KR101771541B1 - 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 내시경의 단부 렌즈의 외면에 분사함으로써 우수한 김서림 방지 기능과 함께 자가 세척 기능을 구현할 수 있는 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템은, 액체를 체온 범위 내의 온도로 가열하여 공급하는 세척액 공급부와; 내시경의 렌즈의 주변에 설치되어, 상기 세척액 공급부에서 공급되는 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 렌즈의 외면을 향해 분사하는 노즐과; 상기 노즐에서 분사된 액체를 흡입하여 제거하는 흡입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템 및 방법{Anti-fog and contaminants removal system and method using self cleaning endoscope system}

본 발명은 내시경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내시경의 단부에 구비된 렌즈의 외면에 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 분사하고 흡입하여 렌즈에 김이 서리는 것을 방지함과 동시에 렌즈를 자가 세척할 수 있는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템 및 방법에 관한 것이다.

내시경은 절개를 하지 않고도, 혹은 큰 상처를 남기지 않은 최소한의 절개를 통하여 의사의 육안으로 관찰 할 수 없는 소화관이나 흉강, 관절, 복강, 척추 등의 다양한 장소에 사용할 수 있는 장비이다. 내시경을 사용하는 수술 중에는 끓임 없이 차가운 식염수를 삽입하기도 한다. 이에 따라, 차가운 식염수에 의해 커플러 내부의 밀폐공기가 응결되었을 때, 내시경 단부에 김서림이 생기는 현상이 발생한다.

김서림 현상은, 내시경 단부의 온도가 이슬점 온도보다 낮을 때 내시경 단부 렌즈의 표면에 응축되는 수분이 렌즈의 표면을 따라 퍼지지 못하고 뭉쳐진 형태의 물방울로 응축되어 발생하는 현상이다. 즉, 상기와 같은 김서림 현상은 내시경 단부 렌즈에 미세하게 뭉쳐진 형태의 물방울들이 다수 형성되어 빛을 난반사시키는 현상으로서, 렌즈에 발생된 김서림은 빛의 투과를 방해하게 되어 시야를 방해하게 되고, 렌즈의 기능을 일시적으로 상실시키게 된다. 이러한 김서림 현상으로 인하여 내시경의 화질이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 내시경을 삽입하고 검진 시에 인체 내부의 피부나 장기 등에 접촉하게 될 경우나 수술 중 절제, 봉합 등을 실시할 때 발생하는 오염된 식염수나 혈액, 지방질 등과 같은 물질로 인하여 내시경 단부 렌즈에 오염이 발생한다. 내시경 단부 렌즈에 오염이 발생되면 김서림 현상에 의한 문제점과 같이 오염물질이 빛을 난반사시키고, 빛의 경로를 방해해서 시야를 방해하면 렌즈의 기능을 일시적으로 상실시킨다. 이러한 오염 현상으로 인하여 내시경의 화질이 떨어지기도 한다.

상기와 같은 문제점 때문에 수술 중 환자의 체내에서 내시경을 꺼내어 세척한 후 다시 수술부위를 찾아야하는 번거로움이 있다

이러한 해결하기 위한 것으로, 대한민국 공개특허 제10-2005-0031292호에 커플러의 내부에 뜨겁고 건조한 공기를 공급하여 커플러 외부를 흐르는 차가운 세척수의 냉기로 인한 커플러 안의 렌즈의 김서림을 방지하는 관절 내시경 시스템의 김서림 방지장치가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 내시경의 김서림 방지장치는 뜨거운 공기를 분사하여 온도 제어함으로써 김서림을 방지하므로 자가 세척 기능은 갖지 못하여 렌즈의 외면을 이물질이 없는 상태로 유지하는데 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0031292호(2005.04.06. 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 발수성/소수성 기능을 부여한 김서림 방지 코팅막이 형성된 렌즈를 사용함과 동시에 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 내시경의 단부 렌즈의 외면에 분사함으로써 우수한 김서림 방지 기능과 함께 자가 세척 시스템을 구현하여 내시경의 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템은, 액체를 가열하여 공급하는 세척액 공급부와; 내시경의 렌즈의 주변에 설치되어, 상기 세척액 공급부에서 공급되는 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 렌즈의 외면을 향해 분사하는 노즐과; 상기 노즐에서 분사된 액체와 오염된 식염수, 혈액, 지방질 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 흡입하여 제거하는 흡입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기한 본 발명에 따른 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법은,

(a) 액체를 가열하는 단계;

(b) 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 펌핑하여 노즐을 통해 분사하는 단계;

(c) 노즐을 통해 분사된 액체를 흡입하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 렌즈의 주변에 배치된 노즐을 통해 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체가 렌즈의 표면에 분사되므로 내시경 검사 과정에서 렌즈에 김이 서리는 현상이 방지되어 깨끗한 이미지를 얻을 수 있어 정확한 진단이 가능한 효과가 있다.

또한 노즐을 통해 분사되어 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능을 수행한 액체가 다시 흡입되어 제거되므로 세척액이 체내로 유입될 위험이 거의 없다.

자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염물질 제거 내시경은 수술 중에 세척을 위하여 내시경을 빼는 경우가 줄어들기 때문에 수술시간을 줄이고 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능이 적용된 내시경 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 내시경 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능이 적용된 내시경의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 내시경의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 내시경의 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 내시경의 자가 세척 시스템 및 이를 이용한 김서림 방지 및 오염물질 제거 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 도 1 및 도 2는 본 발명의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능이 적용된 내시경 시스템을 나타낸 것으로, 내시경 시스템은 촬상소자(image sensor)가 내장된 카메라부(11)와, 상기 카메라부(11)의 선단부에 구성된 접안렌즈(12)와, 상기 접안렌즈(12)의 선단부에 구성되는 케이블마운트(13)와, 상기 케이블마운트(13)에 연결되는 프로브축(14)을 포함하는 내시경(10)과; 일단이 상기 케이블마운트(13)에 연결되는 케이블(20)과; 상기 케이블(20)의 타단에 연결되어 프로브축(14)으로 광(光)을 제공하고 촬영된 영상을 모니터(40)를 통해 출력함과 더불어 상기 프로브축(14)에 세척용 액체를 공급 및 흡입하는 기능을 수행하는 제어장치(30)를 포함한다.

상기 프로브축(14)의 선단부에는 렌즈(15)가 구비되며, 상기 렌즈(15)의 주변에는 본 발명의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 내시경을 구성하는 노즐(120) 및 흡입유로(132) 등이 구성된다.

도면에 도시하지는 않았으나, 상기 렌즈(15)의 외면에는 소수성 또는 발수성의 코팅층이 형성되어, 렌즈(15)의 표면에 김이 서리는 현상이 최대한 억제될 수 있는 것이 바람직하다.

상기 제어장치(30)는 상기 내시경(10)으로 광을 제공할 수 있도록 광원(31)을 구비한다. 상기 광원(31)에서 송출된 광은 케이블(20) 내측을 통과하는 광섬유(32)에 의해 프로브축(14)으로 유도된 후 광조사부(16)를 통해 외부로 방출되어 촬영을 위한 조명을 제공한다.

또한 상기 제어장치(30)는 본 발명의 자가 세척 시스템의 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능을 갖는 내시경 시스템을 구성하는 세척액 공급부(110) 및 흡입부(130)를 구비한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 자가 세척 시스템의 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능을 갖는 내시경 시스템은, 액체를 가열하여 공급하는 세척액 공급부(110)와, 상기 내시경(10)의 단부의 렌즈(15)의 주변에 설치되어 상기 세척액 공급부(110)에서 공급되는 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 렌즈(15)의 외면을 향해 분사하는 복수의 노즐(120)과, 상기 노즐(120)에서 분사된 액체와 오염된 식염수, 혈액, 지방질 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 흡입하여 제거하는 흡입부(130)를 포함한다.

상기 세척액 공급부(110)는 내시경의 제어장치(30)에 설치되어 액체를 가열하는 히터(111)와, 상기 히터(111)에 의해 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 펌핑하는 공급펌프(112)와, 상기 공급펌프(112)와 노즐(120)을 연결하는 공급유로(113)를 포함한다.

상기 히터(111)는 액체가 저장된 용기 또는 배관을 가열하여 액체를 체온 범위 내의 온도로 가열한다. 상기 공급유로(113)는 상기 케이블(20)(도 1 참조) 및 프로브축(14)을 통해 상기 노즐(120)과 연결된다.

상기 노즐(120)은 상기 렌즈(15)의 주변에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되며 렌즈(15)의 주변부 바로 전방에서 반경방향 내측으로 일정한 각도로 절곡된 형태를 갖는다. 이 실시예에서 상기 노즐(120)은 4개가 90°간격으로 배치되어 렌즈(15)의 네 방향에서 동시에 액체를 분사한다.

상기 흡입부(130)는 내시경의 제어장치(30)에 설치되어 흡입력을 발생시키는 흡입펌프(131)와, 일단이 상기 흡입펌프(131)에 연결되고 타단이 상기 렌즈(15)의 주변에 배치되어 액체를 흡입하는 흡입유로(132)를 포함한다.

상기 흡입유로(132)는 상기 광섬유(32) 및 공급유로(113)와 함께 상기 케이블(20)(도 1 참조) 내측과 프로브축(14)을 통과하며, 상기 흡입유로(132) 끝단부의 흡입구(133)는 렌즈(15)의 바로 외주부에 배치된다. 이 때 상기 흡입유로(132)의 흡입구(133)는 상기 복수개의 노즐(120) 사이사이에 배치되어 각각의 노즐(120)을 통해 분사된 액체를 렌즈(15)의 전(全)방향에서 흡입할 수 있도록 된 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

내시경(10)을 인체에 삽입하여 검사를 수행하는 과정에서 상기 히터(111)가 액체가 저장되어 있는 탱크 또는 배관을 가열하여 액체를 소정의 온도로 가열한다. 이 때 가열되는 액체의 온도를 김서림을 방지하는데에는 적합하지만 인체에 상해를 주지않는 온도, 예를 들어 대략 30~40℃의 온도로 가열 처리된다. 상기 액체는 물을 이용할 수 있지만 이외에도 김서림 방지와 세척에 적합한 다른 종류의 액체를 이용할 수도 있다.

상기 히터(111)에 의해 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체는 공급펌프(112)에 의해 펌핑되어 공급유로(113)를 통해서 노즐(120)로 공급된 다음, 노즐(120)의 선단을 통해서 렌즈(15)의 외면에 분사된다.

상기 노즐(120)을 통해 분사된 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체는 렌즈(15)의 김서림을 방지하는 작용과 함께 렌즈(15)의 외면을 닦아내어 이물질을 제거하는 세척 작용을 수행하게 된다.

상기 노즐(120)을 통해 액체가 분사됨과 동시에 흡입펌프(131)가 작동하여 흡입유로(132)를 통해 흡입력이 발생하게 된다. 이에 따라 렌즈(15) 외면으로 분사된 액체는 흡입유로(132)를 통해 흡입되어 제거된다.

이러한 노즐(120)을 통한 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체의 분사 및 흡입 작동은 내시경 검사를 수행하는 동안 지속적으로 수행될 수도 있지만, 일정한 주기로 반복적으로 수행되거나, 김서림 방지나 세척이 필요한 경우 검사자의 조작에 의해 수행될 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 자가 세척 시스템의 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템은 노즐(120)을 통해 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 렌즈(15)의 표면에 분사하므로 내시경 검사 과정에서 렌즈(15)에 김이 서리는 현상이 방지하고 오염 물질을 제거하여 깨끗한 이미지를 얻을 수 있어 정확한 진단이 가능하다.

또한 노즐(120)을 통해 분사되어 자가 세척 시스템의 김서림 방지 및 오염 물질 제거 기능을 수행한 액체가 다시 흡입되어 제거되므로 세척액이 체내로 유입될 위험이 거의 없다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 내시경 14 : 프로브축
15 : 렌즈 20 : 케이블
30 : 제어장치 40 : 모니터
110 : 세척액 공급부 111 : 히터
112 : 공급펌프 113 : 공급유로
120 : 노즐 130 : 흡입부
131 : 흡입펌프 132 : 흡입유로
133 : 흡입구

Claims (8)

1. 선단부에 렌즈(15)가 구비되는 프로브축(14)을 구비한 내시경(10)을 사용하는 도중 상기 내시경(10)의 렌즈(15)에 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 분사하여 세척하는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템으로서,
   액체를 체온 범위 내의 온도로 가열하여 공급하는 세척액 공급부와;
   상기 프로브축(14)의 선단부에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되며, 렌즈(15)의 주변부 바로 전방에서 반경방향 내측으로 일정한 각도로 절곡된 형태를 갖도록 되어 상기 세척액 공급부에서 공급되는 액체를 렌즈(15)의 외면을 향해 분사하는 복수의 노즐(120)과;
   상기 노즐(120)에서 분사된 액체와 오염된 식염수, 혈액, 지방질 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 흡입하여 제거하는 흡입부;
   를 포함하고,
   상기 세척액 공급부는 액체를 체온 범위 내의 온도로 가열하는 히터(111)와, 상기 히터(111)에 의해 체온 범위 내의 온도로 가열된 액체를 펌핑하는 공급펌프(112)와, 상기 프로브축(14)을 통과하여 상기 공급펌프(112)와 노즐(120)을 연결하는 공급유로(113)를 포함하며,
   상기 흡입부는 흡입력을 발생시키는 흡입펌프(130)와, 상기 프로브축(14)을 통과하여 일단이 프로브축(14)의 선단부를 통해 외부로 개방되게 형성되며 타단이 상기 흡입펌프에 연결되어 상기 렌즈(15)의 주변에서 액체와 오염된 식염수, 혈액, 지방질 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 흡입하는 흡입유로(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 노즐(120)은 렌즈(15)의 주변에 복수개가 원주방향을 따라 간격을 두고 설치되고, 상기 흡입유로(132)의 끝단부는 상기 복수개의 노즐(120) 사이사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 렌즈(15)의 외면에는 소수성 또는 발수성의 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 시스템.
7. 제1항 및 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법으로서,
   (a) 액체를 가열하는 단계;
   (b) 체온 범위 내의 온도로 가열 된 액체를 펌핑하여 노즐(120)을 통해 분사하는 단계;
   (c) 노즐(120)을 통해 분사된 액체를 흡입하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경의 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 (b) 단계 및 (c) 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 자가 세척 시스템을 이용한 김서림 방지 및 오염 물질 제거 방법.
   

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