KR20050010590A - 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력인가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체에 투입된 캡슐형 내시경 장치의 위치를 외부에서 제어할 수 있는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치에 관한 것이다. 이를 위해, 생명체의 내부로 투입되어 장기(10)를 따라 이동 가능한 캡슐(20); 상기 캡슐(20)의 일측에 구비된 투명창(23); 상기 캡슐(20)의 내부에 구비되고, 상기 투명창(23)을 통해 상기 장기(10)를 촬영할 수 있는 카메라수단(22); 상기 캡슐(20) 내부의 타측에 구비되어 소정의 전원을 공급할 수 있는 배터리(26); 상기 카메라수단(22)과 상기 배터리(26) 사이에 구비되는 상자성 물질(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐이 제공된다.

Description

상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치{An endoscope with paramagnetic materials and magnetic force applying device therefor}

본 발명은 인체의 내부에 투입되어 진단과 처치를 수행하는 내시경 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 투입된 캡슐형 내시경 장치의 위치를 외부에서 제어할 수 있는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치에 관한 것이다.

일반적으로, 내시경은 광섬유와 와이어를 이용한 삽입형 내시경과 알약 형태의 캡슐형 내시경으로 구분되고 있다. 삽입형 내시경의 경우 내시경 촬영시 장파열의 위험성과 환자의 고통이 단점으로 지적되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이 캡슐형 내시경이다. 이는 삽입형 내시경의 단점들을 극복할 수는 있으나 장의 운동에 의해 이동하기 때문에 의사가 원하는 부위를 원하는 각도에서 촬영할 가능성이 낮다. 따라서, 특정 부위의 영상을 얻지 못한 경우 중복해서 캡슐을 투입해야 하는 번거로움이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 생명체(대표적으로 인체) 내에 투입된 캡슐형 내시경의 위치를 외부에서 제어할 수 있는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 생명체의 내부로 투입되어 장기(10)를 따라 이동 가능한 캡슐(20);

캡슐(20)의 일측에 구비된 투명창(23);

캡슐(20)의 내부에 구비되고, 투명창(23)을 통해 장기(10)를 촬영할 수 있는 카메라수단(22);

캡슐(20) 내부의 타측에 구비되어 소정의 전원을 공급할 수 있는 배터리(26);

카메라수단(22)과 배터리(26) 사이에 구비되는 상자성 물질(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 투명창(23)은 반구형상인 것이 바람직하다.

상기와 본 발명의 목적은 또한, 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐(20)에 대해 소정의 자기력을 인가할 수 있는 자기력 인가수단;

자기력 인가수단을 적어도 일방향으로 왕복 이송시키기 위한 제 1 이송수단;

자기력 인가수단과 전기적으로 연결되어 자기력의 세기를 제어하는 제어기(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치에 의해서도 달성될 수 있다.

그리고, 제 1 이송수단의 이송방향과 직교하는 방향으로 왕복 이송이 가능한 제 2 이송수단을 더 포함하는 것이 바람직하고, 제 1, 2 이송수단의 이송방향과 각각 직교하는 방향으로 왕복 이송이 가능한 제 3 이송수단을 더 포함하는 것도 가능하다.

아울러, 자기력 인가수단은 솔레노이드(33)로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 자기력 인가수단은 생명체를 향하도록 배치된 이동평판(30); 및

이동평판(30)의 일면에 대칭적으로 배치된 적어도 3개의 솔레노이드(33);로 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, 자기력 인가수단이 향하는 방향에는 생명체가 놓일 수 있는 침대(40)가 더 설치되어 있는 것이 적합하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치의 개략적인 작동상태도,

도 2는 도 1에 도시된 인가장치의 개략적인 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 대장, 20 : 내시경 캡슐,

22 : 카메라, 23 : 투명창,

24 : 상자성 물질, 26 : 배터리,

30 : 이동평판, 33 : 솔레노이드,

35 : 제어기, 40 : 침대,

42 : 하우징, 44 : 아암,

46 : 컬럼, 48 : 모니터,

50 : 제 1 축, 52 : 제 2 축,

54 : 제 3 축.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치의 개략적인 작동상태도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 대장(10)내에 투입되는 캡슐형 내시경(20)과 이에 자기력을 인가하는 자기력 인가장치로 구분된다.

캡슐형 내시경(20)은 구강 또는 항문을 통해 투입될 수 있을 정도의 소형 사이즈이며 내부에는 크게 배터리(26), 상자성 물질(24) 및 카메라 장치(22)가 내장되어 있다.

카메라 장치(22)는 대장(10)의 내벽면을 촬영하여 영상 데이터를 출력하기위한 것이다. 이를 위해 카메라 장치(22)에는 미도시 되었지만 조명장치가 내장되어 있고, 전면에는 반구형상의 투명창(23)이 구비되어 있다. 이러한 투명창(23)은 캡슐형 내시경의 일단에 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 카메라 장치(22)의 대표적인 예로는 디지털 CCD 카메라를 들 수 있다.

배터리(26)는 앞서 언급한 카메라 장치(22)에 필요한 전원을 공급하기 위한 장치이다. 이러한 배터리(26)는 캡슐형 내시경 내에서 카메라 장치(22)와의 무게 균형을 맞추기 위해 캡슐의 반대쪽에 설치되며, 1차 전지 또는 충전 가능한 2차 전지 등을 사용한다.

상자성 물질(24)은 외부에서 인가되는 자기력에 반응하여 움직일 수 있도록 하는데 필요한 구성이다. 이를 위해 캡슐형 내시경 내부의 중심 축선을 따라 좌우 대칭적으로 설치된다.

상자성은 고유의 자기 쌍극자 모멘트를 가지며, 외부의 자극에 의하여 상자성 물질은 (약하게) 끌린다. 즉, 물질을 자석장내에 둔 경우, 그 자석장소와 같은 방향에 자석화되는 성질을 나타낸다. 이와 대비될 수 있는 것으로는 영구자석으로 대표되는 강자성 및 고유의 쌍극자 모멘트를 갖지 않는 반자성이 있다.

특히, 상온에서 대표적인 상자성체로는 백금, 알루미늄등이 있고, 퀴리-온도 이상에서는 철도 상자성체가 될 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 알루미늄을 실린더 형상으로 성형하여 사용하였다.

솔레노이드(33)는 자기력을 발생시키기 위한 구성부재이다. 이러한 솔레노이드(33)는 이동평판(30)의 아래면에 대칭적으로 3개가 부착되어 인체의 복부를 향해 자기력을 인가할 수 있도록 구성된다.

제어기(35)는 캡슐형 내시경의 정밀한 위치제어를 위하여 발생되는 자기력의 세기를 조정할 수 있도록 구성된다.

도 2는 도 1에 도시된 인가장치의 개략적인 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인가장치는 크게 사람이 누울 수 있는 침대(40)와 각종 장치가 내장된 하우징(42)으로 대별된다.

인가장치는 상호 직교하는 X, Y, Z축방향으로 왕복 이송이 가능한 장치와 제어기(35)가 내장되어 있다.

제 1 축(X축)(50)은 하우징(42)의 외측으로 돌출될 아암(44)을 침대의 길이방향을 따라 왕복 이송이 가능하도록 구성되어 있다. 제 2 축(Y축)(52)은 침대(40)를 가로지르는 방향으로 왕복 이송이 가능하도록 구성되어 있다. 그리고, 제 3 축(Z축)(54)은 컬럼(46)이 상하 방향으로 왕복 이송 가능하도록 구성되어 있다. 이러한 컬럼(46)의 끝단에는 이동평판(30)이 부착되어 있다.

모니터(48)는 조작자가 각 축의 위치와 자기력의 세기를 조정하면서 각종 데이터를 육안으로 확인할 수 있도록 구성되어 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치의 동작에 관하여 상세히 설명하도록 한다.

우선, 침대(40)에 눕힌 환자의 구강이나 항문을 통해 캡슐형 내시경(20)이 투입된다. 그 다음, 이동평판(30)을 인체에 접근시키고, 점진적으로 자기력을 발생시킨다. 자기장의 세기 조절과 제 1, 2, 3 축(50, 52, 54)의 위치 조절을 통해 캡슐형 내시경이 원하는 촬영부위(예를 들어, 대장(10))에 위치하도록 한다.

만약, 촬영부위에 대해 상세한 영상을 얻고자 할 경우 자기장의 세기 조절과 제 1, 2, 3 축(50, 52, 54)의 위치 조절을 통해 내시경이 촬영부위에 오래도록 머물면서 미세하게 회전하거나 이동하여 상처 부위를 다양한 각도와 줌으로 촬영하도록 한다. 그리고, 촬영된 영상은 카메라 장치(22) 내부의 필름이나 메모리(미도시)에 저장된다.

특히, 3개의 솔레노이드(33)에서 출력되는 자기력을 세기를 각각 조정하면, 캡슐형 내시경(20)의 회전위치 및 상하위치도 정밀하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서 캡슐형 내시경의 내부에 무선통신모듈을 설치할 수 있다. 이 경우, 카메라(22)가 촬영한 영상은 실시간으로 전송되고, 조작자는 모니터(48)를 보면서 검사여부를 확인할 수 있다.

비록 본 발명에서는 자기력을 발생시키기 위해 솔레노이드를 사용하였으나 반드시 이에 국한될 필요없이 전기적으로 자기장을 발생시킬 수 있는 것(예를 들어 : 영구자석) 이라면 무엇이라도 상관없다. 또한, 솔레노이드의 배치방법과 배치 갯수 역시 자기장의 감도와 필요에 따라 행렬식으로 배치할 수 있고, 직선식으로 배치할 수도 있으며, 그 갯수 역시 4 ~ 10개 등이 될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐 및 이를 위한 자기력 인가장치에 의하면, 생명체(대표적으로 인체) 내에 투입된 캡슐형 내시경의 위치를 외부에서 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

이로 인해, 원하는 촬영부위에 대한 더 많은 영상 정보를 취득할 수 있고, 내시경의 이동속도를 빠르게 또는 느리게 조절하여 검사시간을 단축할 수도 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (8)

1. 생명체의 내부로 투입되어 장기(10)를 따라 이동 가능한 캡슐(20);

   상기 캡슐(20)의 일측에 구비된 투명창(23);

   상기 캡슐(20)의 내부에 구비되고, 상기 투명창(23)을 통해 상기 장기(10)를 촬영할 수 있는 카메라수단(22);

   상기 캡슐(20) 내부의 타측에 구비되어 소정의 전원을 공급할 수 있는 배터리(26);

   상기 카메라수단(22)과 상기 배터리(26) 사이에 구비되는 상자성 물질(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투명창(23)은 반구형상인 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐.
3. 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐(20)에 대해 소정의 자기력을 인가할 수 있는 자기력 인가수단;

   상기 자기력 인가수단을 적어도 일방향으로 왕복 이송시키기 위한 제 1 이송수단;

   상기 자기력 인가수단과 전기적으로 연결되어 상기 자기력의 세기를 제어하는 제어기(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을위한 자기력 인가장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 이송수단의 이송방향과 직교하는 방향으로 왕복 이송이 가능한 제 2 이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1, 2 이송수단의 이송방향과 각각 직교하는 방향으로 왕복 이송이 가능한 제 3 이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 자기력 인가수단은 솔레노이드(33)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 자기력 인가수단은 상기 생명체를 향하도록 배치된 이동평판(30); 및

   상기 이동평판(30)의 일면에 대칭적으로 배치된 적어도 3개의 솔레노이드(33);로 구성되는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 자기력 인가수단이 향하는 방향에는 상기 생명체가놓일 수 있는 침대(40)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상자성 물질을 갖는 내시경 캡슐을 위한 자기력 인가장치.