KR102577406B1 - 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치는, 광원으로부터의 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치(Digital micromirror device)를 통해, 안구에 인가하는 인공시각 처리부, 및 상기 측정용 광이 인가된 상기 안구에서 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서(Wavefront sensor)를 통해 광학 수차(Optical Aberration)를 측정하고, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 적응광학 처리부를 포함하고, 상기 조정에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치가 변형되면, 상기 인공시각 처리부는, 광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 상기 안구에 인가한다.

Description

적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 및 그 동작 방법{ APPARATUS OF HIGH-RESOLUTION VISUAL PROSTHESIS BASED ON ADAPTIVE OPTICS AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 인공시각 장치에 연관되며, 보다 특정하게는 적응광학 기술을 기존의 광학적 인공시각 장치에 접목하여 광학 수차를 선 보정할 수 있는 초고해상도 인공시각 장치에 연관된다.
실명과 같은 치명적인 시력 손상을 야기하는 난치성 안질환으로, 망막색소변성증(Retinitis pigmentosa), 황반변성(Age-related macular degeneration), 스타르가르트 질환(Stargardt disease) 등과 같은 질환이 대표적이며, 이러한 안질환을 앓는 환자의 수는 고령화가 진행됨에 따라 급격히 증가하는 실정이다.
하지만, 안타깝게도 시력 회복을 위한 외과적 수술 및 약물적인 치료는 전무한 실정이다. 이에 따라, 시력을 회복시키기 위한 많은 연구가 진행되어왔으며, 인공시각 장치를 활용하여 부분적인 시력 회복의 결과가 보고되고 있다.
기존의 인공시각 장치는, 크게 전기적 인공시각 장치와 광학적 인공시각 장치로 구분될 수 있다.
먼저, 전기적 인공시각 장치는 전기적으로 망막 신경을 활성화하여 시력을 복원시켜주는 장치를 지칭한다. 하지만, 전기적 인공시각 장치는, 전극과 신경이 물리적으로 접해야 하기 때문에 전자 장치를 침습적으로 삽입해야 하고, 이로 인해 장치의 수명이 짧다는 한계를 가지고 있다. 또한, 전극의 개수가 제한되며, 전극 삽입 후에는 전극의 위치를 바꿀 수 없고, 무엇보다도, 전하가 전도성이 높은 생체조직(예, 망막)에서 3차원적으로 퍼지므로, 단일신경세포 크기의 해상도를 얻는 데에는 어려움이 있다.
따라서, 이러한 전기적 인공시각 장치를 이식한 환자에게는 단지 두리뭉실한 여러 섬광 조합의 시각 정보를 인지할 수 있는 수준으로만 보이기 때문에, 시력 회복의 측면에서 많은 한계를 가지고 있다. 이러한 전기적 인공시각 장치의 단점을 해결하기 위해 최근 광학적 인공시각 장치가 개발되었다.
광학적 인공시각 장치의 경우, 신체 외부의 광학 장치를 통해 자극용 빛(光)을 생성하고, 이를 비침습적으로 안구에 전달해 망막 신경을 자극하여 시력을 복원시켜주는 장치를 지칭한다.
기존의 전기적 인공시각 장치와는 달리, 광학적 인공시각 장치는 비침습적으로서, 이론적으로는 자극용 빛을 회절 한계(Diffraction limit)까지 작게 만들 수 있어, 단일 망막세포도 제어할 수 있는 장점을 가진다.
하지만, 실제로는 광학 수차(Optical Aberration)로 인하여 광학 파면의 왜곡이 발생하여 이론적인 회절 한계까지 빛을 집속하기 어렵고, 결과적으로 고해상도 망막 신경을 자극하기 어려운 한계를 지닌다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 광학적 인공시각 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 일실시예에 따른 광학적 인공시각 장치는, 카메라를 통해 얻은 외부 이미지('A')를 이용하여 신경 자극을 위한 자극용 광 패턴을 생성하고, 이를 비침습적으로 망막에 전달해 망막 신경을 자극하는데, 안구의 광학 수차로 인해 틀어진 이미지가 망막에 전달되어, 고해상도의 시력 회복을 얻기 어려운 문제를 가지고 있다.
이에 따라, 고해상도 시력 회복을 위해서는, 안구의 광학 수차로 인해 틀어진 이미지가 망막에 전달되지 않도록, 광학 수차를 사전에 보정할 수 있는 광학적 인공시각 장치의 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예는, 기존의 광학적 인공시각 장치에 적응 광학(Adaptive optics) 기술을 접목하여, 광학 수차의 측정값에 따라, 디지털 마이크로미러 장치(Digital micromirror device)(DMD)를 변형하여 광학 수차를 사전에 보정한 상태에서 자극용 광을 안구에 인가함으로써, 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있는 인공시각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치는, 광원으로부터의 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치(Digital micromirror device)를 통해, 안구에 인가하는 인공시각 처리부, 및 상기 측정용 광이 인가된 상기 안구에서 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서(Wavefront sensor)를 통해 광학 수차(Optical Aberration)를 측정하고, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 적응광학 처리부를 포함하고, 상기 조정에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치가 변형되면, 상기 인공시각 처리부는, 광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 상기 안구에 인가한다.
일례로, 상기 파면 측정 센서는, 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이(microlense array) 및 복수의 안저 카메라(CCD)로 구성된 CCD 어레이를 포함하고, 상기 적응광학 처리부는, 상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되어 상기 마이크로렌즈 어레이를 통과한 반사광을, 상기 CCD 어레이를 통해 검출하여, 상기 반사광으로부터, 상기 안구 내 안저(fundus)에 맺힌 상(像)이 기준 패턴에서 틀어진 정도에 따른 상기 광학 수차를 측정할 수 있다.
일례로, 상기 인공시각 처리부는, 상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하고, 상기 안저 이미지로부터, 상기 자극용 광이, 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되었는지 여부를 확인할 수 있다.
일례로, 상기 자극용 광이 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되지 않은 경우, 상기 적응광학 처리부는, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 재조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법은, 광원으로부터의 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 안구에 인가하는 단계와, 상기 측정용 광이 인가된 상기 안구에서 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서를 통해 광학 수차를 측정하는 단계와, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 단계, 및 상기 조정에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치가 변형되면, 광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 상기 안구에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 파면 측정 센서는, 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이 및 복수의 안저 카메라로 구성된 CCD 어레이를 포함하고, 상기 파면 측정 센서를 통해 광학 수차를 측정하는 단계는, 상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되어 상기 마이크로렌즈 어레이를 통과한 반사광을, 상기 CCD 어레이를 통해 검출하여, 상기 반사광으로부터, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)이 기준 패턴에서 틀어진 정도에 따른 상기 광학 수차를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일례로, 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법은, 상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하는 단계, 및 상기 안저 이미지로부터, 상기 자극용 광이, 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되었는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일례로, 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법은, 상기 자극용 광이 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되지 않은 경우, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 재조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 망막 신경을 자극하기 위한 자극용 광을 안구에 인가하기 전에 측정용 광을 인가해 광학 수차를 측정하고, 측정된 광학 수차 만큼, 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 것에 의해, 상기 광학 수차가 선 보정된 상태의 자극용 광을 안구에 인가할 수 있어, 안구의 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있는 인공시각 장치의 제공이 가능해진다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 광학적 인공시각 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 파면 측정 센서에 의해 측정한 광학 수차에 따라, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하는 적응광학 처리 과정을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 변형된 디지털 마이크로미러 장치에 의해, 자극용 광을 인가하는 인공시각 처리 과정을 도시한 도면이다.
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 안저 카메라를 통해 생성한 안저 이미지에 기초해, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하는 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 적응광학 기반으로 광학 수차를 보정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200)는, 인공시각 처리부(210) 및 적응광학 처리부(220)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200)는, 광원(211), 디지털 마이크로미러 장치(Digital micromirror device, DMD)(212), 안저 카메라(221) 및 파면 측정 센서(Wavefront sensor)(222)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
인공시각 처리부(210)는 광원(211)으로부터 조사되는 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 반사시켜, 안구에 인가하는 기능을 한다.
적응광학 처리부(220)는 상기 측정용 광이 인가된 상기 안구로부터 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서(222)를 통해 광학 수차(Optical Aberration)를 측정하고, 디지털 마이크로미러 장치(212)를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를, 상기 광학 수차의 측정값에 따라 변형하는 기능을 한다.
파면 측정 센서(222)는 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이(microlense array) 및 복수의 안저 카메라(CCD)로 구성된 CCD 어레이를 포함할 수 있다. 일례로, 디지털 마이크로미러 장치(212)의 마이크로미러 수는, 파면 측정 센서(222)의 마이크로렌즈 수와 동일할 수 있다.
일례로서, 적응광학 처리부(220)는 상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되어 파면 측정 센서(222) 내 마이크로렌즈 어레이를 통과한 반사광을, 상기 CCD 어레이를 통해 검출하여, 상기 반사광으로부터, 상기 안구 내 안저(fundus)에 맺힌 상(像)이 기준 패턴에서 틀어진 정도에 따른 상기 광학 수차를 측정할 수 있다.
이하, 도 3a를 참조하여, 광학 수차를 측정하여 측정값에 따라 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 변형하는 과정을 설명한다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 파면 측정 센서에 의해 측정한 광학 수차에 따라, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하는 적응광학 처리 과정을 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 인공시각 처리부(210)는 먼저 광학 수차를 측정하기 위해서, 파면 측정을 위한 제1 광원으로부터 측정용 광을 안구를 향해 인가한다.
상기 측정용 광은, 예를 들어, 650 nm의 레이저 빔으로서 인가되고, 복수의 빔 분할기를 거쳐, 변형 거울(Deformable mirror)에 의해 반사되어 안구로 인가된다.
상기 변형 거울은, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)의 일례이며, 복수의 마이크로미러의 어레이로 구성되고, 이때, 인공시각 처리부(210)는 상기 변형 거울의 마이크로미러를 기울이지 않고 플랫(flat)한 모양을 유지한 상태에서 상기 측정용 광을 인가할 수 있다.
적응광학 처리부(220)는 측정용 광을 인가한 안구로부터 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서를 통해 광학 수차를 측정할 수 있다.
일례로, 상기 측정용 광의 인가 시 광 왜곡에 의해 안구에서 광학 수차가 발생할 경우, 실제로 안구 내 안저에는 본래의 상('A')이 일그러진 상태로 상이 생성될 수 있고, 적응광학 처리부(220)는 파면 측정 센서를 통해, 안구 내 안저에 실제로 맺힌 상이 기준 패턴에서 틀어진 정도를 수치화해 광학 수차를 측정할 수 있다.
구체적으로, 적응광학 처리부(220)는 광학 수차의 측정값, 즉, 어베레이션(Aberration) 정도에 따라 상기 변형 거울을 구성하는 복수의 마이크로미러의 기울어진 모양을 조정해서, 광학 수차를 사전에 보정한 미러의 형태로 만들 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 상기 광학 수차 만큼 변형된 변형 거울에 의해, 상기 광학 수차가 선 보정된 상태에서, 자극용 광이 상기 안구에 인가되도록 할 수 있어, 광학 수차로 인한 상(像)의 일그러짐을 최소화하여, 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있게 된다.
적응광학 처리부(220)에 의한 디지털 마이크로미러 장치(212)의 변형 후에 인공시각 처리부(210)는 광원(211)으로부터 조사되는 자극용 광을, 변형된 디지털 마이크로미러 장치(212)에 의해, 상기 안구에 인가한다.
이때, 인공시각 처리부(210)는 자극용 광의 인가 후에, 안저 카메라(221)를 통해 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 생성하고, 생성되는 안저 이미지를 통해, 상기 자극용 광이, 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되었는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 자극용 광이 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되지 않은 경우, 적응광학 처리부(220)는 광학 수차의 측정값에 따라, 디지털 마이크로미러 장치(212) 내 각 마이크로미러를 재조정할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의하면, 디지털 마이크로미러 장치(212)의 변형 후에, 안저 카메라(212)를 통해 생성한 안저 이미지를 분석하여, 자극하고자 하는 타겟(Target) 망막 신경에 제대로 광이 조사되었는지 확인할 수 있고, 이를 통해, 광학 수차의 선 보정이 정확히 이루어졌는지도 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 안구의 광학 수차의 선 보정이 확인된 디지털 마이크로미러 장치(212)를 이용하므로 망막 신경의 고해상도 자극이 가능하고, 이처럼 고해상도의 망막 신경 자극을 위해 디지털 마이크로미러 장치(212)의 변형을 통해 광학 수차를 선 보정하는 경우에도, 자극용 광이, 안저 내의 원하는 지점에 정확히 인가되도록 할 수 있다.
이하, 도 3b를 참조하여, 망막 신경을 자극하기 위한 자극용 광을 인가하는 과정을 설명한다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 변형된 디지털 마이크로미러 장치에 의해, 자극용 광을 인가하는 인공시각 처리 과정을 도시한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 인공시각 처리부(210)는 망막 신경의 자극을 위한 자극용 광을, 제2 광원으로부터 도 3a에서 광학 수차의 측정값 만큼 변형한 상기 변형 거울을 경유해 안구를 향하도록 인가한다. 상기 제2 광원은, 예를 들면, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212) 혹은 갈바노스캐너미러(Galvanoscanner mirror)로 구동되는 광원일 수 있다.
여기서, 상기 자극용 광은, 예를 들어, 470 nm의 레이저 빔으로서 인가되고, 도 3a에서 측정용 인가 시와 마찬가지의 조건으로, 복수의 빔 분할기를 거쳐, 상기 변형된 변형 거울에 의해 안구로 인가된다.
이때, 인공시각 처리부(210)는 상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되는 반사광을 안저 카메라(221)를 통해 촬상하여, 안저에 실제로 맺힌 상(像)을 나타내는 안저 이미지를 생성하고, 안저 이미지를 통해, 상(像)이 원하는 타겟 망막에 제대로 형성되었는지 확인할 수 있다.
이에 따라, 상기 자극용 광은, 상기 변형된 변형 거울을 거치면서 광학 수차가 선 보정되어 안구로 인가되므로, 시력이 손상된 환자의 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있어, 시력 회복의 효과를 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 망막 신경을 자극하기 위한 자극용 광을 안구에 인가하기 전에 측정용 광을 인가해 광학 수차를 측정하고, 측정된 광학 수차 만큼, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하고, 자극용 광을 안구에 인가 시, 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 경유하도록 하는 것에 의해 상기 광학 수차가 선 보정된 상태의 자극용 광을 안구에 인가할 수 있어, 안구의 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있는 인공시각 장치의 제공이 가능해진다.
실시예에 따라, 인공시각 처리부(210)는 상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하고, 상기 안저 이미지에 대해, 포커싱(focusing)되었는지 여부를 판단하고, 포커싱되지 않은 것으로 판단되면, 적응광학 처리부(220)를 통해, 상기 안저 이미지가 포커싱되는 방향으로 디지털 마이크로미러 장치(212)를 임의로 변형하고, 디지털 마이크로미러 장치(212)를 임의로 변형한 후에 재생성된 안저 이미지에 대해 포커싱된 것으로 판단되면, 상기 자극용 광의 인가 명령을 발생할 수 있다.
이하에서는 도 3c를 참조하여, 안저 카메라를 통항 이미징을 통해 디지털 마이크로미러 장치를 임의적으로 변형하는 과정을 반복하여 광학 수차의 보정을 실시하는 구체 과정을 설명한다.
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 안저 카메라를 통해 생성한 안저 이미지에 기초해, 디지털 마이크로미러 장치(변형 거울)를 변형하는 다른 일례를 도시한 도면이다.
상술한 도 3b에서는, 제1 광원 및 파면 측정 센서를 이용해 측정한 광학 수차의 측정값에 따라, 변형 거울을 단번에 변형하는 적응광학 처리 과정을 도시하였으나, 이에 비해, 도 3c에 도시한 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서는, 제1 광원과 파면 측정 센서를 이용하는 대신에, 안저 카메라를 통한 이미징에 이용해, 변형 거울의 임의적 변형을 반복하는 방식으로 적응광학 처리하는 과정을 도시하고 있다.
구체적으로, 도 3c를 참조하면, 인공시각 처리부(210)는 광원으로부터 안구에 광을 인가하고, 안저 카메라를 통해 광원을 이미징하여, 안저 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 안저 카메라를 통해 이미징한 안저 이미지에서 광원의 크기는, 광학 수차로 인해 매우 크고 지저분하여, 포커싱(focusing)이 잘 되지 않은 상태를 나타낼 수 있다. 이 경우, 적응광학 처리부(220)는 상기 안저 이미지에서 포커싱이 잘 되는 방향으로 변형 거울을 임의로 변형하는 과정을 반복할 수 있다. 본 발명에 의하면, 이러한 과정에 의해 광학 수차를 선 보정하여, 정확히 포커싱된 빔(beam)을 얻을 수 있다.
정리하면, 도 3b에 도시한 초고해상도 인공시각 장치를 통해서는, 제1 광원과 파면 측정 센서에 의해 광학 수차의 정도를 단번에 측정해 변형 거울을 변형하여 광학 수차의 보정을 실시할 수 있으나, 도 3c에 도시한 초고해상도 인공시각 장치를 통해서는, 안저 카메라를 통한 이미징에 의해 변형 거울을 임의로 변형 & 광학 수차의 보정 정도를 측정하는 과정을 반복하여 광학 수차를 최종 보정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(400)는, 발생부(410), 인가부(420), 검출부(430) 및 제어부(440)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200)는, 생성부(450), 광원(211), 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212), 안저 카메라(221) 및 파면 측정 센서(222)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
발생부(410)는 안구에서 발생되는 광 왜곡으로 인한 광학 수차를 측정하기 위해, 측정용 광의 인가 명령을 발생한다.
인가부(420)는 상기 측정용 광의 인가 명령의 발생에 따라, 상기 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 경유하여, 상기 안구에 인가시킨다.
검출부(430)는 파면 측정 센서(222)를 통해, 측정용 광이 인가된 안구로부터 반사되는 반사광으로부터, 안구 내 안저에 맺힌 상이 기준 패턴에서 틀어진 정도와 연관된 광학 수차를 측정한다.
제어부(440)는 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 변형한다.
발생부(410)는 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)의 변형 후에, 검출부(430)에 의해 재측정되는 광학 수차의 측정값이 허용 범위 이내로 검출될 때, 자극용 광의 인가 명령을 발생한다.
인가부(420)는 상기 자극용 광의 인가 명령의 발생에 따라, 상기 자극용 광을, 변형된 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 경유하여, 상기 안구에 인가시킨다.
일례로, 발생부(410)는 상기 재측정되는 광학 수차의 측정값이 허용 범위 이내로 검출되는 시점에, 생성부(450)에 의해 생성된 안저 이미지 중에서, 기준 이미지 내 포커싱되는 지점과 일치하는 포커싱 지점을, 상기 자극용 광을 인가할 안저 영역으로 결정하여, 상기 자극용 광의 인가 명령을 발생하고, 인가부(420)는 상기 안저 영역을 향하여 상기 자극용 광을 인가할 수 있다.
생성부(450)는 상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되는 반사광으로부터, 안저 카메라(221)를 통해, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 생성하고, 발생부(410)는 상기 안저 이미지를 통해, 상기 안저에 상이 맺힌 영역이 상기 자극용 광이 인가된 상기 안저 영역과 일치하는지 확인할 수 있다.
일치하지 않는 경우, 제어부(440)는 상기 안저에 상이 맺힌 영역이 상기 안저 영역과 일치되도록, 변형된 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212) 내 각 마이크로미러를 미세 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 파면 측정 센서(222)는, 복수의 마이크로렌즈와 안저 카메라(CCD)를 포함하여 구성된다.
안저 카메라(CCD)는, 상기 복수의 마이크로렌즈의 후단에 연결되어, 복수의 마이크로렌즈를 통과한 안구로부터의 반사광으로부터, 안저에 실제로 맺힌 이미지 패턴(안저 이미지 패턴)을 생성할 수 있다.
파면 측정 센서(222)는 안저 이미지 패턴과, 안구에서 광 왜곡으로 인한 광학 수차가 발생하지 않을 때의 기준 이미지 패턴을 비교했을 때, 안저 이미지 패턴이 기준 이미지 패턴에서 틀어진 정도를 광학 수차로서 측정할 수 있다.
이에 따라, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치는, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 구성하는 다수의 마이크로미러의 모양을 광학 수차의 측정값에 따라 조정할 수 있다.
다시 말해, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치는, 기준 이미지 패턴을 맞추기 위해서, 광학 수차에 따라 느리게 오는 파면이 빠르게 가도록(vice versa) DMD(212)를 조정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치에서, 적응광학 기반으로 광학 수차를 선 보정한 자극용 광을 인가하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 인가부(420)는 안구에 측정용 광을 조사(인가)하고, 검출부(430)는 파면 측정 센서(222)와 안저 카메라(CCD)(221)를 이용하여 안구에서의 광의 왜곡 정도, 즉, 광학 수차를 측정할 수 있다.
제어부(440)는 측정된 광학 수차를 적응 광학 기반으로 보정하기 위해, 자극용 광이 안구로 인가되는 광 경로 상에 위치한 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를, 측정한 왜곡 정도에 맞춰 변형시킬 수 있다.
이후, 검출부(430)는 디지털 마이크로미러 장치(212)의 변형 후에 광학 수차를 재측정하여 광학 수차의 보정이 확인되면, 발생부(410)는 자극용 광 인가 명령을 발생할 수 있다.
인가부(420)는 자극용 광 인가 명령의 발생에 따라, 망막 신경을 자극하고자 하는 자극용 광, 이미지 패턴('A')을 생성하고, 상기 광학 수차를 보정하기 위해 변형시킨 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 인가할 수 있다.
이에 따라, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 반사된 자극용 광, 이미지 패턴('A')은, 상기 광학 수차가 선 보정되어 안구에 인가되므로, 고해상도로 망막 신경을 자극할 수 있다.
다른 실시예로, 생성부(450)는 수차측정용 제1 광원으로부터의 측정용 광이, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 반사되어 안구에 인가됨에 따라, 상기 안구로부터 반사되는 반사광을 이용하여, 상기 안구에 맺힌 안저 이미지를 생성하고, 검출부(430)는 상기 안저 이미지로부터, 상기 안구에서 발생된 광 왜곡에 따른 광학 수차를 측정하고, 측정된 상기 광학 수차가 선정된 오차 범위를 이탈하는지 판단하고, 제어부(440)는 선정된 오차 범위를 이탈한 것으로 판단되면, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 상기 측정용 광이 반사해 인가되는 정도가 조정되도록, 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 변형하고, 인가부(420)는 상기 제1 광원으로부터의 측정용 광이, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 반사되어 안구에 인가됨에 따라, 검출부(430)에 의해 재측정된 광학 수차가 선정된 오차 범위 이내로 들어가면, 자극인가용 제2 광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)에 의해 반사시켜 상기 안구에 인가할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의하면, 광학 수차의 측정값에 따라 변형한 디지털 마이크로미러 장치(DMD)(212)를 이용하여, 망막 자극용 광을, 상기 광학 수차가 선 보정된 상태로 안구에 인가되도록 할 수 있어, 고해상도의 망막 자극이 가능해진다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 실시예들에 따른 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법은, 상술한 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계(710)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치로 반사시켜 안구에 인가한다.
단계(720)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 안저 카메라를 통해 생성한 안저 이미지를, 광학 수차가 발생되지 않을 때의 본래의 기준 이미지로부터 틀어진 정도를 수치화하여, 광학 수차를 측정한다.
단계(730)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 광학 수차의 측정값에 따라, 디지털 마이크로미러 장치를 변형하여, 광학 수차를 선 보정한다.
단계(740)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 디지털 마이크로미러 장치를 변형한 후에, 안저 카메라를 통해 안저 이미지를 재생성하여, 광학 수차를 재측정한다.
단계(750)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 광학 수차의 재측정값이 선정된 허용 범위(오차 범위) 이내인지 확인한다.
상기 단계(750)에서의 확인 결과, 상기 디지털 마이크로미러 장치의 변형에도, 재측정된 광학 수차가 허용 범위 이내가 아닌 것으로 확인되면, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 상기 단계(730)로 돌아가서, 광학 수차의 재측정값에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치를 다시 변형한다.
상기 단계(750)에서의 확인 결과, 상기 디지털 마이크로미러 장치의 변형 후에, 광학 수차의 재측정값이 허용 범위 이내가 된 것으로 확인되면, 단계(760)에서, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치에 의해 반사시켜 안구에 인가한다.
이때, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 자극용 광을 인가할 안저 영역을 먼저 결정한 후, 결정된 안저 영역을 향하여 자극용 광을 인가하고, 자극용 광의 인가 후에 안저 카메라를 통해 생성한 안저 이미지를 통해, 자극용 광이, 원하는 안저 영역에 제대로 형성되었는지 확인할 수 있다.
만일 원하는 안저 영역에 형성되지 않은 경우, 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치(200, 400)는, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치 내 복수의 마이크로미러를 미세 조정한 후 다시 자극용 광을 인가할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 기존의 광학적 인공시각 장치에 적응 광학(Adaptive optics) 기술을 접목하여, 자극용 광을, 상기 자극용 광이 경유하는 디지털 마이크로미러 장치의 변형을 통해 광학 수차를 사전에 보정한 상태에서 안구에 인가함으로써, 광학 수차가 보정된 자극용 광에 의해 망막 신경을 고해상도로 자극할 수 있는 인공시각 장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
200, 400: 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치
210: 인공시각 처리부
220: 적응광학 처리부
211: 광원
212: 디지털 마이크로미러 장치(DMD)
221: 안저 카메라
222: 파면 측정 센서
410: 발생부
420: 인가부
430: 검출부
440: 제어부
450: 생성부

Claims (11)

  1. 광원으로부터의 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치(Digital micromirror device)를 통해, 안구에 인가하는 인공시각 처리부; 및
    상기 측정용 광이 인가된 상기 안구에서 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서(Wavefront sensor)를 통해 광학 수차(Optical Aberration)를 측정하고, 상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 적응광학 처리부
    를 포함하고,
    상기 조정에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치가 변형되면,
    상기 인공시각 처리부는,
    광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 상기 안구에 인가 함으로써, 상기 광학 수차가 선(先) 보정된 상태에서 상기 자극용 광이 상기 안구에 인가되도록 하는
    적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파면 측정 센서는, 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이(microlense array) 및 복수의 안저 카메라(CCD)로 구성된 CCD 어레이를 포함하고,
    상기 적응광학 처리부는,
    상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되어 상기 마이크로렌즈 어레이를 통과한 반사광을, 상기 CCD 어레이를 통해 검출하여, 상기 반사광으로부터, 상기 안구 내 안저(fundus)에 맺힌 상(像)이 기준 패턴에서 틀어진 정도에 따른 상기 광학 수차를 측정하는
    적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인공시각 처리부는,
    상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하고,
    상기 안저 이미지로부터, 상기 자극용 광이, 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되었는지 여부를 확인하는
    적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자극용 광이 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되지 않은 경우,
    상기 적응광학 처리부는,
    상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 재조정하는
    적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인공시각 처리부는,
    상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하고,
    상기 안저 이미지에 대해, 포커싱(focusing)되었는지 여부를 판단하고,
    포커싱되지 않은 것으로 판단되면, 상기 적응광학 처리부를 통해, 상기 안저 이미지가 포커싱되는 방향으로 상기 디지털 마이크로미러 장치를 임의로 변형하고,
    상기 디지털 마이크로미러 장치를 임의로 변형한 후에 재생성된 안저 이미지에 대해 포커싱된 것으로 판단되면, 상기 자극용 광의 인가 명령을 발생하는
    적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치.
  6. 광원으로부터의 측정용 광을, 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 안구에 인가하는 단계;
    상기 측정용 광이 인가된 상기 안구에서 반사되는 반사광으로부터, 파면 측정 센서를 통해 광학 수차를 측정하는 단계;
    상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 조정하는 단계; 및
    상기 조정에 따라 상기 디지털 마이크로미러 장치가 변형되면,
    광원으로부터의 자극용 광을, 상기 변형된 디지털 마이크로미러 장치를 통해, 상기 안구에 인가 함으로써, 상기 광학 수차가 선(先) 보정된 상태에서 상기 자극용 광이 상기 안구에 인가되도록 하는 단계
    를 포함하는 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파면 측정 센서는, 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이 및 복수의 안저 카메라로 구성된 CCD 어레이를 포함하고,
    상기 파면 측정 센서를 통해 광학 수차를 측정하는 단계는,
    상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구로부터 반사되어 상기 마이크로렌즈 어레이를 통과한 반사광을, 상기 CCD 어레이를 통해 검출하여, 상기 반사광으로부터, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)이 기준 패턴에서 틀어진 정도에 따른 상기 광학 수차를 측정하는 단계
    를 포함하는 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자극용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하는 단계; 및
    상기 안저 이미지로부터, 상기 자극용 광이, 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되었는지 여부를 확인하는 단계
    를 더 포함하는 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자극용 광이 상기 안구 내 설정된 타겟 망막에 조사되지 않은 경우,
    상기 광학 수차의 측정값에 따라, 상기 디지털 마이크로미러 장치를 구성하는 복수의 마이크로미러의 어레이를 재조정하는 단계
    를 더 포함하는 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 측정용 광의 인가 후에, 상기 안구 내 안저에 맺힌 상(像)에 연관된 안저 이미지를 안저 카메라를 통해 생성하는 단계;
    상기 안저 이미지에 대해, 포커싱되었는지 여부를 판단하는 단계;
    포커싱되지 않은 것으로 판단되면, 상기 안저 이미지가 포커싱되는 방향으로 상기 디지털 마이크로미러 장치를 임의로 변형하는 단계; 및
    상기 디지털 마이크로미러 장치를 임의로 변형한 후에 재생성된 안저 이미지에 대해 포커싱된 것으로 판단되면, 상기 자극용 광의 인가 명령을 발생하는 단계
    를 더 포함하는 적응광학 기반의 초고해상도 인공시각 장치 동작 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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KR101663583B1 (ko) * 2014-07-30 2016-10-07 주식회사 루트로닉 안과용 치료장치 및 이의 구동 방법
KR101902862B1 (ko) * 2016-07-27 2018-10-01 주식회사 루트로닉 안과용 치료장치 및 이의 제어방법
KR101856753B1 (ko) * 2016-09-22 2018-05-11 한국과학기술연구원 망막 질환 검지 장치
KR102225540B1 (ko) * 2019-05-21 2021-03-09 한국과학기술연구원 망막 이미지 촬영 방법 및 장치, 및 망막 및 시신경 기능 평가 시스템

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