KR20210073673A - 형광 복강경 영상 정합 시스템 - Google Patents

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Abstract

가시광 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 조사하는 광원모듈; 상기 광원모듈과 광섬유 케이블을 통해 연결되어, 상기 광섬유 케이블을 통해 제공되는 파장 범위의 광을 진단부위에 조사하여, 상기 진단부위에 대한 가시광 영상 및 적외선 영상을 촬영하는 프로브; 상기 프로브와 연결되어, 상기 프로브를 통해 촬영된 영상을 처리 및 정합하여 디스플레이하는 이미징 모듈; 및 상기한 각 구성을 제어하는 제어모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 복강경 영상 정합 시스템을 제공한다.

Description

형광 복강경 영상 정합 시스템 {IMAGE REGISTRATION SYSTEM OF FLUORESCENCE LAPAROSCOPE}
본 발명은 형광 복강경 영상 정합 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 가시광 및 적외선광을 보다 효율적으로 상호 분리 및 획득하고, 노이즈를 최소화하여 영상으로 출력할 수 있는 형광 복강경 영상 정합 시스템에 관한 것이다.
복강경은 복강 및 복강 내부를 진찰 및 치료하기 위한 것으로, 이러한 복강경을 이용한 수술은 환자의 생체에 미치는 상해나 영향을 줄인 최소 침습 수술 방법의 하나이다. 이때, 복강경 수술은 복부에 작은 구멍을 내어 복강경을 삽입하고, 특수 카메라가 장착된 복강경에 의해 찍히는 영상을 모니터링하며 수술 도구로 복강 내 조직에 존재하는 병변을 치료할 수 있다.
여기서, 복강경 수술은 직접 환부를 볼 수 있는 개복수술에 비해 수술도구들을 원격 조작해야하기에 실시간으로 수술부위를 정확히 관찰하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 종래의 복강경은 단지 수술부위나 장기의 외부 표면만을 관찰하는 것이 가능할 뿐, 수술 또는 진단하고자 하는 장기 내 혈류 등은 관찰할 수 없다는 문제점이 있었다.
이를 보완하기 위한 기술로, 최근 형광 복강경에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 기존 형광 복강경은 크기가 크고, 고가일 뿐 아니라 형광 복강경 영상이 선명하지 않으며, 진단부위를 나타내는 형광 영상과 가시광 영상을 동시에 보여주지 못함으로써, 의료진이 사용하는데 불편함이 존재하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-0681233호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 가시광 및 적외선광을 보다 효율적으로 상호 분리 및 획득하고, 노이즈를 최소화하여 영상으로 출력할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템은 가시광 및 적외선광 중 적어도 어느 하나를 조사하는 광원모듈; 상기 광원모듈과 광섬유 케이블을 통해 연결되어, 상기 광섬유 케이블을 통해 제공되는 범위의 광을 진단부위에 조사하여, 상기 진단부위에 대한 가시광 영상 및 적외선광 영상을 촬영하는 복강경; 상기 복강경과 연결되어, 상기 복강경을 통해 촬영된 영상을 처리 및 정합하여 디스플레이하는 이미징 모듈; 및 상기한 각 구성을 제어하는 제어모듈;을 포함할 수 있다.
상기 광원모듈은 적외선영역의 광을 조사하는 제1 광원 및 가시광영역의 광을 조사하는 제2 광원을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 광원과 제2 광원 사이에는 다이크로익 필터(Dichroic Filter)가 위치할 수 있다.
또한, 상기 프로브는 체내에 삽입되는 부분인 복강경 및 상기 복강경의 일단에 결합된 카메라 헤드를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 프로브는 RGB-IR 센서 및 이미지 센서를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 도출될 수 있다.
첫째, 가시광 및 적외선광을 보다 효율적으로 상호 분리 및 획득하고, 노이즈를 최소화하여 영상으로 출력할 수 있다.
둘째, ICG와 같은 형광물질에 의해 형광 발현하는 진단부위의 적외선 영상과 가시광 영상이 정합된 영상과 더불어 적외선 영상 및 가시광 영상을 동시에 확인할 수 있기에, 병변의 상태를 정확하게 파악하고, 이에 맞는 치료를 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템을 예시한 것이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템의 이미징 모듈을 통해 디스플레이된 영상을 예시한 것이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈 및 이미징 모듈의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 예시한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템을 예시한 것이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템을 개략적으로 도시한 것이며, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템의 이미징 모듈을 통해 디스플레이된 영상을 예시한 것이고, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈 및 이미징 모듈의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 예시한 것이다.
도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템(10)은 광원모듈(100), 프로브(200), 광섬유 케이블(300), 이미징 모듈(400) 및 제어모듈(500)을 포함하여 구성된다.
광원모듈(Fluorescence FOI Module, 100)은 가시광 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 조사한다. 이때, 광원모듈(100)은 근적외선영역의 광을 조사하는 제1 광원(NIR)과, 가시광영역의 광을 조사하는 제2 광원(VIS)을 구비하고, 상기 두 광원 사이에는 다이크로익 필터(Dichroic Filter)가 위치할 수 있다.
일예로, 가시광(또는 백색광)의 색온도(CCT)는 5,500땜광속(Luminous flux)는 2,600 lm을 가질 수 있으나, 이에 한정되진 않는다. 또한, 근적외선광의 경우, 첨두 파장(Peak wavelength)이 785 nm, 출력(output)이 3,500 mw일 수 있으나. 이에 한정되진 않는다.
프로브(200)는 체내로 삽입되어, 체내를 촬영하는 구성요소로서, 광원모듈(100)과 광섬유 케이블(300)을 통해 연결되어, 광섬유 케이블(300)을 통해 제공되는 파장 범위의 광을 진단부위에 조사하여, 진단부위에 대한 가시광 영상 및 적외선광 영상을 촬영한다.
이때, 프로브(200)는 체내에 삽입되는 부분인 복강경(Laparoscope, 210) 및 복강경(210)의 일단에 결합된 카메라 헤드(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 프로브(200)는 FHD 급 내시경 광학계로서, RGB-IR 센서 및 이미지 센서(4.0 megapixel image sensor)를 구비할 수 있다. 일 예로, 복강경(210)은 FOV(Field of view)는 70°DOV(Direction of view)는 0°렌즈 외경은 10 mm, 유효길이는 324 mm를 가지도록 마련될 수 있으나, 이에 한정되진 않는다. 그리고, 카메라 헤드(220)는 콜리메이터 렌즈(Collimator lens) 및 노치필터(notch Filter)를 구비한다. 이때, 카메라 헤드(220)는 고 해상도를 제공하기 위하여 민감도가 우수한 카메라를 구비하는 것이 바람직하다. 민감도가 낮은 카메라의 경우, 센서의 반응성이 낮아 형광 발현하는 진단부위의 적외선 영상을 검출하지 못할 수 있다.
참고로, 광섬유 케이블(300)은 멸균 가능(Auto-Clavable)하고, 광원모듈(100)에서 프로브(200)로 가시광 및 근적외선 파장 범위의 광을 전송할 수 있다.
이미징 모듈(400)은 프로브(200)와 연결되어, 프로브(200)를 통해 촬영된 영상을 처리 및 정합하여 디스플레이한다. 이때, 이미징 모듈(400)은 프로브(200)를 통해 촬영된 가시광 영상 및 적외선 영상을 각각 처리하고, 처리된 영상을 정합하여 디스플레이장치(410)의 화면에 출력시킬 수 있다. 이때, 이미징 모듈(400)은 672×380, HD(720p), FHD(1080p) 및 2688×1520(4M)의 해상도를 가지는 영상을 제공할 수 있다. 참고로, 적외선 영상의 경우, ICG와 같은 약물에 의해 형광 발현하는 진단부위의 혈관 흐름, 해부학적 구조 및 림프절 관찰이 가능하다.
도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 복강경 영상 정합 시스템(10)은 사용자 인터페이스(GUI)를 제공하며, 사용자 인터페이스를 통해 형광 복강경 영상 정합 시스템을 제어하기 위한 사용자의 명령을 입력받을 수 있다. 사용자 인터페이스(GUI)는 광원모듈(100) 및 이미징 모듈(400)에 각각 구비될 수 있다. 이때, 사용자 인터페이스(GUI)는 터치패널, 버튼 키 등으로 형성될 수 있으며, 정보 입력을 위한 형태라면 어느 것이라도 적용 가능하다.
제어모듈(500)은 형광 복강경 영상 정합 시스템(10)을 구성하는 각 구성을 제어한다. 참고로, 후술할 제어모듈(500)은 이미징 모듈(400)에서 처리된 영상이 디스플레이장치(410) 화면 상 적합한 영역에 노출되도록 제어할 수 있다.
도3을 참조하면, 본 발명의 형광 복강경 영상 정합 시스템(10)은 디스플레이장치(410)를 통해 가시광 영상 및 근적외선 영상과 더불어, 두 개의 영상이 정합된 영상을 모두 제공한다. 이때, 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 입력되는 사항이 출력되는 영상에 반영되어, 이를 반영한 영상을 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 사용자의 입력사항에 따라 가시광 영상, 근적외선 영상 및 정합된 영상 중 어느 하나의 영상만이 디스플레이장치(410)를 통해 사용자에게 제공되는 것 또한 가능하다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 가시광 및 적외선광을 보다 효율적으로 상호 분리 및 획득할 수 있다. 이를 통해, 노이즈를 최소화한 영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.
10 : 형광 복강경 영상 정합 시스템
100 : 광원모듈
200 : 프로브
210 : 카메라 헤드
220 : 복강경
300 : 광섬유 케이블
400 : 이미징 모듈
410 : 디스플레이장치
500 : 제어모듈

Claims (5)

  1. 가시광 및 적외선 중 적어도 어느 하나를 조사하는 광원모듈;
    상기 광원모듈과 광섬유 케이블을 통해 연결되어, 상기 광섬유 케이블을 통해 제공되는 파장 범위의 광을 진단부위에 조사하여, 상기 진단부위에 대한 가시광 영상 및 적외선 영상을 촬영하는 프로브;
    상기 프로브와 연결되어, 상기 프로브를 통해 촬영된 영상을 처리 및 정합하여 디스플레이하는 이미징 모듈; 및
    상기한 각 구성을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는
    형광 복강경 영상 정합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원모듈은,
    적외선영역의 광을 조사하는 제1 광원; 및
    가시광영역의 광을 조사하는 제2 광원
    을 포함하는
    형광 복강경 영상 정합 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 광원과 제2 광원 사이에는 다이크로익 필터(Dichroic Filter)가 위치하는
    형광 복강경 영상 정합 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로브는,
    체내에 삽입되는 부분인 복강경; 및
    상기 복강경의 일단에 결합된 카메라 헤드
    를 포함하는
    형광 복강경 영상 정합 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로브는 RGB-IR 센서 및 이미지 센서를 포함하는
    형광 복강경 영상 정합 시스템.
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