KR20190064779A - 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 - Google Patents

근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 Download PDF

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Abstract

혈관 탐지 장치가 개시된다. 본 장치는 디스플레이부, 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 발광부, 피사체로부터 반사된 빛 중 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 필터부, 필터부로부터 통과된 빛에 따라 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 촬영부, 및 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 제어부를 포함한다.

Description

근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR DETECTING HYPODEMIC VEIN USING NEAR INFRARED OPTICAL SYSTEM AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 파장의 빛에 의하여 획득된 피사체의 영상을 이용하여 혈관을 탐지하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
병원에서 이루어지는 정맥주사는 별도로 채용된 전문 간호사에 의해서만 수행되도록 할 정도로 숙련된 기술을 요하는 분야이다. 그러나 사회적으로 간호사 부족 현상이 계속되는 상황에서, 정맥주사에 숙련된 간호사의 확보는 날이 갈수록 어려워지고 있는 실정이다.
또한 정맥에 카터타를 삽입시 흘러나오는 정맥혈을 보고서 정맥주사 시술의 성공여부가 판단되는데, 주사기가 정확하게 정맥으로 주사되지 않을 경우에는 약간의 정맥혈만 흘러나오게 되어 시술의 성공여부를 알 수 없으며, 한 번 사용된 카테터는 의무적으로 버려야 하므로, 시술의 실패가 반복될수록 정맥주사에 투입되는 노력 및 비용은 소모될 수 밖에 없다.
또한 영유아나 노인 또는 피부색이 진한 환자 등의 경우에는 정맥을 찾기가 어렵기 때문에, 정맥주사의 정확성을 기하기 위한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 특정 파장의 빛을 피부에 조사함으로써, 혈관, 특히 정맥을 시각화하도록 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법을 제공하기 위함이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈관 탐지 장치는 디스플레이부, 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 발광부, 피사체로부터 반사된 빛 중 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 필터부, 필터부로부터 통과된 빛에 따라 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 촬영부, 및 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한 피사체는 피하 혈관을 포함하는 피부일 수 있다.
또한 제어부는 혈관 및 이를 포함하는 피사체의 실루엣만을 포함하는 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이할 수 있다.
또한 발광부는 780 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 제1 발광부, 및 850 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 제2 발광부를 포함하고, 제어부는 제1 및 제2 발광부를 각각 선택적으로 구동하고, 선택적 구동에 의해 각각 획득된 제1 및 제2 영상을 디스플레이부를 통해 순차적으로 디스플레이할 수 있다.
또한 필터부는 피사체로부터 반사된 빛 중 780 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제1 필터부, 및 피사체로부터 반사된 빛 중 850 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제2 필터부를 포함하고, 제어부는 제1 및 제2 발광부 중 구동되는 어느 하나에 대응하여 제1 및 제2 필터부 중 어느 하나를 구동할 수 있다.
또한 디스플레이부는 프로젝터이고, 제어부는 생성된 영상을 피사체상에 디스플레이할 수 있다.
또한 제어부는 혈관에 대응되는 영상을 피하 혈관에 매칭되도록 피부상에 디스플레이할 수 있다.
또한 제어부는 피하 혈관에 매칭되도록 혈관에 대응되는 영상의 배율을 조정하여 피부상에 디스플레이할 수 있다.
또한 제어부는 혈관에 대응되는 영상은 제1 컬러로 디스플레이하고, 혈관 이외에 대응되는 영상은 제1 컬러에 대한 보색(complementary color)인 제2 컬러로 디스플레이할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 혈관 탐지 장치의 제어방법은 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 단계, 피사체로부터 반사된 빛 중 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 단계, 통과된 빛에 따라 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 단계, 및 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 특정 파장의 빛을 피부에 조사함으로써 혈관, 특히 정맥의 시각화가 명확하게 이루어지므로, 혈관에 대한 주사 성공율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 관한 블럭도의 일 예,
도 2는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예,
도 3 내지 도 4는 다양한 파장의 근적외선에 따른 혈관의 시각화를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 의해 디스플레이되는 영상의 일 예,
도 6은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 블럭도의 일 예,
도 7은 본 발명에 따른 주사 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예,
도 8은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 사시도의 일 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 설명되는 특정 도면에 해당 부호가 없더라도, 그 이전에 설명된 도면에 해당 부호가 있다면 이를 표기하여 설명할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 관한 블럭도의 일 예이다. 도 1을 참조하면, 혈관 탐지 장치(100)는 발광부(110), 필터부(120), 촬영부(130), 제어부(140), 디스플레이부(150)를 포함한다.
발광부(110)는 빛을 발광하여 특정 방향에 위치한 피사체에 대하여 조사하기 위한 구성요소이다. 발광부(110)는 LED(Light Emitting Device)로 구현될 수 있으며, 제어부(140)의 제어에 의해 발광이 이루어진다. 특히 발광부(110)는 특정 파장의 근적외선만을 발광하는 LED로 구현될 수 있다. 이러한 발광부(110)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 혈관 탐지 장치(100)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(140)는 복수의 발광부 중 선택된 하나만을 구동하거나, 복수의 발광부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동할 수 있다.
필터부(120)는 특정 파장 또는 특정 파장대에 대응되는 빛만을 통과시키고, 이외의 파장 또는 파장대에 대응되는 빛은 필터링 또는 차단하는 구성요소이다. 예를 들어 발광부(110)로부터 파장이 780 나노미터인 빛이 피사체에 대하여 조사되었다면, 필터부(120)는 피사체로부터 반사된 빛 중 파장이 780 나노미터인 빛만을 통과시켜 촬영부(130)의 이미지 센서로 제공할 수 있다. 이러한 필터부(120)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 혈관 탐지 장치(100)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(140)는 복수의 필터부 중 선택된 하나만을 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 선택적으로 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. 또는 제어부(140)는 복수의 필터부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 순차적으로 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다.
촬영부(130)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(150)에 디스플레이되거나, 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 따라서 촬영부(130)는 필터부(120)로부터 제공된 특정 파장의 영상이 처리되도록 제어부(140)로 제공할 수 있다.
응용 프로그램은 메모리(미도시)에 저장되며, 제어부(140)의 제어에 의하여 혈관 탐지 장치(100)의 동작이 수행되도록 구동될 수 있다. 제어부(140)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 혈관 탐지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(140)는 다양한 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나, 메모리(미도시)에 저장하거나, 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공하거나 처리할 수 있다. 예를 들어 제어부(140)는 open cv 프로그램과 같은 소프트웨어 등을 이용하여 검출된 이미지에 대해 명암 조절 또는 이미지 샤프닝 등과 같은 프로세싱을 수행할 수 있다.
디스플레이부(150)는 혈관 탐지 장치(100)에서 처리되는 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(150)는 응용 프로그램의 실행화면 정보나 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 등 다양한 시각적 정보를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이부(150)는 일반적인 LCD 디스플레이로 구현될 수 있고, 빔 프로젝터의 형태로 구현될 수도 있다.
한편 디스플레이부(150)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 터치스크린은 사용자와 혈관 탐지 장치(100) 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로서 기능함과 동시에, 사용자와 혈관 탐지 장치(100) 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예이다.
먼저 피사체는 혈관 탐지 장치(100)의 발광부(110) 및 촬영부(130)와 마주하도록 위치할 수 있다. 이 경우 피사체는 인체 또는 동물의 피부일 수 있다. 피부는 피하 혈관을 포함할 수 있다.
이후 혈관 탐지 장치(100)는 특정 파장의 근적외선을 피사체에 대해 발광할 수 있다(S210). 구체적으로 제어부(140)는 발광부(110)를 통하여 근적외선을 발광하도록 제어함으로써, 근적외선이 피사체에 대해 조사되도록 할 수 있다.
이 경우 발광되는 근적외선은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 근적외선인 것이 바람직하다. 빛의 파장에 따른 혈액의 흡수 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도 3을 참조하면, 피하 혈관을 통과하는 혈액은 780 또는 850 나노미터의 파장에서 빛의 흡수율이 상승함을 나타내고 있다. 따라서 피부를 촬영하여 혈관만을 시각화하기 위해서는 780 또는 850 나노미터의 파장에 대응하는 빛을 피부에 대해 조사하는 것이 바람직하다.
또한 촬영부(130)를 통하여 입력되는 영상은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 영상인 것이 바람직하다. 따라서 촬영부(130)의 이미지 센서 전면에는 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 빛만을 통과시키는 필터부(120)가 형성되며, 필터부(120)는 피사체로부터 반사된 빛 중 발광부(110)로부터 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시킬 수 있다(S220).
이후 필터부(120)를 통과한 빛은 촬영부(130)로 입력되며, 제어부(140)는 통과된 반사광에 따른 영상을 생성한다(S230). 즉 촬영부(130)로 입력된 빛은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 것이며, 제어부(140)는 전술한 바와 같은 이미지 프로세싱을 통하여 영상을 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이한다(S240). 이 경우 디스플레이부(150)는 일반적인 LCD를 통해 디스플레이될 수 있고, 이와 동시에 빔 프로젝터를 통해 디스플레이될 수도 있다.
빛의 파장에 따른 피하 혈관의 검출 정도를 나타내는 영상을 도시한 도 4를 참조하면, 피하 혈관은 730 또는 940 나노미터에 비해 850 나노미터의 파장에서 가장 선명한 영상으로 나타남을 알 수 있다. 따라서 제어부(140)는 혈관 및 피사체(즉 피부를 포함하는 인체)의 실루엣만을 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다.
또한 제어부(140)는 혈관을 제1 컬러로, 나머지 피부는 제2 컬러로 디스프레이할 수 있으며, 제1 및 제2 컬러는 보색(complementary color)일 수 있다. 따라서 사용자는 혈관의 위치 등을 시각적으로 가장 잘 파악할 수 있게 된다.
한편 디스플레이부(150)가 빔 프로젝터로 구현될 수 있음은 전술한 바와 같으며, 빔 프로젝터는 해당 영상을 피사체, 즉 인체에 대하여 직접 디스플레이할 수 있다. 도 5는 빔 프로젝터가 인체를 통해 영상을 디스플레이하는 경우를 도시한 것으로서, 혈관 이미지는 피사체의 혈관에 매칭되어 디스플레이된다. 이 경우 제어부(140)는 실제 혈관과 디스플레이되는 혈관 이미지의 크기 또는 위치가 동일하게 매칭되도록 영상의 배율 또는 조사 위치를 조정할 수 있다.
이상에서는 인체 등을 촬영하여 촬영된 영역에 포함된 혈관을 시각적으로 증폭하여 표시하는 방법에 대해 설명하였다. 이하에서는 전술한 바와 같은 혈관 탐지 장치를 이용하여 시각화된 혈관에 대해 주사(injection)를 수행하는 주사 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 블럭도의 일 예이다.
도 6을 참조하면, 주사 장치(200)는 발광부(210), 필터부(220), 촬영부(230), 제어부(240), 디스플레이부(250), 주사부(260)를 포함한다.
발광부(210)는 빛을 발광하여 특정 방향에 위치한 피사체에 대하여 조사하기 위한 구성요소이다. 발광부(210)는 LED(Light Emitting Device)로 구현될 수 있으며, 제어부(240)의 제어에 의해 발광이 이루어진다. 특히 발광부(210)는 특정 파장의 근적외선만을 발광하는 LED로 구현될 수 있다. 이러한 발광부(210)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 주사 장치(200)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(240)는 복수의 발광부 중 선택된 하나만을 구동하거나, 복수의 발광부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동할 수 있다.
필터부(220)는 특정 파장 또는 특정 파장대에 대응되는 빛만을 통과시키고, 이외의 파장 또는 파장대에 대응되는 빛은 필터링 또는 차단하는 구성요소이다. 예를 들어 발광부(210)로부터 파장이 780 나노미터인 빛이 피사체에 대하여 조사되었다면, 필터부(220)는 피사체로부터 반사된 빛 중 파장이 780 나노미터인 빛만을 통과시켜 촬영부(230)의 이미지 센서로 제공할 수 있다. 이러한 필터부(220)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 주사 장치(200)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(240)는 복수의 필터부 중 선택된 하나만을 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 선택적으로 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다. 또는 제어부(240)는 복수의 필터부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 순차적으로 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다.
촬영부(230)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(250)에 디스플레이되거나, 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 따라서 촬영부(230)는 필터부(220)로부터 제공된 특정 파장의 영상이 처리되도록 제어부(240)로 제공할 수 있다.
응용 프로그램은 메모리(미도시)에 저장되며, 제어부(240)의 제어에 의하여 주사 장치(200)의 동작이 수행되도록 구동될 수 있다. 제어부(240)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 주사 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(240)는 다양한 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나, 메모리(미도시)에 저장하거나, 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공하거나 처리할 수 있다. 예를 들어 제어부(240)는 open cv 프로그램과 같은 소프트웨어 등을 이용하여 검출된 이미지에 대해 명암 조절 또는 이미지 샤프닝 등과 같은 프로세싱을 수행할 수 있다.
또한 제어부(240)는 프로세싱된 이미지에 따라 주사부(260)를 제어하여, 피사체인 피부에 포함된 혈관에 대해 주사(injection)가 이루어지도록 제어할 수 있으며, 이에 대해서는 도 7 내지 도 8에서 상세하도록 한다.
디스플레이부(250)는 주사 장치(200)에서 처리되는 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(250)는 응용 프로그램의 실행화면 정보나 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 등 다양한 시각적 정보를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이부(250)는 일반적인 LCD 디스플레이로 구현될 수 있고, 빔 프로젝터의 형태로 구현될 수도 있다.
한편 디스플레이부(250)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 터치스크린은 사용자와 주사 장치(200) 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로서 기능함과 동시에, 사용자와 주사 장치(200) 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수도 있다.
주사부(260)는 피사체인 인체의 혈관에 대해 주사를 수행하는 구성요소이며, 이에 대해서는 도 8에서 상세하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 주사 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예이다.
먼저 피사체는 주사 장치(200)의 발광부(210) 및 촬영부(230)와 마주하도록 위치할 수 있다. 이 경우 피사체는 인체 또는 동물의 피부일 수 있다. 피부는 피하 혈관을 포함할 수 있다.
이후 주사 장치(200)는 특정 파장의 근적외선을 피사체에 대해 발광할 수 있다(S710). 구체적으로 제어부(240)는 발광부(210)를 통하여 근적외선을 발광하도록 제어함으로써, 근적외선이 피사체에 대해 조사되도록 할 수 있다.
이 경우 발광되는 근적외선은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 근적외선인 것이 바람직하다. 빛의 파장에 따른 혈액의 흡수 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도 3을 참조하면, 피하 혈관을 통과하는 혈액은 780 또는 850 나노미터의 파장에서 빛의 흡수율이 상승함을 나타내고 있다. 따라서 피부를 촬영하여 혈관만을 시각화하기 위해서는 780 또는 850 나노미터의 파장에 대응하는 빛을 피부에 대해 조사하는 것이 바람직하다.
또한 촬영부(230)를 통하여 입력되는 영상은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 영상인 것이 바람직하다. 따라서 촬영부(230)의 이미지 센서 전면에는 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 빛만을 통과시키는 필터부(220)가 형성되며, 필터부(220)는 피사체로부터 반사된 빛 중 발광부(210)로부터 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시킬 수 있다(S720).
이후 필터부(220)를 통과한 빛은 촬영부(230)로 입력되며, 제어부(240)는 통과된 반사광에 따른 영상을 생성한다(S730). 즉 촬영부(230)로 입력된 빛은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 것이며, 제어부(240)는 전술한 바와 같은 이미지 프로세싱을 통하여 영상을 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이한다(S740). 이 경우 디스플레이부(250)는 일반적인 LCD를 통해 디스플레이될 수 있고, 이와 동시에 빔 프로젝터를 통해 디스플레이될 수도 있다.
빛의 파장에 따른 피하 혈관의 검출 정도를 나타내는 영상을 도시한 도 4를 참조하면, 피하 혈관은 730 또는 940 나노미터에 비해 850 나노미터의 파장에서 가장 선명한 영상으로 나타남을 알 수 있다. 따라서 제어부(240)는 혈관 및 피사체(즉 피부를 포함하는 인체)의 실루엣만을 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다.
또한 제어부(240)는 혈관을 제1 컬러로, 나머지 피부는 제2 컬러로 디스프레이할 수 있으며, 제1 및 제2 컬러는 보색(complementary color)일 수 있다. 따라서 사용자는 혈관의 위치 등을 시각적으로 가장 잘 파악할 수 있게 된다.
한편 디스플레이부(250)가 빔 프로젝터로 구현될 수 있음은 전술한 바와 같으며, 빔 프로젝터는 해당 영상을 피사체, 즉 인체에 대하여 직접 디스플레이할 수 있다. 도 5는 빔 프로젝터가 인체를 통해 영상을 디스플레이하는 경우를 도시한 것으로서, 혈관 이미지는 피사체의 혈관에 매칭되어 디스플레이된다. 이 경우 제어부(240)는 실제 혈관과 디스플레이되는 혈관 이미지의 크기 또는 위치가 동일하게 매칭되도록 영상의 배율 또는 조사 위치를 조정할 수 있다.
이후 제어부(240)는 주사부(260)가 주사될 피사체, 즉 피부상의 지점을 입력할 수 있다(S750). 주사 지점은 터치스크린상에 디스플레이된 영상 중 혈관의 특정 지점에 대해 터치가 이루어짐으로써 설정될 수 있고, 빔 프로젝터에 의해 피부상에 조사된 혈관 영상 중 특정 지점에 대해 다양한 툴(tool)에 의한 포인팅이 이루어짐으로써 설정될 수도 있다.
이후 제어부(240)는 전술한 바에 따라 설정된 주사 지점에 대응되는 좌표를 설정할 수 있다(S760). 구체적으로 제어부(240)는 피사체, 즉 피부의 촬영 영역에 대해 좌표화할 수 있다. 또한 제어부(240)는 좌표화된 촬영 영역에 기반하여, 터치스크린상에 이루어진 터치 지점의 위치를 좌표화하거나, 빔 프로젝터에 의해 피부상에 조사된 혈관 영상의 특정 지점의 위치를 좌표화할 수 있다. 즉 주사 지점으로 사용자가 설정한 주사 지점은 주사부(260)에 의해 주사될 위치로 수치화될 수 있다. 이와 같은 좌표화의 구체적인 방식은 널리 알려진 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
따라서 제어부(240)는 좌표화된 피사체의 촬영 영역 및 이에 기반하여 설정된 주사 지점에 따라 주사부(260)가 주사되도록 제어할 수 있게 된다(S770). 설정된 주사 지점에 대하여 주사되는 주사부(260)의 구체적인 형태 및 방법에 대해서는 도 8에서 상세하도록 한다.
도 8은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 사시도의 일 예이다. 이하에서는 전술한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.
지지 플레이트(290)는 주사 장치(200)를 지지하여, 각각의 구성요소가 설치되기 위한 구성요소이며, 촬영 및 주사될 피사체, 즉 인체의 부분(예를 들어 팔뚝 등)이 안착될 수 있도록 하는 구성(미도시)을 포함할 수 있다.
기둥(270)은 지지 플레이트(290)상에 형성 및 고정되며, 기둥(270)의 상부에는 발광부(210), 필터부(230), 촬영부(250)를 포함하는 본체가 형성될 수 있다. 또한 기둥(270)의 수직 방향에 대한 적어도 일면에는 수직 레일(R1)이 형성되며, 이동 플레이트(280)는 수직 레일(R1)을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 즉 주사 지점으로 설정된 위치로 주사부(260)가 상하 이동을 할 수 있도록 제어부(240)의 제어에 의해 이동 플레이트(280)가 상하 이동을 할 수 있다.
이동 플레이트(280)의 일면에는 주사부(260)가 형성되며, 이동 플레이트(280)의 좌우 방향에 대한 적어도 일면에는 수평 레일(R2)이 형성된다. 주사부(260)는 수평 레일(R2)을 따라 좌우 방향으로 이동할 수 있다. 즉 주사 지점으로 설정된 위치로 주사부(260)가 좌우 이동을 할 수 있도록 제어부(240)의 제어에 의해 주사부(240)가 좌우 이동을 할 수 있다.
주사부(260)는 고정구(261) 및 주사기(262)를 포함한다. 주사기(262)는 중공형의 원통형상인 실린더와 실린더 내부를 따라 슬라이딩하도록 삽설되는 피스톤을 포함하며, 일반적으로 널리 알려진 의료용 주사기의 형태를 의미할 수 있다. 고정구(261)는 주사기가 장착되며, 제어부(240)의 제어에 의해 주사 방향, 즉 전후 방향에 대하여 주사기를 이동시키고, 수평 레일(R2)상에 위치하여 제어부(240)의 제어에 의해 좌우 방향으로 이동할 수 있다.
이와 같은 방식에 따라, 주사기(262)는 상하 방향, 좌우 방향, 전후 방향으로 이동함으로써, 주사 지점으로 설정된 위치에 대해 주사가 이루어질 수 있게 된다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 혈관 탐지 장치 110: 발광부
120: 필터부 130: 촬영부
140: 제어부 150: 디스플레이부
200: 주사 장치 210: 발광부
220: 필터부 230: 촬영부
240: 제어부 250: 디스플레이부
260: 주사부

Claims (10)

  1. 디스플레이부;
    780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 발광부;
    상기 피사체로부터 반사된 빛 중 상기 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 필터부;
    상기 필터부로부터 통과된 빛에 따라 상기 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 촬영부; 및
    상기 생성된 영상을 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 제어부를 포함하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피사체는
    피하 혈관을 포함하는 피부인 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 혈관 및 이를 포함하는 상기 피사체의 실루엣만을 포함하는 영상을 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는
    780 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제1 발광부; 및
    850 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제2 발광부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 및 제2 발광부를 각각 선택적으로 구동하고, 상기 선택적 구동에 의해 각각 획득된 제1 및 제2 영상을 상기 디스플레이부를 통해 순차적으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터부는
    상기 피사체로부터 반사된 빛 중 780 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제1 필터부; 및
    상기 피사체로부터 반사된 빛 중 850 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제2 필터부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 및 제2 발광부 중 구동되는 어느 하나에 대응하여 상기 제1 및 제2 필터부 중 어느 하나를 구동하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 프로젝터이고,
    상기 제어부는
    상기 생성된 영상을 상기 피사체상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 혈관에 대응되는 영상을 상기 피하 혈관에 매칭되도록 상기 피부상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 피하 혈관에 매칭되도록 상기 혈관에 대응되는 영상의 배율을 조정하여 상기 피부상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 혈관에 대응되는 영상은 제1 컬러로 디스플레이하고, 상기 혈관 이외에 대응되는 영상은 상기 제1 컬러에 대한 보색(complementary color)인 제2 컬러로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.
  10. 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 단계;
    상기 피사체로부터 반사된 빛 중 상기 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 단계;
    상기 통과된 빛에 따라 상기 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 단계를 포함하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치의 제어방법.
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