KR100186784B1 - 방사선 반응성 복강경 기기 - Google Patents

방사선 반응성 복강경 기기 Download PDF

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오. 터스톤 마린
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제리 케이. 뮐러, 주니어
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Abstract

본 발명은 손으로 파지가능한 기저부를 가지며 거기에 팁까지 연장되어 있는 신장성 접근 튜브가 연결되어 있는 북강경 기기에 관한 것이다. 방사선 전달 윈도우가 형성되어 있는 검출 지지 영역이 팁으로부터 안으로 연장되어 있다.
카드륨 델루라이드 같은 검출용 결정이 윈도우에 인접하여 또는 윈도우 후방에 위치하고 있으며, 상기 결정은 마이크로폰(압전) 현상등으로 생기는 소음 발생을 최소화하도록 고안된 구조를 가진 결정 검경판 구조에 보유되어 있다.

Description

방사선 응답성 복강경 기기
제1도는 본 발명에 따른 복강경 기기의 사시도이다.
제2도는 본 발명 기기 내의 부재를 가상선으로 도시한 제1도의 복강경 기기의 측면도이다.
제3도는 제1도의 복강경 기기의 부분 확대 단면도이다.
제4도는 제1도의 복강경 기기에 이용되는 결정 및 이와 관련된 결정 봉입 구조(crystal mount)의 분해 사시도이다.
제5도는 제3도에 도시된 평면 5-5에 따른 단면도이다.
제6도는 방사선원으로부터 검출기까지의 거리에 대한 카운트/초에 의하여 제1도의 복강경 기기의 감도를 도시한 그래프이다.
제7도는 본 발명에 따른 복강경 기기의 사용 상태를 나타내는 인체의 개략도이다.
제8도는 본 발명에 따른 복강경 기기의 또 다른 사용 상태를 나타내는 인체의 개략도이다.
제9도는 제1도의 복강경 기기의 접근관을 파단하여 반대쪽을 보여주는 제1도와는 반대쪽을 도시하고 있는 복강경 기기의 개략 사시도이다.
제10도는 종방향 및 횡방향 스캐닝에 이용될 경우의 본 발명의 복강경 기기의 감도를 도시한 그래프이다.
제11a도 및 제11b도는 모두 본 발명의 복강경 기기의 신호 처리 시스템 및 제어 시스템의 기능적 요소의 일부 블록 다이아그램이다.
제12도는 본 발명의 복강경 기기에 이용되는 예비 증폭단을 나타내는 전기회로의 개략도이다.
제13도는 베타(β)선 방출을 검출하도록 배열시킨 본 발명의 복강경 기기의 부분 단면도이다.
제14도는 제13도의 평면 14-14에 따른 복강경 기기의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 복강경 기기 12 : 기저부
14 : 접근관 18 : 검출기 지지부
22 : 윈도우 34, 360 : 결정 봉입 구조
60, 356 : 결정 62 : 축선
74 : 쿠션층
결장암 및 직장암을 치료하기 위해 현재까지 통용되고 있는 전통적 방법은 기판정(期判定)의 목적상 종양 확산의 자연적인 병력(病歷)에 기하고, 이에 의하여 수술을 할 것인가 하지 않을 것인가의 선택에 기초하여 왔다. 수술의 선택은 일반적으로 종양의 물리적 위치를 특정하여 종양을 외과적으로 수술 및 절제하기 위한 것이다. 이러한 수술 절차의 일부로서 외과 의사가 종양성 조직(neoplastic tissue)을 검출하고 그 위치를 밝혀내는 데 도움을 주기 위한 목적의 각종 기술들이 당해 기술 분야에서 이용되어 왔다. (악성 종양 및 악성 종양 세포도 역시 당해 기술 분야의 용어에서 발견되기도 하지만, 상기 목적을 위해 종양성 조직은 종종 암조직이라고 부르는 경우가 많다. 용어 종양성 조직은 이 모든 것들을 포함한다). 검출 목적으로 방사성 표지를 붙인 항체를 이용하여 외과 의사가 종양성 조직의 위치를 판정하기 위한 상당한 수준의 노력이 경주되어 왔다. 예를 들어, 그 중 한 가지 기술에는 비교적 높은 에너지, 예컨대131I 표지가 붙은 항체를 주사한 화자의 신틸레이션 스캐닝(scintillation scanning)이 있다. 이러한 광 스캐닝 또는 신틸레이션 스캐닝에 의하면, 혈액 푸울(blood pool)의 배경(background) 방사성 때문에 해석하기 어려운 신티그램(scintigram; 閃光圖)을 제공한다. 방사성 혈액 푸울 제제(blood pool agents)의 컴퓨터 감산 소거법 및 이중 표지를 붙인 항체(하나는 종양에 특이적이고, 다른 하나는 종양에 대하여 비특이적임)를 사용하는 방법을 화상 형성(imaging)의 향상에 시도된 바 있다. 그러나, 이들 방법은 특히 CAT 스캔(CAT scan), 자기 공명 화상 및 유사한 종래의 기술 이상으로 거의 유용한 정보(있다 하더라도)를 외과 의사에게 제공하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로, 대형 종양은 수술시 육안 관찰 뿐만 아니라 촉진(palpation; 觸診), 즉 정상 조직과 상반되는 종양의 촉감을 통해 외과 의사에 의해 용이하게 그 위치가 탐지된다. 그러나, 수술에 성공하려면, 외과 의사가 잠재성 종양, 즉 시각과 촉각에 의한 종래의 수술 방법에 의해서는 관찰할 수 없는 종양을 어떻게든 찾아내는 일이 필요하다. 이러한 잠재성 종양의 위치를 판정하고 제거하지 못하면, 결과적으로 환자의 체내에서 암의 지속적인 성장이 초래되는데, 이러한 증세는 종종 재발성 암으로서 잘못 확인되기도 한다. 예를 들어, 종래의 감마 카메라의 이용 등과 같은 종래의 진단 기술로는 잠재성 종양의 발견이나 위치 특정을 수행할 수 없다. 종양 부위의 크기가 작을수록, 주어진 종양 부위에서의 방사성 핵종의 농도는 화상형성의 관점에서 볼 때, 환자의 체내에 혈액 푸울 방사선이 반드시 존재하는 배경 방사선 중에 소실되기 쉬운 경향이 있게 된다.
미국 특허 제4,782,840호(Martin, M. D. 및 Thurston, Ph.D., 발명의 명칭 : Method for Locating, Differentiating, and Removing Neoplasms, 특허 일자 : 1988년 11월 8일, 본 명세서에서 참고로 인용함)는 상기 신틸레이션 광 스캐닝법에 대해 재검토하고 종양의 위치를 찾아 식별 및 제거하기 위한 크게 개선된 방법을 기재하고 있다. 이러한 기술은 외과 의사가 방사성 부위를 검출하기 위해 수술 중에 이용할 수 있는 휴대용 방사선 검출 프로브 및 방사성 표지가 붙은 항체를 이용한다. 표지가 붙은 항체에 검출 프로브를 접근시킬 수 있기 때문에, 잠재성 종양 부위로부터 발광되는 근소한 방사선도 예컨대 방사선 전파(傳播)의 근사역제곱 법칙을 적용함으로써 일부가 검출될 수 있게 된다. 이 절차는 The Radioimmunoguided SurgeryTM시스템(RSGB)(Radioimmunoguided Surgery와 RIGS는 미국, 오하이오, 콜럼부스에 소재하는 네오프로브 코오포레이션의 상표명)이라고 공지되어 있으며, 종양의 검출은 순환하는 방사성 표지된 항체의 혈액 푸울 배경이 인체로부터 제거될 기회를 가질 때까지 지연되어야 한다는 인식 때문에도 역시 성공적이었다. 따라서, 프로브를 종양에 접근시킬 수 있다는 관점에서 주변 조직에 비해 크기가 작은 종양에 의해 방출되는 광자 방출이나 방사선도 검출하는 것이 가능하게 된다. 뜻밖에도, 미국 특허 제4,782,840호에는, 방사선 표지된 항체는 방사성 표지가 항체에 결합된 채 그대로 장기간 동안 종양성 조직에 결합되거나 또는 이에 대응하는 상태를 유지할 수 있는 능력이 있다고 기재되어 있다. 더욱이, 시간 경과에 따라 종양 부위에서의 방사성 유착이 감소되더라도, 혈액 푸울 배경 또는 주변 조직(종양 부위에 대해)의 방사능은 큰 비율로 감소되므로, 검사 중인 조직과 근접하게 배치되는 휴대용 프로브를 이용하면 방사능이 있는 부위를 용이하게 판정할 수 있다.
방사선 면역 유도식 수술 시스템을 지원하기 위해 개발된 장비는 엄격한 실행 조건을 충족시키는 것이 요구되어 왔다. 잠재성 종양으로부터 방출되는 방사선은 필연적으로 매우 희박하고 검출시 상대적으로 낮은 카운트 레이트(count rate)를 발생시키기 위해 방출된다. 이어서, 이 낮은 카운트 레이트는 그 자체 낮기는 하지만 수용되어야 하는 배경 방사선인 동일한 방사성 동위 원소로부터 대응하는 카운트 레이트에 의해 발생된다. 이러한 장치에 관련된 회로는, 예를 들어 저에너지 방사선 방출 검출기 및 정위기(Detector and Localizer for Low Energy Radiation Emissions)란 명칭의 1989년 1월 31일자 미국 특허 제4,801,803호(Denen)에 기재되어 있다. 전술한 장치를 이용하여 검출된 방출량과 이로부터 발생된 카운트를 평가하기 위해, 마이크로프로세서로 구동되는 조절 프로그램이 개발되어 있다. 이는 신호 처리가 개선된 감마 방사선 검출기(Gamma Radiation Dector with Enhanced Signal Treatment)란 명칭의 1989년 12월 26일자 미국 특허 제4,889,991호(Ramsey 등)에 기재되어 있다.
외과 의사가 파지하여 체강 내에서 조작하게 되는 프로브 장치를 보조하는 이 장치는 수술실 내에 배치된 배터리 작동식 콘솔 내에 유지된다. 전술한 프로브내의 결정 검출기에서 발생되는 신호 수준은 낮기 때문에, 이 장치 자체는 인접 콘솔에 케이블 등에 의해 전송하기에 적합한 신호 출력을 생성하기 위한 예비 증폭단을 구비하고 있다. 이 예비 증폭단은 카드뮴 텔루라이드 결정 검출기와 병용되며, 이러한 구성 부재들의 조합은 예컨대 수술실 환경에서 확인된 실질적인 냉각기 온도에서의 보정을 수행하면서 체온에서 수행되는 것이 요구된다. 이 요구 조건은 전술한 장치의 에너지 수준 차별화의 유연성을 감소시키는 경향이 있었다. 파지형 프로브의 구조는, 특히 그 구조가 카드뮴 텔루라이드 결정의 노이즈 없는 장착과 관련될 때, 예를 들어 전술한 미국 특허 제4,801,803호, 저에너지 방사선 방출용 검출기 및 정위기(Detector and Localizer for Low Energy Radiation Emissions)란 명칭의 1990년 1월 9일자 미국 특허 제4,893,013호(Denen)와 저에너지 방사선 방출용 검출기 및 정위기(Detector and Localizer for Low Energy Radiation Emissions)이란 명칭의 1991년 12월 10일자 미국 특허 제5,070,878호(Denen)에 기재되어 있다. 상기 프로브는 총길이가 약 15cm이고, 단면이 관형이며, 체강 내에서 그 프로브를 조작하는 외과 의사의 편의를 위한 경사각도가 약 30°인 선단(先端)을 보유하고 있다. 이러한 조작이 골반 인접부의 조직 또는 간 또는 췌장 뒤쪽의 조직에 접근할 필요가 있는 경우, 외과 의사는 비교적 작고 손으로 파지하는 형식의 프로브로는 원하는 위치로 가져가기가 어렵게 되는 수가 있다. 일단 외과 의사가 이들 잠재성 부위에서 종양성 조직의 위치를 찾아내게 되면, 종양 위치의 추가 확인을 위하여 나머지는 이용 가능한 감각을 사용하는 것이 바람직할 경우도 있다. 그러나, 손이 상기 프로브의 관형 손잡이 부재를 파지할 필요가 있을 경우, 이러한 외과 수술은 어렵게 될 수도 있다.
비교적 최근에 전통적 수술 방법의 대안으로서 복강경 외과술이 성행하게 되었다. 특히, 비디오계 시각 시스템의 발달로, 복강경 외과술이 보다 복잡한 위장관 수술에 이용되어 왔다. 그러한 수술법은 입원 기간의 단축과 환자를 정상 생활로의 보다 신속히 복귀시키는 결과를 나타나므로, 건강 유지를 위한 전체 비용의 절감이라는 기대를 갖게 한다. 그러나, 이들 수술법은 종래의 3차원 관찰 및 외과 의사에 대한 촉각 피이드백(tactile feedback)을 대체하는 기기와 기법을 필요로 한다. 특히 이들 신규의 외과술을 종양성 조직의 검출과 제거에 적용하는 경우에 개량된 기기가 요구된다.
다양한 복강경 기기가 개발되어 있으나, 이들 기기는 2 가지 광범위한 종류, 즉 외과 의사가 복강경 검사를 실행할 수 있도록 하는 주요 부품 장비와, 특정의 업무 또는 처리의 실행과 관련된 기기(예 : 전기 소작기 및 레이저)로 분류된다. 일반적으로, 복강 내부의 영상화는 빛을 비추면서 조작하기 위한 공간을 필요로 한다. 표준의 외과적인 접근 방식, 즉 복강경 수술에 있어서 전술한 공간은 복부를 개방하고 실내 조명과 공기가 3차원 관찰을 도모하기 위해 복강 내로 들어가게 함으로써 형성된다. 복강경 수술법에 있어서, 전술한 공간은 복벽을 팽창시키는 기체로 복강을 채우면 형성되며, 광선 영역 및 기복(氣腹 : pneumoperitoneum)이라 부르는 과정을 제공한다. 이산화탄소가 현재 기복용으로 사용되고 있는 표준 기체이다. 일반적으로, 현재 기복은 통기기(通氣器)라고 부르는 기기를 이용하여 수행하고 있다.
일반적으로, 복강경 수술은 복강 내부로 하나 이상의 도입구(port)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 기복 상태를 상실함이 없이 상기 도입구를 통해 여러 가지 기구를 삽입·제거하는 기작이 필요하다. 이들 도입구는 도입구를 형성하는 캐눌라(canular)나 또는 초(; sheath)와 함께 환자의 피부를 관통하여 투관침(套管針)의 선단을 삽입함으로써 마련된다. 투관침은 폐색구로서 캐눌라의 내강에 삽입된다. 통상, 캐눌라는 스프링이 적재된 트럼펫 밸브를 가지고 있어서 복부 내에 기기의 투입을 가능하게 하고 기체가 누출되는 것을 방지한다. 종래에, 캐눌라 슬리브의 크기는 그것을 관통하는 대응하는 기기보다 직경이 1mm 더 크다. 이러한 기기를 위한 직경은 예를 들어 15mm에 이르거나 그 이상일 수도 있다.
외과 수술의 시기 결정 및 종양성 조직의 절제와 관련한 복강경 수술법의 이용에는 외과 의사에게 지금까지 생기지 않았던 여러 가지 제약이 부과된다. 전술한 바와 같이, 결장암 및 직장암의 치료를 행할 때, 외과 의사는 종양의 위치를 특정하기 위해 방사성 면역 안내 시스템과 같은 보조 이외에 시각 관찰과 촉각 또는 감각에 의한 진단에도 역시 의존한다. 복강경 수술법에 있어서, 시각 관찰은 비디오 스크린에서 이용할 수 있는 2차원으로 제한되고, 촉각 또는 감각에 의한 진단은 실제로 불가능하다. 결국, 외과 의사는 약 18 인치(46cm) 거리에서 길이가 긴 기기를 통해 조직을 따라 조작하고 있다. 따라서, 종양성 조직을 검출하고 위치를 특정하려면, 촉진(觸診)과 3차원 관찰을 효율적으로 대체할 수 있는 복강경 기기가 필요하다. 이러한 보조 기기에 의하면, 외과 의사 또는 외과 종양학자는 종양성 조직을 찾아내어 절제할 수 있을 뿐만 아니라 암 환자의 기판정을 적정하게 행할 수 있고, 이에 따라 알맞은 치료를 행할 수 있다. 이러한 적정하게 기판정된 환자에 대한 보조제 화학 요법의 실시에 관한 국립 보건원(NIH)의 콘센서스 보고서의 관점에서, 후자의 기판정은 특히 중요하다[참조 : NIH Comcensus Conference : 결장암 및 직장암 환자의 보조제 치료, JAMA, 264 : 1444-50 (1990)].
본 발명은 방사선 방출원을 검출하고 그 위치를 특정하기 위한 기기, 특히 복강경 외과 수술에 이용되는 방사선 검출 기기에 관한 것이다. 본 발명의 장치에 의하면, 종양 부위에 있어서 위치 특정제(locator)가 보유하고 있는 방사선 방출에 대한 소정의 응답이 행해짐과 동시에, 제한된 크기의 캐눌라 도입구와 관련된 제한이 수용된다. 통상, 길이가 긴 복강경 기기는 신체의 평면에 평행하게 삽입되어 조작되므로, 측방 관찰형검출기의 결정 봉입 구조 (side looking detector crystal mounting)의 채용을 통해 방사선 방출 검출법의 보다 유용한 이용이 개발되게 되었다. 이러한 구조를 이용함으로써, 검출기 결정의 전면(前面)은 그 기기의 길이 방향에 대하여 일반적으로 보통 횡방향으로 배향된다. 검출기 결정이 이와 같이 배향되므로, 검출기는 이에 따라 기기의 직경에 의해 제한되는 폭방향 길이, 그러나 충분한 면적의 방사선 검출면을 제공하도록 선택되는 길이 방향 길이를 가지는 장방형 배열로 될 수 있다. 전술한 기기에 카드뮴 텔루라이드 검출기가 사용되는 경우, 이들의 노이즈 발생 마이크로폰 효과의 요인은 개량된 결정 봉입 구조에 의해 제어된다.
본 발명의 또 다른 특징은 위치 특정제의 방사선이 방출되는 조직의 위치를 판정하기 위해 신체의 어떤 부분에나 삽입되도록 된 소정 직경의 도입구를 갖는 캐눌라를 통해 연장 가능한 복강경 기기를 제공하는 것이다. 이 기기는 손으로 파지 가능한 기저부와 이 기저부에 고정되고 상기 도입구를 통해 활주 운동이 가능한 치수의 길이가 긴 접근관(access tube)를 포함하고 있다. 상기 접근관은 종양성 조직에 접근하도록 선택된 길이만큼 선단으로부터 중심 축선을 따라 연장되며, 그 접근관을 통해 연장되는 통로와 그 선단으로부터 안쪽으로 연장되어 방사선이 전달되는 윈도우를 포함하는 검출기 지지부를 구비하고 있다. 상기 검출기 지지부에 결정 수용부가 위치하는 결정 봉입 구조가 마련되므로, 그 결정 수용부는 상기 윈도우에 인접하여 배치된다. 배면(背面)을 갖는 결정을 결정 수용부상에 지지시키면, 그 결정의 전면은 윈도우에 매우 인접하도록 일정 간격으로 배치되고, 상기 결정은 일반적으로 축선에 대하여 횡방향으로 윈도우를 통해 전달되는 방사선에 응답하여 전하에 의해 분류된 출력(charge categorized output)을 발생하게 된다. 전기적 바이어스를 결정의 배면에 인가하고 전하에 의해 분류된 출력을 전달하기 위한 도전성 접촉 장치가 마련되며, 또한 하나 이상의 예비 증폭단이 결정과 인접한 접근관에 배치되는데, 이 예비 출력단은 상기 전달된 전하에 의해 분류된 출력을 수용하는 입력단이 있어 증폭된 출력을 발생한다. 증폭된 출력을 수용함과 동시에 일단이 전술한 전기적 바이어스를 인가하기 위한 예비 증폭단과 접속되어 있는 전기적 전달 장치가 마련되는데, 이 장치는 기저부의 타단부까지 통로를 따라 연장된다. 이어서, 그 전기적 전달 장치의 타단에 접속 가능하고, 전기적 바이어스를 제공함과 동시에 증폭된 출력을 수용하고 이것을 전기적으로 처리하여 출력 신호를 발생시키는 신호처리 및 제어 장치가 마련된다.
본 발명의 또 다른 특징은 방사선 방출원을 검출하여 그 위치를 특정하기 위한 기기를 제공한다. 이 기기에는 방사선 방출을 통과시킬 수 있는 윈도우 영역까지 연장되는 내실(內室)이 있는 실린더형 하우징을 포함한다. 이 내실 내에 배치되는 결정 봉입 구조가 마련되며, 이 결정 봉입 구조에는 내면이 있는 결정 수용 공동(空洞)이 있고, 윈도우부에 인접하여 일정 간격으로 배치된다. 상기 결정 수용 공동 내면에 배치되며, 도전성의 변경 가능한 쿠션층 위에는 전기 절연성 중합체층이 배치되고, 그 쿠션층에는 상면과 중합체층과 맞닿는 상태로 배치된 엘라스토머 접착제에 의하여 중합체층에 접착된 저면이 있다. 상기 도전성의 변형 가능한 쿠션층의 상면에는 자유로이 맞닿는 상태로 배치된 배면을 가진 방사선 응답성이 있는 결정이 제공되며, 이 결정은 윈도우부와 매우 인접하여 그 전면이 반대로 되도록 배치되고, 또 윈도우를 통해 전달되는 방사선에 응답하여 전하 출력을 발생하도록 되어 있다. 전기 절연성 중합체층과 도전성의 변형 가능한 쿠션층의 저면 사이에 배치된 전방부를 가진 도전성 접촉 장치가 마련되어 있고, 이 접촉 장치는 접착제에 의해 쿠션층을 저면에 전기적인 접속 상태로 보유된다. 상기 접촉 장치는 결정 배면에 전기적 바이어스를 가하며, 그 배면으로부터 전하 출력을 받는다. 상기 보유 장치는 윈도우 영역에 인접하여 이로부터 일정 간격을 두고 결정 봉입 구조상에 배치되고, 결정을 도전성의 변형 가능한 쿠션층의 상면에 대하여 압착시켜 보유된 상태로 보유하고 있다. 접촉 장치를 통해 전기적 바이어스를 가함과 동시에, 전하 출력을 받아서 이것을 전기적으로 처리하기 위한 회로 장치가 마련된다.
기타의 특징으로서, 본 발명은 신체의 어떤 부위에 삽입되도록 소정 직경의 도입구를 가진 캐눌라를 통해 연장 가능하고, 방사선을 방출하는 위치 특정제가 존재하는 조직 검출용 복강경 기기를 제공한다. 이 기기는 손으로 파지 가능한 기저부와, 도입구를 통해 활주 운동을 하는 치수로 설치된 기저부에 고정된 길이가 긴 접근관을 포함하고 있다. 이 접근관은 조직에 접근할 수 있도록 선택된 길이만큼 축선을 따라 선단까지 연장되고, 실질적으로 평면인 윈도우를 비롯한 검출기 지지영역을 가진다. 이 윈도우는 이것을 통하여 방사선을 전달할 수 있으며, 선단으로부터 안쪽으로 연장되어 있다. 방사선 감쇠 물질로 이루어져 있는 결정 봉입 구조가 마련되어 검출기 지지부 내에 배치되며, 내면이 있는 결정 수용 공동을 갖는다. 이 공동은 윈도우에 인접하여 일정 간격을 두고 배치되어 있다. 상기 결정 수용 공동에는 배면이 있는 카드뮴 텔루라이드 결정이 배치되고, 그 결정은 윈도우에 인접하여 일정 간격으로 배치된 전면을 가지고 있어서, 실질적으로 축선에 대해 횡방향으로 전달되는 방사선에 응답하여 출력을 발생하도록 되어 있다. 결정의 배면에 대하여 전기적 바이어스를 가함과 동시에 출력을 전달하는 도전성 접촉 장치가 구비된다. 결정 전면에 전기적 접지를 가하는 접지 장치가 마련되며, 전기적 바이어스 및 접지를 생성시키고, 출력을 받아 이것을 전기적으로 처리하는 신호 처리 및 제어장치가 마련된다.
본 발명의 그 밖의 목적은 일부는 명백하고, 일부는 이하의 설명에 의하여 명백하게 된다.
따라서, 본 발명은 후술하는 설명에서 예시되는 구조와 요소의 조합 및 부재의 배열을 갖는 여러 가지 장치를 포함하는 것이다.
이하, 첨부 도면과 관련된 상세한 설명을 통해 본 발명의 특징과 목적의 완전한 이해를 도모하고자 한다.
일반적인 RIGS법은 종양성 조직에 의해 생성되거나 또는 종양성 조직에 관련된 마커(marker)와 특이적으로 결합하는 유효량의 방사선 표지가 붙은 위치 특정제를 환자의 체내에 도입하는 것으로 시작된다. 위치 특정제로서는 종양성 조직으로 생성되거나 그 조직과 관련된 마커(암세포 또는 암생성물)와 결합함으로써 종양 부위에 우선적으로 집중되는 물질이 포함된다. 현재 적합한 위치 특정제에는 주로 항체(전체 및 모노클로날), 항체 단편, 전체 항체 및 항체 단편의 키메라형 변형체, 이들의 인체용 변형체, 또한 기타 종양에 특이성이 있는 캐리어, 즉 위치 특정제가 있다. 그러나, 단쇄 항체[미국 특허 제4,946,778호에 개시된 것과 같은 SCA(single chain antibodies)]와 이것과 동종의 물질이 이미 개발되었는데, 이들도 역시 유효한 것으로 나타나 있다. 생화학 및 유전 공학에 의하여 종양성 조직부위에 선택적으로 농도를 높일 때 항체의 기능을 모방하는 물질을 생산할 수 있으나, 그러한 물질은 항체에 관한 종래의 정의 내에 포함될 수 없다. 위치 특정제라 함은 오늘날의 항체 및 이들과 균등한 물질 뿐만 아니라, RIGS계의 방법에서 항체를 모방하는 것으로 알려진 물질도 포함하는 것으로 사용되는 용어이다.
RIGS계를 복강경 수술에 적용하는 경우에는, 서로 관련된 다양한 상황을 수용할 필요가 있다. RIGS계에 종래에 이용되던 파지형 방사선 검출 프로브는 데넨(Denen)의 미국 특허 제5,070,878호(1991년 12월 10일 공고되고 본원 출원인에게 양도됨)에 개시되어 있다. 이 프로브는 전방 관찰(forward looking) 형식으로 장치된 충분한 표면적의 카드뮴 텔루라이드 결정을 이용하고 있다. 따라서, 상기 프로브를 외과 의사가 파지하는 경우, 그의 선단에 마련된 윈도우 요소는 검사중의 조직을 따라 횡방향으로 이동된다. RIGS 외과 수술법은 종양성 조직에 위치한 캐리어에서 방출되는 방사선의 양이 매우 적은 경우의 방법이기 때문에, 상기 결정은 충분한 양의 방사선 방출을 포획하도록 충분한 표면적을 가질 필요가 있다. 마찬가지로, 방사선의 양이 급격히 감소하기 때문에, 방사선 전파의 역제곱 법칙의 결과로 결정의 표면이 조직으로부터 떨어져 나가는 방향으로 이동할 때, 외과 의사는 프로브 윈도우 배후에 위치하는 결정의 표면과 방사성을 가진 조직과의 사이를 매우 근접시킨 상태로 유지할 필요가 있다. 실제로는 상기 방사선 전파의 역제곱법칙을 적용하게 되면, 종양성 조직의 범위 또는 경계를 명확하게 묘사하는 데 도움이 된다. 저에너지 방사선이 관계되는 계에서는 시준기(collimator)가 분명히 이용되지 않는다. 그 이유는 시준기는 방사선의 위치를 명확히 나타내는 것이 아니라, 반대로 종양 부위에 위치하는 약한 방사선 공급원으로부터 받은 방사선 방출의 수효를 감소시키기 때문이다. 복강경 수술의 관점에서 볼 때, 캐눌라의 도입구에 의해 제한되는 직경, 예를 들어 12mm 이하의 접근관이 구비된 복강경 기기를 조작할 수 있게 되는 것이 필요하다. 본 발명을 개발함에 있어서, 전술한 직경에 관한 제한에 의하여 카드뮴 텔루라이드와 같은 방사선 검출용 결정의 이용 가능한 표면적에 대하여 불필요한 제한이 가해진다는 사실을 알게 되었다. 전방 관찰식 복강경법에 방사선 검출 프로브가 이용되었을 경우, 직경이 비교적 작은 결정에 의하여 얻을 수 있는 카운트 레이트가 낮다는 것 외에, 방사선 공급원이 체강을 따라 보통 종방향으로 접근되면, 결정 자체 주위에 위치한 쉴딩(shielding) 때문에 결정이 방사선원을 지나 이동시 복강경 기기의 응답성은 감소된다. 체강 내에서 예를 들면 수직 방향으로부터 복강경 기기를 횡방향으로 이동시키는 경우, 복강경법은 좋지 않을 정도로 심각한 제한을 받게 된다. 따라서, 복강경 기기는 캐눌라를 통하여 이것을 삽입하는 일과, 체강 내에서 그것을 관련된 직경의 제한 범위 내에서 다소 수평으로 구성할 필요가 있다. 다음에, 이 장치는 수술상 효율적인 방사선 검출 감도를 달성하기에 적합한 표면적을 가진 카드뮴-아연-텔루라이드와 같은 검출용 결정을 보유할 수 있는 것이어야 한다. 이어서, 이 기기는 역시 캐눌라를 통해 동일한 체강 내에 삽입되는 텔레비젼 카메라에 의하여 2차원적으로 관찰하면서, 약한 방사선 방출을 통해 종양성 조직의 위치를 특정하여야 한다. 실제로, 이 기기는 외과 의사의 촉감을 대체함과 동시에, 현재 2차원에 제한되고 있는 외과 의사의 시각을 보조하지 않으면 안 된다.
제1도에 의하면, 본 발명의 특징이 포함된 복강경 기기(10)가 도시되어 있다. 이 복강경 기기(10)에는 손으로 파지 가능한 실린더형 기저부(12)가 있고, 이 기저부는 길이가 긴 접근관(14)에 고정되어 있다. 접근관(14)은 종양성 조직의 검출 및 위치 특정을 목적으로 하는 복강 영역에 접근시키기 위한 것으로서 외과 의사에게 편리한 길이로 되어 있다. 이 길이는 예를 들면 약 14 인치(36cm)일 수 있으며, 선단(16)에까지 연장된다. 이 선단(16)으로부터 안쪽에는 전체적으로 부호 18로 나타낸 검출기 지지부가 있고, 이 검출기 지지부는 선 20으로 나타낸 결합부 또는 접합부까지 연장된다. 접근관(14)은 실린더형으로서, 종전의 직경 12mm의 캐눌라 도입구를 통해 삽입하기에 적당하도록 예를 들어 외경이 11mm이다. 그러나, 이 실린더형 형상은 선단(16)까지 연장되지만, 기기(10) 내에 설치된 검출기 결정은 여기에 충돌하는 방사선을 측방 관찰(side looking)의 형식으로 평가하도록 제공된다. 이 방사선의 검출은 검출기 지지부(18)에 배치되어 있고, 주변 형상이 어느 정도 길이가 긴 장방형으로 나타나 있는 평면 또는 평평한 윈도우(22)를 통해 이루어진다. 윈도우(22)와 떨어져 있는 것으로 보이지만 가까이 인접한 결정 검출기는 신호 처리 및 제어 회로에 의하여 작동되는데, 이 회로는 궁극적으로 손으로 파지 가능한 기저부(12)에서 연장된 가요성 피복 케이블(24)을 경유하여 기기(10)에 콘솔이 설치된 연결기(도시하지 않았음)를 통해 연결되어 있다. 일반적으로, 상기 제어 및 신호 처리 소자는 케이블(24)과 접속되고, 무균 상태의 수술 영역 밖에 배치된다. 그러나, 수 개의 신호 처리 소자는 복강경 기기(10) 그 자체에 배치할 필요가 있다. 또한, 제2도를 보면, 결정 봉입 구조는 검출기 지지부(18)의 접근관(14)에 있는 접근관(14) 내부에 연결되어 있다. 제2도에는 가상선 26으로 그 결정 봉입 구조 전체가 도시되어 있다. 결정 봉입 구조(26)와 인접하여 배치되는 것은 부호 28로 나타낸 예비 증폭단이다. 접근관(14) 내부의 통로의 크기에 대한 제약에 따라, 기기(10)의 예비 증폭 기능은 2개의 부재로 나누는 것이 적합하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 전방 예비 증폭단(28)은 결정 봉입 구조(26)와 인접하여 배치되는데, 이 전방 예비 증폭단(28)은 예를 들면 파단선 30으로 나타낸 피복 케이블과 함께 파단선 32로 나타내고 파지용 기저부(13) 내에 장착되는 최종 예비 증폭단과 접속되어 있다. 케이블(24)는 최종 예비 증폭단(32)과 전기적으로 연결되어 있다.
제3도 및 제4도를 보면, 결정 봉입 구조(26)의 구조가 상세하게 도시되어 있다. 이들 도면에 있어서, 감마(γ)선을 약화시키도록 선택된 납(納)과 같은 물질로 이루어진 결정 봉입 구조(34)는 검출기 지지부(18)에 있는 접근관(14)의 통로내에 삽입되어 있다. 이 결정 봉입 구조(34)는 평평하게 잘려진 상면(36)과 계단 모양으로 내려가 있는 표면부(38)를 가진 전체가 실린더형으로 나타나 있다. 평탄한 상면(36)으로부터 안쪽에 형성되어 있는 것은 장방형으로 결정된 수용 및 지지 공동(40)이다. 결정 봉입 구조(34)는 접근관(14)의 분리된 실린더형 선단 부재(42) 내에 배치되는 것으로 나타나 있다. 이 경우, 선단 부재(42)는 윈도우면(22)을 형성하도록 평평한 구조를 나타내고 있으며, 접근관(14)의 선단에 마련된 계단 모양의 표면(44)(제3도) 위에 활주 가능하게 설치된다. 상기 계단 모양의 표면(44)에 대한 이 선단 부재(42)의 보유는 예를 들면 도전성 에폭시 시멘트를 사용하여 행한다. 이 경우, 그 선단 요소(42)의 연접은 접근관(14) 내에 형성된 통로(46) 내에 체액이 누출되지 않도록 행하여야 한다. 결정 봉입 구조(34)의 평평한 상면(36)은 선단 부재(42)의 윈도우(22)의 하면과 매우 인접하여 이격되어 있다. 이와 같은 인접 배치에 의해서 방사선 응답성 결정을 가능한 한 윈도우(22)에 가까이 배치할 수 있다. 제3도는 결정 봉입 구조(34)에 형성된 개구부 또는 도관(48)을 도시하고 있는데, 이 도관은 결정 봉입 구조(34)의 배면의 개구부(50)로부터 공동(40)의 저면에 형성된 상응하는 개구부(54)까지 연장되어 있다.
제3도 내지 제5도와 관련하여 전술한 구조는 감마선, 특히 본 발명이 목적으로 하는 외과 수술용의 에너지 레벨이 매우 낮은125I로부터 방출되는 감마선으로 표지된 위치 특정제를 검출용으로 사용하기 위한 것이다. 이러한 목적에는 카드뮴-아연-텔루라이드 검출용 결정이 이용된다. 이러한 결정은 오로라 테크놀로지스 인크.(Aurora Technology, Inc.)(캘리포니아주 산디에고시 소재)에 의하여 시판되고 있다. 본 발명의 복강경 기기에 있어서 검출용 결정은 카운팅 효율을 증가시키는데 충분한 크기의 표면적을 가지는 것이 좋다. 그러한 활성 표면적은 종래의 RIGS 외과 수술법에서 사용되는 전방 관찰형 결정 봉입 구조의 표면적과 균등한 것이 좋다. 이러한 필수적인 표면적을 달성함과 동시에 필연적으로 제약을 받는 기기의 직경을 유지하려면, 접근관(14)의 중심 축선(62)에 평행한 길이 방향 치수의 장방형 카드뮴-아연-텔루라이드 결정(60)을 이용한다. 카드뮴 텔루라이드 결정은 마이크로폰(압전기) 효과를 나타내기 때문에, 그러한 목적으로 결정을 봉입하기 위해서는 마찰에 의해 발생되는 노이즈나 결정을 봉입하는 환경으로부터 결정(60)에 또는 음향 노이즈 등이 전달됨에 의하여 발생되는 노이즈가 확실히 회피되도록 할 필요가 있다. 마이크로폰 효과에 의하여 유도된 노이즈를 회피하면서 전술한 필수적인 결정 봉입을 달성하려면, 공동(40)을 먼저 전기 절연성의 중합체층(64)으로 피복한다. 이 중합체층(64)은 중합 탄화수소의 C 연결쇄가 Si-O 연결쇄에 의해 치환된 엘라스토머인 실리콘 고무라고 통칭하는 실리콘으로 형성되는 것이 바람직하다. 전술한 실리콘 고무는 예를 들어 상표명 실라스틱(SILASTIC)으로 시판되고 있다. 이 경우, 상기 중합체층(64)은 통상의 탈형제가 도포되어 있는 장방형금형을 사용하여 장방형 용기로서 성형시킬 수 있다. 예를 들면 60v에서의 소정의 전기적 바이어스는 제3도의 회로판(70)과의 연결부로부터 통로(48)의 개구부(50)를 통해 공동(40) 내의 개구부(54)까지 연장되어 있는 여러 가닥의 와이어(68)를 포함하는 전기 접촉 구조에 의해 결정(60)의 배면(82)에 가해진다. 제4도에서 전체적으로 부호 72로 도시한 바와 같이, 상기 여러 가닥의 와이어는 개구부(54)로부터 중합체층(64) 위에 퍼져(spread out)있다. 그 밖에, 공동(40)의 저면에 있어서 전기 절연성 중합체층(60) 위에는 도전성 쿠션층(74)이 배치되어 있고, 여러 가닥의 와이어(72) 및 중합체층(64)의 상면에 배치된 저면이 있는 도전성의 쿠션층(74)이 배치되어 있다. 마이크로폰 효과로 발생되는 노이즈를 회피하기 위해, 쿠션층(74)의 하면(76)은 열안정성이 있는 실리콘 고무의 상면에 접착된다. 이러한 목적으로 추가량의 실라스틱을 사용할 수도 있다. 전기 절연성이 있는 엘라스토머 접착제는 장시간 및 고온 조건에 걸쳐 그 탄성을 보유하는 것이 유리하다. 이와 같이 도시된 장치를 사용하면, 전기적 바이어스와 전하의 전달과 관련한 전기적 통신은 접촉점인 와이어(72)로부터, 상기 도전성 쿠션층(74)의 상면(78)까지 부여된다. 도전성 쿠션층(74)은 유효한 도전체로 변화시키는 데 필요한 정도로 탄소가 채워진 테플론(TELFLON) 부직포로서 제공되는 것이 좋다. 이 재료는 신장(伸張)된 탄소 함유의 고결정질의 미소결 폴리테트라플루오로에틸렌이며, 상표명 고어텍스(GoreTex)로 시판되고 있다.
카드뮴-아연-텔루라이드 결정(60)의 하부 하면 또는 배면(82)은 도전성 쿠션층(74)의 상면(78) 위에 자유로이 맞닿는 상태로 배치되어 있다. 실리콘 접착제의 일부가 결정(60)의 가장자리 주위로 이동함으로써 유효한 효과를 얻을 수 있는 경우 이외에는 이러한 접합 방법에는 접착제가 이용되지 않다. 이러한 배치에 의하여 결정(60)의 상면(84)은 윈도우(22)의 하면과 인접하여 배치되게 되는 것이다. 결정(60) 및 관련된 결정 봉입 구조의 조립체를 정위치에 보유하려면, 탄성 변형이 가능한 얇은 시이트(86)를 결정(60)의 상면(84)을 비롯한 그 조립체 위에 펼쳐 덮는다. 이 시이트는 결정을 하방으로 압박하여 장치 성능을 개선시킨다. 상기 얇은 시이트(86)는 탄소가 충전된 고무로서 제공될 수 있으며, 따라서 결정(60)의 상면(84)에 필요한 접지 상태를 부여하는 제2의 역할을 한다. 이 경우 유의할 사실은, 결정(60) 위에 시이트(86)를 펼쳐 덮을 때, 그 시이트는 제3도에서 도시된 결정 봉입 구조(34)의 전방부 또는 선단부(90)에서 기계 나사와 와셔의 조합체(88)에 의해 고정된다는 점이다. 유사한 방식으로, 시이트(86)의 타단부는 제3도와 제4도에 도시된 기계 나사와 와셔 장치(92)에 의해 결정 봉입 구조(34)의 표면(38)에 고정된다. 접지 상태는 납으로 된 결정 봉입 구조(34)로부터 시이트(86)에 전달되고, 상기 결정 봉입 구조는 전방의 예비 증폭단(28)으로 된 결정 봉입 구조를 통해 접지부에 접속된다. 회로판(70)은 나사(94)에 의하여 결정 봉입 구조(34)의 표면(38)에 부착되어 있는 것으로 도시되어 있다.
본 발명에 의한 복강경 기기(10)의 검출기 지지부(18) 내에 결정(60)이 봉입되면, 그 결정(60)의 상면(84)은 음향 또는 진동에 의하여 생기는 노이즈를 피하기 위해 매우 작은 간극(96)만큼 윈도우(22)의 하면으로부터 이격된 위치에 있다. 그러나, 윈도우(22)의 외면으로부터 결정(60)의 상면까지의 거리는 매우 작고, 예를 들어 2mm 이하이다. 이에 의하여, 결정(60)의 상면(84)을 검사 대상인 조직에 매우 인접한 위치에 배치할 수 있다. 조사 대상 조직에 상기 결정을 전술한 바와 같이 인접 배치하는 것을 더 가능하게 하는 것은 실질적으로 실린더형 기기(10) 내에 윈도우(22)가 평면성이기 때문이다. 기기(10)의 작동 목적을 위하여 이와 같이 거리를 설정하는 일은 관련된 방사선 레벨이 낮다는 점과 전술한 방사선 전파의 근사 역제곱 관계의 관점에서 볼 때 매우 중요하다. 제6도를 일견하면, 가능한 방사선원으로부터의 거리와 관련한 복강경 기기(10)의 감도가 도시되어 있다. 제6도는 1 마이크로큐리 방사선(129I)을 이용하여 얻은 곡선(100)을 나타내고 있다. 상기 방사선원은 결정(60)의 상면(84)으로부터 서서히 멀어지고 있다. 윈도우(22)의 상면에 방사선원을 올바로 배치하는 것과 등가인 2mm 거리에서의 카운트 값은 약 3,000 카운트/초라는 사실을 알 수 있다. 그러나, 곡선(100)에 의해 윈도우(22)에 가장 근접한 초기 카운트 값은 방사선원에서 약 4mm의 가까운 거리에서는 2,000 카운트/1초까지 떨어진다는 것을 알 수 있다. 이 급격한 카운트값의 저하는 윈도우(22)의 평면성의 중요성 및 결정(60)의 상면(84)의 인접 배치의 중요성을 나타내고 있다.
결정(60)을 측방 관찰 방향으로, 즉 복강경 기기(10)의 축선(62)과 실질적으로 평행하게 배치하는 효과는 종래의 복강경법과 비교함으로써 알 수 있다. 제7도에는 인체 하부도의 개략도가 도시되어 있다.
제7도에 있어서, 늑골 부근에 간장(112)이 위치하는 수평의 인체(110)가 묘사되어 있다. 이 부위에 있어서, 간장(112)의 문맥(門脈) 주위에는 관련된 림프 결절이 있는 간위막(肝胃膜)이 있다. 이 림프 결절은 최근의 RIGS 시스템을 사용하는 부분으로서 실제로 흥미를 끄는 대상이다. 간장(112) 아래에 있는 것은 결장이다. 결장의 길이는 120~220cm이다. 상행(上行) 결장(114)은 장골와(腸骨窩)로부터 간장(112)의 내면까지 연장되어 있다. 횡행(橫行) 결장(116)은 하행(下行) 결장(118)까지 연장되어 있고, 다시 S자형 결장(120)까지 연장되어 있는데, S자형 결장은 장간막에 의해 현수·지지되어 있다. 제7도에서는, 복강경 기기(10)가 배꼽 아래에 배치한 캐눌라(122)에 삽입된 상황이 재현되어 있다. 기기(10)의 검출기 지지부(18)는 종양 부위(124)를 횡방향 또는 종방향으로 어느 정도 수평으로 스캐닝하는 상태로 도시되어 있으며, 배꼽 위쪽의 캐눌라(128)에 삽입된 복강경 또는 비디오 카메라(126)에 의해 관찰된다. 기복 후의 그 밖의 도입구는 신체(110) 내에 개방될 수 있다. 따라서, 외과 의사가 복강경 기기(10)를 그의 기저부(12)에서 파지하여, 외과 수술실에 인접하여 배치된 비디오 모니터에 있는 2차원 컬러 텔레비젼으로 관찰하면서 검사 부위의 주위에서 조작할 수 있다.
제8도는 제7도에서 나타낸 바와 같이 동일한 부호를 사용하여 표시한 신체와 관련하여 행하는 동일한 검사를 보여주고 있다. 상기 검사 방법에 있어서, 복강경 기기(10)는 배꼽 아래에 배치된 캐눌라(140)에 삽입되지만, 하행 결장(118), 특히 종양 부위(142)에 관해 스캐닝할 수 있도록 배치되어 있다. 텔레비젼 모니터를 통해 스캐닝 수술을 관찰하려면, 복강경 카메라(126)를 캐눌라(144)를 통해 종양 부위(142)를 스캐닝할 때 복강경 기기(10)의 검출 지지부(18)가 관찰되도록 위치를 정할 수 있다. 이러한 검사 과정 중에는 복강경 기기(10)의 회전 방향의 위치를 영상으로 하여 판독하는 것이 바람직하다. 제9도에는 가는 선(146)이 검출 지지부(18)를 포함하는 접근관(14)의 배면에서 그의 길이 방향을 따라 새겨진 것이 나타나 있다. 이 가는 선(146)은 비디오 카메라(126)에 의해 관측될 수 있고, 외과 의사가 체강 외부에서 관찰할 수 있도록 기저부(12)까지 연장되어 있다. 상기 선(146)은 평탄한 윈도우(22)의 중심과는 반대쪽에서 복강경 기기를 따라 마련된다.
제10도를 보면, 전술한 횡방향 스캐닝 및 종방향 스캐닝에 관한 복강경 기기(10)의 출력이 각각 곡선(148)과 곡선(150)으로 나타나 있다. 제6도와 관련하여 설명한 것과 동일한 방사선원 및 일반 설정 조건이 실험적 설정에 사용되었다. 복강경 기기(10)에 사용된 카드뮴 텔루라이드 결정(60)의 치수는 7mm×14mm이다. 횡방향 스캐닝에 대한 곡선(148)을 얻으려면, 방사선원을 윈도우(22)의 중심 위치로부터 그의 면을 따라 밖으로 이동시켜야 한다. 명확한 거리 0에 위치하는 이 중심 위치는 카운트/초의 양으로 발생된 출력에 다소 명확한 피크를 나타내는데, 그 피크는 결정의 폭 방향의 치수가 작다는 것으로부터 예측될 수 있다. 또, 곡선(150)을 얻으려면, 프로브의 외부 선단(16)을 0 위치로 설정한다. 그러면, 곡선(150)은 곡선(148)에 관련하여 시프트(shift)되고, 카드뮴 텔루라이드 결정(60)과 길이 방향의 치수가 비교적 큰 것에 대응하여 피크 폭이 넓은 응답을 나타낸다.
제11a도 및 제11b도에 복강경 기기(10)에 사용되는 신호 처리기 및 제어 회로(151)를 나타내는 블록 다이아그램이 나타나 있다. 제11a도에 있어서, 사용되는 결정, 예를 들어 방사선 표지된 결정(60)은 그 일면이 선(157)에 의해 접지되어 있고, 반대쪽의 바이어스된 면은 선(158)과 선(159)을 통해 블록 160으로 나타낸 바이어스 필터에 연결되어 있다. 이 바이어스 필터(160)는 전술한 전방 예비 증폭단(28)(제11a도에서 동일한 부호의 파선으로 둘러싸여 있음)의 일부이다. 바이어스 필터(160)로의 입력은 최종적으로 케이블(24)에 의하여 인가되고(제1도), 제11a도에는 동일한 부호의 케이블(24)을 통해 인가되는 것으로서 선(161)으로 표시되어 있다. 선(158)은 제3도에서 표시된 선(68)에 대응하며, 결정(60)의 내배면에 대해 적당한 바이어스(예, 60v)를 공급하는 기능을 한다. 이 바이어스는 제11b도에서 블록 162로 나타낸 전원으로부터 라인(163)을 통하여 공급된다.
결정(60)에서 나오는 선(158)은 제1 예비 증폭단(28)의 적분단(164)까지 연장되는 것으로 도시되어 있다. 검출된 방사선 외란 신호 또는 전하에 의해 분류되는 신호의 적분값은 선(165a)에 의해 드라이버 증폭 회로망(166)에 공급된다. 그 밖에, 선(165a)은 제2도와 관련하여 언급된 바와 같이 접근관(14)의 통로(46)을 통해 기저부(12) 내의 제2 예비 증폭단(32)까지 연장되어 있는 피복 케이블(30)의 일부이다. 또, 케이블(30)은 선(165b)과 선(165c)에서 각각 접지되고, +12v 전원에 접속된다. 선(165c)으로 표시된 12v 전원은 전원(162; 제11b도)으로부터 선(167; 제11a도)을 경유하여 드라이버 증폭단(166)에 공급되고, 상기 선(167)은 프로브 전류 회로망(168)에 접속된다. 회로망(168)은 선(169)으로 표시되는 마이크로컴퓨터 제어하에서, 예를 들어 복강경 기기(10)가 미국 특허 제4,801,803호에 설명한 바와 같은 콘솔계 제어 시스템(도시하지 않음)에 적당하게 접속되었는지의 여부를 판정하기 위한 신호를 발생한다. 이중 예비 증폭단(32)에 대한 12v 전원의 공급은 케이블(24)과 선(171)을 통해 드라이버 증폭단(166)에 접속된 선(170)에 의하여 행한다.
또한, 복강경 기기(10)에 대한 접지는 제11a도에 있어서 케이블(24)까지 연장되고 선(173)을 통해 드라이버 증폭단(166)까지 연장된 선(172)으로 나타낸 전원 블록(162)으로부터 가해진다.
드라이버 증폭단(166)의 출력은 케이블(24)을 거쳐 연장하는 선(175)을 통해 평준화 증폭 회로망(176)의 입력 단자에 가해진다. 평준화 증폭기 회로망(176)은 주어진 복강경 기기(10)에 노이즈 특성, 즉 스케일을 증폭 또는 감쇠하여, 그 값을 평준화하거나 후의 비교단에 대해 일정한 상태로 유지시키는 기능을 한다. 예를 들어, 일반적으로125I를 사용하는 시스템에 있어 27Kev의 에너지 레벨의 감마선에 의하여 발생되는 펄스는 노이즈의 레벨보다 약 5배 높다. 표준화 증폭 회로망(176)은 이러한 노이즈의 레벨을 몇 가지 규정 레벨(예컨대, 200mv)로 설정하고, 그 결과 얻은 비례하는 유효 감마선 관련 펄스는 비교 기능을 확실하도록 약 1v 높은 값이 되게 한다. 증폭 회로망(176)은 선(178)을 통해 디지탈-아날로그 변화 회로망(177)으로부터 제어되는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 변환 회로망(177)은 제11b도에 도시된 바와 같이, 마이크로컴퓨터 회로망(180)에 접속된 선(179)로부터 제어된다. 증폭 회로망(176)으로부터 발생된 평준화 출력은 선(181)과 선(182)을 따라 노이즈 평균화 회로(183)에 공급된다. 이 회로망(183)은 주어진 복강경 기기(10)를 포함하는 시스템의 노이즈에 대한 평균 진폭값을 판정하여 마이크로컴퓨터 회로망(180)에 의하여 전술한 바와 같이 정보로서 사용되는 대응하는 신호를 선(184)에 출력한다(노이즈 앰프로 기능한다). 이러한 정보는 평준화 증폭 회로망(176)에 사용되는 것 이외에, 비교 기능을 위한 낮은 윈도우 값을 발생하는 데에도 사용될 수 있다.
또, 선(182)은 선(186)을 거쳐 펄스 획득 회로망(188)까지 연장·접속되어 있다. 이 회로망은 마이크로컴퓨터 회로망(180)에 의해 동작시 선(186)에 주어진 펄스의 최고 진폭 최고값을 얻도록 기능한다. 이 정보는 주기적으로 선(190)에 의해 마이크로컴퓨터 회로망(180)에 전송된다. 피크 검출기의 종류를 나타낼 때, 그 회로망을 스냅샷(snapshot) 회로라고 부르는 때도 있다. 또한, 선(182)은 선(192)으로부터 완충 증폭기 회로망(194)에 접속되어 있는데, 이 회로망은 수신한 펄스, 예컨대 콘솔(도시되지 않음)에 있는 시스템에 사용되는 출력을 선(196)에 공급한다.
제11b도에 도시된 바와 같이 선(181)은 선(198)을 통해 상부 윈도우 비교기(20)와 하부 윈도우 비교기(202) 중의 어느 하나의 입력 단자에 접속된다. 하부 윈도우 비교기(202)의 회로망에 의해 사용되는 비교용 역치[문턱값]은 선(204)을 통해 제공되는데, 바람직하게는 선(184)에 의해 발생된 노이즈 진폭 신호보다 약간 높은 레벨로 마이크로컴퓨터 회로망(180)의 논리[로직]에 의해 제공된다. 물론, 이들 윈도우의 설정은 수동으로 행할 수 있다. 유사한 방식으로, 유효한 방사선의 상호 작용을 수용하는 상부 윈도우 회로망의 역치는 대응하는 선(206)으로부터 설정된다. 이러한 역치 설정은 펄스 획득 회로망(188)으로부터 얻은 정보로부터 행하여진다.
제11a도에 있어서, 상부 윈도우와 하부 윈도우 회로망의 역치 선택은 디지탈-아날로그 변환 회로망(177)을 제어하는 마이크로컴퓨터 회로망(180)의 제어하에 실행된다. 예컨대, 256 단계의 여러 가지 진폭으로 이루어진 출력을 발생하는 것은 아날로그-디지탈 변환 회로망(177)의 특징이다. 단계적인 증가율은 발생되는 전압 범위에 걸쳐 다소 변화한다. 따라서, 상기 변환 회로망(177)의 출력은 각각 선(208)과 선(210)을 따라 방형화(方形化; squarer) 회로망(212,214)에 도입된다. 이들 회로망은 선(208)과 선(210)의 전류 출력을 방형화하는 기능을 하며, 따라서 선(204)과 선(206)에서의 역치를 결정하는 출력의 증가율을 균일화해준다.
제11b도를 보면, 비교기 회로망(200) 및 (202)의 출력은 주어진 역치보다도 높거나 낮은 후보 펄스를 나타내며, 각각 선(216) 및 선(218)을 따라 UW 펄스 및 LW 펄스로 표시되어 있다. 이들 선(216)과 (218)은 실시간(實時間) 펄스 식별 회로망(220)에 접속되며, 불린(Boolean) 논리를 실행하여 유효 펄스의 존재 유무를 판정한다. 유효 펄스는 선(222)을 통해 마이크로컴퓨터 회로망(180)에 공급된다.
상기 마이크로컴퓨터 회로망(180)은 다수의 작동 모드하에 작동되고, 외과 의사가 종양성 조직의 위치를 특정하여 종양성 조직을 식별할 수 있도록 보조하는 청각 출력과 시각 출력을 발생한다. 청각 출력의 경우, 선(224) 및 음량 제어 회로(226)로 나타낸 바와 같이, 음량 제어 기능은 선(228)과 솔리드-스테이트형(solid-state form)의 전위차계(230)로 제어되는 진폭 변이로서 제공될 수 있다. 전위차계(230)에 대한 제어는 선(229)에 의하여 실행된다. 또한, 사이렌(siren)형의 주파수 변동은 선(232)을 통해 오디오 증폭 회로(234)에 제공되고, 선(238)을 통해 스피커(236)를 구동시킨다. 상기 사이렌형의 장치가 설치되기 때문에, 스피커(216)로부터의 주파수 출력은 복강경 기기(10)가 고농도의 방사선 부위에 근접 이동됨에 따라 증가한다. 물론, 작동자의 선택에 의하여 통상의 클릭과 경적(beep)을 사용할 수 있다.
마이크로컴퓨터 회로망(180)은 버스(240)와 블록(242)으로 나타낸 입출력 회로망을 어드레스하는데, 이 입출력 회로망은 버스(244)로 나타낸 바와 같이 여러가지의 펄스 카운트를 출력할 뿐만 아니라 음량 레벨, 펄스 높이, 노이즈 레벨, 배터리 잔량을 나타내는 출력을 발생하는 기능도 한다. 이들 출력은 시각적 디스플레이(245)에서 시각 정보로 나타난다. 이와 유사하게, 입출력 회로망(242)은 제어 시스템에 이용되는 블록(241)과 입력 버스(243)로 나타내는 바와 같은 스위치 등의 적당한 스캐닝을 행한다. 소정의 카운팅 작동 중에, 마이크로컴퓨터 회로망(180)은 선(248)으로부터 발광 다이오드 드라이브 회로망(246)을 제어하는 기능을 한다. 상기 드라이브 회로망(246)은 선(250)으로 표시되는 입력을 발광 다이오드(LED) 디스플레이(251)에 입력을 출력하는 것으로 도시되어 있다. 상기 제어 시스템에는 종래의 일련의 출력 출구(252)가 마련되는데, 이 출력 출구(252)는 선(254)을 통해 마이크로컴퓨터 회로망(180)으로부터 어드레스되고, 버스(256)로 도시한 입력 및 출력 요소를 구비하고 있다. 또한, 마이크로컴퓨터 회로망(180)의 기능과 버스(260)의 기능과 관련하여 비휘발성 메모리(non-volatile memory)가 있는 실시간 클록-캘린더(258)를 마련해도 좋다. 나아가, 마이크로컴퓨터 회로망을 사용하여 전원(162)의 성능을 모니터할 수도 있다. 이는 마이크로컴퓨터 회로망이 블록 262에 나타낸 버스(264)와 버스(266)에 의해 접속된 멀티플렉서와의 상호 작용에 의하여 수행되는 것으로 도시되어 있다. 또한, 상기 전원은 선 268로 나타낸 회로망의 논리 레벨 요소에 대해 +5v의 전원을 제공하고, 선(270)에 -5v의 전원을 제공함과 동시에, 디스플레이를 구동시킬 목적으로 선(272)에 -9v의 전원을 제공하며, 최종적으로 예비 증폭 아날로그 회로에 기준치 입력을 제공하기 위해 선(274)을 통해 2.5v의 기준 전원을 제공한다.
제11a도에 돌아가 보면, 마이크로컴퓨터 회로망(180)은 디지탈-아날로그 변환 회로망(177)에도 역시 순간적인 펄스 속도에 상응하는 입력을 제공하는데, 이 정보는 선(278)을 통해 펄스 속도 증폭 회로망(276)에 전송된다. 그 결과 발생된 선(280)으로 나타낸 출력은, 예를 들어 콘솔상의 적당한 위치에 제공된다. 상기 회로망(276)은 시스템 중에서의 하류쪽 요소를 시험하기 위한 교정(較正) 펄스를 생성시키는 데 사용될 수도 있다. 따라서, 마이크로컴퓨터 회로망(180)은 디지탈-아날로그 변환 회로망(177)을 통해 증폭 회로망(276)에 소정의 펄스 레벨을 제공한다. 그 결과 발생된 선(282)의 출력은 블록(284)에서 선택적으로 스위칭되어, 선(286)에서의 마이크로컴퓨터 입력으로부터 선(288)에서의 교정 펄스까지의 펄스폭을 정한다.
제12도를 보면, 복강경 기기(10)에 사용된 2단계 예비 증폭단은 전체적으로 부호 290으로 나타나 있다. 예비 증폭단(290)에는 피복 케이블(30)에 의해 전체적으로 부호 32로 나타낸 제2 단계에 접속된 전술한 전방 예비 증폭단(28)이 포함된다. 예비 증폭단(290)은 방사선 검출용 결정(60)과 공동으로 동작하고, 전술한 바이어스 필터(160)와 적분단(164)도 역시 포함하고 있다. 피복 케이블(30) 요소는 제11a도의 선(165a)~(165c)으로 나타내었다. 전술한 바와 같이, 바이어스는 선(161)으로부터 제공된다. 상기 바이어스는 저항기(R1), 저항기(R2) 및 축전기(C1)로 이루어진 바이어스 필터(160)를 통해 결정(60)의 일면에 제공된다. 축전기(C1)는 바이어스를 전달하는 선 내에서 발생할 수 있는 임의의 가짜 노이즈(spurous noise)를 제거하는 국부 필터(local filter)를 제공한다. 결정(60)의 반대면은 전술한 선(165b)으로 나타낸 접지와 접속된다. 저항값이 크고(예를 들면, 약 50MΩ), 결정 바이어스 저항기(R2)는 이 저항값은 결정으로부터 전류의 변동을 회피하도록 선택된다. 적분기(164)에 대한 입력 신호는 N-채널형의 접합전계 효과 트랜지스터(JFET)(Q1)의 게이트 입력 단자에 결합 축전기(C2)를 통하여 제공된다. 선(292)은 또한 라인(294) 및 바이어스 저항기(R3)을 거쳐 접지(165b)에 접속된다. 저항기(R3)의 저항값은 저항기(R2)의 저항값에 대응하도록 선택되는데, 신호 흡수를 회피하기 위하여 약 200MΩ으로 하는 것이 좋다. 일반적으로, 상기 저항기(R2)에 대한 저항값은 약 10 내지 10,000MΩ 범위에서 선택된다. 적분기 요소인 트랜지스터(Q1)는 표유용량(標遊容量)으로 기능하고, 또한 실제로 소스 플로워(source follower) 전하 증폭기로서 기능하는데, 그 목적은 낮은 전류 및 낮은 노이즈에 적합한 매우 높은 임피던스 게이트로부터 임피던스의 변환을 달성하기 위한 것이다. 일반적으로, JFET 구조는 본 발명의 복강경 기기에 적합한 작동 조건인 실온에서 최저 전류 노이즈를 나타낸다. 나아가, 이들은 고주파수 응답(광대역폭)과 고증폭 계수 또는 높은 상호 콘덕턴스를 나타낸다. 후자의 관점에서 보면, 상기 JFET는 선(296)의 소스 단자에 큰 전류 변화를 일으키기 쉽다. 상기 선(296)은 소스 부하 저항기(R4)를 통해 접지 선(165b)까지 연장되어 있다. 저항기(R4)는 직류 전류 회귀 장치로서 기능한다. 트랜지스터(Q1)의 드레인 단자는 선(165c)을 통해 +12v 전원에 접속되어 있는데, 이 단자는 축전기(C4) 및 저항기(R5)로 이루어진 필터에 의해 분리되거나 절연된다.
선(165a)에서 예비 증폭단(28)의 전하에 의해 분류된 출력은 케이블(30) 및 선(165a)을 따라 NPN형의 양극성(兩極性) 트랜지스터(Q2)의 베이스에 전송된다. 트랜지스터(Q2)는 전압을 증폭시키는 기능을 하는데, 이러한 기능 때문에 실온에서 저전압 노이즈 특성을 나타내도록 단일의 양극성 소자가 선택되어 있다. 또한, 이러한 소자는 대응하는 전계 효과 트랜지스터에 비해 보다 높은 증폭 계수를 가진다.
트랜지스터(Q2)로 얻을 수 있는 증폭의 정도는 그것의 이미터 및 콜렉터에 관련된 임피던스, 즉 콜렉터 부하 임피던스를 이미터 임피던스로 나눈 값과 관계가 있다. 도시된 구성에 있어서, 트랜지스터(Q2)의 이미터는 선(298)과 저항기(R6)을 통해 접지되어 있고, 또 선(298)과 선(300)을 거쳐 축전기(C5)를 통해 바이-패스되어 접지된다. 축전기(C5)는 소정의 주파수에서 약 25Ω의 비교적 낮은 임피던스를 나타낸다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 선(302)을 통해 +12v의 전원에 접속된다. 선(302)은 저항기(R8)와 병렬로 된 저항 값이 비교적 높은 저항기(R7)과 연결되어 있다. 이득(gain)을 높이려면, NPN형의 트랜지스터(Q3)를 부트스트랩(bootstrap) 회로에 연결하여 트랜지스터(Q2)에 대한 유효 콜렉터 임피던스를 향상시킨다. 이 경우, 트랜지스터(Q3)의 베이스는 선(304)을 거쳐 선(302)에 접속되는 반면, 선(306)에서 이들의 콜렉터는 저항기(R9) 및 축전기(C7)로 이루어진 결합 해제 필터(decoupling filter)와 함께 전원 선(171)에 접속된다. 트랜지스터(Q3)의 이미터는 선(308)과 저항기(R10)에 의해 접지되고, 또 저항기(R11) 및 축전기(C6)를 가진 선(310)에 접속된다. 선(310)은 저항기(R7) 및 저항기(R8)의 중간 부분까지 연장되어 있다. 트랜지스터(Q3)는 이미터 폴로워(emitter follower)로서 기능하고 저항기(R7)와 저항기(R8) 사이의 접속부에 대하여 저항기(R11) 및 축전기(C6)를 통하여 부우스트랩의 방식으로 신호를 공급한다. 저항기(R11)는 예비 증폭단(290)이 2 단계로 분리됨에 기인하여 높아지게 되는 정(正)의 피이드백(feed back)을 감쇠시켜 이들을 저하시키도록 회로에 포함시킨다. 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)는 적분단(164)의 일부를 이루도록 고려할 수 있으나, 본 명세서의 목적상 이들 트랜지스터는 드라이버 증폭단(166)이라 부르는 증폭단 내에 포함된다. 선(308)의 신호는 저항기(R12) 및 축전기(C9)를 통해 PNP형의 트랜지스터(Q5)와 관련된 증폭단의 하나의 요소를 형성하는 NPN형 트랜지스터(Q4)의 베이스에 공급된다. 이 교류(A.C.) 전압 증폭기는 소수의 소자를 포함하고 있을 뿐 아니라, 고이득 및 광대역 특성을 나타낸다. 결정(60)에서의 감마선의 상호 작용은 약 50KHz 내지 200KHz 범위의 주파수 변화 스펙트럼을 나타내기 때문에, 이 증폭 소자의 주파수 응답은 이에 응하여 조정된다. 예를 들면, 응답의 하이 엔드(high end)의 롤-오프는 선(308) 내의 저항기(R10)와 선(310) 내에 있는 축전기(C8)에 의해 설정된다.
트랜지스터(Q4)의 베이스에 대한 전압 바이어스는 선(312)을 거쳐 분할기 저항(R13)과 저항기(R14)에 의한 분할에 따라 전원으로부터 공급된다. 전원 전압의 약 ¼에 해당하는 상기 바이어스 입력은 저항기(R9)와 축전기(C7)에 조합된 필터에 의해 처리된다.
12v의 전원은 선(314) 내에 연결된 저항기(R15)와 함께 축전기(C10), (C12)로 이루어진 pi 필터에 의해 여과된다. 선(314)은 선(316)을 거쳐 트랜지스터(Q5)의 이미터까지 연장되어 있고, 저항기(R16)를 통해 트랜지스터(Q4)의 콜렉터 뿐만 아니라 그들의 기저부까지 연장·접속되어 있다. 이에 상응하여, 트랜지스터(Q4)의 이미터는 선(318), (320), (322)을 거쳐 저항기(R17)까지 연장되어 있고, 트랜지스터(Q5)의 콜렉터도 마찬가지로 저항기(R18)까지 연장되어 있다. 예비 증폭단(290)의 출력은 저항기(R19)에 마련된 전술한 선(174)에 공급된다. 상기 예비 증폭단(290)의 출력 이득은 저항기(R17)가 있는 저항기(R20)에 의해 설정되는 반면, 축전기(C11)는 증폭기 소자를 위한 저주파수 롤-오프의 설정을 보조한다. 고주파 롤-오프 특성은 저항기(R12) 및 축전기(C13)의 조합에 의해 더 보조하고, 축전기(C13)의 소자는 선(326)을 통해 선(324)과 접지 사이에 접속된다. 또한, 상기 예비 증폭단의 로 엔드(low end) 롤-오프 특성은 축전기(C5)와 저항기(R6)의 조합에 의해 더 보조된다.
RIGS 외과 수술법에 대해서는, 감마선을 방출하는 방사선 동위 원소 표지의 이용 외에도, 베타선을 방출하는 방사선 동위 원소도 역시 본 발명의 복강경 기기와 함께 사용될 수 있다. 그러나, 이 복강경 기기는 베타 방사선 방출 또는 양전자(陽電子)에 응답성인 반도체를 이용할 수 있다. 체내 수술용으로 사용하는 베타선 응답 장치는 예를 들면 미국 특허 제5,008,546호에 개시되어 있다.
이하의 설명에 있어서, 제2도 내지 제5도에 나타낸 구성 요소와 공통인 구성요소가 제13도 및 제14도에서도 동일한 부호로 나타나 있다. 복강경 프로브 기기를 이용하는 외과 수술법은 여전히 동일하지만, 베타선 응답 장치는 변경된다. 다만, 이 수술법은 동일한 지지 회로에 의하여 수행하는 것이 가능하다.
제13도 및 제14도를 보면, 복강경 기기(10)는 전술한 바와 같이 길이가 긴 얇은 회로판(340)과 함께 적어도 하나의 초기 단계를 가진 예비 증폭단(28)과 통로(46)를 포함하는 접근관(14)이 구비되어 있는 것으로 도시되어 있다. 여기서, 복강경 기기(10)의 검출기 지지부(18)는 다소 다르게 구성되어 있으며, 알루미늄 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있고, 접근관(14)의 단부에 표면(344)에 부착되어 있는 외부 실린더 지지 하우징(342)을 가지고 있다. 일반적으로, 본 실시예에 있어서 하우징(342)은 도전성인 에폭시 접착제에 의해 부착된다. 하우징(342)에는 선단(346)이 구성되어 있고, 부호 352에 나타낸 주위 가장자리에 의해 형성된 장방형 개구부(350)가 복강경 기기의 중심 축선(348)과 실질적으로 평행하게 상기 선단으로부터 안쪽으로 연장되어 있다. 이 개구부(350) 위에는 예를 들어 두께 4mil(약100μ)의 얇은 중합체로 된 커버(354)가 배치되는데, 이 커버는 하우징(342)의 내부에 불투명성을 부여하기 위하여 알루미늄으로 증착되어 있으나, 개구부(350)에 윈도우를 형성하고 있어 베타선에 대하여 실질적으로 투과성을 유지한다. 커버(354)는 예를 들어 상표명 마일러(Mylar)로서 시판되는 것과 같은 얇은 폴리에스테르로서 제공될 수 있다. 베타선 또는 양전자 방출에는 응답하지만 감마선에는 응답성이 없는 검출기 또는 결정 소자를 선택하는 것이 바람직하다. 그러한 소자는 PN 접합부에 의해 구성된 실리콘 결정으로서 제공될 수 있는데, 이 결정은 결핍층(depletion layer)을 유발하도록 역바이어스된다. 그러한 결정은 결정 봉입 구조(360) 내에 형성된 장방형 공간(358) 내에 배치된 상태로 제13도 및 제14도에서 부호 356로 나타나 있다. 결정 봉입 구조(360)는 2차 X선을 발생하지 않고, 베타선을 감쇠시키는 물질로 이루어져 있다. 따라서, 상기 결정 봉입 구조는 납과 같은 중금속이 아닌 플라스틱 등으로 구성되어 있다. 상기 결정 봉입 구조(360)의 구성에는 폴리카르보네이트가 사용될 수도 있다. 평평한 상면(362)을 갖는 결정 봉입 구조(360)는 전술한 결정 봉입 구조(34)와 매우 유사하며, 상기 상면(362)은 역시 나사 연결부(366)를 통해 길이가 긴 회로판(340)을 지지할 목적으로 부호 364로 도시한 바와 같이 한 계단 아래에 배치되어 있다. 전술한 실시예에서와 같이, 통로(368)은 복강경 기기(360)를 통해 통로(46) 내부의 개구부(370)로부터 공동(358)의 저면 중앙의 개구부(372)까지 연장되어 있다. 실리콘 결정(356)은 카드뮴 텔루라이드의 마이크로폰 노이즈 효과를 나타내지 않으므로, 결국 그 설치는 다소 간단하다. 이 경우, 예를 들어 전술한 바와 같이 금형 및 탈형제를 이용하여 공동(358)의 벽면을 따라 실리콘층 또는 실리콘 고무층(374)이 형성된다. 실리콘 결정(356)의 하면(380)과 바이어스 도선(376)의 접속은 도전성 접착제에 의하여 열압축 접착에 의해 행할 수 있다. 유사한 방식으로, 결정(356)의 상면(382)에의 접지 접속은 알루미늄 와이어(378)에 의해 행할 수 있다. 알루미늄은 X선 발생을 회피할 목적으로 사용되며, 열압축 접합에 의해 상면(382)에 접속시킬 수 있다.
본 발명의 범위에서 벗어나는 일이 없이 여러 가지 실시예가 가능하므로, 본 발명의 범위가 본 명세서의 기재 내용 및 첨부 도면 내용에만 한정되지 않는다는 사실을 주지하여야 한다.

Claims (15)

  1. 신체 부위 내에 삽입되도록 소정의 직경의 도입구가 있는 캐눌라를 통해 연장 가능하고 방사선이 방출되는 특정제가 존재하는 조직을 검출하기 위한 복강경 기기에 있어서, 손으로 파지 가능한 기저부와; 상기 소정의 직경의 도입구를 통해 활주 운동을 할 수 있는 치수를 설정하고, 상기 기저부에 고정되어 있으며, 상기 조직에 접근하도록 선택된 길이로 축선을 따라 선단까지 연장되며, 이 선단으로부터 안쪽으로 연장되고 상기 방사선을 투과하여 전달할 수 있는 실질적으로 평면인 측방 관찰형 윈도우를 포함하는 검출기 지지부를 갖는 길이가 긴 접근관과; 방사선 감쇠 물질로 이루어지고, 상기 검출기 지지부 내에 배치되어 있으며 내면을 가진 수용 공동(空洞)이 있고, 이 공동은 측방 관찰이 가능하도록 거의 평행하게 상기 윈도우에 인접하여 일정 간격을 둔 상태로 배치된 결정 봉입 구조와; 상기 수용 공동 내에 배치된 배면(rearward surface)과 상기 윈도우에 인접하여 일정 간격을 둔 상태로 배치된 측방 관찰형 전면이 있고, 실질적으로 상기 축선을 지나 횡방향으로 상기 윈도우를 경유하여 전달되는 방사선에 응답하여 출력을 발생하는 카드뮴 텔루라이드 결정과; 이 결정의 배면에 대하여 전기적 바이어스를 가함과 동시에, 상기 출력을 전달하는 도전성 접촉 수단과; 상기 결정의 전면에 전기적 접지 상태를 제공하는 접지 수단과; 상기 전기적 바이어스 및 접지 상태를 제공하고, 상기 출력을 받아서 전기적으로 처리하는 신호 처리 및 제어 수단을 포함하는 것이 특징인 복강경 기기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용 공동의 내면 위에 배치된 전기 절연성 중합체층과; 상면과, 상기 전기 절연성 중합체층 및 상기 전기 접촉 수단에 맞닿도록 배치된 하면이 있고, 상기 상면은 상기 결정의 배면과 자유로이 맞닿는 상태로 되어 있고, 상기 배면에 대해 상기 전기적 바이어스를 전달하는 도전성의 변형 가능한 쿠션층을 포함하는 것인 복강경 기기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전성의 변형 가능한 쿠션층의 표면 하면은 엘리스토머 접착제에 의하여 상기 접촉 수단 및 상기 중합체층에 접착되는 것인 복강경 기기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 결정의 전면 위에 인장 상태로 배치된 결정을 상기 도전성의 변형 가능한 쿠션층의 상면에 대하여 압박시킨 상태로 보유하는 얇은 엘라스토머 보유기를 포함하는 것인 복강경 기기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 엘라스토머 보유기는 상기 접지 수단의 하나의 구성요소이고, 상기 결정의 전면에서 접지 상태를 제공하는 얇은 도전성 엘라스토머 시이트를 포함하는 것인 복강경 기기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 결정은 상기 축선과 평행하게 종방향의 치수를 가진 가늘고 긴 장방형 형태인 것인 복강경 기기.
  7. 신체 부위에 삽입되도록 소정 직경의 도입구를 가진 캐눌라를 통해 연장가능하고, 위치 특정제가 방사선을 방출하는 조직의 위치를 특정하는 복강경 기기에 있어서, 손으로 파지 가능한 기저부와; 상기 기저부에 고정되고 상기 도입구를 통해 활주 가능한 치수를 설정하고, 상기 조직에 접근하도록 선택된 길이로 중심 축선을 따라 선단까지 연장되고, 내부로 연장되는 통로와 검출기 지지부를 갖고, 이 검출기 지지부는 상기 선단으로부터 안쪽으로 연장되어 상기 방사선이 투과하는 측방 관찰형 윈도우를 포함하는 길이가 긴 튜브 접근관과; 상기 검출기 지지부에 배치된 결정 수용부가 있고 상기 윈도우에 인접하여 상기 결정 수용부가 위치하는 결정 봉입 구조와; 상기 결정 수용부에 지지된 배면과, 상기 윈도우에 인접하여 일정 간격으로 배치된 전면을 갖고, 실질적으로 상기 축선을 지나 횡방향으로 상기 윈도우를 경유하여 전달되는 방사선에 응답하여 전하에 의해 분류된 출력을 발생하는 결정과; 상기 결정 배면에 대하여 전기적 바이어스를 가함과 동시에 상기 전하에 의해 분류된 출력을 전달하는 도전성 접촉 수단과; 상기 결정에 인접하여 상기 접근관내에 배치되며, 상기 전달된 전하에 의해 분류된 출력을 받아 증폭된 출력을 발생하는 입력 단자를 가진 하나 이상의 예비 증폭단과; 상기 증폭된 출력을 받아 상기 전기적 바이어스를 가하도록 상기 예비 증폭단에 접속된 일단을 갖고, 상기 통로를 따라 상기 기저부의 타단부 영역까지 연장되어 있는 전기적 전달 수단과; 상기 전기적 전송 수단의 타단과 접속 가능하고 상기 전기적 바이어스를 제공함과 동시에, 상기 증폭된 출력을 받아 전기적으로 처리하여 출력 신호를 제공할 수 있는 신호 처리 및 제어 수단을 포함하는 것이 특징인 복강경 기기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 윈도우는 평면이며, 상기 결정 전면을 상기 조직에 근접 배치하여 상기 방사선의 검출 성능을 증가시키도록 상기 결정 전면과 인접하여 일정 간격으로 배치시킨 내부를 가진 것인 복강경 기기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 예비 증폭단은 상기 접근관 통로 내에 배치되고, 상기 접촉 수단으로부터 상기 결정에 가해지는 전기적 바이어스를 필터링 함과 동시에 상기 전하에 의해 분류된 출력을 적분하도록 구성되어 있고, 상기 신호 처리 및 제어 수단은 상기 기저부에 인접되게 배치된 상기 전기적 전달 수단의 타단과 접속되어 상기 증폭된 출력을 보조적으로 증폭하는 제2 예비 증폭단을 포함하는 것인 복강경 기기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 예비 증폭단을 상기 손으로 파지 가능한 기저부 내에 배치되는 것인 복강경 기기.
  11. 제7항에 있어서, 상기 결정은 카드뮴 텔루라이드로 이루어지고; 상기 결정 봉입 구조는 감마선 감쇠 물질로 이루어지며; 상기 결정 봉입 구조의 상기 수용부는 내면이 있는 공동(空洞)과 상기 내면위에 배치된 전기 절연성 중합체층과, 상면과 상기 중합체층에 맞닿도록 배치된 엘라스토머 접착제에 의해 상기 중합체층에 접착된 하면을 갖는 변형 가능한 쿠션층을 포함하며, 상기 도전성 접촉 수단은 상기 중합체층과 상기 변형 가능한 쿠션층의 하면의 중간에 배치된 전방부를 가지며, 상기 엘라스토머 접착제에 의하여 상기 하면과 전기적 접촉 상태로 유지되고; 상기 결정의 배면은 상기 변형 가능한 쿠션층의 상면상에 인장 상태로 배치되고; 상기 결정을 상기 쿠션층의 상면에 대해 압박된 상태로 보유하는 얇은 엘라스토머 보유기를 포함하는 것인 복강경 기기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 엘라스토머 보유기는 상기 결정의 전면에 전기적으로 접지되도록 배치된 얇은 도전성 엘라스토머 시이트인 것인 복강경 기기.
  13. 제7항에 있어서, 상기 결정은 상기 축선에 평행한 종방향의 치수를 가진 길이가 긴 장방형 형태인 것인 복강경 기기.
  14. 제7항에 있어서, 상기 결정은 베타선에 응답하여 상기 전하에 의해 분류된 출력을 발생하도록 구성되며, 상기 결정 봉입 구조는 X선을 전파하지 않고 베타선을 감쇠시키도록 선택된 중합체 물질로 이루어진 것인 복강경 기기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 윈도우는 베타선을 실질적으로 전달하는 얇고 평평한 물질로 구성되며, 상기 결정의 전면을 상기 조직에 의해 배치하여 상기 방사선의 검출 성능을 향상시키도록 상기 결정의 전면과 인접하여 배치시킨 내면을 가진 것인 복강경 기기.
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