KR20080028837A - 삼킬 수 있는 감지 장치 조립 시스템 및 방법 - Google Patents

삼킬 수 있는 감지 장치 조립 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20080028837A
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샤하르 밀러
즈비카 기라드
비탈리 파스토브스키
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기븐 이미징 리미티드
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Abstract

삼킬 수 있는 감지기를 조립하는 시스템 및 방법은 상기 감지기의 제 1 쉘 피스를 상기 감지기의 제 2 쉘 피스에 부착시키는 것을 포함하고, 여기서 상기 부착시키는 것은 예컨대 상기 제 1 피스를 상기 제 2 피스에 나사로 결합시키는 것, 상기 제 1 피스를 상기 제 2 피스에 용접하는 것 또는 접착시키는 것, 상기 제 1 피스를 상기 제 2 피스에 스냅핑하는 것, 또는 예컨대 상기 제 1 피스 내의 안료에 레이저 에너지를 인가하는 것을 포함할 수 있다.
삼킬 수 있는 감지기, 쉘 피스, 접착제, 나사, 용접, 스냅핑

Description

삼킬 수 있는 감지 장치 조립 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ASSEMBLING A SWALLOWABLE SENSING DEVICE}
본 발명은 삼킬 수 있는 감지 장치(swallowable sensing device)를 조립하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
체내(in-vivo)에 대한 영상화 및/또는 복용가능한(ingestible) 공지된 영상화 장치(imaging device)(예컨대, 복용가능한 영상화 캡슐(imaging capsules))는 복수의 전기 부품들(예컨대, 영상화기(imager), 송신기, 배터리, 안테나 등)을 포함할 수 있으며, 이들은 얇은 하우징 쉘(housing shell)내에 동봉되어 밀봉된다. 밀봉은 예컨대 물 및/또는 공기가 체내 영상화 캡슐의 하우징내로 들어오는 것을 방지할 수 있고 그리고/또는 영상화 캡슐 밖으로의 누수 (예컨대 배터리 액 누수)를 방지할 수 있다. 일반적으로 얇은 재료들을 서로 본딩(bonding), 부착(attaching) 및 밀봉하는 것은, 예컨대 접착(gluing), 가열, 자외선 경화(ultra-violet curing) 또는 기타 프로세스(process)로 수행될 수 있다. 어떤 프로세스들은 시간이 걸리고, 불편하거나 또는 부정확하며, 그리고 민감한 재료들(delicate materials)을 물, 공기 또는 다른 요소들로부터 밀봉 보호해야 하는 정밀 본딩(precision bonding)에 있어서는 부적합할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 일부 실시예들에 있어서, 체내 감지 장치(예컨대, 체내 영상화 장치)를 제공하는 바, 이 장치는 쉘(shell) 및/또는 하우징 예컨대 전면(front) 및 후면(rear) 외곽 쉘과 같은 그러한 2개 부분으로 된 쉘을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 링(connecting ring)이 체내 영상화 장치 부분(예컨대, 전면 쉘)에 매립될 수 있는바, 이는 전면 및 후면 쉘과 같은 2개의 체내 영상화 장치 부품들을 결합 및 부착시킬 수 있게 한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 체내 영상화 장치 부품들은 서로 접착될 수 있으며, 예컨대 일 실시예에 따르면, 후면 쉘은 전면 쉘 내에 매립된 연결 링에 접착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 체내 영상화 장치 부품들은 마찰 끼워맞춤(friction fitting), 가압 끼워맞춤(press fitting), 스냅 끼워맞춤(snap fitting), 레이저 용접(laser welding), 레이저 용융(laser melting), 스핀 용접(spin welding), 및/또는 초음파 용접에 의해 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 감지 장치 부품들을 몰딩 캐스트(molding cast) 내로 삽입하고, 이들을 에워싸기 위한 하우징 물질을 몰드(mold) 내로 부어넣음으로써, 상기 감지 장치 부품들이 부착 및/또는 밀봉 및/또는 방수처리될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템, 장치, 및 방법의 원리 및 그 동작은 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있는바, 도면들은 본 발명을 한정시키려는 의도가 아닌 단지 예시적 목적으로 제공되는 것임을 알아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체내 감지 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2A 내지 도 2B는 본 발명의 실시예들에 따른 2개의 쉘들의 가능한 결합 및 밀봉을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3A 내지 도 3C는 본 발명의 실시예들에 따른 쉘들의 가능한 결합 및 밀봉을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3D는 본 발명의 실시예에 따른 체내 장치 부품들을 부착시키는 방법을 도식적으로 나타낸 순서도이다.
도 4A 내지 도 4B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 2개의 연결 링들을 확대하여 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4C는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 체내 장치 부품들을 부착시키는 방법을 도식적으로 나타낸 순서도이다.
도 5A는 본 발명의 실시예에 따른 2개의 연결 부분들을 확대하여 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5B는 본 발명의 실시예에 따른 체내 영상화 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5C는 본 발명의 실시예에 따른 체내 장치 부품들을 부착시키는 방법을 도식적으로 나타낸 순서도이다.
도 6A는 본 발명의 실시예에 따른 체내 감지 장치(40) 부품을 부착시키기 위한 캐스팅 시스템(casting system)을 도시한 것이다.
도 6B는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 체내 장치 부품을 부착시키는 방법을 도식적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 얇은 재료에 대한 레이저 밀봉을 도식적으로 나타낸 것이다.
주목할 사항으로, 간단 명료한 설명을 위해서 도면에 보인 구성요소들은 반드시 일정 비율로 도시하지는 않았다. 예컨대, 명료한 설명을 위해 일부 구성요소들의 크기는 다른 구성요소들에 비해 과장되게 확대 도시하였다. 더욱이, 적절한 경우, 도면 전체를 통하여 참조 번호는 대응하는 구성요소들 또는 유사한 구성요소들을 표시하도록 반복적으로 사용하였다.
본 발명의 기술분야에서 통상의 기술을 갖는 자가 특별한 응용 및 그 응용 요건에 따라 본 발명을 제작 및 사용할 수 있도록 다음의 설명이 제시된다. 설명되는 실시예들에 대한 다양한 수정이 가능하다는 것은 당업자들에게는 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 다른 실시예에서도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시 및 설명된 특정 실시예들에만 한정하고자 의도한 것이 아니며, 본 명세서에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합되는 가장 넓은 범위가 적용되도록 의도된 것이다. 다음의 상세한 설명에서, 여러 가지 구체적 세부사항들이 본 발명의 완전한 이해를 위해 제시된다. 그러나, 당업자이면 이러한 구체 적인 세부사항 없이도 본 발명을 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 어떤 경우들에 있어서, 본 발명을 모호하게 하지 않도록 하기 위해 공지된 방법, 절차, 및 부품들에 대해서는 세부적으로 설명하지 않았다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 장치(40), 예컨대 이 장치의 부품들의 조립 전(예컨대, 상기 장치 몸체(device body) 내로 장치 부품들을 삽입하거나 조립하기 전)의 체내 영상화 장치의 부품들을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장치(40)는 감지 유닛(sensing unit)(예컨대, 영상화기(146)), 하나 이상의 조명원(illumination sources)(142), 하나 이상의 전원(145), 송신기(141), 전면 쉘(20)(예컨대, 뷰잉 돔(viewing dome)) 및 후면 쉘(30)(예컨대, 투명 덮개(cover)와 같은 그러한 덮개)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치(40)는 삼킬 수 있는 캡슐 모양 및 크기를 가질 수 있으나, 다른 종류의 장치 또는 적당한 구성이 사용될 수 있다. 예컨대 환자 몸의 바깥쪽에, 예컨대, 안테나 또는 안테나 어레이(antenna array)를 포함하는 영상 수신기, 저장 유닛, 데이터 프로세서, 및 모니터가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 송신기(141)는 전파(radio waves)을 사용하여 동작할 수 있지만, 일부 실시예들에 있어서, 장치(40)가 내시경이거나 내시경 내에 내포되는 경우, 송신기(141)는 예컨대 유선, 광 섬유, 및/또는 다른 적당한 방법을 통해 데이터를 송신할 수 있다. 유선 또는 무선 전송을 위해 다른 적당한 방법 또는 부품들이 사용될 수 있다.
장치(40)는 일반적으로 자율적으로 동작할 수 있는(autonomous), 삼킬 수 있 는 캡슐일 수 있거나 또는 이러한 캡슐을 포함할 수 있다. 하지만, 이 장치(40)는 다른 모양을 가질 수 있고, 삼킬 수 없거나 또는 자율적으로 동작할 수 없게 될 수도 있다. 장치(40)의 실시예들은 일반적으로 자율적으로 동작할 수 있으며, 일반적으로 자체 완비형(self-contained)일 수 있다. 예컨대, 장치(40)는 모든 부품들이 실질적으로 용기(container) 또는 쉘 내에 완비되어 있는 캡슐 또는 다른 유닛일 수 있으며, 장치(40)는 예컨대 전력을 공급받거나 정보를 전송하기 위한 그 어떠한 유선 또는 케이블도 필요로 하지 않는다.
일 실시예에서, 장치(40)는 체내 비디오 카메라(예컨대, 영상화기(146))를 포함할 수 있는바, 이는 장치(40)가 위장(GstroIntestinal, Gl) 내강(lumen)을 거치는 동안 예컨대 위장 관(GI tract)의 영상을 캡쳐(capture) 및 전송할 수 있다. 다른 내강 및/또는 체강(body cavities)이 장치(40)에 의해 영상화될 수 있고 그리고/또는 감지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영상화기(146)는, 예컨대, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 또는 영상화기, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라 또는 영상화기, 디지털 카메라, 정지 카메라(stills camera), 비디오 카메라, 또는 다른 적당한 영상화기, 카메라, 또는 영상 포착 부품(image acquisition components)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 장치(40)는 하나 이상의 조명원(142), 예컨대 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode), "백색 LED", 또는 다른 적당한 광원를 포함할 수 있다. 조명원(142)은, 예컨대 영상화 및/또는 감지대상인 몸의 내강 또는 체강을 조명할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 광학 소자(예컨대, 하나 이상의 렌즈 또는 복합 렌즈 조립체), 하나 이상의 적당한 광학 필터 또는 기타 다른 적당한 광학 소자를 포함하는 선택사양으로서의 광학 시스템(150)이 선택에 따라 장치(40) 내에 포함될 수도 있으며, 반사된 광을 영상화기(146) 상에 포커싱(focusing) 시키고 그리고/또는 다른 광 프로세싱 동작을 수행하는데에 기여할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치(40)는 하나 이상의 단단한 부분(rigid portions)과 하나 이상의 유연한 부분(flexible portions)을 갖는 회로 기판(130)을 포함할 수도 있다. 예컨대, 회로 기판(130)은 단단한 부분(131, 133, 및 135)을 포함할 수 있으며, 이 단단한 부분들은 유연한 부분(132 및 134)을 통해 상호 연결될 수 있다. 숫자, 순서 또는 조합이 다른 단단한 부분 및/또는 유연한 부분들이 사용될 수 있다.
유연한 부분(132 및 134)과 같은 그러한 회로 기판(130)의 하나 이상의 유연한 부분은 회로 기판(130)을 임의 모양으로 구부리거나, 접거나, 비틀거나, 또는 적절한 곳에 위치시킬 수 있게 할 수 있다. 예컨대, 회로 기판(130)은 "2" 모양, "5" 모양, "6" 모양, "C" 모양, 또는 다른 적당한 모양을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 회로 기판(130)은 초기에는 평평하거나, 비틀어지지 않거나, 혹은 접히지 않은 형상을 갖도록 제작하였다가, 이후에 장치(40)의 쉘(20) 및 쉘(30) 내에서 원하는 모양으로 접힐 수 있게 하거나, 구부려질 수 있게 하거나, 비틀어질 수 있게 하거나 또는 적절한 곳에 위치되게 할 수 있다. 예컨대, 회로 기판(130)은, 장치(40) 내로 삽입된 때 혹은 장치(40)의 내로 캡슐화되기 전에, 접힐 수 있거나 새로운 모양으로 되게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 장치(40)의 다양한 부품들이, 예컨대 회로 기판(130) 상에 배치될 수 있고 그리고 나중에 전면 쉘(20)에 연결될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 장치(40) 조립체의 다른 구성도 가능하다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 다른 결합, 본딩 및 부착 방법, 예컨대 레이저 용접 및/또는 스핀 용접 및/또는 헤르만 용접(Herman welding) 및/또는 진동 용접(vibration welding)과 같은 그러한 용접 방법들이 장치(40) 조립체의 조립 및 밀봉시 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 융해(meltdown) 방법 및/또는 초음파 결합 방법 및/또는 마찰 끼워맞춤 방법이 장치(40)의 조립 및 밀봉을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 부착 및/또는 밀봉 방법은 커넥터(connector) 또는 반응 촉매로서의 역할을 할 수 있는 제3의 부분 또는 물질을 포함할 수 있는 데, 이는 예컨대 또 다른 용융된 물질이 2개의 피스(piece)들을 접착(gluing)시키는데 사용될 수 있는 융해 방법의 경우에 그러하다.
도 2A는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(40) 부품들의 부착을 도식적으로 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 예컨대 장치(40) 내에 포함된 부품(200)은 예컨대 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)의 결합 전에 전면 쉘에 연결될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 예컨대 전면 쉘(20)과 동일한 물질 및/또는 몰드로부터 만들어진 탄성이 있는 연결 링과 같은 연결 링(25)은 전면 쉘(20) 내에 매립될 수 있고 그리고/또는 전면 쉘(20)의 표면 둘레에서 조립될 수 있다. 일 실시예에 따르면, O-링이 링(25) 둘레에 위치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)은 그 테두리(rim)를 따라 정합 홈(matching grooves)을 가진 나사 산(screw threads)을 가질 수 있어, 2개의 쉘들은 서로 나사로 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 예컨대 2개의 부분, 즉 쉘(20)과 쉘(30)을 접착시키거나 본딩하여 접착시킴으로써, 전면 쉘(20)이 후면 쉘(30)에 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 빠르거나 혹은 느린 접착제, 예컨대 UV 접착제(UV glue)는 전면 쉘(20)에 통합되거나 매립되는 내부 링(25)에 도포될 수 있어, 2개의 쉘(20 및 30)이 본 명세서에서 필요에 따라 서로 결합되고 배열되는 경우, 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)은 단단하게(tightly) 접착제로 접합될 수 있다. 다른 부착 방법이 쉘(20 및 30)을 서로 부착시키기 위해 사용될 수 있다. 나사 산을 갖는 링들에 부가하여 그리고/또는 나사 산을 갖는 링들 대신에, 예컨대 마찰 끼워맞춤, 용접, 융해 등이 쉘(20)과 쉘(30)을 서로 본딩시키기 위해 수행될 수 있다.
도 2B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 완전히 조립되고 밀봉된 장치(40)의 도식적 측면도를 보여준다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전면 쉘(20) 안에 통합거나 매립된 링(25)은, 2개의 부분이 완전히 단단하게 꼭 맞추어진 구조, 즉 쉘 또는 하우징을 확실하게 하기 위해 서로 압력을 받는 경우, 후면 쉘(30) 상에 충분한 압력을 만들어 낼 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 링(25)은 외향 압력(outward pressure)을 만들어 내는 몇 개의 시트(sheet)를 포함할 수 있어, 상기 구조를 적절한 위치에 안전하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 실 시예에 따르면, 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 용접 또는 융해 방법을 사용하여, 링은 외부 쉘(20)에 용접될 수 있다.
도 3A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 예컨대 세 개의 쉘들을 결합시킴으로써, 장치(40)의 하우징 혹은 외부 쉘 조립체를 도식적으로 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2개의 전방 쉘(20) 및 후방 쉘(30)이 예컨대 덮개 및/또는 하우징인 중앙 쉘(50) 상에서 연결될 수 있거나 조립될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 연결 링(25 및 35)은 전면 쉘(20) 및 후면 쉘(30)의 중앙 부분(central compartment)(50)으로의 부착을 가능하게 하기 위해 존재할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 링들은 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)에 부착될 수 있고, 중앙 쉘은 예컨대 매칭하는 홈 또는 나사 산을 그 테두리를 따라 인도하여 여러 부분들이 서로 튼튼하게(secure) 나사로 결합될 수 있게 할 수 있다. 일 실시예에서, 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)은 투명한 것일 수 있고, 돔 형태일 수 있다. 후면 쉘(30), 전면 쉘(20), 및 중앙 쉘(50)은, 서로 접착제로 부착될 수 있거나 용접될 수 있고 또는 본 명세서 예컨대 도 1에서 언급된 부착 방법에 따라 압력 접착(pressure adhere)될 수 있다.
도 3B는, 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 예컨대 2개의 쉘들을 결합시킴으로써 장치(40) 부품의 조립체를 도식적으로 나타내고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장치(40)는 2개의 수직 쉘 혹은 수평 쉘, 예컨대 상부 쉘(300)과 하부 쉘(310)을 포함할 수 있다. 2개의 쉘, 예컨대 쉘(300 및 310)의 모양은 체내 장치 조립체 제조 공정을 간단하고 용이하게 수행할 수 있게 할 수 있다. 예컨대, 코드 또는 배선과 같은 전기적 부품과 같은 부품은 체내 장치(40)의 길이를 따라 쉽게 적합하게 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 영상화기(146) 및/또는 조명 원(142) 및/또는 전원(145)과 같은 부품들은 쉘들 중 하나의 쉘, 예컨대 쉘(310)에 적합하게 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 쉘(300)은, 예컨대 2개의 쉘들을 서로 접착제로 부착시킴으로써, 하부 쉘(310)에 부착될 수 있고 결합될 수 있거나 본딩될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 다른 부착 방법들, 예컨대 마찰 끼워맞춤, 레이저 용접, 융해 등이 쉘(300 및 310)을 서로 부착시키기 위해 사용될 수 있다.
도 3C는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 예컨대 네 개의 쉘들을 결합시킴으로써 장치(40) 부품을 조립하는 것을 개략적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장치(40)는 네 개의 쉘, 예컨대 2개의 길이방향 쉘, 예컨대 상부 쉘(350)과 하부 쉘(360), 그리고 전면 쉘(365), 예컨대 돔, 그리고 후면 쉘(355), 예컨대 하우징 덮개를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 체내 장치의 부품들을 부착시키는 방법, 예컨대 2개의 쉘들, 세 개의 쉘들, 또는 네 개의 쉘들을 부착시키는 방법이 도 3D에서 도시된다. 체내 장치의 부품들을 부착시키는 방법은 다음의 단계들을 포함할 수 있다: 장치(40) 부품들을 결합시키는 단계. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 영상화기 및/또는 조명 유닛과 같은 장치(40) 안에 포함되는 부품들은 예컨대 디바이스(40)의 쉘들(20, 30, 50, 300, 310, 350, 360, 355, 365) 중 하나의 쉘에 부착될 수 있다(단계(392)). 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장치(40)의 부품들이 (예컨대 도 2A의 설명에서 설명된 바와 같이) 전면 쉘(20)에 부착될 수 있거나, (예컨대 도 3B를 참조로 설명된 바와 같이) 상부 쉘에 부착될 수 있다; 쉘들을 서로 결합시키는 단계(단계(394)). 예컨대 도 3C를 참조하여 앞서 보여진 바와 같이, 쉘(350)은 하부 길이방향 쉘에 부착될 수 있고, 이후에 전면 쉘(365)과 후면 쉘(355)은 쉘(350 및 360)에 부착될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 쉘(355)은 예컨대 접착, 마찰 끼워맞춤, 프레스 끼워맞춤, 용접, 레이저 용접, 및/또는 다른 적당한 방법에 의해 서로 부착될 수 있다. 다른 단계들이 포함될 수도 있다.
이제 도 4A를 참조하면, 도 4A는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개의 연결 링(403 및 413)을 확대하여 보인 것이다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 연결 링(403 및 413)은 예컨대 레이저 용접 및/또는 레이저 용융에 의해 하나 이상의 셀들, 예컨대 쉘(20 및 30)을 서로 접착시키기 위해 사용될 수 있다. 레이저 용접 및/또는 용융은 상기 장치의 조립에 있어 깔끔하고, 정확하고, 그리고 시간을 절약할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 연결 링(403)은 쉘(20)의 확장일 수 있으며, 연결 링(303)은 쉘(30)의 확장일 수 있다. 일 예로서, 쉘(20 및 30)은, 예컨대 사출 성형(injection molding)에 의해 제조될 수 있고, 그리고 연결 링(403)은 쉘(20)과 동일한 물질로 만들어질 수 있고, 쉘(20)과 동일한 몰드로부터 만들어질 수 있으며, 연결 링(413)은 쉘(30)과 동일한 물질로 만들어질 수 있고, 쉘(30)과 동일한 몰드로부터 만들어질 수 있다. 일 예로, 연결 링(403)은 쉘(20)에 통합될 수 있고, 연결 링(413)은 쉘(30)에 통합될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 쉘들 및/또는 연결 링들은 플라스틱 또는 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 아이소플라스트(Isoplast™)와 같은 다른 물질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 링(413)은 레이저 빔(laser beam)(들)(420)과 같은 레이저 에너지가 아무런 방해 없이 통과하여 지나갈 수 있게 할 수 있는 물질로 만들어질 수 있으며, 반면에 연결 링(403)은 에너지 및/또는 레이저 흡수 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔이 연결 링에 인가되는 경우, 레이저 빔은 영역(305)에 흡수되고 결과적으로 열이 발생된다. 영역(305)에서 발생된 높은 온도 및 열로 인해 장치 쉘이 용융/용접될 수 있으며 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 링(413 및 403)은 에너지 및/또는 레이저 흡수 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지의 흡수는 에너지 흡수부 예컨대, 링(409)을 연결 링(403 및 413) 중 하나에 부착시킴으로써 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에너지 흡수 물질은 비흡수 연결 링들 사이, 예컨대 연결 링(403 및 413) 사이에 놓여 질 수 있다. 흡수 물질은 레이저 빔 파장에서의 흡수를 위해 최적화되고, 그리고 연결 영역에서 과도한 열을 발생시킬 수 있다. 이 흡수 물질은 빔 에너지를 흡수할 수 있고, 이 빔 에너지는 결과적으로 높은 온도 및 열을 발생시키며, 이로 인해 연결 링들의 용융/용접이 일어날 수 있다.
이제 도 4B를 참조하면, 도 4B는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 연결 링(403 및 413) 및 반사기(407)의 확대도를 보인 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사기(407)는 연결 링(들), 예컨대, 연결 링(413) 및/또는 연결 링(403)에 부착될 수 있어, 반사기(407)로 향하는 레이저 빔(들)(420)을 연결 링(403 및 413) 사이에서 전후로 이동하도록 하고, 연결부들의 용융/용접을 일으키는 열이 발생하도록 한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 도 4C에 도시된 바와 같이 레이저 용접/용융에 의해 체내 장치 부품들을 부착시키는 방법은 다음의 단계들을 포함할 수 있다: 레이저 빔을 연결 링(들) 예컨대, 에너지 흡수 물질을 포함할 수 있는 연결 링에 향하게 하는 단계(단계(491)); 하나의 부품을 다른 부품에 결합시키는 단계, 예컨대 2개의 쉘, 예컨대 돔 및 덮개 부품을 결합시키는 단계(단계(492))); 체내 장치를 밀봉하는 단계(단계(493)). 다른 단계들이 포함될 수 있으며, 이 단계들의 순서는 서로 다를 수 있다.
이제 도 5A를 참조하면, 도 5A는 본 발명의 실시예에 따른, 2개의 연결 링 예컨대, 연결 링(560 및 570)과 이 2개의 연결 링(560 및 570)을 결합시키는 곡선부(562)의 확대도를 보인 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 에지(connecting edge)(571)는 안쪽으로 구부러져 있어, 오목한 초승달 모양의 돌출부(572)가 형성될 수 있다. 링(560)의 종단(561)에서의 볼록한 돌출부(562)는 연결 링(560 및 570)의 결합을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5A에 도시된 바와 같이 링(570 및 560)의 결합은 스냅 끼워맞춤 연결 방법을 사용하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스냅 끼워맞춤 방법은, 연결 링들 중 하나, 예컨대 연결 링(560)을 스냅핑(snapping) 하는 것 및/또는 트위스팅(twisting) 하는 것을 포함할 수 있고, 이것은 체내 장치의 밀봉 및 가압 끼워맞춤을 가능하게 하는 연결 링들 사이에 높은 마찰력을 발생시키는 방식으로 이루어진다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치(40)의 부품들, 예컨대 쉘들은 마찰 용접 방법에 의해 서로 접착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마찰 용접 방법은 체내 부품 예컨대, 쉘(20 및 30)을 서로에 대하여 선형적으로 움직이게 함으로써 열을 발생시키는 것을 포함할 수 있다. 이 부품들 사이에 발생된 열로 인해 쉘들은 용융/용접될 수 있고, 그들의 결합이 가능할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치(40)의 부품, 예컨대 쉘(20 및 30)은 스핀 용접 방법에 의해 서로 접착될 수 있다. 스핀 용접 방법에 따르면, 예컨대 디바이스(40) 부품의 이동 방향은 선형 대신에 원형이다. 예컨대, 이 부품들 중의 하나는 상대적으로 높은 속도에서 회전되어 결과적으로 이 연결부들 사이에서 발생된 열로 인해 이 연결부들의 용융/용접이 일어날 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치(40)의 부품들, 예컨대 쉘들은 부품들 사이에, 예컨대 링들(404 및 413) 사이에 삽입될 수 있는 금속 물질에 의해 서로 접착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 파워 서플라이는 금속 물질에 인가될 수 있고, 따라서 연결부들의 용융/용접을 일으킬 수 있는 과다한 열이 부품들 사이에서 발생될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 디바이스(40)의 부품들, 예컨대 쉘들은 초음파 용접 방법에 의해 서로 접착될 수 있다. 초음파 용접 방법에 따르면, 열은 부품들 사이에서 빠르고 작은 움직임을 일으킴으로써 부품들 사이에서 발생될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부품들 사이에서 발생된 열로 인해 부품들은 용융/용접 된다.
도 5B는 본 발명의 실시예에 따른, 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)의 부착을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 연결 링(560 및 570)은, 도 5A에 관하여 앞서 살펴본 바와 같이, 장치(40)의 서로 다른 구획(compartment)들의 일부일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 링(570)은 장치(40)의 후면 쉘(30)의 일부일 수 있고, 반면에 연결부(560)는 전면 쉘(20)의 일부일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 후면 쉘(30)과 전면 쉘(20)은 연결 링(570)의 연결 곡선부(562)를 통해 서로 연결될 수 있고, 그리고 연결 링(560)의 볼록 연결부(562)를 통해 서로 연결될 수 있다.
도 5C는 본 발명의 실시예에 따른, 체내 감지 장치 내에서 2개의 부품들을 부착시키는 방법, 예컨대 전면 쉘(20)과 후면 쉘(30)의 부착 방법의 순서도(500)이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 후면 쉘(30)은 전면 쉘에 대하여 가압(pressing)될 수 있다(단계(592)). 그 다음으로 후면 쉘(30)의 오목 링(572)은 전면 쉘(20)의 볼록 연결부(562)에 부착(latch on)되고(단계(594)), 이에 따라 2개의 쉘(20 및 30)은 부착된다(단계(596)). 유의해야 하는 것은, 체내 감지 부품들에서의 연결 위치들은 볼록부 및 오목부가 부착이 가능하도록 반대편 종단에 놓이는 한 서로 바뀔 수 있다.
도 6A는 본 발명의 실시예에 따른, 예컨대 삼킬 수 있는 캡슐과 같은 체내 영상화 장치(40)의 부분들을 부착시키기 위한 주조 시스템(640)을 도시한다. 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 주조 시스템(640)은 몰드(650)를 포함할 수 있으며, 이 몰드 내에 예컨대 캡슐 모양의 함몰부(655)가 생성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 체내 영상화 장치(40)의 체내 장치(40) 부품들, 예컨대 전기 회로 기판, 배터리 또는 다른 부품들은 몰드 내에 함몰부가 생성된 곳으로 삽입될 수 있다.
도 6B는, 본 발명의 실시예에 따른, 몰드 주조 시스템을 사용하여 체내 감지 장치(40)를 부착하고 밀봉하는 방법을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 체내 감지 장치(40)의 부품들 예컨대, 영상화기(146), 조명 원(142), 전원(145), 및 회로 기판이 주조 시스템(640) 안으로 삽입될 수 있다(단계(691)). 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 하나 이상의 물질 예컨대, 화학적 염기(chemical base) 및 고화제(solidifying agent)와 같은 2개의 물질이 몰드(650) 안으로 도입될 수 있다(단계(692)). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응을 위해 화학적 촉매의 역할을 하는 제3의 물질이 도입되면(단계(693)), 뒤이은 화학적 반응은 반응 물질의 분자 구조에서의 변화를 일으키고, 그리고 강한 에폭시가 형성된다. 체내 장치(40) 부품들은 이 물질이 완전히 고형화될 때까지 남아 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에폭시가 다양한 부분들을 서로 접착시키기 위해 사용될 수 있다(단계(694)). 부착 프로세스의 마지막에 체내 감지 부품들은 밀봉되고 그리고 필요에 따라 모든 부품들은 연결된다(단계(695)).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 얇은 물질의 레이저 본딩의 도식적 도면 이다. 일부 실시예들에서, 얇은 물질, 예컨대 2개 이상의 얇은 슬라이스 또는 피스의 플라스틱, 수지, 폴리카보네이트, 아이소플라스트 또는 예컨대 삼킬 수 있는 캡슐의 쉘과 같은 그러한 다른 물질(702)은 레이저 에너지로 서로 본딩될 수 있거나 용융될 수 있거나 또는 밀봉될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본딩되는 하나 이상의 물질들의 두께는 0.5 mm일 수 있으며, 물론 다른 두께도 가능하다. 일부 실시예들에서, 2개 이상의 물질들은 예컨대 삼킬 수 있는 영상화기 등의 체내 감지기와 같은 그러한 체내 감지 장치(704)의 세그먼트 또는 쉘 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 예컨대 삼킬 수 있는 영상화기(704)의 투명 돔(704)과 같은 그러한 돔(706)이 삼킬 수 있는 영상화기(704)의 몸체(708)에 밀봉되거나 본딩될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 영상화기(704)의 다른 부분들, 영상화기 또는 다른 장치들, 기기들 또는 부품들의 하우징 또는 쉘 역시 레이저 에너지로 서로 본딩되거나 또는 밀봉될 수 있다.
일부 실시예들에서, 예컨대 독일의 Rofin에 의해 공급되고 있는 DFxO3 레이저와 같은 그러한 레이저(700)는 얇은 물질들을 밀봉하거나 본딩하기 위한 레이저 에너지를 공급할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대 Treffert Company에 의해 공급되는 초록색 안료와 같은 그러한 안료(710)가 본딩 또는 밀봉될 하나 이상의 물질(702)에 부가될 수 있다. 레이저 에너지는 안료(710)를 포함할 수 있는 하나 이상의 물질들의 영역에 인가될 수 있다. 이 레이저 에너지는 하나 이상의 물질들(702) 내의 안료(710)를 용융시킬 수 있거나 이 안료를 활성화(energize)할 수 있고, 2개의 물질들(702)을 서로 본딩시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저(700)는 최대 1064 나노미터(nm)의 파장을 갖는 레이저 에너지를 만들 수 있는 다이오드 레이저일 수 있거나 이 다이오드 레이저를 포함할 수 있다. 다른 스펙트럼들도 가능하다. 물질(702) 내의 안료(710)가 예컨대 흑색 또는 어두운 색조가 되는 경우에서는 1064 nm를 넘는 파장을 갖는 레이저 에너지를 발생시킬 수 있는 YAG 레이저가 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서 레이저 에너지가 연속 모드로 인가될 수 있는 한편 일부 실시예들에서는 펄스 레이저 에너지가 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 레이저 섬유(701)는 600 마이크론의 직경을 가질 수 있다. 다른 직경 및 다른 레이저원 역시 가능하다.
일부 실시예들에서, 레이저 에너지가 인가되는 물질 상에서의 레이저(700)의 스폿(spot) 크기는 약 600 마이크론일 수 있으나, 레이저(700)를 언더포커싱(underfocusing) 시킴으로써 더 큰 스폿을 생성함과 아울러 레이저 에너지가 인가되는 물질이 타는 것을 피할 수 있다. 실제 스폿의 크기로 900 - 1000 마이크론이 가능할 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저(700)는 예컨대 초록색 안료를 사용하여 하나 이상의 물질들(702)을 본딩시키기 위해 10 와트의 레이저 에너지를 생성하도록 설정될 수 있다. 다른 안료(710)들에 인가될 수 있거나 이 안료(710)에 대해 적합한 다른 파워 레벨들 역시 가능하다.
일부 실시예들에서, 레이저(700)에 의해 본딩 또는 밀봉되도록 얇은 물질(702) 내에 포함될 수 있는 안료(710)의 흡수 스펙트럼은 808 nm 내지 1064 nm일 수 있다. 다른 흡수 스펙트럼도 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본딩되는 물 질 내의 안료(710)의 농도는 6% 내지 15% 또는 이와 근사치로 될 수 있다. 본딩될 물질(702)에서 10%의 안료 농도가 가능하다. 다른 농도들 역시 가능하다. 일부 실시예들에서, 안료(710)는 본딩을 위해 예컨대 물질(702)의 에지에 도포될 수 있거나 본딩이 필요한 또 다른 영역에 도포될 수 있다. 도포된 안료(710)에는 레이저 에너지가 인가될 수 있고, 도포된 안료와 인접한 물질(702)을 결합시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 안료(710)는 증발할 수 있거나 혹은 그렇지 못한 경우 그에 레이저 에너지를 가하여 그 물리적 성질을 바꿀 수 있다.
일부 실시예들에서, 예컨대 체내 감지기(704)의 몸체(708)를 예컨대 감지기(704)의 광학 돔(706)과 같은 돔(706)에 본딩할 때, 안료(710)는 이러한 몸체(708) 또는 돔(706)과 접촉하거나 만날 수 있는 물질(702)의 영역에 포함될 수 있거나 도포될 수 있다. 다른 애플리케이션 영역들도 가능하다. 일부 실시예들에서, 안료(710)는, 예컨대 안료(710)의 색이 돔(706)의 집광(light collection) 또는 다른 기능들에 간섭(interfere)하지 않는 경우, 돔(706)에 부가되거나 도포될 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저(700)는 고정된 위치에서 유지될 수 있고, 그리고 결합되거나 밀봉될 하나 이상의 물질들(702)은 예컨대 홀더(holder)(714) 상에서 회전될 수 있거나 혹은 그렇지 못한 경우 레이저 에너지의 경로 내로 이동되거나 또는 이 경로 밖으로 이동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대 삼킬 수 있는 감지기(704)의 물질(702) 및 돔(706)과 같은 그러한 본딩될 물질은 예컨대 감지기의 축 주위를 따라 움직일 수 있다. 다른 벡터, 움직임, 또는 회전도 가능하다. 예컨 대 레이저 빔을 이동시킴으로써 레이저 에너지를 물질(702)에 인가하거나 향하게 하는 다른 방법들도 가능하다.
일부 실시예들에서, 태우는 것 또는 레이저 에너지의 인가는 본딩되거나 밀봉되는 물질(702)의 에지로부터 약 0.5 밀리미터의 위치에서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개 이상의 물질들(702)이 약 1 밀리미터 정도 서로 겹칠 수 있다. 일부 실시예들에서, 본딩 프로세스의 일부로서 2개 이상의 레이저 에너지를 인가하는 것이 가능하며, 다른 수의 레이저 에너지 인가 역시 가능하다. 일부 실시예들에서, 레이저 빔 또는 레이저 에너지가 인가되는 하나 이상의 물질(702)은, 예컨대 지그-재그 모션(zig-zag motion), 나선 모션(spiral motion), 또는 다른 일정하지 않은 모션 또는 일정한 모션으로 움직일 수 있으며, 물질(702)의 본딩은 이러한 모션을 따라 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하나 이상의 물질(702)에 인가된 레이저 에너지의 파라미터들은 레이저(700)의 에너지 빔을 통과하는 물질(702) 또는 물질(702)의 부분들의 이동 속도를 계산할 수 있도록 변경될 수 있다.
일부 실시예들에서, 얇은 물질에 레이저 에너지를 인가하는 경우에 고온계(pyrometer)(712)가 사용될 수 있으며, 이 고온계(712)는 물질(702)이 타는 것을 방지하는데 기여할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본딩되는 2개 이상의 물질들(702)은 그 들 사이에 공기갭 또는 다른 물질이 없이 서로 접촉될 수 있다.
본 발명의 실시예에 관한 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공된 것이 다. 이것은 본 발명을 본 명세서에 개시된 형태로만 정확히 한정하려 하는 것이 아님은 물론 본 발명이 이러한 개시 형태만을 갖는다는 것을 나타내고자 하는 것도 아니다. 본 발명의 당업자이면 본 발명에 대한 많은 수정물, 변형물, 대체물, 변화물, 및 등가물들이 상기의 설명을 기초로 하여 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에서 이러한 모든 수정 및 변형을 포괄하도록 의도된 것임을 이해해야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 복수의 쉘 피스들을 포함하여 구성되며, 상기 피스들은 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 체내 감지 장치 쉘.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스들은 전면 피스와 후면 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스들은 전면 피스, 후면 피스, 및 중앙 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스들은 수평 피스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  5. 제 1 항에 있어서,
    나사 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  6. 제 1 항에 있어서,
    접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  7. 제 1 항에 있어서,
    연결 링를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  8. 제 1 항에 있어서,
    안료를 포함하며, 상기 안료는 레이저 에너지 인가시 상기 쉘 피스들을 본딩시키는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 안료는 808 나노미터 내지 1064 나노미터의 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 쉘 피스들의 피스는 6% 내지 15% 사이의 상기 안료 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 안료는 상기 복수의 쉘 피스들의 피스 에지에 인가되는 것을 특징으로 하는 체내 감지 장치 쉘.
  12. 삼킬 수 있는 감지기(sensor)를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 감지기의 제 1 복수의 쉘 피스들을 상기 감지기의 제 2 복수의 쉘 피스들에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 감지기 조립 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 부착 단계는 접착, 용접, 나사 결합, 스피닝(spinning), 스냅핑, 및 레이저 에너지 인가로 구성되는 군으로부터 선택되는 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 감지기 조립 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 감지기의 상기 제 1 복수의 셀 피스들의 피스 내의 안료에 레이저 에너지를 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 감지기 조립 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 레이저 에너지를 인가하는 동안 상기 감지기를 회전시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 감지기 조립 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 피스들의 피스 에지에 안료를 도포하는 것과, 그리고 상기 안료에 레이저 에너지를 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 감지기 조립 방법.
  17. 0.5 밀리미터보다 작은 두께를 갖는 제 1 물질을 0.5 밀리미터보다 작은 두께를 갖는 제 2 물질에 결합하는 방법에 있어서,
    레이저 에너지를 상기 제 1 물질 내의 안료에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저 에너지를 인가하는 단계는 연속적인 레이저 에너지를 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저 에너지를 인가하는 단계는 10 와트의 레이저 에너지를 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저 에너지를 인가하는 단계는 약 600 마이크론의 스폿 크기에 레이 저 에너지를 인가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.
  21. 캡슐 몸체와 뷰잉 돔을 포함하는 삼킬 수 있는 캡슐에 있어서,
    상기 돔은 레이저 용접에 의해 상기 몸체에 부착되는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 캡슐.
  22. 제 21 항에 있어서,
    안료를 포함하며, 상기 안료에 레이저 에너지 인가시 상기 안료가 상기 몸체를 상기 돔에 본딩시키는 것을 특징으로 하는 삼킬 수 있는 캡슐.
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