KR20080033677A

KR20080033677A - 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및그 제어방법

Info

Publication number: KR20080033677A
Application number: KR1020060099636A
Authority: KR
Inventors: 조진호; 이정현
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-17
Also published as: KR100846565B1

Abstract

본 발명은 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것으로, 조명용의 LED와; 상기 LED에 의한 조명을 이용하여 이미지를 획득하는 이미지 센서와; 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제어부와; 상기 내시경 캡슐에 전원을 공급하는 전원 전지와; 상기 제어부의 제어를 받아 획득된 영상을 체외로 전송하는 송신부와; 상기 내시경 캡슐의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 장전도 신호 측정 전극;와 내시경 캡슐의 외부에 공기주머니 형태의 튜브로 구성된 장 수축력 측정용 튜브을 포함하여 구성된 것이다. 본 발명에 의하면, 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰할 수 있다.

영상전송, 이동속도, 내시경 캡슐, 장전도 신호, 반전지 전위

Description

영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법{Apparatus and control method for endoscope capsule that capsule movement velocity is linked with image transmission velocity}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에서 내시경 캡슐에 장전도 신호 측정 전극을 장착한 예를 보인 도면이다.

도 3은 도 1에서 제어부와 그 주변 블록의 상세블록도이다.

도 4는 도 3에서 신호 처리부의 상세블록도이다.

도 5는 도 1의 일 제작예를 보인 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법을 보인 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 이해를 위한 장전도 신호와 장 수축력을 보인 그래프이다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 이해를 위한 것으로서 소장과 대장에서의 캡슐의 이동속도에 따른 획득 신호의 예를 보인 그래프이다.

도 9는 본 발명의 이해를 위해 위, 소장, 대장에서의 장전도 신호를 비교한 그래프이다.

도 10a와 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 사시도와 단면도이다.

도 11a와 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법을 보인 흐름도이다.

도 12a는 도 10 및 도 11에 의해 캡슐 이동시 시간에 따른 장관벽의 수축력 변화를 보인 그래프이고, 도 12b는 장관벽의 수축력과 수축 주기와 캡슐의 이동 속도와의 관계를 보인 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 내시경 캡슐 200 : LED

300 : 이미지 센서 400 : 제어부

410 : 신호 처리부 411 : 계측 증폭기

412 : 주 증폭기 413 : 직류 제거부

414 : 저주파 여파기 415 : 60Hz 제거기

417 : 입력 신호 418 : 출력 신호

420 : 생체신호 저장부 430 : 이동속도 판단부

440 : 캡슐 제어부 450 : 이미지 센서 제어부

460 : 영상 획득부 470 : 디코더/송신기

500 : 전원 전지 600 : 송신부

700 : 안테나 800 : 장전도 신호 측정 전극

910 : 장 수축력 측정용 튜브 920 : 압력 센서

930 : 압력 전달관

본 발명은 내시경 캡슐에 관한 것으로, 특히 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위(half cell potential)의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰하기에 적당하도록 한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 내시경은 내장장기 또는 체강 내부를 직접 볼 수 있게 만든 의료기구이다. 이러한 내시경은 소화기관 전반 (식도, 위, 직장, 항문 등)의 질병을 확인하기 위한 필수적인 의료기이다.

그래서 종래의 전자 내시경은 그 검사 범위가 최대 1m 30cm 정도로 구강을 통해서는 십이지장 근처까지 검사가 가능하며 항문을 통한 검사는 피검사 대상자의 대장 구조와 내시경 시술자의 숙련도에 따라 검사범위의 개인 별 편차가 매우 크며 검사에 따른 피검사 대상자의 고통과 거부감이 매우 크다.

상기와 같은 단점을 해결하고 검사 대상 범위를 넓히고 검사 대상자에 따른 검사상의 편차를 줄이기 위한 방법으로 캡슐형 내시경이 개발되었다.

캡슐형 내시경은 캡슐 내부에 영상획득을 위한 이미지센서를 내장하고 식도 에서부터 소화기관의 연동운동에 따라 음식물과 같은 원리로 위장과 소장, 대장 등을 거치면서 소화기 내부의 영상을 수집하는 장치로 상기와 같은 전자 내시경 시술에서의 환자의 고통이나 거부감을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 지금까지 상업적으로 구현 된 캡슐형 내시경의 경우 이동기능을 갖추고 있지 못하여 음식물과 같은 속도로 내장을 이동함으로 검사시간이 매우 오래 걸리며 캡슐의 이동속도와 관계없이 일정한 시간에 한 번씩 반복적으로 영상을 촬영함으로 캡슐의 이동속도가 느린 구간에서도 많은 영상이 중복적으로 수집되는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 캡슐의 이동속도가 느려서 식도에서부터 소장의 전부 또는 일부 정도까지만 촬영이 가능할 뿐 소장에 비해 질병의 발병 비율이 월등히 높은 대장은 거의 촬영하지 못한다.

이러한 단점을 극복하기 위해 캡슐에 이동기능을 부여하려는 발명이 이어지고 있으나, 이들 대부분은 기계적인 동작으로 인해 많은 전력을 소모하며 기구물의 크기가 커서 캡슐의 크기가 비대해 지는 단점이 있어 실현이 매우 불투명한 실정이다. 또한 상기의 방법 이외에도 외부에서의 통신을 이용해 캡슐의 전원을 제어하여 원하는 부분에서만 영상을 촬영하는 기법도 개발되어 있으나, 각 장기별로 캡슐의 이동속도는 개인차가 매우 크므로 이 방법의 경우에도 소화기 전문의가 주기적으로 캡슐을 켜서 캡슐의 위치를 확인해야 한다는 단점 때문에 실용성이 없다.

상기와 같이 내시경 캡슐이 위치하는 장기를 확인하는 방법과 내시경 캡슐의 전원을 보존하여 대장을 관찰하고자한 종래의 특허 및 실용신안은 아래와 같다.

- 특허 등록번호 10-0399572 양방향 통신 텔레메트리 캡슐

- 특허 출원번호 10-2004-0051494 정보 수집용 능동 캡슐형 내시경

- 특허 출원번호 10-2004-0026716 자장을 이용하는 캡슐형 내시경 제어장치

- 특허 등록번호 10-0437262 장내부 검사용 스마트 캡슐의 공간 이동 장치

상기의 특허 중 대한민국(경북대 총장)이 획득한 "양방향 통신 텔레메트리 캡슐"(등록번호 10-0399572)은 체외의 제어부에서 무선 통신 이용하여 캡슐의 전원의 켜짐과 꺼짐을 조절함으로써 캡슐의 전원을 절약하는 효과를 낼 수는 있지만, 상기 특허의 요지는 양방향으로 제어 가능한 구조를 제시했을 뿐 영상의 전달 속도를 자율적으로 조절할 수 있게 하는 것은 아니다. 즉, 영상 획득목적으로 사용할 경우 주기적으로 캡슐의 전원을 켜서 캡슐이 위치하고 있는 장기를 소화기 전문의가 획득된 영상으로부터 판별하여 캡슐의 동작을 제어해야하는 어려움이 있다.

또한 한국과학기술원이 출원한 "정보 수집용 능동 캡슐형 내시경(출원번호 10-2004-0051494)"의 경우에는 소화관내 압력을 이용해서 캡슐의 위치 장기를 판별하고 있지만 장내 압력에 대한 개인적인 편차가 심하여 판별 알고리즘의 자동적인 인식에 의한 캡슐의 동작 제어가 힘들다. 또한 상기 특허에서 제안한 방법은 장내부의 압력이 위치마다 다를 것이라는 가정에 입각하여 제안된 시스템이지만, 실제로 장 내부는 액체가 아니면 가스로 차있어 장 어느 한쪽 위치가 압축되면 그 압력이 이른바 파스칼의 원리에 의하여 여러 방향으로 공히 비슷하게 압력이 미치기 때문에 압력센서에 의한 장의 위치나 장의 이동성 판단은 부정확 하다는 문제점이 있다. 즉 장내부의 압력은 위치별 장의 운동과 장의 수축력을 그대로 반영하고 있지 못하다.

또한 아이쓰리시스템 주식회사가 출원한 "자장을 이용하는 캡슐형 내시경 제어장치"(출원번호 10-2004-0026716)의 경우에는 자장을 이용하여 장내부의 캡슐을 제어하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이는 이 특허 보다 먼저 대한민국(경북대총장)이 등록한 특허의 경우와 아이디어가 동일한 체외 제어에 의한 캡슐의 제어를 이용하는 방식으로 상기의 설명과 같은 불편함이 존재할 뿐만 아니라, 전자장과 같이 방향성이 존재하는 통신 매체를 사용함으로 캡슐이 인체 내부에 위치하고 있는 방향에 따라 제어의 가능 여부가 불투명한 단점이 있으며, 이 역시 영상 전송 속도를 자율적으로 제어하는 방법과는 무관하다.

또한 한국과학기술원의 "장내부 검사용 스마트 캡슐의 공간 이동 장치"(등록번호 10-0437262)의 경우에는 캡슐의 이동과 자세제어 등의 기술을 포함하고 있으나 이동 기능 등을 위한 기계장치를 구동하기 위해서는 큰 전압이나 전류가 필요하므로 인체 내에서의 안전성에 관한 문제가 있으며 특히, 소형 전지로 구동되는 캡슐형 내시경의 특성상 이동기의 과도한 전력사용으로 인해 캡슐의 동작시간이 현저히 짧아져 장전체를 관찰하는 캡슐의 구현 가능성이 불투명하다. 또한 현재 발표되고 있는 여러 논문들을 참조할 때 상기와 같은 캡슐의 이동기능은 소형화가 어렵거나 캡슐에 내장되는 전지로는 구동이 불가능한 것으로 알려져 있다.

상기와 같이 등록 또는 출원된 특허 중에서 캡슐이 위치한 장기를 자동적으로 판별하고, 이에 따른 캡슐의 동작을 자동적으로 제어하기 위한 기술을 구현하는 방식을 제시한 것은 아직 없다.

또한 해외의 상기와 관련된 해외 특허 출원 사항은 다음과 같다.

- US 7,009,643 B2 DEVICE FOR IN-VIVO IMAGING

- US 7,032,600 B2 METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING A POSTION, POSITION MEASURING DEVICE, AND AN IN VIVO RADIO DEVICE

- US 7,039,453 B2 MINIATURE INGESTIBLE CAPSULE

- US 6,944,316 B2 MOTILITY ANALYSIS WITHIN A GASTOINTESTINAL TRACT

- US 7,022,067 B2 SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING IN VIVO CAMERA CAPTURE AND DISPLAY RATE

J. Iddan 등이 출원한 US 특허 7,009,643은 캡슐형 내시경에 관한 특허로서 균일한 영상 전송 속도를 유지하는 캡슐에 관한 것이며, A. Fukuda 등이 출원한 US 특허 7,032,600은 체내에서 전송된 RF 신호를 이용하여 체외에서 이를 삼차원 측정 하여 캡슐의 위치를 검출하는 것에 관한 특허이다.

Tarun Mullick 등이 출원한 US 특허 7,039,453은 캡슐내부의 캡슐 자세 검출기를 이용하여 캡슐의 이동 궤적을 추적하는 것에 관한 특허이며, Arkadyh Glukhovsky 등이 출원한 US 특허 6,944,316은 수집된 장내 영상으로부터 각 영상의 밝기차를 구해 이를 이용하여 장의 운동성을 측정하는 것에 관한 특허이고, Arkady Glukhovsky와 Doron Adler등이 출원한 US 특허 7,022,067은 영상 수집 속도와 영상 디스플레이 속도의 제어에 관한 특허이나, 상기 특허에서는 캡슐 내부에 다양한 센서 장치를 구비하여 가속도 등 물리적인 변화량을 측정하거나 수집된 영상의 변화 를 이용하여 영상 수집 속도를 제어하는 척도로 사용한다.

또한 상기의 US 특허 7,022,067은 장의 운동성을 판별하여 이를 영상 수집 속도의 제어 척도로 사용하고 있다. 그러나, 장의 운동은 연동 운동과 분절운동으로 구분되며 연동운동의 경우 캡슐의 이동속도와 운동성이 직접적으로 연관되지만 분절운동에 경우에는 그러하지 못하다. 따라서, 캡슐 내에 위치하는 물리적 센서의 경우에는 분절 운동과 연동운동에 의한 움직임을 구별할 수 없는 한계를 가지게 된다.

또한 캡슐의 크기나 무게 등에 따라 장의 운동성에 대한 캡슐의 이동속도의 상관관계가 명확하지 않은 문제점이 있어 상기 US 특허 7,022,067은 캡슐의 직접적인 이동속도를 측정하지 못하는 단점이 있다.

상기의 국외 출원 특허 중에서 본 특허의 주요 기술인 장의 전기 생리학적인 특성과 전극의 반전지 전위 특성을 이용하여 캡슐의 이동속도를 측정하고 이를 영상 수집 속도의 제어 척도로 사용하는 것은 없다.

상기 종래의 발명을 사용해 현재 제품화 된 이스라엘의 Given Imaging사의 제품 M2A 캡슐형 내시경의 경우 초당 2장의 영상을 촬영하며 전체 동작시간은 최대 8시간이다. 일반적으로 사람의 소화시간은 10시간에서 최대 3일 이상까지 걸리는데, 상기의 8시간의 동작시간은 일반적으로 소장의 일부 또는 전체만이 촬영이 가능하며 대장을 촬영할 수 없다. 이와 같은 8시간 동작제한은 캡슐내부의 전원전지의 용량한계에 의한 것으로 M2A의 경우 내부 전원전지의 용량은 60mAh로 8시간 동작의 경우 영상을 57,600장 얻을 수 있다. 일반적으로 사람의 소장 길이는 6 ~ 7m 이므로, 7미터로 가정할 경우 약 0.12mm 마다 영상을 한 장 얻는 것이 된다. 그러나 캡슐은 음식물과 같은 원리로 이동되므로 이동속도가 일정하지 않고, 그 결과 이동이 느린 경우에는 중복 영상을 계속 촬영하여 불필요한 전원을 소비하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰할 수 있는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐은,

조명용의 LED와; 상기 LED에 의한 조명을 이용하여 이미지를 획득하는 이미지 센서와; 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제어부와; 상기 내시경 캡슐에 전원을 공급하는 전원 전지와; 상기 제어부의 제어를 받아 획득된 영상을 체외로 전송하는 송신부와; 상기 내시경 캡슐의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 장전도 신호 측정 전극;을 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법은,

내시경 캡슐의 제어부에서 장전도 신호, 반전지 전위 값 중에서 하나 이상의 변화를 측정하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 측정된 결과를 이용하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 판단하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서의 이동속도 판단 결과에 따라 상기 내시경 캡슐의 동작을 제어하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제 3 단계;를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명, 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에서 내시경 캡슐에 장전도 신호 측정 전극을 장착한 예를 보인 도면이며, 도 3은 도 1에서 제어부와 그 주변 블록의 상세블록도이고, 도 4는 도 3에서 신호 처리부의 상세블록도이며, 도 5는 도 1의 일 제작예를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 조명용의 LED(200)와; 상기 LED(200)에 의한 조명을 이용하여 이미지를 획득하는 이미지 센서(300)와; 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도 를 제어하는 제어부(400)와; 상기 내시경 캡슐(100)에 전원을 공급하는 전원 전지(500)와; 상기 제어부(400)의 제어를 받아 획득된 영상을 체외로 전송하는 송신부(600)와; 상기 송신부(600)와 연결된 안테나(700)와; 상기 내시경 캡슐(100)의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 제어부(400)로 전달하는 장전도 신호 측정 전극(800);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 송신부는, 유선 또는 무선 통신 방식으로 획득된 영상을 체외로 전송 가능하고, 특히 무선 통신 방식으로 전송하는 경우, 그 송신부에 연결된 안테나를 통하여 전송하게 된다.

상기 제어부(400)는, 상기 장전도 신호 측정 전극(800)을 이용하여 장전도 신호 및 반전지 전위값의 변화를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(400)는, 장전도 신호와 반전지 전위 값을 동시 또는 개별적으로 이용하여 캡슐의 이동 속도를 판별하여 이동속도에 감응하여 상기 이미지 센서(300)를 통한 영상의 촬영 간격을 자동적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(400)는, 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하고, 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐(100)의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(400)는, 아날로그와 디지털 회로가 모두 내장된 ASIC(Applicable Specific Integrated Circuit) 칩으로 구성된 것을 특징으로 한 다.

상기 제어부(400)는, 상기 장전도 신호 측정 전극(800)에서 측정된 장전도 신호를 입력받아 처리하는 신호 처리부(410)와; 상기 신호 처리부(410)와 연결되어 상기 장전도 신호 측정 전극(800)에서 측정된 장전도 신호를 저장하는 생체신호 저장부(420)와; 상기 신호 처리부(410)에서 처리된 신호를 입력받고 영상 획득부(460)를 통해 상기 이미지 센서(300)의 영상을 입력받아 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 판단하는 이동속도 판단부(430)와; 상기 이동속도 판단부(430)에서의 판단결과에 따라 상기 내시경 캡슐(100)의 동작을 제어하는 캡슐 제어부(440)와; 상기 캡슐 제어부(440)의 제어에 따라 상기 이미지 센서(300)의 동작을 제어하는 이미지 센서 제어부(450)와; 상기 이미지 센서(300)로부터 영상을 획득하여 상기 이동속도 판단부(430)로 전송하는 영상 획득부(430);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 신호 처리부(410)는, 차동 입력을 통하여 복수개의 상기 장전도 신호 측정 전극(800)으로부터 장전도 신호와 반전지 전위 값을 입력받아 주 증폭기(412)로 전달하는 계측 증폭기(411)와; 상기 계측 증폭기(411)로부터 전달받아 측정 신호를 증폭하는 주 증폭기(412)와; 상기 주 증폭기(412)의 출력으로부터 직류 신호를 선별하여 상기 주 증폭기(412)의 입력으로 되먹임하는 직류 제거부(503);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 신호 처리부(410)는, 상기 직류 제거부(503)의 출력에 대해 저주파 여파를 수행하는 저주파 여파기(414)와; 상기 저주파 여파기(414)의 출력에 대해 60Hz 제거를 수행하여 출력시키는 60Hz 제거기(415);를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이에 도시된 바와 같이, 내시경 캡슐(100)의 제어부(400)에서 장전도 신호, 반전지 전위 값 중에서 하나 이상의 변화를 측정하는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계에서 측정된 결과를 이용하여 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 판단하는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계에서의 이동속도 판단 결과에 따라 상기 내시경 캡슐(100)의 동작을 제어하여 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제 3 단계(ST3 ~ ST5);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 3 단계는, 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 판별하는 제 11 단계(ST3)와; 상기 제 11 단계에서 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면, 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하는 제 12 단계(ST4)와; 상기 제 11 단계에서 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐(100)의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 제 13 단계(ST5);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 도 7은 본 발명의 이해를 위한 장전도 신호와 장 수축력을 보인 그래프이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 이해를 위한 것으로서 소장과 대장에서의 캡 슐의 이동속도에 따른 획득 신호의 예를 보인 그래프이며, 도 9는 본 발명의 이해를 위해 위, 소장, 대장에서의 장전도 신호를 비교한 그래프이다.

그래서 캡슐(100)이 연동운동에 의해 이동할 경우에는 전극 (800)에서의 획득전압의 크기가 도 8a 내지 도 8c에 나타낸 것과 같이 캡슐 정지기에 비해 전압의 크기가 크며 이동속도에 따라 전극 획득 전압의 값이 서로 다른 차이가 남으로 이를 이용하여 캡슐(100)의 이동 속도를 판별 할 수 있으며 측정 신호의 장전도 신호의 주기로부터 캡슐(100)의 위치 장기의 판별까지도 가능하다.

이에 도시된 바와 같이, 이미지를 획득하는 이미지 센서(300)와; 내시경 캡슐(100)의 외부에 공기주머니 형태의 튜브로 구성된 장 수축력 측정용 튜브(910)와; 상기 장 수축력 측정용 튜브(910)의 압력 변화를 센서에 전달하는 압력 전달 관 (930)과; 상기 압력 전달 관 (930)을 통해 전달된 압력을 감지하는 압력센서(920)와; 상기 압력센서(920)에서 감지된 압력변화에 의해 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하며, 체외로의 신호송신을 수행하는 디코더/송신기(470)와; 상기 내시경 캡슐(100)에 전원을 공급하는 전원 전지(500)와; 상기 디코더/송신기(470)와 연결된 안테나(700)와; 상기 내시경 캡슐(100)의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 디코더/송신기(470)로 전달하는 장전도 신호 측정 전극(800);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 장 수축력 측정용 튜브(910)는, 실리콘, 테프론, 고무 중에서 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 디코더/송신기(470)는, 유선 또는 무선 통신 방식으로 획득된 영상을 체외로 전송 가능하는 것을 특징으로 한다.

도 11a와 11b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 내시경 캡슐(100)의 디코더/송신기(470)에서 장 수축력 측정용 튜브(910)의 압력 변화를 압력센서(920)를 통해 측정하는 제 21 단계(ST11)와; 상기 제 21 단계에서 측정된 결과를 이용하여 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 판단하는 제 22 단계(ST12)와; 상기 제 22 단계에서의 이동속도 판단 결과에 따라 상기 내시경 캡슐(100)의 동작을 제어하여 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제 23 단계(ST13 ~ ST15);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 23 단계는, 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도를 판별하는 제 31 단계(ST13)와; 상기 제 31 단계에서 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면, 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하는 제 32 단계(ST14)와; 상기 제 31 단계에서 상기 내시경 캡슐(100)의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서(300)로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐(100)의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 제 33 단계(ST15);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 11b는 상기 장전도 신호와 반전지 전워 측정및 장수축 압력 변화를 측정하여 이들 세 가지 정보로부터 영상 전송이 장운동에 관계되는 본 발명의 다른 실시예이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명은 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰하고자 한 것이다. 이는 영상 획득시 거리에 따른 전원의 소비를 일정하게 하는 방안 이기 때문에 장의 움직임이 없어 내시경 캡슐이 정지된 경우에도 영상이 중복 전송되어 전원이 소비될 수밖에 없는 종래 캡슐형 내시경의 문제점을 해소할 수 있도록 가장 실제적으로 구현 가능한 방안이다.

기존 캡슐형 내시경은 유선 내시경에 비해 검사 시 환자의 고통과 거부감을 감소시키고 유선 내시경으로 검사가 어려운 소장을 검사할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 현재까지 개발된 캡슐 내시경은 검사대상자가 캡슐을 삼키기 전에 전원을 켜서 전원이 완전히 소모 될 때까지 일정한 속도로 소화기관 내부의 영상을 체외로 전송한다. 상기와 같은 방식의 동작은 캡슐이 장의 연동운동에 따라 음식물과 같은 원리로 이동함으로 그 이동시간이 매우 길어 대장을 통과하여 항문을 통행 배출될 때까지 최소 10시간, 평균 18시간 이상이 소모된다. 상기와 같은 이유로 인하여 현재의 고정 프레임 캡슐내시경은 그 전원 전지의 수명이 캡슐의 동작이 시작된 시점에서부터 약 8시간임으로 어떤 경우에는 소장의 전체를 관찰하기에도 부족하며 상부 대장의 관찰은 매우 힘든 실정이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 캡슐에서는 외피에 센싱(sensing)용 전극을 부착하여 장관과 전극의 접촉에 의해 발생하는 반전지전위와 장전도(electro-gastrogram, EGG)신호로부터 장의 연동운동에 의한 캡슐의 이동속도를 자동으로 판별한다. 이렇게 획득된 장의 운동 정보를 이용하여 장의 연동 운동이 현저히 감소하여 캡슐의 이동속도가 둔화된 경우에는 영상의 전송 프레임수를 줄여 전원소모를 억제하고 장의 운동이 활성화 되어 캡슐의 이동속도가 증가할 시에는 영상전송 프레임수를 캡슐의 속도에 알맞게 증가시킨다. 이로써 기존 캡슐이 고정된 프레임 수의 영상을 획득하여 체외로 전송할 때 발생하는 불필요한 캡슐 내장 배터리의 소모를 해소하며 일정 시간간격 대신 일정 이동 간격에 따른 영상 획득을 가능하게 하며, 용량이 제한된 내장 배터리만으로 소장과 대장의 전체의 촬영을 가능하게 할 수 있는 장치를 제공하며, 이를 위한 캡슐형 내시경 시스템과 상기 시스템을 위한 전극, 신호처리, 판별 알고리즘을 발명하였다.

이러한 본 발명의 구성 및 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명에서는 생체 내부에서의 장전도 신호와 캡슐 외피에 부착된 전극과 장관 벽 사이에 발생하는 반전지 전위를 비 침습적으로 측정 하여 이를 장운동과 캡슐 이동속도의 판단 근거로 활용한다.

장 전도신호는 장벽을 구성하고 있는 근육 층의 전기적 활동을 측정한 신호로 일반적으로 도 7에서와 같이 서파와 가시파로 구성되며, 가시파가 활발하게 나타날수록 장 근육의 운동이 활발하다. 상기 도 7과 같은 신호는 장의 근육이 운동할 때만 나타나는 신호이고, 이를 제곱해서 적분하면 장이 일으킨 운동에너지와 1차 비례하고 장의 운동상태를 정확히 반영하는 신호라는 것이 의학 생리학적으로 알려져 있다.

또한 장근육의 움직임으로 인해 장근육과 전극의 접촉부분의 접촉상태가 변화하게 되어 반전지전위의 값 또한 활발하게 바뀌게 된다. 이 반전지 전위(half-cell potential)는 일반적으로 금속전극을 전해액 속에 담글 때 전해액과 전극 사이에 발생되는 수십에서 수 백 mV 정도의 전위로서 20 mV 미만인 통상적인 생체전위 보다는 큰 값을 갖는다. 동일한 금속 전극이 쌍으로 전해액 내부에 담겨져 움직 이지 않을 경우에 외부에서 전극회로 쪽으로 들여다보았을 때의 두 반전지의 극성 방향이 + -, - + 혹은 - +, + - 로 서로 상쇄되어 합이 0 으로 되어 나타나지 않는다. 그러나 캡슐형 내시경 외피에 두 개의 동일한 전극이 장 내부의 소화액에 닿아서 움직일 때는 두 전극에서 각기 발생하는 반전지 전위의 값이 서로 다르게 변화하여 상쇄되지 못하므로 외부에서 반전지 전위의 불평형에 의한 전압이 발생하게 된다. 일반 생체 신호 측정에서는 이 전압이 피해야 할 골치 꺼리이지만 본 발명에서는 오히려 이를 장의 움직임 상태를 반영하는 검출 인자의 한가지로써 응용한 것이다.

본 발명에서는 이러한 반전지 전위와 장전도 신호를 측정하기 위한 전극과 측정 회로를 제안하며 이로부터 측정된 장전도 신호와 반전위 신호의 변화를 동시 또는 개별적으로 이용하여 장내부에서의 캡슐의 이동속도를 자동적으로 판별하여 캡슐의 동작을 자동으로 제어하는 알고리즘과 캡슐의 이동속도에 따라 영상의 획득 속도를 조절하여 균등한 간격의 영상을 얻어 불필요한 영상의 획득 방지와 불필요한 영상획득에 따른 전원의 고갈을 방지하는 방법을 제안한다. 또한, 장전도 신호의 특징을 이용하여 각 장기에서의 장전도 신호의 차이를 이용하여 캡슐이 위치하고 있는 장기를 판별하고 원하는 장기에서만 촬영을 수행 할 수 있도록 한다.

그래서 본 발명은 내시경 캡슐(100)의 외피에 측정용 전극(800)을 구비한 도 1과 같은 구조를 가지는 캡슐을 이용하여 사용자가 미리 설정한 장기에서의 영상을 캡슐의 이동속도에 맞추어 획득하는 기능에 의해 전 소화기관을 관찰하는 장치를 구현 할 수 있다.

그리고 캡슐(100)의 외피에 사용 되는 전극의 형태는 도 2a 내지 도 2c에서와 같이 다양한 형태가 사용될 수 있다. 상기와 같은 전극(800)은 장내부 점막으로부터 장전도 신호를 수집하는 데 이용되며, 장전도의 경우 여타의 생체 신호와 마찬가지로 측정점 사이의 전위의 차이를 측정하는 방식이므로 측정 전극 사이의 거리가 멀면 멀수록 큰 진폭을 가지는 신호가 검출되지만, 크기의 제한이 있는 캡슐형 무선 내시경과 같이 가까운 거리의 전극 배치에서 장전도 신호를 측정하기 위해서는 전극의 배치와 측정된 신호를 처리하는 신호 처리부(410)가 매우 중요하다.

내시경 캡슐(100)에 사용되는 전극(800)은 인체에 무해하면서도 전기전도도가 높은 재질이여야 하므로, 일반적으로 백금전극이 사용되며 상기 전극(800)은 캡슐(100)의 외피에 턱이 생기지 않도록 부착하여 장막에 손상을 주지 않으면서 캡슐이 원활하게 이동할 수 있도록 해야 한다.

또한 상기와 같은 캡슐(100)에서 캡슐(100)의 이동속도를 판별하는 제어부(400)는 도 3에서와 같이 두 개 이상 복수 개의 전극(800)으로부터 획득한 신호를 신호 처리부(410)에서 증폭하고 여과하여 이동속도 판단부(430)에 전달한다.

또한 신호 처리부(410)는 도 4에서와 같이 계측 증폭기(411)와 주 증폭기(412), 직류 제거부(413), 저주파 여파기(414), 60Hz 제거기(415)로 구성되며, 저주파 여파기(414)와 60Hz 제거기(415) 부분은 생략된 형태로도 사용이 가능하다. 상기의 계측 증폭기(411)는 차동입력을 통하여 복수개의 전극(800)으로부터 장전도 신호와 반전지 전위 값을 입력받아 주 증폭기(412)로 전달하고, 주 증폭기(412)에서는 미약한 측정 신호를 증폭한다. 이때, 입력되는 신호(416)는 매우 낮은 주파수 의 신호이므로 주 증폭기(412)는 거의 직류영역까지 증폭하는 특성을 갖추어야 하며, 직류가 증폭될 경우 주 증폭기(412)가 포화될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 주 증폭기(412)의 출력으로부터 직류신호를 선별하여 입력으로 피드백(Feedback) 하는 직류 제거부(413)가 필요하다. 저주파 여파기(414)와 60Hz 제거기(415)의 경우 주 증폭기(412)에서 대역 제한과 노이즈 제거 기능이 있으므로 생략 가능하다.

또한 장전도 신호와 반전지 전위를 측정하고, 이를 동시 또는 개별적으로 이용하여 장내에서의 캡슐의 이동속도에 맞추어 이동속도가 빠른 경우 짧은 간격으로 촬영을 수행하며 이동속도가 느릴 경우에는 긴 시간 간격으로 영상을 촬영하여 중복영상 또는 촬영하지 못하는 부분이 발생 하지 않도록 할 수 있다. 일반적으로 사람의 소장은 그 길이가 6 ~ 7 미터이고 대장은 1.5 미터 정도인 것으로 알려져 있다. 식도에서 위장까지는 캡슐이 구강에서 순식간에 위장까지 이동하게 되므로 시간지연이 없으며 위장에서 대장까지는 캡슐이 매우 천천히 움직이는 경우와 매우 빨리 움직이는 경우 모두가 존재한다. 상기와 같은 캡슐의 이동 형태에서 일정시간 간격으로 영상을 촬영하는 것은 캡슐의 이동속도가 느린 경우에는 중복영상 촬영으로 인한 불필요한 전원소모를 야기하며 캡슐의 이동속도가 빠른 경우에는 필요한 부분의 영상을 촬영하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 중복영상 촬영이나 영상을 촬영하지 못하는 부위가 발생되지 않도록 캡슐의 이동을 감지하여 약 1mm 간격으로 이동시 영상을 촬영한다면 소장의 길이를 7미터 대장의 길이를 1.5미터로 가정 하였을 경우 약 8500장 정도의 영상을 빈틈없이 촬영 하게 된다. 현재 고정 시간 간격 촬영의 경우 57,600의 영상을 얻는 것에 비하여 약 15% 정도의 영상만으로도 소장과 대장 내부를 1mm 간격으로 모두 촬영할 수 있으며 캡슐의 전원 소비도 획기적으로 감소시킬 수 있다.

또한 상기의 장전도 신호는 위 근육에서 나타나는 위전도와 소장과 대장 근육에서의 신호를 통칭하여 "장전도"라고 하고, 상기의 장전도는 도 9에서와 같이 장기별로 급격한 변화가 나타나므로 장전도를 측정함으로써 캡슐이 위치한 장기를 판별할 수도 있다. 도 9에서와 같이, 위에서의 장전도 신호는 3cycle/min 정도이며, 소장에서의 장전도 신호는 12 cycle/min이며, 대장에서의 장전도 신호는 6 cycle/min 정도로서, 장전도 신호를 간헐적으로 측정함으로써 캡슐이 움직이는 정도와 위치하고 있는 장기를 자동적으로 판별 할 수 있다.

또한 상기와 같은 캡슐의 위치를 자동으로 판별하는 기능을 갖춘 내시경 캡슐은 검사 필요가 없는 장기에서의 전원 소모를 최소화하여 식도에서부터 대장에 이르는 소화기관 전체에서 검사자가 원하는 부분에서만 검사를 수행할 수 있으므로 불필요한 영상의 획득이 최소화된다.

또한 상기와 같은 기능은 이동속도 판단부(430) 내부에 소정의 이동속도 판단 알고리즘과 위치 장기판별 알고리즘을 탑재함으로써 구현 가능하다. 상기와 같은 기능을 수행하는 내시경 캡슐의 제어부(400)는 아날로그 신호 처리부와 디지털 알고리즘 처리부가 모두 필요함으로 아날로그와 디지털 회로가 모두 내장된 ASIC 칩으로 소형 및 저전력 구동으로 구현이 가능하다.

또한 상기와 같이 수집된 장전도 신호는 생체신호 저장부(420)에 저장하여 영상신호와 동시 또는 개별적으로 체외로 전송될 수 있다. 상기와 같은 장전도 신호의 전송은 비 침습적 장전도의 측정을 가능케 함으로써, 현재 임상 검사에서 위전도만을 비 침습적으로 측정하는 측정의 한계를 뛰어넘어 소장과 대장에서의 근전도 신호를 비 침습적으로 직접 측정할 수 있게 하는 기능 또한 제공할 수 있다.

또한 상기와 같은 기능이 결합된 내시경 캡슐(100)은 도 1에서와 같이 조명용 LED(200), 이미지 센서(300), 전원 전지(500), 송신부(600)와 안테나(700)로 구성되는 기본 구조에 캡슐의 이동속도 판단 및 내시경 제어를 위한 제어부(400)와 장전도 신호 측정을 위한 측정 전극(800)이 추가된 형태의 캡슐(100)이다.

한편 본 발명은 도 10a 및 도 10b에서와 같이, 장전도 측정 전극(800)과 함께 장 수축력 측정용 튜브(910)와 압력 센서(920)를 병용 혹은 개별적으로 사용하여 획득한 정보를 이용하여 내시경 캡슐(100)의 영상전송 속도를 제어할 수 있다.

즉, 상기와 같은 장의 전기생리학 적인 특성을 이용한 캡슐의 이동속도 판별과 함께 장관의 직접적인 수축력을 측정하여 캡슐의 이동속도를 판별하는 방법이 함께 적용될 수 있다. 장관 내의 압력을 측정하는 방법을 제안한 특허는 미국 특허 US 7,061,523 등이 있으나, Manabu Fujita 등이 제안한 US 특허 7,061,523 등의 장관내 압력 측정은 장관내부의 공기압의 변화를 측정하는 방식으로 상기 도 10a 및 도 10b에서와 같이 캡슐의 외측에 수축력을 측정할 수 있는 장치를 구비하여 장관의 수축력을 직접적으로 측정하는 방식은 없다. 또한, 상기의 장관 수축력 측정 구조를 가지는 캡슐형 내시경에 대한 특허는 아직까지 출원되지 않았다.

그래서 상기 도면과 같이 내시경 캡슐(100)의 외측에 유연한 재질의 공기주 머니 형태의 튜브(910)를 장착하고, 튜브(910) 내부의 압력 변화를 내시경 캡슐(100) 내부에 내장된 압력센서(920)로 측정하고, 이를 캡슐의 이동 속도의 판단 기준으로 사용 할 수 있다. 상기 언급된 수축력 측정을 위한 유연한 재질은 실리콘, 테프론, 고무 등의 유연하면서 얇은 막을 형성할 수 있으며 장 내부에서 소화되지 않는 물질이면 가능하다. 또한, 상기의 실시예와 같이 전극과 측정 튜브를 별도로 캡슐의 외부에 설치할 수 도 있으며, 측정용 튜브의 표면에 유연한 전극을 설치하는 실시예도 가능하다. 또한, 도면과 같이 캡슐에 측정 전극이 없는 형태로 수축력 측정 튜브만을 설치한 실시예도 가능하다.

상기 실시예에 따른 장관의 수축력 변화는, 도 12a 및 도 12b에서와 같이, 주기 적인 압력의 변화로 나타나며, 이때 압력 변화의 크기와 주기로부터 캡슐의 이동속도를 산출할 수 있다.

이처럼 본 발명은 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐 및 그 제어방법은 캡슐의 외부에 설치된 전극으로부터 장관 내부와의 접촉에 의한 반전지전위의 변화와 장관 근육의 근전도 신호의 변화 및 장의 수축압력 측정값으로부터 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 조절함으로써 제한된 용량의 배터리로 소장 및 대장을 포함하는 장 전체를 관찰할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 내시경 캡슐을 지능형 검사장비로 발전시켜 불필요한 영상 촬영으로 인한 전원의 낭비를 자동으로 최소화시킴으로써 식도에서부터 대장에 이르는 전 소화기관을 관찰할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

Claims

영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐에 있어서,

조명용의 LED와;

상기 LED에 의한 조명을 이용하여 이미지를 획득하는 이미지 센서와;

상기 내시경 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제어부와;

상기 내시경 캡슐에 전원을 공급하는 전원 전지와;

상기 제어부의 제어를 받아 획득된 영상을 체외로 전송하는 송신부와;

상기 내시경 캡슐의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 장전도 신호 측정 전극;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 송신부는,

유선 또는 무선 통신 방식으로 획득된 영상을 체외로 전송하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 송신부가 무선 통신 방식으로 영상을 체외로 전송하는 경우, 그 송신부에 안테나가 더 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,

상기 장전도 신호 측정 전극을 이용하여 장전도 신호 및 반전지 전위값의 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,

장전도 신호와 반전지 전위 값을 동시 또는 개별적으로 이용하여 캡슐의 이동 속도를 판별하고, 그 이동속도에 대응하여 상기 이미지 센서를 통한 영상의 촬영 간격을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,

상기 내시경 캡슐의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면 상기 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하고, 상기 내시경 캡슐의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,

아날로그와 디지털 회로가 모두 내장된 ASIC 칩으로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 장전도 신호 측정 전극에서 측정된 장전도 신호를 입력받아 처리하는 신호 처리부와;

상기 신호 처리부와 연결되어 상기 장전도 신호 측정 전극에서 측정된 장전도 신호를 저장하는 생체신호 저장부와;

상기 신호 처리부에서 처리된 신호를 입력받고 영상 획득부를 통해 상기 이미지 센서의 영상을 입력받아 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 판단하는 이동속도 판단부와;

상기 이동속도 판단부에서의 판단결과에 따라 상기 내시경 캡슐의 동작을 제어하는 캡슐 제어부와;

상기 캡슐 제어부의 제어에 따라 상기 이미지 센서의 동작을 제어하는 이미지 센서 제어부와;

상기 이미지 센서로부터 영상을 획득하여 상기 이동속도 판단부로 전송하는 영상 획득부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 8에 있어서, 상기 신호 처리부는,

차동 입력을 통하여 복수개의 상기 장전도 신호 측정 전극으로부터 장전도 신호와 반전지 전위 값을 입력받아 주 증폭기로 전달하는 계측 증폭기와;

상기 계측 증폭기로부터 전달받아 측정 신호를 증폭하는 주 증폭기와;

상기 주 증폭기의 출력으로부터 직류 신호를 선별하여 상기 주 증폭기의 입력으로 피드백하는 직류 제거부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 9에 있어서, 상기 신호 처리부는,

상기 직류 제거부의 출력에 대해 저주파 여파를 수행하는 저주파 여파기와;

상기 저주파 여파기의 출력에 대해 60Hz 제거를 수행하여 출력시키는 60Hz 제거기;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
내시경 캡슐의 제어부에서 장전도 신호, 반전지 전위 값 중에서 하나 이상의 변화를 측정하는 제 1 단계와;

상기 제 1 단계에서 측정된 결과를 이용하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 판단하는 제 2 단계와;

상기 제 2 단계에서의 이동속도 판단 결과에 따라 상기 내시경 캡슐의 동작을 제어하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전 송속도를 제어하는 제 3 단계;를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법.
청구항 11에 있어서, 상기 제 3 단계는,

상기 내시경 캡슐의 이동속도를 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 상기 내시경 캡슐의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면, 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하는 제 12 단계와;

상기 제 11 단계에서 상기 내시경 캡슐의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 제 13 단계;를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법.
이미지를 획득하는 이미지 센서와;

내시경 캡슐의 외부에 공기주머니 형태의 튜브로 구성된 장 수축력 측정용 튜브와;

상기 장 수축력 측정용 튜브의 압력 변화를 센서에 전달하는 압력 전달관 과;

상기 압력 전달관을 통해 전달된 압력을 감지하는 압력센서와;

장 수축력 측정용 튜브의 압력 변화를 감지하는 압력센서와;

상기 압력센서에서 감지된 압력변화에 의해 상기 내시경 캡슐의 이동속도를 자동으로 감지하고, 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하며, 체외로의 신호송신을 수행하는 디코더/송신기와;

상기 내시경 캡슐에 전원을 공급하는 전원 전지와;

상기 디코더/송신기와 연결된 안테나와;

상기 내시경 캡슐의 외부에 부착되고, 장전도 신호를 측정하여 상기 디코더/송신기로 전달하는 장전도 신호 측정 전극;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 13에 있어서, 상기 장 수축력 측정용 튜브는,

실리콘, 테프론, 고무 중에서 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
청구항 13 또는 청구항 14 에 있어서, 상기 디코더/송신기는,

유선 또는 무선 통신 방식으로 획득된 영상을 체외로 전송 가능하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐.
내시경 캡슐의 디코더/송신기에서 장 수축력 측정용 튜브의 압력 변화를 압력센서를 통해 측정하는 제 21 단계와;

상기 제 21 단계에서 측정된 결과를 이용하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도 를 판단하는 제 22 단계와;

상기 제 22 단계에서의 이동속도 판단 결과에 따라 상기 내시경 캡슐의 동작을 제어하여 상기 내시경 캡슐의 이동속도에 연동되도록 영상 획득 및 체외로의 전송속도를 제어하는 제 23 단계;를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법.
청구항 16에 있어서, 상기 제 23 단계는,

상기 내시경 캡슐의 이동속도를 판별하는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계에서 상기 내시경 캡슐의 이동속도가 둔화되었다고 판단되면, 상기 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 감소시키도록 제어하는 제 32 단계와;

상기 제 31 단계에서 상기 내시경 캡슐의 이동속도가 증가되었다고 판단되면 상기 이미지 센서로부터 획득된 영상의 전송 프레임 수를 상기 내시경 캡슐의 속도에 알맞게 증가시키도록 제어하는 제 33 단계;를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 전송속도가 캡슐 이동속도에 연동되는 내시경 캡슐의 제어방법.