KR101700521B1 - 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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이화여자대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치는, 빛을 조사하는 광조사부; 상기 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부; 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부; 상기 수광부로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부; 및 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 안질환 유발 인자 측정부;를 포함한다.

Description

안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR LIGHT DISPERSION MEASURING OF OCULAR DISEASES INDUCING FACTOR}
본 발명은 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
안과용 치료장치는 안구에 발생되는 다양한 질환을 치료하기 위해 사용된다. 안과용 치료장치는 치료용 빔을 안구의 질환에 조사하여 안구의 질환을 치료한다. 안과용 치료장치는 치료용 빔을 생성하는 구성 요소 및 생성된 치료용 빔을 안구의 질환으로 인도하는 구성 요소를 포함한다. 안질환 종류로는 안구의 유리체의 안압이 상승되는 녹내장, 수정체에 백화 현상이 발생되는 백내장, 그리고 상이 맺히는 망막 상에 발생되는 황반 변성과 같은 질환이 있다. 최근 들어 안질환을 치료하기 위해서 치료용 빔으로 레이저를 이용하는 안과용 치료장치의 등장과 더불어 그 사용성이 증대되고 있다. 안과용 치료장치를 이용하여 안질환을 치료하기 위해서는 안질환에 대한 치료위치를 정확히 측정해야 한다. 특히, 망막의 질환이 발생될 경우, 망막은 안구의 가장 깊은 곳에 위치함과 더불어 혈관 등이 많이 존재하므로 보다 정밀한 측정이 필요하다. 그러나, 치료용 빔에 의한 망막 광독성은 일시 진입성 눈 수술을 위해 배치된 작동 현미경 또는 군에 의해 사용되는 치료용 빔으로부터의 망막 조명에 눈이 노출됨으로써 야기된다. 이러한 치료용 빔은 안구에 광 유발성 손상을 일으킬 가능성을 갖는다. 또한, 이러한 안구의 손상은 치료용 빔 조사 후에 절삭된 각막 표면의 처리시에도 일어날 수 있다. 따라서, 치료용 빔의 초점을 분산하여 광독성 및 열 손상을 줄일 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 에너지 분산을 통하여 안구 조직의 광독성을 줄이고 열 손상을 회피할 수 있는 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 빛을 조사하는 광조사부; 상기 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부; 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부; 상기 수광부로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부; 및 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 안질환 유발 인자 측정부;를 포함하는, 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치를 제공할 수 있다.
상기 광분산부는, 하나 이상의 렌즈를 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 배열하여 구성된 렌즈 어레이를 포함하는 것일 수 있다.
상기 광분산부는, m × n (상기 m, n은 자연수) 개의 셀에 형성된 상기 조사된 빛의 통과를 제어할 수 있는 분광 셔터를 포함하는 제어부를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 각 셀의 분광 셔터는 개별적으로 개폐가 제어 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 피검자의 안저를 향하여 빛을 조사하는 단계; 광분산부를 이용하여 상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계; 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 단계; 상기 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 단계; 및 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 단계;를 포함하는, 안질환 유발 인자 측정 방법을 제공한다.
상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계는, 상기 광분산부의 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어를 통하여, 상기 각 셀을 통과한 빛이 상기 안저에 시간차를 두고 교번적으로 조사되도록 하는 것일 수 있다.
상기 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어는, 동일 순간에 인접한 셀들의 개폐 여부가 상이하도록 제어하는 것일 수 있다.
상기 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 단계는, 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트 및 기 입력된 안질환 유발 인자의 라만 시프트를 비교하여 일치 여부를 확인하는 것일 수 있다.
상기 라만 분광법은, 강화되지 않은 라만 분광법, 공명 라만 산란법, 간섭성 안티-스토크(anti-Stoke) 라만 분광법(CARS), 자극된 라만 산란법, 역 라만 분광법, 자극된 게인 라만 분광법(stimulated gain Raman spectroscopy), 하이퍼-라만 산란법(hyper-Raman scattering), 분자 광학 레이저 검사기(MOLE), 라만 미소탐침, 라만 현미경, 공초점 라만 마이크로분광계, 3차원 또는 스캐닝 라만 분광법, 라만 포화 분광법, 시분해 공명 라만 분광법, 라만 분리 분광법 및 자외선-라만 현미경 검사법으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 측정 대상 성분은 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor; VEGF), 당뇨병성 망막증, 황반 변성(macular degeneration), 미숙아 망막증(retinopathy of prematurity), 각막 이식 거부(corneal graft rejection), 후수정체 섬유증식증(retrolental fibroplasia), 신생혈관 녹내장 및 저산소증으로 구성된 군으로부터 선택되는 망막 혈관신생에 의한 안질환과 관련된 성분인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법은 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부를 포함함으로써 빛의 초점을 분산시키고, 광에너지의 분산을 통하여 안구의 광독성(photoxicity)을 줄이고, 열 손상(thermal damage)을 회피할 수 있다. 따라서, 안구 조직 손상을 최소화 하면서 안전하게 안질환 유발 인자를 측정 및 치료할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 어레이의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 셔터의 개폐를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분광 셔터의 개폐를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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 용어들은 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.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
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.
이하, 본 발명의 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치 및 그 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 빛을 조사하는 광조사부; 상기 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부; 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부; 상기 수광부로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부; 및 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 안질환 유발 인자 측정부;를 포함하는, 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치는 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부를 포함함으로써 빛을 분산시켜 빛의 초점이 한 곳으로 집중되는 것을 회피시킬 수 있고, 이에 따라, 광의 휘도를 저감하며, 광에너지의 분산을 통하여 안구에 대한 광독성(photoxicity)을 줄이고, 열 손상(thermal damage)을 회피할 수 있다. 따라서, 안구 조직 손상을 최소화 하면서 안전하게 안질환 유발 인자를 측정 및 치료할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 측정 장치는 광조사부(100), 광분산부(200), 수광부(300), 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부(400) 및 안질환 유발 인자 측정부(500)를 포함한다.
상기 광조사부(100)는, 빛을 조사한다. 상기 빛은, 초고속 레이저(펨토초 레이저), 레이저 다이오드(laser diode: LD), 초발광 다이오드(superluminescent diode: SLD), 발광다이오드(light emitting diode: LED), 반도체 광증폭기(semiconductor optical amplifier: SOA), 티타늄 사파이어 레이저(Ti:Saphire laser), 초연속 광원(supercontinuum source), 광섬유 및 할로겐 텅스텐 램프로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 광원이 사용되는 것일 수 있다. 상기 초고속 레이저(펨토초 레이저)는 열적 또는 광화학적인 손상을 최소화하면서 안질환에 대한 치료 및 진단을 비침습적으로 가능하게 할 수 있다.
상기 광분산부(200)는, 상기 광조사부(100)로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 한다. 상기 광분산부(200)는, 상기 조사된 빛의 진행방향으로 폭을 가지는 것일 수 있으며, 격자 모양의 형상을 가질 수 있다.
상기 광분산부(200)는, 하나 이상의 렌즈(210)를 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 배열하여 구성된 렌즈 어레이를 포함하는 것일 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 어레이의 평면도이다. 상기 하나 이상의 렌즈(210)의 배열은, 예를 들어, 상기 m, n이 각각 동일할 경우 m × n이 2 × 2 내지 10 × 10인 것일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하나 이상의 렌즈(210)의 배열은, 3 × 3인 것일 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 하나 이상의 렌즈의 배열(210)은, 예를 들어, 1 × 2, 2 × 1, 3 × 4, 5 × 7, … , 8 × 9 및 9 × 8과 같이 상기 m, n이 각각 동일하지 않을 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 어레이의 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광분산부(200)는, m × n (상기 m, n은 자연수) 개의 하나 이상의 렌즈(210)에 형성된 상기 조사된 빛의 통과를 제어할 수 있는 분광 셔터(220)를 포함하는 제어부(미도시)를 더 포함하는 것일 수 있다. 각 셀은 (m, n)으로 나타낼 수 있다.
상기 각 셀의 분광 셔터는 개별적으로 개폐가 제어 가능한 것일 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광 셔터의 개폐를 나타내는 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, (1, 1) 셀은 상기 제1 분광 셔터(221), (1, 2) 셀은 상기 제2 분광 셔터(222), (1, 3) 셀은 상기 제3 분광 셔터(223), (2, 1) 셀은 상기 제4 분광 셔터(224), (2, 2) 셀은 상기 제5 분광 셔터(225), (2, 3) 셀은 상기 제6 분광 셔터(226), (3, 1) 셀은 상기 제7 분광 셔터(227), (3, 2) 셀은 상기 제8 분광 셔터(228) 및 (3, 3) 셀은 상기 제9 분광 셔터(229)를 포함할 수 있다. 상기 제1 분광 셔터(221) 내지 제9 분광 셔터(229)는 상기 제어부에 의하여 시간차를 두고 개별적으로 개폐되는 것일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 분광 셔터(221)가 "○"로 나타나는 것은 셔터가 열려있는 상태인 것을 의미하고, 제2 분광 셔터(222)가 "●"로 나타나는 것은 셔터가 닫혀있는 상태인 것을 의미한다. 따라서, 제1 분광 셔터(221)가 열리면, 제1 분광 셔터(221)와 인접해 있는 제2 분광 셔터(222) 및 제4 분광 셔터(224)는 닫힐 수 있다. 또한, 셔터가 닫혀 있는 제2 분광 셔터(222)와 인접해 있는 제3 분광 셔터(223) 및 제5 분광 셔터(225)는 열리는 것일 수 있고, 셔터가 열려 있는 제5 분광 셔터(225)와 인접해 있는 제6 분광 셔터(226) 및 제8 분광 셔터(228)는 닫히는 것일 수 있고, 셔터가 닫혀 있는 제8 분광 셔터(228)와 인접해 있는 제7 분광 셔터(227) 및 제9 분광 셔터(229)는 열리는 것일 수 있다. 이렇게 제1 분광 셔터(221) 내지 제9 분광 셔터(229)는 서로 교번적으로 개폐할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분광 셔터의 개폐를 나타내는 평면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, (1, 1) 셀은 상기 제1 분광 셔터(231), (1, 2) 셀은 상기 제2 분광 셔터(232), (1, 3) 셀은 상기 제3 분광 셔터(233), (2, 1) 셀은 상기 제4 분광 셔터(234), (2, 2) 셀은 상기 제5 분광 셔터(235), (2, 3) 셀은 상기 제6 분광 셔터(236), (3, 1) 셀은 상기 제7 분광 셔터(237), (3, 2) 셀은 상기 제8 분광 셔터(238) 및 (3, 3) 셀은 상기 제9 분광 셔터(239)를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1 분광 셔터(231)가 닫히면, 제1 분광 셔터(231)와 인접해 있는 제2 분광 셔터(232) 및 제4 분광 셔터(234)는 열리는 것일 수 있다. 또한, 셔터가 열려 있는 제2 분광 셔터(232)와 인접해 있는 제3 분광 셔터(233) 및 제5 분광 셔터(235)는 닫히는 것일 수 있다. 이런 식으로 제1 분광 셔터(231) 내지 제9 분광 셔터(239)는 서로 교번적으로 개폐할 수 있다.
상기 각 셀의 분광 셔터가 개별적으로 개폐를 제어 가능하게 함에 따라, 각 셀의 개수만큼 1/(m × n)로 빛이 나누어져 피검자의 안저에 조사되는 것일 수 있다. 상기 광조사부(100)로부터 발생한 빛 중 일부만을 통과시킴으로써 광의 휘도를 저감시킬 수 있으며, 이에 따라, 빛의 초점이 한 곳으로 집중 되는 것을 회피하여, 광독성을 줄이고, 열 손상을 줄일 수 있게 된다. 또한, 개폐 제어에 의하여 닫힌 분광 셔터 부분에 해당하는 안구의 부분은 냉각 시간을 가지게 되기 때문에 열 손상을 줄일 수 있다.
도 1을 이어서 설명 하면, 상기 수광부(300)는, 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용한다.
상기 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부(400)는, 상기 수광부(300)로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산한다.
상기 안질환 유발 인자 측정부(500)는, 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치는 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부를 포함함으로써 빛을 분산시켜 광의 휘도를 저감하고, 이에 따라, 빛의 초점이 한 곳으로 집중되는 것을 회피시킬 수 있고, 광에너지의 분산을 통하여 광독성을 줄이고, 열 손상을 회피할 수 있다. 따라서, 망막 손상을 최소화 하면서 안전하게 안질환 유발 인자를 측정 및 치료할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 피검자의 안저를 향하여 빛을 조사하는 단계; 광분산부를 이용하여 상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계; 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 단계; 상기 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 단계; 및 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 단계;를 포함하는, 안질환 유발 인자 측정 방법을 제공한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 방법은 피검자의 안저에 빛 조사 단계 (S110), 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누는 단계 (S120), 피검자의 안저로부터 반사된 빛 수용 단계 (S130), 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트 계산 단계 (S140) 및 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 연부 확인 단계 (S150)를 포함한다.
먼저, 피검자의 안저에 빛 조사 단계 (S110)는 피검자의 안저를 향하여 빛을 조사하는 것이다. 상기 빛은, 초고속 레이저(펨토초 레이저), 레이저 다이오드(laser diode: LD), 초발광 다이오드(superluminescent diode: SLD), 발광다이오드(light emitting diode: LED), 반도체 광증폭기(semiconductor optical amplifier: SOA), 티타늄 사파이어 레이저(Ti:Saphire laser), 초연속 광원(supercontinuum source), 광섬유 및 할로겐 텅스텐 램프로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누는 단계 (S120)는, 광분산부를 이용하여 상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어 주는 것이다. 즉, 빛의 초점이 한 곳으로 집중 되는 것을 회피하고, 광에너지가 1/(m × n) 로 분산되어 안구의 각 조사 지점의 안구 조직은 상대적으로 감소한 에너지를 전달받게 된다.
상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계 (S120)는, 상기 광분산부의 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어를 통하여, 상기 각 셀을 통과한 빛이 상기 안저에 시간차를 두고 교번적으로 조사되도록 하는 것일 수 있다. 이에 따라, 개폐 제어를 통한 교번적으로 조사되는 빛에 의하여 분광 셔터가 닫힌 부분에서의 안구는 냉각 시간을 가지게 되기 때문에 열 손상을 피할 수 있게 된다.
상기 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어는, 동일 순간에 인접한 셀들의 개폐 여부가 상이하도록 제어하는 것일 수 있다. 상기 본 발명의 제1 측면에 따른 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치의 설명 중 도 4 및 도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 인접한 셀들의 분광 셔터가 서로 교번적으로 개폐하도록 제어되는 것일 수 있다. 동일 순간에 인접한 셀들의 개폐 여부가 상이함에 따라 발생한 빛 중 일부만을 통과시킴으로써 광의 휘도를 저감시킬 수 있으며, 이에 따라, 빛의 초점이 한 곳으로 집중 되는 것을 회피하여, 광분산 시킬 수 있다.
피검자의 안저로부터 반사된 빛 수용 단계 (S130)는, 상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 것일 수 있다. 조사된 빛은 안저의 내의 측정 대상 성분들에 의하여 산란되고 반사되어 나온다. 이렇게 산란되어 반사된 빛을 수용하는 것일 수 있다.
빛이 매질을 통과할 때 빛의 파장을 변화시켜 일부는 진행방향에서 이탈해 다른 방향으로 진행하는 현상을 "산란(scattering)"이라 하고 빛의 파장을 변화시키는 산란을 "라만산란(Raman scattering or Raman effect)"이라고 한다. 이러한 라만산란은 비탄성 광산란이며 상온에서 대부분의 분자는 진동 바닥상태이므로 스톡스 산란(stokes scattering)이 안티-스톡스 산란(anti-stokes scattering)보다 크므로 대부분의 라만 분광법은 스톡스를 측정한다. 라만산란 과정은 분자의 진동 전위 변화를 일으킨다. 하지만 적외선 분광법에서와 같이 직접적으로 진동에너지를 측정할 수는 없고 산란되는 빛이 레일리 산란(Rayleigh Scattering)과 비교해 얼마만큼 에너지를 잃었는가 또는 얻었는가를 관찰함으로써 진동에너지를 측정한다. 스펙트럼은 산란된 빛이 레일리 산란에 대해 얼마만큼 시프트(Shift)되었는가를 라만 시프트(Raman Shift)로 표시하며 이 라만 시프트는 분자의 진동 주파수에 해당한다. 이 분자의 진동 주파수는 각각의 분자마다 고유의 영역을 가지므로, 라만 시프트를 측정함으로써 물질의 정성 및 정량 측정이 가능하다.
상기 라만 분광법은, 강화되지 않은 라만 분광법, 공명 라만 산란법, 간섭성 안티-스토크(anti-Stoke) 라만 분광법(CARS), 자극된 라만 산란법, 역 라만 분광법, 자극된 게인 라만 분광법(stimulated gain Raman spectroscopy), 하이퍼-라만 산란법(hyper-Raman scattering), 분자 광학 레이저 검사기(MOLE), 라만 미소탐침, 라만 현미경, 공초점 라만 마이크로분광계, 3차원 또는 스캐닝 라만 분광법, 라만 포화 분광법, 시분해 공명 라만 분광법, 라만 분리 분광법 및 자외선-라만 현미경 검사법으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트 계산 단계 (S140)는, 상기 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 것일 수 있다.
상기 측정 대상 성분은 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor; VEGF), 당뇨병성 망막증, 황반 변성(macular degeneration), 미숙아 망막증(retinopathy of prematurity), 각막 이식 거부(corneal graft rejection), 후수정체 섬유증식증(retrolental fibroplasia), 신생혈관 녹내장 및 저산소증으로 구성된 군으로부터 선택되는 망막 혈관신생에 의한 안질환과 관련된 성분인 것일 수 있다.
측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 연부 확인 단계 (S150)는, 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트 및 기 입력된 안질환 유발 인자의 라만 시프트를 비교하여 일치 여부를 확인하는 것일 수 있다. 따라서, 비침습적이고, 짧은 시간에 안질환 유발 인자 여부를 계측할 수 있는 의료기기 개발로 임상에서 적용될 수 있다. 또한, 안질환 유발 인자의 증감을 계측함으로써, 질환에 특정한 약제 개발 등 표적치료에 응용할 수 있으며 망막질환의 발생원인, 시기 등 병태생리 규명에 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 안질환 유발 인자 측정 방법에 의해, 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부를 포함함으로써 빛을 분산시켜 빛의 초점이 한 곳으로 집중되는 것을 회피시킬 수 있고, 이에 따라, 광의 휘도를 저감하며, 광에너지의 분산을 통하여 안구에 대한 광독성을 줄이고, 열 손상을 회피할 수 있다. 따라서, 망막 손상을 최소화 하면서 안전하게 안질환 유발 인자를 측정 및 치료할 수 있다.
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.
100: 광조사부
200: 광분산부
210: 하나 이상의 렌즈
220: 분광 셔터
300: 수광부
400: 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부
500: 안질환 유발 인자 측정부

Claims (10)

  1. 빛을 조사하는 광조사부;
    상기 광조사부로부터 조사된 빛이, m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어져 피검자의 안저에 조사되도록 하는 광분산부;
    상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 수광부;
    상기 수광부로 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 측정 대상 성분 라만 시프트 산출부; 및
    상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 안질환 유발 인자 측정부;
    를 포함하고,
    상기 광분산부는, m × n (상기 m, n은 자연수) 개의 셀에 형성된 상기 조사된 빛의 통과를 제어할 수 있는 분광 셔터를 포함하는 제어부를 더 포함하는 것인,
    안질환 유발 인자 광분산 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광분산부는, 하나 이상의 렌즈를 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 배열하여 구성된 렌즈 어레이를 포함하는 것인, 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 셀의 분광 셔터는 개별적으로 개폐가 제어 가능한 것인, 안질환 유발 인자 광분산 측정 장치.
  5. 피검자의 안저를 향하여 빛을 조사하는 단계;
    광분산부를 이용하여 상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계;
    상기 피검자의 안저로부터 반사된 빛을 수용하는 단계;
    상기 수용된 빛을 라만 분광법에 의해 분석하여 측정 대상 성분의 라만 시프트를 계산하는 단계; 및
    상기 측정 대상 성분의 라만 시프트를 이용하여 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조사된 빛을 m × n (상기 m, n은 자연수) 개로 나누어주는 단계는,
    상기 광분산부의 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어를 통하여, 상기 각 셀을 통과한 빛이 상기 안저에 시간차를 두고 교번적으로 조사되도록 하는 것인,
    안질환 유발 인자 측정 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 각 셀의 분광 셔터의 개폐 제어는, 동일 순간에 인접한 셀들의 개폐 여부가 상이하도록 제어하는 것인, 안질환 유발 인자 측정 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 안질환 유발 인자 발견 여부를 확인하는 단계는, 상기 측정 대상 성분의 라만 시프트 및 기 입력된 안질환 유발 인자의 라만 시프트를 비교하여 일치 여부를 확인하는 것인, 안질환 유발 인자 측정 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 라만 분광법은, 강화되지 않은 라만 분광법, 공명 라만 산란법, 간섭성 안티-스토크(anti-Stoke) 라만 분광법(CARS), 자극된 라만 산란법, 역 라만 분광법, 자극된 게인 라만 분광법(stimulated gain Raman spectroscopy), 하이퍼-라만 산란법(hyper-Raman scattering), 분자 광학 레이저 검사기(MOLE), 라만 미소탐침, 라만 현미경, 공초점 라만 마이크로분광계, 3차원 또는 스캐닝 라만 분광법, 라만 포화 분광법, 시분해 공명 라만 분광법, 라만 분리 분광법 및 자외선-라만 현미경 검사법으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 안질환 유발 인자 측정 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 측정 대상 성분은 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor; VEGF), 당뇨병성 망막증, 황반 변성(macular degeneration), 미숙아 망막증(retinopathy of prematurity), 각막 이식 거부(corneal graft rejection), 후수정체 섬유증식증(retrolental fibroplasia), 신생혈관 녹내장 및 저산소증으로 구성된 군으로부터 선택되는 망막 혈관신생에 의한 안질환과 관련된 성분인 것인, 안질환 유발 인자 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005514137A (ja) * 2002-12-19 2005-05-19 ザ・ユニバーシティ・オブ・ユタ・リサーチ・ファウンデイション 黄斑色素のラマン画像を作成する方法と装置
KR20140125127A (ko) * 2013-04-18 2014-10-28 이화여자대학교 산학협력단 유리체강내 안질환 유발 인자의 비침습적 측정 방법 및 장치

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