KR20140003276A - 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기 - Google Patents

파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20140003276A
KR20140003276A KR1020120071413A KR20120071413A KR20140003276A KR 20140003276 A KR20140003276 A KR 20140003276A KR 1020120071413 A KR1020120071413 A KR 1020120071413A KR 20120071413 A KR20120071413 A KR 20120071413A KR 20140003276 A KR20140003276 A KR 20140003276A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
optical
asymmetric structure
probe
scanning optical
Prior art date
Application number
KR1020120071413A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102040148B1 (ko
Inventor
최민석
정기훈
박현철
이승완
Original Assignee
삼성전자주식회사
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 한국과학기술원 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120071413A priority Critical patent/KR102040148B1/ko
Priority to US13/920,533 priority patent/US9420954B2/en
Publication of KR20140003276A publication Critical patent/KR20140003276A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102040148B1 publication Critical patent/KR102040148B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • 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
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/444—Evaluating skin marks, e.g. mole, nevi, tumour, scar
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

개시된 파이버 스캐닝 광 프로브는 광 파이버; 상기 광 파이버를 2축 구동하는 액츄에이터; 상기 광 파이버의 일측에 장착된 것으로, 상기 2축 방향의 형상이 다른 비대칭 구조물;을 포함한다.

Description

파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기{Fiber scanning optical probe and medical imaging apparatus employoing the same}
본 개시는 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기에 관한 것이다.
의료 영상(Medical Imaging) 분야에서는 Tissue (인체, 피부) 표면에 대한 정보와 함께 하부의 단층을 정밀 촬영하는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 대부분의 암 (cancer)은 상피 세포 하부에서 발생하여 혈관이 존재하는 진피세포 내부로 전파되기 때문에 조기 발견이 가능할 경우 암에 의한 피해를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 기존의 MRI, CT, 초음파 등의 이미징 기술은 피부를 관통하여 내부 단층을 촬영할 수 있지만 해상도가 낮아 사이즈가 작은 조기 암의 검출은 불가능하다. 반면 최근에 소개된 OCT (optical coherence tomography), OCM (optical coherence microscopy), PAT (photoacoustic tomography) 기술은 기존 방법과 달리 광을 이용하기 때문에 피부속 침투 깊이는 1~2 mm (OCT 경우), 30~50 mm (PAT 경우)로 낮지만 해상도가 초음파의 10배 정도로 높아 초기암의 진단에 유용할 것으로 기대된다.
이와 같이 광을 이용한 의료영상 기법을 내시경, 복강경, 수술로봇 등 인체 내부 진단에 적용하기 위해서는 광 소스로부터 광을 전달받아 인체내부로 보내야 하는데 이 때 광 프로브가 사용된다. 광 프로브는 검사 대상물의 일정 영역의 이미지를 얻기 위해 다양한 스캐닝 방식을 사용한다. 예를 들어, 여러 다발의 광 파이버를 사용하는 방식, 광 파이버를 직접 변형하여 광경로를 제어하는 방식, 다수의 빔 스플리터를 사용하여 광경로를 분할하는 방식이 사용된다.
본 개시는 광파이버를 직접 변형시켜 광의 경로를 바꾸는 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기를 제공한다.
일 유형에 따르는 파이버 스캐닝 광 프로브는 광 파이버; 상기 광 파이버를 2축 구동하는 액츄에이터; 상기 광 파이버의 일측에 장착된 것으로, 상기 2축 방향의 형상이 다른 비대칭 구조물;을 포함한다.
상기 광 파이버가 끼워지는 홀 또는 홈을 구비하는 형상을 가질 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 단면 형상은 대칭성을 가지며, 두께가 일정하지 않은 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 비대칭 구조물은 중심부에 관통홀이 형성된 원기둥의 상면 일부가 식각된 형상을 가질 수 있다.
또는, 상기 비대칭 구조물은 단면 형상이 비대칭성을 가지며, 두께는 일정한 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 비대칭 구조물의 단면 형상은 중심부에 홈이 형성된 부분 원형(partially circular shape)일 수 있고, 이 경우, 상기 부분 원형의 중심각은 180도 이상일 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 원기둥 형상일 수 있고, 또는, 중심부에 관통홀이 형성된 직사각기둥 형상일 수 있으며, 또는, 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 정사각기둥 형상을 가질 수 있고, 또는, 중심부에 관통홀이 형성된 타원 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 비대칭 구조물은 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.,
상기 파이버 스캐닝 광 프로브는 상기 광 파이버, 상기 액츄에이터 및 상기 비대칭 비대칭 구조물을 수용하는 내부 공간을 형성하는 것으로, 광 입력부와 광 출력부를 구비하는 프로브 바디;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로브 바디 내에, 상기 광 파이버와 상기 광 출력부 사이의 광경로에는 하나 이상의 렌즈를 구비하는 렌즈 유닛이 더 배치될 수 있다.
상기 렌즈 유닛은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 프로브 바디 내에, 상기 렌즈 유닛과 광 출력부 사이에는 광경로전환부재가 더 배치될 수 있고, 상기 광경로전환부재는 반사 미러 또는 프리즘으로 구성될 수 있다.
일 유형에 따르는 의료 영상 기기는 광원부; 상기 광원부에서의 광을 검사 대상물에 스캐닝 조사하는 것으로, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 파이버 스캐닝 광 프로브; 검사 대상물로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호처리부;를 포함한다.
상기 신호처리부는 OCT (optical coherence tomography), 또는 OCM (optical coherence microscopy) 또는 PAT (photoacoustic tomography)의 방법을 사용하여, 수신된 신호를 처리할 수 있다.
상기 파이버 스캐닝 광 프로브는 구동 방향에 따라 서로 다른 공진 주파수를 갖는 구조를 가지며, 이에 따라 축간의 커플링이 방지되어 보다 정밀한 광 스캐닝이 가능하다.
상기 파이버 스캐닝 광 프로브는 의료 영상 기기에 채용될 수 있으며, 크로스토크가 줄어들어 품질이 향상된 의료 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브의 개략적인 구조를 보인다.
도 2는 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 예시적인 구조를 보인다.
도 3은 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 다른 예를 보인다.
도 4는 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 또 다른 예를 보인다.
도 5는 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 또 다른 예를 보인다.
도 6은 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 또 다른 예를 보인다.
도 7은 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 또 다른 예를 보인다.
도 8a 및 도 8b는 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브에 채용되는 비대칭 구조물의 제조방법을 설명하는 도면들이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브의 개략적인 구조를 보인다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브의 개략적인 구조를 보인다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브의 개략적인 구조를 보인다.
도 12는 실시예에 따른 의료 영상 기기의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브(100)의 개략적인 구조를 보인다.
도 1을 참조하면, 파이버 스캐닝 광 프로브(100)는 광 파이버(120)와, 광 파이버(120)를 구동하는 액츄에이터(110)와, 광 파이버(120)의 일측에 장착된 비대칭 구조물(130)을 포함한다.
파이버 스캐닝 광 프로브(100)는 광 파이버(120)의 변형을 유도하여 광을 필요한 영역에 스캐닝하는 방식을 사용하며, 이를 위해, 액츄에이터(110)는 광 파이버(120)의 일단이 두 방향, 예를 들어, X 방향 및 Y 방향으로 변형될 수 있도록 2축 구동하도록 구성된다. 액츄에이터(110)는 예를 들어, 전기적 신호에 따라 변형이 일어나는 압전 물질을 이용한 피에조 액츄에이터로 구성될 수 있다.
광 파이버(120)는 액츄에이터(110)에 의해 구동되며, 외부 광원으로부터의 광을 검사 대상물에 전달하는 것으로, 예를 들어, 싱글모드 광섬유로 이루어질 수 있다.
비대칭 구조물(130)은 광 파이버(120)를 구동함에 있어, 두 축방향의 공진 주파수를 분리하기 위해 제시되는 것이다. 광 파이버(120)를 구동하여 스캐닝 동작을 수행할 때, 최대의 효율을 얻기 위해 액츄에이터(110)는 파이버-액츄에이터 시스템의 공진 주파수 또는 이와 인접한 주파수 영역에서 광 파이버(120)를 구동한다. 이하에서, '파이버-액츄에이터 시스템'이라 함은 액츄에이터 및 액츄에이터에 의해 구동되는 모든 구조물, 즉, 광파이버와 이에 결합된 비대칭 구조물을 포함하는 것이다. 스캐닝 동작시, 광 파이버(120)가 구동되는 두 방향에 대한 공진주파수가 동일한 경우, 축간 커플링 효과 때문에 정확한 스캐닝 경로를 확보하기 어렵다. 예를 들어, 일 방향으로 구동시 정확한 직선 경로가 형성되지 않는다. 파이버-액츄에이터 시스템의 공진 주파수는 굽힘 모멘트(bending moment of inertia)에 비례하므로 두 축 방향의 굽힘 모멘트를 다르게 하여 두 축 방향의 공진주파수를 다르게 할 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예에서는 두 축 방향의 굽힘 모멘트를 다르게 할 수 있는 형태의 비대칭 구조물(130)을 광 파이버(120)에 장착하여, 두 축방향의 공진 주파수를 서로 다르게 하고 있다. 비대칭 구조물(130)은 도시된 바와 같이, 광 파이버(120)에 용이하게 설치될 수 있도록 광 파이버(120)가 끼워지는 홀 또는 홈을 구비할 수 있으며, 또한, 두 축 방향의 공진 주파수를 원하는 값으로 맞출 수 있도록 적절한 재질과 형상을 가질 수 있다. 또한, 도면에는 광 파이버(120)에 하나의 비대칭 구조물(130)이 장착된 것으로 나타나 있으나, 이는 예시적인 것이고, 비대칭 구조물(130)이 복수개 구비되는 것도 가능하다.
도 2는 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브(100)에 채용될 수 있는 비대칭 구조물(131)의 예시적인 구조를 보인다.
비대칭 구조물(131)은 중심부를 관통하는 관통홀(H)이 형성된 원기둥 형태의 상면 일부가 식각된 형상을 갖는다. 즉, 관통홀(H)이 형성된 원기둥(131a) 위로 잘린 부채꼴 형상의 기둥(131b)이 돌출된 형태를 갖는다. 잘린 부채꼴 형상의 기둥(131b)의 부채꼴 각도나 두께는 구현하고자 하는 두 축 방향의 공진 주파수의 구체적인 값을 고려하여 정할 수 있다.
도 2의 비대칭 구조물(131)은 단면은 대칭성을 가지는 형상으로 하고 그 두께를 일정하지 않게 하여, 두 축 방향의 굽힘 모멘트를 다르게 하는 예시적인 구조로 제시되는 것이다.
한편, 단면을 비대칭성을 가지는 형상으로 하고 그 두께는 일정하게 하여 두 축 방향의 굽힘 모멘트를 다르게 하는 형태도 가능하다. 이하, 도 3 내지 도 7에서는 이러한 예로서, 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브(100)에 채용될 수 있는 비대칭 구조물(132)(133)(134)(135)(136)의 예들을 보인다.
도 3은 도 1의 파이버 스캐닝 광 프로브(100)에 채용될 수 있는 비대칭 구조물(132)의 다른 예를 보인다.
비대칭 구조물(132)의 단면 형상은 중심부에 홈이 형성된 부분 원형(partially circular shape)으로 되어 있다. 중심부에 형성된 홈은 광 파이버(도 1의 120)가 끼워지는 위치로, 상기 부분 원형의 중심각을 대략 180도 이상으로 하여 광 파이버(도 1의 120)에 비대칭 구조물(132)가 안정적으로 장착되게 할 수 있다.
도 4의 비대칭 구조물(133)은 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀(H)이 형성된 원기둥 형상을 갖는다.
도 5의 비대칭 구조물(134)은 중심부에 관통홀(H)이 형성된 타원 기둥 형상을 갖는다.
도 6의 비대칭 구조물(135)은 중심부에 관통홀(H)이 형성된 직사각기둥 형상을 가지며, 도 7의 비대칭 구조물(136)은 중심부에서 벗어난 위치에 관통홀(H)이 형성된 정사각기둥 형상을 갖는다.
상술한 예의 비대칭 구조물(131)(132)(133)(134)(135)(136)은 실리콘 재질로 이루어질 수 있으며, 실리콘 기판상에서 일괄 처리 공정(batch process)으로 제조될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브(100)에 채용될 수 있는 비대칭 구조물의 제조방법을 설명하는 도면들이다.
도 8a를 참조하면, 실리콘 기판(S) 상에 다양한 형태의 구조물들이 제조되어 있다. 이러한 형상은 Deep RIE(reactive ion etching)등의 MEMS 공정으로 제조될 수 있다. 구조물들은 비대칭 형상이거나, 또는 부분 식각등의 방법을 사용하여 일정하지 않은 두께를 가질 수 있다.
도 8b는 도 8a의 일부를 확대한 것으로, 구조물을 이루는 영역(R1)은 나머지 기판 영역(R2)에 가는 띠 형태의 연결부(T)로 연결되어 있다. 이러한 연결부(T)는 기계적 충격 또는 줄 히팅(joule heating)의 방법으로 제거할 수 있으며, 이에 따라 구조물들이 실리콘 기판으로부터 분리될 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브(500)의 개략적인 구조를 보인 단면도이다.
본 실시예의 파이버 스캐닝 광 프로브(500)는 광 입력부(510a)와 광 출력부(510b)를 구비하는 프로브 바디(550) 내에, 액츄에이터(510), 광 파이버(520) 및 광 파이버(520)의 일측에 장착된 비대칭 구조물(530)이 수용된 구조를 갖는다.
액츄에이터(510)는 광 파이버(520)를 2축 구동하는 것으로, 예를 들어, 피에죠 액츄에이터로 구성될 수 있다. 비대칭 구조물(530)은 파이버-액츄에이터 시스템의 두 축 방향 공진주파수를 분리하기 위한 것으로, 도 2 내지 도 7에서 예시한 비대칭 구조물(131)(132)(133)(134)(135)(136) 또는 이들이 조합된 구조물일 수 있다. 비대칭 구조물(530)은 복수개가 마련될 수도 있다.
광 파이버(520)와 광 출력부(550b) 사이의 광경로에는 하나 이상의 렌즈(미도시)를 구비하는 렌즈 유닛(570)이 더 배치될 수 있다. 렌즈 유닛(570)은 광 파이버(520)를 통해 전송되는 광을 검사 대상물에 집속하기 위한 것이다. 렌즈 유닛(570)은 폴리머나 글래스 재질로 이루어진 광학 렌즈를 포함하거나, 또는, 광을 집속할 수 있는 형태의 굴절률 분포를 가지는 GRIN(graded index) 렌즈를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브(501)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예는 프로브 본체(550) 내에, 렌즈 유닛(570)과 광 출력부(550b) 사이에 광경로전환부재(570)가 더 배치된 점에서 도 6의 파이버 스캐닝 광 프로브(500)와 차이가 있다. 광경로전환부재(570)는 도시된 바와 같이 프리즘 형태를 가질 수 있ㅇ며, 프리즘 면에서의 전반사에 의해 광경로가 바뀐다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 파이버 스캐닝 광 프로브(502)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예는 광경로전환부재(580)가 반사 미러로 구성된 점에서 도 7의 파이버 스캐닝 광 프로브(501)와 차이가 있다.
도 10은 실시예에 따른 의료 영상 기기(700)의 개략적인 구조를 보인 블록도이다.
의료 영상 기기(700)는 광원부(710), 광원부(710)에서의 광을 검사 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 광 프로브(720), 검사 대상물로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부(750) 및 수신부(750)에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호처리부(760)를 포함한다.
스캐닝 광 프로브(720)로는 검사 대상물(object)에 대한 일정 영역을 스캔하며 광을 조사할 수 있는 구성을 가지며, 예를 들어, 전술한 파이버 스캐닝 광 프로브(100)(500)(501)(502) 중 어느 하나, 또는 이들이 조합된 형태가 사용될 수 있다.
스캐닝 광 프로브(720)를 통해 검사 대상물(object)에 광이 조사되면, 검사 대상물(object)의 특성 정보를 담은 새로운 신호가 형성되고, 수신부(750)에서 이 신호를 수신한다. 수신부(750)는 스캐닝 광 프로브(720) 내에 포함되는 구성일 수도 있다.
신호처리부(760)는 수신부(750)에서 수신한 신호를 처리하여 영상 신호를 생성한다.
또한, 의료 영상 기기(700)는 사용자 인터페이스(790)와 제어부(730)를 더 구비할 수 있다. 사용자 인터페이스(790)는 입력부와 디스플레이부를 구비할 수 있으며, 이를 이용하여 제어부(730)에 필요한 입력을 전송할 수 있다.
제어부(730)는 사용자 인터페이스(790)에서 입력되는 명령에 따라 의료 영상 기기(700)를 이루는 각 구성요소들을 제어한다. 예를 들어, 스캐닝 광 프로브(720)의 스캐닝 구동을 제어할 수 있다. 제어부(530)는 마이크로 프로세서 등으로 구현될 수 있다.
본 실시예의 의료 영상 기기(700)는 OCT (optical coherence tomography), OCM (optical coherence microscopy) 또는 PAT (photoacoustic tomography) 등의 방법을 사용할 수 있도록 각 구성요소의 세부적인 사항들이 정해질 수 있다. 예를 들어, 검사 대상물(object)에서 발생하는 신호의 종류에 따라 수신부(750)에 구비된 검출 센서가 달라질 수 있으며, 신호처리부(760)는 각 방법에 따라 수신된 신호를 처리할 수 있다.
예를 들어, PAT (photoacoustic tomography)의 방법을 사용하는 경우, 광원부(710)는 검사 대상물(object)로부터 초음파를 유도하는 펄스 레이저일 수 있고, 수신부(750)는 검사 대상물(objecy)에서 발생하는 초음파를 전기적 신호로 변환하는 트랜스듀서를 구비하는 초음파 수신부로 구성될 수 있다.
이러한 본원 발명인 파이버 스캐닝 광 프로브 및 의료 영상 기기는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 500, 501, 502...파이버 스캐닝 광 프로브
110, 510...액츄에이터 120, 520...광 파이버
130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 530...비대칭 구조물
550...프로브 본체 570...렌즈 유닛
580, 590...광경로전환부재

Claims (20)

  1. 광 파이버;
    상기 광 파이버를 2축 구동하는 액츄에이터;
    상기 광 파이버의 일측에 장착된 것으로, 상기 2축 방향의 형상이 다른 비대칭 구조물;을 포함하는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    상기 파이버가 끼워지는 홀 또는 홈을 구비하는 형상을 갖는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    단면 형상은 대칭성을 가지며, 두께가 일정하지 않은 형태인 파이버 스캐닝 광 프로브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에 관통홀이 형성된 원기둥의 상면 일부가 식각된 형상을 갖는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    단면 형상이 비대칭성을 가지며, 두께는 일정한 형태인 파이버 스캐닝 광 프로브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물의 단면 형상은
    중심부에 홈이 형성된 부분 원형(partially circular shape)인 파이버 스캐닝 광 프로브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부분 원형의 중심각은 180도 이상인 파이버 스캐닝 광 프로브.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 원기둥 형상인 파이버 스캐닝 광 프로브.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에 관통홀이 형성된 직사각기둥 형상을 갖는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에서 벗어난 위치에 관통홀이 형성된 정사각기둥 형상을 갖는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은
    중심부에 관통홀이 형성된 타원 기둥 형상을 갖는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비대칭 구조물은 실리콘 재질로 이루어진 파이버 스캐닝 광 프로브.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 파이버, 상기 액츄에이터 및 상기 비대칭 비대칭 구조물을 수용하는 내부 공간을 형성하는 것으로, 광 입력부와 광 출력부를 구비하는 프로브 바디;를 더 포함하는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로브 바디 내에, 광파이버와 상기 광 출력부 사이의 광경로에는 하나 이상의 렌즈를 구비하는 렌즈 유닛이 더 배치된 파이버 스캐닝 광 프로브.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함하는 파이버 스캐닝 광 프로브.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 프로브 바디 내에, 상기 렌즈 유닛과 광 출력부 사이에는 광경로전환부재가 더 배치된 파이버 스캐닝 광 프로브.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광경로전환부재는 반사 미러로 구성된 파이버 스캐닝 광 프로브.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광경로전환부재는 프리즘으로 구성된 파이버 스캐닝 광 프로브.
  19. 광원부;
    상기 광원부에서의 광을 검사 대상물에 스캐닝 조사하는 것으로, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 파이버 스캐닝 광 프로브;
    검사 대상물로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호처리부;를 포함하는 의료 영상 기기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 신호처리부는
    OCT (optical coherence tomography), 또는 OCM (optical coherence microscopy) 또는 PAT (photoacoustic tomography)의 방법을 사용하여, 수신된 신호를 처리하는 의료 영상 기기.
KR1020120071413A 2012-06-29 2012-06-29 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기 KR102040148B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071413A KR102040148B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기
US13/920,533 US9420954B2 (en) 2012-06-29 2013-06-18 Fiber scanning optical probe and medical imaging apparatus including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071413A KR102040148B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140003276A true KR20140003276A (ko) 2014-01-09
KR102040148B1 KR102040148B1 (ko) 2019-11-04

Family

ID=49778825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120071413A KR102040148B1 (ko) 2012-06-29 2012-06-29 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9420954B2 (ko)
KR (1) KR102040148B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107024A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 한국과학기술원 공진 주파수 변조 수단을 포함하는 광섬유 스캐너
KR20160093855A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 한국과학기술원 두 개의 공진주파수 성분을 갖는 구동기의 전압 인가 방법
KR20180018208A (ko) * 2016-08-12 2018-02-21 엘지전자 주식회사 식기 세척기
WO2020111487A1 (ko) * 2018-11-29 2020-06-04 재단법인대구경북과학기술원 파이버 스캐닝 시스템
WO2020222402A1 (ko) * 2019-05-02 2020-11-05 ㈜브이픽스메디칼 이미지 생성 장치
US10908412B2 (en) 2019-05-02 2021-02-02 VPIX Medical Incorporation Image generating device
KR20220021776A (ko) 2020-08-14 2022-02-22 대우조선해양 주식회사 배관 내부 사상 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX346174B (es) 2012-07-26 2017-03-10 Depuy Synthes Products Inc Esquema de iluminacion pulsada ycbcr en un entorno deficiente de luz.
BR112015001555A2 (pt) 2012-07-26 2017-07-04 Olive Medical Corp vídeo contínuo em ambiente com deficiência de luz
EP2967301B1 (en) 2013-03-15 2021-11-03 DePuy Synthes Products, Inc. Scope sensing in a light controlled environment
AU2014233515B2 (en) 2013-03-15 2018-11-01 DePuy Synthes Products, Inc. Super resolution and color motion artifact correction in a pulsed color imaging system
EP2967300A4 (en) 2013-03-15 2016-11-23 Olive Medical Corp CONTROL OF THE INTEGRATED LIGHT ENERGY OF A LASER PULSE
CN105263393B (zh) 2013-03-15 2018-10-26 德普伊新特斯产品公司 与成角度的内窥镜一起使用的带有整合式棱镜的观察套管针
KR20150035320A (ko) 2013-09-27 2015-04-06 삼성전자주식회사 가변 초점 렌즈, 이를 채용한 광 스캐닝 프로브 및 광스캐닝 프로브를 구비한 의료 기기
KR102146558B1 (ko) * 2013-11-06 2020-08-20 삼성전자주식회사 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 구비한 의료 영상 기기
WO2015143453A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 Olive Medical Corporation Card edge connector for an imaging sensor
JP6045753B1 (ja) * 2015-11-05 2016-12-14 オリンパス株式会社 光音響波検出装置及びこれを有する内視鏡システム
CN105741808B (zh) * 2016-05-04 2018-02-16 京东方科技集团股份有限公司 栅极驱动电路、阵列基板、显示面板及其驱动方法
CN116161608B (zh) * 2022-11-29 2023-08-04 北京大学长三角光电科学研究院 晶体微腔的封装结构及其方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020064341A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-30 Fauver Mark E. Micro-fabricated optical waveguide for use in scanning fiber displays and scanned fiber image acquisition
US6975898B2 (en) * 2000-06-19 2005-12-13 University Of Washington Medical imaging, diagnosis, and therapy using a scanning single optical fiber system
JP2007121257A (ja) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp 光プローブ
US20090316116A1 (en) * 2008-05-19 2009-12-24 University Of Washington Uw Techtransfer - Invention Licensing Scanning laser projection display for small handheld devices
WO2010143402A1 (ja) * 2009-06-09 2010-12-16 株式会社フジクラ 光学装置、レーザ照射装置およびレーザ治療装置
JP2012034824A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Panasonic Electric Works Co Ltd インターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040020864A (ko) 2000-11-03 2004-03-09 마이크로비젼, 인코퍼레이티드 주파수 가변 공진 스캐너 및 그 제조 방법
US7616986B2 (en) 2001-05-07 2009-11-10 University Of Washington Optical fiber scanner for performing multimodal optical imaging
JP2006502784A (ja) * 2002-10-18 2006-01-26 シア アリー 撮像案内ワイヤを備えるアテローム切除システム
US20080221388A1 (en) 2007-03-09 2008-09-11 University Of Washington Side viewing optical fiber endoscope

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975898B2 (en) * 2000-06-19 2005-12-13 University Of Washington Medical imaging, diagnosis, and therapy using a scanning single optical fiber system
US20020064341A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-30 Fauver Mark E. Micro-fabricated optical waveguide for use in scanning fiber displays and scanned fiber image acquisition
JP2007121257A (ja) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp 光プローブ
US20090316116A1 (en) * 2008-05-19 2009-12-24 University Of Washington Uw Techtransfer - Invention Licensing Scanning laser projection display for small handheld devices
WO2010143402A1 (ja) * 2009-06-09 2010-12-16 株式会社フジクラ 光学装置、レーザ照射装置およびレーザ治療装置
JP2012034824A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Panasonic Electric Works Co Ltd インターフェース部材及びインターフェース部材剥離機構

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107024A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 한국과학기술원 공진 주파수 변조 수단을 포함하는 광섬유 스캐너
KR20160093855A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 한국과학기술원 두 개의 공진주파수 성분을 갖는 구동기의 전압 인가 방법
KR20180018208A (ko) * 2016-08-12 2018-02-21 엘지전자 주식회사 식기 세척기
WO2020111487A1 (ko) * 2018-11-29 2020-06-04 재단법인대구경북과학기술원 파이버 스캐닝 시스템
WO2020222402A1 (ko) * 2019-05-02 2020-11-05 ㈜브이픽스메디칼 이미지 생성 장치
US10908412B2 (en) 2019-05-02 2021-02-02 VPIX Medical Incorporation Image generating device
US10939802B2 (en) 2019-05-02 2021-03-09 VPIX Medical Incorporation Image generating device
US11534049B2 (en) 2019-05-02 2022-12-27 VPIX Medical Incorporation Image generating device
US11571110B2 (en) 2019-05-02 2023-02-07 VPIX Medical Incorporation Image generating device
KR20220021776A (ko) 2020-08-14 2022-02-22 대우조선해양 주식회사 배관 내부 사상 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20140005532A1 (en) 2014-01-02
US9420954B2 (en) 2016-08-23
KR102040148B1 (ko) 2019-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102040148B1 (ko) 파이버 스캐닝 광 프로브 및 이를 채용한 의료 영상 기기
US9936865B2 (en) Fiber scanning optical probe and medical imaging apparatus including the same
US11647957B2 (en) Ultrasound probe
US9835852B2 (en) Scanner for two-dimensional optical scanning, manufacturing method thereof, and medical imaging apparatus using the same
US8496579B2 (en) Method and arrangement for high-resolution microscope imaging or cutting in laser endoscopy
JP5069105B2 (ja) マルチモードの光画像化方法及びその光ファイバスキャナ
JP4494127B2 (ja) 断層画像観察装置、内視鏡装置、及び、それらに用いるプローブ
US9880381B2 (en) Varifocal lens, optical scanning probe including the varifocal lens, and medical apparatus including the optical scanning probe
JP2009516568A (ja) 中断される走査共振を使用する可変順次フレーミングを用いたビームの走査
KR20080086853A (ko) 초음파와 광의 상호 작용을 이용하여 피검체의 내부 상태를나타내는 정보를 얻는 의료 기구
US20160143542A1 (en) Minimally Invasive Optical Photoacoustic Endoscopy with a Single Waveguide for Light and Sound
WO2020167870A1 (en) Transparent ultrasound transducers for photoacoustic imaging
US10349835B2 (en) Optical switching unit, optical probe including the same, and medical imaging apparatus including optical probe
JP2004361889A (ja) 走査ミラー、ビーム走査型プローブ
EP3448243B1 (en) An optical coherence tomography system
KR101935970B1 (ko) 삼차원 공초점 스캐닝 니들 프로브
KR101482704B1 (ko) 광섬유 비공진 스캐닝 방식의 내시현미경 프로브
KR101616475B1 (ko) Ｐｚｔ를 이용한 ｏｃｔ 프로브
KR20180134297A (ko) 광섬유 프로브 및 이를 포함하는 내시경 장치
US20130345557A1 (en) Light scanning probe and medical imaging apparatus employing the same
KR101919012B1 (ko) 광 프로브 및 이를 포함하는 광 간섭 단층 촬영 장치
KR101415087B1 (ko) Ｐｚｔ를 이용한 ｏｃｔ 프로브
KR20150053315A (ko) 광 프로브 및 이를 포함한 의료 기기
Hu et al. Design of an endoscopic OCT probe based on piezoelectric tube with quartered outside electrodes
Nakamura et al. Endoscopic optical coherence elastography using acoustic radiation force and a vibrating fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant