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임상 진단용 다목적 가변 편광 영상장치 개발
Development of Multi-Purpose Variable Polarization Imaging System for Clinical Diagnosis 원문보기

Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering, v.28 no.2, 2007년, pp.265 - 270  

배영우 (연세대학교 보건과학대학 의공학부) ,  정병조 (연세대학교 의료공학연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Polarization imaging systems have been widely used to selectively characterize skin lesions. Nevertheless, current systems are used in single-mode due to the limitations of a fixed polarization mode and a single-working distance of light source, in which uniform light distribution is achieved on tar...

주제어

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문제 정의

  • Smith[14]는 치아의 치석 측정 시, 디지털 SLR 카메라에 의해 획득된 영상이 기존에 사용된 intra-oral 카메라에 의한 영상보다 신뢰도가 높다고 보고하고 있다. 따라서 본 실험에서는 디지털 SLR 카메라와설계된 영상 장치를 이용하여 치 아의 치석 측정 시 치 아의 표면반사를 최 소화 하기위해, 편광각에 따른 치석영상을 획득함으로써 제안된 영상 장치의 효용성 을 증명 한다. 그림 3.
  • 측정에 유용하게 이용될 수 있다[12]. 따라서 본 연구에서는 설계된 영상장치를 이용하여 손등의 피부주름 특성이 강조된 영상을 획득하여 제안된 영상장치의 유효성을 증명한다. 손등의 피부 주름 측정 시, 대조군으로 사용될 손등의 피부 복제품(silicon Replica-R200, CuDerm)은 기존 절차에 의해 제작하였다[13].
  • 그러나 단일 영상장치 를 다양한 응용분야에 적 용하기 위해서는 요구되는 시 야와 측정 거리 에 따라 기존의 영상장치의 광원을 재설계해야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 제안된 편광 영상장치에서, 다중거리 평행광 발생 광원을 설계하여 빛이 균일하게 조사될 수 있는 시야와 측정 거리의 범위를 정의 하였다. 또한 각기 다른 요구시 야 및 측정 거 리, 반사율 및 굴곡을 갖는 피부주름 측정실험과 치아의 치석측정 실험을 통해 설계된 영상장치의 범용성을 증명하였다.
  • 본 연구에서는 기존의 편광 영상시스템의 구조적 제한사항을 보완해 가변 편광과 다중거리 평행광 발생광원에 기반을 둔 범용 의료 영상진단을 위 한영상장치를 개 발하였다. 또한 피부주름 측정 과치석측정 실험을 통하여 제안된 영상장치의 범용성을 증명하였다.
  • 본 연구의 목적은 가변 편광과 다중거리(multi-distance) 평행광 발생광원에 기반을 둔 범용 임상진단을 위한 컬러 영상 장치의 개발이다. 이러한 영상장치 개발을 위해 기존 편광 영상장치의 구조적 제한사항으로 지적되었던 고정 편광 모드에 대한 문제점을 해결하였다.
  • 각각 33㎜부터 163㎜의 측정거리 안에서 매 10㎜당 0°부터 90° LED각을 1°씩 변화해 가며 반사판상의 조도분포를 측정 하였다. 이러한 실험을 근거로 다중거리에서 대상표면에 균일한 조도분포를 보장하는 LED 환형 광원에 기반을 둔 그림2와 같은 범용 의료 영상진단을 위한 영상장치를 개발하였다. 환형 광원은 총 16개의 백색 LED로 구성된다.
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참고문헌 (14)

  1. R.R. Anderson, 'Polarized light examination and photography of the skin,' Arch Dermatol., vol. 127, no. 3, pp. 1000-1005, 1991 

  2. W. Abramovits and L.C. Stevenson, 'Changing paradigms in dermatology: new ways to examine the skin using noninvasive imaging methods,' Clin Dermatol., vol. 21, no. 5, pp.353-8, 2003 

  3. A.A. Marghoob, L.D. Swindle, C.Z. Moricz, F.A. Sanchez Negron, B. Slue, A.C. Halpern and A.W. Kopf, 'Instruments and new technologies for the in vivo diagnosis of melanoma,' J. Am. Acad. Dermatol., vol. 49, no. 5, pp.777-97, 2003 

  4. Nikiforos Kollias. Bioengineering of the Skin: Skin Surface Imaging and Analysis, N.Y, U.S: CRC Press, 1997, pp. 95-104 

  5. J. Philp, N.J. carter and C.P. Lenn, 'Improved optical discrimination of skin with polarized light,' J. Soc. Cosmet. Chem., vol. 39, pp.121-132, 1988 

  6. R.R. Anderson, J. Hu and J.A. Parrish, 'Optical radiation transfer in the human skin and applications in in vivoremittance spectroscopy,' In Proc. Symposium on Bioengineering and the Skin, Marks, R., Payne, P.A., Eds., MTP Press Ltd., Lancaster, England, 1979, pp.253 

  7. S.L. Jacques, J.R. Roman and K. Lee, 'Imaging superficial tissues with polarized light,' Lasers Surg Med., vol. 26, no. 2, pp.119-129, 2000 

  8. S.P. Morgan and I.M. Stockford, 'Surface-reflection elimination in polarization imaging of superficial tissue,' Opt. Lett., vol. 28, no. 2, pp.144-6, 2003 

  9. A.J. Robertson and K.J. Toumba, 'Cross-polarized photography in the study of enamel defects in dental paediatrics,' J. Audiov. Media. Med., vol. 22, no. 2 pp.63-70, 1999 

  10. P. Arrazola, N.A. Mullani and W. Abramovits, 'DermLite II: An innovative portable instrument for dermoscopy without the need of immersion fluids,' Skinmed., vol. 4, no. 2, pp.78-83, 2005 

  11. C.P. Adams, Dental Photography,John Wright & Sons Ltd. 1968 

  12. J.A. Muccini, N. Kollias, S.B. Phillips, R.R. Anderson, A.J. Sober, M.J. Stiller and L.A. Drake, 'Polarized light photography in the evaluation of photo aging,' J. Am. Acad. Dermatol., vol. 33(5 pt 1), pp.765-9, 1995 

  13. J.L. Leveque, 'EEMCO guidance for the assessment of skin topography,' J. Eur. Acad. Dermatol., vol. 12, no. 2, pp.109-114, 1999 

  14. R.N. Smith, A. Rawlinson, D.L. Lath and A.H. Brook, 'A digital SLR or intra-oral camera: preference for acquisition within an image analysis system for measurement of disclosed dental plaque area within clinical trials,' J. Periodontal Res., vol. 46, no.1, pp.55-61, 2006 

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