KR101135067B1 - Apparatus for assessment of raynaud's phenomenon and method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이노 현상 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서 일정 시간 동안 촬영된 근적외선 영상을 전용 알고리즘에 의해 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상으로 변환하여 레이노 현상을 검사하는 레이노 현상 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for inspecting Raynaud's phenomenon. A Rayon phenomenon inspection apparatus and method for converting a near-infrared image photographed for a predetermined time into a time-to-peak distribution image by a dedicated algorithm and inspecting Raynaud's phenomenon It is about.
정상인에 비해 추위나 정신적인 스트레스가 과도한 경우, 교감신경의 활동 항진증(sympathetic nerve hyperactivity,SNH)을 유발할 수 있고, 이로 인해 말초조직의 모세혈관에 경련이 유도되면서 모세혈관이 좁아지고 세동맥혈이 바로 세정맥을 통해 정맥으로 순환됨으로써 말초조직의 혈액순환이 떨어져 수족 냉증 또는 심할 경우 말초 조직의 괴사를 유발할 수 있다.Excessive cold or mental stress compared to normal people can cause sympathetic nerve hyperactivity (SNH), which leads to spasm in capillaries of peripheral tissues, narrowing capillaries and causing arterial blood By circulating through the vein into the vein, blood circulation of peripheral tissues is reduced, which can cause cold hands and feet or necrosis of peripheral tissues.
구체적으로, 상기 교감신경 활동 항진증에 의한 모세혈관 경련이 지속적으로 유도되면 모세혈관의 구조가 변형되면서 혈관계 질환 발병율을 높일 수 있고, 상기 교감신경 활동 항진증은 알코올 및 당뇨, 체지방과도 높은 연관성이 있어 상호 원인이 될 수 있다.
Specifically, if capillary spasm caused by sympathetic hyperactivity is continuously induced, the structure of the capillaries may be modified to increase the incidence of vascular diseases, and the sympathetic hyperactivity is highly related to alcohol, diabetes, and body fat. It can be a mutual cause.
대표적인 질환으로 레이노 현상(Raynaud's phenomenon)이 있으나 현재의 기술로는 정확한 진단이 어렵고, 정량적 진단이 어려우므로 적당한 치료약을 개발하지 못하는 문제점이 있다.Representative diseases include Raynaud's phenomenon, but current technologies are difficult to accurately diagnose, and quantitative diagnosis is difficult.
상기 레이노 현상을 진단하기 위해 주로 사용되고 있는 방법인 한냉부하검사는 23 ~ 25 ℃로 온도가 잘 조절된 방에서 20분 이상 휴식을 취하고, 15 ℃ 물에 손가락을 1분 동안 담근 후, 꺼낸 직후부터 약 15분 동안 손의 온도가 회복되는 과정을 열화상 카메라로 측정하는 방법이다.The cold load test, which is a method mainly used to diagnose the Raynaud's phenomenon, takes a rest for 20 minutes or more in a well-controlled room at 23 to 25 ° C., soaks a finger in 15 ° C. water for 1 minute, and then immediately after removing it. A thermal imaging camera measures how your hands recover for about 15 minutes.
상기 한냉부하검사의 온도회복 그래프를 통해 15분 동안 손의 온도가 느리게 회복될수록 레이노 현상이 있는 것으로 진단하나, 온도가 잘 유지되는 검사실 및 15 ℃ water bath, 긴 검사시간과 특히, 열화상 카메라가 절대적 온도를 측정할 수 없고 ± 1 ~ 2 ℃ 이상의 오차를 보여 정확한 검사가 어려우므로 임상에서 거의 사용되는 않는 문제점이 있다.The temperature recovery graph of the cold load test is diagnosed as Raynaud's phenomenon as the hand temperature slowly recovers for 15 minutes, but the laboratory and 15 ℃ water bath, which maintains the temperature well, the long time and especially the thermal imaging camera Absolute temperature can not be measured and shows an error of ± 1 ~ 2 ℃ or more difficult to accurately test has a problem that is rarely used in clinical.
따라서, 상기 한냉부하검사 외에 레이노 현상 진단의 객관적 진단 기준을 제시하여 정확한 진단을 가능하게 하는 레이노 현상 검사 장치 및 방법의 개발이 요청된다.
Accordingly, the development of a Raynaud's phenomenon test apparatus and method for providing accurate diagnosis by presenting an objective diagnostic criterion for Raynaud's phenomenon in addition to the cold load test is required.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 근적외선 영상을 전용 알고리즘을 통하여 타임 투 피크 분포 영상으로 변환함으로써 레이노 현상을 진단할 수 있는 레이노 현상 검사 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention was invented to solve the above problems, and provides an apparatus and method for inspecting Raynaud's phenomenon by converting a near-infrared image into a time-to-peak distribution image through a dedicated algorithm. have.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 레이노 현상 검사 장치는 하우징과 상기 하우징 내에 구비되되 ICG가 주입된 생체에 일정 파장의 빛을 조사하는 광원과 상기 하우징 내에 구비되되 생체의 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥을 고정하여 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥 전체에 대한 ICG 영상을 얻도록 유도하는 안착대가 포함된 누광 방지부와, 상기 ICG와 광원에 의해 발생되는 생체의 형광 영상 신호 중 근적외선 파장만을 통과시키는 대역 통과 필터와 상기 대역 통과 필터를 통과한 형광 영상 신호를 탐지하는 이미지 센서가 포함된 데이터 획득부와, 상기 이미지 센서의 전기적 신호를 기반으로 생체 내의 ICG 확산 패턴을 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상으로 변환하는 데이터 처리부 및 상기 데이터 처리부에서 변환된 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상을 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the Raynaud development test apparatus according to the present invention is provided in the housing and the housing, the light source for irradiating light of a predetermined wavelength to the living body implanted with ICG and the housing provided in the housing, the back of the hand, foot And a light leakage prevention unit including a seating plate which fixes the palm or the sole of the foot to obtain an ICG image of the back of the hand, the foot, the entire palm or the sole, and the near infrared wavelength of the fluorescent image signals of the living body generated by the ICG and the light source. A data acquisition unit including a band pass filter passing through the band pass filter and an image sensor detecting the fluorescent image signal passing through the band pass filter, and a time-to-peak pattern of an ICG diffusion pattern in a living body based on an electrical signal of the image sensor. to-peak) a data processor for converting to a distribution image and a time-to-peer converted by the data processor It characterized by including (time-to-peak) the data output section for outputting the image distribution.
또한, 상기 데이터 처리부는 시간에 따른 형광 세기를 처리하는 수치화 수단과, 상기 시간에 따라 처리된 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정하는 결정 수단 및 상기 결정 수단의 출력된 데이터로 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하기 위한 연산 수단이 포함될 수 있다.The data processor may further include numerical means for processing fluorescence intensity over time, determination means for determining a standard measure for calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity processed according to the time; Computing means for calculating a time-to-peak map from the output data of the determining means may be included.
또한, 상기 결정 수단은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정할 수 있다.In addition, the determining means may determine, on the standard scale, the time from immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity becomes the highest.
또한, 상기 결정 수단은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 최대 형광 세기의 80% 내지 90%의 특정 형광 세기가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정할 수 있다.In addition, the determining means may determine the time from the time point immediately after the ICG injection to the time point at which the specific fluorescence intensity reaches 80% to 90% of the maximum fluorescence intensity on the standard scale.
또한, 상기 결정 수단은 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 하기의 수학식을 만족하는 MTmax를 상기 표준척도로 결정할 수 있다.
In addition, the determination means may determine the M T max , which satisfies the following equation, which is the time from when the fluorescence intensity starts to be seen to the point where the fluorescence intensity becomes the highest, on the standard scale.
(여기서, Tmax는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간이고, Latent time은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Onset time까지의 시간이며, Onset time은 ICG 주입 후부터 형광 세기가 basal에 비해 증가하기 시작하는 시각으로 각 pixel로부터 얻은 Onset time이거나 영상 내 ROI의 dynamics들 중 가장 빠른 first onset time으로 선정된 Onset time임)(T max is the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity of the Temporal ICG dynamics becomes the highest, the Latent time is the time from the time immediately after the ICG injection to the Onset time, and the onset time is the fluorescence after the ICG injection. It is the time when the intensity starts to increase compared to the basal, which is the Onset time obtained from each pixel or the Onset time selected as the fastest first onset time among the dynamics of the ROI in the image.)
또한, 상기 연산 수단은 상기 표준척도를 계산하여 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출할 수 있다.In addition, the calculating means may calculate a time-to-peak map by calculating the standard scale.
또한, 상기 누광 방지부는 외부 빛의 투과를 방지하는 차광용 암막이 더 포함될 수 있다.In addition, the light leakage preventing unit may further include a light blocking film for preventing transmission of external light.
또한, 상기 광원은 700 내지 800 nm의 파장을 가지는 근적외선 LED 또는 상기 파장 영역의 대역 통과 필터를 가지는 백색 광원일 수 있다.
In addition, the light source may be a near infrared LED having a wavelength of 700 to 800 nm or a white light source having a band pass filter in the wavelength region.
또한, 본 발명에 따른 레이노 현상 검사 방법은 생체 내부로 ICG를 주사하고 광원을 조사하여 연속적으로 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥 전체의 ICG 농도를 탐지하는 ICG 농도 탐지단계와, 상기 ICG 농도 탐지단계에서 탐지된 연속적인 ICG 농도 변화를 수치화하고 시간에 따른 형광 세기를 처리하는 형광 세기 처리단계와, 상기 시간에 따른 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정하는 표준척도 결정단계 및 상기 표준척도로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 타임 투 피크 맵 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the Raynaud phenomenon test method according to the present invention is the ICG concentration detection step of detecting ICG concentration of the back of the hand, instep, palm or sole of the foot continuously by scanning the ICG into the living body and irradiating the light source, and in the ICG concentration detection step Fluorescence intensity processing step of quantifying the detected continuous ICG concentration change and processing the fluorescence intensity over time, and determining a standard measure of calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity over time And a time-to-peak map calculation step of calculating a time-to-peak map from the standard scale.
또한, 상기 표준척도 결정단계는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 표준척도로 결정할 수 있다.In addition, the step of determining the standard scale may determine the time from the time point immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity becomes the highest on the standard scale.
또한, 상기 표준척도 결정단계는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 최대 형광 세기의 80% 내지 90%의 특정 형광 세기가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정할 수 있다.In addition, the step of determining the standard scale may determine the time from the time point immediately after the ICG injection to the time when the specific fluorescence intensity of 80% to 90% of the maximum fluorescence intensity becomes the standard scale.
또한, 상기 표준척도 결정단계는 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 하기의 수학식을 만족하는 MTmax를 상기 표준척도로 결정할 수 있다.
In addition, the step of determining the standard scale may determine the M T max that satisfies the following equation, which is the time from when the fluorescence intensity starts to show up to the point where the fluorescence intensity becomes the highest.
(여기서, Tmax는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간이고, Latent time은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Onset time까지의 시간이며, Onset time은 ICG 주입 후부터 형광 세기가 basal에 비해 증가하기 시작하는 시각으로 각 pixel로부터 얻은 Onset time이거나 영상 내 ROI의 dynamics들 중 가장 빠른 first onset time으로 선정된 Onset time임)
(T max is the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity of the Temporal ICG dynamics becomes the highest, the Latent time is the time from the time immediately after the ICG injection to the Onset time, and the onset time is the fluorescence after the ICG injection. It is the time when the intensity starts to increase compared to the basal, which is the Onset time obtained from each pixel or the Onset time selected as the fastest first onset time among the dynamics of the ROI in the image.)
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 레이노 현상 검사 장치 및 방법에 의하면, 근적외선 영상을 전용 알고리즘을 통하여 타임 투 피크 분포 영상으로 변환함으로써 레이노 현상을 진단할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the Rayon phenomenon inspection apparatus and method according to the present invention, it is possible to diagnose the Raynaud phenomenon by converting the near infrared image into a time-to-peak distribution image through a dedicated algorithm.
또한, 본 발명에 따르면 레이노 현상을 조기에 진단하여 혈관계 질환 발병율을 낮추며 치료약 개발을 통해 환자에게 적절한 치료 수단의 기회를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention has the effect of early diagnosis of Raynaud's phenomenon to lower the incidence of vascular diseases and to provide the patient with the opportunity of appropriate treatment means through the development of therapeutic drugs.
더불어, 본 발명에 따르면 ICG 정맥주사 후 일정 시간 동안의 영상 획득으로 타임 투 피크 맵 결과가 분석되며 맵 패턴을 통해 정상인과 레이노 환자를 용이하게 진단할 수 있으므로 검사자의 특별한 기술을 요하지 않는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, a time-to-peak map result is analyzed by acquiring an image for a predetermined time after the ICG intravenous injection, and it is possible to easily diagnose a normal person and a Raynaud patient through a map pattern, so there is an effect that does not require special skills of an examiner. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 방법의 다이어그램.
도 4a는 정상인의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 나타내는 도.
도 4b는 정상인의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 시간을 나타내는 도.
도 5a는 레이노 환자의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 나타내는 도.
도 5b는 레이노 환자의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 시간을 나타내는 도.1 is a block diagram schematically showing a Raynaud phenomenon inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a Rayon phenomenon inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram of a Raynaud phenomenon inspection method according to an embodiment of the present invention.
4A illustrates a time-to-peak map of a normal person.
Figure 4b is a diagram showing the heat recovery time after cooling using a thermal imaging camera of a normal person.
5A shows a time-to-peak map of a Raynaud's patient.
Figure 5b is a diagram showing the heat recovery time after cooling using a thermal imaging camera of Raynaud patients.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts in the drawings represent the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a rayon development inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a rayon development inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 누광 방지부(100)와, 데이터 획득부(200)와, 데이터 처리부(300) 및 데이터 출력부(400)를 포함한다.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the Rayon phenomenon inspection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light
상기 누광 방지부(100)는 광원(110)과, 하우징(120) 및 안착대(130)를 포함할 수 있다.
The light
상기 광원(110)은 인도시아닌 그린(Indocyanin Green,ICG)이 주입된 생체, 구체적으로 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥에 일정 파장의 빛을 조사한다.The
이로 인해, 인체 내의 ICG는 활성화되고, 조직으로부터의 형광 영상 신호가 관찰될 수 있다.Due to this, ICG in the human body is activated, and a fluorescence image signal from tissue can be observed.
상기 광원(110)은 700㎚ 내지 800㎚ 사이의 파장으로 조사되는데, 상기 파장의 근적외선은 ICG 주입에 따른 형광 영상 신호의 관찰을 위하여 조사되며, 이때, 상기 광원(110)은 상기 파장을 가지는 근적외선 LED 또는 상기 파장 영역의 대역 통과 필터를 가지는 백색 광원일 수 있다.
The
상기 하우징(120)은 상기 광원(110)과 안착대(130)를 커버하며, 외부 빛의 투과를 방지한다.
The
상기 안착대(130)는 상기 하우징(120) 내부에 구비되며, 생체의 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥을 고정한다.The
상기 안착대(130)는 상기 ICG의 농도가 감소됨에 따라 연속적으로 영상을 얻을 수 있도록 상기 생체의 양쪽 손 또는 발을 고정시키도록 형성될 수 있고, 이에 따라, 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥 전체에서 ICG 영상을 얻을 수 있다.The
구체적으로, 상기 안착대는(130) 생체의 양 손 또는 양 발이 고정될 수 있는 일정 폭 및 일정 높이를 가지는 손고정대 또는 발고정대(미도시)와 생체의 손을 올려놓을 수 있는 손플레이트 또는 발플레이트(미도시)가 포함되어 구성될 수 있다.
Specifically, the
한편, 상기 누광 방지부(100)는 외부 빛의 투과를 방지하는 차광용 암막(140)이 더 포함될 수 있다.On the other hand, the light
따라서, 상기 누광 방지부(100)는 상기 하우징(120)에 의해 1차적으로 외부 빛의 투과가 방지되며, 상기 차광용 암막(140)에 의해 2차적으로 외부 빛의 투과가 방지된다.
Therefore, the light
상기 데이터 획득부(200)는 대역 통과 필터(210)와, 이미지 센서(220)를 포함할 수 있다.
The
상기 대역 통과 필터(210)는 상기 광원(110)에서 조사된 빛에 의해 발생되는 생체의 형광 영상 신호를 입력받기 위하여 일정 파장의 빛만 통과시키는데, 상기 광원(110)에 의하여 생체에서 나오는 형광 영상 신호 중 700㎚ 내지 800㎚ 사이의 근적외선 파장만을 통과시키도록 구비된다.
The
상기 이미지 센서(220)는 CCD 카메라(Charge-Coupled Device camera)로 이루어질 수 있다. 상기 CCD 카메라는 상기 대역 통과 필터(210)를 통과한 형광 영상 신호를 탐지하여 디지털 신호로 변환시키는데, 전하 결합 소자(CCD)를 이용하여 영상을 전기 신호로 변환함으로써 아날로그 영상을 저장 매체를 이용하여 디지털 데이터로 저장한다.
The
상기 데이터 처리부(300)는 상기 이미지 센서의 전기적 신호를 기반으로 생체 내의 ICG 확산 패턴을 형광 영상 신호가 최고가 되는 시간인 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상으로 변환할 수 있으며, 그 구성요소로 수치화 수단(310)과, 결정 수단(320) 및 연산 수단(330)을 포함할 수 있다.
The
상기 수치화 수단(310)은 상기 이미지 센서(220)의 전기적 신호로 시간에 따른 형광 세기를 처리한다.
The digitizing means 310 processes the fluorescence intensity over time with an electrical signal of the
상기 결정 수단(320)은 상기 시간에 따라 처리된 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정한다.
The determining means 320 determines a standard measure for calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity processed according to the time.
먼저, 상기 결정 수단(320)은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정할 수 있다.First, the determining means 320 may determine the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity becomes the highest on the standard scale.
구체적으로, 상기 결정 수단(320)은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 Tmax를 상기 표준척도로 결정할 수 있고, 타임 투 피크(time-to-peak)를 분석하는 경우 형광 세기가 최고가 되는 시간 또는 최고의 80% 내지 90% 등의 특정 형광 세기를 가지는 시간으로 조정하여 분석할 수 있다.
Specifically, the determining
또한, 상기 결정 수단(320)은 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정할 수 있다.In addition, the determination means 320 may determine the time from the time point at which the fluorescence intensity starts to the point at which the fluorescence intensity becomes the highest on the standard scale.
구체적으로, 상기 결정 수단(320)은 하기의 [수학식 1]과 같이, ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 Tmax에서 Latent time을 감산하여 얻은 시간인 MTmax를 상기 표준척도로 결정할 수 있다.
Specifically, the determination means 320 is a time obtained by subtracting the Latent time from T max , which is the time from immediately after the ICG injection to the maximum fluorescence intensity of the Temporal ICG dynamics, as shown in
여기서, Latent time은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Onset time까지의 시간이며, 상기 Onset time은 ICG 주입 후부터 형광 세기가 basal에 비해 증가하기 시작하는 시각으로 각 pixel로부터 얻은 Onset time 또는 영상 내 ROI의 dynamics들 중 가장 빠른 first onset time을 Onset time으로 선정할 수 있다.
Here, the late time is a time from the time immediately after the ICG injection to the onset time, and the onset time is the time at which the fluorescence intensity starts to increase compared to the basal after the ICG injection, and dynamics of the onset time or ROI in the image obtained from each pixel. The earliest first onset time can be selected as the Onset time.
상기 연산 수단(330)은 상기 결정 수단(320)으로부터 출력된 데이터인 상기 표준척도를 계산하여 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하며, 산출된 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 상기 데이터 출력부(400)로 전달한다.
The calculating means 330 calculates a time-to-peak map by calculating the standard scale, which is the data output from the determining means 320, and calculates the calculated time-to-peak map. -peak map) to the
상기 데이터 출력부(400)는 상기 데이터 처리부(300)에서 변환된 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상을 영상적으로 출력한다.
The
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the Raynaud phenomenon inspection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 방법의 다이어그램이다.
3 is a diagram of a Raynaud phenomenon inspection method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이노 현상 검사 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, ICG 농도 탐지단계(S10)와, 형광 세기 처리단계(S20)와, 표준척도 결정단계(S30) 및 타임 투 피크 맵 산출단계를 포함한다.
As shown in FIG. 3, the Rayon phenomenon inspection method according to an exemplary embodiment of the present invention includes an ICG concentration detection step S10, a fluorescence intensity processing step S20, a standard scale determination step S30, and a time-to-peak A map calculation step.
상기 ICG 농도 탐지단계(S10)는 휴식 후, 생체 내부로 ICG를 주사하고 광원을 조사하여 연속적으로 손등, 발등, 손바닥 또는 발바닥 전체의 ICG 농도를 탐지하는 단계이다.The ICG concentration detecting step (S10) is a step of detecting ICG concentrations of the back of the hand, the instep, the palm or the entire foot by continuously scanning the ICG and irradiating a light source after rest.
상기 ICG 농도 탐지단계(S10)에서는 생체 내의 ICG 역학을 측정하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 생체 내에 ICG를 주입하고, 광원을 조사하여 시간 경과에 따른 조직 내의 ICG 농도 변화를 이미지 센서(220)에 의해 탐지한다.
In the ICG concentration detection step (S10), as shown in FIG. 2 to measure the ICG dynamics in the living body, the ICG is injected into the living body, and the light source is irradiated to change the ICG concentration in the tissue over time. To detect).
상기 형광 세기 처리단계(S20)는 상기 ICG 농도 탐지단계에서 탐지된 연속적인 ICG 농도 변화를 수치화하고 시간에 따른 형광 세기를 처리한다.
The fluorescence intensity processing step (S20) quantifies the continuous ICG concentration change detected in the ICG concentration detection step and processes the fluorescence intensity over time.
상기 표준척도 결정단계(S30)는 상기 시간에 따른 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정하는 단계이다.The standard scale determining step (S30) is a step of determining a standard scale for calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity over time.
상기 표준척도 결정단계(S30)에서는 상기 표준척도를 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간으로 결정하거나, 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간으로 결정할 수 있다.
In the step of determining the standard scale (S30), the standard scale is determined as the time from immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity becomes the highest, or as the time from the time when the fluorescence intensity starts to be seen to the highest fluorescence intensity. You can decide.
상기 타임 투 피크 맵 산출단계(S40)는 상기 표준척도로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 단계이다.
The time-to-peak map calculation step (S40) is a step of calculating a time-to-peak map from the standard scale.
일반적으로, ICG는 근적외선 조영제로 체내 투과성이 좋아 심부까지 영상이 가능하나 동맥혈관은 이보다 심부에 위치하고 있기 때문에 팔에서 손가락 끝으로 들어가는 동맥혈은 영상화되지 않으며 주로 손끝에서 근적외선 영상이 보이기 시작하고 정맥으로 나오는 혈액이 보이면서 순차적으로 손등으로 근적외선 형광 영상이 보이기 시작한다.In general, ICG is a near-infrared contrast medium, which allows for deep imaging, but since arterial blood vessels are located deeper, arterial blood from the arm to the fingertips is not imaged. As the blood is seen, the near-infrared fluorescence image starts to appear on the back of the hand.
따라서, 정상인의 경우, 손가락 끝에서 가장 짧은 타임 투 피크(time-to-peak)가 보이며, 손등으로 순차적으로 길어지는 타임 투 피크(time-to-peak)가 보인다.
Therefore, in a normal person, the shortest time-to-peak is seen at the fingertips, and the time-to-peak which is sequentially lengthened by the back of the hand is seen.
한편, 레이노 환자의 경우, 손가락 끝의 말초혈관에 혈류 순환이 저해되면서 정상인과 반대 패턴으로 타임 투 피크(time-to-peak)가 보이거나 손등과 손가락 끝 등 전체적으로 동일한 타임 투 피크(time-to-peak)를 보이므로 타임 투 피크(time-to-peak) 패턴을 통해 레이노 현상을 검사할 수 있다.
On the other hand, in Raynaud patients, blood circulation is impaired in the peripheral blood vessels at the tip of the finger, showing time-to-peak in a pattern opposite to that of a normal person or having the same time-to-finger such as the back of the hand and the tip of the finger. -peak), you can check the Raynaud's phenomenon through a time-to-peak pattern.
도 4a는 정상인의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 나타내는 도이고, 도 4b는 정상인의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 시간을 나타내는 도이다.
4A is a diagram illustrating a time-to-peak map of a normal person, and FIG. 4B is a diagram illustrating a heat recovery time after cooling using a thermal imaging camera of a normal person.
구체적으로, 상기 타임 투 피크 맵 산출단계(S40)에서 산출된 정상인의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)은 도 4a에 도시된 바와 같이, ICG 주입 후 25초부터 61초 사이의 값이 컬러 바(color bar)에 대응해서 표현되고 있다.Specifically, the time-to-peak map of the normal person calculated in the time-to-peak map calculation step S40 is a value between 25 and 61 seconds after ICG injection, as shown in FIG. 4A. It is represented corresponding to this color bar.
여기서, 정상인의 타임 투 피크(time-to-peak)는 평균 40초 내외로, 타임 투 피크(time-to-peak) 값이 손가락 끝에서 작게 나타나고 손등에서 크게 나타남을 알 수 있다.
Here, the time-to-peak of a normal person is about 40 seconds on average, and it can be seen that the time-to-peak value is small at the fingertips and large at the back of the hand.
또한, 정상인의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 과정은 도 4b에 도시된 바와 같이, 약 1분 후 오른쪽 34.8 ℃, 왼쪽 34.8 ℃로, cooling 전의 온도인 오른쪽 35 ℃, 왼쪽 35 ℃의 90%가 회복됨을 알 수 있다. 여기서, 도 4b의 숫자는 세번째 손가락의 끝마디의 평균 온도를 나타낸다.
In addition, the body heat recovery process after cooling using a thermal imaging camera of a normal person, as shown in Figure 4b, after about 1 minute to the right 34.8 ℃, left 34.8 ℃, 90% of the right 35 ℃, left 35 ℃ temperature before cooling It can be seen that is recovered. Here, the numbers in FIG. 4B represent the average temperatures of the tips of the third finger.
도 5a는 레이노 환자의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 나타내는 도이고, 도 5b는 레이노 환자의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 시간을 나타내는 도이다.
FIG. 5A illustrates a time-to-peak map of a Raynaud patient, and FIG. 5B illustrates a heat recovery time after cooling using a thermal imaging camera of the Raynaud patient.
한편, 레이노 환자의 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)은 도 5a에 도시된 바와 같이, ICG 주입 후 70초부터 150초 사이의 값이 컬러 바(color bar)에 대응해서 표현되고 있다.On the other hand, the time-to-peak map of the Raynaudian patient, as shown in Figure 5a, the value between 70 seconds to 150 seconds after the ICG injection is represented corresponding to the color bar (color bar) .
여기서, 레이노 환자의 타임 투 피크(time-to-peak)는 평균 100초 이상으로, 손가락 끝에서의 타임 투 피크(time-to-peak) 값이 손등보다 더 크게 또는 비슷하게 나타남을 알 수 있다.
Here, the time-to-peak of a Raynaud patient is an average of 100 seconds or more, and it can be seen that the time-to-peak value at the fingertip is larger or similar to the back of the hand.
또한, 레이노 환자의 열화상 카메라를 이용한 cooling 후 체열 회복 과정은 도 5b에 도시된 바와 같이, 약 6분 후 오른쪽 26 ℃, 왼쪽 26.5 ℃로, cooling 전의 온도인 오른쪽 28 ℃, 왼쪽 28.5 ℃의 50% 정도의 회복에 그치며 일반적으로 10분 내지 15분까지 서서히 회복됨을 알 수 있다. 여기서, 도 5b의 숫자는 도 4b의 숫자와 동일하게 세번째 손가락의 끝마디의 평균 온도를 나타낸다.
In addition, the body heat recovery process after cooling using a thermal imaging camera of Raynaud patients, as shown in Figure 5b, after about 6 minutes to the right 26 ℃, left 26.5 ℃, the temperature before cooling the right 28 ℃, left 28.5 ℃ 50 It can be seen that it recovers only about 10% and generally recovers slowly from 10 minutes to 15 minutes. Here, the number in FIG. 5B represents the average temperature of the end node of the third finger like the number in FIG. 4B.
상술한 바와 같이, 도 5a에 도시된 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)의 패턴은 레이노 환자를 진단하는 객관적 진단 기준을 제시할 수 있으며, 또한 기존 열화상 카메라를 이용한 진단 결과와 일치함을 알 수 있다.
As described above, the pattern of the time-to-peak map shown in FIG. 5A may present an objective diagnostic criterion for diagnosing Raynaud's patients, and is consistent with the diagnosis result using an existing thermal imaging camera. It can be seen that.
이상과 같이 본 발명에 따른 레이노 현상 검사 장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating the Rayon phenomenon inspection apparatus and method according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but within the technical scope of the present invention Of course, various modifications may be made by those skilled in the art.
100:누광 방지부 110:광원
120:하우징 130:안착대
140:차광용 암막 200:데이터 획득부
210:대역 통과 필터 220:이미지 센서
300:데이터 처리부 310:수치화 수단
320:결정 수단 330:연산 수단
400:데이터 출력부
S10:ICG 농도 탐지단계
S20:형광 세기 처리단계
S30:표준척도 결정단계
S40:타임 투 피크 맵 산출단계100: leakage prevention part 110: a light source
120: housing 130: seating table
140: light shielding film 200: data acquisition unit
210: Band pass filter 220: Image sensor
300: data processing unit 310: numerical means
320: determination means 330: arithmetic means
400: data output unit
S10: ICG concentration detection step
S20: fluorescent intensity processing step
S30: Determination of Standard Scale
S40: time-to-peak map calculation step
Claims (12)
상기 ICG와 광원에 의해 발생되는 생체의 형광 영상 신호 중 근적외선 파장만을 통과시키는 대역 통과 필터와, 상기 대역 통과 필터를 통과한 형광 영상 신호를 탐지하는 이미지 센서가 포함된 데이터 획득부;
상기 이미지 센서의 전기적 신호를 기반으로 생체 내의 ICG 확산 패턴을 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상으로 변환하는 데이터 처리부; 및
상기 데이터 처리부에서 변환된 타임 투 피크(time-to-peak) 분포 영상을 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
A light source for irradiating light of a predetermined wavelength to a living body provided in the housing and the ICG is injected into the housing, and fixed to the back of the hand, instep, palm or sole of the living body by fixing the back of the hand, foot, palm or sole of the living body Leakage prevention unit including a seating guide to obtain an ICG image for the;
A data acquisition unit including a band pass filter for passing only a near infrared wavelength among fluorescence image signals of a living body generated by the ICG and a light source, and an image sensor for detecting the fluorescent image signal passing through the band pass filter;
A data processor converting an ICG diffusion pattern in a living body into a time-to-peak distribution image based on an electrical signal of the image sensor; And
And a data output unit configured to output a time-to-peak distribution image converted by the data processor.
상기 데이터 처리부는,
시간에 따른 형광 세기를 처리하는 수치화 수단;
상기 시간에 따라 처리된 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정하는 결정 수단; 및
상기 결정 수단의 출력된 데이터로 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하기 위한 연산 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method of claim 1,
Wherein the data processing unit comprises:
Numerical means for processing fluorescence intensity over time;
Determining means for determining a standard measure for calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity processed over time; And
And a computing means for calculating a time-to-peak map from the output data of said determining means.
상기 결정 수단은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method of claim 2,
And the determining means determines the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity becomes the highest on the standard scale.
상기 결정 수단은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 최대 형광 세기의 80% 내지 90%의 특정 형광 세기가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method of claim 2,
And the determining means determines the time from immediately after the ICG injection to a specific fluorescence intensity of 80% to 90% of the maximum fluorescence intensity on the standard scale.
상기 결정 수단은 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 하기의 수학식을 만족하는 MTmax를 상기 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
(여기서, Tmax는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간이고, Latent time은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Onset time까지의 시간이며, Onset time은 ICG 주입 후부터 형광 세기가 basal에 비해 증가하기 시작하는 시각으로 각 pixel로부터 얻은 Onset time이거나 영상 내 ROI의 dynamics들 중 가장 빠른 first onset time으로 선정된 Onset time임)
The method of claim 2,
And the determining means determines, by the standard scale, M T max that satisfies the following equation, which is the time from when the fluorescence intensity starts to be seen to the fluorescence intensity peak.
(T max is the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity of the Temporal ICG dynamics becomes the highest, the Latent time is the time from the time immediately after the ICG injection to the Onset time, and the onset time is the fluorescence after the ICG injection. It is the time when the intensity starts to increase compared to the basal, which is the Onset time obtained from each pixel or the Onset time selected as the fastest first onset time among the dynamics of the ROI in the image.)
상기 연산 수단은 상기 표준척도를 계산하여 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method according to any one of claims 3 to 5,
And said computing means calculates a time-to-peak map by calculating said standard scale.
상기 누광 방지부는 외부 빛의 투과를 방지하는 차광용 암막이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method of claim 1,
The light leakage preventing unit further comprises a light shielding black film for preventing transmission of external light.
상기 광원은 700 내지 800 nm의 파장을 가지는 근적외선 LED 또는 상기 파장 영역의 대역 통과 필터를 가지는 백색 광원인 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 장치.
The method of claim 1,
And the light source is a near-infrared LED having a wavelength of 700 to 800 nm or a white light source having a band pass filter in the wavelength region.
상기 ICG 농도 탐지단계에서 탐지된 연속적인 ICG 농도 변화를 수치화하고 시간에 따른 형광 세기를 처리하는 형광 세기 처리단계;
상기 시간에 따른 형광 세기로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 표준척도를 결정하는 표준척도 결정단계; 및
상기 표준척도로부터 타임 투 피크 맵(time-to-peak map)을 산출하는 타임 투 피크 맵 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 방법.
ICG concentration detection step of detecting the ICG concentration of the back of the hand, instep, palm or the entire foot by continuously scanning the ICG into the living body and irradiating a light source;
A fluorescence intensity processing step of quantifying the continuous ICG concentration change detected in the ICG concentration detection step and processing the fluorescence intensity over time;
A standard scale determination step of determining a standard scale for calculating a time-to-peak map from the fluorescence intensity over time; And
And a time-to-peak map calculation step of calculating a time-to-peak map from the standard scale.
상기 표준척도 결정단계는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간을 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 방법.
The method of claim 9,
And the standard scale determining step determines the time from the point immediately after the ICG injection to the point where the fluorescence intensity becomes the highest on the standard scale.
상기 표준척도 결정단계는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 최대 형광 세기의 80% 내지 90%의 특정 형광 세기가 되는 시점까지의 시간을 상기 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 방법.
The method of claim 9,
The determining of the standard scale is a Rayon phenomenon inspection method, characterized in that the time from the time immediately after the ICG injection to a specific fluorescence intensity of 80% to 90% of the maximum fluorescence intensity is determined by the standard scale.
상기 표준척도 결정단계는 형광 세기가 보이기 시작하는 시점으로부터 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간인 하기의 수학식을 만족하는 MTmax를 상기 표준척도로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이노 현상 검사 방법.
(여기서, Tmax는 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Temporal ICG dynamics의 형광 세기가 최고가 되는 시점까지의 시간이고, Latent time은 ICG 주입 직후의 시점으로부터 Onset time까지의 시간이며, Onset time은 ICG 주입 후부터 형광 세기가 basal에 비해 증가하기 시작하는 시각으로 각 pixel로부터 얻은 Onset time이거나 영상 내 ROI의 dynamics들 중 가장 빠른 first onset time으로 선정된 Onset time임)The method of claim 9,
In the determining the standard scale, the Rayon phenomenon inspection method comprising determining the M T max satisfying the following equation, which is the time from when the fluorescence intensity starts to be seen to the highest fluorescence intensity.
(T max is the time from the time immediately after the ICG injection to the time when the fluorescence intensity of the Temporal ICG dynamics becomes the highest, the Latent time is the time from the time immediately after the ICG injection to the Onset time, and the onset time is the fluorescence after the ICG injection. It is the time when the intensity starts to increase compared to the basal, which is the Onset time obtained from each pixel or the Onset time selected as the fastest first onset time among the dynamics of the ROI in the image.)
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