KR101782751B1 - 형광현미경에 장착 가능한 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템은 광학 현미경을 이루는 대물대 상에 플러그앤 플레이 방식으로 해제 가능하게 결합되는 플러그앤 플레이 슬라이드(10); 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 해제 가능하게 결합되는 내시경 커플러(20); 상기 내시경 커플러(20)에 결합되며 자극 신호를 발생하게 하는 광원부(30); 및 상기 내시경 커플러(20)에 접속되는 내시경 파이버(40);를 포함하고, 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)는, 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 상하면을 따라 관통 형성된 커플링 홀(11) 및 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 양측을 구성하는 동시에 단층 구조를 갖는 결합구(13)를 포함한다.

Description

형광현미경에 장착 가능한 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템{Fluorescent microscopy with a plug and plug endoscopy probe system}

본 발명은 기존의 구성된 현미경에 접목할 수 있도록 연성내시경 프로브 연결용 플러그앤 플레이 플레이트를 통해서 생체 내부의 세포 단위에서 조직 단위까지의 영상을 얻을 수 있는 고분해능 광학 이미징 내시경 시스템 장치에 관한 것이다.

일반 내시경은 의료기기로서 비침습적으로 생체내부 질병의 정확한 위치 파악 및 조직의 변형을 가시적으로 관찰하기 위한 장비이다. 질병이 진행되어 조직의 변형이 가시적으로 관찰이 되어야 진단이 가능하기 때문에 어려움이 많이 있으며, 의사의 경험과 판단에 상당히 의존적이게 된다.

상용화된 기기의 경우에는 내시경 장치, 백색광 또는 단파장 여기광(복합 광원 장치), 내시경 접안렌즈, 칼라 카메라, 고감도 흑백 카메라, 컴퓨터 및 모니터로 구성되어 있다.

고가의 의료기기 중 하나인 형광 내시경 시스템은 일반 실험실 단위에서 구매하기 어려움이 있다. 또한, 미세한 영역을 촬영하기 위해서는 더욱 많은 비용을 지불해야 상용화된 미세 내시경 시스템을 사용하여 생체 내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있다.

종래기술 중 형광 내시경 장치는 낮은 형광 신호 검출을 한다. 이는 미약한 신호를 기반으로 정확한 위치를 측정하기 어렵고, 특히 작은 구경비의 내시경에서 배율을 변경하여 측정하기에는 부적합하다는 문제점이 있다.

내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 획득 방법을 개시한 종래의 문헌으로는 공개특허 제10-2012-0114895호를 들 수 있는데, 상기 문헌은 적외선 대역의 광을 방출하는 광원과 근적외선 대역의 광을 감지할 수 있는 광검출 화소를 포함하고, 근적외선 대역의 광을 이용하여 점막층 깊이뿐만 아니라 점막하층 깊이에 대한 영상들을 획득할 수 있음에 따라서 자동형광영상 내시경이나 색소 내시경에 상응하는 효과를 간단한 방식으로 얻을 수 있고 한 번의 촬영으로 다수의 파장별 영상을 얻을 수 있어서, 간단하게 영상을 획득할 수 있는 내시경 장치를 제공하는 것으로서 적외선 대역의 광을 방출하는 광원과 근적외선 대역의 광을 감지할 수 있는 광검출 화소를 이용한다는 구체적인 내용은 있지만, 형광 현미경에 최적화된 프로브를 활용하여 비용 절감 및 다채널 형광 여기필터 구성을 통한 멀티뷰 이미징 장치에 대한 구체적인 방안이 없다는 점에서 한계가 있다.

(특허문헌 1) KR 10-2012-0114895 A

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 종래에 준비된 현미경 상에 접목할 수 있는 연성내시경 프로브 연결용 플러그앤 플레이 플레이트를 통해서 생체 내부의 세포 단위에서 조직 단위까지의 영상을 얻을 수 있는 고분해능 광학 이미징 내시경 시스템 장치를 제공하는 것으로서, 기존의 시스템인 현미경 대물대에 플러그앤 플레이 어댑터를 고정하여 단일 내시경 프로브를 활용하여 생체 내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있는 내시경 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은 질병의 조기 진단 및 생체 내부에서 일어나는 생리학적 반응을 조직단위에서부터 세포단위까지 영상화하여 질병의 진단시 영상학적 정확도를 높이는 내시경 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은 형광 채널 및 가시광 채널을 동시에 획득함으로써 진단의 신뢰성과 정확성을 높이고 효율적인 관찰이 가능한 내시경 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템은 광학 현미경을 이루는 대물대 상에 플러그앤 플레이 방식으로 해제 가능하게 결합되는 플러그앤 플레이 슬라이드(10); 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 해제 가능하게 결합되는 내시경 커플러(20); 상기 내시경 커플러(20)에 결합되며 자극 신호를 발생하게 하는 광원부(30); 및 상기 내시경 커플러(20)에 접속되는 내시경 파이버(40);를 포함하고, 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)는, 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 상하면을 따라 관통 형성된 커플링 홀(11) 및 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 양측을 구성하는 동시에 단층 구조를 갖는 결합구(13)를 포함한다.

상기 내시경 파이버(40)는 조명 파이버 번들 및 영상 파이버 번들을 포함한다.

상기 내시경 파이버(40)는 외부 측으로는 상기 조명 파이버 번들이 배치되고, 상기 조명 파이버 번들의 내부 측으로는 상기 영상 파이버 번들이 배치된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템은 기존의 시스템인 현미경 대물대에 플러그앤 플레이 어댑터를 고정하여 단일 내시경 프로브를 활용한 생체내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있게 한다.

본 발명은 형광 채널 및 가시광 채널을 동시에 획득함으로써 진단의 신뢰성과 정확성을 높이고 효율적인 관찰이 가능한 내시경 시스템을 구성한다. 즉, 본 발명은 질병의 조기 진단 및 생체 내부에서 일어나는 생리학적 반응을 조직 단위에서부터 세포 단위까지 영상화하여 질병의 진단 시에 영상학적 정확도를 높이게 한다.

또한, 본 발명은 종래의 형광 내시경 장치의 경우에 낮은 형광 신호 검출을 하는 미약한 신호를 기반으로 정확한 위치를 측정하기 어렵다는 점 및 작은 구경비의 내시경에서 배율을 변경하여 측정하기에는 부적합하다는 한계를 극복하기 위한 것으로서, 기존의 현미경에 접목할 수 있는 연성내시경 프로브 연결용 플러그앤 플레이 플레이트를 통해, 생체 내부의 세포 단위에서 조직 단위까지의 영상을 얻을 수 있는 고분해능 광학 이미징 내시경 시스템 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 작은 구경비의 내시경을 활용하여 최소 침습적으로 생체 내부의 영상화가 가능하고 높은 분해능부터 낮은 분해능까지 배율을 조정할 수 있으며, 실시간 광학 생체 검사를 형광 이미징과 같이 진행할 수 있다.

또한, 본 발명은 광학계의 구성을 기존의 현미경을 활용함으로써 비용 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명인 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템의 전체적인 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템을 설명한다.

본 발명은 종래에 준비된 광학 현미경 상에 접목할 수 있는 연성내시경 프로브 연결용 플러그앤 플레이 플레이트를 통해서 생체 내부의 세포 단위에서 조직 단위까지의 영상을 얻을 수 있는 고분해능 광학 이미징 내시경 시스템 장치를 제공하는 것이다. 즉, 종래의 광학 현미경 시스템을 이루는 대물대 상에 플러그앤 플레이 어댑터인 플레이트를 고정하여 인체 내부 측정을 실시하는 내시경 프로브를 직접적으로 상기 광학 현미경으로 접속 가능하게 하는 구조를 가능하게 함으로써, 생체 내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있게 한다.

기존의 형광 현미경 또는 공초점 현미경을 보면, 백색광 또는 단파장 여기광 (복합 광원 장치), 칼라 카메라, 고배율 렌즈, 고감도 흑백 카메라, 컴퓨터 및 모니터 등을 포함하는 상태로 구성되어 있는바, 상기 기존의 시스템인 광학 현미경을 구성하는 대물대 상에 본 발명에 따른 플러그앤 플레이 플레이트를 고정하여 단일 내시경 프로브를 활용한 생체내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있다.

본 발명에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템은 내시경을 통해 통해 전송되는 영상을 광학 현미경 상으로 전달하기 위해서 종래의 광학 현미경을 이루는 대물대 상에 플러그앤 플레이 방식으로 해제 가능하게 결합되는 플러그앤 플레이 슬라이드(10), 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 형성된 결합홈(11) 상에 해제 가능하게 결합되는 내시경 커플러(20), 내시경 커플러(20)에 결합되며 할로겐 램프, 제논 아크 램프 등의 자극 신호를 발생하게 하는 광원부(30), 및 내시경 커플러(20)에 접속된 상태에서 측정하고자 하는 대상체 상으로 측정 프로브를 삽입 가능하게 하는 구성을 갖는 내시경 파이버(40)를 포함한다.

플러그앤 플레이 슬라이드(10)는 측면이 다단으로 단지어 형성되는 계단 구조를 갖는 것으로서, 중앙부 상에 상하면을 따라 관통 형성된 커플링 홀(11) 및 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 양 측을 구성하는 결합구(13)를 포함한다.

즉, 플러그앤 플레이 슬라이드(10)는 기존 현미경의 대물대 상에 존재하는 슬라이드 고정장치에 결합하도록 할 수 있다.

내시경 커플러(20)는 상부로는 내시경 파이버(40)가 결합되고, 측부에는 광원부(30)가 결합된다.

한편, 내시경 커플러(20)는 커플링 홀(11)을 통해 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 분리 가능하게 결합되는 구성일 수 있다. 예를 들어, 내시경 커플러(20)의 하단부 상에 스크류 방식의 돌출된 결합 구조를 형성함으로써 커플링 홀(11)에 스크류 방식으로 체결 가능하게 하는 구성을 채택할 수 있다.

즉, 파이버 번들인 내시경 파이버(40)을 볼트 너트 구조를 통해 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 분리가능하게 결합함으로써 기존 광학 현미경에의 광학 경로를 활용하여 고해상도 내시경 영상을 획득하게 한다. 다른 한편으로는, 상기 내시경 커플러(20)와 플러그앤 플레이 슬라이드(10)를 결합하는 방식으로는 상기 스크류 방식 외에 접속을 가능하게 하는 어떠한 방식도 가능할 수 있다.

내시경 커플러(20)는 광원부(30) 및 내시경 파이버(40)를 연결할 수 있는 포트가 구성되어질 수 있다. 상기 구성을 통해 광원부(30)에서 발생되는 광 신호 및 백색의 빛이 내시경 커플러(20)와 내시경 파이버(40)를 통해 인체 내의 측정 대상 부위로 전달되어 가시광선 영상 및 형광 영상에 대한 신호를 획득할 수 있다.

내시경 파이버(40)는 외부 측으로는 조명 파이버 번들이 배치되고, 내부 측으로는 영상 파이버 번들로 구성됨으로써 고해상도의 형광 및 반사 영상을 측정할 수 있다. 즉, 단일 내시경 파이버(40) 구성을 통해 조명 및 영상을 동시에 전송 가능하게 구성할 수 있다. 한편으로는, 외부 측으로는 영상 파이버 번들이 배치되고, 내부 측으로는 조명 파이버 번들을 구성하는 것이 바람직할 수 있다.

내시경 파이버(40)는 외부 직경이 1mm 이하의 파이버로 미세 내시경으로 구성하여 최소 침습 방식으로 생체 내부의 영상을 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템은 기존의 시스템인 현미경 대물대에 플러그앤 플레이 어댑터를 고정하여 단일 내시경 프로브를 활용한 생체내의 형광 및 가시적인 영상을 획득할 수 있게 한다.

본 발명은 형광 채널 및 가시광 채널을 동시에 획득함으로써 진단의 신뢰성과 정확성을 높이고 효율적인 관찰이 가능한 내시경 시스템을 구성한다. 즉, 본 발명은 질병의 조기 진단 및 생체 내부에서 일어나는 생리학적 반응을 조직 단위에서부터 세포 단위까지 영상화하여 질병의 진단 시에 영상학적 정확도를 높이게 한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 플러그앤 플레이 슬라이드
20 : 내시경 커플러
30 : 광원부
40 : 내시경 파이버

Claims (3)

1. 광학 현미경을 이루는 대물대 상에 플러그앤 플레이 방식으로 해제 가능하게 결합되는 플러그앤 플레이 슬라이드(10);
   상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10) 상에 해제 가능하게 결합되는 내시경 커플러(20);
   상기 내시경 커플러(20)에 결합되며 자극 신호를 발생하게 하는 광원부(30); 및
   상기 내시경 커플러(20)에 접속되는 내시경 파이버(40);를 포함하고,
   상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)는, 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 상하면을 따라 관통 형성된 커플링 홀(11) 및 상기 플러그앤 플레이 슬라이드(10)의 양측을 구성하는 동시에 단층 구조를 갖는 결합구(13)를 포함하는,
   플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내시경 파이버(40)는 조명 파이버 번들 및 영상 파이버 번들을 포함하는,
   플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 내시경 파이버(40)는 외부 측으로는 상기 조명 파이버 번들이 배치되고, 상기 조명 파이버 번들의 내부 측으로는 상기 영상 파이버 번들이 배치되는,
   플러그앤 플레이 내시경 프로브 시스템.

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