KR20200134769A - Apparatus and method for estimating guidewire contact status - Google Patents

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KR20200134769A
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Abstract

The present invention relates to a system for controlling a catheterization device. According to an embodiment of the present invention, the system may comprise: a grip for fixing a guidewire; at least one vibration sensor disposed on a contact surface between the grip and the guidewire, sensing vibration transmitted from the guidewire during a procedure, and converting the vibration into an electrical signal; and a processor which filters a predetermined frequency band of interest from the electrical signal and determines whether the filtered signal includes at least one abnormal frequency for more than a threshold value.

Description

가이드와이어 접촉상태 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING GUIDEWIRE CONTACT STATUS}Guidewire contact state estimation device and method {APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING GUIDEWIRE CONTACT STATUS}

수술 장치 및 방법에 연관된다. 보다 상세하게는 카테터(Catheter) 수술시에 사용되는 가이드와이어(Guidewire)의 접촉 상태를 추정하는 장치 및 방법에 연관된다.Related to surgical devices and methods. More specifically, it relates to an apparatus and method for estimating a contact state of a guidewire used in catheter surgery.

심혈관 또는 말초혈관 질환을 치료하기 위해 카테터를 이용한 중재적 시술에서 삽입된 시술 기구의 위치를 파악하기 위해 시술 중 엑스레이 촬영 등을 하는데 방사능 노출의 위험을 제거하고 보다 정밀하고 정확하게 카테터를 삽입하기 위해 원격제어 로봇 시스템이 개발되고 있다.In an interventional procedure using a catheter to treat cardiovascular or peripheral vascular disease, X-rays are taken during the procedure to determine the location of the inserted procedure. To remove the risk of exposure to radiation and to insert the catheter more accurately and accurately Control robot systems are being developed.

시술과정에서 가이드 와이어 등이 혈관벽 또는 분지점에 접촉하는 경우, 숙련된 의료진에 의한 시술에서는 손끝으로 미세한 감각을 느껴 인지할 수 있다. 반면에 사람과 달리 로봇을 사용할 때는 단순 접촉이 아닌 상대적으로 큰 힘으로 접촉하는 경우와 같은 상황을 인지할 수 있는 장치나 방법이 부족하다.When a guide wire or the like contacts a blood vessel wall or a branch point during the procedure, in the procedure by an experienced medical staff, a fine sensation can be felt and recognized with the fingertips. On the other hand, unlike humans, when using a robot, there is a lack of a device or method capable of recognizing situations such as contact with a relatively large force rather than a simple contact.

한국 등록특허 10-1549528호 (등록일자 2015년08월27일)는 촉감을 제공하는 내시경 장치를 제시한다. 내시경 삽입부에 가해지는 접촉을 감지하고 촉감을 발생시키는 장치에 관한 발명이다.Korean Patent Registration No. 10-1549528 (registration date August 27, 2015) proposes an endoscopic device that provides tactile sensation. The present invention relates to a device that senses a touch applied to an endoscope insertion part and generates a tactile sensation.

일실시예에 따르면 카테터 시술 장치를 제어하는 시스템에 있어서, 가이드와이어를 고정하는 그립; 상기 그립과 상기 가이드와이어의 접촉면에 배치되며, 시술 중에 상기 가이드와이어로부터 전달되는 진동을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 적어도 하나의 진동 센서; 및 상기 전기적 신호에서 미리 지정된 관심 주파수 대역을 필터하여, 필터된 신호가 적어도 하나의 이상 주파수를 임계치 이상 포함하는지의 여부를 결정하는 프로세서를 포함하는 시스템이 개시된다.According to an embodiment, there is provided a system for controlling a catheter treatment apparatus, comprising: a grip for fixing a guide wire; At least one vibration sensor disposed on a contact surface between the grip and the guide wire, sensing vibration transmitted from the guide wire during a procedure and converting it into an electrical signal; And a processor that filters a predetermined frequency band of interest from the electrical signal to determine whether the filtered signal includes at least one abnormal frequency by a threshold or more.

다른 일실시예에 따르면 상기 미리 지정된 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어의 디스털 엔드가 상기 시술 중 혈관에 충돌하는 것에 대응하는 제1 주파수 대역 및 상기 디스털 엔드가 상기 혈관의 내벽을 긁는 것에 대응하는 제2 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 시스템이 제시된다.According to another embodiment, the predetermined frequency band of interest corresponds to a first frequency band corresponding to the collision of the distal end of the guide wire to the blood vessel during the procedure, and the distal end corresponding to scratching the inner wall of the blood vessel. A system is presented that includes at least one of the second frequencies.

또 다른 일실시예에 따르면 상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 길이에 대응하여 조정되는 시스템도 가능하다.According to another embodiment, a system in which the frequency band of interest is adjusted according to the length of the guide wire is inserted.

다른 일실시예에 따르면 상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 상기 길이가 길어질수록 상기 주파수 대역은 넓게 조정되는 시스템이 개시된다.According to another embodiment, a system in which the frequency band is adjusted to be wider as the length of the guide wire is inserted and progressed becomes longer.

일측에 따르면 상기 관심 주파수 대역은 서로 다른 가이드와이어에 대해서 별도로 지정되어 있는 것인 시스템이 개시된다.According to one side, the system of interest is disclosed in which the frequency bands of interest are separately designated for different guide wires.

다른 일측에 따르면 상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어를 이용하여 미리 실험을 거쳐 결정되는 정보인 시스템도 가능하다.According to the other side, a system in which the frequency band of interest is information determined through an experiment in advance using the guide wire is also possible.

또 다른 일측에 따르면 상기 프로필은 상기 실험을 하면서 기계 학습을 수행하여 생성되는 정보인 시스템이 제시된다.According to another aspect, a system is presented in which the profile is information generated by performing machine learning while performing the experiment.

다른 일측에 따르면 상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어가 삽입되는 혈관의 종류, 상기 혈관의 굵기, 상기 혈관의 구부러짐에 따른 각도 정보, 및 상기 혈관 벽과 상기 가이드와이어 사이의 마찰 정도 중 적어도 하나의 파라미터에 따라 조정되는 시스템이 개시된다.According to the other side, the frequency band of interest is at least one parameter of a type of a blood vessel into which the guide wire is inserted, a thickness of the blood vessel, angle information according to the bend of the blood vessel, and a degree of friction between the vessel wall and the guide wire. A system that is tuned according to is disclosed.

일실시예에 따르면 컴퓨터에 의해 수행되는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 진동 센서가 그립과 가이드와이어의 접촉면에 배치되며, 시술 중에 상기 가이드와이어로부터 전달되는 진동을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 단계; 상기 전기적 신호에서 미리 지정된 관심 주파수 대역을 필터하는 단계; 및 필터된 신호가 적어도 하나의 이상 주파수를 임계치 이상 포함하는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법이 개시된다.According to an embodiment, in the method of controlling a catheter treatment apparatus performed by a computer, at least one vibration sensor is disposed on a contact surface between the grip and the guide wire, and an electrical signal by sensing vibration transmitted from the guide wire during the procedure. Converting to; Filtering a predetermined frequency band of interest from the electrical signal; And determining whether the filtered signal includes at least one abnormal frequency or more than a threshold. A method of controlling a catheterization apparatus is disclosed.

다른 일실시예에 따르면 상기 미리 지정된 관심 주파수 대역은, 상기 가이드와이어의 디스털 엔드가 상기 시술 중 혈관에 충돌하는 것에 대응하는 제1 주파수 대역 및 상기 디스털 엔드가 상기 혈관의 내벽을 긁는 것에 대응하는 제2 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법도 개시된다.According to another embodiment, the pre-designated frequency band of interest corresponds to a first frequency band corresponding to the collision of the distal end of the guide wire to the blood vessel during the procedure and the scratching of the inner wall of the distal end of the blood vessel. Also disclosed is a method of controlling a catheter treatment device including at least one of the second frequencies.

또 다른 일실시예에 따르면 상기 관심 주파수 대역은, 상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 길이에 대응하여 조정되는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법이 가능하다.According to another embodiment, the frequency band of interest may be a method of controlling a catheter treatment apparatus that is adjusted according to the length of the guide wire being inserted.

일측에 따르면 상기 카테터 시술 장치를 제어하는 방법들을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체도 개시된다.According to one side, a computer-readable recording medium recording a program for executing methods for controlling the catheter treatment apparatus on a computer is also disclosed.

도 1은 일실시예에 따른 가이드와이어 접촉 상태 추정 시스템을 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 가이드와이어의 진동을 센싱하는 진동 센서를 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 측정 신호의 패턴을 분석하는 과정을 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 가이드와이어의 저항력 및 형상 변형을 센싱하는 센서를 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 측정 신호의 패턴을 분석하는 다른 과정을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 가이드와이어의 접촉 상태를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 shows a guide wire contact state estimation system according to an embodiment.
2 illustrates a vibration sensor for sensing vibration of a guide wire according to an embodiment.
3 illustrates a process of analyzing a pattern of a measurement signal according to an embodiment.
4 illustrates a sensor for sensing resistance force and shape deformation of a guide wire according to an exemplary embodiment.
5 shows another process of analyzing a pattern of a measurement signal according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of estimating a contact state of a guide wire according to an exemplary embodiment.

이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technology field, but there may be other terms depending on the development and/or change of technology, customs, preferences of technicians, and the like. Therefore, terms used in the following description should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as exemplary terms for describing embodiments.

또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, detailed meanings will be described in the corresponding description. Therefore, terms used in the following description should be understood based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not just the name of the term.

도 1은 일실시예에 따른 가이드와이어 접촉 상태 추정 시스템을 도시한다. 일실시예에 따른 가이드와이어 접촉 상태 추정 시스템은, 가이드와이어(120), 센싱부(130), 구동부(140) 및 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다.1 shows a guide wire contact state estimation system according to an embodiment. The guide wire contact state estimation system according to an embodiment may include a guide wire 120, a sensing unit 130, a driving unit 140, and a processor (not shown).

가이드와이어(120)는 예시적으로 그러나 한정되지 않게 혈관 내에 카테터를 삽입하기 위해 먼저 삽입되어 카테터를 가이드 할 수 있다. 가이드와이어(120)를 혈관 내에 삽입하는 경우, 상기 가이드와이어(120)의 팁이 분지혈관 등에서 막힌 경우에 지속적으로 힘을 가하면 혈관 내에 손상이 발생할 수 있다. 특히 심장 혈관에서 손상이 발생하면 환자에게 치명적일 수 있기 때문에 상기 가이드와이어(120)의 접촉을 판단하는 것은 중요하다.The guide wire 120 may be inserted first to guide the catheter in order to insert the catheter into the blood vessel, but is not limited thereto. In the case of inserting the guide wire 120 into a blood vessel, if the tip of the guide wire 120 is blocked in a branch blood vessel or the like, continuous application of force may cause damage to the blood vessel. In particular, it is important to determine the contact of the guide wire 120 because damage to the cardiovascular system may be fatal to the patient.

가이드와이어(120)의 팁이 혈관 내부 영역(110)에서 혈관 벽 등에 접촉하게 되는 경우에 상기 가이드와이어(120)를 따라 진동이 미세한 진동이 전달된다. 센싱부(130)에서는 상기 가이드와이어(120)의 팁에서 발생한 접촉을 진동을 통해 측정할 수 있다.When the tip of the guide wire 120 comes into contact with a blood vessel wall or the like in the inner region 110 of the blood vessel, a fine vibration of vibration is transmitted along the guide wire 120. The sensing unit 130 may measure a contact generated at the tip of the guide wire 120 through vibration.

도 1에서는 예시적으로 복층으로 구성되는 박막을 이용한 센싱부(130)를 도시한다. 구체적으로, 복층으로 구성되는 박막을 통과하는 가이드와이어(120)는 상기 박막에 물리적으로 미세한 변형을 가하고, 상기 박막의 미세 변형은 센서에 의해 전기적 신호로 변환되어 측정된다.1 shows a sensing unit 130 using a thin film configured as an exemplary multilayer. Specifically, the guide wire 120 passing through the thin film composed of a multilayer physically applies a fine deformation to the thin film, and the fine deformation of the thin film is converted into an electrical signal by a sensor and measured.

이 경우에 복층의 박막은 상기 가이드와이어가 통과하는 틈새를 포함할 수 있다. 또한 상기 복층의 박막 중 제1 박막의 틈새는 제1 방향으로 길게 연장되는 형태일 수 있고, 제2 박막의 틈새는 상기 제1 방향에 실질적으로 수직한 제2 방향으로 길게 연장되는 형태일 수 있다. 이는 예시적일뿐 통상의 기술자에 의해 변형 가능한 범위에서 틈새의 방향 및 각도는 조절이 가능하다.In this case, the multilayered thin film may include a gap through which the guide wire passes. In addition, a gap of the first thin film among the multilayered thin films may be elongated in a first direction, and a gap of the second thin film may be elongated in a second direction substantially perpendicular to the first direction. . This is merely exemplary, and the direction and angle of the gap can be adjusted within a range that can be deformed by a person skilled in the art.

상기 틈새의 방향을 다르게 배치하거나, 틈새의 길이를 변형함으로써 다양한 방향에서 발생하는 가이드와이어의 물리적 변화를 센싱할 수 있다.By arranging the direction of the gap differently or changing the length of the gap, a physical change of the guide wire occurring in various directions may be sensed.

프로세서는 상기 센싱부(130)에 의해 측정되는 전기적 신호를 이용하여 가이드와이어(120)의 팁이 혈관 등에 접촉하는 형태가 통상적인 접촉인지 아니면 비정상적인 접촉인지를 판단할 수 있다. 접촉 형태의 판단 과정은 도 6에서 상세히 설명한다.The processor may determine whether a form in which the tip of the guide wire 120 contacts a blood vessel or the like is a normal contact or an abnormal contact using the electrical signal measured by the sensing unit 130. The process of determining the contact type will be described in detail in FIG. 6.

도 2는 일실시예에 따른 가이드와이어의 센싱부를 상세하게 도시한다. 상기 센싱부는 제1 박막(231)과 제2 박막(232)을 포함할 수 있다. 일실시예에서 가이드와이어(220)는 상기 제1 박막(231)과 제2 박막(232)을 통과할 수 있다.2 shows in detail a sensing unit of a guide wire according to an embodiment. The sensing unit may include a first thin film 231 and a second thin film 232. In one embodiment, the guide wire 220 may pass through the first thin film 231 and the second thin film 232.

센싱부는 가이드와이어(220)의 팁이 혈관 벽면을 긁거나 굽어진 혈관을 지나면서 생기는 통상적인 접촉 상태에 의한 진동을 센싱할 수 있고, 상기 가이드와이어(220)의 팁이 혈관의 일측에 부딪혀 압력을 받는 경우와 같은 비정상적인 접촉 상태에 의한 진동을 센싱할 수 있다.The sensing unit can sense vibration caused by a normal contact state that occurs when the tip of the guide wire 220 scratches the vessel wall or passes a curved vessel, and the tip of the guide wire 220 hits one side of the blood vessel and pressure Vibration caused by abnormal contact conditions, such as when receiving a signal, can be sensed.

상기 각각의 경우에 진동의 형태가 다르기 때문에, 센싱부는 상기 제1 박막(231)과 제2 박막(232)을 통해 전달되는 진동 및 물리적 변형을 변형 게이지(Strain guage, 233)를 이용하여 측정할 수 있다.Since the shape of the vibration is different in each case, the sensing unit measures the vibration and physical deformation transmitted through the first thin film 231 and the second thin film 232 using a strain gauge 233. I can.

상기 변형 게이지(233)는 상기 제1 박막(231)과 상기 제2 박막(232)에 배치될 수 있으며, 경우에 따라서는 도 2에서 도시되는 것 처럼 복수 개로 배치될 수 있다. 또한 일실시예에서는 상기 제1 박막(231)과 상기 제2 박막(232)에는 가이드와이어(220)가 통과할 수 있는 틈새가 있으며, 상기 틈새의 길이 방향과 수직한 방향으로 변형 게이지(233)가 배치될 수 있다.The strain gauge 233 may be disposed on the first thin film 231 and the second thin film 232, and in some cases, as shown in FIG. 2, a plurality of strain gauges 233 may be disposed. In addition, in one embodiment, the first thin film 231 and the second thin film 232 have a gap through which the guide wire 220 can pass, and the strain gauge 233 in a direction perpendicular to the length direction of the gap. Can be placed.

예를 들어 제1 박막(231)에 배치되는 변형 게이지는 제1 박막(231)의 틈새 방향인 제1 방향과 수직한 방향으로 배치되고, 제2 박막(232)에 배치되는 변형 게이지는 제2 박막(232)의 틈새 방향인 제2 방향과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 이는 예시적일 뿐 통상의 기술자가 배치 방향 등을 변경하는 것도 가능하다.For example, the strain gauge disposed on the first thin film 231 is disposed in a direction perpendicular to the first direction, which is a gap direction of the first thin film 231, and the strain gauge disposed on the second thin film 232 is a second The thin film 232 may be disposed in a direction perpendicular to the second direction, which is a gap direction. This is only exemplary, and it is possible for a person skilled in the art to change the arrangement direction and the like.

일실시예에 따르면, 제1 박막(231), 제2 박막(232) 및 복수의 변형 게이지(233)를 포함하는 센싱부는 가이드와이어와 상기 가이드와이어를 고정하는 그립의 접촉면에 배치될 수 있다.According to an embodiment, the sensing unit including the first thin film 231, the second thin film 232, and the plurality of strain gauges 233 may be disposed on a contact surface between the guide wire and a grip fixing the guide wire.

도 3은 일실시예에 따른 센싱부에 의해 측정되는 신호의 패턴을 분석하는 과정을 도시한다. 가이드와이어를 혈관 내부로 진행시키는 경우에, 가이드와이어의 팁이 접촉되는 형태에 따라 다른 양상의 신호 패턴이 발생할 수 있다.3 is a diagram illustrating a process of analyzing a pattern of a signal measured by a sensing unit according to an exemplary embodiment. When the guide wire proceeds into the blood vessel, a signal pattern of a different aspect may occur depending on the shape in which the tip of the guide wire comes into contact.

프로세서는 일실시예에 따라 측정되는 신호의 패턴(310)으로부터 통상적인 접촉 상태와 비정상적인 접촉 상태를 구분할 수 있다. 통상적인 접촉 상태는 미리 지정되는 범위 내에서의 진폭 또는 주파수를 갖는다. 반면에 비정상적인 접촉 상태는 미리 지정되는 범위를 초과하는 진폭 또는 주파수를 갖는다.The processor may distinguish between a normal contact state and an abnormal contact state from the measured signal pattern 310 according to an exemplary embodiment. Typical contact conditions have an amplitude or frequency within a predetermined range. On the other hand, abnormal contact conditions have an amplitude or frequency exceeding a predetermined range.

구체적으로, 도 3의 우측 분석된 신호를 보면, 320 영역에 비해 330 영역에서 아래 방향으로 큰 진폭을 갖고 주파수가 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서 통상적인 접촉 상태에서 혈관을 따라 진입하는 가이드와이어는 미리 지정되는 범위 내의 진폭 및 주파수를 갖고, 비정상적 접촉 상태에서는 미리 지정되는 범위를 초과하는 진폭 또는 주파수를 가질 수 있다. 따라서 프로세서는 측정되는 신호의 패턴(310)을 분석함으로써 가이드와이어의 접촉 상태를 추정할 수 있다.Specifically, looking at the analyzed signal on the right side of FIG. 3, it can be seen that the frequency is low with a larger amplitude in the downward direction in the 330 region than in the 320 region. Accordingly, the guide wire entering the blood vessel in a normal contact state may have an amplitude and frequency within a predetermined range, and may have an amplitude or frequency exceeding a predetermined range in an abnormal contact state. Accordingly, the processor may estimate the contact state of the guide wire by analyzing the measured signal pattern 310.

진폭과 주파수를 이용하는 방법 이외에, 다른 일실시예에 따르면 측정되는 신호의 크기, 피크 형태, 피크 발생 시간, 피크 기울기 등의 특성을 이용하여 접촉 상태를 판단하는 방법도 가능하다.In addition to the method of using the amplitude and frequency, according to another embodiment, a method of determining the contact state using characteristics such as a magnitude of a measured signal, a peak shape, a peak occurrence time, and a peak slope is possible.

도 4는 일실시예에 따른 가이드와이어의 저항력 및 형상 변형을 센싱하는 구성을 도시한다. 다른 일실시예에서는 가이드와이어의 구동부에서 측정되는 반발력을 측정할 수 있고, 팁 부분의 접촉에 의해 전달되는 형상 변화를 측정하는 센서를 통해 접촉 상태를 추정하는 방법도 가능하다.4 shows a configuration for sensing resistance force and shape deformation of a guide wire according to an embodiment. In another embodiment, it is possible to measure the repulsive force measured by the driving part of the guide wire, and a method of estimating the contact state through a sensor that measures the shape change transmitted by the contact of the tip portion.

구체적으로 도 4를 살펴보면, 가이드와이어(420)의 팁이 혈관의 일측에 접촉되는 경우에 상기 가이드와이어(420)의 형태가 변형된다. 상기 가이드와이어의 변형을 측정하는 형상 변형 센서(430)에 의해 변형의 정도를 측정할 수 있다. 또한 구동부(440)에서는 접촉에 의한 반발력을 측정할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 4, when the tip of the guide wire 420 contacts one side of the blood vessel, the shape of the guide wire 420 is deformed. The degree of deformation may be measured by a shape deformation sensor 430 that measures deformation of the guide wire. In addition, the driving unit 440 may measure a repulsive force due to contact.

즉, 일실시예에서 프로세서는 상기 형상 변형 센서(430)에서 측정되는 가이드와이어(420)의 변형률과 구동부(440)에서 측정되는 반발력을 이용하여 가이드와이어의 팁이 혈관에 접촉하는 형태가 통상적인 접촉인지 비정상적인 접촉인지를 추정할 수 있다.That is, in one embodiment, the processor uses the deformation rate of the guide wire 420 measured by the shape deformation sensor 430 and the repulsive force measured by the driving unit 440 to make the tip of the guide wire in contact with the blood vessel. You can estimate whether it is a contact or an abnormal contact.

도 5는 일실시예에 따른 측정 신호의 패턴을 처리하는 과정을 도시한다. 일실시예에 따라 획득하는 신호의 패턴(510)은 전체 영역 신호(520)에서 노이즈를 제거하고 타겟 영역(530)을 필터링함으로써 획득될 수 있다. 또한 신호 패턴의 크기가 문턱 값(540) 이상인 경우에 이 영역이 도 3에서 설명한 비정상적인 접촉 상태에 대응할 수 있다.5 illustrates a process of processing a pattern of a measurement signal according to an embodiment. The acquired signal pattern 510 according to an exemplary embodiment may be obtained by removing noise from the entire area signal 520 and filtering the target area 530. Also, when the size of the signal pattern is greater than or equal to the threshold value 540, this area may correspond to the abnormal contact state described in FIG. 3.

즉, 측정 신호의 주파수를 분석하여 고주파 영역의 노이즈를 제거하고, 특정 주파수 영역의 신호 중 미리 지정되는 문턱(Threshold) 값 이상인 경우를 비정상 접촉으로 추정할 수 있다.That is, by analyzing the frequency of the measurement signal, noise in the high-frequency region is removed, and a case in which the signal in the specific frequency region is greater than or equal to a predetermined threshold value may be estimated as an abnormal contact.

도 6은 일실시예에 따른 가이드와이어의 접촉 상태를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 일실시예에 따른 가이드와이어의 접촉 상태를 추정하는 방법은 가이드와이어가 삽입되는 단계(610), 센서가 진동을 감지하는 단계(620), 전기적 신호로 변환하는 단계(630), 주파수 대역을 필터링하는 단계(640) 및 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계(650)를 포함할 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method of estimating a contact state of a guide wire according to an exemplary embodiment. A method of estimating the contact state of a guide wire according to an embodiment includes: inserting the guide wire (610), detecting vibration by a sensor (620), converting it to an electrical signal (630), filtering a frequency band. It may include a step 640 of performing and a step 650 of determining whether or not the threshold value is higher.

가이드와이어가 삽입되는 단계(610)는 구동부(또는 로봇)에 의해 가이드 와이어가 삽입되는 단계이다. 구동부는 가이드와이어를 물리적인 힘을 이용하여 혈관 내부로 삽입한다. 상기 가이드와이어가 삽입되는 과정에서 혈관과 닿지 않고 진행할 수는 없으므로, 혈관 벽과의 마찰 및 접촉이 발생하게 된다.The step 610 in which the guide wire is inserted is a step in which the guide wire is inserted by the driving unit (or robot). The driving unit inserts the guide wire into the blood vessel by using a physical force. Since the guide wire cannot proceed without contacting the blood vessel in the process of being inserted, friction and contact with the blood vessel wall occur.

센서가 진동을 감지하는 단계(620)는 상기 가이드와이어가 혈관 벽과 접촉하는 경우에 발생하는 진동을 센서(또는 센싱부)가 측정하는 단계이다. 상기 센서는 예시적으로 진동 센서일 수 있으며, 경우에 따라서는 다른 센서로 대체되는 방법도 가능하다.In the step 620 of sensing the vibration by the sensor, the sensor (or sensing unit) measures the vibration generated when the guide wire contacts the blood vessel wall. The sensor may be a vibration sensor as an example, and in some cases, a method of being replaced with another sensor is also possible.

상기 센서는 측정한 진동을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 즉, 전기적 신호로 변환하는 단계(630)에서, 가이드와이어에서 발생하는 진동을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 전기적 신호란, 예시적으로 그러나 한정되지 않게 주파수 및 진폭을 갖는 형태의 신호일 수 있다.The sensor may convert the measured vibration into an electrical signal. That is, in step 630 of converting the electric signal, vibration generated in the guide wire may be converted into an electric signal. The electrical signal may be a signal having a frequency and amplitude, for example, but not limited to.

주파수 대역을 필터링하는 단계(640)는 접촉을 판단하기 위해 필요한 주파수 대역을 필터링하는 단계이다. 예를 들어 노이즈 영역을 필터링할 수 있으며, 다른 일실시예에서는 고주파 영역을 필터링하거나 특정 시간대의 주파수를 필터링 할 수 있다.Filtering the frequency band 640 is a step of filtering a frequency band required to determine contact. For example, a noise region may be filtered, and in another embodiment, a high frequency region may be filtered or a frequency in a specific time period may be filtered.

다른 일실시예에 따르면 상기 전기적 신호에서 미리 지정된 관심 주파수 대역을 필터링 할 수 있다. 상기 미리 지정된 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어의 디스털 엔드가 상기 시술 중 혈관에 충돌하는 것에 대응하는 제1 주파수 대역 및 상기 디스털 엔드가 상기 혈관의 내벽을 긁는 것에 대응하는 제2 주파수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another embodiment, it is possible to filter a predetermined frequency band of interest from the electrical signal. The predetermined frequency band of interest is at least one of a first frequency band corresponding to a first frequency band corresponding to a distal end of the guide wire colliding with a blood vessel during the procedure and a second frequency corresponding to a second frequency corresponding to the distal end scratching the inner wall of the blood vessel It may include.

즉, 가이드와이어의 디스털 엔드(또는 팁)가 혈관에 충돌하거나 내벽에 긁는 것에 대응하는 특정 주파수 영역을 미리 관심 주파수 영역으로 설정해 두고 해당 영역에 대응하는지를 이용하여 필터링을 수행할 수 있다. 관심 주파수 영역을 이용하여 필터링하는 경우에는 가이드와이어의 특정 접촉에 대해 프로세서가 신속하게 판단할 수 있다.That is, a specific frequency region corresponding to the dereal end (or tip) of the guide wire colliding with a blood vessel or scratching an inner wall may be previously set as a frequency region of interest, and filtering may be performed using whether it corresponds to the corresponding region. In the case of filtering using the frequency domain of interest, the processor can quickly determine a specific contact of the guide wire.

임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계(650)는 단계 640에 의해 필터링된 신호에서 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계이다. 필터링된 신호가 미리 지정되는 임계치 이상인 경우에는 비정상적인 접촉으로 판단할 수 있고, 상기 임계치 미만인 경우에는 정상적인(또는 통상적인) 접촉으로 판단할 수 있다.The step 650 of determining whether the signal is greater than or equal to the threshold value is a step of determining whether the signal filtered by step 640 is greater than or equal to the threshold value. If the filtered signal is greater than or equal to a predetermined threshold, it may be determined as an abnormal contact, and if it is less than the threshold, it may be determined as a normal (or normal) contact.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (12)

카테터 시술 장치를 제어하는 시스템에 있어서,
가이드와이어를 고정하는 그립;
상기 그립과 상기 가이드와이어의 접촉면에 배치되며, 시술 중에 상기 가이드와이어로부터 전달되는 진동을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 적어도 하나의 진동 센서; 및
상기 전기적 신호에서 미리 지정된 관심 주파수 대역을 필터하여, 필터된 신호가 적어도 하나의 이상 주파수를 임계치 이상 포함하는지의 여부를 결정하는 프로세서
를 포함하는 시스템.
In the system for controlling the catheter treatment device,
A grip for fixing the guide wire;
At least one vibration sensor disposed on a contact surface between the grip and the guide wire, sensing vibration transmitted from the guide wire during a procedure and converting it into an electrical signal; And
A processor that filters a predetermined frequency band of interest from the electrical signal and determines whether the filtered signal includes at least one abnormal frequency or more than a threshold value.
A system comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 미리 지정된 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어의 디스털 엔드가 상기 시술 중 혈관에 충돌하는 것에 대응하는 제1 주파수 대역 및 상기 디스털 엔드가 상기 혈관의 내벽을 긁는 것에 대응하는 제2 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
The method of claim 1,
The predetermined frequency band of interest is at least one of a first frequency band corresponding to a first frequency band corresponding to a distal end of the guide wire colliding with a blood vessel during the procedure and a second frequency corresponding to a second frequency corresponding to the distal end scratching the inner wall of the blood vessel A system comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 길이에 대응하여 조정되는 시스템.
The method of claim 1,
The frequency band of interest is adjusted according to the length of the guide wire being inserted.
 제1항에 있어서,
상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 상기 길이가 길어질수록 상기 주파수 대역은 넓게 조정되는 시스템.
The method of claim 1,
As the length of the guide wire is inserted and the length is increased, the frequency band is adjusted to be wider.
 제1항에 있어서,
상기 관심 주파수 대역은 서로 다른 가이드와이어에 대해서 별도로 지정되어 있는 것인 시스템.
The method of claim 1,
The frequency band of interest is separately designated for different guide wires.
 제1항에 있어서,
상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어를 이용하여 미리 실험을 거쳐 결정되는 정보인 시스템.
The method of claim 1,
The frequency band of interest is information determined through an experiment in advance using the guide wire.
 제6항에 있어서,
상기 프로필은 상기 실험을 하면서 기계 학습을 수행하여 생성되는 정보인 시스템.
The method of claim 6,
The profile is information generated by performing machine learning while performing the experiment.
 제5항에 있어서,
상기 관심 주파수 대역은 상기 가이드와이어가 삽입되는 혈관의 종류, 상기 혈관의 굵기, 상기 혈관의 구부러짐에 따른 각도 정보, 및 상기 혈관 벽과 상기 가이드와이어 사이의 마찰 정도 중 적어도 하나의 파라미터에 따라 조정되는 시스템.
The method of claim 5,
The frequency band of interest is adjusted according to at least one parameter of the type of blood vessel into which the guide wire is inserted, the thickness of the blood vessel, angle information according to the bend of the blood vessel, and the degree of friction between the vessel wall and the guide wire. system.
 컴퓨터에 의해 수행되는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 진동 센서가 그립과 가이드와이어의 접촉면에 배치되며, 시술 중에 상기 가이드와이어로부터 전달되는 진동을 감지하여 전기적 신호로 바꾸는 단계;
상기 전기적 신호에서 미리 지정된 관심 주파수 대역을 필터하는 단계; 및
필터된 신호가 적어도 하나의 이상 주파수를 임계치 이상 포함하는지의 여부를 결정하는 단계
를 포함하는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법.
In the method of controlling a catheter treatment device performed by a computer,
At least one vibration sensor is disposed on a contact surface between the grip and the guide wire, sensing vibration transmitted from the guide wire during a procedure and converting it into an electrical signal;
Filtering a predetermined frequency band of interest from the electrical signal; And
Determining whether the filtered signal includes at least one abnormal frequency or more than a threshold
Method for controlling a catheter treatment device comprising a.
 제9항에 있어서,
상기 미리 지정된 관심 주파수 대역은,
상기 가이드와이어의 디스털 엔드가 상기 시술 중 혈관에 충돌하는 것에 대응하는 제1 주파수 대역 및 상기 디스털 엔드가 상기 혈관의 내벽을 긁는 것에 대응하는 제2 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 9,
The predetermined frequency band of interest is,
A catheter treatment apparatus comprising at least one of a first frequency band corresponding to the distal end of the guide wire colliding with the blood vessel during the procedure and a second frequency corresponding to the distal end scratching the inner wall of the blood vessel. How to control.
 제10항에 있어서,
상기 관심 주파수 대역은,
상기 가이드와이어가 삽입되어 진행한 길이에 대응하여 조정되는 카테터 시술 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 10,
The frequency band of interest is,
A method of controlling a catheter treatment apparatus that is adjusted according to the length of the guide wire being inserted.
 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의
카테터 시술 장치를 제어하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.Any one of claims 9 to 11
A computer-readable recording medium storing a program for executing a method of controlling a catheter treatment apparatus on a computer.
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