KR102386515B1

KR102386515B1 - 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 조직 절제 시스템

Info

Publication number: KR102386515B1
Application number: KR1020190164738A
Authority: KR
Inventors: 원영재; 김기섭; 채유경
Original assignee: 주식회사 인텍메디
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2022-04-18
Also published as: KR20210074442A

Abstract

실시예는, 조직을 절제하는 조직 절제 장치에서 상기 조직으로 조사되는 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 조직에서 반사된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 반사된 신호를 이용하여 상기 조직 내의 혈관의 위치, 상기 혈관의 위치에서 혈액의 속도, 상기 혈액의 종류, 상기 혈관 이외의 림프관과 신경의 위치, 상기 조직을 절제하기 위한 에너지 및 상기 조직의 포획 여부 중 적어도 하나가 적용된 영상 신호를 출력하는 영상 추출부;를 포함하는 영상 생성 모듈을 개시한다.

Description

조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 조직 절제 시스템{TISSUE DISSECTION DEVICE, MODULE FOR GENERATING IMAGE AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}

실시예는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 말한다. 이러한 수술 중 개복 수술은 복강이나 안면의 피부(skin)를 갈라서 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 수술에 해당한다.

이러한 개복 수술을 시술할 때에는, 피부를 절개하여 피부와 조직 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한 후, 그 공간을 통해 수술 행위를 수행하게 되므로, 상처가 많이 나고 수술 후 치유가 더디다는 문제가 있어, 최근에는 이에 대한 대안으로서 복강경 수술이 주목받고 있다.

복강경 수술은 환자의 수술 부위에 작은 구멍을 뚫은 후 이 구멍을 통해 복강경을 삽입하여 복강 내 수술부위를 관찰하면서 수술하는 방식으로, 각종 내과 및 외과 수술, 비뇨기과 및 산부인과 영역 등에서 널리 이용되고 있다. 복강경 수술은 기존의 개복 수술에 비하여 회복기간 단축, 작은 흉터, 통증 및 감염 위험 감소 등과 같은 많은 장점 때문에, 1990년 담낭 절제술을 시작으로 급속도로 발전하고 있다.

현재는 대장암수술, 위암수술, 탈장, 간 절제술과 갑성선 수술 등 외과 수술의 거의 모든 분야에 적용되고 있고, 전체 수술의 약 20~40%를 차지하고 있으며, 향후에는 전체수술의 80%에 이를 것으로 전망된다.

복강경은 신체의 내부기관을 화상 진단하는 장비의 하나로서, 통상적으로 소형 카메라가 장착된 기기를 체내에 삽입하여 소형 카메라로부터 검출된 화상정보를 외부에 설치된 모니터를 통해 관찰할 수 있도록 구성되어 있다.

복강경 수술은 절제해야 할 조직 내부에 존재하는 혈관의 위치와 크기는 환자에 따라 천차만별이며, 그 정보 또한 알 수가 없어 의사의 해부학적 지식 및 경험을 통해 동맥 등의 혈관 위치를 가늠하여 수술을 진행해야 하므로, 이로 인해 조직 절제 시 의도치 않은 혈관 절제가 이루어질 가능성이 다분하다.

복강경 수술 중 혈관이 절제된 경우, 출혈을 막기 위한 상당한 시간과 노력이 소모되어 환자와 의사의 컨디션을 악화시킬 수 있으며, 심한 경우 대량 출혈로 인해 환자를 사망에까지 이르게 할 수 있을 정도로 치명적인 문제라 할 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 복강경 조직 절제시 의도치 않은 혈관절제 자체를 방지하기 위한 연구보다는 혈관절제가 이루어진 후 초음파 등의 에너지로 지혈하여 문제를 줄이기 위한 미봉책성 개발에 그치고 있다.

또한, 조직 내부를 지나가는 혈관의 위치는 환자에 따라 다르고 그 크기 또한 천차만별이므로, 조직을 통과하는 광신호의 세기 정보만으로는 조직 내부의 혈관 존재 유무 및 크기에 대한 정보를 정확히 대변할 수 있다고 할 수 없으며, 장치가 오작동을 일으킬 경우, 수술 중 환자에게 상당한 위험을 초래할 수 있다. 실제 수술과정에서, 의도치 않은 혈관절제 발생 확률은 대략 3%에 해당되며, 이 중 치명적인 손상이 발생할 확률은 대략 18% 정도이며, 이처럼 의도치 않은 혈관절제로 인한 치료 소모 비용으로 수십억 달러가 지출되는 실정이다.

이에, 복강경 등의 조직 절제 장치는 조직 내의 혈관 등을 용이하게 검출할 필요성이 존재한다.

실시예는 절제하고자 하는 조직 내부의 혈관 등을 용이하게 검출하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

또한, 스캐닝을 이용하여 절제 시 참고되는 다양한 정보를 조작자에게 제공하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

또한, 정확한 절제를 위해 일측에 광섬유를 배치하여 육안 또는 광신호를 이용한 내부 영상화를 제공하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

또한, 조작자가 용이하게 절제와 라인스캐닝을 수행할 수 있는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

또한, 복강경수술, 흉강경수술, 로봇수술 또는 개복수술 등과 같은 다양한 종류의 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 방지하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 영상 생성 모듈은 조직을 절제하는 조직 절제 장치에서 상기 조직으로 조사되는 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 조직에서 반사된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 반사된 신호를 이용하여 상기 조직 내의 혈관의 위치, 상기 혈관의 위치에서 혈액의 속도, 상기 혈액의 종류, 상기 혈관 이외의 림프관과 신경의 위치, 상기 조직을 절제하기 위한 에너지 및 상기 조직의 포획 여부 중 적어도 하나가 적용된 영상 신호를 출력하는 영상 추출부;를 포함한다.

상기 조직 절제 장치는 제1 죠 및 상기 제1 죠 상에서 회전이동하는 제2죠를 포함하고 조직을 절제하는 절제 장치; 상기 절제 장치와 연결되는 연장부; 상기 절제 장치의 동작을 조작하는 조작부; 및 상기 절제 장치, 상기 연장부 및 상기 조작부를 따라 연장되어 배치되고 상기 신호 생성부에서 생성된 신호가 조사되는 신호부;를 포함하고, 영상 추출부는, 제1 죠와 제2 죠의 최소 이격 거리와 제1 죠의 길이 또는 제2 죠의 길이를 이용하여 상기 영상 신호에서 수직 길이와 수평 길이를 산출하는 제1 추출부를 포함할 수 있다.

상기 영상 추출부는 상기 반사된 신호의 세기 및 블러(blur)가 발생하는 영역을 상기 혈관의 위치로 추출하는 제2 추출부;를 포함할 수 있다.

상기 제2 추출부는 상기 블러의 변화량을 통해 상기 혈액의 속도를 산출할 수 있다.

상기 제2 추출부는 상기 혈액의 속도를 기설정된 값과 비교하여 혈액의 종류를 동맥 또는 정맥으로 추출할 수 있다.

상기 제2 추출부는 상기 혈관의 크기를 추출하고 소정의 크기 이상인 경우 상기 조직 절제 장치를 제어할 수 있다.

상기 제2 추출부는 상기 조직 절제 장치 내에서 절제부와 중첩여부를 판단하여 상기 조직의 포획 여부를 추출할 수 있다.

상기 혈액의 속도가 기설정된 속도보다 작은 경우 상기 혈관의 위치를 상기 림프관의 위치로 추출하는 제3 추출부를 더 포함할 수 있다.

상기 혈관의 크기로부터 상기 조직을 절제하기 위해 조사되는 에너지를 추출하는 제4 추출부를 더 포함할 수 있다.

실시예에 다른 조직 절제 시스템은 조직을 절제하는 절제 장치를 포함하는 조직 절제 장치; 상기 조직 절제 장치로 신호를 제공하고 상기 조직에서 반사된 신호를 제공받아 영상 신호를 출력하는 영상 생성부; 및 상기 영상 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 영상 생성부는, 상기 조직 절제 장치를 통해 상기 조직으로 조사되는 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 조직에서 반사된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 반사된 신호를 이용하여 상기 조직 내의 혈관의 위치, 상기 혈관의 위치에서 혈액의 속도, 상기 혈액의 종류, 상기 혈관 이외의 림프관과 신경의 위치, 상기 조직을 절제하기 위한 에너지 및 상기 조직의 포획 여부 중 적어도 하나가 적용된 영상 신호를 출력하는 영상 추출부;를 포함한다.

실시예에 따르면, 절제하고자 하는 조직 내부의 혈관 등을 용이하게 검출하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 구현할 수 있다.

또한, 스캐닝을 이용하여 절제 시 참고되는 다양한 정보를 조작자에게 제공하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 구현할 수 있다.

또한, 정확한 절제를 위해 일측에 광섬유를 배치하여 육안 또는 광신호를 이용한 내부 영상화를 제공하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제작할 수 있다.

또한, 조작자는 절제를 수행하기 전에 절제 부위에 대한 라인스캐닝을 용이한 조작으로 수행할 수 있다.

또한, 복강경수술, 흉강경수술, 로봇수술 또는 개복수술 등과 같은 다양한 종류의 수술 시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 방지하는 조직 절제 장치, 영상 생성 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제작할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 실시예에 따른 조직 절제 시스템의 블록도이고,
도 2는 실시예에 따른 조직 절제 장치의 개념도이고,
도 3은 실시예에 따른 절제 장치의 사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 절제 장치의 분해 사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 절제 장치의 상면도이고,
도 6은 실시예에 따른 조직 절제 장치의 사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 조직 절제 장치의 측면도이고,
도 8은 실시예에 따른 조작부의 동작과 동작에 대응하는 절제 장치의 동작을 설명하는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 영상 생성부 및 디스플레이부의 블록도이고,
도 10 내지 도 15는 실시예에 따른 영상 생성부 및 디스플레이부의 동작을 설명하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 실시예에 따른 조직 절제 시스템의 블록도이고, 도 2는 실시예에 따른 조직 절제 장치의 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 조직 절제 장치(1000)는 절제 장치(100), 연장부(200) 및 조작부(300)를 포함할 수 있다.

먼저, 절제 장치(100)는 조직의 원하는 부위가 절제되는 장치로, 제1 죠(jaw, 110), 제2 죠(120), 신호부(130)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

연장부(200)는 절제 장치(100)와 연결될 수 있다. 특히, 연장부(200)는 플렉시블하게 이동 가능한 관형구조를 가질 수 있다. 연장부(200)는 인체 내부로 삽입되는 절제 장치(100)와 외부에 설치된 영상 생성부를 연결할 수 있다. 이러한 연장부(200)에는 상술한 신호부가 이동 가능하도록 연결 장치 등이 배치될 수 있다.

조작부(300)는 절제 장치(100)의 동작을 조작할 수 있다. 예컨대, 조작부(300)는 절제 장치(100)에 의해 제1죠와 제2 죠의 회전을 조작하여 열림 및 닫힘(또는 개폐)을 수행하고 이를 통해 조직을 절제할 수 있다. 또한, 조작부(300)는 신호부(130)의 라인스캐닝을 위해 신호부(130)를 길이 방향(원위 또는 근위 방향)으로 이동하도록 조작할 수 있다.

예컨대, 조작부(300)는 자동조작방식 또는 수동조작방식으로 기능할 수 있다. 자동조작방식은 조작부(300)를 통해 입력이 존재하면(예컨대, 버튼 푸쉬) 신호부를 소정의 시간 동안 소정의 횟수로 전후 이동하는 방식일 수 있다.

수동조작방식은 조작자가 수동으로 조작부(300)의 전진 또는 후진이동의 속도, 시간 등을 모두 조절하는 방식일 수 있다. 이에 따라, 조작자는 원하는대로 조직의 스캔거리 등을 조절할 수 있다.

실시예에 따른 조직 절제 시스템은 조직 절제 장치(1000), 영상 생성부(2000) 및 디스플레이부(3000)를 포함할 수 있다.

실시예로, 조직 절제 시스템은 조직 절제 장치(1000)의 전단을 인체로 삽입하여, 조직 절제 장치(1000)를 조직 절제 장치(1000)의 절제 장치에 홀딩된 조직에서 비정상조직인 절제부위와 정상조직인 비절제부위가 구분되도록 이미지화시키는 시스템이다.

조직 절제 장치(1000)는 상술한 구조 및 기능을 가지는바, 이하에서는 조직 절제 장치(1000)에 대한 설명을 생략하기로 한다.

그리고 영상 생성부(2000)는 신호생성부(미도시됨), 영상신호 산출부를 포함할 수 있다. 신호생성부(미도시됨)는 상술한 조직 절제 장치의 신호부로 신호를 제공하는 부재이다.

신호생성부는 광신호 등을 출사하는 다양한 광원이 적용될 수 있다.

영상신호 산출부는 조직에서 반사된 신호를 간섭시켜 영상 신호를 출력하고 출력된 영상 신호를 디스플레이부(3000)로 송신할 수 있다. 여기서, 영상 신호는 신호부를 통해 제공받은 절제부에 홀딩된 조직의 일면에서 반사된 신호를 광 간섭시켜 얻을 수 신호일 수 있다.

여기서, 간섭된 신호는 상술한 스캔신호일 수 있으며, 스캔신호는 x축을 광신호가 조직에서 반사된 깊이, y축을 배면 산란 강도(backscattered intensity)을 하여 산출된 그래프의 요소(예컨대, 기울기)일 수 있다. 예컨대, 조작자는 그래프상의 기울기가 급격하게 변하는 부분을 절제조직으로, 기울기변화가 완만한 부분을 비절제조직으로 용이하게 판단하여 절제를 수행할 수 있으므로, 실시예에 따른 조직 절제 시스템은 수술의 편의성 및 수술의 정확성을 향상시킬 수 있다.

또한, 영상 추출부는 예컨대 광신호에 대한 OCT(Optical coherence tomography) 기술이 적용된 광 간섭 광학계를 포함할 수 있다.

디스플레이부(3000)는 영상 생성부(2000)에 연결되어 영상 생성부(2000)에서 출력된 신호(예컨대, 광간섭된 신호)를 영상화할 수 있다. 이 때, 디스플레이부(3000)는 조직의 절제부위와 비절제부위로 영상화하여 조작자에게 제공할 수 있다.

이 때, 상술한 바와 같이 신호부가 제1 죠의 측면에 배치되므로 조작자는 일면에서 절제 조직의 위치를 육안으로 확인함과 동시에 조직 내부의 혈관 등의 존재 유무를 영상을 통해 확인하여 절제 여부에 대한 올바른 판단을 수행할 수 있다. 이에 따라, 의도치 않은 혈관 절제 등의 사고를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 실시예에 따른 조직 절제 시스템은 카메라 등의 촬영 소자 없이도 용이하게 절제부위/비절제부위를 구분할 수 있는 영상을 제공할 수 있다.

아울러, 초음파절제 또는 고주파절제 기구 이외에, 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서, 복강경수술, 흉강경수술 또는 로봇수술 등 다양한 수술에서 혈관과 같은 미세조직을 절제하기 위해 사용되는 다양한 종류의 구성부품이 절제 장치에 장착될 수 있음을 이해해야 한다.

도 3은 실시예에 따른 절제 장치의 사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 절제 장치의 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 절제 장치(100)는 제1 죠(jaw, 110), 제2 죠(120)를 포함할 수 있다. 나아가, 절제 장치(100)는 신호부(130)를 더 포함할 수 있다. 또는 조직 절제 장치는 신호부(130)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 신호부(130)는 절제 장치, 연장부, 조작부를 따라 연장 배치될 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 영상 생성부와 연결될 수 있다.

먼저, 제1 죠(110)는 제1 방향(X축 방향)으로 연장될 수 있다. 여기서, 제1 방향(X축 방향)은 제1 죠(110)의 연장 방향으로 후술하는 신호부(130)의 연장 라인과 동일할 수 있으며 이하 '길이 방향'과 혼용될 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)은 제1 방향(X축 방향)에 수직한 방향이다. 제2 방향(Y축 방향)은 제1 죠에서 신호부를 향한 방향일 수 있다. 제3 방향(Z축 방향)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)에 수직한 방향일 수 있다. 실시예로, 제3 방향(Z축 방향)은 제2 죠에서 제1 죠를 향한 방향에 대응할 수 있으며, '수직 방향'과 혼용될 수 있다.

제1 죠(110)는 절제 장치(100)의 상부에 위치할 수 있다. 그리고 제1 죠(110)는 일부 영역이 곡률을 가질 수 있다. 특히, 후술하는 제1 영역에서 곡률을 가질 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.

또한, 제1 죠(110)는 일측에 홈(110a)을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제1 죠(110) 하단에 위치하는 조직에 대한 시야가 용이하게 확보될 수 있다.

제2 죠(120)는 제1 죠(110)의 하부에 위치할 수 있다. 제2 죠(120)는 제1 죠(110)와 결합할 수 있다. 실시예에서 제1 죠(110) 또는 제2 죠(120)는 회전 이동할 수 있다. 그리고 상술한 회전 이동에 의하여 제1 죠(110)와 제2 죠(120)는 제1 죠(110)와 제2 죠(120) 사이에 배치될 수 있는 조직을 홀딩(holding)할 수 있다. 또한, 제1 죠(110)와 제2 죠(120)는 제2 죠(120)의 돌기(121a)에 의해 조직을 원하는 위치에서 용이하게 절제할 수 있다. 그리고 절제를 수행하기 위한 조작은 후술하는 조작부에 의해 이루어질 수 있으며 이에 대한 설명은 후술한다.

또한, 제2 죠(120)는 리세스(RS1) 및 리세스(RS1)에 안착하는 절제부(121)를 포함할 수 있다.

절제부(121)는 제1 죠(110)를 향한 상부에 돌기(121a)를 포함할 수 있다. 조직이 제1 죠(110)와 제2 죠(120) 사이에 없다면, 제1 죠(110)는 제1 죠(110)의 회전에 의해 돌기(121a)와 접할 수 있다. 실시예에서 돌기(121a)는 상부를 향해 돌출된 형상이면 복수 개일 수 있다.

또한, 절제부(121)는 하부로 돌출된 슬라이딩부(121b)를 포함할 수 있다. 슬라이딩부(121b)는 리세스(RS1) 내에 안착할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 절제부(121)가 제2 죠(120) 내에서 제2 죠(120)와 슬라이딩 결합하여 상호 간의 결합력이 향상될 수 있다.

리세스(RS1)는 슬라이딩부(121b)와 결합할 수 있는 홈인 슬라이딩홈(RS1a)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 절제부(121)의 슬라이딩부(121b)가 슬라이딩홈(RS1a)을 따라 리세스(RS1) 내로 슬라이딩할 수 있다. 이로써, 절제부(121)의 분리 및 결합이 용이하게 이루어질 수 있으며, 분리 시 세척이 수행될 수 있다.

리세스(RS1)는 일부분에서 제2 죠(120)의 단부면(120k)까지 형성될 수 있다. 다시 말해, 리세스(RS1)는 제1 죠(110)의 연장 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 그리고 리세스(RS1)는 절제부(121)의 형상과 대응할 수 있다.

또한, 리세스(RS1)는 제2 죠(120)의 일측에 위치하고 리세스(RS1)에 의해 돌출부(120a)는 제2 죠(120)의 타측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 리세스(RS1)와 돌출부(120a)는 모두 길이 방향으로 연장될 수 있다.

구체적으로, 제2 죠(120)는 일측에 위치하는 돌출부(120a)를 포함할 수 있다. 돌출부(120a)는 리세스(RS1)와 인접할 수 있다. 돌출부(120a) 상에는 후술하는 신호부(130)가 배치될 수 있다. 즉, 신호부(130)는 제2 죠(120) 상에 배치될 수 있다. 이로써, 신호부(130)는 절제부(121)와 이격 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 절제 장치(100)는 절제부(121)에 의해 신호부(130)의 손상 발생을 용이하게 차단할 수 있다.

신호부(130)는 절제부(121)의 연장 방향(또는 길이 방향), 예컨대, 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 신호부(130)는 제1 죠(110)와 제2 죠(120)에 의해 홀딩된 조직을 향해 신호(예컨대, 광신호이며 이하 광신호, 광 등의 용어와 혼용함)을 조사할 수 있다. 다시 말해, 신호부(130)는 조직에 대해 광신호를 제공하고 반사된 광신호를 수신하는 라인스캐닝을 수행할 수 있다. 이에 따라, 후술하는 영상생성부가 라인스캐닝에 의해 반사된 광신호를 이용하여 조직에서 절제부위 또는 비절제부위를 영상으로 제공할 수 있다.

신호부(130)는 후술하는 조작부에 의해 길이 방향으로 전후이동(근위/원위 이동)이 조절될 수 있다. 예컨대, 후술하는 조작부는 신호부의 전후이동을 자동 또는 수동으로 조절할 수 있다.

신호부(130)는 제1 죠(110)와 제3 방향(Z축 방향), 예컨대 수직 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 신호부(130)는 제2 죠(120)의 돌출부(120a) 상에 안착하므로 제2 죠(120)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 즉, 신호부(130)는 하부의 제2 죠(120)에 의해 지지될 수 있다. 나아가, 신호부(130)는 제2 죠(120) 상에서 제1 죠(110)와 제2 방향으로 이격되어 제2 죠(120) 상에 놓일 조직에 대해 정확한 위치에서 광신호를 조사할 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 죠(120) 상의 조직의 전체 두께(제2 방향으로 길이)에 대해 길이 방향으로 라인 스캐닝하므로, 조직의 절제부위와 비절제부위를 조작자가 정확하게 판단할 수 있다.

그리고 신호부(130)는 광섬유를 포함할 수 있으며, 광섬유를 통해 광신호가 조직을 향해 조사될 수 있다. 추가적으로, 신호부(130)는 광섬유를 둘러싸는 커버, 버퍼 등을 더 포함할 수 있다.

그리고 신호부(130)는 상술한 바와 같이 광조사부와 광수신부를 모두 포함할 수 있다. 신호부(130)는 단부에 개구된 송수신부(131)를 가질 수 있으며, 송수신부 (131)를 통해 광신호를 방출하고 반사된 광신호를 수신할 수 있다. 실시예로, 신호부(130)는 조직을 향해 광신호를 방출하는 광조사부와 조직에서 반사된 광신호를 수신하는 광수신부는 후술하는 영상 생성부와 연결될 수 있다. 또한, 송수신부(131)는 조직을 향해 배치될 수 있다. 즉, 송수신부(131)는 제1 죠(110)와 제2 죠(120)의 사이 영역을 향해 개구된 형상일 수 있다.

또한, 신호부(130)는 유연 재질로 이루어져 원하는 형상을 제공할 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 절제 장치의 상면도이다.

도 5를 참조하면, 실시예에서 제1 죠(110)는 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(S1)은 제2 죠(120)의 절제부(121)와 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩되는 영역일 수 있다. 즉, 제1 영역(S1)은 제1 죠(110) 또는 제2 죠(120)의 회전에 의해 제1 죠(110)가 절제부(121)의 돌기(121a)와 접하는 영역일 수 있다.

제1 영역(S1)은 일부 영역 또는 전체에서 제1 곡률(r1)을 가질 수 있다. 실시예로, 제1 죠(110)는 길이 방향으로 연장되고 서로 마주보는 제1 외측면(F1) 및 제2 외측면(F2)을 포함할 수 있다. 제1 외측면(F1)과 제2 외측면(F2)은 제1 곡률(r1)을 가질 수 있다. 이에 따라, 조직 절제 시 조직에 대한 시야가 용이하게 확보되며 제1 죠(110)에 의한 주변 장기 등에 손상 발생을 방지할 수 있다.

이에 대응하여, 제2 죠(120)의 절제부(121)도 제2 곡률(r2)을 가질 수 있다. 제1 곡률(r1)은 제2 곡률(r2)과 동일할 수 있다. 이로써, 제1 죠(110)와 절제부(121) 간의 접촉 면적은 제1 죠(110)와 절제부(121)에 대해 제2 방향으로 동일한 비율의 이격 거리를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제1 죠(110)와 절제부(121) 간의 접촉(예컨대, 절제 기능)시에 제1 죠(110)와 절제부(121) 간에 가해지는 힘이 일측면에 집중되지 않을 수 있다. 이에, 제1 죠(110)와 절제부(121)의 신뢰성이 개선될 수 있다.

또한, 신호부(130)도 제1 영역(S1)에 대응하는 영역(예컨대, 절제부와 제2 방향으로 중첩되는 영역)에서 제3 곡률(r3)을 가질 수 있다. 제3 곡률(r3)은 제1 곡률(r1) 및 제2 곡률(r2)과 동일할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 신호부(130)를 통해 광신호 등이 제1 죠(110)를 향해 출사되고(SG1), 제1 죠(110)와 절제부(121) 사이의 조직에서 반사되더라도(SG2), 거리에 따른 오차를 최소화할 수 있다.

또한, 제2 죠(120)는 길이 방향으로 연장되고 서로 마주보는 제1 에지면(E1) 및 제2 에지면(E2)을 포함할 수 있다. 제1 에지면(E1)은 제1 외측면(F1)과 인접하게 배치되고, 제2 에지면(E2)은 제2 외측면(F2)과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 에지면(E1)은 제1 죠(110)에서 홈(110a)이 위치하는 측과 대응되게 위치할 수 있으며, 제2 에지면(E2)은 신호부(130) 또는 돌출부(120a)아 인접하게 배치될 수 있다.

실시예로, 제1 외측면(F1)과 제1 에지면(E1) 사이의 제1 이격 거리(d1)는 제2 외측면(F2)과 제2 에지면(E2) 사이의 제2 이격 거리(d2)보다 작을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제2 죠(120)는 일측에 돌출부(120a)를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 신호부는 제2 외측면(F2)과 제2 에지면(E2) 사이에 위치하므로, 제2 이격 거리(d2)를 제1 이격 거리(d1)보다 크게 가져감으로써 신호부(130)가 배치될 수 있는 공간을 용이하게 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 외측면(F1)과 제1 에지면(E1) 사이의 제1 이격 거리(d1)를 감소하여 제1 죠(110)와 제2 죠(120) 사이에 위치하는 조직의 위치 특히, 절제 위치를 정확하게 인지할 수 있는 시야를 제공할 수 있다.

또한, 홈(110a)은 상술한 바와 같이 제1 외측면(F1)에 배치되어 절제 대상인 조직에 대한 정확한 시야를 제공할 수 있다.

추가로, 절제 장치는 초음파, 레이저 등과 연결되어 절제부위에 절제를 위한 에너지 조사가 이루어질 수도 있다.

또한, 제2 죠(120)의 단부면(120k)은 제1 죠(110)의 단부보다 제1 방향(또는 길이 방향)으로 더 연장될 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 조직 절제 장치의 사시도이고, 도 7은 실시예에 따른 조직 절제 장치의 측면도이고, 도 8은 실시예에 따른 조작부의 동작과 동작에 대응하는 절제 장치의 동작을 설명하는 도면이다.

도 6 내지 도 8를 참조하면, 실시예에 다른 조직 절제 장치는 상술한 바와 같인 절제 장치(100), 연장부(200) 및 조작부(300)로 이루어질 수 있다.

조작부(300)는 핸드 홀더(310), 개폐 트리거(320), 스캐닝 트리거(330), 스위치부(340), 신호부 이동 부재(350), 신호부 홀더(360), 회전부재 (370)를 포함할 수 있다.

먼저, 핸드 홀더(310)는 제1 방향으로 일측에 위치하는 제1 하우징과 타측에 위치하는 제2 하우징으로 이루어질 수 있다. 제1 하우징과 제2 하우징은 다양한 결합 방식에 의해 결합될 수 있다. 도한, 본 명세서에서 설명하는 다양한 구성요소는 다양한 결합 방식에 결합될 수 있음을 이해해야 한다.

또한, 핸드 홀더(310)는 조작자가 용이하게 파지가능한 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 핸드 홀더(310)는 내부에 수용부를 가질 수 있다. 그리고 수용부에는 후술하는 다양한 구성요소가 배치될 수 있다. 그리고 이하에서 제1 방향(X축 방향) 중 도면 상 절제 장치에 인접할수록 원위로 설명하며, 반대의 경우 근위로 설명한다.

핸드 홀더(310)는 그립 앵커(grip anchor) 또는 새들 표면(saddle surface)을 가질 수 있다. 새들 표면은 엄지 손가락과 집게 손가락이 손 상에서 연결되는 갈퀴막(web) 상에 위치할 수 있다.

또한, 핸드 홀더(310)의 하부에서 손바닥과 접하는 근위면은 손의 손바닥을 수용하는 피스톨 그립 윤곽부를 가질 수 있다. 상기 근위면은 손의 손바닥을 수용할 수 있는 윤곽을 가지도록 형성될 수 있다.

또한, 핸드 홀더(310)는 그립 앵커 상부에 근위 측으로 돌출된 돌출부를 가질 수 있다. 돌출부는 핸드 홀더(310)를 구조적으로 안정시키고 핸드 홀더에 대한 조작자의 제어가 용이하게 수행되도록 엄지 손가락과 집게 손가락 사이에 위치된 손의 최상부 손가락 갈퀴막과 접할 수 있다.

개폐 트리거(320)는 절제 장치의 개폐를 스위칭(on/off)할 수 있다. 핸드 홀더(310)의 하단에 위치하고, 핸드 홀더(310)와 결합할 수 있다. 또한, 개폐 트리거(320)는 회전 구동이 가능하도록 핸드 홀더(310)와 결합할 수 있다.

개폐 트리거(320)는 회전 구동에 의해 일부가 핸드 홀더(310) 내로 삽입될 수 있다. 개폐 트리거(320)는 인체공학적으로 이루어져, 조작자가 용이하게 인터페이싱(interfacing)할 수 있다. 개폐 트리거(320)는 조작자의 압박력이 가해지면 상술한 일부가 핸드 홀더(310) 내로 삽입되면서 제1 죠와 제2 죠의 회전 구동을 수행할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하 서술한다.

개폐 트리거(320)는 베이스(321), 제1 가압부재(322) 및 제2 가압부재(323)를 포함할 수 있다.

베이스(321)는 핸드 홀더(310) 외측에 위치하고 조작자의 손가락이 접하여 조작자의 압박력(squeezing force)이 가해지는 부분일 수 있다. 베이스(321)는 조작자의 압박력에 의해 회전을 수행할 수 있다. 또한, 후크 형상으로 이루어질 수 있다.

제1 가압부재(322)는 베이스(321)에 연결되고 베이스(321)의 근위면에서 개폐 트리거(320)를 향해 연장될 수 있다. 제1 가압부재(322)는 적어도 일부가 핸드 홀더(310) 내에 위치할 수 있다. 즉, 제1 가압부재(322)는 핸드 홀더(310)와 제1 방향에 수직한 방향으로 중첩될 수 있다.

제1 가압부재(322)는 핸드 홀더(310) 내에서 근위 또는 원위로 이동할 수 있다. 이 때, 제1 가압부재(322)는 핸드 홀더(310)와 연결된 후크(hk)를 통해 핸드 홀더(310)와 결합할 수 있다. 실시예로, 제1 가압부재(322)가 핸드 홀더(310) 내에서 근위로 최대 이동된 경우 후크(hk)는 제1 가압부재(322)에 형성될 돌기와 결합할 수 있다. 이에, 제1 가압부재(322)는 핸드 홀더(310) 내에서 근위로 최대 이동된 상태로 유지될 수 있다. 즉, 제1 가압부재(322)의 이동 및 후크(hk)에 의해 잠금(locking) 상태가 이루어질 수 있다. 잠금 상태에서 스캐닝 트리거(330)의 이동이 가능할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다. 그리고 잠금 상태에서도 소정의 범위로 제1 가압부재(322)의 이동이 일부 가능할 수 있다.

그리고 제1 가압부재(322)가 근위로 이동하면(A1) 제1 죠 또는 제2 죠의 회전(B1)으로 제1 죠와 제2 죠는 닫힌다. 다시 말해, 제1 죠와 제2 죠는 조직을 파지할 수 있다.

반대로, 제1 가압부재(322)가 원위로 이동하면(A2), 제1 죠 또는 제2 죠의 회전(B2)으로 제1 죠와 제2 죠는 서로 열린다. 다시 말해, 제1 죠와 제2 죠는 조직을 파지하지 않는다.

제2 가압부재(323)는 제1 가압부재(322)의 상부에 위치할 수 있다. 제2 가압부재(323)는 제1 연결부재(LE1)를 통해 신호부 이동 부재(350)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 가압부재(323)는 제1 가압부재(322)와 마찬가지로 베이스(321)의 이동에 따라 근위 또는 원위로 이동할 수 있다.

제2 가압부재(323)는 핸드 홀더(310) 내부에서 근위 또는 원위로 이동할 수 있다. 제2 가압부재(323)는 조작자의 압박력에 의해 핸드 홀더(310) 내에서 근위로 이동할 수 있다. 이 때, 제2 가압부재(323)에 연결된 제1 연결부재(LE1)가 근위로 이동할 수 있다.

제1 연결부재(LE1)는 근위 단부에 배치된 제1 탄성부재(SP1)와 결합할 수 있다. 실시예로, 제1 연결부재(LE1)가 제2 가압부재(323)에 의해 근위 또는 원위로 이동하는 경우 제1 연결부재(LE1)도 제2 가압부재(323)의 이동에 따라 근위 또는 원위로 이동하여 제1 탄성부재(SP1)를 가압할 수 있다.

또한, 잠금 상태에서 제2 가압부재(323)의 단부가 근위로 최대 이동되며, 제1 연결부재(LE1)의 일단부(근위)도 근위로 최대 이동할 수 있다.

또한, 제1 탄성부재(SP1)는 제1 연결부재(LE1)의 이동에 따라 압축 또는 팽창될 수 있다. 또한, 제1 연결부재(LE1)의 타단부(근위)가 근위 또는 원위로 이동할 수 있다.

또한, 이러한 제1 탄성부재(SP1)는 스프링일 수 있다.

스캐닝 트리거(330)는 상술한 신호부(130)가 제1 방향(예컨대, 원위 방향)으로 이동하게 한다. 실시예로, 스캐닝 트리거(330)가 조작자의 조작(가압)에 의해 하부로 이동한 경우에 신호부(130)가 원위로 이동하여 라인스캐닝이 수행될 수 있다. 이와 달리, 스캐닝 트리거(330)가 조작자의 조작이 없는 경우 상부 및 근위로 이동한 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 신호부(130)의 단부는 제1죠 또는 제2 죠와 제1 방향으로 이격 배치될 수 있다. 즉, 신호부(130)를 이용한 조직에 대한 스캐닝이 수행되기 전으로 대기 상태일 수 있다. 조작자의 조작에 의해 스캐닝 트리거(330)가 이동하는 동작은 후술한다.

스위치부(340)는 핸드 홀더(310)의 일측에 위치할 수 있다. 스위치부(340)는 복수 개의 스위치로 이루어질 수 있다. 스위치부(340)는 절제 장치에서 절제 또는 회전부재(370)의 회전을 조절할 수 있다.

실시예로, 스위치가 근위에서 원위로 이동하는 경우 절제 장치에서 블레이드(blade)가 제1 죠와 제2 죠 사이로 이동하여 조직에 대한 절제를 수행할 수 있다. 이 때, 스위치는 블레이드(blade)와 다양한 방식으로 연결될 수 있다.

또한, 스위치가 근위에서 원위로 이동하는 경우 회전부재(370)의 회전 동작이 수행될 수 있다. 이에, 연장부와 절제 장치가 회전할 수 있다. 이를 통해, 조작자는 조직의 방향에 따라 용이한 방향으로 절제 장치를 회전할 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.

신호부 이동 부재(350)는 제1 연결부재, 신호부 홀더(360) 그리고 제2 연결부재(LE2)를 통해 스캐닝 트리거(330)와 연결될 수 있다.

신호부 이동 부재(350)는 스캐닝 트리거(330)가 일측(예로, 하부)으로 이동하는 경우 연결부재(LE2)가 원위로 이동하고, 연결부재(LE2)의 이동으로 신호부 이동 부재(350)도 원위로 이동할 수 있다. 이에 따라, 신호부 이동 부재(350)에 연결된 신호부 홀더(360)도 원위로 이동할 수 있다. 상술한 원위로의 이동에 대응하여 반대인 근위로의 이동도 수행될 수 있다.

또한, 신호부 이동 부재(350)는 제1 가압부재(322) 및 제2 가압부재(323)가 근위로 최대 이동된 상태에서만 원위로 이동할 수 있다.

실시예로, 조직 절제 장치는 신호부 이동 부재(350)를 지지하는 신호부 홀더(HD)를 더 포함할 수 있다. 신호부 홀더(HD)는 일단이 제1 연결부재(LE1)와 접하고 제1 연결부재(LE1)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 신호부 홀더(HD)는 제1 연결부재(LE1)의 근위 또는 원위로의 이동에 따라 신호부 이동 부재(350)를 가압 또는 가압 해제할 수 있다.

제2 가압부재(323)가 근위로 이동하면, 상술한 제1 연결부재(LE1)도 근위로 이동하고, 제1 연결부재(LE1)가 지지하는 신호부 홀더(HD)가 상부로 이동할 수 있다. 이 때, 제1 연결부재(LE1)의 단부(원위 측)는 상부를 향해 연장된 구조일 수 있다.

제2 가압부재(323)가 원위로 이동한 상태에서는 신호부 홀더(HD)는 신호부 이동 부재(350)를 가압할 수 있다. 그리고 제2 가압부재(323)가 근위로 이동한 상태에서는 신호부 홀더(HD)가 상부로 이동하여 신호부 이동 부재(350)를 가압하지 않을 수 있다. 이에, 신호부 이동 부재(350)는 원위로 이동할 수 있다.

또한, 제2 가압부재(323)는 제1 가압부재(322)와 동일한 방향(근위 또는 원위)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 조작자의 일동작(예, 가압)으로 조직의 파지가 수행되고 이후에 신호부의 라인스캐닝이 가능해질 수 있다.

신호부 홀더(360)는 신호부 이동 부재(350)의 단부(원위 단부)와 결합할 수 있다. 신호부 이동 부재(350)가 근위 또는 원위로 이동하고, 이러한 이동에 대응하여 신호부 홀더(360)는 근위 또는 원위로 이동할 수 있다.

신호부 홀더(360)는 내측에 신호부(130)가 위치할 수 있으며 내부에 나선형 구조의 홀딩 부재가 위치할 수 있다. 홀딩 부재는 신호부 홀더(360) 및 신호부(130)와 결합할 수 있다. 그리고 홀딩 부재는 신호부 홀더(360)의 근위 또는 원위로 이동에 대응하여 신호부(130)를 근위 또는 원위로 이동할 수 있다. 신호부 홀더(360)는 이동 시 발생하는 진동을 최소화하여 신호부(130)의 근위 또는 원위로의 이동에 따라 라인 스캐닝이 정확하게 수행되게 한다.

회전부재(370)는 신호부 홀더(360) 근위에 위치하고 연장부와 결합할 수 있다. 회전부재(370)는 스위치부와 연결되어 조작자가 스위치부를 조작하는 경우에, 이에 대응하여 회전부재(370)가 회전할 수 있다. 또한, 연장부와 연장부에 결합된 절제 장치도 회전할 수 있다. 이에 따라, 조작자는 혈관의 위치, 형상에 대응하여 절제가 용이한 방향으로 절제 장치를 용이하게 회전할 수 있다.

추가적으로, 조작부(300)는 센서(380)를 더 포함할 수 있다.

센서(380)는 신호부의 이동 거리를 감지할 수 있다. 실시예로, 센서(380)는 핸드 홀더(310) 내에 위치할 수 있다. 그리고 센서(380)는 제2 연결부재(LE2) 또는 신호부 이동 부재(350)의 상부에 위치하여, 제2 연결부재(LE2) 또는 신호부 이동 부재(350)의 근위 또는 원위로의 이동을 감지할 수 있다.

실시예로, 센서(380)는 변위 센서(potential meter)로서 제2 연결부재(LE2)의 회전 각도를 통해 신호부(130)의 이동거리를 감지할 수도 있다. 또는 센서(380)는 신호부 이동 부재(350)의 이동 거리를 통해 신호부(130)의 이동거리를 감지할 수 있다.

도 9는 실시예에 따른 영상 생성부 및 디스플레이부의 블록도이고, 도 10 내지 도 15는 실시예에 따른 영상 생성부 및 디스플레이부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 영상 생성부(2000)는 신호 생성부(2100), 수신부(2200), 영상 추출부(2300), 메모리부(2400)를 포함할 수 있다. 나아가, 영상 생성부(2000)는 스플리터(SP), 기준 미러(RM)을 더 포함할 수 있다.

신호 생성부(2100)는 영상을 산출하기 위하여 신호부를 따라 조직에 제공되는 신호를 생성할 수 있다. 신호 생성부(2100)는 신호부와 연결되고 신호부로 신호를 출력할 수 있다.

신호 생성부(2100)는 광원을 포함할 수 있으며, 광원은 OCT 측정에 이용되는 레이저 빔을 조사할 수 있다. 또한, 광원은 파장 가변 레이저로 이루어질 수 있다.

신호 생성부(2100)에서 생성된 신호는 일부(제1 신호)가 스플리터(SP)에서 굴절되어 기준 미러(RM)로 조사되고, 기준 미러(RM)는 조사된 신호를 반사하고, 반사된 신호인 기준 신호(예, 기준 광)가 수신부(2200)로 제공될 수 있다.

또한, 신호 생성부(2100)에서 생성된 신호는 다른 일부(제2 신호)가 스플리터(SP)를 투과하여 신호부를 따라 대상체(예, 조직)로 조사되고, 조직에서 반사된 신호(예로, 샘플 신호 또는 샘플 광)가 신호부를 따라 다시 수신부(2200)로 제공될 수 있다.

스플리터(SP)는 생성된 신호를 분리하고(예로, 제1 신호와 제2 신호로) 굴절을 통해 기준 미러(RM)로 조사되게 광 경로를 변경할 수 있다. 또한, 스플리터(SP)는 기준 미러(RM)에서 반사된 기준 신호를 통과시켜 수신부(2200)로 향하게 할 수 있다.

기준 미러(RM)는 분리된 신호 일부를 반사하여 기준 신호를 생성한다. 스플리터(SP) 및 기준 미러(RM)는 영상 생성부와 연결되고 영상 생선부 내에 위치할 수 있으나, 영상 생성부와 신호부 사이에 위치할 수도 있다.

수신부(2200)는 상술한 제1 신호와 제2 신호를 수신할 수 있다. 수신부(2200)는 광 검출 소자를 포함할 수 있다. 예시적으로, 수신부(2200)는 광 다이오드(photo diode) 등을 포함하여, 제1 신호와 제2 신호를 수신할 수 있다. 또한, 수신부(220)는 수신된 광 신호를 전기적 신호로 변화할 수 있다.

또한, 수신부는 센서로부터 신호부의 이동 거리를 수신할 수 있다.

영상 추출부(2300)는 수신부(2200)로부터 제1 신호와 제2 신호를 이용하여 영상 신호(또는 영상)를 산출할 수 있다. 여기서, 영상 신호 또는 영상은 조작자에게 제공되는 이미지에 대응하는 신호이므로 이미지와 혼용하여 작성됨을 이해해야 한다. 이에, 혈관의 위치를 도면과 같이 이미지를 기준으로 설명한다.

실시예로, 영상 추출부(2300)는 기준 신호(또는 기준 광)과 샘플 신호(또는 샘플 광)을 대비하고, 이들의 광경로의 차이로부터 나타나는 간섭 신호를 통해 영상 신호를 생성할 수 있다. 기준광의 광경로 길이와 동일한 광경로 길이를 갖는 샘플광을 발생 시키는 깊이 위치를 제로 딜레이(zero-delay)라고 하며, 대상체(조직) 의 측정점에서 깊이 형상은 zero-delay를 기준으로 상대적인 위치로 나타나게 된다.

영상 추출부(2300)는 광신호에 대한 OCT(Optical coherence tomography) 기술이 적용된 광 간섭 광학계를 포함할 수 있다.

또는 영상 추출부(2300)는 간섭 신호가 상술한 스캔신호에 대응하며, 스캔신호는 x축을 광신호가 조직에서 반사된 깊이, y축을 배면 산란 강도(backscattered intensity)을 하여 산출된 그래프의 요소(예컨대, 기울기)일 수 있다. 예컨대, 조작자는 그래프상의 기울기가 급격하게 변하는 부분을 절제조직으로, 기울기변화가 완만한 부분을 비절제조직으로 용이하게 판단하여 절제를 수행할 수 있으므로, 실시예에 따른 조직 절제 시스템은 수술의 편의성 및 수술의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 산란 강도에 따라 음영을 달리 표현할 수 있다.

상술한 다양한 방식에 의해 영상 추출부는 간섭 신호를 이용하여 조직 내부를 나타내는 영상을 제공할 수 있다.

특히, 영상 추출부(2300)는 센서로부터 신호부의 이동 거리를 이용하여 신호부의 이동 속도를 반영하여 간섭 신호를 보상할 수 있다. 즉, 조작자의 조작에 따라 신호부의 이동 속도가 상이할 수 있으므로, 영상 추출부는 상이한 이동 속도를 반영하여 영상 신호 또는 영상을 추출할 수 있다.

구체적으로, 영상 추출부(2300)는 센서로부터 신호부의 이동 거리에 시간을 반영하여 신호부의 속도를 산출하고, 신호부의 이동 거리 마다 신호부의 이동 속도를 추출할 수 있다. 그리고 영상 추출부(2300)는 추출된 신호부의 이동 속도 및 이동 거리를 간섭 신호의 딜레이에 적용할 수 있다. 예컨대, 기준 신호에 대한 시간에 대한 시프팅이 수행될 수 있다. 이를 통해, 조작자의 조작에 대응하여 정확한 영상 추출이 이루어질 수 있다.

영상 추출부(2300)는 제1 추출부(2310), 제2 추출부(2320), 제3 추출부(2330), 제4 추출부(2340)을 포함할 수 있다.

제1 추출부(2310)는 제1 신호와 제2 신호 및 신호부에서 센싱한 신호부의 이동 거리를 이용하여 영상에 영상의 수직 길이 및 수평 길이를 추가로 산출할 수 있다. 제1 추출부(2310)는 제1 신호와 제2 신호를 통해 제1 죠와 제2 죠의 위치를 산출하여 메모리부(2400)에 저장된 제1 죠와 제2 죠의 최소 이격 거리를 기준으로 영상의 수직 길이를 산출할 수 있다. 제1 추출부(2310)는 수직 길이를 소정의 단위로 산출할 수 있다. 다만, 도면 상에는 단위 수직 길이 또는 단위 수평 길이만 도시하였다.

또한, 제1 추출부(2310)는 수직 길이를 이용하여 수평 길이를 산출할 수 있다. 또는 제1,2 죠의 끝단의 길이(예컨대, 제1 죠의 양단 사이의 길이)를 통해 수평 길이를 산출할 수 있다. 또는 제1 추출부(2310)는 신호부의 이동 거리를 통해 영상에서 수평 길이를 산출할 수 있다. 그리고 제1 추출부(2310)은 수평 길이를 소정의 단위로 산출할 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 제1 신호와 제2 신호로부터 조직 내부를 나타내는 영상에서 음영의 변화를 바탕으로 혈관 위치를 산출할 수 있다. 이 때, 음영의 변화는 산란 강도(backscattered intensity)의 변화에 대응할 수 있다. 이에, 디스플레이부(3000)는 조작자가 혈관을 인지할 수 있도록 혈관 위치의 주변부에 혈관을 가르키는 포인팅을 디스플레이할 수 있다. 포인팅은 영상 내의 표시(예로, 포인터, 원형 등) 및 알람 등으로 수행될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 조작자는 혈관의 위치를 용이하게 인지할 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 조작부에서 개폐 트리거의 원위 또는 근위 이동에 따라 혈액의 속도를 감지할 수 있다. 실시예로, 개폐 트리거가 원위로 이동하는 경우 혈관 내의 혈류량이 증가하여 이미지의 블러(blur)가 발생할 수 있다. 예컨대, 제2 추출부(2320)는 조작자가 잠금 상태에서 개폐 스위치를 일부 이동한 경우에 블러(blur)가 발생하는 영역을 혈관 위치로 산출할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 조직 절제 시스템은 정확하게 혈관 위치를 조작자에게 제공할 수 있다. 즉, 제1 추출부에서 소정의 크기 이상의 혈관이 용이하게 산출되고, 제2 추출부에서 소정의 크기 이하의 혈관이 용이하게 산출될 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 블러(Blur)를 통해 혈관 내의 혈액의 속도를 산출할 수 있다. 제2 추출부(2320)는 블러의 변화량, 음영의 이동으로부터 혈액의 속도를 산출하고, 디스플레이부를 통해 혈액의 속도를 조작자에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 조작자는 혈관의 종류 등을 보다 명확하게 인지하여, 수술 시 발생하는 응급 상황을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 혈액의 속도를 통해 혈관의 종류를 판별할 수 있다. 실시예로, 제2 추출부(2320)는 혈액의 속도를 통해 혈관이 동맥인지 또는 정맥(또는 모세혈관)인지 산출할 수 있다. 예컨대, 제2 추출부(2320)는 혈관 내에서 혈액의 속도가 기준 속도보다 큰 경우 혈관을 동맥으로 산출할 수 있다.

그리고 디스플레이부(3000)는 혈관 위치에 대해 혈관의 종류도 추가하여 표시할 수 있다. 이에, 조작자는 혈관의 종류를 구분하여 수술의 정확도와 속도가 개선될 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 혈관의 크기를 산출하여 지형 가능한 범위 즉, 소정의 크기 이상인 경우 절제 기능 차단을 출력할 수 있다. 즉, 레이저의 조사를 차단할 수 있다.

또한, 제2 추출부(2320)는 혈관이 제1 죠와 제2 죠 사이에서 기이 방향으로 중첩되지 않는 경우에 조직 내의 혈관이 절제부에 의해 정확하게 파지(또는 포획)되지 않음을 경고하는 알람을 출력할 수 있다. 이에, 조작자는 절제부를 제어하여 조직의 포획 위치를 변경하여 수술의 정확도를 개선할 수 있다.

제3 추출부(2330)는 혈관 내에서 혈관 이외의 림프관, 신경의 위치를 산출할 수 있다. 제3 추출부(2330)는 상술한 바에 따라 혈관의 위치를 산출할 수 있다. 그리고 실시예로 제3 추출부(2330)는 혈관 이외의 영역에서 음영 변화가 존재하거나, 블러가 발생하나 혈관과 상이한 유체의 이동 속도가 산출되는 영역을 림프관의 위치로 산출할 수 있다. 림프액은 혈액 대비 낮은 속도로 이동하기에 블러의 변화량도 작을 수 있다. 이를 통해, 제3 추출부(2330)는 혈관의 위치에서 블러의 변화량을 통해 혈관의 위치를 림프관의 위치로 추출할 수 있다. 또한, 신경의 위치도 음영 차이로 산출될 수 있다.

제4 추출부(2340)는 혈관의 크기에 따라 조직을 절제하기 위해 조사되는 레이저 등의 에너지를 산출할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 조직 절제 시스템은 혈관의 크기에 대응하여 조직에 조사되는 에너지를 조절하여 절제부위를 정확하고 신속하게 절제할 수 있다.

디스플레이부(3000)는 액정(liquid crystal), 플라즈마(plasma), 발광 다이오드(light-emitting diode), 유기발광 다이오드(organic light-emitting diode), 면전도 전자총(surface-conduction electron-emitter), 탄소 나노 튜브(carbon nano-tube), 나노 크리스탈(nano-crystal) 등의 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 조직 절제 장치 또는 이를 포함하는 시스템은 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 혈관의 존재 유무 및 그 크기를 육안 등으로 용이하게 관찰할 수 있어, 수술시에 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있다.

즉, 본 발명은 복강경 수술 시 절제 조직 내부의 혈관 존재 여부를 알기 위하여 조직 내부 영상화 모듈을 적용한 조직 절제 장치를 이용함으로써, 모니터 상으로 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 임상의로 하여금 의도치 않은 혈관 절제를 보호하고 안전한 조직 절제를 할 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

조직을 절제하는 조직 절제 장치에서 상기 조직으로 조사되는 신호를 생성하는 신호 생성부;
상기 조직에서 반사된 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 반사된 신호를 이용하여 상기 조직 내의 혈관의 위치, 상기 혈관의 위치에서 혈액의 속도, 상기 혈액의 종류, 상기 혈관 이외의 림프관과 신경의 위치, 상기 조직을 절제하기 위한 에너지 및 상기 조직의 포획 여부 중 적어도 하나가 적용된 영상 신호를 출력하는 영상 추출부;를 포함하고,
상기 영상 추출부는 상기 조직 절제 장치의 잠금 상태에서 개폐 트리거의 이동에 따라 혈류량의 증가로 이미지 블러(Blur)가 발생하는 영역을 상기 혈관의 위치로 산출하는 제2 추출부를 포함하고,
상기 조직 절제 장치는, 수용부를 포함하는 핸드 홀더; 상기 핸드 홀더와 결합하고 상기 절제 장치의 개폐를 스위칭하는 개폐 트리거; 및 상기 신호 생성부가 원위 이동하도록 스위칭하는 스캐닝 트리거;를 포함하는 조작부를 포함하고,
상기 개폐 트리거는,
상기 핸드 홀더 외측에 배치되는 베이스;
상기 베이스의 근위면에서 상기 개폐 트리거 내로 연장되는 제1 가압부재; 및
상기 베이스의 근위면에서 상기 개폐 트리거 내로 연장되는 제2 가압부재;를 포함하고,
상기 조직 절제 장치는 상기 제1 가압부재의 이동에 따라 상기 조직을 파지할 수 있고,
상기 제2 가압부재의 이동으로 상기 신호 생성부가 이동하는 영상 생성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 조직 절제 장치는 제1 죠 및 상기 제1 죠 상에서 회전이동하는 제2죠를 포함하고 조직을 절제하는 절제 장치; 상기 절제 장치와 연결되는 연장부; 상기 절제 장치의 동작을 조작하는 조작부; 및 상기 절제 장치, 상기 연장부 및 상기 조작부를 따라 연장되어 배치되고 상기 신호 생성부에서 생성된 신호가 조사되는 신호부;를 포함하고,
영상 추출부는, 제1 죠와 제2 죠의 최소 이격 거리와 제1 죠의 길이 또는 제2 죠의 길이를 이용하여 상기 영상 신호에서 수직 길이와 수평 길이를 산출하는 제1 추출부를 포함하는 영상 생성 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 추출부는 상기 블러의 변화량을 통해 상기 혈액의 속도를 산출하는 영상 생성 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제2 추출부는 상기 혈액의 속도를 기설정된 값과 비교하여 혈액의 종류를 동맥 또는 정맥으로 추출하는 영상 생성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 추출부는 상기 혈관의 크기를 추출하고 소정의 크기 이상인 경우 상기 조직 절제 장치를 제어하는 영상 생성 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 추출부는 상기 조직 절제 장치 내에서 절제부와 중첩여부를 판단하여 상기 조직의 포획 여부를 추출하는 영상 생성 모듈.
제4항에 있어서,
상기 혈액의 속도가 기설정된 속도보다 작은 경우 상기 혈관의 위치를 상기 림프관의 위치로 추출하는 제3 추출부를 더 포함하는 영상 생성 모듈.
제6항에 있어서,
상기 혈관의 크기로부터 상기 조직을 절제하기 위해 조사되는 에너지를 추출하는 제4 추출부를 더 포함하는 영상 생성 모듈.
조직을 절제하는 절제 장치를 포함하는 조직 절제 장치;
상기 조직 절제 장치로 신호를 제공하고 상기 조직에서 반사된 신호를 제공받아 영상 신호를 출력하는 영상 생성부; 및
상기 영상 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하고,
상기 영상 생성부는,
상기 조직 절제 장치를 통해 상기 조직으로 조사되는 신호를 생성하는 신호 생성부;
상기 조직에서 반사된 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 반사된 신호를 이용하여 상기 조직 내의 혈관의 위치, 상기 혈관의 위치에서 혈액의 속도, 상기 혈액의 종류, 상기 혈관 이외의 림프관과 신경의 위치, 상기 조직을 절제하기 위한 에너지 및 상기 조직의 포획 여부 중 적어도 하나가 적용된 영상 신호를 출력하는 영상 추출부;를 포함하고,
상기 영상 추출부는 상기 조직 절제 장치의 잠금 상태에서 개폐 트리거의 이동에 따라 혈류량의 증가로 이미지 블러(Blur)가 발생하는 영역을 상기 혈관의 위치로 산출하는 제2 추출부를 포함하고,
상기 조직 절제 장치는, 수용부를 포함하는 핸드 홀더; 상기 핸드 홀더와 결합하고 상기 절제 장치의 개폐를 스위칭하는 개폐 트리거; 및 상기 신호 생성부가 원위 이동하도록 스위칭하는 스캐닝 트리거;를 포함하는 조작부를 포함하고,
상기 개폐 트리거는,
상기 핸드 홀더 외측에 배치되는 베이스;
상기 베이스의 근위면에서 상기 개폐 트리거 내로 연장되는 제1 가압부재; 및
상기 베이스의 근위면에서 상기 개폐 트리거 내로 연장되는 제2 가압부재;를 포함하고,
상기 조직 절제 장치는 상기 제1 가압부재의 이동에 따라 상기 조직을 파지할 수 있고,
상기 제2 가압부재의 이동으로 상기 신호 생성부가 이동하는 조직 절제 시스템.