KR102088114B1 - 3d 프린터를 통해 제조된 심장 모형 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR102088114B1 KR1020180129284A KR20180129284A KR102088114B1 KR 102088114 B1 KR102088114 B1 KR 102088114B1 KR 1020180129284 A KR1020180129284 A KR 1020180129284A KR 20180129284 A KR20180129284 A KR 20180129284A KR 102088114 B1 KR102088114 B1 KR 102088114B1
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Abstract

본 발명은 대동맥궁(aortic arch), 좌심실(left ventricle), 우심실(right ventricle), 폐동맥(pulmonary artery), 좌심방(left atrium), 우심방(right atrium), 폐정맥(pulmonary vein), 상대정맥(superior vena cava), 및 하대정맥(inferior vena cava)을 포함하는 본체부; 및 상행대동맥(ascending aorta) 및 대동맥판(aortic valve)을 포함하는 분리부; 를 포함하고, 상기 본체부와 상기 분리부는, 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조된 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형 및 그의 제조방법{HEART MODEL MANUFACTURED BY 3D PRINTER AND MANUFACTURING METHOR THEREOF}
본 발명은 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린터를 통해 심장혈관 연구용 심장 모형을 제조함으로써 의료진에게 연구의 용이성 및 편리성을 제공할 수 있는 심장 모형 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
의대생들뿐만 아니라 새로운 수술 기술들을 배우는 경험이 있는 의사들도 수술을 수행하기 위해서는 지속적인 훈련을 받아야만 한다.
일반적으로 심장혈관 연구, 교육 및 관련 실습 등을 위하여, 동물을 대상으로 한 수술 모의 실습 등이 이루어지고 있는 실정이다.
그러나, 최근 동물을 대상으로 한 의료 실습에 대한 윤리적인 문제가 대두되고 있으며, 과다한 비용 지출로 인한 부담, 및 실제 심장의 악취 등으로 인한 실습 기피 등의 문제가 발생되고 있다.
본 발명은 3D 프린터를 통해 모의 실습용 심장 모형을 제조함으로써, 의료진에게 실습의 용이성 및 편리성을 제공할 수 있는 심장 모형 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 3D 프린터를 통해 심장 모형을 모듈화하여 제조함으로써, 모듈화된 심장 일부분만을 교체 사용할 수 있고, 이에 따라 해부학 실습에 필요한 비용 지출도 절감할 수 있는 심장 모형 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형은 대동맥궁(aortic arch), 좌심실(left ventricle), 우심실(right ventricle), 폐동맥(pulmonary artery), 좌심방(left atrium), 우심방(right atrium), 폐정맥(pulmonary vein), 상대정맥(superior vena cava), 및 하대정맥(inferior vena cava)을 포함하는 본체부 및 상행대동맥(ascending aorta) 및 대동맥판(aortic valve)을 포함하는 분리부를 포함하고, 상기 본체부와 상기 분리부는, 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체부와 상기 분리부는, 상기 대동맥궁과 상기 상행대동맥 사이의 연결 부위를 통해 결합 및 분리 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결 부위에 위치한 상행대동맥의 말단부에는 상기 연결 부위에 위치한 상기 대동맥궁의 말단관 내에 삽입되는 환형의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대동맥궁의 말단관 내측에는 환형의 홈이 형성되고, 상기 상행대동맥의 말단부에 형성된 돌출부의 외측면에는 상기 홈에 결합되는 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분리부는, 우관상동맥(right coronary artery) 및 전하행지(anterior descending branch)와 회선지(circumflex branch)로 구성되는 좌관상동맥(left coronary artery)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 심장 모형의 제조방법은 대동맥궁(aortic arch), 좌심실(left ventricle), 우심실(right ventricle), 폐동맥(pulmonary artery), 좌심방(left atrium), 우심방(right atrium), 폐정맥(pulmonary vein), 상대정맥(superior vena cava), 및 하대정맥(inferior vena cava)을 포함하는 본체부를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계 및 상행대동맥(ascending aorta) 및 대동맥판(aortic valve)을 포함하는 분리부를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계를 포함하고, 상기 본체부와 상기 분리부는, 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체부와 상기 분리부는, 상기 대동맥궁과 상기 상행대동맥 사이의 연결 부위를 통해 결합 및 분리 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결 부위에 위치한 상행대동맥의 말단부에는 상기 연결 부위에 위치한 상기 대동맥궁의 말단관 내에 삽입되는 환형의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대동맥궁의 말단관 내측에는 환형의 홈이 형성되고, 상기 상행대동맥의 말단부에 형성된 돌출부의 외측면에는 상기 홈에 결합되는 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분리부는, 우관상동맥(right coronary artery) 및 전하행지(anterior descending branch)와 회선지(circumflex branch)로 구성되는 좌관상동맥(left coronary artery)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 3D 프린터를 통해 모의 실습용 심장 모형을 제조함으로써, 의료진에게 실습의 용이성 및 편리성을 제공할 수 있는 심장 모형 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 3D 프린터를 통해 심장 모형을 모듈화하여 제조함으로써, 모듈화된 심장 일부분만을 교체 사용할 수 있고, 이에 따라 해부학 실습에 필요한 비용 지출도 절감할 수 있는 심장 모형 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 심장 모형을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 본체부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 분리부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 분리부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 심장 모형의 연결 부위를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 본 발명과 관련된 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형 및 그의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 심장 모형을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형(10, 이하 심장 모형)은 본체부(100)와 분리부(200)를 포함할 수 있다.
이때, 심장 모형(10)은 실세 심장에 가까운 형상을 가지도록 3D 프린터에 의하여 제조될 수 있으며, 특히 본체부(100)와 분리부(200)는 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조될 수 있다.
즉, 본체부(100)와 분리부(200)가 분리 가능하도록 모듈화 제조됨으로써, 모듈화된 심장 일부분(예를 들어, 분리부(200))만을 교체하거나, 이를 제거한 상태로 본체부(100)에 대한 실습이 가능한 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 본체부를 나타낸 도면이다.
도 2 (a) 내지 도 2 (c)를 참조하면, 본체부(100)는 상행대동맥(210, 도 3 참조)와 연결 부위(A)를 형성하는 활 모양의 대동맥궁(aortic arch, 110), 심장 안의 왼쪽 아래 부분으로 좌심방(150)에서 오는 피를 깨끗이 해서 대동맥으로 보내는 좌심실(left ventricle, 120), 우심방(160)에서 오는 정맥혈을 폐동맥으로 보내는 역할을 수행하는 우심실(right ventricle, 130), 온몸에서 심장으로 돌아온 정맥혈을 폐로 보내는 혈관인 폐동맥(pulmonary artery, 140), 좌심실(120)의 위에 있으며 폐정맥(170)과 연결되는 좌심방(left atrium, 150), 상대정맥(180)과 연결되는 우심방(right atrium, 160), 폐에서 가스교환을 마친 동맥혈을 심장으로 보내는 좌우의 두 혈관인 폐정맥(pulmonary vein, 170), 신체 상반부 정맥의 혈액를 모아 우심방(160)으로 흘러들어가게 하는 상대정맥(superior vena cava, 180), 및 횡격막 이하의 하반신에서 오는 정맥의 혈액을 모아 우심방(160)에 흘러들어가게 하는 하대정맥(inferior vena cava, 190)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 분리부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 분리부(200)는 심장의 대동맥구에서 위쪽으로 나오는 대동맥이 대동맥궁이 되기까지의 부분인 상행대동맥(ascending aorta, 210) 및 대동맥과 좌심실(120)의 경계에 있는 막으로서 심장이 확대하였을 때, 혈액이 심실로 역류하는 것을 막는 대동맥판(aortic valve, 220)을 포함할 수 있다.
이때, 대동맥판(220)의 주위에는 대동맥판막륜(aortic valve annulus, 230)이 위치할 수 있다.
또한, 분리부(200)에는 우관상동맥(right coronary artery, 240) 및 전하행지(anterior descending branch, 250)와 회선지(circumflex branch, 260)로 구성되는 좌관상동맥(left coronary artery)를 더 포함하도록 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 분리부를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 분리부(200)는 상행대동맥(210)의 말단부(211)에 추가적으로 형성되는 환형의 돌출부(212)를 포함할 수 있다.
이는 본체부(100)와의 결합을 위한 것으로서, 구체적인 결합 방식에 대해서는 추후 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 심장 모형의 연결 부위를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 심장 모형(10)을 구성하는 본체부(100)와 분리부(200)는 대동맥궁(110)과 상행대동맥(210) 사이의 연결 부위(A)를 통해 결합 및 분리 가능하도록 3D 프린터를 통해 제조될 수 있다.
예를 들어 본 발명의 일 실시예에 의한 연결 부위(A)를 도시한 도 5 (a)를 참조하면, 연결 부위(A)에 위치한 상행대동맥(210)의 말단부(211)에는 상기 연결 부위(A)에 위치한 대동맥궁(110)의 말단관(111) 내에 삽입되는 환형의 돌출부(212)가 형성될 수 있다.
즉, 상행대동맥(210)의 말단부(211)에 위치한 돌출부(212)가 대동맥궁(110)의 말단관(111) 내에 밀착 삽입됨으로써 본체부(100)와 분리부(200)는 용이하게 결합될 수 있다.
그 후, 사용자가 분리부(200)를 본체부(100)로부터 멀어지는 방향으로 당기게 힘을 가하면, 상기 분리부(200)는 본체부(100)로부터 분리될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 연결 부위(A)를 도시한 도 5 (b)를 참조하면, 대동맥궁(110)의 말단관(111) 내측에는 환형의 홈(112)이 형성되고, 상행대동맥(210)의 말단부(211)에 형성된 돌출부(212)의 외측면에는 상기 홈(112)에 결합되는 환형의 돌기(213)가 형성될 수 있다.
즉, 본체부(100)와 분리부(200)의 결합 시, 상행대동맥(210)의 돌출부(212)에 형성된 돌기(213)가 대동맥궁(110)의 말단관(111) 내측에 형성된 홈(112)에 삽입될 수 있으므로, 연결 부위(A)에서 대동맥궁(110)과 상행대동맥(210)의 결합력이 증가하게 되어 본체부(100)와 분리부(200)의 안전한 결합이 가능하게 된다.
도 5 (b)에서는 홈(112)과 돌기(213)가 둥근 단면을 갖는 경우를 도시하였으나, 상기 홈(112)과 돌기(213)는 사각 형상 등과 같은 각진 모서리를 갖는 형태로도 변형될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 3D 프린터를 이용한 심장 모형의 제조방법은 앞서 설명한 본체부(100)를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계 및 앞서 설명한 분리부(200)를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 본체부(100)와 분리부(200)는 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조될 수 있다.
그 외 본체부(100)와 분리부(200)의 구조 및 기능 등은 위에서 자세하 설명하였으므로, 여기서는 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 심장 모형 100: 본체부
110: 대동맥궁 120: 좌심실
130: 우심실 140: 폐동맥
150: 좌심방 160: 우심방
170: 폐정맥 180: 상대정맥
190: 하대정맥 200: 분리부
210: 상행대동맥 220: 대동맥판

Claims (10)

  1. 대동맥궁(aortic arch), 좌심실(left ventricle), 우심실(right ventricle), 폐동맥(pulmonary artery), 좌심방(left atrium), 우심방(right atrium), 폐정맥(pulmonary vein), 상대정맥(superior vena cava), 및 하대정맥(inferior vena cava)을 포함하는 본체부; 및
    상행대동맥(ascending aorta) 및 대동맥판(aortic valve)을 포함하는 분리부; 를 포함하고,
    상기 본체부와 상기 분리부는, 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조된 것을 특징으로 하며,
    상기 본체부와 상기 분리부는, 상기 대동맥궁과 상기 상행대동맥 사이의 연결 부위를 통해 결합 및 분리 가능한 것을 특징으로 하고,
    상기 연결 부위에 위치한 상행대동맥의 말단부에는 상기 연결 부위에 위치한 상기 대동맥궁의 말단관 내에 삽입되는 환형의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대동맥궁의 말단관 내측에는 환형의 홈이 형성되고, 상기 상행대동맥의 말단부에 형성된 돌출부의 외측면에는 상기 홈에 결합되는 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분리부는, 우관상동맥(right coronary artery) 및 전하행지(anterior descending branch)와 회선지(circumflex branch)로 구성되는 좌관상동맥(left coronary artery)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 통해 제조된 심장 모형.
  6. 대동맥궁(aortic arch), 좌심실(left ventricle), 우심실(right ventricle), 폐동맥(pulmonary artery), 좌심방(left atrium), 우심방(right atrium), 폐정맥(pulmonary vein), 상대정맥(superior vena cava), 및 하대정맥(inferior vena cava)을 포함하는 본체부를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계; 및
    상행대동맥(ascending aorta) 및 대동맥판(aortic valve)을 포함하는 분리부를 3D 프린터를 통해 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 본체부와 상기 분리부는, 분리 가능하도록 3D 프린터에 의해 모듈화 제조된 것을 특징으로 하며,
    상기 본체부와 상기 분리부는, 상기 대동맥궁과 상기 상행대동맥 사이의 연결 부위를 통해 결합 및 분리 가능한 것을 특징으로 하고,
    상기 연결 부위에 위치한 상행대동맥의 말단부에는 상기 연결 부위에 위치한 상기 대동맥궁의 말단관 내에 삽입되는 환형의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 심장 모형의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 대동맥궁의 말단관 내측에는 환형의 홈이 형성되고, 상기 상행대동맥의 말단부에 형성된 돌출부의 외측면에는 상기 홈에 결합되는 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 심장 모형의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 분리부는, 우관상동맥(right coronary artery) 및 전하행지(anterior descending branch)와 회선지(circumflex branch)로 구성되는 좌관상동맥(left coronary artery)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심장 모형의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111785146A (zh) * 2020-08-13 2020-10-16 陆靓辉 3d全硅胶心脏模型

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018072387A (ja) * 2016-10-24 2018-05-10 株式会社アールテック 心臓模型、心臓局部模型、心臓弁模型、冠動脈模型及び大動脈模型

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