KR20240039440A - Spectroscopic Endoscope OCT System for Analyzing Components of Atherosclerotic Plaque using NIR Source and Method for Controlling the Same - Google Patents

Spectroscopic Endoscope OCT System for Analyzing Components of Atherosclerotic Plaque using NIR Source and Method for Controlling the Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직(지질)의 광흡수 강도의 급격한 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정 및 분석할 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 생체 조직의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위한 레이저 광원을 조사하는 광원부;피검체 내부에 레이저 광원을 조사하여 되돌아온 빛의 파장별 세기를 검출할 수 있도록 하고, 되돌아온 빛으로 OCT 간섭 신호를 발생시키는 광간섭계부;피검체 내부에 레이저 광원을 조사하는 내시경부;레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직의 광흡수 강도의 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 측정 및 분석하는 광신호측정부;를 포함하는 것이다.The present invention is capable of analyzing the components of atherosclerotic plaques using a near-infrared light source, which allows stable measurement and analysis of blood vessels and atherosclerotic plaques by using rapid changes in the light absorption intensity of biological tissues (lipids) depending on the wavelength of the laser light source. Pertaining to an optical tomography endoscope system and its control method, which includes a light source unit that irradiates a laser light source to confirm the distribution and monolayer structure of lipids inside the biological tissue using changes in the light absorption intensity of the biological tissue; a laser light source is placed inside the subject; An optical interferometer unit that detects the intensity of each wavelength of the irradiated and returned light and generates an OCT interference signal with the returned light; An endoscope unit that irradiates a laser light source inside the subject; Light of biological tissue according to the wavelength of the laser light source It includes an optical signal measurement unit that measures and analyzes blood vessels and atherosclerotic plaques using changes in absorption intensity.

Description

근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법{Spectroscopic Endoscope OCT System for Analyzing Components of Atherosclerotic Plaque using NIR Source and Method for Controlling the Same}Optical tomographic endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source and its control method {Spectroscopic Endoscope OCT System for Analyzing Components of Atherosclerotic Plaque using NIR Source and Method for Controlling the Same}

본 발명은 광결맞음 단층 영상(OCT, optical coherence tomography) 기술에 관한 것으로, 구체적으로 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직(지질)의 광흡수 강도의 급격한 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정 및 분석할 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to optical coherence tomography (OCT) technology, and specifically, to stably treat blood vessels and arteriosclerotic plaques by using rapid changes in the light absorption intensity of biological tissues (lipids) depending on the wavelength of the laser light source. It relates to an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source for measurement and analysis and a control method thereof.

심장질환 중 혈관과 직접적인 관련이 있는 심근경색이나 협심증과 같은 허혈성 심장질환이 다른 심장질환 분류에 비해 2배 이상을 차지하며, 이에 의한 사망률이 꾸준히 증가하고 있으므로 혈관 이미징(imaging)의 중요성이 커지고 있다.Among heart diseases, ischemic heart diseases such as myocardial infarction or angina, which are directly related to blood vessels, account for more than twice as many as other heart diseases, and the mortality rate due to them is steadily increasing, so the importance of vascular imaging is increasing. .

대표적으로 동맥경화는 혈관에 칼슘이나 콜레스테롤과 같은 지질성분이 침착하여 혈관이 좁아지거나 막히게 되어 혈류 장애를 일으키는 질환이며, 급성관동맥증후군은 심근경색의 한 종류로서, 대부분 동맥 경화반의 파열 및 피부나 점막의 표피가 박리되어 진피나 점막조직이 노출되는 미란이 원인이 되어 심장 근육에 혈액을 공급하는 관상동맥이 갑자기 막혀 근육의 괴사가 일어나는 질환이다.Typically, arteriosclerosis is a disease that causes blood flow disorders by narrowing or blocking blood vessels due to deposition of lipid components such as calcium or cholesterol in blood vessels, and acute coronary syndrome is a type of myocardial infarction, which mostly involves rupture of arteriosclerotic plaques and skin or mucous membranes. It is a disease in which the coronary artery that supplies blood to the heart muscle is suddenly blocked, resulting in necrosis of the muscle, caused by erosion in which the epidermis is peeled off and the dermis or mucosal tissue is exposed.

이때, 파열의 위험성이 높은 동맥 경화반은 조직학적으로 얇은 섬유막과 그 하부의 지질성분을 가지는 것을 특징으로 하며, 얇은 섬유막은 해상도가 뛰어난 광결맞음 단층 영상(OCT, optical coherence tomography) 기술로 성분 검출이 가능하다.At this time, arteriosclerotic plaques with a high risk of rupture are histologically characterized by having a thin fibrous membrane and lipid components underneath, and the thin fibrous membrane is detected using optical coherence tomography (OCT) technology with excellent resolution. This is possible.

광결맞음 단층 영상(OCT, optical coherence tomography) 기술은 광대역 파장 가변 레이저나 광대역 광원을 피검체에 조사하여서 생체 내부의 조직의 경계에서 반사 되어 돌아오는 빛을 광간섭계를 통해 감지하여 고해상도 단층 영상을 구성하는 장치이다.Optical coherence tomography (OCT) technology radiates a broadband tunable laser or a broadband light source to the subject and detects the light reflected from the boundaries of tissues inside the living body through an optical interferometer to create a high-resolution tomography image. It is a device that

종래 기술의 심혈관 OCT 영상 분야에서 사용하고 있는 1300 nm 파장 대역 광원에서는 다음과 같은 문제가 있다.The 1300 nm wavelength band light source used in the prior art cardiovascular OCT imaging field has the following problems.

1300 nm 파장 대역에서 혈관벽과 지질 사이에 흡수 스펙트럼의 차이가 작고 빛의 투과 깊이 한계로 얕은 지질층의 성분 분석이 어렵고 영상의 밝고 어두운 정도를 기준으로 조직을 분석하여 진단 결과의 신뢰성이 낮아서 임상 활용이 불가능하다.In the 1300 nm wavelength band, the difference in absorption spectrum between the blood vessel wall and lipids is small, it is difficult to analyze the components of shallow lipid layers due to the limit of light penetration depth, and the reliability of diagnostic results is low by analyzing tissue based on the brightness and darkness of the image, making it difficult to use clinically. impossible.

이를 보완하기 위해서 근적외선 분광 분석이 가능한 다른 광영상 시스템을 부가적으로 장치하는 예가 있는데 이러한 기술은 혈관 영상 시스템의 가격과 복잡성을 증가하게 만든다.To compensate for this, there is an example of additionally installing another optical imaging system capable of near-infrared spectral analysis, but this technology increases the price and complexity of the vascular imaging system.

따라서, 비용 및 복잡도를 증가시키지 않고 OCT 기술을 심혈관 내시경 분야에 적용하여 보다 깊은 곳의 동맥경화반 구조를 영상화 할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for the development of a new technology that can image deeper atherosclerotic plaque structures by applying OCT technology to the field of cardiovascular endoscopy without increasing cost and complexity.

대한민국 공개특허 제10-2021-0016861호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0016861 대한민국 공개특허 제10-2016-0129599호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0129599 대한민국 공개특허 제10-2012-0039410호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0039410

본 발명은 종래 기술의 광결맞음 단층 영상(OCT, optical coherence tomography) 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직(지질)의 광흡수 강도의 급격한 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정 및 분석할 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the problems of the optical coherence tomography (OCT) technology of the prior art, by using the rapid change in the light absorption intensity of biological tissue (lipid) according to the wavelength of the laser light source to detect blood vessels and arteries. The purpose is to provide an optical tomographic endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source that enables stable measurement and analysis of sclerotic plaques and a control method thereof.

본 발명은 측정 대상이 되는 생체 물질의 고유 광흡수의 크기가 OCT 영상기술의 가능한 깊이의 영상 범위 내에서 신호의 분석이 용이하도록 특이성을 갖는 감쇄 비율을 보이는 OCT 광원의 파장 대역을 분석에 이용하여 측정 및 분석의 효율성을 높인 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention uses the wavelength band of the OCT light source for analysis, where the size of the intrinsic light absorption of the biological material being measured has a specific attenuation ratio to facilitate signal analysis within the possible depth image range of OCT imaging technology. The purpose is to provide an optical tomography endoscope system and a control method capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source that increases the efficiency of measurement and analysis.

본 발명은 1700 nm 대역의 OCT 기술을 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정하고 파장대역별 광감쇄 계수 분석 알고리즘을 통해 지질 코어의 상태를 정밀하게 관찰할 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention stably measures blood vessels and atherosclerotic plaques using OCT technology in the 1700 nm band and detects atherosclerotic plaques using a near-infrared light source that allows precise observation of the state of the lipid core through an optical attenuation coefficient analysis algorithm for each wavelength band. The purpose is to provide an optical tomography endoscope system capable of component analysis and a control method thereof.

본 발명은 다른 측정 기법이나 시스템을 적용하지 않는 단일 OCT 구조를 사용하여서 혈관 조직의 구조와 성분을 분석할 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, which allows analysis of the structure and components of vascular tissue using a single OCT structure without applying other measurement techniques or systems, and a control method thereof. The purpose is to provide.

본 발명은 빛이 장파장 대역으로 갈수록 빛의 산란이 작아져서 OCT 신호의 감쇄 비율이 작아지는 특성을 가지는 정상 혈관 내벽과 광감쇄 특성과 상반되도록 동맥경화반 조직에서는 2차적인 물질에 의한 광흡수 효과가 더해져서 이와 반대의 경향을 갖고 장파장으로 갈수록 감쇄 비율이 증가하는 성질을 갖는 특성을 고려하여 2차물질에 의한 효과를 나누어서 분석하기가 용이해지고 선택 특수성을 갖는 파장을 사용하여 정밀한 측정 및 분석이 가능하도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a light absorption effect by a secondary material in arteriosclerotic plaque tissue, which is contrary to the light attenuation characteristics of the normal blood vessel inner wall, which has the characteristic that the scattering of light decreases as the light goes to a long wavelength band and the attenuation ratio of the OCT signal decreases. is added, taking into account the opposite tendency and the characteristic that the attenuation ratio increases as the wavelength increases, it becomes easier to separate and analyze the effects of secondary materials, and precise measurement and analysis is possible using wavelengths with selection specificity. The purpose is to provide an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source and a control method thereof.

본 발명은 근적외선 대역에서 레이저 광원의 파장에 따라서 생체 조직(지질)의 광흡수 강도가 급격히 변화함을 이용하여 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하고 되돌아온 빛의 파장별 세기 변화를 분석하여 동맥경화반 내부의 지질의 분포를 알아내고, 되돌아온 빛으로 광간섭 신호를 발생시켜서 조직의 단층 구조를 함께 알아낼 수 있도록 한 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention utilizes the fact that the light absorption intensity of biological tissue (lipid) changes rapidly depending on the wavelength of the laser light source in the near-infrared band to irradiate the inside of the subject with a laser light source and analyze the change in intensity by wavelength of the returned light to form arteriosclerotic plaques. We provide an optical tomography endoscope system capable of analyzing the composition of atherosclerotic plaques using a near-infrared light source that determines the distribution of internal lipids and generates an optical interference signal with returned light to determine the monolayer structure of the tissue, and a control method thereof. It has a purpose.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템은 생체 조직의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위한 레이저 광원을 조사하는 광원부;피검체 내부에 레이저 광원을 조사하여 되돌아온 빛의 파장별 세기를 검출할 수 있도록 하고, 되돌아온 빛으로 OCT 간섭 신호를 발생시키는 광간섭계부;피검체 내부에 레이저 광원을 조사하는 내시경부;레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직의 광흡수 강도의 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 측정 및 분석하는 광신호측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention uses the change in light absorption intensity of biological tissue to identify the distribution of lipids and monolayer structure within the biological tissue. A light source unit that irradiates a laser light source to detect the intensity of each wavelength of the returned light by irradiating the laser light source inside the subject, and an optical interferometer unit that generates an OCT interference signal with the returned light; A laser light source inside the subject It is characterized by comprising an endoscope unit that irradiates; an optical signal measurement unit that measures and analyzes blood vessels and atherosclerotic plaques using changes in the light absorption intensity of biological tissue according to the wavelength of the laser light source.

여기서, 광원부에서 조사되는 파장대역은, OCT 광원의 파장이 장파장으로 바뀜에 따라 생체에서 광산란 효과에 의한 OCT 광신호 감쇄비율이 줄어드는 특징과 이와는 반대로 지질 성분을 가지고 있는 생체에서 지질의 광흡수 효과에 의한 광신호 감쇄비율이 커지는 특징을 모두 만족하는 1700nm 파장대역을 사용하는 것을 특징으로 한다.Here, the wavelength band irradiated from the light source unit has the characteristic that as the wavelength of the OCT light source changes to a long wavelength, the attenuation rate of the OCT optical signal due to the light scattering effect in the living body decreases and, on the contrary, the light absorption effect of lipids in the living body containing lipid components. It is characterized by using the 1700nm wavelength band, which satisfies all the characteristics of increasing the optical signal attenuation ratio.

그리고 광원부에서 조사되는 파장대역은, 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 1700 nm 파장대역과 광흡수가 상대적으로 약하게 일어나는 1650 nm 파장대역을 포함하는 광대역의 빛을 조사하고, OCT 간섭 신호를 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 약한 파장대역과 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 파장대역으로 나누어 비교 분석하여 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 지질 성분을 구분하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wavelength band irradiated from the light source unit irradiates a broadband light including the 1700 nm wavelength band in which there is a large change in light absorption due to lipid components and the 1650 nm wavelength band in which light absorption occurs relatively weakly, and the OCT interference signal is transmitted to the lipid component. It is characterized by distinguishing the lipid components accumulated inside the vascular tissue by dividing and analyzing them into a wavelength band in which the light absorption change is weak and a wavelength band in which the light absorption change is large due to the lipid component.

그리고 광신호측정부는, OCT 간섭신호의 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 얻어내어 혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 분리하여 영상화하는 것을 특징으로 한다,And the optical signal measurement unit compares the optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal before and after passing through the lipid layer to obtain spectroscopic information of the tissue, separates the lipid layer of the blood vessel inner wall and the atherosclerotic plaque, and separates the location of the lipid layer. It is characterized by imaging,

그리고 광신호측정부는, 내시경부 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광변화가 광간섭 신호의 세기에 주는 영향을 최소화하기 위해서 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호를 측정하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical signal measurement unit is configured to measure the optical interference signal for each polarization component operating in the 1700 nm band to minimize the impact of polarization changes that occur due to the rotation and movement of the endoscope sample stage on the intensity of the optical interference signal. It is characterized by including.

그리고 광신호측정부는, 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정한 OCT 간섭 신호를 분석하여서 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 관계없이 일정하게 광신호 감쇄 값을 추출하는 신호처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical signal measurement unit analyzes the OCT interference signal measured for each polarization component in the 1700 nm wavelength band and includes signal processing means to consistently extract the optical signal attenuation value regardless of the rotation and movement of the endoscope sample stage. do.

그리고 광신호측정부는 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정이 가능한 OCT의 신호대 잡읍비의 손실을 방지하기 위하여, 해당 파장 대역의 광섬유 서큘레이터(optical fiber circulator), 편광유지 빔 스플리터(fiber beam splitter)와 광증폭 모듈(optical amplifier module)을 적용하는 것을 특징으로 한다.In order to prevent loss of the signal-to-noise ratio of OCT, which can measure each polarization component in the 1700 nm wavelength band, the optical signal measurement unit is equipped with an optical fiber circulator and a polarization maintaining beam splitter in the corresponding wavelength band. It is characterized by applying an optical amplifier module.

그리고 광단층 내시경 시스템을, 1700nm 대역의 파장가변 레이저와 광검출기를 조합한 구조, 또는 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)와 분광기를 이용한 구조로 구성하는 것을 특징으로 한다.The optical tomography endoscope system is characterized by a structure that combines a tunable laser in the 1700 nm band and a photodetector, or a structure using a broadband light source (SLED) in the 1700 nm band and a spectrometer.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법은 생체 조직의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위하여 측정 대상물에 레이저 광원을 조사하는 하는 광원 조사 단계;OCT 간섭신호로부터 스펙트럼을 복원하는 단계;OCT 간섭신호의 스펙트럼 전체의 스펙트럼 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 획득하는 단계;측정된 OCT 간섭신호를 대역을 나누어서 지질의 흡수가 적은 대역에서 광신호 감쇄 비율과 지질의 흡수가 많은 대역에서 광신호 감쇄 비율을 상대적으로 비교하여서 지질이 적은 혈관 내벽 조직과 지질성분이 많은 동맥경화반 부분을 구분하는 단계;혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 영상화하여 분석 결과를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve another purpose, the control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention uses changes in the light absorption intensity of biological tissue to determine the distribution and monolayer structure of lipids inside the biological tissue. A light source irradiation step of irradiating a laser light source to the measurement object to confirm; A step of restoring the spectrum from the OCT interference signal; Comparing the optical attenuation coefficient for each spectral band of the entire spectrum of the OCT interference signal before and after passing through the lipid layer to determine the spectroscopic effect of the tissue Step of acquiring information; Dividing the measured OCT interference signal into bands and comparing the optical signal attenuation ratio in the band with low lipid absorption and the optical signal attenuation ratio in the band with high lipid absorption, It is characterized in that it includes the step of distinguishing a portion of an atherosclerotic plaque with many lipid components; separating the lipid layer of the blood vessel inner wall and the atherosclerotic plaque, imaging the location of the lipid layer, and outputting an analysis result.

여기서, 광원 조사 단계에서 조사되는 파장대역은, OCT 광원의 파장이 장파장으로 바뀜에 따라 생체에서 광산란 효과에 의한 OCT 광신호 감쇄비율이 줄어드는 특징과 이와는 반대로 지질 성분을 가지고 있는 생체에서 지질의 광흡수 효과에 의한 광신호 감쇄비율이 커지는 특징을 모두 만족하는 1700nm 파장대역을 사용하는 것을 특징으로 한다.Here, the wavelength band irradiated in the light source irradiation step is characterized by a decrease in the attenuation rate of the OCT optical signal due to the light scattering effect in the living body as the wavelength of the OCT light source changes to a long wavelength, and, on the contrary, the light absorption of lipids in living organisms containing lipid components. It is characterized by using the 1700nm wavelength band, which satisfies all the characteristics of increasing the optical signal attenuation ratio due to the effect.

그리고 광원 조사 단계에서 조사되는 파장대역은, 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 1700 nm 파장대역과 광흡수가 상대적으로 약하게 일어나는 1650 nm 파장대역을 포함하는 광대역의 빛을 조사하고, OCT 간섭 신호를 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 약한 파장대역과 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 파장대역으로 나누어 비교 분석하여 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 지질 성분을 구분하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wavelength band irradiated in the light source irradiation step is irradiated with broadband light including the 1700 nm wavelength band where light absorption changes due to lipid components are large and the 1650 nm wavelength band where light absorption is relatively weak, and OCT interference signals are generated. It is characterized by distinguishing the lipid components accumulated inside the vascular tissue by dividing and analyzing them into a wavelength band in which the light absorption change is weak due to the lipid component and a wavelength band in which the light absorption change is large due to the lipid component.

그리고 OCT 간섭신호로부터 스펙트럼을 복원하기 위하여, 내시경부 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광변화가 광간섭 신호의 세기에 주는 영향을 최소화하기 위해서 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.In order to restore the spectrum from the OCT interference signal, an optical interference signal for each polarization component operates in the 1700 nm band to minimize the effect of polarization changes that occur due to the rotation and movement of the endoscope sample stage on the intensity of the optical interference signal. It is characterized by measuring.

그리고 분광학적 정보를 획득하는 단계에서, 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정한 OCT 간섭 신호를 분석하여서 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 관계없이 일정하게 광신호 감쇄 값을 추출하는 신호처리를 하는 것을 특징으로 한다.In the step of acquiring spectroscopic information, the OCT interference signal measured for each polarization component in the 1700 nm wavelength band is analyzed and signal processing is performed to consistently extract the optical signal attenuation value regardless of the rotation and movement of the endoscope sample stage. It is characterized by

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention and its control method have the following effects.

첫째, 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직(지질)의 광흡수 강도의 급격한 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정 및 분석할 수 있도록 한다.First, it enables stable measurement and analysis of blood vessels and atherosclerotic plaques by using the rapid change in light absorption intensity of biological tissue (lipid) depending on the wavelength of the laser light source.

둘째, 측정 대상이 되는 생체 물질의 고유 광흡수의 크기가 OCT 영상기술의 가능한 깊이의 영상 범위 내에서 신호의 분석이 용이하도록 특이성을 갖는 감쇄 비율을 보이는 OCT 광원의 파장 대역을 분석에 이용하여 측정 및 분석의 효율성을 높인다.Second, the size of the intrinsic light absorption of the biological material being measured is measured by using the wavelength band of the OCT light source that shows a specific attenuation ratio to facilitate signal analysis within the possible depth image range of OCT imaging technology. and increase the efficiency of analysis.

셋째, 1700 nm 대역의 OCT 기술을 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정하고 파장대역별 광감쇄 계수 분석 알고리즘을 통해 지질 코어의 상태를 정밀하게 관찰할 수 있도록 한다.Third, using OCT technology in the 1700 nm band, blood vessels and atherosclerotic plaques can be reliably measured, and the state of the lipid core can be precisely observed through an optical attenuation coefficient analysis algorithm for each wavelength band.

넷째, 다른 측정 기법이나 시스템을 적용하지 않는 단일 OCT 구조를 사용하여서 혈관 조직의 구조와 성분을 분석할 수 있도록 한다.Fourth, it allows the structure and components of vascular tissue to be analyzed using a single OCT structure without applying other measurement techniques or systems.

다섯째, 빛이 장파장 대역으로 갈수록 빛의 산란이 작아져서 OCT 신호의 감쇄 비율이 작아지는 특성을 가지는 정상 혈관 내벽과 광감쇄 특성과 상반되도록 동맥경화반 조직에서는 2차적인 물질에 의한 광흡수 효과가 더해져서 이와 반대의 경향을 갖고 장파장으로 갈수록 감쇄 비율이 증가하는 성질을 갖는 특성을 고려하여 2차물질에 의한 효과를 나누어서 분석하기가 용이해지고 선택 특수성을 갖는 파장을 사용하여 정밀한 측정 및 분석이 가능하도록 한다.Fifth, as light goes to a longer wavelength band, the scattering of light decreases and the attenuation rate of the OCT signal decreases. Contrary to the light attenuation characteristics of the normal blood vessel inner wall, the light absorption effect by secondary substances occurs in arteriosclerotic plaque tissue. In addition, considering the opposite tendency and the characteristic that the attenuation ratio increases as the wavelength increases, it becomes easier to separate and analyze the effects of secondary materials, and precise measurement and analysis is possible using wavelengths with selectivity. Let's do it.

여섯째, 근적외선 대역에서 레이저 광원의 파장에 따라서 생체 조직(지질)의 광흡수 강도가 급격히 변화함을 이용하여 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하고 되돌아온 빛의 파장별 세기 변화를 분석하여 동맥경화반 내부의 지질의 분포를 알아내고, 되돌아온 빛으로 광간섭 신호를 발생시켜서 조직의 단층 구조를 함께 알아낼 수 있도록 한다.Sixth, by using the fact that the light absorption intensity of biological tissue (lipid) changes rapidly depending on the wavelength of the laser light source in the near-infrared band, the laser light source is irradiated inside the subject and the intensity change by wavelength of the returned light is analyzed to determine the inside of the atherosclerotic plaque. It determines the distribution of lipids and generates an optical interference signal with the returned light, allowing the single layer structure of the tissue to be determined.

도 1은 본 발명에 작용하기 위한 1700 nm 파장대역에서의 빛의 흡수율 변화 특성을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 4는 빛의 파장별로 변화하는 지질성분의 광흡수 특성 그래프
도 5는 1700 nm 대역의 광원으로 측정된 OCT 간섭신호를 대역을 나누는 범위와 과정을 나타낸 구성도
도 6은 지질 성분 부분을 통과한 OCT 신호로부터 스펙트럼을 복원하고 스펙트럼의 대역별로 변화하는 광감쇄 계수 특성 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 샘플단의 회전에서 발생하는 편광변화를 상쇄시키는 편광성분별 광간섭 신호 측정부 구성도
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 신호대 잡음비를 향상시키고 안정적 신호 획득을 위한 광증폭기 구성도
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)과 분광기를 이용한 광단층 내시경 시스템 구성도
Figure 1 is a configuration diagram showing the change characteristics of light absorption rate in the 1700 nm wavelength band for use in the present invention.
Figure 2 is a block diagram of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing a control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph of the light absorption characteristics of lipid components that change according to the wavelength of light.
Figure 5 is a configuration diagram showing the range and process of dividing the OCT interference signal measured with a light source in the 1700 nm band into bands.
Figure 6 is a graph of the characteristics of the optical attenuation coefficient that restores the spectrum from the OCT signal that passed through the lipid component portion and changes for each band of the spectrum.
Figure 7 is a configuration diagram of an optical interference signal measurement unit for each polarization component that cancels out the polarization change occurring when the endoscope sample stage is rotated according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a configuration diagram of an optical amplifier for improving the signal-to-noise ratio and obtaining a stable signal according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a configuration diagram of an optical tomography endoscope system using a broadband light source (SLED) in the 1700 nm band and a spectroscope according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source and its control method according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The characteristics and advantages of the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source and its control method according to the present invention will become clear through the detailed description of each embodiment below.

도 1은 본 발명에 작용하기 위한 1700 nm 파장대역에서의 빛의 흡수율 변화 특성을 나타낸 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram showing the change characteristics of light absorption rate in the 1700 nm wavelength band for use in the present invention.

본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present disclosure have selected general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but this may vary depending on the intention or precedents of those skilled in the art, the emergence of new technologies, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in this disclosure should be defined based on the meaning of the term and the overall content of this disclosure, rather than simply the name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When it is said that a part "includes" a certain element throughout the specification, this means that, unless specifically stated to the contrary, it does not exclude other elements but may further include other elements. In addition, terms such as "... unit" and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. .

본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법은 1700nm 중심 파장의 근적외선 대역에서 레이저 광원의 파장에 따라서 생체 조직(지질)의 광흡수 강도가 급격히 변화함을 이용하여 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하고 되돌아온 빛의 파장별 세기 변화를 분석하여 생체 조직 내부의 지질의 분포를 알아내고, 되돌아온 빛으로 광간섭 신호를 발생시켜서 조직의 단층 구조를 함께 알아내는 것이다.In the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention and its control method, the light absorption intensity of biological tissue (lipid) changes rapidly depending on the wavelength of the laser light source in the near-infrared band with a center wavelength of 1700 nm. By irradiating a laser light source inside the subject and analyzing the intensity change for each wavelength of the returned light, the distribution of lipids inside the biological tissue is determined, and an optical interference signal is generated with the returned light to determine the single layer structure of the tissue. will be.

도 1에서와 같이, 인체 내부의 혈관에 발생하는 동맥경화반의 구성물질인 지질의 지방 성분은 1700 nm 파장대역에서 빛의 흡수율이 주변 혈관 내벽에 비해서 파장에 따라 급격히 변화한다.As shown in Figure 1, the absorption rate of light in the 1700 nm wavelength band of the lipid component of atherosclerotic plaques that develop in blood vessels inside the human body changes rapidly depending on the wavelength compared to the inner wall of surrounding blood vessels.

지질을 많이 품은 조직을 1700 nm 대역의 빛이 지나가게 되면 광흡수가 많은 파장은 광신호의 세기가 약해지고, 흡수대역에서 벗어난 파장의 빛은 광흡수에 의한 손실이 발생하지 않아서 상대적으로 광신호 세기의 덜 약해진다.When light in the 1700 nm band passes through tissues containing a lot of lipids, the intensity of the optical signal at wavelengths with high optical absorption is weakened, and light at wavelengths outside the absorption band does not suffer loss due to optical absorption, so the optical signal intensity is relatively high. becomes less weak.

따라서, 레이저 광원의 파장대역별로 광신호 감쇄 정도가 달라질 것이므로 광흡수가 없는 혈관 내벽 조직과 대비되고, 지질성분이 많은 부분을 구분하게 된다. Therefore, since the degree of optical signal attenuation will vary depending on the wavelength band of the laser light source, it is possible to distinguish between the vascular inner wall tissue, which does not absorb light, and the part containing a lot of lipid components.

또한, OCT 기술은 초소형 내시경 형태로 제작이 가능하여서 혈관이나 기관지와 같은 장기의 내부가 좁은 곳으로 삽입하여 고해상도의 영상을 얻을 수 있다. 내부 장기중 관상동맥과 경동맥과 같은 혈관 내부에는 고농도의 지질이 축적되는 경우가 있는데 예기치 않은 지질 덩어리(동맥경화반)의 파열은 심장 근육 이나 뇌조직으로 공급되는 혈류를 막아서 심근경색 혹은 뇌경색을 일으킬 수 있다.In addition, OCT technology can be manufactured in the form of an ultra-small endoscope, so high-resolution images can be obtained by inserting it into narrow areas of organs such as blood vessels or bronchial tubes. Among internal organs, high concentrations of lipids may accumulate inside blood vessels such as the coronary and carotid arteries. Unexpected rupture of lipid lumps (atherosclerotic plaques) can block blood flow to the heart muscle or brain tissue, causing myocardial infarction or cerebral infarction. You can.

내부 혈관계의 접근이 가능한 OCT 내시경 기술로 혈관 내부의 구조와 혈관 내벽에 축적된 지질 덩어리의 분포에 대한 영상화를 지질이 잘 흡수하는 특별한 파장 대역의 OCT로 영상화할 수 있다.With OCT endoscopic technology that allows access to the internal vascular system, the structure inside blood vessels and the distribution of lipid masses accumulated on the inner walls of blood vessels can be imaged using OCT in a special wavelength band that lipids absorb well.

1700 nm 중심 파장은 지질의 흡수가 급격히 변화하는 파장 대역이므로 추가적인 광분석 기술(NIRS) 없이도 지질의 분포 정보를 3차원적으로 획득할 수 있다. Since the 1700 nm center wavelength is a wavelength band where lipid absorption changes rapidly, lipid distribution information can be obtained in three dimensions without additional optical analysis technology (NIRS).

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 구성도이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법은 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직(지질)의 광흡수 강도의 급격한 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 안정적으로 측정 및 분석할 수 있도록 한 것이다.The optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention and its control method utilizes a rapid change in the light absorption intensity of biological tissue (lipid) according to the wavelength of the laser light source to identify blood vessels and atherosclerotic plaques. This allows for stable measurement and analysis.

이를 위하여, 본 발명은 빛이 장파장 대역으로 갈수록 감쇄 비율이 작아지는 특성 및 2차적인 물질에 의한 효과가 이와 반대의 경향을 갖고 장파장으로 갈수록 감쇄 비율이 증가하는 성질을 갖는 특성을 고려하여 2차물질에 의한 효과를 나누어서 분석하기가 용이해지고 선택 특수성을 갖는 파장을 사용하여 정밀한 측정 및 분석이 가능하도록 하는 구성을 포함할 수 있다.For this purpose, the present invention takes into account the characteristic that the attenuation ratio of light decreases as the wavelength increases, and the effect of secondary materials has the opposite tendency and the attenuation ratio increases as the wavelength increases. It makes it easier to analyze the effects of substances by dividing them and may include a configuration that allows precise measurement and analysis using wavelengths with selectivity.

본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템은 도 2에서와 같이, 생체 조직(지질)의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위한 레이저 광원을 조사하는 광원부(10)와, 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하여 되돌아온 빛의 파장별 세기를 검출할 수 있도록 하고, 되돌아온 빛으로 광간섭 신호를 발생시키는 광간섭계부(20)와, 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하는 내시경부(30)와, 레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직의 광흡수 강도의 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 측정 및 분석하는 광신호측정부(40)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention uses the change in light absorption intensity of biological tissue (lipid) to determine the distribution and monolayer structure of lipids inside the biological tissue. A light source unit (10) that irradiates a laser light source for confirmation, an optical interferometer unit (20) that detects the intensity of each wavelength of the returned light by irradiating the laser light source inside the subject, and generates an optical interference signal with the returned light. ), an endoscope unit 30 that irradiates a laser light source inside the subject, and an optical signal measurement unit that measures and analyzes blood vessels and arteriosclerotic plaques using the change in light absorption intensity of biological tissue according to the wavelength of the laser light source. Includes (40).

여기서, 광원부(10)에서 조사되는 파장대역은 레이저 빛을 생체의 보다 깊은 곳까지 보내기 위해서 생체에서 광흡수와 광산란을 모두 고려하였을 때 광손실이 최소화되는 1700nm 파장대역을 사용하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to use the 1700 nm wavelength band irradiated from the light source unit 10, which minimizes light loss when considering both light absorption and light scattering in the living body in order to send the laser light deeper into the living body.

그리고 광원부(10)는 성분(지질)에 광흡수가 급격하게 변화하는 파장대역(1700 nm 대역)과 상대적으로 광흡수가 약하게 일어나는 파장대역(1650 nm 대역)의 빛을 조사하고, OCT 신호를 비교 분석 하여 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 성분(지질) 구분을 할 수 있다.And the light source unit 10 irradiates light in a wavelength band (1700 nm band) in which light absorption changes rapidly to the component (lipid) and light in a wavelength band (1650 nm band) in which light absorption occurs relatively weakly, and compares the OCT signal. Through analysis, it is possible to distinguish components (lipids) accumulated inside vascular tissue.

그리고 광신호측정부(40)는 OCT 간섭신호의 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 얻어내고 알고리즘을 통해 혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 분리하여 영상화한다.And the optical signal measurement unit 40 compares the optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal before and after passing through the lipid layer to obtain spectroscopic information of the tissue, and separates the lipid layer of the blood vessel inner wall and the atherosclerotic plaque through an algorithm. The location of the lipid layer is separated and imaged.

그리고 광신호측정부(40)는 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광변화가 광간섭 신호의 세기에 주는 영향을 최소화하기 위해서 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호를 측정하는 구성을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the optical signal measurement unit 40 measures the optical interference signal for each polarization component operating in the 1700 nm band in order to minimize the influence of polarization changes that occur due to the rotation and movement of the endoscope sample stage on the intensity of the optical interference signal. It is desirable to include a configuration.

그리고 광신호측정부(40)는 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정한 OCT 간섭 신호를 분석하여서 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 관계없이 일정하게 광신호 감쇄 값을 추출하는 신호처리 수단을 포함한다.In addition, the optical signal measurement unit 40 includes signal processing means that analyzes the OCT interference signal measured for each polarization component in the 1700 nm wavelength band and extracts the optical signal attenuation value consistently regardless of the rotation and movement of the endoscope sample stage. .

그리고 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정이 가능한 OCT의 신호대 잡읍비의 손실을 방지하기 위한 해당 파장 대역의 광섬유 서큘레이터(optical fiber circulator), 편광유지 빔 스플리터(fiber beam splitter)와 광증폭 모듈(optical amplifier module)을 적용하는 것이 바람직하다.In order to prevent loss of signal-to-noise ratio of OCT, which can measure each polarization component in the 1700 nm wavelength band, an optical fiber circulator, polarization maintaining beam splitter, and optical amplification module ( It is desirable to apply an optical amplifier module.

그리고 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템은 1700nm 대역의 파장가변 레이저와 광검출기를 조합한 구조를 이용하거나, 다른 실시 예로 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)와 분광기를 이용한 구조로 구현할 수 있다.In addition, the optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention uses a structure that combines a tunable laser in the 1700 nm band and a photodetector, or, in another embodiment, a broadband light source (SLED) in the 1700 nm band and It can be implemented in a structure using a spectroscope.

이와 같은 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템은 1700 nm 파장대역의 레이저 광원을 이용한 OCT 기술을 심혈관 내시경 분야에 적용하여 (1) 보다 깊은 곳의 동맥경화반 구조를 영상화할 수 있고, (2) 물질 분석(지질코어) 및 혈관내의 분포 정도를 확인할 수 있고, (3)혈관내 내시경의 구조가 간단 해져서 크기와 부피를 최소화 하고 시스템의 복잡성과 가격을 낮출 수 있다.The optical tomography endoscopy system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention applies OCT technology using a laser light source in the 1700 nm wavelength band to the field of cardiovascular endoscopy to (1) detect deeper atherosclerotic plaques; The structure can be imaged, (2) material analysis (lipid core) and distribution within blood vessels can be confirmed, and (3) the structure of the endovascular endoscope has been simplified to minimize the size and volume and reduce the complexity and price of the system. You can.

본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.Figure 3 is a flow chart showing a control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to an embodiment of the present invention.

먼저, 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템을 이용하여 측정 대상물에 1700 nm 대역의 광원을 조사하여 OCT 측정을 한다.(S301)First, OCT measurement is performed by irradiating a light source in the 1700 nm band to the measurement object using an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source (S301).

이어, OCT 신호로부터 스펙트럼을 복원한다.(S302)Next, the spectrum is restored from the OCT signal (S302).

그리고 OCT 간섭신호의 스펙트럼 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 획득한다.(S303)Then, the optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal is compared before and after passing through the lipid layer to obtain spectroscopic information about the tissue (S303).

이어, 측정된 OCT 광간섭신호를 대역을 나누어서 지질의 흡수가 적은 대역에서 광신호 감쇄 비율과 지질의 흡수가 많은 대역에서 광신호 감쇄 비율을 상대적으로 비교하여서 지질이 적은 혈관 내벽 조직과 지질성분이 많은 동맥경화반 부분을 구분한다.(S304)Next, the measured OCT optical interference signal was divided into bands and the optical signal attenuation ratio in the band with low lipid absorption was compared with the optical signal attenuation ratio in the band with high lipid absorption, and the vascular inner wall tissue with low lipid absorption and lipid components were compared. Distinguish between many arteriosclerotic plaques (S304)

그리고 혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 영상화한다.(S305)Then, the lipid layer of the blood vessel inner wall and the atherosclerotic plaque are separated and the location of the lipid layer is imaged (S305).

이어, OCT 고유의 구조 정보와 분광 분석 결과를 취합하여 동맥경화반의 지질층의 존재와 위치 분석 결과를 출력한다.(S306)Next, OCT's unique structural information and spectroscopic analysis results are collected and the presence and location analysis results of the lipid layer of the atherosclerotic plaque are output (S306).

이와 같은 본 발명은 레이저 빛을 생체의 보다 깊은 곳까지 보내기 위해서 생체에서 광흡수와 광산란을 모두 고려하였을 때 광손실이 최소화되는 1700nm 파장대역을 사용한 OCT 영상 시스템을 이용하는 것이다.The present invention uses an OCT imaging system using the 1700nm wavelength band, which minimizes light loss when considering both light absorption and light scattering in the living body, in order to send laser light deeper into the living body.

또한 성분(지질)에 광흡수가 급격하게 변화하는 파장대역 (1700 nm 대역)과 상대적으로 광흡수가 약하게 일어나는 파장대역 (1650 nm 대역)의 OCT 신호를 비교분석 하여서 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 성분(지질)을 구분하는 것이다.In addition, by comparative analysis of OCT signals in the wavelength band (1700 nm band) where light absorption changes rapidly in components (lipids) and the wavelength band (1650 nm band) where light absorption is relatively weak, the components accumulated inside the vascular tissue ( lipids).

측정된 OCT 광간섭신호를 대역을 나누어서 지질의 흡수가 적은 대역에서 광신호 감쇄 비율과 지질의 지질의 흡수가 많은 대역에서 광신호 감쇄 비율을 상대적으로 비교하여서 지질이 적은 혈관 내벽 조직과 지질성분이 많은 동맥경화반 부분을 구분하게 된다.By dividing the measured OCT optical interference signal into bands and comparing the optical signal attenuation ratio in the band with low lipid absorption and the optical signal attenuation ratio in the band with high lipid absorption, the blood vessel inner wall tissue with low lipid content and lipid components are compared. Many atherosclerotic plaque areas can be distinguished.

그리고 OCT 신호로부터 스펙트럼을 복원하고 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 분석하는 알고리즘 이용한다. 광대역 레이저 광원이 지질층을 통과하면서 광신호의 envelope 변화가 파장대역별로 비대칭적으로 일어나는데, OCT 간섭신호의 스펙트럼 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여서 조직의 분광학적 정보를 얻어낸다.Then, an algorithm is used to restore the spectrum from the OCT signal and analyze the optical attenuation coefficient for each band of the spectrum. As the broadband laser light source passes through the lipid layer, the envelope of the optical signal changes asymmetrically in each wavelength band. Spectroscopic information on the tissue is obtained by comparing the optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal before and after passing through the lipid layer. Pay it out

알고리즘을 통해 혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 영상화한다. OCT 고유의 구조 정보와 분광 분석 결과를 취합하여 동맥경화반의 지질층의 존재와 위치 정밀하게 파악할 수 있도록 한 것이다.Through an algorithm, the lipid layer of the blood vessel inner wall and the atherosclerotic plaque are separated and the location of the lipid layer is imaged. By combining OCT's unique structural information and spectroscopic analysis results, the presence and location of the lipid layer of the atherosclerotic plaque can be precisely identified.

도 4는 빛의 파장별로 변화하는 지질성분의 광흡수 특성 그래프이다.Figure 4 is a graph of the light absorption characteristics of lipid components that change depending on the wavelength of light.

도 4의 빛의 파장별로 변화하는 지질성분의 광흡수 특성에서와 같이, 혈관 내벽의 성부(지질)에 의해서 동맥경화반의 구성물질인 지질의 지방 성분은 1700 nm 파장보다 긴 파장에서 빛의 흡수율이 주변 혈관 내벽에 비해서 파장에 따라 급격히 증가(10배이상)하는 특성을 이용한다.As shown in the light absorption characteristics of lipid components that change depending on the wavelength of light in Figure 4, the lipid component of lipids, which is a component of atherosclerotic plaques, has a light absorption rate at a wavelength longer than 1700 nm depending on the component (lipid) of the inner wall of blood vessels. It uses the characteristic of rapidly increasing (more than 10 times) depending on the wavelength compared to the inner wall of surrounding blood vessels.

지질을 많이 품은 조직을 1700 nm 대역의 빛이 지나가게 되면 광흡수가 많은 파장은 광신호의 세기가 약해지고, 흡수대역에서 벗어난 파장의 빛은 광흡수에 의한 손실이 발생하지 않아서 상대적으로 광신호 세기의 덜 약해진다. When light in the 1700 nm band passes through tissues containing a lot of lipids, the intensity of the optical signal at wavelengths with high optical absorption is weakened, and light at wavelengths outside the absorption band does not suffer loss due to optical absorption, so the optical signal intensity is relatively high. becomes less weak.

도 5는 1700 nm 대역의 광원으로 측정된 OCT 간섭신호를 대역을 나누는 범위와 과정을 나타낸 구성도이다.Figure 5 is a configuration diagram showing the range and process of dividing the OCT interference signal measured with a light source in the 1700 nm band into bands.

도 5에서와 같이, 1700 nm 대역의 광원으로 측정된 OCT 간섭신호를 대역을 나누어서 지질의 흡수가 적은 대역에서 광신호 감쇄 비율과 지질의 흡수가 많은 대역에서 광신호 감쇄 비율을 상대적으로 비교한다. As shown in Figure 5, the OCT interference signal measured with a light source in the 1700 nm band is divided into bands to compare the optical signal attenuation ratio in the band with low lipid absorption and the optical signal attenuation ratio in the band with high lipid absorption.

도 6은 지질 성분 부분을 통과한 OCT 신호로부터 스펙트럼을 복원하고 스펙트럼의 대역별로 변화하는 광감쇄 계수 특성 그래프이다.Figure 6 is a graph of the characteristics of the optical attenuation coefficient that restores the spectrum from the OCT signal that has passed through the lipid component portion and changes for each band of the spectrum.

OCT 신호로부터 스펙트럼을 복원하고 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 분석하는 알고리즘 이용하는데, 도 6에서와 같이 광대역 레이저 광원이 지질층을 통과하면서 OCT 간섭신호의 스펙트럼 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여서 조직의 분광학적 정보를 얻어낸다. An algorithm is used to restore the spectrum from the OCT signal and analyze the optical attenuation coefficient for each band of the spectrum. As shown in Figure 6, as the broadband laser light source passes through the lipid layer, the optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal is calculated into the lipid layer. Spectroscopic information of the tissue is obtained by comparing before and after passage.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 샘플단의 회전에서 발생하는 편광변화를 상쇄시키는 편광성분별 광간섭 신호 측정부 구성도이다.Figure 7 is a configuration diagram of an optical interference signal measurement unit for each polarization component that cancels out polarization changes occurring when the endoscope sample stage is rotated according to an embodiment of the present invention.

내시경은 혈관의 단층 영상을 얻기 위해서 독립적으로 회전하게 되는데, 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광 변화가 광간섭 신호의 세기에 영향을 주게 된다. 이때 발생하는 영향을 최소화하여 광감쇄 신호의 측정 정확도를 향상시키기 위해서 도 7에서와 같이 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호 측정 구조를 사용한다.The endoscope is rotated independently to obtain a tomographic image of the blood vessel, and the polarization change that occurs due to the rotation and movement of the endoscope sample stage affects the intensity of the optical interference signal. In order to improve the measurement accuracy of the optical attenuation signal by minimizing the influence that occurs at this time, an optical interference signal measurement structure for each polarization component operating in the 1700 nm band is used, as shown in FIG. 7.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 신호대 잡음비를 향상시키고 안정적 신호 획득을 위한 광증폭기 구성도이다.Figure 8 is a configuration diagram of an optical amplifier for improving the signal-to-noise ratio and obtaining a stable signal according to another embodiment of the present invention.

도 8은 1700 nm 파장대역의 편광 성분별 측정이 가능한 OCT의 구성을 보이고 있는데, 안정적 신호 획득을 위해서 가장 영향을 미치는 optical fiber circulator, 편광유지 fiber beam splitter와 도 6의 1700 nm 파장대역에 최적화된 optical amplifier module을 적용한다. Figure 8 shows the configuration of OCT capable of measuring each polarization component in the 1700 nm wavelength band. The optical fiber circulator and polarization maintaining fiber beam splitter that are most influential for stable signal acquisition, and the optical fiber beam splitter optimized for the 1700 nm wavelength band in Figure 6 are shown. Apply optical amplifier module.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)과 분광기를 이용한 광단층 내시경 시스템 구성도이다.Figure 9 is a configuration diagram of an optical tomography endoscope system using a 1700 nm band broadband light source (SLED) and a spectroscope according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 OCT 기술은 1700nm 대역의 파장가변 레이저와 광검출기를 조합한 구조를 이용하거나, 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)와 분광기를 이용한 구조로 광학 설계를 수정하여 사용하는 것도 가능하다.The OCT technology according to an embodiment of the present invention can be used by using a structure that combines a tunable laser in the 1700nm band and a photodetector, or by modifying the optical design to use a structure using a broadband light source (SLED) in the 1700nm band and a spectrometer. do.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템 및 이의 제어 방법은 1700nm 중심 파장의 근적외선 대역에서 레이저 광원의 파장에 따라서 생체 조직(지질)의 광흡수 강도가 급격히 변화함을 이용하여 피검체 내부에 레이저 광원을 조사하고 되돌아온 빛의 파장별 세기 변화를 분석하여서 생체 조직 내부의 지질의 분포를 알아내고, 되돌아온 빛으로 광간섭 신호를 발생시켜서 조직의 단층 구조를 함께 획득하여 분석할 수 있도록 한 것이다.The optical tomography endoscope system and its control method capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source according to the present invention described above determines the light absorption intensity of biological tissue (lipid) according to the wavelength of the laser light source in the near-infrared band with a center wavelength of 1700 nm. By using the rapid change, a laser light source is irradiated inside the subject and the intensity change for each wavelength of the returned light is analyzed to determine the distribution of lipids inside the biological tissue, and an optical interference signal is generated with the returned light to determine the single layer structure of the tissue. This was done so that they could be acquired and analyzed together.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from an illustrative rather than a limiting point of view, the scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope are intended to be included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 광원부
20. 광간섭계부
30. 내시경부
40. 광신호측정부
10. Light source part
20. Optical interference counter
30. Endoscopy Department
40. Optical signal measurement unit

Claims (13)

생체 조직의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위한 레이저 광원을 조사하는 광원부;
피검체 내부에 레이저 광원을 조사하여 되돌아온 빛의 파장별 세기를 검출할 수 있도록 하고, 되돌아온 빛으로 OCT 간섭 신호를 발생시키는 광간섭계부;
피검체 내부에 레이저 광원을 조사하는 내시경부;
레이저 광원의 파장에 따른 생체 조직의 광흡수 강도의 변화를 이용하여 혈관과 동맥경화반을 측정 및 분석하는 광신호측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
A light source unit that irradiates a laser light source to confirm the distribution and monolayer structure of lipids inside the biological tissue using changes in the light absorption intensity of the biological tissue;
An optical interferometry unit that irradiates a laser light source inside the subject to detect the intensity of each wavelength of the returned light and generates an OCT interference signal with the returned light;
An endoscope unit that irradiates a laser light source inside the subject;
An optical signal measurement unit that measures and analyzes blood vessels and atherosclerotic plaques using changes in the light absorption intensity of biological tissue according to the wavelength of the laser light source; a component analysis of atherosclerotic plaques using a near-infrared light source is possible. Optical tomographic endoscopy system.
제 1 항에 있어서, 광원부에서 조사되는 파장대역은,
OCT 광원의 파장이 장파장으로 바뀜에 따라 생체에서 광산란 효과에 의한 OCT 광신호 감쇄비율이 줄어드는 특징과 이와는 반대로 지질 성분을 가지고 있는 생체에서 지질의 광흡수 효과에 의한 광신호 감쇄비율이 커지는 특징을 모두 만족하는 1700nm 파장대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The method of claim 1, wherein the wavelength band irradiated from the light source is:
As the wavelength of the OCT light source changes to a longer wavelength, the attenuation rate of the OCT optical signal decreases due to the light scattering effect in living organisms, and on the contrary, the attenuation rate of the optical signal increases due to the light absorption effect of lipids in living organisms containing lipid components. An optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, which is characterized by using a satisfactory 1700nm wavelength band.
제 1 항에 있어서, 광원부에서 조사되는 파장대역은,
지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 1700 nm 파장대역과 광흡수가 상대적으로 약하게 일어나는 1650 nm 파장대역을 포함하는 광대역의 빛을 조사하고, OCT 간섭 신호를 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 약한 파장대역과 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 파장대역으로 나누어 비교 분석하여 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 지질 성분을 구분하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The method of claim 1, wherein the wavelength band irradiated from the light source is:
Broadband light is irradiated, including the 1700 nm wavelength band where light absorption changes due to lipid components are large and the 1650 nm wavelength band where light absorption is relatively weak, and the OCT interference signal is transmitted to the wavelength band where light absorption changes due to lipid components are weak. An optical tomography endoscope system capable of analyzing the composition of atherosclerotic plaques using a near-infrared light source, characterized in that it distinguishes lipid components accumulated inside vascular tissue by dividing and analyzing them into wavelength bands with large changes in light absorption due to lipid components.
제 1 항에 있어서, 광신호측정부는,
OCT 간섭신호의 전체의 스펙트럼의 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 얻어내어 혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 분리하여 영상화하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The method of claim 1, wherein the optical signal measurement unit,
The optical attenuation coefficient for each band of the entire spectrum of the OCT interference signal is compared before and after passing through the lipid layer to obtain spectroscopic information of the tissue, and the lipid layer of the inner wall of the blood vessel and the atherosclerotic plaque are separated and the location of the lipid layer is separated and imaged. An optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source.
제 4 항에 있어서, 광신호측정부는,
내시경부 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광변화가 광간섭 신호의 세기에 주는 영향을 최소화하기 위해서 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호를 측정하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The method of claim 4, wherein the optical signal measurement unit,
Characterized in that it includes a configuration for measuring the optical interference signal for each polarization component operating in the 1700 nm band in order to minimize the influence of polarization changes that occur due to the rotation and movement of the endoscope sample stage on the intensity of the optical interference signal. An optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source.
제 5 항에 있어서, 광신호측정부는,
1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정한 OCT 간섭 신호를 분석하여서 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 관계없이 일정하게 광신호 감쇄 값을 추출하는 신호처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The method of claim 5, wherein the optical signal measurement unit,
An artery using a near-infrared light source, characterized in that it includes a signal processing means that analyzes the OCT interference signal measured for each polarization component in the 1700 nm wavelength band and extracts the optical signal attenuation value consistently regardless of the rotation and movement of the endoscope sample stage. Optical tomography endoscope system capable of analyzing sclerotic plaque components.
제 5 항에 있어서, 광신호측정부는 1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정이 가능한 OCT의 신호대 잡읍비의 손실을 방지하기 위하여,
해당 파장 대역의 광섬유 서큘레이터(optical fiber circulator), 편광유지 빔 스플리터(fiber beam splitter)와 광증폭 모듈(optical amplifier module)을 적용하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
According to claim 5, the optical signal measurement unit is used to prevent loss of signal-to-noise ratio of OCT, which is capable of measuring polarization components in the 1700 nm wavelength band,
Light capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, characterized by applying an optical fiber circulator, a polarization maintaining beam splitter, and an optical amplifier module in the corresponding wavelength band. Single-layer endoscopic system.
제 1 항에 있어서, 광단층 내시경 시스템을,
1700nm 대역의 파장가변 레이저와 광검출기를 조합한 구조,
또는 1700nm 대역의 광대역광원(SLED)와 분광기를 이용한 구조로 구성하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템.
The optical tomographic endoscope system of claim 1,
A structure that combines a tunable laser in the 1700nm band and a photodetector,
Alternatively, an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, characterized by a structure using a broadband light source (SLED) in the 1700 nm band and a spectroscope.
생체 조직의 광흡수 강도 변화를 이용하여 생체 조직 내부의 지질의 분포 및 단층 구조를 확인하기 위하여 측정 대상물에 레이저 광원을 조사하는 하는 광원 조사 단계;
OCT 간섭신호로부터 스펙트럼을 복원하는 단계;
OCT 간섭신호의 스펙트럼 전체의 스펙트럼 대역별 광감쇄 계수를 지질층 통과 전후에 비교하여 조직의 분광학적 정보를 획득하는 단계;
측정된 OCT 간섭신호를 대역을 나누어서 지질의 흡수가 적은 대역에서 광신호 감쇄 비율과 지질의 흡수가 많은 대역에서 광신호 감쇄 비율을 상대적으로 비교하여서 지질이 적은 혈관 내벽 조직과 지질성분이 많은 동맥경화반 부분을 구분하는 단계;
혈관 내벽과 동맥경화반의 지질층을 분리하여 지질층의 위치를 영상화하여 분석 결과를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법.
A light source irradiation step of irradiating a laser light source to a measurement object to confirm the distribution and monolayer structure of lipids inside the biological tissue using changes in the light absorption intensity of the biological tissue;
Recovering the spectrum from the OCT interference signal;
Obtaining spectroscopic information about the tissue by comparing the optical attenuation coefficient for each spectral band of the entire spectrum of the OCT interference signal before and after passing through the lipid layer;
By dividing the measured OCT interference signal into bands and comparing the optical signal attenuation ratio in the band with low lipid absorption and the optical signal attenuation ratio in the band with high lipid absorption, the vascular lining tissue with low lipid content and the arteriosclerosis with high lipid content were compared. Separating the halves;
A control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, comprising the step of separating the lipid layer of the inner wall of the blood vessel and the atherosclerotic plaque, imaging the position of the lipid layer, and outputting the analysis results.
제 9 항에 있어서, 광원 조사 단계에서 조사되는 파장대역은,
OCT 광원의 파장이 장파장으로 바뀜에 따라 생체에서 광산란 효과에 의한 OCT 광신호 감쇄비율이 줄어드는 특징과 이와는 반대로 지질 성분을 가지고 있는 생체에서 지질의 광흡수 효과에 의한 광신호 감쇄비율이 커지는 특징을 모두 만족하는 1700nm 파장대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법.
The method of claim 9, wherein the wavelength band irradiated in the light source irradiation step is:
As the wavelength of the OCT light source changes to a longer wavelength, the attenuation rate of the OCT optical signal decreases due to the light scattering effect in living organisms, and on the contrary, the attenuation rate of the optical signal increases due to the light absorption effect of lipids in living organisms containing lipid components. A control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components using a near-infrared light source, characterized by using a satisfactory 1700nm wavelength band.
제 9 항에 있어서, 광원 조사 단계에서 조사되는 파장대역은,
지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 1700 nm 파장대역과 광흡수가 상대적으로 약하게 일어나는 1650 nm 파장대역을 포함하는 광대역의 빛을 조사하고, OCT 간섭 신호를 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 약한 파장대역과 지질 성분에 의해 광흡수 변화가 큰 파장대역으로 나누어 비교 분석하여 혈관 조직 내부에 쌓여 있는 지질 성분을 구분하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법.
The method of claim 9, wherein the wavelength band irradiated in the light source irradiation step is:
Broadband light is irradiated, including the 1700 nm wavelength band where light absorption changes due to lipid components are large and the 1650 nm wavelength band where light absorption is relatively weak, and the OCT interference signal is transmitted to the wavelength band where light absorption changes due to lipid components are weak. A control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing the composition of atherosclerotic plaques using a near-infrared light source, characterized in that the lipid components accumulated inside the vascular tissue are distinguished by comparing and analyzing the wavelength bands in which the light absorption change is large depending on the lipid component. .
제 9 항에 있어서, OCT 간섭신호로부터 스펙트럼을 복원하기 위하여,
내시경부 샘플단의 회전과 움직임에 따라서 발생하는 편광변화가 광간섭 신호의 세기에 주는 영향을 최소화하기 위해서 1700 nm 대역에서 동작하는 편광 성분별 광간섭 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법.
The method of claim 9, to restore the spectrum from the OCT interference signal,
In order to minimize the influence of polarization changes that occur due to the rotation and movement of the endoscope sample stage on the intensity of the optical interference signal, a near-infrared light source is used, which is characterized by measuring the optical interference signal for each polarization component operating in the 1700 nm band. Control method of an optical tomography endoscope system capable of analyzing atherosclerotic plaque components.
제 9 항에 있어서, 분광학적 정보를 획득하는 단계에서,
1700 nm 파장대역의 편광성분별 측정한 OCT 간섭 신호를 분석하여서 내시경 샘플단의 회전과 움직임에 관계없이 일정하게 광신호 감쇄 값을 추출하는 신호처리를 하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광원을 이용한 동맥경화반 성분분석이 가능한 광단층 내시경 시스템의 제어 방법.

The method of claim 9, wherein in the step of acquiring spectroscopic information,
Arteriosclerotic plaque using a near-infrared light source, which is characterized by analyzing the OCT interference signal measured for each polarization component in the 1700 nm wavelength band and performing signal processing to consistently extract the optical signal attenuation value regardless of the rotation and movement of the endoscope sample stage. Control method of an optical tomography endoscope system capable of component analysis.

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