KR20240047284A - 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석 장치 - Google Patents

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KR20240047284A
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최성현
정재학
전성중
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서울대학교병원
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Abstract

본 발명은 환자의 체내 결석으로 충격파를 조사하는 충격파 발생부; 호흡에 따른 결석의 이동 경로 내로 설정된 초점이 결석과 일치하는 호흡 주기 상의 시점으로 트리거 정보를 생성하는 트리거 정보 생성부; 및 상기 트리거 정보에 기초하여 상기 충격파 발생부의 충격파 조사 여부를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 호흡에 의해 발생하는 체내 결석의 위치 변화에 대응하여 충격파를 조사할 수 잇는 충격파 쇄석 장치에 관한 것이다.

Description

호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석 장치{EXTRACORPOREAL SHOCK WAVE LITHOTRIPSY WITH FUNCTION OF RESPRIATION TRIGGER}
본 발명은 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석 장치에 관한 것이다.
인체 외부에서 발생된 충격파를 인체 내의 결석이 위치한 부위에 집속시켜 결석을 분쇄하는 치료법을 체외 충격파 쇄석술이라 한다.
대부분의 체내 결석은 충격파 쇄석기의 X-RAY 장치 및 초음파 장치를 통해 위치가 확인될 수 있다. 초음파 장치를 이용하는 경우 체내 결석의 위치를 지속적으로 관찰하는 것이 가능하지만, X-RAY 장치를 이용하게 되면, 방사선 피폭량 때문에 결석의 지속적인 관찰이 어려운 문제가 있다.
한편, 초음파 장치를 이용하여 결석의 위치를 지속적으로 확인하는 것이 가능하다 하더라도, 환자는 지속적으로 호흡을 하기 때문에 결석의 위치는 환자의 호흡에 따라서 미소하게 변할 수 있는데, 상술한 바와 같은 호흡에 의한 결석의 미소 위치 변화는 충격파가 결석에 정확하게 조사되지 못하는 문제를 야기 한다.
상기와 같은 문제에 따르면, 결석이 없는 위치에 충격파가 조사됨으로써 신체 조직에 크고 작은 손상이 발생될 수 있다.
한국특허 제2124162호
본 발명은 환자의 호흡에 의해 발생하는 체내 결석의 위치 변화에 대응하여 충격파를 조사할 수 있는 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 환자의 체내 결석으로 충격파를 조사하는 충격파 발생부;
호흡에 따른 결석의 이동 경로 내로 설정된 초점이 결석과 일치하는 호흡 주기 상의 시점으로 트리거 정보를 생성하는 트리거 정보 생성부; 및
상기 트리거 정보에 기초하여 상기 충격파 발생부의 충격파 조사 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 충격파 쇄석 장치.
2. 위 1에 있어서, 시간에 따른 호흡량을 측정하여 호흡 주기를 얻는 호흡 감지부를 더 포함하는 충격파 쇄석 장치.
3. 위 1에 있어서, 호흡에 따른 결석의 이동 정도를 확인하는 영상부를 더 포함하는 충격파 쇄석 장치.
4. 위 1에 있어서, 상기 트리거 정보 생성부는 호흡 주기 상의 기준점을 설정하고, 호흡이 기준점에 도달하면 트리거 정보를 생성하는 충격파 쇄석 장치.
5. 위 1에 있어서, 상기 제어부는 상기 트리거 정보와 상기 초점과 결석과의 일치 여부가 확인되면 충격파 발생부가 작동하도록 하는 충격파 쇄석 장치.
6. 위 1에 있어서, 상기 제어부는 입력신호를 생성하는 입력 유닛, 상기 트리거 정보 생성부가 상기 트리거 정보를 생성하고 있는 상태에서 상기 입력 신호가 전달되는 경우 상기 트리거 정보를 저장하는 저장 유닛, 상기 저장 유닛에 저장된 상기 트리거 정보에 기초하여 상기 충격파 발생부를 구동함으로써 충격파를 발생시키는 컨트롤 유닛을 포함하는 충격파 쇄석 장치.
7. 위 1에 있어서, 상기 제어부는 환자의 호흡 주기가 평균 호흡 주기를 벗어나면 충격파 발생부의 작동을 중지시키는 충격파 쇄석 장치.
본 발명의 초음파 쇄석 장치는 환자의 호흡에 의해 발생하는 체내 결석의 위치 변화에 대응하여 충격파가 조사될 수 있다. 이에 따르면, 정확한 결석의 위치에 충격파를 조사할 수 있게 되어, 결석이 없는 위치에 충격파가 조사되는 것이 효과적으로 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파 쇄석 장치를 이용한 쇄석 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 얻은 호흡 주기 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 얻은 환자의 최대 호기 및 흡기 상태에서의 엑스레이 사진이다.
도 4 및 5는 각각 엑스레이 및 초음파 영상에서 초점(트리거 포인트)과 호흡 주기(호흡 주기에 따른 결석의 이동 경로)가 일치할 때 및 불일치할때의 초점을 표시한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 충격파 쇄석 장치에 관한 것이다.
본 발명의 충격파 쇄석 장치는 충격파 발생부, 트리거 정보 생성부 및 제어부를 포함한다.
충격파 발생부는 환자의 체내 결석으로 충격파를 조사하는 것으로서, 제어부와 전기적으로 연결된다.
충격파 발생부는 환자가 안착되는 베드 유닛, 충격파를 발생시켜 체내의 결석으로 조사하는 조사 유닛, 조사부를 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
트리거 정보 생성부는 트리거 정보를 생성한다.
트리거 정보란, 충격파 발생부가 환자의 호흡에 따라 변화되는 환자의 체내 결석의 위치에 맞추어 충격파를 발생시킬 수 있도록 환자의 호흡에 따라 변화되는 변수를 감지하기 위한 정보이다. 트리거 정보를 이용하여 충격파 발생부에서 충격파가 조사되는 시점을 제어하면, 환자의 호흡에 따라 변화된 결석의 위치에 충격파를 정확하게 조사할 수 있다.
트리거 정보 생성을 위해 호흡 주기를 고려한다. 호흡은 쉽게 모니터링이 가능하고, 호흡에 의해 결석이 이동하므로, 호흡이 안정되면 호흡 주기는 규칙성을 나타내며, 결석의 이동도 규칙성을 나타낸다. 이에, 본 발명의 충격파 쇄석 장치는 호흡 주기를 고려하여 트리거 정보를 생성함으로써, 호흡에 의해 결석이 이동하여 충격파가 부정확하게 조사되는 것을 줄일 수 있다.
트리거 정보 생성부는 호흡에 따른 결석의 이동 경로 내로 설정된 초점이 결석과 일치하는 호흡 주기 상의 시점으로 트리거 정보를 생성한다.
초점은 초음파, 엑스레이 등의 영상에서 확인되는 초점일 수 있다.
초점은 호흡에 따른 결석에 이동 경로 내로 설정된 것일 수 있다. 호흡에 따라 결석이 이동하므로, 호흡 주기와 결석의 이동 경로를 대응시킬 수 있고, 초점은 그 이동 경로 내라면 그 위치는 제한되지 않는다. 예를 들면 최대 흡기시의 결석이 존재하는 위치, 최대 호기시의 결석이 존재하는 위치, 또는 공기 유입량이 0인 시점에 결석이 존재하는 위치 등으로 설정될 수 있다.
트리거 정보 생성부는 호흡 주기 상의 기준점을 설정하고, 호흡이 기준점에 도달하면 트리거 정보를 생성하는 것일 수 있다. 기준점은 호흡 주기 상의 시점이라면 제한되지 않으며, 최대 흡기 시점, 최대 호기 시점, 공기 유입량이 0인 시점 등 다양하게 선택될 수 있다. 이후, 호흡이 기준점에 도달하면 트리거 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 충격파 쇄석 장치는 시간에 따른 호흡량을 측정하여 호흡 주기를 얻는 호흡 감지부를 포함할 수 있다.
호흡 감지부는 호흡 주기를 모니터링 할 수 있다. 이에 의해 호흡량 및 호흡 주기를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 충격파 쇄석 장치는 호흡에 따른 결석의 이동 정도를 확인하는 영상부를 포함할 수 있다.
영상부는 초음파, 엑스레이 등의 공지된 영상 유닛을 사용하는 것일 수 있다.
영상부에서 충격파 발생부의 초점도 확인될 수 있다. 필요에 따라, 영상부는 초점과 결석이 일치하는 경우에 초점의 색상이 변하도록 표시될 수 있다.
제어부는 트리거 정보에 기초하여 충격파 발생부의 충격파 조사 여부를 제어하는 것으로서, 충격파 발생부에 전기적으로 연결된다.
이러한 제어부에 따르면, 감지부에서 생성된 트리거 정보를 이용하여 충격파 발생부에서 충격파가 조사되는 시점이 제어됨으로써, 환자의 호흡에 따라 변화된 결석의 위치에 충격파를 정확하게 조사할 수 있다.
제어부는 상기 트리거 정보와 상기 초점과 결석과의 일치 여부가 확인되면 충격파 발생부가 작동하도록 하는 것일 수 있다.
제어부는 보다 상세하게, 입력 유닛, 저장 유닛 및 컨트롤 유닛을 포함할 수 있다.
입력 유닛은 입력신호를 생성하는 것으로서, 저장 유닛에 전기적으로 연결된다. 이러한 입력 유닛은 작업자가 버튼을 누르는 것으로서, 입력 신호를 생성한다.
저장 유닛은 트리거 정보 생성부가 상기 트리거 정보를 생성하고 있는 상태에서 상기 입력 신호가 전달되는 경우 상기 트리거 정보를 저장하는 것으로서, 이는 입력 유닛에 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 초점과 환자의 체내 결석의 위치가 일치되는 시점에서 작업자가 입력 버튼을 누르면, 그 시점에서의 트리거 정보, 그리고 호흡 정보가 저장될 수 있다. 구체적인 예를 들자면, 환자의 호흡 정보를 획득하여, 호흡 주기의 평균과 표준 편차를 얻고, 기준점을 설정하여, 다음 호흡이 기준점에 도달한 경우에(예를 들어, 이전 기준점으로부터 한 호흡 주기의 평균 시간 ± 표준편차인 경우) 트리거 정보가 설정될 수 있다.
제어부는 환자의 호흡 주기가 평균 호흡 주기를 벗어나면 충격파 발생부의 작동을 중지시키도록 제어할 수 있다.
환자의 호흡 주기가 불규칙해져 평균 호흡 주기를 벗어나면 결석의 이동 또한 불규칙해진다. 이에, 제어부는 그러한 경우에 충격파 발생부의 작동을 중지시키시도록 제어할 수 있다. 작동 중지 이후에 환자의 호흡을 계속 모니터링하여 호흡이 안정되어 다시 평균 호흡 주기에 도달하면 충격파 발생부의 작동을 재개할 수 있다.
또한, 본 발명의 결석의 쇄석 방법에 관한 것이다.
본 발명의 결석 쇄석 방법은 환자의 호흡에 따른 결석의 이동 경로 내로 충격파 쇄석 장치의 초점이 위치하도록 위치한 환자에서 초점이 결석과 일치하는 호흡 주기 상의 시점으로 트리거 정보를 생성하여, 트리거 정보의 기초하여 충격파 조사 여부를 제어하여 결석을 쇄석한다.
본 발명의 방법에서 환자의 호흡은 결석의 쇄석 전부터 쇄석 종료시까지 측정될 수 있다.
본 발명의 방법에서 트리거 정보 설정, 초점과 트리거 정보의 일치 여부의 확인, 호흡이 흐트러진 경우에 초점 재설정 등의 도중에 결석 영상이 촬영될 수 있다. 이는 엑스레이, 초음파 등으로 수행될 수 있다.
초점은 호흡에 따른 결석에 이동 경로 내로 설정된 것일 수 있다. 호흡에 따라 결석이 이동하므로, 호흡 주기와 결석의 이동 경로를 대응시킬 수 있고, 초점은 그 이동 경로 내라면 그 위치는 제한되지 않는다. 예를 들면 최대 흡기시의 결석이 존재하는 위치, 최대 호기시의 결석이 존재하는 위치, 또는 공기 유입량이 0인 시점에 결석이 존재하는 위치 등으로 설정될 수 있다.
트리거 정보는 호흡 주기 상의 기준점을 설정하고, 호흡이 기준점에 도달하면 생성될 수 있다. 기준점은 호흡 주기 상의 시점이라면 제한되지 않으며, 최대 흡기 시점, 최대 호기 시점, 공기 유입량이 0인 시점 등 다양하게 선택될 수 있다. 이후, 호흡이 기준점에 도달하면 트리거 정보가 생성될 수 있다.
트리거 정보에 기초하여 충격파 조사 여부가 제어되는 것으로, 예를 들어, 상기 트리거 정보와 상기 초점과 결석과의 일치 여부가 확인되면 충격파 발생부가 작동하여 충격파가 조사될 수 있다.
예를 들어, 초점과 환자의 체내 결석의 위치가 일치되는 시점에서 작업자가 입력 버튼을 누르면, 트리거 정보, 호흡 정보가 저장될 수 있다. 구체적인 예를 들자면, 환자의 호흡 정보를 획득하여, 호흡 주기의 평균과 표준 편차를 얻고, 기준점을 설정하여, 다음 호흡이 기준점에 도달한 경우에(예를 들어, 이전 기준점으로부터 한 호흡 주기의 평균 시간 ± 표준편차인 경우) 트리거 정보가 설정될 수 있다.
본 발명의 방법에서 환자의 호흡 주기가 평균 호흡 주기를 벗어나면 충격파 발생부의 작동이 중지될 수 있다. 작동 중지 이후에 환자의 호흡을 계속 모니터링하여 호흡이 안정되어 다시 평균 호흡 주기에 도달하면 충격파 조사가 재개될 수 있다.
실시예
이하 도 1의 공정도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파 쇄석 장치를 활용한 결석 쇄석 방법을 설명한다.
<측정 파라미터: 특정 호흡 시(최대흡기 시) 콩팥과 결석의 위치>
1. 호흡 감지부로 환자의 호흡을 감지하여, 공기 유입량이 0이 되는 지점을 기준점으로 잡는다(도 2). 그래프의 Y축은 공기의 유량(L), X축은 시간(s)이 된다.
2. 환자는 쇄석 전 쇄석 침대에 누워 안정적인 상태의 호흡을 측정하기 위해 환자는 호흡의 안정이 되도록 크게 호흡을 들이쉬었다 내쉰다(최대 1분).
3. 최대 들숨/날숨에서의 결석의 위치를 X-ray로 파악하여 결석의 최대 이동거리의 범위를 설정한다.
4. 도 1에서 흡기 포인트는 계속해서 파란 점으로 찍힌다. 흡기 포인트(읽어온 센서 값)를 측정하는 이유는 호흡 주기를 파악하기 위함이다. 흡기포인트의 Y의 값은 계속해서 0임으로 X의 값을 확인한다.
5. 흡기 포인트(읽어온 센서 값)를 일정 횟수 (약 10회) 이상 획득하게 되고, 호흡 주기의 평균과 표준편차를 얻는다.
6. X-ray를 통해 결석의 위치를 확인하고 화면을 정지시킨다.
7. 화면상 보이는 환자의 결석의 양 옆의 끝과 위 아래의 끝을 지정하여 결석의 초점(녹색)을 잡는다(도 3).
8. 호흡 시, X-ray를 통해 결석이 반복적으로 움직이는 최대(흡기)에 초점이 일치하도록 환자를 위치한다(결석이 아래로 내려가있는 상태). C-arm을 좌우 15°정도 움직여 초점이 맞는지 확인한다.
* X-ray에서의 초점은 호흡그래프의 흡기포인트와 동일하다.
9. 호흡 그래프의 흡기 포인트가 X-ray 상의 최대 흡기상태와 일치하는지 확인한다.
10. 흡기 포인트(읽어온 센서 값)의 평균 값(호흡 주기의 평균 값)에 대해 다음 흡기 포인트(기준점)이 이전 기준점 대비 평균 ± 표준편차 이내의 차이이면 세트 버튼을 입력하여 트리거 정보를 설정한다.
11. 측정된 호흡주기를 활용하여 평균적으로 환자의 호흡주기가 일정시간보다 빨라지거나 느려질 경우, 이벤트가 발생되었다고 판단, 쇄석의 강도는 자동적으로 한 단계 낮아진 상태에서 쇄석이 진행된다.
12. 결석이 초점과 일치하면 영상을 클릭하여 호흡 시의 센서 값을 읽어 온다(호흡 주기 상의 시점).
13. X-ray 혹은 초음파 관찰 시, 결석의 이동거리가 일정 거리(mm)내로 움직이면 진행, 그렇지 않으면 다시 안정을 취한다.
14. 쇄석 장비의 Generator(충격파가 나가는 부분)에 초음파 측정과 충격파가 잘 전달되도록, 젤을 바른다.
15. 환자에게 쇄석 시작을 알린 후, 약하게 충격을 주며 시작한다. (호흡 측정은 쇄석이 끝날 때까지 계속 진행)
16. 쇄석을 시작하고 1분 동안, 호흡 규칙성을 평가하기 위해 호흡 주기를 측정한다.
# 호흡이 불안정한 경우, 쇄석기기는 충격을 자동적으로 중단이 된다. 1분 동안 안정을 취한 뒤, 쇄석기기는 다시 충격파를 전달한다.
# 호흡이 안정한 경우, 쇄석을 그대로 진행한다.
17. Shock 발생 시 500번 당 (횟수는 변경될 수 있다) Step-wise로 점차 강도를 증가시킨다.
# 환자가 고통을 느낄 시, 강도를 전 단계로 진행한다.
# 총 shock수는 최대 3,000번까지 진행될 수 있다. (이때, 명중률이 높은 경우 더 낮은 횟수에서 결석이 분쇄되어 시술 종료가 가능하다)
18. Shock 500번 당 C-arm을 통해 X-ray 확인을 한다.
# 결석이 분쇄되어 있을 경우 쇄석을 중단한다. (500번 마다 영상을 평가하여 결석 분쇄 확인 시 시술을 종료한다)
19. 만일 환자가 말을 하거나 아프다고 움직이는 등의 행동으로 초음파로 잡아 두었던 결석 초점이 빗나가게 되고 호흡이 흐트러지게 되면(평균 호흡주기와 다를 경우), 쇄석기기는 충격파를 잠시 멈추게 되며, 쇄석담당자는 초음파 초점을 환자의 이동이나 쇄석침대의 이동으로 다시 결석에 맞춘다.
20. 호흡측정에서 다시 호흡의 규칙성을 띄게 된다면 쇄석기기는 일시정지 1분이 지나면 풀리고 다시 충격파가 가해지게 된다.
21. 이때, 호흡을 깊이 들이마시면 콩팥이 맨 밑으로 내려갈 때 충격파가 결석의 위치를 다시 파악해서 쇄석을 시작한다.
22. 트리거 포인트가 지정한 딜레이 타임 내에 연속적으로 들어오면 데이터를 무시하도록 설정한다. 즉, 호흡 주기가 평균 ± 표준 편차의 범위 내를 연속적으로 만족하는 것이 확인되면, 호흡 주기가 회복된 것으로 판단하고, 계속 쇄석을 진행한다.
23. 시술 중간 수 분 마다 결석, 초점 및 트리거 포인트가 잘 매칭되는지 확인한다. 이는 X-ray를 이용하여 계속해서 확인할 경우, 방사선에 과다 노출될 수 있음으로, 호흡과 초음파를 이용하여 확인한다.
24. 트리거 포인트 설정 후, 초점이 틀어진 정도를 확인할 수 있도록 센서값(그래프에서의 흡기포인트:0)이 트리거 포인트와 일치하면 초점 색상 변경(녹색 → 적색)(도 4, 5)
25. 초점 색상 변경 시 결석이 위치하지 않으면 베드를 이동하여 보정(X-ray, 초음파)

Claims (7)

  1. 환자의 체내 결석으로 충격파를 조사하는 충격파 발생부;
    호흡에 따른 결석의 이동 경로 내로 설정된 초점이 결석과 일치하는 호흡 주기 상의 시점으로 트리거 정보를 생성하는 트리거 정보 생성부; 및
    상기 트리거 정보에 기초하여 상기 충격파 발생부의 충격파 조사 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 충격파 쇄석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 시간에 따른 호흡량을 측정하여 호흡 주기를 얻는 호흡 감지부를 더 포함하는 충격파 쇄석 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 호흡에 따른 결석의 이동 정도를 확인하는 영상부를 더 포함하는 충격파 쇄석 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 트리거 정보 생성부는 호흡 주기 상의 기준점을 설정하고, 호흡이 기준점에 도달하면 트리거 정보를 생성하는 충격파 쇄석 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 상기 트리거 정보와 상기 초점과 결석과의 일치 여부가 확인되면 충격파 발생부가 작동하도록 하는 충격파 쇄석 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 입력신호를 생성하는 입력 유닛, 상기 트리거 정보 생성부가 상기 트리거 정보를 생성하고 있는 상태에서 상기 입력 신호가 전달되는 경우 상기 트리거 정보를 저장하는 저장 유닛, 상기 저장 유닛에 저장된 상기 트리거 정보에 기초하여 상기 충격파 발생부를 구동함으로써 충격파를 발생시키는 컨트롤 유닛을 포함하는 충격파 쇄석 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 환자의 호흡 주기가 평균 호흡 주기를 벗어나면 충격파 발생부의 작동을 중지시키는 충격파 쇄석 장치.
KR1020220185003A 2022-10-04 2022-12-26 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석 장치 KR20240047284A (ko)

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KR102124162B1 (ko) 2019-10-17 2020-06-17 주식회사 에이치엔티메디칼 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석장치

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KR102124162B1 (ko) 2019-10-17 2020-06-17 주식회사 에이치엔티메디칼 호흡 트리거 기능이 적용된 충격파 쇄석장치

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