WO2021215702A1 - 상기도 검체 채취를 위한 다자유도 원격 검진 장치 - Google Patents

상기도 검체 채취를 위한 다자유도 원격 검진 장치 Download PDF

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WO2021215702A1
WO2021215702A1 PCT/KR2021/004281 KR2021004281W WO2021215702A1 WO 2021215702 A1 WO2021215702 A1 WO 2021215702A1 KR 2021004281 W KR2021004281 W KR 2021004281W WO 2021215702 A1 WO2021215702 A1 WO 2021215702A1
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WO
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unit
swap
driving
slave device
lower plates
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PCT/KR2021/004281
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서준호
조장호
이혁진
차효정
주수빈
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한국기계연구원
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Publication date
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    • B25J11/008—Manipulators for service tasks

Definitions

  • the present invention relates to a remote examination device, and more particularly, for collecting an upper airway sample that can accurately collect necessary upper airway samples from various subjects through multiple degrees of freedom driving in a remote state that does not directly face the subject. It relates to a degree of freedom remote examination device.
  • Korean Patent Registration No. 10-1634588 a technique for performing ultrasound diagnosis on a patient's condition by remotely controlling a diagnosis apparatus by a medical staff is being developed.
  • an ultrasound diagnosis apparatus is a specialized apparatus for ultrasound diagnosis, and there is a limitation in directly applying it as a remote examination apparatus capable of collecting a sample for an infectious disease or the like. Accordingly, there is a need to develop a specialized technology as a remote examination device capable of sample collection.
  • the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the object of the present invention is to improve the safety of medical staff by collecting a sample in a remote state that does not directly face the subject, It relates to a multiple degree of freedom remote examination device for collecting an upper respiratory tract sample that can more accurately collect a required sample.
  • a remote examination device includes a swap unit, a slave device, a first master device, and a second master device.
  • the swap unit directly collects a sample from the subject.
  • the slave device is equipped with the swap unit to align the position of the swap unit for sample collection.
  • the first master device is positioned to remotely drive the swap unit and is driven by a user, and induces an operating state of the swap unit through the same operation as that of the user.
  • the second master device is located to remotely drive the slave device and is driven by the user, and induces the operation state of the slave device through the same operation as the user's operation.
  • it is connected to the slave device, it may further include a face support unit for fixing the subject's face.
  • the swap unit may include a collecting unit for collecting the sample at an end thereof, a swap unit extending in one direction through the slave device, and a vibrating unit for inducing vibration of the swap unit.
  • the first master device includes a first grip portion extending in one direction by simulating the swap portion, and an encoder portion connected to the first grip portion to measure the amount of movement of the first grip portion by a user can do.
  • the swap unit may further include a linear driving part connected to the swap part and configured to move the swap part by a movement amount equal to the movement amount of the first grip part.
  • the linear drive unit the drive is stopped when the swab unit for collecting the sample receives a reaction force of more than a predetermined range, and the swab unit can be moved to the outside of the subject by a roller guiding the driving of the swab unit have.
  • the swap unit one end is connected to the linear driving unit located on the upper plate of the slave device, the other end is spaced apart from the upper plate by a predetermined distance and the lower plate of the slave device has an open center. It may be positioned to face the subject's face through the
  • the swap unit may further include a fixing screw for fixing the swap unit to the slave device.
  • the slave device includes a plurality of upper and lower plates facing each other and spaced apart by a predetermined distance, and connected between the upper and lower plates to vary a position or posture between the upper and lower plates.
  • each of the driving slaves may be positioned adjacent to each other to be symmetrical to each other, and each may include a pair of driving slave units driven independently of each other.
  • the second master device is simulated by the upper and lower plates, the upper and lower plates spaced equal to the separation distance of the upper and lower plates, extending on top of the upper plate
  • the second grip unit may include a plurality of driving masters connected between the upper and lower plates, and configured to change a position or posture between the upper and lower plates according to an operation of the second grip unit.
  • the position or posture between the upper and lower plates may be identically simulated as the position or posture between the upper and lower plates.
  • each of the driving masters is positioned adjacent to each other to be symmetrical to each other, and each may include a pair of driving master units driven independently of each other.
  • the slave device may further include an imaging unit positioned on a lower surface of the upper plate to capture a sample collection state of the swap unit.
  • the imaging unit is driven together with the swap unit and the slave device, and may capture a sample collection state of the swap unit.
  • safety of medical staff can be improved by collecting a sample in a remote state that does not directly face a subject with a high risk of infection, and the slave device and the swap unit can be operated in various positions through multiple degrees of freedom. Because it can be positioned as a , it is possible to more accurately access the upper respiratory tract of a subject having various facial structures and collect a necessary sample more accurately.
  • the face support unit to which the subject's face is fixed and the frame structure in which the slave device can be detachably attached, the ease of sample collection of the subject and usability of the device can be improved.
  • the swab part can be easily attached and detached, safety can be improved for one-time use, and by inducing vibration of the swab part through the vibrating part, the performance of actual sample collection can be improved.
  • the swap part since the swap part requires forward or backward driving in one direction, the swap part can be driven in the same way by measuring the forward or backward movement of the first grip part of the same shape through the first master device, and the amount of forward and backward movement. can be induced to
  • the linear driving unit for driving the swab unit when the swab unit receives a reaction force of a predetermined range or more during the sample collection process, that is, when an excessively excessive force is applied to the subject, the drive is stopped to prevent this, and Since it moves, the safety
  • the slave device is to set the position and posture of the forward or backward driving of the swap unit, and may be designed to include a plurality of driving slaves to enable multiple degrees of freedom driving.
  • the position and posture of the second master device designed with the same structure can be changed through the second grip part on the upper part, and through this, the same position and posture can be applied to the slave device. can be induced through
  • the user can drive the master devices to a more accurate position.
  • the imaging unit is driven together with the swap unit and the slave device, it is possible to more accurately capture the state of sample collection through the swap unit in real time, and to easily set the collection position.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a remote examination apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which a sample is collected through a slave device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a side view illustrating a state in which a specimen is collected through the remote examination device of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the slave device of FIG. 2 .
  • 5 and 6 are side views illustrating the slave device of FIG. 2 .
  • FIG. 7 is a side view illustrating the swap unit of FIG. 2 .
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a first master device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • 9A and 9B are side views illustrating a driving state of the first master device of FIG. 8 .
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a second master device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • remote examination device 110 first frame
  • imaging unit 280 swap unit
  • vibration unit 283 collection unit
  • linear driving unit 300 face support unit
  • first master device 440 encoder unit
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a remote examination apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the remote examination device 10 is for collecting a sample in the upper respiratory tract of the subject 20 by being drawn into the nasal cavity or oral cavity of the subject 20 and directly by the user.
  • the first and second master devices 400 and 500 to be manipulated, and the swap unit 280 and the slave device 200 in which the manipulation of the first and second master devices 400 and 500 is simulated and driven as it is. includes
  • the sample of the subject is collected from the upper respiratory tract as an example.
  • the remote examination apparatus 10 further includes a face support unit 300 to which the face of the subject 20 can be fixed, and a transmitter 610 and a receiver 620 for transmitting and receiving a user's manipulation command. .
  • the transmitter 610 receives a manipulation signal for directly operating the first master device 400 or the second master device 500 by a user, and provides it to the remote receiver 620 .
  • the receiving unit 620 provides the signal received from the transmitting unit 610 to the swap unit 280 and the slave device 200, and accordingly the swap unit 280 and the slave device 200. ) is driven by simulating the operations of the first and second master devices 400 and 500 as they are, even in a remote location.
  • the method for transmitting and receiving information by the transmitter 610 and the receiver 620 may be applied to various wired/wireless network systems, and is not specifically limited.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which a sample is collected through a slave device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a side view illustrating a state in which a specimen is collected through the remote examination device of FIG. 1 .
  • 4 is a perspective view illustrating the slave device of FIG. 2 .
  • 5 and 6 are side views illustrating the slave device of FIG. 2 .
  • 7 is a side view illustrating the swap unit of FIG. 2 .
  • the face support unit 300 extends in a direction from the extension frame 276 of the slave device 200 to be described later toward the subject 20 and support the face
  • the face support unit 300 includes a support base 310 , a side support part 320 , a forehead support part 330 , a chin support part 340 , and a height adjustment part 350 .
  • the support base 310 extends from the lower portion of the extension frame 276 toward the subject 20 , and forms a base of the face support unit 300 .
  • the chin support part 340 is positioned on the upper part of the support base 310 , and the chin of the subject 20 is positioned on the chin support part 340 .
  • the side support part 320 is connected to both sides of the chin support part 340, and a pair of them extends symmetrically to each other in the upper direction, and the forehead support part 330 is provided at both ends of a pair of the side support parts 320. Connected.
  • the subject 20 is positioned in a state in which the forehead is in contact with the forehead support part 330, and both sides of the face are placed on the side support part 320, and the face is placed on the face support unit 300. place it
  • the height adjustment unit 350 extends in the lower direction of the chin support unit 340 , and adjusts the height of the face support unit 300 , so that the subject is more comfortable with the face support unit 300 . Place your face on the
  • the sample is collected according to the operations of the slave device 200 and the swap unit 280 , which will be described later.
  • the slave device 200 is to change the position and posture so that the swap unit 280 accurately enters the inside of the upper airway of the subject 20, as described above, the second master device 500 located at a remote location
  • the operation is simulated and driven by the same operation as the operation of .
  • the first frame 110 extending in the third direction (Z)
  • the first A second frame 120 extending in the direction Z
  • a third frame extending in the second direction Y although not shown, may be provided.
  • the second frame 120 slides along the first frame 110 in the third direction (Z), and accordingly, the slave device 200 is positioned in the third direction (Z). can be moved
  • connection frame 277 connected to the lower plate 270 of the slave device 200 slides along the second frame 120 in the first direction X, or the second frame ( 120) As itself moves in the first direction (X), the position of the slave device 200 may be moved in the first direction (X).
  • the position of the slave device 200 may be moved in the second direction (Y).
  • the slave device 200 may be positioned so as to be close to the face of the subject 20 in a state in which the position is moved as a whole along the frames.
  • the position and posture of the slave device 200 are changed to a position for more accurately collecting the subject 20 according to the operation of the second master device 500 .
  • the slave device 200 is more specifically, a lower plate 270 , an upper plate 272 , a lower cover part 205 , and a plurality of driving slaves 201 and 202 . , 203 , an upper cover portion 273 , a roller 291 , an imaging unit 275 , an extension frame 276 , and a connection frame 277 .
  • the lower plate 270 has a circular plate shape having an opening 271 having an open center, and the swap unit 280, which will be described later, is positioned through the opening 271 .
  • the extension frame 276 is connected to form the same opening as the opening 271 on the bottom surface of the lower plate 270 and extends to one side, and the connection frame 277 is provided at the end of the extension frame 276 . Connected.
  • connection frame 277 is slidably connected on the second frame 120 , and the slave device 200 slides on the second frame 120 . possible, or fixed on the second frame 120 .
  • the slave device 200 is connected to the extension frame 276 and may be fixed to the first to third frames. That is, the slave device 200 may be connected to the extension frame 276 to collect the specimen when it is necessary to collect the specimen, and may be removed from the extension frame 276 and handled when the collection is finished.
  • the upper plate 272 is positioned on the upper plate to be spaced apart from the lower plate 270 by a predetermined distance, and may be formed to have a smaller diameter than that of the lower plate 270 .
  • the upper plate 272 may also have a circular plate shape, and the swap unit 280 to be described later is fixed through the center of the upper plate 272 .
  • the plurality of driving slaves 201 , 202 , and 203 are connected between the upper plate 272 and the lower plate 270 , and a position between the upper plate 272 and the lower plate 270 and Change your posture.
  • the position and posture between the upper plate 272 and the lower plate 270 are changed, and through this, the upper plate 272 is moved.
  • the position and posture of the swap unit 280 that penetrates and is connected are changed, so that the sample collection of the subject 20 is optimally located.
  • the driving of the driving slaves 201 , 202 , 203 mimics the driving of the second master device 500 as it is, and substantially the driving structure of the driving slaves 201 , 202 , 203 is It is formed in the same manner as the driving structure of the second master device 500 .
  • the three driving slaves 201 , 202 , and 203 are each exemplified to be located on concentric circles with an interval of 120°, but the number of the driving slaves may be variously designed.
  • each of the driving slaves 201, 202, and 203 has the same structure as each other.
  • first driving slave 201 will be described and the second and third driving slaves ( 202 and 203) will be omitted.
  • the first driving slave 201 includes a pair of symmetrically formed first driving slave units 210 and second driving slave units 220 .
  • first and second drive slave units 210 and 220 included in the first drive slave 201 are disposed adjacent to each other and are symmetrical to each other, except that the drive and connection structures are also symmetrically formed. and the same
  • the first drive slave unit 210 includes a drive unit 211 , a rotation unit 212 , a lower joint 213 , a lower connection unit 214 , an upper joint 215 , and an upper connection unit 216 .
  • the second drive slave unit 220 also includes a drive unit 221, a rotation unit 222, a lower joint 223, a lower connection unit 224, an upper joint 225, and an upper connection unit 226,
  • Each structure and operation is the same as that of the first driving slave unit 210 . Accordingly, a detailed description of the structure and operation of the second driving slave unit 220 will be omitted.
  • the driving unit 211 is positioned on the lower plate 270 to generate rotational driving force, and the rotational driving force of the driving unit 211 is provided to the lower joint 213 through the rotating unit 212 .
  • the lower joint 213 is rotatable around the rotating part 212 , and the lower joint 213 and the upper joint 215 are rotatable with each other through the lower connection part 214 . Connected.
  • the upper joint 215 is also relatively rotated according to the rotation of the lower joint 213 .
  • the upper end of the upper joint 215 is connected to the lower surface of the upper plate 272 through the upper connection part 216 , and the upper joint 215 is rotatable with respect to the upper connection part 216 . do.
  • the relative posture and position of the upper plate 272 and the lower plate 270 may be changed through the rotational driving force provided from the driving unit 211 , and the rotational driving force is the first driving slave
  • the second and third driving slaves 202 and 203 are also provided, as a result, the relative positions and postures of the upper plate 272 and the lower plate 270 may be variously changed.
  • the first to third driving slaves 201 , 202 , and 203 may constitute, for example, a Stewart platform-based position and posture change device.
  • the lower cover unit 205 covers the driving units of the first to third driving slaves 201 , 202 , and 203 from the lower plate 270 , thereby minimizing exposure of the driving units to the outside. It can cover the impact from the device and ensure the safety of the device.
  • the roller 291 may be provided so as to be adjacent to the passage portion of the swap unit 280, the outside of the roller 291 the upper cover portion 273 can cover
  • the driving safety of the roller 291 can be improved and exposure to the outside can be minimized.
  • the roller 291 guides the side of the swap unit 280 when the swap unit 280, which will be described later, is driven by the linear driving unit 290 to move forward or backward in one direction, so that the swap unit 280 ), while maintaining the safety of forward or backward driving, the direction during forward or backward driving can be stably maintained.
  • the rollers 291 are provided to face each other as a pair, and the swap unit 280 is positioned along the groove of the roller 291 so that the swap unit 280 is driven in one direction. It may slide along the groove of the roller 291 .
  • the imaging unit 275 is located on one side of the lower surface of the upper plate 272, the position and posture of the collection unit 283 of the swap unit 280 to be described later, Furthermore, the sample collection state of the collection unit 283 is imaged.
  • the screen captured by the imaging unit 275 may be provided to a user who operates the master device through a separate monitor.
  • the user may check the position, posture, and sample collection state of the collection unit 283 provided through the imaging unit 275 , and may operate the master devices 400 and 500 .
  • the imaging unit 275 is located on one side of the lower surface of the upper plate 272 and is driven in the same direction, posture, and position in which the upper plate 272 is driven, posture, and position. do.
  • the image of the sample collection state captured by the imaging unit 275 shows the operation state of the collection unit 283 as it is. As it is reflected, it is possible to more accurately capture the sample collection state in real time, and accordingly, it becomes easier for the user to control the position of the collection unit 283 .
  • the swap unit 280 is, as shown in FIG. 7 , a swap holder 281 , a swap part 282 , a collecting part 283 , a vibrating part 284 , a fixing screw 285 , and a connection cover 286 . ) and a linear driving unit 290 .
  • the swap holder 281 extends to the outside of the upper plate 272 , and the swap part 282 is inserted through the inside of the swap holder 281 .
  • the swab part 282 has the collection part 283 located at one end and is drawn into the upper airway of the subject 20 to collect a sample, and the other end is the inside of the connection cover 286. It is positioned inside the swap holder 281 through the
  • the fixing screw 285 is provided on the outside of the connection cover 286 to fix the swap portion 282 . do. That is, the position of the swap portion 282 drawn into the inside of the connection cover 286 according to the rotation of the fixing screw 285 is fixed inside the swap holder 281 .
  • the collecting part 283 located at one end of the swap part 282 is to be drawn into the upper airway of the subject 20, and the swap part 282 is mounted on the swap holder 281. At this time, as shown in FIG. 5 , the collecting part 283 may be positioned to protrude by a predetermined length in the lower direction of the lower plate 270 .
  • the collecting unit 283 In a state in which the collecting unit 283 is located inside the upper airway of the subject 20, in order to more effectively collect a sample from the inside of the upper airway, the collecting unit 283 is rotated or finely progressed back and forth, etc. action may be required.
  • the vibrating part 284 is provided inside the connection cover 286, and the vibration generated in the vibrating part 284 is transmitted through the swap part 282 to the collecting part ( 283).
  • the collecting unit 283 performs a minute vibration, and accordingly, when collecting a sample from the inside of the upper airway, the performance of sample collection can be further improved.
  • the vibrating unit 284 is not provided with a master device for simulating a separate vibration operation, and although not shown, the user may vibrate the vibrating unit 284 provided in the master devices 400 and 500 . It can be operated by operating a button or the like that performs
  • the swap unit 280 is driven by simulating its operation by the first master device 400 to be described later, and the linear driving unit 290 is provided in order to simulate this operation.
  • the linear driving unit 290 is provided in a form connected to the swap holder 281 on the outside of the upper plate 272 .
  • the linear driving unit 290 drives the swap holder 281 forward or backward in a linear direction along the extension direction of the swap holder 281 .
  • the swap holder 281 is driven to move forward or backward along the extension direction of the swap holder 281 , that is, the extension direction of the swap unit 282 .
  • the collecting unit 283 may move forward and be drawn into the upper airway of the subject 20, or may move backward and be removed outside after collecting a sample from the upper airway.
  • the amount of driving of the linear driving unit 290 is the same as the degree to which the user operates the first master device 400 , which will be described later. It can be simulated and operated.
  • the collecting unit 283 is drawn into the upper airway of the subject 20, and when the collecting unit 283 enters the upper airway too much, , the subject 20 feels discomfort due to excessive force.
  • the linear driving unit 290 is stopped when the swap unit 282 receives a reaction force greater than a predetermined range during the sample collection process.
  • the roller 291 rotates while guiding the side surface of the swap unit 280.
  • the roller 291 rotates in reverse.
  • the swap unit 282 is driven in the opposite direction to the moving direction, that is, in a direction away from the upper airway of the subject 20 .
  • the extraction unit 283 naturally stops the further entry into the upper airway and moves in the opposite direction, so that the user's inconvenience can be eliminated.
  • the upper plate 272 and the lower plate 270 are positioned parallel to each other, so that the swap portion 282 is perpendicular to the extension surfaces of the upper and lower plates 272 and 270 .
  • the state is shown extending in the direction, as described above, the relative positions and postures of the upper and lower plates 272 and 270 are changed according to the driving of the second master device 500 .
  • the extension direction of the swap part 282 is perpendicular to the extension surface of the upper plate 272 .
  • the swap unit 282 is advanced toward the upper airway of the subject 20 .
  • the swap unit 282 may advance, and accordingly, the specimen of the subject 20 may be more accurately collected at various positions.
  • the slave device 200 and the swap unit 280 the operation of which is simulated by the same operation according to the manipulation of the master devices, has been described.
  • the master devices 400 and 500 will be described in detail.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a first master device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • 9A and 9B are side views illustrating a driving state of the first master device of FIG. 8 .
  • the first master device 400 induces the operation of the swap unit 280 , and the swap unit 280 according to the operation of the first master device 400 . ) will simulate the same operation.
  • the first master device 400 includes a lower frame 410 , a vertical frame 420 , an upper frame 430 , an encoder unit 440 , and a first grip unit 480 .
  • the lower frame 410 is a frame for positioning the first master device 400 on the ground
  • the vertical frame 420 is a frame extending a predetermined height from the lower frame 410
  • the upper frame 430 is a frame in which the encoder unit 440 is positioned on the upper side.
  • the lower frame 410 , the vertical frame 420 , and the upper frame 430 may be designed in various ways other than those shown as a frame structure forming the structure of the first master device 400 . It is self-evident that
  • the encoder unit 440 is positioned on the upper frame 430 and measures the amount of movement of the first grip unit 480 .
  • the encoder rotating part 450 is positioned inside the encoder part 440 as shown in FIGS. 9A and 9B , and the encoder rotating part 450 is an encoder groove formed along the first grip part 480 . As the gear is coupled with the 490 , the movement amount of the encoder groove 490 is measured.
  • the first grip part 480 is a part held by a user, that is, a medical staff manipulating the first master device 400 at a remote location, and the user holds the first grip part 480 as the first grip part 480 . 1 Move forward or backward along the extending direction of the grip part 480 .
  • the amount of movement of the first grip portion 480 is determined by the encoder groove 490 .
  • the encoder unit 440 is measured by the encoder rotating unit 450 coupled with the .
  • the amount of movement of the first grip unit 480 measured by the encoder unit 440 is provided to the swap unit 280 , and the linear driving unit 290 of the swap unit 280 is provided to the encoder unit 440 . ), the swap unit 280 is linearly moved with the same movement amount as the measured movement amount.
  • the upper frame 430 is formed in a direction inclined by a certain amount with respect to the ground, and the first grip part 480 also extends in the inclined direction. Since 282 is an angle inclined by a certain angle with respect to the ground rather than in a horizontal direction to the ground in many cases, the actual user also considers this and moves the first grip part 480 in the inclined direction by moving the first grip unit 480 in the inclined direction, thereby the actual subject 20 This is to more closely simulate the situation of collecting samples of
  • the amount of inclination of the upper frame 430 can be varied in various ways, and although not shown, the upper frame 430 is vertically positioned so that the amount of inclination of the upper frame 430 can be varied for every situation. It may be configured to be connected on the frame 420 .
  • the user can manipulate the movement of the swap unit 282, which is linearly moved in the same way, and accordingly
  • the collection unit 283 located at one end of the swap unit 282 may enter the upper respiratory tract of the subject 20 to collect a sample.
  • a separate operation button of the vibrating unit 284 is provided, and the collecting unit 283 is the upper road of the subject 20 . If it has sufficiently entered, it is possible to manipulate the vibrating operation of the collecting unit 283 .
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a second master device of the remote examination device of FIG. 1 .
  • the second master device 500 induces the operation of the slave device 200 , and the slave device 200 performs the same operation according to the operation of the second master device 500 . will be imitated
  • the second master device 500 has the same driving structure as the slave device 200 .
  • the second master device 500 includes a lower plate 570 having a circular plate shape, and an upper plate 572 spaced apart from the lower plate 570 by a predetermined distance and having a smaller diameter than the lower plate 570 . ) is included.
  • the separation distances and respective diameters of the upper and lower plates 572 and 570 may be the same as those of the upper and lower plates 272 and 270 .
  • the center of the lower plate 570 does not need to be opened, and a focusing point 575 may be formed in the center of the lower plate 570 .
  • the laser generated from the center of the upper plate 572 is directed toward the focusing point 575 , and based on the position of the laser on the focusing point 575 , the upper side A relative positional relationship between the plate 572 and the lower plate 570 may be confirmed.
  • the second master device 500 includes a plurality of driving masters 501 , 502 , and 503 provided between the upper and lower plates 572 and 570 , and the driving masters 501 .
  • the structure, arrangement, and connection relationship of the 502 and 503 are substantially the same as the structure, arrangement, and connection relationship of the plurality of driving slaves 201 , 202 and 203 .
  • the operation of the driving masters 501 , 502 , and 503 can be simulated as the operation of the driving slaves 201 , 202 , 203 , and the user can In consideration of the operation, it is possible to implement the operation of the driving masters 501 , 502 , and 503 .
  • three driving masters may be positioned along the lower plate 570 to form an angle of 120°, and each master is a pair of symmetrical to each other. It may include first and second driving master units 510 and 520 .
  • the first and second driving master units 510 and 520 that are symmetric to each other have the same structure and connection relationship except that they are symmetric to each other.
  • the first and second driving master units 510 and 520 have the same structure and connection relationship as the first and second driving slave units 210 and 220 described above.
  • the first driving master unit 510 may include a driving unit 511, a rotating unit 512, a lower joint 513, a lower connecting unit 514, an upper joint 515, and an upper connecting unit (not shown).
  • the second driving master unit 520 also includes a driving unit 521, a rotating unit 522, a lower joint 523, a lower connecting unit 524, an upper joint 525 and an upper connecting unit ( Although not shown, it may be provided), and each structure and operation is the same as that of the first driving master unit 510 .
  • the positions and postures of the upper and lower plates 572 and 570 are not changed by the rotational force generated through the driving unit, and the user does not change the position of the upper plate 572 .
  • the driving masters 501 , 502 , and 503 drive the upper and lower plates 572 and 570 to change the positions and postures of the upper and lower plates 572 and 570 as the second grip part 580 protrudes and extends upwards is moved. .
  • the position and posture of the upper plate 572 are changed according to the movement of the second grip part 580, and the change in the position and posture of the upper plate 572 is primarily through the upper connection part.
  • An upper joint 515 is provided.
  • the movement of the lower joint 513 results in the rotational force of the rotating part 512 connected to the lower joint 513, and according to the rotation of the rotating part 512, the driving unit 511 moves the rotating part ( 512) as the rotation amount.
  • This driving force transmission and thus the rotation of the driving unit is provided not only to the first driving master unit 510 but also to the second driving master unit 520 , and furthermore, not only the first driving master 501 but also the Second and third drive masters 502 and 503 are also provided.
  • the user's change of the position and posture of the upper plate 572 with respect to the lower plate 570 through the second grip portion 580 results in the first to third driving masters 501 , 502 , and 503 . . 201, 202, 203).
  • the first to third driving slaves 201 , 202 , and 203 may simulate the same driving as that of the first to third driving masters 501 , 502 , and 503 , and thus the user
  • the position and posture of the upper plate 572 with respect to the lower plate 570 implemented through the second grip part 580 are similarly simulated by the slave device 200, and the upper plate 272 is The position and posture with respect to the lower plate 270 may be changed.
  • the user can manipulate the position and posture of the slave device 200 located at a distance by using the second grip part 580 of the second master device 500, and through this, the examinee ( 20), the slave device 200 may be operated in an optimal position and posture for sample collection.
  • the safety of medical staff can be improved by collecting a sample in a remote state that does not directly face a subject with a high risk of infection, and the slave device and the swap unit can be operated with multiple degrees of freedom. Since it can be positioned in various positions through the
  • the face support unit to which the subject's face is fixed and the frame structure in which the slave device can be detachably attached, the ease of sample collection of the subject and usability of the device can be improved.
  • the swab part can be easily attached and detached, safety can be improved for one-time use, and by inducing vibration of the swab part through the vibrating part, the performance of actual sample collection can be improved.
  • the swap part since the swap part requires forward or backward driving in one direction, the swap part can be driven in the same way by measuring the forward or backward movement of the first grip part of the same shape through the first master device, and the amount of forward and backward movement. can be induced to
  • the linear driving unit for driving the swab unit when the swab unit receives a reaction force of a predetermined range or more during the sample collection process, that is, when an excessively excessive force is applied to the subject, the drive is stopped to prevent this, and Since it moves, the safety
  • the slave device is to set the position and posture of the forward or backward driving of the swap unit, and may be designed to include a plurality of driving slaves to enable multiple degrees of freedom driving.
  • the position and posture of the second master device designed with the same structure can be changed through the second grip part on the upper part, and through this, the same position and posture can be applied to the slave device. can be induced through
  • the user can drive the master devices to a more accurate position.
  • the imaging unit is driven together with the swap unit and the slave device, it is possible to more accurately capture the state of sample collection through the swap unit in real time, and to easily set the collection position.

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Abstract

다자유도 구동이 가능한 원격 검진장치는 스왑유닛, 슬레이브 장치, 제1 마스터 장치 및 제2 마스터 장치를 포함한다. 상기 스왑유닛은 피검자에게서 검체를 직접 채취한다. 상기 슬레이브 장치는 상기 스왑유닛이 장착되어, 상기 검체 채취를 위한 상기 스왑유닛의 위치를 정렬한다. 상기 제1 마스터 장치는 상기 스왑유닛을 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 스왑유닛의 동작 상태를 유도한다. 상기 제2 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치를 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 슬레이브 장치의 동작 상태를 유도한다.

Description

상기도 검체 채취를 위한 다자유도 원격 검진 장치
본 발명은 원격 검진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피검자와 직접 대면하지 않은 원격 상태에서, 다자유도 구동을 통해 다양한 피검자로부터 필요한 상기도 검체를 정확하게 채취할 수 있는 상기도 검체 채취를 위한 다자유도 원격 검진장치에 관한 것이다.
최근 신종 호흡기 감염병과 같이 감염력이 매우 큰 질병의 검체를 채취하기 위해서는, 의료진이 높은 등급의 방호복을 착용하여야 하는데, 이러한 방호복의 착용은 의료진에게 불편함이 매우 커, 검체 채취의 시간과 노력이 증가하는 문제가 있다.
특히, 환자가 급속하게 증가하는 경우, 방호복과 같은 의료 보호구의 수량이 부족하여 의료진은 물론 피검자에게도 감염의 위험이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 환자와 직접 대면하지 않은 상태에서, 의료진이 환자를 원격으로 검진할 수 있는 원격 검진 장치에 대한 기술 개발의 필요성이 증가하고 있다.
다만, 현재까지는, 이러한 감염병 등의 검체 채취를 위한 원격 검진 장치에 대한 기술의 개발은 미흡한 상황이며, 원격으로 진료나 진단 또는 수술을 수행하는 장치에 대한 기술 개발은 다소 진행되고 있는 상황이다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1634588호에서와 같이, 의료진이 원격으로 진단장치를 제어함으로써, 환자의 상태에 대하여 초음파 진단을 수행하는 기술이 개발되고 있다.
그러나, 이러한 초음파 진단을 위한 장치는 초음파 진단을 위해 특화된 장치인 것으로, 이를 감염병 등의 검체 채취가 가능한 원격 검진 장치로 직접 적용하는 것은 한계가 있다. 이에 따라, 검체 채취가 가능한 원격 검진 장치로서 특화된 기술 개발의 필요성이 요구된다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 피검자와 직접 대면하지 않은 원격 상태에서 검체를 채취함으로써 의료진의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 다자유도 구동을 통해 다양한 피검자로부터 필요한 검체를 보다 정확하게 채취할 수 있는 상기도 검체 채취를 위한 다자유도 원격 검진장치에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 원격 검진장치는 스왑유닛, 슬레이브 장치, 제1 마스터 장치 및 제2 마스터 장치를 포함한다. 상기 스왑유닛은 피검자에게서 검체를 직접 채취한다. 상기 슬레이브 장치는 상기 스왑유닛이 장착되어, 상기 검체 채취를 위한 상기 스왑유닛의 위치를 정렬한다. 상기 제1 마스터 장치는 상기 스왑유닛을 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 스왑유닛의 동작 상태를 유도한다. 상기 제2 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치를 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 슬레이브 장치의 동작 상태를 유도한다.
일 실시예에서, 상기 슬레이브 장치에 연결되며, 피검자의 얼굴을 고정시키는 얼굴 지지유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스왑유닛은, 끝단에 상기 검체를 채취하는 채취부가 구비되며, 상기 슬레이브 장치를 관통하여 일 방향으로 연장되는 스왑부, 및 상기 스왑부의 진동을 유도하는 진동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 마스터 장치는, 상기 스왑부를 모사하여 일 방향으로 연장되는 제1 그립부, 및 상기 제1 그립부와 연결되어, 사용자에 의해 상기 제1 그립부의 이동량을 계측하는 엔코더부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스왑유닛은, 상기 스왑부에 연결되며, 상기 제1 그립부의 이동량과 동일한 이동량으로 상기 스왑부를 이동시키는 리니어 구동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리니어 구동부는, 상기 검체를 채취하는 상기 스왑부가 소정 범위 이상의 반력을 받는 경우 구동이 중단되며, 상기 스왑부의 구동을 가이드하는 롤러에 의해 상기 스왑부는 피검자의 외측으로 이동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스왑부는, 일 단은 상기 슬레이브 장치의 상부 플레이트 상에 위치하는 상기 리니어 구동부에 연결되며, 타 단은 상기 상부 플레이트와 소정 간격 이격되며 중앙이 개구된 상기 슬레이브 장치의 하부 플레이트를 관통하여 피검자의 얼굴을 향하도록 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스왑유닛은, 상기 스왑부를 상기 슬레이브 장치에 고정시키는 고정나사를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 슬레이브 장치는, 서로 마주하며 소정 거리 이격되는 상부 및 하부 플레이트들, 및 상기 상부 및 하부 플레이트들 사이에 연결되어, 상기 상부 및 하부 플레이트들 사이의 위치 또는 자세를 가변시키는 복수의 구동 슬레이브들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 슬레이브들 각각은, 서로 대칭되도록 인접하게 위치하며, 각각은 서로 독립적으로 구동되는 한 쌍의 구동 슬레이브 유닛들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 마스터 장치는, 상기 상부 및 하부 플레이트들에 의해 모사되며, 상기 상부 및 하부 플레이트들의 이격 거리와 동일하게 이격되는 상측 및 하측 플레이트들, 상기 상측 플레이트의 상부에 연장되는 제2 그립부, 및 상기 상측 및 하측 플레이트들 사이에 연결되며, 상기 제2 그립부의 동작에 따라 상기 상측 및 하측 플레이트들 사이의 위치 또는 자세를 가변시키는 복수의 구동 마스터들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상측 및 하측 플레이트들 사이의 위치 또는 자세가, 상기 상부 및 하부 플레이트들 사이의 위치 또는 자세로 동일하게 모사될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 마스터들 각각은, 서로 대칭되도록 인접하게 위치하며, 각각은 서로 독립적으로 구동되는 한 쌍의 구동 마스터 유닛들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 슬레이브 장치는, 상기 상부 플레이트의 하면에 위치하여, 상기 스왑유닛의 검체 채취상태를 촬상하는 촬상부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촬상부는, 상기 스왑유닛 및 상기 슬레이브 장치와 함께 구동되며, 상기 스왑유닛의 검체 채취 상태를 촬상할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 감염의 위험이 높은 피검자와 직접 대면하지 않은 원격 상태에서 검체를 채취함으로써 의료진의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 슬레이브 장치 및 스왑유닛을 다자유도 구동을 통해 다양한 위치로 위치시킬 수 있으므로, 다양한 얼굴 구조를 가지는 피검자의 상기도에 보다 정확하게 접근하여 필요한 검체를 보다 정확하게 채취할 수 있다.
이 경우, 피검자의 얼굴이 고정되는 얼굴 지지유닛, 및 슬레이브 장치의 탈부착이 가능한 프레임 구조를 포함함으로써, 피검자의 검체 채취의 용이성 및 장치의 사용성을 향상시킬 수 있다.
또한, 스왑부는 용이한 탈부착이 가능하여 1회용 사용으로 안전성을 향상시킬 수 있으며, 진동부를 통해 상기 스왑부의 진동을 유도함으로써, 실제 검체 채취의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 스왑부는 일 방향으로의 전진 또는 후진 구동이 필요하므로, 제1 마스터 장치를 통해 동일한 형상의 제1 그립부의 전진 또는 후진, 및 전후진 양의 측정을 통해, 상기 스왑부가 동일하게 구동할 수 있도록 유도할 수 있다.
또한, 스왑부를 구동하는 리니어 구동부의 경우, 상기 스왑부가 검체 채취 과정에서 소정 범위 이상의 반력을 받는 경우, 즉 피검자에게 지나치게 과도한 힘을 인가하는 경우, 이를 방지하기 위해 구동이 중단되며, 피검자의 외측으로 이동되므로, 피검자의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 달리, 슬레이브 장치는 결국 상기 스왑부의 전진 또는 후진 구동의 위치 및 자세를 설정하는 것으로, 다자유도 구동이 가능하도록 복수의 구동 슬레이브들을 포함하도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 슬레이브 장치의 위치 및 자세를 유도하기 위해, 동일한 구조로 설계된 제2 마스터 장치를 위치 및 자세를 상부의 제2 그립부를 통해 변경시킬 수 있으며, 이를 통해 동일한 위치 및 자세가 상기 슬레이브 장치를 통해 유도될 수 있다.
나아가, 촬상부를 통해 스왑부의 끝단의 채취부의 위치가 피검자의 상기도에 정확하게 근접하는 가를 촬영하여 이를 피드백함으로써, 사용자가 보다 정확한 위치로 마스터 장치들을 구동시킬 수 있다.
이 경우, 상기 촬상부는, 스왑유닛 및 슬레이브 장치와 함께 구동되므로, 스왑부를 통한 검체 채취의 상태를 실시간으로 보다 정확하게 촬상하여, 채취 위치를 용이하게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원격 검진장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 원격 검진장치의 슬레이브 장치를 통해 검체를 채취하는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 원격 검진장치를 통해 검체를 채취하는 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 2의 슬레이브 장치를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 슬레이브 장치를 도시한 측면도들이다.
도 7은 도 2의 스왑유닛을 도시한 측면도이다.
도 8은 도 1의 원격 검진장치의 제1 마스터 장치를 도시한 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 제1 마스터 장치의 구동 상태를 도시한 측면도들이다.
도 10은 도 1의 원격 검진장치의 제2 마스터 장치를 도시한 사시도이다.
<부호의 설명>
10 : 원격 검진장치 110 : 제1 프레임
120 : 제2 프레임 200 : 슬레이브 장치
201, 202, 203 : 구동 슬레이브 210, 220 : 구동 슬레이브 유닛
275 : 촬상부 280 : 스왑유닛
284 : 진동부 283 : 채취부
290 : 리니어 구동부 300 : 얼굴 지지유닛
400 : 제1 마스터 장치 440 : 엔코더부
480 : 제1 그립부 490 : 엔코더 홈
500 : 제2 마스터 장치 501, 502, 503 : 구동 마스터
510, 520 : 구동 마스터 유닛 580 : 제2 그립부
610 : 송신부 620 : 수신부
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원격 검진장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 원격 검진장치(10)는 피검자(20)의 비강이나 구강의 내측으로 인입되어 피검자(20)의 상기도 내의 검체를 채취하기 위한 것으로, 사용자에 의해 직접 조작되는 제1 및 제2 마스터 장치들(400, 500)과, 상기 제1 및 제2 마스터 장치들(400, 500)의 조작이 그대로 모사되어 구동되는 스왑유닛(280) 및 슬레이브 장치(200)를 포함한다.
한편, 이하에서는 피검자의 검체를 상기도에서 채취하는 것을 예시하여 설명하였으나, 피검자의 검체를 반드시 상기도에서만 채취하는 것으로 제한되지 않음은 자명하다.
나아가, 상기 원격 검진장치(10)는 피검자(20)의 얼굴이 고정될 수 있는 얼굴 지지유닛(300), 및 사용자의 조작 명령을 송수신하기 위한 송신부(610) 및 수신부(620)를 더 포함한다.
상기 송신부(610)는 상기 제1 마스터 장치(400) 또는 상기 제2 마스터 장치(500)를 사용자가 직접 조작하는 조작 신호를 제공받아, 원거리에 위치한 수신부(620)로 제공한다.
이에, 상기 수신부(620)는 상기 송신부(610)로부터 제공받은 신호를, 상기 스왑유닛(280) 및 상기 슬레이브 장치(200)로 제공하여, 이에 따라 상기 스왑유닛(280) 및 상기 슬레이브 장치(200)는 원거리에 위치한 상태에서도, 상기 제1 및 제2 마스터 장치들(400, 500)의 동작을 그대로 모사하여 구동된다.
이 때, 상기 송신부(610) 및 상기 수신부(620)의 정보 송수신 방법은 다양한 유무선 네트워크 시스템이 적용될 수 있으며, 구체적으로 제한되지는 않는다.
이하에서는, 도면을 참조하여 상기 원격 검진장치(10)의 세부 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 원격 검진장치의 슬레이브 장치를 통해 검체를 채취하는 상태를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1의 원격 검진장치를 통해 검체를 채취하는 상태를 도시한 측면도이다. 도 4는 도 2의 슬레이브 장치를 도시한 사시도이다. 도 5 및 도 6은 도 2의 슬레이브 장치를 도시한 측면도들이다. 도 7은 도 2의 스왑유닛을 도시한 측면도이다.
우선, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 얼굴 지지유닛(300)은, 후술되는 상기 슬레이브 장치(200)의 연장 프레임(276)으로부터 피검자(20)를 향하는 방향으로 연장되며 피검자(20)의 얼굴을 지지한다.
즉, 상기 얼굴 지지유닛(300)은, 지지 베이스(310), 측면 지지부(320), 이마 지지부(330), 턱 지지부(340) 및 높이 조절부(350)를 포함한다.
상기 지지베이스(310)는 상기 연장 프레임(276)의 하부로부터 상기 피검자(20)를 향하여 연장되며, 상기 얼굴 지지유닛(300)의 베이스(base)를 형성한다.
상기 지지베이스(310)의 상부에는 턱 지지부(340)가 위치하며, 상기 턱 지지부(340)에는 피검자(20)의 턱이 위치하게 된다.
상기 측면 지지부(320)는 상기 턱 지지부(340)의 양측에 연결되며, 상부 방향으로 한 쌍이 서로 대칭으로 연장되고, 상기 측면 지지부(320)의 한 쌍의 양 끝단에는 상기 이마 지지부(330)가 연결된다.
그리하여, 피검자(20)는 이마를 상기 이마 지지부(330)에 접촉한 상태로 위치하며, 얼굴의 양 옆면을 상기 측면 지지부(320)에 위치시킨 상태로, 상기 얼굴 지지유닛(300)에 얼굴을 위치시킨다.
이 경우, 상기 높이 조절부(350)는 상기 턱 지지부(340)의 하부 방향으로 연장되어, 상기 얼굴 지지유닛(300)의 높이를 조절하여, 피검자가 보다 편안한 자세로 상기 얼굴 지지유닛(300)에 얼굴을 위치할 수 있도록 한다.
이상과 같이, 피검자(20)는 상기 얼굴 지지유닛(300)에 얼굴을 고정시킨 상태에서, 후술되는 상기 슬레이브 장치(200) 및 상기 스왑유닛(280)의 동작에 따라 검체가 채취된다.
상기 슬레이브 장치(200)는 상기 스왑유닛(280)이 피검자(20)의 상기도의 내측으로 정확하게 진입하도록 위치 및 자세가 변경되는 것으로, 전술한 바와 같이, 원거리에 위치한 상기 제2 마스터 장치(500)의 조작과 동일한 동작으로 동작이 모사되며 구동된다.
한편, 상기 슬레이브 장치(200)를 제1 내지 제3 방향들(X, Y, Z)로 대략적인 위치를 이동시키기 위해, 제3 방향(Z)으로 연장되는 제1 프레임(110), 제1 방향(Z)으로 연장되는 제2 프레임(120) 및 도시하지는 않았으나 제2 방향(Y)으로 연장되는 제3 프레임이 구비될 수 있다.
이 경우, 상기 제2 프레임(120)은 상기 제1 프레임(110)을 따라 상기 제3 방향(Z)으로 슬라이딩 이동되며, 이에 따라 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제3 방향(Z)으로 위치가 이동될 수 있다.
나아가, 상기 슬레이브 장치(200)의 하부 플레이트(270)에 연결되는 연결 프레임(277)이 상기 제2 프레임(120)을 따라 상기 제1 방향(X)으로 슬라이딩 이동되거나, 또는 상기 제2 프레임(120) 자체가 상기 제1 방향(X)으로 이동됨에 따라, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제1 방향(X)으로 위치가 이동될 수 있다.
마찬가지로, 도시하지는 않았으나, 상기 제3 프레임이 구비됨으로써, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제2 방향(Y)으로 위치가 이동될 수 있다.
이상과 같이, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 프레임들을 따라 전체적으로 위치가 이동된 상태로, 피검자(20)의 얼굴에 근접하도록 위치할 수 있다.
이 후, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제2 마스터 장치(500)의 조작에 따라 보다 정확하게 피검자(20)의 검체 채취를 위한 위치로 위치 및 자세가 변경되게 된다.
이러한, 상기 슬레이브 장치(200)가 위치 및 자세가 변경되기 위한 구조를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
즉, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 슬레이브 장치(200)는 보다 구체적으로, 하부 플레이트(270), 상부 플레이트(272), 하부 커버부(205), 복수의 구동 슬레이브들(201, 202, 203), 상부 커버부(273), 롤러(291), 촬상부(275), 연장 프레임(276) 및 연결 프레임(277)을 포함한다.
상기 하부 플레이트(270)는 중앙이 개구된 개구부(271)가 형성된 원형 플레이트 형상으로, 상기 개구부(271)를 통해서는 후술되는 상기 스왑유닛(280)이 위치하게 된다.
상기 연장 프레임(276)은 상기 하부 플레이트(270)의 저면에 상기 개구부(271)와 동일한 개구부를 형성하며 연결되며 일 측으로 연장되고, 상기 연장 프레임(276)의 끝단에는 상기 연결 프레임(277)이 연결된다.
이 경우, 상기 연결 프레임(277)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(120) 상에 슬라이딩 가능하게 연결되어, 상기 슬레이브 장치(200)가 상기 제2 프레임(120) 상에서 슬라이딩 이동 가능하게 하거나, 또는 상기 제2 프레임(120) 상에 고정된다.
이에 따라, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 연장 프레임(276)과 연결되는 것으로, 상기 제1 내지 제3 프레임들에 고정될 수 있다. 즉, 상기 슬레이브 장치(200)는 검체의 채취가 필요한 경우 상기 연장 프레임(276)에 연결되어 검체를 채취하고, 채취가 종료되는 경우 상기 연장 프레임(276)으로부터 제거되어 취급될 수 있다.
상기 상부 플레이트(272)는 상기 하부 플레이트(270)와 소정 거리 이격되도록 상부에 위치하며, 상기 하부 플레이트(270)의 직경보다는 작은 직경으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 상부 플레이트(272) 역시 원형 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 상기 상부 플레이트(272)의 중앙을 관통하여 후술되는 상기 스왑 유닛(280)이 고정된다.
상기 복수의 구동 슬레이브들(201, 202, 203)은 상기 상부 플레이트(272) 및 상기 하부 플레이트(270)의 사이에 연결되어, 상기 상부 플레이트(272)와 상기 하부 플레이트(270) 사이의 위치 및 자세를 변경시킨다.
즉, 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구동에 따라, 상기 상부 플레이트(272) 및 상기 하부 플레이트(270) 사이의 위치 및 자세가 변경되는 것으로, 이를 통해 상기 상부 플레이트(272)를 관통하며 연결되는 상기 스왑유닛(280)의 위치 및 자세가 변경되어, 피검자(20)의 검체 채취가 최적인 상태로 위치하게 된다.
또한, 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구동은, 상기 제2 마스터 장치(500)의 구동을 그대로 모사하는 것으로, 실질적으로 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구동 구조는 상기 제2 마스터 장치(500)의 구동 구조와 동일하게 형성된다.
또한, 도 4에서는, 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)이 3개가 각각 120°의 간격을 이루면서 동심원 상에 위치하는 것을 예시하였으나, 상기 구동 슬레이브들의 개수는 다양하게 설계될 수 있다.
나아가, 본 실시예에서의 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203) 각각은 서로 동일한 구조를 가지는 것으로, 이하에서는 제1 구동 슬레이브(201)의 구조만을 설명하고 제2 및 제3 구동 슬레이브들(202, 203)의 세부적인 구조의 설명은 생략한다.
즉, 상기 제1 구동 슬레이브(201)는 한 쌍의 서로 대칭으로 형성되는 제1 구동 슬레이브 유닛(210) 및 제2 구동 슬레이브 유닛(220)을 포함한다.
한편, 상기 제1 구동 슬레이브(201)가 포함하는 상기 제1 및 제2 구동 슬레이브유닛들(210, 220)은 서로 인접하도록 배치되면서 서로 대칭인 것으로, 구동 및 연결 구조 역시 대칭으로 형성되는 것을 제외하고는 동일하다.
즉, 상기 제1 구동 슬레이브유닛(210)이 구동부(211), 회전부(212), 하부 관절(213), 하부 연결부(214), 상부 관절(215) 및 상부 연결부(216)를 포함하는 것과 동일하게, 상기 제2 구동 슬레이브유닛(220) 역시, 구동부(221), 회전부(222), 하부 관절(223), 하부 연결부(224), 상부 관절(225) 및 상부 연결부(226)를 포함하며, 각각의 구조 및 동작은 상기 제1 구동 슬레이브유닛(210)과 동일하다. 이에 따라, 상기 제2 구동 슬레이브유닛(220)의 구조 및 동작의 상세 설명은 생략한다.
상기 구동부(211)는 상기 하부 플레이트(270) 상에 위치하여 회전 구동력을 발생시키는 것으로, 상기 구동부(211)의 회전 구동력은 상기 회전부(212)를 통해 상기 하부 관절(213)로 제공된다.
이에 따라, 상기 하부 관절(213)은 상기 회전부(212)를 중심으로 회전이 가능하며, 상기 하부 관절(213)과 상기 상부 관절(215)은 상기 하부 연결부(214)를 통해 서로 회전이 가능하도록 연결된다.
그리하여, 상기 하부 관절(213)의 회전에 따라 상기 상부 관절(215)도 상대적으로 회전하게 된다.
한편, 상기 상부 관절(215)의 상부 끝단은 상기 상부 연결부(216)를 통해 상기 상부 플레이트(272)의 하면에 연결되며, 상기 상부 연결부(216)에 대하여 상기 상부 관절(215)이 회전 가능하게 된다.
이에 따라, 상기 상부 관절(215)의 회전에 의해, 상기 상부 플레이트(272)는 위치 및 자세가 변경되게 된다.
이와 같이, 상기 구동부(211)로부터 제공되는 회전 구동력을 통해, 상기 상부 플레이트(272)와 상기 하부 플레이트(270)의 상대적인 자세 및 위치가 변경될 수 있으며, 이러한 회전 구동력이, 상기 제1 구동 슬레이브(201) 외에 상기 제2 및 제3 구동 슬레이브들(202, 203)에게도 제공되므로, 결국, 상기 상부 플레이트(272)와 상기 하부 플레이트(270)의 상대적인 위치 및 자세는 다양하게 가변될 수 있다.
따라서, 후술되는 상기 제2 마스터 장치(500)의 조작에 따른 위치 및 자세의 변경은, 상기 제1 내지 제3 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구동을 통해 그대로 모사되어, 상기 슬레이브 장치(200)의 위치 및 자세가 변경되게 된다.
이 경우, 상기 제1 내지 제3 구동 슬레이브들(201, 202, 203)은 예를 들어, 스튜어트 플랫폼(stewart platform) 기반의 위치 및 자세 변경 장치를 구성할 수 있다.
상기 하부 커버부(205)는 상기 하부 플레이트(270)로부터 상기 제1 내지 제3 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구동부들을 커버하며, 이를 통해 상기 구동부들이 외부로 노출되는 것을 최소화하여 외부로부터의 충격을 커버하며 장치의 안전성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 상부 플레이트(272)의 상면 상에는, 상기 스왑유닛(280)의 통과부에 인접하도록 상기 롤러(291)가 구비될 수 있으며, 상기 롤러(291)의 외부를 상기 상부 커버부(273)가 커버할 수 있다.
그리하여, 상기 롤러(291)의 구동의 안전성을 향상시키고 외부로의 노출을 최소화할 수 있다.
상기 롤러(291)는 후술되는 상기 스왑유닛(280)이 리니어 구동부(290)에 의해 구동되어 일 방향으로 전진 또는 후진하는 경우, 상기 스왑유닛(280)의 측면을 가이드함으로써, 상기 스왑유닛(280)의 전진 또는 후진 구동의 안전성을 유지하면서 전진 또는 후진 구동시의 방향을 안정적으로 유지할 수 있다.
이를 위해, 상기 롤러(291)는 한 쌍으로 서로 마주하도록 구비되며, 상기 롤러(291)의 홈을 따라 상기 스왑유닛(280)이 위치함으로써, 상기 스왑유닛(280)의 일 방향의 구동이 상기 롤러(291)의 홈을 따라 슬라이딩 될 수 있다.
상기 촬상부(275)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 플레이트(272)의 하면의 일 측에 위치하여, 후술되는 상기 스왑유닛(280)의 채취부(283)의 위치 및 자세, 나아가 상기 채취부(283)의 검체 채취 상태를 촬상한다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 촬상부(275)에서의 촬상된 화면은 마스터 장치를 조작하는 사용자에게 별도의 모니터를 통해 제공될 수 있다.
이에 따라, 사용자는, 상기 촬상부(275)를 통해 제공되는 상기 채취부(283)의 위치, 자세 및 검체 채취 상태를 확인하며, 상기 마스터 장치들(400, 500)을 조작할 수 있다.
이 경우, 상기 촬상부(275)는 상기 상부 플레이트(272)의 하면의 일 측에 위치하는 것으로, 상기 상부 플레이트(272)가 구동되는 방향, 자세, 위치 등과 동일한 방향, 자세, 위치 등으로 구동된다.
이는, 곧 상기 스왑유닛(280)이 구동되는 방향, 자세, 위치 등과 동일한 것으로, 결국 상기 촬상부(275)에 의해 촬상되는 검체 채취 상태의 영상은, 상기 채취부(283)의 동작상태가 그대로 반영되는 것으로, 보다 정확하게 검체 채취 상태를 실시간으로 촬상할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 상기 채취부(283)의 위치를 제어하는 것이 보다 용이하게 된다.
상기 스왑유닛(280)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 스왑홀더(281), 스왑부(282), 채취부(283), 진동부(284), 고정나사(285), 연결커버(286) 및 리니어 구동부(290)를 포함한다.
상기 스왑홀더(281)는 상기 상부 플레이트(272)의 외측으로 연장되는 것으로, 상기 스왑홀더(281)의 내부를 통해 상기 스왑부(282)가 인입되어 위치한다.
이 경우, 상기 스왑부(282)는 일 끝단에는 상기 채취부(283)가 위치하여 피검자(20)의 상기도의 내부로 인입되어 검체를 채취하고, 타 끝단은 상기 연결커버(286)의 내측을 통해 상기 스왑홀더(281)의 내부로 위치한다.
이와 같이, 상기 스왑부(282)가 상기 스왑홀더(281)의 내측으로 위치한 후, 상기 스왑부(282)를 고정하기 위해, 상기 연결커버(286)의 외측에는 상기 고정나사(285)가 구비된다. 즉, 상기 고정나사(285)의 회전에 따라 상기 연결커버(286)의 내측으로 인입된 상기 스왑부(282)는 상기 스왑홀더(281)의 내측에 그 위치가 고정된다.
한편, 상기 스왑부(282)의 일 끝단에 위치하는 상기 채취부(283)는 피검자(20)의 상기도의 내부로 인입되는 것으로, 상기 스왑부(282)가 상기 스왑홀더(281)에 장착되었을 때, 상기 채취부(283)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하부 플레이트(270)의 하부 방향으로 일정 길이만큼 돌출되어 위치할 수 있다.
상기 채취부(283)가 피검자(20)의 상기도의 내부로 위치한 상태에서, 상기 상기도의 내부에서 검체를 보다 효과적으로 채취하기 위해서는, 상기 채취부(283)가 회전하거나 전후로 미세하게 진행하는 등의 추가 동작이 필요할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 진동부(284)가 상기 연결커버(286)의 내측에 구비되어, 상기 진동부(284)에서 발생하는 진동이 상기 스왑부(282)를 통해 상기 채취부(283)로 전달된다.
즉, 상기 진동부(284)의 진동에 따라, 상기 채취부(283)는 미세한 진동을 수행하게 되며, 이에 따라 상기도의 내부에서 검체를 채취하는 경우 검체 채취의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 진동부(284)는 별도의 진동 동작의 모사를 위한 마스터 장치가 구비되지는 않으며, 도시하지는 않았으나, 사용자가 상기 마스터 장치(400, 500)에 구비된 상기 진동부(284)의 진동을 수행하는 버튼 등을 작동시킴으로써 동작될 수 있다.
상기 스왑유닛(280)은 후술되는 상기 제1 마스터 장치(400)에 의해 그 동작이 모사되어 구동되는 것으로, 이러한 동작 모사 구현을 위해, 상기 리니어 구동부(290)가 구비된다.
상기 리니어 구동부(290)는 도시된 바와 같이, 상기 상부 플레이트(272)의 외측으로 상기 스왑홀더(281)에 연결되는 형태로 구비된다. 이 경우, 상기 리니어 구동부(290)는 상기 스왑홀더(281)를 상기 스왑홀더(281)의 연장방향을 따라 직선 방향으로 전진 또는 후진하도록 구동시킨다.
그리하여, 상기 리니어 구동부(290)가 구동되면, 상기 스왑홀더(281)는 상기 스왑홀더(281)의 연장방향, 즉 상기 스왑부(282)의 연장방향을 따라 전진 또는 후진하도록 구동된다.
따라서, 상기 리니어 구동부(290)가 구동되면, 상기 채취부(283)는 전진하여 피검자(20)의 상기도의 내측으로 인입되거나, 후진하여 상기 상기도로부터 검체 채취 후 외측으로 제거될 수 있다.
한편, 상기 리니어 구동부(290)의 구동량, 즉 상기 스왑홀더(281)의 연장방향으로의 전진 또는 후진하는 길이는, 후술되는 상기 제1 마스터 장치(400)를 사용자가 조작하는 정도와 동일하게 모사되어 작동될 수 있다.
한편, 상기 리니어 구동부(290)의 구동에 따라 상기 채취부(283)가 상기 피검자(20)의 상기도 내측으로 인입되는데, 상기 채취부(283)의 상기도 내측으로의 진입이 지나치게 과도하게 되면, 피검자(20)는 과도한 힘으로 인해 불편함을 느끼게 된다.
이에, 상기 리니어 구동부(290)는 상기 스왑부(282)가 검체 채취 과정에서 소정 범위 이상의 반력을 받는 경우, 구동이 중단된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 롤러(291)는 상기 스왑유닛(280)의 측면을 가이드하며 회전하는 데, 상기와 같이 리니어 구동부(290)의 구동이 중단되면, 상기 롤러(291)의 역회전에 의해 상기 스왑부(282)는 진행방향의 반대방향, 즉 피검자(20)의 상기도로부터 멀어지는 방향으로 구동하게 된다.
이에 따라, 자연스럽게 상기 채취부(283)는 상기도 내측으로의 추가 진입이 중단되며 반대방향으로 이동하게 되므로, 사용자의 불편함을 해소할 수 있다.
도 5에서는, 상기 상부 플레이트(272)와 상기 하부 플레이트(270)가 서로 평행하게 위치하며, 이에 따라 상기 스왑부(282)가 상기 상부 및 하부 플레이트들(272, 270)의 연장면에 수직인 방향으로 연장되는 상태를 도시하였으나, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제2 마스터 장치(500)의 구동에 따라, 상기 상부 및 하부 플레이트들(272, 270)의 상대적인 위치 및 자세는 변경된다.
다만, 상기 상부 및 하부 플레이트들(272, 270)의 상대적인 위치 및 자세는 변경되더라도, 상기 스왑부(282)의 연장방향은 상기 상부 플레이트(272)의 연장면에는 수직한 상태가 된다.
따라서, 상기 상부 및 하부 플레이트들(272, 270)의 상대적인 위치 및 자세가 변경됨에 따라, 결국 상기 하부 플레이트(270)의 연장면에 대하여 상기 스왑부(282)가 연장되는 방향이 변화한 상태에서, 상기 스왑부(282)가 피검자(20)의 상기도를 향하여 전진하게 된다.
그리하여, 피검자(20)의 상기도가 위치할 수 있는 다양한 방향으로, 상기 스왑부(282)가 전진할 수 있으며, 이에 따라 다양한 위치에서 피검자(20)의 검체를 보다 정확하게 채취할 수 있다.
이상에서는, 마스터 장치들의 조작에 따라 동일한 동작으로 동작이 모사되는 슬레이브 장치(200) 및 스왑유닛(280)에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 상기 마스터 장치들(400, 500)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 8은 도 1의 원격 검진장치의 제1 마스터 장치를 도시한 사시도이다. 도 9a 및 도 9b는 도 8의 제1 마스터 장치의 구동 상태를 도시한 측면도들이다.
우선, 도 8 내지 도 9b를 참조하면, 상기 제1 마스터 장치(400)는 상기 스왑유닛(280)의 동작을 유도하는 것으로, 상기 제1 마스터 장치(400)의 동작에 따라 상기 스왑유닛(280)은 동일한 동작을 모사하게 된다.
구체적으로, 상기 제1 마스터 장치(400)는 하부 프레임(410), 수직 프레임(420), 상부 프레임(430), 엔코더부(440) 및 제1 그립부(480)를 포함한다.
상기 하부 프레임(410)은 지면에 상기 제1 마스터 장치(400)를 위치시키는 프레임이며, 상기 수직 프레임(420)은 상기 하부 프레임(410)으로부터 소정 높이 연장되는 프레임이고, 상기 상부 프레임(430)은 상측에 상기 엔코더부(440)를 위치시키는 프레임이다.
이 경우, 상기 하부 프레임(410), 상기 수직 프레임(420) 및 상기 상부 프레임(430)은 상기 제1 마스터 장치(400)의 구조를 형성하는 프레임 구조인 것으로 도시된 것 외에도 다양하게 설계될 수 있음은 자명하다.
상기 엔코더부(440)는 상기 상부 프레임(430) 상에 위치하며, 상기 제1 그립부(480)의 이동량을 계측한다.
즉, 상기 엔코더부(440)의 내부에는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 엔코더 회전부(450)가 위치하며, 상기 엔코더 회전부(450)는 상기 제1 그립부(480)를 따라 형성되는 엔코더홈(490)과 기어 결합되면서, 상기 엔코더홈(490)의 이동량을 계측하게 된다.
이 경우, 상기 제1 그립부(480)는 사용자, 즉 상기 제1 마스터 장치(400)를 원격의 위치에서 조작하는 의료진이 손으로 쥐는 부분으로서, 상기 사용자는 상기 제1 그립부(480)를 상기 제1 그립부(480)의 연장방향을 따라 전진 또는 후진시킨다.
그리하여, 상기 제1 그립부(480)가 상기 제1 그립부(480)의 연장방향을 따라 도 9a 및 도 9b에서와 같이 이동되는 경우, 상기 제1 그립부(480)의 이동량은, 상기 엔코더 홈(490)과 결합되는 상기 엔코더 회전부(450)를 통해 상기 엔코더부(440)에서 계측하게 된다.
나아가, 상기 엔코더부(440)에서 계측된 상기 제1 그립부(480)의 이동량이 상기 스왑유닛(280)으로 제공되며, 상기 스왑유닛(280)의 상기 리니어 구동부(290)는 상기 엔코더부(440)에세 계측된 이동량과 동일한 이동량으로 상기 스왑유닛(280)을 선형 이동시킨다.
이와 같이, 상기 제1 마스터 장치(400)를 통해 사용자가 조작하는 선형 이동량은, 그대로 모사되어 상기 스왑부(282)가 동일한 이동량만큼 선형으로 이동하게 된다.
본 실시예에서는, 상기 상부 프레임(430)이 지면에 대하여 일정량만큼 기울어진 방향으로 형성되어, 상기 제1 그립부(480)도 기울어진 방향으로 연장되는 것을 도시하였는데, 실제 상기도로 접근하는 상기 스왑부(282)는 지면에 수평한 방향보다는 지면에 대하여 일정한 각도만큼 기울어진 각도인 경우가 많으므로 실제 사용자도 이를 고려하여 기울어진 방향으로 상기 제1 그립부(480)를 이동시킴으로써, 실제 피검자(20)의 검체를 채취하는 상황을 보다 근접하게 모사하기 위한 것이다.
다만, 상기 상부 프레임(430)의 기울어진 양은 다양하게 가변될 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 매 상황마다 상기 상부 프레임(430)의 기울어지는 양이 가변될 수 있도록 상기 상부 프레임(430)이 상기 수직 프레임(420) 상에 연결되도록 구성될 수도 있다.
이상과 같이, 사용자는 상기 제1마스터 장치(400)의 상기 제1 그립부(480)를 선형으로 이동시킴으로써, 이와 동일하게 선형 이동되는 상기 스왑부(282)의 이동을 조작할 수 있으며, 이에 따라 상기 스왑부(282)의 일 끝단에 위치한 상기 채취부(283)는 피검자(20)의 상기도로 진입하여 검체를 채취할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 마스터 장치(400) 상에는, 별도의 상기 진동부(284)의 동작 버튼이 구비되어, 상기 채취부(283)가 피검자(20)의 상기도로 충분히 진입한 경우 상기 채취부(283)의 진동 동작의 수행을 조작할 수 있다.
도 10은 도 1의 원격 검진장치의 제2 마스터 장치를 도시한 사시도이다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 마스터 장치(500)는 상기 슬레이브 장치(200)의 동작을 유도하는 것으로, 상기 제2 마스터 장치(500)의 동작에 따라 상기 슬레이브 장치(200)는 동일한 동작을 모사하게 된다.
이를 위해, 상기 제2 마스터 장치(500)는 상기 슬레이브 장치(200)와 동일한 구동 구조를 가진다.
구체적으로, 상기 제2 마스터 장치(500)는 원형 플레이트 형상의 하측 플레이트(570), 및 상기 하측 플레이트(570)와 소정거리 이격되며, 상기 하측 플레이트(570)보다 작은 직경을 가지는 상측 플레이트(572)를 포함한다.
이 경우, 상기 상측 및 하측 플레이트들(572, 570)의 이격거리 및 각각의 직경들은 상기 상부 빛 하부 플레이트들(272, 270)과 동일할 수 있다.
한편, 상기 하측 플레이트(570)는 중앙이 개구될 필요는 없으며, 상기 하측 플레이트(570)의 중앙에는 포커싱 포인트(575)가 형성될 수 있다.
그리하여, 도시하지는 않았으나, 상기 상측 플레이트(572)의 중앙으로부터 발생되는 레이저가 상기 포커싱 포인트(575)를 향하도록 하여, 상기 포커싱 포인트(575) 상에 상기 레이저가 위치하는 위치를 바탕으로, 상기 상측 플레이트(572)와 상기 하측 플레이트(570) 사이의 상대적인 위치 관계를 확인할 수 있다.
또한, 상기 제2 마스터 장치(500)는, 상기 상측 및 하측 플레이트들(572, 570) 사이에 구비되는 복수의 구동 마스터들(501, 502, 503)을 포함하며, 상기 구동 마스터들(501, 502, 503)의 구조, 배열, 연결관계 등은 상기 복수의 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 구조, 배열, 연결관계 등과 실질적으로 동일하게 형성된다.
그리하여, 상기 구동 마스터들(501, 502, 503)의 동작이 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 동작으로 그대로 모사될 수 있으며, 사용자도 상기 구동 슬레이브들(201, 202, 203)의 동작을 고려하여 상기 구동 마스터들(501, 502, 503)의 동작을 구현할 수 있게 된다.
즉, 상기 구동 마스터들(501, 502, 503)은 상기 하측 플레이트(570)를 따라 3개의 구동 마스터들이 각각 120°의 각도를 형성하며 위치할 수 있고, 각각의 마스터들은 한 쌍의 서로 대칭되는 제1 및 제2 구동 마스터유닛들(510, 520)을 포함할 수 있다.
이 경우, 서로 대칭되는 상기 제1 및 제2 구동 마스터유닛들(510, 520)은 서로 대칭인 것을 제외하고는 동일한 구조 및 연결관계를 가진다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 구동 마스터유닛들(510, 520)이 앞서 설명한 상기 제1 및 제2 구동 슬레이브유닛들(210, 220)과 동일한 구조 및 연결관계를 갖는 것은 이미 설명한 바와 같다.
즉, 상기 제1 구동 마스터유닛(510)은 구동부(511), 회전부(512), 하부 관절(513), 하부 연결부(514), 상부 관절(515) 및 상부 연결부(도시하지는 않았으나 구비될 수 있음)를 포함하는 것과 동일하게, 상기 제2 구동 마스터유닛(520) 역시, 구동부(521), 회전부(522), 하부 관절(523), 하부 연결부(524), 상부 관절(525) 및 상부 연결부(도시하지는 않았으나 구비될 수 있음)를 포함하며, 각각의 구조 및 동작은 상기 제1 구동 마스터유닛(510)과 동일하다.
다만, 상기 제2 마스터 유닛(500)은 상기 구동부를 통해 발생되는 회전력에 의해 상기 상측 및 하측 플레이트들(572, 570)의 위치 및 자세가 변경되는 것은 아니며, 사용자가 상기 상측 플레이트(572)의 상부로 돌출되며 연장되는 제2 그립부(580)를 움직임에 따라, 상기 상측 및 하측 플레이트들(572, 570)의 위치 및 자세가 변경되도록 상기 구동 마스터들(501, 502, 503)이 구동하는 것이다.
즉, 상기 제2 그립부(580)의 움직임에 따라 상기 상측 플레이트(572)의 위치 및 자세가 변경되며, 이러한 상측 플레이트(572)의 위치 및 자세의 변경은, 상기 상부 연결부를 통해 1차적으로 상기 상부 관절(515)로 제공된다.
또한, 상기 상부 관절(515)의 이러한 움직임은 상기 상부 관절(515)과 상기 하부 연결부(514)를 통해 회전 가능하도록 연결되는 상기 하부 관절(513)로 전달된다.
나아가, 이러한 상기 하부 관절(513)의 움직임은 상기 하부 관절(513)에 연결되는 상기 회전부(512)의 회전력으로 귀결되며, 이러한 회전부(512)의 회전에 따라 상기 구동부(511)가 상기 회전부(512)의 회전량 만큼 회전하게 된다.
이러한 구동력 전달 및 이에 따라 상기 구동부의 회전은, 상기 제1 구동 마스터유닛(510) 뿐 아니라 상기 제2 구동 마스터유닛(520)으로도 제공되며, 나아가 상기 제1 구동 마스터(501) 뿐 아니라, 상기 제2 및 제3 구동 마스터들(502, 503)로도 제공된다.
즉, 상기 제2 그립부(580)를 통한 사용자의 상기 하측 플레이트(570)에 대한 상기 상측 플레이트(572)의 위치 및 자세 변경은, 결국 상기 제1 내지 제3 구동 마스터들(501, 502, 503)의 구동부들을 구동시키게 되며, 이러한 상기 제1 내지 제3 구동 마스터들(501, 502, 503)의 구동된 량에 대한 정보는 그대로 상기 슬레이브 장치(200)의 제1 내지 제3 구동 슬레이브들(201, 202, 203)로 제공된다.
그리하여, 상기 제1 내지 제3 구동 슬레이브들(201, 202, 203)은 상기 제1 내지 제3 구동 마스터들(501, 502, 503)의 구동과 동일한 구동을 모사할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 상기 제2 그립부(580)를 통해 구현한 상기 상측 플레이트(572)의 상기 하측 플레이트(570)에 대한 위치 및 자세는 동일하게 상기 슬레이브 장치(200)로 모사되어, 상기 상부 플레이트(272)의 상기 하부 플레이트(270)에 대한 위치 및 자세가 변경될 수 있다.
이상과 같이, 사용자는 상기 제2 마스터 장치(500)의 상기 제2 그립부(580)를 이용하여, 원거리에 위치한 상기 슬레이브 장치(200)의 위치 및 자세를 조작할 수 있으며, 이를 통해, 피검자(20)의 검체 채취에 최적인 위치 및 자세로 상기 슬레이브 장치(200)를 조작할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 감염의 위험이 높은 피검자와 직접 대면하지 않은 원격 상태에서 검체를 채취함으로써 의료진의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 슬레이브 장치 및 스왑유닛을 다자유도 구동을 통해 다양한 위치로 위치시킬 수 있으므로, 다양한 얼굴 구조를 가지는 피검자의 상기도에 보다 정확하게 접근하여 필요한 검체를 보다 정확하게 채취할 수 있다.
이 경우, 피검자의 얼굴이 고정되는 얼굴 지지유닛, 및 슬레이브 장치의 탈부착이 가능한 프레임 구조를 포함함으로써, 피검자의 검체 채취의 용이성 및 장치의 사용성을 향상시킬 수 있다.
또한, 스왑부는 용이한 탈부착이 가능하여 1회용 사용으로 안전성을 향상시킬 수 있으며, 진동부를 통해 상기 스왑부의 진동을 유도함으로써, 실제 검체 채취의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 스왑부는 일 방향으로의 전진 또는 후진 구동이 필요하므로, 제1 마스터 장치를 통해 동일한 형상의 제1 그립부의 전진 또는 후진, 및 전후진 양의 측정을 통해, 상기 스왑부가 동일하게 구동할 수 있도록 유도할 수 있다.
또한, 스왑부를 구동하는 리니어 구동부의 경우, 상기 스왑부가 검체 채취 과정에서 소정 범위 이상의 반력을 받는 경우, 즉 피검자에게 지나치게 과도한 힘을 인가하는 경우, 이를 방지하기 위해 구동이 중단되며, 피검자의 외측으로 이동되므로, 피검자의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 달리, 슬레이브 장치는 결국 상기 스왑부의 전진 또는 후진 구동의 위치 및 자세를 설정하는 것으로, 다자유도 구동이 가능하도록 복수의 구동 슬레이브들을 포함하도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 슬레이브 장치의 위치 및 자세를 유도하기 위해, 동일한 구조로 설계된 제2 마스터 장치를 위치 및 자세를 상부의 제2 그립부를 통해 변경시킬 수 있으며, 이를 통해 동일한 위치 및 자세가 상기 슬레이브 장치를 통해 유도될 수 있다.
나아가, 촬상부를 통해 스왑부의 끝단의 채취부의 위치가 피검자의 상기도에 정확하게 근접하는 가를 촬영하여 이를 피드백함으로써, 사용자가 보다 정확한 위치로 마스터 장치들을 구동시킬 수 있다.
이 경우, 상기 촬상부는, 스왑유닛 및 슬레이브 장치와 함께 구동되므로, 스왑부를 통한 검체 채취의 상태를 실시간으로 보다 정확하게 촬상하여, 채취 위치를 용이하게 설정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 피검자에게서 검체를 직접 채취하는 스왑유닛;
    상기 스왑유닛이 장착되어, 상기 검체 채취를 위한 상기 스왑유닛의 위치를 정렬하는 슬레이브 장치;
    상기 스왑유닛을 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 스왑유닛의 동작 상태를 유도하는 제1 마스터 장치; 및
    상기 슬레이브 장치를 원격으로 구동하도록 위치하여 사용자에 의해 구동되며, 사용자의 구동과 동일한 동작으로 상기 슬레이브 장치의 동작 상태를 유도하는 제2 마스터 장치를 포함하는 원격 검진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 장치에 연결되며, 피검자의 얼굴을 고정시키는 얼굴 지지유닛을 더 포함하는 원격 검진장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스왑유닛은,
    끝단에 상기 검체를 채취하는 채취부가 구비되며, 상기 슬레이브 장치를 관통하여 일 방향으로 연장되는 스왑부; 및
    상기 스왑부의 진동을 유도하는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 마스터 장치는,
    상기 스왑부를 모사하여 일 방향으로 연장되는 제1 그립부; 및
    상기 제1 그립부와 연결되어, 사용자에 의해 상기 제1 그립부의 이동량을 계측하는 엔코더부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스왑유닛은,
    상기 스왑부에 연결되며, 상기 제1 그립부의 이동량과 동일한 이동량으로 상기 스왑부를 이동시키는 리니어 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리니어 구동부는, 상기 검체를 채취하는 상기 스왑부가 소정 범위 이상의 반력을 받는 경우 구동이 중단되며,
    상기 스왑부의 구동을 가이드하는 롤러에 의해 상기 스왑부는 피검자의 외측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 스왑부는,
    일 단은 상기 슬레이브 장치의 상부 플레이트 상에 위치하는 상기 리니어 구동부에 연결되며,
    타 단은 상기 상부 플레이트와 소정 간격 이격되며 중앙이 개구된 상기 슬레이브 장치의 하부 플레이트를 관통하여 피검자의 얼굴을 향하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 스왑유닛은,
    상기 스왑부를 상기 슬레이브 장치에 고정시키는 고정나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 슬레이브 장치는,
    서로 마주하며 소정 거리 이격되는 상부 및 하부 플레이트들; 및
    상기 상부 및 하부 플레이트들 사이에 연결되어, 상기 상부 및 하부 플레이트들 사이의 위치 또는 자세를 가변시키는 복수의 구동 슬레이브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구동 슬레이브들 각각은,
    서로 대칭되도록 인접하게 위치하며, 각각은 서로 독립적으로 구동되는 한 쌍의 구동 슬레이브 유닛들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 마스터 장치는,
    상기 상부 및 하부 플레이트들에 의해 모사되며, 상기 상부 및 하부 플레이트들의 이격 거리와 동일하게 이격되는 상측 및 하측 플레이트들;
    상기 상측 플레이트의 상부에 연장되는 제2 그립부; 및
    상기 상측 및 하측 플레이트들 사이에 연결되며, 상기 제2 그립부의 동작에 따라 상기 상측 및 하측 플레이트들 사이의 위치 또는 자세를 가변시키는 복수의 구동 마스터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상측 및 하측 플레이트들 사이의 위치 또는 자세가, 상기 상부 및 하부 플레이트들 사이의 위치 또는 자세로 동일하게 모사되는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 구동 마스터들 각각은,
    서로 대칭되도록 인접하게 위치하며, 각각은 서로 독립적으로 구동되는 한 쌍의 구동 마스터 유닛들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 슬레이브 장치는,
    상기 상부 플레이트의 하면에 위치하여, 상기 스왑유닛의 검체 채취상태를 촬상하는 촬상부를 더 포함하는 원격 검진장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 촬상부는,
    상기 스왑유닛 및 상기 슬레이브 장치와 함께 구동되며, 상기 스왑유닛의 검체 채취 상태를 촬상하는 것을 특징으로 하는 원격 검진장치.
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