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KR101936059B1 - 유방암 진단장치 - Google Patents

유방암 진단장치 Download PDF

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KR101936059B1
KR101936059B1 KR1020150097929A KR20150097929A KR101936059B1 KR 101936059 B1 KR101936059 B1 KR 101936059B1 KR 1020150097929 A KR1020150097929 A KR 1020150097929A KR 20150097929 A KR20150097929 A KR 20150097929A KR 101936059 B1 KR101936059 B1 KR 101936059B1
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허두창
배영민
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 유방암 진단장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 진단 대상자 유방 내부의 유방암 병변 유무에 대한 조기 검진을 위한 유방암 진단장치에 관한 것이다. 유방암 진단장치는 진단대상의 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 진단부와, 진단대상의 광 투과영상을 생성하는 광 진단부 및, 상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부를 이송할 수 있도록 상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부와 결합되며, 진단대상을 향해 상기 엑스선 진단부 또는 상기 광 진단부를 순차적으로 이송시키는 이송부를 포함한다.

Description

유방암 진단장치 {diagnosing apparatus for breast cancer}
본 발명은 유방암 진단장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유방의 내부에 발생하는 유방암 병변에 대한 진단을 위한 유방암 진단장치에 관한 것이다.
최근 고령화 시대의 도래와 더불어 국민 생활수준이 향상됨에 따라 건강한 삶을 영위하기 위한 질병의 조기 진단과 치료에 대한 관심이 점점 높아지고 있는 추세에 있으며, 여러 질병 중 암의 경우 우리나라 국민의 사망원인 1위로서 국민건강을 위협하는 가장 중대한 요인이 되고 있다.
보건 복지 가족부 산하 암 등록본부에 따르면 국내에서 매년 약 13만 명 이상의 신규 암환자가 발생하는 것으로 추정되고 있으며, 2003년부터 2005년 사이에 등록된 암 발생 건수를 이용하여 그 발생률은 인구 10만 명당 남성은 300.0건 여성은 248.2 건에 이르고 있다.
또한, 발생된 암의 종류별로 구분하는 경우 남성은 전체 남자 암 발생의 66%를 차지하는 위암, 폐암, 간암, 및 대장암의 순서로 발생률이 높은 반면, 여성의 경우 암 발생률이 유방암, 갑상선 암, 위암, 대장암, 폐암 순서로써 유방암이 4대 암보다도 높게 발명하는 것으로 나타나고 있다.
이와 같이, 여성의 경우 발병률이 가장 높은 유방암을 조기에 진단하고 치료하는 것은 여성의 건강한 삶의 영위를 위해서 반드시 선행되어야 하는 중요한 요소라 하겠다.
한편, 유방암 진단 방법 중 무증상 여성에 대한 유방암 진단을 위해 주로 사용되는 유방 촬영술(Mammography)을 이용한 유방암 진단장치는 엑스선을 이용해 유방 내부에 존재하는 병변을 검출하는 것이다.
그러나 종래의 유방암 진단장치는 엑스선을 이용한 촬영 결과물이 2차원 영상이므로 관심영역의 병변이 정상조직과 겹치게 되어 유방암 진단의 중요한 요소인 유방 종괴(mass)의 검출이 힘든 문제점이 있었다.
이와 같은, 종래의 유방암 진단장치를 통해 생성한 2차원 영상은 그 정밀도 및 식별력이 떨어져 잘못된 유방암 진단이 높다는 문제점이 있었다.
구체적으로, 유방 조직과 암에 대한 엑스선 흡수율은 그 차이가 매우 작기 때문에 선별하기 어려운 문제가 있어 유방 위양성(false positive) 또는 유방 위음성(false negative)이 발생할 확률이 높다. 실제로 의료진단현장에서 유방 위양성(false positive) 진단이 30%에 달하고 있는 실정이다.
이와 같은 종래의 유방암 진단장치는 상술한 바와 같이 진단에 대한 정확도가 낮아 유방암이 있는데도 불구하고 정상 혹은 양성으로 판독하는 유방 위음성의 경우 유방암을 간과하여 환자에게 잘못된 안심을 시키고 유방암을 방치하는 오류를 범하게 하므로 환자의 건강을 위협함과 동시에 의료사고에 따른 법적 문제를 일으키는 주원인이 되고 있다.
따라서, 유방암 진단에 있어서 위양성과 위음성의 확률을 줄여 불필요한 재촬영과 생검 등의 추가적인 검사가 필요하지 않도록 높은 정확성을 갖는 유방암 진단 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0072296호(발명의 명칭 : 디지털 엑스선 유방암 진단장치 및 진단 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 유방암 진단장치를 통해 진단대상(예를 들어, 진단 대상자의 유방)을 검사 시 DBT(Digitial Breast Tomosynthesis) 방식의 검사와 DOT(Diffuse Optical Tomography) 방식의 검사를 한 번에 진행함으로써 높은 품질의 서로 다른 3차원 영상을 생성해 유방암 병변의 식별력을 높여 유방암 진단 효율을 크게 향상시킬 수 있는 유방암 진단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유방암 진단장치는 진단대상의 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 진단부와, 진단대상의 광 투과영상을 생성하는 광 진단부 및, 상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부를 이송할 수 있도록 상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부와 결합되며, 진단대상을 향해 상기 엑스선 진단부 또는 상기 광 진단부를 순차적으로 이송시키는 이송부를 포함한다.
일예를 들면, 상기 엑스선 진단부는 엑스선을 발생시켜 진단대상에 조사는 엑스선 조사부 및, 상기 엑스선 조사부와 대향되도록 배치되며 상기 엑스선 조사부로부터 조사되어 진단대상을 투과한 엑스선으로부터 진단대상의 엑스선 진단영상을 획득하는 엑스선 검출부를 포함하며, 상기 광 진단부는 진단대상에 광을 조사하는 광 조사부 및, 상기 광 조사부와 대향되도록 배치되며 상기 광 조사부로부터 조사되어 진단대상을 투과한 광으로부터 진단대상의 광 진단영상을 획득하는 광 검출부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이송부는 상기 엑스선 검출부 및 상기 광 조사부 또는 광 검출부와 결합되며, 상기 엑스선 검출부와 상기 광 조사부 또는 상기 엑스선 검출부와 상기 광 검출부를 수평방향으로 이송시켜 순차적으로 진단대상과 일직선상에 위치시키는 수평 이송유닛을 포함할 수 있다.
상기 이송부는 상기 엑스선 검출부 및 상기 광 조사부 또는 광 검출부 중 하나와 선택적으로 결합되며, 상기 엑스선 검출부와 상기 광 조사부 또는 상기 광 검출부 중 하나를 수직방향으로 이송시켜 진단대상에 근접시키는 수직 이송유닛을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 이송부는, 상기 엑스선 진단부와 상기 광 진단부 중 적어도 하나를 진단대상을 중심으로 회전시키는 회전유닛을 포함할 수 있으며, 상기 회전유닛은 상기 진단대상의 상부에 배치되며 상기 진단대상을 중심으로 사이 엑스선 조사부 및 광조사부 또는 광 검출부를 회전시키는 제1 회전부재와, 상기 진단대상의 하부에 배치되며 상기 진단대상을 중심으로 사이 엑스선 검출부 및 광조사부 또는 광 검출부를 회전시키는 제2 회전부재를 포함할 수 있다.
일예를 들면, 상기 엑스선 진단부 및 광 진단부가 진단대상의 엑스선 영상 및 광 투과영상을 생성할 수 있도록 진단대상의 상부 및 하부를 소정의 압력으로 가압한 채 고정하는 압착패들을 포함할 수 있으며, 상기 압착패들은 진단대상의 상부와 접촉할 수 있도록 진단대상의 상부에 배치되어 상부판 및, 상기 상부판에 대향되도록 배치되며 진단대상의 하부와 접촉할 수 있도록 진단대상의 하부에 배치되는 하부판을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 압착패들은 상기 상부판과 상기 하부판 중 적어도 하나가 승하강하여 상기 상부판과 상기 하부판 사이에 배치된 진단대상을 가압할 수 있다.
일예를 들면, 상기 광 조사부 또는 상기 광 검출부 중 하나가 진단대상의 상부에 배치될 수 있도록 상기 이송부에 인접하게 배치되는 거치부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 거치부는 상기 광 조사부 또는 광 검출부가 진단대상과 일직선상에 배치될 수 있도록 지지하는 제1 거치대와, 상기 엑스선 진단부가 진단대상을 진단하는 영역 외부에 상기 광 조사부 또는 광 검출부가 배치될 수 있도록 지지하는 제2 거치대를 포함할 수 있다.
한편, 상기 광 조사부 또는 광 검출부에는 전원 제공과 더불어 데이터를 송수신 할 수 있는 케이블이 형성되며, 상기 광 조사부 또는 광 검출부에 형성된 상기 케이블이 꺽이거나 바닥에 늘어지지 않도록 케이블을 따라 이동하며 지지하는 케이블 가이드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 케이블 가이드는 상기 이송부에 인접하게 배치되는 제1 링크와, 상기 제1 링크에 회전가능하게 결합되는 제2 링크 및, 상기 제2 링크와 회전가능하게 결합되며 케이블이 거치되는 고리를 포함하는 제3 링크를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 진단대상에 대한 DBT(Digitial Breast Tomosynthesis) 방식으로 획득되는 3차원 영상 및 DOT(Diffuse Optical Tomography) 방식으로 획득되는 진단대상의 3차원 영상을 상호 보완적으로 활용하여 유방암 병변 유무를 확인하므로 유방암에 대한 진단 효율을 향상시키고 불필요한 조직검사를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 정면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 측면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 수평 이송유닛의 개념도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 수직 이송유닛의 개념도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 압착패들의 개념도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 회전유닛의 개념도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 케이블 가이드의 개념도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 작동과정을 나타낸 개념도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 엑스선 조사부의 작동과정을 나타낸 개념도
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 작동과정을 나타낸 개념도
도 12은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 광 진단부와 압착패들을 나타낸 개념도
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 병변 판단부에 대한 상세 블록도
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 병변 판단부에 대한 상세 블록도
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치를 이용한 유방암 진단방법의 순서도
도 16는 도 15 의 S300에 대한 상세 순서도 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 수평 이송유닛의 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 수직 이송유닛의 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 압착패들의 개념도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 회전유닛의 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 케이블 가이드의 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 유방암 진단장치(1)는 본체(100), 엑스선 진단부(200), 광 진단부(300), 이송부(400)를 포함한다.
상기 본체(100)는, 일측에 상기 이송부(400)가 결합되며, 상기 본체(100)가 안정적으로 세워질 수 있도록 지면을 지지하는 바닥부(110)를 포함할 수 있다. 상기 본체(100)에는 상기 이송부(400)가 회전가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 상기 본체(100)에는 상기 이송부(400)가 결합되어 회전할 수 있는 회전축(120)이 구비될 수 있다.
한편, 본체(100)는 손잡이(130)를 포함할 수 있다. 상기 손잡이(130)는 상기 본체(100)의 전면 양 측에 배치될 수 있다. 예를 들면 상기 손잡이(130)는 진단 대상자가 진단대상(B)을 엑스선 진단부(200) 또는 광 진단부(300)에 인접하게 배치시키고 상기 손잡이(130)를 파지하여 그 자세를 유지할 수 있도록 한다.
상기 엑스선 진단부(200)는, 진단대상(B)의 엑스선 영상을 생성할 수 있다. 상기 엑스선 진단부(200)는 상기 이송부(400)에 설치될 수 있다. 상기 엑스선 진단부(200)는 엑스선 조사부(210), 엑스선 검출부(220)를 포함 할 수 있다.
상기 엑스선 조사부(210)는, 엑스선을 발생시켜 진단대상(B)에 조사할 수 있다. 여기서 엑스선 조사부(210)는 엑스레이 튜브일 수 있다. 상기 엑스선 조사부(210)는 상기 이송부(400)의 상부에 설치될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 엑스선 조사부(210)는 진단대상(B)의 상부에 배치되도록 상기 이송부(400)에 설치될 수 있다. 상기 엑스선 조사부(210)는 상기 이송부(400)에 의해 미리 설정된 각도 범위(예를 들면, -21도에서 21도까지)에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며 진단대상(B)에 엑스선을 조사할 수 있다. 예를 들면, 상기 엑스선 조사부(210)는 진단대상(B)을 중심으로 단속적으로 회전할 수 있다. 구체적으로 상기 엑스선 조사부(210)는 소정 각도를 기준으로 멈춤과 회전을 반복하며 회전할 수 있다. 이때, 상기 엑스선 조사부(210)는 소정의 각도만큼 회전한 다음 멈췄을 때 진단대상(B)을 향해 엑스선을 조사할 수 있다. 또는 상기 엑스선 조사부(210)는 설정된 범위만큼 회전하며 설정된 각도에 도달하면 진단대상(B)을 향해 엑스선을 조사할 수 있다.
상기 엑스선 검출부(220)는, 상기 엑스선 조사부(210)와 대향되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 엑스선 검출부(220)는 상기 진단대상(B)의 하부에 배치되도록 상기 이송부(400)에 설치될 수 있다. 상기 엑스선 검출부(220)는 상기 엑스선 조사부(210)로부터 조사되어 진단대상(B)을 투과한 엑스선으로부터 진단대상(B)의 엑스선 진단영상을 획득할 수 있다. 상기 엑스선 검출부(220)는 상기 엑스선 조사부(210)가 다양한 각도에서 진단대상(B)을 향해 조사한 엑스선을 토대로 진단대상(B)의 엑스선 투과영상들을 데이터화 할 수 있다.
한편, 상기 엑스선 검출부(220)는 디지털 방식의 반도체 평판 검출기일 수 있다. 상기 반도체 평판 검출기는 복수의 센서들이 매트릭스 형태로 구성된다. 이와 같은 반도체 평판 검출기는 종래에 사용되는 필름에 비해 높은 해상도, 넓은 동적 영역(dynamic range), 높은 전기적 신호의 생성 및 손쉬운 데이터처리 등의 장점을 가질 수 있다.
따라서, 엑스선 진단영상에 대한 실시간 처리와 재생이 가능할 뿐만 아니라 비교적 적은 양의 엑스선으로도 고해상도의 엑스선 진단영상을 획득할 수 있다.
한편, 상기 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220) 및 진단대상(B)은 일직선상에 배치될 수 있다. 이로 인해 상기 엑스선 조사부(210)로부터 조사되는 엑스선의 초점이 진단대상(B)에 일치할 수 있어 진단대상(B)에 대한 오차 없는 양질의 엑스선 진단영상을 획득할 수 있다. 여기서, 진단대상(B)은 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220) 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 광 진단부(300)는, 진단대상(B)의 광 투과영상을 생성할 수 있다. 상기 광 진단부(300)는, 광 조사부(310), 광 검출부(320)를 포함할 수 있다.
상기 광 조사부(310)는, 진단대상(B)에 광을 조사할 수 있다. 예를 들면, 상기 광 조사부(310)는 진단대상(B)을 향해 적외선을 조사할 수 있다. 구체적으로 상기 광 조사부(310)는 785nm, 800nm, 또는 850nm의 파장을 갖는 적외선을 진단대상(B)을 향해 조사할 수 있다. 상기 광 조사부(310)는 소정의 패턴을 갖도록 배치되는 복수개의 광원(311)으로 형성될 수 있다. 상기 광 조사부(310)는 상기 이송부(400)의 상부에 설치될 수 있다. 다르게 표현하면, 상기 광 조사부(310)는 상기 진단대상(B)의 상부에 배치되도록 상기 이송부(400)에 설치될 수 있다. 이와 다르게 상기 광 조사부(310)는 진단대상(B)의 하부에 배치되도록 상기 이송부(400)의 하부에 설치될 수도 있다.
상기 광 검출부(320)는, 상기 광 조사부(310)와 대향되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 광 검출부(320)는 진단대상(B)을 중심으로 상기 광 조사부(310)의 반대측 배치되도록 이송부(400)에 설치될 수 있다. 상기 광 검출부(320)는, 상기 광 조사부(310)로부터 조사되어 진단대상(B)을 투과한 광으로부터 진단대상(B)의 광 투과영상을 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 광 검출부(320)는 소정의 패턴을 갖도록 배치되는 복수개의 포토 다이오드(321)로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 광 검출부(320)에 배치되는 복수개의 포토 다이오드(321)는 상기 광 조사부(310)에 배치되는 복수개의 광원(311)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 여기서 포토 다이오드(321)는 APD(Avalanche Photo Diode)일 수 있다.
상기 이송부(400)는 상기 본체(100)에 결합될 수 있다. 상기 이송부(400)는 상기 엑스선 진단부(200) 및 상기 광 진단부(300)를 이송할 수 있도록 상기 엑스선 진단부(200) 및 상기 광 진단부(300)와 결합되며, 진단대상(B)을 향해 상기 엑스선 진단부(200) 또는 상기 광 진단부(300)를 순차적으로 이송시킬 수 있다.
상기 이송부(400)는, 제1 구동베이스(410) 제2 구동베이스(420), 수평 이송유닛(430), 수직 이송유닛(440), 압착패들(450) 및 회전유닛(460)을 포함할 수 있다.
상기 제1 구동베이스(410)는 상기 본체(100)에 회전가능하게 결합된다. 예를 들면, 상기 제1 구동베이스(410)는 상기 본체(100)에 형성된 상기 회전축(120)에 결합되어 상기 회전축(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 구동베이스(410)는 상기 회전유닛(460)에서 제공되는 동력을 통해 회전할 수 있다. 후술하겠지만 상기 제1 구동베이스(410)에는 상기 수직 이송유닛(440)이 상승 또는 하강할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.
상기 제2 구동베이스(420)는, 상기 제1 구동베이스(410)의 상부에 배치되도록 상기 본체(100)에 결합된다. 예를 들면 상기 제2 구동베이스(420)는 상기 본체(100)에 회전가능하게 결합되며 'ㄱ'형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 구동베이스(420)는 상기 본체(100)에 형성된 회전축(120)에 결합되어 회전축(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 제1 구동베이스(410)는 상기 회전유닛(460)에서 제공되는 동력을 통해 회전할 수 있다. 상기 제2 구동베이스(420)에는 상기 엑스선 조사부(210)가 배치될 수 있다. 예를 들면 상기 제2 구동베이스(420)의 상부에는 상기 엑스선 조사부(210)가 결합되어 진단대상(B)을 향해 엑스선을 조사할 수 있다.
상기 수평 이송유닛(430)은, 진단대상(B)의 하부에 배치되도록 상기 제1 구동베이스(410)에 결합될 수 있다. 상기 수평 이송유닛(430)에는 상기 엑스선 검출부(220) 및 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)와 결합된다. 예를 들면, 상기 수평 이송유닛(430)은 상기 엑스선 검출부(220)와 상기 광 조사부(310) 또는 상기 엑스선 검출부(220)와 상기 광 검출부(320)가 선택적으로 배치된다. 설명의 편의상 상기 수평 이송유닛(430)에는 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320)가 결합된다고 가정하고 설명한다.
상기 수평 이송유닛(430)은 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320)를 수평방향으로 이송할 수 있다. 이로 인해 상기 수평 이송유닛(430)은 상기 진단대상(B)에 순차적으로 접근할 수 있다. 구체적으로 상기 수평 이송유닛(430)은 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320) 중 하나가 상기 진단대상(B)에 일직선상에 배치될 수 있도록 수평방향으로 이송할 수 있다.
이를 위해 상기 수평 이송유닛(430)은 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320)가 일직선상에 배치될 수 있도록 하는 수평 이송부재(431)와 상기 수평 이송부재(431)에 이동 경로를 제공하는 제1 레일(432) 및 상기 제1 레일(432)과 체결되어 상기 수평 이송부재(431)가 상기 제1 레일(432)을 따라 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 제1 구동부재(433)를 포함할 수 있다.
상기 수평 이송부재(431)는 소정의 면적을 가지는 판 형태로 이뤄질 수 있다. 예를 들면, 상기 수평 이송부재(431)는 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320)가 상면에 배치될 수 있는 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 수평 이송부재(431)는 상기 제1 구동베이스(410)에 결합될 수 있다. 구체적으로 상기 수평 이송부재(431)는 상기 제1 구동베이스(410)의 일면에 배치되며 상기 수평 이송부재(431)의 길이방향을 따라 직선 이동할 수 있도록 결합될 수 있다.
상기 제1 레일(432)은 상기 수평 이송부재(431)와 제1 구동베이스(410)가 접하는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 제1 레일(432)은 상기 수평 이송부재(431)의 측면에 길이방향으로 형성되며, 상기 엑스선 검출부(220)와 광 검출부(320)의 중심이 진단대상(B)의 중심과 일직선상에 높일 수 있는 만큼의 길이를 가질 수 있다.
예를 들면,상기 제1 레일(432)은 상기 수평 이송부재(431)의 측면에 돌출되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 구동베이스(410)에는 상기 제1 레일(432)이 안착될 수 있는 홀(h)이 형성될 수 있다.
상기 제1 구동부재(433)는 상기 수평 이송부재(431) 또는 상기 제1 구동베이스(410)에 설치될 수 있다. 상기 제1 구동부재(433)는 상기 제1 레일(432)과 결합할 수 있다. 상기 제1 구동부재(433)는 상기 수평 이송부재(431)가 상기 제1 레일(432)을 따라 수평방향으로 직선 왕복 운동하도록 동력을 제공한다.
예를 들면 상기 제1 레일(432)의 일면에는 랙 기어가 형성될 수 있고, 상기 제1 구동부재(433)에는 상기 랙 기어와 대응되도록 피니언 기어가 형성되며 상기 랙기어와 상기 피니언 기어가 서로 치합된 상태에서 상기 제1 구동부재(433)가 회전력을 제공해 상기 수평 이송부재(431)를 상기 제1 레일(432)을 따라 이송할 수 있다.
이와 다르게, 상기 수평 이송유닛(430)은 벨트, 볼스크류, LM 가이드 등을 이용해 상기 수평 이송부재(431)를 상기 제1 레일(432)을 따라 수평 방향으로 이송할 수 있다. 즉, 상기 제1 구동부재(433)는 회전운동을 직선운동으로 변환해 상기 수평 이송부재(431)를 수평 방향으로 이송할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 구동부재(433)에는 모터가 구비될 수 있다.
상기 수직 이송유닛(440)은, 상기 제1 구동베이스(410)에 결합되며, 상기 수평 이송유닛(430)의 이동에 따라 상기 수평이송유닛에 배치된 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나를 상승 또는 하강시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 수직 이송유닛(440)은 수평 이송유닛(430)에 의해 진단대상(B)과 일직선을 이루도록 배치된 상기 엑스선 검출부(220), 상기 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나를 상승시켜 진단대상(B)에 근접시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 수직 이송유닛(440)은 상기 제1 구동베이스(410)와 결합되며, 상기 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나와 선택적으로 체결되는 수직 이송부재(441)와, 상기 수직 이송부재(441)에 수직 이동 경로를 제공하는 제2 레일(442) 및 상기 제2 레일(442)과 체결되어 상기 수직 이송부재(441)를 상기 제2 레일(442)을 따라 승강 또는 하강 시키는 제2 구동부재(443)를 포함할 수 있다.
상기 수직 이송부재(441)의 일측은 상기 제1 구동베이스(410)를 따라 상승 또는 하강 가능하게 결합된다. 상기 수직 이송부재(441)는 상기 수평 이송유닛(430)을 통해 이송되는 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나와 체결된다. 예를 들면, 상기 수직 이송부재(441)는 상기 수평 이송유닛(430)을 통해 진단대상(B)의 하부로 이송된 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나와 체결된다. 이를 위해 상기 수직 이송부재(441)에는 상기 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320) 중 하나와 결합할 수 있는 체결부재(441a)가 더 구비될 수 있다. 물론, 상기 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320)에도 상기 수직 이송부재(441)와 체결될 수 있는 구성이 포함 될 수 있다.
상기 제2 레일(442)은 상기 제1 구동베이스(410)에 수직 방향으로 형성된다. 상기 제2 레일(442)은 상기 제1 구동베이스(410)에 형성된 홈일 수 있다. 한편, 상기 수직 이송부재(441)에는 상기 제2 레일(442)이 끼워질 수 있는 돌기가 형성될 수 있다.
상기 제2 구동부재(443)는 상기 제1 구동베이스(410)에 설치될 수 있다. 상기 제2 구동부재(443)는 상기 수직 이송부재(441)가 상기 제2 레일(442)을 따라 수직방향으로 직선 왕복 운동하도록 동력을 제공한다.
예를 들면, 상기 제2 구동부재(443)는 상기 제2 레일(442)에 끼워진 수직 이송부재(441)와 관통되어 나사결합 하는 스파이럴 샤프트와 상기 스파이럴 샤프트를 회전시킬 수 있는 모터로 구성될 수 있다. 또는 이와 다르게 상기 제2 구동부재(443)는 LM가이드를 통해 상기 수직 이송부재(441)를 승강 할 수도 있다.
상기 압착패들(450)은, 상기 수평 이송유닛(430)의 상부에 배치되도록 상기 제1 구동베이스(410)에 결합될 수 있다. 상기 엑스선 진단부(200) 및 광 진단부(300)가 진단대상(B)의 엑스선 영상 및 광 투과영상을 생성할 수 있도록 진단대상(B)의 상부 및 하부를 소정의 압력으로 가압한 채 고정할 수 있다.
상기 압착패들(450)은, 진단대상(B)의 상부와 접촉할 수 있도록 진단대상(B)의 상부에 배치되는 상부판(451)과 상기 상부판(451)과 대향되도록 배치되며, 진단대상(B)의 하부에 배치되어 진단대상(B)의 하부와 접촉하는 하부판(452) 및 상기 상부판(451)과 상기 하부판(452) 중 적어도 하나의 높이를 가변 하여 상기 상부판(451)과 상기 하부판(452) 사이에 배치된 진단대상(B)을 가압하는 제3 구동부재(453)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제3 구동부재(453)는 상술한 제2 구동부재(443)와 동일한 메카니즘이 사용되므로 자세한 설명은 생략한다.
한편 상기 상부판(451)에는 소정의 패턴을 갖는 복수개의 광원(311)과 대응되는 위치에 형성된 복수개의 제1 관통홀(451a)이 형성될 수 있고, 상기 하부판(452)에는 상기 제1 관통홀(451a)과 대응되는 위치에 형성되는 복수개의 제2 관통홀(452a)이 형성될 수 있다. 물론 상기 복수개의 광원(311)과 상기 포토 다이오드(321)와 대응되는 위치에 형성되므로 상기 제2 관통홀(452a)과 상기 포토 다이오드(321)는 서로 대응되는 위치에 형성되는 것이 자명하다. 이와 같이 서로 대응되는 위치에 배치된 광원(311), 제1, 2 관통홀(413a1, 13b1) 및 포토 다이오드(321)는, 광원(311)이 광을 조사하면 제1, 2 관통홀(413a1, 13b1)을 지나 포토 다이오드(321)에 제공되며 광 투과영상을 획득한다.
만약, 상부판(451)과 하부판(452)에 제1 관통홀(451a)과 제2 관통홀(452a)이 형성되지 않는 경우 상부판(451)과 하부판(452)의 표면은 광원(311)으로부터 조사되는 광(적외선)이 반사되는 것을 방지하기 위한 AR(Anti Reflection) 코팅 층이 형성될 수 있다.
한편, 상기 본체(100)에 결합된 회전축(120)은 제1 회전축(121) 및 제2 회전축(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회전축(121)은 상기 제1 구동베이스(410)와 결합되고, 상기 제2 회전축(122)은 상기 제2 구동베이스(420)와 결합한다. 상기 제1 회전축(121)과 상기 제2 회전축(122)은 동심으로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 제1 회전축(121) 내부에 상기 제2 회전축(122)이 삽입되어 형성될 수 있으며, 이와 반대로 상기 제2 회전축(122)에 상기 제1 회전축(121)이 삽입되어 형성될 수 있다.
상기 회전유닛(460)은, 상기 제1 구동베이스(410)와 제2 구동베이스(420) 중 적어도 하나를 진단대상(B)을 중심으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 회전유닛(460)은 상기 제1 구동베이스(410)와 제2 구동베이스(420)를 각각 회전시키기 위해 본체(100) 내부에 제1 회전부재(461) 및 제2 회전부재(462)를 포함할 수 있다.
상기 제1 회전부재(461)는 상기 제1 구동베이스(410)를 진단대상(B)을 중심으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 회전부재(461)는 상기 본체(100)의 내부에 배치되며 상기 제1 구동베이스(410)에 동력을 제공할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 회전부재(461)는 상기 본체(100)에 설치되어 상기 제1 구동베이스(410)와 결합된 제1 회전축(121)에 동력을 제공할 수 있다.
상기 제2 회전부재(462)는 상기 제2 구동베이스(420)를 진단대상(B)을 중심으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 회전부재(462)는 상기 본체(100)의 내부에 배치되며 상기 제2 구동베이스(420)에 동력을 제공할 수 있다. 구체적으로 상기 제2 회전부재(462)는 상기 본체(100)에 설치되어 상기 제2 구동베이스(420)와 결합된 제2 회전축(122)에 동력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 제1 회전부재(461)와 상기 제2 회전부재(462)는 상기 제1 구동베이스(410)와 제2 구동베이스(420)를 진단대상(B)을 중심으로 일직선상을 유지한 상태로 회전시킬 수 있다. 예를 들면 상기 제1 회전부재(461)가 상기 제1 구동베이스(410)를 오른쪽으로 회전시키면 상기 제2 회전부재(462)는 상기 제2 구동베이스(420)를 왼쪽으로 회전시키며 상기 제1 구동베이스(410)와 상기 제2 구동베이스(420)가 일직선을 유지할 수 있다. 환언하면, 상기 제1 회전부재(461)와 상기 제2 회전부재(462) 중 하나가 한쪽으로 소정의 각도만큼 회전하면 나머지 하나는 그 만큼 반대쪽으로 회전할 수 있다.
또는 상기 제1 회전부재(461)와 상기 제2 회전부재(462) 중 어느 하나만 진단대상(B)을 중심으로 회전할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 회전부재(461)는 상기 진단대상(B)을 중심으로 소정의 각도만큼 연속 또는 단속적으로 회전할 수 있다. 이때 상기 제2 회전부재(462)는 회전하지 않는다.
즉, 상기 제1, 2 회전부재(461, 462)가 제1, 2 회전축(121, 122)을 회전시키면, 상기 제1, 2 회전축(121, 122)을 따라 상기 제1, 2 구동베이스(410, 420)를 회전되고, 상기 제1, 2 구동베이스(410, 420)가 회전됨에 따라 상기 엑스선 진단부(200)와 상기 광 진단부(300)가 진단대상(B)을 중심으로 회전된다. 구체적으로 상기 제1, 2 구동베이스(410, 420)가 회전됨에 따라 상기 진단대상(B)을 중심으로 사이 엑스선 조사부(210), 엑스선 검출부(220), 광 조사부(310) 및 광 검출부(320)중 적어도 2개 이상 회전시킬 수 있으므로 진단대상(B)을 다양한 각도 및 위치별로 측정할 수 있다.
상기 거치부(500)는, 상기 광 조사부(310) 또는 상기 광 검출부(320) 중 하나가 진단대상(B)의 상부에 배치될 수 있도록 상기 이송부(400)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 거치부(500)는 상기 본체(100)에 배치될 수 있다.
상기 거치부(500)는, 제1 거치대(510) 및 제2 거치대(520)를 포함할 수 있다.
상기 제1 거치대(510)는, 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)가 진단대상(B)과 일직선상에 배치될 수 있도록 지지할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 거치대(510)는 상기 압착패들(450)의 상부판(451)에 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 제1 거치대(510)는 상기 상부판(451)의 외곽을 따라 돌출되어 형성되는 프레임일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 거치대(510)에는 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)가 끼워져 결합되거나 장착될 수 있다.
상기 제2 거치대(520)는, 상기 엑스선 진단부(200)가 진단대상(B)을 진단하는 영역 외부에 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)가 배치될 수 있도록 한다. 예를 들면, 상기 제2 거치대(520)는 상기 본체(100)의 측면에 결합되어 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)를 지지할 수 있다. 상기 제2 거치대(520)는 상기 광 조사부(310) 또는 상기 광 검출부(320)를 지지할 수 있는 소정의 면적을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)에는 전원 제공과 더불어 데이터를 송수신 할 수 있는 케이블(C)이 형성될 수 있다.
상기 거치부(500)는 상기 광 조사부(310) 또는 광 검출부(320)에 형성된 상기 케이블(C)이 꺽이거나 바닥에 늘어지지 않도록 케이블(C)을 따라 이동하며 지지하는 케이블 가이드(530)를 포함할 수 있다.
상기 케이블 가이드(530)는, 제1 링크(531), 제2 링크(532), 제3 링크(533)를 포함할 수 있다.
상기 제1 링크(531)는, 상기 이송부(400)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면 상기 제1 링크(531)는 일측이 상기 본체(100)의 측면에 설치될 수 있다. 상기 제2 링크(532)는, 상기 제1 링크(531)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 예를 들면 상기 제1 링크(531)와 상기 제2 링크(532)는 힌지 결합을 통해 결합될 수 있다. 제3 링크(533)는 상기 제2 링크(532)와 회전가능하게 결합될 수 있다.
한편, 상기 제3 링크(533)는, 상기 케이블(C)을 거치할 수 있는 고리(533a)를 포함할 수 있다. 상기 고리(533a)는 상기 케이블(C)을 거치할 수 있도록 일부가 절개되어 개방될 수 있도록 형성될 수 있다. 또는 상기 고리(533a)는 카라비너와 같이 일부가 축을 기준으로 회전되며 개방되는 구조를 가질 수 도 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 작동과정을 나타낸 개념도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치 중 엑스선 조사부의 작동과정을 나타낸 개념도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치의 작동과정을 나타낸 개념도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 유방암 진단장치(1)의 작용 효과에 대하여 설명한다.
먼저, 유방암 진단장치(1)를 이용해 진단대상(B)을 검사하기 위해선 먼저 진단대상(B)을 압착패들(450) 사이에 배치시킨다. 이때 진단대상(B)은 유방일 수 있다.
진단대상(B)이 압착패들(450)의 상부판(451)과 하부판(452) 사이에 위치하게 되면 제3 구동부재(453)가 작동해 상부판(451) 또는 하부판(452) 중 하나를 진단대상(B) 측으로 상승 또는 하강시킨다. 설명의 편의상 상부판(451)이 제3 구동부재(453)에 의해 승강 또는 하강한다고 가정한다.
상부판(451)이 제3 구동부재(453)에 의해 하강하며 진단대상(B)의 상부와 접촉하고 일정 압력으로 가압한다. 이때 진단대상(B)의 크기 또는 상태에 따라 상부판(451)이 진단대상(B)을 가압하는 압력은 조절될 수 있다.
압착패들(450)을 통해 진단대상(B)이 가압된 채로 고정되면 엑스선 진단부(200)가 진단대상(B)을 검사한다. 구체적으로 엑스선 조사부(210)가 진단대상(B)을 향해 엑스선을 조사하고 엑스선 검출부(220)는 진단대상(B)을 투과해 제공되는 엑스선을 통해 엑스선 투과영상을 생성한다.
이때, 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220)는 진단대상(B)과 일직선상에 배치되고, 엑스선 검출부(220)는 수직 이송유닛(440)에 의해 진단대상(B)의 하부에 근접된 상태이다. 또한, 광 조사부(310)는 제2 거치대(520)에 거치된 상태이다.
그 다음, 엑스선 조사부(210)는 진단대상(B)을 중심으로 소정의 각도만큼 회전하며 진단대상(B)에 엑스선을 조사한다. 구체적으로, 엑스선 조사부(210)를 진단대상(B)을 중심으로 회전시키기 위해서는 먼저 제1 회전부재(461)가 제1 회전축(121)에 동력을 제공한다. 그러면 제1 회전축(121)이 회전하며 제1 구동베이스(410)를 회전시키고, 제1 구동베이스(410)에 결합된 엑스선 조사부(210)도 함께 회전한다. 이때 제1 회전부재(461)는 엑스선 조사부(210)를 소정의 각도만큼 연속 또는 단속적으로 회전시키기 위해 제1 회전축(121)에 제공하는 동력을 제어할 수 있다.
한편, 상황에 따라 엑스선 진단부(200)는 소정의 각도만큼 회전한 상태에서 진단대상(B)을 검사할 수 있다.
자세히 설명하면, 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220)는 진단대상(B)과 일직선상에 배치된 상태를 유지하며 소정의 각도만큼 회전된다. 이때 압착패들(450)도 이송부(400)에 배치된 상태이므로 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220)와 함께 회전된다.
이 상태에서 진단대상(B)이 압착패들(450)사이에 배치되어 가압된 채 고정되고 엑스선 조사부(210)와 엑스선 검출부(220)는 상술한 바와 같이 진단대상(B)에 엑스선을 조사하고 엑스선 투과영상을 얻을 수 있다. 물론 이 상태에서 상기 엑스선 조사부(210)는 제1 회전부재(461)에 의해 진단대상(B)을 중심으로 연속 또는 단속적으로 회전하며 진단대상(B)을 검사할 수 있다.
한편, 엑스선 진단부(200)가 진단대상(B)의 검사를 완료하면 광 진단부(300)가 진단대상(B)을 검사한다. 이때, 진단대상(B)은 압착패들(450)에 의해 고정된 상태이다.
먼저 수직 이송유닛(440)이 엑스선 검출부(220)를 진단대상(B)에서 멀어지도록 하강시킨다. 소정 간격만큼 떨어지면 수평 이송유닛(430)이 광 검출부(320)를 수평방향으로 이송시키며 진단대상(B)의 하부에 배치시킨다. 그 다음 수직 이송유닛(440)이 광 검출부(320)를 상승시켜 진단대상(B)에 근접하게 배치시킨다.
그리고, 제2 거치대(520)에 배치된 광 조사부(310)가 제1 거치대(510)로 이동된다.
이때, 광 조사부(310)에는 전원제공 또는 데이터 통신을 위해 케이블(C)이 구비되고 케이블(C)은 케이블 가이드(530)의 고리에 거치된 상태이다. 케이블 가이드(530)는 광 조사부(310)와 함께 케이블(C)이 이동되면 제1, 2, 3 링크(531, 532, 533)가 각각 케이블(C)의 이동방향을 따라 회전하며 케이블(C)이 꺽이거나 늘어지는 것을 방지한다.
광 조사부(310)가 제1 거치대(510)로 이동되면, 광 진단부(300)는 진단대상(B)을 검사한다.
자세히 설명하면, 광 조사부(310)는 진단대상(B)을 향해 광을 조사한다. 이때, 광 조사부(310)에서 진단대상(B)을 향해 조사되는 광은 적외선일 수 있다.
그러면, 진단대상(B)을 투과한 광이 광 검출부(320)로 제공되고 광 검출부(320)는 제공 받은 광을 통해 진단대상(B)의 광 투과영상을 획득한다.
한편, 상황에 따라 광 진단부(300)는 소정의 각도만큼 회전한 상태에서 진단대상(B)을 검사할 수 있다.
자세히 설명하면, 광 조사부(310)와 광 검출부(320)는 진단대상(B)과 일직선상에 배치된 상태를 유지하며 소정의 각도만큼 회전된다. 이때 압착패들(450)도 이송부(400)에 배치된 상태이므로 광 조사부(310) 및 엑스선 검출부(220)와 함께 회전된다.
이 상태에서 진단대상(B)이 압착패들(450)사이에 배치되어 가압된 채 고정되고 광 조사부(310)와 광 검출부(320)는 상술한 바와 같이 진단대상(B)에 광을 조사하고 광 투과영상을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치(1)는 진단대상(B)을 가압해 고정한 상태에서 엑스선을 이용한 검사와 광을 이용한 검사를 한 번에 실시할 수 있어 검사시간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 이에 따라 하루에 검사할 수 있는 진단대상(B)이 대폭 늘어날 수 있으므로 병원의 수익을 높일 수 있는 효과가 있다.
한편, 종래에는 엑스선을 통한 검사가 완료되면 자리를 옮겨 광을 이용한 검사를 진행한다. 이때, 진단대상(B)은 압착패들(450)에 의해 서로 다른 상태로 압착 고정된 상태에서 검사가 진행되기 때문에 진단대상(B)을 검사해 얻는 엑스선 투과영상과 광 투과영상의 진단대상(B)의 서로 다른 형태, 위치, 상태 및 각도를 가질 수 있다. 이는 진단대상(B)의 병변 여부를 판단하기 위한 진단 데이터를 생성하기 어렵다는 문제점이 발생한다. 즉, 진단대상(B)의 병변 여부를 판단하기 위한 영상정보를 통해 3차원 영상을 생성하고 엑스선 투과영상과 광 투과영상을 서로 매칭 시켜 비교해 진단 데이터를 생성하는 일련의 과정이 매우 복잡해지는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 의한 유방암 진단장치(1)는 진단대상(B)이 압착되어 고정된 상태에서 엑스선 진단부(200)와 광 진단부(300)를 통해 동일한 형태, 위치, 상태 및 각도를 갖는 엑스선 투과영상과 광 투과영상을 얻을 수 있어 진단대상(B)의 병변 여부 판단을 위한 진단 데이터를 용이하게 획득할 수 있다. 즉, 엑스선 투과영상과 광 투과영상을 서로 매칭 하는 과정 없이 진단대상(B)에 대한 진단 데이터를 생성할 수 있으므로 신속하고 정확하게 진단대상(B)의 진단 데이터를 생성 할 수 있다는 특징적인 효과가 발생한다.
한편, 상기 유방암 진단장치는 진단 대상자가 진단대상을 압착패들 사이에 배치한 상태에서 엑스선 진단부와 광 진단부를 통해 진단대상을 검사한다. 이때 진단 대상자는 압착패들에 고정된 진단대상이 유동되는 것을 방지하도록 본체에 형성된 손잡이를 파지한 상태로 진단대상에 대한 검사가 진행된다. 이때, 상기 수평 이송유닛이나 수직 이송유닛은 진단대상의 하부에 배치되어 작동하기 때문에 진단 대상체의 신체가 배치된 영역을 침범하지 않으므로 혹시 모를 진단 대상체에 가해지는 충격을 원천적으로 방지할 수 있다.
한편 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유방암 진단장치(1)는 엑스선 진단부(200)와 광 진단부(300)를 통해 획득한 엑스선 투과영상 및 상기 광 투과영상을 이용하여 상기 진단대상(B) 내부의 병변(다시 말해서, 유방 내부의 유방암 병변) 유무를 판단하는 병변 판단부(700)를 더 포함할 수 있다.
상기 병변 판단부(700)는 제1 영상 생성부(710), 제2 영상 생성부(720), 제1 결정부(730), 영상 비교부(750), 및 제2 결정부(770)를 포함한다.
제1 영상 생성부(710)는 엑스선 검출부(220)에서 획득된 엑스선 투과영상을 이용하여 상기 진단대상(B)에 대한 제1 삼차원 영상을 생성하고, 제1 결정부(730)는 상기 제1 삼차원 영상을 이용하여 상기 진단대상(B) 내부의 병변 의심 부위를 결정한다.
이때, 상기 제1 삼차원 영상은 상기 엑스선 투과영상을 FBP(Filtered Backprojection) 방식으로 합성하여 생성되는 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식의 삼차원 단층 영상이므로, 제1 결정부(730)가 상기 제1 삼차원 영상을 이용하여 상기 진단대상(B) 내부의 유방 종괴(mass)와 미세 석회화(microcalcification)를 검출하여 상기 미세 석회화된 영역을 상기 병변 의심 부위로 결정하는 것이 가능해진다.
제2 영상 생성부(720)는 광 검출부(320)에서 획득된 광 투과영상을 이용하여 상기 진단대상(B)에 대한 제2 삼차원 영상을 생성할 수 있다.
한편 광 투과영상은 상기 광 조사부(310)를 통해 진단대상(B)에 조사된 적외선을 통해 진단대상(B)의 내부 구성요소들 (예를 들면, 진단대상(B) 내부의 근육, 암세포, 유선, 혈관 등) 각각에서 발생하는 현상(예를 들면, 산란, 반사 또는 흡수)에 따른 정보를 포함한다.
상기 제2 삼차원 영상은 광 투과영상에 압축센싱 기반을 반복형 알고리즘을 적용하여 고해상도 및 고대조도를 갖는 DOT(Diffuse Optical Tomography) 방식의 삼차원 단층 영상을 생성할 수 있다.
또한, 제1 결정부(730)는 상기 엑스선 투과영상 또는 상기 제1 삼차원 영상을 이용하여 병변을 자동 또는 반자동으로 검출하는 병변 보조 검출(Computer-Aided Detection: CAD) 모듈일 수 있다.
영상 비교부(750)는 상기 병변 의심 부위와 광 검출부(320)에서 획득된 상기 광 투과영상을 비교한다. 다시 말해서, 영상 비교부(750)는 상기 광 투과영상을 이용하여 상기 광 투과영상을 구성하는 전체 영역 중 상기 병변 의심 부위에 대응하는 영역에 대해서만 상기 진단대상(B)에 대한 제2 삼차원 영상을 생성한 후 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상을 비교할 수 있다.
영상 비교부(750)는 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상을 비교하여 상기 병변 의심 부위가 실제 병변인지를 파악할 수 있게 된다.
제2 결정부(770)는 영상 비교부(750)에서의 수행되는 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상의 비교 결과에 따라 상기 진단대상(B) 내부의 병변 유무를 결정한다.
또한, 제2 결정부(770)는 상기 엑스선 투과영상, 상기 제1 삼차원 영상, 상기 광 투과영상 및 상기 제2 삼차원 영상을 하나 또는 복합적으로 이용하는 병변 보조 진단(Computer-Aided Diagnosis: CADx) 모듈일 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 삼차원 영상 및 상기 제2 삼차원 영상을 모두 활용하여 상기 진단대상(B)의 병변 유무를 결정하는 이유는 상기 제1 삼차원 영상의 경우 병변 의심 부위를 결정하는 데 있어서는 용이하게 활용될 수 있지만, 병변 의심 부위가 실제 병변인지를 판단하는 데 있어서는 한계점을 가지므로, 상기 병변 의심 부위에 대하여 생성되는 상기 제2 삼차원 영상을 이용하여(다시 말해서, 상기 제2 삼차원 영상에 포함되는 색상 정보를 활용하여) 상기 병변 유무를 최종 판단하기 위함이며, 이 경우 상기 제1 삼차원 영상 및 상기 제2 삼차원 영상을 상호 보완적 활용에 따라 상기 진단대상(B) 내부의 병변 유무 판단에 대한 정확도를 크게 향상시키는 것이 가능해진다.
이에 더하여, 상기 광 투과영상을 구성하는 전체 영역에 대하여 상기 제2 삼차원 영상을 생성하는 경우 생성 완료까지 많은 시간(대략 1~2시간)이 소요되는 문제점이 발생하게 되는데, 상기와 같이 상기 병변 의심 부위에 대해서만 상기 제2 삼차원 영상을 생성하는 경우 생성 완료 시간을 크게 단축시키는 것이 가능해진다.
또한, 병변 판단부(700) 구성에 있어서 도 14에 도시된 바와 같이 상기 엑스선 투과영상으로부터 상기 진단대상(B)에 대한 제1 삼차원 이미지를 생성하는 제1 영상 생성부(710)와 상기 광 투과영상으로부터 상기 진단대상(B)에 대한 제2 삼차원 이미지를 생성하는 제2 영상 생성부(720)를 각각 구성한 후 영상 비교부(750)에서 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 이미지를 비교하고 제2 결정부(770)에서 상기 비교 결과에 따라 상기 진단대상(B)의 병변 유무를 결정하는 구성 역시 가능하다.
이 경우 제2 영상 생성부(720)는 상기 광 투과영상을 구성하는 전체 영역에 대하여 상기 제2 삼차원 이미지를 생성하게 되지만, 상기 제2 삼차원 이미지의 생성에 앞서 상기 제1 삼차원 이미지에 포함된 유방 종괴(mass)와 미세석회화(microcalcification)에 대한 윤곽선 정보가 제2 영상 생성부(720)로 전송될 수 있으며, 제2 영상 생성부(720)는 상기 윤곽선 정보를 상기 제2 삼차원 영상 생성 과정에서 반영(다시 말해서, 상기 윤곽선 정보를 반복형 알고리즘의 비용함수에 추가함)하여 상기 제2 삼차원 영상 생성 속도를 크게 단축시키는 것이 가능해진다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유방암 진단장치(1)를 이용해 유방암을 진단하는 과정을 나타낸 순서도 이다.
도 15에 도시된 바와 같이 S100에서 엑스선 검출부(220)가 엑스선 조사부(210)로부터 조사된 후 진단대상(B)을 투과한 엑스선으로부터 상기 진단대상(B)에 대한 엑스선 투과영상을 획득한다.
S200에서 광 검출부(320)가 광 조사부(310)로부터 조사된 후 상기 진단대상(B)을 투과한 엑스선으로부터 상기 진단대상(B)에 대한 광 투과영상을 획득한다.
S300에서 병변 판단부가 상기 엑스선 투과영상 및 상기 광 투과영상을 이용하여 상기 진단대상(B) 내부의 병변 유무를 판단하면 종료가 이루어진다.
이때, S300의 상세 과정은 이하 도 16을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 16은 도 15의 S300에 대한 상세 순서도 이다. 도 16에 도시된 바와 같이 S310에서 제1 영상 생성부(710)가 상기 엑스선 투과영상으로부터 상기 진단대상(B)에 대한 제1 삼차원 영상을 생성한다.
이때, 상기 엑스선 투과영상으로부터 상기 제1 삼차원 영상을 생성하는 과정은 앞서 설명한 바 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
S330에서 제1 결정부(730)가 상기 제1 삼차원 영상을 이용하여 병변 의심 부위를 결정하고, S350에서 영상 비교부(750)가 상기 병변 의심 부위와 상기 광 투과영상을 비교한다.
이때, S350은 영상 비교부(750)가 상기 광 투과영상을 이용하여 상기 진단 영상을 구성하는 전체 영역 중 상기 병변 의심 부위에 대응하는 영역에 대해서만 상기 진단대상(B)에 대한 제2 삼차원 영상을 생성한 후 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상을 비교하여 수행될 수 있다.
S370에서 제2 결정부(770)가 영상 비교부(750)에서 수행된 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상의 비교 결과에 따라 상기 진단대상(B) 내부의 병변 유무를 판단하면 종료가 이루어진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(1) : 유방암 진단장치 (100) : 본체
(110) : 바닥부 (120) : 회전축
(200) : 엑스선 진단부 (210) : 엑스선 조사부
(220) : 엑스선 검출부 (300) : 광 진단부
(310) : 광 조사부 (320) : 광 검출부
(400) : 이송부 (410) : 제1 구동베이스
(420) : 제2 구동베이스 (430) : 수평 이송유닛
(440) : 수직 이송유닛 (450) : 압착패들
(460) : 회전유닛 (500) : 거치부
(510) : 제1 거치대 (520) : 제2 거치대
(530) : 케이블 가이드 (700) : 병변 판단부
(710) : 제1 영상 생성부 (720) : 제2 영상 생성부
(730) : 제1 결정부 (750) : 영상 비교부
(770) : 제2 결정부

Claims (14)

  1. 진단대상의 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 진단부;
    진단대상의 광 투과영상을 생성하는 광 진단부 및;
    상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부를 이송할 수 있도록 상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부와 결합되며, 진단대상을 향해 상기 엑스선 진단부 또는 상기 광 진단부를 순차적으로 이송시키는 이송부를 포함하며,
    상기 엑스선 진단부는,
    엑스선을 발생시켜 진단대상에 조사는 엑스선 조사부 및
    상기 엑스선 조사부와 대향되도록 배치되며 상기 엑스선 조사부로부터 조사되어 진단대상을 투과한 엑스선으로부터 진단대상의 엑스선 진단영상을 획득하는 엑스선 검출부를 포함하며,
    상기 광 진단부는,
    진단대상에 광을 조사하는 광 조사부 및
    상기 광 조사부와 대향되도록 배치되며 상기 광 조사부로부터 조사되어 진단대상을 투과한 광으로부터 진단대상의 광 투과영상을 획득하는 광 검출부를 포함하고,
    상기 이송부는,
    상기 엑스선 검출부 및 상기 광 조사부 또는 광 검출부와 결합되며, 상기 엑스선 검출부와 상기 광 조사부 또는 상기 엑스선 검출부와 상기 광 검출부를 수평방향으로 이송시켜 순차적으로 진단대상과 일직선상에 위치시키는 수평 이송유닛을 포함하며,
    상기 엑스선 진단부 및 상기 광 진단부가 진단대상의 엑스선 영상 및 광 투과영상을 생성할 수 있도록 진단대상의 상부 및 하부를 소정의 압력으로 가압한 채 고정하는 압착패들; 및
    상기 엑스선 진단부를 통해 획득한 상기 엑스선 영상을 FBP(Filtered Backprojection) 방식으로 합성하여 생성되는 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식의 삼차원 단층 영상인 제1 삼차원 영상과 상기 광 진단부에서 획득한 상기 광 투과영상에서 생성되는 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식의 삼차원 단층 영상인 제2 삼차원 영상을 이용하여 상기 진단대상 내부의 병변 유무를 판단하는 병변 판단부를 더 포함하는 유방암 진단장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이송부는,
    상기 엑스선 진단부와 상기 광 진단부 중 적어도 하나를 진단대상을 중심으로 회전시키는 회전유닛을 포함하며,
    상기 회전유닛은
    진단대상의 상부에 배치되며 진단대상을 중심으로 상기 엑스선 조사부 및 상기 광조사부 또는 상기 광 검출부를 회전시키는 제1 회전부재를 포함하는 유방암 진단장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이송부는,
    상기 엑스선 검출부 및 상기 광 조사부 또는 광 검출부 중 하나와 선택적으로 결합되며, 상기 엑스선 검출부와 상기 광 조사부 또는 상기 광 검출부 중 하나를 수직방향으로 이송시켜 진단대상에 근접시키는 수직 이송유닛을 포함하는 유방암 진단장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이송부는,
    상기 엑스선 진단부와 상기 광 진단부 중 적어도 하나를 진단대상을 중심으로 회전시키는 회전유닛을 포함하며,
    상기 회전유닛은,
    진단대상의 하부에 배치되며 진단대상을 중심으로 상기 엑스선 검출부 및 상기 광조사부 또는 상기 광 검출부를 회전시키는 제2 회전부재를 포함하는 유방암 진단장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 병변 판단부는
    상기 엑스선 검출부에서 획득된 엑스선 영상을 이용하여 상기 진단대상에 대한 제1 삼차원 영상을 생성하는 제1 영상 생성부;
    상기 제1 삼차원 영상을 이용하여 상기 진단대상 내부의 병변 의심 부위를 결정하는 제1 결정부;
    상기 광 검출부에서 획득된 광 투과영상을 이용하여 상기 진단대상에 대한 제2 삼차원 영상을 생성하는 제2 영상 생성부;
    상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상을 비교하는 영상 비교부 및
    상기 영상 비교부)에서의 수행되는 상기 병변 의심 부위와 상기 제2 삼차원 영상의 비교 결과에 따라 상기 진단대상 내부의 병변 유무를 결정하는 제2 결정부를 포함하는 유방암 진단장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 압착패들은,
    진단대상의 상부와 접촉할 수 있도록 진단대상의 상부에 배치되는 상부판 및;
    상기 상부판에 대향되도록 배치되며 진단대상의 하부와 접촉할 수 있도록 진단대상의 하부에 배치되는 하부판을 포함하는 유방암 진단장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 압착패들은,
    상기 상부판과 상기 하부판 중 적어도 하나가 승하강하여 상기 상부판과 상기 하부판 사이에 배치된 진단대상을 가압하는 것을 특징으로 하는 유방암 진단장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 광 조사부와 상기 광 검출부 중 하나가 진단대상의 상부에 배치될 수 있도록 상기 이송부에 인접하게 배치되는 거치부를 포함하는 유방암 진단장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 거치부는,
    상기 광 조사부 또는 광 검출부가 진단대상과 일직선상에 배치될 수 있도록 지지하는 제1 거치대;
    상기 엑스선 진단부가 진단대상을 진단하는 영역 외부에 상기 광 조사부 또는 광 검출부가 배치될 수 있도록 지지하는 제2 거치대를 포함하는 유방암 진단장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 광 조사부 또는 광 검출부에는 전원 제공과 더불어 데이터를 송수신 할 수 있는 케이블이 형성되며,
    상기 광 조사부 또는 광 검출부에 형성된 상기 케이블이 꺾이거나 바닥에 늘어지지 않도록 상기 케이블을 따라 이동하며 지지하는 케이블 가이드를 포함하는 유방암 진단장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 케이블 가이드는,
    상기 이송부에 인접하게 배치되는 제1 링크;
    상기 제1 링크에 회전가능하게 결합되는 제2 링크 및;
    상기 제2 링크와 회전가능하게 결합되며 케이블이 거치되는 고리를 포함하는 제3 링크를 포함하는 유방암 진단장치.
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