KR20170019312A - 내시경 - Google Patents

Abstract

대장의 굴곡을 보다 확실히 관찰할 수 있는 내시경을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경은, 어안 렌즈를 구비한 촬영 장치가 설치된 선단부, 상기 선단부에 연결되며 복수의 만곡구들로 이루어지는 만곡부, 삽입부 및 조작부를 구비한다. 삽입부는 만곡부와 조작부를 연결하는 부분으로서 삽입부의 적어도 일부가 체강 내로 삽입되거나 체강으로부터 꺼내짐에 따라 선단부 및 만곡부를 체강 내에서 이동시키며, 상기 선단부는 전방을 향하여 돌출하며 전방을 향하여 진행할수록 폭이 감소하는 돌출부을 구비하며, 상기 돌출부의 최선단에 상기 촬영 장치가 설치된다.

Description

내시경 {ENDOSCOPE}

본 발명은 일반적으로 내시경에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대장의 굴곡을 보다 확실히 관찰할 수 있는 내시경에 관한 것이다.

일반적으로 대장 내시경 검사의 핵심 목적은 대장암의 전구 병변인 대장 용종(대장 내벽에 작게 솟은 조직의 일부로 발견이 되면 제거해야 함)을 발견하여 제거함으로써 대장암을 근원적으로 차단하는 것이다. 그러나, 이러한 목적에도 불구하고, 대장 내시경 검사에 따른 용종 발견 실패율은 많게는 30% 가까이 되는 것으로 알려져 있다.

(불충분한 대장 세정 결과로) 대장 내부에 잔변이 남아 있는지 여부, 검사자의 숙련도 내지 성실성, 짧은 검사 시간 등이 대장 용종 발견의 실패 원인들로 거론되나, 용종 발견 실패의 보다 근본적인 원인은 대장의 해부학적 구조에서 비롯된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 대장(3)은 아코디언 구조처럼 많은 굴곡(4)이 형성되어 있다. 대장 내시경 검사에서는, 내시경(1)을 대장(3) 내에 깊숙이 삽입한 후, 대장(3)으로부터 내시경(1)을 회수 방향(P)으로 천천히 꺼내면서 내시경(1)의 전방에 위치한 촬영 장치를 통해 대장 내벽을 관찰한다. 그러나, 이러한 검사 방식에서는 내시경(1)의 전방에 위치한 촬영 장치를 통해서는 대장 내벽의 굴곡(4)의 뒷면(5)을 관찰하기 어렵기 때문에, 굴곡(4)의 뒷면(5)에 형성된 용종은 발견하기 용이하지 않은 문제점이 있다.

이 때문에, 검사자가 내시경을 절곡시켜 굴곡의 뒷면에 형성된 용종을 관찰할 수 있도록 내시경의 절곡 가능 각도를 증가시킨 내시경이 개발되었으나, 내경이 좁은 대장에서 각 굴곡마다 일일이 내시경을 절곡시켜 관찰한다는 것은 현실적으로 거의 불가능하다. 한편 현재 사용되고 있는 대장 내시경 렌즈의 화각(angle of view,畵角)은 140도가 일반적이며 최근에 170도 관찰이 가능한 광각 렌즈를 사용한 대장 내시경도 개발되어 사용되고 있다. 그러나 이 정도의 광각 렌즈로서는 내시경의 측방이나 후방을 관찰할 수 없기 때문에, 굴곡의 뒷면의 병소를 발견하는 데 제약이 완전히 해소되었다고 볼 수 없다.

또한, 내시경의 측방을 관찰할 수 있는 촬영 장치를 구비한 별도의 링을 내시경 선단부의 측면에 설치한 내시경 또는 내시경의 선단부의 측면에 내시경의 측방을 관찰할 수 있는 촬영 장치를 설치한 내시경도 개발되었으나, 이러한 내시경들도 실제 사용에 있어서는 부적합하다.

전방 관찰을 위해 내시경 전면에 설치되는 전방 렌즈에 추가하여, 측방 관찰이 가능하도록 내시경의 측면에 측방 렌즈를 장착하는 경우, 측방 관찰을 위해서는 측면에 한 개의 측방 렌즈를 장착하는 것만으로는 부족하고 적어도 두 개의 측방 렌즈가 측면에 장착되어야 한다. 따라서, 사용자는 각각의 렌즈를 통해 촬영되는 적어도 세 개의 화면을 동시에 관찰해야 하므로, 자칫 화면에 나타난 병소를 인지하지 못할 가능성을 배제할 수 없다. 또한 측방 렌즈로 발견한 병소를 절제하기 위해서는 해당 병소를 정면 렌즈를 통해 확인해야 하는데 측방 렌즈로 확인한 병소를 정면 렌즈로 확인하는 과정이 직관적이지 않아 결코 쉽지 않은 경우들도 많다.

대한민국 공개특허공보 제20-2015-0004082호(2015.11.09. 공개)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대장의 굴곡면에 숨어 있는 병소를 보다 확실히 관찰하며 굴곡이 심한 장에서 안전한 내시경 삽입을 돕는 내시경을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선단부, 상기 선단부에 연결되며 복수의 만곡구들로 이루어지는 만곡부, 삽입부 및 조작부를 구비하는 내시경은, 상기 삽입부는 상기 만곡부와 상기 조작부를 연결하는 부분으로서 상기 삽입부의 적어도 일부가 체강 내로 삽입되거나 상기 체강으로부터 꺼내짐에 따라 상기 선단부 및 상기 만곡부를 상기 체강 내에서 이동시키며, 상기 선단부는 전방을 향하여 돌출하며 상기 전방을 향하여 진행할수록 폭이 감소하는 돌출부를 구비하며, 적어도 하나의 채널구가 상기 돌출부의 표면에 구비되고, 적어도 하나의 조명부가 상기 돌출부의 표면에 구비되고, 어안 렌즈를 구비한 촬영 장치가 상기 돌출부의 최선단에 설치된다.

기존의 평면 렌즈 대신 어안렌즈를 사용함으로써 최대 170도 이내로 제한되는 관찰 시야를 170도를 넘어 180도 이상으로 확대하여 장의 측면뿐 아니라 후면부까지 관찰이 가능하도록 한다. 이렇게 함으로써 대장의 경우 장의 굴곡의 앞면뿐만 아니라 뒷면까지도 용이하게 관찰할 수 있게 됨으로써 기존의 내시경으로는 발견이 어려웠던 굴곡의 뒷면에 있는 병소의 발견율을 획기적으로 높일 수 있다. 또한 예각으로 꺾인 장 부위를 통해 내시경을 삽입하는 과정을 손쉽고 매우 안전하게 해줌으로써 장천공의 위험을 획기적으로 낮출 수 있다.

도 1은 대장 내 내시경 관찰 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 내시경의 정면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 확대 측면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 시스템을 도시한다. 도 3은 내시경(10)의 선단부(100)의 정면도이며, 도 4는 도 2의 A 부분의 확대도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 내시경 시스템은 내시경(10), 광원 장치(20), 공기 공급 장치(30), 물 공급 장치(40), 비디오 프로세서(50), 모니터(60)를 포함할 수 있다.

내시경(10)은 체강(예컨대, 대장) 내에 삽입되어 체강 내의 생체 조직을 관찰하는 장치로서, 뒤에서 상세히 설명한다. 광원 장치(20)는 내시경(10)의 커넥터부(600)에 연결되는 장치로서, 내시경(10)에 설치된 조명부(140)를 제어한다. 비디오 프로세서(50)는 내시경(10)의 커넥터부(600)에 연결되는 장치로서, 내시경(10)의 촬영 장치(160)가 촬영한 화상을 커넥터부(600)를 통해 전달받아 화상 처리한다. 모니터(60)는 비디오 프로세서(50)에 연결되어, 비디오 프로세서(50)에서 처리된 화상을 디스플레이한다. 공기 공급 장치(30), 물 공급 장치(40)는 내시경(10)의 커넥터부(600)에 연결되어 내시경(10)의 세척을 위한 공기 및 물을 각각 공급한다.

내시경(10)은 선단부(100), 만곡부(200), 삽입부(300), 조작부(400), 유니버셜 코드(500) 및 커넥터부(600)를 포함한다.

선단부(100)는 내시경(10)의 맨 선단에 배치된 부분으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 선단부(100)의 전면에는 공기 및 물을 공급하기 위한 렌즈 세척 노즐(120), 빛을 조사하기 위한 조명부(140), 대장 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬영 장치(160), 겸자(forceps) 등을 대장 내부로 삽입할 수 있는 채널구(180)가 설치되어 있다.

상기 렌즈 세척 노즐은 내시경(10) 내부의 관(미도시)에 의해 유니버셜 코드(500), 커넥터부(600)를 거쳐 공기 공급 장치(30), 물 공급 장치(40)에 연결된다. 이에 따라, 촬영 장치(160) 주변의 잔변을 제거하거나 촬영 장치(160)를 세척하기 위해 렌즈 세척 노즐(120)을 통해 물 또는 공기가 분사된다.

조명부(140)는 내시경(10) 내부의 배선(미도시)에 의해 유니버셜 코드(500) 및 커넥터부(600)를 거쳐 광원 장치(20)에 연결되어 연결된다. 이에 따라, 관찰 부위를 조사하기 위해 조명부(140)는 광원 장치(20)에 의해 점등 등이 제어된다.

촬영 장치(160)는 내시경(10) 내부의 배선(미도시)에 의해 유니버셜 코드(500) 및 커넥터부(600)를 거쳐 비디오 프로세서(50)에 연결된다. 촬영 장치(160)는 비디오 프로세서(50)에 의해 구동이 제어되어 관찰 부위를 촬영하며, 촬영된 영상을 전자 신호로 바꾸어 비디오 프로세서(50)에 전송한다. 예컨대, 촬영 장치(160)는, 광학계로 기능하는 렌즈, 렌즈의 결상 위치에 배치되어 관찰 부위를 촬상하는 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자에 의해 촬상 생성된 촬상 신호의 상관 이중 샘플링 처리를 행하는 CDS 회로, CDS 회로에 있어서 처리된 아날로그 촬상 신호를 디지털 촬상 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환 회로로 이루어질 수 있다. 렌즈는 화각이 180도 이상(즉, 180도 이상을 관찰할 수 있는)인 어안 렌즈이다.

채널구(180)는 선단부(100), 만곡부(200), 삽입부(300), 조작부(400)의 내부를 연장하는 기구 채널(401)과 연결되며, 겸자 등의 기구는 기구 채널(401)을 통해 삽입되어 채널구(180)를 통해 대장으로 삽입된다.

선단부(100)의 후방 측에는 만곡부(200)가 연결되는데, 만곡부(200)는 관찰 부위의 형상 및 위치에 따라 선단부(100)를 상하 좌우로 만곡시키는 역할을 수행한다. 만곡부(200)는 서로 연결된 복수의 만곡구(250)들로 이루어지고, 만곡구(250)들은, 삽입부(300)의 내부를 관통하여 조작부(400)의 조절 노브(402)에 연결되는 만곡 와이어(미도시)에 연결된다. 사용자가 조절 노브(402)를 회전시킴에 따라, 만곡 와이어는 당겨지거나 풀리게 되고, 그로 인해 만곡부(200)는 상하좌우로 만곡될 수 있다.

삽입부(300)는 만곡부(200)와 조작부(400)를 연결하는 부분으로서, 가요성 재료로 제작된다. 삽입부(300)는 적어도 그 일부가 체강 내로 삽입되거나 체강으로부터 꺼내짐에 따라, 선단부(100) 및 만곡부(200)를 체강 내에서 이동시키는 역할을 수행한다.

조작부(400)는 만곡부(200)의 만곡을 조절하기 위한 조절 노브(402), 검사 중인 장기 내부로 공기와 물을 공급하는 배관에 설치되어 공기 또는 물의 공급을 조절하는 조절 밸브(403)를 포함할 수 있다. 유니버셜 코드(500)는 조작부(400)와 커넥터부(600)를 연결하는 부분이며, 그 내부에 배선 및 관을 포함한다. 커넥터부(600)는 유니버셜 코드(500) 내의 배선 및 관을 광원 장치(20), 공기 공급 장치(30), 물 공급 장치(40), 비디오 프로세서(50)에 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A 부분을 확대 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 선단부(100)는 전방을 향하여 돌출하며 전방을 향하여 진행할수록 폭이 감소하는 돌출부(110)를 구비한다. 도 4에는 돌출부(110)가 선단부(100)의 일 부분인 것으로 도시되었으나, 돌출부(110)가 전체 선단부(100)를 형성하는 것도 가능하다. 돌출부(110)는, 예컨대, 원뿔 구조 또는 돔 구조일 수 있으며, 따라서 내시경의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 돌출부(110)를 절단한 단면은 원 형상이며, 내시경의 길이 방향 축(A)은 원의 중심을 지나간다. 돌출부(110)의 최선단에는 촬영 장치(160)가 설치된다. 촬영 장치의 렌즈는 어안 렌즈이다. 본 명세서에서 어안 렌즈(fish eye lens)는 화각(θ)이 180도 이상(즉, 180도 이상을 관찰할 수 있는)인 렌즈를 말하며, 따라서 이러한 어안 렌즈를 통해 내시경의 전방뿐만 아니라 측방과 후방까지 하나의 화면으로 촬영 가능하다. 기존의 내시경에서와 같이 촬영 장치가 선단부의 평탄한 면에 설치되는 것이 아니라 전방을 향하여 진행할수록 폭이 감소하는 돌출부(110)의 최선단에 어안 렌즈가 장착되기 때문에, 어안 렌즈로 측방 및 후방 관찰 시 내시경 선단부(100)의 가장자리가 어안렌즈의 시야를 방해하지 않게 된다.

통상 어안 렌즈의 경우 렌즈의 주변부로 갈수록 화상의 왜곡이 심해지나, 이러한 화상의 왜곡 현상은 본 발명에 따른 내시경을 사용하여 장 관찰을 수행하는 데 전혀 문제가 되지 않는다. 왜냐하면 어안 렌즈로 촬영한 화면도 정면은 왜곡이 매우 적고 측방으로 갈수록 왜곡이 심하게 나타나지만 만일 측방에 병소가 발견되면 만곡부(200)를 만곡시켜서 발견된 병소를 선단부(100)의 정면에 위치하게 한 후 절제 등 필요한 조작을 하면 되기 때문이다.

또한 180도 이상의 화각(θ)을 실현할 경우 내시경 삽입 과정에서 장 내강의 진행 방향을 손쉽게 확인할 수 있어 진행 방향이 90도 이상 심하게 꺾인 굴곡을 갖고 있는 에스결장-하행결장 이행부나, 비장 혹은 간의 만곡부 등을 통과할 때 장 천공의 위험을 현저히 낮출 수 있다. 대장 내시경 검사의 제일 심각한 합병증은 내시경 삽입과정에서 발생하는 장 천공인데, 이렇게 장 천공이 발생하는 대부분의 이유는 제한된 화각을 갖고 있는 현재의 내시경으로는 예각으로 꺾여 있는 장의 진행 방향을 직접 확인할 수가 없어 잘못된 방향으로 무리한 힘을 가할 경우 발생하게 된다. 그러나 어안 렌즈를 장착함으로써 180도 이상의 화각을 실현할 경우 예각으로 꺾여 있는 장의 진행 방향도 손쉽게 확인이 가능해 정확한 방향으로 힘을 가할 수 있어 장 천공을 피할 수 있게 된다.

특히, 돌출부(110)가 돔 구조인 경우, 조명부(140)는 돔 구조의 돌출부(110)의 볼록면에 배치되는 것이 바람직하다. 어안 렌즈의 경우 빛이 어안 렌즈로 직접 입사되면 플레어 현상이 일어나게 되는 바, 조명부(140)로부터의 빛이 어안 렌즈에 직접 입사되지 않도록 조명부(140)의 조명 각도(α) 내지 조명 방향을 적절히 설계할 필요가 있으나, 관찰 목적 상 조명부(140)의 조명 각도(α) 내지 조명 방향을 제한하는 것은 바람직하지 않을 수 있을 뿐더러, 이러한 조절만으로는 플레어 현상이 충분히 방지되지 않을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 돌출부(110)의 볼록면에 조명부(140)가 배치되므로, 조명부(140)로부터의 빛이 어안 렌즈로 직접 입사될 가능성이 감소하기 때문에, 플레어 현상이 방지되는 유리한 효과가 있다.

또한, 본 명세서에서 도시되지는 않았지만, 돌출부(110)가 원뿔 구조인 경우에는, 조명부(140)로부터의 빛이 어안 렌즈에 직접 입사되지 않도록 어안 렌즈와 조명부(140) 사이에 차단벽이 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 장치는 내시경의 측방 내지 후방을 관찰할 수 있는 바, 선단부(100)의 측면에 추가적인 조명부를 설치하는 것이 바람직하다.

명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다. 예컨대, 본 발명은 내장 내시경을 위주로 기술되었으나 이에 제한되지 않으며, 위 내시경, 방광경(cystoscope), 기관지경(bronchoscope), 인후두경(pharyngiolaryngoscope), 비경(nasoscope), 이경(otoscope), 복강경(laparoscope)등 다른 의료용 내시경에도 적용될 수 있다.

100: 선단부, 200: 만곡부, 300: 삽입부, 400: 조작부, 500: 유니버셜 코드

Claims (1)

1. 대장의 굴곡면에 숨어 있는 병소의 관찰이 가능하고, 굴곡이 심한 장에서 안전한 삽입을 돕는 내시경.

Images