KR20050113442A - 내시경 영상에서 이상부위 검출을 위한 근적외선필터장치를 이용한 내시경 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내시경 검사장치에 관한 것으로, 내시경을 통하여 빛을 조사하는 광원장치와, 내시경에 의해 조사된 체내 조직으로부터 반사된 빛을 영상신호로 변환시키는 카메라, 그 영상신호를 디지털 신호로 변환하고 필요한 보정을 하는 영상처리장치 및 영상을 디스플레이하는 모니터를 포함하는 내시경 검사장치에서, 상기 광원장치(10)는 제어부(11)의 제어하에 모터로 구동되는 근적외선 필터 휠(15)을 포함하며, 상기 근적외선 필터 휠은 광원 램프로부터 발산되는 빛에서 근적외선 영역의 적외선을 분리하는 적어도 하나의 근적외선 필터(30)를 채널(25)에 구비하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 기존의 내시경 검사장치의 광원장치에도 큰 구조적 변경없이 쉽게 탈부착이 가능하므로 저렴한 비용으로 기존 전자 내시경 영상과 함께 더 효과적인 영상도 수신할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 근적외선을 이용하여 조직 검사를 하지 않고도 체내 조직 표면 및 일정 깊이의 조직까지도 이형성증과 같은 이상징후를 정확히 관찰할 수 있어서 피검사자의 고통 없이 간편하게 정확한 검사를 받을 수 있게 되어 암의 조기 발견 가능성을 향상시켜 조기 치료가 가능하게 하는 장점이 있다.
Description
본 발명은 인체 소화기관 내의 내시경 영상에서 이상부위 자동 검출을 위한 필터장치를 구비하는 내시경 검사장치에 관한 것으로서, 특히 체내 조직의 이형성증을 보다 정확히 확인하기 위한 육안 관찰 및 영상을 얻도록 근적외선 필터장치를 갖는 내시경 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 결장식장, 식도, 방광, 경부 및 경구암과 같은 가장 통상적인 형태의 상피성 암들중 일부는 검출가능한 이형성증이라고 불리우는 전암단계를 갖는데, 이러한 이형성증은 종양 유전자 및 종양 억제 유전자에서의 돌연변이의 연속적인 축적에 의해 특징되며, 이러한 이형성 변소의 절대 다수는 치료가능하므로 상피성 암의 예방 및 치료를 위하여 전암성 단계인 이형성증을 정확히 검출함으로써 암에 의한 사망률을 감소시킬 수 있는 바람직한 방법중에 하나이다.
이를 위한 종래 방법들중 하나는 내시경 검사장치를 이용하는 것으로, 도 1에 개략적으로 도시된 바와같이 일반적으로 상용되고 있는 전자 내시경은 영상을 유도하기 위한 광원과 컬러영상을 보내주기 위한 필터계가 광원장치(1)에 장착되어서 광섬유를 통하여 체내를 조명하게 되어 있고, 단말부의 영상센서(2)로부터 영상 신호를 받아들이며, 그러한 영상 신호를 처리장치(3)에서 처리하여 모니터(4)로 전송되며, 이렇게 보여지는 체내의 표면적인 선명한 컬러 영상으로부터 의사의 판단과 기준에 의하여 병변을 진단하게 됨으로써 조직검사의 가부를 판단하게 된다.
종래의 내시경 개발에 관한 연구는 영상의 양질의 선명도와 고해상도를 위한 연구가 주축으로 연구되어 왔으며, 받아들여진 영상에 있어서 RGB(Red, Green, Blue)의 영상신호로부터 여러 알고리즘을 적용한 소프트웨어적인 영상처리에 관한 연구와 개발이 이루어져오고 있다.
광원을 조절하여 조직의 이상부분 구별을 위한 장치는 조직의 형광 성질을 이용한 내시경의 연구 개발이 이루어져 있으며, 근자외선 차단 영역대의 광원을 체내에 투사하게 되면 체내 조직에서 형광을 하게 되는데 이상조직과 정상조직의 화학적 특성에 따라 형광의 차이를 보이며 이를 영상화함으로써 조직을 구분하게되어 있으나 자외선 차단을 사용하면 인체 조직이나 유전자 구조에 이상을 일으킬수 있는 위험을 갖게 된다.
근적외선이나 적외선을 이용한 조직 성분 분석은 내시경의 일반 검진으로 조직의 체취후 정밀 검사에 주로 사용되어 왔으며, 실시간으로 이상 유무 및 정도를 분석하는 시스템은 오랜 분석 시간과 고가의 비용이 들게 된다.
그러나, 이형성증은 일반적으로 폴립과 같은 육안으로 관찰할 수 있는 구조를 형성하지 않으며, 보통의 경우 암이 발병된 후에만 육안으로 관찰할 수 있어서 종래의 이러한 종래의 내시경 검사장치에 의한 이형성증의 검사는 대부분 조직 표면의 영상만을 볼 수 있게 되어 있어서 의사의 오진을 유발하는 문제가 있었다.
따라서, 암의 조기 진단 및 치료를 위한 이형성증의 보다 용이하게 정확한 검사를 위하여, 이형성증에 공통적으로 나타나는 핵 대 세포질의 비의 증가, 상피 세포 핵의 확대, 상피 세포의 증가된 수 및 층화의 특징들을 보다 쉽게 관찰할 수할 수 있도록 하여 암의 조기 진단 및 치료를 할 수 있게 하도록 환자의 고통과 고비용의 조직 검사를 하지 않고도 조직의 일정 깊이까지 육안으로 검사할 수 있는 방법 및 검사장치의 개발이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 내시경 검사장치의 문제점을 해소하기 위한 것으로 근적외선을 이용하여 상피 조직의 일정 깊이까지 보다 정확하고 그리고 간편하게 육안 관찰을 할 수 있도록 근적외선 필터장치를 광원장치에 구비하는 내시경 검사장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 종래 내시경의 광원장치에 장착이 용이하고, 기존의 하나의 광원으로부터 고해상도의 컬러 영상을 유지하면서 체내 조직의 이상부위를 보다 정확히 그리고 간편하게 판단할 수 있도록 근적외선 영역대의 영상을 위한 광을 분리할 수 있도록 근적외선 필터 휠을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내시경 검사장치는 내시경을 통하여 빛을 조사하는 광원장치와, 내시경에 의해 조사된 체내 조직으로부터 반사된 빛을 영상신호로 변환시키는 카메라, 그 영상신호를 디지털 신호로 변환하고 필요한 보정을 하는 영상처리장치 및 영상을 디스플레이하는 모니터를 포함하는 내시경 검사장치로서, 상기 광원장치는 제어부의 제어하에 모터로 구동되는 근적외선 필터 휠을 포함하며, 상기 근적외선 필터 휠은 광원 램프로부터 발산되는 빛에서 근적외선 영역의 적외선을 분리하는 적어도 하나의 근적외선 필터를 채널에 구비하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
상기 근적외선 필터는 광원으로부터의 빛에서 700 ~ 2500nm의 파장의 빛을 분리하며, 상기 구동모터는 서보모터이며, 펄스폭변조방법(PWM)에 의하여 정량 제어되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광원장치(10)가 근적외선 필터 휠을 내부에 채용하고 상부에 휠터 휠장치를 제어하기 위한 제어부한 광원장치(10)의 개략적인 사시도로서, 상부에 제어부(11)가 제공되어 있고, 도면의 간략화를 위하여 광섬유케이블(12)을 통해 광원이 전달되어 조사하는 내시경은 도시가 생략되어 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 근적외선 필터 휠(15)이 광원장치(10)에 장착된 구조가 도시되어 있으며, 상부의 제어부(11)에 제공되는 구동모터로서 예를들어 RC 서보모터(16)를 사용한다. 일반 직류 모터를 사용하면 정확한 각도제어를 이룰 수 없는 단점이 있으며, 정밀한 각도제어를 위해서는 부가적인 센서나 감속장치가 필요하다. 스텝모터는 정밀한 각도제어가 가능하나 부피가 커지며 작은 구동 토크를 가지게 된다. 따라서 소형이면서 파형변조방식으로 큰 구동 토크와 정확한 각도제어를 할 수 있는 RC 서보 모터가 바람직하다.
서보모터로부터 나온 구동력은 타이밍 풀리(17)와 타이밍 벨트(18)에 의해서 필터 휠(15)로 전달 된다. 서보모터의 구동 각도가 180도이므로 전달축의 구동 각도를 360ㅀ로 하기 위하여 구동축의 타이밍 풀리와 전달축의 타이밍 풀리의 지름 비율을 2:1로 설정하는 것이 바람직하다.
구동축과 전달축인 필터 휠의 중심축(20)을 지지하는 (도면의 간략화를 위해 생략된) 브라켓에 보조 동력전달 풀리(21)를 설치하여 구동축과 전달축의 사이에서 타이밍 벨트(18)의 인장력을 증가시켜 구동축의 전달 토크가 효율적으로 전달축에 전달할 수 있게 한다. 서보모터의 구동 제어는 제어부에 제공되는 원칩 마이콤을 이용하여 펄스폭변조방법(PWM)에 의하여 정량 제어한다.
빛은 파장대별로 구별하면 자외선(160 ~ 360nm), 가시광선(360 ~ 700nm), 적외선(700nm ~ 4000nm)로 구분되며, 적외선의 영역중에서 700 ~ 2500nm의 파장을 갖는 빛 혹은 에너지를 근적외선(NIR)이라 말하며 이 영역의 빛은 빛이 투사되는 물질의 이화학적 특성 및 성분에 따라 흡수, 투과, 반사율이 다르게 나타난다. 인체 내부의 피부 및 점막과 혈액에 관한 이화학적 특성은 근적외선 영역중에 700 ~ 1100nm에서 나타나게 되며, 소화기관 내부의 손상 및 종양, 출혈 등은 해당 영역의 빛이 투사되었을 때 빛에 의한 반사량이 정상부위와 구별되어 나타난다. 또한, 근적외선은 상피 표면으로부터 10 mm 정도의 침투 특성이 있다.
본 발명에 따라, 필터 휠(15)은 총 5개의 채널(25)을 가지며 알맞은 필터를 선택하여 탈부착이 용이하도록 되어 있다. 특정 영역의 근적외선 영역(700~1100nm)의 광을 투사하기 위하여 회전하면서 광원의 광축과 일치할 수 있도록 4개의 근적외선 필터(30)를 각각의 채널에 장착하고, 종래의 사용되고 있는 일반적인 컬러 영상을 수신 할 수 있도록 필터처리를 하지 않은 채널을 1개 사용하였다.
광원으로부터 필터를 통과한 빛을 집광하기 위하여 볼록 렌즈(31,32,33)들이 배치되어 광섬유 케이블(12)을 통해 케이블의 단부에 장착되는 (도면에 도시하지 않은 통상적인) 내시경을 통해 체내 조직에 조사된다.
따라서, 본 발명에 따라 예를들어 제놈 램프와 같은 광원으로부터 근적외선 필터를 통해 근적외선을 내시경을 통해 관찰하고자 하는 상피에 조사하여 반사되는 빛의 양을 영상센서(CCD)로 수신하여 조직 표면 뿐만 아니라 일정 깊이의 부위까지 조직 상태를 간편하게 관찰할 수 있으므로, 이형성증에 공통적으로 나타나는 핵 대 세포질의 비의 증가, 상피 세포 핵의 확대, 상피 세포의 증가된 수 및 층화의 특징들의 존재 여부를 보다 정확하고 쉽게 확인할 수 있고 이에 따라 암의 조기 진단 치료를 할 수 있게 된다.
도 4와 도 5에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 근적외선 필터 휠(15)을 종래의 광원장치에서 사용되던 자외선 차단 필터 휠(50)과 함께 장착하여 기존의 자외선 차단 필터와 근적외선 필터를 함께 사용함으로써 보다 선명하고 칼라로 영상을 볼 수 있게 하는 것이 바람직하다. 도면에서 부호 51은 광원부이며, 부호 52는 종래 자외선 차단 필터 휠(50)을 구동하기 위한 모터로서 축단부에 베벨기어가 장착되어 있다. 또한, 부호 60은 통상적으로 칼라 영상을 얻기 위해 제공되는 CMY 컬러 필터이다.
본 발명에 따라 근적외선 필터들을 구비하는 필터 휠 장치는 기존의 내시경 검사장치의 광원장치에도 큰 구조적 변경없이 쉽게 탈부착이 가능하므로 저렴한 비용으로 기존 전자 내시경 영상과 함께 더 효과적인 영상도 수신할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 본 발명에 따라 근적외선을 이용하여 조직 검사를 하지 않고도 체내 조직 표면 및 일정 깊이의 조직까지도 이형성증과 같은 이상징후를 정확히 관찰할 수 있어서 피검사자의 고통 없이 간편하게 정확한 검사를 받을 수 있게 되어 암의 조기 발견 가능성을 향상시켜 조기 치료가 가능하게 하는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 근적외선 필터 휠장치를 채용한 내시경 검사장치를 이용하여 내시경 검진이 1차 진료 수단으로 그치지 않고 2차 및 3차 진료까지 가능하게 하여, 환자의 진료비 부담을 줄이고 의사 및 검사자의 시간 및 노동력을 감소시켜 부가가치를 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 근적외선 필터장치를 적용할 내시경 검사장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 근적외선 필터장치가 채용되는 광원장치의 사시도.
도 3은 도 2의 광원장치에 적용한 본 발명의 근적외선 필터장치의 개략적인 사시도.
도 4는 종래의 자외선 차단 차단 필터 휠 장치와 함께 본 발명의 근적외선 필터장치를 적용한 필터장치의 개략적인 사시도.
도 5는 도 4의 필터장치의 측면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 그릴 본체 11 : 그릴 장식부
12 : 하부 커버 13 : 상부 커버
14 : 돌출부 16, 20 : 홀
17 : 돌기 21 : 보스
22 : 가이드 돌기 23 : 가이드 홀
Claims (5)
- 내시경을 통하여 빛을 조사하는 광원장치와, 내시경에 의해 조사된 체내 조직으로부터 반사된 빛을 영상신호로 변환시키는 카메라, 그 영상신호를 디지털 신호로 변환하고 필요한 보정을 하는 영상처리장치 및 영상을 디스플레이하는 모니터를 포함하는 내시경 검사장치에 있어서, 상기 광원장치(10)는 제어부(11)의 제어하에 모터로 구동되는 근적외선 필터 휠(15)을 포함하며, 상기 근적외선 필터 휠은 광원 램프로부터 발산되는 빛에서 근적외선 영역의 적외선을 분리하는 적어도 하나의 근적외선 필터(30)를 채널(25)에 구비하는 것을 특징으로 하는 내시경 검사장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 근적외선 필터는 광원으로부터의 빛에서 700 ~ 2500nm의 파장의 빛을 분리하여 조사하는 것을 특징으로 하는 내시경 검사장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 구동모터는 서보모터이며, 펄스폭변조방법(PWM)에 의하여 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 내시경 검사장치.
- 광원으로부터의 광을 필터를 통해 필요 파장 영역을 분리하여 내시경을 통해 조사하는 내시경 검사장치용 광원장치에 있어서, 광원 램프로부터 발산되는 빛에서 근적외선 영역의 적외선을 분리하는 적어도 하나의 근적외선 필터(30)를 채널(25)에 구비하는 근적외선 필터 휠(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경 검사장치용 광원장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 근적외선 필터 휠(15)의 필터(30)는 광원으로부터의 빛에서 700 ~ 2500nm의 파장의 빛을 분리하며, 제어부(11)의 제어하에 모터로 구동되는 것을 특징으로 하는 내시경 검사장치용 광원장치.
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| KR20050113442A true KR20050113442A (ko) | 2005-12-02 |
Family
ID=37288056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040038619A KR20050113442A (ko) | 2004-05-29 | 2004-05-29 | 내시경 영상에서 이상부위 검출을 위한 근적외선필터장치를 이용한 내시경 검사장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050113442A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385743B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2014-04-18 | 주식회사 엠디텍 | 수술 영상의 실시간 시각적 노이즈 자동 제거 장치, 방법 및 시스템 |
| US10591714B2 (en) | 2016-09-07 | 2020-03-17 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Endoscopic apparatus for thermal distribution monitoring |
-
2004
- 2004-05-29 KR KR1020040038619A patent/KR20050113442A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385743B1 (ko) * | 2013-07-08 | 2014-04-18 | 주식회사 엠디텍 | 수술 영상의 실시간 시각적 노이즈 자동 제거 장치, 방법 및 시스템 |
| WO2015005623A1 (ko) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 인하대학교 산학협력단 | 수술 영상의 실시간 시각적 노이즈 자동 제거 장치, 방법 및 시스템 |
| US10591714B2 (en) | 2016-09-07 | 2020-03-17 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Endoscopic apparatus for thermal distribution monitoring |
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