KR20160101442A - 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기장 조향이 가능한 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일면에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템은 카테터와, 카테터의 일단에 일체형으로 배치되어 자기장을 이용한 조향을 수행하는 마이크로로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING MICRO-ROBOT WITH CATHETER}

본 발명은 자기장 조향이 가능한 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시된 마이크로 로봇은 마이크로 크기의 로봇을 말하며, 형태와 용도에 따라 의료, 우주, 국방 산업 등에 다양하게 응용될 수 있다.

일부 내시경 형태의 마이크로 로봇은 소장, 대장 내부의 영상 촬영용으로 사용되고 있으며, 그 크기는 수십 밀리미터 내지 수 마이크로미터 단위로 존재한다.

마이크로 의료로봇은 체내 삽입 시 최소 침습적이고 국소부위 접근이 자유로워 수술과 진단 과정에 사용된다.

미세구조체 및 마이크로 로봇의 구동은 진동, 빛, 열, 정전기를 이용하거나, 직접적인 전기에너지를 전달하여 구동시키는 방법이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 자기장을 이용한 구동 방법은 여러 코일 시스템을 연계하여 사용하며, 각 코일은 입력되는 전기 에너지의 제어를 통하여, 각 코일의 자기장 상관 관계에 따라 미세구조체 또는 마이크로 로봇을 구동하게 된다.

자기장은 체내에서 감쇄나 왜곡이 없고, 수 테슬라의 자기장 세기까지도 인체에 안전하다고 알려져 있어, 의료용 마이크로로봇의 구동 방법으로써 효과적이다.

카테터는 체강(흉막강, 복막강), 관상 기관(기관, 식도, 위, 장, 방광, 요관, 혈관) 등에 삽입하는 중공 관상의 외과적 기구이다.

원래는 그 기관들의 내용액의 배출을 측정하기 위해 사용하였으나 약액의 주입, 센서의 삽입 등을 위한 통로 확보를 목적으로 사용된다.

고무, 플라스틱, 금속 등으로 되어 있으며, 지름 및 길이는 다양하고, 쓰이는 부위와 목적에 따라 다양하게 고안되어 있다.

도 3은 카테터를 이용한 심혈관 폐정맥 개통술 및 풍선 삽입술에 관한 도면이다.

종래 기술에 따른 카테터를 이용한 심혈관 폐색증 개통 수술은 카테터의 정밀 조향이 어려워, 흡착된 용혈 및 Plaque의 개통 과정에서 개통부 외상 및 감염의 위험이 높은 문제점이 있다.

이러한 위험성에 의하여 수술 효과가 낮고 회복 시간이 많이 소요되며, 시술 과정의 어려움이 큰 문제점이 있으며, 카테터 끝의 개통부 도구의 기능이 극히 제한적이라는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 카테터의 일단에 자성 마이크로로봇을 일체화하여 구성함으로써, 자기장을 이용한 미세 조향이 가능한 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일면에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템은 카테터와, 카테터의 일단에 일체형으로 배치되어 자기장을 이용한 조향을 수행하는 마이크로로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템은 카테터의 일단에 자성 마이크로로봇을 일체화하여, 심혈관 폐색 병변의 개통 시 축방향의 이동 및 축방향에 대한 각도 제어가 가능한 미세 조향을 수행하여, 정확한 국소 부위 개통을 수행하는 효과가 있다.

이러한 정확한 국소 부위 개통을 통하여, 외상 및 감염의 위험을 최소화하며, 시술의 어려움을 개선하는 것이 가능하다.

또한, 마이크로로봇의 위치제어모듈을 이용한 정확한 위치 제어뿐 아니라, 약물전달 모듈, 초음파 영상 모듈, 전기 자극 모듈 등을 포함하는 마이크로로봇의 고유 기능을 통하여, 카테터를 이용하여 국소부위로 마이크로로봇이 용이하게 진입할 수 있을 뿐 아니라, 병변부에 도달하였을 경우에는 이러한 고유 기능을 이용하여 국소 부위를 시술하는 것이 가능한 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 자기장에 따라 회전 및 이동하는 마이크로 로봇의 프로토타입을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 마이크로로봇 구동용 자기장 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 카테터를 이용한 심혈관 폐정맥 개통술 및 풍선 삽입술을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템은 카테터(100)와, 카테터(100)의 일단에 일체형으로 배치되어 자기장을 이용한 조향을 수행하는 마이크로로봇(200)을 포함하여 구성된다.

종래 기술에 따른 카테터는 심혈관 폐색증 개통 수술 등에 이용되는 경우, 정밀 조향이 어려운 관계로 개통부 외상과 감염의 위험성이 크다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 실시예에 따르면, 자성 마이크로로봇(200)은 카테터(100)의 일단에 배치되는데, 카테터(100)의 개통부에 일체형으로 결합 배치되어, 카테터(100)를 이용한 개통 과정에 있어 출력 자기장을 이용하여 미세 조향을 수행하게 된다.

일례로, 본 발명에 따른 마이크로로봇(200)은 심혈관 폐색 병변의 개통 시에 x, y축 방향의 이동 및 z축에 대한 각도 제어가 되도록 미세조향을 수행하는 위치 제어 모듈(210)을 포함한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 자기장을 이용한 미세조향이 가능하여, 카테터(100)의 삽입 시 감염 및 외상의 위험성을 완화시키는 효과가 있다.

미세조향되는 카테터(100)를 이용하여 국소부위(시술부위)로 마이크로로봇(200)이 진입한 경우, 마이크로로봇(200)은 병변부에 도달함에 따라 그 고유기능을 수행하여, 국소부위에 대한 시술을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로로봇(200)은 약물전달 모듈(220), 초음파 영상 모듈(230) 및 전기 자극 모듈(240) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 위치 제어 모듈(210)을 이용하여 목적된 병변부에 배치된 경우, 병변부에 대한 약물 전달, 초음파 영상 촬영을 통한 진단, 전기 자극 등의 고유 기능을 수행하게 된다.

이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 카테터 200: 마이크로로봇
210: 위치제어 모듈 220: 약물전달 모듈
230: 초음파 영상 모듈 240: 전기 자극 모듈

Claims (4)

1. 카테터; 및
   상기 카테터의 일단에 일체형으로 배치되어 자기장을 이용한 조향을 수행하는 마이크로로봇
   을 포함하는 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 마이크로로봇은 상기 카테터의 개통부에 일체형으로 결합 배치되어, 상기 카테터를 이용한 개통 과정에 있어 출력 자기장을 이용하여 미세 조향을 수행하는 것
   인 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 마이크로로봇은 기설정된 축 방향으로의 이동 또는 각도 제어를 수행하는 위치 제어 모듈을 포함하는 것
   인 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 마이크로로봇은 상기 위치 제어 모듈을 이용하여 목적된 병변부에 배치된 경우 고유 기능을 수행하는 약물전달 모듈, 초음파 영상 모듈 및 전기 자극 모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것
   인 카테터 일체형 마이크로로봇 제어 시스템.

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