KR102342336B1 - 역행성 신요관 결석제거술 시뮬레이터 - Google Patents

역행성 신요관 결석제거술 시뮬레이터 Download PDF

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Abstract

내시경 네비게이션 훈련 또는 결석분쇄 훈련을 할 수 있는 RIRS 시뮬레이터를 개시한다. RIRS 시뮬레이터는 신배와 신우를 모델링한 콩팥구조물과 내시경이 삽입될 수 있는 배관을 포함하고, 신배의 각 게실에는 식별표시가 존재한다.

Description

역행성 신요관 결석제거술 시뮬레이터{RIRS simulator}
본 발명의 실시 예는 콩팥의 신우 및 신배 구조에 대한 내시경 네비게이션 훈련 또는 결석분쇄 훈련을 할 수 있는 RIRS(retrograde intrarenal surgery) 시뮬레이터에 관한 것이다.
콩팥은 복수 개의 게실로 구성되는 신배와 깔때기 모양의 신우로 구성된다. 방광의 요도를 통해 연성내시경으로 콩팥 내부를 관찰하면서 결석 등을 제거하는 시술을 할 수 있다. 그러나 연성내시경으로 보이는 시야를 통해 깔때기 모양의 신우에서 신배의 각 게실의 위치를 정확하게 파악하는데 한계가 있으므로, 미리 훈련이 필요하다. 종래에는 콩팥의 게실의 위치를 파악하고 결석 제거의 훈련을 위하여 카데바 실험과 동물 실험 등을 이용하였으나, 이는 시간 및 장소에 제약이 많을 뿐 아니라 동물을 대상으로 한다는 점에서 윤리적 문제가 발생한다.
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 신배의 각 게실의 위치를 파악하는 네비게이션 훈련 또는 결석을 제거하는 훈련을 할 수 있는 RIRS 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터의 일 예는, 신배와 신우를 모델링한 콩팥구조물; 및 상기 콩팥구조물의 신우와 연결되어 내시경이 삽입될 수 있는 배관;을 포함하고, 상기 신배의 각 게실은 식별표시를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 신배의 각 게실에 식별표시를 하여 훈련자가 게실의 위치를 찾는 네비게이션 훈련을 용이하게 할 수 있다. 다른 실시 예로, RIRS 시뮬레이터의 상부를 투명 또는 반투명하게 만들어 내시경 카메라가 없어도 훈련이 가능하다. 또 다른 실시 예로, RIRS 시뮬레이터 내부에 결석구조물을 위치시켜 결석 제거 훈련을 할 수 있다. 또 다른 실시 예로, RIRS 시뮬레이터에 물을 순환시켜 결석 분쇄 훈련 시 레이저 사용 중 발생하는 온도에 영향을 받지 않도록 할 수 있고, 분쇄된 결석이 요관을 통해 자연스럽게 배출되도록 유도할 수 있다. 또 다른 실시 예로, RIRS 시뮬레이터를 인체의 실제 3차원 영상을 기반으로 만들어 훈련의 몰입도 및 훈련 성과를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터의 일 예의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 RIRS 시뮬레이터의 물배출통을 열었을 때의 모양을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콩팥구조물의 일 예를 분리하여 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 콩팥구조물의 다른 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터에 대해 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터의 일 예의 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 RIRS 시뮬레이터의 물배출통을 열었을 때의 모양을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, RIRS 시뮬레이터(100)는 본체(110), 물배출통(120), 콩팥구조물(130,132), 배관(140), 물공급관(150) 및 물펌프(200) 등을 포함한다.
본 실시 예의 RIRS 시뮬레이터(100)는 콩팥에서 방광으로 오줌이 흐르는 것과 같은 효과를 나타내고 결석분쇄 훈련 시 레이저 사용 중 발생하는 온도에 영향을 받지 않도록 하고, 분쇄된 결석이 요관을 통해 자연스럽게 배출할 수 있도록 콩팥구조물(130,132)과 배관(140)에 물이 흐를 수 있는 구조를 도시하고 있다. 그러나 이는 하나의 예일 뿐 본 발명의 RIRS 시뮬레이터(100)는 반드시 물이 흐르는 구조일 필요는 없으며, 콩팥구조물(130,132) 및 배관(140)만으로 구성될 수도 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1의 각 구성을 모두 포함하는 RIRS 시뮬레이터(100)에 대해 설명한다.
본체(110)의 상면에 콩팥구조물(130,132)과 배관(140) 등이 위치한다. 본 실시 예는 본체(110) 상면에 각각의 지지대(160)를 통해 콩팥구조물(130,132)과 배관 (140) 등을 고정하는 구조를 도시하고 있으나, 본체(110)의 모양은 실시 예에 따라 다양할 수 있으며 또한 콩팥구조물(130,132)과 배관(140)을 본체(110)에 고정하기 위한 지지대(160)의 모양이나 배치 등도 실시 예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
콩팥구조물(130,132)은 콩팥 내부의 신배와 신우를 모델링한 구조물이다. 예를 들어, 콩팥구조물은 실제 인체의 3차원 영상(예를 들어, CT(Computed Tomography)으로부터 콩팥 영역을 추출하고, 모델링 프로그램을 사용하여 모델링을 하고, 모델링된 콩팥 영역의 내부 구조를 3차원 프린터로 프린팅 하여 콩팥구조물(130,132)을 바로 제작하거나, 콩팥구조물(130,132) 제작을 위한 몰드를 생성할 수 있다. 그 몰드에 고분자물질 등을 주입하여 콩팥구조물(530,540)을 제작할 수 있다.
콩팥구조물(130,132)은 내시경 네비게이션 훈련을 위해 신배의 각 게실에 식별표시를 포함할 수 있다. 식별표시는 점, 숫자, 기호, 색상 등 각 게실을 구분할 수 있는 다양한 표시형태일 수 있으며 어느 하나의 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예의 RIRS 시뮬레이터(100)는 좌측 콩팥(130) 및 우측 콩팥(132)을 모두 모델링한 2개의 콩팥구조물을 도시하고 있으나, 실시 예에 따라 좌측 콩팥 또는 우측 콩팥 중 어느 하나의 콩팥구조물을 포함할 수도 있다. 또한, 콩팥구조물(130,132)은 하나의 모듈로 구성되거나 내부에 결석구조물을 위치시킬 수 있도록 분리 가능한 상부모듈과 하부모듈로 구성될 수 있다. 콩팥구조물(130,132)의 상세 구조에 대해서는 도 3에서 다시 살펴본다.
배관(140)은 인체의 요관을 모사한 것으로, 일정 길이를 가지며 투명, 불투명 또는 반투명의 호스로 구현될 수 있다. 예를 들어, 배관(140)은 콩팥과 방광 사이의 요관의 실제 길이에 해당하는 길이로 구성될 수 있다. 이 외에도 배관(140)의 길이는 실시 예에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 배관(140)의 일단(142)은 콩팥구조물(130,132)의 신우와 연결되고, 타단(146)은 물배출통(120) 방향에 배치된다. 훈련자는 배관(140)의 타단(146)을 통해 내시경을 삽입하여 콩팥구조물(130,132) 내의 신배 게실을 찾는 네비게이션 훈련을 할 수 있다. 훈련자는 각 게실에 표시된 식별표시를 통해 자신이 정확한 게실로 내시경을 삽입하였는지 직접 확인할 수 있다.
배관(140)은 물의 원활한 흐름을 위하여 수평방향으로 배치되거나 콩팥구조물(130,132) 또는 그 반대 방향으로 일정 각도 기울어져 배치될 수 있다. 다른 실시 예로, 물이 배출되는 배관(140)의 타단(146)에는 물이 배출통으로 잘 배출될 수 있도록 물배출관(148)이 배관(140)에 T자형으로 연결될 수 있다. 실시 예에 따라 물배출관(148)은 생략될 수 있다.
물공급관(150)은 배관(140)의 일측에 T자 또는 Y자 형상으로 연결된다. 물공급관(150)은 물펌프(200)와 연결되고, 물펌프(200)로부터 공급되는 물을 배관(140)으로 출력한다. 물펌프(200)로부터 공급되는 물이 콩팥구조물(130,132) 내부로 잘 흘러 들어갈 수 있도록 물공급관(150)은 배관(140)이 콩팥구조물이 만나는 지점(142)과 가까운 위치(예를 들어, 콩팥구조물과 만나는 배관의 끝 지점에서부터 수Cm 이내의 위치)에서 배관과 연결될 수 있다. 물공급관(150)은 배관의 아래쪽 또는 옆쪽에서 연결될 수 있다.
다른 실시 예로, 물공급관(150)은 콩팥구조물(130,132) 쪽을 향해 배관(140)과 일정 각도 기울어져 연결될 수 있다. 즉, 물공급관(150)의 물 배출방향이 콩팥구조물(130,132) 쪽으로 기울어져 있을 수 있다. 이 경우에, 물펌프(200)에서 공급되는 물은 그 압력에 의해 물공급관(150)에서 배출되어 콩팥구조물(130,132) 내부로 우선 흐르고, 콩팥구조물(130,132)을 채운 물은 다시 배관(140)을 통해 물배출통(120)으로 배출된다. 다른 실시 예로, 물공급관(150)과 배관(140)이 직각으로 연결될 수 있다. 이 경우에 물공급관(150)으로부터 배출된 물의 일부가 배관(140)을 따라 콩팥구조물(130,132)로 흘러갈 수 있다. 그러나 배관(140)이 콩팥구조물(130,132)의 반대 방향으로 아래쪽으로 기울어져 있다면, 그 물이 콩팥구조물로 잘 흘러가지 않을 수 있으므로 이 경우에 배관은 수평방향으로 배치되거나 콩팥구조물(130,132) 쪽으로 약간 기울어져 배치될 수 있다.
물공급관(150)을 통해 배출된 물이 콩팥구조물(130,132)의 내부를 일정 높이로 채운 후 배관(140)을 통해 원활하게 물배출통(120)으로 배출될 수 있도록 물공급관(150)을 통해 공급되는 물의 양과 유속은 실시 예에 따라 적절하게 조정될 수 있다. 일 실시 예로, 물공급관(150)의 단면적의 크기를 배관(140)의 단면적의 크기보다 작게 하여 물이 원활하게 콩팥구조물(130,132)을 거쳐 배관(140)을 통해 흘러 나가도록 할 수 있다.
물배출통(120)은 본체로부터 뺄 수 있는 서랍형태로 구현될 수 있다. 물배출통(120) 내부에 물펌프(200)가 존재하고, 물펌프(200)는 물공급관(150)을 통해 콩팥구조물(130,132)에 물을 공급한다. 물배출통(120)에 물을 일정 높이 채워 물펌프(200)가 물을 콩팥구조물(130,132)을 통해 순환시키도록 할 수 있다. 다른 실시 예로, 물배출통(120)은 본체(110)의 일부로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본체(110)는 사각형 박스 형태로 구현되고, 본체(110)가 물배출통의 역할을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콩팥구조물의 일 예를 분리하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 콩팥구조물(130)은 하부모듈(300)과 상부모듈(310)로 구성된다. 본 실시 예에는 상부모듈(310)을 아래 방향(A)에서 바라보았을 때의 내부 구조를 함께 도시하고 있다.
상부모듈(310)과 하부모듈(300)은 체결수단(320)을 통해 상호 연결될 수 있다. 상부모듈(310)과 하부모듈(300)을 결합하는 체결수단(320)은 본 실시 예에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니며 종래의 다양한 체결수단이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
상부모듈(310)과 하부모듈(300)은 콩팥 내부의 신배와 신우를 모사하고 있다. 하부모듈(300) 및/또는 상부모듈(310)의 신배의 각 게실에는 각 게실을 구분할 수 있는 식별표시(302,312)가 존재한다. 본 실시 예는 점의 개수로 각 게실을 구분하는 예를 도시하고 있으나, 숫자나 기호, 문자, 색상 등 다양한 식별표시 방법이 적용될 수 있다. 본 실시 예는, 상부모듈(310)과 하부모듈(300) 모두에 식별표시(312,302)를 포함하는 예를 도시하고 있으나, 상부모듈(310) 또는 하부모듈(300) 중 어느 하나에만 식별표시가 포함될 수 있다. 또 다른 예로, 상부모듈(310)과 하부모듈(300)의 식별표시의 방법이 서로 다르게 할 수도 있다. 즉, 상부모듈에는 숫자로 각 게실을 구분 표시하고, 하부모듈에는 점의 개수로 각 게실을 구분 표시할 수도 있다.
콩팥구조물(130)의 신배의 게실 또는 신우에 결석구조물을 배치할 수 있다. 결석구조물은 초음파나 레이저 등으로 분쇄될 수 있은 물질로 구성될 수 있으며, 일 예로 석고로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 콩팥구조물(130)의 하부모듈(300)에 적어도 하나 이상의 결석구조물을 배치한 후 상부모듈을 결합할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 콩팥구조물의 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 콩팥구조물(130)의 상부모듈(310)은 투명 또는 반투명 소재로 구성될 수 있다. 이 경우에, 콩팥구조물(130) 내부의 콩팥 게실이나 신우를 훈련자가 눈으로 확인할 수 있다. 따라서 훈련자는 내시경카메라 없이 직접 콩팥구조물을 보면서 네비게이션 훈련 또는 결석분쇄 훈련을 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RIRS 시뮬레이터의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, RIRS 시뮬레이터(500)는 수조(410), 콩팥구조물(520), 배관(530), 방광구조물(540), 덮개(550)를 포함한다. 콩팥구조물(520)과 방광구조물(540)은 각각 수조(510) 내부의 일측에 위치하고, 배관(530)은 콩팥구조물(520)과 방광구조물(540) 사이를 연결한다.
방광구조물(540)은 콩팥구조물(520)보다 더 높게 배치된다. 수조(510)에 물을 부었을 때 콩팥구조물(520)은 물 속에 잠기도록 하고 방광구조물(540)의 요도 부위는 물에 잠기지 않도록 하여 요도 부위를 통해 내시경을 삽입하여 네비게이션 훈련 또는 결석분쇄 훈련이 가능하도록 한다. 콩팥구조물(520)이 물 속에 잠기므로 결석분쇄 훈련 시 레이저 사용 중 발생하는 온도에 영향을 받지 않도록 할 수 있고, 분쇄된 결석이 요관을 통해 자연스럽게 배출되도록 유도할 수 있다.
본 실시 예의 RIRS 시뮬레이터(500)는 좌측 콩팥 및 우측 콩팥을 모두 모델링한 2개의 콩팥구조물을 도시하고 있으나, 실시 예에 따라 좌측 콩팥 또는 우측 콩팥만 모델링한 하나의 콩팥구조물을 포함할 수도 있다. 콩팥구조물(520)은 도 1 내지 도 4에서 살핀 구조로 구현될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 신배와 신우를 모델링한 콩팥구조물; 및
    상기 콩팥구조물의 신우와 연결되어 내시경이 삽입될 수 있는 배관;을 포함하고,
    상기 신배의 각 게실은 식별표시를 포함하고,
    상기 배관에 T자 형상 또는 Y자 형상으로 연결된 물공급관;을 더 포함하고,
    상기 물공급관은 물펌프로부터 공급받은 물을 상기 배관으로 출력하고,
    상기 배관은 수평방향으로 배치되거나 상기 콩팥구조물 방향으로 기울어져 있고,
    상기 배관의 일단은 상기 신우와 연결하고 타단은 물배출통 방향으로 배치하여 상기 콩팥구조물을 채운 물이 상기 물배출통으로 배출되도록 구현한 것을 특징으로 하는 RIRS 시뮬레이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 콩팥구조물은,
    내부에 결석구조물의 삽입이 가능하도록 탈부착가능한 상부모듈과 하부모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 RIRS 시뮬레이터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 콩팥구조물의 상부는 투명소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 RIRS 시뮬레이터.
  4. 삭제
  5. 삭제
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