JP4897007B2 - テラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法及びこれを用いた内視鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明は、テラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法及びこれを用いた内視鏡装置に関し、さらに詳しくは、造影剤が塗布されている人体部位に第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波及び第３レーザビームを放射し、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基に人体部位の高解像度イメージを生成することができるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法及びこれを用いた内視鏡装置に関する。
内視鏡（ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ）は、手術をせずに臓器を観察することができる医療器具である。
内視鏡は、通常的に、細くて長い形状のチューブ端部に装着されたレンズを用いる硬性内視鏡（Ｒｉｇｉｄ Ｂｏｒｅｓｃｏｐｅ）、ガラス纎維を用いる軟性内視鏡（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｉｂｅｒｓｃｏｐｅ）及びカプセル内視鏡などに区分することができる。
内視鏡は臓器内部の映像を提供する。医者などの専門家は、内視鏡が提供する臓器内部の映像を参照して臓器内部に腫瘍が存在するかどうかを判断する。従って、専門家の熟練度によって診断結果が変わる虞がある。また、専門家は臓器内部の映像のみを見て腫瘍が存在するかどうかを判断するため、腫瘍が一定段階以上進行された場合にのみ診断が可能であり、初期段階の腫瘍に対しては診断しにくい。
従って、人体内部の状態をより正確に診断するためには、内視鏡だけではなくＸ線撮影装置、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置またはＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置などの医療器具を使用しなければならない。
Ｘ線撮影装置は、人体を透過するＸ線を用いて人体内部を撮影する医療器具である。ＣＴ装置は、Ｘ線が透過された人体内部の密度を分析して人体内部の映像を具現する医療器具である。また、ＭＲＩ装置は、人体を構成する磁気的性質の物質を測定し、これをコンピューターを介して再構成し映像化する医療器具である。
ＭＲＩ装置はＸ線のようなイオン化放射線を使用する装置ではないので、ＭＲＩ装置を使用する診断は人体に無害である。また、ＭＲＩ装置は、ＣＴ装置に比べて対照度及び解像度が優れている３Ｄ映像を提供するだけでなく、横断面のみ撮影可能なＣＴ装置とは異なり前頭面と矢状面も撮影することができる。また、ＭＲＩ装置は人体の任意の角度の映像を撮影することができるという長所がある。
ＭＲＩ装置は主に中枢神経系統、筋骨格系統、心臓血管系統などの患者の診断に利用されている。
前記のような長所によってＭＲＩ装置は普遍的に人体を診断することに使用される。しかし、ＭＲＩ装置は検査料が高い且つ撮影時間が長いという短所がある。また、ＭＲＩ装置内の空間は非常に狭小なので患者しか入ることができない。従って、閉所恐怖症のひどい患者はＭＲＩ装置を用いる撮影はできないという短所がある。
特に、ＭＲＩ装置は、初期段階の腫瘍を識別することができる程度の高解像度ではないため、初期段階の腫瘍を確認しにくいという問題点がある。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、造影剤が塗布されている人体部位に第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波及び第３レーザビームを放射し、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基に人体部位の高解像度イメージを生成することができるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法及びこれを用いた内視鏡装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、造影剤が塗布されている人体部位に第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波及び第３レーザビームを放射し、前記人体部位から反射されたテラヘルツ電磁気波の前記第３レーザビームの変化による差と、前記第２レーザビームと、を基に前記人体部位の高解像度イメージを生成できるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法、及びこれを用いた内視鏡装置を提供することにある。
上記目的を達成すべく、本発明による高解像度生体イメージ生成装置は、第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を造影剤が塗布された人体部位に放射する電磁気波発生部と、前記人体部位に第３レーザビームを放射するレーザビーム誘導部と、第２レーザビームと前記第３レーザビームとが放射された前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基にイメージングのための電気的信号を生成する検出部と、前記検出部からを受信した前記電気的信号を基にイメージを生成するイメージ生成部と、を備えることを特徴とする。
前記第１レーザビームを生成する第１レーザビーム生成部と、前記第１レーザビーム生成部で生成する前記第１レーザビームを前記電磁気波発生部に伝達する第１レーザビーム伝達部と、前記第３レーザビームを生成する第３レーザビーム生成部と、前記第３レーザビーム生成部で生成する前記第３レーザビームを前記レーザビーム誘導部に伝達する第３レーザビーム伝達部と、前記第２レーザビームを生成する第２レーザビーム生成部と、前記第２レーザビーム生成部で生成する前記第２レーザビームを前記検出部に伝達する第２レーザビーム伝達部と、をさらに含むことができる。
前記第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び前記第２レーザビーム伝達部各々は光ファイバを含むことができる。
前記電磁気波発生部及び前記第１レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第１レーザビームをフォーカスする第１コリメートレンズと、前記レーザビーム誘導部及び前記第３レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第３レーザビームをフォーカスする第３コリメートレンズと、前記検出部及び前記第２レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第２レーザビームをフォーカスする第２コリメートレンズと、をさらに含むことができる。
前記電磁気波発生部が放射するテラヘルツ電磁気波を視準する第１シリコンレンズをさらに含むことができる。
前記人体部位から反射されたテラヘルツ電磁気波を視準する第２シリコンレンズをさらに含むことができる。
前記電磁気波発生部に電源を供給する第１ケーブルと、前記検出部が生成する電気的信号を前記イメージ生成部に伝達する第２ケーブルと、をさらに含むことができる。
前記テラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることができる。
前記検出部は、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法のうちいずれか一つの方法を用いて前記電気的信号を生成することができる。
前記造影剤は、金属ナノ粒子または前記金属ナノ粒子から構成される金属ナノクラスタを含むことができる。
前記金属ナノ粒子の形状は、ロッド形、楕円形及び球形のうち少なくともいずれか一つであり得る。
前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
前記第３レーザビームは、赤外線レーザビームまたは可視光線レーザビームのうちいずれか一つで有り得る。
前記イメージ生成部は、前記第３レーザビームの変化によって変わる前記電気的信号の差を基にイメージを生成することができる。
前記第３レーザビームは、四角波レーザビームを含むことができる。
第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を造影剤が塗布されている人体部位に放射する電磁気波発生部と、前記人体部位に第３レーザビームを照射するレーザビーム誘導部と、第２レーザビームと前記第３レーザビームが照射された前記人体部位から反射されたテラヘルツ電磁気波を基にイメージングのための電気的信号を生成する検出部と、前記検出部から受信した前記電気的信号を基にイメージを生成するイメージ生成部と、前記第１レーザビーム、前記第３レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記電磁気波発生部、前記レーザビーム誘導部及び前記検出部に各々伝達する第１レーザビーム伝達部、第３レーザビーム伝達部及び第２レーザビーム伝達部と、可撓性チューブと、可撓性チューブの端部に付着し前記可撓性チューブと共に前記人体部位に挿入されるドーム状ヘッド部と、を含み、前記電磁気波発生部、前記レーザビーム誘導部及び前記検出部は、前記ドーム状ヘッド部の内側に各々設けられ、前記第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び前記第２レーザビーム伝達部は、前記可撓性チューブ内に各々設けられることを特徴とする。
前記第１レーザビームを生成する第１レーザビーム生成部と、前記第３レーザビームを生成する第３レーザビーム生成部と、前記第２レーザビームを生成する第２レーザビーム生成部と、をさらに含むことができる。
前記電磁気波発生部及び前記第１レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第１レーザビームをフォーカスする第１コリメートレンズと、前記レーザビーム誘導部及び前記第３レーザビーム伝達部の間に設けられ、前記第３レーザビームをフォーカスする第３コリメートレンズと、前記検出部及び前記第２レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第２レーザビームをフォーカスする第２コリメートレンズと、をさらに含むことができる。
前記電磁気波発生部が放射する前記テラヘルツ電磁気波を視準する第１シリコンレンズをさらに含むことができる。
前記第１シリコンレンズは、前記ドーム状ヘッド部の内部または前記ドーム状ヘッド部の表面に設けられることができる。
前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準する第２シリコンレンズをさらに含むことができる。
前記第２シリコンレンズは、前記ドーム状ヘッド部の内部または前記ドーム状ヘッド部の表面に設けられることができる。
前記電磁気波発生部に電源を供給する第１ケーブルと、
前記電気的信号を前記検出部から前記イメージ生成部に伝達する第２ケーブルと、をさらに含むことができる。
前記電気的信号を前記検出部から前記イメージ生成部に伝達する第２ケーブルと、をさらに含むことができる。
前記第１ケーブル及び第２ケーブルは、前記可撓性チューブ内に設けられることができる。
前記テラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることができる。
前記検出部は、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法のうちいずれか一つの方法を用いて前記電気的信号を生成することができる。
第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び第２レーザビーム伝達部各々は光ファイバを含むことができる。
前記ドーム状ヘッド部内に設けられ、前記人体部位の映像を伝送する映像伝送部をさらに含むことができる。
前記造影剤は、金属ナノ粒子または前記金属ナノ粒子から構成される金属ナノクラスタを含むことができる。
前記金属ナノ粒子の形状は、ロッド形、楕円形及び球形のうち少なくともいずれか一つであり得る。
前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
前記第３レーザビームは、赤外線レーザビームまたは可視光線レーザビームのうちいずれか一つで有り得る。
前記イメージ生成部は、前記第３レーザビームの変化によって変わる前記電気的信号の差を基にイメージを生成することができる。
前記第３レーザビームは、四角波レーザビームを含むことができる。
（ａ）人体部位に造影剤を塗布するステップと、（ｂ）第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を前記造影剤が塗布されている人体部位に放射するステップと、（ｃ）前記人体部位に第３レーザビームを照射するステップと、（ｄ）第２レーザビームと前記第３レーザビームが照射される前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基にイメージングのための電気的信号を生成するステップと、（ｅ）前記電気的信号からイメージを生成するステップと、を含むことを特徴とする。
前記（ｃ）ステップは、時間によって変化する第３レーザビームを照射するステップを含み、前記（ｄ）ステップは、前記第３レーザビームの変化によって変わる前記電気的信号を生成するステップを含むことができる。
前記（ｅ）ステップは、前記第３レーザビームによって変わる前記電気的信号の差を基に前記イメージを生成するステップを含むことができる。
生成するイメージをディスプレイ装置に出力するステップをさらに含むことをさらに含むことができる。
本発明のテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法、及びこれを用いた内視鏡装置には以下のような効果がある。
造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射して高解像度生体イメージ生成装置が生成するイメージのコントラストを向上させるので、人体部位の高解像度イメージを提供することができる長所がある。
また、時間によって変化する第３レーザビームを人体部位に放射して発生する電気的信号の差を利用してイメージを生成するので、腫瘍が存在する部位のイメージのみを生成して、人体内部の腫瘍の位置を正確に検出することができる。
さらに、本発明による高解像度生体イメージ生成装置は、約数μｍ程度の解像度を有するので、約数ｍｍ程度の解像度を有する従来技術による人体の内部イメージを生成する装置に比べて約１０００倍以上向上した解像度を提供する。
また、人体部位に放射されるテラヘルツ電磁気波は、水分に敏感な特性を有するので、従来の内視鏡やＭＲＩ装置などの医療装備では診断の難しい胃癌、大腸癌などを容易に診断することができ、検査所要時間が短い且つ検査費用が安いという長所がある。
さらに、造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームとテラヘルツ電磁気波を放射すると、人体部位の温度が上昇して前記腫瘍を死滅させることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、テラヘルツ電磁気波の周波数領域を含む電磁気波のスペクトルを示す図である。
図１に示すように、電磁気波スペクトル上でテラヘルツ電磁気波（ｔｅｒａｈｅｒｔｚ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）の帯域は、電磁気波（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）であるマイクロ波（ｍｉｃｒｏ ｗａｃｅ）の帯域と光波（ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ）である遠赤外線（Ｆａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）の帯域との間に位置する。従って、テラヘルツ電磁気波は電磁気波と光波の特性を同時に有する。即ち、テラヘルツ電磁気波は、可視光線（ｖｉｓｉｂｌｅ ｒａｙｓ）のように直進しながら物体を透過する特性を有する。
一般的に、テラヘルツ電磁気波の周波数は０．１〜１０ＴＨｚであり、テラヘルツ電磁気波は少なくとも１秒に１０００億回振動する。
テラヘルツ電磁気波は、光波が透過できない物質を透過することができる特性を有する。また、フェムト（ｆｅｍｔｏ）秒のパルス幅を有するレーザビームと数フェムト秒未満のキャリアライフタイム（ｃａｒｒｉｅｒ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）を有する光伝導物質との組合で生成する。
テラヘルツ電磁気波は水分に対して非常に敏感な特性を有する。例えば、テラヘルツ電磁気波の周波数が１ＴＨｚである場合、テラヘルツ電磁気波の水分に対する吸収程度は約２３０ｃｍ-1で非常に高いので、水分を多量含む組職はほとんど透過できない。
特に、癌細胞のような腫瘍はその増殖によって水分の量が増加するので、水分に敏感なテラヘルツ電磁気波の特性を用いると人体部位に腫瘍が存在するかどうかを容易に検査することができる。
図２は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる高解像度生体イメージ生成装置を示すブロック図である。
図２を参照すると、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる高解像度生体イメージ生成装置は、電磁気波発生部１４０、レーザビーム誘導部１５０、検出部１６０及びイメージ生成部１９０を含む。
また、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる高解像度生体イメージ生成装置は、第１レーザビーム生成部１２０ａ及び第１レーザビーム伝達部１１０ａと、第３レーザビーム生成部１２０ｃ及び第３レーザビーム伝達部１１０ｃと、第２レーザビーム生成部１２０ｂ及び第２レーザビーム伝達部１１０ｂと、第１コリメートレンズ１３０ａ、第３コリメートレンズ１３０ｃ及び第２コリメートレンズ１３０ｂと、第１シリコンレンズ１７０ａ及び第２シリコンレンズ１７０ｂと、第１ケーブル１８０ａ及び第２ケーブル１８０ｂと、をさらに含むことができる。
第１レーザビーム生成部１２０ａは第１レーザビームを生成する。第１レーザビーム生成部１２０ａが生成する前記第１レーザビームは、第１レーザビーム伝達部１１０ａを介して電磁気波発生部１４０に伝達される。
第３レーザビーム生成部１２０ｃは第３レーザビームを生成する。第３レーザビーム生成部１２０ｃが生成する前記第３レーザビームは、第３レーザビーム伝達部１１０ｃを介してレーザビーム誘導部１５０に伝達される。好ましくは、前記第３レーザビームは連続的なレーザビームまたは時間によって変化するレーザビームであり得る。
第２レーザビーム生成部１２０ｂは第２レーザビームを生成する。第２レーザビーム生成部１２０ｂが生成する前記第２レーザビームは、第２レーザビーム伝達部１１０ｂを介して検出部１６０に伝達される。
第１レーザビーム伝達部１１０ａ、第３レーザビーム伝達部１１０ｃ及び第２レーザビーム伝達部１１０ｂは、通常的な光ファイバ（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）であることができ、入射する第１レーザビーム、第３レーザビーム及び第２レーザビームを全反射して各々電磁気波発生部１４０、レーザビーム誘導部１５０及び検出部１６０に伝達する。
第１コリメートレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）１３０ａは、第１レーザビーム伝達部１１０ａと電磁気波発生部１４０との間に介在し、第１レーザビーム伝達部１１０ａに入射した第１レーザビームをフォーカスして電磁気波発生部１４０に伝達する。
第３コリメートレンズ１３０ｃは、第３レーザビーム伝達部１１０ｃ及びレーザビーム誘導部１５０の間に介在し、第３レーザビーム伝達部１１０ｃに入射した第３レーザビームをフォーカスしてレーザビーム誘導部１５０に伝達する。
第２コリメートレンズ１３０ｂは、第２レーザビーム伝達部１１０ｂ及び検出部１６０の間に介在し、第２レーザビーム伝達部１１０ｂに入射した第２レーザビームをフォーカスして検出部１６０に伝達する。
第１コリメートレンズ１３０ａ、 第３コリメートレンズ１３０ｃ及び第２コリメートレンズ１３０ｂは、例えば光学レンズであることができる。
レーザビーム誘導部１５０は、造影剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔ）が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射する。前記第３レーザビームは、赤外線レーザまたは可視光線レーザのうちいずれか一つであることが好ましい。
水分を多量含む癌細胞は、放射されるテラヘルツ電磁気波を大部分吸収するのでコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）を用いるイメージングが可能である。また、造影剤は腫瘍のような水分を多量含む癌細胞に付着する特性がある。従って、造影剤は癌細胞に対するコントラストをさらに増加させることができる。
本発明によると、造影剤が塗布されている人体部位のコントラストをさらに増加させるために造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射する。
即ち、造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射すると、表面プラズモンポラリトン（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｐｏｌａｒｉｔｏｎ）現象によって腫瘍に含有される水分の温度、即ち、造影剤が塗布されている人体部位の温度が上昇する。従って、テラヘルツ電磁気波によるコントラストの増加によって腫瘍の位置を容易に捜すことができるだけでなく、温度上昇によって癌細胞を死滅させることもできる。
好ましくは、前記造影剤は、金属ナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）またはこれらから構成される金属ナノクラスタ（ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒ）を含んで構成される。
前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含んで構成されることができる。また、その形状はロッド（ｒｏｄ）形、楕円形及び球形のうち少なくともいずれか一つであることが好ましい。
前記金属ナノクラスタは、前記金属ナノ粒子を用いてエマルジョン（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）方法で製造することができる。
電磁気波発生部１４０は、第１レーザビームによって励起（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）されたテラヘルツ電磁気波を前記造影剤が塗布されている人体部位に放射する。
造影剤は、前記人体部位に放射されるテラヘルツ電磁気波の反応を極大化させてイメージングの解像度を増加させる。
前記励起されたテラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることができる。
前記光整流方法は、強い光によって発生する非線形光学特性を用いるものであり、光信号を受信する時に発生する時間依存的な偏光化（ｔｉｍｅ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）現象を用いる。
具体的には、偏光されている極超短レーザパルスをレンズを用いてフォーカスし、フォーカスされた極超短レーザパルスを光伝導媒質に入射させる。入射する極超短レーザパルスによって発生する偏光化現象によって時間依存的な電場が光伝導媒質に形成される。前記時間依存的な電場は非常に短い時間の間のみ持続する。これにより、光伝導媒質の内部にある多数の電子が加速度運動をしながらテラヘルツ電磁気波を発生させる。
第１シリコンレンズ１７０ａは、電磁気波発生部１４０が放射する前記テラヘルツ電磁気波を視準（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ）する。
第２シリコンレンズ１７０ｂは、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準する。
具体的には、第１シリコンレンズ１７０ａは、電磁気波発生部１４０が放射する前記励起されたテラヘルツ電磁気波を視準して前記人体部位の局部的な位置に放射することができる。また、第２シリコンレンズ１７０ｂは、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準し検出部１６０に伝達することができる。
検出部１６０は、前記反射したテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基にイメージングのための電気的信号を生成する。
検出部１６０は、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ ｓａｍｐｌｉｎｇ）のうちいずれか一つの方法を用いて前記電気的信号を生成することができる。
前記電気−光学的標本抽出法は、電気−光学的媒質（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ ｃｒｙｓｔａｌ）が有する電気−光学的效果を用いるものである。
電気−光学的效果とは、電気−光学的媒質を電場に加えることによって前記電気−光学的媒質の光軸による屈折率が変更されることを言う。このうち、線形変化であるポッケルス效果（Ｐｏｃｋｅｌ‘ｓ ｅｆｆｅｃｔ）を用いて、テラヘルツ電磁気波が電気−光学的媒質に到逹する時とそうではない時の屈折率の差異を極超短レーザパルスの強さの変化に測定し前記電気的信号を生成する。
イメージ生成部１９０は、検出部１６０から前記電気的信号を受信してイメージを生成する。
イメージ生成部１９０によって生成する前記イメージはディスプレイ装置（図示せず）を介して出力される。
前述のように本発明によるレーザビーム誘導部１５０は、連続的な第３レーザビームを放射するか、時間によって変化する第３レーザビームを放射することができる。
以下では、イメージ生成部１９０のイメージ生成方法について詳細に説明する。
レーザビーム誘導部１５０が連続的な第３レーザビームを放射する場合、イメージ生成部１９０は人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基に生成された電気的信号からイメージを生成する。すなわち、イメージ生成部１９０は、検出部１６０が生成した電気的信号から図５の（ｂ）（ｉｉｉ）のイメージを生成し、生成されたイメージは前記ディスプレイ装置を介して出力される。
レーザビーム誘導部１５０が時間によって変化する第３レーザビームを放射する場合について詳しく説明する。
図４は、本発明による第３レーザビームの変化によって造影剤が塗布されている人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波の変化率（第３レーザビームを放射しない場合と比較した反射量の変化率）を示すグラフである。
図４を参照すると、前記人体部位には３．２ｍｇ／ｍｌの造影剤が塗布され、第３レーザビームの強さが２Ｗ／ｃｍ2の場合に人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波の変化率は約５％である。一方、第３レーザビームの強さが１０Ｗ／ｃｍ2の場合に人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波の変化率は約１２．５％である。即ち、第３レーザビームの強度が増加するほどテラヘルツ電磁波の反射量が変化（増加）することが分る。
従って、時間によって変化する第３レーザビーム、例えば、一定周期にレベルが変化する四角波レーザビーム（図３参照）を前記人体部位に放射すると、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波の変化率は前記レベルによって変動する。すなわち、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波の大きさは、第３レーザビームが放射される図３の（０〜ｔ1）区間と、第３レーザビームが放射されない（ｔ1〜ｔ2）区間と、で各々異なる値を有するようになる。イメージ生成部１９０は、前記反射されたテラヘルツ電磁気波の大きさの変化によって検出部１６０が生成した電気的信号からイメージを生成する。
図５の（ａ）は、造影剤が塗布されない人体部位のイメージと電気的信号とを示し、図５の（ｂ）は、造影剤が塗布されている人体部位のイメージと電気的信号を示す。
具体的に図５の（ａ）（ｉ）は、テラヘルツ電磁気波のみを放射した場合と、テラヘルツ電磁気波と第３レーザビームとを共に放射した場合、すなわち、各々図３の（０〜ｔ1）及び（ｔ1〜ｔ2）区間における造影剤が塗布されていない人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基に生成した電気的信号を示すグラフであり、図５の（ａ）（ｉｉ）及び図５の（ａ）（ｉｉｉ）は、図５の（ａ）（ｉ）の電気的信号から生成したイメージである。
また、図５の（ｂ）（ｉ）は、テラヘルツ電磁気波のみを放射した場合と、テラヘルツ電磁気波と第３レーザビームとを共に放射した場合、すなわち、各々図３の（０〜ｔ1）及び（ｔ1〜ｔ2）区間における造影剤が塗布されている人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基に生成した電気的信号を示すグラフであり、図５の（ｂ）（ｉｉ）及び図５の（ｂ）（ｉｉｉ）は、図５の（ｂ）（ｉ）の電気的信号から生成したイメージである。
図５の（ａ）を参照すると、人体部位に造影剤を塗布していない場合（例えば、腫瘍が存在しない人体部位）には（０〜ｔ1）及び（ｔ1〜ｔ2）区間において反射されるテラヘルツ電磁気波の大きさの差がほとんどないので、造影剤が塗布されていない人体部位から反射するテラヘルツ電磁気波を基に生成した電気的信号の差がほとんどないことが分かる。
一方、図５の（ｂ）を参照すると、人体部位に造影剤を塗布した場合（例えば、腫瘍が存在する人体部位）には（０〜ｔ1）及び（ｔ1〜ｔ2）区間において反射されるテラヘルツ電磁気波の大きさに差があるので、造影剤が塗布されている人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基に生成した電気的信号の大きさが相異することが分かる。
上述した特性によれば、造影剤が塗布されていない場合には（０〜ｔ1）区間において得られた電気的信号と（ｔ1〜ｔ2）区間において得られた電気的信号との差がほぼゼロであり、造影剤が塗布されている場合にはその差がゼロではないことが分かる。イメージ生成部１９０がその差をイメージングすると、腫瘍の存在しない人体部位に対しては図６の（ａ）のイメージを得ることができ、腫瘍の存在する人体部位に対しては図６の（ｂ）のイメージを得ることができる。
従って、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる高解像度生体イメージ生成装置を用いれば、腫瘍がない部位のイメージと腫瘍がある部位のイメージとを正確に検出するので、腫瘍がある部位のイメージに対する敏感度を向上させることができる。
第１ケーブル１８０ａは、電源供給部１９５から供給される電源を電磁気波発生部１４０に供給する。
第２ケーブル１８０ｂは、検出部１６０が生成する電気的信号をイメージ生成部１９０に伝達する。
第１ケーブル１８０ａ及び第２ケーブル１８０ｂは例えば銅線であることができる。
以下では、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置を用いてイメージを生成する方法を詳しく説明する。
図７は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置を用いたイメージ生成方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
図７を参照すると、人体部位に造影剤を塗布する（Ｓ７１０）。具体的には、前記造影剤は、金属ナノ粒子またはこれらから構成された金属ナノクラスタを含んで構成され、水分が多量含有された癌細胞のような腫瘍に付着する特性を有する。
次は、前記人体部位に第３レーザビームを放射する（Ｓ７３０）。 前記第３レーザビームは、連続的なレーザビームであることが好ましい。造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射すると、表面プラズモンポラリトン現象によって造影剤が塗布されている人体部位の温度が上昇する。
次は、前記人体部位に第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を放射する（Ｓ７５０）。前記表面プラズモンポラリトン現象によって人体部位の温度が上昇すると、人体部位のコントラストが増加するので、テラヘルツ電磁気波を用いる超高解像度イメージングが可能である。
次は、前記第３レーザビームが照射された人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基にイメージングのための電気的信号を生成する（Ｓ７７０）。
次は、前記電気的信号を受信してイメージを生成する（Ｓ７９０）。イメージ生成部は、前記検出部から前記電気的信号を受信してイメージを生成し、生成するイメージはディスプレイ装置を介して出力される。
図８は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置を用いるイメージ生成方法の他の実施の形態を示すフローチャートである。
図８を参照すると、人体部位に造影剤を塗布する（Ｓ８１０）。具体的には、前記造影剤は、金属ナノ粒子またはこれらから構成された金属ナノクラスタを含んで構成され、水分が多量含有された癌細胞のような腫瘍に付着する特性を有する。
次は、前記人体部位に第３レーザビームを放射する（Ｓ８３０）。前記第３レーザビームは、時間によって変化するレーザビームであることが好ましい。造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射すると、表面プラズモンポラリトン現象によって造影剤が塗布されている人体部位の温度が上昇する。
次は、前記人体部位に第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を放射する（Ｓ８５０）。前記表面プラズモンポラリトン現象によって人体部位の温度が上昇すると、人体部位のコントラストが増加するので、テラヘルツ電磁気波を用いる超高解像度イメージングが可能である。
次は、前記第３レーザビームが照射された人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基にイメージングのための電気的信号を生成する（Ｓ８７０）。 前記人体部位に時間によって変化する第３レーザビーム、例えば、所定周期毎にレベルが変化する四角波レーザビームが放射されると、人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波は変動される。従って、検出部は前記第３レーザビームのレベルによって前記電気的信号を生成することが好ましい。
次は、前記電気的信号を受信してイメージを生成する（Ｓ８９０）。イメージ生成部は、前記第３レーザビームの変化によって変わる電気的信号を受信し、受信した電気的信号の差を基にイメージを生成する。
図９は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度内視鏡装置を示すブロック図であり、図１０は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた高解像度内視鏡装置の一実施の形態を示す概略図である。
図９及び図１０を参照すると、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた内視鏡装置は可撓性チューブ２００及びドーム状ヘッド部３００を含む。
また、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いた内視鏡装置は、可撓性チューブ２００に挿入される第１レーザビーム伝達部２１０ａ、第３レーザビーム伝達部２１０ｃ及び第２レーザビーム伝達部２１０ｂと、ドーム状ヘッド部３００内に挿入される電磁気波発生部３４０、レーザビーム誘導部３５０及び検出部３６０を含む。
また、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる内視鏡装置は、第１レーザビーム生成部４１０ａ、第３レーザビーム生成部４１０ｃ及び第２レーザビーム生成部４１０ｂ、第１コリメートレンズ３３０ａ、 第３コリメートレンズ３３０ｃ及び第２コリメートレンズ３３０ｂ、第１シリコンレンズ３７０ａ及び第２シリコンレンズ３７０ｂ、第１ケーブル２３０ａ及び第２ケーブル２３０ｂ、映像伝送部３２０及びイメージ生成部４３０をさらに含むことができる。
可撓性チューブ２００は人体に挿入される部分であり、端部にドーム状ヘッド部３００が付着する。
可撓性チューブ２００は、前記人体で移動しやすく細い且つ長いフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）な材質であることが好ましい。
可撓性チューブ２００内部には、第１レーザビーム伝達部２１０ａ、第３レーザビーム伝達部２１０ｃ及び第２レーザビーム伝達部２１０ｂと、第１ケーブル２３０ａ及び第２ケーブル２３０ｂとが設けられる。
第１レーザビーム伝達部２１０ａ、第３レーザビーム伝達部２１０ｃ及び第２レーザビーム伝達部２１０ｂは、第１レーザビーム生成部４１０ａ、第３レーザビーム生成部４１０ｃ及び第２レーザビーム生成部４１０ｂが生成する第１レーザビーム、第３レーザビーム及び第２レーザビームを各々電磁気波発生部３４０、レーザビーム誘導部３５０及び検出部３６０に伝達する。
第１レーザビーム生成部４１０ａ、第３レーザビーム生成部４１０ｃ及び第２レーザビーム生成部４１０ｂは、各々第１レーザビーム、第３レーザビーム及び第２レーザビームを生成する。好ましくは、前記第３レーザビームは連続的なレーザビームまたは時間によって変化するレーザビームであり得る。
第１ケーブル２３０ａは、電源供給部４５０から供給される電源を電磁気波発生部３４０に供給する。
第２ケーブル２３０ｂは、検出部３６０が生成する電気的信号をイメージ生成部４３０に伝達する。
第１ケーブル２３０ａ及び第２ケーブル２３０ｂは例えば銅線であることができる。
ドーム状ヘッド部３００は、可撓性チューブ２００の端部に付着して可撓性チューブ２００と共に前記人体に挿入される。
ドーム状ヘッド部３００の内側には、映像伝送部３２０、電磁気波発生部３４０、レーザビーム誘導部３５０及び検出部３６０、第１コリメートレンズ３３０ａ、第３コリメートレンズ３３０ｃ及び第２コリメートレンズ３３０ｂ、第１シリコンレンズ３７０ａ及び第２シリコンレンズ３７０ｂが設けられる。
映像伝送部３２０はドーム状ヘッド部３００内側に設けられ、前記人体部位の映像をディスプレイ装置５００に伝送する。
映像伝送部３２０は、例えば、レンズまたはカメラであることができる。また、映像伝送部３２０は、診断しようとする臓器のような人体部位の映像を生成し、撮影した前記人体部位の映像をディスプレイ装置５００に伝送する。使用者はディスプレイ装置５００に伝送される前記人体部位の映像を介して前記内視鏡の現在位置をリアルタイムに確認することができる。
即ち、使用者は、ディスプレイ装置５００に表示される映像を参照して内視鏡の現在位置を確認し、腫瘍７００(図１０参照)を診断するために本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる内視鏡装置を所望の位置に移動させることができる。
第１コリメートレンズ３３０ａは、第１レーザビーム伝達部２１０ａと電磁気波発生部３４０との間に介在し、第１レーザビーム伝達部２１０ａに入射する第１レーザビームをフォーカスして電磁気波発生部３４０に伝達する。
第３コリメートレンズ３３０ｃは、第３レーザビーム伝達部２１０ｃ及びレーザビーム誘導部３５０の間に介在し、第３レーザビーム伝達部２１０ｃに入射した第３レーザビームをフォーカスしてレーザビーム誘導部３５０に伝達する。
第２コリメートレンズ３３０ｂは、第２レーザビーム伝達部２１０ｂ及び検出部３６０との間に介在し、第２レーザビーム伝達部２１０ｂに入射する第２レーザビームをフォーカスして検出部３６０に伝達する。
第１コリメートレンズ３３０ａ、第３コリメートレンズ３３０ｃ及び第２コリメートレンズ３３０ｂは例えば光学レンズであることができる。
レーザビーム誘導部３５０は、造影剤が塗布される前記人体部位に第３レーザビームを放射する。前記第３レーザビームは赤外線レーザまたは可視光線レーザのうちいずれか一つであることが好ましい。
造影剤が塗布されている人体部位に第３レーザビームを放射すると、表面プラズモンポラリトン現象によって腫瘍に含有される水分の温度、即ち造影剤が塗布される人体部位の温度が上昇する。従って、テラヘルツ電磁気波によるイメージングのコントラスト増加によって腫瘍の位置を容易に探すことができるだけでなく、温度上昇によって癌細胞を死滅させることもできる。
好ましくは、前記造影剤は、金属ナノ粒子またはこれらから構成される金属ナノクラスタを含んで構成される。
前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含んで構成されることができる。また、その形状はロッド形、楕円形及び球形のうち少なくともいずれか一つであることが好ましい。
前記金属ナノクラスタは、前記金属ナノ粒子を用いてエマルジョン（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）方法で製造することができる。
電磁気波発生部３４０は、第１レーザビームによって励起されるテラヘルツ電磁気波を前記造影剤が塗布される人体部位に放射する。
造影剤は、前記人体部位に放射されるテラヘルツ電磁気波の反応を極大化させてイメージングの解像度を増加させる。
前記テラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることができる。
第１シリコンレンズ３７０ａは、電磁気波発生部３４０が放射する前記励起されるテラヘルツ電磁気波を視準する。
第２シリコンレンズ３７０ｂは、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準する。
第１シリコンレンズ３７０ａ及び第２シリコンレンズ３７０ｂは、ドーム状ヘッド部３００の内部またはドーム状ヘッド部３００の表面に設けられることが好ましい。
第１シリコンレンズ３７０ａは、電磁気波発生部３４０が放射する前記励起されたテラヘルツ電磁気波を視準し人体部位に放射するので、腫瘍のような所望の位置にテラヘルツ電磁気波を局部的に照射することができる。また、第２シリコンレンズ３７０ｂは、前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準し検出部３６０に伝達することができる。
従って、第１シリコンレンズ３７０ａを使用するとテラヘルツ電磁気波を所望の位置に正確に放射することができ、第２シリコンレンズ３７０ｂを使用すると広い範囲で反射されるテラヘルツ電磁気波を視準して伝達することができる。
具体的には、電磁気波発生部３４０によって前記人体部位に放射されるテラヘルツ電磁気波は、図１０に示すように腫瘍７００に放射される。第１シリコンレンズ３７０ａは、前記放射されるテラヘルツ電磁気波を視準して腫瘍７００の局所的な位置に放射されるようにする。腫瘍７００から反射されるテラヘルツ電磁気波は、第２シリコンレンズ３７０ｂを介して視準され検出部３６０に伝達される。前記使用者は、本発明によるテラヘルツ電磁気波を用いる内視鏡装置を移動させ腫瘍７００全体にテラヘルツ電磁気波を放射することができる。
検出部３６０は、前記反射されるテラヘルツ電磁気波と第２レーザビームとを基にイメージングのための電気的信号を生成する。
検出部３６０は、例えば、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法のうちいずれか一つの方法を用いて電気的信号を生成することができる。
イメージ生成部４３０は、検出部３６０から前記電気的信号を受信してイメージを生成する。
イメージ生成部４３０によって生成する前記イメージはディスプレイ装置５００を介して出力される。
前述のように、本発明によるレーザビーム誘導部３５０は、連続的な第３レーザビームを放射するか、時間によって変化する第３レーザビームを放射することができる。
本発明によるイメージ生成部４３０が生成するイメージの生成方法は、本発明によるイメージ生成部１９０が生成するイメージの生成方法と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。
第１ケーブル２３０ａは、電源供給部４５０から供給される電源を電磁気波発生部３４０に供給する。
第２ケーブル２３０ｂは、検出部３６０が生成する電気的信号をイメージ生成部４３０に伝達する。
第１ケーブル２３０ａ及び第２ケーブル２３０ｂは例えば銅線であることができる。
本発明の構成は具体的に説明されたが、これは本発明を例示的に説明することに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者なら本発明の本質的な特性から離脱しない範囲内で様々な変形が可能であろう。
従って、本明細書に開示された実施の形態は、本発明を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施の形態によって本発明の思想と範囲が限定されるのではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、これと同等な範囲内にあるすべての技術は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。
１１０ａ、２１０ａ 第１レーザビーム伝達部
１１０ｂ、２１０ｂ 第２レーザビーム伝達部
１１０ｃ、２１０ｃ 第３レーザビーム伝達部
１２０ａ、４１０ａ 第１レーザビーム生成部
１２０ｂ、４１０ｂ 第２レーザビーム生成部
１２０ｃ、４１０ｃ 第３レーザビーム生成部
１３０ａ、３３０ａ 第１コリメートレンズ
１３０ｂ、３３０ｂ 第２コリメートレンズ
１３０ｃ、３３０ｃ 第３コリメートレンズ
１４０、３４０ 電磁気波発生部
１５０、３５０ レーザビーム誘導部
１６０、３６０ 検出部
１７０ａ、３７０ａ 第１シリコンレンズ
１７０ｂ、３７０ｂ 第２シリコンレンズ
１８０ａ、２３０ａ 第１ケーブル
１８０ｂ、２３０ｂ 第２ケーブル
１９０、４３０ イメージ生成部
２００ 可撓性チューブ
３００ ドーム状ヘッド部
３２０ 映像伝送部
１９５、４５０ 電源供給部
５００ ディスプレイ装置
１１０ｂ、２１０ｂ 第２レーザビーム伝達部
１１０ｃ、２１０ｃ 第３レーザビーム伝達部
１２０ａ、４１０ａ 第１レーザビーム生成部
１２０ｂ、４１０ｂ 第２レーザビーム生成部
１２０ｃ、４１０ｃ 第３レーザビーム生成部
１３０ａ、３３０ａ 第１コリメートレンズ
１３０ｂ、３３０ｂ 第２コリメートレンズ
１３０ｃ、３３０ｃ 第３コリメートレンズ
１４０、３４０ 電磁気波発生部
１５０、３５０ レーザビーム誘導部
１６０、３６０ 検出部
１７０ａ、３７０ａ 第１シリコンレンズ
１７０ｂ、３７０ｂ 第２シリコンレンズ
１８０ａ、２３０ａ 第１ケーブル
１８０ｂ、２３０ｂ 第２ケーブル
１９０、４３０ イメージ生成部
２００ 可撓性チューブ
３００ ドーム状ヘッド部
３２０ 映像伝送部
１９５、４５０ 電源供給部
５００ ディスプレイ装置
Claims (34)
- 第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を造影剤が塗布された人体部位に放射する電磁気波発生部と、
前記人体部位に第３レーザビームを放射するレーザビーム誘導部と、
第２レーザビームと前記第３レーザビームとが放射された前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を基にイメージングのための電気的信号を生成する検出部と、
前記検出部からを受信した前記電気的信号を基にイメージを生成するイメージ生成部と、を含むことを特徴とする高解像度生体イメージ生成装置。 - 前記第１レーザビームを生成する第１レーザビーム生成部と、
前記第１レーザビーム生成部で生成する前記第１レーザビームを前記電磁気波発生部に伝達する第１レーザビーム伝達部と、
前記第３レーザビームを生成する第３レーザビーム生成部と、
前記第３レーザビーム生成部で生成する前記第３レーザビームを前記レーザビーム誘導部に伝達する第３レーザビーム伝達部と、
前記第２レーザビームを生成する第２レーザビーム生成部と、
前記第２レーザビーム生成部で生成する前記第２レーザビームを前記検出部に伝達する第２レーザビーム伝達部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。 - 前記第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び前記第２レーザビーム伝達部各々は光ファイバを含むことを特徴とする請求項２に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記電磁気波発生部及び前記第１レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第１レーザビームをフォーカスする第１コリメートレンズと、
前記レーザビーム誘導部及び前記第３レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第３レーザビームをフォーカスする第３コリメートレンズと、
前記検出部及び前記第２レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第２レーザビームをフォーカスする第２コリメートレンズと、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の高解像度生体イメージ生成装置。 - 前記電磁気波発生部が放射するテラヘルツ電磁気波を視準する第１シリコンレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記人体部位から反射されたテラヘルツ電磁気波を視準する第２シリコンレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記電磁気波発生部に電源を供給する第１ケーブルと、
前記検出部が生成する電気的信号を前記イメージ生成部に伝達する第２ケーブルと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。 - 前記テラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記検出部は、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法のうちいずれか一つの方法を用いて前記電気的信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記造影剤は、金属ナノ粒子または前記金属ナノ粒子から構成される金属ナノクラスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記金属ナノ粒子の形状は、ロッド形、楕円形及び球形のうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１０に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記第３レーザビームは、赤外線レーザビームまたは可視光線レーザビームのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記イメージ生成部は、前記第３レーザビームの変化によって変わる前記電気的信号の差を基にイメージを生成することを特徴とする請求項１に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 前記第３レーザビームは、四角波レーザビームを含むことを特徴とする請求項１４に記載の高解像度生体イメージ生成装置。
- 第１レーザビームによって励起されたテラヘルツ電磁気波を造影剤が塗布されている人体部位に放射する電磁気波発生部と、
前記人体部位に第３レーザビームを照射するレーザビーム誘導部と、
第２レーザビームと前記第３レーザビームが照射された前記人体部位から反射されたテラヘルツ電磁気波を基にイメージングのための電気的信号を生成する検出部と、
前記検出部から受信した前記電気的信号を基にイメージを生成するイメージ生成部と、
前記第１レーザビーム、前記第３レーザビーム及び前記第２レーザビームを前記電磁気波発生部、前記レーザビーム誘導部及び前記検出部に各々伝達する第１レーザビーム伝達部、第３レーザビーム伝達部及び第２レーザビーム伝達部と、
可撓性チューブと、
可撓性チューブの端部に付着し前記可撓性チューブと共に前記人体部位に挿入されるドーム状ヘッド部と、を含み、
前記電磁気波発生部、前記レーザビーム誘導部及び前記検出部は、前記ドーム状ヘッド部の内側に各々設けられ、前記第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び前記第２レーザビーム伝達部は、前記可撓性チューブ内に各々設けられることを特徴とする高解像度内視鏡装置。 - 前記第１レーザビームを生成する第１レーザビーム生成部と、
前記第３レーザビームを生成する第３レーザビーム生成部と、
前記第２レーザビームを生成する第２レーザビーム生成部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。 - 前記電磁気波発生部及び前記第１レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第１レーザビームをフォーカスする第１コリメートレンズと、
前記レーザビーム誘導部及び前記第３レーザビーム伝達部の間に設けられ、前記第３レーザビームをフォーカスする第３コリメートレンズと、
前記検出部及び前記第２レーザビーム伝達部の間に介在し、前記第２レーザビームをフォーカスする第２コリメートレンズと、をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。 - 前記電磁気波発生部が放射する前記テラヘルツ電磁気波を視準する第１シリコンレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記第１シリコンレンズは、前記ドーム状ヘッド部の内部または前記ドーム状ヘッド部の表面に設けられることを特徴とする請求項１９に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記人体部位から反射されるテラヘルツ電磁気波を視準する第２シリコンレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記第２シリコンレンズは、前記ドーム状ヘッド部の内部または前記ドーム状ヘッド部の表面に設けられることを特徴する請求項２１に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記電磁気波発生部に電源を供給する第１ケーブルと、
前記電気的信号を前記検出部から前記イメージ生成部に伝達する第２ケーブルと、をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。 - 前記第１ケーブル及び第２ケーブルは、前記可撓性チューブ内に設けられることを特徴とする請求項２３に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記テラヘルツ電磁気波は、光伝導方法または光整流方法のうちいずれか一つの方法を用いて前記第１レーザビームによって励起されることを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記検出部は、光伝導スイチング標本抽出法または電気−光学的標本抽出法のうちいずれか一つの方法を用いて前記電気的信号を生成することを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 第１レーザビーム伝達部、前記第３レーザビーム伝達部及び第２レーザビーム伝達部各々は光ファイバを含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記ドーム状ヘッド部内に設けられ、前記人体部位の映像を伝送する映像伝送部をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記造影剤は、金属ナノ粒子または前記金属ナノ粒子から構成される金属ナノクラスタを含むことを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記金属ナノ粒子の形状は、ロッド形、楕円形及び球形のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項２９に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記金属ナノ粒子は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕのうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２９に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記第３レーザビームは、赤外線レーザビームまたは可視光線レーザビームのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記イメージ生成部は、前記第３レーザビームの変化によって変わる前記電気的信号の差を基にイメージを生成することを特徴とする請求項１６に記載の高解像度内視鏡装置。
- 前記第３レーザビームは、四角波レーザビームを含むことを特徴とする請求項３３に記載の高解像度内視鏡装置。
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