KR101844649B1 - Bent needle device and real-time biopsy robot system having the same - Google Patents

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박병준
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Abstract

본 발명은 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 탄성이 없는 고강성 재질로 고곡률 형태로 프레임을 형성하고 탄성 곡률을 가진 바늘이 굴곡 및 직진 형태의 프레임 내부 공간을 따라서 굴곡성 및 직진성으로 이동하여, 협소한 공간에서도 환자의 생검 조직 내부로 삽입 가능한, 굴곡형 생검 바늘 디바이스를 제공하며, 종양의 위치 및 바늘의 위치가 함께 촬영된 영상을 기반으로 굴곡형 생검 바늘 디바이스의 바늘의 위치를 실시간으로 추적하여 영상 확인 및 실시간 생검 시술이 가능하도록 한다. The present invention, specifically, and inelastic and that a rigid material forming a frame in curvature form the internal needle is a frame of curved and straight form with the elastic curvature of the curved needle device, and real-time biopsy robot system using the same. Thus, the space by moving to the bending and straight, insertable, curved and provides a biopsy needle device, the bend-typed biopsy based on the position and the needles of the tumor location is recorded with the image in a narrow space as a biopsy tissue inside the patient by keeping track of the location of the needle of the needle device in real-time to enable the check image and the real time biopsy procedure.

Description

굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템{BENT NEEDLE DEVICE AND REAL-TIME BIOPSY ROBOT SYSTEM HAVING THE SAME} Curved needle biopsy device, and real-time system using the robot NEEDLE DEVICE AND REAL-TIME BENT {BIOPSY SYSTEM ROBOT HAVING THE SAME}

본 발명은 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고강성 고곡률 형태로 바늘 디바이스를 형성하여 협소한 공간에서도 환자의 생검 부위에 접근할 수 있으며 종양 및 바늘이 촬영된 영상을 확인하면서 실시간 생검 시술 또는 중재 시술이 가능하도록 한, 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a curved needle device, and real-time biopsy robot system using the same, and more particularly, high rigidity and forms a needle device to the curvature shape in a narrow space access to the biopsy site of the patient and the tumor and needle a, checking the taken image to be a real-time procedure or biopsy interventions, curved needle devices and to a real time biopsy robot system using the same.

생검은 피부를 절개하지 않고 중공침을 생체 내 기관에 삽입하여 병리조직학적 검사용으로 조직 일부를 채취하는 검사법의 일종이다. Biopsy is a type of test that by inserting a hollow needle without cutting the skin in vivo organ harvesting some tissue for histopathological examination.

생검은 암의 초기 진단시 초음파, 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 등에 의해 종양이 의심되는 부위를 수술 전에 검진하는 것으로, 영상을 기반으로 조직검사를 수행한다. Biopsy was performed a biopsy to be, based on the images that examination before surgery for a suspected tumor site by early diagnosis, ultrasound, computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) of the cancer.

CT 또는 MR과 같은 의료 영상을 이용한 생검을 실시할 경우에, 환자가 위치한 의료영상장비 갠트리 내부는 일반적으로 공간이 협소하고 일반적인 생검용 바늘은 직선형으로 길게 형성되어 많은 공간을 차지하므로 의료영상장비의 비좁은 갠트리 내부에서 환자의 조직 내부로 바늘 진입이 어려운 문제가 있다. In the case to perform a biopsy using a medical image such as a CT or MR, so the patient is in medical imaging equipment gantry inside is generally a needle narrow, common biopsy space is occupies a large space is formed to extend in a straight line of the medical imaging equipment it is difficult to enter the needle inside the tissue of a patient in a cramped inside the gantry.

즉, 시술자는 의료영상장비 갠트리 내부로 환자를 이송하여 갠트리 내부에서 CT 또는 MR 기반 영상 촬영한다. That is, the operator is taken by medical imaging equipment gantry internal transport the patient to a CT or MR image based on the inner gantry. 시술자는 환자의 종양을 영상 촬영한 다음, 환자를 다시 갠트리 외부로 이송하여 환자에게 직선형으로 형성된 생검 바늘을 거치 및 삽입한다. The operator a picture recorded a tumor of patient and then, by transferring the patient back to the external gantry mount the biopsy needle is formed in a straight line to the patient and insert. 생검 바늘이 삽입된 상태의 환자를 갠트리 내부로 이송하여, 바늘이 삽입된 위치를 확인하기 위하여 다시 영상을 촬영한 후 생검을 실시하게 된다. After transfer to the patient of a biopsy needle inserted into the inner gantry, again taking the image in order to determine where the needle is inserted it is subjected to biopsy.

이와 같이, 일반적인 생검 시스템은, 의료영상장비 갠트리 내부에서 환자의 종양 위치를 촬영한 후 환자를 갠트리 외부로 이송하여 환자의 조직 내부로 생검 바늘을 삽입한 다음, 다시 갠트리 내부로 이송하는 과정을 수행함으로써 환자의 이송 시간으로 인하여 생검 시술 소요 시간이 증가되며 비용이 증가되는 단점이 있다. In this way, a common biopsy system, one to transport the patient after taking the patient's tumor location in the internal medical imaging equipment gantry in the gantry outer insert the biopsy needle into the patient's tissue to: the step of re-transferred to the gantry inside the biopsy procedure time increases due to the transport time of the patient by, and has the disadvantage that increases the cost. 또한, 환자의 종양을 촬영한 영상을 실시간으로 바로 확인하면서 검체를 채취하는 것이 아니라, 영상 촬영한 후 갠트리 외부로 환자가 이송된 상태에서 시술자의 수작업 시술 방식으로 생검 바늘을 삽입함으로써 검체 채취가 이루어지므로 검체 채취 오류가 발생할 가능성이 높아지고 진단의 정확도가 저하되는 문제도 있다. Further, rather than with just check taking a tumor of a patient image in real time taken for the sample, the sampling done by inserting a biopsy needle by hand treatment method of the operator after the user photographing the patient is transported to the gantry external conditions therefore increasing the likelihood of sampling error is also a problem that the accuracy of the diagnosis decreases.

미국등록특허 US 7,826,883호 (2010. 11. 02 등록) US Patent No. US 7,826,883 (02.11.2010 Register) 한국공개특허 KR 10-2014-0030211호 (2014. 03. 11 공개) Korea Patent Publication No. KR 10-2014-0030211 (3/11/2014 Publications)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 여유공간이 적은 영상의료기기의 갠트리 내부와 같이 협소한 공간에서도 동작 가능한 굴곡형 바늘 디바이스를 제공하는 것이다. The present invention is to provide an as an object of the present invention is operable curved needle device in a narrow space such as the interior of the gantry image medical device free space less proposed to solve the problems of the prior art.

본 발명의 더욱 상세한 목적은, 탄성이 없는 고강성 재질로 고곡률 형태로 프레임을 형성하고 탄성 곡률을 가진 바늘이 굴곡 및 직진 형태의 프레임 내부 공간을 따라서 굴곡성 및 직진성으로 이동하여, 협소한 공간에서도 환자의 생검 조직 내부로 삽입 가능한, 굴곡형 바늘 디바이스를 제공하는 것이다. A more detailed object of the present invention, the high inelastic and a rigid material forming a frame with a curvature shape, and a needle having a resilient curvature along the frame the inner space of the bent and straight form, go to the bending and straight, even in a narrow space insertable into the biopsy tissue of the patient, to provide a curved needle device.

본 발명의 다른 목적은, 시술 부위에 접근하기 위한 굴곡형 바늘 디바이스, 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘의 위치를 실시간으로 추적하고 바늘을 시술 조직 내부로 가이드하기 위한 네비게이션부 및 네비게이션부와 연동하여 굴곡형 바늘 디바이스를 제어하는 로봇을 포함하여, 촬영된 영상을 기반으로 실시간으로 굴곡형 바늘 디바이스를 제어함으로써, 영상 촬영 및 실시간 생검 시술이 가능하도록 한, 굴곡형 바늘 디바이스를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention, to track the position of the curved needle device, the needle of a winding needle device to access the treatment area in real time and in conjunction with the navigation unit and navigation unit to guide the needle into the treatment tissue serpentine including a robot for controlling a needle device, by controlling the real-time curved needle device based on the taken image, the image taking and one to allow for real time biopsy procedure, to provide a real time biopsy robot system using a curved needle device will be.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스는, 고강성 재질로 굴곡 형태 및 직선 형태로 형성되고 내부 공간이 형성되는 프레임, 상기 프레임에 내삽되는 탄성 곡률을 가지는 굴곡형 바늘, 상기 굴곡형 바늘의 내부에서 생검 또는 중재시술을 실시하는 시술기구부, 및 상기 프레임에 내삽되며 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부가 상기 프레임의 내부에서 움직이도록 구동하는 구동부를 포함하여 이루어진다. Curved needle device according to the present invention in order to achieve the above object, and curved needle rigid material is formed from a curved shape and a straight shape by having the elastic curvature is interpolated to the frame, the frame in which the internal space is formed, wherein inside the curved needle procedure mechanism for performing a biopsy or intervention, and are interpolated to the frame comprises a driving unit for driving to move from the inside of the curved needle and the treatment mechanism section frame.

상기 구동부는, 상기 프레임의 입구측 일단에 내삽되어 로봇엔드이펙터의 제어에 따라 움직이는 로드, 상기 로드의 입력변위에 따라 상기 프레임의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라 굴곡 이동되는 굴곡이동부재, 과부하 방지를 위하여 상기 로드 및 상기 굴곡이동부재 사이에 완충 작용을 수행하는 완충부재, 및 상기 굴곡이동부재의 일단에 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부를 연결하는 연결부를 포함한다. The drive part, bending the movable member is interpolated to the inlet end of the frame to be bent move along the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame according to the input displacement of the rod, the rod moves in response to the control of the robot end effector, for the overload protection comprises a connecting portion for connecting the curved needle and the treatment mechanism at one end of the buffer member, and the bent movable member to perform a buffering action between the rod and the winding member moves.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스는, 굴곡부를 포함하고 내부에 공동부가 형성된 프레임, 상기 프레임에 내삽되고 생체 조직을 생검할 수 있는 고탄성의 굴곡형 바늘 및 상기 굴곡형 바늘을 이동시키는 구동부를 포함한다. Curved needle device according to another embodiment of the present invention to achieve the above object, includes a bent portion bent needle of elasticity in joint portions are formed the frame, and the interpolation in the frame to a biopsy to a living tissue to the inside and and a driving unit for moving the curved needle.

상기 굴곡형 바늘은, 내부에 공동부가 형성된 외측 굴곡형 바늘 및 상기 외측 굴곡형 바늘에 내삽되고 측면에 생검 조직을 수용하기 위한 홈이 형성된 내측 굴곡형 바늘을 포함할 수 있다. The curved needle can include an inner curved needle groove is formed for the outer curved needle cavity part is formed, and is interpolated in the outer curved needle receiving a biopsy tissue inside the side.

또한, 상기 굴곡형 바늘은 형상기억합금을 포함하여 형성될 수 있다. In addition, the curved needle may be formed to include a shape memory alloy.

상기 프레임은, 상기 굴곡부에 형성되어 상기 굴곡형 바늘을 냉각하는 제1 온도제어부 및 상기 프레임의 일단에 형성되어 상기 굴곡형 바늘에 열을 가하는 제2 온도제어부를 더 포함할 수 있다. The frame, is formed on the bent portion formed at one end of the first temperature control unit and the frame to cool the curved needle may further include a second temperature control unit for applying heat to the curved needle.

상기 굴곡형 바늘 디바이스는, 로봇의 좌표계 및 상기 영상의 좌표계 간 상관관계를 추정할 수 있도록 영상에서 식별이 가능한 복수 개의 마커를 평면에 구비하는 마커플레이트를 더 포함하며, 상기 마커플레이트는 상기 평면의 법선 방향으로 상기 바늘이 진행되도록 상기 프레임의 출구측 일단과 결합된다. The curved needle device, the coordinate system of the robot, and further comprising a marker plate having a plurality of markers identifiable in the image on the plane to estimate the correlation between the coordinate system of the image, the marker plate is in the plane in the normal direction it is coupled with the outlet end of the frame so that the needle is in progress.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템은, 탄성이 없는 고강성 재질로 고곡률 형태로 프레임이 형성되고 탄성 곡률을 가진 굴곡형 바늘이 굴곡 및 직선 형태의 프레임 내부 공간을 따라서 굴곡 이동 및 직진 이동하여 생검 부위에 삽입되며 상기 굴곡형 는 굴곡형 바늘 디바이스, 촬영된 영상을 기반으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 위치를 실시간으로 추적하는 네비게이션부, 및 상기 네비게이션부와 연동하여 상기 네비게이션부에 의하여 계산된 3차원적인 위치 정보를 기반으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 움직임을 제어하는 로봇을 포함하여 이루어진다. Real time biopsy using a curved needle device according to the invention to achieve the above objects, the robot system, the elasticity is a high frame of a high curvature shape from a rigid material not formed a curved needle with the elastic curvature bending and straight of along the frame the inner space by moving winding movement and straight and inserted into the biopsy site the serpentine is bent needle device, based on the taken image navigation unit for tracking the position of the curved needle device in real time, and the navigation based on the three-dimensional position information calculated by the interworking unit and the navigation unit comprises a robot for controlling the movement of the curved needle device.

상기 굴곡형 바늘 디바이스는, 상기 굴곡형 바늘의 내부에서 생검 또는 중재시술을 실시하는 시술기구부, 상기 프레임에 내삽되며 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부가 상기 프레임의 내부에서 움직이도록 구동하는 구동부를 더 포함한다. The curved needle device further includes a treatment mechanism, is interpolated in the frame driving unit to move so that the drive from the inside of the curved needle and the treatment mechanism section the frame for performing a biopsy or intervention from the inside of the curved needle do.

본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템은, 로봇의 좌표계 및 상기 영상의 좌표계 간 상관관계를 추정할 수 있도록 영상에서 식별이 가능한 복수 개의 마커를 평면에 구비하는 마커플레이트를 더 포함하며, 상기 마커플레이트는 상기 평면의 법선 방향으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘이 진행되도록 상기 굴곡형 바늘 디바이스와 결합된다. Real time biopsy robot system using a curved needle device according to the invention, comprising a marker plate having a plurality of markers identifiable in the image on the plane to estimate the coordinate system correlation between the coordinate system and the image of the robot more and the marker plate is coupled to the curved needle so that the needle device of the curved needle device proceeds in the direction of the normal of the plane.

본 발명은 탄성이 없는 고강성 재질로 고곡률 형태로 프레임을 형성하고 탄성 곡률을 가진 바늘이 굴곡 및 직진 형태의 프레임 내부 공간을 따라서 굴곡성 및 직진성으로 이동하는 굴곡형 바늘 디바이스를 형성함으로써, 의료영상장비의 갠트리와 같은 협소한 공간에서도 설치 및 동작하여 환자의 생검 조직 내부로 삽입 가능하고 생검 또는 중재 시술이 가능한 효과가 있다. The present invention, by forming a curved needle device of elasticity is not high and a rigid material and forming a frame with a curvature shape move to the bending and straight needles having an elastic curvature along the frame the inner space of the bent and straight forms, medical imaging even in a narrow space, such as the gantry of the machine installation and operation can be inserted into the patient's tissue biopsy and it is capable of biopsy interventions or effects.

본 발명은 로봇엔드이펙터와 연동하는 굴곡형 바늘 디바이스를 설치하고, 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘의 위치를 실시간으로 추적하는 네비게이션부와 연동하여 로봇엔드이펙터 및 굴곡형 바늘 디바이스를 제어함으로써 촬영된 영상을 확인하면서 실시간 생검 시술 또는 중재 시술이 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention is an image taken by the installation, and controls the navigation unit and linked to a robot end effector and a curved needle device for tracking the position of the needle of the curved needle device in real time the curved needle device cooperating with the robot end effector OK, while this has the effect of enabling real-time biopsy procedure or intervention.

또한 본 발명은 의료영상장비 갠트리 내부에서 영상 촬영 후 갠트리 외부로 환자를 이송하여 생검 바늘을 거치할 필요 없이, 갠트리 내부에서 영상 촬영 및 실시간 종양 관찰 하에 생검 바늘로 생검 또는 중재 시술을 수행할 수 있다. In another aspect, the present invention may perform a medical imaging equipment gantry after imaging inside the without the need to mount the biopsy needle to transfer the patient to gantry outside, imaging and biopsy or intervention by the biopsy needle under real-time tumor observed in the gantry inside . 이에, 시술의 정확도를 높이고 시술 소요 시간이 단축되는 효과가 있다. Therefore, increasing the accuracy of the procedure is effective, the procedure time is shortened.

도 1은 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템의 블럭 구성도 1 is a block diagram of the real time biopsy robot system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스의 블럭 구성도 Figure 2 is a block diagram of a curved needle device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 마커 플레이트의 구성 예시도 3 is a configuration example of marker plates according to the invention
도 4는 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템의 동작을 나타내는 순서도 Figure 4 is a flow chart showing the operation of the real time biopsy robot system according to the present invention;
도 5는 의료영상장비에 의하여 촬영된 3차원 영상의 복수 개의 단면 영상 중에서 도 3의 마커 플레이트의 마커가 촬영되어 표시되는 영상의 예시도 Examples of the image Figure 5 is a marker of the marker plate of Figure 3 in a plurality of cross-sectional images of a three-dimensional image captured by the medical imaging device is taken to be displayed also
도 6은 본 발명의 일 실시예로서 굴곡형 바늘 디바이스가 설치 및 동작되는 MR 장비의 갠트리를 나타내는 도면 Figure 6 is showing a gantry of a MR device which is curved needle device installation and operation according to an embodiment of the present invention
도 7은 갠트리용 침대 위에 형성된 브레스트코일 및 MR 갠트리의 구성을 나타내는 도면 Figure 7 is shown the configuration of Breast MR coil and the gantry formed on a bed for the gantry
도 8은 브레스트코일에 의하여 환자가 엎드린 자세로 지지된 상태를 나타내는 정면도 Figure 8 is a front view showing a supporting state by the coil breasted with the patient prone position
도 9는 본 발명에 의한 생검부위 고정부의 일 실시예를 나타내는 도면 9 is a view showing an embodiment of the biopsy site and according to the present invention government
도 10은 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스가 일 실시예로서 MR 갠트리 내부에 설치된 상태를 나타내는 상면도 10 is carried out as a curved needle device according to the present invention an example a top view showing a state installed in the MR gantry
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스 나타내는 단면도 Figure 11 is a cross-sectional view showing bent needle device according to another embodiment of the present invention
도 12a 내지 12d는 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스의 동작을 나타내는 도면 Figure 12a to 12d are views showing the operation of the curved needle device according to another embodiment of the present invention

본 발명은 환자의 시술 부위에 접근하기 위한 굴곡형 바늘 디바이스와, 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘을 실제적인 시술 부위로 가이드하기 위한 네비게이션부, 및 네비게이션부에 의하여 가이드된 위치 정보를 기반으로 굴곡형 바늘 디바이스의 움직임을 제어하는 로봇을 포함한다. The invention type bend in the curved needle device and the navigation unit, and based on the guide-position information by the navigation unit for guiding the needle of the curved needle device to the actual treatment area to access the treatment area of ​​the patient It comprises a robot for controlling the movement of the needle device. 네비게이션부는 CT나 초음파, MR영상 등 촬영된 의료영상을 기반으로 하여, 3차원적인 위치정보를 로봇에 제공하며, 로봇은 3차원적인 위치 정보를 기반으로 굴곡형 바늘 디바이스의 생검용 바늘의 움직임을 제어한다. Navigation unit CT or ultrasound, on the basis of the taken medical image such as MR imaging, to provide a three-dimensional position information on the robot, the robot is a motion of the biopsy needle of the curved needle device based on the three-dimensional position information controls.

또한, CT나 MR과 같은 갠트리 타입의 의료영상장비는 갠트리 내부 공간이 협소하기 때문에 촬영된 영상을 확인하면서 실시간으로 생검과 같은 중재적 시술을 수행할 수 있는 장치를 갠트리 내부에 설치하기 어렵다. Further, in the gantry type, such as CT or MR imaging medical equipment, it is difficult to install and which can check the taken images to perform the interventional procedure such as a biopsy device in real time, inside the gantry because the narrow space inside the gantry. 즉, 의료영상장비의 갠트리 내부 공간에서는 최대 20cm 길이의 일반적인 시술용 바늘이 열린 공간의 경우와 동일하게 직선으로 진입할 수 없다. That is, in the space inside the gantry of a medical imaging equipment can not enter in a straight line as in the case of a needle for a typical treatment of up to 20cm long open space.

이에, 본 발명은 협소한 공간에서도 시술이 가능하도록 일 예로 약 90도의 각도로 굴곡되어 환자의 몸 속의 종양에 접근할 수 있는 실시간 중재적 시술 로봇 시스템을 제공한다. Thus, the present invention provides a real-time interventional procedure robotic system that is bent at about 90 degrees angle to be an example, the procedure in a narrow space for access to the tumor in the body of the patient. 본 발명의 실시예로서, 환자의 유방(Breast) 종양에 대한 MR 및 CT 등의 의료 영상의 촬영 및 확인 중에 갠트리 내부의 환자 옆 공간에서 실시간으로 생검시술(Biopsy)을 가능하게 하는 고강성 및 고곡률의 굴곡형 바늘 디바이스와 종양 네비게이션 장치를 갖춘 소형의 생검 로봇 시스템을 제공한다. As an embodiment of the present invention, and for enabling the real time biopsy procedure (Biopsy) from the side of the gantry inside the patient space in the recording and verification of medical imaging, such as MR and CT for the breast (Breast) tumor patient's stiffness and high It provides a small biopsy robot system with a curved needle device and the navigation device of curvature tumor.

본 발명의 실시간 중재적 시술 로봇 시스템을 통하여, 의료영상장비의 갠트리 외부로 환자를 이송하지 않고도 영상을 확인하면서 실시간으로 갠트리 내부에서 생검을 수행함으로써, 생검의 정확도를 높이고 시술 소요시간을 단축할 수 있다. Through real-time interventional surgery robot system of the present invention, by performing a biopsy on the gantry internal real time while viewing images without transferring the patient to the gantry outside of medical imaging equipment, it can increase the accuracy of biopsies shorten the treatment time have. 본 발명에 의한 실시간 중재적 시술 로봇 시스템은 유방 뿐만 아니라, 흉부의 폐, 복부의 간, 신장과 같은 다른 장기에도 적용할 수 있다. Real Time Interventional robot system according to the present invention, as well as breast, can also be applied to the chest lungs, other organs such as the liver in the abdomen and kidneys.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. With reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템의 블럭 구성도를 나타내며, 도 2는 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스의 블럭 구성도를 나타내며, 도 3은 본 발명에 의한 마커 플레이트의 구성 예시도이다. Figure 1 shows a block diagram of the real time biopsy robot system according to the present invention, and Fig 2 shows a block configuration of the curved needle device also according to the invention, Figure 3 is a configuration example of a marker plate also according to the invention .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템은, 굴곡형 바늘 디바이스(50), 네비게이션부(70), 및 로봇(60)을 포함하여 구성된다. As shown in Figure 1, it is configured to include the real time biopsy robot system includes a curved needle device 50, a navigation unit 70, and a robot 60 according to the present invention.

굴곡형 바늘 디바이스(50)는 탄성이 없는 고강성 재질로 고곡률 형태로 프레임(110)이 형성되고 탄성 곡률을 가진 생검용 바늘(150)이 굴곡 및 직선 형태의 프레임 내부 공간을 따라서 굴곡 이동 및 직진 이동하여 생검 부위에 삽입된다. Curved needle device (50) is elastic and that a rigid material frame 110 to the curvature shape without being formed in the biopsy needle with the elastic curvature 150 along the frame the inner space of the bent and straight winding movement, and linear movement to and inserted into the biopsy site. 네비게이션부(70)는 의료영상장비(10)에 의하여 촬영된 영상을 기반으로 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 바늘의 위치를 실시간으로 추적한다. The navigation unit 70 tracks the position of the needle of the medical imaging equipment based on the image taken by 10 curved needle device 50 in real time. 로봇(60)은 상기 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 3차원적인 위치 정보를 기반으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 움직임을 제어한다. The robot (60) controls the movement of the curved needle device 50 based on the three-dimensional position information calculated by the navigation unit 70.

상기 실시간 생검 로봇 시스템은, 마커 플레이트(40)를 더 포함하여 구성된다. The real time biopsy robot system is further comprising a marker plate (40). 또한 상기 실시간 생검 로봇 시스템은, 의료영상장비(10)에 의하여 촬영된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(80)를 더 포함하여 구성된다. In addition, the real time biopsy robot system, further includes a display unit 80 for displaying the image taken by the medical imaging equipment (10). 아울러, 상기 실시간 생검 로봇 시스템은, 생검 실시시 필요에 따라, 생검 부위를 고정하기 위한 생검 부위 고정부(30)를 더 포함하여 구성된다. In addition, the real time biopsy robot system, as needed for biopsy embodiment, further includes a biopsy site fixing portion 30 for fixing the biopsy site.

굴곡형 바늘 디바이스(50)의 구성을 도 2를 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 굴곡형 바늘 디바이스(50)는, 고강성 재질로 굴곡 형태 및 직선 형태로 형성되고 내부 공간이 형성되는 프레임(110), 상기 프레임(110)에 내삽되는 탄성 곡률을 가지는 굴곡형 바늘(150), 상기 굴곡형 바늘(150)의 내부에서 생검 또는 중재시술을 실시하는 시술기구부, 및 상기 프레임(110)에 내삽되며 상기 굴곡형 바늘(150) 및 시술기구부가 상기 프레임(110)의 내부에서 움직이도록 구동하는 구동부를 포함하여 구성된다. If the configuration of the curved needle device 50 to FIG. 2 described in more detail, the curved needle device 50, a frame 110 is highly rigid material as being formed of a curved shape and a straight line form the inner space formed , treatment mechanism for performing a biopsy or intervention in the interior of the curved needle 150, the curved needle 150 with the elastic curvature is interpolated to the frame 110, and are interpolated to the frame 110, the additional curved needle 150 and the treatment apparatus is configured to include a driving unit to move so that the drive from the inside of the frame (110).

상기 시술기구부는 로봇엔드이펙터의 제어에 따라 상기 굴곡형 바늘(150)을 통하여 생검 또는 중재 시술을 실시한다. The treatment mechanism is subjected to a biopsy or intervention through the curved needle 150 in response to the control of the robot end effector.

상기 시술기구부는 상기 굴곡형 바늘(150)의 내부에서 검체를 적출하여 외부로 인출하는 적출부재(160)를 포함하여 구성된다. The treatment mechanism is configured to include an extraction member (160) for extraction and drawn out a sample from the interior of the curved needle 150.

상기 프레임(110)은 사각형의 단면을 가지는 내부 공간이 형성된 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 이의 형상은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. The frame 110 may be formed in a square pillar shape formed with an inner space having a cross section of a square, the shape thereof may be formed into various shapes. 프레임(110)의 내부 공간 단면이 사각형일 경우 내부 공간에서 이동하는 구동부 역시도 내부 공간의 형상에 대응하여 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. If the inner space cross-section of the frame 110 rectangular yeoksido driving unit for moving in the inner space corresponding to the shape of the inner space may be formed in a square pillar shape.

또한 프레임(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 한 번만 고곡률로 굴곡되어 형성될 수 있으며, 두 번 이상으로 다중 굴곡되어 형성될 수 있다. In addition, the frame 110 may be formed only one time and can be formed is bent into a curvature, the multi-winding two or more times as shown in FIG.

상기 구동부는, 로봇엔드이펙터의 제어에 의하여 구동하여 상기 프레임(110)의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라서 굴곡 이동 및 직선 이동한다. The drive part, is driven by control of the robot end effector along the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame 110 moves straight and curved movement. 상기 구동부는, 로봇엔드이펙터의 제어에 따른 입력 변위로 프레임(110) 내부로 인입 구동하여 굴곡형 바늘(150)을 출력 변위만큼 프레임(110)으로부터 인출한다. The drive part, as long as the inlet to the inside frame 110 driven by the input displacement of the control of the robot end effector displacement output the curved needle 150 is withdrawn from the frame 110. The

상기 구동부는, 일 예로, 상기 프레임(110)의 입구에서 로봇엔드이펙터의 제어에 따라 움직이는 로드(120), 상기 로드(120)의 입력변위에 따라 상기 프레임(110)의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라 굴곡 이동되는 굴곡이동부재(140), 과부하 방지를 위하여 상기 로드(120) 및 상기 굴곡이동부재(140) 사이에 완충 작용을 수행하는 완충부재(130), 및 상기 굴곡이동부재(140)의 일단에 상기 굴곡형 바늘(150) 및 시술기구부를 연결하는 연결부(142)를 포함하여 구성될 수 있다. The drive part, one embodiment, the curved inner wall and the linear shape of the frame 110 according to the input displacement of the rod 120, the rod 120 moves in response to the control of the robot end effector at the mouth of the frame (110) moved curved bend along the inner wall of the movable member 140, a buffer member 130, and the bent movable member to perform a buffering action between the rod 120 and the winding movement member 140 to the overload protection ( 140) Once a can comprise a connecting portion 142 connecting the curved needle 150 and the mechanical portion of the procedure.

상기 굴곡이동부재(140)는 프레임(110)의 내벽을 따라 굴곡 이동 및 직선 이동이 가능하도록, 탄성 곡률을 가지는 물질로 일체화된 구조로 형성될 수도 있고 또는 체인 형태의 구조로 형성될 수도 있다. The bending movement member 140 may be formed of the inner wall is curved movement and linear movement can also be formed from a structure integrated with, a material having an elasticity of curvature to be along and or architecture of the chain type of the frame 110. 굴곡이동부재(140)의 형상은, 프레임(110)의 굴곡진 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라서 굴곡 이동 및 직선 이동이 가능하다면, 하나의 형상으로 제한되지 않으며 다양한 형상으로 형성될 수 있다. The shape of the bent movable member 140, if the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame 110 therefore possible bending movement and linear movement, it is not limited to a single shape of can be formed into various shapes.

이와 같이 구성된 경우에 상기 구동부는, 로봇엔드이펙터의 제어에 의하여 로드(120)의 입력 변위로 로드(120), 완충부재(130), 및 굴곡이동부재(140)가 이동하여 굴곡형 바늘(150)이 출력 변위만큼 프레임(110)의 출구로 인출될 수 있도록 구동될 수 있다. In this manner the driving unit if configured, the load to the input displacement of the rod 120 by the control of the robot end effector 120, the buffer member 130, and bending the movable member 140 is moved by winding needle (150 ) it can be driven so that this can be pulled out to the outlet by the displacement of the output frame (110).

한편, 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템의 마커 플레이트(40)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇(60)의 좌표계 및 촬영된 영상의 좌표계 간 상관관계를 추정할 수 있도록 영상에서 식별이 가능한 복수 개의 마커를 평면에 구비한다. On the other hand, when identified in the image so that, to estimate the coordinate system and the coordinate system between the correlation of the captured image of the robot 60, as a marker plate (40) in real time biopsy robot system according to the invention, shown in Figure 3 and a plurality of markers as possible to the plane. 상기 마커 플레이트(40)는 상기 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 굴곡형 바늘(150)이 상기 평면의 법선 방향으로 진행하도록 상기 굴곡형 바늘 디바이스(50)와 결합하는 결합부(41)를 구비한다. The marker plate 40 is provided with an engaging portion 41 for engagement with the curved needle device 50 curved needle 150 of the curved needle device (50) is to proceed in the normal direction of the plane . 상기 마커 플레이트(40)는 4개의 마커(42,43,44,45)에 의하여 형성된 사각형 평면의 중앙점에 상기 굴곡형 바늘(150)이 관통하는 관통홀(46)을 구비한다. The marker plate 40 is provided with a through hole (46) for the curved needle 150 penetrates the plane of the rectangle formed by the four markers (42,43,44,45), the center point.

상기 네비게이션부(70)는, 의료영상장비(10)에 의하여 촬영된 영상에서 마커(42,43,44,45)의 위치 정보를 검출하고 상기 촬영된 영상의 좌표계에서 확인되는 상기 굴곡형 바늘(150)의 끝점과 상기 굴곡형 바늘(150)의 진행 방향을 검출하여 로봇 좌표계와 영상 좌표계 간 상관관계를 추정하며, 추정된 상관관계를 기반으로 상기 굴곡형 바늘(150)을 생검 부위로 가이드하기 위한 상기 로봇(60)의 이동 경로 및 이동량을 계산한다. The navigation section 70, the curved needle is identified in the coordinate system of the medical imaging equipment (10) detecting and recording the position information of markers (42,43,44,45) from the image taken by the imaging ( 150) for detecting a traveling direction of the end point and the curved needle 150 to estimate the correlation between the robot coordinate system and the image coordinate system, to guide the curved needle 150 is based on the estimated correlation to the biopsy site for the movement route and calculates the amount of movement of the robot (60).

상기 생검 부위 고정부(30)는 상기 굴곡형 바늘(150)이 생검 부위 또는 중재 시술 부위에 정확하고 용이하게 삽입되도록 환자의 생검 부위 또는 중재 시술 부위를 고정하기 위한 것이다. The biopsy site fixing portion 30 is to secure the biopsy site or intervention treatment area of ​​the patient wherein the curved needle 150 to be accurately and easily inserted into a biopsy site or interventional site. 상기 생검 부위 고정부(30)는 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 굴곡형 바늘(150)이 통과가 용이하도록 복수 개의 슬롯이 구비될 수 있다. The biopsy site fixing portion 30 has a plurality of slots may be provided with curved needle 150 of the curved needle device (50) to facilitate passage.

로봇(60)은 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 3차원적인 위치 정보에 기반하여 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 움직임을 제어하는 로봇 제어부(62), 및 상기 로봇 제어부의 제어에 따라 굴곡형 바늘 디바이스(50)를 이동시키는 로봇엔드이펙터(61)를 포함한다. Robot 60 is curved in accordance with the control of the robot control unit 62, and the robot control unit for controlling the movement of the curved needle device 50 based on the three-dimensional position information calculated by the navigation unit 70, a robot for moving the needle device 50 includes an end effector (61).

상기 굴곡형 바늘 디바이스(50)는 상기 로봇(60)의 로봇엔드이펙터(61)와 연결되며, 상기 굴곡형 바늘 디바이스(50) 및 상기 로봇엔드이펙터(61)는 슬림형으로 형성되어 의료영상장비(10)의 갠트리 내부 공간에 설치되어 동작될 수 있다. The curved needle device 50 is connected to the robot end effector 61 of the robot 60, the curved needle device 50 and the robot end-effector 61 is formed in a thin medical imaging equipment ( is installed in the inner space of the gantry 10) it may be operated.

또한 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 프레임(110)은 탄성이 없는 고강성 재질로 형성되어 프레임(110)의 내부 공간을 탄성곡률을 가진 굴곡형 바늘(150)이 통과하여 굴곡 후에 다시 굴곡형 바늘(150)이 직진성을 갖도록 지지해 주는 기능이 있다. The frame 110 of the curved needle device (50) is elastic is that formed from a rigid material without a frame back curved needle the interior space (110) after winding the curved needle 150 is passed through with the elastic curvature there are features 150 that have supported the straightness.

이와 같은 굴곡형 바늘 디바이스(50)는 로봇(60)에 의하여 위치 및 각도가 조정되어 원하는 방향과 위치에서 굴곡형 바늘(150)이 신체 부위에 진입될 수 있도록 동작된다. Such a curved needle device 50 is operated so that the position and the angle is adjusted curved needle 150 in a desired orientation and position by the robot 60 is to be entered in the part of the body.

본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템은 의료영상장비(10)에 의하여 촬영된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(80)를 더 포함한다. Real time biopsy robot system according to the present invention further includes a display unit 80 for displaying the image taken by the medical imaging equipment (10).

도 4는 본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다. 4 is a flow chart showing the operation of the real time biopsy robot system according to the present invention. 도 5는 의료영상장비(10)에 의하여 촬영된 3차원 영상의 복수 개의 단면 영상 중에서 마커가 보이는 영상의 예시도로서, 네비게이션부(70)가 영상에서 식별되는 마커의 위치, 바늘의 위치 및 종양의 위치를 확인하기 위한 영상 예시도이다. Figure 5 position and the tumor position, the needle of the marker is identified in the way of illustration of the image, the marker visible from a plurality of cross-sectional images of a three-dimensional image captured by the medical imaging equipment 10 also, the navigation unit 70, the image of an exemplary image diagram to check the location. 도 5의 (a)는 도 3의 마커 플레이트(40)의 4개의 마커 중에서 2개 마커(42,43)가 영상에서 식별된 위치를 표시해 주는 예시도이며, 도 5의 (b)는 도 3의 마커 플레이트(40)의 2개 마커(44,45)가 영상에서 식별된 위치를 표시해 주는 영상의 예시도이다. (B) in Fig. 5 (a) is an exemplary view that displays the location identified in the two markers 42 and 43 of the four markers on the marker plate (40) of the image of Figure 3, Figure 5 is a 3 the two markers (44, 45) of the marker plate 40 is an illustration of a video display that also the location identified in the image.

본 발명에 의한 실시간 생검 로봇 시스템 및 굴곡형 바늘 디바이스는 CT, 초음파, MR 등 의료 영상을 기반으로 유방, 흉부의 폐, 복부의 간, 신장 등과 같은 다양한 장기의 시술에 적용할 수 있다. Real time biopsy robot system and a curved needle device according to the present invention can be applied to a variety of long-term treatment such as CT, ultrasound, MR, such as the breast based on the medical image, the pulmonary chest, between the stomach and kidney. 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스는, 특히 CT나 MR과 같은 갠트리 타입의 의료영상장비의 갠트리 내부의 협소한 공간에 설치되어 영상 확인 및 실시간 중재 시술이 가능하게 해준다. Curved needle device according to the invention, in particular installed in a narrow space inside of the gantry of a medical imaging equipment of the gantry type, such as CT or MR imaging makes it possible to make real-time and intervention.

여기서는 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템이 MR 장비의 갠트리 내부에서 유방암 환자의 생검에 적용되는 경우에 대하여 설명하기로 한다. Here, the real time biopsy robot system using curved needle device according to the invention and it will be described for the case applied to a biopsy of breast cancer patients in the interior of the gantry MR equipment.

도 6은 본 발명의 일 실시예로서 굴곡형 바늘 디바이스가 설치 및 동작되는 MR 장비의 갠트리(11)를 나타내고, 도 7은 갠트리용 침대 위에 형성되어 환자의 엎드린 자세 및 브레스트를 지지하는 브레스트코일(21) 및 MR 갠트리(11)의 구성을 나타내는 도면이다. Figure 6 shows the gantry 11 of the MR device is a curved needle device installation and operation according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is formed on the bed for a gantry breasted coil for supporting the prone position and breasted the patient ( 21), and a diagram showing the configuration of an MR gantry 11. 브레스트코일(21)의 양측면에는 환자 브레스트 부위의 생검 시술을 위하여 개구된 측면 개구부(22)가 형성되어 있다. Both sides of the breasted coil 21 has an opening side of the opening 22 is formed for the biopsy procedure on the patient Brest region.

도 8은 브레스트코일(21)에 의하여 환자가 엎드린 자세로 지지된 상태를 나타내는 도면으로서 정면에서 바라본 상태의 도면이다. 8 is a view of a diagram as viewed from the front, showing a state the patient is in the prone position supported state by the breasted coil 21. 브레스트코일(21)의 측면 개구부(22)를 통하여 굴곡형 바늘 디바이스가 진입될 수 있다. A curved needle devices may be entered through the side opening 22 of Brest coil 21.

도 9는 본 발명에 의한 생검부위 고정부의 일 실시예를 나타내는 도면이다. Figure 9 is a view showing an example of a fixing biopsy site according to the present invention. 본 발명의 일 실시예에 의한 생검부위 고정부는 브레스트 코일(21)에 결합되어 환자의 브레스트 부위를 고정하기 위한 것이다. Biopsy site fixed according to one embodiment of the present invention is coupled to a portion breasted coil 21 is to secure the Brest region of the patient. 도 9의 우측에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 생검부위 고정부는, 하나의 브레스트를 지지하도록 반원통형으로 형성되어 브레스트코일(21)에 억지끼움 방식 등으로 고정되는 지지부재(200), 지지부재(200)의 일단에 위치하여 흉부의 중앙부에서 하나의 브레스트의 중앙 부분을 지지하는 제 1 고정플레이트(210), 상기 지지부재(200)의 타단에 결합되어 상기 하나의 브레스트의 측면 부분을 외측에서 내측으로 지지하는 제 2 고정플레이트(220)를 포함하여 구성된다. As shown in the right-hand side of Figure 9, the support member biopsy site fixed in accordance with one embodiment of the invention section, is formed in a semi-cylindrical shape so as to support a single-breasted secured by such interference fit manner to Brest coil 21 ( 200), located at one end of the support member 200 is coupled to the other end of the first fixing plate 210, the support member 200 for supporting a central portion of one of the breasted in the chest central portion of the single-breasted It is configured to include a second fixing plate 220 for supporting the inner side portion of the outer side. 제 2 고정플레이트(220)는 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 굴곡형 바늘(150)이 브레스트의 생검 부위에 삽입될 수 있도록 복수 개의 슬롯(221)이 격자형으로 구비된다. A second fixing plate 220 has a plurality of slots (221) so that winding needle 150 of the curved needle device 50 may be inserted into the biopsy site in Brest is provided with a grid-shaped.

따라서, 이와 같이 구성된 생검부위 고정부는 생검 부위에 바늘이 삽입될 때 브레스트가 밀려나거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. Thus, Thus biopsy site fixing part configured it is possible to prevent the biopsy site to be breasted is pushed or deformed when the needle is inserted. 또한 격자형의 제 2 고정플레이트(220)의 위치를 네비게이션부(70)가 영상 분석을 통하여 파악하고 제 2 고정플레이트(220)에 굴곡형 바늘(150)이 충돌하지 않도록 회피하는 경로 계획을 작성한다. Also creates a route plan to the navigation unit 70, the position of the second fixing plate 220 of the grating type is identified by the image analysis and avoids not to the curved needle 150 impinges on the second fixing plate 220 do.

도 10은 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스(50)가 일 실시예로서 MR 갠트리 내부에 설치된 상태의 평면도를 나타낸다. Figure 10 is a plan view of a state installed in the gantry as a MR embodiment the curved needle device 50 according to the present invention example.

브레스트코일(21)의 측면개구부(22)에 생검부위 고정부의 지지부재(200) 및 제1 고정플레이트(210)가 결합된 후 브레스트코일(21) 상에 환자가 엎드린 자세로 위치한다. Biopsy in the side opening 22 of Brest coil 21 and part after the support member 200 and the first fixing plate 210 of the government bond the patient on the breasted coil 21 is positioned in the prone position. 그런 다음 제 2 고정플레이트(220)가 생검부위 고정부의 지지부재(200)에 결합되면서 브레스트의 측면 부분을 외측에서 내측으로 지지하여 고정한다. Then, as the second fixing plate 220 is coupled to a biopsy site and support member 200 in the state fixed to the support with the inner side portion of the breasted outside. 이로써, 지지부재(200), 제 1 및 제 2 고정플레이트(210)(220)를 포함하는 생검부위 고정부에 의하여 환자의 브레스트가 고정되어, 브레스트의 생검부위에 굴곡형 바늘(150)이 삽입될 경우에 브레스트가 밀려나거나 변형되지 않고 바늘(150) 삽입이 용이하게 되는 것이다. Thus, the support member 200, the first and the second fixing plate 210 is fixed to the 220 biopsy site and breasted the patient by government comprising a curved needle in a Breast Biopsy portion 150 is inserted the Brest is inserted or pushed out of needle 150 is not deformed in the case that will be easy.

이와 같이 생검부위 고정부가 고정된 상태에서 브레스트코일(21)의 측면 개구부(22)에, 마커 플레이트(40)가 결합된 굴곡형 바늘 디바이스(50)가 설치된다. Thus, the side opening 22 of Brest coil 21 at the biopsy site fixing part fixed, is a curved needle device 50 coupled marker plate 40 is provided. 이때 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 굴곡형 바늘(150) 끝점이 마커 플레이트(40)의 관통홀(46)에 위치하도록 초기화된 상태이다. At this time, the initialized state curved needle 150 end of the curved needle device 50 point to be located in the through hole 46 of the marker plate (40).

이와 같이 굴곡형 바늘 디바이스(50)가 브레스트코일(21)의 측면 개구부(22)에 설치되면, 브레스트코일(21) 및 환자가 MR 갠트리 내부로 이송되어 MR 촬영 및 바늘 삽입 절차를 수행하기 위한 준비가 완료된 것이다. When thus bent needle device 50 is installed in the side opening 22 of Brest coil 21, is breasted coil 21 and the patient is transported into the MR gantry ready for performing MR-up and needle insertion procedure it is complete.

본 발명에서 생검부위 고정부는 생검이 실시되는 신체 부위에 따라 구성이나 형상이 다양하게 변형될 수 있으며, 바늘 삽입 경우에 반드시 필요한 구성 요소는 아니며, 생검이 실시되는 신체 부위에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. It can be a configuration or shape variously modified depending on the parts of the body which biopsy site fixing part biopsy carried out in the invention, not necessarily the required component in the case the needle inserted, can optionally be used depending on the parts of the body that the biopsy is carried out .

이제, 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템의 동작을 도 4 및 도 10을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Now, with reference to the winding device and the needle 4 and 10, the operation of the real time biopsy robot system using the same according to the present invention will be described in detail.

의료영상장비(10) 중에서 일예로, MR 장비가 MR 갠트리 내부에 준비된 환자의 종양의 위치 및 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 바늘(150)의 위치를 촬영한다(S10). One example from medical imaging equipment (10), MR equipment and the recording the position of the needle 150 in position and curved needle device 50 of the patient's tumor prepared inside MR gantry (S10).

네비게이션부(70)는 촬영된 영상에서 마커플레이트(40)의 위치 정보, 종양의 위치 정보 및 바늘 위치 정보를 확인한다(S20). The navigation unit 70 checks the position information and the needle position information in the position information, the tumor marker of the plate 40 from the photographed image (S20).

네비게이션부(70)는 확인된 종양의 위치에 바늘(150)을 이동시키기 위한 이동경로 및 이동량을 계산한다(S30). The navigation unit 70 calculates the movement route and the movement amount for moving the needle unit 150 with the location of the identified tumor (S30).

로봇(60)은 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 3차원적인 위치정보, 즉, 이동경로 및 이동량에 의거하여 굴곡형 바늘 디바이스(50)를 제어한다(S40). The robot (60) controls the winding needle device 50 on the basis of the three-dimensional position information, that is, the movement path and movement distance calculated by the navigation unit (70) (S40). 즉, 로봇(60)의 로봇제어부(62)는 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 이동경로 및 이동량에 의거하여 로봇엔드이펙터(61)의 움직임을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. That is, the robot control unit 62 of the robot 60 on the basis of the movement path and movement distance calculated by the navigation unit 70 outputs a control signal for controlling the movement of the robot end effector (61). 로봇제어부(62)는 XYZ 평면의 종양 위치로 이동하기 위한 제어신호, 바늘(150)의 각도를 조절하기 위한 제어신호를 로봇엔드이펙터(61)로 출력하고, 로봇엔드이펙터(61)는 제어신호에 의하여 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 위치 및 바늘(150)의 각도를 조절한다. A robot control unit 62 outputs a control signal for adjusting the angle of the control signal, the needle 150 to move to the tumor site in the XYZ plane by the robot end effector 61 and robot end effector 61, the control signal by to adjusting the position and angle of the needle 150 of the curved needle device (50). 여기서, 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 3차원 위치정보를 시술자가 확인하여 로봇(60)을 제어할 수도 있으며(반자동), 로봇(60)이 네비게이션부(70)에 의하여 계산된 3차원 위치정보에 의거하여 자동적으로 제어 신호를 생성할 수도 있다. Here, also by the operator determine the three-dimensional position information calculated by the navigation unit 70 to control the robot (60) and (semi-automatic), the robot 60 is a three-dimensional position calculated by the navigation unit 70, on the basis of the information it may be automatically generated by the control signal. 이에 대한 구현 방법은 선택적인 것이며, 수동 동작 또는 자동 동작으로 실시 가능하다. This implementation will of choice, can be carried out by a manual operation or automated operation.

굴곡형 바늘 디바이스(50)는 로봇엔드이펙터(61)의 제어에 의하여 위치 및 각도와 바늘 진입거리를 이동한다(S50). Curved needle device 50 moves the position and angle of the needle penetration distance by the control of the robot end effector (61) (S50).

로봇엔드이펙터(61)에 의하여 입력변위(D)가 입력되면, 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 구동부는 입력변위(D)만큼 구동하여(즉, 프레임의 굴곡진 내벽 및 직선 형태의 내벽을 굴곡 이동 및 직선 이동하여) 굴곡형 바늘(150)을 출력변위(D)만큼 프레임(110)으로부터 출력한다. Robot if the input displacement by the end effector (61) (D) is inputted, driving of the winding needle device 50 is driven by the input displacement (D) (i.e., bending the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame and outputs from the movement and linear movement to) the output displacing the winding needle (150) (D) as long as the frame 110. 이와 같이 프레임(110)의 출구로부터 출력변위(D)만큼 직선 이동하여 출력되는 굴곡형 바늘(150)은 마커플레이트(40)를 법선방향으로 통과하여 생검부위 또는 중재 시술 부위에 삽입되는 것이다. In this way the frame curved needle 150 that is output to move linearly as the output displacement (D) from the outlet (110) is to be inserted into a biopsy site or intervention treatment area through the marker plate (40) in the normal direction.

일 예로, 로봇엔드이펙터(61)에 의하여 입력변위(D)가 입력되는 경우, 굴곡형 바늘 디바이스(50)의 구동부의 로드(120)는 입력변위(D)만큼 프레임(110)의 내부 공간으로 인입되어 굴곡이동부재(140)에 가압하게 되며, 이에 굴곡이동부재(140)는 굴곡형 바늘(150)을 프레임(110)의 외부로 출력변위(D)만큼 출력한다. In one embodiment, the inner space of the robot when the input type displacement (D) by the end effector 61, as the frame 110, the load 120 is input displacement (D) of the drive portion of the curved needle device 50 is drawn, and presses the winding movement member 140, thereby winding the moving element 140 is output as an external output by the displacement (D) of the curved needle 150, the frame 110. 따라서 바늘(150)은 마커플레이트(40)를 통과하여 생검 부위에 삽입되는 것이다. Therefore, the needle 150 will be inserted into the biopsy site through the marker plate (40). 이때 마커플레이트(40)와 생검부위 사이에 생검부위 고정부(30)가 설치되어 있는 경우에는 바늘(150)은 마커플레이트(40) 및 생검부위 고정부(30)를 통과하여 생검 부위에 삽입되게 된다. In this case, when high-biopsy site between the marker plate 40 and the biopsy site where the unit 30 is installed, the needle 150 is passed through the marker plate 40 and the biopsy site fixing portion 30 to be inserted into the biopsy site do.

바늘(150)을 일정 정도 진행시킨 후, MR 장비를 통하여 다시 영상 촬영을 실시하며, 네비게이션부(70)는 촬영된 영상으로부터 바늘(150)이 계획된 경로로 진행되고 있는지 확인한다. After the needle proceeds to some extent (150), and confirms that the embodiment and a back-up image through the MR device, a navigation unit 70 proceeds to the needle 150 from a photographed image is planned route. 종양 위치에 바늘(150)이 삽입되었으면, 네비게이션부(70)는 종양 위치에 바늘(150)이 정상적으로 삽입되었음을 로봇(60)에게 알려주고, 로봇(60)은 검체 적출을 위한 제어신호를 출력하여 검체가 적출될 수 있도록 한다. When the needle 150 is inserted into the tumor site, the navigation unit 70 is informed by the robot 60 that the needle 150 is inserted properly in the tumor location, the robot 60 includes the sample and outputting a control signal for the sample extraction so it can be harvested.

목표된 위치, 즉, 종양 위치에 바늘(150)이 아직 도달하지 않았으면, 네비게이션부(70)는 S30 단계로 전환하여 이동경로 및 이동량을 다시 계산하게 된다. A target position, that is, if it is not the needle 150 is yet to reach the tumor location, a navigation unit 70, is to recalculate the moving path and the amount of movement by switching to the step S30.

이와 같이, 본 발명에 의한 굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇 시스템은, 영상 촬영, 바늘 위치 확인 및 바늘의 삽입을 실시간으로 연동하여 생검 부위로의 바늘 삽입 과정이 영상을 확인하면서 실시간으로 이루어질 수 있도록 한다. In this way, real time biopsy robot system using the present invention curved needle device according to and it is the image taking, the needle location and the needle insertion process of insertion of the needle to the biopsy site in conjunction with real-time while checking the image made in real time, be so.

도 11 내지 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스에 대해 설명하기로 한다. See Figs. 11 to 12, the description will be made on the curved needle device according to another embodiment of the invention.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스의 단면을 나타내는 도면이다. 11 is a view showing a curved shaped cross-section of the needle device according to another embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스는 굴곡부를 포함하고 내부에 공동부가 형성된 프레임(110), 프레임(110)에 내삽되는 고탄성의 굴곡형 바늘(150) 및 상기 굴곡형 바늘을 전후 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하고, 굴곡형 바늘(150)은 내부에 공동부가 형성된 외측 굴곡형 바늘(151) 및 외측 굴곡형 바늘(151)에 내삽되고 일단에 생검 조직을 수용하기 위한 홈(153)이 형성된 내측 굴곡형 바늘(152)을 포함할 수 있다. , The curved needle device according to another embodiment of the present invention are highly elastic curved needle 150 in which interpolation in a frame 110, a frame 110, cavity portion formed therein and including a curved portion as shown in FIG. 11 and the comprises a serpentine drive unit for moving the needle back and forth, and the curved needle 150 is interpolated to the outer curved needle 151 and the outer curved needle 151 cavity portion formed inside the biopsy to the one end a may include an inner curved needle 152 groove 153 is formed for receiving.

또한, 프레임(110)의 일단에는 마커 플레이트(40)가 구비될 수 있다. In addition, one end of the frame 110 may be provided with a marker plate (40). 마커 플레이트(40)에 대해서는 상술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. Since the same as described above for the marker plate 40, a detailed description will be omitted.

프레임(110)은 굴곡형 바늘(150)을 지지하고, 굴곡형 바늘(150)의 운동을 가이드하기 위한 장치로서 외력에 의해 변형이 일어나지 않도록 고강성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. Frame 110 is preferably high so that the deformation by the external force as the device happens to support and guide the movement of the curved needle 150, the curved needle 150 is made of a rigid material.

굴곡형 바늘(150)은 프레임(110)에 내삽되어 전후 왕복이동을 할 수 있다. Curved needle 150 is interpolated to the frame 110 may be a front-rear reciprocating motion. 굴곡형 바늘(150)이 프레임(110)의 굴곡부를 통과하기 위해서는 굽힘 동작이 가능해야 하기 때문에 굴곡형 바늘(150)은 높은 탄성을 갖는 것이 바람직하며, 생검 조직을 채취하기 위해서는 조직 내부를 뚫고 들어가는 침습 동작이 가능해야 하기 때문에 굴곡형 바늘(150)은 높은 강성을 갖는 것이 바람직하다. In order to bend needle 150 passes through the bent portion of the frame 110 is curved needle 150, because it must be a bending operation is preferably with a high elasticity, entering through the tissue inside in order to collect the biopsy tissue because it must be possible to invasive operations curved needle 150 preferably has a high rigidity. 즉, 본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘(150)은 높은 탄성과 함께 강성을 구비하는 것이 바람직하다. That is, the curved needle 150 according to an embodiment of the present invention preferably includes the rigidity with high elasticity.

본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘(150)은 상기와 같은 조건을 충족하기 위해 탄성과 강성을 구비한 재질로서 형상기억합금을 포함하여 형성되는 것이 바람직하며, 형상기억합금 중에서도 높은 탄성률을 보이는 니티놀(NITINOL, Nickel Titanium-Naval Ordnance Laboratory)을 포함하여 형성될 수 있다. Curved needle 150 according to an embodiment of the present invention is preferably formed to include a shape memory alloy as a material having elasticity and rigidity to meet the conditions as described above, with a high modulus of elasticity, among the shape memory alloy It may be formed, including Nitinol (NITINOL, Nickel Titanium-Naval Ordnance Laboratory).

형상기억합금을 포함하여 형성된 굴곡형 바늘(150)은 프레임(110)의 굴곡부를 이동하기 위한 탄성을 확보하면서도 침습이 가능한 강성을 동시에 구비할 수 있다. Curved needle is formed, including the shape memory alloy 150 may have a rigidity capable of invasion, while securing the elastic to move the bent portion of the frame 110 at the same time.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘(150)은 별도의 부가장치 없이 굴곡부를 포함하는 프레임(110) 내부를 이동하여 생검을 수행할 수 있다. Thus, the curved needle 150 according to an embodiment of the present invention may perform a biopsy by moving the inside frame (110) including a curved portion without any additional device.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘(150)은 프레임(110) 내부에 일체형으로 이루어져 있으므로 굴곡형 바늘(150)이 프레임의 굴곡부로부터 일단까지의 길이(L)보다 연장된 길이로 전진 이동할 수 있다. In addition, since the curved needle 150 according to an embodiment of the present invention consists of a one-piece inside the frame 110 move to the curved needle 150 is extended than the length (L) to the one end from the bent portion of the frame length you can move.

본 발명의 실시예에 의한 프레임(110)은 상기 굴곡부에 형성되어 굴곡형 바늘(150)을 냉각하는 제1 온도제어부(210) 및 프레임(110)의 일단에 형성되어 굴곡형 바늘(150)에 열을 가하는 제2 온도제어부(220)를 더 포함할 수 있다. Frame 110 according to an embodiment of the present invention at one end is formed in the curved needle 150 of the first temperature control unit 210 and the frame 110, which is formed on the bent portion cooling the curved needle 150 a second temperature control unit 220 may further include applying heat.

본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘(150)을 형성하는 형상기억합금은 온도에 따라 탄성이 10 내지 30배 수준으로 높아질 수도 있고, 변형이 일어나더라도 일정한 온도 범위에 이르게 되면 변형 전 형태로 복원되는 특징을 갖고 있다. When the shape memory alloy to form a curved needle 150 according to an embodiment of the present invention with the temperature and elasticity be as high as 10 to 30 times higher, variations arose even leads to a certain temperature range restored to strain around the form that has the features. 하나의 예로 니티놀의 경우 일정한 온도 이하가 되면 일반적인 금속보다 10 내지 30배 수준의 높은 탄성을 갖게 되지만, 일정한 온도 이상이 되면 일반적인 금속과 같이 탄성이 감소하는 대신 강성이 증가하는 특징을 갖는다. As an example of the case of when the Nitinol is below a certain temperature, but have a common metal than 10 to 30 times larger than that of high elasticity, it has a feature that, instead of the elastic stiffness that decrease as a common metal is above a certain temperature.

굴곡형 바늘(150)은 프레임(110)의 굴곡부에서는 굽어지기 위해 높은 탄성이 필요하고, 프레임(110)의 끝단 영역에서는 침습을 위해 높은 강성이 필요하다. In the end region of the curved needle 150 has frame 110, bent in the required high elasticity, and the frame 110 in order to be bent of the need for high rigidity invasive. 프레임(110)의 굴곡부에 형성된 제1 온도제어부(210)는 굴곡형 바늘(150)을 냉각함으로써 탄성이 높아지는 온도를 유지하게 하고, 프레임(110)의 일단에 형성된 제2 온도제어부(220)는 굴곡형 바늘(150)에 열을 가함으로써 강성이 높아지는 온도를 유지하게 할 수 있다. First temperature control unit 210 once the second temperature control unit 220 formed on the by cooling the curved needle 150 and maintains the temperature elasticity is high, the frame 110 is formed in the bent portion of the frame 110 applying heat to the curved needle 150 can be made maintaining the temperature rigidity is increased by.

도 12a 내지 12d는 본 발명의 실시예에 의한 굴곡형 바늘 디바이스의 동작을 나타내는 도면이다. Figure 12a to 12d are views showing the operation of the curved needle device according to an embodiment of the present invention.

도 12a에 도시된 바와 같이, 굴곡형 바늘(150)은 프레임(110)에 의해 생검을 위한 조직(300)의 침습 부위로 이동한다. , The curved needle 150, as shown in Figure 12a is moved to the site of the invasive tissue 300 for a biopsy by the frame 110.

도 12b에 도시된 바와 같이, 침습 부위로 이동한 굴곡형 바늘(150)은 생검이 필요한 깊이까지 조직(300) 내부로 침습해 들어간다. , The curved needle 150 to move to invasive areas as shown in Figure 12b goes to infiltration into the tissue 300 to a depth requires a biopsy.

도 12c에 도시된 바와 같이, 생검이 필요한 깊이로 침습해 들어간 굴곡형 바늘(150)은 내측 굴곡형 바늘(152)이 전진하여 이동한다. As shown in Figure 12c, curved needle 150 to enter the required invasive biopsy depth is moved to the inner curved needle 152 forward. 이 때, 내측 굴곡형 바늘(152)은 조직(300)을 수용하기 위한 홈(153)이 외측 굴곡형 바늘(151)의 외부로 노출되어 조직(300)과 접할 수 있도록 전진 이동하는 것이 바람직하다. At this time, the inner curved needle 152 is a groove 153 for receiving tissue 300 exposed to the outside of the outer curved needle 151, it is preferable to move the mobile to access the tissue 300 .

도 12d에 도시된 바와 같이, 외측 굴곡형 바늘(151)은 내측 굴곡형 바늘(152)이 전진 이동한 길이만큼 전진 이동한다. The outer curved needle 151, as shown in Figure 12d is moved forward by the length inside the curved needle 152 to move forward. 이 때, 외측 굴곡형 바늘(151)의 일단에는 절단면이 형성되어 내측 굴곡형 바늘(152)을 따라 이동할 때 홈(153)에 접한 조직(300)을 절단할 수 있다. At this time, one end of the outer curved needle 151 may be cut tissue 300 in contact with the groove 153 when the cutting plane is formed to move along the inner curved needle 152. 절단된 조직(310)은 홈(153)에 수용되고 외측 굴곡형 바늘(151)에 의해 외부로부터 격리됨으로써 생검 조직으로서 채취될 수 있다. By being accommodated in a cut tissue 310 groove 153 is isolated from the outside by the outer curved needle 151 it may be taken as a biopsy tissue.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. Description of the invention described above are for purposes of illustration, one of ordinary skill in the art can appreciate that, without changing the technical spirit or essential features of the present invention easily deformed is possible in other specific forms will be. 따라서, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Accordingly, the embodiments described above is should be understood to not be illustrative and not restrictive in all respects. 그러므로 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다. Therefore, the true technical protection scope of the invention as defined by the claims.

10: 의료영상장비 30: 생검부위 고정부 10: Medical imaging equipment 30: biopsy site fixing
40: 마커플레이트 50: 굴곡형 바늘 디바이스 40: marker plate 50: curved needle device
60: 로봇 61: 로봇엔드이펙터 60: robot 61: robot end effector
62: 로봇제어부 70: 네비게이션부 62: the robot control unit 70: navigation unit
80: 디스플레이부 110: 프레임 80: display unit 110: Frame
120: 로드 130: 완충부재 120: load 130: buffer member
140: 힘전달부재 141: 연결부 140: power transmission member 141: connecting portion
142: 고정부 150: 바늘 142: fixing 150: Needles
160: 적출부재 160: extraction member

Claims (15)

  1. 강성을 가진 재질로 굴곡 형태 및 직선 형태로 형성되고 내부 공간이 형성되는 프레임; It is formed of a curved shape and a straight shape of a material with rigidity and an inner space formed in the frame;
    상기 프레임에 내삽되는 탄성 곡률을 가지는 굴곡형 바늘; Curved needle having a curvature that is elastic in the interpolation frame;
    상기 굴곡형 바늘의 내부에서 생검 또는 중재시술을 실시하는 시술기구부; Treatment mechanism for performing a biopsy or intervention from the inside of the curved needle; And
    상기 프레임에 내삽되며 상기 굴곡형 바늘 및 상기 시술기구부가 상기 프레임의 내부에서 움직이도록 구동하는 구동부를 포함하고, Is interpolated to the frame and comprises a driving unit for driving to move from the inside of the curved needle and the additional frame the treatment apparatus,
    상기 굴곡형 바늘은 형상기억합금을 포함하여 형성되고, The curved needle is formed, including a shape memory alloy,
    상기 프레임은, It said frame,
    굴곡부에 형성되어 상기 굴곡형 바늘을 냉각하는 제1 온도제어부; It is formed in the bent portion the first temperature control unit for cooling the bent needle; And
    상기 프레임의 일단에 형성되어 상기 굴곡형 바늘에 열을 가하는 제2 온도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 바늘 디바이스. Curved needle device comprising: a, a second temperature controller is formed at one end of the frame, applying heat to the curved needle.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 1, wherein the drive part,
    로봇엔드이펙터의 제어에 의하여 구동하여 상기 프레임의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라서 전진 및 후진 이동하는, 굴곡형 바늘 디바이스. Driven by the control of the robot end effector to move forward and backward movement along the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame, bent needle device.
  3. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 구동부는, The drive part,
    상기 프레임의 입구측 일단에 내삽되어 로봇엔드이펙터의 제어에 따라 움직이는 로드; Load is interpolated to the inlet end of the frame to move in response to the control of the robot end effector;
    상기 로드의 입력변위에 따라 상기 프레임의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라 굴곡 이동 및 직선 이동되는 굴곡이동부재; Winding the moving member is moved straight and curved movement along the curved inner wall and the inner wall of the straight line of the frame according to the input displacement of the rod;
    과부하 방지를 위하여 상기 로드 및 상기 굴곡이동부재 사이에 완충 작용을 수행하는 완충부재; The buffer member to perform a buffering action between the rod and the winding member to move the overload protection; And
    상기 굴곡이동부재의 일단에 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부를 연결하는 연결부를 포함하는, 굴곡형 바늘 디바이스. Curved needle device at one end of the winding movement member including a connecting portion for connecting the curved needle and the treatment mechanism.
  4. 굴곡부를 포함하고 내부에 공동부가 형성된 프레임; Including a curved portion and cavity portion formed inside the frame;
    상기 프레임에 내삽되고 생체 조직을 생검할 수 있는 탄성을 가진 굴곡형 바늘; Interpolating the frame being curved needle having an elasticity capable of biopsy living tissue; And
    상기 굴곡형 바늘을 이동시키는 구동부를 포함하고, And a driver for moving the curved needle,
    상기 굴곡형 바늘은 형상기억합금을 포함하여 형성되고, The curved needle is formed, including a shape memory alloy,
    상기 프레임은, It said frame,
    굴곡부에 형성되어 상기 굴곡형 바늘을 냉각하는 제1 온도제어부; It is formed in the bent portion the first temperature control unit for cooling the bent needle; And
    상기 프레임의 일단에 형성되어 상기 굴곡형 바늘에 열을 가하는 제2 온도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 바늘 디바이스. Curved needle device comprising: a, a second temperature controller is formed at one end of the frame, applying heat to the curved needle.
  5. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    상기 굴곡형 바늘은, The curved needle,
    내부에 공동부가 형성된 외측 굴곡형 바늘; Outer curved needle cavity portion formed therein; And
    상기 외측 굴곡형 바늘에 내삽되고 측면에 생검 조직을 수용하기 위한 홈이 형성된 내측 굴곡형 바늘을 포함하는 굴곡형 바늘 디바이스. Curved needle device of the inner and the outer curved needle containing an inner curved needle groove is formed for receiving the tissue biopsy in the side.
  6. 삭제 delete
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  8. 제 1 항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, A method according to any one of claims 1 to 5,
    로봇의 좌표계 및 영상의 좌표계 간 상관관계를 추정할 수 있도록 상기 영상에서 식별이 가능한 복수 개의 마커를 평면에 구비하는 마커플레이트를 더 포함하며, Further comprising a marker plate having a plurality of markers identifiable by the image on the plane to estimate the inter coordinate system of the coordinate system of the robot and the image correlation,
    상기 마커플레이트는 상기 평면의 법선 방향으로 상기 바늘이 진행되도록 상기 프레임의 출구측 일단과 결합되는, 굴곡형 바늘 디바이스. The marker plate is curved needle device, in the normal direction of the plane in which the one end coupled with the outlet side of the frame so that the needle is in progress.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 굴곡형 바늘 디바이스; Claim 1 to curved needle device according to any one of Claim 5, wherein;
    촬영된 영상을 기반으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 위치를 실시간으로 추적하는 네비게이션부; Based on the taken image navigation unit for tracking the position of the curved needle device in real time; And
    상기 네비게이션부와 연동하여 상기 네비게이션부에 의하여 계산된 3차원적인 위치 정보를 기반으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 움직임을 제어하는 로봇을 포함하는, 실시간 생검 로봇 시스템. , Real time biopsy robot system including a robot for controlling the movement of the curved needle device to the navigation unit, and based on the three-dimensional position information calculated by the navigation unit in association.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 굴곡형 바늘 디바이스는, 10. The method of claim 9, wherein the curved needle device comprising:
    상기 굴곡형 바늘의 내부에서 생검 또는 중재시술을 실시하는 시술기구부; Treatment mechanism for performing a biopsy or intervention from the inside of the curved needle;
    상기 프레임에 내삽되며 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부가 상기 프레임의 내부에서 움직이도록 구동하는 구동부를 더 포함하는, 실시간 생검 로봇 시스템. Is interpolated to the frame, in real time biopsy robot system further comprises a driver for driving to move from the inside of the curved needle and the treatment mechanism section frame.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 구동부는, The method of claim 10, wherein the drive part,
    상기 프레임의 입구에서 로봇엔드이펙터의 제어에 따라 움직이는 로드; Load moving under the control of the robot end effector at the inlet of the frame;
    상기 로드의 입력변위에 따라 상기 프레임의 굴곡된 내벽 및 직선 형태의 내벽을 따라 굴곡 이동 및 직선 이동하는 굴곡이동부재; Winding the moving element to move along a straight line and curved movement bending the inner wall and the inner wall of the straight line of the frame according to the input displacement of the rod;
    과부하 방지를 위하여 상기 로드 및 상기 굴곡이동부재 사이에 완충 작용을 수행하는 완충부재; The buffer member to perform a buffering action between the rod and the winding member to move the overload protection; And
    상기 굴곡이동부재의 일단에 상기 굴곡형 바늘 및 시술기구부를 연결하는 연결부를 포함하며, At one end of the winding the moving member includes a connecting portion for connecting the curved needle and the treatment mechanism,
    상기 굴곡이동부재 및 상기 완충부재는 상기 로드의 입력변위에 따라 이동하여 상기 바늘을 출력 변위로 출력하는, 실시간 생검 로봇 시스템. The bending movement member and the buffer member, real time biopsy robot system and outputting the needle to move according to the input displacement of the rod with the output displacement.
  12. 제 9 항에 있어서, 10. The method of claim 9,
    로봇의 좌표계 및 상기 영상의 좌표계 간 상관관계를 추정할 수 있도록 영상에서 식별이 가능한 복수 개의 마커를 평면에 구비하는 마커플레이트를 더 포함하며, Further comprising a marker plate having a plurality of possible markers identified in the image coordinate system to estimate the cross-correlation between the coordinates and the image of the robot on a plane,
    상기 마커플레이트는 상기 평면의 법선 방향으로 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘이 진행되도록 상기 굴곡형 바늘 디바이스와 결합되는, 실시간 생검 로봇 시스템. The marker plate, real time biopsy robot system is coupled with the curved needle so that the needle device of the curved needle device proceeds in the direction of the normal of the plane.
  13. 제 9 항에 있어서, 10. The method of claim 9,
    상기 네비게이션부는, The navigation unit,
    의료영상장비에 의하여 촬영된 영상에서 마커의 위치 정보를 검출하고 상기 촬영된 영상의 좌표계에서 확인되는 상기 바늘의 끝점과 상기 바늘의 진행 방향을 검출하여 로봇 좌표계와 영상 좌표계 간 상관관계를 추정하며, 추정된 상관관계를 기반으로 상기 바늘을 생검 부위로 가이드하기 위한 상기 로봇의 이동 경로 및 이동량을 계산하는, 실시간 생검 로봇 시스템. Detecting the location information of the marker in the image captured by medical imaging equipment detects the traveling direction of the needle end and the needle of which is identified in the coordinate system of the photographed image, and estimate the correlation between the robot coordinate system and the image coordinate system, based on the estimated correlation calculating the movement path and movement distance of the robot to guide the needle to the biopsy site, in real time biopsy robot system.
  14. 제 9 항에 있어서, 10. The method of claim 9,
    상기 바늘이 상기 생검 부위에 정확하고 용이하게 삽입되도록 상기 생검 부위를 고정하는 생검 부위 고정부를 더 포함하며, Said needle further includes a biopsy site fixing part for fixing the biopsy site so that accurate and easily inserted into the biopsy site,
    상기 생검 부위 고정부는 상기 굴곡형 바늘 디바이스의 바늘이 통과가 용이하도록 복수 개의 슬롯이 구비되는, 실시간 생검 로봇 시스템. The biopsy site fixing part, live biopsy robot system is provided with a plurality of slots, the needle of the curved needle device to be easily passed.
  15. 제 9 항에 있어서, 10. The method of claim 9,
    상기 굴곡형 바늘 디바이스는 상기 로봇의 로봇엔드이펙터와 연결되며, 상기 굴곡형 바늘 디바이스 및 상기 로봇엔드이펙터는 슬림형으로 형성되어 의료영상장비 갠트리 내부 공간에 설치되어 동작되는, 실시간 생검 로봇 시스템. The curved needle device is connected to the robot end effector of the robot, the curved needle device and the robot end effector is formed in a thin medical imaging equipment gantry is installed in the inner space, in real time biopsy robot system is operated.
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