KR101620624B1

KR101620624B1 - 생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치

Info

Publication number: KR101620624B1
Application number: KR1020140161307A
Authority: KR
Inventors: 박석호; 박종오; 고성영; 이청; 레빗하; 에프레인 레온 로드리게즈 헤르난도
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-05-24

Abstract

본 발명은, 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하는 캡슐 장치에 있어서, 자성체를 구비하여 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체; 및 몸체에 배치되어 몸체의 구동으로 생체 조직을 채취하는 생검 부재를 포함한다.
본 발명에 따르면 캡슐 몸체의 구동 방향을 제어하여 병변 조직의 채취 및 보관이 가능한 이점이 있다.

Description

생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치{ENDOSCOPE CAPSULE WITH BIOPSY TOOL}

본 발명은 생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치에 관한 것으로서, 특히 자기장으로 구동되는 캡슐 몸체를 제어하여 생체 조직의 채취가 가능한 내시경 캡슐 장치에 관한 것이다.

식도나 위, 소장 및 대장의 내부에 존재하는 질환을 영상적으로 진단하는 방법으로 유선의 내시경 장치가 이용될 수 있다. 입이나 항문을 통해 삽입된 유선의 내시경 장치는 검사 시간 도중 조종을 위한 운동이 수반되므로 환자로 하여금 고통과 약물 부작용 등의 부담을 수반하게 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 소화기관의 연동운동으로 소화기관 내부를 이동하면서 진단하는 무선의 캡슐형 내시경이 개발되었다. 종래의 캡슐형 내시경의 경우 운동에 대한 제어성이 없으므로 소화기관의 연동운동에 의해 피동적으로 운동하게 된다. 이러한 캡슐형 내시경은 인체 내부의 질환 파악이 용이하지 않으며 영상 수집에 있어서 의료진의 의학적 견해를 적용할 수 없는 한계점을 갖고 있다.

또한, 캡슐형 내시경의 운동에 대한 제어성이 없기 때문에, 병리 조직의 채취와 담지를 위한 공간의 부재로 병리 조직 채취 기능을 수행할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 캡슐형 내시경을 이용한 영상진단 후, 조직 검사를 하기 위해서 유선형 내시경과 별도의 조직 채취 도구를 이용하여 조직을 채취해야 하는 번거로움이 생긴다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 논문 "Magnetic Mechanism for Wireless Capsule Biopsy"에서는 영구자석에 부착된 회전 틀이 외부에서 인가되는 자기장의 제어를 통해 생체 조직을 채취하는 방법을 제안하였다. 하지만, 이는 채취하고자 하는 병변 조직에 캡슐형 내시경을 밀착시키기 어려운 문제점이 있다. 또한, 캡슐형 내시경과 외부 영구자석 사이에 인체 조직이 존재하기 때문에 내시경을 정확하게 제어하기 어렵고 조직 채취에 문제점이 있다.

다른 종래기술로 한국공개문헌 제2006-0017310호에서는 캡슐형 내시경의 조직 채취용 회전식 날의 구성을 개시하였으나, 이 역시 병변 조직과 캡슐형 내시경을 밀착시키지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 생체 조직의 채취 및 보관이 가능한 무선의 캡슐형 내시경을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 병변 조직에 밀착되도록 제어가 용이한 캡슐 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 캡슐 몸체에 구비된 생검 부재가 별도의 트리거 없이도 조직 채취가 가능한 캡슐 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하는 내시경 캡슐 장치에 있어서, 캡슐 내부에 자성체를 구비하여 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체; 및 몸체에 배치되어 외부 자기장에 의한 몸체의 구동으로 생체 조직을 채취하는 생검 부재를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 자성체는 복수이고 복수의 자성체는 몸체의 내부에서 서로 다른 방향으로 배열된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 생검 부재는 몸체의 표면으로부터 돌출 형성되고, 채취된 조직이 담지될 수 있도록 일면에 개구부가 구비된 조직 보관부; 및 개구된 방향으로 절삭이 가능하도록 개구부 둘레를 따라 형성된 칼날부를 포함할 수 있다.

이 경우, 조직 보관부는 타면에 소공이 형성되어 개구부 내의 이물들이 배출되고, 개구부의 내압이 완화될 수 있다. 이 경우, 생검 부재는 칼날부의 절삭 방향이 몸체의 표면과 접선 방향이 되도록 배열될 수 있다.

또한 바람직하게, 본 발명에 따른 생검 부재는 첨예한 단부의 양쪽 밑단이 안으로 저며드는 종단면을 갖는 화살촉 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 생검 부재는 니들(needle)이 내측에 배치되고, 니들(needle)의 단부가 노출되도록 상면이 개구된 원통형의 조직 보관부를 더 구비할 수 있다.

이 경우, 몸체는 일 측면에 조직과 밀착되고 상기 니들(needle)이 배치되는 채취부가 형성되고, 채취부는 배치된 니들(needle)의 높이만큼 함몰될 수 있다.

또한 바람직하게, 본 발명에 따른 생검 부재는 몸체에서 발생하는 회전력으로 조직에 삽입되는 나선형의 칼날부를 구비할 수 있다. 이 경우 생검 부재는, 칼날부가 내측에 배치되고, 칼날부의 단부가 노출되도록 상면이 개구된 원통형의 조직 보관부를 더 구비할 수 있다.

이 경우 몸체는 일 측면에 조직과 밀착되고 칼날부가 배치되는 채취부가 형성되고, 채취부는 배치된 칼날부의 높이만큼 함몰될 수 있다.

또한 본 발명은 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하는 캡슐 장치에 있어서, 자성체를 구비하여 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체; 및 생체 조직을 채취하기 위하여 몸체로부터 개방 또는 폐쇄되는 조직 채취부를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 조직 채취부는 하기의 조직 채취 날을 작동시키는 구동 수단; 및 피벗(pivot)으로 생체 조직을 채취하는 갈고리 형상의 조직 채취 날을 구비할 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 조직 채취부는 조직 채취 날의 중앙부에 몸체와 고정되는 고정단이 형성되어, 조직 채취 날의 피벗(pivot)시 채취된 조직이 몸체 내부에 보관될 수 있도록 공간이 형성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 구동 수단은 외부로부터 인가되는 자기장으로 상하 운동하는 제1 자성체; 및 조직 채취 날의 일단에 고정되고 제1 자성체로부터 인력 또는 척력을 제공받는 제2 자성체를 구비하여, 제1 자성체의 상하운동으로 상기 조직 채취 날을 피벗(pivot)시킬 수 있다.

또한 바람직하게, 본 발명에 따른 구동 수단은 형상기억합금 소재로 이루어지고, 형상기억합금 소재는 온도 변화에 따른 변형으로 상기 조직 채취 날을 피벗(pivot)시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 내시경 캡슐 장치에 있어서 병변 조직의 채취 및 보관이 가능한 이점이 있다.

또한 본 발명은, 서로 다른 방향으로 배열된 자성체를 구비한 캡슐 장치가 외부에서 인가되는 자기장에 의해서 3차원 방향의 제어가 가능하므로 병변 조직에 내시경 캡슐을 용이하게 밀착시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 캡슐 몸체의 구동 제어만으로 생검부재가 병변 조직을 채취할 수 있으므로 별도의 트리거를 구비하지 않아 내시켱 캡슐의 소형화가 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캡슐 장치를 나타낸다.
도 2는 자성체의 자화 방향에 따라 캡슐 몸체에 임의의 자기 벡터가 형성되는 모습을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캡슐 몸체가 병변 조직에 밀착될 수 있도록 제어되는 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 캡슐 장치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 생검 부재가 병변 조직을 채취하는 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 캡슐 장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 생검 부재가 병변 조직을 채취하는 모습을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 캡슐 장치를 나타낸다.
도 9는 구동 수단의 다른 실시 예를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캡슐 장치(1)를 나타낸다. 도 1을 참조하면 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하는 캡슐 장치(1)는 자성체(101)를 구비하여 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체(10); 및 몸체(10)에 배치되어 몸체(10)의 구동으로 생체 조직을 채취하는 생검 부재(30)를 포함할 수 있다.

몸체(10)는 인체 내부로 삽입되고 병변 조직의 채취를 위해서 회전 구동하기 때문에(후술) 원통 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

자성체(101)는 몸체(10)의 내부에 배치될 수 있고, 하나 이상일 수 있다. 이 경우, 복수의 자성체(101)는 몸체(10)의 내부에서 서로 다른 방향으로 배열된다. 자성체(101)로는 영구자석이 사용될 수 있다. 자성체(101)의 배열에 따라 몸체(10)가 자기장으로 구동되는 과정은 도 2를 통하여 후술한다.

생검 부재(30)는 몸체(10)의 표면으로부터 돌출 형성되고, 채취된 조직이 담지될 수 있도록 일면에 개구부(305)가 구비된 조직 보관부(303); 및 개구된 방향으로 절삭이 가능하도록 개구부(305) 둘레를 따라 형성된 칼날부(301(a))를 포함할 수 있다.

본 실시 예로, 생검 부재(30)는 하나 이상일 수 있고, 복수의 생검 부재(30)는 칼날부(301(a))의 절삭 방향이 몸체(10)의 표면과 접선 방향(Y-방향)이 되도록 배열될 수 있다. 또한, 생검 부재(30)는 몸체(10)의 일측에 배치되거나, 도 1과 같이 양측에 배치될 수 있다. 생검 부재(30)가 도 1과 같이 양측에 배치될 경우, 복수의 생검 부재(30)는 상호 같은 방향의 절삭 방향을 가지거나 서로 반대 방향의 절삭 방향을 가져도 무방하다. 원통형의 내시경 캡슐 몸체(10)는 인체 내부로 삽입되어 길이 방향(장축)으로 전후 구동이 이루어진다.

칼날부(301(a))의 절삭 방향이 몸체(10)의 길이 방향 또는 몸체(10)와 법선 방향을 이루게 되는 경우, 캡슐의 전후 구동 중 칼날부(301(a))가 인체의 조직을 손상시킬 수 있다. 따라서, 복수의 생검 부재(30)는 몸체(10)의 구동 중 인체의 조직을 손상하지 않고, 몸체(10)의 회전 운동으로만 병변 조직의 채취가 가능해야 한다. 따라서, 칼날부(301(a))는 절삭 방향이 몸체(10)의 표면과 접선 방향(Y-방향)을 향하게 배치되는 것이 바람직하다.

조직 보관부(303)는 타면에 소공(3031)이 형성된다. 이 경우, 개구부(305) 내의 이물들이 배출되고 개구부(305)의 내압이 완화될 수 있다. 몸체(10)의 표면으로부터 돌출 형성된 조직 보관부(303)는 몸체(10)의 전후 구동시 주변 조직을 손상시키지 않도록 개구부(305)의 타면이 아치 형상으로 이루어질 수 있다.

본 실시 예로 조직 보관부(303)는 생체 적합성을 지닌 경화성 수지 등의 비금속 재질로 이루어질 수 있다. 조직 채취가 완료된 후 캡슐 장치(1)가 체내에서 추출되면, 조직 보관부(303)의 급속 냉각과 절편화 과정을 통하여 조직의 병리학적 분석을 신속히 수행할 수 있다. 이러한 과정은, 기존의 조직 채취 후 조직의 분리 및 처리 과정을 생략할 수 있게 하며, 그 과정에서 생기는 오염 가능성을 배제할 수 있어 보다 신속하고 효율적인 조직 검사를 가능하게 한다.

외부의 자기장으로 몸체(10)를 구동하기 위해서는 몸체(10)에 특정 방향의 자기 벡터를 형성시켜야 한다. 도 2는 자성체의 자화 방향에 따라 캡슐 몸체(10)에 임의의 자기 벡터(M)가 형성되는 모습을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 서로 다른 방향으로 배열된 자성체(101)의 자기 벡터는 각 자성체(101)의 자기 벡터 합으로 계산될 수 있다. 본 실시 예로 자성체(101)의 자기 벡터는 몸체(10)가 신장된 길이 방향인 몸체(10)의 축 방향(M1)과 몸체(10)의 축(M1)과 수직인 방향(M2)으로 형성이 가능하다. 자기 벡터가 수직 방향(M2)으로 형성될 경우 외부 자기장의 회전을 통해 캡슐 몸체(10)를 축 방향(M1)을 기준으로 회전 구동시킬 수 있다.

본 실시 예로 복수의 자성체(101)는 몸체(10)의 내부에 몸체(10)의 길이방향으로 배치되어 축 방향(M1)의 자기 벡터를 형성하는 제1 영구자석(1011) 및 제1 영구자석(1011)과 수직으로 배치되어 수직 방향(M2)의 자기 벡터를 형성하는 제2 영구자석(1012)을 포함할 수 있다.

일반적으로 회전체 구조물이 자화되고, 회전축 방향과 자기 벡터의 방향이 일치하는 경우에는 자기 벡터의 방향과 수직한 방향의 자화 성분이 존재하지 않는다. 이 경우, 회전체를 전후 구동시키면서, 축 방향을 기준으로 회전이 가능하도록 외부 자기장을 제어하는 것은 매우 어렵게 된다.

본 발명에서는 몸체(10)의 축 방향과 자화 방향(M)이 일치하지 않도록 자성체(101)를 서로 다른 방향으로 배열하게 된다. 이 경우, 몸체(10)는 축 방향의 자화 성분(M1)과 이와 수직한 방향의 자화 성분(M2)이 존재하며 외부 자기장의 제어로 전후 구동의 동작과 함께 회전 구동이 가능하다.

몸체(10)의 구동 제어를 위하여 제공되는 추진력 또는 조향력은 인체의 외부에 설치되는 자기장 발생부(미도시)에 의해서 제공될 수 있다. 자기장 발생부는 3차원 상에서 임의 방향으로 자기장을 발생시키는 기능을 한다. 자기장 발생부는 자화 전류로 일정한 자속을 발생시키게 되는 다양한 코일들의 조합으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 맥스웰 코일, 헬름홀츠 코일, 새들 코일 들의 조합일 수 있다. 각 코일의 자화 전류 크기와 방향을 제어하면 3차원 상의 임의 방향으로 자기장을 발생시킬 수 있다. 본 출원인은 이와 같이 3차원 상에서 임의 방향으로 자기장을 발생시키는 다양한 형태의 3차원 전자기 구동장치를 특허 등록한 바가 있으며, 이러한 3차원 전자기 구동장치가 캡슐 장치의 추진 구동 또는 조향 구동에 이용될 수 있다. [참고문헌: 등록특허 제10-1001291호, 등록특허 제10-1084722호, 등록특허 제10-1084720호, 등록특허 제10-1096532호, 등록특허 제10-1256408호, 등록특허 제10-1256409호]

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캡슐 몸체(10)가 병변 조직에 밀착될 수 있도록 제어되는 모습을 나타낸다. 상술한 바와 같이 캡슐 몸체(10)는 외부 자기장의 성질에 따라, 특정 방향으로 정렬, 이동 및 회전 구동이 가능하다. 캡슐 몸체(10)는 병변 조직(13)까지 이동된 후, 몸체(10)의 일 측면이 병변 조직(13)과 밀착되도록 제어된 후 몸체(10)의 길이 방향을 축으로 회전 구동하여 병변 조직(13)을 채취할 수 있다.

본 실시 예에 따른 캡슐 장치(1)는 캡슐 몸체(10)가 특정 방향으로 회전하는 경우에만 절삭력이 보장받도록 생검 부재(30)가 구비된다. 또한, 몸체(10)의 회전 구동으로 절삭 및 채취된 조직은 조직 보관부(303) 안으로 유입되어 캡슐 장치(1)가 체외로 배출되기 전까지 이탈되지 않고 오염 가능성이 배제된다. 또한, 생검 부재(30)는 몸체(10)의 회전 구동만으로 생체 조직을 채취할 수 있도록 구성되므로 별도의 엑추에이터(actuator), 트리거 등의 장치가 구비되지 않아 캡슐형 내시경의 소형화가 가능하다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 캡슐 장치(3)를 나타낸다. 도 4를 참조하면 캡슐 장치(3)는 인체의 내부로 삽입되고 자성체(101)를 구비하며 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체(10); 및 몸체(10)에 배치되어 몸체(10)의 구동으로 생체 조직을 채취하는 생검 부재(30)를 포함할 수 있다.

제2 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 첨예한 단부의 양쪽 밑단이 안으로 저며드는 화살촉 형상의 종단면을 갖는 니들(needle)(301(b)) 및 니들(301(b))이 내측에 배치되고, 니들(301(b))의 단부가 노출되도록 상면이 개구된 원통형의 조직 보관부(303)를 구비할 수 있다.

본 실시 예로 니들(301(b))은 병변 조직에 삽입 및 적출되는 과정에서 첨예한 단부의 양쪽 밑단 안측(3011)으로 생체 조직을 채취할 수 있도록 단부의 내측이 함몰된 버섯 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 버섯 형상은 다단으로 형성될 수 있다.

니들(301(b))은 하나 이상일 수 있고, 원통 형상의 조직 보관부(303)는 복수의 니들(301(b))이 내측에 위치하도록 몸체(10)에 결합된다. 조직 보관부(303)는 니들(301(b))상에 채취된 생체 조직으로 유입되는 오염물을 차단하고, 캡슐 장치(3)가 체외로 배출되는 과정에서 채취된 조직이 이탈되지 않도록 한다. 조직 보관부(303)는 개구된 단면의 둘레에 니들(301(b))과 함께 생체 조직에 삽입될 수 있도록 절단 날이 형성될 수 있다.

본 실시 예로 조직 보관부(303)는 생체 적합성을 지닌 경화성 수지 등의 비금속 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 조직 채취 후 조직의 분리 및 처리 과정을 생략하고 조직의 병리학적 분석을 신속히 수행할 수 있는 효과가 있다.

제2 실시 예에 따른 몸체(10)는 일 측면에 니들(301(b))이 배치되는 채취부(103)가 형성된다. 채취부(103)는 소정의 높이로 함몰되어 몸체(10) 상에 형성된다. 본 실시 예로 채취부(103)는 배치된 니들(301(b))의 높이 이상 함몰될 수 있다. 니들(301(b))은 몸체(10)의 외부로 돌출되어 배치되기 때문에 인체 내부로 삽입된 몸체(10)의 구동 중 조직을 손상시킬 수 있다. 따라서, 니들(301(b))이 배치되는 채취부(103)는 캡슐 장치(3)의 전후 구동 중 니들(301(b))이 인체의 조직을 손상하지 않도록 함몰 형성된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 캡슐 몸체(10)가 병변 조직을 채취하는 모습을 나타낸다. 제2 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 별도의 트리거나 엑추에이터 없이 몸체(10)의 구동 조작 만으로 생체 조직의 채취가 가능하다.

도 5를 참조하면, 캡슐 장치(3)는 외부 자기장의 제어로 병변 조직에 접근된 후 몸체(10)의 일 측면에 형성된 채취부(103)가 접촉되도록 밀착된다. 제2 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 신장된 몸체(10)의 일 단부를 기준으로 회전하는 구동 제어로 생체 조직을 적출할 수 있다. 따라서 몸체(10)의 신장된 길이 방향을 축으로 회전하여 생체 조직을 적출하는 제1 실시 예에 따른 생검 부재(30, 도 1)와 차이점이 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 캡슐 장치(5)를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 캡슐 장치(5)는 인체의 내부로 삽입되고 자성체(101)를 구비하며 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체(10); 및 몸체(10)에 배치되어 몸체(10)의 구동으로 생체 조직을 채취하는 생검 부재(30)를 포함할 수 있다. 제3 실시 예에 따른 캡슐 장치(5)에 있어서, 자성체(101) 및 몸체(10)의 구성은 상술한 다른 실시 예에 따른 캡슐 장치(3)와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.

제3 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 회전력으로 조직에 삽입되는 나선형의 칼날부(301(c)) 및 칼날부(301(c))가 내측에 배치되고, 칼날부(301(c))의 단부가 노출되도록 상면이 개구된 원통형의 조직 보관부(303)를 포함할 수 있다.

칼날부(301(c))는 단부에 절삭날이 형성되어 나선의 중심 축을 기준으로 회전할 때 생체조직을 절삭하면서 생체 조직 내로 삽입된다. 이 경우, 깊이 방향으로의 추가적인 외력을 요하지 않으며 칼날부(301(c))가 구비된 몸체(10)의 토크만으로 절삭이 가능한 이점이 있다. 칼날부(301(c))는 나선이 감기는 방향에 따라 특정 방향으로 회전 시에만 생체 조직의 절삭이 가능하다.

칼날부(301(c))는 나선이 감싸지도록 조직 보관부(303)의 내측에 결합된다. 원통형의 조직 보관부(303)는 칼날부(301(c))와 함께 채취하고자 하는 생체 조직에 삽입될 수 있도록 개구된 단면 주변으로 예리한 절삭날이 형성된다. 몸체(10)의 회전으로 칼날부(301(c))가 채취한 생체 조직은 칼날부(301(c)) 나선 사이의 공간(3011) 상에 보관되어 외부로부터의 오염물질이 유입되는 것을 차단하고 캡슐 장치(5)가 체외로 배출되는 과정에서 채취된 조직이 이탈되지 않는다.

제3 실시 예에 따른 몸체(10)는 일 측면에 칼날부(301(c))가 배치되도록 소정의 높이로 함몰된 채취부(103)가 형성된다. 본 실시 예로, 채취부(103)는 인체 내에 삽입된 몸체(10)의 구동으로 칼날부(301(c))가 조직을 손상하지 않도록 칼날부(301(c))의 높이 이상 함몰되어 형성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 생검 부재(30)가 병변 조직을 채취하는 모습을 나타낸다. 제3 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 별도의 트리거나 엑추에이터 없이 몸체(10)의 구동 조작 만으로 생체 조직의 채취가 가능하다.

도 7을 참조하면, 캡슐 장치(5)는 외부 자기장의 제어로 병변 조직에 접근된 후 몸체(10)의 일 측면에 형성된 채취부(103)가 접촉되도록 밀착된다. 제3 실시 예에 따른 생검 부재(30)는 채취부(103)에 배치된 나선형의 칼날부(301(c))를 축으로 몸체(10)가 횡방향 회전하여 생체 조직을 채취한다.

따라서, 몸체(10)의 일 단부를 기준으로 회전하여 생체 조직을 적출하는 제2 실시 예에 따른 생검 부재(30, 도 4) 및 몸체(10)의 신장된 길이 방향을 축으로 회전하여 생체 조직을 적출하는 제1 실시 예에 따른 생검 부재(30, 도 1)와 차이점이 있다.

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 캡슐 장치(7)를 나타낸다. 도 8의 a는 조직 채취부(50)가 개방된 모습을 나타내며, 도 8의 b는 조직 채취부(50)가 폐쇄된 모습을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 캡슐 장치(7)는 인체의 내부로 삽입되고 자성체(101)를 구비하며 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체(10); 및 생체 조직을 채취하기 위하여 몸체(10)로부터 개방 또는 폐쇄되는 조직 채취부(50)를 포함할 수 있다. 제4 실시 예에 따른 캡슐 장치(7)에 있어서, 자성체(101) 및 몸체(10)의 구성은 상술한 다른 실시 예의 캡슐 장치(1, 3, 5)와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.

제4 실시 예에 따른 조직 채취부(50)는, 피벗(pivot)으로 생체 조직을 채취하는 갈고리 형상의 조직 채취 날(501) 및 조직 채취 날을 작동시키는 구동 수단(503)을 구비할 수 있다. 조직 채취 날(501)은 몸체(10)로부터 개방되어 생체 조직을 채취하고, 몸체(10)로부터 폐쇄되어 채취된 조직을 담지한다.

조직 채취부(50)는, 조직 채취 날(501)의 중앙부(5011)에 몸체(10)와 회전 가능하게 결합되는 고정단이 형성된다. 갈고리 형상의 조직 채취 날(501)은 고정단을 중심 축으로 양 자유단(5013, 5015)이 피벗 운동하게 된다.

조직 채취부(50)의 개방 구동 시 외부로 돌출되는 제1 자유단(5013)에는 생체 조직을 채취할 수 있도록 예리한 절삭날이 형성되고, 제2 자유단(5015)은 제1 자유단(5013)과 상보적으로 운동한다. 따라서, 제1 자유단(5013)의 폐쇄 구동 시 조직 채취부(50)의 내측으로 채취된 조직이 담지될 수 있는 공간(5017)이 형성된다. 조직 채취 날(501)은 단일 또는 복수로 형성될 수 있다.

구동 수단(503)은 외부로부터 인가되는 자기장으로 상하 운동하는 제1 자성체(5031); 및 조직 채취 날(501)의 제2 자유단(5015)에 고정되고 제1 자성체(5031)로부터 인력 또는 척력을 제공받는 제2 자성체(5033)를 구비하여, 제1 자성체(5031)의 상하운동으로 조직 채취 날(501)을 피벗(pivot)시킬 수 있다.

제4 실시 예에 따른 캡슐 장치(7)는 상술한 다른 실시 예들과 달리, 조직 채취를 위한 생검 부재가 개방 및 폐쇄가 가능하도록 구성되어 조직을 채취하는 순간에만 몸체(10)로부터 노출되는 차이점이 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 캡슐 장치(7)는 생검 부재를 개방 또는 폐쇄 동작시키는 구동 수단이 필요하다.

본 실시 예에 따른 구동 수단은 자성체(5031, 5033)의 인력 및 척력을 이용하여 생검 부재를 개방 또는 폐쇄 동작시키게 된다. 보다 상세하게, 제1 자성체(5031)는 몸체(10)의 단부에 배치되고, 이 경우 병진 및 왕복 운동을 수행하는 선형 엑추에이터(미도시), 또는 국소적 경사자계를 발생하는 전자적 코일(미도시)에 의해서 제1 자성체(5031)가 상하 방향으로 이동하도록 제어되면 제2 자성체(5033)는 제1 자성체(5031)로부터 제공되는 인력 또는 척력을 제공받을 수 있다.

따라서, 제1 자성체(5031)가 눌려지도록 몸체(10)를 제어함으로써 제2 자유단(5015)은 피벗 운동하고, 조직 채취 날(501)의 개방 또는 폐쇄가 이루어진다. 이와 같이 제4 실시 예에 따른 캡슐 장치(7) 또한 몸체(10)의 구동 제어 만으로 생검 부재를 동작시킬 수 있다. 조직 채취 날(501)이 개방되어 제1 자유단(5013)을 노출시킨 후, 시술자는 도 3에서 상술한 몸체(10)의 제어 방법으로 병변 조직의 채취가 가능하다.

도 9은 구동 수단(503)의 다른 실시 예를 나타낸다. 본 실시 예에 따르면, 구동 수단(503)은 인가된 전류에 의해 전기 저항열이 발생되는 형상기억합금 소재로 이루어질 수 있다. 형상기억합금 소재로 이루어진 구동 수단(5035)은 온도 변화에 따른 변형으로 조직 채취 날(501)을 피벗(pivot)시킬 수 있다. 또한, 형상기억합금의 탄성복원력이나 내부의 소형자석(5045)을 통해 조직 채취 날(501)을 원상태로 복원 시킬 수 있다.

본 실시 예로 조직 채취부(303)는 생체 적합성을 지닌 경화성 수지 등의 비금속 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 조직 채취 후 조직의 분리 및 처리 과정을 생략하고 조직의 병리학적 분석을 신속히 수행할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

1, 3, 5, 7, 9: 캡슐 장치 13: 병변 조직
10: 몸체 101: 자성체
103: 채취부 30: 생검 부재
301(a): 칼날부 301(b): 니들
301(c): 칼날부 303: 조직 보관부
3031: 소공 305: 개구부
50: 조직 채취부 501: 조직 채취 날
5011: 조직 채취 날의 중앙부, 조직 채취 날의 고정단
5013, 5017: 자유단 503: 구동 수단
5031: 제1 자성체 5033: 제2 자성체
5035: 형상기억합금 5045: 소형자석

Claims

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인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하는 캡슐 장치에 있어서,
자성체를 구비하여 외부로부터 인가되는 자기장으로 구동되는 몸체; 및
생체 조직을 채취하기 위하여 상기 몸체로부터 개방 또는 폐쇄되는 조직 채취부를 포함하고,
상기 조직 채취부는,
중앙부에 상기 몸체와 회전 가능하게 결합되는 고정단이 형성되는 조직 채취 날;
상기 조직 채취 날이 상기 고정단을 축으로 피벗(pivot)시 채취된 조직이 보관될 수 있도록 내부에 형성되는 공간; 및
상기 조직 채취 날을 작동시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 캡슐 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 조직 채취 날은,
피벗(pivot)으로 생체 조직을 채취하는 갈고리 형상으로 구비하는 것을 특징으로 하는 캡슐 장치.
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제 13 항에 있어서, 상기 구동 수단은,
외부로부터 인가되는 자기장으로 상하 운동하는 제1 자성체; 및
상기 조직 채취 날의 일단에 고정되고 상기 제1 자성체로부터 인력 또는 척력을 제공받는 제2 자성체를 구비하여,
상기 제1 자성체의 상하운동으로 상기 조직 채취 날을 피벗(pivot)시키는 것을 특징으로 하는 캡슐 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 구동 수단은 형상기억합금 소재로 이루어지고,
상기 형상기억합금 소재는 온도 변화에 따른 변형으로 상기 조직 채취 날을 피벗(pivot)시키는 것을 특징으로 하는 캡슐 장치.