KR102267625B1

KR102267625B1 - 캡슐 내시경 장치

Info

Publication number: KR102267625B1
Application number: KR1020190140199A
Authority: KR
Inventors: 오정범; 박운용
Original assignee: 주식회사 엔도핀
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2021-06-21
Also published as: KR20210054268A

Abstract

개시되는 발명은 캡슐 내시경 장치에 관한 것으로서, 원통형 케이스의 원주면이 음향 창문을 형성하는 캡슐 몸체;와, 상기 캡슐 몸체에 내장되고, 상기 음향 창문을 향해 360° 회전하는 초음파를 발사하는 초음파 트랜스듀서; 및 상기 음향 창문의 일부분을 가리도록 상기 원주면을 가로지르는 방향으로 형성되고, 상기 음향 창문으로 입사하는 초음파의 적어도 일부분을 반사하는 적어도 하나 이상의 마커;를 포함하고, 상기 마커에서 반사되는 초음파의 세기가 상기 음향 창문에서 반사되는 초음파의 세기와 다른 것을 특징으로 한다.

Description

캡슐 내시경 장치{AN APPARATUS OF CAPSULE ENDOSCOPE}

본 발명은 캡슐 내시경 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 경구형인 캡슐 내시경 장치의 한정된 공간 안에 장착되는 필수 부품의 개수를 줄이면서도 2차원 초음파 영상의 양호한 복원을 보장할 수 있는 캡슐 내시경 장치에 관한 것이다.

사람의 소화기관은 크게 식도, 위, 소장 및 대장으로 구분된다. 통상적으로 식도와 위는 십이지장의 원위부까지 삽입할 수 있는 상부 위장관 내시경으로 관찰하고, 대장은 소장의 끝 부분인 회장 말단부까지 관찰 가능한 대장 내시경으로 관찰한다.

그러나, 소장의 경우 아직까지 진단과 치료 방법이 정립된 내시경이 확립되어 있지 않다. 따라서, 기존에는 소장 바륨조영술 및 CT 촬영을 포함한 여러 가지 방사선 진단법을 소장에 적용하고 있으나, 소장 질환에 대한 진단율은 상당히 저조한 편에 속한다.

최근에는 내시경과 방사선 진단법의 불편함과 한계를 보완하기 위해 경구형의 캡슐 내시경 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 캡슐 내시경 장치는 경구형으로서 삼켜서 소화기관에 도입할 수 있는 작은 캡슐 형태의 독립적인 내시경 장치이다. 캡슐 내시경 장치는 소형 카메라 및/또는 초음파 트랜스듀서를 내장하고 있으며, 이를 통해 식도, 위, 소장, 대장 등을 근접 촬영한 가시광 영상이나 초음파 영상을 제공하게 된다.

캡슐 내시경 장치도 소형 카메라나 초음파 트랜스듀서, 그리고 외부 컨트롤러가 발신하는 각종 제어신호를 수신하고 촬영된 영상을 인체 밖으로 송출하기 위한 통신 모듈, 그리고 제어 모듈 등을 탑재하는 전기·전자장치이기 때문에 전력을 제공하기 위한 배터리를 내장하게 된다. 그런데, 경구형 캡슐 내시경 장치는 사람이 삼킬 수 있는 작은 사이즈이기 때문에 그 탑재 공간은 매우 제한적이다. 여기에 초음파 트랜스듀서 등의 각종 장치를 탑재하면 배터리가 저장할 수 있는 전력은 극히 한정적이다.

캡슐 내시경 장치의 활용도는 인체 내부에서 얼마나 오랜 시간 동안 연속적으로 운용될 수 있는지에 크게 영향을 받는다. 경구형 캡슐 내시경 장치의 사이즈 확대도 한계가 있고 배터리의 성능도 획기적으로 개선되기 어려운 이상, 결국 캡슐 내시경 장치 자체가 소모하는 전력량을 절감하는 것이 현실적인 방안이며, 이를 위한 다각적인 연구가 필요하다.

한국등록특허 제10-1911470호 (2018.10.18 등록)

본 발명은 경구형 캡슐 내시경 장치, 특히 초음파 트랜스듀서를 내장하는 캡슐 내시경 장치의 내부 구성을 새로이 설계함으로써, 전력 소모량을 줄이고 여유 공간을 확보할 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명은 캡슐 내시경 장치에 관한 것으로서, 원통형 케이스의 원주면이 음향 창문을 형성하는 캡슐 몸체;와, 상기 캡슐 몸체에 내장되고, 상기 음향 창문을 향해 360° 회전하는 초음파를 발사하는 초음파 트랜스듀서; 및 상기 음향 창문의 일부분을 가리도록 상기 원주면을 가로지르는 방향으로 형성되고, 상기 음향 창문으로 입사하는 초음파의 적어도 일부분을 반사하는 적어도 하나 이상의 마커;를 포함하고, 상기 마커에서 반사되는 초음파의 세기가 상기 음향 창문에서 반사되는 초음파의 세기와 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 캡슐 몸체의 어느 하나의 밑면 쪽에 배치되는 모터; 및 상기 모터의 회전축에 장착되는 리플렉터;를 포함하고, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 모터와 마주보도록 상기 캡슐 몸체의 다른 하나의 밑면에 배치되고, 상기 리플렉터는 상기 초음파 트랜스듀서에서 발사되는 초음파를 360° 회전하면서 상기 음향 창문으로 반사하게 된다.

그리고, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 마커는, 상기 초음파 트랜스듀서가 발사한 초음파가 상기 음향 창문에 대해 형성하는 원형 궤적을 가로지르는 바 형태로 형성되고, 상기 마커의 반사계수와 상기 음향 창문의 반사계수는 서로 다른 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 초음파 트랜스듀서에서 발사된 초음파가 상기 음향 창문으로 진행하는 경로 주변에는 임피던스 정합용 액체가 충진되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 마커에서 반사되는 초음파를 상기 360° 회전의 시작점으로 삼고, 상기 마커에서 반사되는 초음파가 다시 감지되었을 때를 상기 360° 회전의 종료점으로 삼을 수 있다.

그리고, 상기 마커에서 반사되는 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 상기 모터의 각속도를 결정할 수 있다.

실시형태에 따라서는 상기 마커는 복수의 N 개(N은 2 이상의 자연수)가 구비될 수 있는데, 이 경우 상기 마커에서 반사되는 초음파가 N+1 번째 감지되었을 때를 상기 360° 회전의 종료점으로 삼게 된다.

또한, 상기 마커에서 반사되는 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 상기 모터의 구간별 각속도를 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 단일 초음파 엘리먼트로 이루어지고, 이에 따라 상기 초음파 트랜스듀서에 수신된 반향 초음파로부터 2차원 초음파 영상이 복원된다.

그리고, 바 형태인 복수의 마커 중의 적어도 어느 하나는 다른 마커에 비해 상기 원형 궤적을 가로지르는 폭이 다르도록 구성할 수도 있으며, 상기 마커의 폭 차이에 의해 상기 마커에서 반사되는 초음파의 개수가 달라지게 된다.

또한, 상기 복수의 마커 중 적어도 어느 한 쌍의 인접한 마커가 이루는 각도가 다른 쌍이 이루는 각도와는 다르도록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 캡슐 내시경 장치는 종래 초음파 영상의 복원을 위해 사용되었던 엔코더를 배제하고 음향 창문에 마커를 구비하는 것으로 이를 대체할 수 있기 때문에, 엔코더가 배제된 만큼의 공간을 배터리 용량 확보에 활용할 수 있어 캡슐 내시경 장치의 장시간 운용에 매우 효과적이다.

또한, 엔코더 자체가 소모하는 전력이 사라지고, 엔코더의 일부 중량이 모터에 부하로 작용하지 않게 됨에 따라 캡슐 내시경 장치의 전력 관리 측면에서 매우 유리해진다.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐 내시경 장치의 전체적인 외형을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 "A-A" 선을 따라 절개한 단면도.
도 3은 음향 창문에 구비된 마커에 의한 기준 신호의 발생원리를 설명하는 도면.
도 4는 도 3에서 마커가 복수 개 구비되는 다른 실시형태를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐 내시경 장치(10)의 전체적인 외형을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 "A-A" 선을 따라 절개한 단면도이다. 도시된 도면을 참조하여, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 참고로, 첨부된 도면에서는 본 발명의 설명에 꼭 필요하지는 않은 배터리의 도시가 생략되어 있다.

우선, 본 발명의 캡슐 내시경 장치(10)는 소화기관 내부의 초음파 영상을 제공할 수 있으며, 이를 기본으로 하여 본 발명에 대해 설명한다. 본 발명은 초음파 영상을 획득하기 위한 초음파 트랜스듀서(300)를 내장하고 있는데, 필요하다면 가시광 영상을 제공하기 위한 소형 카메라를 함께 내장할 수도 있다. 다시 말해, 본 발명의 캡슐 내시경 장치(10)는 실시예에 구비되는 것으로 명시적으로 설명되지 않은 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 배제하지 않는다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 캡슐 내시경 장치(10)는 원통형 케이스로 이루어진 캡슐 몸체(100)를 포함한다. 캡슐 몸체(100)는 초음파 트랜스듀서(300) 등의 각종 부품을 내장하고, 또한 이들을 외부환경으로부터 보호하기 위한 공간을 제공한다. 그리고, 원통형 케이스의 원주면은 음향 창문(110)을 형성하여, 초음파 트랜스듀서(300)에서 발사된 초음파가 외부로 투사되는 창문의 역할, 그리고 외부 물체, 즉 소화기관의 내벽에서 반사된 반향 초음파가 다시 초음파 트랜스듀서(300)로 입사되는 창문의 역할을 한다.

실시예에 따라서는 음향 창문(110)은 광학 창문으로서도 기능하여, 도시되지 않은 소형 카메라가 내장된 경우 가시광이 통과하는 창문의 역할을 할 수도 있다.

그리고, 캡슐 몸체(100)의 어느 하나의 밑면 쪽에는 모터(200)가 배치되고, 또한 모터(200)와 마주보도록 다른 하나의 밑면에는 초음파 트랜스듀서(300)가 배치된다.

모터(200)의 회전축(210)에는 리플렉터(400)가 장착되어 모터(200) 구동시 리플렉터(400)가 회전하게 되며, 이에 따라 모터(200)와 리플렉터(400)에 대해 마주보고 있는 초음파 트랜스듀서(300)에서 발사되는 초음파는 360° 회전하는 리플렉터(400)에 의해 진행방향이 측면으로 꺾인다. 따라서, 모터(200)와 초음파 트랜스듀서(300)가 구동되면 초음파는 원통형의 음향 창문(110)을 따라 원형의 궤적을 그리면서 외부로 투사된다. 리플렉터(400)는 45° 반사면을 구비하는 것이 일반적이다.

여기서, 도시된 실시예는 모터(200)에 의해 리플렉터(400)가 회전하는 가운데 대향하는 초음파 트랜스듀서(300)가 리플렉터(400)를 향해 초음파를 발사하여 360°의 초음파 궤적을 만드는 것을 보여주고 있지만, 모터(200)의 회전축(210)에 초음파 트랜스듀서(300)가 설치되면서 초음파 트랜스듀서(300)가 일정 각도 범위에서 음향 창문(110)을 향해 직접 초음파를 발사하는 실시형태도 가능하다.

그리고, 초음파 트랜스듀서(300)가 단일 초음파 엘리먼트로 이루어지는 경우에는, 외부 물체에 반사되어 초음파 트랜스듀서(300)에 수신된 반향 초음파를 처리하여 2차원 초음파 영상으로 복원할 수 있다. 그리고, 초음파 트랜스듀서(300)가 단일 초음파 엘리먼트의 2차원 어레이로 구성되어 있다면, 복원되는 초음파 영상은 3차원 영상으로 만들어진다.

여기서, 반향 초음파를 처리하여 2차원 또는 3차원의 초음파 영상을 복원하기 위해서는 복수의 반향 초음파 중에서 기준이 되는 반향 초음파를 결정 또는 알 수 있어야 한다. 즉, 360° 회전하는 초음파에 의해 연속적으로 수신되는 수많은 반향 초음파를 1회전마다 분리하여 처리할 수 있어야만 초음파 영상을 복원할 수 있다.

종래에는 모터(200)의 회전 각도(위치)와 각속도를 파악하기 위해 공지의 기술인 엔코더를 사용해왔다. 그런데, 엔코더가 캡슐 내시경 장치(10)에 설치되면 그만큼의 공간을 점유하기 때문에 한정된 크기를 가질 수밖에 없는 경구형 캡슐 내시경 장치(10)에 탑재되는 배터리의 용량도 그만큼 줄어들게 된다. 또한, 엔코더 자체가 전력을 소모하고, 엔코더의 일부 중량이 모터(200)에 부하로 작용하는 만큼 엔코더는 캡슐 내시경 장치(10)의 전력 관리에 불리하게 작용한다.

전술한 바와 같이, 캡슐 내시경 장치(10)의 활용도는 인체 내부에서 얼마나 오랜 시간 동안 연속적으로 운용될 수 있는지에 크게 영향을 받기 때문에, 캡슐 내시경 장치(10)에 내장된 배터리의 용량을 가능한 크게 확보하고, 또한 구성품의 전력 소모량을 줄이는 것이 여러모로 유리하다. 본 발명은 이러한 관점에서 종래의 캡슐 내시경 장치(10)에 구비되었던 엔코더를 배제하고도 반향 초음파를 처리하여 초음파 영상을 복원할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

본 발명은 음향 창문(110)의 일부분을 가리도록 캡슐 몸체(100)의 내주면에 적어도 하나 이상의 마커(500)가 형성되어 있으며, 이에 따라 음향 창문(110)으로 입사하는 초음파의 적어도 일부분이 마커(500)에 의해 반사된다. 마커(500)는 그 크기가 작게 형성되어 있으며, 이에 따라 리플렉터(400)에 의해 반사된 초음파가 마커(500)를 향할 때에만 음향 창문(110)에 다다르지 못하고 그 이전에 초음파 트랜스듀서(300) 쪽으로 반사가 발생하고, 마커(500)의 영역을 벗어나면 초음파는 음향 창문(110)에 바로 도달하게 된다.

마커(500)의 재질에는 큰 제한은 없으며, 단지 마커(500)에서 반사되는 초음파의 세기가 음향 창문(110)에서 반사되는 초음파의 세기와는 명확히 차이 나게, 예를 들면 마커(500)에서 반사되는 초음파의 세기가 강하게 나타나도록 함으로써, 그 용어 그대로 마커(500)로서 기능할 수 있으면 충분하다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 마커(500)는, 모터(200)에 의해 회전하는 리플렉터(400)에 의해 반사되는 초음파가 음향 창문(110)에 대해 형성하는 원형 궤적을 가로지르는 바 형태로 형성되어 있다. 마커(500)는 그 반사계수가 음향 창문(110)의 반사계수보다 더 큰 재질, 예를 들어 금속 재질로 만들어짐으로써 마커(500)에서 반사되는 초음파의 세기가 음향 창문(110)에서 반사되는 초음파의 세기보다 강하게 형성된다. 물론 이와는 반대로 마커(500)의 반사계수가 음향 창문(110)의 반사계수보다 더 작은 재질로 만들어서 마커(500)로서 기능할 수 있게 하는 것도 가능하다.

그리고, 초음파 트랜스듀서(300)에서 발사되어 리플렉터(400)에서 반사되는 초음파가 음향 창문(110)으로 진행하는 경로 주변에는 임피던스 정합용 액체(600)가 충진됨으로써, 초음파 및 반향 초음파가 임피던스 차이에 의해 음향 창문(110)을 경계로 더 이상 진행하지 못하는 현상을 방지할 수 있다. 도시된 실시형태에서는, 캡슐 몸체(100)의 내부 공간 전체에 대해 임피던스 정합용 액체(600)가 충진되어 있다.

도 3은 음향 창문(110)에 구비된 마커(500)에 의한 기준 신호의 발생원리를 설명하는 도면으로서, 이를 통해 음향 창문(110)의 내주면에 마커(500)를 형성하는 것이 어떻게 엔코더를 대체할 수 있는지에 대해 이해할 수 있게 된다. 이는 마커(500)와 음향 창문(110)의 반사계수 사이의 차이, 초음파의 반향 특성 등이 복합적으로 작용함에 따라 엔코더를 대체할 수 있게 되는 것이라 요약할 수 있다.

도 3은 원통형의 음향 창문(110)에 대해 중앙에 위치한 초음파 트랜스듀서(300)가 발생한 초음파가 360° 원형 궤적의 초음파 빔을 발사하는 상태를 개략적으로 보여주고 있다. 캡슐 내시경 장치(10)는 초음파 매질에 둘러싸여 있고, 초음파 매질은 초음파를 반사하는 물체(여기서는 쿼츠)에 둘러싸여 있다. 쿼츠에서 반사된 반향 초음파는 다시 초음파 트랜스듀서(300)로 되돌아가 수신되며, 이 반향 초음파를 처리하여 초음파 영상을 복원하게 된다.

앞서 말한 바와 같이, 반향 초음파로부터 초음파 영상을 복원하기 위해서는 360° 회전하는 초음파에 의해 연속적으로 수신되는 수많은 반향 초음파를 1회전마다 분리하여 처리할 수 있게 하는 기준점(기준 신호)을 만들어야 한다.

마커(500)가 없는 음향 창문(110)에 투사되는 초음파 빔은 음향 창문(110)의 표면에서 일부가 반사되어 1차 반향 초음파(도 3에서 "b" 신호)가 수신되고, 이후 초음파가 쿼츠에서 반사된 좀더 세기가 강한 2차 반향 초음파(도 3에서 "c" 신호)가 수신된다. 반향 초음파의 처리시에는 2차 반향 초음파를 신호 처리하여 초음파 영상을 복원하게 된다.

이에 비해, 마커(500)가 형성된 음향 창문(110)에 초음파 빔이 투사되면, 음향 창문(110)에서 반사되기 이전에 먼저 마커(500)에서 반사된 반향 초음파(도 3에서 "a" 신호)가 되돌아오게 되고, 마커(500)에서 반사된 반향 초음파는 1차 반향 초음파보다 그 세기가 강하기 때문에 이들을 구별할 수 있다(이와는 반대로 마커의 재질에 따라 마커에서 반사된 반향 초음파가 가장 세기가 작게 만들 수도 있음은 전술한 바와 같다). 또한 2차 반향 초음파는 대상 물체까지 도달해서 다시 되돌아오기까지 훨씬 긴 시간이 걸리기 때문에, 역시 마커(500)에서 반사된 반향 초음파와 2차 반향 초음파도 구별할 수 있다.

따라서, 마커(500)에서 반사된 반향 초음파는 마커(500)가 형성된 좁은 영역에서만 발생하는 특유의 신호이기 때문에 360° 회전의 시작점으로 삼을 수 있고, 이는 곧 초음파 영상 복원의 기준점으로 사용할 수 있음을 의미하는 것이다, 이런 점에서 마커(500)에서 반사된 반향 초음파는 기준 반향 초음파라 부를 수 있다.

그리고, 초음파 빔은 360° 회전을 계속하기 때문에 마커(500)에서 반사되는 기준 반향 초음파가 다시 감지되었을 때를 360° 회전의 종료점으로 삼을 수 있다. 이와 같이, 초음파 빔이 360° 회전을 하는 시작점과 종료점을 결정할 수 있으므로, 기준 반향 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 모터(200)의 각속도를 결정할 수 있다.

마커(500)를 하나 구비했을 때의 모터(200)의 각속도는 360° 1회전에서의 평균 각속도이며, 모터(200)의 평균 각속도를 앎으로써 정해진 일정 주파수로 발생하는 초음파 빔 사이의 평균 시간이 결정될 수 있으며, 결국 이 정보들이 확정됨으로써 초음파 영상의 복원이 가능해진다.

여기서, 마커(500)의 개수는 모터(200)의 등속회전 성능에 의해 적절히 결정되는 것이 바람직하다. 모터(200)의 등속회전 성능이 떨어진다는 것은 360° 1회전하는 동안에 각속도의 편차가 크다는 것을 말하며, 이럴 경우 하나의 마커(500)에 의해 결정되는 평균 각속도는 실제 순간 각속도와 차이가 크기 때문에 복원되는 초음파 영상의 품질이 떨어지게 된다.

도 4는 마커(500)를 3개 구비하는 일례를 도시한 것이다. 복수 개의 마커(500)는 등각도나 부등각도 어떤 방식으로 배치되는 것도 가능하지만, 어느 정도는 고르게 배치하는 것이 360° 전 구간에 걸쳐 모터(200)의 순간 각속도에 좀더 근접한 구간별 평균 각속도를 얻을 수 있다는 점에서 좀더 적절하다.

마커(500)가 복수의 N 개(N은 2 이상의 자연수)가 구비될 경우에는 어떤 임의의 기준 반향 초음파를 시작점으로 삼고, 이후 기준 반향 초음파가 N+1 번째 감지되었을 때를 360° 회전의 종료점으로 삼으면 된다.

또한, N개의 마커(500)가 구비되면 N 개의 각 구간별로 모터(200)의 평균 각속도를 구할 수 있다. 즉, 마커(500)에서 반사된 기준 반향 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 모터(200)의 구간별 평균 각속도를 결정할 수 있으며, 각 구간에서 발사된 초음파 빔에 대해서는 해당 구간의 평균 각속도를 기반으로 초음파 빔 사이의 평균 시간이 좀더 세분하여 결정되기 때문에 더욱 양호한 초음파 영상의 복원이 가능해진다.

한편, 마커(500)를 복수 개 구비하는 경우, 특히 바 형태인 마커(500)를 여러 개 구비하는 경우에는 복수의 마커(500) 중의 적어도 어느 하나의 마커(500)를 다른 마커(500)에 비해 음향 창문(110) 상의 초음파의 원형 궤적을 가로지르는 폭이 다르도록 구성할 수도 있다. 이처럼 마커(500)의 폭에 차이를 만들면, 마커(500)의 폭 차이에 의해서 마커(500)에서 반사되는 초음파의 개수가 달라지게 된다. 다시 말해, 마커(500)에서 반사되는 초음파의 개수는 마커(500)의 폭에 어느 정도 비례하는 관계를 이루게 되며, 이 마커(500)에서 반사된 반향 초음파의 개수를 판별함으로써 해당 마커(500)를 구분할 수 있게 된다. 마커(500)를 구분할 수 있게 되면, 여기서 더 나아가 마커(500)의 원주방향 순서를 파악하는 것도 가능해지며, 이로써 초음파 트랜스듀서(300)의 회전 방향도 판단할 수 있다.

또한, 복수의 마커(500) 중 적어도 어느 한 쌍의 인접한 마커(500)가 이루는 각도를 다른 쌍이 이루는 각도와는 다르도록 구성할 수도 있다. 마커(500) 사이의 각도를 서로 다르게 부등 간격으로 형성함으로써도 마커(500)의 원주방향 순서를 파악할 수 있다(적어도 3개 마커 사이의 간격이 부등 간격일 필요가 있음). 또한, 마커(500) 사이의 각도를 다르게 하여 마커(500)의 순서를 파악할 수 있게 하면, 특정 두 개 마커(500)(연이어 있는 마커는 물론 떨어져 있는 마커도 선택 가능) 사이의 각도 안에 있는 반향 초음파에 대해서만 신호 처리를 하여 초음파 영상을 만들 수도 있다. 즉, 관심 영역 안의 반향 초음파에 대해서만 제한적으로 신호 처리를 함으로써 처리 속도를 향상하고 연산 부하를 줄이며 잡신호의 영향을 줄임으로써 초음파 영상 장치 전체의 효율 향상에 기여할 수 있다.

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.

10: 캡슐 내시경 장치 100: 캡슐 몸체
110: 음향 창문 200: 모터
210: 회전축 300: 초음파 트랜스듀서
400: 리플렉터 500: 마커
600: 임피던스 정합용 액체

Claims

원통형 케이스의 원주면이 음향 창문을 형성하는 캡슐 몸체;
상기 캡슐 몸체에 내장되고, 상기 음향 창문을 향해 360° 회전하는 초음파를 발사하는 초음파 트랜스듀서; 및
상기 음향 창문의 일부분을 가리도록 상기 원주면을 가로지르는 방향으로 형성되고, 상기 음향 창문으로 입사하는 초음파의 적어도 일부분을 반사하는 적어도 하나 이상의 마커;
를 포함하고, 상기 마커에서 반사되는 초음파의 세기가 상기 음향 창문에서 반사되는 초음파의 세기와 다른 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제1항에 있어서,
상기 캡슐 몸체의 어느 하나의 밑면 쪽에 배치되는 모터; 및
상기 모터의 회전축에 장착되는 리플렉터;
를 포함하고, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 모터와 마주보도록 상기 캡슐 몸체의 다른 하나의 밑면에 배치되고, 상기 리플렉터는 상기 초음파 트랜스듀서에서 발사되는 초음파를 360° 회전하면서 상기 음향 창문으로 반사하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제1항에 있어서,
상기 마커는, 상기 초음파 트랜스듀서가 발사한 초음파가 상기 음향 창문에 대해 형성하는 원형 궤적을 가로지르는 바 형태로 형성되고, 상기 마커의 반사계수와 상기 음향 창문의 반사계수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파 트랜스듀서에서 발사된 초음파가 상기 음향 창문으로 진행하는 경로 주변에는 임피던스 정합용 액체가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제2항에 있어서,
상기 마커에서 반사되는 초음파를 상기 360° 회전의 시작점으로 삼는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제5항에 있어서,
상기 마커에서 반사되는 초음파가 다시 감지되었을 때를 상기 360° 회전의 종료점으로 삼는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제6항에 있어서,
상기 마커에서 반사되는 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 상기 모터의 각속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제5항에 있어서,
상기 마커는 복수의 N 개(N은 2 이상의 자연수)가 구비되고, 상기 마커에서 반사되는 초음파가 N+1 번째 감지되었을 때를 상기 360° 회전의 종료점으로 삼는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제8항에 있어서,
상기 마커에서 반사되는 초음파가 2회 감지되는 동안에 경과된 시간을 기준으로 하여 상기 모터의 구간별 각속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파 트랜스듀서는 단일 초음파 엘리먼트로 이루어지고, 상기 초음파 트랜스듀서에 수신된 반향 초음파로부터 복원되는 초음파 영상은 2차원 영상인 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제3항에 있어서,
상기 마커는 복수의 N 개(N은 2 이상의 자연수)가 구비되고, 상기 마커 중의 적어도 어느 하나는 다른 마커에 비해 상기 원형 궤적을 가로지르는 폭이 다르며, 상기 마커의 폭 차이에 의해 상기 마커에서 반사되는 초음파의 개수가 달라지는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.
제3항에 있어서,
상기 마커는 복수의 N 개(N은 2 이상의 자연수)가 구비되고, 상기 복수의 마커 중 적어도 어느 한 쌍의 인접한 마커가 이루는 각도가 다른 쌍이 이루는 각도와는 다른 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 장치.