KR100485191B1 - Measurement Method and the System for Spatial Light Distribution of Scattered Laser Beam in the Medical Application - Google Patents

Measurement Method and the System for Spatial Light Distribution of Scattered Laser Beam in the Medical Application Download PDF

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KR100485191B1 KR10-2003-0000725A KR20030000725A KR100485191B1 KR 100485191 B1 KR100485191 B1 KR 100485191B1 KR 20030000725 A KR20030000725 A KR 20030000725A KR 100485191 B1 KR100485191 B1 KR 100485191B1
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Abstract

본 발명은 레이저빔의 생체조직 조사 시간 경과에 따라 측정되는 산란광의 분포를 실시간으로 측정하기 위한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템을 개시한다. 본 발명의 목적은 이러한 요청에 부응하기 위하여 레이저 빔을 생체조직에 조사하는 과정에서 생체 조직의 변형이 발생하지 않도록 하기 위하여 레이저 빔이 목표인 생체조직에 조사되었을시 반사되는 레이저빔의 산란광의 공간적 분포를 실시간으로 측정하여 산란광 분포가 설정된 범위를 벗어나는 경우 처치 완료된 것으로 간주하여 즉각 레이저 빔의 출력을 차단할 수 있도록 한다. 이에 따라 본 발명은 레이저 빔에 의하여 목표하는 생체조직 부위만을 선택적으로 처치한 후 레이저 빔의 출력을 차단함으로써 수술의 안전도를 향상시켜 수술의 성과를 높이고, 시술자가 안정된 마음으로 시술에 전념할 수 있게 되는 효과를 제공한다.The present invention discloses a method and system for measuring a medical laser beam scattered light spatial distribution for measuring in real time the distribution of scattered light measured over time the irradiation of the biological tissue of the laser beam. An object of the present invention is to meet the request, in order to prevent the deformation of the biological tissue in the process of irradiating the laser beam on the biological tissue, the spatial reflection of the scattered light of the laser beam reflected when the laser beam is irradiated on the target biological tissue By measuring the distribution in real time, if the scattered light distribution is out of the set range, the treatment is regarded as completed and the output of the laser beam can be cut off immediately. Accordingly, the present invention selectively treats only the target tissue area by the laser beam, and then cuts the output of the laser beam to improve the safety of the surgery, thereby improving the outcome of the surgery and allowing the operator to concentrate on the procedure with a stable mind. To be effective.

Description

의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템 {Measurement Method and the System for Spatial Light Distribution of Scattered Laser Beam in the Medical Application}Measurement Method and System for Spatial Light Distribution of Scattered Laser Beam in the Medical Application

본 발명은 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 레이저빔의 생체조직 조사 시간 경과에 따라 측정되는 산란광의 분포를 실시간으로 측정하기 위한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a medical laser beam scattered light spatial distribution measurement method and a system thereof, and more particularly, to a medical laser beam scattered light spatial distribution measurement method for measuring the distribution of the scattered light measured over time with the biological tissue irradiation of the laser beam. And to the system.

주지하는 바와 같이 레이저 빔은 일정한 방향으로 진행하므로 집광렌즈를 사용하여 광선을 모으면 촛점 부위에서 단위면적 당 높은 에너지를 얻을 수 있다. 이 에너지가 수분으로 구성된 생물체에 작용하면 순간적으로 수분이 증발하므로 조직이 기화 소멸하게 되는데, 이러한 원리를 수술에 이용하는 것이다. 이러한 레이저는 수술칼이나 메스대신 조직을 자를 수 있고 조직을 증발시키기도 한다. As is well known, since the laser beam travels in a constant direction, high energy per unit area can be obtained by collecting light using a condenser lens. When this energy acts on an organism composed of moisture, the moisture evaporates momentarily, and the tissue vaporizes and disappears. This principle is used for surgery. These lasers can cut tissues instead of surgical knives or scalpels and even evaporate tissues.

이러한 레이저수술의 장점은 출혈이 없는 수술이 가능하므로 병변을 정확하게 없앨 수 있고, 구강·후두 등 기능 보존이 필요한 경우 미세수술이 가능하며, 수술 후 염증이 가벼워 통증이 적고 흉터가 적으며 입원기간이 짧거나 필요하지 않을 수도 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 이러한 레이저수술은 이비인후과에서는 귀·코·구강·인후두·기관·두경부 등에 광범위하게 사용하고 있고 피부과에서는 여드름이나 여드름 흉터, 점, 주근깨, 잡티, 문신, 오타모반, 사마귀, 실핏줄, 굳은살 등을 제거하는 데 광범위하게 사용하고 있으며, 그 밖에 안과와 외과에서도 레이저를 이용한 수술방법이 많이 진행되고 있다. The advantage of this laser surgery is that surgery can be done without bleeding, so that the lesion can be removed precisely, and if surgery is needed, such as oral cavity or larynx, micro surgery is possible. It is in the spotlight in that it may be short or not necessary. Laser surgery is widely used in the ear, nose, mouth, pharynx, trachea, and head and neck. In addition, it is widely used in the surgery, and also a lot of surgery methods using laser in ophthalmology and surgery is progressing.

반면에 이러한 레이저수술은 시술자가 부주의하여 레이저의 강도나 조사 시간이 설정 범위를 벗어나는 경우 레이저가 생체조직에 과도한 깊이로 침투하여 바람직하지 못한 생체 조직의 변형이 발생하게 될 가능성이 있는 것이며, 귀중한 인명을 보호하기 위하여 이러한 위험을 예방할 수 있는 적절한 수단의 출현이 요구되고 있는 실정이다.On the other hand, such laser surgery is a possibility that the laser penetrates into the living tissue excessively deeply and causes undesirable deformation of the living tissue if the operator inadvertently causes the laser intensity or irradiation time to deviate from the set range. In order to protect this situation, the emergence of appropriate means to prevent these risks is required.

본 발명의 목적은 이러한 요청에 부응하기 위하여 레이저 빔을 생체조직에 조사하는 과정에서 생체 조직의 변형이 발생하지 않도록 하기 위한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention to provide a medical laser beam scattered light spatial distribution measurement method and system for preventing deformation of the biological tissue in the process of irradiating the laser beam on the biological tissue in order to meet this request.

이러한 본 발명의 목적은 레이저 빔이 목표인 생체조직에 조사되었을시 반사되는 레이저빔의 산란광의 공간적 분포를 실시간으로 측정하여 산란광 분포가 설정된 범위를 벗어나는 경우 처치 완료된 것으로 간주하여 즉각 레이저 빔의 출력을 차단할 수 있도록 한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법 및 그 시스템을 제안한다.The object of the present invention is to measure the spatial distribution of the scattered light of the laser beam reflected when the laser beam is irradiated on the target biological tissue in real time to determine the completion of the treatment when the scattered light distribution is out of the set range to immediately determine the output of the laser beam We propose a medical laser beam scattered light spatial distribution measuring method and system which can be blocked.

이에 따라 본 발명은 레이저 빔에 의하여 목표하는 생체조직 부위만을 선택적으로 처치한 후 레이저 빔의 출력을 차단함으로써 수술의 안전도를 향상시켜 수술의 성과를 높이고, 시술자가 안정된 마음으로 시술에 전념할 수 있게 되는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention selectively treats only the target tissue area by the laser beam, and then cuts the output of the laser beam to improve the safety of the surgery, thereby improving the outcome of the surgery and allowing the operator to concentrate on the procedure with a stable mind. To be effective.

이러한 본 발명을 실시하기 위한 기본적인 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 시스템을 도1로 예시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 시술을 위한 레이저빔 출력장치(1)와, 레이저빔이 생체조직의 원하는 위치에 조사되도록 하기 위한 미러(14)와, 미러(14)에 의하여 시료(15)의 원하는 위치에 레이저빔이 도달하여 처치후 발생하는 반사 산란광선의 통과 각도를 변화시키기 위한 가변조리개(2)와, 가변조리개(2)를 통과한 산란광이 초점을 형성하도록 하기 위한 렌즈(3)와, 고정 위치에 설치된 광검출기(4)와, 광 검출기(4)의 출력신호 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환기(12)와, 가변조리개(2)의 제어와 연동하여 실시간으로 A/D 변환기(12)의 출력을 디지털 데이터로 저장하기 위한 메모리(5)와, 메모리(5)에 저장된 데이터를 키보드(6)등에 의하여 입력된 기준값과 대비하여 소정의 출력을 발생시키도록 한 컴퓨터(7)와, 컴퓨터(7)의 출력에 의하여 즉시 작동이 제어되는 가변조리개(2)의 개폐를 위한 제1구동부(8)와, 레이저빔 출력장치(1)를 제어하도록 하기 위한 제2구동부(9)를 구비하여서 된 것이다.1 illustrates a basic medical laser beam scattered light spatial distribution measurement system for implementing the present invention. As can be seen from the above, the present invention provides a laser beam output device 1 for a procedure, a mirror 14 for irradiating a laser beam to a desired position of a biological tissue, and a sample 15 by a mirror 14. A variable aperture 2 for changing the angle of passage of the reflected scattered ray generated after the treatment by reaching the desired position of the laser beam, and a lens 3 for causing the scattered light passing through the variable aperture 2 to focus; ), An A / D converter 12 for converting an output signal analog signal of the photo detector 4 into a digital signal, and a control of the variable iris 2 Memory 5 for storing the output of the A / D converter 12 as digital data in real time, and a predetermined output is generated by comparing the data stored in the memory 5 with a reference value input by the keyboard 6 or the like. Computer 7 and output of computer 7 And a first driving unit (8) for opening and closing of the variable throttle 2 is immediately operated to be controlled by will the hayeoseo a second driving unit 9 for controlling the laser beam to an output device (1).

이와 같이 된 본 발명은 시술자의 조작으로 컴퓨터(7) 및 제2구동부(9)에 의하여 레이저빔 출력장치(1)에서 발생된 레이저가 조사된 시료에 도달하게 되면 단위면적 당 높은 에너지가 가하여 진다.According to the present invention as described above, when the laser generated by the laser beam output device 1 reaches the sample irradiated by the computer 7 and the second driving unit 9, high energy per unit area is applied. .

이에 따라 목표 생체조직의 수분이 순간적으로 증발하면서 조직이 기화 소멸되기 시작한다. 이와 같이 레이저빔이 조사되어 조직이 기화 소멸되는 과정에서 생체조직의 깊이 및 위치에 따른 비균질성(非均質性)에 기인하여 입사 레이저와 조직의 많은 원자에 의한 산란광 합성 현상이 야기되어 레이저빔의 초기 조사시와 조사 진행과정에서의 반사 산란광의 산란도 및 세기가 변화하게 된다.As a result, the moisture of the target biological tissue evaporates momentarily, and the tissue begins to evaporate. As the laser beam is irradiated and vaporized and extinguished, inhomogeneity according to the depth and position of the biological tissue is caused by the incident laser and scattered light synthesis by many atoms of the tissue. The scattering degree and intensity of the reflected scattered light during the irradiation and during the irradiation are changed.

이와 같은 레이저빔 산란광의 공간적 분포는 산란광의 중심 위치에서 멀어질수록 그 세기가 저하되는 것이며, 이러한 산란광의 공간적 분포는 레이저빔이 실제로 조사되는 조직의 깊이 및 위치에 따라 상이하게 된다. 그러므로 시술자는 레이저빔 조사시 조직의 깊이 및 조직의 위치등 적용되는 여러 부위에 따라 고유한 산란광의 공간적 분포를 갖고 있으므로, 반복 실험에 의하여 이러한 데이터를 확보하고, 이를 메모리(5)에 저장시켜야 한다.The spatial distribution of the laser beam scattered light decreases as the distance from the central position of the scattered light decreases, and the spatial distribution of the scattered light varies depending on the depth and position of the tissue to which the laser beam is actually irradiated. Therefore, since the operator has a spatial distribution of scattered light inherent in various areas such as the depth of the tissue and the position of the tissue when the laser beam is irradiated, the operator should obtain such data by repeated experiments and store it in the memory 5. .

아울러, 시술자는 컴퓨터(7)에 연결된 키보드(6)등 입력장치를 사용하여 산란광 분포의 기울기가 변화되는 허용 범위를 설정하게 되며 이는 시술이 진행됨에 따라 목표 생체 조직의 처치를 종료하는 기준이 되는 것이다.In addition, the operator sets an allowable range in which the inclination of the scattered light distribution is changed by using an input device such as a keyboard 6 connected to the computer 7, which is a standard for terminating the treatment of the target biological tissue as the procedure proceeds. will be.

이와 같이 한 후 시술자가 키보드(6)를 조작하여 해당 조직의 종류를 지정함으로써 레이저빔 출력장치(1)에서 해당 조직의 산란광의 공간적 분포 관련 데이터를 메모리(5)로부터 확보하도록 한 다음 레이저빔 출력장치(1)에서 레이저빔이 출력되도록 하면 레이저빔이 처치가 요구되는 조직에 조사되고, 이때 레이저빔 반사광이 시료(15)에서 반사되어 가변조리개(2)에 의하여 통제되는 각도 만큼 렌즈(3)로 입사된다. 이러한 반사광은 광 검출기(4)에 도달하게 되는바, 이때 광 검출기(4)에 의하여 얻어지는 반사광의 공간적 분포는 레이저빔에 의하여 제거되는 목표 조직의 해당 깊이 및 위치까지는 대체적으로 균일하게 되는 것이다. 이러한 반사 산란광 출력은 A/D 변환기(12)를 거쳐서 디지털 신호로 변환된 후 컴퓨터(7)에 입력되는 바, 이때 반복적으로 개폐되는 가변조리개(2)의 개폐도마다 광검출기(4)에 의하여 검출되는 빛의 세기값이 컴퓨터(7)에 의하여 읽혀 져서 메모리(5)에 저장된다. 이러한 과정으로 가변조리개(2)의 1회 작동 시마다 도2로 보인 바와 같은 산란광의 공간적 분포 값이 저장되는 것이며, 이는 메모리(5)의 다른 번지에 입력된 해당 조직에 의한 기준 공간적 분포값과 대비된다. 이러한 과정에서 현재의 가변조리개(2) 1회 작동에 따라 얻어진 공간적 분포값의 기울기는 레이저빔 조사 부위의 조직에 따라 상이하게 되며, 이러한 산란광의 공간적 분포 변화에 의하여 컴퓨터(7)는 기울기의 변화값이 허용 범위 값보다 작은지를 계산하게 되며, 허용 범위 값보다 작은 경우에는 처치가 계속되도록 하고, 허용 범위 값보다 변화 값이 큰 경우에는 즉시 처치가 중단되도록 하는 것이다.After doing this, the operator operates the keyboard 6 to designate the type of the tissue so that the laser beam output device 1 obtains data related to the spatial distribution of the scattered light of the tissue from the memory 5 and then outputs the laser beam. When the laser beam is output from the device 1, the laser beam is irradiated to the tissue to be treated, and the laser beam reflected light is reflected from the sample 15 and the lens 3 is controlled by an angle controlled by the variable stop 2. Incident. This reflected light reaches the photo detector 4, where the spatial distribution of the reflected light obtained by the photo detector 4 is substantially uniform up to the corresponding depth and position of the target tissue removed by the laser beam. The reflected scattered light output is converted into a digital signal through the A / D converter 12 and then input to the computer 7, wherein the photodetector 4 is used for each opening and closing degree of the variable iris 2 which is repeatedly opened and closed. The detected intensity value of light is read by the computer 7 and stored in the memory 5. In this process, the spatial distribution value of the scattered light as shown in FIG. 2 is stored every time the variable iris 2 is operated, which is compared with the reference spatial distribution value by the corresponding tissue input at another address of the memory 5. do. In this process, the slope of the spatial distribution value obtained by the current operation of the variable aperture 2 is different depending on the structure of the laser beam irradiation site, and the computer 7 changes the slope due to the spatial distribution of the scattered light. It is calculated whether the value is smaller than the allowable range value, the treatment is continued if it is smaller than the allowable range value, and if the change value is larger than the allowable range value, the treatment is immediately stopped.

이러한 과정에서 본 발명은 단위시간당 가변조리개(2)의 작동 횟수가 많을수록 레이저빔 조사 부위에서 발생하는 산란광의 공간적 분포 변화를 실시간으로 신속하게 읽어 낼 수 있으며, 실제로는 조직과 조직의 경계에서 발생하는 극히 짧은 시간 동안의 산란광의 공간적 분포 변화를 신속하게 읽어 낼 수 있는 정도의 빈도로 가변조리개(2)를 고속으로 개폐시켜야 할 필요가 있다.In this process, according to the present invention, as the number of operations of the variable aperture 2 per unit time increases, the spatial distribution change of the scattered light generated at the laser beam irradiation site can be read out in real time, and in practice, it occurs at the boundary between the tissue and the tissue. It is necessary to open and close the variable stop 2 at a high frequency so that the change in the spatial distribution of the scattered light for a very short time can be read out quickly.

이러한 과정으로 고속으로 작동되는 가변조리개(2)의 작동 매 회마다 가변조리개(2)의 개폐각도에 상응하는 빛의 세기 및 기울기인 산란광의 공간적 분포에 따른 기울기가 메모리(5)에 연속 저장되며, 컴퓨터(7)는 도4로 예시한 바와 같이 허용 범위를 벗어나는 경우에는 즉시 레이저빔 출력장치(1)의 작동을 중지시키는 것이다.In this process, the slope according to the spatial distribution of the scattered light, which is the intensity and the slope of the light corresponding to the opening and closing angle of the variable aperture 2, is continuously stored in the memory 5 each time the operation of the variable aperture 2 is operated at high speed. The computer 7 immediately stops the operation of the laser beam output device 1 when it is out of the allowable range as illustrated in FIG.

이와 같이 레이저빔이 목표 생체 조직을 관통하여 다른 조직과의 경계에 접근하는 순간 경계 부위에서 발생되는 산란광의 공간적 분포 기울기 변화가 전술한 과정에서 시술자가 키보드(6)로 입력시킨 허용 범위를 초과하게 되며, 컴퓨터(7)는 즉시 제1구동부(8)와 제2구동부(9)를 제어하여 가변조리개(2)와 레이저빔 출력장치(1)의 가동을 중지시키게 된다.As such, when the laser beam penetrates the target biological tissue and approaches the boundary with other tissues, the gradient change of the spatial distribution of scattered light generated at the boundary portion exceeds the allowable range input by the operator with the keyboard 6 in the above-described process. The computer 7 immediately controls the first driving unit 8 and the second driving unit 9 to stop the operation of the variable stop 2 and the laser beam output device 1.

그러므로 레이저빔은 목표 생체 조직을 처치한 후 차단되는 것이며, 이에 따라 안전하고 정확한 시술이 가능하게 된다. 또한, 실제의 레이저빔 시술과정에서는 두 개 이상의 생체조직을 절개하여야 하는 경우가 있다. 그러므로 이러한 경우에는 전술한 과정에서 얻어지는 공간적 분포 함수의 기울기 변화를 단계별로 관측하여야 할 필요가 있으며, 이를 위하여 출력되는 공간적 분포가 모니터(13) 상에 그래프로 표시되도록 하여 시술 상태를 감시하여 키보드(6)를 조작함으로써 수동으로 레이저빔 출력장치(1)와 가변조리개(2)의 작동을 제어할 수도 있다.Therefore, the laser beam is blocked after treating the target living tissue, thereby enabling a safe and accurate procedure. In addition, two or more biological tissues may need to be incised in the actual laser beam procedure. Therefore, in this case, it is necessary to observe the change of the slope of the spatial distribution function obtained in the above-described process step by step. For this purpose, the spatial distribution outputted is displayed on the monitor 13 as a graph to monitor the procedure state and thereby the keyboard ( It is also possible to manually control the operation of the laser beam output device 1 and the variable aperture 2 by manipulating 6).

특히, 이러한 본 발명은 가변조리개(2)를 고속으로 연속 개폐함으로써 해당 조직에 조사된 레이저빔에 의한 반사 산란광의 공간적 분포가 실시간으로 측정되고, 그 기울기를 기준값과 대비하여 레이저빔의 조사에 의한 조직의 변화를 실시간으로 관측하는 것이 가능하고, 이에 따라 특정 조직만을 처치한 후 레이저빔 출력장치(1)의 작동을 중지시켜 정확하고 안전하게 시술을 시행할 수 있게 된다.Particularly, in the present invention, by continuously opening and closing the variable stop 2 at a high speed, the spatial distribution of the reflected scattered light by the laser beam irradiated to the tissue is measured in real time, and the inclination of the variable aperture 2 by the irradiation of the laser beam is compared with a reference value. It is possible to observe the change in the tissue in real time, and thus, only the specific tissue is treated and then the laser beam output device 1 is stopped to perform the procedure accurately and safely.

아울러, 레이저빔의 산란광 중심에서부터 멀어지는 거리에 해당하는 산란도 및 세기의 변화를 측정하기 위하여 광검출기(4)를 이동시킬수도 있으나, 광검출기(4)를 이동시키게 되면 이의 구동을 위한 정교한 고가의 메커니즘이 필요하게 되고, 정교한 작동을 위하여 구동 속도의 향상에 제한을 받게 될 뿐만 아니라, 구동 메커니즘의 구동 속도로는 실시간으로 산란광의 공간적 분포를 측정하기란 절대 불가능하게 되므로, 본 발명에서는 광검출기(4)를 고정시키고, 비교적 저가이며, 초고속 작동이 가능한 상용화된 가변조리개(2)를 채택하여 이를 제어함으로써 제작 비용을 줄이면서도 고속 작동을 구현하게 되어 실시간으로 산란광의 공간적 분포를 측정할 수 있게 되는 것이다. 또한, 실제의 처치 과정에서는 시료(15)가 생체조직인 것이며, In addition, the photodetector 4 may be moved to measure a change in scattering degree and intensity corresponding to a distance away from the center of the scattered light of the laser beam. However, when the photodetector 4 is moved, a sophisticated and expensive device for driving the photodetector 4 may be moved. The mechanism is not only limited by the improvement of the driving speed for precise operation, but also by the driving speed of the driving mechanism, it is absolutely impossible to measure the spatial distribution of the scattered light in real time. 4) It is possible to measure the spatial distribution of the scattered light in real time by adopting a commercially available variable iris (2) that is fixed, relatively inexpensive, and capable of operating at high speed, thereby reducing manufacturing costs and realizing high-speed operation. will be. In the actual treatment, the sample 15 is a living tissue.

레이저빔 출력장치(1)와 미러(14), 가변조리개(2), 광검출기(4)를 하나의 무빙유니트(16)로 구성함으로써 처치 대상 부위의 위치에 따라 적절히 조절될 수 있도록 함으로써 시술의 편의성을 도모할 수 있음은 물론이다.The laser beam output device 1, the mirror 14, the variable aperture 2, and the photodetector 4 are composed of one moving unit 16 so that the laser beam output device 1, the mirror 14, the variable aperture 2, and the photodetector 4 can be properly adjusted according to the position of the treatment target site. Of course, convenience can be achieved.

아울러, 도5에 더욱 발전된 형태의 시스템을 도시하였다. 이에서는 시술을 위한 레이저빔 출력장치(1)와, 레이저빔이 생체조직의 필요한 위치에 도달하도록 하기 위한 미러(14)와, 조사되어 발생하는 산란광선을 평행광선으로 정렬하기 위한 제1렌즈(10)와, 제1렌즈(10)로 입사되는 산란광의 통과 각도를 변화시키기 위한 가변조리개(2)와, 가변조리개(2)를 통과한 산란광이 초점을 형성하도록 하기 위한 제2렌즈(11)와, 제2렌즈(11)의 초점 위치에 설치된 광 검출기(4)로 구성된 무빙유니트(16')와, 광 검출기(4)의 출력신호를 가변조리개(2)의 제어와 연동하여 실시간으로 기록하여 디지털 데이터로 저장하기 위한 메모리(5)와, 메모리(5)에 저장된 데이터를 키보드(6)등에 의하여 입력된 기준값과 대비하여 소정의 출력을 발생시키도록 한 컴퓨터(7)와, 컴퓨터(7)의 출력에 의하여 즉시 작동이 제어되는 가변조리개(2)의 개폐를 위한 제1구동부(8)와, 레이저빔 출력장치(1)를 제어하도록 하기 위한 제2구동부(9)를 구비하여서 된 것이다.In addition, Figure 5 shows a more advanced form of the system. In this case, the laser beam output device 1 for the procedure, the mirror 14 for the laser beam to reach the required position of the biological tissue, and the first lens for aligning the scattered light generated by the parallel beams ( 10), the variable aperture 2 for changing the passing angle of the scattered light incident on the first lens 10, and the second lens 11 for causing the scattered light passing through the variable aperture 2 to form a focal point. And a moving unit 16 'composed of a photo detector 4 provided at a focal position of the second lens 11 and an output signal of the photo detector 4 in real time in conjunction with control of the variable stop 2. A memory 7 for storing digital data, and a computer 7 for generating a predetermined output by comparing the data stored in the memory 5 with a reference value input by a keyboard 6 or the like, and a computer 7. Opening and closing of the variable iris (2) whose operation is controlled by the output And for a first drive (8), to the hayeoseo a second driving unit 9 for controlling the laser beam to an output device (1).

따라서, 이는 레이저빔 출력장치(1)에서 출력된 레이저빔이 목표 생체 조직에 조사되면 산란광이 발생하여 제1렌즈(10)에 의하여 평행광선으로 정렬되고, 가변조리개(2)를 통과하여 제2렌즈(11)에 의하여 광 검출기(4)에 도달하게 되는 것이다. 이러한 형태의 실시예에 의하면 평행광선으로 정렬된 산란광을 가변조리개(2)에 의하여 선택적으로 통과시킴으로써 산란광의 공간적 분포값 변화를 더욱 정교하게 파악할 수 있는 것이어서, 신뢰도 향상에 기여할 수 있다.Therefore, when the laser beam output from the laser beam output device 1 is irradiated to the target biological tissue, scattered light is generated and aligned in parallel light by the first lens 10, and passes through the variable stop 2 to the second. The lens 11 reaches the photodetector 4. According to this embodiment, the scattered light arranged in parallel light is selectively passed by the variable stop 2 so that the change in the spatial distribution of the scattered light can be more precisely grasped, thereby contributing to improved reliability.

이와 같이 하여 본 발명은 레이저빔을 사용하는 각종 수술시에 목표 생체 조직만을 정확하게 제거할 수 있게 되는 것이어서 안전할 뿐만 아니라 정밀한 시술이 가능하게 되는 유용한 효과가 있다. In this way, the present invention is capable of precisely removing only the target biological tissue during various operations using a laser beam, which is not only safe but also has a useful effect of enabling precise procedures.

도1은 본 발명에 의한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 시스템을 보인 구성도.1 is a block diagram showing a medical laser beam scattered light spatial distribution measurement system according to the present invention.

도2는 본 발명의 광검출기 성능을 검사하기 위한 원형 개구를 통과한 회절광의 이론적 분포를 보인 도표.Fig. 2 is a diagram showing the theoretical distribution of diffracted light passing through a circular aperture for examining the photodetector performance of the present invention.

도3은 본 발명의 광검출기 출력에 의한 레이저빔 산란광의 공간적 분포 일례를 보인 도표.3 is a diagram showing an example of spatial distribution of laser beam scattered light by the photodetector output of the present invention;

도4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 시스템을 보인 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a medical laser beam scattered light spatial distribution measurement system according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1:레이저빔 출력장치 2:가변조리개1: Laser beam output device 2: Variable aperture

3:렌즈 4:광검출기3: lens 4: photodetector

5:메모리 6:키보드 5: memory 6: keyboard

7:컴퓨터 8:제1구동부 7: Computer 8: First Drive

9:제2구동부 10:제1렌즈 9: 2nd drive part 10: 1st lens

11:제2렌즈 12:A/D변환기 11: Second lens 12: A / D converter

13:모니터 14:미러13: Monitor 14: mirror

15:시료 15: Sample

Claims (4)

시술을 위한 레이저빔 출력장치(1)에서 출력되어 미러(14)에 의하여 목표 위치에 조사되도록 하고 목표 위치에 조사된 후 반사되어 산란되는 산란광선이 렌즈에 의하여 광검출기(4)에 도달하도록 하되, 포토다이오드등 1개의 광센서로 단일 광검출기(4)를 고정시킨 상태에서 광 검출기(4)와 레이저빔 반사 산란 광선 발생 부위 사이의 공간에 연속적으로 개폐되는 가변조리개(2)를 작동시켜 산란광선의 공간적 분포를 측정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법. The scattered light which is output from the laser beam output device 1 for the procedure to be irradiated to the target position by the mirror 14 and reflected and scattered after being irradiated to the target position reaches the photodetector 4 by the lens. In the state where a single photodetector 4 is fixed by one optical sensor such as a photodiode, scattering is performed by operating the variable stop 2 continuously opened and closed in the space between the photodetector 4 and the laser beam reflection scattering light generation site. A medical laser beam scattered light spatial distribution measuring method, characterized in that for measuring the spatial distribution of the light beam. 제1항에 있어서, 전기 가변조리개(2)의 전,후방에 레이저빔이 생체조직에 조사되어 발생하는 반사 산란광선을 제1렌즈(10)를 사용하여 평행광선으로 정렬하여 가변조리개(2)에 의하여 통과되는 산란광선의 통과 각도를 정밀하게 통제하고 통과된 산란광선이 제2렌즈(11)에 의하여 광검출기(4)에 초점을 맺도록 함을 특징으로 하는 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 방법.The variable aperture 2 according to claim 1, wherein the reflected scattered ray generated by the laser beam being irradiated onto the living tissue before and after the electric aperture 2 is aligned with parallel rays using the first lens 10. The method of measuring the spatial distribution of the medical laser beam scattered light, characterized in that it precisely controls the passing angle of the scattered light passed by the light beam and the focused scattered light is focused on the photodetector (4) by the second lens (11). . 시술을 위한 레이저빔 출력장치(1) 및 미러(14)와, 레이저빔이 생체조직에 조사되어 발생하는 반사 산란광선의 통과 각도를 변화시키기 위한 가변조리개(2)와, 가변조리개(2)를 통과한 산란광이 초점을 형성하도록 하기 위한 렌즈(3)와, 고정 위치에 설치된 광센서 1개로 된 단일 광검출기(4)와, 광 검출기(4)에서 연속적으로 발생되는 신호를 저장하여 공간적 분포 데이터를 작성하고, 이를 키보드(6)등에 의하여 입력된 기준값과 대비하여 소정의 제어 출력을 발생시키도록 한 컴퓨터(7)와, 컴퓨터(7)의 출력에 의하여 즉시 작동이 제어되는 가변조리개(2)의 개폐를 위한 제1구동부(8)와, 레이저빔 출력장치(1)를 제어하도록 하기 위한 제2구동부(9)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 시스템. The laser beam output device 1 and the mirror 14 for the procedure, the variable stop 2 for changing the angle of passage of the reflected scattered light generated by irradiating the laser beam onto the living tissue, and the variable stop 2 Spatial distribution data by storing a signal that is continuously generated by the lens (3), a single photodetector (4) consisting of a single optical sensor installed at a fixed position, and the light detector (4) to ensure that the scattered light passing through to form a focal point A computer 7 which generates a predetermined control output in comparison with a reference value input by the keyboard 6 or the like, and a variable iris 2 whose operation is controlled immediately by the output of the computer 7. And a second driver (9) for controlling the laser beam output device (1) for opening and closing of the laser beam scattered light. 제3항에 있어서, 전기 가변조리개(2)의 전,후방에 레이저빔이 생체조직에 조사되어 발생하는 반사 산란광선을 평행광선으로 정렬하여 가변조리개(2)로 전송하기 위한 제1렌즈(10)와, 가변조리개(2)를 통과한 반사 산란광이 초점을 형성하여 광검출기(4)에 도달하도록 하기 위한 제2렌즈(11)를 구비함을 특징으로 하는 의료용 레이저빔 산란광 공간적 분포 측정 시스템.The first lens 10 according to claim 3, wherein the reflected scattered light generated by irradiating the living tissue with the laser beam on the front and rear of the electric variable stop 2 is aligned with parallel light and transmitted to the variable stop 2. And a second lens (11) for focusing the reflected scattered light passing through the variable stop (2) to reach the photodetector (4).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726036C1 (en) * 2019-12-24 2020-07-08 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (АО "НИИ ОЭП") Device for measuring spatial indicatrix of radiation scattering

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03102240A (en) * 1989-09-14 1991-04-26 Toshiba Corp Particle size measuring apparatus
JPH03152447A (en) * 1989-11-09 1991-06-28 Nec Corp Inspecting apparatus for flaw
JPH08206069A (en) * 1995-02-02 1996-08-13 Nidek Co Ltd Ophthalmological measuring device
JPH0915151A (en) * 1995-06-29 1997-01-17 Canon Inc Diffusion characteristic measuring device
JPH1073481A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Hamamatsu Photonics Kk Method and instrument for measuring absorption information of scattering body
JPH10197439A (en) * 1997-01-08 1998-07-31 Shimadzu Corp Method for comparing light intensity distribution data of diffracted/scattered light and particle size distribution measuring instrument
JPH11108830A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Hitachi Ltd Method, device, and system for measuring absorbance
WO2001053802A2 (en) * 2000-01-21 2001-07-26 Medical Optical Imaging, Inc. Method and apparatus for detecting an abnormality within a host medium utilizing frequency-swept modulation diffusion tomography

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03102240A (en) * 1989-09-14 1991-04-26 Toshiba Corp Particle size measuring apparatus
JPH03152447A (en) * 1989-11-09 1991-06-28 Nec Corp Inspecting apparatus for flaw
JPH08206069A (en) * 1995-02-02 1996-08-13 Nidek Co Ltd Ophthalmological measuring device
JPH0915151A (en) * 1995-06-29 1997-01-17 Canon Inc Diffusion characteristic measuring device
JPH1073481A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Hamamatsu Photonics Kk Method and instrument for measuring absorption information of scattering body
JPH10197439A (en) * 1997-01-08 1998-07-31 Shimadzu Corp Method for comparing light intensity distribution data of diffracted/scattered light and particle size distribution measuring instrument
JPH11108830A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Hitachi Ltd Method, device, and system for measuring absorbance
WO2001053802A2 (en) * 2000-01-21 2001-07-26 Medical Optical Imaging, Inc. Method and apparatus for detecting an abnormality within a host medium utilizing frequency-swept modulation diffusion tomography

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