KR20200138332A - 환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법 및 장치로서, 이러한 방법에서 촬상 방법을 이용하여 눈(A)의 안저 영상들의 영상 시리즈가 기록되고, 바람직하게는 기저기(BP), 점멸광에 의해 안저가 자극되는 자극기(SP) 및 후치기(NP)에 걸쳐 기록된다. 영상 시리즈로부터 안저의 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역을 위해 신호들, 특히 평균화된 지수 신호(Q(t))가 유도되고, 이러한 지수 신호는 자극에 대한 모세관성 혈관 영역의 혈관의 혈관 응답을 나타낸다. 평균화된 지수 신호(Q(t))의 절대적 또는 백분율 최대 변화(Qmax)는 신경 혈관 결합을 위한 평가 기준으로 사용된다.

Description

환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법 및 장치
본 발명의 적용 분야는 예컨대 안과학, 신경학, 심장학, 신장학, 당뇨병학, 고혈압학과 같은 전체 혈관 의학에 관련된다.
미세 혈관성 혈관 변화는 주로 전신성인데, 즉, 혈관, 특히 인간 및 동물 신체의 모든 기관의 미세 순환계 혈관에서 유사하게 발생하며 신체 기관에 따라 죽상동맥경화증, 동맥경화증, 심부전, 신부전, 예컨대 망막병증 및 녹내장과 같은 눈 질환, 예컨대 혈관성 치매와 같은 뇌혈관 질환과 같이 심혈관 질환으로 상이하게 발현되고 결국 심근경색 및 뇌졸증과 같은 심혈관 이벤트를 촉발시킬 수 있거나 이에 대한 예측지표가 된다는 것이 연구들을 통하여 공지되어 있다. 미세 순환에 대한 뛰어난 시각적 창으로서 역할하는 눈을 통해, 접근이 어려운 신체 다른 기관 영역들에서의 혈관을 반영하는 것으로서 망막 혈관을 검사할 수 있다. 본 발명의 적용 분야는 인간의 혈관에서 혈관 내피 기능 및 신경 혈관 결합을 검사하는 것이다.
현재, 안과학에서는, 임상적 연구를 위해, 눈, 특히 눈저(망막 내)에서 구조적 형태적 변화를 검사하는 촬상 방법 및 장치가 사용된다. 여기에는 종래 안저 카메라, OCT, 레이저 스캐너, 적응 광학계를 구비한 시스템 및 정역학적 혈관 분석을 이용하는 다른 혈관 검사, 예컨대 Imedos 사의 VesselMap을 이용하는 다른 혈관 검사가 속하며, 이러한 검사는 미세 혈관 위험 계층화 및 치료 조절을 위한 임상 시험에 적용되기 시작하였다.
이제까지, 망막 혈관의 기능적 검사는 주로 예컨대 지표 기반 혈액 속도 및 혈관 직경을 측정하기 위한 장치 및 방법 및 동적 혈관 분석을 위한 시스템을 이용하여 연구에 사용되었다. 도플러계 또는 OCT계 시스템의 적용 시 혈관 또는 흐름 상태를 제공하여 안과학을 제외하고는 혈관 진단을 위해 거의 중요성이 없고 혈관 제어 기능을 감지할 수 없는 것으로 판단된다.
동적 혈관 분석을 통해, 미세 순환의 소위 큰 동맥 및 정맥의 위치를 따라 시간에 걸쳐 혈관 직경의 연속적 측정을 기반으로 하여 다양한 자동 조절 기전을 검사할 수 있다. 망막 혈관은 혈관 기록 중에 자극되거나 유발되고(provoked), 이에 상응하여 수축 또는 확장으로 응답하는데, 이는 자극 방식 또는 유발 방식에 의해 반응하는 각각의 망막 자동 조절 기전 및 그 기능성의 혈관 응답을 나타낸다.
자극 또는 유발을 위한 이와 같은 방법을 이용하여 미세 순환의 다양한 자동 조절 기전이 검사될 수 있다. 자동 조절 기전 중 하나는 혈류 유도성 자동 조절이다.
선행 기술을 구현하는 동적 혈관 분석 시스템은 Imedos 사의 동적 혈관 분석기(Dynamic Vessel Analyzer, DVA)이다(Garhofer, G., Bek, T., Boehm, A.G., Gherghel, D., Grunwald, J., Jeppesen, P., Kergoat, H., Kotliar, K., Lanzl, l., Lovasik, J.V., Nagel, E., Vilser, W., Orgul, S., Schmetterer, L.: "Use of the retinal vessel analyzer in ocular blood flow research(안 혈류 연구 시 망막 혈관 분석기의 사용)". Acta Ophthalmologica 2010: 88: 717-722쪽). DVA에서 사용되는 표준 유발은 점멸광으로, 이러한 점멸광은 12.5 Hz의 주파수 범위에서 동작하고 광학 셔터를 이용하여 20초 동안 녹색 측정광을 점멸 방식으로 중단시킨다. 이러한 과정은 3회 반복되고, 이후, 혈관 응답물들은 평균값 형성을 위해 중첩되고, 최대 확장 및 이후의 수축과 관련하여 평가된다.
이러한 측정은 DVA에서 미세 순환의 큰 혈관 상에서 60 ㎛과 300 ㎛ 사이에 제한된다.
평가의 매개변수(최대 확장) 및 다른 파생 가능 매개변수는 미세혈관 내피 기능을 기능 진단적으로 검사하기 위한 바이오마커로 해석된다. 일부 저자들로부터 혈관 응답의 매개변수가 신경 혈관 결합의 매개변수로도 지칭 및 해석되나 이는 잘못된 것이다. 한편, 신경 혈관 결합은 출발 자극을 나타내고, 따라서 혈관 응답에 영향을 미치나, 큰 혈관의 혈관 응답은 내피 기능의 함수를 나타낸다는 것은 확인되었다.
또한, WO 2005/094668 A1으로부터 작은 혈관의 혈관 직경을 광도 측정하기 위한 장치가 기술되어 있다. 개시된 기술적 해결방안은, 안저 영상의 혈관을 혈관으로 선택 가능할 시, 세동맥 및 세정맥의 영역에서 혈관 직경의 측정이 가능하다. 이를 위해 2개의 서로 다른 스펙트럼 영역 및 1개의 컬러 카메라가 사용된다. 이는 망막의 광 부하를 괄목할만한 수준으로 증대시킨다. 개시된 해결방안들의 또 다른 본질적 단점은 마찬가지로 공통적인 조사측 빔 경로 내에서 광 변조기가 고정적으로 조사측에 배치되는 것인데, 광 변조기는 마찬가지로 오로지 시간적 변조만을 유연하게 구성할 수 있고 사용폭 및 적응성은 현저히 제한시켜, 결국 모세관보다 훨씬 크긴 하나 작은 망막 혈관들에서 측정이 가능하다는 이점을 제외하고 DVA와 동일한 단점을 가진다.
모세관 "관류(Perfusion)"를 감지하기 위한 다른 기술적 해결방안은 2008년도의 Vilser 외 저의 논문에 기술되어 있다(Vilser, W., Nagel, E., Seifert, B.U., Riemer, T., Weisensee, J., Hammer, M: "Quantitative assesment of optic nerve head pallor(시신경 유두 창백에 관한 정량적 평가)". Physiological Measurement 29 (2008), 451-457쪽). 종래의 망막 카메라의 조사빔 경로 내에서 이중 대역 통과 필터를 통하여 백색 조사광의 적색 및 녹색 스펙트럼 영역에서 2개의 스펙트럼 영역이 선택되고, 3-칩-CCD 컬러 카메라의 적색 및 녹색 컬러 채널에 배정되는데, 측정광의 2개의 선택되는 조사측 스펙트럼 영역들이 각각 서로 별도로 CCD 카메라의 2개의 배정된 적색 및 녹색 컬러 채널에 의해 수신되는 방식으로 배정된다. 각각 동일한 안저 위치에 배정될 수 있는 픽셀들에 의해 2개의 컬러 채널(적색 및 녹색)의 검출된 세기값들로부터 지수(quotient)들이 형성되고, 안저 위치에 다시 배정된다. 이와 같이 생성되는 지수 영상은 시신경 유두 상에서 모세관 관류와 관련하여 평가된다.
관류를 모세관 혈류로 간주할 때, 이러한 방법을 이용하여 시신경 유두의 관류를 나타낼 수는 없으나, 혈액량에 대한 기준 및 이로 인하여 모세관성 혈관 직경 및 관찰된 조직 부피의 모세관 현상을 위한 기준이 얻어진다. 전술한 저작물에서 기술된 바와 같이 이러한 방법의 단점은 이러한 방법이 모세관성 "관류"의 제어에 관한 기능적 판단을 제공할 수 없다는 것이다.
선행 기술의 첫 번째 본질적 단점은 망막에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법이 없다는 것이다. 뇌에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법은 오로지 순수하게 실험적이고, 침습적이며 매우 비용이 드므로, 임상적 실험을 위해 부적합하다. 신경 혈관 결합은 다양한 질환들과 마찬가지로 망막 및 뇌 관류를 위해 핵심적 역할을 한다.
선행 기술의 다른 단점은, 혈관성 내피 기능(endothelial function)에 관한 검사 결과가 상당히 편차가 있고 따라서 심혈관 위험 인자, 이벤트 및 질환에 대한 내피 기능 이상의 연관성이 불명확하며, 이로 인하여 내피 기능의 개별적 평가 및 내피 기능 이상의 진단을 위한 임상적 실험은 오류가 있을 수 있고 불확실하다는 것이다.
본 발명의 과제는 망막 내에서 그리고 시신경 유두 상에서 신경 혈관 결합을 비침습적 및 비접촉식으로 간단하게 검사할 수 있으며 비침습적 임상 실험을 위해 유용한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제는 이러한 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제는 환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법을 위해, 안저가 점멸광에 의해 자극되는 동안 촬상 방법을 이용하여 눈의 안저 영상들의 영상 시리즈가 구축 및 기록되는 제1 방법에 의하여 해결되며, 영상 시리즈의 영상들로부터 안저의 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역을 위해 신호들이 유도되고, 이러한 신호들은 점멸광에 의한 자극에 대하여 모세관성 혈관 영역의 모세관의 모세관성 혈관 응답을 나타내며, 이러한 신호들의 최대 절대적 또는 백분율적 변화가 산출되고 신경 혈관 결합을 위한 평가 기준으로 사용된다.
또한, 유리하게는, 영상 시리즈의 영상들로부터 안저의 동맥 또는 정맥 혈관의 적어도 하나의 혈관부를 위해 신호들이 유도되고, 이러한 신호들은 자극에 대한 동맥 또는 정맥 혈관 응답을 나타내고, 이러한 신호들의 최대 절대적 또는 백분율적 변화가 산출되며, 이러한 변화는 내피 기능에 대한 평가 기준을 나타낸다.
이때, 충분한 시간 분해능을 가지는 영상 시리즈가 생성될 시, 촬상을 위한 기본 기술이 종래의 안저 카메라 기술, OCT 기술, 적응 광학계 기술 또는 스캔 기술에 의해 구현되는지의 여부는 중요하지 않다. 또한, 영상으로부터 유도되는 신호들은, 이러한 신호들이 자극에 대하여 모세관을 포함하는 망막 혈관의 반응(혈관 응답)을 나타낼 시, 예컨대 혈관 직경, 혈액량, 혈액 속도, 혈류, 모세관 밀도 또는 다른 매개변수를 반영하는지의 여부는 중요하지 않다.
모세관성 혈관 응답의 최대 절대적 또는 백분율적 변화가 동맥 및/또는 정맥 혈관 응답의 최대 절대적 또는 백분율적 변화를 위한 참조값으로 사용되고, 이때 예컨대 지수가 계산되면서, 유리하게는 신경 혈관 결합의 영향을 받지 않고 혈관성 내피 기능을 평가하기 위한 평가 기준이 수득된다.
혈관 응답을 나타내는 신호들은 모세관 또는 이보다 큰 동맥 또는 정맥에서 세기들, 혈관 직경들, 혈액량값들, 다양한 스펙트럼 영역들로부터의 지수 신호들, 혈류값들, 혈관 밀도들 또는 혈액 속도값들을 나타낼 수 있다.
눈의 안저 영상들의 영상 시리즈를 기록하는 것은 유리하게는 기저기(baseline phase), 안저가 점멸광에 의해 자극되는 자극기(stimulation phase) 및 후치기(post phase, NP)에 걸쳐 수행된다.
유리하게는, 본 방법에는 큰 망막 혈관에서 내피 기능을 검사하는 것이 통합되며, 신경 혈관 결합을 나타내는 혈관 응답은 내피 기능을 나타내는 혈관 응답을 평가하기 위한 참조치로서 사용된다. 이러한 참조치가 어떻게 구현되는지는 중요하지 않다. 일 예로, 큰 혈관의 백분율적 최대 확장 및 신경 혈관 결합의 혈관 응답의 최대 백분율적 변화로부터 지수가 형성된다. 검사되는 혈관 내피 기능을 평가하기 위해, 신경 혈관 결합의 강도에 관한 정보로 이미 충분하다. 이로써, 혈관 내피 기능의 검사에 신경 결합이 미치는 영향은 제거될 수 있어서, 내피 기능의 판단 시 오류가 방지되고 진단적 확실성이 현저히 개선된다.
또한, 환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법에 대한 과제는, 촬상 방법을 이용하여 기저기, 안저가 점멸광에 의해 자극되는 자극기 및 후치기(NP)에 걸쳐 눈의 안저 영상들의 영상 시리즈가 기록되는 제2 방법에 의하여 해결되는데, 안저는 2개의 서로 다른 스펙트럼 영역을 포함하는 측정광으로 조사되며, 영상 시리즈의 영상들의 세기값들로부터 안저의 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역을 위해 지수 신호들이 유도되고, 지수 신호들은 자극에 대한 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역의 혈관의 모세관성 혈관 응답을 나타내고, 지수 신호들 및/또는 지수 신호들로부터 평균화된 지수 신호로부터 절대적 또는 백분율적 최대 변화가 결정되고, 신경 혈관 결합을 위한 평가 기준으로 사용된다.
유리하게는, 제2 방법에서 영상 시리즈의 영상들로부터 안저의 동맥 또는 정맥 혈관의 적어도 하나의 혈관부를 위해 직경 신호들이 유도되고, 직경 신호들은 자극에 대하여 적어도 하나의 혈관부의 동맥 또는 정맥 혈관 응답을 나타내고, 직경 신호들로부터 평균화된 직경 신호가 형성되고, 평균화된 직경 신호의 절대적 또는 백분율적 최대 변화가 결정되며, 이러한 변화는 내피 기능을 위한 평가 기준을 나타낸다.
평균화된 지수 신호의 최대 변화 및 평균화된 직경 신호의 최대 변화로부터 지수가 형성되면서, 유리하게는, 신경 혈관 결합의 영향을 받지 않고 혈관 내피 기능을 평가하기 위한 평가 기준이 얻어진다.
2개의 서로 다른 스펙트럼 영역을 가지는 측정광을 이용하여 안저가 조사됨으로써, 영상들은 스펙트럼 영역들 중 각각 하나의 스펙트럼 영역에 의해 결정되는 2개의 컬러 채널에 배정될 수 있고, 지수 신호가 신호로서 형성될 수 있으며, 이러한 지수 신호는 2개의 컬러 채널의 세기값들로부터 유도된다.
촬상 방법은 광 간섭 단층촬영에 기반하여 수행되고 영상들은 OCT 영상들인 것이 유리하다.
바람직하게는, 점멸광은 측정광과 상이한 스펙트럼 영역을 포함하여, 측정광 및 점멸광은 서로 무관하게 설정될 수 있다.
유리하게는, 지수 신호 및/또는 직경 신호의 최대 변화는 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역 및/또는 적어도 하나의 혈관부에 배정되어 매핑 영상에서 컬러로 코딩되어 제시된다.
환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 장치에 대한 과제는 다음을 포함하는 제1 장치에 의하여 해결된다:
- 안저의 적어도 하나의 부분이 자극되게 하는 점멸광을 생성하기 위한 조사 유닛을 포함하고 눈의 안저 영상들의 영상 시리즈를 생성하기 위한 촬상 시스템으로, 이러한 영상들은 안저를 특징짓는 혈관 구조의 세기, 혈관의 모세관 밀도, 혈관의 혈액 속도, 혈류 또는 혈액량을 영상으로 나타내는 것인, 촬상 시스템,
- 영상 시리즈의 영상들로부터 모세관성 혈관 영역들 및 동맥 및 정맥 혈관의 혈관부들을 선택하기 위해 설계되는 데이터 및 영상 처리 유닛,
- 선택되는 모세관성 혈관 영역들 및 선택되는 혈관부들에 배정되는 신호들을 유도하는 유닛,
- 신호 분석 유닛 및
- 결과 및 제시(presentation) 유닛.
또한, 환자의 눈에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 장치에 대한 과제는 제2 장치에 의하여 해결되는데, 제2 장치는:
- 조사를 위한 적어도 2개의 스펙트럼 영역을 가지고 측정광을 생성하고 안저의 자극을 위한 점멸광을 생성하기 위해 설계되는 조사 유닛을 포함하며 눈의 안저 영상들의 영상 시리즈를 생성하기 위한 촬상 시스템,
- 영상 시리즈의 영상들에서 모세관성 혈관 영역들 및 동맥 및 정맥 혈관의 혈관부들을 선택하기 위해 설계되는 데이터 및 영상 처리 유닛,
- 선택되는 모세관성 혈관 영역들에 배정되는 지수 신호들을 유도하는 유닛,
- 선택되는 혈관부들에 배정되는 직경 신호들을 유도하는 유닛,
- 신호 분석 유닛 및
- 결과 및 제시 유닛을 포함하고,
조사 유닛은 적응적으로 제어 가능한 LED들의 구조화된 배치에 의하여 기하학적 형상 및 치수가 시간에 따라 변화 가능하며 적어도 3개의 서로 상이한 스펙트럼 영역을 포함하는 조사 구조물로서 형성되고, 따라서 선택되는 모세관성 혈관 영역들 및/또는 선택되는 혈관부들은 적응적으로 조사 및 자극될 수 있다.
유리하게는, 촬상 시스템은 디지털 영상 센서를 포함하는 안저 카메라, 광 간섭 단층촬영(OCT), 스캐닝 촬상 시스템 또는 적응 광학계를 포함하는 시스템으로 형성된다.
유리하게는, 2개의 스펙트럼 영역을 포함하는 LED들은 측정광을 생성하고, 제3 스펙트럼 영역을 포함하는 LED들은 이와 무관하게 제어 가능한 방식으로 점멸광을 생성한다.
또한, 측정광을 생성하는 LED들의 스펙트럼 영역들은 바람직하게는 녹색 및 적색이고, 점멸광을 생성하는 LED들의 스펙트럼 영역은 청색이다.
디지털 영상 센서는 유리하게는 적어도 2개의 컬러 채널을 포함하는 컬러 영상 센서이다.
대안적으로, 디지털 영상 센서가 단색(monochromatic) 영상 센서인 것이 유리한데, 측정광의 스펙트럼 영역들은 디지털 영상 센서의 스펙트럼 감도 내에 위치하고, 점멸광의 스펙트럼 영역은 디지털 영상 센서의 스펙트럼 감도 밖에 위치한다.
이하, 본 발명은 실시예들 및 도면들을 참조로 하여 더 상세하게 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1: 방법의 지속시간에 걸쳐 지수 신호 및 직경 신호의 시간상 경과를 나타내는 도면.
도 2: 방법을 수행하기 위해 적합한 장치의 블록 회로도.
도 3: 예시적으로 모세관성 혈관 영역들, 시신경 유두 상의 모세관성 혈관 영역, 측정 위치들 및 혈관부들이 제공되는 안저를 나타내는 도면.
도 4: 방법을 수행하기 위해 적합한 다른 장치의 블록도.
도 1을 참조하면, 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 방법에서 촬상 방법을 이용하여 눈(A)의 안저 영상들의 영상 시리즈는 바람직하게는 기저기(BP), 안저가 점멸광에 의해 자극되는 자극기(SP) 및 후치기(NP)에 걸쳐 기록된다.
영상 시리즈로부터 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역(KGB)을 위해 신호가 유도되고, 이 신호는 망막의 자극에 대한 모세관성 혈관의 모세관성 혈관 응답(측정값들의 신호)를 나타내고, 자극기(SP) 중에 이러한 신호의 최대 변화는 신경혈관결합(NVK)을 위한 평가 기준(바이오마커)을 나타낸다. 기본적으로, 이러한 모세관성 혈관 응답(혈관 신호)은 자극기(SP) 중에 망막 내에서 또는 시신경 유두 상에서 모세관성 혈류 또는 모세관성 혈액 속도, 모세관성 혈관 직경 또는 모세관 혈액량의 변화일 수 있다.
어떤 촬상 방법을 이용하여 적어도 하나의 영상 시리즈가 형성되는지 또는 어떤 측정값들을 참조로 NVK가 결정되는지는 중요하지 않다.
영상들의 영상 시리즈는 예컨대 광 간섭 단층촬영(OCT)에 의해, 스캔 공정을 통해 또는 다른 광학 결상 방법에 의해 생성될 수 있다.
방법에 대한 이하의 실시예에서, 유리하게는, 망막의 모세관성 혈관 영역들(KGB) 또는 유두 모세관성 혈관 영역들(KGB)(유두 상)에서 반사되는 측정광 비율의 변화를 야기하는 모세관 혈액량 변화 또는 모세관성 혈관의 혈관 직경은 정규화된 세기 신호(지수 신호, Q(t, x, y))에 의해 감지되고, 이러한 신호는 모세관성 혈관 응답으로서 NVK의 검사를 위해 사용된다.
유리하게는 본 방법에는 큰 동맥 및/또는 정맥 망막 혈관들에서 내피 기능의 검사가 통합된다.
단계 0:
방법의 시작 시, 검사자에게는 서로 상이한 의학적 질의를 포함하는 다양한 검사에 관한 검사 프로그램 메뉴가 제공된다. 검사 매개변수의 선택에 의해 측정광의 매개변수 및 점멸광의 매개변수가 설정된다.
검사자는
0-1: 자유 선택되는 매개변수(자유 매개변수 선택)
0-2: 비교 매개변수들(비교 모듈) 및
0-3: 반복 매개변수들(반복 모듈)
의 설정들 사이에서 선택할 수 있고, 이는 이하의 방법 단계들에 설명된 바와 같다.
단계 0-1: 자유 매개변수 선택
연구의 질의를 위해 자유 매개변수 선택이 중요한 경우가 자주 있다. 바람직하게는, 검사자에게는 자동 사전 설정을 위한 이하의 매개변수가 제공되고, 선택 후, 매개변수 집합은 검사자가 부여한 이름을 포함하여 비교 및 반복 검사를 위한 신규 프로그램으로 저장된다.
단계 0-1-1: 측정광의 설정(측정광 매개변수)
- 영상 시리즈로부터 정규화된 세기 신호(지수 신호, Q(t, x, y))가 유도되어야 할 시, 측정광의 2개의 스펙트럼 영역, 바람직하게는 녹색 및 적색의 확정, 그리고 영상 시리즈로부터 정규화되지 않은 세기 신호가 유도되어야 할 시, 예컨대 녹색의 스펙트럼 영역의 확정
- 측정광의 빔 세기의 확정(수동 또는 자동으로 추가 제어 가능, 영상 밝기에 의해 제어됨)
- 자극기(SP) 중에 시간 거동의 확정. 측정광 및 점멸광이 동일한 스펙트럼 영역(예: 녹색)을 포함하는 경우, 예컨대 25 Hz의 영상 시리즈 주파수에서 자극기(SP) 중에 측정광은 소정의 변조 깊이를 가지는 각각의 제2 영상에서 차단됨으로써, 점멸광 자극 주파수는 12.5 Hz로 구현된다. 유리하게는, 측정광 및 점멸광을 위해 상이한 스펙트럼 스펙트럼 영역이 확정된다. 바람직하게는, 청색도 적색과 연계하여 추가적 측정광으로서 적합하다.
단계 0-1-2: 점멸광의 설정(점멸광 매개변수)
- 휘도 점멸(luminance flicker) 또는 컬러 점멸로 설정
휘도 점멸 시, 점멸광의 확정된 스펙트럼 영역은 오로지 다른 점멸 매개변수들에 상응하여서만 변조된다. 컬러 점멸의 경우 점멸광은 오로지 점멸 주파수를 가지는 스펙트럼 영역만을 변경하고, 이는 상이한 컬러를 가진 LED들의 상호 전환을 의미한다.
- 컬러 LED들의 스펙트럼 영역들의 설정은 각 점멸 방식에 따라 수행되고, 예컨대 컬러 점멸 시, 청색 LED의 점멸광이 녹색 LED로 변경되는 것이 확정된다.
- 점멸광의 변조 설정
본 예시에서 검사자는 점멸광의 각각의 반주기(half period)를 위한 자극 형태를 다음의 매개변수를 이용하여 확정할 수 있다:
- 세기 최대값
- 세기 최소값
- 변조 깊이
- 세기 상승
- 세기 감소
- 세기 최대값의 길이
- 파형 또는 점프형 변조
녹색 및 적색의 스펙트럼 영역이 측정광으로 선택된 실시예에서, 예컨대 청색이라는 컬러는 측정광의 스펙트럼 영역 내에 위치하지 않고 점멸광을 위해 확정된다. 이로써 점멸 주파수는 기본적으로 영상 시리즈 주파수와 무관하게 확정될 수 있다.
단계 0-1-3: 검사기의 설정(기 매개변수)
기저기(BP), 자극기(SP) 및 후치기(NP)라는 검사기들의 길이가 설정된다.
단계 0-1-4:
자유 설정되는 모든 매개변수는 하나의 매개변수 집합으로 취합되고 검사명을 포함하여 저장되며 검사 프로그램의 재선택 시 제공된다.
단계 0-2: 비교 모듈(동일한 의학적 질의를 위해 다양한 눈(A)에 대한 동일한 검사 조건들 보장)
검사 메뉴로부터 의학적 질의를 위해 원하는 검사 프로그램이 검색되고, 선택된 검사 프로그램에 대한 부속 매개변수 집합이 로딩된다. 고려되는 제어 알고리즘을 통하여 방법을 수행하기 위한 장치의 LED들이 적절하게 제어됨으로써, 측정광 및 점멸광은 가변적 및 적응적으로 선택된 검사 프로그램에 맞게 조정된다.
단계 0-3: 참조 측정 위치를 포함하는 반복 모듈(동일한 눈(A)에 대한 후속 세션들에서 동일한 검사 조건들 보장)
환자와 관련된 데이터베이스를 통하여, 이미 1회 검사받은 눈(A)이 검색되고, 최종 검사로부터 저장된, 수행된 검사의 매개변수 집합들이 사전 설정된다.
눈(A)에 대한 장치의 설정 중에, 이동 교정은 세션들 사이에서 영상 시리즈의 영상들에서 감지되는 안저 영역들이 정확하게 일치하도록 보장한다.
모든 매개변수의 설정 후 검사 방법은 다음과 같이 시작한다.
단계 1:
환자의 머리는 촬상 시스템(1)에 마주하여 머리와 턱을 고정하는 받침대 위에 고정된다. 촬상 시스템(1)은 산란광이 적고 반사가 없는 안저 영상을 제공하는 방식으로 검사할 눈(A)에 대해 설정된다.
단계 2:
기저기(BP)의 시작과 함께, 촬상 시스템(1)은 영상들의 영상 시리즈 수집을 시작한다. 디지털 영상 센서(2)로서 컬러 센서를 사용할 시, 2개의 스펙트럼 영역을 포함하는 측정광, 예컨대 녹색 및 적색의 측정광을 이용하여 안저를 조사할 시 2개의 컬러 채널을 통해 영상들이 동시에 생성된다. 이러한 영상들은 이하에서 2개의 컬러 채널이 배정되는 영상을 의미한다. 대안적으로 디지털 영상 센서(2)로서 단색 영상 센서가 사용될 수 있다. 영상 시리즈에 대해 동시에, 예컨대 적색 및 녹색 측정광을 이용하여 시간에 따라 교번적인 조사 공정을 수행함으로써, 마찬가지로 영상들이 생성되는데, 이러한 영상들은 교번적으로 의사(pseudo) 녹색 컬러 채널 및 의사 적색 컬러 채널에 배정되는데, 이하에서는 쌍을 지어 2개의 컬러 채널이 배정되는 영상들을 의미한다. 측정광 변경에 의해 예기치 않은 자극을 방지하기 위해, 영상 변경 및 분광학적 측정광 변경은, 가능한 자극 효과가 근소한 수준에 이를 정도의 주파수로 수행된다. 점멸광은 기저기(BP) 중에 차단된 채로 유지된다.
단계 3:
영상 시리즈의 영상들은 눈 이동과 관련하여 이동 교정된다. 안저의 영상들에서 모세관성 혈관 영역들(KGB)이 선택되고 바람직하게는 이와 동시에, 영상들이 수집되기 시작하면서 영상들의 적색 및 녹색 컬러 채널의 세기값들로부터 지수 신호들(Q(t, x, y))이 형성되고, 선택되는 모세관성 혈관 영역들(KGB) 중 하나에 각각 배정 및 저장된다.
기저기(BP)의 지속시간에 걸쳐 지수 신호들(Q(t, x, y))의 매개변수들의 값들은 기저값들을 제공하고, 이러한 기저값들로부터 평균 기저값이 결정된다.
단계 4:
유리하게는, 동시에, 영상 시리즈의 영상들의 녹색 컬러 채널들의 세기값들로부터 직경 신호들(D(t, x, y))이 유도된다. 이를 위해, 각각 하나의 측정 위치(M(x, y))에 배정되는 선택된 혈관부들(GA)을 따라 혈관 직경이 분절(segment) 마다 산출되고, 위치 교정되어 저장되며 동기화 신호에 또는 영상 시리즈의 개별 영상들에 배정된다. 산출된 직경들로부터 각 혈관 분절을 위한 직경 신호들(D(t, x, y))이 형성된다. 기저기(BP)의 지속시간에 걸쳐 직경 신호들(D(t, x, y))의 매개변수들의 값들은 기저값들을 제공하고, 이러한 기저값들로부터 평균 기저값이 결정된다.
단계 5:
기저기(BP)에는 자동으로 자극 시간, 및 점멸광을 이용한 자극을 위해 전달되는 매개변수 집합을 포함하는 자극기(SP)가 연결된다. 언급된 혈관 신호들, 즉, 지수 신호들(Q(t, x, y)) 및 직경 신호들(D(t, x, y))은 자극기(SP) 중에 영상 시리즈로부터 추가로 유도된다. 디지털 영상 센서(2)로서 단색 영상 센서를 사용하는 경우에, 청색 점멸광의 명기(light phase)에서 2개의 스펙트럼 영역을 가지는 측정광은 영상 시리즈에 대해 동시에 차단되는 반면, 점멸광의 암기(dark phase)에서 측정광은 켜지고 영상들이 생성되며 결국 혈관 신호들이 생성된다. 단색 영상 센서가 청색 점멸광에 대해 감도를 가지지 않을 시, 영상들의 수집 및 혈관 신호들의 유도는 점멸광의 명기 중에도 수행될 수 있다. 점멸에 따르는 지수 신호들(Q(t, x, y)) 및 직경 신호들(D(t, x, y))의 변화는 이러한 신호들의 분산 및 확장과 관련하여 평가된다. 개별적 지수 신호들(Q(t, x, y)) 또는 평균화된 지수 신호(Q(t)) 또는 개별적 직경 신호들(D(t, x, y))을 위해, 또는 동맥 혈관부들(GA) 및 정맥 혈관부들(GA)을 위해 각각 별도로 평균화된 직경 신호(Dt)가 형성된다. 평균화된 지수 신호(Q(t))로부터 Qmax가 결정되고, 평균화된 직경 신호들(D(t))로부터 각각 Dmax가 신호의 최대 변화로서 결정된다.
단계 6:
자극기(SP)의 종료 후, 검사의 후치기(NP)가 시작되고, 점멸광은 차단되고, 후치기(NP)가 종료될 때까지 연속적인 측정이 계속된다. 자극기(SP) 및 후치기(NP)는 신호들의 평균값 형성을 위해 수 회, 바람직하게는 3회 교번적으로 반복될 수 있다.
단계 7:
신호들(Q(t, x, y), D(t, x, y))은 선택된 KGB 및 GA에 걸쳐 평균화되고, 기록되며 측정 프로토콜로서 유도된 신호 변화 최대값들을 포함하여 출력된다.
방법을 수행하기 위해 적합한 장치에 대한 일 실시예는 이하에 설명된다.
이러한 장치는 도 2에서 블록 회로도로 도시되어 있는 바와 같이 디지털 영상 센서(2), 및 측정광 및 점멸광의 생성을 위한 조사 유닛(3)을 포함하며 본원에서 수정형(modified) 망막 카메라인 촬상 시스템(1), 제어 유닛(4), 데이터 및 영상 처리 유닛(5), 직경 신호들을 유도하기 위한 유닛(6), 신호 분석 유닛(7), 결과 및 제시 유닛(8), 입력 및 출력 유닛(9) 및 지수 신호들을 유도하기 위한 유닛(10)을 포함한다.
조사 유닛(3)은 망막 카메라의 조사빔 경로 내에서 동공에 연결되는(conjugated) 평면 내에 배치되고, 즉, 조사 유닛은 눈(A)의 동공 내에 결상된다. 눈(A)의 안저는 디지털 영상 센서(2)의 수신면에서 뚜렷하게 결상된다.
바람직하게는, 조사 유닛(3)은 예컨대 3개의 상이한 스펙트럼 특성을 가지는 LED들, 바람직하게는 청색, 녹색 및 적색 스펙트럼 영역에서의 작은 광원들로부터 구성되는 적응적이고 구조화된 링 형상의 배열체이다. LED들은 제어 유닛(4)을 통해 제어됨으로써, 상이한 컬러의 LED들의 LED 광 세기는 서로 무관하게 별도로 모델링된다. LED 광의 변조는 측정광으로서의 광의 빔 세기 설정을 가능하게 해야할 뿐만 아니라, 주파수, 변조 등급 및 변경광 형상(예: 명기와 암기 사이에서 파형 내지 점프형의 대칭 또는 비대칭 변경)의 설정 가능한 매개변수들을 이용하여 높은 빔 세기 및 작은 빔 세기 사이의 변경에 의해 점멸광의 설정도 가능하게 해야 한다. 유리하게는, 활성 (발광) LED들에 의해 형성되는 발광 구조물은 기하학적 형상 및 치수에서, 예컨대 활성으로 형성되는 발광 링의 폭 및 직경이 적응적으로 조정 가능하다. 예컨대 시간에 따라 변경되는 얇거나 넓은 링 또는 하프링(half ring) 또는 지점으로서 시간-기하학적 활성 LED 구조물의 적응성을 통해, 링 형상의 LED 배열체는 조사측의 개구 조리개(aperture diaphragm) 내에서 (특히 혈관들 상에서) 산란광 또는 반사광을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 이로써, 동적 혈관 분석은 매우 신속하게 무산동 정적 혈관 분석 모드로 전환될 수 있고, 그 반대로도 전환될 수 있다. 이와 동시에, 이러한 적응성을 통해, 안저의 포커싱은 샤이너(Scheiner)의 조리개 원리를 통해 수행될 수 있다. 또한, 검사 중에 교번하는 구조 변화는 상이한 기하학적 조사 형상을 포함하는 영상 시리즈를 감지하기 위해 사용될 수 있다.
디지털 영상 센서(2)는 녹색 및 적색 측정광의 조사 시 녹색 및 적색 컬러 채널에 배정되는 영상들을 동시에 생성하는 컬러 센서일 수 있다. 2개의 동시 영상은 각각 2개의 컬러 채널이 배정되는 영상을 의미한다.
유리하게는, 디지털 영상 센서(2)로서 단색 영상 센서가 사용되고, 단색 영상 센서는 바람직하게는 측정광의 2개 스펙트럼 영역에 대해서만 감도를 포함하고, 점멸광의 스펙트럼 영역에 대해서는 감도를 포함하지 않는다. 적색 및 녹색 측정광을 이용하여 영상적으로 교번적으로 영상 시리즈와 동시에 안저의 조사 시, 의사 녹색 또는 의사 적색 컬러 채널에 영상들이 교번적으로 배정된다. 차례로 수집되는 각각 2개의 영상은 2개의 컬러 채널이 배정되는 영상을 의미한다. 영상 시리즈 주파수는 측정광의 컬러 변경이 자극 효과를 야기하지 않을 정도로 설정된다.
유리하게는, 단색 영상 센서의 2개의 의사 컬러 채널은 컬러 영상 센서보다 높은 감도를 포함하고, 단색 영상 센서는 더 높은 분해능을 포함한다.
디지털 영상 센서로서 컬러 영상 센서를 사용하는 경우뿐만 아니라 단색 영상 센서를 사용하는 경우에도, 측정광 및 점멸광을 위한 스펙트럼 영역들을 자유 선택할 수 있는데, 다만 이러한 스펙트럼 영역들은 서로 상이해야 한다.
적응적 제어 유닛(4)은 데이터 및 영상 처리 유닛(5)과 연결되고, 데이터 및 영상 처리 유닛은 다시 디지털 영상 센서(2)와 연결된다. 적어도, 이러한 LED들이 측정광을 방출할 때, 디지털 영상 센서는 조사 유닛(3)의 개별 LED들을 서로 별도로, 서로 상이한 빔 세기로 영상시리즈에 대해 동시적으로 제어한다. 점멸광의 주파수(명암 간의 변경)는 동기화 신호에 의해 제어되고, 동기화 신호는 디지털 영상 센서(2)에 의해 생성되고 제어 유닛(4)에 전달된다. 동기화 신호를 이용하여, 방법 단계들 중에 형성되는 신호들은 디지털 영상 센서(2)에 의해 수집되는 영상 시리즈와 동기화된다. 동기화 신호가 디지털 영상 센서(2)로부터 또는 영상 시리즈의 영상들의 수집도 제어하는 데이터 및 영상 처리 유닛(5)에 의해 정해지는지의 여부는 상관없다.
단색 영상 센서와 상이하게, 컬러 영상 센서는 바람직하게는 25 Hz의 영상 시리즈 주파수로 안저 영상들을 수집함으로써, 바람직하게는 점멸 주파수로 12.5 Hz가 얻어진다. 그러나 본 발명에 따르면 다른 임의의 영상시리즈 주파수도 본 장치 및 방법을 위해 점멸 주파수에 동기화되어 사용될 수 있다. 영상시리즈 주파수 및 점멸 주파수는, 측정광 및 점멸광의 스펙트럼 영역들의 중첩이 없을 시, 서로 동기화되지 않아야 한다.
디지털 영상 센서(2)와 연결되는 데이터 및 영상 처리 유닛(5)은 영상시리즈를 수신한다. 도 3을 참조하면, 검사자는 영상들에서 데이터 및 영상 처리 유닛(5) 및 입력 및 출력 유닛(9)을 통하여 망막 내에서 또는 시신경 유두에서 모세관성 혈관 영역들(KGB)을 선택하고 이러한 혈관 영역들에 각각 하나의 측정 위치(M(x, y))를 배정한다. 측정 위치(M(x, y))는 화소 또는 영상 영역에 의해 정의될 수 있고, 따라서 디지털 영상 센서(2)의 픽셀 또는 픽셀군에 의해 정의될 수 있다. 측정 위치(M(x, y))는 KGB의 면중심 또는 KGB 내의 선택된 다른 지점일 수 있다. 또한, 영상들에서 큰 정맥 및 동맥 혈관부들(GA)이 선택되고, 이러한 혈관부들에는 마찬가지로 측정 위치들(M(x, y)) 및 본원에서 바람직하게는 각각의 혈관 분절의 중심점을 나타내는 화소들 또는 개별 픽셀들 또는 본원에서 디지털 영상 센서(2) 상의 혈관 분절들 또는 픽셀군을 나타내는 영상 영역들이 분절 방식으로 배정된다. 선택되는 KGB는 유리하게는 선택된 혈관부들(GA) 사이에 위치한다.
KGB들에 배정되는 측정 위치들(M(x, y))의 좌표 및 측정 위치들(M(x, y))에서 녹색 및 적색 측정광에 의해 생성되는 녹색 및 적색 세기값들은 지수 신호들을 유도하기 위한 유닛(10)에 전달된다.
직경 신호들을 유도하기 위한 유닛(6)에는 혈관 분절들 또는 배정된 측정 위치들(M(x, y))의 좌표 및 녹색 측정광에 의해 생성되는 세기값들이 전달된다.
지수 신호들을 유도하기 위한 유닛(10)은 온라인으로 영상마다 그리고 시간에 따라 KGB들의 모든 측정위치들(M(x, y))을 위해 영상들의 녹색 및 적색 세기값들로부터 지수를 형성하고, 이러한 값들을 지수 신호들(Q(t, x, y))로서 신호 분석 유닛(7)에 전달한다.
직경 신호들을 유도하기 위한 유닛(6)은 오로지, 본 장치를 이용하여 유리하게는 신경 혈관 결합의 검사에 대해 부가적으로 혈관 내피 기능도 검사해야 할 시에만 구비되어야 한다. 직경 신호들을 유도하기 위한 유닛(6)은 온라인으로 녹색 컬러 신호들의 영상 처리에 의해 분절 방식으로 그리고 영상마다 직경을 결정하고, 시간 및 위치 종속적으로 직경 신호들(D(t, x, y))을 형성하며 이러한 신호들을 신호 분석 유닛(7)에 전달한다. 이 위치에서, 복수의 혈관 분절들이 취합됨으로써 혈관 분절들의 직경 신호들(D(t, x, y))로부터, 전체 혈관부들(GA)을 위해 또는 감지 및 평균화된 모든 동맥 또는 정맥의 직경 신호들(D(t))에 걸쳐 직경 신호들(D(t, x, y))이 형성되고, 이러한 직경 신호들은 결과 및 제시 유닛(8)을 통해 검사자에게 그래픽적으로 표현 및 출력된다. 신호 분석 유닛(7)에서는 예컨대 자극기(SP)에서의 확장 최대값과 같이 내피 기능을 설명하는 통상적인 혈관 매개변수가 계산되고 결과 및 제시 유닛(8) 및 입력 및 출력 유닛(9)을 통하여 출력된다. 또한, 결과 및 제시 유닛(8)은 매핑 영상들을 구축하는 역할을 한다.
신호 분석 유닛(7)은 혈관 분절들 또는 혈관부들(GA)을 위한 직경 신호들(D(t, x, y))로부터 또는 평균화된 직경 신호들(D(t))로부터 최대 확장(Dmax)과 동일한 혈관 직경의 최대 변화 및 모세관성 혈관 영역들(KGB)을 위한 지수 신호들(Q(t, x, y))로부터 최대 변화(Qmax)를 신호들의 매개변수로서 결정한다. 최대 확장(Dmax)은 내피 기능을 나타내고, 최대 변화(Qmax)는 NKV를 나타낸다. 매개변수들은 결과 및 제시 유닛(8)에 전달되고, 결과 영상(매핑 영상)에서 위치에 맞게(이동 보정되어) 등록되고 검사 결과로서 출력된다.
NVK 및 내피 기능에 대한 검사 결과는 별도로 평가될 수 있으나, 유리하게는 의학적으로 연관되어 평가될 수 있다.
지수 신호들(Q(t, x, y))을 참조로 NVK를 검사하는 것은, 분광학적으로 정규화된 세기값들을 참조로 하여 KGB들의 혈액량을 감지한다는 이점이 있다. 이러한 세기값들은 조사와 무관하므로, 눈 이동에 따라 측정 위치들(M(x, y))의 상이한 조사는 NVK를 나타내는 매개변수에 기껏해야 근소한 영향을 미친다.
간략히 말하여, 2개의 스펙트럼 영역의 세기값들로부터 형성되는 지수 신호(Q(t, x, y)) 대신에 예컨대 녹색 스펙트럼 영역과 같은 하나의 스펙트럼 영역의 세기 신호만이 NVK를 검사하기 위해 형성될 수 있다. 물론, 이 경우 이동 종속적인 조사 변화는 감수해야 하거나 이러한 변화를 차단하기 위한 다른 방안들이 조치되어야 한다. 따라서 예컨대 안저에서 또는 시신경 유두 상에서 점멸 자극의 효과 범위 내에 있지 않은 측정 위치들에서 세기 신호의 정규화가 수행될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르는 방법 및 본 발명에 따르는 장치의 다른 실시예는, 전술한 바와 같은 수정형 망막 카메라 대신 레이저 스캐너가 촬상 시스템(1)으로 사용되는 것에서 얻어지는데, 이러한 레이저 스캐너는 이미 전술한 측정광 및 점멸광의 스펙트럼 영역에 맞게 파장이 동조되는 레이저빔을 포함한다. 이러한 방법 및 장치는 이상의 설명과 유사하게 형성된다.
촬상 시스템(1)으로 또는 촬상 시스템(1)의 컴포넌트로서 적응 광학계가 사용되는 것도 본 발명에 따르는 장치에 포함된다. 이 경우에도 마찬가지로, 전술한 바와 같이 지수 신호들(Q(t, x, y)) 및 직경 신호들(D(t, x, y))이 형성될 수 있다.
다른 실시예들은 광 간섭 단층촬영(OCT)에 기반하여 촬상 시스템(1)을 사용하는 것에서 얻어진다. 이때 영상들, 이 경우 소위 OCT 영상들로부터 신호들이 유도되고, 이러한 신호들은 큰 혈관의 국소적 혈관 직경 및/또는 모세관의 국소적 혈액량 또는 국소적 관류를 나타낸다. 이러한 신호들은 국소적 혈류, 국소적 혈액 또는 세포 속도 또는 모세관 밀도로부터 유도될 수 있고, 마찬가지로 다양한 관점으로부터 점멸광에 대한 혈관 반응을 나타낸다. 광 간섭 단층촬영(OCT)에 기반하는 촬상 시스템(1)은 예컨대 조영술(OCT-A)인데, 이러한 조영술의 OCT 영상들에서 신호들은 이동된 혈액 세포 밀도에 의해 또는 혈액 세포가 관류하는 모세관에 의해 표현된다.
기본적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 장치는 눈(A)의 안저의 영상들의 영상 시리즈를 생성하기 위한 임의의 촬상 시스템(1)을 포함할 수 있다. 촬상 시스템(1)은 오로지, 안저를 특징짓는 혈관 구조의 세기, 혈관의 모세관 밀도, 혈관의 혈액 속도, 혈류 또는 혈액량이 영상적으로 표현되는 영상들을 생성하기 위해서만 설계되어야 한다. 또한, 점멸광을 생성하기 위한 조사 유닛(3)이 구비되고, 이러한 조사 유닛을 이용하여 안저의 적어도 하나의 부분이 자극될 수 있다. 또한, 본 장치는 영상 시리즈의 영상들로부터 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및 동맥 및 정맥 혈관의 혈관부들(GA)을 선택하기 위해 설계되는 데이터 및 영상 처리 유닛(5), 선택되는 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및 선택되는 혈관부들(GA)에 배정되는 신호들을 유도하기 위한 유닛(11), 신호 분석 유닛(7) 및 결과 및 제시 유닛(8)을 포함해야 한다.
D(t, x, y) 직경 신호(시간 및 위치(x, y)의 함수)
D(t) 평균화된 직경 신호
Dmax 직경 신호(D(t, x, y))의 최대 변화
Q(t, x, y) 지수 신호(시간 및 위치(x, y)의 함수)
Qmax 지수 신호(Q(t, x, y))의 최대 변화
M(x, y) 측정 위치
BP 기저기
SP 자극기
NP 후치기
GA 혈관부
KGB 모세관성 혈관 영역
A 눈
1 촬상 시스템
2 디지털 영상 센서
3 조사 유닛
4 제어 유닛
5 데이터 및 영상 처리 유닛
6 직경 신호들을 유도하기 위한 유닛
7 신호 분석 유닛
8 결과 및 제시 유닛
9 입력 및 출력 유닛
10 지수 신호들을 유도하기 위한 유닛
11 신호들을 유도하기 위한 유닛

Claims (18)

  1. 환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위해, 점멸광을 이용하여 안저가 자극되는 동안, 촬상 방법을 이용하여 상기 눈(A)의 안저의 영상들의 영상 시리즈가 구축 및 기록되는 방법에 있어서,
    상기 영상 시리즈의 영상들로부터 상기 안저의 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역(KGB)을 위해 신호들이 유도되고, 이러한 신호들은 상기 점멸광에 의한 자극에 대하여 상기 모세관성 혈관 영역(KGB)의 모세관의 모세관성 혈관 응답을 나타내고, 상기 신호들의 최대 절대적 또는 백분율적 변화가 산출되며, 신경 혈관 결합을 위한 평가 기준으로 사용되는 것인, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 시리즈의 영상들로부터 상기 안저의 동맥 또는 정맥 혈관의 적어도 하나의 혈관부(GA)를 위해 신호들이 유도되고, 이러한 신호들은 상기 자극에 대한 동맥 또는 정맥 혈관 응답을 나타내고, 상기 신호들의 최대 절대적 또는 백분율적 변화가 산출되고, 이러한 변화는 내피 기능을 위한 평가 기준을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모세관성 혈관 응답의 상기 최대 절대적 또는 백분율적 변화는 상기 동맥 및/또는 정맥 혈관 응답의 상기 최대 절대적 또는 백분율적 변화를 위한 참조값으로 사용되고, 신경 혈관 결합의 영향을 받지 않고 혈관 내피 기능을 평가하기 위한 평가 기준을 나타내는 지수가 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈관 응답을 나타내는 신호들은 모세관 또는 이보다 큰 동맥 또는 정맥 혈관에서 세기들, 혈관 직경들, 혈액량값들, 상이한 스펙트럼 영역들로부터의 지수 신호들(Q(t, x, y)), 혈류값들 및 혈액 속도값들을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 눈(A)의 안저의 영상들의 영상 시리즈는 기저기(BP), 점멸광에 의해 상기 안저가 자극되는 자극기(SP) 및 후치기(NP)에 걸쳐 기록되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위해, 촬상 방법을 이용하여 상기 눈(A)의 안저의 영상들의 영상 시리즈가 기저기(BP), 점멸광에 의해 상기 안저가 자극되는 자극기(SP) 및 후치기(NP)에 걸쳐 기록되는 방법에 있어서,
    상기 안저는 2개의 서로 다른 스펙트럼 영역을 가지는 측정광으로 조사되고, 상기 영상 시리즈의 영상들의 세기값들로부터 상기 안저의 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역(KGB)을 위해 지수 신호들(Q(t, x, y))이 유도되고, 상기 지수 신호들은 상기 자극에 대하여 상기 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역(KGB)의 혈관의 모세관성 혈관 응답을 나타내고, 상기 지수 신호들(Q(t, x, y))로부터 및/또는 상기 지수 신호들(Q(t, x, y))로부터 평균화되는 지수 신호(Q(t))로부터 절대적 또는 백분율적 최대 변화(Qmax)가 결정되고, 신경 혈관 결합을 위한 평가 기준으로 사용되는 것인, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 영상 시리즈의 영상들로부터 상기 안저의 동맥 또는 정맥 혈관의 적어도 하나의 혈관부(GA)를 위해 직경 신호들(D(t, x, y))이 유도되고, 상기 직경 신호들은 상기 자극에 대한 상기 적어도 하나의 혈관부(GA)의 동맥 또는 정맥 혈관 응답을 나타내고, 상기 직경 신호들(D(t, x, y))로부터 평균화된 직경 신호(D(t))가 형성되고, 상기 직경 신호의 절대적 또는 백분율적 최대 변화(Dmax)가 결정되며, 이러한 최대 변화는 내피 기능을 위한 평가 기준을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 평균화된 지수 신호(Q(t))의 상기 최대 변화(Qmax) 및 상기 평균화된 직경 신호(D(t))의 상기 최대 변화(Dmax)로부터 지수가 형성되고, 상기 지수는 신경 혈관 결합의 영향을 받지 않고 혈관 내피 기능을 평가하기 위한 평가 기준을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상 방법은 광 간섭 단층촬영을 기반으로 수행되고 상기 영상들은 OCT 영상들인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점멸광은 상기 측정광과 상이한 스펙트럼 영역을 포함하고, 다양한 스펙트럼 영역들을 포함하는 상기 측정광 및 상기 점멸광은 서로 무관하게 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 최대 변화(Qmax 및/또는 Dmax)는 적어도 하나의 모세관성 혈관 영역(KGB) 및/또는 적어도 하나의 혈관부(GA)에 배정되어 컬러로 코딩되어 매핑 영상에서 제시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 장치로서, 안저의 적어도 하나의 부분을 자극할 때 사용되는 점멸광을 생성하기 위한 조사 유닛(3)을 포함하며 상기 눈(A)의 상기 안저의 영상들의 영상 시리즈를 생성하기 위해 설계되는 촬상 시스템(1)으로, 상기 영상들은 상기 안저를 특징짓는 혈관 구조의 세기, 상기 혈관의 모세관 밀도, 상기 혈관의 혈액 속도, 혈류 또는 혈액량을 영상으로 나타내는 것인, 촬상 시스템(1), 상기 영상 시리즈의 영상들로부터 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및 동맥 및 정맥 혈관의 혈관부들(GA)을 선택하기 위해 설계되는 데이터 및 영상 처리 유닛(5), 상기 선택되는 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및 상기 선택되는 혈관부들(GA)에 배정되는 신호들을 유도하기 위한 유닛(11), 신호 분석 유닛(7) 및 결과 및 제시 유닛(8)을 포함하는 장치.
  13. 환자의 눈(A)에서 신경 혈관 결합을 검사하기 위한 장치로서, 측정광을 생성하고 안저의 자극을 위한 점멸광을 생성하기 위해 설계되며 조사를 위해 적어도 2개의 스펙트럼 영역을 포함하는 조사 유닛(3)을 포함하며 상기 눈(A)의 안저의 영상들의 영상 시리즈를 생성하기 위한 촬상 시스템(1), 상기 영상 시리즈의 영상들에서 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및 동맥 및 정맥 혈관의 혈관부들(GA)을 선택하도록 설계되는 데이터 및 영상 처리 유닛(5), 상기 선택되는 모세관성 혈관 영역들(KGB)에 배정되는 지수 신호들을 유도하기 위한 유닛(10), 상기 선택되는 혈관부들(GA)에 배정되는 직경 신호들을 유도하기 위한 유닛(6), 신호 분석 유닛(7) 및 결과 및 제시 유닛(8)을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 조사 유닛(3)은 적응적으로 제어 가능한 LED들의 구조화된 배열에 의해, 적어도 3개의 상이한 스펙트럼 영역을 포함하며 기하학적 형상 및 치수가 시간에 따라 변화할 수 있는 조사 구조물로서 형성되고, 따라서 선택되는 모세관성 혈관 영역들(KGB) 및/또는 선택되는 혈관부들(GA)은 적응적으로 조사 및 자극될 수 있는 것인, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 측정광은 2개의 스펙트럼 영역의 LED들이 제어됨에 따라, 상기 점멸광은 제3 스펙트럼 영역의 LED들이 제어됨에 따라 서로 무관하게 생성될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 촬상 시스템(1)은 디지털 영상 센서(2)를 포함하는 안저 카메라로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 촬상 시스템(1)은 광 간섭 단층촬영(OCT) 또는 스캐닝 촬상 시스템 또는 적응 광학계를 포함하는 시스템인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 측정광을 생성하는 LED들의 스펙트럼 영역들은 적색 및 녹색이고, 상기 점멸광을 생성하는 LED들의 스펙트럼 영역은 청색인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 디지털 영상 센서(2)는 단색 영상 센서이고, 상기 측정광의 스펙트럼 영역들은 상기 디지털 영상 센서(2)의 스펙트럼 감도 내에 위치하고, 상기 점멸광의 스펙트럼 영역은 상기 디지털 영상 센서(2)의 스펙트럼 감도 밖에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
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