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의료 영상용 광소자 설계 기술

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기술개요

본 이전기술은 의료 영상 시스템을 구성하는데 필요한 여러 가지 기능의 광학소자가 조합된 광학계를 설계하고 시스템 노이즈를 최소화하면서 측정대상 시료의 영상을 실시간으로 획득하는 기술에 관한 것임. 외부에서 형광 발생용 광조명기를 이용하여 시료에 조사하면 시료에서 적외선이 방사되어 나올 때 광신호를 포집하기 위한 다촛점 렌즈 기능을 가진 광학 시스템, 시료에서 방사되는 광신호를 수집/전달하기 위한 빔포밍 소자, 검출되는 광신호를 전기신호로 바꾸어 주는 단일채널 광검출기 소자 등의 조합으로 의료 시료의 이미지를 관측하는 영상 시스템을 위한 광소자를 설계하는 기술임.

기술이전 목적 및 필요성

- MRI(Magnetic Resonance Imaging)는 영상정보 수집/획득 시간이 긴 편이고, 강한 자기장이며, 20-40초의 영상을 컴퓨터로 인위적으로 재구성하여 혈관의 상태나 순간순간의 변화를 알 수 없음
- 초음파 검사는 상대 움직임에 매우 민감하고 검사 과정이 느리며, 심장 질환이나 불규칙한 심장 리듬의 결과로 인한 혈류 패턴의 변화를 관찰하고 단층촬영만 가능함
- 이에 반하여 광기반의 의료 영상 시스템은 분자 수준, 유전자 수준의 작용에서 나오는 영상신호를 이용하여 신속한 영상화가 가능하며 임상적 적용 가능성이 높은 영상기법으로 각광 받고 있음
- 의료 영상기술 관련 연구동향이 NIR-I(700-900nm)에서 NIR-Ⅱ(900-1700nm) 영역으로 옮겨감에 따라서 광원, InGaAs 카메라 모듈, 형광체 등 연계된 이미징 시스템 연구가 필요할 것으로 전망되는데, 이중에서 핵심 부품인 InGaAs 카메라 모듈은 수입 의존성이 매우 강하고 단가가 높은 문제가 있음

기술의 특징 및 장점

본 이전기술은 의료 영상 시스템을 구성하는데 있어 필수적인 광소자를 최적의 조건으로 설계하여 시스템 단가를 현저히 감소시키면서 성능 또한 향상시킬 수 있는 큰 장점을 가지고 있음. 본 기술진이 보유하고 있는 광소자 설계 노하우 기술을 바탕으로 광기반의 의료 영상 시스템을 구성하는데 발생될 수 있는 문제점에 대한 해결책 제시 및 최적 기술을 전수하여 기술이전 희망업체의 요구사항을 충족시키고 나아가서는 빠른 시간 내에 상용화가 가능하도록 기술이전을 추진하고자 함.

기술의 성숙도

단계 : 4

활용방안 및 기대성과

- 의료 영상 분야에서 비침습적인 평가로서 근적외선 파장대를 통해 체성분, 형광체의 상대적인 변화를 통해 영상화한 이미지를 통해 진단, 치료의 목적으로 사용하며, 해당 파장대가 생체조직을 통과할 때 최적의 효율로 흡수 또는 산란하는 강도에 따라 이미징 해상도가 달라짐
- 본 이전기술은 정밀의료, 나노융합 분야 발전에 큰 잠재력을 가지고 있으며, NIR-Ⅰ 의료 영상시스템 기술 개발뿐만 아니라 우수한 contrast 특성과 투과 깊이에 이점을 가진 NIR-Ⅱ 의료 영상시스템 기술 개발로의 발전이 기대됨

기술이전 내용 및 범위

- 의료 영상 시스템용 단위 광학소자 설계
- Ray tracing 방법을 이용한 의료 영상 시스템용 광학계 설계
- 실시간 영상 획득을 위한 광소자 및 신호처리 설계
- 노이즈 최소화를 위한 시스템 광소자 설계

- 의료 영상 시스템용 단위 광학소자 설계서
- Ray tracing 방법을 이용한 의료 영상 시스템용 광학계 설계서
- 실시간 영상 획득을 위한 광소자 및 신호처리 설계서
- 노이즈 최소화를 위한 시스템 광소자 설계서