KR102301542B1 - 이식물 삽입 수술에서 이식물 및 대상체를 고정하기 위한 장치 - Google Patents

이식물 삽입 수술에서 이식물 및 대상체를 고정하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상체의 두부와, 상기 대상체의 두부에 삽입될 이식물의 이식 각도를 고정하기 위한 장치에 대한 것으로, 상기 대상체 두부의 수술 부위 영상을 센싱하며, 상기 수술 부위에 미리 마킹된 복수의 포인트와, 기 설정된 복수의 기준점의 위치 차에 근거하여 상기 수술 부위의 수평 상태를 검출하는 수평 검출부와, 일면에 상기 대상체의 두부가 고정되며, 타면이 반구 형태로 형성되어 상기 타면의 회전에 따라 상기 일면에 고정된 대상체의 두부 기울기가 변경되도록 형성되는 대상체 고정부 및, 상기 대상체 고정부를 지지하는 지지부를 포함하는 고정부와, 상기 이식물과 결합될 수 있도록 형성되는 제1면과, 반구 형태로 형성되는 제2면을 구비하는 이식물 결합부를 포함하며, 상기 제2면의 회전에 따라 상기 제1면에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 형성되는 이식물 삽입부 및, 상기 수평 검출부의 상기 수술 부위 수평 상태 검출 결과에 따라, 상기 수술 부위가 수평을 이루도록 상기 대상체 고정부를 제어하고, 기 설정된 이식물 이식 각도에 따라 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 상기 이식물 삽입부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이식물 삽입 수술에서 이식물 및 대상체를 고정하기 위한 장치{APPARATUS FOR FIXING AN IMPLANT AND AN OBJECT IN IMPLANT IMPLANTATION SURGERY}
본 발명은 대상체의 두부에 이식물을 삽입하는 이식물 삽입 수술을 위해, 대상체의 두부와, 상기 대상체의 두부에 삽입될 이식물의 이식 각도를 고정하기 위한 장치에 대한 것이다.
통상적으로 뇌의 기능적인 측면을 연구하기 위해서는 이식물을 삽입하여 이식물을 통해 뇌의 기능적인 측면에 대한 정보를 획득할 수 있어야 한다. 이를 위해 쥐 등과 같은 대상체의 뇌에 이식물을 삽입하기 위해서는 대상체의 두부를 고정하고, 이식물을 삽입할 정확한 좌표를 특정지어야 한다. 특히 뇌의 심부에 전극을 이식하거나 약물을 접종시키기 위해서는 뇌의 정위와 목표지점의 좌표가 정확해야 한다.
한편 통상적으로 뇌의 경우 두개골이라는 단단한 뼈로 보호되어 있기에 뇌 자체의 좌표는 두개골 상의 구조로 파악할 수 있다. 이에 기존 수술장치의 경우 고정 장치에 머리를 위치시킨 후 육안으로 대상체 두부의 Bregma와 Lambda의 수평을 조절하고 이어바(ear bars)를 이용하여 상기 대상체 두부를 고정할 수 있도록 한다.
그러나 이러한 방식은 육안으로 대상체의 두개골 수평을 조절하므로, 수평 조절 과정에서 일정하게 뇌의 수평을 조절하기 어렵다는 문제가 있다. 또한 대상체의 두개골 형상에 따라 이어바의 고정 위치가 달라지므로 두부의 수평 상태를 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.
그리고 뇌를 수평 상태로 고정하기 어려운 상황에서 뇌의 심부를 목표로 하는 수술을 진행할 경우, 뇌 표면에서 이식물의 이식 각도의 차이가 발생할 수 있으며, 이 경우 이식물이 뇌의 심부에 도달하는 지점이 달라질 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.
따래서 대상체의 뇌를 수평 상태로 유지하고, 이식물 역시 기 설정된 이식 각도를 유지하도록 고정시키는 것이 이식물 삽입 수술에서는 매우 중요하며, 이를 위해 활발한 연구가 수행되고 있는 실정이다.
한국공개특허공보, 10-2006-0034090호(2006.04.21. 공개)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 대상체의 뇌에 삽입되는 이식물의 도달 지점 오차를 최소화하여, 실험의 정밀성을 높일 수 있도록 하는 이식물 및 대상체 고정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 이식물이 삽입되는 대상체의 수술 부위 표면과 이식물 사이의 각도가 기 설정된 이식물 이식 각도를 유지할 수 있도록, 대상체 두부의 수술 부위의 수평 상태가 유지되도록 하고, 상기 이식물 이식 각도를 지향하도록 상기 이식물이 고정될 수 있도록 하는 이식물 및 대상체 고정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 상기 이식물을 삽입하기 위한 대상체 두부를 고정하는 고정 장치에 있어서, 상기 대상체 두부의 수술 부위 영상을 센싱하며, 상기 수술 부위에 미리 마킹된 복수의 포인트와, 기 설정된 복수의 기준점의 위치 차에 근거하여 상기 수술 부위의 수평 상태를 검출하는 수평 검출부와, 일면에 상기 대상체의 두부가 고정되며, 타면이 반구 형태로 형성되어 상기 타면의 회전에 따라 상기 일면에 고정된 대상체의 두부 기울기가 변경되도록 형성되는 대상체 고정부 및, 상기 대상체 고정부를 지지하는 지지부를 포함하는 고정부와, 상기 이식물과 결합될 수 있도록 형성되는 제1면과, 반구 형태로 형성되는 제2면을 구비하는 이식물 결합부를 포함하며, 상기 제2면의 회전에 따라 상기 제1면에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 형성되는 이식물 삽입부 및, 상기 수평 검출부의 상기 수술 부위 수평 상태 검출 결과에 따라, 상기 수술 부위가 수평을 이루도록 상기 대상체 고정부를 제어하고, 기 설정된 이식물 이식 각도에 따라 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 상기 이식물 삽입부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 수평 검출부는, 상기 대상체 두부의 수술 부위 영상과, 상기 복수의 기준점을 포함하는 레이어가 합성된 영상을 획득하는 카메라를 구비하며, 상기 복수의 기준점은, 제1 기준점과 상기 제1 기준점을 중심으로, 상기 제1 기준점으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 배치된 복수개의 제2 기준점을 포함하고, 상기 미리 마킹된 복수의 포인트는, 상기 제1 기준점에 대응하는 제1 포인트와, 상기 복수개의 제2 기준점에 각각 대응하며, 상기 제1 포인트들로부터 각각 동일한 거리만큼 이격된 복수의 제2 포인트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 기준점은, 각각 일정 영역을 형성하도록 형성되며, 상기 제어부는, 특정 기준점에 해당하는 영역 내에, 상기 특정 기준점에 대응하는 포인트가 위치하는 경우, 상기 특정 기준점의 위치에 대응하는 포인트의 위치가, 상기 특정 기준점의 위치가 같은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 카메라는, 상기 복수의 기준점 각각의 깊이(depth) 측정이 가능한 카메라이며, 상기 수평 검출부는, 상기 복수의 기준점 각각에 대응하는 상기 미리 마킹된 복수의 포인트 각각의 깊이들을 측정하고 측정된 깊이들을 서로 비교한 결과에 따라 상기 수술 부위의 수평 상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 카메라는, 상기 수술 부위와 상기 카메라 사이의 거리를 측정하는 거리 센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 수술 부위와 상기 카메라 사이의 측정된 거리에 따라 상기 제1 기준점과 복수의 제2 기준점 각각 사이의 거리를 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부가 연결되며, 상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부가 수평 방향으로 이동 가능하도록 가이드하는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 연결되며, 상기 제2 연결부가 수직 방향으로 이동 가능하도록 가이드하고, 상기 고정부의 측면에 인접하게 배치되는 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부는, 상기 제2 연결부에 선택적으로 어느 하나만 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는, 각각 원통형으로 형성되며, 원통의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이식물 삽입부는, 상기 이식물 결합부와,상기 이식물 결합부의 상기 제2면이 함입되는 바디부와, 상기 바디부를 지지하는 이식물 지지부와, 상기 바디부로부터 이식물이 결합되는 방향으로 연장되도록 형성되는 복수의 가이드부와, 상기 이식물 결합부 주변에 배치되며, 상기 바디부로부터 상기 이식물이 결합되는 방향으로 일정 거리 만큼 이격된 일 지점에서 서로 교차되도록 복수의 레이저를 조사하는 레이저 조사부 및, 상기 복수의 가이드부에서, 상기 이식물이 위치한 내측 방향에 배치되며, 상기 이식물의 종단에 반사된 레이저들의 반사광들을 수광하는 레이저 감지부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 반사광들에 근거하여 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 일정 거리는, 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 상기 바디부의 저면으로부터 돌출된 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 레이저는, 파장이 각각 서로 다르며, 상기 제어부는, 각 반사광의 파장에 따라 각 반사광에 대응하는 레이저를 식별하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 대상체 두부의 수술 부위는, 상기 이식물이 삽입될 대상체 두부의 피부면 또는, 피부가 절개되어 수술 부위에 대응하는 두개골이 노출된 경우 상기 노출된 두개골의 표면 일부임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 대상체 고정부의 일면은, 상기 대상체의 두부 및 몸체가 놓여지는 플레이트부와, 상기 대상체의 두부를 고정하는 복수의 이어바(ear bars) 및, 상기 플레이트부에 놓여진 대상체의 몸체를 고정하기 위한 적어도 하나의 밴드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 대상체 두부가 수평 상태를 검출한 결과에 따라 대상체의 두부가 수평 상태를 유지하도록 고정하고, 이식물이 지향하는 각도가 기 설정된 이식 각도에 따라 고정되도록 함으로써 대상체의 두부에 이식물이 정확한 이식 각도로 이식될 수 있도록 하며, 이에 이식물이 삽입되는 지점의 오차를 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치의 예를 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 대상체 두부의 수평 상태를 검출하는 수평 검출부의 예를 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 대상체를 고정하는 고정부의 예를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 이식물이 고정되는 이식물 삽입부의 예를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 이식물 삽입부에서 이식물이 결합되는 이식물 결합부의 구조를 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 대상체의 두부 및 이식물을 고정 및, 이식물이 대상체의 두부에 삽입되는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치에서, 수평 검출부의 카메라에서 센싱된 영상에 근거하여 대상체 두부의 수평 상태를 제어하는 예를 도시한 예시도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)는, 제어부(100)와, 상기 제어부(100)와 무선 또는 유선으로 연결되며, 상기 제어부(100)에 의해 제어되는 수평 검출부(110), 고정부(120), 그리고 이식물 삽입부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 수평 검출부(110)는 고정부(120)에 고정된 대상체 두부의 수평 상태를 검출할 수 있다. 여기서 상기 대상체 두부의 수평 상태는, 이식물이 삽입될 상기 대상체 두부의 수술 부위 표면의 수평 상태를 의미할 수 있다. 일 예로 상기 수평 검출부(110)가 검출하는 대상체 두부의 수평 상태는, 이식물이 삽입될 대상체 두부의 피부면 또는, 피부가 절개되어 수술 부위에 대응하는 두개골이 노출된 경우 상기 노출된 두개골의 표면 일부의 수평 상태일 수 있다.
상기 대상체 두부 수술 부위의 수평 상태를 검출하기 위해, 상기 수평 검출부(110)는 카메라(112)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 카메라(112)는 기 설정된 복수의 기준점을 포함하는 영상을 센싱할 수 있다. 일 예로, 상기 카메라(112)에서 센싱되는 영상은, 상기 복수의 기준점을 포함하는 레이어가 합성된 영상일 수 있으며, 이 경우 수평 검출부(110)는 상기 카메라(112)로부터 센싱되는 영상에 포함된 복수의 기준점에 근거하여 상기 대상체 두부 수술 부위의 수평 상태를 검출할 수 있다.
여기서 상기 복수의 기준점은, 제1 기준점과 상기 제1 기준점을 중심으로, 상기 제1 기준점으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 배치된 복수개의 제2 기준점을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 기준점과 복수개의 제2 기준점들 각각 사이의 거리는 대상체 두부의 수술 부위와 상기 카메라(112) 사이의 거리에 따라 달라지도록 형성될 수 있다. 즉, 대상체 두부 수술 부위와 상기 카메라(112) 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우, 상기 초과된 거리에 비례하여 상기 제1 기준점과 제2 기준점들 사이의 거리는 짧아질 수 있다. 반면 대상체 두부 수술 부위와 상기 카메라(112) 사이의 거리가 기 설정된 거리 미만인 경우, 상기 초과된 거리에 비례하여 상기 제1 기준점과 제2 기준점들 사이의 거리는 길어질 수 있다. 이에 대상체 두부 수술 부위와 상기 카메라(112) 사이의 이격 거리에 따라 상기 복수의 기준점으로 형성되는 영역은 더 좁아지거나(상기 이격 거리가 가까워지는 경우), 더 넓어질 수(상기 이격 거리가 멀어지는 경우) 있다. 이러한 대상체 두부 수술 부위와 상기 카메라(112) 사이의 이격 거리를 측정하기 위해 상기 카메라(112)는 거리 측정을 위한 거리 센서를 더 포함할 수 있다.
한편 대상체 두부의 수술 부위에는 상기 복수의 기준점 각각에 대응되는 포인트들이 미리 마킹될 수 있다. 일 예로 상기 포인트들은, 상기 제1 기준점에 대응하는 제1 포인트와, 복수개의 제2 기준점에 대응하는 제2 포인트들을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 포인트들은 각각 상기 제1 포인트들로부터 동일한 거리만큼 이격된 위치에 마킹될 수 있다.
따라서 상기 수평 검출부(110)는 카메라(112)를 통해 센싱된 영상으로부터, 복수의 기준점 각각과 상기 대상체 두부의 수술 부위에 미리 마킹된 포인트들 각각의 위치 차이들을 검출할 수 있다. 그리고 검출된 위치 차들에 근거하여 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐, 즉 대상체 두부의 수술 부위가 좌측이나 우측 또는 전방이나 후방 방향으로 기울어졌는지 여부를 검출할 수 있으며, 검출된 기울어짐에 대한 정보를 제어부(100)에 전송할 수 있다.
한편 카메라(112)는 상기 복수의 기준점 각각의 깊이(depth) 측정이 가능한 카메라일 수 있다. 이 경우 수평 검출부(110)는 각 기준점 별로 카메라(112)로부터 대상체 두부의 수술 부위에 마킹된 포인트들 사이의 거리, 즉 깊이들을 측정하여 상기 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐 상태를 측정할 수도 있다.
한편 고정부(120)는 대상체를 고정하는 대상체 고정부(122)와 상기 대샅체 고정부(120)를 지지하는 지지부(124)를 포함할 수 있다. 상기 대상체 고정부(122)의 일면은 대상체의 몸체를 고정하기 위한 적어도 하나의 밴드를 포함하는 밴드부를 포함할 수 있으며, 대상체의 두부를 고정하기 위한 적어도 하나의 이어바를 포함할 수 있다. 한편 상기 대상체 고정부(122)의 타면은 반구 형태로 형성되어, 상기 반구 형태의 중심을 기준으로 회전하여 상기 대상체 고정부(122)에 고정된 대상체의 몸체 또는 두부의 기울어짐이 쉽게 변경될 수 있도록 형성될 수 있다.
한편 지지부(124)는, 상기 반구 형태로 형성된 대상체 고정부(122)의 타면이 함입될 수 있도록 형성될 수 있다. 또한 지지부(124)는 상기 반구 형태로 형성된 상기 대상체 고정부(122)의 타면을 소정각도 회전시킬 수 있는 구동부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 구동부는 복수의 액추에이터를 구비할 수 있으며, 제어부(100)의 제어에 따라 상기 반구 형태로 형성된 대상체 고정부(122)의 타면을 소정각도 회전시킬 수 있다. 그러면 상기 대상체 고정부(122)가 소정각도 회전되어 대상체 두부 수술부위의 기울어짐이 변경될 수 있다.
한편 상기 구동부는 지지부(124)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 상기 대상체 구동부에 형성되거나, 상기 지지부(124)와 상기 대상체 구동부에 각각 구비될 수도 있음은 물론이다. 이 경우 상기 지지부(124)와 상기 대상체 구동부에 각각 구비된 액추에이터들의 연계 구동으로 상기 대상체 구동부가 회전될 수 있다.
한편 이식물 삽입부(130)는 이식물이 고정되는 이식물 고정부(120)와 레이저 조사부(132), 그리고 레이저 감지부(136)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 이식물 고정부(120)는 바디부와, 상기 대상체의 두부에 삽입될 이식물이 결합되는 이식물 결합부를 포함할 수 있다. 그리고 레이저 조사부(132)는 상기 이식물 결합부로부터 일정 거리 이격된 허공 상의 일 지점(교차점)에서 서로 교차되는 복수의 레이저를 조사할 수 있다. 그리고 레이저 감지부(136)는 상기 레이저 조사부(132)에서 조사된 복수의 레이저를 감지하기 위한 복수의 감지 센서를 포함할 수 있다.
여기서 레이저 조사부(132)와 레이저 감지부(136)는 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물의 종단이 지향하는 각도를 검출하기 위한 것일 수 있다. 일 예로 레이저 조사부(132)에서 조사된 레이저들은 각각 서로 다른 위치에서 상기 교차점을 향해 조사되는 레이저들일 수 있다. 상기 레이저들 각각은 상기 이식물에 의해 적어도 일부가 반사될 수 있으며, 상기 이식물에 의해 반사되는 레이저들, 즉 레이저 반사광들이 상기 레이저 감지부(136)의 감지 센서에 수광될 수 있다. 그리고 각 레이저에 대응하는 레이저 반사광들에 근거하여 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 산출될 수 있다.
여기서 상기 조사되는 레이저들은 각각 서로 다른 파장을 가질 수 있으며, 이에 상기 이식물에 의해 반사되는 레이저 반사광들 역시 각 레이저별로 구분될 수 있다.
한편 상기 이식물 결합부는 일면은 상기 이식물과 결합이 가능하도록 형성되고, 상기 일면과 다른 타면은 반구형으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 이식물 고정부(120)의 바디부는 상기 반구형으로 형성된 이식물 결합부의 타면이 함입될 수 있도록 형성될 수 있다.
또한 이식물 고정부(120)의 바디부는 상기 반구 형태로 형성된 상기 이식물 결합부의 타면의 타면을 소정각도 회전시킬 수 있는 구동부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 구동부는 복수의 액추에이터를 구비할 수 있으며, 제어부(100)의 제어에 따라 상기 반구 형태로 형성된 이식물 결합부의 타면을 소정각도 회전시킬 수 있다. 그러면 상기 이식물 결합부가 소정각도 회전되어, 이식물 결합부에 결합된 이식물의 종단이 지향하는 각도가 변경될 수 있다.
상기 구동부는 이식물 고정부(120)의 바디부에 포함되는 것으로 설명하였으나, 상기 이식물 결합부에 형성되거나, 상기 이식물 결합부와 상기 이식물 고정부(120)의 바디부에 각각 구비될 수도 있음은 물론이다.
한편 제어부(100)는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 먼저 제어부(100)는 상기 수평 검출부(110)로부터 검출된 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐에 따라 대상체 고정부(122)를 제어하여 대상체 고정부(122)가 소정각도 회전되도록 제어할 수 있다. 제어부(100)는 상기 대상체 두부 수술 부위가 수평 상태를 이룰 때까지 상기 대상체 고정부(122)를 반복하여 제어할 수 있다.
한편 대상체 고정부(122)의 두부 수술 부위가 수평 상태를 만족하는 경우, 제어부(100)는 이식물 고정부(120)에 이식물이 고정되었는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고 이식물이 고정된 경우, 즉 이식물 결합부에 이식물이 결합된 경우, 제어부(100)는 레이저 조사부(132)에서 조사되는 레이저들이 상기 이식물의 종단에서 반사되는 레이저 반사광들에 근거하여 상기 이식물의 종단이 지향하는 각도를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 이식물 지향 각도가 기 설정된 이식물의 이식 각도에 부합되는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 판단 결과에 따라 상기 이식물 결합부가 소정 각도 회전되도록 제어하여, 상기 이식물 지향 각도를 변경할 수 있다. 여기서 제어부(100)는 상기 이식물이 지향하는 각도가 기 설정된 이식 각도를 만족할 때까지 상기 이식물 결합부를 반복하여 제어할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 이식물이 지향하는 각도가 기 설정된 이식 각도를 만족하는 경우, 상기 이식물이 결합된 이식물 결합부가 대상체 두부의 수술 부위를 향해 이동하도록 제어할 수 있다. 일 예로 상기 이식물 삽입부(130)는 상기 대상체 고정부(122)에 고정된 대상체의 두부 수술 부위로부터 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 일 예로 상기 이식물 삽입부(130)는 상기 고정부(120)의 측면에 인접하게 배치되며 상기 이식물 삽입부(130)가 수직 방향으로 이동 가능하도록 가이드하는 제1 연결부와, 상기 제1 연결부에 연결되며 상기 이식물 삽입부가 수평 방향으로 이동 가능하도록 가이드하는 제2 연결부를 통해 상기 고정부(120)와 연결될 수 있다.
이 경우 이식물 삽입부(130)는 제어부(100)의 제어에 따라 제1 연결부 또는 제2 연결부를 따라 수직 방향 또는 수평 방향으로 이동할 수 있으며, 상기 대상체 두부의 수술 부위로 이동될 수 있다. 그리고 기 설정된 이식 깊이 및 이식 각도에 따라 이식물이 삽입되도록 이동될 수 있다.
한편 상기 제어부(100)는 상기 수평 검출부(110), 이식물 삽입부(130) 및 고정부(120)와 별개로 구비되어, 상기 수평 검출부(110), 이식물 삽입부(130) 및 고정부(120)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 또는 상기 제어부(100)는 지지부(124)에 구비될 수도 있다.
한편 메모리(140)는 상기 제어부(100)의 동작을 위한 다양한 데이터 및 명령어들을 저장할 수 있다. 일 예로 메모리(140)는 제어부(100)가 상기 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐을 산출하기 위한 데이터들 및, 산출된 기울어짐에 따라 대상체 고정부(122)를 회전시킬 각도를 산출하기 위한 데이터들과 명령어들을 저장할 수 있다. 또한 메모리(140)는 상기 레이저 감지부(136)에서 수광된 레이저 반사광들에 근거하여 이식물의 각도를 산출하기 위한 데이터들(예 : 기 설정된 이식물 이식 각도 데이터) 및 산출된 각도에 따라 상기 이식물 결합부를 회전시킬 각도를 산출하기 위한 데이터들과 명령어들을 저장할 수 있다.
한편 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)의 예를 도시한 예시도이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 고정부(120)는 상술한 바와 같이 지지부(124)에 함입된 반구 형태의 타면과, 이어바를 포함하며 적어도 하나의 밴드로 대상체의 두부를 고정시킬 수 있도록 형성된 일면을 포함하는 대상체 고정부(122)를 포함하여 형성될 수 있다.
한편, 상기 고정부(120)에는 상기 대상체 고정부(122)의 상기 일면에 수직 방향으로 형성되는 제1 연결부(200)가 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 제1 연결부(200)와 수직을 이루어 상기 지지부(124)와 수평을 이루도록 배치되는 제2 연결부(210)가 상기 제1 연결부(200)에 연결될 수 있다. 상기 제1 연결부(200)는 상기 고정부(120)에 인접하게 배치된 수직 방향의 기둥 형태로 형성될 수 있으며, 상기 기둥의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있다.
한편 상기 제1 연결부(200)에 연결되는 제2 연결부(210) 역시, 상기 제1 연결부(200)와 수직 방향으로 연결된 원통의 형태로 형성될 수 있다. 또한 제2 연결부(210) 역시 상기 원통의 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 연결부(200)를 따라 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.
한편 상기 수평 검출부(110)와 이식물 삽입부(130)는 서로 별개의 모듈로 형성될 수 있다. 따라서 도 2에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 대상체 고정부(122)가 위치한 내측에 위치한 상기 제2 연결부(210)의 일단은 수평 검출부(110) 또는 이식물 삽입부(130)가 결합되도록 형성될 수 있다.
이 경우, 먼저 대상체 고정부(122)에 대상체가 고정되고, 상기 제2 연결부(210)의 일단에 수평 검출부(110)가 먼저 연결될 수 있다. 그러면 제어부(100)는 수평 검출부(110)를 통해 고정된 대상체 두부 수술 부위의 수평 상태를 검출하고, 검출 결과에 따라 대상체 고정부(122)의 타면을 회전시킬 수 있다.
그리고 대상체의 두부 수술 부위가 수평 상태를 이룸에 따라 수평 검출부(110)가 해제되고 이식물 삽입부(130)가 상기 제2 연결부(210)의 일단에 연결되면, 제어부(100)는 이식물의 각도를 검출 및 검출된 이식물의 각도에 따라 이식물 결합부의 타면을 회전시킬 수 있다. 그리고 이식물의 각도가 기 설정된 이식 각도에 부합하면, 상기 이식물 결합부를 고정하여 이식물이 지향하는 각도가 상기 이식 각도를 유지하도록 제어할 수 있다.
한편 상기 도 2에서는 이식물 삽입부(130)와 수평 검출부(110)가 탈부착 가능한 형태로 도시하였으나, 상기 이식물 삽입부(130)와 수평 검출부(110)는 하나의 모듈일 수도 있음은 물론이다. 예를 들어 이식물 삽입부(130)가, 상기 수평 검출부(110)에 구비된 카메라(112)를 더 구비하여 상기 대상체 두부 수술 부위의 수평 상태를 검출하고, 센싱된 영상을 통해 검출된 수평 상태, 즉 대상불 두부 수술 부위의 기울어짐에 대한 정보를 제어부(100)에 전송할 수도 있음은 물론이다.
한편 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 대상체 두부의 수평 상태를 검출하는 수평 검출부(110)를 보다 자세하게 도시한 경우의 예를 도시한 예시도이다.
도 3의 (a)와 (b)를 참조하여 살펴보면, 수평 검출부(110)는 상기 제1 연결부(200) 및 제2 연결부(210)에 의해 대상체 두부 수술 부위의 위쪽에 배치될 수 있으며, 이에 상기 카메라(112)는 수직 방향 아래에 위치한 대상체 두부 수술 부위의 영상을 센싱할 수 있다. 이 경우 카메라(112)는 거리 감지 센서를 포함하여 대상체 두부 수술 부위와 카메라(112) 사이의 거리를 획득할 수 있으며, 획득된 거리에 따라 제1 기준점과 제2 기준점들 사이의 거리를 변경할 수 있다.
한편 대상체(300)의 두부에는 복수의 포인트가 미리 마킹될 수 있으며, 상기 미리 마킹된 복수의 포인트와 상기 복수의 기준점 각각의 위치차에 근거하여 수평 검출부(110)는 대상체 두부 수술 부위의 수평 상태를 검출할 수 있다.
한편 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 대상체를 고정하는 고정부(120)의 구조를 보다 자세히 도시한 예시도이다.
먼저 도 4의 (a)는 고정부(120)를 위에서 바라본 평면도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 고정부(120)의 상단에 배치되어 노출되는 대상체 고정부(122)의 일면을 위에서 바라본 도면을 도시하고 있다. 도 4의 (a)를 참조하여 살펴보면, 상기 대상체 고정부(122)의 일면은 대상체의 몸체가 놓여지는 플레이트부(404), 상기 플레이트부(404)에 놓여진 대상체 몸체를 고정하는 적어도 하나의 밴드(400), 상기 대상체의 두부를 고정하는 이어바(402)가 형성될 수 있다.
한편 도 4의 (b)와 (c)는 각각 고정부(120)를 정면에서 바라본 정면도 및 측면에서 바라본 측면도를 도시하고 있는 것이다. 도 4의 (b)와 (c)를 참조하여 살펴보면, 대상체의 두부가 고정되며 이어바가 형성되는 대상체 고정부(122)의 일면과, 반구형으로 형성되는 상기 대상체 고정부(122)의 타면(122)의 구조를 보이고 있다. 이에 제어부(100)의 제어에 따라 상기 반구형으로 형성된 대상체 고정부(122)의 타면이 상기 반구 중심을 기준으로 특정 방향으로 소정 각도 회전되면, 상기 타면의 회전에 따라 상기 대상체 고정부(122)가 회전되어, 대상체 고정부(122) 일면에 고정된 대상체의 두부 수술 부위의 기울어짐이 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 이식물이 고정되는 이식물 삽입부(130)의 구조를 도시한 도면이다.
먼저 도 5의 (a), (b) 및 (c)를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 삽입부(130)는 이식물(520)이 결합되는 이식물 결합부(510), 상기 이식물 결합부(510)의 일부가 함입된 바디부(560), 상기 바디부(560)를 지지하는 이식물 지지부(550), 상기 바디부(560)로부터 이식물이 결합되는 방향으로 연장되도록 형성되는 복수의 가이드부(500), 상기 이식물 결합부(510) 주변에 배치되며, 상기 바디부(560)로부터 이식물(510)이 결합되는 방향으로 이격된 일 지점(교차점)에서 서로 교차되는 복수의 레이저(530)를 조사하는 레이저 조사부(132), 상기 가이드부(500)에서 상기 이식물(520)이 위치한 내측 방향에 배치되며, 레이저 반사광을 수광하기 위한 복수의 센서들을 포함하는 레이저 감지부(136)를 포함할 수 있다. 한편 상기 이식물 바디부(550)는 복수의 가이드부(500) 각각과 조절 나사(540)를 통해 결합될 수 있다.
한편 상기 레이저 조사부(132)는, 상기 바디부(560)의 저면에, 상기 이식물 결합부(510)의 주변에 복수개 배치될 수 있다. 그리고 상기 바디부(560)의 저면으로부터 기 설정된 이식물(520)의 이식 각도에 따라 기 설정된 거리 만큼 이격된 일 지점에서 복수의 레이저(530)가 교차되도록 레이저들을 조사할 수 있다.
여기서 상기 기 설정된 거리는, 상기 이식물 결합부(510)에 결합된 이식물(520)이 상기 바디부(560)의 저면으로부터 돌출된 거리에 따라 결정될 수 있다. 따라서 이식물(520)이 상기 이식물 결합부(510)에 결합되면, 상기 이식물(520)의 종단(522)에 상기 교차되는 레이저(530)들의 적어도 일부가 반사될 수 있다. 그러면 상기 이식물(520)의 종단(522)에 의해 반사된 레이저, 즉 레이저 반사광은 상기 가이드부(500)에 형성된 레이저 감지부(136)에 의해 수광될 수 있다.
여기서 상기 복수의 레이저(530)는 파장에 따라 각각 구분될 수 있다. 따라서 제어부(100)는 레이저 반사광의 파장에 따라 각 레이저 반사광에 대응하는 레이저를 식별하고, 식별된 레이저 반사광들의 양에 근거하여 상기 이식물(520)의 종단(522)이 지향하는 각도를 산출할 수 있다.
한편 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 이식물 삽입부(130)에서 이식물(520)이 결합되는 이식물 결합부(510)의 구조를 보다 자세하게 도시한 도면이다.
도 6을 참조하여 살펴보면, 이식물 결합부(510)는 일부(610)가 구 형태로 형성될 수 있으며, 상기 구 형태로 형성된 일부(610)가 상기 이식물 결합부(510)에 함입되도록 형성될 수 있다.
한편 도 6에서 보이고 있는 바와 같이 구 형태로 형성된 일부(610)를 제외한 나머지 일부(600)는 상기 이식물 결합부(510) 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 노출된 일부(600)에 이식물(520)이 결합되도록 형성될 수 있다. 따라서 상기 구 형태로 형성되어 이식물 결합부(510)에 함입된 일부(610)가 회전됨에 따라, 상기 이식물 결합부(510)에 결합된 이식물(520)이 지향하는 방향이 변경되도록 형성될 수 있다.
한편 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 대상체의 두부 및 이식물을 고정 및, 이식물이 대상체의 두부에 삽입되는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)의 제어부(100)는 먼저 수평 검출부(110)의 카메라(112)를 통해 대상체 두부의 영상을 센싱할 수 있다(S700). 그러면 수평 검출부(110)는 대상체 두부의 수술 부위에 미리 마킹된 복수의 포인트들을 포함하는 영상을 센싱할 수 있으며, 상기 영상으로부터 미리 마킹된 복수의 포인트들과 기 설정된 복수의 기준점들 각각의 위치를 비교할 수 있다. 그리고 상기 대상체 두부의 수술 부위에 미리 마킹된 포인트들과, 기 설정된 복수의 기준점들 간의 위치 차이에 근거하여 상기 대상체 두부의 수술 부위의 기울기를 검출할 수 있다(S702).
한편 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)의 수평 검출부(110)에 구비된 카메라(112)는 복수의 기준점 각각의 깊이(depth) 측정이 가능한 카메라일 수 있다. 이 경우 상기 S702 단계는 각 기준점 별로 카메라(112)로부터 대상체 두부의 수술 부위에 마킹된 포인트들 사이의 거리, 즉 깊이들을 측정하고 측정된 깊이들을 서로 비교한 결과에 근거하여 상기 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐 상태를 측정하는 단계일 수 있다.
한편 상기 S702의 기울기 검출 결과에 따라 제어부(100)는 대상체 두부의 수술 부위가 수평 상태를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다(S704), 상기 S704 단계의 판단 결과, 대상체 두부의 수술 부위가 수평 상태를 만족하지 못하는 경우라면, 제어부(100)는 상기 S702 단계에서 검출된 기울기에 근거하여 대상체 고정부(122)를 회전시킬 수 있다(S706). 이 경우 제어부(100)는 상기 S702 단계에서 검출된 기울기에 대응하는 방향으로, 검출된 기울기에 대응하는 각도만큼 상기 대상체 고정부(122)를 회전시킬 수 있다. 이에 상기 대상체 두부의 기울어짐이 변경되고, 따라서 대상체 두부 수술 부위의 기울기가 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상체 고정 장치(1)에서, 수평 검출부(110)의 카메라(112)에서 센싱된 영상에 근거하여 대상체 두부의 수평 상태를 제어하는 예를 도시한 예시도이다.
도 8을 참조하여 살펴보면, 도 8의 상단 도면은, 상기 S700 단계에서 센싱된 영상의 예를 보이고 있는 것이다. 이 경우 도 8의 상단 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 대상체 두부의 수술 부위에 미리 마킹된 포인트들(820a, 820b, 820c, 820d, 820e) 중 적어도 일부가, 기 설정된 기준점들(810a, 810b, 810c, 810d, 810e)과 일치하지 않는 경우, 제어부(100)는 대상체 두부 수술 부위가 수평 상태가 아니라고 판단할 수 있다.
이러한 경우 제어부(100)는 각 포인트들과 기준점들 각각의 위치 차에 근거하여 대상체 두부 수술 부위의 기울어짐을 산출할 수 있다. 즉, 도 8의 상단 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 일부의 포인트들(820c, 820d, 820e)이 대응하는 기준점들(810c, 810d, 810e)의 우측에 위치하는 경우, 제어부(100)는 대상체 두부 수술 부위의 우측이 아래 방향으로 기울어진 상태로 판단할 수 있다. 그리고 기준점들의 위치에 부합하지 않는 포인트들의 위치에 근거하여 기울어진 각도를 산출할 수 있다.
일 예로 제어부(100)는 대응하는 기준점들의 위치에 부합되지 않는 포인트들(820c, 820d, 820e)의 위치와, 그 포인트들(820c, 820d, 820e)에 대응하는 각 기준점들(810c, 810d, 810e) 사이의 거리에 근거하여 대상체 두부 수술 부위가 기울어진 각도를 산출할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 기울어진 각도를 보상하도록 대상체 고정부(122)를 회전시킬 수 있다. 이에 도 8의 하단 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 대상체 두부의 수술 부위에 미리 마킹된 포인트들(820a, 820b, 820c, 820d, 820e)의 위치가, 기 설정된 기준점들(810a, 810b, 810c, 810d, 810e)의 위치에 부합되는 경우, 제어부(100)는 대상체 두부의 수술 부위가 수평을 이루었다고 판단할 수 있다.
한편 상기 기준점들은, 도 8에서 보이고 있는 바와 같이 각각 일정 영역을 형성하도록 형성될 수 있다. 이 경우 제어부(100)는 각 기준점에 해당하는 영역 내에, 대응되는 포인트가 위치하는 경우, 기준점의 위치에 대응하는 포인트의 위치가 부합된다고 판단할 수 있다.
한편 상기 S706 단계에서 대상체 고정부(122)가 소정 각도 회전되면, 제어부(100)는 상기 S700 단계 내지 S704 단계를 통해 대상체 두부 수술 부위가 수평 상태를 만족하는지 여부를 다시 판단할 수 있다. 그리고 상기 S704 단계의 판단 결과 대상체 두부 수술 부위가 수평 상태를 만족하는 경우 이식물 삽입부(130)를 제어하여 이식물(520)의 종단을 초점으로 레이저들이 조사되도록 레이저 조사부(132)를 제어할 수 있다(S708).
이 경우 상기 이식물 삽입부(130)와 수평 검출부(110)가 일체형인 경우에는 상기 S704 단계에서 대상체 두부 수술 부위가 수평 상태를 만족하는지 여부에 따라 바로 S708 단계가 수행될 수 있다. 그러나 상기 이식물 삽입부(130)와 수평 검출부(110)가 일체형이 아닌 경우라면, 상기 S708 단계는 이식물 삽입부(130)가 제어부(100)에 연결되었는지 여부를 검출하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 그리고 상기 이식물 삽입부(130)가 제어부(100)에 연결된 경우에, 이식물(520)의 종단을 초점으로 레이저들이 조사되도록 상기 레이저 조사부(132)를 제어하는 단계가 수행될 수 있다.
한편 레이저 조사부(132)를 통해 복수의 레이저가 조사되면 제어부(100)는 조사된 레이저들이 상기 이식물(520)의 종단에 반사되어 형성되는 레이저 반사광에 근거하여 이식물(520)이 현재 지향하는 각도를 산출할 수 있다(S710). 그러면 제어부(100)는 산출된 이식물 지향 각도가 기 설정된 이식 각도에 부합하는지 여부를 판단할 수 있다(S712).
상기 S712 단계의 판단 결과, 산출된 이식물 지향 각도가 기 설정된 이식 각도에 부합하지 않는 경우라면, 제어부(100)는 산출된 이식물 지향 각도에 근거하여 이식물 결합부(510)를 소정 각도 회전시킬 수 있다(S714). 이에 따라 이식물(520)이 지향하는 각도가 변경되면 제어부(100)는 다시 S710 단계로 진행하여, 지향하는 각도가 변경된 이식물(520)의 종단에 따른 레이저 반사광들로부터 이식물(520)의 지향 각도를 다시 산출할 수 있다. 그리고 S712 단계로 진행하여 변경된 이식물 지향 각도가 기 설정된 이식 각도에 부합하는지 여부를 판단할 수 있다.
한편 상기 S712 단계의 판단 결과, 이식물 지향 각도가 기 설정된 이식 각도에 부합하는 경우라면, 제어부(100)는 이식물을 대상체의 두부에 삽입하는 과정을 수행할 수 있다(S716). 상기 S716 단계에서 제어부(100)는, 기 설정된 이식 각도로 고정된 이식물(520)을, 수평 상태로 고정된 대상체 두부의 수술 부위에, 기 설정된 깊이만큼 삽입할 수 있다.
따라서 본 발명은 대상체의 두부 수술 부위의 기울기를 검출하고 검출된 기울기에 따라 대상체의 두부가 소정 각도 회전되도록 제어함으로써, 대상체의 두부 특성에 상관없이 수술 부위가 수평 상태를 이루도록 할 수 있다는 효과가 있다. 또한 본 발명은 레이저를 이용하여 이식물의 각도를 검출하고, 기 설정된 이식 각도를 지향하도록 제어함으로써 이식물의 삽입시에 발생하는 오차를 보다 줄일 수 있다는 효과가 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 일 예로 상술한 설명에 따르면 본 발명의 실시 예에 따른 이식물 및 대상물 고정 장치(1)의 제어부(100)는 상기 수평 검출부(110), 이식물 삽입부(130) 및 고정부(120)와 별개로 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 수평 검출부(110), 이식물 삽입부(130) 및 고정부(120)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있음을 언급한 바 있다. 이 경우 상기 제어부(100)는 상기 수평 검출부(110), 이식물 삽입부(130) 및 고정부(120)에 무선 또는 유선으로 연결되는 별개의 컴퓨터 일 수 있다.
한편 상술한 설명에서는, 대상체 고정부가(122)의 일면이 반구형으로 형성되어 좌우 뿐만 아니라 전후 방향으로도 소정 각도 회전가능하도록 형성된 예를 개시하였다. 그러나 이와는 달리 상기 대상체의 두부가 고정되는 대상체 고정부(122)는 좌우 방향으로만 소정각도 회전이 가능하도록 일면이 원통형으로 형성되고, 대상체의 몸체를 고정하는 고정부(120)가, 대상체의두부 방향 또는 두부 반대 방향의 높낮이를 조절함으로써 대상체 두부의 전후 방향의 기울어짐 상태를 변경하도록 형성될 수도 있음은 물론이다.
한편 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 대상체 및 이식물 고정 장치
100 : 제어부 110 : 수평 검출부
112 : 카메라 120 : 고정부
122 : 대상체 고정부 124 : 지지부
130 : 이식물 삽입부 132 : 레이저 조사부
134 : 이식물 고정부 136 : 레이저 감지부
140 : 메모리

Claims (13)

  1. 이식물 및 상기 이식물을 삽입하기 위한 대상체 두부를 고정하는 고정 장치에 있어서,
    상기 대상체 두부의 수술 부위 영상을 센싱하며, 상기 수술 부위에 미리 마킹된 복수의 포인트와, 기 설정된 복수의 기준점의 위치 차에 근거하여 상기 수술 부위의 수평 상태를 검출하는 수평 검출부;
    일면에 상기 대상체의 두부가 고정되며, 타면이 반구 형태로 형성되어 상기 타면의 회전에 따라 상기 일면에 고정된 대상체의 두부 기울기가 변경되도록 형성되는 대상체 고정부 및, 상기 대상체 고정부를 지지하는 지지부를 포함하는 고정부;
    상기 이식물과 결합될 수 있도록 형성되는 제1면과, 반구 형태로 형성되는 제2면을 구비하는 이식물 결합부를 포함하며, 상기 제2면의 회전에 따라 상기 제1면에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 형성되는 이식물 삽입부; 및,
    상기 수평 검출부의 상기 수술 부위 수평 상태 검출 결과에 따라, 상기 수술 부위가 수평을 이루도록 상기 대상체 고정부를 제어하고, 기 설정된 이식물 이식 각도에 따라 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도가 변경되도록 상기 이식물 삽입부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평 검출부는,
    상기 대상체 두부의 수술 부위 영상과, 상기 복수의 기준점을 포함하는 레이어가 합성된 영상을 획득하는 카메라를 구비하며,
    상기 복수의 기준점은,
    제1 기준점과 상기 제1 기준점을 중심으로, 상기 제1 기준점으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 배치된 복수개의 제2 기준점을 포함하고,
    상기 미리 마킹된 복수의 포인트는,
    상기 제1 기준점에 대응하는 제1 포인트와, 상기 복수개의 제2 기준점에 각각 대응하며, 상기 제1 포인트들로부터 각각 동일한 거리만큼 이격된 복수의 제2 포인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 기준점은,
    각각 일정 영역을 형성하도록 형성되며,
    상기 제어부는,
    특정 기준점에 해당하는 영역 내에, 상기 특정 기준점에 대응하는 포인트가 위치하는 경우, 상기 특정 기준점의 위치에 대응하는 포인트의 위치가, 상기 특정 기준점의 위치가 같은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 카메라는,
    상기 복수의 기준점 각각의 깊이(depth) 측정이 가능한 카메라이며,
    상기 수평 검출부는,
    상기 복수의 기준점 각각에 대응하는 상기 미리 마킹된 복수의 포인트 각각의 깊이들을 측정하고 측정된 깊이들을 서로 비교한 결과에 따라 상기 수술 부위의 수평 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 카메라는,
    상기 수술 부위와 상기 카메라 사이의 거리를 측정하는 거리 센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 수술 부위와 상기 카메라 사이의 측정된 거리에 따라 상기 제1 기준점과 복수의 제2 기준점 각각 사이의 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부가 연결되며, 상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부가 수평 방향으로 이동 가능하도록 가이드하는 제2 연결부;
    상기 제2 연결부와 연결되며, 상기 제2 연결부가 수직 방향으로 이동 가능하도록 가이드하고, 상기 고정부의 측면에 인접하게 배치되는 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수평 검출부 및 상기 이식물 삽입부는,
    상기 제2 연결부에 선택적으로 어느 하나만 연결되는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는,
    각각 원통형으로 형성되며, 원통의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이식물 삽입부는,
    상기 이식물 결합부;
    상기 이식물 결합부의 상기 제2면이 함입되는 바디부;
    상기 바디부를 지지하는 이식물 지지부;
    상기 바디부로부터 이식물이 결합되는 방향으로 연장되도록 형성되는 복수의 가이드부;
    상기 이식물 결합부 주변에 배치되며, 상기 바디부로부터 상기 이식물이 결합되는 방향으로 일정 거리 만큼 이격된 일 지점에서 서로 교차되도록 복수의 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 및,
    상기 복수의 가이드부에서, 상기 이식물이 위치한 내측 방향에 배치되며, 상기 이식물의 종단에 반사된 레이저들의 반사광들을 수광하는 레이저 감지부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 반사광들에 근거하여 상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 지향하는 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 일정 거리는,
    상기 이식물 결합부에 결합된 이식물이 상기 바디부의 저면으로부터 돌출된 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 레이저는,
    파장이 각각 서로 다르며,
    상기 제어부는,
    각 반사광의 파장에 따라 각 반사광에 대응하는 레이저를 식별하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 대상체 두부의 수술 부위는,
    상기 이식물이 삽입될 대상체 두부의 피부면 또는, 피부가 절개되어 수술 부위에 대응하는 두개골이 노출된 경우 상기 노출된 두개골의 표면 일부임을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 대상체 고정부의 일면은,
    상기 대상체의 두부 및 몸체가 놓여지는 플레이트부;
    상기 대상체의 두부를 고정하는 복수의 이어바(ear bars); 및,
    상기 플레이트부에 놓여진 대상체의 몸체를 고정하기 위한 적어도 하나의 밴드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식물 및 대상체 두부 고정 장치.
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