KR102273928B1 - Light radiation device that secures light transmission depth by focused ultrasonic wave guidance and method of controlling light output by feedback control of ultrasonic wave - Google Patents

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Abstract

타겟 생체 조직을 커버하는 생체 장벽에 광과민제 전달과 광투과 깊이를 확보하기 위한 개방 채널을 형성함으로써, 광역학 치료의 효과를 증대시킬 수 있는 광역학 치료 장치가 제공된다.
상기 광역학 치료 장치는 광을 출사하는 광원 모듈; 초음파를 출력하는 초음파 모듈; 초음파의 출력에 의한 결과를 감지하는 디텍팅 모듈; 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 피드백 제어하는 전자 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Provided is a photodynamic therapy device capable of increasing the effect of photodynamic therapy by forming an open channel to secure a photosensitive agent delivery and light penetration depth in a biological barrier covering a target biological tissue.
The photodynamic therapy device includes a light source module for emitting light; an ultrasound module for outputting ultrasound; a detecting module for detecting a result by the output of ultrasound; and an electronic control module for feedback-controlling the output of the ultrasound module according to the detection result of the detecting module.

Description

집속초음파 유도에 의해 광투과 깊이를 확보하는 광 조사 장치 및 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법{LIGHT RADIATION DEVICE THAT SECURES LIGHT TRANSMISSION DEPTH BY FOCUSED ULTRASONIC WAVE GUIDANCE AND METHOD OF CONTROLLING LIGHT OUTPUT BY FEEDBACK CONTROL OF ULTRASONIC WAVE}LIGHT RADIATION DEVICE THAT SECURES LIGHT TRANSMISSION DEPTH BY FOCUSED ULTRASONIC WAVE GUIDANCE AND METHOD OF CONTROLLING LIGHT OUTPUT BY FEEDBACK CONTROL OF ULTRASONIC WAVE}

본 발명은 집속초음파 유도에 의해 광투과 깊이를 확보하는 광역학 치료 장치와 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photodynamic therapy device for securing a light penetration depth by induction of focused ultrasound, and a method for irradiating light by feedback-controlling the output of ultrasound.

광역학 치료(PDT, Photodynamic therapy)는 타겟 생체 조직에 도포된 광과민제 및 광감작제(光感作劑; Photosensitizer) 등이 빛(Light)과 산소(Oxygen)에 의해 화학적 반응을 일으킴으로써 단일한 산소(Singlet oxygen)와 이에 의해 유발되는 자유라디칼(Free radical)이 환자에게 아무런 고통 없이 종양과 암세포 등을 선택적으로 파괴하는 치료법이다.Photodynamic therapy (PDT) is a single method by generating a chemical reaction between a photosensitizer and a photosensitizer applied to a target biological tissue by light and oxygen. It is a treatment that selectively destroys tumors and cancer cells without any pain to the patient by using single oxygen and free radicals induced by it.

최근 약물전달 기술의 발전과 광원의 발달로, 타겟 생체 조직을 중심으로한 국소치료 방법으로서 두각을 보이는 광역학 치료가 뇌질환 치료의 새로운 기술로서 세계적인 연구가 다수 진행되고 있는 실정이다.With the recent development of drug delivery technology and the development of light sources, photodynamic therapy, which stands out as a local treatment method centered on a target biological tissue, is a new technology for brain disease treatment.

한편, 효과적인 광역학 치료를 위해서는, 타겟 생체 조직으로 충분한 양의 광과민제를 전달하여야 하는 동시에 타겟 생체 조직에 대한 일정 광투과 깊이를 확보함으로써, 치료를 위한 충분한 광과민제의 양과 광량을 확보해야 할 필요성이 있다.On the other hand, for effective photodynamic therapy, it is necessary to deliver a sufficient amount of the photosensitizer to the target biological tissue and at the same time secure a certain light penetration depth to the target biological tissue, thereby securing sufficient amount and light amount of the photosensitizer for treatment. There is this.

그러나 일반적으로 타겟 생체 조직은 다양한 생체 장벽(연조직, 점막, 혈관 장벽)에 의해 커버되어 있기 때문에, 이러한 생체 장벽에 의해 광과민제와 광투과를 위한 개방 채널을 확보하지 못하는 문제가 있다.However, in general, since the target biological tissue is covered by various biological barriers (soft tissue, mucous membrane, blood vessel barrier), there is a problem in that it is not possible to secure an open channel for the light-sensitive agent and light transmission by these biological barriers.

일 예로, 뇌종양 등을 치료하기 위해서, 뇌 조직의 타겟 영역에 광을 조사하고자 하는 경우, 뇌 혈관 장벽(BBB; Brain blood barier)에 의해 광과민제와 광 전달이 효과적으로 이루어지지 않는 문제가 있어 이에 대한 해결책이 요구되고 있는 실정이다.For example, when irradiating light to a target region of brain tissue to treat a brain tumor, etc., there is a problem that the photosensitizer and the light are not effectively transmitted due to the brain blood barrier (BBB). There is a need for a solution.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0095587호, 2018.08.27 공개Korean Patent Publication No. 10-2018-0095587, published on August 27, 2018

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 타겟 생체 조직을 커버하는 생체 장벽(일 예로, 뇌 혈관 장벽; BBB; Brain blood barier)에 광과민제 전달과 광투과 깊이를 확보하기 위한 개방 채널을 형성함으로써, 광역학 치료의 효과를 증대시킬 수 있는 광역학 치료 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to form an open channel to secure a light-sensitive agent delivery and light penetration depth in a biological barrier (for example, a brain blood barrier (BBB)) covering a target biological tissue, thereby providing photodynamics. An object of the present invention is to provide a photodynamic therapy device capable of increasing the effect of treatment.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 광역학 치료 장치는 광을 출사하는 광원 모듈; 초음파를 출력하는 초음파 모듈; 초음파의 출력에 의한 결과를 감지하는 디텍팅 모듈; 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 피드백 제어하는 전자 제어 모듈을 포함할 수 있다.A photodynamic therapy apparatus according to an aspect of the present invention for solving the above-described problems includes: a light source module for emitting light; an ultrasound module for outputting ultrasound; a detecting module for detecting a result by the output of ultrasound; and an electronic control module configured to feedback-control an output of the ultrasound module according to a detection result of the detecting module.

상기 디텍팅 모듈은 초음파에 의해 발생하는 생체 조직의 공동 현상에 의한 진동을 감지할 수 있다.The detecting module may sense vibration caused by cavitation of a living tissue generated by ultrasound.

상기 전자 제어 모듈은 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 안정 공동 현상인지 관성 공동 현상인지 판단하고, 관성 공동 현상이 발생한 경우에 상기 초음파 모듈을 오프하거나 상기 초음파 모듈의 출력의 값을 낮출 수 있다.The electronic control module may determine whether stable cavitation or inertial cavitation occurs according to a detection result of the detecting module, and may turn off the ultrasound module or decrease an output value of the ultrasound module when inertial cavitation occurs.

초음파는 상기 광원 모듈과 타겟 생체 조직 사이의 생체 장벽에 집속되고, 초음파의 집속에 의해 생체 장벽의 광투과율이 높아질 수 있다.Ultrasound may be focused on the biological barrier between the light source module and the target biological tissue, and light transmittance of the biological barrier may be increased by focusing the ultrasound.

타겟 생체 조직은 뇌 조직이고, 생체 장벽은 뇌 혈관 장벽일 수 있다.The target biological tissue may be brain tissue, and the biological barrier may be a blood-brain barrier.

상기 광원 모듈은 광을 출사하는 광원과, 상기 광원의 출사광의 광 경로를 제공하는 광섬유부와, 상기 광섬유부의 말단에 배치되어 상기 광원의 출사광을 확산시키는 디퓨저부를 포함하고, 상기 디퓨저부의 적어도 일부에는 상기 광원의 출사광이 확산되도록 구면이 형성되어 있을 수 있다.The light source module includes a light source for emitting light, an optical fiber unit providing an optical path of the light emitted from the light source, and a diffuser unit disposed at an end of the optical fiber unit to diffuse the light emitted from the light source, and at least a part of the diffuser unit. A spherical surface may be formed to diffuse the light emitted from the light source.

상기 초음파 모듈은 초음파를 출력하는 발진부와, 상기 발진부에서 출력된 초음파를 집속시키는 중공의 트랜스듀서를 포함할 수 있다.The ultrasound module may include an oscillator for outputting ultrasound and a hollow transducer for focusing the ultrasound output from the oscillation unit.

상기 광섬유부는 상기 트랜스듀서의 내부에 이동이 가능하게 배치될 수 있다.The optical fiber unit may be movably disposed inside the transducer.

상기 광섬유부는 슬라이딩 이동 가능하고, 상기 광섬유부의 일측 슬라이딩 이동에 의해 상기 디뷰저부와 타겟 생체 조직 사이의 거리는 짧아지고, 상기 광섬유부의 타측 슬라이딩 이동에 의해 상기 디뷰저부와 타겟 생체 조직 사이의 거리는 길어질 수 있다.The optical fiber part is slidable, the distance between the divisor part and the target biological tissue is shortened by sliding movement of one side of the optical fiber part, and the distance between the divisor part and the target biological tissue is lengthened by the sliding movement of the other side of the optical fiber part. .

상기 광섬유부는 상기 광원의 출사광이 타겟 생체 조직으로 이동하는 채널을 형성하는 제1광섬유와, 상기 광원의 출사광이 타겟 생체 조직을 경유하여 재귀하는 채널을 형성하는 제2광섬유를 포함할 수 있다.The optical fiber unit may include a first optical fiber that forms a channel through which the light emitted from the light source moves to a target biological tissue, and a second optical fiber that forms a channel through which the emitted light from the light source returns through the target biological tissue. .

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법은 초음파 모듈로 생체 장벽에 초음파가 집속되도록, 초음파를 출력하는 단계; 광원 모듈로 생체 장벽의 내측에 위치하는 타겟 생체 조직에 광을 조사하는 단계; 디텍팅 모듈로 초음파 출력에 의한 결과를 감지하는 단계; 전자 제어 모듈로 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 피드백 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention for solving the above-described problems, a method for irradiating light by feedback control of the output of ultrasonic waves includes: outputting ultrasonic waves to focus ultrasonic waves on a biological barrier with an ultrasonic module; irradiating light to a target biological tissue located inside the biological barrier with a light source module; detecting a result by ultrasonic output with a detecting module; and feedback-controlling the output of the ultrasound module according to the detection result of the detecting module with an electronic control module.

상기 디텍팅 모듈은 초음파에 의해 발생하는 생체 조직의 공동 현상에 의한 진동 주파수를 감지하는 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사할 수 있다.The detecting module may irradiate light by feedback-controlling the output of the ultrasonic wave for sensing the vibration frequency due to cavitation of the living tissue generated by the ultrasonic wave.

상기 전자 제어 모듈은 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 안정 공동 현상인지 관성 공동 현상인지 판단하고, 관성 공동 현상이 발생한 경우에 상기 초음파 모듈을 오프하거나 상기 초음파 모듈의 출력의 값을 낮추는 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사할 수 있다.The electronic control module determines whether stable cavitation or inertial cavitation occurs according to the detection result of the detecting module, and turns off the ultrasound module or lowers the output value of the ultrasound module when inertial cavitation occurs. can be irradiated with light by feedback control.

타겟 생체 조직은 뇌 조직이고, 생체 장벽은 뇌 혈관 장벽인 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사할 수 있다.The target biological tissue is brain tissue, and the biological barrier may irradiate light by feedback-controlling the output of ultrasound, which is the blood-brain barrier.

본 발명에서는 초음파 모듈에 의해 생체 장벽의 조직의 결합력을 낮추어 개방 채널을 확보함으로써, 광과민제 투여와 광투과 깊이를 확보할 수 있는 광역학 치료 장치를 제공한다.The present invention provides a photodynamic therapy device capable of securing an open channel by lowering the binding force of a tissue of a biological barrier by an ultrasound module, thereby securing a light-sensitive agent administration and a light penetration depth.

또한, 본 발명에서는 디텍팅 모듈(PCD; Passive cavitation detector)에 의해 관성 공동 현상(Inertial cavitation)을 감지하고 감지 결과에 따라 초음파 모듈을 피드백 제어함으로써, 생체 장벽 내의 미세 기포가 버블로 성장하여 초음파가 인가되는 과정에서 생체 장벽이 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, by detecting inertial cavitation by a passive cavitation detector (PCD) and feedback-controlling the ultrasound module according to the detection result, microbubbles in the biological barrier grow into bubbles so that ultrasound is generated It is possible to prevent damage to the biological barrier during the application process.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 광역학 치료 장치가 초음파 유도하에 생체 장벽을 개방함으로써, 광투과 깊이를 확보하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 광원 모듈과 초음파 모듈이 작동하는 것을 나타낸 작동 상태도이다.
도 3은 본 발명의 광원 모듈의 광섬유부와 디퓨저부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 광역학 치료 장치를 나타낸 계통도이다.
도 5는 본 발명의 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating that the photodynamic therapy device of the present invention secures the light penetration depth by opening the biological barrier under ultrasound guidance.
Figure 2 is an operation state diagram showing the operation of the light source module and the ultrasonic module of the present invention.
3 is a perspective view showing an optical fiber unit and a diffuser unit of the light source module of the present invention.
4 is a schematic diagram showing the photodynamic therapy device of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of irradiating light by feedback-controlling the output of ultrasonic waves according to the present invention.

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.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully understand the scope of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

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.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

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.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.

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.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. A spatially relative term should be understood as a term that includes different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 광역학 치료 장치가 초음파 유도하에 생체 장벽을 개방함으로써, 광투과 깊이를 확보하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 광원 모듈과 초음파 모듈이 작동하는 것을 나타낸 작동 상태도이고, 도 3은 본 발명의 광원 모듈의 광섬유부와 디퓨저부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 광역학 치료 장치를 나타낸 계통도이다.Hereinafter, the photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a conceptual diagram illustrating that the photodynamic therapy device of the present invention secures the light penetration depth by opening the biological barrier under ultrasound guidance, and FIG. 2 is an operational state diagram showing the operation of the light source module and the ultrasound module of the present invention. , Figure 3 is a perspective view showing the optical fiber portion and the diffuser portion of the light source module of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing the photodynamic therapy device of the present invention.

본 발명의 광역학 치료 장치(1000)는 광역학 치료 효과가 나타나거나 나타날 수 있는 다양한 질환을 치료하는 것에 이용될 수 있다.The photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention may be used to treat various diseases in which the photodynamic therapy effect appears or may appear.

일 예로, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)는 각종 암(췌장암, 담도암 등)과 종양 질환을 치료하는 것에 이용될 수 있으며, 특히, 뇌종양과 같은 뇌 질환을 치료하는 것에 이용될 수 있다. 이 경우, 타겟 생체 조직(T)은 뇌 조직일 수 있으며, 뇌 혈관 장벽(BBB; Brain blood barier)에 의해 커버되어, 광과민제 투여와 광투과 깊이를 확보하는데 어려움이 있어 문제된다.For example, the photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention may be used to treat various cancers (pancreatic cancer, biliary tract cancer, etc.) and tumor diseases, and in particular, it may be used to treat brain diseases such as brain tumors. . In this case, the target biological tissue T may be a brain tissue, and is covered by a brain blood barrier (BBB), which is a problem because it is difficult to administer a light sensitive agent and secure a light penetration depth.

본 발명의 광역학 치료 장치(1000)는 광원 모듈(100), 초음파 모듈(200), 디텍팅 모듈(300) 및 전자 제어 모듈(400)을 포함할 수 있다.The photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention may include a light source module 100 , an ultrasound module 200 , a detecting module 300 , and an electronic control module 400 .

광원 모듈(100)은 광을 출사하는 모듈일 수 있다. 이 경우, 광은 광역학 치료를 위한 광뿐만 아니라, 수술 시야 확보 등을 위한 모니터링을 위한 광도 포함하는 개념일 수 있다.The light source module 100 may be a module emitting light. In this case, the light may be a concept including not only light for photodynamic treatment, but also light for monitoring for securing a surgical field of view.

본 발명의 광원 모듈(100)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 본 발명의 광원 모듈(100)은 타겟 생체 조직(T)의 외부에서 타겟 생체 조직(T)으로 광을 조사할 수 있다. 본 발명의 광원 모듈(100)은 초음파 모듈(200)의 외부에서 타겟 생체 조직(T)으로 광을 조사할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The light source module 100 of the present invention may be provided in various forms. The light source module 100 of the present invention may irradiate light from the outside of the target biological tissue T to the target biological tissue T. The light source module 100 of the present invention may irradiate light from the outside of the ultrasound module 200 to the target biological tissue T, but is not limited thereto.

일 예로, 본 발명의 광원 모듈(100)에는 광원(110) 외에도 다양한 광학 소자가 추가될 수 있으며, 이에 따라, 다양한 위치와 배치 형태를 가지며 타겟 생체 조직(T)으로 광을 조사할 수 있다.As an example, various optical elements may be added to the light source module 100 of the present invention in addition to the light source 110 , and accordingly, light may be irradiated to the target biological tissue T having various positions and arrangements.

이를 위해, 광원 모듈(100)은 광을 출사하는 광원(110)과, 광원(110)의 출사광의 광 경로를 제공하는 광섬유부(120)와, 광섬유부(120)의 말단에 배치되어 광원(100)의 출사광을 확산사키는 디퓨저부(130)를 포함할 수 있다.To this end, the light source module 100 includes a light source 110 emitting light, an optical fiber unit 120 providing an optical path of the light emitted from the light source 110, and disposed at the end of the optical fiber unit 120 to provide a light source ( 100) may include a diffuser unit 130 that diffuses the emitted light.

광원(110)은 광역학 치료와 모니터링을 위한 다양한 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 광원(110)의 출사광의 종류는 출사광의 종류는 질환과 모니터링 영상의 종류에 따라 다양할 수 있다. 일 예로, 광원(110)으로서 LD(Laser didoe), VCSEL(Vertical-cavity surface0emitting laser) 등이 이용되어, 다양한 파장 대역의 레이저광(여기광)을 조사할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light source 110 may emit light of various wavelength bands for photodynamic therapy and monitoring. The type of light emitted from the light source 110 may vary depending on the type of disease and the monitoring image. For example, a laser didoe (LD), a vertical-cavity surface0 emitting laser (VCSEL), etc. may be used as the light source 110 to irradiate laser light (excitation light) of various wavelength bands, but is not limited thereto.

광섬유부(120)는 광원(110)과 타겟 생체 조직(T) 사이에 배치될 수 있으며, 광원(110)의 출사광을 타겟 생체 조직(T)으로 가이드하기 위한 광 경로를 제공할 수 있다.The optical fiber unit 120 may be disposed between the light source 110 and the target biological tissue T, and may provide an optical path for guiding the emitted light of the light source 110 to the target biological tissue T.

광섬유부(120)는 초음파 모듈(200)의 트랜스듀서(220)의 내부에 이동이 가능하게 배치될 수 있다. 일 예로, 광섬유부(120)는 슬라이딩 이동이 가능할 수 있고, 광섬유부(120)의 일측 슬라이딩 이동에 의해 디퓨저부(130)와 타겟 생체 조직(T) 사이의 거리는 짧아질 수 있고, 광 섬유부(120)의 타측 슬라이딩 이동에 의해 디퓨저부(130)와 타겟 생체 조직(T) 사이의 거리는 길어질 수 있다.The optical fiber unit 120 may be movably disposed inside the transducer 220 of the ultrasound module 200 . For example, the optical fiber unit 120 may be slidably movable, and the distance between the diffuser unit 130 and the target biological tissue T may be shortened by sliding movement of one side of the optical fiber unit 120 , and the optical fiber unit may be slidably moved. The distance between the diffuser unit 130 and the target biological tissue T may be increased by the sliding movement of the other side of the 120 .

이에 따라, 의료진은 광섬유부(120)를 슬라이딩 이동 조작함으로써, 타겟 생체 조직(T)의 깊이(위치)에 따라, 광원(110)의 출사광의 광투과 깊이(광원의 주된 출사광의 조사 위치)를 제어할 수 있다.Accordingly, the medical staff slides and moves the optical fiber unit 120 to determine the light penetration depth of the light emitted from the light source 110 (the position of the main light emitted from the light source) according to the depth (position) of the target biological tissue T. can be controlled

한편, 광섬유부(120)는 쌍방향 채널을 형성할 수 있다. 일 예로, 광섬유부(120)는 광원(110)의 출사광이 타겟 생체 조직(T)으로 이동하는 채널을 형성하는 제1광섬유부(121)와, 광원(110)의 출사광이 타겟 생체 조직(T)을 경유하여 재귀하는 채널을 형성하는 제2광섬유부(122)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1광섬유부(121)는 중심에 제2광섬유부(122)는 가장자리에 위치할 수 있으며, 제2광섬유부(122)는 제1광섬유부(121)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.Meanwhile, the optical fiber unit 120 may form a bidirectional channel. For example, the optical fiber unit 120 includes a first optical fiber unit 121 that forms a channel through which the light emitted from the light source 110 moves to the target biological tissue T, and the light emitted from the light source 110 is transmitted to the target biological tissue T. It may include a second optical fiber unit 122 that forms a channel that recurs through (T). In this case, the first optical fiber unit 121 may be located at the center, and the second optical fiber unit 122 may be located at the edge, and the second optical fiber unit 122 may be disposed along the circumference of the first optical fiber unit 121 . have.

제1광섬유부(121)를 통해 광원(110)의 출사광(광역학 치료 및/또는 모니터링 용도로 이용되는 광)은 타겟 생체 조직(T)으로 조사될 수 있다. 제2광섬유부(122)를 통해 타겟 생체 조직(T)을 경유한 광은 외부로 재귀하여 모니터링 영상을 위한 소스를 제공할 수 있다. 이 경우, 타겟 생체 조직(T)을 경유한 광은 타겟 생체 조직(T)에 전처리 도포된 형광 물질에 의한 방출광일 수 있으며, 모니터링 영상은 의료진의 선택에 따라 다양한 파장 대역의 형광 영상으로 마련될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 모니터링 영상은 백색 파장 대역의 광에 의해 가시화된 명시야 영상일 수 있다.The light emitted from the light source 110 (light used for photodynamic therapy and/or monitoring) through the first optical fiber unit 121 may be irradiated to the target biological tissue T. Light passing through the target biological tissue T through the second optical fiber unit 122 may return to the outside to provide a source for a monitoring image. In this case, the light passing through the target biological tissue T may be emitted light by a fluorescent material pretreated on the target biological tissue T, and the monitoring image may be provided as a fluorescence image of various wavelength bands according to the selection of the medical staff. may, but is not limited thereto. For example, the monitoring image may be a brightfield image visualized by light of a white wavelength band.

디퓨저부(130)는 광섬유부(120)를 투과한 광을 확산시키는 광학 소자일 수 있다. 디퓨저부(130)에 의해 광원(110)의 출사광은 타겟 생체 조직(T) 전방에 면광원 형태로 넓게 조사될 수 있다.The diffuser unit 130 may be an optical element that diffuses the light transmitted through the optical fiber unit 120 . The light emitted from the light source 110 by the diffuser unit 130 may be widely irradiated in the form of a surface light source in front of the target biological tissue T.

한편, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)에서는 디퓨저부(130)에 의한 광 확산 효율이 높아질 수 있도록, 디퓨저부(130)의 적어도 일부에는 광원(110)의 출사광이 확산되도록 구면이 형성될 수 있다. 일 예로, 디퓨저부(130)의 광 확산 말단은 반구형태(Hemisphere type)로 마련될 수 있다.On the other hand, in the photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention, a spherical surface is formed in at least a portion of the diffuser unit 130 so that the light emitted from the light source 110 is diffused so that the light diffusion efficiency by the diffuser unit 130 can be increased. can be For example, the light diffusion end of the diffuser unit 130 may be provided in a hemisphere type.

한편, 광원 모듈(100)은 상술한 구성 요소 외에, 광학계의 형성을 위한 제1광학 소자(111)와 제2광학 소자(112)와 제3광학 소자(113)를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 제1광학 소자(111)와 제2광학 소자(112)와 제3광학 소자(113)는 광원(110)과 광섬유부(120) 사이의 광 경로 상에 순차적으로 배치될 수 있다.Meanwhile, the light source module 100 may further include a first optical element 111 , a second optical element 112 , and a third optical element 113 for forming an optical system in addition to the above-described components. In this case, the first optical element 111 , the second optical element 112 , and the third optical element 113 may be sequentially disposed on the optical path between the light source 110 and the optical fiber unit 120 .

제1광학 소자(111)는 "전반사 미러"와 "하프 미러" 등으로 조합될 수 있으며, 광원(110)의 출사광의 일부를 디텍팅 모듈(300)로 나머지 일부를 제2광학 소자(112)로 가이드할 수 있다. 제2광학 소자(112)는 감쇠기(Attenuator)로서 출사광의 진폭 등을 감쇠시킬 수 있다. 제3광학 소자(113)는 "전반사 미러"와 "하프 미러" 등으로 조합될 수 있으며 제2광학 소자(112)를 경유한 광의 일부를 디텍팅 모듈(300)로 나머지 일부를 광섬유부(120)로 가이드할 수 있거나, 타겟 조직(T)을 경유하여 재귀하는 광을 디텍팅 모듈(300)로 가이드할 수 있다.The first optical element 111 may be combined as a "total reflection mirror" and a "half mirror", and a portion of the light emitted from the light source 110 is used for the detecting module 300 and the remaining portion is used for the second optical element 112 . can be guided by The second optical element 112 may attenuate the amplitude of the emitted light as an attenuator. The third optical element 113 may be combined with a "total reflection mirror" and a "half mirror", and a portion of the light passing through the second optical element 112 is used for the detecting module 300 and the remaining portion is transferred to the optical fiber unit 120 . ), or the light returning through the target tissue T may be guided to the detecting module 300 .

초음파 모듈(200)은 초음파(예를 들어, HIFU집중 초음파(Focused Ultrasound; FUS))를 출력하는 모듈일 수 있다. 이를 위해, 초음파 모듈(200)은 초음파를 출력하는 발진부(210)와, 발진부(210)에서 출력된 초음파를 변환 및 타겟 생체 조직(T)에 집속시키는 트랜스듀서(220)를 포함할 수 있다.The ultrasound module 200 may be a module that outputs ultrasound (eg, HIFU focused ultrasound (FUS)). To this end, the ultrasound module 200 may include an oscillator 210 that outputs ultrasound and a transducer 220 that converts the ultrasound output from the oscillator 210 and focuses it on the target biological tissue T.

초음파는 광원 모듈(100)과 타겟 생체 조직(T) 사이의 생체 장벽(B)에 집속될 수 있다. 이를 통해 초음파 모듈(200)에서 제공되는 초음파는 집속에 의해 생체 장벽(B)의 광투과율을 높이는 역할을 수행한다. 조금 더 상세하게, 생체 장벽(B)이 초음파의 비열적 영향(Non-thermal effect)에 의해 생물학적특성(Biological characteristic)이 변화함으로써, 생체 장벽(B)의 광투과율이 높아질 수 있다.Ultrasound may be focused on the biological barrier B between the light source module 100 and the target biological tissue T. Through this, the ultrasound provided from the ultrasound module 200 serves to increase the light transmittance of the biological barrier B by focusing. In more detail, the biological barrier (B) has a biological characteristic (Biological characteristic) is changed by the non-thermal effect of ultrasound, the light transmittance of the biological barrier (B) can be increased.

또한, 초음파 모듈(200)에서 제공된 초음파는, 뇌질환 치료 목적으로 광역학 치료장치(1000)을 사용하는 경우, 생체 장벽 중 하나인 뇌 혈관 장벽에 가해짐에 따라 뇌혈관 장벽의 결합력이 낮아져서 약물 통과가 가능하도록 하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 뇌혈관 장벽은 뇌를 보호하기 위해 약물이 통과되는 것을 차단하는데, 초음파가 가해짐에 따라 결합력을 낮추면 약물을 일시적으로 통과시키게 된다. 이를 통해, 약물을 통한 뇌 질환 치료를 수행하는 경우, 초음파 모듈(200)은 초음파를 뇌혈관 장벽 영역에 제공함에 따라 뇌질환 치료에 효과적인 약물을 혈관에서 뇌 내부로 전달되도록 한다.In addition, when the ultrasound provided from the ultrasound module 200 is applied to the blood-brain barrier, which is one of the biological barriers, when the photodynamic treatment apparatus 1000 is used for the purpose of treating a brain disease, the binding force of the blood-brain barrier is lowered. It serves to enable passage. Specifically, the blood-brain barrier blocks the passage of drugs to protect the brain, and when the binding force is lowered as ultrasound is applied, the drug temporarily passes. Through this, when performing brain disease treatment through drugs, the ultrasound module 200 provides an ultrasound to the blood-brain barrier region so that an effective drug for brain disease treatment is delivered from the blood vessel into the brain.

즉, 광역학 치료를 수행하면서 초음파 모듈(200)을 통해 초음파를 제공하는 경우, 조직(예를 들어, 뇌질환 치료 시에 뇌)에 제공되는 초음파는, 광과민제와 반응하는 약물이 생체 장벽을 통과 가능하게 하면서, 광원의 조직 내 투과 깊이를 증가시킨다. 구체적으로, 초음파에 의해 생체 장벽(B; 일 예로, 뇌 혈관 장벽; BBB; Brain blood barier)의 결합력은 낮아지고, 이에 따라, 생체 장벽(B)에는 광과민제와 광원(110)의 출사광이 효율적으로 전달될 수 있는 개방 채널(O)이 형성되어 광과민제 전달과 광투과 깊이를 확보함으로써, 광역학 치료의 효과를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)에서는 생체 장벽(B)의 개방 채널(O)을 통해, 타겟 생체 조직(T)에 대한 일정 수준 이상의 광과민제 투여와 광투과 깊이를 확보할 수 있어, 광역학 치료 효과가 극대화된다.That is, when ultrasound is provided through the ultrasound module 200 while performing photodynamic therapy, the ultrasound provided to a tissue (eg, brain during brain disease treatment) causes the drug reacting with the photosensitizer to break through the biological barrier. While allowing passage, it increases the depth of penetration of the light source into the tissue. Specifically, the binding force of the biological barrier (B; for example, the blood-brain barrier; BBB; brain blood barier) is lowered by ultrasound, and accordingly, the light-sensitive agent and the light emitted from the light source 110 are applied to the biological barrier (B). An open channel (O) that can be efficiently transmitted is formed to secure the light-sensitive agent delivery and light penetration depth, thereby increasing the effect of photodynamic therapy. As a result, in the photodynamic therapy device 1000 of the present invention, through the open channel O of the biological barrier B, it is possible to secure the administration of the light-sensitive agent and the light penetration depth of a certain level or more to the target biological tissue T. Therefore, the photodynamic treatment effect is maximized.

본 발명의 다른 일실시예로, 광역학 치료장치는 디텍팅 모듈(300)을 더 포함한다. In another embodiment of the present invention, the photodynamic therapy apparatus further includes a detecting module (300).

일실시예로, 디텍팅 모듈(300)은 초음파의 출력에 의한 결과를 감지하는 모듈일 수 있다. 일 예로, 디텍팅 모듈(300)은 초음파의 출력 주파수, 진폭 등을 감지할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the detecting module 300 may be a module for detecting a result by the output of ultrasound. As an example, the detecting module 300 may detect an output frequency, amplitude, etc. of ultrasonic waves, but is not limited thereto.

또한, 일실시예로, 디텍팅 모듈(300)은 조직에 가해지는 초음파에 의해 발생하는 기포의 응집에 의해 생체 장벽(B)에 영향을 미칠 수 있는 버블 생성을 검출하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 생체 장벽(B)에서 과도한 초음파 집속이 일어나면, 생체 장벽(B)내의 미세 기포(일 예로, 혈액 속의 미세 기포)가 응집되어 버블이 생성되고, 이에 따라, 초음파가 인가되는 과정에서 생체 장벽(B)이 손상될 수 있으므로, 디텍팅 모듈(300)은 광원모듈과 초음파모듈을 이용한 광역학 치료 중에 기포 응집 상황을 검출한다.In addition, in one embodiment, the detecting module 300 serves to detect the generation of bubbles that may affect the biological barrier (B) by aggregation of air bubbles generated by ultrasound applied to the tissue. Specifically, when excessive ultrasound focusing occurs in the biological barrier (B), microbubbles (for example, microbubbles in blood) in the biological barrier (B) are aggregated to generate bubbles, and accordingly, in the process of applying the ultrasound to the living body Since the barrier B may be damaged, the detecting module 300 detects a bubble aggregation situation during photodynamic treatment using the light source module and the ultrasonic module.

특히, 본 발명의 일 면에 따른 디텍팅 모듈(300)에서는 초음파에 의해 발생하는 생체 조직의 공동 현상(미세 기포, 버블 등에 의한 현상)에 의한 진동을 감지할 수 있다. 이를 위해, 디텍팅 모듈(300)은 PCD(310; Passive cavitation detector)를 포함할 수 있다. 또한, 디덱팅 모듈(300)은 PCD(310)에서 감지된 진동 신호를 증폭하는 앰프(311)와 앰프(311)에서 증폭된 신호를 전달받아 파형 신호(주파수 신호)로 변환하는 오실로스코프(312; Oscilloscope)를 더 포함할 수 있다. 디텍팅 모듈(300)의 감지 결과는 전자 제어 모듈(400)로 전달될 수 있고, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)는 초음파 집속에 의한 생체 장벽(B)의 손상을 방지하기 위한 소스(Source)로 이용될 수 있다.In particular, in the detecting module 300 according to an aspect of the present invention, it is possible to detect vibrations caused by cavitation of biological tissues (phenomena caused by microbubbles, bubbles, etc.) generated by ultrasonic waves. To this end, the detecting module 300 may include a passive cavitation detector (PCD) 310 . In addition, the detection module 300 includes an amplifier 311 that amplifies the vibration signal sensed by the PCD 310 and an oscilloscope 312 that receives the amplified signal from the amplifier 311 and converts it into a waveform signal (frequency signal); Oscilloscope) may be further included. The detection result of the detecting module 300 may be transmitted to the electronic control module 400, and the photodynamic therapy device 1000 of the present invention is a source ( source) can be used.

한편, 본 발명의 변형례에서는 디텍팅 모듈(300)은 광을 감지하여, 광출력 피드백 제어도 함께 수행할 수 있다. 이를 위해, 디텍팅 모듈(300)은 광원 모듈(100)의 제1광학 소자(111)를 통해 조사된 광을 감지하는 제1감지 유닛(313)과 광원 모듈(100)의 제3광학 소자(113)를 통해 조사된 광을 감지하는 제2감지 유닛(314)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in a modified example of the present invention, the detecting module 300 may detect light, and may also perform light output feedback control. To this end, the detecting module 300 includes a first sensing unit 313 that detects the light irradiated through the first optical element 111 of the light source module 100 and a third optical element ( A second sensing unit 314 for sensing the light irradiated through the 113 may be further included.

제1감지 유닛(313)와 제2감지 유닛(314)에는 다양한 광 감지 장치가 이용될 수 있으며, 일 예로, 제1감지 유닛(313)은 광전자 센서(PD)일 수 있고 제2감지 유닛(314)은 광출력 파워 미터일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Various light sensing devices may be used for the first sensing unit 313 and the second sensing unit 314 . For example, the first sensing unit 313 may be a photoelectric sensor (PD) and the second sensing unit ( 314) may be an optical output power meter, but is not limited thereto.

또한, 다른 일실시예로, 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)는 전자 제어 모듈(400)을 더 포함한다. 전자 제어 모듈(400; Electric control module)은 디텍팅 모듈(300)의 감지 결과에 따라 초음파 모듈(200)의 출력을 피드백 제어하는 모듈일 수 있다. 즉, 전자 제어 모듈(400)은 과도한 초음파 집속에 의한 생체 장벽(B)의 손상을 방지하기 위해, 초음파 출력 감지 결과에 따라 위험 상황에서 초음파(200)의 출력을 제어하는 모듈일 수 있다.In addition, in another embodiment, the photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention further includes an electronic control module (400). The electric control module 400 may be a module that feedback-controls the output of the ultrasound module 200 according to the detection result of the detecting module 300 . That is, the electronic control module 400 may be a module that controls the output of the ultrasound 200 in a dangerous situation according to the detection result of the ultrasound output in order to prevent damage to the biological barrier B due to excessive ultrasound focusing.

구체적인 예로, 전자 제어 모듈(400)은 디텍팅 모듈(300)에서 측정된 기포 응집 상태를 바탕으로 초음파 출력을 피드백 제어한다. 구체적으로, 광역학 치료장치(1000)는 초음파를 제공하여 생체 장벽(B)을 개방하고 광 침투깊이를 증가시키면서 치료를 수행하다가 디텍팅 모듈(300)에 의해 기포 응집으로 초음파가 더 가해지면 생체 장벽(B) 손상을 유발할 수 있는 버블이 형성될 것으로 판단되는 경우에 전자 제어 모듈(400)을 통해 초음파 모듈(200)의 초음파 출력을 제한한다. As a specific example, the electronic control module 400 feedback-controls the ultrasound output based on the bubble aggregation state measured by the detecting module 300 . Specifically, the photodynamic therapy apparatus 1000 provides ultrasound to open the biological barrier (B) and performs treatment while increasing the light penetration depth. When it is determined that a bubble that may cause damage to the barrier B is formed, the ultrasound output of the ultrasound module 200 is limited through the electronic control module 400 .

일 예로, 전자 제어 모듈(400)은 디텍팅 모듈(300)의 감지 결과(생체 조직의 공동 현상에 의한 파형 신호)에 따라 "안정 공동 현상(Stability cavitation)"인지 "관성 공동 현상(Inertial cavitation)"인지 판단할 수 있다.As an example, the electronic control module 400 determines whether "stability cavitation" or "inertial cavitation" is determined according to the detection result of the detecting module 300 (waveform signal due to cavitation of the living tissue). “You can decide whether

안정 공동 현상은 생체 장벽(B)의 다수의 미세 기포가 버블로 성장하기 전 안정적이고 예측이 가능한 진동 파형이 나타나는 현상을 의미할 수 있고, 생체 장벽(B)의 손상이 거의 없거나 경미한 현상일 수 있다.Stable cavitation may mean a phenomenon in which a stable and predictable vibration waveform appears before a large number of microbubbles in the biological barrier (B) grow into bubbles, and there may be little or slight damage to the biological barrier (B). have.

이에 반해, 관성 공동 현상은 생체 장벽(B)의 다수의 미세 기포가 버블로 성장하여 불안정하고 예측이 불가능한 진동 파형이 나타나는 현상일 수 있고, 생체 장벽(B)의 손상이 발생할 수 있는 현상일 수 있다.On the other hand, inertial cavitation may be a phenomenon in which a large number of microbubbles of the biological barrier (B) grow into bubbles, resulting in unstable and unpredictable vibration waveforms, and may be a phenomenon in which damage to the biological barrier (B) may occur. have.

본 발명의 전자 제어 모듈(400)은 관성 공동 현상이 발생하여 생체 장벽(B)이 손상될 위험이 있는 경우, 초음파 모듈(200)을 오프(Off)하거나 초음파 모듈의 출력의 값을 낮추는 피드백 제어를 수행할 수 있다.The electronic control module 400 of the present invention provides feedback control for turning off the ultrasound module 200 or lowering the output value of the ultrasound module when there is a risk of damage to the biological barrier B due to inertial cavitation. can be performed.

한편, 본 발명의 변형례의 전자 제어 모듈(400)은 상술한 초음파 피드백 제어와 함께 광 피드백 제어를 수행할 수 있다.Meanwhile, the electronic control module 400 of the modified example of the present invention may perform optical feedback control together with the ultrasonic feedback control described above.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 광역학 치료 장치(1000)를 이용하여 초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of irradiating light by feedback-controlling the output of ultrasound using the photodynamic therapy apparatus 1000 of the present invention will be described with reference to FIG. 5 .

본 발명의 광을 조사하는 방법은 초음파 모듈(200)로 생체 장벽(B)에 초음파가 집속되도록, 초음파를 출력하는 단계(10)와 광원 모듈(100)로 생체 장벽(B)의 내측에 위치하는 타겟 생체 조직(T)에 광을 조사하는 단계(20)를 포함할 수 있다.In the method of irradiating light of the present invention, the ultrasonic module 200 is used to focus the ultrasonic waves on the biological barrier (B), and the ultrasonic wave is output (10) and the light source module 100 is positioned inside the biological barrier (B). It may include the step of irradiating light to the target biological tissue (T) (20).

이 경우, 초음파에 의해 생체 장벽(B)이 손상되는 것을 방지하기 위해, 디텍팅 모듈(300)로 초음파 출력에 의한 결과를 감지하는 단계(30)와 전자 제어 모듈(40)로 디텍팅 모듈(300)의 감지 결과에 따라 초음파 모듈(200)의 출력을 피드백 제어하는 단계(40)를 추가적으로 포함할 수 있다.In this case, in order to prevent the biological barrier B from being damaged by the ultrasound, the detecting module 300 detects the result of the ultrasound output ( 30 ) and the electronic control module 40 uses the detecting module ( The method may further include a step 40 of feedback-controlling the output of the ultrasound module 200 according to the detection result of 300 .

이 경우, 초음파를 출력하는 단계(10) 및 초음파의 출력 결과를 바탕으로 초음파 모듈(200)의 출력을 피드백 제어하는 단계(30,40)는 광을 조사하는 단계(20)보다 선행하여 진행될 수도 있고, 광을 조사하는 단계(20)가 이루어 지는 과정에서 진행될 수도 있다.In this case, the step of outputting the ultrasound (10) and the step of feedback-controlling the output of the ultrasound module 200 (30, 40) based on the output result of the ultrasound may be performed prior to the step of irradiating light (20). Also, the step 20 of irradiating light may be performed in the process.

한편, 상술한 바와 마찬가지로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 뇌질환의 치료를 위한 광역학 치료 방법으로 이용될 수 있고, 이 경우, 타겟 생체 조직(T)은 뇌 조직이고, 생체 장벽(B)은 뇌 혈관 장벽일 수 있다.On the other hand, as described above, in a preferred embodiment of the present invention, it can be used as a photodynamic treatment method for the treatment of brain diseases. In this case, the target biological tissue (T) is the brain tissue, and the biological barrier (B) may be a blood-brain barrier.

또한, 디텍팅 모듈(300)은 초음파에 의해 발생하는 생체 조직(생체 장벽)의 공동 현상에 의한 진동 주파수를 감지할 수 있고, 전자 제어 모듈(400)은 디텍팅 모듈(300)의 감지 결과에 따라 안정 공동 현상인지 관성 공동 현상인지 판단하고, 관성 공동 현상이 발생한 경우에 초음파 모듈(100)을 오프하거나 초음파 모듈(100)의 출력의 값을 낮출 수 있다.In addition, the detecting module 300 may detect a vibration frequency due to cavitation of a living tissue (biological barrier) generated by ultrasound, and the electronic control module 400 responds to the detection result of the detecting module 300 . Accordingly, it is determined whether stable cavitation or inertial cavitation occurs, and when inertial cavitation occurs, the ultrasound module 100 may be turned off or an output value of the ultrasound module 100 may be lowered.

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.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (14)

초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 장치에 있어서,
광을 출사하는 광원 모듈;
상기 초음파를 출력하는 초음파 모듈;
상기 초음파의 출력에 의한 결과를 감지하는 디텍팅 모듈; 및
상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 피드백 제어하는 전자 제어 모듈을 포함하고,
상기 광원 모듈은, 상기 광을 출사하는 광원과, 상기 광원의 출사광의 광 경로를 제공하는 광섬유부 및 상기 광섬유부의 말단에 배치되어 상기 광원의 출사광을 확산시키는 디퓨저부를 포함하고,
상기 디퓨저부의 적어도 일부에는, 상기 광원의 출사광이 확산되도록 구면이 형성되고,
상기 초음파 모듈은, 상기 초음파를 출력하는 발진부 및 상기 발진부에서 출력된 초음파를 집속시키는 중공의 트랜스듀서를 포함하며,
상기 광섬유부는, 상기 트랜스듀서의 내부에 이동이 가능하게 배치되는, 장치.
An apparatus for irradiating light by feedback-controlling the output of ultrasonic waves,
a light source module emitting light;
an ultrasound module for outputting the ultrasound;
a detecting module for detecting a result of the output of the ultrasonic wave; and
An electronic control module for feedback-controlling the output of the ultrasound module according to the detection result of the detecting module,
The light source module includes a light source for emitting the light, an optical fiber unit providing an optical path of the light emitted from the light source, and a diffuser unit disposed at an end of the optical fiber unit to diffuse the light emitted from the light source,
A spherical surface is formed in at least a part of the diffuser part so that the light emitted from the light source is diffused,
The ultrasound module includes an oscillation unit for outputting the ultrasound and a hollow transducer for focusing the ultrasound output from the oscillation unit,
The optical fiber unit is arranged to be movable inside the transducer.
제1항에 있어서,
상기 디텍팅 모듈은,
초음파에 의해 발생하는 생체 조직의 공동 현상에 의한 진동 주파수를 감지하는, 장치.
According to claim 1,
The detecting module is
An apparatus for detecting a vibration frequency caused by cavitation of a living tissue generated by ultrasound.
제2항에 있어서,
상기 전자 제어 모듈은,
상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 안정 공동 현상인지 관성 공동 현상인지 판단하고,
상기 관성 공동 현상이 발생한 경우에 상기 초음파 모듈을 오프하거나 또는 상기 초음파 모듈의 출력의 값을 낮추는, 장치.
3. The method of claim 2,
The electronic control module,
Determine whether stable cavitation or inertial cavitation according to the detection result of the detecting module,
Turning off the ultrasound module or lowering an output value of the ultrasound module when the inertial cavitation occurs.
제1항에 있어서,
상기 초음파는, 상기 광원 모듈과 타겟 생체 조직 사이의 생체 장벽에 집속되고,
상기 초음파의 집속에 의해 생체 장벽의 광투과율이 높아지는, 장치.
According to claim 1,
The ultrasound is focused on the biological barrier between the light source module and the target biological tissue,
The apparatus of claim 1, wherein the light transmittance of the biological barrier is increased by focusing the ultrasound.
제4항에 있어서,
상기 타겟 생체 조직은, 뇌 조직이고,
상기 생체 장벽은, 뇌 혈관 장벽인, 장치.
5. The method of claim 4,
The target biological tissue is a brain tissue,
The biological barrier is a blood-brain barrier, the device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광섬유부는,
슬라이딩 이동 가능하고, 상기 광섬유부의 일측 슬라이딩 이동에 의해 상기 디퓨저부와 타겟 생체 조직 사이의 거리는 짧아지고,
상기 광섬유부의 타측 슬라이딩 이동에 의해 상기 디퓨저부 및 상기 타겟 생체 조직 사이의 거리는 길어지는, 장치.
According to claim 1,
The optical fiber unit,
The sliding movement is possible, and the distance between the diffuser part and the target biological tissue is shortened by sliding movement of one side of the optical fiber part,
The distance between the diffuser part and the target biological tissue increases by sliding movement of the other side of the optical fiber part.
제1항에 있어서,
상기 광섬유부는,
상기 광원의 출사광이 타겟 생체 조직으로 이동하는 채널을 형성하는 제1광섬유 및 상기 광원의 출사광이 타겟 생체 조직을 경유하여 재귀하는 채널을 형성하는 제2광섬유를 포함하는, 장치.
According to claim 1,
The optical fiber unit,
A device comprising: a first optical fiber forming a channel through which the light emitted from the light source moves to a target biological tissue; and a second optical fiber forming a channel through which the light emitted from the light source returns through the target biological tissue.
초음파의 출력을 피드백 제어하여 광을 조사하는 방법에 있어서,
초음파 모듈로 생체 장벽에 초음파가 집속되도록, 상기 초음파를 출력하는 단계;
광원 모듈로 상기 생체 장벽의 내측에 위치하는 타겟 생체 조직에 광을 조사하는 단계;
디텍팅 모듈로 상기 초음파의 출력에 의한 결과를 감지하는 단계; 및
전자 제어 모듈로 상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 피드백 제어하는 단계;포함하고,
상기 광원 모듈은, 상기 광을 출사하는 광원과, 상기 광원의 출사광의 광 경로를 제공하는 광섬유부 및 상기 광섬유부의 말단에 배치되어 상기 광원의 출사광을 확산시키는 디퓨저부를 포함하고,
상기 디퓨저부의 적어도 일부에는, 상기 광원의 출사광이 확산되도록 구면이 형성되고,
상기 초음파 모듈은, 상기 초음파를 출력하는 발진부 및 상기 발진부에서 출력된 초음파를 집속시키는 중공의 트랜스듀서를 포함하며,
상기 광섬유부는, 상기 트랜스듀서의 내부에 이동이 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of irradiating light by feedback-controlling the output of ultrasonic waves,
outputting the ultrasound to focus the ultrasound on the biological barrier with the ultrasound module;
irradiating light to a target biological tissue located inside the biological barrier with a light source module;
detecting a result by the output of the ultrasonic wave with a detecting module; and
Feedback controlling the output of the ultrasound module according to the detection result of the detecting module by an electronic control module;
The light source module includes a light source for emitting the light, an optical fiber unit providing an optical path of the light emitted from the light source, and a diffuser unit disposed at an end of the optical fiber unit to diffuse the light emitted from the light source,
A spherical surface is formed in at least a part of the diffuser part so that the light emitted from the light source is diffused,
The ultrasound module includes an oscillation unit for outputting the ultrasound and a hollow transducer for focusing the ultrasound output from the oscillation unit,
The optical fiber unit, characterized in that it is arranged to be movable inside the transducer, the method.
제11항에 있어서,
상기 디텍팅 모듈은, 상기 초음파에 의해 발생하는 생체 조직의 공동 현상에 의한 진동 주파수를 감지하는, 방법.
12. The method of claim 11,
The detecting module is configured to detect a vibration frequency due to cavitation of a living tissue generated by the ultrasound.
제12항에 있어서,
상기 전자 제어 모듈은,
상기 디텍팅 모듈의 감지 결과에 따라 안정 공동 현상인지 관성 공동 현상인지 판단하고,
상기 관성 공동 현상이 발생한 경우에 상기 초음파 모듈을 오프하거나 또는 상기 초음파 모듈의 출력의 값을 낮추는, 방법.
13. The method of claim 12,
The electronic control module,
Determine whether stable cavitation or inertial cavitation according to the detection result of the detecting module,
Turning off the ultrasound module or lowering an output value of the ultrasound module when the inertial cavitation occurs.
제11항에 있어서,
상기 타겟 생체 조직은, 뇌 조직이고,
상기 생체 장벽은, 뇌 혈관 장벽인, 방법.
12. The method of claim 11,
The target biological tissue is a brain tissue,
The biological barrier is a blood-brain barrier, the method.
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