KR20220170641A - 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광간섭 단층 촬영 방식으로 촬영 대상(예를 들면, 피부)을 효과적으로 스캔하여 영상을 제공하는 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법에 대한 것이다. 본 발명은, 촬영 대상을 스캐닝하는 스캐닝부; 및 상기 스캐닝부를 제어하고 상기 스캐닝부에서 획득된 정보를 처리하여 단층 영상을 생성하는 제어부;를 포함하고, 상기 스캐닝부는, 광간섭 단층 촬영을 위한 광을 생성하고 광간섭 신호를 처리하는 OCT부와, 상기 촬영 대상에 상기 광을 조사하고 상기 촬영 대상에서 반사된 신호를 상기 OCT부로 전달하는 OCT 프로브와, 상기 OCT 프로브 주변의 상기 촬영 대상의 표면 영상을 취득하는 카메라를 포함하는 광간섭 단층 촬영 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 광간섭 단층 촬영 방식으로 촬영 대상(예를 들면, 피부)을 효과적으로 스캔하여 영상을 제공하는 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법에 대한 것이다.
광간섭 단층 촬영(OCT, Optical Coherence Tomography)은 광을 이용하여 생체 조직과 같은 광학 산란 매체 내에서 내부 구조를 이미지화할 수 있는 영상 기술이다. OCT는 생체 내부를 비침습적으로 관찰할 수 있고, 생체 조직의 단면 영상을 취득하여 생체 조직의 이상 여부를 판단할 수 있도록 한다.
OCT 기술은 치과, 안과 등에서 치아나 잇몸, 안구의 상태 진단을 위해 사용되고 있다. 또한, OCT 기술은 피부 질환의 판단이나 피부의 노화 상태를 판단할 목적으로 사용될 수 있다.
일례로, 대한민국 공개특허 제10-2008-0081565호는 광을 피부에 조사하고 피부의 단층 영상을 획득하여 제시하는 피부 검사를 위한 광간섭 영상 시스템을 제시한다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2015-0016966호는 광간섭 단층 촬영 장치에 의해 얻어진 간섭 신호에 의거하여 피부의 상태를 평가하는 피부의 평가 방법 및 피부 평가 장치를 개시한다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2016-0090667호는 광 검출기에서 검출된 편광 신호를 기초로 위상지연값을 획득하여 피부 노화 정도를 진단하는 편광 민감도 광간섭성 단층 촬영 장치를 제시한다.
그런데, 이러한 종래 기술에서는 피부의 단층 영상을 제시하는 것을 제시하고 있을 뿐이고, 단층 영상을 획득하는 피부의 표면 영상을 함께 제공하지는 않는다. 또한, 종래 기술에서는, 피부에 접촉하는 프로브를 이동시키는 경우, 프로브의 이동 경로를 정확하게 파악하기 어려운 단점이 존재한다.
본 발명은 촬영 대상의 종단면을 광간섭 단층 촬영(OCT, Optical Coherence Tomography) 방식으로 촬영하고, 촬영 대상을 효과적으로 스캔하는 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광간섭 단층 촬영되는 위치가 변화되는 경우 광간섭 단층 촬영 위치의 변화 또는 궤적을 제시하는 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 촬영 대상을 스캐닝하는 스캐닝부; 및 상기 스캐닝부를 제어하고 상기 스캐닝부에서 획득된 정보를 처리하여 단층 영상을 생성하는 제어부;를 포함하고, 상기 스캐닝부는, 광간섭 단층 촬영을 위한 광을 생성하고 광간섭 신호를 처리하는 OCT부와, 상기 촬영 대상에 상기 광을 조사하고 상기 촬영 대상에서 반사된 신호를 상기 OCT부로 전달하는 OCT 프로브와, 상기 OCT 프로브 주변의 상기 촬영 대상의 표면 영상을 취득하는 카메라를 포함하는 광간섭 단층 촬영 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 카메라의 광축은 상기 OCT 프로브의 광축 방향으로 기울여지도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스캐닝부는 상기 OCT 프로브와 상기 카메라가 구비되고, 적어도 일부가 파지 가능한 하우징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 촬영 대상은 피부이고, 상기 스캐닝부는 피부를 스캐닝하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 카메라로부터 취득된 상기 표면 영상에서 모션 벡터를 추출하는 모션 벡터 추출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 모션 벡터를 이용하여 상기 스캐닝부 또는 상기 OCT 프로브의 스캔 궤적을 생성하는 스캔 궤적 생성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성부와, 상기 모션 벡터에 기반하여 폭이 조절되도록 상기 단층 영상을 합성하는 단층 영상 합성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모션 벡터 추출부는, 상기 표면 영상을 다운 스케일링하여 특징점을 추정한 후 원래의 상기 표면 영상에서 모션 벡터를 산출할 수 있다.
또한, 상기 스캔 궤적 생성부는 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상을 패치하여 상기 스캔 궤적을 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스캔 궤적 생성부는, 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상에서의 상기 OCT 프로브에 의해 폐색된 영역을, 다른 표면 영상에서의 대응되는 영역을 이용하여 복원할 수 있다.
또한, 상기 촬영 대상에 대한 영상이 사전에 제공되고, 상기 스캔 궤적 생성부는 사전에 제공된 상기 영상에 상기 스캔 궤적을 표시할 수 있다.
또한, 본 발명은, 촬영 대상에 대한 스캔을 시작하는 단계; 상기 촬영 대상에 대하여 OCT 프로브로 광간섭 신호를 획득하는 단계; 상기 OCT 프로브 주변의 상기 촬영 대상의 표면 영상을 획득하는 단계; 상기 광간섭 신호로부터 단층 영상을 생성하는 단계; 상기 표면 영상으로부터 모션 벡터를 추출하는 단계; 및 상기 모션 벡터를 이용하여 상기 단층 영상을 합성하거나 또는 상기 스캔의 궤적을 생성하는 단계;를 포함하는 광간섭 단층 촬영 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 단층 영상을 합성하는 단계는, 상기 모션 벡터로부터 상기 스캐닝부 또는 상기 OCT 프로브의 이동 속력을 산출하여 폭이 조절되도록 상기 단층 영상을 합성할 수 있다.
또한, 상기 스캔 궤적을 생성하는 단계는, 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상을 패치하여 상기 스캔 궤적을 생성할 수 있다.
상기 광간섭 단층 촬영 방법은, 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상에서의 상기 OCT 프로브에 의해 폐색된 영역을, 다른 표면 영상에서의 대응되는 영역을 이용하여 복원하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 스캔 궤적을 생성하는 단계는, 상기 촬영 대상에 대한 영상이 사전에 제공되고, 사전에 제공된 상기 영상에 상기 스캔 궤적을 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광간섭 단층 촬영되는 촬영 대상의 위치를 이미징부로 촬영하여 확인할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따르면, OCT 프로브를 구비한 스캐닝부의 이동 속도를 고려하여 정규화된 단층 영상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광간섭 단층 촬영로 촬영 대상을 스캔하는 경우, 광간섭 단층 촬영되는 피부 위치의 변화 또는 광간섭 단층 촬영 위치의 이동 궤적을 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액정 또는 OLED 디스플레이 등의 제조 공정에서의 기판의 합착, 또는 전자 소자 등의 실장 등을 위한 실런트의 도포 상태를 광간섭 단층 촬영 장치로 촬영하여 확인할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 제어부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서, 카메라에 의해 취득된 영상의 일례를 도시한 도면이다.
도 4의 (a)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하지 않고 일정 시간단위로 생성된 단층 영상을 예시한 도면이고, 도 4의 (b)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하여 생성된 단층 영상을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서 스캔 궤적 생성부에 의해 생성된 궤적을 디스플레이부에 표시한 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 제어부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서, 카메라에 의해 취득된 영상의 일례를 도시한 도면이다.
도 4의 (a)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하지 않고 일정 시간단위로 생성된 단층 영상을 예시한 도면이고, 도 4의 (b)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하여 생성된 단층 영상을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서 스캔 궤적 생성부에 의해 생성된 궤적을 디스플레이부에 표시한 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 광간섭 단층 촬영 장치(1)는 다양한 생체 조직에 대하여 적용할 수 있으나, 이하의 설명에서는 인체의 피부(3)를 대상으로 하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 인체의 피부(3)뿐만 아니라 스캐닝부(10)를 이동하여 광간섭 단층 촬영이 가능한 다른 신체 부위 또는 동물에 대해서도 본 발명의 기술적 사상 내에서 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치(1)는, 피부(3)를 스캐닝하는 스캐닝부(10), 상기 스캐닝부(10)를 제어하고 스캐닝부(10)에서 획득된 정보를 처리하는 제어부(20), 상기 제어부(20)에서 처리된 결과를 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부(30)를 포함할 수 수 있다.
스캐닝부(10)는 단층 촬영의 대상이 되는 피부(3)의 단층 영상과 표면 영상을 획득하기 위하여 피부(3)를 스캐닝한다. 일 실시예에 있어서, 시술자는 스캐닝부(10)를 파지하여 스캐닝부(10)를 피부(3)의 표면에 위치시키거나 피부(3)의 표면을 따라 이동시킬 수 있다. 이러한 스캐닝부(10)는 핸드헬드(hand-held) 형태로 구비될 수 있다.
스캐닝부(10)는 하우징(12)과, 상기 하우징(12)의 내부에 구비되는 OCT부(14)와, 상기 하우징(12)의 일측에 위치하는 OCT 프로브(16) 및 OCT 프로브(16)와 이격하여 하우징(12)에 구비되는 카메라(18)를 포함할 수 있다.
하우징(12)은 스캐닝부(10)의 외형을 이루며, 일 실시예에 있어서 시술자는 하우징(12)의 일부를 파지할 수 있다.
OCT부(14)는 광간섭 단층 촬영을 위한 광을 조사하고 광간섭 신호를 취득할 수 있다. OCT부(14)는 PS-OCT(Polarization Senstive OCT) 방식을 적용한 것일 수 있으나, 본 발명의 실시에 있어서 OCT부(14)는 SD-OCT(Spectral Domain OCT) 또는 SS-OCT(Swept Source)와 같은 FD-OCT(Frequency Domain OCT) 방식 등 다양한 OCT 방식이 적용될 수 있다.
OCT 프로브(16)는 피부(3) 표면에 위치하여 OCT부(14)로부터의 광을 피부(3)에 조사하고, 피부(3)에서 반사된 신호를 OCT부(14)로 입력한다.
카메라(18)는 OCT 프로브(16) 주변의 피부(3) 표면의 영상을 획득한다. 카메라(18)의 광축은 OCT 프로브(16)의 광축과 평행하게 구비될 수 있으나, 도 1에서는 카메라(18)의 광축이 OCT 프로브(16) 방향으로 기울여진 것으로 도시되어 있다. 본 발명에서 카메라(18)는 OCT 프로브(16)에 의해 단층 촬영되는 피부(3)의 표면 영상을 취득하기 위한 것이므로, 카메라(18)의 이미징 특성을 고려하여 OCT 프로브(16)와의 수평 방향 이격 거리 및/또는 카메라(18)의 광축 방향이 설정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 제어부를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(20)는, 단층 영상 생성부(22), 단층 영상 합성부(24), 모션 벡터 추출부(26) 및 스캔 궤적 생성부(28)를 포함한다.
단층 영상 생성부(22)는 OCT부(14)로부터 광간섭 신호를 취득하여 단층 영상을 생성한다. 단층 영상 생성부(22)는 OCT 프로브(16)의 광 조사 위치에서의 피부(3)의 깊이에 따른 영상을 생성할 수 있다.
단층 영상 합성부(24)는 스캐닝부(10)의 이동에 따라 단층 영상 생성부(22)에서 순차적으로 생성된 단층 영상을 합성한다. 본 발명에 있어서, 단층 영상 합성부(24)는 후술하는 바와 같이 스캐닝부(10)의 이동 속도를 고려하여 합성되는 단층 영상의 폭을 조절할 수 있다. 단층 영상 합성부(24)에서 합성된 단층 영상은 디스플레이부(30)를 통해 표시될 수 있다.
모션 벡터 추출부(26)는 카메라(18)에서 획득된 영상에서 모션 벡터를 추출한다. 또한, 모션 벡터 추출부(26)는 추출된 모션 벡터를 이용하여 OCT 프로브(16)의 이동 속도 및/또는 이동 방향을 산출할 수 있다.
스캔 궤적 생성부(28)는 모션 벡터 추출부(26)에서 산출된 모션 벡터를 이용하여 OCT 프로브(16)가 스캔한 피부 표면의 영상을 생성할 수 있다. 또한, 스캔 궤적 생성부(28)는 모션 벡터를 이용하여 OCT 프로브(16)가 피부(3)를 스캔한 궤적을 생성할 수 있다. 스캔 궤적 생성부(28)에서 생성된 피부 표면의 영상 또는 OCT 프로브(16)의 스캔 궤적은 디스플레이부(30)를 통해 표시될 수 있다.
스캐닝부(10)의 이동(스캐닝)과 이에 따른 제어부(20)의 작동에 대해 설명한다. 도 1에서 스캐닝부(10)는 대략 도면의 좌측에서 우측 방향으로 이동하며 피부(3)에 대한 스캐닝을 수행한다고 가정한다. 다만, 실제 스캐닝시에는 스캐닝부(10)의 이동은 임의의 방향일 수 있으나, 이하에서 설명하는 내용이 스캐닝부(10)의 다양한 방향으로 이동에 대해서도 적용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서, 카메라에 의해 취득된 영상의 일례를 도시한 도면이다.
도 3에서, (a)는 시간 t에서 카메라(18)에 의해 취득된 영상을, (b)는 시간 t+1(예를 들면, 시간 t 이후의 다음 프레임)에서 카메라(18)에 의해 취득된 영상을, (c)는 시간 t+n에서의 카메라(18)에 의해 취득된 영상을 나타낸다. 도 3의 (a)에서 A0, (b)에서 A1, (c)에서 An은 각각의 영상에서 OCT 프로브(16)의 실제 위치를 나타낸 것이다.
도 3의 (a)와 (b)를 참고하면, 도 3의 (a)에서의 영상의 소정 특징점(F1)은 스캐닝부(10)의 이동에 따라 도 3의 (b)에서는 영상 내의 다른 픽셀 위치에서 찾을 수 있다. 모션 벡터 추출부(26)는 시간 t와 시간 t+1에서의 특징점(F1)의 위치 변화에 의해 모션 벡터(MV)를 추출할 수 있다. 또한, 시간 t와 시간 t+1에서 카메라(18)와 피부(3) 표면의 거리가 대략 동일할 것이므로, 모션 벡터 추출부(26)는 모션 벡터(MV)의 변위에 따른 스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)의 이동 거리 및 이동 방향을 산출할 수 있다. 즉, OCT 프로브(16)와 카메라(18)의 위치 관계에 근거하여, 카메라(18)에서 취득된 영상의 모션 벡터(MV)에 따른 스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)의 이동 거리 및 이동 방향이 산출될 수 있다.
카메라(18)에 의해 취득된 영상에 대해 매 프레임 단위, 또는 소정 개수의 프레임 단위로 모션 벡터가 추출되고, 추출된 모션 벡터가 누적되면, OCT 프로브(16)의 이동 궤적을 알 수 있다. 이에 따라 스캔 궤적 생성부(28)는 스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)가 피부(3)를 스캔한 궤적을 생성할 수 있다.
한편, 도 3의 (a)를 참조하면, 카메라(18)에 의해 취득된 영상에는 OCT 프로브(16)에 의해 폐색된 영역(OC)이 존재한다. 도 3의 (c)를 참조하면, 시간 t+n에서 카메라(18)에 의해 취득된 영상에는 도 3의 (a)에서의 폐색된 영역(OC)에 대응하는 영역(OC')에 대한 영상이 포함되어 있다. 스캔 궤적 생성부(28)는 도 3의 (c)에서의 영역(OC')의 영상을 도 3의 (a)에서의 폐색된 영역(OC)에 붙임으로써 시간 t에서의 영상의 폐색된 영역(OC)을 복원할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 모션 벡터 추출부(26)가 모션 벡터를 추출하는 방법은 영상 부호화/복호화에서 사용되는 모션 벡터 추출 방법과 동일한 방법이 적용될 수 있다. 모션 벡터 추출의 일례를 설명하면, 도 3의 (a)와 같이 시간 t에서 취득한 영상의 특정 위치(예를 들면, 영상의 중앙)에서 소정 크기(예를 들면, 4×4 픽셀)의 영상 조각(또는 픽셀 블록)를 취한다. 이 영상 조각의 데이터를 주파수 영역으로 변환하면, 영상 조각의 패턴이나 무늬 등의 특징을 표현할 수 있다. 시간 t+1에서 취득한 영상의 중앙으로부터 일정 범위의 영역 내에 포함된 모든 소정 크기(예를 들면, 4×4 픽셀)의 영상 조각들의 데이터를 주파수 영역으로 변환한다. 시간 t+1에서 소정 범위에 내에 있는 영상 조각들 중, 시간 t에서의 특정 영상 조각의 주파수 변환값과 일치하는(차이가 가장 작은) 영상 조각이 서로 대응되는 특징점이 된다. 대응되는 영상 조각간의 변위가 모션 벡터에 해당된다.
소정 크기의 영상 조각을 주파수 영역으로 변환하는 방법은 여러 가지가 있다. 가장 대표적으로는 FFT (Fast Fourier Transform), DCT (Discrete Cosine Transform) 등이 있으나, 탐색영역 (search area)내에 존재하는 조각 (또는 블럭)의 개수가 많으므로, 빠른 계산을 위해서는 단순한 변환 방법이 더 좋을 수도 있다. 예를 들면, Hadamard 변환이 사용될 수 있다. 수학식 1과 같이 표현된 2×2 크기의 픽셀 블록에 대한 데이터는, 수학식 2와 같이 Hadamard 변환될 수 있다.
위 수학식 1, 수학식 2에서는 편의상 2×2 크기의 픽셀 블록을 예로 들었으나, 동일한 규칙으로 영상 조각(픽셀 블록)의 크기를 키울 수 있다. 위에서 변환된 조각의 데이터는 주파수 영역의 특징을 표현하므로, 연속된 두 영상에서 각각 동일 크기의 조각을 취하여 변환한 후 계산하면 가장 차이가 적게 나오는 쌍이 동일한 위치임을 알 수 있다.
한편, 모션 벡터 추출부(26)는 처리 속도를 향상시키기 위하여, 카메라(18)에서 입력된 영상을 다운 스케일링하여 모션 벡터를 추출할 수 있다. 또한, 모션 벡터 추출부(26)는 다운 스케일링된 영상에서 1차로 동일한 특징점의 위치를 개략적으로 확인한 후, 원래 영상에서 더 세밀하게 동일한 특징점의 위치를 탐색함으로써 모션 벡터 추출 시간을 줄일 수 있다.
또한, 모션 벡터 추출부(26)는 시간 t와 시간 t+1에서의 영상에 대해 복수의 특징점을 이용하여 모션 벡터를 추출하고 유사하게 나온 결과를 채택함으로써 모션 벡터의 정확성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 단층 영상 합성부(24)는 스캐닝부(10)의 이동 속력를 고려하여 합성되는 단층 영상의 폭을 조절하는 것을 설명한다.
스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)의 이동 속력은 모션 벡터 추출부(26)에 의해 산출될 수 있다. 즉, 2장의 영상 프레임의 입력 시간 차이와, 모션 벡터에 따른 변위의 크기를 이용하면 스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)의 이동 속력이 산출된다.
도 4의 (a)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하지 않고 일정 시간단위로 생성된 단층 영상을 예시한 도면이고, 도 4의 (b)는 스캐닝부의 이동 속력을 고려하여 생성된 단층 영상을 예시한 도면이다.
시작(0)부터 T까지의 시간에서는 V의 속력으로 스캐닝부(10)를 이동시키고, T부터 2T까지의 시간에서는 2V의 속력으로 스캐닝부(10)를 이동시켰다고 가정한다. 스캐닝부(10)가 0~T에서는 w의 거리를 이동하였다고 한다면, T~2T에서는 2w의 거리를 이동할 것이다.
스캐닝부(10)의 이동 속력을 고려하지 않고 단층 영상을 합성하여 표시한다면 도 4의 (a)와 같이 나타내지고, 이는 스캐닝부(10)가 실제 스캐닝한 피부(3)의 폭을 고려하지 않은 결과가 된다. 이에 대해, 스캐닝부(10)의 이동 속력을 고려하여 단층 영상을 합성하여 표시하면 도 4의 (b)와 같이 나타내진다.
단층 영상 합성부(24)는 모션 벡터 산출부(26)에서 산출된 모션 벡터의 크기를 이용하여 단층 영상 생성부(22)에서 생성된 단층 영상을 합성함으로써 실제 스캐닝된 피부(3)의 폭에 따른 영상을 도 4의 (b)와 같이 나타낼 수 있다.
한편, 사용자의 선택에 의해 스캔 결과가 도 4의 (a) 또는 (b)로서, 또는 도 4의 (a)와 (b)가 함께 디스플레이부(30)에 표시되는 것도 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 있어서 스캔 궤적 생성부에 의해 생성된 궤적을 디스플레이부에 표시한 것을 나타낸다.
스캔 궤적 생성부(28)는 모션 벡터 추출부(26)에 의해 추출된 모션 벡터(MV)를 누적하여 스캐닝부(10) 또는 OCT 프로브(16)의 스캔 궤적을 생성할 수 있다. 스캐닝부(10)에 의해 스캔되는 피부 영상과 시작점(P0)이 스캔 전에 제공된 경우, 스캔 궤적 생성부(28)는 도 5와 같이 피부 영상에 시작점(P0)으로부터의 스캔 궤적을 표시할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 5와 같은 스캔되는 전체 피부 영상은 카메라(18) 또는 카메라(18)와 다른 별도 카메라에 의해 스캔 전에 확보될 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 시작점(P0)은 시술자가 피부에 스캔 전에 표시해 두고, 시작점(P0)에서부터 스캔을 시작할 수 있다
디스플레이부(30)에는, 도 5와 같은 스캔되는 피부 영상에서의 스캔 궤적, 도 4와 같은 스캔된 피부의 단층 영상이 표시될 수 있다. 또한 디스플레이부(30)에는 카메라(18)에 의해 촬영된 피부의 일부 영역에 대한 영상도 개별적으로 표시될 수 있다. 이 경우, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 OCT 프로브(16)에 의해 폐색된 영역(OC)이 복원되어 표시될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 스캔할 피부의 스캔 시작 위치를 설정하고 스캐닝부(10)를 피부에 근접시켜 스캔을 시작한다(S10).
스캐닝부(10)를 피부의 표면을 따라 이동하면서, OCT 프로브(16)로 간섭 신호를 취득하는 한편, 카메라(18)로 피부 표면의 영상을 획득한다(S20).
제어부(20)는 간섭 신호를 이용하여 단층 영상을 생성하는 한편, 카메라(18)에 의해 취득된 피부 표면의 영상으로부터 모션 벡터를 추출한다(S30).
제어부(20)는 모션 벡터를 이용하여 스캔 속력을 산출하고 스캔 속력에 따른 단층 영상을 합성한다(S40).
제어부(20)는 모션 벡터를 이용하여 스캔 궤적을 생성한다(S50).
합성된 단층 영상 및/또는 스캔 궤적은 디스플레이부(30)에 표시된다(S60). 일 실시예에 있어서, 카메라(18)에 의해 취득된 피부 표면의 영상은 단층 영상 출력시 디스플레이부(30)에 함께 출력될 수 있다. 또한, 카메라(18)에 의해 취득된 복수의 피부 영상은 서로 패치되어 디스플레이부(30)에 출력될 수 있다. 본 발명에서 취득되는 영상, 합성 영상 등은 이상에서 설명한 방식 외에 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 방식으로 변형되어 디스플레이부(30)에 표시될 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는 광간섭 단층 촬영의 대상이 피부인 것으로 하였고, 본 발명은 피부에 대해 효과적으로 적용될 수 있음은 사실이다. 그러나, 본 발명은 피부에 대해서만 한정되어 적용되는 것이 아니라, 인체의 다양한 생체 조직과 동물의 생체 조직에 대해서도 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법은 다른 산업 분야에서도 적용될 수 있다. 예를 들면, 액정 또는 OLED 디스플레이 등의 제조 공정에서의 기판의 합착, 또는 전자 소자 등의 실장 등을 위하여 실런트(예를 들면, UV 경화성 에폭시)를 도포한다. 실런트가 도포되는 폭과 높이가 작은 경우 카메라를 이용하여 정확한 도포 상태 또는 품질을 판단하기 어려울 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 광간섭 단층 촬영 장치를 이용하여 실런트의 도포 상태를 단층 영상을 통해 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 광간섭 단층 촬영 장치
10 : 스캐닝부
12 : 하우징
14 : OCT부
16 : OCT 프로브
18 : 카메라
20 : 제어부
22 : 단층 영상 생성부
24 : 단층 영상 합성부
26 : 모션 벡터 추출부
28 : 스캔 궤적 생성부
30 : 디스플레이
10 : 스캐닝부
12 : 하우징
14 : OCT부
16 : OCT 프로브
18 : 카메라
20 : 제어부
22 : 단층 영상 생성부
24 : 단층 영상 합성부
26 : 모션 벡터 추출부
28 : 스캔 궤적 생성부
30 : 디스플레이
Claims (16)
- 촬영 대상을 스캐닝하는 스캐닝부; 및
상기 스캐닝부를 제어하고 상기 스캐닝부에서 획득된 정보를 처리하여 단층 영상을 생성하는 제어부;
를 포함하고,
상기 스캐닝부는,
광간섭 단층 촬영을 위한 광을 생성하고 광간섭 신호를 처리하는 OCT부와,
상기 촬영 대상에 상기 광을 조사하고 상기 촬영 대상에서 반사된 신호를 상기 OCT부로 전달하는 OCT 프로브와,
상기 OCT 프로브 주변의 상기 촬영 대상의 표면 영상을 취득하는 카메라
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 카메라의 광축은 상기 OCT 프로브의 광축 방향으로 기울여지도록 배치된 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 스캐닝부는 상기 OCT 프로브와 상기 카메라가 구비되고, 적어도 일부가 파지 가능한 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 촬영 대상은 피부이고, 상기 스캐닝부는 피부를 스캐닝하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 카메라로부터 취득된 상기 표면 영상에서 모션 벡터를 추출하는 모션 벡터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 모션 벡터를 이용하여 상기 스캐닝부 또는 상기 OCT 프로브의 스캔 궤적을 생성하는 스캔 궤적 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성부와,
상기 모션 벡터에 기반하여 폭이 조절되도록 상기 단층 영상을 합성하는 단층 영상 합성부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 모션 벡터 추출부는, 상기 표면 영상을 다운 스케일링하여 특징점을 추정한 후 원래의 상기 표면 영상에서 모션 벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 스캔 궤적 생성부는 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상을 패치하여 상기 스캔 궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 스캔 궤적 생성부는, 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상에서의 상기 OCT 프로브에 의해 폐색된 영역을, 다른 표면 영상에서의 대응되는 영역을 이용하여 복원하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 촬영 대상에 대한 영상이 사전에 제공되고, 상기 스캔 궤적 생성부는 사전에 제공된 상기 영상에 상기 스캔 궤적을 표시하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 장치. - 촬영 대상에 대한 스캔을 시작하는 단계;
상기 촬영 대상에 대하여 OCT 프로브로 광간섭 신호를 획득하는 단계;
상기 OCT 프로브 주변의 상기 촬영 대상의 표면 영상을 획득하는 단계;
상기 광간섭 신호로부터 단층 영상을 생성하는 단계;
상기 표면 영상으로부터 모션 벡터를 추출하는 단계; 및
상기 모션 벡터를 이용하여 상기 단층 영상을 합성하거나 또는 상기 스캔의 궤적을 생성하는 단계;
를 포함하는 광간섭 단층 촬영 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 단층 영상을 합성하는 단계는, 상기 모션 벡터로부터 상기 스캐닝부 또는 상기 OCT 프로브의 이동 속력을 산출하여 폭이 조절되도록 상기 단층 영상을 합성하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 스캔 궤적을 생성하는 단계는, 상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상을 패치하여 상기 스캔 궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 카메라에서 획득된 상기 표면 영상에서의 상기 OCT 프로브에 의해 폐색된 영역을, 다른 표면 영상에서의 대응되는 영역을 이용하여 복원하는 단계를 더 포함하는 광간섭 단층 촬영 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 스캔 궤적을 생성하는 단계는, 상기 촬영 대상에 대한 영상이 사전에 제공되고, 사전에 제공된 상기 영상에 상기 스캔 궤적을 표시하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 방법.
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| KR1020210081735A KR20220170641A (ko) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 광간섭 단층 촬영 장치 및 방법 |
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| KR20080081565A (ko) | 2007-03-06 | 2008-09-10 | 연세대학교 산학협력단 | 휴대용 피부 검사용 편광 민감 광 간섭 영상 시스템 |
| KR20150016966A (ko) | 2012-06-18 | 2015-02-13 | 후지필름 가부시키가이샤 | 피부의 평가 방법 및 피부 평가 장치 |
| KR20160090667A (ko) | 2015-01-22 | 2016-08-01 | 엘지전자 주식회사 | 편광 민감도 광간섭성 단층 촬영 장치 및 그 제어방법 |
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