KR101570140B1 - Automatic Repositioning System of Medical Equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시(Disclosure)는 의료 장비를 정확한 장소에 위치하게 하기 위한 것으로, 특히 두 의료장비 사이의 상대적인 위치를 감지하고, 재위치 가능하게 하는 시스템에 관한 것이다. Disclosure is intended to place a medical device at the correct location, and in particular to a system for sensing and repositioning a relative location between two medical devices.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.Here, background art relating to the present disclosure is provided, and they are not necessarily meant to be known arts.
도 1은 한국 공개특허공보 제10-2001-0023551호에 따른 수술 테이블(110)과 스캐닝 시스템(120)의 정렬 방법에 관하여 설명하고 있다. 방사선 투과성 테이블 연장부(111)의 일부가 스캔을 위해 스캐닝 시스템(120)의 개구(121) 내로 이동할 때, 그 이동 범위는 스캐너(120)에 의해 환자의 머리 및 상반신이 스캔 되는 범위에 의하도록 되어 있다. 테이블 연장부(111)의 초기 정렬은 육안 검사에 의해 결정될 수 있다. 또한 선택적으로, 스캐너(120)에는 테이블 연장부(111)와의 정렬을 위하여 LED 광원 또는 다른 광원이 장치될 수 있다. 그리고, 테이블(110)은 스캐너(120)상의 정렬 슬롯(122)내로 이동되는 정렬 탭(112)을 가질 수 있다. 탭(112)이 슬롯(122) 내에 위치하게 될 때, 테이블(110)은 스캐너(120)와 정렬된다.1 illustrates a method of aligning a surgical table 110 and a
탭(112)은 테이블(110)에 고정되어 있으며, 슬롯(122)은 스캐너(120)의 일정부분에 고정되어 있다. 따라서, 테이블(110)과 스캐너(120)은 하나의 위치관계밖에 가질 수 없게 된다. 또한, 탭(112)과 슬롯(122)을 이용하는 이 두 장비 간의 정렬 정밀도는 사용 횟수가 증가함에 따라, 마모에 의해 점점 낮아질 수밖에 없게 된다.The
도 2는 한국 공개특허공보 제10-2014-0133484호에 따른 환자 이송 시스템에 관하여 설명한다. 환자 이송 시스템은, 의료기기(260) 상으로의 도킹을 위해 복수 개의 휠(212)을 갖는 환자 이송장치(213), 이동 정보를 등록하기 위한 등록 장치(231), 등록 장치(231)에 의해 등록된 정보에 따라 복수 개의 휠(212)들 중 하나 이상의 휠(212) 위치를 변화시키는 제어 유닛(211)이 형성된다. 제어 유닛(211)은 환자 이송장치(213)가 의료기기(260)에 접근 중일 때 이송자의 조작 스탭을 보조하도록 한다. 환자 이송 장치(213)는 초음파 센서(221,240)를 이용하여 상대물과의 거리를 판정하거나, 광학센서(221)를 이용하여 전방 하부측에 체결되어 플로어 마킹(250)을 검출 할 수도 있다. 이런 정보들은 외부 평가 장치(234)와 연동되어 그 장치가 제어 정보(233)를 발신하게 할 수도 있을 것이다. Fig. 2 illustrates a patient delivery system according to Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0133484. The patient transfer system includes a
초음파 센서를 쓰는 경우, 그 센서의 출력값 만으로는 환자 이송장치(213)의 위치 좌표를 알 수 없어, 외부 장비(231)의 도움이 없이는 정확한 위치로 이동이 어렵다. 광학 센서를 이용하는 경우에는, 이동 경로 상에 플로어 마킹(250)이 미리 표시되어 있어야하며, 이동 경로의 변경, 목표점의 변경이 매우 번거롭게 된다.In the case of using an ultrasonic sensor, the positional coordinates of the
의료장비의 시술자 혹은 다른 산업분야의 둘 이상의 장비를 운용하는 운용자는 이동이 가능한 다수의 장비를 다루게 되는 경우, 상황에 따라 일부 장비의 위치를 변경하였다가 다시 원위치로 복귀해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 본 개시에서는 이전의 문제를 해결하여, 반복적으로 사용 가능하면서, 높은 정밀도로 위치 복귀할 수 있는 시스템에 대해 설명한다.
An operator operating a medical device or two or more equipment in another industry may be required to change the position of some equipment and return to the original position depending on the situation when handling a plurality of movable equipment . In the present disclosure, a system capable of resolving the foregoing problems and capable of returning to a position with high precision while being usable repeatedly will be described.
이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
This will be described later in the Specification for Enforcement of the Invention.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다.Here, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure.
본 개시에 따른 일 태양에 따르면, 제1 의료장비, 제1 의료장비와 제1 위치관계를 가지는 제2 의료장비, 제1 의료장비와 제2 의료장비 사이에서 제1 위치관계를 감지하는 위치감지장비(30), 그리고 제1 위치관계 이외의 위치관계에 있는 제2 의료장비를 제1 위치관계로 이동시키는 위치복귀장치를 포함하며, 위치감지장비는 제1 의료장비 및 제2 의료장비와 접촉하여 위치를 감지하는 의료장비의 자동 위치 복귀 시스템에 관한 것이다.
According to one aspect of the present disclosure there is provided a medical device including a first medical device, a second medical device having a first positional relationship with the first medical device, a position sensing device sensing a first positional relationship between the first medical device and the second medical device, And a position return device for moving the second medical device in a positional relationship other than the first positional relationship to a first positional relationship, wherein the position sensitive device is in contact with the first medical device and the second medical device The present invention relates to an automatic position return system for a medical device that senses a position of a patient.
이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
This will be described later in the Specification for Enforcement of the Invention.
도 1은 한국 특허공개공보 제10-2001-0023551호에 도시된 의료장비 위치 결정 시스템의 일 예를 나타내는 도면.
도 2는 한국 특허공개공보 제10-2014-0133484호에 따른 환자 이송 시스템에 대한 일 예를 나타내는 도면.
도 3은 본 개시에 따른 의료장비의 자동 위치 복귀 시스템의 일 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 개시에 따른 위치감지장비(30)에 따른 위치 결정 방법의 일 예를 나타내는 도면.
도 5는 본 개시에 따른 의료장비의 주행부의 일 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 개시에 따른 의료장비의 주행경로 설정 방법의 일 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 개시에 따른 의료장비의 주행경로 오차를 줄이는 방법의 일 예를 나타내는 도면.
도 8은 본 개시에 따른 자동 위치 복귀 시스템의 구성에 따른 실험 궤적을 나타내는 도면.
도 9는 본 개시에 따른 의료장비의 자동 위치 복귀 시스템의 사용 과정을 나타내는 도면.
도 10은 본 개시에 따른 위치감지장비의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 본 개시에 따른 위치감지장비의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.1 is a view showing an example of a medical equipment positioning system shown in Korean Patent Laid-Open No. 10-2001-0023551.
2 is a view showing an example of a patient transfer system according to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0133484.
3 shows an example of an automatic position return system of a medical device according to the present disclosure;
4 is a view showing an example of a positioning method according to the
5 shows an example of a running part of a medical device according to the present disclosure;
6 is a diagram illustrating an example of a method of setting a travel route of a medical device according to the present disclosure;
7 illustrates an example of a method for reducing travel path errors of a medical device according to the present disclosure;
8 is a diagram showing an experimental trajectory according to the configuration of the automatic position return system according to the present disclosure;
9 is a diagram illustrating the use of an automatic position return system of a medical device according to the present disclosure;
10 shows another embodiment of a position sensing instrument according to the present disclosure;
11 illustrates yet another embodiment of a position sensing instrument in accordance with the present disclosure;
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다.
Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3(a)와 도 3(b)는 본 개시에 따른 의료장비 자동 복귀 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.3 (a) and 3 (b) are views showing an example of a medical equipment automatic return system according to the present disclosure.
도 3(a)에 따르면, 두 의료장비 간의 상대적인 위치를 감지하기 위한 2절 링크 형태의 위치감지장비(30)가 나타나있다. 위치감지장비(30)는 2 개의 링크(301, 302)와 3 개의 각도감지 센서(311, 312, 313), 센서의 신호를 전달하기 위한 커넥터(322)로 구성되어 있다. 2 개의 링크(301, 302)는 회전 가능하게 결합된다. 결합된 링크의 양 끝에는 각각 의료장비의 미리 특정된 부분에 결합될 수 있는 두 개의 말단 링크(303, 304)가 추가로 회전 가능하게 결합된다. 이 링크들(301,302,303,304)의 결합부들에는 두 링크 사이의 회전각을 측정할 수 있도록 각도감지 센서(311, 312, 313)가 각각 부착되어 있으며, 이들 센서들(311, 312, 313)의 전기 신호는 위치감지장비(30)에 부착된 커넥터(322)를 통해서 위치정보를 처리하는 장치로 보내어지게 된다. 각도감지 센서(311, 312, 313)는 전원 상태와 상관없이 항상 절대 위치값을 유지할 수 있는 절대값엔코더, 상대적인 값을 출력하는 인크리멘탈 엔코더, 자기식 앱솔루트(IC방식 비접촉 홀센서 엔코더), 자기식 인크리멘탈(홀센서 엔코더) 또는 포텐셔미터일 수 있다. 이 실시 예에서 링크와 각도감지 센서는 각각 2개와 3개로 되어 있으나, 이는 필요에 따라 더 추가하거나 줄일 수 있다.3 (a), there is shown a two-link type
말단 링크들(303, 304)은 각각 서로 다른 의료장비들에 부착된다. 제1 말단 링크(303)는 탈착 가능한 위치감지장비 부착부(330)가 형성된 의료장비에 부착되며, 제2 말단 링크(304)는 의료장비에 스크류, 리벳 등의 체결 방법을 통해 고정하게 된다. 위치감지장비 부착부(330)는 레일(331)과 레일(331)에 안착되어 이동하는 말단 링크 체결부(333)로 구성된다. 사용자가 임의로 고정 위치를 변경하고 싶은 경우, 두 의료장비 사이에 방해물이 있어서 고정 위치를 변경하고 싶은 경우 등의 상황을 고려하여 레일(331)상에서 말단 링크 체결부(333)가 이동하여 위치를 사용자의 편의에 따라 임의로 바꿀 수 있도록 한다. 또한, 말단 링크 체결부(333)에는 말단 링크 고정 장치(332)가 슬라이드 가능하게 장착되어있어, 말단 링크(303)가 말단 링크 체결부(333) 내에 삽입되어 위치를 잡게 되면, 이 말단 링크 고정 장치(332)를 이동하여, 완전 체결될 수 있도록 한다.
링크들(301,302,303,304)의 결합부는 회전축 방향으로 각 링크들이 상하 유동이 가능할 수 있다. 이동시킬 장비의 높이가 고정된 장비의 높이와 차이가 있거나, 장비가 이동할 때, 바닥면이 고르지 못하여 이동 중에 일정한 이동면을 유지하지 못할 수 있다. 이를 고려하여, 링크에 링크 회전축 방향에 대한 유동성을 부가하면, 상기에서 설명한 상황에 대처할 수 있게 된다.The coupling portions of the
도 4에서는 말단 링크(303, 304) 각각이 두 의료장비(50, 60)에 부착되고 나서, 위치감지장비(30)에 의해 두 의료장비(50, 60) 사이의 위치관계를 구하는 방법에 대해 설명하고 있다. 도 4에 따르면, 각 링크(301, 302)의 길이는 l로 정의될 수 있다. 이는 본 실시예에서 임의로 두 링크(301, 302)의 길이를 같게 l로 정의한 것으로 설계에 따라 다르게 변경될 수 있다. 그리고, 제 1말단 링크(303) 혹은 제1 의료장비(50)와 제1 링크가 이루는 각도는 θ1, 제 1링크와 제 2링크가 이루는 각도는 θ2 , 제 2링크와 제 2말단 링크(304) 혹은 제2 의료장비(60)가 이루는 각도는 θ3으로 나타낼 수 있다. 수학식 1 ~ 수학식 3에 의해 각 각도값을 변수로하여 x-y 직교 좌표계 (Cartesian coordinate)의 x, y 값으로 변환할 수 있다. 이렇게 세 개의 엔코더 출력값을 이용하여 두 의료장비의 상대적인 좌표 위치를 구할 수 있게 된다.4 shows how the positional relationship between the two
도 3(b)는 의료장비의 주행부(40)와 위치감지장비(30)가 결합된 모습을 보이고 있다. 위치감지장비(30)는 의료장비의 한 측면에 부착된다. 주행부(40)는 의료장비의 하부에 위치하며, 적어도 2개 이상의 캐스터(caster, 420)와 주행 제어부(410)로 구성된다. 주행 제어부(410)는 다시, 현재 의료장비의 위치를 저장할 수 있는 위치 저장부, 저장된 의료장비의 위치와 현재 위치에 따른 이동 경로를 설정하는 이동 경로 설정부를 가질 수 있다. 위치감지장비(30)의 위치와 관련한 전기 신호는 모두 주행 제어부(410)로 보내어지게 된다. 이 신호는 저장부에 디지털 신호로 저장되거나, 이동 경로 설정부에 의해 이동 경로 설정에 따른 연산에 사용될 수 있다. 이 전기 신호는 제어부의 커넥터와 위치감지장비의 커넥터(322)를 통해 전달된다.FIG. 3 (b) shows the
도 5(a)에 따르면, 캐스터(420)는 의료장비의 하부에 위치하여 의료장비를 구동하도록 하고 있다. 조향 레버(43)를 손으로 회전시킴으로써 캐스터의 방향을 원하는 방향으로 돌릴 수도 있으나, 자동 모드로 움직일 때에는 캐스터(42)를 일정 방향으로 고정 시켜두고 양측 바퀴의 회전속도 차이에 의해 조향을 한다. 캐스터의방향을 조향하는 별도의 액추에이터를 설치하여 캐스터 바퀴의 회전속도를 제어할 뿐만 아니라 방향도 제어하면서 의료장비를 이동시키는 것도 가능하다. According to Fig. 5 (a), the
도 5(b)에 따르면, 캐스터(420)는 캐스터 바퀴(Caster Wheel, 421)가 액추에이터(Actuator, 422)에 의해 구동되도록 하는 구조를 가지고 있다. 액추에이터(422)는 타이밍 벨트(Timing Belt, 426)에 의해 감속을 하며, 전자기 클러치(Electromagnetic Clutch, 423)에 형성된 입력 풀리(Input Pulley, 427)에 그 동력을 전달한다. 다시 전자기 클러치(423)는 입력 풀리(Input Pulley, 427)의 반대편에 형성된 출력 풀리(Output Pulley, 428)에 연결된 타이밍 벨트(Timing Belt, 426)에 의해 다시 감속을 하며, 캐스터 바퀴(421)로 동력을 전달한다(2단 감속). 전자기 클러치(423)는 액추에이터(422)와 캐스터 바퀴(421) 사이에서 동력을 전달하거나 끊는 역할을 한다. 일반적인 상황에서는 전자기 클러치(423)가 캐스터 바퀴(421)에 전달되는 동력을 끊어서 사용자가 수동으로 의료장비의 위치를 옮길 수 있으나, 의료장비의 자동 위치 복귀가 필요한 상황에서는 이동 경로 설정부에 의해 설정된 경로로 의료장비가 움직일 수 있도록 전자기 클러치(423)가 캐스터 바퀴(421)에 동력을 연결한다.5 (b), the
평행한 2개의 바퀴를 이용하여, 의료장비를 제어하여 목표위치로 가는 과정은 2단계로 나누어서 생각할 수 있다. 첫 번째는 시작점과 목표점 사이의 이동경로를 생성하는 것이고, 두 번째는 생성된 경로를 따라서 이동 가능한 의료장비를 제어하여 주행하도록 하는 것이다. The process of going to the target position by controlling the medical equipment using two parallel wheels can be considered in two steps. The first is to create a movement path between the starting point and the target point, and the second is to control the movable medical equipment along the generated path so as to run.
도 6(a)와 도 6(b)에서는 이동 경로 설정부가 원호와 직선을 이용하여 이동경로를 생성하는 방법에 대해 설명한다. 도 6(a)은 의료장비(60)의 초기 진행 방향(601)과 목표점 진입 방향(602)이 교차하는 경우를 나타낸다. 최종 직선 이동 거리 d가 목표점에 안정적으로 진입하기 위하여 설정한 설정치인 dthreshold 이상일 경우, 두 개의 직선과 한 개의 원호로 구성되는 이동경로를 생성하도록 한다. 여기서 한 개의 원호는, 최종 직선이동거리 d가 dthreshold 값 이상이 되도록 하고, 두 직선(601, 602)에 접할 수 있도록 충분한 곡률 R을 가지게 한다. 6 (a) and 6 (b), a description will be given of a method in which the movement path setting unit creates a movement path using an arc and a straight line. 6 (a) shows a case where the initial moving
도 6(b)에서는 의료장비(60)의 초기 진행 방향(601)과 목표점 진입 방향(602)이 교차하지 않는 경우도 고려하고 있다. 의료장비의 초기 진행 방향(601)과 목표점 진입 방향(602)의 직선이 교차하지 않는 경우인데, 이 경우에는 의료장비를 도 6(a)에 나타난 의료장비(60)와 같이 초기 진행 방향(601)이 목표점 진입 방향(602)과 교차하도록 일정 각도로 회전한 후, 도 6(a)에 나타난 경로 생성 방법으로 이동 경로를 설정하도록 한다.In Fig. 6 (b), it is also considered that the initial traveling
도 7에 따르면, 의료장비(60)가 설정된 이동 경로를 따라 이동하는 경우 오차가 발생할 수 있고 이를 제거 하는 방법에 대해 설명하고 있다. 의료장비(60)가 생성된 경로를 따라서 이동하는 동안에 오차는 error로 나타난다. 의료장비의 주행부 제어부는 이 오차를 제거하는 방향으로 제어를 수행하며, 의료장비가 경로를 따라갈 수 있도록 할 수 있다. 두 개의 구동바퀴 회전을 제어하여 원하는 경로를 따라가게 하는 것은 nonholonomic system으로, 이와 관련한 다양한 제어 방법들이 알려져 있다.According to Fig. 7, an error may occur when the
도 8에서는 본 개시에 나타난 의료장비 자동 복귀 시스템을 3개의 15 bit 분해능을 가지는 절대값 엔코더, 스텝모터, 1 kHz의 주기를 가지고 전체 시스템의 제어를 수행하는 MCU등으로 구성하여 본 개시에 따른 시스템이 가지는 정확도를 실험한 결과가 나타나 있다.In FIG. 8, the medical device automatic return system shown in this disclosure is constituted by an absolute value encoder having three 15 bit resolutions, a step motor, an MCU performing a control of the entire system with a cycle of 1 kHz, The accuracy of this experiment is shown.
임의의 위치에서 초기위치 설정을 하고 의료장비를 다른 임의의 위치로 옮긴 후 처음 위치를 찾아가도록 하는 실험을 수행하였다. 도 8이 그 실험 결과에 의해 나타난 궤적으로, 두 위치로부터 생성된 경로(trajectory)와 실제 이동경로를 나타낸다. 10번의 실험결과 어떤 위치에서도 초기위치를 잘 찾아감을 알 수 있었고, 표 1에 나타낸 것과 같이 평균 위치 오차는 1 mm 이하임을 알 수 있다. 필요에 따라서 절대값 엔코더의 분해능을 높이고, 구동륜에 서보모터를 사용한 feedback 제어를 행함에 의해서 위치오차와 각도오차는 훨씬 줄일 수 있다.
Experiments were performed to set the initial position at an arbitrary position and move the medical device to another arbitrary position so that the first position could be found. Fig. 8 shows the trajectory generated by the experimental result, and shows the trajectory and the actual movement path generated from the two positions. As a result of 10 experiments, it was found that the initial position was found well at any position, and the average position error was less than 1 mm as shown in Table 1. The position error and the angular error can be reduced by increasing the resolution of the absolute encoder as necessary and performing feedback control using the servo motor on the drive wheels.
도 9는 본 개시에 따른 일 실시예에 따른 이동식 영상 의료장치(60)가 원래의 위치에서 벗어났다가, 다시 정확한 위치로 복귀되는 과정을 나타낸 것이다.FIG. 9 illustrates a process in which the mobile
이동식 방사선 촬영장치인 C-arm은 방사선이 방출되는 방사부, 그와 마주보는 방사선 검출부 그리고 검출된 방사선을 영상으로 변환하는 장치로 구성된다. 이동식 C-arm은 대형 영상 장비가 들어갈 수 없는 시술 공간에 들어갈 수 있다. 또한, 시술자는 방사부가 장착된 지지대의 각도와 위치를 조절하여 카우치에 위치한 환자를 여러 각도에서 필요한 부분만 촬영할 수 있다. The C-arm, which is a mobile radiography system, consists of a radiation part emitting radiation, a radiation detection part facing it, and a device converting the detected radiation into an image. The mobile C-arm can enter a treatment space where large imaging equipment can not enter. In addition, the practitioner can adjust the angle and position of the supporting frame on which the radiating part is mounted, so that the patient located in the couch can be photographed only at necessary portions from various angles.
신경외과, 생검등의 분야에서 이루어지는 최소 침습 시술에서는, 시술이 행하여지는 동안, 시술자가 바늘의 삽입 방향, 깊이, 위험 조직을 침습하고 있는지 여부를 확인하기 위하여, 시술 과정 중간에 방사선 영상 장비인 C-arm을 투입하여 영상을 통해서 바늘의 정확한 위치를 파악하도록 하고 있다. 이런 과정에서 C-arm은 환자가 위치한 카우치 옆에 놓이는 과정을 1회 이상 반복하게 된다. 시술자가 바늘의 정확한 위치, 삽입 정도, 침습 깊이를 파악하기 위해서는, 영상이 일정하게 고정된 위치에서 보여질 필요가 있다. 또한, 정확한 가이드가 없는 상태에서 영상장비를 사용하는 경우, 정확한 위치를 잡기 위해 시술자 혹은 운영자가 직접 방사선에 노출된 상태에서 기기를 이동할 수 있으며, 이런 시도 횟수가 늘어남에 따라 환자나 시술자 모두 피폭 정도가 늘어날 수 있다. 본 개시에서 설명하는 자동 위치 복귀 시스템에 따르면 피폭량을 줄일 수 있다.In the minimally invasive procedure performed in the field of neurosurgery and biopsy, during the procedure, in order to check whether the operator inserts the needle, the depth, and whether the tissue invades the dangerous tissue, The -arm is inserted so that the exact position of the needle can be grasped through the image. In this process, the C-arm repeats the process of placing it beside the couch where the patient is located. In order for a practitioner to grasp the exact position of the needle, the degree of insertion, and the depth of invasion, the image must be seen at a fixed fixed position. In addition, when using an imaging device without an accurate guide, the operator or the operator can move the device while being exposed to direct radiation in order to accurately position the device. As the number of attempts increases, Can be increased. According to the automatic position return system described in the present disclosure, the amount of exposure can be reduced.
C-arm(60)에는 위치감지장비(30)가 C-arm(60)의 위치를 감지하기 위해 장착된다. 도 9(a)에 따르면, 위치감지장비(30)는 C-arm(60)의 한 측면에 고정 혹은 착탈 가능하게 부착되어 있으며, C-arm(60)의 위치를 확인할 필요가 있을 때 확장될 수 있도록 한다. 여기서는 위치감지장비(30)가 환자가 누워있는 카우치(50)에 대한 상대 위치를 측정하도록 한다. 위치 감지 장비(30)는 확장되어 한 쪽 끝이 카우치(50)에 장착되도록 한다.The C-
위치감지장비(30)는 C-arm(60) 혹은 카우치(50)의 정확한 위치에 고정될 필요가 있다. 따라서, C-arm(60)에는 스크류 고정되며, 카우치(50)에는 위치감지장비(30)가 정확한 위치에 고정될 수 있도록 위치감지장비 부착부(330)와 결합된다. 필요에 따라, 이와 반대로 설정할 수도 있을 것이며, 또는 C-arm(60)과 카우치(50) 양측에 모두 위치감지장비 부착부(330)를 장착할 수도 있을 것이다. 위치감지장비(30)의 일 부분이 이들에 슬라이드 혹은 삽입 고정될 수 있다. 또한, 필요에 따라서는, C-arm(60) 측에서는 장착되어 고정되고 카우치(50) 측에서는 위치만을 확인할 수 있도록 자유롭게 카우치(50)에 접촉할 수 있다. 반대의 경우도 가능할 것이다. 도 9(b)에 따르면, 위치감지장비(30)는, C-arm(60)의 카우치(50)에 대한 상대적인 위치를 감지하기 위하여, C-arm(60)과 카우치(50)에 모두 접촉하고 있다. 이때, 위치감지장비(30)는 위치와 관련한 전기 신호를 발생시켜 C-arm(60)의 위치를 위치감지장비(30) 자체 혹은 외부 장치에서 제1 위치로 저장한다.The
도 9(c)에 따르면, 시술자가 필요한 영상 작업을 마무리 한 후에 시술을 계속 진행할 수 있도록, C-arm(60)은 대기 장소로 옮겨지게 된다. C-arm(60)은 위치감지장비(30)가 저장한 제1 위치에서 벗어나게 되며, 위치감지장비(30)는 카우치(50)에서 분리되게 된다.According to Fig. 9 (c), the C-
도 9(d),(e)에 따르면, 시술자는 다시 시술 진행 상황을 확인하기 위하여, C-arm(60)을 제1 위치로 정확하게 이동한다. 이를 위해, 먼저 카우치(50) 근처의 임의의 장소에 C-arm(60)을 두고, 위치감지장비(30)를 C-arm(60)과 카우치(50) 양측에 연결시킨다. 위치감지장비(30)는 현재 C-arm(60)의 위치를 카우치(50)에 대해 상대적으로 결정할 수 있도록 전기 신호를 주행 제어부에 계속적으로 전달한다. 전달된 신호에 따라 주행 제어부의 이동 경로 설정부는 저장된 제1 위치와 현재 위치를 비교하여 이동 경로를 설정한다. C-arm(60)은 이동 경로를 따라 이동하게 되며, 이 때 필요한 경우, 이동 경로 설정부는 피드백 제어를 수행할 수도 있다. 도 9(f)와 같이 원하는 위치인 도 9(b)의 위치에 정확하게 위치하게 된다. 이렇게 해서 자동 위치 복귀 시스템의 과정을 종료하게 된다.9 (d) and 9 (e), the operator moves the C-
도 10은 위치감지장비(30)의 다른 실시예를 나타낸다. 하나의 몸체 링크(1001)가 길이 변환이 가능하도록 구성되어 있다. 이 링크(1001)는 길이변환로드(1002)를 가지고 있어 길이를 변환 시킬 수 있다. 링크의 말단부에는 각각 각도측정 센서(1005, 1006)와 말단 링크(1003, 1004)가 포함되어 있다. 몸체 링크(1001)에는 직선 길이 측정을 할 수 있는 길이센서(미도시)가 부탁 되어 있어 길이 변환을 측정할 수 있다. 따라서, 2개의 각도측정 센서(1005, 1006)에서 나오는 2개의 각도 값과 하나의 길이센서 값을 이용하여 두 의료장비의 상대 위치를 알 수 있다.10 shows another embodiment of the
도 11은 위치감지장비(30)에 대한 또 다른 실시예를 나타낸다. 위치감지장비(30)의 몸체 부분은 세 개의 몸체부(1101, 1102, 1103)들로 구성이 되어 있으며, 제 1몸체부(1101)과 제 3몸체부(1103)은 제 2몸체부(1102) 상에서 움직일 수 있다. 제 2몸체부에 위치한 아이들러 휠(1111)과 타이밍 풀리(1112)에는 타이밍 벨트(1115)가 결합되어 있다. 제 1몸체부(1101)에는 제 1타이밍벨트 고정구(1113)가 있어 타이밍 벨트(1116)와 같이 움직이게 되어 있으며, 제 3몸체부(1103)에는 제 2타이밍벨트 고정구(1114)가 있어 제 3몸체부와 타이밍 벨트(1115)의 움직임을 같이하게 하고 있다. 11 shows another embodiment of the
제 1몸체부와 제 3몸체부가 제 2몸체부 상에서 제2 몸체부의 가이드 레일(1115)을 따라 움직이게 되면, 제 1타이밍벨트 고정구(1113)와 제 2타이밍벨트 고정구(1114)에 타이밍 벨트(1116)가 고정되어 있으므로, 타이밍 벨트(1116)는 회전하게 된다. 이 움직임은 아이들러 휠(1111)과 타이밍 풀리(1112)를 회전하게 하고, 이 회전 운동은 각도센서(1117)에 전달되어, 몸체부 전체 길이 변화가 얼마나 생겼는지 알 수 있게 된다. 이렇게 길이를 측정하는 기구 구조를 포함하여, 두 개의 말단 링크와 두 개의 각도 센서 구조를 이용하면, 앞서 설명한 위치감지장비(30)와 같이 두 장비 간 상대 위치를 측정하게 될 수 있다.When the first body part and the third body part move along the
또한, 길이 변환 링크와, 회전 링크를 혼합하는 조합도 가능할 것이며, 이런 조합들로 위치감지장비(30)의 말단부간에 길이 변환이 가능하게 한다면 어떤 조합도 가능할 수 있을 것이다.Combinations of mixing length translation links and rotating links would also be possible, and any combination would be possible if such combinations enabled length conversion between the distal ends of the
도 12에서는 또 다른 실시 예를 설명한다. 의료장비에 주행부에 의한 구동력 대신, 위치감지장치(30)에 구동장치를 장착하여, 위치감지장비(30) 자체의 힘만으로 의료장비를 이동시키거나, 원래의 위치로 돌아가도록 할 수 있다. 이런 구성을 위해서, 도 3(a)의 위치감지장치(30)에 각도센서(311) 대신 엔코더를 포함한 서보모터(1211, 1212, 1213)를 부착한다. 서보모터(1211, 1212, 1213)는 링크를 회전시킬 수 있는 구동력을 제공하며, 서보모터(1211, 1212, 1213)에 장착된 엔코더는 회전값을 측정하여 각도를 계산할 수 있도록 한다. 필요한 경우에는 엔코더와 모터를 분리하여 위치감지장치에 장착할 수도 있을 것이다. 추가적인 구동력이 필요하다고 판단될 경우 감속기어박스 혹은 모터의 토크를 증대시킬 수 있는 토크 증대 기어박스를 장착할 수 있다. 또한 위치감지장비(30)는 이 서보모터(1211, 1212, 1213)들을 제어하기 위하여, 자체적으로 자세 제어부(1220)을 포함하게 될 것이다. 자세 제어부(1220)는 주행 제어부(410)와 마찬가지로 위치 저장부와 이동 경로 설정부를 가질 수 있으며, 동일한 역할을 하도록 한다. 자세 세어부(1220)는 각 서보모터(1211, 1212, 1213)들과 케이블(1221, 1222)을 통해 연결되거나, 무선 통신을 할 수 있다.Another embodiment will be described with reference to Fig. A driving device may be mounted on the
다른 실시예에서 보여진 직선 길이 변환 링크도 적용 가능하다. 길이 변환을 위한 구동력의 제공을 위해 서보모터, 서보모터와 기어박스의 조합 혹은 유압펌프 등을 이용하면, 위치감지장치(30)에 충분한 구동력을 제공할 수 있다. 따라서, 이들을 이용한 다양한 조합의 자체 동력을 가지는 자동 위치 복귀 시스템을 구현할 수 있다.Straight-length conversion links shown in other embodiments are also applicable. If a combination of a servo motor, a servo motor and a gear box or a hydraulic pump is used for providing a driving force for changing the length, sufficient driving force can be provided to the
본 개시에서는 의료장비에 관하여 설명하였으나, 본 개시에 따른 위치 자동 복귀 시스템의 적용이 의료장비에 한정될 것은 아니다. 정확한 위치에 두 물체가 반복적으로 놓여야 할 필요가 있는 다른 산업 분야에도 그 적용이 가능할 것이다.
Although the present disclosure has been described with respect to medical devices, the application of the position auto-return system according to the present disclosure is not limited to medical devices. It can be applied to other industrial fields where two objects need to be placed repeatedly in the correct position.
이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described.
(1) 제1 의료장비, 제1 의료장비와 제1 위치관계를 가지는 제2 의료장비, 제1 의료장비와 제2 의료장비 사이에서 제1 위치관계를 감지하는 위치감지장비, 그리고, 제1 위치관계 이외의 위치관계에 있는 제2 의료장비를 제1 위치관계로 이동시키는 위치복귀장치를 포함하며, 위치감지장비는 제1 의료장비 및 제2 의료장비와 접촉하여 위치를 감지하는 의료장비의 자동 위치 복귀 시스템.(1) a first medical device, a second medical device having a first positional relationship with the first medical device, a position sensing device sensing a first positional relationship between the first medical device and the second medical device, And a position return device for moving the second medical device in a positional relationship other than the positional relationship to a first positional relationship, wherein the positional sensing device comprises a first medical device and a second medical device, Automatic position return system.
(2) 위치감지장비는 적어도 하나 이상의 링크와 적어도 하나 이상의 센서로 이루어지도록 하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(2) The automatic position return system of medical device, wherein the position sensing device comprises at least one link and at least one sensor.
(3) 링크는 두 개 이며, 센서는 세 개의 각도측정 센서인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(3) An automatic position return system for medical devices, wherein the link is two and the sensor is three angular measurement sensors.
(4) 각도측정 센서는 절대값엔코더 또는 포텐셔미터인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(4) An automatic position return system for medical devices in which the angle measurement sensor is an absolute value encoder or potentiometer.
(5) 위치감지장비는 위치감지장비가 정의하는 좌표 평면에 수직한 방향으로 유동적인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(5) The automatic position return system for medical devices in which the position sensing device is fluid in a direction perpendicular to the coordinate plane defined by the position sensing device.
(6) 위치감지장비는 적어도 일부분이 분리되거나, 제1 의료장비 또는 제2 의료장비와 착탈 가능하도록 하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(6) The automatic position return system of medical device, wherein at least a portion of the position sensing device is detachable or removable from the first medical device or the second medical device.
(7) 위치 복귀 장치는 제2 의료장비에 포함되며,제1 위치를 저장하는 위치 저장부; 제1 위치로의 이동 경로를 설정하는 경로 설정부; 그리고, 제1 위치로 제2 의료장비를 이동시키는 주행 제어부;를 포함하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(7) the position return device is included in the second medical device, the position return device comprising: a position storing part for storing the first position; A route setting unit for setting a travel route to the first location; And a travel control unit for moving the second medical equipment to the first position.
(8) 위치감지장비는 말단부간 길이 변환이 가능한 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(8) Position sensing device is a system for automatic position return of a medical device capable of changing the length between ends.
(9) 위치 복귀 장치는 위치감지장비에 포함되며, 제1 위치를 저장하는 위치 저장부; 제1 위치로 제2 의료장비를 이동시키는 구동부;를 포함하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.(9) The position return device is included in the position detecting device, and includes a position storing portion for storing the first position; And a drive for moving the second medical device to the first position.
(10) 제2 의료 장비는 일정 방향으로 방사선을 방출하는 방사선 방출부와 방사선을 감지하는 감지부를 가지는 영상장치를 가지도록 하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
(10) The automatic medical device return system according to (2), wherein the second medical device has a video device having a radiation emitting part for emitting radiation in a predetermined direction and a sensing part for sensing radiation.
30 위치감지장비 330 위치감지장비 부착부 301~303 링크 304~305 말단 링크 311~313 각도감지 센서 322 커넥터
40 주행부 410 주행 제어부 420 캐스터 421 캐스터 바퀴 422 액추에이터 423 전자기 클러치 426 타이밍 벨트 430 조향레버
50 카우치
60 C-arm30
40 running
50 couch
60 C-arm
Claims (10)
의료장비와 제1 위치관계를 가지며, 의료장비와 거리를 두고 있는 의료영상장비;
의료장비와 의료영상장비 사이에서 제1 위치관계를 감지하는 위치감지장비; 그리고,
제1 위치관계 이외의 위치관계에 있는 의료영상장비 전체를 제1 위치관계로 이동시키는 위치복귀장치;를 포함하며,
위치감지장비는 의료장비 및 의료영상장비 모두에 접촉하여 위치를 감지하는 의료장비의 자동 위치 복귀 시스템.
Medical equipment;
Medical imaging equipment having a first positional relationship with the medical device and being away from the medical device;
A position sensing device for sensing a first positional relationship between the medical device and the medical imaging device; And,
And a position returning device for moving all of the medical imaging devices in a positional relationship other than the first positional relationship to a first positional relationship,
Position sensing equipment is an automatic position return system for medical devices that detects position in contact with both medical and medical imaging equipment.
위치감지장비는 적어도 하나 이상의 링크와 적어도 하나 이상의 센서로 이루어지도록 하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the position sensing device comprises at least one link and at least one sensor.
링크는 두 개이며, 센서는 세 개의 각도측정 센서인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
3. The method of claim 2,
There are two links, and the sensor is three angular measurement sensors.
각도측정 센서는 절대값엔코더 또는 포텐셔미터인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method of claim 3,
The angular position sensor is an absolute encoder or potentiometer.
위치감지장비는 위치감지장비가 정의하는 좌표 평면에 수직한 방향으로 유동적인 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method according to claim 1,
The position sensing device is a fluid dynamic in a direction perpendicular to the coordinate plane defined by the position sensing device.
위치감지장비는 적어도 일부분이 분리되거나, 의료장비 또는 의료영상장비와 착탈 가능하도록 하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method according to claim 1,
The position sensing device may be at least partially detachable or removable from medical or medical imaging equipment.
위치 복귀 장치는 의료영상장비에 포함되며,
제1 위치를 저장하는 위치 저장부;
제1 위치로의 이동 경로를 설정하는 경로 설정부; 그리고,
제1 위치로 의료영상장비를 이동시키는 주행 제어부;를 포함하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method according to claim 1,
Position return devices are included in medical imaging equipment,
A position storage unit for storing a first position;
A route setting unit for setting a travel route to the first location; And,
And a travel controller for moving the medical imaging device to the first position.
위치감지장비는 말단부간에 길이 변환이 가능한 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method according to claim 1,
A position sensing device is a system for automatic position return of a medical device capable of changing the length between its ends.
위치 복귀 장치는 위치감지장비에 포함되며,
제1 위치를 저장하는 위치 저장부;
제1 위치로 의료영상장비를 이동시키는 구동부;를 포함하는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.
The method of claim 1, wherein
The position return device is included in the position sensing device,
A position storage unit for storing a first position;
And a driver for moving the medical imaging device to the first position.
의료영상장비는 일정 방향으로 방사선을 방출하는 방사선 방출부와 방사선을 감지하는 감지부를 가지는 영상장치를 가지는 의료 장비의 자동 위치 복귀 시스템.The method according to claim 1,
A medical imaging system includes a video device having a radiation emitting part for emitting radiation in a predetermined direction and a sensing part for sensing radiation.
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