KR20210157455A - 의료용 니들을 가압하는 장치 - Google Patents

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KR20210157455A
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Abstract

본 발명의 일 태양에 따르면, 의료용 니들을 가압하는 장치로서, 환자의 신체 내부로 가압되는 의료용 니들, 상기 의료용 니들을 가압하는 액추에이터, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 연관되는 감지 정보를 획득하는 감지 정보 관리부, 및 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 의료용 니들이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 상기 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는 전진 패턴 결정부를 포함하는 장치가 제공된다.

Description

의료용 니들을 가압하는 장치{APPARATUS FOR APPLYING PRESSURE TO A MEDICAL NEEDLE}
본 발명은 의료용 니들을 가압하는 장치에 관한 것이다.
산부인과 무통 분만, 외과 수술 등에서는 황색 인대(ligamenta flava) 안쪽의 경막외강(epidural space) 내에 주사액을 주입하여 부분 마취를 수행하는 방법 등이 많이 사용되고 있다.
경막외강은 황색 인대와 경막낭(dural sac) 사이에 존재하는 공간으로서, 그 깊이는 2 내지 8mm 정도에 불과하다. 경막외강으로 니들을 삽입하는 과정에서 니들이 경막외강까지 도달하지 못하는 경우에는 주사액 투여에 문제가 발생하게 되고, 니들이 경막외강을 뚫고 지나가는 경우에는 척수액 누출(예를 들어, 경막낭 손상)에 따른 신경 손상이 야기되기 때문에, 경막외강에 니들을 정확하게 위치시키는 것이 매우 중요하다.
종래에는, 경막외강에 니들을 정확하게 위치시켰는지를 확인하기 위하여 시카드(Sicard)와 포레스티어(Forestier)에 의해 1921년에 소개된 저항 소실법(loss of resistance (LOR) method)이 빈번하게 사용되었으나, 저항 소실 여부를 시술자의 감각에 의존하여 판단하기 때문에 정확한 판단이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 이에 관한 종래 기술의 일 예로서, 한국 등록특허공보 제1637803호에 개시된 기술을 예로 들 수 있는데, 이에 따르면, 경막외 마취용 주사 바늘의 바늘 끝이 경막외강에 도달한 것을 식별하기 위한 경막외강 식별 장치로서, 상기 식별 장치는 통 형상을 갖고, 주사 바늘 측에 연이어 통하여 접속되는 배럴과, 통 형상을 갖고, 배럴에 출몰 가능하게 삽입되고, 통 내로 통하는 공기 구멍이 형성된 플런저와, 플런저의 선단부에 설치되어, 주사 바늘 측에서 공기 배출이 규제된 상태로 플런저를 밀어넣음으로써 정압 상태로 되어 플런저 내에서 팽창하는 팽창부를 갖는 팽창 부재를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경막외강 식별 장치가 소개된 바 있다.
하지만, 위와 같은 종래 기술을 비롯하여 지금까지 소개된 기술에 의하면, 의사가 니들을 가압하면서 니들과 연결되는 압력 팽창부가 오목해지는 것(즉, 음압이 걸리는 것)을 육안으로 확인하는 경우에 니들이 경막외강에 도달한 것으로 판단하는 등, 여전히 의사의 감각에 의존하여 니들의 경막외강 도달 여부를 판단하고 있는 실정이었다. 또한, 니들이 경막외강에 도달하기 전까지는 의사가 육안으로 계속하여 니들의 가압 과정을 모니터링(예를 들어, 음압이 걸리는지 여부를 모니터링)해야 하므로 의사의 피로도가 상승하였고, 음압이 걸리는 것을 모니터링하지 못하는 경우에는 니들이 경막외강을 뚫고 지나가게 되는 문제도 상존하였다. 또한, 소정 수준 이상의 니들 삽입 경험이 있는 의사가 아닌 이상에는 삽입되는 니들이 경막외강에 언제 도달할지 예측하기 어렵기 때문에, 니들을 빠르게 삽입하기가 쉽지 않아 효율적인 마취 작업도 어려웠다.
이에, 본 발명자(들)은 환자의 신체 내부로 의료용 니들을 가압하는 과정에서 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 연관되는 감지 정보 및 해당 신체 조직과 의료용 니들이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 해당 신체 조직에서의 의료용 니들의 전진 패턴을 결정할 수 있는 지능화된 니들 가압 제어 장치를 제안하는 바이다.
본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 환자의 신체 내부의 원하는 타겟 조직(예를 들어, 경막외강)으로 의료용 니들을 정확하고 빠르게 가압하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 신체 조직에 대해 적용된 의료용 니들의 전진 패턴을 참조하여 정교하면서도 효율적으로 의료용 니들을 가압하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 의료용 니들의 가압 과정이 디스플레이를 통해 모니터링될 수 있도록 함으로써, 미연에 사고를 방지하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 의료용 니들을 가압하는 장치로서, 환자의 신체 내부로 가압되는 의료용 니들, 상기 의료용 니들을 가압하는 액추에이터, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 연관되는 감지 정보를 획득하는 감지 정보 관리부, 및 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 의료용 니들이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 상기 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는 전진 패턴 결정부를 포함하는 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 환자의 신체 내부의 원하는 타겟 조직(예를 들어, 경막외강)으로 의료용 니들을 정확하고 빠르게 가압할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 신체 조직에 대해 적용된 의료용 니들의 전진 패턴을 참조하여 정교하면서도 효율적으로 의료용 니들을 가압할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 의료용 니들의 가압 과정이 디스플레이를 통해 모니터링될 수 있도록 함으로써, 미연에 사고를 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치의 전체 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치에 의해 경막외 마취가 이루어지는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서의 의료용이란, 식물, 동물, 인간 등 살아있는 개체에 대한 검사, 시술, 수술, 기타 치료 행위 등을 위한 용도를 총칭하는 개념이다. 또한, 의료용 니들은 블록 니들, 롱 니들, 스파이날(spinal) 니들, 필러 케뉼라(filler cannula), 필터 니들, 에피듀랄(epidural) 니들, 펜 니들, 치과용 니들, IMS(Intramuscular Stimulation) 니들, 투관침(예를 들어, 트로카(trocar)) 등의 다양한 형태의 니들을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
니들 가압 제어 장치의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)의 전체 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110), 액추에이터(120), 감지 정보 관리부(130) 및 전진 패턴 결정부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 니들(110)은 후술할 액추에이터(120)에 의해 가압됨에 따라 환자의 신체 내부로 전진하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 의료용 니들(110)은 액추에이터(120)에 의해 가압됨에 따라 소정 경사의 테이퍼 형상을 포함하는 일 단부에 의해 신체를 절삭(또는 천공)하면서 신체 내부로 전진할 수 있다.
또한, 의료용 니들(110)은 그 측면에 나사 산을 가져서 회전 토크를 받아 회전하면서 환자의 신체 내부로 전진 가압될 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(120)는 의료용 니들(110)을 가압하여 환자의 신체 내부로 전진시키는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(120)는 전자식, 유압식, 공기압식 등 다양한 방식의 동력원에 기초하여 동작될 수 있고, 의료용 니들(110)을 전진 가압하면서 회전 토크를 추가적으로 제공할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 정보 관리부(130)는 의료용 니들(110)과 물리적 또는 전기적으로 연결되며, 의료용 니들(110)이 통과하는 환자의 신체 조직과 연관되는 감지 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 감지 정보 관리부(130)는 의료용 니들(110)이 가압되는 과정에서 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 통과하는 신체 조직의 물리화학적(physicochemical) 특성 정보를 감지 정보로서 획득할 수 있다.
보다 구체적으로, 감지 정보 관리부(130)는 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 통과하는 신체 조직에 의해(예를 들어, 해당 신체 조직의 탄성 또는 밀도에 의해) 의료용 니들(110)에 가해지는 힘(예를 들어, 반력(reaction force), 토크, 압력 등)에 관한 정보를 감지 정보로서 획득할 수 있다. 이를 위하여, 감지 정보 관리부(130)는 힘 센서 모듈, 토크 센서 모듈, 압력 센서 모듈, 변위 센서 모듈, 초음파 센서 모듈 및 광 센서 모듈(예를 들어, 라만 분광용 광 센서 모듈) 중 적어도 하나의 센서 모듈(미도시됨)을 포함할 수 있다.
또한, 감지 정보 관리부(130)는 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 통과하는 신체 조직의 온도, 산도(acidity), 가스압, 전자기적 특성(예를 들어, 마이크로파, 밀리미터파 등의 초고주파에 따른 응답), 체액 특성(예를 들어, 림프액, 장 내 체액(예를 들면, 구강, 식도, 위장, 소장, 대장 등의 내부의 체액), 흉강 내 체액, 복강 내 체액, 소변 성분, 대변 성분, 특막 삼출액 등의 물리화학적 특성), 혈액 특성(예를 들어, 산소 포화도, 혈류 분포, 혈당 등의 물리화학적 특성) 등에 관한 정보를 감지 정보로서 획득할 수 있다. 이를 위하여, 감지 정보 관리부(130)는 온도 센서 모듈, 산도 센서 모듈, 가스압 센서 모듈, 전자기파 센서 모듈 및 화학 물질 감지 센서 모듈 중 적어도 하나의 센서 모듈(미도시됨)을 포함할 수 있다.
한편, 감지 정보 관리부(130)는 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 움직인 거리(예를 들어, 상피로부터 어느 정도 전진하였는지), 속도, 가속도 등을 감지 정보로서 더 획득할 수도 있다. 이를 위하여, 감지 정보 관리부(130)는 변위 센서 모듈 및 가속도 센서 모듈 중 적어도 하나의 센서 모듈(미도시됨)을 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 해당 니들(110)이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 감지 정보 관리부(130)에 의해 획득되는 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 니들(110)의 전진 패턴은 의료용 니들(110)이 액추에이터(120)의 가압에 의해 전진하는 속도(예를 들어, 속도 모듈레이션), 가속도, 각속도(회전 가압의 경우) 및 토크(회전 가압의 경우) 중 적어도 하나의 변화를 포함할 수 있다. 이러한 전진 패턴은 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직별로 서로 다르게 특정될 수 있으며(예를 들어, 제1 신체 조직에서의 의료용 니들의 전진 패턴과 제2 신체 조직에서의 의료용 니들의 전진 패턴이 서로 다를 수 있음), 환자의 연령, 환자의 성별, 환자의 인종, 환자의 국적 등에 따라서도 서로 다르게 특정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 조직은 가압에 의해 의료용 니들(110)이 최종적으로 도달할 신체 조직을 의미할 수 있다. 예를 들어, 경막외 마취를 실시하는 경우에 경막외강이 타겟 조직일 수 있다.
한편, 전진 패턴 결정부(140)는 감지 정보 관리부(130)에 의해 획득되는 감지 정보에 기초하여 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 어떠한 신체 조직을 통과하는지 또는 어떠한 조건(예를 들어, 어떠한 물리화학적 특성)을 가진 신체 조직을 통과하는지를 특정할 수 있고, 그 특정되는 신체 조직 또는 조건과 연관되는 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 질기고 탄성이 있는 조직(예를 들어, 근육)을 통과하는 경우에, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 점진적으로(또는 직전에 통과한 조직에 비해 상대적으로) 증가시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 즉, 의료용 니들(110)의 전진 속도가 일정하거나 감소할 경우에는 해당 조직의 탄력으로 인해 조직이 늘어지면서 절삭(또는 천공) 및 전진이 어려워지지만, 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 점진적으로 증가시킴에 따라 절삭(또는 천공) 및 전진이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 조직 밀도가 낮은 조직(예를 들어, 경막외강)을 통과하는 경우에, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 점진적(또는 직전에 통과한 조직에 비해 상대적으로)으로 감소시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 즉, 경막외강 내부에는 음압이 걸리기 때문에, 속도가 빠르게 되면 의료용 니들(110)의 제어가 어려워지므로, 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 점진적으로 감소시킴에 따라 의료용 니들(110)의 전진을 안정적이고 정교하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 소정의 조건에 부합되는 조직에 도달한 경우에, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)의 전진을 정지시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 pH가 1 내지 2인 조직에 도달한 경우에, 타겟 조직인 위(stomach)에 도달한 것으로 특정하고, 의료용 니들(110)의 전진을 정지시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 음압이 걸리는 조직에 도달한 경우에, 타겟 조직인 경막외강에 도달한 것으로 특정하고, 의료용 니들(110)의 전진을 정지시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다.
다른 예를 들어, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직 사이의 거리가 멀수록 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 증가시키는 패턴을 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정하거나, 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직 사이의 거리가 가까울수록 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 감소시키는 패턴을 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 즉, 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직과의 거리가 멀수록 의료용 니들(110)의 전진 속도를 높여 의료 작업의 효율성을 높이고, 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직과의 거리가 가까울수록 전진 속도를 줄여 정교하고 안전한 의료 작업이 이루어지게 할 수 있다.
보다 구체적으로, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직 사이의 거리가 소정 수준 이내로 가까워지면, 그 거리가 소정 수준 이상인 경우(즉, 소정 수준 이상으로 먼 경우)보다 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 감소시키는 패턴을 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 수준이 반드시 앞서 예시된 두 가지로 구분되는 것은 아니며, 셋 이상의 수준으로 구분되어 의료용 니들(110)의 전진 패턴이 결정될 수도 있다.
한편, 전진 패턴 결정부(140)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정하기 위하여, (i) 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보에 대응되는 의료용 니들(110)의 전진 패턴에 관한 룩업 테이블(lookup table) 및 (ii) 감지 정보 관리부(130)에 의해 획득되는 감지 정보에 대응되는 의료용 니들(110)의 전진 패턴에 관한 룩업 테이블을 참조할 수 있다.
또한, 전진 패턴 결정부(140)는 (i) 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보에 대응되는 의료용 니들(110)의 전진 패턴 및 (ii) 감지 정보 관리부(130)에 의해 획득되는 감지 정보에 대응되는 의료용 니들(110)의 전진 패턴에 관한 기계 학습(machine learning), 딥러닝(deep learning) 등의 학습을 통해 위의 룩업 테이블을 소정 주기마다 또는 실시간으로 업데이트할 수 있다.
한편, 전진 패턴 결정부(140)는 환자의 신체에 관한 2차원 또는 3차원 스캐닝 데이터 또는 촬영 데이터에 더 기초하여 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 어떠한 신체 조직을 통과하는지 또는 어떠한 조건을 가진 신체 조직을 통과하는지를 특정할 수 있고, 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수도 있다. 전진 패턴 결정부(140)는 위의 2차원 또는 3차원 스캐닝 데이터 또는 촬영 데이터를 획득하기 위하여, 엑스레이(x-ray), 초음파, 컴퓨터 단층 촬영(CT; Computer Tomography), 자기 공명 영상화(MRI; Magnetic Resonance Imaging), 양전자 방출 단층 촬영(PET; Positron Emission Tomography) 및 3차원 스캐닝 중 적어도 하나에 의해 획득되는 영상에 관한 정보를 참조할 수 있다.
또한, 전진 패턴 결정부(140)는 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 신체 조직에 대해 적용된 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 참조하여 특정 환자의 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다.
예를 들어, 전진 패턴 결정부(140)는 복수의 의사(예를 들어, 가압 과정에 관하여 소정 수준 이상(예를 들어, 가압 과정 100번 이상으로 숙련된)의 경험을 가진 복수의 의사)의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 신체 내부의 신체 조직으로 의료용 니들(110)이 가압되는 과정을 참조하여 해당 신체 조직에 대응되는 적어도 하나의 레퍼런스(reference) 전진 패턴을 특정할 수 있고, 그 적어도 하나의 레퍼런스 전진 패턴에 기초하여 특정 환자의 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 레퍼런스 전진 패턴은, 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술(예를 들어, 마취)에서 복수의 환자의 신체 내부의 신체 조직으로 의료용 니들(110)이 가압되는 과정에서 특정되는 의료용 니들(110)의 신체 조직별 속도, 가속도 및 토크 중 적어도 하나에 기초하여(예를 들어, 평균, 최대, 최소, 정규화 등을 통해) 특정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110)의 가압 과정에 관한 모니터링 정보를 제공하는 디스플레이(150)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 니들 가압 제어 장치(100)는 그 일 측면에 의료용 니들(110)의 가압 과정에 관한 모니터링 정보를 제공하는 디스플레이(150)를 더 포함하거나, 유선 또는 무선을 통해 의료용 니들(110)의 가압 과정에 관한 모니터링 정보를 제공하는 디스플레이(150)와 연결될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이(150)는 니들 가압 제어 장치(100)와 무선 통신(예를 들어, 와이파이(WIFI), 블루투스(Bluetooth))을 통해 연결될 수 있고, 의료용 니들(110)이 가압되는 동안에 해당 의료용 니들(110)이 움직인 거리, 속도, 가속도 및 토크 중 적어도 하나에 관한 정보와, 감지 정보 관리부(130)에 의해 획득되는 감지 정보 중 적어도 일부를 의사에게 제공할 수 있다. 이때, 이러한 정보는 수치화 또는 도식화되어 의사에게 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)에 의해 가압이 이루어지는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 경막외 마취를 위하여 니들 가압 제어 장치(100)를 이용하여 의료용 니들(110)을 가압하는 상황을 가정해볼 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)의 의료용 니들(110)이 환자의 신체 내부로 전진 가압될 수 있다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 연관되는 감지 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직에서 감지되는 반력에 관한 정보를 감지 정보로서 획득할 수 있다. 이러한 반력은 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직의 압축력, 마찰력, 절삭력 등에 따라 각 신체 조직별로 변화될 수 있다.
그 다음에, 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 의료용 니들(110)이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 위의 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다(210, 220, 230, 240).
예를 들어, 니들 가압 제어 장치(100)는 위의 감지 정보에 기초하여 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직을 특정하고, 그 신체 조직에 대응되는 레퍼런스 전진 패턴에 기초하여 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴을 결정할 수 있다(210). 또한, 니들 가압 제어 장치(100)는 의료용 니들(110)이 통과하는 신체 조직과 경막외강 사이의 거리가 가까울수록, 의료용 니들(110)의 전진 속도(또는 가속도)를 점진적으로 감소시키는 패턴을 해당 신체 조직에서의 의료용 니들(110)의 전진 패턴으로 결정할 수 있다.
그 다음에, 니들 가압 제어 장치(100)는, 의료용 니들(110)의 일 단부(예를 들어, 니들의 끝)가 신체 내부의 신체 조직 중 경막외강(즉, 타겟 조직)에 도달하는 경우에, 의료용 니들(110)의 전진이 정지되도록 할 수 있다(250).
예를 들어, 니들 가압 제어 장치(100)는, 위의 반력(즉, 감지 정보)이 소정값에 도달하거나 소정 수준 이상으로 감소하는 것이 감지되면, 의료용 니들(110)이 신체 내부의 신체 조직 중 경막외강(즉, 타겟 조직)에 도달한 것으로 특정할 수 있고, 의료용 니들(110)의 전진이 정지되도록 할 수 있다. 예를 들어, 위의 반력의 평균 변화량(△f/△t) 또는 순간 변화량(df/dt)에 기초하여 위의 반력이 소정 수준 이상으로 감소하는지 여부가 결정될 수 있다.
즉, 니들 가압 제어 장치(100)의 의료용 니들(110)이 경막외 공간 직전에 존재하는 신체 조직인 황색 인대를 통과하는 동안에는 반력이 증가하다가 황색 인대를 뚫고 나오는 경우에는 반력이 급격히 감소하게 되는데, 이에 기초하여 의료용 니들(110)이 신체 내부의 신체 조직 중 경막외강(즉, 타겟 조직)에 도달한 것으로 특정될 수 있고, 의료용 니들(110)의 전진이 정지될 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 니들 가압 제어 장치
110: 의료용 니들
120: 액추에이터
130: 감지 정보 관리부
140: 전진 패턴 결정부
150: 디스플레이

Claims (13)

  1. 의료용 니들을 가압하는 장치로서,
    환자의 신체 내부로 가압되는 의료용 니들,
    상기 의료용 니들을 가압하는 액추에이터,
    상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 연관되는 감지 정보를 획득하는 감지 정보 관리부, 및
    상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 의료용 니들이 도달할 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 상기 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는 전진 패턴 결정부를 포함하고,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 타겟 조직 사이의 거리가 가까울수록 상기 의료용 니들의 전진 속도 또는 가속도가 점진적으로 감소하고, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 타겟 조직 사이의 거리가 멀수록 상기 의료용 니들의 전진 속도 또는 가속도가 점진적으로 증가하는 패턴을 상기 의료용 니들의 전진 패턴으로 결정하고,
    상기 감지 정보는, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직에 의해 상기 의료용 니들에 가해지는 반력에 관한 정보를 포함하며,
    상기 반력은 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직의 탄성 및 밀도 중 적어도 하나에 의해 상기 의료용 니들에 가해지는 힘에 기초하여 특정되고,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 상기 감지 정보에 대응되는 상기 의료용 니들의 전진 패턴에 관한 룩업 테이블을 참조하여 상기 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하며,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직과 상기 타겟 조직 사이의 거리에 관한 정보 및 상기 감지 정보에 대응되는 상기 의료용 니들의 전진 패턴에 관한 기계 학습 또는 딥러닝을 통해 상기 룩업 테이블을 소정 주기마다 또는 실시간으로 업데이트하는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전진 패턴은, 상기 의료용 니들이 상기 신체 조직을 절삭 또는 천공하면서 상기 타겟 조직으로 전진하는 속도, 가속도, 각속도 및 토크 중 적어도 하나의 변화를 포함하는
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직 중 제1 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴과 제2 신체 조직에서의 상기 의료용 니들의 전진 패턴이 서로 다른
    장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 감지 정보에 기초하여 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직 및 상기 통과하는 신체 조직의 조건 중 적어도 하나를 특정하고, 상기 특정되는 신체 조직 및 상기 특정되는 신체 조직의 조건 중 적어도 하나와 연관되는 전진 패턴을 상기 의료용 니들의 전진 패턴으로 결정하는
    장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 환자의 신체에 관한 스캐닝 데이터 및 촬영 데이터 중 적어도 하나에 더 기초하여 상기 의료용 니들이 통과하는 신체 조직을 특정하는
    장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 의료용 니들이 소정의 조건에 부합되는 신체 조직에 도달한 경우에, 상기 의료용 니들의 전진을 정지시키는 패턴을 상기 의료용 니들의 전진 패턴으로 결정하는
    장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 특정되는 신체 조직의 탄성 및 밀도 중 적어도 하나를 참조하여 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 상기 신체 조직에 대응되는 신체 조직에 대해 적용된 상기 의료용 니들의 전진 패턴에 더 기초하여 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는
    장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 감지 정보에 기초하여 특정되는 신체 조직과 연관되는 적어도 하나의 레퍼런스 전진 패턴을 참조하여 상기 의료용 니들의 전진 패턴을 결정하는
    장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 레퍼런스 전진 패턴은, 복수의 의사의 임상 실험 또는 실제 시술에서 복수의 환자의 상기 신체 조직에 대응되는 신체 조직에 대하여 상기 의료용 니들이 가압되는 과정에서 특정되는 상기 의료용 니들의 속도, 가속도 및 토크 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는
    장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 의료용 니들의 가압 과정에 관한 모니터링 정보를 제공하는 디스플레이를 더 포함하는
    장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 의료용 니들이 상기 타겟 조직에 도달한 경우에 상기 의료용 니들의 전진을 정지시키는 패턴을 상기 의료용 니들의 전진 패턴으로 결정하는
    장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전진 패턴 결정부는, 상기 반력이 소정 수준 이상으로 감소하는 것으로 감지되는 경우에, 상기 의료용 니들이 상기 타겟 조직에 도달한 것으로 판단하는
    장치.
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