[go: up one dir, main page]

KR102028199B1 - 의료 진단장치 및 그 조작방법 - Google Patents

의료 진단장치 및 그 조작방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102028199B1
KR102028199B1 KR1020120094426A KR20120094426A KR102028199B1 KR 102028199 B1 KR102028199 B1 KR 102028199B1 KR 1020120094426 A KR1020120094426 A KR 1020120094426A KR 20120094426 A KR20120094426 A KR 20120094426A KR 102028199 B1 KR102028199 B1 KR 102028199B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
light
medical diagnostic
infrared light
optical filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120094426A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140028358A (ko
Inventor
박형준
김거식
강현서
김영선
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120094426A priority Critical patent/KR102028199B1/ko
Priority to US13/870,546 priority patent/US20140066781A1/en
Publication of KR20140028358A publication Critical patent/KR20140028358A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102028199B1 publication Critical patent/KR102028199B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00186—Optical arrangements with imaging filters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

진단 대상의 이상 부위를 조기에 정확하게 검출하기 위한 의료 진단장치 및 그 조작방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 진단장치는, 진단 대상에 광을 조사하는 광원과, 진단 대상으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시키는 광 필터와, 광 필터를 통해 필터링된 적외선 광을 편광시키는 편광 빔 스플리터와, 광 필터를 통해 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하는 제1 이미지 획득부와, 편광 빔 스플리터를 통해 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득하는 제2 이미지 획득부를 포함한다.

Description

의료 진단장치 및 그 조작방법 {Medical diagnosis device and method for controlling the device}
본 발명은 의료 진단장치 및 그 조작기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의료용 영상 진단 기술에 관한 것이다.
의료 진단장치 중 하나인 내시경은 의료검사 목적으로 신체 내부기관을 관찰하는데 주로 쓰인다. 검사하는 부위에 따라 기관지경, 위경, 복강경, 대장내시경 등으로 불리며, 장기에 직접 삽입하여 영상장비로 관찰하며 진단 및 의료시술을 수행한다. 하지만, 일반적인 내시경의 경우, 진단 대상의 표면 이미지만을 제공하기 때문에 조직의 미세한 변화, 예를 들어 열 분포, 혈류변화 등을 감지하는데 한계가 있다. 또한, 질병으로 인한 장기 내부의 문제점을 신속하게 확인하기 어렵고, 검사 대상의 병변이 시각적으로 판단하기 어려운 질병의 경우에는 진단에 한계가 있다.
전술한 내시경의 단점을 보완하기 위하여 다양한 방법들이 제안되었다. 내시경 프로브 끝단에서 레이저를 조사한 후 조직에서 반사된 신호를 광섬유 가이드를 통해 내시경 카메라 모듈로 수집한 후 이를 이용하여 내시경 이미지를 획득하는 내시경 구조가 제안되었다. 또한, 광섬유 번들을 이용하여 자외선을 검사조직에 조사한 후 반사되는 파장을 분석하여 조직의 이상 여부를 판별하는 기능이 포함된 내시경이 제안되었다. 또한, 광 감각제가 흡수된 생체 조직에 여기광을 이용하여 형광을 발생시키고 발생한 형광을 읽어들여 조직의 이상 여부를 판별하는 내시경이 제안되었다.
일 실시 예에 따라, 진단 대상의 이상 부위를 조기에 정확하게 검출할 수 있는 의료 진단장치 및 그 조작방법을 제안한다.
일 실시 예에 따른 의료 진단장치는, 진단 대상에 광을 조사하는 광원과, 진단 대상으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시키는 광 필터와, 광 필터를 통해 필터링된 적외선 광을 편광시키는 편광 빔 스플리터와, 광 필터를 통해 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하는 제1 이미지 획득부와, 편광 빔 스플리터를 통해 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득하는 제2 이미지 획득부를 포함한다.
다른 실시 예에 따른 의료 진단장치의 조작방법은, 진단 대상에 광을 조사하는 단계와, 진단 대상으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시키는 단계와, 필터링된 적외선 광을 편광시키는 단계와, 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하고 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 광 파장의 투과 및 반사 특성을 이용하여 진단 대상의 표면 이미지와 열 분포 이미지를 획득함에 따라, 획득된 이미지들을 이용하여 진단 대상의 이상 부위를 조기에 정확하게 검출할 수 있다. 즉, 진단 대상으로부터 반사된 광에서 분할된 적외선 광을 이용하여 열 분포 이미지를 획득함에 따라, 가시광을 이용하여 획득한 표면 이미지에서는 검출되지 않았던 이상 부위를 열 분포 이미지를 통해 조기에 검출할 수 있다.
나아가, 열 분포 이미지를 획득할 때에 적외선 광의 편광 특성이 반영된 열 분포 이미지를 획득함에 따라 이상 부위의 검출 정확성과 효율성을 더 높일 수 있다. 즉, 적외선 광의 편광 성분의 변화에 따른 다양한 열 분포 이미지를 통해, 편광 성분의 변화가 반영되지 않은 열 분포 이미지에서는 검출되지 않았던 이상 부위를 조기에 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 진단장치의 구성도,
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 필터의 외관 및 광 경로를 도시한 참조도,
도 3a와 도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 필터의 외관 및 광 경로를 도시한 참조도,
도 4a와 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 필터 조작을 위한 구성 및 광 필터의 외관을 도시한 참조도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 필터의 광학 특성을 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 의료 진단장치의 조작방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 진단장치(1)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 의료 진단장치(1)는 광원(10), 광 필터(11), 편광 빔 스플리터(12), 제1 이미지 획득부(13) 및 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 포함하며, 이미지 처리부(15), 디스플레이부(16) 및 이미지 분석부(17)를 더 포함할 수 있다.
의료 진단장치(1)는 의료현장에서 진단 및/또는 치료를 목적으로 하는 장치로서, 진단 대상(diagnosis target)인 신체를 모니터링하여 질병을 진단하거나 치료하는 장치이다. 진단 대상은 신체의 내부기관일 수 있는데, 이 경우 의료 진단장치(1)는 신체 내부에 침투 가능하다. 본 발명의 의료 진단장치(1)는 내시경(endoscope)일 수 있다. 예를 들어, 내시경을 통해 기관지, 위, 배, 대장 등을 모니터링하여 진단 및/또는 치료할 수 있다. 이하 설명의 용이를 위해 본 발명의 의료 진단장치(1)를 내시경으로 한정하여 설명하나, 의료 진단장치(1)가 내시경에만 한정되지는 않는다.
광원(10)은 진단 대상(2)에 광을 조사한다. 진단 대상(2)은 신체의 내부 기관으로 예를 들어 기관지, 위, 배, 대장 등일 수 있다. 광원(10)은 내시경의 내부나 내시경의 헤드에 장착될 수 있다. 광원(10)은 백색 광원일 수 있는데, 예를 들어 할로겐 램프, 제논 램프, 발광 다이오드(LED), 백열등 등일 수 있다.
광 필터(11)는 진단 대상(2)으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고, 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시킨다. 광원(10)이 진단 대상(2)에 광을 조사하면, 진단 대상(2)은 일부 광은 흡수하고 일부 광은 반사하게 되는데, 반사된 광은 광 필터(11)에 입력된다. 그러면, 광 필터(11)는 입력된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 분할하고, 분할된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시킨다.
일 실시 예에 따라 광 필터(11)는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 광을 대상으로 가시광(400-750nm)은 반사시켜 입력 광의 수직 방향으로 광 경로를 변환시키고, 적외선 광(800-1,650nm)은 광 필터(11)의 경계면에서 광 경로 변환 없이 그대로 투과시킨다. 이때 광 필터(11)는 700nm를 경계로 가시광선 영역의 광은 반사시키고 적외선 영역의 광은 투과시키는 광학 특성을 갖는다.
다른 실시 예에 따라, 광 필터(11)는 입력 광을 대상으로 가시광(400-750nm)은 광 경로 변환 없이 그대로 투과시키고 적외선 광(800-1,650nm)은 반사시켜 입력 광의 수직 방향으로 광 경로를 변환시킨다. 이때 광 필터(11)는 700nm를 경계로 가시광선 영역의 광은 투과시키고 적외선 영역의 광은 반사시키는 광학 특성을 갖는다.
광 필터(11)를 통해 분할된 가시광은 제1 이미지 획득부(13)로 입력되며, 제1 이미지 획득부(13)는 광 필터(11)로부터 입력된 가시광을 이용하여 제1 이미지를 획득한다. 제1 이미지는 신체 내부기관의 표면 이미지일 수 있다. 이에 비해 광 필터(11)를 통해 분할된 적외선 광은 제2 이미지 획득부(14a,14b)의 제2 이미지 획득에 이용된다. 제2 이미지는 열 분포 이미지일 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 발명은 광 필터(11)를 사용하여 가시광선 광과 적외선 광을 분할한 후 가시광을 이용하여 제1 이미지 획득부(13)를 통해 내부기관의 표면 이미지를 획득하고, 적외선 광을 이용하여 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 열 분포 이미지를 획득한다. 이에 따라, 진단 대상(2)의 이상 부위를 조기에 정확하게 검출할 수 있다. 외부 표면 이미지만을 사용하여서는 정상 부위와 이상 부위를 구분하기에 어려움이 따른다. 그러나, 본 발명에 따르면 적외선 광으로부터 열 분포 이미지를 획득함에 따라, 가시광으로부터 획득된 표면 이미지로부터는 검출되지 않았던 이상 부위를 열 분포 이미지로부터 검출할 수 있게 된다. 이상 부위는 병변 부위이거나 상처 부위일 수 있다. 병변은 병이 원인이 되어 일어나는 생체의 변화를 말한다.
편광 빔 스플리터(Polarization Beam Splitter: 이하 PBS라 칭함)(12)는 광 필터(11)로부터 적외선 광을 입력받아 이를 편광(Polarization)시킨다. 이때, PBS(12)는 광 필터(11)로부터 입력받은 적외선 광을 대상으로 편광 특성과 각 성분 간의 위상관계를 이용하여 특정한 방향으로 편광된 성분들로 분리할 수 있다. 예를 들어, PBS(12)는 적외선 광을 입력방향을 기준으로 평행 성분의 광(p-polarized beam)과 수직 성분의 광(s-polarized beam)으로 분리한다. 수직 성분의 광은 반사되고 평행 성분의 광은 대부분 투과된다. 평행 성분의 광은 PBS(12)의 입사 면에서 편광된 광에 상응한다. 수직 성분의 광은 PBS(12)의 입사 면에 수직으로 편광된 광에 상응한다. 입사 면은 반사된 광선에 의해 한정되고 반사 표면에 수직인 면을 의미한다. PBS(12)는 큐브(cube)의 일 면의 45도 경사진 방향으로 형성될 수 있다.
PBS(12)를 사용하는 이유는 진단 대상에 대해 정상 부위와 이상 부위를 정확하게 구분하고 이상 부위를 조기에 검출하기 위함이다. 즉, 광 필터(11)를 이용하여 적외선 광으로부터 열 분포 이미지를 획득하는 데에 그치는 것이 아니라, PBS(12)를 이용하여 적외선 광의 편광 특성이 반영된 열 분포 이미지를 획득함에 따라 이상 부위의 검출 정확도를 높이고 검출 시간을 단축시킬 수 있다. 적외선 광의 편광 성분의 변화에 따른 다양한 열 분포 이미지를 획득하는 경우, 광 성분의 변화를 반영하지 않은 열 분포 이미지에서는 검출되지 않았던 이상 부위를 검출할 수 있다.
제1 이미지 획득부(13)는 광 필터(11)로부터 필터링된 가시광을 입력받아 광전변환을 통해 제1 이미지를 획득한다. 제1 이미지는 신체 내부기관의 표면 이미지일 수 있다. 제1 이미지 획득부(13)는 전하결합소자(Charge-Coupled Device: 이하 CCD라 칭함) 카메라일 수 있다. 제1 이미지 획득부(13)는 가시광선 차단 필터가 제거된 형태일 수 있다.
제2 이미지 획득부(14a,14b)는 PBS(12)로부터 편광된 적외선 광을 입력받아 편광된 적외선 광으로부터 광전변환을 통해 제2 이미지를 획득한다. 제2 이미지 획득부(14a,14b)는 적외선 차단 필터가 제거된 CCD 카메라일 수 있다. 제2 이미지는 내부기관의 열 분포 이미지일 수 있는데, 평행 성분의 적외선 광과 수직 성분의 적외선 광으로부터 각각 획득된 열 분포 이미지일 수 있다. 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)의 이미지 획득 프로세스는 동시 또는 개별적으로 수행될 수 있다.
이미지 처리부(15)는 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)로부터 획득한 이미지들을 처리하기 위하여 표준적인 신호 처리 회로로 구성된다. 예를 들어, 프리앰프(pre-amp), 연관 이중 샘플링(correlated double sampling: CDS) 회로, 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter: ADC), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor: DSP)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라 이미지 처리부(15)는 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득된 제2 이미지들을 결합한다. 예를 들어 PBS(12)를 통해 적외선 광이 평행 성분과 수직 성분의 광으로 편광된 경우, 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 평행 성분의 광으로부터 획득한 열 분포 이미지와 수직 성분의 광으로부터 획득한 열 분포 이미지를 결합한다. 다른 실시 예에 따라 이미지 처리부(15)는 제1 이미지 획득부(13)를 통해 생성된 내부기관의 표면 이미지와 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 생성된 열 분포 이미지들을 결합한다.
이미지 처리부(15)는 이미지 처리 결과를 디스플레이부(16) 또는 이미지 분석부(17)에 전송한다. 이 경우 이미지 분석부(17)는 이미지 간 비교를 통해 이상 부위를 판단할 수 있다. 또는 디스플레이부(16)를 통해 디스플레이되는 경우, 진단자가 이미지 간 비교를 통해 이상 부위를 판단할 수 있다.
이미지 분석부(17)는 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득된 이미지들을 분석하여 진단 대상(2)에서 이상 부위를 검출한다. 일 실시 예에 따라, 이미지 분석부(17)는 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득된 열 분포 이미지들을 대상으로 각 이미지를 비교하여 차이가 발생한 부위를 이상 부위로 판단할 수 있다. 즉, 적외선 광의 편광 특성과 각 성분 간의 위상관계에 따라 평행 성분의 적외선 광과 수직 성분의 적외선 광으로부터 각각 획득된 열 분포 이미지는 일치하지 않을 수 있다. 이때, 일치하지 않은 부위를 이상 부위로 판단할 수 있다.
디스플레이부(16)는 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득된 이미지 또는 결합된 이미지를 출력한다. 나아가, 디스플레이부(16)는 이미지 분석부(17)에서의 이상 부위 판단 결과를 출력할 수도 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 필터(11)의 외관 및 광 경로를 도시한 참조도이다.
도 2a와 도 2b를 참조하면, 광 필터(11)는 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)의 이미지 획득이 용이하도록 큐브(cube)에 형성된다. 이때, 큐브의 일면의 45도 경사면에 광 투과성을 가지는 큐브형 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing: 이하 WDM이라 칭함) 필터(11a)가 코팅될 수 있다. 그리고, 큐브의 타면에 광 투과 특성을 유지하고 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득되는 이미지의 노이즈 성분을 제거하기 위해 무반사 코팅(Anti-Reflection: AR) 처리될 수 있다. 도 2a의 빗금친 3면이 무반사 코팅 처리된 면에 해당된다.
일 실시 예에 따르면, 도 2b에 도시된 바와 같이 큐브형 WDM 필터(11a)는 가시광(400-750nm)은 반사시켜 입력 광의 수직 방향으로 광 경로를 변환시키고, 적외선 광(800-1,650nm)은 큐브형 WDM 필터(11a)의 경계면에서 광 경로 변환 없이 그대로 투과시킨다. 이때 큐브형 WDM 필터(11a)는 700nm를 경계로 가시광선 영역의 광은 반사시키고 적외선 영역의 광은 투과시키는 광학 특성을 갖는다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 필터(11)의 외관 및 광 경로를 도시한 참조도이다.
도 3a와 도 3b를 참조하면, 광 필터(11)는 박막형 WDM 필터(11b)일 수 있다. 이 경우, 도 2a의 큐브형 WDM 필터(11a)와 같은 투과 및 반사 특성을 가지기 위해서 45도 각도로 박막형 WDM 필터(11b)를 바닥면에 고정한다. 박막형 WDM 필터(11b)를 고정할 수 있는 필터 홀더 기구물은 도 3a에 도시된 바와 같이 평평한 면에 45도 각도로 직각 홈이 가공된 구조일 수 있다. 박막형 WDM 필터(11b) 가공 예를 들면, 필터 홀더의 직각 홈에 박막형 WDM 필터(11b)를 삽입하여 UV 에폭시를 도포한 후 UV 경화기를 이용하여 박막형 WDM 필터(11b)를 고정한다. 이러한 필터 홀더 구조 및 가공 프로세스는 광 필터(11) 구성을 비교적 간단하게 구현할 수 있으며, 도 2a의 큐브형 WDM 필터(11a)에 비해 상대적으로 저렴하게 제작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 3b에 도시된 바와 같이 박막형 WDM 필터(11b)는 가시광(400-750nm)은 반사시켜 입력 광의 수직 방향으로 광 경로를 변환시키고, 적외선 광(800-1,650nm)은 박막형 WDM 필터(11b)의 경계면에서 광 경로 변환 없이 그대로 투과시킨다. 이때 박막형 WDM 필터(11b)는 700nm를 경계로 가시광선 영역의 광은 반사시키고 적외선 영역의 광은 투과시키는 광학 특성을 갖는다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 필터(11) 조작을 위한 구성 및 광 필터(11)의 외관을 도시한 참조도이다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 광 필터(11)는 회전형 광 필터(11c)일 수 있다. 회전형 광 필터(11c)는 적색 광(Red=R), 녹색 광(Green=G), 청색 광(Brue=B) 및 적외선 광(IR) 투과 필터로 구성되고, 모터(18)를 통해 회전되어 선택된 광을 순차적으로 투과시키는 회전형이다. 회전형 광 필터(11c)는 각각의 투과 특성을 가지는 필터가 홀에 고정되고, 모터(18)를 통해 회전된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 필터(11)의 광학 특성을 도시한 참조도이다.
도 5를 참조하면, 광 필터(11)는 파장 투과 및 반사 특성을 갖는데, 예를 들어 700nm를 경계로 가시광선 영역의 광은 반사시키고, 적외선 영역의 강은 투과시키는 광학 특성을 가진다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 의료 진단장치(1)의 조작방법을 도시한 흐름도이다.
도 1과 도 6을 참조하면, 의료 진단장치(1)는 광원(10)을 통해 진단 대상에 광을 조사한다(6000). 이어서, 광 필터(11)가 진단 대상(2)으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시킨다(6010).
이어서, PBS(12)가 광 필터(11)에서 필터링된 적외선 광을 편광시킨다(6020). 편광시키는 단계(6020)에서, PBS(12)는 필터링된 적외선 광을 편광 특성과 각 성분 간의 위상관계를 이용하여 특정한 방향으로 편광된 성분들로 분리할 수 있다. 예를 들어, 필터링된 적외선 광의 입력방향을 기준으로 평행 성분의 광과 수직 성분의 광으로 분리할 수 있다.
이어서, 제1 이미지 획득부(13)가 광 필터(11)에서 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하고, 제2 이미지 획득부(14a,14b)가 PBS(12)에서 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득한다(6030).
본 발명의 추가 실시 예에 따라 이미지 분석부(17)는 제1 이미지 획득부(13)와 제2 이미지 획득부(14a,14b)를 통해 획득된 제1 이미지와 제2 이미지를 이용하여 진단 대상(2)의 이상 부위를 검출한다. 이상 부위 검출 단계에서, 이미지 분석부(17)는 제2 이미지를 대상으로 각 이미지를 비교하여 이미지 간 차이가 발생한 부위를 이상 부위로 판단할 수 있다. 본 발명의 추가 실시 예에 따라 디스플레이부(16)는 제1 이미지와 제2 이미지 또는 이미지 획득 이후 결합된 이미지를 출력한다(6040).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 의료 진단장치 10 : 광원
11 : 광 필터 12 : 편광 빔 스플리터
13 : 제1 이미지 획득부 14a,14b : 제2 이미지 획득부
15 : 이미지 처리부 16 : 디스플레이부
17 : 이미지 분석부

Claims (20)

  1. 진단 대상에 광을 조사하는 광원;
    상기 진단 대상으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시키는 광 필터;
    상기 광 필터를 통해 필터링된 적외선 광을 편광시키는 편광 빔 스플리터;
    상기 광 필터를 통해 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하는 제1 이미지 획득부; 및
    상기 편광 빔 스플리터를 통해 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득하는 제2 이미지 획득부;를 포함하되,
    상기 편광 빔 스플리터는
    상기 광 필터로부터 적외선 광을 입력받아 입력받은 적외선 광을 편광 특성과 각 성분 간의 위상관계를 이용하여 특정한 방향으로 편광된 성분들로 분리하고, 상기 광 필터로부터 입력받은 적외선 광을 입력방향을 기준으로 평행 성분의 광과 수직 성분의 광으로 분리하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 필터는
    상기 제1 이미지 획득부와 제2 이미지 획득부의 이미지 획득이 용이하도록 큐브에 형성되는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광 필터는
    상기 큐브의 일면에 광 투과성을 가지는 파장 분할 다중화 필터가 코팅되고, 상기 큐브의 타면에 광 투과 특성을 유지하고 상기 제1 이미지 획득부와 제2 이미지 획득부를 통해 획득되는 이미지의 노이즈 성분을 제거하기 위해 무반사 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 필터는
    파장 분할 다중화 박막 필터인 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 필터는
    적색 광, 녹색 광, 청색 광 및 적외선 광 투과 필터로 구성되고, 모터를 통해 회전되어 선택된 광을 순차적으로 투과시키는 회전형인 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 편광 빔 스플리터는
    큐브에 형성되는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지 획득부와 상기 제2 이미지 획득부는 전하결합소자 카메라인 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 이미지 획득부를 통해 획득된 제2 이미지들을 결합하고 필요시에 상기 제1 이미지 획득부를 통해 생성된 제1 이미지와 상기 결합된 제2 이미지들을 결합하는 이미지 처리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지 획득부와 상기 제2 이미지 획득부를 통해 획득된 이미지들을 이용하여 상기 진단 대상의 이상 부위를 검출하는 이미지 분석부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 이미지 분석부는
    상기 제2 이미지 획득부를 통해 획득된 제2 이미지를 대상으로 각 이미지를 비교하여 이미지 간 차이가 발생한 부위를 이상 부위로 판단하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지 획득부와 상기 제2 이미지 획득부를 통해 획득된 이미지 또는 획득 이후 결합된 이미지를 출력하는 디스플레이부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 의료 진단장치는 내시경인 것을 특징으로 하는 의료 진단장치.
  15. 의료 진단장치가,
    광원을 통해 진단 대상에 광을 조사하는 단계;
    광 필터가 상기 진단 대상으로부터 반사된 광으로부터 가시광과 적외선 광을 필터링하고 필터링된 가시광 또는 적외선 광의 광 경로를 변환시키는 단계;
    편광 빔 스플리터가 상기 필터링된 적외선 광을 편광시키는 단계; 및
    제1 이미지 획득부가 상기 필터링된 가시광으로부터 제1 이미지를 획득하고, 제2 이미지 획득부가, 상기 편광된 적외선 광으로부터 제2 이미지를 획득하는 단계;를 포함하되,
    상기 편광시키는 단계는
    상기 편광 빔 스플리터가 상기 필터링된 적외선 광을 편광 특성과 각 성분 간의 위상관계를 이용하여 특정한 방향으로 편광된 성분들로 분리하고, 상기 필터링된 적외선 광의 입력방향을 기준으로 평행 성분의 광과 수직 성분의 광으로 분리하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치의 조작방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 광 필터가 상기 획득된 제1 이미지와 제2 이미지를 이용하여 상기 진단 대상의 이상 부위를 검출하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치의 조작방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 이상 부위를 검출하는 단계는
    이미지 분석부가 상기 획득된 제2 이미지를 대상으로 각 이미지를 비교하여 이미지 간 차이가 발생한 부위를 이상 부위로 판단하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치의 조작방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    디스플레이부가 상기 획득된 제1 이미지와 제2 이미지 또는 획득 이후 결합된 이미지를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단장치의 조작방법.
KR1020120094426A 2012-08-28 2012-08-28 의료 진단장치 및 그 조작방법 Expired - Fee Related KR102028199B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120094426A KR102028199B1 (ko) 2012-08-28 2012-08-28 의료 진단장치 및 그 조작방법
US13/870,546 US20140066781A1 (en) 2012-08-28 2013-04-25 Medical diagnosis device and method for controlling the device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120094426A KR102028199B1 (ko) 2012-08-28 2012-08-28 의료 진단장치 및 그 조작방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140028358A KR20140028358A (ko) 2014-03-10
KR102028199B1 true KR102028199B1 (ko) 2019-10-04

Family

ID=50188449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120094426A Expired - Fee Related KR102028199B1 (ko) 2012-08-28 2012-08-28 의료 진단장치 및 그 조작방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140066781A1 (ko)
KR (1) KR102028199B1 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015034801A2 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 3M Innovative Properties Company Head mounted display with eye tracking
US10410338B2 (en) * 2013-11-04 2019-09-10 Kla-Tencor Corporation Method and system for correlating optical images with scanning electron microscopy images
US20160057405A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 George E. Duckett, III Compact Stereoscopic Lens System for Medical or Industrial Imaging Device
KR101667138B1 (ko) * 2015-02-05 2016-10-17 고려대학교 산학협력단 편광 특성을 이용하여 생체 조직을 검출하는 광학 시스템
KR101647022B1 (ko) * 2015-02-23 2016-08-10 연세대학교 원주산학협력단 의료 영상 획득 장치 및 방법
KR102320223B1 (ko) 2015-04-10 2021-11-03 한국전자통신연구원 수술 경로 추천 방법 및 장치
WO2016171651A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Tunable filters
KR101978838B1 (ko) * 2015-11-02 2019-05-16 재단법인 아산사회복지재단 다중 파장 내시경 시스템 및 이를 이용한 영상 처리 방법
KR101640202B1 (ko) * 2016-04-04 2016-07-21 스페클립스 주식회사 레이저 조사 장치를 이용한 질병 진단 장치 및 질병 진단용 탈부착 핸드피스
KR102011488B1 (ko) 2016-09-07 2019-08-16 한국전자통신연구원 열분포 모니터링을 위한 내시경 장치
KR101903423B1 (ko) 2018-02-20 2018-10-04 한국광기술원 광진단 및 광치료를 위한 하이브리드 이미징 시스템
WO2020197005A1 (ko) 2019-03-22 2020-10-01 스페클립스 주식회사 레이저 유도 붕괴 스펙트럼 분석을 이용하는 진단 방법 및 이를 수행하는 진단 장치
DE102019123053A1 (de) * 2019-08-28 2021-03-04 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoskop mit optischer Filteranordnung und Verwendung
KR102305828B1 (ko) * 2019-09-27 2021-09-30 주식회사 엔서 치매 진단장치 및 시스템
KR102400513B1 (ko) 2020-12-07 2022-05-24 한국전자통신연구원 에어 스크린 디텍터 장치
US12219226B2 (en) * 2022-09-19 2025-02-04 Apple Inc. Shared aperture imaging system for acquiring visible and infrared images
US12266984B2 (en) 2022-09-22 2025-04-01 Apple Inc. Compact multilayer actuator coils for camera modules of portable electronic devices
US12335591B2 (en) 2022-09-23 2025-06-17 Apple Inc. Camera module substrate designs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002529713A (ja) * 1998-11-05 2002-09-10 サイトメトリクス インコーポレイテッド 高コントラストイメージングを提供するための方法および装置
US20040042719A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Adc Telecommunications, Inc. Optical device for compensation of multiple wavelengths and working distances in dual-fiber collimators
US20040073102A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-15 Tearney Guillermo J. Phase discrimation for detection of vulnerable-plaque
US20050182321A1 (en) * 2002-03-12 2005-08-18 Beth Israel Deaconess Medical Center Medical imaging systems
JP2006075189A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Olympus Corp 着脱フィルタ装置および内視鏡装置
US20070051876A1 (en) * 2005-02-25 2007-03-08 Hirofumi Sumi Imager

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5543917A (en) * 1994-10-26 1996-08-06 Lockheed Martin Corporation Object detector
JP2001518241A (ja) * 1995-06-07 2001-10-09 ストリカー・コーポレーション 可視光エネルギーと赤外線光エネルギーを別個に処理する画像システム
US5719399A (en) * 1995-12-18 1998-02-17 The Research Foundation Of City College Of New York Imaging and characterization of tissue based upon the preservation of polarized light transmitted therethrough
US6177984B1 (en) * 1998-01-23 2001-01-23 Providence Health System Video imaging of superficial biological tissue layers using polarized light
US6640124B2 (en) * 1998-01-30 2003-10-28 The Schepens Eye Research Institute Imaging apparatus and methods for near simultaneous observation of directly scattered light and multiply scattered light
US6522407B2 (en) * 1999-01-22 2003-02-18 The Regents Of The University Of California Optical detection dental disease using polarized light
US6404497B1 (en) * 1999-01-25 2002-06-11 Massachusetts Institute Of Technology Polarized light scattering spectroscopy of tissue
AU5908000A (en) * 1999-07-02 2001-01-22 Hypermed Imaging, Inc. Imaging apparatus with means for fusing thermal and hyperspectral images
US8494616B2 (en) * 2000-01-19 2013-07-23 Christie Medical Holdings, Inc. Method and apparatus for projection of subsurface structure onto an object's surface
EP1267709B1 (en) * 2000-03-28 2009-04-29 Board of Regents, The University of Texas System Method and apparatus for diagnostic multispectral digital imaging
US6609795B2 (en) * 2001-06-11 2003-08-26 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitter
JP5259033B2 (ja) * 2001-08-03 2013-08-07 オリンパス株式会社 内視鏡システム
JP2005004181A (ja) * 2003-05-21 2005-01-06 Fujinon Corp 可視光・赤外光撮影用レンズシステム
US7290882B2 (en) * 2004-02-05 2007-11-06 Ocutronics, Llc Hand held device and methods for examining a patient's retina
WO2005084360A2 (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Advanced Biophotonics, Inc. Integrated multi-spectral imaging systems and methods of tissue analyses using same
JP5461753B2 (ja) * 2004-07-30 2014-04-02 オリンパス株式会社 内視鏡装置
JP5086535B2 (ja) * 2005-11-21 2012-11-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 ２板撮像装置
US7621636B2 (en) * 2007-01-10 2009-11-24 Clarity Medical Systems, Inc. Working distance and alignment sensor for a fundus camera
JP5100457B2 (ja) * 2008-03-10 2012-12-19 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡観察システム
ES2341079B1 (es) * 2008-12-11 2011-07-13 Fundacio Clinic Per A La Recerca Biomedica Equipo para vision mejorada por infrarrojo de estructuras vasculares,aplicable para asistir intervenciones fetoscopicas, laparoscopicas y endoscopicas y proceso de tratamiento de la señal para mejorar dicha vision.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002529713A (ja) * 1998-11-05 2002-09-10 サイトメトリクス インコーポレイテッド 高コントラストイメージングを提供するための方法および装置
US20050182321A1 (en) * 2002-03-12 2005-08-18 Beth Israel Deaconess Medical Center Medical imaging systems
US20040042719A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Adc Telecommunications, Inc. Optical device for compensation of multiple wavelengths and working distances in dual-fiber collimators
US20040073102A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-15 Tearney Guillermo J. Phase discrimation for detection of vulnerable-plaque
JP2006075189A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Olympus Corp 着脱フィルタ装置および内視鏡装置
US20070051876A1 (en) * 2005-02-25 2007-03-08 Hirofumi Sumi Imager

Also Published As

Publication number Publication date
US20140066781A1 (en) 2014-03-06
KR20140028358A (ko) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102028199B1 (ko) 의료 진단장치 및 그 조작방법
JP5100457B2 (ja) 内視鏡観察システム
JP5441411B2 (ja) う蝕検知の方法
CN101553161B (zh) 适用于龋齿检测的装置
WO2013115323A1 (ja) 生体観察装置
US7224468B2 (en) En-face functional imaging using multiple wavelengths
WO2019159583A1 (ja) 観察装置及び観察方法
CN104523214A (zh) 一种窄带成像内窥镜装置
JP4610970B2 (ja) 着脱フィルタ装置および内視鏡装置
JP5341285B1 (ja) 偏光観察装置
JP6234621B2 (ja) 内視鏡装置
US20110301418A1 (en) Catheter Based 3-D Defocusing Imaging
US20230222637A1 (en) High resolution microendoscope employing differential structured illumination and method of using same
JP2019200404A (ja) 光学モジュール及び光学装置
CN105852784A (zh) 一种多谱医用内窥镜镜头及系统
KR20170062830A (ko) 다파장 광원을 이용한 내시경 시스템
CN115191915A (zh) 一种内窥镜成像系统
WO2021156356A1 (en) System for polarimetric characterization of a target
KR20180032723A (ko) 치아 구조/기능 영상을 위한 복합영상장치
JP2001224549A (ja) 内視鏡画像取得方法および装置
CN114271766A (zh) 一种内窥镜装置
CN205964001U (zh) 一种多谱医用内窥镜镜头及系统
JP5438550B2 (ja) 内視鏡用撮像光学系及び内視鏡システム
JP4109133B2 (ja) 蛍光判定装置
JP2004000477A (ja) 蛍光判定方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120828

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20170522

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20120828

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180821

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20190213

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20190805

PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20190926

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20190927

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220823

Start annual number: 4

End annual number: 4

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20240707