KR20140096845A - Endo photoacoustic tomographic probe for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer and Endo photoacoustic tomographic system for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer - Google Patents

Endo photoacoustic tomographic probe for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer and Endo photoacoustic tomographic system for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an endo photoacoustic tomographic probe for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer and an endo photoacoustic tomographic system for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer. An endo photoacoustic tomographic probe for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer according to one embodiment of the present invention includes a probe body; an optical fiber; a prism; and an ultrasound wave transducer.

Description

위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템{Endo photoacoustic tomographic probe for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer and Endo photoacoustic tomographic system for detecting lymph node metastasis of gastro-intestinal tract cancer}Technical Field [0001] The present invention relates to a photoacoustic tomography probe for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer and a photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer metastasis of gastro-intestinal tract cancer}

본 발명은 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 림프절이 포함되는 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층(MM:muscularis mucosa), 점막하층(SM:submucosal layer), 고유근층(PM:proper muscle)에 대한 광음향 초음파 영상이 정밀하고 정확하게 산출되어 위장관암의 림프절 미세 전이까지 검출될 수 있도록 함에 따라, 위장관암의 림프절 전이 유무에 대한 정확하고 정밀한 관찰에 맞추어 점막절제술과 외과적 수술 중에서 어느 하나의 암세포 제거 시술이 선택될 수 있음에 따라, 환자 개인의 암 진행 상황에 맞추어 최적화된 시술이 제공될 수 있어 불필요한 외과적 수술을 막고, 불충분한 시술을 방지하면서 필요한 외과적 수술이 적절하게 제공될 수 있도록 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a photoacoustic tomography probe for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer and a photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer. More particularly, the present invention relates to a photoacoustic tomography : Photoacoustic ultrasound images of muscularis mucosa, submucosal layer (SM), and proper muscle (PM) can be accurately and accurately calculated to detect lymph node fine metastasis of gastrointestinal cancer, It is possible to provide an optimized treatment according to the cancer progression of the individual patient by selecting one of the cancer cell removal procedures from the mucosal resection and the surgical operation according to the accurate and precise observation of the lymph node metastasis, To prevent surgical operations, to prevent inadequate procedures, and to provide appropriate surgical procedures. Photoacoustic tomography for detecting lymph node metastasis of the photoacoustic tomography image pickup probe and gastrointestinal cancer lymph node metastasis for a gastrointestinal cancer, which lock detection relates to a recording system.

암은 현대의학이 정복하지 못한 대표적 난치병으로서, 의료기술의 발달로 초기 암은 상당 부분 치료가 가능해졌지만 여전히 암의 낮은 완치율과 부작용으로 생명이 위협받고 있는 실정이다. 이와 같은 암을 치료하기 위하여 화학요법, 방사선요법 등의 다양한 치료법이 개발되어 왔지만, 암의 완치를 위해서는 조기에 암을 발견하여 조기에 암세포를 절제하는 것이 절대적으로 필요하다.Cancer is a typical incurable disease that modern medicine has not conquered. Although early cancer has been able to be cured by the development of medical technology, life is threatened by low cure rate and side effects of cancer. Various therapies such as chemotherapy and radiotherapy have been developed to treat such cancers. However, in order to cure cancer, it is absolutely necessary to detect cancer early and to resect cancer cells early.

특히, 식도, 위, 간, 췌장, 담도, 대장, 직장, 항문 등을 포함하는 위장관계에서 발생되는 암인 위장관암 중 식도암, 위암, 대장암 등의 경우 내시경을 이용하여 조기에 암을 진단하고 절제하는 것이 최근 암치료의 근간을 이루고 있다. 이와 같이 식도암, 위암, 대장암 등을 내시경으로 절제할 경우 외과적 수술을 하는 경우에 비하여 환자가 입는 상해{식도, 위, 대장의 기능 상실} 및 외과적 수술로 인한 긴 회복 기간을 필요로 하지 않는 이점이 있다. 또한, 외과적 수술 이후 발생되는 영양 손실이나 영양 흡수 장애도 발생되지 않아 일반인과 동일하게 생활할 수 있어 사회경제적 측면에서도 우월한 시술이다.In particular, in the case of esophageal cancer, stomach cancer, colon cancer, etc. which are cancerous gastric cancer arising from gastrointestinal tract including esophagus, stomach, liver, pancreas, biliary tract, colon, rectum and anus, Is the basis of cancer treatment in recent years. As such, resection of esophageal cancer, stomach cancer, colon cancer, and the like by endoscopes requires a longer recovery period due to patient's injury (esophagus, stomach, bowel dysfunction) and surgical operation compared to surgical operation There is an advantage. In addition, it does not cause malnutrition or malnutrition after surgical operation, so it can live the same way as ordinary people and is superior in socioeconomic aspect.

여기서 현재 식도암, 위암, 대장암 등의 내시경에 의한 점막절제술은 외과적 수술 이후의 사망률보다 암의 림프절 전이의 확률이 낮다고 여겨지는 경우에 한하여 수행된다. 이를 위하여 개개인의 환자에게서 통상적인 내시경 초음파 진단과 전산화 단층촬영 진단을 수행하고, 이를 통해 명백한 림프절 전이 외에 향후 재발의 문제를 일으킬 수 있는 미세 림프절 전이 여부를 판단하게 되는데, 이는 통계학적 기법에 의해 수행된다. 따라서, 현재까지 내시경에 의한 점막절제술은 식도암, 위암, 대장암 환자에 대한 임상적 연구에 근거한 통계학적 위험도 데이터에 근거하여 선택되고 있다.Here, endoscopic mucosal resection of esophageal cancer, stomach cancer, and colon cancer is performed only when the probability of lymph node metastasis is considered to be lower than the mortality rate after surgical operation. For this purpose, conventional endoscopic ultrasonography and computed tomography diagnosis are performed in individual patients and it is judged whether or not the lymph node metastasis, which may cause recurrence problem in addition to the obvious lymph node metastasis, is determined by statistical technique do. Thus, until now, endoscopic mucosal resection has been selected based on statistical risk data based on clinical studies of esophageal, gastric, and colorectal cancer patients.

상기와 같이 통계학적 위험도 데이터에 근거하여 내시경에 의한 점막절제술이나 외과적 수술이 선택됨에 따라, 도 1에서와 같이 위장관암의 림프절 전이가 없어 내시경에 의한 점막절제술만으로도 충분한 시술이 이루어지는 경우에도 외과적 수술이 불필요하게 선택되거나, 위장관암의 림프절 전이가 발생되어 외과적 수술이 필요한 경우임에도 불구하고 위장관암의 림프절 전이를 확인하지 못하여 내시경에 의한 점막절제술이 불충분하게 선택될 수 있었다.
As the endoscopic mucosal resection or surgical operation is selected based on the statistical risk data as described above, even if the endoscopic mucosal resection alone is sufficient because there is no lymph node metastasis in the gastrointestinal cancer as shown in FIG. 1, Endoscopic mucosal resection was inadequate because of unnecessary selection of surgery or lymph node metastasis of gastrointestinal cancer, which did not confirm lymph node metastasis of gastrointestinal cancer, even though surgical operation was necessary.

한편, 최근 광음향(photoacoustic) 효과를 이용하여 비침습적으로 신체 부위의 생체조직을 영상화하는 기술이 의료기기에 적용되어 사용되고 있는데, 이와 같은 광음향 단층촬영과 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0493154호 "광음향분광학을 이용한 비침습적 생체성분 측정장치", 등록번호 제10-0722593호 "광음향에 의한 생체의 비침해 측정을 위한 방법 및 장치" 등이 안출되어 있다.Recently, a technique of imaging a living tissue of a body part non-invasively using a photoacoustic effect has been applied to a medical instrument and used. As a technique related to such a photoacoustic tomography, No. 10-0493154 entitled " Noninvasive Biocomponent Measuring Apparatus Using Photoacoustic Spectroscopy ", Registration No. 10-0722593, "Method and Apparatus for Measuring Noninvasive Biochemistry by Photoacoustic."

상기와 같은 광음향 단층 기술은 분자영상학적 판별이 가능함에 따라, 정밀한 질환 진단에 적용될 수 있으므로, 광음향 단층 기술이 각종 의료기기에 두루 적용될 필요성이 있었다.
Since the photoacoustic tomographic technique described above can be applied to diagnosis of a precise disease as it can be distinguished from molecular imaging, there has been a need to apply photoacoustic tomography technology to various medical devices.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0493154호 "광음향분광학을 이용한 비침습적 생체성분 측정장치"Korean Patent Registration No. 10-0493154 entitled " Noninvasive Biological Component Measurement Apparatus Using Photoacoustic Spectroscopy " 대한민국 등록번호 제10-0722593호 "광음향에 의한 생체의 비침해 측정을 위한 방법 및 장치"Korean Registration No. 10-0722593 entitled " Method and Apparatus for Measurement of Non-invasive Organisms by Photoacoustic "

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 광파이버, 그린 렌즈, 프리즘, 초음파 레플렉터, 초음파 트랜스듀서로 이루어진 광음향 단층촬용용 프로브를 통해 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층, 점막하층, 고유근층에 대한 광음향 초음파 영상이 정밀하고 정확하게 산출되어 위장관암의 림프절 미세 전이까지 검출될 수 있도록 하고, 이를 통해 위장관암의 림프절 전이 유무에 대한 정확하고 정밀한 관찰에 맞추어 점막절제술과 외과적 수술 중에서 어느 하나의 암세포 제거 시술이 선택될 수 있도록 함으로써 환자 개인의 암 진행 상황에 맞추어 최적화된 시술이 제공될 수 있어 불필요한 외과적 수술을 막고, 불충분한 시술을 방지하면서 필요한 외과적 수술이 적절하게 제공될 수 있는 새로운 형태의 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an optical tomographic imaging probe comprising an optical fiber, a green lens, a prism, an ultrasonic refractor and an ultrasonic transducer, The ultrasound imaging of the intrinsic muscular layer is precisely and precisely calculated to detect the lymph node metastasis in the gastrointestinal tract. Through this, accurate and precise observation of lymph node metastasis in gastrointestinal cancer can be performed. By allowing any one of the cancer cell removal procedures to be selected, an optimized procedure can be provided in accordance with the individual cancer progression of the individual patient, thereby preventing unnecessary surgical operation, and preventing the insufficient operation, Detection of Lymph Node Metastasis in a New Type of Gastrointestinal Cancer And a photoacoustic tomography system for detecting a lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer.

또한, 본 발명은 위장관암 세포에 고유하게 존재되는 특성 단백질에 달라 붙는 항체(antibody)에 생체용 염료물질{인도시아닌 그린(ICG:Indocyanine green), 인디고 카민(indigo carmine), 페리덱스(feridex) 등}이 태그된 항체-염료 혼합체를 위장관의 표적 점막조직에 침투시킨 후 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층, 점막하층, 고유근층에 대한 광음향 초음파 영상을 획득하는 시스템을 제공함으로써 위장관암의 림프절 미세 전이의 검출 효율이 더욱 증대될 수 있는 새로운 형태의 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention relates to an antibody that binds to a characteristic protein inherently present in gastrointestinal cancer cells, and a biological dye material (such as indocyanine green (ICG), indigo carmine, feridex ), Etc.) into the target mucosal tissues of the gastrointestinal tract, and then obtaining a photoacoustic ultrasound image of the mucosal, submucosal, and intrinsic muscular layers constituting the mucosal tissues of the gastrointestinal tract, A probe for photoacoustic tomography for detecting a lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer and a photoacoustic tomography system for detecting a lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer, which can further increase the detection efficiency of lymph node fine metastasis.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 내부공간을 갖는 프로브 본체와; 상기 프로브 본체의 내부공간으로 삽입되고, 레이저광을 방출시키게 되는 광파이버와; 상기 광파이버의 선단에 배치되고, 상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로를 변경시키게 되는 프리즘과; 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고, 외부로부터 입사되는 광음향 초음파 신호를 검출하게 되는 초음파 트랜스듀서를 포함하여, 레이저광이 상기 광파이버, 프리즘을 통과하여 위장관의 점막조직으로 입사되도록 하고, 상기 레이저광에 의해 위장관의 점막조직으로부터 생성되는 광음향 초음파 신호가 상기 초음파 트랜스듀서에 의해 검출되어 분석되도록 하여 림프절을 포함하는 위장관의 점막조직에 대한 암의 전이가 검출될 수 있도록 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브를 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a probe comprising: a probe main body having an inner space; An optical fiber inserted into the internal space of the probe main body and emitting laser light; A prism disposed at a distal end of the optical fiber to change an incident path of laser light emitted from the optical fiber; And an ultrasonic transducer disposed in an inner space of the probe main body and adapted to detect a photoacoustic ultrasonic signal incident from the outside so that the laser beam is allowed to enter the mucosal tissue of the gastrointestinal tract through the optical fiber and the prism, A photoacoustic ultrasonic signal generated from the mucosal tissue of the gastrointestinal tract by light is detected and analyzed by the ultrasonic transducer so that lymph node metastasis of gastrointestinal cancer can be detected in the mucosal tissue of the gastrointestinal tract including the lymph node A probe for photoacoustic tomography for detection is provided.

이와 같은 본 발명에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브는 상기 광파이버의 선단에 배치되어 전방으로 상기 프리즘이 연결되도록 하는 그린 렌즈를 더 포함한다.
The probe for photo-acoustic tomography for detecting lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the present invention further includes a green lens disposed at the distal end of the optical fiber and allowing the prism to be connected forward.

이와 같은 본 발명에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브는 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되어 상기 프리즘과 연결되고, 표적 점막조직 위치에 맞추어 상기 프리즘을 설정된 회전각으로 회전시키는 마이크로 모터를 더 포함하여, 상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로가 표적 점막조직에 맞추어질 수 있도록 한다.
The probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the present invention may further include a probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract, the probe being disposed in the inner space of the probe main body and connected to the prism, And a motor so that an incident path of the laser light emitted from the optical fiber can be aligned with the target mucosal tissue.

이와 같은 본 발명에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브에서 상기 프로브 본체는 레이저광과 광음향 초음파 신호가 통과할 수 있는 투과성 소재의 투명 커버로 이루어지고, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 프로브 본체의 끝단부에 배치되되, 상기 초음파 트랜스듀서로부터 이격되어 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고, 광음향 초음파 신호를 상기 초음파 트랜스듀서로 유도하는 초음파 리플렉터를 더 포함한다.
In the probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the present invention, the probe body is made of a transparent cover of a transparent material through which laser light and photoacoustic ultrasonic signals can pass, and the ultrasonic transducer And an ultrasonic reflector disposed at an end of the probe main body and spaced apart from the ultrasonic transducer and disposed in an inner space of the probe main body to guide the photoacoustic ultrasonic signal to the ultrasonic transducer.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 위장관 내부로 투입되는 위장관용 내시경과; 상기 위장관용 내시경에 삽입되어 상기 위장관용 내시경의 전방으로 돌출되되, 내부공간을 갖는 프로브 본체와, 상기 프로브 본체의 내부공간으로 삽입되고 레이저광을 방출시키게 되는 광파이버와, 상기 광파이버의 끝단부에 배치되고 상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로를 변경시키게 되는 프리즘과, 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고 외부로부터 입사되는 광음향 초음파 신호를 검출하게 되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 구성으로 이루어지는 광음향 단층촬영용 프로브와; 상기 광파이버와 연결되어 상기 광파이버로 설정된 출력 특성의 광을 전달하는 광 제어장치와; 상기 초음파 트랜스듀서와 연결되고, 상기 초음파 트랜스듀서에서 검출된 광음향 초음파 신호로부터 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층(MM:muscularis mucosa)과 점막하층(SM:submucosal layer) 및 고유근층(PM:proper muscle)에 대한 광음향 초음파 영상을 산출하여 위장관암의 림프절 전이가 검출될 수 있도록 하는 신호 분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a gastrointestinal endoscope comprising: a gastrointestinal endoscope inserted into a gastrointestinal tract; A probe body inserted into the gastrointestinal endoscope and projecting forward of the gastrointestinal endoscope, the probe main body having an internal space; an optical fiber inserted into the internal space of the probe main body and emitting laser light; And an ultrasonic transducer disposed in an inner space of the probe main body and adapted to detect a photoacoustic ultrasonic signal incident from the outside, the prism being adapted to change an incident path of laser light emitted from the optical fiber, A photographing probe; A light control device connected to the optical fiber to transmit light having an output characteristic set to the optical fiber; (MM), a submucosal layer (SM), and a submucosal layer (PM), which are connected to the ultrasonic transducer and form the mucosal tissues of the gastrointestinal tract from the photoacoustic ultrasound signals detected by the ultrasonic transducer, The present invention also provides a photoacoustic tomography system for detecting a lymph node metastasis in a gastrointestinal cancer, comprising a photoacoustic ultrasound image for a muscle of a gastrointestinal tract to detect a lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer.

이와 같은 본 발명에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템은 위장관암 세포에 고유하게 존재되는 특성 단백질에 달라 붙는 항체에 생체용 염료물질이 태그된 항체-염료 혼합체를 위장관의 표적 점막조직에 침투시키는 항체-염료 혼합체 침투기구를 더 포함하여, 상기 항체-염료 혼합체 침투기구에 의해 항체-염료 혼합체가 표적 점막조직에 침투된 상태에서 상기 광음향 단층촬영용 프로브에 의해 표적 점막조직에 대한 광음향 초음파 영상 분석이 수행되도록 한다.
The photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer according to the present invention is a system for detecting the lymphatic metastasis of gastrointestinal cancer, which comprises an antibody-dye mixture tagged with a biotin dye attached to an antibody sticking to a characteristic protein inherently present in gastrointestinal cancer cells, The method of claim 1, further comprising an antibody-dye mixture penetration mechanism that penetrates the tissue, wherein the antibody-dye mixture penetrates into the target mucosal tissue by the antibody-dye mixture penetration mechanism, So that photoacoustic ultrasound image analysis is performed.

이와 같은 본 발명에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템에서 상기 생체용 염료물질은 인도시아닌 그린(ICG:Indocyanine green), 인디고 카민(indigo carmine), 페리덱스(feridex)를 포함한다.
In the photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer according to the present invention, the biochemical dye material includes indocyanine green (ICG), indigo carmine, and feridex. do.

본 발명에 의한 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템에 의하면, 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층, 점막하층, 고유근층에 대한 정밀하고 정확한 광음향 초음파 영상을 통해 위장관암의 림프절 전이가 정밀하고 정확하게 검출될 수 있어 위장관암의 림프절 전이 유무에 대한 정확하고 정밀한 관찰에 맞추어 점막절제술과 외과적 수술 중에서 어느 하나의 암세포 제거 시술이 선택될 수 있게 된다. 이로써 환자 개인의 암 진행 상황에 맞추어 최적화된 시술이 맞춤형 의료서비스로 제공될 수 있어 불필요한 외과적 수술을 막고, 불충분한 시술을 방지하면서 필요한 외과적 수술이 적절하게 제공될 수 있게 되므로, 위장관암 세포의 제거를 위한 시술 안정성이 향상되게 된다.According to the photoacoustic tomography probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer and the photoacoustic tomography system for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer according to the present invention, Precise and accurate detection of lymph node metastasis in the gastrointestinal tract can be achieved through accurate photoacoustic imaging, so that any cancer cell removal procedure selected from mucosal resection and surgical resection will be selected according to accurate and precise observation of lymph node metastasis in gastrointestinal cancer . As a result, the optimized operation can be provided as a customized medical service according to the cancer progress of the individual patient, thereby preventing unnecessary surgical operation and appropriately providing necessary surgical operation while preventing insufficient operation. Therefore, Thereby improving the stability of the procedure.

또한, 본 발명은 위장관암 세포에 고유하게 존재되는 특성 단백질에 달라 붙는 항체에 생체용 염료물질{인도시아닌 그린, 인디고 카민, 페리덱스 등}이 태그된 항체-염료 혼합체를 위장관의 표적 점막조직에 침투시킨 후 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층, 점막하층, 고유근층에 대한 광음향 초음파 영상을 획득하는 시스템을 제공함으로써 위장관암의 림프절 미세 전이의 검출 효율이 더욱 증대되는 효과를 가지게 된다.
In addition, the present invention relates to an antibody-dye mixture in which an antibody sticking to a characteristic protein inherently present in gastrointestinal cancer cells is tagged with a biochemical dye material (indocyanine green, indigocamine, ferredex, etc.) The present invention provides a system for acquiring photoacoustic ultrasound images of the mucosa, submucosa, and intrinsic muscle layer of the gastrointestinal tract, thereby further enhancing the detection efficiency of the lymph node fine metastasis of the gastrointestinal cancer.

도 1은 위암의 점막하층 림프절 전이가 발생되지 않은 상태의 위벽에 대한 초음파 내시경 사진을 보여주기 위한 도면;
도 2는 신체 위장관의 점막조직 구성을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브의 배치구성을 보여주기 위한 개략도;
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브로부터 레이저광이 방출되고 위장관 점막조직으로부터 광음향 신호가 발산되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 실시에에 따른 그린렌즈와 프리즘이 회전하게 되는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 보여주기 위한 블록도;
도 8의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 이루는 위장관용 내시경과 광음향 단층촬영용 프로브가 일체화된 구성을 보여주기 위한 도면;
도 8의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 이루는 광음향 단층촬영용 프로브가 위장관용 내시경과 분리되어 삽입된 상태로 사용되는 구성을 보여주기 위한 도면이다.1 is a view showing an ultrasound endoscopic photograph of the gastric wall in a state in which no submucosal lymph node metastasis has occurred in gastric cancer;
FIG. 2 is a view showing the mucosal tissue structure of the body's gastrointestinal tract; FIG.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a probe for photo-acoustic tomography for detecting lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a schematic view showing an arrangement of probes for photoacoustic tomography for detecting lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer according to an embodiment of the present invention; FIG.
5A and 5B are graphs showing the emission of a photoacoustic signal from a gastrointestinal mucosal tissue by emitting laser light from a photoacoustic tomography probe for detecting lymph node metastasis of a gastrointestinal tract according to an embodiment of the present invention. drawing;
6 is a view showing a configuration in which a green lens and a prism are rotated according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a block diagram showing a photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8A is a view illustrating a structure in which a gastrointestinal endoscope and a photoacoustic tomography probe are integrated, which constitutes a photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of a gastrointestinal cancer according to an embodiment of the present invention; FIG.
8B shows a configuration in which a photoacoustic tomography probe for the photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the embodiment of the present invention is used in a state of being inserted and separated from the gastrointestinal endoscope. FIG.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 위장관암, 암의 림프절 전이, 광음향 단층촬영, 광음향 단층촬영용 프로브, 내시경, 광파이버, 초음파 트랜스듀서 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8 attached hereto. In the drawings and the detailed description, it should be noted that the structures and actions which can be easily recognized by those skilled in the art from general gastrointestinal cancer, lymph node metastasis of cancer, photoacoustic tomography, probe for photoacoustic tomography, endoscope, optical fiber, ultrasonic transducer, The city and its references are brief or omitted. In the drawings and specification, there are shown in the drawings and will not be described in detail, and only the technical features related to the present invention are shown or described only briefly. Respectively.

본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브(100)는 도 2에서와 같이 림프절이 포함되는 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층(MM:muscularis mucosa, 도2의 2), 점막하층(SM:submucosal layer, 도2의 3), 고유근층(PM:proper muscle, 도2의 4)에 대한 광음향 초음파 영상이 정밀하고 정확하게 산출되어 위장관암의 림프절 미세 전이까지 검출될 수 있도록 하는 것으로, 도 3과 도 4에서와 같이 프로브 본체(10), 광파이버(20), 그린 렌즈(60), 프리즘(30), 마이크로 모터(70), 초음파 리플렉터(40), 초음파 트랜스듀서(50)를 포함하여 이루어진다.
2, the probes 100 for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the embodiment of the present invention include muscularis mucosa (MM: muscularis mucosa, 2 in Fig. 2) constituting mucosal tissues of the gastrointestinal tract including lymph nodes ), Submucosal layer (SM: 3 in Fig. 2) and PM (proper muscle: 4 in Fig. 2) are precisely and accurately calculated to detect lymph node micro metastasis of gastrointestinal cancer 3 and 4, the probe main body 10, the optical fiber 20, the green lens 60, the prism 30, the micromotor 70, the ultrasonic reflector 40, the ultrasonic transducer 40, (50).

프로브 본체(10)는 내부공간을 갖는 것으로, 프로브 본체(10)의 내부공간으로 광파이버(20)가 삽입되고, 그린 렌즈(60), 프리즘(30), 마이크로 모터(70), 초음파 리플렉터(40), 초음파 트랜스듀서(50)가 고정 설치된다. 이와 같은 프로브 본체(10)는 레이저광이나 광음향 초음파 신호가 통과할 수 있는 투과성 소재의 투명 커버(11)로 이루어지게 된다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 본체(10)는 신체 외부로부터 신체 내부로 연장되는 광파이버(20) 끝단부에 블록체 형상으로 형성된다. 이와 달리 프로브 본체(10)는 광파이버(20)에 대응하여 신체 외부로부터 신체 내부로 연장되는 튜브 형상으로 이루어질 수도 있다.
The probe main body 10 has an internal space and the optical fiber 20 is inserted into the internal space of the probe main body 10 and the green lens 60, the prism 30, the micromotor 70, the ultrasonic reflector 40 And an ultrasonic transducer 50 are fixedly installed. Such a probe main body 10 is made of a transparent cover 11 of a transparent material through which laser light or photoacoustic ultrasonic signals can pass. Here, the probe main body 10 according to the embodiment of the present invention is formed in the shape of a block at the end of the optical fiber 20 extending from the outside of the body to the inside of the body. Alternatively, the probe main body 10 may have a tube shape extending from the outside of the body to the inside of the body corresponding to the optical fiber 20.

광파이버(20)는 프로브 본체(10)의 내부공간으로 삽입되는 것으로, 도 5의 (a)에서와 같이 레이저광을 외부로 방출시키게 된다. 광파이버(20)로부터 방출되는 레이저광은 위장관의 점막조직에 입사되고, 위장관의 점막조직은 이와 같은 레이저광에 의해 발열되면서 광음향 초음파 신호를 발생시켜 외부로 발산시키게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 광파이버(20)는 20 MHz 이상의 주파수를 갖는 레이저광을 방출시켜 고해상도의 광단층 초음파 영상이 획득될 수 있도록 한다.
The optical fiber 20 is inserted into the internal space of the probe main body 10, thereby emitting laser light to the outside as shown in FIG. 5 (a). The laser light emitted from the optical fiber 20 is incident on the mucosal tissue of the gastrointestinal tract and the mucosal tissue of the gastrointestinal tract generates heat by the laser light to generate a photoacoustic ultrasonic signal and diverge it to the outside. Here, the optical fiber 20 according to the embodiment of the present invention emits a laser beam having a frequency of 20 MHz or more so that a high-resolution optical tomographic ultrasound image can be obtained.

그린 렌즈(grin lens)(60)는 광파이버(20)의 선단에 배치되는 것으로, 그린 렌즈(60)의 전방으로 프리즘(30)이 연결된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 그린 렌즈(60)는 프리즘(30)과 일체로 결합되어 설치된다. 이와 같은 그린 렌즈(60)는 광파이버(20)를 통해 방출되는 레이저광의 광학 특성을 향상시키게 된다.
The green lens 60 is disposed at the front end of the optical fiber 20, and the prism 30 is connected to the front of the green lens 60. Here, the green lens 60 according to the embodiment of the present invention is installed integrally with the prism 30. The green lens 60 improves the optical characteristics of the laser light emitted through the optical fiber 20.

프리즘(30)은 광파이버(20)의 선단에 배치되어 그린 렌즈(60)와 연결되는 것으로, 이와 같은 프리즘(30)은 광파이버(20)로부터 방출되는 레이저광의 입사경로를 변경시키게 된다. 여기서 레이저광의 입사경로는 위장관의 표적 점막조직 부위에 맞추어 변경된다.
The prism 30 is disposed at the tip of the optical fiber 20 and is connected to the green lens 60. The prism 30 changes the incident path of the laser light emitted from the optical fiber 20. Here, the incident path of the laser light is changed in accordance with the target mucosal tissue site of the gastrointestinal tract.

마이크로 모터(70)는 프로브 본체(10)의 내부공간에 배치되어 프리즘(30)과 연결되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 모터(70)는 서로 일체로 결합된 그린 렌즈(60)와 프리즘(30)에 연결되어 그린 렌즈(60)와 프리즘(30)을 동시적으로 회전시키게 된다. 이를 위해 마이크로 모터(70)는 중공형 구동축(71)을 통해 그린 렌즈(60)와 프리즘(30)과 연결되는데, 이와 같은 마이크로 모터(70)와 중공형 구동축(71)은 프로브 본체(10)의 내부공간에 이격되게 배치된 고정블록(12)에 고정되고 지지된다.The micromotor 70 is disposed in the inner space of the probe main body 10 and connected to the prism 30. The micromotor 70 according to the embodiment of the present invention includes a green lens 60 integrally coupled to each other, And is connected to the prism 30 to rotate the green lens 60 and the prism 30 simultaneously. The micromotor 70 and the hollow drive shaft 71 are connected to the probe 60 through the hollow drive shaft 71. The micromotor 70 is connected to the prism 30 through the hollow drive shaft 71, And is fixed to and supported by a fixed block 12 disposed so as to be spaced apart from the inner space of the frame.

이와 같은 마이크로 모터(70)는 위장관의 표적 점막조직 위치에 맞추어 도 6에서와 같이 그린 렌즈(60)와 프리즘(30)을 설정된 회전각으로 회전시킨다. 이를 통해 광파이버(20)로부터 방출되는 레이저광의 입사경로가 표적 점막조직에 맞추어질 수 있게 된다.
The micromotor 70 rotates the green lens 60 and the prism 30 at a predetermined rotation angle as shown in FIG. 6 in accordance with the target mucosal tissue position of the gastrointestinal tract. The incident path of the laser light emitted from the optical fiber 20 can be aligned with the target mucosal tissue.

초음파 리플렉터(40)는 초음파 트랜스듀서(50)로부터 이격되어 프로브 본체(10)의 내부공간에 배치되는 것으로, 레이저광에 의해 위장관의 점막 조직으로부터 발산되어 프로브 본체(10)를 통과하여 유입되는 광음향 초음파 신호를 도 5의 (b)에서와 같이 반사시켜 초음파 트랜스듀서(50)로 유도하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 초음파 리플렉터(40)도 마이크로 모터(70)와 연결되어 그린 렌즈(60)와 프리즘(30)의 회전시 일체로 회전하게 된다. 이는 광파이버(20)에 의한 레이저광의 외부 방출 방향과 위장관의 점막조직으로부터 발산되는 광음향 초음파 신호의 유입 방향이 대체로 일치하기 때문이다.
The ultrasonic reflector 40 is disposed in the inner space of the probe main body 10 away from the ultrasonic transducer 50 and is configured to emit light from the mucous membrane tissue of the gastrointestinal tract through the probe main body 10, The acoustic ultrasonic signal is reflected to the ultrasonic transducer 50 as shown in FIG. 5 (b). Here, the ultrasonic reflector 40 according to the embodiment of the present invention is also connected to the micromotor 70 and rotated integrally when the green lens 60 and the prism 30 are rotated. This is because the external emission direction of the laser light by the optical fiber 20 is substantially coincident with the inflow direction of the photoacoustic ultrasonic signal emitted from the mucous membrane tissue of the gastrointestinal tract.

초음파 트랜스듀서(50)는 프로브 본체(10)의 내부공간 끝단부에 배치되는 것으로, 외부로부터 프로브 본체(10)로 입사되어 초음파 리플렉터(40)로부터 반사되는 광음향 초음파 신호를 검출하게 된다.
The ultrasonic transducer 50 is disposed at the end of the inner space of the probe main body 10 and detects the photoacoustic ultrasonic signal reflected from the ultrasonic reflector 40 by being incident on the probe main body 10 from the outside.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브는 초음파 트랜스듀서(50) 중앙에 관통홀이 형성되도록 하고, 프리즘(30)이 제거된 상태에서 광파이버(20)가 초음파 트랜스듀서(50) 중앙의 관통홀로 삽입되도록 할 수 있다. 이를 통해 프로브 본체(10)의 전방으로 레이저광이 방출되고, 프로브 본체(10) 전방의 점막조직으로부터 발산되는 광음향 초음파 신호이 초음파 트랜스듀서(50)에 의해 직접 검출될 수 있다.
Meanwhile, in the probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to another embodiment of the present invention, a through hole is formed at the center of the ultrasonic transducer 50 and the optical fiber 20 Can be inserted into the through hole at the center of the ultrasonic transducer 50. [ The laser light is emitted forward of the probe main body 10 and the photoacoustic ultrasonic signal emitted from the mucosal tissue in front of the probe main body 10 can be directly detected by the ultrasonic transducer 50. [

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브(100)는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템에 적용되고 사용되는데, 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템은 도 7에서와 같이 위장관용 내시경(200), 광음향 단층촬영용 프로브(100), 광 제어장치(300), 신호 분석장치(400), 항체-염료 혼합체 침투기구(500)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
The probe 100 for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the embodiment of the present invention is applied and used in a photoacoustic tomography system for detecting lymph node metastasis of gastrointestinal cancer. The photoacoustic tomography system for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the exemplary embodiment includes a gastrointestinal endoscope 200, a photoacoustic tomography probe 100, a light control device 300, a signal analysis device 400, , And an antibody-dye mixture infiltration mechanism (500).

위장관용 내시경(200)은 위장관 내부로 투입되는 내시경으로, 본 발명의 실시예에 따른 광음향 단층촬영용 프로브(100)는 도 8의 (a)에서와 같이 위장관용 내시경(200)과 일체화되어 위장관용 내시경(200)의 전방으로 돌출되는 구성으로 이루어지거나, 도 8의 (b)에서와 같이 위장관용 내시경(200)의 관통홀(210)로 광음향 단층촬영용 프로브(100)가 삽입되어 위장관용 내시경(200)과 분리되어 관통홀(210)로부터 전방으로 돌출되어 사용되는 구성으로 이루어질 수 있다.The endoscope for gastrointestinal endoscope 200 is an endoscope inserted into the gastrointestinal tract. The probe 100 for the photoacoustic tomography according to the embodiment of the present invention is integrated with the gastrointestinal endoscope 200 as shown in FIG. 8 (a) The probe 100 for photoacoustic tomography is inserted into the through hole 210 of the gastrointestinal endoscope 200 as shown in FIG. 8 (b) And may be configured to be separated from the endoscope 200 and protrude forward from the through hole 210 and used.

여기서, 광음향 단층촬영용 프로브(100)의 구성은 전술(前述)되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
Here, the configuration of the photoacoustic tomography imaging probe 100 has been described above (described above), so a detailed description thereof will be omitted here.

광 제어장치(300)는 광음향 단층촬영용 프로브(100)의 광파이버(20)와 연결되어 광파이버(20)로 설정된 출력 특성의 광을 전달하는 것이다. 이와 같은 광 제어장치(300)는 레이저 컨트롤러로 이루어져 펄스 출력 특성의 펄스 레이저(pulsed laser)를 출력하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치(300)는 20 MHz 이상의 주파수를 갖는 레이저광을 광음향 단층촬영용 프로브(100)의 광파이버(20)로 공급함으로써 고해상도의 광단층 초음파 영상이 획득될 수 있도록 한다.
The optical control apparatus 300 is connected to the optical fiber 20 of the probe 100 for optical acoustic tomography and transmits light having an output characteristic set to the optical fiber 20. The light control device 300 includes a laser controller and outputs a pulsed laser having pulse output characteristics. Here, the optical control apparatus 300 according to the embodiment of the present invention supplies laser light having a frequency of 20 MHz or more to the optical fiber 20 of the probe 100 for photoacoustic tomography to obtain a high-resolution optical tomographic ultrasound image .

신호 분석장치(400)는 초음파 트랜스듀서(50)와 연결되는 것으로, 초음파 트랜스듀서(50)에서 검출된 광음향 초음파 신호로부터 도 2에서와 같이 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층(MM:muscularis mucosa)과 점막하층(SM:submucosal layer) 및 고유근층(PM:proper muscle)에 대한 광음향 초음파 영상을 산출하게 된다. 이와 같은 산출되는 점막근층(MM:muscularis mucosa)과 점막하층(SM:submucosal layer) 및 고유근층(PM:proper muscle)에 대한 광음향 초음파 영상을 통해 위장관암의 림프절 전이가 검출될 수 있게 된다.
2, the signal analyzer 400 is connected to the ultrasonic transducer 50. The signal analyzer 400 extracts, from the photoacoustic ultrasonic signal detected by the ultrasonic transducer 50, a muscularis mucosa (MM), which forms the mucosal tissue of the gastrointestinal tract, ), Submucosal layer (SM), and proper muscle (PM). Lymph node metastasis of gastrointestinal cancer can be detected through the photoacoustic ultrasound images of the muscularis mucosa (MM), the submucosal layer (SM) and the proper muscle (PM).

항체-염료 혼합체 침투기구(500)는 위장관암 세포에 고유하게 존재되는 특성 단백질에 달라 붙는 항체{예를 들어 위암의 경우 원주상피성(columnar epithelial origin) 암세포에 존재하는 MUC(MUCIN) 5AC 단백질과 MUC6 단백질에 달라붙는 항체}에 생체용 염료물질이 태그된 항체-염료 혼합체를 위장관의 표적 점막조직에 침투시키는 것이다. 여기서 생체용 염료물질로는 인도시아닌 그린(ICG:Indocyanine green), 인디고 카민(indigo carmine), 페리덱스(feridex) 등이 사용될 수 있다.The antibody-dye mixture infiltration mechanism 500 is an antibody that binds to a characteristic protein inherently present in gastrointestinal cancer cells {e.g., MUC (MUCIN) 5AC protein present in cancer cells of columnar epithelial origin in the case of gastric cancer) Antibody binding to the MUC6 protein} is to penetrate the target mucosal tissue of the gastrointestinal tract with the antibody-dye mixture tagged with the biological dye material. Indigenous green (ICG), indigo carmine, feridex, and the like can be used as the dyestuff material for living body.

이와 같은 항체-염료 혼합체 침투기구(500)에 의해 항체-염료 혼합체가 표적 점막조직에 침투된 상태에서 광음향 단층촬영용 프로브(100)에 의해 표적 점막조직에 대한 광음향 초음파 영상 분석이 수행될 수 있는데, 항체-염료 혼합체는 광음향 단층촬영용 프로브(100)에 의한 광음향 초음파 영상 획득시 점막조직에 대한 조영 기능을 수행함으로써 광음향 초음파 영상의 감도를 증대시킬 수 있게 된다. With such an antibody-dye mixture penetration mechanism 500, photoacoustic ultrasound image analysis on the target mucosal tissues can be performed by the photoacoustic tomography probe 100 in a state where the antibody-dye mixture is permeated into the target mucosal tissues The antibody-dye mixture can enhance the sensitivity of the photoacoustic ultrasound image by performing an imaging function on mucosal tissues upon acquisition of photoacoustic ultrasonic image by the probe 100 for photoacoustic tomography.

특히 항체-염료 혼합체는 점막조직 내 림프절로의 암 전이가 예상되는 경우에 사용되어 암의 림프절 전이를 좀더 정밀하고 정확하게 검출할 수 있게 된다.
In particular, antibody-dye mixtures can be used in cases where cancer metastasis to lymph nodes in mucosal tissues is expected, allowing more precise and accurate detection of cancer lymph node metastasis.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템은 레이저광이 광파이버(20), 프리즘(30)을 통과하여 위장관의 점막조직으로 입사되고, 레이저광에 의해 위장관의 점막조직으로부터 생성되는 광음향 초음파 신호가 초음파 트랜스듀서(50)에 의해 검출되어 분석되는 구성을 제공함에 따라, 림프절을 포함하는 위장관의 점막조직에 대한 위장관암의 림프절 전이가 정확하고 정밀하게 검출될 수 있게 되는 것이다. 이를 통해 위장관암의 림프절 전이 유무에 대한 정확하고 정밀한 관찰에 맞추어 점막절제술과 외과적 수술 중에서 어느 하나의 암세포 제거 시술이 선택될 수 있게 되고, 환자 개인의 암 진행 상황에 맞추어 최적화된 시술이 제공될 수 있어 불필요한 외과적 수술을 막고, 불충분한 시술을 방지하면서 필요한 외과적 수술이 적절하게 제공될 수 있게 되므로, 위장관암 세포의 제거를 위한 시술 안정성이 향상되게 된다.
The probe for photoacoustic tomography for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract and the photoacoustic tomography system for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal tract according to the embodiment of the present invention configured as described above are characterized in that laser light is transmitted through the optical fiber 20, And the photoacoustic ultrasonic signal generated from the mucosal tissue of the gastrointestinal tract by the laser light is detected and analyzed by the ultrasonic transducer 50. Thus, the gastrointestinal tract containing the lymph node The lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer can be accurately and precisely detected in the mucosal tissues of the gastrointestinal cancer. Thus, it is possible to select one of the cancer cell removal procedures from the mucosal resection and the surgical operation according to the accurate and precise observation of the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer, and the optimized treatment is provided according to the progress of the individual cancer Thereby preventing unnecessary surgical operations and providing adequate surgical operations while preventing insufficient operation. Thus, the stability of procedures for removing gastrointestinal cancer cells is improved.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브 및 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
Although the photoacoustic tomography probe for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer and the photoacoustic tomography system for detecting the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer have been described according to the above description and drawings, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

10 : 프로브 본체 11 ; 투명 커버
12 : 고정블록 20 : 광파이버
30 : 프리즘 40 : 초음파 리플렉터
50 : 초음파 트랜스듀서 60 : 그린 렌즈
70 : 마이크로 모터 71 : 구동축
100 : 광음향 단층촬영용 프로브 200 : 위장관용 내시경
210 : 관통홀 300 : 광 제어장치
400 : 신호 분석장치 500 : 항체-염료 혼합체 침투기구10: probe main body 11; Transparent cover
12: fixed block 20: optical fiber
30: prism 40: ultrasonic reflector
50: ultrasonic transducer 60: green lens
70: Micromotor 71: Drive shaft
100: Photoacoustic tomography probe 200: Gastrointestinal endoscope
210: through hole 300: light control device
400: Signal Analyzer 500: Antibody-Dye Mixture Penetration Device

Claims (7)

내부공간을 갖는 프로브 본체와;
상기 프로브 본체의 내부공간으로 삽입되고, 레이저광을 방출시키게 되는 광파이버와;
상기 광파이버의 선단에 배치되고, 상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로를 변경시키게 되는 프리즘과;
상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고, 외부로부터 입사되는 광음향 초음파 신호를 검출하게 되는 초음파 트랜스듀서를 포함하여,
레이저광이 상기 광파이버, 프리즘을 통과하여 위장관의 점막조직으로 입사되도록 하고, 상기 레이저광에 의해 위장관의 점막조직으로부터 생성되는 광음향 초음파 신호가 상기 초음파 트랜스듀서에 의해 검출되어 분석되도록 하여 림프절을 포함하는 위장관의 점막조직에 대한 암의 전이가 검출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브.A probe main body having an internal space;
An optical fiber inserted into the internal space of the probe main body and emitting laser light;
A prism disposed at a distal end of the optical fiber to change an incident path of laser light emitted from the optical fiber;
And an ultrasonic transducer disposed in an inner space of the probe main body to detect a photoacoustic ultrasonic signal incident from the outside,
The laser light is allowed to pass through the optical fiber and the prism to enter the mucosal tissue of the gastrointestinal tract and the photoacoustic ultrasonic signal generated from the mucosal tissue of the gastrointestinal tract by the laser light is detected and analyzed by the ultrasonic transducer, Wherein the metastasis of cancer to the gastric mucosal tissue of the gastrointestinal tract can be detected. 제 1항에 있어서,
상기 광파이버의 선단에 배치되어 전방으로 상기 프리즘이 연결되도록 하는 그린 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브.The method according to claim 1,
Further comprising a green lens disposed at a distal end of the optical fiber to connect the prism to a front side of the optical fiber. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되어 상기 프리즘과 연결되고, 표적 점막조직 위치에 맞추어 상기 프리즘을 설정된 회전각으로 회전시키는 마이크로 모터를 더 포함하여,
상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로가 표적 점막조직에 맞추어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브.3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a micromotor disposed in an inner space of the probe main body and connected to the prism and rotating the prism at a predetermined rotation angle in accordance with a target mucosal tissue position,
Wherein the path of the laser light emitted from the optical fiber is adapted to the target mucosal tissue. 제 1항에 있어서,
상기 프로브 본체는 레이저광과 광음향 초음파 신호가 통과할 수 있는 투과성 소재의 투명 커버로 이루어지고,
상기 초음파 트랜스듀서는 상기 프로브 본체의 끝단부에 배치되되,
상기 초음파 트랜스듀서로부터 이격되어 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고, 광음향 초음파 신호를 상기 초음파 트랜스듀서로 유도하는 초음파 리플렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영용 프로브.The method according to claim 1,
Wherein the probe main body is made of a transparent cover of a transparent material through which the laser light and the photoacoustic ultrasonic signal can pass,
Wherein the ultrasonic transducer is disposed at an end of the probe main body,
Further comprising an ultrasonic reflector spaced apart from the ultrasonic transducer and disposed in an inner space of the probe body to guide the photoacoustic ultrasonic signal to the ultrasonic transducer. Probes. 위장관 내부로 투입되는 위장관용 내시경과;
상기 위장관용 내시경에 삽입되어 상기 위장관용 내시경의 전방으로 돌출되되, 내부공간을 갖는 프로브 본체와, 상기 프로브 본체의 내부공간으로 삽입되고 레이저광을 방출시키게 되는 광파이버와, 상기 광파이버의 끝단부에 배치되고 상기 광파이버로부터 방출되는 레이저광의 입사경로를 변경시키게 되는 프리즘과, 상기 프로브 본체의 내부공간에 배치되고 외부로부터 입사되는 광음향 초음파 신호를 검출하게 되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 구성으로 이루어지는 광음향 단층촬영용 프로브와;
상기 광파이버와 연결되어 상기 광파이버로 설정된 출력 특성의 광을 전달하는 광 제어장치와;
상기 초음파 트랜스듀서와 연결되고, 상기 초음파 트랜스듀서에서 검출된 광음향 초음파 신호로부터 위장관의 점막조직을 이루는 점막근층(MM:muscularis mucosa)과 점막하층(SM:submucosal layer) 및 고유근층(PM:proper muscle)에 대한 광음향 초음파 영상을 산출하여 위장관암의 림프절 전이가 검출될 수 있도록 하는 신호 분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템.A gastrointestinal endoscope inserted into the gastrointestinal tract;
A probe body inserted into the gastrointestinal endoscope and projecting forward of the gastrointestinal endoscope, the probe main body having an internal space; an optical fiber inserted into the internal space of the probe main body and emitting laser light; And an ultrasonic transducer disposed in an inner space of the probe main body and adapted to detect a photoacoustic ultrasonic signal incident from the outside, the prism being adapted to change an incident path of laser light emitted from the optical fiber, A photographing probe;
A light control device connected to the optical fiber to transmit light having an output characteristic set to the optical fiber;
(MM), a submucosal layer (SM), and a submucosal layer (PM), which are connected to the ultrasonic transducer and form the mucosal tissues of the gastrointestinal tract from the photoacoustic ultrasound signals detected by the ultrasonic transducer, and a signal analyzer for calculating a photoacoustic ultrasound image of the muscle of the gastrointestinal tract so that the lymph node metastasis of the gastrointestinal cancer can be detected. 제 5항에 있어서,
위장관암 세포에 고유하게 존재되는 특성 단백질에 달라 붙는 항체에 생체용 염료물질이 태그된 항체-염료 혼합체를 위장관의 표적 점막조직에 침투시키는 항체-염료 혼합체 침투기구를 더 포함하여,
상기 항체-염료 혼합체 침투기구에 의해 항체-염료 혼합체가 표적 점막조직에 침투된 상태에서 상기 광음향 단층촬영용 프로브에 의해 표적 점막조직에 대한 광음향 초음파 영상 분석이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템.6. The method of claim 5,
The antibody-dye mixture penetrating the target mucosal tissue of the gastrointestinal tract, wherein the antibody-dye mixture is tagged with an antibody sticking to a characteristic protein inherently present in gastrointestinal cancer cells,
Wherein the photoacoustic tomographic image analysis is performed on the target mucosal tissue by the probe for photoacoustic tomography while the antibody-dye mixture is infiltrated into the target mucosal tissue by the antibody-dye mixture penetration mechanism. For the detection of lymph node metastasis. 제 6항에 있어서,
상기 생체용 염료물질은 인도시아닌 그린(ICG:Indocyanine green), 인디고 카민(indigo carmine), 페리덱스(feridex)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위장관암의 림프절 전이 검출용 광음향 단층촬영 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the bio-dyestuff material comprises indocyanine green (ICG), indigo carmine, and feridex. 2. The system of claim 1, wherein the biochemical dye material comprises indocyanine green (ICG), indigo carmine, and feridex.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108344697A (en) * 2018-05-14 2018-07-31 苏州大学 A kind of special loading shelf combination of the external sample of optoacoustic tomoscan molecular imaging system
CN108938079A (en) * 2018-08-16 2018-12-07 深圳先进技术研究院 A kind of probe and probe positioning system
KR20190116805A (en) 2018-04-05 2019-10-15 경북대학교 산학협력단 Probe for photoacostic endoscopy and Photoacostic endoscopy system
WO2023010029A1 (en) * 2021-07-28 2023-02-02 Seno Medical Instruments, Inc. Optoacoustic probe

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11109763B2 (en) * 2016-02-13 2021-09-07 Purdue Research Foundation Photoacoustic catheter and imaging system using same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217848B1 (en) 1999-05-20 2001-04-17 Mallinckrodt Inc. Cyanine and indocyanine dye bioconjugates for biomedical applications
US20100298688A1 (en) 2008-10-15 2010-11-25 Dogra Vikram S Photoacoustic imaging using a versatile acoustic lens
US8764666B2 (en) * 2008-10-28 2014-07-01 The Regents Of The University Of California Ultrasound guided optical coherence tomography, photoacoustic probe for biomedical imaging

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116805A (en) 2018-04-05 2019-10-15 경북대학교 산학협력단 Probe for photoacostic endoscopy and Photoacostic endoscopy system
CN108344697A (en) * 2018-05-14 2018-07-31 苏州大学 A kind of special loading shelf combination of the external sample of optoacoustic tomoscan molecular imaging system
CN108344697B (en) * 2018-05-14 2024-02-09 苏州大学 Special sample loading frame combination for in-vitro samples of photoacoustic tomography molecular imaging system
CN108938079A (en) * 2018-08-16 2018-12-07 深圳先进技术研究院 A kind of probe and probe positioning system
WO2023010029A1 (en) * 2021-07-28 2023-02-02 Seno Medical Instruments, Inc. Optoacoustic probe

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