KR102533106B1

KR102533106B1 - Apparatus for moving within lumen of object and collecting bio-material

Info

Publication number: KR102533106B1
Application number: KR1020200070736A
Authority: KR
Inventors: 박석호
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2023-05-15
Also published as: KR20210153863A

Abstract

일 실시예에 따른 장치는 대상체의 관내에서 이동하며 생체물질을 수집하기 위한 장치로서, 개구를 구비하고 생체물질을 수집하기 위한 컨테이너 및 상기 개구를 덮는 커버를 각각 포함하는 복수 개의 챔버들; 및 상기 관내의 제1위치에서 상기 복수 개의 챔버들의 커버들 중 제1커버를 개방하고, 상기 관내의 제2위치에서 상기 복수 개의 챔버들의 커버들 중 제2커버를 개방하도록 구성된 회로부를 포함한다.An apparatus according to an embodiment is a device for collecting a biological material while moving within a tube of an object, comprising: a plurality of chambers each having an opening and including a container for collecting the biological material and a cover covering the opening; and a circuit configured to open a first cover of the covers of the plurality of chambers at a first position within the tube and to open a second cover of the covers of the plurality of chambers at a second position within the tube.

Description

Apparatus for moving in the duct of a subject and collecting biomaterials

이하, 실시예들은 대상체의 관내에서 이동하며 생체물질을 수집하기 위한 장치에 관한 발명이다.Hereinafter, embodiments relate to a device for collecting a biological material while moving within the duct of a subject.

사람, 동물 등 대상체의 관내에서 이동하는 장치가 개발되고 있다. 예를 들어, 생물체의 장내의 수소, 산소, 이산화탄소 등의 가스를 측정하기 위한 캡슐이 개발되고 있다. 또한, 외부 자기장 제어를 통해 병변 부위의 조직을 생검할 수 있는 캡슐 내시경이 개발되고 있다. 예를 들어, 등록특허공보 제10-1620624호는 생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치를 개시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION Devices that move within the duct of an object, such as a human or an animal, are being developed. For example, capsules for measuring gases such as hydrogen, oxygen, and carbon dioxide in the intestines of organisms are being developed. In addition, a capsule endoscope capable of performing a biopsy of a tissue at a lesion site by controlling an external magnetic field is being developed. For example, Korean Patent Registration No. 10-1620624 discloses an endoscopic capsule device having a biopsy member.

일 실시예에 따른 목적은 대상체의 관내에서 이동하면서 관내의 원하는 여러 위치에서 미생물 등의 생체물질을 수집하는 장치를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a device that collects biological materials, such as microorganisms, from various desired positions within the duct of an object while moving within the duct of an object.

일 실시예에서, 상기 커버는 열 반응 물질을 포함하고, 상기 복수 개의 챔버들은, 상기 회로부에 전기적으로 연결되고 상기 커버를 가열하는 히터를 각각 포함할 수 있다.In one embodiment, the cover may include a thermally responsive material, and each of the plurality of chambers may include a heater electrically connected to the circuit and heating the cover.

일 실시예에서, 상기 히터는 상기 커버들 각각에 설치될 수 있다.In one embodiment, the heater may be installed on each of the covers.

일 실시예에서, 상기 장치는, 외부 시스템으로부터 상기 관내에 대한 상기 장치의 상대적인 위치에 관한 신호를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the device may further include a communication unit for receiving a signal about the relative position of the device with respect to the pipe from an external system.

일 실시예에서, 상기 장치는, 외부 시스템에 의해 자기적으로 커플링되고 상기 관내에서의 상기 장치의 자세 또는 위치를 결정하는 자기 구동 요소를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the device may further include a magnetic drive element that is magnetically coupled by an external system and that determines a position or position of the device within the lumen.

일 실시예에서, 상기 장치는, 상기 관내의 벽 및 상기 장치 사이의 임피던스를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the device may further include a sensor for sensing an impedance between the wall of the tube and the device.

일 실시예에서, 상기 센서는, 상기 관내의 벽을 향해 제1전류를 인가하는 제1전극; 및 상기 관내의 벽을 향해 제2전류를 인가하는 제2전극을 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensor may include: a first electrode for applying a first current toward a wall of the pipe; and a second electrode for applying a second current toward the wall of the tube.

일 실시예에서, 상기 커버는 화학 반응 물질을 포함하고, 상기 장치는, 상기 커버들 각각의 화학 반응 물질과 화학적으로 작용하여 상기 커버들을 각각 개방시키기 위한 화학 자극 물질을 주입하는 인젝터를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cover may include a chemically reactive material, and the device may further include an injector for injecting a chemically reactive material to open each of the covers by chemically reacting with the chemically reactive material of each of the covers. can

일 실시예에서, 상기 커버는 자기 반응 물질을 포함하고, 상기 장치는, 상기 커버들을 자기적으로 커플링시켜 상기 커버들을 각각 개방시키는 복수 개의 자기 자극 요소들을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cover includes a magnetically responsive material, and the device may further include a plurality of magnetic stimulation elements that magnetically couple the covers to open the covers respectively.

일 실시예에서, 상기 커버는 광 반응 물질을 포함하고, 상기 장치는, 상기 커버들 각각에 전달되어 상기 커버들을 각각 개방시키기 위한 광 신호를 발생시키는 광원을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cover may include a light responsive material, and the device may further include a light source that is transmitted to each of the covers and generates an optical signal for opening each of the covers.

일 실시예에 따른 대상체의 관내의 생체물질을 수집하기 위한 시스템은, 장치 및 무선 통신부를 포함하고, 상기 장치는, 대상체의 관내에서 이동하며 생체물질을 수집하기 위한 장치로서, 개구를 구비하고 생체물질을 수집하기 위한 컨테이너 및 상기 개구를 덮는 커버를 각각 포함하는 복수 개의 챔버들; 및 상기 관내의 제1위치에서 상기 복수 개의 챔버들의 커버들 중 제1커버를 개방하고, 상기 관내의 제2위치에서 상기 복수 개의 챔버들의 커버들 중 제2커버를 개방하도록 구성된 회로부를 포함하고, 상기 커버는 열 반응 물질을 포함하고, 상기 복수 개의 챔버들은, 상기 회로부에 전기적으로 연결되고 상기 커버를 가열하는 히터를 각각 포함하고, 상기 무선 통신부는 상기 히터를 동작시키기 위한 신호를 발생시킬 수 있다.According to an embodiment, a system for collecting biomaterials in the duct of an object includes a device and a wireless communication unit, wherein the device is a device for collecting biomaterials while moving in the duct of an object, and has an opening a plurality of chambers each including a container for collecting substances and a cover covering the opening; and a circuit configured to open a first cover of the covers of the plurality of chambers at a first position within the tube and to open a second cover of the covers of the plurality of chambers at a second position within the tube, The cover may include a thermally responsive material, each of the plurality of chambers may include a heater electrically connected to the circuit and heating the cover, and the wireless communication unit may generate a signal for operating the heater. .

일 실시예에 따른 대상체의 관내의 생체물질을 수집하기 위한 챔버로서, 개구를 구비하고 생체물질을 수집하기 위한 컨테이너; 및 상기 개구를 덮는 커버를 포함하고, 상기 커버는 반응 물질을 포함하고, 상기 커버는 외부 자극에 반응하여 상기 개구를 개방하도록 구성된다.A chamber for collecting a biological material in a duct of a subject according to an embodiment, comprising: a container having an opening and collecting a biological material; and a cover covering the opening, wherein the cover includes a reactive material, and the cover is configured to open the opening in response to an external stimulus.

일 실시예에서, 상기 커버는 열 반응 물질, 화학 반응 물질, 자기 반응 물질 및 광 반응 물질 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cover may include at least one of a thermally reactive material, a chemically reactive material, a magnetically reactive material, and a light reactive material.

일 실시예에서, 상기 챔버는, 상기 컨테이너의 내부에 배치되고 상기 개구의 면적보다 큰 면적을 갖는 내부 리드; 및 상기 개구를 향해 상기 내부 리드를 밀어내는 팽창부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the chamber may include an inner lid disposed inside the container and having an area greater than an area of the opening; and an expansion part pushing the inner lead toward the opening.

일 실시예에 따른 장치는 한 번의 진단으로 관내의 원하는 여러 위치에서 생체물질을 수집할 수 있다. 일 실시예에 따른 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The device according to an embodiment may collect biomaterials from several desired locations within the tube through a single diagnosis. Effects of the device according to an embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 일 실시예에 따른 장치의 사용 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 챔버의 일부 구조의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 장치와 외부 시스템 사이의 통신 및 장치의 제어 방식을 설명하는 블록도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 장치의 제어 방식을 설명하는 도면이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 장치의 제어 방식을 설명하는 도면이다.
도 7은 추가적인 실시예에 따른 장치의 제어 방식을 설명하는 도면이다.1 is a diagram showing an example of use of a device according to an embodiment.
2 is a perspective view of a device according to an embodiment.
3 is a perspective view of some structures of a chamber according to one embodiment.
4 is a block diagram illustrating a communication method between a device and an external system and a control method of the device according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating a control method of a device according to another embodiment.
6 is a diagram illustrating a control method of a device according to another embodiment.
7 is a diagram illustrating a control method of a device according to a further embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

본원에서 사용하는 용어 "대상체"는 일반적으로 사람, 동물 등 생물체를 가리킨다. 또한, 본원에서 사용하는 용어 "관내"는 대상체가 가진 관의 안쪽 부분, 특히 내강을 가리킨다. 예를 들어, 대상체의 관내는 위장, 소장, 대장 등의 안쪽 부분을 가리킬 수 있다. 또한, 본원에서 사용하는 용어 "생체물질"은 미생물을 포함할 수 있다.As used herein, the term "subject" generally refers to living organisms such as humans and animals. Also, the term "intraluminal" as used herein refers to the inner part of a canal of a subject, particularly the lumen. For example, the inside of the duct of the object may refer to an inner part of the stomach, small intestine, or large intestine. Also, the term "biological material" used herein may include microorganisms.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(1, 1A, 1B)는 대상체의 관내(GI)에서 이동할 수 있다. 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)를 돌아다니다가 원하는 제1위치(P1)에 머물러 제1위치(P1)에 존재하는 생체물질을 수집하고, 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 이동하고 제2위치(P2)에 존재하는 생체물질을 수집하고, 제2위치(P2)에서 다른 위치로 이동하거나 관내(GI)를 빠져나갈 수 있다. 이와 같이, 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)의 여러 원하는 위치에서 적어도 하나 이상의 종류의 생체물질을 수집할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4 , devices 1, 1A, and 1B according to an exemplary embodiment may move within the GI of an object. The devices 1, 1A, and 1B move around the GI and stay at the desired first location P1 to collect the biomaterial present at the first location P1 and to collect the biomaterial at the first location P1. It moves to the position P2, collects the biomaterial present in the second position P2, moves from the second position P2 to another position, or exits the GI. As such, the devices 1, 1A, and 1B can collect at least one type of biomaterial at various desired locations within the GI.

일반적으로, 생체물질은 관내(GI)의 벽에 또는 벽에 인접하게 위치할 수 있다. 따라서, 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)의 벽에 또는 벽에 인접하게 위치된 생체물질을 수집하기 위해 관내(GI)에서 자세를 조절할 수 있다. 예를 들어, 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)의 벽을 향해 이동하거나, 관내(GI)의 벽에 대해 특정 각도로 기울어진 상태를 유지할 수 있다.In general, the biomaterial may be placed on or adjacent to the wall of the GI. Thus, the device 1, 1A, 1B can be positioned in the GI GI to collect a biomaterial positioned on or adjacent to a wall of the GI. For example, the devices 1, 1A, 1B may be moved toward the wall of the GI, or may remain inclined at a specific angle with respect to the wall of the GI.

장치(1)는 하우징(11), 복수 개의 챔버(12)들, 회로부(13), 에너지 저장 요소(14) 및 자기 구동 요소(15)를 포함할 수 있다.The device 1 may include a housing 11 , a plurality of chambers 12 , circuitry 13 , an energy storage element 14 and a magnetic drive element 15 .

하우징(11)은 장치(1)의 외형을 구성하면서 장치(1)의 세부 구성요소를 수용할 수 있다. 예를 들어, 하우징(11)은 원통 형상을 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않고 캡슐 형상과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 하우징(11)은 관내(GI)에서 이동하기에 적합한 임의의 크기를 가질 수 있다.The housing 11 may accommodate the detailed components of the device 1 while configuring the outer appearance of the device 1. For example, the housing 11 may have a cylindrical shape, but is not limited thereto and may have various shapes such as a capsule shape. The housing 11 may have any size suitable for movement in the GI.

하우징(11)은 전방 단부(111), 측부(112) 및 후방 단부(113)를 가질 수 있다. 전방 단부(111) 및 후방 단부(113)는 실질적으로 플랫한 형상을 가질 수 있고, 서로 평행할 수 있다. 다만, 이와 같은 형상에만 제한되는 것은 아니고, 관내(GI)에서의 장치(1)의 이동을 용이하게 하기 위해, 하우징(11)은 실질적으로 반구 형상, 타원 형상 등의 돔 형태를 가질 수 있다. 측부(112)는 전방 단부(111) 및 후방 단부(113)를 연결하고 전방 단부(111) 및 후방 단부(113)의 각각의 원주 방향을 따라 둘러싸는 형상을 가질 수 있다.The housing 11 may have a front end 111 , a side part 112 and a rear end 113 . The front end 111 and the rear end 113 may have a substantially flat shape and may be parallel to each other. However, it is not limited to such a shape, and in order to facilitate movement of the device 1 in the tube (GI), the housing 11 may have a substantially dome shape such as a hemispherical shape or an elliptical shape. The side portion 112 may have a shape connecting the front end 111 and the rear end 113 and surrounding the front end 111 and the rear end 113 along respective circumferential directions.

하우징(11)은 센서(114)를 포함할 수 있다. 센서(114)는 관내(GI)에 대한 장치(1)의 상대적인 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서(114)는 관내(GI)의 벽 및 장치(1) 사이의 임피던스를 측정할 수 있다. 그러한 임피던스는 장치(1)가 관내(GI)의 벽에 대해 얼마나 이격되어 있는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 즉, 장치(1A)가 관내(GI)의 벽으로부터 부유하고 있는 상태의 임피던스 및 장치(1B)가 관내(GI)의 벽에 실질적으로 붙어 있는 상태의 임피던스가 다를 수 있으므로, 측정되는 임피던스에 기초하여 관내(GI)에 대한 장치(1)의 상대적인 위치를 알 수 있다. 측정되는 임피던스 값은 회로부(13)에 전달되어 처리될 수 있다.The housing 11 may include a sensor 114 . Sensor 114 may detect the relative position of device 1 with respect to intraluminal GI. For example, the sensor 114 may measure the impedance between the device 1 and the walls of the GI. Such an impedance may be determined depending on how far apart the apparatus 1 is with respect to the wall of the GI. That is, since the impedance in a state in which the device 1A is floating from the wall of the pipe (GI) and the impedance in a state in which the device 1B is substantially attached to the wall of the pipe (GI) may be different, based on the measured impedance By doing so, the relative position of the device 1 with respect to the GI can be known. The measured impedance value may be transmitted to the circuit unit 13 and processed.

센서(114)는 제1전극(114A) 및 제2전극(114B)을 포함할 수 있다. 제1전극(114A) 및 제2전극(114B)은 관내(GI)의 벽을 향해 전류를 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1전극(114A)은 제1전류를 인가하고, 제2전극(114B)은 제1전류와 다른 제2전류를 인가할 수 있다. 대안적으로, 제1전극(114A) 및 제2전극(114B)은 실질적으로 동일한 전류를 인가할 수 있다. 제1전극(114A) 및 제2전극(114B)으로부터의 전류에 기초하여 장치(1, 1A, 1B) 및 관내(GI)의 벽 사이의 임피던스가 결정될 수 있다.The sensor 114 may include a first electrode 114A and a second electrode 114B. The first electrode 114A and the second electrode 114B may apply current toward the wall of the tube GI. For example, the first electrode 114A may apply a first current, and the second electrode 114B may apply a second current different from the first current. Alternatively, the first electrode 114A and the second electrode 114B may apply substantially the same current. Based on the current from the first electrode 114A and the second electrode 114B, the impedance between the device 1, 1A, 1B and the walls of the GI can be determined.

제1센서(114A) 및 제2센서(114B)는 서로 이격되어 있다. 또한, 제1센서(114A) 및 제2센서(114B)는 길쭉한 형상을 가질 수 있고, 하우징(11)의 전방 단부(111)의 원주 방향을 따라 연장할 수 있다. 다만, 제1센서(114A) 및 제2센서(114B)의 형상/배치는 이에 제한되지 아니하고 다양한 형상/배치가 가능하다.The first sensor 114A and the second sensor 114B are spaced apart from each other. In addition, the first sensor 114A and the second sensor 114B may have an elongated shape and may extend along the circumferential direction of the front end 111 of the housing 11 . However, the shape/arrangement of the first sensor 114A and the second sensor 114B is not limited thereto and various shapes/arrangements are possible.

대안적인 또는 추가적인 실시예에서, 관내(GI)에 대한 장치(1, 1A, 1B)의 위치는 대상체의 외부에 있는 외부 시스템(100)의 X선 방출에 의해 획득되는 이미지를 통해 확인될 수 있다. 그러한 확인 작업은 영상을 판독할 수 있는 사람에 의해 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 아니하고 외부 시스템(100)의 기타 컴퓨터 처리 방식에 의해서도 수행될 수 있다.In an alternative or additional embodiment, the position of the devices 1, 1A, 1B relative to the GI can be ascertained through images obtained by X-ray emission of the external system 100 external to the subject. . Such verification may be performed by a person capable of reading images, but is not limited thereto and may be performed by other computer processing methods of the external system 100 .

챔버(12)는 관내(GI)의 생체물질을 수집할 수 있다. 챔버(12)는, 컨테이너(121), 커버(123), 히터(124), 내부 리드(125) 및 팽창부(126)를 포함할 수 있다.The chamber 12 may collect biomaterials in the GI. The chamber 12 may include a container 121 , a cover 123 , a heater 124 , an inner lid 125 and an expansion part 126 .

컨테이너(121)는 개구(122)를 가질 수 있다. 장치(1, 1A, 1B)가 관내(GI)의 원하는 위치에 있을 때, 관내(GI)의 생체물질은 개구(122)를 통해 컨테이너(121)의 안으로 수집될 수 있다. 예를 들어, 생체물질은 (도시되지 않은) 흡입기를 통해 컨테이너(121)의 안으로 흡입될 수 있지만, 이에 제한되지 않고 다양한 방식에 의해 생체물질이 컨테이너(121)의 안으로 수집될 수 있다.Container 121 may have an opening 122 . When the device 1 , 1A, 1B is in a desired position in the GI tract, the biomaterial in the GI can be collected into the container 121 through the opening 122 . For example, the biomaterial may be inhaled into the container 121 through an inhaler (not shown), but the biomaterial may be collected into the container 121 by various methods without being limited thereto.

컨테이너(121)는 저장 부분(121A) 및 입구 포트(121B)를 포함할 수 있다. 저장 부분(121A) 및 입구 포트(121B)는 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있다. 저장 부분(121A)의 직경은 입구 포트(121B)의 직경보다 클 수 있다. 이는 저장 부분(121A)의 횡단면적이 입구 포트(121B)의 횡단면적보다 크다는 것으로도 이해될 수 있다. 입구 포트(121B)의 원위 단부에는 개구(122)가 형성될 수 있고, 입구 포트(121B)의 근위 단부 및 저장 부분(121A)의 원위 단부는 저장 부분(121A) 및 입구 포트(121B)가 서로 소통 가능하게 연결될 수 있다. 저장 부분(121A)의 근위 단부는 컨테이너(121)의 바닥을 규정할 수 있다.The container 121 may include a storage portion 121A and an inlet port 121B. The storage portion 121A and the inlet port 121B may have a substantially cylindrical shape. The diameter of storage portion 121A may be larger than the diameter of inlet port 121B. It can also be understood that the cross-sectional area of the storage portion 121A is greater than the cross-sectional area of the inlet port 121B. An opening 122 may be formed at the distal end of the inlet port 121B, and the proximal end of the inlet port 121B and the distal end of the storage portion 121A are connected so that the storage portion 121A and the inlet port 121B are connected to each other. can be communicatively linked. A proximal end of storage portion 121A may define the bottom of container 121 .

커버(123)는 개구(122)를 덮을 수 있다. 커버(123)는 실질적으로 원판 형상을 가질 수 있지만, 이에 제한되지 아니하고 개구(122)를 덮기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 커버(123)의 면적은 개구(122)의 면적보다 클 수 있다. 커버(123)는 개구(122) 위에 설치될 수 있다. 예를 들어, 커버(123)는 개구(122)를 덮으면서 그 가장자리가 하우징(11)의 전방 단부(111) 위에 놓이도록 설치될 수 있다.The cover 123 may cover the opening 122 . The cover 123 may have a substantially disc shape, but is not limited thereto and may have any shape suitable for covering the opening 122 . An area of the cover 123 may be larger than that of the opening 122 . A cover 123 may be installed over the opening 122 . For example, the cover 123 may be installed so that its edge lies over the front end 111 of the housing 11 while covering the opening 122 .

커버(123)는 열 반응 물질을 포함할 수 있다. 커버(123)에 포함된 또는 커버(123)를 구성하는 열 반응 물질은 임계 온도를 가질 수 있고, 그러한 임계 온도를 넘어서기에 충분한 열 에너지가 커버(123)에 인가되면, 커버(123)는 녹을 수 있다. 커버(123)가 녹으면, 커버(123)가 덮고 있는 개구(122)가 개방되면서 컨테이너(121)의 내외로 물질 및 유체 소통이 가능한 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 커버(123)는 왁스와 같은 물질을 포함할 수 있으며, 기타 대상체에 무해한 열 반응 물질을 포함할 수 있다.The cover 123 may include a thermally responsive material. A thermally responsive material included in or constituting the cover 123 may have a critical temperature, and if sufficient thermal energy to exceed such critical temperature is applied to the cover 123, the cover 123 will melt. can When the cover 123 is melted, the opening 122 covered by the cover 123 is opened so that materials and fluids can flow into and out of the container 121 . For example, the cover 123 may include a material such as wax, and may include a heat-reactive material harmless to other objects.

히터(124)는 전기 에너지를 열 에너지로 변환해서 커버(123)에 그 열 에너지의 적어도 일부를 전달할 수 있다. 다시 말하면, 히터(124)는 커버(123)를 가열할 수 있다. 예를 들어, 히터(124)는 코일과 같은 형상의 열선으로 형성될 수 있다. 히터(124)는 커버(123) 위, 커버(123) 내에, 또는 커버(123) 아래에 설치될 수 있거나, 히터(124)의 적어도 일부는 커버(123)의 위에 설치되고 또 다른 일부는 커버(123)를 관통하고 그리고 나머지는 커버(123)의 아래에 설치될 수도 있다. 히터(124)는 커버(123)에 직접적으로 설치될 수 있지만, 커버(123)로부터 특정 거리만큼 이격되게 설치될 수도 있다.The heater 124 may convert electrical energy into thermal energy and transfer at least a portion of the thermal energy to the cover 123 . In other words, the heater 124 may heat the cover 123 . For example, the heater 124 may be formed of a heating wire having a coil-like shape. The heater 124 may be installed above the cover 123, within the cover 123, or under the cover 123, or at least part of the heater 124 is installed above the cover 123 and another part is installed on the cover 123 and the rest may be installed under the cover 123. The heater 124 may be directly installed on the cover 123, but may also be installed spaced apart from the cover 123 by a specific distance.

내부 리드(125) 및 팽창부(126)는 컨테이너(121)의 내부, 예를 들어 저장 부분(121A)에 배치될 수 있다. 내부 리드(125)는 실질적으로 원판 형상을 가질 수 있지만, 이에 제한되지 아니하고 개구(122)를 차단하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 내부 리드(125)의 면적은 개구(122)의 면적보다 클 수 있다. 또한, 내부 리드(125)의 면적은 입구 포트(121B)의 면적보다 클 수 있다. 팽창부(126)는 저장 부분(121A)의 바닥에 놓이고 내부 리드(125)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 팽창부(126)는 그 근위 단부가 저장 부분(121A)의 바닥에 연결되고 그 원위 단부가 내부 리드(125)에 연결되는 길쭉한 로드 형상을 가질 수 있고, 저장 부분(121A)의 길이 방향을 따라 연장하는 형상을 가질 수 있다.The inner lid 125 and the expansion part 126 may be disposed inside the container 121, for example, in the storage part 121A. The inner lead 125 may have a substantially disc shape, but is not limited thereto and may have any shape suitable for blocking the opening 122 . An area of the inner lid 125 may be larger than an area of the opening 122 . Also, the area of the inner lid 125 may be larger than that of the inlet port 121B. Inflated portion 126 may rest on the bottom of storage portion 121A and support inner lid 125 . For example, the inflation portion 126 may have an elongated rod shape with its proximal end connected to the bottom of the storage portion 121A and its distal end connected to the inner lead 125, and the storage portion 121A It may have a shape extending along the longitudinal direction.

내부 리드(125)는 초기 상태에서 저장 부분(121A)의 상부 부분 및 하부 부분을 완전히 차단하지 않을 수 있다. 이는 개구(122)를 통해 컨테이너(121) 안으로 들어온 생체물질을 포함하는 유체가 팽창부(126)와 만나게 하기 위함이다. 팽창부(126)는 생체물질을 포함하는 유체와 만나면 부풀어 올라 개구(122)를 향해 내부 리드(125)를 밀어낼 수 있다. 이에 따라, 생체물질을 포함하는 유체는 내부 리드(125)에 의해 개구(122)를 통해 컨테이너(121)의 외부로 빠져나갈 수 없고 컨테이너(121)의 내부에 수집된다. 일 예에서, 내부 리드(125)는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하거나, 이에 의해 형성되고, 팽창부(126)는 하이드로젤(hydrogel)을 포함하거나, 이에 의해 형성될 수 있다.The inner lead 125 may not completely block the upper and lower portions of the storage portion 121A in an initial state. This is to allow the fluid containing the biomaterial introduced into the container 121 through the opening 122 to meet the expansion part 126 . When the expansion part 126 meets a fluid containing a biomaterial, it may swell and push the inner lead 125 toward the opening 122 . Accordingly, the fluid containing the biomaterial cannot escape to the outside of the container 121 through the opening 122 by the inner lid 125 and is collected inside the container 121 . In one example, the internal lead 125 may include or be formed of polydimethylsiloxane (PDMS), and the expansion portion 126 may include or be formed of hydrogel.

한편, 복수 개의 챔버(12)들은 하우징(11) 내부에 임베드(embed)될 수 있다. 복수 개의 챔버(12)들의 각각의 개구(122)는 하우징(11)의 전방 단부(111)와 실질적으로 동일 평면을 공유할 수 있다.Meanwhile, the plurality of chambers 12 may be embedded inside the housing 11 . Each opening 122 of the plurality of chambers 12 may share substantially the same plane as the front end 111 of the housing 11 .

일 실시예에서, 복수 개의 챔버(12)들의 각각의 커버(123)는 서로 동일한 열 반응 물질을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 복수 개의 챔버(12)들의 각각의 커버(123)는 서로 다른 열 반응 물질로 형성될 수도 있다.In one embodiment, each cover 123 of the plurality of chambers 12 may include or be formed of the same thermally reactive material as each other. Alternatively, each cover 123 of the plurality of chambers 12 may be formed of different thermally reactive materials.

회로부(13)는 장치(1)의 구동 및 제어를 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부(13)는 보드 형상을 가질 수 있지만, 이에 제한되지 아니하고 타 구성요소의 배치 또는 형상을 고려한 임의의 형상을 가질 수 있다.The circuit unit 13 may include a circuit for driving and controlling the device 1 . For example, the circuit unit 13 may have a board shape, but is not limited thereto and may have any shape considering the arrangement or shape of other components.

회로부(13)는 통신부(131) 및 컨트롤러(132)를 포함할 수 있다.The circuit unit 13 may include a communication unit 131 and a controller 132 .

통신부(131)는 외부 시스템(100)과 통신할 수 있다. 일 예에서, 통신부(131)는 외부 시스템(100)과 무선 통신 방식으로 데이터를 주고받을 수 있다. 바람직한 예에서, 통신부(131)는 무선 주파수(radio frequency) 통신 모듈, 블루투스(Bluetooth) 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.The communication unit 131 may communicate with the external system 100 . In one example, the communication unit 131 may exchange data with the external system 100 in a wireless communication method. In a preferred example, the communication unit 131 may include a radio frequency communication module, a Bluetooth communication module, and the like.

일 실시예에서, 통신부(131)는 외부 시스템(100)과 관내(GI)에 대한 장치(1)의 상대적인 위치에 관한 신호를 수신하고, 수신된 신호를 그대로 또는 다양한 신호 처리 방식에 의해 처리된 신호를 컨트롤러(132)로 전달할 수 있다.In one embodiment, the communication unit 131 receives a signal about the relative position of the device 1 with respect to the external system 100 and the GI, and transmits the received signal as it is or processed by various signal processing methods. A signal may be passed to the controller 132 .

컨트롤러(132)는 장치(1)의 하위 구성요소들의 구동 및 작동을 제어할 수 있다.The controller 132 may control driving and operation of sub-components of the device 1 .

컨트롤러(132)는 센서(114)의 작동을 제어할 수 있다. 컨트롤러(132) 및 센서(114)는 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(132)는 센서(114)가 관내(GI)의 벽 및 장치(1) 사이의 임피던스를 감지하도록 센서(114)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(132)는 제1센서(114A) 및 제2센서(114B)로의 전기 에너지의 공급을 제어함으로써 제1센서(114A) 및 제2센서(114B)의 전류 인가를 제어할 수 있다. 센서(114)에 의해 측정된 임피던스 값은 컨트롤러(132)로 전달될 수 있다.The controller 132 may control the operation of the sensor 114 . Controller 132 and sensor 114 may be electrically connected. The controller 132 may control the sensor 114 so that the sensor 114 detects an impedance between the device 1 and the walls of the GI. For example, the controller 132 may control the application of current to the first sensor 114A and the second sensor 114B by controlling the supply of electrical energy to the first sensor 114A and the second sensor 114B. there is. An impedance value measured by the sensor 114 may be transmitted to the controller 132 .

컨트롤러(132)는 복수 개의 히터(124)들의 작동을 제어할 수 있다. 컨트롤러(132) 및 히터(124)는 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(132)는 관내(GI)에 대한 장치(1, 1A, 1B)의 상대적인 위치에 기초하여 복수 개의 히터(124)들의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 장치(1, 1A, 1B)가 제1위치(P1)에 있을 때, 복수 개의 히터(124)들 중 제1히터를 작동시킬 수 있고, 장치(1, 1A, 1B)가 제2위치(P2)에 있을 때, 복수 개의 히터(124)들 중 제1히터와 다른 제2히터를 작동시킬 수 있다. 이와 같은 제어 방식에 의하면, 관내(GI)의 원하는 여러 위치에서 적어도 하나 이상의 생체물질을 수집할 수 있다.The controller 132 may control the operation of the plurality of heaters 124 . The controller 132 and the heater 124 may be electrically connected. The controller 132 may control the operation of the plurality of heaters 124 based on the relative positions of the devices 1, 1A, and 1B with respect to the GI. For example, when the devices 1, 1A, and 1B are in the first position P1, a first heater among the plurality of heaters 124 may be operated, and the devices 1, 1A, and 1B may operate. When in position 2 (P2), a second heater different from the first heater among the plurality of heaters 124 may be operated. According to this control method, at least one or more biomaterials can be collected from various desired locations in the GI.

컨트롤러(132)는 장치(1)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(132)는 (도시되지 않은) 구동부를 제어함으로써 장치(1)를 이동시킬 수 있다. 대안적으로, 컨트롤러(132)는 자기 구동 요소(15) 및 외부 시스템(100) 사이의 자기적인 커플링을 제어하는 방식으로 장치(1)의 이동을 제어할 수 있다. 여기서, 장치(1)의 이동을 제어한다는 것은 장치(1)의 위치를 제어하는 것 외에도 장치(1)의 이동 속도도 제어하는 것으로도 이해될 수 있다.The controller 132 can adjust the position of the device 1 . For example, the controller 132 may move the device 1 by controlling a driving unit (not shown). Alternatively, the controller 132 may control the movement of the device 1 in a manner that controls the magnetic coupling between the magnetic drive element 15 and the external system 100 . Here, controlling the movement of the device 1 can also be understood as controlling the movement speed of the device 1 as well as controlling the position of the device 1 .

컨트롤러(132)는 장치(1)의 자세를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(132)는 센서(114)에 의해 측정된 임피던스 값에 기초하여 장치(1, 1A, 1B)의 자세를 제어할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(132)는 자기 구동 요소(15) 및 외부 시스템(100) 사이의 자기적인 커플링을 제어하는 방식으로 장치(1, 1A, 1B)의 자세를 제어할 수 있다.The controller 132 may control the posture of the device 1 . For example, the controller 132 may control the posture of the devices 1 , 1A, and 1B based on the impedance value measured by the sensor 114 . At this time, the controller 132 may control the posture of the devices 1 , 1A and 1B by controlling the magnetic coupling between the magnetic drive element 15 and the external system 100 .

에너지 저장 요소(14)는 장치(1)를 구동시키기 위한 화학 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 요소(14)는 배터리를 포함할 수 있지만, 장치(1)를 구동시키기에 적합한 형태의 에너지를 갖는 기타 에너지 저장 요소가 사용될 수 있다.Energy storage element 14 may have chemical energy to power device 1 . For example, energy storage element 14 may include a battery, although other energy storage elements having a form of energy suitable for powering device 1 may be used.

자기 구동 요소(15)는 외부 시스템(100)과 자기적으로 커플링될 수 있다. 자기 구동 요소(15) 및 외부 시스템(100) 사이의 자기적 커플링에 기초하여 장치(1)의 자세, 이동 등이 제어될 수 있다. 이에 따라, 장치(1, 1A, 1B)는 원하는 위치 및 자세로 관내(GI)의 생체물질을 수집할 수 있다. 예를 들어, 자기 구동 요소(15)는 영구 자석, 자기 코일 등 자기적으로 커플링 가능한 기타 자기적 구성요소들을 포함할 수 있다. 선택적으로, 장치(1)는 자기 구동 요소(15)를 가지지 않을 수 있다.The magnetic drive element 15 may be magnetically coupled with the external system 100 . Based on the magnetic coupling between the magnetic drive element 15 and the external system 100, the posture, movement, etc. of the device 1 can be controlled. Accordingly, the devices 1, 1A, and 1B may collect biomaterials in the GI in a desired position and posture. For example, the magnetic drive element 15 may include other magnetic components capable of being magnetically coupled, such as permanent magnets and magnetic coils. Optionally, the device 1 may not have a magnetic drive element 15 .

이하, 장치(1, 1A, 1B)의 관내(GI)의 생체물질을 수집하는 작동 방식을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation method of collecting biomaterials in the GI of the devices 1, 1A, and 1B will be described.

먼저, 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)에서 원하는 위치에 도달하거나, 자기 구동을 통해 원하는 위치 및/또는 자세를 가진다. 이후, 장치(1, 1A, 1B)는 외부 시스템(100)으로부터 샘플링 신호를 수신하고, 컨트롤러(132)를 통해 복수 개의 히터(124) 중 어느 하나의 히터를 작동시킨다. 해당 히터의 작동에 의해 그 히터가 설치된 커버(123)가 녹는다. 이후, 관내(GI)의 해당 위치에 존재하는 생체물질을 포함하는 유체가 개구(122)를 통해 챔버(12) 안으로 들어온다. 이후, 팽창부(126)가 부풀어오르고, 내부 리드(125)가 개구(122)를 차단한다. 이후, 장치(1, 1A, 1B)는 관내(GI)의 다른 위치로 이동하며 상기와 같은 과정을 반복할 수 있다.First, the devices 1, 1A, 1B reach a desired position in the GI tract, or have a desired position and/or posture through magnetic drive. Thereafter, the devices 1, 1A, and 1B receive a sampling signal from the external system 100 and operate one of the plurality of heaters 124 through the controller 132. The cover 123 in which the heater is installed is melted by the operation of the heater. Thereafter, the fluid containing the biomaterial existing at the corresponding position in the GI is introduced into the chamber 12 through the opening 122 . Thereafter, the inflation portion 126 is inflated and the inner lid 125 blocks the opening 122 . Thereafter, the devices 1, 1A, and 1B may move to another location in the GI and repeat the above process.

한편, 이와 같은 작동 방식은 장치(1, 1A, 1B)의 일 예시적인 작동 방식에 불과하며 다른 기타 작동 방식으로도 수행될 수 있다. 예를 들어, 장치(1) 내부에 존재하는 컨트롤러(132)의 작동 없이 외부 시스템(100)으로부터 발생하는 무선 신호가 히터(124)를 직접적으로 구동시킬 수도 있다. 이 경우, 장치(1, 1A, 1B) 및 외부 시스템(100)을 포함하는 생체물질을 수집하기 위한 시스템이 규정될 수 있고, 외부 시스템(100)은 위 전체적인 시스템과의 구분을 위해 무선 통신부로도 명명될 수 있다.Meanwhile, this operating method is only an exemplary operating method of the devices 1, 1A, and 1B, and other operating methods may also be performed. For example, a wireless signal generated from the external system 100 may directly drive the heater 124 without operating the controller 132 present inside the device 1 . In this case, a system for collecting biomaterials including devices 1, 1A, and 1B and an external system 100 may be defined, and the external system 100 is a wireless communication unit to be distinguished from the overall system above. can also be named.

이하, 앞서 설명한 장치(1)의 다른 실시예들을 설명한다. 하기 실시예들에서 설명하지 않는 장치의 구성요소들은 앞서 설명한 장치(1)의 구성요소들과 중복되는 것으로, 이 실시예에서 특별한 언급이 없는 한, 동일한 명칭을 갖는 구성요소들은 서로 동일한 기능 및 효과를 갖는 것으로 이해될 수 있다.Hereinafter, other embodiments of the device 1 described above will be described. Components of the device not described in the following embodiments are duplicated with the components of the device 1 described above, and unless otherwise specified in this embodiment, components having the same name have the same functions and effects as each other. It can be understood as having.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(2)는 화학 반응을 이용하여 커버(223)를 제거할 수 있다. 이 실시예에서, 장치(2)는 인젝터(224) 및 저장소(225)를 포함하고, 커버(223)는 화학 반응 물질을 포함하거나 이에 의해 구성될 수 있다. 저장소(225)는 커버(223)의 화학 반응 물질과 반응하기 위한 화학 자극 물질을 포함할 수 있다. 화학 자극 물질이 화학 반응 물질과 만나면, 커버(223)는 녹을 수 있다. 상기와 같은 화학 반응 물질 및 화학 자극 물질은 대상체에 무해한 성분일 수 있다. 인젝터(224)는 저장소(225)와 유체 소통하도록 저장소(225)에 연결되고, 컨트롤러(132)에 의해 제어될 수 있도록 컨트롤러(132)에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(132)가 인젝터(224)에 신호를 보내면, 인젝터(224)는 수신한 신호에 기초하여 저장소(225)로부터 특정 양 및 특정 주입 속도로 특정 시간에 커버(223)에 화학 자극 물질을 주입할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the device 2 according to an embodiment may remove the cover 223 using a chemical reaction. In this embodiment, the device 2 includes an injector 224 and a reservoir 225, and the cover 223 may contain or be composed of a chemically reactive material. The reservoir 225 may contain a chemical irritant to react with the chemically reactive substance of the cover 223 . When the chemical irritant meets the chemically reactive substance, the cover 223 may melt. Chemical reactants and chemical stimulants as described above may be components harmless to a subject. The injector 224 may be connected to the reservoir 225 in fluid communication with the reservoir 225 and electrically connected to the controller 132 such that it may be controlled by the controller 132 . The controller 132 sends a signal to the injector 224, and the injector 224 injects a chemical irritant from the reservoir 225 into the cover 223 in a specific amount and at a specific injection rate at a specific time based on the received signal. can do.

한편, 도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 일 실시예에 따른 장치(2)는, 장치(2)의 외부 환경에 존재하는 점액 요소의 pH 값에 따라 커버(223)를 개폐할 수도 있다. 다시 말하면, 장치(2)의 외부 환경이 강산성의 위장, 중성의 소장, 약염기성의 대장인 경우에 따라, 커버(223)가 해당 pH에 따라 개방하거나 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 대장의 미생물을 수집하기 위해서, 장치(2)는 약염기성에 반응하여 개방하고 다른 pH 범위에서는 폐쇄되도록 구성된 커버(223)를 가질 수 있다.On the other hand, in an alternative embodiment not shown, the device 2 according to one embodiment may open and close the cover 223 according to the pH value of the mucus component present in the external environment of the device 2. In other words, depending on the case where the external environment of the device 2 is a strongly acidic stomach, a neutral small intestine, or a weakly basic large intestine, the cover 223 may be opened or closed according to the corresponding pH. For example, to collect colonic microbes, the device 2 may have a cover 223 configured to open in response to mild alkalinity and to close in other pH ranges.

도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(3)는 자기적 커플링 방식을 이용하여 커버(323)를 제거할 수 있다. 이 실시예에서, 장치(3)는 자기 자극 요소(324)를 포함하고, 커버(323)는 자기 반응 물질을 포함하거나 이에 의해 구성될 수 있다. 자기 자극 요소(324)는 컨트롤러(132)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 자기 자극 요소(324)는 전자기장을 발생시키는 자기 코일을 포함할 수 있다. 자기 자극 요소(324)가 자기장을 발생시키면, 커버(323)의 자기 반응 물질이 반응하면서 열이 발생하고, 커버(323)가 녹을 수 있다. 도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 자기 자극 요소(324)는 장치(2)에 포함되지 않고 장치(2)의 외부에 존재할 수도 있다. 이 경우, 자기 자극 요소(324)는 외부 시스템에 통합되어 있어서, 외부 시스템의 동작에 의해 자기 자극 요소(324)가 자기장을 발생시켜 커버(323)의 개방을 유도할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the device 3 according to an embodiment may remove the cover 323 using a magnetic coupling method. In this embodiment, the device 3 includes a magnetic stimulation element 324 and the cover 323 may include or be made of a magnetically responsive material. Magnetic stimulation element 324 may be coupled to controller 132 . For example, magnetic stimulation element 324 may include a magnetic coil that generates an electromagnetic field. When the magnetic stimulation element 324 generates a magnetic field, heat is generated while the magnetically reactive material of the cover 323 reacts, and the cover 323 may melt. In an alternative embodiment not shown, magnetic stimulation element 324 may not be included in device 2 and may be external to device 2 . In this case, since the magnetic stimulation element 324 is integrated into an external system, the magnetic stimulation element 324 generates a magnetic field by operation of the external system to induce opening of the cover 323 .

한편, 도시되지 않은 실시예에서, 커버(323)가 자기 반응 물질을 포함하지 않고, 앞서 도 1 내지 도 4를 참조하며 설명한 히터(124) 및 자기 자극 요소(324) 사이에 자기적인 커플링에 의해 히터(124)가 작동하고, 히터(124)의 열 에너지에 의해 커버(323)가 녹는 것도 가능하다.On the other hand, in an embodiment not shown, the cover 323 does not include a magnetically responsive material, and the magnetic coupling between the heater 124 and the magnetic stimulation element 324 described above with reference to FIGS. 1 to 4 It is also possible that the heater 124 operates and the cover 323 is melted by the thermal energy of the heater 124 .

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(4)는 광 반응 방식을 이용하여 커버(423)를 제거할 수 있다. 이 실시예에서, 장치(4)는 광원(424)을 포함하고, 커버(423)는 광 반응 물질을 포함할 수 있다. 광원(424) 및 커버(423)는 광 신호가 지나가게 하는 통로로 연결될 수 있다. 예를 들어, 그러한 통로는 광 섬유를 포함할 수 있다. 광원(424)은 컨트롤러(132)에 연결될 수 있다. 컨트롤러(132)가 광원(424)에 신호를 보내면, 광원(424)은 수신한 신호에 기초하여 특정 세기 및 양의 광 신호를 특정 시간에 커버(423)에 보낼 수 있다. 도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 광원(424)은 장치(4)에 포함되지 않고 장치(4)의 외부에 존재할 수도 있다. 이 경우, 광원(424)은 외부 시스템에 통합될 수 있고, 관내의 장치(4)의 커버(423)에 광 신호가 전달될 수 있도록 광원(424)은 대상체의 관내로 전달될 수 있는 주파수의 광 신호를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 7 , the device 4 according to an exemplary embodiment may remove the cover 423 using a light response method. In this embodiment, device 4 includes a light source 424 and cover 423 may include a light responsive material. The light source 424 and the cover 423 may be connected to a passage through which light signals pass. For example, such pathways may include optical fibers. Light source 424 may be coupled to controller 132 . When the controller 132 sends a signal to the light source 424, the light source 424 may send a light signal of a specific intensity and amount to the cover 423 at a specific time based on the received signal. In an alternative embodiment not shown, light source 424 is not included in device 4 and may be external to device 4 . In this case, the light source 424 may be integrated into an external system, and the light source 424 has a frequency that can be transmitted to the inside of the canal of the object so that the light signal can be delivered to the cover 423 of the device 4 in the inside of the canal. An optical signal can be generated.

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.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims

A device for collecting a biological material while moving in the duct of a subject,
When a container having an opening for collecting a biomaterial, a cover covering the opening, an inner lid disposed inside the container and having an area larger than the area of the opening, and a fluid containing the biomaterial coming into the container come into contact with each other. a plurality of chambers each including an inflation portion that inflates and pushes the inner lid toward the opening; and
a circuit unit configured to open a first cover of the covers of the plurality of chambers at a first position within the tube, and to open a second cover of the covers of the plurality of chambers at a second position within the tube;
including,
After the cover is opened, as the expansion part is inflated by the fluid containing the biological material introduced into the container through the opening without a separate control signal, the inner lead is pushed to block the opening, thereby allowing the inside and outside of the container to be moved. wherein movement of the fluid comprising the biomaterial between the liver is blocked.

According to claim 1,
the cover comprises a thermally responsive material;
Each of the plurality of chambers includes a heater electrically connected to the circuit and heating the cover.

According to claim 2,
The heater is installed on each of the covers.

According to claim 1,
The device further comprises a communication unit for receiving a signal about the relative position of the device with respect to the pipe from an external system.

According to claim 1,
The device further comprising a magnetic drive element magnetically coupled by an external system and determining a posture or position of the device within the lumen.

According to claim 1,
The apparatus further comprising a sensor for sensing an impedance between the wall of the tube and the apparatus.

According to claim 6,
The sensor,
a first electrode for applying a first current toward the wall of the tube; and
a second electrode for applying a second current toward the wall of the tube;
A device comprising a.

According to claim 1,
The cover contains a chemically reactive material,
The apparatus further comprises an injector for injecting a chemical stimulant to open each of the covers by chemically reacting with the chemical reactant of each of the covers.

According to claim 1,
the cover comprises a magnetically responsive material;
The device further comprises a plurality of magnetic stimulation elements magnetically coupling the covers to open the covers respectively.

According to claim 1,
The cover includes a light responsive material,
The apparatus further comprises a light source that is transmitted to each of the covers and generates an optical signal for opening each of the covers.

A system for collecting a biological material in the duct of a subject,
a device according to claim 2; and
wireless communication unit;
including,
The wireless communication unit generates a signal for operating the heater.

In the chamber for collecting the biological material in the duct of the subject,
a container having an opening for collecting the biomaterial;
a cover covering the opening;
an inner lid disposed inside the container and having an area larger than that of the opening; and
an expansion unit that inflates when it meets the fluid containing the biomaterial coming into the container and pushes the inner lead toward the opening;
including,
the cover comprises a reactive material, and the cover is configured to open the opening in response to an external stimulus;
After the cover is opened, as the expansion part is inflated by the fluid containing the biological material introduced into the container through the opening without a separate control signal, the inner lead is pushed to block the opening, thereby allowing the inside and outside of the container to be moved. wherein movement of the fluid containing the biomaterial between the liver is blocked.

According to claim 12,
wherein the cover includes at least one of a thermally reactive material, a chemically reactive material, a magnetically reactive material, and a light reactive material.

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