KR20140012578A - 단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치. - Google Patents

단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치. Download PDF

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Abstract

단층 영상 생성 방법 및 이를 수행하는 단층 영상 생성 장치에 따르면, 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 입사되는 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 공간 광 변조기를 통과하여 대상체에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성하고, 생성된 단층 영상들에 기초하여 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하고, 선택된 패턴을 이용하여 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성한다.

Description

단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치. { Apparatus and method for generating tomography image }
광을 이용하여 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치에 관한 것이다.
단색성(monochromaticity), 응집성(coherence), 방향성(direnctionality)을 갖는 광의 특성을 이용하여, 현재 다양한 분야에서 광을 활용하고 있다. 바이오 분야 및 의료 분야에서 광은 조직 또는 세포의 관찰, 병의 진단 또는 레이저 시술 등으로 다양하게 활용되고 있다.
위와 같은 광의 여러가지 특성을 이용하면 살아있는 조직 또는 세포의 고해상도 촬영이 가능하여 인체와 생명체를 직접 절개하지 않고 그 내부 구조를 관찰할 수 있다. 의료분야에서는 각종 질병의 원인, 위치 및 진행경과 등을 쉽고 안전하게 파악하는데 이를 활용한다. 광을 이용한 인체의 단층 영상의 촬영에 있어서는, 인체 또는 생명체의 깊숙한 곳의 세포 또는 조직에까지 광을 투과시킬 수 있도록 광의 투과 깊이의 증가가 요구된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 광의 투과 깊이가 향상된 단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다. 단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 단층 영상 생성 방법은 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 입사되는 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하는 단계; 상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하는 단계; 상기 공간 광 변조기를 통과하여 대상체에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 단계; 상기 선택된 패턴을 이용하여 상기 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 단층 영상 생성 장치는 광선들을 출력하는(emit) 광 출력부; 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기; 상기 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 상기 공간 광 변조기에 차례로 적용되도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 변조 제어부; 상기 공간 광 변조기를 통과하여 상기 대상체에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출하는 검출부; 상기 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성하는 영상 생성부; 및 상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 영상 처리부;를 포함하고, 상기 영상 생성부는 상기 공간 광 변조기에 상기 선택된 패턴이 적용되어 획득된 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 대상체의 최종 단층 영상을 생성한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 광 간섭 단층 촬영 장치(Optical Coherence Tomography Apparatus)는 광선을 출력하는(emit) 광 출력부; 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기; 상기 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 상기 공간 광 변조기에 차례로 적용되도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 변조 제어부; 상기 광 출력부로부터 출력된 광선을 측정 광선 및 참조 광선으로 분리하고, 상기 측정 광선을 대상체에 조사하고, 상기 측정 광선이 대상체에서 반사되어 돌아온 응답 광선을 수신하는 간섭계; 상기 응답 광선과 상기 참조 광선에 의해 발생되는 간섭 신호를 검출하고, 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출하는 검출부; 상기 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성하는 영상 생성부; 및 상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 영상 처리부;를 포함하고, 상기 영상 생성부는 상기 공간 광 변조기에 상기 선택된 패턴이 적용되어 획득된 간섭 신호에 기초한 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 대상체의 최종 단층 영상을 생성하고, 상기 공간 광 변조기는 상기 광 출력부로부터 출력된 광선, 상기 측정 광선 또는 상기 참조 광선 중의 어느 하나의 위상을 변조시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 단층 영상 생성 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 대상체의 단층 영상을 생성함에 있어서, 기본 패턴에 대하여 공간 시프트 변조를 수행하여 획득된 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 패턴을 선택함으로써, 해당 대상체의 물질 특성에 가장 적합한 위상 변조량을 반영한 패턴을 이용하여 투과 깊이가 증가된 최적의 단층 영상을 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 생성 장치를 도시한 블록도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 공간 광 변조기에 의해서 위상이 변조되지 않은 광선들이 대상체에 투과되어 포커싱된 모양을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1에 도시된 공간 광 변조기에 의해서 위상이 변조된 광선들이 대상체에 투과되어 포커싱된 모양을 나타낸 도면이다.
도 3a는 도 1에 도시된 변조 제어부에서 기본 패턴의 공간 시프트 변조를 수행하여 획득한 복수의 시프트 패턴들을 도시한 도면이다.
도 3b은 도 1에 도시된 변조 제어부에서 기본 패턴의 공간 시프트 변조를 수행하여 복수의 시프트 패턴들을 획득하는 작업을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 영상 처리부에 의해 생성된 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들을 선별하는 작업을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 단층 영상 생성 장치의 일 실시예에 해당하는 광 간섭 단층 촬영 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단층 영상 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 생성 장치를 도시한 블록도이다. 도 1 을 참조하면, 단층 영상 생성 장치(100)는 광 출력부(110), 공간 광 변조기(120), 변조 제어부(130), 검출부(140), 영상 생성부(150) 및 영상 처리부(160)로 구성된다.
도 1에 도시된 단층 영상 생성 장치(100)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 단층 영상 생성 장치(100)는 광을 이용하여 대상체의 단층 영상을 획득하는 장치로서 광 간섭 단층 촬영 장치(OCT, Optical Coherence Tomography), 광 간섭 현미경(OCM, Optical Coherent Microscopy), 광학 현미경(optical microscope)등과 같이 광 간섭성을 기반하여 단층 영상을 획득할 수 있는 모든 광학 영상 장치를 포함한다.
광 출력부(110)는 피사체(10)에 입사되는 광선들을 출력한다. 이때, 광 출력부(110)는 파장 가변 광(wavelength-swept light), 레이저(laser) 등을 출력할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 광 출력부(110)에서 출력된 광선들은 공간 광 변조기(120)를 거쳐 대상체(10)에 입사된다.
공간 광 변조기(SLM, spatial light modulator)(120)는 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시킨다. 이때, 공간 광 변조기(120)는 DMD(Digital Micromirror Device)가 될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 공간 광 변조기(120)의 위상 변조와 관련된 구체적은 설명은 도 2a 및 도 2b를 참조한다.
변조 제어부(130)는 공간 광 변조기(120)의 적어도 하나의 기본 패턴(basis pattern)을 결정하고, 기본 패턴에 대하여 공간 시프트 변조(spatial shift modulation)를 수행하여 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들(shift patterns)을 획득한다. 변조 제어부(130)는 획득된 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 공간 광 변조기(120)에 차례로 적용되도록 공간 광 변조기(120)를 제어한다.
기본 패턴은 공간 시프트 변조를 수행하는 기준이 되는 패턴을 나타낸다. 공간 시프트 변조는 하나의 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시킨 시프트 패턴을 획득하는 것으로, 변조 제어부(130)는 하나의 기본 패턴에 대하여 복수의 시프트 패턴들을 획득할 수 있다. 변조 제어부(130)의 공간 시프트 변조와 관련된 구체적은 설명은 도 3a 및 도 3b를 참조한다.
검출부(140)는 공간 광 변조기(120)를 통과하여 대상체(10)에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들에 기초하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출한다. 이때, 대상체(10)에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들은 광선들이 대상체(10)에 입사되면서 투과, 반사, 산란등의 현상에 의하여 획득되는 광선들을 나타낸다. 예를 들면, 획득되는 광선들은 대상체(10)에 입사된 측정 광선들에 의하여 획득된 응답 광선과 참조 광선 간의 간섭현상을 일으켜서 획득되는 광선들이 될 수 있다. 또 다른 예로, 획득되는 광선들은 응답 광선과 참조 광선 각각의 이차 하모닉 신호들 간의 간섭현상을 일으켜서 획득되는 광선들이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
영상 생성부(150)는 스펙트럼 신호를 이용하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성한다. 예를 들면, 변조 제어부(130)는 기본 패턴을 공간 광 변조기(120)에 적용하고, 검출부(140)는 적용된 기본 패턴에 대한 스펙트럼 신호를 검출하고, 영상 생성부(150)가 기본 패턴의 스펙트럼 신호에 대한 단층 영상을 생성한다. 다음으로, 변조 제어부(130)는 기본 패턴을 수직 또는 수평 방향으로 공간 시프트 변조한 제 1 시프트 패턴을 공간 광 변조기(120)에 적용하고, 검출부(140)는 제 1 시프트 패턴에 대한 스펙트럼 신호를 검출하고, 영상 생성부(150)는 제 1 시프트 패턴의 스펙트럼 신호에 대한 단층 영상을 생성한다. 이와 유사하게, 변조 제어부(130)는 제 1 시프트 패턴과 시프트 방향, 시프트 량을 달리하여 기본 패턴을 공간 시프트 변조한 제 2 시프트 패턴, 제 3 시프트 패턴 등의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 영상 생성부(150)는 복수의 시프트 패턴들이 차례로 적용하여 획득된 스펙트럼 신호를 이용하여, 제 2 시프트 패턴, 제 3 시프트 패턴, 나머지 시프트 패턴들에 대한 단층 영상들을 획득한다.
영상 처리부(160)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택한다. 이때, 가장 선명한 단층 영상은 대상체(10)에 입사된 광선들이 모두 동 위상(in-phase)이 되는 단층 영상으로, 대상체(10)에 입사된 광선들이 동 위상이 되는 경우, 동 위상의 광선들이 대상체(10)의 한점에 포커싱되어 광선들의 에너지가 최대로 나타나게 된다. 따라서, 가장 선명한 단층 영상은 획득된 단층 영상에서 빛의 에너지가 최대로 나타나는 경우로, 획득된 단층 영상들 중에서 가장 큰 빛의 강도(intensity), 즉 가장 밝은 단층 영상이 된다. 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상으로 선택된 단층 영상에 대응되는 하나의 패턴을 선택한다. 이때, 영상 처리부(160)가 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 결정하는 작업은 컴퓨터 알고리즘 등에 의해서 자동으로 수행될 수 있다.
본 실시예에 따른 영상 처리부(160)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 영상 처리부(160)는 도 1에 도시된 바에 같이 단층 영상 생성 장치(100)의 내부에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 단층 영상 생성 장치(100)의 외부에 위치할 수도 있다.
영상 생성부(150)는 공간 광 변조기(120)에 영상 처리부(160)에서 선택된 패턴을 적용하여 검출된 스펙트럼 신호를 이용하여 대상체(10)의 최종 단층 영상을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 단층 영상 생성 장치(100)는 복수의 기본 패턴들을 이용하여 대상체(10)에 입사되는 광선들 각각의 위상을 변조하여 대상체(10)에 최적화된 최종 단층 영상을 생성할 수 있다.
이에 따르면, 변조 제어부(130)는 대상체(10)에 대하여 복수의 기본 패턴들을 결정하고, 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 복수의 기본 패턴들을 획득할 수 있다. 이때, 변조 제어부(130)는 복수의 기본 패턴들 각각이 다른 기본 패턴의 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상 변화에 대하여 비상관관계(uncorrelated relation)에 있도록 복수의 기본 패턴들을 결정할 수 있다. 일 실시예로, 변조 제어부(130)는 복수의 기본 패턴들 각각이 다른 기본 패턴들과 서로 직교 관계(orthogonal relation)에 있도록 복수의 기본 패턴들을 결정할 수 있다. 또한, 비상관관계(uncorrelated relation)에 있는 복수의 기본 패턴들은 하다마드(Hadamard) 패턴의 순열(permutation)에 기초하여 결정될 수 있다.
변조 제어부(130)는 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 공간 시프트 변조를 수행하여 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득한다. 변조 제어부(130)는 획득된 복수의 기본 패턴들 및 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성하기 위하여 복수의 기본 패턴들 및 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각을 공간 광 변조기(120)에 차례로 적용한다. 공간 광 변조기(120)에적용된 패턴에 따라, 영상 생성부(150)는 복수의 기본 패턴들 및 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성한다.
영상 처리부(160)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 선택된 패턴들을 획득한다. 이때, 복수의 선택된 패턴들은 대상체(10)의 물질 특성에 맞게 대상체(10)에 입사된 광선의 위상을 최적으로 변조시키는 패턴들의 집합에 해당한다. 복수의 기본 패턴들에 각각에 대하여 각 기본 패턴에 대응되는 최적의 위상 변조량을 하나의 패턴에 적용하기 위해서, 영상 처리부(160)는 복수의 선택된 패턴들을 하나의 가중 패턴(summation pattern)으로 합한다. 이때, 가중 패턴을 공간 광 변조기(120)에 적용하기 위해서, 영상 처리부(160)는 가중 패턴을 소정의 역치값(threshold)을 기준으로 이진화하고, 이진화된 최종 패턴을 형성한다. 영상 생성부(150)는 최종 패턴을 이용하여 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성한다. 최종 단층 영상은 대상체(10)의 물질 특성에 따라 위상이 변조되어 최적화된 단층 영상에 해당한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 단층 영상 생성 장치(100)는 복수의 기본 패턴들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 일부의 기본 패턴들만을 이용하여 최종 패턴을 생성할 수 있다. 영상 처리부(160)는 규칙적인 위상 변화를 보이는 일부의 기본 패턴들만을 선별하기 위하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상을 이용하여 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성한다.
이에 따르면, 영상 생성부(150)는 스펙트럼 신호에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득한다. 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴의 스펙트럼 영상를 기준으로 공간 시프트 변조의 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들을 매트릭스 형태로 배열하여 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상의 변화를 나타내는 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성한다. 영상 처리부(160)는 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하는 작업을 반복하여 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들을 획득한다.
영상 처리부(160)는 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들과 각 기본 패턴들의 시프트 패턴들만 최종 패턴의 생성에 이용한다. 이에 따라, 영상 처리부(160)는 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들에 대해서만 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 수행한다. 영상 처리부(160)는 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들에 대해서만 선택하는 작업을 수행하여 획득된 패턴들만을 이용하여 최종 패턴을 생성한다.
이때, 규칙적인 위상 변화는 공간 시프트 변조에 따른 위상 변화량이 일정한 규칙성을 가지고 변하는 것이다. 예를 들면, 위상 변조 스펙트럼 영상에 나타나는 위상 변화가 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)을 가지는 경우, 규칙적인 위상 변화를 갖는 것으로 결정할 수 있다. 이때, 영상 처리부(160)가 해당 위상 변조 스펙트럼 영상이 규칙적인 위상 변화를 갖는지 결정하는 작업은 컴퓨터 알고리즘 등에 의해서 자동으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 단층 영상 생성 장치(100)는 광 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 광 제어부(미도시)는 대상체(10)에서 광선들을 포커싱하고자 하는 투과 깊이에 해당하는 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 결정하고, 결정된 관심 영역에 광선들이 포커싱되도록 광선들을 제어한다. 영상 생성부(150)는 결정된 대상체(10)의 관심 영역에 대하여 최적의 위상 변조량을 갖는 최종 패턴을 획득하는 작업들을 수행하여 획득된 최종 패턴을 이용하여 최종 단층 영상을 생성한다.
광 제어부(미도시)는 대상체(10)에서 광선들이 포커싱되는 투과 깊이가 서로 다른 복수의 관심 영역을 결정할 수 있다. 이에 따라, 광 제어부(미도시)는 복수의 관심 영역에 광선들이 차례로 포커싱되도록 광선들을 제어한다. 영상 생성부(150)는 대상체(10)의 복수의 관심 영역에 대하여 차례로 최종 단층 영상을 생성하여 복수의 최종 단층 영상들을 획득한다. 영상 처리부(160)는 복수의 최종 단층 영상들을 연결하여 편집된 하나의 단층 영상을 생성한다. 이에 따라, 단층 영상 생성 장치(100)는 각 투과 깊이에 최적화된 최적 단층 영상들을 결합하여, 전체 투과 깊이에 대응되는 하나의 최종 단층 영상을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광 제어부(미도시)는 대상체(10)의 투과 깊이에 따른 스펙트럼 신호의 세기(intensity)를 기준으로 광선들을 포커싱하고자 하는 대상체(10)의 투과 깊이를 결정하고, 결정된 투과 깊이에 해당하는 영역을 관심 영역으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 기본 패턴 및 복수의 시프트 패턴들 각각에 대해 가장 세기가 큰 스펙트럼 신호를 이용하여 단층 영상을 생성할 수 있다. 대상체(10)의 투과 깊이가 깊어짐에 따라 스펙트럼 신호의 세기(intensity)는 점점 줄어든다. 이에 따라. 단층 영상 생성 장치(100)는 가장 세기가 큰 스펙트럼 신호를 기준으로 단층 영상을 생성하여, 일정한 투과 깊이의 단층 영상을 획득할 수 있다. 광 제어부(160)가 스펙트럼 신호의 세기를 기준으로 광선들을 포커싱하고자 하는 대상체(10)의 투과 깊이를 결정하는 작업은 컴퓨터 알고리즘 등에 의해서 자동으로 수행될 수 있다.
또한, 광 제어부(미도시)는 대상체(10)에서 광선들이 입사되는 위치를 수평으로 이동시킬 수 있다. 영상 생성부(150)는 입사되는 광선들의 위치가 이동함에 따라 이동한 광선들의 각 위치에 대응되는 복수의 최종 단층 영상들을 차례로 획득하고, 영상 처리부(160)는 복수의 최종 단층 영상들을 연결하여 대상체(10)에서 전체 이동 거리에 대응되는 영역의 하나의 최종 단층 영상을 생성한다. 이에 따라, 단층 영상 생성 장치(100)는 광 제어부(미도시)에 의해 이동된 위치에 최적화된 최적 단층 영상들을 결합하여, 전체 수평 이동 거리에 대응되는 하나의 최종 단층 영상을 획득할 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 공간 광 변조기에 의해서 위상이 변조되지 않은 광선들이 대상체에 투과되어 포커싱된 모양을 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 공간 광 변조기(120)에 입사되어 대상체(10) 내부에서 포커싱되는 선들은 광 출력부(110)로부터 출력된 광선들을 나타낸다. 각 광선들의 위상 변조량은 Φ1, Φ2, Φ3로 나타난다. 도 2a의 광선들의 위상 변조량은 0으로, 도 2a의 광선들은 공간 광 변조기(120)에 의해 위상이 변조되지 않은 광선들이다. 광 출력부(110)로부터 출력된 광선들이 대상체(10)에 입사된다. 이때, 단층 영상을 생성하려는 대상체(10)의 물질 특성은 불균일하고 혼탁(turbid)하다. 이에 따라, 동일한 위상으로 대상체(10)에 입사된 광선들이 대상체(10)를 투과하면서 광선들 각각의 위상이 변경되어 포커싱되므로, 단층 영상을 획득하려는 지점에서 광선들은 동위상이 되지 못하고, 광선들의 포커싱된 에너지도 동위상인 경우와 비교하여 줄어들게 된다.
도 2b는 도 1에 도시된 공간 광 변조기에 의해서 위상이 변조된 광선들이 대상체에 투과되어 포커싱된 모양을 나타낸 도면이다. 도 2a와 동일하게, 도 2b의 공간 광 변조기(120)에 입사되어 대상체(10) 내부에서 포커싱되는 선들은 광 출력부(110)로부터 출력된 광선들을 나타내고, 단층 영상을 생성하려는 대상체(10)의 물질 특성은 불균일하고 혼탁(turbid)하다.
도 2b의 광선들은 공간 광 변조기(120)에 의해 위상이 변조되어 대상체(10)에 투과된다. 도 2b의 각 광선들의 공간 광 변조기(120)에 의한 위상 변조량은 각각 Φ1=1.32, Φ2=-2.1, Φ3=0.71로 나타난다. 도 2a의 광선들은 공간 광 변조기(120)에 의해 위상이 각각 다르게 변조되어 대상체(10)에 투과된다. 각각 다른 위상으로 대상체(10)에 입사된 광선들은 대상체(10)를 투과하면서, 단층 영상을 획득하려는 지점에서 동위상이 되어, 광선들의 포커싱된 에너지가 최대가 되게 된다.
불균일하고 혼탁한 대상체(10)에 대하여 입사된 광선들의 포커싱 에너지가 최대가 되도록 하기 위해서, 본 실시예에 따른 단층 영상 생성 장치(100)는 공간 시프트 변조를 활용하여 광선들 각각에 대한 위상 변조량을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 단층 영상 생성 장치(100)는 공간 시프트 변조를 이용하여 획득된 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들과 기본 패턴 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 패턴을 선택함으로써, 해당 대상체(10)의 물질 특성에 가장 적합한 위상 변조량을 반영한 패턴을 이용하여 최적의 단층 영상을 생성할 수 있다.
도 3a는 도 1에 도시된 변조 제어부에서 기본 패턴의 공간 시프트 변조를 수행하여 획득된 복수의 시프트 패턴들을 도시한 도면이다. 도 3a에 도시된 패턴들은 하나의 기본 패턴을 기준으로 수평 방향으로 하나씩 픽셀들의 배열을 이동시켜 획득된 시프트 패턴들을 나타낸다.
변조 제어부(130)는 제 1 기본 패턴(310)을 결정하고, 제 1 기본 패턴(310)에 대하여 수평 방향으로 공간 시프트 변조를 수행하여 복수의 시프트 패턴들(320, 330, 340)을 획득한다.
제 1 시프트 패턴은 B1 1로 표시되고, 제 1 기본 패턴(310)인 B1을 기준으로 x축(수평 방향)으로 0만큼, y축(수직 방향)으로 0만큼 이동한 것으로, 제 1 기본 패턴(310)과 동일하다. 제 1 기본 패턴(310)의 제 2 시프트 패턴(320)은 B2 1로 표시되고, 제 1 기본 패턴(310)인 B1을 기준으로 x축(수평 방향)으로 1만큼, y축(수직 방향)으로 0만큼 이동했음을 나타낸다. 제 1 기본 패턴(310)의 제 3 시프트 패턴(330)은 B3 1로 표시되고, 제 1 기본 패턴(310)인 B1을 기준으로 x축(수평 방향)으로 2만큼, y축(수직 방향)으로 0만큼 이동했음을 나타낸다. 도 3a의 변조 제어부(130)는 제 1 기본 패턴(310)을 기준으로 수평으로 1씩 9번의 공간 시프트 변조를 수행하여 10개의 시프트 패턴들을 획득한다. 제 1 기본 패턴(310)의 마지막 시프트 패턴인 제 10 패턴(340)은 B10 1로 표시되고, 제 1 기본 패턴(310)인 B1을 기준으로 x축(수평 방향)으로 9만큼, y축(수직 방향)으로 0만큼 이동한 것이다.
변조 제어부(120)는 제 1 기본 패턴(310)의 수직 방향에 대해서도 공간 시프트 변조를 수행할 수 있다. 변조 제어부(120)는 기본 패턴(310) 및 수평 방향으로 공간 시프트 변조된 10개의 시프트 패턴들 각각을 수직 방향으로 1씩 9번의 공간 시프트 변조하여, 기본 패턴(310)을 포함하여 총 100개의 시프트 패턴들을 획득할 수 있다.
변조 제어부(120)는 총 100개의 시프트 패턴들을 차례로 공간 광 변조기(120)에 적용하고, 영상 생성부(150)는 시프트 패턴들 각각에 대하여 단층 영상들을 생성할 수 있다.
단층 영상 생성 장치(100)는 제 1 기본 패턴(310)외의 다른 기본 패턴들에 대하여 이상에서와 같이 공간 시프트 변조를 수행하여 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 시프트 패턴들 각각을 공간 광 변조기(120)에 적용하여 단층 영상들을 생성할 수 있다.
도 3b은 도 1에 도시된 변조 제어부에서 기본 패턴의 공간 시프트 변조를 수행하여 복수의 시프트 패턴들을 획득하는 작업을 도시한 도면이다. 도 3b를 참조하면, 공간 광 변조기(120)에 적용되는 패턴의 픽셀들의 배열을 나타낸다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 도 3b의 공간 광 변조기(120)는 DMD(Digital Micromirror Device)인 것으로 하여 설명한다. DMD는 입사되는 광선들을 반사시키는 미소 거울들로 구성되어 각 미소 거울을 on/off로 제어하고, on/off된 픽셀들의 배열에 따라 패턴을 형성한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 검은색을 on, 흰색을 off라 가정하고 설명한다. 다만, on/off의 색은 반대로 표현될 수도 있다.
공간 광 변조기(120)에서 기본 패턴에 대하여 공간 시프트 변조의 수행은 공간 광 변조기(120)에서 픽셀들의 on/off의 배열로 형성된 하나의 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 on/off 배열을 이동시킨다. 본 실시예에서 공간 시프트 변조는 기본 패턴에 대하여 수직 방향으로 1씩 이동시키는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3b를 참조하면, 제 1 기본 패턴(350)에 대하여 공간 광 변조기(120)의 on/off 배열에서 가장 왼쪽 열의 픽셀들은 위에서 4번째 픽셀을 제외하고, 모두 off 상태이다. 제 1 기본 패턴(350)에 대하여 수직 방향으로 1만큼 공간 시프트 변조된 제 1 시프트 패턴(360)을 보면, 가장 왼쪽 열의 픽셀들에서 on 상태인 위에서 5번째 픽셀로 이동되었다. 제 1 기본 패턴(350)에 대하여 수직 방향으로 4만큼 공간 시프트 변조된 제 4 시프트 패턴(370)을 보면, 가장 왼쪽 열의 픽셀들에서 on 상태인 위에서 3번째 픽셀로 이동되었다.
이상에서와 같이, 변조 제어부(130)는 하나의 기본 패턴을 기준으로 공간 광 변조기(120)의 픽셀들의 on/off 배열을 수직 또는 수평 방향으로 순차적으로 이동되도록 제어함에따라, 공간 시프트 변조를 수행할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 영상 처리부에 의해 생성된 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들을 선별하는 작업을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 위상 변조 스펙트럼 영상들은 각 기본 패턴에 대하여 99번의 공간 시프트 변조를 수행하여 획득된 100개의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들로 구성되어 있다.
도 4에는 총 10개의 기본 패턴들에 대한 위상 변조 스페트럼 영상들 중 일부인 6개의 스펙트럼 영상들만 도시되어 있다.
영상 생성부(150)는 검출부(140)에서 획득된 스펙트럼 신호에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득한다. 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴의 스펙트럼 영상를 기준으로 공간 시프트 변조의 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들을 매트릭스 형태로 배열하여 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상의 변화를 나타내는 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성한다. 도 4의 각 위상 변조 스펙트럼 영상에는 100개의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들이 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 매트릭스 형태로 배열되어 있다.
제 1 기본 패턴(Basis1)에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상(410)은 공간 시프트 변조에 따라 규칙적인 위상 변화를 보이고 있다. 특히, 위상 변조 스펙트럼 영상(410)은 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)의 위상 변화를 나타내고 있다. 제 3 기본 패턴(Basis3)에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상(420)은 위상 변조 스펙트럼 영상(410)과 비교하여 규칙적인 위상 변화의 정도가 덜하지만, 오른쪽의 위상 변조 스펙트럼 영상들(440, 450, 460)과 비교하여 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)의 위상 변화를 보이고 있다. 제 10 기본 패턴(Basis10)에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상(430)도 마찬가지로 공간 시프트 변조에 따라 규칙적인 위상 변화를 보이고 있다.
반면, 제 2 기본 패턴(Basis2)에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상(440)은 공간 시프트 변조에 따라 불규칙적인 위상 변화를 보이고 있다. 나머지 위상 변조 스펙트럼 영상들(450,460)도 마찬가지로 공간 시프트 변조에 따른 위상 변화가 불규칙적이며, 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)이 나타나지 않는다.
이에 따라, 영상 처리부(160)는 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들(410 내지 460) 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들(410 내지 430)의 기본 패턴들과 각 기본 패턴들의 시프트 패턴들만 최종 패턴의 생성에 이용한다.즉, 변조 제어부(130)는 규칙적인 위상 변화를 나타내는 위상 변조 스펙트럼 영상들(410 내지 430)의 제 1 기본 패턴, 제 3 기본 패턴, 제 10 기본 패턴과 각 기본 패턴의 100개의 시프트 패턴들에 대해서만 공간 광 변조기(120)에 적용한다. 이에 따라, 영상 생성부(150)는 제 1 기본 패턴, 제 3 기본 패턴, 제 10 기본 패턴과 각 기본 패턴의 100개의 시프트 패턴들 각각에 대해서만 단층 영상들을 생성한다. 영상 처리부(160)는 제 1 기본 패턴, 제 3 기본 패턴, 제 10 기본 패턴에 대해서만 각 기본 패턴과 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 수행한다.
이상에서와 같이, 단층 영상 생성 장치(100)는 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들 및 각 기본 패턴의 시프트 패턴들만 최종 패턴의 생성에 이용한다.
도 5는 도 1에 도시된 단층 영상 생성 장치의 일 실시예에 해당하는 광 간섭 단층 촬영 장치(Optical Coherence Tomography Apparatus)를 도시한 도면이다. 도 5 를 참조하면, 광 간섭 단층 촬영 장치(500)는 광 출력부(510), 공간 광 변조기(521), 변조 제어부(530), 검출부(540), 영상 생성부(550), 영상 처리부(560), 간섭계(570) 및 광 프로브(580)로 구성된다. 도 1에서 광 출력부(110), 공간 광 변조기(120), 변조 제어부(130), 검출부(140), 영상 생성부(150) 및 영상 처리부(160)와 관련하여 기재된 내용은 도 5에 도시된 광 출력부(510), 공간 광 변조기(521), 변조 제어부(530), 검출부(540), 영상 생성부(550) 및 영상 처리부(560)에도 적용이 가능하므로, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다. 따라서, 하기에 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 4에 도시된 단층 영상 생성 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 5에 기재된 광 간섭 단층 촬영 장치(500)에도 적용됨을 알 수 있다.
도 5에 도시된 광 간섭 단층 촬영 장치(500)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
광 출력부(510)는 광선들을 출력한다. 이때, 광 출력부(510)에서 출력하는 광선들은 파장 가변의 광 또는 레이저에 해당할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 광 출력부(510)는 출력된 광선들을 간섭계(570)로 전달한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 출력부(510)와 간섭계(570)의 사이에 공간 광 변조기(120)가 위치할 수 있다. 이에 따라, 공간 광 변조기(120)에 의해 위상이 변조된 광이 간섭계(570)에 전달될 수 있다.
공간 광 변조기(521)는 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시킨다. 광 간섭 단층 촬영 장치(500)의 공간 광 변조기(521)는 광 출력부(110)로부터 방출된 광선, 측정 광선 또는 참조 광선 중의 어느 하나의 위상을 변조시킬 수 있다. 도 5를 참조하면, 광 간섭 단층 촬영 장치(500)의 공간 광 변조기(521)는 광 출력부(510)와 간섭계(570)의 사이의 위치 뿐 아니라, 제 2 위치(522) 또는 제 3 위치(523)에도 위치할 수 있다. 즉, 공간 광 변조기(521)는 광 출력부(510)와 간섭계(570) 사이, 간섭계(570)의 기준 미러(574)와 빔 스플리터(572) 사이, 빔 스플리터(572)에서 분리된 측정 광선이 입사되는 프로브(580)측의 위치 중 어느 하나에 위치할 수도 있다.
변조 제어부(530)는 공간 광 변조기(521)의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 공간 광 변조기(521)에 차례로 적용되도록 공간 광 변조기(521)를 제어한다.
간섭계(570)는 광 출력부(510)로부터 출력된 광선들을 측정 광선 및 참조 광선으로 분리하고, 측정 광선을 대상체(10)에 조사하고, 측정 광선이 대상체(10)에서 반사되어 돌아온 응답 광선을 수신한다.
검출부(540)는 응답 광선과 참조 광선에 의해 발생되는 간섭 신호를 검출하고, 간섭 신호에 기초하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출한다. 검출부(540)는 검출한 스펙트럼 신호를 영상 생성부(550)에 전달한다.
영상 생성부(550)는 스펙트럼 신호를 이용하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성한다.
영상 처리부(560)는 생성된 단층 영상들에 기초하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택한다. 영상 생성부(560)는 공간 광 변조기(521)에 선택된 패턴이 적용되어 획득된 간섭 신호에 기초한 스펙트럼 신호를 이용하여 대상체(10)의 최종 단층 영상을 생성한다.
간섭계(570)는 빔 스플리터(beam splitter)(572) 및 기준 미러(574)를 포함할 수 있다. 광 출력부(510)로부터 전달된 광선들은 빔 스플리터(572)에서 측정 광선 및 참조 광선으로 분리된다. 빔 스플리터(572)에서 분리된 광선들 중에서 측정 광선은 광 프로브(580)에 전달되고, 참조 광선은 기준 미러(584)로 전달되어 반사된 후 다시 빔 스프리터(582)로 돌아온다. 한편, 광 프로브(580)로 전달된 측정 광선은 광 프로브(580)를 통해 내부의 단층 영상을 촬영하고자 하는 대상체(10)에 조사되고, 조사된 측정 광선이 대상체(10)에서 반사된 응답 광선은 광 프로브(580)를 통해 간섭계(570)의 빔 스플리터(572)로 전달된다. 전달된 응답 광선과 기준 미러(574)에서 반사된 참조 광선은 빔 스플리터(572)에서 간섭을 일으킨다.
광 프로브(580)는 콜리메이터(collimator) 렌즈(582), 갈바노 스캐너(galvano scanner)(584) 및 렌즈(586)를 포함할 수 있다. 여기서 갈바노 스캐너(584)는 일정한 축을 중심으로 일정 반경 회전이 가능한 미러(mirror)로서 MEMS(Micro Electro Mechanical System)로부터 회전에 필요한 구동력을 얻는 MEMS 스캐너로 구현될 수 있다. 간섭계(570)로부터 전달된 측정광은 광 프로브(580)의 콜리메이터 렌즈(582)를 통과하며 시준되고, 갈바노 스캐너(584)에서 반사됨으로써 진행 방향이 조절되어 렌즈(586)를 통과한 후 대상체(10)에 조사될 수 있다.
이에 따라, 광 간섭 단층 촬영 장치(500)는 공간 시프트 변조를 이용하여 획득된 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 패턴을 선택하여, 해당 대상체(10)의 물질 특성에 가장 적합한 위상 변조량을 반영한 패턴을 획득하고, 획득된 패턴을 이용하여 투과 깊이가 증가된 최적의 단층 영상을 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 생성 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 도 6에 기재된 방법은 도 1 내지 도 5에 도시된 단층 영상 생성 장치(100) 또는 광 간섭 단층 촬영 장치(500)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 하기에 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5에 도시된 단층 영상 생성 장치(100) 또는 광 간섭 단층 촬영 장치(500)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6에 기재된 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
610단계에서 변조 제어부(130)는 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 입사되는 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기(120)의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정한다.
620단계에서 변조 제어부(130)는 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득한다.
630단계에서 영상 생성부(150)는 공간 광 변조기(120)를 통과하여 대상체(10)에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성한다.
640단계에서 영상 처리부(160)는 생성된 단층 영상들에 기초하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택한다.
650 단계에서 영상 생성부(150)는 선택된 패턴을 이용하여 대상체(10)에 대한 최종 단층 영상을 생성한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단층 영상 생성 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 도 7에 기재된 방법은 도 1 내지 도 5에 도시된 단층 영상 생성 장치(100) 또는 광 간섭 단층 촬영 장치(500)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 하기에 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5에 도시된 단층 영상 생성 장치(100) 또는 광 간섭 단층 촬영 장치(500)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 7에 기재된 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
710단계에서 변조 제어부(130)는 픽셀들이 배열된 패턴에 따라 입사되는 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기(120)의 복수의 기본 패턴을 결정한다. 변조 제어부(130)는 각 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득한다.
이때, 대상체(10)에 대한 복수의 기본 패턴들 각각은 다른 기본 패턴의 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상 변화에 대하여 비상관관계에 있다. 예를 들면, 기본 패턴 B1, 기본 패턴 B2, 기본 패턴 B100은 각각 비상관관계에 있어며, 각 기본 패턴에 대하여 수행된 공간 시프트 변조에 따른 위상의 변화에 서로 영향을 미치지 않는다.
720단계에서 영상 처리부(160)는 공간 광 변조기(120)를 통과하여 대상체(10)에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 기본 패턴 및 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성한다. 영상 처리부(160)는 생성된 단층 영상들에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택한다. 단층 영상 생성 장치(100)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 선택된 패턴들을 획득한다.
730단계에서 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각의 스펙트럼 영상들을 이용하여 각 기본 패턴에 대해 위상 변조 스펙트럼 영상들을 생성하고, 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들을 선별한다. 730에 도시된 그래프는 각 기본 패턴에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상의 위상 변화를 나타낸 것이다. 이때, 규칙적인 위상 변화는 위상 변화가 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)을 갖는 것을 나타낼 수 있다. 730을 참조하면, B1, B3와 B100에 대한 위상 변조 스펙트럼 영상의 위상 변화가 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)을 보인다. 이에 따라, B1, B3와 B100의 복수의 시프트 패턴들에 대해서만 최종 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다.
이때, 영상처리부(140)는 다음과 같은 방법으로 위상 변조 스펙트럼 영상들을 생성할 수 있다. 영상 생성부(150)는 스펙트럼 신호에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득한다. 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴의 스펙트럼 영상를 기준으로 상기 공간 시프트 변조의 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들을 매트릭스 형태로 배열하여, 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상의 변화를 나타내는 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성한다. 영상 처리부(160)는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득하는 작업 및 획득된 스펙트럼 영상들을 이용하여 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하는 작업을 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들을 획득한다.
일 실시예에 따르면, 720 단계에서 영상 처리부(160)에 의해서 수행되는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업은 720 단계에서 미리 수행되지 않고, 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들에 대해서만 수행될 수도 있다. 740을 참조하면, B1, B3와 B100에 대하여 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴은 B4 1, B5 3, B10 100이 된다.
740단계 영상 처리부(160)는 복수의 선택된 패턴들을 하나의 가중 패턴(summation pattern)으로 합한다. 도 7을 참조하면, B4 1, B5 3, B10 100의 패턴들만을 합하여 하나의 가중 패턴을 생성한다.
750단계 영상 처리부(160)는 가중 패턴에 대하여 소정의 역치값(threshold)을 기준으로 이진화된 최종 패턴을 형성한다.
760단계 영상 생성부(150)는 최종 패턴을 이용하여 대상체(10)에 대한 최종 단층 영상을 생성한다.
이상에서 기술된 단층 영상 생성 방법을 이용하여, 해당 대상체의 물질 특성에 가장 적합한 위상 변조량이 반영된 투과 깊이가 증가된 최적의 단층 영상을 생성할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 단층 영상 생성 장치
110 ... 광 출력부
120 ... 공간 광 변조기
130 ... 변조 제어부
140 ... 검출부
150 ... 영상 생성부
160 ... 영상 처리부

Claims (23)

  1. 단층 영상 생성 방법에 있어서,
    픽셀들이 배열된 패턴에 따라 입사되는 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하는 단계;
    상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하는 단계;
    상기 공간 광 변조기를 통과하여 대상체에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상들을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 단계;
    상기 선택된 패턴을 이용하여 상기 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 단층 영상 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 상기 대상체에 대하여 복수의 기본 패턴들을 가지고, 상기 복수의 기본 패턴들 각각은 다른 기본 패턴의 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상 변화에 대하여 비상관관계에 있는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 상기 대상체에 대하여 복수의 기본 패턴들을 가지고,
    상기 선택하는 단계는,
    각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 단계를 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 선택된 패턴들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 선택된 패턴들을 하나의 가중 패턴(summation pattern)으로 합하는 단계; 및
    상기 가중 패턴에 대하여 소정의 역치값(threshold)을 기준으로 이진화된 최종 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 최종 단층 영상을 생성하는 단계는, 상기 최종 패턴을 이용하여 상기 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들을 포커싱하고자 하는 투과 깊이에 해당하는 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 결정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 관심 영역에 대하여 상기 단층 영상 생성 방법의 단계들을 반복하여 상기 관심 영역 대한 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들이 포커싱되는 투과 깊이가 서로 다른 복수의 관심 영역을 결정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 복수의 관심 영역 각각에 대하여 상기 단층 영상 생성 방법의 단계들을 반복하여 상기 복수의 관심 영역 대한 복수의 최종 단층 영상들을 생성하고, 상기 복수의 최종 단층 영상들을 결합하여 편집된 하나의 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 관심 영역을 결정하는 단계는
    상기 대상체의 투과 깊이에 따른 상기 스펙트럼 신호의 세기(intensity)를 기준으로 광선들을 포커싱하고자 하는 상기 대상체의 투과 깊이를 결정하고, 상기 결정된 투과 깊이에 해당하는 영역을 상기 관심 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 스펙트럼 신호에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득하는 단계; 및
    각 기본 패턴의 스펙트럼 영상를 기준으로 상기 공간 시프트 변조의 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들을 매트릭스 형태로 배열하여, 상기 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상의 변화를 나타내는 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 스펙트럼 영상을 획득하는 단계 및 상기 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하는 단계를 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들을 획득하고,
    상기 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들에 대해서만 상기 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 단계를 수행하여 상기 최종 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 규칙적인 위상 변화는 위상 변화가 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)을 갖는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들이 입사하는 위치를 수평으로 이동하면서 상기 단층 영상 생성 방법들의 단계들을 반복하여 복수의 최종 단층 영상들을 획득하고, 상기 복수의 최종 단층 영상들을 이용하여 상기 대상체에서 전체 이동 거리에 대응되는 영역의 하나의 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 DMD(Digital Micromirror Device)인 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기본 패턴들은 하다마드(Hadamard) 패턴의 순열(permutation)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 단층 영상 생성 방법은 광 간섭 단층 촬영 장치(Optical Coherent Tomography, OCT) 또는 광 간섭 현미경(OCM, Optical Coherent Microscopy)에서 수행되는 단층 영상 생성 방법인 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 단층 영상 생성 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  14. 단층 영상 생성 장치에 있어서,
    광선들을 출력하는(emit) 광 출력부;
    픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기;
    상기 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 상기 공간광 변조기에 차례로 적용되도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 변조 제어부;
    상기 공간 광 변조기를 통과하여 상기 대상체에 입사된 광선들에 의하여 획득되는 광선들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출하는 검출부;
    상기 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성하는 영상 생성부; 및
    상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 영상 처리부;를 포함하고,
    상기 영상 생성부는 상기 공간 광 변조기에 상기 선택된 패턴이 적용되어 획득된 광선들의 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 대상체의 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변조 제어부는 상기 대상체에 대하여 복수의 기본 패턴들을 결정하고, 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 상기 공간 시프트 변조를 수행하여 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고,
    상기 복수의 기본 패턴들 각각은 다른 기본 패턴의 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상 변화에 대하여 비상관관계에 있는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 변조 제어부는 상기 대상체에 대하여 복수의 기본 패턴들을 결정하고, 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 상기 공간 시프트 변조를 수행하여 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 상기 복수의 기본 패턴들 및 각 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각을 상기 공간 광 변조기에 차례로 적용하고,
    상기 영상 처리부는 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 반복하여 복수의 선택된 패턴들을 획득하고, 상기 복수의 선택된 패턴들을 하나의 가중 패턴(summation pattern)으로 합하고, 상기 가중 패턴에 대하여 소정의 역치값(threshold)을 기준으로 이진화된 최종 패턴을 형성하고,
    상기 영상 생성부는 상기 최종 패턴을 이용하여 상기 대상체에 대한 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들을 포커싱하고자 하는 투과 깊이에 해당하는 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 결정하고, 상기 결정된 관심 영역에 광선들이 포커싱되도록 광선들을 제어하는 광 제어부;를 더 포함하고,
    상기 영상 생성부는 상기 대상체의 상기 관심 영역에 대하여 상기 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  18. 제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들을 포커싱하고자 하는 투과 깊이에 해당하는 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 결정하고, 상기 결정된 관심 영역에 광선들이 포커싱되도록 광선들을 제어하는 광 제어부;를 더 포함하고,
    상기 광 제어부는 상기 대상체에서 광선들이 포커싱되는 투과 깊이가 서로 다른 복수의 관심 영역을 결정하고, 상기 복수의 관심 영역에 광선들이 차례로 포커싱되도록 광선들을 제어하고,
    상기 영상 생성부는 상기 대상체의 상기 복수의 관심 영역에 대하여 차례로상기 최종 단층 영상을 생성하여 복수의 최종 단층 영상들을 획득하고,
    상기 영상 처리부는 상기 복수의 최종 단층 영상들을 결합하여 편집된 하나의 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 제어부는 상기 대상체의 투과 깊이에 따른 상기 스펙트럼 신호의 세기(intensity)를 기준으로 광선들을 포커싱하고자 하는 상기 대상체의 투과 깊이를 결정하고, 상기 결정된 투과 깊이에 해당하는 영역을 상기 관심 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 영상 생성부는 상기 스펙트럼 신호에 기초하여 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 영상을 획득하고,
    상기 영상 처리부는 각 기본 패턴의 스펙트럼 영상를 기준으로 상기 공간 시프트 변조의 시프트 방향 및 시프트 량에 따라 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들의 스펙트럼 영상들을 매트릭스 형태로 배열하여 상기 공간 시프트 변조에 따른 광선의 위상의 변화를 나타내는 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하고,
    상기 영상 처리부는 상기 복수의 기본 패턴들 각각에 대하여 상기 하나의 위상 변조 스펙트럼 영상을 생성하는 작업을 반복하여 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들을 획득하고, 상기 복수의 위상 변조 스펙트럼 영상들 중 규칙적인 위상 변화를 보이는 위상 변조 스펙트럼 영상들의 기본 패턴들에 대해서만 각 기본 패턴 및 해당 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 규칙적인 위상 변화는 위상 변화가 정현파의 특성(sinusoidal characteristics)을 갖는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 대상체에서 광선들을 포커싱하고자 하는 투과 깊이에 해당하는 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 결정하고, 상기 결정된 관심 영역에 광선들이 포커싱되도록 광선들을 제어하는 광 제어부;를 더 포함하고,
    상기 광 제어부는 상기 대상체에서 광선들이 입사되는 위치를 수평으로 이동시키고,
    상기 영상 생성부는 상기 입사되는 광선들의 위치가 이동함에 따라 이동한 광선들의 각 위치에 대응되는 복수의 최종 단층 영상들을 차례로 획득하고,
    상기 영상 처리부는 상기 복수의 최종 단층 영상들을 이용하여 상기 대상체에서 전체 이동 거리에 대응되는 영역의 하나의 최종 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 단층 영상 생성 장치.
  23. 광 간섭 단층 촬영 장치에 있어서,
    광선들을 출력하는(emit) 광 출력부;
    픽셀들이 배열된 패턴에 따라 광선의 위상을 변조시키는 공간 광 변조기;
    상기 공간 광 변조기의 적어도 하나의 기본 패턴을 결정하고, 상기 기본 패턴에 대하여 수직 또는 수평 방향으로 소정의 개수만큼 픽셀들의 배열을 이동시키는 공간 시프트 변조를 수행하여 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들을 획득하고, 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각이 상기 공간 광 변조기에 차례로 적용되도록 상기 공간 광 변조기를 제어하는 변조 제어부;
    상기 광 출력부로부터 출력된 광선들을 측정 광선 및 참조 광선으로 분리하고, 상기 측정 광선을 대상체에 조사하고, 상기 측정 광선이 대상체에서 반사되어 돌아온 응답 광선을 수신하는 간섭계;
    상기 응답 광선과 상기 참조 광선에 의해 발생되는 간섭 신호를 검출하고, 상기 간섭 신호에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 스펙트럼 신호를 검출하는 검출부;
    상기 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 각각에 대한 단층 영상을 생성하는 영상 생성부; 및
    상기 생성된 단층 영상들에 기초하여 상기 기본 패턴 및 상기 기본 패턴의 복수의 시프트 패턴들 중 가장 선명한 단층 영상을 생성하는 하나의 패턴을 선택하는 영상 처리부;를 포함하고,
    상기 영상 생성부는 상기 공간 광 변조기에 상기 선택된 패턴이 적용되어 획득된 간섭 신호에 기초한 스펙트럼 신호를 이용하여 상기 대상체의 최종 단층 영상을 생성하고,
    상기 공간 광 변조기는 상기 광 출력부로부터 출력된 광선들, 상기 측정 광선 또는 상기 참조 광선 중의 어느 하나의 위상을 변조시키는 것을 특징으로 하는 광 간섭 단층 촬영 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2314202A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-27 Canon Kabushiki Kaisha Adaptive optics apparatus and imaging apparatus including the same
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2314202A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-27 Canon Kabushiki Kaisha Adaptive optics apparatus and imaging apparatus including the same
KR20120069573A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 캐논 가부시끼가이샤 안저 촬상방법, 안저 촬상장치, 및 기억매체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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논문, Phase control algorithms for focusing light through turbid media *

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