KR20150000171A - 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법 - Google Patents

이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150000171A
KR20150000171A KR20130072229A KR20130072229A KR20150000171A KR 20150000171 A KR20150000171 A KR 20150000171A KR 20130072229 A KR20130072229 A KR 20130072229A KR 20130072229 A KR20130072229 A KR 20130072229A KR 20150000171 A KR20150000171 A KR 20150000171A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
moving
unit
force
medical device
control signal
Prior art date
Application number
KR20130072229A
Other languages
English (en)
Inventor
이동재
한우섭
강상균
이현민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR20130072229A priority Critical patent/KR20150000171A/ko
Priority to US14/293,443 priority patent/US20140379130A1/en
Publication of KR20150000171A publication Critical patent/KR20150000171A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1509—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels with different steering modes, e.g. crab-steering, or steering specially adapted for reversing of the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

이동 가능한 의료 장비 및 이동 가능한 의료 장비의 제어 방법에 관한 것으로, 이동 가능한 의료 장비는 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 힘 감지부, 상기 감지된 힘에 따라서 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 장비이동부를 포함할 수 있다.

Description

이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법{Movable medical apparatus and method for controlling of movement of the same}
이동 가능한 의료 장비 및 이동 가능한 의료 장비의 제어 방법에 관한 것이다.
의료 장비란 사람이나 동물 등의 피검체의 진단이나 치료 등에 이용되는 기구, 기계, 장치 등을 의미하는데, 이와 같은 의료 장비는 질병 또는 상해를 진단하거나, 질병 또는 상해를 수술 또는 시술 등의 방법으로 치료하거나, 환자 등의 생명을 유지하도록 하거나, 또는 환자 등의 고통을 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용될 수 있다.
의료 장비 중 인체 또는 동물 등의 내부 상태를 파악하고 진단하기 위하여 이용되는 장치로는 방사선을 이용하여 피사체 내부 조직을 관측할 수 있도록 하는 방사선 촬영 장치, 초음파를 이용하여 피사체 내부 조직을 관측할 수 있도록 하는 초음파 영상 장치, 자기 공명 현상을 이용하는 자기 공명 영상 장치(MRI, magnetic resonance imaging), 내시경 촬영 장치(endoscope) 등이 있을 수 있다. 여기서 방사선 촬영 장치로는 일반적인 방사선 촬영 장치, 디지털 방사선 촬영 장치(digital radiography), 유방 촬영 장치(mammography), 컴퓨터 단층 촬영 장치(computed tomography) 등이 있을 수 있다. 한편 피사체의 질병 또는 상해를 수술 또는 시술 등의 방법으로 치료하기 위한 장치로는 수술용 로봇 등이 있을 수 있다.
사용자의 의도에 따라 전 방향으로 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 제어 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한 높은 이동성의 의료 장비 및 이와 같은 의료 장비의 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 과제로 한다.
이동 가능한 의료 장비 및 이동 가능한 의료 장비의 제어 방법을 제공함으로써 전후 구동 또는 회전 구동만 가능한 것에 따른 측면 이동의 불편함을 개선할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.
더 나아가 방사선 촬영 또는 수술 로봇을 이용함에 있어서 포지셔닝의 편의성을 개선하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법이 개시된다.
이동 가능한 의료 장비는, 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 힘 감지부, 상기 감지된 힘에 따라서 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 장비이동부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 장비이동부는, 복수의 피동체 및 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나의 피동체를 구동시켜 상기 의료 장비를 이동 또는 회전 시키는 적어도 하나의 피동체 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 힘에 따라서 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 상기 적어도 하나의 피동체 구동부는, 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호에 따라 개별적으로 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시키거나 정지시키도록 할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제어 신호는, 상기 복수의 피동체 각각의 회전 방향 및 상기 복수의 피동체 각각의 회전 속도 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 포함할 수 있다.
또한 상기 각각의 피동체 구동부는, 하나 또는 복수의 피동체를 구동시킬 수 있다.
한편 상기 복수의 피동체는, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 메카넘 휠(mecanum wheel)일 수 있다.
또한 상기 장비이동부는, 복수의 피동체, 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부 및 상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부를 포함하는 것도 가능하다.
상기 조향부는, 일 말단에 상기 피동체 또는 상기 피동체 구동부가 결합되는 회전축부재 및 상기 회전축부재를 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 회전 시키는 조향 구동부를 포함하고 있을 수 있다.
이 경우 상기 제어부는, 상기 외부에서 가해지는 힘에 따라서 상기 피동체 구동부 또는 조향 구동부에 대한 제어 신호를 생성하도록 할 수 있다.
한편 상기 힘 감지부는, 상기 외부에서 가해지는 힘에 따라서 상응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 이 경우 상기 제어부는, 상기 힘 감지부로부터 상기 전기적 신호를 수신받고, 상기 전기적 신호에 상응하는 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 적어도 하나의 제어 신호를 상기 장비이동부로 전달하도록 하는 것도 가능하다.
한편 이동 가능한 의료 장비는, 외부에서 가해지는 힘을 상기 힘 감지부로 전달하는 그립부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우 그립부는, 상기 힘 감지부에 직접 설치되어 외부에서 가해지는 힘을 상기 힘 감지부로 전달하도록 할 수도 있다.
또한 그립부는 상기 힘 감지부에 설치되지 않을 수도 있으며, 이 경우 이동 가능한 의료 장비는 이동 가능한 상기 그립부에 가해진 힘을 상기 힘 감지부로 전달하는 힘전달부를 더 포함하는 것도 가능하다.
또 한편으로 이동 가능한 의료 장비는, 사용자의 동작을 감지하는 모션 감지부,상기 감지된 모션에 따라서 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 장비이동부를 포함할 수도 있다.
이 경우 상기 장비이동부는, 복수의 피동체 및 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시켜 상기 의료 장비를 이동 또는 회전 시키는 적어도 하나의 피동체 구동부를 포함할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 감지된 모션에 따라서 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 적어도 하나의 피동체 구동부는, 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호에 따라 개별적으로 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시키거나 정지시키도록 할 수 있다.
여기서 상기 제어부에서 생성되는 상기 적어도 하나의 제어 신호는, 상기 복수의 피동체 각각의 회전 방향 및 상기 복수의 피동체 각각의 회전 속도 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 포함하고 있을 수 있다.
상기 각각의 피동체 구동부는, 하나 또는 복수의 피동체를 구동시킬 수 있다.
여기서 상기 복수의 피동체는, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 메카넘 휠일 수도 있다.
또한 상기 장비이동부는, 복수의 피동체, 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부 및 상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부를 포함할 수 있으며, 상기 조향부는, 일 말단에 상기 피동체 또는 상기 피동체 구동부가 결합되는 회전축부재 및 상기 회전축부재를 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 회전 시키는 조향 구동부를 포함할 수도 있다. 이 경우 상기 제어부는, 상기 감지된 모션에 따라서 상기 피동체 구동부 또는 조향 구동부에 대한 제어 신호를 생성하도록 할 수 있다.
한편 상기 모션 감지부는, 적외선, 초음파, 전자파 및 가시광선 중 적어도 하나를 이용하여 외부의 동작을 감지하도록 할 수 있다.
또 한편으로 이동 가능한 의료 장비는, 사용자의 조작을 감지하는 감지부 및 상기 감지된 조작에 따라 각각 별도로 회전 또는 정지하여 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 적어도 하나의 회전체를 포함하는 것일 수도 있다.
이 경우 상기 적어도 하나의 회전체는, 상기 사용자의 조작에 따라 회전 속도 및 회전 방향이 조절될 수도 있다.
상기 감지부는, 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 힘 감지 센서일 수도 있고, 사용자의 동작을 감지하는 모션 감지 센서일 수도 있다.
적어도 하나의 이동 수단을 이용하여 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법은, 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 단계, 상기 감지된 힘의 크기와 방향을 측정하는 단계, 상기 측정된 힘의 크기와 방향에 따라서 의료 장비의 동작을 결정하는 단계, 상기 결정된 의료 장비의 동작에 따라서 상기 적어도 하나의 적어도 하나의 이동 수단을 제어하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 이동 수단은, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 복수의 메카넘 휠을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계는, 상기 복수의 메카넘 휠 각각의 회전 방향 및 회전 속도 중 적어도 하나를 조절하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계일 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 이동 수단은, 복수의 피동체, 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부 및 상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계는, 상기 피동체의 회전 속도 및 방향 중 적어도 하나를 조절하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계일 수 있다.
이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법은, 모션을 감지하는 단계, 상기 감지된 모션의 방향, 크기 및 속도 중 적어도 하나를 측정하는 단계, 상기 측정된 모션의 방향, 크기 및 속도에 따라서 의료 장비의 동작을 결정하는 단계 및 상기 결정된 의료 장비의 동작에 따라서 상기 적어도 하나의 적어도 하나의 이동 수단을 제어하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계를 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 제어 방법에 따라 의료 장비의 이동성이 개선될 수 있다.
상술한 바와 같은 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 제어 방법에 의하면 사용자는 의도에 따라서 용이하게 다양한 방향으로 의료 장비를 이동시킬 수 있게 된다.
또한 종래의 의료 장비에 있어서 전후 구동 또는 회전 구동만 가능한 것에 따른 측면 이동의 불편함이 개선되어 사용자의 의료 장비의 이동 조작의 편의성이 개선될 수 있다.
이에 따라 방사선 촬영 장치나 초음파 영상 장치와 같은 의료 장비의 포지셔닝이 더욱 간편해지고 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예에 대한 사시도 및 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 힘 감지부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 힘 감지부의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 6은 힘 감지부가 부착된 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 이동 가능한 의료 장비의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 이동 가능한 의료 장비의 다른 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 9는 사용자의 모션의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 이동 가능한 의료 장비의 장비 이동부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 11 및 도 12는 메카넘 휠의 평면도 및 측면도이다.
도 13a 내지 도 13f는 메카넘 휠을 이용하는 이동 가능한 의료 장비의 이동 제어의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 이동 가능한 의료 장비의 장비 이동부의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 15는 장비이동부의 조향부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 16a 내지 도 16d는 조향부를 포함하는 이동 가능한 의료 장비의 이동 제어의 일례를 도시한 도면이다.
도 17 및 도 18은 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 1은 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바에 따르면 이동 가능한 의료 장비는, 일 실시예에 있어서 감지부(100), 제어부(200) 및 장비이동부(300)를 포함할 수 있다.
감지부(100)는 사용자의 행동 등에 의해 기인한 소정의 피감지대상을 감지하도록 할 수 있다. 감지부(100)는 감지된 피감지대상에 따라서 소정의 전기적 신호를 생성하고 출력하여 제어부(200)로 전달할 수 있다.
감지부(100)는 일례로 외부에서 가해지는 힘 또는 모멘트(moment, 이하 별도의 언급이 없는 경우 힘은 모멘트를 포함하는 것으로 한다)을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 힘 감지 센서일 수 있다. 사용자는 감지부(100) 또는 감지부(100)와 물리적 또는 전기적으로 연결된 조작 장치를 가압하거나, 변형하거나, 회전시키는 등의 행동을 취할 수 있다. 감지부(100)는 사용자가 감지부(100)에 대해 가압하거나, 변형 또는 회전 등의 조작을 위해 감지부(100)에 작용하는 외력 등을 감지하고, 감지된 외력에 상응하는 적어도 하나의 전기적 신호를 생성하도록 할 수 있다.
또한 외부의 움직임을 감지하는 모션 감지 센서일 수도 있다. 이 경우 피감지대상은 외부의 물체의 움직임일 수 있다. 이 경우 감지부(100)는 외부의 물체에서 반사되거나 또는 외부의 물체에서 발생 및 조사되는 가시광선, 적외선, 초음파, 전자기파 등을 이용하여 외부의 물체의 움직임을 감지할 수 있다. 또한 감지부(100)는 외부의 물체에서 발생된 열을 이용하여 외부의 물체의 움직임을 감지할 수도 있다. 이와 같은 외부의 물체의 움직임은, 감지부(100)의 감지 범위 내에서 사용자가 취하는 소정의 제스처(gesture)나 모션(motion) 등을 포함할 수 있다.
이외에도 감지부(100)는, 감지부(100)의 종류에 따라서 감지부(100)가 감지할 수 있는 다른 여타의 피감지대상을 감지하도록 할 수도 있다.
감지부(100)는 이동 가능한 의료 장비의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 만약 감지부(100)가 이동 가능한 의료 장비의 내부에 설치되는 경우 감지부(100)가 사용자의 행동에 의해 기인한 감지 대상을 감지할 수 있도록 별도의 보조 수단, 일례로 가압 수단이 의료 장비의 외부에 설치되어 있을 수 있다.
제어부(200)는 감지부(100)가 전달하는 전기적 신호를 기초로 소정의 제어 명령을 생성하여 장비 이동부(300)에 전달하도록 할 수 있다. 제어부(200)는 보다 구체적으로 감지부(100)로부터 수신한 전기적 신호를 이용하여 사용자의 의도를 파악하고 파악된 사용자의 의도에 따라서 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정한 후, 결정된 의료 장비의 동작에 따라서 적어도 하나의 제어 명령을 생성하여 장비 이동부(300)로 전달하도록 할 수 있다.
장비 이동부(300)는, 이동 가능한 의료 장비를 임의의 방향으로 이동시키거나, 회전시키거나 또는 정지하도록 할 수 있다.
구체적으로 장비 이동부(300)는 구동휠과 같은 적어도 하나의 회전체를 포함하고 있을 수 있으며, 장비 이동부(300)는 제어부(200)의 제어 명령에 따라서 적어도 하나의 회전체를 회전시킴으로써 이동 가능한 의료 장비를 이동 또는 회전시킬 수 있다. 만약 회전체가 복수인 경우 각각의 회전체는 별도로 회전하거나 정지하여 이동 가능한 의료 장비를 임의의 방향으로 이동시키거나, 회전 또는 정지시키도록 할 수 있다.
도 2는 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예에 대한 구성도이고, 도 3a 및 도 3b는 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예에 대한 사시도 및 평면도이다.
도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 감지부(100)는, 힘 감지부(110)일 수도 있다.
힘 감지부(110)는 외부에서 작용하는 힘 및 모멘트 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 힘 및 토크 중 적어도 하나에 상응하는 전기적 신호를 출력하도록 할 수 있다. 제어부(200)는 힘 감지부(100)에서 감지한 힘에 따라서 소정의 제어 신호를 생성하여 장비 이동부(300)를 제어한다.
힘 감지부(110)는 탄성체의 변형을 이용하여 외부에서 작용하는 힘, 모멘트 또는 양자 모두를 감지하도록 할 수 있다. 구체적으로 힘 감지부(110)는 탄성체의 변형량을 기계적, 광학적 또는 전기적 방법을 이용하여 측정하여 외부에서 작용하는 힘 또는 토크를 감지할 수도 있고, 탄성 변형에 따른 압전 효과나 자기 변형 효과를 이용하여 외부에서 작용하는 힘 또는 토크를 감지할 수도 있으며, 또한 탄성 변형에 따른 진동수의 변화를 이용하여 외부에서 작용하는 힘 또는 토크를 감지할 수도 있다.
이와 같은 힘 감지부(110)는 사용자가 용이하게 가압할 수 있도록 도 3a에 도시된 바와 같이 지면에서 일정한 높이에 설치될 수도 있다. 또한 도 3b에 도시된 바와 같이 이동 가능한 의료 장비의 일 말단에 설치될 수 있다. 그러나 힘 감지부(110)의 설치 위치는 도면에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며 설계자 또는 제작자의 판단 또는 설계, 제작 상의 필요에 따라서 이동 가능한 의료 장비의 여러 위치에 설치될 수도 있을 것이다. 예를 들어 이동 가능한 의료 장비의 하부, 일례로 회전체(320)의 축과 비슷한 높이에 설치될 수도 있고, 의료 장비의 중심부나 측면에 설치될 수도 있을 것이다.
도 4a는 힘 감지부의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 의하면 힘 감지부(110)는, 도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이 외부의 힘이 가압되는 가압부(111) 및 가압된 힘을 측정하고 측정된 힘에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 측정부(112)를 포함할 수 있다.
가압부(111)는 소정 크기와 방향의 외부의 힘이 가해지면 가해지는 힘의 크기나 방향에 따라서 변형될 수 있다. 구체적으로 가압부(111)는 외력에 의해 압축되거나, 휘어질 수 있다. 만약 가압부(111)에 소정의 토크가 가해지는 경우라면 가압부(111)에는 비틀림이 발생할 수도 있다. 가압부(111)는 도 4a에 도시된 바와 같이 원통형을 구비할 수도 있다. 그러나 가압부(111)의 형상은 도 4a에 도시된 것에 한정되는 것은 아니며, 외력의 감지를 위해 가질 수 있는 다양한 형상 모두 가압부(111)의 형상으로 이용될 수 있다.
측정부(112)는 가압부(111)의 변형, 일례로 압축, 휘어짐이나 비틀림 등에 따라서 소정의 전기적 신호를 출력하도록 할 수 있다.
도 4a에 도시된 바에 따르면 측정부(112)는, 예를 들어 스트레인 게이지(strain gauge)일 수도 있다. 스트레인 게이지는 가압부(111)의 변형량에 따라서 전기 저장을 가변시킴으로써 가압부(111)의 변형량에 따른 전압 또는 전류의 전기적 신호를 출력하는 장치이다.
스트레인 게이지 등과 같은 측정부(112)는 도 4a에 도시된 바와 같이 가압부(111)의 측면에 형성되어 있을 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 측정하고자 하는 가압부(111)의 변형의 종류 등에 따라서 가압부(111)의 변형을 적절하게 측정할 수 있는 어느 위치에나 측정부(112)가 설치될 수 있다.
또한 측정부(112)는 가압부(111)의 측면에 한 개가 형성되어 있을 수도 있고, 또한 복수 개가 형성되어 있을 수 있다. 가압부(111)에 복수의 측정부(112)가 결합된 경우 힘 감지부(110)는 가압부(111)의 변형에 대한 더욱 많은 정보를 획득할 수 있을 것이다.
측정부(112)에서 출력되는 전기적 신호는 연결 단자(114)와 별도의 케이블, 또는 각종 회로를 통해 제어부(200)로 전달될 수 있다.
한편 힘 감지부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 필요에 따라서 측정부(112)에서 출력되는 전기적 신호를 증폭하는 증폭부(113)를 더 포함할 수도 있다. 증폭부(113)는 측정부(112)에서 출력되는 전기적 신호가 미약한 경우 미약한 전기적 신호를 증폭시켜 제어부(200)가 적절하게 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정할 수 있도록 할 수 있다.
도 4b는 힘 감지부에 작용되는 힘의 방향 및 토크의 회전 방향을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 힘 감지부(110)는 도 4b에 도시된 바와 같이 6축 힘/모멘트 감지 센서일 수 있다. 6축 힘/모멘트 감지 센서는, 공간 상에서 힘의 크기 및 방향을 3축(x, y, z)를 기초로 측정하고, 힘의 회전, 즉 모멘트의 크기 및 방향을 다른 3축(Mx, My, Mz)을 기초로 측정하도록 할 수 있다. 힘 감지부(110)는 힘 감지부(110)에 가압되는 힘 또는 모멘트에 따라서 3축의 힘과 3축의 모멘트를 감지하여 전기적 신호를 생성할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해서 공간 상의 힘의 방향을 나타내기 위한 3축은 서로 직교하며, 3축 중 두 개의 축은 동일한 평면상에 위치하고 있다고 가정하고, 아울러 모멘트를 위한 3축은 상술한 x축, y축 및 z축을 기준으로 회전하는 것으로 가정한다.
상술한 바와 같이 힘 감지부(110)의 가압부(111)에 소정의 방향으로 힘이 가해지면, 가압부(111)는 힘이 가해지는 방향과 힘의 크기에 따라서 변형하게 된다.
예를 들어 사용자가 도 4b의 x축 방향으로 힘을 가한 경우, 가압부(111)의 x축 방향의 측면은 가압된 힘에 의해 수축되고, 반대 방향, 즉 음(-)의 x축 방향의 측면은 이완될 수 있다. 이 경우 사용자의 힘의 크기가 크면 클수록 가압부(111)는 더 많이 변형하게 될 것이다. 측정부(112), 일례로 스트레인 게이지는 이와 같은 가압부(111)의 수축, 이완 및 수축과 이완의 크기를 감지하여 가압부(112)의 변형에 따른 소정의 전기적 신호를 외부로 출력하게 된다. 동일하게 사용자가 도 4b의 Mz 방향으로 소정 크기의 토크를 가한 경우 가압부(111)는 비틀어지고 측정부(112)는 이와 같은 가압부(111)의 비틀림을 감지하여 소정의 전기적 신호를 외부로 출력하게 된다.
이에 따라 사용자의 힘의 크기 및 방향과 토크의 크기 및 방향을 측정할 수 있게 된다. 이와 같은 힘과 토크가 동시에 힘 감지부(110)가 작용한 경우에는 힘과 토크는 힘 감지부(110)에 의해 동시에 감지될 수도 있다.
실시예에 따라서 힘 감지부(110)는 6축보다 더 많거나 또는 더 적은 수의 축을 기초로 외부에서 작용하는 힘과 모멘트를 감지하는 힘/모멘트 감지 센서일 수도 있다. 예를 들어 힘 감지부(110)는 수평 방향의 힘, 일례로 x축 방향의 힘 Fx와 y축 방향의 힘 Fy 및 수평 방향으로 회전하는 모멘트, 일례로 모멘트 Mz를 측정하는 3축 힘/모멘트 감지 센서일 수도 있다.
도 5는 힘 감지부의 일 실시예에 대한 사시도이다.
일 실시예에 의하면 힘 감지부(110)는 외부에서 가해지는 힘을 상기 힘 감지부로 전달하는 그립부(321)가 설치되어 있을 수 있다. 그립부(321)는 도 5에 도시된 바와 같이 힘 감지부(110)의 가압부(111) 등에 직접 부착되어 있을 수 있다. 그립부(321)는 사용자에 의해 파지될 수 있다. 사용자는 파지한 그립부(321)에 소정 크기의 힘 또는 모멘트를 가할 수 있다. 사용자에 의해 그립부(321)에 가해진 힘 또는 모멘트는 가압부(111)로 전달되고, 전달된 힘은 측정부(112)에 의해 측정될 수 있다. 필요에 따라서 그립부(321)는 사용자의 파지의 편의를 위해 소정의 마찰 돌기가 형성되어 있을 수도 있고, 사용자의 손가락이 안착하는 안착홈이 형성되어 있을 수도 있다.
이와 같이 그립부(321)가 힘 감지부(110)에 설치된 경우, 그립부(321)는 이동 가능한 의료 장비 외부로 돌출되어 설치되어 있을 수 있다. 실시예에 따라서 그립부(321)와 힘감지부(110) 양자 모두 이동 가능한 의료 장비 외부에 설치되어 있을 수 있다. 사용자는 의료 장비의 외부에 설치된 그립부(321)를 파지하고 그립부(321)에 소정의 힘 또는 모멘트를 가하여 의료 장비를 조작하도록 할 수 있다.
도 7은 힘 감지부가 부착된 이동 가능한 의료 장비의 일 실시예를 도시한 도면이다.
한편 힘 감지부(110)는 도 7에 도시된 바와 같이 의료 장비의 내부에 설치되어 있을 수도 있다. 이 경우 그립부(115)가 직접 힘 감지부(110)에 설치된 경우 사용자가 그립부(115)를 이용하여 의료 장비를 조작할 수 없기 때문에, 그립부(115)와 힘 감지부(110) 사이에는 소정의 힘 전달부(116, 117)가 배치되어 있을 수 있다.
힘 전달부(116, 117)은 일 실시예에 있어서 도 6에 도시된 바와 같이 제1 힘 전달부(116) 및 제2 힘 전달부(117)를 포함할 수 있다.
제1 힘 전달부(116)는 그립부(115)와 결합되어 있을 수 있으며, 그립부(115)를 지지하면서 동시에 그립부(115)에 대해 사용자가 가하는 힘 또는 모멘트를 제2 힘 전달부(117)로 전달하도록 할 수 있다. 구체적으로 제1 힘 전달부(116)는 사용자가 그립부(115)에 가하는 힘 또는 모멘트에 따라서 움직일 수 있다.
제2 힘 전달부(117)는 제1 힘 전달부(116)의 움직임에 따라서 소정의 축을 중심으로 회전 운동을 하면서 힘 감지부(110)에 사용자에 의해 그립부(115)에 가해진 힘을 전달하도록 할 수 있다. 이 경우 제2 힘 전달부(117)는 사용자에 의해 그립부(115)에 가해진 힘에 따라서 힘 감지부(110)의 가압부(111)에 소정의 힘을 가함으로써 힘 감지부(110)가 사용자에 의해 가해진 힘을 감지하도록 할 수 있다.
물론 실시예에 따라서 제2 힘 전달부(117) 대신에 제1 힘 전달부(116)가 직접 힘 감지부(110)의 가압부(111)를 가압할 수도 있을 것이다.
이상 그립부(321, 115)를 통하여 사용자가 힘 감지부(110)에 힘을 전달하는 실시예에 대해 설명하였으나, 실시예에 따라서 이상 설명한 방법 외의 다른 여타의 장치를 이용하여 사용자는 힘 또는 모멘트를 힘 감지부(111)에 가할 수도 있을 것이다. 또한 사용자는 별도 장치의 도움 없이 직접 힘 감지부(110)에 대해 힘 또는 모멘트를 가할 수도 있을 것이다. 이 경우 힘 감지부(110)의 전부 또는 일부가 의료 장비의 외부에 설치되어 있을 수 있다.
제어부(200)는 측정부(112) 또는 증폭부(113)에서 출력되는 전기적 신호를 수신하고, 이동 가능한 의료 장비의 동작을 제어하도록 할 수 있다. 제어부(200)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 동작 결정부(210) 및 제어신호 생성부(220)를 포함할 수 있다.
동작 결정부(210)는 수신된 전기적 신호를 기초로 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정하도록 할 수 있다. 일 실시예에 의하면 동작 결정부(210)는 수신된 전기적 신호를 기초로 힘 및 모멘트 중 적어도 하나의 방향, 크기 등을 결정하고 결정된 방향과 크기에 따라서 이동 가능한 의료 장비의 이동, 회전 등을 결정하도록 할 수 있다.
예를 들어 동작 결정부(210)는 힘 감지부(110)의 힘 또는 모멘트의 감지 여부에 따라 의료 장비의 이동 또는 회전 여부를 결정할 수 있다. 즉, 동작 결정부(210)는 힘 감지부(110)가 힘 또는 모멘트를 감지한 경우 의료 장비가 이동 또는 회전을 개시하도록 제어할 수 있다. 또한 동작 결정부(210)는 힘 감지부(110)가 감지한 힘 또는 모멘트의 방향에 따라 의료 장비의 이동 방향 또는 회전 방향을 결정할 수 있다. 뿐만 아니라 힘 감지부(110)가 감지된 힘 또는 모멘트의 크기에 따라 의료 장비의 이동 속도 또는 회전 속도를 결정하도록 할 수 있다.
도 7은 이동 가능한 의료 장비의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 예를 들어 사용자가 힘 감지부(110)에 대해 x축 방향으로 소정 크기의 힘을 가한 경우, 동작 결정부(210)는 사용자가 가한 힘의 방향에 상응하는 방향, 즉 도 5의 x 방향으로 의료 장비가 이동하도록 결정할 수 있다. 만약 사용자가 반대 방향, 즉 x축의 음(-)의 방향으로 소정 크기의 힘을 힘 감지부(110)에 가한 경우 동작 결정부(210)는 도 5의 -x 방향으로 의료 장비가 이동하도록 결정할 수 있다.
마찬가지로 사용자가 힘 감지부(110)에 y축 방향 또는 y축의 음의 방향으로 소정 크기의 힘을 가한 경우, 동작 결정부는 동작 결정부(210)는 사용자가 가한 힘의 방향에 상응하는 방향, 즉 도 5의 y 방향 또는 -y 방향으로 의료 장비가 이동하도록 결정할 수 있다.
만약 사용자가 힘 감지부(110)에 회전 모멘트 Mz를 가한 경우, 동작 결정부는 동작 결정부(210)는 사용자가 가한 회전 모멘트에 상응하도록 도 5의 Mz 방향으로 의료 장비를 회전시킬 수도 있다.
실시예에 따라서 동작 결정부(210)는 힘 감지부(110)에서 감지된 힘의 모든 성분, 일례로 x축 내지 z축 방향의 힘 Fx, Fy 및 Fz와 모든 모멘트 Mx, My 및 Mz를 모두 이용하여 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정하도록 할 수 있다. 다른 실시예에 따르면 동작 결정부(210)는 힘 감지부(110)에서 감지된 힘의 모든 성분 중 일부, 일례로 힘 Fx, Fy 및 모멘트 Mz만을 이용하여 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정하도록 할 수도 있다.
제어 신호 생성부(220)는 동작 결정부(210)에서 결정된 바에 따라서 소정의 제어 신호를 생성하여 장비 이동부(300)로 전달하도록 할 수 있다.
실시예에 따라서 장비 이동부(300)가 도 3a 및 도 3b처럼 복수의 구동부(311 내지 314)를 포함하는 경우, 제어 신호 생성부(220)는 각각의 구동부(311 내지 314)에 대한 제어 신호를 별도로 생성하고, 각각의 구동부(311 내지 314)에 각각의 구동부(311 내지 314)에 대한 제어 신호를 전달하도록 할 수 있다.
이 경우 제어 신호 생성부(220)는 각각의 구동부(311 내지 314)마다 동일한 제어 신호를 생성하여 전달할 수도 있고, 서로 상이한 제어 신호를 생성하여 전달할 수도 있다. 또한 제어 신호 생성부(220)는 각각의 구동부(311 내지 314)에 전달되는 제어 신호 중 일부는 서로 동일하고 일부는 서로 상이하도록 각각의 구동부(311 내지 314)에 대한 제어 신호를 생성할 수도 있다. 각각의 구동부(311 내지 314)는 전달받은 제어 신호에 따라 구동할 수 있다.
도 8은 이동 가능한 의료 장비의 다른 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 1에 도시된 감지부(100)는, 도 8에 도시된 바와 같이 모션감지부(210)일 수도 있다.
모션 감지부(120)는 외부의 움직임을 감지하고 감지된 움직임에 상응하는 적어도 하나의 전기적 신호를 출력하여 제어부(200)로 전달하도록 할 수 있다.
모션 감지부(120)는 가시 광선, 적외선, 초음파 및 전자파 중 적어도 하나를 이용하여 외부의 동작을 감지하도록 할 수 있다. 이 경우 가시 광선, 적외선, 초음파 및 전자파 중 어느 하나만을 이용하여 외부의 동작을 감지할 수도 있고, 가시 광선, 적외선, 초음파 및 전자파 중 적어도 둘 이상을 조합하여 외부의 동작을 감지하도록 할 수 있다.
예를 들어 모션 감지부(120)는 외부의 사물, 일례로 사용자의 전부 또는 특정 부위에서 반사되는 가시 광선을 수광하고 수광한 가시 광선에 상응하는 전기적 신호, 즉 영상에 대한 데이터를 출력하여, 제어부(200)의 모션 판단부(210)로 전달하도록 할 수 있다. 또한 모션 감지부(120)는 외부의 사물, 일례로 사용자의 전부 또는 특정 부위에서 발생된 적외선을 감지하고, 감지한 적외선에 상응하는 전기적 신호를 출력하여 제어부(200)의 모션 판단부(210)로 전달하도록 할 수 있다. 모션 감지부(120)가 가시 광선 또는 적외선을 이용하는 경우, 모션 감지를 위해 별도의 웨이브 등을 조사할 필요가 없을 수 있다.
한편 모션 감지부(120)는 외부의 사물로 초음파 또는 전자기파를 조사한 후, 외부의 사물에서 반사되는 초음파나 전자기파를 수신하여 수신한 초음파나 전자기파에 상응하는 전기적 신호를 출력하여 제어부(200)의 모션 판단부(210)로 전달하도록 할 수도 있다.
상술한 모션 감지부(120)는 복수 회수로 가시 광선 또는 적외선을 수광하거나, 복수 회수로 초음파 또는 전자기파를 조사한 후 수신하여, 수광 또는 수신 회수에 상응하는 복수 회수의 전기적 신호를 출력하도록 할 수도 있다.
제어부(200)는 모션 감지부(120)에서 출력되는 전기적 신호를 기초로 외부의 움직임을 판단한 후, 판단된 움직임에 따라서 동작을 결정하도록 할 수 있다.
구체적으로 제어부(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 모션 판단부(211), 동작 결정부(210) 및 제어 신호 생성부(220)를 포함할 수 있다.
모션 판단부(211)는 모션 감지부(120)에서 출력되는 전기적 신호를 기초로 외부의 움직임, 일례로 사용자의 모션을 판단하도록 할 수 있다. 구체적으로 모션 판단부(211)는 감지된 모션에 상응하는 전기적 신호를 이용하여 사용자의 모션의 방향, 크기 및 속도 중 적어도 하나를 측정하도록 할 수 있다.
도 9는 수광된 가시 광선을 기초로 사용자의 모션을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
사용자는 모션 감지부(120)의 모션 감지 범위 내에서 소정의 제스처 등의 모션을 취할 수 있다. 예를 들어 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자는 손가락을 측 방향으로 움직이는 모션을 취할 수 있다. 모션 감지부(120)는, 사용자의 전부 또는 사용자의 손가락에서 반사되는 가시 광선을 수광하고, 가시 광선을 수광할 때마다 수광된 가시 광선에 상응하는 전기적 신호, 일례로 영상 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 이 경우 모션 감지부(120)는 소정의 시간 간격마다 주기적으로 가시 광선을 수광하여 영상 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 그에 따라 사용자의 모션에 따른 복수의 영상 신호가 획득될 수 있다.
모션 판단부(211)는 모션 감지부(120)에서 출력되는 복수의 전기적 신호, 일례로 영상 신호를 기초로 모션 감지부(120)에서 감지된 모션이 어떤 모션인지 여부를 판단하도록 할 수 있다. 예를 들어 모션 판단부(211)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자가 손과 손가락을 좌측에서 우측으로 이동시키는 제스처를 취했다는 것을 판단하도록 할 수 있다.
구체적으로 모션 판단부(211)는 영상 신호 상에서의 특징점을 추출하고 추출된 특징점을 기초로 외부의 움직임의 방향이나 속도 등을 판단하도록 할 수 있다. 예를 들어 모션 판단부(211)는 영상의 특징점, 일례로 손가락 말단, 손가락의 경계, 손의 경계와 같은 인체의 각종 부위를 추출하고, 복수의 영상 사이의 특징점을 매칭한 후, 매칭된 특징점 사이의 위치의 변화를 검출하도록 할 수 있다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 모션 판단부(211)는 복수의 영상 상에서 특징점의 위치가 변화된 부분, 일례로 인체의 팔, 손과 손가락을 검출하여 사용자가 손가락 말단의 위치를 제1 위치(x)에서 제2 위치(y)로 이동시켰다는 것을 판단하도록 할 수 있다. 이 경우 모션 판단부(211)는 일 실시예에 있어서 복수의 영상 신호 사이의 수집 시간을 이용하여 제1 위치(x)에서 제2 위치(y)로 어느 정도의 속도로 이동하였는지 여부도 함께 판단할 수도 있다. 이와 같은 방법을 통해 모션 판단부(211)는 모션을 판단할 수 있다.
이상 모션 판단부(211)의 동작의 일례로서 가시 광선을 이용하여 영상 신호를 획득하고, 특징점 매칭을 통하여 모션을 판단하는 일 실시예에 대해 설명하였으나, 모션 판단부(211)의 동작은 이에 한정되지 않는다. 모션 판단부(211)는 상술한 방법 외에도 모션 판단을 위해 이용될 수 있는 다양한 모션 판단 방법을 이용하여 외부의 물체, 일례로 사용자의 모션을 판단하도록 할 수 있다.
동작 결정부(210)는 모션 판단부(211)의 판단 결과에 따라서 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정하도록 할 수 있다. 예를 들어 사용자가 도 9에 도시된 바와 같이 도면의 오른쪽 방향으로 손을 이동시킨 경우, 동작 결정부(210)는 의료 장비를 좌측 또는 우측 방향으로 이동하라는 것으로 판단하고, 의료 장비가 좌측 또는 우측 방향으로 이동하도록 결정할 수 있다. 실시예에 따라서 동작 결정부(210)는 모션에 대응하는 의료 장비의 동작으로 구축된 별도의 데이터베이스(미도시)를 참조하여 모션 판단부(211)의 판단 결과에 따라서 이동 가능한 의료 장비의 동작을 결정할 수 있다.
제어 신호 생성부(220)는, 동작 결정부(210)의 결정에 따라서 소정의 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 장비 이동부(300)로 전달하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 실시예에 따라서 장비 이동부(300)가 도 3a 및 도 3b처럼 복수의 구동부(311 내지 314)를 포함하는 경우, 제어 신호 생성부(220)는 각각의 구동부(311 내지 314)에 대한 제어 신호를 별도로 생성할 수 있으며, 각각의 구동부(311 내지 314)마다 동일한 제어 신호를 생성할 수도 있고, 서로 상이한 제어 신호를 생성할 수도 있을 것이다. 또한 각각의 구동부(311 내지 314)에 전달되는 제어 신호 중 일부는 서로 동일하고 일부는 서로 상이하도록 제어 신호를 생성할 수도 있다.
도 10은 이동 가능한 의료 장비의 장비 이동부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
장비 이동부(300)는 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키도록 할 수 있다.
구체적으로 장비 이동부(300)는, 도 10에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서 적어도 하나의 피동체 구동부(310)와 적어도 하나의 피동체(320)를 포함할 수 있다.
피동체 구동부(310)는 제어부(200)에서 전달되는 제어 신호에 따라서 구동하여 피동체(320)를 동작시켜, 이동 가능한 의료 장비를 이동 또는 회전시킬 수 있다. 만약 피동체(320)가 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 소정의 구동휠인 경우 피동체 구동부(310)는 피동체(320)를 회전시킬 수 있다. 이 경우 피동체 구동부(310)는 제어 신호에 따라서 소정의 각속도로, 소정의 방향으로 피동체(320)를 회전시킬 수 있다. 피동체(320)가 구동휠인 경우, 피동체 구동부(310)는 다양한 종류의 모터(motor) 중 어느 하나일 수 있을 것이다.
일 실시예에 의하면 장비 이동부(300)는 복수의 피동체 구동부, 일례로 도 10에 도시된 바와 같이 제1 피동체 구동부(311), 제2 피동체 구동부(312) 및 제3 피동체 구동부(313)를 포함할 수 있다.
각각의 피동체 구동부(311 내지 313)는 제어부(200)에서 전달되는 하나의 제어 신호에 따라서 함께 동일하게 구동될 수도 있다. 또한 각각의 피동체 구동부(311 내지 313)는, 피동체 구동부(311 내지 313) 각각에 개별적으로 전달되는 각각의 제어 신호에 따라서 서로 별도로 구동될 수 있다. 이 경우 피동체 구동부(311 내지 313)는 서로 상이하게 구동될 수도 있고, 일부는 동일하고 일부는 상이하게 구동될 수도 있다.
실시예에 따라서 하나의 피동체 구동부, 일례로 제1 피동체 구동부(311)가 복수의 피동체, 일례로 제1 피동체(321) 및 제2 피동체(322)를 함께 구동시킬 수도 있다. 이 경우 제1 피동체 구동부(311)는 제1 피동체(321) 및 제2 피동체(322)를 동일하게 구동시킬 수도 있다. 예를 들어 제1 피동체(321) 및 제2 피동체(322)가 구동휠인 경우, 제1 피동체 구동부(311)는 제1 피동체(321) 및 제2 피동체(322)는 동일한 방향, 동일한 속도로 회전시킬 수 있다.
이 경우 복수의 피동체 구동부(311 내지 313) 중 일부의 피동체 구동부, 일례로 제1 피동체 구동부(311)는 복수의 피동체, 일례로 제1 피동체(321) 및 제2 피동체(322)를 구동시키고, 다른 일부의 피동체 구동부, 일례로 제2 피동체 구동부(312) 및 제3 피동체 구동부(313)는 하나의 피동체, 일례로 제3 피동체(323) 및 제4 피동체(324)를 각각 구동시키도록 하는 것도 가능할 것이다.
피동체(320)는 구동부(311)의 구동에 따라 회전하면서 이동 가능한 의료 장비를 이동 또는 회전시키도록 한다.
피동체(320)는 일 실시예에 의하면 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 메카넘 휠(mecanum wheel)일 수 있다.
도 11 및 도 12는 메카넘 휠의 평면도 및 측면도이다.
메카넘 휠(330)은 도 11에 도시된 바와 같이 소정의 원통 또는 원형판(333)의 외주면에 복수의 회전 롤러(331)가 형성되어 있을 수 있다.
복수의 회전 롤러(331)는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 복수의 롤러 소자(331a, 331b)를 포함할 수 있으며, 각각의 롤러 소자(331a, 331b)는 원뿔대의 형상을 구비할 수 있다. 즉, 각각의 롤러 소자(331a, 331b)를 밑면과 수직의 방향으로 절개한 경우 사다리꼴의 형상을 구비할 수 있으며, 각각의 롤러 소자(331a, 331b)의 일 말단의 평면의 넓이는 타 말단의 평면의 넓이보다 더 작을 수 있다.
여기서 각각의 롤러 소자(331a, 331b)의 방향을 도 12에 도시된 바와 같이 평면의 넓이가 더 작은 일 말단과 직교하고 일 말단에서 멀어지는 방향으로 정의한다. 그러면 각각의 롤러 소자(331a, 331b)의 방향(a, b)은 도 12에 도시된 바와 같이 소정의 원통 또는 원형판(333)의 외주면과 직교하는 방향(도 12의 x)과 소정의 사이각(θ1,θ2)으로 기울어져 있을 수 있다. 이 경우 각각의 롤러 소자(331a, 331b)의 사이각(θ1, θ2)은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 각각의 롤러 소자(331a, 331b)의 사이각(θ1, θ2)은 예를 들어 45도일 수 있다.
이와 같이 각각의 롤러 소자(331a, 331b)가 원통 또는 원형판(333)의 외주면에 대해 기울어져 있기 때문에, 복수의 회전 롤러(311) 역시 소정의 원통 또는 원형판(333)의 직교하는 방향(x)과 일정한 각도를 이루면서 소정의 원통 또는 원형판(333)의 외주면에 설치되어 있을 수 있다.
복수의 회전 롤러(331)는 복수의 지지대(332)의 일 말단에 회전 가능하도록 결합될 수 있으며, 복수의 지지대의 일 말단은 원통 또는 원형판(333)의 외주면에 부착되어 있을 수 있다.
원통 또는 원형판(333)은 상술한 피동체 구동부(310)에 의해 회전될 수 있다.
원통 또는 원형판(333)이 피동체 구동부(310)에 의해 회전하는 경우, 회전 방향에 따라서 복수의 회전 롤러(331) 역시 회전할 수 있다. 이 경우 복수의 회전 롤러(331)가 원동 또는 원형판(333)의 회전 방향과 일정한 각도를 이루고 있기 때문에, 복수의 메카넘 휠(330)을 회전 속도나 방향을 조절함으로써 의료 장비를 다양한 방향으로 이동시키도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 힘 감지부(110)가 감지한 힘의 방향이나 속도 또는 모션 감지부(120)가 감지한 모션의 방향이나 속도 등에 따라서 각각의 메카넘 휠(330)은 제어될 수 있다.
도 13a 내지 도 13f는 메카넘 휠을 이용하는 이동 가능한 의료 장비의 이동 제어의 일례를 도시한 도면이다.
도 13a 내지 도 13f에는 네 개의 메카넘 휠이 의료 장비의 측면에 설치되어 있는 일례를 도시한 것이다.
의료 장비의 측면에 설치된 네 개의 메카넘 휠(334 내지 337)은 롤러 소자(331a, 331b)의 방향이 모두 동일한 것일 수도 있지만 모두 동일하지 않은 것일 수도 있다.
예를 들어 의료 장비의 좌측 상단에 설치된 메카넘 휠(334)과 우측 하단에 설치된 메카넘 휠(337)의 롤러 소자(331a, 331b) 방향은 서로 동일할 수 있다. 또한 의료 장비의 우측 상단에 설치된 메카넘 휠(335)과 좌측 하단에 설치된 메카넘 휠(336)의 롤러 소자(331a, 331b) 방향 역시 서로 동일할 수 있다. 그러나 의료 장비의 같은 측면 상에 위치한 메카넘 휠(334, 336 또는 335, 337)의 롤러 소자(331a, 331b)의 방향은 서로 상이할 수 있다.
보다 구체적으로 의료 장비의 좌측 상단 또는 우측 하단의 메카넘 휠(334, 337)은 도 12의 좌측에 도시된 것과 같을 수 있다. 즉, 메카넘 휠(330)의 상부에 위치한 롤러 소자(331a, 331b)의 ?항(a, b)이 도면의 좌측 상방향 또는 우측 하방향일 수 있다. 그리고 의료 장비의 우측 상단 또는 좌측 하단의 메카넘 휠(335, 336)은 도 12의 우측에 도시된 것과 같을 수 있다. 즉, 메카넘 휠(330)의 상부에 위치한 롤러 소자(331a, 331b)의 ?항(a, b)이 도면의 우측 상방향 또는 좌측 하방향일 수 있다.
이하 도 13a 내지 도 13f를 이용하여 의료 장비의 이동을 설명함에 있어서, 메카넘 휠(334 내지 337)의 회전 방향을 설명하는 경우, 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)이 회전하면서 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)의 상부 및 하부가 동일한 방향으로 이동하는 경우 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)은 동일한 방향으로 회전한다고 정의하고, 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)이 회전하면서 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)의 상부 및 하부가 서로 상이한 방향으로 이동하는 경우 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)은 서로 상이한 방향으로 회전하는 것으로 정의한다.
도 13a의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)을 동일한 속도로 동일한 방향으로 회전시키는 경우, 의료 장비는 메카넘 휠(334 내지 337)의 회전 방향에 따라서 이동하게 된다.
따라서 예를 들어 사용자가 도 13a의 (a)에 도시된 바와 같이 y축 방향으로 힘 감지부(110)에 힘을 가한 경우, 제어부(200)는 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)을 동일한 방향으로 회전시키도록 제어 신호를 생성하고, 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)은 제어 신호에 따라서 동일한 방향으로 회전하게 된다. 그에 따라 의료 장비는 y축 방향으로 이동하게 될 수 있다. 반대로 사용자가 도 13a의 (b)에 도시된 바와 같이 y축의 반대 방향으로 힘 감지부(110)에 힘을 가한 경우, 복수의 메카넘 휠은 동일하게 반대 방향으로 회전하게 되고, 그에 따라 의료 장비는 y축의 반대 방향으로 이동하게 될 수 있다.
또한 사용자가 의료 장비의 y축 방향으로 이동에 상응하는 소정의 제스처를 취한 경우, 예를 들어 손가락을 지면에서 상 방향으로 이동시키는 제스처를 취한 경우, 모션 감지부(130)는 사용자의 제스처를 감지하고, 제어부(200)는 이에 상응하여 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)을 동일한 방향으로 회전시키도록 제어 신호를 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)은 제어 신호에 따라서 동일한 방향으로 회전하게 된다.
도 13b의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337) 중 동일 측면에 위치한 메카넘 휠(일례로 334, 336)은 서로 반대 방향으로 회전시키고, 서로 대각선 상에 위치하는 메카넘 휠(일례로 334, 337)은 동일한 방향으로 회전시키면, 메카넘 휠(330)의 회전 롤러(331)가 회전 방향과 일정한 각도를 이루고 있기 때문에 의료 장비는 측면 방향으로 이동할 수 있게 된다. 구체적으로 도 12에 도시된 바와 같이 메카넘 휠(330)이 소정의 방향으로 회전하는 경우 회전 롤러(331)의 기울어짐에 의하여 회전 롤러(331)의 방향(a, b)에 직교하는 방향으로 운동 벡터가 생성되어 메카넘 휠(330)이 생성된 운동 벡터에 따라 운동하게 된다.
따라서 도 13b의 (a)에 도시된 바와 같이 의료 장비의 좌측 상단 및 우측 하단의 메카넘 휠(334, 337)은 도면의 우측 하 방향(x,-y)으로 운동 벡터가 생성되고, 우측 상단 및 좌측 하단의 메카넘 휠(335, 336)은 도면의 우측 상 방향(x, y)으로 운동 벡터가 생성된다. 그 결과 의료 장비 전체적으로는 우측 방향, 즉 x축 방향으로 운동 벡터가 생성되어 의료 장비는 우측 방향으로 이동하게 된다.
도 12b의 (b)에 도시된 바와 같이 이와 반대로 각각의 메카넘 휠(334 내지 337)이 회전하면, 좌측 방향, 즉 -x 축 방향으로 운동 벡터가 생성되어 의료 장비는 좌측 방향으로 이동하게 된다.
일 실시에에 의하면 사용자가 힘 감지부(110)에 대해 우측 방향으로 힘을 가하거나, 의료 장비의 우측 방향 이동에 해당하는 모션을 취하면 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13b의 (a)에 도시된 바와 같이 동작하여 의료 장비는 우측 방향으로 이동하게 된다. 반대로 사용자가 힘 감지부(110)에 대해 좌측 방향으로 힘을 가하면 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13b의 (b)에 도시된 바와 같이 동작하여 의료 장비는 좌측 방향으로 이동하게 된다.
도 13c의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337) 중 일부의 메카넘 휠(334, 337)은 고정시키고 다른 일부의 메카넘 휠(335, 336)은 구동시킴으로써 의료 장비가 대각선 방향으로 이동하도록 할 수 있다.
이 경우 우측 상단의 메카넘 휠(335)과 좌측 하단의 메카넘 휠(336)을 구동시키는 경우, 우측 상 방향(x,y)으로 운동 벡터가 생성되어 의료 장비는 전체적으로 우측 상 방향으로 이동하고, 의료 장비의 좌측 상단의 메카넘 휠(334) 및 우측 하단의 메카넘 휠(337)을 구동시키는 경우, 도면의 우측 하 방향(x,y)으로 운동 벡터가 생성되어 의료 장비는 우측 하 방향으로 이동하게 된다.
일 실시에에 의하면 사용자가 힘 감지부(110)에 대해 우측 상 방향으로 힘을 가하면 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13c의 (a)에 도시된 바와 같이 동작하여 의료 장비는 우측 상 방향으로 이동하게 된다. 반대로 사용자가 힘 감지부(110)에 대해 좌측 상 방향으로 힘을 가하면 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13c의 (b)에 도시된 바와 같이 동작하여 의료 장비는 좌측 방향으로 이동하게 된다.
도 13d에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337) 중 의료 장비의 일측면의 메카넘 휠(334, 336)을 다른 측면의 메카넘 휠(335, 337)을 상이한 방향으로 회전시켜 의료 장비가 회전하도록 할 수 있다.
일 실시에에 의하면 사용자가 힘 감지부(110)를 회전시키는 등의 조작을 가하여 소정의 회전 모멘트를 힘 감지부(110)에 가하면, 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13d에 도시된 바와 같이 동작하여 의료 장비는 제자리에서 회전하게 된다.
도 13e에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337) 중 일부의 메카넘 휠(334, 336)의 속도를 다른 메카넘 휠(335, 337)의 속도보다 빠르게 하여 의료 장비가 곡선을 따라서 이동하도록 할 수 있다.
이 경우 의료 장비의 일 측면의 메카넘 휠, 일례로 좌측 상단의 메카넘 휠(334)과 좌측 하단의 메카넘 휠(336)을, 다른 측면의 메카넘 휠, 우측 상단의 메카넘 휠(335) 및 우측 하단의 메카넘 휠(337)을 빠르게 회전하도록 하여 이동 가능한 의료 장비가 도 13e에 도시된 것과 같이 곡선을 따라서 우측으로 회전 이동하도록 할 수 있다. 만약 반대로 의료 장비의 일 측면의 메카넘 휠, 일례로 좌측 상단의 메카넘 휠(334)과 좌측 하단의 메카넘 휠(336)을, 다른 측면의 메카넘 휠, 우측 상단의 메카넘 휠(335) 및 우측 하단의 메카넘 휠(337)을 느리게 회전하도록 하면 이동 가능한 의료 장비는 곡선을 따라서 좌측으로 회전 이동하도록 할 수 있다.
상술한 바와 마찬가지로 사용자가 힘 감지부(110)에 가하는 힘의 작용 경로에 따라서 복수의 메카넘 휠(334 내지 337)은 도 13e에 도시된 바와 같이 구동되고 의료 장비가 곡선을 따라서 우측 또는 좌측 방향으로 회전 이동할 수 있다.
도 13f에 도시된 바와 같이 복수의 메카넘 휠(334 내지 337) 중 일부의 메카넘 휠(336, 337)은 고정시키고 다른 일부의 메카넘 휠(334, 335)은 서로 상이한 방향으로 구동시킴으로써 의료 장비가 옆으로 회전하도록 할 수 있다. 즉, 의료 장비의 방향을 바꿀 수 있다.
구체적으로 좌측 상단의 메카넘 휠(334)은 y축 방향으로 회전하도록 하고, 우측 상단의 메카넘 휠(335)는 좌측 상단의 메카넘 휠(334)과 반대 방향으로 회전하도록 함으로써 의료 장비를 좌측 방향으로 회전하도록 할 수 있다. 반대로 우측 상단의 메카넘 휠(335)은 y축 방향으로 회전하도록 하고, 좌측 상단의 메카넘 휠(334)는 우측 상단의 메카넘 휠(335)과 반대 방향으로 회전시켜 의료 장비를 우측 방향으로 회전하도록 할 수도 있다. 도 13f는 상단의 메카넘 휠(334, 335)만 구동되는 실시예가 도시되어 있으나, 반대로 하단의 메카넘 휠(336, 337)만 구동되고, 상단의 메카넘 휠(334, 335)는 정지시켜 의료 장비의 방향을 측면으로 회전시킬 수도 있을 것이다.
도 14는 이동 가능한 의료 장비의 장비 이동부의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 14에 도시된 바와 같이 장비 이동부(330)는 피동체 구동부(311 내지 312), 피동체(321 내지 323) 외에 조향부(340)를 더 포함할 수 있다.
조향부(340)는 각각의 피동체(321 내지 323)의 방향을 조절하도록 할 수 있다.
일 실시예에 의하면 각각의 피동체(321 내지 323)마다 소정의 조향부(341 및 342)가 할당되어 있을 수 있다. 각각의 조향부(341 및 342)는 할당된 피동체(321 내지 323)의 방향을 조절하도록 할 수 있다.
또한 조향부(340)는 복수의 피동체, 일례로 제11 피동체 및 제12 피동체(321, 322)의 방향만을 조절할 수도 있고, 오직 하나의 피동체, 일례로 제2 피동체(323)의 방향만을 조절하도록 할 수도 있다. 필요에 따라서 하나의 의료 장비 내에서 일부의 조향부(341)는 복수의 피동체(321 내지 323) 중 일부의 피동체(321, 322)의 방향을 조절하고, 다른 일부의 조향부(342)는 다른 일부의 피동체(323)의 방향을 조절하도록 하는 것도 가능하다.
조향부(341, 342)는 실시예에 따라서 피동체(321 내지 323)와 더불어 피동체(321 내지 323)을 구동시키는 구동부(311, 312) 역시 구동시키도록 할 수 있다.
도 15는 장비이동부의 조향부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 조향부(340)는, 조향 구동부(341a) 및 회전축부재(341d)를 포함할 수 있다.
조향 구동부(341a)는 제어부(200)에서 전달되는 제어 신호에 따라 구동하여 회전축부재(341d)를 회전시킬 수 있다. 회전축부재(341d)는 일 말단에 피동체(321 내지 323) 또는 피동체 구동부(311 내지 312)가 결합될 수 있다. 조향 구동부(341a)의 구동에 따라 회전축부재(341d)가 회전하면, 회전축부재(341d)의 말단에 설치된 피동체(321)를 회전시켜 피동체(321)의 방향이 조절될 수 있다. 이 경우 피동체 구동부(311)가 피동체(321)와 함께 회전될 수 있다.
일 실시예에 의하면 조향 구동부(341a)는, 도 15에 도시된 바와 같이 베벨 기어(341b, 341c)를 이용하여 회전축부재(341d)를 회전시킬 수 있다. 이 경우 조향 구동부(341a)에는 피니언 기어(341b)가 결합되어 있을 수 있다. 피니언 기어(341b)의 회전축은 조향 구동부의 회전축과 일치할 수 있다. 피니언 기어(341b)가 링 기어(341c)를 회전시킬 수 있도록 피니언 기어(341b)와 링 기어(341c)는 톱니에 의해 맞물려 있을 수 있다. 링 기어(341c)에는 회전축부재(341d)의 일 말단이 결합될 수 있다. 회전축부재(341d)의 회전축은 링 기어(341c)의 회전축과 일치할 수 있다.
한편 회전축부재(341d)의 다른 말단에는 피동체 구동부(311) 등을 수납하여 피동체 구동부(311)를 안정적으로 고정시킬 수 있는 하우징(311a)가 결합되어 있을 수 있다.
제어부(200)는 조향 구동부(341a) 및 피동체 구동부(311) 모두에 대한 제어 신호를 생성하도록 할 수도 있다. 실시예에 따라서 제어부(200)는 조향 구동부(341a) 및 피동체 구동부(311) 중 어느 하나에 대한 제어 신호만 생성하도록 할 수도 있다.
도 16a 내지 도 16d는 조향부를 포함하는 이동 가능한 의료 장비의 이동 제어의 일례를 도시한 도면이다.
사용자가 y축 방향으로 힘 감지부(110)에 힘을 가하거나 사용자가 의료 장비의 y축 방향으로 이동에 상응하는 소정의 제스처를 취한 경우, 제어부(200)는 가해진 힘의 방향 또는 소정의 제스처에 따라서 도 16a에 도시된 바와 같이 모든 피동체(321 내지 324)가 동일한 방향으로 회전하도록 각각의 조향부(341 내지 344)를 제어할 수 있다. 조향부(341 내지 344)는 제어부(200)의 제어에 따라 모든 피동체(321 내지 324)가 y축 방향으로 서로 평행을 이룰 수 있도록 회전축부재(341d)를 회전시키도록 할 수 있다.
만약 사용자가 도면의 우측 상 방향(x,y)으로 힘 감지부(110)에 힘을 가하거나 사용자가 의료 장비의 도면의 우측 상 방향(x,y)의 이동에 상응하는 소정의 제스처를 취한 경우, 제어부(200)는 가해진 힘의 방향 또는 소정의 제스처에 따라서 도 16b에 도시된 바와 같이 모든 피동체(321 내지 324)가 우측 상방향을 향하도록 제어 신호를 생성하여 각각의 조향부(341 내지 344)로 전달할 수 있다. 조향부(341 내지 344)는 제어부(200)의 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라 회전축부재(341d)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어 도 16b에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 소정의 각도로 회전축부재(341d)를 회전시킬 수 있다. 그 결과 모든 피동체(321 내지 324)는 우측 상 방향을 향하게 되고, 의료 장비는 피동체(321 내지 324)의 방향에 따라 우측 상 방향으로 이동할 수 있게 된다.
만약 사용자가 도면의 우측 방향, 즉 x축 방향으로 힘 감지부(110)에 힘을 가하거나 사용자가 의료 장비의 도면의 우측 상 방향의 이동에 상응하는 소정의 제스처를 취한 경우, 제어부(200)는 가해진 힘의 방향 또는 소정의 제스처에 따라서 도 16c에 도시된 바와 같이 모든 피동체(321 내지 324)가 우측 방향을 향하도록 조향부(341 내지 344)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다. 조향부(341 내지 344)는 제어부(200)의 제어 신호에 따라서 회전축부재(341d)를 더 회전시킬 수 있다. 예를 들어 도 16b에 도시된 바와 같이 모든 회전축부재(341d)를 시계 방향으로 회전시켜, 모든 피동체(321 내지 324)는 우측 방향을 향하도록 할 수 있다. 피동체(321 내지 342)가 피동체 구동부의 구동에 따라 회전하게 되면, 의료 장비는 피동체(321 내지 324)의 방향에 따라 우측 방향으로 이동하게 된다.
또 한편으로 만약 사용자가 힘 감지부(110)에 소정의 회전 모멘트를 가하거나 사용자가 의료 장비의 회전에 상응하는 소정의 제스처를 취한 경우, 제어부(200)는 회전 모멘트 또는 소정의 제스처에 따라서 도 16d에 도시된 바와 같이 모든 피동체(321 내지 324)가 평행하도록 방향을 조절하기 위한 제어 신호와, 아울러 모든 피동체 중 의료 장비의 동일한 측면에 위치한 피동체(321과 323, 322와 324)가 동일한 방향으로 회전하도록 제어 신호를 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 모든 피동체(321 내지 324)의 방향을 조절하기 위한 제어 신호는 각각의 조향부(341 내지 344)로 전달되고, 피동체(321 내지 324)의 회전 방향에 대한 제어 신호는 피동체 구동부(311, 312 등)으로 전달될 수 있다. 조향부(341 내지 344)는 제어부(200)의 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라 회전축부재(341d)를 회전시켜 도 16d에 도시된 바와 같이 피동체(321 내지 324)가 서로 평행하도록 한다. 피동체 구동부(311, 312 등)는 조향부(341 내지 344)의 구동과 동시에 또는 조향부(341 내지 344)의 구동이 완료된 후에 피동체(321 내지 324)를 소정의 방향으로 회전시킨다. 그 결과 의료 장비는 피동체(321 내지 324)의 구동에 따라 회전하게 된다.
도 17은 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법의 일 실시예에 따르면 도 17에 도시된 바와 같이 먼저 사용자가 그립부 또는 힘 감지부에 힘 또는 모멘트를 가하도록 한다.(s400) 이 경우 그립부는 힘 감지부에 직접적으로 설치되어 사용자가 가하는 힘을 힘 감지부로 전달하도록 할 수 있다. 그립부는 별도의 힘전달부를 통하여 사용자가 그리붑에 가한 힘을 힘 감지부로 전달하도록 할 수도 있다.
힘 감지부는 가압된 힘을 감지하고,(s410) 감지된 힘의 크기나 방향 또는 모멘트의 크기나 회전 방향을 측정하고, 소정의 전기적 신호를 출력하도록 할 수 있다.(s420)
이어서 소정의 전기적 신호를 기초로 의료 장비의 동작이 결정될 수 있다.(s430) 이 경우 의료 장비의 동작은 감지된 힘의 크기나 방향 또는 모멘트의 크기나 회전 방향에 따라 결정될 수 있다. 이어서 의료 장비의 결정된 동작에 따른 소정의 제어 신호가 생성될 수 있다.
의료 장비의 결정된 동작에 따른 제어 신호에 따라서 적어도 하나의 이동 수단이 제어될 수 있다.(s440) 여기서 이동 수단은 피동체 구동부 및 피동체를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서 조향부를 더 포함할 수도 있다. 피동체는 구동휠일 수 있으며, 실시예에 따라서 피동체는 메카넘 휠일 수도 있다.
피동체의 동작에 따라서 의료 장비가 감지된 힘의 크기나 방향 또는 모멘트의 크기나 회전 방향에 따라 이동 또는 회전하게 된다.(s450) 이 경우 조향부가 선행하여 피동체의 방향 조절한 후에 피동체가 동작할 수 있으며 그에 따라 의료 장비가 전 방향으로 이동할 수 있게 된다. 또 한편으로는 피동체가 메카넘 휠인 경우 각각의 피동체의 회전 속도, 회전 방향에 따라서 의료 장비가 전 방향으로 이동할 수 있게 된다.
도 18은 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
사용자가 소정의 모션을 취하면,(s500) 모션 감지부가 가시 광선, 적외선, 초음파, 전자기파 등 모션 감지 매체를 이용하여 사용자의 모션을 감지하고, 감지된 모션에 상응하는 전기적 신호를 출력한다.(s510) 이 경우 모션 감지부는 복수의 모션 감지 매체를 조합하여 사용자의 모션을 감지할 수도 있다.
이어서 감지된 모션에 상응하는 전기적 신호, 일례로 영상 신호 등을 기초로 사용자의 모션의 방향, 크기 및 속도 중 적어도 하나를 측정하도록 할 수 있다.(s520)
이어서 측정된 모션의 방향, 크기 및 속도 등에 따라서 의료 장비의 동작이 결정될 수 있다.(s530) 이 경우 의료 장비의 결정된 동작에 따른 소정의 제어 신호가 생성될 수 있다.
의료 장비의 결정된 동작에 따른 제어 신호에 따라서 적어도 하나의 이동 수단이 제어될 수 있다.(s540) 여기서 이동 수단은, 상술한 바와 같이, 피동체 구동부 및 피동체를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서 조향부를 더 포함할 수도 있다. 피동체는 구동휠일 수 있으며, 실시예에 따라서 메카넘 휠일 수도 있다.
피동체의 동작에 따라서 의료 장비가 감지된 힘의 크기나 방향 또는 모멘트의 크기나 회전 방향에 따라 이동 또는 회전하게 된다.(s550) 이 경우 피동체가 메카넘 휠인 경우 피동체의 회전 속도나 회전 방향에 따라 의료 장비가 소정의 방향으로 소정의 속도로 이동할 수 있다. 만약 의료 장비가 조향부를 더 포함하는 경우라면, 조향부에 의해 피동체 각각의 방향이 조절될 수 있어 의료 장비가 소정의 방향으로 소정의 속도로 이동할 수 있게 된다.
100 : 감지부 110 : 힘 감지부
120 : 모션감지부 200 : 제어부
210 : 동작결정부 220 : 제어신호생성부
300 : 장비이동부 310 : 구동부
320 : 피동체 330 : 매카넘 휠
340 : 조향부

Claims (36)

  1. 이동 가능한 의료 장비에 있어서,
    외부에서 가해지는 힘을 감지하는 힘 감지부;
    상기 감지된 힘에 따라서 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 장비이동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장비이동부는, 복수의 피동체; 및
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나의 피동체를 구동시켜 상기 의료 장비를 이동 또는 회전 시키는 적어도 하나의 피동체 구동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 감지된 힘에 따라서 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 이동 가능한 의료 장비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 피동체 구동부는, 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호에 따라 개별적으로 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시키거나 정지시키는 이동 가능한 의료 장비.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 신호는, 상기 복수의 피동체 각각의 회전 방향 및 상기 복수의 피동체 각각의 회전 속도 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 피동체 구동부는, 하나 또는 복수의 피동체를 구동시키는 이동 가능한 의료 장비.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 피동체는, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 메카넘 휠(mecanum wheel)인 이동 가능한 의료 장비.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장비이동부는,
    복수의 피동체;
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부; 및
    상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조향부는,
    일 말단에 상기 피동체 또는 상기 피동체 구동부가 결합되는 회전축부재; 및
    상기 회전축부재를 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 회전 시키는 조향 구동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 외부에서 가해지는 힘에 따라서 상기 피동체 구동부 또는 조향 구동부에 대한 제어 신호를 생성하는 이동 가능한 의료 장비.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 힘 감지부는, 상기 외부에서 가해지는 힘에 따라서 상응하는 전기적 신호를 출력하는 이동 가능한 의료 장비.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 힘 감지부로부터 상기 전기적 신호를 수신받고, 상기 전기적 신호에 상응하는 적어도 하나의 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 적어도 하나의 제어 신호를 상기 장비이동부로 전달하는 이동 가능한 의료 장비.
  13. 제1항에 있어서,
    외부에서 가해지는 힘을 상기 힘 감지부로 전달하는 그립부;
    를 더 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 그립부에 가해진 힘을 상기 힘 감지부로 전달하는 힘전달부;
    를 더 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 그립부는, 상기 힘 감지부에 직접 설치되는 이동 가능한 의료 장비.
  16. 이동 가능한 의료 장비에 있어서,
    외부의 움직임을 감지하는 모션 감지부;
    상기 감지된 모션에 따라서 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 상기 이동 가능한 의료 장비를 이동, 회전 또는 정지시키는 장비이동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 장비이동부는,
    복수의 피동체; 및
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시켜 상기 의료 장비를 이동 또는 회전 시키는 적어도 하나의 피동체 구동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 감지된 모션에 따라서 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 이동 가능한 의료 장비.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 피동체 구동부는, 상기 적어도 하나의 피동체 구동부 각각에 대한 적어도 하나의 제어 신호에 따라 개별적으로 상기 복수의 피동체 중 연결된 적어도 하나의 피동체를 구동시키거나 정지시키는 이동 가능한 의료 장비.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 신호는, 상기 복수의 피동체 각각의 회전 방향 및 상기 복수의 피동체 각각의 회전 속도 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 각각의 피동체 구동부는, 하나 또는 복수의 피동체를 구동시키는 이동 가능한 의료 장비.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 피동체는, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 메카넘 휠인 이동 가능한 의료 장비.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 장비이동부는,
    복수의 피동체;
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부; 및
    상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 조향부는,
    일 말단에 상기 피동체 또는 상기 피동체 구동부가 결합되는 회전축부재; 및
    상기 회전축부재를 상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라 회전 시키는 조향 구동부;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 감지된 모션에 따라서 상기 피동체 구동부 또는 조향 구동부에 대한 제어 신호를 생성하는 이동 가능한 의료 장비.
  26. 제16항에 있어서,
    상기 모션 감지부는, 적외선, 초음파, 전자파 및 가시광선 중 적어도 하나를 이용하여 외부의 동작을 감지하는 이동 가능한 의료 장비.
  27. 이동 가능한 의료 장비에 있어서,
    피감지대상을 감지하는 감지부; 및
    상기 감지된 조작에 따라 각각 별도로 회전 또는 정지하여 상기 이동 가능한 의료 장비를 임의의 방향으로 이동시키거나, 회전 또는 정지시키는 적어도 하나의 회전체;
    를 포함하는 이동 가능한 의료 장비.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회전체는, 상기 사용자의 조작에 따라 회전 속도 및 회전 방향이 조절되는 이동 가능한 의료 장비.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 감지부는, 외부에서 가해지는 힘을 감지하는 힘 감지 센서인 이동 가능한 의료 장비.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 감지부는, 사물의 동작을 감지하는 모션 감지 센서인 이동 가능한 의료 장비.
  31. 적어도 하나의 이동 수단을 이용하여 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법에 있어서,
    외부에서 가해지는 힘을 감지하는 단계;
    상기 감지된 힘의 크기와 방향을 측정하는 단계;
    상기 측정된 힘의 크기와 방향에 따라서 의료 장비의 동작을 결정하는 단계;
    상기 결정된 의료 장비의 동작에 따라서 상기 적어도 하나의 이동 수단을 제어하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계;
    를 포함하는 의료 장비의 이동 제어 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 수단은, 복수의 회전 롤러가 외주면에 형성된 복수의 메카넘 휠을 포함하는 의료 장비의 이동 제어 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계는, 상기 복수의 메카넘 휠 각각의 회전 방향 및 회전 속도 중 적어도 하나를 조절하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계인 의료 장비의 이동 제어 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 수단은,
    복수의 피동체;
    상기 적어도 하나의 제어 신호에 따라서 상기 복수의 피동체 중 적어도 하나를 구동시키는 적어도 하나의 피동체 구동부; 및
    상기 복수의 피동체의 방향을 조절하는 조향부;
    를 포함하는 의료 장비의 이동 제어 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계는, 상기 피동체의 회전 속도 및 방향 중 적어도 하나를 조절하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계인 의료 장비의 이동 제어 방법.
  36. 적어도 하나의 이동 수단을 이용하여 이동 가능한 의료 장비의 이동을 제어하는 방법에 있어서,
    모션을 감지하는 단계;
    상기 감지된 모션의 방향, 크기 및 속도 중 적어도 하나를 측정하는 단계;
    상기 측정된 모션의 방향, 크기 및 속도에 따라서 의료 장비의 동작을 결정하는 단계;
    상기 결정된 의료 장비의 동작에 따라서 상기 적어도 하나의 이동 수단을 제어하여 상기 의료 장비를 이동 또는 회전시키는 단계;
    를 포함하는 의료 장비의 이동 제어 방법.
KR20130072229A 2013-06-24 2013-06-24 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법 KR20150000171A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130072229A KR20150000171A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법
US14/293,443 US20140379130A1 (en) 2013-06-24 2014-06-02 Movable medical apparatus and method for controlling movement of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130072229A KR20150000171A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150000171A true KR20150000171A (ko) 2015-01-02

Family

ID=52111540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130072229A KR20150000171A (ko) 2013-06-24 2013-06-24 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140379130A1 (ko)
KR (1) KR20150000171A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102301014B1 (ko) * 2021-04-28 2021-09-10 주식회사 준테크솔루션 비파괴 검사용 이동식 엑스레이 장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10357184B2 (en) 2012-06-21 2019-07-23 Globus Medical, Inc. Surgical tool systems and method
US10653497B2 (en) 2006-02-16 2020-05-19 Globus Medical, Inc. Surgical tool systems and methods
US10893912B2 (en) 2006-02-16 2021-01-19 Globus Medical Inc. Surgical tool systems and methods
US10350013B2 (en) 2012-06-21 2019-07-16 Globus Medical, Inc. Surgical tool systems and methods
US11395706B2 (en) 2012-06-21 2022-07-26 Globus Medical Inc. Surgical robot platform
US11607149B2 (en) 2012-06-21 2023-03-21 Globus Medical Inc. Surgical tool systems and method
US10136954B2 (en) 2012-06-21 2018-11-27 Globus Medical, Inc. Surgical tool systems and method
JP2015528713A (ja) 2012-06-21 2015-10-01 グローバス メディカル インコーポレイティッド 手術ロボットプラットフォーム
DE102015206909A1 (de) * 2015-04-16 2016-10-20 Siemens Healthcare Gmbh Mobiles medizinisches Gerät mit mindestens einem motorisch angetriebenen Rad
DE112016004507T5 (de) * 2015-10-02 2018-07-12 Sony Corporation Medizinische Steuervorrichtung, Steuerverfahren und Programm.
US10220515B2 (en) * 2015-11-30 2019-03-05 Seiko Epson Corporation Robot and control method for robot
DE102015223921A1 (de) * 2015-12-01 2017-06-01 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Betreiben eines medizinisch-robotischen Geräts sowie medizinisch-robotisches Gerät
US11058378B2 (en) 2016-02-03 2021-07-13 Globus Medical, Inc. Portable medical imaging system
EP3241518A3 (en) 2016-04-11 2018-01-24 Globus Medical, Inc Surgical tool systems and methods
CN105717927A (zh) * 2016-04-13 2016-06-29 京东方科技集团股份有限公司 承载装置及用于所述承载装置的控制方法
US11039964B2 (en) * 2017-03-06 2021-06-22 Stryker Corporation Systems and methods for facilitating movement of a patient transport apparatus
US11690582B2 (en) 2020-05-06 2023-07-04 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for a mobile medical device drive platform
EP4159587A1 (de) * 2021-09-30 2023-04-05 Grammer Ag Vorrichtung für fahrzeuge zur durchführung einer lenkbewegung
CN115804611B (zh) * 2023-02-03 2023-08-18 中国人民解放军北部战区总医院 一种用于x光机的驱动底盘及x光机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4697661A (en) * 1986-07-14 1987-10-06 General Electric Company Drive design for mobile x-ray units with dual wheel drives
JPH0891242A (ja) * 1994-07-29 1996-04-09 Shinko Electric Co Ltd 電動式運搬車
US6276471B1 (en) * 1997-06-06 2001-08-21 EXPRESSO DEUTSCHLAND TRANSPOTGERäTE GMBH Delivery cart
US6971471B2 (en) * 2001-12-07 2005-12-06 General Motors Corporation Multi-directional drive
JP2004359008A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Sony Corp 搬送車両及びその制御方法
EP2383163B1 (en) * 2009-06-02 2017-07-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric motor vehicle and method for controlling the same
US8918209B2 (en) * 2010-05-20 2014-12-23 Irobot Corporation Mobile human interface robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102301014B1 (ko) * 2021-04-28 2021-09-10 주식회사 준테크솔루션 비파괴 검사용 이동식 엑스레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20140379130A1 (en) 2014-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150000171A (ko) 이동 가능한 의료 장비 및 의료 장비의 이동 제어 방법
US8333704B2 (en) Handheld force-controlled ultrasound probe
EP3373839B1 (en) Robotic surgical systems for monitoring applied forces
CN107961078B (zh) 手术机器人系统及其手术器械
US11478316B2 (en) Surgical robot system
US10092474B2 (en) Supporting frame and motion assistance apparatus including the same
JP6053342B2 (ja) 医療用マニピュレータおよび、該医療用マニピュレータを備えた医療用画像撮影システム
US20140114193A1 (en) Ultrasound scanning system
CN103648425A (zh) 医疗用机械手和手术支援装置
CN105979882A (zh) 用于机器人手术系统的输入装置组件
JP2017124168A (ja) 例えば前立腺超音波検査を実行するのに使用する経直腸プローブのロボット支援制御のためのシステム
JP2009056125A (ja) 超音波画像診断システム、及びその制御方法
US20120172710A1 (en) Quantitative elastography
WO2019133888A2 (en) Ultrasound scanning system
US11793586B2 (en) Systems, devices, and methods for measurement and treatment of tissue with force control and feedback
US11357478B2 (en) Methods and systems for shear wave elastography
JP2011182978A (ja) 超音波診断装置用のプローブ操作補助装置
US20220354731A1 (en) Caress and therapeutic massage apparatus and associated method
WO2022153478A1 (ja) 力覚センサ、協働ロボット及びロボット
JP5677399B2 (ja) 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、及びプログラム
JP5027633B2 (ja) 超音波送受波装置
KR101670735B1 (ko) 운동 플랫폼의 위치를 제어하는 로봇 및 이를 구비한 생체 자극 시스템
EP4263076B1 (en) Vibration actuator for shear wave elastography, system and method
US20140163734A1 (en) Motorized Assistance in the Movement of a Medical Apparatus
EP3897390B1 (en) Ultrasound transducer unit with friction guiding function

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment