KR20040094936A - Method and apparatus for diagnosis of photodynamic cancer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광역학적 암 진단장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 의료분야에서 많이 사용되고 있는 레이저 광선 및 제넌(Xenon)램프를 이용한 의료장비 중에서 인체에 정맥주사를 통해 광민감제(Photosensitizer)을 주입하고 일정시간이 지난 후 이 물질이 암 조직에 선택적으로 축적되고, 이때 400 내지 450nm의 특정파장의 청색광을 광섬유와 내시경을 통해 조사하면 선택적으로 약품을 축적한 암 조직과 광자의 반응을 통해 600 내지 800nm 적색형광을 발생하는 것을 이용한 광역학적 암 진단장치와, 400 내지 450nm의 특정파장의 청색광을 광섬유와 내시경을 통하여 약품을 축적한 암조직에 조사하고, 이에 의해 발생하는 형광을 이용한 광역학적 암 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing photodynamic cancer, and more particularly, a photosensitizer is injected into a human body through intravenous injection among medical devices using laser beams and Xenon lamps, which are widely used in the medical field. After a certain period of time, this substance is selectively accumulated in cancer tissues. At this time, when a blue light having a specific wavelength of 400 to 450 nm is irradiated through an optical fiber and an endoscope, the substance selectively reacts with the cancer tissues and photons that react with the photons. Photodynamic cancer diagnosis apparatus using 800nm red fluorescence, and blue light of 400-450nm specific wavelength is irradiated to cancer tissue accumulated drug through optical fiber and endoscope, and photodynamic cancer diagnosis using fluorescence generated by this It is about a method.
종래에는 일반적인 염증, 괴형성, 출혈 등에 의한 종창(Swelling)과 종양을 구별하기 위해서 현미경적 검사가 필요하였고, 종양의 경우는 국소질환으로 시작하여 전신으로 퍼지게 된다. 하지만 종양세포가 발생 부위의 표면에만 국한되거나 표면을 지나 주위조직을 침윤하더라도 1mm 내지 2cm의 작은 경우는 임파절이나 전신으로 전이되는 경우가 극히 드물다. 또한 임상에서 진단을 하는 경우에는 증상과 증후를 조사하고, 철저한 의학적 검사 후에, 혈관 조영술, CT, 초음파검사, MRL, 내시경, 면역적 검사, 세포검진 및 병리학적 검사를 통해 병변을 판별하게 되므로 복잡한 검사를 해야 된다. 또한 종래의 진단방법은 흑백이며 고정된 영상을 통하여 진단하고 있으나, 본 발명은 컬러영상이고 의심되는 부위를 선택적으로 진단할 수 있으며진단과 함께 치료할 수 있다. 또한 조기 암 진단에 탁월한 효과를 가진다. 종래의 독일의 wolf, karl-storz 및 Olympus 에서 제넌램프를 이용하여 청색광을 발생시켜 광역학적으로 암을 진단하기 위한 암 진단장치가 있으나, 상기 제조사의 장치들은 암 조직을 정확하게 판별하기 위한 스펙트럼 분석 기능이 없고, 또한 획득되는 영상들 이 어두워서 육안으로 암 조직과 정상조직을 구분하기 힘들다는 문제점이 있다.Conventionally, microscopic examination was necessary to distinguish between swelling and tumor due to general inflammation, lump formation, bleeding, etc., and the tumor is spread to the whole body starting with local disease. However, even if the tumor cells are limited to the surface of the site of development or invade surrounding tissues through the surface, small cases of 1 mm to 2 cm rarely metastasize to lymph nodes or the whole body. In the case of clinical diagnosis, the symptoms and symptoms are examined, and after a thorough medical examination, lesions are determined by angiography, CT, ultrasonography, MRL, endoscopy, immunological examination, cytology, and pathological examination. You should check. In addition, the conventional diagnostic method is a black and white, but the diagnosis through a fixed image, the present invention is a color image can be selectively diagnosed and suspected area can be treated with the diagnosis. It also has an excellent effect on early cancer diagnosis. In the conventional German wolf, karl-storz and Olympus, there is a cancer diagnosis apparatus for diagnosing cancer by generating blue light using a Zenen lamp, but the devices of the manufacturer have a spectrum analysis function for accurately determining cancer tissue. There is also a problem that it is difficult to distinguish between cancerous tissue and normal tissue with the naked eye because the images are dark.
한편 내시경을 이용한 광역학적인(photodynamic) 암 진단 방법은 암 진단에 새로운 비침습 진단 기법으로서, 임상의들에게 선호되고 있는 방법이며, 암 진단을 함에 있어서 기본적인 암 진단 기법인 생체조직을 추출하여 암 조직을 배양하는 생검사(biopy)에 비해 광역학적 진단 기법은 생체조직을 추출하지 않고 내시경을 이용하여 의심되는 부분에 빛을 조사하여 진단하는 기법으로서, 환자에게 고통이 없고, 또한 영상을 이용하므로 편리하고 간단히 시술할 수 있으며, 이외에도 정확한 암 진단과 암을 조기에 검출할 수 있다는 장점이 있는 진단 기법이다. 상기의 광역학적 암 진단은 종양 조직을 선택적으로 진단하는 암 진단 방법으로서 정상 조직에는 손상을 최소화 시키면서 악성 조직만을 진단할 수 있다는 장점이 있다. 상기의 진단은 종양조직에 선택적으로 머물러 있는 광민감제 (Photosensitizer)에 일정한 파장의 빛을 조사하고, 암 조직에서 발생하는 형광을 이용한 암 진단의 한 방법이다. 또한 정맥 주사 방법 외에 새로운 방식으로서 의심되는 환부에 약품을 스프레이로 분사하여 약품을 의심되는 암 조직에 축적시키는 방법도 있다.On the other hand, the photodynamic cancer diagnosis method using endoscopy is a new non-invasive diagnostic method for cancer diagnosis, which is the preferred method for clinicians. Compared to biopy, which is used to culture tissues, photodynamic diagnosis technique is a technique for diagnosing a suspected area by using an endoscope without extracting biological tissues. It is convenient and simple to perform, and it is also a diagnostic technique that has the advantage of accurate cancer diagnosis and early detection of cancer. The photodynamic cancer diagnosis is a cancer diagnosis method for selectively diagnosing tumor tissues, and has the advantage that only normal tissues can be diagnosed with minimal damage. The above diagnosis is a method of diagnosing cancer using fluorescence generated in cancer tissue by irradiating light of a certain wavelength to a photosensitizer selectively remaining in tumor tissue. In addition to intravenous injection, there is also a new method of spraying drugs on suspected lesions to accumulate drugs in suspected cancer tissue.
종양의 광학적인 특성을 보면, 일반적으로 종양조직은 헤모글로빈 및 종양내의 혈관형성으로 인한 미세혈관의 용적 증가로 인하여 흡수계수가 증가하고, 미토콘드리아 등에 의하여 감쇠된 산란계수가 높아지고, 정상 조 직과 마찬가지로 흡수보다는 산란이 주도적으로 일어난다. 한편 광이 물질에 입사되면 물질에서는 광의 흡수, 산란 및 투과 등의 반응이 일어나게 되는데, 이것은 광이 생체조직에 입사할 때에도 같은 반응이 일어나게 된다. 그리하여 생체조직과 반응하여 2차로 생성되는 광은 상기 생체조직의 고유한 정보를 나타내게 되고, 상기 정보를 취득하여 재구성 하면 상기 생체조직의 상태를 진단할 수 있게 된다. 상기의 생체조직의 광학적인 특성 차이를 이용하는 검진기술은 기존의 위험성과 비효율성에서 벗어나 검진이 가능하다는 장점을 갖고 있으며, 인체에 주입된 광민감제(PhotosensitizerIn the optical characteristics of tumors, tumor tissues generally have an increased absorption coefficient due to hemoglobin and an increase in the volume of microvascular vessels due to angiogenesis in the tumor, and higher scattering coefficients attenuated by mitochondria. Spawning takes the lead. On the other hand, when the light is incident on the material, a reaction such as absorption, scattering and transmission of the light occurs in the material, which occurs even when the light is incident on the biological tissue. Thus, the secondary light generated in response to the biological tissue represents the unique information of the biological tissue, and when the information is acquired and reconstructed, the state of the biological tissue can be diagnosed. The screening technology using the optical characteristics of the biological tissue has the advantage of being able to be screened out of the existing risks and inefficiencies, and a photosensitizer injected into the human body.
)는 보통 400 내지 450nm 사이의 파장에서 빛을 최상으로 흡수하고, 600 내지 800nm 사이의 파장 또는 적색부분에서 형광을 방출한다.) Typically absorbs light best at wavelengths between 400 and 450 nm and emits fluorescence at wavelengths or red portions between 600 and 800 nm.
따라서 본 발명은 암 조직의 생화학적상태를 스펙트럼 분석을 통해 그래프로 도식함으로써 진단에 보조적인 역할을 수행할 수 있고, 어두운 영상을 보완, 개선을 하기 위해 블루 레이저 다이오드를 함께 사용함으로써 약품을 축적한 암 조직에 더욱 많이 여기시키고, 획득되는 영상의 밝기를 높여줌으로써 육안으로의 암 진단의 정밀성 및 정확성과 편의성을 높일 수 있다. 또한 고화질의 형광 영상으로 정밀한 진단을 할 수 있으며, 애매한 환부의 판단을 위해서 정량적 평가가 가능한 스펙트럼을 이용할 수 있다.Therefore, the present invention can play a secondary role in diagnosis by graphically analyzing the biochemical state of cancer tissues through spectral analysis, and accumulate drugs by using blue laser diodes together to complement and improve dark images. By exciting the cancer tissue more and increasing the brightness of the acquired image, it is possible to increase the precision, accuracy, and convenience of visual diagnosis of cancer. In addition, high-quality fluorescence images can be used for precise diagnosis, and spectra capable of quantitative evaluation can be used to determine ambiguous lesions.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 400 내지 450nm의 선택적인 파장대역에서 반응하는 광민감제와 광화학적인 반응에 의해 정상조직에 피해를 주지 않고 암세포만을 형광시킴으로써, 부작용이 없고 국소적인 종양의 크기와 형태 및 생화학적 상태를 파악할 수 있으며, 초기에 진행되고 있는 암을 진단하여 삶의 질을 향상시킬 수 있다는 광역학적 암 진단장치를 제공하는데 있다Accordingly, an object of the present invention is derived to solve the above problems, by fluorescence only cancer cells without damaging the normal tissue by a photosensitive agent and a photochemical reaction in the selective wavelength band of 400 to 450nm, There is no side effect, it is possible to understand the size and shape of the tumor and the biochemical state, and to provide a photodynamic cancer diagnosis device that can diagnose the cancer that is progressing early and improve the quality of life.
또한 본 발명의 다른 목적은 400 내지 450nm의 광파장 발생기, 이에 적합한 광원 전원 공급부 및 원칩 마이컴으로 구성된 제어장치, 발생된 광을 병변까지 유도/방사하기 위한 광파이버, 내시경, 형광된 병변으로부터 영상을 획득/디스플레이 하기 위한 검출장치를 갖춤으로써, 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있다는 광역학적 암 진단장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to obtain an image from an optical wavelength generator of 400 to 450nm, a control device consisting of a light source power supply and a one-chip microcomputer, optical fiber for guiding / radiating the generated light to the lesion, endoscope, fluorescence lesion It is to provide a photodynamic cancer diagnostic apparatus which can improve the accuracy and precision by having a detection device for displaying.
또한 본 발명의 다른 목적은 컬러 영상을 통하여 진단함으로써, 평의성과 정확도를 증가시킬 수 있고, 400 내지 450nm의 특정파장의 청색광을 효율적으로 광섬유와 내시경을 통하여 약품을 축적한 암조직에 조사할 수 있으며, 이에 의해 발생하는 형광을 이용한 광역학적 암 진단방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to diagnose the color image, thereby increasing the degree of clarity and accuracy, and can efficiently irradiate the cancer tissue accumulating the drug through the optical fiber and the endoscope blue light of a specific wavelength of 400 to 450nm In addition, the present invention provides a method for diagnosing photodynamic cancer using fluorescence generated thereby.
도 1은 본 발명에 따른 암 진단장치를 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing a cancer diagnostic apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 암 진단방법을 나타낸 흐름도.2 is a flow chart showing a cancer diagnostic method according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 블루 레이저 다이오드 2 : 광파이버 3 : 제넌램프DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blue laser diode 2 Optical fiber 3: Xenon lamp
4 : 밝기조절장치 5 : 파장변환장치 6: 광파이버4: brightness control device 5: wavelength conversion device 6: optical fiber
7 : 필터 8 : R/G/B CCD카메라 9 : 모니터7 filter 8 R / G / B CCD camera 9 monitor
10 : PDD 영상처리장치 11 : 제어장치 12 : 스펙트럼 분석장치 13 : 이미지 증강장치 1 14 : SIT 카메라 1 15 : 스펙트럼 처리부DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 PDD image processing apparatus 11 control apparatus 12 spectrum analyzer 13 image augmentation apparatus 1 14 SIT camera 1 15 spectrum processing part
16 : 이미지 증강장치 2 17 : SIT 카메라 2 18 : R-영상처리부16: image enhancer 2 17: SIT camera 2 18: R-image processing unit
19 : G-영상처리부 20: B/W 카메라19: G-image processing unit 20: B / W camera
a : 광원부 1 b : 광원부 2 c : 검출장치a: light source 1 b: light source 2 c: detection device
d : 내시경d: endoscope
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 광역학적 암 진단장치는 블루 레이저 다이오드(1)와 광파이버(2) 및 블루 레이저 다이오드용 전원장치로 구성된 광원부 1(a)와, 제넌램프(3)와 조직으로 전달되는 빛의 밝기를 조절하는 밝기조절장치(4)와 일반 내시경용 백색광과 400 내지 450nm 파장대의 빛으로 변환하는 파장변환장치(5) 및 광파이버(6)로 구성된 광원부 2(b)와, 500nm 보다 짧은 파장의 빛을 차단하는 long-pass 필터(7)와 24bit의 R/G/B CCD 카메라(8)와 광전송부와, 화면 출력을 수행하는 컬러 모니터(9)와 암 조직의 진단에 정밀도와 편의성을 높이기 위한 PDD 영상처리장치(10)로 구성된 검출장치(c)와, 광원부 1(a)와 광원부 2(b) 및 검출장치(c)를 제어하는 제어장치(11)를 포함함을 특징으로 하여 이루어진다.In order to achieve the above object of the present invention, the photodynamic cancer diagnosis apparatus includes a light source unit 1 (a) consisting of a blue laser diode 1, an optical fiber 2, and a power supply for a blue laser diode, a Zenen lamp 3, and a tissue. A light source unit 2 (b) consisting of a brightness adjusting device 4 for adjusting the brightness of the light transmitted to the light, a wavelength converting device 5 and an optical fiber 6 for converting white light for general endoscopes, and light in the wavelength range of 400 to 450 nm; Long-pass filter (7) for blocking light shorter than 500nm, 24bit R / G / B CCD camera (8), optical transmission unit, color monitor (9) for screen output and diagnosis of cancer tissue A detection device (c) comprising a PDD image processing device (10) for enhancing precision and convenience, and a control device (11) for controlling the light source unit (1), the light source unit (2), and the detection device (c). It is made by the feature.
정상조직에서 발생하는 형광은 녹색과 청색의 중간쯤 되는 광이며, 자연형광(정상조직의 형광:녹색)은 500nm에서부터 발생을 시작하고 암 조직의 형광(적색형광)은 600nm대에서 발생하기 시작한다. 그래서 여기광인 500nm보다 짧은 파장의 광들은 진단에 불필요하며, 진단에 있어 효율성 저하와 착오를 유발할 수 있기 때문에 사전에 불필요 파장대인 500nm보다 짧은 파장을 차단하기 위해서 상기 long-pass 필터(7)를 사용한다.Fluorescence in normal tissues is light between green and blue, natural fluorescence (fluorescence of normal tissue: green) starts at 500 nm, and fluorescence in cancer tissue (red fluorescence) occurs at 600 nm. . Therefore, the light having a wavelength shorter than 500 nm as excitation light is unnecessary for diagnosis, and the long-pass filter 7 may be used to block wavelengths shorter than 500 nm which are unnecessary wavelength bands in advance because it may cause efficiency degradation and error in diagnosis. do.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 암 진단장치를 나타낸 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광역학적 암 진단장치는 광원부 1(a), 광원부 2(b), 검출장치(c) 및 제어장치(11)를 포함한다. 상기 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram showing an apparatus for diagnosing cancer according to the present invention. Referring to FIG. 1, a photodynamic cancer diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source unit 1 (a), a light source unit 2 (b), a detection device (c), and a control device 11. The function of each technical means will be described below.
광원부 1(a)는 400 내지 450nm의 레이저 파장대를 가진 30mW 내지 500mW의 출력을 갖는 블루 레이저 다이오드(1)와 광파이버(2)와, 광결합 및 전달장치와, 블루 레이저 다이오드용 전원장치로 구성되는데, 블루 레이저 다이오드용 전원장치는 100 내지 240V의 전원으로 고속의 SMPS 방식으로 출력 전류 및 전압을 되먹임(feedback)하여 설정 값과 비교하여 안정된 전원을 블루 레이저 다이오드 에 공급하며, 블루 레이저 다이오드의 상태에 따라 차등적인 전원을 공급한다. 블루 레이저 다이오드에서 발생한 30mW 내지 500mW의 레이저광은 광파이버(2) 및 광 결합 및 전달장치를 통해 진단을 요하는 약품을 축적한 암 조직에 내시경(d)을 통하여 방사하게 된다. 상기 청색 레이저광선은 약품을 축적한 암 조직을 여기시켜 600 내지 800nm 파장대의 붉은 형광을 발하게 하는 기능을 수행한다.The light source unit 1 (a) is composed of a blue laser diode 1 having an output of 30 mW to 500 mW having a laser wavelength band of 400 to 450 nm, an optical fiber 2, an optical coupling and transmission device, and a power supply for a blue laser diode. The blue laser diode power supply supplies a stable power to the blue laser diode in comparison with the set value by feeding back the output current and voltage by a high speed SMPS method with a power supply of 100 to 240V. Supply differential power accordingly. The laser light of 30mW to 500mW generated from the blue laser diode is radiated through the endoscope (d) to the cancer tissue accumulating the drugs requiring diagnosis through the optical fiber 2 and the light coupling and delivery device. The blue laser beam excites the cancer tissue accumulated in the drug to emit red fluorescence in the 600 to 800 nm wavelength range.
광원부 2(b)는 모든 파장대를 가지는 150mW 내지 300mW의 출력을 갖는 제넌램프(3)와 조직으로 전달되는 빛의 밝기를 조절하는 밝기 조절 장치(4)와 일반 내시경용 백색광과 400 내지 450nm 파장대의 빛으로 변환시키는 파장변환장치(5)와 광파이버(6)로 구성되는데, 300W 출력의 제넌램프(3)에서 발생한 빛은 밝기조절장치(4)를 통해 적절한 밝기로 변환이 되고, 상기 빛은 파장변환장치(5)를 통과하면서 백색광과 400 내지 450nm의 청색광으로 제어장치(11)에서 선택되며, 광파이버(6)을 통해서 진단을 요하는 약품을 축적한 암 조직에 방사하게 된다. 상기 광원부 2(b)에서 백색광과 400 내지 450nm의 청색광으로 구분하는 것은 일반 백색광을 내시경(d)을 통해 기초적인 내부의 손실을 1차적으로 확인을 한 후, 400 내지 450nm의 청색광을 통해서 약품을 축적한 암 조직을 여기시켜 내시경(d)을 통해 형광영상을 획득하게 된다. 상기 청색광 또한 약품을 축적한 암 조직을 여기시켜 600 내지 800nm 파장대의 붉은 형광을 발하게 하는 기능을 수행한다. 상기 여기광은 어둡기 때문에 보다 정밀한 진단을 위해 광원부 1(a)와 광원부 2(b)를 동시에 사용하면 그 문제를 보상할 수 있다. 상기 광원부 1, 2는 400 내지 450nm 파장대 중에서 암 조직에 특히 잘 반응하는 특정파장만을 선택하여 출력할 수 있기 때문에 400 내지 450nm에 대해 전체적인 출력을 가지는 즉, 파장 선택에 있어 출력성이 없는 제넌램프의 청색광에 대해 효율을 더 높일 수 있다. 암 진단은 광원부 1(a)와 검출장치(c)만으로도 가능하고, 광원부 2(b)와 검출장치(c)만으로도 가능하다. 그러나, 광원부 1, 2를 동시에 이용하면 암 진단용 청색광의 세기가 더욱 높아져 암 진단의 효율성과 정확성을 높일 수 있다. 또한 상기의 블루 레이저 다이오드와 재넌램프의 냉각방식은 공냉식으로 되어 있다.The light source unit 2 (b) includes a Zenen lamp (3) having an output of 150mW to 300mW having all wavelength bands, a brightness adjusting device (4) for adjusting the brightness of light transmitted to the tissue, white light for general endoscopes, and a wavelength range of 400 to 450nm. It consists of a wavelength conversion device 5 and an optical fiber 6 to convert the light, the light generated from the Zenen lamp 3 of 300W output is converted to the appropriate brightness through the brightness control device 4, the light is a wavelength White light and blue light of 400 to 450 nm are selected by the control device 11 while passing through the converting device 5, and the optical fiber 6 is radiated to cancer tissues that accumulate a chemical requiring diagnosis. In the light source unit 2 (b), the white light and the 400 to 450nm blue light is divided into a general white light through the endoscope (d) the primary internal loss after checking the drug through the blue light of 400 to 450nm first Accumulated cancer tissue is excited to obtain a fluorescence image through the endoscope (d). The blue light also functions to excite the cancer tissue accumulated in the drug to emit red fluorescence in the 600 to 800 nm wavelength band. Since the excitation light is dark, the problem may be compensated by simultaneously using the light source unit 1 (a) and the light source unit 2 (b) for a more accurate diagnosis. Since the light source units 1 and 2 can select and output only a specific wavelength that responds particularly well to cancer tissue among the 400 to 450 nm wavelength band, the light source unit 1 and 2 have an overall output for 400 to 450 nm, that is, the Xenon lamp having no output in wavelength selection. The efficiency can be further increased for blue light. Cancer diagnosis can be performed only by the light source unit 1 (a) and the detection device (c), and can also be performed only by the light source unit 2 (b) and the detection device (c). However, when the light sources 1 and 2 are used at the same time, the intensity of the blue light for cancer diagnosis is further increased, thereby improving the efficiency and accuracy of cancer diagnosis. In addition, the cooling method of said blue laser diode and a disaster lamp is air-cooled.
검출장치(c)는 진단하는데 필요로 하지 않는 500nm보다 짧은 파장의 빛을 차단하는 long-pass 필터(7)와 24bit(각 원색당 8bit)의 R/G/B CCD 카메라(8)를 장착한 카메라 헤드와 광원(청색, 백색)을 내시경(d)과 결합시키는 기구 결합장치와, 화면 출력을 수행하는 컬러 모니터(9) 및 암 조직의 진단에 정밀도와 편의성을 높이기 위한 PDD 영상처리장치(10)로 구성되는데, 일반광 영상인지 푸른빛의 영상인지를 제어장치(11)의 신호를 통해 R/G/B CCD카메라(8)로 전송할 것인지 PDD 영상처리장치(10)의 B/W 카메라(20)로 전송할 것인지를 구분하게 된다. 광원부 1(a)만으로, 혹은 광원부 2(b)만으로 혹은 광원부 1(a)와 광원부 2(b)를 동시에 사용하여 암 조직을 여기시킴으로써 형광을 발하게 하면 내시경(d)을 통해 진단한 암 조직과 주변의 스펙트럼 정보와 영상이 검출장치(c)로 전송되고, 암 조직과 주변의 스펙트럼 정보는 진단 조직의 스펙트럼의 분포를 분석하는 스펙트럼 분석장치(12)를 통해스펙트럼(띠)으로 형성이 되어 이미지 증강장치 1(13)를 통해 어두운 스펙트럼(띠)의 준위를 제어장치(11)의 신호에 동조시켜 일정하게 높임으로 24bit SIT카메라 1(14)를 통해 각각의 색의 이산신호(데이터)로 처리되어 스펙트럼 처리부(15)를 거쳐 각 파장대의 정보를 그래프로 도식화하여 모니터를 통해 볼 수 있다. 암 진단 영상(PDD 영상)은 필터(7)를 통해 불필요한 빛을 차단하고 이미지 24bit 증감장치 2(16)를 통해 어두운 PDD 영상의 준위를 제어장치(11)의 신호에 동조시켜 일정하게 높임으로 16bit SIT카메라 2(17)을 통해 적색(R), 녹색(G) 각각의 색 이산신호(데이터)로 처리되어 적색 영상처리를 담당하는 R-영상처리부(18)와 녹색 영상처리를 담당하는 G-영상처리부(19)를 각각 거쳐 암 조직(R 영상)과 정상조직(G 영상)을 정밀하게 구분하여 모니터를 통해 표시된다. 또한 상기 PDD 영상처리장치의 기능을 좀더 자세히 살펴보면, 상기 PDD영상처리장치는 적색을 띠는 600 내지 700nm파장대를 갖는 암조직과 녹색을 띠는 500 내지 600nm파장대를 갖는 정상조직의 색 대비를 R/G 영상처리부(18, 19)를 통해 최적화시키고, 이미지 증강 장치 1, 2(13, 16)를 통해 명암대비를 자동적으로 조절하고 노출시킴으로써 진단의 정밀성을 높일 수 있다. 또한 상기 PDD영상처리장치는 진단의 유해요소인 외부의 노이즈나 간섭에 의해서 발생하는 물결무늬(moire) 발생과 격자(grid) 현상을 보정하는 역할을 하며, 500nm 내지 800nm의 파장대별로 스펙트럼 분석장치(12)를 통해 광자의 양을 분석하고, 스펙트럼 처리부(15)를 거쳐 파장대별 광자의 양을 그래프로 도식하는 기능을 수행한다.The detection device (c) is equipped with a long-pass filter (7) that blocks light of wavelengths shorter than 500 nm that is not required for diagnosis, and an R / G / B CCD camera (8) of 24 bits (8 bits for each primary color). Mechanism coupling device for combining the camera head and the light source (blue, white) with the endoscope (d), the color monitor 9 for performing the screen output and the PDD image processing device (10) to increase the precision and convenience in the diagnosis of cancer tissue Or a B / W camera of the PDD image processing apparatus 10 to transmit whether the image is a general light image or a blue color image to the R / G / B CCD camera 8 through a signal of the control device 11. 20) to distinguish whether or not to transmit. Excitation of the cancer tissue using only the light source unit 1 (a), or only the light source unit 2 (b), or the light source unit 1 (a) and the light source unit 2 (b) simultaneously causes the fluorescence to be emitted. The surrounding spectral information and the image are transmitted to the detection device (c), and the cancer tissue and the surrounding spectral information are formed into a spectrum (band) through the spectrum analyzer 12 for analyzing the distribution of the spectrum of the diagnostic tissue. The level of the dark spectrum (band) through the augmentation device 1 (13) is tuned to the signal of the control device 11 to be constantly raised and processed as discrete signals (data) of each color through the 24-bit SIT camera 1 (14). Through the spectrum processing unit 15, the information of each wavelength band can be graphically viewed through a monitor. The cancer diagnosis image (PDD image) is 16 bit by blocking the unnecessary light through the filter (7) and constantly raising the level of the dark PDD image through the image 24 bit sensitizer 2 (16) to the signal of the control device (11). R-image processing unit 18 which is processed as red color (R) and green (G) color discrete signals (data) through SIT camera 2 (17), and is responsible for red image processing, and G- which is responsible for green image processing. The cancer tissue (R image) and the normal tissue (G image) are precisely divided through the image processor 19 and displayed on the monitor. In addition, the function of the PDD image processing apparatus will be described in more detail. Reddish Color contrast of cancer tissue having 600-700 nm wavelength band and normal tissue having 500-600 nm wavelength band of green color is optimized through the R / G image processing units 18 and 19, and image enhancement apparatuses 1 and 2 (13 and 16). ), The contrast can be automatically adjusted and exposed to increase diagnostic accuracy. In addition, the PDD image processing apparatus corrects moire generation and grid phenomena caused by external noise or interference, which is a harmful element of diagnosis, and performs a spectrum analysis device for each wavelength range of 500 nm to 800 nm. 12) to analyze the amount of photons, and through the spectrum processor 15 performs a function to plot the amount of photons for each wavelength band.
도 2는 본 발명에 따른 암 진단방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2를 참조하여,본 발명의 실시예에 따른 광역학적 암 진단방법을 설명하면 다음과 같다.2 is a flowchart illustrating a cancer diagnosis method according to the present invention. Referring to Figure 2, it will be described a photodynamic cancer diagnostic method according to an embodiment of the present invention.
먼저 단계 S10에서 광원부를 통해 400 내지 450nm의 특정파장의 청색 광을 만든다. 이후 상기 단계 S10에서 발생된 청색광을 단계 S20에서 광섬 유와 내시경을 통해서 진단이 요구되는 의심 부위에 조사한다. 이어서 상기 청색광은 단계 S30에서 약품을 축적한 의심 부위를 여기시켜 600 내지 800 nm 파장대의 적색형광을 발생시킨다. 다음 단계인 S40에서는 상기 영상을 다시 내시경(endoscopy)을 통해 CCD카메라에 연결시킨다. 이후 단계 S50 에서는 CCD 카메라(8)를 통해 획득된 영상을 PDD 영상 처리장치(10)를 통해 진단을 하게 된다. First, in step S10, blue light having a specific wavelength of 400 to 450 nm is made through the light source unit. Thereafter, the blue light generated in step S10 is irradiated to the suspected site requiring diagnosis through optical fiber and endoscope in step S20. Subsequently, the blue light excites the suspected site where the medicine is accumulated in step S30 to generate red fluorescence in the 600 to 800 nm wavelength band. In the next step, S40, the image is connected to the CCD camera again through endoscopy. In operation S50, the image acquired by the CCD camera 8 may be diagnosed by the PDD image processing apparatus 10.
또한 상기의 광역학적 암 진단장치로 광파이버를 이용한 내시경(d)을 통해 기관지암(Endobronchial tumor)뿐만 아니라, 식도암(Esophageal tumor), 위암(Stomach tumor), 피부암(skin tumor), 뇌암(brain tumor), 방광암(Bladder tumor), 유방암(breast tumor), 및 부인과 계통의 종양 (Gynecologic neoplasms) 등 많은 종류의 암을 치료할 수 있다.In addition, through the endoscope using the optical fiber (D) as the photodynamic cancer diagnosis device, as well as bronchial cancer (Endobronchial tumor), esophageal cancer (Esophageal tumor), gastric cancer (Stomach tumor), skin cancer (skin tumor), brain cancer (brain tumor) Many types of cancer can be treated, including bladder tumors, breast tumors, and gynecologic neoplasms.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광민감제와 광화학적인 반응에 의해 정상조직에 피해를 주지 않고 암세포만을 적색으로 형광시킴으로써, 부작용이 없고 국소적인 종양의 크기를 파악할 수 있고, 초기에 진행되고 있는 암을 진단하여 삶의 질을 향상시킬 수 있으며, PDD 영상처리장치를 갖춤으로써, 정확도와 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by fluorescence of only cancer cells in red without damaging normal tissues by photosensitive agents and photochemical reactions, it is possible to grasp local tumor size without any side effects, and is progressing at an early stage. Diagnosis of cancer can improve the quality of life, and equipped with a PDD image processing device can improve the accuracy and precision.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
KR100583250B1 (en) * | 2004-03-05 | 2006-05-24 | 한국전기연구원 | Fluorecence endoscope having improved image detection module |
KR100945010B1 (en) * | 2007-11-15 | 2010-03-05 | 한국전기연구원 | Cancer detection apparatus and method using thereof |
US9545189B2 (en) | 2013-01-03 | 2017-01-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Endoscope using depth information and method for detecting polyp based on endoscope using depth information |
KR20180091766A (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 연세대학교 산학협력단 | Method for providing the information for diagnosing of prostate cancer |
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2003
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100583250B1 (en) * | 2004-03-05 | 2006-05-24 | 한국전기연구원 | Fluorecence endoscope having improved image detection module |
KR100945010B1 (en) * | 2007-11-15 | 2010-03-05 | 한국전기연구원 | Cancer detection apparatus and method using thereof |
US9545189B2 (en) | 2013-01-03 | 2017-01-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Endoscope using depth information and method for detecting polyp based on endoscope using depth information |
KR20180091766A (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 연세대학교 산학협력단 | Method for providing the information for diagnosing of prostate cancer |
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