KR20180047666A - 광학확산단층영상 캘리브레이션 방법 및 장치 - Google Patents

광학확산단층영상 캘리브레이션 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학확산단층영상 캘리브레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치에서의 캘리브레이션 방법은, 흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 패들에 고정시키는 단계, 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사하는 단계, 광검출기 어레이를 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하는 단계, 및 위치별 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 상기 광검출기 어레이의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

광학확산단층영상 캘리브레이션 방법 및 장치{Method and Apparatus for Calibrating DOT(Diffuse Optical Tomography)}
본 발명은 광학확산단층영상(DOT, Diffuse Optical Tomography) 캘리브레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 유방암 진단을 위한 광학확산단층영상 캘리브레이션 방법 및 장치에 관한 것이다.
DBT/DOT (Digital Breast Tomosynthesis/Diffuse Optical Tomography) 융합영상 진단장비는 유방암 진단을 위한 3차원 X-ray 유방영상과 3차원 확산 광학영상을 융합하여 유방내 병변의 활성 상태를 볼 수 있는 기능영상을 동시에 제공해 줌으로써 유방암을 효과적으로 진단할 수 있는 시스템이다. DBT/DOT 융합영상 진단장비의 여러 중요한 핵심기술이 있지만 이중에서도 유방을 압박하고 고정하는 패들(paddle)은 3차원 X-ray 영상을 찍을 때뿐 만 아니라 3차원 확산 광학 영상을 찍을 때에도 편리함을 가져야 한다.
특히, 유방 등 측정 대상물의 DOT 영상을 얻기 위해서는 유방을 고정하는 고정 패들(paddle)에 일정 간격의 광원과 일정 간격의 디텍터로 구성이 되는데 이때 각 위치마다 동일 주파수의 광원이 필요하기 때문에 하나의 광원을 광스위치를 이용하여 순차적으로 각각의 위치로 빛을 전송함으로써 동일 주파수 성분에 대한 신호 처리를 가능하게 한다. 이때, DOT 영상을 얻기 위해서 위치마다 각기 다른 광원과 각기 다른 디텍터를 사용하기 때문에, 각각의 광원의 세기를 조절하여도 같은 사양의 디텍터를 사용하더라도 각각의 광원의 세기와 각각의 디텍터의 감도는 다르게 나타난다. 따라서, 다수의 광원과 디텍터를 개별 측정하여 디텍터의 감도 오차를 적절히 보상하는 캘리브레이션이 이루어져야 한다.
도 1은 종래의 유방암 진단 장치에서 디텍터 위치 마다에서의 투과광의 세기와 위상의 검출 오차에 따른 DOT 영상의 오류에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1과 같이, 단일 광원에 대한 각각의 디텍터의 감도를 살펴보면, X-ray 등광원으로부터의 입사광이 균일한 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')를 가지는 매질을 지나는 경우, 투과광의 세기(AMP)가 10과 같은 일정 분포 곡선과 같아야 하지만, 실질적으로는 11과 같이 각 위치마다 분포 곡선과 차이를 보이며 검출된다. 또한, 위상(Phase)의 경우는 이론적으로 20과 같은 일정 분포 곡선을 따라야 하지만, 실질적으로는 21과 같이 각 위치마다 분포 곡선과 차이를 보이며 검출된다. 이와 같이 디텍터 마다 위상차가 균일하지 않은 것은, 디텍터 특성의 불균일 및 신호처리를 위한 RF(Radio Frequency) 케이블의 길이가 다르기 때문이다. 따라서 이러한 투과광의 세기와 위상이 디텍터 마다 다르게 검출되는 오차를 적절히 보상해주어야 한다.
또한, 도 1과 같이 여러 개의 광원(51, 52, 53)을 사용하는 경우에도, 각각의 광원마다 그 세기가 다르게 되어, 각 위치에서 광원의 세기가 달라 실제로 측정되는 디텍터에서의 세기도, 같은 사양의 디텍터를 사용하더라도 30, 31, 32와 같이 달라지는 문제가 있다. 특히, 디텍터는 신호처리를 위한 광섬유와 연결되어 있기 때문에 광섬유의 구부러진 정도에 따라, 광섬유를 따라 전달되는 광량이 달라져 시스템을 운영할 때마다 조금씩 검출 차이를 발생하는 문제점이 있고, 이에 따라 절대적으로 고정된 캘리브레이션이 불가능하다는 문제점이 있다.
따라서, 기존 유방암 진단 시스템에서 간단하고 효과적으로 디텍터의 감도 오차를 적절히 보상하는 캘리브레이션 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 다수의 광원과 디텍터를 개별 측정하여 캘리브레이션하는 기존의 복잡한 방법을 사용하지 않고, 유방암 진단 시스템에서 단일 광원을 이용하여 전체적으로 한 번에 디텍터들의 감도 오차를 보상할 수 있는 광학확산단층영상(DOT, Diffuse Optical Tomography) 캘리브레이션 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 흡수계수와 산란계수를 모르더라도 균일한 팬텀만 있으면 단일 광원과 단일 디텍터를 사용하여 간단하게 위치별로 각 디텍터의 감도 오차를 보상할 수 있는 광학확산단층영상(DOT) 캘리브레이션 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치에서의 캘리브레이션 방법은, 흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 패들에 고정시키는 단계; 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사하는 단계; 광검출기 어레이를 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하는 단계; 및 위치별 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 상기 광검출기 어레이의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 캘리브레이션 방법은, 상기 감도 오차를 산출한 후, 상기 패들에 고정된 실제 측정 대상물에 대한 상기 광검출기 어레이의 출력들에, 상기 감도 오차를 보상하여 상기 광학확산단층영상을 획득하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 감도 오차를 산출하는 단계에서, 상기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값은, 상기 흡수계수와 산란계수가 알려진 상기 캘리브레이션용 팬텀에 대하여 이론적으로 미리 계산하여 저장 수단에 미리 저장된 값일 수 있다.
또는, 상기 흡수계수와 산란계수를 모를 때, 상기 감도 오차를 산출하는 단계 전에, 하나의 광검출기를 상기 위치별로 이동시키면서, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사해 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 저장 수단에 미리 저장하는 단계를 포함하고, 상기 감도 오차를 산출하는 단계에서, 상기 저장 수단에 저장된 상기 하나의 광검출기를 이용해 측정된 상기 광의 세기와 위상을 상기 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치는, 광원; 일측에 광검출기 어레이를 포함하며 대상체를 고정시키기 위한 패들; 및 상기 광원과 상기 패들의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하고, 상기 제어장치는, 흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 상기 패들에 고정한 후, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사하며, 상기 광검출기 어레이의 출력 신호에 따라 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하고, 위치별 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 상기 광검출기 어레이의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출한다.
상기 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치는, 상기 감도 오차를 산출한 후, 상기 패들에 고정된 실제 측정 대상물에 대한 상기 광검출기 어레이의 출력들에, 상기 감도 오차를 보상하여 상기 광학확산단층영상을 획득하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값은, 상기 흡수계수와 산란계수가 알려진 상기 캘리브레이션용 팬텀에 대하여 이론적으로 미리 계산하여 저장 수단에 미리 저장된 값일 수 있다.
또는, 상기 제어장치는, 상기 흡수계수와 산란계수를 모를 때, 하나의 광검출기를 상기 위치별로 이동시키면서, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사해 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 저장 수단에 미리 저장하고, 상기 저장 수단에 저장된 상기 하나의 광검출기를 이용해 측정된 상기 광의 세기와 위상을 상기 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 광학확산단층영상(DOT) 캘리브레이션 방법 및 장치에 따르면, 기존의 복잡한 방법이 아니더라도 흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 이용하여, 복잡한 유방암 진단 시스템에서 단일 광원을 이용하여 광학확산단층영상(DOT) 획득을 위한 캘리브레이션을 수행하여 효과적으로 전체적인 디텍터들의 감도 오차를 한번에 보상할 수 있다.
또한, 흡수계수와 산란계수를 모르더라도 균일한 팬텀만 있으면 단일 광원과 단일 디텍터를 사용하여 간단하게 위치별로 각 디텍터의 감도 오차를 보상할 수 있다.
도 1은 종래의 유방암 진단 장치에서 디텍터 위치 마다에서의 투과광의 세기와 위상의 검출 오차에 따른 DOT 영상의 오류에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DOT 영상을 얻기 위한 유방암 진단 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 유방암 진단 장치에서의 DOT 캘리브레이션 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 유방암 진단 장치에서의 DOT 캘리브레이션 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 유방암 진단 장치에 적용되는 팬텀, 측정 대상, DOT 영상의 실제 사례를 나타낸다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DOT 영상을 얻기 위한 유방암 진단 장치(100)의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DOT 영상을 얻기 위한 유방암 진단 장치(100)는, 하나 이상의 광원(60), 일측에 광검출기 어레이(70)를 포함하며 대상체(예, 팬텀, 샘플조직, 유방 등 측정 대상물)를 고정시키기 위한 패들(paddle)(65), 및 광원(60)과 패들(65) 등 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어장치(69)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 패들(65)은 제1플레이트(62)와 제2플레이트(63) 사이에 대상체(예, 팬텀, 샘플조직, 유방 등 측정 대상물)를 고정시킬 수 있다. 대상체는 제1플레이트(62)와 제2플레이트(63) 사이에서 압박될 수 있으며, 제2플레이트(63) 내에는 CCD(Charge Coupled Device) 형태 등이 1차원 또는 2차원으로 배열된 광검출기 어레이(70)가 구비될 수 있다. X-ray 등 광(또는 전자기파)를 발생하는 광원(60)은 패들(65) 밖에 구비될 수도 있고, 제1플레이트(62) 내에 구비되는 형태일 수도 있다. 광원(60)은 하나일 수도 있고, 복수개일 수도 있다.
제어장치(69)는, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대하 감도 오차를 보상하기 위하여, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)을 패들(65)에 고정한 후, 광원(60)을 이용하여 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과하도록 광을 조사하며, 광검출기 어레이(70)의 출력 신호에 따라 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을 측정한다. 제어장치(69)는, 광검출기 어레이(70)의 괌검출기들의 위치별로 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을, 해당 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출할 수 있다.
하기하는 바와 같이, 위와 같은 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값은, 도 3과 같이, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려진 캘리브레이션용 팬텀(80)에 대하여 이론적으로 미리 계산하여 메모리 등 저장 수단에 미리 저장된 값일 수 있다.
또는, 도 4와 같이, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')를 모를 때에는, 광원(60)의 광조사 동안 광검출기 어레이(70) 대신에 하나의 광검출기만을 이용하여 측정한 값을 위와 같은 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수도 있다.
예를 들어, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')를 모를 때, 제어장치(69)는, 제2플레이트(63) 내의 하나의 광검출기를 위치별로 이동시키면서, 광원(60)을 이용하여 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과하도록 광을 조사해 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 메모리 등 저장 수단에 미리 저장할 수 있다. 이와 같이, 저장 수단에 저장된, 위치별 광의 세기와 위상은, 동일한 광원(60)과 동일한 하나의 광검출기를 이용해 측정되었으므로, 해당 위치별 이론적인 값과 유사하게 되고, 이에 따라 이는 제어장치(69)에서 위와 같은 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수 있다. 이를 위하여, 제2플레이트(63) 내에 이동 가능한 하나의 광검출기를 장착하여, 수동 또는 자동으로 하나의 광검출기를 이동시키면서 위와 같은 측정이 이루어질 수 있다.
이와 같이 방법으로, 광검출기 어레이(70)의 괌검출기들의 위치별로 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을, 해당 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출한 후에, 제어장치(69)는 패들(65)에 캘리브레이션용 팬텀(80) 대신 고정된 실제 측정 대상물에 대한 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대하여, 상기 감도 오차를 빼주는 등의 방법으로 보상하여 감도 오차가 없는 광학확산단층영상을 획득할 수 있게 된다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차의 보상 방법을 좀 더 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 유방암 진단 장치(100)에서의 DOT 캘리브레이션 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 광원(60)과 광검출기 어레이(70)의 위치 관계에 대하여, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려진 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)에 대하여 이론적으로, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값을 미리 계산하여 메모리 등 저장 수단에 미리 저장한다. 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')를 아는 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)의 경우, 간단한 전사모사 혹은 해석 함수(Analytic function)을 사용하여 광이 어떻게 산란 및 투과하여 광검출기 어레이(70) 각각의 광검출기(디텍터)에 도달하는지 정확하게 이론적으로 산출할 수 있다.
다음에, 제어장치(69)는, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려진 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)을 패들(65)에 고정시키고, 광원(60)을 이용하여 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과하도록 광을 조사하도록 제어한다(110). 제어장치(69)는, 광검출기 어레이(70)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을 측정할 수 있다.
이에 따라 제어장치(69)는, 광검출기 어레이(70)의 괌검출기들의 위치별로 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을, 저장수단에 저장된 해당 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출할 수 있다.
이와 같이 방법으로, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출한 후에, 제어장치(69)는 패들(65)에 캘리브레이션용 팬텀(80) 대신 고정된 유방 조직이나 샘플 조직 등 실제 측정 대상물(90)에 대한 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대하여, 위와 같은 감도 오차를 빼주는 등의 방법으로 보상하여 감도 오차가 없는 광학확산단층영상을 획득할 수 있게 된다(120).
도 4는 본 발명의 유방암 진단 장치에서의 DOT 캘리브레이션 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 제어장치(69)는, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려지지 않은 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)이 패들(65)에 고정되도록 제어한다.
흡수계수(μa)와 산란계수(μs')를 모를 때에는, 광원(60)의 광조사 동안 광검출기 어레이(70) 대신에 하나의 광검출기만을 이용하여 측정한 값을 위와 같은 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수 있다.
이를 위하여, 제2플레이트(63) 내에 이동 가능한 하나의 광검출기를 장착하여, 수동으로 광검출기 어레이(70)의 위치들로 이동시키거나, 또는 제어장치(69)의 제어에 따라 자동으로 하나의 광검출기를 광검출기 어레이(70)의 검출기 위치들로 이동시키면서 각 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값을 측정할 수 있다(210). 수동 또는 자동으로 광검출기를 이동시키기 위하여, 광검출기가 소정의 가이드레일을 따라 움직이게 하는 방식 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.
예를 들어, 제어장치(69)는, 제2플레이트(63) 내에 구비된 하나의 광검출기를 광검출기 어레이(70)의 검출기 위치들로 이동시키면서, 광원(60)을 이용하여 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과하도록 광을 조사해 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 메모리 등 저장 수단에 미리 저장할 수 있다. 이와 같이, 저장 수단에 저장된, 위치별 광의 세기와 위상은, 동일한 광원(60)과 동일한 하나의 광검출기를 이용해 측정되었으므로, 해당 위치별 이론적인 값과 유사하게 되고, 이에 따라 이는 제어장치(69)에서 광검출기 어레이(70)의 검출기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용할 수 있다.
이와 같이, 미리 광검출기 어레이(70)의 검출기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값이 저장된 후, 제2플레이트(63) 내에 광검출기 어레이(70)가 구비된 패들(65)에 위와 같이 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려지지 않은 균일한 캘리브레이션용 팬텀(80)이 고정되도록 제어한다(220).
다음에, 제어장치(69)는, 광원(60)을 이용하여 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과하도록 광을 조사하도록 제어하며, 광검출기 어레이(70)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을 측정할 수 있다. 이에 따라 제어장치(69)는, 광검출기 어레이(70)의 괌검출기들의 위치별로 캘리브레이션용 팬텀(80)을 투과한 광의 세기와 위상을, 저장수단에 저장된 해당 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출할 수 있다.
이와 같이 방법으로, 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출한 후에, 제어장치(69)는 패들(65)에 캘리브레이션용 팬텀(80) 대신 고정된 유방 조직이나 샘플 조직 등 실제 측정 대상물(90)에 대한 광검출기 어레이(70)의 출력들에 대하여, 위와 같은 감도 오차를 빼주는 등의 방법으로 보상하여 감도 오차가 없는 광학확산단층영상을 획득할 수 있게 된다(130).
도 5는 본 발명의 유방암 진단 장치(100)에 적용되는 팬텀, 측정 대상, DOT 영상의 실제 사례를 나타낸다.
도 5와 같이, 흡수계수(μa)와 산란계수(μs')가 알려지지 않은 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 제작한 후 위와 같은 방법으로 캘리브레이션을 수행하고, 일부 결함(예, 홈이나 구멍 등)을 만든 측정 대상체에 대하여 광검출기 어레이의 출력들을 기초로 광학확산단층영상을 복원하였다. 즉, 측정 대상체에 대한 광검출기 어레이의 출력들에 대하여 본 발명의 광검출기 어레이의 디텍터 감도 오차를 빼주는 등의 방법으로 보상함으로써, 도면의 영상 복원 예와 같이, 감도 오차에 의한 영향없이 깨끗한 광학확산단층영상을 획득할 수 있음을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학확산단층영상(DOT)을 획득하기 위한 장치(100)를 통해 캘리브레이션 후 광학확산단층영상을 획득함으로써, 기존의 복잡한 방법이 아니더라도 흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 이용하여, 복잡한 유방암 진단 시스템에서 단일 광원을 이용하여 광학확산단층영상(DOT) 획득을 위한 캘리브레이션을 수행하여 효과적으로 전체적인 디텍터들의 감도 오차를 한번에 보상할 수 있다. 또한, 흡수계수와 산란계수를 모르더라도 균일한 팬텀만 있으면 단일 광원과 단일 디텍터를 사용하여 간단하게 위치별로 각 디텍터의 감도 오차를 보상할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
광원(60)
광검출기 어레이(70)
패들(paddle)(65)
제어장치(69)

Claims (8)

  1. 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치에서의 캘리브레이션 방법에 있어서,
    흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 패들에 고정시키는 단계;
    광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사하는 단계;
    광검출기 어레이를 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하는 단계; 및
    위치별 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 상기 광검출기 어레이의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감도 오차를 산출한 후, 상기 패들에 고정된 실제 측정 대상물에 대한 상기 광검출기 어레이의 출력들에, 상기 감도 오차를 보상하여 상기 광학확산단층영상을 획득하기 위한 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감도 오차를 산출하는 단계에서,
    상기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값은, 상기 흡수계수와 산란계수가 알려진 상기 캘리브레이션용 팬텀에 대하여 이론적으로 미리 계산하여 저장 수단에 미리 저장된 값인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡수계수와 산란계수를 모를 때, 상기 감도 오차를 산출하는 단계 전에, 하나의 광검출기를 상기 위치별로 이동시키면서, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사해 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 저장 수단에 미리 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 감도 오차를 산출하는 단계에서, 상기 저장 수단에 저장된 상기 하나의 광검출기를 이용해 측정된 상기 광의 세기와 위상을 상기 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  5. 광원;
    일측에 광검출기 어레이를 포함하며 대상체를 고정시키기 위한 패들; 및
    상기 광원과 상기 패들의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    흡수계수와 산란계수가 균일한 캘리브레이션용 팬텀을 상기 패들에 고정한 후, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사하며, 상기 광검출기 어레이의 출력 신호에 따라 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하고,
    위치별 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을, 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값과 각각 비교하여, 상기 광검출기 어레이의 출력들에 대한 위치별 감도 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감도 오차를 산출한 후, 상기 패들에 고정된 실제 측정 대상물에 대한 상기 광검출기 어레이의 출력들에, 상기 감도 오차를 보상하여 상기 광학확산단층영상을 획득하기 위한 것을 특징으로 하는 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 위치별 광의 세기 기준값 및 위상 기준값은, 상기 흡수계수와 산란계수가 알려진 상기 캘리브레이션용 팬텀에 대하여 이론적으로 미리 계산하여 저장 수단에 미리 저장된 값인 것을 특징으로 하는 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 흡수계수와 산란계수를 모를 때, 하나의 광검출기를 상기 위치별로 이동시키면서, 상기 광원을 이용하여 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과하도록 광을 조사해 상기 캘리브레이션용 팬텀을 투과한 광의 세기와 위상을 측정하여 저장 수단에 미리 저장하고,
    상기 저장 수단에 저장된 상기 하나의 광검출기를 이용해 측정된 상기 광의 세기와 위상을 상기 광의 세기 기준값 및 위상 기준값으로 이용하는 것을 특징으로 하는 광학확산단층영상을 획득하기 위한 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150005700A (ko) * 2012-05-03 2015-01-14 바이압틱스 인코포레이티드 로버스트 캘리브레이션 및 자가-수정을 위한 조직 옥시메트리 프로브 기하학

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