KR20220004080A - 의료용 안과 기기 - Google Patents

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리차드 폴크스
아미르 고브린
예카테리나 드루가치
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스코우트캠 엘티디
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Abstract

도구는 눈 안에서 세포를 "수력-분리"하기에 적합한 유체 제트를 생성하기 위해 펌핑 유닛으로부터 유동을 수용하도록 구성된 납작한 캐뉼러형 팁을 갖는 핸드피스를 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 툴은 적어도 하나의 카메라를 구비하는 시각화 프로브를 포함하며, 적어도 하나의 카메라의 센서는 눈 안에서 촬상을 위해 눈 안으로 삽입되는 도구의 팁의 원위부에 위치한다.

Description

의료용 안과 기기
본 발명은 의료 도구 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 진단, 치료 및 다양한 인간 및/또는 동물 의료/외과 처치에 적합한 수술 장치에 유용한 의료용 안과 장치에 관한 것이다.
소형화가 특히 눈과 같은 복잡한 기관에서 수술(즉, 고해상도)과 같은 정밀 의료 처치를 성공적으로 수행하는 열쇠가 될 수 있다. 또한, 인체 내부의 시각화는 필요한 절개의 크기를 제한하여 상처 치유 시간, 관련 통증 및 감염 위험을 줄이고 봉합의 필요성을 줄이거나 없애는 수술 기법을 가능하게 하는 것뿐만 아니라 의사가 다양한 질병의 정확한 진단을 수행하고, 치료제를 주입하고 및/또는 체내에서 최소 외과적 수술을 수행할 수 있도록 하는 데에 필수적인 도구임은 잘 알려져 있다.
백내장 수술은 전 세계적으로 가장 많이 시행되는 수술 중 하나이다. 미국에서만 400만 건 이상의 수술이 시행되고 있으며, 전 세계적으로 시력 상실의 주요 원인 중 하나이다. 현대 기술로 백내장을 제거하기 위해 수정체 유화제라는 도구가 1970년대에 개발되어 지난 40년 동안 발전했다. 이 도구는 각막의 2.5㎜ 포켓 절개를 통해 눈에 들어갈 수 있으며, 초음파를 사용하여 백내장 물질을 분해한 다음 눈에서 진공 배출한다. 백내장은 눈에서 수정체낭이라고 하는 매우 얇은 막 내부에 지지되어 있다. 최소 5.5㎜의 원형 찢어짐으로 열린다. 렌즈는 수정체 가장자리 아래에 물을 주입하여 백내장 주위를 흐르게 하여 약간 분리된다. 렌즈는 일반적으로 중간에 홈을 만든 다음 렌즈를 반이나 1/4로 분할하여 제거한다. 그런 다음 1.0 내지 1.5㎜의 더 작은 측면 절개를 통해 두 번째 도구를 사용하여 분리한다. 렌즈 핵 또는 렌즈의 조밀한 부분이 제거되면, 흡입을 사용하여 섬세한 렌즈 캡슐에서 백내장의 부드러운 부분을 제거하는 더 작은 노즐이 있는 기구가 사용된다. 캡슐 표면에 존재하는 이들 세포는 들러붙어 있어서, 캡슐을 침해하지 않으면서 완전히 제거하기 어렵다. 이러한 이유로 이들은 통상적으로 감소하지만 완전히 제거되지는 않는다. 점안액의 영향으로 눈의 동공은 6-10㎜ 확장되고, 수정체의 크기는 일반적으로 12-13㎜이다. 따라서 홍채 아래에 있는 수정체 재료를 시각화하기가 쉽지 않다. 의사는 흡입 도구를 사용하여 홍채 아래에 도달할 수 있지만, 캡슐이 진공 팁에 포착되어 손상되거나 찢어질 수 있으므로 이 조작은 위험하다. 캡슐이 깨끗해지면 "백"이 젤 콜 점탄성으로 채워지고, 6㎜ 보형물이 2.5㎜ 절개를 통해 눈으로 돌출된다. 젤이 수술 후 처음 24시간 동안 용해되어 안압을 상승시킬 수 있기 때문에, 이 시점에서 I/A 도구를 다시 사용하여 젤을 제거한다. 젤은 투명하고 시각화하기가 매우 어렵다. 이것은 수정체 뒷면에 부착되어 캡슐의 주변 부분과 각막의 내부 측면에 유지된다. 수정체 상피 복합 세포 또는 LEC라고 하는 유지 수정체 세포는 긁는 도구나 올리브 팁이라고 하는 둥글고 거칠어진 볼을 사용하여 약간의 노력으로 해결할 수 있다. 이러한 노력에도 불구하고 수술 후 처음 몇 개월에서 몇 년 동안 눈의 절반 이상에 2차 백내장이 형성된다.
눈부심과 최상의 시력 상실을 유발하는 이 문제를 해결하기 위해, 이스라엘에서 YAG 레이저라는 레이저가 개발되었다. 이는 임플란트와 캡슐 뒤에서 캡슐을 열어 세포가 눈 뒤쪽으로 부유하게 하는 파괴적인 레이저이다. IOL은 캡슐 안으로 뻗어 있는 11㎜ "암"으로 고정되어 있기 때문에, 일반적으로 제자리에 유지된다. 이 처치가 수행되면, 시력은 통상적으로 향상되지만, 환자는 유리체에 떠다니는 "부유물" 또는 파편을 갖게 된다. 황반이라고 하는 시력 중심의 망막 박리 및 부종 비율이 낮다. 이제 유리체가 눈 앞쪽으로 들어갈 수 있기 때문에 IOL을 쉽게 교환할 수 없다. 현대에 우리는 환자에게 이중 초점 시력을 제공할 수 있는 IOL을 개발했다. 이러한 IOL은 후광과 눈부심을 유발할 수 있기 때문에 모든 환자에게 허용되지 않는다. 이것은 광시증으로 알려진 렌즈 교환의 주요 원인이다. 임상 문제는 환자가 수정체 세포와 이러한 유형의 IOL을 보유하고 있을 때 캡슐 또는 교환을 치료하면 시력이 개선되는지 여부를 알기 어렵다는 것이다. 캡슐을 치료하면 IOL의 교환이 매우 어려워 유리체 절제술이라는 유리체 제거가 필요하다. 이것은 분산형 IOL 또는 망막의 부종의 위험을 더욱 증가시킨다.
납작한 캐뉼러를 사용하여 캡슐을 물로 세게 헹구면 보유 세포의 비율이 감소할 수 있다. 홍채 아래에서 보이지 않는 세포도 다룰 수 없다. 본 발명의 목적은 마이크로 비디오카메라를 사용하여 안내 가시성을 개선하도록 특별히 설계된 장치를 사용하여 이들 세포 및 점탄성을 시각화한 다음 파워워시 할 수 있도록 하는 것으로 해결하는 것이다.
녹내장은 안압이 상승하여 안구 뒤쪽의 시신경을 압박할 때 손상되는 신경 섬유의 신경 퇴행성 손실이다. 섬유는 "압착"된 것으로 생각되며, 세포자연사 또는 예정된 세포 사멸로 알려진 단계에 들어간다. 그것은 전 세계적으로 시력 상실의 주요 원인이며 백내장의 발달과 병행하여 연령이 증가함에 따라 발생 빈도가 증가한다. 상승된 안압의 원인은 눈의 유출 시스템의 감소와 안압을 상승시키는 수성 유체의 백업이다. 점안액과 레이저를 사용할 수 있으며 심한 경우 결막 아래 눈에서 액체가 빠져나갈 수 있도록 구멍을 뚫을 수 있다. 지난 15년 동안 섬유주(trabecular meshwork)라고 불리는 유출 조직을 우회하는 장치가 개발되었다. 이를 최소 침습 녹내장 수술 또는 MIGS라고 한다. 변형이 있지만 일반적으로 백내장 수술 시 장치가 이 메시 구조를 통해 배치되거나 메시 구조가 벗겨져 물이 정맥 수집기로 자유롭게 통과할 수 있다. 현미경에서 직접 내려다보면서 눈의 각도를 볼 수 없기 때문에 이 조작을 수행하는 것은 어렵다. 따라서 프리즘을 사용해야 하며 환자의 머리를 스코프에서 45도 돌리고 현미경을 45도 기울여야 한다. 젤을 각막에 놓고 각도의 보기를 캡처한다. 삽입 기구는 눈을 가로질러 전진된 절개를 통해 프리즘 아래에 위치되고 장치 또는 박리(stripping)가 시도된다. 이 조직은 표면에 압력을 가해 정맥과 연결되어 있기 때문에 혈액이 눈으로 역류하여 시야각을 가리게 된다. 이것은 점탄성으로 지워야 하고 다시 시도해야 한다. 이 도구의 목적은 헤드나 현미경을 기울일 필요 없이 각도를 직접 볼 수 있도록 하고 물을 분사하고 의도한 대상의 시야를 비출 수 있기 때문에 스프레이 시스템이 모든 혈액을 제거할 수 있으므로 명확하게 유지된다.
본 발명의 목적은 현미경을 통한 가시성이 불투명함, 홍채, 혈액에 의해 제한되는 무수한 다른 처치뿐만 아니라 위에서 설명된 것과 같은 효율적인 의료 처치를 수행하기 위한 하나의 도구로 외과 기술을 발전시키고, 발생할 수 있는 합병증을 감소시키는 것이다. 카메라, 광원(색상 포함), 레이저 소스, 스크래핑 도구, 맥동, 흡인, 초음파, 가스 및/또는 약물 주입을 포함한 관주(irrigation)(유입 및 유출) 중 하나 이상의 특징들이 이 도구에 통합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 캡슐을 팽창시키는 능력으로, 백내장 제거 후 수정체 캡슐로부터 점탄성과 세포의 "파워 세척"을 결합하여 홍채 뒤에 숨겨져 있거나 또는 현미경 각도에서는 쉽게 볼 수 없지만 콜라겐인 캡슐로 덮인 지질인 세포가 형광되게 채색함으로써 개선된 카메라 각도에서는 쉽게 볼 수 있는 추가 이탈된 세포 제거의 효능 및 안전성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조직 평면을 개방하고 혈액 및 파편을 세척하고 일반적으로 흡인 도구로 놓칠 수 있는 틈새에 갇힌 잔류 점탄성을 제거하는 데 사용할 수 있는, 눈 수술에서 제어되고 표적화된 식염수 분사를 사용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미세 침습 녹내장 수술을 돕기 위해, 섬유주대, 섬모체 고랑, 쉴렘관, 모양체 및 서브 홍채 영역의 가시화를 제공하는 것이다. 카메라 장치는 현미경으로 볼 수 없는 조직을 시각화하기 위해 프리즘과 같은 번거로운 도구의 사용을 잠재적으로 줄일 수 있다. 임플란트(스텐트), 션트 또는 기타 장치를 허용하는 결합된 광학 비젼은 전달 및 배치될 안압을 감소시키거나 션트를 전달할 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 직접시(direct vision)에서 정확하게 약물을 전달할 수 있는 의료용 안과 장치를 제공하는 것이다. 이는 내부에서 직접 관찰하여 안전하게 수행할 수 있다. 바늘 삽입은 바늘을 사용하여 두 번째 손에서 올 수 있다. 이 비디오 장치를 사용하면 장기간에 걸쳐 약을 녹이는 펌프나 의료 장치를 자르거나 고정하는 작업을 쉽게 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 녹내장에 사용하고, 망막의 찢어진 부분을 처치하고, 혈관을 소작하기 위해 직접 시력 하에서 레이저 전력을 전달할 수 있는 의료용 안과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 안과 수술에서 절차를 성공적으로 수행할 수 있는 기회를 개선할 내부 유동으로 전방 및 후방 챔버를 열고 안정화할 수 있어 절차를 표준화할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 백내장 수술, 녹내장 수술 및 유리체 절제술, 누관 개방, 눈 외상 및 종양 수술을 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.
제1 측면에서, 본 발명은 눈 안에서 세포를 "수력-분리(hydro-dissecting)"하기에 적합한 유체 제트를 생성하기 위해 펌핑 유닛으로부터 유동을 수용하도록 구성된 납작한 캐뉼러형 팁(flattened cannulated tip)을 갖는 핸드피스를 포함하는 도구이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 절개부 아래 캡슐로부터 피질 또는 세포를 흡인하거나 틈새에 갇힌 잔류 점탄성과 같은 다른 부스러기(debris)/잔여물(residual)을 제거하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 수력-분리 마이크로 카메라 도구이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 분출에 적합한 속도로 유체를 흡입하도록 외부 흡입 유닛에 연결되게 구성된 채널을 추가로 포함한다.
도구의 실시형태들에서, 수신된 유동은 핸드피스의 납작한 캐뉼러형 팁에 도달하기 전에 제어된다.
도구의 실시형태들에서, 유동은 납작한 캐뉼러형 팁으로의 유동의 변화를 허용하기 위해, 제어 유닛으로부터 수신된 입력에 따라 처리 유닛에 의해 제어되며, 여기서 유동의 체적은 속도에 영향을 미치는 납작한 캐뉼러형 팁의 구멍에 따라 달라질 수 있다. 제어 유닛은 수동 작동 장치(예컨대 풋 페달), 자동/자율 제어 유닛(예컨대 인공 지능을 포함할 수 있음), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
도구의 실시형태들에서, 유동은 제어 유닛(예를 들어, 발 페달에 적용된 압력)에 의해 조정 가능한 가변 속도로 맥동(pulse)할 수 있다. 이 실시형태의 다른 예로서, 기계 학습, 인공 지능(A.I.) 및 프로그래밍 가능한 소프트웨어와 결합된 다양한 센서가 상기 수력분리 내시경 도구의 유동을 자율적으로 제어하고 변경할 수 있다. 프로그램 설정 데이터베이스는 사용자가 특정 수술 절차의 다양한 단계에 적합한 사용자 선호도를 개인화할 수 있도록 하는 소프트웨어 패키지에 저장할 수 있다.
도구의 실시형태에서, 핸드피스는 적절한 요소(예를 들어, 밸브 또는 활성화 버튼)를 눌렀다가 놓을 때 유동을 제어하도록 설계되어, 차단 후에 압력이 축적됨에 따라 더 낮은 유속 또는 더 빠른 유동에서 연속적인 유동을 유도한다.
도구의 실시형태에서, 납작한 캐뉼러형 팁은 교체 가능하므로 평평한 팁을 좁혀 다양한 팁이 얇은 해부 유동의 더 높은 비율을 달성할 수 있게 하여 외과의가 자신의 기술 또는 수술에 가장 적합한 슬릿 너비와 너비를 사용할 수 있게 한다.
도구의 실시형태에서, 슬릿의 개구는 직선형 또는 곡선형, 길거나 좁을 수 있다.
도구의 실시형태에서, 재설계된 파코 팁은 흡입 또는 둘 다보다 방출 모드로 낮은 수준의 초음파를 허용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 표면, 특히 수정체 세포에 부착된 재료를 제거하기 위해 고주파 맥동을 발생시키는 수단을 더 포함한다.
도구의 실시형태에서, 고주파 맥동은 펌핑 유닛에 의해 또는 핸드피스 내의 급속 볼 밸브에 의해 생성된다.
도구의 실시형태에서, 급속 볼 밸브는 더 빠르고 더 느린 맥동을 허용하도록 장력 부하를 받는다.
도구의 실시형태에서, 핸드피스의 캐뉼러형 팁은 팽창된 캡슐 상의 수력 분리에 의해 느슨해진 세포를 느슨하게 밀기 위한 팁 뒤에 곡면 연질 스트립을 포함한다.
도구의 실시형태에서, 핸드피스 내에서 압력으로 열리는 볼 밸브 시스템은 동일한 핸드피스를 통한 연속 유동 또는 펄스 유동을 선택하기 위해 간단한 유동 방향 스위치로 제어될 수 있거나 이러한 연속 기능을 가진 별도의 핸드피스일 수 있다.
도구의 실시형태에서, 납작한 캐뉼러형 팁은 유동과 흡입이 분리된 이중 수동(bimanual) 팁이다.
도구의 실시형태에서, 납작한 캐뉼러형 팁은 실리콘 또는 다른 연질 합성 재료로 만들어져 연질 선단부로부터 긁어낼 뿐만 아니라 수압 박리를 허용한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 도구는 팽창된 캡슐로부터 세포를 수작업으로 제거하기 위해 팁 뒤에 곡선 또는 직선 밴드를 추가로 포함한다.
도구의 실시형태에서 팁은 절개부 아래에서 표현될 수 있도록 회전될 수 있다.
도구의 실시형태에서, 가변 유동을 허용하기 위해 이중수동 모드가 관주 및 흡입 모드와 함께 사용될 수 있고, 유출 유동에 일치시키면서 팁으로 유입되는 유동에 동력을 부여하기 위해 양압 펌프를 사용함으로써 상기 이중수동 모드의 효과를 향상시키기 위해 재설계된 파코 기계로부터 이중수동 모드가 제어된다.
도구의 실시형태에서, 핸드피스는 표면적을 증가시키기 위해 평평해질 수 있는 팁 뒤에 거친 영역(roughened area)을 포함한다.
도구의 실시형태에서, 팁은 연질의 가요성 재료로 만들어지거나 경질 플라스틱 또는 금속 재료로 만들어질 수 있다.
도구의 실시형태에서 팁의 폭은 약 0.5㎜에서 1.8㎜까지 다양할 수 있으며 팁의 개구부는 약 0.05㎜에서 1㎜까지 다양하다.
도구의 실시형태에서, 팁은 주입되는 속도로 눈에서 유체를 제거하기 위한 슬리브를 포함한다. 이것은 현재 I/A 도구의 반대이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 도구는 부스러기를 제거하고 절개부 아래의 캡슐로부터 피질 또는 세포를 흡인하는 능력을 향상시키기 위해 사용될 수 있는 별도의 흡입 팁을 추가로 포함한다.
도구의 실시형태에서, 핸드피스는 부착되는 세포 층의 더 나은 가시성을 제공하기 위해 시각화 프로브를 포함한다.
도구의 실시형태에서, 시각화 프로브는 방출 각도로부터 캡슐을 시각화하기 위한 비디오카메라를 포함한다.
도구의 실시형태에서, 광원은 착색된 세포 및 착색되지 않은 세포의 반사/흡수를 야기하기 위해 백색 또는 유채색일 수 있으며, 여기서 광원은 핸드피스 내에 통합될 수 있고 및/또는 조명은 외부 소스로부터 제공될 수 있다.
도구의 실시형태에서, 수력분리 도구는 흡입 및 추진이 함께 작동하도록 하는 이중 모델 배열을 가능하게 하도록 구성되며, 여기서 팁은 이러한 이중 모델 배열을 허용하기 위해 관주 흡입 장치에 배치될 수 있다. 이 모드에서 카메라와 배출 노즐은 하나의 핸드피스에 있고 조명과 진공은 다른 핸드피스에 있을 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이러한 기능의 임의의 조합이 구현될 수 있으며, 예를 들어 카메라 및 조명이 하나의 핸드피스에 위치할 수 있고 배출 노즐 및 진공이 다른 핸드피스에 위치할 수 있다.
도구의 실시형태에서 카메라는 관주 및 흡인을 수행한 다음 수력분리 흡인으로 전환할 수 있도록 이중 모드로 설계된 I/A 장치의 팁에 통합될 수 있다. 이 형태에서는 외과의의 경험과 필요에 기초할 때 가장 잘 활용될 때 동일한 도구를 사용하여 수행할 수 있다.
도구의 실시형태에서 팁은 압력을 제공하기 위해 상승된 I/A 도구, 파코 팁, 주사기 또는 IV 유동 장치를 포함하는 모든 배출 도구에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 도구는 세포 식별을 위한 착색 수단을 더 포함하고, 상기 착색 수단은 조명, 착색 물질 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 형광은 많은 얼룩에 의해 향상될 수 있으며 자동 형광은 캡슐 콜라겐에서 지질 세포벽 수정체 세포를 구분하기 위해 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 유입에 대한 유체 유출의 균형을 유지하고, 수정체 세포 재료를 제거하고, 캡슐을 고정 및 긁어내고, 연질 스크래핑 릿지 뒤에서 캡슐을 긁는 작은 구멍을 갖는 반 평탄한 표면을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 카메라의 샤프트는 변형 가능한 플라스틱, 금속, 폴리아미드 또는 구부러지거나 회전될 수 있는 관절 조각으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 45도에서 180도 방향 전환을 허용하여 프로브가 눈 반대쪽에서 눈으로 다시 들어가지 않고 절개 아래 부위를 시각화하고 치료한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 카메라 팁은 고무, 실리콘, 하이드로겔과 같은 가요성 재료로 구성될 수 있으며, 이 하이드로겔은 눈에서 빼지 않고 회전하면서 임의의 화각을 달성하도록 단축될 수 있는 측 방향 코드 또는 와이어를 가질 수 있다. 튜브에는 90도에서 180도까지 회전할 수 있는 하나 이상의 관절형 "엘보우"가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 캡슐 포획을 방지하기 위해 스크래핑 요소로부터 먼 상부 측면 상의 진공 포트(들)(예를 들어 진공 포트는 슬릿 모양, 구멍 또는 대형 개구의 형태일 수 있음)의 한 측면의 뒤에 흡입부를 구비하는 이중 측면 스크래핑 도구(예를 들어, 약 0.1 내지 0.3㎜)를 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 가시화 프로브로부터 팁을 볼 수 있도록 파지 또는 절단 도구가 부착될 수 있는 부착물을 더 포함하여, 홍채로 인해 시야 밖의 작업을 수행할 수 있게 한다. 이들은 이중 수동일 수 있다.
제2 측면에서, 본 발명은 적어도 하나의 카메라가 있는 카메라를 포함하는 의료용 안과 장치로서, 적어도 하나의 카메라의 센서는 상기 카메라의 말단에 위치하여 눈 안에서 영상화를 위해 눈에 삽입된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서 장치의 크기는 사용 목적에 맞게 조정될 것이다. 일차 절개를 통해 특정 기술에 더 큰 장치를 사용할 수 있다. 장치 크기는 필요한 유틸리티에 따라 결정된다. 더 큰 칩은 특정 절차에 필요한 더 높은 해상도를 제공할 수 있으며 일반적인 해상도는 더 작은 절개를 통해 여러 이점을 향상시킬 수 있다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서 장치의 본체는 유리체 절제 수술에 사용되는 투관침을 통해 삽입될 만큼 충분히 작다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 상기 장치의 직경은 필요한 절개의 크기를 제한하여 상처 치유 시간, 관련 통증 및 감염 위험을 줄이는 수술 기술을 사용하는 최소 침습 수술을 가능하게 하도록 구성된다. 봉합의 필요성을 줄이거나 없애는 수술이 끝날 때 방수 밀봉을 제공하도록 적절하게 구성되는 것은 절개 크기가 3㎜ 미만인 경우인 것으로 판명되었다. 따라서 3㎜ 이하의 절개를 통해 적용할 수 있는 의료 장치는 안전성과 최소한의 굴절률 변화를 제공한다. 이들 모든 실시형태는 수술 목표 및 필요에 기초하여 완전한 기능을 제공하도록 설계될 수 있을 것이다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 상기 장치의 직경은 약 1.8㎜ 미만이다. 그러나 더 큰 칩을 가진 더 큰 버전의 카메라는 3.0㎜ 미만이다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 조명원은 상기 장치에 통합된다.
의료용 안과용 장치의 실시형태에서, 조명원은 장치의 원위부(즉, 팁) 또는 근위부(즉, 핸드피스 내)에 위치될 수 있다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 원위 조명원은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)이다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 광은 광섬유 및/또는 광 가이드를 통해 내시경의 원위 단부에 도달한다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 수정체 유화제 도구가 상기 장치에 통합된다. 카메라는 파코 팁에 부착되어 효과적인 것으로 판단되는 팁에서 내부 보기를 허용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 의료용 안과용 장치는 직시 하에서 수정체 세포를 제거하기 위한 도구를 더 포함한다. 예를 들어 각막이 붓거나 혈흔이 있는 경우 각막 시야가 손상되는 경우에 사용할 수 있다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 직시 하에서 수정체 세포를 제거하기 위한 도구는 관주 도구, 흡인 도구, 또는 이들의 조합이다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 관주 및 흡인은 동심원으로, 즉 하나는 내부 원에, 다른 하나는 외부 원에 통합되거나, 이들은 인접하지만 동일한 팁 상에 위치된다. 예를 들어, 이들은 외과의의 목표 및 경험에 따라 결정된 대로 배출 또는 진공이 전환될 수 있도록 전환될 수 있다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 관주 포트의 형상은 압력을 제어하도록 형상화된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 카메라는 겸자 및 가위 도구에 부착된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 카메라는 물의 배출을 제공하도록 수동으로 작동되는 캐뉼러에 부착된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 레이저 장치는 상기 다목적 눈 수술 장치에 통합된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 외부 조명원은 장치/카메라의 방향에 따라 조명을 제공하도록 구성된다.
의료용 안과 장치의 실시형태에서, 내시경의 튜브 또는 팁은 투명한 폴리머 재료로 만들어지기 때문에 조명원에 의해 생성된 광 가이드로 사용될 수 있다.
의료용 안과용 장치의 실시형태에서, 빛의 파장은 변할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 수력분리 카메라 도구의 헤드 섹션의 개략적인 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 1a의 수력분리 카메라 도구의 헤드 섹션의 개략적인 평면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 1a의 수력분리 카메라 도구의 헤드 섹션의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른, 수력분리 카메라 도구의 헤드 섹션의 개략적인 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시형태에 따른, 장치의 원위 단부에 위치하는 조명원(예를 들어, 복수의 LED, 크세논 아크 램프 등)을 갖는 의료용 안과 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 원위 핸드피스 상에 위치하는 광섬유의 위치를보여주는 조명원을 구비한 의료용 안과 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 3a의 의료용 안과 장치의 팁 부분의 개략적인 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 카메라 및 LED를 구비한 의료용 안과 장치의 팁의 개략적인 측면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 4a의 의료용 안과 장치의 팁의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 일 실시형태에서 동일한 PCB 상에 카메라 및 LED를 구비한 의료용 안과 장치의 팁의 개략적인 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 카메라 및 LED가 뒤에 있는 의료용 안과 장치의 팁의 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 레이저, 카메라 및 조명이 제공된 의료용 안과 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 의료용 안과 장치의 올리브-형 팁을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 양손(bimanual) 모드를 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 재사용 가능한 핸드피스를 갖는 일회용 팁을 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 관주 또는 진공용 개구가 제공된 의료용 안과 장치의 원위 팁을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 11의 의료용 안과 장치의 관주 튜브의 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 관주 또는 진공을 위한 개구를 보여주는 원위 팁의 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른, 팁에 위치하는 관주 및 카메라 센서가 제공된 의료용 안과 장치를 개략적으로 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시형태에 따른, 핸드피스의 근위 단부에 위치하는 카메라 및 복수의 LED를 갖는 의료용 안과 장치를 개략적으로 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 의료용 안과 장치의 핸드피스의 근위 단부에 위치하는 복수의 LED 및 카메라의 다른 배열의 개략적인 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 인간의 눈 내에서 광 프로브와 평행하게 함께 작동하는 결합된 카메라 및 관주 프로브를 개략적으로 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 다양한 컴포넌트를 갖는 의료용 안과 장치를 개략적으로 도시한다.
일 측면에서, 본 명세서에 설명된 본 발명은 펌핑 유닛으로부터의 연속/맥동 유동을 외과의에게 제공하고 유체 유동으로부터의 힘에 대한 제어를 제공함으로써 캐뉼러 접근법의 기능을 확장한다. 본 명세서에서, (실시형태들 중 어느 하나에서) 수력분리 도구(hydro-dissection tool)는 간단히 '도구'로 지칭될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수력분리 도구(10)의 헤드 섹션을 개략적으로 도시한다. 수력분리 도구(10)의 헤드 섹션은 하나 이상의 진공 포트(11), 부드럽고 유연한 스크러빙 요소(12) 및 도구(10)의 원위 단부에 위치한 카메라(13)를 포함한다. 이 실시형태에서, 도구(10)는 핸드피스로 사용하기에 적당한 세장형 바디를 구비한다. 이 실시형태에서, 진공 포트(11)는 수정체 포획을 피하기 위해 요소(12)로부터 떨어진 상부 측에 위치된다. 이들 도면에서, 진공 포트(11)는 구멍의 형태로 제공되지만, 슬릿 형상 또는 흡입에 적합한 다른 형태의 개구와 같은 다른 형태의 진공 포트들 또는 포트가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른, 수력분리 카메라 도구(20)의 헤드 섹션의 사시도이다. 수력분리 카메라 도구(20)의 헤드 섹션은 물 분사 포트(21), 부드럽고 유연한 스크러빙 요소(22), 및 도구(20)의 원위 단부에 위치한 카메라(23)를 포함한다. 이 실시형태에서, 도구(20)는 세장형 바디를 갖고 있어서, 도구(20)가 핸드피스로서 사용될 수 있게 한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 부드럽고 유연한 스크러빙 요소(예를 들어, 도 1a 내지 도 1c에서 도면부호 12로 표시되고, 도 2에서 도면부호 22로 표시됨)는 선택적이며, 따라서 수력분리 카메라 도구는 그러한 요소를 포함하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 도구의 물 분사 포트(예를 들어, 도 2의 포트(21)에 대해 도시된 바와 같음)를 통한 유체의 유량은 상기 도구의 폭 및 각도에 의해 제어될 수 있다. 또한 외과 의사의 요구 사항에 따라 물 유동은 펄스 또는 연속적일 수 있다. 유동은 예를 들어 백내장 제거 유닛 또는 유리체 절제 유닛에서 나오는 펌프에 의해 지향될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 도구는 자체 수원 또는 펌핑 유닛을 가질 수도 있다. 유체 유동 팁(예를 들어, 물 분사 포트(21))의 출구 포트의 형상 및 단면은 다양할 수 있다. 눈 수술 중, 유출액이 너무 빠르거나 단면이 너무 좁으면, 눈의 막낭을 찢을 수 있다. 또한, 맥동 속도 및 맥동 당 유량은 유출물의 속도뿐만 아니라 유출 폭 및 높이와 관련하여 동적 효과를 갖는다. 맥동 속도가 빠르면, 유출의 충격파가 캡슐을 찢을 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 이러한 제한은 수정체 손상의 가능성을 제한하기 위해 장치 소프트웨어 플로우 소프트웨어로 설정될 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 베이스 및 측면에서 만곡된 임의의 연질 가요성 재료(예를 들어, 실리콘)의 연질의 스크래핑 도구(각각 도 1a 내지 도 1c 및 도 2의 요소 12 및 22와 같은)가 도구에 통합되어, 캡슐에 강하게 부착되어 있는 세포를 느슨하게 하고 이어서 스크래핑 도구의 반대 방향으로 페인팅 모션으로  쓸어버릴 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 세포를 기계적으로 제거하거나 세포를 느슨하게 하여 팁에 의해 청소되도록, 교시된 캡슐에 대해 부드러운 움직임을 허용하도록 헤드 섹션의 팁 뒤에 곡선 또는 직선 섹션을 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 적어도 하나의 카메라(예를 들어, 비디오카메라)를 갖는 시각화 프로브를 포함하는 의료용 안과 장치에 관한 것으로, 여기서 적어도 하나의 카메라의 센서는 눈 안에서 촬상을 위해 눈 안으로 삽입되는 도구의 팁에 원위적으로 위치한다.
일반적으로 디지털 비디오카메라와 관련된 문헌 및 특히 내시경 장치용으로 설계된 용어에 사용되는 용어의 표준화가 상당히 부족하다. 본 명세서에서는 특별히 언급하지 않는 한 다음과 같은 용어를 사용한다.
- "활성 영역(active area)", "픽셀/들 영역" 및 "픽셀 어레이"라는 용어는 입사광을 전자로 변환하는 예컨대 포토다이오드인 감광 요소 어레이의 수광 표면을 나타내며, 서로 혼용될 수 있다.
- "센서", "칩", "고체 상태 이미지 픽업 장치" 및 "이미지 픽업 장치"라는 용어는 활성 영역; 입사광을 포토다이오드에 집중시키는 마이크로렌즈 어레이; 컬러 센서의 경우 필터 어레이; 및 활성 영역이 생성되는 실리콘 기판을 나타내며, 서로 혼용될 수 있다. CMOS 공정으로 제조된 센서의 경우, 이러한 용어에는 실리콘의 어레이와 함께 구현되는 포토다이오드의 출력 신호를 처리하도록 구성된 전자 장치도 포함될 수 있다.
- 본 명세서에서 사용된 "고체 상태 이미저" 또는 간략히 "SSI(solid state imager)"라는 용어는 동일한 실리콘 또는 추가 층으로 신호를 처리하는 추가 기능을 생성하는 추가 전자 회로를 포함하는 모든 적합한 고체 상태 이미지 픽업 장치(예를 들어, CMOS 또는 CCD)를 나타낸다.
- "카메라 헤드"라는 용어는 단일 패키지에 봉입된 활성 영역에 광을 집중시키는 데 필요한 SSI 및 관련 광학장치를 나타낸다.
- "비디오카메라", "카메라" 및 "마이크로 카메라"라는 용어는 카메라 헤드만을 가리키고, 또한 카메라 헤드와 추가 전자 드라이버(있는 경우)를 나타내며, 서로 혼용될 수 있다.
- "카메라"라는 용어는 비디오카메라만을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, (예를 들어, 백내장 수술 및 MIGS 동안) 장치의 본체가 각막 주위의 절개부를 통해 삽입되기에 충분할 정도로 작으면서, 소형화를 통해 고품질 이미지를 얻을 수 있다(예시의 목적만으로, 카메라의 이미지 센서와 관련하여 적어도 30k 픽셀의 품질을 제공하는 목적으로). 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 그리고 예시의 목적만으로, 장치의 외경은 약 1.8㎜ 이하이며, 이에 의해 최소 침습 수술의 수행을 가능하게 한다(즉, 필요한 절개의 크기를 제한하여, 상처 치유 시간, 관련 통증 및 감염 위험을 줄이는 수술 기법의 수행을 가능하게 함). 장치의 외경은 그 장치가 포함하는 요소/컴포넌트의 치수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 카메라의 해상도는 카메라의 외경에 영향을 미칠 수 있으므로 고해상도 카메라는 해상도가 낮은 카메라보다 지름이 더 클 수 있다. 절개 크기가 3㎜ 미만이면 자체 밀봉이 잘 되고 무시할 수 있는 굴절 오류가 발생하므로 외과 의사의 작업과 필요에 따라 조명, 수력분리 및 경계획정(delineation)과 같은 도구의 모든 기능을 갖춘 더 큰 카메라를 쉽게 수용할 수 있다. 본 발명은 미세 수술 절차를 위한 하나의 도구 내에 여러 컴포넌트들을 소형화할 수 있는 방식으로 광학 비전 수단을 구비한 수술 장치에 관한 것이다. 또한 필요에 따라 기능을 분할하는 양손 모드에서도 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 명세서에 설명된 모든 특징들은 수술이 단 하나의 절개부를 통해 수행되는 하나의 도구에 통합될 수 있다.
본 출원의 맥락에서 "유효 직경(effective diameter)"이라는 용어는 프로브의 형상에 관계없이 프로브의 최종 직경을 지칭한다. 대부분의 경우에서, 프로브의 최종 형상은 원형이지만, SSI가 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 구성을 가지고 있음에도 불구하고 다른 형상도 가능하므로 유효 직경은 프로브의 가장 긴 단면 치수와 같을 수 있다. 따라서 예를 들어 정사각형 단면을 가진 프로브의 경우, 유효 직경은 정사각형의 대각선과 같을 것이며, 직사각형 모양, 타원형 또는 완전하지 않은 타원형에 대해서도 동일한 논의가 유추하여 적용된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시각화 프로브는 SSI에 의해 생성된 신호를 정교하게 만드는 데 필요한 전자 회로(또는 드라이버)를 포함한다. 대부분의 경우에서, CCD에 비해 CMOS를 SSI로 사용하는 이점은 이미지 또는 디지털 프로세싱의 다른 기능을 생성하는 데 필요한 몇 가지 중요한 피처 예를 들어 상관 이중 샘플링(CDS), A/D, 이득 등을 구현하는 여러 전자 회로를 구현하는 것이 쉽고 가능하다는 사실이다. 이러한 회로는 하나의 패키지에 트랜지스터로 구현된 픽셀로 구축된 순수 센서로 설계에 추가된다. 이러한 픽셀들의 구현은 픽셀 당 2개의 트랜지스터, 3, 4, 5, 6 이상의 트랜지스터를 기반으로 하거나 공유 트랜지스터 또는 다른 디자인(예를 들어, 2T2S 또는 4T4S) 또는 픽셀을 구현하는 더 높은 수준의 공유 트랜지스터를 사용하여 수행할 수 있다. 분명히 이러한 회로는 패키지의 크기를 확장하고 더 많은 패드를 추가한다. 또한, 클럭 속도가 더 높은 신호를 사용하는 경우, 증폭기 또는 레귤레이터, 노이즈 감소를 위한 몇 개의 커패시터 및 신호 일치를 위한 저항이 포함된 드라이버를 사용하는 것이 좋다. 이러한 전자 회로(드라이버)는 패키지 또는 실리콘에 공간을 추가하므로 대부분의 경우 패킹된 CMOS 외부에 구현되거나 실리콘 구성의 추가 레이어로 구현된다.
CMOS의 대각선이 1.0㎜보다 작은 경우, 드라이버에는 패키지된 CMOS 센서 자체에 구현된 이미지를 생성하는 데 필요한 CDS(Correlation Double Sample) 유닛 또는 기타 기능과 같은 이미지 처리 기능의 일부가 포함될 수 있으며, 이제 드라이버 또는 이미지 처리 유닛 외부로 이동한다. 이러한 경우 CMOS 센서에는 신호를 제공하고, CMOS에서 원시 신호를 내보내는 데 필요한 최소한의 회로만 구현된다. 또한 드라이버에는 CMOS를 활성화하는 데 필요한 클록 신호를 일치시키고, 원시 신호를 처리하고 이를 비디오 신호로 변환하기 위해 필요한 모든 회로와 컴포넌트들을 포함하는 비디오 처리 유닛으로 신호를 내보내는 데에 필요한 최소한의 컴포넌트만을 포함하게 된다.
이러한 방식으로, CMOS 센서는 광자를 전자로 변환하는 순수한 이미저와 거의 같은 역할을 하며, 크기가 최소화된다. 드라이버는 또한 최소한의 컴포넌트(1개 또는 2개, 때로는 그 수가 0일 수도 있음)로 구성되어 있기 때문에, 새로운 패키지 CMOS 비디오카메라의 전체 크기를 최소화할 수 있다. 극복해야 할 추가 문제는 CMOS 설계와 관련된 패드의 수와 CMOS를 활성화하고 신호를 비디오 처리 장치로 펌핑하는 신호를 제공하는 케이블(모든 와이어를 포함)이다. 일반적으로 이러한 서비스를 제공하기 위해 여러 와이어가 존재한다.
이미저의 영역을 최소로 줄이기 위한 몇 가지 기술 솔루션이 US 8,803,960에 설명되어 있다. 예를 들어, 대각선이 1.0㎜보다 작은 고체 상태 이미저는 많은 패드를 위한 공간이 충분하지 않기 때문에, 이 문제를 극복하기 위해서는 최소한의 패드 수(이상적으로는 하나의 패드)를 설정해야 한다. 동일한 패드를 사용하여 여러 신호를 다중화함으로써, 전체 SSI에 대해 단 4개의 패드만 사용하고 때로는 3개의 패드만을 사용할 수 있다. 이미저의 영역을 최소로 줄이는 또 다른 방법은 전압 방식 대신 전류 방식을 사용하여 이미저의 출력 비디오 신호의 방법론을 변경하는 것이다. 이것은 또한 외부 드라이버가 매칭 스테이지 회로를 포함해야 함을 나타낸다. 이러한 방법을 사용하면 증폭과 관련된 노이즈를 더 잘 필터링하고 비디오 신호 강하를 보상하기 위해 비디오 프로세서에서 제어하는레귤레이터를 사용하여 더 먼 거리에서 비디오 신호를 전송할 수 있는 이점이 있다. SSI의 치수를 줄일 수 있는 방법의 또 다른 예는 두 가지 기능, 즉 이미지를 잡고 전송하는 컴포넌트를 실리콘에 제공하는 것이다. 상기 기술적인 감소 솔루션 외에, PCB가 있거나 없는 CMOS 칩의 콤팩트한 구성은 WO2005/002210 및 WO 2005/115221에 상세히 개시되어 있다. 따라서 이러한 어셈블리의 제조는 간결함을 위해 본 명세서에서 자세히 논의하지 않는다.
이제 본 발명의 여러 실시형태가 참조될 것이며, 실시형태들의 예는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 여기에서 본 발명의 몇몇 실시형태는 단지 예시의 목적으로 설명된다. 당업자는 본 명세서에 기재된 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 본 명세서에 예시된 구조의 대안적인 실시형태가 채용될 수 있음을 다음의 설명으로부터 용이하게 인식할 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시각화 프로브는 의료용 안과 장치에 통합되어 있는 카메라를 포함한다. 이들 도구에 광섬유를 부착하면 도구의 유용성, 효능 및 기능의 범위를 확장할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광섬유 또는 LED는, 예를 들어, 도 3a 및 도 3b와 관련하여 도시된 바와 같이, 제거를 위한 수정체 세포를 시각화하기 위해 색상 및 강도를 달리하는 광을 전달하는 데 사용될 수 있다. 도 3a는 본 발명의 실시형태에 따른 장치(30)의 원위 단부에 인접하여 위치된 조명원(31)(예를 들어, 복수의 LED, 크세논 아크 램프 등)을 갖는 의료용 안과 장치(30)를 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 조명원(31)이 하나 이상의 LED인 경우, 도면부호 32는 장치(30)의 근위 단부에 연결된 조명 제어 모듈 또는 전원으로부터의 배선을 나타낸다. 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 및 광섬유를 포함하는 조명원을 구비하는 안과용 의료 장치(30)를 개략적으로 도시한다. 도 3b의 이 실시형태에서, 장치(30)는 LED와 광섬유(34) 사이의 결합을 위한 요소(33)를 포함한다. 도 3c는 본 발명의 실시형태에 따라, 카메라의 센서(35)를 둘러싸는 4개의 LED(31)로 구성된 도 3a의 의료용 안과 장치의 팁 부분의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 7은 본 발명의 실시형태에 따라 레이저 섬유(71), 카메라(72) 및 조명원(73)이 제공된 의료용 안과 장치의 팁(70)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 의료용 안과 장치의 올리브-형 팁(80)을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 광원은 i) 도구의 원위부에, 즉 직접 조명에 배치되거나, ii) 원위 단부에 대한 광 가이드를 포함하는 팁의 본체 내부, 또는 iii) 대상 영역 위로 광을 안내하는 광섬유를 구비하는 도구의 외부 본체에 배치될 수 있고 또는 iv) 현미경, 크세논 램프, 크세논 램프/LED 또는 기타 조명 소스 및 눈 외부에 배치된 광학 번들의 외부 조명을 통해, 또는 v) 카메라와 평행하게 눈에 삽입된 엔도-일루미네이터와 같은 추가 조명을 사용할 수 있다. 다른 광 파장에서 조명된 세포들은 다르게 착색되므로 식별 목적을 위해서는 조명이 중요하다. 예를 들어, 세포는 피질 정리가 끝날 때 파란색 또는 기타 얼룩으로 착색될 수 있다. 파란색 광원이 장착된 수력분리 도구는 부착 세포를 밝히고 별도의 도구를 사용하여 수력분리, 긁어내기 또는 흡입으로 이들을 제거하는 데 사용할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 다른 착색 수단이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 이 도구는 트리판 블루 0.1%, 젠티안 바이올렛 0.001%, 인도시아닌 그린 0.5%(ICG)와 같은 착색 재료와의 혼합을 허용할 수 있다. 예를 들어, 착색 재료는 식염수와 함께 혼합 및 분사될 수 있다. 유출물은 착색 화합물의 혼합을 허용할 수 있다. 캡슐 콜라겐 불투명도를 감소시키도록 설계된 화합물은 모든 세포층이 제거된 후에 적용될 수 있다. 부착 세포의 현재 혼란스러운 문제를 제거함으로써 콜라겐의 자연적 역사와 어떻게 유도되어 투명하게 유지될 수 있는지 더 잘 이해될 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 레이저는 다양한 광학 절차 예를 들어 거리 측정, 레이저 커팅, 포토 요법, 레이저 눈 수술, 포토-삭마 등을 수행하기 위해 도구에 통합된다. 또한 레이저 광의 파장은 작업의 특정 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 저에너지 레이저 광은 화합물을 착색할 필요 없이 부착 세포를 식별하는 데 도움이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 초음파 도구가 수정체를 유화시키기 위해 장치에 통합된다.
광원이 외부에 있을 수 있으므로 도구는 외부에 연결된 모든 광원과 호환된다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b를 참조하기 바란다. 기기 팁의 각도에서 세포를 볼 수 있는 능력은 외과의가 현재 위의 현미경으로 볼 수 없는 눈 영역에서 세포 제거 작업을 완료할 수 있도록 한다. LED의 교차 조명 및 비디오 관찰과 결합된 유채색 광섬유는 도구가 수행할 수 있는 작업의 수행에 핵심이다. 비디오카메라의 각도와 배치는 제한되지 않는다. 일반적으로 비디오카메라는 1.0㎜ 크기(또는 심지어 1.0㎜ 미만)일 수 있으며 바이모달 시스템의 진공 부분이나 분출 컴포넌트 또는 둘 다를 통합한다. 이 장치는 0.2㎜ 이상의 진공용 슬릿 개구부를 가질 수 있으며 너비는 1.8㎜일 수 있다. 도 3a 내지 도 8은 카메라와 광원의 위치 지정에 사용할 수 있는 다양한 옵션을 보여준다. 즉, 광원은 외부에 있을 수 있고 도광체 및/또는 광섬유에 의해 안내되거나 팁 자체(즉, 내부)의 말단에 통합될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 의료용 안과 장치의 팁(40)에 조명원(41) 및 카메라(42)가 위치하는 배열을 도시한다. 이 배열에서, 조명원(41)은 카메라(42)의 상부에 위치된다. 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 하나의 실시형태에서 동일한 PCB(53) 상에 카메라(52) 및 LED(51)를 갖는 의료용 안과 장치의 팁(50)의 측면을 개략적으로 도시한다. 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 카메라(61) 및 카메라 뒤에 LED(62)를 갖는 의료용 안과용 장치의 팁(60)의 측면을 개략적으로 도시한다.
광원 자체는 현미경 조명, 백열전구, 수술실 조명, 발광 다이오드(LED), 형광 전구, 크세논 아크 램프 등을 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니며, 이들은 개별적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 광원은 장치에 평행하게 삽입되도록 구성된 광 프로브 형태이다. 수술 절차에는 종종 절차에 특정한 조명을 필요로 하기 때문에, 다양한 유형의 광원을 사용하는 것이 중요하다. 또한, 광 조명은 광 가이드와 광섬유에 의해 촉진될 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조). 또한, 광원의 색상은 백색광에만 국한되지 않고 사용자가 절차를 수행하는 데 도움이 되는 모든 색상 및/또는 파장을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 제거 가능한/교체 가능한 원위 팁은 상이한 파장을 갖는 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어 RGB LED를 사용하는 경우 소프트웨어로 색상을 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 도구를 통한 유체의 유속은 상기 도구의 폭 및 각도에 의해 제어될 수 있다. 또한 외과 의사의 요구 사항에 따라 물 유동은 펄스형 또는 연속형일 수 있다. 유동은 백내장 제거 장치 또는 유리체 절제 장치에서 나오는 펌프에 의해 지향될 수 있다. 자체 소스가 있을 수도 있다. 유체 유동 팁의 출구 포트의 모양과 단면은 다양할 수 있다. 눈 수술 중, 유출수가 너무 빠르거나 단면이 너무 좁으면 캡슐을 찢을 수 있다. 또한, 맥동 속도 및 맥동 당 유량은 유출물의 속도뿐만 아니라 유출물의 폭 및 높이와 관련하여 동적 효과를 갖는다. 맥동 속도가 빠르면 유출물의 충격파가 캡슐을 찢을 수 있다. 이러한 에너지의 한계는 외과의가 이러한 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 펌프의 소프트웨어에 설정된다. 도 11 내지 도 13은 유체가 광섬유 및/또는 말단 팁에 배열된 카메라 사이를 통과하고 개구부가 유동 방향 및 압력을 정의하는 본 발명의 실시형태에 대한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 베이스 및 측면에서 만곡된 임의의 연질 가요성 재료(예컨대 실리콘)의 연질 스크래핑 도구(scraping tool)가 장치에 통합되어 캡슐에 강력하게 부착된 세포를 느슨하게 하고, 이어서 스크래핑 도구의 역 페인팅 동작으로 느슨해진 세포를 제거할 수 있다. 이 장치는 세포를 기계적으로 제거하거나 세포를 느슨하게 하여 팁에 의해 깨끗이 청소되도록 교시된 캡슐에 대해 부드러운 움직임을 허용하도록 팁 뒤에 곡선 또는 직선 섹션을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 팁은 필요에 따라 피막 밑의 굴곡화를 허용하도록 경사질 수 있고, 외부 슬리브로 또는 외부 슬리브로부터의 유입을 허용하도록 슬리브가 있을 수 있다. 팁을 통과하는 유체는 저항/유량에 비례하는 속도로 흐른다. 유동이 일정하게 유지되면, 저항이 압력을 증가시켜 궁극적으로 유체가 더 빠른 속도로 분출되도록 한다. 일반적으로, 본 발명의 목적은 수정체 캡슐에 대항하여 흐를 때 저항에 직면하게 될 평평하거나 약간 만곡된 유체 평면을 생성하는 것이다. 저항은 전방 및 후방 챔버의 수성 유체에 남아 있는 부착 세포 및 점탄성이다. 따라서 팁의 모양은 이 도구의 개념에 필수적이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 장치의 유출 부분은 이중 수동 버전(bi-manual version)에서 흡입 또는 복귀 부분으로부터 분리될 수 있다. 이러한 방식으로 유출 부분 크기는 측면 포트 또는 추가 절개에서와 같이 더 작은 절개를 통해 배치될 수 있도록 감소될 수 있다. 이중 수동 모드가 카메라와 함께 사용되고 관주 도구(91)가 2차 절개를 통해 눈(90)에 삽입되는 한편 흡인 도구(92)가 1차 절개를 통해 눈(90)에 삽입되는 이 실시형태의 묘사에 대해서는 도 9를 참조하기 바란다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 유닛의 흡입 부분은 광원, 비디오카메라 또는 캡슐 상에 착색 화합물을 배치하기 위한 주입 유닛을 포함할 수 있다. 착색 물질은 잔류 점탄성 물질뿐만 아니라 수정체 세포를 시각화하는 데 사용할 수 있다. 장치에 유채색 광(chromatic light)을 사용하면 잔류 세포의 가시성이 향상된다. 이 도구는 홍채 뒤에 가시성을 제공하기 때문에, 현미경 위의 보이지 않는 곳에서 절차를 수행하기 위한 파지 또는 절단 도구를 배치하기 위한 부착물이 장착될 수 있다.
다른 실시형태에서, 카메라는 관주 및 흡인을 사용하는 도구에 통합된다. 카메라와 조명은 관주 도구에만 통합될 수 있다(백내장 수술을 위한 이중 수동 방법). 예시의 목적만으로, 관주 채널은 임의의 단면 모양을 갖는 적어도 0.3㎜일 수 있다(예를 들어, 몇 개의 작은 튜브 또는 외부 튜브의 구성요소들 사이의 자유 공간). 예를 들어, 외경은 약 1.5㎜일 수 있다. 도구는 또한 1차 및/또는 2차 절개를 통해 삽입될 수 있다. 수술의 편의에 따라, 팁은 영구적(재사용 가능) 또는 분리형(일회용)이 될 수 있다. 재사용 가능한 핸드피스(101)가 있는 일회용 팁(102)의 묘사는 도 10을 참조하기 바란다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 관주 또는 진공을 위한 개구(112)가 제공된 의료용 안과 장치(110)를 개략적으로 도시한다. 의료용 안과 장치(110)는 카메라(111), 관주 또는 진공을 위한 개구(112) 및 조명원(113)을 포함한다. 도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 관주 튜브(114)를 나타내는 의료용 안과 장치(110)의 팁의 단면을 개략적으로 도시한다. 이 실시형태에서, 물은 관주 튜브(114)를 통해 물이 흐르고 개구(112)를 통해 배출된다. 도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른, 팁의 중앙에 위치된 카메라(132) 주위에 배열된 관주 또는 진공을 위한 개구(131)를 보여주는 의료용 안과 장치의 원위 팁의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 의료용 안과 장치(140)를 개략적으로 도시한다. 장치(140)는 관주 포트(142), 위에 카메라 센서(미도시)가 위치하는 팁(141)을 포함한다. 유속은 장치의 핸드피스의 본체(144)에 위치한 유속 제어기(143)를 통해 제어될 수 있다. 이 실시형태에서, 장치(140)는 케이블(145)을 통해 장치(140)에 전기적으로 연결된 작동 유닛(도시되지 않음)을 통해 제어되고 전원이 공급된다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 핸드피스의 근위 단부에 위치된 카메라(151) 및 복수의 LED(152)를 갖는 의료용 안과 장치(150)를 개략적으로 도시한다. 도 16은 핸드피스의 근위 단부에 위치된 복수의 LED(162) 및 카메라(161)의 다른 배열의 단면을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 팁은 하향 또는 상향 방향으로 유체 시트를 표현하도록 각을 이룰 수 있다. 그것은 캡슐에 최소한의 장력을 가하면서 막 표면에 대해 각도를 이룰 수 있으며 부착된 상태로 남아 있는 잔해와 수정체 세포를 "벗겨"낼 수 있다. 따라서 팁 간격과 폭은 장치의 기능과 안전에 매우 중요하다. 팁의 폭과 간격에는 여러 가지 변형이 있으며, 사용자는 자신의 경험과 목표에 가장 적합한 팁을 선택할 수 있다. 예를 들어, 팁의 폭은 0.5㎜에서 2.5㎜일 수 있다. 예시를 목적으로, 갭은 약 0.05㎜에서 1㎜까지 다양할 수 있으며 곡선형 또는 직선형을 포함할 수 있다. 팁은 또한 유체 제트 뒤의 표면에서 세포가 느슨해지도록 하기 위해 거친 하면을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 캡슐은 거친 영역 앞에서 평평하게 되어 캡슐이 말리거나 접힌 다음 걸리거나 찢어지는 위험을 줄일 수 있다. 거친 영역은 또한 뒤따르는 수력분리 캐뉼러형 팁 전방에서 확장된 표면이 제거되거나 느슨해질 수 있도록 확장될 수 있다. 이런 식으로 섬세한 캡슐을 쓰다듬을 위험이 줄어든다.
본 발명의 다른 실시형태에서 팁의 재료는 부드러운 흠집(scarping)을 허용하기 위해 연질 폴리머 요소의 조합이 있는 금속일 수 있다.
또한, 팁은 2개의 튜브, 외부 강성 튜브 및 미리 형성된 세미 강성 또는 유연한 내부 튜브를 사용하여 내부에 제거 가능한 금속 와이어가 있는, 피에조 요소에 의해 조정 가능한 강성을 가질 수 있다. 이 방법으로 팁이 회전되어 카메라에서 다양한 시야를 제공하고 유동을 지향시킬 수 있다.
본 발명은 눈으로 보면서 수정체 파편을 제거하는 시술을 가능하게 한다. 이는 다음 구성요소들의 조합으로 수행할 수 있지만 이 리스트에만 국한되지 않는다, 관주 기능이 있는 카메라, 흡인 기능이 있는 카메라, 관주 및 흡인 기능이 있는 카메라, 카메라 및 수정체 유화술 초음파 프로브, 카메라 및 정밀한 회전 및 위치를 허용하는 피처.
본 발명은 녹내장 수술을 가능하게 한다. 카메라는 섬모체 고랑과 홍채 아래 공간을 시각화할 수 있으므로 우각경(gonioscope)을 사용할 필요가 없다. 이 용도에서 카메라는 치료 장치에 부착될 수 있으며, 제2 절개부를 통해 삽입되는 진단 관찰 장치가 될 수도 있다. 카메라는 또한 스텐트 전달 도구, 션트 전달 도구 또는 션트 자체와 같은 치료 장치와 병렬로 배치될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 카메라는 임플란트 전달 도구에 통합될 수 있다.
본 발명은 눈의 앞쪽 부분이 불투명한 경우(예를 들어, 불투명한 각막) 눈에 삽입된 카메라가 시각화 도구의 역할을 할 수 있는 유리체 절제술 절차를 가능하게 한다. 이 실시형태에서, 카메라는 수술에 사용되는 투관침(trocar)을 통과할 만큼 충분히 작으며, 봉합사 위치 지정, 안내 이물 제거를 지원할 수 있다. 전방 시술의 경우, 곡선 팁을 사용할 수 있는 반면 유리체 망막 시술의 경우 직선 팁을 사용할 수 있다.
실리콘과 같은 가요성 재료로 만들어질 수 있는 곡선형 밴드를 배출 구역 뒤에 배치할 수 있다. 이것은 유출물 앞에서 평평하게 되는 조직을 쓰다듬는(stroke) 데 사용할 수 있다. 팁 뒤의 곡선 영역은 필요한 작업에 대한 외과 의사의 선호도에 따라 경질 재료일 수 있다.
구부러진 팁은 캡슐의 후방 곡선을 모방할 수 있다. 수력 분리를 위한 팁의 이상적인 각도는 효과적으로 평행할 수 있거나 (예를 들어 예시의 목적으로만) 5 내지 25도 또는 그 이상으로 기울어질 수도 있다. 이것은 외부 기기의 각도를 조정하여 수행하거나, (예를 들어 실리콘) 또는 거친(예를 들어 다이아몬드) 또는 거친 합성 또는 금속 표면에 상관없이 스카핑 요소가 있는 팁에 내장될 수 있다.
일반적으로 물 유입은 장치 측면을 통한 유출 또는 "이중 수동(bi-manual)" 기술에 의해 일치된다. 이중 수동 모드에서는 두 개의 도구를 사용하여 관주 및 흡인한다. 이중 수동 모드에서는 두 개의 개별 도구가 두 개의 개별 절개부에 삽입되고 동시에 작동한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도구는 동일한 도구 상의 인접 채널을 통해 관주 및 흡인 모두를 포함할 수 있다. 즉 2개의 별개의 도구가 필요하지 않다. 이 실시형태에서, 관주 흡입 장치의 작동은 팁으로부터의 유출과 기구의 측면을 따른 복귀 유동으로 역전된다. 팁은 또한 걸리거나 찢어질 위험이 적은 팽창된 캡슐에 대해 작업하기 위한 도구로 사용될 수 있다. 점탄성은 IOL의 뒤와 앞에서뿐만 아니라 홍채 고랑과 각막 돔으로 완전히 배출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 그리고 이중 수동 접근 방식에서, 물 유입 및 유출은 또한 동일한 도구를 통해 제어될 수 있다. 이 접근 방식에서 관주 및 흡입은 a) 두 개의 평행한 튜브 또는 b) 동축 방법으로 수행할 수 있다. 2개의 평행한 튜브 방식은 튜브 입구와 출구를 프로브의 원위 단부의 아무 곳에나 예를 들어 서로 이웃하게 또는 서로 멀리 떨어지게 배치할 수 있다는 장점이 있는 반면에 동축 방법은 프로브 자체를 따른 부피 공간과 프로브의 원위 단부에서 부피 공간을 절약함으로써 소형화에 도움이 된다. 동축 방법은 중앙 튜브가 관주하고 외부 튜브는 흡인하는 동심 튜브를 포함하거나 그 반대의 경우의 동심 튜브를 포함한다. 두 방법 모두 2차 절개를 통한 2차 도구가 필요 없이 소형화 및 단일 도구로 통합되는 장점이 있다.
팁은 측면 포트 또는 2차 절개로부터의 유동을 지향시킴으로써 하위 절개 클리어런스에도 사용할 수 있다. 눈에서 세포가 완전히 제거될수록 회복 단계에서 예상되는 좋지 않은 영향이 줄어든다.
수정체 입자, 피질 및 점탄성 물질은 종종 홍채 아래에 숨겨져 있다. 흡입 도구로 이들에 도달하면 캡슐이 손상되어 층간 백내장 열개(벌어짐) 또는 캡슐 파열이 발생할 수 있다. 흡입에 비해 파워 세척의 탁월한 장점은 안전성과 효율성이다. 착색 및 조명을 통해 시각화 및 제거를 확실하게 할 수 있다. 수정체 물질은 얇은 세포층이라도 특히 핵 물질은 만성 또는 급성 염증을 일으켜 느린 회복이나 황반 부종 또는 낭포성 황반 부종을 유발할 수 있다. 따라서 백내장 제거를 완료하는 이러한 세포를 완전히 제거하면 더 나은 수술 후 결과를 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장치에는 겸자 또는 가위와 같은 카메라 너머에 부착물이 장착될 수 있고, 이에 의해 외과의가 직접 시각화 하에 작업을 수행하는 능력을 허용할 것이다. 여기에는 수정체 장력 링 또는 2차 IOL에 봉합하고 수정체 부착물에서 IOL을 해제하는 것이 포함될 수 있다. 물 분사 시스템은 이러한 절차 중 일부에서 압력을 유지하고 점탄성의 필요성을 제거할 수 있다. 안내 수정체는 수정체의 수정체 연결부의 수정체 지지 영역으로 돌출된 암 또는 햅틱에 의해 중심에 있다. IOL이 이 영역에 어떻게 안착되는지는 현재 시각화되어 있지 않다. 햅틱이라면 직접 관찰하여 적절하고 가장 강력한 위치에 최적으로 배치하도록 조정할 수 있다. 또한, 캡슐의 조직 평면을 분리할 수 있도록 IOL을 제거해야 하는 경우 햅틱 위로 접는 것이 훨씬 안전하고 통제된 절차를 용이하게 한다. 어떤 경우에는 소대(zonulas)가 약하여 모양체 부착에서 느슨해진다. 이러한 경우, 손상된 백 주변의 응력을 균등화하기 위해 링을 수정체 백에 넣을 수 있다. 링과 지원이 필요한 영역을 직접 시각화하는 것은 이러한 사례를 최적화할 것이다. 때때로 봉합사를 배치하거나 햅틱을 "올가미"하여 공막에 부착해야 한다. 직접 관찰하면 이 절차가 다시 최적화된다. 양 손이 필요한 경우, 장치를 관심 영역을 볼 수 있는 위치에 고정할 수 있으며 외과 의사는 양손을 사용하여 매듭을 봉합하거나 묶을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장치의 팁으로부터의 유체 돌출부는 필요한 유체의 더 적은 부피로 수정체 캡슐로부터 안전하게 수정체 세포의 수력 분리를 허용하도록 성형될 수 있다. 이것은 풋 페달이나 핸드피스 자체에서 제어할 수 있다. 도구의 그러한 실시형태의 예가 도 15에 도시되어 있으며, 여기서 다양한 버튼, 레버 및 밸브가 본 명세서에 설명된 유량 및 기타 매개변수를 제어하기 위해 도구에 통합되어 도시되어 있다. 유속은 작업의 요구 사항과 의사의 재량에 따라 조정될 수 있다. 유동은 작업의 요구 사항과 의사의 재량에 따라 펄스형 또는 연속형일 수 있다. 따라서 펄스의 주파수와 강도도 의사가 설정할 수 있다. 단지 예의 목적을 위해, 맥동의 주파수는 초당 펄스의 낮은 속도 또는 초당 10 이상의 펄스의 빠른 속도일 수 있다. 또한 유체 유량과 펄스 속도는 독립적으로 변할 수 있다. 유속 및 펄스 속도를 변경함으로써 장치는 경험과 조직의 차이에 맞게 조정된다. 맥동 속도는 다른 방법으로 제어할 수 있다. 펌프는 펌프 움직임에서 버벅거릴 수 있고, 밸브는 유동 라인 과정이나 핸드피스 자체를 막을 수 있다. 이러한 방법은 유체 유동 기술에 대한 지식이 있는 사람에 의해 잘 이해되며 위의 예는 제한적이지 않는다.
도 17은 2개의 장치를 동시에 사용하는 것을 보여주는 본 발명의 다른 실시형태를 도시한다. 도 17은 인간의 눈(170) 내에서 광 프로브(172)와 병렬로 함께 작동하는 결합된 카메라 및 관주 프로브(171)를 개략적으로 도시한다. 일반적으로 3㎜ 미만의 1 내지 2개의 절개부(보통 '1차' 및 '2차' 절개부라고 함)가 수술 중 눈에 만들어진다. 본 명세서에 기술된 장치는 절개부를 밀봉하고 수술 동안 안구에 압력이 유지될 수 있도록 장착된다. 두 개의 절개를 통해 수술 중 두 개의 개별 장치를 동시에 사용할 수 있다. 예시의 목적으로만, 두 장치는 여러 다른 기능의 조합일 수 있다. 제1 도구는 하나의 절개부에 삽입된 카메라와 관주 도구를 통합할 수 있고 제2 도구는 조명 프로브를 통합할 수 있다. 안과 수술의 전문가는 이러한 접근 방식의 유용성을 보고 두 도구에 대한 다른 기능 조합을 고안할 수 있다. 예를 들어, (모든 파장의) 빛 조명, 레이저, 관주, 스크래핑 요소, 카메라 및 기타를 어떤 조합으로든 두 도구에 통합할 수 있다. 본 발명의 독특한 소형화된 특징은 이러한 특징의 조합을 가능하게 하여 안과 수술의 전문가가 최적으로 작동하는 데 필요한 유연성을 허용한다.
도 18은 의료용 안과 장치뿐만 아니라 상이한 컴포넌트/유닛의 소형화 능력을 입증하는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 핸드피스(1)는 적절한 커넥터(2)를 통해 내시경 장치(3) 및 비디오 컨트롤러(4)에 연결된다. 내시경 장치(3)에는 다음 몇 가지 기능이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다: 백색광 밸런스 및 광 강도 컨크롤러, 포토-스틸 캡쳐 및/또는 라이브 비디오 녹화. 또한 관주 조절 및 제어는 이 장치를 통해 제공되거나 별도의 장치에 포함될 수 있다. 상기 내시경 장치는 HDMI, DVI, 컴포지트, S-비디오 및 USB와 같은 모든 전기 연결과 호환되지만 이 리스트에만 국한되지 않는다. 이 실시형태에서, 프로브는 프로브 유닛의 원위 단부에 함께 통합된 다양한 구성요소로 구성된다. 이 실시형태에서, 광학 배럴(5)은 2개 이상의 렌즈로 구성되고, 특별한 필요에 따라 조명의 임의의 측면(예를 들어, 강도, 주파수/파장, 시간적인 광 단속, 파형 등)을 제어하기 위해 임의의 수의 필터 및/또는 코팅을 포함할 수 있다. 센서 하우징(6)과 광학 배럴(5)은 특정 절차의 광학적 요건에 따라 함께 통합되거나 분리될 수 있다. 센서(7)는 웨이퍼 기반일 수 있다. 즉, 카메라, 센서 및 광학 배럴이 일체형으로 통합/조립되거나 광학 구성요소가 센서 자체에서 분리되고 이들 면 사이의 거리를 변경함으로써 초점 렌즈가 조정될 수 있는 보다 일반적인 방법을 사용한다. 하나 이상의 LED(8)는 인쇄 회로 기판(PCB)(9) 상의 프로브 장치의 원위 단부에 통합된다. 광원은 또한 외부 광원 유닛으로부터 프로브의 원위 단부까지 광섬유에 의해 제공될 수 있다. LED는 광학 배럴의 표면과 원위 표면이 같은 높이에 배치되어 소형화를 지원하는 체적 공간을 더욱 절약할 수 있다. LED(8)는 또한 센서(6)와 동일한 PCB에 배치될 수 있다. 또한 카메라는 조명 없이도 작동할 수 있다. 이러한 옵션은 고해상도 정밀 수술을 위한 장치를 더욱 소형화하기 위해 중요할 수 있다. 여기에 설명된 조명 기능이 없는 옵션에서 프로브는 공간 절약 및 후속 소형화로 인해 훨씬더 작은 규모의 카메라와 함께 작동할 수 있다. 또는 동일한 절개 요구 사항에서 더 높은 해상도를 제공하기 위해 더 큰 칩을 사용할 수 있다. 케이블(18)은 많은 기능적 구성요소가 위치하는 프로브의 말단부로부터 핸드피스 및 외부 측정 유닛에 이르기까지 장치 전체에 걸쳐 모든 피처들을 연결한다. 유연한 디자인의 PCB를 구현하여 케이블을 대체할 수 있다. PCB는 90도 각도로 경사질 수 있으며, 다른 옵션에서는 두 개의 PCB를 사용할 수 있다. 상기 케이블(18)은 내시경 장치(3)의 비디오 컨트롤러(4)에 연결된다. 또한, 소형 비디오 컨트롤러가 핸드피스 자체에 배치되고 장치에 통합될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 프로브의 팁은 절개부 아래를 보기 위해 U자 형상으로 구부러질 수 있고, 그리고 관심 영역의 좌우로 회전할 수 있다. 이 실시형태에서, 프로브 지지체는 금속 또는 폴리아미드와 같은 순응 재료로 만들어질 것이다.
프로브는 측면 방향으로 코드를 당겨 프로브의 팁이 한 방향 또는 두 방향으로 회전하도록 하는 측면 지지 코드를 가질 수 있다. 프로브는 원형 회전이며 팁을 구부릴 수 있으므로 필요한 모든 방향으로 프로브를 가리킬 수 있다. 내부 눈인 상대적으로 작은 공간 때문에, 최소한의 구부림과 회전으로 팁이 필요한 모든 방향을 가리킬 수 있다.
완전한 대물렌즈의 광학 설계는 FOV(Field Of View), DOF(Depth of Field), 픽셀 치수, 센서의 유효 영역 및 전체 고체 상태 센서 카메라 헤드의 기계적 축과 비교하여 그 광축의 방향과 같은 여러 매개변수를 고려한다. 설명의 편의를 위해 이 두 축이 일치한다고 가정한다. 이 두 축이 일치하지 않는 경우 기계 파트 및/또는 조립품의 시프트를 고려해야 하며, 구면 렌즈의 경우 렌즈용 금형에서 이러한 이동을 고려할 수 있다. 예를 들어 왜곡 수준 및 F 번호 같은 다른 매개변수도 디자인에 영향을 준다. 왜곡이 너무 크면 '어안(fisheye)' 효과가 나타나고 F 값이 너무 높으면 밝은 이미지를 받기 위해 더 많은 조명이 필요하다. 소프트웨어 기반 확대는 관심 영역의 확대를 허용할 수 있다. 비디오 프로브 대신에 OCT를 사용하면 필요하다고 판단되는 경우 조직 평면을 통해 보기를 제공하기 위해 장치와 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 프로브는 의료용 안과 장치에 부착될 수 있다. 따라서 이 실시형태에 따르면, 재사용이 가능한, 즉 멸균되어 후속 절차에서 사용될 수 있는 의료용 안과 장치를 제공하는 것이 가능하지만, 시각화 프로브는 일회용일 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 시각화 프로브의 실시형태를 제조하기 위해 여기에 설명된 방법을 사용함으로써 달성 가능한 낮은 비용에 의해 가능해진다. 백내장을 절단하거나 임플란트를 조작하는 데 사용되는 측면 포트 프로브인 파코 팁(phaco tip)이 MIGS 삽입기에 부착될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 예를 들어 약 1.8㎜ 이하의 외경을 갖는 이미저를 갖는 시각화 프로브를 수용하기에 적합한 소켓 또는 채널을 포함하는 의료용 안과 장치에 관한 것이다. 이러한 장치에서 소켓은 프로브에 의해 생성된 신호를 수신하고 이를 디스플레이 장비에 전송하도록 구성된 신호 전송 커넥터를 포함할 수 있다.
위에서 사용된 "의료용 안과 장치(medical ophthalmic device)"라는 용어는 인간 또는 동물의 눈에 대해 외과적 시술을 적극적으로 수행하는 데 사용되는 기기뿐만 아니라 진단 목적으로만 사용되는 기기 및 치료 및/또는 약물의 전달에 사용되는 기기를 의미한다. 동물이나 사람의 눈에 도입되는 모든 장치는 본 명세서 전반에 걸쳐 의료기기의 정의에 해당한다. 이러한 의료용 안과 장치는 예를 들어 내시경; 가위; 메스; 복강경; 치료 절차에 사용되거나 이러한 튜브(또는 파이프)를 통해 다른 장치를 삽입 및 추출할 때 눈을 보호하는 데 사용되는 유연, 세미 유연, 세미 강성 또는 강성의 단일 또는 다중 루멘 튜브(또는 파이프); 스프링; 막대; 조직을 근사화, 절단 및 밀봉하는 데 사용되는 장치; 목적물을 태우거나 응고시키거나 다른 방식으로 파괴하는 장치; 목적물이나 물질을 공급, 안내, 배출 또는 전달하는 장치; 가이드와이어, 겸자(forcep), 모니터링 및/또는 진단 장치; 무선 생체 내 장치 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 의료용 안과 장치와 시각화 프로브의 조합을 추가로 포함한다. 예를 들어, 고체 상태 이미저는 의료용 안과 장치의 표면에 부착된 시각화 프로브의 원위 단부에 위치할 수 있다.
본 발명의 목적, 즉 매우 작은 크기의 시각화 프로브 및 이를 포함하는 의료용 안과 장치를 생산하는 것은 전술한 기술을 활용함으로써 달성된다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 상기 모든 설명 및 실시형태는 예시의 목적으로 제공되었으며 어떤 식으로든 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 본 발명의 프로브는 다양한 수술 도구를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 다양한 도구 및 다양한 도구에 따라 적절하고 편리한 다양한 위치에서 본 발명에 따른 프로브를 수용하도록 구성된 소켓을 포함하는 많은 다른 도구가 생성될 수 있다. 그들을 사용하는 절차. 따라서, 본 발명은 형상, 프로브의 위치 및 의도된 용도에 제한 없이, 의료 장치, 특히 의료 안과 장치의 새로운 세대를 위한 문을 연다. 하우징 없이 프로브를 "설치"하거나 도구에 이미 하우징이 포함된 프로브를 설치할 수도 있다.

Claims (58)

  1. 적어도 하나의 카메라를 구비하는 내시경을 포함하는 의료용 안과 장치로, 상기 적어도 하나의 카메라의 센서가 상기 내시경 팁의 원위부에 위치하고, 눈 안에서 촬상을 위해 눈 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  2. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치의 본체는 (백내장 수술 또는 MIGS 중에) 각막 주위에 만들어진 절개부를 통해 삽입될 수 있을 정도로 작은 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  3. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치의 본체는 유리체 절제술에서 사용되는 투관침을 통해 삽입될 수 있을 정도로 작은 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  4. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치의 직경은 필요한 절개의 크기를 제한하여 통증과 감염 위험과 관련된 상처 치료 시간을 줄이는 수술 기법을 채용하는 최소한의 비침습 수술을 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  5. 제4항에 있어서, 의료용 안과 장치의 직경이 약 1.8㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  6. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치에 조명원이 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  7. 제6항에 있어서, 조명원이 의료용 안과 장치에 원위적으로(즉 팁에) 또는 근위적으로(즉 핸드피스 내에) 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  8. 제7항에 있어서, 조명원이 하나 이상의 LED인 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  9. 제7항에 있어서, 광이 광섬유 및/또는 광 가이드를 통해 내시경의 원위 단부에 도달하는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  10. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치에 수정체 유화 장치가 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  11. 제10항에 있어서, 수정체 유화 장치의 단면이 원형이거나 타원형인 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  12. 제1항에 있어서, 직시 하에서 수정체 세포를 제거하는 도구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  13. 제12항에 있어서, 직시 하에서 수정체 세포를 제거하는 도구는 관주 도구, 흡입 도구 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  14. 제13항에 있어서, 관주 및 흡입 도구는 동심원 내에 함께 통합되어 있는 즉 하나가 내부 원에 있고 다른 하나는 외부 원에 있거나, 동일한 팁 상에서 이웃하게 위치하는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  15. 제13항에 있어서, 관주 포트의 형상이 압력을 조절하는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  16. 제1항에 있어서, 카메라가 눈의 캡슐에 흠집을 낼 수 있도록 올리브 팁 관주 캐뉼러에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  17. 제1항에 있어서, 카메라가 겸자 및 가위 도구에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  18. 제1항에 있어서, 카메라가 비디오카메라인 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  19. 제1항에 있어서, 카메라가 캐뉼라에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  20. 제1항에 있어서, 의료용 안과 장치에 레이저 장치가 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  21. 제1항에 있어서, 외부 조명원이 장치/카메라의 방향에 따라 조명을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  22. 제1항에 있어서, 내시경의 팁 또는 튜브가 투명 폴리머 재료로 제작되고, 이에 따라 조명을 위해 광 가이드로 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  23. 제6항에 있어서, 광의 파장이 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 의료용 안과 장치.
  24. 눈 안의 세포를 "수력 분리"하기에 적당한 유체 제트를 생성하기 위해, 펌핑 유닛으로부터 유동을 받아들이도록 구성된 납작한 캐뉼러형 팁을 구비하는 핸드피스를 포함하는 도구.
  25. 제24항에 있어서, 분출 속도와 동일한 속도로 유체를 흡입하기 위해 외부 흡입 유닛에 연결되도록 구성된 채널을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  26. 제24항에 있어서, 받아들인 연속된 유동이 핸드피스의 납작한 캐뉼러형 팁에 도달하기 전에 제어되는 것을 특징으로 하는 도구.
  27. 제26항에 있어서, 납작한 캐뉼러형 팁으로의 유동이 변할 수 있도록 하기 위해 제어 유닛으로부터 수신한 입력에 따라 처리 유닛에 의해 유동이 제어되고, 속도에 영향을 주는 상기 납작한 캐뉼러형 팁의 구멍(들)에 따라 유동 체적이 변할 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  28. 제27항에 있어서, 유동이 가변 속도로 맥동할 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  29. 제24항에 있어서, 핸드피스는 버튼을 눌렀다 놓음에 따라 유동을 차단하도록 구성되어, 차단 뒤의 압축이 축적됨에 따라 연속된 유동이 저속 또는 고속으로 되는 것을 특징으로 하는 도구.
  30. 제24항에 있어서, 납작한 캐뉼러형 팁이 분리 가능하여, 다양한 팁들이 납작한 팁을 좁게 함으로써 얇은 분리 유동의 더 높은 속도를 달성할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 도구.
  31. 제30항에 있어서, 슬릿의 개구가 직선형 또는 곡선형인 것을 특징으로 하는 도구.
  32. 제24항에 있어서, 팁이 구부러질 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  33. 제24항에 있어서, 재설계된 파코 팁이 흡입이 아닌 분출 모드의 낮은 레벨의 초음파를 허용하는 것을 특징으로 하는 도구.
  34. 제24항에 있어서, 수정체 세포 또는 다른 물질을 제거하기 위해 고주파 맥동을 발생시키는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  35. 제34항에 있어서, 펌핑 유닛 또는 핸드피스 내의 급속 볼 밸브에 의해 고주파 맥동이 발생되는 것을 특징으로 하는 도구.
  36. 제34항에 있어서, 급속 볼 밸브는 장력이 부하되어서 더 빠르고 더 느린 맥동을 허용하는 것을 특징으로 하는 도구.
  37. 제24항에 있어서, 핸드피스의 캐뉼러 팁은 확장된 캡슐 위에서 수압분리에 의해 느슨해진 세포를 전진시키기 위해 팁 후방에 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  38. 제24항에 있어서, 핸드피스 내에서 압력에 의해 개방되는 볼 밸브 시스템은 유동 방향 스위치로 제어되어 동일한 핸드피스를 통한 연속된 유동 또는 펄스형 유동을 선택할 수 있거나, 이 유동 능력을 갖는 별개의 핸드피스일 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  39. 제24항에 있어서, 납작한 캐뉼러형 팁이 유동과 흡입이 분리된 이중수동(bimanual) 팁인 것을 특징으로 하는 도구.
  40. 제24항에 있어서, 납작한 캐뉼러형 팁은 실리콘 또는 다른 연질의 합성 재료로 제작되어, 더 연질의 팁으로부터 수력분리뿐만 아니라 긁어내는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 도구.
  41. 제24항에 있어서, 팽창된 캡슐로부터 세포를 수작업으로 이탈시키기 위해 팁 후방에 곡선형 또는 직선형 밴드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  42. 제24항에 있어서, 느슨해진 세포들을 수작업으로 이탈시키는 형상으로 되어 있는 실리콘 또는 다른 연질의 재료 요소를 팁 후방에 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  43. 제24항에 있어서, 절개부 아래에서 조작이 가능하도록 팁이 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  44. 제24항에 있어서, 가변 유동을 허용하기 위해 이중수동 모드가 관주 및 흡입 모드와 함께 사용될 수 있고, 유출 유동에 일치시키면서 팁으로 유입되는 유동에 동력을 부여하기 위해 양압 펌프를 사용함으로써 상기 이중수동 모드의 효과를 향상시키기 위해 재설계된 파코 기계로부터 이중수동 모드가 제어되는 것을 특징으로 하는 도구.
  45. 제24항에 있어서, 핸드피스는 표면적을 증가시키기 위해 편평하게 될 수 있는 팁의 특정 부분에 거친 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  46. 제24항에 있어서, 팁이 연질의 가요성 재료로 제작되거나 경질 플라스틱 또는 금속 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 도구.
  47. 제24항에 있어서, 팁의 폭이 약 0.5㎜ 내지 1.8㎜ 사이에서 변할 수 있고, 팁의 개구가 약 0.05㎜ 내지 1㎜ 사이인 것을 특징으로 하는 도구.
  48. 제24항에 있어서, 팁은 눈으로부터 유체를 제거하기 위한 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  49. 제24항에 있어서, 절개부 아래에서 캡슐로부터 세포들 또는 피질을 흡입할 수 있는 능력을 향상시키고, 부스러기를 제거하는 데에 사용될 수 있는 별개의 흡입 팁을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  50. 제24항에 있어서, 핸드피스는 가시화 프로브를 포함하여 부착된 세포 층의 가시성을 개선시키는 것을 특징으로 하는 도구.
  51. 제50항에 있어서, 가시화 프로브는 분출 각도로부터 캡슐을 가시화 하기 위해 비디오카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  52. 제50항에 있어서, 광원은 착색된 세포의 반사/흡수를 야기하는 백색 또는 유채색일 수 있고, 광원은 핸드피스에 통합될 수 있고 및/또는 외부 소스로부터 조명이 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  53. 제24항에 있어서, 수력분리 도구는 관주와 흡입이 함께 작동하도록 하는 이중 모드 구성이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 도구.
  54. 제24항에 있어서, 팁은 압력을 제공하기 위해 상승된 IV 유동 장치 또는 주사기, 파코 팁, I/A 도구를 포함하는 임의의 분출 도구 위에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 도구.
  55. 제24항에 있어서, 세포를 식별할 목적의 착색 수단을 추가로 포함하고, 상기 착색 수단은 조명, 착색 재료 또는 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 도구.
  56. 제24항에 있어서, 유체의 유입에 대한 유출의 균형을 맞추고, 수정체 세포 재료, 피질 또는 기타 부스러기/잔여물을 제거하고, 캡슐을 고정 및 긁어내고, 연질의 스크래핑 리지 뒤에서 캡슐을 긁어내기 위한 작은 구멍들이 있는 반편평 표면을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  57. 제24항에 있어서, 캡슐 포획을 방지하기 위해 스크래핑 요소로부터 먼 상부 측면 상의 진공 포트(들)의 한 측면의 뒤에 흡입부를 구비하는 이중 측면 스크래핑 도구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도구.
  58. 제50항에 있어서, 가시화 프로브로부터 팁을 볼 수 있도록 하기 위해 위에 파지(grasping) 또는 절단 도구가 부착될 수 있는 부착물을 추가로 포함하여, 홍채로 인해 시야 밖에서 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 도구.
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