KR102394032B1 - 망막 혈관 모사 모델 아이 장치 - Google Patents

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Abstract

망막 혈관에 혈액이 흐르는 것을 모사하여, 망막 검사용 안과 장비의 평가에 사용될 수 있는 망막 혈관 모사 모델 아이 장치가 개시된다. 상기 망막 혈관 모사 모델 아이 장치는, 망막의 형상을 모사한 망막 구조부(10), 상기 망막 구조부(10)의 후면에 밀착하여 결합되는 형상을 가지며, 전면에는 맥락막의 혈관 구조를 모사한 미세 유로 채널(22)이 형성된 맥락막 구조부(20), 상기 맥락막 구조부(20)의 일단에 형성되어, 혈액을 모사한 액체를 상기 미세 유로 채널(22)로 공급하는 액체 유입구(30a), 및 상기 맥락막 구조부(20)의 타단에 형성되어, 미세 유로 채널(22)을 통과한 혈액을 모사한 액체를 배출하는 액체 배출구(30b)를 포함하는 모델 아이(5); 상기 모델 아이(5)의 액체 유입구(30a)로 공급되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제1 액체 저장조(40a); 상기 모델 아이(5)의 액체 배출구(30b)에서 배출되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제2 액체 저장조(40b); 상기 제2 액체 저장조(40b)에 소정량 이상의 액체가 공급되면 초과 공급된 액체가 배출되는 제3 액체 저장조(44); 및 상기 제1 액체 저장조(40a)로 혈액 모사 액체를 공급하기 위한 펌프(46)를 포함한다.

Description

망막 혈관 모사 모델 아이 장치{Model eye device imitating retinal blood vessel}
본 발명은 망막 혈관 모사 모델 아이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 망막 혈관에 혈액이 흐르는 것을 모사하여, 망막 검사용 안과 장비의 평가에 사용될 수 있는 망막 혈관 모사 모델 아이 장치에 관한 것이다.
망막은 빛을 감지하여 물체를 식별하는 조직으로, 두께가 0.5mm 미만으로 매우 얇은 조직이며 한 번 손상되면 복구가 불가능하다. 이에 망막을 관찰하여 병변을 올바르고 정확하게 진단하는 것이 망막 질병 치료에서 매우 중요하다. 이러한 망막 질환을 진단하고 치료 경과를 확인하기 위한 망막 검사용 장비로서 광간섭 단층촬영기(optical coherence tomography, OCT)가 대표적으로 알려져 있다.
망막 검사용 안과 장비의 연구, 제조 또는 사용에 있어서, 실제 안구 또는 망막을 모방한 표준 물체를 이용하여, 망막 검사용 장비의 성능을 평가하거나 측정값의 정확도를 검사할 필요가 있다. 이와 같이 실제 안구를 모방한 표준 물체를 모델 아이(model eye)라고 한다. 종래의 모델 아이는 망막 조직 구조를 모사하여 여러 개의 레이어가 적층된 형태의 다층막 구조를 가지거나, 상기 다층막 구조에 다수의 미세 유로 채널을 형성하여 망막에 형성된 혈관을 모사한 구조를 가지고 있다(대한민국 공개특허 10-2020-0091668 참조). 이와 같이 망막 혈관을 모사하는 미세 유로 채널에 혈액을 모사하는 액체를 단순히 채워 넣는 경우에는 특별한 문제가 없으나, 실제 유동하는 혈액을 모사하기 위하여, 펌프 등을 이용하여, 망막 혈관을 모사하는 미세 유로 채널에, 혈액과 유사한 점도를 가지는 액체를 공급하여 유동시킬 때에는, 미세 유로 채널을 통과하는 액체의 압력을 균일하게 유지시키지 못하거나, 유동하는 액체의 압력이 순간적으로 과도하게 커져, 망막 혈관을 모사한 미세 유로 채널이 파손되는 경우가 있다.
대한민국 공개특허 10-2020-0091668호 대한민국 공개특허 10-2020-0091845호 대한민국 특허등록 10-2139268호
본 발명의 목적은, 망막 혈관에 혈액이 흐르는 것을 모사한 모델 아이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 망막 혈관을 모사하는 미세 유로 채널에 혈액을 모사한 액체를 안정적으로 흐르게 할 수 있는 망막 혈관 모사 모델 아이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 망막의 형상을 모사한 망막 구조부(10), 상기 망막 구조부(10)의 후면에 밀착하여 결합되는 형상을 가지며, 전면에는 맥락막의 혈관 구조를 모사한 미세 유로 채널(22)이 형성된 맥락막 구조부(20), 상기 맥락막 구조부(20)의 일단에 형성되어, 혈액을 모사한 액체를 상기 미세 유로 채널(22)로 공급하는 액체 유입구(30a), 및 상기 맥락막 구조부(20)의 타단에 형성되어, 미세 유로 채널(22)을 통과한 혈액을 모사한 액체를 배출하는 액체 배출구(30b)를 포함하는 모델 아이(5); 상기 모델 아이(5)의 액체 유입구(30a)로 공급되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제1 액체 저장조(40a); 상기 모델 아이(5)의 액체 배출구(30b)에서 배출되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제2 액체 저장조(40b); 상기 제2 액체 저장조(40b)에 소정량 이상의 액체가 공급되면 초과 공급된 액체가 배출되는 제3 액체 저장조(44); 및 상기 제1 액체 저장조(40a)로 혈액 모사 액체를 공급하기 위한 펌프(46)를 포함하며, 상기 제1 액체 저장조(40a)와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 높이차에 의해, 상기 제1 액체 저장조(40a)로부터 상기 미세 유로 채널(22)로 혈액 모사 액체가 공급되는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 모델 아이 장치는 망막 혈관에 혈액이 흐르는 것을 모사한 것으로서, 망막 혈관을 모사하는 미세 유로 채널에 혈액을 모사한 액체를 안정적으로 흐르게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치에 사용되는 모델 아이(안구 구조체)의 단면도 및 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 전체 구조를 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 내부 구조를 보여주는 배면 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치에 사용되는 모델 아이(안구 구조체)의 단면도 및 분해 사시도이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 모델 아이(5)는 망막의 형상을 모사한 망막 구조부(10), 맥락막의 혈관 구조를 모사한 미세 유로 채널(22)이 형성된 맥락막 구조부(20), 혈액을 모사한 액체를 공급하는 액체 유입구(30a), 혈액을 모사한 액체를 배출하는 액체 배출구(30b)를 포함한다.
상기 망막 구조부(10)는 망막 구조를 모사하도록 망막과 유사한 광투과도 및 광 산란계수를 가지는 합성수지로 이루어질 수 있고, 필요에 따라, 망막의 다층 세포층 구조를 모사하도록, 서로 다른 산란계수를 가지는 다수 개의 합성수지층이 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 망막 구조부(10)는 실제 망막의 형태를 모사하도록 반원형 구조를 가질 수 있다. 상기 맥락막 구조부(20)는 실제 맥락막 구조를 모사하도록 망막 구조부(10)의 후면에 밀착하여 결합되는 형상을 가지며, 전면에는 맥락막의 혈관 구조를 모사한 미세 유로 채널(22)이 형성되어 있다. 상기 맥락막 구조부(20)의 일단에는 미세 유로 채널(22)에 연결되어, 미세 유로 채널(22)로 혈액을 모사한 액체를 공급하는 액체 유입구(30a)가 형성되어 있고, 상기 맥락막 구조부(20)의 타단에는 미세 유로 채널(22)에 연결되어, 액체 유입구(30a)를 통해 유입되어 미세 유로 채널(22)을 통과한 액체가 배출되는 액체 배출구(30b)가 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 전체 구조를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 내부 구조를 보여주는 배면 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 망막 혈관 모사 모델 아이 장치는 상기 모델 아이(5)의 액체 유입구(30a)로 공급되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제1 액체 저장조(40a), 상기 모델 아이(5)의 액체 배출구(30b)에서 배출되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제2 액체 저장조(40b), 상기 제2 액체 저장조(40b)에 소정량 이상의 액체가 공급되면 초과 공급된 액체가 배출되는 제3 액체 저장조(44), 및 상기 제1 액체 저장조(40a)로 혈액 모사 액체를 공급하기 위한 펌프(46)를 포함한다. 상기 액체 유입구(30a)와 제1 액체 저장조(40a)는 액체 공급관(42a)에 의해 연결되고, 상기 액체 배출구(30b)와 제2 액체 저장조(40b)는 액체 배출관(42b)에 의해 연결되며(도 3 참조), 상기 펌프(46)와 제1 액체 저장조(40a)는 액체 보충관(42c)에 의해 연결된다(도 5 참조).
상기 제1 액체 저장조(40a)는 모델 아이(5)로 공급되는 혈액 모사 액체를 저장하는 역할을 하며, 상기 액체 공급관(42a) 및 액체 유입구(30a)를 통해 혈액 모사 액체를 모델 아이(5)로 공급하고, 펌프(46)에 연결된 액체 보충관(42c)을 통해 혈액 모사 액체를 공급받는다. 상기 제1 액체 저장조(40a)의 일단에는 수위 조절용 배출관(48a)가 형성되어, 제1 액체 저장조(40a)에 소정 용량 이상의 액체가 저장되면 잉여량의 액체를 제1 액체 저장조(40a) 외부로, 예를 들면, 제3 액체 저장조(44)로 배출하는 역할을 한다. 상기 제2 액체 저장조(40b)는 액체 배출구(30b) 및 액체 배출관(42b)을 통해 모델 아이(5)에서 배출되는 혈액 모사 액체를 저장하는 역할을 한다. 상기 제2 액체 저장조(40b)의 일단에는 수위 조절용 배출관(48b)가 형성되어, 제2 액체 저장조(40b)에 소정 용량 이상의 액체가 저장되면 잉여량의 액체를 제2 액체 저장조(40b) 외부로, 예를 들면, 제3 액체 저장조(44)로 배출하는 역할을 한다. 상기 펌프(46)는 제3 액체 저장조(44)에 저장된 혈액 모사 액체를 제1 액체 저장조(40a)로 공급할 수 있다.
상기 제1 액체 저장조(40a)로부터 모델 아이(5), 구체적으로 모델 아이(5)의 미세 유로 채널(22)로의 혈액 모사 액체의 공급은 상기 제1 액체 저장조(40a)와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 높이차에 의해 이루어진다. 즉, 상기 제1 액체 저장조(40a)의 수위 조절용 배출관(48a)은 제2 액체 저장조(40b)의 수위 조절용 배출관(48b) 보다 높은 위치에 있으므로, 상기 제1 액체 저장조(40a)에 저장된 혈액 모사 액체와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 압력차, 즉, 제1 액체 저장조(40a)에 저장된 혈액 모사 액체와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 수위차(낙차)에 의해, 상기 제1 액체 저장조(40a)에 저장된 혈액 모사 액체가 미세 유로 채널(22)을 통과하여 제2 액체 저장조(40b)로 공급된다. 따라서, 상기 제1 액체 저장조(40a) 및/또는 제2 액체 저장조(40b)의 높이를 조절하거나, 수위 조절용 배출관(48a, 48b)의 높이를 조절하면, 미세 유로 채널(22)로 공급되는 혈액 모사 액체의 유량 및/또는 유속을 조절할 수 있다.
다시 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 사용되는 모델 아이(5)는 망막 구조부(10)의 전면을 덮으며, 전면에 동공을 모사하는 구멍(12a)이 형성되어 있는 전면 커버(12), 상기 전면 커버(12)에 형성된 동공 모사 구멍(12a)에 장착되는 인공 수정체(14), 상기 인공 수정체(14)를 덮도록 전면 커버(12)의 전면에 부착되는 각막 구조체(16)을 더욱 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면과 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 도면에 도시된 내용 및 상술한 실시예들로 한정되지 않는다. 하기 청구항에서 이해를 돕기 위하여 도면 부호를 표기하였으나, 하기 청구항의 범위는 도면 부호 및 도면에 도시된 내용에 한정되지 않고, 예시적인 실시예의 변형들, 등가의 구성들 및 기능들을 모두 포괄하도록 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 망막의 형상을 모사한 망막 구조부(10), 상기 망막 구조부(10)의 후면에 밀착하여 결합되는 형상을 가지며, 전면에는 맥락막의 혈관 구조를 모사한 미세 유로 채널(22)이 형성된 맥락막 구조부(20), 상기 맥락막 구조부(20)의 일단에 형성되어, 혈액을 모사한 액체를 상기 미세 유로 채널(22)로 공급하는 액체 유입구(30a), 및 상기 맥락막 구조부(20)의 타단에 형성되어, 미세 유로 채널(22)을 통과한 혈액을 모사한 액체를 배출하는 액체 배출구(30b)를 포함하는 모델 아이(5);
    상기 모델 아이(5)의 액체 유입구(30a)로 공급되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제1 액체 저장조(40a);
    상기 모델 아이(5)의 액체 배출구(30b)에서 배출되는 혈액 모사 액체가 저장되는 제2 액체 저장조(40b);
    상기 제2 액체 저장조(40b)에 소정량 이상의 액체가 공급되면 초과 공급된 액체가 배출되는 제3 액체 저장조(44); 및
    상기 제1 액체 저장조(40a)로 혈액 모사 액체를 공급하기 위한 펌프(46)를 포함하며,
    상기 제1 액체 저장조(40a)와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 높이차에 의해, 상기 제1 액체 저장조(40a)로부터 상기 미세 유로 채널(22)로 혈액 모사 액체가 공급되는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 액체 저장조(40a)의 일단에는 수위 조절용 배출관(48a)가 형성되어, 제1 액체 저장조(40a)에 소정 용량 이상의 액체가 저장되면 잉여량의 액체가 제3 액체 저장조(44)로 배출되는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 액체 저장조(40b)의 일단에는 수위 조절용 배출관(48b)가 형성되어, 제2 액체 저장조(40b)에 소정 용량 이상의 액체가 저장되면 잉여량의 액체가 제3 액체 저장조(44)로 배출되는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 액체 저장조(40a)에 저장된 혈액 모사 액체와 제2 액체 저장조(40b)에 저장된 혈액 모사 액체의 수위차를 조절하여, 미세 유로 채널(22)로 공급되는 혈액 모사 액체의 유량 또는 유속을 조절하는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 펌프(46)는 제3 액체 저장조(44)에 저장된 혈액 모사 액체를 제1 액체 저장조(40a)로 공급하는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 모델 아이(5)는 상기 망막 구조부(10)의 전면을 덮으며, 전면에 동공을 모사하는 구멍(12a)이 형성되어 있는 전면 커버(12), 상기 전면 커버(12)에 형성된 동공 모사 구멍(12a)에 장착되는 인공 수정체(14), 및 상기 인공 수정체(14)를 덮도록 전면 커버(12)의 전면에 부착되는 각막 구조체(16)을 더욱 포함하는 것인, 망막 혈관 모사 모델 아이 장치.
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