KR101952336B1 - 고주파 및 미분간섭을 활용한 병변 진단 장치 - Google Patents

고주파 및 미분간섭을 활용한 병변 진단 장치 Download PDF

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KR101952336B1 KR1020170055310A KR20170055310A KR101952336B1 KR 101952336 B1 KR101952336 B1 KR 101952336B1 KR 1020170055310 A KR1020170055310 A KR 1020170055310A KR 20170055310 A KR20170055310 A KR 20170055310A KR 101952336 B1 KR101952336 B1 KR 101952336B1
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Abstract

본 발명은 고주파 및 미분간섭을 활용한 병변 진단 장치이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 광학 디스플레이, 체세포의 영상을 상기 광학 디스플레이에 송출하도록, 내부에 전반사를 가능케 하는 광섬유가 부착되어 체세포의 광학 이미지를 획득하는 이미지 획득부 및 상기 이미지 획득부의 헤드 부분에 위치하는 주파수 분석용 패드를 포함하며,
상기 주파수 분석용 패드는 피검사체에 부착되는 제1패드와 제2패드를 포함하는 병변 위치 검출 장치를 제공한다.
이와 같은 위치 검출 장치를 통하여 조직검사 시 피검사체의 정확한 타켓팅(Targeting)을 가능하게 하며, 비 침습적인 방법으로 빠르게 피검사체 조직의 다양한 성상을 정량화한 객관적인 정보를 제공할 수 있다.

Description

고주파 및 미분간섭을 활용한 병변 진단 장치{Lesion diagnosis device using high-frequency and differential interference}
본 발명은 바이오 메카닉스를 기반으로 하여 세포 및 조직 구조를 정량적으로 분석할 수 있는 기술을 포함하고 이를 이용하여 다양한 종류의 정상/비정상의 세포 조직에 대한 구분이 가능한 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 고주파를 이용하여 생체 재료의 저항요소와 같은 물리적 정보 및 미분 간섭 광원을 이용하여 거칠기와 같은 표면 형상 정보를 동시에 측정하여 정상 조직과 비정상 조직을 구분할 수 있는 병변 진단 장치에 관한 것이다.
질병을 치료하는 데 있어 병변의 특성을 명확하게 파악하는 것은 굉장히 중요한 요소이다.
현재 병변의 조직학적 특성을 정확히 파악하기 위한 방법으로는 병리학적 기법과 영상의학적 기법이 활용되고 있다.
먼저, 영상의학적 기법은 대부분 비침습적 방법으로 MRI, CT 등의 다양한 분석 장치가 개발되어 있다.
3D CT나 PET-CT처럼 병변, 특히 종양의 성상을 육안 소견과 가깝게 재현할 수 있도록 기술이 발전하였으며, 상기와 같은 장치를 이용한다면 영상을 얻는데 시간이 많이 소모되지 않고 판독의 어려움도 비교적 적다는 장점이 있다.
하지만 검사 비용이 매우 많이 들고, 각 modality가 제공하는 정보가 제한적이므로 조직의 성상을 분석하기 위해 복수의 검사가 필요하다는 문제가 있다.
또 다른 방법인 초음파 검사의 경우, 뼈로 둘러싸인 장기에 대한 분석이 불가능하며, CT 및 MRI는 조영제를 사용해야 하는 위험성 이외에도 bone tissue에 대해서는 정확한 정보를 제공하지 못한다.
이 뿐 아니라, 몇 가지 조직학적 특징(osteoid, chondroid, fibrosis, bloody, sclerotic, myxoid, necrosis 등)에 대하여 영상의학적 특징을 경험적으로 판단하나 정확한 수치화가 거의 이루어지지 않아 판독자 개인의 주관이 개입될 수 있다는 문제가 있다.
한편, 병리학적 조직 분석 방법은 조직의 2차원적 구조의 가장 정확한 형상화 가능하며, 조직을 구성하는 다양한 요소(Component)를 정확히 관찰할 수 있다는 장점이 있다.
하지만 영상의학적 기법과 달리 침습적인 방법으로 조직을 얻어야 하는 어려움이 있으며, 병변에 대한 타켓팅(Targeting)이 잘못되었을 경우 오진에 대한 위험이 존재고, 나아가 재검사를 시행해야 한다는 문제가 있다.
또한 조직 절편을 만들고 유리슬라이드를 제작하는 데까지 긴 시간이 소요되고 전문 인력이 필요하며 소수의 병리학 전문가만이 판독 가능하다는 한계가 있다.
즉, 병리학적 기법과 영상의학적 기법 모두 장, 단점이 존재하므로 두 기법을 보완하고자, 선행기술(KR 10-2015-0028443)은 후술할 본 발명과 유사한 현미경 및 공진주파수를 이용하여 병변을 감지하는 내용을 제시하고 있으나, 선행기술에서는 원자현미경을 사용한다는 점에서 본 발명과 차이가 있다.
또한, 선행기술(KR 10-2016-7019880)은 본 발명과 유사한 내시경 및 주파수 테스트 장치를 제시하고 있으나, 기계부품을 테스트하는 장치에 사용되어 병변을 판단하는 것과는 분야가 상이하다.
마지막으로, 선행기술(JP 2010-12125)는 광학 현미경 기술과 주파수 해석 기술을 결합하여 세포를 판별하는 기술을 제시하고 있으나, 주파수 해석한다는 점만 본 발명과 동일할 뿐 고주파 발생 장치를 구비하지 않는 점에서 본 발명과는 차이가 있다.
한국 공개특허(출원번호 : 10-2015-0028443) "원자힘현미경(Atomic force microscope, AFM) 캔틸레버를 이용한 순환종양세포(Circulating Tumor Cell, CTC) 특이 단백질검지방법 및 캔틸레버 기반의 생체물질 검출 시스템 한국 공개특허(출원번호 : 10-2016-7019880) "내시경 및 이를 사용하는 방법" 일본 등록특허(출원번호 : JP 2010-12125) "세포 판별 방법, 세포 판별용 참조 데이터 생성 방법 및 세포 판별 장치"
본 발명은 고주파 장치와 미분간섭 광기술을 이용하여 병변의 위치 및 형상을 파악하는 병변 진단 장치를 제공하여, 조직검사 시 정확한 타켓팅(Targeting)을 가능하게 하며, 비 침습적인 방법으로 빠르게 피검사체 조직의 다양한 성상을 정량화한 객관적인 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 광학 디스플레이; 체세포의 영상을 상기 광학 디스플레이에 송출하도록, 내부에 전반사를 가능케 하는 광섬유가 부착되어 체세포의 광학 이미지를 획득하는 이미지 획득부; 미분 간섭 광원을 이용하여 간섭 이미지를 생성하는 간섭 이미지 생성부; 및 상기 이미지 획득부의 헤드 부분에 위치하는 주파수 분석용 패드;를 포함하고,
상기 주파수 분석용 패드는 당해 병변 위치 검출 장치와 제1 프로브를 통해 연결되고, 피검사체에 부착되는 제1 패드; 및 당해 병변 위치 검출 장치와 제1 프로브를 통해 연결되고, 피검사체에 부착되는 제2 패드;를 포함하며,
상기 제1 패드와 제2 패드를 통해서는 당해 병변 위치 검출 장치에서 발생된 주파수 신호를 피검체에 전달하고, 피검사체에서 반사되거나 투과된 주파수 신호를 수신하여 피검사체의 물리적 정보를 획득하고, 상기 간섭 이미지 생성부를 통해서는 Optical path Length 정보를 획득하여, Optical path Length 정보와 물리적 정보를 토대로 피검사체 내의 병변의 위치를 파악하는 병변 위치 검출 장치를 제공한다.
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특히, 상기 간섭 이미지 생성부는 광원, 광원에서 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광판, 편광된 빛을 투과시키는 제1 월라스톤 프리즘, 상기 제1 월라스톤 프리즘을 통과한 빛의 거리를 좁혀 피검사체에 전달하는 접광 렌즈를 포함하며,
피검사체를 반사 또는 투과한 빛이 투과하는 대물렌즈, 대물렌즈를 투과한 빛을 하나로 합치는 제 2 월라스톤 프리즘, 상기 제 2 월라스톤 프리즘을 통과한 빛을 편광시키는 제2 편광판 및 평관? 빛을 통해 정보를 얻는 전하 결합 장치(Charge Coupled Device)를 포함할 수 있다.
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바람직하게, 상기 제1 패드를 통하여 피검사체에 전달되는 주파수는 고주파수(Radio frequency) 영역일 수 있다
아울러, 상기 제1 패드는 피검사체에 주파수 신호를 전달하고 피검사체로부터 반사된 반사 신호를 획득하고, 상기 제2 패드는 피검사체를 투과한 투과신호를 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로 미분 간섭을 이용하여 이미지를 생성하는 간섭 이미지 생성부, 전반사를 통하여 광학 이미지 획득하는 이미지 획득부 및 상기 이미지 획득부의 헤드부에 제1 패드와 제2 패드를 포함하는 병변 위치 검출 장치를 이용하여 병변 위치 검출하는 방법에 있어서, 간섭 이미지 생성부를 통해 빛의 간섭 효과를 이용하여 피검사체의 표면 형상에 대한 정보를 얻는 표면 형상 정보 획득 단계; 및 이미지 획득부를 통해 피검사체에 주파수를 발생시켜 물리 정보를 얻는 물리 정보 획득 단계;를 포함하고,
상기 표면 형상 정보 획득 단계에서는 상기 간섭 이미지 생성부를 통해서는 Optical path Length 정보를 획득하고, 상기 물리 정보 획득 단계에서는 상기 제1 패드와 제2 패드를 통해서 병변 위치 검출 장치에서 발생된 주파수 신호를 피검체에 전달하고, 피검사체에서 반사되거나 투과된 주파수 신호를 수신하여 피검사체의 거칠기와 같은 물리적 정보를 획득하여, Optical path Length 정보와 물리적 정보를 토대로 피검사체 내의 병변의 위치를 파악하는 병변 위치 검출 방법을 제공한다.
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특히, 상기 물리 정보 획득 단계의 주파수는 고주파수(Radio frequency) 영역인 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 고주파 장치와 미분간섭 광기술을 결합한 통합형 생체조직 분석 시스템을 제공함에 따라 병변의 위치를 파악할 때 정확한 병변 구조 및 위치에 대한 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 비 침습적인 방법임에도 간단한 요소로 구성되어 검사가 간편하며 접근성이 높다.
또한, 형광물질을 사용하지 않아 부작용이 거의 없으며, 하나의 장치를 통하여 종합적인 정보를 얻을 수 있어 복수의 검사를 대체할 수 있다.
이에 따라, 시간 및 비용을 절약할 수 있어 병리학적 분석 기법과 영상의학적 분석 기법의 장점을 모두 갖는 병변 진단 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 병변 위치 검출 장치을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 간섭 이미지 생성부의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 월라스톤 프리즘(Wollaston prism)에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명의 피검사체와 이미지 획득부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 피검사체와 이미지 획득부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 병변 위치 검출 장치와 이미지 획득부를 간략하게 도시한 도면이다.
도 7은 글루코스(Glucose)를 본 발명의 병변 위치 검출 장치를 이용하여 실험한 결과에 대한 도면이다.
도 8은 비오틴(Biotin)과 스트렙타아비딘(Streptavidin)을 본 발명의 병변 위치 검출 장치를 이용하여 실험한 결과에 대한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
질병을 치료하는데 있어서 가장 중요한 요소는 병변의 위치와 구조를 명확하게 파악하는 것이다.
종래에 병변의 조직학적 특성을 파악하기 위한 방법으로는 병리학적 기법과 영상의학적 기법이 활용되었는데 양 기법 모두 장, 단점이 있다.
구체적으로, 영상의학적 기법은 대부분 비침습적 방법으로 종양의 성상을 육안 소견과 가깝게 재현할 수 있도록 기술이 발전하여 정확성이 높아졌으며, 영상을 얻는데 시간이 많이 소모되지 않고 판독의 어려움도 비교적 적다는 장점이 있다.
다만, 검사 비용이 매우 많이 들고, 각 modality가 제공하는 정보가 제한적이므로 조직의 성상을 분석하기 위해 복수의 검사가 필요하다는 문제가 있다.
한편, 병리학적 조직 분석 방법은 조직의 2차원적 구조의 가장 정확한 형상화 가능하며, 조직을 구성하는 다양한 요소(Component)를 정확히 관찰할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 상기 방법은 영상의학적 기법과 달리 침습적인 방법으로 조직을 얻어야 한다는 어려움이 있으며, 병변에 대한 타켓팅(Targeting)이 잘못되었을 경우 오진에 대한 위험이 존재고, 나아가 재검사를 시행해야 한다는 문제가 있다.
본 발명을 종래 기법들의 단점을 보완하면서, 영상의학적 기법과 병리학적 기법의 장점을 갖는 조직 분석 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 병변 위치 검출 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명은 병변 위치 검출 장치로써, 광학 디스플레이(210), 체세포의 영상을 상기 광학 디스플레이(210)에 송출하도록, 내부에 전반사를 가능케 하는 광섬유(231)가 부착되어 체세포의 광학 이미지를 획득하는 이미지 획득부(220) 및 상기 이미지 획득부(220)의 헤드 부분에 위치하는 주파수 분석용 패드를 포함하는 병변 위치 검출 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 주파수 분석용 패드는 피검사체에 부착되는 제1 패드(240)와 제2 패드(250)를 포함하는 병변 위치 검출 장치(200)를 제공한다.
또한 상기 병변 위치 검출 장치(200)는 간섭 이미지 생성부(110)를 포함한다.
상기 간섭 이미지 생성부(110)는 미분 간섭 광기술을 이용하여 피검사체(10)인 병변에 관한 이미지를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 간섭 이미지 생성부의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 월라스톤 프리즘(Wollaston prism)에 관한 도면이다.
상기 간섭 이미지 생성부(110)는 광원(100), 제1 편광판(101), 제1 월라스톤 프리즘(102), 집광 렌즈(Condenser lens, 103), 대물 렌즈(Objective lens, 104), 제2 월라스톤 프리즘(105), 제2 편광판(106) 및 전하 결합 장치(Charge Coupled Device, 108)를 포함한다.
이 때, 상기 제2 편광판(106)과 상기 전하 결합 장치(108) 사이에 대역 통과 필터(107)를 추가하여 전하 결합 장치에 입력되는 빛을 제한할 수 있다.
미분 간섭 효과를 통해 간섭 이미지가 생성되는 과정은 먼저 상기 광원(100)에 의해 빛이 조사되고, 조사된 빛은 상기 제1 편광판(101)을 통과하며 45°각도로 편광된다.
45°로 편광된 빛은 제1 월라스톤 프리즘(102)을 통과하며 수직 방향과 수평 방향의 두 개의 빛으로 분리된다.
상기 월라스톤 프리즘(102)은 Nomarski 프리즘이라고도 불리며, 서로 직교하는 진동면을 가진 두 직선편광을 분리하는 역할을 하며, 상기 월라스톤 프리즘을 역으로 사용하면 빛을 다시 합칠 수 있다.
도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 빛이 상기 제1 월라스톤 프리즘(102)을 통과하면 지면과 평행한 진동면을 갖는 편광과, 지면과 수직한 진동면을 갖는 편광으로 분리되어 방사된다.
분리된 빛은 편각을 이루며 멀어지는데 상기 집광렌즈(103)를 통과하면서 두 빛은 수 마이크로 미터 간격으로 가까워진다.
가까워진 두 빛은 피검사체(10)에 닿아 반사 또는 투과하면서 경로 차이가 발생하게 된다.
이와 같은 경로 차이는 굴절률 및 실제 피검사체(10)의 길이에 영향을 받으며, 구체적으로 길이의 변화가 심할수록, 굴절률의 차이가 클수록 경로 차이가 크게 발생한다.
위와 같이 경로 차이가 발생된 두 개의 빛은 상기 대물렌즈(104)를 통과하여 상기 제2 월라스톤 프리즘(105)을 통과한다.
이 때, 상기 제2 월라스톤 프리즘(105)은 앞서 언급한 바와 같이 역으로 사용되어, 상기 제1 월라스톤 프리즘(102)과 반대로 빛을 합치는 역할을 한다. 또한, 빛이 합쳐지는 과정에서 앞서 발생된 경로 차이에 의하여 빛의 간섭이 발생한다.
간섭된 빛은 상기 제2 편광판(106)을 통과하며 135° 또는 -45°로 편광 된 후, 상기 전하 결합 장치(108)으로 입력된다.
상기 전하 결합 장치(108)를 통하여, 입력된 빛의 광학 정보를 전기신호로 변환할 수 있고, 디지털 신호로 변환된 정보는 컴퓨터(109)로 전송되어 상기 광학 디스플레이(210)에 송출될 수 있다.
즉, 상기 간섭 이미지 생성부(110)은 경로차에 따라 빛의 간섭 정도가 다르다는 점을 활용하여 물질을 구분 또는 단차를 확인할 수 있다.
본 발명은 또한 광원의 종류를 변경하면서 파장을 조절하면 깊이와 투과 특성을 변경하면서 층별 이미지를 명확할 수 있으며, 종래의 현미경에서 편광판 및 월라스톤 프리즘만 간단히 추가하여 물질을 구분하거나 단차를 확인할 수 있어 종래의 기법들에 비하여 접근성 측면에서 유리하다.
영상 이미지를 확보하는 다른 예로 형광 현미경 기술을 사용할 수도 있다. 형광 현미경 기술의 경우 피검사체에 조영제(Contrast)를 염색하는 과정이 필요하다.
다만, 부작용 발생 여부 측면에서 고려하였을 때, 형광 현미경을 활용한 조사 과정에서 염색에 사용되는 조영제도 발암물질이므로 병변 검출 측면에서 부작용이 없는 본 발명의 미분 간섭 광기술이 좀 더 적합하며,
영상 획득 속도 측면에서도 본 발명은 염색 과정이 필요하지 않아 이미지를 획득하는 속도가 빠르다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 피검사체와 이미지 획득부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 피검사체와 이미지 획득부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 병변 위치 검출 장치와 이미지 획득부를 간략하게 도시한 도면이다.
본 발명의 상기 병변 위치 검출 장치(200)는 주파수를 발생 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 병변 위치 검출 장치(200)와 상기 제1 패드(240)는 제1 프로브(Probe, 241)를 통하여, 상기 제2 패드(250)는 제2 프로브(251)을 통하여 패드와 병변 위치 검출 장치 간에 상호 연결될 수 있다.
상기와 같이 상호 연결되어, 상기 병변 위치 검출 장치(200)는 상기 제1 패드(240)를 통하여 피검사체(10)에 특정 영역의 주파수 신호를 전달할 수 있다.
이 때, 상기 제1 패드(240)와 제2 패드(250)는 바람직하게는 금속재질의 패드로써, 피검사체(10)에 신호를 효과적으로 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 피검사체에 주파수 신호를 전달할 수 있다면 실시예에 따라 재질을 변경해도 무관하다.
상기 병변 위치 검출 장치(200)가 상기 제1 패드(240)를 통하여 피검사체(10)에 전달하는 주파수는 고주파수(Radio frequency) 영역인 것을 특징으로 한다.
이 ?, 고주파수(Radio frequency) 영역은 일반적으로 30 kHz 이상을 의미하며, 특히 주파수 발생 장치의 성능을 고려하였을 때, 1GHz 내지 100GHz 사이의 영역인 것이 바람직하다.
상기 피검사체(10)에 전달되는 주파수 신호는 시간에 따라 가변되며 전달되는 것이 아니고, 특정 폭의 주파수가 동시에 전달되는 것이 특징이다.
또한, 상기 이미지 획득부(220)의 헤드에 부착된 제1 패드(240)는 피검사체(10)에 주파수 신호를 전달하고 피검사체(10)로부터 반사된 반사 신호를 다시 획득하는 역할을 하며, 상기 제2 패드(250)는 피검사체(10)를 투과한 투과신호를 획득하는 역할을 한다.
이 때, 실시예에 따라서 상기 제1 패드(240)와 상기 제2 패드(250)의 역할을 바뀌더라도 무관하다.
후술할 바와 제1 패드(240)의 고주파 반사 신호와 제2 패드(250)의 고주파 투과 신호를 반사계수 및 투과계수를 고려하여 비교함으로써 피검사체(10)의 거칠기를 파악할 수 있다.
또한, Equivalent Circuit을 활용하여 간접적으로 저항, 인덕턴스, 캐패시턴스, 임피던스 등의 정보를 추출할 수 있어 상기 고주파 기법을 통해 물질의 물리적 정보를 획득할 수 있다.
정리하면, 본 발명은 간섭 이미지 생성부(110)을 활용하여 기본적으로 형태에 관한 정보를 얻을 수 있는데, 구체적으로는 상기 간섭 이미지 생성부(110)를 통하여 Optical path length(X)에 관한 정보를 얻을 수 있다.
Figure 112017042072311-pat00001
··· 식 (1)
Optical path length(X)는 상기 식 (1)과 같이 실제 거리(l) 및 굴절률(n)의 함수로 표현이 가능하다.
물론, 파장의 길이를 조절함에 따라 피검사체(10)에 침투하는 깊이를 조절할 수 있으며, 구체적으로 파장이 짧을 수록 침투 깊이는 증가한다.
다만, 에너지가 증가하여 피검사체(10) 조직자체에 악영향을 주는 단점이 있어, 다른 조치가 요구된다.
이에 따라 본 발명은 상기 이미지 획득부(220)에서 고주파 신호를 통해 물질의 거칠기 등의 물리적 정보를 얻고, 이를 활용하여 굴절률(n)에 관헌 정보를 유추할 수 있다.
즉, 상기 간섭 이미지 생성부(110)에서 얻은 Optical path length(X)와 상기 이미지 획득부(220)에서 얻은 굴절률(n)의 정보를 활용하여 실제 거리(l)을 명확하게 파악할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예로 미분 간섭을 이용하여 이미지를 생성하는 간섭 이미지 생성부(110), 전반사를 통하여 광학 이미지 획득하는 이미지 획득부(220) 및 상기 이미지 획득부의 헤드부에 제1 패드(240)와 제2 패드(250)를 포함하는 병변 위치 검출 장치를 이용하여 병변 위치 검출하는 방법을 제공한다.
구체적으로 상기 검출 방법은 간섭 이미지 생성부(110)를 통해 빛의 간섭 효과를 이용하여 피검사체(10) 표면 형상에 대한 정보를 얻는 표면 형상 정보 획득 단계 및
이미지 획득부(220)를 통해 피검사체에 주파수를 발생시켜 물리 정보를 얻는 물리 정보 획득 단계를 포함할 수 있다.
특히, 앞서 언급한 바와 같이 상기 물리 정보 획득 단계에서 사용되는 주파수는 1 GHz 내지 100 GHz 구간의 고주파 영역인 것이 바람직하다.
또한, 상기 물리 정보 획득 단계는 제1 패드로부터 얻을 수 있는 피검사체의 반사 신호와 제2 패드로부터 얻을 수 있는 피검사체의 투과 신호를 분석하여 피검사체(10)의 거칠기 등을 포함한 물리 정보를 획득할 수 있다.
도 7은 글루코스(Glucose)를 본 발명의 병변 위치 검출 장치를 이용하여 실험한 결과에 대한 도면이다.
도 7은 본 발명을 활용한 일 실험예로, 글루코스(Glucose)를 피검사체로 하였을 때 농도에 따라 반사신호 값의 변호를 살핀 것이다.
이 때, S11은 상기 제1 패드(240)에서 전달된 주파수 신호가 피검사체(10)에서 반사되어 다시 상기 제1 패드(240)로 되돌아온 신호를,
S21은 상기 제1 패드(240)에서 피검사체(10)를 투과하여 상기 제2 패드(250)로 전달된 신호를 의미한다.
도 7을 살펴보면 알 수 있듯이, 반사와 투과신호는 임피던스 및 인덕턴스에 따라 같이 변화하는데, 이를 통해 특정 주파수 영역에서 글루코스 농도를 확인할 수 있다.
즉, 본 발명은 상기 이미지 획득부(220)의 주파수 신호를 통하여 피검사체(10) 농도에 대한 정보까지도 얻을 수 있다.
도 8은 비오틴(Biotin)과 스트렙타아비딘(Streptavidin)을 본 발명의 병변 위치 검출 장치를 이용하여 실험한 결과에 대한 도면이다.
도 8은 본 발명을 활용한 또 다른 실험예로, 비오틴(biotin)과 스트렙타아비딘(Streptavidin) 두 가를 피검사체로 한 실험이다.
비오틴과 스트렙타아비딘의 유무에 따라 감지되는 공진주파수의 위치가 달라지는 것을 도 8을 통하여 확인할 수 있다.
이 ?, 공진 주파수는 인덕턴스 및 캐패시턴스의 조합을 통하여 나오는 결과이다.
이를 통하여, 피검사체(10)의 종류에 인덕턴스 뿐만 아니라 캐패시턴스까지 변하여 상기 이미지 획득부(220)의 주파수 신호를 통하여 피검사체의 물질의 종류까지 감지할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 피검사체 11 : 병변
100 : 광원 101 : 제1 편광판
102 : 제1 월라스톤 프리즘 103 : 집광 렌즈
104 : 대물 렌즈 105 : 제2 월라스톤 프리즘
106 : 제2 편광판 107 : 대역 통과 필터
108 : 전하 결합 장치 109 : 컴퓨터
110 : 간섭 이미지 생성부
200 : 병변 위치 검출 장치
210 : 광학 디스플레이
220 : 이미지 획득부 231 : 광섬유
240 : 제1 패드 241 : 제1 프로브
250 : 제2 패드 242 : 제2 프로브

Claims (9)

  1. 광학 디스플레이;
    체세포의 영상을 상기 광학 디스플레이에 송출하도록, 내부에 전반사를 가능케 하는 광섬유가 부착되어 체세포의 광학 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
    미분 간섭 광원을 이용하여 간섭 이미지를 생성하는 간섭 이미지 생성부; 및
    상기 이미지 획득부의 헤드 부분에 위치하는 주파수 분석용 패드;
    를 포함하고,
    상기 주파수 분석용 패드는,
    당해 병변 위치 검출 장치와 제1 프로브를 통해 연결되고, 피검사체에 부착되는 제1 패드; 및
    당해 병변 위치 검출 장치와 제1 프로브를 통해 연결되고, 피검사체에 부착되는 제2 패드;
    를 포함하며,
    상기 제1 패드와 제2 패드를 통해서는 당해 병변 위치 검출 장치에서 발생된 주파수 신호를 피검체에 전달하고, 피검사체에서 반사되거나 투과된 주파수 신호를 수신하여 피검사체의 물리적 정보를 획득하고, 상기 간섭 이미지 생성부를 통해서는 Optical path Length 정보를 획득하여, Optical path Length 정보와 물리적 정보를 토대로 피검사체 내의 병변의 위치를 파악하는 병변 위치 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭 이미지 생성부는 광원,
    광원에서 조사된 빛을 편광시키는 제1 편광판, 편광된 빛을 투과시키는 제1 월라스톤 프리즘, 상기 제1 월라스톤 프리즘을 통과한 빛의 거리를 좁혀 피검사체에 전달하는 접광 렌즈를 포함하며,
    피검사체를 반사 또는 투과한 빛이 투과하는 대물렌즈, 대물렌즈를 투과한 빛을 하나로 합치는 제 2 월라스톤 프리즘, 상기 제 2 월라스톤 프리즘을 통과한 빛을 편광시키는 제2 편광판 및 평관? 빛을 통해 정보를 얻는 전하 결합 장치(Charge Coupled Device)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 위치 검출 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 패드를 통하여 피검사체에 전달되는 주파수는 고주파수(Radio frequency) 영역인 것을 특징으로 하는 병변 위치 검출 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 패드는 피검사체에 주파수 신호를 전달하고 피검사체로부터 반사된 반사 신호를 획득하고,
    상기 제2 패드는 피검사체를 투과한 투과신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 병변 위치 검출 장치.
  7. 미분 간섭을 이용하여 이미지를 생성하는 간섭 이미지 생성부, 전반사를 통하여 광학 이미지 획득하는 이미지 획득부 및 상기 이미지 획득부의 헤드부에 제1 패드와 제2 패드를 포함하는 병변 위치 검출 장치를 이용하여 병변 위치 검출하는 방법에 있어서,
    간섭 이미지 생성부를 통해 빛의 간섭 효과를 이용하여 피검사체의 표면 형상에 대한 정보를 얻는 표면 형상 정보 획득 단계; 및
    이미지 획득부를 통해 피검사체에 주파수를 발생시켜 물리 정보를 얻는 물리 정보 획득 단계;
    를 포함하고,
    상기 표면 형상 정보 획득 단계에서는 상기 간섭 이미지 생성부를 통해서는 Optical path Length 정보를 획득하고,
    상기 물리 정보 획득 단계에서는 상기 제1 패드와 제2 패드를 통해서 병변 위치 검출 장치에서 발생된 주파수 신호를 피검체에 전달하고, 피검사체에서 반사되거나 투과된 주파수 신호를 수신하여 피검사체의 거칠기와 같은 물리적 정보를 획득하여, Optical path Length 정보와 물리적 정보를 토대로 피검사체 내의 병변의 위치를 파악하는 병변 위치 검출 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 물리 정보 획득 단계의 주파수는 고주파수(Radio frequency) 영역인 것을 특징으로 하는 병변 위치 검출 방법.
  9. 삭제
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