Disclosed are an integrated catheter apparatus to diagnose cardiovascular and an image processing system using the same. According to one embodiment of the present invention, with one catheter, an image inside a cardiovascular is acquired using an ultrasonic wave, a photo-acoustic ray, and a near-infrared (IR) ray such that a plurality of cardiovascular images with an analysis function is acquired; thereby diagnosis such as vascular fibrosis, atherosclerotic plaque, and rupture estimations are able to correctly be executed. Moreover, since the catheter apparatus includes a double cladding fiber (DCF) to guide a near-IR ray with a predetermined frequency used in an optical coherence tomography (OCT) image unit in a core part, and to guide the photo-acoustic ray and the ultrasonic wave used in the ultrasonic and photo-acoustic image unit in a clad part; the rays with a different wavelength are able to simultaneously be guided to the identical path, the radius of the catheter capable of acquiring the plurality of cardiovascular images with the analysis function is able to be reduced, and at the same time, the ultrasonic wave, an acoustic wave, and a near-IR ray are able to be acquired.본 기술은 심혈관 진단용 통합형 카테터 장치와 이를 이용한 영상 처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, 하나의 카테터를 이용하여 초음파, 광음향용 광 및 근적외선 광을 이용하여 심혈관 내의 영상을 획득함으로써, 다수의 분석 기능을 가지는 심혈관 영상을 획득하여 혈관 섬유화, 동백경화반, 파열 예측과 같은 진단을 정확하게 실행할 수 있고, 카테터 장치를 코어 부분에서 OCT 영상부에서 이용되는 소정 파장의 근적외선 광을 가이드하고 클래드 부분에서 초음파 및 광음향 영상부에서 이용되는 광음향 광 및 초음파를 가이드하는 DCF로 구비함에 따라 동일 경로로 다른 파장의 광이 동시에 가이드가 가능하므로 다수의 분석 기능을 가지는 심혈관 영상을 획득할 수 있는 카테터의 반경으로 줄일 수 있고, 동시에 초음파, 음파, 및 근적외선 광을 획득할 수 있게 된다.