KR102272331B1 - 부비동염 진단 장치 - Google Patents

부비동염 진단 장치 Download PDF

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강성훈
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한림대학교 산학협력단
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Abstract

부비동염 진단 장치가 개시된다. 부비동염 진단 장치는, 부비동 부위에 다파장의 근적외선(NIR: Near Infrared)을 조사하는 광조사부, 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 파장별 반사신호세기를 측정하며, 광조사부로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 복수의 광센서를 포함하는 광검출부 및 측정된 반사신호세기를 이용하여 반사도(Reflectance)를 산출하고, 산출된 반사도를 이용하여 광흡수도를 산출하고, 산출된 광흡수도를 이용하여 부비동 내의 수분함량을 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

부비동염 진단 장치{Apparatus for sinusitis diagnosis}
본 발명은 부비동염 진단 장치에 관한 것이다.
도 1은 사람 얼굴에 존재하는 부비동을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 부비동은 코의 아래쪽 및 주위를 둘러싸고 있는 4쌍의 빈 공간(공기 주머니)으로서, 이마굴(전두동)(1), 벌집굴(사골동)(2), 나비굴(접형동)(3) 및 위턱굴(상악동)(4)으로 구성된다. 부비동은 성장과 함께 발육하면서 사춘기가 되면 거의 완성된다.
부비동염은 부비동 내부를 덮고 있는 점막에 염증이 생기는 것으로, 부비동 내부에 화농성 액체가 고인 경우를 흔히 축농증이라고 하며, 우리 주변에서 흔하게 접할 수 있는 질환 중의 하나이다. 정상적인 성인은 매년 수차례 감기에 걸리는데, 87%에서 부비동이 침범되고, 이 중 0.5~2%는 급성 세균성 부비동염으로 진행되는 경향을 보인다.
부비동염은 이환 기간에 따라 급성, 아급성, 그리고 만성 부비동염으로 분류된다. 만성 부비동염의 주요 병인은 지속적인 염증이며, 만성 부비동염은 콧물, 안면통, 후각 감퇴와 질병의 내시경적 신호 또는 CT 스캔변화 중 어느 하나와 같은 증상 중 둘 이상이 최소 8~12주로 야기되는 비강 및 부비강의 염증으로 정의된다. 특히, 비강 내에서 용종이 관찰되는 만성 부비동염은 약물 또는 수술 등의 치료 이후 재발가능성이 매우 높고 완치가 어렵다.
국내에서, 만성 부비동염의 발병율은 전체인구의 6.95%에 달하며, 이는 공중 보건 문제뿐만 아니라, 치료를 위한 사회 경제적 비용의 증가를 초래하고 있다.
따라서, 부비동염의 조기 치료를 위하여, 사전에 부비동염을 효과적으로 진단할 수 있는 기술이 필요하다.
대한민국공개특허공보 제10-2017-0036928호(2017.04.04.)
본 발명은 부비동염 진단을 위하여, 부비동 부위에 다파장의 근적외선 광원을 조사하고, 검출되는 확산광(Diffuse optics)의 분석을 통해 부비동 내의 수분함량을 측정하는 부비동염 진단 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부비동염 진단 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치는, 부비동 부위에 다파장의 근적외선(NIR: Near Infrared)을 조사하는 광조사부, 상기 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 파장별 반사신호세기를 측정하며, 상기 광조사부로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 복수의 광센서를 포함하는 광검출부 및 상기 측정된 반사신호세기를 이용하여 반사도(Reflectance)를 산출하고, 상기 산출된 반사도를 이용하여 광흡수도를 산출하고, 상기 산출된 광흡수도를 이용하여 부비동 내의 수분함량을 산출하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 근적외선의 조사신호세기에 대한 상기 반사신호세기의 비율을 상기 반사도로 산출한다.
상기 제어부는 하기 수학식을 이용하여 상기 광흡수도를 산출한다.
Figure 112020066195867-pat00001
Figure 112020066195867-pat00002
여기서, R(ρ)는 반사도이고, ρ=(x, y)이고, a'는 표면에서의 반사율을 나타내는 알베도(albedo)로서, a' = μ's / (μa + μ's)이고, μa는 광흡수도이고, μ's는 광산출도이고, z0는 관심영역(ROI: Region of Interest)으로부터 측정표면(부비동 부위의 피부표면) 까지의 거리로서, z0 = (μa + μ's)-1이고, μeff는 유효감쇄계수(effective attenuation coefficient)로서, μeff = [3 μaa + μ's)]1/2이고, r1는 관심영역으로부터 양의 광소스(positive impulse source)까지의 거리로서, r1 = [(z - z0)2 + ρ 2]1/2이고, zb는 Extrapolate boundary condition의 핵심으로서, 광자의 Flux가 사라진다고 가정하는 가상경계의 값이고, r2는 관심영역으로부터 음의 광소스(negative impulse source)까지의 거리로서, r2 = [(z + z0 + 2zb)2 + ρ 2]1/2이고, Rexp(ρ)는 실험시스템을 이용하여 생리학적인 조직에서 측정된 반사도의 실험값(experimental R)이고, α는 실험시스템에 설정된 시스템파라미터이다.
상기 광흡수도 μa, 상기 광산출도 μ's 및 상기 시스템파라미터 α는 미지수이되, 상기 광검출부는, 상기 미지수의 해의 계산을 위한 3개의 방정식을 생성하기 위하여, 최소 3개의 광센서를 포함한다.
상기 제어부는 상기 산출된 광흡수도로부터 하기 수학식을 이용하여 상기 수분함량을 산출한다.
Figure 112020066195867-pat00003
여기서,
Figure 112020066195867-pat00004
,
Figure 112020066195867-pat00005
,
Figure 112020066195867-pat00006
Figure 112020066195867-pat00007
는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 파장별 광소멸계수(extinction rate)이고, [O2Hb], [HHb], [water] 및 [lipid]는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 함량이고,
Figure 112020066195867-pat00008
는 파장별 광흡수도이다.
상기 광검출부는 상기 광조사부로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 제1 내지 제5 광센서를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 광센서를 이용하여 산출된 제1 측정영역의 제1 수분함량을 산출하고, 상기 제3 내지 제5 광센서를 이용하여 산출된 제2 측정영역의 제2 수분함량을 산출하고, 상기 제2 수분함량에서 상기 제1 수분함량을 빼서 상기 부비동 내의 수분함량을 산출한다.
본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치는, 부비동 부위에 다파장의 근적외선 광원을 조사하고, 검출되는 확산광(Diffuse optics)의 분석을 통해 부비동 내의 수분함량을 측정함으로써, 부비동염을 진단하게 할 수 있다.
도 1은 사람 얼굴에 존재하는 부비동을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치를 설명하기 위한 도면.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 2를 중심으로, 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치에 대하여 설명하되, 도 3 내지 도 6을 참조하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치(100)는, 광조사부(110), 광검출부(120), 디스플레이부(130), 입력부(140), 통신부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
광조사부(110)는 부비동 부위에 다파장의 근적외선(NIR: Near Infrared)을 조사한다. 이때, 광조사부(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 미리 설정된 조사신호세기를 가지는 근적외선을 파장별로 조사할 수 있다.
예를 들어, 광조사부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 광원(111)을 포함하여 구성될 수 있으며, 광원(111)은 LD(Laser Diode), LED(Light-Emitting Diode) 또는 OLED(Organic Light-Emitting Diode)로 구성될 수 있다.
광검출부(120)는 광조사부(110)에 의하여 부비동 부위에 조사된 다파장 근적외선이 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 파장별 신호세기를 측정한다.
예를 들어, 광검출부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(111)으로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 복수의 광센서(121)를 포함하여 구성될 수 있으며, 광센서(121)는 PD(Photodiode), IR enhanced PD, APD(Avalanche Photodiode)나 CCD, CMOS로 구성될 수 있다.
디스플레이부(130)는 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치(100)가 입력받거나 처리한 정보를 표시하여 출력한다. 즉, 디스플레이부(130)는 광검출부(120)에 의하여 검출되는 확산광(Diffuse optics)에 대한 후술할 제어부(160)의 분석결과를 출력할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이부(130)는 액정 디스플레이(liquid crystal display) 등으로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이부(130)와 터치 동작을 감지하는 센서가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(즉, 터치 스크린), 디스플레이부(130)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 이하, 디스플레이부(130)로 터치 스크린이 사용되는 경우, 터치 동작을 감지하는 센서는 후술할 입력부(140)로 지칭하도록 한다.
입력부(140)는 사용자로부터 각종 명령을 입력받기 위한 사용자 인터페이스(user interface)로서, 그 구현 방식에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 입력부(140)는 복수의 조작 유닛들을 포함할 수 있으며, 이러한 조작 유닛들은 키 패드(key pad), 터치 패드(정압/정전), 휠 키, 조그 스위치 등으로 제작될 수 있다.
통신부(150)는 사용자 단말과 근거리 통신을 수행한다.
예를 들어, 통신부(150)는 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(wifi)를 이용하여 스마트폰이나 데스크탑 PC와 같은 사용자 단말로 데이터를 전송할 수 있다.
제어부(160)는 기본적으로, 본 발명의 실시예에 따른 부비동염 진단 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
즉, 제어부(160)는 광조사부(110) 및 광검출부(120)가 각각 부비동 부위에 다파장의 근적외선을 조사하고, 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 파장별 반사신호세기를 측정하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 측정된 광신호의 파장별 신호세기를 이용하여 검출된 확산광(Diffuse optics)의 분석을 통해 부비동 내의 수분함량을 측정한다.
즉, 제어부(160)는 반사 및 확산된 광신호의 측정된 파장별 반사신호세기를 이용하여 반사도(Reflectance)를 산출하고, 산출된 반사도를 이용하여 파장별 광흡수도를 산출하고, 산출된 파장별 광흡수도를 이용하여 부비동 내의 수분함량을 산출할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 근적외선 대역에는, 콜라겐(collagen), 체수분(water), 지방(lipid), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 산화 헤모글로빈(O2Hb) 등의 85% 이상의 생체조직 성분의 광흡수 피크가 존재한다. 그리고, 부비동 내에 존재하는 수분으로 인하여, 코막힘, 비루 안면부 동통, 압박감, 두통, 발열, 후각저하 및 소실 등이 발생할 수 있다. 따라서, 부비동 내의 수분함량의 측정을 통해 부비동 관련의 병증 진단이 가능하다. 체수분의 광흡수 피크가 존재하는 파장은 960nm, 1180nm, 1440nm 등이다.
예를 들어, 물의 광흡수 피크는 근적외선 파장 중 960nm, 1180nm, 1440nm 등의 파장에 존재하므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 물의 광흡수 피크 파장과 둔감한 650nm~900nm 대역의 파장을 가지는 근적외선을 조사하도록 광조사부(110)가 제어될 수 있다.
제어부(160)는 부비동 내의 수분함량을 측정하기 위하여 우선, 광조사부(110)가 조사하는 근적외선의 조사신호세기에 대하여, 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 반사신호세기의 비율을 산출함으로써, 반사도를 산출할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 하기 수학식을 이용하여 파장별 광흡수도를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020066195867-pat00009
여기서, R(ρ)는 반사도이고, ρ=(x, y)이고, a'는 표면에서의 반사율을 나타내는 알베도(albedo)로서, a' = μ's / (μa + μ's)이고, μa는 광흡수도이고, μ's는 광산출도이고, z0는 관심영역(ROI: Region of Interest)으로부터 측정표면(부비동 부위의 피부표면) 까지의 거리로서, z0 = (μa + μ's)-1이고, μeff는 유효감쇄계수(effective attenuation coefficient)로서, μeff = [3 μaa + μ's)]1/2이고, r1는 관심영역으로부터 양의 광소스(positive impulse source)까지의 거리로서, r1 = [(z - z0)2 + ρ 2]1/2이고, zb는 Extrapolate boundary condition의 핵심으로서, 광자의 Flux가 사라진다고 가정하는 가상경계의 값이고, r2는 관심영역으로부터 음의 광소스(negative impulse source)까지의 거리로서, r2 = [(z + z0 + 2zb)2 + ρ 2]1/2이다.
[수학식 2]
Figure 112020066195867-pat00010
여기서, R(ρ)는 반사도이고, Rexp(ρ)는 실험시스템을 이용하여 생리학적인 조직에서 측정된 반사도의 실험값(experimental R)이고, α는 실험시스템에 설정된 시스템파라미터이다.
수학식 1과 수학식 2에서, 광흡수도 μa, 광산출도 μ's 및 시스템파라미터 α는 미지수이다. 이러한 3개의 미지수의 해를 계산하기 위해서는 적어도 3개의 방정식이 필요하므로, 각각 도 5에 도시된 바와 같이, 1개의 광원(111) 및 최소 3개의 광센서(121)가 필요하다. 즉, 3개의 지점에서 측정된 반사신호세기를 이용하여, 수학식 1 및 2로부터, 광흡수도 μa, 광산출도 μ's 및 시스템파라미터 α의 3개 미지수에 대한 3개의 방정식이 생성될 수 있고, 생성된 3개의 방정식으로부터, 광흡수도 μa, 광산출도 μ's 및 시스템파라미터 α의 값이 산출될 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 산출된 광흡수도로부터 하기 수학식을 이용하여 제1 측정영역(10)의 수분함량을 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112020066195867-pat00011
여기서,
Figure 112020066195867-pat00012
,
Figure 112020066195867-pat00013
,
Figure 112020066195867-pat00014
Figure 112020066195867-pat00015
는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 파장별 광소멸계수(extinction rate)이고, [O2Hb], [HHb], [water] 및 [lipid]는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 함량이고,
Figure 112020066195867-pat00016
는 파장별 광흡수도이다.
수학식 3에서, 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 함량은 최소자승법을 이용하여 산출될 수 있으며, 산화 헤모글로빈(O2Hb)과 탈산화 헤모글로빈(HHb)의 함량은 mol 단위의 절대값으로 산출되고, 체수분(water)과 지방(lipid)의 함량은 % 단위의 상대값으로 산출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광조사부(110) 및 광검출부(120)는 각각, 1개의 광원(111) 및 최소 5개의 광센서(121)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 부비동(13)은 얼굴피부(11)와 얼굴뼈(12)의 아래쪽에 위치하므로, 부비동(13)에서 반사 및 확산된 광신호를 획득하기 위하여 광원(111)으로부터 충분히 떨어진 R4 및 R5와 같은 추가적인 광센서(121)가 필요하다. 따라서, 전술한 바와 같이 부비동 내의 수분함량의 산출을 위해서는 최소 3개의 광센서(121)가 필요하므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 광검출부(120)는 5개(R1, R2, R3, R4 및 R5)의 광센서(121)로 구성될 수 있다.
그래서, 제어부(160)는 R1, R2 및 R3의 광센서(121)를 이용하여 산출된 제1 측정영역(10)의 제1 수분함량을 산출하고, R3, R4 및 R5의 광센서(121)를 이용하여 산출된 제2 측정영역(20)의 제2 수분함량을 산출하고, 제2 수분함량에서 제1 수분함량을 빼서 진단영역(30)의 수분함량을 산출할 수 있다.
상기한 본 발명의 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: 부비동염 진단 장치
110: 광조사부
120: 광검출부
130: 디스플레이부
140: 입력부
150: 통신부
160: 제어부

Claims (6)

  1. 부비동 부위에 다파장의 근적외선(NIR: Near Infrared)을 조사하는 광조사부;
    상기 부비동 부위로부터 반사 및 확산된 광신호의 파장별 반사신호세기를 측정하며, 상기 광조사부로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 복수의 광센서를 포함하는 광검출부; 및
    상기 측정된 반사신호세기를 이용하여 반사도(Reflectance)를 산출하고, 상기 산출된 반사도를 이용하여 광흡수도를 산출하고, 상기 산출된 광흡수도를 이용하여 부비동 내의 수분함량을 산출하는 제어부를 포함하되,
    상기 광흡수도는,
    상기 반사도의 실험값을 측정하기 위한 실험시스템에 설정된 시스템파라미터, 광흡수도 및 광산출도를 인자로 하는 함수를 이용하여 산출되고,
    상기 광검출부는,
    얼굴피부 및 얼굴뼈 아래쪽에 위치하는 상기 부비동의 수분함량을 산출하기 위하여, 상기 광조사부로부터 순차적으로 멀어지도록 배치된 제1 내지 제5 광센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제4 및 제5 광센서보다 상기 광조사부에 가까운 상기 제1 내지 제3 광센서를 이용하여, 상기 함수의 시스템파라미터, 광흡수도 및 광산출도를 미지수로 하는 3개의 제1 방정식을 산출하고, 상기 산출된 제1 방정식을 이용하여 상기 얼굴피부 및 상기 얼굴뼈가 위치하는 영역의 제1 수분함량을 산출하고,
    상기 제1 및 제2 광센서보다 상기 광조사부로부터 더 멀리 떨어진 상기 제3 내지 제5 광센서를 이용하여, 상기 함수의 시스템파라미터, 광흡수도 및 광산출도를 미지수로 하는 3개의 제2 방정식을 산출하고, 상기 산출된 제2 방정식을 이용하여 상기 얼굴피부, 상기 얼굴뼈 및 상기 부비동이 위치하는 영역의 제2 수분함량을 산출하고,
    상기 제2 수분함량에서 상기 제1 수분함량을 빼서 상기 부비동 내의 수분함량을 산출하는 것을 특징으로 하는 부비동염 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 근적외선의 조사신호세기에 대한 상기 반사신호세기의 비율을 상기 반사도로 산출하는 것을 특징으로 하는 부비동염 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 하기 수학식을 이용하여 상기 광흡수도를 산출하는 것을 특징으로 하는 부비동염 진단 장치.
    Figure 112020066195867-pat00017

    Figure 112020066195867-pat00018

    여기서, R(ρ)는 반사도이고, ρ=(x, y)이고, a'는 표면에서의 반사율을 나타내는 알베도(albedo)로서, a' = μ's / (μa + μ's)이고, μa는 광흡수도이고, μ's는 광산출도이고, z0는 관심영역(ROI: Region of Interest)으로부터 측정표면(부비동 부위의 피부표면) 까지의 거리로서, z0 = (μa + μ's)-1이고, μeff는 유효감쇄계수(effective attenuation coefficient)로서, μeff = [3 μaa + μ's)]1/2이고, r1는 관심영역으로부터 양의 광소스(positive impulse source)까지의 거리로서, r1 = [(z - z0)2 + ρ 2]1/2이고, zb는 Extrapolate boundary condition의 핵심으로서, 광자의 Flux가 사라진다고 가정하는 가상경계의 값이고, r2는 관심영역으로부터 음의 광소스(negative impulse source)까지의 거리로서, r2 = [(z + z0 + 2zb)2 + ρ 2]1/2이고, Rexp(ρ)는 실험시스템을 이용하여 생리학적인 조직에서 측정된 반사도의 실험값(experimental R)이고, α는 실험시스템에 설정된 시스템파라미터임
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출된 광흡수도로부터 하기 수학식을 이용하여 상기 수분함량을 산출하는 것을 특징으로 하는 부비동염 진단 장치.
    Figure 112020066195867-pat00019

    여기서,
    Figure 112020066195867-pat00020
    ,
    Figure 112020066195867-pat00021
    ,
    Figure 112020066195867-pat00022
    Figure 112020066195867-pat00023
    는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 파장별 광소멸계수(extinction rate)이고, [O2Hb], [HHb], [water] 및 [lipid]는 각각 산화 헤모글로빈(O2Hb), 탈산화 헤모글로빈(HHb), 체수분(water) 및 지방(lipid)의 함량이고,
    Figure 112020066195867-pat00024
    는 파장별 광흡수도임
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170036928A (ko) 2015-09-24 2017-04-04 울산대학교 산학협력단 IKKε 억제제를 유효성분으로 함유하는 만성 부비동염 예방 또는 치료용 약학조성물
KR20190011849A (ko) * 2017-07-25 2019-02-08 주식회사 에이유이 근적외광을 이용한 피부 수분 센서 및 이를 이용한 피부 수분 측정 방법
KR102067260B1 (ko) * 2019-05-06 2020-01-17 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 생리학적 측정 정보 피드백기반 개인 맞춤형 광바이오 변조 치료장치
KR20200058089A (ko) * 2018-11-19 2020-05-27 울산과학기술원 부비동 관찰을 위하여 근적외선 광원을 이용하는 마우스피스

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170036928A (ko) 2015-09-24 2017-04-04 울산대학교 산학협력단 IKKε 억제제를 유효성분으로 함유하는 만성 부비동염 예방 또는 치료용 약학조성물
KR20190011849A (ko) * 2017-07-25 2019-02-08 주식회사 에이유이 근적외광을 이용한 피부 수분 센서 및 이를 이용한 피부 수분 측정 방법
KR20200058089A (ko) * 2018-11-19 2020-05-27 울산과학기술원 부비동 관찰을 위하여 근적외선 광원을 이용하는 마우스피스
KR102067260B1 (ko) * 2019-05-06 2020-01-17 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 생리학적 측정 정보 피드백기반 개인 맞춤형 광바이오 변조 치료장치

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