KR20180138378A - 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법 - Google Patents

인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법 Download PDF

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KR20180138378A KR1020170078528A KR20170078528A KR20180138378A KR 20180138378 A KR20180138378 A KR 20180138378A KR 1020170078528 A KR1020170078528 A KR 1020170078528A KR 20170078528 A KR20170078528 A KR 20170078528A KR 20180138378 A KR20180138378 A KR 20180138378A
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엄종현
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엄주범
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한국광기술원
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Abstract

본 발명은 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되어 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치는, 광섬유가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트가 회전축으로 내부를 관통하고, 상기 카테터의 회전을 지원하는 회전 모터; 상기 카테터와 상기 광섬유를 포함하는 할로우 샤프트의 일측을 연결하는 연결 커넥터; 상기 회전 모터를 고정하는 홀더; 상기 홀더의 일측을 지지하여 상기 홀더를 풀백 동작시켜, 상기 카테터의 평행 이동을 지원하는 리니어 스테이지; 및 상기 카테터와 연결된 광섬유와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 사이에 위치하는 렌즈부;를 포함한다.

Description

인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법{HIGH SPEED ROTATION SCANNING MODULE DEVICE FOR OBTAINING IMAGE IN HUMAN BODY, OPTICAL IMAGE ACQUISITION SYSTEM AND OPTICAL IMAGE ACQUISITION METHOD USING IT}
본 발명은 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되어 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법에 관한 것이다.
의료영상분야에서 내시경, 복강경 및 심혈관 영상 등 인체 삽입이 가능한 카테터를 이용하여 인체 장기나 혈관의 표면 및 내부영상을 얻는 영상 기법들에 대한 요구가 증가하고 있다. 이때, 심혈관 삽입용 및 내시경으로 사용되는 영상 기법으로는 초음파 영상, 공초점 영상, 광간섭 단층영상, 근적외선 영상 및 광음향 영상 기법 등이 있다.
초음파 영상은 심혈관 또는 내시경용 카테터를 이용하여 단층영상을 획득하는 기술로 병원에서 많이 사용되고 있다. 제작되는 초음파 트랜스듀서의 특성상 초음파 기술은 해상도가 100um 수준으로 광영상에 비해 낮으며 영상 대비도 또한 낮고, 현재 회전 영상 속도는 약 30 프레임 정도로 낮은 편이다.
공초점영상은 대물렌즈 뒤에 핀홀(pin holl)을 이용하여 시료의 한점에서 출발한 빛만 통과하게 하여 영망비와 분해능을 높인 영상 기법으로 주로 현미경에 사용된다. 최근에 내시경, 심혈관 등 인체 내에 삽입하여 내부 3차원 영상을 제공하는 연구들이 진행되고 있다.
한편, 최근 소개된 광간섭 단층영상은 인체표면에서 1 내지 2 mm의 내부 구조를 고해상도로 제공할 수 있어 표면부터 발생해 진행되는 암조직의 형태, 심혈관내 이상구조 등을 촬영할 수 있어 조기 진단에 유용하게 사용되고 있다.
인체 삽입용으로 제작되어 사용되는 근적외선 영상은 근적외선 빛을 이용하여 혈관 내벽이나 장기 내에 있는 지질층의 존재 여부를 파악하는 기술로, 광간섭 단층영상 또는 초음파 영상과 결합하여 단일 카테터로 개발되어 구조 영상 및 기능 영상을 제공하여 의료 진단의 신뢰성을 높여주고 있다.
또한, 광음향 영상 또한 체내에 삽입하여 내부영상을 제공하는 기술로 개발되고 있으나 현재는 연구단계에 있다. 광음향 영상은 광과 초음파의 혼합 기술로 초음파의 낮은 대비도와 광단층영상의 낮은 깊이 영상을 보완하는 영상 기법으로 사용되고 있다.
이처럼, 다양한 광영상 기법들이 체내 삽입용 영상기술로 사용되고 있다. 하지만, 근본적으로 2D나 3D 영상을 얻기 위해서는 프로브 단의 회전 스캐닝 방식이나 MEMS 미러를 이용한 방식을 사용한다. 구조적인 특징으로 소형 카테터에서는 회전 스캐닝 방식을 많이 사용하고 있으며, 초고속 영상을 얻기 위해 여러 형태의 기술들이 개발되고 있다.
종래의 회전 스캐닝 방식은, 로터리 조인트(rotary joint)를 회전 모터로 회전시키는 방식과 전기적 슬립 링(electrical slip ring)을 이용하는 방식이 사용된다. 로터리 조인트와 회전 모터를 이용하는 회전 스캐닝 방식은, 로터리 조인트와 회전 모터를 연결하기 위한 벨트라인과 추가적인 홀더가 필요하며 이때, 벨트의 텐션(tension) 문제 및 구성부품의 무게로 인해 회전 모터에 회전토크가 많이 필요해 초고속 회전 스캐닝이 어렵고, 구성 제작 방식이 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 전기적 슬립 링을 이용하는 회전 스캐닝 방식은, 고속 회전이 어려우며 크기가 크다는 단점이 있다.
한국공개특허 제2017-0033743호(2017.03.27 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 광섬유가 회전 모터에 인라인(in-line) 방식으로 적용되어 회전됨에 따라 로터리 조인트가 필요 없고, 튜브 형태의 구동축을 이용한 초고속 회전 모터를 사용하여 초고속 영상을 획득하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 이를 이용한 광영상 획득 시스템 및 광영상 획득 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되어 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치는, 광섬유가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트가 회전축으로 내부를 관통하고, 상기 카테터의 회전을 지원하는 회전 모터; 상기 카테터와 상기 광섬유를 포함하는 할로우 샤프트의 일측을 연결하는 연결 커넥터; 상기 회전 모터를 고정하는 홀더; 상기 홀더의 일측을 지지하여 상기 홀더를 풀백 동작시켜, 상기 카테터의 평행 이동을 지원하는 리니어 스테이지; 및 상기 카테터와 연결된 광섬유와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 사이에 위치하는 렌즈부;를 포함한다.
상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 카테터 방향인 일측에는 상기 연결 커넥터가 연결되고, 상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에는 페룰(ferrule)이 연결될 수 있다.
상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)과 대향하는 위치에는 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 일측에 연결된 페룰(ferrule)이 위치할 수 있다.
상기 렌즈부는, 콜리메이션(collimation) 렌즈부 또는 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부 중 어느 하나일 수 있다.
상기 렌즈부가 콜리메이션(collimation) 렌즈부인 경우, 상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens)가 접착되고, 상기 광섬유와 상기 GRIN 렌즈(lens)의 외측에는 보호 튜브가 위치하며, 상기 시스템과 연결된 광섬유의 회전 모터 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator) 중 어느 하나가 접착될 수 있다.
상기 렌즈부가 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부인 경우, 상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 외측에 페룰(ferrule)이 위치하고, 상기 페룰(ferrule)과 시스템과 연결된 광섬유의 사이에는 광섬유의 코어보다 포커싱 영역이 넓은 포커싱 렌즈가 위치할 수 있다.
상기 연결 커넥터는, LC, SC, MU, FC 타입의 커넥터 중 어느 하나일 수 있다.
상기 연결 커넥터는, 카테터 방향과 회전 모터 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성되며, 상기 제 1 커넥터 또는 제 2 커넥터 중 어느 하나의 커넥터는, 내부에 광섬유가 통과할 수 있는 홀 및 상기 홀을 통과한 광섬유를 내부에 포함하는 페룰(ferrule)을 고정하는 일측으로 돌출된 연결관 고정부를 구비하는 광섬유 고정부;를 포함하며, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터는 페룰(ferrule)을 서로 이웃하게 연결하되, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터의 페룰(ferrule)의 외측에는 상기 페룰(ferrule)을 감싸는 원통형의 연결관에 의해 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터가 하나로 연결되고, 상기 연결관은 상기 광섬유 고정부의 돌출된 연결관 고정부에 대응하는 홈을 가질 수 있다.
상기 연결관은, 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 연결한 페룰(ferrule)의 길이와 동일한 것일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 광영상 획득 시스템은, 인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출하는 광원부; 상기 광원을 전달하는 광전달부; 상기 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받는 광결합부; 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출하는 검출부; 및 상기 전기적인 신호를 신호처리하고, 인체 내부의 영상을 이미지화하여 광영상을 제공하는 신호처리 및 영상화부;를 포함한다.
상기 광결합부는, 인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되며, 광섬유가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트가 회전축으로 내부를 관통하고, 상기 카테터의 회전을 지원하는 회전 모터; 상기 카테터와 상기 광섬유를 포함하는 할로우 샤프트의 일측을 연결하는 연결 커넥터; 상기 회전 모터를 고정하는 홀더; 상기 홀더의 일측을 지지하여 상기 홀더를 풀백 동작시켜, 상기 카테터의 평행 이동을 지원하는 리니어 스테이지; 및 상기 카테터와 연결된 광섬유와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 사이에 위치하는 렌즈부;를 포함할 수 있다.
상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 카테터 방향인 일측에는 상기 연결 커넥터가 연결되고, 상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에는 페룰(ferrule)이 연결될 수 있다.
상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)과 대향하는 위치에는 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 일측에 연결된 페룰(ferrule)이 위치할 수 있다.
상기 렌즈부는, 콜리메이션(collimation) 렌즈부 또는 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부 중 어느 하나일 수 있다.
상기 렌즈부가 콜리메이션(collimation) 렌즈부인 경우, 상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens)가 접착되고, 상기 광섬유와 상기 GRIN 렌즈(lens)의 외측에는 보호 튜브가 위치하며, 상기 시스템과 연결된 광섬유의 회전 모터 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator) 중 어느 하나가 접착될 수 있다.
상기 렌즈부가 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부인 경우, 상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 외측에 페룰(ferrule)이 위치하고, 상기 페룰(ferrule)과 시스템과 연결된 광섬유의 사이에는 광섬유의 코어보다 포커싱 영역이 넓은 포커싱 렌즈가 위치할 수 있다.
상기 연결 커넥터는, LC, SC, MU, FC 타입의 커넥터 중 어느 하나일 수 있다.
상기 연결 커넥터는, 카테터 방향과 회전 모터 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성되며, 상기 제 1 커넥터 또는 제 2 커넥터 중 어느 하나의 커넥터는, 내부에 광섬유가 통과할 수 있는 홀 및 상기 홀을 통과한 광섬유를 내부에 포함하는 페룰(ferrule)을 고정하는 일측으로 돌출된 연결관 고정부를 구비하는 광섬유 고정부;를 포함하며, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터는 페룰(ferrule)을 서로 이웃하게 연결하되, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터의 페룰(ferrule)의 외측에는 상기 페룰(ferrule)을 감싸는 원통형의 연결관에 의해 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터가 하나로 연결되고, 상기 연결관은 상기 광섬유 고정부의 돌출된 연결관 고정부에 대응하는 홈을 가질 수 있다.
상기 연결관은, 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 연결한 페룰(ferrule)의 길이와 동일한 것일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 광영상 획득 시스템에서의 광영상 획득 방법은, 인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출하는 단계; 상기 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받는 단계; 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출하는 단계; 및 상기 전기적인 신호를 신호처리하고, 인체 내부의 영상을 이미지화하여 광영상을 제공하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광섬유가 회전 모터에 인라인(in-line) 방식으로 적용되어 회전됨에 따라 로터리 조인트가 필요없어 장치를 소형화시킬 수 있다.
또한, 튜브 형태의 구동축을 이용한 초고속 회전 모터를 사용하여 회전 스캐너파트의 크기를 줄이고, 회전 모터의 회전 토크를 최대한 효율적으로 전달할 수 있게 하여 초고속 영상의 획득이 가능한 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용들과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광영상 획득 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈부의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈부의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 커넥터의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광영상 획득 시스템에서의 광영상 획득 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광영상 획득 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광영상 획득 시스템은 광원부(110), 광전달부(120), 광결합부(130), 검출부(140) 및 신호처리 및 영상화부(150)를 포함한다.
광원부(110)는 인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출할 수 있다. 자세하게, 광원부(110)는 검사 대상물을 스캐닝하기 위한 광원을 방출할 수 있다. 이때, 상기 광원은 레이저, 적외선, 자외선 등과 같이 특정 대역(파장)의 빛만을 발광하는 광원일 수 있다. 또한, 본 실시예를 설명함에 있어서 검사 대상물은 혈관내의 조직 및/또는 장기 내의 조직 등을 의미할 수 있다.
광전달부(120)는 상기 광원부(110)에서 송출된 광을 전달할 수 있다. 자세하게, 광전달부(120)는 상기 광원부(110)에서 송출된 광을 광결합부(130)를 거쳐 카테터(160) 측으로 전달할 수 있다. 또한, 상기 광전달부(120)는 카테터(160) 측으로부터 반사되어 돌아온 광원을 검출부(140)로 전달할 수도 있다. 이때, 상기 반사되어 돌아온 광원은, 검사 대상물에 반사되어 돌아온 것일 수 있다.
광결합부(130)는 상기 광원부(110)로부터 방출되는 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터(160)로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받아 검출부(140)로 전달할 수 있다. 상기 광결합부(130)는 인체 내에 삽입되는 카테터(160)와 연결된다. 상기 광결합부(130)는 카테터(160)의 회전 및 평행 이동을 지원하여 검사 대상물의 입체적인 영상을 획득할 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 광결합부(130)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
검출부(140)는 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출할 수 있다. 자세하게, 상기 검출부(140)는 검사 대상물로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 상기 검사 대상물의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 검출부(140)는 고속 신호 획득이 가능한 디지타이저(1GSample/second 이상) 및/또는 고속 프레임 그래버 중 어느 하나일 수 있다.
신호처리 및 영상화부(150)는 상기 검출부(140)에서 검출된 전기적인 신호를 이용해 광영상을 제공할 수 있다. 신호처리 및 영상화부(150)는 상기 검출된 전기적인 신호를 신호처리하고, 상기 신호처리된 전기적인 신호에 기초하여 인체 내부의 영상을 이미지화함으로써 광영상을 제공할 수 있다.
이하, 후술하는 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 광영상 획득 시스템에서의 광영상 획득 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 설명함에 있어서, 도 1의 광결합부(130)는 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치를 의미할 수 있다. 한편, 상기 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치는 카테터(201)와 연결될 수 있다. 상기 카테터(201)는 신체 내부에 삽입되어 검사 대상물에 대한 영상을 획득하는 기능을 할 수 있다. 한편, 상기 카테터(201)는 프로브와 토크 코일(203)을 포함할 수 있다. 프로브는 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치와 연결된 광섬유(211,212)를 이용하여 검사 대상물의 내부를 스캐닝할 수 있다. 또한, 상기 토크 코일(203)은 상기 프로브와 상기 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치의 사이에 위치한다. 상기 토크 코일(203)은 카테터(201)의 회전을 위해 스프링 형태로 감겨있는 부분으로, 고속 회전에도 버틸 수 있도록 다중으로 제작될 수 있다. 또한, 토크 코일(203)은 외부에 테플론 코팅 처리하여 카테터(201)의 회전 시 마찰력을 줄일 수도 있다.
도 2를 참조하면, 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치는, 회전 모터(210), 연결 커넥터(220), 홀더(230), 리니어 스테이지(240) 및 렌즈부(250)를 포함한다.
회전 모터(210)는 카테터(201)의 회전을 지원한다. 상기 회전 모터(210)는 그 내부에 광섬유(211)가 통과하는 튜브 형태의 회전축이 위치한다. 이때, 상기 튜브 형태의 회전축은 할로우 샤프트(hollow shaft)(213)일 수 있다. 다시 말해, 상기 회전 모터(210)는 광섬유(211)가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트(213)가 회전축으로 내부를 관통하며, 카테터(201)의 회전을 지원한다. 이때, 상기 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)는, 단일 모드 광섬유(single mode fiber : SMF) 및/또는 이중 클래딩 광섬유(double clad fiber : SMF)일 수 있다. 이때, 상기 이중 클래딩 광섬유는 형광 또는 근적외선 분광, 광음향 광원 전달 또는 수집을 할 수 있다.
연결 커넥터(220)는 카테터(201)와 광섬유(211)를 포함하는 할로우 샤프트(213)의 일측을 연결한다. 상기 연결 커넥터(220)는 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)의 카테터(201) 방향의 일측에 연결될 수 있다. 이때, 연결 커넥터(220)의 내부에는 광섬유(211)의 외부를 감싸는 페룰(ferrule)(221)이 위치할 수 있다. 또한, 상기 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)의 타측에는 페룰(ferrule)(223)이 연결될 수 있다. 상기 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)(223)은, 효과적인 고속 회전을 위한 것일 수 있다. 이때, 일반적으로 페룰(ferrule)(221,223,225)은, 광접속기를 사용한 접속에서 심선의 정렬을 위해 사용되는 부품이다. 본 실시예에 따른 페룰(ferrule)(221,223,225)은 광섬유(211,212,221)의 정렬을 위해 사용될 수 있다. 또한, 상기 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)(223)과 대향하는 위치에는 또 다른 페룰(ferrule)(225)이 위치할 수 있다. 이때, 상기 할로우 샤프트(213)를 통과하는 광섬유(211)의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)(223)과 대향하는 위치에 존재하는 페룰(ferrule)(225)은, 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유(212)의 일측에 연결될 수 있다. 상기 연결 커넥터(220)는 LC(lucent connector) 타입의 커넥터일 수 있다. 상기 LC 타입의 커넥터는 회전 토크(touque)의 손실을 줄일 수 있다. 상기 LC 타입의 커넥터는 SC(subscriber connector) 타입의 커넥터보다 그 크기가 작을 수 있다. 또한, 상기 연결 커넥터(220)는 기존 광섬유 카테터(201)와 연결이 가능한 SC(subscriber connector) 혹은 FC(fiber transmission system connector) 타입 커넥터일 수도 있다. 그리고, 상기 연결 커넥터(220)는 MU(Miniature Unit) 타입 커넥터일 수도 있다. 하지만, 이에 한하지 않으며, 상기 연결 커넥터(200)는 광섬유를 연결할 수 있는 커넥터이면 관계없다.
상기 연결 커넥터(220)는, 카테터(201) 방향에 구비되는 제 1 커넥터 및 회전 모터(210) 방향으로 구비되는 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성될 수 있다. 즉, 연결 커넥터(220)는 카테터(201) 방향과 회전 모터(210) 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성될 수 있다. 한편, 고속회전 시 회전 모터(210)의 토크를 잘 전달하기 위해서는 연결 커넥터(220)의 크기와 무게를 최소화할 필요가 있다. 이를 위해, 종래의 SC, FC 또는 LC 타입의 커넥터를 대체할 수 있는 소형 커넥터가 필요할 수 있다. 이때, 상기 SC, FC 또는 LC 타입의 커넥터를 대체할 수 있는 소형 커넥터는 후술하는 도 5에 도시된 바와 같은 커넥터일 수도 있다. 고속회전 시 회전 모터(210)의 토크를 잘 전달하기 위한 소형 커넥터와 관련한 보다 상세한 설명은 도 5를 통해 후술하기로 한다.
홀더(230)는 회전 모터(210)를 고정한다.
리니어 스테이지(240)는 홀더(230)의 일측을 지지하여 홀더(230)를 풀백(pull back) 동작시킨다. 리니어 스테이지(240)는 홀더(230)를 풀백 동작시킴에 따라, 상기 홀더(230)에 고정된 회전 모터(210)가 평행 이동하며 궁극적으로는 상기 회전 모터(210)와 연결된 카테터(201)의 평행 이동을 지원한다. 이때, 홀더(230)는 고속 회전에 견딜 수 있는 재질과 무게를 갖는 것이 바람직하다.
렌즈부(250)는 카테터(201)와 연결된 광섬유(211)와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유(212)의 사이에 위치한다. 한편, 회전 모터(210) 내의 광섬유(211)와 광영상 획득 시스템의 광섬유(212)의 연결부분에서 광손실이 크며, 회전 시 회전 토크의 손실을 줄이기 위해 최대한 무게와 사이즈를 줄여야 한다. 또한, 대부분의 광영상 획득 시스템의 경우, 광원이 광원부(110), 광전달부(120), 광결합부(130)를 통해 측정 샘플(검사 대상물)로 잘 가이딩되어야 하기 때문에 광손실이 최소로 구성된 광결합부(130)의 구성이 중요하다. 이때, 상기 렌즈부(250)는 카테터(201)와 연결된 광섬유(211)와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유(212)의 사이에 위치하여, 광손실을 최소화할 수 있다.
본 실시예에 따른 렌즈부(250)는, 콜리메이션(collimation) 렌즈부 또는 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부 중 어느 하나일 수 있다.
이때, 상기 렌즈부(250)가 콜리메이션(collimation) 렌즈부인 경우의 구성은 도 3에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 렌즈부는, 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트(310)에 포함된 광섬유(320)의 시스템 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens)(350)가 접착되고, 상기 광섬유(320)와 상기 GRIN 렌즈(lens)(350)의 외측에는 보호 튜브(340)가 위치하며, 상기 시스템과 연결된 광섬유(360)의 회전 모터 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator)(350) 중 어느 하나가 접착될 수 있다. 이때, 상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트(310)에 포함된 광섬유(320)의 시스템 방향 일측 끝단에 접착되는 GRIN 렌즈(lens)(350)는 광섬유 1/2 pitch를 가지며, 광섬유(320)의 코어(core)에서 나온 광원(빛)이 평행광(collimation)이 되도록 할 수 있다. 또한, GRIN 렌즈(lens)(350)와 광섬유(320)의 접합은 광섬유 접합기를 사용하거나 또는, 두 재질의 굴절률 차를 최소화할 수 있는 에폭시를 사용하여 부착할 수 있다. 또한, 광영상 획득 시스템 쪽 광섬유(360)는 XYZ 축 방향의 미세 조절기와 좌우, 상하 미세 회전 조절기에 의해 정확한 광정렬(alignment)이 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 렌즈부가 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부인 경우의 구성은 도 4에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 렌즈부는, 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트(410)에 포함된 광섬유(420)의 시스템 방향 일측 끝단에는 외측에 페룰(ferrule)(430)이 위치하고, 상기 페룰(ferrule)(430)과 시스템과 연결된 광섬유(440)의 사이에는 광섬유(420,440)의 코어보다 포커싱 영역이 넓은 포커싱 렌즈(450)가 위치할 수 있다. 이때, 상기 포커싱 영역은 회전 모터의 진동 및 회전 유격을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 한편, 광섬유(420,440)의 NA(numerical aperture : 개구수) 값을 효율적으로 쓰기 위해, 포커싱 렌즈(450)의 NA 값은 광섬유(420,440)의 NA 값보다 작거나 같은 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 커넥터의 구성을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 본 실시예에 따른 연결 커넥터는, 카테터(160) 방향에 구비되는 제 1 커넥터(a) 및 회전 모터 방향으로 구비되는 제 2 커넥터(b)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 즉, 연결 커넥터는 카테터(160) 방향과 회전 모터 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)는 그 형태가 서로 동일하므로, 본 실시예에서는 도 5의 (b)를 참조하여 제 1 커넥터(a)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5의 (b)를 참조하면, 상기 제 1 커넥터(a)는 광섬유 고정부(510)를 포함한다. 상기 광섬유 고정부(510)는 내부에 광섬유(511)가 통과할 수 있는 홀을 가진다. 또한, 상기 광섬유 고정부(510)는 페룰(ferrule)(512)을 고정하기 위해 일측으로 돌출된 연결관 고정부(513)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 페룰(ferrule)(512)은 상기 광섬유 고정부(510)의 내부에 형성된 홀을 통과한 광섬유(511)의 외부를 감싸는 것으로, 원통 형상일 수 있다. 상기 연결관 고정부(513)는 홀을 통과한 광섬유(511)를 내부에 포함하는 페룰(ferrule)(512)을 고정하기 위기 위해 일측으로 돌출될 수 있다. 또한, 상기 연결관 고정부(513)는 페룰(ferrule)(512)을 고정하여 상기 페룰(ferrule)(512) 내부에 포함되는 광섬유(511)를 고정함과 동시에, 상기 광섬유(511)를 쉽게 정렬(alignment)시키는 역할을 할 수도 있다.
본 실시예에 따른 연결 커넥터는, 상기 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)의 페룰(ferrule)(512)을 서로 이웃하게 연결시키고, 상기 제 1 커넥터(a)와 제 2 커넥터(b)의 외측에 연결관(520)을 결합함으로써 상기 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)를 결합하여 연결 커넥터를 형성할 수 있다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(520)은 페룰(ferrule)(512)의 외측에 위치하여 상기 페룰(ferrule)(512)을 감싸는 원통형의 형상일 수 있다. 한편, 상기 연결관(520)은 상기 광섬유 고정부(510)의 돌출된 연결관 고정부(513)에 대응하는 홈(521)을 가질 수 있다.
상기 연결관(520)은 제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b)를 연결한 페룰(ferrule)(512)의 길이와 동일한 것이 바람직하다.
상기 연결관(520)은 회전 모터 내 광섬유(511) 부분에 고정되어 할로우 샤프트와 같이 회전을 하게 된다. 따라서, 상기 연결관(520)은 고속 회전에도 견딜 수 있는 강도의 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 상기 연결관 고정부(513)는 한 개인 것으로 설명하지만 이에 한하지 않으며, 다수 개가 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예를 설명함에 있어서 모든 페룰(ferrule)(512)은 표면반사를 줄이기 위해 APC(angled physical contact) 타입을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 연결 커넥터는 카테터(160) 방향에 구비되는 제 1 커넥터(a)와 회전 모터 방향으로 구비되는 제 2 커넥터(b)로 구성됨에 따라 쉽게 분리할 수 있으며, 상기 두 커넥터(제 1 커넥터(a) 및 제 2 커넥터(b))가 결합에 의해 연결되는 경우, 카테터의 회전에 의해 분리되지 않게 연결관(520)에 의해 연결되어 고정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광영상 획득 시스템에서의 광영상 획득 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 광영상 획득 시스템은 검사 대상물을 스캐닝하기 위한 광원을 송출할 수 있으며, 상기 검사 대상물에 반사되어 돌아온 광원을 이미징 처리하여 검사 대상물의 영상을 획득할 수 있다. 다시 말해, 광원부(110)에서 나온 광원은 단일 모드 광섬유 및/또는 이중 클래딩 광섬유를 통해 가이딩되고, 광전달부(120), 광결합부(130) 및 카테터(160)를 통해 검사 대상물로 전달된다. 이후, 검사 대상물에서 반사된 광원은 다시 카테터(160), 광결합부(130), 광전달부(120)를 통해 검출부(140)에서 검출되고, 전기적인 신호로 변경된 후 신호처리 및 영상화를 통해 검사 대상물의 광영상을 제공한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 광영상 획득 방법은 먼저, 인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출할 수 있다(S610).
상기 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터(160)로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받을 수 있다(S620).
상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출할 수 있다(S630).
상기 전기적인 신호를 신호처리하고, 인체 내부의 영상을 이미지화하여 광영상을 제공할 수 있다(S640).
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 광섬유가 회전 모터에 인라인(in-line) 방식으로 적용되어 회전됨에 따라 종래 기술에서와 같이 로터리 조인트가 필요없어 장치를 소형화시킬 수 있다.
또한, 튜브 형태의 구동축을 이용한 초고속 회전 모터를 사용하여 회전 스캐너파트의 크기를 줄이고, 회전 모터의 회전 토크를 최대한 효율적으로 전달할 수 있게 하여 초고속 영상의 획득이 가능한 장점이 있다.
그리고, 심혈관 및 내시경 영상 획득 시 발생될 수 있는 moving artifact를 최소화하고, 빠른 영상 진단으로 환자에게 전가될 수 있는 고통을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는, 본 발명을 위한 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 본 명세서의 개별적인 실시 예에서 설명된 특징들은 단일 실시 예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서의 단일 실시 예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시 예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시 예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시 예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 앱 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
110 : 광원부
120 : 광전달부
130 : 광결합부
140 : 검출부
150 : 신호처리 및 영상화부
160, 201 : 카테터
203 : 토크 코일
210 : 회전 모터
211, 212, 320, 360, 420, 440, 511 : 광섬유
213, 310, 410 : 할로우 샤프트
220 : 연결 커넥터
221, 223, 225, 430, 512 : 페룰(ferrule)
230 : 홀더
240 : 리니어 스테이지
250 : 렌즈부
340 : 보호 튜브
350 : GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator)
450 : 포커싱 렌즈
a : 제 1 커넥터
b : 제 2 커넥터
510 : 광섬유 고정부
513 : 연결관 고정부
520 : 연결관
521 : 홈

Claims (20)

  1. 인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되어 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치에 있어서,
    광섬유가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트가 회전축으로 내부를 관통하고, 상기 카테터의 회전을 지원하는 회전 모터;
    상기 카테터와 상기 광섬유를 포함하는 할로우 샤프트의 일측을 연결하는 연결 커넥터;
    상기 회전 모터를 고정하는 홀더;
    상기 홀더의 일측을 지지하여 상기 홀더를 풀백 동작시켜, 상기 카테터의 평행 이동을 지원하는 리니어 스테이지; 및
    상기 카테터와 연결된 광섬유와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 사이에 위치하는 렌즈부;를 포함하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 카테터 방향인 일측에는 상기 연결 커넥터가 연결되고,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에는 페룰(ferrule)이 연결되는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)과 대향하는 위치에는 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 일측에 연결된 페룰(ferrule)이 위치하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는,
    콜리메이션(collimation) 렌즈부 또는 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부 중 어느 하나인 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 콜리메이션(collimation) 렌즈부인 경우,
    상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens)가 접착되고, 상기 광섬유와 상기 GRIN 렌즈(lens)의 외측에는 보호 튜브가 위치하며, 상기 시스템과 연결된 광섬유의 회전 모터 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator) 중 어느 하나가 접착되는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부인 경우,
    상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 외측에 페룰(ferrule)이 위치하고, 상기 페룰(ferrule)과 시스템과 연결된 광섬유의 사이에는 광섬유의 코어보다 포커싱 영역이 넓은 포커싱 렌즈가 위치하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 커넥터는,
    LC, SC, MU, FC 타입의 커넥터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 커넥터는,
    카테터 방향과 회전 모터 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성되며,
    상기 제 1 커넥터 또는 제 2 커넥터 중 어느 하나의 커넥터는,
    내부에 광섬유가 통과할 수 있는 홀 및 상기 홀을 통과한 광섬유를 내부에 포함하는 페룰(ferrule)을 고정하는 일측으로 돌출된 연결관 고정부를 구비하는 광섬유 고정부;를 포함하며,
    상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터는 페룰(ferrule)을 서로 이웃하게 연결하되, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터의 페룰(ferrule)의 외측에는 상기 페룰(ferrule)을 감싸는 원통형의 연결관에 의해 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터가 하나로 연결되고,
    상기 연결관은 상기 광섬유 고정부의 돌출된 연결관 고정부에 대응하는 홈을 갖는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결관은,
    상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 연결한 페룰(ferrule)의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 인체 내의 영상을 획득하기 위한 초고속 회전 스캐닝 모듈 장치.
  10. 인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출하는 광원부;
    상기 광원을 전달하는 광전달부;
    상기 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받는 광결합부;
    상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출하는 검출부; 및
    상기 전기적인 신호를 신호처리하고, 인체 내부의 영상을 이미지화하여 광영상을 제공하는 신호처리 및 영상화부;를 포함하는 광영상 획득 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광결합부는,
    인체 내에 삽입되는 카테터와 연결되며,
    광섬유가 통과하는 튜브 형태의 할로우 샤프트가 회전축으로 내부를 관통하고, 상기 카테터의 회전을 지원하는 회전 모터;
    상기 카테터와 상기 광섬유를 포함하는 할로우 샤프트의 일측을 연결하는 연결 커넥터;
    상기 회전 모터를 고정하는 홀더;
    상기 홀더의 일측을 지지하여 상기 홀더를 풀백 동작시켜, 상기 카테터의 평행 이동을 지원하는 리니어 스테이지; 및
    상기 카테터와 연결된 광섬유와 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 사이에 위치하는 렌즈부;를 포함하는 광영상 획득 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 카테터 방향인 일측에는 상기 연결 커넥터가 연결되고,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에는 페룰(ferrule)이 연결되는 광영상 획득 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 할로우 샤프트를 통과하는 광섬유의 타측에 연결되는 페룰(ferrule)과 대향하는 위치에는 광원을 제공하는 시스템과 연결된 광섬유의 일측에 연결된 페룰(ferrule)이 위치하는 광영상 획득 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 렌즈부는,
    콜리메이션(collimation) 렌즈부 또는 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부 중 어느 하나인 광영상 획득 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 콜리메이션(collimation) 렌즈부인 경우,
    상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens)가 접착되고, 상기 광섬유와 상기 GRIN 렌즈(lens)의 외측에는 보호 튜브가 위치하며, 상기 시스템과 연결된 광섬유의 회전 모터 방향 일측 끝단에는 GRIN 렌즈(lens) 또는 콜리메이터(collimator) 중 어느 하나가 접착되는 광영상 획득 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 세미 포커싱(semi-focusing) 렌즈부인 경우,
    상기 회전 모터를 관통하는 할로우 샤프트에 포함된 광섬유의 시스템 방향 일측 끝단에는 외측에 페룰(ferrule)이 위치하고, 상기 페룰(ferrule)과 시스템과 연결된 광섬유의 사이에는 광섬유의 코어보다 포커싱 영역이 넓은 포커싱 렌즈가 위치하는 광영상 획득 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결 커넥터는,
    LC, SC, MU, FC 타입의 커넥터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광영상 획득 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결 커넥터는,
    카테터 방향과 회전 모터 방향으로 서로 대칭되도록 구비되는 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터의 결합에 의해 형성되며,
    상기 제 1 커넥터 또는 제 2 커넥터 중 어느 하나의 커넥터는,
    내부에 광섬유가 통과할 수 있는 홀 및 상기 홀을 통과한 광섬유를 내부에 포함하는 페룰(ferrule)을 고정하는 일측으로 돌출된 연결관 고정부를 구비하는 광섬유 고정부;를 포함하며,
    상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터는 페룰(ferrule)을 서로 이웃하게 연결하되, 상기 제 1 커넥터와 제 2 커넥터의 페룰(ferrule)의 외측에는 상기 페룰(ferrule)을 감싸는 원통형의 연결관에 의해 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터가 하나로 연결되고,
    상기 연결관은 상기 광섬유 고정부의 돌출된 연결관 고정부에 대응하는 홈을 갖는 광영상 획득 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 연결관은,
    상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 연결한 페룰(ferrule)의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 광영상 획득 시스템.
  20. 광영상 획득 시스템에서의 광영상 획득 방법에 있어서,
    인체 내부에 조사하기 위한 광원을 방출하는 단계;
    상기 광원을 전달받아 상기 광원이 인체 내부를 조사할 수 있도록 카테터로 전달하고, 상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원을 전달받는 단계;
    상기 인체 내부로부터 반사되어 되돌아오는 광원에서 인체 내부의 영상을 추출하기 위한 전기적인 신호를 검출하는 단계; 및
    상기 전기적인 신호를 신호처리하고, 인체 내부의 영상을 이미지화하여 광영상을 제공하는 단계;를 포함하는 광영상 획득 방법.
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KR20210064763A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 세종대학교산학협력단 Oct 시스템용 광학 회전접합모듈
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