WO2019031678A1 - 마그네틱 로봇 시스템 - Google Patents

마그네틱 로봇 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2019031678A1
WO2019031678A1 PCT/KR2018/003910 KR2018003910W WO2019031678A1 WO 2019031678 A1 WO2019031678 A1 WO 2019031678A1 KR 2018003910 W KR2018003910 W KR 2018003910W WO 2019031678 A1 WO2019031678 A1 WO 2019031678A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
mobile robot
magnetic
magnet layer
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/003910
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
장건희
이원서
남재광
김종율
Original Assignee
한양대학교 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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to US16/637,472 priority Critical patent/US11648068B2/en
Priority to EP18843302.3A priority patent/EP3666211B1/en
Priority to CN201880051179.XA priority patent/CN110996828B/zh
Publication of WO2019031678A1 publication Critical patent/WO2019031678A1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • 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
    • 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
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B25J9/065—Snake robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • 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
    • A61B2017/003—Steerable
    • A61B2017/00305—Constructional details of the flexible means
    • A61B2017/00314—Separate linked members
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00345—Micromachines, nanomachines, microsystems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0046—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with a releasable handle; with handle and operating part separable
    • A61B2017/00469—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with a releasable handle; with handle and operating part separable for insertion of instruments, e.g. guide wire, optical fibre
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0046—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with a releasable handle; with handle and operating part separable
    • A61B2017/00473—Distal part, e.g. tip or head
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00477—Coupling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00831—Material properties
    • A61B2017/00876—Material properties magnetic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/3205—Excision instruments
    • A61B17/3207—Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions
    • A61B2017/320733—Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions with a flexible cutting or scraping element, e.g. with a whip-like distal filament member
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/3205—Excision instruments
    • A61B17/3207—Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions
    • A61B17/320758—Atherectomy devices working by cutting or abrading; Similar devices specially adapted for non-vascular obstructions with a rotating cutting instrument, e.g. motor driven
    • A61B2017/320775—Morcellators, impeller or propeller like means
    • 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
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • 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
    • A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels
    • 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
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • A61B2034/731—Arrangement of the coils or magnets

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic robot system, and more particularly, to a magnetic robot system capable of effectively transporting and retrieving a mobile robot up to a point close to a lesion site in a vessel such as a blood vessel.
  • a catheter In order to treat vascular disease in a narrowed or narrowed area due to thrombosis, a catheter is inserted through a femoral artery, and then a mechanism for widening a blood vessel by a manual operation of a physician and holding a widened blood vessel is installed It is common to proceed with coronary angioplasty. However, due to the structural characteristics of the catheter, it is difficult to apply it to complicated blood vessels, and the success of the procedure depends greatly on the skill of the physician.
  • the present invention provides a magnetic robot system capable of effectively transporting and retrieving a mobile robot up to a point close to a lesion site in a tube such as a blood vessel (BV).
  • BV blood vessel
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • the magnetic robot system includes: a catheter provided with a first magnet fastening portion at its tip; And a mobile robot having a driving magnet, wherein the mobile robot is coupled to the catheter by a magnetic force between the first magnet engaging portion and the second magnet engaging portion, The magnetic coupling between the first magnet engaging portion and the second magnet engaging portion can be released due to the rotational magnetic torque generated in the driving magnet due to the application of the magnetic force.
  • the first magnet coupling portion may include a first magnet layer in a plate-like shape; And a second magnet layer laminated on the first magnet layer and provided to face opposite to each other in polarity of the first magnet layer.
  • the first magnet layer may have the same polarity area as the second magnet layer.
  • the second magnet coupling portion may include a third magnet layer in a plate-like shape; And a fourth magnet layer laminated on the third magnet layer and provided so as to face opposite to each other in polarity of the third magnet layer.
  • the third magnet layer may have the same polarity area as the fourth magnet layer.
  • a spacer provided on the distal end of the first magnet fastening part and provided with a non-magnetic material, wherein the spacer is disposed between the first magnet fastening part and the second magnet fastening part when the catheter and the mobile robot are coupled Can be located.
  • the mobile robot further includes: a mobile robot body coupled to the driving magnet; And a plurality of flexible wings provided along the circumference of the mobile robot body and coupled to the mobile robot body in an oblique direction with respect to the rotation axis of the driving magnet.
  • the mobile robot body may further include a plurality of mobile robots arranged in a row and the mobile robot may be provided between the mobile robotic bodies and connected to the adjacent mobile robotic bodies, .
  • the combination of the catheter and the mobile robot by the magnetic field makes it possible to easily carry the mobile robot to the site of transformation in the human body, and to recover the mobile robot.
  • a mobile robot can be safely and effectively carried in an environment filled with a fluid such as a blood vessel (B.V) using a catheter.
  • a fluid such as a blood vessel (B.V) using a catheter.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic robot system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a magnetic robot system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view illustrating a catheter, a first magnet fastening part, and a spacer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a second magnet engaging part and a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a separation process of a catheter and a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a rotation state of the mobile robot by an external rotating magnetic field according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an operational state diagram of a mobile robot in a pipe environment according to an embodiment of the present invention.
  • a magnetic robot system includes: a catheter provided with a first magnet fastening portion at its tip; And a mobile robot having a driving magnet, wherein the mobile robot is coupled to the catheter by a magnetic force between the first magnet engaging portion and the second magnet engaging portion, The magnetic coupling between the first magnet engaging portion and the second magnet engaging portion can be released due to the rotational magnetic torque generated in the driving magnet due to the application of the magnetic force.
  • first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views of a magnetic robot system according to an embodiment of the present invention.
  • a magnetic robot system may include a mobile robot 500 coupled to a catheter 100, and may be inserted into the human body for transportation.
  • the magnetic robot system is inserted into the coronary tissues such as the body cavity (pleural cavity, abdominal cavity), coronary organs (organs, esophagus, stomach, bowel, bladder,
  • the robot 500 can be carried.
  • the magnetic robot system includes a catheter 100, a first magnet coupling part 200, a spacer 300, a second magnet coupling part 400, a mobile robot 500, and a tube 600.
  • the catheter 100, the first magnet coupling part 200, the spacer 300, the second magnet coupling part 400, and the mobile robot 500 may be provided in a structure that is sequentially coupled in one direction.
  • FIG 3 is a perspective view showing a catheter 100, a first magnet coupling part 200, and a spacer 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the catheter 100 may be provided with a first magnet fastener 200 at its tip. Further, the first magnet coupling part 200 may be provided with a spacer 300 at the tip thereof.
  • the first magnet coupling part 200 may include a first magnet layer 210 and a second magnet layer 220.
  • the first magnet layer 210 and the second magnet layer 220 may be plate-shaped permanent magnets divided into N poles and S poles.
  • the second magnet layer 220 is laminated on the first magnet layer 210 and may be provided so that the polarities opposite to those of the first magnet layer 210 face each other.
  • the first magnet layer 210 may have the same polarity area as the second magnet layer 220.
  • the first magnet layer 210 and the second magnet layer 220 are disposed so that the N poles and the S poles having the same intensity and different polarities are opposed to each other and the value of the total magnetic moment becomes zero. You may not receive it. That is, when external rotational magnetic force is applied, rotational torque is not generated by external rotational magnetic force.
  • the spacer 300 is provided between the tip end of the first magnet coupling portion 200 and the rear end of the second magnet coupling portion 400.
  • the spacer 300 blocks the first magnet coupling portion 200 and the second magnet coupling portion 400 from being directly coupled by the magnetic force.
  • the spacer 300 may have a radius corresponding to or larger than that of the first magnet coupling portion 200 or the second magnet coupling portion 400 in a plate shape having a predetermined thickness.
  • the magnetic force of the spacer 300 is not formed between the first magnet coupling portion 200 and the second magnet coupling portion 400.
  • the spacer 300 can adjust the magnitude of the magnetic force between the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400 by varying the thickness according to the design. Also, the spacer 300 can facilitate the separation between the first magnet coupling portion 200 and the second magnet coupling portion 400.
  • the spacer 300 may be fixedly coupled to either the tip end of the first magnet coupling part 200 or the rear end of the second magnet coupling part 400. According to the embodiment, the spacer 30 can be fixedly coupled to the tip end of the first magnet coupling part 200.
  • the spacer 300 can be fixedly coupled to the tip end of the first magnet coupling portion 200 by a coupling means other than a magnetic force, for example, an adhesive or a mechanical coupling means.
  • FIG 4 is a perspective view of a second magnet coupling part 400 and a mobile robot 500 according to an embodiment of the present invention.
  • the second magnet coupling part 400 may be provided at the rear end of the mobile robot 500.
  • the second magnet coupling portion 400 may have mutually different magnetic forces only when the second magnet coupling portion 400 is close to the first magnet coupling portion 200 within a predetermined distance.
  • the second magnet coupling part 400 can couple the mobile robot 500 with the catheter 100 by the magnetic force of the first magnet coupling part 200.
  • the second magnet coupling part 400 may include a third magnet layer 410 and a fourth magnet layer 420.
  • the third magnet layer 410 and the fourth magnet layer 420 may be plate-shaped permanent magnets divided into N poles and S poles.
  • the fourth magnet layer 420 may be laminated on the third magnet layer 410 and may be provided so that the polarities opposite to those of the third magnet layer 410 are opposed to each other.
  • the third magnet layer 410 may have the same polarity area as the fourth magnet layer 420.
  • the third magnet layer 410 and the fourth magnet layer 420 are disposed such that the N poles and the S poles having the same intensity and different polarities are opposed to each other and the value of the total magnetic moment becomes zero. You may not receive it. That is, no rotational torque is generated by the external rotational magnetic force.
  • the mobile robot 500 may include a mobile robot body 510 and a driving magnet 511, a wing 512, a soft coupling part 520, and a drill tip 530.
  • a plurality of mobile robot body parts 510 may be arranged in a line.
  • the mobile robot body 510 is made of a rigid material and can be provided with a predetermined length.
  • the driving magnet 511 may have a cylindrical shape and a structure in which N pole and S pole are divided into two parts about the center axis thereof.
  • the driving magnet 511 surrounds the periphery of the mobile robot body 510 and its center axis can be provided on the same axis as the rotation axis of the mobile robot body 510.
  • the soft coupling part 520 can connect between the mobile robot body parts 510.
  • the soft coupling part 520 is made of a flexible material, and can change the shape of the mobile robot 500 according to the environment of the pipe.
  • a plurality of wings 512 may be provided along the periphery of the mobile robot body 510.
  • the wings 512 can be provided at the front end and the rear end of the mobile robot body 510, respectively.
  • Each of the wings 512 may be arranged diagonally with respect to the rotational axis of the driving magnet 511.
  • the wings 512 may be of a flexible material to allow for shape deformation depending on the structural environment in the tube.
  • the wing 512 can generate a propelling force like a propeller when the mobile robot 500 rotates.
  • the drill tip 530 may be provided at the tip of the mobile robot 500. Specifically, the drip tip 530 may be provided at the distal end of the mobile robot body 510 located at the distal end of the plurality of mobile robot body parts 510. The drill tip 530 may perform a drilling operation to widen the passage in the stenosed tube environment when the mobile robot body 510 rotates by the external rotating magnetic field.
  • a tube 600 is provided to enclose the catheter 100 and the mobile robot 500, and the catheter 100 and the mobile robot 500 are placed in a tube environment such as a blood vessel BV. It is possible to facilitate entry and transportation of the vehicle.
  • the tube 600 may be made of a flexible material.
  • FIG. 6 is a view for explaining a rotation state of the mobile robot 500 by an external rotating magnetic field according to an embodiment of the present invention.
  • the driving magnet 511 can control the operation of the mobile robot 500 by a rotating magnetic field applied from the outside. That is, when an external rotating magnetic field is generated, the mobile robot body 510 can rotate about its central axis by the magnetic torque generated in the driving magnet 511.
  • the magnetic torque received by the driving magnet 511 can be calculated by the following equations (1) to (2).
  • the magnetic torque received by the driving magnet 511 can be defined by the following equation (1).
  • T is the magnetic torque received by the driving magnet 511
  • m is the magnetic moment of the driving magnet 511
  • B is the external magnetic field
  • the external rotating magnetic field for generating the rotational motion of the mobile robot 500 according to Equation (1) can be defined by the following equation (2).
  • B O is the intensity of the external rotating magnetic field
  • f is the frequency of the external rotating magnetic field
  • t is the time
  • N is the rotation axis vector of the magnetic robot
  • U is the rotating axis vector perpendicular to N
  • the driving magnet 511 can generate rotational motion according to the direction of the external rotating magnetic field M, and the mobile robot 500 can move using the driving force generated by the wing 512.
  • the magnetic robot system when the microrobot system is carried to a point close to a lesion site, the magnetic robot system includes a catheter 100 and a mobile robot 500 which are coupled in a line, It can be carried with wrapped. At this time, the catheter 100 can be coupled with the mobile robot 500 by the magnetic force between the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400 with the spacer 300 therebetween.
  • the magnetic robot system can be stably transported while being wrapped in a tube 600 made of a flexible material that can be deformed according to a tube environment such as a blood vessel (B.V).
  • a tube environment such as a blood vessel (B.V).
  • the blade 512 may be changed to a shape suitable for the diameter inside the tube 600.
  • an external magnetic field is applied to the driving magnet 511 to receive magnetic torque, so that the mobile robot 500 can have a certain level of steering capability.
  • the catheter 100, the first magnet coupling unit 200, the spacer 300, the second magnet coupling unit 400, and the mobile robot 500 are moved
  • the tube 600 that has been wrapped can be peeled off.
  • FIG. 5 is a view for explaining a separation process of a catheter and a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • the driving magnets 511 of the mobile robot body 510 receive the magnetic torque and rotate. At this time, Can be separated from the catheter 100 by canceling the magnetic force between the magnet coupling portion 200 and the second magnet coupling portion 400.
  • the separated mobile robot 500 can be separately controlled and moved by an external rotating magnetic field.
  • the rotational frequency of the external rotating magnetic field when applied at a certain level or higher, a driving force of a sufficient magnitude is generated in the mobile robot 500.
  • the generated thrust force overcomes the magnetic force between the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400 and the coupling between the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400 is separated .
  • the spacer 300 facilitates separation of the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400.
  • FIG. 7 is an operational state diagram of the mobile robot 500 in a pipe environment according to an embodiment of the present invention.
  • the rotation plane of the external rotation magnetic field is controlled to be perpendicular to the axial direction of the mobile robot 500.
  • the mobile robot body 510 rotates stably due to generation of magnetic torque, .
  • the first magnet coupling part 200 approaches the second magnet coupling part 400 using the catheter 100.
  • the mobile robot 500 can be coupled to the catheter 100 due to the magnetic force generated between the first magnet coupling part 200 and the second magnet coupling part 400.
  • the magnetic robot system can be recovered to the outside of the human body.
  • the present invention can be used for transportation and recovery of a mobile robot in a tubular tissue of a human body such as a blood vessel, a digestive system, and a urethra.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Abstract

마그네틱 로봇 시스템이 제공된다. 마그네틱 로봇 시스템은, 선단에 제1자석 체결부가 제공된 카테터; 및 후단에 제2자석 체결부가 제공되고, 구동자석을 갖는 이동 로봇을 포함하되, 상기 이동 로봇은 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 간의 자기력에 의하여 상기 카테터와 결합하고, 외부 회전 자기력의 인가로 인해 상기 구동자석에 발생되는 회전 자기 토크로 인해, 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부의 자기력 결합이 해제될 수 있다.

Description

마그네틱 로봇 시스템
본 발명은 마그네틱 로봇 시스템에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 혈관 등 관 내 병변 부위에 근접한 지점까지 효과적으로 이동 로봇을 운반 및 회수할 수 있는 마그네틱 로봇 시스템에 관한 것이다.
혈전 등으로 인하여 협착되어 막히거나 좁아진 부분에서의 혈관질환을 치료하기 위해, 대퇴동맥을 통하여 카테터를 삽입한 후 의사의 수동조작으로 혈관을 넓히고, 넓힌 혈관을 유지시켜줄 수 있는 기구를 장착하는 순서로 관상동맥 형성술을 진행하는 것이 일반적이다. 그러나 카테터의 구조적인 특성으로 인해 복잡한 혈관에 적용하기 어렵고, 시술의 성공여하가 의사의 숙련도에 따라 크게 좌우되는 문제점이 있었다.
최근 이러한 카테터의 단점을 극복하기 위해 무선 구동이 가능한 혈관 치료용 마그네틱 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 종전까지 개발되고 있는 마그네틱 로봇의 경우. 대부분 단일 모듈 단위이며, 주로 관내 벽을 접촉하지 않은 상태에서 유영해 이동하거나 관내 벽을 접촉해 발생하는 마찰력을 이용해 이동시키는 방식이었다. 직경이 변화하거나 맥동류가 발생하는 환경, 관의 움직임이 발생되는 환경 등에서는 마그네틱 로봇의 원활한 구동은 물론 그 위치 및 자세를 유지하는데 한계가 있었다.
또한, 무선 구동되는 마그네틱 로봇을 인체 내 병변 주변부까지 안정적으로 이동시키고, 치료 후 회수하는 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 혈관(B.V, Blood Vessel) 등 관 내 병변 부위에 근접한 지점까지 효과적으로 이동 로봇을 운반 및 회수할 수 있는 마그네틱 로봇 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
마그네틱 로봇 시스템은, 선단에 제1자석 체결부가 제공된 카테터; 및 후단에 제2자석 체결부가 제공되고, 구동자석을 갖는 이동 로봇을 포함하되, 상기 이동 로봇은 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 간의 자기력에 의하여 상기 카테터와 결합하고, 외부 회전 자기력의 인가로 인해 상기 구동자석에 발생되는 회전 자기 토크로 인해, 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부의 자기력 결합이 해제될 수 있다.
또한, 상기 제1자석 체결부는, 판상 형태의 제1자석 레이어; 및 상기 제1자석 레이어에 적층 형성되어, 상기 제1자석 레이어의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공된 판상 형태의 제2자석 레이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1자석 레이어는, 상기 제2자석 레이어와 극성 면적이 서로 동일할 수 있다.
또한, 상기 제2자석 체결부는, 판상 형태의 제3자석 레이어; 및 상기 제3자석 레이어에 적층 형성되어, 상기 제3자석 레이어의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공된 판상 형태의 제4자석 레이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3자석 레이어는, 상기 제4자석 레이어와 극성 면적이 서로 동일할 수 있다.
또한, 상기 제1자석 체결부의 선단에 결합되며, 비자성 재질로 제공된 스페이서를 포함하되, 상기 스페이서는 상기 카테터와 상기 이동 로봇의 결합 시 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 이동 로봇은, 상기 구동자석이 결합된 이동 로봇 몸체부; 및 상기 이동 로봇 몸체부의 둘레를 따라 복수 개 제공되며, 상기 구동자석의 회전축에 대해 사선 방향으로 상기 이동 로봇 몸체부와 결합된 유연한 재질의 날개를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 로봇 몸체부는 복수 개가 일렬로 배열되며, 상기 이동 로봇은, 상기 이동 로봇 몸체부들 사이에 각각 제공되며, 인접한 상기 이동 로봇 몸체부들과 서로 연결되는 연성 체결부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 카테터와 이동 로봇의 자기장에 의한 결합으로, 이동 로봇을 인체 내 변병 부위까지 손쉽게 운반이 가능하고 또한 이동 로봇의 회수가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 카테터를 이용하여 혈관(B.V)과 같이 유체로 채워진 환경에서 이동 로봇을 안전하고 효과적으로 운반할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마그네틱 로봇 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마그네틱 로봇 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터와 제1자석 체결부, 그리고 스페이서를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2자석 체결부와 이동 로봇의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터와 이동 로봇의 분리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 회전 자기장에 의해 이동 로봇의 회전 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관 내 환경에서의 이동 로봇의 동작 상태도이다.
본 발명에 따른 마그네틱 로봇 시스템은, 선단에 제1자석 체결부가 제공된 카테터; 및 후단에 제2자석 체결부가 제공되고, 구동자석을 갖는 이동 로봇을 포함하되, 상기 이동 로봇은 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 간의 자기력에 의하여 상기 카테터와 결합하고, 외부 회전 자기력의 인가로 인해 상기 구동자석에 발생되는 회전 자기 토크로 인해, 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부의 자기력 결합이 해제될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마그네틱 로봇 시스템의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마그네틱 로봇 시스템은, 카테터(catherter, 100)에 결합된 이동 로봇(500)을 인체 내로 삽입시켜 운반시킬 수 있다. 구체적으로 마그네틱 로봇 시스템은, 인체 내 체강(흉막강, 복막강), 관상 기관(기관, 식도, 위, 장, 방광, 요광, 혈관(B.V)) 등 관상 조직 내부로 삽입하여 병변 근접 부위로 이동 로봇(500)을 운반시킬 수 있다.
마그네틱 로봇 시스템은, 카테터(100), 제1자석 체결부(200), 스페이서(300), 제2자석 체결부(400), 이동 로봇(500), 그리고 튜브(600)를 포함한다. 카테터(100), 제1자석 체결부(200), 스페이서(300), 제2자석 체결부(400), 그리고 이동 로봇(500)은, 일 방향으로 순차 결합된 구조로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터(100)와 제1자석 체결부(200), 그리고 스페이서(300)를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 카테터(100)는, 선단에 제1자석 체결부(200)가 제공될 수 있다. 또한 제1자석 체결부(200)는 그 선단에 스페이서(300)가 제공될 수 있다.
제1자석 체결부(200)는, 제1자석 레이어(210)와 제2자석 레이어(220)를 포함할 수 있다. 제1자석 레이어(210)와 제2자석 레이어(220)는, N극과 S극으로 양분된 판상 형태의 영구자석일 수 있다. 제2자석 레이어(220)는, 제1자석 레이어(210)에 적층 형성되며, 제1자석 레이어(210)의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공될 수 있다.
제1자석 레이어(210)는, 제2자석 레이어(220)와 극성 면적이 서로 동일할 수 있다. 제1자석 레이어(210)와 제2자석 레이어(220)는, 세기가 같고 극성이 다른 N극과 S극이 서로 마주 보도록 배치되어, 전체 자기 모멘트의 값이 0이 되므로 외부 회전 자기장에 영향을 받지 아니할 수 있다. 즉 외부 회전 자기력의 인가시, 외부 회전 자기력에 의해 회전 토크가 발생하지 않는다.
스페이서(spacer, 300)는, 제1자석 체결부(200)의 선단과 제2자석 체결부(400)의 후단 사이에 제공된다. 스페이서(300)는, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400)가 자력에 의하여 직접 결합하는 것을 차단한다. 스페이서(300)는, 소정 두께를 갖는 판 형상으로 제1자석 체결부(200) 또는 제2자석 체결부(400)에 상응하거나 그보다 큰 반경을 가질 수 있다. 이러한 스페이서(300)는, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400)가 자력에 의한 결합시, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400)의 사이 거리를 일정 간격으로 유지시켜줄 수 있다. 스페이서(300)는, 비자성 재질로 제공될 수 있다. 때문에, 스페이서(300)는, 제1자석 체결부(200) 및 제2자석 체결부(400)와 자력이 형성되지 않는다. 스페이서(300)는, 설계하기에 따라 두께를 달리함으로써 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간의 자력 크기를 조절할 수 있다. 또한, 스페이서(300)는, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간의 분리를 용이하게 할 수 있다.
스페이서(300)는, 제1자석 체결부(200)의 선단과 제2자석 체결부(400)의 후단 중 어느 하나에 고정 결합될 수 있다. 실시 예에 의하면, 스페이서(30)는 제1자석 체결부(200)의 선단에 고정 결합될 수 있다. 스페이서(300)는, 자력이 아닌 다른 체결수단, 예컨대 접착제 또는 기구적인 체결수단에 의해 제1자석 체결부(200)의 선단에 고정 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2자석 체결부(400)와 이동 로봇(500)의 사시도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제2자석 체결부(400)는, 이동 로봇(500)의 후단에 제공될 수 있다. 제2자석 체결부(400)는, 제1자석 체결부(200)와 일정 거리 이내로 근접할 때에 한하여 자력이 서로 미칠 수 있다. 제2자석 체결부(400)는, 제1자석 체결부(200)와 자기력에 의해 이동 로봇(500)을 카테터(100)와 결합시킬 수 있다.
제2자석 체결부(400)는, 제3자석 레이어(410)와 제4자석 레이어(420)를 포함할 수 있다. 제3자석 레이어(410)와 제4자석 레이어(420)는, N극과 S극으로 양분된 판상 형태의 영구자석일 수 있다. 제4자석 레이어(420)는, 제3자석 레이어(410)에 적층 형성되며, 제3자석 레이어(410)의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공될 수 있다.
제3자석 레이어(410)는, 제4자석 레이어(420)와 극성 면적이 서로 동일할 수 있다. 제3자석 레이어(410)와 제4자석 레이어(420)는, 세기가 같고 극성이 다른 N극과 S극이 서로 마주 보도록 배치되어, 전체 자기 모멘트의 값이 0이 되므로 외부 회전 자기장에 영향을 받지 아니할 수 있다. 즉, 외부 회전 자기력에 의해 회전 토크가 발생하지 않는다.
이동 로봇(500)은, 이동 로봇 몸체부(510)와 구동자석(511), 날개(512), 연성 체결부(520), 드릴팁(530)을 포함할 수 있다.
이동 로봇 몸체부(510)는, 복수 개가 일렬로 배열 결합될 수 있다. 이동 로봇 몸체부(510)는, 강성 재질이며, 소정 길이로 제공될 수 있다.
구동자석(511)은, 원통형상으로 그 중심축을 중심으로 N극과 S극이 양분된 구조를 가질 수 있다. 구동자석(511)은, 이동 로봇 몸체부(510)의 둘레를 감싸며,그 중심축이 이동 로봇 몸체부(510)의 회전축과 동일 축 상에 제공될 수 있다.
연성 체결부(520)는, 이동 로봇 몸체부(510) 사이를 연결할 수 있다. 연성 체결부(520)는, 유연한 재질로 이루어져, 관 내 환경에 맞게 이동 로봇(500)의 형상을 변형시킬 수 있다.
날개(512)는, 이동 로봇 몸체부(510)의 둘레를 따라 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면 날개(512)는, 이동 로봇 몸체부(510)의 선단과 후단에 각각 제공될 수 있다. 날개(512)들 각각은 구동자석(511)의 회전축에 대해 사선 방향으로 배열될 수 있다. 날개(512)는, 관내 구조적 환경에 따라 모양 변형이 가능하도록 유연한 재질일 수 있다. 날개(512)는, 이동 로봇(500)의 회전 시 프로펠러와 같은 추진력을 발생시킬 수 있다.
드릴팁(530)은, 이동 로봇(500)의 선단에 제공될 수 있다. 구체적으로 드립팁(530)은, 복수 개의 이동 로봇 몸체부(510)에서 가장 선단에 위치한 이동 로봇 몸체부(510)의 선단에 제공될 수 있다. 드릴팁(530)은, 외부 회전 자기장에 의해 이동 로봇 몸체부(510)의 회전 시 협착된 관 환경 내에서 통로를 넓히도록 드릴링 작업을 수행할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면 튜브(Tube, 600)는, 카테터(100)와 이동 로봇(500) 전체를 감싸도록 제공되며, 혈관(B.V) 등 관 내 환경에서 카테터(100)와 이동 로봇(500)의 진입 및 운반을 용이하게 할 수 있다. 튜브(600)는, 유연한 재질로 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 회전 자기장에 의해 이동 로봇(500)의 회전 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 구동자석(511)은, 외부에서 인가되는 회전 자기장에 의하여 이동 로봇(500)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 외부 회전 자기장이 발생한 경우, 이동 로봇 몸체부(510)는 구동자석(511)에 발생하는 자기토크에 의해 그 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.
이때 구동자석(511)이 받는 자기 토크는 하기 수학식 1 내지 2를 통해 연산될 수 있다.
외부 자기장의 인가 시, 구동자석(511)이 받는 자기 토크는 하기 수학식 1로 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2018003910-appb-M000001
(T는 구동자석(511)이 받는 자기 토크, m은 구동자석(511)의 자기 모멘트, B는 외부 자기장)
수학식 1에 의해 이동 로봇(500)의 회전 운동을 생성하기 위한 외부 회전 자기장은 하기 수학식 2로 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2018003910-appb-M000002
(BO는 외부 회전 자기장의 세기, f는 외부 회전 자기장의 주파수, t는 시간, N은 마그네틱 로봇의 회전축 벡터, U는 N과 수직한 회전하는 축 벡터)
이때 외부 회전 자기장(M)의 방향에 따라 구동자석(511)은 회전 운동을 생성할 수 있고, 날개(512)에서 생성되는 추진력을 이용하여 이동 로봇(500)이 이동할 수 있다.
이하 상술한 마그네틱 로봇 시스템을 이용하여 관 내 병변부까지 이동 로봇(500)을 운반 및 분리, 그리고 이동 로봇(500)을 구동 후 회수하는 방법에 대해 설명한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 마이크로 로봇 시스템을 병변 부위에 근접한 지점까지 운반시키는 경우, 마그네틱 로봇 시스템은, 카테터(100)와 이동 로봇(500)이 일렬로 결합되어 튜브(600) 내부에 감싼 채 운반될 수 있다. 이때 카테터(100)는, 스페이서(300)를 사이에 두고 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간의 자기력으로 이동 로봇(500)과 결합될 수 있다.
마그네틱 로봇 시스템은, 혈관(B.V) 등과 같은 관 환경에 맞게 변형이 가능한 유연한 재질로 이루어진 튜브(600)에 감싼 채 안정적으로 운반될 수 있다. 이때 튜브(600) 내측의 직경에 적합한 형태로 날개(512)가 변경될 수 있다. 이 경우 외부 자기장을 가해 구동자석(511)에 자기 토크를 받게 하여, 이동 로봇(500)이 일정 수준의 조향 능력을 갖도록 할 수 있다.
마그네틱 로봇 시스템이 병변부 근처에 도달하면, 시술자의 조작에 의해 카테터(100)와 제1자석 체결부(200), 스페이서(300), 제2자석 체결부(400), 이동 로봇(500)을 감싸고 있던 튜브(600)를 벗겨낼 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터와 이동 로봇의 분리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 외부 회전 자기장을 인가하면, 이동 로봇 몸체부(510) 각각의 구동자석(511)이 자기 토크를 받아 회전하게 되고, 이때 생성되는 추진력에 의하여 이동 로봇(500)이 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간의 자기력을 상쇄시켜 카테터(100)로부터 분리될 수 있다. 분리된 이동 로봇(500)은, 외부 회전 자기장에 의해 별개로 제어 조작되어 이동할 수 있다.
구체적으로, 외부 회전 자기장의 회전 주파수가 일정 수준 이상으로 인가되면 이동 로봇(500)에 충분한 크기의 추진력이 생성된다. 생성된 추진력은 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간의 자기력을 극복하게 되고, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400)의 결합이 분리될 수 있다. 이때, 스페이서(300)는 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400)의 분리를 용이하게 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관 내 환경에서의 이동 로봇(500)의 동작 상태도이다.
도 7을 참조하면, 외부 회전 자기장의 회전 평면이 이동 로봇(500)의 축 방향과 수직하게 가해지도록 제어되며, 이동 로봇 몸체부(510)들은 자기 토크의 발생으로 안정적으로 회전하며 추진력을 생성할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 이동 로봇(500)의 구동이 완료되면, 이동 로봇(500)의 회수가 진행된다.
이동 로봇(500)을 회수할 때에는, 카테터(100)를 이용하여 제1자석 체결부(200)를 제2자석 체결부(400)에 접근시킨다. 이동 로봇(500)은, 제1자석 체결부(200)와 제2자석 체결부(400) 간에 발생하는 자기력으로 인해 카테터(100)에 결합될 수 있다.
이후, 카테터(100)와 이동 로봇(500)을 튜브(600)로 감싼 후, 마그네틱 로봇 시스템을 인체 외부로 회수할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 혈관, 소화기, 요도 등 인체의 관형 조직 내에서 이동 로봇의 운반 및 회수에 이용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 선단에 제1자석 체결부가 제공된 카테터; 및
    후단에 제2자석 체결부가 제공되고, 구동자석을 갖는 이동 로봇을 포함하되,
    상기 이동 로봇은 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 간의 자기력에 의하여 상기 카테터와 결합하고,
    외부 회전 자기력의 인가로 인해 상기 구동자석에 발생되는 회전 자기 토크로 인해, 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부의 자기력 결합이 해제되는, 마그네틱 로봇 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자석 체결부는,
    판상 형태의 제1자석 레이어; 및
    상기 제1자석 레이어에 적층 형성되어, 상기 제1자석 레이어의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공된 판상 형태의 제2자석 레이어를 포함하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자석 레이어는,
    상기 제2자석 레이어와 극성 면적이 서로 동일한 것을 특징으로 하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2자석 체결부는,
    판상 형태의 제3자석 레이어; 및
    상기 제3자석 레이어에 적층 형성되어, 상기 제3자석 레이어의 극성과 반대 극성끼리 서로 마주보도록 제공된 판상 형태의 제4자석 레이어를 포함하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3자석 레이어는,
    상기 제4자석 레이어와 극성 면적이 서로 동일한 것을 특징으로 하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자석 체결부의 선단에 결합되며, 비자성 재질로 제공된 스페이서를 포함하되,
    상기 스페이서는 상기 카테터와 상기 이동 로봇의 결합 시 상기 제1자석 체결부와 상기 제2자석 체결부 사이에 위치하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 구동자석이 결합된 이동 로봇 몸체부; 및
    상기 이동 로봇 몸체부의 둘레를 따라 복수 개 제공되며, 상기 구동자석의 회전축에 대해 사선 방향으로 상기 이동 로봇 몸체부와 결합된 유연한 재질의 날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동 로봇 몸체부는 복수 개가 일렬로 배열되며,
    상기 이동 로봇은,
    상기 이동 로봇 몸체부들 사이에 각각 제공되며, 인접한 상기 이동 로봇 몸체부들과 서로 연결되는 연성 체결부;를 더 포함하는, 마그네틱 로봇 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 카테터와, 상기 제1자석 체결부, 상기 제2자석 체결부, 상기 이동 로봇의 외측을 감싸는 유연 재질의 튜브를 더 포함하는, 마그네틱 로봇 시스템.
PCT/KR2018/003910 2017-08-11 2018-04-03 마그네틱 로봇 시스템 WO2019031678A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/637,472 US11648068B2 (en) 2017-08-11 2018-04-03 Magnetic robot system
EP18843302.3A EP3666211B1 (en) 2017-08-11 2018-04-03 Magnetic robot system
CN201880051179.XA CN110996828B (zh) 2017-08-11 2018-04-03 磁性机器人系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0102073 2017-08-11
KR1020170102073A KR101818400B1 (ko) 2017-08-11 2017-08-11 마그네틱 로봇 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019031678A1 true WO2019031678A1 (ko) 2019-02-14

Family

ID=61001177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/003910 WO2019031678A1 (ko) 2017-08-11 2018-04-03 마그네틱 로봇 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11648068B2 (ko)
EP (1) EP3666211B1 (ko)
KR (1) KR101818400B1 (ko)
CN (1) CN110996828B (ko)
WO (1) WO2019031678A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4005518A4 (en) * 2019-07-26 2023-08-23 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) CATHETER SYSTEM
EP4023175A4 (en) * 2019-08-28 2023-08-30 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) MICROROBOT AND MICROROBOT SYSTEM COMPRISING THE SAME
EP4085849A4 (en) * 2020-01-31 2024-01-03 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) MAGNETIC CATHETER
EP4085850A4 (en) * 2020-01-31 2024-06-26 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) CATHETER SYSTEM

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042938B1 (ko) * 2018-12-31 2019-11-11 한양대학교 산학협력단 관체 클리닝 장치 및 그 사용 방법
KR102348773B1 (ko) 2019-07-26 2022-01-07 한양대학교 산학협력단 카테터 시스템
KR102496728B1 (ko) * 2020-01-31 2023-02-06 한양대학교 산학협력단 마그네틱 카테터
CN113208691A (zh) * 2021-02-21 2021-08-06 蒋立虹 一种用于大鼠动脉粥样斑块的清道夫机器人
KR102665852B1 (ko) 2021-11-25 2024-05-14 한양대학교 산학협력단 카테터 시스템
WO2023131853A1 (en) * 2022-01-07 2023-07-13 Multi-Scale Medical Robots Center Limited Magnetic microrobot
CN114770596B (zh) * 2022-04-28 2023-08-11 东南大学 基于主动视觉和听觉的医疗行为采集机器人及控制方法
EP4389051A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-26 Robeaute Nose dive microrobot

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101743157A (zh) * 2007-04-13 2010-06-16 泰克尼恩研究和发展基金有限公司 振动机器人蠕动器
KR101379859B1 (ko) * 2012-08-24 2014-04-02 전남대학교산학협력단 혈관치료용 마이크로로봇 및 시스템
KR101394798B1 (ko) * 2013-11-13 2014-05-15 한양대학교 산학협력단 관 내 주행을 위한 마이크로 로봇, 및 마이크로 로봇 시스템.
KR101543708B1 (ko) * 2015-01-19 2015-08-11 한양대학교 산학협력단 이중 몸통 구조의 마그네틱 나선 로봇 및 이를 포함하는 마그네틱 나선 로봇 시스템
KR101659367B1 (ko) * 2015-10-13 2016-09-23 재단법인대구경북과학기술원 카테터 부착형 마이크로 로봇

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3869291B2 (ja) * 2002-03-25 2007-01-17 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置
JP4034608B2 (ja) * 2002-06-28 2008-01-16 オリンパス株式会社 医療装置
JP4530715B2 (ja) * 2004-05-19 2010-08-25 オリンパス株式会社 挿入補助具
US7967808B2 (en) * 2004-10-07 2011-06-28 Flea Street Translational, Llc Methods, systems and devices for establising communication between hollow organs and tissue lumens
KR100812650B1 (ko) 2006-07-25 2008-03-13 주식회사 티에스 크롤링 방식을 이용한 관탐사 마이크로 로봇
CN100450729C (zh) * 2006-10-17 2009-01-14 华南理工大学 外磁场控制微机器人运动及位姿系统及其控制方法与应用
KR20080079037A (ko) * 2007-02-26 2008-08-29 주식회사 인트로메딕 내시경 캡슐 및 이를 제어하는 방법
US20080269871A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Uri Eli Implantable device with miniature rotating portion and uses thereof
JP2007260423A (ja) * 2007-05-29 2007-10-11 Olympus Corp 医療装置及び医療装置誘導システム
EP2047872B1 (de) * 2007-10-08 2010-09-08 Ais Gmbh Aachen Innovative Solutions Katheter-Vorrichtung
CN100523583C (zh) * 2007-12-20 2009-08-05 大连理工大学 一种多胶囊式医疗微型机器人的磁驱动控制装置及方法
KR101083345B1 (ko) 2008-05-26 2011-11-15 전남대학교산학협력단 혈관치료용 마이크로 로봇 및 마이크로 로봇 시스템
KR101045377B1 (ko) 2008-07-28 2011-06-30 전남대학교산학협력단 초소형 로봇 및 초소형 로봇의 구동 방법
WO2010093922A2 (en) * 2009-02-12 2010-08-19 Micardia Corporation Percutaneous magnetic catheter
CN101659054B (zh) * 2009-09-09 2011-04-27 大连理工大学 一种胶囊机器人及其多楔形效应驱动控制方法
US8858546B2 (en) * 2010-05-12 2014-10-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Instrument for debriding fistula and applying therapeutic cells
US9023033B2 (en) * 2010-08-04 2015-05-05 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Magnetically guided catheters
CN202828940U (zh) * 2012-06-27 2013-03-27 黎庆宏 一种磁铁吸板装置
US20140277014A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Cardiovascular Systems, Inc. Rotational atherectomy device with biasing clutch
KR101471526B1 (ko) * 2014-05-07 2014-12-12 한양대학교 산학협력단 의료용 마이크로 로봇 및 이를 갖는 마이크로 로봇 시스템
KR101619931B1 (ko) * 2014-06-10 2016-05-13 재단법인대구경북과학기술원 캡슐형 마이크로 로봇 및 사용방법
US20160228206A1 (en) * 2015-02-06 2016-08-11 Aeon Scientific AG Method and System for Interventional Navigation with a Medical Device and Medical Device Therefor
US9968411B2 (en) * 2015-02-16 2018-05-15 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Micro-robot coupled to catheter
CN204683849U (zh) * 2015-02-26 2015-10-07 陈琦 一种输尿管支架取出装置
US10426927B2 (en) * 2015-06-02 2019-10-01 Clph, Llc Telescoping catheters and methods for use
US10252025B2 (en) * 2015-10-05 2019-04-09 Justin Garcia Urinary prostheses
KR101749586B1 (ko) * 2015-12-24 2017-06-21 재단법인대구경북과학기술원 무선전력전송이 가능한 카테터 기반의 자기 구동 마이크로 로봇 및 이의 제어 방법
JP6701590B2 (ja) * 2016-01-14 2020-05-27 国立大学法人信州大学 カプセル型内視鏡及びカプセル型内視鏡の駆動システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101743157A (zh) * 2007-04-13 2010-06-16 泰克尼恩研究和发展基金有限公司 振动机器人蠕动器
KR101379859B1 (ko) * 2012-08-24 2014-04-02 전남대학교산학협력단 혈관치료용 마이크로로봇 및 시스템
KR101394798B1 (ko) * 2013-11-13 2014-05-15 한양대학교 산학협력단 관 내 주행을 위한 마이크로 로봇, 및 마이크로 로봇 시스템.
KR101543708B1 (ko) * 2015-01-19 2015-08-11 한양대학교 산학협력단 이중 몸통 구조의 마그네틱 나선 로봇 및 이를 포함하는 마그네틱 나선 로봇 시스템
KR101659367B1 (ko) * 2015-10-13 2016-09-23 재단법인대구경북과학기술원 카테터 부착형 마이크로 로봇

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3666211A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4005518A4 (en) * 2019-07-26 2023-08-23 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) CATHETER SYSTEM
EP4023175A4 (en) * 2019-08-28 2023-08-30 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) MICROROBOT AND MICROROBOT SYSTEM COMPRISING THE SAME
EP4085849A4 (en) * 2020-01-31 2024-01-03 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) MAGNETIC CATHETER
EP4085850A4 (en) * 2020-01-31 2024-06-26 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) CATHETER SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
EP3666211A4 (en) 2021-04-28
EP3666211B1 (en) 2022-12-07
KR101818400B1 (ko) 2018-01-15
US11648068B2 (en) 2023-05-16
US20200246087A1 (en) 2020-08-06
CN110996828A (zh) 2020-04-10
EP3666211A1 (en) 2020-06-17
CN110996828B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019031678A1 (ko) 마그네틱 로봇 시스템
WO2021040286A2 (ko) 마이크로 로봇 및 이를 포함하는 마이크로 로봇 시스템
US10219778B2 (en) Coaptation ultrasound devices and methods of use
JP2001275926A (ja) 内視鏡検査実施用ロボット化内視鏡および独立機能型パイプロボット
Menciassi et al. Microrobotics for future gastrointestinal endoscopy
WO2014081150A1 (ko) 캡슐형 내시경 구동 제어시스템 및 이를 포함하는 캡슐형 내시경 시스템
US20050038318A1 (en) Gastrointestinal tool over guidewire
Phee et al. Locomotion and steering aspects in automation of colonoscopy. I. A literature review
Manfredi Endorobots for colonoscopy: Design challenges and available technologies
WO2018203675A1 (ko) 관절운동과 회전운동이 가능한 미세 수술기구
WO2018236104A1 (ko) 약물전달용 로봇
JPH0889582A (ja) 医療用カテーテル及びその誘導方法
WO2021153956A1 (ko) 카테터 시스템
WO2019022340A1 (ko) 마그네틱 로봇
Zheng et al. A multi-functional module-based capsule robot
WO2019022380A1 (ko) 스텐트 전달 장치
Sendoh et al. Spiral type magnetic micro actuators for medical applications
WO2021020751A1 (ko) 카테터 시스템
JPH03109022A (ja) 内視鏡装置
Sendoh et al. Fabrication of magnetic actuator for use in colon endoscope
Mahmood et al. Robot-assisted magnetic capsule endoscopy; navigating colorectal inclinations
EP4373379A1 (en) Inspection robot
Guozheng et al. A self-propelling endoscope system by squirmy robot
WO2023096289A1 (ko) 카테터 시스템
Liangming et al. A study on the endoscope system driven by squirmy robot

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18843302

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018843302

Country of ref document: EP

Effective date: 20200311