KR20030039221A - 마이크로 캡슐형 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 캡슐형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장기(臟器)의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있는 마이크로 캡슐형 로봇에 관한 것으로서, 인체의 내부 장기를 검사하기 위하여 카메라를 장착한 마이크로 캡슐형 로봇에 있어서, 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 몸체에 설치되어, 장기의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있도록 정지수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇을 제공함으로써, 필요한 경우 장기의 연동운동에도 불구하고 로봇을 인체의 장기 내에 고정시킴으로써 중요한 부위를 반복하여 세밀히 관찰할 수 있도록 하여 병변에 관한 판단율을 높이고 마이크로캡슐의 진단 기능을 높이는 효과가 있다.

Description

마이크로 캡슐형 로봇{MICRO CAPSULE ROBOT}
본 발명은 마이크로 캡슐형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장기(臟器)의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있는 마이크로 캡슐형 로봇에 관한 것이다.
내시경은 주로 인체 내의 장기(臟器)의 병변을 수술 없이 검사 또는 치료하는 경우에 사용된다. 그러나, 대장 내시경 진료를 받을 경우 고통과 불쾌감이 크기 때문에 환자들로부터 환영받지 못했다. 이는 대장이 매우 깊은 각도로 구부러져 있기 때문에 대장 내시경 시술 시 환자가 받는 고통과 병변 판단율이 의사의 경험과 숙련도에 크게 좌우되기 때문이다.
최근에는 대장 내시경 시술의 이런 문제를 개선하기 위해서 가상 내시경 (Virtual Colonoscopy) 또는 유전자 검사법 등이 등장하기도 했다. 그러나 이것은 의사가 환부를 직접적으로 보고 처치하거나 생검 (生檢;Biopsy)등을 할 수 없기 때문에 간접적인 방법으로 평가된다. 또한, 삼킬 수 있는 캡슐을 개발하여 소장의 영상정보를 외부로 전송시킴으로써 그 동안 전통적인 내시경으로는 볼 수 없던 소장 부위를 진단하게 함으로써 의료적 진단의 범위를 넓히고자 했다.
이러한 종래의 마이크로 캡슐형 내시경은 내부에 장착된 카메라 시스템에서 얻은 정보를 무선 송신 모듈을 이용하여 외부에 보냄으로써 이전까지는 검사가 어려웠던 소장 영역까지 검사 영역을 확장할 수 있었다.
그러나, 이러한 무선 카메라 시스템을 장착한 마이크로 캡슐의 장기(臟器) 내 이동은 장기(臟器)의 자연스러운 연동 운동에만 의존하기 때문에 의사가 특정한 위치를 자세히 관찰하고자 할 경우에도 이를 위해 마이크로 캡슐을 정지시킬 수 없었다.
이는 장기(臟器) 검사용 마이크로 캡슐에 영상정보 전송 시스템은 장착이 되어 있지만, 정지하기 위한 기능을 포함되어 있지 않았기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 장기(臟器)의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있는 마이크로 캡슐형 로봇을 제공하는 데 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 제 1실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도로 정지수단이 작동하기 전의 모습을 나타낸 것이다.
도 1b는 도 1a의 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 1c는 도 1a의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 제 2실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 2b는 도 2a의 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 2c는 본 발명에 따른 제 2실시예의 변형례로서 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 2d는 본 발명에 따른 제 2실시예의 다른 변형례로서 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 제 2실시예의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도 3b는 도 3a의 블럭도중 팽창부의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명에 따른 제 3실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
도 4b는 도 4a의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 로봇이 인체의 장기에 투입되었을 때의 영상정보 전송 및 정지제어를 보여주는 개략도를 나타낸 것이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10, 20, 30 : 몸체
10a, 20a, 40a, 50a : 전면부분
10b, 20b, 40b, 50b : 후면부분
10c, 20c, 40c, 50c : 원통형부분
11 : 카메라11a : 렌즈
12 : 조명장치(LED)13 : 제어장치
14 : 전원공급장치15 : 걸림부
16 : 송수신장치15a : 걸림부재
15b : 요홈부21 : 기체공급장치
21a : 액화가스저장탱크21b : 기체제어기
25, 45, 55 : 팽창부25a, 45a, 55a : 팽창부재
31 : 기체흡입장치32 : 흡입관
33 : 빨판35 : 흡착부
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 인체의 내부 장기(臟器)를 검사하기 위하여 카메라장치를 장착한 마이크로 캡슐형 로봇에 있어서, 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 몸체에 설치되어, 장기(臟器)의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있도록 정지수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇을 제공한다.
또한, 본 발명은 캡슐형 로봇 몸체와; 상기 몸체에 장착되어 인체의 장기(臟器)를 관찰하기 위한 카메라장치와; 상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치가 장기(臟器)의 내부를 촬영할 수 있도록 장기(臟器)에 빛을 조사하는 조명장치와; 상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치에 의하여 얻어진 영상정보를 인체 밖으로 송신하며 인체 외부에서의 제어신호를 수신하기 위한 송수신장치와; 상기 몸체에 장착되어 상기 몸체를 장기(臟器)의 특정 위치에서 정지시킬 수 있는 정지수단과; 상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치, 조명장치, 송수신장치 및 정지수단의 작동을 제어하는 제어장치와; 및 상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치, 조명장치, 송수신장치, 정지 수단과 제어장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇을 제공한다.
첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들을 통하여 본 발명의 구성과 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명에 따른 제 1실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도로 정지수단이 작동하기 전의 모습을, 도 1b는 도 1a의 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를, 도 1c는 도 1a의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도 1a, 1b 와 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 마이크로 캡슐형 로봇은 몸체(10)와; 상기 몸체(10)에 장착되어 인체의 장기를 관찰하기 위한 카메라장치(11)와; 상기 몸체(10)에 장착되어 상기 카메라장치(11)가 장기의 내부를 촬영할 수 있도록 장기에 빛을 조사하는 조명장치(12)와; 상기 몸체(10)에 장착되어 상기 카메라장치(11)에 의하여 얻어진 영상정보를 인체 밖으로 송신하며인체 밖에서의 제어신호를 수신하기 위한 송수신장치(16)와; 상기 몸체(10)에 장착되어 상기 몸체(10)를 장기의 특정 위치에서 정지시킬 수 있는 정지수단과; 상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치(11), 조명장치(12), 송수신장치(16) 및 정지수단의 작동을 제어하는 제어장치(13)와; 및 상기 몸체(10)에 장착되어 상기 카메라장치(11), 조명장치(12), 송수신장치(16), 정지 수단과 제어장치(13)에 전원을 공급하는 전원공급장치(14)를 포함하여 구성된다.
상기 몸체(10)는 반구형의 전면부분(10a)와 후면부분(10b)이 전·후면에 형성된 원통형부분(10c)으로 구성된다. 상기 몸체(10)의 모양은 사람이 삼키기는 것이 용이하도록 부드러운 캡슐형으로 만들어지며, 그 크기 또한 삼키기에 적당도록 하는 것이 바람직하다. 현재 그 크기는 약 13㎜정도로 되어 있다. 그리고, 상기 몸체(10)는 생체적합성을 지니고 있는 재료로 만드는 것이 바람직하다.
상기 카메라장치(11)는 외측의 렌즈(11a)와 상기 렌즈(11a)와 직접 연결되어 있는 카메라 소자(CCD 소자 또는 CMOS 소자)들을 포함하여 구성되며, 상기 마이크로 캡슐 로봇의 몸체(10)의 전면부분(10a)에 장착된다. 상기 카메라장치(11)는 장기의 특정한 부위를 자세히 관찰할 수 있도록 확대하거나, 촬영 방향을 전환 할 수 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 조명장치(12)는 상기 카메라장치(11)가 어두운 인체 내부를 촬영할 수 있도록 하기 위한 광원 시스템으로서 백색 발광다이오드(white LED; Light Emitting Diode)가 상기 카메라장치(11)가 장착된 전면부에 함께 설치되어 있다. 상기 백색 발광다이오드의 개수는 필요한 조도에 따라 조절될 수 있으며 그방향 또한 조절될 수 있다.
상기 정지수단은 본 발명의 제 1실시예에서는 도 1a와 1b에 도시된 바와 같이, 상기 정지제어신호에 의하여 상기 몸체(10)의 외부로 걸림부(15)의 걸림부재(15a)가 돌출되도록 하여 장기(臟器)의 내벽에 걸리도록 하여 상기 몸체(10)의 이동을 정지 또는 지연시키도록 구성된다.
상기 몸체(10)의 원통형부분(10c)에는 길이방향으로 형성된 다수개의 요홈부들(15b)이 방사적으로 배치되며, 상기 걸림부(15)는 상기 각각의 요홈부(15b)에 일측이 고정된 막대형의 걸림부재(15a)를 포함하며, 상기 마이크로 캡슐형 로봇이 이동하는 경우에는 상기 걸림부재(15a)가 상기 요홈부(15b) 내에 위치하여 이동을 원활하게 하며, 상기 로봇의 이동을 정지·지연시키는 경우에는 정지제어신호에 따라 상기 걸림부재(15a)가 몸체(10)의 외부로 돌출된다.
본 발명의 제 1실시예에서는, 상기 걸림부재(15a)는 이온 교환의 원리를 이용한 아이피엠씨 (IPMC; ionic polymer metal composite) 등과 같은 기능성 폴리머 (EAP; electroactive polymer)로 이루어진 액츄에이터(actuator)를 사용하였다.
또한, 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 몸체(10)는 인체 내의 장기에 투입된 경우 인체의 거부반응을 방지하기 위하여 생체적합성 재료로 만들어지는데 우레탄 등과 같은 폴리머를 이용하여 상기 몸체(10)가 만들어지므로, 상기 걸림부(15)를 몸체(10)와 함께 일체로 형성시켜 그 구조를 간단하게 할 수 있다.
그리고, 외부제어시스템(17)은 인체 외부에서 장기 내부의 영상정보를 처리하고 마이크로 캡슐형 로봇에로의 제어명령을 전달하도록 구성된다. 이를 위해서는상기 외부제어시스템(17)은 양방향 송수신이 가능하여야 하며, 로봇을 제어하기 위한 명령 발생 장치를 포함하여 구성된다. 또한, 무선 송수신을 위한 주파수는 주변 기기에 대해 영향을 주지 않을 뿐만아니라 인체에 무해한 주파수를 사용한다.
한편, 상기와 같은 구성을 가지는 마이크로 캡슐형 로봇의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.
내시경 검사를 위하여 마이크로 캡슐형 로봇이 인체의 장기내로 투입되어 장기의 연동운동에 따라 조금씩 인체 내의 장기를 따라 이동하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 로봇이 인체의 장기에 투입되었을 때의 영상정보 전송 및 정지제어를 보여주는 개략도를 나타낸 것이다.
마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단은 이동시에는 상기 기능성 폴리머의 걸림부재(15)가 상기 요홈부(15b) 내에 위치해 있다가, 즉 로봇의 몸체(10)의 원통형부부(10c) 표면에 동일한 위치로 가지런히 배열되어 있게 된다.
한편, 도 1c와 5에 도시된 바와 같이, 카메라장치(11)에 의해 촬영되는 장기 내부의 영상정보는 상기 송수신장치(16)에 의해 외부제어시스템(17)에 무선 송신하게 되고, 사용자는 상기 영상정보를 관찰하면서 상기 마이크로 캡슐형 로봇이 특정 검사 부위에 도착하였을 때에 외부제어시스템(17)을 통하여 정지제어신호를 송수신장치(16)에 무선 송신하게 된다. 상기의 정지제어신호를 수신받은 송수신장치(16)는 제어장치(13)에 그 신호를 전달하게 되고, 상기 제어장치는 상기 걸림부재(15a), 즉 액츄에이터에 전압을 인가하게 된다.
상기 액츄에이터에 전압을 인가하게 되면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기몸체(10)의 원통형부분(10c)의 원주 방향으로 일제히 펼쳐져서 마이크로 캡슐의 장내 이동을 방해함으로써 장기 내의 특정부위에 로봇의 이동을 정지 또는 지연하게 된다. 여기서, 정지수단으로서 걸림부(15)의 걸림부재(15a)를 기능성 폴리머를 사용한 것은 작동시의 소모전력이 작아 여러번 반복하여 특정한 위치에 임시로 마이크로 캡슐형 로봇을 정지시키는데 유용하기 때문이다. 한편, 상기의 정지된 로봇의 몸체(10) 내에 장착된 카메라장치(11)는 장기 내의 특정 부위를 보다 자세히 관찰 할 수 있게 된다.
도 2a는 본 발명에 따른 제 2실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도를, 도 2b는 도 2a의 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다. 각도에서 동일한 부분에 대한 부호는 동일한 참조부호를 사용하였다.
또한, 도 3a는 본 발명에 따른 제 2실시예의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를, 도 3b는 도 3a의 블럭도중 팽창부의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단은, 본 발명의 제 1실시예의 정지수단과는 달리, 상기 제어신호에 의하여 상기 몸체(20)의 외부에 설치된 팽창부(25)가 팽창하여 상기 몸체(20)의 이동을 정지 또는 지연시키도록 구성된다.
상기 팽창부(25)는 상기 몸체(20) 내에 장착된 기체공급장치(21)와 상기 기체공급장치(21)의 기체 공급에 의해 팽창되고, 상기 로봇이 이동하는 경우에는 기체를 배출하여 수축하는 팽창부재(25a)를 포함한다. 상기 기체공급장치(21)는 액화가스를 기화함으로써 기체를 공급한다. 바람직하게는 상기 팽창부재(25a)는 기체의 공급, 배출에 의해 팽창, 수축이 원활하도록 탄성력이 있는 부재를 사용한다. 또한, 상기 기체공급장치(21)는 소량의 액화가스 저장탱크(21a)와 기체제어기(21b)로 구성된다.
도 2a와 2b에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(20)는 반구형의 전면부분(20a)와 후면부분(20b)가 전·후면에 형성된 원통형부분(20c)으로 구성되어 있으며, 상기 팽창부(25)는 상기 후면부분(20b) 쪽의 원통형부분(20c) 끝쪽에 형성된다.
도 2c는 본 발명에 따른 제 2실시예의 변형례로서 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을, 도 2d는 본 발명에 따른 제 2실시예의 다른 변형례로서 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단의 작동 모습을 보여주는 사시도를 나타낸 것이다.
한편, 상기 팽창부(25)의 팽창부재(25a)는, 도 2c 또는 2d에 도시된 바와 같이, 몸체의 다른 부분에 위치할 수 있다. 즉, 상기 팽창부(25)의 변형례로서, 상기 팽창부(45)의 팽창부재(45a)는 상기 후면부분(40b) 쪽의 원통형부분(40c) 끝쪽에 형성되거나, 상기 팽창부(25)의 다른 변형례로서 상기 팽창부(55)의 팽창부재(55a)는 상기 원통형부분(50c) 중앙 또는 상기 후면부분(50b) 및 전면부분(50a) 쪽의 원통부분(50c) 양쪽 끝에 형성될 수 있다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 구성을 가지는 마이크로 캡슐형 로봇의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.
상기와 같은 구성을 가지는 정지수단에 의하여 마이크로 캡슐형 로봇은 내시경 검사를 위하여 인체의 장기내로 투입되어 장기의 연동운동에 따라 조금씩 인체 내의 장기를 따라 이동하게 된다.
마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단은 이동시에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 팽창부(25, 45, 55)의 팽창부재(25a, 45a, 55a)는 기체가 공급되지 않은 상태이므로 팽창부재(25a, 45a, 55a)의 탄성력에 의하여 몸체(20, 40, 50)의 형상에 맞게 수축 상태에 있게 된다. 한편, 상기 팽창부재(25a, 45a, 55a)는 상기 몸체(20, 40, 50)와 함께 인체에의 거부감을 줄이기 위하여 생체적합성 재료를 사용하여 제조할 수 있다.
한편, 도 3a, 3b 와 5에 도시된 바와 같이, 카메라장치(11)에 의해 촬영되는 장기 내부의 영상정보는 상기 송수신장치(16)에 의해 외부제어시스템(17)에 무선 송신하게 되고, 사용자는 상기 영상정보를 관찰하면서 상기 마이크로 캡슐형 로봇이 특정 검사 부위에 도착하였을 때에 외부제어시스템(17)을 통하여 정지제어신호를 송수신장치(16)에 무선 송신하게 된다.
상기의 정지제어신호를 수신받은 송수신장치(16)는 제어장치(13)에 그 신호를 전달하게 되고, 상기 제어장치(13)는 상기 기체공급장치(21)를 작동하게 된다. 상기 기체공급장치(21)의 액화가스저장탱크(21a)의 액화가스의 일부가 기체제어기(21b)에 의해 기화 되어 팽창부(25, 45, 55)의 팽창부재(25a, 45a, 55a)로 공급되면서, 상기 팽창부재(25a, 45a, 55a)는 팽창하게 된다. 즉, 상기 팽창부재(25a, 45a, 55a)의 팽창에 의하여, 장기 내의 특정부위에 로봇을 정지 또는 지연시킬 수 있게 된다. 상기의 정지된 로봇의 몸체(20, 40, 50) 내에 장착된 카메라장치(11)는 장기 내의 특정 부위를 보다 자세히 관찰 할 수 있게 된다.
한편, 상기 마이크로 캡슐 로봇을 다시 이동시키게 될 경우에는 상기 기체제어기에 의해 팽창부재 내의 기체를 배출시킴으로써 상기 로봇은 다시 이동할 수 있게 된다. 특히, 상기 탄성부재를 탄성력이 있는 부재를 사용할 경우에는 더욱 효과적으로 기체를 배출시킬 수 있게 되는 것이다.
도 4a는 본 발명에 따른 제 3실시예의 마이크로 캡슐형 로봇을 보여주는 사시도를, 도 4b는 도 4a의 마이크로 캡슐형 로봇의 구성을 보여주는 블럭도를 나타낸 것이다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 마이크로 캡슐형 로봇의 정지수단은 상기 정지수단은 상기 제어신호에 의하여 상기 몸체의 외부에 설치된 흡착부가 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키도록 구성된다.
상기 흡착부는 상기 몸체의 내부에 설치된 공기흡입장치와, 일단부는 상기 몸체의 외부에 부착되고 타단부는 빨판이 형성된 흡입관을 포함하여 구성되며, 상기 흡입관은 상기 공기 흡입장치에 연결되어 공기를 흡입함으로써 상기 빨판이 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키게 된다.
특히, 도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 상기 흡입관은 다수개로 구성되며 상기 몸체의 외부에 방사적으로 배치되며, 상기 다수개의 흡입관 중 하나가 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키는 경우 다른 흡입관과 상기 공기흡입장치의 연결은 차단되게 구성될 수 있다. 그리고, 상기 공기흡입장치로는 마이크로 펌프 등이 사용된다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 구성을 가지는 마이크로 캡슐형 로봇의 작동에 관하여 설명하면 다음과 같다.
상기와 같은 구성을 가지는 정지수단에 의하여 마이크로 캡슐형 로봇은 내시경 검사를 위하여 마이크로 캡슐형 로봇이 인체의 장기내로 투입되어 장기의 연동운동에 따라 조금씩 인체 내의 장기를 따라 이동하게 된다. 이때, 상기 흡착부의 공기흡입장치는 작동하지 않은 상태에 있게 된다.
한편, 도 4b와 5에 도시된 바와 같이, 카메라장치(11)에 의해 촬영되는 장기 내부의 영상정보는 상기 송수신장치(16)에 의해 외부 제어장치(17)에 송신하게 되고, 사용자는 상기 영상정보를 관찰하면서 상기 마이크로 캡슐형 로봇이 특정 검사 부위에 도착하였을 때에 외부제어장치(17)를 통하여 정지제어신호를 송수신장치(16)에 송신하게 된다.
상기의 정지제어신호를 수신받은 송수신장치는 제어장치(13)에 그 신호를 전달하게 되고, 상기 제어장치(13)는 상기 공기흡입장치를 작동하게 된다. 상기 공기흡입장치인 마이크로 펌프는 대기압이하의 저압을 발생시키고, 상기 마이크로 펌프에 의해 발생된 저압은 흡입관을 통하여 상기 흡입관의 빨판에 전달되며, 상기 빨판은 장기의 내벽에 흡착됨으로써 상기 로봇을 정지 또는 지연시키게 된다.
특히, 상기 다수개의 빨판 중 어느 하나가 장기에 고정시키게 되는 경우 제어장치는 다른 빨판을 가지고 있는 흡입관을 공기흡입장치와 차단시킴으로써 압력손실을 방지하고 다른 흡입관들을 방사적인 방향으로 자유롭게 함으로써 장기에 손상을 주지않고 효과적으로 마이크로 캡슐형 로봇을 장기 내부에 정지 시킬 수 있게 된다.
특히, 제 1실시예 또는 제 2실시예의 정지수단과는 달리 제 3실시예에서의 정지수단은 마이크로 캡슐형 로봇의 크기가 장기의 직경에 비하여 상대적으로 지나치게 작은 경우에, 장기의 내벽에 상기 흡착부가 흡착됨으로써 보다 효과적으로 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있게 된다.
한편, 인체의 내부 장기를 검사하기 위하여 카메라를 장착한 마이크로 캡슐형 로봇에 있어서, 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 몸체에 설치되어, 장기의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있도록 정지수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇과 함께 상기 송수신장치에 의하여 송신된 영상정보의 처리와 상기 마이크로 캡슐형 로봇을 제어하기 위한 제어를 위한 외부제어장치를 포함하여 구성함으로써 마이크로 캡슐형 로봇을 이용하여 하나의 내시경 시스템을 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로 캡슐형 로봇은 장기(臟器)의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있으므로, 필요한 경우 장기의 연동운동에도 불구하고 로봇을 인체의 장기 내에 고정시킴으로써 중요한 부위를 반복하여 세밀히 관찰할 수 있도록 하여 병변에 관한 판단율을 높이고 마이크로캡슐의 진단 기능을 높이는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 인체의 내부 장기를 검사하기 위하여 카메라를 장착한 마이크로 캡슐형 로봇에 있어서,
    상기 마이크로 캡슐형 로봇의 몸체에 설치되어, 장기의 특정 검사 부위에서 인체 외부의 정지제어신호에 의하여 상기 마이크로 캡슐형 로봇의 이동을 정지 또는 지연시킬 수 있도록 정지수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 정지수단은 상기 정지제어신호에 의하여 상기 몸체의 외부로 걸림부의 걸림부재가 돌출되도록 하여 장기의 내벽에 걸리도록 하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 몸체는 반구형의 전면부와 후면부가 전·후면에 형성된 원통부로 구성되며, 상기 몸체의 원통부에는 길이방향을 형성된 다수개의 요홈부가 방사적으로 배치되며, 상기 걸림부는 상기 각각의 요홈부에 일측이 고정된 막대형의 걸림부재를 포함하며,
    상기 마이크로 캡슐형 로봇이 이동하는 경우에는 상기 걸림부재가 상기 요홈부 내에 위치하여 이동을 원활하게 하며, 상기 로봇을 정지·지연시키는 경우에는상기 정지제어신호에 따라 상기 걸림부재가 몸체의 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 걸림부는 아이피엠씨(IPMC; ionic polymer metal composite)의 기능성 폴리머로 이루어진 액츄에이터(actuator)인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 걸림부는 상기 몸체와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 정지수단은 상기 제어신호에 의하여 상기 몸체의 외부에 설치된 팽창부가 팽창하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 팽창부는 상기 몸체 내에 장착된 기체공급장치와 상기 기체공급장치의 기체 공급에 의해 팽창되고, 상기 로봇이 이동하는 경우에는 기체를 배출하여 수축하는 팽창부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 기체공급장치는 액화가스를 기화함으로써 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 몸체는 반구형의 전면부와 후면부가 전·후면에 형성된 원통부로 구성되며, 상기 팽창부는 상기 후면부 쪽의 원통부 끝쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 몸체는 반구형의 전면부분와 후면부분이 전·후면에 형성된 원통형부분으로 구성되며, 상기 팽창부는 상기 원통형부분의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 몸체는 반구형의 전면부분와 후면부분이 전·후면에 형성된 원통형부분으로 구성되며, 상기 팽창부는 상기 후면부분 및 전면부분 쪽의 원통형부분의 양쪽 끝에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 정지수단은 상기 제어신호에 의하여 상기 몸체의 외부에 설치된 흡착부가 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 흡착부는 상기 몸체의 내부에 설치된 기체흡입장치와, 일단부는 상기 몸체의 외부에 부착되고 타단부는 빨판이 형성된 흡입관을 포함하여 구성되며, 상기 흡입관은 상기 기체흡입장치에 연결되어 공기를 흡입함으로써 상기 빨판이 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 흡입관은 다수개로 구성되며 상기 몸체의 외부에 방사적으로 배치되며, 상기 다수개의 흡입관 중 하나가 장기의 내벽에 흡착하여 상기 몸체의 이동을 정지 또는 지연시키는 경우 다른 흡입관과 상기 기체흡입장치의 연결은 차단되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 기체흡입장치는 마이크로 펌프인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 몸체는 생체 적합성 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 카메라장치는 상기 몸체의 전·후면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  18. 캡슐형 로봇 몸체와;
    상기 몸체에 장착되어 인체의 장기를 관찰하기 위한 카메라장치와;
    상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치가 장기의 내부를 촬영할 수 있도록 장기에 빛을 조사하는 조명장치와;
    상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치에 의하여 얻어진 영상정보를 인체 밖으로 송신하며 인체 밖에서의 제어신호를 수신하기 위한 송수신장치와;
    상기 몸체에 장착되어 상기 몸체를 장기의 특정 위치에서 정지시킬 수 있는 정지수단과;
    상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치, 조명장치, 송수신장치 및 정지수단의 작동을 제어하는 제어장치와;
    상기 몸체에 장착되어 상기 카메라장치, 조명장치 송수신장치, 정지 수단과 제어장치에 전원을 공급하는 전원공급장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇.
  19. 제 17항의 마이크로 캡슐형 로봇과;
    상기 송수신장치에 의하여 송신된 영상정보의 처리와 상기 마이크로 캡슐형 로봇을 제어하기 위한 제어를 위한 외부제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐형 로봇을 이용한 내시경시스템.
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