WO2018164384A1 - 카테터 이송 장치 - Google Patents

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WO2018164384A1
WO2018164384A1 PCT/KR2018/001788 KR2018001788W WO2018164384A1 WO 2018164384 A1 WO2018164384 A1 WO 2018164384A1 KR 2018001788 W KR2018001788 W KR 2018001788W WO 2018164384 A1 WO2018164384 A1 WO 2018164384A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pair
catheter
gripper
links
moving block
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/001788
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최재순
문영진
남기병
김영학
후젠카이
이호열
Original Assignee
재단법인 아산사회복지재단
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 아산사회복지재단, 울산대학교 산학협력단 filed Critical 재단법인 아산사회복지재단
Priority to EP18763826.7A priority Critical patent/EP3593851B1/en
Publication of WO2018164384A1 publication Critical patent/WO2018164384A1/ko
Priority to US16/530,167 priority patent/US11185666B2/en

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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0113—Mechanical advancing means, e.g. catheter dispensers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
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    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00743—Type of operation; Specification of treatment sites
    • A61B2017/00778—Operations on blood vessels
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    • A61M2025/0166—Sensors, electrodes or the like for guiding the catheter to a target zone, e.g. image guided or magnetically guided

Definitions

  • the present invention relates to a catheter delivery device, and more particularly, to a catheter delivery device that can be precisely performed by automatically inserting and rotating the catheter in the blood vessel of the patient.
  • X-ray imaging and the like should be performed during the procedure to determine the location of the catheter inserted into the human body.
  • the catheter is held by a human hand and the catheter is pushed or rotated and inserted, the catheter is precisely transferred because the depth of the catheter cannot be accurately known and the precision of the procedure is lowered. Development is needed.
  • the catheter transporting device must be free of the catheter and slip so that the insertion depth can be accurately known when the catheter is inserted, and the catheter can be easily mounted and controlled in the transporting device to perform the manual operation and the automatic procedure by the transporting device. You should be able to easily transition to an emergency situation.
  • the present invention is to solve the above problems, the present invention is easy to install and remove the catheter, it is possible to accurately determine the depth of the catheter is inserted, to provide a catheter transfer device that can improve the precision of the procedure It is an object of the invention.
  • the body containing the movement path of the catheter;
  • a gripper positioned on a movement path of the main body and having a gripper to grip and release the catheter, the gripper to grip the catheter, and the gripper to advance the gripper in a state where the gripper grips the catheter;
  • a pair of switching between the forward position, the grip release position at which the gripper releases the catheter, and the reverse position at which the gripper reverses the gripper in an organic state in which the gripper releases the catheter A feed unit; And a rotation unit for rotating the catheter gripped by the catheter transport unit.
  • each gripper of the pair of transfer units may be arranged at intervals along the movement path of the catheter.
  • the transfer unit may, in one embodiment, comprise a pair of grippers disposed to face each other with the catheter interposed therebetween; A pair of gripper links pivotally coupled to the pair of grippers, respectively; A pair of first links pivotally coupled to the gripper links, respectively; A pair of second links pivotally coupled to the first link, respectively; A first moving block to which the pair of gripper links and the pair of first links are pivotally coupled; A second moving block to which the pair of second links are pivotally coupled; A pair of screw shafts screwed with the first moving block and the second moving block to linearly reciprocate the first moving block and the second moving block along the moving path; And a pair of screw shaft drive motors for forward and reverse rotation of the pair of screw shafts, respectively.
  • the transfer unit in another embodiment, a pair of the gripper disposed opposite the catheter; A pair of first gripper links pivotally coupled to the pair of grippers, respectively; A pair of second gripper links pivotally coupled to the pair of grippers at an angle with the pair of first gripper links; And pivotally coupled to the pair of first gripper links and the pair of second gripper links, respectively, to form a triangular cross-sectional shape with the pair of first gripper links and the pair of second gripper links.
  • Pair of connecting links A pair of auxiliary links pivotally coupled to the pair of connecting links and the pair of second gripper links, respectively;
  • a first drive rod pivotally coupled to the pair of first gripper links and the pair of link links;
  • a second drive rod pivotally coupled to the pair of auxiliary links;
  • a first linear driver connected to the first driving rod to linearly reciprocate the first driving rod;
  • a second linear driver connected to the second driving rod to linearly reciprocate the second driving rod.
  • the rotating unit includes a housing provided to be rotatable relative to the main body; An inner gear part having a plurality of gear teeth formed along an inner circumferential surface in one region of the inner circumferential surface of the housing; A pinion which rotates in engagement with the gear teeth of the inner toothed portion; And a pinion drive motor for forward and reverse rotation of the pinion.
  • the apparatus may further include a plurality of rollers that support the main body on the inner circumferential surface of the housing and are provided to be rollable on the main body and move in rolling contact with the inner circumferential surface of the housing.
  • the gripper may have a pad shape in close contact with an outer circumferential surface of the catheter.
  • the gripper is, in another embodiment, provided that it is disposed along the path of movement with the catheter interposed therebetween to partially surround the catheter and support the gripper links of the pair of transfer units.
  • the gripper may further include a catheter insertion part forming an insertion groove into which the catheter is inserted, and supporting each gripper link of the pair of transfer units; A pair of cover plates formed transversely with respect to the catheter movement path and disposed to face each other with the catheter insertion portion interposed therebetween and covering the main body; And a wrinkle portion provided in the catheter insertion portion and the cover plate except for a region in which each gripper link is supported, and stretched along the moving direction of the catheter.
  • the housing has a cylindrical shape, and includes an upper housing and a lower housing separated up and down, one end of the upper housing and the lower housing is hinged to open or cover a region of the main body, and the upper housing The other end of the lower housing can be locked by a locking device.
  • the screw shaft may include a screw shaft portion having a male screw for transmitting rotational force along a longitudinal direction, and a sliding rod portion for linear motion.
  • One upper surface of the main body is provided with a pair of screw shaft support parts for rotatably supporting the respective screw shafts of the pair of transfer units, the other upper surface of the main body has an arc shape, the mutually opposite A pair of branches protruding upward of the main body may be formed.
  • the pair of branches is located adjacent to the rotary unit, each end of the pair of branches is connected by a connecting plate, the connecting plate may be formed through the catheter mounting hole through which the catheter is movable have.
  • a block accommodating part in which the first moving block is partially accommodated may be recessed in the central region of the second moving block.
  • the catheter by improving the driving mechanism of the catheter inserted into the blood vessel of the patient, the catheter can be easily mounted and removed, the depth of the catheter inserted can be accurately understood, and the precision of the procedure can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a catheter delivery device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a right side view of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of the upper housing of Figure 1 open;
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of the pair of transfer units of FIG. 1, FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of a state in which the front transfer unit of FIG. 4 is partially removed;
  • FIG. 7 is a perspective view of a state in which the rear conveying unit of FIG. 4 is partially removed;
  • FIG. 8 is a view of a catheter mounted with the upper housing of FIG. 1 open;
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a pair of transfer units according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a drive relationship of one gripper of FIG. 9; FIG.
  • FIG. 11 is a diagram simulating the result of the analysis of FIG. 10;
  • FIG. 12 is a view showing a state in which a gripper according to another embodiment is mounted on the pair of transfer units of FIG. 9;
  • FIG. 13 is a perspective view of a gripper according to another embodiment.
  • 1 to 8 show a catheter delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • the catheter conveying apparatus 10 includes a main body 11, a pair of conveying units 31a and 31b, and a rotating unit 61.
  • the main body 11 has a rectangular plate shape and forms a movement path through which the catheter 1 (see FIG. 8) moves in the upper region of the main body 11.
  • a pair of transfer units 31a and 31b are arranged, and on the other side, a rotation unit 61 is arranged.
  • a pair of screws in which the respective screw shafts 53a and 53b of the pair of transfer units 31a and 31b to be described later are rotatably supported.
  • Shaft support parts 13a and 13b are provided.
  • a pair of screw shaft support parts 13a and 13b are arrange
  • the screw shaft support portion positioned adjacent to the rotary unit 61 is called the first screw shaft support portion 13a
  • the screw shaft support portion located opposite the rotary unit 61 is the second screw shaft support portion. It is referred to as (13b).
  • the pair of screw shafts 53a and 53b is composed of a screw shaft portion formed with a male screw for transmitting rotational force along its longitudinal direction, and a sliding rod portion for linear motion.
  • the screw shaft 53a of the rear conveying unit 31a is composed of a screw shaft portion at the rear end, and the front end is composed of a sliding rod, so that the first moving block 51a of the rear conveying unit 31a and Power is transmitted to the second moving block 41a, and the first moving block 51b and the second moving block 41b of the front transfer unit 31b can perform a sliding motion without power transmission. This eliminates the need for a separate linear guide and reduces the number of parts.
  • the other upper surface of the main body 11 has an arc shape, and a pair of branches 15 protruding upward of the main body 11 are formed to face each other.
  • Each branch 15 is provided with the some roller 17 so that rolling at intervals is possible.
  • the roller 17 supports the main body 11 to the inner circumferential surface of the housing 63 of the rotating unit 61 to be described later, and moves in rolling contact along the inner circumferential surface of the housing 63.
  • Each end of the pair of branches 15 located adjacent to the rotary unit 61 is connected by a connecting plate 19, the catheter mounting hole in which the catheter 1 is movably mounted to the connecting plate 19. 21 is formed through.
  • the pair of transfer units 31a and 31b are located in the movement path of the catheter 1 of the main body 11 and have grippers 33a and 33b for gripping and releasing the catheter 1.
  • Each gripper 33a, 33b of the pair of transfer units 31a, 31b is arranged at intervals along the movement path of the catheter 1.
  • the pair of transfer units 31a and 31b has a grip position where the grippers 33a and 33b grip the catheter 1 and grippers 33a and 33b when the grippers 33a and 33b grip the catheter 1.
  • the gripper 33a, the gripper 33a, 33b releases the catheter 1, the gripper 33a, 33b releases the catheter 1, and the gripper 33a, 33b releases the catheter 1;
  • the catheters 1 are transferred by alternately switching between the reverse positions for reversing 33b) organically.
  • the transfer unit located adjacent to the rotary unit 61 is called the rear transfer unit 31a
  • the transfer unit located far from the rotary unit 61 is called the front transfer unit 31b.
  • the rear transfer unit 31a and the front conveying unit 31b are the same, the detailed description about each component of the front conveying unit 31b is demonstrated using the rear conveying unit 31a. do.
  • the front transfer unit 31b will be further described for differences such as the rear transfer unit 31a and the arrangement of some components. The transfer process of the catheter 1 according to the operation of the pair of transfer units 31a and 31b will be described later.
  • the rear transfer unit 31a includes a pair of grippers 33a, a pair of gripper links 35a, a pair of first links 37a, a pair of second links 39a, and a second moving block 41a. ), A first moving block 51a, a pair of screw shafts 53a, and a pair of screw shaft drive motors 55a.
  • the pair of gripper links 53a and the pair of first links 37a may be configured as one component to achieve a specific fixing angle.
  • the gripper 33a is closed, and when the second moving block 41a is slow, the gripper 33a is opened.
  • the pair of grippers 33a are arranged side by side along the movement path of the catheter 1 with the catheter 1 interposed therebetween.
  • the pair of grippers 33a has a pad shape that can be in close contact with the outer circumferential surface of the catheter 1.
  • the gripper 33a is preferably made of a material capable of increasing friction with the catheter 1, and may be made of rubber or silicone as an example.
  • the pair of gripper links 35a has a bar shape of a predetermined length, and pivotally couples the pair of grippers 33a with the catheter 1 interposed therebetween. One end of each gripper link 35a is pivotally coupled to the gripper 33a, and the other end is fixed to have a specific angle to the first link 37a and pivotally coupled to the first moving block 51a. .
  • Each gripper link 35a is disposed toward the rotary unit 61. Here, the gripper link 35a has a specific angle with the first link 37a and may be integrally formed with the first link 37a.
  • the point where the pair of first links 37a and the gripper links 35a are fixed is pivotally coupled to the first moving block 51a, and the other end of each first link 37a is the second link 39a. Pivotally coupled).
  • the pair of second links 39a have a bar shape of a predetermined length, one end of each second link 39a is pivotally coupled to the first link 37a, and the other of each second link 39a is provided. The end is pivotally coupled to the second moving block 51a.
  • screw shaft drive motor 55a for example, the gripper 33a, the links 35a, 37a, 39a, the first moving block 51a, the second moving block 41a, and the main body 11.
  • the screw shaft 53a may be made of only nonmagnetic and non-metallic materials as necessary.
  • the second moving block 41a has a rectangular block shape and is disposed horizontally with respect to the moving path of the catheter 1.
  • a pair of second links 39a are pivotally coupled to both ends of the second moving block 41a, respectively.
  • the second moving block (41a) is screwed so as to transfer power to the rotation of one of the screw shaft (53a) of the rear transfer unit (31a), one screw shaft of the front transfer unit (31b)
  • a threadless part of 53b) for example, a through hole (not shown) through which the sliding rod part is coupled is formed. That is, the second moving block 41a of the rear conveying unit 31a receives power through the screw shaft 53a and performs a sliding motion with the screw shaft 53b of the front conveying unit 31b, thereby providing a catheter.
  • a block accommodating portion 47a in which the first moving block 51a is partially accommodated is recessed.
  • the block accommodating portion 47a is recessed toward the rotary unit 61.
  • the first moving block 51a is formed with a female screw to screw-engage with the screw shaft 53a, and has a through hole (not shown) coupled to the sliding rod portion of the screw shaft 53b.
  • a pair of gripper links 35a are pivotally coupled to the first moving block 51a.
  • the pair of screw shafts 53a has a rod shape of a predetermined length, and is arranged in parallel with the movement path of the catheter 1.
  • the pair of screw shafts 53a are rotatably supported by the pair of screw shaft supports 13a, 13b.
  • the pair of screw shafts 53a are screwed to the second moving block 41a to be screwed.
  • the pair of screw shafts 53a linearly reciprocates the first moving block 51a and the second moving block 41a along the movement path of the catheter 1.
  • the pair of screw shaft drive motors 55a are directly connected to the respective screw shafts 53a to rotate the screw shafts 53a forward and backward.
  • Each screw shaft drive motor 55a is supported side by side with the first screw shaft support portion 13a disposed adjacent to the rotary unit 61.
  • the gripper 33a opens or closes, and if the rotational speed of the pair of screw shaft drive motors 55a is the same, the gripper 33a is currently Reciprocate while maintaining the state of.
  • the screw shaft drive motor 55a when the screw shaft drive motor 55a is rotated forward in one direction, the screw shaft 53a rotates in one direction so that the screw movement of the screw shaft 53a, the first moving block 51a, and the second moving block 41a is performed.
  • the first moving block 51a and the second moving block 41a move forward to be spaced apart from the rotation unit 61, whereby the gripper 33a is moved by the mutual joint motion between the links.
  • the catheter 1 is moved forward while the catheter 1 is gripped in the spaced apart state, and the catheter 1 is inserted into the blood vessel of the patient.
  • the catheter 1 is transported along the movement path of the catheter 1 and inserted into the blood vessel of the patient.
  • the gripper 33a and the gripper link 35a, the gripper link 35a and the first moving block 51a, the first link 37a and the second link 39a, the second link 39a and the second The moving blocks 41a are pivotally coupled to each other by pins not shown.
  • the gripper 33b and the second moving block 41b has a second screw shaft. It is arrange
  • the first moving block 51a and the second moving block 41b of the front transfer unit 31b include a pair of screw shafts 53b of the front transfer unit 31b and one of the rear transfer unit 31a.
  • One through hole (not shown) through which the sliding rod portion formed in the pair of screw shafts 53a is coupled is formed, respectively.
  • each of the screw shafts 53b and the screw is provided in one through hole of the first moving block 51a and the second moving block 41b through which the pair of screw shafts 53b of the front transfer unit 31b pass.
  • a female thread is formed to engage and screw.
  • a block accommodating portion 47b partially accommodated by the first moving block 51b is recessed.
  • the block accommodating portion 47b is recessed toward the opposite side of the rotary unit 61.
  • the pair of screw shaft drive motors 55b of the front feed unit 31b are supported side by side with the first screw shaft support portion 13a similarly to the screw shaft drive motor 55a of the rear feed unit 31a.
  • reference numeral 35b is a gripper link of the front transfer unit 31b
  • reference numeral 37b is a first link of the front transfer unit 31b
  • reference numeral 39b is a second link of the front transfer unit 31b. to be.
  • the catheter conveying apparatus 10 includes a gripper 33b of the front conveying unit 31b between the pair of screw shaft supports 13a and 13b of the main body 11,
  • the front conveying unit 31b and the rear conveying unit 31a are arranged so as to overlap each other in layers, thereby reducing the distance between the pair of screw shaft supports 13a, 13b, thereby providing a catheter conveying apparatus.
  • the overall length of (10) can be reduced to miniaturization.
  • the rotary unit 61 rotates the catheter 1 gripped by at least one of the pair of transfer units 31a and 31b.
  • the rotary unit 61 includes a housing 63, an internal toothed portion 81, a pinion 83, and a pinion drive motor 85.
  • the housing 63 has a hollow cylindrical shape and partially accommodates the main body 11. On one side of the inner circumferential surface of the housing 63, a plurality of rollers 17 of the main body 11 are supported, and at the same time, a track 69 for rolling contact movement is formed.
  • the housing 63 in the present embodiment is separated up and down, and includes an upper housing 65 and a lower housing 67.
  • One end of the upper housing 65 and the lower housing 67 is hinged by a hinge pin, and the other end of the upper housing 65 and the lower housing 67 is locked by the locking device 73. .
  • the upper housing 65 rotates about the hinge pin to move one region of the main body 11. Open.
  • the upper housing 65 is rotated downward with respect to the lower housing 67 and locked by the locking device 73, one area of the main body 11 is covered without being exposed to the outside. Thereby, the upper housing 65 is opened, so that the catheter 1 can be easily attached to the movement path of the catheter 1 of the main body 11, or can be easily removed from the movement path of the catheter 1.
  • a fixing portion 75 for fixing the housing 63 to the structure is provided outside the housing 63.
  • the catheter transporting device 10 according to an embodiment of the present invention can be stably fixed to a structure such as a separate robot arm or a bed support through the fixing unit 75.
  • the inner tooth part 81 has a plurality of gear teeth formed in one region of the inner circumferential surface of the housing 63 along the inner circumferential surface of the other side of the housing 63, for example. As a result, the inner toothed portion 81 has a ring gear shape.
  • the pinion 83 has an outer tooth shape having the same shape and size as the gear teeth of the inner toothed part 81.
  • the pinion 83 rotates in engagement with the gear teeth of the inner toothed portion 81.
  • the pinion drive motor 85 is directly connected to the pinion 83 and rotates the pinion 83 forward and backward.
  • the pinion drive motor 85 is supported on the bottom surface of the main body 11 accommodated in the housing 63.
  • the movement of the grippers 33a and 33b or the moving blocks 41a and 41b in the opposite direction of the rotary unit 61 is called a forward movement
  • the grippers 33a and 33b or The movement of the moving blocks 41a and 41b toward the rotary unit 61 is called backward movement.
  • the upper housing 65 is opened and formed between the pair of grippers 33b of the front transfer unit 31b and the pair of grippers 33a of the rear transfer unit 31a as shown in FIG.
  • the catheter 1 is disposed on the main body 11 along the movement path of the catheter 1, and is mounted on the catheter mounting hole 21 of the main body 11. At this time, the pair of grippers 33b of the front transfer unit 31b and the pair of grippers 33a of the rear transfer unit 31a do not grip the catheter 1.
  • the upper housing 65 is locked to the lower housing 67 through the locking device 73 to cover a region of the main body 11.
  • the upper housing 65 and the lower housing 67 has a ring shape
  • the main body 11 is supported on the inner peripheral surface of the housing 63 by a plurality of rollers (17).
  • the screw shaft drive motor 55b screwed to the second moving block 41b of the front transfer unit 31b is rotated forward in one direction
  • the screw shaft 53b and the second moving block 41b are rotated.
  • the second moving block 41b is moved forward by the screw motion between the pairs, and the pair of grippers 33b moves forward together with the second moving block 41b by the mutual joint motion between the links.
  • the pair of grippers 33b are positioned at a grip position for gripping the catheter 1.
  • each screw shaft drive motor 55b of the front transfer unit 31b is rotated forward in one direction, between each screw shaft 53b, the first moving block 51b, and the second moving block 41b.
  • the first moving block 51b and the second moving block 41b move forward by the screw motion of the pair of grippers 33b.
  • the pair of grippers 33b mutually move each link in the state in which the catheter 1 is gripped. It is located in the forward position to move forward.
  • the screw shaft drive motor 55a screwed to the second movable block 41a of the rear transfer unit 31a is rotated forward in one direction, the screw shaft 53a and the second movable block 41a
  • the second movement block 41a moves forward by the screw movement, and the pair of grippers 33a move forward together with the second movement block 41a by mutual joint motion between the respective links, so that the pair of grippers 33a move forward.
  • the gripper 33a is positioned at a grip position for gripping the catheter 1.
  • each screw shaft drive motor 55b of the front transfer unit 31b is reversely rotated in the other direction, between the screw shaft 53b, the first moving block 51b, and the second moving block 41b.
  • the first moving block 51b and the second moving block 41b are moved backward by the screw motion of the pair of grippers 33b, and the pair of grippers 33b are mutually jointed between the links without the catheter 1 being gripped. It moves backward by the movement and is located in the backward position.
  • the screw shaft drive motor 55a screwed to the second movable block 41a of the rear transfer unit 31a is rotated forward, the screw shaft 53a and the second movable block 41a are rotated.
  • the second moving block 41a is moved backward by the screw motion of the pair of grippers 33a, and the pair of grippers 33a moves backward together with the second moving block 41a by the mutual joint motion between the respective links.
  • the gripper 33a is positioned at the grip release position where the catheter 1 is not gripped.
  • the operation of the fifth step when the operation of the fifth step is completed, the operation returns to the operation of the second step described above, and the operation of the second to fifth steps is repeatedly performed to thereby organically execute the pair of transfer units 31a and 31b.
  • the catheter 1 is automatically transferred and can be inserted into the patient's blood vessels. Also, the catheter 1 is always gripped by a pair of grippers 33b of the front transfer unit 31b or a pair of grippers 33a of the rear transfer unit 31a.
  • the pinion drive motor 85 rotates forward in one direction while the gripper 33a, 33b of at least one of the pair of transfer units 31a and 31b grips the catheter 1, the pinion drive motor 85 The rotational force of is transmitted to the pinion 83, the pinion 83 is rotated forward along the inner toothed portion 81 so that the main body 11 is rotated in one direction, the catheter 1 is rotated in one direction.
  • the operation of transferring the catheter 1 by a pair of transfer units (31a, 31b), and the catheter (1) by the rotary unit 61 ) can be performed individually or simultaneously.
  • the grip positions 33a and 33b grip the catheter 1, and the grippers 33a and 33b grip the catheter 1.
  • the forward position for advancing the grippers 33a and 33b in one state the grip release position for the grippers 33a and 33b to release the catheter 1, and the gripper 33a and 33b to release the catheter 1
  • the pair of transfer units 31a and 31b By operating the pair of transfer units 31a and 31b to alternately switch between the reverse positions for retracting the grippers 33a and 33b in one state, organically, the catheter 1 can be precisely transferred. .
  • At least one pair of grippers 33a and 33b of each of the conveying units 31a and 31b is provided. Since the catheter 1 is always gripped, the depth of the catheter 1 inserted into the blood vessel of the patient can be accurately understood, and the precision of the procedure can be improved.
  • the catheter transfer device 10 does not have a separate additional device, the gripper (33a, 33b) of each transfer unit (31a, 31b) to release the catheter (1) Since the operation is possible, the catheter 1 can be easily separated from the catheter conveying device 10. This function makes it easy to manually switch the operator to directly operate the catheter 1 without using a surgical robot in an emergency situation occurring during the procedure.
  • the catheter 1 can be automatically and smoothly inserted into the blood vessel of the patient.
  • FIG. 9 shows a pair of transfer units of a catheter transfer device as another embodiment of the present invention.
  • the transfer unit (131a, 131b) according to another embodiment of the present invention is made of a pair like the transfer unit according to an embodiment of the present invention, unlike the above-described embodiment, However, the driving mechanism is different.
  • the transfer unit located adjacent to the rotary unit (not shown) is called the rear transfer unit 131a, and the transfer unit located far from the rotary unit is called the front transfer unit 131b.
  • the rear transfer unit 131a and the front conveying unit 131b are typically described using the rear conveying unit 131a, and the description of the components of the front conveying unit 131b will be described. It will be omitted.
  • the rear transfer unit 131a includes a pair of grippers 133a, a pair of first gripper links 135a, a pair of second gripper links 137a, a pair of connecting links 139a, a pair of auxiliary And a link 141a, a first drive rod 143a, a second drive rod 145a, a first linear driver 147a, and a second linear driver 149a.
  • the pair of grippers 133a are arranged side by side along the movement path of the catheter with the catheter interposed therebetween.
  • the pair of grippers 133a has a pad shape that can be in close contact with the outer circumferential surface of the catheter.
  • the pair of first gripper links 135a, the pair of second gripper links 137a, and the pair of connection links 139a are triangular in shape as one component.
  • the pair of first gripper links 135a has a bar shape of a predetermined length, and pivotally couples the pair of grippers 133a with a catheter interposed therebetween. One end of each first gripper link 135a is pivotally coupled to the gripper 133a, and the other end is pivotally coupled to the connecting link 139a and the first drive rod 143a. Each gripper link 135a, 137a is disposed towards the rotating unit.
  • the pair of second gripper links 137a have a bar shape of a predetermined length, and are pivotally coupled to the pair of grippers 133a at an angle with the pair of first gripper links 135a.
  • One end of each second gripper link 137a is pivotally coupled to the gripper 133a, and the other end is pivotally fixed at an angle to the connection link 139a and pivotally coupled to the auxiliary link 141a. .
  • the pair of connecting links 139a has a bar shape of a predetermined length, and the pair of first coupling members 139a form a triangular cross-sectional shape together with the pair of first gripper links 135a and the pair of second gripper links 137a.
  • Each gripper link 135a and the pair of second gripper links 137a are fixed to each other.
  • One end of each connecting link 139a is pivotally coupled to the first gripper link 135a and the first driving rod 143a, and the other end is fixed to the second gripper link 137a to have a specific angle. Is pivotally coupled to the secondary link 141a.
  • the pair of auxiliary links 141a has a bar shape of a predetermined length and is pivotally coupled to the connecting link 139a and the second gripper link 137a.
  • One end of each auxiliary link 141a is pivotally coupled to the second gripper link 137a and the connecting link 139a, and the other end is pivotally coupled to the second drive rod 145a.
  • the first drive rod 143a is pivotally coupled to the pair of first gripper links 135a and the pair of connecting links 139a.
  • the first linear driver 147a is directly connected to the free end of the first drive rod 143a.
  • the second drive rod 145a is pivotally coupled to the pair of auxiliary links 141a.
  • the second linear driver 149a is directly connected to the free end of the second drive rod 145a.
  • the first linear driver 147a is connected to the first driving rod 143a to linearly reciprocate the first driving rod 143a.
  • the second linear driver 149a is connected to the second drive rod 145a to linearly reciprocate the second drive rod 145a.
  • the second linear driver 149a is synchronized with the first linear driver 147a such that the first driving rod 143a and the second driving rod 145a of the rear transfer unit 131a move linearly at the same speed.
  • the speeds of the first linear drive unit 147a and the second linear drive unit 149a are synchronized to move the gripper forward or backward.
  • the speed of the second linear drive unit 149a is the first linear drive unit 147a. If it is faster, the gripper 133a is closed, and if it is slow, the gripper 133a is open.
  • the gripper link 137a, the connecting link 139a, the auxiliary link 141a, the auxiliary link 141a, and the second drive rod 145a are pivotally coupled with pins, not shown, respectively.
  • reference numeral 133b is a gripper of the front transfer unit 131b
  • reference 135b is a first gripper link of the front transfer unit 131b
  • reference 137b is a second gripper of the front transfer unit 131b
  • a reference link 139b is a connection link of the front transfer unit 131b
  • a reference link 141b is an auxiliary link of the front transfer unit 131b.
  • Reference numeral 143b denotes a first drive rod of the front transfer unit 131b
  • reference numeral 145b denotes a second drive rod of the front transfer unit 131b
  • reference numeral 147b denotes a first linear rod of the front transfer unit 131b. It is a drive part
  • the reference numeral 149b is a second linear drive part of the front transfer unit 131b.
  • the upper housing 65 is opened to follow the movement path of the catheter formed between the pair of grippers 133b of the front transfer unit 131b and the pair of grippers 133b of the rear transfer unit 131a.
  • the catheter is disposed on the main body 11 and mounted in the catheter mounting hole 21 of the main body 11. At this time, the pair of grippers 133b of the front transfer unit 131b and the pair of grippers 133a of the rear transfer unit 131a do not grip the catheter.
  • the upper housing 65 is locked to the lower housing 67 through the locking device 73 to cover a region of the main body 11.
  • the catheter is gripped.
  • the pair of grippers 133b moves forward by a predetermined distance by mutual joint motions between the links, so that the pair of grippers 133b is positioned at the grip position to grip the catheter.
  • a pair of grippers 133b are provided. Is moved forward by the mutual joint motion between the links in the state in which the catheter is gripped, the pair of grippers 133b is located in the forward position, and the catheter is inserted into the blood vessel of the patient.
  • the pair of grippers 133a are catheterized. Is moved backward by mutual joint motion between the links without gripping, so that the pair of grippers 133a are positioned in the backward position. As a result, the catheter is moved forward by a predetermined distance by the front transfer unit 31b without being disturbed by the rear transfer unit 31a and inserted into the blood vessel of the patient.
  • a pair of grippers 133b are moved. Is moved backwards by a predetermined distance by mutual joint motion between the links, so that the pair of grippers 133b is positioned at the grip release position for releasing the catheter.
  • the pair of grippers 133a are each Moving forward by a predetermined distance by the mutual joint motion between the links, the pair of grippers 133a are positioned at the grip position to grip the catheter.
  • a pair of grippers 133b are provided. Moves backward by mutual joint motion between the links without the catheter being gripped, so that the pair of grippers 133b is positioned in the backward position.
  • the pair of grippers 133a are catheterized. Is moved forward by the mutual joint motion between the links in the grip state, the pair of grippers 133a is located in the forward position. As a result, the catheter is moved forward by a predetermined distance by the rear transfer unit 31a without interruption of the front transfer unit 31b, and inserted into the blood vessel of the patient.
  • a pair of grippers 133b are moved. Is moved forward by a predetermined distance by the mutual joint motion between each link, so that the pair of grippers 133b is positioned at the grip position to grip the catheter.
  • the pair of grippers 133a are each By moving backwards a certain distance by the mutual joint motion between the links, the pair of grippers 133a are positioned at the grip release position for releasing the catheter.
  • the operation of the fifth step when the operation of the fifth step is completed, the operation returns to the operation of the second step described above, and the operation of the second to fifth steps is repeatedly performed, thereby organically operating the pair of transfer units 131a and 131b mutually.
  • the catheter can be automatically transferred and inserted into the patient's blood vessels.
  • the catheter is always gripped by a pair of grippers 133b of the front transfer unit 131b or a pair of grippers 133a of the rear transfer unit 131a.
  • the pair of transfer units 131a and 131b has a grip position where the grippers 133a and 133b grip the catheter and the gripper (like the transfer unit according to the above-described embodiment).
  • a forward position for advancing the grippers 133a and 133b while the 133a and 133b grips the catheter, a grip release position for the gripper 133a and 133b to release the catheter, and the gripper 133a and 133b for the catheter By switching between the reverse positions to reverse the gripper (133a, 133b) in an ungrip state, it is possible to precisely transfer the catheter, and accurately determine the depth of the catheter being inserted, The precision of the procedure can be improved.
  • Figure 10 is a schematic diagram showing the analysis of the drive relationship of one gripper of the transfer unit according to another embodiment of the present invention.
  • the rubber pad for the operation of gripping the catheter for example, Y_e which is the Y direction position of the gripper, and the position X_e for the forward movement and the backward movement of the gripper can be controlled independently. .
  • FIG. 11 is a diagram simulating the results of the analysis of FIG. 10.
  • FIG. 11A illustrates a transfer unit 131a according to another embodiment of the present invention for driving a gripper, and expands the pair of transfer units 131a and 131b as shown in FIG. 9.
  • the catheter is alternately inserted into the blood vessel of the patient with both hands. Operation is possible.
  • the grippers 133a and 133b of each of the transfer units 131a and 131b can completely grip the catheter with a wide surface, such as a human finger, thereby facilitating the transfer of force during the transfer and rotation of the catheter.
  • Figure 12 shows a gripper according to another embodiment of the present invention.
  • the gripper 200 according to another embodiment of the present invention is mounted to a pair of transfer units 131a and 131b according to another embodiment of the present invention.
  • the gripper 200 unlike the gripper of the embodiment described above, includes a pair of bands 201 and wrinkles 207.
  • the pair of bands 201 has a strip shape of a predetermined length.
  • the pair of bands 201 are disposed along the path of the catheter with the catheter interposed therebetween to partially surround the catheter.
  • the pair of bands 201 includes support portions 203 to which the respective gripper links (not shown) of the pair of transfer units 131a and 131b come into contact or spaced apart.
  • the wrinkle part 207 is provided in one area of the band 201 except for the support part 203.
  • the corrugation portion 207 has a continuous wave shape to be stretchable along the moving direction of the catheter, for example along the longitudinal direction of the band 201.
  • the gripper 200 may be made of rubber, silicone, or vinyl, and may be used for single use.
  • the gripper 200 may be pivotally coupled with the gripper link.
  • it may be made in the form that can be pad to the gripper that is pivotally coupled.
  • Figure 13 shows a gripper according to another embodiment of the present invention.
  • the gripper 300 As shown in FIG. 13, the gripper 300 according to another embodiment of the present invention, unlike the grippers of the above-described embodiments, has a catheter insertion portion 301, a pair of cover plates 305, and wrinkles. A portion 307 is included.
  • the catheter insertion portion 301 has a rectangular cross-sectional shape of which one side is opened.
  • the opening region of the catheter insertion portion 301 defines an insertion groove 303 into which the catheter is inserted. Further, although not shown in the catheter insert 301, each gripper link of the pair of transfer units is in contact or spaced apart.
  • the pair of cover plates 305 extend horizontally with respect to the catheter movement path with the catheter insertion portion 301 interposed therebetween, and are arranged opposite to each other to cover the main body 11 of the catheter delivery device.
  • the pleats 307 are provided on the catheter insertion portion 301 and the pair of cover plates 305 except for the region where each gripper link (not shown) is supported.
  • the corrugation portion 207 has a continuous wave shape to be stretchable along the moving direction of the catheter, for example, along the longitudinal direction of the catheter insertion portion 301 and the pair of cover plates 305.
  • the gripper 300 may be made of rubber, silicon, or vinyl, and may be used for single use.
  • the gripper 300 may be pivotally coupled with the gripper link.
  • it may be made in the form that can be pad to the gripper that is pivotally coupled.
  • the catheter transporting device for transporting one catheter has been described.
  • the present invention is not limited thereto, and the inventive concept may be extended to a plurality of catheter transporting devices for transporting a plurality of catheter.
  • the above-described embodiment describes a process of inserting a catheter into a blood vessel of a patient, but the present invention is not limited thereto, and the blood vessel of the patient is gripped by a gripper of any one of the pair of transfer units. By changing the operation process of the transfer unit so that the catheter is withdrawn from, the catheter may be automatically and smoothly removed.
  • the catheter conveying apparatus a part consisting of a steering drive for controlling the bending of the bending section (bending section) of the catheter from the outside, a master system such as a haptic (haptic) corresponding to the user's input Provided as one of the components, this master system may remotely control the insertion of the catheter into the patient's blood vessels.
  • a master system such as a haptic (haptic) corresponding to the user's input
  • this master system may remotely control the insertion of the catheter into the patient's blood vessels.

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Abstract

본 발명은 환자의 혈관에 삽입되는 카테터의 구동 메카니즘을 개선한 카테터 이송 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 카테터 이송 장치는, 카테터의 이동 경로를 포함하는 본체; 상기 본체의 이동 경로에 위치하며 상기 카테터를 그립 및 그립해제하는 그립퍼를 가지고, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립하는 그립 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립한 상태에서 상기 그립퍼를 전진시키는 전진 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제한 상태에서 상기 그립퍼를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하는 한 쌍의 이송 유니트; 및 상기 카테터 이송 유니트에 의해 그립된 상기 카테터를 회전시키는 회전 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카테터 이송 장치
본 발명은 카테터 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 카테터를 환자의 혈관에 자동으로 삽입 및 회전시켜, 정밀하게 시술할 수 있는 카테터 이송 장치에 관한 것이다.
부정맥 또는 혈관 질환을 치료하기 위해 카테터를 삽입하는 시술이 많이 시행되고 있다.
이에, 시술 시간의 단축 및 정밀한 시술을 위해 로봇 시스템의 도입이 필요하다.
또한, 인체 내부에 삽입된 카테터의 위치를 파악하기 위해 시술 중 엑스레이 촬영 등을 하여야 한다.
그러나, 시술에 참여한 의사 및 의료진들은 항상 X-선(X-ray)에 의한 방사선에 노출되어 있어야 하므로, 시술의 모든 과정을 원격으로 수행하고자 하는 요구가 있다.
한편, 종래의 부정맥 시술을 위해 널리 사용되는 전기생리학(ElectroPhysiology, EP) 카테터(catheter)를 환자의 혈관 등에 원활하게 삽입하기 위해서는, 카테터의 끝부분을 사람의 손으로 혈관에 밀어 넣거나 회전시켜 삽입하여야 한다.
이와 같이, 종래에는 사람의 손으로 카테터를 잡고 카네터를 밀어 넣거나 회전시켜 삽입하므로, 삽입되는 카테터의 깊이 등을 정확하게 알 수 없어 시술의 정밀성이 저하되는 문제점이 있기 때문에 카테터를 정밀하게 이송하는 장치에 대한 개발이 필요하다.
또한, 카테터를 이송하는 장치는 카테터를 삽입할 때 삽입 깊이를 정확하게 알 수 있도록 카테터와 미끌림이 없어야 하며, 이송장치에서 카테터를 쉽게 장착 및 제어할 수 있어서 수동으로 시술 및 이송장치에 의한 자동 시술을 쉽게 전환할 수 있도록 하여 위급상황에 쉽게 대처할 수 있어야 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 카테터의 장착 및 제거가 용이하며, 삽입되는 카테터의 깊이를 정확하게 파악할 수 있고, 시술의 정밀성을 향상시킬 수 있는 카테터 이송 장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 카테터의 이동 경로를 포함하는 본체(body); 상기 본체의 이동 경로에 위치하며 상기 카테터를 그립 및 그립해제하는 그립퍼(gripper)를 가지고, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립하는 그립 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립한 상태에서 상기 그립퍼를 전진시키는 전진 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제한 상태에서 상기 그립퍼를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하는 한 쌍의 이송 유니트(feed unit); 및 상기 카테터 이송 유니트에 의해 그립된 상기 카테터를 회전시키는 회전 유니트(rotation unit)를 포함하는 카테터 이송 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼는 상기 카테터의 이동 경로를 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 이송 유니트는, 일 실시예로서, 상기 카테터를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 상기 그립퍼; 상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 그립퍼 링크; 상기 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 링크; 상기 제1 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 링크; 상기 한 쌍의 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제1 링크가 피봇가능하게 결합되는 제1 이동 블록; 상기 한 쌍의 제2 링크가 피봇가능하게 결합되는 제2 이동 블록; 상기 제1 이동 블록 및 상기 제2 이동 블록과 나사 결합하여 나사 운동하며, 상기 제1 이동 블록 및 상기 제2 이동 블록을 상기 이동 경로를 따라 직선 왕복운동시키는 한 쌍의 나사축; 및 상기 한 쌍의 나사축을 각각 정역회전시키는 한 쌍의 나사축 구동 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송 유니트는, 다른 실시예로서, 상기 카테터를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 상기 그립퍼; 상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 그립퍼 링크; 상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 각도를 이루며 상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 그립퍼 링크; 상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크와 함께 삼각형의 단면 형상을 이루도록 상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 연결 링크; 상기 한 쌍의 연결 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 보조 링크; 상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 연결 링크에 피봇가능하게 결합되는 제1 구동 로드; 상기 한 쌍의 보조 링크에 피봇가능하게 결합되는 제2 구동 로드; 상기 제1 구동 로드에 연결되어, 상기 제1 구동 로드를 직선 왕복이동시키는 제1 리니어 구동부; 및 상기 제2 구동 로드에 연결되어, 상기 제2 구동 로드를 직선 왕복이동시키는 제2 리니어 구동부를 포함할 수 있다.
상기 회전 유니트는, 상기 본체에 대해 상대 회전가능하게 마련되는 하우징(housing); 상기 하우징의 내주면의 일 영역에 내주면을 따라 복수의 기어 이빨(gear teeth)이 형성된 내치차(inner gear)부; 상기 내치차부의 기어 이빨과 맞물려 회전하는 피니언(pinion); 및 상기 피니언을 정역회전시키는 피니언 구동 모터를 포함할 수 있다.
상기 본체를 상기 하우징의 내주면에 지지하며 상기 본체에 롤링가능하게 마련되고, 상기 하우징의 내주면을 따라 구름 접촉 이동하는 복수의 롤러(roller)를 더 포함할 수 있다.
상기 그립퍼는 상기 카테터의 외주면에 밀착가능한 패드 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 그립퍼는, 다른 실시예로서, 상기 카테터를 사이에 두고 상기 이동 경로를 따라 대향 배치되어, 상기 카테터를 부분적으로 둘러싸며 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼 링크가 지지되는 지지부를 갖는 한 쌍의 밴드(band); 및 상기 지지부를 제외한 상기 밴드의 일 영역에 마련되어, 상기 카테터의 이동 방향을 따라 신축하는 주름부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 그립퍼는, 또 다른 실시예로서, 상기 카테터가 삽입되는 삽입홈을 형성하며, 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼 링크가 지지되는 카테터 삽입부; 상기 카테터 삽입부를 사이에 두고 상기 카테터 이동 경로에 대해 가로로 연장 형성되어 상호 대향 배치되며, 상기 본체를 커버하는 한 쌍의 커버 플레이트(cover plate); 및 상기 각 그립퍼 링크가 지지되는 영역을 제외한 상기 카테터 삽입부 및 상기 커버 플레이트에 마련되어, 상기 카테터의 이동 방향을 따라 신축하는 주름부를 포함할 수 있다.
상기 하우징을 구조물에 고정하는 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 원통 형상을 가지며, 상하로 분리되는 상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하고, 상기 본체의 일 영역을 개방 또는 커버하도록 상기 상부 하우징과 하부 하우징의 일단부는 힌지(hinge) 결합되고, 상기 상부 하우징과 하부 하우징의 타단부는 잠금장치에 의해 로킹(locking)될 수 있다.
상기 나사축은 길이방향을 따라 회전력을 전달하기 위한 수나사가 형성된 나사축 부분과, 리니어 모션(linear motion)을 하기 위한 슬라이딩 로드(sliding rod) 부분으로 이루어질 수 있다.
상기 본체의 일측 상부면에는 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 나사축이 회전가능하게 지지되는 한 쌍의 나사축 지지부가 형성되어 있으며, 상기 본체의 타측 상부면에는 원호 형상을 가지며, 상호 대향하게 상기 본체의 상방을 향해 돌출된 한 쌍의 브랜치가 형성될 수 있다.
상기 한 쌍의 브랜치는 상기 회전 유니트에 인접하게 위치하며, 상기 한 쌍의 브랜치의 각 단부는 연결 플레이트에 의해 연결되며, 상기 연결 플레이트에는 상기 카테터가 이동가능하게 장착되는 카테터 장착공이 관통 형성될 수 있다.
상기 제2 이동 블록의 중앙 영역에는 상기 제1 이동 블록이 부분적으로 수용되는 블록 수용부가 함몰 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 환자의 혈관에 삽입되는 카테터의 구동 메카니즘을 개선함으로써, 카테터의 장착 및 제거가 용이하며, 삽입되는 카테터의 깊이를 정확하게 파악할 수 있고, 시술의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 우측면도,
도 3은 도 1의 상부 하우징이 개방된 상태의 사시도,
도 4는 도 1의 한 쌍의 이송 유니트의 확대 사시도,
도 5는 4의 요부 확대 사시도,
도 6은 도 4의 전방 이송 유니트를 부분적으로 제거한 상태의 사시도,
도 7은 도 4의 후방 이송 유니트를 부분적으로 제거한 상태의 사시도,
도 8은 도 1의 상부 하우징이 개방된 상태에서 카테터가 장착된 상태의 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 이송 유니트의 구성도,
도 10은 도 9의 1개의 그립퍼의 구동 관계를 해석한 모식도,
도 11은 도 10의 해석의 결과를 시뮬레이션한 도면,
도 12는 도 9의 한 쌍의 이송 유니트에 다른 실시예에 따른 그립퍼가 장착된 상태를 도시한 도면,
도 13은 또 다른 실시예에 따른 그립퍼의 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)는 본체(11)와, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)와, 회전 유니트(61)를 포함한다.
본체(11)는 장방형의 플레이트 형상을 가지며, 본체(11)의 상부 영역에는 카테터(1, 도 8참조)가 이동하는 이동 경로를 형성한다. 본체(11)의 일측에는 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)가 배치되고, 타측에는 회전 유니트(61)가 배치되어 있다.
본체(11)의 일측 판면에는 예컨대, 본체(11)의 일측 상부면에는 후술할 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)의 각 나사축(53a,53b)이 회전가능하게 지지되는 한 쌍의 나사축 지지부(13a,13b)가 마련되어 있다. 한 쌍의 나사축 지지부(13a,13b)는 본체(11)의 길이방향에 대해 가로로 상호 간격을 두고 배치되어 있다. 여기서, 설명의 편리상 회전 유니트(61)에 인접하게 위치하는 나사축 지지부를 제1 나사축 지지부(13a)라 하고, 회전 유니트(61)의 반대편에 위치하는 나사축 지지부를 제2 나사축 지지부(13b)라 한다. 여기서, 한 쌍의 나사축(53a,53b)은 그 길이방향을 따라 회전력을 전달하기 위한 수나사가 형성된 나사축 부분과, 리니어 모션을 하기 위한 슬라이딩 로드 부분으로 구성되어 있다. 예를 들어, 후방 이송 유니트(31a)의 나사축(53a)은 후단부에 나사축 부분으로 구성되고, 전단부는 슬라이딩 로드로 구성되어, 후방 이송 유니트(31a)의 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)에 동력을 전달하고, 전방 이송 유니트(31b)의 제1 이동 블록(51b) 및 제2 이동 블록(41b)은 동력전달 없이 슬라이딩 운동을 할 수 있게 된다. 이로써, 별도의 리니어 가이드(linear guide)가 불필요하게 되어, 부품의 수량을 감소시킬 수 있게 된다.
본체(11)의 타측 판면에는 예컨대, 본체(11)의 타측 상부면에는 원호 형상을 가지며, 상호 대향하게 본체(11)의 상방을 향해 돌출된 한 쌍의 브랜치(15, branch)가 형성되어 있다. 각 브랜치(15)에는 복수의 롤러(17)가 간격을 두고 롤링가능하게 마련되어 있다. 이러한 롤러(17)는 본체(11)를 후술할 회전 유니트(61)의 하우징(63)의 내주면에 지지함과 동시에, 하우징(63)의 내주면을 따라 구름 접촉 이동한다.
회전 유니트(61)에 인접하게 위치하는 한 쌍의 브랜치(15)의 각 단부는 연결 플레이트(19)에 의해 연결되고, 연결 플레이트(19)에는 카테터(1)가 이동가능하게 장착되는 카테터 장착공(21)이 관통 형성되어 있다.
한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)는 본체(11)의 카테터(1)의 이동 경로에 위치하며, 카테터(1)를 그립 및 그립해제하는 그립퍼(33a,33b)를 가진다. 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)의 각 그립퍼(33a,33b)는 카테터(1)의 이동 경로를 따라 간격을 두고 배치된다. 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)는, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립하는 그립 위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립한 상태에서 그립퍼(33a,33b)를 전진시키는 전진 위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립해제하는 그립 해제위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립해제한 상태에서 그립퍼(33a,33b)를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하여, 카테터(1)를 이송시킨다.
이하에서는 설명의 편리상, 회전 유니트(61)에 인접하게 위치한 이송 유니트를 후방 이송 유니트(31a)라 하고, 회전 유니트(61)로부터 멀리 위치한 이송 유니트를 전방 이송 유니트(31b)라 한다. 또한, 후방 이송 유니트(31a)와 전방 이송 유니트(31b)는 각 구성요소가 동일하므로, 전방 이송 유니트(31b)의 각 구성요소에 대한 구체적인 설명은 후방 이송 유니트(31a)를 이용하여 설명하기로 한다. 전방 이송 유니트(31b)에 대해서는 후방 이송 유니트(31a)와 일부 구성요소의 배치 등과 같은 차이점에 대해 추가로 설명하기로 한다. 그리고, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)의 동작에 따른 카테터(1)의 이송 과정에 대해서는 후술하기로 한다.
후방 이송 유니트(31a)는 한 쌍의 그립퍼(33a), 한 쌍의 그립퍼 링크(35a), 한 쌍의 제1링크(37a), 한 쌍의 제2링크(39a), 제2이동 블록(41a), 제1이동 블록(51a), 한 쌍의 나사축(53a), 한 쌍의 나사축 구동모터(55a)를 포함한다. 여기서, 한 쌍의 그립퍼 링크(53a)와 한 쌍의 제1 링크(37a)는 특정한 고정 각도를 이루도록 하나의 부품으로 구성될 수 있다. 여기서, 제2 이동 블록(41a)과 제1 이동 블록(51a)이 동일한 속도로 전진 또는 후진하면 카테터(1)가 전진 또는 후진하게 된다. 또한, 제2 이동 블록(41a)이 제1 이동 블록(51a)보다 빠르면 그립퍼(33a)가 닫히는 동작을 하고, 느리면 그립퍼(33a)가 열리는 동작이 발생한다.
한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 사이에 두고 카테터(1)의 이동 경로를 따라 나란하게 대향 배치된다. 본 실시예에서는 한 쌍의 그립퍼(33a)가 카테터(1)의 외주면에 밀착가능한 패드(pad) 형상을 가진다. 이러한 그립퍼(33a)는 카테터(1)와의 마찰력이 증대될 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 일 예로서 고무 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 그립퍼 링크(35a)는 일정 길이의 바아(bar) 형상을 가지며, 카테터(1)를 사이에 두고 한 쌍의 그립퍼(33a)를 피봇가능하게 결합한다. 각 그립퍼 링크(35a)의 일단부는 그립퍼(33a)에 피봇가능하게 결합되고, 타단부는 제1 링크(37a)에 특정한 각도를 가지도록 고정되며 제1 이동 블록(51a)에 피봇가능하게 결합된다. 각 그립퍼 링크(35a)는 회전 유니트(61)를 향해 배치된다. 여기서, 그립퍼 링크(35a)는 제1링크(37a)와 특정한 각도를 가지며 제1 링크(37a)와 일체로 형성될 수도 있다.
한 쌍의 제1 링크(37a)와 그립퍼 링크(35a)가 고정된 지점은 제1 이동 블록(51a)에 피봇가능하게 결합되고, 각 제1 링크(37a)의 타단부는 제2 링크(39a)에 피봇가능하게 결합된다.
한 쌍의 제2 링크(39a)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 각 제2 링크(39a)의 일단부는 제1 링크(37a)에 피봇가능하게 결합되고, 각 제2 링크(39a)의 타단부는 제2 이동 블록(51a)에 피봇가능하게 결합된다.
여기서, 나사축 구동 모터(55a)를 제외한 모든 부품 예컨대, 그리퍼(33a), 각 링크(35a,37a,39a), 제1 이동 블록(51a), 제2 이동 블록(41a), 본체(11), 나사축(53a) 등은 필요에 따라 비자성 및 비금속 재질만으로 제작될 수 있다.
제2 이동 블록(41a)은 장방형의 블록 형상을 가지며, 카테터(1)의 이동 경로에 대해 가로로 배치된다. 제2 이동 블록(41a)의 양단부에는 한 쌍의 제2 링크(39a)가 각각 피봇가능하게 결합되어 있다. 또한, 제2 이동 블록(41a)에는 후방 이송 유니트(31a)의 하나의 나사축(53a)의 회전에 대해 동력을 전달 할 수 있도록 나사산 결합하며, 전방 이송 유니트(31b)의 하나의 나사축(53b)의 나사산이 없는 부분 예컨대, 슬라이딩 로드 부분이 관통 결합되는 관통공(미도시)이 형성되어 있다. 즉, 후방 이송 유니트(31a)의 제2 이동 블록(41a)은 나사축(53a)을 통해 동력을 전달받음과 동시에, 전방 이송 유니트(31b)의 나사축(53b)과 슬라이딩 운동을 하여, 카테터(1)와 평행한 방향으로 구동될 수 있다. 이와 같은 구조로 인해 제2 이동 블록(41a)의 선형 움직임을 가이드하는 별도의 리니어 가이드가 필요하지 않게 된다. 그리고, 제2 이동 블록(41a)의 중앙 영역에는 제1 이동 블록(51a)이 부분적으로 수용되는 블록 수용부(47a)가 함몰 형성되어 있다. 블록 수용부(47a)는 회전 유니트(61)를 향해 함몰 형성되어 있다.
제1 이동 블록(51a)은 나사축(53a)과 나사 결합하여 나사 운동하도록 암나사가 형성되어 있으며, 나사축 (53b)의 슬라이딩 로드 부분에 결합되는 관통공(미도시)이 형성되어 있다. 제1 이동 블록(51a)에는, 한 쌍의 그립퍼 링크(35a)가 피봇 결합된다.
한 쌍의 나사축(53a)은 일정 길이의 봉 형상을 가지며, 카테터(1)의 이동 경로와 나란하게 배치된다. 한 쌍의 나사축(53a)은 한 쌍의 나사축 지지부(13a,13b)에 회전가능하게 지지되어 있다. 또한, 한 쌍의 나사축(53a)은 제2 이동 블록(41a)과 나사 결합하여 나사 운동한다. 한 쌍의 나사축(53a)은 제1 이동 블록(51a)과 제2 이동 블록(41a)을 카테터(1)의 이동 경로를 따라 직선 왕복운동시킨다.
한 쌍의 나사축 구동 모터(55a)는 각 나사축(53a)에 직결되어, 각 나사축(53a)을 정역 회전시킨다. 각 나사축 구동 모터(55a)는 회전 유니트(61)에 인접하게 배치된 제1 나사축 지지부(13a)에 나란하게 지지되어 있다. 여기서, 한 쌍의 나사축 구동 모터(55a)의 각 회전수가 달라지면 그립퍼(33a)가 열리거나 닫히는 모션을 하고, 한 쌍의 나사축 구동 모터(55a)의 회전수가 동일하면 그립퍼(33a)는 현재의 상태를 유지한 채 왕복운동을 한다.
따라서, 나사축 구동 모터(55a)를 일방향으로 정회전시키면, 나사축(53a)이 일방향으로 회전하여 나사축(53a), 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)의 나사 운동에 의해, 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)은 회전 유니트(61)로부터 이격하도록 전진 이동하게 되고, 이에 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 그립퍼(33a)는 카테터(1)로부터 이격된 상태에서 카테터(1)를 그립하며 전진 이동시켜, 카테터(1)를 환자의 혈관 등으로 삽입하게 된다.
반대로, 나사축 구동 모터(55a)를 타방향으로 역회전시키면, 나사축(53a)이 타방향으로 회전하여 나사축(53a), 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)의 나사 운동에 의해 제2 이동 블록(41a)은 회전 유니트(61)에 접근하도록 후진 이동하게 되고, 이에 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 카테터(1)를 그립한 그립퍼(33a)는 카테터(1)로부터 이격하며, 카테터(1)를 그립하지 않은 상태에서 후진 이동하게 된다.
이러한 일련의 동작에 의해 카테터(1)는 카테터(1)의 이동 경로를 따라 이송되어, 환자의 혈관으로 삽입하게 된다.
여기서, 그립퍼(33a)와 그립퍼 링크(35a), 그립퍼 링크(35a)와 제1 이동 블록(51a), 제1 링크(37a)와 제2 링크(39a), 제2 링크(39a)와 제2 이동 블록(41a)은 각각 도시하지 않은 핀에 의해 피봇가능하게 결합된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)의 전방 이송 유니트(31b)는 후방 이송 유니트(31a)와는 달리, 그립퍼(33b)와 제2 이동 블록(41b)이 제2 나사축 지지부(13b)에 인접하게 배치되어 있다. 또한, 전방 이송 유니트(31b)의 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41b)에는 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 나사축(53b)과, 후방 이송 유니트(31a)의 한 쌍의 나사축(53a)에 형성된 슬라이딩 로드 부분이 관통 결합되는 1개의 관통공(미도시)이 각각 형성되어 있다.
한편, 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 나사축(53b)이 관통하는 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41b)의 각각 1개의 관통공에는 각 나사축(53b)과 나사 결합하여 나사 운동하도록 암나사가 형성되어 있다. 그리고, 제2 이동 블록(41b)의 중앙 영역에는 제1 이동 블록(51b)이 부분적으로 수용하는 블록 수용부(47b)가 함몰 형성되어 있다. 블록 수용부(47b)는 회전 유니트(61)의 반대측을 향해 함몰 형성되어 있다. 이로써, 전방 이송 유니트(31b)의 제1 이동 블럭(51b)과, 후방 이송 유니트(31a)의 제1 이동 블록(51a)은 상호 대향하며 배치된다.
또한, 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 나사축 구동 모터(55b)는 후방 이송 유니트(31a)의 나사축 구동 모터(55a)와 마찬가지로 제1 나사축 지지부(13a)에 나란하게 지지된다.
여기서, 미 설명된 참조부호 35b는 전방 이송 유니트(31b)의 그립퍼 링크이고, 참조부호 37b는 전방 이송 유니트(31b)의 제1 링크이며, 참조부호 39b는 전방 이송 유니트(31b)의 제2 링크이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)는 본체(11)의 한 쌍의 나사축 지지부(13a,13b) 사이에, 전방 이송 유니트(31b)의 각 그립퍼(33b), 각 링크(35b,37b,39b), 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41b)이 배치됨과 동시에, 후방 이송 유니트(31a)의 각 그립퍼(33a), 각 링크(35a,37a,39a), 이동 블록(41a) 및 지지 블록(51a)이 배치되어, 카테터(1)를 이송하여 환자의 혈관 등으로 삽입하기 위한 카테터 삽입부(301)를 형성한다. 여기서, 도시되어 있지 않지만, 전방 이송 유니트(31b)와 후방 이송 유니트(31a)가 층을 이루며 중첩하도록 배치되어, 한 쌍의 나사축 지지부(13a,13b) 사이의 간격을 줄임으로써, 카테터 이송 장치(10)의 전체적인 길이를 줄여 소형화할 수도 있다.
회전 유니트(61)는 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b) 중 적어도 어느 하나의 이송 유니트에 의해 그립된 카테터(1)를 회전시킨다. 회전 유니트(61)는 하우징(63)과, 내치차부(81)와, 피니언(83)과, 피니언 구동 모터(85)를 포함한다.
하우징(63)은 속이 빈 원통 형상을 가지며, 본체(11)를 부분 수용한다. 하우징(63)의 내주면의 일측에는 본체(11)의 복수의 롤러(17)가 지지됨과 동시에, 구름 접촉 이동하는 트랙(69, track)을 형성한다.
한편, 본 실시예에서의 하우징(63)은 상하로 분리되며, 상부 하우징(65)과 하부 하우징(67)을 포함한다. 상부 하우징(65)과 하부 하우징(67)의 일단부는 힌지 핀(hinge pin)에 의해 힌지 결합되고, 상부 하우징(65)과 하부 하우징(67)의 타단부는 잠금장치(73)에 의해 로킹된다.
따라서, 잠금장치(73)를 로킹해제하여 상부 하우징(65)을 하부 하우징(67)에 대해 상방으로 회전시키면, 상부 하우징(65)은 힌지핀을 중심으로 회전하여 본체(11)의 일 영역을 개방하게 된다. 반대로, 상부 하우징(65)을 하부 하우징(67)에 대해 하방으로 회전시켜 잠금장치(73)로 로킹하면, 본체(11)의 일 영역은 외부로 노출되지 않고 커버된다. 이로써, 상부 하우징(65)을 개방하여, 카테터(1)를 본체(11)의 카테터(1)의 이동 경로에 간편하게 장착하거나, 또는 카테터(1)의 이동 경로로부터 간편하게 제거할 수 있게 된다.
또한, 하우징(63)의 외측에는 하우징(63)을 구조물에 고정하기 위한 고정부(75)가 마련되어 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)를 고정부(75)를 통해 별도의 로봇 팔, 또는 침대 지지대 등과 같은 구조물에 고정시켜 안정적으로 사용할 수 있게 된다.
내치차부(81)는 하우징(63)의 내주면의 일 영역에 예컨대, 하우징(63)의 타측의 내주면을 따라 복수의 기어 이빨이 형성되어 있다. 이로써, 내치차부(81)는 링 기어 형상을 가진다.
피니언(83)은 내치차부(81)의 기어 이빨과 동일한 형상과 크기를 갖는 외치차 형상을 가진다. 피니언(83)은 내치차부(81)의 기어 이빨과 맞물려 회전한다.
피니언 구동 모터(85)는 피니언(83)과 직결하며, 피니언(83)을 정역 회전시킨다. 피니언 구동 모터(85)는 하우징(63)에 수용되는 본체(11)의 저부면에 지지되어 있다.
이로써, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b) 중 적어도 어느 하나의 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립한 상태에서 피니언 구동 모터(85)를 일방향 또는 타방향으로 정역회전시키면, 피니언 구동 모터(85)의 회전력이 피니언(83)으로 전달되고, 피니언(83)이 내치차부(81)를 따라 정역회전하여 본체(11)는 일방향 또는 타방향으로 회전함과 동시에, 카테터(1)는 일방향 또는 타방향으로 회전하게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)를 이용하여 카테터(1)를 이송하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
설명에 앞서, 발명의 이해를 돕기 위해, 그립퍼(33a,33b) 또는 이동 블록(41a,41b)이 회전 유니트(61)의 반대방향으로 이동하는 것을 전진 이동이라 하고, 그립퍼(33a,33b) 또는 이동 블록(41a,41b)이 회전 유니트(61)를 향해 이동하는 것을 후진 이동이라고 한다.
먼저, 상부 하우징(65)을 개방하여, 도 8에 도시된 바와 같이 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 그립퍼(33b)와 후방 이송 유니트(31a)의 한 쌍의 그립퍼(33a) 사이에 형성되는 카테터(1)의 이동 경로를 따라 카테터(1)를 본체(11)에 배치함과 동시에, 본체(11)의 카테터 장착공(21)에 장착시킨다. 이 때, 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 그립퍼(33b)와 후방 이송 유니트(31a)의 한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 그립하지 않는다.
다음, 상부 하우징(65)을 하부 하우징(67)에 잠금장치(73)를 통해 로킹하여 본체(11)의 일 영역을 커버한다. 이 때, 상부 하우징(65)과 하부 하우징(67)은 하나의 링 형상을 가지며, 본체(11)는 복수의 롤러(17)에 의해 하우징(63)의 내주면에 지지된다.
이어서, 제1단계로서 전방 이송 유니트(31b)의 제2이동 블록(41b)에 나사 결합된 나사축 구동모터(55b)를 일방향으로 정회전시키면, 나사축(53b)과 제2 이동 블록(41b) 사이의 나사 운동에 의해 제2 이동 블록(41b)은 전진 운동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 제2 이동 블록(41b)과 함께 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(33b)는 카테터(1)를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
제2단계로서, 전방 이송 유니트(31b)의 각 나사축 구동모터(55b)를 일방향으로 정회전시키면, 각 나사축(53b), 제1 이동 블록(51b) 및 제2 이동 블록(41b) 사이의 나사 운동에 의해 제1이동 블록(51b) 및 제2이동 블록(41b)은 전진 이동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33b)는 카테터(1)를 그립한 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 전진 이동하는 전진 위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(31a)의 각 나사축 구동 모터(55a)를 타방향으로 역회전시키면, 나사축(53a), 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a) 사이의 나사 운동에 의해 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)은 후진 이동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 그립하지 않는 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 후진 이동하여, 후진 위치에 위치하게 된다. 이로써, 카테터(1)는 후방 이송 유니트(31a)의 방해없이 전방 이송 유니트(31b)에 의해 일정 거리 전진 이동하여 환자의 혈관 등으로 삽입된다.
제3단계로서, 전방 이송 유니트(31b)의 제2 이동 블록(41b)에 나사 결합된 나사축 구동 모터(55b)를 타방향으로 역회전시키면, 나사축(53b)과 제2 이동 블록(41b) 사이의 나사 운동에 의해 제2이동 블록(41b)은 후진 운동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 제2이동 블록(41b)과 함께 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(33b)는 카테터(1)를 그립해제하는 그립 해제위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(31a)의 제2 이동 블록(41a)에 나사 결합된 나사축 구동 모터(55a)를 일방향으로 정회전시키면, 나사축(53a)과 제2 이동 블록(41a) 사이의 나사 운동에 의해 제2 이동 블록(41a)은 전진 운동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33a)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 제2 이동 블록(41a)과 함께 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
제4단계로서, 전방 이송 유니트(31b)의 각 나사축 구동 모터(55b)를 타방향으로 역회전시키면, 나사축(53b), 제1 이동 블록(51b) 및 제2 이동 블록(41b) 사이의 나사 운동에 의해 제1 이동 블록(51b) 및 제2 이동 블록(41b)은 후진 이동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33b)는 카테터(1)를 그립하지 않는 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 후진 이동하여, 후진 위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(31a)의 각 나사축 구동 모터(55a)를 일방향으로 정회전시키면, 각 나사축(53a), 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a) 사이의 나사 운동에 의해 제1 이동 블록(51a) 및 제2 이동 블록(41a)은 전진 이동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 그립한 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 전진 이동하는 전진 위치에 위치하게 된다. 이로써, 카테터(1)는 전방 이송 유니트(31b)의 방해없이 후방 이송 유니트(31a)에 의해 일정 거리 전진 이동하여 환자의 혈관 등으로 삽입된다.
제5단계로서, 전방 이송 유니트(31b)의 제2이동 블록(41b)에 나사 결합된 나사축 구동모터(55b)를 일방향으로 정회전시키면, 나사축(53b)과 제2 이동 블록(41b) 사이의 나사 운동에 의해 제2 이동 블록(41b)은 전진 운동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 제2 이동 블록(41b)과 함께 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(33b)는 카테터(1)를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(31a)의 제2 이동 블록(41a)에 나사 결합된 나사축 구동 모터(55a)를 타방향으로 정회전시키면, 나사축(53a)과 제2이동 블록(41a) 사이의 나사 운동에 의해 제2 이동 블록(41a)은 후진 운동하게 되고, 이에 한 쌍의 그립퍼(33a)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 제2 이동 블록(41a)과 함께 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(33a)는 카테터(1)를 그립하지 않는 그립 해제위치에 위치하게 된다.
이와 같이, 제5단계의 동작이 완료되면, 전술한 제2단계의 동작으로 돌아가서 제2단계 내지 제5단계의 동작을 반복하여 시행함으로써, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하여, 카테터(1)를 자동으로 이송하며 환자의 혈관에 삽입할 수 있게 된다. 또한, 카테터(1)는 전방 이송 유니트(31b)의 한 쌍의 그립퍼(33b), 또는 후방 이송 유니트(31a)의 한 쌍의 그립퍼(33a)에 의해 상시 그립된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)를 이용하여 카테터(1)를 회전시키는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
한 쌍의 이송 유니트(31a,31b) 중 적어도 어느 하나의 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립한 상태에서 피니언 구동 모터(85)를 일방향으로 정회전시키면, 피니언 구동 모터(85)의 회전력이 피니언(83)으로 전달되고, 피니언(83)이 내치차부(81)를 따라 정회전하여 본체(11)는 일방향으로 회전함과 동시에, 카테터(1)는 일방향으로 회전하게 된다.
반대로, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b) 중 적어도 어느 하나의 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립한 상태에서 피니언 구동 모터(85)를 타방향으로 역회전시키면, 피니언 구동 모터(85)의 회전력이 피니언(83)으로 전달되고, 피니언(83)이 내치차부(81)를 따라 역회전하여 본체(11)는 타방향으로 회전함과 동시에, 카테터(1)는 타방향으로 회전하게 된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)에서, 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)에 의해 카테터(1)를 이송하는 동작과, 회전 유니트(61)에 의해 카테터(1)를 회전시키는 동작은 각각 시행하거나, 또는 동시에 시행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)는, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립하는 그립 위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립한 상태에서 그립퍼(33a,33b)를 전진시키는 전진 위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립해제하는 그립 해제위치와, 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립해제한 상태에서 그립퍼(33a,33b)를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하도록 한 쌍의 이송 유니트(31a,31b)를 작동함으로써, 카테터(1)를 정밀하게 이송시킬 수 있다.
또한, 카테터(1)를 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)에 장착한 이후에는, 각 이송 유니트(31a,31b) 중 적어도 어느 하나의 한 쌍의 그립퍼(33a,33b)가 항상 카테터(1)를 그립하고 있으므로, 환자의 혈관 등에 삽입되는 카테터(1)의 깊이를 정확하게 파악할 수 있으며, 시술의 정밀성을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 카테터 이송 장치(10)는 별도의 추가적인 장치를 구비하지 않고, 각 이송 유니트(31a,31b)의 그립퍼(33a,33b)가 카테터(1)를 그립해제하는 동작이 가능하므로, 카테터(1)를 카테터 이송 장치(10)로부터 쉽게 분리할 수 있게 된다. 이러한 기능에 의해 시술 중에 발생한 응급 상황에, 수술 로봇을 사용하지 않고 시술자가 카테터(1)를 직접 조작하도록 수작업으로 쉽게 전환할 수 있게 된다.
또한, 회전 유니트(61)를 작동하여, 필요에 따라 카테터(1)를 회전시키며, 카테터(1)를 환자의 혈관 등에 자동으로 원활하게 삽입할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 각 단계별 동작을 반대로 시행하면, 환자의 혈관 등에 삽입된 카테터를 자동으로 원활하게 빼낼 수 있게 된다,
도 9에는 본 발명의 다른 실시예로서, 카테터 이송 장치의 한 쌍의 이송 유니트가 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 유니트(131a,131b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 유니트와 마찬가지로 한 쌍으로 이루어지며, 전술한 일 실시예와 달리, 다만 구동 메카니즘이 상이하다.
이하에서는 설명의 편리상, 회전 유니트(미도시)에 인접하게 위치한 이송 유니트를 후방 이송 유니트(131a)라 하고, 회전 유니트로부터 멀리 위치한 이송 유니트를 전방 이송 유니트(131b)라 한다. 또한, 후방 이송 유니트(131a)와 전방 이송 유니트(131b)는 각 구성요소가 동일하므로, 대표적으로 후방 이송 유니트(131a)를 이용하여 설명하고, 전방 이송 유니트(131b)의 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
후방 이송 유니트(131a)는 한 쌍의 그립퍼(133a), 한 쌍의 제1그립퍼 링크(135a), 한 쌍의 제2그립퍼 링크(137a), 한 쌍의 연결 링크(139a), 한 쌍의 보조 링크(141a), 제1 구동 로드(143a), 제2 구동 로드(145a), 제1 리니어 구동부(147a), 제2 리니어 구동부(149a)를 포함한다.
한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 사이에 두고 카테터의 이동 경로를 따라 나란하게 대향 배치된다. 본 실시예에서는 한 쌍의 그립퍼(133a)가 카테터의 외주면에 밀착가능한 패드 형상을 가진다. 여기서 한 쌍의 제1 그립퍼 링크(135a), 한 쌍의 제2 그립퍼 링크(137a), 한 쌍의 연결 링크(139a)는 하나의 부품으로서 삼각형 형태이다.
한 쌍의 제1그립퍼 링크(135a)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 카테터를 사이에 두고 한 쌍의 그립퍼(133a)를 피봇가능하게 결합한다. 각 제1 그립퍼 링크(135a)의 일단부는 그립퍼(133a)에 피봇가능하게 결합되고, 타단부는 연결 링크(139a) 및 제1 구동 로드(143a)에 피봇가능하게 결합된다. 각 그립퍼 링크(135a,137a)는 회전 유니트를 향해 배치된다.
한 쌍의 제2 그립퍼 링크(137a)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 한 쌍의 제1 그립퍼 링크(135a)와 각도를 이루며 한 쌍의 그립퍼(133a)에 각각 피봇가능하게 결합된다. 각 제2 그립퍼 링크(137a)의 일단부는 그립퍼(133a)에 피봇가능하게 결합되고, 타단부는 연결 링크(139a)에 각도를 이루며 고정된 형상이며, 보조 링크(141a)에 피봇가능하게 결합된다.
한 쌍의 연결 링크(139a)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 한 쌍의 제1 그립퍼 링크(135a)와 한 쌍의 제2 그립퍼 링크(137a)와 함께 삼각형의 단면 형상을 이루도록 한 쌍의 제1그립퍼 링크(135a)와 한 쌍의 제2 그립퍼 링크(137a)에 각각 고정된 형상을 가진다. 각 연결 링크(139a)의 일단부는 제1 그립퍼 링크(135a) 및 제1 구동 로드(143a)에 피봇가능하게 결합되고, 타단부는 제2 그립퍼 링크(137a)에 특정각도를 가지도록 고정되고, 보조 링크(141a)에 피봇가능하게 결합된다.
한 쌍의 보조 링크(141a)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 연결 링크(139a)와 제2 그립퍼 링크(137a)에 피봇가능하게 결합된다. 각 보조 링크(141a)의 일단부는 제2 그립퍼 링크(137a) 및 연결 링크(139a)에 피봇가능하게 결합되고, 타단부는 제2 구동 로드(145a)에 피봇가능하게 결합된다.
제1 구동 로드(143a)는 한 쌍의 제1 그립퍼 링크(135a)와 한 쌍의 연결 링크(139a)에 피봇가능하게 결합된다. 제1 구동 로드(143a)의 자유단부에는 제1 리니어 구동부(147a)가 직결된다.
제2 구동 로드(145a)는 한 쌍의 보조 링크(141a)에 피봇가능하게 결합된다. 제2 구동 로드(145a)의 자유단부에는 제2 리니어 구동부(149a)가 직결된다.
제1리니어 구동부(147a)는 제1구동 로드(143a)에 연결되어, 제1 구동 로드(143a)를 직선 왕복이동시킨다.
제2 리니어 구동부(149a)는 제2 구동 로드(145a)에 연결되어, 제2 구동 로드(145a)를 직선 왕복이동시킨다. 제2 리니어 구동부(149a)는 제1 리니어 구동부(147a)와 동기화되어, 후방 이송 유니트(131a)의 제1 구동 로드(143a)와 제2 구동 로드(145a)가 동일한 속도로 직선 이동하도록 한다. (여기서, 제1 리니어 구동부(147a)와 제2 리니어 구동부(149a)의 속도를 동기화하여, 그립퍼를 전진 또는 후진시킨다. 또한, 제2 리니어 구동부(149a)의 속도가 제1 리니어 구동부(147a)보다 빠르면 그립퍼(133a)가 닫히는 동작을 하고, 느리면 그립퍼(133a)가 열리는 동작을 한다.
여기서, 그립퍼(133a)와 제1 그립퍼 링크(135a)와 제2 그립퍼 링크(137a), 제1 그립퍼 링크(135a)의 결합 지점 및 연결 링크(139a)와 제1구동 로드(143a), 제2 그립퍼 링크(137a)와 연결 링크(139a)와 보조 링크(141a), 보조 링크(141a)와 제2 구동 로드(145a)는 각각 도시하지 않은 핀에 의해 피봇가능하게 결합된다.
또한, 미 설명된 참조부호 133b는 전방 이송 유니트(131b)의 그립퍼이고, 참조부호 135b는 전방 이송 유니트(131b)의 제1 그립퍼 링크이며, 참조부호 137b는 전방 이송 유니트(131b)의 제2그립퍼 링크이고, 참조부호 139b는 전방 이송 유니트(131b)의 연결 링크이며, 참조부호 141b는 전방 이송 유니트(131b)의 보조 링크이다. 또한, 참조부호 143b는 전방 이송 유니트(131b)의 제1구동 로드이고, 참조부호 145b는 전방 이송 유니트(131b)의 제2 구동 로드이며, 참조부호 147b는 전방 이송 유니트(131b)의 제1 리니어 구동부이고, 참조부호 149b는 전방 이송 유니트(131b)의 제2 리니어 구동부이다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)을 이용하여 카테터를 이송하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상부 하우징(65)을 개방하여, 전방 이송 유니트(131b)의 한 쌍의 그립퍼(133b)와 후방 이송 유니트(131a)의 한 쌍의 그립퍼(133b) 사이에 형성되는 카테터의 이동 경로를 따라 카테터를 본체(11)에 배치함과 동시에, 본체(11)의 카테터 장착공(21)에 장착시킨다. 이 때, 전방 이송 유니트(131b)의 한 쌍의 그립퍼(133b)와 후방 이송 유니트(131a)의 한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 그립하지 않는다.
다음, 상부 하우징(65)을 하부 하우징(67)에 잠금장치(73)를 통해 로킹하여 본체(11)의 일 영역을 커버한다.
이어서, 제1단계로서, 전방 이송 유니트(131b)의 제2 구동 로드(145b)에 연결된 제2 리니어 구동부(149b)를 구동하여 제2구동 로드(145b)를 전진 이동시키면, 카테터를 그립한 한 쌍의 그립퍼(133b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 일정 거리 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 카테터를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
제2단계로서, 전방 이송 유니트(131b)의 각 리니어 구동부(147b,149b)를 구동하여 제1 구동 로드(143b)와 제2 구동 로드(145b)를 전진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 카테터를 그립한 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 전진 위치에 위치하고, 카테터를 환자의 혈관으로 삽입하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(131a)의 각 리니어 구동부(147a,149a)를 구동하여 제1 구동 로드(143a)와 제2 구동 로드(145a)를 후진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 그립하지 않은 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 후진 위치에 위치하게 된다. 이로써, 카테터는 후방 이송 유니트(31a)의 방해없이 전방 이송 유니트(31b)에 의해 일정 거리 전진 이동하여, 환자의 혈관 등으로 삽입된다.
제3단계로서, 전방 이송 유니트(131b)의 제2 구동 로드(145b)에 연결된 제2 리니어 구동부(149b)를 구동하여 제2 구동 로드(145b)를 후진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 일정 거리 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(131a)의 제2 구동 로드(145a)에 연결된 제2 리니어 구동부(149a)를 구동하여 제2구동 로드(145a)를 전진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 일정 거리 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
제4단계로서, 전방 이송 유니트(131b)의 각 리니어 구동부(147b,149b)를 구동하여 제1 구동 로드(143b)와 제2 구동 로드(145b)를 후진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 카테터를 그립하지 않은 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 후진 위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(131a)의 각 리니어 구동부(147a,149a)를 구동하여 제1 구동 로드(143a)와 제2 구동 로드(145a)를 전진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 그립한 상태에서 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 전진 위치에 위치하게 된다. 이로써, 카테터는 전방 이송 유니트(31b)의 방해없이 후방 이송 유니트(31a)에 의해 일정 거리 전진 이동하여, 환자의 혈관 등으로 삽입된다.
제5단계로서, 전방 이송 유니트(131b)의 제2 구동 로드(145b)에 연결된 제2 리니어 구동부(149b)를 구동하여 제2 구동 로드(145b)를 전진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 일정 거리 전진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133b)는 카테터를 그립하는 그립 위치에 위치하게 된다.
이 때, 후방 이송 유니트(131a)의 제2구동 로드(145a)에 연결된 제2 리니어 구동부(149a)를 구동하여 제2 구동 로드(145a)를 후진 이동시키면, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 각 링크간의 상호 관절 운동에 의해 일정 거리 후진 이동하여, 한 쌍의 그립퍼(133a)는 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치에 위치하게 된다.
이와 같이, 제5단계의 동작이 완료되면, 전술한 제2단계의 동작으로 돌아가서 제2단계 내지 제5단계의 동작을 반복하여 시행함으로써, 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하여, 카테터를 자동으로 이송하며 환자의 혈관에 삽입할 수 있게 된다. 또한, 카테터는 전방 이송 유니트(131b)의 한 쌍의 그립퍼(133b), 또는 후방 이송 유니트(131a)의 한 쌍의 그립퍼(133a)에 의해 상시 그립된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)는 전술한 일 실시예에 따른 이송 유니트와 같이, 그립퍼(133a,133b)가 카테터를 그립하는 그립 위치와, 그립퍼(133a,133b)가 카테터를 그립한 상태에서 그립퍼(133a,133b)를 전진시키는 전진 위치와, 그립퍼(133a,133b)가 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치와, 그립퍼(133a,133b)가 카테터를 그립해제한 상태에서 그립퍼(133a,133b)를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하도록 작동함으로써, 카테터를 정밀하게 이송시킬 수 있으며, 삽입되는 카테터의 깊이를 정확하게 파악할 수 있으며, 시술의 정밀성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 도 10에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 유니트의 1개의 그립퍼의 구동 관계를 해석한 모식도가 도시되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 카테터를 그립하는 동작을 위한 고무 패드 예컨대, 그립퍼의 Y방향 위치인 Y_e, 그립퍼의 전진 이동 및 후진 이동을 위한 위치 X_e를 모두 독립적으로 제어할 수 있음을 알 수 있다.
도 11에는 도 10의 해석의 결과를 시뮬레이션한 도면이 도시되어 있다.
도 11의 (a)에는 그립퍼를 구동하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 유니트(131a)가 도시되어 있고, 이를 확장하여 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)를 마련하고, 전술한 카테터의 이송 과정에 구체적으로 설명한 바와 같이 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하면, 마치 사람의 양손으로 카테터를 번갈아가며 환자의 혈관 등으로 삽입하는 동작이 가능하게 된다. 또한, 각 이송 유니트(131a,131b)의 그립퍼(133a,133b)는 사람의 손가락과 같이 넓은 면으로 카테터를 완전히 그립할 수 있으므로, 카테터의 이송 및 회전시 힘의 전달이 용이하게 된다.
한편, 도 12에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립퍼가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립퍼(200)는 일 예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)에 장착되어 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립퍼(200)는 전술한 일 실시예의 그립퍼와 달리, 한 쌍의 밴드(201)와 주름부(207)를 포함한다.
한 쌍의 밴드(201)는 일정 길이의 띠 형상을 가진다. 한 쌍의 밴드(201)는 카테터를 사이에 두고 카테터의 이동 경로를 따라 대향 배치되어, 카테터를 부분적으로 둘러싼다. 또한, 한 쌍의 밴드(201)는 한 쌍의 이송 유니트(131a,131b)의 각 그립퍼 링크(미도시)가 접촉 또는 이격하는 지지부(203)를 포함한다.
주름부(207)는 지지부(203)를 제외한 밴드(201)의 일 영역에 마련된다. 주름부(207)는 카테터의 이동방향을 따라 예컨대, 밴드(201)의 길이방향을 따라 신축가능하도록 연속적인 파 형상을 가진다.
이로써, 환자의 몸에 삽입되는 카테터가 외부 환경에 의해 오염되는 것을 방지하여, 카테터를 위생적으로 삽입 시술할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립퍼(200)는 고무, 또는 실리콘, 또는 비닐로 제작되어, 일회용으로 사용될 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그립퍼(200)는 그립퍼 링크와 피봇결합될 수도 있다. 또한, 피봇결합되어 있는 그립퍼에 패드를 씌울 수 있는 형태로 이루어질 수도 있다.
또한, 도 13에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그립퍼가 도시되어 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그립퍼(300)는 전술한 실시예들의 그립퍼와 달리, 카테터 삽입부(301)와, 한 쌍의 커버 플레이트(305)와, 주름부(307)를 포함한다.
카테터 삽입부(301)는 일측이 개구된 사각형의 단면 형상을 가진다. 카테터 삽입부(301)의 개구 영역은 카테터가 삽입되는 삽입홈(303)을 형성한다. 또한, 카테터 삽입부(301)에는 도시되어 있지 않지만, 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼 링크가 접촉 또는 이격한다.
한 쌍의 커버 플레이트(305)는 카테터 삽입부(301)를 사이에 두고 카테터 이동 경로에 대해 가로로 연장 형성되어, 상호 대향 배치되어 카테터 이송 장치의 본체(11)를 커버한다.
주름부(307)는 각 그립퍼 링크(미도시)가 지지되는 영역을 제외한 카테터 삽입부(301) 및 한 쌍의 커버 플레이트(305)에 마련된다. 주름부(207)는 카테터의 이동방향을 따라 예컨대, 카테터 삽입부(301) 및 한 쌍의 커버 플레이트(305)의 길이방향을 따라 신축가능하도록 연속적인 파 형상을 가진다.
이로써, 환자의 몸에 삽입되는 카테터가 외부 환경에 의해 오염되는 것을 방지하여 카테터를 위생적으로 삽입 시술할 수 있을 뿐만 아니라, 환자의 몸으로부터 카테터를 제거할 시 카테터에 부착된 이물질들에 의해 본체(11)가 오염되는 것을 줄일 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그립퍼(300)는 고무, 또는 실리콘, 또는 비닐로 제작되어, 일회용으로 사용될 수 있다.
여기서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그립퍼(300)는 그립퍼 링크와 피봇결합될 수도 있다. 또한, 피봇결합되어 있는 그립퍼에 패드를 씌울 수 있는 형태로 이루어질 수도 있다.
한편, 전술한 실시예들에서는 하나의 카테터를 이송하는 카테터 이송 장치에 대해 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 다수로 확장하여 다수의 카테터를 이송하는 카테터 이송 장치에도 구현할 수도 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 환자의 혈관 등에 카테터를 삽입하는 과정에 대해 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 한 쌍의 이송 유니트 중 어느 하나의 이송 유니트의 그립퍼가 카테터를 그립한 상태에서, 환자의 혈관으로부터 카테터가 인출되도록 이송 유니트의 동작 과정을 변경하여, 카테터를 자동으로 원활하게 제거할 수도 있다.
그리고, 본 발명에 따른 카테터 이송 장치를, 외부에서 카테터의 벤딩 섹션(bending section)의 굴곡을 제어하는 조향 구동부, 사용자의 입력에 해당하는 햅틱(haptic) 등의 마스터 시스템(master system)으로 이루어진 일부 구성요소의 하나로서 마련하여, 이러한 마스터 시스템을 통해 환자의 혈관에 카테터의 삽입을 원격으로 제어할 수도 있다.

Claims (15)

  1. 카테터의 이동 경로를 포함하는 본체;
    상기 본체의 이동 경로에 위치하며 상기 카테터를 그립 및 그립해제하는 그립퍼를 가지고, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립하는 그립 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립한 상태에서 상기 그립퍼를 전진시키는 전진 위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제하는 그립 해제위치와, 상기 그립퍼가 상기 카테터를 그립해제한 상태에서 상기 그립퍼를 후진시키는 후진 위치와의 사이를 상호 유기적으로 번갈아가면서 전환하는 한 쌍의 이송 유니트; 및
    상기 카테터 이송 유니트에 의해 그립된 상기 카테터를 회전시키는 회전 유니트를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼는 상기 카테터의 이동 경로를 따라 간격을 두고 배치되는, 카테터 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유니트는,
    상기 카테터를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 상기 그립퍼;
    상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 그립퍼 링크;
    상기 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 링크;
    상기 제1링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 링크;
    상기 한 쌍의 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제1 링크가 피봇가능하게 결합되는 제1 이동 블록;
    상기 한 쌍의 제2 링크가 피봇가능하게 결합되는 제2 이동 블록;
    상기 제1 이동 블록 및 상기 제2 이동 블록과 나사 결합하여 나사 운동하며, 상기 제1 이동 블록 및 상기 제2 이동 블록을 상기 이동 경로를 따라 직선 왕복운동시키는 한 쌍의 나사축; 및
    상기 한 쌍의 나사축을 각각 정역회전시키는 한 쌍의 나사축 구동 모터를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유니트는,
    상기 카테터를 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 상기 그립퍼;
    상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제1 그립퍼 링크;
    상기 한 쌍의 제1그립퍼 링크와 각도를 이루며 상기 한 쌍의 그립퍼에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 제2 그립퍼 링크;
    상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크와 함께 삼각형의 단면 형상을 이루도록 상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 연결 링크;
    상기 한 쌍의 연결 링크와 상기 한 쌍의 제2 그립퍼 링크에 각각 피봇가능하게 결합되는 한 쌍의 보조 링크;
    상기 한 쌍의 제1 그립퍼 링크와 상기 한 쌍의 연결 링크에 피봇가능하게 결합되는 제1 구동 로드;
    상기 한 쌍의 보조 링크에 피봇가능하게 결합되는 제2 구동 로드;
    상기 제1 구동 로드에 연결되어, 상기 제1 구동 로드를 직선 왕복이동시키는 제1 리니어 구동부; 및
    상기 제2 구동 로드에 연결되어, 상기 제2 구동 로드를 직선 왕복이동시키는 제2 리니어 구동부를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 유니트는,
    상기 본체에 대해 상대 회전가능하게 마련되는 하우징;
    상기 하우징의 내주면의 일 영역에 내주면을 따라 복수의 기어 이빨이 형성된 내치차부;
    상기 내치차부의 기어 이빨과 맞물려 회전하는 피니언; 및
    상기 피니언을 회전시키는 피니언 구동 모터를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 본체를 상기 하우징의 내주면에 지지하며 상기 본체에 롤링가능하게 마련되고, 상기 하우징의 내주면을 따라 구름 접촉 이동하는 복수의 롤러를 더 포함하는, 카테터 이송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 그립퍼는 상기 카테터의 외주면에 밀착가능한 패드 형상을 갖는, 카테터 이송 장치.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 그립퍼는,
    상기 카테터를 사이에 두고 상기 이동 경로를 따라 대향 배치되어, 상기 카테터를 부분적으로 둘러싸며 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼 링크가 접촉 또는 이격하는 지지부를 갖는 한 쌍의 밴드; 및
    상기 지지부를 제외한 상기 밴드의 일 영역에 마련되어, 상기 카테터의 이동 방향을 따라 신축하는 주름부를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 그립퍼는,
    상기 카테터가 삽입되는 삽입홈을 형성하며, 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 그립퍼 링크가 접촉 또는 이격하는 카테터 삽입부;
    상기 카테터 삽입부를 사이에 두고 상기 카테터 이동 경로에 대해 가로로 연장 형성되어 상호 대향 배치되며, 상기 본체를 커버하는 한 쌍의 커버 플레이트; 및
    상기 각 그립퍼 링크가 지지되는 영역을 제외한 상기 카테터 삽입부 및 상기 한 쌍의 커버 플레이트에 마련되어, 상기 카테터의 이동 방향을 따라 신축하는 주름부를 포함하는, 카테터 이송 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 하우징을 구조물에 고정하는 고정부를 더 포함하는, 카테터 이송 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 하우징은 원통 형상을 가지며, 상하로 분리되는 상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하고,
    상기 본체의 일 영역을 개방 또는 커버하도록 상기 상부 하우징과 하부 하우징의 일단부는 힌지 결합되고, 상기 상부 하우징과 하부 하우징의 타단부는 잠금장치에 의해 로킹되는, 카테터 이송 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 나사축은 길이방향을 따라 회전력을 전달하기 위한 수나사가 형성된 나사축 부분과, 리니어 모션을 하기 위한 슬라이딩 로드 부분으로 이루어진, 카테터 이송 장치.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 본체의 일측 상부면에는 상기 한 쌍의 이송 유니트의 각 나사축이 회전가능하게 지지되는 한 쌍의 나사축 지지부가 형성되어 있으며,
    상기 본체의 타측 상부면에는 원호 형상을 가지며, 상호 대향하게 상기 본체의 상방을 향해 돌출된 한 쌍의 브랜치가 형성되어 있는, 카테터 이송 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 브랜치는 상기 회전 유니트에 인접하게 위치하며, 상기 한 쌍의 브랜치의 각 단부는 연결 플레이트에 의해 연결되며,
    상기 연결 플레이트에는 상기 카테터가 이동가능하게 장착되는 카테터 장착공이 관통 형성되어 있는, 카테터 이송 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 제2 이동 블록의 중앙 영역에는 상기 제1 이동 블록이 부분적으로 수용되는 블록 수용부가 함몰 형성되어 있는, 카테터 이송 장치.
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