KR20150005336A - 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치 - Google Patents
테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조영제가 주입된 인체부위에 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파 및 교류 자기장을 방사하고, 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파와 제2 레이저 빔을 기초로 인체부위의 이미지 신호를 고해상도로 생성하여 진단할 수 있는 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 인체부위에 방사하는 발생부; 상기 인체부위에 교류 자기장을 방사하는 자기장 생성부; 제2 레이저 빔과 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로 이미징을 위한 전기적 신호를 생성하는 검출부; 및 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함한다.
Description
본 발명은 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성, 자기장기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 조영제가 주입된 인체부위에 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파 및 교류 자기장을 방사하고, 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파와 제2 레이저 빔을 기초로 인체부위의 이미지 신호를 고해상도로 생성하여 진단할 수 있는 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치에 관한 것이다.
내시경(endoscope)은 수술을 하거나 또는 부검을 하지 않고서 직접 볼 수 없는 장기를 관찰하기 위해서 고안된 의료 기구이다.
내시경은 통상적으로 가늘고 긴 형상의 튜브 단부에 렌즈를 장착한 경성내시경(Rigid Borescope), 유리 섬유를 사용한 연성내시경(Flexible Fiberscope) 및 캡슐 내시경 등의 형태로 구분할 수 있다.
내시경은 장기 내부의 영상을 제공한다. 의사 등의 전문 인력은 내시경이 제공하는 장기 내부의 영상을 참조하여 장기 내부의 종양 발생 여부를 판단한다. 따라서, 전문 인력의 숙련도에 따라 진단 결과가 달라질 수 있다. 또한, 장기 내부의 영상만을 보고 종양 발생 여부를 판단하는 주관적인 진단에 치중하므로 객관적인 진단에 한계가 있다. 특히 초기 단계의 종양에 대해서는 진단하기 어려우며 종양이 일정 단계 이상 진행된 경우만 진단이 가능하다.
따라서, 인체 내부의 상태를 보다 정확하게 진단하기 위해서는 내시경뿐만아니라 X선 촬영 장치, CT(Computer Tomography) 장치 또는 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 장치 등의 의료 기구를 사용하여야 한다.
X선 촬영 장치는 인체를 투과하는 X선을 이용하여 인체 내부의 상태를 확인하는 의료 기기이며, CT 장치는 X선이 투과된 인체 내부의 밀도를 분석하여 영상을 구현하는 의료 기기이다. 또한, MRI 장치는 인체를 구성하는 물질의 자기적 성질을 측정하여 컴퓨터를 통하여 다시 재구성, 영상화하는 의료 기기이다.
이러한 의료 기구들 중에서 MRI 장치는 X선 촬영과 같은 이온화 방사선을 사용하는 장치가 아니므로, 인체에 무해하다. 또한, MRI 장치는 3D 영상을 제공하며 CT 장치에 비해 대조도 및 해상도가 뛰어난 영상을 제공할 뿐만 아니라, 횡단면 촬영만이 가능한 CT 장치와는 달리 관상면과 시상면도 촬영할 수 있다. 또한, MRI 장치는 검사자가 원하는 임의의 각도의 영상을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.
MRI 장치는 주로 중추신경계, 두경부, 척추와 척수 등 신경계통의 환자의 진단에 이용되고 있다.
이러한 장점으로 인해 MRI 장치가 보편적으로 쓰이고 있다. 하지만 MRI 장치는 검사료가 비싸며 촬영시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 또한, 검사 공간이 협소하므로 검사 공간에 홀로 들어가서 촬영해야 한다. 따라서 중환자나 폐소 공포증이 심한 환자는 검사할 수 없다는 단점이 있다.
특히 MRI 장치의 경우 초기 단계의 종양 등의 확인을 수행하기 어려운 단점이 있다. 즉, 초기 단계의 종양을 식별할 수 있을 정도로 해상도가 높지 않기 때문에 일정 단계 이상 진행된 종양에 대해서만 확인이 가능하다. 또한, MRI는 조직의 표피와 같은 경계면의 영상을 시현하기 어렵다. 따라서 위벽 안에 있는 종양 또는 피부상피 내암과 같이 조직의 표피 내에 위치한 종양에 대해서는 확인이 어렵다는 문제점이 있다.
도 1은 테라헤르츠 전자기파의 주파수 영역을 포함한 전자기파의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 테라헤르츠 전자기파(terahertz electromagnetic wave)는 전자기 스펙트럼 상에서 전자기파(electromagnetic wave)의 마이크로웨이브(microwave)와 광파(optics)인 원적외선(Far Infrared Ray)의 중간 대역에 위치하는 신호로서 마이크로웨이브와 광파의 특성을 동시에 갖는다.
즉, 테라헤르츠 전자기파는 가시광선(visible rays)처럼 직진하며 물체를 잘 투과하는 특성을 가진다. 일반적으로, 테라헤르츠 전자기파의 주파수는 0.1~10 THz이며, 1초에 적어도 1000억 번 이상 진동한다.
테라헤르츠 전자기파는 펨토(femto) 초의 펄스 폭을 가진 레이저 빔과 수 펨토 초 미만의 캐리어 라이프 타임(carrier life time)을 가진 광전도 물질의 조합으로 발생 및 측정이 가능하며, 전자기파와 광파가 투과하지 못하는 물질을 투과할 수 있는 특성을 가진다.
구체적으로, 테라헤르츠 전자기파는 수분에 대해 매우 민감한 특성을 가진다. 테라헤르츠 전자기파의 수분에 대한 흡수 정도는 테라헤르츠 전자기파의 주파수가 1 THz인 경우 약 230㎝-1 로 매우 높기 때문에 테라헤르츠 전자기파는 수분이 다량 포함된 조직은 거의 투과하지 못한다.
특히, 종양과 같은 암세포는 그 증식에 따라 수분의 양이 증가하므로, 수분에 민감한 테라헤르츠 전자기파의 특성을 이용하면 인체 내부의 종양 여부를 용이하게 검사할 수 있다.
그러나 테라헤르츠 전자기파만을 이용하는 경우 얻을 수 있는 해상도에 한계가 있다. 따라서 해상도를 높이는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조영제가 주입된 인체부위에 자기장 조사부에 의해 발생된 교류 자기장을 방사하고, 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파 및 교류 자기장을 방사하고, 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파와 제2 레이저 빔을 기초로 인체부위의 이미지 신호를 고해상도로 생성하여 진단할 수 있는 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 인체부위에 방사하는 발생부; 상기 인체부위에 교류 자기장을 방사하는 자기장 생성부; 제2 레이저 빔과 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로 이미징을 위한 전기석 신호를 생성하는 검출부; 및 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함한다.
상기 자기장 생성부는 상기 교류 자기장을 생성하는 코일을 포함하는 자기장 조사부; 교류 전원을 상기 코일에 인가하는 교류 전원부; 및 상기 자기장 조사부와 상기 교류 전원부를 전기적으로 연결하는 전원 케이블을 포함한다. 바람직하게 상기 교류 전원부는 전류를 증가시키는 변압기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 상기 제1 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저빔 생성부; 상기 제1 레이저 빔을 상기 제1 레이저 빔 생성부로부터 상기 발생부로 전달하는 제1 레이저 빔 전달부; 상기 제2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 빔 생성부; 및 상기 제2 레이저 빔을 상기 제2 레이저 빔 생성부로부터 상기 검출부로 전달하는 제2 레이저 빔 전달부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 레이저 빔 전달부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 각각은 광섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 상기 발생부 및 상기 제1 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제1 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈; 및 상기 검출부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제2 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 여기된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 인체부위로 방사하는 제1 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 반사된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 검출부로 전달하는 제2 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 상기 발생부에 전원을 공급하는 제1 케이블; 및 상기 검출부가 생성한 전기적 신호를 상기 이미지 생성부로 전달하는 제2 케이블을 더 포함할 수 있다.
상기 발생부는 광전도 방법 또는 광정류 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 테라헤르츠 전자기파를 여기시킬 수 있으며, 상기 검출부는 광전도 스위칭 표본 추출법, 전기-광학적 표본 추출법 및 가스 이온화 유도 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 전기적 신호를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 조영제는 금속 나노입자 또는 상기 금속 나노입자로 구성되는 금속 나노클러스터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 금속 나노입자는 산화철을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 가요성 튜브; 상기 가요성 튜브 단부에 부착되어 상기 가요성 튜브와 함께 인체의 내부로 삽입되는 돔형 헤드부; 및 교류 자기장을 생성하는 코일을 포함하며, 상기 인체에 교류 자기장을 방사하는 자기장 조사부를 포함하되, 상기 돔형 헤드부의 내측에는 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 상기 인체의 내부에 방사하는 발생부; 및 상기 제2 레이저 빔과 상기 인체로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로 이미징을 위한 전기적 신호를 생성하는 검출부가 각각 설치되고, 상기 가요성 튜브 내에는 제1 레이저 빔을 상기 발생부에 전달하는 제1 레이저 빔 전달부; 및 제2 레이저 빔을 상기 검출부에 전달하는 제2 레이저 빔 전달부를 포함한다.
상기 자기장 조사부는 상기 돔형 헤드부의 내측에 설치되어 상기 인체의 내부로 상기 교류 자기장을 방사하거나 상기 인체를 수용하는 코일돔에 설치되어 상기 인체의 외부로부터 상기 인체의 내부로 상기 교류 자기장을 방사할 수 있다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 가요성 튜브는 비금속성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 가요성 튜브와 연결되는 본체를 더 포함할 수 있으며, 상기 본체에는 상기 제1 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 빔 생성부; 상기 제2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 빔 생성부; 및 교류 전원을 상기 코일에 인가하는 교류 전원부가 각각 설치될 수 있다. 또한, 상기 자기장 조사부와 상기 교류 전원부를 전기적으로 연결하는 전원 케이블이 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 발생부 및 상기 제1 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제1 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈; 및 상기 검출부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제2 레이저 빔을 포커싱하는 제2 콜리메이션 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 여기된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 인체 내부로 방사하는 제1 실리콘 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 실리콘 렌즈는 상기 돔형 헤드부의 내부 또는 상기 돔형 헤드부의 표면에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 반사된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 검출부로 전달하는 제2 실리콘 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 실리콘 렌즈는 상기 돔형 헤드부의 내부 또는 상기 돔형 헤드부의 표면에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 발생부와 연결되며, 상기 발생부로 전원을 공급하는 제1 케이블; 및 상기 검출부와 연결되며, 상기 검출부가 생성한 상기 전기적 신호를 출력하는 제2 케이블을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제1 케이블 및 제2 케이블은 상기 가요성 튜브 내에 각각 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치는 상기 제2 케이블로부터 출력되는 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 발생부는 광전도 방법 또는 광정류 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 테라헤르츠 전자기파를 여기시킬 수 있으며, 상기 검출부는 광전도 스위칭 표본 추출법, 전기-광학적 표본 추출법 및 가스 이온화 유도 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 전기적 신호를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 제1 레이저 빔 전달부 및 제2 레이저 빔 전달부 각각은 광섬유를 포함할 수 있으며, 상기 돔형 헤드부 내에 설치되며, 상기 인체 내부의 영상을 전송하는 영상 전송부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 조영제는 금속 나노입자 또는 상기 금속 나노입자로 구성되는 금속 나노클러스터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 금속 나노입자는 산화철을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법은 (a) 인체부위에 조영제를 주입하는 단계; (b) 코일을 포함하는 자기장 조사부에 의해 생성된 교류 자기장을 상기 조영제가 주입된 인체부위에 방사하는 단계; (c) 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 상기 교류 자기장이 방사된 상기 인체부위에 방사하는 단계; (d) 제2 레이저 빔과 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로하여 이미징을 위한 전기적 신호를 생성하는 단계; 및 (e) 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법은 상기 (e) 단계 이후에, (f) 생성된 이미지를 디스플레이 장치로 전송하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째로, 교류 자기장을 조영제가 주입된 인체부위에 방사할 때 교류 자기장을 테라헤르츠 전자기파와 정렬시키지 않아도 조영제가 주입된 인체부위에 교류 자기장을 균일하게 방사할 수 있으므로 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치의 민감도를 향상시킬 수 있다.
둘째로, 인체부위에 방사되는 교류 자기장은 조영제에 포함된 금속 입자만을 가열한다. 따라서, 인체 조직의 손상을 최소화하면서 고해상도 생체 이미지를 얻을 수 있다.
셋째로, 교류 자기장은 인체 조직에 대한 투과율이 우수하므로 조영제에 포함된 금속 입자를 효과적으로 가열하여 이미지 생성 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 테라헤르츠 전자기파의 주파수 영역을 포함한 전자기파의 스펙트럼을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 도시한 블럭도.
도 3는 본 발명에 따른 자기장 조사부의 모식도.
도 4는 교류 자기장 방사에 따른 조영제의 온도 변화 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 교류 자기장 방사에 따른 조영제의 테라헤르츠 전자기파에 대한 응답률 변화 특성 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 이용한 이미지 생성 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도.
도 11은 본 발명에 따른 코일돔의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 도시한 블럭도.
도 3는 본 발명에 따른 자기장 조사부의 모식도.
도 4는 교류 자기장 방사에 따른 조영제의 온도 변화 특성을 나타내는 그래프.
도 5는 교류 자기장 방사에 따른 조영제의 테라헤르츠 전자기파에 대한 응답률 변화 특성 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 이용한 이미지 생성 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도.
도 11은 본 발명에 따른 코일돔의 모식도.
본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하, 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 발생부(140), 자기장 생성부(150), 검출부(160) 및 이미지 생성부(190)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치는 제1 레이저 빔 생성부(120a) 및 제1 레이저 빔 전달부(110a), 제2 레이저 빔 생성부(120c) 및 제2 레이저 빔 전달부(110c), 제1 콜리메이션 렌즈(130a) 및 제2 콜리메이션 렌즈(130b), 제1 실리콘 렌즈(170a) 및 제2 실리콘 렌즈(170b)와 제1 케이블(180a) 및 제2 케이블(180b)을 더 포함할 수 있다.
발생부(140)는 테라헤르츠 전자기파를 조영제(contrast agent)가 주입된 인체부위로 방사한다.
테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 인체부위로 방사하는 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 레이저 빔 생성부(120a)는 제1 레이저 빔을 생성하고, 제1 레이저 빔 생성부(120a)에 의해 생성된 제1 레이저 빔은 제1 레이저 빔 전달부(110a)를 통해 제1 콜리메이션 렌즈(collimation lens)(130a)로 전달된다. 제1 레이저 빔 전달부(110a)는 통상적인 광섬유(optical fiber)일 수 있다.
제1 콜리메이션 렌즈(130a)는 제1 레이저 빔 전달부(110a)와 발생부(140) 사이에 설치되어 제1 레이저빔을 포커싱하여 발생부(140)로 전달한다. 제1 콜리메이션 렌즈(130a)는 예컨대 광학 렌즈일 수 있다.
제1 레이저 빔 전달부(110a)와 제1 콜리메이션 렌즈(130a)를 통해 발생부(140)에 전달된 제1 레이저빔은 테라헤르츠 전자기파를 여기하고, 발생부(140)는 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 인체부위로 방사한다.
발생부(140)에는 제1 케이블(180a)을 통해 전원 공급부(195)로부터 전원이 공급된다.
발생부(140)는 예컨대, 광전도 방법 또는 광정류 방법 중 어느 하나를 이용하여 테라헤르츠 전자기파를 발생시킬 수 있다.
광정류 방법은 강한 빛에 의해 발생하는 비선형 광학 특성을 이용한 것으로써, 광신호원을 받아들일 때 발생하는 시간 의존적인 편광화(time-dependent polarization) 현상을 이용한다.
구체적으로, 편광이 되어 있는 극초단 레이저 펄스를 렌즈를 이용하여 포커싱하고, 포커싱된 극초단 레이저 펄스를 광전도 매질에 입사시킨다. 입사된 극초단 레이저 펄스에 의해 발생하는 편광화 현상에 의해 시간 의존적인 전기장이 광전도 매질에 형성된다. 시간 의존적인 전기장은 아주 짧은 시간 동안만 지속된다. 이로 인해 광전도 매질의 내부에 있는 전자들이 가속도 운동을 하며 테라헤르츠 전자기파를 발생시킨다.
제1 실리콘 렌즈(170a)는 발생부(140)에서 생성한 테라헤르츠 전자기파를 시준(collimation)하여 인체부위로 방사한다. 구체적으로, 제1 실리콘 렌즈(170a)는 인체부위로 방사된 여기된 테라헤르츠 전자기파가 인체부위의 국부적인 위치에 방사되도록 한다.
자기장 생성부(150)는 조영제가 주입된 인체부위에 교류 자기장을 방사한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 자기장 생성부(150)는 교류 자기장을 생성하는 코일을 포함하는 자기장 조사부(151), 교류 전원을 코일에 인가하는 교류 전원부(153) 및 자기장 조사부(151)와 교류 전원부(153)를 전기적으로 연결하는 전원 케이블(152)을 포함할 수 있다. 교류 전원부(153)는 전류를 증가시키는 변압기(154)를 더 포함할 수 있다. 충분한 세기의 자기장을 얻기 위하여 변압기(154)는 전류의 세기를 증가시켜 이를 코일에 공급한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 자기장 조사부(151)의 코일에 교류 전원이 인가되면 교류 자기장이 생성되고, 교류 자기장은 조영제가 주입된 인체부위로 방사된다.
수분이 다량 함유된 암세포는 방사되는 테라헤르츠 전자기파를 대부분 흡수하므로 컨트라스트(contrast)를 이용한 이미징이 가능한데, 종양과 같은 수분이 다량 함유된 암세포에 부착되는 특성을 가지는 조영제는 컨트라스트를 더욱 증가시켜 고해상도 이미징을 가능하게 한다. 이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
조영제가 주입된 인체부위에 교류 자기장을 방사하면 교류 자기장에 의해 조영제가 유도 가열된다. 구체적으로, 교류 자기장은 조영제로 사용되는 금속 나노입자를 자화시킨다. 자기장의 변화에 따라 금속 나노입자에 자화이력(hysteresis)이 발생하고, 자화이력은 열적 에너지로 변화된다. 즉, 교류 자기장에 의해 나노 조영제의 자기 모멘트가 회전하여 열을 발생하여 도 4에 도시된 바와 같이 조영제의 온도가 상승하고, 이에 따라 조영제가 주입된 인체부위의 온도가 상승한다.
인체부위의 온도가 상승하면 테라헤르츠 전자기파에 의한 이미징의 컨트라스트가 증가하여 종양의 위치를 용이하게 찾을 수 있을 뿐만 아니라, 암세포를 사멸시킬 수도 있다. 구체적으로는, 조영제가 주입된 인체부위에 교류 자기장이 방사되어 그 온도가 상승함에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 테라헤르츠 전자기파의 응답률이 증가한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 조영제가 주입되지 않은 부분보다 조영제가 주입된 부분의 응답률이 크므로 컨트라스트가 증가하여 고해상도 이미징이 가능하다.
바람직하게, 조영제는 산화철을 포함하는 금속 나노입자(nanoparticles) 또는 이들로 구성되는 금속 나노클러스터(nanocluster)를 포함하여 구성된다.
금속 나노클러스터는 금속 나노입자를 이용하여 에멀전(emulsion) 방법으로 제조할 수 있다.
검출부(160)는 인체부위에서 반사된 테라헤르츠 전자기파와 제2 레이저빔을 기초로 이미징을 위한 전기적 신호를 생성한다.
반사된 테라헤르츠 전자기파로부터 전기적 신호를 생성하는 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2 레이저 빔 생성부(120c)는 제2 레이저 빔을 생성하고, 제2 레이저 빔 생성부(120c)에 의해 생성된 제2 레이저 빔은 제2 레이저 빔 전달부(110c)를 통해 제2 콜리메이션 렌즈(130b)로 전달된다. 제2 레이저 빔 전달부(110c)는 통상적인 광섬유(optical fiber)일 수 있다.
제2 콜리메이션 렌즈(130b)는 제2 레이저 빔 전달부(110c) 및 검출부(160) 사이에 설치되어 제2 레이저빔을 포커싱하여 검출부(160)로 전달한다. 제2 콜리메이션 렌즈(130b)는 예컨대 광학 렌즈일 수 있다.
제2 실리콘 렌즈(170b)는 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 검출부(160)로 전달한다.
검출부(160)에 제2 레이저빔이 입사되면, 검출부(160)는 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파에 대응하는 전기적 신호를 생성한다.
검출부(160)는 광전도 스위칭 표본 추출법 또는 전기-광학적 표본 추출법(elecro-optic sampling) 중 어느 하나를 이용하여 전기적 신호를 생성할 수 있다.
전기-광학적 표본 추출법은 전기-광학적 매질(electro-optic crystal)이 가지고 있는 전기-광학적 효과를 이용한다. 전기-광학적 효과란 전기-광학적 매질에 전기장에 가함으로써 전기-광학적 매질의 광축에 따른 굴절률이 변경되는 것을 말한다. 이 중 선형 변화인 포켈스 효과(Pockel's effect)를 이용하여 테라헤르츠 전자기파가 전기-광학적 매질에 도달했을 때와 그렇지 않을 때에 보이는 굴절율의 변화를 극초단 레이저 펄스의 세기의 변화로 측정하여 전기적 신호를 생성한다.
검출부(160)가 생성한 전기적 신호는 제2 케이블(180b)을 통해 이미지 생성부(190)로 전달한다.
이미지 생성부(190)는 검출부(160)로부터 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성한다.
이미지 생성부(190)에 의해 생성된 이미지는 디스플레이 장치(미도시)에 의해 출력된다.
도 6은 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치를 이용한 이미지 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 인체부위에 조영제를 주입한다(S510). 구체적으로, 조영제는 산화철을 포함하는 금속 나노입자 또는 이들로 구성된 항원항체 반응이 가능한 금속 나노 클러스터를 포함하여 구성되며, 인체 내에 종양과 같은 암세포에 부착되는 특성을 가진다.
다음에는, 인체부위에 교류 자기장을 방사한다(S530). 자기장 조사부에 교류 전원을 인가하면 교류 자기장이 코일에 의해 생성되고, 교류 자기장이 인체부위에 방사된다.
조영제가 주입된 인체부위에 교류 자기장을 방사하면 교류 자기장에 의해 조영제가 유도 가열된다. 조영제의 유도 가열에 대해서는 앞서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
다음에는, 인체부위에 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 방사한다(S550).
S530 단계를 수행하고 S550 단계를 그 후에 수행하는 구성에 대해 설명하였으나, S550 단계를 먼저 수행하고 S530 단계를 그 후에 수행하여도 무방하다.
다음에는, 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파와 제2 레이저 빔을 기초로 이미징을 위한 전기적 신호를 생성한다(S570).
다음에는, 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성한다(S590). 이미지 생성부는 검출부로부터 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하며, 생성된 이미지는 디스플레이 장치에 의해 출력된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 조영제가 주입되지 않은 부분보다 조영제가 주입된 부분에서 테라헤르츠 전자기파에 대한 응답률이 크므로 컨트라스트가 증가하여 고해상도 이미징이 가능하다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도이며, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 내시경 장치는 돔형 헤드부(300), 가요성 튜브(200), 자기장 조사부(151) 및 본체(400)를 포함한다.
돔형 헤드부(300)는 가요성 튜브(200)의 단부에 부착되어 가요성 튜브(200)와 함께 종양(700)이 있는 인체 내부로 삽입된다.
돔형 헤드부(300)의 내측에는 발생부(140), 자기장 조사부(151) 및 검출부(160)가 각각 설치된다. 또한, 돔형 헤드부(300)의 내측에는 제1 콜리메이션 렌즈(130a), 제2 콜리메이션 렌즈(130b), 제1 실리콘 렌즈(170a), 제2 실리콘 렌즈(170b) 및 영상 전송부(미도시)가 설치될 수도 있다.
발생부(140), 자기장 조사부(151), 검출부(160), 제1 콜리메이션 렌즈(130a), 제2 콜리메이션 렌즈(130b), 제1 실리콘 렌즈(170a) 및 제2 실리콘 렌즈(170b)는 본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치에 포함된 그것들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
다만, 제1 실시예에 의하면 자기장 조사부(151)는 돔형 헤드부(300)의 내측에 설치되어 인체의 내부로 교류 자기장을 방사한다.
영상 전송부(미도시)는 헤드부(300)의 내측에 설치되어, 인체 내부의 영상을 디스플레이 장치(미도시)에 전송한다.
영상 전송부는 예컨대, 렌즈 또는 카메라일 수 있으며, 진단하고자 하는 인체 내부의 영상을 촬영하여, 촬영한 인체 내부의 영상을 디스플레이 장치로 전송한다. 디스플레이 장치로 전송된 인체 내부의 영상을 통해 내시경의 현재 위치를 실시간으로 알 수 있다.
즉, 종양(700)의 진단을 위하여 본 발명에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 내시경 장치를 해당 인체 부위까지 이동하여야 하므로, 사용자는 디스플레이 장치에 표시되는 영상 전송부가 촬영한 영상을 참조하여 내시경의 현재 위치를 확인하고 진단을 원하는 부위로 내시경을 이동시킬 수 있다.
가요성 튜브(200)는 인체 내부로 삽입되는 부분으로서, 단부에 돔형 헤드부(300)가 부착된다.
가요성 튜브(200)는 인체 내부에서 이동하기 용이하도록 가늘고 긴 플렉시블(flexible)한 재질인 것이 바람직하다. 또한, 가요성 튜브(200)는 비금속성 재질인 것이 바람직하다.
가요성 튜브(200) 내에는 제1 레이저 빔 전달부(110a), 제2 레이저 빔 전달부(110c) 및 전원 케이블(152)이 각각 설치된다. 또한, 가요성 튜브(200) 내에는 제1 케이블(180a) 및 제2 케이블(180b)이 설치될 수도 있다. 제1 레이저 빔 전달부(110a), 제2 레이저 빔 전달부(110c), 전원 케이블(152), 제1 케이블(180a) 및 제2 케이블(180b)은 본 발명에 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치에 포함된 그것들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본체(400)는 가요성 튜브(200)와 연결된다.
본체(400)에는 제1 레이저 빔 생성부(120a), 제2 레이저 빔 생성부(120c) 및 교류 전원부(153)가 설치된다. 또한, 본체(400)에는 이미지 생성부(190) 및 전원 공급부(195)가 설치될 수도 있다. 교류 전원부(153)는 전류를 증가시키는 변압기(154)를 더 포함할 수 있다.
제1 레이저 빔 생성부(120a), 제2 레이저 빔 생성부(120c), 교류 전원부(153), 이미지 생성부(190), 전원 공급부(195) 및 변압기(154)는 본 발명 따른 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치에 포함된 그것들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치를 도시한 블록도이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 내시경 장치의 개략도이며, 도 11은 본 발명에 따른 코일돔의 모식도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 내시경 장치는 돔형 헤드부(300), 가요성 튜브(200), 자기장 조사부(151) 및 본체(400)를 포함한다.
제2 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 내시경 장치는 자기장 조사부(151)가 코일돔에 설치된다는 특징을 제외하고는 제1 실시예에 따른 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 내시경 장치의 그것들과 동일하므로, 상기 차이점에 대해서 상세히 설명하고, 동일한 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2 실시예의 자기장 조사부(151)는 도 11에 도시된 바와 같이 코일돔에 설치된다. 자기장 조사부(151)는 인체를 수용하는 코일돔에 설치되어 인체의 외부로부터 인체의 내부로 교류 자기장을 방사한다. 도시된 바에 의하면 코일돔은 인체를 수용하는 형태를 취하고 있으나 이러한 형태로 한정되지는 않는다. 즉, 자기장 조사부(151)는 다양한 형태로 변형 실시 가능하다. 본체(400)와 자기장 조사부(151) 사이에는 교류 전원부(153)와 자기장 조사부(151)를 전기적으로 연결하는 전원 케이블(152)이 설치될 수 있다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110a : 제1 레이저 빔 전달부 110c : 제2 레이저 빔 전달부
120a : 제1 레이저 빔 생성부 120c : 제2 레이저 빔 생성부
130a : 제1 콜리메이션 렌즈 130b : 제2 콜리메이션 렌즈
140 : 발생부 150 : 자기장 생성부
151 : 자기장 조사부 152 : 전원 케이블
153 : 교류 전원부 154 : 변압기
160 : 검출부 170a : 제1 실리콘 렌즈
170b : 제2 실리콘 렌즈 180a : 제1 케이블
180b : 제2 케이블 190 : 이미지 생성부
200 : 가요성 튜브 300 : 돔형 헤드부
400 : 본체
120a : 제1 레이저 빔 생성부 120c : 제2 레이저 빔 생성부
130a : 제1 콜리메이션 렌즈 130b : 제2 콜리메이션 렌즈
140 : 발생부 150 : 자기장 생성부
151 : 자기장 조사부 152 : 전원 케이블
153 : 교류 전원부 154 : 변압기
160 : 검출부 170a : 제1 실리콘 렌즈
170b : 제2 실리콘 렌즈 180a : 제1 케이블
180b : 제2 케이블 190 : 이미지 생성부
200 : 가요성 튜브 300 : 돔형 헤드부
400 : 본체
Claims (35)
- 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 인체부위에 방사하는 발생부;
상기 인체부위에 교류 자기장을 방사하는 자기장 생성부;
제2 레이저 빔과 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로 이미징을 위한 전기석 신호를 생성하는 검출부; 및
상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 자기장 생성부는
상기 교류 자기장을 생성하는 코일을 포함하는 자기장 조사부;
교류 전원을 상기 코일에 인가하는 교류 전원부; 및
상기 자기장 조사부와 상기 교류 전원부를 전기적으로 연결하는 전원 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제2항에 있어서,
상기 교류 전원부는 전류를 증가시키는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저빔 생성부;
상기 제1 레이저 빔을 상기 제1 레이저 빔 생성부로부터 상기 발생부로 전달하는 제1 레이저 빔 전달부;
상기 제2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 빔 생성부; 및
상기 제2 레이저 빔을 상기 제2 레이저 빔 생성부로부터 상기 검출부로 전달하는 제2 레이저 빔 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치 - 제4항에 있어서,
상기 제1 레이저 빔 전달부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 각각은 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제5항에 있어서,
상기 발생부 및 상기 제1 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제1 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈; 및
상기 검출부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제2 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 여기된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 인체부위로 방사하는 제1 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 검출부로 전달하는 제2 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발생부에 전원을 공급하는 제1 케이블; 및
상기 검출부가 생성한 전기적 신호를 상기 이미지 생성부로 전달하는 제2 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발생부는 광전도 방법 또는 광정류 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 테라헤르츠 전자기파를 여기시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 검출부는 광전도 스위칭 표본 추출법, 전기-광학적 표본 추출법 및 가스 이온화 유도 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 전기적 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 조영제는 금속 나노입자 또는 상기 금속 나노입자로 구성되는 금속 나노클러스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 제12항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 산화철을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치. - 가요성 튜브;
상기 가요성 튜브 단부에 부착되어 상기 가요성 튜브와 함께 인체의 내부로 삽입되는 돔형 헤드부; 및
교류 자기장을 생성하는 코일을 포함하며, 상기 인체에 교류 자기장을 방사하는 자기장 조사부를 포함하되,
상기 돔형 헤드부의 내측에는
제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 조영제가 주입된 상기 인체의 내부에 방사하는 발생부; 및
상기 제2 레이저 빔과 상기 인체로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로 이미징을 위한 전기적 신호를 생성하는 검출부가 각각 설치되고,
상기 가요성 튜브 내에는
제1 레이저 빔을 상기 발생부에 전달하는 제1 레이저 빔 전달부; 및
제2 레이저 빔을 상기 검출부에 전달하는 제2 레이저 빔 전달부가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 자기장 조사부는 상기 돔형 헤드부의 내측에 설치되어 상기 인체의 내부로 상기 교류 자기장을 방사하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 자기장 조사부는 상기 인체를 수용하는 코일돔에 설치되어 상기 인체의 외부로부터 상기 인체의 내부로 상기 교류 자기장을 방사하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 가요성 튜브는 비금속성 재질인 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제15항 및 제16항 중 어느 하나에 있어서,
상기 가요성 튜브와 연결되는 본체를 더 포함하되,
상기 본체에는
상기 제1 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 빔 생성부;
상기 제2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 빔 생성부; 및
교류 전원을 상기 코일에 인가하는 교류 전원부가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제18항에 있어서,
상기 자기장 조사부와 상기 교류 전원부를 전기적으로 연결하는 전원 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제19항에 있어서,
상기 교류 전원부는 전류를 증가시키는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 돔형 헤드부는
상기 발생부 및 상기 제1 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제1 레이저 빔을 포커싱하는 제1 콜리메이션 렌즈; 및
상기 검출부 및 상기 제2 레이저 빔 전달부 사이에 설치되며, 상기 제2 레이저 빔을 포커싱하는 제2 콜리메이션 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 돔형 헤드부는
상기 여기된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 인체 내부로 방사하는 제1 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제22항에 있어서,
상기 제1 실리콘 렌즈는 상기 돔형 헤드부의 내부 또는 상기 돔형 헤드부의 표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 돔형 헤드부는
상기 반사된 테라헤르츠 전자기파를 시준하여 상기 검출부로 전달하는 제2 실리콘 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제24항에 있어서,
상기 제2 실리콘 렌즈는 상기 돔형 헤드부의 내부 또는 상기 돔형 헤드부의 표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 가요성 튜브 내에는
상기 발생부와 연결되며, 상기 발생부로 전원을 공급하는 제1 케이블; 및
상기 검출부와 연결되며, 상기 검출부가 생성한 상기 전기적 신호를 출력하는 제2 케이블이 각각 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제2 케이블로부터 출력되는 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 발생부는 광전도 방법 또는 광정류 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 테라헤르츠 전자기파를 여기시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 검출부는 광전도 스위칭 표본 추출법, 전기-광학적 표본 추출법 및 가스 이온화 유도 방식 중 어느 하나를 이용하여 상기 전기적 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
제1 레이저 빔 전달부 및 제2 레이저 빔 전달부 각각은 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 돔형 헤드부 내에는 상기 인체 내부의 영상을 전송하는 영상 전송부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제14항에 있어서,
상기 조영제는 금속 나노입자 또는 상기 금속 나노입자로 구성되는 금속 나노클러스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - 제32항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 산화철을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 내시경 장치. - (a) 인체부위에 조영제를 주입하는 단계;
(b) 코일을 포함하는 자기장 조사부에 의해 생성된 교류 자기장을 상기 조영제가 주입된 인체부위에 방사하는 단계;
(c) 제1 레이저 빔에 의해 여기된 테라헤르츠 전자기파를 상기 교류 자기장이 방사된 상기 인체부위에 방사하는 단계;
(d) 제2 레이저 빔과 상기 인체부위로부터 반사된 테라헤르츠 전자기파를 기초로하여 이미징을 위한 전기적 신호를 생성하는 단계; 및
(e) 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지를 생성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법. - 제28항에 있어서,
상기 (e) 단계 이후에, (f) 생성된 이미지를 디스플레이 장치로 전송하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법.
Priority Applications (1)
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| KR20130079181A KR101489644B1 (ko) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치 |
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| KR20130079181A KR101489644B1 (ko) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치 |
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| KR20130079181A KR101489644B1 (ko) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | 테라헤르츠 전자기파를 이용한 자기장 기반 고해상도 생체 이미지 생성 장치, 자기장 기반 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경 장치 |
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Cited By (1)
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| KR20190109011A (ko) * | 2018-03-16 | 2019-09-25 | 한국원자력의학원 | 감마분산영역의 라모어 상자성 공명 이온화 제어 장치 및 그 구동 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100945280B1 (ko) * | 2008-05-14 | 2010-03-03 | 서울시립대학교 산학협력단 | 테라헤르츠 전자기파를 이용한 고해상도 생체 이미지 생성장치, 고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 이용한 내시경장치 |
| JP4897007B2 (ja) | 2008-05-14 | 2012-03-14 | ユニヴァーシティー・オヴ・ソウル・ファウンデイション・オヴ・インダストリー・アカデミック・コウオペレイション | テラヘルツ電磁気波を用いた高解像度生体イメージ生成装置、高解像度イメージ生成方法及びこれを用いた内視鏡装置 |
-
2013
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