초록 ▼

III. SOI-KOREA센터의 연구 개발 범위
- 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발:
○ Detection mode
∙ 백색광 모드: 400~700nm
∙ 형광 모드: ex 380~440nm/em 470~700nm
- 고감도 컬러 CCD 카메라 모듈 개발 (progressive scan 방식, 2/3" RGB CCD camera)
- Sensitivity ≃ 1.5x10^-6W/m² (10^-3 Lux) at 550

III. SOI-KOREA센터의 연구 개발 범위
- 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발:
○ Detection mode
∙ 백색광 모드: 400~700nm
∙ 형광 모드: ex 380~440nm/em 470~700nm
- 고감도 컬러 CCD 카메라 모듈 개발 (progressive scan 방식, 2/3" RGB CCD camera)
- Sensitivity ≃ 1.5x10^-6W/m² (10^-3 Lux) at 550nm, 0.3ms exp.time
- 실시간 형광 관찰 (15 FRS)
- Resolution : 1280 x 1080
- SW/Interface : Metrix_Cervix(자체개발)/USB 2.0
- DB 기반의 형광 분석 알고리즘 개발
○ 복합 의료 광원 시스템 개발
- Combined lighter
∙ Mercury lamp+halogen lamp: 360 nm (0.9W), 390 nm (1.5W), 430 nm (1,3W)
∙ Laser: 635 nm, 2W
- Diagnosis mode: White, AF with excitation UV, Blue, Red
- Treatment PDT: 635, 660 nm
○ 식약청 의료기기 인증 및 전임상 연구
- 고출력 고반복율의 컴팩트한 산업용 펨토초 레이저 시스템 개발 : 컴팩트하고 안정적인 펨토초 시스템을 개발하기 위하여 기존의 큰 레이저로 광펌핑하는 대신에 소형의 고출력 다이오드 레이저로 직접 펌핑하는 방식을 채택하였다. 비등방성 레이저 매질 Yb:KYW를 활용하여 레이저 활성매질 모듈을 제작하고 고휘도의 소형 다이오드 레이저로 종방향에서 광펌핑하였다. 포화흡수체를 활용하여 모드록킹 방식으로 발진하는 마스터 오실레이터를 개발하였다. 투과형 회절격자를 이용하여 소형의 펄스 확장기/압축기를 개발하였다. 펨토초 에너지를 증폭시키기 위하여 재생증폭기 모듈을 개발하였다.
- 도플러 초음파를 이용한 경락 측정 시스템 개발: 초음파의 도플러 효과를 이용하여 맥파를 측정하고 측정된 맥파를 이용하여 경락 기능을 검사할 수 있는 장치를 개발한다. 이를 위해, 맥파를 측정할 수 있는 도플러 맥파 프로브, 맥파 프로브를 구동하고 출력 신호를 처리할 수 있는 맥파 신호 처리부, 및 맥파 분석부를 설계하고 제작한다. 또한, 개발된 시스템을 이용한 한방 적용을 위한 기초 임상 연구를 수행한다.
- 통증 저감 의료용 레이저 시스템 개발: 의료용 레이저 치료 시 치료대상의 열적 손상 및 통증을 최소화 하기위한 30W 축력의 멀티펄스열 레이저 광원과 제어 장치를 개발하였으며 또한 복합피부냉각을 위한 냉각 모듈 설계, 냉풍냉각 장치 개발 및 복합피부냉각 핸드피스를 설계 제작 하였다.

Abstract ▼

III. Scope of the Research and Development
○ Development of a combined system for fluorescence diagnosis and photodynamic therapy in cervical cancer:
- Development of the multi-wavelengh fluorescence detection system
∙ Detection mode
▫ White illumination mode: 400~700nm
▫ Fluorescence

III. Scope of the Research and Development
○ Development of a combined system for fluorescence diagnosis and photodynamic therapy in cervical cancer:
- Development of the multi-wavelengh fluorescence detection system
∙ Detection mode
▫ White illumination mode: 400~700nm
▫ Fluorescence excitation mode: ex 380~440nm/em 470~700nm
- Development of high sensitive color CCD camera module (progressive scan, 2/3" RGB CCD camera)
∙ Sensitivity ≃ 1.5x10^-6W/m² (10^-3 Lux) at 550nm, 0.3ms exp.time
∙ Real time observation of the biological fluorescence (15 FRS)
∙ Resolution : 1280 x 1080
∙ SW/Interface : Metrix_Cervix(self-development)/USB 2.0
∙ Development of the DB-based analysis algorithm for fluorescence
- Development of the complex medical light system
∙ Combined lighter
▫ Mercury lamp+halogen lamp: 360 nm (0.9W), 390 nm (1.5W), 430 nm (1,3W)
▫ Laser: 635 nm, 2W
∙ Diagnosis mode: White, AF with excitation UV, Blue, Red
∙ Treatment PDT: 635, 660 nm
- Certification and registration in KFDA & Preclinical studies of cervical cancer
○ Development of compact industrial femtosecond laser system with high average output power and high pulse repetition rate: The scheme of direct diode-pumped solid state laser is adopted to develop a compact and stable femtosecond laser system, instead of conventional laser system pumped by big laser. Anisotropic laser materials of Yb:KYW are used for laser active element module and pumped by diode lasers with high brightness in the longitudinal direction. Master oscillator is developed in the mode-locked scheme by using saturable absorber. A compact pulse stretcher/compressor is developed by using a trasmission grating. And regenerative amplifier is developed to amplify the pulse energy.
○ Development of estimation system for meridian pathway using Doppler ultrasound: A device for investigating the meridian pathway in the oriental medicine is developed using the Doppler ultrasound technology. A Doppler pulse wave probe, the signal processing unit for operating the Doppler probe , and an analysis unit are designed and developde. In addition, the clinical feasibility studies for applying the device to the oriental medicine area are executed in collaboration with hospital.
○ Development of medical laser system to reduce pain: The SOI-KOREA Center has developed of the multi-pulse light source and the skin cooling module for minimizing the pain and thermal side effect. In addition, the hand-piece was designed and manufactured for complex skin cooling and laser irradiation.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 15
• 목차 ... 17
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 19
• 제 1 절 SOI-KOREA센터 사업의 개요 ... 19
• 1. SOI-KOREA센터 사업의 필요성 ... 19
• 2. SOI-KOREA센터 사업의 역할 ... 20
• 3. SOI-KOREA센터 사업의 방향과 운영 ... 22
• 4. SOI-KOREA센터의 운영 전략 ... 24
• 5. SOI-KOREA센터의 구성 및 기능 ... 30
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 34
• 제 3 절 연구 개발 목표 및 범위 ... 47
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 54
• 제 1 절 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발 ... 54
• 제 2 절 고출력 고반복율의 컴팩트한 산업용 펨토초 레이저 시스템 개발 ... 58
• 제 3 절 도플러 초음파를 이용한 경락 측정 시스템 개발 ... 64
• 제 4 절 통증 저감 의료용 레이저 시스템 개발 ... 65
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 68
• 제 1 절 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발 ... 68
• 1. 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료 ... 68
• 2. 자궁경부암 다중 분광 형광 검출 장비 (체외형 디지털 형광 콜포스코프) ... 75
• 3. 형광 여기 및 광치료용 복합 광원 시스템 ... 108
• 4. 광역학 치료를 위한 다이오드 레이저 시스템 개발 ... 130
• 5. 의료기기 인증(KFDA) 및 의료기기 제조·품질관리기준적합(KGMP) 획득 ... 146
• 6. 전임상연구 ... 153
• 7. 연구 성과물 ... 166
• 제 2 절 고출력 고반복율의 컴팩트한 산업용 펨토초 레이저 시스템 개발 ... 170
• 1. 펨토초 레이저와 이득 매질 ... 170
• 2. 펨토초 오실레이터 ... 174
• 3. 펄스 확장기/압축기 ... 185
• 4. 스펙트럼 성형기 ... 187
• 5. 펨토초 증폭기 ... 191
• 6. 펨토초 레이저 동작 특성 ... 213
• 7. 연구 성과물 ... 223
• 제 3 절 도플러 초음파를 이용한 인체 경락 측정 시스템 개발 ... 224
• 1. 도플러 맥파 기반 인체 경락 기능 검사 시스템 개요 ... 224
• 2. 도플러 맥파 프로브의 개발 ... 225
• 3. 아날로그 신호 처리 시스템 개발 ... 244
• 4. 경락 기능 평가용 전문가 시스템 설계 및 운영 ... 257
• 5. 연구 성과물 ... 296
• 제 4 절 통증 저감 의료용 레이저 시스템 개발 ... 297
• 1. 광섬유 결합형 레이저 다이오드 어레이 광모듈 개발 ... 297
• 2. 복합피부냉각 모듈 개발 ... 320
• 3. 전임상 연구 ... 347
• 4. 연구 성과물 ... 353
• 제 5 절 SOI-KOREA센터 사업 운영 ... 354
• 1. 한국전기연구원과 SOI의 협력 사항 ... 354
• 2. 2008년도 센터 운영 실적 ... 355
• 3. 2009년도 센터 운영 실적 ... 362
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 368
• 제 1 절 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발 ... 368
• 제 2 절 고출력 고반복율의 컴팩트한 산업용 펨토초 레이저 시스템 개발 ... 370
• 제 3 절 도플러 초음파를 이용한 경락 측정 시스템 개발 ... 371
• 제 4 절 통증 저감 의료용 레이저 시스템 개발 ... 372
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 373
• 제 1 절 자궁경부암의 형광 진단 및 광역학 치료를 위한 복합시스템 개발 ... 373
• 제 2 절 고출력 고반복율의 컴팩트한 산업용 펨토초 레이저 시스템 개발 ... 374
• 제 3 절 도플러 초음파를 이용한 경락 측정 시스템 개발 ... 375
• 제 4 절 통증 저감 의료용 레이저 시스템 개발 ... 376
• 제 6 장 참고문헌 ... 377