KR20130133325A - 뇌 정위수술용 정위장치 - Google Patents

Abstract

정위수술 도구의 위치이동의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있으며, 정위수술 도구를 자동으로 정확하고 신속하게 위치 이동시킬 수 있는 뇌 정위수술용 정위장치가 개시된다. 상기 뇌 정위수술용 정위장치는 상기 제1, 2, 3 이동부재 및 상기 제2 가이드에 위치 감지센서를 설치하여 상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드의 현재 위치와 이동할 정확한 위치를 획득하여 상기 획득된 정보를 이용하여 정위수술 도구를 정밀하게 위치이동 시킬 수 있도록 함으로써 뇌 정위수술을 보다 안전하게 시술할 수 있는 효과가 있으며, 위치 감지센서에 의해 획득된 정보를 바탕으로 구동수단이 작동하여 상기 정위수술 도구를 자동으로 매우 정밀하고 신속하게 위치 이동시킬 수 있으므로 상기 정위수술 도구의 세팅 시간을 단축시켜 궁극적으로 수술시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

뇌 정위수술용 정위장치{STEREOTACTIC APPARATUS FOR STEREOTACTIC SURGERY OF BRAIN}

본 발명은 뇌 정위수술용 정위장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 두개골에 고정되어 환자 뇌 안의 병소 위치에 대응하여 정위수술 도구의 위치를 세팅할 수 있도록 하는 뇌 정위수술용 정위장치에 관한 것이다.

일반적으로 뇌 정위수술은 뇌질환의 최소상처, 무형 수술의 기본으로 뇌 안의 병소의 정확한 위치를 찾기 위해 X, Y, Z 좌표가 새겨진 통상 '렉셀프레임(LEKSELL FRAME)'이라고 불리우는 정위장치를 사용한다.

상기 정위장치는 환자의 두개골에 고정되며 상기 정위장치에는 정위수술 도구가 설치되어 상기 정위수술 도구의 위치를 환자 뇌 안의 병소 위치에 대응되도록 X, Y, Z 축으로 이동 및 회전시켜 세팅할 수 있도록 한다.

상기와 같은 정위장치는 일반적으로 환자의 두개골에 복수개의 고정 핀에 의해 고정되는 프레임과, 상기 프레임에 설치된 제1 가이드와, 상기 제1 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제1 가이드를 따라 이동되는 제1 이동부재와, 상기 제1 이동부재의 상단부에 회전 가능하게 연결되는 제2 가이드와, 상기 제2 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제2 가이드를 따라 슬라이딩 이동되는 제2 이동부재와, 상기 제2 이동부재에 설치되는 아크 형태의 제3 가이드와, 상기 제3 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제3 가이드를 따라 슬라이딩 이동되고 정위수술용 도구가 설치되는 제3 이동부재를 포함한다.

여기서, 상기 제1, 2, 3 가이드와 상기 제1 이동부재에는 길이 또는 각도를 나타내는 눈금이 새겨져 있으며, 상기 정위수술용 도구는 상기 제1, 2, 3 가이드와 상기 제1 이동부재에 새겨진 눈금을 이용하여 작업자가 수작업으로 위치를 조절하게 된다.

그러나, 상기 제1, 2, 3 가이드와 상기 제1 이동부재에 새겨진 눈금은 그 기본단위가 1mm 또는 1Degree이므로, 상기 눈금의 기본단위 이하로는 추측에 의해 상기 정위수술용 도구의 위치를 결정하여 이동시킬 수밖에 없었다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래의 정위장치는 작업자가 직접 눈금을 보고 정위수술용 도구의 위치를 결정하여 이동시켜야 할 뿐만 아니라 새겨진 눈금의 기본단위 이하로는 추측에 의해 정위수술용 도구의 위치를 결정하여 이동시키게 됨으로써 작업자에 따른 위치 이동 및 결정 위치에 대한 오차가 발생됨으로써 상기 정위수술 도구의 위치이동의 정밀도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 정위수술 도구의 위치이동의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 뇌 정위수술용 정위장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정위수술 도구를 자동으로 정확하고 신속하게 위치 이동시킬 수 있는 뇌 정위수술용 정위장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치는 환자의 두개골에 복수개의 고정 핀에 의해 고정되는 프레임과, 상기 프레임에 설치된 제1 가이드와, 상기 제1 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제1 가이드를 따라 이동되는 제1 이동부재와, 상기 제1 이동부재의 상단부에 회전 가능하게 연결되는 제2 가이드와, 상기 제2 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제2 가이드를 따라 슬라이딩 이동되는 제2 이동부재와, 상기 제2 이동부재에 설치되는 아크 형태의 제3 가이드와, 상기 제3 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제3 가이드를 따라 슬라이딩 이동되고 정위수술용 도구가 설치되는 제3 이동부재 및, 상기 제1, 2, 3 가이드 및 상기 제1 이동부재에 각각 설치되어 상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드의 현재 위치와 이동할 위치를 획득할 수 있는 복수개의 위치 감지센서를 포함한다.

일예를 들면, 상기 위치 감지센서는 인코더일 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치는 상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드 및 상기 위치 감지센서와 연결되는 복수개의 구동수단을 더 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따른 뇌 정위수술용 정위장치는 상기 제1, 2, 3 가이드 및 상기 제1 이동부재에 위치 감지센서를 설치하여 상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드의 현재 위치와 이동할 정확한 위치를 획득하여 상기 획득된 정보를 이용하여 정위수술 도구를 정밀하게 위치이동 시킬 수 있도록 함으로써 뇌 정위수술을 보다 안전하게 시술할 수 있는 효과가 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 뇌 정위수술용 정위장치는 위치 감지센서에 의해 획득된 정보를 바탕으로 구동수단이 작동하여 상기 정위수술 도구를 자동으로 매우 정밀하고 신속하게 위치 이동시킬 수 있으므로 상기 정위수술 도구의 세팅 시간을 단축시켜 궁극적으로 수술시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치를 설명하기 위한 도면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치(10)는 프레임(100), 제1 가이드(110), 제1 이동부재(120), 제2 가이드(130), 제2 이동부재(140), 제3 가이드(150), 제3 이동부재(160), 제1 내지 제4 위치 감지센서(도시되지 않음), 제1 내지 제4 구동수단(도시되지 않음)을 포함한다.

상기 프레임(100)은 환자의 두개골(도시되지 않음)에 고정된다. 상기 프레임(100)은 본체부(101), 복수개의 지지부재(102), 고정 핀(103)을 포함한다. 상기 본체부(101)는 상기 환자의 두개골 둘레를 둘러쌀 수 있도록 링 형태로 형성된다. 상기 복수개의 지지부재(102)는 상기 본체부(101)에 일정간격 이격되도록 설치된다. 상기 고정 핀(103)은 상기 지지부재들(102)의 상단에 연결되어 상기 프레임(100)을 환자의 두개골에 고정시킬 수 있도록 한다.

상기 제1 가이드(110)는 정위수술 도구(20)를 화살표 A방향으로 직선으로 이동시킬 수 있도록 상기 프레임(100)에 설치된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제1 가이드(110)에는 눈금이 부착되거나 새겨질 수 있다. 여기서, 상기 눈금의 기본단위는 1mm일 수 있다.

상기 제1 이동부재(120)는 상기 제1 가이드(110)에 슬라이딩 체결되어 상기 제1 가이드(110)를 따라 슬라이딩 이동되어 상기 정위수술 도구(20)를 화살표 A방향으로 직선으로 이동시킬 수 있다. 일예를 들면, 상기 제1 이동부재(120)는 상기 제1 가이드(110)에 LM 가이드 형태로 슬라이딩 체결될 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제1 이동부재(120)에는 눈금이 부착되거나 새겨질 수 있다. 여기서, 상기 눈금의 기본단위는 1Degree일 수 있다.

상기 제1 위치 감지센서는 상기 제1 가이드(110)에 설치되어 상기 제1 이동부재(120)의 현재위치와 화살표 A방향으로 이동할 위치를 획득한다. 예를 들면, 상기 제1 위치 감지센서는 인코더일 수 있다. 여기서, 상기 인코더는 리니어 인코더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1 구동수단(도시되지 않음)은 상기 제1 이동부재(120) 및 상기 제1 위치 감지센서와 연결되어 상기 제1 위치 감지센서에 의해 획득된 제1 이동부재(120)의 현재위치와 이동할 위치에 따라서 상기 제1 이동부재(120)를 자동으로 화살표 A방향으로 이동시킨다. 예를 들면, 상기 제1 구동수단은 모터일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 제1 구동수단으로서 서보모터를 사용할 수 있다.

상기 제2 가이드(130)는 정위수술 도구(20)를 화살표 B방향으로 직선으로 이동시킬 수 있도록 상기 제1 이동부재(120)의 상단부에 설치된다. 한편, 상기 제2 가이드(130)는 상기 정위수술 도구(20)를 화살표 C방향으로 회전시킬 수 있도록 상기 제1 이동부재(120)의 상단부에 회전 가능하게 설치된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제2 가이드(130)에는 눈금이 부착되거나 새겨질 수 있다. 여기서, 상기 눈금의 기본단위는 1mm일 수 있다.

상기 제2 위치 감지센서는 상기 제1 이동부재(1220)에 설치되어 상기 제2 가이드(130)의 현재위치와 화살표 C방향으로 회전해야 할 위치를 획득한다. 예를 들면, 상기 제2 위치 감지센서는 인코더일 수 있다. 여기서, 상기 인코더로는 로터리 인코더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제2 구동수단(도시되지 않음)은 상기 제2 가이드(130) 및 상기 제2 위치 감지센서와 연결되어 상기 제2 위치 감지센서에 의해 획득된 제2 가이드(130)의 현재위치와 회전될 위치에 따라서 상기 제2 가이드(130)를 자동으로 화살표 C방향으로 회전시킨다. 예를 들면, 상기 제2 구동수단은 모터일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 제2구동수단으로서 서보모터를 사용할 수 있다.

상기 제2 이동부재(140)는 상기 제2 가이드(130)에 슬라이딩 체결되어 상기 제2 가이드(130)를 따라 슬라이딩 이동되어 상기 정위수술 도구(20)를 화살표 B방향으로 직선으로 이동시킬 수 있다.

상기 제3 위치 감지센서는 상기 제2 가이드(130)에 설치되어 상기 제2 이동부재(140)의 현재위치와 화살표 B방향으로 이동할 위치를 획득한다. 예를 들면, 상기 제3 위치 감지센서는 인코더일 수 있다. 여기서, 상기 인코더로는 리니어 인코더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제3 구동수단(도시되지 않음)은 상기 제2 이동부재(140) 및 상기 제3 위치 감지센서와 연결되어 상기 제3 위치 감지센서에 의해 획득된 제2 이동부재(140)의 현재위치와 이동할 위치에 따라서 상기 제2 이동부재(140)를 자동으로 화살표 B방향으로 이동시킨다. 예를 들면, 상기 제3 구동수단은 모터일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 제3 구동수단으로서 서보모터를 사용할 수 있다.

상기 제3 가이드(150)는 상기 정위수술 도구(20)를 화살표 D방향으로 이동시킬 수 있도록 아크 형태로 형성되어 상기 제2 이동부재(140)에 설치된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제3 가이드(150)에는 눈금이 부착되거나 새겨질 수 있다. 여기서, 상기 눈금의 기본단위는 1Degree일 수 있다.

상기 제3 이동부재(160)는 상기 제3 가이드(150)에 슬라이딩 체결되어 상기 제3 가이드(150)를 따라 슬라이딩 이동되어 상기 정위수술 도구(20)를 화살표 D방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제4 위치 감지센서는 상기 제3 가이드(150)에 설치되어 상기 제3 이동부재(160)의 현재위치와 화살표 D방향으로 이동할 위치를 획득한다. 예를 들면, 상기 제4 위치 감지센서는 인코더일 수 있다. 여기서, 상기 인코더로는 로터리 인코더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제4 구동수단(도시되지 않음)은 상기 제3 이동부재(160) 및 상기 제4 위치 감지센서와 연결되어 상기 제4 위치 감지센서에 의해 획득된 제3 이동부재(160)의 현재위치와 이동할 위치에 따라서 상기 제3 이동부재(160)를 자동으로 화살표 D방향으로 이동시킨다. 예를 들면, 상기 제4 구동수단은 모터일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 제4 구동수단으로서 서보모터를 사용할 수 있다.

다시, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치를 사용하여 정위수술용 도구를 이동시키는 과정과 작용효과에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 뇌 정위수술용 정위장치를 사용하여 정위수술용 도구를 이동시키기 위해서는, 먼저, 복수개의 고정 핀(103)을 사용하여 본 발명에 따른 정위장치(10)의 프레임(100)을 환자의 두개골(도시되지 않음)에 고정시킨다.

그리고, 상기 정위장치(10)의 제3 이동부재(160)에 정위수술용 도구(20)를 설치한다.

한편, 상기 정위수술용 도구(20)는 상기 프레임(100)을 환자의 두개골에 고정시키기 전에 상기 정위장치(10)의 제3 이동부재(160)에 설치할 수도 있다.

상기와 같은 상태에서 제1 내지 제4 위치 감지센서(도시되지 않음)는 정위수술용 도구(20)의 현재 위치를 감지함과 동시에 상기 정위수술용 도구(20)가 이동할 위치를 획득하게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 위치 감지센서는 화살표 A방향에서의 상기 정위수술용 도구(20)의 현재 위치와 상기 정위수술용 도구(20)가 화살표 A방향으로 이동할 위치를 획득하게 된다. 상기 제2 위치 감지센서는 화살표 C방향에서의 정위수술용 도구(20)의 현재 위치와 상기 정위수술용 도구(20)가 화살표 C방향으로 회전해야할 각도를 획득하게 된다. 상기 제3 위치 감지센서는 화살표 B방향에서의 정위수술용 도구(20)의 현재 위치와 상기 정위수술용 도구(20)가 화살표 B방향으로 이동할 위치를 획득하게 된다. 상기 제4 위치 감지센서는 화살표 D방향에서의 정위수술용 도구(20)의 현재 위치와 상기 정위수술용 도구(20)가 화살표 D방향으로 이동할 위치를 획득하게 된다.

상기와 같이 제1 내지 제4 위치 감지센서에 의해 상기 정위수술용 도구(20)의 현재 위치를 감지함과 동시에 상기 정위수술용 도구가(20) 이동할 위치를 획득한 다음에는, 제1 내지 제4 구동수단(도시되지 않음)이 작동되어 상기 정위수술용 도구(20)를 이동시키게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 구동수단은 상기 제1 이동부재(120)를 상기 제1 가이드(110)를 따라 화살표 A방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써 상기 정위수술용 도구(20)를 화살표 A방향으로 이동시킨다. 상기 제2 구동수단은 상기 제2 가이드(130)를 화살표 C방향으로 회전시킴으로써 상기 정위수술용 도구(20)를 화살표 C방향으로 회전시킨다. 상기 제3 구동수단은 제2 이동부재(140)를 상기 제2 가이드(130)를 따라 화살표 B방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써 상기 정위수술용 도구(20)를 화살표 B방향으로 이동시킨다. 상기 제4 구동수단은 상기 제3 이동부재(160)를 상기 제3 가이드(150)를 따라 화살표 D방향으로 슬라이딩 이동시켜 상기 정위수술용 도구를 화살표 D방향으로 이동시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 뇌 정위수술용 정위장치(20)는 상기 제1, 2, 3 가이드(110)(130)(150) 및 상기 제1 이동부재(120)에 제1 내지 제4 위치 감지센서를 설치하여 상기 제1, 2, 3 이동부재(120)(140)(160)와 상기 제2 가이드(130)의 현재 위치와 이동할 정확한 위치를 획득하여 상기 획득된 정보를 이용하여 정위수술 도구(20)를 정밀하게 위치이동 시킬 수 있도록 함으로써 뇌 정위수술을 보다 안전하게 시술할 수 있도록 한다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 뇌 정위수술용 정위장치(10)는 위치 감지센서에 의해 획득된 정보를 바탕으로 구동수단이 작동하여 상기 정위수술 도구(20)를 자동으로 매우 정밀하고 신속하게 위치 이동시킬 수 있으므로 상기 정위수술 도구(20)의 위치 세팅 시간을 단축시켜 궁극적으로 수술시간을 단축시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

(100) : 프레임 (110) : 제1 가이드
(120) : 제1 이동부재 (130) : 제2 가이드
(140) : 제2 이동부재 (150) : 제3 가이드
(160) : 제3 이동부재

Claims (3)

1. 환자의 두개골에 복수개의 고정 핀에 의해 고정되는 프레임;
   상기 프레임에 설치된 제1 가이드;
   상기 제1 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제1 가이드를 따라 이동되는 제1 이동부재;
   상기 제1 이동부재의 상단부에 회전 가능하게 연결되는 제2 가이드
   상기 제2 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제2 가이드를 따라 슬라이딩 이동되는 제2 이동부재;
   상기 제2 이동부재에 설치되는 아크 형태의 제3 가이드;
   상기 제3 가이드에 슬라이딩 체결되어 상기 제3 가이드를 따라 슬라이딩 이동되고 정위수술용 도구가 설치되는 제3 이동부재; 및
   상기 제1, 2, 3 가이드 및 상기 제1 이동부재에 각각 설치되어 상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드의 현재 위치와 이동할 위치를 획득할 수 있는 복수개의 위치 감지센서를 포함하는 뇌 정위수술용 정위장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 감지센서는 인코더인 것을 특징으로 하는 뇌 정위수술용 정위장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1, 2, 3 이동부재와 상기 제2 가이드 및 상기 위치 감지센서와 연결되는 복수개의 구동수단을 더 포함하는 뇌 정위수술용 정위장치.

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