KR20040039139A - Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer - Google Patents
Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040039139A KR20040039139A KR1020020067959A KR20020067959A KR20040039139A KR 20040039139 A KR20040039139 A KR 20040039139A KR 1020020067959 A KR1020020067959 A KR 1020020067959A KR 20020067959 A KR20020067959 A KR 20020067959A KR 20040039139 A KR20040039139 A KR 20040039139A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- beam splitter
- light
- reference mirror
- sample
- reflected
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0073—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/102—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0062—Arrangements for scanning
- A61B5/0066—Optical coherence imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
- A61B2090/373—Surgical systems with images on a monitor during operation using light, e.g. by using optical scanners
- A61B2090/3735—Optical coherence tomography [OCT]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/215—Michelson type
Abstract
Description
본 발명은 미첼슨 간섭계(Michelson interferometer)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)를 향상시킨 미첼슨 간섭계와 이를 이용한 광학적 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a Michelson interferometer, and more particularly, to a Mitchellson interferometer having an improved Signal to Noise Ratio (SNR) and an optical coherence tomography (OCT) system using the same. .
전통적인 영상 진단기기로서 X-ray CT, MRI, 초음파 영상(ultrasound imaging)과 같은 촬영 영상(tomography imaging) 기술이 의료분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이들 기술은 서로 다른 물리적 성질, 해상도, 투과 깊이 등에 따라 특정한 분야의 진단에 사용되고 있다. 최근 빛을 이용한 의료 진단기기의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 가장 대표적인 것이 광학적 간섭 단층 촬영(OCT)이다. 광학적 간섭 단층 촬영은 OCDR(Optical Coherence Domain Tomography)에 기반을 둔 기술로서 Duguay와 Mattick이 처음으로 1971년대 초에 "피부 내부 관찰(seeing through skin)"의 가능성을 제시하였다. 이 기술은 레이저의 저 간섭(low coherence) 특성을 이용하여 광학 반사(optical reflection)의 측정에 의해서 생체조직(biological tissue)의 내부 구조를 비침습적, 비접촉적인 방법으로 횡단면 영상화(cross-sectional imaging)를 하는 것이다. 생체 조직(biological tissue)로부터 반사된 광의 간섭(coherence) 성질은 조직(tissue)의 반사 경계(reflective boundary)와 백-스캐터링(back-scattering)으로부터 미세구조에 대한 공간정보(time-of-flight information)를 가지고 있다. 이러한 광학적 간섭 단층 촬영(OCT)는 빛을 이용하므로 진단부위가 무해하며, 가장 대표적인 진단 분야가 눈(eye)의 망막의 진단이다.As a conventional imaging device, tomography imaging techniques such as X-ray CT, MRI, and ultrasound imaging are widely used in the medical field. These techniques are used for diagnosis in specific fields according to different physical properties, resolutions, penetration depths, and the like. Recently, research on the development of a medical diagnostic apparatus using light is being actively conducted. The most representative of these is optical coherence tomography (OCT). Optical coherence tomography is a technology based on Optical Coherence Domain Tomography (OCDR) that Duguay and Mattick first presented the possibility of "seeing through skin" in the early 1971s. This technique uses the low coherence characteristics of the laser to cross-sectional imaging the non-invasive and non-contact method of the internal structure of the biological tissue by measuring optical reflection. To do. The coherence nature of light reflected from biological tissues is a time-of-flight of the microstructures from the reflective boundaries and back-scattering of tissues. has information) Since optical coherence tomography (OCT) uses light, the diagnostic area is harmless, and the most representative diagnostic field is the diagnosis of the eye retina.
도 1은 가장 대표적인 미첼슨 간섭계의 구성을 도시한 것이다. 광학적 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템의 광대역 소오스(broadband source)로서는 저 간섭 특성을 가지는 SLD(Super Luminescent Diode)(1)를 사용한다. 여기서 빛은 빔 스플리터(beam splitter)(2)에서 나누어진다. 빛의 한 부분은 기준 미러(reference mirror)(3)로 가고 나머지는 측정할 시료(sample)(4)로 간다. 시료(4)와 기준 미러(3)로부터 반사된 빛은 다시 빔 스플리터(2)를 지나가서 광검출기(5)에 모아지게 된다.Figure 1 shows the configuration of the most representative Mitchellson interferometer. As a broadband source of an optical coherence tomography (OCT) system, a super luminescent diode (SLD) 1 having low interference characteristics is used. Here the light is split in a beam splitter 2. One part of the light goes to the reference mirror 3 and the other goes to the sample 4 to be measured. The light reflected from the sample 4 and the reference mirror 3 passes through the beam splitter 2 again and is collected in the photodetector 5.
도 1에서 도시한 바와 같이 OCT에서 광대역 소오스는 기준 필드(reference field) Er과 시료 필드(sample field) Es로 나누어진다. 생체 조직으로부터 백-스캐터링(back-scattering)후에 수정된 시료 필드와 Er은 광검출기(5)에서 합해진다. 광학적 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템의 수신단에서의 광전류(photocurrent)는 일반적으로 다음과 같이 주어진다.As shown in FIG. 1, the wideband source in the OCT is divided into a reference field Er and a sample field Es. After back-scattering from living tissue, the modified sample field and Er are combined in the photodetector 5. The photocurrent at the receiving end of an optical coherence tomography (OCT) system is generally given by
여기서는 광검출기의 감도(detector responsivity), Pr은 기준 미러로부터 반사된 광 파워(optical power), Ps는 시료로부터 반사된 간섭 광 파워(coherent optical power), Px는 시료로부터 반사된 비간섭 광 파워(incoherent optical power)를 나타낸다. 또한 k0는 광원(optical source)의 중심 파수(center wavenumber)이고,l은 기준 미러와 샘플 간의 거리 차를 나타낸다. Id의 간섭항은 다음의 식으로 주어진다.here Is the detector responsivity, P r is the optical power reflected from the reference mirror, P s is the coherent optical power reflected from the sample, and P x is the non-interfered reflected from the sample. Incoherent optical power. K 0 is also the center wavenumber of the optical source, denotes the distance difference between the reference mirror and the sample. The interference term of I d is given by the equation
광학적 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템의 잡음 특성을 나타내기 위하여 광 전류의 잡음 편차(noise variance)는 i 2으로 주어진다. 여기서 수신단 잡음(receiver noise)는 re 2, 촬영 잡음(shot noise)은 sh 2, 과잉 광자 잡음(excess photon noise)은 ex 2로 주어진다. 수신단의 광 전류 잡음은 열 잡음(thermal noise)이 주를 이루며 다음의 식으로 나타내어진다.To characterize the noise of an optical coherence tomography (OCT) system, the noise variance of the photocurrent is is given by i 2 . Where the receiver noise is re 2 , shot noise sh 2 , excess photon noise given by ex 2 The photocurrent noise of the receiver is mainly composed of thermal noise and is represented by the following equation.
re 2= 4kBTB/Reff re 2 = 4k B T B / R eff
여기서 kB는 볼쯔만 상수, T는 온도, B는 검출 대역폭을 나타낸다. 일반적인 데이터 북에서 수신단 잡음은로 주어지므로, 본 발명에서도 수신단 잡음을 이와 같이 설정하였다.Where k B is the Boltzmann constant, T is the temperature, and B is the detection bandwidth. In a typical data book, the receiver noise is In the present invention, the receiver end noise is set as described above.
촬영 노이즈는 다음 식으로 주어진다.The shooting noise is given by the following equation.
sh 2= 2qIdcB sh 2 = 2qI dc B
여기서 q는 전하(electronic charge), Idc는 평균 검출 광전류(mean detector photocurrent)를 나타낸다. 과잉 광자 잡음(excess photon noise)은 다음의 식으로 주어진다.Where q is electronic charge and I dc is mean detector photocurrent. Excess photon noise is given by the following equation.
ex 2= (1 + V2)Idc 2B/ ex 2 = (1 + V 2 ) I dc 2 B /
여기서 V는 소오스의 편광도(degree of polarization),는 소오스의 유효 선 폭(effective line width)를 나타낸다.를 가우시안 파워 스펙트럼 밀도(Gaussian power spectral density)라 하면,으로 주어지고, 여기서 FWHM은 FWFM(full-width half-maximum) 파장 대역폭(wavelength bandwidth),는 중심 파장(center wavelength)을 나타낸다. 여기서 직류 광전류는 다음과 같이 주어진다.Where V is the degree of polarization of the source, Denotes the effective line width of the source. Is the Gaussian power spectral density, Given by FWHM is the full-width half-maximum (FWFM) wavelength bandwidth, Represents the center wavelength. Where the direct current is given by
Idc <Id> =(Pr+Px)I dc <I d > = (P r + P x )
여기서 < >은 평균값을 나타낸다. 단일 검출기에 대하여, 광전류편차(photocurrent variance)는 다음과 같이 주어진다.Where <> represents an average value. For a single detector, the photocurrent variance is given by
광신호에 대한 신호대 잡음비는 다음과 같이 정의가 된다.The signal-to-noise ratio for an optical signal is defined as
SNR = <Is 2>/ SNR = <I s 2 > /
단일 검출기에서의 평균 제곱 신호(mean-square signal) 광 전류는 다음과 같이 나타낼 수 있다.The mean-square signal photocurrent in a single detector can be expressed as follows.
<Is 2> = 2PrPs <I s 2 > = 2 P r P s
일반적인 불균형 미첼슨 간섭계(unbalanced Michelson interferometer)의 Pr,Ps,Px는 다음의 식으로 주어진다.The general unbalanced Michelson interferometer P r , P s , P x is given by the following equation.
Pr= P0Rr/4P r = P 0 R r / 4
Ps = P0Rs/4Ps = P 0 R s / 4
Px = P0Rx/4Px = P 0 R x / 4
여기서 P0는 광원의 출력, Rr은 기준 미러의 파워 반사도(power reflectivity), Rs는 시료의 간섭 백-스캐터링 파워 반사도(coherent back-scattering power reflectivity), Rx는 시료의 비간섭 백-스캐터링 파워 반사도(incoherent back-scattering power reflectivity)를 각각 나타낸다.Where P 0 is the power output of the light source, R r is the power reflectivity of the reference mirror, R s is the coherent back-scattering power reflectivity of the sample, and R x is the non-interfering back of the sample -Incoherent back-scattering power reflectivity, respectively.
위의 관계식을 이용한 스플리팅 비율(splitting ratio)과 SNR의 관계를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 보듯이 스플리팅 비율 K1이 0.5, 즉 50:50일 때 약 83.5dB를 나타내며, K1이 0.1∼0.9까지는 거의 일정한 분포를 가짐을 알 수가 있다.The relationship between the splitting ratio and the SNR using the above relation is shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, when the splitting ratio K1 is 0.5, that is, 50:50, it represents about 83.5 dB, and it can be seen that K1 has a substantially constant distribution from 0.1 to 0.9.
상기한 미첼슨 간섭계의 SNR을 향상시키기 위해서는 광학 순환장치(optical circulator)와 불균형 파이버 커플러(unbalanced fiber coupler)를 추가하거나, 균형 헤테로다인 수신기(balanced heterodyne receiver)를 사용하는 방법이 있지만, 이러한 방식은 시스템의 구성이 복잡할 뿐만 아니라 구성하는데도 어려움이 따른다.In order to improve the SNR of the Mitchellson interferometer, there is a method of adding an optical circulator and an unbalanced fiber coupler, or using a balanced heterodyne receiver. It is not only complicated but also difficult to configure.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 간단한 구성에 의하여 신호대 잡음비의 성능을 향상시켜 진단부위의 촬영 영상의 해상도를 높일 수 있는 미첼슨 간섭계와 이를 이용한 광학적 간섭 단층 촬영 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a Mitchellson interferometer and an optical coherence tomography system using the same to improve the signal-to-noise ratio performance by a simple configuration to increase the resolution of the image taken at the diagnosis site. The purpose is to.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 미첼슨 간섭계는, 광원과, 상기 광원에서 방사된 광을 나누는 빔 스플리터와, 상기 빔 스플리터와 진단 시료 사이에 설치되어 상기 빔 스플리터에서 나누어진 광을 상기 진단 시료로 제공하고 상기 진단시료에서 반사된 광을 상기 빔 스플리터로 전달하는 제 1광경로수단과, 상기 빔 스플리터와 기준 미러 사이에 설치되어 상기 빔 스플리터에서 나누어진 광을상기 기준 미러로 제공하고 상기 기준 미러에서 반사된 광을 상기 빔 스플리터로 전달하는 제 2광경로수단과, 상기 빔 스플리터에서 제공되는 상기 시료 및 상기 기준 미러로부터의 반사광을 검출하는 광검출기를 포함하여 구성되고, 상기 제 2광경로수단에 광의 감도를 감쇠시키는 감쇠수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the Mitchellson interferometer according to the present invention includes a light source, a beam splitter for dividing light emitted from the light source, and a beam splitter installed between the beam splitter and a diagnostic sample to diagnose the light split in the beam splitter. A first optical path means for providing a sample and transferring the light reflected from the diagnostic sample to the beam splitter, and provided between the beam splitter and the reference mirror to provide light divided by the beam splitter to the reference mirror and And a second optical path means for transmitting the light reflected from the reference mirror to the beam splitter, and a photodetector for detecting the sample provided by the beam splitter and the reflected light from the reference mirror. Attenuation means for attenuating the sensitivity of light is provided in the furnace means.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광학적 간섭 단층 촬영 시스템은, 광원과; 상기 광원에서 방사된 광을 나누는 빔 스플리터와; 상기 빔 스플리터와 진단 시료 사이에 설치되어 상기 빔 스플리터에서 나누어진 광을 상기 진단 시료로 제공하고 상기 진단시료에서 반사된 광을 상기 빔 스플리터로 전달하는 제 1광학 수단과; 상기 빔 스플리터와 기준 미러 사이에 설치되어 광의 감도를 감쇠시키는 감쇠수단과; 상기 빔 스플리터에서 나누어져 상기 감쇠수단에서 감쇠된 광을 상기 기준 미러로 제공하고 상기 기준 미러에서 반사된 광을 상기 빔 스플리터로 전달하는 제 2광학수단과; 상기 빔 스플리터에서 제공되는 상기 시료 및 상기 기준 미러로부터의 반사광을 검출하는 광검출수단과; 상기 검출된 신호를 증폭하는 증폭수단과; 상기 증폭된 신호에서 잡음을 제거하는 잡음제거수단과; 상기 잡음이 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환수단과; 상기 변환된 디지털신호를 신호처리하여 진단 부위인 시료에 대한 각종 영상을 구성하여 표시해 주기 위한 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the optical interference tomography system according to the present invention for achieving the above object, the light source; A beam splitter for dividing light emitted from the light source; First optical means installed between the beam splitter and the diagnostic sample to provide light divided by the beam splitter to the diagnostic sample and to transmit light reflected from the diagnostic sample to the beam splitter; Attenuation means provided between the beam splitter and the reference mirror to attenuate the sensitivity of light; Second optical means for providing to the reference mirror light which is divided by the beam splitter and attenuated by the attenuation means, and which transmits the light reflected by the reference mirror to the beam splitter; Light detecting means for detecting reflected light from the specimen and the reference mirror provided by the beam splitter; Amplifying means for amplifying the detected signal; Noise removing means for removing noise from the amplified signal; Analog / digital converting means for converting the noise-free analog signal into a digital signal; And means for constructing and displaying various images of a sample as a diagnosis site by signal processing the converted digital signal.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 미첼슨 간섭계에 감쇠기를 추가로 설치하는 간단한 구성의 추가에 의하여 망막과 같은 진단 부위의 촬영 영상의해상도를 높임으로써 촬영 영상의 정밀도를 높이도록 하였다.According to the present invention configured as described above, by increasing the resolution of the captured image of the diagnostic region, such as the retina by the addition of a simple configuration to additionally install the attenuator to the existing Mitchellson interferometer to increase the accuracy of the captured image.
도 1은 기존의 미첼슨 간섭계(Michelson interferometer)의 구성도.1 is a block diagram of a conventional Michelson interferometer (Michelson interferometer).
도 2는 기존의 미첼슨 간섭계의 신호대 잡음비 특성도.2 is a signal-to-noise ratio characteristic diagram of a conventional Mitchellson interferometer.
도 3은 본 발명에 따른 미첼슨 간섭계의 구성도.3 is a block diagram of a Mitchellson interferometer according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 미첼슨 간섭계의 신호대 잡음비 특성도.4 is a signal-to-noise ratio characteristic diagram of the Mitchellson interferometer according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 광학적 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 시스템의 구성도.5 is a block diagram of an optical coherence tomography (OCT) system according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 소오스 2 : 빔 스플리터1: source 2: beam splitter
3 : 기준 미러 4 : 시료3: reference mirror 4: sample
5 : 광검출기 6 : 감쇠기5 photodetector 6 attenuator
8 : 광학적 간섭 단층 촬영 시스템8: optical interference tomography system
9 : 그린(GRIN) 렌즈 10 : 포커싱 렌즈9: GRIN lens 10: Focusing lens
11 ; 그린 렌즈 12 : 증폭기11; Green Lens 12: Amplifier
13 : 대역통과필터 14 : 아날로그/디지털변환기13 band pass filter 14 analog / digital converter
15 : 컴퓨터15: computer
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 미첼슨 간섭계의 구성도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 미첼슨 간섭계는 빔 스플리터(2)와 기준 미러(3)사이의 광 경로인 기준 미러 아암(reference mirror arm)에 감쇠기(6)를 추가로 설치한 것이다.3 is a block diagram of a Mitchellson interferometer according to the present invention. As shown in the figure, the Mitchellson interferometer of the present invention further includes an attenuator 6 in a reference mirror arm, which is an optical path between the beam splitter 2 and the reference mirror 3.
따라서 본 발명은 기존의 방식에 간단한 감쇠기(6)를 추가하여 시스템의 구성이 간단하게 되면서, 약 3dB정도의 SNR 향상을 가져오게 된다.Therefore, the present invention simplifies the configuration of the system by adding a simple attenuator 6 to the existing method, and brings about an SNR improvement of about 3 dB.
본 발명의 미첼슨 간섭계(unbalanced Michelson interferometer)의 기준 미러(3)에서 반사된 광 파워 반사도(Pr'), 시료(4)에서 반사된 간섭 백-스캐터링 광 파워 반사도(Ps'), 시료(4)로부터 반사된 비간섭 백-스캐터링 광 파워 반사도(Px')는 각각 다음의 식으로 주어진다.Optical power reflectance P r ′ reflected from the reference mirror 3 of the unbalanced Michelson interferometer of the present invention, interference back-scattering optical power reflectance P s ′ reflected from the sample 4, sample The non-interfering back-scattering optical power reflectivity P x 'reflected from (4) is given by the following equation, respectively.
Pr' = P0Rrd/4P r '= P 0 R r d / 4
Ps' = P0Rs/4P s ' = P 0 R s / 4
Px' = P0Rx/4P x '= P 0 R x / 4
여기서, d는 기준 미러 아암의 감쇠 계수이고, P0는 광원의 출력 파워이다. 그리고, 본 발명에서는 3dB의 감쇠기를 사용하였다.Where d is the attenuation coefficient of the reference mirror arm and P 0 is the output power of the light source. In the present invention, a 3 dB attenuator was used.
도 4는 감쇠기(6)를 추가한 시스템의 SNR을 나타내었으며 스플리팅 비율(splitting ratio)이 0.5(즉, 50:50)일 때 약 86.5dB를 나타내며, 기존의 시스템보다 약 3dB의 향상을 가져왔음을 알 수가 있다.Figure 4 shows the SNR of a system with the addition of the attenuator 6, which represents about 86.5 dB when the splitting ratio is 0.5 (i.e. 50:50), which gives an improvement of about 3 dB over the existing system. You can see that it is imported.
도 5는 본 발명에 따른 광학적 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템의 구성도이다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 광원(1)으로서는 SLD를 사용하고, 스플리팅 비율이 50:50인 빔 스플리터(2)를 사용하였다.5 is a block diagram of an optical coherence tomography (OCT) system according to the present invention. As shown in the figure, SLD was used as the light source 1, and a beam splitter 2 having a splitting ratio of 50:50 was used.
상기 OCT 시스템(8)은, 시료(4)에 광을 집광하고 시료(4)에서 반사된 광을 수광하기 위한 그린(GRIN)렌즈(11)와 포커싱 렌즈(10), 기준 미러(3)에 광을 조사하고 기준 미러(3)에서 반사된 광을 수광하는 그린(GRIN)렌즈(9), 상기 그린(GRIN)렌즈(9)와 빔 스플리터(2)사이의 기준 미러 아암에 설치되어 광의 감도를 예를 들면 3dB 감쇠시키는 감쇠기(6)가 설치되어 있다. 여기서, 그린 렌즈(11)와 포커싱 렌즈(10) 및 그린 렌즈(9)는 횡방향 스캐닝(lateral scanning) 및 종방향 스캐닝(longitudinal scanning)이 가능하도록 되어 있다.The OCT system 8 collects light onto the sample 4 and includes a green lens 11, a focusing lens 10, and a reference mirror 3 to receive light reflected from the sample 4. The sensitivity of the light is provided on the reference mirror arm between the green lens 9 and the green lens 9 and the beam splitter 2 for irradiating the light and receiving the light reflected from the reference mirror 3. For example, an attenuator 6 for attenuating 3 dB is provided. Here, the green lens 11, the focusing lens 10, and the green lens 9 are capable of lateral scanning and longitudinal scanning.
그리고, 상기 OCT 시스템(8)은 상기 시료(4)와 상기 기준 미러(3)에서 반사되어 빔 스플리터(2)를 통과한 광을 전기적 신호로 검출하는 광 검출기(5)와, 상기 검출된 전기적 신호(광 전류)를 증폭하는 증폭기(12)와, 상기 증폭된 신호에서 잡음을 제거하는 대역통과필터(13)와, 상기 잡음이 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(14)와, 상기 변환된 디지털신호를 신호처리하여 진단 부위인 시료에 대한 각종 영상을 구성하여 표시해 주기 위한 컴퓨터(15)를 포함한다.The OCT system 8 includes a photo detector 5 for detecting light reflected from the sample 4 and the reference mirror 3 and passing through the beam splitter 2 as an electrical signal, and the detected electrical power. An amplifier 12 for amplifying a signal (photocurrent), a bandpass filter 13 for removing noise from the amplified signal, and an analog / digital converter 14 for converting the noise-free analog signal into a digital signal And a computer 15 for signal processing the converted digital signal to construct and display various images of a sample as a diagnosis site.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 OCT시스템은 간단한 구성의 감쇠기를 추가로 설치하여 시스템의 SNR 성능을 향상시켜 망막과 같은 진단 부위의 촬영 영상의 해상도를 높임으로써 촬영 영상의 정밀도를 높일 수 있게 된다.The OCT system according to the present invention configured as described above may further increase the resolution of the captured image by increasing the resolution of the captured image of the diagnosis region such as the retina by further improving the SNR performance of the system by installing an attenuator having a simple configuration.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiments, but can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention, various modifications, alterations, substitutions or additions are common in the art Those who have knowledge will easily understand. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 미첼슨 간섭계의 기준 미러 아암에 간단한 구성의 감쇠기를 추가로 설치함으로써 SNR을 3dB 향상시켰으며, 이로 인하여 시스템의 해상도를 높일 수 있게 된다. 또한, 이러한 미첼슨 간섭계를 광학적 간섭 단층 촬영(OCT) 시스템에 적용하면 망막과 같은 진단 부위의 촬영 영상의 해상도를 높임으로써 촬영 영상의 정밀도를 높일 수 있게 된다.As described in detail above, according to the present invention, an additional attenuator having a simple configuration is installed on the reference mirror arm of the Mitchellson interferometer, thereby improving the SNR by 3 dB, thereby increasing the resolution of the system. In addition, when the Mitchellson interferometer is applied to an optical coherence tomography (OCT) system, it is possible to increase the accuracy of the captured image by increasing the resolution of the captured image of the diagnostic region such as the retina.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020067959A KR20040039139A (en) | 2002-11-04 | 2002-11-04 | Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020067959A KR20040039139A (en) | 2002-11-04 | 2002-11-04 | Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040039139A true KR20040039139A (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=37336981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020067959A KR20040039139A (en) | 2002-11-04 | 2002-11-04 | Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040039139A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100982619B1 (en) * | 2010-03-10 | 2010-09-15 | 경북대학교 산학협력단 | Non invasive method and apparatus for early diagnosis of fruit tree diseases |
| US7822451B2 (en) | 2005-07-28 | 2010-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus of measuring glucose concentration by using optical coherence tomography and method of operating the apparatus |
| WO2012138066A2 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 이큐메드㈜ | Multimodal optical tomography system and method for same |
| US9251604B2 (en) | 2012-07-20 | 2016-02-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for generating tomography image |
| KR20170002866U (en) | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 한봉숙 | Lamp cover |
| CN108089217A (en) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | X-ray detector based on Michelson's interferometer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144231A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Incidence device for fourier transformation type optical fiber loss measuring instrument |
| US5434668A (en) * | 1992-04-01 | 1995-07-18 | Electronics & Space Corp. | Laser vibrometer identification friend-or-foe (IFF) system |
| US5991021A (en) * | 1998-03-23 | 1999-11-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Nonlinear spectrophotometer |
-
2002
- 2002-11-04 KR KR1020020067959A patent/KR20040039139A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144231A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Incidence device for fourier transformation type optical fiber loss measuring instrument |
| US5434668A (en) * | 1992-04-01 | 1995-07-18 | Electronics & Space Corp. | Laser vibrometer identification friend-or-foe (IFF) system |
| US5991021A (en) * | 1998-03-23 | 1999-11-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Nonlinear spectrophotometer |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7822451B2 (en) | 2005-07-28 | 2010-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus of measuring glucose concentration by using optical coherence tomography and method of operating the apparatus |
| KR100982619B1 (en) * | 2010-03-10 | 2010-09-15 | 경북대학교 산학협력단 | Non invasive method and apparatus for early diagnosis of fruit tree diseases |
| WO2011111969A2 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 경북대학교 산학협력단 | Method and device for non-invasive early diagnosis of fruit tree disease |
| WO2011111969A3 (en) * | 2010-03-10 | 2012-03-01 | 경북대학교 산학협력단 | Method and device for non-invasive early diagnosis of fruit tree disease |
| US8885872B2 (en) | 2010-03-10 | 2014-11-11 | Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Method and device for early non-invasive diagnosis of fruit tree disease |
| WO2012138066A2 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 이큐메드㈜ | Multimodal optical tomography system and method for same |
| WO2012138066A3 (en) * | 2011-04-08 | 2013-01-10 | 이큐메드㈜ | Multimodal optical tomography system and method for same |
| KR101226445B1 (en) * | 2011-04-08 | 2013-01-28 | 이큐메드 주식회사 | Multi-modal optical coherence tomograpy system and the method |
| US9251604B2 (en) | 2012-07-20 | 2016-02-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for generating tomography image |
| KR20170002866U (en) | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 한봉숙 | Lamp cover |
| CN108089217A (en) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | X-ray detector based on Michelson's interferometer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6900943B2 (en) | Optical amplification in coherent optical frequency modulated continuous wave reflectometry | |
| US6853457B2 (en) | Optical amplification in coherence reflectometry | |
| US7023558B2 (en) | Acousto-optic monitoring and imaging in a depth sensitive manner | |
| US6657727B1 (en) | Interferometers for optical coherence domain reflectometry and optical coherence tomography using nonreciprocal optical elements | |
| US7061622B2 (en) | Aspects of basic OCT engine technologies for high speed optical coherence tomography and light source and other improvements in optical coherence tomography | |
| US7595889B2 (en) | Systems and methods for endoscopic angle-resolved low coherence interferometry | |
| US6760112B2 (en) | Grin-fiber lens based optical endoscopes | |
| EP0956809A1 (en) | Interferometer for optical coherence tomography | |
| AU2001285718A1 (en) | Optical amplification in coherence reflectometry | |
| US8537366B2 (en) | Systems and methods for endoscopic angle-resolved low coherence interferometry | |
| CN105996999B (en) | Method and system for measuring sample depth resolution attenuation coefficient based on OCT | |
| AU2002212105A1 (en) | Optical amplification in coherent optical frequency modulated continuous wave reflectometry | |
| KR20040039139A (en) | Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer | |
| KR20130126151A (en) | A optical coherence tomography using a comb source | |
| Chen et al. | Real Time Optical Coherence Tomography System | |
| Pyhtila et al. | Endoscopic Fourier-domain angle-resolved low coherence interferometry for assessing nuclear morphology in human epithelial tissues | |
| Yang et al. | A study on optimal interferometer topology of optical coherence tomography system | |
| KR20140077229A (en) | A optical coherence tomography method to simplify the alignment process | |
| JP2006267070A (en) | System for optical tomographic imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |