KR102155943B1 - 카테터 가이드시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카테터를 신체의 목표혈관으로 안내하는 카테터 가이드시스템에 관한 것으로서, 하부에 신체가 수용되는 신체삽입공간이 형성된 본체프레임(110)과; 카테터(A)를 상하좌우 회전가능하게 지지하는 카테터거치대(120)와; 상기 카테터거치대(120)를 상기 본체프레임(110)에 전후 및 좌우방향으로 이동가능하게 지지하는 거치대이동부(130)와; 상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 목표혈관의 깊이정보가 포함된 초음파영상을 촬영하는 초음파모듈부(160)와; 상기 본체프레임(110)의 상부에 상기 초음파모듈부(160)와 이격되게 구비되어 상기 목표혈관의 위치정보가 나타난 적외선영상을 촬영하는 적외선 투시카메라모듈부(150)과; 상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 초음파영상과 상기 적외선영상을 선택적으로 표시하는 표시부(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카테터 가이드시스템{CATHETER GUIDE SYSTEM}
본 발명은 카테터 가이드시스템에 관한 것으로서, 보다 자세히는 시술자의 숙련도에 상관없이 희망하는 목표 혈관에 카테터를 정확하게 삽입할 수 있게 안내하는 카테터 가이드시스템에 관한 것이다.
의료 분야에서 치료용 또는 생체검사(biopsy)용으로 주사기(syringe), 카테터(catheter)를 포함하는 의료장치가 이용된다. 그런데 시술자가 주사기를 이용하는 경우 환자의 신체에 주사기를 삽입했을 때 신체의 내부를 전혀 볼 수 없으므로삽입된 주사기 바늘의 위치나 그 삽입 정도를 파악하기가 어렵다.
일예로, 시술자가 환자의 특정 혈관으로부터 혈액을 채취하고자 할 경우 정확한 혈관의 위치를 파악하거나 주사기의 침투 정도를 결정하는 데 상당한 시간이 소요될 수 있다.
시술자는 주사기 바늘의 삽입 위치 및 그 삽입 정도를 진료 경험에 따른 개인적 판단에 따라 결정해야만 한다. 따라서 시술자의 진료 경험이 부족하면 주사할정확한 위치를 찾지 못하여 환자에 여러 번 주사기 바늘을 삽입할 수 있으며, 이는환자에게 고통을 주는 원인이 된다.
종래와 같이 경험적인 방법에 의존하게 되면, 시술자가 반복하여 혈관 주사에 실패하는 경우에는 여러 번 시술을 시도하게 되어 시술자에게 많은 부담과 스트레스로 다가오게 된다. 또한, 혈관 주사 실패에 따른 주사기 팁 교체로 인한 비용 손실과 한번에 성공하지 못해서 발생되는 시간적 손실로 인한 경제적 손실이 발생된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 시술자의 숙련도에 상관없이 희망하는 혈관 위치에 정확하게 카테터를 삽입할 수 있게 안내하는 카테터 가이드시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 토니켓을 사용하지 않고도 시술부위를 압박할 수 있는 신체가압부를 구비한 카테터 가이드시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 카테터를 신체의 목표혈관으로 안내하는 카테터 가이드시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 카테터 가이드시스템은, 하부에 신체가 수용되는 신체삽입공간이 형성된 본체프레임(110)과; 카테터(A)를 상하좌우 회전가능하게 지지하는 카테터거치대(120)와; 상기 카테터거치대(120)를 상기 본체프레임(110)에 전후 및 좌우방향으로 이동가능하게 지지하는 거치대이동부(130)와; 상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 목표혈관의 깊이정보가 포함된 초음파영상을 촬영하는 초음파모듈부(160)와; 상기 본체프레임(110)의 상부에 상기 초음파모듈부(160)와 이격되게 구비되어 상기 목표혈관의 위치정보가 나타난 적외선영상을 촬영하는 적외선 투시카메라모듈부(150)와; 상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 초음파영상과 상기 적외선영상을 선택적으로 표시하는 표시부(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 거치대이동부(130)는, 상기 카테터거치대(120)를 상기 본체프레임(110)의 좌우방향으로 직선이동시키는 좌우방향이동부(131)와, 상기 좌우방향이동부(131)를 상기 본체프레임(110)의 전후방향으로 직선이동시키는 전후방향이동부(135)를 포함하며, 상기 카테터거치대(120)는, 카테터(A)가 결합되는 카테터삽입고리(121)와; 상기 좌우방향이동부(131)에 이동가능하게 결합되는 이동부결합블럭(123)과; 상기 카테터삽입고리(121)의 상부에 결합된 볼힌지(125)과; 상기 이동부결합블럭(123)의 하부에 결합되어 상기 볼힌지(125)을 회전가능하게 지지하는 베어링결합블럭(124)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 좌우방향이동부(131)는, 양단이 상기 전후방향이동부(135)에 이동가능하게 결합되며 내부에 상기 이동부결합블럭(123)이 결합된 좌우방향이동레일(132)과; 상기 좌우방향이동레일(132)의 하부에 일정 간격으로 구비되어 상기 이동부결합블럭(123)의 이동을 안내하는 복수개의 제1볼플런져(133)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전후방향이동부(135)는, 상기 본체프레임(110)의 양측 내벽면에 길이방향으로 구비되며 상기 좌우방향이동레일(132)이 이동가능하게 결합된 한 쌍의 전후방향이동레일(136)과; 상기 한 쌍의 전후방향이동레일(136)의 하부에 일정 간격으로 구비되어 상기 좌우방향이동레일(132)의 이동을 안내하는 복수개의 제2볼플런져(137)를 포함할 수 있다 .
일 실시예에 따르면, 상기 본체프레임(110)의 하부에 높이조절가능하게 결합되어 신체를 가압하는 신체가압부(140)를 더 포함하며, 상기 신체가압부(140)는, 신체를 접촉하는 신체가압고리(141)와; 상기 신체가압고리(141)가 높이조절되도록 지지하는 고리지지관(143)과; 상기 본체프레임(110)에 대한 상기 고리지지관(143)의 결합각도를 조절하는 가압고리회전축(145)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신체가압고리(141)와 상기 고리지지관(143) 사이에는 탄성부재(147)가 구비되어 상기 신체가압고리(141)를 신체방향으로 탄성가압할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 표시부(170)에는 상기 초음파영상과, 상기 적외선 영상이 함께 표시되고, 시술자는 상기 초음파영상에 표시된 목표혈관의 깊이정보와 상기 적외선 투시 영상에 표시된 위치정보에 기초하여 상기 카테터삽입고리(121)의 수평 및 수직방향 각도를 조절하고, 상기 거치대이동부(130)를 통해 상기 카테터거치대(120)를 전방으로 이동시켜 카테터(A)를 신체에 삽입할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 표시부(170)에 표시될 영상 종류를 입력받는 입력부(180)와; 상기 거치대이동부(130)에서 상기 카테터거치대(120)의 현재 위치를 상기 초음파모듈부(160)에서 획득한 목표 혈관의 깊이와 상기 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 획득한 평면 위치정보와 비교하여, 상기 거치대이동부(130)의 수평방향 회동각도와 수직방향 회동각도를 포함하는 카테터삽입정보를 산출하는 삽입위치산출부(181)와; 상기 적외선영상과 초음파영상에 상기 카테터삽입정보가 함께 표시되도록 영상을 처리하는 영상처리부(183)와; 입력부(180)를 통해 입력된 영상 종류에 따라 상기 삽입위치산출부(181)와 상기 영상처리부(183) 및 상기 표시부(170)를 제어하는 제어부(190)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 카테터가 삽입되어야할 시술영역을 초음파모듈부와 적외선 투사카메라모듈로 촬영하여 목표혈관의 깊이정보와 위치정보를 시술자가 볼 수 있도록 표시부에 표시한다. 시술자는 표시부에 표시된 깊이정보와 위치정보를 기초로 카테터를 삽입하게 되므로, 종래 숙련도와 감에 따라 카테터를 삽입할 때와 비교해서 삽입 정확도가 현저히 높아지고, 카테터 삽입에 소요되는 시간도 단축할 수 있다.
또한, 숙련정도에 상관없이 누구나 정확한 카테터 삽입시술이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 신체가압부를 구비하여, 카테터를 삽입할 신체영역을 가압한다. 이에 의해 종래 시술자가 토니켓을 신체에 결합시켰다 분리시키는 번거로운 작업을 생략할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 초음파모듈부와 적외선 투사카메라모듈에서 획득한 초음파영상과 적외선영상 및 현재 카테터의 위치를 기초로 하여 카테터가 목표혈관에 삽입되어야할 각도를 산출하여 함께 표시할 수 있다. 이에 의해 카테터 삽입 정확도를 더 높일 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 구성을 다른 각도에서 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 단면구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 거치대이동부의 구성을 도시한 사시도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 신체가압부의 다양한 변형예를 도시한 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 적외선 투시카메라모듈에 의해 촬영된 적외선영상의 일례를 도시한 예시도,
도 8은 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 초음파모듈에 의해 촬영된 초음파영상의 일례를 도시한 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템의 표시부에 적외선영상과 초음파영상이 함께 표시되는 상태를 도시한 예시도,
도 10과 도 11은 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템을 이용해 카테터를 삽입하는 과정을 도시한 예시도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카테터 가이드시스템의 내부구성을 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카테터 가이드시스템이 카테터 삽입위치를 표시부에 표시하는 예를 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템(100)의 구성을 서로 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 카테터 가이드시스템(100)은 의사 또는 간호사와 같은 시술자가 환자의 팔과 같은 신체에 카테터(A)를 삽입하기 위해 사용된다. 카테터 가이드시스템(100)은 카테터(A)를 삽입해야할 신체의 시술영역에 위치되는 본체프레임(110)과, 본체프레임(110)의 일측에 구비되어 카테터(A)를 고정하는 카테터거치대(120)와, 카테터거치대(120)가 본체프레임(110)에 대해 전후좌우 방향으로 이동되도록 지지하는 거치대이동부(130)와, 시술자의 신체를 가압하는 신체가압부(140)와, 시술영역을 초음파로 촬영하여 목표혈관의 깊이정보를 획득하는 초음파모듈부(160)와, 적외선을 이용해 피부를 투시하여 피부조직 내부의 목표혈관의 위치정보를 획득하는 적외선 투시카메라모듈부(150)과, 초음파모듈부(160)에서 획득된 영상정보와 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 획득된 영상정보를 선택적으로 표시하는 표시부(170)를 포함한다.
본 발명에 따른 카테터 가이드시스템(100)은 표시부(170)를 통해 목표혈관의 피부표면에서의 깊이정보와, 적외선으로 투시한 목표혈관의 평면 위치 정보를 시술자가 눈으로 보면서 카테터(A)를 신체에 삽입하게 된다. 이에 의해 종래 숙련도와 감에 의존해 카테터(A)를 삽입하던 관행에서 벗어나 정확한 카테터 삽입이 가능해진다.
본 발명에 따른 카테터 가이드시스템(100)은 팔 뿐만 아니라 다리, 가슴, 얼굴 등의 모든 신체에 사용이 가능하다. 단, 가슴과 얼굴에 사용하는 경우 신체가압부(140)를 상부로 회동시켜 사용한다.
본체프레임(110)은 카테터(A)를 삽입할 신체를 내부에 수용하여 초음파모듈부(160)와 적외선 투시카메라모듈부(150)이 촬영해야할 영역을 한정한다. 본체프레임(110)은 신체가 삽입될 수 있도록 하부가 개방된 함체 형태로 형성된다.
이를 위해 본체프레임(110)은 상판(113)과, 상판(113)의 양측에 수직하게 형성된 한 쌍의 측벽(111)으로 이루어진다. 상판(113)에는 초음파모듈부(160)와 표시부(170)가 적층적으로 배치되고, 전방에는 시술자가 카테터(A)의 이동과정을 눈으로 확인할 수 있게 하는 개구가 형성된다.
측벽(111)은 지면에 대해 일정 높이를 갖게 형성된다. 측벽(111)의 높이는 통상 카테터(A)를 삽입하는 팔이나 다리 등이 수용될 수 있는 높이로 형성된다.
도 3은 카테터 가이드시스템(100)의 단면구성을 도시한 단면도이고, 도 4는 거치대이동부(130)의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 카테터거치대(120)는 카테터(A)를 고정하여, 시술자가 손으로 카테터(A)를 계속 파지하지 않도록 한다. 카테터거치대(120)는 카테터(A)가 삽입되는 카테터삽입고리(121)와, 카테터삽입고리(121)의 상부에 결합되는 볼힌지(125)과, 거치대이동부(130)의 좌우방향이동레일(132)에 결합되는 이동부결합블럭(123)과, 이동부결합블럭(123)의 하부에 결합되며 볼힌지(125)을 회전가능하게 지지하는 베어링결합블럭(124)을 포함한다.
카테터삽입고리(121)는 카테터(A)의 외주면을 감싸 카테터(A)의 위치를 고정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 카테터삽입고리(121)는 단면이 원형인 고리형태로 형성되었으나, 경우에 따라 하부가 개방된 고리형태로 구비될 수 있다.
카테터삽입고리(121)가 원형으로 형성될 경우 하나의 규격의 카테터만 사용되나, 하부가 개방된 형태로 형성될 경우 다양한 규격의 카테터를 탄성적으로 지지할 수 있는 장점이 있다.
이동부결합블럭(123)은 거치대이동부(130)의 좌우방향이동부(131)에 결합된다. 이동부결합블럭(123)은 좌우방향이동부(131)의 한 쌍의 좌우방향이동레일(132) 사이에 삽입되어 외력에 의해 좌우로 이동된다.
볼힌지(125)은 카테터삽입고리(121)의 상부에 결합된다. 볼힌지(125)은 베어링결합블럭(124) 내부에 수용된다. 베어링결합블럭(124)의 내부는 중공형상으로 형성되어 볼힌지(125)이 다양한 방향으로 회전될 수 있게 지지한다.
이에 의해 카테터삽입고리(121)는 시술자가 인가하는 외력에 따라 볼힌지(125)에 의해 베어링결합블럭(124)을 중심으로 상하 좌우 방향으로 다양하게 각도가 조절될 수 있다.
거치대이동부(130)는 카테터(A)가 거치된 카테터거치대(120)가 목표혈관(H)으로 이동되도록 카테터거치대(120)를 이동시킨다. 거치대이동부(130)는 본체프레임(110)에 대해 좌우방향으로 카테터거치대(120)를 이동시키는 좌우방향이동부(131)와, 본체프레임(110)의 길이방향으로 카테터거치대(120)를 이동시키는 전후방향이동부(135)를 포함한다.
좌우방향이동부(131)는 목표혈관의 수평방향 위치에 따라 카테터거치대(120)를 이동시키는 역할을 하고, 전후방향이동부(135)는 카테터거치대(120)를 목표혈관(H)으로 삽입시키는 역할을 한다.
좌우방향이동부(131)는 한 쌍의 좌우방향이동레일(132)과, 좌우방향이동레일(132)의 하부에 구비된 복수개의 제1볼플런져(133)를 포함한다. 좌우방향이동레일(132)은 본체프레임(110)의 폭방향으로 구비된다. 한 쌍의 좌우방향이동레일(132) 내부에 이동부결합블럭(123)이 수용되어 좌우방향을 따라 이동된다.
이 때, 좌우방향이동레일(132)의 양단부(132a)는 도 1에 도시된 바와 같이 전후방향이동레일(136)에 이동가능하게 결합된다.
이에 따라 좌우방향이동레일(132)을 따라 카테터거치대(120)가 좌우로 이동되고, 카테터거치대(120)가 결합된 좌우방향이동레일(132)은 전후방향이동레일(136)을 따라 전후로 이동된다.
좌우방향이동레일(132)의 하부에는 일정 간격으로 복수개의 제1볼플런져(133)가 구비된다. 복수개의 제1볼플런져(133)는 자전하면서 이동부결합블럭(123)의 원활한 이송을 돕는다. 또한, 복수개의 제1볼플런져(133)는 이동부결합블럭(123)이 한번에 원거리를 이동하지 않고 하나의 볼플런져만큼의 거리만 이동될 수 있게 이동거리를 제한하는 역할도 한다. 이에 의해 카테터거치대(120)의 정밀한 이동이 가능해질 수 있다.
전후방향이동부(135)는 본체프레임(110)의 내측벽에 결합된 한 쌍의 전후방향이동레일(136)과, 전후방향이동레일(136)의 하부에 구비된 복수개의 제2볼플런져(137)를 포함한다. 전후방향이동레일(136)에는 앞서 설명한 바와 같이 좌우방향이동레일(132)의 양단부(132a)가 이동가능하게 결합된다. 복수개의 제2볼플런져(137)는 전후방향이동레일(136)의 하부에 일정 간격으로 구비되어 좌우방향이동레일(132)의 이동을 돕는다.
카테터거치대(120)의 좌우방향 이동과 전후방향 이동은 시술자가 외력을 가해 이루어진다. 즉, 카테터거치대(120)의 카테터(A)를 좌우로 밀면 미는 방향으로 좌우방향이동레일(132)을 따라 이동부결합블럭(123)이 이동되고, 전후로 밀면 미는 방향으로 좌우방향이동레일(132)이 전후방향이동레일(136)을 따라 이동하게 된다.
카테터(A)의 각도는 카테터삽입고리(121)를 시술자가 파지한 상태로 상하 좌우로 가압하면, 가압하는 방향으로 회동되게 된다.
신체가압부(140)는 카테터거치대(120)의 전방에 본체프레임(110)의 하부에 구비된다. 신체가압부(140)는 목표혈관이 있는 신체영역을 가압하여 혈관을 잡아당겨 혈관을 펴는 역할을 한다.
신체가압부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 신체를 접촉 가압하는 신체가압고리(141)와, 신체가압고리(141)의 상부를 지지하는 고리지지관(143)과, 고리지지관(143)을 본체프레임(110)에 회동가능하게 지지하는 가압고리회전축(145)을 포함한다.
신체가압고리(141)는 팔과 같은 신체를 가압하여, 종래 토니켓의 역할을 하게 된다. 가압고리회전축(145)은 고리지지관(143)의 상부를 관통하여 본체프레임(110)의 측벽에 회동가능하게 결합된다. 시술자가 가압고리회전축(145)에 연장된 손잡이(145a)를 희망하는 방향으로 회동시키면 이에 연동하여 신체가압고리(141)가 회동하게 된다.
팔이 아닌 가슴이나 얼굴 등에 카테터를 삽입해야 하는 경우, 시술자는 신체가압고리를 회동시켜 상방향으로 이동시켜 사용할 수 있다.
여기서, 도 5는 다른 실시예에 따른 신체가압부(140a)의 구성을 도시한 사시도이다. 앞서 설명한 신체가압부(140)는 환자별로 신체 높이, 일례로 팔의 두께 또는 다리의 두께가 상이할 경우 적용하기 어려운 단점이 있다.
다른 실시예에 따른 신체가압부(140a)는 그러한 단점을 보완하여 다양한 환자의 신체에 적용될 수 있는 장점이 있다.
도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 신체가압고리(141)의 상부에 고리결합축(141a)이 구비된다. 고리결합축(141a)은 고리지지관(143a) 내부로 삽입된다. 고리결합축(141a)의 상부 양측에는 지지돌기(141b)가 구비된다.
고리결합축(141a)와 고리지지관(143a) 사이에는 복수개의 탄성부재(147)가 구비된다. 탄성부재(147)는 신체가압고리(141)를 하부로 가압하는 방향으로 탄성력을 인가한다.
이에 의해 신체가압고리(141)의 하부에 신체(B)가 끼워지면 신체(B)의 두께만큼 탄성부재(147)가 압축되게 된다. 그리고, 탄성부재(147)는 초기 길이로 복귀하기 위해 탄성력을 작용하여 신체가압고리(141)가 신체를 가압하게 된다. 이에 의해 신체 크기가 다양한 환자들에게 적용이 가능하게 된다.
한편, 도 6은 또 다른 실시예에 따른 신체가압부(140b)의 구성을 도시한 도면들이다.
도시된 바와 같이 또 다른 실시예에 따른 신체가압부(140b)는 고리지지관(143b) 내에 고리결합축(141a)이 상하로 이동가능하게 구비된다. 그리고, 고리지지관(143b)의 전면에는 길이방향을 따라 요철이 형성된 나사결합슬롯(143c)이 구비된다.
나사결합슬롯(143c)에는 결합나사(149)가 끼워져 고리지지관(143b)에 고리결합축(141a)의 위치를 고정한다.
또 다른 실시예에 따른 신체가압부(140b)는 신체 부위에 따라 신체가압고리(141)의 상하 높이를 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
적외선 투시카메라모듈부(150)는 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 아래에 위치된 시술영역을 적외선 투시 촬영하여 피부 내부의 목표혈관을 촬영한다. 적외선 투시카메라모듈부(150)는 카메라, 피부에 적외선을 조사시키는 근적외선 발생 IR-LED, 근적외선을 투과시키고 편광하는 IR필터를 포함한다.
적외선 투시카메라모듈부(150)의 동작과정은 IR-LED에서 근적외선을 피부에 조사하면, 피하로 투과된 적외선이 혈관 내 혈구 및 주변조직으로부터 투과되고 반사된 영상신호가 IR 필터를 거쳐 CCD 혹은 CMOS 카메라에서 받아 들여진다. 카메라가 받은 촬영된 영상은 표시부(170)에 적외선 영상으로 표시된다.
적외선 투시카메라모듈부(150)에서 촬영된 적외선 영상의 일례가 도 7에 도시되었다. 도시된 바와 같이 위에서 바라본 혈관의 평면위치가 적외선 영상으로 표시된다. 이를 통해 시술자는 피부 아래의 혈관 위치를 눈으로 확인할 수 있다.
초음파모듈부(160)는 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 아래에 위치된 시술영역을 초음파 촬영하여 피부와 목표혈관까지의 깊이를 획득하는 역할을 한다. 초음파모듈부(160)는 초음파발생기에서 발신된 초음파가 신체 내부로 방사된 경우 혈관의 단면영상을 촬영한다.
초음파모듈부(160)는 신체와 접촉되어 사용되므로, 신체와 닿을 수 있는 높이로 배치된다.
초음파모듈부(160)는 초음파발생기에서 발신된 초음파가 혈관에 부딪혀 수신되는 시간을 기초로 혈관의 깊이가 측정된다. 측정된 깊이는 초음파영상에 함께 표시될 수 있다.
도 8은 초음파모듈부(160)에서 촬영된 초음파영상의 일례를 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 초음파모듈부(160)에는 혈관과 혈관으로 삽입된 주사바늘의 위치가 표시된다.
표시부(170)는 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 촬영된 적외선영상과 초음파모듈부(160)에서 촬영된 초음파영상을 선택적으로 표시한다. 표시부(170)는 LCD 영상으로 적외선영상과 초음파영상을 표시한다.
이 때, 표시부(170)는 제어부(190)의 제어신호에 따라 적외선영상만 표시하거나, 초음파영상만 표시하거나, 적외선영상과 초음파영상을 함께 표시할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 적외선영상만 표시하거나, 도 8에 도시된 바와 같이 초음파영상만 표시하거나, 도 9에 도시된 바와 같이 초음파영상과 적외선영상을 한 화면에 상하로 나누어 표시할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템(100)을 이용해 환자의 팔에 카테터(A)를 삽입하는 과정을 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
시술자는 카테터(A)를 삽입해야할 환자의 팔(B)을 도 10에 도시된 바와 같이 본체프레임(110) 하부로 삽입한다. 이 때, 신체가압부(140)는 손잡이(145a)를 이용해 상방향으로 회동시켜 팔(B)이 용이하게 삽입될 수 있게 한다.
그리고, 카테터(A)를 삽입해야할 삽입영역이 초음파모듈부(160)과 적외선 투시카메라모듈부(150) 하부에 위치되도록 본체프레임(110)의 위치를 조절한다. 본체프레임(110)의 위치가 조절되면, 손잡이(145a)를 이용해 신체가압부(140)를 하강하여 팔(B)의 상부를 가압하도록 한다.
도 10에 도시된 바와 같이 신체가압부(140)가 팔(b)을 가압하면, 혈관의 탄력을 높여 혈관이 팽팽해진다. 시술자는 카테터거치대(120)의 카테터삽입고리(121)에 카테터(A)를 끼운다.
시술자는 초음파모듈부(160)과 적외선 투시카메라모듈부(150)를 구동하고, 초음파모듈부(160)를 구동한다. 표시부(170)에 도 9에 도시된 바와 같이 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 촬영된 적외선영상과 초음파모듈부(160)에서 촬영된 초음파영상이 실시간으로 함께 표시된다.
시술자는 표시부(170)를 통해 목표혈관(H)의 깊이정보와 위치정보를 파악할 수 있다. 시술자는 파악한 깊이정보와 위치정보에 기초하여 카테터삽입고리(121)를 수평방향 및 수직방향으로 회동시키고, 도 11에 도시된 바와 같이 카테터거치대(120)를 전후방향이동레일(136)을 따라 전진시킨다.
이에 의해 카테터(A)의 주사바늘이 목표혈관(H)에 삽입된다. 주사바늘이 삽입되면, 초음파영상에 주사바늘이 함께 표시된다.
시술자는 주사바늘의 위치를 함께 보면서 목표혈관(H)으로 삽입한다. 주사바늘이 목표혈관(H)에 삽입되면 카테터(A)의 혈액이 차오름으로 인해 확인이 가능하다. 이 때, 시술자는 카테터(A)와 바늘침을 분리한다.
한편, 도 12는 다른 실시예에 따른 카테터 가이드시스템의 구성을 도시한 블럭도이다. 다른 실시예에 따른 카테터 가이드시스템은 시술자로부터 입력신호를 입력받는 입력부(180)와, 초음파영상과 적외선영상의 영상을 기초로 카테터(A)의 삽입위치를 산출하는 삽입위치산출부(181)와, 삽입위치산출부(181)에서 산출된 삽입위치를 표시부(170)에 표시하도록 영상을 처리하는 영상처리부(183)와, 입력부(180)의 입력신호에 따라 각 구성들을 제어하는 제어부(190)를 더 포함한다.
앞서 설명한 바람직한 실시예에 따른 카테터 가이드시스템(100)은 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 촬영된 적외선영상과 초음파모듈부(160)에서 촬영된 초음파영상을 표시부에 표시만 한다. 시술자는 표시부(170)에 표시되는 적외선영상과 초음파영상을 보고 본인이 카테터를 삽입할 위치를 결정해야한다.
즉, 카테터를 삽입할 위치 결정은 시술자 본인이 해야한다. 이에 따라 카테터의 삽입위치가 목표혈관과 틀려질 수 있다.
반면, 다른 실시예에 따른 카테터 가이드시스템은 적외선영상과 초음파영상과, 현재 카테터의 위치를 기초로 카테터가 삽입되어야할 삽입위치정보를 산출하여 표시부(170)에 함께 표시한다. 이에 따라 카테터의 삽입 정확도가 보다 높아질 수 있다.
입력부(180)는 시술자로부터 표시부(170)에 표시될 조건을 선택받을 수 있다. 입력부(180)는 표시부(170)에 초음파영상만 표시될지, 적외선영상만 표시될지, 적외선영상과 초음파영상이 함께 표시될지, 삽입위치가 함께 표시될지 여부를 입력받는다.
삽입위치산출부(181)는 거치대이동부(130)의 좌우방향이동레일(132)의 중앙에 카테터삽입고리(121)가 위치하는 경우를 기준위치로 산정한다. 삽입위치산출부(181)는 목표혈관(H)과 기준위치의 카테터삽입고리(121)까지의 수평방향 거리와, 초음파영상에서 획득한 목표혈관(H)의 깊이, 그리고 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 촬영한 목표혈관의 위치정보를 기초로 카테터삽입고리(121)가 목표혈관(H)에 도달하기 위한 수평방향각도(α)와 수직방향각도(β)를 산출한다.
이렇게 삽입위치산출부(181)가 수평방향각도(α)와 수직방향각도(β)를 산출하면, 제어부(190)는 영상표시부(170)를 통해 표시부(170)에 표시되는 영상에 삽입위치정보가 포함되도록 한다.
일례로, 도 13에 도시된 바와 같이 표시부(170)에 초음파영상(X)과 적외선영상(Y)이 위아래로 표시될 때, 초음파영상(X)의 일측에 목표혈관(H)까지의 수직깊이정보(d:4mm)와, 카테터(A)가 수평방향으로 회동되어야할 각도(수평각도 10°), 카테터(A)가 수직방향으로 회동되어야할 각도(수직각도 15°)를 함께 표시한다.
시술자는 표시부(170)에 표시되는 정보를 보고 카테터삽입고리(121)를 좌우 및 상하로 회동시킨다. 이렇게 삽입위치산출부(181)에서 산출된 삽입정보를 보고 카테터(A)를 회동시킨 후 신체에 삽입할 경우, 목표혈관(H)에 도달하는 정확도가 현저히 상승될 수 있다.
경우에 따라 볼힌지(125) 측에 각도게이지를 구비하여 시술자가 카테터삽입고리(121)를 회동시키는 각도를 표시하여 삽입 정확도를 더욱 향상시킬 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 카테터가 삽입되어야할 시술영역을 초음파모듈부와 적외선 투사카메라모듈로 촬영하여 목표혈관의 깊이정보와 위치정보를 시술자가 볼 수 있도록 표시부에 표시한다. 시술자는 표시부에 표시된 깊이정보와 위치정보를 기초로 카테터를 삽입하게 되므로, 종래 숙련도와 감에 따라 카테터를 삽입할 때와 비교해서 삽입 정확도가 현저히 높아지고, 카테터 삽입에 소요되는 시간도 단축할 수 있다.
또한, 숙련정도에 상관없이 누구나 정확한 카테터 삽입시술이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 신체가압부를 구비하여, 카테터를 삽입할 신체영역을 가압한다. 이에 의해 종래 시술자가 토니켓을 신체에 결합시켰다 분리시키는 번거로운 작업을 생략할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카테터 가이드시스템은 초음파모듈부와 적외선 투사카메라모듈에서 획득한 초음파영상과 적외선영상 및 현재 카테터의 위치를 기초로 하여 카테터가 목표혈관에 삽입되어야할 각도를 산출하여 함께 표시할 수 있다. 이에 의해 카테터 삽입 정확도를 더 높일 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 카테터 가이드시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 카테터 가이드시스템 110 : 본체프레임
111 : 측벽 113 : 상판
120 : 카테터거치대 121 : 카테터삽입고리
123 : 이동부결합블럭 124 : 베어링결합블럭
125 : 볼힌지 130 : 거치대이동부
131 : 좌우방향이동부 132 : 좌우방향이동레일
133 : 제1볼플런져 135 : 전후방향이동부
136 : 전후방향이동레일 137 : 제2볼플런져
140 : 신체가압부 141 : 신체가압고리
141a : 고리결합축 143 : 고리지지관
143c : 나사결합슬롯 145 : 가압고리회전축
145a : 손잡이 147 : 탄성부재
149 : 결합나사 150 : 적외선투시카메라모듈부
160 : 초음파모듈부 170 : 표시부
180 : 입력부 181 : 삽입위치산출부
183 : 영상처리부 190 : 제어부
A : 카테터
B : 신체

Claims (8)

  1. 카테터를 신체의 목표혈관으로 안내하는 카테터 가이드시스템에 있어서,
    하부에 신체가 수용되는 신체삽입공간이 형성된 본체프레임(110)과;
    카테터(A)를 상하좌우 회전가능하게 지지하는 카테터거치대(120)와;
    상기 카테터거치대(120)를 상기 본체프레임(110)에 전후 및 좌우방향으로 이동가능하게 지지하는 거치대이동부(130)와;
    상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 목표혈관의 깊이정보가 포함된 초음파영상을 촬영하는 초음파모듈부(160)와;
    상기 본체프레임(110)의 상부에 상기 초음파모듈부(160)와 이격되게 구비되어 상기 목표혈관의 위치정보가 나타난 적외선영상을 촬영하는 적외선 투시카메라모듈부(150)와;
    상기 본체프레임(110)의 상부에 구비되어 상기 초음파영상과 상기 적외선영상을 선택적으로 표시하는 표시부(170)와;
    상기 본체프레임(110)의 하부에 높이조절가능하게 결합되어 신체를 가압하는 신체가압부(140)를 포함하되,
    상기 신체가압부(140)는,
    신체를 접촉하는 신체가압고리(141)와;
    상기 신체가압고리(141)가 높이조절되도록 지지하는 고리지지관(143)과;
    상기 본체프레임(110)에 대한 상기 고리지지관(143)의 결합각도를 조절하는 가압고리회전축(145)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거치대이동부(130)는,
    상기 카테터거치대(120)를 상기 본체프레임(110)의 좌우방향으로 직선이동시키는 좌우방향이동부(131)와,
    상기 좌우방향이동부(131)를 상기 본체프레임(110)의 전후방향으로 직선이동시키는 전후방향이동부(135)를 포함하며,
    상기 카테터거치대(120)는,
    카테터(A)가 결합되는 카테터삽입고리(121)와;
    상기 좌우방향이동부(131)에 이동가능하게 결합되는 이동부결합블럭(123)과;
    상기 카테터삽입고리(121)의 상부에 결합된 볼힌지(125)과;
    상기 이동부결합블럭(123)의 하부에 결합되어 상기 볼힌지(125)을 회전가능하게 지지하는 베어링결합블럭(124)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 좌우방향이동부(131)는,
    양단이 상기 전후방향이동부(135)에 이동가능하게 결합되며 내부에 상기 이동부결합블럭(123)이 결합된 좌우방향이동레일(132)과;
    상기 좌우방향이동레일(132)의 하부에 일정 간격으로 구비되어 상기 이동부결합블럭(123)의 이동을 안내하는 복수개의 제1볼플런져(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전후방향이동부(135)는,
    상기 본체프레임(110)의 양측 내벽면에 길이방향으로 구비되며 상기 좌우방향이동레일(132)이 이동가능하게 결합된 한 쌍의 전후방향이동레일(136)과;
    상기 한 쌍의 전후방향이동레일(136)의 하부에 일정 간격으로 구비되어 상기 좌우방향이동레일(132)의 이동을 안내하는 복수개의 제2볼플런져(137)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신체가압고리(141)와 상기 고리지지관(143) 사이에는 탄성부재(147)가 구비되어 상기 신체가압고리(141)를 신체방향으로 탄성가압하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시부(170)에는 상기 초음파영상과, 상기 적외선 영상이 함께 표시되고,
    시술자는 상기 초음파영상에 표시된 목표혈관의 깊이정보와 상기 적외선 투시 영상에 표시된 위치정보에 기초하여 카테터삽입고리(121)의 수평 및 수직방향 각도를 조절하고, 상기 거치대이동부(130)를 통해 상기 카테터거치대(120)를 전방으로 이동시켜 카테터(A)를 신체에 삽입하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시부(170)에 표시될 영상 종류를 입력받는 입력부(180)와;
    상기 거치대이동부(130)에서 상기 카테터거치대(120)의 현재 위치를 상기 초음파모듈부(160)에서 획득한 목표 혈관의 깊이와 상기 적외선 투시카메라모듈부(150)에서 획득한 평면 위치정보와 비교하여, 상기 거치대이동부(130)의 수평방향 회동각도와 수직방향 회동각도를 포함하는 카테터삽입정보를 산출하는 삽입위치산출부(181)와;
    상기 적외선영상과 초음파영상에 상기 카테터삽입정보가 함께 표시되도록 영상을 처리하는 영상처리부(183)와;
    입력부(180)를 통해 입력된 영상 종류에 따라 상기 삽입위치산출부(181)와 상기 영상처리부(183) 및 상기 표시부(170)를 제어하는 제어부(190)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 가이드시스템.
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