• Current Optics and Photonics
• /
• 제5권5호
• /
• pp.532-537
• /
• 2021

We present a compact endoscopic probe in a needle form which has a fast beam-scanning capability for optical coherence tomography (OCT). In our study, a beam-scanning OCT imaging needle was fabricated with a 26G syringe needle (0.46 mm in outer diameter) and a thin OCT imaging probe based on the stepwise transitional core (STC) fiber. The imaging probe could freely rotate inside the needle for beam scans. Hence, OCT imaging could be performed without rotation or translation of the needle body. In our design, the structural integrity of the needle's steel tubing was preserved for mechanical robustness. Probing the optical signal was performed through the needle's own window formed at the end. For hand-held operation of our imaging needle, a light and compact scanner module (130 g and 45 × 53 × 60 mm³) was devised. Connected to the imaging needle, it could provide rotational actuation driven by a galvanometer. Because of its finite actuation range, our scanner module did not need a fiber rotary joint which might add undesirable complexity. The beam scan speed was 20 Hz and supported 20 frames per second at the maximum for endoscopic OCT imaging.

• 한국광학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.206-213
• /
• 2010

광 간섭 단층촬영 시스템(OCT)을 위한 소형의 광섬유 도관형 주사장치인 엔도스코프(endoscope catheter)를 제작하였다. 깊이방향 주사장치인 원통형 압전소자(PZT)를 이용한 광경로 지연기는 정현파 1 kHz로 구동하여 시간영역에서 엔도스코프 OCT 영상을 구현하였다. 정현파로 구동한 광경로 지연기의 속도는 6 m/s 이고, 깊이방향 스캐닝의 데이터 획득은 3 mm 기준에서 초당 2000 라인이다. 제작한 엔도스코프로 사람의 손가락 및 귀에 대한 초당 10프레임의 OCT 영상을 성공적으로 획득하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제15권4호
• /
• pp.380-385
• /
• 2011

Common-path interferometers are widely used for endoscopic optical coherence tomography (OCT) because an arbitrary arm length can be chosen for the endoscopic imaging probe. However, the scheme suffers from the limited range of the sample position distance from the end of the imaging probe because the position between the reference reflector and the sample is limited by the optical path-length difference (OPD) to induce an interference signal. In this study, we developed a novel method for compensating the arbitrary sample position in common-path swept-source OCT by adding an extra Mach-Zehnder interferometer in the post-path of the interfered optical signal. Theoretical analysis and an experimental demonstration of imaging depth tuning for the flexible sample position of an endoscopic OCT image are discussed. After post-tuning of sample position distance, the positioning limitation between the reference reflector and the sample can be solved for various sample positions over a range of 26 mm for the cross-sectional images of a fish eye sample.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제4권4호
• /
• pp.330-335
• /
• 2020

We have investigated optimization of the working distance (WD) for a highly miniaturized imaging probe for endoscopic optical coherence tomography (OCT). The WD is the axial distance from the distal end of the imaging probe to its beam focus, which is demanded for dimensional margins of protective structures, operational safety, or full utilization of the axial imaging range of OCT. With an objective lens smaller than a few hundred micrometers in diameter, a micro-optic imaging probe naturally exhibits a very short WD due to the down-scaled optical structure. For a maximized WD careful design is required with the optical aperture of the objective lens optimally filled by the incident beam. The diffraction-involved effect was taken into account in our analysis of the apertured beam. In this study, we developed a simple design formula on the maximum achievable WD based on our diffraction simulation. It was found that the maximum WD is proportional to the aperture size squared. In experiment, we designed and fabricated very compact OCT probes with long WDs. Our 165-㎛-thick fiber-optic probes provided WDs of 3 mm or longer w ith reasonable OCT imaging performance.

• 한국광학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.243-248
• /
• 2019

기관지는 호흡과정에 있어서 호흡기 시스템의 필수적인 부분이다. 그러나 기관에 협착이 발생하면 기관지 안쪽이 좁아져 호흡을 원활하게 유지하는데 문제가 되기 때문에 조기에 진단 및 치료를 함으로써 증상의 악화를 예방하는 것이 중요하다. 천식은 기도 협착의 가역적 원인의 전형적인 예이며, 급성 악화로 고통받는 환자의 수는 꾸준히 증가하고 있다. 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 조직의 미세 구조를 관찰하는 데 적합하다. 본 연구에서는 내시경 광 결맞음 단층촬영법을 개발하였다. 1,300 nm 광 결맞음 단층촬영법과 고속으로 회전할 수 있는 서보모터를 결합하였다. 모터를 이용하여 360도 회전하면서 이미징하는 동안 프로그램으로 조작이 가능한 선형 스테이지를 사용하여 내시경 프로브를 풀백했다. 모터는 토크, 회전 속도 및 풀리의 기어비와 같은 다양한 요구사항을 고려하여 선정하였다. 샘플로는 생체 외토끼 기도 모델을 사용하였고, 샘플과 카테터는 모터 회전에 의해 흔들리지 않도록 아크릴 구조물로 고정시켰다. 광 결맞음 단층촬영 이미지는 점막 및 점막하층 구조에 대한 정보를 제공하며, 정상부분과 협착부분의 차이를 영상에서 확인할 수 있었다. 또한, 3차원 영상 복원 과정을 통해, 단면 영상과 더불어 3차원 영상에서도 기도의 협착을 식별할 수 있었다. 이 연구는 기도 협착증 진단에 도움을 줄 수 있는 영상법 개발 뿐만아니라 3차원 영상을 구현했다는 점에서 의미가 있다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.466-471
• /
• 2011

광 단층촬영기법은 의료영상진단 기기로 최근에 주목받고 있는 분야이다. 현재 병원 초음파보다 공간 해상도가 10-100배 우수하지만 침투깊이가 조직 내에서 1-2 mm로 얇기 때문에 인체 내 장기 이미징을 위하여서 반드시 내시경 기법을 동반하여야 한다. 본 연구를 통하여 고속 광 단층촬영기법을 소개하고 초소형 기전공학 기술을 바탕으로 개발된 내시경을 사용하여 New Zealand white rabbit의 식도와 위장 벽을 3차원으로 이미징한 결과를 고찰하였다. 개발된 내시경에는, 2축 스캔 반사경이 정전기력에 의하여 구동하는 구 동부 위에 위치하여, 입력광을 2축으로 스캔할 수 있도록 하는 구조를 포함하고 있다. 내시경의 외경은 6 mm이며 스캔 반사경의 직경은 1.2 mm 였다. 3.5초 동안 스캔하면서 3차원 이미지를 획득하였다. 3차원 이미지는 200개의 2차원 이미지를 쌓아서 구현되었으며 각각의 2차원 단면이미지는 $200{\times}500$ 픽셀들로 구성되었다. 이미지의 공간해상도는 공기 중에서 8 ${\mu}m$ 였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.335-343
• /
• 2010

This article presents a review of technologies for an endoscope. The classification according to the clinical applications and the imaging modalities are summarized. The major parts are focused on describing the gastrointestinal endoscope's structures and mechanisms. The details of the image enhanced endoscopic techniques, such as NBI (narrow band imaging), OCT (optical coherence tomography), and EUS (endoscopic ultrasound), are also explained. Finally, the trend of NOTES (natural orifice transluminal endoscopic surgery) which is new fusion technology in the field of endoscopic diagnosis and surgery is introduced.

• 한국광학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.67-71
• /
• 2014

혈관 내 OCT (optical coherence tomography) 는 혈관 벽 내부의 3차원적 미세구조를 영상화할 수 있어서 임상에서 각광을 받고 있다. 하지만 아직도 충분하지 못한 이미징 속도, 특히 내시경 프로브의 이미징 광 스캐닝 속도의 부족으로 혈관 길이 방향의 이미징 간격이 실제 시스템의 광학적 해상도보다 5배 이상 커서 혈관 종방향으로의 고해상도 이미징이 얻어지지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 초당 350장의 혈관 벽 단층 영상을 제공하는 고속 혈관 내 OCT 시스템을 기술한다. 본 시스템과 내시경 장치를 이용하여 47 mm 길이의 살아있는 토끼 대동맥을 3.7초만에 34 micron의 혈관 종방향 간격으로 얻는데 성공하였다. 34 micron의 종방향 간격은 실제 내시경의 그 방향 광학적 해상도와 비슷한 정도로서 3차원 모든 방향으로의 고해상도 이미징을 구현하였음을 보여준다. 얻어진 이미징 데이터의 3차원 영상 구현을 통해 혈관의 미세구조 및 이미징 전 삽입된 스텐트의 자세한 구조를 보였다.