KR101875576B1 - 레버 아암 액추에이터를 이용하는 이미징 탐침 및 연관된 장치, 시스템, 및 방법 - Google Patents
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Abstract
이미징 탐침 내에 배치된 광섬유로 운동을 부여하기 위한, 레버 아암 또는 굴곡 메커니즘과 같은 기계적 구조물, 및 액추에이터와 같은 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 이용하는 장치, 시스템 및 방법이 제공된다. 일부 실시예에서, 안과용 이미징 탐침이 핸들; 핸들에 결합된 캐뉼라; 핸들 및 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하고 이미징 광을 캐뉼라의 원위 부분(distal portion) 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하는, 액추에이터 시스템을 포함할 수 있다.
Description
본원에서 개시된 실시예는 광학적 간섭성 단층촬영(OCT) 탐침으로 조직을 스캐닝하기 위한 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이고, 특히, 안과에서의 이미징을 위한 변위 가능 섬유를 가지는 OCT 탐침을 이용하는 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
광학적 간섭성 단층촬영(OCT) 시스템을 이용하여 환자 조직 층의 이미지를 캡쳐하고 생성한다. 이러한 시스템은 종종, 환자 내의 조직의 가시화를 획득하기 위해서 조직에 침습적으로 침투할 수 있는 OCT 탐침을 포함한다. 안과학에서, 눈 주위의 또는 심지어 망막과 같은 눈의 부분을 형성하는 조직에 관한 구체적인 이미지를 획득하기 위해서 OCT 탐침이 이용된다.
사용 시에, 광학적 광 빔이 탐침을 통해서 조직으로 지향된다. 이러한 광의 작은 부분이 조직의 표면-하 특징부(sub-surface feature)로부터 반사되고 동일한 탐침을 통해서 수집된다. 광의 대부분이 반사되지 않고, 그 대신에, 큰 각도로 확산 산란된다. 통상적인 이미징에서, 이렇게 확산 산란된 광은 이미지를 불명료하게 하는 배경 노이즈의 원인이 된다. 그러나, OCT에서, 간섭법(interferometry)이라고 지칭되는 기술이 수신된 광자의 광학적 경로 길이를 기록하고, 검출 전에 복수 횟수로 산란된 광자의 대부분을 배제하는 데이터를 제공한다. 이는, 더 선명하고 조직의 깊이로 연장되는 이미지를 초래한다.
OCT 탐침은 종종, 환자 조직에 침습적으로 침투할 수 있는 투사 캐뉼라를 포함한다. 탐침은, 캐뉼라의 단부에 배치된 렌즈를 통해서 광학적 광 빔을 굴절시키는 것에 의해서 조직을 스캔한다. 스캔은, 렌즈를 통해서 상이한 각도로 광 빔을 조직으로 지향시키기 위해서 광섬유를 캐뉼라 내에서 전후로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 캐뉼라의 길이 및 작은 지름은, 섬유를 캐뉼라 내에서 전후로 이동시키기 어렵게 한다. 또한, 탐침 내의 적은 양의 가용 공간이, 이용될 수 있는 액추에이터의 유형을 제한한다. 게다가, OCT 탐침 및 연관된 시스템이, 일부 구현예에서 탐침을 사용 후 버릴 수 있는 일회용 장치로서 제조할 수 있는 능력을 포함하는, 비용-효과적인 방식으로 제조될 수 있어야 한다.
본원 발명과 관련된 배경기술이 기재된 선행기술문헌으로는 US 6,485,413 B1(2002.11.26.자 공개) 및 US 2010/0228238 A1 (2010.09.09.자 공개)가 있다.
본원 발명과 관련된 배경기술이 기재된 선행기술문헌으로는 US 6,485,413 B1(2002.11.26.자 공개) 및 US 2010/0228238 A1 (2010.09.09.자 공개)가 있다.
본원에서 개시된 실시예는, 이미징 탐침 내에 배치된 광섬유로 움직임을 부여하기 위한, 레버 아암 또는 굴곡 메커니즘(flexure mechanism)과 같은 기계적 구조물, 및 액추에이터와 같은 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(energizable member)를 이용하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일부 실시예와 관련하여, 안과에서의 이미징 탐침이 제공된다. 탐침은, 핸들; 핸들에 결합된 캐뉼라; 핸들 및 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하도록 그리고 이미징 광을 캐뉼라의 원위 부분(distal portion) 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하는, 액추에이터 시스템을 포함할 수 있다.
기계적 구조물이 레버 아암일 수 있다. 증폭된 움직임을 광섬유의 원위 섹션으로 부여하도록, 액추에이터 시스템이 구성될 수 있다. 광섬유의 원위 단부가 레버 아암의 원위 단부를 지나서 연장되고, 그에 따라 광섬유의 원위 단부로 부여된 움직임이 레버 아암의 운동에 비해서 증폭되도록, 광섬유가 레버 아암에 결합될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 전기적으로 에너지화되는 것에 응답하여, 핸들에 대해서 이동되도록 레버 아암의 적어도 일부가 구성될 수 있다. 레버 아암이 피봇 핀에 의해서 핸들에 피봇식으로 부착될 수 있다. 레버 아암이 굴곡 베어링에 의해서 핸들에 이동 가능하게 부착될 수 있다. 레버 아암은 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재와 접촉하도록 구성된 제1 섹션; 및 광섬유와 접촉하도록 구성된 제2 섹션을 포함할 수 있다. 액추에이터 시스템이, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 전기적으로 에너지화되는 것에 응답하여 레버 아암에 의해서 광섬유로 부여되는 움직임에 반작용하도록 구성된 복원 요소를 더 포함할 수 있다. 복원 요소가 가요성 복원 요소일 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 제1 방향으로 레버 아암의 제1 아암으로 움직임을 부여하도록 구성될 수 있고; 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재에 의해서 레버 아암의 제1 아암으로 부여된 움직임에 응답하여, 레버 아암의 제2 아암이 제2 방향으로 이동되어 광섬유로 움직임을 부여한다. 제2 방향이 제1 방향의 반대방향일 수 있다. 제2 방향이 제1 방향에 수직일 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재의 근위 섹션(proximal section)이 핸들의 근위 부분에 고정적으로 부착될 수 있다. 광학적 요소가 굴절 분포형 렌즈(gradient index (GRIN) lens)를 포함할 수 있다. 광학적 요소가 광섬유의 원위 단부와 함께 이동되도록, 광학적 요소가 광섬유의 원위 단부에 기계적으로 결합될 수 있다. 핸들의 원위 단부로부터 5 mm 내지 10 mm의 거리에서 1 mm 내지 5 mm의 표적 생물학적 조직에서의 선형 범위로 스캐닝 패턴을 따라서 이미징 광을 스캔하기 위한 움직임을 광섬유로 부여하도록, 작동 시스템이 구성될 수 있다. 경직화(stiffening) 부재가 광섬유에 인접하여 배치될 수 있다.
기계적 구조물이 굴곡 메커니즘일 수 있다. 굴곡 메커니즘은, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재에 의해서 변위되도록 구성된 제1 정점, 및 제1 정점의 변위에 응답하여 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성된 제2 정점을 포함할 수 있다. 굴곡 메커니즘이 제1 정점에 대향 배치되는 제3 정점 및 제2 정점에 대향 배치되는 제4 정점을 더 포함할 수 있고, 제3 정점 및 제4 정점이 핸들에 고정적으로 부착된다.
일부 실시예와 관련하여, 안과에서의 이미징 시스템이 제공된다. 그러한 시스템은 이미징 광을 생성하도록 구성된 이미징 광원; 이미징 광원과 광학적으로 소통되며, 이미징 광원으로부터 생성된 이미징 광을 수용하도록 구성된, 광학적 안내부; 및 광학적 안내부와 광학적으로 소통되는 탐침을 포함하고, 그러한 탐침은 핸들; 핸들에 결합된 캐뉼라; 핸들 및 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하도록 그리고 이미징 광을 캐뉼라의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하는, 액추에이터 시스템을 포함할 수 있고, 그러한 기계적 구조물이 레버 아암 및 굴곡 메커니즘 중 적어도 하나를 포함한다.
시스템이 광원과 소통하는 제어기를 더 포함할 수 있고, 그러한 제어기는 광학적 간섭성 단층촬영(OCT) 이미징 과정을 위해서 이미징 광원의 작동을 제어하도록 구성된다. 제어기는 탐침에 의해서 얻어진 데이터를 처리하고 제어기와 소통되는 디스플레이로 이미징 데이터를 출력하도록 추가적으로 구성될 수 있다.
일부 실시예와 관련하여, 안과에서의 이미징을 위한 방법이 제공된다. 방법은 하우징 내에서 레버 아암을 편향시키기 위해서 안과용 탐침의 하우징 내에 배치된 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 에너지화하는 단계를 포함할 수 있고; 레버 아암의 편향은 레버 아암에 결합된 광섬유가 하우징의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소에 걸쳐 광섬유를 통과하는 이미징 광을 스캔하게 한다.
본 개시 내용의 부가적인 양태, 특징 및 장점이 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시 내용의 양태에 따른 치료 중의 눈 및 예시적인 OCT 이미징 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 3은 본 개시 내용의 양태에 따른, 제1 위치에서의 이미징 탐침의 광섬유를 보여주는 도 2의 이미징 탐침의 원위 부분의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 4는 본 개시 내용의 양태에 따른, 도 3과 유사한, 그러나 제2 위치에서의 광섬유를 보여주는, 도 2의 이미징 탐침의 원위 부분의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 5는 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 6은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 7은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 8은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다.
도 9는 본 개시 내용의 일 양태에 따른 이미징 탐침의 가요성 연결 부재 및 광섬유를 보여주는 도 8의 이미징 탐침의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다.
도 10은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도면에서, 동일한 부호를 가지는 요소는 동일하거나 유사한 기능을 갖는다.
도 2는 본 개시 내용의 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 3은 본 개시 내용의 양태에 따른, 제1 위치에서의 이미징 탐침의 광섬유를 보여주는 도 2의 이미징 탐침의 원위 부분의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 4는 본 개시 내용의 양태에 따른, 도 3과 유사한, 그러나 제2 위치에서의 광섬유를 보여주는, 도 2의 이미징 탐침의 원위 부분의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 5는 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 6은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 7은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도 8은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다.
도 9는 본 개시 내용의 일 양태에 따른 이미징 탐침의 가요성 연결 부재 및 광섬유를 보여주는 도 8의 이미징 탐침의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다.
도 10은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다.
도면에서, 동일한 부호를 가지는 요소는 동일하거나 유사한 기능을 갖는다.
이하의 설명에서, 특정 실시예를 설명하는 구체적인 상세 내용을 기술한다. 그러나, 당업자는, 이러한 구체적인 상세 내용의 일부 또는 전부가 없이도 개시된 실시예가 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 제시된 구체적인 실시예는 예시를 위한 것으로서, 제한적인 것이 아니다. 당업자는, 본원에서 구체적으로 설명되지 않은 다른 재료가 본 개시 내용의 범위 및 사상에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 개시 내용과 관련된 당업자에 의해서 일반적으로 이루어질 수 있는 바와 같이, 설명된 장치, 시스템, 및 방법에 대한 임의 변경 및 추가적인 수정, 그리고 본 개시 내용의 원리의 임의의 추가적인 적용이 완전히 고려되고 본 개시 내용에 포함된다. 특히, 일 실시예와 관련하여 설명된 특징, 구성요소, 및/또는 단계가 본 개시 내용의 다른 실시예와 관련하여 설명된 특징, 구성요소, 및/또는 단계와 조합될 수 있다는 것을 완전히 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 간결함을 위해서, 이러한 조합의 수많은 반복을 별개로 설명하지는 않을 것이다.
본 개시 내용은 일반적으로, OCT 이미지를 획득하기 위해서 조직을 스캔하는 OCT 탐침, OCT 시스템, 및 방법에 관한 것이다. 탐침은, 안구와 같은, 환자 조직에 침습적으로 침투하도록 구성된 캐뉼라를 포함할 수 있다. 캐뉼라가 렌즈 및 광섬유를 수용할 수 있다. 섬유는 렌즈를 통해서 광을 지향시키고 렌즈를 역으로 통과하는 반사된 광을 캡쳐한다. 단순히 점 대신에, 조직의 면적 또는 라인의 스캔을 획득하기 위해서, 렌즈로부터 방출되는 광이 희망 패턴에 걸쳐서 스캔하게 하도록, 섬유가 캐뉼라 내에서 렌즈에 대해서 이동될 수 있다. 환자 조직에 침투하는 캐뉼라가 바람직하게 작은 횡단면을 가지기 때문에, 캐뉼라 내에서 섬유를 이동시키는 것이 어렵다. 또한, 탐침 내의 적은 양의 가용 공간은, 섬유로 운동을 부여하기 위해서 이용될 수 있는 액추에이터의 유형을 제한한다. 일부 경우에, 탐침 또는 탐침의 적어도 일부를, 비용-효과적인 제조 기술을 가지는 제품 디자인을 필요로 하는 일회용 구성요소로서 제조하는 것이 바람직하다.
본원에서 설명된 예시적인 양태는, 이전의 접근 방식의 문제 또는 한계 중 하나 이상을 극복하는 탐침 내에 배치되는 액추에이터 시스템을 이용하여 탐침 내의 섬유의 전부 또는 일부 부분을 이동시키는 기술을 이용한다. 본원에서 설명된 일부 양태에서, 액추에이터 시스템은 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성된 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함할 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 액추에이터를 포함할 수 있다. 기계적 구조물이 레버 아암을 포함할 수 있다. 액추에이터가 레버 아암의 제1 부재에 연결될 수 있다. 레버 아암의 제2 부재가, 작동시키고자 하는 섬유 또는 섬유 조립체에 연결될 수 있다. 레버 아암의 제1 부재가 레버 아암의 제2 부재 보다 짧을 수 있다. 섬유 또는 섬유 조립체는, 그러한 섬유 또는 섬유 조립체가 통과하는 경직화 부재를 포함할 수 있다. 경직화 부재는, 강성이 요구될 때, 그러한 강성을 섬유로 제공할 수 있다. 공간 요건을 수용하기 위해서 또는 작동 방향을 변화시키기 위해서, 레버 아암의 부재들의 형상이 서로에 대해서 직선을 이루거나 각도를 이룰 수 있다. 레버 아암은 작동 시 피봇되어, 부착된 섬유 또는 섬유 조립체가 레버 아암 부재들의 길이들의 비율의 증배(multiplication)에 의해서 작동되게 할 수 있다. 레버 아암은, 피봇 중심이 되는 핀 또는 다른 유사한 구성요소를 가질 수 있거나, 레버 아암이 굴곡 베어링(예를 들어, 리빙 힌지(living hinge) 등)에 의해서 피봇될 수 있다. 레버 아암은, 선형의 섬유의 움직임을 생성하기 위해서 대칭적인 방식으로 구성될 수 있다. 대칭적인 구성은 2개의 레버 아암을 거울-유사 방식으로 배열하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 레버 아암들의 양(both) 짧은 부재들이 직접적으로 또는 간접적으로 액추에이터와 접촉될 수 있고, 레버 아암의 긴 부재가 섬유 또는 섬유 조립체와 접촉될 수 있다. 각각의 레버 아암 부재 양자 모두의 단부가 가요성 연결 부재에 의해서 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 레버 아암이 핀 피봇 및/또는 굴곡 베어링에 의해서 피봇될 수 있다.
본원에서 설명된 일부 양태에서, 스캐닝 OCT 내시경과 함께 섬유 또는 섬유 조립체의 작동을 위한 행정(stroke)의 증배를 달성하도록, 등급(class) 1 레버(기계적 확대율(mechanical advantage)이 1 보다 클 수 있다)의 원리가 구현될 수 있다. 이는, 사실상 등급 3 레버(기계적 확대율이 1 미만이다)인, 액추에이터로 섬유를 큰 행정으로 직접적으로 작동시킬 필요성 또는 액추에이터의 긴 연장에 의존할 필요성을 극복할 수 있다. 본원에서 설명된 일부 양태에서, 탐침 하우징 내의 섬유 또는 섬유 조립체와 관련한 액추에이터의 유리한 배열을 허용할 수 있는 방식으로 레버 아암 부재가 배열/배치될 수 있다.
본원에서 설명된 일부 양태에서, 액추에이터 시스템의 기계적 구조물이 굴곡 메커니즘 및 액추에이터를 포함할 수 있다. 굴곡 메커니즘이 하나의 위치에서 액추에이터에 그리고 제2 위치에서 섬유 또는 섬유 조립체에 부착될 수 있다. 굴곡 메커니즘이, 각각의 정점에 위치되는 가요성 접합부에 의해서 연결된 4개의 부재를 포함하는 마름모꼴로서 성형될 수 있다. 마름모꼴이, 하나의 정점으로부터 다른 대향 정점까지 측정할 때, 하나의 축을 따라서 연신되고 다른 축을 따라서 단축될 수 있다. 액추에이터가 연신된 축 내의 정점들 중 하나에 부착될 수 있다. 대향하는 정점이 고정될 수 있다. 섬유 또는 섬유 조립체가 단축된 축을 따른 정점 중 하나에 부착될 수 있다. 대향하는 정점이 고정될 수 있다. 액추에이터가 이동될 때, 형상 변화에 의해서 굴곡 메커니즘이 수용(accomodate)될 수 있다. 연신된 그리고 단축된 축 상의 정점들 중 각각 하나의 정점이 고정된 상태에서, 섬유 또는 섬유 조립체가 부착된 정점이 외향으로 이동되는 것에 의해서 응답할 수 있고, 그에 따라 액추에이터 행정의 증배 및 작동 방향의 변화 양자 모두를 제공할 수 있다.
본원에서 설명된 일부 양태에서, 스캐닝 OCT 내시경과 함께 섬유 또는 섬유 조립체의 작동을 위한 행정의 증배를 달성하도록, 굴곡 메커니즘이 구현될 수 있다. 이는 액추에이터로 섬유를 큰 행정으로 직접적으로 작동시킬 필요성을 극복할 수 있다. 본원에서 설명된 일부 양태에서, 탐침 하우징 내의 섬유 또는 섬유 조립체와 관련한 액추에이터의 유리한 배열을 허용할 수 있는 방식으로 굴곡 메커니즘이 배열/배치될 수 있다.
일부 양태에서, 증폭된 움직임을 광섬유의 원위 섹션으로 부여하도록, 액추에이터 시스템이 구성될 수 있다. 예를 들어, 광섬유의 원위 단부가 액추에이터 시스템의 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재의 원위 단부 및/또는 기계적 구조물을 지나서 연장하도록, 그에 따라 광섬유의 원위 섹션으로 부여된 움직임이 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재 및/또는 기계적 구조물에 근접하는 및/또는 그와 길이방향으로 같은 범위의(coextensive) 광섬유의 부분의 운동에 비해서 증폭되도록, 광섬유가 탐침 내에 배치될 수 있다.
본원에서 설명된 일부 양태에서, OCT 스캔을 달성하기 위해서 섬유 또는 섬유 조립체를 이동시키기 위한 충분한 행정을 가지는 저렴한 액추에이터 시스템이 제공된다. 일부 양태에서, 이미징 탐침에 의해서 형성되는 봉입체(envelope) 내에 수용될 수 있을 정도로 충분히 콤팩트할 수 있고 섬유 또는 섬유 조립체를 이동시키기 위해서 필요한 소정 방향을 따른 움직임을 제공할 수 있는 액추에이터 시스템이 도시되고 설명된다. 일부 양태에서, 액추에이터로부터의 행정의 증배 및 작동의 방향을 변화시키기 위한 메커니즘을 제공하는 액추에이터 시스템이 제공된다.
도 1은 본 개시 내용의 양태를 도시하는 배열의 개략도이다. 특히, 치료되는 눈(100)이 도시되어 있다. 눈(100)이 공막(102), 각막(104), 전안방(anterior chamber)(106), 및 후안방(108)을 포함한다. 수정체낭(capsular bag)(110)이 후안방(108) 내에 도시되어 있다. 눈(100)이 망막(112)을 더 포함한다.
예시적인 이미징 시스템(120)이 또한 도 1에 도시되어 있다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 이미징 시스템(120)은, 망막(112)과 같은, 눈(100)의 부분을 이미지화하도록 구성된다. 이미징 시스템(120)이 광원(122), 광학적 간섭성 단층촬영(OCT) 시스템(124), 제어기(126), 사용자 인터페이스(128), 및 탐침(130)을 포함할 수 있다. 광원(122)은, 탐침(130)에 의해서 표적 생물학적 조직 상으로 지향될 이미징 광을 제공하도록 구성된다. 700 nm 내지 1400 nm, 700 nm 내지 900 nm, 900 nm 내지 1200nm, 1000 nm 내지 1100 nm, 1250 nm 내지 1450 nm, 또는 1400 nm 내지 1600 nm와 같은, 비교적 긴 파장의 광을 제공하는 초발광(superluminescent) 다이오드, 초단 펄스 레이저 또는 초연속 레이저(supercontinuum laser)로 광원(122)이 구성될 수 있다. 표적 생물학적 조직으로부터 반사되고 탐침(130)에 의해서 캡쳐되는 이미징 광을 이용하여 표적 생물학적 조직의 이미지를 생성한다.
광원(122)으로부터 수용된 이미징 광을, 탐침(130)에 의해서 표적 생물학적 조직 상으로 지향되는 이미징 빔 및 기준 거울(reference mirror) 상으로 지향될 수 있는 기준 빔으로 분할하도록 OCT 시스템(124)이 구성된다. OCT 시스템(124)이 스펙트럼 영역(spectral domain) 또는 시간 영역 시스템일 수 있다. 표적 생물학적 조직으로부터 반사되고 탐침(130)에 의해서 캡쳐되는 이미징 광을 수용하도록, OCT 시스템(124)이 추가적으로 구성된다. 반사된 이미징 광과 기준 빔 사이의 간섭(interference) 패턴을 이용하여 표적 생물학적 조직의 이미지를 생성한다. 따라서, OCT 시스템(124)이 간섭 패턴을 검출하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있다. 검출기가, 검출된 광을 기초로 전기 신호를 생성하는 전하-결합 검출기(Charge-Coupled Detector)(CCD), 픽셀, 또는 임의의 다른 유형의 센서(들)의 어레이를 포함할 수 있다. 또한, 검출기가 2-차원적인 센서 어레이 및 검출기 카메라를 포함할 수 있다.
제어기(126)는, 광원(122), 사용자 인터페이스(128), 및/또는 탐침(130)의 양태를 제어하고 OCT 이미징 과정을 실행하기 위한 기능 및 프로세스를 실행 및 실시하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 프로그램을 포함할 수 있는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(126)는, 일부 구현예에서 표적 생물학적 조직에 걸쳐 이미징 빔을 스캐닝하게끔 구성된 탐침(130)의 작동 시스템을 제어하도록 구성된다.
광원(122), OCT 시스템(124), 제어기(126), 및 사용자 인터페이스(128) 중 하나 이상이, 서로 소통 가능하게 결합된 분리된 하우징들 내에 또는 공통 콘솔(console) 또는 하우징 내에 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 광원(122), OCT 시스템(124), 및 제어기가, 사용자 인터페이스(128)로 소통 가능하게 결합되는 콘솔 내에 배치된다. 사용자 인터페이스(128)가 콘솔 상에서 수반되거나 콘솔의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(128), 또는 적어도 그 일부(들)가 콘솔로부터 분리될 수 있다. 사용자 인터페이스(128)가, 이미지를 사용자 또는 환자에게 제공하도록, 그리고 OCT 이미징 과정 중에 탐침(130)에 의해서 스캐닝된 조직을 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(128)가, 비제한적인 예로서, 특히 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치스크린, 다이얼, 및 버튼을 포함하는 입력 장치 또는 시스템을 또한 포함할 수 있다.
탐침(130)이 OCT 시스템(124)과 광학적으로 소통한다. 이와 관련하여, 탐침(130)은, 조직을 이미지화하기 위한 목적을 위해서, OCT 시스템(124)을 통과하는 광원(122)으로부터의 광을 표적 생물학적 조직 상으로 제공하도록 구성된다. 또한, 탐침이 제어기(126)와 전기적으로 소통할 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(126)가 탐침(130)으로 송신되는 전기 신호를 통해서 탐침(130)의 작동 시스템을 제어할 수 있고, 그에 따라 작동 시스템이 표적 생물학적 조직에 걸쳐서 이미징 빔을 스캔하게 할 수 있다. 케이블(132)이 탐침(130)을 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)로 연결할 수 있다. 이와 관련하여, 케이블(132)이, 탐침(130)과 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126) 사이의 광학적 및/또는 전기적 소통을 돕도록 구성된, 광섬유(들), 전기 전도체(들), 절연체(들), 차폐부(들), 및/또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 또한, 케이블(132)이 복수의 분리된 케이블들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 경우에, 광학적 케이블이 탐침(130)을 OCT 시스템(124)으로 연결하고, 분리된 전기 케이블이 탐침(130)을 제어기(126)로 연결한다.
이미징 시스템(120)은, 탐침(130) 및/또는 케이블(132)과 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)의 제거 가능한 결합을 돕도록 구성된 연결부를 포함할 수 있다. 연결부가, 탐침(130) 및/또는 케이블(132)과 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)의 기계적, 광학적, 및/또는 전기적 결합을 돕도록 구성된다. 예를 들어, 탐침(130)의 길이를 따라서 연장되는 광섬유(138)가, 연결부와 OCT 시스템(124)의 결합을 통해서, OCT 시스템(124)에 광학적으로 결합된다. 광섬유(138)가 단일 섬유 또는 섬유 다발일 수 있다. 일부 실시예에서, 연결부가 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)와 나사식으로(threadingly) 결합되도록 구성된다. 그러나, 비제한적으로, 특히 압입, 루어 락(luer lock), 나사산, 및 그 조합과 같은 연결 유형을 포함하는, 임의 유형의 선택적인 결합 특징부(들) 또는 연결부가 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일부 양태에서, 연결부가 OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)에 근접하여 위치된다. OCT 시스템(124) 및/또는 제어기(126)에서의 연결부의 선택적인 결합은, 전체 탐침(130)이 단일 과정에서 이용되도록 구성된 일회용 구성요소가 될 수 있게 한다.
의사에 의해서 취급되도록 그리고 환자의 신체 내로 돌출하도록, 탐침(130)의 크기가 결정되고 성형된다. 탐침(130)이, 근위 부분(142) 및 원위 부분(144)을 가지는 하우징(140)을 포함한다. 하우징(140)의 근위 부분(142)이 사용자에 의해서 손으로 파지될 수 있도록 그 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 예를 들어, 하우징(140)의 근위 부분(142)이 핸들(146)을 형성할 수 있다. 사용자의 한손으로 파지할 수 있도록 핸들(146)의 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 또한, 사용자의 핸들(146) 파지를 향상시키기 위해서, 핸들(146)이 텍스쳐 가공된(textured) 표면(148)(예를 들어, 조질화된(roughened), 널링 가공된(knurled), 돌출부/함몰부, 테이버(taper), 다른 표면 특징부, 및/또는 그 조합)을 포함할 수 있다. 사용 시에, 사용자는, 이미징 광 빔이 표적 생물학적 조직을 향해서 지향되도록 핸들(146)을 조작하는 것에 의해서 하우징(140)의 원위 부분(144)의 위치를 제어한다.
치료하고자 하는 눈(100) 내로의 삽입을 위해서, 탐침(130)의 원위 부분(144)의 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 도 1의 도시된 실시예에서, 탐침(130)의 원위 부분(144)이 캐뉼라(150)를 포함한다. 망막(112)의 이미지화를 돕기 위한 눈(100)의 공막(102)을 통한 삽입을 위해서, 캐뉼라(150)의 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 캐뉼라(150)가 하우징(140)의 일부로서 핸들(146)과 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 캐뉼라(150) 및 핸들(146)이, 서로 고정적으로 부착되어 하우징(140)을 형성하는 분리된 구성요소들일 수 있다. 렌즈와 같은, 광학적 요소(152)가 캐뉼라(150)의 원위 단부 내에 고정될 수 있다. 이미징 광을 망막(112)과 같은 표적 생물학적 조직 상으로 초점을 잡도록, 광학적 요소(152)가 구성된다. 광학적 요소(152)가, 예를 들어, 굴절 분포형(GRIN) 렌즈, 임의의 다른 적합한 렌즈, 임의의 적합한 광학적 구성요소(들), 또는 그 조합일 수 있다. 실시예에 따라서, 구배 지수(gradient index)가 구형, 축방향, 또는 방사상으로 이루어질 수 있다. 광학적 요소(152)가 또한 구형 렌즈일 수 있다. 다른 렌즈 형상이 이용될 수 있다.
이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 광섬유(138)가 탐침(130) 내에 배치된 액추에이터 시스템에 의해서 광학적 요소(152)에 대해서 이동되어, 이미징 빔이 (광학적 요소(152)에 의해서 초점화되어) 표적 생물학적 조직의 일부에 걸쳐서 스캔하게 된다. 이하에서 설명되는 도 2 및 도 5 내지 도 10은 본 개시 내용에 따른 액추에이터 시스템의 여러 예시적 실시예를 도시한다. 그와 관련하여, 본 개시 내용의 액추에이터 시스템이 핸들(146) 내에, 캐뉼라(150) 내에, 및/또는 그 조합으로 배치되어 광섬유(138)를 희망 스캔 패턴에 걸쳐 이동시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
탐침(130)의 원위 단부로부터의 이미징 빔의 초점의 거리가 광학적 요소(152), 광섬유(138)의 원위 선단부와 광학적 요소(152)의 근위 면 사이의 갭 거리, 광섬유(138)의 개구수(numerical aperture), 및/또는 이미징 빔의 광의 파장에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 광학적 요소(152)의 초점력(focal power) 및/또는 갭 거리가, 사용 중에 표적 생물학적 조직으로부터의 탐침(130)의 원위 단부의 거리에 상응할 것으로 예상되는 초점 깊이를 가지도록 선택된다. 망막 이미징을 위한 탐침(130)의 일부 구현예에서, 이미징 빔의 초점이, 탐침(130)의 원위 단부를 지나 1 mm 내지 20 mm, 5 mm 내지 10 mm, 7 mm 내지 8 mm, 또는 약 7.5 mm가 될 수 있다.
도 2는 본 개시 내용의 양태에 따른 이미징 탐침(190)의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다. 도시된 바와 같이, 광섬유(138)가 핸들(146) 및 캐뉼라(150)를 통해서 탐침(190)의 길이를 따라서 연장된다. 도시된 실시예에서, 액추에이터 시스템(192)이 핸들(146) 내에 배치된다. 광섬유(138)가 탐침(190)의 근위 부분 상에 고정될 수 있다. 광섬유(138)로 움직임을 부여하도록, 그에 따라 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 캐뉼라(150) 및 그러한 캐뉼라에 고정적으로 부착된 광학적 요소(152)에 대해서 이동하도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 보다 구체적으로, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가, 표적 생물학적 조직과 관련된 희망 패턴에 걸쳐서 이미징 빔을 스캔하기 위해서 광학적 요소(152)에 대해서 이동될 수 있다.
광섬유(138)로부터 수용된 이미징 빔을 표적 생물학적 조직 상으로 초점화하도록, 광학적 요소(152)가 구성된다. 그와 관련하여, 광학적 요소(152)가 근위 면(182) 및 원위 면(184)을 포함한다. 이미징 빔이 근위 면(182)을 통해서 광학적 요소(152)로 진입하고 원위 면(184)을 통해서 광학적 요소(152)를 빠져 나온다. 도시된 바와 같이, 광학적 요소(152)의 근위 면(182)이 캐뉼라(150)의 길이방향 축에 대해서 비스듬한 각도로 연장될 수 있다. 비스듬한 각도로 배향된 근위 면(182)을 가지는 것에 의해서, 광학적 요소(152)로 진입하는 이미징 빔으로부터 초래되는 반사의 양이 감소될 수 있다. 다른 실시예에서, 근위 면(182)이 캐뉼라(150)의 길이방향 축에 수직으로 연장된다.
광섬유(138)의 원위 단부(180)가 광학적 요소(152)의 근위 면(182)으로부터 이격될 수 있다. 그와 관련하여, 희망하는 광학적 성능(예를 들어, 초점 거리, 초첨 크기 등)을 달성하도록, 광섬유(138)의 원위 단부(180)와 광학적 요소(152)의 근위 면(182) 사이의 간격이 선택될 수 있다. 광학적 요소(152)와의 물리적인 접촉이 없는 캐뉼라(150) 내의 광섬유(138)의 희망 움직임 범위를 허용하도록, 광섬유(138)의 원위 단부(180)와 광학적 요소(152)의 근위 면(182) 사이의 간격이 또한 선택될 수 있다. 광학적 요소(152)가 광섬유(138)의 원위 단부(180)와 함께 이동하도록, 광학적 요소(152)가 광섬유(138)의 원위 단부(180)에 기계적으로 결합될 수 있다.
광섬유(138)의 원위 단부(180)가, 표적 생물학적 조직과 관련된 희망 패턴에 걸쳐서 이미징 빔을 스캔하기 위해서 광학적 요소(152)에 대해서 이동될 수 있게 광섬유(138)로 움직임을 부여하도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 이미징 탐침 내에 배치된 광섬유로 움직임을 부여하기 위해서, 액추에이터 시스템(192)이 레버 아암(136)과 같은 기계적 구조물, 및 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 이용할 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 선택적으로, 전기적으로 에너지화는 것에 응답하여 레버 아암(196)을 하우징에 대해서 이동시킬 수 있도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 광섬유(138)를 작동시키기 위해서 레버 아암(196)을 이용하는 것에 의해서, 광섬유(138)의 작동 중에 레버 아암과 연관된 기계적 확대율이 실현될 수 있다.
일부 실시예에서, 탐침(190) 내의 광섬유(138)의 모든 또는 일부 부분(예를 들어, 원위 단부(180))이 광학적 요소(152)의 근위 면(182)에 걸쳐서, 예를 들어, 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 50 ㎛ 내지 500 ㎛, 100 ㎛ 내지 400 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 300 ㎛ 이동된다. 결과적인 광학적 스캔이 예를 들어 캐뉼라(150)의 원위 단부로부터 1 mm 내지 20 mm의 거리에서 표적 생물학적 조직으로 투사된다(예를 들어, 전술한 바와 같은, 이미징 빔의 초점). 표적 생물학적 조직에서의 이미징 빔의 선형 범위가 1 mm 내지 10 mm, 1 mm 내지 8 mm, 또는 1 mm 내지 5 mm일 수 있다. 예를 들어, 표적 생물학적 조직에서의 이미징 빔의 선형 범위는, 섬유가 광학적 요소(152)의 근위 면(182)에 걸쳐 이동되는 거리의 약 50x 내지 약 1000x 배가 될 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 핸들(146)의 근위 부분으로부터 외팔보 형태가 되는 것으로 도시되어 있다. 다시 말해서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 근위 부분(212)이 핸들(146)을 형성하는 하우징에 고정적으로 결합될 수 있고, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214)이 핸들(146)에 대해서 이동될 수 있다. 원위 부분(214)이 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)에 접촉하고 힘을 가할 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 여러 구성요소일 수 있고 및/또는 여러 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 바이-모르프(bi-morph) 압전 액추에이터, 선형 액추에이터, 솔레노이드 액추에이터 등일 수 있다.
레버 아암(196)이 근위 섹션(198) 및 원위 섹션(200)을 포함할 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화 상태에 있을 때(전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 예를 들어 도 2에서와 같을 수 있다), 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 근위 섹션(198)에 접촉하고 및/또는 근위 섹션(198)으로 힘을 가할 수 있다. 비활성화 상태에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(196)으로 힘을 가하지 않는다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 비활성화 상태에 있을 때, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(196)과 접촉할 수 있거나 그로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 비활성화 상태에 있을 때, 원위 부분(214)이 탐침(190)의 길이방향 축에 평행하게 배치되고 레버 아암(196)으로부터 분리될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214)이 핸들(146)에 대해서 그리고 레버 아암(196)의 운동과 적어도 부분적으로 독립적으로 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214)과 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)이 서로 접촉되고, 적절한 접착제(예를 들어, 아교(glue), 에폭시 등), 기계적 연결, 및/또는 그 조합을 이용하여, 기계적으로 결합된다.
레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 광섬유(138)와 접촉될 수 있고 및/또는 그와 결합될 수 있다. 원위 섹션(200)과 광섬유(138) 사이의 접촉 및/또는 결합이 직접적, 간접적, 또는 그 일부 조합일 수 있다. 예를 들어, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 광섬유(138)와 직접적으로 접촉될 수 있거나, 원위 섹션(200)이, 광섬유(138)에 인접하여 배치되는 경직화 부재(216)와 접촉될 수 있다. 일부 실시예에서, 레버 아암(196)의 원위 섹션(198)과 광섬유(138)가, 적절한 접착제(예를 들어, 아교(glue), 에폭시 등), 기계적 연결, 및/또는 그 조합을 이용하여, 기계적으로 결합된다. 일부 실시예에서, 원위 섹션(198)이 핸들(146)에 대해서 그리고 광섬유(138)의 운동과 적어도 부분적으로 독립적으로 이동될 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 전기적으로 에너지화될 때 레버 아암(196)으로 움직임을 선택적으로 부여하도록, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 구성될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가, 레버 아암(196)이 피봇 지점(202)을 중심으로 회전되게 하는 방향(208)으로, 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)과 접촉할 수 있고 및/또는 근위 섹션(198)으로 힘을 가할 수 있다. 피봇 지점(202)은, 레버 아암(196)이 핸들(146)에 부착되는, 및/또는 기계적으로 결합되는 것으로 언급되는 위치일 수 있다. 피봇 지점(202)이 핀, 굴곡 베어링 등을 포함할 수 있다. 레버 아암(196)이 피봇 핀에 의해서 핸들(146)에 피봇식으로 부착될 수 있다. 레버 아암(196)이 피봇 지점(202)을 중심으로 회전될 때, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 방향(210)을 따라서 광섬유(138)와 접촉할 수 있고 및/또는 광섬유(138)로 힘을 가할 수 있다. 도 3 및 도 4에 관한 논의에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)에 의한 방향(210)을 따른 광섬유(138)와의 접촉 및/또는 광섬유(138)로의 힘의 인가는 방향(204)을 따른 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 운동을 유발한다. 탐침(190)의 여러 부분 내에 배치될 수 있도록, 레버 아암(196) 및/또는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 구성된다. 일부 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 방향(210)을 따라 레버 아암(196)으로 힘을 가할 수 있고, 그에 따라 레버 아암(196)이 방향(208)을 따라 광섬유(138)로 힘을 가할 수 있다. 그에 따라, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194) 및 레버 아암(196)이 탐침(190) 내부에서의 그들의 위치에 따라서 여러 방향으로 힘을 인가할 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)에 의해서 레버 아암(196)으로 힘을 인가하는 것이 작동 행정으로서 설명될 수 있다. 레버 아암(196)에 의해서 광섬유(138)로 결과적으로 힘을 인가하는 것이 반응 행정으로서 설명될 수 있다. 액추에이터 시스템(192)은, 반응 행정이 레버 아암(196)과 연관된 기계적 확대율을 체험할 수 있게 하고, 그에 따라 반응 행정이 작동 행정에 비해서 증배되게(multiplied) 한다. 본원의 논의에서, 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)이 레버 아암(196)의 "짧은 아암" 및/또는 "제1 섹션"으로 다양하게 지칭될 수 있고, 원위 섹션(200)이 레버 아암(196)의 "긴 아암" 및/또는 "제2 섹션"으로서 다양하게 지칭될 수 있다. 근위 섹션(198)이 원위 섹션(200)에 비해서 더 짧은 길이를 가질 수 있다. 광섬유(138) 상으로 작용하는 힘이, 근위 섹션(198) 및 원위 섹션(200)의 길이의 비율이 곱해진, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)에 의해서 근위 섹션(198)으로 인가되는 힘과 같다. 희망하는 힘의 양이 광섬유(138)로 부여되도록, 길이들이 다양하게 선택될 수 있다. 희망하는 양의 힘이 광섬유(138)를 위한 희망 운동량에 상응할 수 있다. 다른 실시예에서, 탐침(190)의 레버 아암(196) 및 다른 구성요소가 핸들(146)의 내부에 적절하게 끼워지도록, 길이가 다양하게 선택될 수 있다. 레버 아암(196) 및/또는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 (도 2의 도시된 실시예와 대비하여) 핸들(146)의 다른 부분 내에 및/또는 캐뉼라(150) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 배치될 수 있다.
탐침(190)은, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화될 때 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 경직화 부재(216)와 접촉되도록 광섬유(138)에 인접하여 배치된 경직화 부재(216)를 포함할 수 있다. 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 경직화 부재(216)와 접촉하고 및/또는 경직화 부재(216)로 힘을 가하고 경직화 부재(216)가 이동되게 할 때, 광섬유(138)가 그에 따라 이동된다. 동일한 힘이 광섬유(138)와 레버 아암(196) 사이의 접촉 지점에서 또는 작은 접촉 범위에서 광섬유(138)로 직접적으로 인가될 때에 비해서 더 먼 거리에 걸쳐 광섬유(138) 상으로 작용하는 힘을 분배하도록, 경직화 부재(216)가 구성될 수 있다. 점 또는 작은 범위에서의 광섬유(138)와 레버 아암(196) 사이의 접촉은, 광섬유(138)의 중앙 부분(218)이 방향(210)으로 굽혀지거나 편향되게 할 수 있다. 광섬유(138)의 중앙 부분(218)에서의 그러한 굽힘 및/또는 편향에 응답하여, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 방향(206)을 따라 변위될 수 있고, 그에 따라 광섬유(138)가 적어도 부분적으로 궁형으로 성형된다. 일부 실시예에서, 광섬유(138)의 그러한 굽힘이 광섬유(138)의 진동을 위해서 바람직하다. 다른 실시예에서, 그러한 굽힘이 바람직하지 않고, 경직화 부재(216)가 그에 반작용하도록 제공될 수 있다. 경직화 부재(216)가 광섬유(138) 보다 더 강성인 재료로 형성될 수 있고, 그에 따라, 힘이 경직화 부재로 인가될 때, 동일한 양의 힘이 광섬유(138)로 직접적으로 가해질 때에 비해서, 경직화 부재(216)가 덜 굽혀진다. 그에 따라, 광섬유(138)로 작용하는 굽힘력을 감쇠시키도록 그리고 그에 따라 광섬유(138)가 굽혀지는 양을 줄이도록, 경직화 부재(216)가 구성될 수 있다. 레버 아암(196)에 의해서 광섬유(138)로 부여되는 굽힘력이 희망보다 클 때, 경직화 부재(216)가 제공될 수 있다.
경직화 부재(216)가 탐침(190) 내에 포함될 때, 경직화 부재가 광섬유(138) 및 탐침(190)의 적어도 일부를 따라서 길이방향으로 연장될 수 있다. 경직화 부재(216)가 캐뉼라(150) 또는 하우징(146) 내에 전체적으로 배치될 수 있거나, 경직화 부재(216)의 부분이 캐뉼라(150) 및 하우징(146)의 양자 모두 내에 부분적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 경직화 부재(216)가 광섬유(138) 주위에 환형으로 배치되는 경직화 관으로서 설명될 수 있다. 예를 들어, 경직화 부재(216)가 광섬유(138)의 둘레의 전체 주위로 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 경직화 부재(216)가 광섬유(138)의 적어도 일부에 인접하여 배치되는 경직화 판으로서 설명될 수 있다. 그러한 경직화 부재가 선형, 곡선형, 또는 그 일부 조합일 수 있다. 경직화 부재(216)가, 적절한 접착제(예를 들어, 아교, 에폭시 등), 기계적 연결, 및/또는 그 조합을 이용하여, 광섬유(138) 및/또는 핸들(146)에 고정될 수 있다. 본원의 논의에서, 레버 아암, 레버 아암 조립체, 및/또는 굴곡 메커니즘이 광섬유와 접촉되는 것으로 설명되는 경우에, 이는 광섬유(138)와의 직접적인 접촉, (예를 들어, 경직화 부재(216)를 통한) 간접적인 접촉, 및/또는 그 조합을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
경직화 부재(216)가 핸들(146) 내에 제공될 때, 경직화 부재(216)가 편향 방향으로 굽혀져 광섬유(138), 레버 아암(136), 및/또는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 위한 (예를 들어, 광섬유(138)가 캐뉼라(152)의 길이방향 축과 동축일 때 중립 위치를 향한) 순응적(compliant) 복원력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 광섬유(138)가 중립 위치를 향해서 (즉, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화될 때 레버 아암(196)에 의해서 광섬유(138)가 압박되는 방향(210)에 반대되는 방향으로) 편향되도록, 경직화 부재(216)가 방향(208)으로 굽혀질 수 있다. 광섬유(138), 레버 아암(136), 및/또는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 중립 위치로 복귀시키도록 구성된 하나 이상의 복원 요소에 더하여 또는 그 대신에, 경직화 부재(216)가 굽혀질 수 있다.
도시된 바와 같이, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)을 지나서 원위적으로 연장되도록, 광섬유(138)가 레버 아암(196)에 결합된다. 이러한 방식으로, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 레버 아암(196)으로부터 외팔보화된다. 결과적으로, 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 움직임 프로파일이 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)의 움직임 프로파일에 대해서 증폭된다. 다시 말해서, 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 운동이 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)의 상응하는 운동보다 크다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 에너지화되고, 근위 섹션(198)과 접촉하고 및/또는 근위 섹션(198)으로 힘을 가할 때, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)의 운동이 유발되어, (탐침(130)을 도 3에 도시된 사시도로부터 볼 때) 피봇 지점(202)을 중심으로 하는 레버 아암(196)의 시계 방향 회전을 초래한다. 예를 들어, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 화살표(210)에 의해서 표시된 바와 같이 광섬유(138)와 접촉하고 및/또는 광섬유(138)로 힘을 가할 때, 광섬유의 원위 단부(180)가 화살표(204)에 의해서 표시된 바와 같이 동일한 방향으로 더 먼 거리로 이동될 것이다. 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 광섬유(138)로부터 멀리 이동될 때(예를 들어, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 더 이상 에너지화되지 않을 때), 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 화살표(206)에 의해서 표시된 바와 같이 이동될 것이다. 일부 실시예에서, 광섬유(138) 및/또는 경직화 관(216)의 중량만으로 방향(206)을 따른 광섬유(138)의 운동이 유발된다. 다른 실시예에서, 광섬유(138)를 방향(206)으로 직접적으로 및/또는 간접적으로 압박하는 하나 이상의 복원 요소가 탐침(190) 내에 제공될 수 있다. 방향(206)으로 이동될 때, (예를 들어, 광섬유가 캐뉼라(152)의 길이방향 축과 동축일 때) 원위 단부(180)가 광섬유(138)의 중립 위치를 지나서 이동될 수 있다. 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 운동 대 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)의 운동의 비율이 1.01:1.0 내지 10.0:1.0, 1.1:1.0 내지 5.0:1.0, 또는 1.5:1.0 내지 2.0:1.0일 수 있다. 따라서, 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 결과적인 운동이 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)의 운동 보다 1%, 10%, 20%, 50%, 100%, 500%, 또는 1000% 더 클 수 있다.
일부 경우에, 광섬유의 원위 단부(180)의 움직임 프로파일이, 탐침(130)의 핸들(146) 내의 피봇 지점으로, 레버 아암 작용을 모사한다(simulate). 예를 들어, 피봇 지점이 레버 아암(196)과 광섬유(138) 사이의 접촉 지점에 의해서 형성될 수 있다. 일부 경우에, 광섬유(138)가 운동 중에 선형 배향을 유지할 수 있다. 다른 경우에, 광섬유(138)가 운동 중에 굽혀지고, 그에 따라 광섬유(138)의 적어도 일부가 궁형 형상을 갖는다. 예를 들어, 일부 경우에, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 전기적으로 활성화시키는 것에 의해서 유발되는 운동 중에, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 핸들(146)에 고정되는 근위 섹션에 대해서 굽혀진다.
일반적으로, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 비활성화 상태로부터 하나 이상의 활성화 상태로 이동시키도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 활성화 상태에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(196)으로 힘을 가하고 레버 아암(196)의 회전을 유발하며, 레버 아암(196)은 다시 광섬유(138)로 힘을 가한다. 결과적으로, 광섬유(138)(예를 들어, 원위 단부(180), 중앙 부분(218) 등)를 중립 위치로부터 하나 이상의 활성화된 위치로 이동시키도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 중립 위치에서, 광섬유(138)가 캐뉼라(140)의 내강(lumen) 내의 임의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 탐침(190) 내의 광섬유(138)의 전부 또는 일부 부분이 캐뉼라(150)의 길이방향 축과 동축이 될 수 있고(예를 들어 도 2에 도시된 바와 같음), 캐뉼라(150)의 하나의 벽에 근접 및/또는 접촉할 수 있고(예를 들어 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같음), 기타 등등이 될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 활성화된 위치에서, 광섬유(138)가 캐뉼라(150)의 길이방향 축과 동축이 될 수 있고(예를 들어 도 2에 도시된 바와 같음), 캐뉼라(150)의 하나의 벽에 근접 및/또는 접촉할 수 있고(예를 들어 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같음), 기타 등등이 될 수 있다.
예를 들어, 도 2는 광섬유(138)의 중립 위치가 캐뉼라(150)의 길이방향 축과 동축인 실시예를 도시한다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화될 때 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214) 및 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)을 이동시키도록, 액추에이터 시스템(192)이 구성된다. 일부 실시예에서, 그에 의해서, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 방향(204)을 따라서 길이방향 축과 동축인 위치로부터 활성화된 위치까지 이동될 수 있다(도 3에 도시된 바와 같음). 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 더 이상 활성화되지 않을 때, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214) 및 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 그들의 중립 위치로 복귀될 수 있고 및/또는 레버 아암(196) 및 광섬유(138) 각각으로 힘을 인가하는 것을 중단시킬 수 있다. 광섬유(138)가 방향(210)으로 더 이상 압박되지 않기 때문에, 원위 단부(180)가 방향(206)을 따라 그 중립 위치를 향해서 이동될 수 있다. 광섬유(138)의 중량 및/또는 하나 이상의 복원 요소에 의해서 가해지는 힘이 광섬유(138)를 방향(206)으로 이동시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광섬유(138)가, 그와 연관된 모멘텀으로 인해서, 방향(206)을 따라 그 중립 위치를 지나서 이동될 수 있다. 이어서, 광섬유(138)가, 중립 위치 내로 안착되기 전에, 방향(204) 및 방향(206)으로 이동될 수 있다. 다른 실시예에서, 스캐닝 프로세스 중에 광섬유(138)가 진동될 때, 광섬유(138)가 중립 위치에 있지 않음에도 불구하고, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 후속 시간 동안(예를 들어, 다음 주파수 사이클(frequency cycle) 중의) 활성화될 수 있다. 예를 들어, 광섬유(138)가 방향(206)을 따라 중립 위치를 지나서 이동된 후에 그러나 광섬유(138)가 중립 위치로 복귀되기 전에, 광섬유(138)가 작동될 수 있다. 일부 실시예에서, 광섬유(138)가 진동 중에 선형 프로파일을 유지한다. 다른 실시예에서, 전술한 바와 같이, 광섬유(138)가 진동 중에 적어도 부분적으로 궁형으로 성형된다.
일부 실시예에서, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 방향(210)으로 광섬유(138)와 접촉, 힘 인가, 및/또는 압박할 때, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 방향(206)으로 이동될 수 있다. 그러한 운동은, 예를 들어, 광섬유(138)의 중앙 부분(218)이 방향(210)으로 굽혀지거나 편향될 때 발생될 수 있다. 원위 단부(180)가, 중앙 부분(218)의 굽힘 또는 편향에 응답하여, 방향(206)으로 이동될 수 있고, 그에 따라 광섬유(138)가 적어도 부분적으로 궁형으로 성형된다. 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 방향(210)을 따라 더 이상 광섬유(138)로 힘 인가 및/또는 압박하지 않을 때, 광섬유(138)가 그 중립 위치를 향해서 복귀될 수 있다. 광섬유(138)의 중앙 부분(218)이 방향(208)으로 이동될 수 있고, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 방향(204)으로 이동될 수 있다. 광섬유(138)가, 그와 연관된 모멘텀으로 인해서, 그 중립 위치를 지나서 이동될 수 있다. 이러한 것이 발생될 때, 중앙 부분(218)이 방향(208)으로 굽혀지거나 편향될 수 있고, 원위 단부(180)가 방향(204)으로 이동될 수 있으며, 그에 따라 광섬유(138)가 적어도 부분적으로 궁형으로 성형된다. 일부 실시예에서, 스캐닝 프로세스 중에 광섬유(138)가 진동될 때, 광섬유(138)가 서로 거울 이미지인 적어도 부분적으로 궁형인 형상들을 가지는 것들 사이에서 주기적으로 전환된다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 2개의 상태: 비활성화 상태 및 활성화 상태를 가질 수 있다. 비활성화 상태에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 에너지화되지 않고, 레버 아암(196)과 접촉하지 않고, 레버 아암(196)으로 힘을 가하지 않고, 및/또는 레버 아암(196)을 압박하지 않는다. 예를 들어, 바이-모르프 압전 액추에이터가 비활성화 상태에서 광섬유(138)에 평행하게 연장될 수 있고, 그에 따라 원위 부분(214)이 레버 아암(196)과 접촉하지 않는다. 일부 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214)이 레버 아암(196)의 근위 섹션(196)에 결합될 때와 같이, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)는, 비록 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(196)으로 힘을 가하지 않고 및/또는 압박하지 않지만, 비활성화에서 레버(196)와 접촉한다. 활성화 상태에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 에너지화되고, 레버 아암(196)과 접촉하고, 레버 아암(196)으로 힘을 가하고, 및/또는 레버 아암(196)을 압박한다. 에너지화될 때, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 굽혀지고, 그에 따라 적어도 일부(예를 들어, 원위 부분(214))가 궁형 형상을 갖는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 원위 부분(214)이 레버 아암(196)과 접촉하고 및/또는 레버 아암(196)으로 힘을 가하도록, 원위 부분(214)이 굽혀지거나, 곡선을 이루거나, 또는 이동된다. 원위 부분(214)이 방향(208)으로 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)에 접촉하고 및/또는 힘을 가할 수 있다. 이는, 레버 아암(196)이 피봇 지점(202)을 중심으로 (도 2에 도시된 사시도로부터 탐침(130)을 볼 때) 반시계 방향으로 회전하게 할 수 있다. 레버 아암(196)이 회전되고 원위 섹션(200)이 광섬유(138)로 힘을 가할 때, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 광섬유(138)와의 초기 접촉 지점으로부터 근위 방향으로 활주되거나 병진이동(translate)될 수 있다. 레버 아암(196)의 회전은, 원위 섹션(200)에 의한 방향(210)을 따른 광섬유(138) 상에서의 접촉 및/또는 힘의 인가를 초래한다. 즉, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)은 행정의 증배를 체험하고 방향(210)으로 이동된다. (화살표(210)에 의해서 표시된) 힘이 광섬유(138)로 인가되는 방향(예를 들어, 제2 방향)에 반대되는 방향(208)(예를 들어, 제1 방향)으로 힘이 레버 아암(196)으로 인가될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 더 이상 에너지화되지 않을 때, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 비활성화 상태로 복귀될 수 있다. 그에 따라, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)의 원위 부분(214)이 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)과 더 이상 접촉하지 않고 및/또는 그러한 근위 섹션(198)으로 더 이상 힘을 가하지 않는다. 레버 아암(196) 자체의 중량 또는 그에 더하여 광섬유(138)의 중량으로 인해서, 레버 아암(196)이 시계 방향(도 2에 도시된 사시도로부터 탐침(130)을 볼 때)으로 회전되고, 원위 섹션(200)이 광섬유(138)와 더 이상 접촉하지 않고 및/또는 더 이상 광섬유(138)로 힘을 가하지 않는다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 비활성화 상태와 활성화 상태 사이에서 (예를 들어, 주기적, 진동적 등의 방식으로) 전환되도록 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 선택적으로 에너지화하는 것에 의해서, 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 운동이 유발될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 비활성화 상태와 활성화 상태 사이에서 전환될 때, 힘이 레버 아암(196)에 의해서 방향(210)으로 광섬유(138)로 가해지거나 그렇지 않다. 이는, 화살표(204)(전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 에너지화될 때) 및 화살표(206)(전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 에너지화되지 않을 때)에 의해서 표시된 방향들을 따른 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 상응하는 운동을 유발한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광섬유(138)를 활성화 위치로 이동시키는 것 그리고 이어서 중립 위치로 이동하도록 광섬유를 효과적으로 해제하는 것에 의해서, 광섬유(138)가 진동될 수 있고, 이미징 빔이 망막과 같은 표적 생물학적 조직에 걸쳐서 스캐닝될 수 있다. 일부 구현예에서, 비록 더 큰 그리고 더 작은 다른 주파수 범위가 고려될 수 있지만, 약 1 Hz 내지 100 Hz, 약 1 Hz 내지 50 Hz, 약 1 Hz 내지 약 30 Hz, 약 5 Hz 내지 20 Hz, 약 10 Hz 내지 15 Hz, 약 1 Hz 내지 15 Hz 등의 주파수 범위 내에서 광섬유(138)의 원위 단부(180)를 진동시키도록, 액추에이터 시스템(178)이 구성된다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 주파수 사이클의 절반 동안 활성화 상태에 있고 주파수 사이클의 절반 동안 비활성화 상태에 있을 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화 상태 및 비활성화 상태에 있는 지속시간이 주파수 사이클의 절반보다 길거나 짧을 수 있을 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 위치가 또한 액추에이터 시스템(192)을 위한 중립 위치일 수 있다. 그와 관련하여, 광섬유(138)의 원위 단부(180)가 도 3 또는 도 4의 위치에서 시작될 수 있고, 이어서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 에너지화되고 레버 아암(196)이 방향(208 또는 210)으로 광섬유(138)를 압박할 때, 도 4 또는 도 3의 각각의 위치로 이동될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 더 이상 에너지화되지 않고 광섬유(138)가 방향(208 또는 210)으로 더 이상 압박되지 않을 때, 광섬유(138)가 방향(204 또는 206)을 따라서 그 중립 위치를 향해서 이동된다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 액추에이터 시스템(192)이 하나 이상의 복원 요소를 포함하여, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194), 레버 아암(196), 및/또는 광섬유(138)를 시작, 중립 위치로 복귀시키는 것을 도울 수 있다. 복원 요소(들)가 기계적 및/또는 전자기적일 수 있다.
도 5는 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침(220)의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다. 탐침(220)이 탐침(130) 및/또는 탐침(190)에 대해서 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함하고, 그에 대해서는 간결함을 위해서 여기에서 반복하지 않을 것이다. 탐침(220)이 액추에이터 시스템(222)을 포함한다. 광섬유(138)의 원위 단부(180)가, 표적 생물학적 조직과 관련된 희망 패턴에 걸쳐서 이미징 빔을 스캔하기 위해서 광학적 요소(152)에 대해서 이동될 수 있게 광섬유(138)로 움직임을 부여하도록, 액추에이터 시스템(222)이 구성된다. 액추에이터 시스템(222)이 레버 아암(196), 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194), 및 복원 요소(224)를 포함할 수 있다. 복원 요소(224)는 레버 아암(196) 및/또는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)를 압박하도록 그리고, 그에 의해서, 광섬유(138)를 시작 위치로 복귀시키도록 구성된다. 시작 위치가 도 2 내지 도 4 중 임의의 도면에 도시된 위치와 유사한 위치일 수 있다.
복원 요소(214)가 가요성 복원 요소일 수 있다. 도 5의 도시된 실시예에서, 복원 요소(224)가 코일 스프링이다. 그와 관련하여, 코일 스프링의 하부 부분이 핸들(146)을 형성하는 하우징에 고정적으로 부착되는 한편, 코일 스프링의 상부 부분은 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)과 인터페이스하도록 구성된다. 특히, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 에너지화될 때 레버 아암(196)의 근위 섹션(198)이 변위됨에 따라, 코일 스프링이 그에 상응하여 압축될 것이다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 더 이상 에너지화되지 않을 때, 가요성 복원 요소(224)의 압축으로부터 초래되는 위치 에너지가 레버 아암(196)으로 복원력을 부여하여 레버 아암을 시작 위치로 복귀시킬 것이다. 복원 요소(224)가 다른 구조물(예를 들어, 판 스프링 등)일 수 있거나 다른 구조물을 포함할 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
도 6는 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침(250)의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다. 탐침(250)이 탐침(130, 190, 및 220)에 대해서 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함하고, 그에 대해서는 간결함을 위해서 여기에서 반복하지 않을 것이다. 탐침(250)이 액추에이터 시스템(252)을 포함한다. 도 6의 도시된 실시예에서, 액추에이터 시스템(252)이 레버 아암(256) 및 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)를 포함한다. 레버 아암(256)이 레버 아암(196)과 관련하여 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함한다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가, 적절한 접착제(예를 들어, 아교, 에폭시 등), 기계적 연결, 및/또는 그 조합을 이용하여, 핸들(146)에 고정적으로 부착될 수 있고 기계적으로 결합될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)가, 광섬유(138) 및/또는 탐침(250)의 길이방향 축에 수직인 방향으로 레버 아암(256)과 접촉, 힘의 인가, 및/또는 압박하는 것으로 도시되어 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)가 핸들(146) 내에 배치될 수 있고 레버 아암(256)으로 작동 움직임을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)가 활성화될 때, 샤프트(254)가 방향(208)을 따라 레버 아암(256)의 근위 섹션(258)과 접촉하고 및/또는 그러한 근위 섹션(258)으로 힘을 가할 수 있다. 레버 아암(256)이 (탐침(250)을 도 6에 도시된 사시도로부터 볼 때) 반시계 방향으로 회전된다. 원위 섹션(260)이 방향(210)을 따라 광섬유(138)와 결합, 접촉, 힘의 인가, 및/또는 압박할 수 있다.
도 6의 도시된 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)가 솔레노이드 액추에이터이다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)가 다른 구조물(예를 들어, 바이-모르프 압전 액추에이터, 선형 액추에이터 등)일 수 있거나 다른 구조물을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도 6의 도시된 실시예에서, 레버 아암(256)의 근위 섹션(258) 및 원위 섹션(260)이 서로에 대해서 각도를 이룬다. 근위 섹션(258)과 원위 섹션(260) 사이의 각도가 0°내지 180°, 30°내지 150°, 45°내지 135°, 60°내지 120°, 75°내지 105°, 그리고 80°내지 100°일 수 있다. 근위 섹션이 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(264)를 향해서 각도를 형성할 수 있다. 근위 섹션(258)과 원위 섹션(260)이 (예를 들어, 도 2 및 도 5에서 도시된 바와 같이) 서로에 대해서 동일 평면을 이루거나 또는 평행하게 연장될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 7은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침(280)의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다. 탐침(280)이 탐침(130, 190, 220, 및 250)에 대해서 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함하고, 그에 대해서는 간결함을 위해서 여기에서 반복하지 않을 것이다. 탐침(280)이 액추에이터 시스템(282)을 포함한다. 액추에이터 시스템(282)이 탐침(190)의 액추에이터 시스템(192)과 유사하나 굴곡 베어링을 포함한다. 레버 아암(284)이 굴곡 베어링에 의해서 핸들(146)에 이동 가능하게 부착될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 굴곡 베어링이 리빙 힌지이다. 임의 유형의 굴곡 베어링이 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 굴곡 베어링이 하부 부분(290), 힌지(292), 및 상부 부분(294)을 포함할 수 있다. 굴곡 베어링의 하부 부분(290)이 핸들(146)을 형성하는 하우징에 고정적으로 부착되는 한편, 굴곡 베어링의 상부 부분은 레버 아암(284)의 근위 섹션(286)과 원위 섹션(288) 사이에 배치되고 및/또는 레버 아암(284)의 일부를 형성한다. 힌지(292)가 화살표(298 및 296)에 의해서 표시된 방향으로 휘어지도록 구성된다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 방향(208)을 따라 레버 아암(284)으로 힘을 가할 때, 힌지(292)가 방향(298)으로 휘어질 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 레버 아암(284) 상으로 힘을 더 이상 가하지 않을 때 레버 아암(284)이 중립 위치로 복귀됨에 따라, 힌지(292)가 방향(296)으로 휘어질 수 있다. 레버 아암(284)이, 하부 부분(290), 힌지(292), 및 상부 부분(294)을 포함하는, 굴곡 베어링의 구성요소와 일체로 형성될 수 있을 것이다. 따라서, 힌지가 방향(298 및 296)으로 각각 휘어짐에 따라, 레버 아암(284)이 방향(298 및 296)으로 회전 및/또는 이동될 수 있을 것이다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 활성화되고 방향(208)을 따라 레버 아암(284)의 근위 섹션(286)과 접촉하고 및/또는 그에 힘을 가할 때, 힌지(292)가 방향(298)으로 휘어진다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(284)으로 힘을 가할 때, 힌지(292), 상부 부분(294), 및 레버 아암(284)이 실선으로 도시되어 있다. 이는, 그에 따라, 광섬유(138)와 접촉하는 원위 섹션(288)이 방향(210)을 따라 광섬유(138)와 접촉, 힘 인가, 및/또는 압박하게 할 수 있다. 힌지(292)가 휘어지고 원위 섹션(288)이 광섬유(138)로 힘을 가할 때, 레버 아암(306)의 원위 섹션(288)이 광섬유(138)와의 초기 접촉 지점으로부터 근위 방향으로 활주되거나 병진이동될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 더 이상 활성화되지 않을 때, 힌지(292)가 중립 위치를 향해서 방향(296)으로 휘어진다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194)가 레버 아암(196)으로 힘을 가지 않을 때, 힌지(302), 상부 부분(304), 및 레버 아암(306)이 점선으로 중립 위치에서 도시되어 있다. 그에 따라, 원위 섹션(288)이 광섬유(138)에 대해서 더 이상 접촉, 힘 인가, 및/또는 압박하지 않는다.
도 8 및 도 9가 이하의 논의에서 설명된다. 도 8은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침(310)의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다. 도 9는 본 개시 내용의 양태에 따른 이미징 탐침의 가요성 연결 부재 및 광섬유를 보여주는 도 8의 이미징 탐침의 횡단면적 배면도의 양식화된 도면이다. 탐침(310)이 탐침(130, 190, 220, 250, 및 280)에 대해서 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함하고, 그에 대해서는 간결함을 위해서 여기에서 반복하지 않을 것이다. 탐침(310)이 액추에이터 시스템(338)을 포함한다. 액추에이터 시스템(338)이 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313), 그리고 대칭적인 방식으로 구성된 레버 아암(312 및 314)을 포함하는 레버 아암 조립체를 포함한다. 레버 아암(312)이 제1 섹션(316), 제2 섹션(318), 및 피봇 지점(320)을 포함한다. 레버 아암(314)이 제1 섹션(326), 제2 섹션(328), 및 피봇 지점(330)을 포함한다. 레버 아암(312 및 314)이 레버 아암(196 및 256)과 관련하여 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함한다. 예를 들어, 제1 섹션(316 및 326)이 제2 섹션(318 및 328) 각각에 대해서 각도를 형성한다. 제1 섹션(316) 및 제1 섹션(326)이 연결 섹션(322) 및 가요성 연결 부재(324)를 통해서 서로 기계적으로 결합될 수 있다. 제2 섹션(318) 및 제2 섹션(328)이 가요성 연결 부재(332)를 통해서 기계적으로 결합될 수 있다. 광섬유(138)가 가요성 연결 부재(332)의 곡률 내에 수용될 수 있다. 그에 따라, 가요성 연결 부재(332)가 방향(336)을 따라 광섬유(138)와 결합, 접촉, 힘 인가, 및/또는 압박할 수 있다. 도 8에 도시된 구성이 레버 아암 조립체 및/또는 광섬유(138)의 중립 위치일 수 있다.
레버 아암 조립체가 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)에 의해서 작동될 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)가 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(194 및 264)에 대해서 전술한 것과 유사한 특징을 공유할 수 있다. 활성화될 때, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)가 방향(334)을 따라 연결 섹션(322)에 접촉하고 및/또는 그에 힘을 가할 수 있다. 레버 아암(312 및 314)이 강성이고 연결 섹션(322)에 기계적으로 결합될 수 있기 때문에, 레버 아암(312 및 314)이 작동의 결과로서 회전될 수 있다. (도 8에 도시된 사시도로부터 탐침(310)을 볼 때) 레버 아암(312)이 반시계 방향으로 피봇 지점(320)을 중심으로 회전될 수 있고, 레버 아암(314)은 시계 방향으로 피봇 지점(330)을 중심으로 회전될 수 있다. 설명된 바와 같은 레버 아암(312 및 314)의 회전은, 가요성 연결 부재(332)가 방향(336)을 따라 광섬유(138)에 대해서 접촉, 힘 인가, 및 압박하게 할 수 있다. 도 9의 도시된 실시예에서 도시된 바와 같이, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)에 의한 작동시에 레버 아암(312 및 314)이 회전됨에 따라, 가요성 연결 부재(332)가 편평해진다. 레버 아암(312)이 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 레버 아암(312)의 제2 섹션(318)에 결합된 가요성 연결 부재(332)의 측면이 좌측으로 당겨진다. 레버 아암(314)이 시계 방향으로 회전됨에 따라, 레버 아암(314)의 제2 섹션(328)에 결합된 가요성 연결 부재(332)의 측면이 우측으로 당겨진다. 가요성 연결 부재(332)의 좌측 및 우측 측면 상으로 가해지는 반대되는 힘들은, 그러한 가요성 연결 부재가 작은 곡률을 가지게 한다. 가요성 연결 부재(332)가 편평해짐에 따라, 광섬유(138)와 접촉하는 가요성 연결 부재(332)의 표면이 광섬유(138)를 방향(336)으로 압박한다. 즉, 광섬유(138)와 접촉하는 가요성 연결 부재(332)의 표면적이 작아진다. 이는, 광섬유(138)(예를 들어, 그 원위 단부)가 캐뉼라(150)의 원위 부분 내의 광학적 요소(152)에 대해서 변위되게 한다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 광섬유(138)가, 중립 위치에서의 광학적 요소(152) 및 광섬유(138)의 상대적인 배치에 비해서, 가요성 연결 부재(332)에 의한 압박의 결과로서 방향(336)으로 변위될 수 있다. 도 9에 도시된 구성이 레버 아암 조립체 및/또는 광섬유(138)의 활성화된 위치일 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)는 비활성화 상태로 복귀될 때 연결 섹션(322)으로 더 이상 힘을 가하지 않는다. 광섬유(138)의 및/또는 레버 아암 조립체의 하나 이상의 구성요소의 중량은, 레버 아암(312 및 314)이 중립 위치로 회전되게 할 수 있다. 레버 아암(312)이 시계 방향으로 회전되고 레버 아암(314)이 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 가요성 연결 부재(332)가 굽혀지고, 그에 따라 (도 8에 도시된 바와 같이) 가요성 연결 부재(332)의 보다 큰 표면적이 광섬유(138)와 접촉된다. 이는, 광섬유(138)(예를 들어, 그 원위 단부)가 캐뉼라(150)의 원위 부분 내의 렌즈(152)에 대해서 (전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)가 활성화 상태에 있을 때 광섬유(138)가 변위되는 방향에 반대되는 방향으로) 변위되게 할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 9에 도시된 바와 같이, 광섬유(138)가, 활성화 위치에서의 광학적 요소(152) 및 광섬유(138)의 상대적인 배치에 비해서, 방향(336)에 반대되는 방향으로 변위될 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재의 활성화를 진동시키는 것에 의해서, 도 3 및 도 4에 대해서 설명된 것과 유사한 방식의 광섬유(138)의 움직임이 달성될 수 있다. 도 8의 도시된 실시예에서, 레버 아암 조립체가 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(313)에 의해서 작동되는 방향(화살표(334)에 의해서 표시됨)이, 광섬유(138)가 작동 시스템(338)에 의해서 작동되는 방향(화살표(336)에 의해서 표시됨)과 동일하거나 그에 평행하다.
대칭적인 레버 아암 조립체는, 해당 선형 움직임이 요구될 때, 선형인(예를 들어, 방향(336)을 따른) 광섬유(138)의 움직임을 생성할 수 있다. 이는, 비선형적인 광섬유(138)에 작용하는 힘의 임의의 구성요소가 레버 아암(312 및 314) 양자 모두에 의해서 일반적으로 유발되기 때문이다. 레버 아암(312 및 314)이 광섬유(138)의 대향하는 측면들 상에 배치되기 때문에, 비선형 힘들은 일반적으로 반대 방향으로 작용하고 일반적으로 상쇄된다. 힘의 선형 구성요소가 유지되고 광섬유(138)로 선형 움직임을 부여할 수 있다. 다른 실시예에서, 광섬유(138)의 이차원적인 움직임이 요구되고, 본원에서 설명된 이미징 탐침이 그러한 움직임을 제공하도록 구성된다.
대칭적인 레버 아암 조립체가 또한, 액추에이터 시스템의 하나 이상의 구성요소가 광섬유(138)를 따라 길이방향으로 활주 또는 병진이동하지 않게 하면서, 광섬유(138)를 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2, 도 5, 및 도 6에서, 레버 아암(196)이 광섬유(138)로 힘을 가함에 따라, 레버 아암(196)의 원위 섹션(200)이 광섬유(138)와의 초기 접촉 지점으로부터 시작하여 근위 방향으로 광섬유(138)를 따라서 활주 또는 병진이동될 수 있다. 그러한 활주 또는 병진이동이 일부 실시예에서 요구될 수 있다. 다른 실시예에서, 활주 또는 병진이동이 요구되지 않는다. 대칭적인 레버 아암 조립체가 광섬유(138)에 직각으로 배치되기 때문에, 대칭적인 레버 아암 조립체(예를 들어, 가요성 연결 부재(332))가, 광섬유(138)를 따른 활주 또는 병진이동이 없이, 방향(336)으로 선형 힘을 가할 수 있다. 그에 따라, 대칭적인 레버 아암 조립체에 의한 운동이 광섬유(138)에 직각인 평면 내에서 발생 및 유지될 수 있다.
도 10은 본 개시 내용의 다른 양태에 따른 이미징 탐침(340)의 횡단면적 측면도의 양식화된 도면이다. 탐침(340)이 탐침(130, 190, 220, 250, 280, 및 310)에 대해서 전술한 것과 유사한 많은 특징을 포함하고, 그에 대해서는 간결함을 위해서 여기에서 반복하지 않을 것이다. 탐침(340)이 액추에이터 시스템(342)을 포함한다. 액추에이터 시스템(342)이 굴곡 메커니즘(344), 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368), 및 고정 부재(354)를 포함한다. 굴곡 메커니즘(344)이, 다각형, 타원형, 또는 그 조합을 포함하여, 다양하게 성형될 수 있다. 예를 들어, 굴곡 메커니즘(344)의 형상이 마름모꼴, 장사방형 및/또는 평행 사변형으로서 설명될 수 있다. 굴곡 메커니즘(344)이 측면(356, 358, 360, 및 362), 그리고 정점(346, 348, 350, 352)을 갖는다. 일부 실시예에서, 측면(356, 358, 360, 및 362)이 동일한 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 대향되는 측면들이 제1 길이를 가지고, 2개의 대향되는 측면들이 제2 길이를 갖는다. 정점(346, 348, 350, 352)이, 측면(356, 358, 360, 및 362)을 기계적으로 결합하는 하나 이상의 가요성 연결 부재일 수 있거나 하나 이상의 가요성 연결 부재를 포함할 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)는, 방향(364)을 따라 굴곡 메커니즘(344)의 정점에 대해서 접촉하도록 및/또는 힘을 가하도록, 핸들(146) 내에 배치될 수 있다. 도 10의 도시된 실시예에서, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)가 정점(346)에 접촉하도록 구성된다. 정점(352)이 방향(366)을 따라 광섬유(138)에 대해서 결합, 접촉, 힘 인가, 및/또는 압박할 수 있다. 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)에 의해서 굴곡 메커니즘(344)으로 힘을 인가하는 것이 작동 행정으로서 설명될 수 있다. 굴곡 메커니즘(344)에 의해서 광섬유(138)로 힘을 인가하는 것이 반응 행정으로서 설명될 수 있다. 액추에이터 시스템(342)은, 반응 행정이 굴곡 메커니즘(344)과 연관된 기계적 확대율을 체험할 수 있게 하고, 그에 따라 반응 행정이 작동 행정에 비해서 증배되게 한다. 광섬유(138)의 작동(반응 행정)은 하나 이상의 측면(356, 358, 360, 및 362)의 길이의 함수에 의한 작동 행정의 증배를 체험한다.
굴곡 메커니즘(344)은, 하나의 정점으로부터 대향 정점까지(예를 들어, 정점(346)으로부터 정점(350)까지 또는 정점(352)로부터 정점(348)까지) 측정될 때, 하나의 축을 따라 연신될 수 있고 다른 축을 따라 단축될 수 있다. 정점(346)으로부터 정점(350)까지 규정된 축이 연신된 축일 수 있고, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 그러한 연신된 축의 정점(346)에 대해서 접촉 및/또는 힘을 인가하도록 구성될 수 있다. 대향 정점(350)이 고정 부재(354)에 고정될 수 있다. 고정 부재(354)가, 고정 부재(354)에 의해서 규정되는 위치를 지나는 정점(350)의 길이방향 변위를 방지하는 임의의 구조적 구성요소일 수 있다. 고정 부재(354)가 핸들(146)에 대해서 고정적으로 부착될 수 있을 것이다. 정점(350)이 고정 부재(354)에 고정되기 때문에, 정점(350)이 핸들(146)에 대해서 또한 고정된다. 정점(350)을 고정 부재(354)에 고정하는 것에 의해서, 반응 행정이 증가될 수 있는데, 이는 정점(346)으로 작용하는 힘이 측면(356, 358, 360, 및 362)을 통해서 광섬유(138)로 전달되기 때문이다. 정점(348)으로부터 정점(352)까지 규정된 축이 단축된 축일 수 있고, 광섬유(138)에 결합된 굴곡 메커니즘(344)이 그러한 단축된 축의 정점(352)에서 광섬유(138)에 대해서 접촉 및/또는 힘을 인가하도록 구성될 수 있다. 대향 정점(348)이 핸들(146)을 형성하는 하우징에 고정될 수 있다.
전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)에 의해서 작용될 때, 굴곡 메커니즘(344)이 형상 변화에 의해서 수용될 수 있다. 연신된 그리고 단축된 축 상의 각각의 정점 중 하나가 고정된 상태에서, 정점(352)이 방향(366)을 따라 외향으로 이동되는 것으로 응답할 수 있다. 정점(352)의 그러한 운동이 방향(366)을 따라 광섬유(138)로 힘을 가한다. 정점(352)이, 광섬유(138)와의 초기 접촉 지점으로부터 원위 방향으로 광섬유(138)를 따라서 길이방향으로 활주 또는 병진이동될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 측면(356, 358, 360, 및 362)이 (예를 들어, 도 8의 연결 섹션(322) 및 가요성 연결 부재(324)와 유사한) 연결 섹션 및 하나 이상의 가요성 연결 부재를 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 연결 섹션이 핸들(146)에 고정될 수 있고, 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)에 의해서 힘을 받을 수 있고, 및/또는 힘을 광섬유(138)로 가할 수 있다. 액추에이터 시스템(342)이 또한 작동 방향의 변화를 제공한다. 즉, (화살표(364)에 의해서 표시된) 굴곡 메커니즘(344)이 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재(368)에 의해서 작동되는 방향은, (화살표(366)에 의해서 표시된) 광섬유(138)가 굴곡 메커니즘(344)에 의해서 작동되는 방향에 수직이다.
전술한 액추에이터 시스템의 문맥에서 논의된 움직임 프로파일은 일반적으로, 표적 생물학적 조직에 걸친 이미징 빔의 상응하는 선형 스캔을 생성하기 위해서 이용될 수 있는, 캐뉼라 내의 광섬유(138)의 원위 단부(180)의 선형 변위에 초점을 맞춘 것이다. 다른 실시예에서, 광학적 탐침이, 예를 들어, 광섬유(138) 및 이미징 빔을 2-차원적인 스캐닝 패턴으로 스캔하기 위해서 선택적으로 에너지화될 수 있는 상응하는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 가지는, 서로 수직으로 배향된 2개의 액추에이터 시스템을 포함한다. 액추에이터 시스템 중 하나가 제1 축을 따라서 움직임을 광섬유(138)로 부여하도록 구성될 수 있고, 액추에이터 시스템 중 다른 하나는 제1 축에 수직인 제2 축을 따라서 광섬유(138)로 움직임을 부여하도록 구성될 수 있다. 2-차원적인 스캐닝 패턴이 나선, 래스터(raster), 일정한 반경의 별표(constant-radius asterisk), 다중-반경의 별표, 복수로 접힌 경로, 다른 2-차원적인 스캔 패턴, 다른 패턴, 및/또는 그 조합을 포함할 수 있다.
본원에서 개시된 실시예는, 이미징 탐침 내에 배치된 광섬유로 움직임을 부여하기 위한, 레버 아암 또는 굴곡 메커니즘과 같은 기계적 구조물, 및 액추에이터와 같은 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 이용하는 액추에이터 시스템을 가지는 이미징 탐침을 제공할 수 있을 것이다. 앞서 제공된 예는 단지 예시적인 것이고 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다. 당업자는, 본 개시 내용의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된, 개시된 실시예와 관련된 다른 시스템을 용이하게 안출할 수 있을 것이다. 그에 따라, 적용이 이하의 청구항에 의해서만 제한된다.
Claims (26)
- 핸들;
상기 핸들에 결합된 캐뉼라(cannula);
상기 핸들 및 상기 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하고 이미징 광을 상기 캐뉼라의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및
상기 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 상기 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하는, 액추에이터 시스템을 포함하고,
상기 기계적 구조물은 레버 아암(lever arm)이고,
상기 액추에이터 시스템은, 상기 레버 아암에 의하여, 증폭된 움직임을 상기 광섬유의 원위 섹션으로 부여하도록, 구성되는,
탐침.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 광섬유의 원위 단부가 상기 레버 아암의 원위 단부를 지나서 연장되고, 그에 따라 상기 광섬유의 원위 단부로 부여된 움직임이 상기 레버 아암의 운동에 비해서 증폭되도록, 상기 광섬유가 상기 레버 아암에 결합되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 전기적으로 에너지화되는 것에 응답하여, 상기 핸들에 대해서 이동되도록 상기 레버 아암의 적어도 일부가 구성되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 레버 아암이 피봇 핀에 의해서 상기 핸들에 피봇식으로 부착되는, 탐침. - 제6항에 있어서,
상기 레버 아암이 굴곡 베어링에 의해서 상기 핸들에 이동 가능하게 부착되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 레버 아암이: 상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재와 접촉하도록 구성된 제1 섹션; 및
상기 광섬유와 접촉하도록 구성된 제2 섹션을 포함하는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 액추에이터 시스템이, 상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가 전기적으로 에너지화되는 것에 응답하여 상기 레버 아암에 의해서 상기 광섬유로 부여되는 움직임에 반작용하도록 구성된 복원 요소를 더 포함하는, 탐침. - 제9항에 있어서,
상기 복원 요소가 가요성 복원 요소인, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재가, 제1 방향으로 상기 레버 아암의 제1 아암으로 움직임을 부여하도록 구성되고; 그리고
상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재에 의해서 상기 레버 아암의 제1 아암으로 부여된 움직임에 응답하여, 상기 레버 아암의 제2 아암이 제2 방향으로 이동되어 상기 광섬유로 움직임을 부여하는, 탐침. - 제11항에 있어서,
상기 제2 방향이 상기 제1 방향에 대한 반대 방향인, 탐침. - 제11항에 있어서,
상기 제2 방향이 상기 제1 방향에 수직인, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재의 근위 섹션이 상기 핸들의 근위 부분에 고정적으로 부착되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 광섬유의 근위 섹션이 상기 핸들의 근위 부분에 고정적으로 부착되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 요소가 굴절 분포형(GRIN) 렌즈를 포함하는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 요소가 상기 광섬유의 원위 단부와 함께 이동하도록, 상기 광학적 요소가 상기 광섬유의 원위 단부에 기계적으로 결합되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 캐뉼라의 원위 단부로부터 5 mm 내지 10 mm의 거리에서 1 mm 내지 5 mm의 표적 생물학적 조직에서의 선형 범위로 스캐닝 패턴을 따라서 이미징 광을 스캔하기 위한 움직임을 상기 광섬유로 부여하도록, 상기 액추에이터 시스템이 구성되는, 탐침. - 제1항에 있어서,
상기 광섬유에 인접하여 배치된 경직화 부재를 더 포함하는 탐침. - 핸들;
상기 핸들에 결합된 캐뉼라(cannula);
상기 핸들 및 상기 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하고 이미징 광을 상기 캐뉼라의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및
상기 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 상기 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하는, 액추에이터 시스템을 포함하고,
상기 기계적 구조물이 굴곡 메커니즘(flexure mechanism)이고,
상기 굴곡 메커니즘이, 상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재에 의해서 변위되도록 구성된 제1 정점 및 상기 제1 정점의 변위에 응답하여 상기 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성된 제2 정점을 포함하는,
탐침.
- 삭제
- 제20항에 있어서,
상기 굴곡 메커니즘이 상기 제1 정점에 대향 배치되는 제3 정점 및 상기 제2 정점에 대향 배치되는 제4 정점을 더 포함하고, 상기 제3 정점 및 상기 제4 정점이 상기 핸들에 고정적으로 부착되는,
탐침.
- 이미징 광을 생성하도록 구성된 이미징 광원;
상기 이미징 광원과 광학적으로 소통되며, 상기 이미징 광원으로부터 생성된 이미징 광을 수용하도록 구성되는, 광학적 안내부; 및
상기 광학적 안내부와 광학적으로 소통되는 탐침을 포함하고, 상기 탐침은
핸들;
상기 핸들에 결합된 캐뉼라;
상기 핸들 및 상기 캐뉼라 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 이미징 광원으로부터 이미징 광을 수용하고 상기 이미징 광을 상기 캐뉼라의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소로 안내하도록 구성되는, 광섬유; 및
상기 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성되며, 기계적 구조물 및 전기적으로 에너지화될 때 상기 기계적 구조물로 움직임을 선택적으로 부여하도록 구성되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 포함하고, 상기 기계적 구조물이 레버 아암 및 굴곡 메커니즘 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 액추에이터 시스템을 포함하고,
상기 액추에이터 시스템은, 상기 레버 아암에 의하여, 증폭된 움직임을 상기 광섬유의 원위 섹션으로 부여하도록, 구성되고,
상기 굴곡 메커니즘이, 상기 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재에 의해서 변위되도록 구성된 제1 정점 및 상기 제1 정점의 변위에 응답하여 상기 광섬유로 움직임을 부여하도록 구성된 제2 정점을 포함하는,
안과용 이미징 시스템.
- 제23항에 있어서,
상기 광원과 소통하고 광학적 간섭성 단층촬영(OCT) 이미징 과정을 위해서 상기 이미징 광원의 작동을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 안과용 이미징 시스템. - 제24항에 있어서,
상기 제어기는 상기 탐침에 의해서 얻어진 데이터를 프로세스하고 상기 제어기와 소통되는 디스플레이로 이미징 데이터를 출력하도록 추가적으로 구성되는, 안과용 이미징 시스템. - 레버 아암에 의하여 상기 레버 아암에 결합된 광섬유의 원위 섹션으로 증폭된 움직임이 부여되도록, 안과용 탐침의 하우징 내에서 상기 레버 아암을 편향시키기 위해서 상기 하우징 내에 배치되는 전기적으로 에너지화될 수 있는 부재를 에너지화하는 단계를 포함하고;
상기 레버 아암의 편향은, 상기 레버 아암에 결합된 광섬유가, 상기 하우징의 원위 부분 내에 배치된 광학적 요소에 걸쳐, 상기 광섬유를 통과하는 이미징 광을 스캔하게 하는,
안과를 위한 이미징 방법.
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