KR101871451B1 - 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법 - Google Patents

결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101871451B1
KR101871451B1 KR1020170070735A KR20170070735A KR101871451B1 KR 101871451 B1 KR101871451 B1 KR 101871451B1 KR 1020170070735 A KR1020170070735 A KR 1020170070735A KR 20170070735 A KR20170070735 A KR 20170070735A KR 101871451 B1 KR101871451 B1 KR 101871451B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
image
data
light
source unit
Prior art date
Application number
KR1020170070735A
Other languages
English (en)
Inventor
김대유
조경진
조항찬
Original Assignee
단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 filed Critical 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority to KR1020170070735A priority Critical patent/KR101871451B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101871451B1 publication Critical patent/KR101871451B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
    • A61B3/1241—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes specially adapted for observation of ocular blood flow, e.g. by fluorescein angiography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/0008—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes provided with illuminating means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

본 발명은 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막 혈관 질환에 관한 진단의 정량화가 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법에 관한 것으로, 측정 대상자의 안구가 위치하는 제 1 구성부와 제 1 구성부에 대응하여 데이터 수집 수단이 위치하는 제 2 구성부를 갖는 바이오 마이크로스코프;상기 바이오 마이크로스코프에 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부;결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터 수집을 하고, 수집한 데이터를 데이터 처리부로 송신하는 데이터 수집 모듈;상기 데이터 수집 모듈로부터 전송된 데이터를 처리하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 데이터 처리부;를 포함하는 것이다.

Description

결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법{Apparatus and Method for imaging conjunctiva capillaries}
본 발명은 결막 모세혈관 이미징 기술에 관한 것으로, 구체적으로 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막 혈관 질환에 관한 진단의 정량화가 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 안구건조증, 결막염, 검열반, 익상편, 유행성각결막염, 아폴로눈병, 결막종양 등과 같은 결막 혈관 질환은 세균성, 바이러스성, 외부자극, 아토피 등을 원인으로 하며 질병의 진단은 슬릿 램프(Slit lamp)와 디지털 카메라, RFI(Retina Function Imager) 등을 이용하여 촬영한 결막의 사진을 이용하고 있다.
대부분 촬영한 이미지를 육안으로 하는 진단은 치료과정에서의 정량적 판단이 어렵다는 단점이 있다.
종래 기술에서는 망막의 혈관 기능 영상을 얻는 RFI(Retina Function Imager)를 이용하여 혈류 이미지(Blood flow image)를 얻고 데이터 처리와 분석 소프트웨어를 이용하여 혈류 속도(Blood flow velocity), 혈류도화(Capillary perfusion maps)를 실제 진행하였다.
하지만, RFI(Retina Function Imager)는 망막을 제외한 결막에서는 이미지의 질이 좋지 않아 이미지 분할(image segmentation)과 정량적 분석이 어렵다는 문제가 있기 때문에 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)이 필요한 경우에는 효과가 없다.
종래 기술에서는 RFI, 슬릿 램프(Slit Lamp) 등의 고가의 장비가 필요하기 때문에 전체 장비의 금액적인 문제 때문에 널리 이용되기 어렵다는 문제점도 있다.
또한, 종래 기술의 장비 설계는 광원과 이미지 수집 장치의 위치가 동일선상에 있지 않은 경우가 많기 때문에 동일한 조건과 위치에서 이루어져야 하는 치료과정 모니터링에 문제가 될 수 있다.
즉, 종래 기술의 광원 조사는 고출력 슬릿 램프(Slit lamp) 광원을 이용하는데, 이미지를 수집하는 부분과 광원 조사의 위치적 차이가 있기 때문에 결막의 이미지를 얻을 때 조건에 따라 항상 일정한 광량을 조사할 수 없어 치료 과정을 모니터링하기 위하여 항상 동일한 조건에서 동일한 위치의 이미지를 관찰하여야 하는 과정에서 문제가 있다.
또한, 종래기술에 사용되는 RFI, 슬릿 램프(slit lamp)와 디지털 카메라(digital camera)는 고가의 장비이며 고배율 렌즈를 사용해야 한다.
RFI를 이용하여 혈류 이미지(blood flow image)와 소프트웨어(software)를 이용한 혈류 속도(blood flow velocity), 혈류도화(capillary perfusion maps)이 가능하지만 RFI는 망막에서나 가능하며, 결막(conjunctiva)에서는 흐린 이미지(blurred image)를 얻기 때문에 이미지 분할(image segmentation)과 정량적 분석이 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)을 획득하여 정량적 진단을 가능하게 하는 결막 모세혈관 진단용 장치에 관한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0015044호 대한민국 공개특허 제10-2002-0018320호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결막 모세혈관 이미징 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막 혈관 질환에 관한 진단의 정량화가 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 레이저 또는 LED를 포함하는 전반의 광원을 이용하여 결막에 빛을 조사하며 반사되어 나오는 빛을 수광하여 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)을 획득하여 정량적 진단을 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막염, 검열반, 익상편, 유행성각결막염, 아폴로눈병, 결막종양 등과 같은 결막 혈관 질환에 관한 진단의 정량화가 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 일반 이미지뿐만 아니라, 스패클 패턴 이미징(Speckle pattern imaging)을 이용한 기능 영상을 통해 다양한 진단을 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 LED를 조사하여 얻은 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지와 레이저를 조사하여 얻는 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관(상대적인 혈류속도 측정 가능)의 기능 이미지(functional image)를 획득하여 정량적 진단을 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 이미지 수집부와 광원조사의 위치적 차이로 인해 항상 일정한 광량을 조사하지 못하는 문제를 해결하기 위하여 자동 또는 수동 광량 조절을 하여 항상 일정한 광량을 조사할 수 있도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치는 측정 대상자의 안구가 위치하는 제 1 구성부와 제 1 구성부에 대응하여 데이터 수집 수단이 위치하는 제 2 구성부를 갖는 바이오 마이크로스코프;상기 바이오 마이크로스코프에 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부;결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터 수집을 하고, 수집한 데이터를 데이터 처리부로 송신하는 데이터 수집 모듈;상기 데이터 수집 모듈로부터 전송된 데이터를 처리하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 데이터 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광원부는, 제 1 광원으로 LED를 사용하고, 제 2 광원으로 레이저 다이오드를 사용하고, 서로 선택적으로 스위칭되어 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 광원부는, 상기 바이오 마이크로스코프의 촬영 경로에 수직한 방향으로 결합되고, 바이오 마이크로스코프와 광원부는 나사결합으로 분리가 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 광원부는 광원부를 구성하는 본체의 일측 외부면에, 현재 조사되고 있는 광량을 표시하는 광량 표시부와,상기 제 1 광원과 제 2 광원을 선택하기 위한 광원 스위칭 버튼과,사용자의 환경 및 필요에 따라 정상범주 내에서 수동으로 광량을 추가 조절하기 위한 광량 수동 조절 버튼과,상기 제 1,2 광원 조사시에 사용되는 배터리 전원을 충전하기 위한 배터리 충전 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 광원부는 광원부를 구성하는 본체에, 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 LED와,상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 레이저 다이오드와,데이터 수집 모듈과 통신하여 데이터 수집 모듈의 MCU의 제어에 의한 광량 제어 신호를 유,무선 통신으로 수신하는 통신 제어 회로와,상기 LED와 레이저 다이오드의 광 조사를 위한 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 데이터 수집 모듈과 바이오 마이크로스코프는 확대촬영 어댑터(Magnification adapter)를 이용하여 서로 연결되고, 일체형 또는 분리형으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 방법은 바이오 마이크로스코프에 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부를 포함하는 결막 모세혈관 이미징 장치의 동작 제어에 있어서, 광원부에서 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 또는 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원의 광을 출력하는 단계;제 1 광원 또는 제 2 광원의 광이 출력되면 데이터 수집 모듈에서 결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터를 수집하는 단계;데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위의 판단 결과를 기준으로 미리 입력해둔 범위에 맞는 광량의 광을 광원부에서 출력하는 단계;데이터 수집 모듈에서 광량 조절을 하여 수집된 영상 데이터를 데이터 처리부로 전송하고, 데이터 처리부에서 영상 데이터 처리를 하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위를 판단하여 정상범위인 경우에도, 사용자의 환경 및 필요에 따라 정상범위 내에서 수동으로 광량을 추가 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위를 판단하여 정상범위가 아니면, 입력해둔 정상범위에 맞추어 광량을 조절하기 위하여, 데이터 수집 모듈에서 광원부의 통신 제어 회로를 통하여 광량 조절을 위한 신호를 유선 또는 무선 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 처리부에서 영상 데이터 처리를 하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 단계에서, 영상 데이터 처리는 기준영상(reference image)에 연속하는 영상들(consecutive images)의 차(subtraction)를 이용하거나,혈액의 흐름 유무를 판단하기 위하여 분산(variance)을 구하여 변화되는 부분을 표시하거나,혈류의 속도를 판단하기 위하여 변화의 크기를 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막 혈관 질환에 관한 진단의 정량화가 가능하도록 한 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법을 제공한다.
둘째, 레이저 또는 LED를 포함하는 전반의 광원을 이용하여 결막에 빛을 조사하며 반사되어 나오는 빛을 수광하여 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)을 획득하여 정량적 진단을 가능하도록 한다.
셋째, 결막 혈관 이미지를 이용하여 결막염, 검열반, 익상편, 유행성각결막염, 아폴로눈병, 결막종양 등과 같은 결막 혈관 질환의 진단 및 치료과정의 모니터링에 최적화가 가능하다.
또한, 바이오 마이크로스코프(Biomicroscope)를 이용하여 다른 기관 및 조직에 응용이 가능한 확장성을 갖는다.
넷째, LED를 조사하여 얻은 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지와 레이저를 조사하여 얻는 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관(상대적인 혈류속도 측정 가능)의 기능 이미지(functional image)를 획득하여 진단 효율성을 높인다.
도 1은 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 본 발명에 따른 광원부의 상세 구성도
도 4는 본 발명에 따른 데이터 수집 모듈과 광원부의 유무선 통신 과정을 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치의 전체 구성도
이하, 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명은 레이저 또는 LED를 포함하는 전반의 광원을 이용하여 결막에 빛을 조사하며 반사되어 나오는 빛을 수광하여 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)을 획득하여 정량적 진단을 가능하도록 한 것으로, LED를 조사하여 얻은 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지와 레이저를 조사하여 얻는 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관(상대적인 혈류속도 측정 가능)의 기능 이미지(functional image)를 획득하여 진단 효율성을 높인 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법은 바이오 마이크로스코프(biomicroscope)와 CCD 카메라를 이용하여 고가의 RFI, 디지털 카메라를 대체하며 이미지 수집부와 광원조사의 위치적 차이를 보완하는 구성을 포함한다.
또한, 슬릿 램프 광원을 대체하여 내시경류에 직접 광원을 연결하여 동일선상에서 빛을 조사할 수 있도록 하는 구성을 포함한다.
본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법에서 사용되는 광원은 포터블 형태로 스패클 패턴을 위한 레이저 다이오드와 인텐시티 영상을 위한 일반 LED 등을 사용하며 하나의 광원부에서 스위칭하여 사용할 수 있도록 구성한다.
그리고 광원조사부와 이미지 획득 장치의 위치적 차이를 바이오 마이크로스코프(biomicroscope)를 이용하여 해결하고, 데이터 수집 모듈과의 유,무선 통신을 이용하여 최적의 이미지를 얻을 수 있도록 광량의 자동 조절 및 수동 조절을 하는 구성을 포함한다.
구체적으로 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치는 도 1에서와 같이, 측정 대상자의 안구가 위치하는 제 1 구성부와 제 1 구성부에 대응하여 데이터 수집 수단이 위치하는 제 2 구성부를 갖는 바이오 마이크로스코프(6)와, 바이오 마이크로스코프(6)의 촬영 경로에 수직한 방향으로 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부(7)와, 결막 모세혈관 이미징을 위한 CCD 카메라(4)와 MCU(2)를 포함하며, 확대촬영 어댑터(Magnification adapter)(5)를 통하여 바이오 마이크로스코프(6)의 제 2 구성부에 결합되어 MCU(2)의 제어에 의해 영상 데이터 수집 및 수집한 데이터를 데이터 처리부(1)로 송신하는 데이터 수집 모듈(3)과, 이미지 데이터의 처리를 위한 GPU와 디스플레이 수단을 갖고, 데이터 수집 모듈(3)로부터 전송된 데이터를 고속으로 처리하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 데이터 처리부(1)를 포함한다.
여기서, 광원부(7)는 제 1 광원으로 LED를 사용하고, 제 2 광원으로 레이저 다이오드를 사용하고, 서로 선택적으로 스위칭되어 광을 조사하도록 구성된다.
그리고 데이터 수집 모듈(3)과 바이오 마이크로스코프(6)는 확대촬영 어댑터(Magnification adapter)(5)를 이용하여 서로 연결되어 있으며 일체형 또는 분리형으로 구성될 수 있다.
그리고 바이오 마이크로스코프(6)와 광원부(7)는 나사결합으로 분리가 가능하며 데이터 수집 모듈(3)과는 유선 또는 무선으로 데이터 통신을 할 수 있다.
광원부(7)는 광량의 조절은 데이터 수집 모듈(3)에서 자동으로 진행되며 사용자의 필요에 따라 카메라가 수집할 수 있는 데이터량의 정상 범주 내에서 수동으로 추가 조절을 할 수 있다.
데이터 수집 모듈(3)은 CCD 카메라(4)와 MCU(2)를 포함하며 영상 데이터 수집 및 수집한 데이터를 데이터 처리부로 송신하는 역할을 한다.
데이터 처리부(1)는 GPU와 Display를 포함한 컴퓨터이며 수집한 데이터를 고속으로 처리하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공한다.
그리고 확대촬영 어댑터(Magnification adapter)(5)는 국제공통 규격을 사용하므로 연결되는 바이오 마이크로스코프(6)는 결막 촬영뿐만 아니라 사용 목적에 따라서 Laparoscope, Otoscope, Bronchoscope 등으로 교체하여 사용할 수 있다.
스패클 패턴(Speckle Pattern)은 레이저와 같은 간섭(coherent) 광원을 피부 또는 혈관에 비출 때 반사되어 나오는 형상을 말하며, 영상장치(CCD 또는 COMOS 등 카메라)를 이용하여 연속적인 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 획득하여 영상처리 함으로서 혈관영상을 추출하는 방법이다.
여기서, 영상처리는 기본적으로 기준영상(reference image)에 연속하는 영상들(consecutive images)의 차(subtraction)를 이용하거나 또는 분산(variance)을 구하여 변화된 부분(이 경우 혈액의 흐름 유무, blood flow)을 표시하거나 또는 변화의 크기(이 경우 혈류의 속도, flow velocity)를 측정하는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2는 데이터 수집 모듈(3)과 광원부(7)의 광량 자동 조절 프로세스를 나타낸 것으로, 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 조사하고(S201), 데이터 수집 모듈(3)에서 결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터를 수집한다.(S202)
그리고 데이터 수집 모듈(3)의 MCU(2)에서 수집된 데이터량의 범위를 판단하여(S203), 카메라의 처리 데이터량이 정상범주를 넘거나(너무 밝거나) 정상범주에 미치지 못할 경우(너무 어두운 경우)에 입력해둔 정상범주에 맞추어 광량을 조절하여 빛을 조사한다.(S204)
만약, 정상 범주에 맞춘 광량에서 사용자의 환경 및 필요에 따라 정상범주 내에서 수동으로 광량을 추가 조절할 수 있다.(S205)
이와 같은 광량 조절을 하여 수집된 영상 데이터를 데이터 처리부(1)로 전송하고, 실시간으로 일반 영상과 기능 영상이 제공되도록 한다.(S206)
그리고 도 3은 본 발명에 따른 광원부의 상세 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 데이터 수집 모듈과 광원부의 유무선 통신 과정을 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 광원부(7)는 도 3에서와 같이, 광원부(7)를 구성하는 본체의 일측 외부면에 현재 조사되고 있는 광량을 표시하는 광량 표시부(8)와, 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 선택하기 위한 광원 스위칭 버튼(9)과, 사용자의 환경 및 필요에 따라 정상범주 내에서 수동으로 광량을 추가 조절하기 위한 광량 수동 조절 버튼(10)과, 제 1,2 광원 조사시에 사용되는 배터리 전원을 충전하기 위한 배터리 충전 단자(11)를 포함한다.
그리고 광원부(7)는 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 LED(12)와, 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 레이저 다이오드(13)와, 데이터 수집 모듈(3)과 통신하여 데이터 수집 모듈(3)의 MCU(2)의 제어에 의한 광량 제어 신호를 유,무선 통신으로 수신하는 통신 제어 회로(14)와, LED(12)와 레이저 다이오드(13)의 광 조사를 위한 전원을 공급하는 리튬 이온 배터리(15)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 데이터 수집 모듈과 광원부의 유무선 통신 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 데이터 수집 모듈과 광원부의 유무선 통신 과정을 나타낸 구성도이다.
LED(12)와 레이저 다이오드(13)의 광량 조절을 위한 과정은 데이터 수집 모듈(3)의 MCU(2)에서 통신 제어 회로(14)를 통하여 신호를 유,무선 전송하여 이루어진다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치를 적용하여 진단하는 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치의 전체 구성도이다.
본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치를 도 5에서와 같이, 스탠드(16) 고정하고 턱받침(Chin rest)을 이용하여 진단을 할 수 있도록 구성할 수 있다.
다른 형태로는 핸드핼드(handheld) 타입으로 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법은 바이오 마이크로스코프(biomicroscope)와 CCD 카메라를 이용하여 고가의 RFI, 디지털 카메라를 대체하며 이미지 수집부와 광원조사의 위치적 차이를 보완하는 구성을 포함하고, 레이저 또는 LED를 포함하는 전반의 광원을 이용하여 결막에 빛을 조사하며 반사되어 나오는 빛을 수광하여 고해상도의 모세혈관 관류 맵(perfusion map)을 획득하여 정량적 진단을 가능하도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 데이터 처리부 2 : MCU
3 : 데이터 수집 모듈 4 : CCD 카메라
5 : 확대촬영 어댑터 6 : 바이오 마이크로스코프
7 : 광원부

Claims (10)

  1. 측정 대상자의 안구가 위치하는 제 1 구성부와 제 1 구성부에 대응하여 데이터 수집 수단이 위치하는 제 2 구성부를 갖는 바이오 마이크로스코프;
    상기 바이오 마이크로스코프에 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부;
    결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터 수집을 하고, 수집한 데이터를 데이터 처리부로 송신하는 데이터 수집 모듈;
    상기 데이터 수집 모듈로부터 전송된 데이터를 처리하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 데이터 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는,
    제 1 광원으로 LED를 사용하고, 제 2 광원으로 레이저 다이오드를 사용하고, 서로 선택적으로 스위칭되어 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 바이오 마이크로스코프의 촬영 경로에 수직한 방향으로 결합되고, 바이오 마이크로스코프와 광원부는 나사결합으로 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는 광원부를 구성하는 본체의 일측 외부면에,
    현재 조사되고 있는 광량을 표시하는 광량 표시부와,
    상기 제 1 광원과 제 2 광원을 선택하기 위한 광원 스위칭 버튼과,
    수동으로 광량을 추가 조절하기 위한 광량 수동 조절 버튼과,
    상기 제 1,2 광원 조사시에 사용되는 배터리 전원을 충전하기 위한 배터리 충전 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는 광원부를 구성하는 본체에,
    인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 LED와,
    상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 레이저 다이오드와,
    데이터 수집 모듈과 통신하여 데이터 수집 모듈의 MCU의 제어에 의한 광량 제어 신호를 유,무선 통신으로 수신하는 통신 제어 회로와,
    상기 LED와 레이저 다이오드의 광 조사를 위한 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 수집 모듈과 바이오 마이크로스코프는 확대촬영 어댑터(Magnification adapter)를 이용하여 서로 연결되고, 일체형 또는 분리형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 장치.
  7. 바이오 마이크로스코프에 결합되어 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 및 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원을 갖는 광원부를 포함하는 결막 모세혈관 이미징 장치의 동작 제어에 있어서,
    광원부에서 인텐시티(Intensity) 영상을 이용한 각막 혈관 이미지를 얻기 위한 제 1 광원 또는 상대적인 혈류속도 측정이 가능하도록 스패클 패턴(Speckle Pattern)을 이용한 각막 혈관의 기능 이미지(functional image)를 얻기 위한 제 2 광원의 광을 출력하는 단계;
    제 1 광원 또는 제 2 광원의 광이 출력되면 데이터 수집 모듈에서 결막 모세혈관 이미징을 위한 영상 데이터를 수집하는 단계;
    데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위의 판단 결과를 기준으로 미리 입력해둔 범위에 맞는 광량의 광을 광원부에서 출력하는 단계;
    데이터 수집 모듈에서 광량 조절을 하여 수집된 영상 데이터를 데이터 처리부로 전송하고, 데이터 처리부에서 영상 데이터 처리를 하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위를 판단하여 미리 입력해둔 범위인 경우에도,
    미리 입력해둔 범위 내에서 수동으로 광량을 추가 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 데이터 수집 모듈에서 수집된 데이터량의 범위를 판단하여 미리 입력해둔 범위가 아니면, 입력해둔 범위에 맞추어 광량을 조절하기 위하여,
    데이터 수집 모듈에서 광원부의 통신 제어 회로를 통하여 광량 조절을 위한 신호를 유선 또는 무선 전송하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 데이터 처리부에서 영상 데이터 처리를 하여 실시간으로 일반 영상과 기능 영상을 제공하는 단계에서,
    영상 데이터 처리는 기준영상(reference image)에 연속하는 영상들(consecutive images)의 차(subtraction)를 이용하거나,
    혈액의 흐름 유무를 판단하기 위하여 분산(variance)을 구하여 변화되는 부분을 표시하거나,
    혈류의 속도를 판단하기 위하여 변화의 크기를 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 결막 모세혈관 이미징 방법.
KR1020170070735A 2017-06-07 2017-06-07 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법 KR101871451B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170070735A KR101871451B1 (ko) 2017-06-07 2017-06-07 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170070735A KR101871451B1 (ko) 2017-06-07 2017-06-07 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101871451B1 true KR101871451B1 (ko) 2018-06-26

Family

ID=62788324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170070735A KR101871451B1 (ko) 2017-06-07 2017-06-07 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101871451B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102413034B1 (ko) 2021-12-17 2022-06-24 (주)헬스케어다온 혈류 변화 측정 결과 이미지 제공 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163532A (ja) * 1993-12-14 1995-06-27 Canon Inc 眼科測定装置
KR20020018320A (ko) 2000-09-01 2002-03-08 주승기 안과용 현미경 영상 디지털 처리 시스템
WO2006046627A1 (ja) * 2004-10-28 2006-05-04 Kyushu Institute Of Technology 広視野角眼底血流画像化装置
KR20160015044A (ko) 2014-07-30 2016-02-12 주식회사 루트로닉 안과용 치료장치 및 이의 구동 방법
KR101647022B1 (ko) * 2015-02-23 2016-08-10 연세대학교 원주산학협력단 의료 영상 획득 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163532A (ja) * 1993-12-14 1995-06-27 Canon Inc 眼科測定装置
KR20020018320A (ko) 2000-09-01 2002-03-08 주승기 안과용 현미경 영상 디지털 처리 시스템
WO2006046627A1 (ja) * 2004-10-28 2006-05-04 Kyushu Institute Of Technology 広視野角眼底血流画像化装置
KR20160015044A (ko) 2014-07-30 2016-02-12 주식회사 루트로닉 안과용 치료장치 및 이의 구동 방법
KR101647022B1 (ko) * 2015-02-23 2016-08-10 연세대학교 원주산학협력단 의료 영상 획득 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102413034B1 (ko) 2021-12-17 2022-06-24 (주)헬스케어다온 혈류 변화 측정 결과 이미지 제공 방법 및 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4113005B2 (ja) 眼の検査用機器
US7854511B2 (en) Apparatus, methods and systems for non-invasive ocular assessment of neurological function
US20180333092A1 (en) Portable ocular response testing device and methods of use
US20100016668A1 (en) Medical device for discreetly performing a routine vaginal examination
JP4458935B2 (ja) 視野計
US20060184040A1 (en) Apparatus, system and method for optically analyzing a substrate
JP6656063B2 (ja) 画像処理装置及び画像処理方法、プログラム
KR20140116353A (ko) 알츠하이머 병, 외상성 뇌손상, 시력감퇴, 신경병 및 안질환의 진단과 예측을 위해 망막내 아밀로이드를 감지하는 장치와 방법
JP2008295971A (ja) 眼底カメラ
CN105433899A (zh) 瞳孔检测设备
EP3838108A1 (en) Endoscope system
US20080137034A1 (en) Method and apparatus for diagnosing conditions of the eye with infrared light
US20200178796A1 (en) Digital 3D Infrared Slit lamp with Pupil measurement
US20200196869A1 (en) A hand-held biophotonic medical device, method and system for multimodal and multispectral imaging of a tissue
KR101419257B1 (ko) 특정 파장 대역의 광원을 이용한 혀 영상 획득장치
JP2010233978A (ja) 視機能検査装置
KR101871451B1 (ko) 결막 모세혈관 이미징 장치 및 방법
US20140307227A1 (en) Ophthalmic observation apparatus and method of using the same
US20200364866A1 (en) Endoscope system
CN110123249B (zh) 一种鼻窦炎检测装置及使用方法
JP4542350B2 (ja) 前眼部の測定装置
US20160210746A1 (en) Organ imaging device
KR101785529B1 (ko) 설진용 의료장치 및 그 제어방법
TWI435704B (zh) 口腔光學診斷裝置及其運作方法
WO2020116067A1 (ja) 医療システム、情報処理装置及び情報処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant