KR102098942B1 - 생체 이식형 광학 부재, 의료용 내시경 및 광학 부재의 이식 방법 - Google Patents

생체 이식형 광학 부재, 의료용 내시경 및 광학 부재의 이식 방법 Download PDF

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Abstract

생체 내의 타겟 영역에 관계 없이 생체 외부로 노출되는 관찰 영역을 제어할 수 있고, 적절한 조명 수단을 확보할 수 있는 생체 이식형 광학 부재 및 이를 포함하는 의료용 내시경이 제공된다.
상기 광학 부재는 피복 튜브; 상기 피복 튜브의 내측에 배치되고, 일측에서 타측으로 연장되고, 1개 또는 복수 개의 광 섬유와 렌즈 중 적어도 1개를 포함하는 광학 소자를 포함하고, 적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

생체 이식형 광학 부재, 의료용 내시경 및 광학 부재의 이식 방법{IMPLANTABLE OPTICAL MEMBER, MEDICAL ENDOSCOPE AND IMPLANT METHOD OF OPTICAL MEMBER}
본 발명은 생체 이식형 광학 부재, 의료용 내시경 및 광학 부재의 이식 방법에 관한 것이다.
접근이 쉽지 않은 생체 내부의 병변 부위의 상태를 자주 측정 해야하는 질환의 경우 (손상 근육이나 혈관의 재생 상태 관찰 등) 마취, 절개, 시술 및 생검 등 침습적인 외과적 방법을 통한 질환 모니터링을 해야 한다.
침습적인 외과적 방법은 장시간 지속적인 진단이 필요한 경우, 환자의 고통이 커질 수 밖에 없고, 병리검사를 위한 생검용 조직의 채취 과정도 필요하다.
이에, 비침습적이고 장기간 지속적인 검사시에도 환자의 고통을 덜 수 있고, 병리검사를 위한 생검용 조직의 채취 과정도 생략할 수 있는 내시경 장치의 필요성이 증가하고 있다.
이를 위해, 생체 이식형 광학 부재를 통해 생체 내부를 관찰하는 방법이 연구되고 있다. 생체 이식형 광학 부재는 외부로 노출되어 생체 내부의 영상을 지속적으로 전달할 수 있다(외부에서 현미경과 같은 모니터링 유닛으로 관찰). 또한, 생체 이식형 광학 부재는 생분해성 재질로 제작되어, 치료기간 이후 일정시간이 지나면 체내에 흡수되므로, 이를 제거하기 위한 추가적인 시술이 필요하지 않다.
한편, 일반적인 생체 이식형 광학 소자의 경우, 생체 내의 타겟 영역이 정해지면, 관찰을 위해 생체 외부로 노출되는 관찰 영역(현미경과 같은 모니터링 유닛이 접근하는 부분)이 특정 위치로 한정되는 문제가 있고, 적절한 조명 수단을 확보하지 못하는 문제가 있어 이에 대한 해결 방안이 요구된다.
일본국 특개평 제2016-527051호, 2016.09.08 공개
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생체 내의 타겟 영역에 관계 없이 생체 외부로 노출되는 관찰 영역을 제어할 수 있고, 적절한 조명 수단을 확보할 수 있는 생체 이식형 광학 부재, 의료용 내시경 및 광학 부재의 이식 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 생체 이식형 광학 부재는 피복 튜브; 상기 피복 튜브의 내측에 배치되고, 일측에서 타측으로 연장되고, 1개 또는 복수 개의 광 섬유와 렌즈 중 적어도 하나를 포함하는 광학 소자를 포함하고, 적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있다.
상기 광학 소자는 일측에 배치되는 제1광학면과, 타측에 배치되는 제2광학면과, 상기 제1광학면과 상기 제2광학면을 연결하는 중간부로 형성되고, 상기 광학 소자의 중간부는 적어도 일부분에서 커브가 형성되어 생체에 이식될 수 있다.
상기 복수 개의 광 섬유는 제1다발과 제2다발로 분리되고, 상기 제1다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되고, 상기 제2다발의 광 섬유는 상기 광학 조사의 단면 상에서 중심에 배치될 수 있다.
상기 제1다발의 광 섬유는 상기 제2다발의 광 섬유의 측면을 따라 상호 이격되거나 이웃하도록 배치되고, 상기 제1다발의 광섬유의 길이와 상기 제2다발의 광섬유의 길이는 다를 수 있다.
상기 렌즈는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되고, 상기 1개 또는 복수 개의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 의료용 내시경은 생체에 이식되며, 피복 튜브와 상기 피복 튜브의 내측에 배치되고 일측에서 타측으로 연장되는 광학 소자를 포함하는 광학 부재; 상기 광학 소자를 통해 전달되는 광을 통해 생체 내부를 모니터링하는 모니터링 유닛; 상기 광학 부재의 적어도 일부에 광을 조사하는 광 출사 유닛을 포함하고, 상기 광학 부재는 적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성되고, 상기 광학 소자는 1개 또는 복수 개의 광 섬유와 렌즈 중 적어도 1개를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 광 섬유는 제1다발과 제2다발로 분리되고, 상기 제1다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되고, 상기 제2다발의 광 섬유는 상기 광학 조사의 단면 상에서 중심에 배치되고, 상기 광 출사 유닛의 조사광이 상기 제1다발의 광 섬유로 유입되도록, 상기 광 출사 유닛과 상기 제1다발의 광 섬유는 광학적으로 연결될 수 있다.
상기 렌즈는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되고, 상기 1개 또는 복수 개의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되고, 상기 광 출사 유닛의 조사광이 상기 1개 또는 복수 개의 광 섬유로 유입되도록, 상기 광 출사 유닛과 상기 1개 또는 복수 개의 광 섬유는 광학적으로 연결될 수 있다.
상기 광 출사 유닛은 광 역학 치료를 위한 광을 조사할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 광학 부재의 이식 방법은 광학 부재에 커브를 형성하는 단계; 광학 부재를 생체 내부에 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 광학 부재는, 피복 튜브; 상기 피복 튜브의 내측에 배치되고, 일측에서 타측으로 연장되고, 1개 또는 복수 개의 광 섬유와 렌즈 중 적어도 하나를 포함하는 광학 소자를 포함하고, 상기 광학 소자는 생체 내부에 배치되는 제1광학면과, 생체 외부로 노출되는 제2광학면과, 상기 제1광학면과 상기 제2광학면을 연결하는 중간부로 형성되고, 상기 중간부의 적어도 일 부분에는 커브가 형성될 수 있다.
본 발명의 광학 부재는 중간부의 적어도 일 부분에서 커브가 형성되어 생체에 이식되므로, 생체 내부의 타겟 영역과 관계 없이 관찰 영역의 위치를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 의료용 내시경은 광 출사 유닛을 구비하며, 광 출사 유닛에서 출사된 광은 광학 소자의 적어도 일부를 통해 생체 내부로 조사하므로 적절한 조명 수단을 구비하였다.
이 경우, 광학 소자의 단면의 중심에는 관찰 영역을 형성하고 광학 소자의 단면의 가장자리에는 조명 영역을 형성하여(이원화), 광 출사 유닛에서 출사된 광이 관찰 영역의 광학계로 유입되어 간섭하는 것을 방지하였다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 내시경을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예의 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예의 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 광학 부재가 생체에 이식된 것을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예의 광학 부재에 조명이 조사되는 것을 나타낸 단면도(a-a'선 단면)이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예의 광학 부재에 조명이 조사되는 것을 나타낸 단면도(a-a'선 단면)이다.
도 8은 본 발명의 광학 부재의 이식 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 발명의 내시경(1000)은 의료용으로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명의 용도가 이에 한정되는 것은 아니다. 통상의 기술자가 설계 변경할 수 있는 범위 내에서, 본 발명의 내시경(1000)은 공업용(예를 들면, 기계 진단학)과 같이 다양한 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 내시경(1000)은 광학 부재(100)를 이루는 광학 소자(111)의 형태에 의해 3가지 실시예를 가질 수 있다. 제1실시예는 광학 소자(111)가 1개 이상의 광 섬유(120)로 이루어진 경우이고, 제2실시예는 광학 소자(111)가 렌즈(130)로 이루어진 경우이고, 제3실시예는 광학 소자(11)가 1개 이상의 광 섬유(120)와 렌즈(130)로 이루어진 경우이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 내시경을 설명한다. 도 1은 본 발명의 내시경을 나타낸 개념도이다. 본 발명의 내시경(1000)는 광학 부재(100), 모니터링 유닛(200), 광 출사 유닛(300)을 포함할 수 있다. 광학 부재(100)는 생체에 이식될 수 있으며, 일측 단부는 생체 내부에 배치되고 타측 단부는 생체 외부로 노출되어 생체 내부의 이미지 광을 생체 외부로 가이드할 수 있다. 모니터링 유닛(200)은 광학 부재(100)를 통해 외부로 가이드된 이미지광을 통해 육안으로 생체 내부 정보를 관찰할 수 있게 할 수 있다. 광 출사 유닛(300)은 광학 부재(100)를 통해 생체 내부로 광을 조사하여 특정 파장 대역의 이미지 광을 확보하거나, 적정 관찰 조도를 확보하게 할 수 있다. 한편, 모니터링 유닛(200)과 광 출사 유닛(300)은 하나의 장비에 통합된 형태로 존재할 수 있다. 일 예로, 모니터링 유닛(200)과 광 출사 유닛(300)이 통합된 "형광 현미경"을 사용할 수 있다. "형광 현미경"은 특정 파장 대역의 광을 출사한 후, 재귀광을 수광하여 특수한 병변의 조직 상태를 정밀하게 관찰할 수 있다.
광학 부재(100)는 적어도 일부분이 생분해성 재질과 탄성 재질로 형성될 수 있다. 따라서 광학 부재(100)는 일정 치료 기간이 경과하면 체내에서 분해되며, 이를 제거하기 위한 별도의 시술이 필요지 않다. 또한, 광학 부재(100)는 탄성 재질로 형성되어, 커브를 형성하며 체내에 이식될 수 있다. 그 결과, 중요 혈관이나 신경을 피하여 이식할 수 있고, 외부로 노출되는 관찰 지점이 체내의 타겟 지점에 관계 없이 제어될 수 있다(광학 부재에 커브를 형성함으로써, 사용자의 취사 선택에 의해 관찰 지점을 변경할 수 있음).
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1실시예의 광학 부재(100)를 설명한다. 광학 부재(100)는 적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있다.
이 경우, 생분해성 재질은 폴리에스테르(polyester) 또는 폴리에테르 (polyeher)계 고분자 중 적어도 하나일 수 있다.
좀 더 바람직하게는, 광학적으로 투명한 Poly(D,L-lactide-co-glycolide)(PLGA), Poly(lactic acid)(PLA), Poly(vinylpyrrolidinone) (PVP)) 및 Polyethylene glycol hydrogel과 silk fibroin 중 하나이거나, 이들의 혼합물 또는 화합물일 수 있다.
광학 부재(100)는 광학적으로 투명한 재료를을 몰드를 이용하여 사출 성형이나 3D 프린터를 이용하여 성형하거나 적층함으로써, 제작될 수 있다.
광학 부재(100)는 피복 튜브(110)와 광학 소자(111)를 포함할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 제1실시예의 광학 소자(111)는 1개 이상의 광 섬유(120)로 이루어질 수 있다.
피복 튜브(110)는 광학 소자(111)를 보호하기 위한 외피일 수 있다. 피복 튜브(110)는 광 섬유(120)가 복수 개 존재하여 번들(bundle)을 형성하는 경우, 마치 케이블(cable)과 같이 복수 개의 광 섬유(120)를 클램핑하며 정렬할 수 있다. 피복 튜브(110)는 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 이루어질 수 있다.
광학 소자(111)는 피복 튜브(110)의 내측에 배치될 수 있다. 광학 소자(111)는 1개 이상의 광 섬유(120)일 수 있다. 즉, 광 섬유(120)는 1개만 존재할 수도 있고, 복수 개가 존재하여 광 섬유 번들(bundle)을 형성할 수 있다. 1개 이상의 광 섬유(120)는 생분해성 재질과 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
광학 소자(111)는 생체 내부의 이미지 광을 외부로 가이드하거나 생체 외부의 조명광을 생체 내부로 가이드하여, 광 경로를 형성할 수 있다.
이를 위해, 1개 이상의 광 섬유(120) 중 적어도 하나는 "광 통신 섬유"일 수 있다. 즉, 1개 이상의 광 섬유(120) 중 적어도 하나는 클래드와 클래드의 내측에 배치되는 코어를 포함할 수 있다. 코어의 굴절률은 클래드의 굴절률보다 커, 클래드와 코어의 경계면에서 광의 전반사가 일어날 수 있다. 그 결과, 생체 내부의 이미지 신호는, 1개 이상의 광 섬유(120)의 내부에서 전반사에 의해 생체 외부로 가이드될 수 있다.
광학 소자(111)는 일측 단부에 배치되는 "제1광학면"과, 타측 단부에 배치되는 "제2광학면"과 제1광학면과 제2광학면을 연결하는 "중간부"로 형성될 수 있다.
"제1광학면"은 생체 내부에 배치되어 생체 내부의 이미지 광이 조사되는 영역일 수 있다. 그 결과, "제1광학면"에 의해 생체 내부의 타겟 영역(도 5의 T 참조, 생체 내부에서 진단을 하고자 하는 병변 부위)이 결정될 수 있다.
"제2광학면"은 생체 외부로 노출되어 모니터링 유닛(200, 일 예로 현미경)으로 광을 조사하는 영역일 수 있다. 그 결과, "제2광학면"에 의해 생체 외부의 관찰 영역(도 5의 O 참조, 생체 외부에서 병변 부위의 이미지 광이 출사되는 영역, 모니터링 유닛을 광학적으로 연결시켜 생체 내부의 병변 부위를 육안으로 확인할 수 있음)이 결정될 수 있다.
"중간부"는 제1광학면(일측)과 제2광학면(타측)을 연결하는 부분으로, 제1광학면을 투과한 생체 내부의 이미지 광을 제2광학면으로 가이드할 수 있다. 즉, "중간부"는 광 경로를 형성하는 부분일 수 있다.
본 발명에서, 광학 소자(111)의 "중간부"는 적어도 일 부분에서 커브가 형성되어 생체에 이식될 수 있다(도 2 참조). 이 경우, 커브는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 커브의 곡률 방향과 곡률 반경은 각각 상이할 수 있다(도 5 참조).
이는, 본 발명의 광학 부재(100)의 적어도 일부분을 형상 변형이 가능한 재질로 형성하여 구현할 수 있다. 상술한 특징에 의해, 본 발명의 광학 부재(100)는 광학 소자(111)의 중간부를 만곡시켜 중요 신경이나 혈관을 피하여 광 경로를 형성할 수 있고, 타겟 영역(도 5의 T 참조)에 관계 없이 관찰 영역(도 5의 O 참조)을 사용자의 취사 선택에 따라 변경할 수 있다. 그 결과, 의료사고를 줄일 수 있으며, 생체 심부 정보의 정확하고 간편한 관찰을 수행할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 광학 부재를 설명한다. 제2실시예의 광학 부재는 제1실시예의 광학 부재와 달리, 광학 소자(111)에 1개 이상의 광 섬유(120)가 포함되지 않을 수 있다. 제2실시예의 광학 부재는 제1실시예의 광학 부재와 달리, 광학 소자(111)에 렌즈(130)가 포함될 수 있다. 상술한 차이점을 제외하고, 제2실시예의 광학 부재는 제1실시예의 광학 부재와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 제2실시예의 광학 부재에는 제1실시예의 광학 부재가 유추 적용될 수 있다.
제2실시예의 광학 소자(111)의 렌즈(130)는 피복 튜브(110)의 내측에 배치될 수 있다.
이 경우, 렌즈(130)는 그린(GRIN; Gradient-Index) 렌즈일 수 있다. 그린 렌즈는 내시경의 광학계로 사용될 수 있으며, 가늘고 긴 원기둥 형태(일부에 테이퍼가 형성될 수 있음)일 수 있으며, 중심축을 기준으로 중심에서 가장자리로 갈수록 굴절력이 점차적으로 높아지는 성질을 가질 수 있다. 따라서 그린 렌즈를 통과한 광은 반사 없이 파동의 형상을 유지하기 때문에, 동일한 전파 속도로 이동할 수 있다.
한편, 렌즈(130)는 복수 개의 광학 렌즈가 배열된 렌즈 어레이(Lens Array)일 수도 있다. 렌즈 어레이(Lens Array)에서는 배율과 시야각을 조절할 수 있어 광각(Wide angle)을 구현하여 넓은 병변 부위를 보거나 고배율의 해상도로 자세히 관찰할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3실시예의 광학 부재를 설명한다. 제3실시예의 광학 부재는 제1실시예의 광학 부재와 제2실시예의 광학 부재와 달리, 광학 소자(111)에 1개 이상의 광 섬유(120)와 렌즈(130)가 모두 포함될 수 있다. 상술한 차이점을 제외하고, 제3실시에의 광학 부재는 제1실시예의 광학 부재 또는 제2실시예의 광학 부재와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제3실시예의 광학 부재에는 제1실시예의 광학 부재와 제2실시예의 광학 부재가 유추 적용될 수 있다.
제3실시예에서, 1개 이상의 광 섬유(120)는 광학 소자(111)의 가장자리에 배치될 수 있다. 렌즈(130)는 광학 소자(111)의 중심에 배치될 수 있다. 광학 소자(111)의 단면 상에서 1개 이상의 광 섬유(120)는 가장자리를 따라 배치되고, 렌즈(130)는 중심에 배치될 수 있다. 이 경우, 1개 이상의 광 섬유(120)는 렌즈(130)의 측면을 따라 상호 이격되거나 이웃하여 배치될 수 있다.
모니터링 유닛(200)은 광학 부재(100)의 광학 소자(111)에 의해 가이드된 생체 내부의 이미징 광을 육안으로 식별할 수 있도록 변환하는 기기일 수 있다. 즉, 모니터링 유닛(200)은 생체 내부를 모니터링할 수 있다. 일 예로, 모니터링 유닛(200)은 현미경일 수 있다. 모니터링 유닛(200)은 광학 소자(111)의 제2광학면(도 5의 O 참조)에 정렬되어, 생체 내부의 이미지 광을 디스플레이할 수 있다.
광 출사 유닛(300)은 광학 부재(100)의 적어도 일부에 광을 조사할 수 있다. 광 출사 유닛(300)에서 출사된 광은 광학 부재(100)의 광학 소자(111)에 의해 가이드되어 생체 내부로 이동할 수 있다. 따라서 광 출사 유닛(300)은 생체 내부를 조명할 수 있다. 일 예로, 광 출사 유닛(300)은 1개 이상의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 광 출사 유닛(300)에 의해 특정 대역의 생체 내부 이미지 광을 획득할 수 있고, 관찰을 위한 적정 조도를 유지할 수 있다.
다만, 광 출사 유닛(300)에서 조사되는 광이, 생체 내의 이미지 광을 간섭하여 모니터링을 방해할 수 있다.
본 발명에서는 광학 소자(111)의 중심을 관찰 영역(모니터링 유닛과 일체의 광학계를 형성하는 영역)으로 설정하고, 가장자리를 조명 영역(광 출사 유닛과 일체의 광학계를 형성하는 영역)으로 설정하여 이러한 문제점을 해결하였다.
즉, 광 출사 유닛(300)에서 조사되는 광량은 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리가 중심보다 높을 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 제1실시예의 광학 소자(111)에 조명광을 조사하는 것을 설명한다.
복수 개의 광 섬유(120)는 제1다발과 제2다발로 분리될 수 있다. 제1다발의 광 섬유(120-1)는 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리에 배치될 수 있고, 제2다발의 광 섬유(120-2)는 광학 소자(111)의 단면 상에서 중심에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1다발의 광 섬유(120-1)는 제2다발의 광 섬유(120-2)의 측면을 따라 상호 이격되거나 이웃하도록 배치될 수 있다.
제1다발의 광 섬유(120-1)와 광 출사 유닛(300)은 광학적으로 연결될 수 있다. 제1다발의 광 섬유(120-1)에는 광 출사 유닛(300)의 조사광이 유입될 수 있다. 제1다발의 광 섬유(120-1)는 "조명을 위한 광 경로"를 제공할 수 있다. 그 결과, 광 출사 유닛(300)의 조사광은 제1다발의 광 섬유(120-1)를 통해 생체 조직 내부를 조명할 수 있다.
제1다발의 광 섬유(120-1)는 광학 소자(111)의 가장자리에 위치하므로, 광 출사 유닛(300)에서 조사되는 광량은 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리가 중심보다 높을 수 있다.
제2다발의 광 섬유(120-2)와 모니터링 유닛(200)은 광학적으로 연결될 수 있다. 제2다발의 광 섬유(120-2)는 "관찰(모니터링)을 위한 광 경로"를 제공할 수 있다. 따라서 생체 내부의 이미징 광은 제2다발의 광 섬유(120-2)를 통해 모니터링 유닛(200)으로 이동할 수 있다. 모니터링 유닛(200)에서는 생체 내부의 이미징 광을 변환시켜 영상으로 재생할 수 있다.
제1다발의 광 섬유(120-1)와 제2다발의 광 섬유(120-2)는 연장 길이가 상호 다를 수 있다(미도시). 이에 따라, 제1다발의 광 섬유(120-1)와 제2다발의 광 섬유(120-2)가 구분될 수 있으며, 사용자는 광 섬유(120)의 길이에 따라 모니터링 유닛(200) 또는 광 출사 유닛(300)을 선택하여 연결할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리에는 제1다발의 광 섬유(120-1)에 의해 "조명 영역"이 형성되고, 중심에는 제2다발의 광 섬유(120-2)에 의해 "관찰 영역"이 형성되며, 양 영역은 상호 간섭받지 않는다. 복수 개의 광 섬유(120) 각각은 광학적으로 상호 독립하기 때문이다.
따라서 사용자는 조명광에 간섭받지 않고 정밀한 생체 내부의 이미지 광을 획득할 수 있다. 나아가 상술한 배치에 의하면, "관찰 영역"이 광학 소자(111)의 중심에 집중되어 형성되기 때문에, 모니터링 유닛(200)의 광학계(예를 들면, 대물렌즈)를 광학적으로 연결하기 쉬운 장점이 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 제3실시예의 광학 소자(111)에 조명광을 조사하는 것을 설명한다.
복수 개의 광 섬유(120)는 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리에 배치될 수 있고, 렌즈(130)는 광학 소자(111)의 단면 상에서 중심에 배치될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 광 섬유(120)는 렌즈(130)의 측면을 따라 상호 이격되거나 이웃하도록 배치될 수 있다.
복수 개의 광 섬유(120)와 광 출사 유닛(300)은 광학적으로 연결될 수 있다. 복수 개의 광 섬유(120)에는 광 출사 유닛(300)의 조사광이 유입될 수 있다. 복수 개의 광 섬유(120)는 "조명을 위한 광 경로"를 제공할 수 있다. 그 결과, 광 출사 유닛(300)의 조사광은 복수 개의 광 섬유(120)를 통해 생체 조직 내부를 조명할 수 있다.
복수 개의 광 섬유(120)는 광학 소자(111)의 가장자리에 위치하므로, 광 출사 유닛(300)에서 조사되는 광량은 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리가 중심보다 높을 수 있다.
렌즈(130)와 모니터링 유닛(200)은 광학적으로 연결될 수 있다. 렌즈(130)는 "관찰(모니터링)을 위한 광 경로"를 제공할 수 있다. 따라서 생체 내부의 이미징 광은 렌즈(130)를 통해 모니터링 유닛(200)으로 이동할 수 있다. 모니터링 유닛(200)에서는 생체 내부의 이미징 광을 변환시켜 영상으로 재생할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 광학 소자(111)의 단면 상에서 가장자리에는 1개 이상의 광 섬유(120)에 의해 "조명 영역"이 형성되고, 중심에는 렌즈(130)에 의해 "관찰 영역"이 형성되며, 양 영역은 상호 간섭받지 않는다. 1개 이상의 광 섬유(120) 각각은 광학적으로 상호 독립하기 때문이다.
따라서 사용자는 조명광에 간섭받지 않고 정밀한 생체 내부의 이미지 광을 획득할 수 있다. 나아가 상술한 배치에 의하면, "관찰 영역"이 광학 소자(111)의 중심에 집중되어 형성되기 때문에, 모니터링 유닛(200)의 광학계(예를 들면, 대물렌즈)를 광학적으로 연결하기 쉬운 장점이 있다.
한편, 상술한 바에 의하면, 광 출사 유닛(300)이 생체 내부를 조명하는 기능을 수행하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 광 출사 유닛(300)의 용도가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 광 출사 유닛(300)은 신체 내부의 심부 지역에 치료를 위한 특정 파장대역의 광을 출사할 수 있다. 즉, 광 출사 유닛(300)을 이용하여 "광 역학 치료(PDT 또는 PTT)"가 수행될 수 있다.
제1실시예의 광학 소자(111)의 경우, 제1다발의 광 섬유(120-1)를 통해 광 역학 치료를 위한 광이 가이드될 수 있다. 한편, 제3실시예의 광학 소자(111)의 경우, 복수 개의 광 섬유(120)를 통해 광 역학 치료를 위한 광이 가이드될 수 있다.
본 발명의 광학 소자(111)를 이용하여 광 역학 치료를 수행하는 경우, 광을 조사하여 광 치료 시술을 수행함과 동시에, 치료 과정의 모니터링할 수 있는 장점이 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 광학 부재의 이식 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 광학 부재의 이식 방법에는 상술한 제1 내지 제3실시예의 광학 부재가 사용될 있다.
광학 부재의 이식 방법은 생체 내부를 스캔하여 3차원 이미지를 형성하는 단계(S1), 스캔된 3차원 이미지에 따라 광학 부재(100)에 커브를 형성하는 단계(S2), 광학 부재(100)를 생체 내부에 삽입하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
상술한 방법에 따르면, 의사는 광학 부재(100)에 커브를 형성하여, 생체 내부의 타겟 영역(T)에 관계 없이 생체 외부로 노출되는 관찰 영역(O)을 임의로 선택할 수 있으며, 중요 혈관이나 신경 등을 피해 광학 부재(100)를 삽입할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광학 부재
200: 모니터링 유닛
300: 광 출사 유닛
1000: 내시경

Claims (13)

  1. 피복 튜브; 및
    상기 피복 튜브의 내측에 배치되고, 일측에서 타측으로 연장되고, 복수 개의 광 섬유를 포함하거나 복수 개의 광 섬유 및 렌즈를 포함하는 광학 소자를 포함하고,
    상기 광학 소자는 일측에 배치되며 생체 내부의 타겟 영역을 결정하는 제1광학면과, 타측에 배치되며 생체 외부로 노출되어 광이 조사되는 영역인 제2광학면과, 상기 제1광학면과 상기 제2광학면을 연결하되 적어도 일부분에서 커브가 형성될 수 있는 중간부를 포함하고,
    적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성되고,
    상기 광학 소자가 복수 개의 광 섬유만 포함하는 경우,
    상기 복수 개의 광 섬유는 제1다발과 제2다발로 분리되고, 상기 제1다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되고, 상기 제2다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 광학 소자가 복수 개로 이루어진 제3다발의 광 섬유와 렌즈를 포함하는 경우,
    상기 렌즈는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되고, 상기 제3다발에 포함된 복수 개의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1다발 및 상기 제3다발은, 광 출사 유닛의 조사광이 유입되어 생체 조직 내부에 조사하고,
    상기 제2다발 및 상기 렌즈는 모니터링 유닛에 광학적으로 연결되어 생체 내부의 이미지 광을 획득하는 것이고,
    상기 조사광은 생체 조직에 대한 관찰을 위한 광원 또는 광 역학치료를 위한 광원에 의해 제공되는 것인, 생체 이식형 광학 부재.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 중심축을 기준으로 중심에서 가장자리로 갈수록 굴절률이 점차적으로 증가되는 구배 굴절률(Gradient Refractive Index, GRIN) 렌즈인 생체 이식형 광학 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 복수 개의 광학 렌즈가 배열된 렌즈 어레이(lens array)인 생체 이식형 광학 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광 섬유 중 적어도 하나는 클래드(Clad)와 상기 클래드(Clad)의 내측에 배치되는 코어(Core)를 포함하고, 상기 코어(Core)의 굴절률은 상기 클래드(Clad)의 굴절률보다 큰 생체 이식형 광학 부재.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1다발의 광 섬유는 상기 제2다발의 광 섬유의 측면을 따라 상호 이격되거나 이웃하도록 배치되고, 상기 제1다발의 광섬유의 길이와 상기 제2다발의 광섬유의 길이는 다른 생체 이식형 광학 부재.
  8. 삭제
  9. 생체에 이식되며, 피복 튜브와 상기 피복 튜브의 내측에 배치되고 일측에서 타측으로 연장되는 광학 소자를 포함하는 광학 부재;
    상기 광학 소자를 통해 전달되는 광을 통해 생체 내부를 모니터링하는 모니터링 유닛; 및
    상기 광학 부재의 적어도 일부에 광을 조사하는 광 출사 유닛을 포함하고,
    상기 광학 부재는 적어도 일부분이 생분해성 재질과 형상 변형이 가능한 재질로 형성되고, 상기 광학 소자는 복수 개의 광 섬유를 포함하거나 복수 개의 광 섬유 및 렌즈를 포함하고,
    상기 광학 소자는 일측에 배치되며 생체 내부의 타겟 영역을 결정하는 제1광학면과, 타측에 배치되며 생체 외부로 노출되어 광이 조사되는 영역인 제2광학면과, 상기 제1광학면과 상기 제2광학면을 연결하되 적어도 일부분에서 커브가 형성될 수 있는 중간부를 포함하는 것이고,
    상기 광학 소자가 복수 개의 광 섬유만 포함하는 경우,
    상기 복수 개의 광 섬유는 제1다발과 제2다발로 분리되고, 상기 제1다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되고, 상기 제2다발의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 광학 소자가 복수 개로 이루어진 제3다발의 광 섬유와 렌즈를 포함하는 경우,
    상기 렌즈는 상기 광학 소자의 단면 상에서 중심에 배치되고, 상기 제3다발에 포함된 복수 개의 광 섬유는 상기 광학 소자의 단면 상에서 가장자리에 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1다발 및 상기 제3다발은, 상기 광 출사 유닛의 조사광이 유입되어 생체 조직 내부에 조사하고,
    상기 제2다발 및 상기 렌즈는 상기 모니터링 유닛에 광학적으로 연결되어 생체 내부의 이미지 광을 획득하는 것이고,
    상기 조사광은 생체 조직에 대한 관찰을 위한 광원 또는 광 역학치료를 위한 광원에 의해 제공되는 것인, 의료용 내시경.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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