KR101852560B1 - 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 - Google Patents
방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101852560B1 KR101852560B1 KR1020160162854A KR20160162854A KR101852560B1 KR 101852560 B1 KR101852560 B1 KR 101852560B1 KR 1020160162854 A KR1020160162854 A KR 1020160162854A KR 20160162854 A KR20160162854 A KR 20160162854A KR 101852560 B1 KR101852560 B1 KR 101852560B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photoacoustic
- pdms
- scanner
- light source
- laser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
- A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
Abstract
본 발명은 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치로서, 광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 상기 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈; 및 상기 광원 모듈 및 상기 스캔 모듈을 제어하며, 상기 스캔 모듈로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 상기 측정된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈을 포함하되, 상기 스캔 모듈은, 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 조직검사 장치의 샘플 홀더에 올려 위치시킨 후 투명 윈도우에 접촉시켜 세포 영상을 획득하도록 수행하도록 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 따르면, 광원 모듈과 스캔 모듈과 제어 모듈을 포함하여 구성하되, 스캔 모듈은 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 기존의 동결절편검사 방법의 절편을 만드는 과정과 염색 과정을 생략한 상태에서 조직 샘플에 접촉시켜 광음향 영상을 검출할 수 있도록 구성함으로써, 수술 중 조직검사 시간을 대폭 단축하고, 수술 중 반복적으로 시행되는 조직검사 시간을 줄이는 것으로 전체 수술 시간을 줄여주고, 그로 인한 환자의 수술 예후에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캔 모듈을 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 갖도록 구성함으로써, 암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 스캔 모듈을 접촉시켜 세포 영상을 획득하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 기존의 동결절편검사를 단순히 대체하는 것이 아닌 수술 시간을 줄일 수 있기 때문에 의사의 수술 집도시간과 수술실 사용비용을 절약할 수 있으며, 완제품 판매의 1회성 매출뿐만 아니라 소모성 부품의 윈도우 교체 사용 및 PDMS 스캐너를 설치한 하우징 수조의 교체 사용으로 지속적인 수익 창출이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 따르면, 광원 모듈과 스캔 모듈과 제어 모듈을 포함하여 구성하되, 스캔 모듈은 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 기존의 동결절편검사 방법의 절편을 만드는 과정과 염색 과정을 생략한 상태에서 조직 샘플에 접촉시켜 광음향 영상을 검출할 수 있도록 구성함으로써, 수술 중 조직검사 시간을 대폭 단축하고, 수술 중 반복적으로 시행되는 조직검사 시간을 줄이는 것으로 전체 수술 시간을 줄여주고, 그로 인한 환자의 수술 예후에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캔 모듈을 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 갖도록 구성함으로써, 암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 스캔 모듈을 접촉시켜 세포 영상을 획득하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 기존의 동결절편검사를 단순히 대체하는 것이 아닌 수술 시간을 줄일 수 있기 때문에 의사의 수술 집도시간과 수술실 사용비용을 절약할 수 있으며, 완제품 판매의 1회성 매출뿐만 아니라 소모성 부품의 윈도우 교체 사용 및 PDMS 스캐너를 설치한 하우징 수조의 교체 사용으로 지속적인 수익 창출이 가능하도록 할 수 있다.
Description
본 발명은 방수형 PDMS(polydimethylsiloxane) 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광음향 영상을 통한 실시간 비표지 조직검사가 가능하도록 자외선 또는 멀티파장 펄스 레이저와 물속에서 작동하는 MEMS 기술의 초소형으로 제작된 PDMS 스캐너를 구성하여 광음향 조직검사의 영상속도를 비약적으로 향상시키는 것이 가능하도록 하는 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 관한 것이다.
현재, 의학 기술의 눈부신 발전에도 불구하고 암은 대한민국 국민의 사망원인 1위이며, 전 세계적으로도 심혈관 질환에 이어 사망원인 2위를 기록할 정도로 무서운 질병이다. 암의 가장 확실한 치료 방법은 외과적 절제 수술인데, 이때에 정상조직의 피해를 최소화하면서 암 조직을 제거하기 위해서는 병변의 경계 확인이 필수적이며, 이를 위한 수술 중 조직 검사 방법으로는 동결절편검사가 유일하다. 즉, 암 수술 중 조직검사 절차는 크게 조직 채취, 동결절편, 염색, 분석의 절차를 거쳐서 1회당 약 15~20분 정도의 시간이 소요되고 있다.
이와 같이, 수술 중 조직검사 방법인 기존의 동결절편검사 방법은 떼어낸 조직을 급속 냉동시키고 얇은 슬라이드를 만든 후 H&E 염색을 거쳐 광학현미경 영상을 통해 병리학자가 20분 정도의 시간을 들여 분석함에 따라, 다수의 조직 검사 혹은 반복적인 조직검사 시 전체 수술 시간이 증가하게 되고, 수술 예후에 부정적 영향을 줄 뿐 아니라 수술비용 또한 증가하게 된다. 특히 선진국의 경우 병원에서 수술비 청구 시 수술 장비 및 인건비를 제외하고, 수술실의 사용시간에 대한 비용이 청구되고 있으므로 의료비의 직접적인 절감효과와 함께 병원 매출 증가를 위해 수술실의 사용 시간을 줄이면서 사용 효율을 높이기 위한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.
일반적으로 암 세포는 정상 세포와 비교했을 때 세포의 핵의 크기와 모양, 배열 등에서 다른 특징을 가진다. 병리학자는 이러한 정보를 가지고 광학적인 영상 분석을 통해 암의 종류, 단계, 크기, 마진 등과 같은 정보를 분석하여 보고하고 있다. 특히 세포핵의 크기 및 모양은 암의 진행 정도를 판별하는데 아주 중요한 요소이다.
한편, 광음향 영상은 광학영상의 높은 대조도(high contrast)와 초음파영상의 깊이 방향의 높은 해상도(high axial resolution)의 장점을 결합한 새로운 영상 방법이다. 특정 파장의 펄스 레이저를 생체에 조사했을 때 빛의 파장에 관계된 흡수에 의해 짧은 시간 동안 온도가 상승하고 이에 따른 열적팽창에 의해 초음파가 발생하는데, 이때 발생한 광음향파를 측정함으로써 생체 내부의 빛의 흡수 정도에 대한 단층 영상 정보를 얻을 수 있도록 한다. 특히, UV 영역대 파장(240~270㎚)에서 세포 핵 내부의 DNA/RNA에 대한 빛의 흡수가 커서 비표지적으로 고해상도 세포핵 광음향 영상이 가능하며, 또한 420㎚ 영역에서는 세포질의 흡수가 크다는 사실이 알려진 바 있다.
그러나 기존의 광음향 영상을 이용한 조직검사 장치는, 모터 기반의 스테이지 사용으로 고해상도 영상 한 장을 얻는데, 수십 분 정도의 시간이 걸리는 문제점이 있었다. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0115727호(발명의 명칭: 영상 탐침 장치의 스캐닝 메카니즘, 출원인: 써니브룩 헬스 사이언시즈 센터)와, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0051437호(발명의 명칭: 광스캐너 및 이를 적용한 레이저 영상투사장치 및 그 구동방법, 출원인: 삼성전자주식회사)가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 광원 모듈과 스캔 모듈과 제어 모듈을 포함하여 구성하되, 스캔 모듈은 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 기존의 동결절편검사 방법의 절편을 만드는 과정과 염색 과정을 생략한 상태에서 조직 샘플에 접촉시켜 광음향 영상을 검출할 수 있도록 구성함으로써, 수술 중 조직검사 시간을 대폭 단축하고, 수술 중 반복적으로 시행되는 조직검사 시간을 줄이는 것으로 전체 수술 시간을 줄여주고, 그로 인한 환자의 수술 예후에 도움을 줄 수 있도록 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스캔 모듈을 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 갖도록 구성함으로써, 암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 스캔 모듈을 접촉시켜 세포 영상을 획득하는 것이 가능하도록 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 기존의 동결절편검사를 단순히 대체하는 것이 아닌 수술 시간을 줄일 수 있기 때문에 의사의 수술 집도시간과 수술실 사용비용을 절약할 수 있으며, 완제품 판매의 1회성 매출뿐만 아니라 소모성 부품의 윈도우 교체 사용 및 PDMS 스캐너를 설치한 하우징 수조의 교체 사용으로 지속적인 수익 창출이 가능하도록 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치는,
방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치로서,
광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈;
상기 광원 모듈로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 상기 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈; 및
상기 광원 모듈 및 상기 스캔 모듈을 제어하며, 상기 스캔 모듈로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 상기 측정된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈을 포함하되,
상기 스캔 모듈은,
수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 조직검사 장치의 샘플 홀더에 올려 위치시킨 후 투명 윈도우에 접촉시켜 세포 영상을 획득하도록 수행하도록 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광원 모듈은,
단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광원 모듈은,
펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부;
상기 광원 발생부에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS); 및
상기 편광 빔 스플리터로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 광원 발생부는,
펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422㎚를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 콜리메이터는,
자유공간 내에서 렌즈와 핀 홀 및 거울을 사용하여 구성되거나, 또는 광섬유를 사용하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스캔 모듈은,
광음향의 초음파 신호를 수신 받아 상기 제어 모듈로 제공하는 초음파 트랜스듀서;
상기 광원 모듈의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner); 및
상기 광 음향 빔 결합기를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 스캔 모듈은,
상기 PDMS 스캐너를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조; 및
상기 하우징 수조의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우를 더 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 스캔 모듈에서,
상기 윈도우는 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체될 수 있으며, 상기 하우징 수조는 상기 PDMS 스캐너를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 PDMS 스캐너는,
MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 PDMS 스캐너는,
2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치는,
방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치로서,
광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈;
상기 광원 모듈로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 상기 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈; 및
상기 광원 모듈 및 상기 스캔 모듈을 제어하며, 상기 스캔 모듈로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 상기 측정된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈을 포함하되,
상기 스캔 모듈은,
암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 접촉시켜 세포 영상을 획득할 수 있도록 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 가지는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광원 모듈은,
단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광원 모듈은,
펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부;
상기 광원 발생부에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS); 및
상기 편광 빔 스플리터로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)를 포함하여 구성하되,
상기 광원 발생부는,
펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422㎚를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 콜리메이터는,
자유공간 내에서 렌즈와 핀 홀 및 거울을 사용하여 구성되거나, 또는 광섬유를 사용하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스캔 모듈은,
광음향의 초음파 신호를 수신 받아 상기 제어 모듈로 제공하는 초음파 트랜스듀서;
상기 광원 모듈의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner); 및
상기 광 음향 빔 결합기를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 스캔 모듈은,
상기 PDMS 스캐너를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조; 및
상기 하우징 수조의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우를 더 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 스캔 모듈에서,
상기 윈도우는 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체될 수 있으며, 상기 하우징 수조는 상기 PDMS 스캐너를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태로 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 PDMS 스캐너는,
MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 PDMS 스캐너는,
2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치를 이용한 광음향 영상의 획득 방법은,
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치를 이용한 광음향 영상의 획득 방법을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법에 따르면, 광원 모듈과 스캔 모듈과 제어 모듈을 포함하여 구성하되, 스캔 모듈은 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 기존의 동결절편검사 방법의 절편을 만드는 과정과 염색 과정을 생략한 상태에서 조직 샘플에 접촉시켜 광음향 영상을 검출할 수 있도록 구성함으로써, 수술 중 조직검사 시간을 대폭 단축하고, 수술 중 반복적으로 시행되는 조직검사 시간을 줄이는 것으로 전체 수술 시간을 줄여주고, 그로 인한 환자의 수술 예후에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캔 모듈을 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 갖도록 구성함으로써, 암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 스캔 모듈을 접촉시켜 세포 영상을 획득하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 기존의 동결절편검사를 단순히 대체하는 것이 아닌 수술 시간을 줄일 수 있기 때문에 의사의 수술 집도시간과 수술실 사용비용을 절약할 수 있으며, 완제품 판매의 1회성 매출뿐만 아니라 소모성 부품의 윈도우 교체 사용 및 PDMS 스캐너를 설치한 하우징 수조의 교체 사용으로 지속적인 수익 창출이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 광원 모듈의 개념 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 개념 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 디자인 구성을 참고로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 사진 구성을 참고로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 요부 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 광원 모듈의 개념 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 개념 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 디자인 구성을 참고로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 사진 구성을 참고로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 요부 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 광원 모듈의 개념 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 개념 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 디자인 구성을 참고로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 사진 구성을 참고로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)는, 광원 모듈(110), 스캔 모듈(120), 및 제어 모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)는, 수술중 절제한 조직을 검사하는 방법과, 수술중 조직을 떼어내기 전 환부에 직접 접촉시켜 암 여부를 진단하는 방법의 두 가지 형태의 장치를 제시하고자 한다. 이때, 조직검사 장치(100)는 단일 파장 또는 멀티 파장 레이저를 이용하여 세포핵과 세포질을 각각, 또는 동시에 광음향 영상으로 얻을 수 있도록 하되, 물속에서 작동하는 MEMS 기술로 제작된 초소형의 PDMS 스캐너를 사용하여 광과 광음향 신호를 동시에 빠른 속도로 스캐닝 할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 조직검사 장치(100)는, 세포핵이 자외선 영역에서 흡수가 높고, 세포질은 420㎚ 근처 영역에서 흡수가 높은 특징을 이용하여 단일 파장 또는 멀티 파장 레이저를 이용해 세포핵과 세포질을 각각 또는 동시에 광음향 영상을 얻을 수 있으므로, 기존의 동결절편검사 방법에 의한 H&E 염색을 하지 않더라도 이와 동일한 영상을 제공할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 PDMS를 재료로 하는 스캐너를 이용하였고, PDMS는 자체적으로 방수의 성질을 가지고 저렴하고 제작이 쉽다는 특징을 가지며, 물속에서 작동 가능한 스캐너는 기존의 광음향 현미경의 단점이었던 영상 속도를 향상시킬 수 있고, 저렴하며 제작이 쉬운 특성을 활용하고 있다.
광원 모듈(110)은, 광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 구성으로, 후술하게 될 스캔 모듈(120)로 광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 전달하는 역할을 한다. 이러한 광원 모듈(110)은 단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 또는 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용할 수 있다.
또한, 광원 모듈(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부(111)와, 광원 발생부(111)에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)(112), 및 편광 빔 스플리터(112)로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)(113)를 포함하여 구성할 수 있다. 이때, 광원 발생부(111)는
펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422㎚를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성할 수 있다. 또한, 콜리메이터(113)는 자유공간 내에서 렌즈와 핀 홀 및 거울을 사용하여 구성되거나, 또는 광섬유를 사용하여 구성될 수 있다.
스캔 모듈(120)은, 광원 모듈(110)로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 구성으로, 전달된 광과 수술 중 떼어낸 조직 샘플로부터 발생된 초음파를 동시에 스캔하는 역할을 한다. 이러한 스캔 모듈(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 조직검사 장치(100)의 샘플 홀더(101)에 올려 위치시킨 후 투명 윈도우(125)에 접촉시켜 세포 영상을 획득하도록 사용될 수 있다. 여기서, 샘플 홀더(101)는 일반적인 광학현미경과 같이 조직 샘플의 위치를 조정할 수 있도록 상하, 좌우, 앞뒤로 움직일 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 스캔 모듈(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 광음향의 초음파 신호를 수신 받아 제어 모듈(130)로 제공하는 초음파 트랜스듀서(121)와, 광원 모듈(110)의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner)(122), 광 음향 빔 결합기(122)를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너(123)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 스캔 모듈(120)은 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조(124)와, 하우징 수조(124)의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우(125)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 스캔 모듈(120)은 윈도우(125)를 투명한 형태로서, 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체될 수 있도록 하고, 하우징 수조(124)는 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조로 구성될 수 있다. 즉, PDMS 스캐너(123)의 저렴한 가격으로 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 하우징 수조(124)가 1회 또는 수회 사용 이후에 교환될 수 있도록 할 수 있다. PDMS 스캐너(123)는 MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성될 수 있도록 하며, 2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성할 수 있다. 이때, 스캔 모듈(120)은 PDMS 스캐너(123)를 2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성함에 따라 시스템의 크기를 줄이면서 영상시간을 1분 이내로 획기적으로 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 광 음향 빔 결합기(122)는 민감도(sensitivity)를 극대화하기 위해 사용된다. 이러한 구성들을 갖는 스캔 모듈(120)은 정렬된 빛과 초음파를 이용하여 물속에서 PDMS 스캐너(123)에 의해 세포조직을 빠르게 스캐닝 할 수 있도록 한다. 또한, 스캔 모듈(120)은 광 음향 빔 결합기(122)와, PDMS 스캐너(123)를 포함한 구성 부품들의 교체가 가능하고, 특히 조직검사 시 세포조직에 접촉되어 사용되는 윈도우(125)는 1회용으로 사용될 수 있도록 한다. 또한, PDMS 스캐너(123)를 설치한 하우징 수조(124) 또한 교체 사용될 수 있다.
제어 모듈(130)은, 광원 모듈(110) 및 스캔 모듈(120)을 제어하며, 스캔 모듈(120)로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 측정된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 구성이다. 이러한 제어 모듈(130)은 광원 모듈(110)과 스캔 모듈(120)의 작동을 제어함과 동시에 초음파 신호를 신호처리를 거쳐 영상화하는 역할을 수행하되, 각각의 광원 모듈(110)과 스캔 모듈(120)간 실시간 제어를 위해 embedded CPU 또는 FPGA가 사용될 수 있다. 여기서, 제어 모듈(130)은 영상 처리를 거쳐 생성한 광음향 영상을 모니터를 통해 제공하고, 수술 중 조직 샘플로부터 취득한 영상을 확인할 수 있도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 디자인 구성을 참고로 나타내고 있으며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 PDMS 스캐너의 사진 구성을 참고로 나타내고 있다. 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 PDMS 스캐너(123)는 MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성된 2축 방수형 PDMS 스캐너를 나타내고 있다. 이러한 PDMS 스캐너(123)는 본 출원원이 출원하여 등록한 대한민국 등록특허공보 제10-1599968호에 개시되고 있는바, 불필요한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)는, 광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈(110)과, 광원 모듈(110)로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈(120)과, 광원 모듈(110) 및 스캔 모듈(120)을 제어하며, 스캔 모듈(120)로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 측정된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈(130)을 포함하여 구성하되, 스캔 모듈(120)은 암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 접촉시켜 세포 영상을 획득할 수 있도록 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 가지도록 구성하고 있다.
광원 모듈(110)은 펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부(111)와, 광원 발생부(111)에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)(112)와, 편광 빔 스플리터(112)로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)(113)를 포함하여 구성하되, 광원 발생부(111)는 펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422㎚를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성할 수 있다. 즉, 광원 모듈(110)은 단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용할 수 있다.
스캔 모듈(120)은 광음향의 초음파 신호를 수신 받아 제어 모듈(130)로 제공하는 초음파 트랜스듀서(121)와, 광원 모듈(110)의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner)(122)와, 광 음향 빔 결합기(122)를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너(123)와, PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조(124)와, 하우징 수조(124)의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우(125)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 윈도우(125)는 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체되고, 하우징 수조(124)는 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조로 구성될 수 있다. 즉, PDMS 스캐너(123)의 저렴한 가격으로 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 하우징 수조(124)가 1회 또는 수회 사용 이후에 교환될 수 있도록 한다. PDMS 스캐너(123)는 MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성될 수 있다. 또한, PDMS 스캐너(123)는 2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성되어 시스템의 크기를 줄이면서 영상시간을 1분 이내로 획기적으로 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)를 이용한 광음향 영상의 획득 방법을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치에 적용되는 스캔 모듈의 요부 구성을 도시한 도면이다. 도 7의 상부에 위치한 도면은 광 음향 빔 결합기(122)와 PDMS 스캔너(123)의 측면도 구성을 나타내고 있으며, 도 7의 하부 좌측의 도면은 광 음향 빔 결합기(122)의 사시도 구성을 나타내고 있으며, 도 7의 하부 우측의 도면은 PDMS 스캐너(123)의 사시도 구성을 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상의 획득 방법은, 기존의 수술중 조직검사인 동결절편검사 방법으로, 떼어낸 조직을 급속 냉동시키고 얇은 슬라이드를 만든 후 H&E 염색을 거쳐 광학현미경 영상을 통해 병리학자가 분석하는데 20분 정도의 시간이 소요되는 문제에서, 절편을 만드는 과정과 염색을 하는 과정을 생략할 수 있어 수술중 조직검사 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 수술중 반복적으로 시행되는 조직검사 시간을 줄이는 것으로 전체 수술 시간을 줄일 수 있으며, 환자의 수술 예후에 도움을 줄 수 있게 된다. 또한, 단순히 기존의 동결절편검사를 대체하는 것이 아닌 수술 시간을 줄일 수 있기 때문에 의사의 집도시간, 수술실 사용비용을 절약할 수 있어 경제적 가치가 매우 크며, 완제품 판매의 1회성 매출 방식이 아닌 소모성 부품 사용을 목적으로 하고 있기 때문에 사업화를 통해 지속적으로 수익을 창출할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 조직검사 장치
101: 샘플 홀더
110: 광원 모듈
111: 광원 발생부
112: 편광 빔 스플리터
113: 콜리메이터
120: 스캔 모듈
121: 초음파 트랜스듀서
122: 광 음향 빔 결합기
123: PDMS 스캐너
124: 하우징 수조
125: 윈도우
130: 제어 모듈
101: 샘플 홀더
110: 광원 모듈
111: 광원 발생부
112: 편광 빔 스플리터
113: 콜리메이터
120: 스캔 모듈
121: 초음파 트랜스듀서
122: 광 음향 빔 결합기
123: PDMS 스캐너
124: 하우징 수조
125: 윈도우
130: 제어 모듈
Claims (20)
- 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)로서,
광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈(110);
상기 광원 모듈(110)로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 상기 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈(120); 및
상기 광원 모듈(110) 및 상기 스캔 모듈(120)을 제어하며, 상기 스캔 모듈(120)로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 상기 획득된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈(130)을 포함하되,
상기 스캔 모듈(120)은,
수술 중 외과적인 수술로 떼어낸 조직 샘플을 조직검사 장치(100)의 샘플 홀더(101)에 올려 위치시킨 후 투명 윈도우(125)에 접촉시켜 세포 영상을 획득하도록 수행하고,
상기 광원 모듈(110)은,
펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부(111)와, 상기 광원 발생부(111)에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)(112)와, 상기 편광 빔 스플리터(112)로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)(113)를 포함하여 구성하며,
상기 광원 발생부(111)는,
펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422nm를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성하고,
상기 스캔 모듈(120)은,
광음향의 초음파 신호를 수신 받아 상기 제어 모듈(130)로 제공하는 초음파 트랜스듀서(121)와, 상기 광원 모듈(110)의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner)(122)와, 상기 광 음향 빔 결합기(122)를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너(123)를 포함하여 구성하며,
상기 스캔 모듈(120)은,
상기 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조(124)와, 상기 하우징 수조(124)의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우(125)를 더 포함하여 구성하되, 상기 스캔 모듈(120)에서, 상기 윈도우(125)는 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체될 수 있으며, 상기 하우징 수조(124)는 상기 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태에서 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광원 모듈(110)은,
단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용하는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터(113)는,
자유공간 내에서 렌즈와 핀 홀 및 거울을 사용하여 구성되거나, 또는 광섬유를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 PDMS 스캐너(123)는,
MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 PDMS 스캐너(123)는,
2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성하는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)로서,
광음향 촬영을 위한 광인 펄스 레이저를 생성하여 조사하는 광원 모듈(110);
상기 광원 모듈(110)로부터 제공되는 펄스 레이저를 반사시켜 조직 샘플로 전달하고, 상기 조직 샘플로부터 발생되는 광음향의 초음파 신호를 수신하여 출력하는 스캔 모듈(120); 및
상기 광원 모듈(110) 및 상기 스캔 모듈(120)을 제어하며, 상기 스캔 모듈(120)로부터 획득된 광음향의 초음파 신호를 제공받고, 상기 획득된 광음향의 초음파 신호를 신호 처리하여 영상화하는 제어 모듈(130)을 포함하되,
상기 스캔 모듈(120)은,
암 제거 수술 중 의심부위 조직을 떼어내기 전, 직접 환부에 접촉시켜 세포 영상을 획득할 수 있도록 손잡이 형태로 회전 가능한 구조를 가지도록 구성하며,
상기 광원 모듈(110)은,
펄스 레이저를 생성하는 적어도 하나의 광원 발생부(111)와, 상기 광원 발생부(111)에서 출력되는 펄스 레이저를 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)(112)와, 상기 편광 빔 스플리터(112)로부터 반사된 펄스 레이저를 평행빔으로 출력하는 콜리메이터(Collimator)(113)를 포함하여 구성하되, 상기 광원 발생부(111)는, 펄스 레이저를 생성하는 레이저 1 및 레이저 2로 구성하되, 레이저 1 및 레이저 2 각각은 세포핵 영상을 위한 UV 레이저, 세포질 영상을 위한 422nm를 포함하는 가시광 레이저(visible laser)를 생성하고,
상기 스캔 모듈(120)은,
광음향의 초음파 신호를 수신 받아 상기 제어 모듈(130)로 제공하는 초음파 트랜스듀서(121)와, 상기 광원 모듈(110)의 광인 펄스 레이저와 조직 샘플로부터 발생된 광음향의 초음파 신호를 동축 공초점으로 정렬하는 광 음향 빔 결합기(OAC: opto-acoustic beam combiner)(122)와, 상기 광 음향 빔 결합기(122)를 통해 정렬된 광인 펄스 레이저와 광음향의 초음파 신호를 스캐닝 하는 PDMS 스캐너(123)를 포함하여 구성하며,
상기 스캔 모듈(120)은,
상기 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고, 내부에 광음향의 초음파 전달을 위한 물이 채워지는 하우징 수조(124)와, 상기 하우징 수조(124)의 일면으로 조직검사를 위한 조직 샘플과 접촉하는 윈도우(125)를 더 포함하여 구성하되, 상기 스캔 모듈(120)에서, 상기 윈도우(125)는 1회용으로 매 영상마다 사용되고 교체될 수 있으며, 상기 하우징 수조(124)는 상기 PDMS 스캐너(123)를 내부에 수용하여 설치하고 있는 상태로 1회용 또는 수회 사용 후에 교체될 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 광원 모듈(110)은,
단일 파장의 펄스 레이저 1개 또는 2개를 이용하거나, 가변 파장 레이저(OPO: Optical Parametric Oscillation)를 이용하는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 삭제
- 제11항에 있어서, 상기 콜리메이터(113)는,
자유공간 내에서 렌즈와 핀 홀 및 거울을 사용하여 구성되거나, 또는 광섬유를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제11항에 있어서, 상기 PDMS 스캐너(123)는,
MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 활용한 초소형으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 제18항에 있어서, 상기 PDMS 스캐너(123)는,
2축 방수형 PDMS 스캐너로 구성하는 것을 특징으로 하는, 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치.
- 제1항, 제2항, 제5항, 제9항 내지 제12항, 제14항, 제18항, 및 제19항 중 어느 한 항의 방수형 PDMS 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치(100)를 이용한 광음향 영상의 획득 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160162854A KR101852560B1 (ko) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 |
| PCT/KR2017/007600 WO2018101569A1 (ko) | 2016-12-01 | 2017-07-14 | 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160162854A KR101852560B1 (ko) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101852560B1 true KR101852560B1 (ko) | 2018-04-26 |
Family
ID=62082464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160162854A KR101852560B1 (ko) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101852560B1 (ko) |
| WO (1) | WO2018101569A1 (ko) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020045729A1 (ko) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 갈바노미터 스캐너 및 이를 구비한 광음향 현미경 시스템 |
| WO2020111731A1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 전북대학교산학협력단 | 3차원 광음향 영상 장치 |
| WO2020111729A1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 전북대학교산학협력단 | 광음향 스캔 영상 장치 |
| KR20200087119A (ko) * | 2018-08-28 | 2020-07-20 | 포항공과대학교 산학협력단 | 갈바노미터 스캐너 장치를 구비한 광음향 현미경 시스템 |
| KR20200129404A (ko) | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 경북대학교 산학협력단 | 방수 프로브 및 이를 포함하는 현미경 |
| WO2022149119A1 (ko) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 | 부경대학교 산학협력단 | 고속 스캔 광음향 영상 입력장치 및 그 제어방법 |
| KR102541586B1 (ko) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | (주)아이엠지티 | 초음파 시험 시스템 및 그 방법 |
| WO2023200141A1 (ko) * | 2022-04-11 | 2023-10-19 | 경북대학교 산학협력단 | 방수갈바노미터 광음향 현미경 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508973A (ja) | 2006-11-08 | 2010-03-25 | ライトラブ イメージング， インコーポレイテッド | 光−音響イメージングデバイスおよび方法 |
| US20110108707A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-12 | California Institute Of Technology | Acoustic assisted phase conjugate optical tomography |
| US20110190617A1 (en) | 2008-05-30 | 2011-08-04 | Stc.Unm | Photoacoustic imaging devices and methods of making and using the same |
| US20160113507A1 (en) | 2014-10-22 | 2016-04-28 | Parsin Haji Reza | Photoacoustic remote sensing (pars) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101583302B1 (ko) * | 2014-04-18 | 2016-01-07 | 부경대학교 산학협력단 | 진단 치료 겸용 광융합형 초음파기기 |
-
2016
- 2016-12-01 KR KR1020160162854A patent/KR101852560B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-07-14 WO PCT/KR2017/007600 patent/WO2018101569A1/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508973A (ja) | 2006-11-08 | 2010-03-25 | ライトラブ イメージング， インコーポレイテッド | 光−音響イメージングデバイスおよび方法 |
| US20110190617A1 (en) | 2008-05-30 | 2011-08-04 | Stc.Unm | Photoacoustic imaging devices and methods of making and using the same |
| US20110108707A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-12 | California Institute Of Technology | Acoustic assisted phase conjugate optical tomography |
| US20160113507A1 (en) | 2014-10-22 | 2016-04-28 | Parsin Haji Reza | Photoacoustic remote sensing (pars) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200087119A (ko) * | 2018-08-28 | 2020-07-20 | 포항공과대학교 산학협력단 | 갈바노미터 스캐너 장치를 구비한 광음향 현미경 시스템 |
| US11385449B2 (en) | 2018-08-28 | 2022-07-12 | Postech Academy-Industry Foundation | Galvanometer scanner and photoacoustic microscope system having the same |
| KR102281635B1 (ko) | 2018-08-28 | 2021-07-26 | 포항공과대학교 산학협력단 | 갈바노미터 스캐너 장치를 구비한 광음향 현미경 시스템 |
| WO2020045729A1 (ko) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 갈바노미터 스캐너 및 이를 구비한 광음향 현미경 시스템 |
| KR102146958B1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-08-21 | 전북대학교산학협력단 | 광음향 스캔 영상 장치 |
| KR20200063573A (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 전북대학교산학협력단 | 3차원 광음향 영상 장치 |
| KR20200063572A (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 전북대학교산학협력단 | 광음향 스캔 영상 장치 |
| KR102180436B1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-11-18 | 전북대학교산학협력단 | 3차원 광음향 영상 장치 |
| WO2020111729A1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 전북대학교산학협력단 | 광음향 스캔 영상 장치 |
| WO2020111731A1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 전북대학교산학협력단 | 3차원 광음향 영상 장치 |
| KR20200129404A (ko) | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 경북대학교 산학협력단 | 방수 프로브 및 이를 포함하는 현미경 |
| KR102197115B1 (ko) * | 2019-05-08 | 2020-12-30 | 경북대학교 산학협력단 | 방수 프로브 및 이를 포함하는 현미경 |
| WO2022149119A1 (ko) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 | 부경대학교 산학협력단 | 고속 스캔 광음향 영상 입력장치 및 그 제어방법 |
| KR102541586B1 (ko) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | (주)아이엠지티 | 초음파 시험 시스템 및 그 방법 |
| WO2023200141A1 (ko) * | 2022-04-11 | 2023-10-19 | 경북대학교 산학협력단 | 방수갈바노미터 광음향 현미경 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018101569A1 (ko) | 2018-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101852560B1 (ko) | 방수형 pdms 스캐너를 이용한 광음향 수술중 조직검사 장치 및 그를 이용한 광음향 영상 획득 방법 | |
| JP5643101B2 (ja) | 散乱媒体の画像化方法、画像化装置及び画像化システム | |
| JP5619351B2 (ja) | 組織を視覚的に特徴づけるための方法および装置 | |
| JP5678024B2 (ja) | スペクトル符号化による光学的撮像方法および装置 | |
| US6208886B1 (en) | Non-linear optical tomography of turbid media | |
| EP1207387A1 (en) | Multi-photon imaging installation. | |
| JP2008541891A5 (ko) | ||
| JP5911196B2 (ja) | 光音響イメージング装置 | |
| JP5437864B2 (ja) | ｐＨ測定装置の作動方法、検出装置の作動方法、及び生体物質分析装置の作動方法、並びに各装置 | |
| Gu et al. | Fibre‐optical microendoscopy | |
| CN114324183A (zh) | 大焦深的紫外光声显微成像系统及成像方法 | |
| JP2011185842A (ja) | 光誘起自家蛍光の時間分解測定による生物試料の低酸素領域分析方法とその装置 | |
| JP2011185843A (ja) | 蛍光寿命を利用した細胞内のｐＨイメージング方法とその装置 | |
| CN109758098B (zh) | 可变焦式腔体内窥镜探测装置及激光扫描腔体内窥镜 | |
| JP4518549B2 (ja) | 蛍光断層画像計測装置 | |
| CN113243889B (zh) | 获取生物组织的信息的方法和设备 | |
| Lai et al. | Multiphoton imaging in conjunction with ICG imaging by a rigid endomicroscope combined with laser ablation in the head and neck region | |
| EP2228003A1 (en) | Multifunctional endoscopic device and methods employing said device | |
| CN216792007U (zh) | 大焦深的紫外光声显微成像系统 | |
| EP2577376A1 (en) | Confocal, wide band spectral reflection microscope, and relevant spectral imaging method | |
| Gmitro et al. | Optical biopsy with confocal microendoscopy | |
| Lin | Volumetric stimulated Raman scattering microscopy | |
| Sung | Fiber optic confocal reflectance microscopy: in vivo detection of pre-cancerous lesions in epithelial tissue | |
| Cicchi et al. | Multispectral multiphoton lifetime analysis of human bladder tissue | |
| Cicchi et al. | Multidimensional two-photon imaging and spectroscopy of fresh human bladder biopsies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |