KR20110034265A - Capsule endoscope having biopsy function and method for controling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조직을 검사할 수 있는 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a capsule endoscope having a biopsy function capable of examining tissue and a control method thereof.
일반적으로, 내시경은 식도, 위, 대장, 소장, 결장, 직장, 항문 등 인체 내부의 질병을 수술없이 진단 또는 치료하는데 이용되고 있는 의료기구이다.In general, an endoscope is a medical apparatus used to diagnose or treat diseases in the human body, such as the esophagus, stomach, colon, small intestine, colon, rectum, and anus, without surgery.
이러한 내시경은 구강 또는 항문을 통해 삽입하여 피검자의 체강 구조에 따라 피검자의 통증을 유발시킬 수 있고, 내시경 조작자의 기술적 숙련도에 따라 통증의 정도 및 검사 시간이 달라진다.The endoscope may be inserted through the oral cavity or the anus to cause pain in the subject according to the body cavity structure of the subject, and the degree of pain and the examination time vary depending on the technical skill of the endoscope operator.
그러므로, 내시경 시술시, 고통과 불쾌감이 크기 때문에 피검자들로부터 환영받지 못하고 있으며, 일례로 대장 내시경의 경우 대장이 매우 큰 각도로 구부러져 있기 때문에 환자가 받는 고통은 시술자의 경험과 숙련도에 따라 크게 좌우되고 있는 실정이다. Therefore, during endoscopy, pain and discomfort are not welcomed by the subjects. For example, in the case of colonoscopy, the pain suffered by the patient depends largely on the experience and skill of the operator. There is a situation.
본 발명은 조직을 검사할 수 있는 과제를 해결하는 것이다.This invention solves the subject which can test a tissue.
본 발명의 바람직한 양태(樣態)는, According to a preferred aspect of the present invention,
피검체의 장기 내부를 촬상하는 카메라와; A camera for imaging the inside of the organ of the subject;
상기 피검체의 장기 내부의 조직에 레이저 빔(Laser beam)을 조사하는 레이저 다이오드와; A laser diode for irradiating a laser beam to tissue inside the organ of the subject;
상기 조사된 레이저 빔의 라만 산란광(Raman-scattered light) 중 특정 파장 대역의 광을 검출하는 검출부(Detector)를 포함하여 구성된 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경이 제공된다.There is provided a capsule endoscope having a biopsy function configured to include a detector for detecting light of a specific wavelength band among Raman-scattered lights of the irradiated laser beam.
본 발명의 바람직한 다른 양태(樣態)는, Another preferable aspect of this invention is that
적어도 하나의 광원에서 피검체의 장기 내부에 광을 조사하는 단계와;Irradiating light into the organ of the subject under at least one light source;
카메라에서 상기 장기 내부를 촬상하는 단계와;Imaging the organ inside with a camera;
레이저 다이오드로 상기 장기 내부 조직에 레이저 빔을 조사하는 단계와;Irradiating a laser beam to the organ internal tissue with a laser diode;
상기 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부에서 검출하는 단계를 포함하여 구성된 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법이 제공된다.Provided is a control method of a capsule endoscope having a biopsy function configured to include detecting a light having a specific wavelength band among Raman scattered light in the tissue.
본 발명의 바람직한 또 다른 양태(樣態)는, Another preferred embodiment of the present invention,
적어도 하나의 광원에서 피검체의 장기 내부에 광을 조사하는 단계와;Irradiating light into the organ of the subject under at least one light source;
카메라에서 상기 장기 내부를 촬상하는 단계와;Imaging the organ inside with a camera;
상기 카메라에서 촬상된 영상을 분석하여 상기 장기에 이상부위가 존재하는지 여부를 판단하는 단계와;Analyzing whether the abnormality exists in the organ by analyzing the image photographed by the camera;
상기 장기에 이상부위가 존재하는 경우, 상기 이상부위의 조직에 레이저로 레이저 빔을 조사하는 단계와;Irradiating a laser beam on the tissue of the abnormal site when the abnormal site exists in the organ;
상기 이상부위의 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장의 라만 산란광을 검출부에서 검출하는 단계를 포함하여 구성된 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법이 제공된다.Provided is a control method of a capsule endoscope having a biopsy function configured to detect a Raman scattered light having a specific wavelength among raman scattered light in the tissue of the abnormal site.
본 발명의 캡슐 내시경은 피검체의 식도, 소장, 대장 등의 공간이 좁은 장기 내부를 근접 촬상하고, 장기 내부의 조직에 레이저 빔을 조사하고, 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부에서 검출할 수 있으므로, 라만 분광법을 이용하여 조직을 검사하여 암(Cancer)과 같은 질병을 진단할 수 있는 효과가 있다.The capsule endoscope of the present invention close-ups the inside of a small organ such as the esophagus, the small intestine, or the large intestine of the subject, irradiates a laser beam to the tissue inside the organ, and detects light having a specific wavelength band among the light Raman scattered from the tissue. Since the detection unit detects a disease such as cancer by examining a tissue using Raman spectroscopy.
또한, 본 발명의 캡슐 내시경은 조직을 잘라내고, 잘라낸 조직을 검사하는 생검(Biopsy)을 수행하지 않아도 조직 검사를 수행할 수 있으므로, 피검체가 생검에 따른 고통을 느끼지 않아도 되고, 마취와 같은 불필요한 의료 행위를 수행하지 않아도 되는 효과가 있다.In addition, since the capsule endoscope of the present invention can perform a biopsy without performing a biopsy to cut out the tissue and examine the cut tissue, the subject does not have to feel pain due to the biopsy and is unnecessary such as anesthesia. There is no need to perform medical activities.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
본 발명의 캡슐 내시경(300)은 피검체의 장기 내부를 촬상하는 카메라(100)와; 피검체의 장기 내부의 조직에 레이저 빔(Laser beam)을 조사하는 레이저 다이오드(130)와; 상기 조사된 레이저 빔의 라만 산란광(Raman-scattered light) 중 특정 파장 대역의 광을 검출하는 검출부(150)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 캡슐 내시경은 피검체의 식도, 소장, 대장 등의 공간이 좁은 장기 내부를 근접 촬상하고, 장기 내부의 조직에 레이저 빔을 조사하고, 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부에서 검출할 수 있으므로, 라만 분광법을 이용하여 조직을 검사하여 암(Cancer)과 같은 질병을 진단할 수 있는 것이다.That is, the capsule endoscope of the present invention close-ups the inside of a small organ such as the esophagus, the small intestine, or the large intestine of the subject, irradiates a laser beam to the tissue inside the organ, Since light can be detected by the detection unit, a tissue such as cancer can be diagnosed by examining a tissue using Raman spectroscopy.
여기서, 레이저 빔을 조사하면, 조직에서는 흡수(Apsorption), 형광(Flurescence) 및 산란(Scattering)이 발생되는데, 본 발명의 캡슐 내시경은 레이저 빔의 산란된 광의 특정 파장 대역만을 검출한 것이다.Herein, when the laser beam is irradiated, absorption, fluorescence, and scattering are generated in the tissue. The capsule endoscope of the present invention detects only a specific wavelength band of scattered light of the laser beam.
따라서, 본 발명의 캡슐 내시경은 조직을 잘라내고, 잘라낸 조직을 검사하는 생검(Biopsy)을 수행하지 않아도 조직 검사를 수행할 수 있으므로, 피검체가 생검에 따른 고통을 느끼지 않아도 되고, 마취와 같은 불필요한 의료 행위를 수행하지 않아도 되는 장점이 있다. Therefore, the capsule endoscope of the present invention can perform a biopsy without performing a biopsy to cut out the tissue and examine the cut tissue, so that the subject does not have to feel pain due to the biopsy and is unnecessary such as anesthesia. There is an advantage in not having to perform medical activities.
한편, 상기 카메라(100)의 촬상이 용이하도록, 상기 장기 내부에 광을 조사하는 적어도 하나의 광원이 더 구비된다.On the other hand, to facilitate the imaging of the
도 1을 참조하여 상세히 설명하면, 캡슐 내시경(300)은 제 1과 2 광원(111,112)에서 장기 내부에 광(a1,a2)을 조사하고, 상기 카메라(100)에서 장기 내부를 촬상한다.Referring to FIG. 1, the
그리고, 상기 레이저 다이오드(130)는 상기 장기 내부 조직에 레이저 빔(b1)을 조사하고, 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광(b2)을 검출부(150)에서 검출한다.In addition, the
또한, 상기 카메라(100), 레이저 다이오드(130), 검출부(150) 및 광원은 상기 캡슐 내시경(300)이 전진하는 방향에 있는 상기 캡슐 내시경(300)의 선단에 설치할 수 있다.In addition, the
또, 상기 캡슐 내시경(300)은 피검체의 장기를 따라 전진 또는 후진할 수 있는 구동부가 구비될 수 있다.In addition, the
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.2A to 2D are schematic cross-sectional views for explaining a method of controlling a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
먼저, 캡슐 내시경(300)이 피검체의 입으로부터 삼켜진 후 피검체의 장기에 도달되면, 제 1과 2 광원(111,112)에서 장기(200) 내부에 광을 조사한다.(도 2a)First, when the
그 후, 카메라(100)에서 상기 장기(200) 내부를 촬상한다.(도 2b)After that, the inside of the
연이어, 레이저 다이오드(130)로 상기 장기(200) 내부 조직에 레이저 빔을 조사한다.(도 2c)Subsequently, the
계속, 상기 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부(150)에서 검출한다.(도 2d)Subsequently, the
이때, 본 발명의 캡슐 내시경은 광원을 점등시켜 광을 조사하고 카메라서 촬상한 다음 광원을 소등시키고, 레이저 다이오드를 구동시켜 레이저 빔을 조사하고, 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부에서 검출한 다음 레이저 빔의 구동을 중지함으로써, 캡슐 내시경의 소모 전력을 감소시킬 수 있게 된다.At this time, the capsule endoscope of the present invention lights up the light source to irradiate the light, image it with a camera, turn off the light source, drive a laser diode to irradiate a laser beam, and detect a light having a specific wavelength band from the Raman scattered light at the detector. By stopping the driving of the laser beam after detection, the power consumption of the capsule endoscope can be reduced.
도 3은 본 발명에 따른 검출부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining a detector according to the present invention.
검출부(150)는 조사된 레이저 빔의 라만 산란광(Raman-scattered light) 중 특정 파장 대역의 광을 검출한다.The
이를 위하여, 상기 검출부(150)는 포토 다이오드(151)와 상기 포토 다이오드(151)에 장착된 특정 파장 대역을 투과시키는 파장 필터(152)로 구성된다.To this end, the
즉, 레이저 빔이 조사된 조직에서 라만 산란된 광은 상기 검출부(150)로 입사될 때, 상기 파장 필터(152)에 도달된다. 상기 파장 필터(152)에 도달된 라만 산란광(A1,A2,A3)은 상기 파장 필터(152)의 투과되는 허용 파장 대역의 광(A2)만 투 과되어 상기 포토 다이오드(151)로 입사된다.That is, the Raman scattered light in the tissue irradiated with the laser beam reaches the
이로써, 상기 포토 다이오드(151)는 특정 파장 대역의 광(A2)만 검출할 수 있는 것이다.As a result, the
그러므로, 본 발명의 캡슐 내시경은 특정 파장 대역의 광을 검출할 수 있도록 파장 필터를 적용함으로써, 분광을 위한 회절격자(Grating)가 필요하지 않는다.Therefore, the capsule endoscope of the present invention does not need a diffraction grating for spectroscopy by applying a wavelength filter to detect light of a specific wavelength band.
도 4는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.Figure 4 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
캡슐 내시경(300)은 장기(200)를 따라 이동하면서 카메라(100)로 상기 장기(200) 내부를 촬상한다.The
그리고, 상기 카메라(100)에서 촬상된 영상을 외부 장치에서는 분석하게 되고, 상기 외부 장치에서 분석된 결과에서 상기 장기(200) 내부에 이상 부위(210)가 존재하는 경우, 상기 캡슐 내시경(300)에서는 이상 부위의 조직을 검사할 수 있다.In addition, when the image captured by the
이러한 조직 검사는 레이저 다이오드(130)에서 이상 부위(210)의 조직으로 레이저 빔을 조사하고, 상기 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출부(150)에서 검출한 후, 상기 검출부(150)에서 검출된 라만 산란된 광에 대한 신호로 조직을 검사하여 암(Cancer)과 같은 질병을 진단할 수 있게 된다.Such a tissue test irradiates a laser beam from the
이때, 상기 캡슐 내시경(300)은 장기(200)를 따라(‘B' 방향) 계속적으로 이동하는데, 상기 레이저 다이오드(130)와 검출부(150)가 상기 캡슐 내시경(300)의 선단에 위치되어 있으면, 이상 부위(210)의 조직으로 레이저 빔을 조사하지 못할 뿐더러 라만 산란된 광을 검출하지 못할 수도 있다.In this case, the
즉, 상기 캡슐 내시경(300)의 이동에 따라, 상기 이상 부위(210)는 상기 레이저 다이오드(130)의 레이저 빔 조사 영역 및 상기 검출부(150)의 검출 영역에서 벗어나게 된다.That is, as the
따라서, 이 실시예의 캡슐 내시경은 상기 레이저 다이오드(130)와 상기 검출부(150)를 상기 캡슐 내시경(300)의 측면에 설치하여, 상기 캡슐 내시경(300)이 이동되더라도 이상 부위(210)의 조직에서 라만 산란광을 검출할 수 있게 된다.Therefore, the capsule endoscope of this embodiment is installed on the side of the
도 5a와 5b는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 후진 기능을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.5A and 5B are schematic cross-sectional views for explaining the backward function of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
전술된 도 4와 같이, 캡슐 내시경(300)의 측면에 레이저 다이오드(130)와 검출부(150)를 설치하더라도, 상기 캡슐 내시경(300)이 과도하게 이동된 경우에는 이상 부위(210)의 조직에서 라만 산란광을 검출할 수 없게 된다.As described above with reference to FIG. 4, even when the
그러므로, 본 발명의 캡슐 내시경은 후진시킬 수 있는 구동부와 같은 능동 위치 조절(Active locomotion control)부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the capsule endoscope of the present invention is provided with an active locomotion control unit such as a driving unit capable of reversing.
즉, 도 5a와 같이, 상기 캡슐 내시경(300)이 장기(200)를 따라 이동되면서, 이상 부위(210)를 과도하게 지나친 경우에, 상기 캡슐 내시경(300)의 전진시킬 수 있는 구동부의 동작을 중단하고, 후진시킬 수 있는 구동부를 동작시켜, 상기 레이저 다이오드(130)의 레이저 빔 조사 영역 및 상기 검출부(150)의 검출 영역에 상기 이상 부위(210)가 위치되도록 도 5b와 같이, 상기 캡슐 내시경(300)을 후진시킨다.That is, as shown in Figure 5a, the
여기서, 캡슐 내시경(300) 도 5a의 위치(L)에서 후진되어 도 5b의 위치로 자세가 조정된다. Here, the
그 후, 상기 레이저 다이오드(130)와 상기 검출부(150)로 상기 이상 부위(210)의 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장 대역의 광을 검출하는 동작을 원활하게 수행할 수 있게 된다.Thereafter, the
도 6은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
이 실시예의 캡슐 내시경은 캡슐 내시경의 측면에 광원(121,122)과 카메라(101)를 더 설치한 것이다.In the capsule endoscope of this embodiment, the
즉, 캡슐 내시경이 장기 내를 이동(전진 구동)하다가, 촬상된 영상에 의해 이상 부위를 확인한 경우, 이상 부위의 조직에 레이저를 조사하기 전에, 캡슐 내시경의 측면에 설치된 광원(121,122)과 카메라(101)를 이용하여 이상 부위를 다시 촬상하고, 그 촬상된 영상을 분석하여 이상 부위인지 정상적인 부위인지를 재확인할 수 있다.That is, when the capsule endoscope moves (forwards driving) the organ and confirms the abnormal site by the captured image, before the laser is irradiated to the tissue of the abnormal site, the
이러한 재확인 동작을 수행한 다음, 이상 부위로 확정되면 상기 캡슐 내시경의 측면에 설치된 레이저(130)에서 레이저 빔을 조사하고, 검출부(150)에서 라만 산란광을 검출하여 조직을 검사한다.After performing such a reconfirmation operation, if the abnormal site is confirmed, the laser beam is irradiated from the
그러므로, 본 발명은 캡슐 내시경이 전진하는 방향에 있는 캡슐 내시경의 선단에 설치되어 있는 카메라(100)에서 촬상된 영상(C1)으로 이상 부위의 존재 여부 를 1차로 판단한다.Therefore, in the present invention, the presence of the abnormality is primarily determined by the image C1 captured by the
그 후, 상기 캡슐 내시경의 측면에 설치되어 있는 카메라(101)에서 촬상된 영상(C2)로 이상 부위의 존재 여부를 2차로 판단하는 것이다.After that, the presence of the abnormal part is determined second by the image C2 captured by the
도 7은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 구성 블록도이다.7 is a block diagram of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
본 발명의 캡슐 내시경(300)은 피검체의 장기 내부에 광을 조사하는 적어도 하나의 광원(310)과; 상기 장기 내부를 촬상하는 카메라(100)와; 상기 장기 내부의 조직에 레이저 빔(Laser beam)을 조사하는 레이저 다이오드(130)와; 상기 조사된 레이저 빔의 라만 산란광(Raman-scattered light) 중 특정 파장 대역의 광을 검출하는 검출부(Detector)(150)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(310), 카메라(100), 레이저 다이오드(130) 및 검출부(150)는 제어부(350)의 제어를 받아 구동된다.The
즉, 상기 제어부(350)는 상기 캡슐 내시경(300)이 피검체의 장기 내부에서 원활하게 구동되도록 제어하는 것이다.That is, the
그리고, 본 발명의 캡슐 내시경은 구동을 위한 배터리와 같은 내장 전원이 포함될 수 있거나, 외부의 자장에 의해 구동될 수도 있다.In addition, the capsule endoscope of the present invention may include a built-in power source such as a battery for driving, or may be driven by an external magnetic field.
도 8은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 다른 구성 블록도이다.8 is another block diagram of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
이 캡슐 내시경은 피검체의 외부에 있는 외부 장치(500)의 RF 수신부와 무선 통신을 수행할 수 있는 RF 송신부(360)가 더 구비되어 있다.The capsule endoscope further includes an
그리고, 제어부(350)는 카메라(320)에서 촬상된 영상 신호 및 상기 검출부(150)에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호를 상기 RF 송신부(360)로 출력한다.In addition, the
그리고, 상기 RF 송신부(360)는 상기 외부장치(500)의 RF 수신부(510)로 상기 카메라(320)에서 촬상된 영상 신호의 RF 및 검출부(150)에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호의 RF를 송신한다.The
상기 외부장치(500)는 상기 RF 송신부(360)에서 수신된 상기 카메라(320)에서 촬상된 영상 신호의 RF로부터 피검체의 장기 내부에 정상적이지 않은 이상 부위가 있는지를 판단하게 되고, 상기 검출부(150)에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호의 RF로부터 특정 파장 대역의 라만 산란광의 피크(Peak)로 조직에 암과 같은 질병이 존재하는지 여부를 판단하게 된다.The
여기서, 상기 외부장치(500)는 영상 신호 및 라만 산란광 분석 기능과 메모리 기능이 포함되어 있다.Here, the
도 9는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경에 위치 감지 센서가 구비된 것을 설명하기 위한 구성 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a position sensor is provided in the capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
캡슐 내시경은 피검체의 장기 내를 이동하면서, 계속적으로 내부 영상을 촬상하고 이상부위의 조직에서 레이저 빔의 라만 산란광을 검출한다.As the capsule endoscope moves inside the organ of the subject, it continuously captures an internal image and detects Raman scattered light of the laser beam in the tissue of the abnormal site.
이때, 촬상된 영상이 장기의 어느 부위인지를 인지해야 하고, 검출된 라만 산란광이 장기의 어는 부위의 조직인지를 알아야 정확한 부위의 질병을 진단할 수 있다.At this time, it is necessary to recognize which part of the organ the image is captured, and knowing whether the detected Raman scattered light is the tissue of the frozen part of the organ, it is possible to diagnose the disease of the correct part.
그러나, 촬상된 영상으로는 장기의 어느 부위에서 촬상된 것인지를 알 수 없고, 검출된 라만 산란광으로는 장기의 어느 부위의 조직에서 검출된 라만 산란광인지를 알 수 없다.However, the picked-up image does not know which part of the organ was picked up, and the detected Raman scattered light does not indicate which part of the organ is Raman scattered light detected in the tissue.
그러므로, 본 발명은 캡슐 내시경이 이동될 때, 위치를 감지할 수 있는 위치 감지 센서(370)를 구비하는 것이 바람직하다.Therefore, the present invention preferably includes a
상기 위치 감지 센서(370)는 캡슐 내시경이 이동에 따른 위치 변화를 감지하는 것이며, 자이로 센서 및/또는 가속도 센서를 구비하고 있는 것이 바람직하다.The
다음에 위치 감지 센서가 구비된 캡슐 내시경의 제어방법을 설명한다.Next, a control method of a capsule endoscope equipped with a position sensor will be described.
먼저, 캡슐 내시경(370)에 구비된 위치 감지 센서(370)는 캡슐 내시경(370)의 위치를 감지하고, 캡슐 내시경(370)의 위치에 대한 신호를 제어부(350)로 출력하고, 상기 제어부(350)는 캡슐 내시경(370)의 위치에 대한 신호를 RF 송신부(360)로 출력한다.First, the
그 후, 상기 RF 송신부(360)는 카메라(320)에서 촬상된 영상 신호의 RF(S1), 검출부(150)에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호의 RF(S2) 및 캡슐 내시경(370)의 위치에 대한 신호의 RF(S3)를 외부장치(500)의 RF 수신부(510)로 송신한다.Thereafter, the
그러므로, 상기 외부장치(500)는 상기 RF 수신부(510)에 수신된 상기 캡슐 내시경(370)의 위치에 대한 신호의 RF(S3)로 캡슐 내시경(370)의 위치를 인지할 수 있게 된다.Therefore, the
도 10은 본 발명에 따른 외부 장치에 위치 감지 센서가 구비된 것을 설명하기 위한 구성 블록도이다.10 is a block diagram illustrating the configuration of a position sensor in an external device according to the present invention.
외부 장치(500)에 캡슐 내시경(300)의 위치를 감지할 수 있는 센서를 구비할 수도 있으며, 이렇게 상기 캡슐 내시경(300) 내부에 위치 감지 센서가 존재하지 않는 경우, RF 송신부(360)에서는 카메라(320)에서 촬상된 영상 신호의 RF(S1) 및 검출부(150)에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호의 RF(S2)만 상기 외부장치(500)의 RF 수신부(510)로 송신한다.The
그리고, 상기 캡슐 내시경(300)의 위치 감지는 외부 장치(500)가 담당하게 된다.In addition, the
이와 같이, 상기 외부 장치(500)에서 상기 캡슐 내시경(300)의 위치를 감지하는 구성 및 방법은 다양하게 적용할 수 있는데, 그 일례로 삼각측정법에 의한 위치 감지이다.As such, the configuration and method for detecting the position of the
즉, 도 11을 참조하여 설명하면, 피검체(600)의 피부에 복수개의 RF 수신 안테나들(511,512,513,514,515,516,517,518,519)을 부착한다. 이때, 3개의 안테나들로 이루어진 형상이 삼각형이 되어야 한다.That is, referring to FIG. 11, a plurality of
이 복수개의 RF 수신 안테나들(511,512,513,514,515,516,517,518,519)은 외부 장치에 있는 RF 수신부에 포함되어 구성된다.The plurality of
도 11은 9개의 RF 수신 안테나들이 상기 피검체(600)의 피부에 부착된 것을 도시한 것으로, 제 1과 9 RF 수신 안테나들(511,512,513,514,515,516,517,518,519)은 상기 피검체(600)의 피부에 부착되어 3개의 안테나들로 이루어진 형상이 삼각형이다.FIG. 11 illustrates that nine RF receiving antennas are attached to the skin of the subject 600. The first and ninth RF receiving antennas 511,512,513,514,515,516,517,518,519 are attached to the skin of the subject 600, The shape of the antennas is triangular.
이때, 상기 피검체(600)의 장기 내부로 캡슐 내시경이 이동되면서, 장기 내부를 촬상한 영상 신호의 RF와 조직에서 라만 산란광을 검출하는 신호의 RF를 송신하는 경우, 상기 제 1과 9 RF 수신 안테나들(511,512,513,514,515,516,517,518, 519) 각각은 상기 장기 내부를 촬상한 영상 신호의 RF와 조직에서 라만 산란광을 검출하는 신호의 RF를 감지하게 된다.In this case, when the capsule endoscope is moved into the organ of the subject 600, when the RF of the image signal photographing the organ and the RF of the Raman scattering light are detected in the tissue, the first and ninth RF receptions are received. Each of the
상기 제 1과 9 RF 수신 안테나들(511,512,513,514,515,516,517,518, 519) 각각에서 감지된 RF의 세기가 제 2 수신 안테나(512), 제 3 수신 안테나(513) 및 제 5 수신 안테나(515)가 높은 경우, 캡슐 내시경은 상기 제 2 수신 안테나(512), 제 3 수신 안테나(513) 및 제 5 수신 안테나(515)로 이루어진 삼각형 내에 존재하는 것으로 판단한다.When the intensity of the RF detected by each of the first and ninth
그리고, 상기 제 2 수신 안테나(512), 제 3 수신 안테나(513) 및 제 5 수신 안테나(515)의 각각에서 RF의 수신 강도에 따른 상기 제 2 수신 안테나(512), 제 3 수신 안테나(513) 및 제 5 수신 안테나(515)에서의 거리 등과 같은 파라미터들 또는 등가의 위치 검출 파라미터들로 캡슐 내시경의 위치를 결정할 수 있다.The
도 12a와 12b는 본 발명에 따라 적용된 광원과 레이저 다이오드에 인가된 펄스 파형도이다.12A and 12B are pulse waveform diagrams applied to a light source and a laser diode applied according to the present invention.
도 12a는 LED(Light emitting diode) 광원에 인가된 펄스 파형도로, 정현파 펄스(K1)에서 점등되고, 도 12b는 레이저 다이오드에 인가된 펄스 파형도로, 'K1' 정현파 펄스 사이에 'K2' 정현파 펄스가 위치되어 레이저 다이오드를 점등한다.12A is a pulse waveform diagram applied to a light emitting diode (LED) light source, which is lit from a sinusoidal pulse K1, and FIG. 12B is a pulse waveform diagram applied to a laser diode, and a 'K2' sinusoidal pulse between 'K1' sinusoidal pulses. Is positioned to light the laser diode.
그러므로, 광원과 레이저 다이오드는 소비 전력을 감소시키기 위해, 순차적으로 점등하도록 설계할 수 있다.Therefore, the light source and the laser diode can be designed to light sequentially in order to reduce power consumption.
도 13은 본 발명에 따라 단일 검출부에서 검출된 라만 산란광으로 질병을 진단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.13 is a graph illustrating a method of diagnosing a disease with Raman scattered light detected by a single detection unit according to the present invention.
레이저 다이오드에서 조사된 레이저 빔은 피검체의 장기의 조직에서 라만 산란되고, 라만 산란광 중 특정 파장 대역의 광만 검출부에서 검출한다.The laser beam irradiated from the laser diode is Raman scattered from the tissue of the organ of the subject, and only the light of a specific wavelength band of the Raman scattered light is detected by the detector.
이때, 검출부는 단일 또는 복수의 검출부들로 구성할 수 있으며, 단일 검출부에서는 단일 파장 대역의 피크만 검출된다.In this case, the detector may be configured of a single or a plurality of detectors, and only a peak of a single wavelength band is detected by the single detector.
전술된 바와 같이, 검출부는 파장 필터와 포토 다이오드로 구성되어 있는 것이 바람직하므로, 상기 파장 필터에서 투과되는 허용 파장 대역은 도 13에서 'D1'피크 일때, 'D3'의 피크를 갖는 라만 산란광이 검출되었을 경우, 검출된 라만 산란광의 피크인 'D3'와 정상적인 조직의 라만 산란광의 피크 'D2'와 비교하여 질병 유무를 판단하는 것이다.As described above, since the detection unit is preferably composed of a wavelength filter and a photodiode, when the allowable wavelength band transmitted by the wavelength filter is 'D1' peak in FIG. 13, Raman scattered light having a peak of 'D3' is detected. If it is, the presence of the disease is determined by comparing the detected peak of Raman scattered light 'D3' and the normal tissue Raman scattered light 'D2'.
한편, 본 발명의 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경은 건강한 조직과 암조 직의 라만 산란광의 스펙트럼 차이가 많이 발생되는 파장 대역에서 검출부의 파장 필터를 선정할 수 있다.On the other hand, the capsule endoscope having a biopsy function of the present invention can select the wavelength filter of the detector in the wavelength band where the spectral difference between the Raman scattered light of healthy tissue and cancer tissue is generated a lot.
즉, 건강한 조직과 암조직의 라만 산란광의 스펙트럼 차이가 많이 발생되는 파장 대역은 843㎚, 867㎚, 886㎚, 902㎚이므로, 검출부의 파장 필터는 843㎚, 867㎚, 886㎚와 902㎚ 중 하나의 파장 대역의 라만 산란광을 투과시키는 파장 필터로 적용하는 것이 바람직하다.That is, since the wavelength band where the spectral difference between the Raman scattered light of healthy tissue and cancer tissue is large is 843 nm, 867 nm, 886 nm, and 902 nm, the wavelength filter of the detection unit is 843 nm, 867 nm, 886 nm, and 902 nm. It is preferable to apply to the wavelength filter which transmits the Raman scattered light of one wavelength band.
도 14는 본 발명에 따라 복수개의 검출부들을 구비한 캡슐 내시경을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.14 is a schematic diagram illustrating a capsule endoscope having a plurality of detection units according to the present invention.
피검체의 장기(200)에 있는 이상부위(210)의 조직을 검사하기 위해서는, 상술된 바와 같이, 상기 이상부위(210)의 조직에 레이저 빔을 조사하고 상기 조직에서 라만 산란된 광을 검출부에서 검출한다.In order to examine the tissue of the
상기 검출부는 복수개로 구성할 수 있는데, 도 14와 같이, 레이저 다이오드(130) 주위에 제 1 내지 4 검출부들((151a,152a),(151b,152b), (151c,152c),(151d,152d))이 배열되어 있다.The detector may be configured in plural, and as illustrated in FIG. 14, the first to
그리고, 상기 제 1 내지 4 검출부들((151a,152a),(151b,152b), (151c,152c),(151d,152d)) 각각은 파장 필터들(151a,151b,151c,151d)이 구비되어 있으며, 이 파장 필터들(151a,151b,151c,151d)은 라만 산란광이 투과되는 허용 파장 대역이 다르다.Each of the first to
즉, 상기 파장 필터들(151a,151b,151c,151d)은 각기 다른 파장 대역의 라만 산란광을 투과시킨다.That is, the
도 15는 본 발명에 따라 복수개의 검출부들에서 검출된 라만 산란광으로 질병을 진단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.15 is a graph for explaining a method of diagnosing a disease with Raman scattered light detected by a plurality of detection units according to the present invention.
복수개의 검출부들은 도 14와 같이, 라만 산란광이 투과되는 허용 파장 대역이 다르게 설정되어 있어, 도 15와 같이, 제 1 검출부는 'D1a' 피크와 같은 제 1 파장(λ1) 대역을 검출할 수 있고, 제 2 검출부는 'D1b' 피크와 같은 제 2 파장(λ2) 대역을 검출할 수 있으며, 제 3 검출부는 'D1c' 피크와 같은 제 3 파장(λ3) 대역을 검출할 수 있다.As shown in FIG. 14, the allowable wavelength band through which the Raman scattered light is transmitted is set differently, as shown in FIG. 15. As illustrated in FIG. 15, the first detector may detect a first wavelength λ1 band such as a peak of 'D1a'. The second detector may detect a second wavelength lambda 2 band, such as the 'D1b' peak, and the third detector may detect a third wavelength lambda 3 band, such as the 'D1c' peak.
그러므로, 제 1 검출부에서 'D3a'의 피크를 갖는 라만 산란광이 검출되었을 경우, 검출된 라만 산란광의 피크인 'D3a'와 정상적인 조직의 라만 산란광의 피크 'D2a'와 비교하고, 제 2 검출부에서 검출된 라만 산란광의 피크인 'D3b'와 정상적인 조직의 라만 산란광의 피크 'D2b'와 비교하며, 제 3 검출부에서 검출된 라만 산란광의 피크인 'D3c'와 정상적인 조직의 라만 산란광의 피크 'D2c'와 비교한 다음, 제 1 내지 3 검출부에서 검출된 피크 D3a','D3b' 및 'D3c'를 비교하여 질병 유무를 더 정확하게 판단할 수 있다.Therefore, when the Raman scattered light having the peak of 'D3a' is detected in the first detector, the detected Raman scattered light is compared with the peak of the detected Raman scattered light 'D3a' and the peak 'D2a' of the normal Raman scattered light, and the second detector detects the Raman scattered light. D3b, the peak of Raman scattered light, and D2b, the peak of Raman scattered light of normal tissue, and D3c, the peak of Raman scattered light detected by the third detector, and D2c of Raman scattered light of normal tissue, After comparison, the presence or absence of the disease may be more accurately determined by comparing the peaks D3a ',' D3b ', and' D3c 'detected by the first to third detection units.
즉, 본 발명의 캡슐 내시경은 검출된 사란 세기 또는 산란세기의 비율로 질병을 진단할 수 있는 것이다.That is, the capsule endoscope of the present invention is capable of diagnosing a disease at the ratio of detected scattering intensity or scattering intensity.
도 16은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.16 is a flowchart illustrating a control method of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
캡슐 내시경이 피검체의 장기에 도달되면, 광원은 온(ON)되고(S110단계), 카메라는 장기 내부를 촬상한다.(S120단계)When the capsule endoscope reaches the organ of the subject, the light source is turned on (step S110), and the camera captures the inside of the organ (step S120).
그 후, 레이저에서 장기로 레이저 빔을 조사하고(S130단계), 상기 레이저 빔이 조사된 장기에서 라만 산란광을 검출한다(S140단계)Thereafter, the laser beam is irradiated from the laser to the organ (step S130), and the Raman scattered light is detected from the organ to which the laser beam is irradiated (step S140).
이와 같이, 캡슐 내시경은 장기 내에서 상기 '110단계','120단계','130단계'와 '140'단계로 이루어진 일련의 스텝을 반복적으로 수행한다.As such, the capsule endoscope repeatedly performs a series of steps consisting of '110', '120', '130' and '140' in the organ.
한편, 상기 '110단계','120단계','130단계'와 '140'단계로 이루어진 일련의 스텝을 수행한 후에, 상기 카메라에서 촬상된 영상 신호의 RF 및 상기 검출부에서 검출된 특정 파장 대역의 라만 산란광에 대한 신호의 RF를 RF 송신부에서 외부장치의 RF 수신부로 송신하는 공정을 더 수행할 수 있다.Meanwhile, after performing a series of steps consisting of
그리고, 캡슐 내시경은 도 17과 같이, 장기 내에 이상 부위의 조직을 검사할 수 있다.And the capsule endoscope, as shown in Figure 17, can examine the tissue of the abnormal site in the organ.
먼저, 캡슐 내시경이 피검체의 장기에 도달되면, 광원은 온(ON)되고(S210단계), 카메라는 장기 내부를 촬상한다.(S220단계)First, when the capsule endoscope reaches the organ of the subject, the light source is turned on (step S210), and the camera captures the inside of the organ (step S220).
그 다음, 상기 카메라에서 촬상된 영상을 분석하여 상기 장기에 이상부위가 존재하는지 여부를 판단한다.(S230단계)Next, the image captured by the camera is analyzed to determine whether an abnormal part exists in the organ (step S230).
여기서, 상기 장기에 이상부위가 존재하는지 여부를 판단하는 것은 캡슐 내시경의 제어부에서 담당할 수도 있거나, 또는 외부 장치에서 담당할 수도 있다.Here, the determination of whether there is an abnormal part in the organ may be performed by the controller of the capsule endoscope or by an external device.
이어서, 상기 장기에 이상부위가 존재하는 경우, 상기 이상부위의 조직에 레이저로 레이저 빔을 조사한다.(S240단계)Subsequently, when an abnormal site exists in the organ, the laser beam is irradiated to the tissue of the abnormal site (step S240).
계속, 상기 이상부위의 조직에서 라만 산란된 광 중 특정 파장의 라만 산란광을 검출부에서 검출한다.(S250단계)Subsequently, the detection unit detects Raman scattered light having a specific wavelength among the Raman scattered light in the tissue of the abnormal site.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경을 설명하기 위한 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view for explaining a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도Figure 2a to 2d is a schematic cross-sectional view for explaining the control method of the capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 검출부를 설명하기 위한 개략적인 단면도3 is a schematic cross-sectional view for explaining a detector according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도Figure 4 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 5a와 5b는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 후진 기능을 설명하기 위한 개략적인 단면도5a and 5b are schematic cross-sectional views for explaining the reverse function of the capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 단면도Figure 6 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 7은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 구성 블록도Figure 7 is a block diagram of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 8은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 다른 구성 블록도8 is another block diagram of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 9는 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경에 위치 감지 센서가 구비된 것을 설명하기 위한 구성 블록도9 is a block diagram illustrating a position sensor is provided in the capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
도 10은 본 발명에 따른 외부 장치에 위치 감지 센서가 구비된 것을 설명하기 위한 구성 블록도10 is a block diagram illustrating the configuration of a position sensor in an external device according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따라 RF 수신 안테나들이 피검체의 피부에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면11 is a diagram schematically illustrating a state in which RF receiving antennas are attached to the skin of a subject according to the present invention.
도 12a와 12b는 본 발명에 따라 적용된 광원과 레이저 다이오드에 인가된 펄스 파형도12A and 12B are pulse waveform diagrams applied to a light source and a laser diode applied according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따라 단일 검출부에서 검출된 라만 산란광으로 질병을 진단하는 방법을 설명하기 위한 그래프13 is a graph illustrating a method for diagnosing a disease with Raman scattered light detected by a single detector according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따라 복수개의 검출부들을 구비한 캡슐 내시경을 설명하기 위한 개략적인 도면14 is a schematic diagram illustrating a capsule endoscope having a plurality of detection units according to the present invention.
도 15는 본 발명에 따라 복수개의 검출부들에서 검출된 라만 산란광으로 질병을 진단하는 방법을 설명하기 위한 그래프15 is a graph illustrating a method of diagnosing a disease with Raman scattered light detected by a plurality of detection units according to the present invention.
도 16은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도16 is a flowchart illustrating a control method of a capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention.
도 17은 본 발명에 따른 생체 검사 기능을 갖는 캡슐 내시경의 제어방법을 설명하기 위한 다른 흐름도17 is another flow chart for explaining the control method of the capsule endoscope having a biopsy function according to the present invention
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