KR20180076687A - Method of performing oct imaging using a surgical microscope and hybrid beam scanning, and apparatuses for performing the same - Google Patents
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Abstract
Description
아래 실시예들은 수술 현미경과 혼합 빔 스캐닝을 이용하여 OCT 이미징을 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치들에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method of performing OCT imaging using an operation microscope and mixed beam scanning and to devices for performing the same.
광간섭단층촬영(Optical coherence tomography(OCT))을 이용하는 광학적 촬영 장치는 비접촉 방식에 의하여 절개 없이 대상체의 내부 영상을 촬영할 수 있는 장치이다. 이때, 광학적 촬영 장치는 빛의 간섭 현상을 이용하여 고속 3차원 영상 획득이 가능하다.An optical photographing apparatus using optical coherence tomography (OCT) is a device capable of photographing an internal image of a subject without incision by a non-contact method. At this time, the optical photographing apparatus can acquire a high-speed three-dimensional image by using the light interference phenomenon.
또한, 광학적 촬영 장치는 OCTA(OCT Angiography)를 이용하여 조직의 혈관 구조 및 혈류 검사를 수행한다. 예를 들어, OCTA는 광학적 촬영 장치로부터 측정된 간섭 신호를 바탕으로 혈관 구조 영상화 및 혈류의 측정이 가능한 방법이다.In addition, the optical photographing apparatus performs blood vessel structure and blood flow test of tissue using OCTA (OCT Angiography). For example, OCTA is a method capable of imaging blood vessel structure and measuring blood flow based on interference signals measured from an optical photographing apparatus.
OCTA는 혈관을 따라 흐르는 혈류(예를 들어, 적혈구)의 움직임을 혈관 영상 신호의 근원으로 하고 있기 때문에 기존 임상에서 널리 사용되고 있는 ICG(Indocyanine Green) angiography와 같이 체내에 조영제를 주입할 필요 없이 혈관 및 혈류 정보의 영상화가 가능하다.Since OCTA uses the movement of blood flow (for example, red blood cells) flowing along a blood vessel as a source of an angiographic image signal, it can be applied to blood vessels and blood vessels such as ICG (Indocyanine Green) angiography, Imaging of blood flow information is possible.
OCT는 위상정보의 분석을 통해 혈류 속도를 계산하는데 위상을 사용하기 때문에 혈류 속도 측정 가능 범위가 위상 변화량 범위인 [-π, π]에 한정되어 좁은 속도 범위의 혈류 측정만 가능하다는 한계가 있다. 계산 과정에서 이미징 빔과 혈류 방향 사이 각도가 필요하기 때문에 혈관 구조 영상을 3차원적으로 재구축 (reconstruction) 하는 후처리 과정이 추가로 필요한데 이 과정에서 정확한 값을 찾아내는데 오차가 발생하기 때문에 측정된 혈류 속도의 신뢰도가 저하된다.Since OCT uses phase to calculate blood flow velocity through analysis of phase information, the range of blood flow velocity measurement is limited to [-π, π], which is a range of phase change amount, and thus there is a limit in that it can only measure blood flow in a narrow velocity range. Since an angle between the imaging beam and the blood flow direction is required in the calculation process, a post-processing process for reconstructing the three-dimensional image of the blood vessel structure is further required. In this process, an error occurs in finding an accurate value. The reliability of the blood flow velocity is lowered.
실시예들은 수술 현미경과 OCTA 기반의 광학 영상 장치를 활용하여 수술이 이루어지고 있는 도중 수술 조작 부위의 3차원적 혈관 구조와 혈류 정보를 제공하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique of providing a three-dimensional blood vessel structure and blood flow information of a surgical operation site during an operation using an operation microscope and an OCTA-based optical imaging apparatus.
실시예들은 혼합 빔 스캐닝 방식을 사용하여 넓은 속도 영역의 혈류 속도를 혈관의 3차원 공간적 각도 계산 없이 빠르게 정량적인 속도를 측정할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique capable of quickly measuring a quantitative velocity of a blood vessel velocity in a wide velocity region using a mixed beam scanning method without calculating a three-dimensional spatial angle of a blood vessel.
일 실시예에 따른 OCT 이미징 수행 방법은 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 수술 현미경으로 관찰하는 샘플의 관찰 영역으로 이중 빔을 출력하는 단계와, 상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이하다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of performing OCT imaging, comprising the steps of: outputting a dual beam to an observation region of a sample to be observed with the surgical microscope using an optical microscope optical system; detecting an interference signal based on light scattered from the observation region; Wherein the double beam has a different time interval to irradiate the observation area.
상기 출력하는 단계는 스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The outputting may include adjusting a time interval of the double beam by adjusting a scan speed.
상기 방법은 상기 간섭 신호를 이용하여 상기 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating an image of at least one of a blood vessel structure and blood flow of the observation region using the interference signal.
상기 방법은 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 카메라를 통해 상기 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include acquiring an image corresponding to the observation region through the camera using the optical system of the surgical microscope.
상기 검출하는 단계는 상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting may include obtaining light scattered in the movement of red blood cells moving along the blood vessel of the observation region, and detecting the interference signal based on the obtained light.
일 실시예에 따른 OCT 시스템은 샘플의 관찰 영역을 관찰하기 위한 수술 현미경과, 상기 수술 현미경에 접속하고, 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역으로 이중 빔을 출력하고, 상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하는 OCT 장치를 포함하고, 상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이하다.An OCT system according to an embodiment includes an operating microscope for observing a viewing region of a sample and a dual beam connected to the operating microscope and outputting a double beam to the viewing region using an optical system of the operating microscope, And an OCT apparatus for detecting an interference signal based on the light, wherein the double beam differs in time intervals irradiated to the observation region.
상기 OCT 장치는 스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절할 수 있다.The OCT apparatus can adjust the time interval of the double beam by adjusting the scan speed.
상기 시스템은 상기 간섭 신호를 이용하여 상기 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성하는 컴퓨터를 더 포함할 수 있다.The system may further comprise a computer for generating an image of at least one of a blood vessel structure and blood flow of the observation region using the interference signal.
상기 시스템은 상기 수술 현미경에 접속하고, 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하기 위한 카메라를 더 포함할 수 있다.The system may further include a camera for connecting to the surgical microscope and acquiring an image corresponding to the observation area using an optical system of the surgical microscope.
상기 OCT 장치는 상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출할 수 있다.The OCT apparatus may acquire light scattered in the movement of red blood cells moving along a blood vessel of the observation region, and may detect the interference signal based on the obtained light.
상기 컴퓨터는 상기 OCT 장치 내에 구현될 수 있다.The computer can be implemented in the OCT device.
일 실시예에 따른 OCT 장치는 샘플의 관찰 영역을 관찰하기 위한 수술 현미경의 광학계에 접속하기 위한 포트와, 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역으로 이중 빔을 출력하기 위한 스캐닝 장치와, 상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하기 위한 검출기를 포함하고, 상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이하다.An OCT apparatus according to an embodiment includes a port for connecting to an optical system of a surgical microscope for observing an observation region of a sample, a scanning device for outputting a double beam to the observation region using the optical system of the surgical microscope, And a detector for detecting an interference signal based on light scattered from the observation region, wherein the double beam has a time interval different from that of the irradiation of the observation region.
상기 스캐닝 장치는 스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절할 수 있다.The scanning device can adjust the time interval of the double beam by adjusting the scan speed.
상기 검출기는 상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출할 수 있다.The detector may acquire light scattered in the movement of red blood cells moving along the blood vessel of the observation region, and may detect the interference signal based on the obtained light.
상기 OCT 장치는 상기 스캐닝 장치의 위치, 스캔 속도, 각도를 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The OCT apparatus may further include a controller for controlling a position, a scan speed, and an angle of the scanning device.
도 1은 일 실시예에 따른 OCT 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수술 현미경과 OCT 장치의 연결 구조 및 동작을 설명하기 위한 개략적인 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시된 OCT 장치의 레이저의 예들을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 혼합 빔 스캐닝 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 5a는 수술 현미경과 OCT 장치를 결합한 구현 예이다.
도 5b는 수술 현미경을 사용하여 촬영한 마우스 뇌의 cranial window 사진의 일 예이다.
도 5c는 OCT 장치에서 획득된 간섭 신호를 이용해 획득한 혈관 영상의 일 예를 나타내다.
도 5d는 마우스의 dorsal skinfold window를 OCT 장치로 획득한 이미지의 일 예를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 OCT 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.1 is a schematic block diagram of an OCT system according to one embodiment.
2 is a schematic structural view illustrating the connection structure and operation of the surgical microscope and the OCT apparatus shown in FIG.
Fig. 3 shows examples of lasers of the OCT apparatus shown in Fig.
FIG. 4 shows an example of a mixed beam scanning pattern according to an embodiment.
5A is an embodiment combining an operation microscope and an OCT apparatus.
5B is an example of a cranial window photograph of a mouse brain taken using an operation microscope.
FIG. 5C shows an example of a blood vessel image acquired using the interference signal obtained in the OCT apparatus.
5D shows an example of an image obtained by using a dorsal skinfold window of a mouse with an OCT apparatus.
6 is a flowchart illustrating an operation method of the OCT system shown in FIG.
본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be understood that, in this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like are to be construed as including the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 일 실시예에 따른 OCT 시스템의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an OCT system according to one embodiment.
도 1을 참조하면, OCT 시스템(10)은 수술 현미경(surgical microscope; 100), 카메라(camera; 200), OCT 장치(300), 및 컴퓨터(computer; 400)를 포함할 수 있다.1, an
수술 현미경(100)은 카메라(200) 및 OCT 장치(300)에 접속하고, 컴퓨터(400)는 카메라(200)와 OCT 장치(300)에 접속할 수 있다. 도 1에서는 컴퓨터(400)가 OCT 장치(300)의 내부에 구현된 것으로 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라 컴퓨터(400)는 OCT 장치(300)의 내부에 구현될 수 있다.The
수술 현미경(100)은 샘플의 관찰 영역(또는 관심 영역)을 관찰할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 인간, 환자 또는 동물을 포함할 수 있다.The
카메라(200)는 수술 현미경(100)에 접속되고, 수술 현미경(100)에 포함된 광학계(optical system)를 이용하여 샘플의 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(200)는 획득된 이미지를 저장할 수 있다. 또한, 카메라(200)는 획득된 이미지를 컴퓨터(400)로 전송할 수 있다.The
OCT 장치(300)는 빛의 간섭 현상을 이용하여 단층 촬영이 가능한 광학 이미징 장치이고, 혼합 빔(예를 들어, 이중 빔 및/또는 단일 빔) 스캐닝을 통해 고속으로 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 또한, OCT 장치(300)는 OCT 장치(300)를 통해 얻은 신호(예를 들어, 간섭 신호)를 바탕으로 혈관 구조 및 혈류를 영상화하는 OCTA를 수행할 수 있다.
OCT 장치(300)는 수술 현미경(100)에 접속되고, 수술 현미경(100)에 포함된 광학계를 이용하여 샘플의 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하기 위한 간섭 신호를 획득할 수 있다. OCT 장치(300)는 간섭 신호를 컴퓨터(400)로 전송할 수 있다.The
예를 들어, OCT 장치(300)는 수술 현미경(100)에 포함된 광학계를 이용하여 샘플의 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출할 수 있다.For example, the
OCT 장치(300)는 혼합 빔 스캐닝을 사용해 넓은 속도 영역의 혈류 속도를 혈관의 각도 정보 없이 정량적으로 측정할 수 있다.The
컴퓨터(400)는 카메라(200)로부터 획득된 이미지를 저장하고, OCT 장치(300)로부터 전송된 간섭 신호에 기초하여 샘플의 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성할 수 있다.The
이때, OCT 장치(300)는 샘플의 관찰 영역의 이미징(또는 영상화)을 위해서 관찰 영역의 한 위치에서 반복적으로 혼합 빔 스캐닝을 수행하여 얻은 데이터, 즉 간섭 신호들을 컴퓨터(400)로 전송할 수 있다. 샘플의 관찰 영역에서 있어서, 정상적으로 혈액이 흐르는 혈관에서는 적혈구가 계속하여 이동할 수 있다. OCT 장치(300)가 샘플의 관찰 영역의 같은 위치에서 여러 번 스캐닝하는 경우, OCT 장치(300)에서 검출되는 간섭 신호들에서는 위상과 진폭의 변화가 발생할 수 있다.At this time, the
컴퓨터(400)는 반복하여 획득한 간섭 신호들을 이용하여 한 위치에서 복수의 이미지를 획득할 수 있다. 이후에, 컴퓨터(400)는 복수의 이미지 사이의 차이를 비교할 수 있다. 즉, 컴퓨터(400)는 차이에 기초하여 샘플의 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 정보를 계산해 낼 수 있다.The
상술한 바와 같이, OCT 시스템(10)은 수술 현미경(100)과 OCT 장치(300)를 결합하여 수술 현미경(100)으로 관찰하는 샘플의 관찰 영역(또는 관심 영역)을 OCT 이미징(또는 영상화)할 수 있다.As described above, the
OCT 시스템(10)은 뇌혈관 수술에서 널리 사용되는 수술 현미경(100)과 OCT 장치(300)를 결합시키고 수술 현미경(100)의 광학계를 활용함으로써 수술 현미경(100)을 보며 수술을 진행하는 도중 미세 혈관 구조 또는 혈류 정보가 필요할 경우 수술 현미경(100)을 통해 보고 있는 샘플의 관찰 영역과 같은 영역을 OCT 장치(300)로 촬영하여 수술 환경에서 샘플의 관찰 영역의 뇌혈관 구조 및 혈류 정보를 제공할 수 있다.The
미세 혈관을 수술하는 신경외과에서 수술 중에 미세 혈관의 형태와 혈류를 검사가 필요한 경우, OCT 시스템(10)은 수술 현미경(100)과 OCT 장치(300)를 이용하여 뇌혈관 구조 및 혈류 정보를 제공할 수 있다.When the microvascular morphology and blood flow are required to be examined during surgery in the microvascular surgery, the
예를 들어, 뇌동맥류(예를 들어, 뇌혈관 벽이 약해져 그 부분이 돌출되어 꽈리 모양처럼 되는 질환으로 파열되거나 부풀어 오른 동맥류에 의해 주변 혈관이 압박되면서 뇌혈류를 막을 수 있는 현상)의 경우 클리핑(clipping)을 해서 뇌동맥류를 제거하는 수술 과정을 통해 치료를 진행하는데, 동맥류 제거 후 동맥류가 완전히 차단 되었는지 여부 및/또는 주변 혈관에 정상적으로 혈류가 유지되는지 여부 등은 수술 실 내에서 OCT 시스템(10)을 통해 확인할 수 있다.For example, in the case of a cerebral aneurysm (for example, a cerebral blood vessel wall is weakened and a portion thereof protrudes to form an acute angle, the cerebral blood flow may be blocked by a peripheral blood vessel being compressed by a ruptured or swollen aneurysm) the aneurysm is completely blocked and / or the blood flow is normally maintained in the surrounding blood vessels. In this case, the OCT system (10) ).
또한, OCT 시스템(10)은 수술 도중에 기존의 임상에서 널리 사용되고 있는 ICG angiography와 같이 조영제 주입 없이 반복적으로 원하는 부위의 혈관 구조와 혈류를 관찰할 수 있다.In addition, the
예를 들어, OCT 시스템(10)은 초당 수 백 프레임 이상의 고속 영상 속도로 표면으로부터 2-3 mm 깊이의 조직의 단면 이미지 획득이 가능하여 고속 3차원 영상화가 가능할 수 있다. 이러한 고속 3차원적 미세 영상은 수술 조작 및 조작 필요 부위 모니터링에 유용하게 활용될 수 있으며, 혼합 빔 스캐닝 방법을 사용해 혈류 내 적혈구의 움직임에 의해 발생하는 신호의 차이를 바탕으로 혈관 구조 및 혈류 정보를 산출하기 때문에 조영제의 주입 및 이에 따른 부작용 없이 원하는 만큼 반복 측정이 가능할 수 있다.For example, the
도 2는 도 1에 도시된 수술 현미경과 OCT 장치의 연결 구조 및 동작을 설명하기 위한 개략적인 구조도이고, 도 3은 도 2에 도시된 OCT 장치의 레이저의 예들을 나타낸다.FIG. 2 is a schematic structural view illustrating the connection structure and operation of the surgical microscope and the OCT apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows examples of the laser of the OCT apparatus shown in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수술 현미경(100)은 접안 렌즈(ocular eye piece; 110), 포트(port; 130) 및 광학계(optical system; 150)을 포함할 수 있다.1 to 3, the
접안 렌즈(100)는 광학계(150)를 이용하여 샘플의 관찰 영역을 관찰하는 사용자에게 디스플레이할(또는 보여줄) 수 있다.The
포트(130)는 제1 포트(133) 및 제2 포트(135)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 포트(133)는 수술 현미경(100)과 카메라(200) 사이를 접속하고, 제2 포트(135)는 수술 현미경(100)과 OCT 장치(300) 사이를 접속할 수 있다.The
카메라(200)는 제1 포트(133)를 통해 광학계(150), 예를 들어 제1 광학계(153)에 접속하고, 제1 광학계(153)를 이용하여 샘플의 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다.The
OCT 장치(300)는 제2 포트(135)를 통해 광학계(150), 예를 들어 제2 광학계(155)에 접속하고, 제2 광학계(155)를 이용하여 샘플의 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하기 위한 간섭 신호를 획득할 수 있다.The
즉, 수술 현미경(100)에 접속하는 카메라(200)와 OCT 장치(300)는 수술 현미경(100)의 광학계(150)를 이용하여 수술 현미경(100)의 시야와 동일한 영역에서 샘플의 관찰 영역의 동일한 영역에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다.That is to say, the
OCT 장치(300)는 포트(port; 305), 레이저(lazor; 310), 복수의 분광기들(315 및 330), 동기화 장치(320), 복수의 서큘레이터들(333 및 335), 주파수 변환기(340), 시준기(collimator; 345), 기준 미러(reference mirror; 347), 스캐닝 장치(350), 커플러(coupler; 360), 검출기(detector; 370), DAQ(data acquisition; 380), 및 컨트롤러(controller; 390)을 포함할 수 있다.The
포트(305)는 OCT 장치(300)를 수술 현미경(100)의 광학계(150), 예를 들어 제2 광학계(155)에 접속할 수 있다.The
레이저(310)는 빛을 출력할 수 있다. 예를 들어, 레이저(310)은 파장 변환 레이저로 구현될 수 있다. 레이저(310)는 빛을 내고 증폭시키는 증폭 매질(gain medium; 310-1)과 시간에 따라 통과 대역(pass band)을 변환할 수 있는 가변 필터(tunable filter; 310-3)를 포함할 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 레이저(310)가 파장 변환 레이저로 구현되는 경우, 레이저(310)는 (a)의 fiber based ring cavity laser 구조, (b)의 free space ring cavity laser 구조, (c)의 free space linear cavity laser 구조로 구현될 수 있다. 다만, 레이저(310)는 반드시 파장 변환 레이저에 한정되지 않으며, 다양한 레이저로 구현될 수 있다.3, when the
이때, 레이저(310)에서 출력되는 빛이 대역폭(bandwidth) 조정이 됨으로써, 샘플에 조사되는 빛이 3차원적으로 등방성을 가질 수 있다. 레이저(310)에서 출력되는 빛이 3차원적으로 등방성을 가지게 되면, OCT 신호의 비상관성(de-correlation), OCT 신호의 세기 신호 상관성(intensity correlation) 및 스페클 분산(speckle variance) 등의 통계기반 혈류 속도 측정에서 같은 속도의 혈류가 진행 방향에 관계없이 같은 값을 가져 혈관의 각도 정보가 필요하지 않다. 즉, OCT 장치(300)는 간섭 신호를 디지털화 하여 이미지로 변환하는 동작을 수행함에 있어서, 혈관의 공간적인 각도 정보가 필요 없고, 복잡한 후처리 동작을 수행할 필요가 없다.At this time, since the light output from the
제1 분광기(315)는 레이저(310)로부터 출력된 빛을 동기화빔과 제1 측정빔으로 분광할 수 있다. 예를 들어, 동기화빔은 레이저(310)로부터 출력된 빛의 10%의 출력으로 분광되는 광이고, 제1 측정빔은 레이저(310)로부터 출력된 빛의 90%의 출력으로 분광되는 광일 수 있다. 동기화빔이 10%의 출력으로 분광되는 것은 그 이상으로 분광되면 제1 측정빔의 출력이 약해져 샘플을 충분히 투과하지 못해 측정이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있기 때문이다.The
동기화 장치(320)는 미리 정해진 파장의 동기화빔을 트리거 신호로 전환활 수 있다. 트리거 신호는 레이저(310)에 의해 출력되는 빛의 파장 변환 주기 및/또는 데이터 획득 주기의 동기화를 위한 신호일 수 있다.The
동기화 장치(320)는 FBG(fiber bragg grating; 323) 및 트리거 회로(325)를 포함할 수 있다.The
FBG(323)는 광 센서의 일종으로 파장을 선택적으로 선별하여 미러 역할을 하는 주기적 미세구조를 가진다. FBG(323)는 상술한 구조를 가지기 때문에 일정 광대역에서 온 빛이 FBG(323)에 주사되면 스펙트럼 폭이 매우 좁은 빛만이 격자로 후방 반사된다. 이를 통해, FBG(323)는 동기화빔의 미리 정해진 파장을 반사하는 역할을 수행한다.The
트리거 회로(325)는 FBG(323)에서 반사된 빛을 트리거 신호로 변환할 수 있다.The
제2 분광기(330)는 제1 측정빔을 기준빔과 제2 측정빔으로 분광할 수 있다. 예를 들어, 기준빔은 제1 측정빔의 10% 출력으로 분광된 광이고, 제2측정광(40)은 제1 측정빔의 90%의 출력으로 분광된 광일 수 있다.The
주파수 변환기(340)는 기준빔의 주파수를 변환할 수 있다. 주파수 변환을 통해, 모든 주파수 값이 0보다 큰 값을 가지게 되어 샘플의 깊이 방향으로 측정 가능 범위가 넓어질 수 있다.The
기준 미러(347)는 주파수가 변한 기준빔을 반사시켜 커플러(360)로 전달할 수 있다.The
스캐닝 장치(350)는 제2 측정빔을 이용하여 혼합 빔(예를 들어, 이중 빔 및/또는 단일 빔) 스캐닝을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 장치(350)는 제2 측정빔을 제1 측빔 및 제2 측빔으로 분광하며 샘플에 공간적 간격을 갖도록 조사시키고 반사되는 제1 측빔 및 제2 측빔을 하나로 합쳐 되돌릴 수 있다.The
스캐닝 장치(350)는 시준기(collimator; 351), 자유 공간 주파수 변환기(free space frequency shifter; 353), 제1 렌즈(355), 제2 렌즈(357), 및 빔 스캐너(359)를 포함할 수 있다.The
자유 공간 주파수 변환기(353)는 제2 측정빔을 이용하여 이중 빔, 예를 들어 제1 측빔과 제2 측빔을 생성할 수 있다. 또한, 자유 공간 주파수 변환기(353)는 샘플에서 반사되어 전달되는 제1 측빔과 제2 측빔을 하나의 빔으로 합할 수 있다.The free
제1 렌즈(355)는 제1 측빔 및 제2 측빔을 서로 평행하게 각도를 조절하고, 제2 렌즈(357)는 제1 렌즈(355)를 통과한 빛을 한 점에 입사되도록 각도를 조절할 수 있다.The
빔 스캐너(359)는 제2 렌즈(357)를 통과해 한 점에 입사된 제1 측빔 및 제2 측빔의 각도를 조절하여 샘플의 관찰 영역의 표면에 입사시킬 수 있다. 예를 들어, 빔 스캐너(359)는 갈바노미터 미러 스캐너일 수 있다. 이때, 제1 측빔과 제2 측빔은 서로 일정한 공간적 간격을 갖을 수 있다. 또한, 제1 측빔과 제2 측빔은 샘플의 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이할 수 있다.The
빔 스캐너(359)를 이용한 측정 방식은 샘플의 관찰 영역의 표면에 제1 측빔이 조사되고, 일정 시간이 지난 후 제2 측빔이 동일 위치에 조사되고, 동일 위치에 조사되어 반사된 빛의 위상 신호를 분석하여 샘플의 관찰 영역의 표면을 측정하는 방식이다.In the measuring method using the
빔 스캐너(359)를 이용한 측정 방식은 제1 측정 동작, 제2 측정 동작, 제3 측정 동작, 및 제4 측정 동작을 포함할 수 있다. 제1 측정 동작, 제2 측정 동작, 제3 측정 동작, 및 제4 측정 동작을 예를 통해 설명한다.The measurement method using the
설명의 편의를 위해, 샘플의 관찰 영역의 표면의 한쪽 방향을 X방향, X방향에 수직한 방향을 Y방향이라고 설정한다. 또한, 빔 스캐너(359)의 각도 조절을 통해 제1 측빔 및 제2 측빔이 동일 Y위치상 X방향의 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지 조사되는 시간을 스캔 시간(S)이라고 하고, 제1 측빔이 샘플의 관찰 영역의 일정 위치에 조사된 후 제2 측빔이 제1 측빔이 측정된 동일 위치에 조사되는 시간차를 시간 간격(G)라고 한다. 제1 측빔과 제2 측빔은 일정한 공간적 간격을 두고 조사되는데, 시간 간격(G)은 제1 측빔과 제2 측빔의 공간적 간격 때문에 발생한다. 시간 간격(G)은 스캔 시간(S)의 영향을 받는데, 스캔 시간(S)이 빨라질수록 시간 간격(G)은 작아지고, 스캔 시간(S)이 느려질수록 상기 시간간격(G)은 커지게 된다.For convenience of explanation, one direction of the surface of the observation region of the sample is set as the X direction, and the direction perpendicular to the X direction is set as the Y direction. The time at which the first side beam and the second side beam are irradiated from one end to the other end in the X direction on the same Y position through the adjustment of the angle of the
제1 측정 동작에서, 제1 측빔과 제2 측빔이 빔 스캐너(359)의 움직임을 통해 샘플의 관찰 영역의 표면 중 X방향 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지 미리 정해진 시간 간격을 두고 조사 및 반사될 수 있다.In the first measurement operation, the first side beam and the second side beam can be irradiated and reflected at a predetermined time interval from one end of the X-direction to the other end of the surface of the observation region of the sample through the movement of the
제2 측정 동작에서, 미리 정해진 횟수만큼 제1 측정 동작을 반복 수행하며, 반복 수행할 때 마다 빔 스캐너(359)의 스캔 속도를 변화시켜 제1 측빔과 제2 측빔이 조사되는 시간 간격을 조절할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스캔 시간(S)을 조절하면 상기 시간 간격(G)을 조절할 수 있다.In the second measurement operation, the first measurement operation is repeated a predetermined number of times, and the time interval at which the first side beam and the second side beam are irradiated can be adjusted by changing the scan speed of the
제2 측정 동작이 완료된 후 제3 측정 동작에서, 빔 스캐너(359)의 스캔속도를 고정하고, 제1 측빔과 제2 측빔이 상기 측정대상(O)의 표면 중 X방향 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지 미리 정해진 횟수만큼 반복하여 조사 및 반사될 수 있다.The scan speed of the
제3 측정 동작은 시간 간격(G)이 큰 쪽으로 넓은 범위를 갖기 위해서 수행되는 동작일 수 있다. 필요한 횟수만큼 제1 측빔과 제2 측빔을 반복적으로 조사하게 되면, 넓은 범위의 혈류속도를 갖을 수 있다.The third measurement operation may be an operation performed to have a wide range with a larger time interval (G). If the first side beam and the second side beam are repeatedly irradiated as many times as necessary, a wide range of blood flow velocities can be obtained.
제4 측정 동작은 제3 측정 동작이 완료된 후, 측정하는 위치를 Y방향으로 이동시켜 제1 측정 동작 내지 제3 측정 동작을 반복 수행하는 동작이다. 제4 측정 동작은 Y방향으로 한쪽 끝에서 다른 한쪽 끝까지 완료될 때까지 반복 수행될 수 있다.The fourth measurement operation is an operation of repeating the first measurement operation to the third measurement operation by moving the measurement position in the Y direction after the third measurement operation is completed. The fourth measuring operation can be repeatedly performed from one end to the other end in the Y direction until completion.
제1 측정 동작 내지 제4 측정 동작을 통해 샘플의 관찰 영역의 표면의 2차원 이미지에 대한 위상값을 얻게 될 수 있다.A phase value for a two-dimensional image of the surface of the observation region of the sample can be obtained through the first measurement operation to the fourth measurement operation.
제1 측정 동작 내지 제4 측정 동작에서 빔 스캐너(359)의 위치 및 스캔 속도(S) 조절과, 제1 측빔과 제2 측빔 중 하나만을 선택적으로 조사하는 것은 미리 프로그램 된 전기 신호의 제어를 통해 이루어질 수 있다. 샘플의 생물학적 특성에 맞게 스캐닝 형태를 변경하면 얼마든지 측정 가능한 혈류 속도의 범위를 조정할 수 있어 적용의 용이성과 범용성이 높을 수 있다.The control of the position of the
컨트롤러(390)는 스캐닝 장치(350)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(390)는 컴퓨터(400)를 통해 사용자로부터 입력된 신호에 응답하여 스캐닝 장치(350)의 동작을 제어할 수 있다. The
예를 들어, 컨트롤러(390)는 빔 스캐너(359)의 각도, 스캔 속도, 및 위치(예를 들어, 깊이 방향 y)를 조절할 수 있다. For example, the
커플러(360)는 샘플의 관찰 영역으로부터 산란(또는 반사)되어 전달되는 빛과 기준 미러(337)로부터 반사되어 전달되는 빛을 결합하여 간섭 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 커플러(360)는 샘플의 관찰 영역으로부터 산란(또는 반사)되어 전달되는 빛과 기준 미러(337)로부터 반사되어 전달되는 빛을 동일한 정도(예를 들어, 50:50)로 이용할 수 있다.The
검출기(370)는 빛의 간섭 신호(또는 간섭 정보)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출기(370)는 간섭 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.The
DAQ(380)는 트리거 신호에 응답하여 디지털 신호를 기록할(또는 수집할) 수 있다.The
컴퓨터(400)는 DAQ(380)에 기록된 디지털 신호를 이미지 프로세싱을 통해 이미지를 획득할 수 있다.The
도 4는 일 실시예에 따른 혼합 빔 스캐닝 패턴의 일 예를 나타낸다.FIG. 4 shows an example of a mixed beam scanning pattern according to an embodiment.
도 4를 참조하면, OCT 장치(300)는 혼합 빔 스캐닝, 예를 들어 이중 빔 스캐닝을 사용하여 같은 위치의 단면 이미지를 반복 촬영하고 시간에 따른 위상 변화를 측정하기 하면서도 짧은 시간 간격 (1 ms 이하)의 시간 간격을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 4, the
설명의 편의를 위해, 샘플의 깊이 방향을 z, 고속 스캐닝이 이루어지는 방향을 x, 저속 스캐닝 방향을 y, 한 장의 단면 이미지를 획득하는데 걸리는 시간을 T라고 정의한다.For convenience of explanation, the depth direction of the sample is defined as z, the direction in which high-speed scanning is performed is defined as x, the direction of low-speed scanning is defined as y, and the time taken to acquire a single sectional image is defined as T.
이중 빔은 공간적으로 일정한 간격을 두고 같은 경로를 따라 스캐닝을 하기 때문에 x 방향 스캔 속도에 따라 두 빔 사이의 시간 간격이 바뀔 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 빔 사이의 시간 간격이 T/32일 때, 스캔 주기를 2T, 4T, 8T로 증가시킴에 따라 두 빔의 시간 간격은 T/16, T/8, T/4 등 기존의 주기 T보다 짧은 다양한 시간 간격의 구현이 가능할 수 있다.Since the double beam scans along the same path at regularly spaced intervals, the time interval between the two beams can be changed according to the scan speed in the x direction. As shown in FIG. 4, when the time interval between the double beams is T / 32, the scanning intervals are increased to 2T, 4T and 8T, and the time intervals of the two beams are T / 16, T / It is possible to implement various time intervals shorter than the conventional period T such as 4.
반대로 모세혈관과 같이 매우 느린 혈류 속도를 측정할 경우에는 상대적으로 긴 시간 간격을 두어야 하기 때문에, 이중 빔 스캐닝이 끝난 이후에는 일정한 주기 T를 가지는 스캐닝 패턴을 수 차례 반복 입력하고 단일 빔 정보만을 활용하여 큰 시간 간격을 구현해 느린 혈류 속도 측정이 가능할 수 있다.On the other hand, since a relatively long time interval is required to measure a very slow blood flow velocity such as a capillary blood vessel, after the double beam scanning is completed, a scanning pattern having a predetermined period T is repeatedly inputted several times, Slow blood flow velocity measurements may be possible by implementing large time intervals.
도 4에서 구현 가능한 시간 간격은 T/32에서 8T로 넓은 영역에서 시간 간격을 가진다. 도 4에서는 x 스캔을 수행하는데 총 38T 만큼 걸리며 38T 동안 y방향 스캔은 작동하지 않고 같은 위치에 위치하며, 38T가 지난 이후 다음 위치로 이동하는 계단 함수 형태로 y 스캔이 이루어진다. 도 4는 혼합 빔 스캐닝 패턴 구현의 한 예이며, 필요에 따라 스캐닝 형태를 변경하여 측정 가능한 혈류 속도 범위를 결정할 수 있다.The time interval that can be implemented in Fig. 4 has a time interval in a wide region from T / 32 to 8T. In FIG. 4, it takes a total of 38T to perform the x scan, and the y scan is performed in the form of a step function in which the y direction scan does not operate during 38T and is located at the same position and moves to the next position after passing 38T. FIG. 4 is an example of a mixed beam scanning pattern implementation, and it is possible to determine the measurable blood flow velocity range by changing the scanning mode as necessary.
도 5a는 수술 현미경과 OCT 장치를 결합한 구현 예이고, 도 5b는 수술 현미경을 사용하여 촬영한 마우스 뇌의 cranial window 사진의 일 예이고, 도 5c는 OCT 장치에서 획득된 간섭 신호를 이용해 획득한 혈관 영상의 일 예를 나타내고, 도 5d는 마우스의 dorsal skinfold window를 OCT 장치로 획득한 이미지의 일 예를 나타낸다.5B is an example of a cranial window photograph of a mouse brain photographed using an operation microscope, and FIG. 5C is a view showing a blood vessel image obtained by using an interference signal obtained from an OCT apparatus, FIG. 5D shows an example of an image obtained by using a dorsal skinfold window of a mouse with an OCT apparatus.
도 5b 및 도 5c는 샘플, 즉 마우스 뇌의 동일한 관찰 영역에 대한 이미지를 나타낸다. 수술 현미경(100)을 사용하여 촬영한 마우스 뇌의 cranial window 이미지는 도 5b와 같고, OCT 장치(300)에서 획득한 간섭 신호를 이용하여 생성한 마우스 뇌의 혈관 영상(angiography)은 도 5c와 같을 수 있다. 혈류가 클수록 더 많은 적혈구가 더 빠르게 움직이는 경향이 있기 때문에 OCT 장치(300)에서 획득하는 간섭 신호의 진폭과 위상의 변화는 클 수 있다. 이에, 컴퓨터(400)를 통해 생성되는 이러한 혈관에 대응하는 혈관 이미지는 잘 보일 수 있다.Figures 5B and 5C show images for the same observation area of the sample, i.e. the mouse brain. The cranial window image of the mouse brain photographed using the
도 5d는 마우스의 dorsal skinfold window를 OCT로 찍은 이미지이다. 뇌혈관 영상은 아니지만 dorsal window에도 많은 혈관이 존재하여 OCT 혈관 영상 획득에 많이 사용되는 모델이다. 혼합 빔 스캐닝 방법을 통해 얻은 혈관 영상으로 왼쪽은 혈관 구조만을 나타내는 이미지이며, 오른쪽은 혈류 속도 정보를 함께 제공하는 이미지이다. 다양한 시간 간격 구현을 통해 다양한 속도를 가지는 혈류를 영상화할 수 있으며, 속도 차이로 동맥과 정맥 등 혈관에 대한 정보를 제공하는 것이 가능하다.5D is an image of a mouse's dorsal skinfold window taken with OCT. Although not a cerebral angiogram, there are many blood vessels in the dorsal window, which is a popular model for acquiring OCT vascular images. The blood vessel image obtained by the mixed beam scanning method is the image showing only the blood vessel structure on the left side and the image providing the blood flow velocity information on the right side. By implementing various time intervals, it is possible to image blood flow with various speeds, and it is possible to provide information on blood vessels such as arteries and veins by the difference in speed.
도 6은 도 1에 도시된 OCT 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.6 is a flowchart illustrating an operation method of the OCT system shown in FIG.
도 6을 참조하면, OCT 장치(300)는 수술 현미경(100)의 광학계(150)를 이용하여 수술 현미경(100)으로 관찰하는 샘플의 관찰 영역으로 이중 빔을 출력할 수 있다(S610).Referring to FIG. 6, the
OCT 장치(300)는 샘플의 관찰 영역으로부터 산란되는(또는 반사되는) 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출할 수 있다(S630).The
컴퓨터(400)는 간섭 신호에 기초하여 샘플의 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성할 수 있다(S650).The
뇌혈관 수술 중 수술의 성공 여부 확인을 위해 혈관 구조 및 혈류 정보가 필요한 경우, OCT 시스템(10)은 수술 현미경(100)과 조영제를 사용하지 않아도 되는 OCTA에 기반하는 OCT 장치(300)를 결합함으로써 조영제의 부작용과 시간 제한에 무관하게 반복적으로 수술 현미경(100)으로 보이는 샘플의 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 정보를 이미징(또는 영상화)하여 제공할 수 있다.When the blood vessel structure and blood flow information are required for confirming the success of cerebral blood vessel surgery, the
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (15)
상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하는 단계
를 포함하고,
상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이한 OCT 이미징 수행 방법.
Outputting a double beam to an observation region of a sample to be observed with the surgical microscope using an optical system of an operation microscope;
Detecting an interference signal based on light scattered from the observation region
Lt; / RTI >
Wherein the double beam has a different time interval to irradiate the observation region.
상기 출력하는 단계는,
스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절하는 단계
를 포함하는 OCT 이미징 수행 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the outputting step comprises:
Adjusting a time interval of the double beam by adjusting a scan speed
Gt; OCT < / RTI >
상기 간섭 신호를 이용하여 상기 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성하는 단계
를 더 포함하는 OCT 이미징 수행 방법.
The method according to claim 1,
Generating an image for at least one of a blood vessel structure and a blood flow of the observation region using the interference signal
Further comprising the steps of:
상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 카메라를 통해 상기 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하는 단계
를 더 포함하는 OCT 이미징 수행 방법.
The method according to claim 1,
Acquiring an image corresponding to the observation region through a camera using the optical system of the surgical microscope
Further comprising the steps of:
상기 검출하는 단계는,
상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출하는 단계
를 포함하는 OCT 이미징 수행 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the detecting comprises:
Acquiring light scattered in movement of red blood cells moving along a blood vessel of the observation region, and detecting the interference signal based on the obtained light
Gt; OCT < / RTI >
상기 수술 현미경에 접속하고, 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역으로 이중 빔을 출력하고, 상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하는 OCT 장치
를 포함하고,
상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이한 OCT 시스템.
A surgical microscope for observing the observation region of the sample; And
An OCT apparatus connected to the surgical microscope and outputting a double beam to the observation region using an optical system of the surgical microscope and detecting an interference signal based on light scattered from the observation region;
Lt; / RTI >
Wherein the double beam has a different time interval to irradiate the observation region.
상기 OCT 장치는,
스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절하는 OCT 시스템.
The method according to claim 6,
The OCT apparatus includes:
The OCT system adjusts the time interval of the double beam by adjusting the scan speed.
상기 간섭 신호를 이용하여 상기 관찰 영역의 혈관 구조 및 혈류 중에서 적어도 하나에 대한 이미지를 생성하는 컴퓨터
를 더 포함하는 OCT 시스템.
The method according to claim 6,
A computer for generating an image of at least one of a blood vessel structure and a blood flow of the observation region using the interference signal;
And an OCT system.
상기 수술 현미경에 접속하고, 상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역에 대응하는 이미지를 획득하기 위한 카메라
를 더 포함하는 OCT 시스템.
The method according to claim 6,
A camera for connecting to the surgical microscope and acquiring an image corresponding to the observation area using an optical system of the surgical microscope;
And an OCT system.
상기 OCT 장치는,
상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출하는 OCT 시스템.
The method according to claim 6,
The OCT apparatus includes:
Acquiring light scattered in movement of red blood cells moving along a blood vessel of the observation region, and detecting the interference signal based on the obtained light.
상기 컴퓨터는 상기 OCT 장치 내에 구현되는 OCT 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the computer is implemented within the OCT device.
상기 수술 현미경의 광학계를 이용하여 상기 관찰 영역으로 이중 빔을 출력하기 위한 스캐닝 장치; 및
상기 관찰 영역으로부터 산란되는 빛에 기초하여 간섭 신호를 검출하기 위한 검출기
를 포함하고,
상기 이중 빔은 상기 관찰 영역에 조사되는 시간 간격이 상이한 OCT 장치.
A port for connecting to an optical system of a surgical microscope for observing a viewing region of the sample;
A scanning device for outputting a double beam to the observation region using an optical system of the surgical microscope; And
And a detector for detecting an interference signal based on light scattered from the observation region
Lt; / RTI >
Wherein the double beam has a different time interval to irradiate the observation region.
상기 스캐닝 장치는,
스캔 속도를 조절하여 상기 이중 빔의 시간 간격을 조절하는 OCT 장치.
13. The method of claim 12,
The scanning device includes:
And adjusting a time interval of the double beam by adjusting a scan speed.
상기 검출기는,
상기 관찰 영역의 혈관을 따라 이동하는 적혈구의 움직임에서 산란되는 빛을 획득하고, 획득된 빛에 기초하여 상기 간섭 신호를 검출하는 OCT 장치.
13. The method of claim 12,
The detector comprises:
Acquiring light scattered in movement of red blood cells moving along a blood vessel of the observation region, and detecting the interference signal based on the obtained light.
상기 스캐닝 장치의 위치, 스캔 속도, 각도를 제어하기 위한 컨트롤러
를 더 포함하는 OCT 장치.13. The method of claim 12,
A controller for controlling the position, scan speed, and angle of the scanning device,
Further comprising an OCT device.
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US20090279052A1 (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-12 | Christoph Hauger | Ophthalmologic surgical microscope system having an OCT-measuring device |
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