WO2020184878A2 - 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치 - Google Patents

흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치 Download PDF

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    • A61M2250/00—Specially adapted for animals

Definitions

  • An intubation and imaging device for an inhalation experiment is disclosed, and more particularly, a microintubation and a flexible movable imaging device for inhalation toxicity studies are disclosed.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0050802 filed on November 11, 2010 discloses a “burn drop dispenser”.
  • An object according to an embodiment is to provide an apparatus for easily securing an airway or esophagus of a test object through an image.
  • An object according to an embodiment is to provide an apparatus for easily injecting fine particles into a body of a test specimen using an air injection method.
  • An object according to an embodiment is to provide an apparatus for injecting fine particles of a certain concentration at a constant air pressure.
  • An object according to an embodiment is to provide an apparatus for injecting fine particles in a powder form into a body of a test specimen.
  • An object according to an embodiment is to provide a device that is provided as a soft imaging device and has an unlimited depth of intubation.
  • An object according to an embodiment is to prevent bleeding and perforation of the tissue during intubation.
  • An object according to an embodiment is to provide a device capable of injecting microparticles through self-breathing in synchronization with the breathing of a test subject.
  • An intubation and imaging apparatus for an inhalation experiment includes: an intubation inserted into a test body; An administration unit that is partially accommodated in the intubation and supplies a sample into the body of the test body; A photographing unit that is partially accommodated in the intubation and obtains an image of the test body in the body; A guide part accommodated in the intubation and guiding a moving direction of the intubation; And a control unit for controlling the sample supply of the administration unit or the operation of the guide unit, wherein the administration unit injects a powdered sample into the test body by pneumatic pressure, and the photographing unit flexibly enters the test body according to the operation of the guide unit. You can move.
  • the guide unit the temperature is changed by the application of the current from the control unit, the shape is deformed or restored according to the temperature, and the movement direction of the intubation is controlled by the shape change to move the intubation to a desired position. Can enter.
  • it further comprises a breathing sensor for detecting the inhalation or exhalation state of the test object, and the control unit controls to automatically spray the sample when the test object is in an inhaled state by receiving a respiratory signal from the breathing sensor.
  • a breathing sensor for detecting the inhalation or exhalation state of the test object
  • the control unit controls to automatically spray the sample when the test object is in an inhaled state by receiving a respiratory signal from the breathing sensor.
  • the administration unit the storage member for storing the sample in the form of a powder therein;
  • a spray nozzle disposed inside the intubation and having one end connected to the storage member;
  • an air injection pump connected to the storage member and injecting air, wherein a sample in the storage member is moved to the injection nozzle by air pressure from the air injection pump, and the sample is a test body through the injection nozzle. Can be sprayed into the body.
  • the control unit includes an air injection switch for controlling the drive of the air injection pump, the air injection switch is electrically connected to the storage member, the injection nozzle and the air injection pump, the air By an injection switch, the air injection pump is driven to generate pneumatic pressure in the storage member, the storage member is opened to transfer the stored sample to the injection nozzle, and the injection nozzle is opened to inject the sample to the outside. I can.
  • one end of the injection nozzle may be connected to one surface and one end of the air injection pump may be connected to the other surface.
  • the injection nozzle and the air injection pump may be connected on the same plane of the storage member.
  • the intubation and imaging device for an inhalation experiment there is an effect of easily securing the airways or esophagus of a test object through an image.
  • the intubation and imaging device for an inhalation experiment it is provided as a soft imaging device and the depth of intubation is not limited.
  • the intubation and imaging device for an inhalation experiment it is possible to inject microparticles through self-breathing in synchronization with the breathing of the test object.
  • FIG 1 shows an intubation and imaging device for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • FIG 2 shows the interior of the intubation and intubation of the imaging device for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • 3A shows an example of a storage member of an intubation and imaging device for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • 3B shows another example of a storage member of an intubation and imaging device for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows a control signal of a breathing sensor of an intubation and imaging apparatus for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term.
  • FIG 1 shows an intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • FIG 2 shows the interior of the intubation 100 of the intubation and imaging apparatus 10 for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • 3A shows an example of the storage member 220 of the intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • 3B shows another example of the storage member 220 of the intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows a control signal of a breathing sensor of the intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment according to an embodiment.
  • the intubation and imaging apparatus 10 for an inhalation experiment includes an intubation 100, an administration unit 200, a photographing unit 300, a guide unit 400, and a control unit. (Not shown) and a breathing sensor (not shown) may be included.
  • the intubation 100 may be provided to be inserted into an internal organ of a test body to inject a sample for an inhalation experiment.
  • the intubation 100 enters the body of the test body through the airway of the test body and is inserted into the lung to inject the sample into the lung area of the test body will be described as an example.
  • the intubation 100 may be extendable in the longitudinal direction to facilitate entry from the airways to the lungs.
  • it may be provided to be able to move flexibly according to the internal shape of the test object.
  • the intubation 100 may be made of a soft material. The feature of the intubation 100 described above is to not limit the depth of the intubation, and when the intubation 100 is inserted into the test body, it is also to not cause bleeding or perforation in the airway of the test body.
  • the administration unit 200 is partially accommodated in the intubation 100 and may supply a sample into the body of the test object.
  • the administration unit 200 may include an injection nozzle 210, a storage member 220, and an air injection pump 230.
  • the spray nozzle 210 extends in the longitudinal direction and may be provided to spray a sample to the outside. In this case, both ends of the spray nozzle 210 may be opened or closed by an electrical signal.
  • the injection nozzle 210 may be disposed to be accommodated in the intubation 100.
  • the diameter of the injection nozzle 210 may be smaller than the diameter of the intubation 100.
  • the injection nozzle 210 that is accommodated and moved in the intubation 100 described above may be provided to be flexibly moved according to the internal shape of the test object in order to facilitate entry from the airways to the lungs.
  • the spray nozzle 210 may likewise be made of a soft material.
  • the storage member 220 may be provided to store a sample therein.
  • the storage member 220 may store a sample in the form of a powder, but is not limited thereto, and may store a sample in a liquid or gas form if necessary.
  • an intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment in which a sample in the form of a powder is stored in the storage member 220 will be described as an example.
  • the characteristics of the powder sample may be different from the desired characteristics.
  • it also implies the possibility of moving to an unintended path within the body of the test object after being injected due to the influence of osmotic pressure.
  • the intubation and imaging device 10 for inhalation experiments capable of injecting a sample in the form of a powder is capable of administering a solid powder of a quantity of fine particles, so that the characteristic of the sample may appear in the body of the test object.
  • the storage member 220 may have a structure in which one end of the spray nozzle 210 is connected to one surface and one end of the air injection pump 230 is connected to the other surface.
  • the inlet and outlet of the storage member 220 may be disposed on different sides.
  • the outlet of the storage member 220 may communicate with the inlet of the spray nozzle 210, and the inlet of the storage member 220 may communicate with the air injection pump 230.
  • the storage member 220 as illustrated in FIG. 3A may have the same direction of air injection and sample discharge.
  • the storage member 220 may have a structure in which the injection nozzle 210 and the air injection pump 230 are connected on the same plane of the storage member 220.
  • both the inlet and the outlet of the storage member 220 may be disposed on the same surface.
  • the outlet of the storage member 220 may communicate with the inlet of the spray nozzle 210, and the inlet of the storage member 220 may communicate with the air injection pump 230.
  • the direction of injection of air and the direction of discharge of the sample may be opposite to each other.
  • FIGS. 3A and 3B Although the structures of the storage members 220 shown in FIGS. 3A and 3B are different from each other, the structures of the two storage members 220 are designed for ease of sample administration.
  • the air injection pump 230 may be connected to the storage member 220 to inject air into the storage member 220.
  • the air injection pump 230 injects air into the storage member 220, pneumatic pressure is generated in the storage member 220, and a stored powder-type sample may move out of the storage member 220. After the sample reaches the spray nozzle 210, it passes through the spray nozzle 210 and continuously moves, and may be eventually sprayed out of the spray nozzle 210.
  • the intubation and imaging apparatus 10 for inhalation experiments can easily inject fine particles into the body of the test body.
  • the photographing unit 300 is partially accommodated in the intubation 100 like the administration unit 200 and may take an image of the body of the test object.
  • the photographing unit 300 may include a main body and an endoscope extending from the main body in the form of an elongated tube.
  • the endoscope may be a part accommodated in the intubation 100.
  • Such an endoscope portion may be provided to be flexibly movable according to the shape of the test body in the trachea in order to facilitate entry from the airways to the lungs according to the movement of the intubation 100.
  • the endoscope may be made of a soft material.
  • the intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment can easily secure the structure and state of the airway or esophagus of the test object through an image.
  • the guide unit 400 is accommodated in the intubation 100 and may guide the movement direction of the intubation 100.
  • the guide part 400 may be a fine metal line used to guide the intubation 100 to a desired target position.
  • nitinol may be used as a material constituting the guide part 400.
  • current may flow from the control unit, and the temperature may be changed by this process.
  • the guide part 400 may be deformed in shape according to temperature changes.
  • the intubation 100 enters the airways and lungs by using the guide unit 400 having such a characteristic, it is possible to control the movement direction and to reach a desired position.
  • the above-described guide part 400 has been described using a nitinol material as an example, but the material constituting the guide part 400 is provided with an arbitrary shape memory alloy other than nitinol, or is suitable for configuring a guide wire generally used in an endoscope. It can be a material.
  • the control unit may control the supply of the sample to the administration unit 200 and may control the operation of the guide unit 400.
  • the administration unit 200 and the guide unit 400 may be automatically controlled by detecting a signal by the control unit, and may also be manually controlled by recognizing the detected data by the user.
  • control unit may include an air injection switch 510.
  • the user can control the administration unit 200 as desired with the air injection switch 510. That is, the timing of the sample injection and the amount of the sample to be injected may be controlled using the air injection switch 510.
  • the air injection switch 510 may be designed in a shape different from that shown in FIG. 1.
  • the air injection switch 510 may be electrically connected to the injection nozzle 210, the storage member 220, and the air injection pump 230.
  • the air injection switch 510 may transmit an electrical signal to drive the air injection pump 230.
  • a connection port between the storage member 220 and the air injection pump 230 may be opened.
  • the air injection pump 230 may inject air into the storage member 220 to generate pneumatic pressure in the storage member 220.
  • a connector between the storage member 220 and the spray nozzle 210 may be opened.
  • the sample in the form of a powder stored in the storage member 220 may be moved to the spray nozzle 210 by pneumatic pressure.
  • the outlet of the spray nozzle 210 may be opened.
  • the air injection pump 230 may continue to drive until a sample in the form of a powder set by the user is sprayed to the outside of the spray nozzle 210, and when the spraying is completed, the operation may be stopped.
  • the controller may electrically control the injection of the sample by the administration unit 200 by reflecting the user's requirements.
  • the control unit may automatically determine an appropriate injection point of the sample and control the administration unit 200 to inject the sample.
  • the control unit may also control the operation of the guide unit 400. This is to flexibly adjust the moving direction of the intubation 100 according to the internal structure of the test body that can be confirmed by the photographing unit 300, and ultimately, to safely reach the target position without causing bleeding or perforation in the body of the test body. to be.
  • control unit may adjust the temperature of the guide unit 400 as desired by applying a current to the guide unit 400.
  • the guide part 400 may be deformed in shape according to temperature and may be restored to its original state. That is, the user can flexibly adjust the moving direction of the intubation 100 while changing the shape of the guide unit 400 through the control unit. In addition, as a result, the intubation 100 can be reached at a location desired by the user under the user's control.
  • the controller may electrically control the movement of the guide unit 400 by reflecting the user's requirements.
  • the control unit may automatically analyze the structure of the test body, such as airways, and control the temperature so that the guide unit 400 is flexibly deformed according to the shape.
  • the breathing sensor (not shown) can detect the state of inhalation or exhalation of the test object.
  • the breathing sensor may be electrically connected to the control unit.
  • the breathing sensor transmits the breathing state of the test object to the control unit, and the control unit can control the administration unit 200 according to the transmitted respiration signal.
  • the sample When the test body breathes, the sample can penetrate deep into the lung organ, so inhalation of the sample through the test body's self-breathing is essential. If the sample is administered directly without synchronizing the device with the breathing condition of the test subject, it may cause damage to the lung organs, which may have undesirable effects in obtaining accurate experimental results.
  • the intubation and imaging device 10 for an inhalation experiment may automatically inject a sample according to the breathing state of the test object.
  • the breathing sensor may open or close the spray nozzle 210 by transmitting an electrical signal to the control unit in a pulsed manner and turning “ON” or “OFF” of the control unit for the injection nozzle 210. have.
  • the time is shown as the horizontal axis for the convenience of distinguishing the opening and closing signals for the spray nozzle 210 or showing the opening/closing cycle, but this is not necessarily limited to the time in units such as seconds, minutes, and hours.
  • the opening time of the spray nozzle may be set and changed by the intention of the user or the control unit itself.
  • the breathing sensor may transmit the inhalation state to the control unit as an electrical signal.
  • the control unit drives the air injection pump 230, opens the inlet and outlet of the storage member 220 to which the air injection pump 230 and the injection nozzle 210 are connected, and opens the outlet of the injection nozzle 210. have.
  • a sample in the form of a powder may be sprayed to the outside of the spray nozzle 210.
  • the breathing sensor enables the control unit to inject the sample into the lungs of the test object at the same time as the inhalation state of the test object. That is, the test subject can inhale the sample through self-breathing.
  • the breathing sensor may transmit the exhalation state to the control unit as an electrical signal.
  • the control unit does not drive the air injection pump 230, and closes the inlet and outlet of the storage member 220 to which the air injection pump 230 and the injection nozzle 210 are connected, and also closes the outlet of the injection nozzle 210. I can. Accordingly, the sample in the form of powder inside the storage member 220 may not be delivered to the spray nozzle 210.
  • the control unit it is possible by the breathing sensor, the control unit to stop the driving of the administration unit 200 at the same time as the exhalation state of the test object.

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Abstract

일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치는, 시험체의 내부로 삽입되는 삽관; 상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내에 시료를 공급하는 투여부; 상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내의 이미지를 획득하는 촬영부; 상기 삽관 내에 수용되며 상기 삽관의 이동 방향을 안내하는 안내부; 및 상기 투여부의 시료 공급 또는 상기 안내부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 투여부는 공압에 의해 분말 형태의 시료를 시험체 내에 분사하고, 상기 촬영부는 상기 안내부의 동작에 따라 시험체 내부로 유연하게 이동 가능하다.

Description

흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치
흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치가 개시되며, 보다 상세하게는 흡입 독성 연구를 위한 미세 삽관 및 유연하게 이동 가능한 영상 장치가 개시된다.
오늘날에는 나노기술을 통해 생활의 유익함과 편리함을 제공받고 있다. 그러나, 초 미세 나노입자는 인체의 기관들에 의해 걸러지지 않고 흡입되어 체내에서 이동할 수 있기 때문에, 생체 독성에 대한 위험성을 지니고 있다. 또한, 체내에 축적되어 중추신경 장애를 일으키는 등의 사례를 통해 미세 입자에 대한 인체유해성은 많은 논란이 되고 있다. 이러한 미세 입자의 흡입 독성 및 약효에 대하여 생체 대상으로 정략적인 평가를 하기 위해서는 시험 대상에 미세 입자를 직접적으로 투여하는 방식의 시스템을 구축하여야 한다. 또한, 이때 사용되는 액체 상태 또는 분말 상태의 시험 물질을 시험 대상의 기도 또는 식도 내부로 투여하기 위해서 영상 기반의 미세 삽관 시스템을 사용하고 있다.
이와 관련된 기술로 2010년 11월 11일자로 출원된 한국 공개특허공보 제10-2012-0050802호에서는 “화상 점적 투여기”를 개시하고 있다.
일 실시예에 따른 목적은 시험체의 기도 또는 식도를 영상을 통해 쉽게 확보하는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 공기 주입 방식을 사용하여 시험체의 체내로 간편하게 미세 입자를 주입하는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 일정한 공기 압력으로 일정 농도의 미세 입자를 주입하는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 시험체의 체내에 분말 형태의 미세 입자를 분사하는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 연성의 영상 장치로 마련되어 삽관의 깊이가 한정되지 않는 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 삽관 시 조직의 출혈 및 천공이 일어나는 것을 방지하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 시험체의 호흡과 동기화되어 자가 호흡을 통한 미세입자의 주입이 가능한 장치를 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치는 시험체의 내부로 삽입되는 삽관; 상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내에 시료를 공급하는 투여부; 상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내의 이미지를 획득하는 촬영부; 상기 삽관 내에 수용되며 상기 삽관의 이동 방향을 안내하는 안내부; 및 상기 투여부의 시료 공급 또는 상기 안내부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 투여부는 공압에 의해 분말 형태의 시료를 시험체 내에 분사하고, 상기 촬영부는 상기 안내부의 동작에 따라 시험체 내부로 유연하게 이동할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 안내부는, 상기 제어부로부터의 전류 인가에 의해 온도가 변화되고, 온도에 따라 형태가 변형되거나 복원되며, 형태 변화에 의해 상기 삽관의 이동 방향이 제어하여 상기 삽관을 원하는 위치로 진입시킬 수 있다.
일 측에 의하면, 시험체의 들숨 또는 날숨 상태를 감지하는 호흡 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 호흡 센서로부터 호흡 신호를 전달받아 시험체가 들숨 상태일 때 자동적으로 상기 투여부가 시료를 분사하도록 제어할 수 있다.
일 측에 의하면 상기 투여부는, 내부에 분말 형태의 시료를 저장하는 저장 부재; 상기 삽관의 내부에 배치되며 일단이 상기 저장 부재와 연결되는 분사 노즐; 및 상기 저장 부재와 연결되며 공기를 주입하는 공기주입펌프;를 포함하고, 상기 공기주입펌프로부터의 공압에 의해 상기 저장 부재 내의 시료가 상기 분사 노즐로 이동되고, 상기 시료는 상기 분사 노즐을 통해 시험체의 체내에 분사될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제어부는, 상기 공기주입펌프의 구동을 제어하는 공기주입스위치를 포함하고, 상기 공기주입스위치는 상기 저장 부재, 상기 분사 노즐 및 상기 공기주입펌프와 전기적으로 연결되며, 상기 공기주입스위치에 의해, 상기 공기주입펌프는 상기 저장 부재에 공압을 발생시키도록 구동되고, 상기 저장 부재는 저장된 시료를 상기 분사 노즐로 전달하도록 개방되고, 상기 분사 노즐은 개방되어 시료를 외부로 분사할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 저장 부재는, 일면에 상기 분사 노즐의 일단이 연결되고 타면에 상기 공기주입펌프의 일단이 연결될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 저장 부재는, 상기 분사 노즐 및 상기 공기주입펌프가 상기 저장 부재의 동일 평면 상에서 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 시험체의 기도 또는 식도를 영상을 통해 쉽게 확보하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 공기 주입 방식을 사용하여 시험체의 체내로 간편하게 미세 입자를 주입하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 일정한 공기 압력으로 일정 농도의 미세 입자를 주입하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 시험체의 체내에 분말 형태의 미세 입자를 분사하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 연성의 영상 장치로 마련되어 삽관의 깊이가 한정되지 않는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 삽관 시 조직의 출혈 및 천공이 일어나는 것을 방지하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치에 의하면, 시험체의 호흡과 동기화되어 자가 호흡을 통한 미세입자의 주입이 가능한 효과가 있다.
일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치의 삽관의 내부를 도시한다.
도 3a는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치의 저장 부재의 일 예시를 나타낸다.
도 3b는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치의 저장 부재의 다른 예시를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치의 호흡 센서의 제어 신호를 도시한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)의 삽관(100)의 내부를 도시한다.
도 3a는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)의 저장 부재(220)의 일 예시를 나타낸다.
도 3b는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)의 저장 부재(220)의 다른 예시를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)의 호흡 센서의 제어 신호를 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)는 삽관(100), 투여부(200), 촬영부(300), 안내부(400), 제어부(미도시) 및 호흡 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
삽관(100)은 흡입 실험을 위해 시료를 분사하고자 하는 시험체의 내부 기관으로 삽입되도록 마련될 수 있다.
이하에서는 삽관(100)이 시험체의 폐 부위에 시료를 분사하기 위해 시험체의 기도를 통해 시험체의 체내로 진입하여 폐에 삽입되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
예를 들어, 삽관(100)은 기도로부터 폐까지 진입을 용이하게 하기 위해 길이 방향으로 연장 가능할 수 있다. 또한, 시험체의 기관 내 형상에 따라 유연하게 이동 가능하게 마련될 수 있다. 이때, 삽관(100)은 연성 재질로 마련될 수 있다. 전술한 삽관(100)의 특징은 삽관의 깊이가 한정되지 않게 하기 위함이며, 시험체 내에 삽관(100)을 삽입 시, 시험체의 기도에 출혈 또는 천공을 유발하지 않기 위함이기도 하다.
투여부(200)는 삽관(100) 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내에 시료를 공급할 수 있다.
구체적으로, 투여부(200)는 분사 노즐(210), 저장 부재(220), 공기주입펌프(230)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 분사 노즐(210)은 길이 방향으로 연장되며, 외부로 시료를 분사하도록 마련될 수 있다. 이때, 분사 노즐(210)의 양 단은 전기적 신호에 의해 입구가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
한편, 분사 노즐(210)은 상기 삽관(100) 내부에 수용되도록 배치될 수 있다. 이때 분사 노즐(210)의 직경은 상기 삽관(100)의 직경보다 작을 수 있다.
또한, 전술한 삽관(100)에 수용되어 이동하는 분사 노즐(210)은 기도로부터 폐까지 진입을 용이하게 하기 위해 시험체의 기관 내 형상에 따라 유연하게 이동 가능하게 마련될 수 있다. 이때, 분사 노즐(210)은 마찬가지로 연성 재질로 마련될 수 있다.
도 1을 참조하여, 저장 부재(220)는 내부에 시료를 저장하도록 마련될 수 있다. 이때, 저장 부재(220)는 분말 형태의 시료를 저장할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 의해 액체 또는 기체 형태의 시료를 저장할 수 있다.
본 명세서에서는 저장 부재(220)에 분말 형태의 시료를 저장된 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)를 예로 하여 설명하도록 한다.
분말 형태의 미세 입자를 물에 녹인 액체 상태의 시료를 분사할 수 있는 장치의 경우에는, 분말 시료의 특성이 원하는 특성과 상이하게 나타날 수 있다. 또한, 분사된 후 시험체의 체내에서 삼투압의 영향으로 의도하지 않은 경로로 이동할 가능성 또한 내포한다.
반면에, 분말 형태의 시료를 분사할 수 있는 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)는 정량의 미세 입자의 고체 분말의 투여가 가능하므로, 시료의 특성 시험체의 체내에서 그대로 나타날 수 있다.
도 3a를 참조하여, 저장 부재(220)는 일면에 분사 노즐(210)의 일단이 연결되고 타면에 공기주입펌프(230)의 일단이 연결되는 구조일 수 있다.
구체적으로, 저장 부재(220)의 입구와 출구는 서로 다른 측에 배치될 수 있다. 이때, 저장 부재(220)의 출구는 분사 노즐(210)의 입구와 서로 연통될 수 있고, 저장 부재(220)의 입구는 공기주입펌프(230)와 서로 연통될 수 있다.
또한, 도 3a에 도시된 바와 같은 저장 부재(220)는 공기 주입의 방향과 시료 배출의 방향이 동일할 수 있다.
도 3b를 참조하여, 저장 부재(220)는 분사 노즐(210) 및 공기주입펌프(230)가 저장 부재(220)의 동일 평면 상에서 연결되는 구조일 수 있다.
구체적으로, 저장 부재(220)의 입구와 출구는 모두 동일한 면에 배치될 수 있다. 이때, 저장 부재(220)의 출구는 분사 노즐(210)의 입구와 서로 연통될 수 있고, 저장 부재(220)의 입구는 공기주입펌프(230)와 서로 연통될 수 있다.
또한, 도 3b에 도시된 바와 같은 저장 부재(220)는 공기 주입의 방향과 시료 배출의 방향이 서로 반대일 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 저장 부재(220)의 구조는 서로 다르지만 두 가지 저장 부재(220)의 구조는 모두 시료 투여의 용이성을 위해 고안된 것이다.
공기주입펌프(230)는 저장 부재(220)와 연결되어 저장 부재(220)로 공기를 주입할 수 있다.
구체적으로, 공기주입펌프(230)가 저장 부재(220)에 공기를 주입함에 따라 저장 부재(220) 내에는 공압이 발생되며 저장된 분말 형태의 시료가 저장 부재(220) 밖으로 이동할 수 있다. 시료는 분사 노즐(210)에 도달한 뒤 분사 노즐(210)을 통과하여 계속적으로 이동하며 결국 분사 노즐(210) 밖으로 분사될 수 있다.
전술한 공기주입펌프(230)에 의한 공기 주입 방식을 사용함으로써, 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)는 미세 입자를 시험체의 체내로 간편하게 주입할 수 있다. 또한, 일정한 공기 압력으로 제어하여 일정 농도의 미세 입자를 주입할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 촬영부(300)는 투여부(200)와 마찬가지로 삽관(100) 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내를 영상으로 촬영할 수 있다.
구체적으로, 촬영부(300)는 본체와 본체로부터 가늘고 긴 관 형태로 연장된 내시경을 포함할 수 있다.
이때, 내시경은 상기 삽관(100) 내에 수용되는 부분일 수 있다.
이러한 내시경 부분은 삽관(100)의 이동에 따라 기도로부터 폐까지 진입을 용이하게 하기 위해 시험체의 기관 내 형상에 따라 유연하게 이동 가능하게 마련될 수 있다. 마찬가지로, 내시경은 연성 재질로 마련될 수 있다.
전술한 촬영부(300)를 구비함으로써, 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)는 시험체의 기도 또는 식도의 구조 및 상태 등을 영상을 통해 쉽게 확보할 수 있다.
도 2를 참조하여, 안내부(400)는 삽관(100) 내에 수용되며 삽관(100)의 이동 방향을 안내할 수 있다.
구체적으로, 안내부(400)는 삽관(100)을 원하는 목적 위치로 이끌기 위해 사용되는 미세한 금속 선일 수 있다.
예를 들어, 안내부(400)를 구성하는 재료로서 니티놀이 사용될 수 있다. 니티놀로 구성된 안내부(400)는 제어부로부터 전류가 흐를 수 있고, 이 과정에 의해 온도가 변화될 수 있다. 안내부(400)는 온도 변화에 따라 형상이 변형될 수 있다. 또한, 온도를 원래대로 되돌려서 안내부(400)의 형상을 이전과 같이 복원시킬 수 있다.
이러한 특성을 갖는 안내부(400)를 사용하여 삽관(100)의 기도 및 폐로의 진입 시 이동 방향을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 원하는 위치로 도달하게 할 수 있다.
전술한 안내부(400)는 니티놀 재료를 예로 하여 설명하였지만, 안내부(400)를 구성하는 재료는 니티놀이 아닌 임의의 형상기억합금으로 마련되거나 일반적으로 내시경 등에 사용되는 가이드 와이어를 구성하기에 적합한 재료일 수 있다.
제어부(미도시)는 투여부(200)의 시료 공급을 제어할 수 있고, 안내부(400)의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 투여부(200) 및 안내부(400)는 제어부에 의해 신호가 감지되어 자동으로 제어될 수 있으며, 또한 사용자가 감지된 데이터를 인지하여 수동으로 제어할 수도 있다.
구체적으로, 제어부는 공기주입스위치(510)를 포함할 수 있다. 사용자는 공기주입스위치(510)로 투여부(200)를 원하는 대로 제어할 수 있다. 즉, 공기주입스위치(510)를 사용하여 시료 분사의 시점 및 분사하고자 하는 시료의 양 등을 제어할 수 있다.
또한, 공기주입스위치(510)는 도 1에 도시된 형태와 다른 형태로 설계될 수도 있다.
공기주입스위치(510)는 분사 노즐(210), 저장 부재(220), 및 공기주입펌프(230)와 전기적으로 연결될 수 있다.
사용자가 공기주입스위치(510)를 사용하면, 공기주입스위치(510)는 공기주입펌프(230)가 구동하도록 전기적 신호를 전달할 수 있다.
이때, 저장 부재(220)와 공기주입펌프(230) 사이의 연결구가 개방될 수 있다. 공기주입펌프(230)는 저장 부재(220)에 공기를 주입하여 저장 부재(220)의 내부에 공압을 발생시킬 수 있다.
마찬가지로, 저장 부재(220)와 분사 노즐(210) 사이의 연결구가 개방될 수 있다. 저장 부재(220) 내부에 저장된 분말 형태의 시료는 공압에 의해 분사 노즐(210)로 이동될 수 있다.
이때, 분사 노즐(210)의 출구가 개방될 수 있다. 공기주입펌프(230)는 사용자가 설정한 양의 분말 형태의 시료가 분사 노즐(210)의 외부로 분사될 때까지 구동을 계속할 수 있으며, 분사가 완료되면 동작을 중단할 수 있다.
전술한 바와 같이 제어부는 사용자의 요구 사항을 반영하여 투여부(200)의 시료 분사를 전기적으로 제어할 수 있다. 그러나, 전술된 제어 방법 이외에도 제어부가 자동적으로 적절한 시료의 분사 시점을 판단하여 투여부(200)가 시료를 분사하도록 제어하는 것도 가능하다.
제어부는 또한, 안내부(400)의 동작을 제어할 수 있다. 이는 촬영부(300)로 확인 가능한 시험체 내부 구조에 따라 삽관(100)의 이동 방향을 유연하게 조절하기 위함이며, 궁극적으로는 시험체의 체내에 출혈 또는 천공을 유발하지 않고 목적 위치까지 안전하게 도달하기 위함이다.
구체적으로, 제어부는 안내부(400)로 전류를 인가하여 안내부(400)의 온도를 원하는 대로 조절할 수 있다. 안내부(400)는 온도에 따라 형상이 변형될 수 있으며, 원래대로 복원될 수 있다. 즉, 사용자는 제어부를 통해 안내부(400)의 형상을 변화시키며 삽관(100)의 이동방향을 유연하게 조절할 수 있다. 또한, 결과적으로 사용자의 제어에 의해 사용자가 원하는 위치에 삽관(100)을 도달시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 제어부는 사용자의 요구 사항을 반영하여 안내부(400)의 움직임을 전기적으로 제어할 수 있다. 그러나, 전술된 제어 방법 이외에도 제어부가 자동적으로 시험체의 기도 등의 구조를 분석하여 안내부(400)가 형상에 따라 유연하게 변형되도록 온도를 제어하는 것도 가능하다.
호흡 센서(미도시)는 시험체의 들숨 또는 날숨 상태를 감지할 수 있다.
또한, 호흡 센서는 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 호흡 센서는 시험체의 호흡 상태를 제어부에 전달하며, 제어부는 전달받은 호흡 신호에 따라 투여부(200)를 제어할 수 있다.
시험체가 호흡할 때, 시료는 폐 기관의 깊숙한 곳까지 침투가 가능하기 때문에 시험체의 자가 호흡을 통한 시료의 흡입이 반드시 필요하다. 시험체의 호흡 상태와 장치를 동기화하지 않은 상태로 시료를 직접적으로 투여할 경우, 폐 기관의 손상을 일으킬 수 있으며, 이는 정확한 실험 결과를 도출하는데 바람직하지 않은 영향을 줄 수 있다.
반면에, 일 실시예에 따른 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치(10)는 시험체의 호흡 상태에 맞추어 자동적으로 시료를 분사할 수 있다.
도 4를 참조하여, 호흡 센서는 펄스 방식으로 제어부에 전기적 신호를 전달하고, 분사 노즐(210)에 대한 제어부의 구동을 "ON" 또는 "OFF" 하여 분사 노즐(210)을 개방하거나 폐쇄시킬 수 있다.
도 4에서, 분사 노즐(210)에 대한 개방 및 폐쇄 신호의 구별 또는 개폐 주기 도시의 편의성을 위해 시간을 가로축으로 하여 도시하였지만, 이는 반드시 초, 분, 시간 등의 단위의 시간으로 제한되는 것은 아니며, 분사 노즐의 개방 시간은 사용자의 의도 또는 제어부 자체에 의해 설정 및 변경될 수 있다.
구체적으로, 호흡 센서가 시험체의 들숨 상태를 감지한 경우, 호흡 센서는 제어부에 들숨 상태를 전기적 신호로 전달할 수 있다. 이때, 제어부는 공기주입펌프(230)를 구동시키고, 공기주입펌프(230) 및 분사 노즐(210)이 연결된 저장 부재(220)의 입출구를 개방시키며, 분사 노즐(210)의 출구를 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 분사 노즐(210)의 외부로 분말 형태의 시료가 분사될 수 있다. 결과적으로, 호흡 센서에 의해 제어부는 시험체의 들숨 상태와 동시에 시험체의 폐 속에 시료를 분사하는 것이 가능하다. 즉, 시험체는 자가 호흡을 통해 시료를 흡입할 수 있다.
호흡 센서가 시험체의 날숨 상태를 감지한 경우, 호흡 센서는 제어부에 날숨 상태를 전기적 신호로 전달할 수 있다. 이때, 제어부는 공기주입펌프(230)를 구동시키지 않고, 공기주입펌프(230) 및 분사 노즐(210)이 연결된 저장 부재(220)의 입출구를 폐쇄시키며, 분사 노즐(210)의 출구 또한 폐쇄시킬 수 있다. 이에 따라, 저장 부재(220) 내부의 분말 형태의 시료는 분사 노즐(210)로 전달되지 않을 수 있다. 결과적으로, 호흡 센서에 의해 제어부는 시험체의 날숨 상태와 동시에 투여부(200)의 구동을 중단하는 것이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 시험체의 내부로 삽입되는 삽관;
    상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내에 시료를 공급하는 투여부;
    상기 삽관 내에 일부가 수용되며 시험체의 체내의 이미지를 획득하는 촬영부;
    상기 삽관 내에 수용되며 상기 삽관의 이동 방향을 안내하는 안내부; 및
    상기 투여부의 시료 공급 또는 상기 안내부의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 투여부는 공압에 의해 분말 형태의 시료를 시험체 내에 분사하고,
    상기 촬영부는 상기 안내부의 동작에 따라 시험체 내부로 유연하게 이동 가능한, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안내부는,
    상기 제어부의 전류 인가에 의해 온도가 변화되고, 온도에 따라 형태가 변형되거나 복원되며, 형태 변화에 의해 상기 삽관의 이동 방향이 제어하여 상기 삽관을 원하는 위치로 진입시키는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    시험체의 들숨 또는 날숨 상태를 감지하는 호흡 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 호흡 센서로부터 호흡 신호를 전달받아 시험체가 들숨 상태일 때 자동적으로 상기 투여부가 시료를 분사하도록 제어하는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투여부는,
    내부에 분말 형태의 시료를 저장하는 저장 부재;
    상기 삽관의 내부에 배치되며 일단이 상기 저장 부재와 연결되는 분사 노즐; 및
    상기 저장 부재와 연결되며 공기를 주입하는 공기주입펌프;
    를 포함하고,
    상기 공기주입펌프의 공압에 의해 상기 저장 부재 내의 시료가 상기 분사 노즐로 이동되고, 상기 시료는 상기 분사 노즐을 통해 시험체의 체내에 분사되는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공기주입펌프의 구동을 제어하는 공기주입스위치를 포함하고,
    상기 공기주입스위치는 상기 저장 부재, 상기 분사 노즐 및 상기 공기주입펌프와 전기적으로 연결되며,
    상기 공기주입스위치에 의해, 상기 공기주입펌프는 상기 저장 부재에 공압을 발생시키도록 구동되고, 상기 저장 부재는 저장된 시료를 상기 분사 노즐로 전달하도록 개방되고, 상기 분사 노즐은 개방되어 시료를 외부로 분사하는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 저장 부재는,
    일면에 상기 분사 노즐의 일단이 연결되고
    타면에 상기 공기주입펌프의 일단이 연결되는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 저장 부재는,
    상기 분사 노즐 및 상기 공기주입펌프가 상기 저장 부재의 동일 평면 상에서 연결되는, 흡입 실험을 위한 삽관 및 영상 장치.
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