KR100599491B1 - 수술용 항법장치용 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손잡이, 손잡이의 한쪽에 연결되어 있으며 꺾임부를 가지는 탐침 그리고, 수술용 항법장치가 인식가능하도록 손잡이에 부착되어 있는 마커를 포함하며, 탐침이 회전가능하도록 손잡이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브에 관한 것이다.

수술용 항법장치, 수술용 현미경, 적외선 카메라, 프로브, 탐침

Description

수술용 항법장치용 프로브{PROBE FOR MEDICAL NAVIGATION SYSTEM}

도 1은 수술용 항법장치에 사용되는 종래의 프로브 및 프로브와 수술용 항법장치의 작동을 설명하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 일 예를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 탐침의 동작을 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 탐침의 회전을 가능케 하는 구조의 일 예를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 암의 회전을 설명하는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 보정(calibration)을 개념적으로 설명하는 도면.

본 발명은 수술용 항법장치(medical navigation system)용 프로브(probe)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수술용 현미경의 아래에서도 자유롭게 사용할 수 있 는 수술용 항법장치용 프로브(probe)에 관한 것이다.

도 1은 수술용 항법장치에 사용되는 종래의 프로브 및 프로브와 수술용 항법장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 수술용 항법장치(100)는 적외선 카메라(101)를 통해 프로브(102)에 부착된 적외선 반사구(103)의 위치를 인식함으로써, 수술용 항법장치(100)의 디스플레이(104) 상에, 프로브(102)의 위치로부터 보여지는 환자의 환부(105)를, 수술용 항법장치(100)에 미리 저장되어 있는 3차원 이미지 데이터 상에서의 대응하는 부분(106)으로 나타낸다. 한편, 환자의 환부(105)를 더욱 상세히 관찰하기 위해 수술용 현미경(107)이 사용될 수 있다.

종래의 수술용 항법장치와 수술용 현미경에 사용되는 수술용 항법장치의 프로브는 프로브 자체의 길이가 길어, 수술용 현미경 아래에서 사용하는 데에는 많은 어려움과 불편함을 가지고 있으며, 수술용 현미경 아래에서 사용하더라도 수술용 항법장치에 인식이 잘 안 되는 문제점이 있었다. 즉, 기존의 수술용 항법장치와 수술용 현미경에 사용되는 수술용 항법장치의 프로브의 길이는 30cm 정도로, 작업 거리(Working Distance)가 최대 40cm 정도인 수술용 현미경 아래에서 사용하기에는 불편하며, 긴 길이 때문에 작업 공간이 많이 제한이 되었다. 특히, 신경과 뇌 수술인 경우에는 수술 부위가 환자의 피부에서 수cm 밑에 있기 때문에, 30cm 정도 길이의 프로브를 사용하기 위해서는 수술용 현미경의 위치를 옮겨야 하는 등, 사용에 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수술용 현미경과 함께 사용하더라도 그 사용에 불편이 없는 새로운 형태의 수술용 항법장치용 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 왼손잡이 및 오른손잡이인지에 관계없이 편리하게 사용할 수 있는 수술용 항법장치용 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 손잡이, 손잡이의 한쪽에 연결되어 있으며 꺾임부를 가지는 탐침 그리고, 수술용 항법장치가 인식가능하도록 손잡이에 부착되어 있는 마커를 포함하며, 탐침이 회전가능하도록 손잡이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브를 제공한다.

마커의 인식을 위해 수술용 항법장치가 적외선 카메라를 이용하는 경우에 마커는 적외선 반사구로 이루어지며, 적외선 카메라가 위치를 인식할 수 있도록 일직선상에 놓이지 않는 3개 이상의 적외선 반사구가 손잡이에 부착된다. 이외에도 마커는 스스로 적외선을 발광하는 형태를 취할 수 있으며, 수술용 항법장치가 적외선이 아닌 자기를 통해 손잡이에 위치를 인식하는 장치를 이용하는 경우에는 이에 적합한 형태의 마커가 사용된다.

바람직하게는, 손잡이가 몸체와 몸체의 길이 방향에 대하여 우측 또는 좌측으로 꺾임가능한 암을 포함하며, 마커는 몸체 또는 암에 부착될 수 있다.

또한, 본 발명은 탐침이 손잡이와 연결되는 측에, 탐침을 손잡이 측으로 가압하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브를 제공한다.

또한, 본 발명은 탐침이 손잡이와 연결되는 측에, 회전된 탐침을 손잡이에 대하여 고정하는 톱니를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브를 제공한다.

또한 본 발명은 손잡이, 손잡이의 한쪽에 연결되어 있는 탐침 그리고, 수술용 항법장치가 인식가능하도록 손잡이에 부착되어 있는 마커를 포함하며, 손잡이가 몸체와 몸체의 길이 방향에 대하여 우측 또는 좌측으로 꺾임가능한 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브를 제공한다. 이 경우에도, 마커는 몸체 또는 암에 부착될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 일 예를 나타내는 도면으로, 프로브(1)는 몸체(2)와 암(3)으로 된 손잡이(13), 탐침(4), 그리고 수술용 항법장치에서 프로브(1)의 위치를 인식할 수 있도록 적외선이 반사되는 마커(5; marker)를 포함하며, 탐침(4)은 수술용 현미경 아래에서도 사용이 자유롭도록 꺾임부(12)를 가지며, 꺾임부(12)는 사용에 방해가 되지 않도록 후술하는 바와 탐침(4)이 몸체(2)에 대하여 회전가능하도록 되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 탐침의 동작을 설명하는 도면으로서, 종래의 프로브가 수술용 현미경 아래에서 사용되는 경우에 그 움직이 제한될 뿐만 아니라 제한된 범위에서 움직여야 하므로, 제한된 범위에서 프로브를 움직이다 보면 수술용 항법장치(적외선 카메라)가 프로브를 인식하지 못하는 경우를 발생시킨다(적외선 반사구들이 적외선 카메라가 인식하기 어려운 배치로 될 수 있다). 상기한 문제를 해결하기 위하여, 탐침을 직선으로 짧게 구성하는 방안을 생각해 볼 수 있으나, 프로브의 손잡이와 사용자의 손이 탐침이 지시하고 있는 부분을 가리는 문제가 발생되어 수술용 항법장치에서의 사용 및 수술용 현미경 아래에서의 사용에 적합하지 않으며, 특히 뇌수술 또는 이비인후과 수술과 같이 수술 부위가 환자의 몸 안쪽에 있을 경우에는 더욱 사용이 부적합하다. 이와 달리 본 발명에서는 프로브(1)에 꺾임부(12)를 두어 수술용 현미경 아래에서도 사용자의 시야를 확보한 상태에서 사용이 가능한 한편, 탐침(4)이 몸체(2)에 대하여 회전할 수 있게 함으로써 탐침(4)의 방향 전환을 용이하게 하였을 뿐만 아니라, 탐침(4)의 회전시에도 수술용 항법장치에 의해 프로브(1)가 항상 인식될 수 있도록 하였다.

도 4는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 탐침의 회전을 가능케 하는 구조의 일 예를 나타내는 도면으로서, 탐침(4)의 회전은 탐침(4)을 몸체(2)로부터 당긴 후, 원하는 만큼 회전시킴으로써 이루어지며, 회전된 방향을 고정하기 위한 구조로서 탐침(4)과 몸체(2) 사이에 톱니(6)가 구비되고, 몸체(2) 측에 스프링(7)이 구비될 수 있다. 또한 탐침(4)을 당기고 회전시키기 위해 회전용 손잡이(14)가 구비될 수도 있다. 탐침(4)의 회전을 위해 다양한 구조가 사용될 수 있음을 물론이며, 예를 들어, 이는 탐침(4)을 적당한 힘을 가할 때 회전할 수 있을 정도로 몸체(3)에 끼워맞춤함으로써도 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 암의 회전을 설명하는 도면으로서, 암(3)은 몸체(2)의 길이방향에 대하여 우측으로 또는 좌측으로 회전을 통해 꺾임될 수 있으며, 이러한 꺾임을 통해 프로브(1) 전체의 길이를 줄이는 한 편, 왼손잡이 또는 오른손잡이인 사용자 모두에 대하여 편의를 제공할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 수술용 항법장치용 프로브의 보정(calibration)을 개념적으로 설명하는 도면으로서, 보정은 수술용 항법장치가 프로브를 디스플레이 상에 나타내기 위해 필요한 정보 값을 알아내고, 그 값이 변경된 경우 이를 알아내어 변경하기 위해 행하는 작업으로서, 기설정된 프로브(1)의 좌표계(10)로부터 탐침(4)의 끝점을 가리키는 벡터(11)를 보정 기구(8)의 도움을 받아 알아내는 작업이며, 적외선 카메라에 의해 인식가능한 보정 기구(8)를 적외선 카메라의 가시영역에 위치시킨 후, 탐침(4)의 끝을 보정 기구(8)의 보정 점(9)에 위치시킨 다음, 프로브(1)의 좌표계(10)에서 보정 점(9)의 벡터(11)를 계산함으로써 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이 탐침(4)은 필요에 따라 회전되지만, 그 끝점이 항상 일정하게 유지되게 설계함으로써(탐침(4)의 회전축과 탐침(4)의 끝점이 동일선상에 놓이도록 설계함으로써), 탐침(4)의 회전에도 불구하고(탐침(4)의 위치 변경에도 불구하고) 별도의 보정없이 프로브(1)를 이용할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 수술용 현미경 아래에서도 수술용 항법장치용 프로브를 자유롭게 사용할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 수술용 항법장치용 프로브의 탐침을 회전시킬 수 있어 사용자의 의도에 따라 다양한 각로도 프로브를 환부에 접근시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명을 의하면, 왼손잡이 및 오른손잡이인지에 상관없이 수술용 항 법장치용 프로브를 수술용 현미경의 아래에서 사용할 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 손잡이;

   손잡이의 한쪽에 연결되어 있으며, 꺾임부를 가지는 탐침; 그리고,

   손잡이에 부착되어 있으며, 수술용 항법장치에 의해 인식되는 마커;를 포함하며,

   탐침이 회전가능하도록 손잡이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
2. 제 1 항에 있어서, 탐침의 끝점이 탐침의 회전축과 동일한 선상에 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
3. 제 1 항에 있어서, 탐침이 손잡이와 연결되는 측에, 탐침을 손잡이 측으로 가압하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
4. 제 3 항에 있어서, 탐침이 손잡이와 연결되는 측에, 회전된 탐침을 손잡이에 대하여 고정하는 톱니를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
5. 제 1 항에 있어서, 손잡이가 몸체와 몸체의 길이 방향에 대하여 우측 또는 좌측으로 꺾임가능한 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
6. 제 5 항에 있어서, 마커가 3개 이상이며, 적어도 하나의 마커가 암에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
7. 손잡이;

   손잡이의 한쪽에 연결되어 있는 탐침; 그리고,

   손잡이에 부착되어 있으며, 수술용 항법장치에 의해 인식되는 마커;를 포함하며,

   손잡이가 몸체와 몸체의 길이 방향에 대하여 우측 또는 좌측으로 꺾임가능한 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
8. 제 7 항에 있어서, 탐침이 꺾임부를 가지며, 탐침이 회전가능하도록 손잡이에 연결되어 있고, 탐침의 끝점이 탐침의 회전축과 동일한 선상에 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
9. 제 7 항에 있어서, 마커는 3개 이상이며, 적어도 하나의 마커가 암에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.
10. 손잡이; 손잡이의 한쪽에 연결되어 있으며, 꺾임부를 가지는 탐침; 그리고,

    손잡이에 부착되어 있으며, 수술용 항법장치에 의해 인식되고, 3개 이상의 마커;를 포함하며,

    탐침이 회전가능하도록 손잡이에 연결되어 있고,

    탐침의 끝점이 탐침의 회전축과 동일한 선상에 있으며,

    탐침이 손잡이와 연결되는 측에, 탐침을 손잡이 측으로 가압하는 스프링;과 회전된 탐침을 손잡이에 대하여 고정하는 톱니;를 더 포함하고,

    손잡이가 몸체와 몸체의 길이 방향에 대하여 우측 또는 좌측으로 꺾임가능한 암을 포함하며,

    적어도 하나의 마커가 암에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 항법장치용 프로브.

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