KR102459425B1 - 의료영상장비를 이용한 실시간 생검용 생검침모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료영상장비를 사용하는 환자의 생검부위로 삽입되어 생검시술을 수행하는 생검침모듈에 관한 것으로서, 내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 중첩되게 배치되고, 고강성 초탄성 재질로 형성되는 바늘부(110)와; 수직방향으로 만곡되게 형성되며, 전방에 상기 바늘부(110)의 선단을 외부로 노출시키는 바늘선단노출공(123a)이 형성되고 후방에 만곡면을 따라 개방형성된 만곡레일(125)이 구비된 바늘만곡프레임(120)과; 상기 바늘만곡프레임(120)의 만곡레일(125)을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 상기 바늘선단노출공(123a)에 선단이 삽입된 바늘부(110)의 후단을 직선형태로 지지하며 상기 바늘부(110)가 상기 바늘만곡프레임(120)을 따라 만곡된 상태로 전후 이동하게 안내하는 바늘가이드(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

의료영상장비를 이용한 실시간 생검용 생검침모듈{A biopsy needle module for real-time biopsy using a medical imaging equipment}

본 발명은 생검침모듈에 관한 것으로서, 보다 자세히는 의료영상장비에서 환자의 생검부위를 영상으로 실시간 확인하면서 환자의 생검부위로 삽입되어 생검시술이 가능한 생검침모듈에 관한 것이다.

생검은 피부를 절개하지 않고 중공침을 생체 내 기관에 삽입하여 병리조직학적 검사용으로 조직 일부를 채취하는 검사법의 일종이다. 생검은 암의 초기 진단시 초음파, 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 등에 의해 종양이 의심되는 부위를 수술 전에 검진하는 것으로, 영상을 기반으로 조직검사를 수행한다.

CT 또는 MR과 같은 의료 영상을 이용한 생검을 실시할 경우에, 환자가 위치한 의료영상장비 갠트리 내부는 일반적으로 공간이 협소하고 일반적인 생검용 바늘은 직선형으로 길게 형성되어 많은 공간을 차지하므로 의료영상장비의 비좁은 갠트리 내부에서 환자의 조직 내부로 바늘 진입이 어려운 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 굴곡형 바늘 디바이스를 이용해 갠트리 내부에서 실시간으로 영상을 확인하면서 환자에게 생검시술을 시행하는 생검로봇시스템이 공개특허 제10-2016-0127653호에 개시된 바 있다.

개시된 "굴곡형 바늘 디바이스 및 이를 이용한 실시간 생검 로봇시스템"은 환자가 엎드려 있거나 누워있는 베드의 측면에 굴곡이 가능한 바늘 디바이스를 로봇제어부를 이용해 로봇 엔드 이펙터가 이동시켜 갠트리 내부에서 시술자가 영상을 확인하면서 바늘 디바이스를 생검부위로 삽입한 후 조직샘플을 생검할 수 있다.

도 1과 도 2는 종래 실시간 생검 로봇시스템에 사용되는 생검침 디바이스(30)를 조립하는 과정을 도시한 예시도이다.

생검침 디바이스(30)는 환자가 누워 있는 베드의 측면에서 환자의 생검부위를 향해 만곡되어 삽입되어야 한다. 이에 직선형태의 바늘(31)이 만곡되게 휘어져 생검부위로 삽입된다.

생검침 디바이스(30)에 사용되는 바늘(31)은 굴곡시 초탄성을 가지고 직진부에서 강성을 회복하는 고강성 초탄성 재질로 형성되어 휘었다가 다시 직선이동이 가능하다. 그러나, 장시간 휘어져있는 상태로 유지할 경우 변형이 발생될 수 있으므로 미사용시에는 바늘(31)을 직선형태로 보관하고, 생검을 위해 사용할시에는 현장에서 시술자가 바늘(31)을 만곡하여 사용하게 된다.

이를 위해 종래 생검침 디바이스(30)는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 바늘(31)과, 바늘(31)의 후방에 결합되어 바늘(31)의 내침과 외침이 생검시술에서 이동되게 조작하는 생검총본체(32)와, 바늘(31)의 경로상에 배치되는 가이드아우터(33)와 가이드인너(34)와, 바늘(31)의 선단에 결합되어 바늘(31)의 현재 위치를 영상에 표시하는 마커(36)가 결합된 스트레이트너(35)를 포함한다.

보관시에 바늘(31)은 직선 형태로 보관되고, 가이드아우터(33)와 가이드인너(34)는 바늘(31)과 분리되게 보관된다.

생검침 디바이스(30)의 사용을 위해 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 시술자는 바늘(31)의 경로 상에 가이드아우터(33)와 가이드인너(34)를 배치하고 서로 끼워 조립한다. 가이드아우터(33)와 가이드인너(34)의 조립에 의해 내부에 수용된 바늘(31)의 경로가 곡선형태로 휘어지게 된다.

그리고, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 바늘(31)의 선단에 스트레이트너(35)를 끼우고 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 스트레이트너(35)를 가이드아우터(33)와 가이드인너(34)와 접촉되게 위치시켜 조립을 완료한다.

이렇게 조립이 완료된 생검침 디바이스(30)는 로봇 엔드 이펙터에 결합되어 생검시술을 수행한다.

그런데, 이러한 종래 생검침 디바이스는 사용 전에 시술자가 가이드인너와 가이드아우터의 조립 및 스트레이트너의 삽입 등의 조립 과정에 상당 시간이 소요되는 불편함이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 시술전 조립이 간편한 생검침모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바늘부를 조작하는 조작수단이 분리되어 구성이 간단한 생검침모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 의료영상장비를 사용하는 환자의 생검부위로 삽입되어 생검시술을 수행하는 생검침모듈에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 생검침모듈은, 내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 중첩되게 배치되고, 고강성 초탄성 재질로 형성되는 바늘부(110)와; 수직방향으로 만곡되게 형성되며, 전방에 상기 바늘부(110)의 선단을 외부로 노출시키는 바늘선단노출공(123a)이 형성되고 후방에 만곡면을 따라 개방형성된 만곡레일(125)이 구비된 바늘만곡프레임(120)과; 상기 바늘만곡프레임(120)의 만곡레일(125)을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 상기 바늘선단노출공(123a)에 선단이 삽입된 바늘부(110)의 후단을 직선형태로 지지하며 상기 바늘부(110)가 상기 바늘만곡프레임(120)을 따라 만곡된 상태로 전후 이동하게 안내하는 바늘가이드(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 내부바늘(113)의 후단과 고정결합되며 상부에 상기 바늘가이드(130)에 이동가능하게 결합되는 후방가이드결합돌기(114a)가 형성된 내부바늘고정리브(114)와; 상기 내부바늘고정리브(114)의 전방에서 상기 외부바늘(111)의 후단과 고정결합되며 상부에 상기 바늘가이드(130)에 이동가능하게 결합되는 전방가이드결합돌기(112a)가 형성된 외부바늘고정리브(112)를 포함하며, 상기 내부바늘고정리브(114)와 상기 외부바늘고정리브(112)는 각각 생검침조작로봇시스템의 엔드이펙터에 결합되어 상기 내부바늘(113)과 상기 외부바늘(111)의 이동여부를 상기 엔드이펙터로부터 전달받을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 바늘선단노출공(123a)이 형성된 바늘만곡프레임(120)의 선단 양측에는 상기 바늘선단의 위치를 표시하는 마커(124a)가 수용된 스트레이트너(124)가 일체로 결합될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 만곡레일(125)에는 만곡경로를 따라 내측으로 함몰형성되어 상기 바늘가이드(130)가 삽입된 상태로 이동되는 가이드삽입로(125a)가 형성되고, 상기 가이드삽입로(125a)가 형성된 상기 만곡레일(125)의 양측 판면에는 한 쌍의 돌기가이드슬릿(125b)이 형성되고, 상기 바늘가이드(130)의 전방에는 상기 가이드삽입로(125a) 내부로 삽입되는 레일삽입단(133)이 구비되고, 상기 레일삽입단(133)의 양측에는 상기 돌기가이드슬릿(125b)에 삽입되어 상기 레일삽입단(133)이 상기 가이드삽입로(125a)를 따라 이동되도록 지지하는 한 쌍의 가이드돌기(135)가 돌출형성된다.

본 발명에 따른 생검침모듈은 바늘부와 바늘만곡프레임 및 바늘가이드가 일체로 결합된 상태로 보관되므로, 생검시술 전에 시술자가 바늘가이드만 가압하여 하부로 슬라이딩 이동시켜 조립을 완료할 수 있어 조립에 소요되는 시간을 현저히 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한, 바늘만곡프레임에 스트레이트너가 일체로 결합되어 있으므로 종래 스트레이트너를 결합시키기 위해 소요되던 시간을 절약할 수 있다.

또한, 본 발명의 생검침모듈은 종래 생검침 디바이스에 일체로 결합되어 있던 생검총본체를 생략하고 엔드이펙터를 이용해 바늘부의 내부바늘과 외부바늘을 조작하게 구조를 개선하였다. 이에 의해 내부바늘과 외부바늘의 조작이 보다 더 정교하게 수행될 수 있는 장점이 있다.

도 1과 도 2는 종래 생검침 디바이스의 시술 전 조립과정을 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 생검침모듈이 결합된 유방생검시스템의 생검과정을 도시한 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 생검침모듈의 조립 전 상태를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 생검침모듈의 조립 후 상태를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 생검침모듈의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 7은 본 발명에 따른 생검침모듈을 조립하는 과정을 단계별로 도시한 단면예시도,
도 8은 본 발명에 따른 생검침모듈이 엔드이펙터에 결합되는 과정을 도시한 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 생검침모듈이 엔드이펙터에 의해 동작되는 단계를 도시한 예시도,
도 10은 본 발명에 따른 생검침모듈이 생검을 수행하는 단계를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3은 본 발명에 따른 생검침모듈(100)을 이용하여 생검시술을 시행하는 생검시스템(1)을 도시한 예시도이고, 도 4는 생검침모듈(100)의 조립전 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 생검침모듈(100)의 조립후 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 생검침모듈(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 생검침모듈(100)은 생검시스템(1)에 적용되어 의료영상장비를 이용한 실시간 생검시술에 사용된다.

생검시스템(1)은 MRI와 같은 의료영상장비에 결합되어 의료영상장비용 베드에 엎드려 있거나 누워 있는 환자 또는 직립형 영상장비에 앉아 있거나 서 있는 환자의 생검 부위로 삽입되어 시술자가 실시간으로 영상을 보며 생검 타겟위치로 바늘이 삽입되어 생검 샘플을 정확하게 생검할 수 있게 한다.

생검시스템(1)은 환자의 생검부위로 삽입되는 생검침모듈(100)과, 생검침모듈(100)이 생검 타겟부위로 삽입되게 위치를 조절하는 생검침조작로봇장치(200)를 포함한다. 생검침조작로봇장치(200)는 생검침모듈(100)이 착탈가능하게 결합되며 생검침모듈(100)을 조작하는 엔드이펙터(300)와, 생검침모듈(100)이 다양한 생검 타겟부위로 삽입될 수 있게 엔드이펙터(300)의 위치를 조절하는 위치조절로봇(400)을 포함한다.

생검침조작로봇장치(200)는 환자가 엎드려 있거나 눕는 베드(11)의 측면에 환자와 나란한 방향으로 직선형태로 구비된다. 생검침모듈(100)은 생검침조작로봇장치(200)의 엔드이펙터(300)에 결합되어 만곡된 바늘부(110)가 누워있는 환자의 생검위치로 삽입되게 한다. 이에 의해 베드(11)와 갠트리(13) 내벽면 사이의 협소한 공간 내에서 바늘부(110)가 환자의 생검부위로 삽입되어 생검시술을 수행할 수 있게 된다.

경우에 따라 의료영상장비가 환자가 직립한 상태로 수행 해야하는 경우, 생검침조작로봇장치(200)는 직립된 환자의 측면에 수직방향으로 환자와 나란한 방향으로 구비될 수 있다.

본 발명의 생검침모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 미사용시에 바늘부(110)가 직선형태로 보관되고, 도 5에 도시된 바와 같이 생검시술 전에 바늘부(110)가 만곡형태로 조립되어 사용된다.

본 발명의 생검침모듈(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 바늘부(110)와, 바늘부(110)의 선단이 삽입된 상태로 바늘부(110)에 결합되며 만곡된 형상을 갖는 바늘만곡프레임(120)과, 바늘만곡프레임(120)의 상부에 바늘만곡프레임(120)의 만곡형상을 따라 이동가능하게 결합되며 바늘부(110)를 지지하는 바늘가이드(130)를 포함한다.

본 발명의 생검침모듈(100)은 바늘부(110)의 경로를 따라 바늘만곡프레임(120)과 바늘가이드(130)가 서로 결합된 상태로 보관되고, 생검시술 전에 작업자가 바늘가이드(130)만 바늘만곡프레임(120)을 따라 이동시켜 바늘부(110)를 만곡시킬 수 있다. 이에 따라 도 1의 (a)에 도시된 종래 생검침 디바이스(30)와 비교할 때 조립시간이 현저히 짧아질 수 있다. 또한, 생검침모듈(100)은 종래 생검총본체(32)의 구성이 생략되며 엔드이펙터(300)에 의해 바늘부(110)의 동작이 조작되어 조작의 정밀성이 더욱 향상될 수 있는 장점이 있다.

바늘부(110)는 엔드이펙터(300)에 의해 조작되며 생검 타겟부위(T)로 삽입되어 샘플조직(S)을 생검하게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이 바늘부(110)는 내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 서로 중첩되게 배치된다. 내부바늘(113)은 외부바늘(111) 보다 길이가 더 길게 형성된다.

외부바늘(111)의 후방에는 엔드이펙터(300)에 결합되는 외부바늘고정리브(112)가 고정결합되고, 외부바늘고정리브(112)의 상부에는 바늘가이드(130)에 결합되는 전방가이드결합돌기(112a)가 돌출형성된다.

내부바늘(113)의 선단에는 날카로운 첨단(113a)이 구비되고, 첨단(113a)의 후방에는 판면으로부터 함몰형성되어 샘플조직이 생검되는 생검홈(113b)이 형성된다. 내부바늘(113))의 후방은 외부바늘(111)의 외측으로 일정길이 노출되고 내부바늘고정리브(114)와 결합된다. 내부바늘고정리브(114)는 엔드이펙터(300)에 결합되고, 내부바늘고정리브(114)의 상부에는 후방가이드결합돌기(114a)가 돌출형성된다.

도 8은 생검침모듈(100)이 엔드이펙터(300)에 장착되는 상태를 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 외부바늘고정리브(112)와 내부바늘고정리브(114)는 각각 엔드이펙터(300)의 트리거모듈(320)의 내부바늘리브삽입홈(321-1)과 외부바늘캐리어(325)의 외부바늘리브삽입홈(325a)에 삽입되어 생검침모듈(100)이 엔드이펙터(300)에 장착되게 한다.

내부바늘고정리브(114)는 내부바늘리브삽입홈(321-1)에 삽입된 후 모듈이송구동부(330)의 구동에 의해 트리거모듈(320)의 전후 이동될 때 함께 이동되며 내부바늘(113)이 전진하거나 후진하게 지지한다.

외부바늘고정리브(112)는 외부바늘리브삽입홈(325a)에 삽입된 후 모듈이송구동부(330)의 구동과 외부바늘구동부(340)의 구동에 의해 전후 이동되며 외부바늘(111)이 전진하거나 후진하게 지지한다.

전방가이드결합돌기(112a)와 후방가이드결합돌기(114a)는 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 바늘가이드(130)의 하부에 형성된 결합돌기이동레일(136)에 끼움 결합되어 엔드이펙터(300)의 구동에 의해 외부바늘고정리브(112)와 내부바늘고정리브(114)가 전후 이동될 때 결합돌기이동레일(136)을 따라 함께 이동되며 바늘부(110)가 이동되게 지지한다.

바늘부(110)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 선단은 바늘만곡프레임(120)의 선단에 결합된 상태로 전방을 향해 노출되고, 후단은 내부바늘고정리브(114)와 외부바늘고정리브(112)에 결합된 상태로 바늘가이드(130)에 전방가이드결합돌기(112a)와 후방가이드결합돌기(114a)에 의해 이동가능하게 고정되고, 중간경로는 바늘안내관(137)에 삽입되어 전후 이동이 안내된다.

바늘만곡프레임(120)은 바늘가이드(130)에 의해 직선형태로 유지되는 바늘부(110)가 생검부위로 삽입되기 전에 만곡되도록 바늘부(110)와 바늘가이드(130)를 안내한다.

도 7은 생검침모듈(100)이 시술전에 조립되는 과정을 도시한 단면예시도이다. 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 바늘만곡프레임(120)은 90도 각도로 만곡된 형상을 갖는 프레임본체(121)와, 프레임본체(121)의 내부에 형성되어 만곡된 바늘부(110)를 수용하는 바늘수용로(123)와, 프레임본체(121)의 선단 양측에 구비되어 마커(124a)를 수용하는 스트레이트너(124)와, 프레임본체(121)의 후방에 만곡된 경로를 따라 개방형성된 만곡레일(125)을 포함한다.

프레임본체(121)는 바늘부(110)가 환자에게 생검시술을 위해 만곡되어야 하는 형상에 대응되게 구비되어 바늘부(110)와 바늘가이드(130)가 함께 만곡될 수 있게 안내한다. 프레임본체(121)의 내부에는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 바늘수용로(123)가 형성된다. 바늘수용로(123)의 선단에는 바늘부(110)를 전방을 향해 노출시키는 바늘선단노출공(123a)이 형성되고, 후단에는 바늘부(110)를 바늘수용로(123)로 삽입하는 바늘후단삽입공(123b)이 형성된다.

스트레이트너(124)는 도 4에 도시된 바와 같이 프레임본체(121)의 선단 양측에 구비되어 마커(124a)를 내부에 수용한다. 본 발명의 생검침모듈(100)은 스트레이트너(124)가 별도로 구비되지 않고 바늘만곡프레임(120)의 양측에 고정결합시켜 시술자가 바늘부(110)를 통해 삽입시키던 종래 번거로움을 없앨 수 있다.

만곡레일(125)은 프레임본체(121)의 후방에 만곡경로를 따라 개방형성되어 바늘가이드(130)와 바늘(31)이 슬라이딩되며 만곡된 상태로 이동되게 안내한다. 만곡레일(125) 사이에는 바늘가이드(130)의 레일삽입단(133)이 삽입되는 가이드삽입로(125a)가 형성된다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 조립전 상태에서 가이드삽입로(125a)는 바늘선단노출공(123a)과 수평하게 형성된다. 이에 바늘부(110)의 선단은 바늘선단노출공(123a)에 결합된 상태로 후단은 바늘가이드(130)의 하부에 수평하게 위치될 수 있다.

만곡레일(125)의 양측 판면에는 한 쌍의 돌기가이드슬릿(125b)이 절개되어 형성된다. 돌기가이드슬릿(125b)에는 바늘가이드(130)의 레일삽입단(133)의 양측에 돌출 형성된 가이드돌기(135)가 삽입된다.

도 4와 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 가이드돌기(135)는 돌기가이드슬릿(125b)의 내측에 끼워져 바늘만곡프레임(120)과 바늘가이드(130)의 결합상태가 유지되게 한다. 또한 도 7의 (a)에서 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 순차적으로 시술자가 바늘가이드(130)에 힘을 가해 바늘가이드(130)가 만곡레일(125)을 이동할 때 바늘가이드(130)가 바늘만곡프레임(120)으로부터 이탈되지 않고 만곡된 경로를 따라 이동되도록 지지한다.

이 과정에서 바늘가이드(130)의 하부에 직선형태로 위치되었던 바늘부(110)는 바늘가이드(130)의 이동에 따라 바늘만곡프레임(120) 내부의 바늘수용로(123) 내부로 안내되고, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 바늘가이드(130)가 만곡레일(125)의 반대편으로 완전히 이동되면 바늘부(110)는 바늘수용로(123) 내부에 완전히 수용된다.

바늘부(110)는 바늘가이드(130)의 하부에서 직선형태로 배치되나, 바늘만곡프레임(120) 내부에서 만곡된 후 바늘선단노출공(123a)에서 강성에 의해 다시 직선형태로 복원되어 이동된다.

바늘가이드(130)는 바늘부(110)를 지지하며, 바늘만곡프레임(120)의 만곡형상을 따라 이동되며 바늘부(110)가 만곡되도록 안내한다. 또한, 바늘가이드(130)는 엔드이펙터(300)에 결합되어 엔드이펙터(300)의 조작에 의해 바늘부(110)가 바늘만곡프레임(120)을 경유하며 생검위치로 삽입되도록 안내한다.

바늘가이드(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 일정길이를 갖는 막대 형태로 구비된다. 바늘가이드(130)는 바늘부(110)가 이동되도록 지지하는 직선형태의 바늘가이드본체(131)와, 바늘가이드본체(131)의 선단에 돌출형성되어 바늘만곡프레임(120)의 만곡레일(125)에 삽입되는 레일삽입단(133)과, 레일삽입단(133)의 양측에 돌출형성된 한 쌍의 가이드돌기(135)와, 바늘가이드본체(131)의 바닥면에 길이방향을 따라 함몰형성되어 바늘부(110)의 전방가이드결합돌기(112a)와 후방가이드결합돌기(114a)가 이동되게 지지하는 결합돌기이동레일(136)과, 레일삽입단(133)과 바늘가이드본체(131)의 경계영역의 하부에 구비되어 바늘이동관(140)이 삽입되는 바늘안내관(137)과, 바늘가이드본체(131)의 후단 상면에 절개형성되어 락킹부재(150)가 결합되는 락킹부재결합홈(139)을 포함한다.

바늘가이드본체(131)는 선단이 바늘만곡프레임(120)에 삽입된 바늘부(110)의 나머지 길이를 모두 덮을 수 있는 길이로 구비된다. 바늘가이드본체(131)는 도 8에 도시된 바와 같이 엔드이펙터(300)에 결합될 때 트리거모듈(320) 상에 안착될 수 있는 폭으로 구비된다.

레일삽입단(133)은 바늘가이드본체(131)의 선단에 전방을 향해 수평하게 돌출되어 만곡레일(125)의 가이드삽입로(125a) 내부로 삽입된다. 이 때, 레일삽입단(133)의 양측에 돌출형성된 한 쌍의 가이드돌기(135)가 돌기가이드슬릿(125b)에 끼워져 레일삽입단(133)이 가이드삽입로(125a)로부터 이탈되지 않게 지지한다.

결합돌기이동레일(136)은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 바늘가이드본체(131)의 바닥면에 길이방향을 따라 함몰형성된다. 결합돌기이동레일(136)에는 전방가이드결합돌기(112a)와 후방가이드결합돌기(114a)가 슬라이딩 이동가능하게 결합된다.

내부바늘고정리브(114)와 외부바늘고정리브(112)가 엔드이펙터(300)의 조작에 의해 전후로 이동되면, 이에 연동하여 전방가이드결합돌기(112a)와 후방가이드결합돌기(114a)가 결합돌기이동레일(136)을 따라 이동하며 내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 독립적으로 이동되게 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 바늘부(110)의 경로 상에는 바늘이동관(140)이 결합되어 바늘부(110)가 전후로 원활하게 이동되게 지지한다.

바늘안내관(137)은 레일삽입단(133)과 바늘가이드본체(131)의 경계영역의 하부에 구비되어 내부에 바늘이동관(140)을 수용한다. 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 바늘가이드(130)가 만곡레일(125)의 후단으로 이동되어 생검시술을 위한 조립이 완료되면, 바늘이동관(140)은 바늘안내관(137)의 내부에 수용되어 바늘부(110)가 만곡된 상태에서 안정적으로 이동될 수 있게 지지한다.

락킹부재(150)는 바늘가이드(130)의 락킹부재결합홈(139)에 결합되며, 엔드이펙터(300)와 생검침모듈(100)이 결합될 때 생검침모듈(100)이 결합된 상태가 유지되게 고정하는 역할을 한다.

락킹부재(150)는 판면이 상부로 볼록하게 접혀지게 형성된다. 락킹부재(150)는 시술자가 손으로 파지하면 탄성적으로 오무려거나 초기상태로 복귀되며 폭이 가변된다.

락킹부재(150)의 양단에는 한 쌍의 락킹버튼(151)이 구비되고, 락킹버튼(151)은 락킹부재(150)와 버튼지지암(153)에 의해 연결된다.

락킹버튼(151)은 도 8에 도시된 바와 같이 생검침모듈(100)이 엔드이펙터(300)에 결합될 때, 엔드이펙터(300)의 케이싱부(310)에 걸림결합된다. 시술자는 락킹부재(150)를 오무려 락킹버튼(151)이 케이싱부(310) 내부로 삽입되게 하고, 락킹부재(150)에 대한 가압을 해제하여 락킹버튼(151)이 케이싱부(310)의 내벽면에 형성된 버튼결합홈(미도시)에 끼워져 결합된 상태가 고정되게 한다.

락킹버튼(151)의 하부에는 가이드결합안장(155)이 구비되고, 가이드결합안장(155)은 락킹결합부재결합홈(139)에 결합되어 락킹버튼(151)만 바늘가이드(130)의 양측으로 노출되게 지지한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 생검침모듈(100)의 사용과정과 생검시술과정을 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

시술자는 밀봉된 생검침모듈(100)을 뜯은 후 직선 형태의 바늘부(110)를 만곡되게 조립한다. 포장을 뜯으면 도 4에 도시된 바와 같이 바늘가이드(130)가 바늘만곡프레임(120)의 만곡레일(125)의 상부에 위치된 상태이다.

이 상태에서 시술자는 바늘가이드(130)의 후단을 손으로 잡고 아래로 가압한다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 손으로 바늘가이드(130)를 가압하면, 레일삽입단(133)이 만곡레일(125)의 돌기가이드슬릿(125b)을 따라 이동되고 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 바늘부(110)도 자체 탄성에 의해 휘어진다.

도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 바늘가이드(130)가 만곡레일(125)의 하부로 완전히 이동하면 바늘가이드(130)는 바늘만곡프레임(120)에 연결되게 위치되고, 바늘부(110)의 전방영역은 바늘만곡프레임(120)의 바늘수용로(123)에 만곡된 상태로 위치되고, 바늘부(110)의 후방영역은 바늘가이드(130)의 하부에 직선형태로 위치된다.

시술자는 이렇게 조립이 완료된 생검침모듈(100)을 도 3에 도시된 바와 같이 의료영상장비(10)의 베드(11)에 고정결합된 생검침조작로봇장치(200)의 엔드이펙터(300)에 결합한다.

도 8에 도시된 바와 같이 생검침모듈(100)의 내부바늘고정리브(114)와 외부바늘고정리브(112)는 각각 엔드이펙터(300)의 내부바늘리브삽입홈(321-1)과 외부바늘리브삽입홈(325a)에 끼워진다.

그리고, 락킹부재(150)의 락킹버튼(151)은 엔드이펙터(300)의 케이싱부(310)의 상부 내벽면에 형성된 버튼결합홈(미도시)에 고정된다.

내부바늘(113)은 트리거모듈(320)의 내부바늘리브삽입홈(321-1)에 결합되어 모듈이송구동부(330)의 구동에 의해 전후진하게 된다. 외부바늘(111)은 외부바늘캐리어(325)의 외부바늘리브삽입홈(325a)에 삽입된 상태로 트리거모듈(320)와 함께 이동되거나, 트리거모듈(320) 내에서 외부바늘캐리어(325)와 함께 전후로 이동된다.

외부바늘캐리어(325)는 외부바늘구동부(340, 도 9의 (a) 참조)에 의해 구동된다.

생검침모듈(100)의 고정이 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이 환자(A)의 생검부위(M)로 바늘부(110)를 삽입한다.

도 9는 생검시술을 위한 각 단계별 바늘부(110)의 위치를 도시한 예시도이고, 도 10은 바늘부(110)가 생검부위(M)에 삽입되어 생검샘플(S)을 생검하는 과정을 도시한 예시도이다.

도 9의 (a)와 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 생검침모듈(100)이 엔드이펙터(300)에 결합되면 바늘부(110)는 바늘만곡프레임(120)의 내부에 수용된 상태로 위치된다.

이 상태에서 시술자는 베드(11)를 갠트리(13) 내부로 이동시키고, 촬영된 영상을 보면서 네비게이션(미도시)을 이용해 생검침조작로봇장치(200)를 조작하고, 생검침모듈(100)의 바늘부(110)가 타겟 생검부위로 이동될 수 있게 위치를 조작한다.

도 9의 (b)와 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 모듈이송구동부(330)가 정방향으로 구동되면, 바늘부(110)는 바늘만곡프레임(120)에 만곡이동된다. 이에 의해 생검부위(M)의 내부로 내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 함께 침습해 들어간다.

그리고, 도 9의 (c)와 (d) 및 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 모듈이송구동부(330)의 정방향 구동으로 내부바늘(113)은 생검 타겟 위치(T)까지 침습해 들어가고, 외부바늘(111)은 외부바늘구동부(340)의 역방향 구동에 의해 후진한다.

그리고, 도 9의 (e)와 도 10의 (d)에 도시된 바와 같이 외부바늘(111)이 탄성부재의 탄성력에 의해 슈팅되며 내부바늘(113)이 전진한 길이만큼 전진하면 외부바늘(111)의 선단에 형성된 절단면이 생검조직을 절단하게 된다.

이 과정에서 샘플조직(S)이 생검홈(113b)에 수용되고, 외부바늘(111)에 의해 덮혀져 생검과정이 완료될 수 있다.

생검이 완료된 생검침모듈(100)은 역방향으로 후진하여 환자의 생검부위로부터 분리된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 생검침모듈은 바늘부와 바늘만곡프레임 및 바늘가이드가 일체로 결합된 상태로 보관되므로, 생검시술 전에 시술자가 바늘가이드만 가압하여 하부로 슬라이딩 이동시켜 조립을 완료할 수 있어 조립에 소요되는 시간을 현저히 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한, 바늘만곡프레임에 스트레이트너가 일체로 결합되어 있으므로 종래 스트레이트너를 결합시키기 위해 소요되던 시간을 절약할 수 있다.

또한, 본 발명의 생검침모듈은 종래 생검침 디바이스에 일체로 결합되어 있던 생검총본체를 생략하고 엔드이펙터를 이용해 바늘부의 내부바늘과 외부바늘을 조작하게 구조를 개선하였다. 이에 의해 내부바늘과 외부바늘의 조작이 보다 더 정교하게 수행될 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 생검시스템 10 : 의료영상장비
11 : 베드 13 : 갠트리
20 : 고정프레임 30 : 종래 생검침 디바이스
31 : 바늘 32 : 생검총본체
33 : 가이드아우터 34 : 가이드인너
35 : 스트레이트너 36 : 마커
100 : 생검침모듈 110 : 바늘부
111 : 외부바늘 112 : 외부바늘고정리브
112a : 전방가이드결합돌기 113 : 내부바늘
113a : 첨단 113b : 생검홈
114 : 내부바늘고정리브 114a : 후방가이드결합돌기
120 : 바늘만곡프레임 121 : 프레임본체
123 : 바늘수용로 123a : 바늘선단노출공
123b : 바늘후단삽입공 124 : 스트레이트너
124a : 마커 125 : 만곡레일
125a : 가이드삽입로 125b : 돌기가이드슬릿
130 : 바늘가이드 131 : 바늘가이드본체
133 : 레일삽입단 135 : 가이드돌기
136 : 결합돌기이동레일 137 : 바늘안내관
139 : 락킹부재결합홈 140 : 바늘이동관
150 : 락킹부재 151 : 락킹버튼
153 : 버튼지지암 155 : 가이드결합안장
200 : 생검침조작로봇장치 300 : 엔드이펙터
310 : 케이싱부 320 : 트리거모듈
321-1 : 내부바늘리브삽입홈 321-2 : 캐리어이동로
325 : 외부바늘캐리어 325a : 외부바늘리브삽입홈
330 : 모듈이송구동부 340 : 외부바늘구동부
400 : 위치조절로봇 500 : 높이조절고정지그
A : 환자
M : 생검부위
T : 타겟 생검위치
S : 샘플조직

Claims (4)

1. 의료영상장비를 사용하는 환자의 생검부위로 삽입되어 생검시술을 수행하는 생검침모듈에 있어서,
   내부바늘(113)과 외부바늘(111)이 중첩되게 배치되고, 고강성 초탄성 재질로 형성되는 바늘부(110)와;
   수직방향으로 만곡되게 형성되며, 전방에 상기 바늘부(110)의 선단을 외부로 노출시키는 바늘선단노출공(123a)이 형성되고 후방에 만곡면을 따라 개방형성된 만곡레일(125)이 구비된 바늘만곡프레임(120)과;
   상기 바늘만곡프레임(120)의 만곡레일(125)을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되고, 상기 바늘선단노출공(123a)에 선단이 삽입된 바늘부(110)의 후단을 직선형태로 지지하며 상기 바늘부(110)가 상기 바늘만곡프레임(120)을 따라 만곡된 상태로 전후 이동하게 안내하는 바늘가이드(130)를 포함하되,
   상기 바늘부(110)는,
   상기 내부바늘(113)의 후단과 고정결합되며 상부에 상기 바늘가이드(130)에 이동가능하게 결합되는 후방가이드결합돌기(114a)가 형성된 내부바늘고정리브(114)와;
   상기 내부바늘고정리브(114)의 전방에서 상기 외부바늘(111)의 후단과 고정결합되며 상부에 상기 바늘가이드(130)에 이동가능하게 결합되는 전방가이드결합돌기(112a)가 형성된 외부바늘고정리브(112)를 포함하며,
   상기 내부바늘고정리브(114)와 상기 외부바늘고정리브(112)는 각각 생검침조작로봇시스템의 엔드이펙터에 결합되어 상기 내부바늘(113)과 상기 외부바늘(111)의 이동여부를 상기 엔드이펙터로부터 전달받는 것을 특징으로 하는 생검침모듈.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 바늘선단노출공(123a)이 형성된 바늘만곡프레임(120)의 선단 양측에는 상기 바늘선단의 위치를 표시하는 마커(124a)가 수용된 스트레이트너(124)가 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 생검침모듈.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 만곡레일(125)에는 만곡경로를 따라 내측으로 함몰형성되어 상기 바늘가이드(130)가 삽입된 상태로 이동되는 가이드삽입로(125a)가 형성되고,
   상기 가이드삽입로(125a)가 형성된 상기 만곡레일(125)의 양측 판면에는 한 쌍의 돌기가이드슬릿(125b)이 형성되고,
   상기 바늘가이드(130)의 전방에는 상기 가이드삽입로(125a) 내부로 삽입되는 레일삽입단(133)이 구비되고,
   상기 레일삽입단(133)의 양측에는 상기 돌기가이드슬릿(125b)에 삽입되어 상기 레일삽입단(133)이 상기 가이드삽입로(125a)를 따라 이동되도록 지지하는 한 쌍의 가이드돌기(135)가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 생검침모듈.

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