KR200374672Y1 - 안과 수술용 적외선 현미경 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안과 수술용 적외선 현미경에 관한 것으로, 적외선을 수술부위로 방출하는 적외선 엘이디와, 상기 방출된 적외선의 흡수 또는 반사정도를 검출하여 영상신호를 출력하는 적외선 감지 소자와, 상기 적외선 감지 소자의 영상신호로부터 잡음을 제거하는 직류 필터부와, 상기 직류 필터부를 통해 필터링된 신호를 NTSC, PAL 또는 S-VHS로 변환하여 출력하는 신호변환부를 포함하는 현미경부와; 시술자가 안경과 같은 형태로 착용하며, 상기 현미경부로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 시술자의 눈앞에 위치하는 소형 디스플레이장치에 표시하여 시술자가 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이부로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하여 본 고안은 적외선을 이용하여 시술부위를 확대 표시함에 있어서, 그 적외선 감지에 필요한 하드웨어 구성을 최소화하여 잡음의 발생을 줄여 보다 선명한 화면을 얻을 수 있으며, 시술자가 헤드 마운트 디스플레이를 통해 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 함으로써, 외부의 광에 의한 표시상태의 변화가 없으며, 수술시 집중력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

안과 수술용 적외선 현미경{ophthalmic operating microscope through a infrared}

본 고안은 안과 수술용 적외선 현미경에 관한 것으로, 특히 간단한 하드웨어를 사용하여 안과 수술 중에 강한 빛을 사용하지 않으면서도 보다 정밀하게 시술부위를 관찰하면서 시술할 수 있는 안과 수술용 적외선 현미경에 관한 것이다.

일반적으로 안과 수술용 현미경은 강한 가시광을 사용하기 때문에 수술후 회복시간이 매우 긴 문제점이 있었으며, 이를 해결하기 위하여 적외선을 이용하여 안과 수술의 시술 부위를 확대하여 컴퓨터 모니터 상에 표시하는 장치가 대한민국 공개특허공보 10-2004-0022870호에 기재되어 있다.

이하, 상기와 같은 종래 안과 수술용 적외선 현미경을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 안과 수술용 적외선 현미경의 구성도로서, 적외선을 조사하도록 한 적외선 광원부(10)와, 상기 조사된 적외선을 환자의 환부로 향하도록 연결해주는 케이블부(20)와, 상기 환부에서 반사된 적외선을 영상으로 합성 및 관찰하도록 한 장치부(30)와, 상기 합성된 영상정보를 모니터에 출력하도록 한 디스플레이부(40)로 구성되어 있다.

상기 적외선 광원부(10)는 전원에 의해 적외선을 조사하도록 형성되며, 800~1200nm 의 적외선 광을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 케이블부(20)는 상기 적외선 광원부(10)에서 조사하는 적외선을 연결되도록 한 광케이블(21)과, 상기 광케이블(21)의 일측에 구비되어 상기 적외선 광원부(10)에서 조사되는 적외선을 집진되도록 한 집진판(22)과, 상기 광케이블(21)의 타측에 구비되어 적외선이 환자에게 향하도록 광로를 조절하는 반사경(23)을 형성한다.

상기 광케이블(21)은 상기 적외선 광원부(10)에서 조사되는 적외선을 상기 반사경(23)까지 발산하도록 형성하며, 광섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 광섬유 외면에 보호판을 피복하여 적외선이 통과시 적외선이 손실되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 집진판(22)은 상기 적외선 광원부(10)와 맞닿도록 형성되며, 조사되는 적외선을 집중되도록 형성한다.

상기 반사경(23)은 상기 광케이블(21)을 통과한 적외선을 환자의 환부로 조사되도록 광로를 조절하도록 형성한다.

상기 장치부(30)는 상기 환자의 환부를 확대하도록 한 대물렌즈(31)와, 환자 의 환부에서 반사 및 흡수되는 적외선을 감지하는 적외선 감지센서(32)와, 상기 적외선 감지센서(32)에 의해 감지된 적외선을 영상으로 합성하는 영상투시 및 합성장치(33)와, 상기 합성된 영상을 육안으로 관찰하는 접안렌즈(34)를 형성한다.

상기 적외선 감지센서(31)는 환자의 안구 및 환부로부터 반사 및 흡수되는 적외선을 감지하도록 형성되며, 상기 적외선에 포함되어 있는 노이즈 광을 제거하는 필터층과, 적외선을 흡수하도록 한 흡수층으로 형성된다.

상기 영상투시 및 합성장치(32)는 상기 적외선 감지센서(31)에서 흡수된 적외선을 3차원 영상으로 투시 및 합성하도록 형성하며, 노이즈 광이 제거하면 광의 세기가 매우 약한 상태가 되기 때문에 영상 감도를 높이기 위해 영상 증폭부가 형성되어 있다.

상기 디스플레이부(40)는 상기 합성된 영상 정보를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 CCD 카메라(41)와, 상기 CCD 카메라(41)의 전기 신호를 변환하여 영상으로 출력하는 영상처리장치(42)와, 상기 처리된 영상을 디스플레이하는 모니터(43)를 형성한다.

상기 CCD 카메라(Charge Coupled Device camera, 41)는 상기 영상투시 및 합성장치(32)에 의해 합성된 영상을 상기 모니터(43)에 출력할 수 있도록 전기적인 신호로 변환하도록 형성한다.

상기 영상처리장치(42)는 상기 CCD 카메라(41)에서 변환된 전기 신호 중 임의의 산란 노이즈 신호 등을 필터링하고,

영상신호를 사용자가 보기 편하도록 여러 가지 정보로 변환시킨다. 한 예로 사시도, 정면도, 평면도, 좌측면도 등의 보는 각 도에 따른 영상을 출력한다.

상기 모니터(43)는 상기 영상처리장치(42)에서 변환된 영상을 출력하도록 형성한다.

수술용 현미경(1)의 전원을 온 시키면, 적외선 광원부(10)에서 적외선을 조사하게 되며, 상기 조사된 적외선은 케이블부(20)의 집진판(21)에 의해 집진되어 광케이블(22)을 통해 연결되며, 환자의 안구로 적외선이 조사되도록 반사경(23)이 적외선 광로를 조절하게 된다.

상기와 같이, 적외선이 조사되면 장치부(30)의 대물렌즈(31)를 환자의 안구에 근접하도록 위치시키고, 환자의 안구로부터 반사 및 흡수되는 적외선을 적외선 감지 센서(32)가 수집하게 되며, 이때 적외선 감지센서(32)의 필터층에 의해 노이즈 광은 제거되어지고, 흡수층으로 수집되어 진다.

상기와 같이 수집된 적외선은 영상투시 및 합성장치(33)의 영상증폭부에 의해 증폭되어 영상의 감도를 높이게 되며 3차원적인 영상으로 표현되어 진다.

또한, 상기 영상투시 및 합성장치(33)에서 생성된 영상을 CCD 카메라(41)를 통해 전기적인 신호로 변환하고, 영상처리장치(42)에서 사용자가 보기 편리한 여러 가지 정보를 실어 모니터(43)에 출력함으로써, 접안렌즈를 통하지 않고도 환자의 상태를 관찰 및 수술을 할 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 종래 안과 수술용 적외선 현미경은 적외선을 감지하는 과정에서 적외선 감지센서(32)를 사용하고, 그 적외선 감지센서(32)에서 감지된 정보를 이용하여 영상투시 및 합성장치(33)에서 영상을 표현한 후, 이를 다시 가시광을 촬상하는 CCD 카메라(41)를 이용하여 재차 촬상하는 등 그 기술적 구성이 대단히 복잡하며 3차원으로 적외선 영상을 만든 후, 이를 다시 촬상하는 방식을 사용하기 때문에 그 해상도가 저하될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 모니터(43)를 통해 안구의 영상을 확인하기 때문에 수술실 환경에서 과다한 전자파를 방출시켜 다른 수술 기구들을 오동작 시킬 수 있으며, 모니터에 외부의 빛이 반사되는 경우 수술시 안구의 영상을 정확하게 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 고안은 하드웨어의 구성을 단순화하여 처리과정 및 잡음의 발생요소를 줄여 보다 선명하게 수술 부위를 확대하여 표시할 수 있는 안과 수술용 적외선 현미경을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 외부의 광에 의해 표시상태가 변화되지 않는 안과 수술용 적외선 현미경을 제공함에 있다.

또한, 본 고안의 또 다른 목적은 전자파의 발생을 줄여 수술용 기기들의 오동작이 발생함을 방지할 수 있는 안과 수술용 적외선 현미경을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 적외선을 수술부위로 방출하는 적외선 엘이디와, 상기 방출된 적외선의 흡수 또는 반사정도를 검출하여 영상신호를 출력하는 적외선 감지 소자와, 상기 적외선 감지 소자의 영상신호로부터 잡음을 제거하는 직류 필터부와, 상기 직류 필터부를 통해 필터링된 신호를 NTSC, PAL 또는 S-VHS로 변환하여 출력하는 신호변환부를 포함하는 현미경부와; 시술자가 안경과 같은 형태로 착용하며, 상기 현미경부로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 시술자의 눈앞에 위치하는 소형 디스플레이장치에 표시하여 시술자가 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이부로 구성함에 그 특징이 있다.

도 1은 종래 안과 수술용 적외선 현미경의 구성도.

도 2와 도 3은 본 고안에 따르는 안과 수술용 적외선 현미경의 구성도.

도 4는 도 3에 있어서, 헤드 마운드 디스플레이부의 상세 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:현미경부 110:적외선 엘이디

120:적외선 감지소자 130:직류 필터부

140:신호 변환부 150:전원공급부

160:대물렌즈 200:헤드 마운트 디스플레이부

210:디코더 220:디스플레이 구동부

230:소형 액정화면 240:볼록렌즈

상기와 같이 구성되는 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 고안에 따르는 안과 수술용 적외선 현미경의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 적외선을 수술부위로 방출하는 적외선 엘이디(110)와, 상기 방출된 적외선의 흡수 또는 반사정도를 검출하여 영상신호를 출력하는 적외선 감지 소자(120)와, 상기 적외선 감지 소자(120)의 영상신호로부터 잡음을 제거하는 직류필터부(130)와, 상기 직류필터부(130)를 통해 필터링된 신호를 소정의 영상신호로 변환하여 출력하는 신호변환부(140)를 포함하는 현미경부(100)와; 시술자가 안경과 같이 착용하며, 상기 현미경부(100)로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 소형 디스플레이장치에 표시하여 시술자가 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이부(200)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 현미경부(100)에 전원공급부(150)를 통해 전원을 공급하면 적외선 엘이디(110)에서 적외선을 발산한다.

이때의 적외선은 시술부위인 환자의 안구 측으로 조사된다.

상기 조사되는 적외선은 안구의 형상에 따라 흡수와 반사의 비에 차이가 발생한다.

이때, 환자는 적외선을 볼 수 없으므로, 눈에 자극을 주지 않게 된다.

상기와 같은 적외선의 흡수 및 반사도의 차이를 적외선 감지소자(120)를 통해 감지한다.

상기 적외선 감지소자(120)에서 감지하는 적외선은 대물렌즈(160)를 통해 현미경부(100)의 내부로 유입되는 적외선이다.

상기 적외선 감지소자(120)는 적외선 감응 전하결합소자(CCD)를 사용할 수 있다.

상기 적외선 감지소자(120)는 상기 수술부위에서 반사되는 적외선을 전기적인 신호로 변환한다.

그 다음, 상기 적외선 감지소자(120)의 출력신호는 직류 필터부(130)에서 필터링되어 잡음이 제거된다.

이와 같이 직류 필터링을 통해 보다 선명한 영상을 획득할 수 있다.

그 다음, 상기 직류 필터부(130)를 통해 필터링된 적외선 감지소자(120)의 출력신호를 신호 변환부(140)에서 적당한 신호로 변환한다.

이때의 신호는 NTSC, PAL 또는 S-VHS로 변환함이 적당하다.

이와 같이 변환된 신호는 헤드 마운트 디스플레이부(200)로 출력된다.

도 4는 상기 헤드 마운트 디스플레이부(200)의 내부 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 현미경부(100)의 출력영상신호를 입력받아 디코딩하는 디코더(210)와, 상기 디코딩된 영상신호를 소형액정화면(230)에 표시하는 디스플레이 구동부(220)를 포함하여 구성된다.

상기 헤드 마운트 디스플레이부(200)는 안경과 같이 시술자가 착용하며, 시술자의 눈앞에는 소형액정화면(230)이 위치한다. 이때의 소형액정화면(230)에 표시되는 영상을 시술자가 확대하여 인식할 수 있도록 볼록렌즈(240)가 더 포함될 수 있다.

상기 헤드 마운트 디스플레이부(200)는 외부의 광에 간섭을 받지 않고 시술부위를 확대 표시할 수 있으며, 시술자의 집중력도 높일 수 있다.

또한, 종래와 같이 모니터를 사용하는 경우와 달리 전자파의 발생이 거의 없어 전자파에 의한 수술 기구의 오동작 등을 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 고안의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 고안에 따르는 안과 수술용 적외선 현미경은 적외선을 이용하여 시술부위를 확대 표시함에 있어서, 그 적외선 감지에 필요한 하드웨어 구성을 최소화하여 잡음의 발생을 줄여 보다 선명한 화면을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따르는 안과 수술용 적외선 현미경은 시술자가 헤드 마운트 디스플레이를 통해 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 함으로써, 외부의 광에 의한 표시상태의 변화가 없으며, 수술시 집중력을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 헤드 마운트 디스플레이는 종래 모니터를 사용하는 방식에 비하여 전자파가 거의 발생되지 않기 때문에 수술용 기기들이 전자파에 의해 오동작 하는 것을 방지하여 보다 안전한 수술 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 적외선을 수술부위로 방출하는 적외선 엘이디와, 상기 방출된 적외선의 흡수 또는 반사정도를 검출하여 영상신호를 출력하는 적외선 감지 소자와, 상기 적외선 감지 소자의 영상신호로부터 잡음을 제거하는 직류 필터부와, 상기 직류 필터부를 통해 필터링된 신호를 NTSC, PAL 또는 S-VHS로 변환하여 출력하는 신호변환부를 포함하는 현미경부와;

   시술자가 안경과 같은 형태로 착용하며, 상기 현미경부로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 시술자의 눈앞에 위치하는 소형 디스플레이장치에 표시하여 시술자가 시술부위를 확대하여 볼 수 있도록 하는 헤드 마운트 디스플레이부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 안과 수술용 적외선 현미경.
2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드 마운트 디스플레이부는 상기 현미경부의 NTSC, PAL 또는 S-VHS신호를 입력받아 디코딩하는 디코더와,

   상기 디코딩된 영상신호를 시술자의 눈 앞에 위치하는 소형 액정화면에 표시하는 디스플레이 구동부와,

   상기 소형 액정화면에 표시되는 영상을 확대하는 볼록렌즈를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 안과 수술용 적외선 현미경.
3. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 감지소자는 검출되는 적외선에 감응하여 전기적인 신호로 변환하는 적외선 감응 전하결합소자인 것을 특징으로 하는 안과 수술용 적외선 현미경.