Excimer Laser 200672004 고인숙.

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1 Excimer Laser 고인숙

2 목차 레이저의 발생원리 레이저 Beam의 특성 엑시머 레이저 원리
엑시머레이저를 이용한 시력교정술 ( LASIK, LASEK, PRK ) 비교 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 이상적인 엑시머 레이저 기기

3 1. 레이저의 발생원리 원자들의 열적 평형상태 원자들은 여러 에너지 상태로 있을 수 있지만 그 분포는 온도에 의해 결정.
온도 상승 → 들뜬 상태.

4 바닥준위 원자수< 들뜬준위 원자수 → 반전분포
1. 레이저의 발생원리 최 외각전자 자극 → 들뜬 준위 들뜬 준위 → 바닥 준위 빛 방출 (같은 위상, 단일 파장) 바닥준위 원자수< 들뜬준위 원자수 → 반전분포

5 1. 레이저의 발생원리 자발방출 – 결맞지 않은 빛으로 단순히 밝기가 합해짐

6 1. 레이저의 발생원리 유도방출 - 결맞은 빛으로 진폭이 더해져서 제곱으로 밝아짐. N^2

7 1. 레이저의 발생원리 유도흡수 - 낮은 에너지 상태의 원자가 빛을 흡수하여 높은 에너지 상태로 전이 →

8 1. 레이저의 발생원리 빛은 2개의 거울 사이를 반사→ 유도방출 → 빛 증폭
2개의 평행한 거울: 유도방출, 거울 사이에 빛의 정상파 생성&증폭, 그 때문에 발생하는 빛의 파장은 선택되어서 하나로 됨.

9 1. 레이저의 발생원리 레이저 공진기- 레이저 매질이 들어있음
관의 양단에 평행 거울로 빛이 무수히 반사되면서 원자들을 유도방출에 가세. 관속을 뛰노는 빛은 그 거울 내부에서 공명상태로 존재 관 내부에서의 레이저 빛의 성장 관 양쪽의 거울 때문에 매우 길어진 관을 지나가는 빛이 기하급수적으로 성장

10 1. 레이저의 발생원리 레이저 들뜨게 하는 물질의 종류에 따라 고체레이저 기체레이저 액체레이저 반도체레이저

11 2 레이저 빔(Beam)의 특성 단색성(Monochromatic)
 단색성(Monochromatic) 레이저광: 파장 (자외영역~ 적외영역)이 일정 → 단색성

12 2 레이저 빔(Beam)의 특성 가간접성(coherence)
전등, 햇빛: 개개의 원자가 자연방출에 의해서 여러가지 파장의 빛, 위상과 진폭 → 불규칙적으로 변화 레이저: 유도방출에 의해 일정한 위상, 파장 광 

13 2 레이저 빔(Beam)의 특성 지향성(Directionality) 레이저광: 공간적으로 상위가 일정
 레이저광: 공간적으로 상위가 일정 위상 변화가 일정 → 일정한 방향으로 직진

14 2 레이저 빔(Beam)의 특성 접속성(Collimation) 가간접성 광 → 집광
 가간접성 광 → 집광 촛점 부근의 파장폭 당 에너지 밀도는 태양광을 집속했을 때보다 큼  

15 3. 엑시머 레이저 원리 활성매질: Excimer = Excited Dimer 불활성 기체 + 할로겐 이온
두 원자가 결합, 들뜬 상태에서만 존재 들뜬 에너지를 잃으면 곧 분해

16 3. 엑시머 레이저 원리 약 10ns 동안 존속, 자외선 영역인 308nm 빛
XeCl은 광자를 내놓자마자 위치에너지 하강, 곧 원자상태로 해리 ex) 제논+ 염소+네온 전기방전→들뜬 염소 원자 → 제논 원자에 부착 → XeCl

17 3. 엑시머 레이저 원리 KrF 엑시머 레이저 248nm의 복사선 방출 Kr + e → Kr+ + 2e
F2 + e → F- + F F- + Kr+ + He → KrF* + He 수명: 2.5ns 완충제(buffer)로만 작용한다

18 3. 엑시머 레이저 원리  엑시머 레이저는 레이저 발진을 유발시키는 연쇄반응의 마지막에 다음과 같은 반응식에 의해서 출발 기체인 Kr 과 F2 기체 생성 KrF* → Kr + F + hνL F + F → F2

19 3. 엑시머 레이저 원리 활성매질을 직접 소모하지 않고 계속적으로 작동→밀봉한 공진기 사용
엑시머 레이저 펄스폭: 10∼20ns 펄스반복율: 1∼500Hz, 강한 펄스

20 3. 엑시머 레이저 원리 펄스당 에너지: 1J 첨두출력: mW 범위 평균출력: 20∼100W 발진파장
F2 157nm, ArF 193nm, KrCl 222nm, KrF 248nm, XeCl 308nm, XeF 351nm, 353nm

21 3. 엑시머 레이저 원리 초정밀 가공(반도체가공의 포토리소그라피, 폴리머 재료의 미세가공, 근시수술)의 대표적 레이저
1983년 미국의 Dr.Trokel이 소의 각막을 이용한 실험을 보고한 후 1988년 임상적으로 굴절수술에 사용 시작 1995년 미국 FDA에서 근시교정에 대해 승인

22 3. 엑시머 레이저 원리 수술의 모든 과정은 시력자료가 입력된 컴퓨터에 의해 조절
레이저는 컴퓨터의 지시에 따라 필요한 각막 부위만 절제, 연마

23 3. 엑시머 레이저 원리 조직과 레이저 간의 광학적인 상호관계로각막조직 분자 결합 직접 파괴
조직 제거 (열 손실 막고 계획된 양만큼의 조직을 정확하게 절제 ex. 근시, 난시의 교정 ) 방사성 각막 절개술(다이아 몬드 칼)보다 훨씬 정교→효과, 안전성 우수

24 엑시머레이저를 이용하여 머리카락을 깍아낸 사진 고도의 정밀성
3. 엑시머 레이저 원리 Hair 엑시머레이저를 이용하여 머리카락을 깍아낸 사진 고도의 정밀성

25 3. 엑시머 레이저 원리 각막 엑시머 레이저를 이용하여 각막을 깍은 모습 표면이 매우 고르고 단면은 매우 정교

26 4. 엑시머 레이저를 이용한 시력교정술 ( LASIK, LASEK, PRK ) 비교
굴절교정 레이저각막절제술

27 4. 엑시머 레이저를 이용한 시력교정술 ( LASIK, LASEK, PRK ) 비교

28 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 잠깐! 알고 가자! 자동 안구추적장치(Active eye tracking) 움직이는 안구 자동 추적, 정확한 레이저조사 각막지형도 데이터와 연계(Topography Link) 측정한 각막의 굴곡지형도 데이터 → 레이저 시스템에 전송 →정밀 분석 → 빔 각도, 깊이, 방향 조절 → 동공 중심부 이탈 교정

29 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 고주파 펄스와 안구추적장치(eye tracking system) 무의미 수술시간 단축
1세대 WIDE BEAM / BROAD BEAM 방식 고주파 펄스와 안구추적장치(eye tracking system) 무의미 수술시간 단축 열, 충격파→각막 스트레스 발생 중심부 융기의 발생가능성

30 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 1세대 WIDE BEAM / BROAD BEAM 방식 원통모양, 레이저 양 조절 조사
고 에너지 방출

31 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 KERATOM-F 자동초점 제어장치로 수술의 정확도, 안전성 우수
근시 및 난시가 동시에 교정 레이저 직경을 4mm~9mm까지 자유롭게 선택

32 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 미국 FDA 및 독일  공인 라식레이저

33 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 레이저가 좁은 홈을 통하여 조사되며 조사된 레이저를 움직여가며 각막을 절삭
2세대 Slit Scanning/spot scanning 방식 레이저가 좁은 홈을 통하여 조사되며 조사된 레이저를 움직여가며 각막을 절삭 적은 양의 에너지만 조사되며 열이나 충격에 의한 스트레스, 조직 손상도 적음

34 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 2세대 Slit Scanning/spot scanning 방식
수술시간이 길고 큰 pulse 에너지와 안구 추적장치 필요

35 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2

36 Seven-Beam Scanning Technology
5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2 Seven-Beam Scanning Technology ① Laser output Single Beam ② Energy-Homogenizing & Beam-Splitting Module ③ Beam-Shaining Module ④ Offset Scanning Module

37 Effective ablation zone of 6.5mm
5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2 Effective ablation zone of 6.5mm

38 Effective ablation zone for hyperopia(원시) out to 9mm
5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2 Effective ablation zone for hyperopia(원시) out to 9mm

39 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2
타기종 : 울퉁불퉁한 표면 (a rotating, slit-scaning laser) 타기종 : 불규칙한 표면 (a 2mm scaning laser)

40 VISX STAR S2기종 : 평평한 표면(seven-beam scaning laser)
5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 VISX STAR S2 VISX STAR S2기종 : 평평한 표면(seven-beam scaning laser)

41 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 간편, 안전, 수술과 회복 단시간
VISX STAR S2 SmoothScanTM CAP 수술 장점 간편, 안전, 수술과 회복 단시간 고도 근시, 얇은 두께, 불규칙한 표면(난시), 문제성 각막 수술 교정된 시력 고질 절삭면의 크기, 위치, 모양, 두께, 깊이 조절

42 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 3세대 flying spot / plano scan 방식
작은 엑시머 레이저 다중평면주사 방식 안구운동 자동추적시스템에 의해 각막표면을 매끄럽게 연마 작은 빔→복잡한 교정에 응용 열, 충격파 발생 미미

43 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 3세대 flying spot / plano scan 방식

44 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 C-LASIK 217

45 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 Plano Scan 방식 수술 후 무 재발, 무 부작용
C-LASIK 217 Plano Scan 방식 수술 후 무 재발, 무 부작용 고도의 시력교정효과(중증도 및 고도근시(-15D)) 안구운동추적장치 내장, 수술 중 환자 눈이 움직여도 정확한 절제 및 안전도 최대화

46 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 C-LASIK 217 D=렌즈 두께 단위 0.05D=1/20m 20m에서 잘 보임
3D=1/33cm 33cm에서 잘 보임 즉, 시력이 나쁠수록 두께가 두꺼워짐

47 3세대 flying spot / plano scan 방식
5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 + 1세대 WIDE BEAM / BROAD BEAM 방식 2세대 Slit Scanning/spot scanning 방식 3세대 flying spot / plano scan 방식

48 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 KERATOM-MULTISCAN

49 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 KERATOM-MULTISCAN 복합 자동 및 수동 추적장치
사람의 눈: Hz Keratom Multiscan  레이저: 200Hz 환자의 눈 완전히 추적, 중심이탈 경우 레이저 조사 멈춤

50 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 KERATOM-MULTISCAN 다중 분사식 체계: Wide beam, Slit scanning, Flying spot 3가지 방식 모두 작동 → 고질 시력 각막지형도와 연계(Topo-Linked system)방식이 가능

51 5. 국내에 도입된 엑시머 레이저 기기 독일 제조 회사와의 컴퓨터 연결로 수술 성적 분석 및 빠른 A/S
KERATOM-MULTISCAN 독일 제조 회사와의 컴퓨터 연결로 수술 성적 분석 및 빠른 A/S 레이저 조사 범위가 6mm → 8mm 확대 개개인의 눈에 따른 세심한 레이저 조사 범위의 선택으로 야간 눈부심 현상 완전 해결

52 6. 이상적인 엑시머 레이저 기기 3가지의 조사방식, 추적장치, 각막지형도와 연계
자동 초점 제어장치로 안전성, 정확성 보장,재현성 충족 근시: Broad-beam의 단점(절삭시 덜 매끄럽게 깎이는 등)을 교정 난시: Seven-Beam Scanning Technology

53 <Gaussian Beam>
6. 이상적인 엑시머 레이저 기기 가우시안 레이저 빔 사용 여러번 겹쳐지더라도 각막의 표면이 부드럽고, 섬세하게 연마가 되어 수술 후 각막의 굴절 각도 변화나 눈부심 최소화                                                                                            <Gaussian Beam> 일반적인 레이저 빔

54 Thank you~