KR101397272B1 - Comprehensive visualization catheter system and video processing system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심혈관 질환의 진단에 사용되는 포괄적인 혈관 영상화 카테터 시스템 및 영상 처리 시스템에 관한 것이다. 혈관의 광 단층 미세구조 영상을 얻는 광 단층 촬영부와, 혈관의 근적외선 조직분광특성 영상을 얻는 조직 분광부와, 혈관의 근적외선 형광분자 영상을 얻는 분자 영상부를 포함하는 영상화 장치와 혈관으로 빛을 전달하는 광섬유 기반의 카테터 장치, 그리고 영상화 장치에서 발생된 빛을 합쳐서 카테터 장치의 광섬유로 전달하며, 빛이 되돌아왔을 때 영상화 장치로 빛을 효율적으로 분리시켜 전달하는 광 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템이 제공될 수 있다.The present invention relates to a comprehensive vascular imaging catheter system and image processing system for use in the diagnosis of cardiovascular disease. A light tomography unit for obtaining a tomographic microstructure image of a blood vessel, a tissue spectroscopic unit for obtaining a near-infrared ray tissue spectroscopic characteristic image of a blood vessel, and a molecular imaging unit for obtaining a near-infrared fluorescence molecule image of the blood vessel, A catheter device based on an optical fiber and an optical coupling part for collecting the light generated from the imaging device to the optical fiber of the catheter device and for efficiently separating and delivering light to the imaging device when the light returns, A catheter system may be provided.
Description
본 발명은 심혈관 질환의 진단에 사용되는 포괄적인 혈관 영상화 카테터 시스템 및 영상 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a comprehensive vascular imaging catheter system and image processing system for use in the diagnosis of cardiovascular disease.
심혈관 질환의 진단에 사용되는 혈관 영상 카테터의 종래 기술로는 혈관 내 초음파, 혈관 내 근적외선 영상기술, 혈관 내 광 간섭 단층촬영기가 상용화되어 임상에서 활용되고 있다.Intravascular ultrasound, intravascular near infrared (IR) imaging, and intravascular optical coherence tomography (CT) have been commercialized and used in clinical practice as prior art techniques for the diagnosis of cardiovascular diseases.
혈관 내 초음파는 카테터 형태의 기기로 혈관에 삽입되어 혈관의 단층 영상을 획득하는 기술로 아직까지 병원에서 가장 많이 활용되고 있는 혈관 내 영상화 기술이다. 초음파 기술을 이용하기 때문에 해상도가 100μm 수준으로 낮고 대비도 또한 낮으며 영상 획득 속도가 약 30초 정도로 느리다.Intravascular ultrasound is a catheter-type device that acquires tomographic images of blood vessels inserted into blood vessels and is the most commonly used intravenous imaging technique in hospitals. Due to the use of ultrasonic technology, the resolution is as low as 100μm, the contrast is low, and the image acquisition speed is as low as about 30 seconds.
또한, 혈관 내 근적외선 영상기술은 상용화된 기술로 근적외선 빛을 이용하여 분광 방법에 의해 혈관 내벽에 지질의 존재 여부를 파악하는 기술로, 최근 혈관 내 초음파와 결합되어 단일 카테터로 개발되기도 하였다. 빛을 이용하는 방법이기 때문에 혈관 내부에 존재하는 혈액의 유무에 따라 신호의 감도가 일정하지 않은 문제점이 존재하고 분해능이 낮으며, 영상 획득 속도 또한 혈관 내 초음파와 동시에 획득하기 때문에 느리다 할 수 있다.Recently, intravascular near infrared (IR) imaging has been developed as a single catheter that is combined with intravascular ultrasound to detect the presence of lipid on the inner wall of blood vessel by spectroscopic method using near infrared light as a commercialized technology. Since the method using light, there is a problem that the sensitivity of the signal is not constant depending on the presence or absence of blood present inside the blood vessel, the resolution is low, and the image acquisition speed is also slow because it is acquired simultaneously with the intravascular ultrasound.
혈관 내 광 간섭 단층촬영기에 사용되는 혈관 내 광 간섭 단층촬영기술은 혈관 내 초음파와 마찬가지로 카테터 형태의 기기로 혈관에 삽입되어 빛을 혈관으로 보내고, 돌아오는 빛을 분석하여 혈관의 단층 영상을 획득하는 기술을 말한다. 초기 혈관 내 광 간섭 단층촬영기는 속도가 혈관 내 초음파 수준으로 빠르지 않아 널리 활용되지 못하였으나 최근에 개발된 2세대 혈관 내 광 간섭 단층촬영기술은 속도가 10배 이상 향상되어, 수 초 이내에 혈관 내 영상을 촬영할 수 있다. 빛을 이용하기 때문에 혈액의 영향을 최소화하기 위해 식염수와 혈관 조영제를 혼합한 용액을 플러싱(Flushing) 하면서 영상을 얻는다. 혈관 내 초음파에 비해 10배 정도 향상된 분해능(~10μm)을 갖기 때문에 혈관 내의 미세한 변화도 관찰이 가능하다. 최근 형광 영상 기술을 접목한 다기능 영상화 기술이 연구실 수준에서 구현되고 있다.An intravascular optical coherence tomography technique used in an intravascular optical coherence tomography is a catheter-like device that is inserted into a blood vessel to transmit light to a blood vessel and analyze the return light to acquire a tomographic image of the blood vessel Technology. Although the early angiographic coherence tomography was not widely used because of its rapid rate of intravascular ultrasound, recently developed second-generation intravascular optical coherence tomography improved the velocity by more than 10 times, Can be photographed. In order to minimize the effect of blood because the light is used, images are obtained while flushing a solution of saline solution and angiostatin. Because it has 10 times better resolution (~ 10μm) than intravascular ultrasound, it is possible to observe microscopic changes in the blood vessels. Recently, multifunctional imaging technology combining fluorescence imaging technology is being implemented at the laboratory level.
더욱 정확하게 혈관 내의 상태를 진단할 수 있는 포괄적인 정보를 제시할 수 있는 시스템을 제안함으로써 혈관 내 영상 기기의 활용도를 더욱 높이고자 한다.We intend to further improve the utilization of intra-vascular imaging devices by proposing a system that can provide comprehensive information that can diagnose more accurately the condition in the vessel.
예컨대, 병원의 심장 내과 및 심혈관 영상화실에서 기존의 혈관 영상화 기기를 대체하여 활용될 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.For example, we propose a system that can replace existing vascular imaging devices in cardiology and cardiovascular imaging rooms of hospitals.
시스템을 통해서 제공될 수 있는 포괄적인 정보는 혈관 내 광 간섭 단층촬영기술과 근적외선 분광 조직특성기술, 그리고 근적외선 분자영상기술을 결합한 정보가 이에 해당할 수 있으며, 이를 획득, 처리, 디스플레이하도록 한다.Comprehensive information that can be provided through the system may be information that combines intravascular optical coherence tomography, near-infrared spectroscopic characterization, and near-infrared molecular imaging techniques to acquire, process and display such information.
혈관의 광 단층 미세구조 영상을 얻는 광 단층 촬영부와, 혈관의 근적외선 조직분광특성 영상을 얻는 조직 분광부와, 혈관의 근적외선 형광 분자영상을 얻는 분자 영상부를 포함하는 영상화 장치; 혈관으로 빛을 전달하는 광섬유 기반의 카테터 장치; 영상화 장치에서 발생된 빛을 합쳐서 카테터 장치의 광섬유로 전달하며, 빛이 되돌아왔을 때 영상화 장치로 빛을 효율적으로 분리시켜 전달하는 광 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템이 제공될 수 있다.An imaging apparatus including a tomographic imaging unit for obtaining a tomographic microstructure image of a blood vessel, a tissue spectroscopic unit for obtaining a near-infrared tissue spectroscopic characteristic image of a blood vessel, and a molecular imaging unit for obtaining a near-infrared fluorescence molecule image of a blood vessel; An optical fiber based catheter device for delivering light into a blood vessel; And a light coupling unit for transmitting light generated from the imaging device to the optical fiber of the catheter device and efficiently separating and transmitting the light to the imaging device when the light returns to the catheter device.
일측에 있어서, 카테터 장치의 광섬유는 DCF(Double-clad Fiber) 특수광섬유에 해당되며, 특수광섬유는 코어(Core) 부분과 클래드(Clad) 부분, 두 개의 채널을 포함하고, Core 부분은 광 단층 촬영부에 이용되는 채널이며, Clad 부분은 조직 분광부 및 분자 영상부에 이용되는 채널이 될 수 있다. .In one aspect, the optical fiber of the catheter device corresponds to a DCF (double-clad fiber) special optical fiber, the special optical fiber includes a core portion, a clad portion, and two channels, And the Clad portion may be a channel used for the tissue light-splitting portion and the molecular imaging portion. .
또 다른 측면에 있어서, 광 단층 미세구조 영상을 위한 OFDI(Optical Frequency Domain Imaging) 레이저 빛은 SMF(Single-mode Fiber)로 가이드되고, 광 결합부의 제1 다이크로익(Dichroic)을 통해 렌즈에 의해 집광되어 상기 특수광섬유의 Core 부분으로 커플되어 상기 카테터 장치로 가이드되어 샘플로 조사되며, 샘플에서 반사되어 온 빛은 다시 특수광섬유의 Core 부분으로 되돌아와 SMF를 통해 OFDI 시스템에서 신호로 검출되고, 검출된 신호는 광 단층 미세구조 영상을 구성하는 신호가 될 수 있다. In another aspect, OFDI (Optical Frequency Domain Imaging) laser light for an optical single-layer microstructure image is guided by a single-mode fiber (SMF), and the first dichroic of the optical coupling portion The light reflected by the sample is returned to the core portion of the special optical fiber and is detected as a signal in the OFDI system through the SMF, and is detected as a signal. The signal may be a signal constituting the optical monolayer microstructure image.
또 다른 측면에 있어서, 조직 분광부는 OFDI 시스템에서 검출된 신호의 분광 스펙트럼을 분석하여 근적외선 조직분광특성 영상을 얻을 수 있다. In yet another aspect, the tissue spectroscopy section can analyze a spectral spectrum of a signal detected in an OFDI system to obtain a near-infrared tissue spectroscopic characteristic image.
또 다른 측면에 있어서, 근적외선 형광 분자영상을 얻기 위한 근적외선 레이저 빛은 제2 다이크로익에 반사되고 다시 제1 다이크로익에 반사된 후 렌즈에 의해 집광되어 특수광섬유의 Core 부분 혹은 Clad 부분을 통해 상기 샘플로 조사되며, 샘플에서 반사되어 특수광섬유의 Core 부분 혹은 Clad 부분을 통해 되돌아오고, 제1 다이크로익에 의해 반사된 후 제2 다이크로익을 통과하며, 형광 에미션 필터를 통과하여 검출부에서 검출되어 형광 분자영상 신호가 형성될 수 있다.In another aspect, the near-infrared laser light for obtaining the near-infrared fluorescence molecular image is reflected by the second dichroic mirror, then reflected by the first dichroic mirror, and then condensed by the lens to be transmitted through the core portion or the clad portion of the special optical fiber. Reflected by the sample, returned through the core portion or Clad portion of the special optical fiber, reflected by the first dichroic film, passed through the second dichroic film, passed through the fluorescence emission filter, And a fluorescent molecule image signal can be formed.
또 다른 측면에 있어서, 근적외선 형광 레이저 빛은 SMF(Single-mode Fiber) 혹은 MMF(Multi-mode Fiber)에 의해 가이드되며, 검출부에서 신호 검출 시에도 MMF를 통해 형광 신호가 획득될 수 있다.In another aspect, a near-infrared fluorescent laser light is guided by a single-mode fiber (SMF) or a multi-mode fiber (MMF), and a fluorescence signal can be acquired through MMF even when a signal is detected by a detector.
또 다른 측면에 있어서, 제1 다이크로익과 제2 다이크로익 사이를 MMF 혹은 DCF로 구성하여, 영상화 카테터 시스템의 구성을 유연하게 바꿀 수 있다. In yet another aspect, the configuration of the imaging catheter system can be flexibly altered by configuring between the first dichroic and the second dichroic with an MMF or a DCF.
또 다른 측면에 있어서, OFDI 시스템을 연결하던 SMF대신 특수광섬유를 사용하고, 특수광섬유의 Clad 부분과 MMF를 커플하여, Clad 부분으로 들어온 빛을 MMF를 통해 분광기 장치로 받아들여 조직 분광부에서 근적외선 조직분광특성 영상을 얻기 위한 신호로 사용될 수 있다. In another aspect, a special optical fiber is used in place of the SMF connecting the OFDI system, the clad part of the special optical fiber is coupled with the MMF, the light entering the clad part is taken as a spectroscope device through the MMF, And can be used as a signal for obtaining a spectroscopic characteristic image.
또 다른 측면에 있어서, 제1 다이크로익을 사용하지 않고, MMF를 통해 특수광섬유의 Clad으로 빛을 받을 경우엔, 제3 다이크로익을 이용하여 신호를 분간하여 획득할 수 있다. In another aspect, when light is received through a special optical fiber clad through the MMF without using the first dichroic, the third dichroic can be used to acquire the signal differentially.
또 다른 측면에 있어서, 특수 광섬유의 Clad 부분으로 들어온 형광 신호를 획득하고, Core 부분으로 들어온 OFDI 신호를 이용하여, 광 단층 미세구조 영상을 위한 신호와 근적외선 조직분광특성 영상을 위한 신호를 획득할 수 있다. In another aspect, a fluorescence signal input to the clad portion of the special optical fiber is acquired, and a signal for the optical mono-layer microstructure image and a signal for the near-infrared ray tissue spectroscopy characteristic image are obtained using the OFDI signal input to the core portion have.
또 다른 측면에 있어서, 카테터 장치 전반부에 덮개를 포함하여 크로스톡을 감소시킬 수 있다. In yet another aspect, a crosstalk may be reduced by including a lid in the first half of the catheter device.
또 다른 측면에 있어서, 검출부 앞에 마스크를 사용하여 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다.In yet another aspect, a mask may be used in front of the detection portion to improve the signal-to-noise ratio.
혈관의 광 단층 미세구조 영상을 얻는 광 단층 촬영부와, 혈관의 근적외선 조직분광특성 영상을 얻는 조직 분광부와, 혈관의 근적외선 형광 분자영상을 얻는 분자 영상부를 포함하는 영상화 장치; 영상화 장치에서 발생된 빛을 합쳐서 카테터 장치로 전달하며, 빛이 되돌아왔을 때 영상화 장치로 빛을 효율적으로 분리시켜 전달하는 광 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템이 제공될 수 있다.An imaging apparatus including a tomographic imaging unit for obtaining a tomographic microstructure image of a blood vessel, a tissue spectroscopic unit for obtaining a near-infrared tissue spectroscopic characteristic image of a blood vessel, and a molecular imaging unit for obtaining a near-infrared fluorescence molecule image of a blood vessel; And an optical coupling unit that combines light generated from the imaging device and transmits the combined light to the catheter device and efficiently separates and transmits the light to the imaging device when the light returns.
본 발명을 통해 심혈관 질환과 관련된 혈관 내의 포괄적인 정보를 동시에 빠르게 획득할 수 있다. 예컨대, 파열 위험이 높은 병변을 덮고 있는 섬유성 모자의 두께를 측정할 수 있고, 염증의 활성도 및 염증 세포의 활동성에 관한 분자영상 정보를 획득할 수 있고, 조직을 이루고 있는 성분을 분류할 수 있다. Through the present invention, it is possible to simultaneously acquire comprehensive information on blood vessels related to cardiovascular diseases at the same time. For example, it is possible to measure the thickness of a fibrous cap covering a lesion at high risk of rupture, acquire molecular image information on the activity of inflammation and the activity of inflammatory cells, and classify constituent elements .
또한, 포괄적인 정보를 바탕으로 병변에 대한 정확한 진단이 가능해지고 이를 바탕으로 최적의 치료를 선택하여 제공할 수 있다.In addition, based on comprehensive information, accurate diagnosis of lesions becomes possible and based on this, optimal treatment can be selected and provided.
본 발명에서 제시된 기술을 이용하여 전임상 및 임상 연구를 수행할 경우, 새로운 치료 방법의 개발에 도움을 줄 수 있을 것이며, 치료 방법을 다양한 관점에서 평가할 수 있다.When preclinical and clinical studies are performed using the techniques presented in the present invention, they may be helpful in the development of new treatment methods, and the treatment methods may be evaluated from various perspectives.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템을 통해 얻을 수 있는 영상의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 카테터 장치 내 특수광섬유의 구조와 카테터 장치의 외형을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 6의 일례를 간략화하여 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 일례를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 또 다른 일례를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 9와 같은 시스템에서 영상을 얻는 다른 방법을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 카테터 장치에 덮개(Ferrule)를 포함한 것을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서, 카테터 장치를 포함하지 않는 영상 처리 시스템의 구조를 도시한 것이다.1 schematically illustrates the structure of an imaging catheter system in one embodiment of the present invention.
2 shows an example of an image that can be obtained through the imaging catheter system in one embodiment of the present invention.
3 illustrates, in one embodiment of the present invention, the structure of a special optical fiber in a catheter device and the outline of a catheter device.
Figure 4 illustrates an example of a method for combining and separating light in an imaging catheter system in one embodiment of the invention.
Figure 5 shows another example of a method for combining and separating light in an imaging catheter system, in an embodiment of the present invention.
Figure 6 illustrates another example of a method for combining and separating light in an imaging catheter system, in an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a simplified view of an example of Fig. 6 in an embodiment of the present invention.
Figure 8 illustrates an example of a method for combining and separating light in an imaging catheter system, in an embodiment of the present invention.
Figure 9 illustrates another example of a method for combining and separating light in an imaging catheter system, in an embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates another method of obtaining an image in the system of FIG. 9, in an embodiment of the present invention.
Figure 11 illustrates a catheter device including a ferrule, in an embodiment of the present invention.
Figure 12 illustrates the structure of an image processing system that does not include a catheter device, in one embodiment of the present invention.
이하, 영상화 카테터 시스템과 영상 처리 시스템에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다. Hereinafter, the imaging catheter system and the image processing system will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
기존의 카테터 장치보다 혈관 내 상태에 대한 포괄적인 정보를 한번에 획득하기 위해, 본 발명에서는 혈관 내 광 간섭 단층촬영 기술과 근적외선 분광조직특성 기술, 그리고 근적외선 분자영상 기술, 이렇게 세 가지 기술을 결합하여 동시에 다양한 정보를 획득하고 처리하며 영상화하여 디스플레이하도록 한다. 본 발명에서는 하나의 광섬유를 이용하는데, 다양한 레이저에서 나오는 넓은 파장의 빛을 카테터로써 혈관까지 전달할 수 있다. In order to acquire comprehensive information on the vascular state at a time rather than the existing catheter device, the present invention combines the three techniques of intravenous optical coherence tomography, near-infrared spectroscopy, and near-infrared molecular imaging Acquire, process, and display various information. In the present invention, one optical fiber is used, and light of a wide wavelength emitted from various lasers can be transmitted to a blood vessel through a catheter.
이때, 혈관으로 전달한 빛이 되돌아 나올 때, 이 빛을 고효율로 받아들여 각각의 정보를 처리할 수 있는 장치, 즉 광 간섭 단층촬영 기술, 근적외선 분광조직특성 기술, 근적외선 분자영상 기술로써 정보를 처리할 수 있는 장치로 크로스톡(Crosstalk, 전송 신호에 잡음의 영향으로 생기는 간섭 현상을 말함.)을 제거하고, 분리하여 전달할 수 있다. 각 장치(111~113)에서는 되돌아온 빛을 처리하여 영상을 만들고, 이를 디스플레이할 수 있다. At this time, when the light transmitted to the blood vessel returns, it is possible to process the information with high efficiency by processing the information by using the apparatus capable of processing each information such as optical coherence tomography, near-infrared spectroscopic characteristic, It is possible to remove the crosstalk (interference phenomenon caused by the influence of the noise on the transmission signal) and transmit it separately. Each of the
본 발명의 일실시예에 있어서, 도 1은 발명이 제안하고자 하는 영상화 카테터 시스템(100)의 구조를 나타낸 것이다. 영상화 카테터 시스템(100)은 크게 빛(신호)을 수신하여 영상화 처리하는 영상화 장치(110)와 빛을 전달하는 경로가 되는 광섬유 기반의 카테터 장치(120), 그리고 빛을 결합하거나 분리하여 영상화 장치(110)와 카테터 장치(120)에 전달하는 역할을 수행하는 광 결합부(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 광 결합부(130)는 각각의 빛을 전달할 뿐만 아니라, 고정되어 있는 영상화 장치(110)와 회전하는 카테터 장치(120)를 기계적으로 연결하여 카테터 장치(120)가 회전할 때에도 영상화 기능이 저하되지 않도록 할 수 있다. In one embodiment of the present invention, Figure 1 illustrates the structure of an
영상화 장치(110)는 앞서 설명한 세 가지 영상 기술을 수행하는 장치로, 혈관의 광 단층 미세구조 영상을 얻는 광 단층 촬영부(111)와 혈관의 근적외선 조직분광특성 영상을 얻는 조직 분광부(112), 그리고 혈관의 근적외선 형광분자 영상을 얻는 분자 영상부(113)가 포함될 수 있다. The
영상화 장치(110)에서 얻을 수 있는 영상의 일례로 도 2에 세 종류의 혈관 영상을 도시하였다. 그림 (a)는 광 단층 촬영부(111)에서 얻은 혈관의 광 단층 미세구조 영상(OFDI, Optical frequency domain imaging)에 해당하고, 그림 (b)는 조직 분광부(112)로부터 얻을 수 있는 근적외선 조직분광특성화 영상이며, 그림 (c)는 분자 영상부(113)에서 얻을 수 있는 혈관의 근적외선 형광분자 영상(NIRF, Near-Infrared Fluorescent)이 된다.Three kinds of blood vessel images are shown in FIG. 2 as an example of images that can be obtained from the
각 장치(111~113)에서 신호를 처리하여 각각의 영상을 획득하는데, 이 과정은 동시에 일어나기 때문에 포괄적인 정보를 동일한 위치에서 동시에 획득할 수 있으며, 정보를 저장함과 동시에 통합 처리하여 그림 (a), 그림 (b), 그림 (c)의 통합 영상을 구성하여 실시간으로 디스플레이를 통해 나타낼 수 있다. Since each of the
카테터 장치란 체강 또는 내강이 있는 장기 내로 삽입하기 위한 튜브형의 기구를 말하는데, 영상화 카테터 시스템(100)을 구성하는 카테터 장치(120)는 특수광섬유(DCF, Double-clad Fiber)를 이용하여 혈관의 내부를 영상화 할 수 있는 장치이다. 도 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 카테터 장치(120) 구성에 포함되는 광섬유는 그림 (a)와 같이, 크게 광섬유를 감싸고 있는 코팅 튜브, 그리고 빛이 이동하는 경로로서 Core(코어) 부분과 Clad(클래드) 부분, 두 개의 채널을 포함한다. A catheter device refers to a tubular device for insertion into a body cavity or lumen where the
Core 부분은 광 단층 촬영부(111)에 이용되어 OFDI 영상을 얻을 수 있으며, Clad 부분은 조직 분광부(112) 및 분자 영상부(113)에 이용되어 영상을 획득할 수 있다. 그림 (a)에 도시된 것 같이 동심원 형태로 형성되고 있어, 동시에 영상화를 수행할 경우, 같은 위치에서 영상 정보를 획득 할 수 있다. 이러한 특수광섬유를 기반으로 한 볼 렌즈(Ball-lens)를 제작하여 매우 작은 크기의 카테터 장치를 구성할 수 있다. The core portion may be used in the
본 발명의 실시예에 있어서, 다양한 레이저에서 나오는 넓은 파장의 빛이 카테터 장치(120)로써 혈관까지 전달되고, 혈관에서 반사된 빛이 다시 영상화 장치(110)로 전달될 수 있는데, 혈관으로 빛이 전달되고 반사된 빛이 처리되기에 광 결합부(130)에서 다양한 방법으로 빛을 결합하거나 분리하여 처리할 수 있다. 광 결합부(130)에서 빛을 합쳐서 전달하거나 효율적으로 분배할 때 크로스톡을 제거함으로써 각각의 장치의 성능이 저하되지 않도록 할 수 있다. 이에, 이하 빛을 결합하고 분리하는 방법의 일례를 도면을 통해 자세히 설명하도록 하며, 빛과 신호는 혼용되어 사용될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a wide wavelength of light from various lasers is delivered to the blood vessel with the
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서, 영상화 카테터 시스템(100)에서 빛을 결합하고 분리하는 방법의 일례를 나타낸 것이다. 카테터 장치(120)는 특수광섬유를 기반으로 제작될 수 있으며, 레이저로부터 방출된 빛을 특수광섬유로 전달하기 위한 렌즈를 포함하고 있는데, 특수광섬유와 함께 회전하면서 영상을 얻을 수 있는 렌즈로서, 단 렌즈, 볼 렌즈, C-렌즈, 그린 렌즈, 복 렌즈, 렌즈 어레이 등을 포함한 모든 종류의 렌즈가 이에 해당할 수 있다. FIG. 4 illustrates an example of a method for combining and separating light in an
광 단층 미세 구조 영상을 위한 OFDI 레이저는 SMF(Single-mode Fiber)(410)로 가이드되어 광 결합부(130)의 제1 다이크로익(Dichroic)(420)을 통과하여 렌즈에 의해서 집광되며, 특수광섬유의 Core 부분으로 커플되어 카테터 장치(120)로 가이드된다. 빛은 카테터 장치(120)를 통해 샘플로, 또는 혈관으로 조사되며, 조사된 빛은 반사되어 지나온 경로를 다시 되돌아가 특수광섬유의 Core 부분을 경유하고 SMF(410)를 통해 OFDI 시스템에서 신호로 검출될 수 있다. 검출되는 신호는 광 단층 미세구조 영상을 구성하기 위한 것이다. The OFDI laser for the optical mono-layer microstructure image is guided by a single-mode fiber (SMF) 410, passes through a first dichroic 420 of the
앞서 조사된 빛은 특수광섬유의 Clad 부분을 통해서 되돌아 올 수 있는데, SMF(410)로 커플되는 과정에서 Clad 부분을 경유한 빛은 차단되고 Core 부분을 통과한 빛만 전달될 수 있으며, 광 단층 영상을 구성하는 신호로 검출되어 광 단층 촬영부(111)에서 영상을 얻을 수 있는 것이다. 여기서, 조직 분광부(112)는 OFDI 시스템에서 검출된 신호의 분광 스펙트럼을 분석함으로써 조직 특성화를 수행하고, 근적외선 조직분광특성 영상을 얻을 수 있다. The light irradiated before may be returned through the clad part of the special optical fiber. In the process of coupling to the
도 4에서 제1 다이크로익(420)은 OFDI 레이저와 근적외선 형광 레이저를 구분하는 역할을 수행할 수 있다. 근적외선 형광 레이저는 680nm, 750nm 등의 파장을 가지는 빛을 발생시키는 레이저가 사용될 수 있으며, 레이저에서 발생된 빛은 레이저 클린업 필터를 통과하여 제2 다이크로익(430)에 반사될 수 있다. 반사된 빛은 제1 다이크로익(420)으로 전달되어 반사된 후 렌즈에 의해 집광되어 특수광섬유의 Core 혹은 Clad 부분을 통해 카테터 장치(120)로 전달되고 샘플로 조사된다. In FIG. 4, the first
형광 신호는 샘플에서 다시 반사될 때 특수광섬유의 Core와 Clad 부분을 통해 되돌아오며, 제1 다이크로익(420)에서 반사되어 제2 다이크로익(430)을 통과하고, 형광 에미션 필터를 통과하여 분자 영상부(113)의 검출부(440)에서 신호로 검출됨으로써 형광분자 영상 신호를 만들어 분자 영상부(113)는 형광분자 영상을 얻을 수 있다. When the fluorescence signal is reflected back from the sample, it is returned through the core and clad portions of the special optical fiber, reflected by the first dichroic 420, passed through the second dichroic 430, passed through the fluorescence emission filter And is detected as a signal in the
도 5의 실시예는 도 4와 같은 빛의 경로를 가지며, 같은 방법으로 영상을 얻을 수 있는 방법으로서 실시되지만 도 4와는 구조의 차이를 보인다. 빛의 이동 경로에 대해 다시 설명하면, OFDI 레이저의 빛은 SMF(510)을 경유하고 제1 다이크로익(520)을 통과하여 렌즈에 의해서 집광되며, 근적외선 형광 레이저 빛은 제2 다이크로익(530)에 반사된 후 제1 다이크로익(520)으로 전달되고 반사되어 렌즈에 의해 집광된다. OFDI 레이저의 빛은 특수광섬유의 Core 부분을 통해서 샘플로 전달되고 근적외선 형광 레이저의 형광 신호는 Core 혹은 Clad 부분을 통해서 전달될 수 있다. The embodiment of FIG. 5 has a light path as shown in FIG. 4 and is implemented as a method of obtaining an image by the same method, but shows a difference in structure from FIG. Referring again to the light traveling path, the light of the OFDI laser passes through the
반사되어 되돌아온 빛은 특수광섬유의 Core와 Clad 부분으로 경유하여 전달될 수 있는데, 이때 OFDI 레이저 빛은 SMF(510)로 커플되는 과정에서 Clad 부분을 통과한 빛은 차단되고, Core의 빛만 전달되어 광 단층 영상을 구성하는 신호가 될 수 있으며, 근적외선 형광 레이저는 제1 다이크로익(520)에 의해 반사되어 검출부(540)에서 검출됨으로써 형광분자 영상 신호를 만들 수 있다. The reflected light can be transmitted through the core and the clad portion of the special optical fiber. At this time, the OFDI laser light is blocked by the light passing through the clad portion during the coupling to the
다만, 도 5의 실시예에 있어서, 도 4에서 약간 변형된 것으로서, 근적외선 형광 레이저에서 빛을 발생시킬 때 SMF나 MMF(Multi-mode Fiber)(550)에 의해 가이드되어 전달될 수 있으며, 되돌아온 빛을 검출부(540)에서 검출할 때에도 MMF(560)을 이용하여 신호를 수신할 수 있다. 여기서, OFDI 시스템에서 검출된 신호의 분광 스펙트럼을 분석함으로써 조직 특성화를 수행하고, 근적외선 조직분광특성 영상을 얻을 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, it is slightly modified as shown in FIG. 4, and it can be guided and transmitted by SMF or MMF (Multi-mode Fiber) 550 when light is generated in the near-infrared fluorescent laser, The signal can be received using the
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 4나 도 5의 구조를 변형한 일례로, 근적외선 형광 신호를 얻는 실시와 관련된 부분을 분리한 것, 다시 말해 제1 다이크로익(620)과 제2 다이크로익(630)사이를 분리하는데, 그 연결을 MMF 혹은 특수광섬유(650)로 구성하여 제2 다이크로익(630)에서 반사된 근적외선 형광 신호가 가이드되어 제1 다이크로익(620)으로 연결할 수 있다. FIG. 6 is a modification of the structure of FIG. 4 or FIG. 5 according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 6, the first dichroic 620 and the second dichroic The second dichroic 630 is separated from the second
따라서, OFDI 레이저 신호는 도 4와 도 5의 일례와 같이 SMF(610)으로 가이드되고, 제1 다이크로익(620)을 통과하여 렌즈에 의해서 집광되며, 특수광섬유의 Core 부분으로 커플되어 카테터 장치(120)로 전달된다. 빛은 카테터 장치(120)를 통해 샘플로, 또는 혈관으로 조사되며, 조사된 빛은 반사되어 지나온 경로를 다시 되돌아가 특수광섬유의 Core 부분을 경유하고 SMF(610)를 통해 OFDI 시스템에서 신호로 검출될 수 있다.Accordingly, the OFDI laser signal is guided to the
또한, 근적외선 형광 레이저에서 발생된 빛은 레이저 클린업 필터를 통과하여 제2 다이크로익(630)에 반사될 수 있다. 제2 다이크로익(630)에서 반사된 빛은 제1 다이크로익(620)으로 전달되는데 MMF나 특수광섬유(650)을 통해서 전달되며, 제1 다이크로익(620)으로 전달되어 반사된 후 렌즈에 의해 집광되어 특수광섬유의 Core 혹은 Clad 부분을 통해 카테터 장치(120)로 전달되고 샘플로 조사된다. Further, the light generated in the near-infrared fluorescence laser may be reflected to the second dichroic 630 through the laser clean-up filter. The light reflected from the second
조사된 빛은 샘플에서 다시 반사될 때 특수광섬유의 Core와 Clad 부분을 통해 되돌아오며, 제1 다이크로익(620)에서 반사되어 제2 다이크로익(630)을 통과할 때에도, MMF나 특수광섬유를 통해서 전달될 수 있다. 전달된 빛은 검출부(640)에서 형광분자 영상 신호로 검출될 수 있다. 또한, 조직 분광부(112)는 OFDI 시스템에서 검출된 신호의 분광 스펙트럼을 분석함으로써 조직 특성화를 수행하고, 근적외선 조직분광특성 영상을 얻을 수 있다.When the reflected light is reflected back from the sample, it returns through the core and clad portions of the special optical fiber. When the reflected light is reflected by the first dichroic 620 and passes through the second dichroic 630, Lt; / RTI > The transmitted light can be detected as a fluorescence molecule image signal in the
도 7의 실시예는 도 6의 영상화 카테터 시스템에서 제2 다이크로익(630)과 검출부(640) 및 근적외선 형광 레이저를 포함하여 근적외선 형광분자 영상을 얻기 위해 실시되는 전체를 하나의 시스템, 근적외선 형광 시스템(760)으로 간주하여 표현한 것을 나타낸다. 근적외선 형광 시스템(760)은 MMF나 특수광섬유(750)로 연결되어 표시될 수 있으며, 도 6에 도시된 실시예와 같은 발명의 실시예를 나타낼 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. The embodiment of FIG. 7 is a system in which a second dichroic 630, a
이후 설명하는 도면에서는 형광분자 영상을 얻기 위해 실시되는 시스템으로 나타내 도시한다. 근적외선 형광 시스템(760)은 혈관의 근적외선 형광분자 영상을 얻는 분자 영상부(113)를 포함할 수 있다. In the following drawings, the system is embodied in order to obtain a fluorescent molecule image. The near-
본 발명의 실시예에 있어서, 도 8은 앞서 도 5에서 도 7에 설명한 것과 달리 형성한 구조의 영상화 카테터 시스템의 구조를 나타낸다. OFDI 시스템을 연결하던 SMF를 대신하여 특수광섬유를 사용하고, 특수광섬유의 Clad 부분과 MMF를 커플시킨 커플구조(810)를 이용하면, 특수광섬유의 Clad 부분을 통해 들어온 빛을 별도로 수신할 수 있게 된다. 특수광섬유의 Clad 부분은 일반적으로 Core 부분보다 더 크며, 구경이 넓기 때문에, 빛을 받을 수 있는 광 수신 효율이 높다. 따라서, 높은 효율로 빛을 받아들여 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다. In the embodiment of the present invention, Fig. 8 shows the structure of the imaging catheter system having the structure formed in a manner different from that described in Fig. 5 to Fig. Using a special optical fiber in place of the SMF that connects the OFDI system, and a coupled structure (810) in which the clad part of the special optical fiber and the MMF are coupled, the light received through the clad part of the special optical fiber can be received separately . The clad part of the special optical fiber is generally larger than the core part and has a wide diameter, so that the light receiving efficiency to receive the light is high. Therefore, it is possible to receive light with high efficiency and to improve the signal-to-noise ratio.
OFDI 레이저 빛은 커플구조(810)의 특수광섬유를 통해 제1 다이크로익(820)에 전달되고, 렌즈에 의해서 집광되며, 카테터 장치(120)로 전달되기에 특수광섬유의 Core 부분을 경유할 수 있다. 빛은 카테터 장치(120)를 통해 샘플로, 또는 혈관으로 조사되며, 이렇게 조사된 빛은 반사되어 지나온 경로를 다시 되돌아가 제1 다이크로익(820)과 커플구조(810)의 특수광섬유를 지나서 OFDI 시스템에서 영상 신호로 검출될 수 있다.The OFDI laser light is transmitted to the
또한, 특수광섬유의 Clad 부분으로 들어온 빛은 커플구조(810)의 MMF를 통해 분광기 장치로 받아들여 분광조직특성을 얻을 신호로 사용할 수 있으며, 근적외선 형광분자 영상은 근적외선 형광 시스템을 통해 얻을 수 있다. In addition, the light entering the clad part of the special optical fiber can be used as a signal to obtain the spectroscopic characteristics of the spectroscope device through the MMF of the
본 발명의 일실시예에 있어서, 도 9는 빛이 경유하는 경로에 다이크로익을 사용하지 않는 경우에 대해 도시한 것이다. 도시된 바에 의하면, 앞서 설명한 시스템과 달리 영상화 장치(110)와 카테터 장치(120) 사이에 다이크로익이 나타나지 않는다. In an embodiment of the present invention, Fig. 9 shows a case in which dichroic is not used in a path passing through light. As shown, there is no dichroic display between the
이러한 경우, OFDI 레이저와 근적외선 형광 레이저 빛이 모두 특수광섬유를 통해 전달될 수 있으며, 커플 구조(910)의 MMF를 통해 특수광섬유의 Clad 부분을 통해 전달된 빛을 수신할 경우, 제3 다이크로익(920)을 이용하여 근적외선 조직분광특성 영상을 얻기 위한 신호와 근적외선 형광분자 영상을 얻기 위한 신호를 분간하여 획득할 수 있다. In this case, both the OFDI laser and the near-infrared fluorescence laser light can be transmitted through the special optical fiber, and when receiving the light transmitted through the Clad portion of the special optical fiber through the MMF of the
또한, OFDI 레이저 빛은 커플구조(910)의 특수광섬유를 통해 렌즈로 전달되고 집광되며, 카테터 장치(120)로 전달되기에 특수광섬유의 Core 부분을 경유할 수 있다. 빛은 카테터 장치(120)를 통해 샘플로, 또는 혈관으로 조사되며, 이렇게 조사된 빛은 반사되어 지나온 경로를 다시 되돌아가 커플구조(910)의 특수광섬유를 지나서 OFDI 시스템에서 영상 신호로 검출될 수 있다.The OFDI laser light may also be passed through a special optical fiber of the
도 10의 일례는 도 9와 같이 영상화 장치(110)와 카테터 장치(120) 사이에 다이크로익이 나타나지 않는 영상화 카테터 시스템에 관한 것이지만, 도 10과 같은 시스템에서 커플구조(1010) 특수광섬유의 Clad 부분으로 들어온 근적외선 형광 신호는 획득하고, 특수광섬유의 Core 부분으로 들어온 OFDI 신호를 이용하여, 광 단층 미세구조 영상을 위한 신호와 근적외선 조직분광특성 영상을 위한 신호를 획득할 수 있다. 조직분광특성 영상을 획득할 때, 신호의 분광 스펙트럼을 분석하는 것 등으로써 영상 신호를 얻을 수 있다. 10 is directed to an imaging catheter system in which no dichroic dies appear between the
또한 같은 일례로, 근적외선 형광 레이저 빛은 커플구조(1010) 특수광섬유의 Clad 부분을 통해 전달된 빛을 MMF로 전달받음으로써 근적외선 형광분자 영상 신호를 얻을 수 있다. Similarly, the near-infrared fluorescent laser light can be obtained by receiving the light transmitted through the clad portion of the coupling structure (1010) special optical fiber to the MMF, thereby obtaining a near-infrared fluorescent molecular image signal.
실시예에 있어서, 도 11에 도시된 것은 카테터 장치(120)의 전반부에 덮개(Ferrule, 퓨럴)(1110)를 사용한 일례를 도시한 것이다. 도시한 덮개(1110)는 상기 설명한 영상화 카테터 시스템(100)의 어떠한 구조에도 적용될 수 있는 것으로서, 자세히 설명하기는 도 4의 일례에 덮개(1110)를 더한 구조에 대해서 설명한다. In the embodiment, shown in Fig. 11 is an example of using a
카테터 장치(120)의 전반부에 덮개를 포함함으로써 크로스톡을 더욱 줄일 수 있다. SMF(410)를 따라서 전달된 OFDI 신호는 카테터 장치(120) 특수광섬유의 Core 부분으로 전달되어야 하는데, 이때 기계적인 또는 광학적인 오차로 일부분은 Clad 부분으로 전달될 수 있다. 만약, 덮개(1110)가 없는 경우엔 Clad 부분으로 전달된 빛이 크로스톡으로 인해 노이즈 신호를 생성할 수 있는데, 반대로 덮개(1110)가 있는 경우에는 노이즈를 유발하는 상당한 부분의 빛이 소실되어 크로스톡을 감소시킬 수 있다. By including a lid in the front half of the
또 다른 일례에 있어서, 샘플(혈관)에 의해 반사되어 돌아온 빛도 특수광섬유의 Core 부분을 통해 SMF(410)로 전달되어 광 단층 영상 신호를 생성할 수 있으나, 특수광섬유의 Clad 부분을 통해 SMF(410)로 일부 신호가 전달되어 노이즈 신호를 생성할 수 있다. 이때, 덮개(1110)에 의해 Clad 부분을 경유한 빛이 확산되어 SMF(410)로 전달되는 노이즈 신호의 크기를 감소시킬 수 있다. In another example, the light returned from the sample (blood vessel) may be transmitted to the
근적외선 형광 영상 신호의 경우, 여기됨(들뜸, Excitation)은 카테터 장치(120)의 Core 부분을 통해서 이루어지고, 방출(Emission)은 카테터 장치(120)의 Clad 부분을 통해서 이루어질 수 있는데, 검출부(440)에서는 덮개(1110)에 의해 확산된 빛을 모두 받을 수 있기 때문에 덮개(1110)에 의한 영상 신호를 받지 않고 효율적인 형광분자 영상을 얻도록 할 수 있다. In the case of a near infrared fluorescent image signal, excitation may be made through the Core portion of the
더욱이, 특수광섬유의 Core 부분을 통해 여기시키는 경우, 특수광섬유의 Clad의 자기형광(Auto-fluorescence) 신호를 최소화할 수 있기 때문에 백그라운드 노이즈 신호를 저감시킴으로써 신호 대 잡음비를 향상시킬 여지가 있다. Furthermore, when excited through the core portion of the special optical fiber, the auto-fluorescence signal of the clad of the special optical fiber can be minimized, thereby reducing the background noise signal, thereby improving the signal-to-noise ratio.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 설명한 어느 영상화 카테터 시스템(100)에 대해서 분자 영상부(113)의 검출부 앞에 마스크를 사용할 경우, 특수광섬유의 Core에서 발생되는 자기형광 신호는 차단하면서, Clad를 통해 형광분자 영상 신호를 충분히 받아들일 수 있기 대문에 신호 대 잡음비를 더욱 향상시킬 수 있다. In the embodiment of the present invention, when a mask is used in front of the detection part of the
영상화 카테터 시스템(100)은 시스템 내에 카테터 장치를 포함하지 않고 별도로 추가할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 12는 카테터 장치를 포함하지 않는 영상 처리 시스템(1200)의 구조를 도시하고 있다. 영상 처리 시스템(1200)은 영상화 카테터 시스템(100)에 대응되는 것으로, 광 단층 촬영부(1211)와 조직 분광부(1212)와 분자 영상부(1213)를 포함하는 영상화 장치와 광 결합부(1230)를 포함할 수 있다. The
광 단층 촬영부(1211)는 도 2의 그림 (a)와 같은 광 단층 미세구조 영상을 얻을 수 있는 장치이고, 조직 분광부(1212)는 도 2의 그림 (b)의 일례에 대응하는 혈관의 근적외선 조직분광특성 영상을 획득할 수 있으며, 또한 분자 영상부(1213)는 도 2의 그림 (c)와 같은 일례의 근적외선 형광분자 영상을 얻을 수 있다. The tomographic
광 결합부(1230)에서는 영상화 장치(1210)에서 발생된 빛을 모아서 별도로 추가될 수 있는 카테터 장치로 전달하고, 빛이 되돌아왔을 때 영상화 장치(1210)로 다시 빛을 효율적으로 분리시켜 전달할 수 있다. 광 결합부(1230)에서 빛을 분배하여 전달하면, 각 장치(1211~1213)에서 신호를 처리하여 각각의 영상을 획득하는데, 이 과정은 각 장치에서 동시에 일어나기 때문에 포괄적인 정보를 동일한 위치에서 동시에 획득할 수 있으며, 또한 정보를 저장함과 동시에 통합 처리하기 때문에 도 2의 그림 (a), 그림 (b), 그림 (c)의 통합 영상을 구성하여 실시간으로 디스플레이를 통해 나타낼 수 있다. The
광 결합부(1230)에서는 빛을 전달할 때 크로스톡을 제거하여 각 장치의 성능이 저하되지 않도록 하며, 빛을 보내줄 뿐만 아니라 고정되어 있는 영상화 장치(1210)와 회전하는 카테터 장치를 기계적으로 연결하여 카테터가 회전하고 있을 때에도 영상화 기능이 저하되지 않도록 할 수 있다. The
영상 처리 시스템(1200)의 일례로 혈관으로 전달되고, 다시 영상화 장치로 분배되는 빛을 결합하고 분리하는 다양한 일례가 존재할 수 있다. 빛을 결합하고 분리하는 방법은 도 4 내지 도 11의 일례에 대응될 수 있으며, 또는 더 다양한 방법으로 나타날 수 있다. One example of the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 설명된 구성을 세분화하여 나누거나, 혹은 다른 구성요소 또는 균등한 것들에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it should be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, , Or may be replaced or replaced by other components or equivalents, appropriate results may be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 영상화 카테터 시스템
110: 영상화 장치
111: 광 단층 촬영부
112: 조직 분광부
113: 분자 영상부
120: 카테터 장치
130: 광 결합부
1200: 영상 처리 시스템100: imaging catheter system
110: imaging device
111: Optical tomography unit
112:
113: molecular imaging unit
120: catheter device
130: optical coupling part
1200: Image processing system
Claims (13)
상기 혈관으로 빛을 전달하는 광섬유 기반의 카테터 장치; 및
상기 영상화 장치에서 발생된 OFDI 레이저 빛과 근적외선 형광 레이저 빛을 합쳐서 상기 카테터 장치의 광섬유로 전달하며, 상기 합쳐진 빛이 되돌아왔을 때 상기 영상화 장치로 상기 OFDI 레이저 빛과 상기 근적외선 형광 레이저 빛을 미리 결정된 경로로 분리시켜 전달하는 광 결합부
를 포함하고,
상기 광섬유는 코어 부분과 클래드 부분, 두 개의 채널을 포함하고,
상기 광 단층 미세구조 영상을 위한 OFDI 레이저 빛은 SMF(Single-mode Fiber)로 가이드되어 상기 광 결합부의 제1 다이크로익을 통해 렌즈에 의해 집광되고, 상기 광섬유의 코어 부분으로 커플되어 상기 카테터 장치로 가이드되어 샘플로 조사되며, 상기 샘플에서 반사되어 온 빛은 다시 상기 광섬유의 코어 부분으로 되돌아와 상기 SMF를 통해 OFDI 시스템에서 신호로 검출되고, 상기 검출된 신호는 상기 광 단층 미세구조 영상을 구성하는 신호이고,
상기 근적외선 형광 분자영상을 얻기 위한 근적외선 레이저 빛은 제2 다이크로익에 반사되고 다시 상기 제1 다이크로익에 반사된 후 렌즈에 의해 집광되어 상기 광섬유의 코어 부분 혹은 클래드 부분을 통해 상기 샘플로 조사되며, 상기 샘플에서 반사되어 상기 광섬유의 코어 부분 혹은 클래드 부분을 통해 되돌아오고, 상기 제1 다이크로익에 의해 반사된 후 상기 제2 다이크로익을 통과하며, 형광 에미션 필터를 통과하여 검출부에서 검출되어 형광 분자영상 신호가 형성되는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.A tomographic imaging unit for obtaining a tomographic microstructure image of a blood vessel through an OFDI system, a tissue spectroscopic unit for obtaining a near-infrared ray tissue spectroscopic characteristic image of the blood vessel, and a molecular imaging unit for obtaining a near-infrared fluorescence molecule image of the blood vessel through a near- An imaging device;
An optical fiber based catheter device for transmitting light to the blood vessel; And
And transmitting the OFDI laser light and the near-infrared fluorescence laser light generated by the imaging device to an optical fiber of the catheter device, and transmitting the OFDI laser light and the near-infrared fluorescence laser light to the imaging device when the combined light returns, The optical coupling part
Lt; / RTI >
The optical fiber includes a core portion, a clad portion, and two channels,
The OFDI laser light for the optical monolayer microstructure image is guided by a single-mode fiber (SMF), is condensed by a lens through a first dichroic of the optical coupling part, coupled to a core part of the optical fiber, Guided and irradiated with a sample, and the light reflected from the sample is returned to the core portion of the optical fiber again and detected as a signal in the OFDI system through the SMF, and the detected signal constitutes the optical single layer microstructure image Signal,
The near-infrared laser light for obtaining the near-infrared fluorescence molecular image is reflected by the second dichroic mirror and then reflected by the first dichroic mirror. The near-infrared laser light is condensed by the lens to be irradiated with the sample through the core portion or the clad portion of the optical fiber. Reflected by the sample and returned through a core portion or a clad portion of the optical fiber, reflected by the first dichroic film, passed through the second dichroic film, passed through a fluorescence emission filter, Thereby forming a fluorescent molecule image signal
The catheter system comprising:
상기 카테터 장치의 광섬유는 DCF(Double-clad Fiber) 특수광섬유에 해당되며,
상기 코어 부분은 상기 광 단층 촬영부에 이용되는 채널이며,
상기 클래드 부분은 상기 조직 분광부 및 분자 영상부에 이용되는 채널인 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
The optical fiber of the catheter apparatus corresponds to a double-clad fiber (DCF) special optical fiber,
Wherein the core portion is a channel used in the optical tomographic imaging portion,
Wherein the clad portion is a channel used for the tissue diffraction portion and the molecular imaging portion
The catheter system comprising:
상기 조직 분광부는 상기 OFDI 시스템에서 검출된 신호의 분광 스펙트럼을 분석하여 근적외선 조직분광특성 영상을 얻는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
The tissue spectroscopic section analyzes the spectral spectrum of the signal detected in the OFDI system to obtain a near-infrared ray tissue spectroscopic characteristic image
The catheter system comprising:
상기 근적외선 형광 레이저 빛은 SMF(Single-mode Fiber) 혹은 MMF(Multi-mode Fiber)에 의해 가이드되며,
상기 검출부에서 신호 검출 시에도 MMF를 통해 형광 신호를 획득되는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
The near-infrared fluorescent laser light is guided by a single-mode fiber (SMF) or a multi-mode fiber (MMF)
The fluorescence signal is acquired through the MMF even when the detection unit detects a signal
The catheter system comprising:
상기 제1 다이크로익과 상기 제2 다이크로익 사이를 MMF 혹은 DCF로 구성하여, 상기 영상화 카테터 시스템의 구성을 유연하게 바꾸는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first dichroic mirror and the second dichroic mirror are constituted by an MMF or a DCF so as to change the configuration of the imaging catheter system flexibly
The catheter system comprising:
상기 OFDI 시스템을 연결하던 SMF대신 특수광섬유를 사용하고, 상기 특수광섬유의 클래드 부분과 MMF를 커플하여, 상기 클래드 부분으로 들어온 빛을 상기 MMF를 통해 분광기 장치로 받아들여 상기 조직 분광부에서 근적외선 조직분광특성 영상을 얻기 위한 신호로 사용되는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
A special optical fiber instead of the SMF connecting the OFDI system is used and the clad part of the special optical fiber is coupled with the MMF so that the light entering the clad part is received by the spectroscope device through the MMF and the near- Used as signals to obtain characteristic images
The catheter system comprising:
상기 제1 다이크로익을 사용하지 않고, MMF를 통해 상기 특수광섬유의 클래드로 빛을 받을 경우엔, 제3 다이크로익을 이용하여 신호를 분간하여 획득하는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.9. The method of claim 8,
When light is received by the clad of the special optical fiber through the MMF without using the first dichroic film,
The catheter system comprising:
상기 특수 광섬유의 클래드 부분으로 들어온 형광 신호는 획득하고, 코어 부분으로 들어온 OFDI 신호를 이용하여, 상기 광 단층 미세구조 영상을 위한 신호와 상기 근적외선 조직분광특성 영상을 위한 신호를 획득하는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.10. The method of claim 9,
Acquiring a fluorescence signal input to the clad portion of the special optical fiber and obtaining a signal for the optical single layer microstructure image and a signal for the near-infrared tissue spectroscopy characteristic image using an OFDI signal input to the core portion
The catheter system comprising:
상기 카테터 장치 전반부에 덮개를 포함하여 크로스톡을 감소시키는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
Reducing the crosstalk by including a lid in the front half of the catheter device
The catheter system comprising:
상기 검출부 앞에 마스크를 사용하여 신호 대 잡음비를 향상시키는 것
을 특징으로 하는 영상화 카테터 시스템.The method according to claim 1,
And improving the signal-to-noise ratio by using a mask in front of the detection unit
The catheter system comprising:
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