KR102260162B1 - 마이크로 로봇 제어장치 - Google Patents

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KR102260162B1
KR102260162B1 KR1020190130720A KR20190130720A KR102260162B1 KR 102260162 B1 KR102260162 B1 KR 102260162B1 KR 1020190130720 A KR1020190130720 A KR 1020190130720A KR 20190130720 A KR20190130720 A KR 20190130720A KR 102260162 B1 KR102260162 B1 KR 102260162B1
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Abstract

본 발명은 원형 코일 및 솔레노이드 코일을 구비한 마이크로 로봇 제어장치에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로 로봇 제어장치를 이용하는 경우, 유선 마이크로 로봇을 정밀하게 제어할 수 있고, 장치를 간소화 함으로써 시술 공간상 장치 설치 및 운용에 효율성을 기할 수 있다. 또한, 전자석 개수를 줄여 전원공급용 파워 개수를 감소시키고, 전력 사용량을 줄임으로써 효율적인 장치 운용을 기할 수 있다. 또한, 기 설치된 의료 장비와 호환하여 사용하는데 용이하다.

Description

마이크로 로봇 제어장치{Apparatus for Controlling Micro Robot}
본 발명은 원형 코일 및 솔레노이드 코일을 구비한 마이크로 로봇 제어장치에 관한 것이다.
혈관 질환의 진단/치료를 위한 전자기장 구동형 유/무선의 마이크로로봇이 개발되고 있다. 전자기장을 이용한 마이크로 로봇 시술은 대상 질환에 대해 정밀 타겟팅이 가능하여 표적 치료에 효과적이다. 혈관 내 시술을 위해 보통 유선형의 마이크로 로봇을 사용하며, 자성체가 결합된 와이어 또는 튜브 형태의 구조를 활용한다. 구동을 위한 장치로, 유선 마이크로로봇을 삽입/회수하기 위한 피더(Feeder) 장치와 유선 마이크로로봇의 방향을 제어하기 위한 전자기장 구동 장치(Electromagnetic Actuator, EMA)로 구성된 장치가 이용되고 있다. 기 개발된 전자기장 구동장치는 사용하는 전자석 개수가 많아 운용적 단점을 가지고 있다. 다수의 전자석으로 인해 장치 크기가 커져 시술 공간상 장치 설치 및 운용이 비효율적인 측면이 있다. 또한, 전자석 개수에 따른 전원 공급용 파워 개수가 많아지고, 전력사용량이 증가하여 운용 측면에서 비효율적이다. 자석을 활용한 자기장 구동장치는 사용 자석 개수는 적으나 마이크로로봇을 제어하는데 한계가 있다. 2개의 영구자석을 이용하여 유선 마이크로로봇을 제어하는 기술의 경우, 자석이 배치된 방향 이외에는 제어하기가 어렵다. 또한 모터를 이용하여 영구자석의 제어공간을 확보하는 경우, 모터 이동의 시간 차로 인해 실시간 자기장 제어에 어려움이 있다. 의료장비와의 호환성 측면에서, 기존 전자기장 구동장치는 장치의 크기, 전자석/자석의 배치 방향의 한계로 병원에 기 설치된 x-ray 장치와 호환하여 사용하는데 어려움이 있다. 기존 전자기장 장치는 장치에 x-ray 시스템을 직접 장착하는 방식으로 x-ray 시스템을 활용하고 있으며, x-ray 장치와 호환되는 방향이 결정되어 있어 활용성이 떨어진다.
본 발명자들은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 본 발명의 마이크로 로봇 제어장치를 완성하였다.
Remote Navigation for Ablation Procedures - A New Step Forward in the Treatment of Cardiac Arrhythmias, Electrophysiology, 2010.
본 발명은 상술한 종래 기술 상의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 원형 코일 및 솔레노이드 코일을 함께 구비한 자기장 생성부에 대하여 공급되는 전류의 방향 및 세기를 제어함으로써, 마이크로 로봇의 변위 제어를 수행할 수 있는 마이크로 로봇 제어장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 자기장 생성부의 선형 이동 및 회전 이동을 제어함으로써 유선형 마이크로 로봇을 제어할 수 있는 마이크로 로봇 제어장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 기 설치된 X-ray 장치와 호환하여 사용하는데 용이한 마이크로 로봇 제어장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 마이크로 로봇 제어장치는 (a-1) 원형 코일; 및 (a-2) 원형 코일이 배치된 2차원 평면상에 원형 코일의 중심축으로부터 각각 동일한 거리만큼 정반대 방향으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 솔레노이드 코일을 포함하는 자기장 생성부; 및
(b) 상기 자기장 생성부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 동일 방향의 자기장이 형성될 수 있도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 한 가닥의 도선에 의해 연결된 상태로 권취된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 각각 분리된 도선에 의해 별개로 권취된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 마이크로 로봇 제어장치는 원형 코일의 중심점으로부터 원형 코일이 위치한 2차원 평면과 직교하는 방향으로 형성된 회전축을 중심으로 상기 자기장 생성부가 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 회전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 마이크로 로봇 제어장치는 환자 시술용 베드 하방에 부착시키기 위한 베드 체결부를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 로봇 제어장치가 상기 환자 시술용 베드의 장축(x축)과 평행한 방향으로 선형 운동을 할 수 있도록 구비된 장축 방향(x축 방향) 직선형 레일을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 장축 방향 직선형 레일과 직교하는 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일을 추가적으로 포함하며, 상기 단축 방향 직선형 레일은 상기 장축 방향 직선형 레일을 따라 이동가능하도록 연결됨으로써, 상기 마이크로 로봇 제어장치의 x-y 평면 이동을 가능케 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 원형 코일 및 상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일 하단에 결합되고 높이 조절이 가능한 지지부를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상단에 결합된 자기장 생성부의 직선 운동을 가능케 하는 직선형 레일을 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 로봇 제어장치는 시술 대상인 환자가 누울 수 있는 시술부를 추가적으로 포함하며, 상기 시술부는 하단에 상기 자기장 생성부가 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 시술부의 하단에 장축(x축) 방향으로 추가적으로 구비된 직선형 레일에 의해 상기 자기장 생성부가 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마이크로 로봇 제어장치는, 원형 코일과 원형 코일 외측에 대향하여 구비된 두 개의 솔레노이드 코일을 포함하는 간단한 구성의 2차원 평면형 코일 구조를 이용함으로써, 유선 마이크로 로봇을 제어할 수 있고, 장치를 간소화 함으로써 시술 공간상 장치 설치 및 운용에 효율성을 기할 수 있다. 또한, 전자석 개수를 줄여 전원공급용 파워 개수를 감소시키고, 전력 사용량을 줄임으로써 효율적인 장치 운용을 기할 수 있다. 또한, 기 설치된 의료 장비와 호환하여 사용하는데 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 코일의 도선 권취 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 원형 코일 및 솔레노이드 코일의 전류 방향에 따라 형성된 자기장 영역 및 유선형 마이크로 로봇의 이동 방향을 나타낸 시뮬레이션 도면이다.
도 4는 기존의 환자 시술용 베드에 적용한 상태의 마이크로 로봇 제어장치의 선형 이동 및 회전이동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치에 의해 제어되는 유선형 마이크로 로봇의 일례를 나타낸 개념도이다.
도 6은 환자 시술용 베드에 환자가 누운 상태를 나타내는 구성도이다.
도 7은 기 설치된 환자용 베드에 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치를 설치한 경우의 정면도이다.
도 8은 기 설치된 환자용 베드에 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치를 설치한 경우의 하방에서 바라본 사시도이다.
도 9는 자기장 생성부의 x축 및 y축 이동을 모두 가능케 하는 장축 방향(x축 방향) 직선형 레일과 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일을 모두 구비한 레일 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 10은 기 설치된 환자용 베드에 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치를 설치한 경우의 정면도로서 도 7 및 8의 실시예에서의 회전부가 중공형인 것을 특징으로 하는 경우의 정면도이다.
도 11은 기 설치된 환자용 베드에 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치를 설치한 경우의 하방에서 바라본 사시도로서 도 7 및 8의 실시예에서의 회전부가 중공형인 것을 특징으로 하는 경우의 하방에서 바라본 사시도이다.
도 12는 베드 통합형 마이크로 로봇 제어장치를 하방에서 바라본 사시도이다.
도 13은 종공형 회전부를 포함하는 마이크로 로봇 제어장치를 기존의 환자 시술용 베드에 적용한 상태에서의 선형 이동 및 회전이동을 나타내는 도면이다.
도 14는 높이 조절이 가능한 지지부 상에 자기장 생성부가 직선 이동 할 수 있도록 구비된 본 발명의 일 실시예에 대한 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 로봇의 구동 제어를 위한 전자기 코일 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부를 설명하기 위한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 코일의 도선 권취 방법을 설명하기 위한 구성도이다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치의 자기장 생성부(110), 상기 자기장 생성부를 구성하는 원형 코일(111), 원형 코일(111)의 중심축으로부터 각각 동일한 거리만큼 정반대 방향으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)이 도시되어 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 상기 원형 코일(111)이 배치된 2차원 평면은 x-y 평면으로 정의되며, 상기 x-y 평면에 직교하는 직선 축은 z 축으로 정의된다. 본 발명의 원형 코일(111)은 원형 코일(111)에 전압을 인가하여 전류를 흘려보낼 수 있는 전원 공급부(120)에 연결되고, 원형 코일(111)의 도선 상에 흐르는 전류의 방향 및 세기를 조절함으로써, z축 방향의 자기장 형성을 제어할 수 있다. 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)의 경우, 동일 방향의 자기장이 형성될 수 있도록 배치된다. 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)에 동일 방향의 자기장이 형성되기 위해서는 제1 및 제2 솔레노이드 코일이 평행하게 배치되어야 하며, 동일한 회전 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 도선이 권취되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)은 한 가닥의 도선에 의해 연결된 상태로 권취된 것일 수 있고(참고: 도 2의 좌측 도), 이 경우, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)에 흐르는 전류의 방향은 각각 제어될 수 없으므로, 제1 및 제2 솔레노이드 코일에 전류 인가시 형성되는 전류 흐름의 회전 방향이 동일하도록 도선이 권취되어야 한다. 이로써, 동일한 방향으로 자기장이 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)은 원형 코일에 연결된 전원 공급부(120)에 함께 연결될 수 있고, 이 경우, 전원 공급부(120)는 복수의 아웃풋 채널을 가진 것일 수 있다. 복수의 아웃풋 채널을 통해 각각의 채널에 연결된 디바이스에 인가되는 전압 및 전류량을 독립적으로 제어할 수 있다. 이 외에도 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)은 원형 코일에 연결된 전원 공급부(120)가 아닌 추가적인 별도의 전원 공급부에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)은 각각 분리된 도선이 별개로 권취된 것일 수 있고, 이 경우, 제1 및 제2 솔레노이드 코일에 흐르는 전류의 방향은 각각 제어될 수 있으므로, 제1 및 제2 솔레노이드 코일에 권취된 도선의 회전 방향은 특정될 필요가 없으며, 제1 및 제2 솔레노이드 코일에 각각 형성되는 전류 흐름의 회전 방향이 동일해지도록 각각의 전류의 방향을 제어함으로써 동일 방향의 자기장을 형성시킬 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)은 각각 별개인 두개의 전원 공급부에 각각 연결될 수 있다.
상술한 전원 공급부는 작동시 발생한 열을 냉각시키기 위한 냉각부를 추가적으로 포함할 수 있다.
도 1에 도시한 원형 코일(111)의 형상은 예시적인 것이며, z축 방향으로 자기장이 형성될 수 있는 형상이면 제한 없이 사용가능하다. 구체적으로 예를 들면, 원형상 또는 다양한 정다각형 형상 가운데 선택된 어느 하나의 형상일 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)의 경우, 원형 코일이 배치된 2차원 평면(x-y 평면) 상에 원형코일의 중심축으로부터 각각 동일한 거리만큼 정반대 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 원형 코일 형상이 대칭이 되도록 이분하는 소정의 가상의 직선이 솔레노이드 코일의 길이 방향의 중점을 지나가면서 솔레노이드 코일과 직교할 수 있도록 솔레노이드 코일이 배치될 수 있다. 원형 코일과 솔레노이드 코일의 거리는 장치 제조 및 사용 편의를 위해 적절히 조절될 수 있으며, 구체적인 일례로, 원형 코일의 외곽에 솔레노이드 코일이 인접하도록 제조될 수 있다.
도 3은 원형 코일 및 솔레노이드 코일의 전류 방향에 따라 형성된 자기장 영역 및 유선형 마이크로 로봇의 이동 방향을 나타낸 시뮬레이션 도면이다. 도 3의 (a)에 나타낸 것과 같이 원형 코일(111)에 전류를 흘려보내면 전류 방향에 따라, z축의 위, 아래 방향으로 자기장이 형성되어 자기장으로 제어할 수 있는 마이크로 로봇을 z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 3의 (b)에서 볼 수 있는 바와 같이 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)에 동일 회전 방향의 전류를 흘려보내면, 전류의 회전 방향에 따라 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)과 평행한 축 방향 양쪽으로 자기장이 형성되어 자기장으로 제어할 수 있는 마이크로 로봇을 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)과 평행한 축 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 3의 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이 원형 코일(111)과 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)에 전류를 흘려보내면서, 원형 코일(111)에 흐르는 전류의 방향 및 세기, 그리고 제1 및 제2 솔레노이드 코일에 흐르는 전류 회전 방향 및 전류 세기를 조절함으로써 자기장으로 제어할 수 있는 마이크로 로봇의 이동 방향을 제어할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부(110)는 원형 코일의 중심에 위치하는 회전축 상에 위치한 회전부(114)를 중심으로 회전함으로써 마이크로 로봇의 x-y 평면 상의 좌-우 자유 이동을 제어할 수 있다. 회전부(114)는 원기둥 형상 또는 중공형 원통 형상 등 원형 코일이 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 형상이라면 특별한 제한이 없다. 다만, 기 설치된 이미징 장비와 함께 사용하기 위해서는 자기장 및 이미징 성능에 영향을 주지 않는 소재를 이용하여 제조하여야 한다. 구체적으로 예를 들면, 기 설치된 x-레이 장비에 마이크로 로봇 제어장치를 적용하기 위해서는 자기장 생성 및 x-선 촬영에 대한 간섭이 없는 소재를 이용하여야 한다. 회전부의 지름은 적절하게 조절될 수 있다. 바람직하게는 상기 회전부는 도 10 내지 13에 나타낸 바와 같은 중공이 형성된 원통 형상으로 제조함으로써, 자기장 생성 및 이미징 성능에 대한 간섭을 최소화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치에 의해 제어되는 유선형 마이크로 로봇(500)의 일례를 나타낸 개념도이다. 본 발명의 마이크로 로봇은 N극(511)과 S극(512)이 형성된 자성체(510) 자체 또는 자성체(510)와 결합된 다양한 마이크로 구조체일 수 있다. 상기 자성체(510)의 N극(511) 또는 S극(512) 중 일 단에 연결된 와이어(520)를 포함하는 유선형 마이크로 로봇(500)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부(110)는 기 설치된 다양한 의료용 베드의 하단에 위치시켜 사용할 수 있다. 상기 자기장 생성부(110)는 환자 시술용 베드 하방에 부착시켜 사용하거나, 높이 조절이 가능한 지지대를 사용하여 환자 시술용 베드 하방에 자기장 생성부(110)를 위치시켜 사용할 수 있다.
자기장 생성부(110)를 환자 시술용 베드 하방에 부착시켜 사용하는 경우, 상기 자기장 생성부(110)를 환자 시술용 베드 하방에 부착시키기 위한 베드 체결부(200)를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 상기 베드 체결부는 상술한 회전부(114)를 결착시켜 고정시킬 수 있고, 이 경우, 고정된 회전부를 중심으로 원형 코일(111) 및 제1, 제2 솔레노이드 코일(112, 113)이 자유롭게 회전할 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부(110)는 환자 시술용 베드의 장축(x축)과 평행한 방향으로 선형 운동을 할 수 있다. 상술한 자기장 생성부(110)의 선형 운동을 위해 상기 베드 체결부는 상기 베드의 장축(x축)과 평행한 방향으로 구비된 장축 방향(x축 방향) 직선형 레일(301)을 포함할 수 있고, 상술한 장축 방향 직선형 레일(301)로서 종래 공지된 다양한 형태 및 종류의 직선형 레일이 이용될 수 있다. 상기 직선형 레일(301)이 도 7 및 도 8에서와 같이 설치되는 경우, 직선형 레일은 회전부(114)와 마찬가지로 기 설치된 이미징 장비와 함께 사용하기 위해 자기장 및 이미징 성능에 영향을 주지 않는 소재를 이용하여 제조하여야 한다. 구체적으로 예를 들면, 기 설치된 x-레이 장비에 마이크로 로봇 제어장치를 적용하기 위해서는 자기장 생성 및 x-선 촬영에 대한 간섭이 없는 소재를 이용하여야 한다. 회전부의 지름은 적절하게 조절될 수 있다. 바람직하게는 상기 회전부는 도 10 내지 13에 나타낸 바와 같은 중공이 형성된 원통 형상으로 제조함으로써, 자기장 생성 및 이미징 성능에 대한 간섭을 최소화시킬 수 있다. 상기 직선형 레일(301)은 더욱 바람직하게는 이미징 장비 사용시 간섭을 줄이기 위해 도 10 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 이격되어 베드 양 측을 따라 위치하도록 설치될 수 있다. 레일의 형상, 종류 및 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 장축 방향 직선형 레일(301)과 직교하는 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일(302)을 추가적으로 포함할 수 있고, 상기 단축 방향 직선형 레일(302)은 상기 장축 방향 직선형 레일(301)을 따라 이동 가능하도록 연결됨으로써, 상기 자기장 생성부(110)가 x-y 평면 상에서 자유롭게 2차원 평면 이동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부(110)는 높이 조절이 가능한 지지부(400)를 사용하여 환자 시술용 베드 하방에 위치시켜 사용할 수 있다. 상기 지지부(400)는 지지부 상단에 부착된 장축 방향 직선형 레일(401)을 포함할 수 있고, 상기 장축 방향 직선형 레일(401)을 통해 자기장 생성부(110)는 환자 시술용 베드의 장축(x축)과 평행한 방향으로 선형 운동을 할 수 있다. 높이 조절이 가능한 지지부(400)는 반드시 직선형 레일(401)을 포함할 필요는 없으며, 지지부 자체의 이동에 의해 마이크로 로봇 제어장치의 직선 운동을 제어할 수 있다. 상기 지지부(400)는 하단에 바퀴, 슬라이딩 수단 등을 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통해 환자 시술용 베드 하방에서의 자기장 생성부의 위치를 자유롭게 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 장축 방향 직선형 레일(401)과 직교하는 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일을 추가적으로 포함할 수 있고, 상기 단축 방향 직선형 레일은 상기 장축 방향 직선형 레일(401)을 따라 이동 가능하도록 연결됨으로써, 상기 자기장 생성부(110)가 x-y 평면 상에서 자유롭게 2차원 평면 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치(110)는 상술한 바와 같이 베드 체결부(200) 또는 지지부(400)를 이용하여 기 설치된 환자 시술용 베드에 적용하여 사용할 수 있으나, 시술 대상인 환자가 누울 수 있는 시술부(600)를 포함하는 일체형 마이크로 로봇 제어장치로서 제공될 수 있다. 본 실시예의 경우, 베드 체결부(200)는 포함되지 않을 수 있으며, 시술부(600) 하단에 장축 방향 직선형 레일(301)이 바로 결합되어 구비될 수 있다. 상기 장축 방향 직선형 레일(301)을 따라 자기장 생성부(110)가 직선 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 장축 방향 직선형 레일(301)과 직교하는 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일(302)을 추가적으로 포함할 수 있고, 상기 단축 방향 직선형 레일(302)은 상기 장축 방향 직선형 레일(301)을 따라 이동 가능하도록 연결됨으로써, 상기 자기장 생성부(110)가 x-y 평면 상에서 자유롭게 2차원 평면 이동할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 로봇 제어장치(100)에 따르면, 원형 코일(111)과 제1 및 제2 솔레노이드 코일(112, 113)을 포함하는 간단한 구성의 2차원 평면형 코일 구조를 이용함으로써, 유선 마이크로 로봇을 제어할 수 있고, 장치를 간소화 함으로써 시술 공간상 장치 설치 및 운용에 효율성을 기할 수 있다. 또한, 전자석 개수를 줄여 전원공급용 파워 개수를 감소시키고, 전력 사용량을 줄임으로써 효율적인 장치 운용을 기할 수 있다. 또한, 기 설치된 의료 장비와 호환하여 사용하는데 용이하다.

Claims (12)

  1. (a-1) 원형 코일; 및 (a-2) 원형 코일이 배치된 2차원 평면상에 원형 코일의 중심축으로부터 각각 동일한 거리만큼 정반대 방향으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 솔레노이드 코일을 포함하는 자기장 생성부; 및
    (b) 상기 자기장 생성부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 마이크로 로봇 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 동일 방향의 자기장이 형성될 수 있도록 배치된 것인, 마이크로 로봇 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 한 가닥의 도선에 의해 연결된 상태로 권취된 것인, 마이크로 로봇 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일은 각각 분리된 도선에 의해 별개로 권취된 것인, 마이크로 로봇 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 원형 코일의 중심점으로부터 원형 코일이 위치한 2차원 평면과 직교하는 방향으로 형성된 회전축을 중심으로 상기 자기장 생성부가 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 회전부를 포함하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 환자 시술용 베드 하방에 부착시키기 위한 베드 체결부를 추가적으로 더 포함하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치가 상기 베드의 장축(x축)과 평행한 방향으로 선형 운동을 할 수 있도록 구비된 장축 방향(x축 방향) 직선형 레일을 추가적으로 더 포함하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 장축 방향 직선형 레일과 직교하는 단축 방향(y축 방향) 직선형 레일을 추가적으로 포함하며, 상기 단축 방향 직선형 레일은 상기 장축 방향 직선형 레일을 따라 이동가능하도록 연결됨으로써, 상기 마이크로 로봇 제어장치의 x-y 평면 이동을 가능케 하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 원형 코일 및 상기 제1 및 제2 솔레노이드 코일 하단에 결합되고 높이 조절이 가능한 지지부를 추가적으로 더 포함하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부는 상단에 결합된 자기장 생성부의 직선 운동을 가능케 하는 직선형 레일을 추가적으로 포함하는, 마이크로 로봇 제어장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 시술 대상인 환자가 누울 수 있는 시술부를 추가적으로 포함하며, 상기 시술부는 하단에 상기 자기장 생성부가 결합된 것인, 마이크로 로봇 제어장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마이크로 로봇 제어장치는 상기 시술부의 하단에 장축(x축) 방향으로 추가적으로 구비된 직선형 레일에 의해 상기 자기장 생성부가 결합된 것인, 마이크로 로봇 제어장치.
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