KR102028041B1 - 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법 - Google Patents

다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102028041B1
KR102028041B1 KR1020170138320A KR20170138320A KR102028041B1 KR 102028041 B1 KR102028041 B1 KR 102028041B1 KR 1020170138320 A KR1020170138320 A KR 1020170138320A KR 20170138320 A KR20170138320 A KR 20170138320A KR 102028041 B1 KR102028041 B1 KR 102028041B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
signal
specimen
optical signal
region
Prior art date
Application number
KR1020170138320A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190045570A (ko
Inventor
지영빈
오승재
주철민
서진석
허용민
Original Assignee
연세대학교 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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020170138320A priority Critical patent/KR102028041B1/ko
Publication of KR20190045570A publication Critical patent/KR20190045570A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102028041B1 publication Critical patent/KR102028041B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1765—Method using an image detector and processing of image signal

Abstract

본 발명은 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 검체가 안착되기 위한 샘플 마운트; 검체 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호를 조사하는 제1 광학 소스; 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 제2 광학 소스; 제1 광 신호를 검체의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호를 검체의 제2 영역 측으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러; 검체의 제1 영역 내에서 제2 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부; 및 스캐닝부를 제어하고, 제1 및 제2 광 신호에 기초하여 검체의 제1 영역의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부를 포함하는 광학영상 생성장가 제공된다.

Description

다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법{Apparatus and method for optical image based on convergence of multiple optical images}
본 발명은 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법에 관한 것이다.
종래의 단순 현미경에 이용하던 광학 기술이 형광, 다중 광자 현미경, 광 음향, 광학 간섭 단층 영상 기술 등 새로운 기술들로 발달하면서, 이를 이용하여 바이오 의료 영상, 분석, 진단, 치료 등의 새로운 의료 시스템 및 방법으로 개발/적용되고 있으며, 그 역할이 급속히 확대되고 있다. 그 대표적 일례로 광학 간섭 단층 영상을 이용한 망막, 시신경 검사 등이 있다.
바이오 의료 기술에 적용되는 다양한 형태의 광학 영상은 측정 방식에 따라 어레이 디텍터(array detector)를 이용한 방식과 래스터 스캐닝(raster scanning) 방식으로 나눌 수 있다. 어레이 디텍터(array detector)를 이용한 방식은 일반 사진을 촬영하는 방법으로 쉽게 이해할 수 있고, 래스터 스캐닝(raster scanning) 방식은 측정 대상을 한 점씩 고속으로 스캔하여 영상을 획득하는 방식으로 광학 간섭 단층 촬영 방법 등에 널리 사용되고 있다.
래스터 스캐닝(raster scanning) 방식을 이용하는 광학 영상은 광학 소스의 주파수와 측정 방식에 따라 다양한 공간 해상도(spatial resolution) 및 관측시야(field of view)를 가지게 되며, 서로 다른 공간 해상도와 관측시야를 가지는 광학영상을 동시에 측정하는 것은 매우 어렵다.
하나의 검체(specimen)를 측정한 두 개 이상의 다른 광학 영상을 결합하면 매우 다양한 정보를 획득할 수 있고, 종래의 단일 기술로 극복하기 어려운 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.
종래에는 하나의 검체를 복수 개의 광학소스로 각각 측정한 후 신호처리를 통하여 하나의 영상으로 결합하는 방법을 취하고 있으며, 두 영상의 결합이 용이하도록 추가적인 영상 처리 및 프로세스가 필요하게 된다.
따라서 한 번의 검체 측정을 통해 영상적으로 잘 매핑(mapping) 된 두 가지 영상 신호를 동시에 획득할 수 있다면 광학 영상 융합에 큰 이점이 있을 것이다.
본 발명은 한 번의 측정을 통해 2 종류 이상의 광학 영상을 동시에 획득할 수 있는 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 검체가 안착되기 위한 샘플 마운트; 검체 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호를 조사하는 제1 광학 소스; 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 제2 광학 소스; 제1 광 신호를 검체의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호를 검체의 제2 영역 측으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러; 검체의 제1 영역 내에서 제2 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부; 및 스캐닝부를 제어하고, 제1 및 제2 광 신호에 기초하여 검체의 제1 영역의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부를 포함하는 광학영상 생성장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 검체가 안착되며, 2축 방향을 이동 가능하게 마련된 샘플 마운트; 광 신호에 기초하여 영상 정보를 생성하되, 서로 다른 관측 시야를 갖는 복수 개의 광학 소스; 관측 시야가 큰 광학 소스의 광 신호를 검체 측으로 전반사시키고, 관측 시야가 작은 광학 소스의 광 신호를 검체 측으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러; 및 관측 시야가 큰 광 신호 내에서, 관측 시야가 작은 광 신호를 2축 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부를 포함하는 광학영상 생성장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 검체가 안착되기 위한 샘플 마운트; 검체 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호를 조사하는 제1 광학 소스; 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 제2 광학 소스; 제1 광 신호를 검체의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호를 검체의 제2 영역 측으로 투과시키도록 배치된 제1 다이크로익 미러; 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제3 영역의 제3 영상정보의 획득을 위한 제3 광 신호를 조사하는 제3 광학 소스; 검체의 제1 영역 내에서 제2 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부; 제2 광 신호를 스캐닝부로 투과시키고, 제3 광신호를 스캐닝부로 전반사시키도록 배치된 제2 다이크로익 미러; 및 스캐닝부를 제어하고, 제1 내지 제3 광 신호가 매칭된 검체의 제1 영역의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부를 포함하는 광학영상 생성장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 검체 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호를 조사하는 단계; 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 단계; 및 검체의 제1 영역 내에서 제2 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하는 단계를 포함하는 광학영상 생성방법이 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 해상도가 다른 두 종류 이상의 광학 영상을 동시에 스캐닝하는 장치 및 방법을 이용하면 광시야 및 공간 해상도가 다른 두 광학 영상의 신호를 한번의 측정을 통하여 동시에 얻을 수 있다.
종래의 방식으로 각각의 영상 데이터를 얻는 방식에 비하여 영상 데이터가 자동적으로 매핑되어 있기 때문에 매칭된 두 영상을 결합하여 나타내기 위한 영상 처리 작업이 매우 간결하게 되거나 생략될 수 있다.
또한, 두 광학 영상의 결합으로 바이오 검체 측정시 다양한 정보를 동시에 획득함으로써 종래의 해결하지 못한 문제를 해결할 수 있고 생체 진단 및 분석의 정밀성이 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학영상 생성방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학영상 생성장치의 구성도이다.
도 3은 광학영상 생성장치의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 광학영상 생성장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학영상 생성방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광학영상 생성장치(100)의 구성도이다.
또한, 도 3은 광학영상 생성장치의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 광학영상 생성장치(100)는 샘플 마운트(110), 제1 광학 소스(120), 제2 광학 소스(130), 다이크로익 미러(140) (dichroic mirror), 스캐닝부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
상기 광학영상 생성장치(100)는 해상도가 다른 두 종류 이상의 광학 영상을 동시에 스캐닝 및 획득하기 위하여, 두 개 이상의 광학 소스(120, 130), 광학 소스의 광 신호를 검출하는 광학 검출기, 특정 파장대의 광을 투과하거나 반사할 수 있는 다이크로익 미러(140), 어느 한 광학요소로부터 조사된 광을 스캔할 수 있는 스캐닝부(160), 및 2축 방향으로 이동할 수 있는 샘플 마운트(110)를 포함한다.
구체적으로, 상기 광학영상 생성장치(100)는 검체(10)가 안착되기 위한 샘플 마운트(110) 및 검체(10) 내 제1 영역(11)의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호(121)를 조사하는 제1 광학 소스(120)를 포함한다. 또한, 광학영상 생성장치(100)는 제1 광 신호(121)의 경로 상에 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 샘플 마운트(110)는 2축 방향 이동 가능하게 마련된다. 상기 샘플 마운트(110)는 모터 등의 구동부에 연결되며, 상기 구동부는 제어부(160)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 광학영상 생성장치(100)는 검체(10)의 제1 영역(11) 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역(12)의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호(131)를 조사하는 제2 광학 소스(130), 및 제1 광 신호(121)를 검체(10)의 제1 영역(11)으로 반사시키고, 제2 광 신호(131)를 검체(10)의 제2 영역(12)으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러(140)를 포함한다.
상기 다이크로익 미러(140)는 제1 광 신호(121)를 검체(10)의 제1 영역(11)으로 전반사시키고, 제2 광 신호(131)를 검체(10)의 제2 영역(12)으로 투과시키는 ITO(Indium Tim Oxide) 글래스를 포함한다.
또한, 상기 광학영상 생성장치(100)는 검체(10)의 제1 영역(11) 내에서 제2 광 신호(131)를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부(150) 및 스캐닝부(150)를 제어하고, 제1 및 제2 광 신호(121, 131)에 기초하여 검체(10)의 제1 영역(11)의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부(160)를 포함한다.
제1 광학 소스(120)는 제2 광학 소스(130)보다 공간 해상도 및 관측 시야가 큰 광 신호를 조사하도록 마련된다.
예를 들어, 제1 광학 소스(120)는 테라헤르츠 신호를 조사하도록 마련될 수 있다. 상기 테라헤르츠 신호는 0.05 내지 30THz 주파수 대역의 펄스파 또는 연속파 형태의 전자기파이다.
또한, 제2 광학 소스는 OCT(optical coherence tomography) 신호, 라만 신호 또는 형광 신호를 조사하도록 마련될 수 있다. OCT 신호는 광 간섭 단층 촬영을 위해 광대역 파장 광원에 의해 발생된 600nm 내지 1400nm 파장의 신호이다. 또한, 라만 신호는 라만 분광 및 영상 촬영을 위한 광대역 파장 광원에 의해 발생된 200nm 내지 1400nm 파장의 신호이다. 또한, 형광 신호는 조영제를 기반으로 발생된 신호이다.
상기 테라헤르츠 신호는 상기 ITO 글래스에 의해 전반사되고, 상기 OCT 신호, 상기 라만 신호 또는 상기 형광 신호는 상기 ITO 글래스에 의해 투과될 수 있다.
또한, 상기 제1 영상정보는 상기 테라헤르츠 신호를 기반으로 생성된 영상이고, 상기 제2 영상정보는 상기 OCT 신호, 상기 라만 신호 또는 상기 형광 신호를 기반으로 생성된 영상이다.
테라헤르츠(THz) 파는 가시광선처럼 직진하면서 라디오 파처럼 다양한 물질을 잘 투과하므로, 물리, 화학, 생물학, 의학 등의 기초 과학뿐만 아니라, 위조 지폐, 마약, 폭발물, 생화학 무기 등의 감지에 사용되고 있으며, 특히 물 및 지방질의 함유량을 민감히 측정할 수 있어 생체 의료 응용에 매우 활발히 활용되고 있다.
광 간섭 단층 촬영(optical coherence tomography) 기술은 높은 해상도 및 구조적 정보를 제공하는 영상 기술이며 약 2~3mm 깊이의 생체 조직의 단층 정보를 제공하므로 생체 의료 응용에 활발히 적용되고 있으며, 특히, 안구 검사 등에 이미 상용화되어 사용되는 기술이다.
라만 분광 및 영상 촬영(Raman spectroscopy and imaging) 기술은 생체 조직의 고유한 진동수 등에 의한 입사광의 산란의 차이를 검출하여 지방, 단백질, DNA(deoxyribonucleic acid)의 분자 구조를 특질적으로 구분을 해낼 수 있어 최근 생체 의료 응용에 활발히 사용되는 기술이다.
예를 들어, THz파, 광 간섭 단층 촬영 기술 및 라만 분광 및 영상 촬영 및 형광 기술을 이용하면, 실시간 뇌종양 경계 검출 및 묘사가 가능해진다.
또한, 광학 소스 및 광학 검출부는 테라헤르츠 신호를 발생시키고 검출하는 테라헤르츠파 발생부/테라헤르츠 검출부, 광 간섭 단층 촬영을 위한 OCT(optical coherence tomography) 신호를 발생시키고 검출하기 위한 OCT 발생부/OCT 검출부, 라만 분광 및 영상 촬영을 위한 라만 신호를 발생 및 검출하는 라만 발생부/라만 검출부 및 조영제를 기반으로 형광 신호를 발현시키는 형광 발생부/형광 검출부를 포함할 수 있다.
스캐닝부(150)는 영상을 생성하기 위한 스캐닝을 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(120)는 래스터 스캔(raster scan)을 기반으로 신호를 합쳐 영상을 생성할 수 있도록 사용하는 갈바노미터(galvanometer) 등의 광학기기가 될 수 있다. 상기 갈바노미터는 제2 광 신호(131)의 광경로 상 다이크로익 미러(140)와 제2 광학 소스(130) 사이에 배치된다.
또한, 상기 스캐닝부(150)는 영상의 생성을 위해 포커싱된 여러 신호(테라헤르츠 신호, OCT 신호, 라만 신호, 형광 신호 등)를 기반으로 2차원 영상 및/또는 3차원 영상의 생성을 위한 스캐닝을 수행할 수 있다.
한편, 본 문서에서, 제1 광 신호(121)는 검체(10)의 제1 영역(11)에 고정되고, 제2 광 신호(131)가 제1 영역(11) 내에서, 갈바노미터(150)에 의해 스캐닝될 수 있다.
ITO 글래스(140)는 테라헤르츠(THz) 신호를 전반사하고, 또한, ITO 글래스(140)는 갈바노미터(150)를 통과한 라만 신호, OCT 신호, 형광 신호에 대응되는 파장의 신호는 투과시켜, 테라헤르츠 신호와 라만 신호, OCT 신호, 형광 신호의 경로를 결정하기 위해 구현될 수 있다.
한편, 테라헤르츠파 발생부/테라헤르츠 검출부는 테라헤르츠 신호를 발생하고 검출하기 위해 구현될 수 있다. 테라헤르츠파 발생부/테라헤르츠 검출부에서 발생 및 검출되는 테라헤르츠 신호는 0.05내지 30THz 주파수 대역의 전자기파일 수 있다. 또한, 테라헤르츠 신호는 펄스파(pulse wave), 연속파(continuous wave) 형태의 테라헤르츠파일 수 있다. 테라헤르츠 발생부/테라헤르츠 검출부는 광섬유를 포함할 수 있다.
또한, OCT(optical coherence tomography) 발생부/OCT 검출부는 OCT 신호를 발생 및 검출하기 위해 구현될 수 있다. OCT 신호는 600 nm 내지 1400 nm의 신호를 발생시키는 광대역 파장 광원에 의해 발생되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 광대역 파장 광원은 파장 스윕 레이저(swept-source laser), 초발광 레이저 다이오드(super-continuum laser), 초연속체 레이저(super-continuum)일 수 있다. OCT검출부는 간섭계(interferometry)를 사용하여 샘플부(sample arm)와 기준부(reference arm) 각각에서 돌아온 광 신호를 간섭시켜 그 간섭 신호를 검출하기 위해 구현될 수 있다. OCT 검출부는 광섬유를 포함할 수 있다.
또한, 라만 발생부/라만 검출부는 라만 신호를 발생 및 검출하기 위해 구현될 수 있다. 라만 신호는 200 nm 내지 1400 nm의 신호를 발생시키는 광대역 파장 광원에 의해 발생되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 광대역 파장 광원은 파장 스윕 레이저(swept-source laser), 초발광 레이저 다이오드 (super-continuum laser), 초연속체 레이저(super-continuum)일 수 있다. 라만 검출부는 입사 광에 의한 산란된 라만 신호를 측정할 수 있는 라만 산란 분광기, CCD 카메라, 광 검출기 등을 포함할 수 있다.
또한, 형광 발생부/형광 검출부는 레이저, 레이저 다이오드, LED(light-emitting diode) 등 조영제의 형광 발현 파장을 포함하는 모든 광원을 기반으로 구현될 수 있다. 조영제를 통해 발현될 수 있는 형광을 검출할 수 있는 형광 검출부는 CCD 카메라, 광 검출기 등을 포함할 수 있다. 또한, 형광 검출부는 발현 형광의 파장만 검출하기 위하여 발현된 형광의 파장을 그 이외의 파장의 빛에서 분리하기 위한 광 여과기(filter), 빔 분리기(beam splitter)를 포함할 수 있다.
이때, 제어부(160)에서 생성하는 제1 영역(11)의 광학 영상(제3 영상정보라고도 함)은 상기 제1 영상 정보 및 상기 제2 영상 정보를 제1 영역(11)의 각 좌표 별로 매칭하여 융합한 영상을 의미한다.
또한, 제어부(160)는 제2 광 신호를 제1 영역(11) 내에서 2축 방향으로 각각 스캐닝하여 제1 영역(11) 내 복수 개의 제2 영상 정보를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 제1 영역(11)의 해당 좌표 별로 제1 영상 정보 내에 복수 개의 제2 영상 정보를 매칭시킬 수 있다.
또한, 제어부(160)는 제1 영역(11) 내에서 복수 개의 제2 영상 정보의 획득이 완료되면, 샘플 마운트(11)를 2축 방향 중 어느 한 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어부(160)는 검체(10)의 전체 영역에 대하여 영상 정보를 생성하도록 제어할 수 있다.
정리하면, 상기 광학영상 생성장치(100)는 검체(10)가 안착되며, 2축 방향을 이동 가능하게 마련된 샘플 마운트(110), 광 신호에 기초하여 영상 정보를 생성하되, 서로 다른 관측 시야를 갖는 복수 개의 광학 소스(120, 130), 관측 시야가 큰 광학 소스의 광 신호를 검체(10) 측으로 전반사시키고, 관측 시야가 작은 광학 소스의 광 신호를 검체(10) 측으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러(140) 및 관측 시야가 큰 광 신호 내에서, 관측 시야가 작은 광 신호를 소정 방향(2축 방향 중 어느 한 방향)으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부(150)를 포함한다.
상기와 같은 구조를 갖는 광학영상 생성장치를 이용한 광학영상 생성방법은, 검체(10) 내 제1 영역(11)의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호(121)를 조사하는 단계를 포함한다. 또한, 광학영상 생성방법은, 검체(10)의 제1 영역(11) 내에 제1 영역(11)보다 크기가 작은 제2 영역(12)의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 단계를 포함한다. 또한, 광학영상 생성방법은 검체(10)의 제1 광 신호를 고정시키고, 제1 영역(11) 내에서 제2 광 신호(131)를 소정 방향(2축 방향 중 어느 한 방향)으로 스캐닝하는 단계를 포함한다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 광 신호(121)를 검체(10)의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호(131)를 검체의 제2 영역 측으로 투과시켜 조사할 수 있다.
이때, 제2 광 신호(131)는 제1 광 신호(121)보다 작은 초점 및 공간 해상도를 가질 수 있다. 또한, 광학영상 생성방법은, 제1 광신호(121)로 얻어진 제1 영상 정보 내에 제2 광신호(131)로 얻어진 복수 개의 제2 영상 정보를 매칭시킴으로써, 제1 영역(11)의 광학영상을 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 공간 해상도 및 광시야가 상이한 제1 및 제2 광학 소스(120, 130)를 다이크로익 미러(140)로 제1 광 신호와 제2 광 신호의 광경로를 일치 시켜 2축 이동 가능한 샘플 마운트(110)에 입사한다.
제1 광학소스(120)로부터 조사되는 제 1 광은 더 큰 광초점 및 공간 해상도를 가지며 제2 광학소스(130)로부터 조사되는 제 2 광은 더 작은 초점 및 공간 해상도를 가진다.
제 2광의 광 경로에 1축 또는 2축 스캐닝부를 배치하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 광의 광초점 크기만큼 제2 광경로에 있는 스캐닝부(150)를 이용해 스캔할 수 있다.
실제 영상을 얻기 위해서는 2축 샘플 마운트(110)를 최초 지점에 두고 제1 광의 신호를 얻는 시간 동안 도 3에 도시된 바와 같이 제2 광을 빠르게 스캐닝하여 제1 광의 초점 면적(제1 영역)에 해당하는 제2 광의 복수의 신호(복수 개의 제2 영역)를 얻는다. 상기 동작을 수행 후 2축 샘플 마운트(110)를 제1 광의 초점 크기만큼 어느 한 방향으로 이동한 후 상기 순서를 반복하여 신호를 획득할 수 있다. 목표 샘플(target)의 전 영역에 대하여 2개의 광학 영상의 신호를 획득한 후 데이터 처리를 통하여 잘 매칭된 광학 영상을 얻을 수 있다.
지금까지는 제1 광학 소스를 이용해 테라헤르츠 신호를 조사하고, 제2 광학 소스를 이용해 OCT 신호, 라만 신호, 또는 형광 신호를 조사하는 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 광학영상 생성장치(200)의 구성도이다.
예를 들어, 제1 광학 소스를 이용해 테라헤르츠 신호를 조사하고, 제2 광학 소스를 이용해 OCT 신호를 조사하고, 제3 광학 소스를 이용해 라만 신호 또는 형광 신호를 조사하도록 구성될 수도 있다.
이와는 다르게, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 광학 소스를 이용해 테라헤르츠 신호를 조사하고, 제2 광학 소스를 이용해 OCT 신호를 조사하고, 제3 광학 소스를 이용해 라만 신호를 조사하고, 제4 광학소스를 이용해 형광 신호를 조사하도록 구성될 수도 있다.
구체적으로, 광학영상 생성장치(200)는 검체(10)가 안착되기 위한 샘플 마운트(210), 검체(10) 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호(221)(예를 들어, 테라헤르츠 신호)를 조사하는 제1 광학 소스(220)를 포함한다. 한편, 미설명 부호 222는 렌즈를 나타낸다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 검체(10)의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호(231)(예를 들어, OCT 신호)를 조사하는 제2 광학 소스(230-1)를 포함한다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 제1 광 신호(221)를 검체의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호(231)를 을 검체의 제2 영역 측으로 투과시키도록 배치된 제1 다이크로익 미러(240)를 포함한다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제3 영역의 제3 영상정보의 획득을 위한 제3 광 신호(232)(예를 들어, 라만 신호)를 조사하는 제3 광학 소스(230-2)를 포함한다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제4 영역의 제4 영상정보의 획득을 위한 제4 광 신호(233)(예를 들어, 형광 신호)를 조사하는 제4 광학 소스(230-3)를 포함한다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 검체의 제1 영역 내에서 제2 내지 제4 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부(250)를 포함한다.
또한, 광학영상 생성장치(200)는 스캐닝부(250)로 향하는 제2 광 신호, 제3 광 신호, 및 제4 광 신호의 광 경로를 일치시키기 위한 복수 개의 다이크로익 미러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 광학영상 생성장치(200)는 제2 광 신호(231)를 스캐닝부(250)로 투과시키고, 제3 광신호(232)를 스캐닝부(250)로 전반사시키도록 배치된 제2 다이크로익 미러(241), 제3 광 신호(232)를 제2 다이크로익 미러(241)로 전반시키고, 제4 광신호(232)를 제2 다이크로익 미러(241)로 투과시키도록 배치된 제3 다이크로익 미러(241), 및 제4 광신호(232)를 제3 다이크로익 미러(241)로 전반사시키기 위한 제4 다이크로익 미러(243)를 포함할 수 있다.
또한, 광학영상 생성장치는 스캐닝부(250)를 제어하고, 제1 내지 제3 광 신호가 매칭된 검체의 제1 영역의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부를 포함한다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100, 200: 광학영상 생성장치
110: 샘플 마운트
120: 제1 광학소스
130: 제2 광학소스
140: 다이크로익 미러
150: 스캐닝부

Claims (16)

  1. 검체가 안착되기 위한 샘플 마운트;
    검체 내 제1 영역의 제1 영상정보의 획득을 위한 제1 광 신호를 조사하는 제1 광학 소스;
    검체의 제1 영역 내에 제1 영역보다 크기가 작은 제2 영역의 제2 영상정보의 획득을 위한 제2 광 신호를 조사하는 제2 광학 소스;
    제1 광 신호를 검체의 제1 영역 측으로 반사시키고, 제2 광 신호를 검체의 제2 영역 측으로 투과시키도록 배치된 다이크로익 미러;
    검체의 제1 영역 내에서 제2 광 신호를 소정 방향으로 스캐닝하기 위한 스캐닝부; 및
    스캐닝부를 제어하고, 제1 및 제2 광 신호에 기초하여 검체의 제1 영역의 광학 영상을 생성하기 위한 제어부를 포함하며,
    제1 광학 소스는 제2 광학 소스보다 공간 해상도 및 관측 시야가 큰 광 신호를 조사하고,
    제1 광신호는 검체의 제1 영역에 고정되고, 동시에 제2 광신호는 제1 영역 내에서 스캐닝부에 의해 스캐닝되며,
    샘플 마운트는 2축 이동 가능하게 마련되고,
    제어부는 제2 광 신호를 2축 방향으로 스캐닝하여 제1 영역 내 복수 개의 제2 영상 정보를 획득하면, 제어부는 제1 영상 정보 내에 복수 개의 제2 영상 정보를 매칭시키며,
    제어부는 복수 개의 제2 영상 정보의 획득이 완료되면, 샘플 마운트를 2축 방향 중 어느 한 방향으로 이동시키며, 제어부는 검체의 전체 영역에 대하여 영상 정보를 생성하는 광학영상 생성장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 광학 소스는 테라헤르츠 신호를 조사하는 광학영상 생성장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제2 광학 소스는 OCT(optical coherence tomography) 신호, 라만 신호 또는 형광 신호를 조사하는 광학영상 생성장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    다이크로익 미러는 ITO(Indium Tim Oxide) 글래스를 포함하는 광학영상 생성장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    스캐닝부는 제2 광 신호의 광경로 상 다이크로익 미러와 제2 광학 소스 사이에 배치된 갈바노미터를 포함하는 광학영상 생성장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
KR1020170138320A 2017-10-24 2017-10-24 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법 KR102028041B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170138320A KR102028041B1 (ko) 2017-10-24 2017-10-24 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170138320A KR102028041B1 (ko) 2017-10-24 2017-10-24 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190045570A KR20190045570A (ko) 2019-05-03
KR102028041B1 true KR102028041B1 (ko) 2019-10-02

Family

ID=66582692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170138320A KR102028041B1 (ko) 2017-10-24 2017-10-24 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102028041B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101566178B1 (ko) * 2014-03-18 2015-11-05 광주과학기술원 절대 변위 센서를 이용한 광학식 원자현미경
KR101793609B1 (ko) * 2015-09-11 2017-11-06 연세대학교 산학협력단 다중 광학 융합영상 기반 실시간으로 뇌종양을 진단하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190045570A (ko) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210333241A1 (en) Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection
JP5969701B2 (ja) 対象物を撮像するための撮像システムと方法
KR101702380B1 (ko) THz 빔 스캔을 이용한 고속 3차원 영상 탐지 장치
KR101712890B1 (ko) 연속파 THz 빔 스캔을 이용한 고속 3차원 영상 탐지 장치
EP2076734B1 (en) Optical imaging apparatus with spectral detector
JP6049293B2 (ja) 音響波取得装置
CN1759307A (zh) 具有激励系统和焦点监测系统的光谱分析装置和方法
JP2004500546A (ja) ３次元画像形成
JP2007528500A (ja) 蛍光タンパク質を使用する断層撮影イメージングのための方法およびシステム
US10765322B2 (en) Fast parallel optical coherence tomographic image generating apparatus and method
US10337995B2 (en) Systems and methods for oblique laser scanning
WO2014089504A1 (en) System and method for parallel imaging optical coherence tomography
KR101691544B1 (ko) 비축대칭 렌즈를 포함하는 ＴＨｚ 빔 스캔 고속 3차원 영상 탐지 장치
KR101602353B1 (ko) 고출력 비표지 세포 분석 시스템 및 그 구동방법
US20220133273A1 (en) Transparent ultrasound transducers for photoacoustic imaging
KR102028041B1 (ko) 다중 광학 융합영상 기반 광학영상 생성장치 및 생성방법
TWI554740B (zh) 高速三維成像之光學系統
EP3448243A1 (en) An optical coherence tomography system
CN110584612A (zh) 用于血管成像的光学显微系统
KR101601899B1 (ko) 고출력 비표지 세포 분석 시스템 및 그 구동방법
US20150126857A1 (en) Optical probe and medical imaging apparatus including the same
KR101817000B1 (ko) 색수차 보상 장치 및 이를 포함한 현미경 시스템
KR101602359B1 (ko) 고출력 비표지 세포 분석 시스템 및 그 구동방법
KR102625950B1 (ko) 광간섭 단층 촬영 장치의 캘리브레이션 방법
TWI480513B (zh) 光學同調斷層檢測裝置及其運作方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant