KR101223208B1 - 이상 조직의 하이브리드 진단 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진단 대상 조직의 이상 여부를 검출하여 상태를 진단하는 다양한 방법들 및 이를 지원하는 다양한 장치들을 개시한다. 본 발명의 일 실시예로서 하이브리드 조직진단장치는, 진단 대상 조직을 진단하기 위해 하이브리드 조직진단장치를 다자유도로서 조작하기 위한 다자유도 링크, 다자유도 링크의 일측에 구비되어 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위한 영상 정보를 획득하고 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하기 위한 영상유도촉진부, 1차 진단을 토대로 진단 대상 조직에 2차 진단으로써 조직 검사를 수행하기 위한 조직 검사부 및 다자유도 링크, 영상유도촉진부 및 조직 검사부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

Description

이상 조직의 하이브리드 진단 방법 및 장치{Method and Apparatus for Hybrid Diagnosis of Abnormal Tissue}

본 발명은 진단 대상 조직의 이상 여부를 검출하여 상태를 진단하는 다양한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이하 본 발명의 기술분야와 관련하여 일반적으로 사용되는 기술에 대하여 간략히 설명한다.

생체 조직 또는 진단 대상 조직에서 이상조직을 검출하기 위해 다양한 진단법이 사용되고 있다. 일반적인 진단 방법은 먼저 진단 대상자에 대한 혈액검사를 통해 이상 증상을 파악하고, 이상이 나타나면 촉진검사를 수행하거나 영상장치를 이용해서 이상 조직이 있는지 여부를 판단한다. 또한, 이상이 있는 것으로 의심되는 조직을 발견한 경우, 해당 조직에 대한 침생검 등 조직검사를 통해서 의심스러운 조직의 이상 여부를 진단한다.

혈액검사와 촉진검사의 결과에 따라서 이상이 있음을 발견하면, 영상 기법을 이용한 초음파 영상장치, 자기공명 단층 촬영장치 (MRI: Magnetic Resonance Imager) 또는 컴퓨터 단층 촬영장치 (CT: Computerized Tomography)를 이용하여 이상이 있을 것이라 예상되는 생체조직의 영상 정보를 획득하고, 이를 분석하여 조직의 병 유무를 진단한다. 이후, 미세도구를 이용하여 대상 조직을 직접 떼어낸 뒤 조직 검사를 통해 해당 조직의 이상 여부를 판단한다.

한편, 일반적으로 사용되는 주입방법으로써, 영상 기법이나 조직 검사를 통한 진단법은 대상 조직의 이상 유무를 진단하는데 있어서 그 진단 과정이 복잡하고 많은 시간을 필요로 하며 다양한 부작용이 발생한다고 보고되었다.

따라서, 일반적으로 사용되는 진단방법은 이상조직을 검출하기 위해서 상당히 많은 시간과 비용이 필요하며, 무엇보다도 시급한 치료가 이루어져야 하는 경우 환자에게는 치명적인 결과나 나올 수 있는 한계점이 있다.

또한, 다양한 진단을 무분별하게 수행함에 따라서 환자는 진단에 의해 발생하는 다양한 부작용이 발생할 수 있기 때문에 이를 최소화할 수 있는 방법이나 장치에 관한 기술이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이상 조직을 보다 쉽고 빠르게 진단할 수 있는 하이브리드 진단 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 영상 진단 및 조직 검사가 하나의 시술로 수행될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 진단 대상 조직에서 이상 부위를 검출하기 위한 영상 촬영 및 촉진을 통한 1차 진단 및 1차 진단의 결과를 바탕으로 조직 검사를 통한 2차 진단을 실시간으로 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 진단 대상 조직에 다자유도의 외부 기계적 자극을 인가하는 경우 진단 대상 조직과 하이브리드 영상 조직진단장치 간에 발생하는 기계적 거동을 이용하여 진단 대상 조직의 기계적 물성을 규명함으로써 조직 검사를 실시간으로 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 진단 대상 조직의 이상 여부를 검출하여 상태를 진단하는 다양한 방법 및 이를 지원하는 장치들을 제안한다.

본 발명의 일 양태로서 하이브리드 조직진단장치는, 진단 대상 조직을 진단하기 위해 하이브리드 조직진단장치를 다자유도로서 조작하기 위한 다자유도 링크, 다자유도 링크의 일측에 구비되어 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위한 영상 정보를 획득하고 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하기 위한 영상유도촉진부, 1차 진단을 토대로 진단 대상 조직에 2차 진단으로써 조직 검사를 수행하기 위한 조직 검사부 및 다자유도 링크, 영상유도촉진부 및 조직 검사부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서 하이브리드 조직진단장치는, 진단 대상 조직을 진단하기 위해 하이브리드 조직진단장치를 다자유도로서 조작하기 위한 다자유도 링크; 다자유도 링크의 일측에 구비되고 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위해, 진단 대상 조직에 외부자극을 인가하기 위한 프로브, 진단 대상 조직에 대한 영상 정보를 획득하기 위한 영상팁 및 외부자극에 대한 생체신호를 측정하기 위한 생체신호 측정모듈을 포함하는 영상유도 촉진부; 1차 진단을 토대로 진단 대상 조직에 2차 진단으로써 조직 검사를 수행하기 위한 조직 검사부; 및 다자유도 링크, 영상유도 촉진부 및 조직 검사부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 하이브리드 조직진단장치는, 진단 대상 조직을 진단하기 위해 하이브리드 조직진단장치를 다자유도로서 조작하기 위한 다자유도 링크; 다자유도 링크의 일측에 구비되고, 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위한 영상 정보를 획득하고 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하기 위한 영상유도촉진부; 다자유도 링크의 일측에 구비되고 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위해, 진단 대상 조직에 외부자극을 인가하기 위한 프로브, 진단 대상 조직에 대한 영상 정보를 획득하기 위한 영상팁, 외부자극에 대한 생체신호를 측정하기 위한 생체신호 측정모듈 및 프로브의 회전 정보를 측정하기 위한 회전각 측정모듈을 포함하는 영상유도 촉진부; 1차 진단을 토대로 진단 대상 조직에 2차 진단으로써 조직 검사를 수행하기 위한 조직 검사부; 및 다자유도 링크, 영상유도촉진부 및 조직 검사부의 동작을 제어하고, 영상 정보, 생체신호 및 회전 정보를 이용하여 1차 진단을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

이때, 촉진정보는 외부 자극을 인가시 진단 대상 조직이 눌려지는 깊이에 대한 정보이고, 촉진정보는 사용자에 피드백되어 진단 대상 조직에 대한 햅틱 동작을 지원할 수 있다.

이때, 영상유도촉진부는 외부 자극에 의해 진단 대상 조직에서 발생하는 생체 신호 및 촉진 정보를 더 획득할 수 있다. 생체 신호는 진단 대상 조직에서 발생하는 반력일 수 있다. 또한, 영상유도 촉진부는 회전정보 및 프로브의 길이를 이용하여 진단 대상 조직에 대한 촉진 정보를 더 획득할 수 있다. 촉진정보는 외부자극을 인가시 진단 대상 조직이 눌려지는 깊이에 대한 정보이며, 촉진 정보는 사용자또는 제어부에 피드백되어 진단 대상 조직에 대한 햅틱 동작을 지원할 수 있다.

또한, 제어부는 진단 대상 조직의 종류에 따라 정상 조직에 대한 물성정보와 이상 조직에 대한 물성정보가 저장된 데이터 베이스와 생체신호 및 촉진정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부는 생체신호와 촉진정보를 데이터 베이스에 포함된 물성정보와 비교함으로써 1차 진단을 지원할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 하이브리드 조직진단방법은, 초음파 영상 정보를 통해 진단 대상 조직을 검색하는 단계와 진단 대상 조직에 외부의 기계적 하중을 인가하여 진단 대상 조직으로부터 발생하는 생체신호 및 촉진정보를 획득하는 단계와 생체신호 및 촉진정보를 기반으로 진단 대상 조직의 기계적 물성 정보를 규명하는 단계와 물성 정보를 정상 조직의 물성 정보와 비교하여 이상 조직으로 의심되는 의심 조직인지 여부를 판단하는 1차 진단을 수행하는 단계 및 1차 진단에서 진단 대상 조직이 의심 조직으로 판단되면, 2차 진단으로서 의심 조직에 침생검을 통한 조직 검사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 하이브리드 조직진단장치를 이용한 하이브리드 조직진단방법은, 하이브리드 조직진단장치의 제어부에서 하이브리드 조직진단방법의 개시를 알리는 단계와 하이브리드 조직진단장치의 영상유도 촉진부에 포함된 영상팁을 이용하여 진단 대상 조직에 대한 초음파 영상정보를 획득하는 단계와 영상유도 촉진부를 이용하여 진단 대상 조직에 기계적 하중을 인가하는 단계와 영상유도 촉진부를 이용하여 진단 대상 조직에서 기계적 하중으로 인해 발생하는 생체 신호 및 촉진정보를 획득하는 단계와 영상정보, 생체 신호 및 촉진정보 중 하나 이상을 이용하여 진단 대상 조직의 물성정보를 도출하는 단계와 물성정보와 제어부에 포함된 데이터 베이스의 물성정보를 기반으로 진단 대상 조직이 의심조직인지를 판단하는 1차 진단을 수행하는 단계와 진단 대상 조직이 의심조직으로 판단되면 하이브리드 진단 장치의 조직 검사부를 이용하여 2차 진단을 위한 조직검사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 하이브리드 조직진단장치를 이용한 하이브리드 조직진단방법은, 하이브리드 조직진단장치의 영상유도 촉진부에 포함된 영상팁을 이용하여 진단 대상 조직에 대한 초음파 영상정보를 획득하는 단계와, 초음파 영상정보를 기반으로 영상유도 촉진부의 프로브를 이용하여 진단 대상 조직에 기계적 하중을 인가하는 단계와 기계적 하중에 의해 발생되는 진단 대상 조직의 생체신호를 영상유도 촉진부의 생체신호 측정모듈을 이용하여 측정하는 단계와 영상유도 촉진부의 회전각 측정모듈을 이용하여 기계적 하중 인가시 프로브의 회전각도를 나타내는 회전정보를 획득하는 단계와 회전정보 및 프로브의 길이를 이용하여 프로브가 진단 대상 조직을 누르는 깊이를 나타내는 촉진정보를 획득하는 단계와 초음파 영상정보, 생체신호 및 촉진정보 중 하나 이상을 이용하여 진단 대상 조직이 이상조직으로 추정되는 의심조직인지 여부를 판단하는 1차 검진을 수행하는 단계와 진단 대상 조직이 의심조직으로 판단되면, 하이브리드 조직진단장치의 조직진단부를 이용하여 의심조직에 2차 진단을 위한 조직검사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 생체신호는 외부의 기계적 하중으로 인해 진단 대상 조직에서 발생하는 반력이고, 촉진정보는 기계적 하중을 진단 대상 조직에 인가시, 진단 대상 조직의 표면이 눌리는 깊이를 나타낼 수 있다. 또한, 촉진정보는 사용자에 피드백되어 진단 대상 조직에 대한 햅틱 동작을 지원할 수 있다.

또한, 조직검사는 조직진단부에 포함된 조직 검사용 바늘을 이용하여 침생검 방식으로 수행될 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 영상 진단 및 조직 검사를 하나의 시술로 통합적으로 수행할 수 있다.

둘째, 생체 조직의 이상 조직을 정밀하고 신속하게 검출할 수 있다.

셋째, 진단 대상 조직에서 이상 부위를 검출하기 위한 영상 및 촉진을 통해 1차 진단을 수행하고, 1차 진단의 결과를 바탕으로 조직 검사를 통한 2차 진단을 실시간으로 수행할 수 있다.

넷째, 진단 대상 조직에 다자유도의 외부 기계적 자극을 인가함으로써, 진단 대상 조직과 하이브리드 영상 조직진단장치 간에 발생하는 기계적 거동을 이용하여 진단 대상 조직의 기계적 물성을 규명함으로써 조직 검사를 정밀하게 수행할 수 있다.

다섯째, 하이브리드 진단 장치로부터 획득되는 촉진 정보 이용하여 사용자에게 보다 정밀한 햅틱 시스템을 지원할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 하이브리드 조직진단장치의 블럭도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예로서 영상유도촉진부(200)의 블럭도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서 조직 검사부(300)의 블럭도를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에서 설명한 영상유도촉진부(200) 및 영상유도촉진부를 이용하여 회전정보 및 촉진정보를 획득하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에서 설명한 조직 검사부(300)의 일례 및 조직검사부를 이용하여 2차 진단을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1 내지 도 5에서 설명한 하이브리드 진단 장치가 구성된 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 (a)는 기존의 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이며, 도 8(b)는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예들은 진단 대상 조직의 이상 여부를 검출하여 상태를 진단하는 다양한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다. 또한, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시예들에서, 진단 대상 조직은 인체 또는 생물에서 분리된 생체 조직일 수 있으며, 수술장에서 인체 또는 생물에서 분리되지 않은 생체 조직을 의미할 수 있다. 또한, 이상 조직 또는 이상 부위라는 용어는 진단 대상 조직 자체 또는 진단 대상 조직의 일부에 정상 조직과는 다른 생물학적 특성 또는 기계적 거동을 나타내는 부분을 의미한다. 또한, 의심 조직은 이상 조직으로 의심되는 조직 또는 진단 대상 조직의 일부분을 의미하며, 1차 진단에 의해 의심 조직으로 판단되는 조직에 대해서 2차 진단이 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예로서 하이브리드 조직진단장치의 블럭도를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 하이브리드 조직진단장치는 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하고 해당 조직에 대한 영상정보를 획득하기 위해 조직진단장치를 다자유도로서 조작하기 위한 다자유도 링크(100), 진단 대상 조직의 위치를 파악하고 1차 진단에 사용되는 영상 정보를 획득하고 상기 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하기 위한 영상유도촉진부(200), 1차 진단을 토대로 2차 진단을 수행하기 위한 조직 검사부(300), 하이브리드 조직진단장치에 전력을 공급하기 위한 전원 입력부(400) 및 사용자의 지시에 따라 하이브리드 조직진단장치를 제어하기 위한 제어부(500)를 포함할 수 있다.

제어부(500)에는 영상유도촉진부(100)에서 검출 및 측정한 정보들을 실시간으로 저장할 수 있는 메모리 및 정상 조직과 이상 조직의 물성 정보를 저장하고 있는 데이터 베이스를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 하이브리드 조직진단장치의 각 구성 부분들에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예로서 영상유도촉진부(200)의 블럭도를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 영상유도촉진부(200)는 프로브(201), 영상팁(202), 생체신호 측정모듈(203), 회전각 측정모듈(204) 및 생체신호 분석모듈(205)을 포함할 수 있다.

프로브(201)는 영상팁(202), 생체신호 측정모듈(203) 및 회전각 측정모듈(204)이 구비될 수 있으며, 선택적으로 생체신호 분석모듈(205)이 더 포함될 수 있다.

프로브(201)는 1차 진단을 위해 진단 대상 조직에 직접 접촉하여 외부 자극을 인가하기 위한 부분이다. 또한, 프로브(201)는 자연 개구부 또는 인공 개구부를 통해 인체 또는 생물체의 내부에서 조작되는 부분이다.

프로브의 일단에 구비되는 영상팁(202)은 진단 대상 조직에 대한 영상정보를 획득하기 위한 부분으로서, 사용자로 하여금 이상 조직으로 의심되는 의심 조직이 있는지 여부를 판단할 수 있게 영상정보를 획득 및 제공할 수 있다. 영상팁(202)은 진단 대상 조직의 영상정보를 획득하기 위해 초음파를 발생하는 초음파 발생부(미도시)와 진단 대상 조직에서 반사된 초음파를 수신하기 위한 초음파 수신부(미도시) 및 반사된 초음파로부터 획득되는 영상정보를 처리하기 위한 영상 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

생체신호 측정모듈(203)은 사용자가 프로브를 이용하여 진단 대상 조직에 인가한 외력에 의해 진단 대상 조직에서 발생하는 생체신호를 측정하기 위한 부분이다. 생체신호로서 진단 대상 조직에서 발생하는 반력을 예로 들 수 있다.

회전각 측정 모듈(204)은 사용자가 프로브를 이용하여 진단 대상 조직에 촉진 검사를 수행하는 경우 사용된다. 예를 들어, 사용자가 프로브에 회전력을 인가하여 진단 대상 조직의 표면을 누르는 동작을 수행하면, 회전각 측정 모듈(204)은 프로브가 회전된 각도를 나타내는 회전 정보를 측정하기 위해 사용된다. 이때, 회전 정보는 프로브에 의해 진단 대상 조직의 표면으로부터 소정의 위치까지 눌려진 깊이를 측정하기 위해 사용된다.

생체신호 분석모듈(205)은 생체신호 측정모듈(203)에서 측정한 생체 신호(예를 들어, 반력) 및 회전각 측정모듈(204)에서 측정한 회전정보를 이용하여 도출된 촉진정보를 토대로 진단 대상 조직의 1차 진단에 필요한 정보를 사용자에 제공할 수 있다. 만약, 생체신호 분석모듈(205)이 영상유도촉진부에 구비되지 않는 경우에는 생체신호 분석모듈의 기능은 제어부(500)에서 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예로서 조직 검사부(300)의 블럭도를 나타내는 도면이다.

조직 검사부(300)는 조직 검사모듈(301) 및 조직 검사용 바늘(302)을 포함할 수 있다. 조직 검사부(300)는 1차 진단을 통해 진단 대상 조직이 이상 조직이거나 이상 조직을 포함하는 경우에 해당 부분에 침생검 등 2차 진단을 수행하기 위한 부분이다.

본 발명의 실시예들에서 침생검(needle biopsy)이란 속이 빈 침을 이상 조직으로 의심되는 부위에 찔러 넣어 해당 조직의 샘플을 채취하는 시술 방법을 의미한다. 침생검은 절개하여 샘플을 채취하는 절개생검(open surgical biopsy) 방식보다 부작용 발생 확률이 매우 낮으며, 시술 후 조직에 외상의 흔적이 많이 남지 않아 진단 대상 조직 또는 환자에 부담을 적게 줄 수 있는 진단 방식이다.

조직 검사용 바늘(302)은 침생검(needle biopsy)을 수행하기 위해 필요한 것으로서 조직 검사모듈(301)에 의해 동작이 제어되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조직 검사모듈(301)는 1차 진단에서 획득한 촉진 정보를 기반으로 조직 검사용 바늘(302)의 진단 대상 조직에 삽입될 위치 및 깊이를 제어할 수 있다.

예를 들어, 이상 조직이 진단 대상 조직의 내부 표면에 위치한 경우 조직 검사모듈(301)는 조직 검사용 바늘(302)의 삽입 위치를 대상 조직의 표면으로 제어할 수 있다. 또는, 조직 검사모듈(301)는 이상 조직이 진단 대상 조직의 내부 깊이에 위치한 경우 해당 이상 조직에 도달할 수 있을 정도의 힘으로 조직 검사용 바늘(302)을 제어 및 삽입하여 샘플을 채취할 수 있다.

도 3에서는 조직 검사모듈(301)에서 조직 검사용 바늘(302)의 동작을 제어하는 것으로 설명하였다. 다만, 하이브리드 조직 검사 장치의 단순화를 위해 조직 검사모듈(301)는 단순히 조직 검사용 바늘(302)을 이용하여 샘플을 채취하기 위한 동력만을 전단하는 기능을 수행하도록 구성할 수 있다. 이러한 경우, 상술한 조직 검사모듈(301)의 동작은 도 1에서 설명한 제어부(500)에서 제어할 수 있다.

도 4는 도 2에서 설명한 영상유도촉진부(200) 및 영상유도촉진부를 이용하여 회전정보 및 촉진정보를 획득하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 프로브(201)의 일측에는 영상팁(202)이 구비될 수 있다. 또한, 영상팁(202) 하단 일측에는 생체신호 측정모듈(203)이 구비될 수 있다. 다만, 영상팁(202) 및 생체신호 측정모듈(203)이 프로브에 장착되는 위치는 도 4에 한정되지 않으며, 진단 대상 조직의 성질 및 위치에 따라 변경될 수 있다.

사용자는 하이브리드 진단 장치의 프로브(201)를 제어하여 1차 진단을 수행할 수 있다. 즉, 사용자는 하이브리드 진단 장치의 다자유도 링크(100)를 제어하여 프로브(201)를 진단 대상 조직 부근에 위치시키고, 프로브(201)의 일측 말단에 구비된 영상팁(202)을 이용하여 초음파 영상정보를 획득할 수 있다.

사용자가 영상정보를 기반으로 진단 대상 조직이 이상 조직인지 의심스러운 경우에는, 이상 조직 여부를 판단하기 위해 프로브(201)를 진단 대상 조직의 표면에 접촉시키고, 프로브에 피봇축을 중심으로 회전력을 인가함으로써, 프로브를 이용하여 촉진 검사를 수행할 수 있다.

이때, 촉진 검사시 진단 대상 조직에서 발생하는 생체신호는 생체신호 측정모듈(203)을 통해 획득할 수 있다. 또한, 프로브에 구비된 회전각 측정모듈(204)을 이용하여 프로브가 진단 대상 조직의 표면으로부터 어느 정도 눌렸는지를 측정할 수 있다. 즉, 사용자는 회전각 측정모듈(204)을 이용하여 촉진 검사시 촉진 깊이(즉, 촉진 정보)가 어느 정도인지를 계산할 수 있다.

도 4를 참조하면, 촉진 깊이(D)는 프로브(201)의 길이(L)과 프로브의 회전 각도(θ)를 이용하여 계산될 수 있다. 다음 수학식 1은 촉진 깊이(D)를 측정하는 바람직한 일례 중 하나를 나타낸다.

수학식 1에서 D는 촉진 깊이(Palpation depth)를 나타내며, L은 프로브의 길이를 나타내며, θ는 회전 각도(Rotation angle)을 나타낸다. 프로브의 회전 각도를 나타내는 회전 정보는 프로브의 회전 정도로서 측정이 되는데, 프로브의 회전 정도는 다자유도 링크와 프로브가 결합되어 프로브가 회전 운동을 수행하기 위한 피봇 부분을 기준으로 측정된다. 따라서, 회전각 측정모듈(204)은 프로브의 피봇 부분 또는 피봇 주위에 구비되는 것이 바람직하다.

사용자는 촉진 정보를 기반으로 하이브리드 진단 장치를 보다 민감하게 제어할 수 있다. 즉, 촉진 정보가 사용자에 피드백됨으로써 사용자는 햅틱 환경에서 실제로 해당 진단 대상 조직을 손으로 눌러보는 느낌을 가지고 하이브리드 진단 장치를 제어할 수 있다.

촉감 정보가 햅틱 방식으로 사용자에 전달되는 경우에는, 사용자는 촉진 정보를 토대로 진단 대상 조직이 이상 조직으로 의심되는 의심 조직인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 암이 발생하거나, 경화 또는 경색이 진행된 생체 조직의 경우에는 그 촉감이 정상 조직보다 딱딱하므로, 사용자는 촉감 정보로서 해당 조직이 이상 조직으로 의심되는지 여부를 판단할 수 있다.

또는, 촉감 정보가 데이터로서 제공되는 경우에는, 제어부에 포함된 정상 조직과 이상 조직에 대한 데이터베이스와 비교하여 해당 조직이 이상조직으로 의심되는 의심 조직인지 여부가 사용자에 제공될 수 있다.

도 5는 도 2에서 설명한 조직 검사부(300)의 일례 및 조직검사부를 이용하여 2차 진단을 수행하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면 조직 검사부(300)는 프로브의 일측 상단에 구비될 수 있다. 사용자는 하이브리드 진단 장치의 영상유도 촉진부(200)로부터 획득한 1차 진단 결과에 따라 진단 대상 조직에 이상 조직 유무의 정확한 판단을 위해 2차 진단을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.

만약, 1차 진단 결과가 이상 조직이 있는 것으로 의심이 되면, 사용자는 해당 조직에 대해서 2차 진단을 통해 이상 조직 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자는 조직 검사모듈(301)를 제어하여 조직 검사용 바늘(302)을 이상 조직 의심 부위에 삽입하여 침생검을 수행할 수 있다. 사용자는 침생검 결과를 토대로 해당 조직이 이상 조직인지 여부를 최종 판단할 수 있다.

도 6은 도 1 내지 도 5에서 설명한 하이브리드 진단 장치가 구성된 일례를 나타내는 사시도이다.

사용자는 제어부(500)를 이용하여 다자유도 링크(100)의 말단 부분에 결합된 영상유도 촉진부(200) 및 조직검사부(300)를 제어할 수 있다. 도 6에서는 하이브리드 진단 장치가 소정의 테이블에 결합되어 사용되는 경우를 도시하였지만, 사용 방법에 따라 하이브리드 진단 장치는 소정의 테이블 없이 사용자가 다자유도 링크(100)의 다른 쪽 말단에 결합되는 손잡이 등을 이용하여 조작할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

이상 조직을 검출하기 위한 하이브리드 진단 방법은 진단 대상 조직의 초음파 영상정보, 촉진 검사를 통한 생체 신호 및 촉진 정보를 이용하여 1차 진단을 수행하고, 1차 진단 결과에 따라 침생검을 통한 2차 진단을 수행하는 것으로 구성된다.

도 7을 참조하면, 사용자는 초음파 영상 정보를 통해 진단 대상 조직 즉, 목표 조직을 검색할 수 있다(S701).

사용자는 진단 대상 조직에 외부의 기계적 하중을 인가하여 진단 대상 조직으로부터 발생하는 생체 신호 및 촉진 정보를 획득할 수 있다(S702, S703).

사용자는 생체 신호 및 촉진 정보를 기반으로 현재 진단 대상 조직의 기계적 물성을 규명할 수 있다(S704).

또한, 사용자는 S704 단계에서 획득한 진단 대상 조직의 물성 정보를 정상 조직의 물성 정보와 비교할 수 있다. 이때, 정상 조직의 물성 정보는 진단 대상 조직의 종류별로 미리 데이터 베이스에 저장되어 있을 수 있다(S705).

사용자는 현재 진단 대상 조직의 기계적 물성과 정상 조직의 물성 정보를 비교 판단하여 1차 진단을 수행할 수 있다(S706).

만약, S706 단계에서 1차 진단에서 해당 진단 대상 조직이 의심 조직이 아닌 경우에는 사용자는 다른 진단 대상 조직에 대해서 S701 단계 내지 S706 단계를 반복 수행할 수 있다.

또한, S706 단계에서 1차 진단을 통해 의심 조직으로 판단되면, 사용자는 해당 조직에 침생검을 통한 조직 검사를 수행할 수 있다(S707).

사용자는 침생검 결과 및 1차 진단에서 획득한 정보를 종합적으로 판단하여 2차 진단을 수행할 수 있다(S708).

만약, S708 단계에서 해당 진단 대상 조직이 이상 조직으로 판단되면 하이브리드 진단 방법을 종료하고, 이상 조직이 아닌 것으로 판단되면 다시 S701 단계 내지 S707 단계를 반복하여 수행할 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 6에서 설명한 하이브리드 진단 장치를 이용하여 하이브리드 진단 방법을 수행하는 동작에 대하여 설명한다. 즉, 하이브리드 진단 장치를 이용하여 영상 정보, 외부 자극에 대한 생체 신호, 촉진 정보, 회전 정보 및 침생검을 이용한 이상 조직의 위치를 진단하는 방법에 대해서 설명한다.

제어부(500)에서 하이브리드 진단 방법의 개시를 알리면, 영상유도 촉진부(200)의 영상팁(202)을 이용해서 초음파 영상 정보를 획득하고, 그 영상 정보를 바탕으로 진단 대상 조직의 목표 조직을 검색할 수 있다(S701).

영상 정보를 통해 이상 조직인지 의심스러운 부분에서 하이브리드 진단 장치의 프로브(201)를 이용하여 목표 조직에 외부 기계적 하중을 인가할 수 있다. 즉, 사용자는 프로브(201)를 이용하여 이상 조직 의심 부위에 촉진 검사를 수행할 수 있다(S702).

또한, 하이브리드 진단 장치는 프로브(201)에 의한 외부 자극에 의해 발생되는 진단 대상 조직의 반력을 생체신호 측정모듈(203)을 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 사용자는 회전각 측정모듈(204)을 이용하여 프로브(201)를 통한 촉진 검사시 회전정보(θ) 촉진 깊이(D) 등의 촉진 정보를 획득할 수 있다. 즉, 사용자는 하이브리드 진단 장치의 영상유도 촉진부(200)를 이용하여 진단 대상 조직에서 발생하는 기계적 거동을 측정할 수 있다(S703).

사용자는 기계적 거동의 측정이 완료되면 진단 대상 조직에 가해준 외부 자극을 제거하고, 측정된 생체 신호 및 촉진 정보를 실시간으로 저장 및 분석함으로써 측정된 조직의 물성을 계산 및 규명할 수 있다(S704).

사용자는 정상 조직과 이상 조직(예를 들어, 질병이 있는 조직)의 물성으로 정리된 데이터 베이스와 S704 단계에서 계산된 진단 대상 조직의 물성을 비교하여 1차 진단을 수행할 수 있다(S705, S706).

S706 단계에서 검출된 물성에 이상이 있으면 사용자는 그 위치에서 하이브리드 진단 장치의 조직 검사부를 이용하여 침생검 등 2차 진단을 위한 조직검사를 수행할 수 있다(S707).

또한, 사용자는 조직검사 결과 및 1차 진단시 획득한 촉진 정보 및 생체 신호 등을 기반으로 2차 진단을 수행할 수 있다(S708).

도 8은 (a)는 기존의 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이며, 도 8(b)는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 진단 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8(a)를 참조하면, 기존에 이상 조직에 대한 검색을 위해 사람의 손으로 직접 진단 대상 조직을 만져서 촉진 검사를 수행하였었다. 즉, 먼저 MRI, CT 촬영 또는 초음파 검사를 통해 이상 조직이 의심되는 부분을 검사하고, 의심되는 부분에 손으로 만져서 검사를 수행하였었다. 도 8(a)의 경우 항문을 통해 직장(rectum)에 이상 조직이 있는지 여부를 손가락을 이용한 촉진 검사를 수행하는 모습을 나타낸다.

도 8(b)를 참조하면, 도 1 내지 도 7에서 설명한 하이브리드 진단 장치를 이용하여 하이브리드 진단 방법을 수행하는 모습을 확인할 수 있다. 즉, 하이브리드 진단 장치의 영상유도촉진부(200)를 항문에 삽입하여 직장 부근에서 초음파 영상정보를 획득하고, 해당 부분에서 프로브(201), 생체신호측정모듈(203) 및 회전각 측정모듈(204)를 이용하여 진단 대상 조직의 기계적 거동을 측정할 수 있다.

또한, 제어부에 포함된 데이터 베이스에서 정상 조직과 이상 조직에 대한 물성정보를 토대로 현재 진단 조직에서 검출한 기계적 거동을 비교 판단하여 물성을 규명할 수 있다. 또한, 이를 토대로 1차 진단을 수행하여 이상 조직으로 의심되는 의심 조직에 대해서 조직 검사부(300)를 이용하여 조직 검사를 수행함으로써 2차 진단을 수행할 수 있다.

즉, 본원 발명과 같이 영상 정보 및 촉진 정보를 획득하여 1차 진단을 수행하고 1차 진단 결과를 기반으로 침생검 등 2차 진단을 하나의 장치로 수행함으로써 기존의 방식에 비하여 보다 정밀하고 정확하게 이상 조직을 검출할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

100: 다자유도 링크
200: 영상유도촉진부
201: 프로브
202: 영상팁
203: 생체신호 측정모듈
204: 회전각 측정모듈
205: 생체신호 분석모듈
300: 조직검사부
301: 조직검사모듈
302: 조직 검사용 바늘
400: 전원 입력부
500: 제어부

Claims (16)

1. 하이브리드 진단장치를 다자유도로 조작하기 위해 하나 이상의 관절 구조를 포함하는 다자유도 링크;
   상기 다자유도 링크의 일측에 구비되어, 진단 대상 조직에 대한 1차 진단을 수행하기 위한 영상 정보를 획득하고 상기 진단 대상 조직에 외부 자극을 인가하기 위한 영상유도촉진부;
   상기 1차 진단을 토대로 상기 진단 대상 조직의 이상 조직 의심 부위에 2차 진단으로써 조직 검사용 바늘을 이용한 조직검사를 수행하기 위한 조직 검사부; 및
   상기 다자유도 링크, 상기 영상유도촉진부 및 상기 조직 검사부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하되,
   상기 영상유도촉진부는,
   상기 진단 대상 조직에 상기 외부 자극을 인가하기 위한 프로브;
   상기 진단 대상 조직에 대한 상기 영상 정보를 획득하기 위한 영상팁; 및
   상기 진단 대상 조직에서 상기 외부자극으로 인한 반작용으로 발생하는 생체신호를 측정하기 위한 생체신호 측정모듈을 포함하는,
   하이브리드 진단장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 영상유도촉진부는,
   상기 생체신호를 기반으로 상기 진단 대상 조직에 대한 촉진 정보를 더 획득하고,
   상기 촉진정보는 상기 외부 자극이 인가될 때 상기 진단 대상 조직이 눌려지는 깊이에 대한 정보인,
   하이브리드 진단장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   진단 대상 조직의 종류에 따라 정상 조직에 대한 물성정보와 이상 조직에 대한 물성정보가 저장된 데이터 베이스; 및
   상기 생체신호 및 상기 촉진정보를 저장하는 메모리를 포함하고,
   상기 생체신호와 상기 촉진정보를 상기 데이터 베이스에 포함된 물성정보와 비교하여 상기 1차 진단을 지원하는,
   하이브리드 진단장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 영상유도촉진부는,
   상기 프로브의 회전정보를 측정하기 위한 회전각 측정모듈을 더 포함하는,
   하이브리드 진단장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 영상유도촉진부는,
   상기 회전정보 및 상기 프로브의 피봇축으로부터 상기 프로브의 말단까지의 프로브의 길이를 이용하여 상기 진단 대상 조직에 대한 촉진 정보를 획득하는,
   하이브리드 진단장치.
7. 삭제
8. 제 3항, 제 4항 또는 제 6항에 있어서,
   상기 촉진정보는 사용자에 피드백되어 상기 진단 대상 조직에 대한 진단시, 상기 사용자가 상기 하이브리드 진단장치를 조작 시 실제 촉감을 느끼는 것과 같이 제어하는 햅틱 동작을 지원하는,
   하이브리드 진단장치.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 촉진정보는 상기 외부 자극을 인가시 상기 진단 대상 조직이 눌려지는 깊이에 대한 정보인,
   하이브리드 진단장치.
10. 하이브리드 진단방법에 있어서,
    초음파 영상 정보를 통해 진단 대상 조직을 검색하는 단계;
    상기 진단 대상 조직에 외부의 기계적 하중을 인가하여 상기 진단 대상 조직으로부터 발생하는 생체신호 및 촉진정보를 획득하는 단계;
    상기 생체신호 및 상기 촉진정보를 기반으로 상기 진단 대상 조직의 기계적 물성 정보를 규명하는 단계;
    상기 기계적 물성 정보를 정상 조직의 물성 정보와 비교하여 이상 조직으로 의심되는 의심 조직인지 여부를 판단하는 1차 진단을 수행하는 단계; 및
    상기 1차 진단에서 상기 진단 대상 조직이 의심 조직으로 판단되면, 2차 진단으로서 상기 의심 조직에 침생검을 통한 조직 검사를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 생체신호는 상기 외부의 기계적 하중으로 인해 상기 진단 대상 조직에서 반작용으로 발생하는 반력과 관련된 신호이고,
    상기 촉진정보는 상기 기계적 하중을 상기 진단 대상 조직에 인가시, 상기 진단 대상 조직의 표면이 눌리는 깊이와 관련된 정보인,
    하이브리드 진단방법.
11. 삭제
12. 하이브리드 진단장치를 이용한 하이브리드 진단방법에 있어서,
    상기 하이브리드 진단장치의 영상유도 촉진부에 포함된 영상팁을 이용하여 진단 대상 조직에 대한 초음파 영상정보를 획득하는 단계;
    상기 영상유도 촉진부에 포함된 프로브를 이용하여 상기 진단 대상 조직에 기계적 하중을 인가하는 단계;
    상기 영상유도 촉진부에 포함된 생체신호 측정모듈을 이용하여 상기 진단 대상 조직에서 상기 기계적 하중으로 인해 발생하는 생체 신호 및 촉진정보를 획득하는 단계;
    제어부에서 상기 영상정보, 상기 생체 신호 및 상기 촉진정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 진단 대상 조직의 물성정보를 도출하는 단계;
    상기 물성정보와 상기 제어부에 포함된 데이터 베이스의 물성정보를 기반으로 상기 진단 대상 조직이 의심조직인지를 판단하는 1차 진단을 수행하는 단계; 및
    상기 진단 대상 조직이 상기 의심조직으로 판단되면 상기 하이브리드 진단 장치의 조직 검사부에서 조직 검사용 바늘을 이용하여 2차 진단을 위한 조직검사를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 생체신호는 상기 기계적 하중으로 인해 상기 진단 대상 조직에서 반작용으로 발생하는 반력과 관련된 신호이고,
    상기 촉진정보는 상기 기계적 하중을 인가시 상기 진단 대상 조직이 눌려지는 깊이와 관련된 정보인,
    하이브리드 진단방법.
13. 삭제
14. 제 12항에 있어서,
    상기 촉진 정보는 사용자에 피드백되어 상기 진단 대상 조직에 대한 진단할 때, 상기 사용자가 상기 하이브리드 진단장치를 조작 시 실제 촉감을 느끼는 것과 같이 제어하는 햅틱 동작을 지원하는,
    하이브리드 진단방법.
15. 삭제
16. 삭제

Images