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KR20170039784A - Optical coherence tomography device for the skin diagnostic - Google Patents

Optical coherence tomography device for the skin diagnostic Download PDF

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KR20170039784A
KR20170039784A KR1020150138374A KR20150138374A KR20170039784A KR 20170039784 A KR20170039784 A KR 20170039784A KR 1020150138374 A KR1020150138374 A KR 1020150138374A KR 20150138374 A KR20150138374 A KR 20150138374A KR 20170039784 A KR20170039784 A KR 20170039784A
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KR
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guide beam
light source
diagnostic
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diagnosis
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김종원
김정현
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원텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 다양한 피부조직의 진단을 위해 체내 또는 체외의 조직을 측정하는 광 결맞음 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬영하고자 하는 부위의 병변의 크기에 따라서 시각적으로 영역을 확인할 수 있는 기술에 관한 것이다.
이를 위해서 진단 부위의 영역을 가시적으로 확인할 수 있도록 하는 가이드빔(100), 상기 가이드빔(100)과 2X1광커플러(102)와 결합되어 진단을 위한 진단광원(101), 가이드빔 및 진단광원을 기준미러와 샘플로 분배하기 위한 2X2광커플러(103), 분산된 가이드빔(100) 및 진단광원(101)을 포커싱 시키기 위한 콜리메이션 렌즈(104) 및 포커싱 렌즈(105), 진단광원에서 조사된 광을 반사시켜 광분석기(109)에서 광분석을 할 수 있도록 하기 위한 기준미러(106), 진단 영역의 진단광원 및 가이드빔을 스캔할 수 있도록 하기 위한 핸드피스(107)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coherent tomography apparatus for measuring tissue in the body or in vitro for diagnosis of various skin tissues, and more particularly to a technique for visually confirming a region according to the size of a lesion to be photographed .
A guide beam 100 for visually confirming a region of the diagnostic region for this purpose, a diagnostic beam source 101 for diagnosis combined with the guide beam 100 and the 2X1 optical coupler 102, a guide beam and a diagnostic light source A collimation lens 104 and a focusing lens 105 for focusing the diagnostic beam source 101 and the dispersed guide beam 100, a 2X2 optical coupler 103 for distributing the sample to the reference mirror, A reference mirror 106 for reflecting the light and allowing the optical analyzer 109 to perform optical analysis, a diagnostic light source for the diagnosis area, and a handpiece 107 for scanning the guide beam. do.

Description

피부 진단을 위한 광 결맞음 단층 촬영장치{OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY DEVICE FOR THE SKIN DIAGNOSTIC}[0001] OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY DEVICE FOR THE SKIN DIAGNOSTIC [0002]

본 발명은 다양한 피부조직의 진단을 위해 체내 또는 체외의 조직을 측정하는 광 결맞음 단층 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬영하고자 하는 부위의 병변의 크기에 따라서 시각적으로 영역을 확인할 수 있는 기술에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coherent tomography apparatus for measuring tissue in the body or in vitro for diagnosis of various skin tissues, and more particularly to a technique for visually confirming a region according to the size of a lesion to be photographed .

광 결맞음 단층 촬영 장치(Optical Coherence Tomography, OCT)란 결맞음 길이 간섭계를 이용하여 빛을 강하게 산란시키는 생체조직 등의 내부구조를 고해상도로 영상 촬영하는 기법을 이용한 장치이다.Optical coherence tomography (OCT) is a device that uses a coherence length interferometer to image the internal structure of living tissue, which strongly scatter light, at high resolution.

즉, 기존의 광 결맞음 단층 촬영장치는 시간 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치와 주파수 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치 두 가지로 대별된다.That is, the conventional optical coherence tomography apparatus is roughly divided into a time-domain optical coherence tomography apparatus and a frequency-domain optical coherence tomography apparatus.

먼저, 시간 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치는 기본적인 마이켈슨 간섭계를 이루고 있는 기준거울을 광축과 같은 방향으로 PZT나 모터를 이용하여 이동시키면서 기준거울과 대상(target) 내의 층과의 광로차가 광원의 가간섭성 길이 범위를 만족할 시 나타나는 간섭무늬를 얻어 대상(target) 내부의 구조적인 정보를 얻는 방식이다.First, in the time domain optical coherence tomography system, the reference mirror, which is a basic Michelson interferometer, is moved in the same direction as the optical axis by using PZT or motor, and the optical path difference between the reference mirror and the layer in the target becomes It is a method to acquire the structural information inside the target by obtaining the interference pattern which appears when the coherent length range is satisfied.

한편, 주파수 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치는 마이켈슨 간섭계에서 나온 신호를 회절격자로 구성된 분광기를 거쳐 파수에 따른 스펙트럼을 얻고 이를 다시 푸리에 변환을 하여 공간 영역의 정보를 얻는 방식으로 고가의 분광기를 사용해야만 하는 단점과 푸리에 변환을 통해 분광기의 선형검출기 해상도의 절반 밖에 사용 못 하는 단점이 있다. 또한 푸리에 변환시 적절하지 않은 파수의 표본화로 인해 갖는 데이터의 왜곡으로 잘못된 대상(target)의 구조 데이터를 획득하므로 신뢰성이 낮은 단점이 있다. On the other hand, the optical coherence tomography system in the frequency domain uses an expensive spectroscope in order to acquire the spectrum according to the wave number through a spectroscope composed of a diffraction grating and obtain the information of the spatial domain by performing Fourier transform on the signal from the Michelson interferometer And the Fourier transform can only use half of the linear detector resolution of the spectroscope. In addition, there is a disadvantage in that the reliability is low due to the acquisition of the structure data of a wrong target due to the distortion of the data due to the sampling of an inappropriate wave number in the Fourier transform.

상기의 시간 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치 및 주파수 영역의 광 결맞음 단층 촬영 장치로 피부조직을 촬영할 때 사용하는 레이저 파장은 고해상도 및 조직 침투 깊이를 깊게 하기 위해서 근적외선 영역의 레이저를 사용하게 되는데 상기의 근적외선영역의 파장은 사람의 눈으로 확인할 수 없는 파장이므로 진단하고자 하는 부위를 파악할 수 없다는 문제점이 있다.In order to deepen the high resolution and tissue penetration depth, the laser wavelength used in the time-domain optical coherence tomography apparatus and the frequency-domain optical coherence tomography apparatus uses a laser in the near-infrared region. The wavelength of the region is a wavelength which can not be confirmed by the human eye, so that there is a problem that the region to be diagnosed can not be grasped.

광 결맞음 단층 촬영장치는 안과, 치과 및 피부과 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 하지만 현재까지는 안과에 주로 사용되고 있으며 치과 및 피부과는 그 사용 용도가 제한되고 있다. 특히 피부과에서 피부진단을 할 경우 상기와 같이 비가시영역 근적외선의 진단용 광원을 사용하기 때문에 병변의 진단영역을 정확히 파악해서 스캔하는 방법의 부재로 정확하고 정밀하게 병변을 진단하기 어려운 현황이다.Optical coherence tomography is used in various fields such as ophthalmology, dentistry and dermatology. However, until now, it is mainly used in ophthalmology, and dental and dermatologic uses are limited. Especially, in case of skin diagnosis in dermatology, it is difficult to accurately and precisely diagnose the lesion due to the lack of a method of accurately detecting the diagnosis area of the lesion and using the light source for diagnosis of the non-visible region near infrared ray as described above.

상기와 같은 광 결맞음 단층 촬영장치에 관련된 선행기술로는 공개특허공보 제10-2003-0016584 및 10-2007-0004268가 공지되어 있다.Known prior arts related to the above-mentioned optical coherence tomography apparatuses are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-2003-0016584 and 10-2007-0004268.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 결맞음 단층 촬영장치에 있어서 진단을 위한 진단광원이 가시영역이 아닌 광원을 사용할 경우 진단 부위의 영역을 가시적으로 확인할 수 있도록 한다. 또한 병변의 모양은 다양하기 때문에 병변의 모양에 따라 표시영역을 다양한 형태로 표시할 수 있도록 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical coherence tomography apparatus capable of visually confirming a region of a diagnostic region when a diagnostic light source for diagnosis uses a light source other than the visible region. In addition, since the shape of the lesion varies, the display area can be displayed in various forms according to the shape of the lesion.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular embodiments that are described. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서는 진단을 위한 광원과 진단 부위의 영역을 확인할 수 있는 가시 영역 파장의 가이드빔을 광커플러를 이용하여 진단 영역과 같은 영역을 가이드빔으로 영역을 만들어 사용자가 가이드빔을 통해 진단 영역을 확인할 수 있도록 한다. 병변 진단 영역과 모양을 맞추기 위해서 스캐너 방식으로 다양한 모양의 가이드빔 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, in the present invention, a guide beam having a wavelength of a visible region capable of confirming a light source and a diagnosis region for diagnosis is used as an area such as a diagnostic region using an optical coupler, The diagnostic beam can be confirmed through the guide beam. And is formed in a guide beam shape of various shapes by a scanner method in order to match shapes with the lesion diagnosis area.

상기의 스캐너 방식은 실례로 제어가 용이한 갈바노미터를 사용할 수 있다.For example, a galvanometer which can be easily controlled can be used as the scanner system.

본 발명의 피부 조직 진단을 위한 광 결맞음 단층 촬영장치는 기구적 보조에 의해서 촬영 부위의 영역을 확인해야 하는 기존의 기술에 비해 진단용 광원과 일치되는 가이드빔에 의해서 정확하고 정밀하게 진단 영역을 확인할 수 있다.The optical coherence tomography system for the diagnosis of skin tissue of the present invention can accurately and precisely identify the diagnostic region by the guide beam matching with the diagnostic light source, have.

가이드빔을 스캐너 방식으로 다양한 모양으로 구현함으로써, 다양한 병변의 크기에 맞게 최적으로 진단 영역을 설정할 수 있다.By implementing the guide beam in various shapes using the scanner method, it is possible to set the diagnosis area optimally for various lesion sizes.

또한, 본 발명의 피부 조직 진단을 위한 광 결맞음 단층 촬영장치는 절개를 하거나 조직을 떼어내지 않고 비침습적으로 영상을 획득하며, 생체조직의 2차원 단면 구조 영상뿐만 아니라 편광 성분 영상을 고해상도를 가지고 실시간으로 획득하며, 또한 2차원 영상을 실시간을 획득하기 때문에 빠른 시간안에 3차원 영상을 구현할 수 있으며, 피부 조직의 세포분포 및 종양분포와 병변단계에 대한 정보를 정량적으로 객관화시킬 수 있다.In addition, the optical coherence tomography apparatus for diagnosing skin tissue of the present invention acquires images non-invasively without incision or removal of tissue, and has a high-resolution, real- In addition, since 2D image is obtained in real time, 3D image can be realized in a short time and quantitative information about cell distribution, tumor distribution and lesion stage of skin tissue can be objectified.

도 1은 본 발명의 시스템 블록도이다.1 is a system block diagram of the present invention.

도 1은 본 발명의 시스템 블록도로서, 진단 부위의 영역을 가시적으로 확인할 수 있도록 하는 가이드빔(100), 상기 가이드빔(100)과 2X1광커플러(102)와 결합되어 진단을 위한 광원으로 사용되는 진단광원(101), 가이드빔(100) 및 진단광원(102)을 기준미러와 샘플로 분배하기 위한 2X2광커플러(103), 분산된 가이드빔(100) 및 진단광원(101)을 포커싱 시키기 위한 콜리메이션 렌즈(104) 및 포커싱 렌즈(105), 진단광원에서 조사된 광을 반사해 광분석기(109)에서 광분석을 할 수 있도록 하기 위한 기준미러(106), 진단 영역의 진단광원 및 가이드빔을 스캔할 수 있도록 하기 위한 핸드피스(107)로 구성되어 있다.
FIG. 1 is a block diagram of a system according to the present invention. Referring to FIG. 1, a guide beam 100 for visually confirming a region of a diagnostic region, a guide beam 100 and a 2X1 optical coupler 102 are used as a light source for diagnosis. 2X2 optical coupler 103 for distributing diagnostic light source 101, guide beam 100 and diagnostic light source 102 to a reference mirror and sample, focusing the scattered guide beam 100 and diagnostic light source 101, A reference mirror 106 for reflecting the light irradiated from the diagnostic light source and performing optical analysis in the optical analyzer 109, a diagnostic light source and a guide for the diagnostic area, And a hand piece 107 for scanning the beam.

100 : 가이드빔 101 : 진단광원
102 : 2X1광커플러 103 : 2X2광커플러
104 : 콜리메이션 렌즈 105 : 포커싱 렌즈
106 : 기준미러 107 : 핸드피스
108 : 샘플 109 : 광분석기
100: Guide beam 101: Diagnostic light source
102: 2X1 optical coupler 103: 2X2 optical coupler
104: collimation lens 105: focusing lens
106: reference mirror 107: handpiece
108: Sample 109: Optical analyzer

Claims (6)

본 발명은 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치에 관한 것으로서,
진단 부위의 영역을 가시적으로 확인할 수 있도록 하는 가이드빔(100);
상기 가이드빔(100)과 2X1광커플러(102)에서 결합되어 진단을 위한 광으로 사용되는 진단광원(101);
가이드빔(100) 및 진단광원(101)을 결합하기 위한 2X1광커플러(102);
가이드빔 및 진단광원을 기준미러와 피부조직 샘플로 분배하거나 광분석기(109)로 전할 하기 위한 2X2광커플러(103);
분산된 가이드빔(100) 및 진단광원(101)을 포커싱 시키기 위한 콜리메이션 렌즈(104) 및 포커싱 렌즈(105);
진단광원에서 조사된 광을 반사시켜 광분석기(109)에서 광분석을 할 수 있도록 하기 위한 기준미러(106);
진단 영역의 진단광원 및 가이드빔을 스캔할 수 있도록 하기 위한 핸드피스(107)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
The present invention relates to a coherent tomography apparatus for skin diagnosis,
A guide beam (100) for visually confirming a region of a diagnostic region;
A diagnostic light source 101 coupled to the guide beam 100 and the 2X1 optical coupler 102 and used as light for diagnosis;
A 2X1 optical coupler 102 for coupling the guide beam 100 and the diagnostic light source 101;
A 2X2 optocoupler 103 for distributing the guide beam and diagnostic light source to a reference mirror and skin tissue sample or for transferring to a light analyzer 109;
A collimation lens 104 and a focusing lens 105 for focusing the dispersed guide beam 100 and the diagnostic light source 101;
A reference mirror 106 for reflecting the light irradiated from the diagnostic light source and performing optical analysis in the optical analyzer 109;
And a handpiece (107) for scanning the diagnostic light source and the guide beam in the diagnosis area.
제 1항에 있어서,
피부조직 샘플의 길이방향에 따라, 상기 피부조직 샘플의 종축 스캐닝과 횡축 스캐닝이 가능하도록, 1축의 갈바노미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a uniaxial galvanometer for vertical axis scanning and horizontal axis scanning of the skin tissue sample along the longitudinal direction of the skin tissue sample.
제 1항에 있어서,
가이드빔은 400nm 내지 700nm의 가시 영역 파장인 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
The method according to claim 1,
Wherein the guide beam has a visible region wavelength of 400 nm to 700 nm.
제 1항에 있어서,
가이드빔은 진단광원의 스캔 크기에 따라 표시 영역의 크기가 동일하게 조절되는 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
The method according to claim 1,
Wherein the size of the display area of the guide beam is adjusted to be the same according to the scan size of the diagnostic light source.
제 4항에 있어서,
상기 가이드빔 및 진단광원의 스캔 영역의 크기는 1x1mm 내지 20x20mm까지 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the size of the scan area of the guide beam and the diagnostic light source is variable from 1x1 mm to 20x20 mm.
제 1항에 있어서,
다양한 병변의 크기 및 모양에 따라 스캔 영역을 만들 수 있도록 피부에 접촉하는 부위의 가이드빔의 모양을 원형 또는 사각형의 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 피부 진단용 광 결맞음 단층 촬영장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape of the guide beam of the portion contacting the skin is circular or rectangular so that a scan region can be formed according to the size and shape of various lesions.
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Patent event code: PA01091R01D

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Patent event date: 20151001

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