KR102105691B1

KR102105691B1 - 유방 조직을 위한 프로브 장치 및 마커 위치 검출 방법

Info

Publication number: KR102105691B1
Application number: KR1020170183879A
Authority: KR
Inventors: 플랭클린 돈 변; 송주협
Original assignee: 울산과학기술원
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2020-04-28
Also published as: KR20190081382A

Abstract

길이 방향으로 연장되며, 피검체의 신체 내로 침습하여 타겟 조직에 대한 정보를 획득하는 바늘부(needle unit) 및 상기 피검체의 신체 외부 영역에서 상기 바늘부를 지지하는 프로브 하우징(housing)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 바늘부는 상기 길이 방향의 일단(an end point)에 배치되고, 상기 피검체의 신체 내부에서 지정된 통신 방식으로 상기 타겟 조직 내의 마커(marker)를 식별하는 리더기(reader)를 포함하는 프로브 장치가 제공된다.

Description

유방 조직을 위한 프로브 장치 및 마커 위치 검출 방법{PROBE APPARATUS FOR BREAST TISSUE AND POSITION TRACKING METHOD FOR MARKER}

이하의 설명은 유방 조직을 위한 프로브 장치 및 마커 위치 검출 방법에 관한 것이다.

유방암 검사를 진행하는 과정에서 종양 의심 조직을 추출하고, 해당 조직이 추출된 부위에 마커(marker)를 삽입하는 방식이 널리 이용되고 있다. 삽입된 마커는 초음파 검사, MRI(Magnetic Resonance Imaging) 검사 및 X-ray 검사 절차 등에서 종양 의심 조직을 쉽게 확인하도록 돕거나 유방 수술이 진행될 경우에 절제될 위치를 알려주는 역할을 수행한다.

종래에는 유방 내부의 종양 제거 수술이 필요한 경우에, 해당 마커를 찾기 위해 많은 시간이 소요되었다. 특히, 복수 개의 종양을 가진 환자의 경우에는 여러 개의 마커 중 목표 마커를 찾고 구분하는데 상당한 시간과 노력이 소모 되었다. 또한, 다른 마커 주변의 병변이나 비정상 세포를 절제하는 경우에는 재수술을 수행해야 하는 번거로움이 생긴다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0070089호는 수술에 의해 절제가 필요한 환자의 관심 조직을 준비하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 구체적으로, 해당 특허는 관심 조직으로부터 생검 샘플을 분리하는 단계 및 생검 부위에 자기 마커를 위치시키는 단계를 포함하는 관심 조직을 준비하기 위한 방법을 개시하고 있다.

일측에 따르면, 프로브 장치가 제공된다. 상기 프로브 장치는 길이 방향으로 연장되며, 피검체의 신체 내로 침습하여 타겟 조직(target tissue)에 대한 정보를 획득하는 바늘부(needle unit) 및 상기 피검체의 신체 외부 영역에서 상기 바늘부를 지지하는 프로브 하우징(housing)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 바늘부는 상기 길이 방향의 일단(an end point)에 배치되고, 상기 피검체의 신체 내부에서 지정된 통신 방식으로 상기 타겟 조직 내의 마커(marker)를 식별하는 리더기(reader)를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 리더기는 RFID(Radio Frequency Identification) 통신에 기반하여 매칭되는 태그(tag)를 포함하는 상기 마커를 식별하고, 상기 마커는 RFID 태그를 포함하고 상기 타겟 조직 내의 종양 의심 부위에 삽입될 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 상기 리더기는 상기 타겟 조직에 포함되는 복수의 마커 중 지정된 식별값을 갖는 태그를 식별하고, 상기 태그를 갖는 마커의 위치를 추적할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 바늘부는 상기 프로브 하우징과 연결되는 타단에 배치되어 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 상기 마커로부터 반사되는 상기 초음파의 반사파를 감지하여 상기 마커까지의 거리를 계산하는 제1 초음파 센서를 더 포함할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 프로브 하우징은 상기 바늘부의 길이 방향을 중심축으로 하여 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 제2 초음파 센서를 포함할 수 있다. 상기 제2 초음파 센서는 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 상기 마커로부터 반사되는 상기 초음파의 반사파를 감지하고, 상기 감지된 반사파를 비교하여 상기 마커까지의 방향을 결정할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 초음파 센서는 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되어 상호 간에 매핑(mapping)된 제2-1 초음파 센서 및 제2-2 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2-1 초음파 센서가 감지하는 제1 반사파와 상기 제2-2 초음파 센서가 감지하는 제2 반사파의 진폭 세기를 비교하여 제1 축 방향에 대한 상기 마커의 방향을 결정할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 초음파 센서는 상기 제2-1 초음파 센서 및 상기 제2-2 초음파 센서를 연결하는 상기 제1 축과 수직한 제2 축 위에 존재하며, 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되며 상호 간에 매핑된 제2-3 초음파 센서 및 제2-4 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2-3 초음파 센서가 감지하는 제3 반사파와 상기 제2-4 초음파 센서가 감지하는 제4 반사파의 진폭 세기를 비교하여 상기 제2 축 방향에 대한 상기 마커의 방향을 결정할 수 있다.

다른 일측에 따르면, 마커 위치 검출 방법이 제공된다. 상기 마커 위치 검출 방법은 피검체의 신체 내부에 침습된 리더기를 이용하여 피검체의 타겟 조직 내의 특정 마커를 식별하는 단계, 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하여 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계 및 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 초음파 센서를 이용하여 상기 식별된 마커까지의 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 특정 마커를 식별하는 단계는 수동형(passive) RFID 통신에 기반하여 상기 타겟 조직 내의 복수의 마커 중 매칭되는 태그를 포함하는 특정 마커를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계는 지정된 룩 업 테이블(look up table)로부터 상기 마커에 대응하는 반사파의 진폭 세기 범위를 확인하는 단계 및 상기 확인된 진폭 세기 범위 내의 진폭을 갖는 반사파의 시간 지연을 이용하여 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 식별된 마커까지의 방향을 결정하는 단계는, 제1 초음파 센서가 감지하는 제1 반사파와 제2 초음파 센서가 감지하는 제2 반사파의 진폭 세기를 비교하여 지정된 중심축에 대한 상기 마커의 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 초음파 센서 및 상기 제2 초음파 센서는 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되며, 상호 간에 매핑될 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 프로브 장치의 동작을 설명하는 예시도이다.
도 2는 도 1의 프로브 장치를 자세하게 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 바늘부가 동작하는 과정을 설명하는 예시도이다.
도 4는 일실시예에 따른 마커 위치 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 일실시예에 따른 프로브 장치를 도시하는 예시도이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

프로브 장치의 개요

도 1은 일실시예에 따른 프로브 장치의 동작을 설명하는 예시도이다. 도 1을 참조하면, 피검체(110) 내부에 삽입된 마커(131, 132)의 위치를 검출하는 프로브 장치가 도시된다. 보다 구체적으로, 상기 프로브 장치는 길이 방향으로 연장되며, 피검체(110)의 신체 내로 침습하는 바늘부(121)를 포함할 수 있다. 바늘부(121)는 피검체(110)의 타겟 조직에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이를테면, 상기 타겟 조직은 피검체(110)의 유방 조직(breast tissue)를 나타낼 수 있다. 또한, 프로브 장치는 피검체(110)의 신체 외부 영역에서 바늘부(121)를 지지하는 프로브 하우징(probe housing)(122)을 포함할 수 있다.

도 1에 도시되지는 않았지만, 바늘부(121)는 신체 조직으로 음압을 발생시키고, 피검체(110)의 비정상 조직을 빨아들이는 생검 기구(mammotome device)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 의사 등의 사용자는 바늘부(121)를 이용하여 회전 칼날로 신체 조직을 절제하고, 절제된 조직 내에 마커를 삽입할 수 있다. 본 실시예의 프로브 장치는 추후에 삽입된 마커를 식별하고 인식할 필요가 있을 경우, 바늘부(121)와 프로브 하우징(122)에 배치된 통신 모듈 및 센서를 통해 상기 마커의 위치를 빠르고 정확하게 추적할 수 있다. 이하에서는, 프로브 장치가 삽입된 마커의 위치를 추적하는 과정에 대해 보다 자세하게 서술한다.

도 2는 도 1의 프로브 장치를 자세하게 도시하는 블록도이다. 프로브 장치(200)는 바늘부(210) 및 프로브 하우징(230)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 바늘부(210)는 리더기(221)와 제1 초음파 센서(222)를 포함할 수 있다. 또한, 프로브 하우징(230)은 제2 초음파 센서(241)를 포함할 수 있다.

리더기(221)는 바늘부(210)의 길이 방향의 일단에 배치될 수 있다. 상기 일단은 피검체의 신체 내로 침습되는 방향에 배치될 수 있다. 리더기(221)는 신체 내부에서 지정된 통신 방식으로 타겟 조직 내의 마커를 식별할 수 있다. 일실시예로서, 리더기는 RFID(Radio Frequency Identification) 통신에 기반하여 매칭되는 태그(tag)를 포함하는 마커를 식별할 수 있다. 상기 마커는 RFID 태그를 포함하고 타겟 조직 내의 종양 의심 부위에 삽입될 수 있다. 구체적으로, 리더기(221)는 타겟 조직에 포함되는 복수의 마커 중 지정된 식별값을 갖는 태그를 식별하고, 식별된 태그를 갖는 마커의 위치를 추적할 수 있다.

또한, 바늘부(210)는 프로브 하우징(230)과 연결되는 타단에 배치되는 제1 초음파 센서(222)를 포함할 수 있다. 제1 초음파 센서(222)는 지정된 주파수를 갖는 초음파를 전송하고, 상기 초음파에 상응하는 반사파를 감지하는 트랜시버(transceiver)로 구현될 수 있다. 상기 트랜시버는 초음파에 대한 송신기와 수신기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 초음파 센서(222)는 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 피검체의 타겟 조직 내에 배치된 마커로부터 반사되는 초음파의 반사파를 감지하여 상기 마커까지의 거리를 계산할 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 제1 초음파 센서(222)는 바늘부(210)와 프로브 하우징(230)이 연결되는 바늘부(210)의 중앙 위치에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 초음파 센서(222)는 바늘부(210)의 중심으로부터 마커까지의 거리를 계산할 수 있다.

프로브 하우징(230)은 바늘부(210)의 길이 방향을 중심축으로 하여 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 제2 초음파 센서(241)를 포함할 수 있다. 제2 초음파 센서(241)는 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 타겟 조직 내의 마커로부터 반사되는 초음파의 반사파를 감지할 수 있다. 또한, 제2 초음파 센서(241)는 감지된 복수의 반사파를 상호 비교함으로써 상기 마커까지의 방향을 결정할 수 있다. 이하에서는, 마커까지의 거리를 계산하고, 상기 마커까지의 방향을 결정하는 구체적인 과정에 대해 보다 자세하게 서술된다.

마커 식별 과정

도 3은 도 2의 바늘부가 동작하는 과정을 설명하는 예시도이다. 도 3을 참조하면, 바늘부(210)의 일단에 배치된 리더기(221)가 도시된다. 리더기(221)는 지정된 주파수에 상응하는 전파를 전송하고, 지정된 태그를 포함하는 마커(250)의 신호를 수신함으로써 해당 마커(250)를 식별할 수 있다. 예시적으로, 마커(250)는 종양 의심 부위의 타겟 조직(260) 내에 삽입된 디바이스를 나타낼 수 있다. 본 실시예의 마커(250)는 RFID 통신을 수행할 수 있는 안테나와 집적 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 리더기(221)는 마커(250)와 수동형(passive) RFID 통신을 수행할 수 있다. 리더기(221)가 전송하는 전파에 응답하여 태그를 포함하는 마커(250)가 활성화(activation)되며, 리더기(221)는 마커(250)가 전송하는 일련 번호(series number)를 인식하는 방식으로 타겟 마커를 식별할 수 있다. 구체적으로, 피검체 내의 종양 의심 부위가 여러 개 있는 경우, 피검체 내에는 복수의 마커가 식별되어 있을 수 있다. 이 경우에, 리더기(221)는 식별 대상이 되는 마커(250)의 일련 번호를 확인하는 방식으로 타겟 마커를 식별할 수 있다.

마커 위치 검출 방법

도 4는 일실시예에 따른 마커 위치 검출 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 마커 위치 검출 방법은 피검체의 신체 내부에 침습된 리더기를 이용하여 피검체의 타겟 조직 내의 특정 마커를 식별하는 단계(410), 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하여 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계(420) 및 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 초음파 센서를 이용하여 상기 식별된 마커까지의 방향을 결정하는 단계(430)를 포함할 수 있다.

단계(410)에서 프로브 장치는 수동형(passive) RFID 통신에 기반하여 상기 타겟 조직 내의 복수의 마커 중 매칭되는 태그를 포함하는 특정 마커를 식별할 수 있다. 프로브 장치가 지정된 태그를 포함하는 마커를 식별하는 과정에 대해서는 도 3과 함께 기재된 설명이 그대로 적용될 수 있어 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

단계(420)에서 프로브 장치는 지정된 룩 업 테이블(look up table)로부터 상기 마커에 대응하는 반사파의 진폭 세기 범위를 확인할 수 있다. 구체적으로, 반사파는 생체 내에서 음향저항의 크기가 서로 다른 조직의 경계면에서 발생할 수 있다. 또한, 반사파의 진폭 세기(진폭 크기)는 두 매질 사이의 음향저항의 크기 차이가 클수록 반사되는 초음파의 양이 많아지는 경향이 존재한다. 예시적으로, 타겟 마커가 티타늄으로 구현되는 경우, 프로브 장치는 타겟 조직에서 반사되는 반사파가 아닌, 티타늄으로부터 반사되는 반사파를 감지하고, 티타늄에 대응하는 진폭 세기를 갖는 반사파를 이용하여 마커의 거리를 계산할 수 있다. 본 실시예의 프로브 장치는 메모리와 같은 저장 장치에 저장된 룩 업 테이블을 이용하여 미리 정의된 반사파의 진폭 세기 범위를 이용할 수 있어, 피검체 내의 근육과 지방의 불연속면이나 갈비뼈 등에서 발생하는 반사파를 제거하고, 타겟 마커로부터 전달되는 반사파를 식별하여 보다 정확하게 마커를 검출하는 효과를 기대할 수 있다.

예시적으로, 그러나 한정되지 않게 프로브 장치는 아래의 표 1과 같이 정의된 음향저항(kg/m²)을 이용하여 각각의 매질에 상응하는 진폭 세기 범위를 미리 계산할 수 있다. 음향저항은 매질의 밀도와 음속의 곱으로 정의되는 파라미터로서, 음원의 압력에 의해 진행하는 전파가 매질 내의 마찰 손실로 잃게 되는 에너지 양을 상대적으로 나타낼 수 있다.

매질(material)	음향저항(kg/m²)
공기(air)	0.0004
알루미늄(aluminum)	17
혈액(blood)	1.61
뼈(bone)	7.80
뇌(brain)	1.58
지방(fat)	1.38
신장(kidney)	1.62
간(liver)	1.65
근육(muscle)	1.70
기름(oil)	1.43
폴리에틸렌(polyethylene)	1.88
연부조직(soft tissue)	1.63
물(water)	1.48

프로브 장치는 초음파 센서로부터 감지되는 반사파를 압전 변환기에 입력하여 전자신호로 전환할 수 있다. 또한, 프로브 장치는 변환된 전자신호의 진폭 세기와 시간 지연을 이용하여 지정된 재질로 구현된 마커까지의 거리를 계산할 수 있다. 구체적으로, 프로브 장치는 확인된 진폭 세기 범위 내의 진폭을 갖는 반사파의 시간 지연을 이용하여 식별된 마커까지의 거리를 계산할 수 있다.

단계(430)에서 프로브 장치는 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 초음파 센서를 이용하여 식별된 마커까지의 방향을 결정할 수 있다. 이하에서는 추가적인 도면과 함께 프로브 장치가 마커까지의 방향을 결정하는 과정에 대해 보다 자세히 서술될 것이다.

도 5a 및 도 5b는 일실시예에 따른 프로브 장치를 도시하는 예시도이다. 도 5a를 참조하면, 일실시예에 따른 프로브 장치가 도시된다. 프로브 장치는 피검체의 신체 내로 침습하여 타겟 조직에 대한 정보를 획득하는 바늘부(510)와 피검체의 신체 외부 영역에서 바늘부(510)를 지지하는 프로브 하우징(530)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 피검체 내에는 두 개의 종양 의심 조직이 존재하고, 각각의 타겟 조직에 대해 마커(511, 512)가 삽입된 경우가 존재할 수 있다. 이 경우에, 프로브 장치는 바늘부(510) 일단의 리더기(521)를 이용하여 복수의 마커(511, 512) 중 타겟 마커를 식별할 수 있다. 또한, 바늘부(510)의 타단은 프로브 하우징(530)과 연결되며, 상기 타단에는 제1 초음파 센서(522)가 배치될 수 있다. 제1 초음파 센서(522)는 초음파를 전파하고, 타겟 마커로부터 반사되는 초음파를 이용하여 타겟 마커까지의 거리를 계산할 수 있다.

또한, 프로브 하우징(530)은 복수의 제2 초음파 센서(541, 542, 551, 552)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 프로브 하우징(530)은 바늘부(510)의 길이 방향을 중심축으로 하여 대칭되는 위치에 배치된 제2-1 초음파 센서(541)와 제2-2 초음파 센서(542)를 포함할 수 있다. 제2-1 초음파 센서(541) 및 제2-2 초음파 센서(542)는 상호 간에 매핑(mapping)되어 있으며, 서로가 감지하는 반사파를 비교할 수 있다. 구체적으로, 프로브 장치는 제2-1 초음파 센서(541)가 감지하는 제1 반사파와 제2-2 초음파 센서(542)가 감지하는 제2 반사파의 진폭 세기를 비교하여 제1 축 방향에 대한 마커의 방향을 결정할 수 있다. 상기 제1 축 방향은 타겟 조직을 기준으로 한 동-서 방향을 나타낼 수 있다. 위의 제1 축 방향에 대한 설명은 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐, 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다.

또한, 프로브 하우징(530)은 바늘부(530)의 길이 방향을 중심축으로 하여 대칭되는 위치에 배치된 제2-3 초음파 센서(551)와 제2-4 초음파 센서(552)를 포함할 수 있다. 제2-3 초음파 센서(551)와 제2-4 초음파 센서(552)는 제2-1 초음파 센서(541)와 제2-2 초음파 센서(542)를 연결하는 제1 축과 수직한 제2 축 위에 존재할 수 있다. 마찬가지로, 제2-3 초음파 센서(551)와 제2-4 초음파 센서(552)는 상호 간에 매핑(mapping)되어 있으며, 서로가 감지하는 반사파를 비교할 수 있다. 구체적으로, 프로브 장치는 제2-3 초음파 센서(551)가 감지하는 제3 반사파와 제2-4 초음파 센서(552)가 감지하는 제4 반사파의 진폭 세기를 비교하여 상기 제2 축 방향에 대한 마커의 방향을 결정할 수 있다. 앞서 기재한 설명과 같이, 제1 축 방향이 타겟 조직을 기준으로 한 동-서 방향을 나타내는 경우, 상기 제1 축과 수직한 제2 축은 타겟 조직을 기준으로 한 남-북 방향을 나타낼 수 있다. 제1 축 및 제2 축 방향에 대한 설명은 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다.

도 5b를 참조하면, 다른 일실시예에 따른 프로브 장치가 도시된다. 바늘부(510)의 리더기(521) 및 제1 초음파 센서(522)에 대해서는 앞서 도 5a와 함께 기재된 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 5b의 프로브 하우징(520)은 세 쌍의 제2 초음파 센서(561, 562, 571, 572, 581, 582)를 포함할 수 있다. 상호 간에 매핑된 초음파 센서들은 하나의 초음파 센서 그룹을 형성할 수 있다. 이를테면, 제1 축 방향으로 매핑된 제1 초음파 센서 그룹(561, 562), 제2 축 방향으로 매핑된 제2 초음파 센서 그룹(571, 572) 및 제3 축 방향으로 매핑된 제3 초음파 센서 그룹(581, 582)이 프로브 하우징(530) 내에 포함될 수 있다. 각각의 초음파 센서 그룹은 특정 축 방향을 기준으로 마커가 존재하는 위치를 결정할 수 있다. 구체적으로, 각각의 초음파 센서 그룹은 수신되는 반사파의 진폭 세기를 비교함으로써 특정 축 방향의 마커 위치를 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 이해를 돕기 위해 세 개의 초음파 센서 그룹, 즉 6 개의 제2 초음파 센서가 배치된 실시예가 도시되나 이는 다른 실시예를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 이를테면, 8 개 또는 10 개와 같이 다양한 개수의 제2 초음파 센서를 포함하는 프로브 장치가 구현되는 것 또한 본 건 사상의 범위에 포함된다고 할 것이다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims

길이 방향으로 연장되며, 피검체의 신체 내로 침습하여 타겟 조직에 대한 정보를 획득하는 바늘부(needle unit); 및
상기 피검체의 신체 외부 영역에서 상기 바늘부를 지지하는 프로브 하우징(housing)
을 포함하고,
상기 바늘부는,
상기 길이 방향의 일단(an end point)에 배치되고, 상기 피검체의 신체 내부에서 지정된 통신 방식으로 상기 타겟 조직 내의 마커(marker)를 식별하는 리더기(reader)를 포함하고,
상기 프로브 하우징은,
상기 바늘부의 길이 방향을 중심축으로 하여 상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 제2 초음파 센서를 포함하고,
상기 제2 초음파 센서는 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 상기 마커로부터 반사되는 상기 초음파의 반사파를 감지하고, 상기 감지된 반사파를 비교하여 상기 마커까지의 방향을 결정하는 프로브 장치.
제1항에 있어서,
상기 리더기는 RFID(Radio Frequency Identification) 통신에 기반하여 매칭되는 태그(tag)를 포함하는 상기 마커를 식별하고, 상기 마커는 RFID 태그를 포함하고 상기 타겟 조직 내의 종양 의심 부위에 삽입되어 있는 프로브 장치.
제2항에 있어서,
상기 리더기는 상기 타겟 조직에 포함되는 복수의 마커 중 지정된 식별값을 갖는 태그를 식별하고, 상기 태그를 갖는 마커의 위치를 추적하는 프로브 장치.
제3항에 있어서,
상기 바늘부는,
상기 프로브 하우징과 연결되는 타단에 배치되어 상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하고, 상기 마커로부터 반사되는 상기 초음파의 반사파를 감지하여 상기 마커까지의 거리를 계산하는 제1 초음파 센서
를 더 포함하는 프로브 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 초음파 센서는 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되어 상호 간에 매핑(mapping)된 제2-1 초음파 센서 및 제2-2 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2-1 초음파 센서가 감지하는 제1 반사파와 상기 제2-2 초음파 센서가 감지하는 제2 반사파의 진폭 세기를 비교하여 제1 축 방향에 대한 상기 마커의 방향을 결정하는 프로브 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 초음파 센서는 상기 제2-1 초음파 센서 및 상기 제2-2 초음파 센서를 연결하는 상기 제1 축과 수직한 제2 축 위에 존재하며, 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되며 상호 간에 매핑된 제2-3 초음파 센서 및 제2-4 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2-3 초음파 센서가 감지하는 제3 반사파와 상기 제2-4 초음파 센서가 감지하는 제4 반사파의 진폭 세기를 비교하여 상기 제2 축 방향에 대한 상기 마커의 방향을 결정하는 프로브 장치.
피검체의 신체 내부에 침습된 리더기를 이용하여 피검체의 타겟 조직 내의 특정 마커를 식별하는 단계;
상기 피검체의 신체 외부에서 초음파를 전파하여 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계; 및
상호 대칭되는 위치에 배치된 적어도 두 개의 초음파 센서를 이용하여 상기 식별된 마커까지의 방향을 결정하는 단계
를 포함하는 마커 위치 검출 방법.
제8항에 있어서,
상기 특정 마커를 식별하는 단계는,
수동형(passive) RFID 통신에 기반하여 상기 타겟 조직 내의 복수의 마커 중 매칭되는 태그를 포함하는 특정 마커를 식별하는 단계
를 포함하는 마커 위치 검출 방법.
제9항에 있어서,
상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계는,
지정된 룩 업 테이블(look up table)로부터 상기 마커에 대응하는 반사파의 진폭 세기 범위를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 진폭 세기 범위 내의 진폭을 갖는 반사파의 시간 지연을 이용하여 상기 식별된 마커까지의 거리를 계산하는 단계
를 포함하는 마커 위치 검출 방법.
제10항에 있어서,
상기 식별된 마커까지의 방향을 결정하는 단계는,
제1 초음파 센서가 감지하는 제1 반사파와 제2 초음파 센서가 감지하는 제2 반사파의 진폭 세기를 비교하여 지정된 중심축에 대한 상기 마커의 방향을 결정하는 단계
를 포함하는 마커 위치 검출 방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 초음파 센서 및 상기 제2 초음파 센서는 상기 중심축에 대해 대칭되는 위치에 배치되며, 상호 간에 매핑되어 있는 마커 위치 검출 방법.