KR20220018143A - 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈에 관한 것이다. 보다 상세하게는 코팅층이 적용된 렌즈를 사용하는 것으로서, 복강경 수술에 사용되는 내시경을 카메라모듈, 외부모듈로 구비하여, 시술자의 의도대로 6축 운동이 가능하며, 어안렌즈 및 광각렌즈의 사용으로 폭넓은 내시경 환경을 제공하는 복강경 수술 내시경 모듈에 관한 것이다.

Description

코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈{LAPAROSCOPIC SURGERY ENDOSCOPIC MODULE WITH COATING LAYER APPLIED}
본 발명은 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복강경 수술에 사용되는 내시경을 카메라모듈, 외부모듈로 구비하여, 시술자의 의도대로 6축 운동이 가능하며, 어안렌즈 및 광각렌즈의 사용으로 폭넓은 내시경 환경을 제공하며 코팅층이 적용된 렌즈를 사용할 수 있도록 하는 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈에 관한 것이다
복강경 수술이란 복부 층면에 작은 구멍을 내고 공기를 넣어 관찰하기 쉽게 부풀어 오르게 한 후 복강 내부를 바라보면서 검사 및 수술, 조직을 채취하거나 치료하는 수술 방법이다.
최근 복강경 수술법의 발전으로 인해 개복수술과는 달리 절개창의 크기가 작기 때문에 수술 상처가 미용적으로 보기 좋고, 창상으로 인한 통증이 훨씬 작다.
또한, 빠른 회복 속도를 보이므로 개복수술에 비하여 재원기간이 짧고, 일상생활로 빠르게 복귀할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 장점으로 인해 산부인과, 신경외과, 일반외과 및 비뇨기과 등 다양한 의료 분야에서 쓰이고 있다.
그러나, 복강경 수술 중 필수적인 복강경 카메라 조정을 보조하는 전문의가 부족하여 간호 인력이 이를 대체하고 있으나, 간호 인력 부족 심화로 간호 인력이 이를 대체하는 것도 여의치 않다.
특히, 고가의 다빈치 등의 로봇 수술기를 도입하더라도 카메라에 대한 설치 및 조정 인력은 필요한 실정이다.
따라서, 복강경 수술 현장에서 의료진과 수술보조 간호인력 부족 문제를 해결하고, 시술자의 의도에 따라 내시경 카메라의 조정이 가능한 복강경 내시경 모듈이 필요한 실정이다.
한편, 내시경의 대물 렌즈는 수술 처치 동안 때때로 오염된다. 조직 입자, 혈액, 점액질 및 다른 체액이 렌즈에 부착되어 시야를 방해한다. 이러한 문제가 일어날 때 통상의 루틴은 환자의 인체로부터 내시경을 제거하고, 멸균 증류수로 그 원위 단부(렌즈)를 씻고, 멸균 수건으로 렌즈를 닦고, 기존의 복강경 투관침을 통해 환자의 인체 내로 복강경을 재삽입하는 것이다. 일부 수술 처치 동안, 내시경은 청결하게 닦인 렌즈를 가지도록 자주 제거되어 야만 한다.
내시경의 대물 렌즈의 오염으로 인한 시야의 손실은 특히 수술 동안 중요한 순간에 일어나면 심각한 문제일 수 있다. 이러한 것은 처치를 위한 시간을 증가시키고 내시경의 반복된 인출 및 삽입을 필요하게 만들고, 이는 조직에 대한 외상을 만들 수 있다. 혈액에 의한 내시경의 대물 렌즈의 커버링은 때때로 "레드 비디오(red video)" 신호로서 지칭된다. 이러한 것은 출혈이 심하고 렌즈의 제거, 청소 및 재삽입에서 시간이 소비되면 특히 심각하다. 방해받지 않는 청결한 렌즈가 출혈원의 확인 및 제어를 위하여 충분히 빨리 이용할 수 없으면, 큰 수술 절개를 요구하는 비상 "개방" 처치로 전환되기 쉽다. 따라서 오염되지 않은 대물 렌즈를 유지하기 위한 다양한 노력들이 시도되고 있다.
KR 10-0252014 B1 KR 10-2016-0118236 A
본 발명의 목적은 코팅층이 렌즈를 사용하여 복강경 수술 중 렌즈 오염에 의한 문제를 최소화할 수 있도록 하는 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 사용자의 의도에 따라 6축으로 방향 조절이 가능한 카메라모듈을 구비하고, 어안렌즈 및 광각렌즈를 구비하여 원하는 수술 부위를 정확하게 시술하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 복강경 수술 내시경 모듈은 어안렌즈 및 광각렌즈를 구비하여 선택으로 병변을 확인할 수 있어 복강경 수술의 효율성이 증대되도록 하는 것이다.
본 발명의 목적은 코팅층에 의한 렌즈 오염을 줄일 수 있고, 수술하고 있는 병변의 위치를 탐색할 수 있어, 복강경 수술을 보조하는 인력이 감소하여 인력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 기존의 내시경 형태의 일정한 길이를 지니는 부재를 복강 내부로 삽입하지 않게 되어, 복강 내부의 조직 또는 장기를 보호할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 복강경 수술 내시경 모듈은, 인체 내부에서 수술을 시행하는 집게부; 상기 인체 내부의 수술 영상을 촬영하기 위한 내시경부; 및 상기 내시경부에서 촬영한 상기 수술 영상을 송출하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 내시경부는 상기 디스플레이부와 무선(無線)으로 연동되되, 충전 가능한 외부모듈;을 포함한다.
본 발명에 따른, 상기 내시경부는 카메라모듈;을 포함하고, 상기 외부모듈은 상단이 볼록한 돔 형태이고. 상기 카메라모듈은 '┬' 형태이되, 상기 외부모듈과 자력으로 탈착할 수 있다.
본 발명에 따른, 상기 외부모듈은 수술 시, 상기 인체의 표피의 표면에 위치하고, 상기 카메라모듈은 상기 인체의 피하조직을 관통하여 상기 인체의 복강으로 삽입된다.
본 발명에 따른, 상기 카메라모듈은 어안렌즈(魚眼lens) 및 광각렌즈(廣角lens)를 더 포함한다.
본 발명에 따른, 상기 카메라모듈은 상기 인체를 수술하는 수술자의 필요에 따라 상기 어안렌즈 및 상기 광각렌즈를 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명은 코팅층이 렌즈를 사용하여 복강경 수술 중 렌즈 오염에 의한 문제를 최소화할 수 있도록 하는 코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈을 제공한다.
본 발명은 사용자의 의도에 따라 6축으로 방향 조절이 가능한 카메라모듈을 구비하고, 어안렌즈 및 광각렌즈를 구비하여 원하는 수술 부위를 정확하게 시술하기 할 수 있게 한다.
본 발명은 복강경 수술 내시경 모듈은 어안렌즈 및 광각렌즈를 구비하여 선택으로 병변을 확인할 수 있어 복강경 수술의 효율성이 증대되도록 한다.
본 발명은 코팅층에 의한 렌즈 오염을 줄일 수 있고, 수술하고 있는 병변의 위치를 탐색할 수 있어, 복강경 수술을 보조하는 인력이 감소하여 인력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 기존의 내시경 형태의 일정한 길이를 지니는 부재를 복강 내부로 삽입하지 않게 되어, 복강 내부의 조직 또는 장기를 보호할 수 있도록 한다.
도 1은 복강경 수술을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 내시경부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 내시경부를 이용하여 복강경 수술장면을 외부기기에서 디스플레이 하는 것이다.
도 4는 도 3에서 수술부위의 조직 또는 피가 튀어 외부기기의 일부가 가려져 디스플레이 되는 것이다.
도 5는 본 발명의 어안렌즈 및 광각렌즈의 사용 예시를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 제어의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
출원서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 복강경 내시경 모듈은 집게부(100), 내시경부(200), 디스플레이부(300)를 포함한다.
먼저, 도 1을 참조하여 집게부(100)를 설명한다.
집게부(100)는 복강 내부에 삽입되는 구조로 이루어 진다. 집게부(100)는 수술부위를 봉합하기 위한 실을 꿰어놓은 바늘 또는 실을 잡는 역할을 한다.
자세히 설명하면, 집게부(100)는 복강에 삽입되어 수술부위를 봉합 또는 병변(S)을 제거하기 위해 삽입되며, 병변(S)을 제거한 부위를 봉합하기 위해 실을 꿰어놓은 바늘 또는 실을 잡고 봉합을 실시하게 된다.
여기서, 도 1에서 보는 바와 같이 수술부위를 봉합 또는 병변(S)을 제거하기 위해 수술부위를 수술하는 집게부(100)의 끝 부분(도면 번호 미도시)이 갈고리 또는 겸자(forceps) 형상으로 이루어져 있다.
이는, 수술부위를 봉합 또는 병변(S)을 제거하기 위한 적당한 형태이기 때문이다. 여기서, 갈고리 또는 겸자 형상에 국한하지 않고 수술자에 따라 다양한 형태로 사용 가능할 수 있다.
또한, 집게부(100)는 손잡이부(도면 번호 미도시)를 수술자의 손을 이용해 동작하여 닫히고 열리는 행위를 반복하면서 병변(S)을 제거하거나 바늘 또는 실을 쉽게 잡을 수 있다.
덧붙여, 집게부(100)를 이용해 실 또는 바늘을 잡아당길 수 있으며 병변(S)을 제거하여 복강 외부로 빼낼 수 있다.
또한, 집게부(100)는 복강 내부에 삽입되는 구조로 인해 일정한 길이가 요구된다. 따라서, 집게부(100)는 일정한 길이를 지녀 복강 내부에서 길이의 제한을 받지 않고 수술에 용이하도록 길이를 지니는 것이 바람직하다.
그러므로, 집게부(100)는 복강을 개복할 필요 없이 복강에 작은 구멍을 뚫어 실을 잡는 집게부(100)와 봉합장치를 넣어 수술부위를 봉합 또는 병변(S)을 제거하기 때문에 수술시간이 줄어들고, 복벽에 개복의 상처없이 안전하게 봉합시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 집게부(100)는 병변의 봉합을 위한 집게의 구성이 아닌 근종의 용해 및 다양한 치료법을 위한 레이저를 이용한 고주파기기가 포함될 수 있으며, 복강경 수술을 위한 공지된 다양한 장치들이 사용될 수 있다.
다음으로 도 1 및 도 2를 참조하여 내시경부(200)를 설명한다.
내시경부(200)는 외부모듈(210) 및 카메라모듈(220)을 포함하고, 복강 내에서 복부 피부를 사이에 두고 내부에서 6축 운동(가속도계, 자이로계)이 가능하며, LED(도면 미도시)방식으로 조명 기능을 포함한다.
또한, 어안렌즈(221b) 및 광각렌즈(221a)를 구비하여 수술자의 필요에 따라 원하는 화상을 선택하여 사용할 수 있다.
여기에, 무선 위치 탐색 장치(222)(도면 미도시)를 구비하여 수술하는 병변(S)의 위치를 자동으로 탐색할 수 있다.
예를 들어, 무선 위치 탐색 장치(222)는 무선 전력 충전이 가능하며, 각종 의료기기(혈당, 심박, 체온) 또는 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 위치 탐색 장치(222)와 같은 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자(수술자)라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 위치 탐색 장치(222) 또는 무선전력을 수신할 수 있는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭하거나 포함할 수 있다.
내시경부(200)의 형상을 자세히 설명하면, 내시경부(200)는 상단이 볼록한 돔 형태의 외부모듈(210) 및 'ㅜ' 형태이되, 외부모듈(210)과 자력으로 탈착할 수 있는 카메라모듈(220)을 포함하며, 외부모듈(210) 및 카메라모듈(220)은 상호 무선통신, 무선 충전이 가능하다.
먼저, 외부모듈(210)을 설명하면, 외부모듈(210)은 피부의 표피의 표면에 위치한다. 돔형태의 라운드진 외형의 형태로 인해 피부에 균형감 있게 위치할 수 있으며, 피부 표면의 상처를 방지할 수 있다.
또한, 외부모듈(210)은 제어부를 포함하고 제어부는, 메모리부(212), 프로세서부(211) 및 통신 모듈(213)을 포함한다. 상세한 설명은 후술하도록 한다.
다음으로, 카메라모듈(220)을 설명한다. 카메라모듈(220)은 인체의 피하조직을 관통하여 인체의 복강으로 삽입된다.
여기서 외부모듈(210)과 카메라모듈(220)은 자력으로 각각 피부의 표면, 복강의 내부에 위치하여 상호 자력으로 피부를 사이에 두고 위치할 수 있다.
이로 인해, 기존의 일정한 길이를 지니는 내시경이 복강 내부로 삽입되지 않기 때문에 조직 또는 장기를 보호할 수 있고, 최소한의 절개만으로 복강 내부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 외부모듈(210)과 카메라모듈(220)은 무선 통신으로 데이터를 주고받을 수 있다.
여기서 무선 통신이란 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에서는 과장되어 표현되어 있지만, 복강 내부에 삽입되는 카메라모듈(220)은 복부에 천공된 투관침(Trocar, 20mm 이내)을 통과할 수 있어야 한다.
카메라모듈(220)은, LED, 렌즈부(221) 및 무선 위치 탐색 장치(222)를 포함하며, 외부모듈(210)과 통신을 하기 위한 통신칩이 구비된다.
먼저, LED(도면 미도시)를 설명하면 LED는 병변(S)에 광을 조사할 수 있는 광 조사장치이다.
병변(S)에 광을 조사하여 복강 내부에서 병변(S)을 찾기 쉽게 하며, 밀폐된 복강 내부 특성상 내부를 확인하기 위해 필수적으로 광을 조사한다.
여기서, 조사된 광은 반사되어 후술할 렌즈부(221)에 입사된다.
렌즈부(221)를 설명하면, 렌즈부(221)는 카메라모듈(220)의 일단에 구비되며, 병변(S)의 화상을 굴절시켜서 후술할 디스플레이부(300)에 전달한다.
렌즈부(221)는 광각렌즈(221a) 및 어안렌즈(221b)를 포함할 수 있다.
광각렌즈(221a)는 초점 거리가 조절되는 렌즈로 구성될 수 있다. 수술자가 병변(S)의 특정 부위를 확대하거나 병변(S) 주변 부위를 살피고자 하는 경우에 광각렌즈(221a)의 초점을 조절하여 해당 정보를 얻을 수 있다. 이러한 광각렌즈(221a)의 초점 거리를 조절하기 위해 전술한 외부모듈(210)의 제어부와 연동된다.
하지만, 광각 렌즈는 병변(S)을 확대해서 볼 수 있는 장점이 있으나, 광각이 180도가 넘지 않아 병변(S) 전체를 볼 수 없다는 단점이 있다.
이를 위해, 렌즈부(221)는 어안렌즈(221b)를 더 구비하여, 수술자의 의도에 맞게 선택하여 렌즈를 선택할 수 있게 한다.
어안렌즈(221b)를 더 상세하게 설명하면, 어안렌즈(221b)는 사각이 180도를 넘는 렌즈이다. 어안렌즈(221b)는 비추는 화면에 일정한 밝기로 대상에 대한 화상을 가진다.
어안렌즈(221b)의 구조는, 전후방의 모든 화상 즉, 180도의 광각을 오목렌즈에 의해 90도의 원뿔 형상으로 굴절시키며 이를 결상렌즈에 의해 초점이 맺히게 되는 것이다.
렌즈부(221)의 사용 예시를 도 5를 참조해서 설명한다. 먼저 도 5(a)를 참조한다.
도 5(a)에서 수술할 병변(S)의 전체를 보기 위해 디스플레이부(300)에서 어안렌즈(221b)로 전체 화면을 볼 수 있다. 디스플레이부(300)는 화면이 분할되어 2개의 화면으로 이루어지면 각각 어안렌즈(221b) 및 광각렌즈(221a)로 수술부위의 상이 맺히게 된다.
여기서, 디스플레이부(300)란 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수술자는 어안렌즈(221b)로 수술할 병변(S)의 전체 부위를 살펴보면서 수술 병변(S)을 찾게 되고 수술할 병변(S)을 찾게 되면, 도 5(b)의 도시처럼 광각 렌즈로 전환하여 수술 병변(S)을 확대하게 된다.
이로 인해, 수술자는 복강 내부에서 수술 병변(S)을 쉽게 찾을 수 있으며, 수술부위에 대해 전범위적으로 볼 수 있어 수술의 효율성이 증대하는 장점이 있다.
무선 위치 탐색 장치(222)에 대한 설명은 후술하도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 전체적인 제어의 구성을 정리하기 위해 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 전원이 인가되면, 외부모듈(210)과 카메라모듈(220) 및 디스플레이부(300)는 상호 연동된다. 이러한 연동은 제어부의 프로세서부(211)에 의해 구성 요소들의 입력신호 또는 출력신호, 데이터 센싱 및 영상 값을 처리하거나 메모리부(212)에 저장된 응용 프로그램을 전술한 신호들을 바탕으로 구동함으로써, 사용자에게 영상 정보를 제공할 수 있다.
여기서 제어부의 구성은 전체 시스템을 구동할 MCU, CPU, ASIC (application specific integratedcircuits), DSP(digital signal processors), DSPD(digital signal processing devices), PLD(programmable logic devices), FPGA(field programmable gate arrays), 마이크로 콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors), 기타 시스템 구동을 수행하기 위한 유닛을 사용하여 구현될 수 있다.
또한 메모리부(212)는 하드웨어 구성을 바탕으로 하며, 본 발명의 외부모듈(210) 및 디스플레이부(300)를 응용 프로그램, 어플리케이션, 데이터 값을 바탕으로 동작하기 위해 데이터 또는 명령어를 저장할 수 있다.
메모리부(212)의 종류는 RAM, ROM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 메모리와 같은 다양한 저장형태 일 수 있으며, 메모리부(212)는 인터넷상에서 메모리부(212)의 저장 기능을 수행할 수 있는 클라우드 및 웹 스토리지 형태 일 수 있다.
또한, 프로세서부(211)는 제어부의 통신 모듈부(213)를 통해 디스플레이부(300)와 연동할 수 있다.
축약하면, 사용자는 어안렌즈(221b) 또는 광각렌즈(221a)를 선택 이용하여 병변(S)을 살펴볼 수 있고, 병변(S)의 화상은 디스플레이부(300)에 화상으로 송출된다.
디스플레이부(300)에 송출된 화상을 바탕으로 수술자는 복강 내부에서 수술을 실시하게 되며, 수술자의 의도에 따라 움직이기 위해 즉, 수술자의 집게부(100)의 위치에 따라 렌즈부(221)를 위치하기 위해 카메라모듈(220)에는 무선 위치 탐색 장치(222)를 구비한다.
무선 위치 탐색 장치(222)는, 카메라모듈(220)의 방향 정보를 측정할 수 있다. 여기서 자이로 센서부(미도시)를 포함하여 가속도를 측정하는 가속도 센서 및 지자기의 방향을 측정할 수 있다. 자이로 센서부의 측정값은 관성 측정 장치(IMU : Inertial Measurement Unit)로 제공될 수 있다. 관성 측정 장치는 이동 관성을 측정할 수 있는 가속도계와, 회전 관성을 측정할 수 있는 자이로계, 방위각을 측정할 수 있는 자계의 총 세 가지 센서로 이루어진 하나의 통합 유닛 형태로 제공될 수 있으며, 가속도계와 자이로계 및 자계에 대한 측정값을 이용하여 6축, 즉 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw), 가속도에 대한 정보를 획득할 수 있다.
여기에 렌즈부(221)와 연동하여 카메라모듈(220)로 촬영된 정보로 집게부(100)의 움직임을 영상으로 출력한다.
다시 말해, 자이로 센서부로 카메라모듈(220)의 방향을 결정할 수 있고, 렌즈부(221)와 연동하여, 집게부(100)의 움직임 즉 수술자가 원하는 방향으로 카메라모듈(220)을 위치하여 화상을 디스플레이부(300)에 출력할 수 있다.
또한, 무선 위치 탐색 장치(222)는 물리적인 전기 컨덕터들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 전기장, 전자기장, 또는 다른 임의의 에너지를 전송하는 것을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송되거나, 무선 필드로 출력된 전력에 대한 전력 전송을 이루기 위해 전력(전기) 수신 모멘트에 의해 수신되거나 또는 커플링 될 수 있다.
또한, 무선 위치 탐색 장치(222)는 위치를 탐색하고, 탐색된 위치로 이동하여 전력을 전송함으로써, 화상을 전송할 수 있고 기존의 카메라 또는 렌즈라고 일컫는 영상 획득 장치의 사람이 필수로 움직여야 했던 불편함을 개선할 수 있는 장점이 있다.
게다가, 무선 위치 탐색 장치(222)는 사용자가 원하는 방향으로 렌즈부를 이동될 수 있도록 제어할 수 있으며, 병변(S)의 위치를 일차적으로 결정한 후, 능동적으로 탐색하여 화상의 송출이 가능한 영역을 판단할 수 있으며, 영역 내의 최적의 위치를 결정할 수 있다.
더불어, 무선 전력을 수신하기 위해 내장된 배터리로 충전 전력을 공급할 수 있으며, 배터리의 종류, 충전 방식에 따라 다양한 전력 공급장치를 내장할 수 있다.
전술한 과정에서 도 3 및 도 4를 참조하면, 카메라모듈(220)의 렌즈부(221)로 영상을 디스플레이부(300)에 출력 시, 도 3의 도시처럼 렌즈부(221)에 이물질(T) 또는 수술 시 발생하는 피, 조직의 튐 없이 수술이 가능할 수 있으나, 도 4를 참조하면 수술부위에서 발생하는 조직, 피 및 이물질(T)이 렌즈부(221)에 묻어 노이즈 또는 오작동이 발생하여 수술을 방해할 수 있다.
또한, 디스플레이부(300)에 출력되는 화상에 이물질(T)이 묻은 화상이 출력되어 수술자의 수술을 방해할 수 있다.
따라서, 렌즈부(221)에 묻을 수 있는 피, 조직 및 이물질(T)에 대한 오염을 방지하기 위해 코팅층을 형성한다.
상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 발수 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 발수 효과로 인해, 렌즈 표면에 수술 중 발생하는 혈액에 의해 시야가 방해되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물은 일정 범위의 점도를 나타내어, 렌즈 표면에서 균일한 코팅층의 형성이 가능하다.
보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각 측정 결과, 130 내지 140도로 확인되었으며, 상기 접촉각의 범위에서 확인할 수 있듯이, 코팅층에 의해 우수한 발수 효과가 나타난다고 할 것이다.
상기 무기 입자는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 무기 입자는 렌즈 표면에 코팅층으로 형성 후, 물리적인 강도를 향상시키고, 점도를 일정 범위로 유지시켜 성형성을 높일 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 분산제로는 폴리에스테르 계열의 분산제를 사용할 수 있고, 구체적으로 2-메톡시프로필 아세테이트 및 1-메톡시-2-프로필 아세테이트의 공중합체로 이루어진 폴리에스테르 계열의 분산안정제로서 TEGO-Disperse 670 (제조사: EVONIK)을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 통상의 기술자에게 자명한 분산제는 제한 없이 모두 사용 가능하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 무기 입자 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 렌즈 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[제조예 1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
Figure pat00002
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
유기용매 100 100 100 100 100
폴리실록산 30 40 50 60 70
무기입자 10 20 30 40 50
분산제 1 5 10 15 20
(단위 중량부)2. 코팅층의 제조
렌즈의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
실험예
1. 표면 외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
관능 평가 × ○ ○ ○ ×
코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 렌즈의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.
2. 발수각의 측정
상기 렌즈 표면에 코팅층을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다.
전진 접촉각 (
Figure pat00003
Figure pat00004
) 		정지 접촉각 (
Figure pat00005
Figure pat00006
)		 후진 접촉각 (
Figure pat00007
Figure pat00008
)
TX1 117.1±2.9 112.1±4.1 < 10
TX2 132.4±1.5 131.5±2.7 141.7±3.4
TX3 138.9±3.0 138.9±2.7 139.8±3.7
TX4 136.9±2.0 135.6±2.6 140.4±3.4
TX5 116.9±0.7 115.4±3.0 < 10
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다.
TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 인체 내부에서 수술을 시행하는 집게부;
    상기 인체 내부의 수술 영상을 촬영하기 위한 내시경부; 및
    상기 내시경부에서 촬영한 상기 수술 영상을 송출하는 디스플레이부;를 포함하고,
    상기 내시경부는 상기 디스플레이부와 무선(無線)으로 연동되되, 충전 가능한 외부모듈;을 포함하는 것인
    코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내시경부는 카메라모듈;을 포함하고,
    상기 외부모듈은 상단이 볼록한 돔 형태이고.
    상기 카메라모듈은 '┬' 형태이되, 상기 외부모듈과 자력으로 탈착할 수 있는 것인
    코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부모듈은 수술 시, 상기 인체의 표피의 표면에 위치하고,
    상기 카메라모듈은 상기 인체의 피하조직을 관통하여 상기 인체의 복강으로 삽입되는 것인
    코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카메라모듈은 어안렌즈(魚眼lens) 및 광각렌즈(廣角lens)를 더 포함하는 것인
    코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 카메라모듈은 상기 인체를 수술하는 수술자의 필요에 따라 상기 어안렌즈 및 상기 광각렌즈를 선택하여 사용할 수 있는 것인
    코팅층이 적용된 복강경 수술 내시경 모듈.
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