KR20180076703A - 모발 구조의 영상 스크리닝을 통한 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈 - Google Patents

Abstract

시험대상자로부터 획득된 모발을 이용한 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈은 광원, 콘덴서렌즈, 시료홀더, 대물렌즈 및 이미지 센서를 포함하며, 소형 모듈은 모발의 구조를 길이 방향에 따라 영상화하고, 영상화된 모발의 구조를 이미 저장된 정상인 모발의 구조와 비교하여, 정상인 모발의 구조 중 소정의 요소와 영상화된 모발의 구조 중 대응되는 요소를 비교하고, 해당 요소의 비율 변화에 따라 유방암 여부 또는 진행을 진단할 수 있다.

Description

모발 구조의 영상 스크리닝을 통한 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈{SMALL MODULE FOR IN VITRO BREAST CANCER DIAGNOSIS USING IMAGE SCREENING OF HAIR STRUCTURE}

본 발명은 유방암의 체외 진단이 가능한 소형 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 인체로부터 획득 가능한 모발을 이용하여 유방암을 조기에 진단할 수 있는 체외 유방암 스크리닝 진단 기능을 가지며 스마트폰에 부착이 가능하거나 내장될 수 있는 소형 모듈에 관한 것이다.

일반적 체외진단 기술은 혈액, 호기, 분비물, 생검조직 등을 이용하여 특정 성분의 변화를 질병의 분자적 마크로 삼아 진단하는 방법이다. 머리털, 음모를 비롯한 사람의 종모(terminal hair)는 호르몬 등 유방암의 발병 병인적 요소와 연관되어 성분 및 구조적 변화가 야기될 수 있어 이들 변화를 검출하는 물리적, 화학적반응, 생물학적 방법은 유방암 조기 진단법으로 활용될 수 있다.

미국특허 제6,718,007, PCT공개특허 WO 03/060513 및 WO 2008/134800 등과 같이 종래의 진단방법은 X-선 회절법, X-선 형광법, 적외선 분광법 등에 관한 것으로서, 머리털 내 케라틴 단백질구조, 피질지질의 성분 및 미세구조변화, 칼슘 등 광물질의 변화, 지질의 성분변화 등을 각각 검출할 수 있는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 머리털 등의 모발은 일반적으로 표피(cuticle), 피질(cortex) 및 수질(medulla)로 크게 구분되는 구조를 하고 있으나, 상기의 종래 방법들은 모발의 전체조직 성분의 변형을 평균적으로 반영하므로 특정 위치에 기반한 미세한 변화를 감지하기엔 비 효율적이고, 유방암의 전개양상에 따른 머리털의 구조적 변화를 모두 검색하는데 적용하기 어려워 허위음성(False negative) 등으로 인한 진단의 특이도가 낮을 수 밖에 없다.

또한, 머리털은 한 달에 약 2cm 이상 자라고, 상기 방법들은 한 번에 머리털 가닥내 특정 부분만을 검색할 수 있으므로 검색전 확인이 안된 실제 유방암 발병 시의 물질대사가 반영된 머리털 부위에 대한 검색을 무한정으로 할 수 없는 제약이 따르므로, 유방암의 발병에 따른 구조적 변화 와 발병시 부위를 국한(localize)할 수 있고, 한 번에 부위 전체구조변화를 검출할 수 있는 새로운 영상학적 진단 방법이 필요하다.

도 1은 종래의 X-선 회절을 이용한 모발 진단방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, X-선 회절에 의한 분석 대상은 모발전체라기 보다는 거대섬유다발(macro fibril) 및 미세섬유다발(micro fibril)보다 훨씬 작은 영역의 피질세포막(cell membrane)의 지질이며, 케라틴 단백질 내의 미세한 변화를 대상으로 한 것이다. 따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 종래의 진단방법은 분석 대상이 너무 협소하고 제한적이어서 전체 구조 변화를 검출할 수 없다는 것과 발병 시기적 정보를 얻기엔 너무 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

미국특허 제6,718,007호 PCT공개특허 WO 03/060513호 PCT공개특허 WO 2008/134800호

Maryakhina V.S, Scheglova L.S., Anenkova K.A. Change of optical properties of hair cells during malignant tumour development. J of Biomedical photonics & Eng 1, 59-63 (2015). Corino G.L. and French P.W. Int.Diagnosis of breast cancer by X-ray diffraction of hair. J. Cancer: 122, 847-856 (2008). Mistry D.A.H, Haklani J and French P.W. Identification of Breast Cancer-Associated Lipids in Scalp Hair. Breast Cancer: Basic and Clinical Research 6, 113-123 (2012) Lyman D.J. and Fay S.G, The effect of breast cancer on the Fourier transform infrared attenuated total reflection spectra of human hair ecancer 8, 405 (2014).

본 발명은 모발의 전체적인 변화를 통해 유방암을 체외에서 진단할 수 있는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈을 제공한다.

본 발명은 체외 진단의 보편화를 위해서라도 진단 방법이 간단하면서도 효율적인 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈을 제공한다.

본 발명은 시험대상자로부터 얻어진 머리털 시료로부터 유방암 판정의 특이성과 감도를 향상시킬 수 있으며, 치료 후 예후판정 등의 바이오 표지자로 활용될 수 있는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 시험대상자로부터 획득된 모발을 이용한 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈은 광원, 콘덴서렌즈, 시료홀더, 대물렌즈 및 이미지 센서를 포함하며, 소형 모듈은 모발의 구조를 길이 방향에 따라 영상화하고, 영상화된 모발의 구조를 이미 저장된 정상인 모발의 구조와 비교하여, 정상인 모발의 구조 중 소정의 요소와 영상화된 모발의 구조 중 대응되는 요소를 비교하고, 해당 요소의 비율 변화에 따라 유방암 여부 또는 진행을 진단할 수 있다.

본 명세서에서 "모발"이라 함은 머리털, 음모, 기타 체모를 포함하는 종모(terminal hair)로 이해될 수 있다. 본 실시예에 따른 진단방법은 마이크로미터 단위의 지점만 검색하는 X-선 회절법과는 달리, 모발 중 특정 요소의 구조를 영상화하고, 영상화된 요소의 증감에 따라 유방암 여부 또는 진행 등을 판단하는 것을 특징으로 한다.

영상화된 요소라 함은, 일 예로 모발의 구조 중 수질(medulla)이 될 수 있으며, 영상화된 요소는 단일 요소 또는 복합 요소로 정의될 수가 있다. 유방암 시험대상자의 경우, 정상인에 비해 모발의 구조 중 수질의 부분적으로 상실되거나 끊기는 정도가 심한 것을 발견하였으며, 그러한 특성을 이용하여 모발의 구조 중 수질 영역을 영상화하고, 영상화된 수질(medulla) 구조의 상실된 비율을 계산하고, 정상인 모발의 구조와 대비하여 수질이 상실된 정도에 따라 유방암을 초기에 발견하거나 진행 상황을 예측하도록 할 수가 있다.

본 발명의 소형 모듈은 다양한 형태로 스마트폰 또는 휴대용 단말기와 기능적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 본 발명의 소형 모듈은 스마트폰이나 기타 휴대용 단말기 내에 직접 내장될 수 있으며, USB 단자나 마이크로 5핀 단자와 같이 접속 단자를 이용하여 휴대용 단말기 등에 연결될 수도 있으며, 와이파이(WiFi)나 블루투스와 같은 네트워크를 이용하여 휴대용 단말기 등과 연동되는 것도 가능하다.

모발의 수질 영역을 영상화함에 있어서, 시험대상자로부터 획득된 모발의 뿌리부분부터 소정의 길이 간격으로, 예를 들어 2~5cm 단위의 규칙적인 간격 또는 불규칙적인 간격으로 모발의 수질 구조를 영상화할 수 있다. 아니면, 시험대상자로부터 획득된 모발 중 두피에 인접한 뿌리 부분, 끝 부분 및 그 중간 부분에 대응하여 모발의 구조 중 수질 영역을 영상화할 수도 있다.

모발의 구조를 길이 방향에 따라 영상화하는 단계에서, 모발을 소정의 광원으로부터 생성된 광선에 노출하고, 광선에 노출된 모발에 의해서 회절된 회절광과 회절되지 않은 직접광 간의 위상차를 이용하여 모발 내의 수질 구조를 영상화할 수가 있다. 가시 광선만으로는 직접 노출시켜 촬영하는 방법으로는 단면 구조를 파악할 수 없으며, 적외선이나 가시광선을 이용하되 위상차를 이용하여 단면 구조를 영상화하는 방법을 고려할 수 있다.

정상인 모발의 구조 중 수질(medullar) 구조와 영상화된 모발의 구조 중 수질 구조를 비교함에 있어서, 수질(medulla)에서의 회절과 모발의 수질-표질 간의 굴절지수 차이에 따라 발생되는 위상차 대조 효과를 이용할 수도 있지만, 이에 추가하여 모발의 수질-표질 간 적외선 광선의 흡수 및 투과차이 효과를 더 부가하여 모발 내의 수질 구조를 영상화할 수도 있다.

본 발명의 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈은 모발을 이용하되 종래와 같이 나노 단위의 성분 분석을 통해 진단하는 것이 아니라, 유방암 환자에게서 나타나는 모발 중 수질 구조를 이용하고, 모발 단면 내 피질지질의 전체적인 변화를 통해 유방암을 간단하게 체외에서 진단할 수 있다.

또한, 이를 위해서 고전력이 필요한 과도한 장비나 설비를 사용하지 않기 때문에 소형으로 제작하는 것이 가능하며, 휴대가 가능하여 체외 진단장비로서 보편적으로 사용될 가능성을 포함한다.

또한, 본 발명의 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈은 적외선, 가시광선, 자외선 등과 같이 저전력으로 생산할 수 있는 광원을 사용할 수 있으며, 이에 위상차를 이용하여 단면 구조를 획득한다면 더욱 분명한 효과를 얻을 수 있기 때문에, 장비의 소형화가 가능하다. 즉, 방사광 X-선과 같이 휴대가 불가능한 장비가 아닌 스마트폰에서도 구동이 가능한 장비로 구현할 수가 있다.

또한, 시험대상자로부터 얻어진 머리털 시료로부터 유방암 판정의 특이성과 감도를 향상시킬 수 있으며, 치료 후 예후판정 등의 지표로 활용될 수 있다. 일 예로, 고해상도 영상법을 이용하여 시험대상자의 머리털로부터, 수질의 상실(medulla loss) 등 구조변형을 쉽게 검출하여, 정상인의 머리털과 비교시 유방암 판정 특이성과 감도가 크게 향상 됨을 보일 수 있다.

도 1은 종래의 X-선 회절을 이용한 모발 진단방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈 및 그 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 소형 모듈의 내부 구성을 설명하기 위한 장치의 도면이다.
도 4는 도 2의 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈 중 시료홀더를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 따라 적외선광을 이용해서 체외 유방암 스크리닝 진단방법을 구현한 결과에 따라 정상인 모발과 양성환자 및 유방암 환자의 모발 구조를 비교한 사진을 도시한 도면이다.
도 6은 정상인의 모발을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 유방암 환자의 모발을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 모듈 중 시료홀더 및 구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형모듈의 외형을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 소형 모듈에 내장된 적외선 스펙트로 영상구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈 및 그 사용례를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 소형 모듈의 내부 구성을 설명하기 위한 장치의 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 소형 모듈(100)은 스마트폰(20)의 하부에 장착될 수 있으며, 스마트폰(20)과는 마이크로 5핀 단자 등을 이용하여 기능적으로 연결될 수 있고, 전원을 공급 받을 수도 있다.

구체적으로 소형 모듈(100)은 외부 하우징(180) 내에 장착될 수 있으며, 그 내부에서 적외선 광원(110), 집광렌즈-고리조리개(120), 집광렌즈(130), 시료 홀더(140), 대물렌즈(150), 위상판(160) 및 이미지센서(170)등이 설치될 수 있다.

집광렌즈-고리조리개(120)는 링 형상의 개구를 가지며, 적외선 광원(110)에서 발생된 빛은 고리조리개(120)에 도달하기 전에, 집광 렌즈 등의 광학소자(미도시)에 의해 미리 평행광으로 변환될 수 있다.

고리조리개(120)에서 링 형상의 개구를 통과한 빛은 링 형상의 광선으로 변환될 수 있으며, 집광렌즈(130)는 고리조리개(120)에 의해서 링 형상으로 변환된 광선을 시료 홀더(140)에 있는 모발에 집광시킬 수 있다. 집광렌즈(130)에 의해서 집광된 광선은 시험대상자의 모발에 결상될 수 있다. 고리조리개(120)는 집광렌즈(130)의 초점 평면 앞에 놓여 있으며, 투시하는 광의 각도를 제한할 수 있다.

적외선 광원(110)은 적외선 다이오드로 약 700~1000000 nm의 파장대를 갖는 적외선 다이오드 레이저를 이용할 수 있으며, 상기 범위의 적외선 광선은 머리털을 충분히 투과할 수 있도록 결정되었다. 대상이 되는 머리털이 적외선 흡수가 적은 실리콘 모세관에 들어가도록 구성할 수 있으며, 머리털에 의한 굴절된 광과 시료주변을 통과한 광이 충분히 투과되도록 하였다. 고리조리개(120)와 위상판(160) 기구를 통해 위상차 영상대조를 구현하도록 할 수 있다.

모발로 조사된 광선은 모발의 내부를 투과하는 직접광과 모발 내의 위상 물체에 의해서 회절된 회절광으로 분리될 수 있다. 이 회절광은 모발의 위상 물체에 의해서 회절함과 동시에, 위상이 원래 파장의 약 4분의 1만큼 늦어질 수 있다.

모발에 의해서 분리된 직접광과 회절광의 진행 방향에는 대물렌즈(150)가 배치될 수 있으며, 위상판(160)이 광학계의 눈 위치 즉, 대물렌즈(150)의 후측 초점위치에 배치되어 고리조리개(120)와 공역 관계인 위치에 배치될 수 있다.

즉, 회절광은 시료를 통과하는 직접광의 세기를 감소시키면서 위상을 약 λ/4 만큼 변화시킬 수 있으며, 쾰러(Kohler) 조사 조건에서는 직접광이 대물렌즈(150)의 후방 초점 평면에서 밝은 고리로 초점이 맞추어 질 수 있다. 모발을 통과해서 회절된 회절광은 D-wave로서 대물렌즈(150) 후방 조리개상 회절평면에서 모발 내부의 위상물체의 광산란구조의 크기, 숫자, 굴절지수에 따라 다른 분포를 이루며, 위상판(160)의 영향을 받지 않고 통과할 수 있다.

본 실시예에 따른 소형 모듈(100)은 모발 내의 수질(medulla)에서의 회절과 수질-표질(medulla-cortex) 간의 굴절지수 차이에 따라 발생되는 위상차 대조 효과를 생성하여, 특허 모발 내의 수질 구조를 검출할 수가 있다.

이 외에도, 모발 내의 위상물질, 즉 수질(medulla)의 구조를 검출하기 위해서, 적외선 광원 외에도 다양한 광원이 사용될 수 있다. 예를 들어, 가시광선이나 적외선 등을 이용할 수 있다.

도 4는 도 2의 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈 중 시료홀더를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 시료홀더(140)는 광학 윈도우(144)가 형성된 실린더(142)를 포함하며, 실린더(142)는 모발(10)이 통과할 수 있도록 U-자 형상 또는 일자 형상으로 형성될 수가 있다.

실린더(142) 내부에는 모발(10)의 단부가 일시적으로 고정시킬 수 있는 클립부가 형성된 가이드(146)가 제공될 수 있으며, 가이드(146)는 별도의 슬라이드 장치 또는 수동 작업에 의해서 모발(10)을 이동시킬 수가 있다. 상술한 바와 같이, 모발의 뿌리 부분, 중간 부분 및 끝 부분의 영상을 획득하기 위해서, 가이드(146)는 모발(10)의 단부를 고정시킨 후, 실린더(142) 내부를 이동하면서 촬영되는 영역이 광학 윈도우(144)에 위치하도록 할 수가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예를 따라 적외선광을 이용해서 체외 유방암 스크리닝 진단방법을 구현한 결과에 따라 정상인 모발과 양성환자 및 유방암 환자의 모발 구조를 비교한 사진을 도시한 도면이다.

본 발명의 체외 유방암 진단을 위한 모발 위상차 영상법은 모발, 즉 피실험자의 머리털에 의해 회절되는 빛과 주변의 비회절 빛을 구분하여 위상차를 발생시키는 것을 기본으로 한다. 제르니케(Zernike) 위상차 대조를 구현하기 위해, 구멍난 알루미늄 필름 위상판은 동심원구역판 대물렌즈의 후방 초점 평면 부근에 두고 회절된 빛이 π/2의 위상차가 발생하도록 두께를 결정해서 명시야(bright filed)에서 시료의 영상이 어둡게 보이도록 했다.

본 실시예에 따른, 머리털 구조 영상진단기는 제르니케(Zernike) 위상차 광학계를 사용하여 머리털 내 수질(medulla)에서의 회절과 수질-표질 간의 굴절지수 차이에 따라 발생되는 위상차 대조 효과에, 수질-표질 간 단일광 흡수 및 투과차이 효과를 부가하여 영상 대조 효과를 생성 머리털 내부 구조, 특히 수질(medulla)의 구조를 검출함으로써 유방암을 진단하게 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 정상인 및 유방암 환자의 모발을 비교하기 위한 것으로서, 모발 중 일부(약 2 cm) 샘플을 대상으로 횡방향 단면도를 도시하고 있다.

정상인의 경우(상), 수질이 완전히 원통은 아니지만 끊어지지 않고 연속적이며 선명하게 보였다. 양성환자의 경우, 중간 중간에 부분적으로 끊긴 수질 구조가(DML) 발견되었고, 유방암 환자의 경우 연속되지 않고 끊어져 보이는 부위(중간)와 함께, 아예 수질이 완전하게 상실된 경우(하)가 주로 발견된다.

일반적으로 모발 중 중간 부분이나 끝 부분에서 수질이 완전히 상실된 경우(CML: complete medulla loss)는 말기 암환자의 모발에서 발견되었으며, 모발의 뿌리 부분에서 완전히 상실되지는 않았지만 부분적으로 끊긴 수질 구조가 발견되었다. 반면, 유관 상피내암(ductal carcinoma in situ) 초기 단계의 환자의 경우에서는 끝 부분에서만 완전 상실된 경우(CML)이 발견되고 뿌리 부분에서는 수질이 존재하였지만, 중간 부분에서 수질과 표질 간의 약한 대비(weak contrast)가 발견되었다.

도 6은 정상인의 모발을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 유방암 환자의 모발을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7은 모발 가닥 중 뿌리 부분(0.5cm), 중간 부분(5.0cm), 끝 부분(8.5cm)을 약 2mm 정도의 길이로 관찰한 것이며, 본 발명에 따른 체외 유방암 진단장치를 이용하였다.

도 6을 참조하면, 정상인의 경우 직선 또는 섬과 같이(island-like) 비연속적, 점선(dotted) 형상의 수질 구조가 발견될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 정상인에게서는 전형적인 연속된 수질 구조를 보여준다. 물론, 대상의 연령이 노령에 근접할수록 비연속적인 영역이 존재하지만, 완전히 상실된 영역(CML)은 발견되지 않을 수 잇다.

하지만, 도 7을 참조하면, 환자의 경우 수질이 상실되어 아예 존재하지 않거나(no-line), 섬과 같은 비연속적 또는 점선 형상의 수질 구조가 발견될 수 있다. 암 환자의 경우, 정상인의 비슷한 연령과 비교할 때, 수질이 완전히 상실된 경우(CML), 비연속적으로 상실된 경우(DML: discontinuous medulla loss) 또는 자취만 남아 있는 경우(TML: trace medulla loss)의 비율이 큰 것을 확인할 수 있다.

정상인의 경우, 80세 이상의 고령이라고 해도, 완전히 상실된 경우(CML)가 발견되지 않았지만, 암환자의 경우 60세 이하에서도 완전히 상실된 경우(CML)이 발견된 것을 확인할 수 있다.

결과적으로, 정상인의 건강한 모발의 경우 수질과 표질이 비교적 잘 대비가 되며, 나이가 들수록 조금씩 수질의 지름이 줄어들거나 표질과의 구분이 흐릿해지는 것은 발견될 수 있다. 하지만, 유방암 환자의 경우 특히 뿌리 부분에서 수질 상실(medulla loss)의 가능성이 증가하며, 모발내 수질 상실의 위치는 암 발생 시기와 연관성이 있는 것으로 보인다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 모듈 중 시료홀더 및 구동부를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 시료홀더(240)는 광학 윈도우(244)가 형성된 실린더(242), 실린더(242) 내부에서 모발(10)과 결속되어 모발(10)을 이동시키기 위한 구동부(250) 및 실린더(242) 내부로의 모발(10)의 진입을 검출하기 위한 센서(260)를 포함할 수 있다.

센서(260)는 실린더(242) 내부로 진입한 모발(10)의 단부 또는 모발의 존재 여부를 검출할 수 있으며, 반대로 구동부(250)를 통과한 다음 모발(10)의 반대쪽 단부를 검출하거나 모발(10)의 통과 여부를 검출할 수도 있다. 구동부(250)는 광학 윈도우(244)의 하부에 위치한 롤러(252), 롤러(252)를 구동하기 위한 모터(254)를 더 포함할 수 있고, 모터(254)와 롤러(252)는 감속기어나 기타 구동전달장치에 의해서 연결될 수 있다.

따라서, 모발(10)의 단부가 시료홀더(240) 내부에 진입함에 따라, 센서(260)는 구동부(250)의 롤러(252)를 작동시키기 위한 신호를 생성할 수 있으며, 구동부(250)는 모발을 모두 통과시키던지 아니면 다른 단부가 나타날 때까지 작동을 하다가, 센서(260)에 의해서 다른 단부가 검출되면 작동을 멈추고 역회전할 수가 있다. 이러한 과정에서 구동부(250)를 통해 삽입된 모발(10)의 길이를 측정할 수도 있으며, 전체 길이에 따라 뿌리 부분, 중간 부분 및 끝 부분을 자동을 검출할 수도 있다. 또한, 역회전하는 과정에서 모발(10)에 대한 영상 획득이 진행될 수가 있다.

또한, 스텝 모터 등을 이용한다면 구동부(250)를 통해서 일정 길이만큼 모발(10)을 이동시킬 수 있으며, 정해진 길이 단위로 모발(10)을 이동시키면서 모발(10)을 길이방향에 따라 부분적으로 영상을 획득할 수가 있다.

본 실시예에서 실린더(242)가 U-자 형상으로 제공되지만, 경우에 따라서는 일자 형상, L-자 형상, 굽어진 형상 등 다양하게 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형모듈의 외형을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9의 소형 모듈에 내장된 적외선 스펙트로 영상구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈(300)은 독립된 하우징(380) 내에서 제공될 수 있으며, 스마트폰 또는 기타 휴대용 단말기와는 와이파이(WiFi) 또는 블루투스 등의 네트워크를 이용하여 기능적으로 연결될 수가 있다. 즉, 반드시 일체를 형성하지 않고, 자체 배터리를 포함하여 어느 정도 거리를 유지하며 독립적으로 작동할 수도 있다.

본 실시예에 따른 소형 모듈(300)은 적외선 광원(310), 가시광선 광원(312), 제1 회전 거울(turning mirror)(320), 슈바르츠쉴트 콘덴서렌즈(330), 시료 홀더(340), 슈바르츠쉴트 대물렌즈(350), 제2 회전 거울(360), 제3 회전 거울(365) 및 이미지센서(370)를 포함할 수 있다.

모발의 배치 상태 등을 확인하기 위한 광원으로는 가시광선 광원(312)이 사용될 수 있으며, 단면 구조나 스펙트로 영상을 확인하기 위해서는 적외선 광원(310)이 사용될 수 있다. 또한, 스펙트로 영상을 획득하기 위해서 제2 회전 거울(360)이 적외선 광원(310)으로 방출되어 시료를 통과한 적외선을 적외선 스펙트로미터(375)로 안내할 수가 있다.

적외선 광원(310)은 적외선 다이오드로 약 700nm 이상의 파장대를 갖는 적외선 다이오드 레이저를 이용할 수 있으며, 가시광선을 이용하는 경우 외부로 노출된 뷰 파인더(385)를 통해 내부 상황을 판단할 수도 있다.

시료로서 모발은 시료홀더(340)의 일 단부(342)에서부터 삽입되어 반대쪽으로 인출될 수 있으며, 이러한 과정을 통해서 모발의 길이방향에 대해 복수 지점에 대한 단면 영상을 획득할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 소형 모듈 110 : 광원
120 : 고리조리개 130 : 집광렌즈
140 : 시료 홀더 150 : 대물렌즈
160 : 위상판 170 : 이미지 센서

Claims (9)

1. 시험대상자로부터 획득된 모발을 이용한 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈에 있어서,
   광원, 콘덴서렌즈, 시료홀더, 대물렌즈 및 이미지 센서를 포함하며,
   상기 소형 모듈은 상기 모발의 구조를 길이 방향에 따라 영상화하고, 영상화된 상기 모발의 구조를 이미 저장된 정상인 모발의 구조와 비교하여, 상기 정상인 모발의 구조 중 소정의 요소와 영상화된 상기 모발의 구조 중 대응되는 요소를 비교하고, 해당 요소의 비율 변화에 따라 유방암 여부 또는 진행을 진단하는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 정상인 모발의 구조 중 수질(medulla)에 대비하여, 영상화된 상기 모발의 구조 중 수질(medulla)의 상실된 비율을 계산하고, 유방암 여부 또는 진행을 진단하는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 대물렌즈 및 상기 이미지 센서 사이에 개재되는 위상판을 더 포함하며, 상기 광원으로부터 생성된 광선에 상기 모발이 노출되고, 상기 광선에 노출된 상기 모발에 의해서 회절된 회절광과 회절되지 않은 직접광 간의 위상차를 이용하여 상기 모발 내의 수질 구조를 영상화하는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 정상인 모발의 구조 중 수질(medulla) 구조와 영상화된 상기 모발의 구조 중 수질 구조를 비교함에 있어서, 수질(medulla)에서의 회절과 상기 모발의 수질-표질 간의 굴절지수 차이에 따라 발생되는 위상차 대조 효과를 이용하여 상기 모발 내의 수질 구조를 영상화하는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 소형 모듈은 휴대용 단말기에 내장되거나 접속 단자를 이용하여 휴대용 단말기에 연결되거나 네트워크를 이용하여 휴대용 단말기와 연동되는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광원은 700~1000000 nm의 파장대를 갖는 적외선 다이오드 레이저를 포함하는 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 모발을 통과한 광선의 스펙트로 영상을 검출하기 위한 스펙트로미터기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 시료홀더는 광학 윈도우가 형성된 실린더 및 상기 실린더 내부에서 상기 모발의 단부를 고정시킬 수 있는 클립부가 형성된 가이드를 포함하며,
   상기 실린더는 상기 모발이 통과할 수 있도록 U-자 형상 또는 일자 형상으로 형성되고, 상기 가이드는 상기 실린더 내부를 이동하면서 고정된 상기 모발을 이동시키는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 시료홀더는 광학 윈도우가 형성된 실린더, 상기 실린더 내부에서 상기 모발과 결속되어 상기 모발을 이동시키기 위한 구동부 및 상기 실린더 내부로의 상기 모발의 진입을 검출하기 위한 센서를 포함하며,
   상기 실린더는 상기 모발이 통과할 수 있도록 U-자 형상 또는 일자 형상으로 형성되고, 상기 구동부는 상기 모발이 상기 실린더 내부를 통과하도록 상기 모발을 이동시키는 것을 특징으로 하는 체외 유방암 스크리닝 진단용 소형 모듈.

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