초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
스위핑 광섬유 레이저 기반 3차원 의료영상기술을 구현하여, 생체 조직의 표면 및 내부 실시간 고해상도 3차원 분광학적 생리정보 이미징 구현 기술을 개발한다.
- 800 nm 영역에서 발진하여 1 MHz 급 이상의 고속 반복률을 가지는 위상안정 스위핑 광섬유 레이저 광원의 개발
- 1 micron 이하의 분해능 및 10 vol/sec 고속 실시간의 3차원 의료영상 기기의 개발
- 다광자 형광이미징의 생리적 정보로 시술부위 특이성 경계영역 제어 모듈 개발
- 절개 도구의 돌발 손상을

□ 연구의 목적 및 내용
스위핑 광섬유 레이저 기반 3차원 의료영상기술을 구현하여, 생체 조직의 표면 및 내부 실시간 고해상도 3차원 분광학적 생리정보 이미징 구현 기술을 개발한다.
- 800 nm 영역에서 발진하여 1 MHz 급 이상의 고속 반복률을 가지는 위상안정 스위핑 광섬유 레이저 광원의 개발
- 1 micron 이하의 분해능 및 10 vol/sec 고속 실시간의 3차원 의료영상 기기의 개발
- 다광자 형광이미징의 생리적 정보로 시술부위 특이성 경계영역 제어 모듈 개발
- 절개 도구의 돌발 손상을 방지하는 안전 수술용 깊이거리 제어 모듈 개발

□ 연구결과
(1) 1차년도(2015) : 스위핑 광섬유 레이저 및 광간섭 이미징 광학계의 설계 및 구현
A. 비필터 방식 1 MHz 급 파장가변 레이저 기술 확보
B. 공통 경로형 광 간섭계 설계 및 신호처리 기술 개발
C. 신호처리 보드를 이용한 3차원 데이터 처리 기술
D. 3D 이미징 광간섭 자유 광학계 시스템 확보

(2) 2차년도(2016): 3차원 이미징 시스템의 최적화 및 영상 적용 수술 프로토콜 개발
A. 위상 현미경용 공통경로형 광학 간섭계 시스템 개발
B. 1 micron 이하의 분해능 획득을 위한 검출 기술 개발
C. 레이저와 광학계 시스템 통합 시제품 구현
D. 레이저 시제품의 분해능 향상을 위한 위상 추출 기술 개발
E. 초고속 10 vol/sec 데이터 처리 기술
F. 스마트 수술 로봇 대상 영상 기반 제어 모듈 구현
G. 세포단위의 미세 구조 생체 시료 샘플 대상 다광자 형광이미징 구현

□ 연구결과의 활용계획
- 본 기술을 통해 수술용 로봇 및 수술용 핸드피스 도구에 3D 영상기반 스마트 자동제어 기술을 적용하여 의료기술의 진보가 기대됨
- 수술용 로봇 뿐 아니라 산업용 반도체 회로 및 OLED, TFT, 디스플레이 미세구조를 측정하기 위한 고해상도 3차원 영상으로의 응용 가능
- 기존 영상 진단 및 검사 시장의 상위 기술력 활용을 통한 선점을 통해 국내 기술의 산업화 성공모델을 창출.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
We develope of real-time 3 dimensional medical imaging technology based on wavelength-swept laser;
- Phase stable laser source with a 800 nm range and 1 MHz repetition rate
- 3D imaging system with 1 micrometer resolution and 10 vol/sec real time speed
- Smart region-

□ Purpose& contents
We develope of real-time 3 dimensional medical imaging technology based on wavelength-swept laser;
- Phase stable laser source with a 800 nm range and 1 MHz repetition rate
- 3D imaging system with 1 micrometer resolution and 10 vol/sec real time speed
- Smart region-guided surgical module using multi-photon flourescence imaging
- Smart position control module for surgical robot without sudden damage

□ Result
(1) First year (2015): Design and implementation of swept fiber laser and optical interference imaging optics
- Design of filter-free acvtive mode locking 1MHz wavelength swept-laser
- Design of common-path optical interferometer and signal processing
- 3D data processing using signal processing board
- 3D imaging free-standing optical system

(2) Second year (2016): Development of 3D imaging system optimization and image application protocol
A. Development of common path type optical interferometer system for phase microscopy
B. Development of detection technology to improve resolution
C. Implementation of integrated laser and optical system prototype
D. Development of phase extraction technology to improve resolution of laser prototype
E. Hybrid high-speed data processing technology
F. Implementation of image control module for smart surgical robot
G. Implementation of multiphoton fluorescence image of sample of microstructure sample of cell unit

□ Expected Contribution
- This research is expected to be powerful inspection system for surgical robot and sugical handpiece. It will be for them to provide smart image-guided automatically control technique.
- It can apply not only surgical robot, but also industrial inspection system for semiconductors, OLEDs, TFTs, microstructures of display which has an high resolution 3D imaging tool.
- Creating successful model of domestic technological industry through making use of existing leading technique of imaging diagnosis and inspection system.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 21
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 34
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 36
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 38
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 38
• 8. 참고문헌 ... 38
• 9. 연구성과 ... 40
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 50
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 50
• 12. 기타사항 ... 52
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 53
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 61
• 끝페이지 ... 67