KR20200006397A - 휴대용 디지털 세극등 현미경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 디지털 세극등 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형화 및 휴대가 가능하도록 하여 종래의 세극등 현미경으로 검사하기가 어려웠던 소아나 장애인뿐만 아니라 동물까지도 검사가 가능하며, 검사방법의 패턴화 및 자동화로 검사결과의 신뢰성을 높이고 디지털화로 원격의료 지원이 가능하여 환자 중심의 의료환경을 구현할 수 있는 휴대용 디지털 세극등 현미경에 관한 것이다.
본 발명의 휴대용 디지털 세극등 현미경은 개방된 전면이 안구를 향하도록 얼굴에 접촉되며 내부에 일정한 공간이 형성된 본체와, 본체의 내부에 설치되어 안구에 슬릿빔을 조사하는 조명광학부와, 본체의 내부에 설치되어 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 관찰카메라와, 조명광학부와 관찰카메라의 작동을 제어하며, 본체의 외부에 설치되는 외부디스플레이를 통해 안구이미지를 영상으로 출력하는 제어부를 구비한다.

Description

휴대용 디지털 세극등 현미경{digital slit lamp microscope of portable type}

본 발명은 휴대용 디지털 세극등 현미경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형화 및 휴대가 가능하도록 하여 종래의 세극등 현미경으로 검사하기가 어려웠던 소아나 장애인뿐만 아니라 동물까지도 검사가 가능하며, 검사방법의 패턴화 및 자동화로 검사결과의 신뢰성을 높이고 디지털화로 원격의료 지원이 가능하여 환자 중심의 의료환경을 구현할 수 있는 휴대용 디지털 세극등 현미경에 관한 것이다.

안과질환들은 나이가 증가함에 따라 유병률이 증가하며, 최근 고령화 시대에 따른 노인 인구의 증가로 인해 안과질환으로 시기능 장애 및 불편감을 호소하는 환자들이 늘어나고 있다.

백내장, 녹내장, 당뇨망막병증, 나이관련 황반변성, 폐쇄성 마이봄선 기능이상은 안과에 내원하여 진단받을 수 있지만, 저소득 소외계층, 독거노인과 같이 정기적인 안과 진료를 받기 어려운 경우 안과질환들이 이미 많이 진행된 상태에서 안과를 방문하게 되는 경우가 종종 있다. 치료시기를 놓쳐 실명에 이르거나 치료를 통해 원상회복이 불가능하게 되고, 수술로 치료가 가능한 백내장의 경우에도 합병증의 발생빈도가 증가한다.

이러한 안과질환을 진단하기 위하여 여러 가지 안과 검사장비들이 개발되어 사용되고 있다. 대표적인 검사장비에는 세극등 현미경, 안저 카메라, 마이봄선 측정 장치 등이 있으며, 안구의 전안부, 수정체, 망막, 눈꺼풀 안쪽 등을 검사하여 백내장, 녹내장, 당뇨망막병증, 나이관련 황반변성, 폐쇄성 마이봄선 기능 이상 등 안과질환을 진단할 수 있다.

안과 검사장비들 중 세극등 현미경(slit lamp microscope)은 세로로 길고 가는 빛인 슬릿빔(slit beam, 세극광)을 피검안에 조사하여 안구의 광학적 절단면을 관찰함으로써, 안구 등의 상태를 검사하는 안과 장치이다. 세극등 현미경을 이용하면 슬릿빔의 폭, 길이 및/또는 각도 등을 조절하여, 눈꺼풀, 결막, 각막, 수정체, 유리체 등의 상태를 검사할 수 있을 뿐만 아니라, 부속장치를 사용해서 안저까지 검사할 수 있다. 또한, 전안부의 사진촬영, 전방 심도, 각막 및 수정체의 두께측정에도 세극등 현미경이 사용될 수 있으며, 안압계의 장착도 가능하므로 안과 병원 등에서 널리 사용되고 있다.

도 1에 나타난 종래의 세극등 현미경은 의자에 정자세로 앉은 환자가 턱과 이마를 거치대에 밀착시켜 고정시킨 상태에서 사용한다. 환자의 얼굴이 고정된 상태에서 안구로 슬릿빔을 조사하여 안구에 형성된 광학적 절단면을 관찰한다. 이러한 세극등 현미경은 도 2와 같이 안구로 슬릿빔을 조사하는 조명광학부(10)와, 안구에 형성된 광학적 절단면을 관찰하는 관찰광학부(30)로 이루어진다.

조명광학부(10)는 슬릿빔을 조사하는 광원(11), 광원(11)에서 조사된 슬릿빔의 조도를 균일하게 조절하며, 슬릿빔을 집속하는 콜리메이터 렌즈(collimator lens,12), 슬릿빔을 슬릿(slit) 형상으로 변환하기 위한 슬릿(slit)이 형성되어 있는 슬릿부(13), 슬릿부(13)를 통과한 슬릿빔을 집속하여 피검안(1)으로 전달하는 릴레이 렌즈(relay lens, 14), 원통형의 조명부 하우징(15), 집속된 슬릿빔을 반사(굴절)시켜 피검안(1)으로 유도하는 프리즘(20)을 포함한다. 그리고 관찰광학부는 피검안(1)에 형성된 슬릿빔 이미지를 확대하는 대물 및 배율 렌즈부(32), 피검안(1)의 이미지(image)를 검사자의 육안으로 관찰하기 위한 접안 렌즈(eyepiece) 등으로 이루어진 접안부(34)를 포함한다.

상술한 종래의 세극등 현미경은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 검진하고자 하는 환자가 얼굴을 고정시킨 상태에서 정자세를 유지하여야 하므로 소아나 장애인은 검진이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 동물의 경우 인간의 통제가 불가능하여 검진이 거의 불가능하다. 따라서 이마와 턱을 고정할 수 없는 사람이나 동물을 진단할 수 있는 새로운 장비의 필요성이 요구된다.

또한, 종래의 휴대용 세극등 현미경이 있으나 이는 한 손으로 거리를 맞추면서 다른 한 손으로 눈꺼풀과 조명 방향까지 맞추어야 하므로 정확한 상을 얻을 수 없어서 임상에서 거의 이용되지 못하고 있는 실정이다.

둘째, 세극등 현미경이 설치된 장소를 암실 상태로 유지하기 어려우므로 현미경으로 관찰되는 이미지가 흐리다는 문제점이 있다.

셋째, 종래의 세극등 현미경은 아날로그 방식이므로 원격의료 지원이 어렵다는 문제점이 있다.

넷째, 장비 및 검사자에 따라 촬영된 모습이 달라지므로 표준화된 영상을 얻기 어렵다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2011-0108065호: 디퓨저 조립체를 포함하는 세극등 현미경 2. 대한민국 등록특허 제10-1817037: 모바일 디바이스를 이용한 범용 안과 영상 촬영장치

본 발명은 상술한 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 소형화 및 휴대가 가능하도록 하여 검사장비를 환자에 고정시킬 수 있어서 종래의 세극등 현미경으로 검사하기가 어려웠던 소아나 장애인뿐만 아니라 동물까지도 검사가 가능한 휴대용 디지털 세극등 현미경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 검사방법의 패턴화 및 자동화로 검사결과의 신뢰성을 높이고 디지털화로 원격의료 지원이 가능하여 환자 중심의 의료환경을 구현할 수 있는 휴대용 디지털 세극등 현미경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대용 디지털 세극등 현미경은 개방된 일측이 안구를 향하도록 얼굴에 접촉되며 내부에 일정한 공간이 형성된 본체와; 상기 본체의 내부에 설치되어 안구에 슬릿빔을 조사하는 조명광학부와; 상기 본체의 내부에 설치되어 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 관찰카메라와; 상기 조명광학부와 상기 관찰카메라의 작동을 제어하며, 상기 본체의 외부에 설치되는 외부디스플레이를 통해 상기 안구이미지를 영상으로 출력하는 제어부;를 구비한다.

안구와 상기 관찰카메라의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 안구의 돌출정도를 감지하는 안구돌출감지수단;을 더 구비한다.

상기 안구돌출감지수단에 의해 감지된 안구의 돌출정도에 따라 상기 관찰카메라를 이동시키기 위한 이송수단;을 더 구비한다.

상기 본체의 내부에 설치되어 안구를 향해 영상을 출력하기 위한 내부디스플레이;를 더 구비한다.

상기 관찰카메라는 촛점거리가 서로 다른 다수로 구비된다.

상기 조명광학부는 폭이 서로 다른 적어도 둘 이상의 슬릿들이 형성된 슬릿부와, 상기 슬릿을 향해 광을 조사하는 광원을 구비한다.

상기 관찰카메라는 좌우로 이격되어 안구를 서로 다른 각도에서 촬영하는 한쌍의 좌우측 관찰카메라로 구비된다.

상기 외부디스플레이는 상기 좌측관찰카메라로 촬영된 안구이미지를 검사자의 좌안을 향해 출력하는 좌측영상과, 상기 우측관찰카메라로 촬영된 안구이미지를 검사자의 우안을 향해 출력하는 우측영상으로 분리하여 출력한다.

상기 안구이미지를 유무선 통신네트워크를 통해 수신받으며 상기 조명광학부 및 상기 관찰카메라를 제어할 수 있는 외부단말기;를 더 구비한다.

피검자의 양안을 동시 또는 순차적으로 검사할 수 있도록 상기 본체의 내부는 좌안과 대응되는 좌측공간부 및 우안과 대응되는 우측공간부로 구분되고, 상기 조명광학부 및 상기 관찰카메라는 상기 좌측공간부와 상기 우측공간부에 각각 설치된다.

본 발명은 소형화 및 휴대가 가능하도록 하여 검사장비를 환자에 고정시킬 수 있어서 종래의 세극등 현미경으로 검사하기가 어려웠던 소아나 장애인, 노약자의 검사가 가능하고, 피검사자 및 검사자의 편의성을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 검사방법의 패턴화 및 자동화로 검사결과의 신뢰성을 높일 수 있으며, 디지털화로 원격의료 지원이 가능하여 환자 중심의 의료환경을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 카메라의 촛점 거리와, 슬릿빔의 폭, 각도 및 광도 등을 달리하면서 순차적으로 다수의 영상 이미지를 획득하는 방법으로 안구검사를 패턴화시킬 수 있으므로 검사장비와 검사자에 따라 조명과 각도가 달라 영상의 비교가 힘든 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 검사를 패턴화시킬 경우 영상 데이터를 공유할 수 있으며, 원격의료 및 의료 표준화 분위기를 조성할 수 있다. 또한, 획득한 영상 데이터의 인공지능(AI, artificial intelligence) 해석 자동화가 용이하다.

또한, 본 발명은 포유류와 같은 동물의 안구검사도 가능하므로 동물병원 등에서 유용하게 활용될 수 있다.

도 1은 종래의 세극등 현미경의 모습을 나타낸 사진이고,
도 2는 도 1의 세극등 현미경의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 디지털 세극등 현미경의 모습을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3의 내부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 5는 도 3의 내부를 개략적으로 나타낸 측면도이고,
도 6은 도 3의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 디지털 세극등 현미경의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 디지털 세극등 현미경의 내부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 9는 도 8에 적용된 측면카메라로 안구의 모습을 촬영한 이미지이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 디지털 세극등 현미경의 내부를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 11은 도 10의 휴대용 디지털 세극등 현미경의 사용모습을 나타낸 그림이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 디지털 세극등 현미경에 적용되는 관찰카메라를 나타낸 모습이고,
도 13은 도 12의 관찰카메라의 촛점거리를 나타낸 이미지이고,
도 14는 도 12의 관찰카메라로 안구를 촬영한 이미지이고,
도 16은 폭이 다른 슬릿빔과 촛점거리가 다른 여러 대의 관찰카메라와 조합하여 촬영한 안구이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 휴대용 디지털 세극등 현미경에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 휴대용 디지털 세극등 현미경(5)은 본체(40)와, 본체(40)의 내부에 설치되어 안구에 슬릿빔을 조사하는 조명광학부(50)와, 본체(40)의 내부에 설치되어 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 관찰카메라(60)와, 조명광학부(50)와 관찰카메라(60)의 작동을 제어하며 안구이미지를 외부디스플레이(70)를 통해 영상으로 출력하는 제어부(100)를 구비한다.

본체(40)는 내부에 일정한 공간이 형성되며, 일측이 개방된 구조를 갖는다. 본체(40)는 개방된 일측이 안구를 향하도록 얼굴에 접촉된다.

본체(40)는 휴대가 가능하도록 소형화되는 것이 바람직하다. 본체(40)는 웨어러블(wearable) 방식으로 얼굴에 착용이 가능한 구조로 이루어질 수 있다. 이와 달리 본체는 검사자가 손으로 잡고 얼굴의 전면에 밀착시킨 상태로 사용가능한 구조로 이루어질 수 있다.

이하에서는 얼굴에 착용가능한 웨어러블 방식의 본체(40)를 일 예로 들어 설명한다. 웨어러블(wearable) 방식의 본체(40)는 얼굴에 착용한 상태에서 안구의 검사가 가능하므로 검사자와 사용자의 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.

도시된 예에서 본체(40)는 얼굴의 전면에 위치하여 양안을 덮을 수 있는 구조로 형성된다. 본체(40)는 내부에 빈 공간이 형성되며, 전면이 막혀 있고 후면이 개방된 구조를 갖는다.

본체(40)가 피검자의 얼굴 전면에 접촉된 상태에서 본체(40)의 내부는 외부와 차단되므로 본체(40)의 내부는 암실상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 선명한 안구이미지를 획득할 수 있으며, 피검사자의 순응도를 높일 수 있다.

그리고 필요에 따라서 본체(40)의 측면이나 상면 또는 하면에 개폐가능한 도어가 설치하여 본체(40)의 내부를 외부로 개방시킬 수 있음은 물론이다. 또한, 본체에는 눈꺼풀을 뒤집거나 뒤집은 상태로 고정시킬 수 있는 기구를 설치하여 상하 눈꺼풀결막을 촬영하여 관찰할 수 있도록 구성될 수 있다.

본체(40)가 안면에 고정될 수 있도록 본체(40)에 고정수단이 구비될 수 있다. 고정수단의 예로 헤어밴드(43)가 도시되어 있다. 헤어밴드(43)는 환자의 머리에 탈부착이 가능하도록 결합된다. 헤어밴드(43) 대신에 헬멧, 밴드 등의 다양한 고정수단을 적용하여 본체(40)를 안면에 고정시킬 수 있다.

안면과 접촉하는 본체(40)의 후면은 안면과의 밀착성을 높이기 위해 곡면 형태로 굽어지게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본체(40)의 후면 가장자리에는 유연한 소재로 형성되어 안면과 접촉되는 쿠션부(41)가 마련될 수 있다.

본체(40)의 내부는 피검자의 양안을 동시 또는 순차적으로 검사할 수 있도록 좌측공간부(45) 및 우측공간부(47)로 구분될 수 있다. 좌측공간부(45)는 피검자의 좌안과 대응되는 영역이고, 우측공간부(47)는 피검자의 우안과 대응되는 공간이다. 조명광학부(50)와 관찰카메라(60)는 좌측공간부(45) 및 우측공간부(47)에 각각 설치된다.

이와 같이 본체(60)의 내부의 좌측과 우측에 각각 조명광학부(60)와 관찰카메라(60)를 설치함으로써 피검자의 양안을 동시에 검사하거나 양안을 순차적으로 검사할 수 있다. 이 경우 피검자의 양안 거리에 따라 좌측공간부의 조명광학부와 우측공간부의 조명광학부의 거리, 그리고 좌측공간부의 관찰카메라와 우측공간부의 관찰카메라의 거리가 조절되도록 구성될 수 있다.

그리고 도시된 바와 달리 본체는 양안 중 어느 하나의 눈만을 덮도록 형성될 수 있다. 이 경우 본체의 내부에는 하나의 조명광학부와 하나의 관찰카메라가 설치된다. 이러한 본체는 어느 하나의 눈을 덮도록 안면에 착용하여 검사를 한 후 다시 본체의 위치를 옮겨 다른 눈을 덮도록 안면에 착용한 다음 검사를 하는 방식으로 진행할 수 있다.

한편, 도시되지 않았지만 본체(40)에는 내부의 조도조절을 위한 조명램프가 설치될 수 있다. 조명램프는 조도를 단계적으로 조절할 수 있는 LED를 적용한다. 조명램프에 의해 본체의 내부를 밝게 유지하거나 어둡게 유지할 수 있다.

조명광학부(50)와 관찰카메라(60)는 본체(40)의 내부에 설치된다. 상술한 바와 같이 좌측공간부와 우측공간부에 각각 조명광학부(50) 및 관찰카메라(60)가 설치된다.

조명광학부(50)는 안구의 광학적 절단면을 관찰할 수 있도록 검사하고자 하는 안구에 슬릿빔(slit beam, 세극광)을 조사한다.

도시된 예의 조명광학부(50)는 슬릿빔의 길이와 폭, 조사각도가 일정하게 고정되어 있는 방식이다. 조명광학부(50)는 광학하우징(51)과, 광학하우징(51)의 내부에 설치되는 광원(미도시)과, 광학하우징(51)의 내부에 설치되어 광원에서 조사된 빛의 조도를 균일하게 조절하며 빛을 집속하는 렌즈(미도시)와, 광학하우징(51)의 전면에 마련되며 다수의 슬릿(53)이 형성된 슬릿부를 구비한다. 필요에 따라 슬릿빔의 색상을 조절하기 위한 색필터, 슬릿을 통과한 슬릿빔을 집속하는 릴레이렌즈 등이 더 구비될 수 있다.

다수의 슬릿(53)은 폭이 각각 다르게 형성된다. 슬릿들(53)은 안구를 향하도록 배열된다. 광학하우징(51)의 내부에는 각각의 슬릿(53)과 대응되는 광원이 설치된다. 광원으로 LED를 이용할 수 있다. 제어부(100)에 의해 다수의 광원이 순차적으로 발광되면서 길이와 폭이 다른 슬릿빔이 순차적으로 안구를 비추어 서로 다른 안구이미지를 획득할 수 있다. 이와 같은 방법으로 검사를 패턴화시킬 수 있다.

상술한 조명광학부(50)는 슬릿빔의 폭과 길이, 조사각도를 기계적으로 조절하기 위한 조절장치가 구비될 필요가 없으므로 구성을 간소화시킬 수 있다.

한편, 조명광학부는 슬릿빔의 길이와 폭, 조사각도, 광도를 기계적으로 자유롭게 조절할 수 있는 통상적인 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.

관찰카메라(60)는 본체(40)의 내부에 설치된다. 도시된 예에서 관찰카메라(60)는 광학하우징(51)의 상부에 설치된다. 따라서 후술할 이송수단에 의해 조명광학부(50)와 관찰카메라(60)는 일체로 이동될 수 있다.

관찰카메라(60)는 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성한다. 관찰카메라(60)로 고해상도의 디지털 카메라를 이용한다. 관찰카메라(60)에 의해 촬영된 안구이미지는 제어부(100)를 통해 외부디스플레이(70)로 출력된다. 관찰카메라(60)로 촛점거리, 노출량 등이 자동으로 조절될 수 있는 고기능성의 카메라를 이용할 수 있다.

본 발명은 안구와 관찰카메라(60)의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 안구의 돌출정도를 감지하는 안구돌출감지수단을 구비할 수 있다.

안구의 돌출 정도는 사람마다 차이가 있다. 따라서 안구의 돌출정도에 따라 관찰카메라를 전후로 이동시켜 안구와 관찰카메라의 위치를 일정한 거리로 유지시킬 필요가 있다.

안구돌출감지수단으로 도 8에 도시된 바와 같이 안구의 측면을 촬영할 수 있는 측면카메라(65)를 이용할 수 있다. 측면카메라(65)는 본체(40)의 측면 내부에 설치된다. 측면카메라(65)를 통해 촬영된 이미지를 도 9에 나타내고 있다. 측면카메라(65)로부터 촬영된 안구의 측면 이미지를 통해 제어부(100)는 안구의 정점 위치를 파악하고, 이에 따라 관찰카메라(60)를 이동시켜 안구와 관찰카메라(60)의 거리를 조절할 수 있다. 이 외에도 안구돌출감지수단으로 안구와의 거리를 측정할 수 있는 센서를 이용할 수도 있다.

관찰카메라(60)를 전후 방향으로 이동시키기 위해 이송수단(80)이 구비된다. 안구돌출감지수단에 의해 감지된 안구의 돌출 정도에 따라 이송수단(80)은 제어부의 제어에 의해 관찰카메라(60)를 이동시킨다.

이송수단(80)으로 다양한 액츄에이터를 이용할 수 있다. 도시된 예로 이송수단으로서 리니어 모터를 적용한다. 리니어 모터(linear motor)는 직선으로 전개배치된 고정자에 이동자가 결합된 구조로 이루어지고, 전원이 공급되면 이동자가 직선운동을 한다. 이러한 리니어 모터는 소형화 및 위치제어에 유리하다는 장점을 갖는다.

리니어모터는 본체(40)의 저면에 설치된다. 리니어 모터의 이동자에 조명광학부(50)의 광학하우징(51)이 결합되고, 광학하우징(51)의 상부에 관찰카메라(60)가 설치된다. 따라서 이송수단(80)에 의해 조명광학부(50)와 관찰카메라(60)가 일체로 함께 이동한다.

안구이미지를 영상으로 출력하기 위한 외부디스플레이(70)는 본체(40)의 외부에 설치된다. 가령, 본체(40)의 전면에 설치될 수 있다. 외부디스플레이(70)를 통해 검사자는 관찰카메라로 실시간 촬영되는 피검사자의 눈 상태를 관찰할 수 있으므로 본체(40)를 피검사자의 안면에 고정시 고정위치를 쉽게 파악할 수 있다. 또한, 외부디스플레이를 통해 관찰카메라(70)로 촬영된 검사용 안구이미지가 출력되므로 검사자는 외부디스플레이의 화면을 통해 안구의 진단이 가능하다. 외부디스플레이는 사용자의 조작에 따라 영상을 확대 또는 축소할 수 있다.

외부디스플레이(70)는 하나 또는 2개가 설치될 수 있다. 외부디스플레이는 제어부(100)의 제어를 통해 관찰카메라로 촬영된 안구이미지를 영상으로 출력한다. 외부디스플레이가 하나만 설치되는 경우 디스플레이의 화면을 좌우로 분할하여 좌측 안구의 이미지와 우측 안구의 이미지를 각각 출력할 수 있다. 외부디스플레이(70)가 2개 설치되는 경우 어느 하나의 외부디스플레이에는 좌측 안구의 이미지가 출력되고, 다른 하나의 외부디스플레이에는 우측 안구의 이미지가 출력된다.

또한, 외부디스플레이는 본체와 일체로 설치되는 것 이외에 본체와 분리되어 설치될 수 있다. 가령, 외부디스플레이는 검사실에 설치된 모니터로 구현될 수 있다. 또한, 외부디스플레이는 도 11과 같이 VR기기로 구현될 수 있다.

본체의 내부에는 내부디스플레이(75)가 설치될 수 있다. 내부디스플레이(75)는 안구를 향해 영상을 출력하여 피검사자가 주시할 수 있도록 한다. 이러한 내부디스플레이(75)는 환자를 집중시켜 눈을 고정시키고, 검사자의 의도에 따라 눈을 이동시킬 수 있다.

제어부(100)는 조명광학부(50)와 관찰카메라(60)의 작동을 제어하며, 관찰카메라(60)에 의해 촬영된 안구이미지를 외부디스플레이(70)를 통해 영상으로 출력한다.

제어부(100)는 본체(40)의 내부에 설치된다. 이와 달리 본체(40)와 전기적으로 연결되어 본체(40)의 외부에 제어부(100)가 설치될 수 있음은 물론이다.

제어부(100)는 마이크로 프로세스와, 각종 구동회로로 이루어져 본 발명의 작동을 제어한다. 또한, 제어부(100)는 관찰카메라(60)로부터 입력되는 각종 영상이미지를 분석 및 처리한다. 또한, 제어부(100)는 영상 이미지와 각종 결과값을 메모리부에 저장하고 외부장치로 출력하여 나타낼 수 있다.

한편, 본 발명은 전원을 제공하기 위한 전원부(110), 데이터를 저장하기 위한 메모리부(120), 조작을 위한 조작부(130) 등을 더 구비할 수 있다.

전원을 제공하기 위한 전원부(110)는 본체(40)에 설치되는 배터리를 이용할 수 있다. 또한, 전원부(110)로 상용전원을 이용할 수 있으며, 이 경우 전원케이블을 이용하여 본체와 연결시킬 수 있다.

메모리부(120)는 각종 영상데이터와 정보를 저장하기 위한 다양한 저장소자로 이루어질 수 있다. 저장을 위한 메모리부(120)로 본체(40)에 설치될 수 있는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 하드 디스크일 수 있다. 또한, 메모리부(120)는 본체의 외부에 존재하는 저장매체가 이용될 수 있다.

조작부(130)는 본체(40)의 외측에 마련될 수 있다. 조작부(130)는 전원버튼을 포함한 지원되는 기능을 설정할 수 있는 키로 구비되거나 터치패널로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명은 환자에게 음성안내를 위한 스피커가 설치될 수 있다. 제어부는 스피커를 통해 환자에게 검사과정에 적절한 지시를 안내하고 자세, 시선방향 등을 요청할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 외부단말기(150)와 통신을 위한 통신부(140)를 더 구비할 수 있다.

통신부(140)는 유무선 통신네트워크를 통해 통신을 수행한다. 통신부(140)는 유선 또는 무선방식으로 통신이 가능하다. 무선 통신네트워크로 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA, LTE 등이 이용될 수 있으며, 근거리 통신을 위한 근거리 통신네트워크로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA,infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC 등이 이용될 수 있다.

통신부(140)는 각종 데이터를 근거리 또는 원거리의 외부단말기(150)로 송신하거나, 외부단말기(150)로부터 데이터 및 제어신호를 수신한다.

외부단말기는 다양한 무선환경에 적용될 수 있는 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), 데스크톱(Desktop), 태블릿 컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book) 등을 포함한다.

이러한 외부단말기와 통신부를 통해 원격의료 지원이 가능하다. 따라서 산간벽지나 농어촌, 소외계층을 위한 원격진찰이 가능하다. 피검사자의 안구이미지는 실시간으로 외부단말기로 전송되므로 검사자는 원격지에서 안구를 검사할 수 있다. 또한, 검사자는 외부단말기를 통해 관찰카메라, 조명광학부를 조작할 수 있음은 물론이다.

한편, 검사자가 안구이미지를 입체적인 영상으로 볼 수 있도록 도 10에 도시된 바와 같이 관찰카메라(61)(63)는 좌우로 이격된 한쌍으로 구비될 수 있다. 한쌍의 관찰카메라를 설명의 편의상 좌측관찰카메라(61)와 우측관찰카메라(63)로 구분한다. 좌측관찰카메라(61)와 우측관찰카메라(63)는 좌우로 이격되어 하나의 안구를 서로 다른 각도에서 촬영한다.

이 경우 외부디스플레이는 좌측관찰카메라(61)로 촬영된 안구이미지를 검사자의 좌안을 향해 출력하는 좌측영상과, 우측관찰카메라(63)로 촬영된 안구이미지를 검사자의 우안을 향해 출력하는 우측영상으로 분리하여 출력한다. 이러한 외부디스플레이는 도 11에 도시된 바와 같이 VR(Virtual Reality)(160) 기기로 구현될 수 있다. 이 경우 VR 기기(160)는 본체와 근거리 통신이 가능하도록 구성될 수 있다.

검사자(1)는 VR 기기(160)를 안면에 착용한 상태에서 VR 기기(160)에서 출력되는 영상을 통해 피검사자(3)의 안구를 관찰할 수 있다. VR 기기(160)의 영상은 좌측영상과 우측영상으로 분리된다. 피검사자(3)가 본체(40)를 안면에 착용한 상태에서 좌측관찰카메라로 촬영된 안구이미지는 근거리통신을 통해 VR 기기(160)의 좌측영상으로 출력되고, 우측관찰카메라로 촬영된 안구이미지는 근거리통신을 통해 VR 기기(160)의 우측영상으로 출력된다. 따라서 검사자(1)는 VR 기기(160)를 통해 안구이미지를 입체적인 영상으로 관찰할 수 있으므로 보다 정확한 검사가 가능하다.

한편, 본 발명은 도 12에 도시된 바와 같이 관찰카메라(61)(62)(63)(64)가 다수로 이루어질 수 있다. 이러한 관찰카메라는 다수가 일체로 모듈화된 방식이다. 다수의 관찰카메라는 촛점 거리가 서로 달라 심도가 다른 다양한 안구이미지를 획득할 수 있다. 4대의 관찰카메라를 설명의 편의상 1번 관찰카메라(61), 2번 관찰카메라(62), 3번 관찰카메라(63), 4번 관찰카메라(64)로 구분할 경우, 도 13에 4대의 관찰카메라의 촛점거리를 예로 보여주고 있다. 1번 관찰카메라의 촛점은 A, 2번 관찰카메라의 촛점은 B, 3번 관찰카메라의 촛점은 C, 4번 관찰카메라의 촛점은 D에 위치하도록 구성된다. 촛점거리가 서로 다른 4대의 관찰카메라로 안구를 촬영한 이미지를 도 14에 나타내고 있다. 도 14의 A는 1번 관찰카메라, B는 2번 관찰카메라, C는 3번 관찰카메라, D는 4번 관찰카메라로 촬영한 이미지이다. 1번 관찰카메라로 촬영한 이미지가 심도가 깊어 안구의 전반적인 영상을 보여주며, 2번, 3번, 4번관찰카메라는 점차 심도는 얕아지나 안구의 깊은 부위의 영상을 정확히 보여준다.

이와 같이 촛점거리가 서로 다른 여러 대의 관찰카메라를 이용할 경우 심도가 다른 다양한 안구이미지를 획득할 수 있어 보다 빠르고 정확한 검사가 가능하다.

4대의 관찰카메라와 다수의 슬릿이 형성된 조명광학부를 이용하여 촬영된 안구이미지를 도 16에 나타내고 있다.

조명광학부에 형성된 슬릿을 폭에 따라 도 15와 같이 L1에서 L15까지 구분하였다. 정중앙에 위치한 L8의 좌측으로 L1~L7이 형성되고, L8의 우측으로 L9~L15가 형성된다. L1~L7을 통해 조사되는 슬릿빔은 안구를 향해 일정한 각도로 경사진다. 그리고 L9~L15를 통해 조사되는 슬릿빔 역시 안구를 향해 일정한 각도로 경사진다. L1~L7을 통해 조사되는 슬릿빔이 이루는 각도를 +로, L9~L15를 통해 조사되는 슬릿빔이 이루는 각도를 -로 표기한다.

도 12와 같이 구성된 4대의 관찰카메라(1번~4번)와 도 15에 나타난 폭이 서로 다른 슬릿빔의 조합을 통해 촬영순서를 하기 표 1과 같이 설정하였다.

순서	슬릿빔	관찰카메라	빔 폭	빔 각도	빔 광도	안구이미지
1	L8	1번	very wide	0°	very low	a
2	L1	3번	wide	+45°	low	b
3	L5	2번	wide	+25°	low	c
4	L15	3번	wide	-45°	low	d
5	L11	2번	wide	-25°	low	e
6	L4	3번	narrow	+30°	mid	f
7	L12	3번	narrow	-30°	mid	g
8	L7	2번	very narrow	+10°	high	h
9	L7	3번	very narrow	+10°	high	i
10	L7	4번	very narrow	+10°	high	j

상기 표 1과 같은 순서로 안구를 촬영한 안구이미지를 도 16에 나타내었다. 도 16을 통해 촛점거리가 다른 여러 대의 관찰카메라와 폭, 각도 및 광도가 다른 여러 종류의 슬릿빔을 조합하여 다양한 안구이미지를 획득할 수 있음을 알 수 있다.

위의 순서와 같이 촬영될 수 있도록 프로그래밍하여 안구검사를 패턴화시킬 경우 검사장비와 검사자에 따라 조명과 각도가 달라 영상의 비교가 힘든 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 검사를 패턴화시킬 경우 영상 데이터를 공유할 수 있으며, 원격의료 및 의료 표준화가 가능하다. 또한, 획득한 영상 데이터의 인공지능(AI, artificial intelligence) 해석 자동화가 용이하다.

한편, 본 발명은 내부디스플레이를 통해 시력표를 출력하여 간단한 시력검사가 가능하다. 또한, 내부디스플레이에 keratoscopic mire를 비추고 촬영하여 각막굴절력(K값)의 측정이 가능하다. 또한, 각막지형도 검사가 가능하고 각막 크기를 자동으로 측정할 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

40: 본체 50: 조명광학부
51: 광학하우징 53: 슬릿
60: 관찰카메라 65: 측면카메라
70: 외부디스플레이 75: 내부디스플레이
80: 이송수단 100: 제어부

Claims (10)

1. 개방된 일측이 안구를 향하도록 얼굴에 접촉되며 내부에 일정한 공간이 형성된 본체와;
   상기 본체의 내부에 설치되어 안구에 슬릿빔을 조사하는 조명광학부와;
   상기 본체의 내부에 설치되어 안구를 촬영하여 안구이미지를 생성하는 관찰카메라와;
   상기 조명광학부와 상기 관찰카메라의 작동을 제어하며, 상기 본체의 외부에 설치되는 외부디스플레이를 통해 상기 안구이미지를 영상으로 출력하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
2. 제 1항에 있어서, 안구와 상기 관찰카메라의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 안구의 돌출정도를 감지하는 안구돌출감지수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
3. 제 2항에 있어서, 상기 안구돌출감지수단에 의해 감지된 안구의 돌출 정도에 따라 상기 관찰카메라를 이동시키기 위한 이송수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
4. 제 1항에 있어서, 상기 본체의 내부에 설치되어 안구를 향해 영상을 출력하기 위한 내부디스플레이;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
5. 제 1항에 있어서, 상기 관찰카메라는 촛점거리가 서로 다른 다수로 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
6. 제 1항에 있어서, 상기 조명광학부는 폭이 서로 다른 적어도 둘 이상의 슬릿들이 형성된 슬릿부와, 상기 슬릿을 향해 광을 조사하는 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
7. 제 1항에 있어서, 상기 관찰카메라는 좌우로 이격되어 안구를 서로 다른 각도에서 촬영하는 한쌍의 좌우측 관찰카메라로 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
8. 제 7항에 있어서, 상기 외부디스플레이는 상기 좌측관찰카메라로 촬영된 안구이미지를 검사자의 좌안을 향해 출력하는 좌측영상과, 상기 우측관찰카메라로 촬영된 안구이미지를 검사자의 우안을 향해 출력하는 우측영상으로 분리하여 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
9. 제 1항에 있어서, 상기 안구이미지를 유무선 통신네트워크를 통해 수신받으며 상기 조명광학부 및 상기 관찰카메라를 제어할 수 있는 외부단말기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
10. 제 1항에 있어서, 피검자의 양안을 동시 또는 순차적으로 검사할 수 있도록 상기 본체의 내부는 좌안과 대응되는 좌측공간부 및 우안과 대응되는 우측공간부로 구분되고,
    상기 조명광학부 및 상기 관찰카메라는 상기 좌측공간부와 상기 우측공간부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 디지털 세극등 현미경.
    

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