KR101111019B1 - 내시경 검사 스위트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 내시경 검사 절차를 수행하며 주어진 절차에서 동시적으로 사용되는 여러 내시경을 지원하는 데 적합한 내시경 검사 스위트에 관한 것이다. 내시경 검사 스위트는 복수의 소정 파라미터 세트가 저장되는 메모리 유닛을 포함한다. 이들 세트 각각은 복수의 내시경 검사 절차 각각에 대해 고유한 파라미터 세트를 포함한다. 일단 내시경 검사 스위트의 조작자에 의해 특정 내시경 검사 절차가 선택되고, 특정 내시경 검사 절차를 수행하기에 적합한 하나 이상의 내시경이 내시경 검사 스위트에 접속되면, 특정 절차에 적합한 파라미터 세트가 제어기에 자동적으로 전달되는데, 이는 내시경 검사 스위트의 구성 요소의 동작을 제어하여 선택된 내시경 검사 절차를 위한 미리 결정된 조명, 흡입 및 취입 압력 수위를 제공한다.

Description

내시경 검사 스위트{MULTIPURPOSE ENDOSCOPY SUITE}
본 발명은 내시경 검사 스위트 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상이한 종류의 내시경 검사가 다양한 종류의 내시경 검사 절차를 수행하기 위해 접속될 수 있는 다목적 내시경 검사 스위트에 관한 것이다.
내시경은 일반적으로 개방적 대규모 수술을 수행할 필요 없이 환자의 신체 내부의 내장을 검사하고 다양한 의료 과정을 수행하는 데 사용되는 견고하고 반유연(semiflexible) 또는 유연한 장비이다. 유연한 내시경은 통상적으로 제어 핸들과 조작 가능한 팁을 구비한 삽입 튜브로 구성된다. 팁에는, 이미징 시스템용 렌즈, 초음파 변환기, 관주 노즐(irrigation nozzle), 소형 카메라, 스테이플러 등과 같은 다양한 구성요소가 위치된다. 내시경 내부를 통해 말단 팁으로부터 중심단으로 채널이 연장된다. 전형적으로, 이들 채널은 2가지 형태가 있다. (1) 외과 의사가 진료 과정 동안 특정 작업을 수행하는 데 관련되는 의료 장비, 가령, 해부용 집게(biopsy forceps), 다른 소구경 내시경, 가위와 같은 도구, 소구경 스테이플러 또는 봉합 장비 등을 사용할 수 있게 하는 작업 채널과, (2) 공기 전달 및 관주법 을 위해 필요한 튜브, 이미징 시스템 신호(가령, CCD 또는 CMOS 신호)를 전달하는 케이블, 초음파 신호를 전달하는 케이블, 중심 광원으로부터 말단 팁으로 조명을 전달하는 섬유, 및 종종 흡입 및 취입(insufflation) 채널 등이다. 내부 채널 또한 통하는 케이블에 통상적으로 접속되는 특수 제어부는 조작자가 신체의 내부 통로를 통해 내시경의 팁을 조작하고 복잡한 절차를 수행할 수 있게 한다.
최근 몇 년간 내시경 검사법은 특정 신체 조직 또는 장기에 관련되는 많은 상이한 절차가 공통적으로 되고 많은 수로 실행되는 단계까지 발전되어 왔다.이들 절차들의 예는, 결장 라인을 검사하는 결장경 검사(colonoscopy)와, 위장 및 상부 소화기관(upper gastroenterological tract)을 보기 위해 식도를 통해 수행되는 위경 검사(EGD)와, 간, 쓸개, 담관(膽管) 및 췌장을 검사하고 치료하기 위한 ERCP(Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography)와, 호흡 경로를 보기 위한 기관지 검사와, 복부에서의 위장 경유(Transgastric) 또는 위장 외부(Extragastric) 절차 등이 있다. 위장 경유 절차에서, 2개 이상의 작은 직경 베이비 스코프(baby scope)를 포함하는 마더 스코프(mother scope)는 위장으로 진행하여 위장을 보는 데 사용된다. 위장 조직은 마더 스코프의 동작 채널로부터 연장되는 툴(a tool)로 관통되어 마더 스코프의 말단 팁은 베이비 스코프를 이용하여 절차가 수행되는 복부로 절개(incision)를 통해 진행된다. 필요한 경우 복부가 공기 또는 CO2로 팽창된다. 위장 경유 절차는 맹장 수술, 담낭 절제술, 간 검사 및 절단, 병적 비대를 위한 위장 밴딩(Gastric banding for morbid obesity), 및 관형 결찰용(tubal ligation) 장치 또는 내장에 고정되는 장비와 같은 내장 의료 장치의 이식을 포함할 수 있다. 따라서, 내시경 검사 스위트는 하나 이상의 내시경, 여러 펌프, 각종 가스, 및 각종 광학, 투영, 측정 및 제어 시스템을 지원할 필요가 있을 것이다.
각 절차는 내시경이 삽입되어야 하는 신체 경로의 직경, 곡률 및 복잡도와 같은 인수에 의해 요구되는 상이한 조건을 갖는다. 가령, 위장 경유 절차에서 사용되는 내시경은 전형적으로 약 8-14mm의 직경으로 지정되며, 기관지경 검사를 수행하는 데 사용되는 내시경은 6mm 이하의 직경으로 지정된다. 다른 예는 위장 경유 절차이다. 관형 결찰 또는 담낭 절제를 위한 절차에서 사용되는 내시경은 전형적으로 약 14-16mm의 직경 또는 3개 이상의 동작 채널을 이용하여 지정된다. 동작 채널 중 두 개는 작은 직경 내시경(작은 내시경)을 포함하는데, 각각 3.9mm의 직경을 갖는다. 각 베이비 스코프는 1.2mm의 동작 직경을 갖는다. 다른 선택 사양에서, 내시경은 "1/15"의 이미저를 사용하는 두 개의 2.5mm 직경 작은 내시경을 포함한다. 스페이플링 또는 봉합 장치가 제 3 채널에 포함되거나 마더 스코프의 일부로서 포함된다. 전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 상이한 철자의 상이한 요구조건은 각종 특정 내시경을 개발시키게 하였다.
다양한 종류의 내시경 지향 절차를 수행하는 데 요구되는 전술한 주변 장비 및 자원, 가령, 조명, 관주 등은 본질적으로 동일하지만, 공급되어야 하는 조명의 양 또는 안전하게 사용될 수 있는 흡입/취입/관주의 최대량은 절차에 따라 변할 수 있다. 주변 장비는 내시경 검사 스위트로 알려진 유닛으로 패키징되며 역사적으로 각 종류의 내시경 및/또는 내시경 절차가 전용 내시경 검사 스위트로 통합되는 상황이 발생하였다.
소정 절차를 수행하기에 특히 적합한 내시경 검사 스위트의 제공의 주요한 장점은 그 단순성과 안정성에 있다. 이는, 조작자가 상이한 절차 관련 파라미터의 설정(광의 세기, 취입 및 흡입 절차 등)과 관련될 필요가 없기 때문인데, 내시경 검사 스위트의 제조 단계 동안에 미리 설정이 결정되어 쉽게 변경될 수 없으므로 그러하다. 주요한 장점은, 많은 상이한 내시경 절차가 일상적으로 수행되는 종합 병원 및 개인 병원은 내시경 검사 스위트 공급을 유지해야 하며, 후속하는 단일 검사에 여러 번인 경우도 흔하다는 것이다. 또한, 내시경 검사 스위트 지향 절차의 비용은 이와 관련되며 실제 제조 비용에 전제적으로는 관련되지 않는 특정 의료 절차와 연관되는 경우가 흔하므로, 모든 종류의 절차 및 내시경을 위한 전용 내시경 검사 스위트를 제공하는 현재 실무는 자원을 비효율적으로 사용하여 결과적으로 의료 절차의 비용을 부풀리게 한다.
대부분의 내시경 검사 절차가 거의 동일한 주변 장비 및 자원을 이용한다는 사실과 상이한 내시경 절차들간의 주요 차이가 장비가 동작해야 하는 파라미터 범위 내에 존재한다는 관점에서, 전부는 아니더라도 많은 종류의 내시경이 사용될 수 있는 단일 내시경 검사 스위트를 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 하나의 목적은 복수의 내시경 검차 절차를 수행할 수 있는 다목적 내시경 검사 스위트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 조작자가 동작 파라미터를 특정 내시경 검사 절차에 적합하도록 파라미터를 선택 또는 조절할 수 있는 다목적 내시경 검사 스위트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그 입력 키패드를 통해 프로그래밍 가능한 수단을 이용하여 쉽게 교정될 수 있는 내시경 검사 스위트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 절차 동안에 사용되는 두 개 이상의 상이한 내시경 검사를 동시에 지원할 수 있는 내시경 검사 스위트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 복수의 내시경 검사 절차 수행 및/또는 주어진 절차에서 동시적으로 사용되고 있는 여러 내시경 지원에 적합한 내시경 검사 스위트를 제공한다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는 다음 아이템 각각의 하나 이상을 포함한다.
- 취입 펌프 및 이 펌프에 의해 생성되는 압력 및/또는 흐름 비율을 감지하는 센서
- 내부 또는 외부 진공 펌프를 포함하는 진공 생성 수단 및 이 펌프에 의해 생성되는 압력을 감지하는 센서
- 메모리 및 입력 장치
- 메모리에 링크되어 취입 펌프 및 진공 펌프의 동작을 제어하는 회로
- 내시경 검사 스위트의 내부 구성 요소 및 외부 필요를 위해 전력을 공급하는 전력원
본 발명의 내시경 검사 스위트는 복수의 소정 파라미터 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 세트 각각은 복수의 내시경 검사 절차 각각에 대해 고유의 파라미터 세트를 포함한다. 입력 장치로부터 수신되는 입력에 의해 특정 내시경 검사 절차 및 대응 파라미터 세트가 일단 선택되고, 특정 절차를 수행하기에 적합한 하나 이상의 내시경이 내시경 검사 스위트에 접속되면, 센서에 의해 감지된 선택된 파라미터 세트와 압력 및/또는 흐름 비율은 회로의 동작을 제어하여 선택된 내시경 검사 절차를 위해 소정 흡입 및 취입 압력 수위를 제공한다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는 내시경의 말단 팁에 전달될 수 있는 광(일반적으로 백색 광)을 제공하는 데 적합한 하나 이상의 램프를 포함할 수 있다. 또한, 램프를 냉각시키는 하나 이상의 팬과, 램프를 동작시키는 밸러스트 수단을 포함할 수 있는 추가 전력원을 포함할 수 있다. 램프는, 제논 램프, 할로겐 램프 및 금속 할로겐화물 램프를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나 이상의 빔 분산기가 제공되어 한 램프로부터의 광이 두 개 이상의 조명 채널로 광을 공급하는 데 사용될 수 있게 한다. 광의 다른 수단은 절차가 수행될 영역을 조명하는 데 사용될 수 있다. 가령, 발광 다이오드(LED)가 내시경의 말단 팁에 위치될 수 잇는데, 이 경우 내시경 검사 스위트는 전기 케이블에 의해 LED로 접속될 전력원을 포함할 것이다. 다른 선택 사양에서는, LED로부터의 광이 섬유에 의해내시경 말단 팁으로 전달될 수 있다. 본 발명의 내시경 검사 스위트는 메모리에 저장되는 하나 이상의 소정 값으로부터 선택되고 입력 장치로부터 수신되는 입력에 의해 선택되는 소정 값에 따라 램프로부터 전달되는 광의 양을 조절하기 위해 메모리에 부착되는 수단을 포함할 수 있다. 램프로부터 전달되는 광의 양을 제어하는 수단은 조리개의 개방을 조절하는 신호에 응답하도록 구성되는 모터에 부착되는 조리개를 포함할 수 있다. 이 모터는 스텝 모터일 수 있다. 광학 센서는 스텝 모터의 원위치를 감시하기 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는 내시경의 초음파 변환기에 의해 방출되는 초음파 신호를 발생시키고, 변환기에 의해 수신된 초음파 신호를 검출하여 처리하며, 디스플레이 장치로 처리된 신호를 출력하는 초음파 모듈을 포함할 수 있다. 내시경 검사 스위트는 모듈의 동작과 설정을 수정하기 위해 초음파 모듈에 입력되는 입력 장치를 포함할 수 있다. 초음파 신호는 거리, 위치 또는 신체 내 조직 두께를 측정하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는 내시경의 하나 이상의 카메라로부터의 비디오 신호를 수집하고, 신호를 처리하며, 처리된 신호를 디스플레이 장치로 출력하는 비디오 모듈을 포함할 수 있다. 비디오 모듈은 동일한 내시경 또는 여러 상이한 내시경의 여러 카메라 헤드로부터의 신호를 수신하고 그 신호를 하나 또는 여러 디스플레이 장치에 적합하게 표시할 수 있다. 내시경 검사 스위트는 모듈의 동작과 설정을 수정하기 위해 비디오 모듈에 링크되는 입력 장치를 포함할 수 있다. 비디오 모듈은 비디오 모듈은 초음파 모듈로부터의 출력 신호를 수신하고, 이들을 메모리에 저장하며, 이들을 네트워크에 전송하고, 이들을 출력 비디오 신호와 함께 디스플레이상에 표시하며, 프린터에 전송할 수 있도록 구성된다.
비디오 및 초음파 모듈은 자신 고유의 전력원을 갖는 유닛에 내장될 수 있고, 내시경 검사 스위트의 구성 요소 중 나머지 요소는 다른 유닛에 내장될 수 있다. 유닛 각각은 자신에 내장되는 구성 요소를 냉각시키기 위한 하나 이상의 팬을 포함할 수 있다. 팬과 다른 전기적 구성 요소는 중앙 유닛에 의해 제어되어, 팬 고장의 경우에 조작자에게 절차를 중단할 것을 조언할 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는 메모리에 저장되는 데이터를 관리하며, 입력 장치로부터의 입력을 수신하고, 신호를 디스플레이 장치 및 펌프의 동작을 제어하는 회로에 출력할 수 잇는 프로세서를 포함할 수 있다. 내시경 검사 스위트는 프로세서에 링크되는 통신 인터페이스 및/또는 초음파 모듈에 링크되는 통신 인터페이스 및/또는 비디오 모듈에 링크되는 통신 인터페이스 및/또는 비디오 프린터에 링크되는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트의 펌프를 제어하는 회로는 메모리로부터 소정 값을 수신하도록 구성되는 차단 회로 및 프로그래밍 가능한 레지스터를 포함할 수 있다. 각 펌프에 대한 소정 파라미터는 펌프가 활성화되는 낮은 압력 값과, 펌프가 비활성화되는 높은 압력 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트의 바람직한 실시예는 내시경 검사 절차를 수행하는 데 사용되는, 외과용 도구, 가령, 외과용 스테이플러의 상태를 제어하고 모니터링하는 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는, 위경 검사법 절차, 마더 스코프와 베이비 스코프를 이용하는 ERCP 절차, 결장경 검사 절차, 부인과 검사 절차(a Gynecology procedure), 기관지경 검사 절차, ENT 절차, 관강내 항 역류 절차(an Endoluminal anti Reflux procedure), 하나의 마더 스코프와 하나 이상의 베이비 스코프를 사용하는 위장 경유 또는 위장 외부 절차, 및 항 역류 절차를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 임의의 내시경 절차를 수행하는 데 사용될 수 있다. 위장 경유 또는 위장 외부 절차는, 맹장 수술, 담낭 절제술, 간 조직 검사 및 절단, 병적 비대을 위한 위장 밴딩, 및 의료 장치 이식을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 전술한 특징과 장점 및 다른 장점들은 첨부된 도면을 참조하는 바람직한 실시예의 비제한적 설명을 통해 더 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 흡입, 취입 및 광(ISL) 세기 제어를 위한 유닛의 바람직한 실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바람직한 초음파 및 비디오 제어 유닛을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 내시경 검사 스위트를 위한 사용자 인터페이스의 일실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 ISL 보드를 도시하는 블록도이다.
본 발명의 상이한 내시경 검사 및 위장 경유 절차를 수행하기 위해 사용될 수 있는 다목적 내시경 검사 스위트에 관한 것이다. 본 발명의 내시경 검사 스위 트는, 바람직하게는 사용자가 정의하는 특정 절차에 특히 적합한 사전 소정 파라미터 세트에 따라 상이한 횟수로 상이한 절차를 수행하는 데 이용될 수 있는 재구성 가능한 장비 및 자원을 포함하도록 지정될 수 있다.
도 1은 취입, 흡입 및 광 세기(ISL) 제어를 제공하는 ISL 시스템을 도시하는 블록도이다. 전술한 바와 같이, 수행되는 각종 절차는 두 개 이상의 내시경의 동시 사용을 요구한다. 본 발명의 내시경 검사 스위트의 바람직한 실시예는 여러 내시경을 동시에 사용하는 요구조건을 제공하도록 설계된다. 본 발명의 설명을 간략히 하기 위해, 도면에 도시되고 후술할 실시예는 단일 내시경에만 부착되기 위한 ISL 시스템에 관한 것이다. 본 명세서에서 제공되는 설명 및 당업자가 갖는 일반적인 지식은 다목적 내시경을 이용하여 사용될 수 있는 유사한 시스템을 설계할 수 있게 할 것이다.
ISL 시스템은 바람직하게는 독립 유닛(콘솔(150))에 포함된다. 이 유닛(150)은 바람직하게는 두 개의 독립 전원, 전력을 램프(103)에 공급하는 광원 전력 공급기(100), 램프 팬(lamp fan, 101), 범용 팬(102), 및 ISL 보드(110)에 전력을 공급하는 ISL 보드 전력 공급기(115)를 포함한다.
바람직하게는, ISL 보드(110)는 제어기, 메모리 및 (도 1에서는 도시되지 않은) 인터페이스 회로를 포함하여, 흡입 펌프(117), 취입 펌프(116), 램프(103)의 활성화/비활성화, 조리개 모터(iris motor, 104)의 동작을 제어하고, 압력 센서(120 및 121)에 의해 감지되는 압력을 판독하며, 디스플레이(111), 키패드 및 발광 다이오드(LED)(112) 및 통신 인터페이스(113)로부터 데이터를 입력 및 출력한다. ISL 보드의 바람직한 실시예의 블록도가 도 4에 도시되어 있으며 상세히 후술할 것이다.
취입 펌프(116)에는 가스 입력 분기관(manifold, 134)이 제공되어 내시경 말단 팁의 압력 하의 CO2와 같은 공기 또는 다른 가스의 제공을 가능하게 한다. 압력 경감 밸브(130) 및 경감("단방향") 밸브(132)가 취입 라인에 제공되는데, 관주/격리를 위한 정(positive)의 압력을 발생시키는 데 사용되는 DC 펌프의 대부분은 압력에 대해 동작을 시작할 수 없기 때문이다. 발생하는 순서는 다음과 같다. 펌프(116)의 동작을 차단할 제어기에 센서(121)가 신호를 공급할 때까지 펌프(116)는 취입 채널의 압력을 증가시킨다. 가령, 사용자의 요구에 의해 압력이 감소되면, 센서(121)는 펌프가 활성화되어야 한다는 신호를 송신한다. 체크 밸브(132)는 채널이 말단부의 압력을 유지하면서 경감 밸브(130)가 짧은 기간, 가령 10msec 동안 개방되어 펌프(116)와 체크 밸브(132) 사이의 라인 섹션의 압력을 0으로 감소시킨다. 펌프는 0 압력에 대해 동작을 시작할 수 있으며, 경감 밸브는 펌프가 활성화되기 전에 폐쇄되거나 그 직후에 폐쇄되어 취입 채널의 압력을 증가시킨다.
램프(103)는 할로겐, 금속 할로겐화물, LED 또는 제논 램프와 같은 백색 광원이며, 광원은 램프(103)를 동작시키는 수단을 포함해야 한다. 이러한 수단은 가령, 제논 램프 경우의 밸러스트(ballast)인데. 용어 "밸러스트"는 램프를 동작시키는 데 필요한 모든 전기 구성 요소를 포함한다. 또한, 바람직하게는, 전력 공급 회로가 케이스 인퍼로크(a case interlock)에 포함되어 콘솔이 개방될 때 램프에 의해 방출되는 UV 복사선으로부터 조작자의 눈을 보호한다. 요구되는 광 세기는 말단 팁의 밝은 이미지를 위해 필요한 광의 양에 의존할 뿐만 아니라, 시스템에 접속되는 내시경에 존재하는 광섬유의 직경, 흡수 계수, 품질 등에도 의존한다. 또한, 램프의 출력은 내시경 말단 팁의 광 세기를 최적화하도록 제어되어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 램프의 세기는 조리개(105)의 개방을 조절함으로써 제어되어, 수행되는 절차를 위해 요구되는 광의 양의 경로를 허용한다. 조리개(105)의 개방은 ISL 보드(110)에 의해 모터(104)로 제공되는 신호에 의해 조절되는데, 이는 바람직하게는 스텝 모터이다. 광 센서는 조리개를 제어하는 모터의 원위치(home position) 위치를 감지하도록 제공될 수 있다. 개방된 조리개(105)를 통하는 광은 유닛(105)의 전면 패널상의 내시경 다중 커넥터(106)로 전달된다. 내시경의 중심 단말의 커넥터가 다중 커넥터(106)로 삽입되면, 광은 광 도파관 또는 광섬유로 진입하고, 내시경 채널 중 하나를 통해 말단 팁으로 이동한다. 램프는 바람직하게는 램프의 출력을 광섬유로 접속시키는 것을 최적화할 수 있는 기계적으로 조절 가능한 브래킷(bracket)상에 장착되어, 섬유에 의해 수집되는 광의 양을 증가시키고 내시경 말단부의 조명을 증가시킨다. 당업자는 ISL 시스템의 조리개 및 모터를 대채할 수 있는 광 세기를 제어하는 다른 장치를 인식할 것이다. 여러 내시경이 각각 자신 고유의 다중 커넥터(106)를 통해 내시경 검사 스위트에 부착되는 경우, 다중 램프(103), 밸러스트 등이 콘솔(150)에 제공될 수 있다. 이와 달리, 하나 이상의 빔 분산기를 포함하는 광학 장비가 제공되어 두 개 이상의 조명 채널로 광을 공급하는 데 사용되는 램프로부터의 광을 허용하게 할 수 있다. 어느 경우에도, 자신 고유의 모터(104)에 의해 각각 제어되는 개별 조리개(105)는 바람직하게는 각 내시경에 대한 광 세기의 최저 조절을 가능하게 하도록 제공된다. 다른 광원인 절차가 수행될 영역을 조명하도록 제공될 수 있다. 가령, LED가 내시경의 말단 팁상에 배치될 수 있는데, 이 경우에는 내시경 검사 스위트는 전기 케이블에 의해 LED에 전속되는 전원을 포함할 것이다.
취입 펌프(116)에 의해 공급되는 압박된 공기는 P+ 커넥터(123)를 통해 각 내시경 채널로 전달되고, 진공 펌프(117)에 의해 생성된 흡입은 유닛(150)의 전면 패널상의 P-커넥터(124)를 통해 전달된다. 바람직한 실시예에서, 진공 펌프는 내시경 검사 스위트의 일부이지만, 이는 대부분의 병원에서 중앙 진공 시스템으로 가지고 있으므로 선택적이다. 취입 펌프에 의해 공급되는 압력은 내시경의 별도의 관주 채널을 통해 내시경 팁으로 물을 공급하는 데에도 사용될 수 있다. 이는 배출구의 "Y" 커넥터를 P+ 커넥터(123)로부터 접속시킴으로써 달성된다. "Y"의 한 분기는 내시경 취입 채널의 중심단에 직접 접속되고, 다른 분기는 밀봉된 물 충진 컨테이너의 입구에 접속되는데, 이 컨테이너의 배출구는 내시경 관주 채널의 중심단에 접속된다. 다른 구현에서는, "Y" 커넥터는 콘솔(150) 내로부터의 취입 펌프에 접속될 수 있는데, 관주를 발생시키기 위해 "Y"의 출구는 P+ 커넥터(123)에 접속되며, "Y"의 다른 출구는 다중 커넥터(106)를 통해 내시경의 취입 채널에 접속될 것이다.
ISL 보드(110)는 각 압력 센서(120, 121)에 의해 감지되는 압력에 따라 취입 펌프(116) 및 진공 펌프(117)의 동작을 제어한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 흡입 및 취입 압력은, 각 센서(120,121)에 의해 감지되는 압력이 사전결정되는 조건의 하한을 지나 유도될 때마다 각 펌프(116,117)를 활성화하고, 각 센서에 의해 감지되는 압력이 사전결정되는 조건의 상한보다 높을 때마다 각 펌프의 동작을 중지시킴으로써 요구되는 범위 내에서 유지된다. 위경검사법 절차를 특정 내시경을 사용하여 검사하는 경우, 흡입 압력에 대한 하한은 -0.4bar이 바람직하고, 흡입 압력에 대한 상한은 -0.6bar가 바람직하며, 취입 압력에 대한 하한은 1.0bar가 바람직하며, 취입 압력에 대한 상한은 1.5bar가 바람직하다.
키패드와 LED(112)는 조작자가 수동적으로 다양한 유닛(150)의 구성 요소를 활성화/비활성화하게 하거나 각 절차를 위해 요구되는 소정 파라미터 세트를 선택하게 하고, 또한 LED를 통해 조작자의 선택을 표시하게 한다. 키패드(112)는 광원과 흡입 및 취입 제어 루프를 활성화 및 비활성화하기 위한 키를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 조작자는 키패드(112)를 사용하여, 가령, 저, 중, 고로 지정되는 다른 압력 세트로부터 원하는 취입 압력을 선택할 수 있는데, 이들 다른 압력 각각에 해당하는 압력의 정확한 값은 수행될 내시경 절차에 따라 미리 설정된다.
ISL 보드는 디스플레이(111)를 통해 정보를 표시할 수 있는데, 이 정보는 경보, 현재 선택된 파라미터의 소정 값, 감지된 압력 및 수행되고 있는 특정 내시경 절차와 관련되는 다른 정보 등을 포함한다. 흡입 및 취입 압력은 펌프(116, 117)이 동작과의 간섭으로부터 초래될 수 있는 임의의 소프트웨어 장애를 방지하기 위해 아날로그 회로를 사용하여 제어되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실 시예에서, 비휘발성 프로그래밍 가능한 저장(도시 생략)에 근거하는 아날로그 차단 회로가 이 목적을 위해 사용된다. 이러한 압력 제어 회로의 구현은 당업자에게 잘 알려진 다양한 방식으로 수행될 수 있다.
조작자가 키패드(112)를 통해 특정 내시경 절차를 선택하면, 그 절차에 적합한 소정 파라미터 세트는 ISL 보드(110)의 메모리로부터 판독되고 각 프로그래밍 가능한 레지스터(resistor)로 기록된다. 바람직하게는, 이 세트의 파라미터는 흡입 및 취입을 위한 권장되는 압력 제한값의 상한 및 하한 값이다. 따라서, 압력 제어 회로는 소정 하한 및 상한에 따라 취입 및 흡입 압력을 감시하고 조절하는 아날로그 제어 수단을 제공하고 펌프(116,117)의 동작을 제어하는 히스테리시스 루프를 수립할 수 있다.
통신 인터페이스(113)는 현재 저장된 파라미터 세트를 수정하는 데 사용되는데, 즉, 장치를 교정하거나 필요에 따라 새로운 파라미터 세트를 삽입하는 데 사용된다. 그러나, 유닛(150)의 ISL 보드의 메모리에 저장되는 파라미터 세트의 원치 않는 개입 또는 심지어 안전하지 않은 변경을 방지하기 위해, 숙련된 기술자만이 이들 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 특정 소정 동작 파라미터가 요구되지 않는 다른 장비의 동작은 독립 유닛(콘솔)(250)을 통해 제어되는 것이 바람직하다. 이 예시적 실시예에서, 유닛(250)은 비디오 카메라의 동작을 제어하는 데 사용되는 장치들과, 내시경의 말단 팁에 위치되어 카메라 커넥터(211)를 통해 유닛(250)에 접속되는 초음파 변환기와, 초음파 커넥터(202)를 각각 포함한다. 바람직하게는, 유닛(250)은 2개의 전력 공급기(200, 215)를 포함한다.
초음파 전력 공급기(200)는 초음파 모듈(206) 및 유닛(205)의 하나 이상의 팬(fans, 201)에 전력을 공급한다. 초음파 모듈(206)은 신호 발생기, 처리 수단, 메모리 및 초음파 커넥터(202)를 통해 초음파 변환기로부터 초음파 신호를 방출하고 수집하는 간섭 회로(205)를 포함한다. 키패드(204)는 초음파 모듈(206)에 링크되고 조작자에 의해 다양한 초음파 설정(예를 들면 교정)을 조절하도록 사용된다. 처리 수단은 수집된 초음파 신호를 처리하고 분석하는 데 요구되는 디지털 신호 처리(DSP) 기능을 제공한다. 신호 분석의 결과는 디스플레이(203)에 표시되는데, 이는 초음파 모듈(206)에 링크된다. 초음파 신호는 신체 내의 위치, 거리 및 조직 두께를 측정하는 데 사용될 수 있다.
비디오 보드 전력 공급기(215)는 비디오 모듈(210)과, 키패드(212)와, 키패드(212) 및 통신 인터페이스(213)에 전력을 공급한다. 비디오 모듈(210)은 요구되는 전기 공급 및 카메라 동작 제어를 제공하는데, 이는 카메라 커넥터(211)를 통해 접속된다. 카메라로부터 수신되는 이미지 데이터는 비디오 모듈(210)에 의해 처리되며 비디오 디스플레이(214)상에 표시된다. 이미지를 표시할 수 있게 하기 위해, 비디오 모듈(210)은 카메라로부터 이미지 신호를 수집하는 수단과, 수집된 이미지 데이터를 처리하는 데 포함되는 DSP 작업을 수행할 수 있는 처리 수단을 포함해야 한다. 조작자는 키패드(212)에 의해 다양한 이미지 특성(색상 세기, 밝기, 줌 등)을 변경할 수 있다. 통신 인터페이스(213)는 유닛(150, 250) 또는 초음파 모듈(206)을 비디오 모듈(210)에 접속시키는 데 사용되어, 한 유닛으로부터 다른 유닛으로 데이터 입력에 제공되게 할 수 있다. 시스템에 의해 수집되는 이미지 또는 다른 정보를 표시하는 것 외에도, 이들은 메모리에 저장되어, 통신 네트워크, 가령, 인터넷을 통해 전송되거나 프린터로 송신될 수 있다.
초음파 모듈(206) 및 비디오 모듈(210)이 링크되는 경우(도 2의 점선 라인), 유닛(250)의 디스플레이(203)가 반드시 필요한 것은 아니라는 것을 주목해야 한다. 모듈(206, 210)이 비디오 디스플레이(214)상의 초음파 모듈(206)에 의해 발생되는 정보 출력을 제공하도록 구성될 수 있는 경우, 이는 비디오 모듈(210)에 직접 링크된다.
도 3은 전면 패널의 일실시예를 개략적으로 도시하고 있는데, 이는 유닛(150, 250)과의 사용자 인터페이스의 기능을 수행하며, 내시경 검사 스위트를 포함한다. 패널(105a)은 키패드 및 LED(112)를 포함하는데, 이는 유닛(150)의 ISL 및 디스플레이(111)를 동작시키는 데 사용된다.
또한, 패널(150a)은 다중 커넥터 소켓(106), P+ 커넥터(123), P-커넥터(124) 및 통신 커넥터(113a)를 포함하는데, 이는 통신 인터페이스(113)의 통신 인터페이스(213)로의 외부 전기 접속을 제공한다(도 2 참조).
패널(250a)은 디스플레이(203)와, 유닛(250)의 비디오 및 초음파 모듈(206,210)을 동작시키는 데 사용되는 키패드(204, 212)와, 카메라 커넥터(211), 초음파 커넥터(202) 및 통신 인터페이스(213, 205)로의 요구되는 외부 전기 접속을 각기 제공하는 통신 커넥터(213a, 205a)를 포함한다.
일실시예에서, 통신 커넥터(113a, 213a, 205a)는 도 3에 도시된 바와 같이 각 유닛의 전면 패널(150a, 250a)상에 위치된다. 다른 실시예에서, 이들은 유닛의 후면 패널에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 키패드(112,204,212)에 추가하여 또는 이에 대신하여 키보드가 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 내시경 검사 스위트는 하나 이상의 내시경과 함께 사용되도록 설계될 수 있는데, 이 경우 다중 커넥터 및 디스플레이 유닛이 제공될 것이다. 바람직한 실시예에서, LED가 전면 패널에 제공되어 내시경 검사 스위트의 다양한 서브 시스템의 동작, 가령, 조명 시스템이 동작하고 있는 동작을 표시할 것이다.
도 4는 ISL 보드(110)의 바람직한 실시예를 도시하는 블록도이다. 구동기(404)의 기계 회로 및 동작은 블록(402)의 인터페이스 논리 회로를 통해 CPU(400)에 의해 제어된다. CPU(400)는 소정 파라미터 세트, 동작 코드 및 다른 정보가 제공되는 메모리(401)에 링크된다. ISL 보드는 통신 인터페이스(113)에 접속되는데, 이는 적합한 통신 커넥터(예를 들면, RS232, IEEE 1394, USB 또는 이와 유사한 것들)를 단순화할 수 있다. 블록(402)의 논리 회로는 (참조부호 404로 집합적으로 표시된) 각 구동기(100',104',116',117')를 각각 통해, CPU(400)로부터 수신된 신호에 응답하여 램프, 모터, 취입 펌프 및 진공 펌프를 활성화/비활성화하는 필요한 신호를 제공한다. 블록(402)의 논리 회로는 또한 키패드 및 LED(112) 및 디스플레이(111)에 링크된다.
블록(405)의 구성요소는 압력 센서(120,121)에 의해 감지되는 압력에 응답하여 취입 및 진공 펌프(116,117)의 활성화/비활성화를 제어하는 회로(422, 423)를 포함한다. 차단 회로(430,431)는 스위칭 장치(421,420)를 활성화함으로써 펌프를 활성화/비활성화하는 신호에 응답한다. 블록(402)의 논리 회로로부터의 신호는 활성화 신호가 차단 회로(430, 431)에 의해 제공될 때마다 블록(404)의 각 구동기로 스위치에 의해 접속되고, 스위칭 장치(421, 420)로 각각 접속된다. 이 방식에서, 블록(402)의 논리 회로에 의해 취입 및 흡입 구동기의 구동기로 제공되는 활성화 신호는 차단 회로(430,431)에 의해 제공되는 신호에 대해 조건적이다.
메모리(401)에 저장되는 소정 파라미터 세트는 블록(402)의 논리 회로에 의해 사용되어 차단 회로의 비휘발성 프로그래밍 가능한 레지스터의 값을 설정한다. 바람직하게는, 취입 차단 회로(403)는 6개의 프로그래밍 가능한 레지스터 "H", "M", "L"을 포함하여, 고, 중, 저 취입 압력 값을 제공하는데, 하나의 레지스터가 더 높은 비활성화 제한을 위해 사용되고 다른 것은 더 낮은 활성화 제한을 위해 사용된다. 바람직하게는, 흡입 차단 회로는 2개의 프로그래밍 가능한 레지스터 "R"을 포함하여, 흡입 압력을 미리 설정한다. 이는 바람직한 실시예의 경우이며, 본 발명은 이보다 많거나 적은 레지스터를 제공하여 구현할 수 있다.
이 예에 도시된 메모리(401)는 CPU(400)에만 접속된 것으로 도시되어 있지만, 블록(402)의 논리 회로는 메모리(401)에 직접 링크되거나, 추가 메모리(도시하지 않음)에 접속되어 소정 파라미터 세트에 직접 액세스를 제공할 수 있음을 유의해야 한다.
본 발명의 내시경 검사 스위트는, 위경 검사법 절차, 마더 스코프와 베이비 스코프를 이용하는 ERCP 절차, 결장경 검사 절차, 부인과 검사 절차(a Gynecology procedure), 기관지경 검사 절차, ENT 절차, 관강내 항 역류 절차(an Endoluminal anti Reflux procedure), 하나의 마더 스코프와 하나 이상의 베이비 스코프를 사용하는 위장 경유 또는 위장 외부 절차, 및 항 역류 절차를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 임의의 내시경 절차를 수행하는 데 사용될 수 있다. 위장 경유 또는 위장 외부 절차는, 맹장 수술, 담낭 절제술, 간 조직 검사 및 절단, 병적 비대를 위한 위장 밴딩, 및 의료 장치 이식을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
외과 의사가 상대적으로 쉬운 완전한 제어를 할 수 있도록, 본 발명의 내시경 검사 스위트의 바람직한 실시예는 다수의 내시경을 조작하는 데 필요한 모든 제어 및 디스플레이 수단과 절차를 수행하는 데 사용되어야 하는 외과 도구를 포함한다. 따라서, 가령, 위장 경유 절차 후 위장 라인의 구멍을 닫는 데 사용되는 외과용 스테이플러의 수술이 진행되고 단일 위치로부터 스테이플러 절차의 상태가 모니터링될 수 있다.
전술한 예와 설명은 예시를 위한 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 당업자가 인식할 바와 같이, 본 발명은 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 전술한 바와 다른 기술을 사용할 수 있다.

Claims (23)

  1. 복수의 상이한 내시경 검사 절차로부터 선택되는 내시경 검사 절차를 수행하기 위한 하나 이상의 내시경 장치를 지원하는 내시경 검사 스위트(an endoscopy suite)로서,
    초음파 및 비디오 제어 유닛과,
    ISL(insufflations, suction, and light intensity) 제어 유닛을 포함하되,
    상기 초음파 및 비디오 제어 유닛은,
    초음파 전력 공급기와,
    초음파 신호 생성기, 처리 수단 및 인터페이싱 회로를 포함하는 초음파 모듈과,
    입력 장치와,
    초음파 디스플레이와,
    초음파 커넥터와,
    통신 인터페이스
    중 하나 이상을 포함하는 a) 초음파 구성 요소와,
    비디오 보드 전력 공급기와,
    비디오 모듈과,
    비디오 디스플레이와,
    입력 수단과,
    카메라 커넥터와,
    통신 인터페이스
    중 하나 이상을 포함하는 b) 비디오 구성 요소를 포함하고,
    상기 ISL 제어 유닛은,
    광원 전력 공급기와,
    광원과,
    상기 광원의 출력을 제어하는 수단과,
    냉각 팬과,
    내시경 다중 커넥터와,
    제어기 및 메모리 수단 및 인터페이싱 회로를 포함하는 ISL 보드와,
    상기 ISL 보드용 전력 공급기와,
    취입 펌프(insufflation pump)와,
    흡입 수단과,
    압력 센서와,
    밸브와,
    디스플레이와,
    입력 수단과,
    통신 인터페이스 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 내시경 검사 스위트의 조작자가 상기 ISL 유닛의 상기 입력 수단을 통해 특정 내시경 절차를 선택하면, 상기 특정 내시경 절차를 수행하는 데에 사용되며 상기 ISL 유닛의 선택된 장치의 최대 및 최소 출력값을 포함하는 사전결정된 절차-관련 파라미터 세트가, 상기 ISL 보드의 메모리에 저장되는 상기 복수의 상이한 내시경 검사 절차 각각을 수행하는 데에 사용되는 복수의 상이한 절차-관련 파라미터 세트로부터 판독되고, 상기 사전결정된 절차-관련 파라미터 세트의 값은 상기 장치의 동작을 제어하는 아날로그 차단 회로의 비휘발성 메모리 구성 요소에 기록되어, 상기 선택된 내시경 검사 절차를 수행할 때 최대 안전성을 보장하는
    내시경 검사 스위트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 장치를 제어하는 상기 아날로그 차단 회로는 상기 메모리로부터 판독된 상기 사전결정된 절차-관련 파라미터 세트를 수신하는 비휘발성 프로그래밍 가능한 레지스터를 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 장치는 흡입 펌프, 취입 펌프 및 광원의 출력 제어 수단으로부터 선택되는
    내시경 검사 스위트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사전결정된 절차-관련 파라미터 세트는 상기 펌프가 활성화되는 압력 값과 상기 펌프가 비활성화되는 압력 값을 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 내시경의 말단부(the distal end)에 전도될 수 있는 백색 광을 제공하는 하나 이상의 램프를 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 전력 공급기는 밸러스트 수단(ballast means)을 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 제논 램프, 발광 다이오드(LED), 할로겐 램프 및 금속 할로겐화 물 램프를 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    내시경 검사 스위트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 하나 이상의 빔 분산기(beam splitters)를 포함하는 광학 장치를 포함하여, 한 램프로부터의 광이 두 개 이상의 조명 채널로 광을 공급하는 데 사용될 수 있게 하는
    내시경 검사 스위트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 전력 공급기는 전기 케이블에 의해 상기 내시경의 말단 팁(tip)에 위치되는 하나 이상의 LED로 접속되는
    내시경 검사 스위트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원의 출력을 제어하는 수단은 모터에 부착되는 조리개(iris)를 포함하되,
    상기 모터는 상기 조리개의 개방을 조절하는 신호에 응답하도록 구성되는
    내시경 검사 스위트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터는 스텝 모터(step motor)인
    내시경 검사 스위트.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 조리개의 원위치(home position)를 감지하는 광 센서를 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 모듈은 상기 하나 이상의 내시경 장치 상의 하나 이상의 초음파 변환기에 의해 방출되고 수신되는 초음파 신호를 생성하고, 상기 초음파 변환기에 의해 수신되는 초음파 신호를 검출 및 처리하며, 상기 초음파 디스플레이로 상기 처리된 신호를 출력하는
    내시경 검사 스위트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 처리된 신호는,
    - 위치
    - 거리
    - 조직 두께 중 적어도 하나를 측정하는 데 사용되는
    내시경 검사 스위트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 장치는 상기 초음파 모듈에 링크되어 상기 모듈의 동작 및 설정을 수정할 수 있는
    내시경 검사 스위트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 비디오 모듈은 상기 하나 이상의 내시경의 하나 이상의 카메라로부터 비디오 신호를 수집하고, 상기 신호를 처리하며, 상기 처리된 신호를 하나 이상의 디스플레이 장치, 저장 장치, 통신 네트워크 및 프린터 중 하나 이상으로 출력하는
    내시경 검사 스위트.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 수단은 상기 비디오 모듈에 링크되어 상기 비디오 모듈의 동작 및 설정을 수정하는
    내시경 검사 스위트.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 비디오 모듈은 상기 초음파 모듈로부터의 출력 신호를 수신하고, 상기 비디오 디스플레이 상에 상기 출력 비디오 신호와 함께 상기 출력 초음파 신호를 표시하는
    내시경 검사 스위트.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 ISL 보드의 상기 제어기는 상기 메모리에 저장되는 데이터를 관리하며, 상기 입력 장치로부터 입력을 수신하고, 상기 디스플레이 장치 및 상기 선택된 장치의 동작을 제어하는 상기 회로에 신호를 출력하는
    내시경 검사 스위트.
  20. 제 1 항에 있어서,
    내시경 검사 절차를 수행하는 데 사용되는 외과용 도구의 상태를 제어하고 모니터링하는 수단을 포함하는
    내시경 검사 스위트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 외과용 도구는 외과용 스테이플러(surgical stapler)인
    내시경 검사 스위트.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 내시경 절차는,
    - 위경 검사 절차
    - 마더 스코프(a mother scope) 및 베이비 스코프(a baby scope)를 이용하는 ERCP 절차
    - 결장경 검사 절차
    - 부인과 검사 절차
    - 기관지경 검사 절차
    - ENT 절차
    - 위장 경유(Transgastric) 또는 위장 외부(Extragastric) 절차
    - 하나의 마더 스코프와 하나 이상의 베이비 스코프를 이용하는 위장 경유 또는 위장 외부 절차
    - 항 역류(Anti Reflux) 절차를 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    내시경 검사 스위트.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 위장 경유 또는 위장 외부 절차는,
    - 맹장 수술
    - 담낭 절제술
    - 간 조직 검사 및 절단
    - 병적 비대에 관한 위장 밴딩(Gastric banding for morbid obesity)
    - 의료용 장비 이식을 포함하는 그룹으로부터 선택되는
    내시경 검사 스위트.
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