KR20220072075A - 자기장을 이용한 치료 장치 - Google Patents

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Abstract

자기장을 이용한 치료 장치가 개시된다. 자기장을 이용한 치료 장치는, 피검체가 안착되는 베드, 자성 입자와 생체적합 및 생분해성 폴리머로 구성되고, 약물을 수용하는 마이크로 로봇, 상기 베드 하부에 구비되고, 상기 마이크로 로봇을 피검체의 체내에서 목표 지점까지 이동시키는 제1자기장을 인가하는 제1자기장 생성부, 상기 베드와 상기 제1자기장 생성부 사이에 구비되고, 상기 피검체의 체내에서 상기 마이크로 로봇이 목표 지점에 도달하였을 때 상기 마이크로 로봇의 상기 자성 입자를 발열시키는 제2자기장을 인가하는 제2자기장 생성부 및 상기 제1자기장 생성부 및 상기 제2자기장 생성부에 인가되는 전류를 조절하여 자기장의 세기를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

자기장을 이용한 치료 장치{MAGNETIC FIELD THERAPY APPARATUS}
아래의 실시예들은 자기장을 이용한 치료 장치에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 로봇은 내부에 자성 입자를 포함하고 수 mm 이하의 크기로 제작된 작은 이동체를 의미한다. 이러한 마이크로 로봇은 인체의 특정 기관을 목표 지점으로 해서 인체 내부를 이동할 수 있다.
마이크로 로봇을 이동시키기 위해서 통상적으로 자기장을 이용한다. 그리고 자기장을 생성하기 위해서 전자석 코일을 이용한다. 전자석 코일은 전도성이 있는 금속성 재질 와이어를 중심축을 중심으로 특정 방향으로 감은 물체를 뜻한다. 금속성 재질 와이어에 소정의 전류를 흘러 보내면 전자석 코일 주변에 자기장이 생성된다.
이와 같이 전자석 코일에 전류를 인가하여 자기장 영역을 생성하고, 생성된 자기장에 의해 마이크로 로봇의 속도 및 방향을 제어할 수 있다.
한편, 자성 입자가 고주파 교류 자기장에 노출될 시 두 극성이 교차하면서 열이 발생하는 원리를 이용하여 마이크로 로봇을 발열시킬 수도 있다.
그러나, 기존의 자기장 생성 장치는 마이크로 로봇의 위치 제어를 위한 자기장과 발열을 위한 자기장을 동시에 생성할 수 없어서, 이동용 자기장 생성 장치에서 마이크로 로봇을 먼저 이동시킨 후 발열용 자기장 장치로 옮겨 발열을 시켜야 한다는 불편함이 있었다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
실시예의 목적은, 온열 치료와 약물 전달 치료를 동시에 할 수 있는 마이크로 로봇을 제어하기 위해 두 가지 자기장을 동시에 제공 가능한 자기장을 이용한 치료 장치를 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따른 자기장을 이용한 치료 장치에 대해 설명한다.
자기장을 이용한 치료 장치는, 피검체가 안착되는 베드, 자성 입자와 생체적합 및 생분해성 폴리머로 구성되고, 약물을 수용하는 마이크로 로봇, 상기 베드 하부에 구비되고, 상기 마이크로 로봇을 피검체의 체내에서 목표 지점까지 이동시키는 제1자기장을 인가하는 제1자기장 생성부, 상기 베드와 상기 제1자기장 생성부 사이에 구비되고, 상기 피검체의 체내에서 상기 마이크로 로봇이 목표 지점에 도달하였을 때 상기 마이크로 로봇의 상기 자성 입자를 발열시키는 제2자기장을 인가하는 제2자기장 생성부, 및 상기 제1자기장 생성부 및 상기 제2자기장 생성부에 인가되는 전류를 조절하여 자기장의 세기를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
일 측에 따르면, 상기 제1자기장 생성부는, 복수의 코일을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제1자기장 생성부는, 상기 복수의 코일의 중심축이 상기 제1자기장 생성부의 상부의 일 지점에서 교차하도록 상기 베드에 대해서 소정의 각도로 기울어져 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2자기장 생성부는, 육면체 형상을 갖고 서로 다른 방향으로 감긴 복수의 코일 블록과 상기 복수의 코일 블록의 안쪽에 위치한 자성체 물체의 코어를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2자기장 생성부는, 권선된 코일로 구성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2자기장 생성부는 상기 제1자기장 생성부에서 생성되는 제1자기장보다 높은 주파수를 갖는 제2자기장을 생성할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제2자기장은 교류 자기장일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제1자기장 생성부 및 제2자기장 생성부는 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대는 상기 베드의 하부에서 상하좌우로 이동할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 제어부는, 상기 마이크로 로봇의 이동경로 및 위치를 검출하여 영상으로 디스플레이하는 영상 촬영부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 영상 촬영부는, 상기 피검체 및 상기 마이크로 로봇에 방사선을 조사하여 촬영되는 영상을 디스플레이할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 실시예들에 따르면, 자기장을 이용한 치료 장치는 두 가지 자기장을 동시에 제공하여 온열 치료와 약물 전달 치료를 동시에 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 자기장을 이용한 치료 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 치료 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 마이크로 로봇을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 제1자기장 생성부와 제2자기장 생성부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1자기장 생성부를 나타내는 도면이다.
도 5는 제2자기장 생성부가 복수개 배열된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 제2자기장 생성부를 나타내는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6c는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6d는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 제1자기장 생성부 및 제2자기장 생성부의 지지대를 나타내는 도면이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도면을 참조하여, 실시예들에 따른 자기장을 이용한 치료 장치(1)에 대해서 설명한다. 참고적으로, 도 1은 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 치료 장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 마이크로 로봇을 도시하는 도면이고, 도 3은 도 1의 제1자기장 생성부와 제2자기장 생성부의 배치를 나타내는 도면이고, 도 4는 일 실시예에 따른 제1자기장 생성부를 나타내는 도면이고, 도 5는 제2자기장 생성부가 복수개 배열된 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 6a는 일 실시예에 따른 제2자기장 생성부를 나타내는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 6c는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 6d는 도 6a의 제2자기장 생성부의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 1의 제1자기장 생성부 및 제2자기장 생성부의 지지대를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 자기장을 이용한 치료 장치(1)는 한 기기에서 두 가지 종류의 자기장을 동시에 인가하여 피검체의 체내에 투입된 마이크로 로봇(20)의 움직임을 제어하여 목표 지점으로 이동시킨 후 약물 전달 치료와 온열 치료를 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, 피검체는 인체, 동물 등 생물체이거나 체외 생체 모사 시스템이나 세포 배양 시스템과 같은 장치일 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 피검체는 인체인 것으로 설명하기로 한다.
즉, 자기장을 이용한 치료 장치(1)는 외부의 자기장을 이용하여 피검체 내부에 있는 마이크로 로봇(20)을 무선 제어할 수 있으며, 비침습적 치료를 제공할 수 있다. 이러한 자기장을 이용한 치료 장치(1)는 혈관 질환 치료, 암 치료, 표적 약물 전달 등 다양하게 활용 가능하다.
도 1을 참고하면, 자기장을 이용한 치료 장치(1)는 베드(10), 마이크로 로봇(20), 제1자기장 생성부(30), 제2자기장 생성부(40) 및 제어부(50)를 포함하여 구성된다.
베드(10)는 피검체(미도시)를 안착시키고 지지하는 역할을 한다.
도 2를 참고하면, 마이크로 로봇(20)은 약물(210), 자성 입자(220) 및 생체적합 및 생분해성 폴리머(230)를 포함하여 구성된다. 마이크로 로봇(20)은 피검체 체내에서 목표 지점에 도달했을 때 발열되고, 생체적합 및 생분해성 폴리머 (230)가 분해되면서 약물(210)을 방출시킨다.
여기서 약물(210)은 자성 입자(220)의 표면에 코팅되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 마이크로 로봇(20)은 발열될 때 피검체 체내의 목표 지점에 열을 제공하고, 온열 치료를 수행할 수 있다.
마이크로 로봇(20)은 마이크로 단위의 크기로 형성된 구조체로서 외부 자기장에 의한 자기력에 의해 추진되어 피검체의 체내를 이동할 수 있다.
여기서, 약물전달 구조체로서 마이크로 로봇(20)은 피검체의 체내를 이동할 수 있는 크기의 구조체를 의미하는 것으로 나노 크기의 나노 로봇으로 대체될 수도 있다.
여기서, 마이크로 로봇(20)은 복수 개가 군집(swarm)을 형성하여 피검체의 체내에 투입되어 이동할 수 있다. 군집(swarm)을 형성한 복수 개의 마이크로 로봇(20)은 제1자기장 생성부(30)에서 생성되는 제1자기장 영역 하에서 목표 지점으로 일괄적으로 이동할 수 있다.
자성 입자(220)는 자성체로서 마이크로 로봇(20)의 내부에 구비되고, 제1자기장 생성부(30)에서 생성되는 제1자기장에 의한 자기력에 반응하여 피검체 내부에 투입된 마이크로 로봇(20)을 목표 지점까지 이동시킬 수 있다.
마이크로 로봇(20)은 내부에 포함된 자성 입자(220)의 추진력을 토대로 피검체 체내를 이동할 수 있다.
또한, 자성 입자(220)는 제2자기장 생성부(40)에서 생성되는 제2자기장에 반응하여 자성 입자(220)의 양극이 주기적으로 바뀌면서 회전하게 되고, 열을 발생시킨다.
즉, 마이크로 로봇(20)은 내부에 포함된 자성 입자(220)의 자기 유도 가열을 통해서 환부에 열을 제공하는 온열 치료를 수행할 수 있다.
도 3을 참고하면, 제1자기장 생성부(30)와 제2자기장 생성부(40)는 베드(10)의 하부에 구비되어 베드(10)의 상부에 제1자기장과 제2자기장을 유도한다.
제1자기장 생성부(30)는 제1코일군(310)과 제2코일군(320)으로 구성되고, 각 코일군의 코일은 하나의 기준점을 중심으로 일정거리 이격되어 방사상으로 배치될 수 있다.
상세하게는, 제1자기장 생성부(30)는 제1코일군(310)과 제2코일군(320)의 각 코일의 중심축이 제1자기장 생성부(30)의 상부의 일 지점에서 교차하도록 베드(10)에 대해서 소정의 각도로 기울어져 구비된다.
제2자기장 생성부(40)는 베드(10)와 상기 제1자기장 생성부(30) 사이에 구비된다.
제2자기장 생성부(40)는 베드(10)의 하부 및 상부에 각각 유닛이 구비될 수 있다. 하부 유닛(40a)과 상부 유닛(40b)은 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 이하에서는 하부 유닛(40a)에 대해서 설명한다.
제2자기장 생성부(40)는 육면체 형상을 갖고 서로 다른 방향으로 감긴 복수의 코일 블록(410)과 상기 복수의 코일 블록(410)의 안쪽에 위치한 자성체 물체의 코어(420)를 포함하여 구성된다.
도 4를 참조하면, 제1자기장 생성부(30)는 제1코일군(310)과 제2코일군(320)으로 이루어진다. 제1코일군(310)과 제2코일군(320)은 각각 복수 개의 코일로 구성된다. 제1코일군(310)에 속한 제1코일(310a)은 감긴 방향을 관통하는 중심축이 베드(10)에 수직하는 수직축에 대해서 이루어지는 각인 제1설치각(θ1)으로 설치된다. 그리고 제2코일군(320)에 속한 제2코일(320a)은 중심축이 베드(10)의 수직축에 대해서 제1설치각(θ1)과 다른 제2설치각(θ2)으로 설치된다. 또한, 제1설치각(θ1)은 제2설치각(θ2)보다 크게 형성된다.
여기서 제1코일군(310)에 속한 제1코일(310a)과 제2코일군(320)에 속한 제2코일(320a)은 각각 베드(10) 방향으로 갈수록 내경이 작아지는 형태로 형성된다. 제1코일군(310)과 제2코일군(320)의 형상을 이와 같이 형성하고 배치함으로써 단부에서 생성되는 제1자기장 영역을 세밀하게 제어 가능하다.
또한, 제1코일군(310)과 제2코일군(320)은 중심축 방향으로 이동 가능하고, 제1설치각(θ1)과 제2설치각(θ2) 조절이 가능하다.
따라서, 제1자기장 생성부(30)는 제1코일군(310)과 제2코일군(320)의 위치를 후술하는 제어부(50)의 제어를 통하여 조정 가능하고, 정밀하게 자기장을 유도할 수 있다.
이러한 배치를 통하여 제1자기장 생성부(30)는 다양한 각도에서 자기장을 유도하는 각각의 코일군을 포함하여 구성되어, 자기장의 유도 범위 및 정밀성을 향상시킬 수 있다. 제1자기장 생성부(30)의 이러한 배치를 통해서, 수술에 사용되는 수술 장치를 세밀하게 제어 가능하고, 수술의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2자기장 생성부(40)는 제2자기장을 생성하는 데 있어서, 복수 개를 구비할 수 있다. 자기력선의 방향이 동일한 하부 유닛(40a)과 상부 유닛(40b)이 나열되면, 하부 유닛(40a)만 구비했을 때보다 큰 자기력선을 형성할 수 있다.
여기서, 제2자기장 생성부(40)가 하부 유닛(40a)과 상부 유닛(40b) 2개로 구성된 경우를 예로 들었으나, 제2자기장 생성부(40)는 그 이상의 개수일 수 있다. 이 때, 제2자기장 생성부(40)는 작업공간 내 베드(10)에 안착된 피검체의 체내에 있는 마이크로 로봇(20)의 위치를 기준으로 동일한 거리에 위치할 수 있다.
제2자기장 생성부(40)에 전류가 인가되면, 제2자기장 생성부(40)의 바깥으로 제2자기장이 형성된다. 마이크로 로봇(20)이 제2자기장 영역에 위치하게 되면, 마이크로 로봇(20)에서 발열이 발생하여 온열 치료가 가능하다.
여기서, 제2자기장 생성부(40)는 제1자기장 생성부(30)에서 생성되는 제1자기장보다 높은 주파수를 갖는 제2자기장을 생성할 수 있다.
또한, 제2자기장은 마이크로 로봇(20)의 자성 입자(220)의 양극이 회전할 수 있도록 교류 자기장일 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제2자기장 생성부(40)는 육면체 형상을 갖고 서로 다른 방향으로 감긴 복수의 코일 블록(410)과 상기 복수의 코일 블록(410)의 안쪽에 위치한 자성체 물체의 코어(420)를 포함한다.
상세하게는, 코어(420)는 자성체 물질로 이루어진 것으로써, 제2자기장 생성부(40)에서 발생하는 제2자기장의 크기를 증폭하기 위한 것이다.
예를 들어 코어(420)는 구형 또는 다면체의 자성체 물질일 수 있다. 또는, 코어(420)는 복수의 코일 블록(410)에 전류가 공급될 때, 코일 블록(410)의 각 면의 중앙 지점에서 발생하는 자기장이 동일한 크기로 발생할 수 있도록 그 형태 또는 위치가 조절될 수 있다.
코일 블록(410)을 이루는 복수의 코일 각각은 3차원 공간에 위치한 가상의 육면체 구조물을 둘러싸는 형태로 이루어 질 수 있다. 여기서 복수의 코일은 가상의 육면체 구조물을 x축 방향으로 둘러싸는 형태, y축 방향으로 둘러싸는 형태, 및 z축 방향으로 둘러싸는 형태일 수 있다.
여기서, 각 코일이 가상의 육면체 구조물을 둘러싸는 순서는 바뀔 수 있다. 예를 들어, x축 방향으로 둘러싸는 형태의 코일을 y축 방향으로 둘러싸는 형태의 코일이 포함하고, y축 방향으로 둘러싸는 형태의 코일을 z축 방향으로 둘러싸는 형태의 코일이 포함할 수 있다.
제2자기장 생성부(40)의 다른 예로서, 제2자기장 생성부(40)는 권선된 코일로만 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6b 내지 도 6d를 참조하면, 제2자기장 생성부(40)는 코어(420)를 별도로 구비하지 않고 코일이 원통형으로 권선된 코일 블록(430), 직육면체형으로 권선된 코일 블록(440), 사각형으로 권선된 코일 블록(450)만으로 형성될 수 있다.
도 7을 참고하면, 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)의 하부 유닛(40a)은 지지대(330)를 더 포함하고, 지지대(330)는 베드(10)의 하부에서 상하좌우로 이동 가능하다. 이를 통하여, 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)의 하부 유닛(40a)은 베드(10)의 하부에서 이동이 필요한 어느 부분으로도 이동할 수 있다. 이를 통해, 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)의 하부 유닛(40a)은 베드(10)의 모든 영역으로 이동이 가능하고, 자기장 유도 공간의 사각지대를 최소화하고 치료 범위를 극대화시킬 수 있다.
제어부(50)는 제1자기장 생성부(30) 및 상기 제2자기장 생성부(40)에 인가되는 전류를 조절하여 제1자기장 및 제2자기장의 세기를 제어하고, 제1자기장 생성부(30)의 제1코일군(310)과 제2코일군(320)의 위치를 제어한다.
또한, 제어부(50)는 마이크로 로봇(20)의 이동경로 및 위치를 검출하여 영상으로 디스플레이하는 영상 촬영부(510, 도 1 참조)를 더 포함한다. 여기서, 영상 촬영부(510)는 피검체 및 마이크로 로봇(20)에 방사선을 조사하여 촬영되는 영상을 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 영상 촬영부는 방사선 발생기와 디텍터를 포함한 링 형상의 O-ARM 방식의 영상 촬영부일 수 있다. 중앙부분이 중공 형상으로 형성되고, 중공 부분에 베드(10)가 위치함으로써, 베드(10)에 안착된 피검체에 동일한 거리로 방사선을 방출하여 3D 영상을 출력할 수 있다.
제어부(50)의 위치는 베드(10)의 상부의 일 지점에 있는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면으로 도시되지 않았으나, 제어부(50)는 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)에 흐르는 전류를 차단하는 비상정지버튼을 더 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 시술 도중에 위험상황이 발생될 경우 비상정지버튼을 이용하여 전력을 차단하고 응급상황을 빠르게 대처할 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 자기장을 이용한 치료 장치(1)는 제1자기장 생성부(30)와 상대적으로 고주파수를 갖는 제2자기장을 생성할 수 있는 제2자기장 생성부(40)를 구비하여 약물 전달 치료와 온열 치료를 한 기기에서 동시에 수행할 수 있다.
또한, 제1자기장 생성부(30)는 서로 다른 각도에서 자기장을 유도하는 각각의 코일군을 포함하여 구성되어, 자기장의 유도 범위 및 정밀성을 향상시킬 수 있다. 그리고 제2자기장 생성부(40)는 제1자기장 생성부(30)와 베드(10) 사이에 구비되어서 보다 정밀하게 마이크로 로봇(20)에 열을 발생시킬 수 있다.
또한, 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)는 베드(10)의 하부에 구비되어서 자기장 영역과 피검체와의 거리가 줄어들어 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)의 크기를 소형화하여 장치의 가격을 낮출 수 있고, 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1자기장 생성부(30) 및 제2자기장 생성부(40)는 지지대(330)를 구비하여 베드(10)의 모든 영역으로 이동이 가능하고, 자기장 유도 공간의 사각지대를 최소화하고 치료 범위를 극대화할 수 있다.
또한, 마이크로 로봇(20)의 이동경로 및 위치를 검출하여 영상으로 디스플레이하는 영상 촬영부를 포함함으로써 의사가 영상을 육안으로 확인하고, 시술의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 마이크로 로봇(20)은 복잡한 구조물의 제작 없이도 생체적합 및 생분해성 폴리머(230)가 분해 또는 용융되는 구성을 갖춤으로써 약물 전달 효율을 높이고 시술 시간을 줄일 수 있다.
또한, 마이크로 로봇(20)은 단순한 구성을 갖추고 있어 나노 크기로도 제작 가능하며, 체내에서 외부로 자연배출 될 수 있어 시술 중 인체 부작용을 줄일 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1 자기장을 이용한 치료 장치
10 베드
20 마이크로 로봇
210 약물
220 자성 입자
230 생체적합 및 생분해성 폴리머
30 제1자기장 생성부
310 제1코일군
310a 제1코일
320 제2코일군
320a 제2코일
330 지지대
40 제2자기장 생성부
40a 하부 유닛
40b 상부 유닛
410 코일 블록
420 코어
430 코일 블록
440 코일 블록
450 코일 블록
50 제어부
510 영상 촬영부

Claims (10)

  1. 피검체가 안착되는 베드;
    자성 입자와 생체적합 및 생분해성 폴리머로 구성되고, 약물을 수용하는 마이크로 로봇;
    상기 베드 하부에 구비되고, 상기 마이크로 로봇을 피검체의 체내에서 목표 지점까지 이동시키는 제1자기장을 인가하는 제1자기장 생성부;
    상기 베드와 상기 제1자기장 생성부 사이에 구비되고, 상기 피검체의 체내에서 상기 마이크로 로봇이 목표 지점에 도달하였을 때 상기 마이크로 로봇의 상기 자성 입자를 발열시키는 제2자기장을 인가하는 제2자기장 생성부; 및
    상기 제1자기장 생성부 및 상기 제2자기장 생성부에 인가되는 전류를 조절하여 자기장의 세기를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1자기장 생성부는, 복수의 코일을 포함하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1자기장 생성부는, 상기 복수의 코일의 중심축이 상기 제1자기장 생성부의 상부의 일 지점에서 교차하도록 상기 베드에 대해서 소정의 각도로 기울어져 구비되는 자기장을 이용한 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2자기장 생성부는, 육면체 형상을 갖고 서로 다른 방향으로 감긴 복수의 코일 블록과 상기 복수의 코일 블록의 안쪽에 위치한 자성체 물체의 코어를 포함하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2자기장 생성부는, 권선된 코일로 구성된 자기장을 이용한 치료 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2자기장 생성부는 상기 제1자기장 생성부에서 생성되는 제1자기장보다 높은 주파수를 갖는 제2자기장을 생성하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2자기장은 교류 자기장인 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1자기장 생성부 및 제2자기장 생성부는 지지대를 더 포함하고,
    상기 지지대는 상기 베드의 하부에서 상하좌우로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 마이크로 로봇의 이동경로 및 위치를 검출하여 영상으로 디스플레이하는 영상 촬영부를 더 포함하는 자기장을 이용한 치료 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영상 촬영부는, 상기 피검체 및 상기 마이크로 로봇에 방사선을 조사하여 촬영되는 영상을 디스플레이하는 자기장을 이용한 치료 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116019565A (zh) * 2022-10-28 2023-04-28 中国科学院深圳先进技术研究院 一种用于微型机器人的半开放式磁操控装置

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