KR101495131B1 - 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템 및 이를 이용한 전립선암 진단 방법 - Google Patents
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Abstract
전립선암 진단 시스템이 개시된다. 전립선암 진단 시스템은 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내에 삽입되어 전립선의 이상 유무를 진단하기 위한 전립선암 진단 시스템으로서, 손가락 등에 끼워질 수 있도록 일측에 삽입구를 갖는 골무형 튜브; 상기 골무형 튜브 내면에 부착되어 있고, 상기 골무형 튜브가 피대상물과 접촉될 때 입력되는 압력을 측정하는 센서부; 및 상기 센서부에 의해 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전립선암 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전립선에 접촉에 의해 압력 센서로 입력되는 압력을 측정하여 전립선의 이상 유무를 진단할 수 있는 전립선암 진단 시스템 및 이를 이용한 전립선암 진단 방법에 관한 것이다.
전립선은 고환, 정낭과 함께 생식기능을 가능케 하는 기관 중의 하나로서, 이곳에서 나오는 전립선액은 남성 정액의 액체성분 중 약 1/3을 차지하는바 따라서 전립선에 이상이 발행하면 성기능의 장애를 가져올 수 있으며 배뇨에도 큰 어려움을 느끼게 된다.
국내 전립선암의 발생빈도는 남성인구 10만 명당 2.7명 정도이나 미국에서는 폐암과 함께 남자에게 발생하는 암 중 1~2위에 이르고 있으며, 암 사망 원인의 3위를 차지하고 있는바, 무증상의 환자를 계산하면 전립선암 환자의 수는 훨씬 더 많을 것으로 추정되고 있다.
전립선암의 발생 원인으로는 유전적 요소, 남성호르몬 영향, 음식 및 식습관, 직업, 과거 전립선염을 앓은 적이 있는지의 유무 등이 거론되고 있으나 아직 구체적인 원인자는 확인되고 있지 않다.
전립선암이 국소 암인 경우 별다른 증상이 없으나 어느 정도 진행되면 방광출구 막힘 증상, 급성 요막힘, 혈뇨 및 요실금과 같은 증상을 나타내기도 하며 심하면 신장이 망가져서 신부전에 의한 증상이 있을 수 있으며, 가끔 골 전이에 의한 골 통증이나 척수압박에 의한 신경증상 또는 병적골절이 있어 우연히 발견되기도 하나 전립선암은 다른 암과는 달리 매우 천천히 증식하는 특징을 갖기에 전립선암을 조기에 진단할 수 있다면 치료의 가능성을 훨씬 높일 수 있기 때문에 초기진단의 중요성이 대두 되고 있다.
이러한 전립선암의 존재 여부를 진단하기 위해 실시되는 초기의 검사로서 혈중 전립선-특이항원(Prostate specific antigen; 이하, PSA라 함)의 증가를 검사하는 PSA 검사와, 직장수지검사가 있다.
PSA 검사는 전립선암 진단을 위한 피대상자의 혈액을 채취하여 혈액 내에 존재하는 전립선 특이항원 수치를 확인하는 것으로 전립선의 이상 유무를 진단하기 위한 검사이다. 그런데 PSA 검사에서 확인되는 특이항원 수치는 전립선암이 아닌 다른 여러 요인에 의해서도 영향을 받을 수 있다는 단점이 있다.
직장수지검사는 전립선의 종괴, 비대를 검사하기 위한 것으로 의사가 항문으로 집게손가락을 직장에 삽입하여 직장 벽을 통해 전립선 표면을 촉진하는 것이다. 이러한 직장수지검사는 전립선에 종괴가 존재하거나, 전립선이 비대해진 경우 전립선의 경도가 증가하므로 전립선의 딱딱한 정도를 촉감으로 확인하여 전립선의 이상 유무를 진단하는 것이다. 그런데 직장수지검사는 의사가 직접 손가락을 이용하여 촉진하므로 검사 과정에 불편함이 있고, 전립선의 경도가 증가한 상태의 결절 부분이 잘 만져지지 않는 경우가 빈번하였다.
이러한 상기 각 검사 과정들의 문제로 인해, 상기 각 검사 과정들과 다른 방식으로 전립선암을 진단하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.
종래의 전립선암을 진단하기 위한 기술로서, 대한민국 특허출원 제10-2011-0042158호 "인간의 소변을 검체로 이용하여 전립선암을 진단하는 진단키트 및 그 제조방법"이 있다. 이 특허는 병원 및 가정에서 인간 소변을 검체로 진단 키트를 이용해 소변 중의 PSA 수치의 측정으로 일반 사용자가 자가진단 가능하도록 한 것이다. 그러나 이 특허는 앞서 언급된 바와 같이 특이항원 수치는 전립선암이 아닌 다른 여러 요인에 의해서도 영향을 받을 수 있다는 단점을 여전히 갖는 것이다.
종래의 전립선암을 진단하기 위한 다른 기술로서, 대한민국 특허출원 제10-2008-0080419호 "전립선암 진단 방법 및 장치"가 있다. 이 특허는 환자의 다양한 임상 정보(검사 대상자의 나이, PSA 수치, DRE 수치, 전립선 부피, 전립선의 TZ-부피 및 TRUS 클래스 중 하나 이상)를 입력하여 전립선암으로 의심되는 확률을 출력함으로서 조직 검사 시행 여부 및 전립선암 발병 진단에 도움을 주기 위한 것이다. 그러나 이 특허는 상기 환자의 다양한 임상 정보를 얻기 위한 선행되는 검사 과정들이 요구되며, 상기 다양한 임상 정보를 각각 입력하여야 하는 수고가 따르므로 검사 과정이 복잡하고 불편해지는 문제가 있다.
PSA 검사 및 직장수지검사의 단점을 해결하기 위해 상기 종래의 기술들에 개시된 방법들이 시도되었으나, 앞서 언급된 각 종래 기술들의 단점에 의해, 상기 PSA 검사 및 직장수지검사 각각의 단점에도 불구하고 간단하게 전립선암의 조기진단이 가능하므로 여전히 상기 PSA 검사 및 직장수지검사 방법이 주로 이용되고 있다. 따라서 PSA 검사 및 직장수지검사 방식을 그대로 이용하되, 효과적인 전립선암의 진단이 가능하도록 하는 전립선암의 진단 시스템 및 방법이 요구된다. 이에 대응하여 본 발명은 직장수지검사 방식을 이용하되, 효과적으로 전립선의 이상 유무를 진단할 수 있는 아래와 같은 전립선암 진단 시스템 및 이를 이용한 전립선암 진단 방법이 제공된다.
본 발명은 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내에 삽입되어 전립선의 이상 유무를 진단하기 위한 전립선암 진단 시스템으로서, 손가락 등과 같은 진단 도구에 끼워질 수 있도록 일측에 삽입구를 갖는 골무형 튜브; 상기 골무형 튜브 내면에 부착되어 있고, 상기 골무형 튜브가 피대상물과 접촉될 때 입력되는 압력을 측정하는 센서부; 및 상기 센서부에 의해 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전립선암 진단 시스템이 제공된다.
일 예로, 상기 센서부는 압력 분포 측정 센서로 이루어질 수 있고, 상기 압력 분포 측정 센서는, 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트; 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함한다.
일 예로, 상기 압력측정정보 출력부는, 모니터; 및 상기 압력 분포 측정 센서 및 상기 모니터와 연결되고, 상기 모니터 상에 상기 압력측정정보를 디스플레이하기 위한 콘트롤러를 포함할 수 있다.
이러한 압력측정정보 출력부를 통해 아래의 다양한 방식으로 압력측정정보를 출력할 수 있다.
상기 콘트롤러는 상기 각 커패시터의 정전 용량에 따라 서로 다른 색상이 출력되도록 하여 상기 압력 분포 측정 센서에 입력된 압력 분포를 상기 모니터 상에 디스플레이하도록 구성된 소프트웨어를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 압력 분포 측정 센서로부터 압력측정정보가 입력되면 상기 소프트웨어를 구동시켜서 상기 모니터 상에 압력 분포를 디스플레이할 수 있다.
이와 달리, 상기 콘트롤러는 데이터 처리부를 더 포함하고, 상기 데이터 처리부는 상기 콘트롤러로 입력되는 상기 압력측정정보를 수치화하여 압력측정데이터로 저장하며, 상기 콘트롤러는 상기 압력측정데이터를 상기 모니터 상에 출력할 수 있다.
이와 또 달리, 상기 콘트롤러에는 전립선의 이상 유무의 판단을 위한 미리 입력된 기준 압력분포수치가 입력되어 있고, 상기 콘트롤러는 상기 데이터 처리부를 통해 수치화된 상기 압력측정데이터와 상기 기준 압력분포수치를 비교하여, 상기 압력측정데이터가 상기 기준 압력분포수치보다 높거나 낮은지 여부에 대한 판단이 이루어지도록 설정될 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템은, 상기 골무형 튜브가 피대상자의 항문 내로 삽입되는 과정에서 골무형 튜브의 내면에 부착된 센서부에는 압력이 입력될 수 있고, 입력된 압력은 센서부에서 측정된다. 이러한 초기압력측정정보는 불필요한 정보이며, 상기 골무형 튜브가 항문 내로 삽입된 이후 전립선으로부터 입력되는 압력을 정확하게 측정하기 위해 상기 초기압력측정정보를 제거하는 과정이 필요하다. 이를 위해, 상기 센서부와 연결되고, 상기 골무형 튜브가 상기 피대상자의 항문 내로 삽입되는 과정에서 상기 센서부에 입력된 압력이 측정된 초기압력측정정보를 초기화시키기 위한 리셋부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템은 사람의 손가락 형상을 갖는 조형물을 더 포함하고, 상기 조형물에는 상기 골무형 튜브가 씌워지고, 상기 골무형 튜브 및 상기 조형물 사이에는 상기 센서부가 위치하는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 조형물은 로봇 손가락이고, 상기 로봇 손가락은 복수의 마디를 가져 상기 복수의 마디가 상호간에 관절운동되고, 상기 복수의 마디들은 로봇 손가락의 축방향을 중심으로 하여 로봇 손가락의 원주 방향으로 0도 내지 360도 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 상기 조형물이 상기 로봇 손가락인 경우, 상기 시스템은 상기 로봇 손가락을 구동시키기 위한 제어기를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템은 상기 로봇 손가락의 전방에 설치되는 내시경을 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템을 이용한 전립선암 진단 방법은, 상기 골무형 튜브를 손가락 또는 손가락 형상의 조형물에 장착하여, 상기 센서부의 이상 유무를 진단하는 단계; 상기 센서부가 정상적으로 동작하는 경우, 상기 골무형 튜브를 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내로 삽입하는 단계; 상기 골무형 튜브를 상기 피대상자의 항문 내로 삽입하는 과정에서 측정된 상기 센서부의 초기압력측정정보를 초기화하는 단계; 상기 골무형 튜브 및 상기 센서부를 전립선에 접촉시키는 단계; 상기 센서부가 상기 전립선의 접촉에 의해 상기 센서부로 입력된 압력을 측정하는 단계; 상기 센서부에서 측정된 압력측정정보를 상기 압력측정정보 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 압력 분포 측정 센서를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 압력 분포 측정 센서에 압력이 입력된 상태의 압력 분포를 모니터 상에 출력한 모습을 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 콘트롤러의 데이터 처리부가 압력측정정보를 수치화하여 모니터 상에 출력한 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 이용한 전립선암 진단 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 압력 분포 측정 센서를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 압력 분포 측정 센서에 압력이 입력된 상태의 압력 분포를 모니터 상에 출력한 모습을 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 콘트롤러의 데이터 처리부가 압력측정정보를 수치화하여 모니터 상에 출력한 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 이용한 전립선암 진단 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 이용한 전립선암 진단 시스템 및 이를 이용한 전립선암 진단 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
전립선암의 진단은 직장수지검사로 전립선을 만져보는 것에서부터 시작하게 된다. 이 검사는 전립선의 종괴, 비대를 검사하기 위한 것으로 의사가 항문으로 집게손가락을 직장에 삽입하여 직장 벽을 통해 전립선 표면을 촉진하는 것이다. 이러한 직장수지검사는 초음파 검사 또는 정밀 검사 여부를 판단하기 위한 전립선암 진단의 기초가 되는 과정이다. 본 발명은 이러한 전립선암 진단의 기초 과정에서 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내에 삽입되어 전립선암의 존재 여부를 예측 진단하기 위한 것으로서, 아래와 같은 구성을 갖는 전립선암 진단 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템은, 골무형 튜브(110); 센서부(120); 압력측정정보 출력부(130)를 포함한다.
골무형 튜브(110)는 손가락에 끼워질 수 있도록 골무 형태로 제작된다. 골무형 튜브(110)가 손가락에 끼워지기 위해 통상의 골무 형태와 같이 일측에 삽입구(110a)를 가지며, 손가락 전체에 씌워질 수 있도록 손가락의 길이에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 이러한 골무형 튜브(110)는 전립선암의 진단시 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내에 삽입된다. 따라서 골무형 튜브(110)는 이물감이 없는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 골무형 튜브(110)는 실리콘 재질로 형성될 수 있고, 특별히 이에 제한되지 않는다.
이러한 골무형 튜브(110)를 손가락에 끼우고 상기 피대상자의 항문 내로 손가락을 넣어 전립선을 만져보면서 종괴, 비대 여부와 같은 전립선의 상태를 확인하게 되는데, 이때 종괴가 만져지거나 전립선이 비대해진 경우이면 전립선의 경도는 증가한다. 이러한 경우 전립선의 경도가 증가함에 따라 골무형 튜브(110)와 전립선의 사이에는 평상시보다 높은 압력이 발생된다. 따라서 전립선의 진단에 있어서 골무형 튜브(110)로 입력되는 압력의 정도는 전립선의 이상 유무를 측정하는데 있어 중요한 요소로 작용된다.
이러한 이유에서 골무형 튜브(110)의 내면에는 센서부(120)가 장착된다. 센서부(120)는 골무형 튜브(110)가 전립선 또는 전립선 상에 발생된 종괴와 같은 결절 부분(피대상물)과 접촉될 때 입력되는 압력을 측정하기 위한 구성이다. 센서부(120)는 압력을 측정할 수 있는 모든 종류의 압력 센서를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 압력 분포 측정 센서로 이루어진다. 골무형 튜브(110)는 센서부(120)와 일체로 결합되어 있거나 쉽게 분리되어 골무형 튜브(110)만이 교체 가능하게 제작될 수 있다.
도 2는 압력 분포 측정 센서를 나타내는 도면이다.
압력 분포 측정 센서는 골무형 튜브(110)로 입력되는 압력의 분포를 실시간으로 측정하게 된다. 이러한 압력 분포 측정 센서는 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제1 전극 세트(10); 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제2 전극 세트(20); 및 제1 전극 세트와 제2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함한다.
도 2에서 보는 것처럼, 다수 개의 전극들이 평행하게 일정 간격을 이루며 배열된 전극 세트가 제 1 전극 세트(10)이고, 그 위에 또 다른 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격을 이루며 배열된 전극 세트가 제 2 전극 세트(20)이다. 이러한 제 2 전극 세트(20)는 제 1 전극 세트(10) 위에 배열되며, 이때 제 1 전극 세트(10)와 제 2 전극 세트(20)는 서로 배열 배열 방향이 직교되도록 배열된다. 따라서 교차점들(30)이 생기게 되고, 이러한 교차점들에 각각 커패시터가 설치되어, 압력 분포 측정 센서가 제작된다.
압력 분포 측정 센서는 제 1 전극 세트 및 제 2 전극 세트의 개수에 따라서 교차점의 개수가 달라질 수 있고, 최소 2x2로 4개의 교차점을 가지는 세트가 만들어질 수 있다. 필요에 따라(기판의 크기, 민감도의 정확도 등), 전극 세트의 크기나 개수를 조절하여 적절한 숫자의 커패시터를 포함한 압력 분포 측정 센서의 제작이 가능하다.
이러한 센서를 어레이 센서(array sensor)라고도 하며, 전극이 겹치는 곳에 각각 커패시터를 설치하고, 선별적으로 하나의 행과 열을 스캐닝하여 그 위치에서의 정전 용량, 즉 압력 및 압력 분포를 측정한다. 이때 각각의 엘리먼트로부터 최대 센서 응답을 얻기 위해 고속으로 어레이를 스캐닝한다.
이러한 압력 분포 측정 센서를 통해 측정된 압력측정정보는 압력측정정보 출력부(130)를 통해 출력된다. 압력측정정보 출력부(130)는 상기 압력측정정보를 출력하기 위해, 예를 들면, 모니터(131); 및 콘트롤러(132)를 포함할 수 있다.
모니터(131)는 콘트롤러(132)와 연결되고, 통상의 LCD 또는 LED 모니터 등일 수 있다. 이러한 모니터(131)에는 콘트롤러(132)로 입력된 압력측정정보가 콘트롤러(132)의 제어에 의해 소정의 방식으로 출력된다.
콘트롤러(132)는 압력 분포 측정 센서 및 모니터(131)와 연결되고, 모니터(131) 상에 압력 분포 측정 센서로부터 입력된 압력측정정보를 소정의 방식으로 모니터(131) 상에 출력한다. 이러한 콘트롤러(132)는 압력측정정보를 모니터(131) 상에 출력하기 위한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 소프트웨어는 압력 분포 측정 센서의 각 커패시터의 정전 용량에 따라 서로 다른 색상이 출력되도록 프로그램 된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 소프트웨어는 도 3a 및 도 3b에서 보여지는 바와 같이 각 커패시터가 위치한 지점에 인가되는 압력 정도에 따라 각 커패시터가 위치한 지점을 붉은색/노란색으로 표시하여 상기 모니터 상에 출력할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 붉은색은 압력이 높은 것을 의미할 수 있고, 노란색은 압력이 낮은 것을 의미할 수 있다.
이와 같이 전립선에 접촉되어 압력을 측정하기 위한 센서로서 압력 분포 측정 센서가 이용되고, 이를 표시하기 위해 상기 소프트웨어를 포함하는 콘트롤러(132)가 이용되는 경우, 전립선에 상기 센서부(120)가 접촉되는 부위의 압력 분포 정도를 정확히 확인 및 판단할 수 있다. 예를 들면, 도 3a와 같이 모니터 상에 노란색이 표시되는 경우는 전립선의 이상이 없는 것, 즉 전립선 상에 종괴가 존재하지 않거나 전립선이 비대해진 경우가 아니므로 전립선의 경도가 증가하지 않은 상태로서 센서부(120)로 입력되는 압력이 적은 평상시의 전립선 상태인 것으로 판단될 수 있고, 도 3b와 같이 모니터 상에 붉은색이 표시되는 경우는 전립선의 이상이 있는 것, 즉 전립선 상에 종괴가 존재하거나 전립선이 비대해져서 경도가 증가된 상태로서 센서부(120)로 입력되는 압력이 증가하는 전립선의 이상이 있는 것으로 판단될 수 있다.
한편, 콘트롤러는 데이터 처리부를 더 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 압력 분포 측정 센서로부터 콘트롤러로 입력되는 압력측정정보를 수치화 할 수 있고, 이는 모니터(131) 상에 출력될 수 있다. 이러한 모습의 일 예는 도 4에서 확인할 수 있다. 수치화된 압력측정정보는 저장 가능한 단말기(미도시)에 압력측정데이터로 저장될 수 있다. 상기 단말기는 예를 들면, 통신모듈(유선 또는 무선)을 갖는 PC, 테블릿 PC 등일 수 있다. 이러한 단말기에 저장된 상기 압력측정데이터는 건물, 예를 들면 병원 내에 설비되어 있는 각종 임상 정보가 저장된 중앙 서버로 전송될 수 있다.
이와 같이 콘트롤러가 데이터 처리부를 통해 압력측정정보를 수치화하여 압력측정데이터로 저장하면, 예를 들어, 저장된 압력측정데이터는 전립선의 이상이 있을 때 측정되는 압력측정데이터의 수치범위(이하, 비정상 수치범위라 함.) 및 정상적인 전립선의 상태일 때 측정되는 압력측정데이터의 수치범위(이하, 정상 수치범위라 함.)를 정립함에 있어서 기초가 될 수 있다. 저장된 압력측정데이터를 종합하여 비정상 수치범위 및 정상 수치범위가 정립되면, 이를 토대로 전립선의 이상 유무를 판단함에 있어 기준이 될 수 있는 기준 압력분포수치를 산출할 수 있을 것이다. 상기 기준 압력분포수치가 정해지면 전립선의 이상 유무를 판단함에 있어 더욱 효과적일 수 있다.
예를 들면, 상기 기준 압력분포수치를 콘트롤러에 미리 입력하고, 압력 분포 측정 센서로부터 압력측정정보가 입력되면 데이터 처리부는 압력측정정보를 수치화하고, 콘트롤러(132)는 수치화된 압력측정데이터와 상기 기준 압력분포수치를 비교하여, 압력측정데이터가 기준 압력분포수치보다 높거나 낮은지 여부에 대한 판단 정보를 모니터(131) 상에 디스플레이할 수 있다. 이때, 모니터(131) 상에 출력되는 정보는, 예를 들면, 상기 소프트웨어를 통해 출력되는 이미지, 데이터 처리부를 통해 수치화된 압력측정데이터, 기준 압력분포수치, 상기 판단 정보 모두가 표시될 수도 있고, 상기 판단 정보만이 디스플레이될 수도 있다. 이러한 출력 방식은 예시일 뿐 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 한편 모니터(131) 상에 디스플레이되는 상기 판단 정보는, 예를 들면 '정상' 및 '비정상'과 같은 문자 형태일 수 있고, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같이 기준 압력분포수치가 미리 입력되고 콘트롤러(132)가 상기 기준 압력분포수치를 기준으로 하여 콘트롤러(132)로 입력되는 압력측정데이터의 비교 및 판단이 이루어지도록 설정되는 경우 전립선의 이상 유무를 판단함에 있어 더욱 신속하며, 정확한 판단이 이루어질 수 있다.
이러한 과정들이 실행되기 위해 센서부(120)와 콘트롤러(132)는 데이터 송수신이 가능하여야 하는바, 센서부(120) 및 콘트롤러(132)의 통신은 유선 통신 또는 무선 통신 방식이 이용될 수 있다.
유선 통신의 경우, 센서부(120) 및 콘트롤러(132) 사이에 데이터 송수신이 가능한 데이터 케이블이 연결될 수 있다.
무선 통신의 경우, 센서부(120) 및 콘트롤러(132)는 각각 무선통신모듈을 포함하는 것이 바람직하다. 무선통신모듈은 예를 들면, 블루투스, 지그비(Zigbee), 무선랜 등의 통신 방식이 이용될 수 있다.
한편, 앞서 언급된 바와 같이 골무형 튜브(110)가 피대상자의 항문 내로 삽입되는 과정에서 골무형 튜브(110)의 내면에 부착된 센서부(120)에는 압력이 입력될 수 있고, 입력된 압력은 센서부(120)에서 측정된다. 이러한 초기압력측정정보는 불필요한 정보이며, 골무형 튜브(110)가 항문 내로 삽입된 이후 전립선으로부터 입력되는 압력을 정확하게 측정하기 위해 상기 초기압력측정정보를 제거하는 과정이 필요하다. 이를 위해, 콘트롤러(132)는 리셋부(132a)를 더 포함한다. 일 예로, 리셋부(132a)는 콘트롤러(132)에 장착되는 버튼 형태일 수 있으며, 센서부(120)와 연결될 수 있다. 이러한 경우, 상기 버튼을 누르면 센서부(120)에서 측정된 상기 초기압력측정정보는 초기화될 수 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템은 골무형 튜브(110)를 검사자의 손가락에 끼우고, 검사자가 피대상자의 항문 내로 골무형 튜브(110)를 삽입하여 전립선암의 진단을 실시하게 된다. 이러한 과정은 골무형 튜브(110)를 검사자의 손가락에 간단히 끼울 수 있으므로 전립선암을 검사함에 있어서 큰 어려움이 없으나, 만약 검사자가 골무형 튜브(110)가 씌워진 손가락을 피대상자의 항문 내로 삽입하는 과정이 생략된다면 전립선암의 검사 과정에서 검사자에게 향상된 편의성을 제공할 수 있을 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템은 사람의 손가락 형상을 갖는 조형물(140)을 더 포함할 수 있다. 조형물(140)에는 골무형 튜브(110)가 씌워지고, 골무형 튜브(110) 및 조형물(140) 사이에는 센서부(120)가 위치할 수 있다.
조형물(140)은 로봇 손가락인 것이 바람직하다. 상기 로봇 손가락은 도 1에 도시되어 있다. 상기 로봇 손가락은 복수의 마디를 가지며, 복수의 마디가 상호간에 관절운동 될 수 있다. 도시되지는 않았지만 각 마디의 관절운동을 위해 각 마디들에는, 예를 들면 기어 및 모터 등의 제1 구동수단이 장착될 수 있다. 제1 구동수단은 상기 각 마디들을 관절운동시킬 수 있는 형태이면 충분하고, 이에 특별히 제한은 없다.
또한 로봇 손가락의 복수의 마디들은 로봇 손가락의 축방향을 중심으로 하여 로봇 손가락의 원주 방향으로 0도 내지 360도 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 도시되지는 않았지만 복수의 마디들을 0도 내지 360도 회전시키기 위해 모터 등의 회전동력이 발생되는 제2 구동수단이 장착될 수 있다. 상기 제2 구동수단은 복수의 마디 전체를 회전시킬 수 있는 형태이면 충분하고, 이에 특별히 제한은 없다.
이와 같이 조형물(140)이 로봇 손가락인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템은 로봇 손가락을 구동시키기 위한 제어기를 더 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만 제어기는 로봇 손가락을 구동 및 제어할 수 있도록, 예를 들면 상기 제1 구동수단을 제어하기 위한 제1 조정버튼, 상기 제2 구동수단을 제어하기 위한 제2 조정버튼, 전원버튼 등을 포함하는 형태일 수 있다. 제어기는 로봇 손가락을 제어할 수 있는 형태이면 충분하고, 이에 특별한 제한은 없다.
이러한 로봇 손가락 및 제어기가 이용되는 경우, 전립선암의 진단시 로봇 손가락에 골무형 튜브(110) 및 센서부(120)가 장착된 상태로 로봇 손가락이 항문 내로 삽입된 이후, 제어기를 통해 로봇 손가락의 각 마디를 전, 후로 회전시키거나 로봇 손가락의 복수의 마디 전체를 로봇 손가락의 원주 방향으로 회전시키면서 로봇 손가락에 씌워진 골무형 튜브(110) 및 센서부(120)를 다양한 방향에서 전립선에 접촉시킬 수 있다. 이에 의해 검사자에게 향상된 편의성을 제공할 뿐만 아니라, 전립선 전체 부위에서 누락되는 부위 없이 전립선 전체의 효과적인 진단이 가능할 수 있다.
한편, 로봇 손가락을 이용하는 경우 로봇 손가락의 전방에는 내시경(150)이 설치될 수 있다. 내시경(150)은 로봇 손가락이 항문 내로 삽입된 후 전립선의 상태를 육안으로 확인하는데 이용된다. 일 예로, 내시경(150)은 콘트롤러(132)와 연결될 수 있고, 콘트롤러(132)는 내시경(150)을 통해 촬영된 영상 데이터를 모니터(131) 상에 디스플레이하기 위하여 영상 처리부를 더 포함할 수 있다. 따라서 내시경(150)을 통해 촬영된 영상은 모니터(131) 상에 디스플레이되고, 검사자는 모니터(131) 상에 디스플레이되는 영상을 확인하여 로봇 손가락이 위치한 지점을 육안으로 확인할 수 있고, 이에 따라 로봇 손가락의 위치를 확인하면서 로봇 손가락의 위치 이동 및 로봇 손가락의 구동을 손쉽게 할 수 있다.
한편, 로봇 손가락에 장착되는 골무형 튜브(110) 및 센서부(120)는 다양한 형태로 장착될 수 있다. 일 예로, 센서부(120)가 골무형 튜브(110)의 내면에 부착되어 있고, 센서부(120)가 부착되어 있는 골무형 튜브(110)를 로봇 손가락에 씌워서 장착하는 형태일 수 있다. 이러한 경우, 골무형 튜브(110)의 교체시 골무형 튜브(110) 및 센서부(120) 모두 교체될 수 있다. 다른 예로, 센서부(120)는 로봇 손가락에 고정되어 있고, 골무형 튜브(110)가 로봇 손가락 및 센서부(120)를 덮도록 로봇 손가락에 씌워져서 장착되는 형태일 수 있다. 이러한 경우, 골무형 튜브(110)만이 교체될 수 있다.
또한 로봇 손가락에는 로봇 손가락 전체를 덮는 커버가 일체형으로 설치되어 있을 수 있다. 상기 커버는 도 1에 도시되어 있다. 일 예로, 상기 커버는 사람 손가락 피부와 동일한 촉감을 갖는 실리콘 재질일 수 있다. 로봇 손가락에 커버가 설치되어 있는 경우, 상기 골무형 튜브(110) 및 센서부(120)는 상기 커버 위로 장착될 수 있다.
이상의 설명에서는 조형물(140)이 로봇 손가락으로 구성되는 것으로 설명하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 조형물(140)은 움직임이 없는 사람의 손가락 형상을 갖는 조형물일 수 있다. 이러한 조형물의 경우 전립선암의 진단시 조형물을 검사자가 직접 움직여가면서 전립선의 상태를 진단할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 이용하여 전립선의 이상 유무를 진단하는 과정을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 시스템을 이용한 전립선암 진단 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전립선암 진단 시스템을 이용한 전립선암 진단 방법은, 상기 골무형 튜브를 손가락 또는 손가락 형상의 조형물에 장착하여, 상기 센서부의 이상 유무를 진단하는 단계(501); 상기 골무형 튜브를 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내로 삽입하는 단계(502); 상기 골무형 튜브를 상기 피대상자의 항문 내로 삽입하는 과정에서 측정된 상기 센서부의 초기압력측정정보를 초기화하는 단계(503); 상기 골무형 튜브 및 상기 센서부를 전립선에 접촉시키는 단계(504); 상기 센서부가 상기 전립선의 접촉에 의해 상기 센서부로 입력된 압력을 측정하는 단계(505); 상기 센서부에서 측정된 압력측정정보를 상기 압력측정정보 출력부를 통해 출력하는 단계(506)를 포함한다.
상기 골무형 튜브를 손가락 또는 손가락 형상의 조형물에 장착하여, 상기 센서부의 이상 유무를 진단하는 단계(501)는 전립선의 이상 유무를 정확히 진단하기 위해 실시되는 것이다. 이러한 단계(501)에서 실시되는 센서부(120)의 진단 과정은, 예를 들면 센서부(120)가 골무형 튜브(110)의 내면에 장착된 상태에서 골무형 튜브(110)를 손가락 또는 조형물(140)에 씌운 후, 센서부(120)를 접촉시켜서 압력을 측정하기 위한 센서진단용 기재를 마련하고, 상기 기재에 센서부(120)를 반복적으로 접촉시키면서 센서부(120)로 입력되는 압력을 측정한다. 이때, 센서부(120)에서 측정되는 압력이 정상 또는 비정상인지 여부는, 예를 들면 콘트롤러의 상기 소프트웨어를 통해 모니터(131) 상에 출력되는 붉은색/노란색의 영역이 고르게 분포되어 출력되는지 여부로 확인할 수 있다. 확인 결과, 정상적으로 동작되는 센서부(120)가 장착된 골무형 튜브(110)는 그대로 이용하고, 비정상으로 동작되는 센서부(120)가 장착된 골무형 튜브(110)는 폐기 또는 보관하여 보수할 수 있다.
상기 골무형 튜브를 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내로 삽입하는 단계(502)는, 상기 센서부(120)의 진단 과정을 통해 센서부(120)가 정상적으로 동작하는 경우, 손가락 또는 손가락 형상의 조형물(140)에 장착되어 있는 골무형 튜브(110)를 그대로 피대상자의 항문 내로 삽입한다. 이와 반대로 센서부(120)가 비정상적으로 동작하는 경우, 골무형 튜브(110)를 손가락 또는 손가락 형상의 조형물(140)에 장착한 후 상기 센서부(120)의 진단 과정을 다시 실시하고, 센서부(120)가 정상적으로 동작하는 경우 상기 피대상자의 항문 내로 삽입한다.
상기 골무형 튜브를 상기 피대상자의 항문 내로 삽입하는 과정에서 측정된 상기 센서부의 초기압력측정정보를 초기화하는 단계(503)는, 골무형 튜브(110)가 상기 피대상자의 항문 내로 삽입될 때 센서부(120)에 압력이 입력될 수 있으며, 이때 측정된 초기압력측정정보를 초기화시키는 단계이다. 이 단계(503)에서 초기압력측정정보의 초기화는 콘트롤러(132)에 설치된 리셋부(132a)의 동작에 의해 이루어진다.
상기 골무형 튜브 및 상기 센서부를 전립선에 접촉시키는 단계(504)는, 골무형 튜브(110)가 로봇 손가락에 장착된 경우, 제어기를 통해 로봇 손가락의 각 마디를 회전시키고, 로봇 손가락의 복수의 마디 전체를 로봇 손가락의 축방향을 중심으로 로봇 손가락의 원주 방향으로 회전시키면서 로봇 손가락을 조작하여 골무형 튜브(110) 및 센서부(120)를 전립선에 접촉시킨다.
상기 센서부가 상기 전립선의 접촉에 의해 상기 센서부로 입력된 압력을 측정하는 단계(505)에서 측정된 압력측정정보는 콘트롤러(132)로 입력된다.
상기 센서부에서 측정된 압력측정정보를 상기 압력측정정보 출력부를 통해 출력하는 단계(506)에서는, 콘트롤러(132)가 소프트웨어를 구동시켜서 센서부(120)에서 측정된 압력 분포에 대한 압력측정정보를 붉은색/노란색으로 표시하여 압력 분포 정도를 출력할 수도 있고, 데이터 처리부를 통해 수치화된 압력측정데이터를 출력할 수도 있고, 콘트롤러에 미리 입력되어 있는 기준 압력분포수치와 측정되는 압력측정데이터를 비교 및 판단하여 생성되는 판단 정보를 출력할 수도 있다. 또는 이러한 출력 정보들 모두를 출력할 수도 있다. 상기 출력은 상기 각 정보들이 모니터(131) 상에 디스플레이되는 것을 말한다.
이러한 과정들을 통해 최종 단계(506)에서 모니터(131) 상에 출력되는 센서부(120)를 통한 압력의 측정 결과를 통해 전립선의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있다.
Claims (7)
- 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내에 삽입되어 전립선의 이상 유무를 진단하기 위한 전립선암 진단 시스템으로서,
진단 도구에 끼워질 수 있도록 일측에 삽입구를 갖는 골무형 튜브;
상기 골무형 튜브가 피대상물과 접촉될 때 입력되는 압력을 측정하는 센서부; 및
상기 센서부에 의해 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함하고,
상기 센서부는,
다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트;
다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및
상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함하는
압력 분포 측정 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
전립선암 진단 시스템. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
사람의 손가락 형상을 갖는 조형물을 더 포함하고,
상기 조형물에는 상기 골무형 튜브가 씌워지고, 상기 골무형 튜브 및 상기 조형물 사이에는 상기 센서부가 위치하는 것을 특징으로 하는,
전립선암 진단 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 조형물은 로봇 손가락이고,
상기 로봇 손가락은 복수의 마디를 가져 상기 복수의 마디가 상호간에 관절운동되고,
상기 복수의 마디들은 로봇 손가락의 축방향을 중심으로 하여 로봇 손가락의 원주 방향으로 0도 내지 360도 회전이 가능하게 구성되며,
상기 조형물이 상기 로봇 손가락인 경우, 상기 시스템은 상기 로봇 손가락을 구동시키기 위한 제어기를 더 포함하는,
전립선암 진단 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 로봇 손가락의 전방에 설치되는 내시경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전립선암 진단 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서부와 연결되고, 상기 골무형 튜브가 상기 피대상자의 항문 내로 삽입되는 과정에서 상기 센서부에 입력된 압력이 측정된 초기압력측정정보를 초기화시키기 위한 리셋부를 더 포함하는,
전립선암 진단 시스템. - 전립선암 진단 방법에 있어서,
골무형 튜브, 센서부, 압력측정정보 출력부를 포함하는 전립선암 진단 시스템이 이용되며,
상기 골무형 튜브를 전립선암의 진단을 위한 피대상자의 항문 내로 삽입하여 상기 골무형 튜브 및 상기 센서부를 전립선에 접촉시키는 단계;
상기 센서부가 상기 전립선의 접촉에 의해 상기 센서부로 입력된 압력을 측정하는 단계; 및
상기 센서부에서 측정된 압력측정정보를 상기 압력측정정보 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하며,
상기 센서부는,
다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트;
다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및
상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함하는
압력 분포 측정 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
전립선암 진단 방법.
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