KR101746763B1

KR101746763B1 - 망막 또는 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 질병 진단방법

Info

Publication number: KR101746763B1
Application number: KR1020160012442A
Authority: KR
Inventors: 오왕열; 김규석; 이재혁; 조유환; 박장렬
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-06-14
Also published as: US20180360307A1; US10682054B2; WO2017135681A9; WO2017135681A1; CN108882844A

Abstract

본 발명은 망막 또는 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 질병 진단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 조직의 저 관류를 빠르고 객관적으로 인지하여 패혈증과 같은 질병 또는 쇼크 상태를 조기에 진단할 수 있는 망막 및 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것이다.

Description

망막 또는 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 질병 진단방법{Diagnostic technique and imaging method of retinal and choroidal optical coherence tomography angiography}

현재 패혈증 및 쇼크의 진단은 임상양상, 생체징후, 혈액검사, 영상 검사 등을 통해 종합적으로 판단하여 이루어진다.

의식저하, 피부색변화, 소변양 감소, 말초혈관 층만 시간 등의 임상양상을 확인하고, 혈압, 심박동수, 호흡수, 체온 등의 생체 징후를 관찰한다. 혈액 검사를 통해 혈중 백혈구수, CRP, 프로칼리토닌(procalitonin), 젖산(lactate), 간수치, 신장 수치 등을 검사하고 혈액배양검사를 통해 세균, 곰팡이 등을 검출한다. 영상검사로는 단순방사선촬영, CT, MRI 등을 사용하여 병소를 확인한다.

특히, 패혈증 및 쇼크는 조기 진단 및 치료가 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 실제로 패혈증 상태에서 항생제를 1시간 이내에 투여한 환자의 사망률은 19.5%인 반면, 그렇지 않은 환자의 사망률은 33.2%로 매우 큰 차이가 있다.

관련된 기술로는 국내공개특허 제2005-0016987호(공개일 2005.02.21, 명칭 : 미토콘드리아 핵산 분석을 이용한 패혈증의 진단방법)가 있다. 하지만 상술한 바와 같은 기존의 방법으로는 진단이 지연될 수밖에 없다.

최근에는 위와 같은 문제점을 극복하기 위해, 다른 방법으로 패혈증 및 쇼크를 진단하기 위한 기술이 개발되고 있다.

패혈증 및 쇼크의 중요한 병태생리로 미세혈류 장애가 잘 알려져 있는데, 혈압 등 다른 지표가 정상이라도 미세혈류의 이상은 조기에 발견된다.

패혈증이 발생할 시 우리 몸의 혈류량은 상대적으로 부족진다. 따라서 중요한 장기인 심장, 뇌 등의 혈류량을 유지하기 위하여 상대적으로 덜 중요한 장기인 피부, 위장관, 근육 등의 혈류량은 줄이는 자체 보호기전이 작용한다.

이러한 이유로 다른 지표에 비해 미세혈류의 이상은 조기에 발견되고, 이를 활용하면 패혈증 및 쇼크의 조기 진단이 가능하며, 이미 패혈증 및 쇼크의 조기 진단을 위해 미세혈류 장애를 확인하기 위한 검진 장비들도 상업화가 이루어져 있다.

대표적으로 OPS(Orthogonal Polarization Spectroscopy), SDF(Sidestream Dark Field Imaging)있다. 이러한 장비들은 설하(sublingual)의 점막에서 미세혈류의 변화를 관찰한다.

하지만 OPS, SDF의 경우는 설하에서(sublingual) 미세혈류를 측정하게 되어 있는데, 측정 시 관찰자에 따라 결과의 차이가 발생한다. OPS 및 SDF는 기구를 설하점막에 접촉시켜 측정을 하는데 관찰자가 설하 점막에 접촉하는 힘에 따라 결과가 달라지며, 조금만 세게 접촉할 시에 모세혈관을 눌러서 혈류가 없는 것으로 잘못 측정되기도 한다.

따라서 OPS 및 SDF를 객관적으로 사용하는 데 한계가 있으며, 위와 같은 이유로 미세혈류의 비접촉 측정이 가능한 진단기술의 개발이 필요한 실정이다.

국내공개특허 제2005-0016987호(공개일 2005.02.21, 명칭 : 미토콘드리아 핵산 분석을 이용한 패혈증의 진단방법)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명 목적은 상세하게 조직의 저관류를 비침습, 비접촉으로 관찰하여, 상태를 빠르고 객관적으로 인지함으로써, 패혈증과 같은 질병 또는 쇼크 상태를 조기에 진단할 수 있는 망막 및 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 진단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 대상체에 대한 광가간섭 단층 촬영 신호를 검출하는 광가간섭 단층 촬영 장치(1)에 있어서, 광신호를 방사하는 파장변환 레이저(100); 상기 광신호의 일부가 커플러(110)를 통해 전달되어 기준 거울(210)에서 반사되는 경로를 갖는 기준 암(200); 상기 광신호의 일부가 커플러(110)를 통해 전달되어 상기 대상체를 스캔하는 시편촬영부(310)를 거친 다음, 다시 반사되는 경로를 갖는 시편 암(300); 상기 광신호에 대한 간섭계를 이용하여 상기 기준 암(200)에서 반사된 빛과, 상기 시편 암(300)에서 반사된 빛 간의 간섭 신호를 검출하는 검출부(400); 및 상기 시편 암(300)의 시편촬영부(310)에서 상기 대상체에 대한 스캔 주기 및 스캔 영역이 일정한 규칙으로 변화되어 스캔되도록 제어하고, 상기 검출부(400)에서 측정된 간섭 정보를 수집하여 이미지 프로세싱을 수행하는 제어부(500); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대상체는 망막 또는 맥락막일 수 있다.

또한, 상기 시편촬영부(310)는 빛을 자유 공간으로 보내는 시준기(311)(collimator); 파장변환 레이저(100)에서 방사된 광신호의 일부가 상기 시준기(311)를 거쳐 입사된 후, 반사되는 갈바노메트릭 거울(312)(gavanometric mirror); 및, 상기 갈바노메트릭 거울(312)에서 반사된 빛이 통과하여 상기 대상체에 도달하도록 하는 다수개의 렌즈(313)로 이루어진 스캔광학계; 를 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 광가간섭 단층 촬영 장치(1)는 상기 검출부(400) 및 제어부(500) 사이에 DAQ(600)(High-speed data acquisition)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 기준 암(200)에는 상기 커플러를 통해 전달된 광신호의 주파수를 변환시키는 주파수 변환기(230)를 더 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 광가간섭 단층 촬영 장치(1)를 이용하여 질병을 진단하는 질병 진단 방법은, a) 상기 대상체를 상기 광가간섭 단층 촬영 장치(1)의 시편 촬영부에서 촬영하되, 스캔 주기와 스캔 영역을 일정하게 변화시켜 다수회 촬영하는 촬영 단계; b) 상기 촬영 단계에서 얻어진 이미지를 필요에 따라 머징(merging)하여 프로세싱 하는 이미지 처리 단계; c) 상기 촬영 단계 및 이미지 처리 단계를 일정 간격으로 반복 수행하는 반복 촬영 단계; d) 얻어진 이미지를 통해 망막 또는 맥락막 내 미세혈류 변화를 판독하는 판독 단계; 및 e) 판독 단계에서 얻어진 미세혈류 변화에 대한 결과를 기준데이터와 비교하여 질병 유무를 결정하는 진단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 촬영 단계에서는 상기 대상체인 망막 또는 맥락막의 동일 단면 위치를 다양한 주기로 변화시키면서 반복 촬영할 수 있다.

또한, 상기 촬영 단계에서는 망막 또는 맥락막의 동일 단면 위치에 대해 일정 간격으로 2회 이상 간섭신호의 위상을 측정할 수 있다.

또한, 상기 촬영 단계에서는 스캔 영역의 깊이를 변화시켜 망막 및 맥락막의 촬영이 모두 가능하도록 할 수 있다.

또한, 상기 판독 단계에서는 상기 반복 촬영 단계를 통해 얻어진 이미지 파일을 각 픽셀별로 수치화하여, 기준 값과의 차이를 통해 미세혈류 변화 유무 및 변화 정도를 판단할 수 있다.

또한, 상기 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법은 망막 또는 맥락막 내 미세혈류 변화를 통해 패혈증의 진단 또는 치료 정도를 판단하는데 이용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 진단 방법은 조직의 저관류를 빠르고 객관적으로 측정 할 수 있어, 패혈증과 같은 질병 및 쇼크 상태를 조기에 진단할 수 있다.

다시 말해, 본 발명은 패혈증 발생 시, 조직의 저관류에서 미세혈류의 이상이 빠르게 발생되는 특성을 이용하여 망막 또는 맥락막을 비침습, 비접촉으로 촬영하여 관찰함으로써, 샘플을 채취할 필요가 없어 미세혈류 측정 객관성을 높이고, 즉각적으로 결과분석이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 질병의 진단뿐만 아니라, 미세혈류의 지속적 관찰이 가능함으로써, 미세혈류의 흐름이 호전되는지 관찰하는 과정을 통해 치료의 지침으로 활용이 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 종래에 패혈증 상태를 조기 진단하는 과정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 광가간섭 단층 촬영 장치의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법에서 촬영 단계의 일예를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용하여 스캔 주기를 변경하면서 망막 및 맥락막의 미세혈류를 촬영한 이미지.
도 6은 본 발명의 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용하여 맥락막의 미세혈류를 1시간 간격으로 촬영한 이미지.
도 7 내지 도 9는 도 6에서 촬영된 이미지를 픽셀별로 bmp 이미지의 color scale로 변환한 다음 일정한 연산을 통해 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 망막 또는 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층촬영 장치 및 이를 이용한 질병 진단방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 망막 또는 맥락막 내 혈관조영 광가간섭 단층 촬영 장치(1) 및 이를 이용한 질병 진단방법에 관한 것으로, 망막 또는 맥락막 내 저관류를 빠르고 객관적으로 인지하여 조기에 질병을 진단할 수 있는 진단 기술에 관한 것이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광가간섭 단층 촬영 장치(1)는 망막 또는 맥락막에 대한 광가간섭 단층 촬영 신호를 검출하는 것으로, 크게 파장변환 레이저(100), 기준 암(200), 시편 암(300), 검출부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 형성된다.

상기 파장변환 레이저(100)(Wavelength-Swept Laser) 는 대상체, 즉 본 발명에서는 안구의 망막 또는 맥락막을 관측하기 위한 시편촬영부(310)로 광신호를 방사하는 것으로, 빛을 내고 증폭시키는 증폭매질과, 시간에 따라 통과 대역(pass band)을 변환할 수 있는 가변 필터로 이루어져 있다.

상기 기준 암(200)은 상기 파장변환 레이저(100)에서 방사된 광신호의 일부가 커플러를 통해 전달되어 기준 거울(210)에서 반사되는 경로를 가지며, 상기 시편 암(300)은 상기 기준 암(200)으로 전달되지 않은 나머지 광신호가 전달되어 망막 또는 맥락막을 스캔하는 시편촬영부(310)를 거친 다음, 다시 반사되는 경로를 갖는다.

상기 기준 암(200)에는 상기 커플러를 통해 전달된 광신호의 주파수를 변환시키는 주파수 변환기(230)가 더 구비될 수 있다.

이때, 상기 시편촬영부(310)는 빛을 자유 공간으로 보내는 시준기(311)(collimator)와, 파장변환 레이저(100)에서 방사된 광신호의 일부가 상기 시준기(311)를 거쳐 입사된 후, 반사되는 갈바노메트릭 거울(312)(gavanometric mirror)과, 상기 갈바노메트릭 거울(312)에서 반사된 빛이 통과하여 망막 또는 맥락막에 도달하도록 하는 다수개의 렌즈(313)로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 시편촬영부(310)에서는 상기 파장변환 레이저(100)로부터 방사되어 상기 시준기(311)를 통과한 빛이 상기 갈바노메트릭 거울(312)에서 반사되며, 반사된 빛이 스캔 광학계(scan optics)역할을 하는 다수개의 렌즈(313)를 거쳐 망막 또는 맥락막에 도달하여 반사되는 과정을 거치게 된다.

즉, 본 발명에서는 사람의 안구가 대물렌즈(313)(objective lens)로 사용되도록 광학계 내에 배치됨으로써, 망막 뒷부분인 맥락막을 관찰할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 망막 또는 맥락막에서 반사된 빛은 상기 검출부(400)에 도달하게 되며, 상기 검출부(400)에서는 상기 광신호에 대한 간섭계를 이용하여 상기 기준 암(200)에서 반사된 빛 간에 간섭 신호를 검출하게 된다.

상기 제어부(500)는 상기 시편 암(300)의 시편촬영부(310)에서 망막 또는 맥락막에 대한 스캔 주기 및 스캔 영역이 일정한 규칙으로 변화되어 스캔되도록 제어하고, 상기 검출부(400)에서 측정된 간섭 정보를 수집하여 이미지 프로세싱을 수행하게 된다.

이때, 상기 제어부(500)는 CPU 또는 마이크로프로세서일 수 있는데, 상기 검출부(400)에서 측정된 간섭 정보를 DAQ(600)(High-speed Data Acquisition)를 통해 수집하여 이미지 프로세싱을 통해 이미지를 만들 수 있다.

도 3의 광가간섭 단층 촬영 장치(1)의 장동 과정을 간략하게 설명하면, 본 발명의 광가간섭 단층 촬영 장치(1)는 시간에 따라 파장이 변화하는 WSL(wavelength swept laser)을 광원으로 하는 마이컬슨(Michelson) 간섭계의 형태로 이루어져 있는데, 먼저 상기 파장변환 레이저(100) 나온 빛은 기준 암(200)과 시편 암(300), 두 경로로 커플러를 통해 20:80의 비율로 나누어진다.

기준 암(200)을 왕복하는 빛은 주파수 변환기(230)(frequency shifter)를 통해 모든 주파수 값이 0보다 큰 값을 가지게 되며, 이를 통해 이미징 장치의 측정 가능 깊이가 향상된다.

시편(안구)에서 후방 산란되어 돌아오는 빛과 기준 거울(210)(reference mirror)에 반사되어 돌아오는 빛은 50:50 광 커플러에서 하나로 합쳐지면서 간섭신호를 일으키고, 이렇게 발생한 간섭 신호는 검출부(400) 및 DAQ(600)를 통해 디지털 신호로 변환된다. 이러한 신호는 후처리 과정에 의하여 3D 혈관 정보 및 혈류 정보로 변환된다.

다음으로, 본 발명의 광가간섭 단층 촬영 장치(1)를 이용하여 질병을 진단하는 질병 진단 방법은, a) 사람의 망막 또는 맥락막을 상기 광가간섭 단층 촬영 장치(1)의 시편 촬영부에서 촬영하되, 스캔 주기와 스캔 영역을 일정하게 변화시켜 다수회 촬영하는 촬영 단계; b) 상기 촬영 단계에서 얻어진 이미지를 필요에 따라 머징(merging)하여 프로세싱 하는 이미지 처리 단계; c) 상기 촬영 단계 및 이미지 처리 단계를 일정 간격으로 반복 수행하는 반복 촬영 단계; d) 얻어진 이미지를 통해 망막 또는 맥락막 내 미세혈류 변화를 판독하는 판독 단계; 및 e) 판독 단계에서 얻어진 미세혈류 변화에 대한 결과를 기준데이터와 비교하여 질병 유무를 결정하는 진단 단계; 를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 촬영 단계에서는 망막 또는 맥락막의 스캔 영역 및 스캔 주기를 변화시키면서 반복 촬영하게 되는데, 도 4에는 혈류 속도를 측정하기 위해 시편(안구)의 동일 단면 위치를 다양한 주기로 반복 스캐닝하는 방식의 예가 도시되었다.

도 4(a)와 같이, 상기 촬영 단계에서는 광가간섭 단층 촬영 장치(1)를 이용하여 혈류 속도를 계산하기 위해, 시편의 동일 공간상 위치에 대해 시간 간격을 두고 적어도 2회 이상 간섭 신호의 위상을 측정하여 시간에 따른 위상 변화 값을 측정하게 된다.

이 방향을 z, fast axis beam scan 방향을 x, slow axis beam scan 방향을 y라 정의할 때, 도 4(a)는 x 방향의 스캐닝 예시를 나타내며, 도 4(b)는 y 방향의 스캐닝 예시를 나타내고 있다.

파장변환 레이저(100)(WSL)가 한번 스윕(sweep)할 때, 깊이방향의 한 A-line을 얻게 되고, 이를 일정한 간격으로 차례대로 fast axis beam scan (x scan)을 하면 한 장의 이미지를 얻게 된다.

이때, 같은 위치를 연속적으로 스캐닝할 경우, 스캐닝한 A-line 개수만큼의 시간 간격을 가지게 된다.

도 4(a)에는 한 개의 A-line을 이미징 하는데 걸리는 시간을 A라고 할 때 A-line의 개수가 320개이고, 이를 반복하여 스캐닝할 경우, x 스캐닝 사이의 시간간격은 320A인 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 원리로 320개, 384개, 512개, 768개, 1024개로 두 번씩 스캔할 경우, 같은 x 스캐닝 사이의 시간 간격이 320A, 384A, 512A, 768A, 1024A인 정보를 얻을 수 있다. 이렇게 한 세트의 x 스캐닝이 완료된 후, y 스캐닝의 위치를 바로 위로 올리고, 상술한 바와 같은 스캐닝을 반복하게 된다.

도 5는 상술한 바와 같은 과정을 통해 얻어진 망막 및 맥락막의 이미지인데, 도 5의 가장 왼쪽에 있는 이미지는 스캔 간격을 짧게 했을 때이고, 우측으로 갈수록 스캔 간격을 점점 길게 한 것이다.

눈은 뇌와 연결된 중요한 기관 중 하나로, 신체는 그 중에서 망막은 뇌에 있는 혈과 동일한 중요한 기관으로 인식하는 반면, 맥락막 층은 그보다 덜 중요한 기관으로 인식하게 된다.

이에 따라, 도 5와 같이 패혈증 발생 시, 초기에는 망막의 혈류에는 변화가 거의 발생되지 않고, 맥락막의 혈류에는 변화가 더 빠르게 발생되는 것을 알 수 있었다.

이때, 스캔 간격을 너무 빠르게 설정할 경우, 혈류 속도가 느려진 맥락막의 미세혈류를 측정하지 못하게 되므로 스캔 간격을 일정 간격 이상으로 설정할 필요가 있다.

도 6은 맥락막을 1시간 간격으로 9시간 동안 촬영한 이미지인데, 보통 패혈증 발생 후 대략 1시간 이후에 미세혈류 이상이 발생되고, 4시간 이후에 락테이트(Lactate)가 증가하며, 6시간 이후부터 혈압이 감소하는 생체 징후가 발견되는 특성을 감안하여 위와 같은 시간동안 촬영되었다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 광가간섭 단층 촬영 장치(1)에서 촬영된 이미지를 통해 맥락막에서 대략 1시간 이후부터 미세혈류 속도의 저하가 발생되는 것을 육안으로 확인할 수 있다.

이후, 상기 판독 단계에서는 상기 반복 촬영 단계를 통해 얻어진 이미지 파일을 각 픽셀별로 수치화하여, 기준 값과의 차이를 통해 미세혈류 변화 유무 및 변화 정도를 판단하게 된다.

도 7 내지 도 9는 촬영된 이미지를 픽셀별로 bmp 이미지의 color scale로 변환한 다음, 일정한 연산을 통해 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프인데, 이를 통해 1시간 이후부터 이미지 상에 수치적으로 큰 변화가 발생되는 것을 확인할 수 있었다.

도 7은 0~255의 color scale을 갖는 bmp이미지의 특성을 이용하여, 동일한 영역에 대해 동일한 크기의 이미지를 픽셀별로 color scale 값으로 변환한 다음, 픽셀별 color scale 값의 총합을 총 픽셀 수로 나누어 계산한 값을 그래프로 나타낸 것이다. 이때, x축은 시간을 나타내며, y축은 상기와 같이 계산된 값을 나타낸다.

다음으로, 도 8 및 도 9는 color scale 값이 x~y인 픽셀의 총 비율(0~1)을 나타낸 값으로, 도 8에서 index 2a는 1 ~ (255 * 0.2), index 2b는 1 ~ (255 * 0.4), index 2c는 1 ~ (255 * 0.6), index 2d는 1 ~ (255 * 0.8)을 나타낸 것으로, 각각의 그래프 아래면적은 구간 별로 촬영된 혈관의 양을 나타낸다.

도 9에서 index 3a는 1 ~ (255 * 0.2), index 3b : (255 * 0.2) ~ (255 * 0.4), index 3c : (255 * 0.4) ~ (255 * 0.6), index 3d : (255 * 0.6) ~ (255 * 0.8), index 3e : (255 * 0.8) ~ (255 * 1.0)로, 0~20%, 20~40%, 40~60%, 60~80%, 80~100%에 해당되는 구간으로 나누어 표시되었다.

이에 따라, 상기 진단 단계에서는 수치화된 이미지에 대한 판독 결과를 통해 기준데이터, 즉, 정상인의 데이터와 비교하여 질병 유무를 결정할 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 질병 진단 방법은 이미지 처리 단계에서 얻어진 이미지의 육안 관찰만을 통해 질병 유무를 판단할 수도 있지만, 수치화된 이미지를 기준 데이터와 비교하고, 그 차이 값을 통해 보다 객관적으로 질병 유무를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 질병 진행정도를 파악할 수 있다.

즉, 본 발명의 혈관조영 광가간섭 단층 촬영 장치(1) 및 이를 이용한 진단 방법은 조직의 저관류를 빠르고 객관적으로 측정 할 수 있어, 패혈증과 같은 질병 및 쇼크 상태를 조기에 진단할 수 있다.

또한, 본 발명은 질병의 진단뿐만 아니라, 미세혈류의 지속적 관찰이 가능함으로써, 미세혈류의 흐름이 호전되는지 관찰하는 과정을 통해 치료의 지침으로 활용이 가능하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1 : 광가간섭 단층 촬영 장치
100 : 파장변환 레이저
110 : 커플러
200 : 기준 암
210 : 기준 미러 230 : 주파수 변환기
300 : 시편 암
310 : 시편촬영부
311 : 시준기 312 : 갈바노메트릭 거울
313 : 렌즈
400 : 검출부
500 : 제어부
600 : DAQ

Claims

대상체에 대한 광가간섭 단층 촬영 신호를 검출하는 광가간섭 단층 촬영 장치(1)에 있어서,
광신호를 방사하는 파장변환 레이저(100);
상기 광신호의 일부가 커플러(110)를 통해 전달되어 기준 거울(210)에서 반사되는 경로를 갖는 기준 암(200);
상기 광신호의 일부가 커플러(110)를 통해 전달되어 상기 대상체를 스캔하는 시편촬영부(310)를 거친 다음, 다시 반사되는 경로를 갖는 시편 암(300);
상기 광신호에 대한 간섭계를 이용하여 상기 기준 암(200)에서 반사된 빛과, 상기 시편 암(300)에서 반사된 빛 간의 간섭 신호를 검출하는 검출부(400); 및
상기 시편 암(300)의 시편촬영부(310)에서 상기 대상체에 대한 스캔 주기 및 스캔 영역이 일정한 규칙으로 변화되어 스캔되도록 제어하고, 상기 검출부(400)에서 측정된 간섭 정보를 수집하여 이미지 프로세싱을 수행하는 제어부(500); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치.
제 1항에 있어서,
상기 대상체는
망막 또는 맥락막인 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치.
제 1항에 있어서,
상기 시편촬영부(310)는
빛을 자유 공간으로 보내는 시준기(311)(collimator);
파장변환 레이저(100)에서 방사된 광신호의 일부가 상기 시준기(311)를 거쳐 입사된 후, 반사되는 갈바노메트릭 거울(312)(gavanometric mirror);
상기 갈바노메트릭 거울(312)에서 반사된 빛이 통과하여 상기 대상체에 도달하도록 하는 다수개의 렌즈(313)로 이루어진 스캔광학계; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치.
제 1항에 있어서,
상기 광가간섭 단층 촬영 장치(1)는
상기 검출부(400) 및 제어부(500) 사이에 DAQ(600)(High-speed data acquisition)가 구비되는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치.
제 1항에 있어서,
상기 기준 암(200)에는
상기 커플러를 통해 전달된 광신호의 주파수를 변환시키는 주파수 변환기(230)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 의한 광가간섭 단층 촬영 장치(1)를 이용하여 질병을 진단하는 질병 진단 방법은,
a) 상기 대상체를 상기 광가간섭 단층 촬영 장치(1)의 시편 촬영부에서 촬영하되, 스캔 주기와 스캔 영역을 일정하게 변화시켜 다수회 촬영하는 촬영 단계;
b) 상기 촬영 단계에서 얻어진 이미지를 머징(merging)하여 프로세싱 하는 이미지 처리 단계;
c) 상기 촬영 단계 및 이미지 처리 단계를 일정 간격으로 반복 수행하는 반복 촬영 단계;
d) 얻어진 이미지를 통해 망막 또는 맥락막 내 미세혈류 변화를 판독하는 판독 단계; 및
e) 판독 단계에서 얻어진 미세혈류 변화에 대한 결과를 기준데이터와 비교하여 질병 유무를 결정하는 진단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 6항에 있어서,
상기 대상체는
망막 또는 맥락막인 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 7항에 있어서,
상기 촬영 단계에서는
망막 또는 맥락막의 동일 단면 위치를 다양한 주기로 변화시키면서 반복 촬영하는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 8항에 있어서,
상기 촬영 단계에서는
망막 또는 맥락막의 동일 단면 위치에 대해 일정 간격으로 2회 이상 간섭신호의 위상을 측정하는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 9항에 있어서,
상기 촬영 단계에서는
스캔 영역의 깊이를 변화시켜 망막 및 맥락막의 촬영이 모두 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 6항에 있어서,
상기 판독 단계에서는
상기 반복 촬영 단계를 통해 얻어진 이미지 파일을 각 픽셀별로 수치화하여, 기준 값과의 차이를 통해 미세혈류 변화 유무 및 변화 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.
제 7항에 있어서,
상기 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법은
망막 또는 맥락막 내 미세혈류 변화를 통해 패혈증의 진단 또는 치료 정도를 판단하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 광가간섭 단층 촬영 장치를 이용한 질병 진단 방법.