의료 이미징 분야는 빠르게 발전하고 있습니다. 고급 이미징과 최첨단 이미지 분석의 강력한 결합을 통해 인체 생리를 매우 자세하게 시각화하고 연구할 수 있게 되었습니다. 지난 수십 년 동안 이미징 방식은 기존 현미경에서 최첨단 기술로 발전했습니다. 과거의 이미징 경향과 현재 우리가 직면한 의학적 문제를 감안할 때, 새로운 감지 및 식별 방법은 의료 산업과 미래의 의학 분야에 중요한 역할을 할 것이라고 확신할 수 있습니다.
첨단 기술 중 하나는 멀티 스펙트럼 이미징(MSI)입니다. 이 방식은 매우 특정한 애플리케이션의 문제를 해결하기 위해 제한된 수의 스펙트럼 대역을 사용합니다.
생명 과학 애플리케이션을 위한 가시광선부터 멀티 스펙트럼까지의 이미징:
현미경이나 내시경과 같은 일부 이미징 기술은 이미 잘 구축되어 있습니다. 예를 들어, 최신 RGB 내시경은 내시경 말단에 장착된 센서를 사용하여 매우 작은 직경으로 고해상도 이미지를 제공합니다. 일부 내시경은 협대역 필터링 기술을 갖추고 있어 보다 구체적인 조직 검사가 가능합니다. 그러나 RGB 내시경을 통해 생성된 이미지는 가시광선 스펙트럼으로 제한되며 가시광선이 피부 표면을 투과할 수 없기 때문에 가장 표면에 가까운 조직층만 이미지화할 수 있습니다.
반면에 멀티 스펙트럼 카메라는 가시광선 영역 외의 대역을 포함하여 개별적으로 배치된 멀티 스펙트럼 대역에 대한 정보를 캡처합니다. 인체 조직을 검사할 때 근적외선(NIR) 파장은 조직 깊숙이 침투합니다. 이를 통해 의사는 인간의 눈에는 보이지 않는 특정 조직의 내적 특성과 구조를 확인할 수 있습니다.
분자 구성과 같은 내적 조직 특성은 의사가 환자를 진단하고 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다. 일반적으로 생검이 필요하며, 이는 외과 수술이 필요하고 시간이 오래 걸리며 환자에게 불쾌감을 주고 조직 손실을 초래하는 등 여러 가지 단점이 존재합니다. MSI 카메라를 사용하면 조직 특성을 생검 없이 실시간으로 시각화할 수 있습니다.
입사광은 인체 조직에 전파되면서 산란 및 흡수됩니다. 이는 둘 다 조직 의존적 프로세스입니다. 흡수된 광은 열로 변환되거나 광발광이라는 프로세스를 통해 복사됩니다. 광발광의 한 형태인 형광은 이 프로세스에서 특히 중요합니다. 분자 구조에 따라 조직은 형광 스펙트럼을 기반으로 한 특성을 통해 서로 다른 물리적 풋프린트를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 건강한 조직에서는 흉터가 있거나 손상된 조직과는 다른 형광이 방출됩니다.
종양으로 인한 악성 또는 양성 병변은 조직에 병리학적 변형를 일으키고 조직의 산란, 흡수 및 형광 특성을 변화시킵니다. 종양 세포의 대사 활동이 증가하면 헤모글로빈 농도가 증가할 수 있습니다.
헤모글로빈은 발색단이며 광과의 상호 작용을 증가시킵니다. 또한, 대사 경로 및 분자 구조의 변형은 조직의 형광 특성을 변화시킵니다.
혈액 병리학을 위한 멀티 스펙트럼 이미징:
멀티 스펙트럼 이미징은 혈액 병리학에서도 사용할 수 있습니다. 병리학자가 진단을 수행하기 위해서는 혈액 샘플의 관련 정량적 형태 및 분자 정보가 필요합니다. 명시야 발색 이미징과 같은 기술은 가시광선 스펙트럼으로 제한됩니다. 멀티 스펙트럼 이미징은 가시광선 파장 및 그 외의 파장을 사용하여 혈액 샘플 검사를 수행할 수 있는 편리하고 강력한 방법을 가능하게 합니다.
수술 가이드 시스템을 위한 멀티 스펙트럼 카메라:
외과 수술 가이드는 의료용 멀티 스펙트럼 카메라의 또 다른 유망한 애플리케이션입니다. 종양 제거는 보통 중대한 수술이 필요하며 복잡합니다. 외과의는 종양 세포를 눈으로 보고 식별할 수 있어야 하며 주변의 건강한 조직과의 경계를 정확하게 측정할 수 있어야 합니다. 조직을 너무 많이 제거하면 환자에게 해가 될 수 있으며 조직을 충분히 제거하지 않으면 종양이 다시 자랄 수 있습니다. 전문가들 사이에서도 이러한 판단은 어렵고 위험합니다.
멀티 스펙트럼 이미징은 의료 애플리케이션, 특히 외과 진료에 엄청난 가치를 더할 수 있습니다. 컬러 이미징과 NIR 대역을 결합하면 종양과 주변 조직을 찾고 구별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 실제 수술 시 혈관, 조직 또는 림프관에 ICG를 주입할 수 있습니다. 실시간 비디오 이미지를 가시 이미지에 오버레이 할 수 있어 외과의는 형광을 사용하여 제거할 종양/분비선을 찾고, 주요 혈관을 표시하고, 수술 중 혈류를 모니터링할 수 있습니다.
JAI의 3-CMOS 멀티 스펙트럼 프리즘 카메라는 싱글 카메라를 통해 400-700nm 가시광선 컬러 채널, 700-800nm 근적외선(NIR) 채널, 820-1000nm 두 번째 NIR 채널의 3가지 스펙트럼 대역의 동시 이미지를 제공합니다. 이를 통해 가시광선 특성의 감지 또는 검사 및 싱글 NIR 대역 또는 2가지 NIR이 결합된 대역의 스펙트럼 특성을 사용한 재료 또는 결함 분석을 동시에 진행할 수 있습니다.
근적외선 형광을 가시광선 이미징과 함께 사용하면 종양을 실시간으로 강조하여 종양의 위치와 주변 환경에 대한 매우 정확도 높은 정보를 제공할 수 있습니다. 모든 스펙트럼 대역의 정보를 융합하여 수술을 하는 동안 의사에게 강화된 이미지를 제공합니다. 또한 혈류 및 산소 분포를 실시간으로 시각화할 수 있습니다.
디지털 병리학 및 질병 감지를 위한 이미징:
멀티 스펙트럼 이미징은 디지털 병리학, 진단 및 질병 감지, 환자 모니터링, 수술 가이드 및 기타 의료 애플리케이션에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 일상적인 환자 진료 및 진단에 사용되는 카메라 시스템에는 기술적인 한계가 존재합니다. 의료 연구에 사용되는 스펙트럼 이미징 장치는 보통 매우 정교하고(즉, 초분광), 사용하기 복잡하며 특히 개발 도상국 및 질병이 많이 발생하는 국가에서 상업적으로 실행 가능하지 않습니다. 효과적으로 의료 이미징과 관련된 특정 문제를 해결할 수 있는 더 간단하고 더 저렴한 이미징 시스템이 필요합니다.
최근 몇 년 동안 디지털 병리학(훈련된 병리학자가 현미경으로 인체 조직 전체 슬라이드 및 세포 샘플을 확인하는) 분야는 고품질/고해상도 컬러 및 멀티 스펙트럼 이미징 기술과 이미지 분석 소프트웨어를 통해 점점 더 디지털화 및 자동화되고 있습니다.
JAI 프리즘 기반 멀티 센서 카메라를 통한 생명 과학 애플리케이션의 이미징 개선:
프리즘 기반 멀티 센서 카메라는 고해상도, 높은 프레임 속도 및 싱글 광축을 통한 가시광선 및 비가시광선 파장 대역의 동시 이미징을 제공합니다. 프리즘 기반 멀티 스펙트럼 카메라는 높은 충격 및 진동 사양을 갖추고 있어 의료 애플리케이션에 사용되는 이미징 장치에 필수적인 높은 견고성을 제공합니다. 프리즘 기반 멀티 스펙트럼 카메라를 내시경, 현미경 및 기타 의료 이미징 장치와 결합하면 2가지 장점을 모두 얻을 수 있습니다.
JAI 멀티 스펙트럼 카메라에 대해 더 자세히 알아보기:
기술 가이드 다운로드: 멀티 스펙트럼 이미징:
의료 및 산업용 머신 비전 시스템을 위한 멀티 스펙트럼 이미징에 대한 무료 기술 가이드를 다운로드하세요.기술 가이드 다운로드
웹캐스트 보기: 멀티 스펙트럼 애플리케이션에 프리즘 기반 카메라 활용하기:
멀티 스펙트럼 이미징 기능이 필요한 프로젝트의 비전 시스템 디자이너라면 이 무료 웨비나를 통해 프리즘 기반 멀티 스펙트럼 카메라가 애플리케이션에 적합한지 확인해 보시기 바랍니다. 멀티 스펙트럼 카메라에는 여러 가지 유형이 있으며 카메라 선택은 프로젝트 성공에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.웨비나 보기
도움이 필요하신 경우 JAI로 문의하세요:
생명 과학 애플리케이션 요건에 맞는 완벽한 카메라를 찾도록 도와드리겠습니다.
