KR20140054645A - 알츠하이머병을 진단하기 위한 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법 - Google Patents

알츠하이머병을 진단하기 위한 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법 Download PDF

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Abstract

알츠하이머병 진단 장치가 제공된다. 이 진단 장치는 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻기 위해, 코 속으로 삽입되어 그 일 단이 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 막대형 이미지 프로브, 막대형 이미지 프로브의 타 단에 연결되어 신호들을 전송하는 전송 수단, 및 전송 수단에 의해 전송된 신호들을 디지털 신호들로 전환하는 신호 처리 유닛을 포함한다.

Description

알츠하이머병을 진단하기 위한 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법{Diagnosis Apparatus for Alzheimer's disease and Method of Diagnosing Using the Same}
본 발명은 알츠하이머병을 진단하기 위한 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 광 가간섭 단층촬영을 이용한 알츠하이머병을 진단하기 위한 진단 장치 및 진단 방법에 관한 것이다.
알츠하이머병(Alzheimer's disease)은 치매를 유발하는 가장 흔한 원인 질환으로, 전체 치매 환자의 약 50~80%에서 원인이 됩니다. 국내 유병률에 대한 자세한 자료는 보건복지부에서 조사한 결과 약 47만 명 정도의 알츠하이머병 환자가 있을 것으로 의심되고, 세계적으로는 약 3,400백만 명 정도의 알츠하이머병 환자가 있을 것으로 추산된다.
알츠하이머병을 치료하는 방법에 대해서는 많은 연구가 진행이 되고 있지만, 알츠하이머병을 손쉽게 진단할 수 있는 방법에 대한 연구는 많이 부족한 실정이다.
알츠하이머병은 대뇌 피질 세포의 점진적인 퇴행성 변화로 인하여 기억력과 언어 기능의 장애를 초래할 뿐 아니라, 판단력과 방향 감각이 상실되고, 성격도 변화되어, 결국 자신 스스로를 돌보는 능력이 상실되는 병이고, 이러한 증상이 발생하는 연령과 원인이 개개인마다 다르기 때문에, 알츠하이머병의 초기 단계에 진단을 확인하기가 어렵다. 알츠하이머병은 병리학적으로는 뇌의 전반사적인 위축, 뇌실의 확장, 신경 세포의 손실, 신경 섬유의 다발성 병변과 초로성 반점을 특징으로 보인다. 이러한 알츠하이머병의 진단을 하기 위하여 대표적으로 인지도 검사, 위축된 뇌의 변화를 알 수 있는 영상 의학 검사, 병리학적 내용을 알 수 있는 혈액 및 뇌척수액 검사 등이 있고, 기타적으로 후각 검사, 눈 검사, 피부 검사 등이 있다.
알츠하이머병의 원인이 되는 것 중 중요한 하나는 뇌 속 일부 대사 물질 장애와 아밀로이드 베타(amyloid beta)의 축적이다. 양성자 자기 공명 분광법(proton magnetic resonance spectroscopy)이라는 뇌 영상 촬영술과 양전자 단층촬영(Positron Emission Tomography : PET)을 이용하여 뇌 속의 상태를 관찰하여, 뇌 속에 축적된 아밀로이드 베타 뿐만 아니라, 마이요이노시톨(myoinositol)/크레아틴(creatine)과 콜린(choline)/크레아틴(creatine) 대사 물질이 알츠하이머병과 높은 경향이 있다는 것을 알 수 있다. 그러나 뇌 속 아밀로이드 베타 축적도와 상관 없이, 일부에서는 (인지 검사로 인한) 알츠하이머병 증상이 나타나기도 한다. 이런 결과로 볼 때, 알츠하이머병 증상은 여러 가지 생화학적, 구조적 변화가 이미 몇 해 전에 뇌 속에서 시작되었다고 볼 수 있다.
자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging : MRI) 및 기능성 자기 공명 영상(functional MRI : fMRI)을 이용한 뇌 질환 분석 장치 및 방법도 있다. 뇌 질환 분석 장치는 뇌 질환과 관련된 실험군과 대조군 각각으로부터 자기 공명 영상과 기능성 자기 공명 영상을 수집하는 영상 수집부, 실험군과 대조군의 자기 공명 영상을로부터 뇌 영역의 부피를 계산하여 뇌 영역의 그룹 간 부피 차이에 기초한 제 1 특징 벡터(vector)를 결정하는 부피 분석부, 실험군과 대조군의 기능성 자기 공명 영상으로부터 뇌 영역의 활성화도를 계산하여 뇌 영역의 그룹 간 활성화도 차이에 기초한 제 2 특징 벡터를 결정하는 활성화도 분석부, 및 제 1 특징 벡터 및 제 2 특징 벡터 중 적어도 하나의 특징 벡터를 뇌 질환을 분석하기 위한 특징 벡터로 추출하는 특징 추출부를 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 가간섭 단층촬영을 이용한 알츠하이머병의 발생 여부를 진단할 수 있는 진단 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 가간섭 단층촬영을 이용한 알츠하이머병의 발생 여부를 진단할 수 있는 진단 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 알츠하이머병 진단 장치를 제공한다. 이 진단 장치는 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻기 위해, 코 속으로 삽입되어 그 일 단이 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 막대형 이미지 프로브, 막대형 이미지 프로브의 타 단에 연결되어 신호들을 전송하는 전송 수단, 및 전송 수단에 의해 전송된 신호들을 디지털 신호들로 전환하는 신호 처리 유닛을 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브는 광학적 간섭계를 포함할 수 있다.
광학적 간섭계는 광원, 광원으로부터 출력된 광을 제 1 분할광 및 제 2 분할광으로 분할하는 광 분할기, 제 1 분할광을 후각 상피 조직 부위로 조사하고, 후각 상피 조직 부위에서의 제 1 반사광을 수광하여 광 분할기로 보내는 대물 렌즈, 제 2 분할광이 조사되고, 이를 반사시켜 제 2 반사광을 발생시켜 광 분할기로 보내는 기준 거울, 및 대물 렌즈에 의해 보내진 제 1 반사광 및 기준 거울에 의해 보내진 제 2 반사광이 광 분할기에서 결합된 광을 검출하는 광 검출기를 포함할 수 있다.
광학적 간섭계는 대물 렌즈를 3축 방향으로 구동하기 위한 3축 구동기를 더 포함할 수 있다.
대물 렌즈는 제 1 반사광 중 대물 렌즈의 초점 심도 주변에서 산란된 제 1 반사광을 수광할 수 있다.
광원으로부터 출력되는 광은 가시광선 또는 근적외선일 수 있다.
막대형 이미지 프로브는 후각 상피 조직 부위에 밀착되기 위해 일 단에 배치된 완충 팁을 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브의 최대 폭은 20 mm 이내일 수 있다.
전송 수단은 광 섬유를 포함할 수 있다.
신호 처리 유닛에 의해 전환된 디지털 신호들을 영상 처리하여 이미지로 표시하는 컴퓨터 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 알츠하이머병 진단 방법을 제공한다. 이 방법은 막대형 이미지 프로브의 일 단을 코 속으로 삽입하여 후각 상피 조직 부위에 접촉시켜, 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브에 의해 얻어진 상기 신호들을 디지털 신호들로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
디지털 신호들을 영상 처리하여 이미지로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브는 광학적 간섭계를 이용하여 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻을 수 있다.
광학적 간섭계는 광원, 광원으로부터 출력된 광을 제 1 분할광 및 제 2 분할광으로 분할하는 광 분할기, 제 1 분할광을 후각 상피 조직 부위로 조사하고, 후각 상피 조직 부위에서의 제 1 반사광을 수광하여 광 분할기로 보내는 대물 렌즈, 제 2 분할광이 조사되고, 이를 반사시켜 제 2 반사광을 발생시켜 광 분할기로 보내는 기준 거울, 및 대물 렌즈에 의해 보내진 제 1 반사광 및 기준 거울에 의해 보내진 제 2 반사광이 광 분할기에서 결합된 광을 검출하는 광 검출기를 포함할 수 있다.
광학적 간섭계는 대물 렌즈를 3축 방향으로 구동하기 위한 3축 구동기를 더 포함할 수 있다.
대물 렌즈는 제 1 반사광 중 대물 렌즈의 초점 심도 주변에서 산란된 제 1 반사광을 수광할 수 있다.
광원으로부터 출력되는 광은 가시광선 또는 근적외선일 수 있다.
막대형 이미지 프로브는 후각 상피 조직 부위에 밀착되기 위해 일 단에 배치된 완충 팁을 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브의 최대 폭은 20 mm 이내일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 알츠하이머병 진단 장치가 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 것으로 이의 상태에 대한 신호들을 얻을 수 있는 막대형 이미지 프로브를 이용하여 후각 상피 조직 부위의 이미지를 얻음으로써, 혈액, 뇌척수액 등을 획득하기 위한 시술, 생체 조직 등을 획득하기 위한 수술 또는 뇌 조직 등에 대한 이미지를 획득하기 위한 고가의 장비 없이 알츠하이머병을 진단할 수 있다. 이에 따라, 시술, 수술 등과 같이 번잡한 과정 없이, 그리고 고가의 장비 없이 간단하고 쉬운 방법으로 저렴하게 알츠하이머병을 진단할 수 있는 알츠하이머병 진단 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 막대형 이미지 프로브를 이용하여 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 것으로 이의 상태에 대한 신호들을 얻고, 이러한 신호들로부터 후각 상피 조직 부위의 이미지를 얻음으로써, 혈액, 뇌척수액 등을 획득하기 위한 시술, 생체 조직 등을 획득하기 위한 수술 또는 뇌 조직 등에 대한 이미지를 획득하기 위한 고가의 장비 없이 알츠하이머병을 진단할 수 있다. 이에 따라, 시술 또는 수술 등과 같이 번잡한 과정 없이, 그리고 고가의 장비 없이 간단하고 쉬운 방법으로 저렴하게 알츠하이머병을 진단할 수 있은 알츠하이머병 진단 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 이용하여 측정하고자 하는 부위를 설명하기 위한 구성 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치의 일부 구성들을의 구조 및 원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 이용하여 획득된 이미지들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 이에 더하여, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 이용하여 측정하고자 하는 부위를 설명하기 위한 구성 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 알츠하이머병 진단 장치는 막대형 이미지 프로브(rod type image probe, 110), 전송 수단(125), 신호 처리 유닛(signal processing unit, 120) 및 컴퓨터(computer) 장치(100)를 포함할 수 있다.
막대형 이미지 프로브(120)는 후각 상피(olfactory epithelium) 조직 부위(130)의 상태에 대한 신호들을 얻기 위해 코 속으로 삽입될 수 있다. 막대형 이미지 프로브(120)는 코 속으로 삽입되기 위해, 그 최대 폭은 20 mm 이내일 수 있다. 막대형 이미지 프로브(120)의 단축 방향으로의 단면은 원형일 수 있지만, 이에 한정되는 것을 아니다. 막대형 이미지 프로브(110)의 일 단은 후각 상피 조직 부위(130)에 접촉할 수 있다. 막대형 이미지 프로브(110)은 광학적 간섭계를 포함할 수 있다. 막대형 이미지 프로브(110)는 후각 상피 조직 부위(130)에 밀착되기 위해, 그 일 단에 배치된 완충 팁(buffer tip, 115)을 포함할 수 있다. 완충 팁(115)은 탄성 부재를 이용하여 막대형 이미지 프로브(110)의 일 단에 배치되기 때문에, 막대형 이미지 프로브(110)의 일 단이 후각 상피 조직 부위(130)에 밀착되는 정도가 조절될 수 있는 동시에, 막대형 이미지 프로브(110) 내에 내장된 광학적 간섭계의 대물 렌즈(도 3의 1106 참조)의 초점이 조절될 수 있다. 이에 따라, 막대형 이미지 프로브(110)는 후각 상피 조직 부위(130)의 상태에 대한 신호들을 용이하게 얻을 수 있다.
전송 수단(125)은 막대형 이미지 프로브(110)의 타 단에 연결되어, 이로부터 얻어진 후각 상피 조직 부위(130)의 상태에 대한 신호들을 전송할 수 있다. 전송 수단(125)은 광 섬유(optical fiber)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 전송 수단(125)에 의한 신호들에 대한 손실이 최소화될 수 있다.
신호 처리 유닛(120)은 전송 수단(125)에 의해 전송된 후각 상피 조직 부위(130)의 상태에 대한 신호들을 디지털(digital) 신호를 전환할 수 있다.
컴퓨터 장치(100)는 신호 처리 유닛(120)에 의해 전환된 디지털 신호들을 영상 처리하여 이미지로 표시할 수 있다. 컴퓨터 장치(100)는 디지털 신호를 받아 분석하고, 그리고 분석된 결과를 이미지로 표시하는 소프트웨어(software)를 포함할 수 있다.
후각 상피 조직 부위(130)는 후각 감각 신경(olfactory sensory neuron), 지지 세포(supporting cell) 및 후각 섬모(olfactory cilia)로 구성되는 후각 상피와 이에 연결된 후각 신경구(olfactory bulb)를 포함할 수 있다. 막대형 이미지 프로브(110)는 후각 상피 조직 부위(130) 중 후각 상피의 후각 감각 신경 및 지지 세포의 상태에 대한 신호들을 위주로 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치의 일부 구성들을의 구조 및 원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 막대형 이미지 프로브(도 1의 110 참조)는 광학적 간섭계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 막대형 이미지 프로브는 저 가간섭 간섭법(low coherence interferometry) 또는 백색광 간섭법(white-light interferometry)을 이용하는 광학적 간섭계를 포함할 수 있다. 이러한 광학적 간섭계의 구성은 가간섭성이 매우 짧은 광원(1102)을 이용한 마이켈슨 간섭계(Michelson interferometer)일 수 있다.
광학적 간섭계는 광원(light source, 1102), 광 분할기(beam splitter, 1104), 3축 구동기(3-axis actuator, 1105), 대물 렌즈(objective lens, 1106), 기준 거울(reference mirror, 1108) 및 광 검출기(photodetector, 1110)를 포함할 수 있다.
광원(1102)은 파장이 380 ~ 780 nm 범위인 가시광선 또는 파장이 750 ~ 3,000 nm 범위인 근적외선인 광을 출력할 수 있다.
광원(1102)으로부터 출력된 광(부호 1104를 향하는 실선 화살표)은 광 분할기(1104)에 의해 제 1 분할광(부호 1106을 향하는 실선 화살표) 및 제 2 분할광(부호 1108을 향하는 점선 화살표)로 분할될 수 있다.
대물 렌즈(1106)는 제 1 분할광은 후각 상피 조직 부위(130)로 조사하고, 그리고 후각 상피 조직 부위(130)에서의 제 1 반사광(부호 1104를 향하는 실선 화살표)을 수광하여 광 분할기(1104)로 보낼 수 있다.
3축 구동기(1105)는 대물 렌즈(1106)를 3축 방향으로 구동시킬 수 있다. 이는 인체에 있는 후각 상피 조직 부위(130)가 움직일 수 없기 때문이다. 즉, 대물 렌즈(1106)는 접착제 등에 의해 3축 구동기(1105)의 일 단에 결합될 수 있다. 3축 구동기(1105)는 튜브(tube)형일 수 있다. 이는 제 1 분할광을 대물 렌즈(1106)로 간섭 없이 보내기 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 대물 렌즈(1106)는 제 1 반사광 중 대물 렌즈(1106)의 초점 심도(depth of focus) 주변에서 산란된 제 1 반사광만을 수광할 수 있다.
기준 거울(1108)은 제 2 분할광이 조사되고, 그리고 이를 반사시켜 제 2 반사광(부호 1104를 향하는 점선 화살표)을 발생시켜 광 분할기(1104)로 보낼 수 있다.
대물 렌즈(1106)에 의해 보내진 제 1 반사광 및 기준 거울에 의해 보내진 제 2 반사광은 광 분할기(1104)에서 결합되어 광 검출기(1110)에 의해 검출될 수 있다.
광원(1102)의 저 가간섭성 특성에 의해, 기준 거울(1108)에 의해 반사된 제 2 반사광과 후각 상피 조직 부위(130)에서의 제 1 반사광 사이의 광 경로 차이가 광원(1102)의 가간섭 거리 내에 있는 경우에만, 제 1 및 제 2 반사광들이 보강 또는 상쇄 간섭을 일으키게 된다. 이때, 기준 거울(1108)을 제 2 분할광의 축 방향으로 이동시켜(axial sacnning 또는 A-scanning) 제 2 분할광의 광 경로를 선형적으로 증가시킬 경우, 후각 상피 조직 부위(130)의 미세 구조에 의해 반사되는 제 1 반사광에 의한 간섭 무늬를 깊이에 따라 얻을 수 있다. 광 검출기(1110)에서는 등속 이동하는 기준 거울(1108)에 의해 도플러 주파수(Doppler frequency)를 가지는 간섭 무늬가 검출된다. 광 검출기(1110)에 의해 검출된 신호들은 증폭기(amplifier)를 거친 후, 대역 통과 필터(band-pass filter)를 이용하는 것에 의해 도플러 주파수 성분만이 남게 된다. 도플러 주파수 성분만을 갖는 신호들은 변조기(modulator)를 거침으로써, 후각 상피 조직 부위(130)의 깊이에 따른 역 산란광(back-scatter light)의 크기가 얻어질 수 있다. 궁극적으로 얻고자 하는 2차원 단면 이미지는 대물 렌즈(1106)가 부착된 3축 구동기(1105)로 제 1 분할광의 초점을 종 또는/및 횡 방향으로 이동시켜(longitudinal or/and lateral scanning 또는 B-scanning) 앞서 설명된 과정을 반복함으로써 얻어질 수 있다.
이에 더하여, 대물 렌즈(1106)가 부착된 3축 구동기(1105)를 제 1 분할광의 축 방향으로 이동시켜(axial scanning 또는 C-scanning) 제 1 반사광의 초점 심도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 후각 상피 조직 부위(130)에 대한 3차원 이미지가 얻어질 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치를 이용하여 획득된 이미지들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a는 알츠하이머병이 없는 사람의 정상적인 후각 상피 조직 부위에 대한 이미지이고, 그리고 도 4b는 알츠하이머병이 있는 사람의 비정상적인 후각 상피 조직 부위에 대한 이미지이다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 알츠하이머병이 없는 사람의 정상적인 후각 상피 조직 부위는 지지 셀들에 의해 후각 감각 신경들이 정상적으로 지지되는 상태를 보인다. 이와는 달리, 도 4b에 도시된 것과 같이, 알츠하이머병이 있는 사람의 비정상적인 후각 상피 조직 부위는 지지 셀들에 의해 후각 감각 신경들이 제대로 지지되지 않는 상태를 보인다. 즉, 후각 상피 조직 부위의 후각 감각 신경들이 지지 셀들에 의해 지지되는 정도에 대한 이미지를 확인함으로써, 알츠하이머병이 용이하게 진단될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 장치가 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 것으로 이의 상태에 대한 신호들을 얻을 수 있는 막대형 이미지 프로브를 이용하여 후각 상피 조직 부위의 이미지를 얻음으로써, 혈액, 뇌척수액 등을 획득하기 위한 시술, 생체 조직 등을 획득하기 위한 수술 또는 뇌 조직 등에 대한 이미지를 획득하기 위한 고가의 장비 없이 알츠하이머병을 진단할 수 있다. 이에 따라, 시술, 수술 등과 같이 번잡한 과정 없이, 그리고 고가의 장비 없이 간단하고 쉬운 방법으로 저렴하게 알츠하이머병을 진단할 수 있는 알츠하이머병 진단 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 알츠하이머병 진단 방법은 막대형 이미지 프로브를 이용하여 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 것으로 이의 상태에 대한 신호들을 얻고, 이러한 신호들로부터 후각 상피 조직 부위의 이미지를 얻음으로써, 혈액, 뇌척수액 등을 획득하기 위한 시술, 생체 조직 등을 획득하기 위한 수술 또는 뇌 조직 등에 대한 이미지를 획득하기 위한 고가의 장비 없이 알츠하이머병을 진단할 수 있다. 이에 따라, 시술 또는 수술 등과 같이 번잡한 과정 없이, 그리고 고가의 장비 없이 간단하고 쉬운 방법으로 저렴하게 알츠하이머병을 진단할 수 있은 알츠하이머병 진단 방법이 제공될 수 있다.
따라서, 기존의 시술 또는 수술을 통한 특별한 전처리, 고가의 대형 장비, 많은 소요 시간 등이 요구되는 진단 방법에 비해, 더욱 쉽고, 빠르게 그리고 저렴하게 알츠하이머병을 진단할 수 있는 알츠하이머병 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법이 제공될 수 있다. 이러한 알츠하이머병 진단 장치 및 이를 이용한 진단 방법은 알츠하이머병에 대한 이해와 모니터링(monitoring) 및 알츠하이머병에 대한 다양한 치료 실험에도 활용이 가능할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 컴퓨터 장치
110 : 신호 처리 유닛
115 : 완충 팁
120 : 이미지 프로브
125 : 전송 수단
130 : 후각 상피 조직
1102 : 광원
1104 : 광 분할기
1105 : 3축 구동기
1106 : 대물 렌즈
1108 : 기준 거울
1110 : 광 검출기

Claims (20)

  1. 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻기 위해, 코 속으로 삽입되어 그 일 단이 상기 후각 상피 조직 부위에 접촉하는 막대형 이미지 프로브;
    상기 막대형 이미지 프로브의 타 단에 연결되어 상기 신호들을 전송하는 전송 수단; 및
    상기 전송 수단에 의해 전송된 상기 신호들을 디지털 신호들로 전환하는 신호 처리 유닛을 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브는 광학적 간섭계를 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광학적 간섭계는:
    광원;
    상기 광원으로부터 출력된 광을 제 1 분할광 및 제 2 분할광으로 분할하는 광 분할기;
    상기 제 1 분할광을 상기 후각 상피 조직 부위로 조사하고, 상기 후각 상피 조직 부위에서의 제 1 반사광을 수광하여 상기 광 분할기로 보내는 대물 렌즈;
    상기 제 2 분할광이 조사되고, 이를 반사시켜 제 2 반사광을 발생시켜 상기 광 분할기로 보내는 기준 거울; 및
    상기 대물 렌즈에 의해 보내진 상기 제 1 반사광 및 상기 기준 거울에 의해 보내진 상기 제 2 반사광이 상기 광 분할기에서 결합된 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광학적 간섭계는 상기 대물 렌즈를 3축 방향으로 구동하기 위한 3축 구동기를 더 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 대물 렌즈는 상기 제 1 반사광 중 상기 대물 렌즈의 초점 심도 주변에서 산란된 상기 제 1 반사광을 수광하는 알츠하이머병 진단 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출력되는 상기 광은 가시광선 또는 근적외선인 알츠하이머병 진단 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브는 상기 후각 상피 조직 부위에 밀착되기 위해 상기 일 단에 배치된 완충 팁을 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브의 최대 폭은 20 mm 이내인 알츠하이머병 진단 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 수단은 광 섬유를 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 처리 유닛에 의해 전환된 상기 디지털 신호들을 영상 처리하여 이미지로 표시하는 컴퓨터 장치를 더 포함하는 알츠하이머병 진단 장치.
  11. 막대형 이미지 프로브의 일 단을 코 속으로 삽입하여 후각 상피 조직 부위에 접촉시켜, 상기 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 신호들을 얻는 단계를 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브에 의해 얻어진 상기 신호들을 디지털 신호들로 전환하는 단계를 더 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 디지털 신호들을 영상 처리하여 이미지로 표시하는 단계를 더 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브는 광학적 간섭계를 이용하여 상기 후각 상피 조직 부위의 상태에 대한 상기 신호들을 얻는 알츠하이머병 진단 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 광학적 간섭계는:
    광원;
    상기 광원으로부터 출력된 광을 제 1 분할광 및 제 2 분할광으로 분할하는 광 분할기;
    상기 제 1 분할광을 상기 후각 상피 조직 부위로 조사하고, 상기 후각 상피 조직 부위에서의 제 1 반사광을 수광하여 상기 광 분할기로 보내는 대물 렌즈;
    상기 제 2 분할광이 조사되고, 이를 반사시켜 제 2 반사광을 발생시켜 상기 광 분할기로 보내는 기준 거울; 및
    상기 대물 렌즈에 의해 보내진 상기 제 1 반사광 및 상기 기준 거울에 의해 보내진 상기 제 2 반사광이 상기 광 분할기에서 결합된 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 광학적 간섭계는 상기 대물 렌즈를 3축 방향으로 구동하기 위한 3축 구동기를 더 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 대물 렌즈는 상기 제 1 반사광 중 상기 대물 렌즈의 초점 심도 주변에서 산란된 상기 제 1 반사광을 수광하는 알츠하이머병 진단 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출력되는 상기 광은 가시광선 또는 근적외선인 알츠하이머병 진단 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브는 상기 후각 상피 조직 부위에 밀착되기 위해 상기 일 단에 배치된 완충 팁을 포함하는 알츠하이머병 진단 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 막대형 이미지 프로브의 최대 폭은 20 mm 이내인 알츠하이머병 진단 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220046113A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 이화여자대학교 산학협력단 광 프로브

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2847615B1 (en) 2012-05-09 2019-04-03 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound transducer arrays with variable patch geometries
KR102305828B1 (ko) * 2019-09-27 2021-09-30 주식회사 엔서 치매 진단장치 및 시스템

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6507747B1 (en) * 1998-12-02 2003-01-14 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for concomitant structural and biochemical characterization of tissue
US20040051020A1 (en) * 2002-09-16 2004-03-18 Hopkins Pennington S. Support device for crutch or cane
WO2005111609A2 (en) * 2004-04-19 2005-11-24 Department Of Veterans Affairs Methods for rapid screening of mad cow disease and other transmissible spongiform encephalopathies
US7711416B1 (en) * 2004-05-24 2010-05-04 Volcano Corporation Measurement of neural functionality using phase sensitive optical reflectometry
JP2007225392A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Spectratech Inc 光干渉装置
US20070232873A1 (en) * 2006-03-16 2007-10-04 The Board Of Regents Of The University Of Texas Syatem Noninvasive, accurate glucose monitoring with oct by using tissue warming and temperature control
US20090043211A1 (en) * 2007-03-28 2009-02-12 Albert Ting Mems based optical coherence tomography probe
US7952718B2 (en) * 2007-05-03 2011-05-31 University Of Washington High resolution optical coherence tomography based imaging for intraluminal and interstitial use implemented with a reduced form factor
FR2959305B1 (fr) * 2010-04-26 2014-09-05 Nanotec Solution Dispositif optique et procede d'inspection d'objets structures.
US9678007B2 (en) * 2011-10-14 2017-06-13 Northwestern University Biological tissue analysis by inverse spectroscopic optical coherence tomography

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220046113A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 이화여자대학교 산학협력단 광 프로브

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