KR20140001453A - Integrated coherence tomography - Google Patents
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Abstract
Description
통합 단층 촬영 시스템이 개시된다. 보다 상세하게는, 하나의 시스템으로 광간섭성 단층 촬영, 광음향 이미징 생성 또는 초음파 이미징 생성을 동시에 구현할 수 있어 측정 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 종래에 비해 간소화할 수 있으면서도 종래보다 고해상도이면서도 다양한 영상 정보를 얻을 수 있는 통합 단층 촬영 시스템이 개시된다.
An integrated tomography system is disclosed. More specifically, the optical coherence tomography, the photoacoustic imaging, or the ultrasound imaging can be simultaneously performed in one system, so that the process of acquiring image information of a measurement object can be simplified compared with the conventional method, An integrated tomography system capable of obtaining image information is disclosed.
최근 들어, 과학기술의 발달로 인하여 생물체 및 재료의 내부 구조를 비파괴적, 비침습적인 방법으로 관찰할 수 있는 엑스레이 촬영기, 초음파 영상 촬영기, 전산화 단층 촬영기, 자기공명 영상 장치(MRI) 등 다양한 내부 투과 영상 및 단층 영상 획득 장비들이 연구되어 왔으며 또한 다양한 분야에 활용되고 있다.In recent years, various internal transmissions, such as x-ray imaging, ultrasound imaging, computed tomography, and magnetic resonance imaging (MRI), which can observe the internal structure of living organisms and materials by non-destructive and non- Imaging and tomography acquisition systems have been studied and are being used in various fields.
그러나, 이러한 기존의 다양한 매체를 이용한 생체 단층 촬영기는 생체에 대한 유해성 및 고분해능 구현의 어려움 등 많은 문제점을 가지고 있다. 특히, X-선 촬영기 또는 MRI와 같은 장비는 비싼 가격, 큰 부피 및 높은 위험성으로 인하여 장비 관리 전문 인력을 필요로 하는 등의 문제점이 있다.However, such a conventional biomedical CT using various media has many problems such as harmfulness to living body and difficulty in realizing high resolution. In particular, equipment such as an X-ray machine or MRI has a problem of requiring equipment management personnel due to high price, large volume, and high risk.
한편, 광간섭성 단층 촬영(Optical Coherence Tomography; OCT)은 광을 이용하여 실시간으로 생체 조직 및 재료의 내부에 아무런 손상을 주지 않고 내부 영상을 얻을 수 있도록 하는 차세대 단층 영상 촬영 기술이다. 특히, 파장이 짧은 간섭 광원을 사용함으로써 조직 내의 보다 미세한 부분의 단층 영상을 서브 마이크로(sub-micro) 영역까지 고분해능으로 얻을 수 있으며, 다른 단층 영상 촬영 장치로는 분석해내기 어려운 부드러운 조직 간의 차이를 구분해 낼 수 있으므로, 보다 정밀한 영상을 얻을 수 있다는 장점을 갖고 있다. Meanwhile, optical coherence tomography (OCT) is a next generation tomographic imaging technique that can obtain an internal image without damaging the inside of living tissue and material in real time using light. In particular, by using an interference light source having a short wavelength, it is possible to obtain a tomographic image of a finer part in a tissue to a sub-micro area with a high resolution, and distinguish a soft tissue difference which is difficult to be analyzed by another tomographic imaging apparatus So that a more accurate image can be obtained.
그러나, 광간섭성 단층 촬영 기술의 경우 영상 측정 깊이가 수 밀리미터 밖에 되지 않는 한계가 있다.However, optical coherence tomography has a limitation that the depth of image measurement is only a few millimeters.
한편, 광음향 이미징 기술은 기존의 초음파 이미징 기술이 제공하는 인체 내 해부학적 구조 정보뿐만 아니라 정상적인 조직과 암과 같은 병변조직의 차이를 조기 검출할 수 있기 때문에 최근 들어 그 적용이 증가하고 있다. 이러한 광음향 이미징 기술은 예를 들면 50밀리미터의 상대적으로 깊은 영상 측정 깊이를 보여주는 반면에 구현할 수 있는 해상도는 상대적으로 낮다.In recent years, photoacoustic imaging technology has been increasingly applied because it can detect not only the anatomical structure information in the human body provided by conventional ultrasonic imaging technology but also the difference of lesion tissues such as normal tissue and cancer. Such photoacoustic imaging techniques, for example, show relatively deep imaging depths of 50 millimeters, while achieving a relatively low resolution.
또한, 전술한 광간섭성 단층 촬영 기술 및 광음향 이미징 기술은 별도의 장치에 의해 구현되어 장치 구축에 소요되는 비용이 많이 드는데, 이러한 장치가 통합되는 경우 비용 절감은 물론 촬영의 신속성 역시 향상될 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.
In addition, the optical coherence tomography technique and the photoacoustic imaging technique described above are implemented by a separate device, which is expensive to construct a device. When these devices are integrated, not only cost reduction but also quickness of shooting can be improved Therefore, it is necessary to study this.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 하나의 시스템으로 광간섭성 단층 촬영, 광음향 이미징 생성 또는 초음파 이미징 생성을 동시에 구현할 수 있어 측정 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 종래에 비해 간소화할 수 있으면서도 종래보다 고해상도이면서도 다양한 영상 정보를 얻을 수 있는 통합 단층 촬영 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of an embodiment of the present invention to simultaneously implement optical coherence tomography, photoacoustic imaging generation, or ultrasound imaging generation in one system, thereby simplifying the process of acquiring image information of a measurement object, And an integrated tomography system capable of obtaining various image information while having a higher resolution than the conventional one.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 다수의 유닛이 하나의 시스템에서 통합되어 구현됨으로써 시스템 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 통합 단층 촬영 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an integrated tomography system which can reduce the cost of system construction by integrating a plurality of units in one system.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 각각의 다른 영상 기술을 다수의 유닛에 의해 동시에 구현할 수 있어 보다 정밀하고 다양한 생체 정보를 보여주는 의료 영상 분야에 적절하게 적용할 수 있는 통합 단층 촬영 시스템을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide an integrated tomography system capable of simultaneously implementing different image technologies by a plurality of units and suitably applicable to a medical image field showing more precise and various biometric information .
본 발명의 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템은, 하우징; 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 파장 가변 레이저 광원에 의한 레이저 빔을 이용하여 측정 대상체의 광간섭성 단층 촬영을 실행하는 광간섭성 단층 촬영 유닛; 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 펄스 레이저 광원에 의한 펄스 레이저를 이용하여 상기 측정 대상체의 광음향 이미징을 생성하는 광음향 이미징 생성 유닛; 및 상기 광간섭성 단층 촬영 유닛 및 상기 광음향 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;을 포함하며, 하나의 시스템으로 광간섭성 단층 촬영, 광음향 이미징 생성을 동시에 구현할 수 있어 측정 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 종래에 비해 간소화할 수 있으면서도 종래보다 고해상도이면서도 다양한 영상 정보를 얻을 수 있다.An integrated tomography system according to an embodiment of the present invention includes: a housing; An optical coherence tomography unit partially mounted in the housing, for performing optical coherence tomography of a measurement object using a laser beam by a tunable laser light source; A photoacoustic imaging generation unit partially mounted in the housing, for generating photoacoustic imaging of the measurement object using a pulsed laser by a pulsed laser light source; And a control unit for implementing an image of the measurement object using the information obtained from the optical coherent tomography unit and the photoacoustic imaging production unit, wherein the optical coherence tomography, the photoacoustic imaging The process of acquiring the image information of the measurement target object can be simplified compared to the conventional method, and a variety of image information can be obtained at a high resolution and at a higher resolution than the conventional method.
일측에 의하면, 상기 시스템은, 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 초음파 이미징 생성까지 수행할 수 있다.According to one aspect, the system may further comprise an ultrasound imaging generation unit, partially mounted in the housing, for generating ultrasound imaging of the measurement object using an electrical signal generated from the electroacoustic transducer, Imaging can be performed.
일측에 의하면, 상기 하우징의 내측 선단 영역에는 회전 모터에 의해 회전하는 회전 거울이 장착되고, 상기 회전 거울에 의해 굴절되는 신호 또는 빔을 투과시키는 투광창이 마련되며, 상기 광간섭성 단층 촬영 유닛은, 상기 파장 가변 레이저 광원과 광섬유에 의해 연결되어 상기 파장 가변 레이저 광원으로부터의 상기 레이저 빔을 평행 광선으로 형성시키는 그린 렌즈(GRIN lens)를 포함하며, 상기 그린 렌즈로부터의 상기 평행 광선이 상기 회전 거울을 통해 상기 측정 대상체로 전달될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a rotating mirror for rotating by a rotating motor is mounted on an inner front end region of the housing, and a light transmitting window for transmitting a signal or a beam refracted by the rotating mirror is provided, And a green lens (GRIN lens) connected by the optical fiber to the wavelength tunable laser source to form the laser beam from the wavelength tunable laser source as parallel rays, wherein the parallel light from the green lens is incident on the rotating mirror To the measurement object.
일측에 의하면, 상기 광간섭성 단층 촬영 유닛은, 상기 파장 가변 레이저 광원 및 상기 그린 렌즈를 연결하는 상기 광섬유 상에 배치되어 상기 레이저 빔을 분할하는 광신호 분배기를 더 포함하며, 상기 광신호 분배기를 통해 분할되는 상기 레이저 빔 중 일부는 상기 그린 렌즈를 통해 상기 측정 대상체로 이동하고 다른 일부는 별도의 광섬유 경로에 배치되는 레퍼런스 거울 방향으로 이동하며, 상기 측정 대상체 및 상기 레퍼런스 거울로부터 돌아오는 레이저 빔은 상기 광섬유 상에 배치되는 광순환기를 통해 상기 제어 유닛으로 전달될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the optical coherent tomography unit further includes an optical signal splitter disposed on the optical fiber connecting the tunable laser light source and the green lens to divide the laser beam, Wherein a part of the laser beam divided through the green lens moves to the measurement object and the other part moves in a direction of a reference mirror disposed in a separate optical fiber path and the laser beam returning from the measurement object and the reference mirror And transmitted to the control unit through a light circulator disposed on the optical fiber.
일측에 의하면, 상기 광음향 이미징 생성 유닛은, 상기 펄스 레이저 광원과 광섬유에 의해 연결되며, 상기 펄스 레이저가 상기 측정 대상체와의 반응에 의해 발생되는 초음파 신호를 되받아 전기 신호로 변환하는 트랜스듀서를 더 포함하며, 상기 전기 신호는 상기 제어 유닛으로 전달될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the photoacoustic imaging production unit further includes a transducer connected to the pulse laser light source through an optical fiber for converting the ultrasound signal generated by the pulse laser into the electrical signal And the electrical signal may be communicated to the control unit.
일측에 의하면, 상기 초음파 이미징 생성 유닛은, 상기 전기음향 변환기와 트랜스듀서 선에 의해 연결되어 상기 전기음향 변환기로부터의 전기 신호를 초음파 신호로 트랜스듀싱하는 트랜스듀서를 더 포함하며, 상기 초음파 신호는 상기 트랜스듀서를 통해 상기 측정 대상체로 전달되고, 상기 측정 대상체에 반응한 후 돌아오는 초음파 신호는 상기 트랜스듀서에서 전기 신호로 변환된 뒤 상기 제어 유닛으로 전달될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the ultrasonic imaging generating unit further includes a transducer connected to the electroacoustic transducer and a transducer line for transducing an electric signal from the electroacoustic transducer into an ultrasonic signal, The ultrasound signal transmitted to the measurement object via the transducer and returning after the response to the measurement object may be converted to an electrical signal by the transducer and then transmitted to the control unit.
일측에 의하면, 상기 제어 유닛은, 상기 광간섭성 단층 촬영 유닛, 상기 광음향 이미징 생성 유닛 또는 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 받은 신호를 디지털화하는 신호 변환부; 및 상기 디지털 신호를 신호 처리에 의해서 이미지로 변환하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.According to one aspect, the control unit includes: a signal conversion unit for digitizing a signal received from the optical coherent tomography unit, the photoacoustic imaging production unit or the ultrasound imaging generation unit; And a signal processing unit for converting the digital signal into an image by signal processing.
일측에 의하면, 상기 신호 변환부는 DAQ 보드이며, 상기 신호 처리부는 컴퓨터 장치일 수 있다.According to one aspect, the signal converting unit is a DAQ board, and the signal processing unit may be a computer device.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템은, 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 파장 가변 레이저 광원에 의한 레이저 빔을 이용하여 측정 대상체의 광간섭성 단층 촬영을 실행하는 광간섭성 단층 촬영 유닛; 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛; 및 상기 광간섭성 단층 촬영 유닛 및 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;을 포함할 수도 있다.Meanwhile, an integrated tomography system according to an embodiment of the present invention includes an optical coherence tomography (OCT) apparatus partially mounted in the housing and performing optical coherence tomography of a measurement object using a laser beam by a wavelength tunable laser light source unit; An ultrasound imaging generating unit, partially mounted in the housing, for generating ultrasound imaging of the measurement object using an electrical signal generated from the electroacoustic transducer; And a control unit for implementing an image of the measurement object using information obtained from the optical coherent tomography unit and the ultrasound imaging generation unit.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템은, 하우징; 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 펄스 레이저 광원에 의한 펄스 레이저를 이용하여 상기 측정 대상체의 광음향 이미징을 생성하는 광음향 이미징 생성 유닛; 및 상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛; 및 상기 광음향 이미징 생성 유닛 및 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;을 포함할 수도 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an integrated tomography system including: a housing; A photoacoustic imaging generation unit partially mounted in the housing, for generating photoacoustic imaging of the measurement object using a pulsed laser by a pulsed laser light source; And an ultrasound imaging generating unit, partially mounted in the housing, for generating ultrasound imaging of the measurement object using an electrical signal generated from the electroacoustic transducer; And a control unit for implementing an image of the measurement object using information obtained from the photoacoustic imaging production unit and the ultrasound imaging production unit.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 시스템으로 광간섭성 단층 촬영, 광음향 이미징 생성 또는 초음파 이미징 생성을 동시에 구현할 수 있어 측정 대상체의 영상 정보를 획득하는 과정을 종래에 비해 간소화할 수 있으면서도 종래보다 고해상도이면서도 다양한 영상 정보를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, optical coherence tomography, photoacoustic imaging generation, or ultrasound imaging generation can be simultaneously performed in one system, so that the process of acquiring image information of a measurement object can be simplified compared to the conventional method, Various image information can be obtained with high resolution.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 유닛이 하나의 시스템에서 통합되어 구현됨으로써 시스템 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since a plurality of units are integrated in one system, the cost for system construction can be reduced.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 다른 영상 기술을 다수의 유닛에 의해 동시에 구현할 수 있어 보다 정밀하고 다양한 생체 정보를 보여주는 의료 영상 분야에 적절하게 적용할 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, each different image technique can be simultaneously implemented by a plurality of units, so that it can be suitably applied to a medical image field showing more precise and various biometric information.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 구성을 구체화한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 일측에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 타측에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 광간섭성 단층 촬영 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 광음향 이미징 생성 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 초음파 이미징 생성 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a view schematically showing the configuration of an integrated tomography system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating the configuration of the integrated tomography system shown in FIG.
FIG. 3 is a top view of the internal structure of the housing of the integrated tomography system shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a side view of the inner structure of the housing of the integrated tomography system shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a view showing the internal structure of the housing of the integrated tomography system shown in FIG. 3 from the other side.
FIG. 6 is a view schematically showing a measurement process of a measurement object by the optical coherence tomography unit shown in FIG. 3. FIG.
7 is a view schematically showing a process of measuring a measurement object by the photoacoustic imaging production unit shown in FIG.
FIG. 8 is a view schematically showing a process of measuring a measurement object by the ultrasound imaging generating unit shown in FIG. 3. FIG.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 구성을 구체화한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 상부에서 바라본 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 일측에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 통합 단층 촬영 시스템의 하우징 내부 구조를 타측에서 바라본 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an integrated tomography system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the integrated tomography system shown in FIG. 1, FIG. 4 is a side view of the internal structure of the housing of the integrated tomography system shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a view illustrating an internal structure of the housing of the integrated tomography system shown in FIG. 1 is a view showing the internal structure of the housing of the tomographic system from the other side.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 단층 촬영 시스템(100)은, 하우징(110)과, 광간섭성 단층 촬영 유닛(130)과, 광음향 이미징 생성 유닛(150)과, 초음파 이미징 생성 유닛(170) 및 이들을 제어하는 제어 유닛(180)을 포함하며, 이를 통해 보다 고해상도의 영상 정보 그리고 다양한 영상 정보를 제공하는 영상 제공 시스템을 구현할 수 있다.1 and 2, an integrated
다시 말해, 광간섭성 단층 촬영 유닛(130)에 의해 측정 대상체(101)의 광간섭성 단층 촬영을 수행할 수 있으며, 아울러 광음향 이미징 생성 유닛(150)에 의해 측정 대상체(101)의 광음향 이미징을 생성할 수 있고 또한 초음파 이미징 생성 유닛(170)에 의해 측정 대상체(101)의 초음파 이미징을 생성할 수 있다. 그런데, 이러한 영상 정보 획득 과정이 하나의 시스템으로 구현되기 때문에 영상 정보를 위한 과정을 종래에 비해 단순화할 수 있으면서도 시스템 구축에 소요되는 비용 역시 절감시킬 수 있다.In other words, the optical
각각의 구성에 대해 설명하기 전에, 본 시스템을 통하여 센싱이 이루어지는 하우징(110)의 구조에 대해 설명하면, 하우징(110)은 전술한 유닛(130, 150, 170)들의 적어도 일부분이 내장되며, 선단부는 센싱을 위한 센서 탐침(111)으로 구성된다. The structure of the
도 3 내지 도 5를 참조하면, 하우징(110)의 선단부에는 빛을 투과시키는 투광창(112)이 구비되고, 하우징(110)의 내부의 선단부에는 각각의 유닛(130, 150, 170)으로부터 제공되는 신호를 투광창(112)으로 굴절시키는 회전 거울(113)이 회전 가능하게 배치된다. 여기서 회전 거울(113)을 회전시키기 위한 회전 모터(115)가 구비되며, 회전 모터(115)는 회전 모터 구동기(117)가 장착된 제어선(116)에 의해 제어 유닛(180)과 연결되어 구동됨으로써 제어 유닛(180)의 명령에 따라 회전 거울(113)의 회전 정도를 제어할 수 있다.3 to 5, a
도 4및 도 5 참조하면, 회전 거울(113)은 일측으로 경사진 형상을 가짐으로써 각각의 유닛(130, 150, 170)으로부터 회전 거울(113) 방향으로 발산되는 빔을 투광창(112) 방향으로 굴절시킬 수 있으며, 이를 통해 측정 대상체(101)에 해당 신호가 전달될 수 있을 뿐만 아니라 반사된 신호들이 다시 회전 거울(113)을 통해 각각의 해당 유닛(130, 150, 170)으로 되돌아갈 수 있다.4 and 5, the
한편, 본 실시예의 광간섭성 단층 촬영 유닛(130)은, 하우징(110) 내에 부분적으로 장착되며 파장 레이저 광원(131)에 의한 레이저 빔을 이용하여 측정 대상체(101)의 광간섭성 단층 촬영을 실행할 수 있다. The optical
이러한 광간섭성 단층 촬영 유닛(130)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 파장 가변 레이저 광원(131)과, 파장 가변 레이저 광원(131)으로부터 발생된 레이저 빔을 받아 평행 광선으로 변형시키는 그린 렌즈(132, GRIN lens)를 포함할 수 있다. 여기서 파장 가변 레이저 광원(131)과 그린 렌즈(132)는 광섬유에로 연결되는데, 광섬유에는 다수의 구성이 장착된다.2 to 5, the optical
이에 대해 설명하면, 파장 가변 레이저 광원(131)과 그린 렌즈(132)를 연결하는 광섬유(133)는 중간에서 분할되며, 분할된 부분에 광신호 분배기(134)가 장착된다. 따라서, 파장 가변 레이저 광원(131)으로부터의 레이저 빔 중 일부는 전술한 그린 렌즈(132)로 이동하고, 다른 일부는 분할된 다른 광섬유(133a) 상에 배치된 레퍼런스 거울(135) 방향으로 이동된다. 여기서, 다른 광섬유(133a) 상에는 편광 조절부(136) 및 대물 렌즈(137)가 배치될 수 있다.The
그리고, 광섬유(13) 및 그로부터 분할된 광섬유(133a)에는 각각 광순환기(138)가 장착되어 레퍼런스 거울(135)로부터 돌아오는 레이저 빔 및 그린 렌즈(132)를 거쳐 측정 대상체(101)에 반응하고 다시 돌아오는 레이저 빔을 제어 유닛(180)으로 전달할 수 있다.The
제어 유닛(180)과 각각의 광순환기(138)를 연결하는 광섬유(133b) 상에는 광신호 분배기(134) 및 평행광 검출기(139)가 장착됨으로써 장착되어 레퍼런스 거울(135)로부터 돌아오는 레이저 빔 및 그린 렌즈(132)를 거쳐 측정 대상체(101)에 반응하고 다시 돌아오는 레이저 빔을 검출할 수 있으며 이를 통해 측정 대상체(101)의 광간섭성 단층 촬영을 수행할 수 있다.An
여기서, 제어 유닛(180)은 돌아온 레이저 빔, 즉 신호를 디지털 신호로 변환한 후 이미지로 구현하는 구성을 갖는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.Here, the
한편, 본 실시예의 광음향 이미징 생성 유닛(150)은, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광음향 이미징 생성을 위한 펄스 레이저를 제공하는 펄스 레이저 광원(151)과, 트랜스듀서(152)를 포함하며, 펄스 레이저 광원(151)과 트랜스듀서(152)는 광섬유(153)에 의해 연결될 수 있다.2, 3 and 5, the photoacoustic
이러한 구성에 의해서, 펄스 레이저 광원(151)으로부터 발생된 펄스 레이저는 트랜스듀서(152)를 통해 측정 대상체(101)로 전달되고, 측정 대상체(101)에 반응한 후 반사되어 돌아오는 펄스 레이저는 트랜스듀서(152)에서 전기 신호로 변환된 다음 트랜스듀서선(173)을 통해 제어 유닛(180)으로 전달될 수 있다. With this configuration, the pulse laser generated from the pulse
부연 설명하면, 펄스 레이저가 하우징(110) 내의 회전 거울(113)에 반사되어 측정 대상체(101)에 도달하면 펄스 레이저를 흡수한 측정 대상체(101)가 열팽창을 하며 그 결과로 발생되는 초음파 신호를 회전 거울(113)과 트랜스듀서(152)를 이용해서 측정을 할 수 있다. 이후 측정된 초음파 신호를 트랜스듀서(152)에서 전기 신호로 변환한 뒤 전기 신호를 트랜스듀서선(173)을 통해 제어 유닛(180)으로 제공할 수 있다.In other words, when the pulsed laser is reflected on the
그러면, 제어 유닛(180)은 전기 신호를 디지털화한 후 이미징으로 구현함으로써 측정 대상체(101)에 대한 광음향 이미징을 생성할 수 있다.Then, the
한편, 본 실시예의 초음파 이미징 생성 유닛(170)은, 도 2, 도 3 및 도 5에 같이, 초음파 이미징 생성을 위한 전기 신호를 생성하는 전기음향 변환기(171)와, 신호 변환을 하는 트랜스듀서(152)를 포함할 수 있으며, 여기서 전기음향 변환기(171)와 트랜스듀서(152)는 트랜스듀서선(173)에 의해 연결될 수 있다.2, 3 and 5, the ultrasonic
트랜스듀서(152)는, 전술한 광음향 이미징 생성 유닛(150)에 적용되는 트랜스듀서(152)와 동일한 트랜스듀서이다. 따라서 각각의 유닛(150, 170)에 대해 별도의 트랜스듀서가 구비되지 않아도 돼 비용 절감을 구현할 수 있으며 장치의 슬림화 역시 구현할 수 있다.The
이러한 트랜스듀서(152)는, 초음파 이미징 생성 유닛(170)에 적용되는 경우, 전기음향 변환기(171)로부터 발생된 전기 신호를 초음파 신호로 변환한 후 변환된 초음파 신호가 회전 거울(113)을 통해 측정 대상체(101)로 전달될 수 있도록 한다. 이후 트랜스듀서(152)는 측정 대상체(101)에 반응한 후 회전 거울(113)을 통해 돌아온 초음파 신호를 전기 신호로 변환한 후 변환된 전기 신호를 제어 유닛(180)으로 전달한다.The
그러면, 제어 유닛(180)은 전기 신호를 디지털화한 후 이미징으로 구현함으로써 측정 대상체(101)에 대한 초음파 이미징을 생성할 수 있다.Then, the
한편, 본 실시예의 제어 유닛(180)은, 전술한 광간섭성 단층 촬영 유닛(130), 광음향 이미징 생성 유닛(150) 및 초음파 이미징 생성 유닛(170)으로부터 각각의 획득 정보를 받아 신호를 디지털 신호로 변환한 후 이를 이미징으로 구현할 수 있다. 그런데, 본 실시예의 경우 이러한 제어 유닛(180)에 의해 광간섭성 단층 촬영 유닛(130), 광음향 이미징 생성 유닛(150) 및 초음파 이미징 생성 유닛(170)의 영상 정보를 통합으로 구현할 수 있기 때문에, 고해상도의 영상을 얻을 수 있고 아울러 다양한 영상 정보도 획득할 수 있다.On the other hand, the
부연하면, 본 실시예의 제어 유닛(180)은, 도 2에 도시된 것처럼, 각각의 유닛(130, 150, 170)으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부(181)와, 디지털 신호를 신호 처리에 의해 이미지로 변환하는 신호 처리부(185)를 포함할 수 있는데, 신호 변환부(181)는 DAQ 보드로 마련될 수 있고, 신호 처리부(185)는 컴퓨터 장치로 마련될 수 있다.2, the
신호 변환부(181), 즉 본 실시예의 DAQ 보드는 서로 다른 세 개의 유닛(130, 150, 170)을 하나로 통합하기 위해 순차적으로 트리거 신호를 보내 영상 촬영을 하고 각각의 유닛(130, 150, 170)에서 얻어진 영상 정보를 신호 처리부(185)에서 신호처리 함으로써 하나의 영상 정보 또는 각 유닛(130, 150, 170)에 대한 각각의 영상 정보를 제공할 수 있다.The
한편, 이하에서는 도면을 참조하여, 각 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a measurement process of a measurement object by each unit will be schematically described with reference to the drawings.
도 6은 도 3에 도시된 광간섭성 단층 촬영 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 3에 도시된 광음향 이미징 생성 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8은 도 3에 도시된 초음파 이미징 생성 유닛에 의한 측정 대상체의 측정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view schematically showing a process of measuring a measurement object by the optical coherence tomography unit shown in FIG. 3, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of measuring a measurement object by the photoacoustic imaging production unit shown in FIG. FIG. 8 is a view schematically showing a process of measuring a measurement object by the ultrasound imaging generating unit shown in FIG. 3; FIG.
도 6을 참조하면, 파장 가변 레이저 광원(131)으로부터 발생된 레이저 빔(L1)은 그린 렌즈(132)를 거친 다음 회전 거울(113)에 의해 굴절되어 측정 대상체(101)로 전달된다. 이후, 측정 대상체(101)와 반응하여 발생되는 레이저 빔은 다시 회전 거울(113) 방향으로 반사되며 회전 거울(113)에 의해 굴절된 레이저 빔(L2)은 다시 그린 렌즈(132)를 거쳐 제어 유닛(180)으로 전달될 수 있다. 이러한 과정에 의해서 광간섭성 단층 촬영 유닛(130)에 의한 정보 획득이 이루어질 수 있다.6, the laser beam L1 generated from the wavelength tunable
한편, 도 7을 참조하면, 펄스 레이저 광원(151)으로부터 발생된 펄스 레이저(P1)는 광섬유(153)를 통해 트랜스듀서(152)로 이동된 후 회전 거울(113)에 의해 굴절되어 측정 대상체(101)로 전달된다. 그러면, 펄스 레이저(P1)를 흡수한 측정 대상체(101)가 열팽창을 하며 그 결과로 발생되는 초음파 신호(P2)가 회전 거울(113) 방향으로 반사되며 회전 거울(113)에 의해 굴절된 초음파 신호(P2)는 트랜스듀서(152)에서 전기 신호로 변환된 후 제어 유닛(180)으로 전달될 수 있다. 이러한 과정에 의해서 광음향 이미징 생성 유닛(150)에 의한 정보 획득이 이루어질 수 있다.7, the pulse laser P1 generated from the pulse
한편, 도 8을 참조하면, 전기음향 변환기(171)로부터 발생된 전기 신호는 트랜스듀서선(173)을 통해 트랜스듀서(152)로 이동된 후 트랜스듀서(152)에 의해 초음파 신호(U1)로 변환되고, 이어서 변환된 초음파 신호(U1)가 회전 거울(113)에 의해 굴절되어 측정 대상체(101)로 전달된다. 그러면, 측정 대상체(101)와 반응하여 발생되는 초음파 신호(U2)는 다시 회전 거울(113)을 통해 트랜스듀서(152)로 되돌아오고 트랜스듀서(152)에서 전기 신호로 변환된다. 변환된 전기 신호는 제어 유닛(180)으로 전달된다. 이러한 과정에 의해서 초음파 이미징 생성 유닛(170)에 의한 정보 획득이 이루어질 수 있다.8, the electric signal generated from the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 시스템(100)으로 광간섭성 단층 촬영, 광음향 이미징 생성, 초음파 이미징 생성을 동시에 구현할 수 있어 측정 대상체(101)의 영상 정보를 획득하는 과정을 종래에 비해 간소화할 수 있으면서도 종래보다 고해상도이면서도 다양한 영상 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, optical coherence tomography, photoacoustic imaging generation, and ultrasound imaging generation can be simultaneously performed in one
아울러, 다수의 유닛(130, 150, 170)이 하나의 시스템(100)에서 통합되어 구현됨으로써 시스템 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 각각의 다른 영상 기술을 다수의 유닛(130, 150, 170)에 의해 동시에 구현할 수 있어 보다 정밀하고 다양한 생체 정보를 보여주는 의료 영상 분야에 적절하게 적용할 수 있다.In addition, since the plurality of
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
100 : 통합 단층 촬영 시스템
110 : 하우징
130 : 광합성성 단층 촬영 유닛
150 : 광음향 이미징 생성 유닛
170 : 초음파 이미징 생성 유닛100: Integrated tomography system
110: Housing
130: Photosynthesis tomography unit
150: photoacoustic imaging generating unit
170: Ultrasound imaging generating unit
Claims (10)
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 파장 가변 레이저 광원에 의한 레이저 빔을 이용하여 측정 대상체의 광간섭성 단층 촬영을 실행하는 광간섭성 단층 촬영 유닛;
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 펄스 레이저 광원에 의한 펄스 레이저를 이용하여 상기 측정 대상체의 광음향 이미징을 생성하는 광음향 이미징 생성 유닛; 및
상기 광간섭성 단층 촬영 유닛 및 상기 광음향 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;
을 포함하는 통합 단층 촬영 시스템.
housing;
An optical coherence tomography unit partially mounted in the housing, for performing optical coherence tomography of a measurement object using a laser beam by a tunable laser light source;
A photoacoustic imaging generation unit partially mounted in the housing, for generating photoacoustic imaging of the measurement object using a pulsed laser by a pulsed laser light source; And
A control unit for implementing an image of the measurement object using information obtained from the optical coherence tomography unit and the photoacoustic imaging generation unit;
Integrated tomography system comprising a.
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛을 더 포함하는 통합 단층 촬영 시스템.
The method of claim 1,
And an ultrasonic imaging generating unit, partially mounted in the housing, for generating an ultrasonic imaging of the measurement object using an electrical signal generated from an electroacoustic transducer.
상기 하우징의 내측 선단 영역에는 회전 모터에 의해 회전하는 회전 거울이 장착되고, 상기 회전 거울에 의해 굴절되는 신호 또는 빔을 투과시키는 투광창이 마련되며,
상기 광간섭성 단층 촬영 유닛은,
상기 파장 가변 레이저 광원과 광섬유에 의해 연결되어 상기 파장 가변 레이저 광원으로부터의 상기 레이저 빔을 평행 광선으로 형성시키는 그린 렌즈(GRIN lens)를 포함하며,
상기 그린 렌즈로부터의 상기 평행 광선이 상기 회전 거울을 통해 상기 측정 대상체로 전달되는 통합 단층 촬영 시스템.
3. The method of claim 2,
In the inner leading region of the housing, a rotating mirror rotating by a rotating motor is mounted, and a light transmitting window for transmitting a signal or a beam refracted by the rotating mirror is provided.
The optical coherent tomography unit comprises:
And a green lens (GRIN lens) connected to the tunable laser light source by an optical fiber to form the laser beam from the wavelength tunable laser light source into a parallel light beam,
Wherein the parallel rays from the green lens are transmitted to the measurement object through the rotating mirror.
상기 광간섭성 단층 촬영 유닛은,
상기 파장 가변 레이저 광원 및 상기 그린 렌즈를 연결하는 상기 광섬유 상에 배치되어 상기 레이저 빔을 분할하는 광신호 분배기를 더 포함하며,
상기 광신호 분배기를 통해 분할되는 상기 레이저 빔 중 일부는 상기 그린 렌즈를 통해 상기 측정 대상체로 이동하고 다른 일부는 별도의 광섬유 경로에 배치되는 레퍼런스 거울 방향으로 이동하며, 상기 측정 대상체 및 상기 레퍼런스 거울로부터 돌아오는 레이저 빔은 상기 광섬유 상에 배치되는 광순환기를 통해 상기 제어 유닛으로 전달되는 통합 단층 촬영 시스템.
3. The method of claim 2,
The optical coherent tomography unit comprises:
An optical signal splitter disposed on the optical fiber connecting the tunable laser light source and the green lens to split the laser beam;
Wherein a portion of the laser beam split through the optical signal splitter moves through the green lens to the measurement object and the other portion travels in a direction of a reference mirror disposed in a separate fiber optic path and from the measurement object and the reference mirror Wherein the returning laser beam is transmitted to the control unit through a light circulator disposed on the optical fiber.
상기 광음향 이미징 생성 유닛은,
상기 펄스 레이저 광원과 광섬유에 의해 연결되며, 상기 펄스 레이저가 상기 측정 대상체와의 반응에 의해 발생되는 초음파 신호를 되받아 전기 신호로 변환하는 트랜스듀서를 더 포함하며,
상기 전기 신호는 상기 제어 유닛으로 전달되는 통합 단층 촬영 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the photoacoustic imaging production unit comprises:
Further comprising a transducer connected to the pulse laser light source by an optical fiber and converting the ultrasound signal generated by the pulse laser into the electrical signal,
Wherein the electrical signal is delivered to the control unit.
상기 초음파 이미징 생성 유닛은,
상기 전기음향 변환기와 트랜스듀서 선에 의해 연결되어 상기 전기음향 변환기로부터의 전기 신호를 초음파 신호로 트랜스듀싱하는 트랜스듀서를 더 포함하며,
상기 초음파 신호는 상기 트랜스듀서를 통해 상기 측정 대상체로 전달되고, 상기 측정 대상체에 반응한 후 돌아오는 초음파 신호는 상기 트랜스듀서에서 전기 신호로 변환된 뒤 상기 제어 유닛으로 전달되는 통합 단층 촬영 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the ultrasonic imaging generating unit comprises:
Further comprising a transducer connected to the electroacoustic transducer and a transducer line for transducing an electrical signal from the electroacoustic transducer into an ultrasonic signal,
Wherein the ultrasonic signal is transmitted to the measurement object through the transducer, and the ultrasonic signal, which is returned after the measurement object is reacted, is converted into an electrical signal by the transducer and then transmitted to the control unit.
상기 제어 유닛은,
상기 광간섭성 단층 촬영 유닛, 상기 광음향 이미징 생성 유닛 또는 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 받은 신호를 디지털화하는 신호 변환부; 및
상기 디지털 신호를 신호 처리에 의해서 이미지로 변환하는 신호 처리부를 포함하는 통합 단층 촬영 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit comprises:
A signal converting unit for digitizing a signal received from the optical coherent tomography unit, the photoacoustic imaging production unit or the ultrasound imaging generation unit; And
And a signal processing unit for converting the digital signal into an image by signal processing.
상기 신호 변환부는 DAQ 보드이며, 상기 신호 처리부는 컴퓨터 장치인 통합 단층 촬영 시스템.
The method of claim 7, wherein
Wherein the signal converter is a DAQ board, and the signal processor is a computer device.
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 파장 가변 레이저 광원에 의한 레이저 빔을 이용하여 측정 대상체의 광간섭성 단층 촬영을 실행하는 광간섭성 단층 촬영 유닛;
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛; 및
상기 광간섭성 단층 촬영 유닛 및 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;
을 포함하는 통합 단층 촬영 시스템.
housing;
An optical coherence tomography unit partially mounted in the housing, for performing optical coherence tomography of a measurement object using a laser beam by a tunable laser light source;
An ultrasound imaging generating unit, partially mounted in the housing, for generating ultrasound imaging of the measurement object using an electrical signal generated from the electroacoustic transducer; And
A control unit configured to implement an image of the measurement object by using information obtained from the optical coherence tomography unit and the ultrasonic imaging generating unit;
Integrated tomography system comprising a.
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 펄스 레이저 광원에 의한 펄스 레이저를 이용하여 상기 측정 대상체의 광음향 이미징을 생성하는 광음향 이미징 생성 유닛; 및
상기 하우징 내에 부분적으로 장착되며, 전기음향 변환기로부터 발생되는 전기 신호를 이용하여 상기 측정 대상체의 초음파 이미징을 생성하는 초음파 이미징 생성 유닛; 및
상기 광음향 이미징 생성 유닛 및 상기 초음파 이미징 생성 유닛으로부터 획득된 정보를 이용하여 상기 측정 대상체의 영상을 구현하는 제어 유닛;
을 포함하는 통합 단층 촬영 시스템.housing;
A photoacoustic imaging generation unit partially mounted in the housing, for generating photoacoustic imaging of the measurement object using a pulsed laser by a pulsed laser light source; And
An ultrasound imaging generating unit, partially mounted in the housing, for generating ultrasound imaging of the measurement object using an electrical signal generated from the electroacoustic transducer; And
A control unit for implementing an image of the measurement object using the photoacoustic imaging generating unit and the information obtained from the ultrasonic imaging generating unit;
Integrated tomography system comprising a.
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AMND | Amendment | ||
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AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180702 Year of fee payment: 5 |