KR102588658B1 - 의료 장치의 광원을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료 장치(102)의 광원(104)을 캘리브레이션하는 방법에 관한 것으로, 여기서, 상기 광원(104)은 상기 광원(104)에 의해 생성된 규정된 광 전력의 전자기 방사선이 적어도 부분적으로 도광 섬유(112)에 커플링되도록 적어도 하나의 도광 섬유(112)에 연결 가능하다. 상기 의료 장치(102)는 적어도 하나의 캘리브레이션 포트(108)에 연결되며, 상기 캘리브레이션 포트(108)는 상기 캘리브레이션 포트(108) 내로 넣어진 도광 섬유(112)의 공간 방출 특성을 결정하기 위한 센서 수단을 포함한다. 이 경우, 상기 방법은 : 상기 광원(104)에 상기 도광 섬유(112)를 연결하는 단계; 상기 도광 섬유(112)를 위한 위치 결정 장치(110)를 상기 캘리브레이션 포트(108)에 삽입하는 단계로서, 상기 위치 결정 장치(110)는 도광 섬유(112) 및 적어도 하나의 방출 개구부를 수용하기 위한 수용 채널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 방출 개구부는 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력을 적어도 하나의 규정된 공간 방향으로 전송하는 것을 가능하게 하는, 단계; 상기 도광 섬유(112)를 상기 위치 결정 장치(110)의 수용 채널에 넣는 단계; 규정된 광 전력의 전자기 방사선을 상기 도광 섬유(112)에 커플링하는 단계; 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 공간 방출 특성을 실제 방출 특성으로 결정하는 단계; 센서 수단에 의해 도광 섬유(112)에 커플링된 광 전력에 대해 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 원하는 방출 특성을 결정하는 단계; 및 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응한다면, 추가 사용을 위해 상기 도광 섬유(112)를 릴리즈하는 단계, 그리고 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응하지 않는다면, 에러 메시지를 출력하는 단계를 더 포함한다.

Description

의료 장치의 광원을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 청구항 1에 따른 의료 장치의 광원을 캘리브레이션하기 위한 방법, 그리고 청구항 9에 따른 대응 의료 장치에 관한 것이다.

현재 종래 기술에는 의료 분야에서의 다양한 레이저 시스템 응용들이 알려져 있다. 예를 들어 수술 또는 안과에서와 같은 통상적인 적용 이외에도, 레이저 시스템에 의해 생성된 방사선은 또한 암 치료, 예를 들어 광 역학 요법(photodynamic therapy; PDT)와 관련하여, 점점 더 사용되고 있다. 이것은 특정 파장의 빛으로 활성화한 결과, 광 물리적 프로세스로 인하여, 예를 들어 종양 세포나 박테리아를 공격하는 활성 물질을 릴리즈하는 감광성 약제의 사용을 포함한다. 이 경우, 대응하는 약제를 활성화시키기 위해서는 특정 파장 및 특정 강도(조도)를 갖는 광이 필요하다. 이러한 목적을 위해, 레이저 광 그리고 충분히 좁은 스펙트럼 대역폭을 갖는 다른 전자기 방사선을 모두 사용할 수 있다.

광역동 치료(photodynamic therapy)의 치료 옵션들의 경우, 일반적으로, 표면 치료와 침습적(특히 간질) 치료 사이에 차이가 있다. 그러나, 두 영역들 모두에서, 치료에 사용되는 전자기 방사선은 일반적으로 도광 섬유에 커플링되고(coupled into) 그리고 치료 부위에서 도광 섬유로부터 커플링-아웃된다(coupled-out). 치료 유형에 따라, 사용되는 섬유들은 그 방출 특성들이 서로 다르다.

치료하는 동안, 치료되는 조직이 필요한 강도의 빛에 실제로 노출되도록 하기 위해, 치료 전에 광원을 캘리브레이션하는 것이 종래 기술에 공지되어 있다. 이 경우, 일반적으로, 캘리브레이션은 섬유로부터 커플링 아웃되는 전체 광 전력이, 원하는 광 전력이 치료 부위에서 이용 가능할 정도로 섬유에 커플링되는 전력에 대응하는지 여부를 비교하는 것을 포함한다. 그렇지 않은 경우, 도광 섬유에 커플링된 광 전력은 커플링-아웃되는 광 전력이 의학적 요구사항에 대응하도록 조정될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 광이 커플링-아웃되는 섬유의 종류 및 광이 섬유로부터 커플링-아웃되는 방식에 대해서 특별함이 없다. 이와 관련하여, 섬유의 설계에 따라, 커플링-아웃되는 동일한 광 전력에 대해, 섬유로부터 커플링-아웃되는 상이한 강도가 발생할 수 있다. 결과적으로, 종래 기술에서는, 캘리브레이션 후에 전체적으로 섬유로부터 커플링-아웃된 전력이 정확하지만, 잘못 선택된 섬유로 인해 강도가 너무 높거나 너무 낮아서 치료가 불가능하거나, 환자의 부상을 두려워할 위험이 있다.

이러한 배경기술에 대하여, 본 발명은 사용된 전자기 방사선의 잘못 선택된 커플링-아웃 강도로 인한 부적절한 치료가 방지되는, 의료 장치의 광원을 캘리브레이션하는 방법을 제공하는 목적에 기초한다.

본 발명의 주요 특징들은 청구항 1 및 대안적인 독립 청구항 9에 명시되어 있다. 실시예들은 청구항 2 내지 청구항 8 및 청구항 10의 특허 대상이다.

제1 양상에서, 본 발명은 의료 장치의 광원을 캘리브레이션하는 방법에 관한 것으로, 여기서, 상기 광원은 상기 광원에 의해 생성된 규정된 광 전력의 전자기 방사선이 적어도 부분적으로 도광 섬유에 커플링되도록 적어도 하나의 도광 섬유에 연결 가능하다. 상기 의료 장치는 적어도 하나의 캘리브레이션 포트에 연결되며, 상기 캘리브레이션 포트는 상기 캘리브레이션 포트 내로 넣어진 도광 섬유의 공간 방출 특성을 결정하기 위한 센서 수단을 포함한다. 이 경우, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다.

먼저, 상기 도광 섬유는 상기 광원에 연결되며, 그리고 상기 도광 섬유를 위한 위치 결정 장치는 상기 캘리브레이션 포트에 삽입되며, 이 경우, 상기 위치 결정 장치는 도광 섬유 및 또한 적어도 하나의 방출 개구부를 수용하기 위한 수용 채널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 방출 개구부는 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력을 적어도 하나의 규정된 공간 방향으로 전송하는 것을 가능하게 한다. 그 후에, 상기 도광 섬유는 상기 위치 결정 장치의 수용 채널에 넣어지며, 규정된 광 전력의 전자기 방사선은 상기 도광 섬유에 커플링된다. 그 다음, 센서 수단에 의해 캘리브레이션 포트의 영역에서 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력의 공간 방출 특성을 실제 방출 특성으로 결정하는 것과 도광 섬유에 커플링된 광 전력에 대해 캘리브레이션 포트의 영역에서 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력의 원하는 방출 특성을 결정하는 것으로 이어진다. 그 다음, 결정된 실제 방출 특성은 결정된 원하는 방출 특성과 비교되며, 그리고 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응한다면, 추가 사용을 위해 상기 도광 섬유가 릴리즈된다. 이와 반대로, 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응하지 않는다면, 상기 방법은 에러 메시지를 출력하는 것으로 종료된다.

이 경우, "광원"은 PDT에 사용하기에 적합하도록 충분히 좁은 스펙트럼 대역폭을 갖는 임의의 원하는 전자기 방사선원일 수 있다. 이것은 예를 들어 LED들, 특히 레이저 방사선을 생성하기 위한 레이저 다이오드들을 포함할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, 광원에 의해 생성된 방사선은 대응하는 광학 유닛에 의해, 예를 들어 400 μm 내지 600 μm의 직경을 가질 수 있는 도광 섬유, 예를 들어 광섬유에 커플링된다. 바람직하게는, 레이저광은 설명된 방법의 맥락에서 전자기 방사선으로서 사용된다.

이와 관련하여 방출 특성은 도광 섬유에 커플링된 광 전력을 고려하여, 상이한 공간 방향으로 도광 섬유로부터 방출되는 광 전력의 비율을 기술한다. 이 경우, 실제 방출 특성과 원하는 방출 특성의 대응성(correspondence)은 규정된 허용오차를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 각각의 비율이 5 % 미만으로 서로 벗어난다면 특성들의 "대응함"을 언급할 수 있다. 이 경우, 허용오차 수준은 상이한 비율에 따라 상이하게 선택될 수 있다.

이 경우, 전술한 방법은 도광 섬유로부터 커플링-아웃되는 절대 광 전력보다는, 도광 섬유로부터 커플링-아웃되는 방사선의 방출 특성이 광원을 캘리브레이션하는데 사용된다는 이점을 갖는다. 구체적으로, 현재 광원에 어떤 종류의 도광 섬유가 연결되어 있는지는 결정된 방사선의 방출 특성으로부터 도출될 수 있다. 특정 치료 방법 또는 섬유 종류에 대해 원하는 방출 특성이 알려져 있다면, 올바른 섬유가 광원에 연결되어 있는지의 여부는 특성들을 비교하여 확인될 수 있다.

이 경우, 원하는 방출 특성이 실제 방출 특성과 대응하지 않는다면, 여러 가지 원인이 있을 수 있다. 잘못된 섬유 또는 잘못된 섬유 유형이 광원에 연결되어 있거나, 또는 캘리브레이션 포트에 삽입된 위치 결정 장치가 사용된 도광 섬유와 매치하지 않는다. 위치 결정 장치에 의해 릴리즈된 공간 방향이 도광 섬유의 방출 특성과 대응하지 않기 때문이다. 올바른 위치 결정 장치와 함께 올바른 섬유를 사용하는 경우에만, 실제 방출 특성이 원하는 방출 특성에 대응할 것이며, 이로써 섬유는 추가 사용을 위해 릴리즈될 수 있다.

"추가 사용"은 예를 들어 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 충분한 강도로 인해 치료가 시작될 수 있도록 도광 섬유에 커플링된 광 전력의 조정(adaptation)일 수 있다. 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력이 이미 치료에 충분하다면, 추가 사용으로, 환자의 치료가 바로 시작될 수도 있다.

실제 방출 특성이 원하는 방출 특성에 대응하지 않는 경우에 출력되는 에러 메시지는 어떤 에러 소스가 존재하는지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 편차에 기초하여, 예를 들어 잘못된 섬유 또는 잘못된 위치 결정 장치가 사용되었는지를 결정할 수 있다. 이 경우, 특성의 비교에 사용되는 원하는 방출 특성은 예를 들어 의료 장치의 메모리로부터 판독될 수 있고 사용된 도광 섬유에 관한 정보에 기초하여 규정될 수 있다.

에러 메시지가 출력되는 경우, 일 실시예에 따르면, 의료 장치는 광원들에 의한 전자기 방사선의 추가 방출이 방지되는 안전한 상태로 자동 설정될 수 있다. 이 경우, 의료 장치의 현재 구성의 변경이 수행되는 경우에만 상기 안전한 상태가 다시 취소될 수 있다. 이러한 변경은 예를 들어 도광 섬유 또는 위치 결정 장치의 교환, 또는 도광 섬유에 커플링된 광 전력의 변화일 수 있다. 이 경우, 에러 메시지는 구성을 변경한 후에만 장치가 재활성될 수 있다는 표시를 포함할 수 있다.

이 경우, 논리적으로 의미가 있는 한, 본 발명에 따른 방법의 개별 방법 단계들은 또한 상이한 순서로 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 위치 결정 장치를 캘리브레이션 포트에 삽입하는 것은 실제로 도광 섬유를 광원에 연결하기 전에 수행될 수 있다. 마찬가지로, 실제 방출 특성이 알려지기 전에 원하는 방출 특성이 결정될 수도 있다.

위에서 이미 설명한 바와 같이, 사용된 도광 섬유들은 방출 특성이 상이할 수 있다. 이 경우, 일 실시예에 따르면, 도광 섬유는 제1 섬유 유형 또는 제2 섬유 유형의 섬유이며, 상기 제1 섬유 유형은 상기 도광 섬유에 커플링된 전자기 방사선을 상기 섬유의 길이 방향으로 방출하도록 구성되며, 상기 제2 섬유 유형은 상기 도광 섬유에 커플링된 전자기 방사선을 상기 섬유의 규정된 길이에 걸쳐 상기 섬유의 길이 방향에 대해 횡 방향으로 방출하도록 구성된다. 이 경우, 상기 방법은 사용된 섬유 유형을 결정하는 단계를 더 포함하는데, 상기 원하는 방출 특성의 결정은 상기 결정된 섬유 유형을 고려한다.

제2 섬유 유형의 경우, 섬유 유형을 결정할 때, 섬유의 길이도 동시에 결정될 수 있는데, 이러한 섬유의 길이에 걸쳐 전자기 방사선이 방사 방향으로 섬유로부터 커플링-아웃된다. 뿐만 아니라, 추가의 섬유 파라미터들 또한 섬유 유형에 관한 정보에 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 제1 섬유 유형을 결정할 때, 섬유 단면의 형상에 관한 정보가 동시에 획득될 수 있다.

섬유 유형을 결정하기 위해, 예를 들어, 섬유 유형이 도출될 수 있는 RFID 칩 또는 유사한 식별 특징부(identification feature)가 섬유에 구비될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 섬유가 광원에 연결되는 순간에, 의료 장치는, RFID 칩으로부터 판독함으로써, 어떤 섬유 유형이 연결되었는지를 독립적으로 결정할 수 있고, 따라서, 기대되는 원하는 방출 특성을 선택할 수 있다. 이것은 연결된 섬유의 잘못된 선택이라는 의미에서 에러 소스, 즉 장치의 잘못된 동작을 피할 수 있다는 장점이 있다.

섬유 유형의 자동 식별에 대한 대안으로서, 추가 실시예에 따르면, 상기 사용된 섬유 유형을 결정하는 단계는 사용자 입력을 포함한다. 의료 장치의 광원의 캘리브레이션을 더 단순화하기 위해, 추가 실시예에 따르면, 상기 방법은 광원에 연결된 섬유 유형에 기초하여 상기 도광 섬유에 커플링될 규정된 광 전력을 결정하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 예를 들어, 사용자 또는 의료 장치 자체는 도광 섬유로부터 커플링-아웃될 강도를 미리 규정할 수 있으며, 이 강도는 사용될 도광 섬유에 관한 정보에 기초하여 의료 장치에 의해 섬유에 커플링될 광 전력으로 자동으로 변환된다. 결과적으로, 잘못된 조작의 가능성이 더욱 감소된다.

추가 실시예에 따르면, 또한, 사용자는 특정 종류의 치료법 및 치료될 영역의 크기만을 미리 정의할 수 있으며, 그 결과, 의료 장치는 치료를 위해 필요한 강도를 섬유로부터 커플링-아웃할 수 있기 위해 어떤 섬유 유형이 사용되어야하고 어떤 광 전력이 섬유에 커플링되어야 하는지를 독립적으로 결정한다. 따라서, 의료 장치는 또한 선택된 종류의 치료법으로부터 어떤 원하는 방출 특성이 기대되는지를 결정한다. 결과적으로, 치료 파라미터들의 정의는 완전히 자동화될 수 있으며, 그 결과 잘못된 조작이 사실상 배제된다.

추가 실시예에 따르면, 센서 수단은 상기 캘리브레이션 포트에 측방향으로 배열된 적어도 하나의 측면 포토다이오드 및 또한 상기 캘리브레이션 포트의 종방향 단부에 배열된 적어도 하나의 전면 포토다이오드를 포함한다. 이 경우, 상기 실제 방출 특성을 결정하는 단계는 상기 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력에 의해 포토다이오드들에서 생성된 각각의 광전류를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하는 단계는 각각의 포토다이오드들에 대해 상기 원하는 방출 특성에 포함된 광전류를 상기 결정된 광전류와 비교하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 측면 포토다이오드 및 하나의 전면 포토다이오드를 사용하면, 결정된 광전류에 기초하여, 사용된 도광 섬유에 대해 종방향으로 그리고 횡방향으로 방출의 전용 비교가 가능하다. 바람직하게는, 여기에는 두 개의 측면 포토다이오드들이 제공되는데, 이들은 캘리브레이션 포트에서 서로 대각선으로 반대쪽에 위치한다. 이러한 배열의 결과로서 도광 섬유의 방출 특성의 더 나은 해상도가 가능하다. 이 경우, 방출 특성을 결정하기 위해 포토다이오드들 또는 포토다이오드들에서 생성된 광전류들을 조합하여 또는 개별적으로 고려하는 것이 가능하다. 사용된 포토다이오드들의 수에 따라, 상이하게 위치된 포토다이오드들의 광전류의 임의의 조합은 방출 특성의 결정에 영향을 줄 수 있다.

원하는 방출 특성 및 실제 방출 특성을 결정하기 위해 광전류를 사용하면, 추가 실시예에 따라, 상기 실제 방출 특성의 광전류 비율이 상기 원하는 방출 특성의 광전류 비율에 대응하지만 상기 실제 방출 특성의 광전류가 상기 원하는 방출 특성의 대응 광전류보다 낮다면, 상기 에러 메시지는 상기 도광 섬유의 결함 및/또는 상기 도광 섬유와 상기 광원 사이의 커플링의 결함을 나타낸다. 구체적으로, 상술된 결정된 광 전력들의 비율들을 기술하는 실제 방출 특성 그 자체가 원하는 방출 특성에 대응한다면, 사용된 위치 결정 장치와 함께 사용되는 도광 섬유는 올바르게 선택되었다. 그러나, 광전류 전체의 절대값이 너무 낮다면, 이는 섬유 또는 광원과 도광 섬유 사이의 영역에서의 증가된 광 전력 손실을 나타낸다. 이는 특히 의료 장치가 사용자에 의한 원하는 치료 변형의 선택에 기초하여 도광 섬유에 커플링될 광 전력을 선택하도록 독립적으로 구성되는 경우이다.

의료 장치는 하나의 광원을 포함하며, 이는 적어도 하나의 도광 섬유에 연결될 수 있고 본 발명의 방법에 따라 캘리브레이션될 수 있는 것으로 위에서 설명되었다. 추가 실시예에 따르면, 상기 의료 장치는 적어도 두 개의 광원들을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 광원들은 각각의 경우 도광 섬유에 연결 가능하며, 이로써, 상기 광원들에 의해 생성된 전자기 방사선은 각각의 경우에 광원에 연결된 상기 도광 섬유에 적어도 부분적으로 커플링된다. 이 경우, 방법 단계들은 광원들에 연결된 도광 섬유들에 대해 개별적으로 수행되며, 위치 결정 장치를 삽입하는 것은 반드시 각각의 도광 섬유에 대해 수행될 필요는 없다. 이와 관련하여, 동일한 섬유들이 상이한 광원들에서 사용될 수 있어서, 캘리브레이션 프로세스들 사이에서 위치 결정 장치를 교환할 필요가 없다. 이와 대조적으로, 개별 광원들에 연결된 도광 섬유들이 서로 다른 방출 방향들(정면 또는 방사)로 인해 방출 특성이 다르다면, 캘리브레이션 프로세스를 수행할 때 캘리브레이션 포트에 삽입된 해당 위치 결정 장치도 교환되어야 한다. 이러한 방식으로, 다수의 도광 섬유들이 동시에 캘리브레이션될 수 있으며, 이에 의해, 환자의 다수 영역들에서의 치료가 동시에 치료될 수 있다.

의료 장치의 작동 또는 캘리브레이션 방법의 구현을 추가로 단순화하기 위해, 추가 실시예에 따르면, 섬유의 릴리즈 후에, 섬유에 연결된 광원은 규정된 기간 동안 350 nm 내지 850 nm 파장을 갖는 광을 상기 섬유에 커플링한다. 효과적으로, 이미 캘리브레이션된 도광 섬유는 그 다음 인간에게 보이는 전자기 스펙트럼에서 일정 기간 동안, 예를 들어 5 분 동안 계속 발광하며, 이에 따라, 사용자는 어느 섬유들이 이미 캘리브레이션되었고 어느 섬유들이 아직 캘리브레이션되지 않았는지 쉽게 알 수 있다. 이 실시예의 추가 이점은 캘리브레이션이 수행된 후에, 캘리브레이션된 섬유가 캘리브레이션 포트로부터 제거되지 않았다면 캘리브레이션 포트의 센서 수단이 여전히 방사선을 검출한다는 것이다. 이 경우, 캘리브레이션 포트에 잘못된 섬유가 배치되었거나 또는 섬유들의 캘리브레이션이 이미 완료되었다는 에러 메시지를 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 이러한 방식으로, 이미 캘리브레이션된 섬유들과 아직 캘리브레이션되지 않은 섬유들 간의 섬유의 혼합을 피할 수 있다.

사용자를 위한 방법의 안전성을 높이기 위해, 추가 실시예에 따르면, 캘리브레이션 프로세스 동안 측정된 방출 특성의 순간적인 변화를 식별할 때, 의료 장치는 예를 들어 의료 장치의 적어도 하나의 광원이 스위치-오프되고 그리고 초기에 더 이상 사용자에 의해 활성화될 수 없는 안전 상태로 전환된다. 측정된 방출 특성의 이러한 순간적인 변화는 예를 들어 도광 섬유가 중간에 캘리브레이션 포트로부터 철수되거나 또는 섬유를 따른 위치에서 절단될 때 발생한다. 광원을 끄면 도광 섬유에서 나오는 전자기 방사선이 사용자에게 상해를 입히는 것을 방지할 수 있다. 의료 장치의 안전 상태는 예를 들어 대응하는 사용자 입력에 의해 다시 취소될 수 있다.

추가 양상에서, 본 발명은 적어도 하나의 광원을 포함하는 의료 장치에 관한 것으로, 상기 광원은 상기 광원에 의해 생성된 규정된 광 전력의 전자기 방사선이 적어도 부분적으로 도광 섬유에 커플링되도록 적어도 하나의 도광 섬유에 연결 가능하다. 상기 의료 장치는 적어도 하나의 캘리브레이션 포트에 연결되며, 상기 캘리브레이션 포트는 상기 캘리브레이션 포트 내로 넣어진 도광 섬유의 공간 방출 특성을 결정하기 위한 센서 수단을 포함하고, 상기 장치는 : 상기 장치에 연결되고 상기 캘리브레이션 포트에 위치된 도광 섬유에 규정된 광 전력의 전자기 방사선을 커플링하도록 구성되고; 상기 캘리브레이션 포트의 영역에서 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력의 공간 방출 특성을 실제 방출 특성으로 결정하도록 구성되고; 상기 도광 섬유에 커플링된 광 전력에 대해 캘리브레이션 포트의 영역에서 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력의 원하는 방출 특성을 결정하도록 구성되고; 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하도록 구성되고; 그리고 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응한다면, 추가 사용을 위해 상기 도광 섬유를 릴리즈하도록 구성된다. 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응하지 않는다면, 장치는 또한 에러 메시지를 출력하도록 구성된다.

이 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 수단은 상기 캘리브레이션 포트에 측방향으로 배열된 적어도 하나의 측면 포토다이오드 및 상기 캘리브레이션 포트의 종방향 단부에 배열된 적어도 하나의 전면 포토다이오드를 포함한다. 그 다음, 상기 장치는, 상기 실제 방출 특성을 결정하기 위해, 상기 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 광 전력에 의해 포토다이오드들에서 생성된 각각의 광전류를 결정하도록 구성되고, 그리고 또한, 상기 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하기 위해, 각각의 포토다이오드들에 대해 상기 원하는 방출 특성에 포함된 광전류를 상기 결정된 광전류와 비교하도록 구성된다.

본 발명의 다른 특징들, 세부사항 및 장점은 청구범위의 문구 및 도면을 참조한 예시적인 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 명백하다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 섬유 및 위치 결정 장치를 갖는 캘리브레이션 포트의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
이하의 설명에서, 서로 유사하거나 동일한 특징들은 동일한 참조부호로 식별된다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 시스템(100)의 개략도를 도시한다. 이를 위해, 시스템(100)은 도시된 실시예에서 2 개의 광원들(104), 작동 요소(106) 및 캘리브레이션 포트(108)를 갖는 의료 장치(102)를 포함한다. 작동 요소(106)는 예를 들어 조작 파라미터들을 디스플레이하고 시스템(100)의 사용자에 의해 원하는 조작 파라미터들을 설정하기에 적합한 터치 감지형 디스플레이일 수 있다. 도 1에서 작동 요소(106)가 일체형 요소로서 도시되어 있지만, 작동 요소(106)는 다수의 요소들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 작동 요소(106)에 추가하여, 광원들(104)이 단기간 동안 스위치-오프될 수 있게 하는 비상 스위치가 의료 장치(102) 상에 제공될 수 있다.

시스템(100)은 캘리브레이션 포트(108)에 삽입되는 위치 결정 장치(110)를 추가로 포함하고, 그리고 또한, 도시된 실시예에서, 도광 섬유(112)를 추가로 포함하는데, 도광 섬유(112)는 먼저 일단에서 광원(104)에 연결되고, 그 다음 도광 섬유(112)의 타단에 의해 위치 결정 장치(110) 내로 삽입된다. 이 경우, 도광 섬유(112)는 예를 들어 대응하는 섬유 커넥터들을 통해, 예를 들어 FC/PC 또는 F-SMA 커넥터들 또는 전용 플러그 연결을 통해, 광원(104)에 연결될 수 있다. 시스템(100)은 예를 들어 도입부에서 이미 언급된 바와 같이 광역동 치료 맥락에서 사용될 수 있다. 이 경우, 먼저, 광활성화 가능한 물질을 포함하는 약제가 환자에게 투여된다. 상기 물질에 특정 파장과 강도를 갖는 광을 조사한다면, 광 물리적 과정으로 인해 물질의 활성 성분의 전환 또는 활성화가 발생하며, 그 결과, 예를 들어 박테리아 또는 암 세포는 활성 성분에 의해 공격받는다. 치료의 종류에 따라, 이 경우에, 상이한 종류의 도광 섬유들(112) 및 상이한 강도들이 치료될 조직으로 넣어진다. 이를 위해, 광원들(104)에 의해 도광 섬유(112)에 커플링된 광 전력은 도광 섬유(112)의 종류 및 처리될 영역과 조정되는 것이 일반적으로 필요하다. 이 경우, 도광 섬유들(112)의 종류에 대해서, 일반적으로, 전방 방출성 도광 섬유(112)와 방사상 방출성 도광 섬유(112) 사이에 차이가 있으며, 방사상 방출성 섬유의 경우 방출은 섬유의 규정된 길이에 걸쳐 이루어진다.

방사상 방출 섬유(112)를 사용하여, 예를 들어, 섬유(112)의 특정 길이의 방출 영역에 대해 특정 광 전력이 선택되지만 그와 상이한 방출 길이를 갖는 섬유(112)가 삽입된다면, 실제 원하는 파라미터들로부터 벗어난 강도를 초래하며, 이 강도는 치료 동안 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된다. 결과적으로, 약제가 활성화될 수 없거나, 또는 지나치게 높은 광 출력으로 인해 치료되는 조직에서 화상을 입을 위험이 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 부정확한 치료는 처리를 위한 릴리즈 전에 캘리브레이션 포트(108)에 의해 먼저 캘리브레이션되는 광원(104)에 연결된 도광 섬유(112)로 인해 회피된다.

도 2는 도광 섬유(112)의 캘리브레이션 과정 중에 발생할 수 있는 캘리브레이션 포트(108)의 다양한 가능한 구성들을 도시하며, 여기서, 캘리브레이션 포트(108)는 위치 결정 장치(110) 및 위치 결정 장치(110) 안에 삽입된 도광 섬유들(112)을 갖는다. 도시된 모든 변형예들에서, 캘리브레이션 포트(108)는 3 개의 포토다이오드들(114)을 포함하며, 상기 포토다이오드들(114)은 캘리브레이션 포트(108) 내에서 방출된 전자기 방사선을 검출할 수 있고 그 결과 포토다이오드들에서 생성된 광전류에 기초하여 이를 정량화할 수 있도록 캘리브레이션 포트(108)에 배열된다.

바람직하게는, 캘리브레이션 포트(108)는 대응하는 형상의 위치 결정 장치(110)가 삽입될 수 있는 원형의, 예를 들어 원통형의 컷아웃이다. 위치 결정 장치(110)는 예를 들어 플라스틱으로 제조되고 도광 섬유(112)로부터 나오는 전자기 방사선에 대해 적어도 부분적으로 흡수되는 효과를 갖는 몸체이다. 예를 들어, 위치 결정 장치(110)는 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene; POM)으로 제조될 수 있다. 섬유 유형 및 위치 결정 장치(110)의 다양한 조합들이 도 2a), 도 2b), 도 2c) 및 도 2d)에 도시되어 있다.

도 2a)는 그 섬유단에서 도광 섬유(112) 또는 도광 섬유(116)의 코어(120)에 안내되는 전자기 방사선을 섬유(112)의 전방 방향으로 커플링-아웃하도록 구성된 도광 섬유(112)를 도시한다. 도 2a)의 캘리브레이션 포트(108)에 배치된 위치 결정 장치(110)는 이러한 종류의 도광 섬유(112)에 적합하다. 이를 위해, 바람직하는 회전 대칭체로 구현되는 위치 결정 장치(110)는 그 단부면에서 컷아웃(118)을 가지며, 이러한 컷아웃(118)을 통해, 도광 섬유(112) 또는 섬유 코어(116)로부터 커플링-아웃되는 전자기 방사선이 위치 결정 장치(110)로부터 나올 수 있다.

위치 결정 장치(110) 및 도광 섬유(112)의 조합의 방출 특성을 확인하기 위해, 캘리브레이션 포트(108)로부터 나오는 전자기 방사선으로 인해 포토다이오드들(114)에서 생성되는 광전류가 측정된다. 도광 섬유(112)의 종류 및 위치 결정 장치(110)의 기하학적 구조 때문에, 캘리브레이션 포트(108)의 종방향 단부에 배열된 포토다이오드(114)는 비교적 높은 광전류를 검출할 것이며, 캘리브레이션 포트(108)에서 측방향으로 배열된 포토다이오드(114)는 비교적 낮은 광전류만을 검출할 것이다. 왜냐하면, 도광 섬유(112)로부터 방사 방향으로 나오는 방사선의 대부분은 위치 결정 장치(110)의 물질에 의해 흡수되기 때문이다. 이는 도광 섬유(112) 및 위치 결정 장치(110)의 올바른 조합에 대해 예상되는 방출 특성에 해당한다. 이 경우, 위치 결정 장치(110)는 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 전자기 방사선에 부분적으로 투명하게 제공되며, 이로써, 캘리브레이션 포트(108)의 측면들에 배열된 포토다이오드들(114)은 위치 결정 장치(110) 내의 산란으로 인해 낮은 광 전력을 갖는 전자기 방사선에 노출된다.

도 2b)는 이러한 방사상 방출성 도광 섬유(112)와 조합된 측방향 또는 방사상 방출성 도광 섬유(112)를 위한 위치 결정 장치(110)가 도 2a)와 동일한 캘리브레이션 포트(108)에 삽입되는 상황을 도시한다. 도광 섬유(112)의 경우, 여기서, 일반적으로 전자기 방사선의 방출을 완전히 차폐하는 도광 섬유의 클래딩(120)은 섬유(112)의 길이를 따라 규정된(defined) 영역에 걸쳐 개방되며, 이로써, 전자기 방사선은 방사 방향으로 섬유(112)로부터 나올 수 있다. 방사선이 도광 섬유(112)로부터 방사상으로 방사될 수 있게 하기 위해, 섬유 코어(116)는 입사 전자기 방사선을 섬유(112)에 대해 횡방향으로 산란시키도록 구성된 산란 중심(scattering center)들로서 타겟팅된 미세 손상을 제공받을 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, 산란 중심은 전체 섬유 코어(116)에 균일하게 분포된다. 뿐만 아니라, 섬유 코어(116)는 섬유(112)에 대해 횡방향으로 입사 전자기 방사선을 산란시키는 확산 물질(diffuser material)에 의해 부분적으로 교체될 수 있다. 확산 물질은 예를 들어 광산란 입자(플레이크)들이 함유된 실리콘일 수 있다. 이 경우, 위치 결정 장치(110)는 위치 결정 장치(110) 내로 완전히 넣어진 도광 섬유(112)와 함께, 노출된 섬유 코어(116)의 영역에 정확하게 배열되는 측면 컷아웃들(118)을 갖도록 정확하게 구현되며, 이로써, 섬유 코어(116)로부터 방사상으로 나오는 전자기 방사선은 캘리브레이션 포트(108)의 측면 포토다이오드들(114)에 의해 검출될 수 있다.

대조적으로, 도광 섬유(112)의 종방향 단부에서, 섬유(112)는 섬유(112)의 길이 방향으로 섬유로부터 커플링-아웃되는 전자기 방사선이 없도록 구성된다. 이것은 폐쇄된 섬유 클래딩(120)으로 예시되어 있다. 바람직하게는, 예를 들어 거울과 같은, 전자기 방사선을 차단하는 요소가 섬유의 단부에 배열되며, 이러한 요소는 섬유(112)로부터 아직 커플링-아웃되지 않은 광 전력이 섬유(112)의 방사상 방출 영역으로 다시 반사되는 효과를 갖는다. 결과적으로, 잔류 전자기 방사선은 도광 섬유(112)의 방사상 방출 영역을 다시 한번 통과하며, 결과적으로, 섬유(112)의 방사상 방출 영역의 길이에 걸쳐 더 높고 더 균일한, 방사상으로 커플링-아웃되는 광 전력을 달성하는 것이 가능하다.

도 2a)에 따라 위치 결정 장치(110)와 도광 섬유(112)의 조합으로부터 예상되는 방출 특성은 캘리브레이션 포트(108)에 측방향으로 배열된 포토다이오드들(114)이 비교적 높은 광전류를 검출할 것인 반면, 캘리브레이션 포트(108)에 전방으로 배열된 포토다이오드(114)는 매우 낮은 광전류만을 검출할 것이라는 사실로 구성된다.

본 발명에 따른 캘리브레이션의 경우, 도 2a) 및 도 2b)에 도시된 바와 같은 조합들의 경우, 결정된 방출 특성 또는 실제 방출 특성은 각각의 경우에 상응하는 섬유 유형으로의 처리가 실제로 예상된다면, 예상되는 원하는 방출 특성에 상응할 것이다. 결과적으로, 이 경우에, 캘리브레이션 후에, 분명히 올바른 종류의 도광 섬유(112)가 광원(104)에 연결되어 있기 때문에 섬유는 추가 사용을 위해 릴리즈될 것이다.

도 2c는 전자기 방사선의 정면 방출을 위해 구성된 도광 섬유(112)와 방사상 방출 섬유(112)를 위한 위치 결정 장치(110)의 조합을 도시한다. 이 조합에서, 도광 섬유(112)가 규정된 광 전력을 갖는 전자기 방사선에 노출되면, 각각의 경우에, 캘리브레이션 포트(108)의 정면에 배열된 포토다이오드(114) 및 캘리브레이션 포트(108)의 측면에 배열된 포토다이오드들(114)에 의해 매우 낮은 광전류만이 검출될 것이다. 정면 방향에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 전자기 방사선은 위치 결정 장치(110)에 의해 댐핑될 것이며, 반경 방향의 전자기 방사선은 연속 섬유 클래딩(120)으로 인해 도광 섬유로부터 나오는 것이 방지된다. 따라서, 결정된 실제 방출 특성은 정면 또는 방사상 방출 섬유에 대해 예상되는 원하는 방출 특성에 대응하지 않을 것이다. 결과적으로, 본 발명에 따르면, 캘리브레이션 과정에서, 도광 섬유(112)는 추가 사용을 위해 릴리즈되지 않고, 오히려 잘못된 도광 섬유(112) 또는 잘못된 위치 결정 장치(110)가 사용되었음을 나타내는 에러 메시지가 출력될 것이다.

도 2d)는 도 2c)에 대해 직교하는 경우를 도시하며, 도 2d)에서, 도광 섬유(112)로부터 전자기 방사선의 정면 방출을 위해 방사상 방출성 도광 섬유(112)가 위치 결정 장치(110)와 조합하여 사용되었다. 이 경우에도, 도광 섬유(112)가 전자기 방사선에 노출될 때, 각각의 경우에 캘리브레이션 포트(108)의 모든 포토다이오드들(114)에 의해 매우 낮은 광전류만이 검출될 것이다. 왜냐하면, 방사상 방향으로 방출된 방사선은 위치 결정 장치(110)에 의해 흡수되며, 전방향에서, 도광 섬유(112)의 클래딩(120)은 전자기 방사선의 방출을 방지할 것이기 때문이다. 결과적으로, 결정된 실제 방출 특성과 원하는 방출 특성을 비교하면, 캘리브레이션을 위해 제공된 섬유(112)가 추후 사용을 위해 릴리즈(release)되지 않고 오히려 에러 메시지가 출력되도록, 특성들 사이의 불일치가 결정될 것이다.

예를 들어, 선택된 치료 방법 또는 치료 시나리오가 방사상 방출성 도광 섬유(112)가 사용되도록 규정하였지만 방출 특성은 도 2a)에 따라 결정되었다면, 본 발명에 따르면, 도광 섬유(112)는 마찬가지로 추가 사용을 위해 릴리즈되지 않을 것이다. 이와 유사하게, 전면 방출성 도광 섬유(112)를 필요로 하는 응용에 있어서, 도 2b)에 따른 방출 특성을 검출할 때, 도광 섬유(112)는 마찬가지로 추가 사용을 위해 릴리즈되지 않을 것이다.

전술한 바와 같이, 방사상 방출성 도광 섬유(112)의 방출 영역의 길이는 적용 시나리오에 따라 달라질 수 있다. 이 경우에, 바람직하게는, 위치 결정 장치(110)는 도광 섬유(112)의 방사상 방출 영역의 상이한 길이들에 대해 위치 결정 장치를 사용할 수 있도록 구성된다. 그 다음, 섬유(112)에 커플링된 광 전력을 고려하여 상이한 길이들의 방사상 방출 영역들을 갖는 도광 섬유들(112)의 차별화가 가능하다.

예를 들어, 2cm의 길이에 걸쳐 방사상 방향으로 전자기 방사선을 커플링-아웃하는 도광 섬유(112)에 2 와트(watt)의 입력 전력이 커플링된다면, 이는 상이한 공간 방향으로 섬유로부터 커플링-아웃되고 캘리브레이션 포트(108)의 포토다이오드들(114)에 의해 측정되는 광 전력의 비율과 관련하여 특정 방출 특성을 초래한다. 그러나, 2 와트의 입력 전력의 경우, 예를 들어 4 cm 길이에 걸쳐 방사 방향으로 전자기 방사선을 커플링-아웃하는 섬유가 광원(104)에 실수로 연결된다면, 섬유에서 나오는 강도는 실제로 예상되는 섬유에 대한 예상 값들과 일치하지 않을 것이다. 결과적으로, 의료 장치(102)에 의해 에러 메시지가 출력될 것이다.

그러나, 더 짧거나 더 긴 방사상 방출 영역을 갖는 섬유의 경우, 방사상으로 커플링-아웃되는 동일한 비율의 광 전력 또는 강도가 캘리브레이션 포트(108)의 포토다이오드들(114)에 의해 측정될 수 있다. 그러나, 이를 위해, 더 짧은 방사상 방출 영역의 경우 더 낮은 입력 전력, 또는 더 긴 방사상 방출 영역의 경우 더 높은 입력 전력이 도광 섬유(112)에 커플링되어야 할 것이다. 결과적으로, 섬유로부터 커플링-아웃되는 광 전력들의 비율들이 상이한 섬유 유형들에 대해 다르지 않지만, 섬유에 커플링되는 광 전력을 고려하여 섬유 유형의 구별이 여전히 가능하다.

도 3은 의료 장치의 광원을 캘리브레이션하기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 시스템(100)은 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 제1 방법 단계(200)에서, 먼저, 제1 도광 섬유(112)는 캘리브레이션될 의료 장치(102)의 광원(104)에 연결된다. 뿐만 아니라, 예를 들어 단계(202)에서 도 2에 도시된 바와 같이 위치 결정 장치(110)는 의료 장치(102)의 캘리브레이션 포트(108)에 삽입된다. 여기서, 캘리브레이션 포트(108)가 의료 장치(102)에 반드시 구현될 필요는 없음에 유의해야 한다. 오히려, 캘리브레이션 포트(108)는 캘리브레이션 포트(108)에 의해 결정된 실제 방출 특성을 의료 장치(102)에 전달할 수 있도록 대응하는 데이터 연결을 통해 의료 장치(102)에 연결된 별도의 요소일 수 있다.

도광 섬유(112)가 광원(104)에 연결되고 위치 결정 장치(110)가 캘리브레이션 포트(108)에 삽입된 후, 방법 단계(204)에서, 도광 섬유는 위치 결정 장치의 수용 채널 내로 넣어진다. 이를 위해, 바람직하게는, 위치 결정 장치(110)는 제1 단부측에서 캘리브레이션 포트(108)로부터 돌출하는 깔대기형 코스를 가지며, 이로써, 도광 섬유(112)는 섬유를 위해 제공되는 위치 결정 장치의 채널 내로 쉽게 넣어질 수 있다. 이 경우, 섬유(112)는 정지부까지 상기 위치 결정 장치(110) 내로 넣어져야 하고, 이로써, 상기 도광 섬유(112)의 각각의 방출 영역들은 해당 영역 또는 상기 위치 결정 장치(110)의 컷아웃들(118)의 영역에 위치될 수 있다. 그렇지 않으면, 올바르게 선택된 도광 섬유(112) 및 위치 결정 장치 조합에도 불구하고 잘못된 방출 특성이 결정될 것이다.

예를 들어, 작동 요소들(106)에 의해 의료 장치(102)의 해당 작동에 의해 트리거링되는 방식으로, 단계(206)에서, 규정된 광 전력을 갖는 전자기 방사선은 광원(104)에 의해 생성되고 대응하는 섬유 연결을 통해 도광 섬유(112)에 커플링된다. 이 경우, 도광 섬유(112)에 커플링된 방사선은 캘리브레이션 포트의 영역에서 도광 섬유(112)의 대응하는 영역들로부터 커플링-아웃되며, 이로써, 방법 단계(208)에서, 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃되는 광 전력의 공간 방출 특성은 캘리브레이션 포트(108)의 포토다이오드들(114)에 의한 실제 방출 특성으로서 결정될 수 있다.

그 후, 도광 섬유(112)에 대한 원하는 방출 특성이 단계(210)에서 결정된다. 이 경우, 예를 들어, 의료 장치(102)는, 원하는 종류의 치료의 표시에 기초하여, 어떤 유형의 도광 섬유(112)가 광원(104)에 연결될 것인지를 규정할 수 있다. 이 경우, 원하는 방출 특성은 사용될 섬유 유형에 관한 정보에 기초하여 선택된다. 대안적으로, 도광 섬유(112) 자체는 또한 식별 특징, 예를 들어 RFID 칩을 구비할 수 있으며, 이는 광원(104)과 도광 섬유(112) 사이의 연결에서 대응하는 판독기에 의해 판독된다. 이 경우, 의료 장치(102)는 어떤 도광 섬유(112)가 또는 어떤 섬유 유형이 광원(104)에 연결되었는지를 독립적으로 결정할 수 있다.

그 다음, 원하는 방출 특성은 결정된 섬유 유형에 기초하여 확인되고, 그리고 예를 들어 의료 장치(102)에서 이용 가능한 저장 매체로부터 판독될 수 있다.

그 다음, 후속 방법 단계(212)에서, 결정된 실제 방출 특성은 결정된 원하는 방출 특성과 비교된다. 실제 방출 특성이 원하는 방출 특성에 대응된다는 것으로 결정되면, 도광 섬유(112)는 추가 사용을 위해 릴리즈된다. 이는 방법 단계(214)에서 수행된다. 이 경우, 원하는 방출 특성과 실제 방출 특성이 동일할 필요는 없지만 특정 허용 오차 내에서 대응하도록, 실제 방출 특성과 원하는 방출 특성의 대응은 허용오차를 고려하여 결정될 수 있다. 도광 섬유의 추가 사용이 예를 들어 환자의 직접 치료일 수 있거나, 또는 도광 섬유에 커플링된 광전력이 미리 조정될 수 있어서, 도광 섬유로부터 커플링-아웃된 강도는 치료에 필요한 강도에 대응할 수 있다.

대조적으로, 단계(212)에서 실제 방출 특성이 원하는 방출 특성에 대응하지 않는 것으로 결정되면, 즉 가능한 허용오차 밖에 있는 것으로 결정되면, 단계(216)에서 에러 메시지가 출력되고, 상기 에러 메시지는 섬유(112)의 캘리브레이션이 성공적이지 않다는 것을 나타낸다. 이 경우, 에러 메시지는 예를 들어 잘못된 섬유 유형 또는 잘못된 위치 결정 장치(110)가 사용되었음을 나타낼 수 있고, 또는 커플링되는 주어진 광 전력에 대해, 도광 섬유(112)로부터 나오는 광 전력이 명백히 너무 낮음을 나타낼 수 있으며, 이는 도광 섬유(112) 또는 섬유 입력 커플링의 결함을 나타낼 수 있고, 또는 커플링되는 주어진 광 전력에 대해, 도광 섬유(112)로부터 나오는 광 전력이 명백히 너무 높음을 나타낼 수 있으며, 이는 마찬가지로 도광 섬유(112)의 방사상 방출 영역의 결함 또는 잘못 선택된 길이를 나타낼 수 있다. 이 경우, 에러 메시지는 해당 정보를 포함할 수 있다.

의료 장치의 광원(104)에 각각 연결된 다수의 도광 섬유들(112)을 사용함으로써, 전술된 방법은 각각의 섬유(112)에 대해 개별적으로 반복될 수 있다. 이 경우, 일 실시예에 따르면, 캘리브레이션 후, 이미 릴리즈된 섬유(112)는 인간에게 보이는 스펙트럼 범위의 빛을 계속 방출할 수 있으며, 그 결과, 사용자는 섬유(112)가 이미 캘리브레이션되었는지 여부를 쉽게 인식할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예들 중 하나로 제한되지 않고, 다양한 방식으로 수정 가능하다.

이와 관련하여, 3 개의 포토다이오드들(114) 대신에, 실질적으로 임의의 수의 포토다이오드들(114)이 캘리브레이션 포트(108)에 제공될 수 있으며, 이러한 임의의 포토다이오드들(114)은 캘리브레이션 포트(108) 내에 임의로 배치될 수 있다. 이 경우, 더 많은 수의 포토다이오드들(114)은 도광 섬유(112)의 공간 방출 특성을 더 양호하거나 더 정확하게 검출할 수 있다.

또한, 포토다이오드들(114)은 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서들과 같은 다른 센서 수단으로 대체될 수도 있다. 이러한 센서들의 사용은 예를 들어 위치 결정 장치로부터 나오는 전자기 방사선의 상세한 이미지를 결정하는 것을 가능하게 할 것이고, 그리고 캘리브레이션 프로세스 과정에서 현재 사용되고 있는 섬유 유형도 이 이미지로부터 결정될 수 있다.

본질적으로 2 가지 종류의 위치 결정 장치들(110), 즉 방사 방향으로 전자기 방사선의 방출을 허용하는 것들, 또는 길이 방향으로 전자기 방사선의 방출을 허용하는 것들이 제공된다는 것이 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명의 맥락에서, 두 방출 방향에 대해 동시에 적합한 위치 결정 장치(110)를 사용하는 것이 실제로 가능하다. 위치 결정 장치(110)는 단지 위치 결정 장치에 배열된 도광 섬유(112)의 공간 방출 특성이 결정될 수 있도록 형성되어야 한다.

청구범위, 설명 및 도면으로부터 명백한 구조적 세부사항, 공간적 배열 및 방법 단계들을 포함하는 모든 특징들 및 장점들은 그 자체로 그리고 매우 다양한 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.

100 시스템
102 의료 장치
104 광원
106 작동 요소
108 캘리브레이션 포트
110 위치 결정 장치
112 도광 섬유
114 포토다이오드
116 섬유 코어
118 컷아웃
120 섬유 클래딩

Claims (10)

1. 의료 장치(102)의 광원(104)을 캘리브레이션하는 방법으로서,
   상기 광원(104)은 상기 광원(104)에 의해 생성된 규정된 광 전력의 전자기 방사선이 적어도 부분적으로 도광 섬유(112)에 커플링되도록 적어도 하나의 도광 섬유(112)에 연결 가능하고,
   상기 의료 장치(102)는 적어도 하나의 캘리브레이션 포트(108)에 연결되며,
   상기 캘리브레이션 포트(108)는 상기 캘리브레이션 포트(108) 내로 넣어진 도광 섬유(112)의 공간 방출 특성을 결정하기 위한 센서 수단을 포함하고,
   상기 방법은 :
   a) 상기 광원(104)에 상기 도광 섬유(112)를 연결하는 단계;
   b) 상기 도광 섬유(112)를 위한 위치 결정 장치(110)를 상기 캘리브레이션 포트(108)에 삽입하는 단계로서, 상기 위치 결정 장치(110)는 도광 섬유(112) 및 적어도 하나의 방출 개구부를 수용하기 위한 수용 채널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 방출 개구부는 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력을 적어도 하나의 규정된 공간 방향으로 전송하는 것을 가능하게 하는, 단계;
   c) 상기 도광 섬유(112)를 상기 위치 결정 장치(110)의 수용 채널에 넣는 단계;
   d) 규정된 광 전력의 전자기 방사선을 상기 도광 섬유(112)에 커플링하는 단계;
   e) 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 공간 방출 특성을 실제 방출 특성으로 결정하는 단계;
   f) 센서 수단에 의해 도광 섬유(112)에 커플링된 광 전력에 대해 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 원하는 방출 특성을 결정하는 단계;
   g) 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하는 단계;
   h) 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응한다면, 추가 사용을 위해 상기 도광 섬유(112)를 릴리즈하는 단계; 및
   i) 상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응하지 않는다면, 에러 메시지를 출력하는 단계를 포함하며,
   상기 센서 수단은 상기 캘리브레이션 포트(108)에 측방향으로 배열된 적어도 하나의 측면 포토다이오드(114) 및 상기 캘리브레이션 포트(108)의 종방향 단부에 배열된 적어도 하나의 전면 포토다이오드(114)를 포함하고,
   상기 실제 방출 특성을 결정하는 단계는 상기 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력에 의해 포토다이오드들(114)에서 생성된 각각의 광전류를 결정하는 단계를 포함하고,
   상기 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하는 단계는 각각의 포토다이오드들(114)에 대해 상기 원하는 방출 특성에 포함된 광전류를 상기 결정된 광전류와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   도광 섬유(112)는 제1 섬유 유형 또는 제2 섬유 유형의 섬유(112)이며,
   상기 제1 섬유 유형은 상기 도광 섬유(112)에 커플링된 전자기 방사선을 상기 섬유(112)의 길이 방향으로 방출하도록 구성되며,
   상기 제2 섬유 유형은 상기 도광 섬유(112)에 커플링된 전자기 방사선을 상기 섬유(112)의 규정된 길이에 걸쳐 상기 섬유(112)의 길이 방향에 대해 횡 방향으로 방출하도록 구성되며,
   상기 방법은 사용된 섬유 유형을 결정하는 단계를 더 포함하는데, 상기 원하는 방출 특성의 결정은 상기 결정된 섬유 유형을 고려하는 것을 특징으로 하는, 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 사용된 섬유 유형을 결정하는 단계는 사용자 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 방법은 상기 광원(104)에 연결된 섬유 유형에 기초하여 상기 도광 섬유(112)에 커플링될 규정된 광 전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 실제 방출 특성의 광전류 비율이 상기 원하는 방출 특성의 광전류 비율에 대응하지만 상기 실제 방출 특성의 광전류가 상기 원하는 방출 특성의 대응 광전류보다 낮다면, 상기 에러 메시지는 상기 도광 섬유(112)의 결함, 상기 도광 섬유(112)와 상기 광원(104) 사이의 커플링의 결함 또는 상기 도광 섬유(112)의 결함있는 방출 영역을 나타내는 것을 특징으로 하는, 방법.
7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 의료 장치(102)는 적어도 두 개의 광원들(104)을 포함하며,
   상기 적어도 두 개의 광원들(104)은 각각의 경우 도광 섬유(112)에 연결 가능하며, 상기 광원들(104)에 의해 생성된 전자기 방사선은 각각의 경우에 광원(104)에 연결된 상기 도광 섬유(112)에 적어도 부분적으로 커플링되며,
   적어도 상기 방법의 단계들 a) 및 c) 내지 i)는 상기 광원들(104)에 연결된 도광 섬유들(112)에 대해 개별적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   섬유(112)의 릴리즈 후에, 상기 섬유(112)에 연결된 광원(104)은 규정된 기간 동안 350 nm 내지 850 nm 파장을 갖는 광을 상기 섬유(112)에 커플링하는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 적어도 하나의 광원(104)을 포함하는 의료 장치(102)로서,
   상기 광원(104)은 상기 광원(104)에 의해 생성된 규정된 광 전력의 전자기 방사선이 적어도 부분적으로 도광 섬유(112)에 커플링되도록 적어도 하나의 도광 섬유(112)에 연결 가능하고,
   상기 의료 장치(102)는 적어도 하나의 캘리브레이션 포트(108)에 연결되며,
   상기 캘리브레이션 포트(108)는 상기 캘리브레이션 포트(108) 내로 넣어진 도광 섬유(112)의 공간 방출 특성을 결정하기 위한 센서 수단을 포함하고,
   상기 장치(102)는 :
   상기 장치(102)에 연결되고 상기 캘리브레이션 포트(108)에 위치된 도광 섬유(112)에 규정된 광 전력의 전자기 방사선을 커플링하도록 구성되고;
   상기 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 공간 방출 특성을 실제 방출 특성으로 결정하도록 구성되고;
   상기 도광 섬유(112)에 커플링된 광 전력에 대해 캘리브레이션 포트(108)의 영역에서 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력의 원하는 방출 특성을 결정하도록 구성되고;
   결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하도록 구성되고;
   상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응한다면, 추가 사용을 위해 상기 도광 섬유(112)를 릴리즈하도록 구성되고; 그리고
   상기 실제 방출 특성이 상기 원하는 방출 특성에 대응하지 않는다면, 에러 메시지를 출력하도록 구성되며,
   상기 센서 수단은 상기 캘리브레이션 포트(108)에 측방향으로 배열된 적어도 하나의 측면 포토다이오드(114) 및 상기 캘리브레이션 포트(108)의 종방향 단부에 배열된 적어도 하나의 전면 포토다이오드(114)를 포함하고,
   상기 실제 방출 특성을 결정하기 위한 장치(102)는 상기 도광 섬유(112)로부터 커플링-아웃된 광 전력에 의해 포토다이오드들(114)에서 생성된 각각의 광전류를 결정하도록 구성되고, 그리고
   상기 결정된 실제 방출 특성과 결정된 원하는 방출 특성을 비교하도록 구성된 장치(102)는 각각의 포토다이오드들(114)에 대해 상기 원하는 방출 특성에 포함된 광전류를 상기 결정된 광전류와 비교하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 의료 장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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