KR20030042231A

KR20030042231A - 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법

Info

Publication number: KR20030042231A
Application number: KR1020010072911A
Authority: KR
Inventors: 이정용; 로스토프안드레이; 까냐예프뾰뜨르
Original assignee: 정의창; 주식회사 바이오칸인터내셔날
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-28

Abstract

본 발명은 조직 절편이 탑재된 슬라이드 상에 물리적인 절대 좌표계 설정, 스캐닝을 통한 조직 절편의 이미지 구축, 절제 부위 선정 및 부여 번호에 따른 수거함과의 연동, 절제 경로의 선정, 절제 수행 및 절제 경로에 의거한 절제 조직의 수거라는 순서에 따른 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 관한 것이다.

본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법은 이동 가능한 스테이지에 탑재되며 조직 절편이 고착된 슬라이드 상에 물리적으로 표시된 영점을 영상 인식하여 좌표계의 영점으로 설정하고, 조직 절편을 포착한 영상에 표시된 절제 영역에 대해 상기 영점을 기준으로 한 좌표값을 부여한 상태에서 상기 좌표값에 의거하여 스테이지를 이동시켜 가면서 미세 절제를 수행하도록 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 영점은 슬라이드 상의 조직 절편이 점유하지 않는 부분에 표시되는 것이 바람직하다.

Description

레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법{OPERATION METHOD OF LASER MICRODISSECTION SYSTEM}

본 발명은 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 관한 것으로, 특히 실시간 영상 모드뿐만 아니라 저장 영상 모드에서도 미세 절제를 수행할 수 있도록 한 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 암 연구의 주된 분야는 암의 발달 단계별로 어느 특정 유전자의 이상이 관련되어 있는 지를 밝혀 내는 것인 바, 어떤 종양 고유의 유전자 변화를 DNA 수준에서 알아보려면 대상 조직에서 정상 세포와 종양 세포를 순수하게 분리하는 것이 가장 먼저 이루어져야 할 것이다. 따라서, 이러한 연구에 있어서는 암의 발달 단계에 따라 세포를 선택적으로 얻을 수 있는 정교한 미세 절제 기술이 절대적으로 요구되는 바, 현재 PALM(등록상표임)사 등 여러 회사에서 레이저를 이용한 미세 절제 시스템을 개발하여 활발하게 시판하고 있다. 이러한 레이저 미세 절제 시스템은 생물학적 세포를 가열하지 않고 화학 광분해의 방법으로 미세 절제하는 장비로써 세포를 작게는 1[㎛]의 해상도로 절제할 수 있다.

그러나, 종래의 모든 레이저 미세 절제 시스템은 기준이 되는 절대 좌표 개념을 설정하고 있지 않기 때문에 조직을 실시간으로 촬영한 상태, 즉 실시간 영상 모드 하에서만 절제 작업을 수행할 수 있다는 문제점이 있다. 즉, 종래의 모든 레이저 미세 절제 시스템에 따르면, 절제 영역의 선정자가 미세 절제 시스템이 설치된 물리적인 공간에 머물면서 절제 작업을 해야 한다는 공간적인 제약이 있고, 절제 영역 선정 작업과 절제 작업을 시차를 두고 수행하기가 어렵다고 하는 시간적인 제약이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 슬라이드 상에 표시된 물리적인 영점에 의해 절대 좌표계를 구축하고, 이러한 절대 좌표계에 의거하여 절제 부위 선정 작업과 절제 작업을 수행함으로써 절제 부위 선정 작업과 절제 작업 사이의 시·공간적인 제약을 제거한 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 개략적인 외관 구성도,

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 전기적인 기능 블록도,

도 3은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법을 모듈 단위로 보인 기능 블록도,

도 4는 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 적용될 수 있는 슬라이드의 단면 구조를 개략적으로 보인 도,

도 5는 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 있어서 슬라이드에서 스캔 영역에 대한 총괄 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 플로 차트,

도 6은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 슬라이드 상에 영점을 표시하는 과정을 설명하기 위한 도,

도 7은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 스캔 영역과 국부 영역을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도,

도 8은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 슬라이드에 대해 미세 절제 작업을 수행하는 과정을 설명하기 위한 플로 차트이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: CCD 카메라,2: 대안 렌즈,

3: 레이저 광학 채널,4: 대물 렌즈,

5: 스테이지 상판,5a: 고정 부재,

6: 시료 수거대,

7: 스테이지 하판,8: 콘덴서,

9: 조도 조절 필터,10, 13: 레이저 반사경,

11: 레이저 초점 렌즈,12: 레이저 집광 렌즈군,

14: 레이저 발생기,15: 냉각팬,

16: 할로겐 램프,17: 컴퓨터 본체,

18: 모니터,19: 키보드,

20: 마우스,21: 레이저/스테이지 제어기,

30: 컴퓨터 하드웨어,31: 시스템 제어 소프트웨어,

32: 시스템 하드웨어 제어부,33: 마우스,

34: CCD 카메라,35: 레이저 초점 제어부,

36: 레이저 파워 제어부,37: 레이저빔 스위치,

38: 스테이지 구동부,39: 수거함 구동부,

50: 사용자 I/F 모듈,51: 모자이크 구축 모듈,

52: 탐색 모듈,53: 컷트레이스 모듈,

54: 스테이지 제어 모듈,55: 레이저 제어 모듈,

56: CCD 카메라 제어 모듈,57: 시스템 드라이버 모듈,

58: 이미지 변환 모듈,

70: 슬라이드,72: 투명 유리,

74: 조직 절편,76: 투명 멤브레인,

78: 슬라이드 영점,SA: 스캔 영역

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 개략적인 외관 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 일반적인 구성은 크게 현미경 장치, 현미경 장치의 적소에 설치되며 현미경 장치에 의해 확대된 영상을 포착하는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라, 현미경 장치에 설치되어 조직 절편이 탑재된 슬라이드를 미세 이동시키는 스테이지 장치, 미세 절제된 세포 시료를 수거하는 시료 수거 장치, 레이저 발생 장치, 레이저/스테이지 제어기 및 시스템 전체를 관리하는 컴퓨터 장치를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 현미경 장치는 대안 렌즈(2), 대물 렌즈(4), 조도 조절 필터(9), 콘덴서(8) 및 할로겐 램프(16)를 포함하여 이루어질 수 있는 바, 이러한 구성은 현미경 장치 분야에서 이미 널리 알려진 것이기에 상세한 설명은 생략한다.

스테이지 장치는 다시 슬라이드(미도시)를 탑재하여 슬라이드에 고정된 조직 절편을 미리 정해진 경로로 스캔하거나 세포 시료를 절제하기 위해 슬라이드를 수평 이동시키는 스테이지 상판(5)과 광학 초점을 맞추기 위해 스테이지 상판(5)을 수직 이동시키는 스테이지 하판(7)으로 이루어질 수 있다. 여기에서 스테이지 상판(5)은 도시하지 않은 x축 모터 및 y축 모터에 의해 이동하고, 스테이지 하판(7)은 도시하지 않은 z축 모터에 의해 이동하는데, 스테이지 상판(5)의 각 축에 대한 최소 이동량은 1[㎛] 이하로 될 수 있다.

레이저 발생 장치는 다시 미리 정해진 파장을 갖는 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생기(14), 레이저 발생기(14)에서 발생된 레이저빔이 통과되는 레이저 광학 채널(3), 레이저 광학 채널(3) 내에서 레이저빔을 굴절시키는 레이저 반사경(13), 레이저 집광 렌즈군(12), 레이저 광학 채널(3) 내에서 길이 방향으로이동하여 레이저빔의 초점을 유지하는 레이저 초점 렌즈(11) 및 레이저 초점 렌즈(11)에 의해 초점이 맞추어진 레이저빔을 대물 렌즈(4)를 향해 굴절시키는 반사경(10)을 포함하여 이루어질 수 있다.

레이저/스테이지 제어기(21)는 레이저 발생 장치와 스테이지 장치를 구동하는 하드웨어로 이루어진다.

시료 수거 장치는 시료 수거함이 설치된 채로 스테이지 하판(7)에 이동 가능하게 장착된 시료 수거대(6)와 시료 수거대(6)를 현미경 장치의 광축으로 이동시키는 x축 모터(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있는바, 여러 종류의 세포 시료를 종류별로 분리하여 수거할 수 있도록 시료 수거함을 복수개, 예를 들어 4개 설치하는 것이 바람직하다.

컴퓨터 장치는 중앙 처리 장치, 램(RAM)과 롬 등의 주 메모리와 하드디스크 등의 보조 메모리를 포함하여 이루어진 하드웨어 및 운영 체제와 이미지 처리/관리용 프로그램 등의 소프트웨어가 탑재되어 이루어진 컴퓨터 본체(17), CCD 카메라(1)에서 포착된 실시간 영상 또는 소정의 메모리로부터 읽혀진 저장 영상을 디스플레이하는 모니터(18), 컴퓨터 본체(17)에 연결되어 사용자로부터 필요한 사항을 입력 및 선택받는 키보드(19)와 마우스(20)를 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에서 미설명 부호 15는 레이저 발생 장치에 의해 발생된 열을 식히는 냉각팬을 나타낸다.

전술한 구성에서, CCD 카메라(1)는, 예를 들어 센서의 규격이 11.1[㎜] * 7.9[㎜]이고, 픽셀수가 1666 * 1200이며, 각 픽셀 규격이 7.4[㎛] * 7.4[㎛]가 될수 있을 것이다. 이 경우에, 예를 들어 10배율의 대물 렌즈(4)와 0.74 배율의 카메라 접안 렌즈를 사용할 경우에 1[㎛] * 1[㎛] 크기를 가진 영역은 CCD 카메라(1)의 CCD 센서에서 7.4[㎛] * 7.4[㎛]의 영상으로 나타나고 이것이 모니터 화면에서는 1픽셀이 될 것이다. 이와는 달리 4배율의 대물 렌즈(4)와 0.74 배율의 카메라 접안 렌즈를 사용할 경우에 2.5[㎛] * 2.5[㎛] 크기를 가진 영역은 CCD 카메라(1)의 CCD 센서에서 7.4[㎛] * 7.4[㎛]의 영상으로 나타나고 이것이 모니터 화면에서는 1픽셀이 될 것이다.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 전기적인 기능 블록도인바, 편의상 그 도면 부호를 도 1에 도시한 기구적인 구성에 대한 도면 부호와 달리 부여하고 있음을 밝혀 둔다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 레이저 미세 절제 시스템의 전기적인 기능 블록은 컴퓨터 하드웨어(30), 컴퓨터 하드웨어(30)에 연결된 CCD 카메라(34) 및 사용자 입력 인터페이스로서의 마우스(20), 컴퓨터에 탑재되며 본 발명의 미세 절제 시스템 전체를 총괄적으로 제어하는 시스템 제어용 소프트웨어(31), 레이저 발생 장치, 스테이지 장치 및 시료 수거 장치를 하드웨어적으로 제어하는 시스템 하드웨어 제어부(32), 시스템 하드웨어 제어부(32)와 양방향 통신을 수행하여 주어진 기능을 각각 수행하는 레이저 초점 제어부(35), 레이저 파워 제어부(36), 레이저빔 스위치(37), 스테이지 구동부(38) 및 수거함 구동부(39)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법을 모듈 단위로 보인 기능 블록도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의운용 방법을 모듈 단위로 설명하면, 사용자 인터페이스 모듈(50), 모자이크 영상 구축 모듈(51), 총괄 영상에 대한 탐색 모듈(52), 컷트레이스 모듈(53), 스테이지 제어 모듈(54), 레이저 제어 모듈(55), CCD 카메라 제어 모듈(56), 시스템 드라이버 모듈(57) 및 이미지 변환 모듈(58)을 포함하여 이루어질 수 있다.

사용자 인터페이스 모듈(50)은 사용자로부터 CCD 카메라(1)의 최대 해상도, 대물 렌즈(4)의 확대 배율, 세포 조직의 크기, 스캐닝 영역의 설정이나 절제 영역의 선정 등과 같은 사용자 입력 사항을 인터페이스한다.

모자이크 영상 구축 모듈(51)은 CCD 카메라(1)에 의해 얻어진 국부 영역의 영상을 조합하여 총괄 영상을 모자이크 형태로 나타내는데, 이렇게 얻어진 총괄 영상은 축소된 영상 형태에서 형성되며 축소된 축적으로 전체 영상이 끊기지 않고 연결되도록 만들어진다. 그리고, 축소된 축적은 총괄 영상이 모니터 화면에 적합하게 디스플레이되도록 자동으로 산정된다. 탐색을 위한 총괄 영상 파일은 컴퓨터 메모리에 비트맵이미지(bmp) 파일의 형태로 저장되기 때문에 반복하여 읽어 들이는 것이 가능하다. 즉, 사용자는 마우스를 이용해서 탐색 파일 열기 및 화면 불러오기를 할 수가 있는데, 이 때 세부적 관찰을 위해 화면에 나타나는 일부분을 선택할 수 있다. 선택된 일부분은 뷰 윈도우(view window) 사각창에 탐색 그림으로 나타나게 되는데, 이 때 그 크기는 컴퓨터 모니터의 크기에 따라 자동 산정되어 나타난다. 뷰 윈도우의 특정 위치, 예를 들어 좌측 상단의 모서리점은 총괄 영상에 대한 탐색 모듈(52)을 위한 시작점이 된다.

총괄 영상에 대한 탐색 모듈(52)에서는 세포 영상의 세부 관찰을 위한줌(zoom) 기능을 이용한다. 모자이크 영상 구축 모듈(51)에 지시된 뷰 윈도우 좌표에 따라 사용자에 의해 선택된 영상의 그림 파일 번호가 결정되는데, 이 그림 파일은 예를 들어 1:1 축적으로 컴퓨터 본체의 램에 저장될 수 있다. 이 상태에서 사용자가 줌 버튼을 누름으로써 사용자는 그 축적 비율을 최대 8:1까지 확대할 수 있고, 역시 마우스 조작을 통해 영상을 드래그시켜 영상을 원하는 방향으로 이동시킬 수가 있다. 이 때 인접해 있는 영상(선택한 부분의 옆에 있는 영상) 파일은 이동하는 도중에 자동으로 컴퓨터 본체의 램에 저장되어 현재 선택된 축적으로 모니터 화면에 나타나고, 이 과정에서 필요 없는 영상 파일은 램에서 지워진다.

컷트레이스 모듈(53)은 사용자가 마우스를 조작하여 필요한 수거함을 선택할 수 있도록 하고, 모니터 화면에 나타난 영상에 요구되는 레이저 절단 경로를 그릴 수 있게 한다. 컷트레이스 모듈(53)은 또한 수거함 선택과 동시에 자동으로 세포 시료의 종류에 따른 절단 경로 표시를 위한 색상을 부여한다. 이러한 방법으로 그려진 절단 경로와 절단된 세포 시료가 떨어지게 되는 수거함 사이에 일치가 이루어지게 된다. 한편, 절단 경로는 모니터 화면에서 사용자가 선택한 축적에 따라 세포 영상과 함께 나타나게 되는데, 절단 경로에 대한 좌표는 컴퓨터 메모리, 예를 들어 하드디스크에 저장될 수 있다.

도 4는 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 적용될 수 있는 슬라이드의 단면 구조를 개략적으로 보인 도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 슬라이드(70)는 소정의 크기를 갖는 투명 유리판(72)의 상부에 조직 절편(74)이 놓여지고, 이러한 조직 절편(74)을 투명 멤브레인(76)이 보호하는 구조로 되어 있는데,이러한 슬라이드(70)는 사용 시에 뒤집힌 채로 스테이지 상판(5)에 얹혀지게 된다.

도 5는 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 있어서 슬라이드에서 스캔 영역에 대한 총괄 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 단계 S10에서는 스테이지 상판(5)(이하, 도 5 및 도 8에 도시한 모든 단계에서는 스테이지 상판만이 대상이 되기 때문에 이를 간단하게 "스테이지"라고 한다)을 이동시켜서 광축이 스테이지의 미리 정해진 위치에 놓이도록 하는데, 이 위치는 슬라이드(70)에 표시될 영점(슬라이드 영점)과 관련하여 정해질 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 슬라이드 상에 영점을 표시하는 과정을 설명하기 위한 도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스테이지(5)에는 슬라이드(70)를 정해진 위치에 고정시키는 고정 부재(5a)가 형성되어 있기 때문에 슬라이드(70)는 스테이지(5) 상에서 거의 정해진 위치에 놓일 수 있게 된다.

물론, 이러한 구조 때문에 스테이지(5)의 미리 정해진 위치, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같은 고정 부재(5a)의 직각 교차점을 스테이지(5)의 영점 및 슬라이드(70)의 영점으로 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 세포 시료를 1[㎛] 정도의 작은 해상도로 절제하는 경우에는 고정 부재(5a)와 슬라이드(70) 사이에 미세한 이물질이 개재되거나 또는 진동 등에 의해 고정 부재(5a)와 슬라이드(70) 사이에 미세한 틈이 생기는 경우에는 이들 두 영점이 어긋나게 되어 원하는 영역에 대해 정확한 절제를 수행할 수 없다. 이 때문에 본 발명에서는 슬라이드(70)에 물리적인영점을 표시하여 절제 과정에서 절대 좌표계의 영점으로 취하고 있는데, 이에 의하면 영점이 변하지 않기 때문에 오늘 조직 절편(70)에 대해 총괄 영상을 얻어 절제 영역을 선정하고 절제는 다른 날에 수행하는 경우에도 원하는 영역에 대해 정확한 절제를 수행할 수 있게 된다.

다음으로 단계 S12에서는 스테이지(5)를 미리 정해진 대로 이동시키면서 레이저빔을 조사하여 슬라이드(70) 상에 물리적인 영점(78)을 표시하는데, 이 단계 S12에서 물리적인 영점은 직교하는 십자(+) 표식의 교차점으로 구현될 수 있을 것이다. 더욱이, 이러한 영점(78)은 후에 영상 인식 과정에서의 오류를 줄이기 위해 슬라이드(70) 상에서 조직 절편(74)이 점유하고 있지 않는 부분에 형성하는 것이 바람직하다.

일례로, 스테이지(5)의 영점을 고정 부재(5a)의 직교점으로 하고, 이 점이 실제 슬라이드(70)의 좌측 상단 모서리점이냐에 관계없이 이러한 스테이지(5)의 영점에서 x축 및 y축으로 각각 10[㎜] 떨어진 슬라이드(70) 상의 점을 상기 영점으로 하고, 이를 직교점으로 하는 십자 표식(+)을 표시할 수 있을 것이다. 이렇게 하면 후술하는 절제 과정에서의 슬라이드 영점(78) 인식 시 스테이지(5)의 영점에서 x축 및 y축으로 각각 10[㎜]되는 부분만을 집중적으로 탐색하면 되기 때문에 슬라이드 영점(78)을 쉽고 빠르게 인식할 수 있을 것이다.

다음으로 단계 S14에서는 CCD 카메라에 의해 실시간 영상을 포착하여 모니터 화면상에 디스플레이한 상태에서 사용자로부터 스캔 영역을 입력받는데, 이러한 스캔 영역은 예를 들어 사용자가 마우스를 드래그(Drag)하여 설정하는 사각창의 좌측상단 모서리점과 우측 하단 모서리점을 취하여 정해질 수 있을 것이다. 도 6에서의 일점 쇄선은 사용자로부터 설정된 스캔 영역(SA)을 예시하고 있다.

다음으로, 단계 S16에서는 슬라이드 영점(78)을 기준으로 하여 스캔 영역(SA)의 절대 좌표값을 산출하여 저장하고, 단계 S18에서는 스캔 영역(SA)을 소정의 행렬에 의해 국부 영역 단위로 구획한다. 그리고, 이러한 행렬은 CCD 카메라의 최대 해상도, 대물 렌즈의 확대 배율 또는 조직 절편의 크기 등에 의해 자동으로 결정될 수 있다.

다음으로 단계 S20에서는 스테이지를 이동시켜 가면서 각 국부 영역에 대한 영상을 캡쳐하여 컴퓨터 메모리에 저장하고, 단계 S22에서는 캡쳐된 국부 단위 영상을 총괄하여 모자이크 영상을 구축한 후에 이를 컴퓨터 메모리에 저장하게 된다.

한편, 도 5에 도시한 것과는 달리 절대 좌표계의 영점이 미리 표시된 슬라이드 기판을 사용하여 슬라이드를 제작하는 것도 가능한데, 이 경우에 영점 표시 도구로는 비접촉 도구인 레이저 빔이 사용될 수도 있고, 다이아몬드 커터와 같은 접촉 도구가 사용될 수도 있을 것이며, 경우에 따라서는 염료를 사용하여 표시하는 것도 가능할 것이다. 그리고, 그 표시 위치는 전술한 바와 같이 슬라이드 기판의 미리 정해진 위치, 예를 들어 슬라이드 기판의 좌측 상단 모서리점에서 x축으로 10[㎜], y축으로 10[㎜] 떨어진 지점에 표시할 수 있을 것이다.

한편, 이와 같이 절대 좌표계의 영점이 미리 표시된 슬라이드 기판을 사용하는 경우에는 도 5의 단계 S14 이전에 슬라이드 기판에 표시된 영점을 영상 인식하여 절대 좌표계의 영점으로 세팅하는 과정이 요구되는데, 이에 따라 도 5에 도시된플로 차트의 단계 S12는 영점을 영상 인식하여 절대 좌표계의 영점으로 세팅하는 내용으로 바뀌게 될 것이다.

도 7은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 스캔 영역과 국부 영역을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도로서, 스캔 영역(SA)이 총 8행 * 8열로 구획된 국부 영역으로 이루어진 것을 예시하고 있다. 국부 영상을 캡쳐하는 과정을 좀 더 자세히 설명하면, 예를 들어 스캔 영역(SA)의 좌측 상단 모서리점을 상대 좌표계의 영점으로 하여 제1행 제1열의 국부 영역에 대한 영상 캡쳐를 행한 후에 이를 예를 들어 "파일명1111.JPG"라는 파일로 저장한다. 다음으로는 제1행 제2열에 대응되는 상대 좌표값으로 스테이지를 이동시킨 상태에서 제1행 제2열의 국부 영역에 대한 영상 캡쳐를 행한 후에 이를 예를 들어 "파일명1211.JPG"라는 파일로 저장하며, 이러한 작업을 전체 스캔 영역(SA) 내의 국부 영역에 대해 반복한다. 마지막으로 총괄 영상은 "파일명.BMP"라는 파일로 저장한다.

한편, 도시하지는 않았지만 사용자가 스캔 영역(SA) 내에서 절제 영역을 선정한 경우에는 절제 영역에 대한 스캔 영역(SA) 상에서의 상대 좌표값을 구하여 절제 영역에 대한 종류, 즉 그 절제 경로 표시 색상과 함께 컴퓨터 메모리에 별도의 좌표 파일로 저장하게 된다. 이 경우에 상대 좌표값의 영점도, 예를 들어 스캔 영역(SA)의 좌측 상단 모서리점으로 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에서 슬라이드에 대해 미세 절제 작업을 수행하는 과정을 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 단계 S30에서는 절제 작업을 위해 스테이지 상에 놓인 슬라이드 상에서 영점, 즉 십자 표식(+)을 예를 들어 크루즈 미사일 기술에서 사용되고 있는 상호 탐색(correlation navigation) 방식을 사용하여 인식한 후에 이를 절제 과정에서의 절대 좌표계의 영점으로 세팅한다. 그런데, 슬라이드 영점은 전술한 단계 S12와 관련하여 설명한 방식을 사용하여 쉽고 빠르게 인식할 수 있게 된다.

다음으로 단계 S32에서는 해당 슬라이드에 대응하여 컴퓨터 메모리에 기저장된 스캔 영역의 총괄 영상을 읽어 들이고, 단계 S34에서는 컴퓨터 메모리에 기저장된 스캔 영역(SA)의 절대 좌표값을 읽어 들이고, 단계 S36에서는 스캔 영역(SA) 내에 존재하는 모든 절제 영역을 컴퓨터 메모리에서 읽어 들여 확인한 후에 이를 색상에 의해 종류별로 분류한다.

다음으로 단계 S38에서는 모든 절제 영역의 스캔 영역에 대한 상대 좌표값을 컴퓨터 메모리로부터 읽어 들이고, 단계 S40에서는 첫 번째 종류에 해당하는 수거함을 광축의 직하방으로 이동시킨다. 다시 단계 S42에서는 스테이지를 이동시켜가면서 레이저빔을 조사하여 절제 영역에 있는 세포 시료를 절제하여 수거함에 수집하면서, 단계 S44를 진행하여 동종 세포 시료에 대한 모든 절제 작업이 완료되었는 지를 판단한다.

단계 S44에서의 판단 결과, 동종 세포 시료에 대한 모든 절제 작업이 완료되지 않은 경우에는 다시 단계 S42로 복귀하고, 완료된 경우에는 단계 S46으로 진행하여 모든 종류의 세포 시료에 대한 절제 작업이 완료되었는 지를 판단한다. 단계 S46에서의 판단 결과 모든 종류에 대한 절제 작업이 완료되지 않은 경우에는 단계 S40으로 복귀하고, 모든 종류에 대한 절제 작업이 완료된 경우에는 절제 과정을 종료하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 미세 절제 시스템의 운용 방법에서는 이종과 동종을 번갈아가면서 미세 절제 작업을 수행하지 않고, 동종 세포 시료에 대해 일괄적으로 미세 절제 작업을 수행함으로써 수거함의 이동을 최소화시키기 때문에 절제 작업의 정확도가 증가함과 더불어 미세 절제 작업에 소요되는 시간을 단축시킬 수가 있다.

본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 본 발명에 사용될 수 있는 슬라이드는 전술한 구조 및 재질을 갖는 것 뿐만이 아니라 본 발명의 운용 방법에 지장을 주지 않는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 따르면, 슬라이드 상에 표시된 물리적인 영점에 의해 절대 좌표계를 구축하고, 이러한 절대 좌표계에 의거하여 절제 부위 선정 작업과 절제 작업을 수행함으로써 절제 부위 선정 작업과 절제 작업 사이의 시·공간적인 제약을 제거할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법에 의하면, 어떤 실험자가 임의의 날에 스캔한 총괄 영상 파일을 다른 학자에게 보낸 후에 다른 날에 그 학자가 총괄 영상 위에 절제 영역을 표시한 결과물 파일을 되돌려 받고, 또 다른 날에 결과물 파일에 의거하여 절제를 수행하는 등의 행위가 가능해지는 효과가 있다.

Claims

현미경 장치, 현미경 장치의 적소에 설치되며 현미경 장치에 의해 확대된 영상을 포착하는 CCD 카메라, 현미경 장치에 설치되어 조직 절편이 고착된 슬라이드를 이동시키는 스테이지 장치, 미세 절제된 세포 시료를 수거하는 시료 수거 장치, 현미경 장치의 광축을 향해 레이저빔을 조사하는 레이저 장치 및 관리용 컴퓨터를 포함하여 이루어진 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법에 있어서,

슬라이드를 스테이지 장치 위의 정해진 위치에 탑재하는 단계;

스테이지 장치를 이동시켜 슬라이드 상에 존재하는 영점을 영상 인식하여 절제 작업에 대한 영점으로 설정하는 단계;

슬라이드에 고착된 조직 절편에 대한 총괄 영상 및 상기 총괄 영상에 포함된 절제 영역의 상기 영점을 기준으로 한 좌표값을 컴퓨터의 메모리로부터 읽어 들이는 단계 및

상기 영점을 기준으로 하여 상기 절제 영역의 좌표값에 따라 스테이지 장치를 이동시키면서 레이저빔을 조사하여 세포를 절제하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 총괄 영상의 획득 과정은,

슬라이드를 스테이지 장치 위의 정해진 위치에 탑재하는 단계;

현미경 장치의 광축이 스테이지 장치의 미리 정해진 위치에 오도록 스테이지장치를 이동시키는 단계;

스테이지 장치를 미리 정해진 대로 이동시키면서 슬라이드 상에 레이저빔을 조사하여 상기 영점을 표시하는 단계;

컴퓨터의 모니터 화면 상에서 스캔 영역을 입력받는 단계;

상기 스캔 영역의 좌표값을 상기 영점을 기준으로 산출하여 컴퓨터 메모리에 저장하는 단계;

상기 스캔 영역을 미리 정해진 행렬로 구획하는 단계;

스테이지 장치를 이동시켜가면서 상기 행렬로 구획된 각 국부 영역에 대한 영상을 캡쳐하여 컴퓨터의 메모리에 저장하는 단계 및

캡쳐된 국부 단위 영상을 총괄하여 총괄 영상을 구축한 후에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 영점이 미리 표시된 슬라이드를 사용하고,

상기 총괄 영상의 획득 과정은,

슬라이드를 스테이지 장치 위의 정해진 위치에 탑재하는 단계;

스테이지 장치를 이동시켜서 상기 영점을 영상 인식하여 스캔 작업에 대한 영점으로 설정하는 단계;

컴퓨터의 모니터 화면 상에서 스캔 영역을 입력받는 단계;

상기 스캔 영역의 좌표값을 상기 영점을 기준으로 산출하여 컴퓨터 메모리에 저장하는 단계;

상기 스캔 영역을 미리 정해진 행렬로 구획하는 단계;

스테이지 장치를 이동시켜가면서 상기 행렬로 구획된 각 국부 영역에 대한 영상을 캡쳐하여 컴퓨터의 메모리에 저장하는 단계 및

캡쳐된 국부 단위 영상을 총괄하여 총괄 영상을 구축한 후에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 영점은 슬라이드 상의 조직 절편이 점유하지 않는 부분에 표시되는 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 총괄 영상 내에 상기 절제 영역이 설정된 경우에 상기 절제 영역을 상기 스캔 영역에 대한 상대 좌표값으로 변환하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
제 5 항에 있어서, 시료 수거 장치는 현미경 장치의 광축으로 이동 가능하고 세포 시료의 종류 별로 복수개가 구비된 시료 수거함을 포함하고,

상기 절제 영역은 세포 시료의 종류 별로 구분되게 설정되어 동일 종류의 세포 시료에 대한 절제 작업이 일괄하여 수행될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.
이동 가능한 스테이지에 탑재되며 조직 절편이 고착된 슬라이드 상에 물리적으로 표시된 영점을 영상 인식하여 좌표계의 영점으로 설정하고, 조직 절편을 포착한 영상에 표시된 절제 영역에 대해 상기 영점을 기준으로 한 좌표값을 부여한 상태에서 상기 좌표값에 의거하여 스테이지를 이동시켜 가면서 미세 절제를 수행하도록 된 레이저 미세 절제 시스템의 운용 방법.