KR20180089064A - 치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법 - Google Patents

치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하고, 광이 투과하는 모습을 맞은편에서 촬영한 후, 광 투과율을 이용해 치료 대상 세포의 크기를 판단하며, 이를 통해 치료 대상 세포의 면적이나 부피 등 크기와 관련한 각종 정보를 제공할 수 있고 치료제의 효과를 정확하게 판단할 수 있다.

Description

치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법 {Apparatus and method for analyzing therapeutic effect of therapeutic agent}
본 발명은 치료제의 효과를 분석하는 기술과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 치료 대상 세포를 배양하는 용기에 치료제를 투입하고 그 경과에 따라 치료 효과를 분석하는 치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
암세포 등 치료가 필요한 세포에 적합한 치료제가 어떤 것인지를 확인하기 위해, 암에 걸린 생명체로부터 암세포를 분리하여 배양하고, 치료제를 투입하여 치료 효과를 확인하는 방법이 이용되고 있다.
이때 치료제의 치료 효과를 확인하기 위해서는, 사용자가 치료제가 투입된 세포의 크기 변화를 육안으로 확인하고 치료 효과를 스스로 판단하여야 하므로 부정확한 판단을 할 가능성이 높아지는 문제가 있다.
또한 3D 스캐너 등의 장치를 이용해 치료제가 적용된 세포의 크기를 측정하는 경우, 3D 스캐너에서 발광된 광이 세포에서 반사가 이루어지지 않는 경우가 발생하여 정확하게 세포의 크기를 측정하는 것이 어려운 문제가 있다.
공개특허 제10-2016-0145535호 (2016.12.20)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 치료제가 투입된 세포 배양 용기에 광을 조사하고 배양중인 치료 대상 세포의 광 투과율을 이용해 해당 세포의 크기를 측정함으로써 치료 효과를 확인할 수 있는 치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치는, 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하는 광원부, 상기 세포 배양 용기를 사이에 두고 상기 광원부와 맞은편에 위치하여 상기 세포 배양 용기를 촬영하는 촬영부, 정보 표시를 위한 표시부, 및 상기 촬영부의 촬영 영상에 포함된 화소의 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고, 상기 세포 배양 용기의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단하여 상기 치료 대상 세포의 크기를 계산하며, 계산된 크기 정보를 상기 표시부에 표시하는 분석부를 포함한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 개수에 따라 상기 치료 대상 세포의 면적을 계산하고, 계산된 면적에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산하며, 계산된 높이를 이용해 상기 치료 대상 세포의 부피를 계산하고, 계산된 부피에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 다음의 수식에 따라 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
이때 d는 복수의 화소에 대응하는 지점 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, z1은 화소 p1의 z축 방향 높이, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, z2는 화소 p2의 z축 방향 높이, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보 및 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 중 하나 이상의 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 서로 다른 시각에 계산된 크기 정보에 따라 상기 치료 대상 세포의 크기 변화를 계산하며, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치에 있어서, 상기 분석부는, 서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기에 대한 비교 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법은, 치료 효과 분석 장치가, 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하는 단계, 상기 치료 효과 분석 장치가, 상기 세포 배양 용기를 사이에 두고 광원과 맞은편에서 상기 세포 배양 용기를 촬영하는 단계, 및 상기 치료 효과 분석 장치가, 촬영 영상에 포함된 화소의 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고, 상기 세포 배양 용기의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단하여 상기 치료 대상 세포의 크기를 계산하며, 계산된 크기 정보를 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 개수에 따라 상기 치료 대상 세포의 면적을 계산하고, 계산된 면적에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산하며, 계산된 높이를 이용해 상기 치료 대상 세포의 부피를 계산하고, 계산된 부피에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 다음의 수식에 따라 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00002
이때 d는 복수의 화소에 대응하는 지점 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, z1은 화소 p1의 z축 방향 높이, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, z2는 화소 p2의 z축 방향 높이, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보 및 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 중 하나 이상의 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 서로 다른 시각에 계산된 크기 정보에 따라 상기 치료 대상 세포의 크기 변화를 계산하며, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 방법에 있어서, 상기 표시하는 단계는, 서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기에 대한 비교 정보를 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기한 치료제의 치료 효과 분석 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 제공한다.
본 발명의 치료제의 치료 효과 분석 장치 및 방법에 따르면, 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하고, 반대편에서 촬영한 영상에서 광 투과율을 확인하여, 치료 대상 세포의 크기를 확인할 수 있고 치료제의 효과를 정확하게 판단할 수 있다.
이때, 세포 배양 용기의 기본 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단하여 치료 대상 세포의 면적을 계산할 수 있고, 광 투과율에 따라 각 부분에 적층된 세포의 높이를 확인하여 부피를 계산할 수 있으며, 이외에 치료 대상 세포의 현재 크기 및 크기 변화 등 각종 정보를 제공할 수 있어, 치료제의 적용에 따른 치료 효과를 정확하게 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 효과 분석 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 세포 배양 용기에 광을 조사하고 촬영하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 용기의 모습을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 용기의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 효과 분석 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 치료제의 치료 효과를 확인하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 효과 분석 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 세포 배양 용기에 광을 조사하고 촬영하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 용기의 모습을 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 용기의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 치료 효과 분석 장치(100)는 치료 대상 세포(2)를 배양하는 세포 배양 용기(1)에 치료제를 투입한 후 치료 대상 세포(2)의 크기를 측정하여 해당 치료제의 치료 효과를 확인할 수 있는 정보를 제공하는 역할을 한다. 이러한 치료 효과 분석 장치(100) 광원부(10), 촬영부(20), 표시부(30) 및 분석부(40)를 포함하여 구성된다.
광원부(10)는 치료 대상 세포(2)를 배양하는 세포 배양 용기(1)에 광을 조사하는 역할을 하며, 이를 위한 광원을 포함한다. 광원부(10)에서 조사된 광은 치료 대상 세포(2)를 배양하는 세포 배양 용기(1)를 투과하여 반대편으로 전달된다. 광원부(10)에서 조사하는 광은 세포 배양 용기(1) 및 치료 대상 세포(2)를 투과할 수 있는 어떠한 광도 될 수 있으며, 특히 가시영역의 단색광이거나 근적외선 영역의 단색광일 수 있다.
촬영부(20)는 광원부(10)로부터 광이 조사된 세포 배양 용기(1)를 촬영하는 역할을 한다. 촬영부(20)는 세포 배양 용기(1)를 사이에 두고 광원부(10)와 맞은편에 위치하여, 광원부(10)로부터 조사된 광이 세포 배양 용기(1) 및 치료 대상 세포(2)를 투과하는 모습을 촬영할 수 있다. 촬영부(20)는 촬영한 영상을 분석부(40)로 전달하여 치료 대상 세포(2)의 크기 분석을 위해 활용되도록 한다.
표시부(30)는 정보를 시각적으로 표시하는 역할을 하며, 이를 위한 화면을 포함한다. 표시부(30)는 분석부(40)에서 분석한 치료 대상 세포(2)의 크기 정보, 면적 정보, 부피 정보, 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역의 경계 정보, 치료 대상 세포(2)의 경계를 가로지르는 축에 대한 최대 거리 정보, 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 등을 표시할 수 있다.
분석부(40)는 촬영부(20)에서 촬영한 영상을 이용해 치료 대상 세포(2)의 크기를 계산하고, 계산된 크기에 대한 정보를 표시부(30)에 표시하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다.
먼저 분석부(40)는, 세포 배양 용기(1) 및 치료 대상 세포(2)를 촬영한 촬영부(20)의 촬영 영상에서 각 화소의 화소값에 따라 각 화소에 대응하는 부분의 광 투과율을 계산한다. 이때 세포 배양 용기(1) 및 치료 대상 세포(2)의 광 투과율에 따라 투과광의 밝기가 달라지게 되고, 촬영부(20)의 촬영 영상에 포함된 화소는 어느 부분을 촬영한 것인지에 따라 서로 다른 화소값을 갖게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 세포 배양 용기(1)만을 투과한 광(a)이 일정 광 투과율을 가진다고 하면, 세포 배양 용기(1)와 치료 대상 세포(2)를 모두 투과한 광(b, c)은 상대적으로 더 작은 광 투과율을 가지게 된다.
분석부(40)는 이러한 광 투과율의 차이를 이용해, 촬영부(20)의 촬영 영상에서 포함된 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고, 세포 배양 용기(1)의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역으로 판단한다. 이때 분석부(40)는 촬영부(20)를 이용해 배양 전 세포 배양 용기(1)를 촬영한 영상의 화소값을 이용해 세포 배양 용기(1)의 광 투과율을 미리 계산하여 저장해 놓고, 치료 대상 세포(2)를 배양하는 세포 배양 용기(1)를 촬영한 영상의 화소값에서 기 저장된 세포 배양 용기(1)의 광 투과율 보다 일정 정도 미만의 광 투과율을 가지는 영역을 검출하여 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역으로 판단할 수 있다.
그리고 분석부(40)는 이렇게 판단된 치료 대상 세포(2)의 영역에 따라 치료 대상 세포(2)의 크기를 계산하고, 계산된 크기에 대한 정보를 표시부(30)를 통해 표시한다. 이때 치료 대상 세포(2)의 크기는 치료제의 효과를 확인할 수 있는 자료로 이용 가능하며, 예를 들어 세포 배양 용기(1)에 투입된 치료제가 효과가 있는 경우라면 치료 대상 세포(2)의 증식이 억제되어 상대적으로 크기가 작아지고, 반대로 치료제의 효과가 없는 경우라면 치료 대상 세포(2)가 더 잘 증식되어 상대적으로 크기가 커질 수 있다. 이에 따라 치료 대상 세포(2)의 현재 크기 또는 시간을 두고 변화하는 크기의 변화 추이 등에 따라 세포 배양 용기(1)에 투입된 치료제에 치료 효과가 있는지를 판단할 수 있다.
분석부(40)가 표시부(30)를 통해 표시하는 치료 대상 세포(2)의 크기 정보는, 치료 대상 세포(2)의 면적 정보, 부피 정보, 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역의 경계 정보, 치료 대상 세포(2)의 경계를 가로지르는 축에 대한 최대 거리 정보, 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 등이 될 수 있다.
분석부(40)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 광 투과율에 따라 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역을 판단하면, 치료 대상 세포(2)의 영역에 포함된 화소의 개수에 따라 치료 대상 세포(2)의 면적을 계산하고, 계산된 치료 대상 세포(2)의 면적 정보를 표시부(30)에 표시할 수 있다. 이때 분석부(40)는 예를 들어 단일 화소에 대응하는 물체의 실제 평면 면적에 대한 정보를 미리 저장하고, 치료 대상 세포(2)의 영역에 포함된 화소의 개수에 따라 치료 대상 세포(2)의 면적을 계산할 수 있다. 또한 분석부(40)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 세포 배양 용기(1)에 대응하는 화소를 검출하고, 이중 치료 대상 세포(2)가 차지하는 화소를 검출한 후, 세포 배양 용기(1)의 화소 개수와 치료 대상 세포(2)의 화소 개수 사이의 비율에 따라 치료 대상 세포(2)의 면적을 계산할 수도 있다.
또한 분석부(40)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 광 투과율에 따라 치료 대상 세포(2)의 부피를 계산하여 표시부(30)에 표시할 수도 있다. 이때 분석부(40)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산할 수 있다.
도 4에 도시된 바를 참조하면, 세포 배양 용기(1)만을 투과한 광(a)보다 세포 배양 용기(1) 및 치료 대상 세포(2)를 모두 투과한 광(b, c)은 광 투과율이 상대적으로 더 작고, 촬영부(20)의 촬영 영상에서 더 어두운 밝기에 따른 화소값을 가지게 되어, 분석부(40)는 이러한 화소값을 이용해 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역을 확인할 수 있다. 그런데 치료 대상 세포(2)의 단면으로 확인할 때 더 높은 수직 높이의 세포가 존재하는 부분을 투과하는 광(b)은 더 낮은 수직 높이의 세포가 존재하는 부분을 투과하는 광(c)보다 더 작은 광 투과율을 갖게 되며, 분석부(40)는 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역에 대응하는 각 화소의 화소값에 따라 대응하는 위치에 수직으로 적층된 치료 대상 세포(2)의 세포 높이를 계산할 수 있다.
그리고 분석부(40)는 특정 화소에 대해 계산된 세포 높이에 단위 화소에 대응하는 영역의 실제 밑넓이를 반영하여, 해당 화소에 대응하는 치료 대상 세포(2) 부분의 부피를 계산할 수 있다. 이러한 과정을 통해 치료 대상 세포(2)의 전체 부피를 계산한 분석부(40)는 계산된 치료 대상 세포(2)의 부피 정보를 표시부(30)에 표시하여 치료제의 치료 효과를 판단할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
더하여 분석부(40)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 광 투과율에 따라 치료 대상 세포(2)의 입체적인 형상에 따른 외곽 경계를 확정하고, 다음의 수학식 1을 이용해 치료 대상 세포(2)의 외곽 경계에 위치한 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하여, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 제공할 수 있다.
Figure pat00003
이때 d는 복수의 화소에 대응하는 지점 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, z1은 화소 p1의 z축 방향 높이, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, z2는 화소 p2의 z축 방향 높이, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
화소(p1)의 수평 좌표(x1, y1)와 화소(p2)의 수평 좌표(x2, y2)는 촬영부(20)의 촬영 영상에서 각 화소의 위치에 따라 결정된다. 그리고 화소(p1)의 z축 방향 높이(z1)와 화소(p2)의 z축 방향 높이(z2)는 광 투과율에 따라 수직으로 적층된 치료 대상 세포(2)의 세포 높이를 계산하여 결정할 수 있다.
이러한 방식으로 치료 대상 세포(2)의 외곽 경계에 위치한 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산한 분석부(40)는, 계산된 거리값이 최대가 되는 거리에 대한 정보를 표시부(30)에 표시한다. 분석부(40)가 계산하여 표시부(30)에 표시한 복수 화소 지점 간의 최대 거리 정보는 치료 대상 세포(2)의 입체적 볼륨(volume)을 가로지르는 최대 장축의 실제 길이에 대한 정보로서 치료 대상 세포(2)의 크기를 판단하는데 참조된다.
한편 분석부(40)가 치료 대상 세포(2)에 위치한 화소에 대응하는 지점 사이의 최대 거리를 표시부(30)에 표시할 때에는, 거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 치료 대상 세포(2)가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보, 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 등을 함께 표시하여 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
또한 분석부(40)는 서로 다른 시각에 촬영부(20)를 이용해 세포 배양 용기(1)를 촬영하고, 각각의 촬영 영상에서 치료 대상 세포(2)의 크기를 계산한 후, 계산된 크기 정보에 따라 치료 대상 세포(2)의 크기 변화를 계산하여, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 표시부(30)에 표시할 수 있다. 이를 통해 사용자는 치료제가 투입된 후 시간 경과에 따른 치료 대상 세포(2)의 크기를 서로 비교하여, 치료제의 효과를 판단할 수 있다.
더하여 분석부(40)는 서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기를 촬영부(20)를 이용해 촬영하고, 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기를 각각 계산한 후, 복수의 치료 대상 세포의 크기를 비교한 정보를 표시부(30)에 표시할 수 있다. 이를 통해 사용자는 복수의 치료제 중 어느 것의 치료 효과가 더 좋은지를 비교 판단할 수 있다.
본 발명에 따라 치료 효과를 분석하는 과정에 대해서는 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 효과 분석 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 치료 효과 분석 장치는 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하고(S1), 세포 배양 용기를 사이에 두고 광원과 맞은편에서 해당 세포 배양 용기를 촬영한다(S2).
단계(S1)에서 치료 효과 분석 장치가 세포 배양 용기에 조사하는 광은, 세포 배양 용기 및 치료 대상 세포를 투과할 수 있는 어떠한 광도 될 수 있으며, 특히 가시영역의 단색광이거나 근적외선 영역의 단색광일 수 있다.
그리고 단계(S2)에서 치료 효과 분석 장치는 단계(S1)에서 조사된 광이 세포 배양 용기 및 치료 대상 세포를 투과하는 모습을 촬영할 수 있다.
이후 치료 효과 분석 장치는 단계(S2)에서 촬영한 영상에 포함된 화소의 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고(S3), 세포 배양 용기의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단한다(S4).
그리고 치료 효과 분석 장치는 치료 대상 세포의 광 투과율을 이용해 치료 대상 세포의 크기를 계산하고(S5), 계산된 크기 정보를 시각적으로 확인할 수 있도록 화면에 표시한다(S6).
단계(S5)에서 치료 효과 분석 장치는 촬영 영상에서 치료 대상 세포의 영역에 포함된 화소의 개수에 따라 치료 대상 세포의 면적을 계산하고, 계산된 치료 대상 세포의 면적 정보를 화면에 표시할 수 있다.
또한 단계(S5)에서 치료 효과 분석 장치는 촬영 영상에서 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산하여 치료 대상 세포의 부피를 계산한 후, 계산된 부피 정보를 화면에 표시할 수 있다.
더하여 단계(S5)의 치료 효과 분석 장치는 촬영 영상에서 광 투과율에 따라 치료 대상 세포의 입체적인 형상에 따른 외곽 경계를 확정하고, 상기한 수학식 1을 이용해 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치한 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하여, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시할 수 있다.
이때 치료 효과 분석 장치는 거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 치료 대상 세포가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보, 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 등을 함께 표시하여 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
실시예에 따라서 치료 효과 분석 장치는 서로 다른 시각에 세포 배양 용기를 촬영하고, 각각의 촬영 영상에서 치료 대상 세포의 크기를 계산한 후, 계산된 크기 정보에 따라 치료 대상 세포의 크기 변화를 계산하여, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 표시할 수 있다. 이를 통해 사용자는 치료제가 투입된 후 시간 경과에 따른 치료 대상 세포의 크기를 서로 비교하여, 치료제의 효과를 판단할 수 있다.
더하여 치료 효과 분석 장치는 서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기를 촬영하고, 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기를 각각 계산한 후, 복수의 치료 대상 세포의 크기를 비교한 정보를 표시하여, 복수의 치료제 중 어느 것의 치료 효과가 더 좋은지를 비교 판단할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 치료제의 치료 효과 분석 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
1: 세포 배양 용기
2: 치료 대상 세포
10: 광원부
20: 촬영부
30: 표시부
40: 분석부
100: 치료 효과 분석 장치

Claims (17)

  1. 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하는 광원부;
    상기 세포 배양 용기를 사이에 두고 상기 광원부와 맞은편에 위치하여 상기 세포 배양 용기를 촬영하는 촬영부;
    정보 표시를 위한 표시부; 및
    상기 촬영부의 촬영 영상에 포함된 화소의 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고, 상기 세포 배양 용기의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단하여 상기 치료 대상 세포의 크기를 계산하며, 계산된 크기 정보를 상기 표시부에 표시하는 분석부;
    를 포함하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 개수에 따라 상기 치료 대상 세포의 면적을 계산하고, 계산된 면적에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산하며, 계산된 높이를 이용해 상기 치료 대상 세포의 부피를 계산하고, 계산된 부피에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분석부는,
    다음의 수식에 따라 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
    Figure pat00004

    d: 복수의 화소에 대응하는 지점 사이의 거리
    p1, p2: 화소
    x1: 화소 p1의 x축 방향 좌표
    y1: 화소 p1의 y축 방향 좌표
    z1: 화소 p1의 z축 방향 높이
    x2: 화소 p2의 x축 방향 좌표
    y2: 화소 p2의 y축 방향 좌표
    z2: 화소 p2의 z축 방향 높이
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
  6. 제4항에 있어서,
    상기 분석부는,
    거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보 및 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 중 하나 이상의 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  7. 제1에 있어서,
    상기 분석부는,
    서로 다른 시각에 계산된 크기 정보에 따라 상기 치료 대상 세포의 크기 변화를 계산하며, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  8. 제1에 있어서,
    상기 분석부는,
    서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기에 대한 비교 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 장치.
  9. 치료 효과 분석 장치가, 치료 대상 세포를 배양하며 치료제가 투입되는 세포 배양 용기에 광을 조사하는 단계;
    상기 치료 효과 분석 장치가, 상기 세포 배양 용기를 사이에 두고 광원과 맞은편에서 상기 세포 배양 용기를 촬영하는 단계; 및
    상기 치료 효과 분석 장치가, 촬영 영상에 포함된 화소의 화소값에 따라 광 투과율을 계산하고, 상기 세포 배양 용기의 광 투과율을 기준으로 더 작은 광 투과율을 가지는 부분을 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역으로 판단하여 상기 치료 대상 세포의 크기를 계산하며, 계산된 크기 정보를 표시하는 단계;
    를 포함하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 개수에 따라 상기 치료 대상 세포의 면적을 계산하고, 계산된 면적에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역에 대응하는 화소의 화소값을 이용해 각 화소에 대응하는 세포 부분의 광 투과율을 계산하고, 계산된 광 투과율에 따라 각 화소에 대응하는 위치의 세포 높이를 계산하며, 계산된 높이를 이용해 상기 치료 대상 세포의 부피를 계산하고, 계산된 부피에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    상기 촬영 영상에서 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    다음의 수식에 따라 상기 치료 대상 세포의 외곽 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
    Figure pat00005

    d: 복수의 화소에 대응하는 지점 사이의 거리
    p1, p2: 화소
    x1: 화소 p1의 x축 방향 좌표
    y1: 화소 p1의 y축 방향 좌표
    z1: 화소 p1의 z축 방향 높이
    x2: 화소 p2의 x축 방향 좌표
    y2: 화소 p2의 y축 방향 좌표
    z2: 화소 p2의 z축 방향 높이
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
  14. 제12항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    거리가 최대인 두 화소의 위치 정보, 상기 치료 대상 세포가 존재하는 영역의 외곽 경계 정보 및 최대 거리와 최소 거리의 비율 정보 중 하나 이상의 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    서로 다른 시각에 계산된 크기 정보에 따라 상기 치료 대상 세포의 크기 변화를 계산하며, 계산된 크기 변화에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는,
    서로 다른 치료제가 투입된 복수의 세포 배양 용기에 배양되는 복수의 치료 대상 세포의 크기에 대한 비교 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 치료제의 치료 효과 분석 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 치료제의 치료 효과 분석 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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