KR20130039198A - Method of producing photoacoustic image for detecting calcification tissue and producing apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and apparatus for generating a photoacoustic image for detecting a calcification tissue are provided to supply accurate calcification tissue information to a user by detecting a microscale calcification phenomenon in breast and thyroid gland tissues. CONSTITUTION: A laser applying unit(100) applies a laser to an object. A photoacoustic signal receiving unit(105) receives a photoacoustic signal generated after the laser is applied to the object. A calcification tissue determining unit(110) determines whether a tissue is a calcification tissue or a peripheral tissue by comparing the size of the photoacoustic signal. A photoacoustic image postprocessing unit(120) emphasizes a calcification tissue image and removes a peripheral tissue image. An ultrasonic image generating unit(130) generates an ultrasonic image by using the photoacoustic signal received from the photoacoustic signal receiving unit. [Reference numerals] (100) Laser applying unit; (105) Photoacoustic signal receiving unit; (110) Calcification tissue determining unit; (120) Photoacoustic image postprocessing unit; (130) Ultrasonic image generating unit; (140) Image output unit; (AA) Object;

Description

석회화 조직을 검출하기 위한 광음향 영상 생성 방법 및 장치{Method of producing photoacoustic image for detecting calcification tissue and producing apparatus thereof}Method of producing photoacoustic image for detecting calcification tissue and producing apparatus

본 발명은 광음향 영상 생성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신체 내부의 석회화 조직과 주변 조직 간의 구분을 쉽게 할 수 있는 광음향 영상 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photoacoustic image generating method, and more particularly, to a photoacoustic image generating method and apparatus that can easily distinguish between calcified tissue and surrounding tissues in the body.

유방 및 갑상선 조직 내 석회화 현상은 암의 조기진단에 있어서 중요한 단서가 된다. 즉, 마이크로 스케일의 석회화 현상은 암 발생의 지시자 역할을 하고 있어, 사전에 석회화 조직을 검출하는 것이 매우 중요하다. Calcification in breast and thyroid tissues is an important clue in the early diagnosis of cancer. That is, the microscale calcification acts as an indicator of cancer occurrence, and it is very important to detect the calcified tissue in advance.

유방암 및 갑상선 암의 조기 진단은 맘모그라피(Mammography)로 석회화를 확인하거나, 초음파 영상 및 생검(biopsy)을 실시하여 양성 또는 악성을 검증하게 된다.Early diagnosis of breast and thyroid cancer is confirmed by mammography (Mammography), or ultrasound or biopsy (biopsy) to verify positive or malignant.

이러한 방법의 단점을 살펴보면, 맘모그라피의 경우 인체에 과도하게 X-ray를 조사하게 되고, 압박에 의한 고통을 환자에게 주게 되며, 실시간 영상화가 어렵고, 특히 갑상선에는 적용하기 어렵다.Looking at the drawbacks of this method, the mammography is irradiated with excessive X-rays on the human body, the pain caused by the compression to the patient, real-time imaging is difficult, especially in the thyroid gland.

한편, 초음파 영상의 경우에는 실시간으로 영상을 제공할 수 있는 비방사선 영상화 방법이고, 환자들에게 압박과 같은 불편함을 주지 않지만, 콘트라스트가 낮고 영상에 노이즈가 많기 때문에 식별성이 떨어짐에 따라 생검용 바늘을 유도하는데 있어서, 석회화 조직이나 병변이 어디인지 정확한 확인이 어렵다는 문제점이 있었다. 따라서, 미세 석회화 조직의 영상을 더욱 강조하고 석회화 조직을 갖지 않은 영상에 대한 반응을 최소화할 수 있는 실시간 영상 기술이 필요한 실정이다.On the other hand, in the case of an ultrasound image, it is a non-radiation imaging method that can provide an image in real time, and does not give patients discomfort such as compression, but the contrast is low and the image has a lot of noise. In inducing this, there was a problem that it is difficult to accurately identify the calcified tissue or lesion. Therefore, there is a need for a real-time imaging technique capable of further emphasizing the image of the microcalcified tissue and minimizing the response to the image without the calcified tissue.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 신체 내부의 석회화 조직과 주변 조직 간의 구분을 쉽게 할 수 있는 실시간 광음향 영상 생성 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the first problem to be solved by the present invention is to provide a real-time photoacoustic image generation method that can easily distinguish between the calcified tissue and the surrounding tissue inside the body.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 맘모그라피에서도 관찰이 안 되는 임상적으로 의미 없는 석회화 조직과 의미 있는 석회화 조직을 구분할 수 있는 광음향 영상 생성 장치를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide an optoacoustic image generating apparatus that can distinguish between clinically meaningless calcified tissue and meaningful calcified tissue that are not observed even in mammography.

또한, 상기된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.Further, the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the above method on a computer.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 특정 파장을 갖는 광 에너지를 석회화 조직이 포함된 대상체로 인가하는 단계; 상기 대상체에서 발생한 광음향 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 광음향 신호로부터 상기 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 단계를 포함하는 광음향 영상 생성 방법을 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention comprises the steps of applying a light energy having a specific wavelength to the object containing calcified tissue; Receiving an optoacoustic signal generated by the object; And generating an optoacoustic image of the calcified tissue from the received optoacoustic signal.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 특정 파장이 680 nm 부터 710 nm 대역에 있는 경우, 상기 석회화 조직이 주변 생체 조직보다 큰 크기의 광음향 신호를 발생하는 것을 이용하여 상기 석회화 조직의 광음향 영상을 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the specific wavelength is in the 680 nm to 710 nm band, the photoacoustic image of the calcified tissue by using the calcified tissue to generate a photoacoustic signal of a larger size than the surrounding biological tissue Can be generated.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 두 개의 다른 파장을 갖는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각을 이용하여 석회화 조직을 영상화할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, light energy having two different wavelengths may be applied to the object, and the calcified tissue may be imaged using each photoacoustic signal generated by the object.

이때, 한 개의 파장은 680 nm 부터 710 nm 파장 대역에 존재하고, 다른 한 개의 파장은 주변 생체 조직의 광흡수 계수에 따라 달라지는 것이 바람직하다.At this time, one wavelength is present in the wavelength band of 680 nm to 710 nm, the other wavelength is preferably dependent on the light absorption coefficient of the surrounding biological tissue.

또한, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각의 크기를 비교하여 석회화 조직이 아닌 주변 영상을 제거하거나, 석회화 조직 영상을 강화할 수 있다.In addition, by comparing the magnitudes of the photoacoustic signals generated in the object, a peripheral image other than the calcified tissue may be removed, or the calcified tissue image may be enhanced.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 680 nm 부터 710 nm 파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기와 800 nm 부터 1000 nm파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기의 비율을 고려하여 석회화 조직을 구분할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the light energy belonging to the wavelength band of 680 nm to 710 nm is applied to the object, the magnitude of the photoacoustic signal generated in the object and the light energy belonging to the 800 nm to 1000 nm wavelength band May be applied to the subject, and the calcified tissue may be classified in consideration of the ratio of the magnitude of the photoacoustic signal generated in the subject.

또한, 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하는 단계; 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하는 단계; 및 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 크면 상기 제1 광음향 신호를 강화하고, 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 작으면, 상기 제2 광음향 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, measuring the first photoacoustic signal for the microcalcification-active wavelength band; Measuring a second optoacoustic signal for the microcalcification-inactive wavelength band; And reinforcing the first optoacoustic signal if the first optoacoustic signal is greater than the second optoacoustic signal, and if the first optoacoustic signal is less than the second optoacoustic signal, It may include the step of removing.

또한, 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하는 단계; 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하는 단계; 및 상기 제1 광음향 신호로부터 생성된 제1 영상과 상기 제2 광음향 신호로부터 생성된 제2 영상을 비교하여, 동시에 나타난 신호는 제거하고 상기 제1 영상에만 나타난 신호를 이용하여 상기 석회화 조직의 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, measuring the first photoacoustic signal for the microcalcification-active wavelength band; Measuring a second optoacoustic signal for the microcalcification-inactive wavelength band; And comparing the first image generated from the first photoacoustic signal with the second image generated from the second photoacoustic signal, and removing the signal simultaneously and using the signal appearing only on the first image. It may include generating an image.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 대상체에서 발생되는 광음향 신호를 수신하는 광음향 신호 수신부; 및 상기 수신된 광음향 신호로부터 상기 대상체에 포함된 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 광음향 영상 생성부를 포함하는 광음향 영상 생성 장치를 제공한다. The present invention provides an optoacoustic signal receiving unit for receiving an optoacoustic signal generated in the object to achieve the second object; And an optoacoustic image generator for generating an optoacoustic image of the calcified tissue included in the object from the received photoacoustic signal.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 광음향 영상 생성 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다. In order to solve the above other technical problem, the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the above-mentioned photoacoustic image generating method on a computer.

본 발명에 따르면, 신체 내부의 석회화 조직과 주변 조직 간의 구분을 쉽게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 맘모그라피에서도 관찰이 안 되는 임상적으로 의미 없는 석회화 조직과 의미 있는 석회화 조직을 구분할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따르면, 유방 및 갑상선 조직 내의 마이크로 스케일의 석회화 현상을 실시간으로 검출할 수 있다. 따라서, 사용자에게 미세 석회화 조직에 대한 정확한 정보를 제공할 수 있음에 따라 더욱 정확한 침 생검(Needle biopsy)을 유도(guidance)할 수 있으며, 암 조기진단에서 항상 문제가 되어온 긍정 오류(False Positive) 문제에 있어 더욱 정교하고 신뢰성 있는 진단이 가능하다.According to the present invention, it is possible to easily distinguish between the calcified tissue inside the body and the surrounding tissue. In addition, according to the present invention, it is possible to distinguish between clinically meaningless calcified tissue and meaningful calcified tissue which are not observed even in mammography. Furthermore, according to the present invention, microscale calcification in breast and thyroid tissue can be detected in real time. Therefore, by providing accurate information about the microcalcified tissue to the user, more accurate needle biopsy can be induced and a false positive problem has always been a problem in early diagnosis of cancer. More sophisticated and reliable diagnosis is possible.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 장치(photoacoustic imaging, PAI)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 방법의 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 방법의 210 단계와 220 단계의 세부 흐름도이다.
도 4는 생체 조직 시편에 대한 생체 외부 실험 결과를 도시한 것이다.
도 5는 레이저의 파장에 따라 발생된 광음향 신호의 크기 및 미세 석회화 반응 파장 구간 및 미반응 파장 구간을 도시한 것이다.
도 6은 각 조직별로 레이저 파장과 광흡수 계수(μa)와의 관계를 도시한 것이다.
도 7은 파장이 690 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상과, 파장이 800 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상을 비교한 것이다.
1 is a block diagram of a photoacoustic imaging device (PAI) according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a photoacoustic imaging method according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a detailed flowchart of steps 210 and 220 of the photoacoustic imaging method according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 2.
4 shows the results of ex vivo experiments on biological tissue specimens.
FIG. 5 shows the magnitude of the photoacoustic signal generated according to the wavelength of the laser, and the microcalcification reaction wavelength section and the unreacted wavelength section.
6 shows the relationship between the laser wavelength and the light absorption coefficient μ a for each tissue.
7 compares an optoacoustic image when a laser having a wavelength of 690 nm is applied to an object and an optoacoustic image when a laser having a wavelength of 800 nm is applied to an object.

본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the specific contents of the present invention, for the convenience of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea will be presented first.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광음향 영상 생성 방법은 특정 파장을 갖는 광 에너지를 석회화 조직이 포함된 대상체로 인가하는 단계; 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 광음향 신호로부터 상기 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 단계를 포함한다.Optoacoustic image generation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of applying a light energy having a specific wavelength to the object containing calcified tissue; Receiving an optoacoustic signal generated by the object; And generating an optoacoustic image of the calcified tissue from the received optoacoustic signal.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on the preferred embodiment of the present invention, the same in the reference numerals to the components of the drawings The same reference numerals are given to the components even though they are on different drawings, and it is to be noted that in the description of the drawings, components of other drawings may be cited if necessary. In addition, in describing the operation principle of the preferred embodiment of the present invention in detail, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration and other matters related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, The detailed description is omitted.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 장치(photoacoustic imaging, PAI)의 구성도이다.1 is a block diagram of a photoacoustic imaging device (PAI) according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 광음향 영상 장치는 레이저 인가부(100), 광음향 신호 수신부(105), 광음향 영상 생성부(125)), 초음파 영상 생성부(130), 및 영상 출력부(140)로 구성된다. 광음향 영상 생성부(125)는 석회화 조직 판단부(110) 및 광음향 영상 후처리부(120)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the optoacoustic imaging apparatus according to the present exemplary embodiment includes a laser applying unit 100, an optoacoustic signal receiver 105, an optoacoustic image generator 125, an ultrasonic image generator 130, and The image output unit 140 is configured. The optoacoustic image generator 125 includes a calcification tissue determination unit 110 and an optoacoustic image post-processing unit 120.

레이저 인가부(100)는 레이저를 관찰하고자 하는 대상체에 인가한다.The laser applying unit 100 applies the laser to the object to be observed.

광음향 신호 수신부(105)는 레이저가 대상체에 인가된 후 발생하는 광음향 신호를 수신한다. The optoacoustic signal receiver 105 receives an optoacoustic signal generated after the laser is applied to the object.

석회화 조직 판단부(110)는 레이저의 파장에 따른 광음향 신호의 크기를 비교하여 석회화 조직인지 주변 조직인지 여부를 판단한다.The calcification tissue determination unit 110 compares the magnitude of the photoacoustic signal according to the wavelength of the laser to determine whether the calcification tissue or surrounding tissue.

광음향 영상 후처리부(120)는 석회화 조직으로 판단된 영상을 강조하고, 주변 조직이라고 판단된 영상을 제거한다.The optoacoustic image post-processing unit 120 emphasizes the image determined to be calcified tissue and removes the image determined to be the surrounding tissue.

초음파 영상 생성부(130)는 광음향 신호 수신부(100)로부터 수신한 광음향 신호를 이용하여 초음파 영상을 생성한다.The ultrasound image generator 130 generates an ultrasound image by using the photoacoustic signal received from the photoacoustic signal receiver 100.

영상 출력부(140)는 광음향 영상 후처리부(120)에서 후처리된 영상을 출력하거나, 상기 후처리된 영상과 초음파 영상 생성부(130)에서 생성된 초음파 영상을 동시에 출력한다.
The image output unit 140 outputs the post-processed image by the photoacoustic image post-processing unit 120 or simultaneously outputs the post-processed image and the ultrasonic image generated by the ultrasonic image generating unit 130.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a photoacoustic imaging method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 광음향 영상 방법은 도 1에 도시된 광음향 영상 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 광음향 영상 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시 예에 따른 광음향 영상 방법에도 적용된다.Referring to FIG. 2, the photoacoustic imaging method according to the present exemplary embodiment includes steps that are processed in time series in the photoacoustic imaging apparatus illustrated in FIG. 1. Therefore, although omitted below, the above descriptions of the photoacoustic imaging apparatus illustrated in FIG. 1 also apply to the photoacoustic imaging method according to the present embodiment.

200 단계에서 광음향 영상 장치는 특정 파장을 갖는 광 에너지를 석회화 조직이 포함된 대상체로 인가한다.In operation 200, the photoacoustic imaging apparatus applies light energy having a specific wavelength to an object including calcified tissue.

210 단계에서 광음향 영상 장치는 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호를 수신한다.In operation 210, the photoacoustic imaging apparatus receives an optoacoustic signal generated by the object.

220 단계에서 광음향 영상 장치는 수신된 광음향 신호로부터 석회화 조직의 광음향 영상을 생성한다.
In operation 220, the optoacoustic imaging apparatus generates an optoacoustic image of calcified tissue from the received optoacoustic signal.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 광음향 영상 방법의 210 단계와 220 단계의 세부 흐름도이다.3 is a detailed flowchart of steps 210 and 220 of the photoacoustic imaging method according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 2.

300 단계에서 광음향 영상 장치는 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역의 에너지를 대상체에 인가하여 제1 광음향 신호를 수신한다.In operation 300, the photoacoustic imaging apparatus receives the first photoacoustic signal by applying energy of a microcalcification-active wavelength band to the object.

이때, 미세 석회화 반응 파장 대역은 석회화 조직에서 발생되는 광음향 신호의 크기가 제1 임계값보다 클 때의 파장 대역으로 결정될 수 있다.In this case, the microcalcification reaction wavelength band may be determined as the wavelength band when the magnitude of the photoacoustic signal generated in the calcification tissue is larger than the first threshold value.

310 단계에서 광음향 영상 장치는 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역의 에너지를 상기 대상체에 인가하여 제2 광음향 신호를 수신한다.In operation 310, the photoacoustic imaging apparatus receives the second photoacoustic signal by applying energy of a microcalcification-inactive wavelength band to the object.

이때, 미세 석회화 미반응 파장 대역은 상기 석회화 조직에서 발생되는 광음향 신호의 크기가 제2 임계값보다 작을 때의 파장 대역으로 결정될 수 있다.In this case, the fine calcified unreacted wavelength band may be determined as the wavelength band when the magnitude of the photoacoustic signal generated in the calcified tissue is smaller than the second threshold value.

320 단계에서 광음향 영상 장치는 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 큰 경우인지 여부를 판단한다. 만일 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 같거나 큰 경우 330 단계로 진행하고, 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 작은 경우 340 단계로 진행한다.In operation 320, the photoacoustic imaging apparatus determines whether the first photoacoustic signal is greater than the second photoacoustic signal. If the first optoacoustic signal is greater than or equal to the second optoacoustic signal, the operation proceeds to step 330, and if the first optoacoustic signal is smaller than the second optoacoustic signal, the operation proceeds to step 340.

330 단계에서 광음향 영상 장치는 상기 대상체가 석회화 조직이라고 판단하고, 상기 제1 광음향 신호를 강화한다.In operation 330, the photoacoustic imaging apparatus determines that the object is a calcified tissue, and enhances the first photoacoustic signal.

340 단계에서 광음향 영상 장치는 상기 대상체가 주변 조직이라고 판단하고, 상기 제2 광음향 신호를 제거한다.In operation 340, the photoacoustic imaging apparatus determines that the object is a surrounding tissue, and removes the second photoacoustic signal.

350 단계에서 광음향 영상 장치는 강화된 제1 광음향 신호와 제거된 제2 광음향 신호를 이용하여 최종 광음향 영상을 생성하는 영상 후처리를 수행한다.
In operation 350, the photoacoustic imaging apparatus performs image post-processing to generate a final photoacoustic image by using the enhanced first photoacoustic signal and the removed second photoacoustic signal.

도 4는 생체 조직 시편에 대한 생체 외부 실험 결과를 도시한 것이다.4 shows the results of ex vivo experiments on biological tissue specimens.

도 4(a)는 초음파 영상, 도 4(b)는 광음향 영상, 도 4(c)는 광음향 영상과 초음파 영상의 융합 영상, 도 4(d)는 맘모그라피 영상을 도시한 것이다.4 (a) shows an ultrasound image, FIG. 4 (b) shows an optoacoustic image, FIG. 4 (c) shows a fusion image of an optoacoustic image and an ultrasound image, and FIG. 4 (d) shows a mammography image.

도 4(a)에 도시된 초음파 영상에서는 낮은 콘트라스트로 인해 미세 석회화 조직을 관찰하기 어렵다. 한편, 도 4(b)에 도시된 광음향 영상은 최적 파장의 입사 레이저에 반응하는 석회화 조직을 검출한 영상이다. 도 4(a)의 초음파 영상과는 달리 도 4(b)의 광음향 영상에서는 석회화 조직이 뚜렷하게 나타나 있다. In the ultrasound image shown in FIG. 4A, it is difficult to observe microcalcified tissue due to low contrast. On the other hand, the photoacoustic image shown in Figure 4 (b) is an image of the calcified tissue in response to the incident laser of the optimum wavelength. Unlike the ultrasound image of FIG. 4 (a), the calcified tissue is clearly seen in the photoacoustic image of FIG. 4 (b).

도 4(b)에 도시된 광음향 영상은 석회화 조직과 기존 주변 조직의 차이를 확연하게 구분해 줄 수 있으며 도 4(d)에 도시된 Mammography 영상에서 구분되는 미세 석회화 조직을 모두 구분해 낼 수 있다. The photoacoustic image shown in FIG. 4 (b) can clearly distinguish the difference between the calcified tissue and the existing surrounding tissue, and can distinguish all the microcalcified tissues distinguished from the Mammography image shown in FIG. 4 (d). have.

도 4(c)의 융합 영상은 초음파 영상과 광음향 영상을 겹치도록 하여 디스플레이한 것으로, 석회화 조직의 위치를 찾는데 도움을 준다.
The fusion image of FIG. 4 (c) is displayed by overlapping the ultrasound image and the photoacoustic image, which helps to locate the calcified tissue.

도 5는 레이저의 파장에 따라 발생된 광음향 신호의 크기 및 미세 석회화 반응 파장 구간 및 미반응 파장 구간을 도시한 것이다.FIG. 5 shows the magnitude of the photoacoustic signal generated according to the wavelength of the laser, and the microcalcification reaction wavelength section and the unreacted wavelength section.

도 5를 참조하면, 생체 외부 실험에서 미세 석회화 조직에서 발생되는 광음향 신호의 최대 크기는 레이저 파장이 680 nm에서 710 nm 사이의 범위에서 발생하고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the maximum amplitude of the optoacoustic signal generated in the microcalcified tissue in the in vitro experiment is generated in the range of 680 nm to 710 nm.

도 5는 7개의 유방 조직 시편(specimen)에 대하여 광음향 신호가 최대로 발생되는 최적 파장을 기록하고 평균과 표준 편차를 구한 결과이다. 각 실험은 16번에 걸쳐 데이터가 수집되었다. 광음향 영상은 인가되는 광 에너지의 파장이 680 nm ~ 710 nm 일 때 최적으로 구성되었으며, 800-1000 nm 대역에서는 작은 반응을 보여 영상에서 육안으로 확인할 수 없을 만큼 신호의 크기가 작아지게 된다.FIG. 5 is a result of recording the optimum wavelength at which the photoacoustic signal is generated to the maximum for 7 breast tissue specimens, and calculating the average and standard deviation. Each experiment collected data 16 times. The optoacoustic image is optimally configured when the wavelength of the applied light energy is 680 nm to 710 nm, and the signal size becomes small enough that the image cannot be visually seen in the image due to a small response in the 800-1000 nm band.

따라서, 파장 대역별로 구분된 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역 (680-710 nm)과 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역 (800-1000 nm)의 반응을 대조하여 미세 석회화가 나타나는 형태를 확정하여 사용자에게 제공할 수 있다. Therefore, the microcalcifications appear by comparing the reactions of the calcification-active wavelength band (680-710 nm) and the microcalcification-inactive wavelength band (800-1000 nm). The form can be determined and provided to the user.

본 발명에서는 미세 석회화를 효과적으로 영상화하고 주변 조직과의 대조도를 높이기 위해서 도 5의 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역과 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역간의 광음향 신호 발생의 정도를 대조하여 배경 영상 제거, 석회화 조직 신호 증폭 등을 수행한다.
In the present invention, the degree of photoacoustic signal generation between the microcalcification-active wavelength band and the microcalcification-inactive wavelength band of FIG. 5 for effectively imaging the microcalcification and increasing the contrast with the surrounding tissue. In contrast, background image removal and calcification tissue signal amplification are performed.

도 6은 각 조직별로 레이저 파장과 광흡수 계수(μa)와의 관계를 도시한 것이다.6 shows the relationship between the laser wavelength and the light absorption coefficient μ a for each tissue.

짧은 펄스의 광 에너지를 분자에 인가하고, 이에 따라 발생된 조직의 열 팽창에 의해 광음향 신호를 취득하고 이를 수신하여 영상을 취득하게 되는데, 이 과정에서 인가되는 광 에너지의 파장에 따라 반응하는 조직이 달라지며, 이를 이용하여 기능적으로 구분된 분자 영상이 가능하다. 이러한 특성을 이용하여 미세 석회화의 각 파장에 대한 반응을 대조하면 유방 및 갑상선조직 내부의 석회화된 조직과 주변 조직간의 구분이 가능하게 된다.A short pulse of light energy is applied to the molecule, and the photoacoustic signal is acquired by the thermal expansion of the tissue generated accordingly, and an image is obtained by receiving the photoacoustic signal. In this process, the tissue reacts according to the wavelength of the applied light energy. This is different, and functionally divided molecular imaging is possible using this. By using these characteristics to contrast the response to each wavelength of microcalcification, it is possible to distinguish between calcified and surrounding tissues inside the breast and thyroid tissue.

흡수 스펙트럼은 레이저 파장의 함수이고, 레이저의 파장별로 각 조직에서 보이는 반응이 상이하다. 각 조직에서의 파장별 광흡수 계수와의 관계가 도 6에 도시되어 있으며, 이를 이용하여 기능성 영상화가 가능하다. 즉, 혈액 내에서 산소와 결합된 헤모글로빈과 산소화 해리된 헤모글로빈과 같이 다른 분자들은 입사된 레이저에 반응하여 다른 흡수 스펙트럼 특징을 나타내기 때문에 기능성 영상화가 가능하다.The absorption spectrum is a function of the laser wavelength and the response seen in each tissue is different for each wavelength of the laser. The relationship between the wavelength-specific light absorption coefficients in each tissue is shown in FIG. 6, and functional imaging is possible using the same. That is, functional imaging is possible because other molecules, such as hemoglobin bound to oxygen and oxygenated dissociated hemoglobin in the blood, exhibit different absorption spectral characteristics in response to the incident laser.

만일 피크 흡수 파장을 갖는 레이저 펄스가 방사되면, 파장에 대응하는 분자가 레이저 에너지를 최대로 흡수하게 되고, 열로 변환된다.If a laser pulse having a peak absorption wavelength is emitted, molecules corresponding to the wavelength absorb the laser energy to the maximum and are converted into heat.

열 국한성(thermal confinement)으로 정의되는 흡수 에너지의 열 전달 시간보다 레이저 펄스 폭이 짧은 경우, 상기 흡수 에너지는 과도적 열탄성적 팽창을 유발하게 된다. 따라서, 초음파 형태로 검출되는 광음향 신호가 생성되어 영상화할 수 있다.If the laser pulse width is shorter than the heat transfer time of the absorbed energy defined by thermal confinement, the absorbed energy will cause transient thermoelastic expansion. Thus, an optoacoustic signal detected in the form of ultrasonic waves can be generated and imaged.

결과적으로, 광음향 영상 장치가 미세 석회화 조직을 영상화하기 위한 조건은 미세 석회화 조직의 흡수 스펙트럼 특성이 알려져야 한다는 것이다.As a result, the condition for the photoacoustic imaging device to image the microcalcified tissue is that the absorption spectral characteristics of the microcalcified tissue should be known.

이러한 조건으로부터 레이저 펄스의 특정한 파장을 결정하고, 미세 석회화 조직 내의 최대 광음향 신호를 주변 조직보다 더 크게 생성할 수 있다. From these conditions it is possible to determine the specific wavelength of the laser pulse and to produce the maximum optoacoustic signal in the microcalcified tissue larger than the surrounding tissue.

본 발명에서는 미세 석회화 조직의 흡수 스펙트럼 특징을 측정하는 대신에 간접적인 방법으로 확인되는 최적의 레이저 파장을 실험을 통해 확인하였다.In the present invention, instead of measuring the absorption spectral characteristics of the microcalcified tissue, the optimal laser wavelength confirmed by an indirect method was confirmed through experiments.

680 nm부터 1000 nm 사이에서 파장을 변화시킴으로써, 환자들의 석회화 조직이 포함되어 있는 유방암 시편을 이용한 생체 외부 실험으로부터 생성되는 광음향 신호 크기를 측정할 수 있다. By varying the wavelength between 680 nm and 1000 nm, photoacoustic signal magnitudes generated from in vitro experiments with breast cancer specimens containing calcified tissue from patients can be measured.

목표한 분자에서 생성되는 광음향 신호의 세기는 목표한 분자에 의해 흡수된 에너지의 양에 비례한다.The intensity of the optoacoustic signal produced by the target molecule is proportional to the amount of energy absorbed by the target molecule.

총 흡수 에너지는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 따라서, 발생되는 광음향 신호의 크기는 해당 조직의 광 흡수 계수에 따라 달라진다.The total absorbed energy can be expressed by Equation 1 below. Therefore, the magnitude of the photoacoustic signal generated depends on the light absorption coefficient of the tissue.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Γ는 차원이 없는 그뤄나이젠 파라미터(Gruneisen parameter)이고, μa는 광흡수 계수이며, F는 흡수체에서의 광 플루언스(fluence, J/m2)를 나타낸다. Where Γ is the Gruneisen parameter without dimension, μ a is the light absorption coefficient, and F is the light fluence (J / m 2 ) in the absorber.

대상체가 레이저 에너지를 흡수한 후에, 광음향 신호가 생성되고, 매개체를 통해 전파되며, 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.After the object absorbs the laser energy, an optoacoustic signal is generated, propagated through the medium, and can be expressed by Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, p는 음압, νs는 매질에서의 종파 속도, t는 시간, H는 단위 체적 및 단위 시간당 저장되는 열 에너지를 나타내는 히팅 함수이다. Where p is the sound pressure, ν s is the longitudinal velocity in the medium, t is the time, H is the heating function indicating the unit volume and the thermal energy stored per unit time.

또한, Γ는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.In addition, Γ may be expressed as Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, β는 매질의 체적 확장 열 계수이고, Cp는 일정한 음압에서의 열 용량이다. Where β is the volumetric expansion coefficient of the medium and C p is the heat capacity at a constant sound pressure.

상기 수식을 사용하여 광흡수 계수(μa)를 구하기 위해서는 F와 Γ를 일정하게 유지해야 한다. 입사 에너지 밀도가 고정되어 있다면, F를 상수로 고려할 수 있고, Γ는 방사된 레이저의 에너지를 흡수한 후에 온도가 증가하더라도 매질의 온도를 일정하게 유지함으로써, 상수로 고려될 수 있다.In order to obtain the light absorption coefficient (μ a ) using the above equation, F and Γ must be kept constant. If the incident energy density is fixed, F can be considered a constant, and Γ can be considered a constant by keeping the temperature of the medium constant even if the temperature increases after absorbing the energy of the emitted laser.

그러므로, 이러한 조건 즉, 주변 온도 및 인가하는 에너지의 양을 고정하게 되면, F와 Γ가 고정되고, 목표체의 의해 흡수된 에너지의 양은 μa에 의존적이다. 따라서, 광음향 신호의 세기는 미세 석회화 조직의 μa에 직접적으로 비례한다. μa는 흡수 스펙트럼의 특성을 결정하고, 간접적인 방법이 최적의 레이저 파장을 결정하기 위해 사용된다.Therefore, when fixing these conditions, i.e., the ambient temperature and the amount of energy to be applied, F and Γ are fixed, and the amount of energy absorbed by the target is dependent on μ a . Thus, the intensity of the optoacoustic signal is directly proportional to μ a of the microcalcified tissue. μ a determines the nature of the absorption spectrum and an indirect method is used to determine the optimal laser wavelength.

한편, 생성된 광음향 압력을 초음파 트랜스듀서를 통해 빔 집속한 후 최대 광음향 신호값을 기록한다. 이 경우, 여러 번 빔 집속한 후 평균과 표준편차를 이용하는 것이 바람직하다.On the other hand, after converging the generated photoacoustic pressure through the ultrasonic transducer, the maximum photoacoustic signal value is recorded. In this case, it is preferable to use the mean and the standard deviation after focusing the beam several times.

7개의 석회화 조직에 대한 반응을 관찰하고, 광음향 신호값의 평균 및 표준편차를 구하면, 석회화 조직은 680 nm부터 710 nm 사이에서 가장 큰 광음향 신호값을 보임을 알 수 있다.Observing the response to the seven calcified tissues, and obtaining the average and standard deviation of the photoacoustic signal value, it can be seen that the calcified tissue shows the largest photoacoustic signal value between 680 nm and 710 nm.

이는 다른 피부 및 내부 생체 조직에서 낮은 반응을 갖는 파장에 대하여 광음향 신호값이 최대값을 보이는 경향성으로 실제 인체 조직 영상화에 실효성을 갖는다.This is effective for the imaging of actual human tissue, with the tendency of the photoacoustic signal values to maximize for wavelengths with low response in other skin and internal biological tissues.

다시 도 6을 참조하면, 다른 피부 및 내부 생체 조직에서 낮은 반응을 갖는 파장 대역인 치료창(Therapeutic window)이 0.65에서 1.3 μm 파장 내에 도시되어 있다.
Referring again to FIG. 6, a therapeutic window, a wavelength band with low response in other skin and internal biological tissues, is shown within a wavelength of 0.65 to 1.3 μm.

도 7은 파장이 690 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상과, 파장이 800 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상을 비교한 것이다.7 compares an optoacoustic image when a laser having a wavelength of 690 nm is applied to an object and an optoacoustic image when a laser having a wavelength of 800 nm is applied to an object.

파장이 690 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상은 시편을 고정하기 위한 고정 밴드(fixing band)와 미세 석회화 조직 4개로부터 오는 신호가 나타나있다.The optoacoustic image when a laser having a wavelength of 690 nm is applied to an object shows signals from a fixing band for fixing the specimen and four microcalcified tissues.

반면, 파장이 800 nm 인 레이저를 대상체에 인가하였을 때의 광음향 영상은 파장이 690 nm일 때와 비교하여 고정 밴드의 신호는 변하지 않고 그대로 표현되고 있으며 미세 석회화로부터 온 신호는 4개 중 1개에서만 신호가 발생되고 있다. 이 경우 미세 석회화가 아니므로 영상에서 제거하게 된다.On the other hand, the photoacoustic image when a laser having a wavelength of 800 nm is applied to an object is expressed as it is without changing the signal of the fixed band compared to when the wavelength is 690 nm, and the signal from the microcalcification is one out of four. Only signal is generated. In this case, it is not microcalcification, so it is removed from the image.

690 nm 영상과 800 nm 영상에서 동시에 표현된 신호는 제거하고 나머지 3개의 미세 석회화 신호만 사용자에게 제공할 수 있다.Signals simultaneously expressed in 690 nm and 800 nm images can be removed and only the remaining three microcalcification signals can be provided to the user.

680 nm ~ 710 nm 대역과 비교되는 대역은 석회화 조직의 주변 조직에 따라 달라질 수 있다. 석회화 조직이 존재하는 조직 주변에서 반응하는 광음향 신호를 최대한 줄일 수 있는 파장 대역을 비교 대역으로 이용하는 것이 바람직하다. The band compared to the 680 nm to 710 nm band may vary depending on the surrounding tissue of the calcified tissue. It is preferable to use a wavelength band as a comparison band that can minimize the photoacoustic signal reacting around the tissue where the calcified tissue is present.

유방 또는 갑상선의 경우 800 nm에서 1200 nm 사이에 비교 대역을 결정할 수 있다. 이때, 비교 대역의 광음향 크기가 680 nm ~ 710 nm 대역의 광음향 크기보다 50%이하인 파장 대역을 비교 대역으로 결정하는 것이 바람직하다.
For the breast or thyroid gland a comparison band can be determined between 800 nm and 1200 nm. In this case, it is preferable to determine a wavelength band in which the photoacoustic size of the comparison band is 50% or less than the photoacoustic size of the 680 nm to 710 nm band.

본 발명의 실시 예들은 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 본 발명을 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed on various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents and equivalents of the claims, as well as the appended claims, will belong to the scope of the present invention. .

본 발명에 따른 광음향 영상 장치는 유방 또는 갑상선 조직 내에 위치한 석회화 조직을 진단하고 생체 검사하는데 사용되는 실시간 영상화 장치로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 암 조기진단을 위한 석회화 영상화 장비에 사용될 수 있다.The photoacoustic imaging apparatus according to the present invention can be used as a real-time imaging apparatus used to diagnose and biopsy calcified tissue located in breast or thyroid tissue. Therefore, the present invention can be used in calcification imaging equipment for early diagnosis of cancer.

100 : 레이저 인가부(100) 105 : 광음향 신호 수신부
110 : 석회화 조직 판단부 120 : 광음향 영상 후처리부
125 : 광음향 영상 생성부 130 : 초음파 영상 생성부
140 : 영상 출력부
100: laser applying unit 100 105: photoacoustic signal receiving unit
110: calcification tissue determination unit 120: photoacoustic image post-processing unit
125: photoacoustic image generator 130: ultrasonic image generator
140: video output unit

Claims (18)

특정 파장을 갖는 광 에너지를 석회화 조직이 포함된 대상체로 인가하는 단계;
상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 광음향 신호로부터 상기 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 단계를 포함하는 광음향 영상 생성 방법.
Applying light energy having a specific wavelength to a subject containing calcified tissue;
Receiving an optoacoustic signal generated by the object; And
Generating an optoacoustic image of the calcified tissue from the received optoacoustic signal.
제1 항에 있어서,
상기 특정 파장이 680 nm 부터 710 nm 대역에 있는 경우, 상기 석회화 조직이 주변 생체 조직보다 큰 크기의 광음향 신호를 발생하는 것을 이용하여 상기 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method according to claim 1,
When the specific wavelength is in the 680 nm to 710 nm band, the photoacoustic image of the calcified tissue is generated by using the photoacoustic signal having a larger size than the surrounding biological tissue How to create an image.
제1 항에 있어서,
두 개의 다른 파장을 갖는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각을 이용하여 석회화 조직을 영상화하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method according to claim 1,
The photoacoustic image generating method of claim 2, wherein the light energy having two different wavelengths are applied to the object, and the calcified tissue is imaged using each photoacoustic signal generated by the object.
제3 항에 있어서,
한 개의 파장은 680 nm 부터 710 nm 파장 대역에 존재하고, 다른 한 개의 파장은 주변 생체 조직의 광흡수 계수에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
One wavelength is in the 680 nm to 710 nm wavelength band, and the other wavelength depends on the light absorption coefficient of the surrounding biological tissue.
제3 항에 있어서,
상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각의 크기를 비교하여 석회화 조직이 아닌 주변 영상을 제거하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
Optoacoustic image generation method characterized in that for removing the surrounding images other than the calcified tissue by comparing the magnitude of each photoacoustic signal generated in the object.
제3 항에 있어서,
상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각의 크기를 비교하여 석회화 조직 영상을 강화하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
Optoacoustic image generation method characterized in that for enhancing the calcified tissue image by comparing the magnitude of each photoacoustic signal generated in the object.
제3 항에 있어서,
680 nm 부터 710 nm 파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기와 800 nm 부터 1000 nm파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기의 비율을 고려하여 석회화 조직을 구분하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
Applying light energy belonging to a wavelength band of 680 nm to 710 nm to the object, applying the magnitude of the photoacoustic signal generated in the object and light energy belonging to a wavelength band of 800 nm to 1000 nm to the object, Optoacoustic image generation method characterized in that to distinguish the calcified tissue in consideration of the ratio of the magnitude of the generated photoacoustic signal.
제1 항에 있어서,
미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하는 단계;
미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하는 단계; 및
상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 크면 상기 제1 광음향 신호를 강화하고, 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 작으면, 상기 제2 광음향 신호를 제거하는 단계를 포함하는 광음향 영상 생성 방법.
The method according to claim 1,
Measuring a first optoacoustic signal for a fine calcification-active wavelength band;
Measuring a second optoacoustic signal for the microcalcification-inactive wavelength band; And
Reinforcing the first photoacoustic signal if the first photoacoustic signal is greater than the second photoacoustic signal, and removing the second photoacoustic signal if the first photoacoustic signal is smaller than the second photoacoustic signal. Optoacoustic image generation method comprising the step of performing.
제1 항에 있어서,
미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하는 단계;
미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하는 단계; 및
상기 제1 광음향 신호로부터 생성된 제1 영상과 상기 제2 광음향 신호로부터 생성된 제2 영상을 비교하여, 동시에 나타난 신호는 제거하고 상기 제1 영상에만 나타난 신호를 이용하여 상기 석회화 조직의 영상을 생성하는 단계를 포함하는 광음향 영상 생성 방법.
The method according to claim 1,
Measuring a first optoacoustic signal for a fine calcification-active wavelength band;
Measuring a second optoacoustic signal for the microcalcification-inactive wavelength band; And
Comparing the first image generated from the first photoacoustic signal and the second image generated from the second photoacoustic signal, an image of the calcified tissue is removed by using a signal appearing only in the first image by removing a signal that appears simultaneously. Optoacoustic image generation method comprising the step of generating.
대상체에서 발생되는 광음향 신호를 수신하는 광음향 신호 수신부; 및
상기 수신된 광음향 신호로부터 상기 대상체에 포함된 석회화 조직의 광음향 영상을 생성하는 광음향 영상 생성부를 포함하는 광음향 영상 생성 장치.
An optoacoustic signal receiver configured to receive an optoacoustic signal generated by the object; And
And an optoacoustic image generator for generating an optoacoustic image of the calcified tissue included in the object from the received photoacoustic signal.
제10 항에 있어서,
특정 파장을 갖는 광 에너지를 석회화 조직이 포함된 상기 대상체로 인가하는 레이저 인가부를 더 포함하는 광음향 영상 생성 장치.
The method of claim 10,
The photoacoustic image generating device further comprises a laser applying unit for applying a light energy having a specific wavelength to the object containing calcified tissue.
제11 항에 있어서,
상기 레이저 인가부는 680 nm 부터 710 nm 대역에 있는 파장의 레이저를 상기 대상체로 인가하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 장치.
12. The method of claim 11,
And the laser applying unit applies a laser having a wavelength in a range of 680 nm to 710 nm to the object.
제11 항에 있어서,
상기 레이저 인가부는 두 개의 다른 파장을 갖는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고,
상기 광음향 영상 생성부는 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각을 이용하여 석회화 조직을 영상화하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 장치.
12. The method of claim 11,
The laser applying unit applies light energy having two different wavelengths to the object,
The photoacoustic image generating unit may image the calcified tissue using each photoacoustic signal generated by the object.
제10 항에 있어서,
상기 광음향 영상 생성부는
상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각의 크기를 비교하여 석회화 조직인지 여부를 판단하는 석회화 조직 판단부; 및
상기 석회화 조직 판단부의 판단결과에 따라 석회화 조직 영상을 강화하고, 석회화 조직이 아닌 주변 영상을 제거하는 광음향 영상 후처리부를 포함하는 광음향 영상 생성 장치.
The method of claim 10,
The photoacoustic image generating unit
A calcified tissue determination unit that determines whether the calcified tissue is compared by comparing the magnitudes of the photoacoustic signals generated in the object; And
And a photoacoustic image post-processing unit for reinforcing the calcified tissue image according to the determination result of the calcified tissue determining unit and removing the surrounding image which is not the calcified tissue.
제10 항에 있어서,
상기 광음향 영상 생성부는
상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호 각각의 크기를 비교하여 석회화 조직인지 여부를 판단하는 석회화 조직 판단부를 더 포함하고,
상기 석회화 조직 판단부는 680 nm 부터 710 nm 파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기와 800 nm 부터 1000 nm파장 대역에 속하는 광 에너지를 상기 대상체에 인가하고, 상기 대상체에서 발생되는 광음향 신호의 크기의 비율을 고려하여 석회화 조직을 구분하는 것을 특징으로 하는 광음향 영상 생성 장치.
The method of claim 10,
The photoacoustic image generating unit
And a calcified tissue determination unit configured to compare the magnitudes of the photoacoustic signals generated in the object to determine whether the calcified tissue is calcified.
The calcified tissue determination unit applies light energy belonging to a wavelength band of 680 nm to 710 nm to the object, and applies the magnitude of the photoacoustic signal generated from the object and light energy belonging to a wavelength band of 800 nm to 1000 nm to the object. And classify the calcified tissue in consideration of the ratio of the magnitude of the photoacoustic signal generated in the object.
제14 항에 있어서,
상기 광음향 신호 수신부는 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하고, 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하고,
상기 석회화 조직 판단부의 판단결과 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 크면 상기 광음향 영상 후처리부는 상기 제1 광음향 신호를 강화하고,
상기 석회화 조직 판단부의 판단결과 상기 제1 광음향 신호가 상기 제2 광음향 신호보다 작으면 상기 광음향 영상 후처리부는 상기 제2 광음향 신호를 제거하는 광음향 영상 생성 장치.
15. The method of claim 14,
The photoacoustic signal receiver measures a first photoacoustic signal for a microcalcification-active wavelength band, a second photoacoustic signal for a microcalcification-inactive wavelength band,
If the first photoacoustic signal is greater than the second photoacoustic signal, the photoacoustic image post-processing unit reinforces the first photoacoustic signal, as a result of the determination of the calcification tissue determination unit.
And a photoacoustic image post-processing unit to remove the second photoacoustic signal when the first photoacoustic signal is smaller than the second photoacoustic signal.
제14 항에 있어서,
상기 광음향 신호 수신부는 미세 석회화 반응(Calcification-active) 파장 대역에 대한 제1 광음향 신호를 측정하고, 미세 석회화 미반응(Calcification-inactive) 파장 대역에 대한 제2 광음향 신호를 측정하고,
상기 석회화 조직 판단부는 상기 제1 광음향 신호로부터 생성된 제1 영상과 상기 제2 광음향 신호로부터 생성된 제2 영상을 비교하고,
상기 광음향 영상 후처리부는 상기 제1 영상과 상기 제2 영상에 동시에 나타난 신호는 제거하고 상기 제1 영상에만 나타난 신호를 이용하는 광음향 영상 생성 장치.
15. The method of claim 14,
The photoacoustic signal receiver measures a first photoacoustic signal for a microcalcification-active wavelength band, a second photoacoustic signal for a microcalcification-inactive wavelength band,
The calcification tissue determination unit compares the first image generated from the first photoacoustic signal and the second image generated from the second photoacoustic signal,
The optoacoustic image post-processing unit removes a signal simultaneously appearing in the first image and the second image and uses a signal that appears only in the first image.
제 1 항 내지 제 9 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the method according to any one of claims 1 to 9.
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