KR101657163B1 - 광음향 프로브 모듈, 이를 포함하는 광음향 영상장치 - Google Patents

광음향 프로브 모듈, 이를 포함하는 광음향 영상장치 Download PDF

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Abstract

광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 따르면, 레이저 소스에서 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광학계; 및 상기 도달한 레이저에 의해 상기 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브를 포함할 수 있다.

Description

광음향 프로브 모듈, 이를 포함하는 광음향 영상장치{PHOTO-ACOUSTIC PROBE MODULE AND PHOTO-ACOUSTIC IMAGING APPARATUS HAVING THE SAME}
대상체에 레이저를 조사하고 대상체로부터 발생되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브 및 이를 포함하는 광음향 영상장치에 관한 것이다.
의료 영상 장치는 초음파 등의 음향파나 레이저, 엑스선 등의 전자기파가 갖는 대상체에 대한 투과, 흡수 또는 반사 특성 등을 이용하여 대상체에 대한 영상을 획득하고, 이를 진단에 이용할 수 있는 장치로서, 초음파 영상 장치, 광음향 영상 장치, 엑스선 영상 장치 등을 포함한다.
특히, 최근에는 초음파 영상의 높은 공간 분해능과 광 영상의 높은 광대조비를 얻을 수 있는 광음향(Photo-Acoustic) 영상 기술에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다.
광음향 영상 기술은 광음향 효과를 이용하여 비침습적으로 대상체 내부를 영상화하는 기술로서, 광음향 효과는 어떤 물질이 광이나 전자기파를 흡수하여 음향파(Acoustic Wave)를 발생시키는 것을 의미한다.
광학계에 의해 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 가이드되는 레이저를 조사할 수 있는 광음향 프로브 모듈 및 이를 포함하는 광음향 영상장치를 제공한다.
광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 따르면, 레이저 소스에서 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드하는 광학계; 및 도달한 레이저에 의해 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브를 포함할 수 있다.
광학계는, 레이저가 조사되는 방향에 마련되어, 레이저의 진행방향을 변환하는 제 1 거울; 및 진행방향이 변환된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록, 진행방향이 변환된 레이저를 대상체로 반사시키는 제 2 거울을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 거울은 회전 가능하도록 마련될 수 있다.
광학계는 제 1 및 제 2 거울을 회전하여 레이저가 목표 입사각을 가지도록 레이저를 가이드할 수 있다.
제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리가 조절 가능하도록 마련될 수 있다.
광학계는 제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리를 조절하여 레이저가 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드할 수 있다.
광학계는 조사된 레이저가 목표 입사각을 갖도록 레이저를 가이드하는 프리즘을 포함할 수 있다.
광학계는 광음향 프로브의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 결합될 수 있다.
광학계는 광음향 프로브 상에서 이동하여 레이저가 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드할 수 있다.
레이저 소스로부터 생성되는 레이저를 광학계로 전달하는 광섬유를 더 포함할 수 있다.
광음향 영상장치의 일 실시예에 따르면, 레이저를 생성하는 레이저 소스;　생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드하는 광학계, 및 도달한 레이저에 의해 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브를 포함하는 광음향 프로브 모듈; 및 수신한 음향파를 기초로 광음향 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
광학계는. 레이저가 조사되는 방향에 마련되어, 레이저의 진행방향을 변환하는 제 1 거울; 및 진행방향이 변환된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 진행방향이 변환된 레이저를 대상체로 반사시키는 제 2 거울을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 거울은 회전 가능하도록 마련될 수 있다.
광학계는 제 1 및 제 2 거울을 회전하여 레이저가 목표 입사각을 가지도록 레이저를 가이드할 수 있다.
제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리가 조절 가능하도록 마련될 수 있다.
제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리를 조절하여 레이저가 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드할 수 있다.
광학계는 조사된 레이저가 목표 입사각을 갖도록 레이저를 가이드하는 프리즘을 포함할 수 있다.
광학계는 광음향 프로브의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 결합될 수 있다.
광학계는 광음향 프로브 상에서 이동하여 레이저가 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드할 수 있다.
광음향 프로브 모듈은 레이저 소스로부터 생성되는 레이저를 광학계로 전달하는 광섬유를 더 포함할 수 있다.
광음향 프로브 모듈 및 이를 포함하는 광음향 프로브 모듈의 일 측면에 따르면, 대상체에 조사되는 레이저가 최적의 입사각을 가지고 대상체의 원하는 깊이에 조사되도록 가이드하여, 보다 선명한 대상체 내부의 광음향 영상을 생성할 수 있다.
광음향 프로브 모듈 및 이를 포함하는 광음향 프로브 모듈의 다른 측면에 따르면, 광학계가 종래의 초음파 프로브에 결합 가능하도록 구성되어, 별개의 독립된 장치 없이도 레이저를 조사하고 음향파를 수신할 수 있다. 또한 용도에 맞게 초음파 영상 또는 광음향 영상을 생성하는데 사용될 수 있다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 광음향 프로브 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 2c는 광음향 프로브에 광학계가 결합되는 형태의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 3d는 광음향 프로브에 광학계가 결합되는 형태의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4는 레이저를 전달받는 광음향 프로브 모듈의 일 실시예를 도시한 도면이다.　
도 5는 광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 있어서 광학계의 일 실시예가 적용되는 경우를 예시한 도면이다.
도 6a 내지 6d는 광음향 프로브의 일 실시예에 따라 광학계의 일 실시예가 적용되어 레이저를 가이드하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a내지 7c는 광학계의 일 실시예에 따라 조사되는 레이저의 입사각을 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.　
도 8a내지 8c는 광학계의 일 실시예에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9 및 10은 광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 있어서 광학계의 다른 실시예가 적용되는 경우를 예시한 도면이다.
도 11a내지 11c는 광학계의 다른 실시예에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12는 광음향 프로브 모듈을 포함하는 광음향 영상장치의 일 실시예에 따른 블록도이다.
도 13는 대상체에 조사되는 레이저를 가이드하는 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
도 14은 광학계를 설정하기 위한 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
도 15은 광학계를 설정하기 위한 방법의 다른 실시예에 따른 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 광음향 프로브 모듈 및 이를 포함하는 광음향 영상장치의 일 측면에 따른 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.
광음향 영상화 기술(PAI: Photo-Acoustic Imaging)은 초음파 영상의 높은 공간 분해능과 광 영상의 높은 광대조비를 결합하는 방식으로 생체조직의 영상화에 적합한 기술이다. 나노 단위의 짧은 파장을 갖는 레이저를 생체 조직에 조사하면, 레이저의 짧은 전자기 펄스가 생체 조직에 흡수됨에 따라, 초기 초음파의 발생원으로 작용하는 조직 부위에서 열탄성 팽창(thermo-elastic expansion)에 의해 순간적인 음향 압력이 발생하고 이렇게 형성된 초음파들은 생체 조직의 표면에 다양한 지연을 가지고 도달하게 되는데, 이를 영상화 한 것이 광음향 영상이다.
도 1은 광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 따른 광음향 프로브 모듈의 구성을 개력적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 광음향 프로브 모듈(100)의 일 실시예는 레이저 소스에서 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드하는 광학계(110) 및 도달한 레이저에 대응하여 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브(120)를 포함할 수 있다.
광학계(110)는 대상체에 조사되는 레이저를 가이드 할 수 있다. 구체적으로 광학계(110)는 조사되는 레이저와 대상체 표면이 이루는 각(이하 입사각이라 함)과, 광음향 프로브(120)의 중심 축의 연장선상에서 조사되는 레이저가 도달하는 지점(이하 대상체 내부 깊이라 함)을 제어하여, 조사되는 레이저를 가이드 할 수 있다.
레이저의 입사각을 변화시키면 대상체 표면, 예를 들어 피부의 레이저 흡수율이 달라진다. 실험에 따르면 대상체가 인체인 경우, 레이저가 약 55도의 입사각을 가지고 대상체 내부로 조사될 때 가장 흡수율이 높게 나타난다. 　따라서 광학계(110)는 조사되는 레이저가 대상체에 잘 흡수되는 목표 입사각을 가지도록 가이드 할 수 있다.
또한 레이저가 도달하는 영역으로부터 음향파를 수신하여 광음향 영상을 생성할 수 있으므로, 광학계(110)는 영상화 하고자 하는 목표 깊이에 레이저가 도달하도록 가이드 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 광음향 프로브(120)는 광학계(110)를 거쳐 가이드된 레이저가 대상체에 조사되고, 이에 대응하여 발생되는 음향파를 수신할 수 있다.
광음향 프로브(120)는 수신한 음향파를 전기적 신호로 변환하는 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 트랜스듀서는 음향 신호를 전기 신호로 변환하는 압전층, 압전층의 전면에 배치되는 정합층(Matching Layer), 압전층의 후면에 배치되는 흡음층(Backing layer)을 포함할 수 있다.
소정의 물질에 기계적인 압력이 가해지면 전압이 발생하는 효과를 압전 효과라 하고, 이런 효과를 갖는 물질을 압전 물질이라 한다. 즉, 압전 물질은 기계적인 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 물질이다.
압전층은 압전 물질로 이루어지며, 음향파 신호가 입력되면 이를 전기적인 신호로 변환한다.
압전층을 구성하는 압전 물질은 지르콘산티탄산연(PZT)의 세라믹, 마그네슘니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZMT 단결정, 아연니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZNT 단결정 등을 포함할 수 있다.
정합층은 압전층의 전면에 배치되고, 압전층에서 발생된 음향파가 대상체에 효과적으로 전달될 수 있도록 압전층과 대상체 사이의 음향 임피던스의 차이를 감소시킨다. 정합층은 하나 이상의 층을 가지도록 형성될 수 있으며, 다이싱(dicing) 공정에 의해 압전층과 함께 소정의 너비를 갖는 복수의 유닛으로 분할될 수 있다.
흡음층은 압전층의 후면에 배치되고, 압전층에서 발생된 음향파를 흡수하여 압전층의 후면으로 진행하는 음향파를 차단함으로써, 영상의 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 흡음층은 초음파의 감쇠 또는 차단효과를 향상시키기 위해 복수의 층으로 제작될 수 있다.
한편, 일반적으로 광음향 영상화 기술에서 음향파는 초음파를 의미하므로, 음향파를 수신하는 광음향 프로브(120)는 초음파를 수신하는 초음파 프로브 일 수 있다. 따라서 종래 초음파 진단 시 이용하는 초음파 프로브를 광음향 진단에도 활용할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 광학계(110)와 광음향 프로브(120)는 하나로 결합된 형태일 수 있다. 예를 들어 광학계(110)와 광음향 프로브(120)는 일체형으로 마련될 수 있다. 즉, 광학계(110)와 광음향 프로브(120)가 별도의 하우징에 내장될 수 있다. 이와는 달리 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 착탈 가능하도록 결합될 수도 있다. 이하에서는 도 2a 내지 2c 및 도 3a 내지 3d를 참조하여 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 결합되는 형태를 설명한다.
도 2a 내지 2c는 광음향 프로브에 광학계가 결합되는 형태의 일 실시예를 도시하고 있다.
도 2a와 같이, 광학계(110)는 광음향 프로브(120)에 직접 결합될 수 있다. 특히 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 슬라이드 방식으로 결합되어, 광음향 프로브(120) 상에서 이동 가능할 수도 있다.
이를 위해 광학계(110)는, 도 2b와 같이, 광음향 프로브(120) 상에 마련된 레일부에 결합되어 레일부를 따라 슬라이드 방식으로 이동 가능한 이동부재(111) 및 이동부재와 면 접촉하고 레이저를 가이드하는 광학부재(112)를 포함할 수도 있다.
이동부재(111)는 도 2b와 같이 돌출 형상으로 마련될 수 있고, 이와는 반대로 함몰 형상일 수도 있다. 이처럼 이동부재(111)의 형상은 도 2b의 실시예에 한정되지 않으나, 이동부재의 형상과 후술할 광음향 프로브(120)의 레일부(121)의 형상이 결합 가능하도록 마련되어야 한다.
이동부재(111)는 광음향 프로브(120)와 안정적으로 결합하기 위해 함몰부(111a)를 구비할 수 있다. 이동부재의 함몰부(111a)는 후술할 레일부(121)에 마련된 걸림턱에 결합되어, 광학계(110)를 y출 방향으로 고정시킬 수 있다.
도 2c는 광음향 프로브의 하우징 외부에 마련되는 레일부를 도시한 도면이다. 　광음향 프로브(120)의 길이방향으로 레일부(121)가 설치될 수 있고, 이러한 레일부(121)에 이동부재가 결합될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 레일부(121)는 이동부재의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 도 2b와 같은 돌출 형상의 이동부재(111)와 결합하기 위해, 레일부(121)는 도 2c와 같은 함몰 형상일 수 있다. 이와는 반대로 이동부재(111)가 함몰 형상인 경우, 이에 대응하여 레일부(121)는 돌출 형상으로 마련될 수 있다.
레일부(121)는 이동부재의 함몰부(111a)와 결합되어 광학계(110)를 y축 방향으로 고정시키는 걸림턱(121a)을 포함할 수 있다. 또한, 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 착탈 가능한 경우, 도 2c와 같이 레일부(121)는 일단에 형성되어 이동부재가 결합되는 체결부(121b)를 더 포함할 수 있다. 체결부(121b)를 통해 광학계(110)의 이동부재를 레일부(121)와 결합시키거나, 체결부(121b)를 통해 결합된 광학계(110)를 레일부(121)로부터 이탈시킬 수 있다.
이렇게 결합된 광학계(110)는 레일부(121)가 형성된 방향을 따라 슬라이드 방식으로 이동할 수 있다. 도 2a와 같이 광음향 프로브(120)의 길이방향으로 레일부(121)가 마련되면, 광음향 프로브(120)와 결합된 광학계(110)는 광음향 프로브(120)의 길이방향(화살표 방향)을 따라 이동할 수 있다. 광학계(110)를 광음향 프로브(120) 상에서 이동시키는 이유는 후술한다.
도 3a 내지 3d는 광음향 프로브에 광학계가 결합되는 형태의 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 3a와 같이, 광학계(210)는 브라켓(230)을 통해 광음향 프로브(120)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 브라켓(230)이 광음향 프로브(120)에 결합되고, 광학계(210)가 브라켓(230)에 수용되는 형태일 수 있다. 브라켓(230)이 광음향 프로브(120)에 슬라이드 방식으로 결합되면, 브라켓(230)에 수용된 광학계(210)도 슬라이드 방식으로 이동 가능할 수 있다.
도 3b 및 3c를 참조하면, 브라켓(230)은 브라켓을 일 방향으로 관통하는 관통홀(230b) 및 관통홀에 결합되는 고정부재(230a)를 포함할 수 있다.
관통홀(230b)은 브라켓 내부에 x축 방향으로 마련될 수 있으며, 관통홀(230b) 내부에는 나선형의 홈이 형성될 수 있다.
이렇게 마련된 관통홀(230b) 내부로 고정부재(230a)가 결합될 수 있다. 고정부재(230a)의 외부에는 관통홀(230b) 내부의 나선형 홈에 맞물리도록 나선형 돌출부가 형성될 수 있다. 고정부재(230a)를 관통홀(230b) 입구에 위치시킨 후, 일정한 방향으로 고정부재(230a)를 반복하여 회전시키면, 고정부재(230a)가 관통홀(230b) 내부를 따라 삽입되며 관통홀(230b)과 결합될 수 있다.
관통홀(230b)과 결합된 고정부재(230a)는 광음향 프로브(120)에 마련된 레일부(220a)와 결합될 수 있다. 그 결과 브라켓(230)이 레일부(220a)를 따라 이동이 가능해 질 수 있다.
브라켓(230)이 광음향 프로브(120)에 착탈 가능한 경우, 도 3b와 같이 레일부(220a)는 일단에 형성되어 이동부재가 결합되는 체결부(220b)를 더 포함할 수 있다. 체결부(220b)를 통해 브라켓(230)의 고정부재(230a)를 레일부(220a)와 결합시키거나, 체결부(220b)를 통해 결합된 브라켓(230)을 레일부(220a)로부터 이탈시킬 수 있다.
고정부재(230a)에 의해 브라켓(230)의 위치가 고정될 수도 있다. 도 3c를 참조하면, 고정부재(230a)는 관통홀(230b)에 삽입되고, 레일부(220a)와 결합할 수 있다. 이 때, 고정부재(230a)를 반복 회전시켜, 고정부재(230a)의 바닥을 레일부(220a)에 접촉시킬 수 있다. 고정부재(230a)가 레일부(121)에 강하게 접촉되면, z축 방향으로 브라켓(230)을 이동시킬 때 고정부재(230a)와 레일부(220a) 사이에 마찰이 발생한다. 이러한 마찰에 의해 브라켓(230)이 광음향 프로브(120)의 특정 위치에 고정될 수 있다.
브라켓(230)의 위치가 고정되면, 도 3d와 같이 브라켓(230)에 광학계(210)를 수용시킬 수 있다. 브라켓(230)을 원하는 위치에 고정시키고, 브라켓(230)에 광학계(210)가 수용되면, 광학계(210)를 원하는 위치에 고정시키는 것과 동일한 효과를 낼 수 있다.
그러나 도 2a 내지 2c 및 도 3a 내지 3d는 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 결합되는 일 실시예에 불과하고, 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 결합되는 구성이라면 어떤 것이든 적용될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상 광학계(110)가 광음향 프로브(120)에 슬라이드 방식으로 직접 결합하는 경우를 전제로 설명한다.
도 4는 레이저를 전달받는 광음향 프로브 모듈의 일 실시예를 도시한 도면이다.
광음향 프로브(120) 모듈은 레이저 소스로부터 생성되는 레이저를 광학계(110)로 전달하는 광섬유(130)를 더 포함할 수 있다. 광음향 프로브 모듈(100)에 포함되는 광섬유(130)는 하나 이상일 수 있다. 광섬유가 복수인 경우, 도 4과 같이, 복수의 광섬유가 다발형태로 제공되는 광섬유 다발일 수 있다.
광섬유(130)와 광음향 프로브(120)는 상호 고정되어 일체형으로 구현되는 것이 가능하다. 이를 위해, 도 4의 예시와 같이 지지대(101)가 광섬유(130)와 광음향 프로브(120)를 고정시킬 수 있다. 이 때, 지지대는 광음향 프로브(120)의 길이방향으로 이동 가능하여 광섬유(130)도 길이방향으로 이동 가능할 수 있다.
또는, 광음향 프로브(120)와 광섬유(130)가 별도의 하우징에 내장되는 것도 가능하다. 다만, 광음향 프로브 모듈(100)의 실시예가 위의 예시들에 한정되는 것은 아니므로, 광음향 프로브 모듈(100)은 광섬유(130)와 광음향 프로브(120)의 상호 연결 관계에 제한을 두지 않는다.
광섬유(130)는 레이저 소스(160)로부터 레이저를 광학계(110)에 전달하고, 광학계(110)는 전달된 레이저를 가이드하여 대상체에 조사한다. 이하에서는 광학계(110)가 레이저를 가이드하는 방법을 설명하기 위해, 광학계(110)의 여러 가지 실시예를 설명한다.
도 5는 광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 있어서 광학계의 일 실시예가 적용되는 경우를 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 광학계(110)의 일 실시예는 레이저가 조사되는 방향에 마련되어, 레이저의 진행방향을 변환하는 제 1 거울(112), 및 진행방향이 변환된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 진행방향이 변환된 레이저를 상기 대상체로 반사시키는 제 2 거울(113)을 포함할 수 있다.
도 6a 내지 6d는 광음향 프로브의 일 실시예에 따라 광학계의 일 실시예가 적용되어 레이저를 가이드하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a와 같이, 광섬유(130)는 레이저 소스(160)로부터 생성되는 레이저를 광학계(110)로 전달할 수 있다. 구체적으로 광섬유(130)의 한쪽 끝은 레이저 소스(160)와 연결되어 레이저를 공급받을 수 있다. 또한 광섬유(130)의 다른 쪽 끝은 공급받은 레이저가 외부로 조사될 수 있다. 설명의 편의상 레이저는 z축 방향으로 조사되는 것으로 한다.
도 6b를 참조하면, 광섬유(130)에서 조사된 레이저는 광학계(110)의 제 1 거울(112)에 반사될 수 있다. 이 때, 제 1 거울(112)은 광섬유(130)로부터 레이저가 조사되는 방향에 마련될 수 있다. x축 방향으로 진행하던 레이저는 제 1 거울(112)에 의해 반사되어 진행방향을 변환할 수 있다.
도 6c와 같이, 제 1 거울(112)에 의해 진행방향이 변환된 레이저는 제 2 거울(113)에 의해 다시 한번 진행방향이 변환될 수 있다. 제 2 거울(113)에 의해 반사된 레이저는 대상체에 조사되므로, 제 2 거울(113)을 통해 대상체에 조사되는 레이저를 가이드할 수 있다.
도 6d는 광학계에 의해 가이드된 레이저가 최종적으로 대상체로 조사되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
광섬유(130)로부터 조사된 레이저는 제 1 거울(112)에 의해 반사되고, 제 1 거울(112)에 의해 반사된 레이저는 다시 한 번 제 2 거울(113)에 의해 반사된다. 제 2 거울(113)에 의해 반사된 레이저는 대상체로 조사되는데, 이렇게 조사되는 레이저는 대상체 표면과 이루는 각, 즉 입사각 θ를 가진다. 입사각 θ를 가지고 대상체 표면을 투과한 레이저는, 최종적으로 대상체 내부 깊이 d에 위치한 지점까지 도달하게 된다.
광학계(110)의 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)은 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 회전하여 대상체로 조사되는 레이저의 입사각을 제어할 수 있다. 도 3에서 설명한 바와 같이, 입사되는 레이저의 입사각에 따라 대상체 표면(인체의 경우 피부)의 레이저 흡수율이 달라지므로, 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 이용하여 조사되는 레이저가 최적의 입사각을 갖도록 제어할 수 있다.
도 7a내지 7c는 광학계의 일 실시예에 따라 조사되는 레이저의 입사각을 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
제 1 거울(112)을 고정시키고 제 2 거울(113)을 회전하여, 대상체에 조사되는 레이저의 입사각을 변화시킬 수 있다. 도 7a 내지 7c는 제 2 거울(113)을 회전시켜 조사되는 레이저의 입사각을 변화시키고 있다.
도 7a에서 7c로 갈수록, 제 2 거울(113)의 반사면이 대상체 표면에 수직이 되도록 회전된다. 그에 따라 조사되는 레이저의 입사각이 θ1에서　θ2, 그리고 θ3로 점점 감소함을 확인할 수 있다.
도 7a 내지 7c는 제 1 거울(112)을 고정시키고 제 2 거울(113)을 회전하여 입사각을 제어하는 경우를 예시하고 있으나, 제 2거울을 고정시키고 제 1 거울(112)을 회전하여 입사각을 제어할 수도 있으며, 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113) 모두를 회전하여 입사각을 제어하는 것도 가능하다.
이처럼 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)을 회전하여, 광음향 영상을 획득하는데 최적의 입사각으로 레이저가 조사되도록 제어할 수 있다. 이 때 최적의 입사각이란 대상체 표면(인체의 경우 피부)에서 최대 광 흡수율을 나타내는 입사각을 의미한다. 이하에서는 최적의 입사각을 목표 입사각이라고 한다.
레이저가 목표 입사각을 가지도록 광학계(110)를 설정하기 위해, 사용자가 직접 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)을 회전시키거나, 장치 내부 연산에 의하여 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)이 회전될 수도 있다.
또한, 제 1 거울(112)과 제 2 거울(113) 사이의 거리를 조절하여, 조사되는 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어할 수 있다. 레이저가 대상체의 원하는 깊이에 도달하도록 제어하여야, 해당 깊이의 영역에 도달하는 레이저의 에너지가 커지게 된다. 높은 에너지의 레이저가 조사될 수록 더 정확한 정보를 얻을 수 있으므로, 레이저가 원하는 깊이로 조사되도록 제어하는 것이 중요하며, 이를 위해 제 1 거울(112)과 제 2 거울(113) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
도 8a내지 8c는 광학계의 일 실시예에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
제 1 거울(112)을 고정시키고 제 2 거울(113)의 위치를 변화시켜, 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 변화시킬 수 있다. 도 8a 내지 8c는 제 2 거울을 이동시켜 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 경우를 예시하고 있다.
도 8a에서 8c로 갈수록, 제 2 거울(113)이 제 1 거울(112)로부터 멀어지도록 이동된다. 그에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이는 d1에서　d2, 그리고 d3로 점점 깊어짐을 확인할 수 있다.
도 8a 내지 8c는 제 1 거울(112)을 고정시키고 제 2 거울(113)을 이동시켜 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 경우를 예시하고 있으나, 제 2거울을 고정시키고 제 1 거울(112)을 이동시켜 도달 깊이를 제어할 수도 있으며, 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113) 모두를 이동시켜 도달 깊이를 제어하는 것도 가능하다.
이처럼 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)을 이동시켜, 광음향 영상을 획득하고자 하는 영역으로 레이저를 조사할 수 있다. 이 때 광음향 영상을 획득하고자 하는 영역의 대상체 표면으로부터의 깊이를 목표 깊이라 한다.
도 8a 내지 8c와는 달리, 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 광음향 프로브(120) 상에서 이동시켜, 레이저가 목표 깊이에 도달하도록 제어할 수도 있다. 이러한 방법은 후술할 프리즘에 의할 때와 동일하므로, 도 11a 내지 11c에서 함께 설명하도록 한다.
레이저가 목표 깊이에 도달하도록 광학계(110)를 설정하기 위해, 사용자가 직접 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)을 이동시키거나, 장치 내부 연산에 의하여 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)이 이동할 수도 있다.
도 9 및 10은 광음향 프로브 모듈의 일 실시예에 있어서 광학계의 다른 실시예가 적용되는 경우를 예시한 도면이다.　
도 9와 같이, 광섬유(130)에 의해 전달된 레이저를 가이드하기 위해 광음향 프로브 모듈(100)은 광학계(110)로서 프리즘을 구비할 수 있다. 프리즘은 내부로 입사하는 빛을 반사시키는 성질이 있으므로, 이를 이용하여 프리즘으로 입사되는 레이저를 가이드 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 목표 입사각이 정해진 후, 그에 대응하는 프리즘을 광학계(110)로 구비할 수 있다. 구체적으로 프리즘에 입사하는 레이저가 대상체에 대한 목표 입사각을 가지도록 레이저를 반사시킬 수 있는 프리즘을 이용할 수 있다. 또는 빛이 프리즘으로 입사하는 지점에 따라 반사되는 각도가 달라지는 프리즘을 구비하여, 레이저가 목표 입사각을 가지도록 프리즘을 회전할 수도 있다.
도 11a내지 11c는 광학계의 다른 실시예에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
프리즘의 위치를 변화시켜 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 변화시킬 수 있다. 구체적으로 광학계(110)는 광음향 프로브(120)의 길이방향으로 이동 가능하도록 슬라이드 결합될 수 있으므로, 프리즘도 광음향 프로브(120)의 길이방향으로 이동하며 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어할 수 있다. 도 11a 내지 11c는 프리즘을 광음향 프로브(120) 상에서 이동시켜 레이저가 도달하는 깊이를 변화시키는 경우를 예시하고 있다.
도 11a에서 11c로 갈수록, 프리즘이 대상체 표면에 가까워지도록 z축 방향으로 이동된다. 그에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이는 d1에서　d2, 그리고 d3로 점점 깊어짐을 확인할 수 있다.
레이저가 목표 깊이에 도달하도록 광학계(110)를 설정하기 위해, 사용자가 직접 프리즘을 이동시키거나, 장치 내부 연산에 의하여 프리즘이 이동할 수도 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 프리즘 대신 도 5의 광학계(110)를 이동시키는 것도 가능하다. 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 포함하는 광학계(110)를 이동시켜 레이저를 목표 깊이에 도달하도록 가이드하는 방법은 프리즘의 경우와 동일하다.
도 12는 광음향 프로브 모듈을 포함하는 광음향 영상장치의 일 실시예에 따른 블록도이다.
도 12를 참조하면, 광음향 영상장치의 일 실시예는 레이저를 생성하는 레이저 소스(160), 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 레이저를 가이드하는 광학계(110) 및 도달한 레이저에 의해 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브(120)를 포함하는 광음향 프로브 모듈(100), 및 수신한 음향파를 기초로 광음향 영상을 생성하는 영상 처리부(140)를 포함할 수 있다. 또한 광음향 프로브 모듈(100)은 레이저 소스(160)로부터 생성되는 레이저를 광학계(110)로 전달하는 광섬유(130)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라 광음향 영상장치는 영상 처리부(140)가 생성한 광음향 영상을 화면에 표시하는 디스플레이(150)를 포함할 수 있다.
레이저 소스(160)는 광음향 영상의 기초가 되는 레이저를 생성할 수 있다. 레이저 소스(160)는 특정 파장성분 또는 그 성분을 포함하는 단색광을 발생시키는 반도체 레이저(LD), 발광다이오드(LED), 고체 레이저 또는 가스 레이저 같은 발광 소자로 구현될 수 있으며, 상이한 파장의 레이저를 생성하는 복수의 레이저 소스(160)를 포함하는 것도 가능하다.
일 예로서, 광음향 영상장치(600)가 대상체의 헤모글로빈 농도를 측정하는데 사용되는 경우에는 약 1,000nm의 파장을 갖는 Nd·YAG 레이저(고체 레이저)나 633nm의 파장을 갖는 He-Ne 가스 레이저를 사용하여 펄스폭이 약 10nsec인 레이저를 생성할 수 있다. 생체 내의 헤모글로빈 농도는 그 유형에 따라서 광학적인 흡수특성이 다르지만, 일반적으로 600nm에서 1,000nm의 레이저를 흡수한다. 발광파장이 550~650nm 정도에서는 InGaAIP으로, 발광파장이 650nm~900nm 정도에서는 GaAlAs으로, 또는 발광파장이 900~2,300nm 정도에서는 InGaAs 또는 InGaAsP로 만들어진 LD 또는 LED와 같은 소형 발광소자가 사용될 수 있다. 또한, 비선형 광결정을 사용하여 파장을 변화시킬 수 있는 OPO(Optical Parametrical Oscillators) 레이저가 사용될 수도 있다.
광음향 프로브 모듈(100)을 레이저 소스(160)가 생성한 레이저를 가이드하고, 이에 의해 발생하는 음향파를 수신할 수 있다.
구체적으로 광섬유(130)는 레이저 소스(160)로부터 생성된 레이저를 광학계(110)로 전달할 수 있다. 광학계(110)는 전달받은 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 가이드 할 수 있다. 광음향 프로브(120)는 목표 깊이로부터 레이저에 의해 발생된 음향파를 수신할 수 있다.
영상 처리부(140)는 광음향 프로브 모듈(100)이 수신한 음향파를 기초로 광음향 영상을 생성할 수 있다. 음향파를 기초로 광음향 영상을 생성하는 것은 공지의 기술인바, 이하 자세한 설명은 생략한다.
영상 처리부(140)는 CPU 또는 GPU와 같은 프로세서에 의해 하드웨어적으로 구현될 수 있다.
디스플레이(150)는 영상 처리부(140)가 생성한 광음향 영상을 화면에 표시할 수 있다. 사용자는 화면에 표시된 광음향 영상을 통해 대상체 내부 목표 깊이의 상태를 확인할 수 있고, 이상이 감지되면 그에 대응하는 적절한 조치를 취할 수 있다.
도 13는 대상체에 조사되는 레이저를 가이드하는 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
먼저 레이저를 가이드하기 위해 광학계를 설정할 수 있다.(300) 광학계(110)는 대상체로 조사되는 레이저의 입사각과 도달하는 대상체 내부 깊이를 제어할 수 있다. 따라서 목표 입사각 및 대상체 내부 목표 깊이가 정해지면 그에 맞게 광학계(110)를 설정할 수 있다.
사용자가 직접 광학계(110)를 조작하여 설정할 수 있고, 또는 장치 내부 연산에 의해 광학계(110)가 설정될 수 있다.
광학계의 설정이 완료되면, 레이저 소스에서 레이저를 생성할 수 있다.(310) 일반적으로 대상체에 조사되는 레이저는 펄스 레이저(Pulsed Laser)일 수 있으나, 연속발진 레이저(Continuous Wave Laser)를 조사하는 것도 가능하다.
생성된 레이저가 광학계로 전달되면, 레이저는 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달할 수 있도록 가이드될 수 있다.(320) 광학계(110)는 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 포함하거나 프리즘으로 구현될 수 있고, 각 실시예의 고유의 방법에 따라 레이저를 가이드하게 된다.
가이드된 레이저는 대상체 표면에 목표 입사각을 가지고 입사(330)하게 되고, 대상체 내부를 진행하여, 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하게 된다.(340)
도 14은 광학계를 설정하기 위한 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다. 도 14에서 광학계(110)는 제 1 거울(112) 및 제 2 거울(113)을 포함하는 경우를 전제로 설명한다.
레이저 소스로부터 생성된 레이저의 입사각이 목표 입사각을 가지도록, 제 1 또는 제 2 거울을 회전할 수 있다.(400) 앞서 살핀 바와 같이 입사각에 따라 대상체 표면이 레이저를 흡수하는 비율이 달라지므로, 조사되는 레이저가 최적의 입사각인 목표 입사각을 가지도록 제 1 거울(112) 또는 제 2 거울(113)을 회전시킬 수 있다.
다음으로 레이저가 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 제 1 거울과 제 2 거울의 거리를 조절할 수 있다.(410) 광음향 영상을 생성하고자 하는 대상체 내부 깊이를 목표 깊이로 설정하고, 그에 대응하도록 제 1 거울(112)과 제 2 거울(113)의 거리를 조절할 수 있다.
도 15은 광학계를 설정하기 위한 방법의 다른 실시예에 따른 흐름도이다. 도 15에서 광학계(110)는 프리즘으로 구현되는 경우를 전제로 설명한다.
레이저 소스로부터 생성된 레이저의 대상체에 대한 입사각이 목표 입사각을 가지도록 프리즘을 회전할 수 있다.(500) 이 때 사용되는 프리즘은, 레이저가 프리즘 내부로 입사하는 지점에 따라 반사되는 각도가 달라지도록 구성된다. 따라서 프리즘을 회전시키면 레이저가 입사하는 프리즘의 위치가 달라지고, 그에 따라 대상체에 대한 입사각이 달라지게 된다.
다음으로 레이저가 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록, 프리즘을 광음향 프로브의 길이 방향으로 이동시킬 수 있다.(510) 이 때, 프리즘은 광음향 프로브의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 프리즘의 이동에 따라 레이저가 도달하는 대상체 내부 깊이가 변하므로, 프리즘의 위치가 레이저를 목표 깊이에 도달시킬 수 있는 곳이라면 프리즘의 위치를 고정시키고, 레이저를 생성할 수 있다.
100 : 광음향 프로브 모듈
110 : 광학계
120 : 광음향 프로브
130 : 광섬유
140 : 영상 처리부
150 : 디스플레이
160 : 레이저 소스

Claims (20)

  1. 레이저 소스에서 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광학계; 및
    상기 도달한 레이저에 의해 상기 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브를 포함하고,
    상기 광학계는,
    상기 광음향 프로브 상에서 이동 가능하도록 결합되는 광음향 프로브 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학계는,
    상기 레이저가 조사되는 방향에 마련되어, 상기 레이저의 진행방향을 변환하는 제 1 거울; 및
    상기 진행방향이 변환된 레이저가 상기 목표 입사각을 가지고 상기 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록, 상기 진행방향이 변환된 레이저를 상기 대상체로 반사시키는 제 2 거울을 포함하는 광음향 프로브 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 거울은 회전 가능하도록 마련되는 광음향 프로브 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 제 1 및 제 2 거울을 회전하여 상기 레이저가 목표 입사각을 가지도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 프로브 모듈.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리가 조절 가능하도록 마련되는 광음향 프로브 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리를 조절하어 상기 레이저가 상기 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 프로브 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 조사된 레이저가 상기 목표 입사각을 갖도록 상기 레이저를 가이드하는 프리즘을 포함하는 광음향 프로브 모듈.
  8. 제 2 또는 7 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 광음향 프로브의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 결합되는 광음향 프로브 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 광음향 프로브 상에서 이동하여 상기 레이저가 상기 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 프로브 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 소스로부터 생성되는 레이저를 상기 광학계로 전달하는 광섬유를 더 포함하는 광음향 프로브 모듈.
  11. 레이저를 생성하는 레이저 소스;
    상기 생성된 레이저가 목표 입사각을 가지고 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광학계, 및 상기 도달한 레이저에 의해 상기 목표 깊이로부터 방출되는 음향파를 수신하는 광음향 프로브를 포함하는 광음향 프로브 모듈; 및
    상기 수신한 음향파를 기초로 광음향 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하고,
    상기 광음향 프로브 모듈의 상기 광학계는,
    상기 광음향 프로브 모듈의 상기 광음향 프로브 상에서 이동 가능하도록 결합되는 광음향 영상장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학계는.
    상기 레이저가 조사되는 방향에 마련되어, 상기 레이저의 진행방향을 변환하는 제 1 거울; 및
    상기 진행방향이 변환된 레이저가 상기 목표 입사각을 가지고 상기 대상체 내부의 목표 깊이에 도달하도록 상기 진행방향이 변환된 레이저를 상기 대상체로 반사시키는 제 2 거울을 포함하는 광음향 영상장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 거울은 회전 가능하도록 마련되는 광음향 영상장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 제 1 및 제 2 거울을 회전하여 상기 레이저가 목표 입사각을 가지도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 영상장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리가 조절 가능하도록 마련되는 광음향 영상장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 거울과 제 2 거울 사이의 거리가 조절하여 상기 레이저가 상기 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 영상장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 조사된 레이저가 상기 목표 입사각을 갖도록 상기 레이저를 가이드하는 프리즘을 포함하는 광음향 영상장치.
  18. 제 12 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 광음향 프로브의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 결합되는 광음향 영상장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 광음향 프로브 상에서 이동하여 상기 레이저가 상기 목표 깊이에 도달하도록 상기 레이저를 가이드하는 광음향 영상장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 광음향 프로브 모듈은 상기 레이저 소스로부터 생성되는 레이저를 상기 광학계로 전달하는 광섬유를 더 포함하는 광음향 영상장치.
KR1020130142525A 2013-11-21 2013-11-21 광음향 프로브 모듈, 이를 포함하는 광음향 영상장치 KR101657163B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6049209B2 (ja) * 2014-01-28 2016-12-21 富士フイルム株式会社 光音響計測用プローブおよびそれを備えた光音響計測装置
JP6152079B2 (ja) * 2014-08-29 2017-06-21 プレキシオン株式会社 光音響画像化装置用プローブ
KR101949404B1 (ko) * 2016-01-18 2019-02-19 포항공과대학교 산학협력단 Mems 스캐너를 이용한 광음향/초음파 손잡이형 펜타입 프로브, 및 이를 이용한 광음향 영상 획득 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011193991A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Olympus Corp 超音波照射装置
US20110275890A1 (en) 2009-01-09 2011-11-10 Washington University In St. Louis Miniaturized photoacoustic imaging apparatus including a rotatable reflector
US20120204648A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Washington University In St. Louis Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection
JP2013089680A (ja) 2011-10-14 2013-05-13 Canon Inc レーザー装置およびその制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2353508B1 (en) * 2008-12-02 2015-01-21 Konica Minolta, Inc. Ultrasonic probe
US20120275262A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Washington University Section-illumination photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110275890A1 (en) 2009-01-09 2011-11-10 Washington University In St. Louis Miniaturized photoacoustic imaging apparatus including a rotatable reflector
JP2011193991A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Olympus Corp 超音波照射装置
US20120204648A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Washington University In St. Louis Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection
JP2013089680A (ja) 2011-10-14 2013-05-13 Canon Inc レーザー装置およびその制御方法

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