KR20190135333A - 펀치 생검 부재를 갖는 캡슐내시경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펀치 생검 부재를 갖는 캡슐내시경 및 이의 작동 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 캡슐내시경은 별도의 트리거 장치 없이 움직임을 제어할 수 있으면서, 소화기관 내 생체 조직의 채취 및 보관이 가능하므로, 일반 유선 내시경 및 추가적인 도구 등의 사용 없이도, 외부에서 자기장의 크기 및 방향만을 제어하여 보다 간편하게 생체 조직을 채취할 수 있다.

Description

펀치 생검 부재를 갖는 캡슐내시경{CAPSULE ENDOSCOPE WITH BIOPSY TOOL USING BIOPSY PUNCH}

본 발명은 펀치 생검 부재를 갖는 캡슐내시경 및 이의 작동 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 펀치 형태의 조직 채취 도구가 포함된 생검 부재를 갖는 캡슐내시경 및 이의 작동 시스템에 관한 것이다.

식도, 위, 소장 및 대장 등 소화기관의 내부에 존재하는 질환을 영상적으로 진단하는 방법으로 유선 내시경 장치가 이용될 수 있다. 하지만, 이러한 일반 유선 내시경은 구강 또는 항문을 통해 진입하기 때문에 환자로 하여금 고통을 수반하고, 마취 또는 수면을 유도하기 위한 약제의 부작용에 대한 위험이 존재한다.

이러한 문제를 보완하기 위해 개발된 캡슐내시경은 소화기관의 연동 운동에 의해 이동하여 인체 소화기관 내부를 촬영하고, 촬영된 정보를 통신을 통해 외부로 전달하여 의료진이 내부 병변을 판단할 수 있도록 한다.

그러나, 기존의 캡슐내시경은 운동에 대한 제어성이 없기 때문에 정확한 진단이 어려울 뿐만 아니라, 소화기관 내 조직검사를 하기 위해서는 일반 유선 내시경 및 추가적인 도구를 이용하여 조직을 채취해야만 하는 한계가 있다.

이에 따라, 소화기관 내 생체 조직의 채취 및 보관이 가능한 생검 부재를 갖는 무선 캡슐내시경에 관한 기술의 개발이 시급하다.

국내등록특허 제1851724호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 별도의 동력원(트리거 장치) 없이도 움직임을 제어할 수 있으면서, 소화기관 내 생체 조직의 채취 및 보관이 가능한 생검 부재를 갖는 무선의 캡슐내시경을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 캡슐내시경의 작동 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 몸체(10); 및 몸체 내에 위치하여 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 독립적으로 제어되는 생검 부재(110)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 상기 몸체가 제1 자성체(120), 촬영부(130), 통신부(140) 및 배터리부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 상기 생검 부재가 생체 조직을 채취하기 위한 생검 펀치(111), 생검 펀치의 일 측에 결합된 제2 자성체(112) 및 생검 펀치가 보관되는 펀치관(113)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 상기 생검 펀치가 원통형태로, 펀치 내에 채취된 생체 조직을 담지하기 위한 조직 채취부(114)가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 상기 생검 펀치가 조직의 절삭이 가능하도록 제2 자성체의 반대 측 단부의 둘레를 따라 칼날부(111(a))가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경은, 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하거나 채취하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경 작동 시스템은 하기의 단계를 포함한다.

제1항의 캡슐내시경을 목표 부위로 이동시키는 제1 단계; 및

제1항의 캡슐내시경의 길이 축 방향으로 회전자계를 인가하는 제2 단계.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경 작동 시스템에서, 상기 제1 단계는 외부 자기장을 이용하여 캡슐내시경을 목표 부위로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경 작동 시스템에서, 상기 제2 단계는 외부 자기장을 이용하여 자계를 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경 작동 시스템에서, 상기 외부 자기장은 인체의 외부에 설치되는 자기장 발생부로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 펀치 생검 부재를 갖는 캡슐내시경 및 이의 작동 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 캡슐내시경은 별도의 트리거 장치 없이 움직임을 제어할 수 있으면서, 소화기관 내 생체 조직의 채취 및 보관이 가능하므로, 일반 유선 내시경 및 추가적인 도구 등의 사용 없이도, 외부에서 자기장의 크기 및 방향만을 제어하여 보다 간편하게 생체 조직을 채취할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐내시경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생검 부재의 구동 원리를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐내시경의 이동 및 생검 부재의 생검 원리를 나타낸 도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)을 나타낸다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)은 몸체(10); 및 몸체 내에 위치하여 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 독립적으로 제어되는 생검 부재(110)를 포함할 수 있다.

몸체(10)는 인체 내부로 삽입되기 때문에 원통 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

몸체(10)는 제1 자성체(120), 촬영부(130), 통신부(140) 및 배터리부(150)를 더 포함할 수 있다.

제1 자성체(120)의 자화 방향은 생검 부재(110) 내 생검 펀치의 일 측에 결합된 제2 자성체(112)와 수직인 방향으로 배치된다. 자성체 배치에 따른 생검 펀치의 조작 과정은 도 2를 통하여 후술한다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)이 인체 내부로 삽입되어 소화기관 내부로 이동하면 촬영부(130)에서 소화기관 내부를 촬영하고, 촬영된 정보는 통신부(140)를 통해 외부로 전달될 수 있다. 실시자는 전달된 정보를 이용하여 내부 병변을 판단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 생검 부재(110)의 구동 원리를 나타낸다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 생검 부재(110)는 생체 조직을 채취하기 위한 생검 펀치(111), 생검 펀치의 일 측에 결합된 제2 자성체(112) 및 생검 펀치가 보관되는 펀치관(113)을 포함할 수 있다.

생검 펀치(111)는 원통형태로, 펀치 내에 채취된 생체 조직을 담지하기 위한 조직 채취부(114)가 형성될 수 있다.

생검 펀치(111)는 조직의 절삭이 가능하도록 제2 자성체의 반대 측 단부의 둘레를 따라 형성된 칼날부(111(a))를 포함할 수 있다. 칼날부(111(a))는 단부에 절삭날이 형성되어 나선의 중심 축을 기준으로 회전할 때 생체 조직을 절삭하면서 생체 조직 내로 삽입된다.

생검 펀치(111)는 생체 적합성을 지닌 금속 또는 경화성 수지 등의 비금속 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 채취된 조직을 일정 시간 동안 보관할 수 있게 하며, 이동 과정에서 생기는 오염 가능성을 배제할 수 있어 보다 효율적인 조직 검사를 가능하게 한다.

생검 펀치(111)의 일 측에 결합된 제2 자성체(112)의 자화 방향은 제1 자성체(120)와 수직인 방향으로 배치된다. 캡슐내시경(1)의 길이 축 방향(제1 자성체의 자화 방향)에 회전자계를 인가해 주면, 몸체(10)의 움직임은 없이 생검 펀치(111)의 움직임만을 독립적으로 제어 할 수 있다.

즉, 회전자계를 캡슐내시경(1)의 길이 축 방향(제1 자성체의 자화 방향)으로 인가하면, 인가되는 회전자계에 의해 생검 펀치(111)가 나사 운동을 하게 된다. 이러한 나사 운동을 통해 외부자기장 이외의 추가적인 동력원이 없어도 생검 펀치(111)를 펀치관(113) 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로 이동 시킬 수 있다. 이때, 생검 펀치(111)가 펀치관(113) 내부에서 외부로 이동하면 생검 펀치(111) 일 측 단부의 둘레를 따라 형성된 칼날부(111(a))에 의해 조직이 절삭되어 조직 채취부(114)로 들어가게 되고, 생검 펀치(111)가 펀치관(113) 외부에서 내부로 이동하면 절삭된 조직은 조직 채취부(114)에 보관된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)의 이동 및 생검 부재(110)의 생검 원리를 나타낸다.

도 3을 참고하면, 먼저, 외부 자기장을 제어하여 캡슐내시경(1)을 추진 또는 조향함으로써, 조직 채취를 위한 목표 병변(Lesion) 위치까지 캡슐내시경(1)을 이동시킨다. 캡슐내시경(1)이 조직 채취를 위한 목표 병변 위치에 도착하면, 회전자계를 인가하여 생검 펀치(111)의 나사 운동을 유발한다. 이때, 생검 펀치(111)가 펀치관(113) 내부에서 외부로 이동하면 생검 펀치(111) 일 측 단부의 둘레를 따라 형성된 칼날부(111(a))에 의해 조직이 절삭되어 조직 채취부(114)로 들어가게 되고, 생검 펀치(111)가 펀치관(113) 외부에서 내부로 이동하면 절삭된 조직은 조직 채취부(114)에 보관된다.

종합하면, 외부 자기장을 제어하여 목표 병변 위치까지 캡슐내시경(1)을 이동시킨 후, 회전자계를 인가하게 되면, 생검 펀치(111)가 나사 운동을 하면서 조직 채취부(114) 안쪽으로 들어온 조직을 절취할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)의 구동 제어를 위하여 제공되는 추진력 또는 조향력은 인체의 외부에 설치되는 자기장 발생부(미도시)에 의해서 제공될 수 있다. 자기장 발생부는 3차원 상에서 임의 방향으로 자기장을 발생시키는 기능을 한다.

자기장 발생부는 자화 전류로 일정한 자속을 발생시키게 되는 다양한 코일들의 조합으로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 맥스웰 코일, 헬름홀츠 코일, 새들 코일 들의 조합일 수 있다. 각 코일의 자화 전류 크기와 방향을 제어하면 3차원 상의 임의 방향으로 자기장을 발생시킬 수 있다. 본 출원인은 이와 같이 3차원 상에서 임의 방향으로 자기장을 발생시키는 다양한 형태의 3차원 전자기 구동장치를 특허 등록한 바가 있으며, 이러한 3차원 전자기 구동장치가 캡슐 장치의 추진 구동 또는 조향 구동에 이용될 수 있다. [참고문헌: 등록특허 제10-1001291호, 등록특허 제10-1084722호, 등록특허 제10-1084720호, 등록특허 제10-1096532호, 등록특허 제10-1256408호, 등록특허 제10-1256409호]

본 발명의 실시예에 따른 캡슐내시경(1)은 생검 펀치(111)가 나사 운동을 하는 경우에만 절삭력이 보장받도록 생검 부재(110)가 구비된다. 또한, 생검 부재(110)는 생검 펀치(111)의 구동만으로 생체 조직을 채취할 수 있도록 구성되므로 별도의 엑추에이터(actuator), 트리거 등의 장치가 구비되지 않아 캡슐내시경의 소형화가 가능하다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 캡슐내시경
10: 몸체
110: 생검 부재 111: 생검 펀치
120: 제1 자성체 111(a): 칼날부
130: 촬영부 112: 제2 자성체
140: 통신부 113: 펀치관
150: 배터리부 114: 조직 채취부

Claims (11)

1. 몸체(10); 및 몸체 내에 위치하여 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 독립적으로 제어되는 생검 부재(110)를 포함하는 캡슐내시경(1).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체는 제1 자성체(120), 촬영부(130), 통신부(140) 및 배터리부(150)를 더 포함하는, 캡슐내시경.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 생검 부재는 생체 조직을 채취하기 위한 생검 펀치(111), 생검 펀치의 일 측에 결합된 제2 자성체(112) 및 생검 펀치가 보관되는 펀치관(113)을 포함하는, 캡슐내시경.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 생검 펀치는 원통형태로, 펀치 내에 채취된 생체 조직을 담지하기 위한 조직 채취부(114)가 형성된 것인, 캡슐내시경.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 생검 펀치는 조직의 절삭이 가능하도록 제2 자성체의 반대 측 단부의 둘레를 따라 칼날부(111(a))가 형성된 것인, 캡슐내시경.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 생검 펀치는 나사 운동에 의해 캡슐내시경 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로 이동되는 것인, 캡슐내시경.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 캡슐내시경은 인체의 내부로 삽입되어 조직을 관찰하거나 채취하는 것인, 캡슐내시경.
8. 하기의 단계를 포함하는 캡슐내시경 작동 시스템.
   제1항의 캡슐내시경을 목표 부위로 이동시키는 제1 단계; 및
   제1항의 캡슐내시경의 길이 축 방향으로 회전자계를 인가하는 제2 단계.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 단계는 외부 자기장을 이용하여 캡슐내시경을 목표 부위로 이동시키는 것인, 캡슐내시경 작동 시스템.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 단계는 외부 자기장을 이용하여 자계를 인가하는 것인, 캡슐내시경 작동 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 외부 자기장은 인체의 외부에 설치되는 자기장 발생부로부터 제공되는 것인, 캡슐내시경 작동 시스템.

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