KR20090072831A

KR20090072831A - 마이크로 캡슐형 촬상장치

Info

Publication number: KR20090072831A
Application number: KR1020070141059A
Authority: KR
Inventors: 조남규; 이대성; 신규식
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-02

Abstract

본 발명은 촬상장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 압력감지센서와 pH 센서를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치에 관한 것이다.

본 발명의 마이크로 캡슐형 촬상장치는 캡슐형 케이스 내부에 위장관 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬상부; 상기 위장관 내부의 산도를 측정하기 위한 pH 센서; 상기 위장관의 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및 상기 촬상부, pH 센서 및 압력센서에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함함에 기술적 특징이 있다.

압력, 센서, pH, 센서, 마이크로, 캡슐형, 촬상

Description

마이크로 캡슐형 촬상장치{Micro capsule type image pickup device}

본 발명은 촬상장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 압력센서와 pH 센서를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 체내 촬상용 장치의 구조도이다.

촬상용 장치(110)는 신체의 내강으로부터 이미지를 획득하는 촬상부로 이루어진다. 촬상부는 백색 LED와 같은 조명원(120), 이미지를 검출하는 CMOS 촬상 카메라(130) 및 CMOS 촬상 카메라(130)에 이미지의 초점을 맞추는 광학부(140)를 포함한다. 조명원(120)은 광학 창(150)을 통하여 신체 내강의 내부를 조명한다. 촬상용 장치(110)는 CMOS 촬상 카메라(130)의 영상 신호를 전송하는 송신기(160)와 안테나, 촬상용 장치(110)를 구성하는 전기 소자에 전력을 공급하는 전원(170)을 더 포함한다.

이러한 종래의 촬상용 장치(110)는 알약 형태로 물과 함께 입으로 삼키면 식도의 연동운동, 위(胃)에서는 위에서 아래로 임의로 움직이고, 소장이나 대장에서 는 장의 연동으로 이동하면서 각종 센서 등을 통해 인체의 정보를 수집하여 무선이나 인체통신 등의 통신수단으로 외부의 수신기기에 인체정보를 제공하게 된다.

그러나, 위에서 소장으로 넘어가는 유문의 통과시간이 사람, 상태 등의 여러 경우에 따라 달라짐으로 인해 촬상용 장치가 위에 머무는 시간이 수 시간에 이르는 편차가 발생한다. 일반적으로 촬상용 장치에 사용되는 전원의 사용 시간이 8시간 내외로 한정된다. 따라서, 촬상용 장치가 위에 오랜 시간 머문 경우에는 전원의 수명이 다하는 관계로 소장 및 대장 영상 촬영을 완전하게 하지 못하게 되는 문제점이 있다.

그리고 유문 통과 시간이 일정하지 않아 소장 및 대장에서의 인체 정보를 완전히 획득하지 못할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 압력센서와 함께 pH 센서를 구비하여, 소장에 진입시 소내장 pH 변화를 감지한 후, 촬상부를 작동시켜 배터리의 전력 소비없이 소장 및 대장의 영상을 촬영할 수 있는 마이크로 캡슐형 촬상장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 캡슐형 케이스 내부에 위장관 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬상부; 상기 위장관 내부의 산도를 측정하기 위한 pH 센서; 상기 위장관의 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및 상기 촬상부, pH 센서 및 압력센서에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명의 마이크로 캡슐형 촬상장치는 배터리 전력 부족없이 필요한 소장 및 대장의 영상 정보를 획득할 수 있는 현저하고도 유리한 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치의 구성도이다.

마이크로 캡슐형 촬상장치(200)는 구성하는 캡슐 케이스(210) 일단에는 광학 윈도우(270)를 구비하고 있으며, 타단에는 개방되어 있다. 광학 윈도우(270) 내부에는 신체의 내강의 이미지를 촬영하기 위한 촬상부를 포함한다.

본 발명에 따른 촬상부는 CMOS이미지 센서(280) 및 조명원(260)을 포함한다.

이미지를 검출하는 CMOS 이미지 센서(280)는 빛을 센서로 집광하기 위하여 프리즘 및 렌즈(미도시)와 같은 기하 광학계를 포함한다. 렌즈의 경우, 특정의 피사체의 면의 왜곡된 이미지를 보정할 수 있는 해상도를 가는 비구형 초점 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.

조명원(260)은 광학 윈도우(270)를 통하여 신체 내강인 위, 소장 및 대장의 내부를 조명하고, CMOS 이미지 센서(280)는 내강을 촬영한 후, 영상 신호를 신호 처리부(230)로 출력한다. 신호 처리부(230)에는 신호 송신부(290)와 연결되어 있어 영상 신호를 외부 수신부(미도시)로 송신한다.

본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치는 복수의 CMOS 이미지 센서를 사용할 수 있으며, 복수의 CMOS 이미지 센서와 함께 복수의 렌즈 및 조명원을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치는 삼키기가 쉽고 GI관을 통해 수동적으로 움직이며 자연적인 연동을 따라 밀려간다. 또한, 마이크로 캡슐형 촬상장치는 신체 내강 또는 공동에 삽입되는 기구, 예를 들면 내시경, 복강경(laparoscope), 스텐트(stent), 침(needle), 도뇨관(catheter)에 부착되거나 고정될 수 있다.

광학 윈도우(270)가 형성된 캡슐형 케이스(210) 타단은 개방된 상태로 되어 있으며, 그 내부에는 pH 센서(220)가 구비되어 있다. 따라서, pH 센서(220)은 개방된 곳으로 흘러들어온 위액 또는 장액의 산도를 측정한다. 위의 산도는 4이하의 강산이므로, pH 센서(220)는 위에서 출발하여 유문과 십이지장을 통과한 후, 산도 7 정도의 중성인 소장으로 이동할 시, pH의 변화를 감지하여 신호 처리부(230)로 신호를 출력한다.

이와 함께, 캡슐형 케이스(210) 외부에는 압력센서(250)가 구비되어 있다.

본 발명에 따른 압력센서(250)는 신체 내부의 장기와 접촉하는 접촉부(251)와 접촉부(251)를 지지하면서 휘어짐이 가능한 멤브레인(252)으로 구성되어 있다. 멤브레인(252)에는 제1전극(254)이 형성되어 있고, 제1전극(254)과 소정의 거리로 이격된 캡슐형 케이스(210)에 제2전극(253)이 형성되어 있다. 외부로부터 접촉부(251)에 압력이 가해지면, 멤브레인(252)이 휘면서, 제1전극(254)이 제2전 극(253)과 접촉하면서, 전류를 흐르게 되는데, 이때 전류 신호는 신호 처리부(230)로 입력된다.

본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치의 작동원리를 도 4와 함께 설명하면 다음과 같다.

마이크로 캡슐형 촬상장치(200)가 구강을 통하여 위(310)로 투입된다. 위(310)에는 산도가 4이하의 강산인 소화액 있어, 이를 pH 센서(220)가 감지한다.

계속해서, 마이크로 캡슐형 촬상장치(200)는 위(310)의 운동으로 유문부(320)을 거쳐 유문 개구부(330)에 도달한다. 유문부(320)와 십이지장(350)이 연결된 부분인 유문 개구부(330)에는 유문 괄약근(340)이 형성되어 있어, 이곳을 통과하는 마이크로 캡슐형 촬상장치(200)는 유문 괄약근(340)에 의한 조임을 받게 된다. 이러한 조임은 마이크로 캡슐형 촬상장치(200)에 구비된 압력센서(250)에 압력을 가한다. 이때, 압력에 의하여 멤브레인(252)은 휘어지고, 멤브레인(252)에 형성된 제1전극(254)은 제2전극(253)과 접촉한다. 이때, 제1 및 제2전극의 접촉에 의하여 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류신호는 신호 처리부(230)로 입력된다.

유문 개구부(330)를 거쳐 십이지장(350)을 통과한 마이크로 캡슐형 촬상장치(200)는 소장(미도시)에 도달하게 되는데, 소장의 산도는 7정도의 중성이다. 이러한 산도의 변화를 pH센서(220)가 감지를 하게 되고, 신호처리부(230)로 신호를 출력한다.

신호처리부(230)는 유문 괄약근에서 압력센서(250)가 출력한 신호와 함께 소장으로 진입시, pH 센서(220)가 출력한 산도변화 신호를 입력받아 마이크로 캡슐 촬상장치(200)가 소장으로 진입했다는 것을 판단하고, 배터리(240)를 작동시켜, 촬상 부을 가동한다. 촬상 부에 수집된 영상 정보는 신호 처리부(230)와, 신호 송신부(290)를 거쳐 외부로 송신된다.

본 발명에 따른 배터리는 은 산화막 배터리(silver oxidebattery)와 같은 전원(25)을 더 포함한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 종래의 촬상장치,

도 2는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치,

도 3은 본 발명에 따른 압력센서의 작동 개념도,

도 4는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 촬상장치의 작동 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200:마이크로 캡슐형 촬상장치 210:캡슐형 케이스

220:pH센서 230:신호처리장치

240:배터리 250:압력센서

260:조명원 270:광학 윈도우

280:CMOS 이미지 센서 290:신호송신부

Claims

캡슐형 케이스 내부에 위장관 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬상부;

상기 위장관 내부의 산도를 측정하기 위한 pH센서;

상기 위장관의 압력을 측정하기 위한 압력센서; 및

상기 촬상 부, pH 센서 및 압력센서에 전력을 공급하기 위한 배터리

를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 촬상부는,

상기 위장관 내부를 조명하기 위한 조명원;

상기 위장관 내부의 상태를 촬영하기 위한 CMOS 이미지 센서; 및

상기 조명을 상기 CMOS 이미지 센서로 모으기 위한 기하 광학계

를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치.
제1항에 있어서,

상기 pH 센서 및 압력센서의 신호를 처리하기 위한 신호 처리부를 더 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,

상기 신호를 외부로 송신하기 위한 신호 송신부를 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 압력센서는,

상기 위장관과 접촉되는 접촉부;

상기 접촉부를 지지하면서 휘어짐이 가능한 멤브레인;

상기 멤브레인에 형성된 제1전극; 및

상기 제1전극과 대향되는 상기 캡슐 케이스에 형성된 제2전극

을 포함하는 마이크로 캡슐형 촬상장치.
제1항에 있어서,

상기 pH 센서가 위치한 캡슐 케이스의 전단부는 개방된 마이크로 캡슐형 촬상장치.