KR100794555B1 - 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템 - Google Patents

다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100794555B1
KR100794555B1 KR1020060075462A KR20060075462A KR100794555B1 KR 100794555 B1 KR100794555 B1 KR 100794555B1 KR 1020060075462 A KR1020060075462 A KR 1020060075462A KR 20060075462 A KR20060075462 A KR 20060075462A KR 100794555 B1 KR100794555 B1 KR 100794555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
wavelength
tissue
biological tissue
source device
Prior art date
Application number
KR1020060075462A
Other languages
English (en)
Inventor
한승희
김종욱
이경희
박양하
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020060075462A priority Critical patent/KR100794555B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100794555B1 publication Critical patent/KR100794555B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 측정 대상이 되는 생체조직의 특성에 따라 파장 선택이 가능하도록 제작된 다중 파장 광원 시스템과, 상기 다중 광원 시스템에서 방사되는 빔의 방향을 조절하기 위한 복수개의 반사 미러와, 상기 거울에서 반사되어 나오는 빔과 레퍼런스 신호를 보내주기 위하여 설치된 Chopper와, 상기 조사되는 광원의 투과와 반사값을 측정하기 위하여 설치된 적분구(Integrating Sphere) 및 상기 적분구에서 검출되는 신호와 레퍼런스 신호를 디지털 신호로 변화시켜주기 위한 lock-in 증폭기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용하는 생체 조직의 광학 특성 분석 장치 및 그 다중 파장 광원 장치에 대한 것이다.
종래의 램프나 단일 파장의 레이저가 갖는 생체조직의 생물학적 특성을 배제한 측정의 한계를 극복하고, 생체조직에 포함되어 있는 여러 가지 흡수체들에 대한 흡수파장을 실시간적으로 변화시켜 줄 수 있는 다중 파장 광원을 이용하여 인체의 여러 부위에 대한 광학적 특성 분석이 가능토록 하며, 보다 정확한 광학적 특성 분석값을 얻도록 하고자 한다.
생체조직, 적분구, 광학적 특성, 다중 파장 광학 장치, 흡수계수

Description

다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템{Measurement system of a Tissue's optical properties using multi-wavelength laser source and multi-wavelength laser source}
도 1은 본 발명에 따른 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 다중 파장 광원 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이고,
도 3은 생체 조직내 흡수체들의 흡수 파장이 분포하는 영역을 곡선으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 다중 파장 광원 시스템
107 : 초퍼
108 : 적분구
201 : 질소 레이저
204 : 큐빗
본 발명은 다중 파장 광원 시스템 및 이를 이용하는 생체 조직의 광학 특성 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 12개의 각기 다른 파장이 발진되도록 제작된 12개의 큐빗이 장착되어진 휠을 포함하여 이루어지는 다중 파장 광원 장치를 이용함으로써, 300~900nm의 광범위한 파장 내에서 생체조직의 흡수파장 특성에 따른 선택파장이 가능토록 하여 보다 광범위한 생체분석 및 보다 정확한 데이터를 얻도록 한다.
과학기술의 발달에 따라 의료상의 진단과 치료의 목적으로 생체조직에 광원을 조사하여 비파괴적, 비침습적인 방법으로 생물체의 내부구조를 관찰할 수 있는 방법이 많이 이용되고 있다. 일반적으로, 광이 생체조직에 입사할 때 광의 흡수, 산란 및 투과 등의 반응이 일어나게 되고, 반응하여 2차로 생성되는 광은 그 생체조직의 고유한 정보를 나타내게 되며, 그 정보를 취득하여 재구성함으로써, 그 생체조직의 상태를 결정하거나 광을 이용한 검진과 다양한 치료 장비를 개발할 수 있다.
광원으로는 주로 레이저를 사용하는데, 여러 가지 파장과 세기를 가지고 있는 레이저에 대하여 인체의 생체 조직들이 반응하는 관계는 각각의 광원과 생체조직의 특이성에 따라서 각기 다른 반응을 보여준다. 레이저광원을 생체조직에 투사 하면 생체조직 안에 들어있는 헤모글로빈, 물, 콜라겐과 같은 생물학적 요소들의 흡수와 산란효과 때문에 빛이 투과되거나 반사되는 정도가 다르게 나타난다. 즉, 같은 부위의 조직에 다른 파장의 레이저를 조사하면 서로 다른 관계성을 보여주거나, 다른 조직에 동일한 파장의 레이저를 조사해주어도 반사되거나 투과하는 정도가 다르게 나타나는데, 이는 생체조직의 광학적 특성에 의한 것이다. 광학적 특성에 해당하는 광원을 조사할 때의 생체조직의 흡수, 산란 및 반사에 대한 값을 근거로 광학적 진단이나, 치료에 대한 연구나 장치개발을 시행할 때 올바른 광원과 검출기의 정도를 선택하는 기준을 만들어주며, 측정한 신호에 대한 흡수와 산란 값에 대한 보정 값을 제공하여 주는 것이다.
종래의 광학적 특성 분석에 관한 장비는 주로 반도체 공정에서 조사하는 광원들의 파장 및 세기에 대한 분석을 위하여 적분구를 사용하였고, 단일 파장의 레이저(He-Ne 레이저)를 이용하여 생체조직을 적분구 안에 부착하고 투과값과 반사값을 측정하여 생체조직의 광학적 흡수와 산란계수를 측정하였다. 현재까지 전 세계적으로 광학진단 및 치료의 대상이 되는 생체조직은 대부분 피부, 위, 자궁 및 유방조직에 국한되어 있으며, 종래의 적분구를 이용한 생체조직의 광학적 특성 분석은 주로 피부조직에 대해서만 이루어지고 있다. 보다 상세하게는, 피부조직내의 흡수체와 산란체로 작용하는 헤모글로빈, 콜라겐, 물 등의 구성과 내포되어 있는 양에 따라서 각각 흡수와 산란의 세기에 영향을 주는 정도가 달라지는데, 확정된 광원의 발견이 없기 때문에 일반적으로 가시광선 영역내의 He-Ne 레이저를 사용하거 나 좀 더 넓은 파장영역에서 특성을 확인하기 위하여 파장영역에 넓은 제논 램프 등을 광원으로 하여 광학적 특성을 측정한다.
이러한 다양한 생체 조직의 특성에 따라 물의 재 분포 물 농도, 다른 분석물질의 농도, 다양한 생체 조직층의 굴절률, 조직층의 두께 및 산란 센터의 크기와 분포에서의 변화를 통하여 생체조직의 광학적 특성은 변하게 된다. 따라서, 생체조직 샘플의 광학적 특성은 고도로 비선형적이고 심오한 방식으로 변형이 되고, 실제로 측정되는 생체조직부피 및 광의 유효 또는 평균 경로길이는 다양하기 때문에, 광학적 진단이나 치료에서 측정하는 결과들은 대상이 되는 생체조직의 흡수와 산란 현상에 의하여 복잡한 방식으로 변화될 수 있다. 예를 들어, 물 분포의 변화는 당의 흡수 변화에 상관있는 조직의 광학적 특성의 변화를 초래한다. 그러나, 종래의 광학적 특성 분석에 관한 장비는 생체조직의 구성인 흡수체와 산란체에 대한 고유파장으로 광학적 특성을 측정하지 않고, 단순하게 흡수와 산란의 영향으로 인한 정도계수만을 측정하는 목적으로 단일 파장에서 광학적 특성을 분석하였다.
이러한, 종래의 단일 파장을 이용한 광학적 특성 측정방법은 측정대상이 되는 생체조직의 생물학적 특성을 고려하지 않고 조사하는 광원의 개념에서 일반적인 가시광원을 가지고 모든 생체조직에 조사하였으며, 생체조직의 구성이 각기 다르기 때문에 특정부위의 생체 조직에 대한 광학적 특성 값을 얻는데 한계가 있다. 이와 같이, 생체조직의 부위에 따라 주어진 광원의 상관관계가 서로 다르게 보여주는 현상이 있기 때문에, 실제로 측정하고자 하는 생체조직의 생물학적 특성이 고려된 파장으로 광학적 특성을 측정하지 못한다는 문제점이 있다. 게다가, 각기 주어진 파 장에서 흡수체들의 흡수와 산란계수를 결정할 수 있는 투과와 반사 값을 측정할 수는 있지만, 주어진 생체 조직의 특정에 따른 광원에 적합한지는 고려하지 않고 측정하여 실제로 검진이나 치료용으로 결정해야 하는 광원의 경우에는 어떠한 광학적 특성 값을 보여주는지를 알아내기 위해서 또 다시 정해진 광원을 이용하여 재측정을 해야 한다는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명에서는 지금까지 연구를 통해 알려진 생체 내 흡수체의 흡수파장을 근거로 각각의 생체 흡수체들에 대한 가변 파장을 제공하여 실시간적으로 인체 여러 부위의 생체 조직에 대한 광학적 특성 분석이 가능하도록 하고자 한다.
본 발명은 상술한 종래의 광학적 특성 분석에 관한 장비의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피부, 구강, 유방과 같은 피부의 여러 부위에 대하여 파장을 가변하여 특정 파장에 대한 광학적 특성 분석이 가능하도록 다중 파장 광원 장치를 제작하고, 측정 대상의 생체조직에 각각 적합한 광원을 조사함으로써, 보다 효율적으로 광학적 특성 값들을 측정할 수 있도록 하는 생체조직의 광학 분석 시스템을 제안하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1특징에 따른 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템의 일 실시예는, 색소 레이저를 여기시켜 측정 대상이 되는 생체조직의 특성에 상응하는 다중 파장의 광원을 출력하는 다중 파장 광원 장치, 상기 다중 파장 광원 장치로부터 방사되는 빔의 방향을 조절하기 위한 복수개의 반사 미러, 상기 반사 미러에 의해 반사되어 나오는 빔과 레퍼런스 신호를 보내주는 초퍼(Chopper), 상기 반사 미러에 의해 반사되어 나오는 빔의 투과와 반사값을 측정하는 적분구(Integrating Sphere) 및 상기 적분구에서 측정된 신호 및 상기 레퍼런스 신호를 수신하여 상기 측정된 신호 및 상기 레퍼런스 신호를 디지털 신호로 변환하는 lock-in 증폭기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 파장 가변 색소 레이저는 3Hz의 주기로 회전하는 휠에 300nm~900nm 영역까지 생체 조직내의 흡수체와 흡수선을 보여주는 복수개의 파장을 갖는 복수개의 큐빗을 포함하여 이루어지고, 상기 큐빗의 개수는 12개로 하며, 상기 여기 광원은 질소레이저(N2 레이저)로 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 적분구(Integrating Sphere)는 상기 적분구 외벽의 양쪽에 생체조직의 샘플을 위치시키는 샘플홀더, 상기 샘플의 정반사, 확산 반사율 및 확산 투과율 중 어느 하나를 측정하는 시료 측정 분광 광도계 및 상기 적분구의 하부에 위치하여 확산적으로 반사되는 광을 검출하여 측정하는 광 검출기를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제 2특징에 따른 다중 파장 광원 장치는, 3Hz의 주기로 회전하는 휠과 300nm~900nm 영역까지 생체 조직내의 흡수체와 흡수선을 보여주는 복수개의 파장을 갖는 복수개의 큐빗으로 이루어진 파장 가변 색소 레이저, 상기 파장 가변 색소 레이저를 여기시키기 위한 광원을 출력하는 여기광원, 상기 여기광원으로부터 출력되는 광원을 상기 복수개의 큐빗 중 어느 하나의 큐빗에 모아주는 실린더 타입의 렌즈 및 상기 파장 가변 색소 레이저로부터 출력되는 광원의 세기를 조절하기 위한 세기 필터를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 큐빗의 개수는 12개로 하며, 상기 여기 광원은 질소레이저(N2 레이저)를 사용하는 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체조직의 광학 특성 분석 시스템 및 다중 파장 광원 장치에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
광원을 이용한 세포조직의 측정 장치의 기본 원리는 광의 투과 혹은 광의 전방향 산란(Transmission or forward scattering), 광의 반사 혹은 광의 후면반사(Reflect or back scattering)을 이용한 형태로 나눌 수 있다. 전방향 산란에서는 측정부위를 통과한 광이나 전방향으로 산란된 광을 분석하는 기법이다. 반사광 기법에서는 시료에서 후면 반사광을 측정하여 산소포화도를 평가한다. 이 두 가지 기법에서, 조직표본에서 흡수계수와 산란계수의 특성은 매우 중요한 역할을 하며, 특히 광의 특성은 조직안의 여러 가지의 헤모글로빈, 미오글로빈, 치토크롬과 같은 시료의 특성에 따라 달라지며 투과광이나 반사광 모두 영향을 받는다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 파장 광원 장치를 이용하는 생체조직의 특성 분석 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 시스템은 측정 대상이 되는 생체조직의 특성에 따라 파장 선택이 가능하도록 제작된 다중 파장 광원 장치(101)와, 상기 장치에서 방사되는 빔의 방향을 조절하기 위한 90%반사 미러(105, 106)와, Lock-in amplifier에 레퍼런스 신호를 보내주기 위하여 설치된 Chopper(107)와, 광원의 투과와 반사값을 측정하기 위하여 설치된 적분구(Integrating Sphere, 108) 및 측정된 신호와 레퍼런스 신호를 디지털 신호로 변화시켜주기 위한 lock-in 증폭기(112)로 이루어져 있다.
여기서, 다중 파장 광원 시스템(101)은 색소 레이저를 여기하기 위한 여기광원(102)과, 3Hz의 주기로 외전하는 휠에 300nm~900nm 영역까지 생체 조직내의 흡수체와 흡수선을 보여주는 12개의 파장 가변 색소 레이저(103)와, 상기 색소 레이저의 세기를 조절하기 위한 세기 필터(104)로 구성되어 있다.
다중 파장 광원 장치(101)에서 방사되는 12개의 파장 가변 색소 레이저 빔은 미러(105)에 반사되어 그 방향이 조절되고 Chopper(107) 및 적분구(108)를 통해 Lock-in 증폭기(112)로 보내진다. 적분구(108)는 그 내부는 검정색으로 코팅되었으며, 측정하고자 하는 생체조직의 샘플(109, 110)이 적분구의 양 옆에 부착되어, 미러(106)에 의해 반사되어 나오는 빔을 투과, 반사시킨다. 상기 Chopper로부터 상기 Lock-in 증폭기로 출력되는 레퍼런스 신호는 빔에 대한 샘플의 반사값을 보정하기 위한 것이다. 광원의 투과값을 특정하기 위한 샘플(109)과, 광원의 반사값을 측정하기 위한 샘플(110)을 설치하여 각각의 샘플에서 광원이 투과되거나 반사되는 값을 측정하는데, 생체조직과 같은 샘플은 부착이 용이하지 않기 때문에 주의를 기울여야 한다. 적분구(108)에는 각각의 샘플(109, 110)에서 나오는 광 신호를 검출하여 Lock-in 증폭기(112)로 상기 신호를 전달해주는 광 검출기(111)가 부착되어 있다.
상기 시스템은 대상이 되는 생체조직의 샘플에 광을 조사하여 상기 샘플에서 투과되거나 반사되는 값을 측정하고, 상기 샘플에서 나오는 광 신호를 검출하여 레퍼런스 신호와 함께 재구성함으로써, 그 생체조직의 상태를 결정하거나 광을 이용한 검진과 다양한 장비를 개발할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 파장 광원 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
다중 파장 광원 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 12개의 색소 레이저를 여기하기 위하여 설치된 여기광원 레이저인 질소 레이저(N2 레이저, 201)와, 펄스 형태의 질소 레이저에서 나오는 광원의 형태를 하나의 큐빗에 집중하도록 모아주는 실리더 타입의 렌즈(202)와, 3Hz로 회전하는 알루미늄 휠(203)에 12개의 서로 다른 로다민(Rhodymin) 종류의 색소가 들어있는 12개의 큐빗으로 이루어진 색소레이저와, 상기 색소레이저에서 발진하는 레이저의 세기를 생체조직에 해를 끼치지 않을 정도의 세기로 조절하는 필터(205)로 구성되어 있다. 질소레이저(201)는 337nm의 파장과 0.4mJ의 출력세기를 가지며, 큐빗(204)의 서로 다른 색소는 여기 광원인 질소 레이저(201)에 의하여 발진되는 페이징 파장이 다르게 나타나는데 1번을 시작으로 300nm에서 마지막 12번째 큐빗은 900nm의 파장이 발진된다. 상기 300~900nm의 파장영역 내에서 헤모글로빈의 흡수파장이 강하게 나타나는 415nm, 510nm, 그리고 600nm의 파장, 산화헤모글로빈의 흡수파장인 430nm, 멜라닌에 대해서는 400nm의 파장이 발진되도록 한다. 또한, 피복조직의 경우 380nm, 대동맥은 320nm, 그 이외의 700nm, 750nm, 800nm 등 모두 12개의 파장이 발진되도록 제작한다. 이러한, 12개의 파장영역에 해당하는 12개의 큐빗(204)이 달린 알루미늄 휠(203)은 모터에 의해 3Hz로 회전시키면서, 측정대상인 임의의 생체조직의 흡수선에 따라 적합한 큐빗을 렌즈를 통과한 빛에 대응하도록 조절한다.
상기 다중 파장의 레이저를 이용하는 경우 생체조직에 포함되어 있는 여러 가지 흡수체들에 대한 흡수파장을 실시간(1초이내)으로 변화시켜 줄 수 있기 때문에, 종래의 생체조직의 생물학적 특성을 고려하지 않고 램프나 단일 파장의 레이저를 이용하여 측정하던 광학적 특성 값의 한계를 극복하고, 광범위한 파장의 광원으로써 어떤 부위에 대해서도 적합한 파장을 조사하여 대상이 되는 생체조직의 광학적 특성에 대한 정확한 결과를 획득할 수 있다는 효과가 있다.
도 3은 생체 조직내의 흡수체들의 흡수 파장 영역의 분포곡선을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 생체조직 내의 여러 가지 흡수체들은 주로 300~900nm의 영역내에서 고유의 파장을 갖는다는 것을 알 수 있다. 종래의 단일 파장을 이용한 광학 특성 분석 장치는 생체조직의 일부에 대해서만 특성 분석이 가능한 반면에, 본 발명에 따른 다중 파장 광원 시스템을 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 장치의 경우 300~900nm내에서 측정대상이 생체조직의 특성에 따라 파장 선택이 가능하므로, 보다 광범위한 생체조직의 분석과 보다 정확한 측정검사가 이루어진다는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 분석 특성 시스템은 생체조직 내부에 포함되어 있는 여러 가지의 흡수체들에 대한 고유한 흡수파장에 대해서 실시간적으로 조사되는 광원의 파장선택을 할 수 있도록 함으로써, 종래의 생체조직의 생물학적 특성을 고려하지 않고 램프나 단일 파장의 레이저를 이용하여 측정하던 광학적 특성 값의 한계를 극복하고, 각각의 흡수선에 해당하는 파장을 선택하여 인체의 어떤 부위에 대해서도 실시간적으로 그에 알맞은 파장선택을 하여 보다 정확한 생체 조직의 광학적 특성 분석결과를 얻을 수 있도록 한다.

Claims (10)

  1. 색소 레이저를 여기시켜 측정 대상이 되는 생체조직의 특성에 상응하는 다중 파장의 광원을 출력하는 다중 파장 광원 장치;
    상기 다중 파장 광원 장치로부터 방사되는 빔의 방향을 조절하기 위한 복수개의 반사 미러;
    상기 반사 미러에 의해 반사되어 나오는 빔과 레퍼런스 신호를 보내주는 초퍼(Chopper);
    상기 반사 미러에 의해 반사되어 나오는 빔의 투과와 반사값을 측정하는 적분구(Integrating Sphere); 및
    상기 적분구에서 측정된 신호 및 상기 레퍼런스 신호를 수신하여 상기 측정된 신호 및 상기 레퍼런스 신호를 디지털 신호로 변환하는 lock-in 증폭기
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다중 파장 광원장치는
    상기 색소 레이저를 여기시키기 위한 광원을 출력하는 여기광원;
    휠과 복수개의 큐빗을 포함하고, 상기 여기광원으로부터 출력된 광원에 의해 상기 다중 파장의 광원을 출력하는 파장 가변 색소 레이저;
    상기 여기광원으로부터 출력되는 광원을 상기 복수개의 큐빗 중 어느 하나의 큐빗에 모아주는 실린더 타입의 렌즈; 및
    상기 파장 가변 색소 레이저로부터 출력되는 광원의 세기를 조절하는 세기 필터
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 여기 광원은
    질소레이저(N2 레이저)인 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 파장 가변 색소 레이저는 3Hz의 주기로 회전하는 휠에 300nm~900nm 영역까지 생체 조직내의 흡수체와 흡수선을 보여주는 복수개의 파장을 갖는 복수개의 큐빗을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 큐빗의 개수는 12개인 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적분구(Integrating Sphere)는
    상기 적분구 외벽의 양쪽에 생체조직의 샘플을 위치시키는 샘플홀더;
    상기 샘플의 정반사, 확산 반사율 및 확산 투과율 중 어느 하나를 측정하는 시료 측정 분광 광도계; 및
    상기 적분구의 하부에 위치하여 확산적으로 반사되는 광을 검출하여 측정하는 광 검출기
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치를 이용한 생체 조직의 광학 특성 분석 시스템.
  7. 3Hz의 주기로 회전하는 휠과 300nm~900nm 영역까지 생체 조직내의 흡수체와 흡수선을 보여주는 복수개의 파장을 갖는 복수개의 큐빗으로 이루어진 파장 가변 색소 레이저;
    상기 파장 가변 색소 레이저를 여기시키기 위한 광원을 출력하는 여기광원;
    상기 여기광원으로부터 출력되는 광원을 상기 복수개의 큐빗 중 어느 하나의 큐빗에 모아주는 실린더 타입의 렌즈; 및
    상기 파장 가변 색소 레이저로부터 출력되는 광원의 세기를 조절하기 위한 세기 필터
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 여기 광원은
    질소레이저(N2 레이저)인 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치.
  9. 삭제
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 큐빗의 개수는 12개인 것을 특징으로 하는 다중 파장 광원 장치.
KR1020060075462A 2006-08-10 2006-08-10 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템 KR100794555B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060075462A KR100794555B1 (ko) 2006-08-10 2006-08-10 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060075462A KR100794555B1 (ko) 2006-08-10 2006-08-10 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100794555B1 true KR100794555B1 (ko) 2008-01-17

Family

ID=39218144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060075462A KR100794555B1 (ko) 2006-08-10 2006-08-10 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100794555B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886205B1 (ko) 2007-05-04 2009-02-27 한국전기연구원 생체 진단용 편광 방식 파장 분할 광 영상 측정 장치
CN102313718A (zh) * 2011-08-05 2012-01-11 华南师范大学 一种生物组织光传输特性的检测装置
WO2014084575A1 (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 한국기초과학지원연구원 미세결함을 검출하는 방법 및 장치
CN115406536A (zh) * 2022-09-06 2022-11-29 苏州普立视科技有限公司 一种分光色度计照明系统的控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4427889A (en) 1979-08-23 1984-01-24 Carl Zeiss Stiftung Method and apparatus for molecular spectroscopy, particularly for the determination of products of metabolism
JPS6244657A (ja) 1985-08-23 1987-02-26 Toshiba Corp 光電分極装置
US5015463A (en) * 1982-09-27 1991-05-14 Health Research, Inc. Method to diagnose the presence or absence of tumor tissue
JPH0467694A (ja) * 1990-07-09 1992-03-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 全自動波長可変レーザー
US5421337A (en) * 1989-04-14 1995-06-06 Massachusetts Institute Of Technology Spectral diagnosis of diseased tissue
JPH10260305A (ja) 1997-03-19 1998-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 連続波長可変半導体リングレーザ
JP2002243550A (ja) 2001-02-20 2002-08-28 Minolta Co Ltd 光学特性測定装置
US6795190B1 (en) 2001-10-12 2004-09-21 Los Gatos Research, Inc. Absorption spectroscopy instrument with off-axis light insertion into cavity
KR20060066878A (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 한국원자력연구소 레이저 초음파 검사장치에서 적응형 신호획득장치 및 그획득방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4427889A (en) 1979-08-23 1984-01-24 Carl Zeiss Stiftung Method and apparatus for molecular spectroscopy, particularly for the determination of products of metabolism
US5015463A (en) * 1982-09-27 1991-05-14 Health Research, Inc. Method to diagnose the presence or absence of tumor tissue
JPS6244657A (ja) 1985-08-23 1987-02-26 Toshiba Corp 光電分極装置
US5421337A (en) * 1989-04-14 1995-06-06 Massachusetts Institute Of Technology Spectral diagnosis of diseased tissue
JPH0467694A (ja) * 1990-07-09 1992-03-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 全自動波長可変レーザー
JPH10260305A (ja) 1997-03-19 1998-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 連続波長可変半導体リングレーザ
JP2002243550A (ja) 2001-02-20 2002-08-28 Minolta Co Ltd 光学特性測定装置
US6795190B1 (en) 2001-10-12 2004-09-21 Los Gatos Research, Inc. Absorption spectroscopy instrument with off-axis light insertion into cavity
KR20060066878A (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 한국원자력연구소 레이저 초음파 검사장치에서 적응형 신호획득장치 및 그획득방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886205B1 (ko) 2007-05-04 2009-02-27 한국전기연구원 생체 진단용 편광 방식 파장 분할 광 영상 측정 장치
CN102313718A (zh) * 2011-08-05 2012-01-11 华南师范大学 一种生物组织光传输特性的检测装置
WO2014084575A1 (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 한국기초과학지원연구원 미세결함을 검출하는 방법 및 장치
CN115406536A (zh) * 2022-09-06 2022-11-29 苏州普立视科技有限公司 一种分光色度计照明系统的控制方法
CN115406536B (zh) * 2022-09-06 2023-09-29 苏州普立视科技有限公司 一种分光色度计照明系统的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7613487B2 (en) Instrument for noninvasively measuring blood sugar level
JP3433508B2 (ja) 散乱吸収体計測方法及び散乱吸収体計測装置
US5725480A (en) Non-invasive calibration and categorization of individuals for subsequent non-invasive detection of biological compounds
US5879294A (en) Tissue chromophore measurement system
JP4033900B2 (ja) 改良された拡散反射モニター装置
JP3433498B2 (ja) 散乱吸収体の内部情報計測方法及び装置
JP4481501B2 (ja) 改良型光学インターフェースによる血液被検体の非侵襲的測定方法
CN105377134B (zh) 用于通过拉曼光谱进行无创伤性活体测量的设备
Cen et al. Optimization of the hyperspectral imaging-based spatially-resolved system for measuring the optical properties of biological materials
US20100087733A1 (en) Biological information processing apparatus and biological information processing method
WO2007072300A2 (en) System for non-invasive measurement of blood glucose concentration
US8406861B2 (en) Detecting optical properties of a turbid medium
JPH11508033A (ja) 血液ガス及び分析物の分析のためのラマン分光装置及び方法
JPH0347099B2 (ko)
JPH06129984A (ja) 散乱吸収体内部の吸収情報計測装置及び方法
Bezuglyi et al. On the possibility of applying a mirror ellipsoid of revolution to determining optical properties of biological tissues
Bezuglyi et al. Raman Spectroscopy Principles for Diagnostic by Ellipsoidal Reflectors
KR100794555B1 (ko) 다중 파장 광원 장치 및 이를 이용한 생체 조직의 광학특성 분석 시스템
JP4052461B2 (ja) 血糖値の非侵襲測定装置
WO2011046005A1 (ja) 分子組成測定方法及び装置
KR20020085625A (ko) 목적물의 성분 농도 측정 장치 및 방법
JP2012063333A (ja) 光学特性値計測装置、光学特性値計測方法及び光学特性値計測プログラム
KR100883153B1 (ko) 혈당치의 비침습 측정 장치
Kleshnin et al. A technique for measuring oxygen saturation in biological tissues based on diffuse optical spectroscopy
Sharma et al. Evaluation of a fiberoptic-based system for measurement of optical properties in highly attenuating turbid media

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130109

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140109

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150109

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee