KR20180036636A - Dual Channel Fluorescence Endoscope Apparatus and Method for Controlling Image Acquisition Using the Same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a multi-channel fluorescence endoscope apparatus capable of acquiring a stereoscopic image inside a body by simultaneously acquiring a color image and a fluorescent image of a front side and a lateral side of a measurement object, and an image acquisition controlling method using the same. The multi-channel fluorescence endoscope apparatus includes: first and second light sources for emitting a near infrared light source and a white light source; an image measuring unit for simultaneously acquiring the color image and the fluorescent image of the front side and the lateral side of the measurement object; a measurement image delivery unit for delivering the measurement image acquired by the image measuring unit; an image separating unit for separating the measurement image transmitted through the measurement image delivery unit into the color image and a near infrared fluorescent image; and a final image generating unit for generating the stereoscopic image by combining the color image and the fluorescent image of the front side and the lateral side of the measurement object separated from the image separating unit for each angle.

Description

다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법{Dual Channel Fluorescence Endoscope Apparatus and Method for Controlling Image Acquisition Using the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a multi-channel fluorescence endoscope apparatus and a method for controlling image acquisition using the same,

본 발명은 형광 내시경 장치에 관한 것으로, 구체적으로 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능하도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescence endoscope apparatus, and more particularly, to a multi-channel fluorescence endoscope apparatus capable of acquiring a color image and a fluorescence image of a front face and a side face of a measurement object at the same time to acquire stereoscopic images within the body, and an image acquisition control method .

일반적으로 잘 알려진 내시경 시스템은, 신체 내부 기관 표면을 보기 위한 백색 광원과 백색 광을 전달하는 광섬유 번들, 전달된 백색 광이 신체 내부 기관의 표면으로 입사되어 반사되는 광을 받기 위한 대물렌즈, 그 반사광을 전달하는 광섬유 번들 및 접안렌즈를 포함하여 구성되거나, 내시경 말단부에서 직접 반사광을 받아 전자 신호로 변환하는 카메라(CCD chip)를 내장하여 구성되어 있다.A commonly known endoscopic system includes a white light source for viewing the internal organs of the body and an optical fiber bundle for delivering white light, an objective lens for receiving the light reflected from the surface of the internal organ of the transmitted white light, And a camera chip (CCD chip) which receives reflected light directly from the distal end of the endoscope and converts the reflected light into an electronic signal.

종래 기술의 일반 내시경은 광섬유 및 광학 렌즈계를 사용하는 광섬유 내시경과, 광의 전달은 광섬유로 하지만 수광부에 있어 내시경 말단부에 CCD 마이크로 칩을 설치하여 영상 신호를 전자 신호로 직접 바꾸어 모니터를 통해 관찰하는 전자 현미경으로 구분된다.Conventional endoscopes include an optical fiber endoscope using an optical fiber and an optical lens system, and an optical microscope in which a light is transmitted through an optical fiber, but a CCD microchip is installed at the end of the endoscope in a light receiving part, .

한편, 상기 광섬유 내시경의 경우도 모니터를 통해 관찰할 수 있는 데, 이경우는 그 광섬유 내시경의 접안렌즈 뒤에 CCD 카메라 등을 설치하여 영상 신호를 전자 신호로 바꾼 뒤 모니터를 통해 관찰할 수 있다.The optical fiber endoscope can be observed through a monitor. In this case, a CCD camera or the like may be installed behind the eyepiece lens of the optical fiber endoscope, and the image signal can be converted into an electronic signal and then observed through a monitor.

종래 기술의 형광 내시경 장치의 일 예로는, 일반적인 광섬유 번들, 조사되는 백색광원,이미지를 획득하는 CCD로 구성하여 신체 내부 기관 조직의 질병 이상 유무에 따라 조직내의 자가형광의 강도의 차이 또는 신체에 조영제 투입시 질병 부위의와 정상 부위에서의 제 2형광의 강도의 차이를 관할하는 방법을 통하여 식별 및 진달을 하고 있다.(대한민국 공개특허 제10-2003-0033177호)An example of a conventional fluorescence endoscope apparatus is constituted by a general optical fiber bundle, a white light source to be irradiated, and a CCD for acquiring an image. The fluorescence endoscope apparatus according to the present invention includes a fluorescence endoscope The identification and propagation are carried out through the method of controlling the difference of the intensity of the second fluorescence at the diseased part and the normal part at the time of input (Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0033177).

그러나 이러한 종래 기술의 형광 내시경 장치에서의 형광 신호의 강도 차이는 생체 조직의 자가 형광 및 신체 조직에 분포하고 있는 혈액, 물, 섭취하는 음식물등에 의한 형광으로 정확한 진단이 불가능한 문제가 있다.However, the difference in the intensity of the fluorescence signal in the fluorescence endoscope apparatus of the prior art has a problem in that accurate diagnosis can not be performed due to fluorescence due to blood, water, food or the like, which are distributed in autofluorescence and body tissues of living tissues.

또한, 획득한 영상의 특이 조직의 영상화 기술은 컬러영상 및 백색광원에 비해 매우 낮아 해상도가 문제가 되고 있다.In addition, the imaging technique of the specific tissue of the obtained image is very low compared to the color image and the white light source, so that the resolution becomes a problem.

따라서, 자가 형광 및 기타 신체 내부의 환경에 극복 가능한 새로운 기술의 형광 내시경 장치 및 영상화 방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of a new technique of fluorescence endoscopic device and imaging method which can overcome autofluorescence and other internal environment of the body.

대한민국 공개특허 제10-2003-0033177호Korean Patent Publication No. 10-2003-0033177 대한민국 공개특허 제10-2005-0089491호Korean Patent Publication No. 10-2005-0089491

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 형광 내시경 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능하도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to solve the problem of the prior art fluorescence endoscope apparatus and to provide a multi-channel fluorescence endoscope apparatus capable of simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image of a front face and a side face of an object to be measured, And an image acquisition control method using the same.

본 발명은 백색 광원 및 근적외선 광원을 조사하여 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 조직 및 기타 자가형광에 의한 특이 조직의 영상화의 어려움을 극복할 수 있도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a multi-channel fluorescence endoscope apparatus capable of overcoming the difficulty of imaging a specific tissue by body tissue and other autofluorescence by simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image by irradiating a white light source and a near-infrared light source, And a control method.

본 발명은 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능한 회전형 광학계 구조를 갖도록 하여 내시경 영상의 시야각을 향상시킬 수 있도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a multichannel fluorescence endoscope apparatus capable of improving the viewing angle of an endoscopic image by having a rotatable optical system structure capable of acquiring stereoscopic images inside the body, and an image acquisition control method using the same.

본 발명은 회전형 광학계를 이용하여 다양한 시야각에 의해 획득된 컬러 및 형광영상을 결합하여 입체적인 영상 구현이 가능하도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a multichannel fluorescence endoscope apparatus capable of realizing stereoscopic images by combining color and fluorescence images obtained by various viewing angles using a rotating optical system, and an image acquisition control method using the same.

본 발명은 백색광을 사용시 발생되는 역산란광의 영향을 억제하여 이미지 해상도를 높일 수 있도록 한 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a multichannel fluorescence endoscope apparatus capable of suppressing the influence of back scattered light generated when white light is used to increase the image resolution and an image acquisition control method using the same.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 제 1,2 광원부;측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부;상기 이미지 측정부에서 획득된 측정 영상을 전달하는 측정 영상 전달부;상기 측정 영상 전달부를 통하여 전송된 측정 영상을 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 영상 분리부;상기 영상 분리부에서 분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the present invention provides a multi-channel fluorescence endoscope apparatus comprising a first and a second light source unit for irradiating a near-infrared light source and a white light source, an image measurement unit for simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image, An image separation unit for separating the measurement image transmitted through the measurement image transmission unit into a color image and a near-infrared fluorescence image, And a final image generating unit for generating a stereoscopic image by combining color images and fluorescence images of the front and the side of the subject on angles.

여기서, 상기 이미지 측정부는, 측정 대상의 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 구비하여, 측정 대상의 정면 및 측면으로 선택적으로 근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 것을 특징으로 한다.Here, the image measuring unit may include a rotation type probe rotating at a specific angle so as to be capable of acquiring an image of a front face and a side face of the measurement object, and selectively irradiating the near infrared ray light source and the white light source to the front face and the side face of the measurement object .

그리고 상기 영상 분리부는, 상기 측정 영상 전달부를 통하여 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 구비하는 것을 특징으로 한다.The image separating unit may include a prism dichroic filter that separates an image transmitted through the measurement image transmitting unit into a color image and a near-infrared fluorescence image.

그리고 상기 측정 영상 전달부는, 이미지 측정부에서 획득된 측정 영상을 상기 영상 분리부까지 전송하는 광섬유인 것을 특징으로 한다.The measurement image transfer unit is an optical fiber for transferring the measurement image acquired by the image measurement unit to the image separation unit.

그리고 상기 최종 이미지 생성부는, 상기 영상 분리부에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter)와,상기 영상 분리부에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter)와,상기 제 1 필터부(NIR filter)에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득부와,상기 제 2 필터부(Colar filter)에서 필터링된 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득부와,상기 제 1 영상 획득부에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득부에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합부와,각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The final image generating unit may include a first filter unit (NIR filter) for filtering the near-infrared fluorescence image separated by the image separating unit, a second filter unit (Colar) for filtering the color image separated by the image separating unit, a first image acquiring unit for acquiring a near infrared ray fluorescence image from the signal filtered by the first filter unit (NIR filter), and a second image acquiring unit acquiring a color image from the signal filtered by the second filter unit An image combining unit for combining the near infrared ray fluorescent image acquired by the first image acquiring unit and the color image acquired by the second image acquiring unit, And a final image output unit.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 근적외선 광원 및 백색 광원이 측정 대상으로 조사되도록 하는 샷 패스 필터(Shot pass filter) 및 측정 대상의 정면 및 측면으로 광원이 조사되도록 하는 듀얼 밴드 필터(Dual band pass filter), 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 구비하고 근적외선 및 백색 광원을 조사하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부;상기 이미지 측정부에서 획득된 이미지를 카메라로 전송하는 광섬유;상기 광섬유를 통해 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter);상기 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 통과하여 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter);상기 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 통과하여 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter);각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multichannel fluorescence endoscope apparatus including a shot pass filter for irradiating a near-infrared light source and a white light source to a measurement object, a dual pass filter for irradiating a light source to a front surface and a side surface of the measurement object, A dual band pass filter, and a rotation type probe rotating at a specific angle so as to acquire images of the front and side surfaces. The near-infrared light and the white light source are irradiated, so that the color image and fluorescence image of the front and the side of the measurement object are simultaneously A prism dichroic filter for separating an image transmitted through the optical fiber into a color image and a near-infrared fluorescence image, a prism dichroic filter for separating an image transmitted through the optical fiber into a color image and a near- Filtered near-infrared fluorescence images separated through a dichroic filter A first filter unit (NIR filter), a second filter unit (Colar filter) for filtering the color image separated through the prism dichroic filter, and a third filter unit And a final image generating unit.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법은 근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 단계;특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 제어하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 단계;획득된 측정 영상을 광섬유를 통하여 영상 분리부로 전달하고, 전송된 측정 영상을 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 단계;분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image acquisition control method using a multi-channel fluorescence endoscope apparatus, the method comprising: irradiating a near-infrared light source and a white light source; controlling a rotatable probe rotating at a specific angle, The method comprising the steps of: simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image, transferring the acquired measurement image to an image separating unit through an optical fiber, separating the transmitted measurement image into a color image and a near-infrared fluorescence image, And generating a stereoscopic image by combining the color image and the fluorescent image for each angle.

여기서, 분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 단계는, 상기 영상 분리부에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터링 단계와,상기 영상 분리부에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터링 단계와,상기 제 1 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득 단계와,상기 제 2 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득 단계와,상기 제 1 영상 획득 단계에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득 단계에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합 단계와,각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of generating a stereoscopic image by combining the color image and the fluorescence image of the front side and the side face of the separated measurement object by angles may include a first filtering step of filtering the near-infrared fluorescence image separated by the image separation unit, A second filtering step of filtering the color image separated by the image separating unit, a first image acquiring step of acquiring a near-infrared fluorescence image from the signal filtered in the first filtering step, An image combining step of combining the near infrared ray fluorescence image obtained in the first image acquiring step and the color image acquired in the second image acquiring step, And a final image output step of generating and outputting a stereoscopic image.

이와 같은 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention and the image acquisition control method using the same have the following effects.

첫째, 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능하다.First, it is possible to acquire stereoscopic images inside the body by simultaneously acquiring color images and fluorescence images of the front and side of the object to be measured.

둘째, 백색 광원 및 근적외선 광원을 조사하여 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 조직 및 기타 자가형광에 의한 특이 조직의 영상화의 어려움을 극복할 수 있다.Secondly, the white light source and the near-infrared light source can be irradiated to simultaneously acquire the color image and the fluorescence image, thereby overcoming the difficulty of imaging the specific tissue by the body tissue and other autofluorescence.

셋째, 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능한 회전형 광학계 구조를 갖도록 하여 내시경 영상의 시야각을 향상시킬 수 있다.Third, it is possible to improve the viewing angle of the endoscopic image by having a rotatable optical system structure capable of acquiring stereoscopic images inside the body.

넷째, 회전형 광학계를 이용하여 다양한 시야각에 의해 획득된 컬러 및 형광영상을 결합하여 입체적인 영상 구현이 가능하도록 하고, 백색광을 사용시 발생되는 역산란광의 영향을 억제하여 이미지 해상도를 높일 수 있다.Fourth, a three-dimensional image can be realized by combining color and fluorescence images obtained by various viewing angles using a rotating optical system, and the image resolution can be increased by suppressing the influence of back scattering generated when white light is used.

도 1은 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 구성 블록도
도 2는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 최종 이미지 생성부의 상세 구성도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용하여 획득한 컬러 영상 및 형광 영상 그리고 최종 합성 이미지의 일 예를 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법을 나타낸 플로우 차트1 is a block diagram of a configuration of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention
2 is a detailed block diagram of a final image generating unit of the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention
FIG. 3 is a block diagram of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention
4 is a diagram showing an example of a color image, a fluorescence image, and a final synthesized image obtained using the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention
5 is a flowchart showing a method of controlling image acquisition using a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus and an image acquisition control method using the same according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of the multi-channel fluorescence endoscope apparatus and the image acquisition control method using the same according to the present invention will be apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 1은 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 최종 이미지 생성부의 상세 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of a final image generator of the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention.

본 발명은 형광 내시경을 통한 신체 내부의 영상화 기술로 근적외선 형광 여기 광원을 사용하여 컬러영상 및 형광 영상의 다채널의 영상을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for measuring multi-channel images of a color image and a fluorescence image using a near-infrared fluorescence excitation light source by a technique of imaging the interior of the body through a fluorescent endoscope.

이를 위한 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 백색 광원 및 근적외선 광원을 조사하여 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하여 신체 조직 및 기타 자가 형광에 의한 특이 조직의 영상화를 위하여 회전형 광학계 구조를 갖는다.To this end, the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention has a rotatable optical system structure for simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image by irradiating a white light source and a near-infrared light source, and for imaging a specific tissue by body tissue and other autofluorescence.

이와 같이 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능한 회전형 광학계 구조를 갖도록 하여 내시경 영상의 시야각을 향상시킬 수 있다.As described above, it is possible to improve the viewing angle of the endoscopic image by having a rotatable optical system structure capable of acquiring stereoscopic images inside the body.

본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 도 1에서와 같이, 근적외선 광원을 조사하는 제 1 광원부(10)와, 백색 광원을 조사하는 제 2 광원부(11)와, 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부(12)와, 광섬유로 구성되어 이미지 측정부(12)에서 획득된 측정 영상을 전달하는 측정 영상 전달부(13)와, 측정 영상 전달부(13)를 통하여 전송된 측정 영상을 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 영상 분리부(14)와, 영상 분리부(14)에서 분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부(15)를 포함한다.1, a multichannel fluorescent endoscope apparatus according to the present invention includes a first light source 10 for emitting a near-infrared light source, a second light source 11 for emitting a white light source, An image measurement unit 12 for acquiring an image and a fluorescence image at the same time, a measurement image delivery unit 13 configured by an optical fiber for delivering measurement images acquired by the image measurement unit 12, An image separator 14 for separating a measurement image transmitted through the first and second filters 14 and 16 into a color image and a near infrared fluorescent image, And a final image generating unit 15 for generating a stereoscopic image.

여기서, 이미지 측정부(12)는 측정 대상의 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 구비한다.Here, the image measuring unit 12 includes a rotatable probe that rotates at a specific angle so that images of the front and side of the measurement target can be acquired.

그리고 영상 분리부(14)는 측정 영상 전달부(13)를 통하여 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 구비한다.The image separating unit 14 includes a prism dichroic filter that separates an image transmitted through the measurement image transfer unit 13 into a color image and a near-infrared fluorescence image.

최종 이미지 생성부(15)의 상세 구성은 도 2에서와 같이, 영상 분리부(14)에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter)(21)와, 영상 분리부(14)에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter)(23)와, 제 1 필터부(NIR filter)(21)에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득부(22)와, 제 2 필터부(Colar filter)(23)에서 필터링된 컬러 영상 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득부(24)와, 제 1 영상 획득부(22)에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득부(24)에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합부(25)와, 각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력부(26)를 포함한다.2, the detailed configuration of the final image generating unit 15 includes a first filter unit (NIR filter) 21 for filtering the near-infrared fluorescence image separated by the image separating unit 14, A second filter unit (Colar filter) 23 for filtering the color image separated by the first filter unit (NIR filter) 14, a first image acquiring unit 23 for acquiring a near infrared ray fluorescent image from the signal filtered by the first filter unit A second image acquiring unit 24 for acquiring a color image from the color image signal filtered by the second filter unit 22 and a color filter 23, An image combining unit 25 for combining the near infrared ray fluorescent image and the color image acquired by the second image acquiring unit 24, and a final image outputting unit 26 for generating and outputting a stereoscopic image by combining angular images do.

본 발명의 실시 예에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.The configuration of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 형광 내시경 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용하여 획득한 컬러 영상 및 형광 영상 그리고 최종 합성 이미지의 일 예를 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is a configuration diagram of a multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 illustrates an example of a color image, a fluorescence image, and a final synthesized image obtained using the multi- Fig.

본 발명의 실시 예에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 도 3에서와 같이, 760nm NIR 및 백색 광원이 측정 대상으로 조사되도록 하는 샷 패스 필터(Shot pass filter)(33) 및 측정 대상의 정면 및 측면으로 광원이 조사되도록 하는 듀얼 밴드 필터(Dual band pass filter)(32)를 포함하고, 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브(31)를 구비하고 근적외선 및 백색 광원을 조사하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부와, 이미지 측정부에서 획득된 이미지를 카메라로 전송하는 광섬유(34)와, 상기 광섬유(34)를 통해 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)(35)와, 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)(35)를 통과하여 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter)(36)와, 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)(35)를 통과하여 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter)(37)와, 각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부를 포함한다.As shown in FIG. 3, the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention includes a shot pass filter 33 for irradiating 760 nm NIR and a white light source to a measurement object, And a dual band filter (32) for irradiating the light source. The rotary probe (31) rotates at a specific angle so as to be able to acquire an image of the front side and the side face. The near- An optical fiber 34 for transmitting the image obtained by the image measuring unit to the camera 34 and an image transmitted through the optical fiber 34, A prism dichroic filter 35 for separating the fluorescence image into a color image and a near-infrared fluorescence image, a prism dichroic filter 35, A first filter unit (NIR filter) 36 for filtering the fluorescence image, a second filter unit 37 for filtering the color image separated through the prism dichroic filter 35 And a final image generating unit for generating a stereoscopic image by combining angular images.

이와 같은 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 이미지 측정부에 45도 회전형 프로브가 장착되어 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하며, 획득된 이미지는 광섬유를 통해 CCD로 이미지가 전달되는 형태이다.In the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention, a 45-degree rotation type probe is mounted on the image measurement unit to acquire images of the front and side surfaces, and the acquired image is transmitted through the optical fiber to the CCD.

이미지 분리를 위해 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 통해 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리되어 최종 결합 이미지를 만드는 것이다.To separate the images, a prism dichroic filter is used to separate the image into a color image and a near-infrared fluorescence image to form a final combined image.

본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용하여 획득한 컬러 영상 및 형광 영상 그리고 최종 합성 이미지의 일 예는 도 4에서와 같다.An example of a color image, a fluorescence image, and a final composite image obtained using the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention is shown in FIG.

이와 같은 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 회전하는 다채널 이미징 광학계로 구성되어 시야각이 넓고, 신체 조직의 입체 영상 획득이 가능한 구조이다.The multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention is configured as a rotating multi-channel imaging optical system and has a wide viewing angle and is capable of acquiring stereoscopic images of a body tissue.

또한, 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치는 기존의 백색광에 의해 발생되는 역산란광의 영향이 최소화되어 특이조직의 영상화시 해상도가 매우 높은 장점을 갖는다.In addition, the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention has the advantage of minimizing the influence of back scattered light generated by the existing white light and having a very high resolution in imaging a specific tissue.

본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The image acquisition control method using the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention will be described in detail as follows.

도 5는 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.5 is a flowchart illustrating an image acquisition control method using the multi-channel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention.

먼저, 근적외선 및 백색 광원을 조사한다.(S501)First, a near-infrared ray and a white light source are irradiated (S501)

이어, 회전형 프로브의 회전 제어를 통하여 정면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 동시에 획득한다.(S502)Next, the front color image and the near-infrared fluorescence image are simultaneously obtained through rotation control of the rotation type probe (S502)

그리고 정면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 카메라로 전송한다.(S503)Then, the front color image and the near-infrared fluorescence image are transmitted to the camera (S503)

이어, 광섬유를 통해 전송된 이미지를 정면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리한다.(S504)Next, the image transmitted through the optical fiber is separated into a front color image and a near-infrared fluorescence image (S504)

그리고 정면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 획득한다.(S505)Then, a front color image and a near-infrared fluorescence image are obtained (S505)

이어, 회전형 프로브의 회전 제어를 통하여 측면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 동시에 획득한다.(S506)Next, the side color image and the near-infrared fluorescence image are simultaneously obtained through the rotation control of the rotation type probe (S506)

그리고 측면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 카메라로 전송하고(S507), 광섬유를 통해 전송된 이미지를 측면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리한다.(S508)Then, the side color image and the near-infrared fluorescence image are transmitted to the camera (S507), and the image transmitted through the optical fiber is separated into the side color image and the near-infrared fluorescence image (S508)

이어, 측면 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 획득한다.(S509)Next, a side color image and a near-infrared fluorescence image are acquired (S509)

그리고 각도별 컬러 영상과 근적외선 형광 영상을 조합하여 입체 영상을 생성한다.(S510)Then, the stereoscopic image is generated by combining the color image by angle and the near-infrared fluorescence image (S510)

여기서, 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 단계는, 상기 영상 분리부에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터링 단계와, 상기 영상 분리부에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터링 단계와, 상기 제 1 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득 단계와, 상기 제 2 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득 단계와, 상기 제 1 영상 획득 단계에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득 단계에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합 단계와, 각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력 단계를 포함한다.Here, the step of generating a stereoscopic image by combining each angle may include a first filtering step of filtering the near-infrared fluorescent image separated by the image separating unit, a second filtering step of filtering the color image separated by the image separating unit, A first image acquiring step of acquiring a near infrared ray fluorescence image from the signal filtered in the first filtering step; a second image acquiring step of acquiring a color image from the signal filtered in the second filtering step; An image combining step of combining the near infrared ray fluorescence image obtained in the one image acquiring step and the color image acquired in the second image acquiring step, and a final image outputting step of generating and outputting a stereoscopic image by combining the angular images.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 다채널 형광 내시경 장치 및 이를 이용한 영상 획득 제어 방법은 회전형 광학계 구조를 갖도록 하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 내부의 입체적 영상 획득이 가능하도록 한 것이다.The multichannel fluorescence endoscope apparatus according to the present invention and the image acquisition control method using the same have a rotatable optical system structure to simultaneously acquire color images and fluorescence images of the front and the side of the measurement object, .

또한, 본 발명은 백색 광원 및 근적외선 광원을 조사하여 컬러영상과 형광영상을 동시에 획득하여 신체 조직 및 기타 자가형광에 의한 특이 조직의 영상화의 어려움을 극복할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is capable of overcoming the difficulty of imaging a specific tissue by body tissue or other autofluorescence by simultaneously obtaining a color image and a fluorescence image by irradiating a white light source and a near-infrared light source.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.

10. 제 1 광원부 11. 제 2 광원부
12. 이미지 측정부 13. 측정 영상 전달부
14. 영상 분리부 15. 최종 이미지 생성부10. First Light Section 11. Second Light Section
12. Image measurement part 13. Measurement image delivery part
14. Image separation unit 15. Final image generation unit

Claims (8)

근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 제 1,2 광원부;
측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부;
상기 이미지 측정부에서 획득된 측정 영상을 전달하는 측정 영상 전달부;
상기 측정 영상 전달부를 통하여 전송된 측정 영상을 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 영상 분리부;
상기 영상 분리부에서 분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.First and second light sources for irradiating a near-infrared light source and a white light source;
An image measuring unit for simultaneously acquiring a color image and a fluorescence image of the front face and the side face of the measurement object;
A measurement image delivery unit for delivering the measurement image acquired by the image measurement unit;
An image separation unit for separating the measurement image transmitted through the measurement image transfer unit into a color image and a near-infrared fluorescence image;
And a final image generator for generating a stereoscopic image by combining the color image and the fluorescence image of the front and the side of the measurement object separated by the image separation unit for each angle. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 측정부는,
측정 대상의 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 구비하여, 측정 대상의 정면 및 측면으로 선택적으로 근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.The image processing apparatus according to claim 1,
A multi-channel fluorescence endoscope apparatus, comprising: a rotatable probe rotating at a specific angle so as to be capable of acquiring an image of a front face and a side face of a measurement subject, and selectively irradiating a near infrared ray light source and a white light source to the front face and the side face of the measurement subject; . 제 1 항에 있어서, 상기 영상 분리부는,
상기 측정 영상 전달부를 통하여 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.The image processing apparatus according to claim 1,
And a prism dichroic filter for separating an image transmitted through the measurement image transfer unit into a color image and a near-infrared fluorescence image. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 영상 전달부는,
이미지 측정부에서 획득된 측정 영상을 상기 영상 분리부까지 전송하는 광섬유인 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.The apparatus according to claim 1,
Channel fluorescence endoscope apparatus according to claim 1 or 2, wherein the optical fiber is an optical fiber for transmitting the measurement image acquired by the image measurement unit to the image separation unit. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 이미지 생성부는,
상기 영상 분리부에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter)와,
상기 영상 분리부에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter)와,
상기 제 1 필터부(NIR filter)에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득부와,
상기 제 2 필터부(Colar filter)에서 필터링된 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득부와,
상기 제 1 영상 획득부에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득부에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합부와,
각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.The image processing apparatus according to claim 1,
A first filter unit (NIR filter) for filtering the near-infrared fluorescence image separated by the image separating unit,
A second filter unit (Colar filter) for filtering the color image separated by the image separating unit,
A first image acquiring unit for acquiring a near-infrared fluorescence image from a signal filtered by the first filter unit (NIR filter)
A second image acquiring unit for acquiring a color image from a signal filtered by the second filter unit,
An image combining unit for combining the near infrared ray fluorescent image acquired by the first image acquiring unit and the color image acquired by the second image acquiring unit,
And a final image output unit for generating and outputting a stereoscopic image by combining angled images. 근적외선 광원 및 백색 광원이 측정 대상으로 조사되도록 하는 샷 패스 필터(Shot pass filter) 및 측정 대상의 정면 및 측면으로 광원이 조사되도록 하는 듀얼 밴드 필터(Dual band pass filter), 정면 및 측면의 영상 획득이 가능하도록 특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 구비하고 근적외선 및 백색 광원을 조사하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 이미지 측정부;
상기 이미지 측정부에서 획득된 이미지를 카메라로 전송하는 광섬유;
상기 광섬유를 통해 전송된 이미지를 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter);
상기 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 통과하여 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터부(NIR filter);
상기 프리즘 다이크로익 필터(dichroic filter)를 통과하여 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터부(Colar filter);
각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하는 최종 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치.A shot pass filter for irradiating a near-infrared light source and a white light source to a measurement object, a dual band pass filter for irradiating a light source to the front and side surfaces of the object to be measured, An image measuring unit having a rotatable probe rotating at a specific angle so as to irradiate a near infrared ray and a white light source to simultaneously acquire a color image and a fluorescence image of a front face and a side face of a measurement target;
An optical fiber for transmitting the image obtained by the image measuring unit to a camera;
A prism dichroic filter for separating an image transmitted through the optical fiber into a color image and a near-infrared fluorescence image;
A first filter unit (NIR filter) for filtering the near-infrared fluorescence image separated through the prism dichroic filter;
A second filter unit for filtering a color image separated through the prism dichroic filter;
And a final image generating unit for generating a stereoscopic image by combining angled images. 근적외선 광원 및 백색 광원을 조사하는 단계;
특정 각도로 회전하는 회전형 프로브를 제어하여 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 동시에 획득하는 단계;
획득된 측정 영상을 광섬유를 통하여 영상 분리부로 전달하고, 전송된 측정 영상을 컬러 영상과 근적외선 형광 영상으로 분리하는 단계;
분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법.Irradiating a near-infrared light source and a white light source;
Obtaining a color image and a fluorescence image of a front face and a side face of a measurement object at the same time by controlling a rotation type probe rotating at a specific angle;
Transmitting the acquired measurement image to an image separation unit through an optical fiber, and separating the transmitted measurement image into a color image and a near-infrared fluorescence image;
And generating a stereoscopic image by combining the color image and the fluorescence image of the front and the side of the separated measurement object on an angle basis. 제 7 항에 있어서, 분리된 측정 대상의 정면 및 측면의 컬러 영상과 형광 영상을 각도별로 조합하여 입체 영상을 생성하는 단계는,
상기 영상 분리부에 의해 분리된 근적외선 형광 영상을 필터링하는 제 1 필터링 단계와,
상기 영상 분리부에 의해 분리된 컬러 영상을 필터링하는 제 2 필터링 단계와,
상기 제 1 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 근적외선 형광 영상을 획득하는 제 1 영상 획득 단계와,
상기 제 2 필터링 단계에서 필터링된 신호에서 컬러 영상을 획득하는 제 2 영상 획득 단계와,
상기 제 1 영상 획득 단계에서 획득된 근적외선 형광 영상 및 제 2 영상 획득 단계에서 획득된 컬러 영상을 조합하는 영상 조합 단계와,
각도별 영상을 조합하여 입체 영상을 생성하여 출력하는 최종 이미지 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 형광 내시경 장치를 이용한 영상 획득 제어 방법.The method as claimed in claim 7, wherein the step of generating a stereoscopic image by combining the color images and the fluorescent images of the front and the side of the measurement object,
A first filtering step of filtering the near-infrared fluorescence image separated by the image separating unit;
A second filtering step of filtering the color image separated by the image separating unit;
A first image acquiring step of acquiring a near-infrared fluorescence image from the signal filtered in the first filtering step;
A second image acquiring step of acquiring a color image from the signal filtered in the second filtering step;
An image combining step of combining the near infrared ray fluorescence image obtained in the first image acquiring step and the color image acquired in the second image acquiring step,
And a final image output step of generating and outputting a stereoscopic image by combining angular images.
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