KR102619022B1

KR102619022B1 - 상기도 검체 채취 장치

Info

Publication number: KR102619022B1
Application number: KR1020200096352A
Authority: KR
Inventors: 김남희
Original assignee: 동국대학교 산학협력단
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2023-12-28
Also published as: KR20210154672A

Abstract

본 발명은 상기도 검체 채취 장치에 관한 것으로써, 이를 실현하기 위한 본 발명은 본체부, 상기 본체부 상에 설치되며, 피검자의 얼굴이 소정 지점에 위치하도록 지지해주는 얼굴 지지대; 상기 얼굴 지지대와 대향되게 이격 설치되며, 피검자의 상기도에 면봉을 삽입하여 검체를 채취할 수 있도록 상기 면봉을 파지해주는 파지부가 구비되는 다관절 로봇암; 및 상기 로봇암과 통신 모듈을 매개로 연결되며, 상기 로봇암을 원격 상태에서 수동으로 제어해주는 핸들부가 구비된 마스터 콘솔부;를 포함한다. 따라서, 피검자로부터 필요한 상기도 검체를 신속하면서도 정확하게 채취할 수 있게 된다.

Description

상기도 검체 채취 장치{UPPER RESPIRATORY SAMPLE COLLECTION DEVICE}

본 발명은 상기도 검체 채취 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검자와 직접 대면하지 않고 검사자는 원격 상태에서 하나 이상의 센서들로부터 감지된 정보를 통해 다관절 로봇암의 구동을 제어하고 피검자로부터 필요한 상기도 검체를 정확하게 채취할 수 있는 상기도 검체 채취 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 세균이나 바이러스 감염에 의한 호흡기 질환 여부의 판정을 위해서는 피검자의 비강에 면봉을 삽입하여 검체를 채취한다.

그러나 이러한 작업을 위해서는 의료진이 호흡기 감염병에 걸린 것으로 의심되는 피검자와 대면하여 피검자의 상기도에서 검체를 채취하여야 하므로, 의료진이 피검자와의 접촉에 의해 감염에 노출될 우려가 크다. 또한, 대규모 감염이 일어나는 경우에는 수많은 의료진이 검체를 채취하는 작업에 투입되어야 하므로, 의료진의 업무가 과중하게 된다.

특히, 검체 채취 시 의료진의 감염을 예방하기 위하여 의료인은 보호 장구를 착용해야 하므로, 보호 장구 탈착 시의 감염 우려 및 착용에 따른 산소 부족이나 체온 상승의 문제가 있고, 일회용 보호 장구 사용에 따른 비용이 문제가 된다.

또한, 검체 채취 작업을 위해서는 사람의 비강 구조에 대한 이해와 검체 채취 작업의 숙련도가 요구된다. 만약 비숙련 의료인이 검체를 채취할 경우에는 검체 채취가 적절히 이루어지지 않아 검사의 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다.

특히, 비숙련자에 의한 검체 채취 시에 면봉에 과도한 압력을 가하거나 적절하지 않은 부위에 면봉을 접촉시킴으로써 피검자의 불편함이 초래되거나 비강에 손상을 입히는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 환자와 직접 대면하지 않고 의료진이 환자를 원격으로 검진할 수 있는 원격 검진 장치에 대한 기술 개발의 필요성이 요구되는 실정이다.

그러나, 이러한 감염병 등의 검체 채취를 위한 원격 검진 장치에 대한 기술의 개발은 미흡한 상황이며, 원격으로 진료나 진단 또는 수술을 수행하는 장치에 대한 기술 개발은 다소 진행되고 있는 상황이다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1634588호에서와 같이, 의료진이 원격으로 진단장치를 제어함으로써, 환자의 상태에 대하여 초음파 진단을 수행하는 기술이 개발되고 있다.

그러나, 이러한 초음파 진단을 위한 장치는 초음파 진단을 위해 특화된 장치인 것으로, 이를 감염병 등의 검체 채취가 가능한 원격 검진 장치로 직접 적용하는

것은 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1634588호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 피검자와 직접 대면하지 않고 검사자가 원격 상태에서 검체를 채취함으로써 의료진의 안전을 확보할 수 있으며, 다자유도 구동을 통해 피검자로부터 필요한 검체를 보다 정확하게 채취할 수 있는 상기도 검체 채취 장치에 관한 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 상기도 검체 채취 장치는

본체부; 상기 본체부 상에 설치되며, 피검자의 얼굴이 소정 지점에 위치하도록 지지해주는 얼굴 지지대; 상기 얼굴 지지대와 대향되게 이격 설치되며, 피검자의 상기도에 면봉을 삽입하여 검체를 채취할 수 있도록 상기 면봉을 파지해주는 파지부가 구비되는 다관절 로봇암; 및 상기 로봇암과 통신 모듈을 통해 연결되며, 상기 로봇암을 원격 상태에서 수동으로 제어해주는 핸들부가 구비된 마스터 콘솔부;를 포함하는 구조를 가질 수 있다.

더 바람직하게 상기 상기도 검체 채취 장치는, 상기 얼굴 지지대에 지지된 피검자의 얼굴 위치나, 상기 로봇암을 통해 피검자의 상기도에 삽입되는 면봉에 가해지는 압력을 포함한 각종 정보를 검출해줄 수 있도록 복수의 센서가 구비되는 센싱부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

더 바람직하게 상기 센싱부는 상기 본체부 상에 위치되는 피검자의 얼굴을 감지해주는 감지센서;를 포함하고, 상기 얼굴 지지대는 상기 감지센서의 감지 신호를 전달받아 소정 위치로 이동되면서 피검자의 얼굴을 지지해줄 수 있다.

더 바람직하게 상기 본체부 또는 상기 로봇암은, 검체 채취가 완료된 상기 파지부를 소독해주는 소독액 분사장치; 및 소독된 상기 파지부를 살균 및 건조시켜주는 자외선 살균장치;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 파지부는, 상기 피검자의 검체 채취 시 상기 파지된 면봉을 진동이나 회전 동작시켜주는 제1구동발생부;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 파지부는, 상기 면봉이 끼워지도록 내부에 중공부가 형성되고, 상기 중공부 내에는 상기 면봉을 고정 또는 분리할 수 있도록 수축 또는 확장 가능하게 설치되는 압착부;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 센싱부는, 상기 검체 채취용 면봉에 가해지는 압력을 감지해주는 가압센서부;를 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 핸들부는, 상기 가압센서부를 통해 상기 면봉이 검체를 채취하는 검체부에 소정 범위 이상 접근이나 접촉한 신호를 감지한 경우, 진동이나 반발력을 발생시켜주는 제2구동발생부;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 로봇암의 선단에는, 상기 파지부의 전, 후 길이를 조절해줄 수 있도록 액추에이터가 구비된 이송 구동부;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 로봇암은, 상기 로봇암의 구동 시 상기 파지부의 전방을 촬영하여 영상정보를 제공해주는 카메라모듈;을 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 마스터 콘솔부는, 상기 센싱부로부터 수신된 정보를 표시해주는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 본체부에는, 피검자와 검사자 간의 소통이 가능하도록 오디오 신호의 입, 출력을 위한 오디오신호부;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 본체부의 일측에는, 검체 채취 전 면봉이 수납되는 면봉수납함; 및 검체 채취 후 면봉이 수납되는 면봉수거함;이 구비된 것을 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게 상기 면봉수거함에는, 상기 검체 채취용 면봉을 보존하기 위한 다수 개의 검체용기;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명에 따른 상기도 검체 채취 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

즉, 본 발명은 의료진이 피검자와 접촉 대면하는 일이 없고 원격으로 채취 작업이 이루어지게 되므로 의료진의 안정성을 확보할 수 있다. 특히, 원격 채취에 의해 의료진이 효율적으로 업무를 수행할 수 있고, 경우에 따라 의료 취약 지역에서의 검체 채취도 원격으로 이루어지므로 의료 접근성이 개선된다.

또한, 의료진은 별도의 방호복을 착용할 필요가 없어 일회용 보호 장구 사용에 따른 비용이 절감된다.

또한, 검체의 채취가 보다 정확한 위치에서 이루어지며, 삽입 길이 및 접촉 압력이 측정되므로 의료진의 숙련도에 따른 검체 채취 과정에서의 부정확한 검체 채취의 문제가 개선될 수 있다.

또한, 사용전 검체 채취용 면봉을 파지하고, 사용 후에는 검체용기에 삽입하고 밀봉하는 작업까지 전 과정을 원격으로 제어하도록 하여, 검체 검사의 속도를 향상할 수 있다.

또한, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자의 인지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기도 검체 채취 장치의 전체적인 구성을 예시한 사시도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 상에 설치된 얼굴 지지대의 작동 예시를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 채취용 면봉을, (b)는 검체용기를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇암을 예시한 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파지부의 단면을 예시한 도면이고, 도 5b 및 5c는 파지부에 검체 채취용 면봉이 삽입되어 작동되는 상태를 예시한 도면이며, 도 5d는 피검자를 통해 검체 검사가 이루어지는 사용 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 도 4의 “A”부분을 확대한 것으로, (a)는 로봇암에 구비된 소독액 분사장치를, (b)는 자외선 살균장치의 작동 상태를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 소독액 분사장치 및 자외선 살균장치가 본체부 상에 설치되어 작동되는 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 채집이 완료된 면봉이 검체용기에 수용되어 밀봉되는 과정을 예시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

우선, 본 발명에 따른 상기도 검체 채취 장치(1)의 구성은 본체부(10); 상기 본체부(10) 상에 설치되며, 피검자의 얼굴이 소정 지점에 위치하도록 지지해주는 얼굴 지지대(200); 그러한 얼굴 지지대(200)와 대향되게 이격 설치되며, 피검자(H)의 상기도에 면봉을 삽입하여 검체를 채취할 수 있도록 상기 면봉을 파지해주는 파지부(110)가 구비되는 다관절 로봇암(100); 및 상기 로봇암(100)과 통신 모듈을 통해 연결되며, 상기 로봇암(100)을 원격 상태에서 수동으로 제어해주는 핸들부(510)가 구비된 마스터 콘솔부(500);로 크게 구분될 수 있다. 이와 같이 구분되는 본 발명의 구성에 대해 예시된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 상기도 검체 채취 장치의 전체적인 구성을 나타낸 예시도이다.

먼저, 로봇암(100)과 마스터 콘솔부(500) 사이 또는 로봇암(100)과 통신 모듈을 구비한 또 다른 장치 사이의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 유무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 이동 통신 모듈은 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식 통신에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나 무선 신호를 송수신할 수 있다.

센싱부는,

상기 얼굴 지지대(200)에 지지된 피검자(H)의 얼굴 위치나 신체 정보, 상기 로봇암(100)을 통해 피검자(H)의 상기도에 삽입되는 면봉에 가해지는 압력을 포함한 각종 정보를 검출해줄 수 있도록 복수의 센서가 구비되는 센싱부;를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부는 피검자(H)의 얼굴을 감지하는 감지센서(250)일 수 있고, 검체 채취용 면봉(600)의 압력을 감지하는 가압센서부(114) 또는 근접 센서(proximity sensor), 모션 센서(motion sensor), 터치 센서(touch sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 개시된 상기도 검체 채취 장치(1)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 검출되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있으며, 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

마스터 콘솔부(500)는,

검사자(미도시)로 하여금 로봇암(100)을 원격으로 작동 시키기 위한 장치인 것으로, 핸들부(510)와 디스플레이부(520)로 크게 구분될 수 있다.

디스플레이부(520)는,

앞서 설명한 하나 이상의 센싱부와 후술되는 카메라모듈(140)의 식별 정보 또는 형상 정보를 유무선 통신모듈에 의해 로봇암(100)으로부터 수신된 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 로봇암(100)의 식별 정보는 로봇암(100)을 고유하게 특정할 수 있는 정보를 포함하며, 형상 정보는 로봇암(100)의 외관을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

핸들부(510)는,

조이스틱 또는 다관절 로봇 손으로 이루어질 수 있으며, 앞서 설명한 마스터 콘솔부(500)로 수신된 로봇암(100)의 위치 정보, 카메라모듈(140)로부터 수집되는 영상 정보 등에 기초하여 검사자가 로봇암(100)을 조종할 수 있도록 한다. 이러한 핸들부(510)는 로봇암(100)의 조종을 위한 무구속의 3차원 손동작 모션 인식 시스템이 마련될 수 있다. 이는, 사용자의 손동작을 로봇에 전달하는 일련의 센싱제어전달 사용자 인터페이스 기술을 이용한 것이다. 이와 같은 기술은 공지의 기술을 적용할 수 있음에 따라 구체적인 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

본체부(10)에는,

피검자(H)가 의자에 착석하여 편안하고 안전한 자세로 검체 검사를 받을 수 있도록 피검자(H)의 얼굴을 지지해주는 얼굴 지지대(200)의 설치 공간이 제공된다. 피검자(H)의 얼굴과 대면하는 위치에는 로봇암(100)이 마련될 수 있고, 피검자(H)와 검사자 간의 소통이 가능하도록 오디오 신호의 입, 출력을 위한 오디오신호부(150)가 더 포함될 수 있다. 아울러, 본체부(10) 일측에는 검체 채취 전 면봉이 수납되는 면봉수납함(300) 및 검체 채취 후 면봉이 수납되는 면봉수거함(400)이 구비될 수 있다.

도 2a 및 2b는 본체부 상에 설치된 얼굴 지지대의 작동 예시를 나타낸 도면이다.

얼굴 지지대(200)는,

앞서 설명한 바와 같이 본체부(10)의 상측에 위치하며, 지지베이스(210), 측면 지지부(230), 이마 지지부(240), 턱 지지부(220)를 포함한다.

지지베이스(210)는 얼굴 지지대(200)의 베이스를 형성하고, 지지베이스(210) 상부에는 피검자(H)의 턱이 지지될 수 있도록 턱 지지부(220)가 형성된다. 턱 지지부(220) 내부에는 모터(미도시)가 내장되어 높이가 조절될 수 있다. 아울러, 턱 지지부(220)의 양측에는 한 쌍의 측면 지지부(230)가 대향되게 위치할 수 있으며, 그러한 측면 지지부(230) 하단에는 지지베이스(210) 상면에 형성된 가이드레일(211)에 결합되어 좌, 우 슬라이딩 이동되는 힌지부(231)가 마련될 수 있다. 이 때, 힌지부(231) 내부에는 회전모터 및/또는 리니어 모터(미도시)를 구비하여 전동으로 이동 가능하게 구현될 수 있으며 또한, 힌지부(231)를 기준으로 각도 조절이 가능함에 피검자(H)의 얼굴 각도를 검체 검사에 용이하도록 도출해 낼 수 있다. 아울러, 한 쌍의 측면 지지부(230)의 상측으로는 이마 지지부(240)가 형성될 수 있다. 이 경우에도 측면 지지부(230)는 이마 지지부(230)로부터 슬라이딩 되어 좌, 우 폭이 조절되도록 한다.

또한, 얼굴 지지대(200)에는 피검자(H)의 얼굴을 감지하는 감지센서(250)가 구비될 수 있으며 이러한 감지센서(250)는 모션감지센서, 적외선 인체 감지 센서, 적외선 카메라 등으로 구성될 수 있다. 즉, 얼굴 지지대(200)의 전면에 피검자(H)의 얼굴을 위치시키면, 감지센서(250)는 피검자(H)의 얼굴 높이와 크기를 감지하고 얼굴 지지대(200)는 감지 신호를 전달받아 소정 위치로 이동되면서 피검자(H)의 얼굴을 지지할 수 있다. 이 경우, 얼굴 지지대(200)는 자동으로 이동되거나 또는 핸들부(510)를 조작하는 검사자(H)에 의해 수동으로 이동될 수도 있다. 만약 피검자(H)의 얼굴 위치가 얼굴 지지대(200)의 이동 범위에서 벗어난 경우에는 안내 음성을 전달해주는 오디오신호부(150)를 통해 피검자(H)에게 바른 위치와 자세를 요구할 수도 있다. 따라서, 피검자(H)에게 보다 편안한 자세를 제공함과 아울러 검체 검사의 신속성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 피검자(H)는 얼굴 지지대(200)에 얼굴을 고정시킨 상태에서, 후술되는 로봇암(100)의 동작에 따라 검체가 채취된다.

도 3의 (a)는 검체 채취용 면봉을, (b)는 검체용기를 예시한 도면이다.

로봇암(100)을 설명하기에 앞서, 검체 채취용 면봉(600)에 대해 설명해보면, 대략 15~20cm의 길이를 갖는 동일한 직경의 몸체부(610)와, 몸체부(610)의 한쪽 끝부분에 동글게 감겨진 상태로 결합되며, 감촉이 부드럽고 비강이나 구강내부의 분비물을 충분히 흡수할 수 있는 솜이나 천으로 이루어진 검체 채취부(620)로 구성될 수 있다. 이러한 검체 채취용 면봉(600)은 피검자(H)의 상기도 내측으로 삽입한 후 비강이나 구강내벽의 점막으로부터 분비물을 채취하게 된다. 채취가 완료된 면봉은 세균을 포함한 미생물을 검사하기 위한 것이기 때문에 검체의 채집 후 바로 검사하는 것이 바람직하나, 이러한 신속한 검사가 불가능하다면, 채집된 검체는 적당한 환경에서 보존된 상태로 미생물 검사가 실시되어야 한다. 따라서, 채집된 검체를 보존하기 위한 보존액(730)을 담은 검체용기(700)가 구비될 수 있다.

검체용기(700)는

보존액(730)을 담은 튜브(710)와 튜브(710) 상단 주입구에 결합하여 밀봉시키는 뚜껑(720)으로 구성될 수 있다. 이러한 튜브(710)는 검체 채취용 면봉(600)보다 길이가 짧은, 대략 10~15cm의 길이를 갖는 원통형 형상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 면봉을 튜브(710)에 수용하기 위해서는 채집이 완료된 검체 채취용 면봉(600)의 몸체부(610) 일부를 절단하여 수용하고 면봉을 수용한 검체용기(700)의 상단에 뚜껑(720)을 결합하여 채집된 검체를 안전하게 보존할 수 있게 한다. 즉, 이러한 검체 채취용 면봉(600)은 후술되는 핸들부(510)의 제어에 따라 로봇암(100)의 파지부(110)에 파지되고, 이동 및 분리되어 원격으로 검체 검사가 이루어질 수 있도록 한다.

도 4는 로봇암을 예시한 사시도이다.

로봇암(100)은,

앞서 설명한 본체부(10)상에 설치되며, 검체 채취용 면봉(600)을 파지하여 피검자(H)의 검체를 채취해주는 다관절형 로봇암(100)으로 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 피검자(H)의 얼굴과 대면하는 위치에 마련되어 피검자(H)의 상기도 내측으로 정확하게 진입하도록 위치 및 자세가 조정될 수 있다. 일반적으로 로봇 암은 인간의 팔, 손목과 유사한 기능을 가지고 있으며, 손목 부위에 소정의 도구를 부착시킬 수 있는 장치를 의미한다. 본 명세서에서 로봇암이란 상박, 하박, 팔꿈치 등의 구성 요소 및 손목 부위에 결합되는 파지부 등을 모두 포괄하는 개념으로 정의할 수 있다. 이와 같은, 로봇암(100)은 힌지 회전 및 원주방향 회전이 각각 독립적으로 이루어지는 복수의 관절로 구성되어 다자유도를 가지며 구동될 수 있다. 로봇암(100)은 피검자(H)의 상기도에 삽입되는 검체 채취용 면봉(600) 및 검체용기(700)의 뚜껑(720)이 탈착 가능하도록 파지부(110)를 형성할 수 있다.

도 5a는 파지부의 단면을 예시한 도면이고, 도 5b 및 5c는 파지부에 검체 채취용 면봉이 삽입되어 작동되는 상태를 예시한 도면이며, 도 5d는 피검자를 통해 검체 검사가 이루어지는 사용 상태를 예시한 도면이다.

도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명해보면,

파지부(110)는,

내부에 중공부(111)를 형성하고, 검체 채취용 면봉(600)의 몸체부(610) 및 검체용기(700)의 뚜껑(720)을 잡아 고정 또는 분리할 수 있도록 중공부(111) 내에는 수축 또는 확장 가능하게 설치되는 압착부(111a)가 구비될 수 있다. 이러한 압착부(111a)는 전동모터 또는 공기팽창을 이용하여 확장 및 축소 가능하게 조절할 수 있다.

한편, 로봇암(100)의 선단에는 파지부(110)와 연결되어 파지부(110)의 전, 후 길이를 조절해줄 수 있도록 액추에이터가 구비된 이송 구동부(112)를 포함할 수 있다. 이는, 파지부(110)에 파지된 검체 채취용 면봉(600)을 전, 후 작동시켜 상기도의 내측으로 진입시키기 위한 것이다. 이 때, 이송 구동부(112)는 정밀하게 구동될 수 있도록 리니어 모터 또는 실린더 등으로 구성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 정밀한 구동이 이루어질 수 있다면 어떠한 구성이라도 무관하다.

그리고 파지부(110) 내부에는 피검자의 검체 채취 시 파지된 면봉을 진동이나 회전 동작시켜주는 제1구동발생부(113)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

따라서, 상기도의 채취부위를 보다 광범위하고 면밀하게 접촉시킬 수 있고, 회전 및 진동을 동시에 행함으로써 단시간에 검체 검사가 이루어질 수 있도록 한다. 더불어, 검체 검사의 오진율을 낮추는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 파지부(110)에는 검체 채취용 면봉(600)이 상기도 채취부위에 접촉될 때의 압력을 감지하는 가압센서부(114)를 포함하여 구성할 수 있다. 구체적으로는, 검체 채취용 면봉(600)이 피검자(H)의 상기도 채취부위에 소정 범위 이상 접근 또는 접촉한 신호를 감지한 경우, 이상 감지 신호를 마스터 콘솔부(500)로 전달하고, 마스터 콘솔부(500)는 검사자에게 경고성 음성을 안내하거나 또는 디스플레이부(520)를 통해 경고 메시지를 표시할 수 있게 하고, 이와 동시에 로봇암(100)을 제어하여 작동을 멈추거나 후퇴하는 동작이 시행될 수 있도록 한다.

또 다른 한편, 앞서 언급한 핸들부(510)에도 가압센서부(114)를 통해 상기 면봉이 검체를 채취하는 검체부에 소정 범위 이상 접근이나 접촉한 신호를 감지한 경우, 진동이나 반발력을 발생시켜주는 제2구동발생부(미도시)가 구비될 수 있다. 즉, 가압센서부(114)를 통해 이상 감지 신호를 전달받은 핸들부(510)에 진동 또는 반발력을 발생시켜 검사자에게 이상 동작을 인지시킬 수 있다.

한편, 상기 본체부(10) 또는 상기 로봇암(100)에는 상기 파지부(110)를 소독해주는 소독액 분사장치(120) 및 소독된 상기 파지부(110)를 살균 및 건조시켜주는 자외선 살균장치(130)가 구비될 수 있다.

도 6은 도 4의 “A”부분을 확대한 것으로, (a)는 로봇암에 구비된 소독액 분사장치를, (b)는 자외선 살균장치의 작동 상태를 예시한 도면이다.

도 6을 참조하여 설명해보면, 검체 검사를 실시한 후 파지부(110)에는 피검자(H)의 분비물이나 세균이 묻을 수 있고, 이러한 이유로 2차 감염의 가능성이 있을 수 있다. 따라서 이러한 위험성을 사전에 차단하기 위하여 1차로 소독액 분사장치(120)를 통해 소독액을 분사하여 파지부(110)를 세척하고, 2차로 자외선 살균장치(130)를 통해 자외선 광을 조사하여 파지부(110)를 살균 및 건조시켜줄 수 있다.

도 7은 또 다른 실시 예로, 소독액 분사장치 및 자외선 살균장치가 본체부 상에 설치되어 작동되는 예시를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 소독액 분사장치(120)와 자외선 살균장치(130)는 본체부(10) 상에 하나의 몸체로 설치되되, 로봇암(100)의 선단이 삽입될 수 있도록 홈부(121)가 마련될 수 있다. 즉, 로봇암(100)의 파지부(110)를 홈부(121)에 삽입하여 소독액을 분사시키고 이어서 자외선 광을 조사하여 파지부(110)를 보다 세밀하게 소독 및 살균할 수 있다.

한편, 로봇암(100)의 선단에는 로봇암(100)의 구동에 의해 검체 부위를 이동하면서 그 전방을 촬영하고, 디스플레이부(520)를 통해 영상정보를 제공해주는 카메라모듈(140)을 더 포함할 수 있다.

다만, 이러한 로봇암(100)의 구성이 이에 제한되지는 않으며, 이러한 예시가 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

면봉수납함(300)은,

앞서 설명한 본체부(10)상에 설치되며, 검체 검사 전의 멸균 처리된 일회용 검체 채취용 면봉(600) 다수 개가 나란히 수납될 수 있다. 이러한 검체 채취용 면봉(600)은 로봇암(100)의 파지부(110)에 의해 하나씩 끼워져 인출될 수 있으며, 검체 채취용 면봉(600)은 외부 환경에 의해 오염 및 이염이 되지 않도록 낱개로 보관되는 것이 바람직하다.

면봉수거함(400)은,

앞서 설명한 본체부(10) 상에 설치되며, 검체 채집이 완료된 면봉이 수거되어 안전하게 보존될 수 있도록 내부에는 다수 개의 검체용기(700)가 나란히 구비될 수 있다. 검체용기(700)는 튜브(710)에 뚜껑(720)이 결합된 상태 또는 분리된 상태로 비치될 수 있으며 이러한 경우, 뚜껑(720)을 파지한 채로 회전 및 가압시킬 수 있는 파지부(110)에 의하여 튜브(710)로부터 뚜껑(720)을 분리 및 결합시킬 수 있다. 뚜껑(720)이 분리된 상태인 경우, 다수 개의 뚜껑(720)들은 어느 한 곳에 적층되어 보관될 수 있다.

도 8은 검체 채집이 완료된 면봉이 검체용기에 수용되어 밀봉되는 과정을 예시한 도면이다.

먼저, (a)에서와 같이 파지부(110)에 파지되어 피검자(H)로부터 검체 채집이 완료된 검체 채취용 면봉(600)을 튜브(700)의 주입구로 진입시켜 검체 채취부(620)가 보존액(730)에 잠기도록 한다.

이후, (b)에 도시된 바와 같이 파지부(110)를 수평방향으로 이동시키거나, 비틀어서 몸체부(610) 일부를 부러뜨리고, 파지부(110)에 파지되어 있던 몸체부(610)의 잔재물은 탈락시킨다. 마지막으로, (c)와 같이, 파지부(110)는 뚜껑(720)을 파지하고 검체용기(700)의 주입구에 가압 또는 회전 방식으로 결합하여 검체 채취용 면봉(600)을 밀봉시키게 된다. 피검자(H)의 검체를 채취하고 밀봉까지 마친 검체용기(700)는 비로소 외부로 운반되어 PCR검사(Polymerase Chain Reaction)가 이루어질 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해질 필요는 없으며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

H: 피검자
1: 상기도 검체 채취 장치 10: 본체부
100: 로봇암 110: 파지부
111: 중공부 111a: 압착부
112: 이송 구동부 113: 제1구동발생부
114: 가압센서부 120: 소독액 분사장치
130: 자외선 살균장치 121: 홈부
140: 카메라모듈 150: 오디오신호부
200: 얼굴지지대 210: 지지베이스
211: 가이드레일 220: 턱 지지부
230: 측면 지지부 231: 힌지부
240: 이마 지지부 250: 감지센서
300: 면봉수납함 400: 면봉수거함
500: 마스터 콘솔부 510: 핸들부
520: 디스플레이부 600: 검체 채취용 면봉
610: 몸체부 620: 검체 채취부
700: 검체용기 710: 튜브
720:뚜껑 730: 보존액

Claims

본체부;
상기 본체부 상에 설치되며, 피검자의 얼굴이 소정 지점에 위치하도록 지지해주는 얼굴 지지대;
상기 얼굴 지지대와 대향되게 이격 설치되며, 피검자의 상기도에 면봉을 삽입하여 검체를 채취할 수 있도록 상기 면봉을 파지해주는 파지부가 구비되는 다관절 로봇암; 및
상기 로봇암과 통신 모듈을 통해 연결되며, 상기 로봇암을 원격 상태에서 수동으로 제어해주는 핸들부가 구비된 마스터 콘솔부;를 포함하고,
상기 파지부는,
상기 면봉이 끼워지도록 내부에 중공부가 형성되고, 상기 중공부 내에는 상기 면봉을 고정 또는 분리할 수 있도록 전동모터를 이용하여 수축 및 확장 가능하게 설치되는 압착부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 상기도 검체 채취 장치는,
상기 얼굴 지지대에 지지된 피검자의 얼굴 위치 정보, 상기 로봇암을 통해 피검자의 상기도에 삽입되는 면봉에 가해지는 압력 정보 하나 이상의 정보를 포함하여 검출해줄 수 있도록 복수의 센서가 구비되는 센싱부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱부는 상기 본체부 상에 위치되는 피검자의 얼굴을 감지해주는 감지센서;를 포함하고,
상기 얼굴 지지대는 상기 감지센서의 감지 신호를 전달받아 소정 위치로 이동되면서 피검자의 얼굴을 지지해주는 것인 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부 또는 상기 로봇암은,
검체 채취가 완료된 상기 파지부를 소독해주는 소독액 분사장치; 및
소독된 상기 파지부를 살균 및 건조시켜주는 자외선 살균장치;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 파지부는,
상기 피검자의 검체 채취 시 상기 파지된 면봉을 진동이나 회전 동작시켜주는 제1구동발생부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 센싱부는,
상기 검체 채취용 면봉에 가해지는 압력을 감지해주는 가압센서부;를 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제7항에 있어서,
상기 핸들부는,
상기 가압센서부를 통해 상기 면봉이 검체를 채취하는 검체부에 소정 범위 이상 접근이나 접촉한 신호를 감지한 경우, 진동이나 반발력을 발생시켜주는 제2구동발생부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 로봇암의 선단에는,
상기 파지부의 전, 후 길이를 조절해줄 수 있도록 액추에이터가 구비된 이송 구동부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 로봇암은,
상기 로봇암의 구동 시 상기 파지부의 전방을 촬영하여 영상정보를 제공해주는 카메라모듈;을 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제2항에 있어서,
상기 마스터 콘솔부는,
상기 센싱부로부터 수신된 정보를 표시해주는 디스플레이부;를 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부에는,
피검자와 검사자 간의 소통이 가능하도록 오디오 신호의 입, 출력을 위한 오디오신호부;가 구비된 것을 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부의 일측에는,
검체 채취 전 면봉이 수납되는 면봉수납함; 및
검체 채취 후 면봉이 수납되는 면봉수거함;이 구비된 것을 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.
제13항에 있어서,
상기 면봉수거함에는,
상기 검체 채취용 면봉을 보존하기 위한 다수 개의 검체용기;가 구비된 것을 더 포함하는 상기도 검체 채취 장치.