KR101576846B1 - 심혈관 이미징 장치 및 그 혈관 분석 방법 - Google Patents

심혈관 이미징 장치 및 그 혈관 분석 방법 Download PDF

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KR101576846B1 KR1020140004900A KR20140004900A KR101576846B1 KR 101576846 B1 KR101576846 B1 KR 101576846B1 KR 1020140004900 A KR1020140004900 A KR 1020140004900A KR 20140004900 A KR20140004900 A KR 20140004900A KR 101576846 B1 KR101576846 B1 KR 101576846B1
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본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치는 제1 및 제2 광원을 커플링하는 제1 광 커플러; 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력하는 간섭계; 상기 간섭계를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출하는 광 검출기; 및 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

심혈관 이미징 장치 및 그 혈관 분석 방법{INTRACORONARY IMAGING DEVICE AND ANALYSIS METHOD FOR THE SAME}
본 발명의 실시예들은 심혈관 이미징 장치 및 상기 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법에 관한 것이다.
현재 의료 분야에는 다양한 형태의 진단용 기기가 사용되고 있으며, 이러한 진단용 기기 중에 광학 센서를 사용하는 기기들이 주목받고 있다. 생체 조직에 대해 비접촉, 비침습적 방식으로 깊이 수 mm까지의 미세조직 관찰이 가능한 신기술인 광 가간섭성단층촬영술(OCT: Optical Coherence Tomography)은 레이저 빛의 경로차 간섭 현상을 이용하여 2차원 및 3차원의 영상을 제공한다.
종래 심혈관 OCT 영상 기술은 중심 파장 ~1300nm 광원으로 광학 영상 시스템이 구현되어 상용화되었다. 하지만, 기존 시스템 광원의 대역폭(1240 ~ 1350nm)으로는 차세대 심혈관 영상화 기술인 분광 광간성단층촬영기법 (spectroscopic OCT)으로 심장마비의 잠재적인 원인으로 간주되는 불안정한 플라크(plaque)의 주요 성분인 지질(lipid) 성분 검출이 용이하지 않은 문제점이 대두되었다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0137329호(발명의 명칭: 광간섭 단층촬영 장치, 공개일자: 2012년 12월 20일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 플라크 지질 성분의 흡수율을 고려하여 선택한 광원을 이용하여 혈관을 분석함으로써 지질 플라크 성분의 검출 감도를 향상시킬 수 있는 심혈관 이미징 장치 및 그 혈관 분석 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치는 제1 및 제2 광원을 커플링하는 제1 광 커플러; 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력하는 간섭계; 상기 간섭계를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출하는 광 검출기; 및 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출하는 영상 처리부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치는 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 광 가변 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 광 가변 필터는 상기 지질 플라크 성분의 흡수율에 기초하여 상기 제1 및 제2 광원의 파장 대역을 결정하고, 상기 결정된 파장 대역으로 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변할 수 있다.
상기 광 가변 필터는 상기 제1 및 제2 광원을 각각 1285~1300nm 및 1210nm의 중심파장 대역으로 결정하여 가변할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광원은 3dB 대역폭으로 80~90nm인 광대역 광원으로 입력되는 광 신호를 증폭시키는 광 증폭기 역할을 하는 SOA(Semiconductor Optical Amplifier)을 사용한다,
상기 간섭계는 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배하는 제2 광 커플러; 상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)로 조사하고, 상기 기준 미러로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 제1 서큘레이터; 상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관으로 조사하고, 상기 혈관으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 제2 서큘레이터; 및 상기 광 검출기로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할하는 제3 광 커플러를 포함할 수 있다.
상기 기준단의 광 경로의 길이는 상기 간섭 신호를 발생시키기 위해, 상기 샘플단의 광 경로의 길이와 일치할 수 있다.
상기 기준 미러는 상기 기준단과 샘플단의 광 경로의 길이를 일치시키기 위해서 위치가 변위될 수 있다.
상기 샘플단의 광 신호는 상기 제2 서큘레이터, 및 광 내시경을 회전시키기 위한 장치인 로터리 정션(rotary junction), 그리고 상기 광 내시경의 렌즈를 통해 상기 혈관의 표면에 입사되고, 상기 혈관의 표면에 반사 또는 산란된 빛이 상기 로터리 정션 및 상기 제2 서큘레이터를 통해 상기 광 검출기로 출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치는 상기 광 검출기를 통해 검출된 상기 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관의 단면을 영상화하는 데 필요한, 상기 혈관에 관한 정보를 추출하는 데이터 수집기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 커플러는 사용자의 설정에 따라 상기 제2 광원만을 선택적으로 입력받아 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법은 제1 광 커플러에서, 제1 및 제2 광원을 커플링하는 단계; 간섭계에서, 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력하는 단계; 광 검출기에서, 상기 간섭계를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출하는 단계; 및 영상 처리부에서, 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법은 광 가변 필터에서, 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계는 상기 지질 플라크 성분의 흡수율에 기초하여 상기 제1 및 제2 광원의 파장 대역을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 파장 대역으로 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 간섭된 광 신호를 출력하는 단계는 상기 간섭계의 제2 광 커플러에서, 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배하는 단계; 상기 간섭계의 제1 서큘레이터에서, 상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)로 조사하고, 상기 기준 미러로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 단계; 상기 간섭계의 제2 서큘레이터에서, 상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관으로 조사하고, 상기 혈관으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 단계; 및 상기 간섭계의 제3 광 커플러에서, 상기 광 검출기로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 샘플단의 광 신호는 상기 제2 서큘레이터, 및 광 내시경을 회전시키기 위한 장치인 로터리 정션(rotary junction), 그리고 상기 광 내시경의 렌즈를 통해 상기 혈관의 표면에 입사되고, 상기 혈관의 표면에 반사 또는 산란된 빛이 상기 로터리 정션 및 상기 제2 서큘레이터를 통해 상기 광 검출기로 출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법은 데이터 수집기에서, 상기 광 검출기를 통해 검출된 상기 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관의 단면을 영상화하는 데 필요한, 상기 혈관에 관한 정보를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라크 지질 성분의 흡수율을 고려하여 선택한 광원을 이용하여 혈관을 분석함으로써 지질 플라크 성분의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중심 파장이 1285~1300nm 영역의 광원과 플라크 지질 성분의 흡수율이 최고인 1210nm 광원을 사용하여 혈관 분석을 실시함으로써, 기존 OCT 영상보다 약 2배 이상의 수직 해상도 향상 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 간섭계의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 파장에 따른 플라크 지질 성분의 흡수율을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 간섭계를 통해 간섭 신호를 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예는 하나 이상의 광원을 이용하여 지질 성분을 추출할 수 있는 심혈관 이미징 장치 및 그 혈관 분석 방법에 관한 것으로, 기존 상용화된 1285~1300nm의 제1 광원과 지질(lipid) 성분의 흡수율이 최고인 파장영역, 즉 1210nm의 제2 광원을 사용한다. 이때, 고해상도 영상이 필요하지 않을 시 제2 광원만 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 1210nm 광원에 적합한 단일 모드(single mode) 간섭계(interferometer)를 구현하기 위해서는 HI1060 광섬유 기반 광학 부품을 사용하여야 하지만 고가로 인해 구현상의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 현재 상용화된 저가의 1285~1300nm용 SMF 28e 광섬유 기반 광부품을 사용하여 심혈관 이미징 장치를 구현할 수 있으며, 상기 심혈관 이미징 장치는 광영상 데이터를 후처리(post-processing)하여 소정의 알고리즘을 통해 혈관 플라크의 분광 정보인 지질 성분을 검출할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치(100)는 제1 광원(110), 제2 광원(120), 광 가변 필터(130), 제1 광 커플러(140), 간섭계(150), 광 검출기(160), 데이터 수집기(170) 및 영상 처리부(180)를 포함할 수 있다.
상기 제1 광원(110)은 중심 파장이 1285~1300nm 인 광원으로 구현될 수 있다. 상기 제1 광원(110)은 3dB 대역폭으로 80~90nm인 광대역 광원으로 입력되는 광 신호를 증폭시키는 광 증폭기 역할을 하는 SOA(Semiconductor Optical Amplifier)를 사용한다.
상기 제2 광원(120)은 지질(lipid) 성분의 흡수율이 최고인 파장 대역, 즉 1210nm인 광원으로 구현될 수 있다. 상기 제2 광원(120)은 3dB 대역폭으로 80~90nm인 광대역 광원으로 입력되는 광 신호를 증폭시키는 광 증폭기 역할을 하는 SOA(Semiconductor Optical Amplifier)을 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서는 고해상도 영상이 필요하지 않을 경우에는 상기 제2 광원(120)만 사용될 수 있다. 한편, 상기 제2 광원(120)에 관한 다른 실시예로서, 1210nm의 대역폭은 80~90nm 외에 40~50nm일 수 있다.
참고로, 도 3은 파장에 따른 플라크 지질 성분의 흡수율을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 1210nm의 파장 대역에서 플라크 지질 성분의 흡수율이 최고인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 1210nm 파장 대역의 광원을 상기 제2 광원(120)으로 사용할 수 있다.
상기 광 가변 필터(130)는 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 광 가변 필터(130)는 혈관 내 지질 플라크 성분의 흡수율에 기초하여 상기 제1 및 제2 광원(110, 120)의 파장 대역을 결정하고, 상기 결정된 파장 대역으로 상기 제1 및 제2 광원(110, 120)의 파장을 가변할 수 있다.
즉, 상기 광 가변 필터(130)는 상기 제1 광원(110)을 기존 상용화된 1285~1300nm의 중심파장 대역으로 결정하여 가변하고, 상기 제2 광원(120)을 지질 플라크 성분의 흡수율이 최고인 1210nm의 파장 대역으로 결정하여 가변할 수 있다.
상기 제1 광 커플러(140)는 상기 제1 및 제2 광원(110, 120)을 커플링(coupling)하는 기능을 한다. 이러한 제1 광 커플러(140)는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광 신호를 다중으로 커플링하는 다중 커플러를 포함할 수 있다. 한편, 상기 제1 광 커플러(140)는 사용자의 설정에 따라 제1 및 제2 광원(110, 120) 중에서 상기 제2 광원(120)만을 선택적으로 입력받아 출력할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 고해상도 영상이 필요하지 않을 경우, 상기 제1 광 커플러(140)를 통한 선택적 출력을 통해 상기 제2 광원(120)만을 이용할 수 있다.
상기 간섭계(150)는 상기 제1 광 커플러(140)를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력한다. 여기서, 상기 기준단과 샘플단은 상기 간섭계(150)에서 광 경로 차이에 따라 간섭 신호를 발생시키기 위한 경로를 말한다. 상기 기준단은 분배 광의 흐름이 있는 광 경로 중에서 기준 미러와 연결되는 위치에 존재하는 광 경로이고, 상기 샘플단은 분배 광의 흐름이 있는 광 경로 중에서 시료(혈관)와 연결되는 위치에 존재하는 광 경로이다.
상기 간섭계(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 광 커플러(210), 제1 서큘레이터(220), 기준 미러(230), 제2 서큘레이터(240), 및 제3 광 커플러(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 2는 도 1의 간섭계의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
상기 제2 광 커플러(210)는 상기 제1 광 커플러(140)를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배할 수 있다. 이러한 제2 광 커플러(210)는 상기 제1 광 커플러(140)를 통해 출력된 광 신호를 상기 간섭계(150)의 기준단과 샘플단으로 각각 분배하는 광 분배기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기준단의 광 경로의 길이는 상기 간섭 신호를 발생시키기 위해, 상기 샘플단의 광 경로의 길이와 일치하는 것이 바람직하다.
상기 제1 서큘레이터(220)는 상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)(230)로 조사하고, 상기 기준 미러(230)로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기(160)로 출력할 수 있다. 여기서, 상기 기준 미러(230)의 위치는 상기 기준단과 샘플단의 광 경로의 길이를 일치시키기 위해서 변위될 수 있다.
상기 제2 서큘레이터(240)는 상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관(280)으로 조사하고, 상기 혈관(280)으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기(160)로 출력할 수 있다.
여기서, 상기 샘플단에 입력된 광 신호의 경로는 다음과 같다. 즉, 상기 샘플단의 광 신호는 상기 제2 서큘레이터(240), 및 광 내시경을 회전시키기 위한 장치인 로터리 정션(rotary junction)(250), 그리고 상기 광 내시경의 렌즈(260)를 통해 상기 혈관(280)의 표면에 입사되고, 상기 혈관(280)의 표면에 반사 또는 산란된 빛이 상기 로터리 정션(250) 및 상기 제2 서큘레이터(240)를 통해 상기 광 검출기(160)로 출력될 수 있다.
상기 제3 광 커플러(270)는 상기 광 검출기(160)로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할할 수 있다. 이러한 제3 광 커플러(270)는 상기 기준단 및 샘플단으로부터 입력된 광 신호를 각각 결합한 후 분배하여 출력하는 광 커플러와, 상기 광 커플러로부터 입력된 광 신호를 파장에 따라 분리하여 출력하는 광분할기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광 검출기(160)는 상기 제1 및 제2 광 신호를 수신할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 광 검출기(160)는 상기 간섭계(150)를 통해 출력된 광 신호를 입력받아 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출할 수 있다. 즉, 상기 광 검출기(160)는 상기 간섭계(150)의 제3 광 커플러(270)를 통해 입력받은 상기 제1 및 제2 광 신호로부터 상기 간섭 신호를 검출할 수 있다.
상기 데이터 수집기(170)는 상기 광 검출기(160)를 통해 검출된 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관(280)의 단면을 영상화하는 데 필요한, 혈관(280)에 관한 정보를 추출할 수 있다.
상기 영상 처리부(180)는 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관(280)의 단면을 영상화하여 상기 혈관(280)의 지질 플라크 성분을 검출한다. 이때, 상기 영상 처리부(180)는 상기 간섭 신호를 분광 신호 처리하여 원하는 분광 정보인 플라크 지질 성분을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 단계(410)에서 심혈관 이미징 장치(100)의 제1 광 커플러(140)는 제1 광원(110) 및 제2 광원(120)을 커플링한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 광원(110, 120)은 상기 심혈관 이미징 장치(100)의 광 가변 필터(130)에 의해 서로 다른 파장으로 가변 처리될 수 있다.
즉, 상기 제1 광원(110)은 중심 파장이 1285~1300nm 인 광원으로 구현될 수 있으며, 상기 제2 광원(120)은 지질(lipid) 성분의 흡수율이 최고인 1210nm의 파장 대역 광원으로 구현될 수 있다.
다음으로, 단계(420)에서 상기 심혈관 이미징 장치(100)의 간섭계(150)는 상기 제1 광 커플러(140)를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력한다.
다음으로, 단계(430)에서 상기 심혈관 이미징 장치(100)의 광 검출기(160)는 상기 간섭계(150)를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출한다.
다음으로, 단계(440)에서 상기 심혈관 이미징 장치(100)의 데이터 수집기(170)는 상기 광 검출기(160)를 통해 검출된 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관의 단면을 영상화하는 데 필요한, 혈관에 관한 정보를 추출한다.
다음으로, 단계(450)에서 상기 심혈관 이미징 장치(100)의 영상 처리부(180)는 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 간섭계를 통해 간섭 신호를 출력하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 단계(510)에서 상기 간섭계(150)의 제2 광 커플러(210)는 상기 제1 광 커플러(도 1의 "140")를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배한다.
다음으로, 단계(520)에서 상기 간섭계(150)의 제1 서큘레이터(220)는 상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)(230)로 조사한다.
다음으로, 단계(530)에서 상기 간섭계(150)의 제1 서큘레이터(220)는 상기 기준 미러(230)로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기(160)로 출력한다.
다음으로, 단계(540)에서 상기 간섭계(150)의 제2 서큘레이터(240)는 상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관(280)으로 조사한다.
다음으로, 단계(550)에서 상기 간섭계(150)의 제2 서큘레이터(240)는 상기 혈관(280)으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기(160)로 출력한다.
다음으로, 단계(560)에서 상기 간섭계(150)의 제3 광 커플러(270)는 상기 광 검출기(160)로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 제1 광원
120: 제2 광원
130: 광 가변 필터
140: 제1 광 커플러
150: 간섭계
160: 광 검출기
170: 데이터 수집기
180: 영상 처리부
210: 제2 광 커플러
220: 제1 서큘레이터
230: 기준 미러
240: 제2 서큘레이터
250: Rotary junction
260: 렌즈
270: 혈관
280: 제3 광 커플러

Claims (17)

  1. 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 광 가변 필터;
    상기 제1 및 제2 광원을 커플링하는 제1 광 커플러;
    상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력하는 간섭계;
    상기 간섭계를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출하는 광 검출기; 및
    상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출하는 영상 처리부를 포함하고,
    상기 광 가변 필터는
    상기 지질 플라크 성분의 흡수율에 기초하여 상기 제1 및 제2 광원의 파장 대역을 결정하고, 상기 결정된 파장 대역으로 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 가변 필터는
    상기 제1 및 제2 광원을 각각 1285~1300nm 및 1210nm의 중심파장 대역으로 결정하여 가변하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광원은
    3dB 대역폭으로 80~90nm인 광대역 광원으로 입력되는 광 신호를 증폭시키는 광 증폭기 역할을 하는 SOA(Semiconductor Optical Amplifier)을 사용하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 간섭계는
    상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배하는 제2 광 커플러;
    상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)로 조사하고, 상기 기준 미러로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 제1 서큘레이터;
    상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관으로 조사하고, 상기 혈관으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 제2 서큘레이터; 및
    상기 광 검출기로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할하는 제3 광 커플러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준단의 광 경로의 길이는
    상기 간섭 신호를 발생시키기 위해, 상기 샘플단의 광 경로의 길이와 일치하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 미러는
    상기 기준단과 샘플단의 광 경로의 길이를 일치시키기 위해서 위치가 변위되는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 샘플단의 광 신호는
    상기 제2 서큘레이터, 및 광 내시경을 회전시키기 위한 장치인 로터리 정션(rotary junction), 그리고 상기 광 내시경의 렌즈를 통해 상기 혈관의 표면에 입사되고, 상기 혈관의 표면에 반사 또는 산란된 빛이 상기 로터리 정션 및 상기 제2 서큘레이터를 통해 상기 광 검출기로 출력되는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광 검출기를 통해 검출된 상기 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관의 단면을 영상화하는 데 필요한, 상기 혈관에 관한 정보를 추출하는 데이터 수집기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광 커플러는
    사용자의 설정에 따라 상기 제2 광원만을 선택적으로 입력받아 출력하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치.
  12. 광 가변 필터에서, 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계;
    제1 광 커플러에서, 상기 제1 및 제2 광원을 커플링하는 단계;
    간섭계에서, 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 기준단 및 샘플단을 통해 입력받아 간섭된 광 신호를 출력하는 단계;
    광 검출기에서, 상기 간섭계를 통해 출력된 광 신호로부터 혈관에 관한 정보를 포함하는 간섭 신호를 검출하는 단계; 및
    영상 처리부에서, 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 혈관의 단면을 영상화하여 상기 혈관의 지질 플라크 성분을 검출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계는
    상기 지질 플라크 성분의 흡수율에 기초하여 상기 제1 및 제2 광원의 파장 대역을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 파장 대역으로 상기 제1 및 제2 광원의 파장을 가변하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 간섭된 광 신호를 출력하는 단계는
    상기 간섭계의 제2 광 커플러에서, 상기 제1 광 커플러를 통해 출력된 광 신호를 상기 기준단 및 상기 샘플단으로 분배하는 단계;
    상기 간섭계의 제1 서큘레이터에서, 상기 기준단을 통해 입력된 광 신호를 기준 미러(reference mirror)로 조사하고, 상기 기준 미러로부터 반사되는 광 신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 단계;
    상기 간섭계의 제2 서큘레이터에서, 상기 샘플단을 통해 입력된 광 신호를 상기 혈관으로 조사하고, 상기 혈관으로부터 반사되는 광신호를 수신하여 상기 광 검출기로 출력하는 단계; 및
    상기 간섭계의 제3 광 커플러에서, 상기 광 검출기로 출력되는 광 신호를 결합하여 파장에 따라 제1 및 제2 광 신호로 분할하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 샘플단의 광 신호는
    상기 제2 서큘레이터, 및 광 내시경을 회전시키기 위한 장치인 로터리 정션(rotary junction), 그리고 상기 광 내시경의 렌즈를 통해 상기 혈관의 표면에 입사되고, 상기 혈관의 표면에 반사 또는 산란된 빛이 상기 로터리 정션 및 상기 제2 서큘레이터를 통해 상기 광 검출기로 출력되는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    데이터 수집기에서, 상기 광 검출기를 통해 검출된 상기 간섭 신호를 수집하여, 상기 간섭 신호로부터 상기 혈관의 단면을 영상화하는 데 필요한, 상기 혈관에 관한 정보를 추출하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심혈관 이미징 장치의 혈관 분석 방법.
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