KR101476906B1 - Method and apparatus for measuring ischemia measuring - Google Patents
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Abstract
본 발명은 망막 허혈 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 망막 허혈 측정 방법은, 피검자의 안저에 빛을 조사하는 단계; 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 단계; 상기 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 단계; 상기 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 단계; 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 단계; 및 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a retinal ischemia measuring method and apparatus, and a retinal ischemia measuring method of the present invention comprises the steps of: irradiating a fundus of a subject with light; Receiving light reflected from a fundus capillary of the subject; Measuring a difference in absorbance of the received light; Confirming whether oxygen binding of hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the measured absorbance difference; Calculating oxygen saturation using the oxygen-bound hemoglobin concentration; And confirming whether or not an ischemic attack is caused by using the oxygen saturation degree.
Description
본 발명은 비침습적 망막 허혈 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a non-invasive retinal ischemia measuring method and apparatus.
당뇨성 망막병증, 삼출성 노화 관련 황반 변성 (ARMD), 조숙 망막병증 (ROP) 및 혈관 폐색을 포함한 망막의 혈관 질환은 시력 손상 및 실명의 주요 원인이다. 이러한 질환 그룹은, 병적 안구 혈관신생을 예방하거나 완화할 새로운 치료 양태를 동정하기 위한 집중적인 연구 대상이다. 예를 들어, 당뇨성 망막병증을 살펴보면, 당뇨가 진행함에 따라, 망막의 모세혈관의 변형이 나타나게 되고, 종국에는 모세혈관의 탈락과 이로 인한 허혈의 진행과 이에 대한 반응으로서의 신생혈관의 발생, 세포외액의 유출, 섬유화 등의 일련의 과정을 거쳐 실명에 이르게 된다.Retinal vascular disease, including diabetic retinopathy, exudative age related macular degeneration (ARMD), premature retinopathy (ROP) and vascular occlusion, is a major cause of visual impairment and blindness. These disease groups are the focus of intensive research to identify new therapeutic modalities that will prevent or alleviate pathological ocular angiogenesis. For example, in diabetic retinopathy, as the diabetes progresses, the capillary blood vessels of the retina become deformed. In the end, the capillary blood vessels are dislodged and the ischemic progression of the blood vessels, Outflow of external fluid, fibrosis, and so on.
현재 망막의 허혈을 측정할 수 있는 방법은, 형광 안저 촬영에 의한 모세혈관의 탈락을 관찰하는 것이 유일하나, 이는 망막의 허혈의 면적을 계측가능할 뿐, 허혈의 정도를 측정하는 것은 불가능하다. 또한 그 외에 침습적이고, 드물게 과민반응을 유발하며, 심한 경우 피검자의 사망을 유발할 수 있어 검사의 가장 큰 제한점으로 지적된다. 따라서, 망막의 허혈을 측정하기 위한 개선된 방법이 요구되고 있다.
Currently, retinal ischemia can be measured by observing the disappearance of capillary blood vessels by fluorescein angiography. However, it is impossible to measure the degree of ischemia only because the area of retinal ischemia can be measured. In addition, it is invasive, rarely causes hypersensitivity reaction, and can cause death of the patient in severe cases, which is pointed out as the biggest limitation of the test. Therefore, there is a need for an improved method for measuring retinal ischemia.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 비침습적으로 망막의 허혈을 측정하고, 안저 혈관 상태를 정량화할 수 있는 안전한 망막 허혈 측정 방법 및 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a safe retinal ischemia measuring method and apparatus capable of noninvasively measuring retinal ischemia and quantifying the fundus oculi status.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 제1 측면에 따른 망막 허혈 측정 방법은, 피검자의 안저에 빛을 조사하는 단계; 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 단계; 상기 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 단계; 상기 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 단계; 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 단계; 및 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 단계;를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a retinal ischemia measuring method comprising: irradiating a fundus of a subject with light; Receiving light reflected from a fundus capillary of the subject; Measuring a difference in absorbance of the received light; Confirming whether oxygen binding of hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the measured absorbance difference; Calculating oxygen saturation using the oxygen-bound hemoglobin concentration; And confirming whether or not an ischemic attack is caused by using the oxygen saturation degree.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 허혈 여부를 확인한 후에 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시하는 단계;를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to an aspect of the present invention, the method further includes generating and starting a retinal ischemia map using data input after confirming whether or not the ischemia is confirmed, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 빛은 적색광 및 적외광을 조사하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the light may be, but not limited to, irradiating red light and infrared light.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 빛은 650 내지 670 nm의 파장을 가지는 적색광 및 900 내지 940 nm 파장을 가지는 적외광인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the light may be red light having a wavelength of 650 to 670 nm and infrared light having a wavelength of 900 to 940 nm, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 빛은, 발광 다이오드(Light Emitted Diode; LED), 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 및 램프(lamp)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 광원으로 하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to an aspect of the present invention, the light may be at least one selected from the group consisting of a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), and a lamp, , But is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부의 확인은, 상기 수용된 빛을 스펙트럼 분해하여 흡광도 차이를 산출하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to one aspect of the present invention, the confirmation of the oxygen binding of the hemoglobin of the capillary vessel may be performed by spectrally decomposing the received light to calculate the absorbance difference, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 산소포화도의 계산은, 피검자의 안저 모세혈관의 맥동 성분의 비를 이용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the calculation of the oxygen saturation may be based on a ratio of pulsatile components of the fundus capillaries of the subject, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 망막 허혈 맵의 작성은, 각 지점의 적혈구가 갖는 산화 헴(oxygenated heme)과 탈산화 헴(deoxygenated heme)의 비율을 의사 색체(pseudo-color)를 통한 이미지화에 의하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to one aspect of the present invention, the retinal ischemia map is prepared by imaging the ratio of the oxygenated heme and the deoxygenated heme of the red blood cells at each point with a pseudo-color But is not limited thereto.
본 발명의 제2 측면에 따른 망막 허혈 측정 장치는, 피검자의 안저에 빛을 조사하는 광조사부; 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부; 상기 수광부로 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 흡광도 측정부; 상기 흡광도 측정부에서 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부; 상기 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부로부터 입력되는 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 산소포화도 산출부; 및 상기 산소포화도 산출부로부터 입력되는 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 허혈 측정부;를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring retinal ischemia comprising: a light irradiating unit for irradiating a fundus of a subject with light; A light receiving unit for receiving light reflected from a fundus capillary of the subject; A light absorbance measuring unit for measuring a light absorbance difference with respect to the light received by the light receiving unit; An oxygen-binding hemoglobin concentration calculating unit for determining whether oxygen binding of the hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the absorbance difference measured by the absorbance measuring unit; An oxygen saturation calculating unit for calculating an oxygen saturation using the oxygen-conjugated hemoglobin concentration input from the oxygen-conjugated hemoglobin concentration calculating unit; And an ischemia measuring unit for confirming the ischemia using the oxygen saturation input from the oxygen saturation calculating unit.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 허혈 측정부로부터 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to an aspect of the present invention, the display unit may further include a display unit that generates and starts a retinal ischemia map using data input from the ischemia measuring unit. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 망막 허혈 측정 방법 및 장치는, 비침습적이고, 짧은 시간에 망막의 허혈 정도를 계측할 수 있는 의료기기 개발로 임상에서 적용될 수 있다. 그리고, 신체에서 유일하게 동맥과 정맥이 모두 관찰 가능한 망막의 허혈 정도를 계측함으로써 전신의 허혈 상태를 예측하는 바이오마커(biomarker)로서 적용이 가능할 수 있다. 또한, 망막의 허혈 부위를 정확하게 구분할 수 있는 기술의 개발로 정상조직을 보존하고 허혈 부위만 한정해서 치료할 수 있는 표적치료에 응용할 수 있으며, 망막혈관의 순환상태를 조기에 쉽게 파악할 수 있어 망막질환의 발생원인, 시기 등 병태생리 규명에 기여할 수 있다. 흡광도 차이를 이용하는 방법은 보다 긴 파장을 이용하기 때문에 백내장 등 매체 혼탁이 있는 환자에게 적용하기 유용하다.
The method and apparatus for measuring retinal ischemia of the present invention can be applied to clinical practice by developing a medical device capable of measuring the degree of retinal ischemia in a non-invasive and short time. In addition, it can be applied as a biomarker that predicts the ischemic state of the whole body by measuring the ischemic extent of the retina, which is the only body in which both arteries and veins can be observed. In addition, the development of techniques that can accurately distinguish the ischemic regions of the retina can be applied to a target treatment that preserves normal tissues and can be limited to only the ischemic regions, and can easily grasp the circulatory state of the retinal vessels early, It may contribute to the identification of the pathophysiology, such as the cause and timing of the development. The use of absorbance difference is useful for patients with media opacity, such as cataracts, because they use longer wavelengths.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 허혈 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 허혈 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 허혈 맵 이미지 사진이다.1 is a flowchart illustrating an ischemia measuring method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for measuring retinal ischemia according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph of an ischemic map image according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 망막 허혈 측정 방법 및 장치에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the method and apparatus for measuring retinal ischemia of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 허혈 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 본 발명의 제1 측면에 따른 망막 허혈 측정 방법은, 피검자의 안저에 빛을 조사하는 단계(S110); 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 단계(S120); 상기 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 단계(S130); 상기 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 단계(S140); 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 단계(S150); 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 단계(S160);를 포함한다. 본 발명의 일측에 있어서, 상기 허혈 여부를 확인한 후에 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시하는 단계(S170);를 더 포함할 수 있다.
1 is a flowchart illustrating an ischemia measuring method according to an embodiment of the present invention. According to a first aspect of the present invention, there is provided a retinal ischemia measuring method comprising the steps of: (S110) irradiating light to a fundus of a subject; Receiving light reflected from the fundus capillary of the subject (S120); Measuring a difference in absorbance of the received light (S130); (S140) checking whether the hemoglobin of the subject's fundus capillary is oxygen-bonded using the measured absorbance difference; Calculating the oxygen saturation using the oxygen-bound hemoglobin concentration (S150); And checking whether the ischemic attack is occurring using the oxygen saturation (S160). In one aspect of the present invention, the method may further include creating and starting a retinal ischemia map using data input after confirming whether the ischemic condition is present (S170).
본 발명에 의한 망막 허혈 측정 방법은 다음과 같이 수행된다.The retinal ischemia measuring method according to the present invention is performed as follows.
먼저, 피검자의 안저에 빛을 조사한다(S110).First, light is irradiated to the eye fundus of the examinee (S110).
본 발명의 일측에 있어서, 상기 빛은 산화헤모글로빈(oxygenated hemoglobin, HbO2) 및 탈산화헤모글로빈(deoxygenated hemoglobin, Hb) 사이의 흡광도 차이가 큰 적색광과 적색광과 반대의 특성을 갖는 적외광을 조사하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 적색광은 650 내지 670 nm 파장을 가지는 것일 수 있고, 적외광은 900 내지 940 nm 파장을 가지는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the light is irradiated with red light having a large difference in absorbance between oxygenated hemoglobin (HbO 2 ) and deoxygenated hemoglobin (Hb) and infrared light having opposite characteristics to red light But is not limited thereto. The red light may have a wavelength of 650 to 670 nm, and the infrared light may have a wavelength of 900 to 940 nm.
본 발명의 일측에 있어서, 상기 빛은, 발광 다이오드(Light Emitted Diode; LED), 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 및 램프(lamp)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 광원으로 하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one aspect of the present invention, the light may be at least one light source selected from the group consisting of a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), and a lamp , But is not limited thereto.
이어서, 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용한다(S120).Then, light reflected from the fundus capillary of the examinee is received (S120).
조사된 빛은 안저의 동맥 헤모글로빈뿐만 아니라 피부, 연질 조직, 정맥과 모세혈관들 내의 혈액 성분들에 의하여 산란되고 반사되어 나온다. 이렇게 산란되어 반사된 빛을 수용한다.The irradiated light is scattered and reflected by the blood components in the skin, soft tissue, veins and capillaries as well as arterial hemoglobin in the fundus. This scattered reflected light is received.
이어서, 상기 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정한다(S130). Next, the absorbance difference of the received light is measured (S130).
산화헤모글로빈(oxygenated hemoglobin, HbO2) 및 탈산화헤모글로빈(deoxygenated hemoglobin, Hb) 사이의 흡광도를 계측한다. 산화헤모글로빈(HbO2)은 산소와 결합되어 밝은 붉은색으로 보이고, 탈산화헤모글로빈(Hb)은 산소를 잃어버려 색상이 어둡게 보인다. 적색광이 산화헤모글로빈을 통과할 때 투과율은 높고 흡수율은 낮으며, 적외광이 통과할 때 투과율은 낮고 흡수율은 높다. 또한, 적색광이 탈산화헤모글로빈을 통과할 때 투과율은 낮고 흡수율은 높으며, 적외광이 통과할 때 투과율은 높고 흡수율은 낮아진다.The absorbance between oxygenated hemoglobin (HbO 2 ) and deoxygenated hemoglobin (Hb) is measured. Oxidized hemoglobin (HbO 2 ) is associated with oxygen and appears to be a bright red color. Deoxidized hemoglobin (Hb) seems to lose its oxygen and appear dark in color. When red light passes through oxidized hemoglobin, the transmittance is high and the absorption rate is low. When infrared light passes, the transmittance is low and the absorption rate is high. Also, when red light passes through deoxygenated hemoglobin, the transmittance is low and the absorption rate is high, and when infrared light passes, the transmittance is high and the absorption rate is low.
이어서, 상기 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인한다(S140). Then, whether or not oxygen binding of hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the measured absorbance difference (S140).
상기 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부의 확인은, 상기 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부의 확인은, 상기 수용된 빛을 스펙트럼 분해하여 흡광도 차이를 산출하는 것이다.The confirmation of the oxygen binding of the hemoglobin of the capillary vessel is performed by spectrally decomposing the received light to determine whether the hemoglobin of the capillary blood is oxygen bonded or not.
이어서, 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산한다(S150).Then, the oxygen saturation is calculated using the oxygen-bound hemoglobin concentration (S150).
“산소포화도”란 총 헤모글로빈 농도에 대하여 산소와 결합한 산화 헤모글로빈 농도의 백분율로 체내 세포의 기능이 정상적으로 유지되기 위한 산소가 혈액 속에 포화되어 있는 양을 정량적으로 나타낸 것으로서, 저산소증, 신생아 모니터링, 응급의학 등 임상 분야에서 중요 파라미터로 사용된다."Oxygen saturation" is a percentage of oxygenated hemoglobin concentration combined with total hemoglobin concentration, quantitatively indicating the amount of oxygen saturation in the blood for normal functioning of the body's cells. It is used for monitoring hypoxia, neonatal monitoring, emergency medicine It is used as an important parameter in the clinical field.
상기 산소포화도의 계산은, 피검자의 안저 모세혈관의 맥동 성분의 비를 이용하는 것일 수 있다. 피검자의 안저에 적색광 및 적외광을 투과시켜 동맥혈의 맥동 성분에 대한 파장별 흡광도를 구하고 그 값의 비로써 산소포화도를 결정할 수 있다.The oxygen saturation may be calculated by using the ratio of pulsatile components of the fundus capillaries of the subject. The oxygen saturation can be determined by the ratio of the absorbance of each wavelength to the pulsating component of the arterial blood by transmitting red light and infrared light to the eye fundus of the subject.
산소포화도는 Beer-Lambert 법칙을 이용하여 계산할 수 있다. 이 법칙에 따라 흡광도는 하기 수학식 1로 나타낼 수 있다.The oxygen saturation can be calculated using Beer-Lambert's law. According to this law, the absorbance can be expressed by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
상기 식에서, E: 흡광도, C: 물질의 농도, ε: 흡광 계수, D: 두께를 나타낸다. 두께가 D인 균일한 물질에 입사광(Iinput)을 투과시켰을 때 투과된 광을 투과광(Itrans)라고 한다면, 상기 식과 같은 관계식이 성립한다. 이는 광 산란이 없고 동종의 흡광물의 경우 적용하는데, 순수 조직에서의 투과광과 혈액에서의 투과광을 비교하여 흡광 계수를 구하게 된다.E: absorbance, C: concentration of substance,?: Extinction coefficient, and D: thickness. When the incident light (I input ) is transmitted through a uniform material having a thickness of D and the transmitted light is referred to as a transmitted light (I trans ), the above equation is established. This is applicable to the same type of absorber without light scattering. The extinction coefficient is obtained by comparing the transmitted light in the pure tissue with the transmitted light in the blood.
서로 다른 파장을 갖는 두 광원을 이용할 때는 하기 수학식 2와 같은 식을 구할 수 있다.When two light sources having different wavelengths are used, the following equation (2) can be obtained.
[수학식 2]&Quot; (2) "
즉, 안저는 혈액과 혈액을 제외한 조직의 혼합물로 구성되어 있으므로, 전체 흡광도는 각 성분의 광학적 흡수도와 같게 되며, 흡광도의 변화는 하기 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.That is, since the eyebrow is composed of a mixture of tissues except for blood and blood, the total absorbance becomes equal to the optical absorption of each component, and the change of absorbance can be expressed by the following equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
이때 흡광계수와 흡광도의 변화량의 관계는 하기 수학식 4와 같이 표현된다.At this time, the relationship between the extinction coefficient and the change in absorbance is expressed by the following equation (4).
[수학식 4]&Quot; (4) "
이처럼, Beer-Lambert의 법칙을 이용하면 맥동성분이 있는 혈관 조직의 광도(optical density)의 변화를 알아낼 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 산소포화도를 계산한다.Thus, the Beer-Lambert's law can be used to detect changes in the optical density of vascular tissue with pulsatile components. This principle is used to calculate oxygen saturation.
이어서, 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인한다(S160).Next, whether or not ischemia is confirmed using the oxygen saturation degree (S160).
상기 허혈 여부의 확인은, 동맥혈의 산소포화도 100, 정맥혈의 산소포화도 60, 모세혈관의 산소포화도 정상 기준값을 기초로하여 망막 각 지점의 산소포화도를 각 지점의 색상으로 분포도를 만들어 이미지화하는 것이다.The confirmation of whether or not the ischemic blood is to be made is to image the oxygen saturation at each point of the retina based on the normal reference value of arterial blood oxygen saturation 100, venous
이어서, 상기 허혈 여부를 확인한 후에 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시한다(S170).Subsequently, the retina ischemia map is created using the data input after confirming whether or not the ischemia is confirmed (S170).
상기 망막 허혈 맵의 작성은, 각 지점의 적혈구가 갖는 산화 헴(oxygenated heme)과 탈산화 헴(deoxygenated heme)의 비율로 나타나게 되는데, 이를 의사 색체(pseudo-color)를 통해 이미지화하여, 망막 허혈 맵을 구현할 수 있다. 의사 색체 처리를 위해서는 소프트웨어적 처리가 필요하며, 이를 위해 소프트웨어를 통한 이미지의 자동 계측 및 정렬을 이용할 수 있다. 따라서, 망막 허혈 맵 내에 관찰되는 망막 허혈 분포 데이터를 볼 수 있다.
The creation of the retinal ischemia map is expressed by the ratio of oxygenated heme and deoxygenated heme of red blood cells at each point and is imaged through pseudo-color, and retinal ischemia map Can be implemented. Software processing is required for pseudo color processing, and automatic measurement and sorting of images through software can be used. Thus, retinal ischemia distribution data observed in retinal ischemia maps can be seen.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 허혈 측정 장치의 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 허혈 측정 장치는 광조사부(10), 수광부(20), 흡광도 측정부(30), 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부(40), 산소포화도 산출부(50) 및 허혈 측정부(60)를 포함하며, 디스플레이부(70)를 더 포함할 수 있다.2 is a block diagram of an apparatus for measuring retinal ischemia according to an embodiment of the present invention. The apparatus for measuring retinal ischemia according to an embodiment of the present invention includes a
상기 광조사부(10)는, 피검자의 안저에 빛을 조사한다. The
상기 수광부(20)는, 상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용한다.The
상기 흡광도 측정부(30)는 상기 수광부로 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정한다.The
상기 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부(40)는, 상기 수광부(20)로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인한다.The oxygen-conjugated hemoglobin
상기 산소포화도 산출부(50), 상기 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부(40)로부터 입력되는 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산한다.The oxygen saturation is calculated using the oxygen
상기 허혈 측정부(60)는, 상기 산소포화도 산출부(50)로부터 입력되는 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인한다.The
상기 디스플레이부(70)는, 상기 허혈 측정부(60)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허헐 맵을 작성하여 개시한다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 허혈 맵 이미지 사진이다. 도 3에서 알 수 있듯이 이미지를 통하여 허혈 여부를 직접적으로 간명하게 확인할 수 있어, 망막 허혈, 망막 염증, 망막 부종, 견인 망막 박리, 견인 망막병증, 유리체 출혈 및 견인 황반병증을 예방하거나 감소시키고 치료에 효과적으로 활용될 수 있다.
3 is a photograph of an ischemic map image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, it is possible to directly confirm whether or not ischemia is directly caused by the image, and it is possible to prevent or reduce retinal ischemia, retinal inflammation, retinal edema, traction retinal detachment, traction retinopathy, vitreous hemorrhage and traction maculopathy Can be effectively utilized.
본 발명에 따른 허혈 측정 방법 및 장치에 의해, 비침습적이고, 짧은 시간에 망막의 허혈 정도를 계측할 수 있는 의료기기 개발로 임상에서 적용될 수 있다. 그리고, 신체에서 유일하게 동맥과 정맥이 모두 관찰 가능한 망막의 허혈 정도를 계측함으로써 전신의 허혈 상태를 예측하는 바이오마커(biomarker)로서 적용이 가능할 수 있다. 또한, 망막의 허혈부위를 정확하게 구분할 수 있는 기술의 개발로 정상조직을 보존하고 허혈부위만 한정해서 치료할 수 있는 표적치료에 응용할 수 있으며, 망막혈관의 순환상태를 조기에 쉽게 파악할 수 있어 망막질환의 발생원인, 시기 등 병태생리 규명에 기여할 수 있다. 흡광도 차이를 이용하는 방법은 보다 긴 파장을 이용하기 때문에 백내장 등 매체 혼탁이 있는 환자에게 적용하기 유용하다.
The method and apparatus for measuring ischemia according to the present invention can be applied to clinical practice by developing a medical device which is noninvasive and can measure the degree of retinal ischemia in a short time. In addition, it can be applied as a biomarker that predicts the ischemic state of the whole body by measuring the ischemic extent of the retina, which is the only body in which both arteries and veins can be observed. In addition, the development of techniques that can accurately distinguish the ischemic regions of the retina can be applied to a target treatment that preserves normal tissues and can be limited to only the ischemic regions, and can easily grasp the circulatory state of the retinal vessels early, It may contribute to the identification of the pathophysiology, such as the cause and timing of the development. The use of absorbance difference is useful for patients with media opacity, such as cataracts, because they use longer wavelengths.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
Claims (10)
상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 단계;
상기 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 단계;
상기 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 단계;
상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 단계; 및
상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 단계;
를 포함하고,
상기 빛은 650 내지 670 nm의 파장을 가지는 적색광 및 900 내지 940 nm 파장을 가지는 적외광인 것이고,
상기 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부의 확인은, 상기 수용된 빛을 스펙트럼 분해하여 흡광도 차이를 산출하는 것인,
망막 허혈 측정 방법.
Irradiating the fundus of the subject with light;
Receiving light reflected from a fundus capillary of the subject;
Measuring a difference in absorbance of the received light;
Confirming whether oxygen binding of hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the measured absorbance difference;
Calculating oxygen saturation using the oxygen-bound hemoglobin concentration; And
Confirming the ischemia using the oxygen saturation;
Lt; / RTI >
The light is red light having a wavelength of 650 to 670 nm and infrared light having a wavelength of 900 to 940 nm,
Wherein the confirmation of the oxygen binding of the hemoglobin of the capillary vessel is performed by spectrally decomposing the received light to calculate the difference in absorbance.
Retinal ischemia measurement method.
상기 허혈 여부를 확인한 후에 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시하는 단계;
를 더 포함하는 것인, 망막 허혈 측정 방법.
The method according to claim 1,
Preparing a retinal ischemia map using data input after confirming whether or not the ischemia is present, and starting the retina ischemia map;
Wherein the retinal ischemia measuring method further comprises:
상기 빛은 적색광 및 적외광을 조사하는 것인, 망막 허혈 측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the light is irradiated with red light and infrared light.
상기 빛은, 발광 다이오드(Light Emitted Diode; LED), 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 및 램프(lamp)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 광원으로 하는 것인, 망막 허혈 측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the light is at least one selected from the group consisting of a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), and a lamp.
상기 산소포화도의 계산은, 피검자의 안저 모세혈관의 맥동 성분의 비를 이용하는 것인, 망막 허혈 측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the calculation of the oxygen saturation uses the ratio of the pulsation components of the fundus capillaries of the subject.
상기 망막 허혈 맵의 작성은, 각 지점의 적혈구가 갖는 산화 헴(oxygenated heme)과 탈산화 헴(deoxygenated heme)의 비율을 의사 색체(pseudo-color)를 통한 이미지화에 의하는 것인, 망막 허혈 측정 방법.
3. The method of claim 2,
The preparation of the retinal ischemia map is performed by measuring the ratio of the oxygenated heme and the deoxygenated heme of the red blood cells at each point by retinal ischemia measurement Way.
상기 피검자의 안저 모세혈관으로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부;
상기 수광부로 수용된 빛에 대한 흡광도 차이를 측정하는 흡광도 측정부;
상기 흡광도 측정부에서 측정된 흡광도 차이를 이용하여 피검자의 안저 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부를 확인하는 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부;
상기 산소결합 헤모글로빈 농도 산출부로부터 입력되는 상기 산소결합 헤모글로빈 농도를 이용하여 산소포화도를 계산하는 산소포화도 산출부; 및
상기 산소포화도 산출부로부터 입력되는 상기 산소포화도를 이용하여 허혈 여부를 확인하는 허혈 측정부;
를 포함하고,
상기 빛은 650 내지 670 nm의 파장을 가지는 적색광 및 900 내지 940 nm 파장을 가지는 적외광인 것이고,
상기 모세혈관의 헤모글로빈의 산소 결합 여부의 확인은, 상기 수용된 빛을 스펙트럼 분해하여 흡광도 차이를 산출하는 것인,
망막 허혈 측정 장치.
A light irradiating part for irradiating the fundus of a subject with light;
A light receiving unit for receiving light reflected from a fundus capillary of the subject;
A light absorbance measuring unit for measuring a light absorbance difference with respect to the light received by the light receiving unit;
An oxygen-binding hemoglobin concentration calculating unit for determining whether oxygen binding of the hemoglobin of the fundus capillary of the subject is detected using the absorbance difference measured by the absorbance measuring unit;
An oxygen saturation calculating unit for calculating an oxygen saturation using the oxygen-conjugated hemoglobin concentration input from the oxygen-conjugated hemoglobin concentration calculating unit; And
An ischemia measuring unit for confirming the ischemia using the oxygen saturation input from the oxygen saturation calculating unit;
Lt; / RTI >
The light is red light having a wavelength of 650 to 670 nm and infrared light having a wavelength of 900 to 940 nm,
Wherein the confirmation of the oxygen binding of the hemoglobin of the capillary vessel is performed by spectrally decomposing the received light to calculate the difference in absorbance.
Retinal ischemia measuring device.
상기 허혈 측정부로부터 입력되는 데이터를 이용하여 망막 허혈 맵을 작성하여 개시하는 디스플레이부;를 더 포함하는, 망막 허혈 측정 장치.10. The method of claim 9,
Further comprising: a display unit configured to generate and start a retinal ischemia map using data input from the ischemia measuring unit.
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