KR20240078091A - 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 초음파 가이드 침 및 주사 시술을 훈련하되, 자기장을 활용하여 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등을 디스플레이부에 표시할 수 있도록 함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 훈련의 정확한 훈련 수행, 훈련 시간 단축, 훈련 효과 극대화가 가능한 초음파 가이드 한방 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치는 연습용 니들, 자기 센서가 장착된 니들 네비게이션 프로브, 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지를 디스플레이 할 수 있도록 마련되는 디스플레이부, 사용자가 니들 시술을 수행할 수 있도록 상기 연습용 니들이 침습할 수 있는 재질로 이루어지는 연습용 팬텀 및 상기 디스플레이부에서 표시될 이미지를 저장하고, 사용자에 의해 선택된 이미지가 상기 디스플레이부에 표시되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 사용자가 실제 초음파 기기 및 신체를 이용한 니들 시술을 수행하는 것과 동일한 환경 조성을 위하여 상기 사용자가 상기 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 상기 연습용 니들을 상기 연습용 팬텀에 자입(니들을 찌름)할 수 있도록 상기 연습용 팬텀에 상기 니들 네이게이션 프로브를 접촉시키는 경우 상기 디스플레이부에 상기 사용자가 선택한 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지가 디스플레이 되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.{Ultrasonography simulation training device}

본 발명은 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 초음파 가이드 침 및 주사 시술을 훈련하되, 자기장을 활용하여 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등을 디스플레이부에 표시할 수 있도록 함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 훈련의 정확한 훈련 수행, 훈련 시간 단축, 훈련 효과 극대화가 가능한 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관한 것이다.

영상 진단을 위한 초음파 장치는 인체 내 대상 부위를 향해 초음파를 발생시키고, 체내에서 반사된 초음파 신호를 수신함으로써 체내 조직 내에 병변이나 혈류에 대한 정보를 무침습으로 영상화하여 확인할 수 있는 장치이다.

이러한 초음파 장치는 X-선, CT, MRI, PET 등의 다른 영상 진단 장치에 비해 실시간으로 진단이 가능하고, 소형이며, 저렴할 뿐만 아니라 방사능 피복이 없는 안전성이 높은 장점이 있다.

그에 따라, 이러한 초음파 장치는 산부인과, 영상의학과, 심장내과, 정형외과, 마취통증과, 중환자실 등 다양한 분야에서 진단을 위해 널리 이용되고 있다.

이렇나 초음파 장치는 진단용 뿐만 아니라 방사능 피복에 대한 안전성, 실시간으로 영상을 확인할 수 있는 장점 등으로 인해 시술 보조용으로도 널리 사용되고 있는데, 각중 중재 시술시 인체 내 조직의 영상을 확인하면서 중재 시술을 수행할 수 있기 때문에 중재 시술의 안전성을 담보하고 극대화할 수 있다는 점에 있어서 줄곧 시술 가이드 목적의 초음파 활용에 대한 요구는 꾸준히 있어 왔고, 그러한 요구에 발맞추어 초음파 장치를 이용한 초음파 가이드 시술 기술이 발전되어 왔다.

이러한 초음파 가이드 시술은 조직 검사를 위한 조직 채취, 위험 부위를 피한 안전한 주사, 필요시 혈관에 직접 주사 바늘이나 카테터 삽입 시술 등에 많이 활용되고 있다.

한편, 의학 분야를 크게 나누면 한의학과 양의학으로 나눌 수 있는데, 그 중 한국 및 아시아 지역에서 한의학은 전통 의학으로서 수백년 동안 정교한 치료 기전에 의해 여러 질병을 다스리고 치료하는데 그 효과가 충분히 입증된 분야로 인식되고 있다.

이러한 한의학은 최근 대체 의학 내지는 미래 의학으로 발전시키고자 여러 과학적 기법들이 동원되어 그 치료 효과를 입증하고 있으며, 이를 표준화, 과학화하는 쪽으로 많은 노력이 기울여지고 있다.

특히 한의학의 대표 치료법인 침술은 인체의 모든 부위에 적용할 수 있으며, 정확한 침술에 따른 치료 효과를 현대 의학의 기법으로 검증하는 수 많은 시도가 진행되고 있어, 갈수록 치료 방법으로서의 표준화 및 과학화가 절실하다.

이러한 침술은 지금까지는 전통 의학에 따른 혈자리를 위주로 블라인드(Blind) 시술, 즉 신체 내부를 보지 않은 채 시행되었다면 최근에는 관련 기술의 발전으로 인해 초음파를 통해 시술 부위를 영상으로 보면서 침과 바늘을 시술하는 것이 가능해지고 있다.

이에 한의과 대학에서 초음파 관련 교육이 개시되고 많은 한의사들이 초음파 관련 영상 판독 방법을 별도로 배우고 있지만, 실제 환자를 대상으로 시험삼아 신체를 침이나 바늘을 찔러 볼 수는 없기 때문에 원하는 부위에 침이나 바늘을 찔러가면서 술기를 연습할 수 없다는 한계는 분명히 있어 왔다.

따라서, 이러한 한계를 극복할 필요성이 있으며, 한편 최근에는 일반 병원에서도 침 시술과 비슷하게 침이나 바늘과 같은 니들 침습에 의한 시술들이 늘어남에 따라 이러한 시술을 초음파로 가이드하여 수행하고자 하는 의사들의 교육용으로서의 트레이닝 수단 또한 절실히 필요한 시점이다.

따라서, 이러한 초음파 가이드 시술을 훈련할 수 있는 훈련 수단에 대한 기술들이 논의되고 있다.

한국 등록특허 제10-2245665호(발명의 명칭:이미지 가이드 시술 시스템) 한국 등록특허 제10-1657285호(발명의 명칭:초음파 치료 시뮬레이션 시스템)

본 발명은 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 초음파 가이드 침 및 주사 시술을 훈련하되, 자기장을 활용하여 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등을 디스플레이부에 표시할 수 있도록 함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 훈련의 정확한 훈련 수행, 훈련 시간 단축, 훈련 효과 극대화가 가능한 초음파 가이드 한방 및 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 및 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치는 연습용 니들, 자기 센서가 장착된 니들 네비게이션 프로브, 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지를 디스플레이 할 수 있도록 마련되는 디스플레이부, 사용자가 니들 시술을 수행할 수 있도록 상기 연습용 니들이 침습할 수 있는 재질로 이루어지는 연습용 팬텀 및 상기 디스플레이부에서 표시될 이미지를 저장하고, 사용자에 의해 선택된 이미지가 상기 디스플레이부에 표시되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 사용자가 실제 초음파 기기 및 신체를 이용한 니들 시술을 수행하는 것과 동일한 환경 조성을 위하여 상기 사용자가 상기 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 상기 연습용 니들을 상기 연습용 팬텀에 자입(니들을 찌름)할 수 있도록 상기 연습용 팬텀에 상기 니들 네이게이션 프로브를 접촉시키는 경우 상기 디스플레이부에 상기 사용자가 선택한 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지가 디스플레이 되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 연습용 니들을 자화(magnetized)시키거나 또는 상기 자화(magnetized)를 해제하도록 제어하며, 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치 또는 형태를 실시간으로 상기 디스플레이부에 표시할 수 있다.

또한, 상기 제어부에는 상기 사용자가 상기 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 상기 연습용 니들을 상기 연습용 팬텀에 자입(니들을 찌름)할 때 선택된 초음파 이미지와 매칭되는 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에 대한 정보에 대한 정보가 저장되며, 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화(magnetisation)시키는 경우, 상기 제어부는 상기 디스플레이부에 표시되는 초음파 이미지 상에 상기 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치가 표시되도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치를 실시간으로 감시하며, 상기 제어부는 상기 연습용 니들의 자입 위치 또는 자입 각도 또는 자입한 후 상기 연습용 팬텀 내에서의 상기 연습용 니들의 단부의 위치가 상기 최적 자입 위치 또는 최적 자입 각도 또는 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에서 벗어나는 경우 알람을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치를 실시간으로 감시하며, 상기 제어부는 상기 실시간으로 감지되는 연습용 니들의 단부 위치 및 니들의 중심선의 각도를 분석하여 상기 연습용 니들의 실시간 상태에서의 전진시의 예상 경로를 가상선으로 상기 디스플레이부에 표시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 제공함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술의 훈련이 가능하다.

또한, 자기장을 활용하여 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등을 디스플레이부에 표시할 수 있도록 함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 훈련의 정확한 훈련 수행, 훈련 시간 단축, 숙련도 평가 및 훈련 효과 극대화가 가능하다.

또한, 제어부가 연습용 니들의 자화 및 그에 따른 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등의 디스플레이부 표시를 필요에 따라 ON 또는 OFF 시킬 수 있도록 함으로써 사용자가 어느 정도 이상의 숙련도가 달성된 경우 상기 자화를 해제시킨 후 훈련을 수행할 수 있어 최초 훈련을 시작하는 사용자부터 숙련이 어느 정도 진행된 상태의 사용자까지 모든 범위의 훈련 대상자를 대상으로 훈련이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치를 사용하지 않을 때의 시술을 수행하는 모습을 설명한 도.
도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치를 사용하여 시술을 훈련하는 모습을 설명한 도.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 구성, 효과 및 바람직한 실시예에 대하여 도 1 내지 도 3c를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전술한 바와 같이 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 초음파 가이드 침 및 주사 시술을 훈련할 수 있도록 한 초음파 가이드 한방 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치는 연습용 니들(100), 니들 네비게이션 프로브(200), 디스플레이부(300), 연습용 팬텀(400) 및 제어부(도시되지 않음)를 포함한다.

연습용 니들(100)은 한의학에서 사용되는 침 또는 바늘과 비슷한 형상을 가지며, 사용자가 침 또는 바늘을 가지고 시술을 행하는 연습을 할 수 있도록 실제 침 또는 바늘과 유사한 느낌이 들도록 형성된다.

이러한 연습용 니들(100)은 일측은 사용자가 손가락으로 잡을 수 있도록 어느정도 두께를 가지고 있으며, 타측은 연습용 팬텀(400)을 찔러서 자입(침을 찌름)할 수 있도록 실제 침의 단부와 유사하게 뾰족하게 형성된다.

연습용 니들(100)은 자화(magnetized)가 가능하도록 마련되며, 제어부와 전기적으로 연결되거나 또는 통신이 가능하도록 연결되고, 일측에 배터리가 내장되거나 또는 외부 전원과 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 연습용 니들(100)의 자화(magnetized) 및 상기 자화(magnetized)의 해제는 후술할 제어부에 의해 조절되며, 이에 대해서는 후술한다.

니들 네비게이션 프로브(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실제 초음파 프로브와 유사한 형태를 가지며, 다만 실제로 초음파를 발생시키거나 수신하지 않고 다만 내부에 자기 센서가 장착된다.

니들 네비게이션 프로브(200)의 자기 센서는 자기장을 발생시키며, 따라서 연습용 니들(100)의 현재 상태를 감지 및 파악할 수 있다.

이를 좀 더 자세히 설명하면, 자기 센서는 주변에 자기장을 발생시키고, 연습용 니들(100)이 자화된 경우 전자기장의 원리에 따라 발생된 자기장에 영향을 주게 된다.

후술할 제어부는 이러한 자기장의 변화를 연산하여 연습용 니들(100)의 현재 위치와 방향을 실시간으로 감지하고, 필요에 따라 또는 선택에 따라 또는 설정에 따라 디스플레이부(300)의 화면 상에 이미지를 형성하여 표시할 수도 있게 된다.

여기서, 원래의 초음파 프로브였다면 신체 내부의 모습만을 보여주게 되지만, 본 발명에 따른 니들 네비게이션 프로브(200)는 자기 센서로 자기장을 발생시키고 이러한 자기장의 변화를 감지하기 때문에, 연습용 니들(100)이 연습용 팬텀(400)의 내부로 진입하지 않더라도 자침(침을 찌름)하기 전에 연습용 니들(100)의 현재 위치, 단부의 위치, 연습용 니들의 단부가 향하는 방향을 미리 제어부가 알 수 있도록 한다.

그리고, 그러한 정보들을 후술할 최적 자입 위치 및 각도 들과 함께 디스플레이부에 표시할 수 있고 이를 보면서 시술 훈련을 수행함으로써 최초로 시술을 훈련 또는 연습하기 시작하는 사용자도 초기 실수를 최소할 수 있을 뿐만 아니라, 빠른 속도로 시술의 숙련도를 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

또한, 당연하게도 연습용 니들(100)이 연습용 팬텀(400) 내부로 진입한 경우에도 연습용 니들(100)이 자화된 상태라면 연습용 니들(100)의 현재 위치, 단부의 위치, 연습용 니들의 단부가 향하는 방향을 제어부가 알 수 있으며, 이를 디스플레이부(300)에 표시된 초음파 이미지에 덧붙여 이를 디스플레이부(300) 상에 표시될 수 있도록 함으로써 시술의 숙련도를 향상시킬 수 있음은 당연하다.

또한, 우선은 연습용 니들(100)을 자화시키지 않은 상태에서 디스플레이부(300)의 화면 상의 초음파 이미지만을 보고 자침을 수행한 후, 나중에 연습용 니들(100)을 자화시켜 자침 수행 종료 후의 연습용 니들(100)의 단부의 최종 위치 등을 확인함으로써 현재 어느정도 숙련도가 올라왔는지를 정확하게 확인하고, 점검하는 용도로 사용할 수 있음 또한 당연하다.

디스플레이부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 모니터 형태로 이루어질 수 있으며, 실제 상황에서 초음파 영상을 보여주는 디스플레이 장치와 유사한 화상도 및 화면을 가질 수 있다.

이러한 디스플레이부(300)는 제어부에 의해 표시될 화면이 조절되며, 제어부의 제어에 의해 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지 등을 화면 상에 디스플레이한다.

추가적으로, 전술한 바와 같이 자침 훈련을 위하여 제어부가 연습용 니들(100)의 위치, 방향 등에 대해 표시하도록 제어하는 경우, 이를 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지 화면에 더하여 표시할 수도 있다.

제어부는 전술한 모든 구성(연습용 니들(100), 니들 네비게이션 프로브(200), 디스플레이부(300))을 조절하고, 관리하며 제어하는 역할을 한다.

제어부는 도 1에 별도로 도시되지는 않았으나, 디스플레이부(300) 또는 니들 네비게이션 프로브(200) 측에 장착되는 칩의 형태로 구현될 수 있으며 또는 컴퓨터 상에서 구현될 수 있는 프로그램 또는 소프트웨어의 형태로 존재하여, 디스플레이부(300) 또는 니들 네이게이션 프로브(200) 측에 소프트웨어의 형태로 탑재될 수도 있다.

제어부는 연습용 니들(100)을 자화(magnetized) 시키거나 또는 이미 자화된 상태를 해제하도록 상기 연습용 니들(100)을 제어할 수 있다.

또한, 니들 네비게이션 프로브의 자기센서를 이용하여, 자기장의 변화를 감지하고 연산함으로써 연습용 니들(100)이 자화된 경우 상기 연습용 니들(100)의 현재 위치, 방향, 모습, 예상 전진 경로 등을 모니터링 할 수 있다.

또한, 디스플레이부(300)에 표시될 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지, 정상 상태 부위의 초음파 이미지, 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지 등을 저장하고 관리할 수 있으며, 디스플레이부(300)에 어떠한 초음파 이미지를 표시할 것인지 제어할 수 있다.

다시말해, 사용자가 실제 초음파 기기 및 신체를 이용한 니들 시술을 수행하는 것과 동일한 환경 조성을 위하여 사용자가 디스플레이부(300)에 표시된 초음파 이미지를 보면서 연습용 니들(100)을 연습용 팬텀(400)에 자입(니들을 찌름)할 수 있도록 연습용 팬텀(400)에 니들 네비게이션 프로브(200)를 접촉시키는 경우 디스플레이부(300)에 사용자가 선택한 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지를 디스플레이하도록 제어하는 것이다.

여기서, 상기 디스플레이부(300)에 표시할 초음파 이미지는 사용자에 의해 선택될 수 있음은 당연하다.

또한, 연습용 니들(100)을 자화시킨 상태에서 연습용 니들(100)이 니들 네비게이션 프로브(200)의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 제어부는 니들 네비게이션 프로브(200)의 자기 센서가 감지한 연습용 니들의 위치 또는 형태를 실시간으로 연산하여 디스플레이부(300)에 표시하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부에는 사용자가 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 연습용 니들(100)을 연습용 팬텀(400)에 자입(니들을 찌름)할 때 선택된 초음파 이미지와 매칭되는 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에 대한 정보에 대한 정보가 저장될 수 있다.

여기서, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 연습용 니들(100)을 자화(magnetisation)시키는 경우, 이러한 저장된 정보를 바탕으로 제어부는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(300)에 표시되는 초음파 이미지 상에 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치가 표시되도록 디스플레이부(300)를 제어할 수 있다.

따라서, 이러한 초음파 이미지 상에 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치가 표시되지 않는 종래의 트레이닝 장치 또는 임상 훈련에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 숙련되지 않은 사용자가 시술을 수행하거나 연습할 때 여러 번의 자침을 수행하게 되고, 그에 따라 여러가지 문제가 발생되었다.

또한, 종래의 트레이닝 장치에서는 시술이 제대로 되고 있는지에 대한 확인이 어렵고, 훈련을 체계적으로 수행하기 어렵다는 점에 있어서 본 발명의 디스플레이부(300)에 표시되는 초음파 이미지 상에 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치가 표시된다는 점은 매우 우수한 효과로 볼 수 있다.

또한, 제어부는 제어부가 연습용 니들(100)을 자화시킨 상태에서 연습용 니들(100)이 니들 네비게이션 프로브(200)의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 니들 네비게이션 프로브(200)의 자기 센서가 감지한 연습용 니들(100)의 위치를 실시간으로 감시하며, 제어부는 연습용 니들(100)의 자입 위치 또는 자입 각도 또는 자입한 후 연습용 팬텀(400) 내에서의 연습용 니들(100)의 단부의 위치가 기 저장되어 디스플레이부(300)의 화면 상에 표시된 최적 자입 위치 또는 최적 자입 각도 또는 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에서 벗어나는 경우 알람을 발생시킬 수 있다.

또한, 제어부는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 실시간으로 감지되는 연습용 니들의 단부 위치 및 니들의 중심선의 각도를 분석하여 연습용 니들(100)의 실시간 상태에서의 전진시의 예상 경로를 가상선으로 디스플레이부(300)에 표시할 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같이, 어느 정도 숙련되지 않은 거의 최초로 훈련을 수행하는 사용자라 할지라도 연습용 니들(100)이 연습용 팬텀(400)의 내부로 진입하지 않더라도 자침(침을 찌름)하기 전에 연습용 니들(100)의 현재 위치, 단부의 위치, 연습용 니들의 단부가 향하는 방향을 미리 알게 됨으로써 훈련을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 제어부가 후술할 최적 자입 위치 및 각도 들과 함께 디스플레이부에 표시할 수 있고 이를 보면서 사용자가 시술 훈련을 수행함으로써 빠른 속도로 시술의 숙련도를 향상시킬 수 있음은 당연하다.

또한, 당연하게도 연습용 니들(100)이 연습용 팬텀(400) 내부로 진입한 경우에도 연습용 니들(100)이 자화된 상태라면 연습용 니들(100)의 현재 위치, 단부의 위치, 연습용 니들의 단부가 향하는 방향을 제어부가 알 수 있으며, 이를 디스플레이부(300)에 표시된 초음파 이미지에 덧붙여 이를 디스플레이부(300) 상에 표시될 수 있도록 함으로써 시술의 숙련도를 향상시킬 수 있음 또한 당연하다.

또한, 우선은 연습용 니들(100)을 자화시키지 않은 상태에서 디스플레이부(300)의 화면 상의 초음파 이미지만을 보고 자침을 수행한 후, 나중에 연습용 니들(100)을 자화시켜 자침 수행 종료 후의 연습용 니들(100)의 단부의 최종 위치 등을 확인함으로써 현재 어느정도 숙련도가 올라왔는지를 정확하게 확인하고, 점검하는 용도로 사용할 수 있음 또한 당연하다.

참고로 여기서, 상기 각 초음파 이미지에 매칭 또는 대응되는 최적의 자입 위치, 최적 자입 각도, 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치 등에 대한 정보는 의학 논문 또는 초음파 전문가 또는 종래 임상 결과에 따라 도출된 임상 데이터베이스에서부터 획득할 수 있으며, 이러한 의학 정보에 관한 데이터베이스에 접속하거나 또는 별도의 경로를 통해 다운로드받아 관리할 수도 있다.

이러한 획득 경로는 다양할 수 있으며, 특정 획득 경로로 한정되지 않고 초음파 이미지 기반의 치료 정보라면 경로 제한없이 획득하여 활용될 수 있다.

한편, 제어부는 전술한 바와 같이, 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지, 정상 상태 부위의 초음파 이미지, 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지를 저장하고 디스플레이부(300)의 화면상에 표시하도록 할 수 있으며, 사용자는 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지와 상기 병견 소견이 있는 부위의 정상 상태 부위의 초음파 이미지를 번갈아가며 관찰하거나 또는 화면 분할하여 동시에 관찰함으로써 초음파 영상에 대한 이해 및 판독 능력을 향상시킬 수도 있다.

한편, 일부 사용자에 있어서 초음파 이미지를 활용하여 시술을 수행하는 것을 거의 최초로 수행하는 경우 초음파 영상의 원리와 브로프와 바늘 위치에 따른 초음파 영상과의 역할 관계에 대해 이해하고 술기를 진행하는 데 어려움이 따를 수 있다.

이러한 경우에, 사용자는 연습용 니들(100)을 자화시킨 상태에서, 연습용 팬텀(400)에 니들 네비게이션 프로브(200)를 접촉시키지 않고 상기 니들 네비게이션 프로브(200)를 허공에 든 후 연습용 니들(100)을 니들 네비게이션 프로브(200) 대비 360도 전방위로 움직여보면서 디스플레이부(300)의 화면상에 니들이 어떻게 표현되는지를 훈련해 봄으로써 초음파 영상에 보이는 바늘과 실제 바늘의 움직임 및 위치, 방향에 대한 역학 관계를 이해할 수도 있다.

사용자가 이러한 역학 관계에 대해 상기 과정을 통해 미리 이해하고 난 후 시술 훈련을 시작하게 되면 훈련 성과가 더욱 우수해질 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레닝 장치에 관하여 설명하였으며, 사용자는 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레닝 장치를 사용하여 훈련함으로써 실제 인체를 대상으로 하지 않고 연습용 니들, 니들 네비게이션 프로브, 연습용 팬텀, 디스플레이부 및 기 저장된 초음파 이미지를 활용하여 실제 초음파 가이드 시술을 하는 환경과 동일한 느낌이 들도록 훈련 환경을 구성하여 제공함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술의 훈련이 가능하다.

또한, 자기장을 활용하여 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등을 디스플레이부에 표시할 수 있도록 함으로써 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 훈련의 정확한 훈련 수행, 훈련 시간 단축, 숙련도 평가 및 훈련 효과 극대화가 가능하다.

또한, 제어부가 연습용 니들의 자화 및 그에 따른 연습용 니들의 형상, 위치, 예상 경로, 최적 경로 등의 디스플레이부 표시를 필요에 따라 ON 또는 OFF 시킬 수 있도록 함으로써 사용자가 어느 정도 이상의 숙련도가 달성된 경우 상기 자화를 해제시킨 후 훈련을 수행할 수 있어 최초 훈련을 시작하는 사용자부터 숙련이 어느 정도 진행된 상태의 사용자까지 모든 범위의 훈련 대상자를 대상으로 훈련이 가능하다.

이상으로, 본 발명에 따른 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치에 관하여 설명하였으며, 앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다

100 : 연습용 니들
200 : 니들 네비게이션 프로브
300 : 디스플레이부
400 : 연습용 팬텀

Claims (5)

1. 연습용 니들;
   자기 센서가 장착된 니들 네비게이션 프로브;
   기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지를 디스플레이 할 수 있도록 마련되는 디스플레이부;
   사용자가 니들 시술을 수행할 수 있도록 상기 연습용 니들이 침습할 수 있는 재질로 이루어지는 연습용 팬텀; 및
   상기 디스플레이부에서 표시될 이미지를 저장하고, 사용자에 의해 선택된 이미지가 상기 디스플레이부에 표시되도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
   상기 사용자가 실제 초음파 기기 및 신체를 이용한 니들 시술을 수행하는 것과 동일한 환경 조성을 위하여 상기 사용자가 상기 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 상기 연습용 니들을 상기 연습용 팬텀에 자입(니들을 찌름)할 수 있도록 상기 연습용 팬텀에 상기 니들 네이게이션 프로브를 접촉시키는 경우 상기 디스플레이부에 상기 사용자가 선택한 기 저장된 병변 소견이 있는 부위의 초음파 이미지 또는 정상 상태 부위의 초음파 이미지 또는 시술 연습 대상 부위별 초음파 이미지가 디스플레이 되는 것을 특징으로 하는 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 연습용 니들을 자화(magnetized)시키거나 또는 상기 자화(magnetized)를 해제하도록 제어하며,
   상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치 또는 형태를 실시간으로 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부에는 상기 사용자가 상기 디스플레이부에 표시된 초음파 이미지를 보면서 상기 연습용 니들을 상기 연습용 팬텀에 자입(니들을 찌름)할 때 선택된 초음파 이미지와 매칭되는 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에 대한 정보에 대한 정보가 저장되며,
   상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화(magnetisation)시키는 경우, 상기 제어부는 상기 디스플레이부에 표시되는 초음파 이미지 상에 상기 최적 자입 위치, 최적 자입 각도 및 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치가 표시되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것을 특징으로 하는 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치를 실시간으로 감시하며,
   상기 제어부는 상기 연습용 니들의 자입 위치 또는 자입 각도 또는 자입한 후 상기 연습용 팬텀 내에서의 상기 연습용 니들의 단부의 위치가 상기 최적 자입 위치 또는 최적 자입 각도 또는 자입되는 니들 단부의 최적 도달 위치에서 벗어나는 경우 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제어부가 상기 연습용 니들을 자화시킨 상태에서 상기 연습용 니들이 상기 니들 네비게이션의 자기 센서가 형성하는 자기장 영역에 들어가는 경우, 상기 제어부는 상기 니들 네비게이션 프로브의 자기 센서가 감지한 상기 연습용 니들의 위치를 실시간으로 감시하며,
   상기 제어부는 상기 실시간으로 감지되는 연습용 니들의 단부 위치 및 니들의 중심선의 각도를 분석하여 상기 연습용 니들의 실시간 상태에서의 전진시의 예상 경로를 가상선으로 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파 가이드 한방 침 및 주사 시술 시뮬레이션 트레이닝 장치.