KR101855461B1 - 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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백상근
석재호
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Abstract

최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명은 니들 홀의 각도를 판단하여 예상 침습 경로를 설정하고, 설정된 예상 침습 경로를 확인할 수 있으며, 사용자가 원하는 지점에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법{AUTOMATIC NEEDLING SYSTEM AND METHOD FOR MINIMALLY INVASIVE SURGERY}
본 발명은 자동 니들링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 니들 홀의 각도를 판단하여 예상 침습 경로를 설정하고, 설정된 예상 침습 경로를 확인할 수 있으며, 사용자가 원하는 지점에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절할 수 있는 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
의료수술은 개복수술(open surgery), 최소침습수술(MIS: Minimally Invasive Surgery), 방사선수술(radio surgery) 등으로 분류할 수 있다. 개복수술은 치료되어야 할 부분을 의료진이 직접 보고 만지며 시행하는 수술을 말하며, 최소침습수술은 키홀 수술(keyhole surgery)이라고도 하는데 복강경 수술이 가장 대표적이다. 복강경 수술은 개복을 하지 않고 필요한 부분에 작은 구멍을 내어 특수 카메라가 부착된 복강경과 수술 도구를 몸속에 삽입하여 비디오 모니터를 통해서 관측하며 레이저나 특수기구를 이용하여 미세수술을 한다. 나아가 방사선 수술은 체외에서 방사선이나 레이저 광으로 수술 치료를 하는 것을 말한다.
수술에 관련되어 현재 가상현실 기술이 적용되는 분야로는 가상내시경(Virtual Endoscopy), 영상가이드 수술(Image Guided Surgery), 수술전 계획(Preoperative Planning)을 들 수 있다. 가상내시경은 MRI(Magnetic Resonance Imaging)나 CT(Computed Tomography)와 같은 촬영을 통하여 볼륨영상으로 받은 인체 내부를 가상공간에서 가상적으로 탐험하면서 해당 부위를 살펴보는 것을 말한다. 내시경이 가장 많이 적용되는 곳은 위장과 대장인데, 가상내시경은 실제 내시경에 비하여 영상의 질이 낮지 않으며 무엇보다도 환자의 고통이 전혀 없는 가상공간에서 이루어진다. 더욱이 실제로 탐험할 수 없는 혈관 속이나 뇌수 공동에도 적용이 가능하여 앞으로 진단에 많이 활용될 것으로 기대되는 분야이다. 영상가이드 수술은 가상현실이라기보다는 증강현실 기법을 활용한 것이라고 할 수 있는데, 수술하고자 하는 부분 주위의 내부를 실제 부위에 정합하여 보여줌으로써 정확하게 시술할 수 있도록 해 주는 기술이다. 수술전 계획은 시술을 하기 이전에 가상공간에서 환자의 기관이나 조직들을 구분하여 가시화하고 조작해 봄으로써 어떤 방법으로 시술을 하는 것이 가장 효과적인지 미리 계획을 할 수 있도록 도와주는 기술이다.
한편, 척추수술 시뮬레이션의 경우에는 니들(needle)을 병변 위치까지 침습하는 동작이 정밀하게 이루어져야 하기 때문에, 씨암(C-Arm)과 같은 모니터링 장비를 이용하여 니들의 침습과정을 실시간으로 분석하여야만 한다.
이러한 니들을 병변 위치까지 침습하는 동작의 경우, 고도한 것으로서, 많은 수련을 필요로 한다. 실제 수술과정에서 니들을 병변 위치까지 침습하는 경우에, 실제 병변 위치에 침습되었는지 여부를 확인하기가 어렵고, 이러한 과정을 여러번 수행할 경우, 환자에게 극심한 고통을 줄 수 있다.
또한, 환자의 병변 부위를 수술한 이후, 수술한 병변 부위가 회복되는 기간이 장기간 소요될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0140205호는 척추수술을 시뮬레이션하여 경험을 쌓을 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.
하지만, 이러한 종래 기술은 단지 의료인에게 척추수술을 경험할 수 있도록 할 뿐, 의료인이 척추수술 시 니들을 병변 위치까지 침습하는 과정을 도와줄 수 없다는 문제가 있으며, 병변 위치까지 침습하는 니들의 침습 위치 또는 침습 각도를 판단하는 것에 어떠한 도움도 줄 수 없다는 문제를 가지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0140205호(2014.12.09. 공개)
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 의료인이 척수수술 과정에서 니들을 병변 위치까지 침습하는데 도움을 줄 수 있는 것으로, 설정된 예상 침습 경로를 확인할 수 있으며, 사용자가 원하는 지점에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절하여 추가적인 예상 침습 경로를 확인할 수 있는 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 그 두 번째 목적은 의료인이 척수수술 과정에서 니들을 병변 위치까지 침습하는데 도움을 줄 수 있는 것으로, 설정된 예상 침습 경로를 확인할 수 있으며, 사용자가 원하는 지점에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절하여 추가적인 예상 침습 경로를 확인할 수 있는 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 방법을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 니들링부 및 인체 촬영 장치를 포함하는 자동 니들링 시스템에 있어서, 상기 니들링부는 니들이 삽입되는 니들 홀 및 니들 홀의 각도를 조절하는 니들링 조절 모듈을 포함하는 자동 니들링 시스템을 제공한다.
상기 니들링 조절 모듈은 X축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키는 제1액츄에이터 및 Y축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키는 제2액츄에이터를 더 포함할 수 있다.
상기 인체 촬영 장치는 인체를 촬영하는 촬영부, 상기 촬영부가 촬영한 내용을 디스플레이하는 디스플레이부 및 전기적 입력신호를 발생시키는 입력부를 포함할 수 있다.
상기 인체 촬영 장치는 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하는 니들링 각도 판단부 및 상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 경로 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.
상기 경로 설정부는 상기 입력부로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 제2예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.
상기 니들링 조절 모듈은 상기 제2예상 침습 경로에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절할 수 있다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 방법에 있어서, 니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계, 촬영부가 인체를 촬영하는 단계, 디스플레이부가 상기 촬영부가 촬영한 내용을 디스플레이하는 단계, 니들링 각도 판단부가 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하는 단계, 경로 설정부가 상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 단계 및 상기 디스플레이부가 상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계를 포함하는 자동 니들링 방법을 제공한다.
상기 니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계는 경로 설정부가 전기적 입력신호를 입력부로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경로 설정부가 상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 단계는 상기 경로 설정부가 상기 입력부로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계는 상기 니들링 조절 모듈이 상기 제2예상 침습 경로에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부가 상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계는 상기 디스플레이부가 상기 제2예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서 설명한 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법에 의하면, 의료인이 척수수술 과정에서 니들을 병변 위치까지 침습하는데 도움을 줄 수 있는 것으로, 설정된 예상 침습 경로를 확인할 수 있으며, 사용자가 원하는 지점에 대응하도록 니들 홀의 각도를 조절하여 추가적인 예상 침습 경로를 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 자동 니들링 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구성인 니들 홀의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구성인 니들링 조절 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구성인 니들링부의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구성인 니들 홀의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구성인 인체 촬영 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제1예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 측면에서 바라본 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제1예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 상면에서 바라본 도면이다.
도 8a은 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제2예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 측면에서 바라본 도면이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제2예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 상면에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 구성인 니들링부가 인체에 접촉된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예인 자동 니들링 방법의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 사용자의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “…단”, “모듈”, “장치” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 자동 니들링 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 구성인 니들 홀의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 구성인 니들링 조절 모듈의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면 자동 니들링 시스템은 니들링부(200) 및 인체 촬영 장치(100)를 포함한다.
여기서 인체 촬영 장치(100)는 자기 공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치, 초음파 진단 장치(ultrasound diagnostic equipment), 컴퓨터 단층 촬영(CT: Computed Tomography) 장치, X선 진단 장치 등을 포함할 수 있으며, 다양한 방법으로 인체를 촬영할 수 있다.
또한, 니들링부(200)는 니들 홀(210) 및 니들링 조절 모듈(220)을 포함한다.
보다 구체적으로, 니들 홀(210)은 니들이 삽입될 수 있으며, 니들링 조절 모듈(220)은 니들 홀(210)의 각도를 조절할 수 있다.
도 2를 참고하면, 니들 홀(210)은 제1위치 판단 마커(211) 및 제2위치 판단 마커(212)를 포함할 수 있다.
제1위치 판단 마커(211)는 후술할 촬영부(110)가 인식할 수 있는 것으로, Y축 방향에서 니들 홀(210)의 위치를 후술할 니들링 각도 판단부(140)가 판단할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 제2위치 판단 마커(212)는 후술할 촬영부(110)가 인식할 수 있는 것으로, X축 방향에서 니들 홀(210)의 위치를 후술할 니들링 각도 판단부(140)가 판단할 수 있도록 할 수 있다.
도 3을 참고하면, 니들링 조절 모듈(220)은 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)를 포함할 수 있다.
제1액츄에이터(221)는 X축 방향으로 니들 홀(210)을 회전시킬 수 있으며, 제2액츄에이터(222)는 Y축 방향으로 니들 홀(210)을 회전시킬 수 있다.
즉, 니들 홀(210)은 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)에 의하여 각도가 조절될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 구성인 니들링부의 개략적인 구성을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 구성인 니들 홀의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 니들링부(200)는 니들 홀(210), 제1위치 판단 마커(211), 제2위치 판단 마커(212) 및 니들링 조절 모듈(220)을 포함할 수 있다.
니들 홀(210)은 삽입되는 니들과 동심을 이루도록 관통공(미도시)이 형성될 수 있으며, 형성된 관통공(미도시)에 니들이 삽입될 수 있도록 한다.
제1위치 판단 마커(211) 및 제2위치 판단 마커(212)는 니들 홀(210)의 일면에 설치될 수 있으며, 제1위치 판단 마커(211) 및 제2위치 판단 마커(212)의 설치 장소는 제한되지 않는다.
니들링 조절 모듈(220) 내부에 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)가 설치될 수 있다.
상술하였듯이, 제1액츄에이터(221)는 X축 방향으로 니들 홀(210)을 회전시킬 수 있으며, 제2액츄에이터(222)는 Y축 방향으로 니들 홀(210)을 회전시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 구성인 인체 촬영 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이며, 도 7a은 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제1예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 측면에서 바라본 도면이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제1예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 상면에서 바라본 도면이며, 도 8a은 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제2예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 측면에서 바라본 도면이고, 도 8b는 본 발명의 일 실시예인 촬영부가 촬영한 내용과 함께 제2예상 침습 경로가 디스플레이된 것을 상면에서 바라본 도면이다.
도 6을 참고하면, 인체 촬영 장치(100)는 촬영부(110), 디스플레이부(120), 입력부(130), 니들링 각도 판단부(140) 및 경로 설정부(150)를 포함할 수 있다.
촬영부(110)는 인체를 촬영할 수 있고, 이러한 촬영부(110)는 자기 공명 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치, 초음파 진단 장치(ultrasound diagnostic equipment), 컴퓨터 단층 촬영(CT: Computed Tomography) 장치, X선 진단 장치 등으로 구현될 수 있으며, 다양한 방법으로 인체를 촬영할 수 있다.
또한, 촬영부(110)는 인체를 촬영하는 과정에서, 제1위치 판단 마커(211) 및 제2위치 판단 마커(212)를 인식할 수 있다.
디스플레이부(120)는 촬영부(110)가 촬영한 내용을 디스플레이할 수 있고, 입력부(130)는 전기적 입력신호를 발생시킬 수 있다.
여기서 디스플레이부(120)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서 입력부(130)는 사용자 명령을 입력받기 위해 터치 입력부, 버튼, 음성 입력부, 모션 입력부, 키보드, 마우스 등과 같은 다양한 입력 장치를 포함할 수 있으며, 이러한 입력부(130)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
또한, 입력부(130)는 터치 패드가 디스플레이부(120)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있으며, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
그리고 입력부(130)를 구성하는 터치 패드가 디스플레이부(120)와 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 상술한 디스플레이부(120)는 디스플레이 장치 이외에 입력 장치 즉, 입력부(130)로도 사용될 수 있다. 즉, 디스플레이부(120)와 입력부(130)는 하나로 구성될 수 있다.
터치 스크린은 터치 입력 위치, 터치 된 면적뿐만 아니라 터치 입력 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 터치 스크린은 터치(real-touch)뿐만 아니라 근접 터치(proximity touch)도 검출될 수 있도록 구성될 수 있다.
니들링 각도 판단부(140)는 니들링 조절 모듈(220)이 조절한 니들 홀(210)의 각도를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로 니들링 각도 판단부(140)는 촬영부(110)가 인식한 제1위치 판단 마커(211)를 통해서, Y축 방향을 기준으로 니들 홀(210)의 위치를 판단할 수 있다.
또한, 니들링 각도 판단부(140)는 촬영부(110)가 인식한 제2위치 판단 마커(212)를 통해서, X축 방향을 기준으로 니들 홀(210)의 위치를 판단할 수 있다.
즉, 이러한 과정을 통해서, 니들링 각도 판단부(140)는 X축 방향 및 Y축 방향을 기준으로 니들 홀(210)의 위치를 판단할 수 있다.
경로 설정부(150)는 니들링 각도 판단부(140)의 니들 홀(210) 위치 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정할 수 있다.
여기서 제1예상 침습 경로는 니들링 각도 판단부(140)가 판단한 니들 홀(210)의 위치에서, 니들을 인체에 침습할 경우, 예상되는 침습 경로를 의미한다.
경로 설정부(150)가 제1예상 침습 경로를 설정한 경우, 디스플레이부(120)는 경로 설정부(150)가 설정한 제1예상 침습 경로를 촬영부(110)가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.
이는 도 7a 및 도 7b를 통해 확인할 수 있다.
즉, 도 7a 및 도 7b에서 나타난 마커의 경우, 제1위치 판단 마커(211) 및 제2위치 판단 마커(212)를 의미하며, 마커를 기준으로 도시된 실선(730)의 경우, 제1예상 침습 경로를 의미한다.
즉, 도 7a 및 도 7b를 통해 확인할 수 있듯이, 현재 니들 홀(210)의 위치에서 니들이 니들 홀(210)의 관통공(미도시)에 삽입되어, 인체에 침습되는 경우에 마커를 기준으로 도시된 실선(730)을 디스플레이부(120)가 디스플레이할 수 있으며, 이를 통해 사용자는 제1예상 침습 경로를 시각적으로 확인할 수 있다.
또한, 경로 설정부(150)는 입력부(130)로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정할 수 있다.
보다 구체적으로, 입력부(130)는 사용자의 의도에 따라 전기적 입력신호를 발생시킬 수 있다.
여기서 사용자의 의도에 따라 발생된 전기적 입력신호는 사용자가 원하는 침슴 경로를 의미한다.
보다 상세하게 설명하자면, 도 8a 및 도 8b에서 확인할 수 있는 흰색 점(830)이 사용자의 의도에 따라 발생된 전기적 입력신호에 해당하는 부분이다.
또한, 도 8a 및 도 8b에서 확인할 수 있는 점선(831)의 경우 설정된 제2예상 침습 경로를 의미하는 것이다.
사용자의 의도에 따라 입력부(130)가 전기적 입력신호를 발생시키면, 경로 설정부(150)는 이를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정할 수 있다.
니들링 조절 모듈(220)은 경로 설정부(150)가 설정한 제2예상 침습 경로에 대응하도록 니들 홀(210)의 각도를 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 니들링 조절 모듈(220)은 경로 설정부(150)가 설정한 제2예상 침습 경로에 대응하도록 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)를 제어할 수 있다.
니들링 조절 모듈(220)의 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222) 제어에 의하여, 니들 홀(210)은 X축 방향 또는 Y축 방향으로 회전할 수 있다.
이러한 니들 홀(210)의 X축 방향 또는 Y축 방향으로의 회전은 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)에 의하여 자동으로 수행될 수 있다.
즉 이처럼, 사용자의 의도에 따라 입력부(130)가 전기적 입력신호를 발생시키면, 경로 설정부(150)는 이를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정할 수 있으며, 제2예상 침습 경로에 대응하도록 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)는 니들 홀(210)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 회전시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사람이 직접 니들 홀(210)의 각도를 조절하는 것이 아니라 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)에 의하여 제2예상 침습 경로에 대응하도록 니들 홀(210)의 각도가 자동으로 조절될 수 있는 효과가 있다.
그리고 디스플레이부(120)는 제2예상 침습 경로를 촬영부(110)가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서는 제1예상 침습 경로와 제2예상 침습 경로가 함께 디스플레이된 경우이며, 이와는 별개로 제2예상 침습 경로만을 디스플레이할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 구성인 니들링부가 인체에 접촉된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9을 참조하면, 니들링부(200)가 인체에 접촉되어 니들 홀(210)을 통해 니들이 인체에 침습될 수 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제1액츄에이터(221) 및 제2액츄에이터(222)를 통해 니들 홀(210)이 X축 또는 Y축으로 회전될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예인 자동 니들링 방법의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참고하면, 니들링 조절 모듈(220)이 니들 홀(210)의 각도를 조절할 수 있다.(S1030)
추가로 경로 설정부(150)가 전기적 입력신호를 입력부(130)로부터 수신할 수 있다.
그리고 니들링 조절 모듈(220)은 제2예상 침습 경로에 대응하도록 니들 홀(210)의 각도를 조절할 수 있다.
이후, 촬영부(110)가 인체를 촬영할 수 있다.(S1031)
그리고 디스플레이부(120)가 촬영부(110)가 촬영한 내용을 디스플레이할 수 있다.(S1032)
니들링 각도 판단부(140)는 니들링 조절 모듈(220)이 조절한 니들 홀(210)의 각도를 판단할 수 있다.(S1033)
그리고 경로 설정부(150)가 니들링 각도 판단부(140)의 판단 결과를 이용하여 제1예상 침습 경로를 설정할 수 있다.(S1034)
또한, 경로 설정부(150)가 입력부(130)로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정할 수 있다.
이후, 디스플레이부(120)가 경로 설정부(150)가 설정한 제1예상 침습 경로를 촬영부(110)가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.(S1035)
또한, 디스플레이부(120)가 제2예상 침습 경로를 촬영부(110)가 촬영한 내용과 함께 디스플레이할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 시스템 및 그 방법의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 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.
100: 인체 촬영 장치 110: 촬영부
120: 디스플레이부 130: 입력부
140: 니들링 각도 판단부 150: 경로 설정부
200: 니들링부 210: 니들 홀
211: 제1위치 판단 마커 212: 제2위치 판단 마커
220: 니들링 조절 모듈 221: 제1액츄에이터
222: 제2액츄에이터

Claims (13)

  1. 니들링부 및 인체 촬영 장치를 포함하는 자동 니들링 시스템에 있어서,
    상기 니들링부는
    니들이 삽입되는 니들 홀;
    상기 니들 홀의 일면에 설치되는 제1위치 판단 마커;
    상기 니들 홀의 일면에 설치되는 제2위치 판단 마커;및
    니들 홀의 각도를 조절하는 니들링 조절 모듈;
    을 포함하며,
    상기 인체 촬영 장치는
    인체를 촬영하며, 인체를 촬영하는 과정에서 상기 제1위치 판단 마커 및 상기 제2위치 판단 마커를 인식하는 촬영부;
    상기 촬영부가 촬영한 내용을 디스플레이하는 디스플레이부;
    전기적 입력신호를 발생시키는 입력부;
    상기 촬영부가 인식한 제1위치 판단 마커를 통해 Y축 방향에서 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하며, 상기 촬영부가 인식한 제2위치 판단 마커를 통해 X축 방향에서 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하는 니들링 각도 판단부;및
    상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 경로 설정부;
    를 포함하고,
    상기 니들링 조절 모듈은
    X축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키는 제1액츄에이터;및
    Y축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키는 제2액츄에이터;
    를 포함하며,
    상기 경로 설정부는
    상기 입력부로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정하며,
    상기 니들링 조절 모듈은
    상기 제2예상 침습 경로에 대응하도록 상기 제1액츄에이터 및 상기 제2액츄에이터를 이용하여 니들 홀의 각도를 조절하고,
    상기 디스플레이부는
    상기 제2예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하며,
    상기 니들링부의 일면이 인체에 접촉되는 것을 특징으로 하는 자동 니들링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는
    상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 자동 니들링 시스템.
  3. 최소 침습 수술을 위한 자동 니들링 방법에 있어서,
    니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계;
    촬영부가 인체를 촬영하는 단계;
    상기 인체를 촬영하는 과정에서 상기 촬영부가 제1위치 판단 마커 및 제2위치 판단 마커를 인식하는 단계;
    디스플레이부가 상기 촬영부가 촬영한 내용을 디스플레이하는 단계;
    니들링 각도 판단부가 상기 촬영부가 인식한 제1위치 판단 마커를 통해 Y축 방향에서 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하는 단계;
    니들링 각도 판단부가 상기 촬영부가 인식한 제2위치 판단 마커를 통해 X축 방향에서 상기 니들링 조절 모듈이 조절한 니들 홀의 각도를 판단하는 단계;
    경로 설정부가 상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 단계;및
    상기 디스플레이부가 상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계는
    경로 설정부가 전기적 입력신호를 입력부로부터 수신하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 경로 설정부가 상기 니들링 각도 판단부의 판단 결과를 이용하여, 제1예상 침습 경로를 설정하는 단계는
    상기 경로 설정부가 상기 입력부로부터 수신한 전기적 입력신호를 반영하여 제2예상 침습 경로를 설정하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 니들링 조절 모듈이 니들 홀의 각도를 조절하는 단계는
    상기 니들링 조절 모듈이 상기 제2예상 침습 경로에 대응하도록 제1액츄에이터 및 제2액츄에이터를 이용하여 니들 홀의 각도를 조절하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1위치 판단 마커는 상기 니들 홀의 일면에 설치되며,
    상기 제2위치 판단 마커는 상기 니들 홀의 일면에 설치되고,
    상기 제1액츄에이터는 X축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키며,
    상기 제2액츄에이터는 Y축 방향으로 상기 니들 홀을 회전시키고,
    니들링부의 일면이 인체에 접촉되는 것을 특징으로 하는 자동 니들링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이부가 상기 경로 설정부가 설정한 제1예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계는
    상기 디스플레이부가 상기 제2예상 침습 경로를 상기 촬영부가 촬영한 내용과 함께 디스플레이하는 단계;
    를 포함하는 자동 니들링 방법.
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