KR20120078893A - Apparatus for skin cancer diagnosis - Google Patents

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KR20120078893A
KR20120078893A KR1020110000190A KR20110000190A KR20120078893A KR 20120078893 A KR20120078893 A KR 20120078893A KR 1020110000190 A KR1020110000190 A KR 1020110000190A KR 20110000190 A KR20110000190 A KR 20110000190A KR 20120078893 A KR20120078893 A KR 20120078893A
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skin cancer
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KR1020110000190A
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이진구
백용현
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동국대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A diagnosis apparatus for skin cancer is provided to reduce costs required for diagnosing skin cancer by using a millimeter wave image which is harmless for a body. CONSTITUTION: A diagnosis apparatus(30) for skin cancer comprises a millimeter wave image generation unit(31) and a temperature distribution image generation unit(32). The millimeter wave image generation unit detects electromagnetic waves having millimeter wave broadband among electromagnetic waves from a specific area of skin and generates a millimeter wave image using the detected electromagnetic waves. The temperature distribution image generation unit generates a temperature distribution image of the specific area of the skin using the millimeter wave image.

Description

피부암 진단 장치{Apparatus for skin cancer diagnosis}Apparatus for skin cancer diagnosis

본 발명은 피부암 진단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀리미터파(millimeter wave) 영상을 이용하여 피부암을 조기에 정확히 진단할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for diagnosing skin cancer, and more particularly, to an apparatus capable of accurately and accurately diagnosing skin cancer using a millimeter wave image.

국내외적으로 암의 발생률은 증가하고 있으며, 암을 조기에 진단하기 위한 의료 기구 내지는 진단 방안에 관한 개발 및 연구가 활발하게 진행되고 있다. 여러 암들 중에서도 특히 피부암의 경우에는 발병률과 그로 인한 사망률의 증가 속도가 매우 빠르기 때문에 조기 진단의 필요성이 절실한 상황이다.The incidence of cancer is increasing at home and abroad, and the development and research of medical devices or diagnostic methods for early diagnosis of cancer are being actively conducted. Among many cancers, especially skin cancer, the incidence rate and the resulting mortality rate are so fast that the need for early diagnosis is urgent.

피부암의 (조기) 진단을 위한 기존의 방안은, 다른 암들의 경우와 마찬가지로, X-ray 촬영 영상, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT) 영상, 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging: MRI) 등을 통해서 이루어지고 있다.Existing approaches for (early) diagnosis of skin cancer, like other cancers, include X-ray imaging, computed tomography (CT) imaging and magnetic resonance imaging (MRI). It is done.

X-ray 영상에 의한 진단 방안은 주지하다시피 암 조직이 있을 것으로 의심되는 인체의 부위에 방사선의 일종인 X-ray를 조사하여 암을 진단하는 방안으로, 생체 조직을 손상시키는 부작용을 수반하고 아울러 어떤 암에 대해서는 진단 자체가 되지 아니하는 문제가 있다. 그리고 CT 영상 및 MRI 영상에 의한 진단 방안은 진단의 정확성 측면에서는 X-ray 영상에 의한 진단 방안에 비해 획기적으로 높으나, 촬영 영상을 획득하는데 소요되는 비용이 매우 고가인 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제들은 피부암의 경우에도 예외는 아니다.X-ray imaging method is known to diagnose cancer by irradiating X-ray, which is a kind of radiation to the part of human body suspected of having cancer tissue, and has side effects that damage living tissue For some cancers, there is a problem that cannot be diagnosed itself. In addition, the diagnosis method based on CT and MRI images is significantly higher than the diagnosis method based on X-ray images in terms of accuracy of diagnosis, but the cost of acquiring photographed images is very expensive. These problems are no exception to skin cancer.

본 발명은 상기와 같은 기존의 피부암 진단 방안의 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 인체에 무해하고 아울러 피부암 진단에 소요되는 비용의 저가화 실현을 꾀할 수 있는 피부암 진단 방안을 제공하는 것으로, 특히 밀리미터파 영상을 이용하여 이러한 목적을 달성할 수 있는 피부암 진단 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the existing skin cancer diagnosis method as described above, the problem to be solved by the present invention is a skin cancer diagnosis method that can be harmless to the human body and to realize the low cost of skin cancer diagnosis In particular, the present invention provides a device for diagnosing skin cancer that can achieve such an object using a millimeter wave image.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 피부암 진단 장치는Skin cancer diagnostic apparatus disclosed herein to solve the above problems is

피부(skin)의 특정 영역에서 방사되는 전자기파 중에서 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 갖는 전자기파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 밀리미터파 영상 구현부; 및 상기 구현된 밀리미터파 영상으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직의 온도 차로 인한 상기 두 조직으로부터 각각 방사(emission)되는 밀리미터파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 영상으로 구현하는 온도 분포 영상 구현부를 포함하여 본 발명의 과제를 해결한다.A millimeter wave image implementation unit for detecting an electromagnetic wave having a millimeter wave band among electromagnetic waves emitted from a specific area of the skin and implementing the millimeter wave image; And from the implemented millimeter wave image, the difference between the intensity of the millimeter wave emitted from the two tissues due to the temperature difference between the normal skin tissue and the skin cancer tissue of the specific region, respectively, as an image. It includes a temperature distribution image implementer for implementing a temperature distribution as an image to solve the problems of the present invention.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 피부암 진단 장치는Another skin cancer diagnostic apparatus disclosed herein to solve the above problems is

피부(skin)의 특정 영역에 밀리미터파(millimeter wave)를 투사하는 밀리미터파 투사부; 상기 투사된 밀리미터파가 상기 특정 영역을 통해 반사되는 밀리미터파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 밀리미터파 영상 구현부; 및 상기 구현된 밀리미터파 영상으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직으로부터 각각 반사되는 밀리미터파의 방사율(emissivity) 차에 의한 상기 반사파의 강도(intensity)의 차이를 영상으로 구현하는 차이 영상 구현부를 포함하여 본 발명의 과제를 해결한다.A millimeter wave projection unit for projecting a millimeter wave to a specific area of the skin; A millimeter wave image implementation unit for detecting the millimeter wave reflected by the projected millimeter wave through the specific region and implementing a millimeter wave image; And a difference image implementation unit for implementing an image of a difference in intensity of the reflected wave due to a difference in emissivity of millimeter waves respectively reflected from the implemented millimeter wave image from the normal skin tissue and skin cancer tissue of the specific region. It solves the subject of this invention, including.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 피부암 진단 장치는Another skin cancer diagnostic apparatus disclosed herein to solve the above problems is

피부(skin)의 특정 영역에서 방사되는 전자기파 중에서 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 갖는 전자기파를 검출하여 밀리미터파 영상(M1)으로 구현하는 제1 밀리미터파 영상 구현부; 상기 구현된 밀리미터파 영상(M1)으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직의 온도 차로 인한 상기 두 조직으로부터 각각 방사되는 밀리미터파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 영상으로 구현하는 온도 분포 영상 구현부; 상기 온도 분포 영상을 통해 피부암 조직이 있다고 판단된 경우, 상기 특정 영역에 밀리미터파를 투사하는 밀리미터파 투사부; 상기 투사된 밀리미터파가 상기 특정 영역을 통해 반사되는 밀리미터파를 검출하여 밀리미터파 영상(M2)으로 구현하는 제2 밀리미터파 영상 구현부; 및 상기 구현된 밀리미터파 영상(M2)으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직으로부터 각각 반사되는 밀리미터파의 방사율(emissivity) 차에 의한 상기 반사파의 강도(intensity)의 차이를 영상으로 구현하는 차이 영상 구현부를 포함하여 본 발명의 과제를 해결한다.A first millimeter wave image implementing unit for detecting an electromagnetic wave having a millimeter wave band among electromagnetic waves radiated from a specific area of the skin and implementing the millimeter wave image M1; From the implemented millimeter wave image M1, the difference of the intensity of the millimeter wave radiated from the two tissues due to the temperature difference between the normal skin tissue and the skin cancer tissue of the specific region is implemented as an image to display the temperature of the specific region. A temperature distribution image implementer for implementing the distribution as an image; A millimeter wave projection unit for projecting a millimeter wave to the specific region when it is determined that skin cancer tissue is detected through the temperature distribution image; A second millimeter wave image implementation unit for detecting the millimeter wave reflected by the projected millimeter wave through the specific region and implementing the millimeter wave image (M2); And a difference in which the difference in intensity of the reflected wave due to the difference in emissivity of the millimeter wave reflected from the normal skin tissue and skin cancer tissue of the specific region from the implemented millimeter wave image M2 is imaged. Solving the problems of the present invention including an image implementer.

본 발명에 의한 진단 장치를 피부암 진단에 적용할 경우 X-ray 등에서 우려되는 인체의 유해성을 완전히 차단할 수 있으며, 또한 보다 간편하고 매우 저렴한 비용으로 피부암 진단을 가능하게 한다.When the diagnostic device according to the present invention is applied to the diagnosis of skin cancer, it is possible to completely block the harmfulness of the human body concerned from X-rays, etc., and also to enable skin cancer diagnosis at a more convenient and very low cost.

본 발명은 아울러 임상 의학에 의한 암 진단과 밀리미터파 암 진단 영상 시스템의 연계 연구를 가능하게 하여 암 치료 과정에 획기적인 변화를 야기시킬 수 있다. 또한 밀리미터파 영상 처리 기술을 통해 간편하며 저가 진단이 가능한 신개념 의료 영상 시스템의 가능성을 제시한다.The present invention also enables the linked study of cancer diagnosis by the clinical medicine and the millimeter wave cancer diagnosis imaging system, which can cause a drastic change in the cancer treatment process. In addition, the millimeter wave image processing technology presents the possibility of a new concept medical imaging system that is simple and inexpensive.

도 1a는 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(10)의 일 구성을 제시한 도면이다.
도 1b는 밀리미터파 영상 구현부(11)의 일례를 제시한 도면이다.
도 1c는 특정 영역(a)의 온도 분포 영상의 일례를 제시한 도면이다.
도 2a는 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(20)의 일 구성을 제시한 도면이다.
도 2b는 밀리미터파 투사부(11)의 일례를 제시한 도면이다.
도 2c는 정상 피부 조직과 피부암 조직의 유전율 차이를 제시한 그래프이다.
도 2d는 밀리미터파의 수신 강도의 차이가 반영된 특정 영역(b)의 영상의 일례를 제시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(30)의 일 구성을 제시한 도면이다.Figure 1a is a diagram showing one configuration of the skin cancer diagnostic device 10 according to the present invention.
FIG. 1B is a diagram illustrating an example of the millimeter wave image implementing unit 11.
1C is a diagram illustrating an example of a temperature distribution image of a specific region (a).
Figure 2a is a diagram showing one configuration of the skin cancer diagnostic device 20 according to the present invention.
2B is a diagram showing an example of the millimeter wave projector 11.
Figure 2c is a graph showing the difference in permittivity between normal skin tissue and skin cancer tissue.
FIG. 2D is a diagram illustrating an example of an image of a specific area b in which a difference in reception intensity of a millimeter wave is reflected.
3 is a view showing one configuration of the skin cancer diagnosis device 30 according to the present invention.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하려는 과제의 해결 방안의 개요를 우선 제시한다.Prior to the description of the specific contents for carrying out the present invention, an outline of a solution of the problem to be solved by the present invention will first be presented.

피부암 진단에 대한 기존 방안에 대한 상기한 문제들을 해결하기 위해 본 발명은 밀리미터파의 특성을 이용하며, 그 중 밀리미터파 이미징(imaging) 방안을 이용하여 상기한 본 발명의 과제를 해결하고자 한다.In order to solve the above problems of the existing method for diagnosing skin cancer, the present invention utilizes the characteristics of the millimeter wave, and uses the millimeter wave imaging method among them to solve the above problems of the present invention.

밀리미터파는 그 파장이 밀리미터 단위인 전자기파의 일종이다. 한편 인체를 포함한 모든 물체는 흑제 복사(blackbody radiation)를 통해 그 절대온도에 비례한 넓은 대역의 열잡음을 방사하고 있고, 밀리미터파를 이용한 감지 장치(밀리미터파 영상 센서)는 이 열잡음 중에서 밀리미터파 대역의 스펙트럼 강도를 수신해서 영상을 형성한다. 밀리미터파를 이용한 감지 장치는 물체가 방사하는 절대온도에 비례하는 열잡음 중 밀리미터파를 수신하여 영상으로 구성할 수 있는데, 이를 밀리미터파 이미징이라 한다.Millimeter wave is a kind of electromagnetic wave whose wavelength is in millimeters. On the other hand, all objects including the human body emit a wide range of thermal noise proportional to their absolute temperature through blackbody radiation, and a millimeter wave sensing device (millimeter wave image sensor) uses a millimeter wave band among these thermal noises. Receive spectral intensity to form an image. A sensing device using a millimeter wave can receive a millimeter wave of the thermal noise proportional to the absolute temperature emitted by the object to form an image, which is called millimeter wave imaging.

본 발명은 밀리미터파 이미징의 이러한 원리에 입각하여 피부암 진단 장치를 구현하는 것이다. 인체의 피부로부터 방사되는 전자기파에는 밀리미터파 성분이 상당 포함된 것으로 알려지고 있는데 X-ray와는 달리 인체에 전혀 해가 없고, 아울러 밀리미터파 영상의 구현 비용은 CT 영상 및 MRI 영상을 구현하는 비용에 비해 현저히 낮다.The present invention implements a skin cancer diagnosis apparatus based on this principle of millimeter wave imaging. It is known that the electromagnetic wave emitted from the human skin contains a significant amount of millimeter wave components. Unlike X-rays, the electromagnetic wave is harmless to the human body, and the cost of implementing the millimeter wave image is higher than that of the CT and MRI images. Significantly lower.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, specific details for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on preferred embodiments of the present invention. Although the same reference numerals have been given in the drawings, it will be noted that in the description of the drawings may refer to components of other drawings if necessary. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration and other matters related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1a는 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(10)의 일 구성을 제시한 도면이다.Figure 1a is a diagram showing one configuration of the skin cancer diagnostic device 10 according to the present invention.

밀리미터파 영상 구현부(11)는 피부(skin)의 특정 영역(a)에서 방사(emission)되는 전자기파 중에서 밀리미터파 대역을 갖는 전자기파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 기능을 수행하는 부분으로, 그 구성의 일례가 도 1b에 제시되어 있다.The millimeter wave image implementing unit 11 detects electromagnetic waves having a millimeter wave band among the electromagnetic waves emitted in a specific area (a) of the skin, and performs a function of implementing a millimeter wave image. An example of the configuration is shown in FIG. 1B.

밀리미터파 영상 구현부(11)는 밀리미터파 영상 센서로 구현될 수 있는데, 이는 피부(skin)의 특정 영역(a)에서 방사되는 전자기파를 수신하는 안테나, 수신된 전자기파의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA), 저잡음 증폭된 수신 전자기파로부터 밀리미터파 대역의 전자기파를 최종 검출하는 검출기(Detector) 및 검출된 밀리미터파 대역의 전자기파를 밀리미터파 영상으로 변환시키는 변환기로 이루어지며, 이로써 후술할 온도 분포 영상이 구현되기 위한 기초가 마련된다. 안테나, LNA, 검출기 및 변환기의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 구현에 있어서의 중점적인 사항은 아니므로 더 이상의 설명은 약하며, 밀리미터파 영상 센서는 이뿐만이 아니라 기 공지된 문헌에 많이 제시되어 있고 본 발명도 밀리미터파 영상 센서를 본 명세서에 개시된 바와 동일하지 않게 다른 형태의 것으로도 구현할 수 있다.The millimeter wave image implementing unit 11 may be implemented as a millimeter wave image sensor, which includes an antenna for receiving electromagnetic waves radiated from a specific area (a) of the skin and a low noise amplifier of the received electromagnetic waves. LNA), a detector for finally detecting the millimeter wave band electromagnetic wave from the low noise amplified received electromagnetic wave, and a converter for converting the detected millimeter wave band electromagnetic wave into a millimeter wave image, thereby implementing a temperature distribution image to be described later. The foundation is laid. The construction of antennas, LNAs, detectors, and converters is not an important point in the implementation of the technical idea of the present invention, so further description is weak, and a millimeter wave image sensor is not only described in this but also well known literature. The present invention can also be implemented in other forms, not the same as the millimeter wave image sensor disclosed herein.

온도 분포 영상 구현부(12)는 밀리미터파 영상 구현부(11)에 의해 구현된 밀리미터파 영상으로부터 특정 영역(a)의 온도 분포를 영상으로 구현하는 기능을 수행하는 부분이다. 피부암 조직을 비롯한 대부분의 암 조직은 그 주변의 정상 조직보다 2~3[℃] 정도 온도가 높은 것으로 알려져 있으며, 이러한 온도 차 특성으로 인해 특정 영역(a)에 있는 정상 조직과 피부암 조직으로부터 각각 방사되는 밀리미터파의 강도(intensity)는 차이가 난다. 온도 분포 영상 구현부(12)는 이 강도의 차이가 반영된 특정 영역(a)의 온도 분포를 영상으로 구현하게 된다.The temperature distribution image implementer 12 performs a function of implementing a temperature distribution of the specific region a from the millimeter wave image implemented by the millimeter wave image implementer 11 as an image. It is known that most cancer tissues, including skin cancer tissues, are 2 to 3 [deg.] C. higher than normal tissues around them. Due to this temperature difference, radiation from normal tissues and skin cancer tissues in a specific area (a) is caused. The intensity of the millimeter wave being made differs. The temperature distribution image implementing unit 12 implements an image of the temperature distribution of the specific region a in which the difference in intensity is reflected.

상기한 정상 조직과 피부암 조직의 온도 차에 따라 각 조직으로부터 방사되는 밀리미터파의 강도의 차이는 밀리미터파 영상 구현부(11)의 검출기에서 검출되는 밀리미터파의 전압 값의 차이로 나타나며, 검출되는 밀리미터파는 밀리미터파 영상 구현부(11)의 변환기에 의해 상기한 전압 값의 차이에 근거하여 밀리미터파 영상으로 변환된다. 밀리미터파 영상 구현부(11)의 변환기는 보다 자세하게는 상기한 전압 값의 범위(range)를 구간 별로 나누고 각 구간에 따른 그레이 레벨(gray level)을 부여하여 밀리미터파 영상으로 변환한다.The difference in the intensity of the millimeter wave emitted from each tissue according to the temperature difference between the normal tissue and the skin cancer tissue is represented by the difference in the voltage value of the millimeter wave detected by the detector of the millimeter wave imaging unit 11, and the detected millimeter The wave is converted into a millimeter wave image based on the difference in voltage values by the converter of the millimeter wave image implementing unit 11. In more detail, the converter of the millimeter wave image implementing unit 11 divides the range of the above-described voltage value into sections and gives a gray level for each section to convert the millimeter wave image into a millimeter wave image.

이러한 밀리미터파 영상은 일반적인 기준의 시각으로 보면 실질적으로 흑백 영상에 불과하므로, 구현된 밀리미터파 영상만을 가지고는 특정 영역(a)에 피부암 조직이 있는지의 여부를 명확히 알기에는 부족하다. 따라서 온도 분포 영상 구현부(12)는 상기한 각 구간을 색으로 구별하여 특정 영역(a)의 온도 분포를 컬러 영상으로 구현하게 된다.Since the millimeter wave image is substantially a black and white image from a general reference point of view, only the implemented millimeter wave image is insufficient to clearly know whether skin cancer tissue exists in a specific area (a). Therefore, the temperature distribution image implementing unit 12 distinguishes each of the sections by color to implement the temperature distribution of the specific region a as a color image.

온도 분포를 구현한 영상의 예가 도 1c에 제시되어 있는데, 피부암 조직은 다른 조직과 구분되어 붉은색으로 표시되어 있으며 온도도 정상 조직의 경우(34.2[℃])보다 2[℃] 높은 것(36.2[℃])으로 제시되어 있다.An example of an image of the temperature distribution is shown in FIG. 1C, in which the skin cancer tissue is distinguished from other tissues in red, and the temperature is 2 [° C.] higher than that of normal tissue (34.2 [° C.]) (36.2 [° C.]).

이러한 방식으로 구현된 특정 영역(a)의 온도 분포 영상(예를 들어 도 1c)을 통해 특정 영역(a)에 피부암 조직이 있는지 여부를 알 수 있게 된다. The temperature distribution image (eg, FIG. 1C) of the specific region (a) implemented in this manner may indicate whether skin cancer tissue is present in the specific region (a).

도 2a는 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(20)의 일 구성을 제시한 도면이다.Figure 2a is a diagram showing one configuration of the skin cancer diagnostic device 20 according to the present invention.

밀리미터파 투사부(21)는 피부(skin)의 특정 영역(b)에 밀리미터파(millimeter wave)를 투사한다. 이는 도 2a에 제시된 발명이 도 1a에 제시된 발명과 피부암 진단을 다른 방식으로 진행함을 의미하는 것으로, 도 1a에 제시된 발명은 피부로부터 자연스럽게 방사되는 밀리미터파를 분석하여 피부암 진단을 수행하는 것이라면, 도 2a에 제시된 발명은 피부에 밀리미터파를 외부에서 투사하여 피부로부터 반사되는 파를 분석하여 피부암 진단을 수행하는 것이다. 전자가 '수동형' 진단 장치라 하면, 후자는 '능동형' 진단 장치라 할 수 있다.The millimeter wave projector 21 projects a millimeter wave to a specific area b of the skin. This means that the invention shown in FIG. 2A proceeds to the diagnosis of skin cancer differently from the invention shown in FIG. 1A. If the invention shown in FIG. 1A analyzes the millimeter wave naturally radiated from the skin, the skin cancer diagnosis is performed. The invention presented in 2a is to project a millimeter wave from the outside and analyze the wave reflected from the skin to perform skin cancer diagnosis. If the former is a 'passive' diagnostic device, the latter is an 'active' diagnostic device.

밀리미터파 투사부(21)는 일례로(도 2b 참조) 밀리미터파를 발생시키는 전압 조정 발진기(Voltage Controlled Oscillator: VCO)와 발생된 밀리미터파를 피부의 특정 영역(b)에 직접 투사하는 안테나로 구현될 수 있으며, VCO와 안테나의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 구현에 있어서의 중점적인 사항은 아니므로 더 이상의 설명은 약하며, 밀리미터파 발생 장치는 이미 다양한 방식으로 구현된 여러 장치가 알려져 있다.For example, the millimeter wave projecting unit 21 is implemented by a voltage controlled oscillator (VCO) that generates millimeter waves and an antenna that projects the generated millimeter waves directly into a specific area (b) of the skin. Since the configuration of the VCO and the antenna is not an important point in the implementation of the technical idea of the present invention, further description is weak, and the millimeter wave generator is already known in various ways.

밀리미터파 영상 구현부(22)는 투사된 밀리미터파가 특정 영역(b)을 통해 반사되는 밀리미터파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 기능을 수행하는 부분으로, 이에 관한 사항은 도 1a에 제시된 밀리미터파 영상 구현부(11)와 같다.The millimeter wave image implementing unit 22 performs a function of detecting the millimeter wave reflected by the projected millimeter wave through the specific area b and implementing the millimeter wave image. Same as the wave image implementing unit 11.

차 영상 구현부(23)는 검출된 밀리미터파 영상으로부터 특정 영역(b)의 정상 피부 조직과 피부암 조직으로부터 각각 반사되는 밀리미터파의 방사율(emissivity) 차에 의한 반사파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하는 기능을 수행하는 부분이다. 밀리미터파를 포함한 모든 전자기파는 물체마다 반사되는 강도 즉, 방사율이 틀리며, 방사율은 물체의 유전율(permittivity or dielectric constant(유전 상수))에 따라 결정된다. 수분이 많은 신체 조직(피부암 조직)은 유전 상수가 커서 공기 계면에서의 반사에 의해 방사율이 저하되므로 반사파의 수신 강도가 감소된다. 차 영상 구현부(23)는 수신 강도의 차가 반영된 특정 영역(b)을 영상으로 구현하게 된다. The difference image implementing unit 23 images the difference of the intensity of the reflected wave due to the difference in the emissivity of the millimeter wave reflected from the normal skin tissue and the skin cancer tissue of the specific region b from the detected millimeter wave image. This is the part that implements the function. All electromagnetic waves, including millimeter waves, have different reflected strengths, or emissivity, per object, and emissivity is determined by the permittivity or dielectric constant of an object. Moist body tissue (skin cancer tissue) has a large dielectric constant, so that the emissivity is reduced by reflection at the air interface, thereby reducing the reception intensity of the reflected wave. The difference image implementing unit 23 implements a specific area b in which the difference in reception intensity is reflected as an image.

도 2c는 정상 피부 조직과 피부암 조직의 유전율 차이를 제시한 그래프이며, 도 2d는 차 영상 구현부(23)에 의해 구현된 특정 영역(b)의 영상의 예를 제시한 도면이다.FIG. 2C is a graph showing a difference in permittivity between normal skin tissue and skin cancer tissue, and FIG. 2D is a diagram illustrating an example of an image of a specific region b implemented by the difference image implementing unit 23.

차 영상의 구현은 구체적으로 피부암 조직(Burn)과 정상 피부 조직(Normal skin) 간 Re(εr)와 Im(εr)의 차이(유전율(εr)이 복소수로 표현되는 경우에 Re(εr)와 Im(εr)는 각각 유전율의 실수부(real part)와 허수부(imaginary part)를 나타내며, 실수부는 전자파의 파장과 전달(propagation)과 관련되고, 허수부의 경우에는 손실과 관련된다)에 의해 피부암 조직과 정상 피부 조직으로부터 반사되는 밀리미터파의 수신 강도 차이를 영상으로 구현하는 것이다.In particular, the difference image is implemented when the difference between Re (ε r ) and Im (ε r ) between skin cancer tissue (Burn) and normal skin tissue (Normal skin) (when the dielectric constant (ε r ) is expressed as a complex number) r ) and Im (ε r ) represent the real part and the imaginary part of the dielectric constant, respectively, and the real part is related to the wavelength and propagation of electromagnetic waves, and the loss in the imaginary part. ) Shows the difference in the received intensity of the millimeter wave reflected from skin cancer tissue and normal skin tissue.

수신 강도의 차이는 밀리미터파 영상 구현부(22)의 검출기에서 검출되는 밀리미터파의 전압 값의 차이로 나타나며, 검출되는 밀리미터파는 밀리미터파 영상 구현부(22)의 변환기에 의해 상기한 전압 값의 차이에 근거하여 밀리미터파 영상으로 변환된다. 밀리미터파 영상 구현부(22)의 변환기는 보다 자세하게는 상기한 전압 값의 범위(range)를 구간 별로 나누고 각 구간에 따른 그레이 레벨(gray level)을 부여하여 밀리미터파 영상으로 변환한다.The difference in reception intensity is represented by the difference in the voltage value of the millimeter wave detected by the detector of the millimeter wave image implementing unit 22, and the detected millimeter wave is the difference in the voltage value described above by the converter of the millimeter wave image implementing unit 22. Is converted to millimeter-wave images based on. In more detail, the converter of the millimeter wave image implementing unit 22 divides the range of the above-described voltage value for each section and gives a gray level for each section to convert the millimeter wave image into a millimeter wave image.

이러한 밀리미터파 영상은 일반적인 기준의 시각으로 보면 실질적으로 흑백 영상에 불과하므로, 구현된 밀리미터파 영상만을 가지고는 특정 영역(b)에 피부암 조직이 있는지의 여부를 명확히 알기에는 부족하다. 따라서 차 영상 구현부(23)는 상기한 각 구간을 색으로 구별하여 특정 영역(b)으로부터 반사되는 밀리미터파의 수신 강도의 차이를 컬러 영상으로 구현하게 된다.Since the millimeter wave image is substantially a black and white image from a general reference point of view, only the implemented millimeter wave image is insufficient to clearly know whether there is skin cancer tissue in a specific area (b). Accordingly, the difference image implementing unit 23 distinguishes each of the sections by color to implement a difference in the received intensity of the millimeter wave reflected from the specific region b as a color image.

한편 도 2a에 제시된 발명에 의한 진단 장치를 이용하여 피부암 진단을 하는 경우에는 해당 부위의 피부(즉, 특정 영역(b))를 스캔하여 차이 영상을 구현하게 되는데, 차이 영상은 실시간 획득이 가능하므로 스캔 시점의 해당 부위에 있는 암 조직의 위치 파악이 즉시 가능하다.Meanwhile, in the case of diagnosing skin cancer using the diagnosis apparatus according to the present invention shown in FIG. 2A, a difference image is realized by scanning the skin (ie, a specific region (b)) of a corresponding region, and the difference image can be obtained in real time. The location of cancerous tissue in the area at the time of the scan is readily available.

도 3은 본 발명에 의한 피부암 진단 장치(30)의 일 구성을 제시한 도면이다.3 is a view showing one configuration of the skin cancer diagnosis device 30 according to the present invention.

도 3에 제시된 발명은 도 1a와 도 2a에 각각 제시된 발명을 융합한 형태로서, 수동형 진단과 능동형 진단이 모두 가능한 형태인 것이다. 즉, 도 3에 제시된 발명은 먼저 수동형 진단을 통해 암 조직의 유무를 확정하고 암 조직의 존재가 확인되면 능동형 진단을 통해 그 위치를 판단하는 것이다.The invention shown in FIG. 3 is a fusion of the inventions shown in FIGS. 1A and 2A, respectively, in a form capable of both passive diagnosis and active diagnosis. That is, the invention shown in FIG. 3 is to first determine the presence or absence of cancer tissue through passive diagnosis, and determine the location through active diagnosis when the presence of cancer tissue is confirmed.

도 3에 제시된 제1 밀리미터파 영상 구현부(31), 온도 분포 영상 구현부(32)의 동작 및 기능은 각각 도 1a의 밀리미터파 영상 구현부(11), 온도 분포 영상 구현부(12)의 동작 및 기능과 동일하다. 아울러 밀리미터파 투사부(33), 제2 밀리미터파 영상 구현부(34), 차 영상 구현부(35)의 동작 및 기능은 각각 도 2a의 밀리미터파 투사부(21), 밀리미터파 영상 구현부(22), 차 영상 구현부(23)의 동작 및 기능과 동일하다.The operations and functions of the first millimeter wave image implementing unit 31 and the temperature distribution image implementing unit 32 shown in FIG. 3 are respectively performed by the millimeter wave image implementing unit 11 and the temperature distribution image implementing unit 12 of FIG. 1A. Same as operation and function. In addition, operations and functions of the millimeter wave projecting unit 33, the second millimeter wave image implementing unit 34, and the difference image implementing unit 35 are respectively measured by the millimeter wave projecting unit 21 and the millimeter wave image implementing unit ( 22) the same as the operation and function of the difference image implementing unit 23.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (3)

피부(skin)의 특정 영역에서 방사되는 전자기파 중에서 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 갖는 전자기파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 밀리미터파 영상 구현부; 및
상기 구현된 밀리미터파 영상으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직의 온도 차로 인한 상기 두 조직으로부터 각각 방사(emission)되는 밀리미터파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 영상으로 구현하는 온도 분포 영상 구현부를 포함하는 피부암 진단 장치.A millimeter wave image implementation unit for detecting an electromagnetic wave having a millimeter wave band among electromagnetic waves emitted from a specific area of the skin and implementing the millimeter wave image; And
From the implemented millimeter wave image, the difference in the intensity of the millimeter wave emitted from the two tissues due to the temperature difference between the normal skin tissue and the skin cancer tissue of the specific region is embodied as an image and thus the temperature of the specific region. Skin cancer diagnostic apparatus comprising a temperature distribution image implementer for implementing the distribution as an image. 피부(skin)의 특정 영역에 밀리미터파(millimeter wave)를 투사하는 밀리미터파 투사부;
상기 투사된 밀리미터파가 상기 특정 영역을 통해 반사되는 밀리미터파를 검출하여 밀리미터파 영상으로 구현하는 밀리미터파 영상 구현부; 및
상기 구현된 밀리미터파 영상으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직으로부터 각각 반사되는 밀리미터파의 방사율(emissivity) 차에 의한 상기 반사파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하는 차 영상 구현부를 포함하는 피부암 진단 장치.A millimeter wave projection unit for projecting a millimeter wave to a specific area of the skin;
A millimeter wave image implementation unit for detecting the millimeter wave reflected by the projected millimeter wave through the specific region and implementing a millimeter wave image; And
And a difference image implementation unit for implementing an image of a difference in intensity of the reflected wave due to the difference in the emissivity of the millimeter wave reflected from the skin region and the normal skin tissue of the specific region from the implemented millimeter wave image. Skin cancer diagnosis device. 피부(skin)의 특정 영역에서 방사되는 전자기파 중에서 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 갖는 전자기파를 검출하여 밀리미터파 영상(M1)으로 구현하는 제1 밀리미터파 영상 구현부;
상기 구현된 밀리미터파 영상(M1)으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직의 온도 차로 인한 상기 두 조직으로부터 각각 방사되는 밀리미터파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하여 상기 특정 영역의 온도 분포를 영상으로 구현하는 온도 분포 영상 구현부;
상기 온도 분포 영상을 통해 피부암 조직이 있다고 판단된 경우, 상기 특정 영역에 밀리미터파를 투사하는 밀리미터파 투사부;
상기 투사된 밀리미터파가 상기 특정 영역을 통해 반사되는 밀리미터파를 검출하여 밀리미터파 영상(M2)으로 구현하는 제2 밀리미터파 영상 구현부; 및
상기 구현된 밀리미터파 영상(M2)으로부터 상기 특정 영역의 정상 피부 조직과 피부암 조직으로부터 각각 반사되는 밀리미터파의 방사율(emissivity) 차에 의한 상기 반사파의 강도(intensity)의 차를 영상으로 구현하는 차 영상 구현부를 포함하는 피부암 진단 장치.A first millimeter wave image implementing unit for detecting an electromagnetic wave having a millimeter wave band among electromagnetic waves radiated from a specific area of the skin and implementing the millimeter wave image M1;
From the implemented millimeter wave image M1, the difference of the intensity of the millimeter wave radiated from the two tissues due to the temperature difference between the normal skin tissue and the skin cancer tissue of the specific region is implemented as an image to display the temperature of the specific region. A temperature distribution image implementer for implementing the distribution as an image;
A millimeter wave projection unit for projecting a millimeter wave to the specific region when it is determined that skin cancer tissue is detected through the temperature distribution image;
A second millimeter wave image implementation unit for detecting the millimeter wave reflected by the projected millimeter wave through the specific region and implementing the millimeter wave image (M2); And
The difference image embodying the difference of the intensity of the reflected wave due to the difference in the emissivity of the millimeter wave reflected from the normal skin tissue and skin cancer tissue of the specific region from the implemented millimeter wave image M2 Skin cancer diagnostic device comprising an implementation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107157480A (en) * 2017-05-18 2017-09-15 电子科技大学 A kind of folding microstrip line microwave biological sensor having with reference to characteristic
US10959600B2 (en) 2016-09-01 2021-03-30 Gwangju Institute Of Science And Technology Endoscope device for detecting disease based on thermal images

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