KR102293429B1 - 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치 - Google Patents

안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치에 관한 것으로서, (a) 평가대상자 안구의 각막을 촬영하며, 시간의 경과에 따라 상기 촬영된 각막에서 반사된 상이 깨져보이는 것으로 확인되는 적어도 1회 이상의 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인하는 눈물막 파괴시점과 위치 확인 단계; (b) 안구의 눈물막 촬영과 동시에 수행되며, 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 측정하고, 시간에 대한 각막의 표면온도 변화를 시계열적으로 확인하는 각막표면온도 확인단계; (c) 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 변화를 시간기준으로 매핑하여 상기 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 위치를 비교하는 단계; 및 (d) (c) 단계의 매핑된 결과에서, 눈물막 파괴시점의 어느 한 위치와 그에 해당하는 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증의 유형을 진단하는 안구건조증 진단 단계;를 포함한다.

Description

안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치{Method and diagnostic apparatus to distinguish dry eye sub-type}
본 발명은 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광학카메라와 열화상카메라를 이용하여 각막에서 반사되는 상과 각막표면의 온도가 변화하는 시간을 바탕으로 안구건조증의 유형을 확인할 수 있는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치에 관한 것이다.
안구건조증은 눈물막의 양적/질적 이상으로 발생하는 안구표면 질환이다. 눈물막은 점액층, 수성층, 지질층 3개의 층으로 구성되어 있다. 눈물막의 수성층은 전체 눈물의 95% 정도를 구성하며 수분을 공급하는 것이 주된 역할이다. 점액층은 눈물막의 가장 안쪽층을 구성하며 수성층이 안구표면에 잘 붙어서 수분을 유지할 수 있도록 한다. 지질층은 눈물막의 가장 바깥층을 구성하며, 수성층의 표면을 지질층으로 덮고 있기 때문에 공기/눈물막 경계를 안정화시켜 수성층의 증발을 막아주는 역할을 한다.
눈물막의 성분인 점액층, 수성층, 지질층의 하나라도 양적/질적 이상이 발생하는 경우 눈물막의 불안정이 유발되고 안구건조증이 발생하게 된다. 안구건조증은 발생원인이 되는 각 눈물층의 상태 및 병인에 따라 안구건조증 유형을 구별할 수 있다. 안구건조증 유형으로는 도 1과 같이, 수성층 결핍 안구건조증, 점액층 결핍 안구건조증 및 지질층 결핍 안구건조증 등이 있다.
수성층 결핍 안구건조증은 눈물막 성분 중 안구표면을 보호하고 수분을 공급해주는 수성층의 절대적인 양이 부족하여 발생하는 안구건조증이다. 수성층은 전체 눈물의 95% 정도를 차지하고 있기 때문에 전체 눈물량을 측정하여 정상에 비하여 눈물량이 감소되어 있는 경우에 수성층 결핍 안구건조증으로 진단할 수 있다. 눈물량을 측정하는 방법에는 종이 띠를 눈꺼풀 가장자리와 결막에 위치시켜 눈물량을 측정하는 Schirmer Test 또는 이와 유사한 Strip Meniscometry 방법과 눈물막 띠의 높이와 면적을 빛간섭단층촬영술(optical coherence tomography; OCT)을 통하여 직접 측정하는 방법 등이 있다. 따라서, 여러 진단기기를 통하여 실제 임상에서 수성층 결핍 안구건조증은 진단이 가능하다.
점액층 결핍 안구건조증은 눈물막 중 점액층 성분의 결핍으로 인하여 수성층이 안구표면, 특히 각막표면에 잘 부착하지 못하게 되어(decreased wetabbility; 습윤부족), 눈물막의 안정성이 저하되고 눈물막이 안구표면에 골고루 분포하지 못하는 안구건조증이다. 눈물막의 점액층은 안구 결막상피세포 사이에 존재하는 배상세포(goblet cell)에 의해 분비된다. 하지만, 점액층의 양을 측정할 수 있는 진단기기가 없어 실제 임상에서는 점액층 결핍 안구건조증을 간접적인 방법으로 예측하고 있다. 점액층 결핍을 간접적으로 확인하는 방법에는 점액층 결핍시 눈물막의 안정성이 저하되어 눈물막 파괴시간이 증가한다는 기전을 바탕으로 눈물막 파괴시간을 측정하여 눈물막 파괴시간이 짧은 경우에 점액층 결핍 안구건조증을 예측하고 있다. 하지만, 지질층 결핍 안구건조증에서도 눈물막 파괴시간이 짧아지기 때문에 점액층 결핍 안구건조증을 완전히 구별해 낼 수 있는 방법은 없다. 또한, 결막압흔세포검사로 측정되는 배상세포 밀도의 감소 확인을 통해 간접적으로 점액층 결핍을 예측할 수 있지만, 결막압흔 세포검사는 침습적인 검사 방법으로 안구건조증 감별진단을 위해 통상적으로 시행하기에는 어려움이 있으며, 점액층 분비의 감소, 점액층 생산의 감소 및 점액층 과다분비 직후 모두에서 배상세포 밀도 감소로 측정되기 때문에 실제 점액층 분비 정도를 알 수 없다.
지질층 결핍 안구건조증은 눈물막의 가장 바깥층인 지질층의 부족으로 인한 눈물의 증발이 증가되어 발생하는 안구건조증이다. 눈물막의 지질층은 눈꺼풀 안쪽에 있는 마이봄샘에서 생산되어 눈꺼풀 가장자리의 마이봄샘 배출구를 통해 안구표면으로 공급된다. 눈물증발 증가는 증발계를 이용하여 눈물증발 속도를 측정하여 확인할 수 있겠지만 임상적으로 상용화된 눈물증발 측정 장비는 없는 실정이다. 임상적으로는 눈물증발을 증가시키는 대표 질환인 마이봄샘기능부전 유무 확인을 통하여 눈물증발 증가 안구건조증을 진단할 수 있으나, 모든 마이봄샘기능부전이 안구건조증과 관련되어 있지는 않다. 최근들어 지질층의 두께를 측정할 수 있는 진단기기가 상용화되어 사용이 가능하지만, 지질층의 두께 측정의 재현성이 낮고, 지질성분의 질적인 변화로 정상적인 기능을 못하는 지질 성분이 늘어난 경우에도 지질층이 두껍게 측정되며, 화장품 등에 의해 눈물막이 오염된 경우나 상대적으로 수성층의 양이 작아 지질층이 안구표면에 골고루 도포되지 못하는 경우에도 지질층 두께가 두껍게 측정되는 제한점이 있다.
(한국공개특허 제10-2018-0072911호, 2018년 7월 2일)
본 발명의 목적은 광학카메라와 열화상카메라를 이용하여 각막에서 반사되는 상과 각막표면의 온도가 변화하는 시간을 바탕으로 안구건조증의 유형을 확인할 수 있는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법은 (a) 평가대상자 안구의 각막을 촬영하며, 시간의 경과에 따라 상기 촬영된 각막에서 반사된 상이 깨져보이는 것으로 확인되는 적어도 1회 이상의 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인하는 눈물막 파괴시점과 위치 확인 단계; (b) 안구의 눈물막 촬영과 동시에 수행되며, 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 측정하고, 시간에 대한 각막의 표면온도 변화를 시계열적으로 확인하는 각막표면온도 확인단계; (c) 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 변화를 시간기준으로 매핑하여 상기 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 위치를 비교하는 단계; 및 (d) (c) 단계의 매핑된 결과에서, 눈물막 파괴시점의 어느 한 위치와 그에 해당하는 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증의 유형을 진단하는 안구건조증 진단 단계;를 포함한다.
여기서, (a) 단계는 광학카메라를 이용해서 안구의 각막을 촬영하고, 각막에서 반사되어 깨져보이는 면적과 상이 깨져보이는 시간을 바탕으로 눈물막 파괴면적과 위치를 산정하고, 그에 대한 시간을 확인할 수 있다.
여기서, (d) 단계에서 눈물막 파괴시점 중 초기시점의 눈물막 파괴 시점이 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화 시점에서 가장 큰 감소 기울기를 갖는 시점과 대응되는 것으로 판단되면, 눈물증발 증가 안구건조증으로 판단하고, 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점에 대비하여, 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화가 눈물막 파괴가 관찰된 시점을 초과하여 선형적으로 감소하다가, 일정시간 후에 급격하게 감소하여 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점보다 각막의 온도변화가 늦게 관찰되는 경우, 점액층 결핍 안구건조증으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치는 안구 영상을 촬영하는 광학카메라; 안구의 열화상 영상을 획득하여 안구의 온도변화를 측정하는 열화상카메라; 및 광학카메라를 통해 촬영된 영상과 열화상카메라를 통해 획득된 열영상을 매핑 및 분석하여 안구건조증의 유형을 판단하는 제어부;를 포함한다.
여기서, 제어부는 광학카메라로부터 획득된 시계열적 눈물막 파괴시점의 변화상태와 열화상카메라를 통해 획득된 시계열적 각막의 표면온도의 변화 상태를 시간기준으로 매핑하는 매핑부: 및 매핑된 두 영상으로부터 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점과 열화상카메라로 촬영된 온도변화 시점을 비교하여 안구건조증의 유형을 판단하는 안구건조 유형 판단부;를 구비할 수 있다.
본 발명에 의한 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치는 광학카메라를 이용하여 안구의 각막을 촬영하고, 이로부터 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인하고, 이와 동시에 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 확인하며, 두개의 각 지표를 시간기준으로 매핑하여 눈물막 파괴시점의 위치와 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증 유형을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 안구건조증의 유형을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 통해 촬영된 눈물증발 증가 안구건조증에 대한 각막의 눈물막파괴 및 온도변화의 그래프 및 영상이미지를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 통해 촬영된 점액층 결핍 안구건조증에 대한 각막의 눈물막파괴 및 온도변화의 그래프 및 영상이미지를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 진단장치의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법은 눈물막 파괴시점 확인 단계(S100), 각막표면온도 확인단계(S200), 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 위치를 비교하는 단계(S300) 및 안구건조증 진단 단계(S400)를 포함하여 구성된다.
눈물막 파괴시점 확인 단계(S100)는 평가대상자 안구의 각막을 촬영하며, 시간의 경과에 따라 촬영된 각막에서 반사되는 상이 깨져보이는 것으로 확인되는 적어도 1회 이상의 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인한다. 이때, 안구의 각막을 촬영할 때는 광학카메라를 이용해서 촬영하고, 각막에서 반사되어 상이 깨져보이는 면적과 상이 깨져보이는 시간을 바탕으로 눈물막 파괴면적과 위치를 산정하고, 그에 대한 시간을 확인할 수 있다.
각막표면온도 확인단계(S200)는 안구의 눈물막 촬영과 동시에 수행되며, 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 측정하고, 시간에 대한 각막의 표면온도 변화를 시계열적으로 확인하는 단계이다. 이때, 열화상카메라는 광학카메라와 이웃하여 배치될 수 있다.
눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 위치를 비교하는 단계(S300)는 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 변화를 시간기준으로 매핑하여 눈물막 파괴시점과 각막의 표면온도 위치를 비교한다.
안구건조증 진단 단계(S400)는 눈물막 파괴시점의 어느 한 위치와 그에 해당하는 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증의 유형을 진단한다.
이때, 눈물막 파괴시점 중 초기시점(A)의 눈물막 파괴 시점이 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화 시점에서 가장 큰 감소 기울기를 갖는 시점(B)과 대응되는 것으로 판단되면, 눈물증발 증가 안구건조증으로 판단할 수 있다.
눈물증발 증가 안구건조증 상태에서는 각막에서 수분이 증발할 때 주변의 증발열을 흡수하여 온도는 감소하게 된다. 수분이 증발될 때 시간에 따른 증발열 흡수는 수분 증발이 시작되는 초기에 가장 많아 온도 변화가 가장 크게 측정된다. 따라서, 안구표면 온도 변화 측정을 통하여 눈물증발이 시작되는 시기를 예측할 수 있게 된다.
눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점(A)에 대비하여, 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화가 눈물막 파괴가 관찰된 시점(A)을 초과하여 완만하게 선형적으로 감소하다가, 일정시간 후(Δt)에 급격하게 감소하는 시점(c)이 형성되어 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점(a) 보다 각막의 급격한 온도변화가 늦게 관찰되는 경우, 점액층 결핍 안구건조증으로 판단할 수 있다. 점액층 결핍 안구건조증의 경우에는 눈물의 증발 보다는 각막표면에 눈물막이 적절히 부착되지 못하여 눈물막 파괴가 발생하게 된다. 따라서, 눈물증발에 의해 눈물막이 파괴되는 눈물증발 증가 안구건조증 보다 증발열 흡수에 의한 온도감소는 적거나 눈물막 파괴 이후에 온도감소가 발생하게 된다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치는 광학카메라(110), 열화상카메라(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성된다.
광학카메라(110)는 안구의 영상을 촬영하는 역할을 한다.
열화상카메라(120)는 안구의 열화상 영상을 획득하여 안구의 온도변화를 측정(촬영)하는 역할을 한다.
제어부(130)는 광학카메라(110)를 통해 촬영된 영상과 열화상카메라(120)를 통해 획득된 열영상을 매핑 및 분석하여 안구건조증의 유형을 판단하는 것으로서, 매핑부(131) 및 안구건조 유형 판단부(132)를 구비할 수 있다.
매핑부(131)는 광학카메라(110)로부터 획득된 시계열적 눈물막 파괴시점의 변화상태와 열화상카메라(120)를 통해 획득된 시계열적 각막의 표면온도의 변화 상태를 시간기준으로 매핑한다. 안구건조 유형 판단부(132)는 매핑된 두 영상으로부터 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점과 열화상카메라(120)로 촬영된 온도변화 시점을 비교하여 안구건조증의 유형을 판단한다.
도 6은 증발열 관련 실험결과를 나타내고 있다.
실험조건은 안구 주위 온도(ambient temperature)는 10℃이며, 안구의 내측온도는 34℃이며, 파괴전 눈물막의 두께는 10㎛이며, 안구의 크기는 10mm × 10㎛이며, 파괴 발생영역은 1mm × 1mm 이다.
도 6에 개시된 바와 같이, 증발 열전달 속도는 눈물막 파괴두께가 감소함에 따라 증가하는 것을 확인하였다.
예를 들어, 안구표면의 눈물층의 표면온도28'C의 조건에서, 5㎛두께의눈물층에서는 눈물 증발이 일어나는 경우 안구표면 온도가22'C로 내려가는 것으로 관찰되었다. 그리고, 7㎛ 두께의 눈물층에서는 눈물 증발이 일어나는 경우 안구표면 온도가 25.5C로 내려가는 것으로 관찰되었다. 일반적으로, 박막(thin liquid film)을 통과하는 증발열 전달계수는 도 6에 나타난 수식으로 정의될 수 있다.
본 발명에 의한 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법 및 진단 장치는 광학카메라를 이용하여 안구의 각막을 촬영하고, 이로부터 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인하고, 이와 동시에 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 확인하며, 두개의 각 지표를 시간기준으로 매핑하여 눈물막 파괴시점의 위치와 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증 유형 구별을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 광학카메라
120 : 열화상 카메라
130 : 제어부
131 : 매핑부
132 : 안구건조 유형 판단부

Claims (5)

  1. 광학카메라, 열화상카메라 및 제어부를 포함하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치에 의해 수행되는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법에 있어서,
    (a) 상기 광학카메라를 이용해서 평가대상자 안구의 각막을 촬영하며, 시간의 경과에 따라 상기 촬영된 각막에서 반사된 상이 깨져보이는 것으로 확인되는 적어도 1회 이상의 눈물막 파괴시점을 시계열적으로 확인하는 눈물막 파괴시점과 위치를 확인 단계;
    (b) 상기 안구의 눈물막 촬영과 동시에 수행되며, 상기 열화상카메라를 이용하여 평가대상자 각막의 표면온도를 측정하고, 시간에 대한 상기 각막의 표면온도 변화를 시계열적으로 확인하는 각막표면온도 확인단계;
    (c) 상기 제어부에 의해 상기 눈물막 파괴시점과 상기 각막의 표면온도 변화를 시간기준으로 매핑하여 상기 눈물막 파괴시점과 상기 각막의 표면온도 위치를 비교하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계의 매핑된 결과에서, 상기 제어부에 의해 상기 눈물막 파괴시점의 어느 한 위치와 그에 해당하는 각막표면의 온도변화 시점의 위치를 바탕으로 안구건조증의 유형을 진단하는 안구건조증 진단 단계;를 포함하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 각막에서 반사되어 상이 깨져보이는 면적과 상기 상이 깨져보이는 시간을 바탕으로 눈물막 파괴면적과 위치를 산정하고, 그에 대한 시간을 확인하는 것을 특징으로 하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 눈물막 파괴시점 중 초기시점의 눈물막 파괴 시점이 상기 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화 시점에서 가장 큰 감소 기울기를 갖는 시점과 대응되는 것으로 판단되면, 눈물증발 증가 안구건조증으로 판단하고,
    상기 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점에 대비하여, 상기 열화상카메라로 촬영한 각막의 온도변화가 상기 눈물막 파괴가 관찰된 시점을 초과하여 선형적으로 감소하다가, 일정시간 후에 급격하게 감소하여 상기 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점보다 상기 각막의 온도변화가 늦게 관찰되는 경우, 점액층 결핍 안구건조증으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 방법.
  4. 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치에 있어서,
    안구 영상을 촬영하는 광학카메라;
    안구의 열화상 영상을 획득하여 안구의 온도변화를 측정하는 열화상카메라; 및
    상기 광학카메라를 통해 촬영된 영상과 상기 열화상카메라를 통해 획득된 열영상을 매핑 및 분석하여 안구건조증의 유형을 판단하는 제어부;를 포함하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광학카메라로부터 획득된 시계열적 눈물막 파괴시점의 변화상태와 상기 열화상카메라를 통해 획득된 시계열적 각막의 표면온도의 변화 상태를 시간기준으로 매핑하는 매핑부: 및
    상기 매핑된 두 영상으로부터 상기 눈물막 파괴시점 중 초기변화 시점과 상기 열화상카메라로 촬영된 온도변화 시점을 비교하여 안구건조증의 유형을 판단하는 안구건조 유형 판단부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 안구건조증 유형 구별을 위한 진단 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240140478A (ko) 2023-03-17 2024-09-24 서울대학교병원 안구건조증 중증도 평가 시스템 및 이를 이용한 평가 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114240823A (zh) * 2021-10-29 2022-03-25 深圳莫廷医疗科技有限公司 实时的泪膜破裂检测方法、计算机可读存储介质和装置
US11806078B1 (en) 2022-05-01 2023-11-07 Globe Biomedical, Inc. Tear meniscus detection and evaluation system
KR20230165532A (ko) 2022-05-27 2023-12-05 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 눈물막에서 지질층의 두께 측정을 통한 안구건조증 진단장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101776226B1 (ko) * 2017-01-31 2017-09-11 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 안구건조증 진단 치료 장치 및 그 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4863207B2 (ja) * 2006-07-04 2012-01-25 国立大学法人愛媛大学 眼科装置
KR101662775B1 (ko) * 2014-11-26 2016-10-05 박범철 안구건조증 진단 장치 및 이를 이용한 안구건조증 진단 방법
KR101742049B1 (ko) * 2015-06-12 2017-06-15 한림대학교 산학협력단 적외선 마이봄샘 촬영장치 및 마이봄샘 촬영방법
US10076250B2 (en) * 2015-06-14 2018-09-18 Facense Ltd. Detecting physiological responses based on multispectral data from head-mounted cameras
KR20180072911A (ko) 2016-12-21 2018-07-02 희성전자 주식회사 안구건조증 치료 장치
US11564563B2 (en) * 2018-02-17 2023-01-31 Aizhong Zhang Apparatus and method of a multifunctional ophthalmic instrument

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101776226B1 (ko) * 2017-01-31 2017-09-11 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 안구건조증 진단 치료 장치 및 그 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240140478A (ko) 2023-03-17 2024-09-24 서울대학교병원 안구건조증 중증도 평가 시스템 및 이를 이용한 평가 방법

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