KR20100037543A - 광계측 응용 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초기에 육안 관찰이 어려운 일종의 단백질인 구강암 세포가 광에너지를 흡수 및 방출하는 성질을 이용하여, 환자의 구강 내에 광학 센서를 삽입하고 Xe 램프 또는 LED 램프의 광을 조사 및 검출하는 광학적 측정법에 의하여 비침습, 비절개의 진단 방법으로 구강암을 조기 진단할 수 있는 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 의료 진단 시스템은, 비활성 기체를 이용하여 광을 방출하는 램프, 상기 램프에서 방출되는 광을 집속하여 전달하는 광 집속 모듈, 전달된 상기 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 광화이버 센서, 상기 광화이버 센서에서 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 분광기 및 상기 분광기에서 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 광감지 수단을 포함한다.
Figure P1020090088673
구강암, 조기 진단, Xe/LED 램프, 보조 기구, 분광기, 광전자 증배관

Description

광계측 응용 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법{Optical Measurement Application Early Diagnosis System and Method thereof}
본 발명은 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 초기에 육안 관찰이 어려운 일종의 단백질인 구강암 세포가 광에너지를 흡수 및 방출하는 성질을 이용하여, 환자의 구강 내에 광학 센서를 삽입하고 Xe 램프 또는 LED 램프의 광을 조사 및 검출하는 광학적 측정법에 의하여 비침습, 비절개의 진단 방법으로 구강암을 조기 진단할 수 있는 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래에는 뺨의 점막, 구각부(口角部) 점막, 입술, 혀, 치육(齒肉), 구개(口蓋), 구저(口底) 등에서 백반증이 있는 환자를 암의 조기 진단을 위해서 해당 부위의 조직을 떼어내어 현미경으로 관찰하여 암세포 여부를 판단하였다. 이러한 기술은 환자의 피부를 절개하는 부담감과 검사 결과를 1 - 2 주 기다려야만 하는 불편함이 있었다.
또한, 기존에는 광 응용 계측을 할 때 광원으로서 레이저를 주로 사용하였다. 레이저는 광원의 단색성은 우수하나 다루기가 어렵고 고가이므로 이러한 단점 들은 광 응용 진단 시스템에 적용하여 상품화 하기에 상당한 장애물이었다. 구강암의 조기 진단 시스템의 경우에도 종래에는 질소(N2) 레이저의 고정 출력 파장인 315 nm, 337 nm, 357 nm 중 337 nm를 주로 사용하였고, 오늘날 자외선부터 적외선까지 파장 가변 할 수 있는 색소 레이저를 사용하기도 한다. 그리고, 파장 405 nm 등의 다이오드 레이저가 사용되기도 한다. 그러나, 이러한 레이저를 사용해서는 저가격 상품화가 어려운 점이 있다.
　또한, 종래에는 광계측에서 얻어지는 매우 미약한 스펙트럼 신호를 증폭하여 읽는 수단으로서 ICCD(Intensified Charge Coupled Device) 카메라를 사용하였으나 ICCD 카메라도 역시 고가이어서 저가 상품화에 상당한 장애물이 되어왔다.
그리고, 구강내의 피부와 광화이버 센서가 직접 맞닿으면 피부 조직에서 방출되는 형광 신호가 측정되지 않으므로 광화이버 센서와 피부와의 거리를 적절히 두는 것이 필요할 뿐만 아니라 암세포의 진전 상태에 따른 최적의 형광 검출 거리를 맞추는 보조 도구도 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광학적 측정법에 의하여 비침습, 비절개의 진단 방법으로 구강암을 조기 진단하기 위하여, 고가의 레이저 광원을 Xe 램프 또는 LED 램프로 대치하여 사용하고, ICCD 카메라 대신에 보다 저가의 광전자 증배관을 적용하며, 환자의 구강 내에 삽입하는 광 학 센서가 피부와 적절한 거리를 두도록 조절될 수 있게 하는 보조 도구를 활용하여 암세포의 진전 상태에 따라 최대의 형광 신호를 검출할 수 있는 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 의료 진단 시스템은, 비활성 기체를 이용하여 광을 방출하는 램프; 상기 램프에서 방출되는 광을 집속하여 전달하는 광 집속 모듈; 전달된 상기 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 광화이버 센서; 상기 광화이버 센서에서 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 분광기; 및 상기 분광기에서 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 광감지 수단을 포함한다.
상기 비활성 기체로서 Xe을 포함한다.
상기 광 집속 모듈은, 상기 램프에서 방출되는 광을 필터링하는 대역 통과 필터; 상기 대역 통과 필터를 통과한 광을 집속하는 렌즈; 및 상기 렌즈를 통과한 광을 받기 위한 화이버-옵틱 탐침을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 일면에 따른 의료 진단 시스템은, LED를 이용하여 광을 방출하는 램프; 상기 램프로부터의 광을 집속하는 렌즈; 상기 렌즈를 통과한 광을 받아 전달하기 위한 화이버-옵틱 탐침; 전달된 상기 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 광화이버 센서; 상기 광화이버 센서에서 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 분광기; 및 상기 분광기에서 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 광감지 수단을 포함한다.
상기 진단 대상 신체 부위를 구강 내 피부 조직으로 하는 구강 관련 질병의 진단을 위한 것을 특징으로 한다.
상기 광감지 수단은, ICCD 카메라 또는 광전자 증배관을 포함할 수 있다.
상기 분광기는 서로 파장이 다른 3 내지 5개의 광으로 분광하고, 상기 광감지 수단으로서 3 내지 5세트의 광전자 증배관을 이용하여 상기 3 내지 5개의 광 각각을 전기적 신호로 변환할 수 있다.
상기 광화이버 센서는, 전달된 상기 광의 전송을 위한 여기광원화이버; 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 상기 여기광원화이버 주위의 형광검출화이버; 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버를 감싸 고정하기 위한 고정 수단; 스프링; 및 상기 고정 수단의 한쪽 방향으로 돌출되어 상기 스프링을 관통한 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단을 삽입하여 감싸기 위한 삽입관을 포함하고, 상기 스프링의 탄성력을 이용하여 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단이 상기 삽입관 내부에서 좌우로 움직일 수 있다.
상기 광화이버 센서는, 전달된 상기 광의 전송을 위한 여기광원화이버; 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 상기 여기광원화이버 주위의 형광검출화이버; 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버를 감싸 고정하기 위한 고정 수단; 및 상기 고정 수단의 한쪽 방향으로 돌출된 상기 여기광원화이 버와 상기 형광검출화이버의 끝단을 삽입하여 감싸기 위한 삽입관을 포함하고, 상기 삽입관으로 삽입되는 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 해당 부분은 피복되어져 있고, 상기 피복된 부분의 표면과 상기 삽입관의 해당 내부 부분 사이의 일정 힘이 요구되는 마찰력 보조 수단을 이용하여, 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단이 상기 삽입관 내부에서 좌우로 움직일 수 있다.
상기 분광기는, 입사광을 제1 미러에서 반사시키고, 상기 제1 미러에서 반사된 광을 회절 격자에서 회절시키며, 상기 회절 격자에서 방출되는 회절된 광을 제2 미러 및 제3 미러에서 연속으로 반사시켜 복수의 슬릿으로 나오는 분광된 광들을 출력할 수 있다.
상기 의료 진단 시스템은, 상기 전기적 신호로부터 파장별 광 강도 데이터를 산출하고 상기 파장별 광 강도 데이터에 기초하여 진단 대상 신체 부위에 대한 패턴값을 산출하는 분석 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 분석 수단은, 상기 전기적 신호를 분석하여 상기 파장별 광 강도 데이터를 산출하는 강도 분석부; 상기 파장별 광 강도 데이터에서 변곡점에 해당하는 최저점 값 하나와 2개의 피크값들을 찾아 해당 광 강도값들을 출력하는 피크값 획득부; 및 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제1 피크값의 제1 비율과 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제2 피크값의 제2 비율을 계산하고, 다시 제2 비율에 대한 제1 비율의 비율 비교값을 상기 패턴값으로 계산하는 패턴값 산출부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일면에 따른 의료 진단 방법은, 비활성 기체를 이 용한 램프를 통하여 광을 방출하는 단계; 상기 방출되는 광을 집속하여 광 화이버로 전달하는 단계; 상기 광 화이버로 전달된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 단계; 상기 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 단계; 및 상기 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따른 의료 진단 방법은, LED를 이용하여 광을 방출하는 단계; 상기 방출되는 광을 광 화이버로 전달하는 단계; 상기 광화이버로 전달된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 단계; 상기 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 단계; 및 상기 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 전기적 신호를 생성하는 단계 후에, 상기 전기적 신호로부터 파장별 광 강도 데이터를 산출하고 상기 파장별 광 강도 데이터에 기초하여 진단 대상 신체 부위에 대한 패턴값을 산출하는 단계를 더 포함한다.
상기 패턴값을 산출하는 단계는, 상기 전기적 신호를 분석하여 상기 파장별 광 강도 데이터를 산출하는 단계; 상기 파장별 광 강도 데이터에서 변곡점에 해당하는 최저점 값 하나와 2개의 피크값들을 찾아 해당 광 강도값들을 출력하는 단계; 및 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제1 피크값의 제1 비율과 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제2 피크값의 제2 비율을 계산하고, 다시 제2 비율에 대한 제1 비율의 비율 비교값을 상기 패턴값으로 계산하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 따르면, 구강암 진단 시 기존의 고가의 레이저 광원을 Xe 램프 또는 LED 램프로 대치하여 저가형 상품화 가치를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 따르면, 구강암 진단을 위해 형광 검출 시 기존에 사용하던 ICCD 카메라 대신 최대 3 내지 5개의 광전자 증배관을 사용하여 최대 3 내지 5개 형광 파장을 동시 검출하고 분석하여 구강암 세포에 대하여 진단할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 구강암 조기 진단 시스템 및 그 방법에 따르면, 보조 도구를 이용하여 광화이버 센서 단면과 암세포간의 간격이 적절히 조절될 수 있도록 함으로써, 구강 내의 구강암 세포의 진전 상태에 따라서도 최대 형광 강도를 측정할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템(100)은 Xe 램프(101), 광 집속 모듈(110), 여기광원화이버(115), 형광검출화이버(116), 광화이버 센서(120), 분광기(130), 광전자 증배관(140), 및 컴퓨터(150)를 포함한다.
구강암 조기 진단 시스템(100)은 진단 대상 신체 부위를 구강 내 피부 조직으로 하는 구강 관련 질병의 진단을 위한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위와 같은 구성 요소들을 이용하여 광학적 측정법에 의하여 비침습, 비절개의 진단 방법으로 외과적 또는 내과적으로 손상된 피부 조직 등 다양한 해당 진단 대상 신체 부위에 대한 조기 진단을 위한 의료 진단 시스템으로 활용 가능하다.
Xe 램프(101)는 Xe와 같은 비활성 기체를 포함한 저가형 물질을 이용하여 빛을 방출하는 광 조사 수단이다. Xe 램프(101)에서 조사되는 빛의 파장은 용기 내에 채워지는 Xe 가스 함량에 따라 다를 수 있으나, 진단 대상 신체 부위에 필요한 빛의 스펙트럼 파장, 예를 들어, 구강 내 진단을 위하여 250~800nm 정도의 스펙트럼 파장을 가지는 적절한 빛을 발생시킬 수 있다.
광 집속 모듈(110)은 Xe 램프(101)에서 방출되는 광을 집속하여 광 화이버, 즉, 여기광원화이버(115)로 전달하기 위하여, 대역 통과 필터(111), 렌즈(112), 및 화이버-옵틱 탐침(113)을 포함한다. 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter)(111)는 램프(101)에서 방출되는 입사광에 대하여 진단 대상 신체 부위에 필요한 빛의 스펙트럼 파장, 예를 들어, 250~800nm 만을 통과시키도록 필터링할 수 있다. 렌즈(112)는 대역 통과 필터(111)를 통과한 광을 10 - 15 nm의 폭으로 모아지도록 집속할 수 있다. 화이버-옵틱 탐침(fiber optic probe)(113)은 렌즈(112)를 통과한 광을 받아 여기광원화이버(115)로 전달한다.
위와 같이, Xe 램프(101)로부터 발생되는 광의 스펙트럼 파장이 250~800nm에 걸쳐서 분포할 수 있으므로, 램프(101) 후단의 대역 통과 필터(111)를 설치하여 [표 1]과 같이 구강암 진단에 필요한 광원인 280~450nm 파장대가 되도록 하고 렌즈(112)에 의하여 광원의 반치폭이 10~15nm되도록 도출할 수 있다.
레이저를 광원으로 이용하는 경우에 비하여 광원의 반치폭은 좀 넓은 편이나, 구강암 등 신체 조직의 진단을 위한 광원으로 문제가 없다. 이에 따라, 고가의 레이저를 저가의 Xe 램프를 이용한 기술로 대치할 수 있으므로, 현실적으로 상품화하여 보급할 수 있는 기술로 발전시킬 수 있다. [표 1]과 같이 구강암 등 의료 진단에 적용되는 여기 파장에 대하여 해당 조직으로부터 검출될 수 있는 방출 파장을 참고적으로 나타내었다. 이와 같은 방출 파장은 하기하는 바와 같이 광전자증배관이나 ICCD 카메라를 사용하여 관찰이 가능하다.
[표 1]
구강암 표지인자 여기파장 (nm) 방출파장 (nm)
NADH 290, 340 440, 450
FAD 450 515
Collagen cross-links 325 400
Elastin cross-links 325 400
Collagen powder 280, 265, 330, 450 310, 385, 390, 530
Elastin powder 350, 410, 450 310, 385, 390, 530
한편, 렌즈(112)에서 집속된 후 화이버-옵틱 탐침(113)으로 전달된 광은 다시 여기광원화이버(115)를 통해 연결된 광화이버 센서(120)까지 전송될 수 있으며, 광화이버 센서(120)를 구성하는 중심의 여기광원화이버(115) 주위에 복수로 원형 배치된 형광검출화이버(116)를 통하여 구강 등 진단 대상 신체 부위로부터 방출되 는 형광을 검출할 수 있다. 예를 들어, 광화이버 센서(120)의 여기광원화이버(115)에서 나오는 광을 구강 내의 암세포로 추측되는 부분에 조사하고 이에 따라 암세포에서 방출되는 형광은 광화이버 센서(120)의 중심 외부로 원형으로 복수개가 배치되어 있는 형광검출화이버(116)를 통해 감지할 수 있다.
분광기(130)는 광화이버 센서(120)에서 검출된 광을 파장을 분해하여 복수의 광으로 분광한다. 광전자 증배관(140)은 분광기(130)에서 분광된 각각의 광에 대하여 광전자를 증배하고 증배된 광전자에 의하여 상응하는 증폭된 해당 전기적 신호를 생성할 수 있다. 분광기(130)에서 나오는 서로 파장이 다른 분광된 3 내지 5개의 광을 광전자 증배관(140)에서 처리하기 위하여 3 내지 5세트의 광전자 증배관을 이용하는 이들의 구조에 대하여는 도 4에서 좀더 자세히 설명한다.
여기서, 3 세트를 가지는 광전자 증배관(140)을 이용하는 구조를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 분광된 더 많은 광의 수에 맞게 해당 세트수만큼의 광전자 증배관을 이용할 수 있으며, 광전자 증배관(140) 대신에 고가이기는 하지만 ICCD(Intensified Charge Coupled Device) 카메라를 이용할 수도 있다. 광화이버 센서(120)에서 얻어지는 매우 미약한 광에 대하여 분광기(130)를 통해 파장 분해 후 그 전체 파장에 대한 스펙트럼 신호를 증폭하여 읽는 수단으로서 기존에 ICCD 카메라를 사용하였으나 ICCD 카메라는 고가이어서 저가 상품화에 상당한 장애물이 되어왔다. ICCD 카메라는 광응용 측정에서 다수의 형광파장을 동시에 관찰하는 수단으로 보통 사용된다. 반면에 광전자 증배관(140)은 각각의 파장별로 별도로 측정이 가능하다. 한편, 구강암의 진단을 위해서는 최대한 3 내지 5개의 파장을 동시에 검출할 수 있어야 구강암 세포여부의 판단에 도움이 된다. 그러므로, ICCD 카메라를 사용하면 다파장의 형광측정이 가능하지만 매우 고가이므로 현실적 상품성에 장애물이 될 수도 있다. 대안으로 광전자 증배관(140)을 분광기(130) 최종단에 3 개를 장착하여 각각 측정할 형광 파장을 설정할 수 있도록 함으로써 고가의 ICCD를 대치할 수 있을 것이다.
광화이버 센서(120)에서 검출되는 형광에 대하여 광전자 증배관(140)에서 증폭된 스펙트럼 신호는 최종적으로 컴퓨터(150)로 전달될 수 있으며, 이에 따라 컴퓨터(150)는 소정 응용 프로그램 등의 소프트웨어나 하드웨어를 동작시켜 구강암 세포에 대한 정보를 진단/분석할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광화이버 센서(120)와 보조 도구를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광화이버 센서(120)는, 여기광원화이버(115), 형광검출화이버(116) 이외에도, 고정 수단(121), 스프링(122), 및 삽입관(123)을 포함한다.
렌즈(112)에서 집속된 후 화이버-옵틱 탐침(113)으로 전달된 광은 단일 또는 복수 화이버로된 중심부의 여기광원화이버(115)로 입사되고 전송되어 구강 내의 조직 등 진단 대상 신체 부위에 조사될 수 있다. 도면에는 여기광원화이버(115)가 단일 화이버인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예일뿐, 예를 들어, 3개짜리 번들 형태로 여기광원화이버(115)를 구성할 수도 있다. 여기광원화이버(115)에 의하여 광이 진단 대상 신체 부위에 조사된 후, 중심의 여기광원화이버(115) 주위에 복수(예를 들어, 3개짜리 번들 형태)로 원형 배치된 형광검출화이버(116)는 해당 진 단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출한다.
고정 수단(121)은 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)를 감싸 고정하기 위한 수단이며, 고정 수단(121)과 보조 수단인 삽입관(123) 사이에는 스프링(122)이 끼워져 있다. 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)는 고정 수단(121)의 한쪽 방향으로 돌출되어 스프링(122)을 관통하며, 삽입관(123)에는 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)의 끝단이 삽입되어 삽입관(123)이 그 끝단을 포함한 일정 부분을 감싸도록 되어 있다. 스프링(122)의 탄성력을 이용하여 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)의 끝단이 삽입관(123) 내부에서 좌우로 움직일 수 있도록 되어 있다.
예를 들어, 형광 검출을 효율적으로 하기 위하여는 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)의 끝단과 해당 구강암 세포 등 진단 대상 신체 부위 사이의 간격을 세포의 진전 상태에 따라 조절할 필요가 있다. 그러므로, 도 2에서와 같이 스프링(122)을 이용하여 그 간격을 1~10mm로 적절한 힘으로 누르며 조절할 수 있도록 제작한 것이다.
이외에도, 도 3과 같이 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)를 감싸 고정하는 고정 수단(121)의 한쪽 방향으로 돌출된 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)이, 삽입관(123)으로 삽입될 수 있는 부분은 소정 재료로 피복될 수 있다. 피복된 해당 부분의 표면(124) 이나 삽입관(123)의 해당 내부 부분에 일정 힘이 가해져야 그들 사이의 마찰력을 넘어서 미끄러질 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 엠보싱 형태의 피복이나 재질의 종류를 적절히 선택함으로써 그렇지 않은 경 우보다 표면(124)에 마찰력이 생겨서, 삽입관(123) 또는 피복된 화이버가 쉽게는 미끄러지지 않으나 약간의 힘으로 미끄러지면서 좌우로 움직이도록 할 수 있다.
도 3과 같이 스프링을 사용하지 않는 고정식의 경우에는, 손으로 약간의 힘을 가할 때마다 전체 이동 범위의 0.5%, 1%,..씩 이동되도록 제작될 수 있으며, 또는 0.5mm, 1mm,..등 일정 거리씩 이동되도록 제작하는 것도 가능하다.
도 2 또는 도 3과 같은 보조 수단을 사용함으로써, 구강 내에 광화이버 센서(120)를 삽입한 후 센서와 구강 내의 암세포가 있는 부분의 피부와 적절한 거리를 유지하여 최대의 형광 신호를 검출 할 수 있도록 보조 할 수 있다. 위에서 기술한 바와 같은 보조 수단인 삽입관(123)은 구멍이 뚫린 형태로서 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)로부터 탈착이 가능하도록 제작될 수 있으며, 진단 시 적절히 누르는 힘을 조절하여 자유자재로 피부 조직과의 거리를 맞출 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분광기(130)와 광전자 증배관(140)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 분광기(130)는 3개의 미러(131, 133, 134)와 하나의 회절 격자(132)를 포함할 수 있다. 광전자 증배관(140)은 3세트의 광전자 증배관(141~143)을 포함한다.
광화이버 센서(120)의 형광검출화이버(116)로부터 전송되어 분광기(130)의 슬릿을 통해 입사되는 광은, 제1 미러(131)에서 반사되어, 제1 미러(131)에서 반사된 광은 회절 격자(132)에서 회절되어 분광될 수 있으며, 회절 격자(132)에서 방출되는 회절 또는 분광된 광이 제2 미러(133) 및 제3 미러(134)에서 연속으로 반사되어 3개의 슬릿을 통해 각각의 분광된 광들이 출력될 수 있다. 더많은 분광수를 위 하여 4, 5,..개의 슬릿으로 각각의 분광된 광들이 출력될 수도 있다. 4, 5,..개의 슬릿을 통하여 각각의 분광된 광들이 출력되는 경우에는, 광전자 증배관도 해당 수 만큼의 세트가 요구될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 구강암 등 의료 진단을 위하여, Xe와 같은 비활성 기체를 이용하여 광을 방출한 후, 광 화이버로 집속하고, 광화이버로 집속된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하여 해당 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출한다. 이와 같이 검출된 광은 복수의 광(예를 들어, 3개의 파장)으로 분광되고, 분광된 각각의 광에 대하여 광전자 증배관(140)을 이용하여 광전자 증배하여 해당 증배된 광전자에 상응하는 전기적 신호(증폭된 스펙트럼 신호 결과)를 얻을 수 있다. 광전자 증배관(140)에 의한 스펙트럼 신호 결과는 컴퓨터(150)에서 분석되어 [표 1]과 같은 구강암 인자들에 대한 진단 결과가 얻어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템(200)을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템(200)은 LED 램프(201), 집속 렌즈(202), 화이버-옵틱 탐침(203), 여기광원화이버(115), 형광검출화이버(116), 광화이버 센서(120), 분광기(130), 광전자 증배관(140), 및 컴퓨터(150)를 포함한다.
도 5의 구강암 조기 진단 시스템(200)은 도 1에서 Xe 램프(101) 및 광 집속 모듈(110)을 LED 램프(201), 집속 렌즈(202) 및 화이버-옵틱 탐침(203)으로 대체한 구성으로서, 나머지 구성 요소들은 도 1과 유사하게 동작한다.
도 5의 구강암 조기 진단 시스템(200)도 진단 대상 신체 부위를 구강 내 피 부 조직으로 하는 구강 관련 질병의 진단을 위한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위와 같은 구성 요소들을 이용하여 광학적 측정법에 의하여 비침습, 비절개의 진단 방법으로 외과적 또는 내과적으로 손상된 피부 조직 등 다양한 해당 진단 대상 신체 부위에 대한 조기 진단을 위한 의료 진단 시스템으로 활용 가능하다.
LED 램프(201)는 LED(Light Emission Diode)와 같은 저가형 재료를 이용하여 빛을 방출하는 광 조사 수단이다. LED 램프(201)에서 조사되는 빛의 파장은 LED를 제조할 때의 P-N 접합되는 반도체 화합물의 특성에 따라 다를 수 있으나, 진단 대상 신체 부위에 필요한 빛의 스펙트럼 파장, 예를 들어, 구강 내 진단을 위하여 200~500nm 정도의 범위에서 다양한 파장을 방출하는 각각의 LED 중 적절한 LED 를 선정하여 적용할 수 있다.
집속 렌즈(202)는 LED 램프(201)로부터의 광을 집속하여 화이버-옵틱 탐침(fiber optic probe)(203)으로 전달하고, 화이버-옵틱 탐침(203)은 렌즈(202)를 통과한 광을 받아 여기광원화이버(115)로 전달한다.
위와 같이, LED 램프(201)에 사용되는 적절한 LED를 선정하여 광원의 스펙트럼 파장을 200~500nm 사이에서 선택적으로 적용 가능하므로, [표 1]과 같이 구강암 진단에 필요한 광원인 280~450nm 파장대도 적절한 LED의 선정으로 충분히 실현할 수 있으며, LED 램프(201)로부터 발생되는 광은 집속 렌즈(202)에 의하여 적절히 집속되어 광 화이버로 도출되도록 할 수 있다.
이때에도 레이저를 광원으로 이용하는 경우에 비하여 광원의 반치폭이 좀 넓을 수 있으나(예를 들어, 대략 15 nm 정도), 구강암 등 신체 조직의 진단을 위한 광원으로 문제가 없다. 이에 따라, 고가의 레이저를 저가의 LED를 이용한 기술로 대치할 수 있으므로, 현실적으로 상품화하여 보급할 수 있는 기술로 발전시킬 수 있다.
한편, 화이버-옵틱 탐침(203)은 LED 램프(201)에서 방출되는 광을 광 화이버, 즉, 여기광원화이버(115)로 전달하고, 화이버-옵틱 탐침(203)으로 전달된 광은 다시 여기광원화이버(115)를 통해 연결된 광화이버 센서(120)까지 전송될 수 있으며, 광화이버 센서(120)를 구성하는 중심의 여기광원화이버(115) 주위에 복수로 원형 배치된 형광검출화이버(116)를 통하여 구강 등 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 형광을 검출할 수 있다. 예를 들어, 광화이버 센서(120)의 여기광원화이버(115)에서 나오는 광을 구강 내의 암세포로 추측되는 부분에 조사하고 이에 따라 암세포에서 방출되는 형광은 광화이버 센서(120)의 중심 외부로 원형으로 복수개가 배치되어 있는 형광검출화이버(116)를 통해 감지할 수 있다.
분광기(130)는 광화이버 센서(120)에서 검출된 광을 파장을 분해하여 복수의 광으로 분광한다. 광전자 증배관(140)은 분광기(130)에서 분광된 각각의 광에 대하여 광전자를 증배하고 증배된 광전자에 의하여 상응하는 증폭된 해당 전기적 신호를 생성할 수 있다. 분광기(130)에서 나오는 서로 파장이 다른 분광된 3 내지 5개의 광을 광전자 증배관(140)에서 처리하기 위하여 3 내지 5세트의 광전자 증배관을 이용하는 이들의 구조에 대하여는 도 4에서 이미 설명하였다.
여기서도, 3 세트를 가지는 광전자 증배관(140)을 이용하는 구조를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 분광된 더 많은 광의 수에 맞게 해당 세트수만큼의 광전자 증배관을 이용할 수 있으며, 광전자 증배관(140) 대신에 고가이기는 하지만ICCD(Intensified Charge Coupled Device) 카메라를 이용할 수도 있다. 광화이버 센서(120)에서 얻어지는 매우 미약한 광에 대하여 분광기(130)를 통해 파장 분해 후 그 전체 파장에 대한 스펙트럼 신호를 증폭하여 읽는 수단으로서 ICCD 카메라를 사용하였으나 ICCD 카메라는 고가이어서 저가 상품화에 상당한 장애물이 되어왔다. ICCD 카메라는 광응용 측정에서 다수의 형광파장을 동시에 관찰하는 수단으로 보통 사용된다. 반면에 광전자 증배관(140)은 각각의 파장별로 별도로 측정이 가능하다. 한편, 구강암의 진단을 위해서는 최대한 3내지 5개의 파장을 동시에 검출할 수 있어야 구강암 세포여부의 판단에 도움이 된다. 그러므로, ICCD 카메라를 사용하면 다파장의 형광측정이 가능하지만 매우 고가이므로 현실적 상품성에 장애물이 될 수도 있다. 대안으로 광전자 증배관(140)을 분광기(130) 최종단에 3 개를 장착하여 각각 측정할 형광 파장을 설정할 수 있도록 함으로써 고가의 ICCD를 대치할 수 있을 것이다.
광화이버 센서(120)에서 검출되는 형광에 대하여 광전자 증배관(140)에서 증폭된 스펙트럼 신호는 최종적으로 컴퓨터(150)로 전달될 수 있으며, 이에 따라 컴퓨터(150)는 소정 응용 프로그램 등의 소프트웨어나 하드웨어를 동작시켜 구강암 세포에 대한 정보를 진단/분석할 수 있다.
여기서도, 도 2와 같이, 여기광원화이버(115), 형광검출화이버(116) 이외에도, 고정 수단(121), 스프링(122), 및 삽입관(123)을 포함하는 광화이버 센서(120)가 이용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 구강암 등 의료 진단을 위하여, Xe 램프(101) 또는 LED 램프(201)를 이용하여 광을 방출하여 광 화이버로 전달하고, 광화이버로 전달된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하여 해당 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출한다. 이와 같이 검출된 광은 복수의 광(예를 들어, 3개의 파장)으로 분광되고, 분광된 각각의 광에 대하여 광전자 증배관(140)을 이용하여 광전자 증배하여 해당 증배된 광전자에 상응하는 전기적 신호(증폭된 스펙트럼 신호 결과)를 얻을 수 있다. 광전자 증배관(140)에 의한 스펙트럼 신호 결과는 컴퓨터(150)에서 분석되어 [표 1]과 같은 구강암 인자들에 대한 진단 결과가 얻어질 수 있다.
예를 들어, 도 6과 같이 여기광원화이버(115)와 형광검출화이버(116)의 끝단과 해당 구강암 세포 등 검체 부위 사이의 거리(D)를 조절하면서, 형광검출화이버(116)에서 검출된 광의 스펙트럼 신호 결과에 대하여 컴퓨터(150)에서 분석한 결과가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 컴퓨터(150)의 소정 분석 시스템은 광전자 증배관(140)에서 출력되는 스펙트럼 신호를 수집하고 분석하여 도 7 및 도 8과 같은 광 강도 데이터를 산출할 수 있다.
도 7은 정상 피부에 대하여 화이버의 끝단과 검체 부위와의 거리별(D) 검출된 광 강도에 대한 그래프이다.
도 7과 같이, 완전 접촉 상태인 D=0mm와 D=1mm의 거리에서 유사한 신호강도와 패턴을 보여주고 있으며 2.5~10mm사이에서는 전체적인 신호강도의 차이가 있으나 신호형태는 유사한 결과를 나타내었다.
도 8은 전암 단계인 이형성증 피부에 대하여 화이버의 끝단과 검체 부위와의 거리별(D) 검출된 광 강도에 대한 그래프이다.
도 8과 같이, 그림 2의 경우도 완전 접촉 상태인 D=0mm와 D=1mm의 거리에서 유사한 신호강도와 패턴을 보여주고 있으며 2.5~10mm 사이에서 신호강도의 차이가 있으나 신호형태는 유사한 결과를 나타내었다.
전체적인 결과로 보면 완전접촉 및 D=1mm 이내의 매우 근거리의 경우 정상과 비정상간의 신호 패턴의 차이가 거의 없음을 알 수 있으며, 10mm 정도로 거리가 멀어질 경우에도 역시 정상 비정상간 신호 패턴의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서, 광화이버 센서(120)의 단면 구조에서, 중앙에 여기광을 배출하는 여기광원화이버(115)가 위치하고, 발생된 형광신호를 수집하는 형광검출화이버(116)가 그 주변에 분포하고 있기 때문에 접촉면과 너무 가깝거나 너무 멀게 되면 여기광에 의해 발생된 생체조직의 자발 형광 신호를 충분히 반영하지 못하는 결과를 초래하므로 적절한 거리의 유지가 요구되는 것으로 보인다.
위와 같이, 광전자 증배관(140)에서 출력되는 스펙트럼 신호를 수집하고 분석하여, 광 강도 데이터를 산출함으로써, 도 7 및 도 8과 같은 그래프를 생성할 수 있지만, 이와 같은 그래프 상에서의 광 강도 데이터에 의존하여 직관적으로만 검체 부위가 정상인지 여부에 대한 진단을 내리기는 불명확한 면이 있다.
따라서, 위와 같은 그래프 상의 특징으로부터 검체 부위에 대한 패턴을 수치화할 수 있는 도 9와 같은 검출 광 분석 시스템(900)을 컴퓨터(150)에 구비하여 진단의 정확성과 명확성을 높일 수 있다. 검출 광 분석 시스템(900)은 컴퓨터(150)에 실장되지 않을 수도 있으며 독립된 전용기기로 동작할 수도 있다.
도 9와 같이, 검출 광 분석 시스템(900)은 강도 분석부(910), 피크값 획득부(920), 및 패턴값 산출부(930)를 포함할 수 있다.
강도 분석부(910)는 광전자 증배관(140)에서 출력되는 스펙트럼 신호를 수집하고 분석하여, 도 7 및 도 8과 같이 파장별 광 강도 데이터를 산출할 수 있다. 형광검출화이버(116)를 통하여 검체 부위로부터 방출되는 형광을 검출할 때에는, 측정 환경의 변동에 의하여 측정 시마다 조금씩 다를 수 있으므로, 강도 분석부(910)는 산출한 파장별 광 강도 데이터를 정규화(normalization)하여 정규화된 광 강도 데이터를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 도 7 또는 도 8과 같은 파장별 광 강도 데이터에 대하여, 최대 광 강도값을 1.0으로 치환하고, 나머지 광 강도값들을 그에 대한 상대적인 값으로 치환할 수 있다.
피크값 획득부(920)는 도 7 또는 도 8과 같은 파장별 광 강도 데이터에서 변곡점에 해당하는 최저점 값(lowest value) 하나(예를 들어, 파장 420nm의 광강도 값)와 피크값(peak value) 2개(예를 들어, 파장 390, 470nm의 광강도 값)를 찾아 해당 광 강도값들을 출력한다. 이때, 피크값 획득부(920)는 위와 같은 최저점 값과 피크값들의 획득을 용이하게 하기 위하여, 변곡점에 해당하는 부근의 값들이 심하게 변동하지 않고 부드럽게 변동하는 값이 되도록 왜곡 보정(equalization)을 수행할 수 있고, 변곡점을 찾기 위하여 도 7 또는 도 8과 같은 파장별 광 강도 데이터에 대한 소정 함수를 유도하고 해당 함수의 변곡점에 대한 해를 구함으로써, 위와 같은 최저점 값과 피크값들을 획득할 수 있다.
패턴값 산출부(930)는 위와 같은 최저점 값 하나(예를 들어, 파장 420nm의 광강도 값)와 피크값 2개(예를 들어, 파장 390, 470nm의 광강도 값)로부터, 패턴값을 산출한다. 예를 들어, 패턴값 산출부(930)는 최저점 값에 대한 피크값 2개 중 제1 피크값(예를 들어, 파장 390nm의 광강도 값)의 제1 비율과 최저점 값에 대한 피크값 2개 중 제2 피크값(예를 들어, 파장 470nm의 광강도 값)의 제2 비율을 계산하고, 다시 제2 비율에 대한 제1 비율의 비율 비교값(예를 들어, 제1비율/제2 비율)을 상기 패턴값으로 계산할 수 있다. 이와 같은 패턴값은 소정 디스플레이 수단을 통해 표시될 수 있다.
예를 들어, 도 7(정상 피부의 경우)의 D=2.5mm 예에서, 위와 같은 패턴값이 0.42 정도일 수 있고, 도 8(전암 단계인 이형성증 피부의 경우)의 D=2.5mm 예에서, 패턴값이 0.87 정도 일 수 있다. 이와 같이, 정상에서 조기암으로 발전할수록 위와 같은 패턴값은 커지게 되므로, 직관적이고 정성적인 그래프만이 아닌 이와 같은 패턴값을 제시해 줌으로써, 진단의 정확성과 명확성을 높일 수 있게 된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광화이버 센서와 보조 도구를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광화이버 센서와 보조 도구를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분광기와 광전자 증배관을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구강암 조기 진단 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 보조 도구 내의 화이버의 끝단과 검체 부위와의 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 정상 피부에 대하여 화이버의 끝단과 검체 부위와의 거리별 검출된 광 강도에 대한 그래프이다.
도 8은 이형성증 피부에 대하여 화이버의 끝단과 검체 부위와의 거리별 검출된 광 강도에 대한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 검출 광 분석 시스템의 블록도이다.

Claims (16)

  1. 비활성 기체를 이용하여 광을 방출하는 램프;
    상기 램프에서 방출되는 광을 집속하여 전달하는 광 집속 모듈;
    전달된 상기 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 광화이버 센서;
    상기 광화이버 센서에서 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 분광기; 및
    상기 분광기에서 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 광감지 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 기체로서 Xe을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 집속 모듈은,
    상기 램프에서 방출되는 광을 필터링하는 대역 통과 필터;
    상기 대역 통과 필터를 통과한 광을 집속하는 렌즈; 및
    상기 렌즈를 통과한 광을 받기 위한 화이버-옵틱 탐침
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  4. LED를 이용하여 광을 방출하는 램프;
    상기 램프로부터의 광을 집속하는 렌즈;
    상기 렌즈를 통과한 광을 받아 전달하기 위한 화이버-옵틱 탐침;
    전달된 상기 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 광화이버 센서;
    상기 광화이버 센서에서 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 분광기; 및
    상기 분광기에서 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 광감지 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 진단 대상 신체 부위를 구강 내 피부 조직으로 하는 구강 관련 질병의 진단을 위한 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 광감지 수단은,
    ICCD 카메라 또는 광전자 증배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 분광기는 서로 파장이 다른 3 내지 5개의 광으로 분광하고,
    상기 광감지 수단으로서 3 내지 5세트의 광전자 증배관을 이용하여 상기 3 내지 5개의 광 각각을 전기적 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 광화이버 센서는,
    전달된 상기 광의 전송을 위한 여기광원화이버;
    상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 상기 여기광원화이버 주위의 형광검출화이버;
    상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버를 감싸 고정하기 위한 고정 수단;
    스프링; 및
    상기 고정 수단의 한쪽 방향으로 돌출되어 상기 스프링을 관통한 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단을 삽입하여 감싸기 위한 삽입관을 포함하고,
    상기 스프링의 탄성력을 이용하여 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단이 상기 삽입관 내부에서 좌우로 움직이는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 광화이버 센서는,
    전달된 상기 광의 전송을 위한 여기광원화이버;
    상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 상기 여기광 원화이버 주위의 형광검출화이버;
    상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버를 감싸 고정하기 위한 고정 수단; 및
    상기 고정 수단의 한쪽 방향으로 돌출된 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단을 삽입하여 감싸기 위한 삽입관을 포함하고,
    상기 삽입관으로 삽입되는 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 해당 부분은 피복되어져 있고,
    상기 피복된 부분의 표면과 상기 삽입관의 해당 내부 부분 사이의 일정 힘이 요구되는 마찰력 보조 수단을 이용하여, 상기 여기광원화이버와 상기 형광검출화이버의 끝단이 상기 삽입관 내부에서 좌우로 움직이는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  10. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 분광기는,
    입사광을 제1 미러에서 반사시키고,
    상기 제1 미러에서 반사된 광을 회절 격자에서 회절시키며,
    상기 회절 격자에서 방출되는 회절된 광을 제2 미러 및 제3 미러에서 연속으로 반사시켜 복수의 슬릿으로 나오는 분광된 광들을 출력하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전기적 신호로부터 파장별 광 강도 데이터를 산출하고 상기 파장별 광 강도 데이터에 기초하여 진단 대상 신체 부위에 대한 패턴값을 산출하는 분석 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 분석 수단은,
    상기 전기적 신호를 분석하여 상기 파장별 광 강도 데이터를 산출하는 강도 분석부;
    상기 파장별 광 강도 데이터에서 변곡점에 해당하는 최저점 값 하나와 2개의 피크값들을 찾아 해당 광 강도값들을 출력하는 피크값 획득부; 및
    상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제1 피크값의 제1 비율과 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제2 피크값의 제2 비율을 계산하고, 다시 상기 제2 비율에 대한 상기 제1 비율의 비율 비교값을 상기 패턴값으로 계산하는 패턴값 산출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 시스템.
  13. 비활성 기체를 이용한 램프를 통하여 광을 방출하는 단계;
    상기 방출되는 광을 집속하여 광 화이버로 전달하는 단계;
    상기 광 화이버로 전달된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 단계;
    상기 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 단계; 및
    상기 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 방법.
  14. LED를 이용하여 광을 방출하는 단계;
    상기 방출되는 광을 광 화이버로 전달하는 단계;
    상기 광화이버로 전달된 광을 진단 대상 신체 부위로 조사하고 상기 진단 대상 신체 부위로부터 방출되는 광을 검출하는 단계;
    상기 검출된 광을 복수의 광으로 분광하는 단계; 및
    상기 분광된 각각의 광에 대하여 상응하는 전기적 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 전기적 신호를 생성하는 단계 후에,
    상기 전기적 신호로부터 파장별 광 강도 데이터를 산출하고 상기 파장별 광 강도 데이터에 기초하여 진단 대상 신체 부위에 대한 패턴값을 산출하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 패턴값을 산출하는 단계는,
    상기 전기적 신호를 분석하여 상기 파장별 광 강도 데이터를 산출하는 단계;
    상기 파장별 광 강도 데이터에서 변곡점에 해당하는 최저점 값 하나와 2개의 피크값들을 찾아 해당 광 강도값들을 출력하는 단계; 및
    상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제1 피크값의 제1 비율과 상기 최저점 값에 대한 상기 피크값들 중 제2 피크값의 제2 비율을 계산하고, 다시 상기 제2 비율에 대한 상기 제1 비율의 비율 비교값을 상기 패턴값으로 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 진단 방법.
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