KR101845941B1 - 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 카테터 또는 가이드와이어의 일단에 배치되어 자기장에 의하여 조향 및 회전 구동되게 한 카테터 일체형 마이크로 로봇에 관한 것이다.
본 발명에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇은 카테터 또는 카테터의 내강에 삽입된 가이드와이어의 일단에 배치되고, 자기장에 의하여 조향 및 회전 동작이 구동되며, 그 선단에 볼 부재가 배치되는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇{MICRO ROBOT WITH INTERGRATED CATHETER BASED ON BALL AND SOCKET JOINT}

본 발명은 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 카테터 또는 가이드와이어의 일단에 배치되어 자기장에 의하여 조향 및 회전 구동되게 한 카테터 일체형 마이크로 로봇에 관한 것이다.

혈관 질환 치료를 위해서는 카테터(catheter)를 기반으로 하는 혈관 질환 치료용 기구들이 주로 사용되고 있다.
상기 카테터를 기반으로 하는 혈관 질환 치료법은 혈관이 혈전 또는 죽상종으로 인하여 막히는 경우 대퇴동맥을 통해 카테터를 삽입하여 흡입 또는 절제를 통해 혈관 내의 혈전 또는 죽상종을 제거하고 필요에 따라 혈관을 팽창시킬 수 있는 풍선이나 스텐트를 사용함으로써 혈관 질환을 치료하는 방법이다.

이러한 카테터를 기반으로 하는 혈관 질환 치료법은 가슴을 개복한 뒤 막힌 혈관 옆으로 새로운 혈관을 연결하여 혈액의 흐름을 바꿔주는 혈관 우회술에 비하여 비교적 간단하고 쉬운 시술로써 사용되어 왔다.
그러나 상기 카테터를 기반으로 하는 혈관 질환 치료법은 기본적으로 혈관 내부로 가이드 와이어가 삽입될 수 있는 경우에만 가능한 것이므로, 실제 심장을 둘러싸고 있는 관상동맥의 경우에는 매우 많은 분기된 혈관들이 있으므로 삽입에 어려움이 있고 특히, 만성완전협착(CTO:Chronic Total Occlusion)의 경우에는 혈관이 완전히 막혀 석회화되어 굳어지므로 가이드 와이어가 삽입되기 어려운 문제점이 있다.

또한, 무리한 가이드 와이어 삽입은 혈관을 파열시켜 심각한 상황을 유발할 수 있다. 또한, 풍선이나 스텐트를 이용하여 좁혀진 혈관을 넓히는 방법은 혈관의 재협착이라는 문제를 발생시키고 재협착률을 감소시키기 위하여 약물 방출 스텐트가 개발되어 사용되고 있다.
그러나 이러한 시술방법들도 가이드 와이어가 삽입된 이후에 가능한 시술방법이다.

실제로 상기 만성완전협착의 경우에는 카테터 이용시 수술 성공률이 50% 내지 60%정도에 머물러 있어 새로운 대안이 절실히 필요한 상황이다.
또한, 종래의 카테터를 기반으로 하는 혈관 질환 치료법은 혈관 조형술을 기반으로 하고 있어 환자에 대한 방사선 피폭량이 증가하는 문제점이 있고, 의사의 경우에도 방사선에 노출될 수 있는 문제점이 있다.

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또한, 종래 기술에 따르면 카테터 끝 부분에 별도의 기능성 구동부가 존재하지 않아, 병변부 개통을 위하여 필요한 힘 및 토크를 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

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대한민국 등록특허공보 제10-1083345호(2011.11.08.) 대한민국 등록특허공보 제10-1012034호(2011.01.25.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 카테터 또는 가이드와이어의 일단에 볼 소켓 조인트 기반의 회전부를 구비하고, 자기장을 이용하여 미세 조향 및 회전 구동을 수행함으로써, 폐색 병변부에 대한 정확하고 원활한 개통 및 그 외 다양한 기능을 수행하는 것이 가능한 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇은 카테터 또는 카테터의 내강에 삽입된 가이드와이어의 일단에 배치되고, 자기장에 의하여 조향 및 회전 동작이 구동되며, 그 선단에 볼 부재가 배치되는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇은 볼 소켓 조인트 방식으로 360도 자유도를 가지며, 병변부 개통에 필요한 힘 및 토크를 확보하는 것이 가능하고, 자기장에 의한 미세 조향을 통해 병변부의 정확한 개통 위치에 대한 개통을 수행하는 것이 가능하며, 부산물에 대한 처리가 가능하고 약물 전달의 효율성을 증대시키는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇을 나타내는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇의 병변부 개통 위치에 대한 미세 조향을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇의 부산물 흡입 과정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇의 약물 전달 과정을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇을 나타내는 측단면도이다.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.

도 1을 참조하면, 카테터 또는 가이드와이어(10)의 일단에 배치되는 회전부(20)는 볼 부재(20a) 및 회전 부재(20b)를 포함하여 구성된다.

이러한 회전부(20)는 그 일부 또는 전체가 자성 물질로 이루어지거나, 자성 물질로 코팅되어 구비됨으로써, 환자의 외부에 배치된 자기장 방출기에 의하여 그 조향 및 회전이 구동된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 볼 소켓 조인트 기반으로 회전부(20)가 배치되는 바, 360도 자유도를 통하여 조향 및 회전이 수행된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇에 대한 정면도를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 회전부(20a, 20b)는 360도 자유도를 가지고 자기장에 의한 미세 조향이 수행된다.

그 결과, 병변부 개통 시 병변부의 중앙 지점에 대하여만 드릴링이 가능한 종래 기술과는 달리, 도 3에 도시한 본 발명의 실시예와 같이, 볼 소켓 조인트 방식을 이용하여 폐색 병변부의 틈(드릴링이 수행되어야 할 지점)에 대한 미세 조향을 통하여, 나선형 드릴 형상의 회전 부재(20b)를 이용하여 정확한 부위에 대한 개통이 가능한 효과가 있다.

본 발명의 실시예는 회전 부재(20b)가 볼 부재(20a)에 종속되어 회전하는 것에 한정되지 아니한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 회전부(볼 부재 및 회전부재를 포함함)는 그 일부 또는 전체가 자성물질로 이루어지거나 자성 물질로 코팅되어, 자기장에 의하여 구동되어 병변부 개통을 위한 힘 및 토크를 확보하고, 360도 자유도를 이용하여 병변부에 대한 미세 조향 및 개통이 가능한 특징이 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇의 부산물 흡수를 나타내는 개념도이다.

본 발명의 실시예에 따른 회전부(20)의 회전부재(20c)는 프로펠러 형상으로 구비되어, 그 회전에 따라 폐색 병변부 개통 시에 발생되는 부산물을 흡수한다.

카테터(10)의 일단에는 유로가 형성되어, 이 때 흡수되는 부산물을 유로를 통하여 수집 및 처리하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇의 약물전달 과정을 나타내는 개념도로서, 회전부재(20c)는 프로펠러 형상으로 구비되어, 그 회전에 따라 카테터 내부에 포함되는 약물 전달 모듈로부터 배출된 약물을 병변부로 전달한다.

이 때, 회전부재(20c)는 그 회전에 따라 카테터 일단에 형성된 유로를 통하여 배출되는 약물의 유속을 조절한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇을 나타내는 측단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇은 선단에 볼 부재(50)를 포함하는 회전부(40)가 배치되고, 그 일부 또는 전부가 자성 물질로 이루어지거나, 자성물질에 의하여 코팅된 회전부(40)는 외부 자기장 제어에 의하여 나선형 드릴 또는 프로펠러 형상으로 구비된 회전 부재(40b, 40c)를 미세 조향 및 회전시킨다.

이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 카테터 20, 40: 회전부

Claims (6)

1. 카테터 또는 상기 카테터의 내강에 삽입된 가이드와이어의 일단에 배치되고, 자기장에 의하여 조향 및 회전 동작이 구동되며, 그 선단에 볼 부재가 배치되는 회전부를 포함하고,
   상기 회전부는 상기 볼 부재에 연결되는 회전 부재를 포함하고, 그 일부 또는 전체가 자성 물질로 이루어지거나 자성 물질로 코팅되는 것
   인 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전 부재는 드릴 형상 또는 프로펠러 형상으로 구비되는 것
   인 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전부는 상기 자기장에 의한 조향에 따라 병변부의 개통 위치에 대한 조향이 수행되고, 상기 자기장에 의하여 회전하여 상기 병변부에 대한 개통을 수행하는 것
   인 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전부는 상기 자기장에 의한 구동에 따라 병변부 개통 시 발생되는 부산물을 흡입하도록 회전하는 것
   인 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 회전부는 상기 자기장에 의한 구동에 따라 조향되고, 상기 카테터에 포함되는 약물 전달 모듈에 의하여 배출되는 약물의 유속 또는 병변부 개통 시 발생되는 부산물을 유입하는 유체의 유속을 조절하는 것
   인 볼 소켓 조인트 기반의 카테터 일체형 마이크로 로봇.

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