용될 수 있다. 백내장 수술을 최적화하는 실시 예는 삽입된 IOL들의 타입, 위치 및 방향 계획뿐 아니라, 각막 윤부 완화 절개수술(limbal relaxing incisions)의 크기, 형태 및 위치를 계획함을 포함한다.

또한, 환자의 눈이 예를 들면, 굴절성 인덱스의 공간 변화를 나타내면, SMIOR은 어느 정도 이 같은 변화를 캡쳐할 수 있으며 이에 따라 바이오인식 분석을 수행할 수 있다.

2. 이 같은 맥락으로, SMIORS의 실시 예는 인구-평균 값(population-averaged values)을 사용하는 대신 커스터마이즈 눈 바이오인식 모델을 형성할 수 있다. 다른 실시 예에서, SMIORS는 표준 눈 모델을 사용할 수 있으며, 그러나 커스터마이즈 파라미터를 갖는다. 이는 SMIORS가 현재 인구-평균 수술 플랜보다 더욱 정밀한 수술 플랜을 전달할 수 있는 또 다른 특징 이다.

3. SMIORS의 실시 예는 또한 수술 준비 단계와 같은, 실재 수술의 시간에 매우 가까이에 상기 바이오인식 정보를 결정할 수 있기도 하다. 따라서, SMIORS는 수슬 플랜 오피스-방문과 뒤이어 백내장 수술 사이 상당한 시간 차이, 그리고 이들 두 시간 사이 컨디션 변화로부터 일어나는 문제를 피할 수 있다.

4. SMIORS는 무 수정체 눈 내, 즉 백내장 렌즈가 제거된 후, 바이오인식 측정을 수행할 수 있다. 이는 SMIORS가 백내장에 의해 흐릿해지지 않은 광학 정보를 제공하도록 한다. 무수정체 눈을 수술 전 모델링과 비교함은 외과 의사로 하여금 모델링 시뮬레이션을 재 실행하고 필요한 처방을 수정할 수 있도록 한다.

5. SMIORS의 실시 예는 또한 통합될 수 있다: OCT 이미징 시스템 및 굴절성 시스템은 뒤이어 레지스터링 및 레퍼링을 필요로 하는 장치를 분리해서 사용하는 대신, 동일한 현미경 상에 장착될 수 있다. 통합 SMIORS에서, 굴절성 및 OCT 이미징 정보는 더욱 신뢰할 수 있으며 정밀하게 레지스터 될 수 있다.

6. SMIORS의 몇몇 실시 예는 수술 중에 생체 측정 및 굴절성 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 같은 SMIORS은 여러 장점을 제공한다. 예를 들면, 완화 절개수술이 백내장 수술의 이른 단계에서 수행되었으며, 그러나 IOL이 아직 삽입되지 않았다면, SMIORS의 실시 예가 사용되어서 비이오인식 측정을 수행하도록 하며, 처방된 절개수술을 수행하는 것이 모델링에 의해 예측된 결과를 달성 하였는 가를 검사하도록 한다. 만약 그렇지 않다면, 외과 의사는 수술 전 바이오인식에만 기초한 처방과는 다른 IOL을 선택할 것이다.

7. 수술 중의 바이오인식의 또 다른 용도는 토릭 IOL이 난시 눈 내로 삽입되는 때, 토익 IOL의 축이 난시와 관련하여 최적으로 오리엔트될 필요가 있다는 것이다. 현재는, 외과의사가 수술 전 바이오 인식의 처방에 의해 안내된다. 분명하게, 외과의사에 의해 삽입되고 있는 때 토릭 IOL의 방위를 검사하기 위해 추가의 수술 중의 바이오인식을 수행하는 것이 도움이 된다. 또한, 수술 중의 바이오인식은 수술 전 처방이 최적인가를 검사할 수 있다. 이 같은 바이오인식의 결과는 토릭 축의 방위를 효과적으로 안내하기 위해 수술 현미경 내에 헤드-업 디스플레이로 외과 의사에게 릴레이 될 수 있다.

8. 수술 중의 생체 인식은 또한 외과의사가 IOL을 캡슐 내로 중앙에 위치시킬 수 있도록 하기 때문에 외과의사를 위한 귀중한 피드백을 제공할 수 있기도 하다. 앞서 설명한 바와 같이, 수술 현미경 내 헤드-업 디스플레이에 수술 중의 생체 인식 결과를 제공하는 것은 특히 효과적일 수 있다.

일정 SMIORS는 수술 현미경 내에 장착되거나 통합하여 상기 설명된 필요를 해결할 수 있다. 일정 실시 예에서는 기존 현미경-기반 OCT 장치와 달리 수술 공간 내로 침입하는 것을 피할 수 있다. 예를 들면, SMIORS는 현미경의 기존 부분 내로 실시될 수 있다. 수술 현미경의 디지인에서 공간에 대한 요구가 특히 압박을 주기때문에, 이는 상당한 장점이 될 수 있다. 일정 SMIORS 실시 예에서는 2 인치 이하, 또는 심지어 1 인치 이하로 현미경 접안 렌즈 높이를 증가시킴에 의해 실시 될 수 있다.

본원 명세서에는, 현미경 내로 굴절률 측정기를 통합하도록 된 기존 시스템이 언급된다. 그러나, 이 같은 시스템은 더욱 완전치 못한 이미징 정보를 줄 뿐이다. SMIORS의 실시 예는 현미경 또는 슬릿 램프 내로 OCT 이미징 시스템을 추가로 통합함에 의해 더욱 완전한 이미징 및 생체 인식 정보를 제공한다.

도 1은 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템 (Slit-lamp-or-Microscope-Integrated-OCT-Refractometer System), 또는 SMIORS(100)의 실시 예를 도시한다. SMIORS(100)는 눈(10) 내 이미지 영역의 가시적 이미지를 제공하도록 구성된 눈-시각화 시스템(110), 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생시키도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템(120);

이미지 영역의 굴절 매핑을 생성하도록 구성된 굴절률 측정기(130); 그리고

OCT 이미지와 굴절 매핑에 기초하여 눈의 굴절 특징을 결정하도록 구성된 분석기(140)를 포함하며, 굴절률 측정기(130) 및 OCT 이미징 시스템(120)이 눈 가시화 시스템내로 통합될 수 있다.

이미지 영역은 수술의 표적과 같은, 눈(10)의 한 부분 또는 영역일 수 있다. 각막 수술 과정에서, 이미지 영역은 각막(12)의 한 부분일 수 있다. 백내장 수술에서, 이미지 영역은 눈의 캡슐 그리고 (수정) 렌즈(14)일 수 있다. 이미지 영역은 또한 눈의 전방 챔버를 포함한다. 막막 수술 과정에서, 이미지 영역은 망막(16)의 영역일 수 있다. 상기 이미지 영역들의 조합은 이미지 영역이 또한 될 수 있다.

눈-시각화 시스템(110)은 현미경(112)을 포함한다. 다른 실시 예에서, 이는 슬릿-램프를 포함할 수 있다. 현미경(112)은 광학 현미경, 수술 현미경, 비디오-현미경, 또는 이들의 조합일 수 있다. 도 1의 실시 예에서, 눈-시각화 시스템(110)(굵은 선으로 도시됨)은 대물렌즈(113), 광학 렌즈(115) 그리고 쌍안경 또는 접안 렌즈(117)를 포함할 수 있다. 눈-시각화 시스템(110)은 또한 비디오 현미경의 카메라(118)를 포함할 수 있다.

SMIORS(100)는 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템(120)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 OCT 이미징 시스템(120)은 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생시킬 수 있다. 상기 OCT 이미징 시스템은 이미지 영역의 A-스캔 또는 B-스캔을 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 OCT 이미지 또는 이미지 정보는 눈의 바이오인식 또는 굴절 특징을 결정하기 위해 출력된 "굴절 특징" 신호와 조합하여 분석기(140)에 의해 사용될 수 있는 "OCT 출력" 신호에서 출력될 수 있다.

OCT 이미징 시스템(120)은 500-2,000nm 파장 범위, 또는 다른 실시 예에서는 900-1,400nm 파장범위로 동작하는 OCT 레이저를 포함할 수 있다. OCT 이미징 시스템(120)은 시간-도메인, 주파수-도메인, 스웹 주파수(swep frequency) 또는 푸리에 도메인 모드 잠금(Locking) OCT 이미징 시스템(120)일 수 있다.

OCT(120) 일부는 현미경 내로 통합될 수 있으며, 그 일부가 분리된 콘솔 내에 설치될 수 있다. 일정 실시 예에서, 현미경 내로 통합된 OCT 부분은 OCT 레이저와 같은 OCT 광원만을 포함할 수 있다. 눈으로부터 되돌아 온 OCT 레이저 또는 이미지 광선은, 섬유 내로 공급되고 OCT(120)의 제2부분, 현미경 바깥 OCT 간섭계로 구동될 수 있다. OCT 간섭계는 분리된 콘솔에 위치하며, 적절한 전자장치가 또한 OCT 간섭계 신호를 처리하도록 위치할 수 있다.

OCT 레이저의 실시 예들은 렌즈 정점과 각막 정점 사이 거리와 같은, 눈의 전방의 챔버 범위보다 긴 간섭 성 길이를 가질 수 있다. 대부분 환자 경우 이 길이는 대략 6mm이며, 따라서 이 같은 실시 예는 4-10mm 범위 간섭성 길이(coherence length)를 가질 수 있다. 다른 실시 예는 30-50mm와 같은, 눈의 축 방향 길이를 커버하기 위한 간섭성 길이를 가질 수 있다. 그러나 일부 다른 실시 예는 0-30mm 범위와 같은 중간 간섭성 길이를 가질 수 있으며, 마지막으로 일부 다른 실시 예는 50mm 보다 긴 간섭성 길이를 가질 수 있다. 일부 스웹 주파수 레이저는 이들 간섭성 길이 범위에 접근한다. 일부 푸리에 도메인 모드 잠금(FDML) 레이저는 이미 이들 범위의 간섭성 길이를 갖는 레이저 광선을 전달할 수 있다.

SMIORS(100)은 이미지 영역의 굴절 맵핑을 발생시키기 위한 굴절률 측정기(130)를 더욱 포함할 수 있다. 굴절률 측정기(130)는 레이저 광선 추적기, 쉑-하트만(Shack-Hartmann), 탈보트-모이어(Talbot-Moire), 또는 다른 굴절률 측정기를 포함하는 널리 사용된 타입 중 어느 한 타입일 수 있다. 굴절률 측정기(130)는 파면 분석기, 수차(aberration) 검출기, 그리고 수차계(aberrometer)를 포함할 수 있다. 도면 부호는 기본적으로 서로 교환적으로 또는 동의어로서 이들 용어들을 사용한다. 굴절률 측정기(130)의 동적 범위는 수정체 및 무 수정체 눈 모두를 포함하며, 즉 자연 렌즈를 갖거나 갖지 않는 눈 모두를 포함한다. 굴절률 측정기 (130) 실시 예는 도 2A-D와 관련하여 상세히 설명된다.

다른 SMIORS(100)에서, OCT 이미징 시스템(120) 그리고 굴절률 측정기(130)는 (다운-) 광선 스플리터(152d)를 포함하는 현미경 인터페이스(150)를 통하여 통합되어서 현미경(112) 또는 슬릿-램프의 주요 광학 패스웨이 내로 광학 커플링을 제공하도록 한다. 거울(154-1)은 굴절률 측정기(130)의 광선을 광학 경로 내로 결합시킬 수 있으며, 거울(154-2)은 OCT(120)의 광선을 광학 경로 내로 결합할 수 있다. 현미경 인터페이스(150), 광선 스플리터(152d), 그리고 거울(154-1/2)은 OCT 이미징 시스템(120)과 굴절률 측정기(130)를 눈-시각화 시스템(110)과 통합할 수 있다.

실시 예에서, OCT 이미징 시스템(120)은 900-1,400nm의 근 적외선(IR) 범위로 동작하고, 그리고 굴절률 측정기가 700-900nm 범위로 동작하며, 광선 스플리터(152d)는 400nm-700nm의 가시광선 범위에서 100% 투명에 근사할 수 있고, 그리고 고효율 및 저 잡음 동작을 위해 700-1,400nm 레인지 근-IR에서 100% 반사에 근사할 수 있다.

같은 이유로, SMIORS(100)에서, 미러(154-1)는 광선을 굴절률 측정기(130) 내로 광선의 방향을 향하게 하며, 미러(154-1)는 700-900nm 의 근 IR 레인지에서 100% 근사 반사성일 수 있으며, 그리고 미러(154-2)는 900-1,400nm의 근 IR 레인지에서 100% 근사 반사성일 수 있고, OCT 이미징 시스템(120)으로 광선의 방향을 향하게 한다. 여기서, "100% 근사(close-to-100%)"란 다른 실시 예에서 50-100% 레인지의 값, 또는 다른 실시 예에서 80-100% 레인지의 값을 의미하는 것이다.

다른 특정 실시 예에서, 광선 스플리터(152d)는 700-1,400 nm 레인지 파장에서 50-100% 레인지 반사율을 가지며, 400-700 nm 레인지 파장에서 0-50% 레인지 반사율을 가질 수 있다.

도 1은 SMIORS(100)가 다운-비임 스플리터(152d) 측면에서 제2, 업-비임 스플리터(152u)를 포함할 수 있음을 도시한다. 다운-비임-스플리터(152d)는 대물렌즈(113)와 통합 OCT(120)/굴절률 측정기(130) 앙상불 사이로 광선을 향하게 할 수 있다. 업-비임-스플리터(152u)는 하기 설명하는 바와 같이, 디스플레이(160)와 접안 렌즈(117) 사이로 광선을 향하게 할 수 있다.

분석기, 또는 컨트롤러(140)는 수신된 OCT 및 굴절성 정보에 기초하여 통합된 바이오인식 분석을 수행할 수 있다. 이 같은 분석은 광범위하고 다양하는 잘 알려진 광학 소프트웨어 시스템 및 프로덕트를 사용할 수 있으며, 광선 추적 소프트웨어 및 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어를 포함한다. 통합 바이오인식 결과는 (1) 눈의 부분에 대한 광 출력의 값 그리고 적절한 IOL의 상응하는 제안된 또는 처방된 디옵터; (2) 각막의 난시에 대한 값 및 오리엔테이션, 그리고 이 같은 난시를 보상하기 위해 토릭 IOL의 제안된 또는 처방된 토릭 파라미터; 그리고 (3) 이 같은 난시를 교정하기 위해 하나 이상의 완화 절개수술 제안된 또는 처방된 위치 일 수 있다.

분석기(140)는 디스플레이(160)로 이 같이 통합된 바이오인식의 결과를 출력할 수 있으며, 디스플레이(160)가 수술을 위해 이들 결과를 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이(160)는 눈-시각화 시스템(110)과 관련된, 전자 비디오-디스플레이 또는 컴퓨터화된 디스플레이일 수 있다. 다른 실시 예에서, 디스플레이(160)는 현미경(112) 외부에 부착되는 것과 같이, 현미경(112)에 근접한 디스플레이 일수 있다. 마지막으로, 일정 실시 예에서, 디스플레이(160)는 현미경(112)의 광학 패스웨이 내로 디스플레이 광선을 투사하는, 마이크로-디스플레이, 또는 헤드-업 디스플레이 일 수 있다. 상기 투사(projection)는 미러(157)를 통하여 주요 광학 패스웨이 내로 연결될 수 있다. 다른 실시 예에서, 전체 헤드-업 디스플레이(160)는 현미경(112) 내부에 위치할 수 있거나, 현미경(112)의 한 부분과 통합될 수 있다.

도 1은 이 같은 실시 예를 설명하며, 디스플레이(160)는 바이오인식 정보를 미러(157)를 통하여 현미경 인터페이스(150)로 다시 투사하는 헤드-업 디스플레이이다. 이 같은 실시 예에서 현미경 인터페이스(150)는 두 비임 스플리터, 즉 다운-비임 스플리터(152d) 그리고 업-비임 스플리터(152u)를 포함한다. 상기 다운-비임스플리터(152d)는 OCT(120) 및 굴절률 측정기(130)의 광선을 환자의 눈으로 다시 향하도록 할 수 있으며 눈(10)으로부터의 광선을 상기 OCT(120) 및 굴절률 측정기(130)로 다시 향하도록 할 수 있다. 업-비임-스플리터(152u)는 헤드-업 디스플레이(160)로부터 현미경의 접안렌즈(117)로 다시 향하도록 할 수 있으며, 따라서 외과의사는 수술 중에 디스플레이된 바이오인식 정보를 볼 수 있으며 이 같이 디스플레이된 바이오인식에 기초하여 정보가 제공된 결정을 할 수 있다.

도 2A는 쉑-하트만(Shack-Hartmann) 굴절률 측정기(130)를 포함하는 굴절률 측정기(130)의 실시 예를 도시한다. SH 굴절률 측정기(130)는 굴절 레이저 소스(131)를 포함할 수 있으며, 그 광선이 미러(154-1), 그리고 현미경 인터페이스(150)를 통하여 수술 현미경(112)의 주요 광학 패스웨이 내로 연결된다. 상기 설명하는 바와 같이, 두 비임 스플리터가 있는 실시 예에서, 굴절률 측정기(130)는 대물렌즈(113)와 환자의 눈(10)을 향하여 광선을 다시 보내는 다운-비임-스플리터(152d)로 향해질 수 있다. 이 같은 두-비임-스플리터 실시 예에서, 현미경 인터페이스(150)는 두 아크로마티제이터(achromatizators)(153) 또는 간단히 아크로매트(153)을 포함한다.

눈(10)의 이미지 영역으로부터 되돌아 온 광선은 동일한 다운-비임-스플리터(152d)에 의해 다시 방향이 정해지고 미러(154-2)에 도달하며, 여기서 렌즈릿 어레이(133)를 포함하는 굴절성 센서(132)로 반사되어서 이미지 영역으로부터 되돌아온 굴절성 광선 비임을 수신하고 이를 비임릿으로 분해하도록 한다. 상기 렌즈릿 어레이(133)는 비임릿을 SH-검출기(134), 또는 비임릿을 개별적으로 검촐하고 검출된 비임릿에 기초하여 이미지 영역의 굴절 맵핑을 수행하도록 하는 검출기-어레이(134)로 초점을 맞추도록 할 수 있다. 상기 SH-검출기 또는 SH-검출기 어레이(134)는 상기 검출된 비임릿으로부터 계산된 굴절성 정보를 갖는 "굴절성 출력" 신호를 출력할 수 있다. 검출된 비임릿에 기초하여, 이미지 영역의 굴절 맵핑은 굴절률 측정기(130)와 직접 관련된 처리기에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 검출된 비임릿 신호는 분리된 분석기/컨트롤러(140)로 보내져서 굴절 맵핑을 수행 할 수 있다.

OCT 이미징 시스템(120)의 광선은 OCT 스캐너(121)를 통하여 스캔될 수 있으며, 다음에 미러(154-3)에서 주요 광학 패스웨이에 연결되고, 현미경 인터페이스(150)의 다운-비임-스플리터(152d)로 다시 향하게 된다. 상기 되돌아 온 OCT 광선은 미러(154-3)에 의해 주요 광학 패스웨이로부터 다시 방향이 정해져서, 외부 콘솔 내에 위치한 외부 OCT 간섭계 및 전자 장치로 안내된 "OCT 출력" 신호로서 광섬유로 공급된다. 일정 실시 예에서, OCT 간섭계 및 OCT 전자 장치는 분석기/컨트롤러(140)의 일부 일 수 있다. 다른 실시 예에서, OCT 간섭계 및 OCT 전자 장치는 분리된 블록일 수 있다.

눈-시각화 시스템(110)은 "비디오 출력"으로서 출력될 수 있는 디지털 이미지를 생성하기 위해 CCD 또는 CMOS 어레이(119)를 포함하는 카메라(118)를 더욱 포함할 수 있다. CMOS 카메라는 대개 CCD 카메라보다 빠르게 작동한다. 이는 외과의사를 위해 실시간에 근접한 이미징 및 수술 중의 정보를 전달하는 데 유리하다.

일정 SMIORS(100) 실시 예에서, 여러 광선이 동일한 광학 패스웨이를 공유할 수 있다. 예를 들면, OCT(120)의 굴절률 측정기(130) 광선 그리고 카메라(118)에 의해 사용된 광선이 일정 실시 예에서 동일한 패스웨이를 모두 공유할 수 있다. 따라서, 일정 실시 예에서, 되돌아 온 광선이 분해되어서, 광선-성분이 상응하는 센서 및 검출기로 다시 향하게 된다. 예를 들면, 도 2A에서, 미러(154-3)는 OCT 광선을 OCT 시스템(120)으로 다시 향하게 하며, 미러(154-2)는 굴절성 광선을 굴절률 측정기(130)으로 다시 향하게 하고, 그리고 나머지 광선이 카메라(118)에 도달할 수 있다.

이 같은 기능은 적절한 스펙트럼 디자인에 의해 달성될 수 있다. 예를 들면, OCT(120)는 900-1,400nm 파장 레인지에서 OCT 레이저 광선으로 동작 되도록 디자인될 수 있다. 이 같은 굴절률 측정기(130)는 700-900nm 레인지에서 굴절성 레이저 광선으로 동작할 수 있다. 마지막으로, 카메라(118)는 400-700nm 레인지의 가시적인 스펙트럼으로 동작할 수 있다. 따라서, 미러(154-3)가 900-1,400nm 레인지에서 반사되지만 이보다 짧은 파장에서 투과한다면 그리고 미러(154-2)가 700-900nm 레인지에서 반사되지만 이보다 짧은 파장에서 투과한다면 스펙트럼 디자인은 이미지 영역으로부터 되돌아온 광선을 분리하고 분해 할 수 있다. 이 같은 스펙트럼 디자인은 되돌아 온 광선의 적절한 컴포넌트가 OCT(120), 굴절률 측정기(130) 그리고 카메라(118)에 확실히 도달할 수 있도록 한다.

굴절률 레이저(131)의 광선은 또한 미러(154-1)에 의해 비임 경로로 연결된다. 시스템(100)이 적절히 기능 하기 위해, 이 같은 미러(154-1)가 700-900nm 레인지에서 절반-반사될 수 있으며, 따라서 되돌아 온 반사성 광선의 절반이 굴절성 센서(132) 내로 광선을 다시 향하게 하는 미러(154-2)에 도달할 수 있도록 한다.

미러(154-1/4) 이외에, 비임 스플리터(152u/d)는 또한 적절한 스펙트럼 디자인을 갖는다. 일정 실시 예에서, 굴절률 측정기(130)는 700-900 nm 레인지 파장으로 동작할 수 있으며, 700-900 nm 레인지 파장에 대하여 50-100% 레인지의 반사율을 갖는 비임 스플리터(152d)를 통하여 눈-시각화 시스템(110)의 광학 패스웨이에 연결된다.

일정 실시 예에서, OCT 이미징 시스템(120)은 900-1,400 nm 레인지 파장으로 동작할 수 있으며, 900-1,400 nm 레인지 파장에 대하여 50-100% 레인지의 반사율을 갖는 비임 스플리터(152d)를 통하여 눈-시각화 시스템(110)의 광학 패스웨이에 연결된다.

SMIORS(100)의 실시 예는 많은 다른 스펙트럼 디자인으로 구축될 수 있다. 파장 레인지, 투과 특성, 반사성 특성, 그리고 광학 요소의 시퀀스는 설명된 기능을 유지하면서 광범위하고 다양한 배치를 가질 수 있다.

특히, 광학 패스웨이를 따라 위치하는 카메라(118), OCT(120) 그리고 굴절률 측정기(130)의 시퀀스는 특수한 디자인을 감안하여 일정 시퀀스로 배치될 수 있다. 일정 실시 예에서, 투과성 파장-윈도우를 갖는 미러가 사용될 필요가 있으며, 일정 파장 범위에서 광선을 투과하고 그 같은 파장 범위 이상 및 이하에서는 반사한다. 예를 들면, 일정 실시 예에서, 굴절률 측정기(130)는 첫 번째이고 OCT(120)는 광학 패스웨이에서 굴절률 측정기(130) 다음에 위치할 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 분석기(140)는 "OCT 출력" 그리고 "굴절성 출력" 신호를 수신할 수 있다. 일절 실시 예에서, 분석기(140)는 카메라(118)로부터 "비디오 출력" 신호를 사용할 수 있기도 하다. 분석기, 또는 컨트롤러(140)는 기존 눈-모델로, 보정된 눈-모델로, 또는 커스터마이즈 눈 모델로 이들 입력 신호를 분석하기 위해 광범위 다양한 광학 분석 소프트웨어를 사용할 수 있다.

상기 눈-모델은 엠슬리 모델(Emsley model), 그리벤캠 모델(Greivenkamp model), 굴스트랜드 모델(Gullstrand model), 헬름홀츠-로렌스 모델(Helmholtz-Laurence model) 또는 리오우-브레넨 모델(Liou-Brennan model)이다. 눈 모델의 이와 같이 결정된 파라미터는 구형 파라미터, 원통형 파라미터를 포함하며, 하나 이상의 곡률 반경 및 렌즈 및 각막의 배향 각을 포함한다. 분석기(140)는 광선-추적 소프트웨어를 실행함에 의해 파라미터를 결정하도록 프로그램된다. 이들 소프트웨어 프로덕트 그리고 "OCT 출력" 그리고 "굴절성 출력" 출력으로, 분석기는 통합 바이오인식 분석을 수행할 수 있다.

분석기(140)는 OCT 이미지 및 굴절 맵핑 모두를 사용하여 눈 모델의 파라미터를 결정하도록 프로그램될 수 있는 처리기 및 메모리로 이 같은 분석을 수행할 수 있다. 이 같은 분석의 일부는 분석기가 OCT 이미지 및 굴절 맵핑을 등록하는 것이다. 예를 들면, OCT 이미지는 각막 굴곡을 결정하기 위해 사용될 수 있는 각막의 단면 이미지를 제공할 수 있다. 각막 곡률의 각 종속은 여러 방향으로 OCT B-스캔을 수행함에 의해 추출될 수 있다. 이와 병행으로, 굴절 맵핑은 각막의 광학 특성에 대한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 굴절성 및 OCT 이미지를 결합시킴은 각막의 난시에 대한 상세한 특징을 개발할 수 있다.

이 같은 분석의 결과는 눈 자체의 굴절성 특징일 수 있다. 일정 실시 예에서, 분석기(140)는 눈 수술에 대한 상기 눈 모델 중 하나의 일부 또는 모든 파라미터를 결정함에 의해 눈 수술(10)의 굴절성 특징을 결정하도록 구성될 수 있다. 이는 특정 환자의 눈에 대한 눈 모델을 개별화하는 분석기(140)로서 고려될 수 있다.

일단 눈 모델의 파라미터가 분석기(140)에 의해 결정되면, 분석기(140)는 바이오인식 분석을 수행하도록 진행할 수 있다. 이 같은 바이오인식 분석은 다음을 포함하는 여러 다른 단계에서 수행될 수 있다: (1) 수술 상당히 전 안과 방문 중, (2) 수술 시작 직전, 수실 실에서 수술 준비 중, (3) 수술이 시작되고 완화 절개수술이 발생 된 후, 그러나 IOL 삽입이 시작되기 전, (4) 수술이 시작되고 백내장 핵이 제거된 후, 그러나 IOL 삽입이 시작되기 전, 그리고 (5) IOL 삽입이 시작된 후.

단계(1) 및 (2)에서, 일정 실시 예에서, 분석기는 수술 눈(10) 내로 삽입되는 때 수술 눈(10)의 바람직한 광학 보정을 달성하기 위해 이용 가능한 안구 내 렌즈(IOL)의 데이터베이스로부터 선택할 수 있다. 바람직한 광학 보정은 수술 눈(10)의 다음 특징 중 하나 이상과 관련할 수 있다: 굴절 오차, 난시, 광 출력, 고차 수차, 코마, 제르니케 계수(Zernike coefficient), 중심화(centration), 그리고 기울기

일정 실시 예에서, 분석기(140)는 추천된/처방 IOL 광출력, 또는 토릭 IOL 난시 값 및 오리엔테이션, 다 초점 특징, 눈 캡슐 내 안구 내 렌즈(IOL)의 위치를 결정하여 눈의 바람직한 광학 보정을 달성하도록 한다.

고속 SMIORS(100) 실시 예는 단계(3)-(5)에서 수술 중의 생체 인식을 수행하도록 구성될 수 있다. 일정 실시 예에서, 분석기(140)는 OCT 이미징 시스템(120) 및 굴절률 측정기(130)와 함께, 프로그램된 처리기 및 메모리를 포함하여 10 초 내에 눈의 굴절성 특징을 결정하도록 한다. 이 같은 빠른 SMIORS(100)는 수술 중 바이오인식 및 굴절성 정보를 제공할 수 있으며, 굴절성 수술 결과를 최적화하기 위해 외과의사를 지원하는 데 매우 유용할 수 있다.

일정 실시 예에서, 처리기 및 메모리를 포함하는 분석기(140)는 단계(3)에서, 즉 완화 절개수술이 눈의 조직에서 발생 된 후에, OCT 이미지 및 굴절 맵핑으로부터 눈-모델-파라미터를 결정하도록 프로그램되고, 그리고 이와 같이 결정된 눈-모델-파라미터가 수술 전에 결정된 눈-모델-파라미터와 다른 때 디스플레이(160)로 교정 생체 인식 정보를 출력하도록 프로그램될 수 있다.

일정 실시 예에서, 분석기(140)의 처리기 및 메모리를 포함하는 분석기(140)는 단계(4)에서, 즉 자연 렌즈가 눈으로부터 제거된 뒤에, 무 수정체 눈의 OCT 이미지 및 굴절 맵핑으로부터 눈-모델-파라미터를 결정하도록 프로그램될 수 있다. 분석기(140)는 상기 결정된 눈-모델-파라미터가 수술 전 결정된 눈-모델-파라미터와 다른 때 교정 생체 인식 정보를 디스플레이(160)로 출력할 수 있다.

일정 실시 예에서, 분석기(140)는 단계(5)에서, 즉 IOL 렌즈를 눈 캡슐 내로 삽입한 후에, OCT 이미지와 굴절 맵핑으로부터 눈-모델-파라미터를 결정하도록 프로그램되고; 그리고 삽입된 IOL의 중심화 및 토릭 오리엔테이션 중 하나 이상을 조정하도록 한 디스플레이로 생체 인식 정보를 출력하도록 프로그램될 수 있다.

OCT 이미지, 굴절 맵핑 및 바이오인식 분석은 다양한 기능 블록에 의해 수행될 수 있다. 이미지 기능 중 몇몇은 OCT 이미징 시스템(120)과 관련된 처리기에 의해 수행될 수 있으며, 다른 이미지 기능은 분석기(140)에 의해 수행될 수 있다. 굴절성 매핑 기능 몇몇은 굴절률 측정기(130)와 관련된 처리기에 의해 수행될 수 있으며, 다른 굴정성 맵핑 기능은 분석기(140)에 의해 수행될 수 있다.

일단 바이오인식 분석이 수행되면, 분석기(140)는 해당하는 정보와 신호를 디스플레이(160)로 보낸다. 도 2A의 실시 예에서, 디스플레이(160)는 바이오인식 정보를 SMIORS(100)의 광학 패스웨이로 다시 투사시키는 마이크로-디스플레이, 또는 해드-업 디스플레이(160)이다. 이 같은 SMIORS(100)에서, 디스플레이 비임은 쌍안경/접안 렌즈(binocular/ocular)(117)를 통하여 다시 외과의사에게로 디스플레이 비임을 향하게 할 수 있는 업-비임-스플리터(152u)로 향하여질 수 있다. 이와 같은 디자인은 외과의사가 헤드-업 디스플레이의 바이오인식 정보를 관찰하는 동안 수술 처리의 시각적 관찰을 유지할 수 있도록 한다.

마지막으로, 고정 LED(137)는 몇몇 실시 예에서 환자의 시선이 고정되도록 하는 가시적 고정 광선을 제공하기 위해 포함될 수 있다. 그와 같이 하는 환자는 외과의사가 SMIORS(100) 그리고 환자의 눈(10) 조정을 유지할 수 있게 한다. 고정 LED(137)의 광선은 미러(154-4)를 통하여 광학 패스웨이 내로 연결될 수 있다. 상기 설명에 비추어, 고정 LED(137)의 파장 그리고 미러(154-4)의 반사성 특성의 파장 종속은 다른 컴포넌트의 특수한 디자인 고려에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 파장은 400-700nm의 가시적 스펙트럼으로 좁게 정의된 피크일 수 있다.

도 2B는 굴절률 측정기(130)의 다른 실시 예가 탈보트-모이어(Talbot-Moire)(TM) 굴절률 측정기를 포함할 수 있다. TM 굴절률 측정기(130)는 부분적으로 수술 현미경(112)의 광학 패스웨이를 통해 이미지 영역으로 향하도록 된 레이저 비임을 발생하도록 구성된 굴절 레이저 소스(131)를 다시 포함할 수 있다. 이 같은 굴절 레이저 비임은 미러(154-1)를 통하여 광학 패스웨이 내로 연결될 수 있다. 비임은 뒤이어 현미경 인터페이스(150)를 통하여 눈-시각화 시스템(110)의 수술 현미경 주요 광학 패스웨이 내로 연결될 수 있다. 일정 실시 예에서, 현미경 인터페이스(150)는 하나 또는 두 비임 스플리터(152) 그리고 상응하는 수의 아크로마티제이터(achromatizators)(153)를 포함할 수 있다. 두 비임-스플리터 실시 예에서, 굴절률 측정기(130)의 광선은 다운-비임-스플리터(152d)를 통해 주요 광학 패스웨이 내로 연결될 수 있다.

또한, TM 실시 예(130)는 이 같은 실시 예에서, 이미지 영역으로부터 되돌아온 비임을 수신하고 이 같이 수신된 비임에 상응하는 모이어 패턴을 출력하기 위해 가변 상대 각을 갖는 두 크로스 격자(135)를 포함하는 굴절성 센서(132)를 포함할 수 있다. 이 같은 굴절성 센서(132)는 또한 검출기(136)를 포함하여 모이어 패턴을 검출하도록 하고, 검출된 모이어 패턴에 기초하여 이미지 영역의 굴절 맵핑을 수행하도록 한다. 실시 예 나머지는 도 2A의 실시 예와 유사하다.

도 2C는 SMIORS(100)의 또 다른 실시 예를 도시한다. 이 같은 실시 예는 유사한 도면 부호를 갖는 도 2A-B의 실시 예와 여러 요소들을 공유한다. 또한 굴절률 측정기(130)의 실시 예는 레이저 광선 추적 시스템일 수 있다. (여기서 "레이저 광선 추적"이라 함은 굴절률 측정기(130)의 하드웨어 구현을 말하는 것이며, 스캐너와 같은, 하드웨어 수단을 갖는 굴절성 레이저 비임의 광선을 스캐닝함을 포함한다. 그러나 분석기(140)에 의해 수행된 광학 모델링 소프트웨어를 설명하는 때는 "광선 추적"이라는 용어가 또한 사용된다. 설명의 명료함을 위해, 소프트웨어-실현 광선 추적 방법은 도 2C의 레이저 광선 실시에서 뿐 아니라, 도 2A-D에서의 추적 실시를 포함하여, 굴절률 측정기(130)의 모든 사용될 수 있다.)

굴절류 측정기(130)의 레이저 소스(131)는 한 세트의 수직 공동 표면 광 방출 레이저(VCSEL), 또는 다른 유사한 매트릭스 레이저 소스를 포함할 수 있다. VCSEL 매트릭스(131)는 예를 들어, 순서적으로 짧은 펄스를 방출할 수 있는 16x16 개별 VCSEL 레이저를 가질 수 있다. 이 같은 펄스 시퀀스는 스캐닝 패턴을 따라 스캔된, 단일 레이저 광선 등가물을 발생시킨다. VCSEL 레이저 장점 중 하나는 개별 VCSEL 레이저의 발포 시퀀스를 변경시킴에 의해 광범위한 다양한 스캐닝 패턴이 최소의 조정으로 발생될 수 있다는 것이다.

VCSEL 매트릭스(131)의 "스캔된 광선"은 다운-비임-스플리터(152d)로 가는 길에, 미러(154-1)를 통하여 현미경(112)의 광학 패스웨이로 연결될 수 있으며, 환자의 눈으로 다시 향하게 된다.

굴절성 광선이 이미지 영역으로부터 되돌아 가는 때, 광선-추적기 실시 예(130)에서, 카메라(118)가 다음 방식으로 굴절성 센서(132)의 역할을 할 수 있다. VCSEL 레이저 매트릭스(131)는 개별 VCSEL 레이저를 발포함에 의해 원형 "스캔 패턴"을 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 광선-추적 굴절률 측정기(130)는 한 루프를 따라 굴절성 레이저를 스캔하여 스캔된 굴절성 레이저를 이미지 영역으로 향하게 할 수 있으며, 스캐닝 동안 이미지 영역에서 굴절성 레이저가 스윕하는 한 경로를 기록하도록 할 수 있다. 환자의 눈이 오류가 없다면, 즉 굴절성 오류가 없다면, 그러면 스캔 동안, "비임"은 황반의 한 점에 초점이 유지될 것이다. 다시 말해서, 오류가 없는 눈에서, VCSEL 레이저 매트릭스(131)의 개별적인 VCSEL 레이저 각각의 펄스는 동일한 점을 가격 하며, 굴절성 오류 부재를 나타낸다.

눈은 적어도 두 종류의 굴절성 오류를 가질 수 있다: 스캔된 비임이 위에-초점이 맞춰지거나 아래-초점이 맞춰지는 것이다, 즉 망막 근위에 초점이 맞춰지거나 망막 말초에 각각 초점이 맞춰지는 것이다. 위-초점이 맞춰진 비임은 포지티브 굴절성 에러를 갖는 것으로 알려지고, 아래-초점이 맞춰진 비임은 네가티브 굴절성 에러를 갖는 것으로 알려진다. 이들 두 경우에, VCSEL 레이저가 링 또는 루프를 따라 "스캔"되기 때문에, 눈에 의해 초점이 맞춰진 비임은 안저(fundus)에서의 레이저 점의 링을 따라 스캔할 것이다. 링 직경이 클수록 굴절성 오류는 더욱 클 것이다. 굴절성 오류의 사인(sign)은 안저에서 나타나는 초점이 맞춰진 레이저 점의 스캐닝과 VCSEL 레이저의 "스캐닝" 사이 위상을 결정한다. 네가티브 굴절성 오류를 갖는 눈(eye) 안의 아래-초점(under-focused) 비임은 교차하지 않는다. 이 같은 눈에서, VCSEL 레이저 및 안저에서 스캔된 점은 동 위상이다. 예를 들면, VCSEL 레이저가 시계 방향 링 시퀀스로 발포되면, 그러면 안저에서 레이저 점은 마찬가지로 시계 방향 링 시퀀스로 스캔될 것이다.

이와 반대로, 포지티브 오류를 갖는 눈(eye)의 위-초점(over-focused) 비임은 이들이 망막에 도달하기 전에 교차한다. 이 같은 눈에서, 눈에서, VCSEL 레이저 및 안저에서 스캔된 점은 동 위상이다. 예를 들면, VCSEL 레이저가 시계 방향 링 시퀀스로 발포되면, 안저에서 레이저 점은 시계 반대 방향 링 시퀀스로 스캔될 것이다.

두 경우에, 카메라(118)는 굴절성 센서(132)의 역할을 할 수 있다. 출력된 "비디오 출력" 신호에서, 카메라는 링의 반경 또는 크기 또는 안저에서 레이저 점에 의해 스캔된 경로를 나타낼 수 있다. 이는 굴절성 오류의 정도 또는 크기의 결정을 허락한다. 카메라는 또한 VCSEL 레이저 스캐닝 또는 발포 시퀀스 그리고 안저에서 점의 스캔닝이 동 위상인지 반대 위상인가를 나타낼 수 있다.

카메라(118)로부터의 "비디오 출력" 신호를 사용하여, 분석기(140)는 기록된 경로의 크기로부터 눈의 광 출력, 또는 눈의 한 부분을 결정하고, 그리고 기록된 경로의 위상으로부터 눈의 광 출력 사인(sign)을 결정하도록 구성될 수 있다.

일정 실시 예에서, 동 위상 또는 상이한 위상으로 이동하는 두 스캔의 결정은 때때로 CMOS 어레이(119)를 사용하지 않고, 위치-센서에 의해 수행될 수 있다. 카메라(118)의 위치 센서는 4와 같은 낮은 수의 픽셀로 검출 신호를 추적할 수 있으며, 그리고 안저 스캔 또는 경로가 굴절성 VCSEL 레이저의 루프 스캔과 동 위상 또는 상이한 위상인가에 대한 저-해상도 표시를 출력할 수 있다. 이 같은 위치 센서는 저-해상도 정보만을 제공하며, 그러나 이들은 풀 카메라(full camera)보다 훨씬 빠르게 그와 같이 한다.

마지막으로, 원통형 컴포넌트의 굴절성 오류를 갖는 눈의 경우, VCSEL 레이저의 원형/루프 스캔은 안저에서의 점이 타원형 경로를 따라 스캔하도록 할 수 있다. 타원형의 장축 각도는 난시 각을 결정한다. 장단 축의 상대적인 크기, 그리고 이들의 가로세로비는 구 및 원통 오류를 나타낸다.

설명된 이들 모든 경우에, 카메라(118)는 사분면-기반 위치 센서와 조합하여, 굴절성 센서(132)로서 작용할 수 있다. 따라서, 이 같은 광선-추적기 실시 예에서, 카메라(118)는 굴절률 측정기(130)의 일부로서 간주 될 수 있다. 카메라(118)로부터 "비디오 출력" 또는 "굴절성/비디오 출력" 데이터는 분석기(140)로 보내질 수 있다. 분석기(140)는 또한 OCT(120)로부터 "OCT 출력" 신호를 수신할 수 있다. 이들 데이터를 통합하여, 분석기(140)는 디스플레이할 바이오인식 또는 굴절성 정보 일부를 결정할 수 있다. 다음에 이 같은 "디스플레이할 바이오인식"은 신호는 분석기(140)에 의해 디스플레이(160)를 향하여 출력될 수 있다. 도 2C의 실시 예에서, 디스플레이(160)는 마이크로-디스플레이, 또는 헤드-업 디스플레이(160)일 수 있으며, 업-비임-스플리터(152u)를 통하여 현미경(112)의 광학 패스웨이 내로 바이오인식 정보를 투사하고, 따라서 쌍안경 또는 접안 렌즈(117)를 통해 외과의사에 도달하도록 한다.

도 2D는 또 다른 SMIORS(100)를 도시한다. 이 실시 예는 유사 도면부호를 갖는 도 2A-C의 실시 예와 여러 요소들을 공유한다. 이 실시 예의 굴절률 측정기(130) 또한 레이저 광선-추적 시스템이지만, 더욱 밀접하게 OCT 이미징 시스템(120)과 통합된 것이 상이하다. 굴절성 레이저(131)에 의해 생성된 광선은 상기 OCT 이미징 시스템(120)과 공유하는 스캐너 (121) 내로 연결될 수 있다. 다른 실시 예에서, 광선 추적기(130)는 자신의 스캐너를 가질 수 있다. 스캐너 (121)는 이미지 영역 내로 스캐닝 패턴을 따라 레이저 광선을 순서적으로 보낼 수 있다. 따라서, OCT 시스템의 공유 스캐너 (121)는 도 2C의 VCSEL 레이저 매트릭스 스캔닝 시스템(131)을 대체하거나, 스위치-아웃 할 수 있다. 이와 같은 스위치-아웃 중 한 특징은 VCSEL 시스템에서 광선들이 매트릭스의 다른 포인트에서 생성되기 때문에, 레이저 매트릭스의 개별 레이저 각각의 광선들을 적절히 초점 맞추기가 쉽지 않다는 것이다. 이와 달리, 도 2D의 실시 예는 포커싱을 돕는, 단일 레이저 소스(131)를 갖는다.

이전에서와 같이, 스캔된 굴절성 레이저 광선은 미러(154-1/3)에 의해 상기 공유된 광학 패스웨이로 연결되며, 다운-비임-스플리터(152d)에 의해 현미경(112)의 주요 광학 패스웨이로 연결될 수 있다. 도 2C 실시 예의 경우, 되돌아온 스캔된 굴절성 광선은 카메라(118)에 의해 수신되고 검출될 수 있다.

굴절성 분석은 원, 링 또는 루프 형태로 굴절성 레이저 비임을 스캔닝하는 스캐너 (121)에 기초하여 수행될 수 있으며, 카메라(118)는 스캔된 또는 스윕된 경로의 직경 및 위상을 안저에서 굴절성 레이저 비임의 점에 의해 기록한다. 카메라(118)의 출력은 "OCT 출력" 신호로서 OCT 시스템(120)으로부터의 OCT 이미지 또는 데이터와 같이, "굴절성/비디오 출력" 신호로서 분석기(140)내로 연결될 수 있다. 다음에 분석기(140)는 이들 신호를 기초로 하여 통합된 바이오인식 분석을 수행한다. 통합된 분석의 결과는 "디스플레이할 바이오인식" 신호로서 디스플레이(160)로 보내질 수 있다. 헤드-업 디스플레이, 또는 마이크로-디스플레이(160)는 수신된 바이오인식 정보를 현미경 인터페이스(150)의 업-비임-스플리터(152u)를 통하여 현미경(112)의 주요 광학 패스웨이로 투사할 수 있다.

도 2A-D의 상기 실시 예에서, OCT 이미징 시스템(120) 그리고 굴절률 측정기(130)는 현미경의 가장 먼 렌즈에 근접한 눈-시각화 시스템(110)의 수술 현미경(112) 내로 연결될 수 있으며, 이에 의해 현미경-눈 작업 거리의 감소를 피한다. 일정 실시 예에서, 이는 수술 현미경의 하나 이상의 비임-스플리터 부분을 통하여 수술 현미경(112) 내로 OCT 이미징 시스템(120)과 굴절률 측정기(130)를 결합시킴에 의해 달성될 수 있다. 이 같은 실시 예는 2 인치 이하로 또는 심지어 1 인치 이하로 현미경 접안 렌즈(117) 높이 증가를 제한할 수 있다.

앞서 포인트 6-8에서 설명한 수술 중의 사용에 대한 기존 필요로 되돌아가서, SMIORS(100)의 실시 예는 단계(3)에서 OCT 및 굴절성 정보의 통합 분석을 수행하도록 사용될 수 있다. 이는 수술 전 분석에 기초하여 처방된 새롭게 형성된 완화 절개수술의 테스트이다. 어떤 경우에는 수술 전 분석에 기초하여 처방된 완화 절개수술는 계획된 것과는 다소 다른 굴절성 교정을 발생 시킨다. 단계(3)에서 수술 중의 생체 인식을 수행하는 것이, 외과 의사에게 교정 작용을 실행할 기회를 제공할 수 있으며, 완화 절개수술에 의해 발생된 계획하지 않은 작은 편차를 추가로 보정 하도록 상이한 것으로 삽입되기 위해 IOL의 이전에 결정된 광출력을 변경하도록 한다.

SMIORS(100)의 실시 예는 또한 무 수정체 눈의 굴절성 정보와 OCT의 통합 분석을 수행하도록 사용될 수 있으며, 이로부터 백내장 렌즈가 제거된다. 단계(4)에서 바이오인식을 수행하는 것은 백내장 렌즈가 제거되고 광학 신호가 백내장에 의해 흐릿해 지지 않으므로 눈에 대하여 수술 전 만들어진 모델링을 검사하는 데 매우 유용한다. 백내장 렌즈를 제거한 후 그러나 IOL 삽입 이전에 이 같은 바이오인식 분석은 새로운 바이오인식의 광선 내에 삽입될 IOL의 광출력을 외과의사가 변경시키는 최종 단계를 제공한다.

마지막으로, 일정 경우에서는 수술 중의 바이오인식이 백내장 렌즈의 제거 이후에만 수행되는 것이 아니라, 단계(5): 외과의사에 의해 IOL의 삽입이 시작된 이후에도 수행된다. 이 같은 실시 예에서, 예를 들면, 외과의사는 렌즈 캡슐 내로 토릭 IOL을 삽입하기 시작한다. 수술 중의 바이오인식은 토릭 IOL의 주요 축의 오리엔테이션이 수술 전 진단 그리고 처방에 의해 처방된 방향으로 진행되는 가를 검사하도록 수술 중에 수행될 수 있다. 또한, 이 같은 수술은 토릭 IOL의 모델 방향이 수술 전 모델링이 제안하는 것처럼 최적으로 작용하는가를 검사할 수 있다. 실시간 수술 중 바이오인식 분석에서, 분석기(140)는 이미 삽입된 토릭 IOL의 난시 축 방향 변경이 눈의 전체 광학 성능을 개선할 수 있다는 것을 발견할 수 있다.

분석기(140)가 이들 단계(3)-(5) 중 어느 한 단계, 수술 중의 바이오인식 분석을 수행한 후에, 분석기(140)가 헤드-업 디스플레이(160)를 디렉트하여 수술 현미경(112)의 공유 광학 패스웨이 내 외과의사를 위한 토릭 IOL 오리엔테이션의 제안된 회전을 디스플레이 하도록 한다. 이에 응답하여, 외과의사는 현미경(112)으로부터 자신의 눈을 이동시키지 않고, IOL 삽입 과정을 이에 따라 즉각 조정할 수 있다.

일정 유사 실시 예에서, SMIORS(100)은 수술 중의 생체 측정기(100)를 포함하며, 상기 수술 중의 생체 측정기는: 눈 내 이미지 영역의 시각적 이미지를 제공하도록 구성된 수술 현미경(112); 이미지 영역의 OCT 이미지를 발생하도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템(120); 이미지 영역의 굴절 정보를 결정하도록 구성된 굴절률 측정기(130); OCT 이미지 및 굴절 정보에 기초하여 눈의 바이오인식 정보를 결정하도록 구성된 분석기(140); 그리고 수술 현미경(112)의 광학 패스웨이 내 결정된 바이오인식 정보를 디스플레이하도록 구성된 헤드-업 디스플레이(160)를 포함한다. 일정 실시 예에서, 결정된 바이오인식 정보는 수술 중에 디스플레이 될 수 있다.

도 3A-C는 SMIORS(100) 또는 수술 중의 생체 측정기(100)를 도시한다. 이 같은 실실시 예에서 눈-시각화 시스템(110)은 대물렌즈(113) 및 접안렌즈(117)를 갖는 수술 현미경(112)을 포함할 수 있다. OCT 이미징 시스템(120) 그리고 굴절률 측정기(130)는 현미경 인터페이스(150)를 통하여 SMIORS(100) 내로 통합된다. OCT 이미지 정보 및 굴절 맵핑은 눈-시각화 시스템(110) 외부에 노출될 수 있는 분석기(140)로 보내질 수 있다. 분석기(140)는 OCT 이미지 및 굴절 맵핑에 기초하여 통합된 바이오인식 분석을 수행하며, 바이오인식 정보를 발생시킨다. 분석기(140)는 수술 현미경(112)의 광학 패스웨이 내에 결정된 바이오인식 정보를 디스플레이하도록 구성된 헤드-업 디스플레이(160)로 결정된 바이오인식 정보 신호를 보낼 수 있다.

도 3A는 현미경 인터페이스(150)가 현미경(112)의 말단 대물렌즈로부터 상대적으로 멀리 위치한 실시 예를 도시한다. 도 3B는 더욱 먼 위치에 현미경 인터페이스(150)가 위치하는 것을 제외하고는 유사한 실시 예를 도시한다. 마지막으로, 도 3C는 혼합된 실시 예를 도시한다. 여기서, OCT(120) 그리고 굴절률 측정기(130)는 말단 현미경 인터페이스(150) 내로 삽입될 수 있으며, 헤드-업 디스플레이가 근접 위치에서 현미경(112)에 연결될 수 있다.

마지막으로, 도 4는 SMIORS(100)의 동작 방법(200)을 설명한다. 이 방법(200)은: 210: OCT 이미징 시스템, 예를 들면 OCT 이미징 시스템(120)으로 눈의 이미지 영역 OCT 이미지를 생성하고;

220: 굴절률 측정기, 예를 들면 굴절률 측정기(130)로 눈의 이미지 영역의 굴절 맵핑을 생성하며;

230: OCT 이미지, 굴절 맵핑 및 눈 모델을 기초로 하여, 분석기, 예를 들면 분석기(140)로 눈의 통합 바이오인식 분석을 수행하고;

240: 수술 선택을 알리기 위해 바이오인식 분석에 기초하여 분석기로 바이오인식 정보를 생성하며; 그리고

250: 비디오-디스플레이, 그리고 헤드-업 디스플레이. 예를 들면 디스플레이(160) 중 하나를 통하여 바이오인식 정보를 디스플레이함을 포함할 수 있다.

이제까지 설명된 실시 예는 슬릿 램프 또는 현미경 통합 OCT 및 굴절률 측정기를 제공한다. 상기 제공된 실시 예는 설명의 목적을 갖는 것이며 본 발명을 제한하고자 함이 아니다. 당업자라면 이 같은 발명 개시 내용에 비추어 실시 예에 해당하는 다른 시스템을 쉽게 생각해 낼 수 있을 것이다. 따라서, 본원 발명은 오직 다음 청구항에 의해서만 제한 될 뿐이다.

Claims

눈 내 이미지 영역의 가시적 이미지를 제공하도록 구성된 눈-시각화 시스템;
이미지 영역의 OCT 이미지를 발생시키도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템;
이미지 영역의 굴절 매핑을 생성하도록 구성된 굴절률 측정기; 그리고
OCT 이미지와 굴절 매핑에 기초하여 눈의 굴절 특징을 결정하도록 구성된 분석기를 포함하며,
굴절률 측정기 및 OCT 이미징 시스템이 눈 가시화 시스템내로 통합됨을 특징으로 하는 슬릿-램프-또는-현미경-통합-OCT-굴절률 측정기 시스템.
제1항에 있어서, 눈 가시화 시스템이 현미경 그리고 슬릿 램프 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 굴절률 측정기가 쉑-하트만(Shack-Hartmann) 타입이며,
부분적으로 눈-시각화 시스템의 광학적 패스웨이를 통해 이미지 영역으로 향하도록 된 레이저 비임을 발생하도록 구성된 굴절 레이저 소스; 그리고
굴절 센서를 포함하며, 상기 굴절 센서가
이미지 영역으로부터 되돌아 오는 광선을 수신하고, 상기 되돌아 온 광선을 비임릿(baeanlet)으로 분해하며, 그리고 상기 비임릿을 한 검출기 어레이로 초점을 맞추도록 구성된 렌즈릿(lenslet) 어레이를 포함하고,
상기 검출기 어레이가 비임릿을 검출하며, 검출된 비임릿에 기초하여 이미지 영역의 굴절 맵핑을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 굴절률 측정기가 탈보트-모이어(Talbot-Moire) 타입이며;
부분적으로 눈-시각화 시스템의 광학적 패스웨이를 통해 이미지 영역으로 향하도록 된 레이저 비임을 발생하도록 구성된 굴절 레이저 소스; 그리고
굴절 센서를 포함하며, 상기 굴절 센서가
이미지 영역으로부터 되돌아 오는 광선을 수신하고, 그리고 상기 되돌아 온 광선에 상응하는 모이어 패턴을 발생시키도록 구성된, 가변적인 상대적인 각을 갖는 두 크로스 격자; 그리고 모이어 패턴을 검출하고, 검출된 모이어 패턴에 기초하여 이미지 영역의 굴절 매핑을 수행하도록 구성된 검출기를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 굴절률 측정기가,
이미지 영역 내 스캐닝 패턴을 따라 부분적으로 눈-시각화 시스템의 광학적 패스웨이를 통하여 레이저 펄스를 효과적으로 스캔하기 위해 레이저 펄스 시퀀스를 발생시키도록 구성된 굴절 레이저 매트릭스 소스;
이미지 영역으로부터 되돌아온 레이저 비임을 검출하고, 검출된 레이저 비임에 기초하여 이미지 영역의 굴절 매핑을 수행하도록 구성된 검출기를 포함하는, 레이저 광선 추적 시스템을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제5항에 있어서, 굴절 레이저 매트릭스 소스가 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)의 어레이를 포함하고; 그리고 검출기가 CMOS 카메라를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 굴절률 측정기가,
레이저 광선을 발생시키도록 구성된 굴절 레이저 소스,
레이저 소스로부터 레이저 광선을 수신하고, 이미지 영역 내 스캐닝 패턴을 따라 부분적으로 눈-시각화 시스템의 광학적 경로를 통해 레이저 광선을 스캔하도록 구성된 스캐너; 그리고
이미지 영역으로부터 되돌아 온 레이저 광선을 검출하고, 검출된 레이저 광선에 기초하여 이미지 영역의 굴절 맵핑을 수행하도록 구성된 검출기를 포함하는, 레이저 광선 추적 시스템을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제7항에 있어서;
검출기가 CMOS 카메라를 포함하고; 그리고
스캐너가 굴절률 측정기 및 OCT 이미지에 의해 공유됨을 특징으로 하는 시스템.
제1 항에 있어서,
굴절률 측정기가 광선-추적 굴절률 측정기이며,
한 루프를 따라 굴절 레이저를 스캔하고,
스캔된 굴절 레이저를 이미지 영역으로 하며, 그리고
굴절 레이저가 스캐닝 중에 이미지 영역 내에서 스윕하는 경로를 기록하도록 구성되고; 그리고
분석기가 상기 기록된 경로의 크기로부터 눈의 광 출력을 결정하고, 그리고
기록된 경로의 위상으로부터 눈의 광 출력 표시를 결정하도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
굴절률 측정기가 하나 이상의 파면 분석기, 수차(aberration) 검출기, 그리고 수차계(aberrometer)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
굴절률 측정기 그리고 OCT 이미징 시스템이 현미경의 말단 렌즈에 근접한 눈 가시화 시스템의 현미경으로 통합되며, 이에 의해서 현미경-눈 작업 거리 감소를 피함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 굴절률 측정기 및 OCT 이미징 시스템이 수술 현미경의 하나 이상의 광선 스프리터 포트를 통하여 수술 현미경 내로 통합됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
분석기가 OCT 이미지 그리고 굴절 맵핑을 등록하도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
분석기가 OCT 이미지 및 굴절 맵핑 모두를 사용하여 눈-모델의 파라미터를 결정하도록 프로그램된, 처리기 및 메모리를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서,
눈-모델이 엠슬리 모델(Emsley model), 그리벤캠 모델(Greivenkamp model), 굴스트랜드 모델(Gullstrand model), 헬름홀츠-로렌스 모델(Helmholtz-Laurence model) 및 리오우-브레넨 모델(Liou-Brennan model) 중 하나이며;
분석기가 광선-추적 소프트웨어를 실행함에 의해 파라미터를 결정하도록 프로그램되고; 그리고
눈-모델 파라미터가 구형 파라미터, 원통형 파라미터, 그리고 난시의 배향각(orientation angle of an astigmatism)중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서
안구내 렌즈(IOL)가 눈으로 삽입된 때 눈의 바람직한 광학 수정을 달성하기 위해, 이용가능한 안구 내 렌즈(IOL)의 데이터베이스로부터, 눈-모델의 결정된 파라미터를 기초로하여 IOL의 광학 특징을 선택하도록 분석기의 메모리와 처리기가 프로그램됨을 특징으로 하는 시스템.
제16항에 있어서,
바람직한 광학 보정이 눈의 다음 특징 중 하나 이상의 특징과 관련됨을 특징으로 하는 시스템: 구형 굴절 오차, 원통형 굴절 오차, 난시 값, 난시 각, 광 출력, 고차 수차, 코마, 제르 니케 계수(Zernike coefficient), 중심화(중심화 centration), 그리고 기울기.
제16항에 있어서, 분석기가 눈의 바람직한 광학 보정을 달성하기 위해, 추천된 IOL 광 출력, 토릭 IOL의 난시 값과 오리엔테이션, 눈의 캡슐 내에서 다 초점 특징, 그리고 눈 캡슐 내 안구 내 렌즈(IOL) 위치 중 하나 이상을 결정하도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 분석기가
자연 렌즈가 제거된 후에 OCT 이미지 및 굴절 맵핑으로부터 눈-모델 파라미터를 결정하도록 프로그램되며; 그리고
결정된 눈-모델 파라미터가 사전-동작 가능 결정 눈-모델(pre-operatively determined eye-model) 파라미터와 다른 때 디스플레이로 보정 바이오인식 정보를 출력하도록 프로그램됨을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 분석기가
완화 절개수술부가 눈의 조직에서 생성된 후 OCT 이미지와 굴절 맵핑으로부터 눈-모델 파라미터를 결정하도록 프로그램되며; 그리고
결정된 눈-모델 파라미터가 사전-동작 가능 결정 눈-모델(pre-operatively determined eye-model) 파라미터와 다른 때 디스플레이로 보정 바이오인식 정보를 출력하도록 프로그램됨을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 분석기가
눈 캡슐 내로 IOL 렌즈 삽입이 시작된 후 OCT 이미지와 굴절 맵핑으로부터 눈-모델 파라미터를 결정하도록 프로그램되며; 그리고
IOL의 중심화와 토릭 오리엔테이션 중 하나 이상을 조정하기 위해 디스플레이로 바이오인식 정보를 출력하도록 프로그램됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
OCT 이미징 시스템이 시간-도메인, 주파수-도메인, 스웹 주파수(swep frequency), 푸리에 도메인 모드 잠금(Locking) OCT 이미징 시스템 중 하나를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
OCT 이미징 시스템이 500nm-2,000nm, 및 900nm-1,400nm 중 하나의 동작 파장, 그리고 4-10mm, 10-30mm, 30-50mm, 50mm 이상 중 하나의 간섭성 길이를 갖는 레이저를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
굴절률 측정기가 700-900nm 레인지 파장으로 동작하고, 700-900nm 레인지 파장에 대하여 50-100% 레인지로 반사하는 거울을 통하여 눈-시각화 시스템 광학 패스웨이에 결합하도록 구성되며; 그리고
OCT 이미징 시스템은 900-1,400nm 레인지 파장으로 동작하고, 900-1,400nm 레인지 파장에 대하여 50-100% 레인지로 반사하는 거울을 통하여 눈-시각화 시스템 광학 패스웨이에 결합하도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
눈-시각화 시스템의 현미경 광학 패스웨이 내로 분석기에 의해 결정된
눈의 바이오인식 정보 및 굴절 특징 중 하나 이상을 프로젝트하도록 구성된, 헤드-업 디스플레이 및 마이크로-디스플레이 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
눈-시각화 시스템의 광학 패스웨이 바깥에 배치되고, 분석기에 의해 결정된 눈의 바이오인식 정보 및 굴절 특징 중 하나 이상을 디스플레이하도록 구성된 비디오 디스플레이 및 컴퓨터 디스플레이 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
눈 내 이미지 영역의 시각적 이미지를 제공하도록 구성된 수술 현미경;
이미지 영역의 OCT 이미지를 발생하도록 구성된 광 간섭 단층 촬영기(OCT) 이미징 시스템;
이미지 영역의 굴절 정보를 결정하도록 구성된 수차계(aberrometer);
OCT 이미지 및 굴절 정보에 기초하여 눈의 바이오인식 정보를 디스플레이 결정하도록 구성된 분석기; 그리고
수술 현미경의 광학 패스웨이 내 결정된 바이오인식 정보를 디스플레이 결정하도록 구성된 헤드-업 디스플레이를 포함하는 수술중 생체 측정기(intra-operative biometer).
OCT 이미징 시스템으로 눈의 이미지 영역 OCT 이미지를 생성하고;
굴절률 측정기로 눈의 이미지 영역의 굴절 맵핑을 생성하며;
OCT 이미지, 굴절 맵핑 및 눈 모델을 기초로 하여, 분석기로 눈의 통합 바이오인식 분석을 수행하고;
수술 선택을 알리기 위해 바이오인식 분석에 기초하여 분석기로 바이오인식 정보를 생성하며; 그리고
비디오-디스플레이 그리고 헤드-업 디스플레이 중 하나를 통하여 바이오인식 정보를 디스플레이함을 포함하는 통합 OCT-굴절률 측정기 시스템 동작 방법.