KR102226351B1

KR102226351B1 - 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치

Info

Publication number: KR102226351B1
Application number: KR1020200137986A
Authority: KR
Inventors: 김성일
Original assignee: 김성일
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-03-10
Also published as: KR102351206B1

Abstract

본 발명에 의한 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치는 초음파 영상장치와 통신 가능하게 연결되는 초음파 영상용 프로브에 착탈가능하게 결합되는 장치로서, 상기 초음파 영상용 프로브에 착탈 가능하게 결합되는 결합부가 구비된 바디부; 상기 바디부의 외측에 구비되고, 신체 내부로 유입되는 니들을 물리적으로 가이딩하는 니들가이더; 상기 니들가이더의 하부에 구비되며 신체 방향으로 빛을 출력하되, 상기 빛이 출력되는 방향이 가변적으로 조절되는 광원부; 상기 광원부의 방향을 가변시키는 광원구동부; 및 상기 광원구동부의 구동을 제어하는 메인제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치정보 기반의 니들 가이딩 장치{APPARATUS FOR GUIDING NEEDLE BASED ON POSITION INFORMATION}

본 발명은 니들을 가이딩하는 장치로서, 더욱 구체적으로는 초음파 영상장치로부터 전송되는 대상객체의 위치정보 및 가변적으로 길이 또는 방향이 조정되는 가이딩 수단의 최적화된 적용을 통하여 외부에서 유입되는 니들을 대상객체 방향으로 더욱 정밀하게 유도할 수 있는 니들 가이딩 장치에 관한 것이다.

초음파 영상장치는 초음파를 조사하고 반사된 초음파를 수집하여 전달하는 초음파 영상용 프로브(Ultrasonic probe)를 이용하여 인체 내부를 영상으로 확인하는 장치로서, 조직 채취, 진단, 약물 주입 등과 같은 다양한 검사, 시술 또는 치료의 목적으로도 활용되고 있다.

신체 내부를 영상으로 단순히 확인하는 경우에는 크게 문제되지 않을 수 있으나, 초음파 영상을 모니터 등으로 확인하면서 검사, 채취, 시술 등을 위하여 니들(needle, tip 등)을 신체 내부로 유입시키는 경우 니들을 정확하게 대상객체(병변, 조직 등)로 유입시키는 것이 상당히 중요하다.

물론, 경험이 풍부한 의사의 경우 다른 기구나 장치 등의 조력 없이도 니들을 신체 내부로 유입시켜 정확하게 대상 객체로 타겟팅하는 것에 큰 문제가 없을 수 있으나, 기본적으로 이러한 방법은 인적(人的) 의존적 방법이므로 실수를 원천적으로 방지할 수 없고 정밀성이나 정확성 등을 확보하는데 본질적인 한계가 있다고 할 수 있다.

최근 이러한 문제점을 해소하기 위하여 초음파 영상용 프로브에 결합되어 니들의 유동성을 물리적으로 억제시키는 몇 가지 기술들이 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래기술은 니들의 움직임을 특정 방향으로만 제한하는 것이므로 일정 부분 효용성은 있다고 할 수 있으나 여전히 니들이 대상 타겟까지 이르는 정확한 경로를 제공할 수 없다는 한계가 있다고 할 수 있다.

한편, 프로브와 니들이 향하는 방향을 포함하는 복수 개 요소의 영상을 촬영하고 촬영된 복수 영상을 상호 대비함으로써 상대적 위치 관계를 정하는 선행기술도 개시되어 있다.

그러나 이 선행기술의 경우, 복수 개 영상을 획득하기 위한 복수 개 카메라 장치가 반드시 구비되어야 하므로 장치 자체가 복잡하고 비대진다는 본질적인 문제가 있음은 물론, 복수 개 카메라의 설치 위치(location)나 자세(posture) 등에 따라 상대적 위치 관계가 변동 가능하고 이에 따라 복수 개 영상 사이의 정합성을 유지하기 곤란하다는 점에서 일관된 결과가 도출되기 어렵다는 문제점도 있다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 초음파 영상장치의 본래적인 기능을 충분히 접목시킴으로써 추가 장치나 기구의 필요성을 최소화시킬 수 있고, 간단한 구조적 적용만으로 니들의 타겟팅을 정확하고 정밀하게 유도할 수 있는 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치는 초음파 영상장치와 통신 가능하게 연결되는 초음파 영상용 프로브에 착탈가능하게 결합되는 장치로서, 상기 초음파 영상용 프로브에 착탈 가능하게 결합되는 결합부가 구비된 바디부; 상기 바디부의 외측에 구비되고, 신체 내부로 유입되는 니들을 물리적으로 가이딩하는 니들가이더; 상기 니들가이더의 하부에 구비되며 신체 방향으로 빛을 출력하되, 상기 빛이 출력되는 방향이 가변적으로 조절되는 광원부; 상기 광원부의 방향을 가변시키는 광원구동부; 및 상기 광원구동부의 구동을 제어하는 메인제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 본 발명의 상기 니들가이더는 투명 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 초음파 영상장치로부터 대상객체에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보수신부; 및 상기 수신된 위치정보를 이용하여 상기 광원부의 방향에 대한 제1특성정보를 생성하는 특성정보생성부를 더 포함할 수 있으며 이 경우 본 발명의 상기 메인제어부는 상기 제1특성정보를 이용하여 상기 광원구동부를 제어하도록 구성될 수 있다.

실시형태에 따라서, 본 발명의 상기 니들가이더는 길이 또는 방향이 가변적으로 조정될 수 있으며 이 경우 본 발명은 상기 니들가이더의 길이 또는 방향을 가변시키는 가이더구동부를 더 포함할 수 있다.

나아가 이 실시예의 경우, 본 발명의 상기 특성정보생성부는 상기 수신된 위치정보를 이용하여 상기 니들가이더의 길이 또는 방향에 대한 제2특성정보를 더 생성하고 본 발명의 상기 메인제어부는 상기 제2특성정보를 이용하여 상기 가이더구동부를 제어하도록 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게, 본 발명은 상기 위치정보를 이용하여 상기 대상객체에 도달하기 위한 상기 니들의 최소길이정보를 생성하는 정보생성부; 및 상기 최소길이정보를 출력하는 출력부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 니들의 근접을 감지하는 니들센서; 및 상기 니들센서로부터 감지신호가 수신되면 상기 광원부가 빛을 조사하는 신체 부위 방향으로 소독제를 분사시키는 분사처리부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치는 초음파 영상장치와 통신 가능하게 연결되는 초음파 영상용 프로브에 착탈가능하게 결합되는 장치로서, 상기 초음파 영상용 프로브에 착탈 가능하게 결합되는 결합부가 구비된 바디부; 상기 바디부의 외측에 구비되고, 신체 내부로 유입되는 니들을 물리적으로 가이딩하며 길이 또는 방향이 가변적으로 조정되는 상부가이더; 상기 바디부의 외측에 구비되되, 상기 상부가이더의 하부에 위치하고, 상기 니들을 물리적으로 가이딩하며 길이 또는 방향이 가변적으로 조정되는 하부가이더; 상기 상부가이더의 길이 또는 방향을 가변시키는 제1가이더구동부; 상기 하부가이더의 길이 또는 방향을 가변시키는 제2가이더구동부; 및 상기 제1 및 제2가이더구동부의 구동을 제어하는 메인제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게 본 발명은 초음파 영상장치로부터 대상객체에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보수신부; 및 상기 수신된 위치정보를 이용하여 상기 상부가이더의 길이 또는 방향에 대한 제3특성정보 및 상기 하부가이더의 길이 또는 방향에 대한 제4특성정보를 생성하는 특성정보생성부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 메인제어부는 상기 제3 및 제4특성정보를 이용하여 상기 제1 및 제2가이더구동부를 제어하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 초음파 영상용 프로브에 간편하게 착탈 가능한 간단한 구조만으로 니들 가이딩 장치를 구현할 수 있어 사용 및 적용 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하는 경우, 초음파 영상장치의 기본적인 기능을 그대로 활용할 수 있어 통신 모듈이 추가되는 이외, 추가적으로 요구되는 구성을 최소화할 수 있어 더욱 간소화된 형태로 장치를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 초음파 영상장치로부터 대상객체(병변 등)에 대한 위치정보를 수신하고, 이 위치정보를 기반으로 생성된 특성정보를, 니들의 가이딩을 위한 빛이 조사되는 방향 제어 등에 유기적으로 접목시킴으로써 니들이 유입되어야 하는 위치를 정확하게 특정할 수 있어 대상객체에 대한 더욱 정밀한 타겟팅을 유도할 수 있다.

나아가, 본 발명은 니들의 근접이 감지되는 경우 니들이 유입되는 신체 부위로 소독제가 자동적으로 분사되도록 구성되므로 의사 등이 수행해야 하는 복수 개 행위 동작을 줄일 수 있어 편의성을 높일 수 있음은 물론, 의사 등이 해당 시술 등에 더욱 집중할 수 있도록 유도할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 니들 가이딩 장치의 전체적인 모습을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 니들 가이딩 장치의 상세 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 니들 가이딩 장치의 상세 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의하여 니들이 가이딩되는 프로세싱 과정을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 니들 가이딩 장치의 상세 구성을 도시한 블록도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 니들 가이딩 장치의 상세 구조를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의하여 니들이 가이딩되는 프로세싱 과정을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 니들 가이딩 장치(이하 '가이딩 장치'라 지칭한다)(100)의 전체적인 모습을 도시한 사시도이다.

도 1 등에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가이딩 장치(100)는 초음파 영상장치(500)와 통신 가능하게 연결되는 초음파 영상용 프로브(이하 '프로브'라 지칭한다)(400)에 착탈 가능하게 결합되는 장치에 해당한다.

우선 도 1 등을 참조하여 본 발명에 의한 가이딩 장치(100)의 기본적인 구성을 먼저 살펴보고, 가이딩 장치(100)의 내부 구성 및 구체적인 기능에 대한 상세 내용은 후술하도록 한다.

프로브(400)에 착탈 가능하게 결합되는 본 발명의 가이딩 장치(100)는 니들(needle)이나 팁(tip)과 같이 신체 내부로 유입되는 의료용 기구(이하 '니들'이라 통칭한다)(50, 도 3 등 참조)가 환자의 피부(S, 도 3 등 참조)를 통과하여 조직, 병변 등(이하 '대상객체'라 지칭한다)(A, 도 3 등 참조)으로 정확히 도달하도록 유도하는 장치에 해당한다.

본 발명에 의한 가이딩 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 장치의 본체를 구성하는 바디부(111) 및 이 바디부(111)에 형성되며 프로브(400)에 착탈 가능하게 결합되는 결합부(113)를 포함한다.

결합부(113)는 도 1에 예시된 바와 같이 프로브(400)와 착탈 가능하게 결합되도록 프로브(400)의 형상과 대응되는 홈부 내지 오목부로 구현될 수 있다. 본 발명의 결합부(113)는 프로브(400)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다면 실시형태에 따라서 상부에서 하부(도 1의 Z축 기준) 방향으로 프로브(400)에 슬라이딩 결합되는 물리적 구조를 포함하여 다양한 형상이나 구조로 구현될 수 있음은 물론이다.

도 1 등에 도시된 바와 같이 결합부(113)가 형성된 방향과 반대되는 방향의 바디부(111) 외측으로는 니들(50)을 물리적으로 가이딩하는 니들가이더(110)가 구비된다. 이 니들가이더(110)는 후술되는 바와 같이 그 길이(도 1의 X축 방향 기준)가 가변되도록 조정될 수 있으며, 실시형태에 따라서 회전 가능(도 1의 YZ평면 기준)하도록 구성될 수도 있다.

니들가이더(110)의 단부는 니들(50)이 안정적으로 그리고 가운데 방향으로 효과적으로 가이딩되도록 도면에 예시된 바와 같이 라운진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 1의 참조부호 195는 LCD 등의 화면표시수단으로서, 후술되는 바와 같이 본 발명의 내부 구성에 의하여 산출되며 대상객체(A)로 유입되기 위한 니들(50)의 최소길이정보 등이 표출된다.

참조부호 196은 니들(50)이 근접하는 것을 감지하는 니들센서(196)이며, 참주보호 197은 니들센서(196)의 감지에 의하여 소독제를 자동적으로 분사시키는 분사처리부(197)이다. 이들 구성에 대한 상세 설명은 후술하도록 한다.

수직 방향(도 1의 Z축 기준)을 기준으로 니들가이더(110)의 하부에는 신체 방향으로 빛을 출력하는 광원부(120, 도 2 등 참조)를 물리적으로 지지하는 지지 플레이트(121)가 구비된다. 이에 대한 상세 설명도 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 가이딩 장치(100)의 상세 구성을 도시한 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가이딩 장치(100)의 상세 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 니들(50)이 가이딩되는 프로세싱 과정을 도시한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 가이딩 장치(100)는 니들가이더(110), 광원부(120), 광원구동부(130), 메인제어부(140), 위치정보수신부(150), 특성정보생성부(160), 가이더구동부(170), 정보생성부(180), 출력부(190) 및 화면표시수단(195)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 가이딩 장치(100) 및 도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예에 의한 가이딩 장치(200)의 각 구성요소는 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위한 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 구성되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관히 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.

본 발명의 광원부(120)는 빛을 출력하는 수단으로서 상술된 니들가이더(110)의 하부에 구비되며, 빛이 조사되는 방향이 가변적으로 조절되도록 구성된다.

광원부(120)는 니들(50)의 끝 부분이 관통하는 피부(S)의 특정 부위에 빛을 조사하는 구성으로서, 진단, 시술, 치료 등이 이루어지는 장소의 빛과 구분될 수 있는 색상으로 가변되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 광원부(120)는 도 1 등에 예시된 바와 같이 니들가이더(110)의 하부(Z축 기준)에 구비되는 지지 플레이트(121)에 탑재될 수 있으며, 실시형태에 따라서 지지 플레이트(121) 없이 니들가이더(110)의 저면에 직접 설치될 수도 있다.

본 발명의 광원구동부(130)는 본 발명의 메인제어부(140)로부터 제어신호가 수신되면 수신된 제어신호에 기초하여 상기 광원부(120)의 조사 방향이 물리적으로 가변되도록 구동하는 구성에 해당한다.

광원구동부(130)는 스텝 모터(step motor) 등을 비롯한 다양한 구동수단으로 구현될 수도 있음은 물론이나, 장치 소형화, 소음 억제, 정밀 제어 등의 효율성을 높이기 위하여 마그네트와 코일 사이에 발생하는 전자기력이 적용되는 형태로 구현되는 것이 바람직하다.

구체적으로 지지 플레이트(121) 또는 니들가이더(110)와 같이 상대적 관점에서 고정체로 기능하는 구성에 코일(coil)이 구비되고, 상대적 관점에서 이동체에 해당하는 광원부(120)에 상기 코일과 대면하는 마그네트(magnet)가 구비되도록 구성한다.

이 상태에서 적절한 크기와 방향의 전원이 코일로 인가되도록 제어되면 그에 상응하는 크기와 방향의 구동력이 코일과 마그네트 사이에 발생하게 되고 그 구동력에 의하여 광원부(120)의 방향(direction) 내지 자세(posture)가 가변된다. 이와 같은 프로세싱을 통하여 광원부(120)의 조사 방향이 가변적으로 조정됨으로써 피부(S) 상에서 니들(50)이 투입되는 정확한 위치가 특정된다.

이하에서는 초음파 영상장치(500)로부터 수신되는 대상객체(A)의 위치정보를 이용하여 니들(50)의 방향과 위치를 가이딩하는 본 발명의 구성과 프로세싱에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

우선, 본 발명의 위치정보수신부(150)는 초음파 영상장치(500)로부터 대상객체(A)에 대한 위치정보를 수신한다(S400, 도 4 참조).

초음파 영상장치(500)는 유저(user)가 원하는 대상이나 객체의 크기, 거리 등에 대한 정보 및 특정 병변에 대한 위치정보를 영상 분석을 통하여 생성할 수 있으므로 본 발명의 위치정보수신부(150)는 이러한 정보를 유무선 통신을 통하여 초음파 영상장치(500)로부터 수신 받는다(S400).

실시형태에 따라서 블루투스 등의 무선 통신 스펙으로 데이터를 변환하여 출력하는 컨버터수단(동글(dongle) 등) 등을 초음파 영상장치(500)의 출력 포트 등에 구비시키고 본 발명의 위치정보수신부(150)가 이 컨버터수단으로부터 무선통신을 통하여 대상객체(A)의 위치정보를 전송받도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 초음파 영상장치(500)로부터 대상객체(A)의 위치정보가 수신되고 저장되면(S410) 본 발명의 특성정보생성부(160)는 이 대상객체(A)의 위치정보를 이용하여 광원부(120)의 방향에 대한 제1특성정보를 생성한다(S430).

도 3에 예시된 바와 같이 프로브(400)의 가운데 부분을 기준으로 한 니들가이더(110)의 수평 방향(X축 방향) 거리 정보(d1), 광원부(120)의 거리정보(d2), 프로브(400)의 표면을 기준으로 한 광원부(120)의 높이정보(h2), 니들가이더(110)와 광원부(120) 사이의 높이정보(h1) 등에 대한 기본속성정보가 미리 DB화될 수 있다.

그러므로 이들 기본속성정보와 초음파 영상장치(500)로부터 수신된 대상객체(A)의 위치정보(d3, h3)를 함께 이용하여 기하학함수, 삼각함수 등을 적용하면 광원부(120)가 빛을 조사하는 방향 내지 각도에 대한 파라미터를 특정할 수 있게 된다.

본 발명의 특성정보생성부(160)가 이러한 방법을 통하여 광원부(120)가 빛을 조사하는 방향 내지 각도에 대한 파라미터를 특정한 제1특성정보를 생성하면(S430) 본 발명의 메인제어부(140)는 이 제1특성정보를 이용하여 광원구동부(130)를 제어한다(S450).

이러한 본 발명의 제어 프로세싱이 수행되면 광원부(120)는 광원구동부(130)의 물리적 구동을 통하여 니들(50)이 유입되어야 할 정확한 위치에 빛을 조사하게 된다.

이와 같이 피부(S)에 빛이 조사되면 시술자(의사 등)는 니들(50)을 니들가이더(110)의 단부에 물리적으로 대접시킨 상태에서 빛이 조사된 피부(S) 방향으로 니들(50)을 선형적으로(linearly)유입시킴으로써 니들(50)이 대상객체(A)로 정확하게 이르게 할 수 있게 된다.

본 발명의 가이딩 장치(100)는 1차적으로 니들가이더(110)에 의한 물리적 지지와 2차적으로 빛에 의하여 특정되는 위치를 기반으로 니들(50)의 이동이 가이딩되므로 시술자의 시야가 제한되지 않도록 니들가이더(110) 또는/및 지지 플레이트(121)는 투명한 재질로 구현되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 정보생성부(180)는 위치정보수신부(150)를 통하여 수신된 위치정보 및 앞서 언급된 기본속성정보를 적절한 함수로 연산함으로써 피부(S) 중 빛이 조사되는 위치에서 대상객체(A)까지 이르는 거리정보(L) 즉, 대상객체(A)에 이르기 위한 니들(50)의 최소길이정보를 생성할 수 있다.

이와 같이 최소길이정보가 생성(S420)되면 본 발명의 출력부(190)는 이 최소길이정보를 화면표시수단(195) 등으로 출력(S420)하도록 구성된다. 이와 같이 니들(50)에 대한 최적의 길이 정보가 시술자 등에게 인터페이싱되면 해당 진단이나 시술 등을 수행하는데 가장 적절한 길이를 가지는 니들(50)의 준비가 유도될 수 있어 진단 등의 실효성을 더욱 향상시킬 수 있다.

실시형태에 따라서 본 발명의 니들가이더(110)는 길이 또는 방향이 가변적으로 조정되도록 구성될 수 있다.

이 경우, 앞서 제1특성정보 생성과 관련된 내용과 대응되는 방법으로 본 발명의 특성정보생성부(160)는 초음파 영상장치(500)로부터 수신된 위치정보를 이용하여 니들가이더(110)의 길이 또는 방향에 대한 제2특성정보를 생성한다(S440).

이와 같이 제2특성정보가 생성되면 본 발명의 메인제어부(140)는 이 제2특성정보를 이용하여 상기 가이더구동부(170)를 제어하고(S450) 그에 따라 본 발명의 가이더구동부(170)는 물리적 구동수단(스텝 모터), 전자기적 구동수단(코일과 마그네트 등) 등을 통하여 니들가이더(110)의 길이(수평 방향 길이/X축 방향 길이) 또는 방향을 가변시킨다.

실시형태에 따라서, 본 발명의 메인제어부(140)는 제1특성정보만을 이용하여 광원구동부(130)만을 제어하거나 제2특성정보만을 이용하여 가이더구동부(170)만을 선택적으로 제어할 수 있다.

또한, 대상객체(A)의 위치에 대한 특성이나 대상객체(A)의 병증 정도 등에 따라 미리 설정된 알고리즘에 기초하여 본 발명의 메인제어부(140)는 제1특성정보 및 제2특성정보 모두를 이용하여 니들가이더(110)의 물리적 길이 또는 자세(posture)는 물론, 광원부(120)의 조사 방향이 조합적으로 가변 조정되도록 제어할 수 있다(S450).

본 발명의 니들센서(196)는 니들(50)이 신체 방향으로 유입되는 것을 감지하는 센서로서 적외선을 이용한 센서를 비롯하여 니들(50)의 물리적 근접을 감지할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있다.

니들센서(196)가 니들(50)의 근접을 감지하여(S460) 감지신호를 출력하면 본 발명의 분사처리부(197)는 이 감지신호를 트리거(trigger)로 상기 광원부(120)가 빛을 조사하는 신체 부위 방향으로 소독제를 분사하도록(S470) 구성된다.

이와 같은 구성을 통하여 니들(50)이 유입되는 신체 부위에 소독제를 도포하는 등의 행위 동작을 생략할 수 있어 검사, 시술 등의 수행하는 주체의 편의성을 더욱 높일 수 있으며 검사 또는 시술 등의 본질적인 의료 행위에 의사 등이 더욱 집중할 수 있도록 유도할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 가이딩 장치(100)를 상세히 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 가이딩 장치(100)는 상부가이더(210), 하부가이더(220), 제1가이더구동부(230), 제2가이더구동부(240), 메인제어부(250), 위치정보수신부(260), 특성정보생성부(270), 정보생성부(280), 출력부(290) 및 화면표시수단(295)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1실시예에서 설명된 각 구성과 대비하여 동일하거나 유사한 기능을 수행하나 도 5에서 참조부호가 다르게 표기된 구성은 각 실시예에 따른 구성임을 구분하기 위한 것일 뿐, 이들의 구성이 물리적으로 구분되는 것은 아니며 또한, 제1실시예에서 설명되었으나, 제2실시예에서 설명되지 않는 구성은 중복 설명을 피하기 위한 것일 뿐, 제2실시예에서도 적용될 수 있음은 물론이다.

제1실시예는 빛의 조사 방향 등을 가변적으로 조정하는 구성 등을 이용하여 니들(50)의 유입 방향을 가이딩하는 실시예이며, 제2실시예는 서로 다른 위치에 각각 설치된 이원화된 물리적 가이딩의 길이를 상호 조합적으로 가변시킴으로써 니들(50)의 유입 방향을 가이딩하는 실시예에 해당한다.

도 6에 예시된 바와 같이 본 발명의 상부가이더(210)는 바디부(211)의 외측에 구비되는 물리적 구성으로서 신체 내부로 유입되는 니들(50)을 물리적으로 가이딩하며 길이 또는 방향이 가변적으로 조정되는 구성에 해당한다.

하부가이더(220) 또한, 상부가이더(210)와 같이 바디부(211)의 외측에 구비되어 신체 내부로 유입되는 니들(50)의 물리적으로 가이딩하며 길이 또는 방향이 가변적으로 조정되도록 구성되며, 도 6에 예시된 바와 같이 상부가이더(210)보다 낮은(Z축 기준) 위치에 구비된다.

제1가이더구동부(230)는 앞서 설명된 바와 같이 스텝 모터, 레일(rail), 코일과 마그네트 등의 구성을 이용하여 상부가이더(210)의 길이 또는 방향을 가변시키며, 제2가이더구동부(240)는 하부가이더(220)의 길이 또는 방향을 가변시킨다.

제1실시예에서 설명된 바와 같이 위치정보수신부(260)는 초음파 영상장치(500)로부터 대상객체(A)의 위치정보를 수신하고, 저장한다(S700, S710). 본 발명의 특성정보생성부(270)는 상기 수신된 위치정보를 이용하여 상부가이더(210)의 길이 또는 방향에 대한 제3특성정보 및/또는 하부가이더(220)의 길이 또는 방향에 대한 제4특성정보를 생성한다(S730, S740).

이와 같이 제3특성정보 및/또는 제4특성정보가 생성되면 본 발명의 메인제어부(140)는 제3 및/또는 제4특성정보를 이용하여 제1가이더구동부(230) 및/또는 제2가이더구동부(240)를 제어하고, 이러한 제어를 통하여 상부가이더(210) 및/또는 하부가이더(220)의 수평 방향 길이 및/또는 회전 방향이 조정된다.

니들(50)은 선형적 특성을 가지므로 이와 같이 수직 방향을 기준으로 상부와 하부로 이원화된 위치에서 니들(50)을 물리적으로 가이딩하는 상부가이더(210)와 하부가이더(220)의 물리적 길이가 가변적으로 특정되면 니들(50)의 정확한 방향성을 가이딩할 수 있게 된다.

앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 정보생성부(280)는 위치정보수신부(260)를 통하여 수신된 위치정보를 이용하여 대상객체(A)로 도달하기 위한 니들(50)의 최소길이정보를 생성(S720)하고, 본 발명의 출력부(290)는 화면표시수단(295)으로 최소길이정보를 출력하도록 구성된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.

본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.

100(200) : 가이딩 장치
110 : 니들가이더 111(211) : 바디부
120 : 광원부 121 : 지지 플레이트
130 : 광원구동부 140(250) : 메인제어부
150(260) : 위치정보수신부 160(270) : 특성정보생성부
170 : 가이더구동부 180(280) : 정보생성부
190(290) : 출력부 195(295) : 화면표시수단
196 : 니들센서 197 : 분사처리부
210 : 상부가이더 220 : 하부가이더
230 : 제1가이더구동부 240 : 제2가이더구동부
50 : 니들(needle) 500 : 초음파 영상장치

Claims

초음파 영상장치와 통신 가능하게 연결되는 초음파 영상용 프로브에 착탈가능하게 결합되는 장치로서,
상기 초음파 영상용 프로브에 착탈 가능하게 결합되는 결합부가 구비된 바디부;
상기 바디부의 외측에 구비되고, 신체 내부로 유입되는 니들을 물리적으로 가이딩하는 니들가이더;
상기 니들가이더의 하부에 구비되며 신체 방향으로 빛을 출력하되, 상기 빛이 출력되는 방향이 가변적으로 조절되는 광원부;
상기 광원부의 방향을 가변시키는 광원구동부;
상기 초음파 영상장치로부터 대상객체에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보수신부;
상기 수신된 위치정보를 이용하여 상기 광원부의 방향에 대한 제1특성정보를 생성하는 특성정보생성부; 및
상기 제1특성정보를 이용하여 상기 광원구동부의 구동을 제어하는 메인제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치.
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제1항에 있어서, 상기 니들가이더는,
투명 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치.
제1항에 있어서,
상기 니들의 근접을 감지하는 니들센서; 및
상기 니들센서로부터 감지신호가 수신되면 상기 광원부가 빛을 조사하는 신체 부위 방향으로 소독제를 분사시키는 분사처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보 기반의 니들 가이딩 장치.
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