KR20130126124A

KR20130126124A - 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치

Info

Publication number: KR20130126124A
Application number: KR20120049956A
Authority: KR
Inventors: 이종현; 김형일; 강기석; 김재천
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-11-20
Also published as: KR101352799B1; US20150119723A1; JP5956066B2; JP2015520633A; WO2013169083A1

Abstract

본 발명은 일정 길이의 튜브와; 양단이 외부에 노출되도록 상기 튜브에 끼워져 설치되는 변형 가능한 실린더와; 중공 형상으로 형성되고, 상기 튜브의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 일정 길이의 가이드 니들과; 상기 튜브의 단부와 연결되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 튜브를 반경 방향을 따라 위치시키거나 또는 진동시키는 방향 제어부와; 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 실린더를 축방향을 따라 진동시키는 진동 발생부; 및 상기 튜브의 단부와 연결되며, 상기 방향 제어부와 상기 진동 발생부와 연결되는 손잡이 부를 포함하는 진단용 프로브를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 진단용 프로브를 갖는 검사 장치도 제공한다.

Description

진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치{DIAGNOSTIC PROBE AND INSPECTION APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브 선단의 반경 또는 축방향으로의 이동을 정밀하게 제어함과 아울러, 반경 또는 축방향으로의 진동을 가능하게하고, 체내의 세포조직을 실시간으로 검사할 수 있는 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디스크 성 통증 진단을 위한 기존의 디스크 자극 검사를 실시하는 경우, 디스크 내부로 삽입된 프로브를 통하여 조영제를 주입한다.

상기와 같은 압력을 높여 통증을 유발시키는 방법은 디스크의 퇴행성이 심한 환자의 경우, 조영제가 디스크 외부로 유출되므로 사용하기 어렵다.

상기 검사 방법으로는 병변으로 의심되는 부분에 위치한 미세신경 부위만을 자극할 수 없는 문제점을 갖는다.

또한, 종래의 인체 삽입용 프로브의 방향을 제어하는 경우, 튜브 끝에 스티어링 와이어(steering wire)의 한쪽 끝을 연결하고, 상기 와이어의 다른 한쪽 끝에 연결한 핸들을 시술자가 조정하여 프로브 끝을 움직인다.

이때 프로브의 방향제어시 반경 방향 경로의 이동이 정밀하지 못한 문제점이 있다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2010-0119907호가 있으며, 상기 선행문헌에는 프로브 끝에 압전 진동체를 구비함으로써 프로브를 간소화하는 기술이 개시된다.

본 발명의 목적은, 프로브 선단의 반경 또는 축방향으로의 이동을 정밀하게 제어함과 아울러, 반경 또는 축방향으로의 진동을 가능하게하고, 체내의 세포조직을 실시간으로 검사할 수 있는 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 프로브의 이동이 시술자가 원하는 반경 방향의 경로를 정밀하게 유지하고, 회전형 또는 선형 모터와 같은 모터를 사용하여 프로브 끝을 진동시켜 병변 주위를 자극함으로써 진단할 수 있도록 하며, 진동의 주파수 및 진폭은 조정이 가능하며, 반경방향 또는 축방향으로 진동시킬 수 있는 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사장치를 제공함에 있다.

일 양태에 있어서, 본 발명은 일정 길이의 튜브와; 양단이 외부에 노출되도록 상기 튜브에 끼워져 설치되는 변형 가능한 실린더와; 중공 형상으로 형성되고, 상기 튜브의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 일정 길이의 가이드 니들과; 상기 튜브의 단부와 연결되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 튜브를 반경 방향을 따라 위치시키거나 왕복 이동시키는 방향 제어부와; 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 실린더를 축방향을 따라 진동시키는 진동 발생부; 및 상기 튜브의 단부와 연결되며, 상기 방향 제어부와 상기 진동 발생부와 연결되는 손잡이 부를 포함하는 진단용 프로브를 제공한다.

상기 방향 제어부는, 상기 가이드 니들을 관통하며, 일단이 상기 튜브와 연결되는 일정 길이의 스티어링 와이어와, 상기 스티어링 와이어의 타단에 연결되며, 상기 스트어링 와이어를 당기도록 회전되는 회전체를 구비한다.

상기 스티어링 와이어는, 다수의 쌍을 이루어 상기 가이드 니들을 관통하도록 설치되며, 상기 다수의 쌍을 이루는 스티어링 와이어는 서로 180도 간격을 이루어 설치된다.

상기 회전체는, 상기 스티어링 와이어의 타단이 연결되어, 상기 스티어링 와이어를 당기도록 회전되는 회전 핸들인 것이 좋다.

상기 회전체는, 상기 스티어링 와이어의 타단과 연결되며, 외부로부터 동력을 전달 받아, 상기 튜브를 반경 방향을 따라 일정의 진동을 발생시키는 회전 모터일 수도 있다.

상기 진동 발생부는, 상기 실린더의 타단에 연결되며, 축방향을 따라 상기 실린더를 진동시키는 진동 모터와, 상기 진동 모터의 작동을 제어하며, 상기 진동에 요구되는 진동값이 가변 설정되는 것이 바람직하다.

상기 손잡이 부에는, 상기 진동 모터를 측방향을 따라 슬라이딩 이동 위치시킬 수 있는 이동 부재가 더 구비될 수 있다.

상기 가이드 니들에는, 일정의 고정력을 형성하는 적어도 하나 이상의 스티프닝 와이어가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 스티어링 와이어는 금속재질의 원형 와이어 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 실린더는 금속재질의 와이어 또는 광섬유 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것이 바람직하다.

다른 양태에 있어서, 본 발명은 상기 진단용 프로브와; 상기 실린더의 단부에 설치되며, 디스크의 정상부위와 병변부위의 임피던스를 측정하는 전기 센서 및 광신호를 측정하는 광학적 센서를 갖는 센서부; 및 상기 실린더를 통해 상기 측정되는 결과를 저장하는 저장부를 포함하는 검사장치를 제공한다.

본 발명은 정밀한 반경방향 스티어링은 인체 조직의 파괴를 최소화할 수 있으며, 또한 환자의 병변 부위라고 의심되는 곳에 프로브를 신속하게 이동시킬 수 있으므로 진단에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 프로브 끝부분에 위치한 실린더를 원하는 방향, 주파수 및 진폭으로 진동시킬 수 있으며, 진동용 전기모터는 튜브의 바깥쪽 (인체 외부)에 위치하기 때문에 설계제작 및 안전성 관점에서 유리한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 전기적 센서와 광섬유를 통한 광학적 센서를 동시에 구현하여 진단의 정확성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 검사정보의 실시간 모니터링으로 시술자의 진단에 도움을 줄 수 있고, 검사정보의 저장함으로써 추후 검사정보를 분석할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 진단용 프로브의 바람직한 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 진단용 프로브의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 휘어짐이 가능한 튜브의 개념도를 보여주는 개면도이다.
도 4는 본 발명의 진단용 프로브를 갖는 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 진단용 프로브의 축방향 진동이 발생되는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 진단용 프로브의 다른 예에 있어서 축방향 진동이 발생되는 것을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 진단용 프로브를 갖는 검사 장치를 사용한 진단예를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 진단용 프로브 및 이를 갖는 검사 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 진단용 프로브의 바람직한 예를 보여준다.

도 1을 참조 하면, 본 발명의 진단용 프로브는 튜브(200)와, 실린더(100)와, 가이드 니들(300)과, 방향 제어부(400)와, 진동 발생부(500)와, 손잡이 부(550)로 구성된다.

상기 튜브(200)는 일정 길이를 갖고, 휘어짐이 가능하도록 유연하게 형성된다. 상기 튜브(200)는 중공 형상으로 형성된다.

상기 가이드 니들(300)은 중공 형상으로 형성된다. 상기 가이드 니들(300)의 중공에는 상기 튜브(200)가 끼워져 배치된다. 여기서, 상기 가이드 니들(300)의 길이는 상기 튜브(200)의 길이 보다 일정 길이 짧도록 형성된다.

상기 튜브(200)의 타단은 손잡이 부(550)와 연결된다.

상기 튜브(200)에는 일정 길이를 갖는 실린더(100)가 삽입 설치된다. 상기 실린더(100)의 일단은 상기 튜브(200)의 일단으로부터 일정 부분 돌출되도록 배치된다.

상기 실린더(100)의 타단은 상기 튜브(200)의 타단으로부터 일정 길이 돌출되도록 배치된다.

상기 방향 제어부(400)는, 상기 튜브(200)를 반경 방향을 따라 위치 및 왕복으로 이동시키는 역할을 한다.

상기 방향 제어부(400)는, 스티어링 와이어(410)와, 상기 스티어링 와이어(410)를 당기는 회전체(420)로 구성된다.

도 1에 도시되는 바와 같이 상기 스티어링 와이어(410)는 한 쌍으로 구성되며, 상기 가이드 니들(300)을 관통하도록 설치된다. 상기 한 쌍의 가이드 니들(300)은 서로 180도를 유지하도록 설치된다.

물론, 도 2에 도시되는 바와 같이, 스티어링 와이어(410)는 단일개로 구성될 수도 있다.

이에 더하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따르는 스티어링 와이어(410)는 다수의 쌍을 이룰 수 있다. 이러한 경우, 각 쌍은 서로 180도를 유지하도록 가이드 니들(300)에 설치되는 것이 좋다.

상기 스티어링 와이어(410)의 일단은 튜브(200)의 일단에 연결된다. 상기 스티어링 와이어(410)의 타단은 상기 회전체(420)에 연결된다.

물론, 상기 스티어링 와이어(410)가 쌍으로 구성되는 경우에도, 상기와 동일하게 연결된다.

한편, 상기 가이드 니들(300)에는 일정의 고정력을 형성시키면서 외력을 받으면 변형이 가능한 스티프닝 와이어(310)가 설치된다.

상기 회전체(420)는 회전 핸들일 수 있다. 상기 회전 핸들은 손잡이 부의 일정 위치에 회전 가능하도록 설치된다.

상기 회전체(420)를 일방향 또는 타방향을 따라 돌림으로써, 각 스티어링 와이어(410)를 당기거나 풀 수 있으며, 이의 동작에 따라 튜브(200)는 반경 방향을 따라 이동될 수 있다.

상기에 언급되는 상기 스티어링 와이어(410)는 금속재질의 원형 와이어 또는 판 스프링 중 어느 하나일 수 있다.

이에 더하여, 상기 회전체(420)가 회전 모터인 경우, 상기 회전 모터의 회전축은 각 스티어링 와이어(410)의 타단과 연결된다.

상기 회전 모터는 외부로부터 전기적 신호를 받아 작동되고, 회전 모터의 작동에 따라 튜브(200)의 일단을 반경 방향을 따라 진동을 형성할 수도 있다.

상기 회전 모터는 후술되는 제어기(520)와 전기적으로 연결되며, 상기 제어기(520)에 설정되는 진동으로 작동될 수 있다.

그리고, 상기 진동 발생부(500)는, 진동 모터(510)와, 제어기(520)로 구성된다.

도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 상기 진동 모터(510)는 손잡이 부(550)의 내부에 설치된다. 상기 진동 모터(510)는 상기 실린더(100)의 타단과 연결된다. 상기 진동 모터(510)는 제어기(520)로부터 전기적 신호를 전송 받아 상기 실린더(100)를 축방향을 따라 일정 진동으로 작동시킨다.

또한, 상기 손잡이 부(550)에는, 상기 진동 모터(510)를 측방향을 따라 슬라이딩 이동 위치시킬 수 있는 이동 부재(530)가 더 구비될 수 있다.

상기 이동 부재(530)는 스크류 방식일 수 있다. 상기 이동 부재(530)의 일단은 상기 진동 모터(510)에 연결되고, 타단은 상기 손잡이 부(550)의 외부로 돌출된다. 상기 이동 부재(530)는 손잡이 부(550)에 스크류 체결 관통될 수 있다.

따라서, 상기 이동 부재(530)의 회전 동작에 따라, 상기 진동 모터(510)는 일측 또는 타측 방향을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.

상기에서 언급된 스크류 방식은 이동 부재(530)의 일 예이며, 이 예 이외에 선형으로 이동시키기 위한 기술 모두 채택될 수 있다.

또 한편, 본 발명에 따르는 실린더(100)는 금속재질의 와이어 또는 광섬유 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것이 바람직하다.

다음은, 도 3a 내지 도 3d를 참조로 하여, 본 발명의 진단용 프로브의 작용을 설명한다.

본 발명에 따르는 튜브(200)는 인체에 무해한 폴리머(biocompatible polymer) 계열의 물질로 형성될 수 있고, 튜브(200)를 반경방향으로 스티어링 할 경우에는 2개의 관을 사용하며, 이 스티어링을 더욱 정밀하게 구동하려면 4개의 관을 사용할 수도 있다.

[스티어링 동작]

도면 3a 내지 도 3d를 참조 하면, 스티어링 와이어(410)에 90도로 배열된 2개의 스티프닝 와이어(310)는 튜브(200) 내로 삽입된다.

스티프닝 와이어(310)의 한쪽 끝은 튜브(200)의 끝부분에, 스티프닝 와이어(310)의 다른 한쪽 끝은 손잡이 부(550)의 일정 위치에 팽팽하게 고정된다.

따라서, 스티어링 와이어(410)를 이용하여 프로브를 반경 방향으로 구동할 때, 상기의 스티프닝 와이어(310)가 구동 방향의 90도 방향으로는 움직임을 억제하기 때문에 프로브 끝이 원하는 방향으로 정밀하게 휘어질 수 있다.

따라서 시술자가 프로브 끝을 원하는 부위에 위치시키는 정확성을 높일 수 있다.

[축방향 진동]

도 3a와 도 3b를 참조 하면, 진동 모터(510)는 변형 가능한 실린더(100)에 연결된다. 진동 모터(510)의 주파수, 진폭을 조절함으로써 연결된 프로브의 끝단을 통해 디스크 조직에 전달되는 축방향 진동 자극의 빈도수 및 크기를 변경할 수 있다.

상기 변형 가능한 실린더(100)는 광섬유, 바람직하게는 플라스틱 광섬유를 사용한다.

상기 실린더(100)는 금속재의 와이어를 사용할 수도 있다.

또한, 이동 부재(530)를 사용하여 진동 모터(510)를 중심축으로터 멀어지게 이동하면, 프로브 끝단의 진동 크기가 작아지므로 디스크 조직에 전달되는 축방향 진동 자극의 크기를 더욱 정밀하게 변경할 수 있다.

상기 진동 모터(510)는 부분적인 왕복운동을 수행하는 회전형 전기모터로 대체할 수 있다.

[반경 방향 진동]

스티어링 와이어(410)가 연결된 회전 핸들(420)을 전기모터로 대체할 경우, 프로브 끝단 반경방향 진동을 동시에 구현할 수 있다.

상기 회전 모터는 선형 또는 회전형 전기모터이며, 2개 또는 1개의 스티어링 와이어를 연결한다.

도 4를 참조 하면, 프로브 끝단의 반경방향 진동은 디스크 내부 조직의 파괴가 다소 발생할 수 있으나, 축방향과는 다른 방향의 진동이므로 의료진단의 관점에서 다른 정보를 얻을 수 있다..

다음은, 본 발명의 검사장치를 설명한다.

도 5를 참조 하면, 상기 검사 장치는 상기 실린더(100)의 단부에 설치되며, 디스크의 정상부위와 병변부위의 임피던스를 측정하는 전기 센서(600)와, 상기 실린더(100)를 통해 상기 측정되는 결과를 저장하는 저장부(700)로 구성된다.

상기 실린더(100)는 금속재질의 와이어 또는 광섬유 중 어느 하나로 형성될 수 있상기 광섬유는 플라스틱 광섬유일 수 있다.

도 3b, 도 3d의 전기적 센싱에서는, 변형 가능한 실린더(100) 끝 부분에 제안하는 전극(600)이 위치한다. 이 전극(600)을 이용하여 디스크의 정상부위와 병변부위의 임피던스 차이를 측정하여 진단의 정확성을 높일 수 있다.

그리고, 상기 측정된 결과는 실린더(100)를 통하여 저장부(700)로 전송된다.

도 7을 참조 하면, 제안하는 광학적 센싱은 광섬유, 바람직하게는 플라스틱 광섬유를 변형 가능한 실린더(100)로 사용함으로써 구현된다. 이때, 광섬유는 광전송을 위한 전송로로 사용된다.

따라서, 센싱 결과는 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 필요시 검사정보를 저장할 수 있다.

여기서, 710은 레이저 소스이고, 720은 파워미터이며, 730은 디텍터이다.

100 : 실린더 200 : 실린더
300 : 가이드 니들 400 : 방향 제어부
410 : 스티어링 와이어 420 : 회전체
500 : 진동 발생부 510 : 진동 모터
520 : 제어기 530 : 이동 부재
550 : 손잡이 부 600 : 전기 센서
700 : 저장부

Claims

일정 길이의 튜브;
양단이 외부에 노출되도록 상기 튜브에 끼워져 설치되는 변형 가능한 실린더;
중공 형상으로 형성되고, 상기 튜브의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 일정 길이의 가이드 니들;
상기 튜브의 단부와 연결되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 튜브를 반경 방향을 따라 위치시키거나 또는 진동시키는 방향 제어부;
외부로부터 동력을 전달 받아 상기 실린더를 축방향을 따라 진동시키는 진동 발생부; 및
상기 튜브의 단부와 연결되며, 상기 방향 제어부와 상기 진동 발생부와 연결되는 손잡이 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 방향 제어부는,
상기 가이드 니들을 관통하며, 일단이 상기 튜브와 연결되는 일정 길이의 스티어링 와이어와,
상기 스티어링 와이어의 타단에 연결되며, 상기 스티어링 와이어를 당기도록 회전되는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 2항에 있어서,
상기 스티어링 와이어는,
다수의 쌍을 이루어 상기 가이드 니들을 관통하도록 설치되며,
상기 다수의 쌍을 이루는 스티어링 와이어는 서로 180도 간격을 이루어 설치되는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 2항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 스티어링 와이어의 타단이 연결되어, 상기 스티어링 와이어를 당기도록 회전되는 회전 핸들인 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 2항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 스티어링 와이어의 타단과 연결되며, 외부로부터 동력을 전달 받아, 상기 튜브를 반경 방향을 따라 위치시키거나 또는 일정의 진동을 발생시키는 회전 모터인 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 진동 발생부는,
상기 실린더의 타단에 연결되며, 축방향을 따라 상기 실린더를 진동시키는 진동 모터와,
상기 진동 모터의 작동을 제어하며, 상기 진동에 요구되는 진동값이 가변 설정되는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 6항에 있어서,
상기 손잡이 부에는,
상기 진동 모터를 측방향을 따라 슬라이딩 이동 위치시킬 수 있는 이동 부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 가이드 니들에는,
일정의 고정력을 형성하는 적어도 하나 이상의 스티프닝 와이어가 설치되는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 2항에 있어서,
상기 스티어링 와이어는 금속재질의 원형 와이어 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 1항에 있어서,
상기 실린더는 금속재질의 와이어 또는 광섬유 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 10항에 있어서,
상기 광섬유는 플라스틱 광섬유인 것을 특징으로 하는 진단용 프로브.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 진단용 프로브;
상기 실린더의 단부에 설치되며, 디스크의 정상부위와 병변부위의 임피던스를 측정하는 전기 센서 또는 광신호를 측정하는 광학적 센서; 및 상기 실린더를 통해 상기 측정되는 결과를 저장하는 저장부를 포함하는 검사장치.