WO2022158839A1 - 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템 - Google Patents

다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템 Download PDF

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WO2022158839A1
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conduit
module
translation
micro
contact plate
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PCT/KR2022/000961
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서종태
류환택
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주식회사 페라자
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    • A61M2025/09116—Design of handles or shafts or gripping surfaces thereof for manipulating guide wires

Definitions

  • the present invention relates to a vascular interventional surgery robot having a multi-contact plate and a vascular interventional system, and more specifically, a vascular interventional robot having a multi-contact plate capable of improving the convenience and stability of an interventional vascular interventional procedure. It is system related.
  • Vascular intervention is a minimally invasive procedure for the treatment of vascular diseases or cancer.
  • a thin catheter catheter with a diameter of several millimeters or less is percutaneously inserted through the blood vessel to the lesion site.
  • the representative treatments for vascular interventions currently being performed in Korea and around the world include trans-arterial chemoembolization (TACE) for liver cancer, percutaneous angioplasty, and artificial vascular stenting for aortic disease.
  • TACE trans-arterial chemoembolization
  • liver cancer is a major cause of death, and according to data from the National Cancer Information Center released in 2011, the incidence of hepatic pressure is the fifth highest among men and women after the stomach, thyroid gland, colon, and lung. was the second highest level after lung cancer in both men and women.
  • the curative treatment of liver cancer is surgical resection, most cases of advanced liver cancer that cannot be cured at the time of diagnosis are treated with TACE.
  • TACE refers to a treatment that finds an artery that supplies nutrients to a liver tumor, administers an anticancer agent, and then blocks the blood vessel (see FIG. 1).
  • the femoral artery located in the groin (groin) is punctured with a needle, and a guide wire, a conduit (see FIG. 2), etc. are approached through the punctured femoral artery to the origin of the hepatic artery (see FIG. 3).
  • hepatic artery angiograms are obtained to obtain information necessary for treatment, such as the location, size, and blood supply of the tumor, and accordingly, treatment methods such as the type and dose of an appropriate anticancer agent or embolic material are determined.
  • the procedure time is usually about 1 to 2 hours, and the hepatic artery branching pattern of the patient and the arterial branching distribution of the tumor may vary depending on the complexity.
  • the guide wire is translated by a roller mechanism, and rotated by the rotation of the roller mechanism by a rotational mechanism connected to the roller mechanism.
  • the motor and the motor drive for driving the roller mechanism may be connected to a power source through a plurality of cables.
  • the rotating mechanism includes a copper ring of gear shaft coupled thereto for rotating the roller mechanism, to which the signal line may be electrically contacted through a pogo pin.
  • One technical problem to be solved by the present invention is to provide a vascular interventional robot and a vascular interventional system having a multi-contact plate capable of improving the convenience and stability of the vascular interventional procedure.
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • the present invention provides a vascular interventional robot having a multi-contact plate.
  • the vascular interventional surgery robot having the multi-contact plate, a translation module for translating the wire for the procedure; a translation motor disposed on one side of the translation module to provide a translation driving force for translating the wire for the procedure; Doedoe rotation of the axis of the treatment wire, when the axis of the treatment wire is rotated, the translation module and the translation motor are rotated together, a rotation module; a translation motor driver providing a translation driving force to the translation motor; and a rotational connection module providing a path for an electric line electrically connecting the translation motor driver and the translation motor, wherein the rotational connection module is arranged in the longitudinal direction of the surgical wire, and at least one electrical and a number of connection plates corresponding to each line, and each of the at least one connection plate has a slit opened in the center to use the wire for the procedure in the direction of the axis of rotation of the translation module by the rotation module, , the electric line is connected to one side, and an annular band-shaped connecting ring having one side open
  • the rotation module a rotation motor for providing a driving force for rotating the shaft for the treatment wire; and a rotation gear receiving the driving force from the rotation motor, wherein a slit is formed in the rotation gear, and the slit may be formed at the same circumferential position as the slit of the at least one connection plate.
  • the translation module is arranged along one direction, a plurality of transfer rollers to which the wire for the procedure is in rolling contact; And it is disposed on the transfer roller, while rotating relative to the transfer roller may include a guide roller for guiding the translational motion of the wire for the procedure.
  • the multi-contact plate may be provided in plurality, and the plurality of multi-contact plates may be cross-arranged on the left and right sides of the wire for the treatment, based on the loaded wire for the treatment.
  • the multi-contact plate the body portion extending in one direction; and branch portions that are branched into at least two branches from one end of the body in the longitudinal direction and respectively contact the surface of the connection ring.
  • the multi-contact plate may have two contacts with respect to the connection ring.
  • the rotary connection module the base portion for supporting the multi-contact plate; and a power supply unit mounted on the base unit and configured to supply power to the translation motor and the translation motor driver through the multi-contact plate.
  • a number of electrical line connection parts corresponding to each of the at least one electrical line are formed on each of the at least one connection plate, and the electrical line connection part is formed in a circumferential direction, and any one electrical line connection part is formed in the circumferential direction. Any one of the electrical lines connected to may be electrically connected to any one of the connection ring.
  • the wire for the procedure may be any one of a guide wire introduced into the conduit and a micro guide wire introduced to the inside of the micro conduit introduced into the conduit.
  • it further includes a conduit driving unit, wherein the conduit driving unit may rotate and translate the conduit extending in the longitudinal direction in the longitudinal direction as an axis.
  • the guide wire may be translated into the conduit by the translation module, and may be rotated coaxially with the conduit by the rotation of the translation module and the translation motor by the rotation module.
  • it further includes a micro conduit driving unit, wherein the micro conduit driving unit is provided at the rear of the conduit driving unit, and when the guide wire is drawn out from the inside of the conduit, the guide wire is drawn in and out of the path and Alternatively, it is possible to translate the micro conduit in a coaxial path with the conduit.
  • the micro guide wire may be translated into the micro conduit by the translation module, and may be rotated coaxially with the micro conduit by the rotation of the translation module and the translation motor by the rotation module. .
  • the present invention provides a vascular intervention system.
  • the vascular intervention system may include a frame for fixing the vascular intervention robot and the vascular intervention robot to be movable relative to the treatment bed.
  • a translation module for translating the wire for surgery; a translation motor disposed on one side of the translation module to provide a translation driving force for translating the wire for the procedure; Doedoe rotation of the axis of the treatment wire, when the axis of the treatment wire is rotated, the translation module and the translation motor are rotated together, a rotation module; a translation motor driver providing a translation driving force to the translation motor; and a rotational connection module providing a path for an electric line electrically connecting the translation motor driver and the translation motor, wherein the rotational connection module is arranged in the longitudinal direction of the surgical wire, and at least one electrical and a number of connection plates corresponding to each line, and each of the at least one connection plate has a slit opened in the center to use the wire for the procedure in the direction of the axis of rotation of the translation module by the rotation module, , the electric line is connected to one side, and an annular band-shaped connecting ring having one side open in the circumferential direction by the slit
  • a vascular interventional robot capable of easily loading a surgical wire can be provided.
  • a vascular interventional robot capable of preventing kinking of electrical lines connected to the translation motor and signal interruption due to this may be provided. Through this, the rotation and translational motion of the surgical wire can be performed stably without interruption during vascular intervention.
  • a vascular interventional robot and a vascular interventional system including the same can be provided, which can improve the convenience and stability of the vascular interventional procedure and shorten the operation time.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing liver cancer and nutrient-fed hepatic artery.
  • FIG. 2 is a photograph showing a conduit (left) and a micro-conduit-guide wire assembly (right) used in the TACE procedure.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which the guide wire having a diameter of 3-4F rotatable to the inside of the insertion conduit and the insertion conduit having a diameter of 6-7F on the outside is inserted.
  • FIG. 4 is a photograph showing an example of hepatic artery chemoembolization.
  • FIG. 5 is a view for explaining a vascular intervention system using a vascular intervention robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the arrangement state of the conduit, the guide wire and the micro conduit when the tip of the guide wire returns to the initial setting position in the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a guide wire driving unit of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a translation module and a translation motor of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • 10 and 11 are reference views for explaining the guide wire driving unit of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams for explaining the rotational connection module of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart sequentially illustrating a method of driving a vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • 15 to 21 are reference views for explaining each step of the driving method of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof.
  • 'and/or' is used in the sense of including at least one of the elements listed before and after.
  • connection is used in a sense including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.
  • 5 to 13 are diagrams for explaining a vascular intervention robot according to an embodiment of the present invention.
  • the vascular interventional robot 1000 may be applied to a vascular interventional system consisting of a remote surgical system based on master-slave equipment.
  • a vascular interventional system consisting of a remote surgical system based on master-slave equipment.
  • the operator remotely controls the operation on the master equipment side, and the slave equipment performs the operation on the patient according to the remote control. Accordingly, it is possible to minimize the environment in which the operator is exposed to radiation.
  • the vascular intervention system includes a bed 1100, a frame 1200, and a master equipment 1300 in addition to the vascular intervention robot 1000 according to an embodiment of the present invention. may include more.
  • the bed 1100 provides a treatment surface on which the patient 1120 can lie down so that the patient 1120 can receive the treatment while lying down.
  • the frame 1200 may be movably attached to the bed 1100 .
  • One side of the frame 1200 may accommodate and fix the vascular interventional robot 1000 .
  • the vascular intervention robot 1000 may be mounted on the upper side of the frame 1200 .
  • the vascular interventional robot 1000 may be mounted to rotate or translate with respect to the frame 1200 .
  • the other side of the frame 1200 may be movably attached to the bed 1100 .
  • the other side of the frame 1200 may be movably attached to the rail of the bed 1100 .
  • the vascular interventional robot 1000 is provided to rotate and translate with respect to the frame 1200, so that the convenience of the procedure can be improved.
  • the master device 1300 may provide an interface through which the operator 1110 can remotely control the vascular interventional robot 1000 . In this way, by remotely controlling the vascular intervention robot 1000 by the operator 1110, the radiation exposure of the operator can be minimized.
  • the vascular interventional robot 1000 according to an embodiment of the present invention applied to such a vascular interventional system includes a translation module 220 , a translation motor 223 , and a rotation module. 240 , a translation motor driver 224 , and a rotary connection module 230 .
  • the vascular interventional surgery robot 1000 may include a conduit driving unit 100 , a guide wire driving unit 200 , a micro conduit driving unit 300 , and a micro guide wire driving unit 400 .
  • the vascular intervention robot 1000 may further include a transfer unit 500 and a conduit guide unit 600 additionally.
  • the translation module 220 , the translation motor 223 , the rotation module 240 , the translation motor driver 224 , and the rotation connection module 230 may be applied as driving means of the guide wire driving unit 200 .
  • the translation module 220 , the translation motor 223 , the rotation module 240 , the translation motor driver 224 and the rotation connection module 230 may be applied as a driving means of the micro guidewire driving unit 400 .
  • the translation module 220 , the translation motor 223 , the rotation module 240 , the translation motor driver 224 and the rotation connection module 230 are at least one of the guide wire driving unit 200 and the micro guide wire driving unit 400 . It can be applied to any one driving unit.
  • the translation module 220, the translation motor 223, the rotation module 240, the translation motor driver 224, and the rotation connection module 230 are the guide wire driving unit 200 and the micro guide wire driving unit 400. A case in which it is commonly applied will be described.
  • the conduit driving unit 100 may rotate and translate the conduit 20 extending in the longitudinal direction in the longitudinal direction as an axis. Through this, the conduit driving unit 100 may insert the conduit 20 up to the target blood vessel. The conduit driving unit 100 may rotate the conduit while holding the conduit 20 .
  • the conduit driving unit 100 may rotate the conduit 20 about the longitudinal direction of the conduit 20 as an axis to change the direction of the tip when the conduit 20 meets the curved portion of the blood vessel.
  • the conduit driving unit 100 may include a conduit rotation driving body 110 and a gear 115 .
  • the conduit rotation actuator 110 is a device that provides a rotational driving force for rotating the conduit 20 , and may be provided as a motor, for example.
  • the gear 115 may receive a rotational driving force from the conduit rotation actuator 110 to provide rotational force for rotating the conduit 20 .
  • the gear 115 may be provided with a slit into which the conduit 20 can be loaded in the axial direction of the gear 115 .
  • the conduit driving unit 100 may further include a first Y-type connector 120 .
  • the first Y-shaped connector 120 provides a connection path between the conduit 20 and the guide wire 10 and the conduit 20 and the micro conduit 40 .
  • the first Y-type connector 120 may include a body 123 and a branch portion 125 .
  • the body 123 may have a tubular shape having a hollow inside. One end of the body 123 in the longitudinal direction may be opened so that the conduit 20 can be drawn in and gripped.
  • the other end in the longitudinal direction of the main body 123 may be connected to the micro conduit driving unit 300 . Accordingly, the longitudinal end of the micro conduit 40 may be located at the other end of the body 123 in the longitudinal direction.
  • the micro conduit 40 is not mounted to the micro conduit driving unit 300 . Accordingly, the longitudinal tip of the micro conduit 40 is not located at the other end of the body 123 in the longitudinal direction during initial setting.
  • the branch 125 may have a tubular shape having a hollow inside.
  • the branch portion 125 may be branched from one side in the longitudinal direction of the main body 123 .
  • the hollow of the branch part 125 may communicate with the hollow of the main body 123 .
  • the guide wire driving unit 200 for rotating and translating the guide wire 10 may be connected to the longitudinal end of the branch portion 125 .
  • the longitudinal rear end of the conduit 20 is drawn into and gripped at one end in the longitudinal direction of the main body 123, and the guide wire 10
  • the tip of may be disposed on the branching point side of the branch portion 125 .
  • the vascular interventional robot 1000 is operated and the guide wire 10 and the conduit 20 are inserted to the target blood vessel, the guide wire 10 is moved backward, and the tip thereof returns to the initial setting position.
  • the micro conduit 40 may be mounted to the micro conduit driving unit 300 . Accordingly, the front end of the micro conduit 40 is positioned at the other end in the longitudinal direction of the main body 123 .
  • the micro conduit 40 when the micro conduit 40 is drawn into the conduit 20, the micro conduit 40 may be drawn in and out in a different path from the inlet and out path of the guide wire 10 with respect to the conduit 20. have.
  • the micro conduit 40 may be drawn in and withdrawn coaxially with the conduit 20 . Accordingly, when the micro conduit 40 is drawn into the conduit 20, it is not interfered with by the inlet and out of the guide wire 10, and as a result, the convenience of the vascular intervention can be improved, and the treatment time can be shortened.
  • the first Y-type connector 120 may be seated on the case 133 .
  • a cover 135 may be coupled to the upper side of the case 133 .
  • the cover 135 may be coupled to the case 133 while covering the first Y-type connector 120 .
  • the case 133 and the cover 135 serve to protect the first Y-type connector 120 from the external environment.
  • the conduit driving unit 100 may translate the conduit 20 so that the conduit 20 is inserted up to the target blood vessel.
  • the conduit driving unit 100 may further include a conduit translational driving body 150 .
  • the conduit translation actuator 150 provides a driving force to the rack 550 and the pinion 560 provided in the transfer unit 500, and the conduit driving unit 100 mounted on the rack 550 and pinion 560 assembly. will move The conduit 20 is translated through the movement of the conduit driving unit 100 .
  • the guide wire driving unit 200 is provided on the side of the conduit driving unit 100 .
  • the guide wire driving unit 200 translates the guide wire 10 to insert the guide wire 10 into the conduit 20 and near the target blood vessel, and the guide wire 10 is coaxial with the conduit 20. rotate to
  • the guide wire driving unit 200 is connected to the branch 125 of the first Y-type connector 120 .
  • the guide wire driving unit 200 may include a second Y-type connector 210 coupled to the branch portion 125 of the first Y-type connector 120 as a connection means.
  • the second Y-type connector 210 may have the same structure as the first Y-type connector 120 .
  • the guide wire driving unit 200 is drawn in and gripped at one end of the main body 123 in the longitudinal direction through the branch portion 125 of the second Y-type connector 210 and the first Y-type connector 120 . It is possible to provide a guide wire (10) to the inside of the conduit (20).
  • the guide wire driving unit 200 may include the above-described translation module 220 , translation motor 223 , rotation module 240 , translation motor driver 224 and rotation connection module 230 as driving means.
  • the translation module 220 may translate the wire for surgery.
  • the wire translated by the translation module 220 may be the guide wire 10 .
  • the translation module 220 may include a transfer roller 221 and a guide roller 222 .
  • a plurality of transfer rollers 221 may be provided.
  • the plurality of conveying rollers 221 may be arranged in one direction, for example, along the conveying direction of the guide wire 10 . Accordingly, the guide wire 10 may be moved while rolling contact with the conveying roller 221 arranged in one direction, and may be introduced into the second Y-type connector 210 side.
  • a plurality of guide rollers 223 may be provided.
  • the plurality of guide rollers 223 may be disposed on the plurality of transport rollers 221 .
  • each of the plurality of guide rollers 223 may be disposed to correspond to each of the plurality of conveying rollers 2221 to guide the translational motion of the guide wire 10 while relatively rotating with respect to the conveying roller 221 .
  • the guide wire 10 passes between the conveying roller 221 and the guide roller 223 disposed in the vertical direction as described above while in rolling contact with them.
  • the translation motor 223 may be disposed on one side of the translation module 220 .
  • the translation motor 223 may provide a translation driving force for translation of the guide wire 10 to the translation module 220 , more specifically, to the transport roller 221 of the translation module 220 .
  • gears may be disposed between the translation motor 223 and the transfer roller 221 to transmit the translation driving force generated from the translation motor 223 to the at least one transfer roller 221 .
  • the rotation module 240 rotates the guide wire 10 axially.
  • the translation module 220 and the translation motor 223 rotate together.
  • the rotation module 240 may include a rotation motor 237 and a rotation gear 236 .
  • the rotation motor 237 may provide a driving force for axially rotating the guide wire 10 .
  • the rotation gear 236 receives a driving force from the rotation motor 237 .
  • the rotation gear 236 may be shaft-coupled to the rotation shaft of the rotation motor 237 .
  • the rotation gear 236 is coaxially connected to the translation module 220 , and accordingly, the driving force provided from the rotation motor 237 may be transmitted to the translation module 220 through the rotation gear 236 .
  • a slit may be formed in the rotation gear 236 .
  • the slit may be formed at the same position in the circumferential direction as the slit 230a of the at least one connection plate 231 to be described later.
  • the slits of the rotation gear 236 and the slits 230a of the at least one connection plate 231 form a trench communicating in one direction, and the guide wire 10 is loaded in this trench in the longitudinal direction.
  • the translation motor driver 224 may provide a translation driving force to the translation motor 223 .
  • the translation motor driver 224 may be electrically connected to the translation motor 223 through a plurality of electrical lines 225 .
  • a plurality of electrical lines 225 electrically connecting the translation motor 223 and the translation motor driver 224 . ) can be twisted.
  • the vascular interventional robot 1000 may include a rotary connection module 230 .
  • the rotary connection module 230 may provide a path for an electrical line 225 that electrically connects the translation motor driver 224 and the translation motor 223 .
  • the rotary connection module 230 may include a connection plate 231 .
  • connection plate 231 may be disposed behind the rotation gear 236 .
  • the connection plate 231 may be directly connected to the rotation gear 236 . Accordingly, the connection plate 231 may be linked to the rotation of the rotation gear 236 .
  • connection plate 231 may be provided in a number corresponding to the plurality of electric lines 225 electrically connecting the translation motor 223 and the translation motor driver 224 . That is, each connection plate 231 may correspond to any one of the plurality of electrical lines 225 .
  • the plurality of connection plates 231 may be arranged in one direction from the rear of the rotation gear 236 , for example, in the longitudinal direction of the guide wire 10 .
  • each of the connection plates 231 may be provided with a slit 230a opened in the center to use the guide wire 10 in the direction of the rotation axis of the translation module 220 by the rotation module 240 .
  • these slits 230a are connected to the slits of the rotation gear 236 to form a single trench structure.
  • connection ring 232 may be disposed on the connection plate 231 .
  • the connection ring 232 may be provided in an annular band shape with one side open in the circumferential direction by the slit 230a.
  • a plurality of electrical lines 225 and a corresponding number of electrical line connection portions 232a may be formed on the connection plate 231 .
  • the electric line connection part 232a may be formed in the circumferential direction of the connection plate 231 .
  • connection plate 231 When one connection plate 231 is viewed as a reference, a specific electrical line 225 is connected to any one of the plurality of electrical line connection parts 232a, and a connection ring 232 provided on the connection plate 231 is provided. can be connected to
  • each electric line 225 may be connected to the corresponding connection ring 232 in a circumferentially spaced state without overlapping each other. have.
  • the rotary connection module 230 may further include a multi-contact plate 233 .
  • the multi-contact plate 233 may have at least two contacts at different positions in the circumferential direction on the surface of the connecting ring 232 to electrically connect the connecting ring 232 and the translational motor driver 224 .
  • connection plate 231 Even if any one contact is cut by the slit 230a when the connection plate 231 is rotated, the other contact continues to be maintained, so the electrical connection state between the connection ring 232 and the translational motor driver 224 is continuously maintained. can be maintained
  • a plurality of such multi-contact plates 233 may be provided.
  • the plurality of multi-contact plates 233 may be connected to each of the plurality of connection rings 232 . Accordingly, the plurality of multi-contact plates 233 may also be arranged in the same direction as the arrangement direction of the plurality of connection rings 232 .
  • the plurality of multi-contact plates 233 may be cross-arranged in one direction.
  • the odd-numbered multi-contact plates 233 may be disposed on the lower left side (refer to FIG. 12 ) of the connection ring 232 , and the even-numbered multi-contact plates are disposed. (233) may be disposed on the lower right (refer to FIG. 12).
  • the multi-contact plate 233 may have two contacts with respect to the connection ring 232 .
  • the multi-contact plate 233 is made of a conductive metal material, and may include a body portion 233a and a branch portion 233b.
  • the body portion 233a may be provided in a plate shape extending in one direction.
  • the branch portion 233b may be bifurcated from one end of the body portion 233a in the longitudinal direction.
  • one end of the bifurcated branch portion 233b in the longitudinal direction may be in contact with the surface of the connection ring 232 , respectively. That is, the bifurcated branch portion 233b may be in contact with the surface of the connection ring 232 at different positions in the circumferential direction.
  • branch portion 233b is branched into two branches only as an example, and may be branched into more branches to contact various positions on the surface of the connection ring 232 .
  • the rotary connection module 230 may further include a base part 234 and a power supply part 235 .
  • the base portion 234 supports the multi-contact plate 233 .
  • the body portion 233a of the multi-contact plate 233 may be coupled and fixed to the base portion 234 .
  • the branch portion 233b of the multi-contact plate 233 may maintain a stable contact point with the connection ring 232 .
  • the power supply 235 may be mounted on the base 234 .
  • the power supply 235 may be electrically connected to the multi-contact plate 233 . Accordingly, the power supply unit 235 may supply power to the translation motor 223 and the translation motor driver 224 through the multi-contact plate 233 , the connection ring 232 , and the electric line 225 .
  • the guide wire 10 is a branch portion forming the first Y-shaped connector 120 by the translation module 220 . It may be disposed on the side of the bifurcation of 125 .
  • the guide wire 10 is drawn into the conduit 20 by the translation module 220, it can be inserted to the vicinity of the target blood vessel through the continuous translation movement. At this time, the guide wire 10 can be rotated by the rotation module 240 when it meets the curved portion of the blood vessel in the course of the translational movement, and through this, the direction of the tip is switched to smoothly perform the translational movement again. be able to
  • the guide wire 10 is moved backward by the translation module 220, and the tip thereof returns to the initial setting position.
  • the micro conduit driving unit 300 may be provided at the rear of the conduit driving unit 100 .
  • the micro conduit driving unit 300 is a guide wire 10 is drawn out from the inside of the conduit 20 and, when returned to the initial setting position, a path different from the inlet and outlet path of the guide wire 10, that is, the conduit 20 By introducing the micro conduit 40 in the coaxial path, the micro conduit 40 is translated.
  • the micro conduit driving unit 300 may be formed to include a front end mounting part 300A and a rear end mounting part 300B.
  • the tip mounting part 300A may be directly connected to the conduit driving part 100 side.
  • the tip mounting portion 300A may be equipped with a longitudinal tip portion of the micro conduit 40 .
  • This tip mounting portion (300A) may be provided with a driving means for rotating and translating the micro conduit (40).
  • the longitudinal distal end of the micro conduit 40 is not mounted on the distal end mounting portion 300A.
  • the longitudinal tip of the micro conduit 40 is mounted on the tip mounting part 300A.
  • the rear end mounting portion 300B is spaced apart from the rear of the front end mounting portion 300A.
  • the rear end mounting unit 300B is not interlocked with this and is not linked to the front end mounting unit 300A when the distal end mounting unit 300A is moved by the movement of the conduit driving unit 100 during the initial setting for inserting the conduit 20 and the guide wire 10 into the target blood vessel. position can be maintained.
  • the rear end mounting unit 300B may be connected to the micro guidewire driving unit 400 .
  • the rear end of the micro conduit 40 is mounted on the rear end mounting portion 300B.
  • the rear end mounting portion 300B may include a third Y-shaped connector (330 in FIG. 15 ) for rear end mounting of the micro conduit 40 .
  • the third Y-type connector ( 330 in FIG. 15 ) may have the same structure as the first and second Y-type connectors 120 and 210 .
  • the third Y-type connector 330 serves to provide a connection passage that can be inserted into the micro guide wire 30, which is positioned at the other end in the longitudinal direction, the micro conduit 40 is mounted on the one end in the longitudinal direction. .
  • the micro conduit 40 may first be set to have a first tension.
  • the micro conduit 40 may be loosely connected between the front end mounting portion 300A and the rear end mounting portion 300B (see FIG. 18 ).
  • the translation module 220 provided in the distal end mounting unit 300A moves the distal end of the micro conduit 40 having the longitudinal rear end fixed to the rear end mounting unit 300B forward. Translate, through which the micro conduit 40 is drawn into the conduit 20 .
  • the micro-conduit 40 has a second tension, which is increased in strength than when it has a first tension (see FIG. 19 ). That is, the micro conduit 40 may be changed from a loose state to a taut state, as shown.
  • the rear end mounting unit 300B may include a micro-conduit translation actuator ( 340 in FIG. 15 ).
  • the micro conduit translational actuator 340 provides power to move the rear end mounting portion 300B, and accordingly, the micro conduit 40 moves in translation.
  • the micro conduit translation actuator 340 may be synchronized with the conduit translation actuator 150 providing power to move the conduit driving unit 100 .
  • the conduit translation actuator 150 synchronized with this By moving the conduit driving unit 100 and the front end mounting unit 300A connected thereto at the same speed and distance as the rear end mounting unit 300B, the second tension of the micro conduit 40 is continuously maintained during the vascular intervention procedure.
  • the conduit translation actuator 340 and the conduit translation actuator 150 are synchronized, the conduit 20 and the micro conduit 40 reach the end of the blood vessel where the micro-vessel meets the micro-conduit translation.
  • the synchronization of the actuator 340 and the conduit translation actuator 150 is released, and only the micro-conduit translation actuator 340 can be driven. Accordingly, only the micro conduit 40 continues to translate into the micro blood vessel.
  • the micro guidewire driving unit 400 may be provided at the rear of the micro conduit driving unit 300 , more specifically, the rear end mounting unit 300B.
  • the micro guide wire driving unit 400 translates the micro guide wire 30, inserting the micro guide wire 30 into the micro conduit 40 and near the target micro blood vessel, and inserting the micro guide wire 30 It can be rotated coaxially with the micro conduit 40 .
  • the front end of the micro guide wire 30 mounted on the micro guide wire driving unit 400 may be disposed at the other end in the longitudinal direction of the third Y-type connector 330 provided on the rear end mounting unit 300B.
  • the micro guide wire driving unit 400 is a translation module 220, a translation motor 223, a rotation module 240, a translation motor driver 224 and a rotation connection module provided as a driving means in the guide wire driving unit 200 ( 230) and the same driving means 420 and 430 can be provided to rotate and translate the micro guide wire 30, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the micro guide wire 30 When setting for inserting the micro conduit 40 and the micro guide wire 30 into the target micro blood vessel, the micro guide wire 30 is mounted on the micro guide wire driving unit 400 .
  • the micro guide wire 30 may be introduced into the micro conduit 40 by translational movement by the driving means and inserted up to the vicinity of the target micro blood vessel.
  • the micro guide wire 30 when the translating micro guide wire 30 meets the curved portion of the micro blood vessel, the micro guide wire 30 is rotated by the driving means and accordingly, the tip direction of the micro guide wire 30 is adjusted. can be As a result, the micro guidewire 30 can continuously make a translational movement toward the target microvessel.
  • the transfer unit 500 receives a driving force from the conduit translational actuator 150 and the micro-conduit translational actuator 340 , and moves the conduit driving unit 100 and the micro-conduit driving unit 300 in the longitudinal direction of the conduit 20 . can be transported accordingly.
  • the transfer unit 500 may include a base portion 510 , a first partition wall 520 , a second partition wall 530 , a support rod 540 , a rack 550 , and a pinion 560 .
  • the base unit 510 may be a frame that provides a base surface of the vascular interventional robot 1000 .
  • the first partition wall 520 and the second partition wall 530 may be provided at both ends of the base part 510 in the longitudinal direction.
  • the support rod 540 may be provided between the first partition wall 520 and the second partition wall 530 .
  • the rack 550 may be provided on the upper surface of the base unit 510 in the longitudinal direction of the vascular interventional robot 1000 .
  • the pinion 560 is gear-coupled to the rack 550 , and may be operated by receiving a driving force from the conduit translational actuator 150 or the micro-conduit translational actuator 340 . Accordingly, the conduit driving unit 100 and the micro conduit driving unit 300 mounted on the rack 550 and pinion 560 assembly may move in the longitudinal direction of the vascular interventional robot 1000 .
  • the pinion 560 may be connected to each of the conduit driving unit 100 and the micro conduit driving unit 300 so that individual movement of the conduit driving unit 100 and the micro conduit driving unit 300 is possible, and the conduit translation driving unit 150 ) and the micro conduit translation actuator 340 may provide a driving force to the pinion 560 connected to the conduit driving unit 100 and the micro conduit driving unit 300 , respectively.
  • the support rod 540 may provide a guide path for the movement of the conduit driving unit 100 and the micro conduit driving unit 300 .
  • the conduit guide unit 600 may perform a function of supporting the conduit 20 while being folded in the longitudinal direction of the conduit 20 .
  • the conduit guide part 600 may be provided in the form of a tube extending in one direction. At this time, the conduit guide part 600 may be hollow in the longitudinal direction so that insertion and movement of the conduit 20 is possible, and both ends in the longitudinal direction may be opened.
  • the conduit guide unit 600 may be formed of a telescope structure for folding.
  • FIGS. 15 to 21 are for explaining each step of the driving method of the vascular interventional robot according to an embodiment of the present invention
  • the driving method of the vascular interventional robot may include steps S110 to S160.
  • step S110 is an initial setting step, and the conduit 20 is mounted inside the conduit guide unit 600 .
  • the longitudinal rear end of the conduit 20 is drawn in and gripped at one end of the body 123 in the longitudinal direction constituting the first Y-type connector 120 .
  • step S110 the guide wire 10 is loaded in the longitudinal direction in the slits 230a of the connection plates 231 and the slits of the rotary gear 236 constituting a single trench structure.
  • step S110 the translation module 220 is driven so that the tip of the guide wire 10 reaches the branching point side of the branch portion 125 constituting the first Y-shaped connector 120 .
  • the micro conduit 40 and the micro guide wire 30 are not mounted on the micro conduit driving unit 300 and the micro guide wire driving unit 400 .
  • step S120 the translation module 220 is driven to cause the guide wire 10 disposed on the branching point side of the branch part 125 to move in translation, and through this, the guide wire 10 is moved The conduit 20 is drawn into the inside.
  • step S120 the translation module 220 is driven to continue the translation motion of the guide wire 10, and through this, the guide wire 10 is inserted to the vicinity of the target blood vessel.
  • step S120 when the guide wire 10 for translational movement meets the curved portion of the blood vessel, by driving the rotation module 240, it is possible to rotate the guide wire 10 for translational movement, and through this, the guide The direction of the tip of the wire 10 can be adjusted. Accordingly, the guide wire 10 can be smoothly inserted to the vicinity of the target blood vessel.
  • the guide wire 10 may be rotated by the rotation of the translation module 220 rotated by the rotation module 240 , and the translation motor 223 is also rotated when the translation module 220 rotates.
  • the electric line 225 electrically connecting the translation motor driver 224 and the translation motor 223 may be maintained in a stable connection state by the connection ring 232 of the rotary connection module 230 .
  • connection ring 232 with one side open in the circumferential direction rotates, the electrical connection state can be always maintained by the multi-contact plate 233 of the rotary connection module 230 .
  • step S120 after the guide wire 10 is inserted near the target blood vessel, the conduit translation actuator 150 is driven to translate the conduit 20, and through this, the conduit 20 is moved to the target blood vessel. insert
  • the translational motion of the conduit 20 may be made by the movement of the conduit driving unit 100 .
  • the tip mounting portion 300A of the micro conduit driving unit 300 directly connected to the rear thereof also moves together.
  • step S120 similarly to the guide wire 10, when the translating conduit 20 meets the curved portion of the blood vessel, by driving the conduit rotation actuator 110, the translating conduit 20 can be rotated And, through this, the tip direction of the conduit 20 can be adjusted. Accordingly, the conduit 20 may be smoothly inserted to the target blood vessel.
  • step S130 in a state in which the conduit 20 is inserted up to the target blood vessel, the translation module 220 of the guide wire driving unit 200 is driven to move the guide wire 10 backward, and through this, Return the guide wire 10 to the initial setting position. Accordingly, the longitudinal tip of the guide wire 10 is positioned on the branching point side of the branch portion 125 .
  • step S140 the micro conduit 40 is mounted on the micro conduit driving unit 300 .
  • the longitudinal tip of the micro conduit 40 is mounted on the tip mounting portion 300A, and the longitudinal rear end is mounted on the rear end mounting portion 300B that is spaced apart from the rear of the tip mounting portion 300A. .
  • the micro conduit 40 may be mounted so that the longitudinal end of the micro conduit 40 is positioned at the other end in the longitudinal direction of the main body 123 constituting the first Y-shaped connector 120 .
  • step S140 the micro conduit 40 may be mounted so that the micro conduit 40 has a first tension. That is, in step S140, as shown, the micro conduit 40 may be loosely mounted.
  • step S140 after the micro conduit 40 is mounted, the micro guide wire 30 may be mounted on the micro guide wire driving unit 400 .
  • step S140 the micro guidewire 30 may be loaded in the longitudinal direction in the slits of the connection plates and the slits of the rotation gear constituting the single trench structure.
  • step S150 by driving the driving means provided in the tip mounting portion (300A), the longitudinal rear end of the front end of the micro conduit 40 is fixed to the rear end mounting portion (300B) translational motion forward, Through this, the micro conduit 40 is introduced into the conduit 20 .
  • the micro conduit 40 has a second tension with an increased strength compared to when it has a first tension set during setting. That is, the micro conduit 40 may be changed from a loose state during setting to a taut state as shown.
  • step S160 the translation module 420 provided in the micro guide wire driving unit 400 is driven to translate the micro guide wire 30, and through this, the micro guide wire 30 ) is introduced into the micro conduit 40 .
  • step S160 the translation module 420 is driven to translate the micro guide wire 30, and through this, the micro guide wire 30 is inserted to the vicinity of the target micro blood vessel.
  • the micro guidewire 30 can be smoothly inserted to the vicinity of the target micro blood vessel.
  • the micro guide wire 30 may be rotated by the rotation of the translation module 420 rotated by the rotation module, and the translation motor is also rotated when the translation module 420 rotates.
  • the electric line electrically connecting the translation motor driver and the translation motor may be maintained in a stable connection state by the connection ring of the rotary connection module.
  • connection ring with one side open in the circumferential direction rotates, the electrical connection state can be always maintained by the multi-contact plate of the rotary connection module.
  • step S160 after the micro guidewire 30 is inserted near the target microvessel, the micro conduit translation actuator 340 is driven to translate the micro conduit 40, and through this, the micro conduit ( 40) is inserted up to the target microvessel.
  • the translational movement of the micro-conduit 40 may be made by the movement of the micro-conduit driving unit 300 .
  • the micro conduit translation actuator 340 may be synchronized with the conduit translation actuator 150 provided in the conduit driving unit 100 , the micro conduit driving unit 300 is moved by the micro conduit translation actuator 340 . When done, the conduit driving unit 100 and the tip mounting unit 300A connected thereto are also moved together. Accordingly, the micro conduit 40 may be maintained in the second tension, that is, the taut state.
  • step S160 the micro conduit translation actuator 340 and the conduit translation actuator 150 are synchronized up to the end of the blood vessel that meets the microvessel, so that the conduit 20 and the micro conduit 40 can be translated together. have.
  • step S160 when the conduit 20 and the micro-conduit 40 reach the end of the blood vessel where the micro-vessel meets, the synchronization of the micro-conduit translation actuator 340 and the conduit translation actuator 150 is released. After that, only the micro-conduit translation actuator 340 can be driven.
  • the conduit 20 stops the translational movement at the end of the blood vessel that meets the micro-vessel, and the micro-conduit 40 continues to translate into the micro-vessel, so that it can be inserted up to the target micro-vessel.
  • the synchronization driving and the desynchronization of the micro conduit translation actuator 340 and the conduit translation actuator 150 may be controlled by the controller.
  • Such a control unit may be provided on the master equipment side of the vascular intervention system.

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Abstract

다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇이 제공된다. 상기 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇은, 시술용 와이어를 병진시키는 병진 모듈; 상기 시술용 와이어를 병진시키기 위한 병진 구동력을 제공하되, 상기 병진 모듈의 일 측에 배치된 병진 모터; 상기 시술용 와이어를 축 회전시키되, 상기 시술용 와이어의 축 회전 시, 상기 병진 모듈과 상기 병진 모터가 함께 회전하게 되는, 회전 모듈; 상기 병진 모터에 병진 구동력을 제공하는 병진 모터 드라이버; 및 상기 병진 모터 드라이버와 상기 병진 모터를 전기적으로 연결하는 전기 라인에 대한 경로를 제공하는 회전식 접속 모듈을 포함하되, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 시술용 와이어의 길이 방향으로 배열되며, 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 접속판을 포함하며, 상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈의 회전 축 방향으로 상기 시술용 와이어를 사용하도록 중심 방향으로 개구된 슬릿이 형성되며, 일 측에 상기 전기 라인이 접속되고, 상기 슬릿에 의하여 원주 방향 일 측이 오픈되어 있는 환형 띠 형상의 접속링이 배치되며, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 접속링과 상기 병진 모터 드라이버를 전기적으로 연결하도록 상기 접속링 표면에 원주 방향으로 서로 다른 위치에 적어도 2개의 접점을 가지는 다중 접점 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템
본 발명은 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템에 관련된 것으로 보다 구체적으로는, 혈관중재시술의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템에 관련된 것이다.
혈관중재시술이란 혈관질환이나 암에 대한 치료를 목적으로 하는 최소침습시술로, 주로 X-선 투시 촬영 하에 경피적으로 직경이 수 ㎜ 이하인 가는 도관(카테터)을 혈관을 통해 병소 부위까지 삽입하여 목표 장기에 도달시켜 치료한다. 현재 우리 나라를 비롯한 세계에서 시행되고 있는 혈관중재시술의 대표적 치료는 간암의 경동맥 화학색전술(Trans-arterial chemoembolization: TACE), 경피적 혈관 성형술, 대동맥 질환에서 인조혈관 스텐트설치술 등이 있다.
특히 간암은 사망의 주요 원인이 되고 있으며, 2011년 발표된 국가 암 정보센터 자료에 따르면 간압의 발생 빈도는 남녀 전체에서 위, 갑상선, 대장, 폐에 이어서 다섯 번째로 많은 정도이나, 간암에 의한 사망은 남녀 전체에서 폐암에 이어 두 번째로 높은 수준으로 나타났다. 간암의 근치적 치료는 수술적 절제이나, 진단 당시에 근치적인 치료가 불가능한 진행성 간암의 경우 대부분 TACE 치료를 받게 된다.
구체적으로, TACE란 간 종양에 영양을 공급하는 동맥을 찾아 항암제를 투여한 뒤, 혈관을 막아 주는 치료법을 말한다(도 1참조). 시술의 순서는 서혜부(사타구니)에 위치한 대퇴동맥을 바늘로 천자하고, 천자된 대퇴동맥을 통하여 가이드와이어, 도관(도 2참조) 등을 삽입 간동맥의 기시부위까지 접근(도 3 참조)한다. 그 후 혈관 조영제를 주사하면서 간동맥 조영 사진을 얻어 종양의 위치, 크기 및 혈액 공급 양상 등 치료에 필요한 정보를 얻고 이에 따라 적절한 항암제나 색전 물질의 종류, 용량 등의 치료 방법을 정하게 된다. 치료 방법을 정하게 되면 직경이 3F(1F=0.33㎜) 정도 되는 미세도관(microcatheter)을 기시부위에 삽입하여 종양을 치료하게 된다. 시술 시간은 대게 1시간 내지 2시간 정도이며 환자의 간동맥분지양상과 종양의 동맥분지 분포가 복잡도에 따라 가변할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 혈관은 대부분 여러 갈래로 나뉘거나 굴곡진 형태로 이루어져 있다. 따라서, 혈관중재시술은 혈관의 손상을 방지하기 위해 도관 및 가이드와이어의 동축 시스템(co-axial system)이라고 불리는 여러 단계의 직경을 가진 삽입체를 겹쳐서 이용하게 된다. 또한, 종래의 혈관중재시술에서는 시술자의 방사선 피폭을 감소시키기 위해, 시술 도구의 원격 제어가 가능한 마스터-슬레이브(master-slave) 방식의 시스템이 이용되고 있다.
이러한 혈관중재시술에 적용되는 종래의 혈관중재시술로봇의 경우, 가이드와이어는 롤러 메커니즘에 의해 병진 운동하게 되고, 롤러 메커니즘에 연결된 회전 메커니즘에 의한 롤러 메커니즘의 회전에 의해 회전하게 된다. 이때, 롤러 메커니즘을 구동시키는 모터 및 모터 드라이브는 다수의 케이블을 통해 전원과 연결될 수 있다.
또한, 회전 메커니즘은 롤러 메커니즘을 회전시키기 위해 이에 축 결합되는 기어의 구리 링을 포함하며, 이러한 구리 링에는 상기 신호선이 포고 핀을 통해 전기적으로 접촉될 수 있다.
하지만, 롤러 메커니즘의 회전을 위해 회전하는 구리 링에 포고 핀이 접촉 시 신호선의 꼬임으로 인해 롤러 메커니즘을 구동시키는 상기 모터에 인가되는 신호가 끊기는 문제가 있었고, 포고 핀이 회전하는 구리 링에 접촉됨으로 인해 파손이 자주 발생되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 경우, 구리 링이 있는 기어 디스크의 중앙으로만 가이드와이어 삽입이 가능함에 따라, 가이드와이어를 넣고 뺄 때의 불편함이 초래되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 혈관중재시술의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇 및 혈관중재시술시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇은, 시술용 와이어를 병진시키는 병진 모듈; 상기 시술용 와이어를 병진시키기 위한 병진 구동력을 제공하되, 상기 병진 모듈의 일 측에 배치된 병진 모터; 상기 시술용 와이어를 축 회전시키되, 상기 시술용 와이어의 축 회전 시, 상기 병진 모듈과 상기 병진 모터가 함께 회전하게 되는, 회전 모듈; 상기 병진 모터에 병진 구동력을 제공하는 병진 모터 드라이버; 및 상기 병진 모터 드라이버와 상기 병진 모터를 전기적으로 연결하는 전기 라인에 대한 경로를 제공하는 회전식 접속 모듈을 포함하되, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 시술용 와이어의 길이 방향으로 배열되며, 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 접속판을 포함하며, 상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈의 회전 축 방향으로 상기 시술용 와이어를 사용하도록 중심 방향으로 개구된 슬릿이 형성되며, 일 측에 상기 전기 라인이 접속되고, 상기 슬릿에 의하여 원주 방향 일 측이 오픈되어 있는 환형 띠 형상의 접속링이 배치되며, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 접속링과 상기 병진 모터 드라이버를 전기적으로 연결하도록 상기 접속링 표면에 원주 방향으로 서로 다른 위치에 적어도 2개의 접점을 가지는 다중 접점 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 회전 모듈은, 상기 시술용 와이어를 축 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 회전 모터; 및 상기 회전 모터로부터의 구동력을 전달받는 회전 기어를 포함하되, 상기 회전 기어에는 슬릿이 형성되며, 상기 슬릿은 상기 적어도 하나의 접속판의 슬릿과 원주 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 병진 모듈은, 일 방향을 따라 배열되며, 상기 시술용 와이어가 구름 접촉되는 복수 개의 이송 롤러; 및 상기 이송 롤러 상에 배치되며, 상기 이송 롤러에 대하여 상대 회전하면서 상기 시술용 와이어의 병진 운동을 가이드하는 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다중 접점 플레이트는 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 다중 접점 플레이트는 로딩된 상기 시술용 와이어를 기준으로, 상기 시술용 와이어의 좌측과 우측에 교차 배열될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다중 접점 플레이트는, 일 방향으로 연장되는 본체부; 및 상기 본체부의 길이 방향 일측 단부로부터 적어도 두 갈래로 분기되어 상기 접속링의 표면에 각각 접촉되는 가지부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다중 접점 플레이트는 상기 접속링에 대하여 2 개의 접점을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 다중 접점 플레이트를 지지하는 베이스부; 및 상기 베이스부에 장착되며, 상기 다중 접점 플레이트를 통해 상기 병진 모터 및 병진 모터 드라이버에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 전기 라인 접속부가 형성되되, 상기 전기 라인 접속부는 원주 방향으로 형성되며, 어느 하나의 전기 라인 접속부에 접속된 어느 하나의 전기 라인은 어느 하나의 접속링과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 시술용 와이어는 도관 내측으로 인입되는 가이드와이어 및 상기 도관 내측으로 인입되는 마이크로 도관의 내측으로 인입되는 마이크로 가이드와이어 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도관 구동부를 더 포함하며, 상기 도관 구동부는 길이 방향으로 연장되는 상기 도관을 상기 길이 방향을 축으로 회전 및 병진 운동시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드와이어는 상기 병진 모듈에 의해 상기 도관 내측으로 병진 운동하고, 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈과 병진 모터의 회전에 의해 상기 도관과 동축으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 마이크로 도관 구동부를 더 포함하며, 상기 마이크로 도관 구동부는, 상기 도관 구동부의 후방에 구비되며, 상기 가이드와이어가 상기 도관 내측으로부터 인출된 경우, 상기 가이드와이어의 인입 및 인출 경로와 다른, 상기 도관과 동축 경로로 마이크로 도관을 병진 운동시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 마이크로 가이드와이어는 상기 병진 모듈에 의해 상기 마이크로 도관 내측으로 병진 운동하고, 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈과 병진 모터의 회전에 의해 상기 마이크로 도관과 동축으로 회전할 수 있다.
한편, 본 발명은 혈관중재시술시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 혈관중재시술시스템은, 상기 혈관중재시술로봇 및 상기 혈관중재시술로봇이 시술 베드에 대하여 상대 이동 가능하도록 고정하는 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 시술용 와이어를 병진시키는 병진 모듈; 상기 시술용 와이어를 병진시키기 위한 병진 구동력을 제공하되, 상기 병진 모듈의 일 측에 배치된 병진 모터; 상기 시술용 와이어를 축 회전시키되, 상기 시술용 와이어의 축 회전 시, 상기 병진 모듈과 상기 병진 모터가 함께 회전하게 되는, 회전 모듈; 상기 병진 모터에 병진 구동력을 제공하는 병진 모터 드라이버; 및 상기 병진 모터 드라이버와 상기 병진 모터를 전기적으로 연결하는 전기 라인에 대한 경로를 제공하는 회전식 접속 모듈을 포함하되, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 시술용 와이어의 길이 방향으로 배열되며, 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 접속판을 포함하며, 상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈의 회전 축 방향으로 상기 시술용 와이어를 사용하도록 중심 방향으로 개구된 슬릿이 형성되며, 일 측에 상기 전기 라인이 접속되고, 상기 슬릿에 의하여 원주 방향 일 측이 오픈되어 있는 환형 띠 형상의 접속링이 배치되며, 상기 회전식 접속 모듈은, 상기 접속링과 상기 병진 모터 드라이버를 전기적으로 연결하도록 상기 접속링 표면에 원주 방향으로 서로 다른 위치에 적어도 2개의 접점을 가지는 다중 접점 플레이트를 포함할 수 있다.
이에 따라, 초기 세팅 시, 시술용 와이어를 쉽게 로딩시킬 수 있는 혈관중재시술로봇이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 병진 모터에 연결되는 전기 라인들의 꼬임 및 이로 인한 신호의 끊김 현상을 방지할 수 있는 혈관중재시술로봇이 제공될 수 있다. 이를 통해, 혈관중재시술 시 시술용 와이어의 회전 및 병진 운동이 중단됨 없이 안정적으로 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 혈관중재시술의 편의성 및 안정성을 향상시킬 수 있고 시술 시간을 단축시킬 수 있는 혈관중재시술로봇 및 이를 포함하는 혈관중재시술시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 간암 및 영양공급 간 동맥을 나타낸 모식도이다.
도 2는 TACE 시술에 사용되는 도관(좌) 및 미세도관-유도철사 어셈블리(assembly)(우)을 보여주는 사진이다.
도 3은 외측에 6-7F의 직경을 가지는 삽입도관과 삽입도관의 내측에 회전 가능한 3-4F의 직경을 가지는 가이드와이어가 인입된 상태를 나타낸 시술 개략도이다.
도 4는 간동맥 화학색전술의 예를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재로봇이 이용되는 혈관중재시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇에서, 가이드와이어의 선단이 상기 초기 세팅 위치로 복귀 시, 도관, 가이드와이어 및 마이크로 도관의 배치 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 가이드와이어 구동부를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 병진 모듈 및 병진 모터를 나타낸 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 가이드와이어 구동부를 설명하기 위한 참고도들이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 회전식 접속 모듈을 설명하기 위한 모식도들이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법을 차례로 나타낸 흐름도이다.
도 15 내지 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법의 각 단계를 설명하기 위한 참고도들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3 의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 5 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇(1000)은 마스터-슬래이브 장비를 기반으로 하는 원격 시술 시스템으로 이루어진 혈관중재시술시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 혈관중재시술시스템에서는 마스터 장비 측에서 시술자가 시술을 원격으로 제어하고, 원격 제어에 따라 슬래이브 장비가 환자에 대하여 시술을 진행하게 된다. 이에 따라, 시술자가 방사선에 피폭되는 환경을 최소화할 수 있다.
먼저, 혈관중재시술시스템에 대해 간략히 설명하면, 혈관중재시술시스템은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇(1000) 외에 베드(1100), 프레임(1200), 마스터 장비(1300)를 더 포함할 수 있다.
베드(1100)는 환자(1120)가 누운 상태로 시술을 받을 수 있도록, 환자가 누울 수 있는 시술면을 제공한다. 이때, 베드(1100)에는 프레임(1200)이 이동 가능하도록 부착될 수 있다. 프레임(1200)의 일측은 혈관중재시술로봇(1000)을 수용 및 고정할 수 있다.
예를 들어, 프레임(1200)의 상측에는 혈관중재시술로봇(1000)이 장착될 수 있다. 이때, 혈관중재시술로봇(1000)은 프레임(1200)에 대하여 회전 또는 병진 운동할 수 있도록 장착될 수 있다. 프레임(1200)의 타측은 베드(1100)에 이동 가능하도록 부착될 수 있다.
예를 들어, 프레임(1200)의 타측은 베드(1100)의 레일에 이동 가능하도록 부착될 수 있다. 이와 같이, 혈관중재시술로봇(1000)이 프레임(1200)에 대하여 회전 및 병진 운동할 수 있도록 구비됨으로써, 시술의 편의성이 향상될 수 있다.
한편, 마스터 장비(1300)는 시술자(1110)가 혈관중재시술로봇(1000)을 원격 제어할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 이와 같이, 시술자(1110)가 원격으로 혈관중재시술로봇(1000)을 제어함으로써, 시술자의 방사선 피폭을 최소화할 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 혈관중재시술시스템에 적용되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇(1000)은, 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 혈관중재시술로봇(1000)은 도관 구동부(100), 가이드와이어 구동부(200), 마이크로 도관 구동부(300) 및 마이크로 가이드와이어 구동부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 혈관중재시술로봇(1000)는 부가적으로 이송부(500) 및 도관 가이드부(600)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)은 가이드와이어 구동부(200)의 구동 수단으로 적용될 수 있다.
또한, 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)은 마이크로 가이드와이어 구동부(400)의 구동 수단으로도 적용될 수 있다.
즉, 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)는 가이드와이어 구동부(200) 및 마이크로 가이드와이어 구동부(400) 중 적어도 어느 하나의 구동부에 적용될 수 있다.
이에, 하기에서는 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)이 가이드와이어 구동부(200) 및 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 공통적으로 적용된 경우에 대하여 설명하기로 한다.
도관 구동부(100)는 길이 방향으로 연장되는 도관(20)을 길이 방향을 축으로 회전 및 병진 운동시킬 수 있다. 이를 통해, 도관 구동부(100)는 도관(20)을 목표 혈관까지 삽입시킬 수 있다. 도관 구동부(100)는 도관(20)을 파지한 상태에서 도관을 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 도관 구동부(100)는 도관(20)이 혈관의 굴곡진 부위와 만났을 때, 그 선단의 방향 전환을 위하여, 도관(20)의 길이 방향을 축으로 도관(20)을 회전시킬 수 있다. 이를 위해, 도관 구동부(100)는 도관 회전 구동체(110) 및 기어(115)를 포함할 수 있다.
도관 회전 구동체(110)는 도관(20)을 회전시키는 회전 구동력을 제공하는 장치로서, 예컨대, 모터로 구비될 수 있다.
기어(115)는 도관 회전 구동체(110)로부터 회전 구동력을 전달 받아 도관(20)을 회전시키는 회전력을 제공할 수 있다. 이때, 기어(115)에는 도관(20)이 기어(115)의 축 방향으로 로딩될 수 있는 슬릿이 구비될 수 있다.
도 7을 참조하면, 도관 구동부(100)는 제1 Y형 커넥터(120)를 더 포함할 수 있다. 제1 Y형 커넥터(120)는 도관(20)과 가이드와이어(10) 및 도관(20)과 마이크로 도관(40)의 연결 통로를 제공한다.
이를 위하여, 제1 Y형 커넥터(120)는 본체(123) 및 가지부(125)를 포함할 수 있다.
본체(123)는, 내부가 중공을 가지는 관형의 형상을 가질 수 있다. 본체(123)의 길이 방향 일측 단부는 도관(20)이 인입되어 파지될 수 있도록 개구될 수 있다.
또한, 본체(123)의 길이 방향 타측 단부는 마이크로 도관 구동부(300)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 본체(123)의 길이 방향 타측 단부에는 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단이 위치될 수 있다.
하지만, 목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시에는 마이크로 도관(40)이 마이크로 도관 구동부(300)에 장착되지 않는다. 이에 따라, 초기 세팅 시 본체(123)의 길이 방향 타측 단부에는 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단이 위치되지 않는다.
가지부(125)는 본체(123)와 마찬가지로, 내부가 중공을 가지는 관형의 형상을 가질 수 있다. 가지부(125)는 본체(123)의 길이 방향 일측으로부터 분기되어 형성될 수 있다. 이때, 가지부(125)의 중공은 본체(123)의 중공과 연통될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 이러한 가지부(125)의 길이 방향 단부에는 가이드와이어(10)를 회전 및 병진 운동시키는 가이드와이어 구동부(200)가 연결될 수 있다.
목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시, 도관(20)의 길이 방향 후단은 본체(123)의 길이 방향 일측 단부에 인입 및 파지되고, 가이드와이어(10)의 선단은 가지부(125)의 분기점 측에 배치될 수 있다.
이후, 혈관중재시술로봇(1000)이 작동되어, 가이드와이어(10) 및 도관(20)이 목표 혈관까지 삽입되면, 가이드와이어(10)는 후진되고, 그 선단은 초기 세팅 위치로 복귀하게 된다. 이와 같이, 가이드와이어(10)의 선단이 초기 세팅 위치로 복귀하면, 마이크로 도관 구동부(300)에 마이크로 도관(40)이 장착될 수 있다. 이에 따라, 본체(123)의 길이 방향 타단에는 마이크로 도관(40)의 선단이 위치하게 된다.
이로 인해, 마이크로 도관(40)이 도관(20) 내측으로 인입되는 경우, 도관(20)에 대한 가이드와이어(10)의 인입 및 인출 경로와 다른 경로로 마이크로 도관(40)이 인입 및 입출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마이크로 도관(40)은 도관(20)과 동축으로 인입 및 인출될 수 있다. 이에 따라, 마이크로 도관(40)을 도관(20) 내측으로 인입시키는 경우, 가이드와이어(10)의 인입 및 인출에 간섭 받지 않게 되며, 그 결과, 혈관중재시술의 편의성을 향상시킬 수 있고, 시술 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
이러한 제1 Y형 커넥터(120)는 케이스(133)에 안착될 수 있다. 케이스(133)의 상측에는 덮개(135)가 결합될 수 있다.
덮개(135)는 제1 Y형 커넥터(120)를 덮으면서 케이스(133)와 결합될 수 있다. 이러한 케이스(133)와 덮개(135)는 제1 Y형 커넥터(120)를 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다.
한편, 도관 구동부(100)는 도관(20)이 목표 혈관까지 삽입되도록 도관(20)을 병진 운동시킬 수 있다. 이를 위해, 도관 구동부(100)는 도관 병진 구동체(150)를 더 포함할 수 있다.
도관 병진 구동체(150)는 이송부(500)에 구비되는 랙(550)과 피니언(560)에 구동력을 제공하며, 이러한 랙(550)과 피니언(560) 조립체에 탑재되어 있는 도관 구동부(100)를 이동시키게 된다. 도관(20)은 이러한 도관 구동부(100)의 이동을 통해 병진 운동하게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가이드와이어 구동부(200)는 도관 구동부(100)의 측방에 구비된다. 가이드와이어 구동부(200)는 가이드와이어(10)를 병진 운동시켜, 가이드와이어(10)를 도관(20) 내측으로 인입 및 목표 혈관 근처까지 삽입시키고, 가이드와이어(10)를 도관(20)과 동축으로 회전시킨다.
이러한 가이드와이어 구동부(200)는 제1 Y형 커넥터(120)의 가지부(125)에 연결된다. 이를 위해, 가이드와이어 구동부(200)는 연결수단으로, 제1 Y형 커넥터(120)의 가지부(125)에 결합되는 제2 Y형 커넥터(210)를 구비할 수 있다.
제2 Y형 커넥터(210)는 제1 Y형 커넥터(120)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 가이드와이어 구동부(200)는 제2 Y형 커넥터(210) 및 제1 Y형 커넥터(120)의 가지부(125)를 통하여, 본체(123)의 길이 방향 일측 단부에 인입 및 파지되어 있는 도관(20) 내측으로 가이드와이어(10)를 제공할 수 있다.
이러한 가이드와이어 구동부(200)는 전술한 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)을 구동 수단으로 구비할 수 있다.
병진 모듈(220)는 시술용 와이어를 병진시킬 수 있다. 이때, 병진 모듈(220)이 병진시키는 와이어는 가이드와이어(10)일 수 있다.
이러한 병진 모듈(220)은 이송 롤러(221) 및 가이드 롤러(222)를 포함할 수 있다. 이송 롤러(221)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 이송 롤러(221)는 일 방향, 예컨대, 가이드와이어(10)의 이송 방향을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 가이드와이어(10)는 일 방향으로 배열되어 있는 이송 롤러(221)에 구름 접촉하면서 이동되어, 제2 Y형 커넥터(210) 측으로 인입될 수 있다.
가이드 롤러(223)는 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 복수 개의 가이드 롤러(223)는 복수 개의 이송 롤러(221) 상에 배치될 수 있다. 이때, 복수 개의 가이드 롤러(223) 각각은 복수 개의 이송 롤러(2221) 각각과 대응되게 배치되어 이송 롤러(221)에 대하여 상대 회전하면서 가이드와이어(10)의 병진 운동을 가이드할 수 있다.
즉, 가이드와이어(10)는 이와 같이 상하 방향으로 배치되는 이송 롤러(221)와 가이드 롤러(223) 사이를 이들과 구름 접촉하면서 통과하게 된다.
병진 모터(223)는 병진 모듈(220)의 일 측에 배치될 수 있다. 병진 모터(223)는 가이드와이어(10)를 병진시키기 위한 병진 구동력을 병진 모듈(220), 보다 상세하게는 병진 모듈(220)의 이송 롤러(221)에 제공할 수 있다.
이때, 병진 모터(223)와 이송 롤러(221) 사이에는 기어류가 배치되어, 병진 모터(223)로부터 발생되는 병진 구동력을 적어도 하나의 이송 롤러(221)에 전달할 수도 있다.
회전 모듈(240)은 가이드와이어(10)를 축 회전시킨다. 회전 모듈(240)에 의해 가이드와이어(10)의 축 회전 시, 병진 모듈(220)과 병진 모터(223)가 함께 회전하게 된다.
이러한 회전 모듈(240)은 회전 모터(237) 및 회전 기어(236)를 포함할 수 있다. 회전 모터(237)는 가이드와이어(10)를 축 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 회전 기어(236)는 회전 모터(237)로부터 구동력을 전달 받는다.
이를 위해, 회전 기어(236)는 회전 모터(237)의 회전축에 축 결합될 수 있다. 회전 기어(236)는 병진 모듈(220)과 동축 연결되고, 이에 따라, 회전 모터(237)로부터 제공되는 구동력은 회전 기어(236)를 통해 병진 모듈(220)에 전달될 수 있다.
한편, 회전 기어(236)에는 슬릿이 형성될 수 있다. 이러한 슬릿은 후술되는 적어도 하나의 접속판(231)의 슬릿(230a)과 원주 방향으로 동일한 위치에 형성될 수 있다.
이에 따라, 회전 기어(236)의 슬릿과, 적어도 하나의 접속판(231)의 슬릿(230a)들은 일 방향으로 연통되는 트렌치를 이루게 되고, 이러한 트렌치에는 가이드와이어(10)가 길이 방향으로 로딩될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 병진 모터 드라이버(224)는 병진 모터(223)에 병진 구동력을 제공할 수 있다. 이를 위해, 병진 모터 드라이버(224)는 복수 개의 전기 라인(225)을 통해 병진 모터(223)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 회전 모듈(240)에 의해 병진 모듈(220)과 병진 모터(223)가 함께 회전하게 되면, 병진 모터(223)와 병진 모터 드라이버(224) 사이를 전기적으로 연결하는 복수 개의 전기 라인(225)이 꼬일 수 있다.
이러한 꼬임 현상이 계속될 경우, 전기 라인(225) 중 일부 혹은 전부가 병진 모터(223) 혹은 병진 모터 드라이버(224)로부터 분리되어, 시술 중 혈관중재시술로봇(1000) 작동을 멈춰야 하는 비상 상황이 발생될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇(1000)은 회전식 접속 모듈(230)을 구비할 수 있다.
회전식 접속 모듈(230)은 병진 모터 드라이버(224)와 병진 모터(223)를 전기적으로 연결하는 전기 라인(225)에 대한 경로를 제공할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 접속 모듈(230)은 접속판(231)을 포함할 수 있다.
접속판(231)은 회전 기어(236)의 후방에 배치될 수 있다. 접속판(231)은 회전 기어(236)와 직결될 수 있다. 이에 따라, 접속판(231)은 회전 기어(236)의 회전에 연동될 수 있다.
이러한 접속판(231)은 병진 모터(223)와 병진 모터 드라이버(224) 사이를 전기적으로 연결하는 복수 개의 전기 라인(225)에 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 즉, 각각의 접속판(231)은 복수 개의 전기 라인(225) 중 어느 하나와 대응될 수 있다.
이러한 복수 개의 접속판(231)은 회전 기어(236)의 후방에서 일 방향, 예컨대, 가이드와이어(10)의 길이 방향으로 배열될 수 있다.
이때, 접속판(231) 각각에는 회전 모듈(240)에 의한 병진 모듈(220)의 회전 축 방향으로 가이드와이어(10)를 사용하도록 중심 방향으로 개구된 슬릿(230a)이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이들 슬릿(230a)은 회전 기어(236)의 슬릿과 연결되어 단일 트렌치 구조를 이루게 된다.
접속판(231)에는 접속링(232)이 배치될 수 있다. 이러한 접속링(232)은 상기 슬릿(230a)에 의하여 원주 방향으로 일측이 오픈되어 있는 환형 띠 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 접속판(231)에는 복수 개의 전기 라인(225)과 대응되는 개수의 전기 라인 접속부(232a)가 형성될 수 있다. 전기 라인 접속부(232a)는 접속판(231)의 원주 방향으로 형성될 수 있다.
하나의 접속판(231)을 기준으로 보면, 복수 개의 전기 라인 접속부(232a) 중 어느 하나에는 특정한 하나의 전기 라인(225)이 연결되어 해당 접속판(231)에 구비되어 있는 접속링(232)에 접속될 수 있다.
이에 따라, 일 방향으로 배열되는 복수 개의 접속판(231)을 정면에서 봤을 때, 각각의 전기 라인(225)은 서로 중첩되지 않고 원주 방향으로 이격된 상태로 해당 접속링(232)에 접속될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 접속 모듈(230)은 다중 접점 플레이트(233)를 더 포함할 수 있다.
다중 접점 플레이트(233)는 접속링(232)과 병진 모터 드라이버(224)를 전기적으로 연결하도록 접속링(232) 표면에 원주 방향으로 서로 다른 위치에 적어도 2개의 접점을 가질 수 있다.
이에 따라, 접속판(231)의 회전 시 슬릿(230a)에 의해 어느 하나의 접점이 단절되더라도 다른 접점은 계속 유지되므로, 접속링(232)과 병진 모터 드라이버(224) 간의 전기적 연결 상태는 계속적으로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이러한 다중 접점 플레이트(233)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 다중 접점 플레이트(233)는 복수 개의 접속링(232) 각각에 접속될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 다중 접점 플레이트(233) 또한 복수 개의 접속링(232) 배열 방향과 동일한 방향으로 배열될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 일 방향으로 배열되는 복수 개의 다중 접점 플레이트(233) 간의 간섭을 방지하기 위해, 복수 개의 다중 접점 플레이트(233)는 일 방향으로 교차 배열될 수 있다.
예를 들어, 회전 기어(236)를 기준으로, 홀수 번째 배치되는 다중 접점 플레이트(233)들은 접속링(232)의 좌측 하단(도 12 기준)에 배치될 수 있고, 짝수 번째 배치되는 다중 접점 플레이트(233)들은 우측 하단(도 12 기준)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 접점 플레이트(233)는 접속링(232)에 대하여 2 개의 접점을 가질 수 있다.
이러한 다중 접점 플레이트(233)는 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 본체부(233a) 및 가지부(233b)를 포함할 수 있다.
본체부(233a)는 일 방향으로 연장되는 판상으로 구비될 수 있다. 가지부(233b)는 본체부(233a)의 길이 방향 일측 단부로부터 두 갈래로 분기될 수 있다.
이와 같이, 두 갈래로 분기된 가지부(233b)의 길이 방향 일측 단부는 접속링(232)의 표면에 각각 접촉될 수 있다. 즉, 두 갈래로 분기된 가지부(233b)는 접속링(232)의 표면에 원주 방향으로 다른 위치에 접촉될 수 있다.
여기서, 가지부(233b)가 두 갈래로 분기되는 것은 하나의 예시일 뿐, 그 이상의 갈래로 분기되어 접속링(232)의 표면 여러 위치에 접촉될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 접속 모듈(230)은 베이스부(234) 및 전원 공급부(235)를 더 포함할 수 있다.
베이스부(234)는 다중 접점 플레이트(233)를 지지한다. 구체적으로, 베이스부(234)에는 다중 접점 플레이트(233)의 본체부(233a)가 결합되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 다중 접점 플레이트(233)의 가지부(233b)는 접속링(232)과의 안정적인 접점을 유지할 수 있다.
전원 공급부(235)는 베이스부(234)에 장착될 수 있다. 전원 공급부(235)는 다중 접점 플레이트(233)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 전원 공급부(235)는 다중 접점 플레이트(233), 접속링(232) 및 전기 라인(225)을 통해 병진 모터(223) 및 병진 모터 드라이버(224)에 전원을 공급할 수 있다.
목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시, 가이드와이어(10)는 병진 모듈(220)에 의해, 그 선단이 제1 Y형 커넥터(120)를 이루는 가지부(125)의 분기점 측에 배치될 수 있다.
또한, 가이드와이어(10)는 병진 모듈(220)에 의해 도관(20) 내측으로 인입되고, 계속되는 병진 운동을 통해 목표 혈관 근처까지 삽입될 수 있다. 이때, 가이드와이어(10)는 병진 운동 과정에서 혈관의 굴곡진 부위를 만났을 때, 회전 모듈(240)에 의해 회전될 수 있고, 이를 통해, 그 선단의 방향이 전환되어 다시 원활하게 병진 운동을 할 수 있게 된다.
또한, 목표 혈관에 대한 도관(20)의 삽입 완료 시, 가이드와이어(10)는 병진 모듈(220)에 의해, 후진되어, 그 선단이 초기 세팅 위치로 복귀하게 된다.
한편, 다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 마이크로 도관 구동부(300)는, 도관 구동부(100)의 후방에 구비될 수 있다.
마이크로 도관 구동부(300)는 가이드와이어(10)가 도관(20) 내측으로부터 인출되어, 초기 세팅 위치로 복귀되었을 때, 가이드와이어(10)의 인입 및 인출 경로와 다른 경로, 즉, 도관(20)과 동축 경로로 마이크로 도관(40)을 인입시켜, 마이크로 도관(40)을 병진 운동시키게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 도관 구동부(300)는 선단 장착부(300A) 및 후단 장착부(300B)를 포함하여 형성될 수 있다.
선단 장착부(300A)는 도관 구동부(100) 측에 직접 연결될 수 있다. 선단 장착부(300A)에는 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단 부분이 장착될 수 있다. 이러한 선단 장착부(300A)는 마이크로 도관(40)을 회전 및 병진시키기 위한 구동 수단을 구비할 수 있다.
이때, 상기 구동 수단의 세부 구성 및 작용은 가이드와이어 구동부(200)에 적용되는 병진 모듈(220) 및 회전 모듈(240)의 세부 구성 및 작용과 동일 또는 유사하므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시에는 선단 장착부(300A)가 도관 구동부(100)에 직접 연결되어 있는 관계로, 도관 구동부(100)의 이동 시 선단 장착부(300A)가 함께 이동하게 된다.
이때, 목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시, 선단 장착부(300A)에는 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단이 미장착되어 있다.
목표 혈관에 대한 도관(20)의 삽입이 완료되고, 가이드와이어(10)의 선단이 초기 세팅 위치로 복귀된 상태일 때, 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단이 선단 장착부(300A)에 장착될 수 있다.
후단 장착부(300B)는 선단 장착부(300A)의 후방으로 이격된다. 후단 장착부(300B)는 목표 혈관에 도관(20)과 가이드와이어(10)를 삽입하기 위한 초기 세팅 시 도관 구동부(100)의 이동에 의해 선단 장착부(300A)가 이동될 때, 이에 연동되지 않고 정 위치 상태를 유지할 수 있다. 후단 장착부(300B)는 마이크로 가이드와이어 구동부(400)와 연결될 수 있다.
이러한 후단 장착부(300B)에는 마이크로 도관(40)의 후단이 장착된다. 후단 장착부(300B)는 마이크로 도관(40)의 후단 장착을 위해, 제3 Y형 커넥터(도 15의 330)를 구비할 수 있다. 제3 Y형 커넥터(도 15의 330)는 제1 및 제2 Y형 커넥터(120, 210)와 동일한 구조로 형성될 수 있다.
제3 Y형 커넥터(330)는 길이 방향 타측 단부에 위치하게 되는 마이크로 가이드와이어(30)가 길이 방향 일측 단부에 장착되는 마이크로 도관(40) 내측으로 삽입될 수 있는 연결 통로를 제공하는 역할을 한다.
목표 혈관에 대한 도관(20)의 삽입이 완료되고, 가이드와이어(10)의 선단이 초기 세팅 위치로 복귀된 후, 목표 미세 혈관으로 마이크로 도관(40) 및 마이크로 가이드와이어(30)를 삽입하기 위해, 마이크로 도관 구동부(300)에 마이크로 도관(40)을 장착하는 세팅 시, 마이크로 도관(40)은 먼저, 제1 장력을 갖도록 세팅될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, 마이크로 도관(40)은 선단 장착부(300A)와 후단 장착부(300B) 사이에 느슨한 상태로 연결될 수 있다(도 18 참조).
이 상태에서, 혈관중재시술 진행을 위해, 선단 장착부(300A)에 구비되어 있는 병진 모듈(220)은, 길이 방향 후단이 후단 장착부(300B)에 고정되어 있는 마이크로 도관(40)의 선단을 전방으로 병진 운동시키고, 이를 통해, 마이크로 도관(40)을 도관(20) 내측으로 인입시킨다.
이에 따라, 혈관중재시술 시, 마이크로 도관(40)은 제1 장력을 가질 때보다 세기가 증가된 제2 장력을 갖게 된다(도 19 참조). 즉, 마이크로 도관(40)은 도시된 바와 같이, 느슨한 상태에서 팽팽한 상태로 변화될 수 있다.
여기서, 후단 장착부(300B)는 마이크로 도관 병진 구동체(도 15의 340)를 구비할 수 있다. 마이크로 도관 병진 구동체(340)는 후단 장착부(300B)를 이동시키는 동력을 제공하고, 이에 따라, 마이크로 도관(40)은 병진 운동하게 된다. 이때, 이러한 마이크로 도관 병진 구동체(340)는 도관 구동부(100)를 이동시키는 동력을 제공하는 도관 병진 구동체(150)와 동기화될 수 있다.
이에 따라, 혈관중재시술 시, 마이크로 도관(40)을 병진 운동시키기 위해, 마이크로 도관 병진 구동체(340)에 의해 후단 장착부(300B)가 이동되면, 이와 동기화되어 있는 도관 병진 구동체(150)에 의해 도관 구동부(100) 및 이에 연결되어 있는 선단 장착부(300A)가 후단 장착부(300B)와 동일한 속도 및 거리로 이동됨으로써, 마이크로 도관(40)이 갖는 제2 장력이 혈관중재시술 과정에서 계속적으로 유지될 수 있다.
이때, 마이크로 도관 병진 구동체(340)와 도관 병진 구동체(150)의 동기화를 통해, 도관(20)과 마이크로 도관(40)이 미세 혈관과 만나는 혈관의 끝 부분에 도달하게 되면, 마이크로 도관 병진 구동체(340)와 도관 병진 구동체(150)의 동기화는 해제되고, 마이크로 도관 병진 구동체(340)만이 구동될 수 있다. 이에 따라, 미세 혈관 내측으로는 마이크로 도관(40)만이 계속 병진 운동하게 된다.
마이크로 가이드와이어 구동부(400)는 마이크로 도관 구동부(300), 보다 상세하게는 후단 장착부(300B)의 후방에 구비될 수 있다. 마이크로 가이드와이어 구동부(400)는 마이크로 가이드와이어(30)를 병진 운동시켜, 마이크로 가이드와이어(30)를 마이크로 도관(40) 내측으로 인입 및 목표 미세 혈관 근처까지 삽입시키고, 마이크로 가이드와이어(30)를 마이크로 도관(40)과 동축으로 회전시킬 수 있다.
이때, 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 장착되는 마이크로 가이드와이어(30)의 선단은 후단 장착부(300B)에 구비되는 제3 Y형 커넥터(330)의 길이 방향 타측 단부에 배치될 수 있다.
이러한 마이크로 가이드와이어 구동부(400)는 가이드와이어 구동부(200)에 구동 수단으로 구비되는 병진 모듈(220), 병진 모터(223), 회전 모듈(240), 병진 모터 드라이버(224) 및 회전식 접속 모듈(230)과 동일한 구동 수단(420, 430)을 구비하여 마이크로 가이드와이어(30)를 회전 및 병진 운동시킬 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
목표 미세 혈관으로 마이크로 도관(40) 및 마이크로 가이드와이어(30)를 삽입하기 위한 세팅 시, 마이크로 가이드와이어(30)는 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 장착된다. 마이크로 가이드와이어(30)는 상기 구동 수단에 의해 병진 운동하여 마이크로 도관(40) 내측으로 인입되고 목표 미세 혈관 근처까지 삽입될 수 있다.
또한, 병진 운동하는 마이크로 가이드와이어(30)가 미세 혈관의 굴곡진 부위와 만났을 때, 마이크로 가이드와이어(30)는 상기 구동 수단에 의해 회전되고 이에 따라, 마이크로 가이드와이어(30)의 선단 방향이 조절될 수 있다. 그 결과, 마이크로 가이드와이어(30)는 계속적으로 목표 미세 혈관을 향해 병진 운동을 할 수 있게 된다.
한편, 이송부(500)는 도관 병진 구동체(150) 및 마이크로 도관 병진 구동체(340)로부터 구동력을 제공 받아, 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300)를 도관(20)의 길이 방향을 따라 이송시킬 수 있다.
이러한 이송부(500)는 베이스부(510), 제1 격벽(520), 제2 격벽(530), 지지봉(540), 랙(rack; 550) 및 피니언(560)을 포함할 수 있다.
베이스부(510)는 혈관중재시술로봇(1000)의 기저면을 제공하는 프레임일 수 있다. 제1 격벽(520) 및 제2 격벽(530)은 베이스부(510)의 길이 방향 양단에 마련될 수 있다. 지지봉(540)은 제1 격벽(520) 및 제2 격벽(530) 사이에 마련될 수 있다. 랙(550)은 베이스부(510)의 상면에 혈관중재시술로봇(1000)의 길이 방향으로 마련될 수 있다. 피니언(560)은 랙(550)과 기어 결합하며, 도관 병진 구동체(150) 또는 마이크로 도관 병진 구동체(340)로부터 구동력을 전달받아 동작될 수 있다. 이에 따라, 랙(550)과 피니언(560) 조립체에 탑재되어 있는 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300)는 혈관중재시술로봇(1000)의 길이 방향으로 이동할 수 있다.
이때, 피니언(560)은 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300)의 개별 이동이 가능하도록, 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300) 각각에 연결될 수 있고, 도관 병진 구동체(150) 및 마이크로 도관 병진 구동체(340)는 각각, 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300)에 연결되어 있는 피니언(560)에 구동력을 제공할 수 있다.
한편, 지지봉(540)은 도관 구동부(100) 및 마이크로 도관 구동부(300)의 이동에 대한 가이드 경로를 제공할 수 있다.
도관 가이드부(600)는 도관(20)의 길이 방향으로 절첩하면서 도관(20)을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 도관 가이드부(600)는 일 방향으로 연장되는 관 형태로 구비될 수 있다. 이때, 도관 가이드부(600)는 도관(20)의 삽입 및 이동이 가능하도록, 그 내부는 길이 방향으로 중공이 형성될 수 있으며, 길이 방향 양측 단부는 개구될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 이러한 도관 가이드부(600)는 절첩을 위하여 텔레스코프 구조(telescope structure)로 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법에 대하여 도 14 내지 도 21을 참조하여 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법을 차례로 나타낸 흐름도이고, 도 15 내지 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법의 각 단계를 설명하기 위한 참고도들이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관중재시술로봇의 구동 방법은, S110 단계 내지 S160 단계로 이루어질 수 있다.
S110 단계
도 15를 참조하면, S110 단계는 초기 세팅 단계로서, 도관(20)을 도관 가이드부(600) 내부에 장착한다. 이 단계에서는 제1 Y형 커넥터(120)를 이루는 본체(123)의 길이 방향 일측 단부에 도관(20)의 길이 방향 후단을 인입 및 파지시킨다.
그리고 S110 단계에서는 단일 트렌치 구조를 이루는 접속판(231)들의 슬릿(230a)과 회전 기어(236)의 슬릿에 가이드와이어(10)를 길이 방향으로 로딩시킨다.
그 다음, S110 단계에서는 병진 모듈(220)을 구동시켜 가이드와이어(10)의 선단이 제1 Y형 커넥터(120)를 이루는 가지부(125)의 분기점 측에 도달하도록 배치시킨다. 이때, 초기 세팅 단계에서는 마이크로 도관(40) 및 마이크로 가이드와이어(30)를 마이크로 도관 구동부(300) 및 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 장착하지 않는다.
S120 단계
도 16을 참조하면, S120 단계에서는 병진 모듈(220)을 구동시켜, 가지부(125)의 분기점 측에 배치되어 있는 가이드와이어(10)가 병진 운동하게 하고, 이를 통해, 가이드와이어(10)를 도관(20) 내측으로 인입시킨다.
계속해서, S120 단계에서는 병진 모듈(220)을 구동시켜, 가이드와이어(10)를 계속 병진 운동 하게 하고, 이를 통해, 가이드와이어(10)를 목표 혈관 근처까지 삽입시킨다.
이때, S120 단계에서는 병진 운동하는 가이드와이어(10)가 혈관의 굴곡진 부위를 만났을 때, 회전 모듈(240)을 구동시켜, 병진 운동하는 가이드와이어(10)를 회전시킬 수 있고, 이를 통해, 가이드와이어(10)의 선단 방향을 조절할 수 있다. 이에 따라, 가이드와이어(10)는 목표 혈관 근처까지 원활하게 삽입될 수 있다.
이때, 가이드와이어(10)는 회전 모듈(240)에 의해 회전되는 병진 모듈(220)의 회전에 의해 회전될 수 있는데, 병진 모듈(220) 회전 시 병진 모터(223) 또한 함께 회전된다.
이 경우, 병진 모터 드라이버(224)와 병진 모터(223) 사이를 전기적으로 연결하는 전기 라인(225)은 회전식 접속 모듈(230)의 접속링(232)에 의해 안정적인 연결 상태로 유지될 수 있다.
또한, 원주 방향 일측이 오픈되어 있는 접속링(232)이 회전하더라도 회전식 접속 모듈(230)의 다중 접점 플레이트(233)에 의해 전기적 접속 상태가 항시적으로 유지될 수 있다.
한편, S120 단계에서는 가이드와이어(10)가 목표 혈관 근처까지 삽입된 후, 도관 병진 구동체(150)를 구동시켜, 도관(20)을 병진 운동시키고, 이를 통해, 도관(20)을 목표 혈관까지 삽입시킨다.
이때, 도관(20)의 병진 운동은 도관 구동부(100)의 이동에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 이와 같은 도관 구동부(100)의 이동 시 이의 후방에 직접 연결되어 있는 마이크로 도관 구동부(300)의 선단 장착부(300A) 또한 함께 이동하게 된다.
S120 단계에서는 가이드와이어(10)와 마찬가지로, 병진 운동하는 도관(20)이 혈관의 굴곡진 부위를 만났을 때, 도관 회전 구동체(110)를 구동시켜, 병진 운동하는 도관(20)을 회전시킬 수 있고, 이를 통해, 도관(20)의 선단 방향을 조절할 수 있다. 이에 따라, 도관(20)은 목표 혈관까지 원활하게 삽입될 수 있다.
S130 단계
도 17을 참조하면, S130 단계에서는 도관(20)이 목표 혈관까지 삽입된 상태에서, 가이드와이어 구동부(200)의 병진 모듈(220)을 구동시켜, 가이드와이어(10)를 후진시키고, 이를 통해, 가이드와이어(10)를 초기 세팅 위치로 복귀시킨다. 이에 따라, 가이드와이어(10)의 길이 방향 선단은 가지부(125)의 분기점 측에 위치하게 된다.
S140 단계
도 18을 참조하면, S140 단계에서는 마이크로 도관(40)을 마이크로 도관 구동부(300)에 장착한다. 구체적으로, S140 단계에서는 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단은 선단 장착부(300A)에 장착되도록 하고, 길이 방향 후단은 선단 장착부(300A)의 후방에 이격되어 있는 후단 장착부(300B)에 장착되도록 한다.
이때, S140 단계에서는 제1 Y형 커넥터(120)를 이루는 본체(123)의 길이 방향 타측 단부에 마이크로 도관(40)의 길이 방향 선단이 위치되도록, 마이크로 도관(40)을 장착할 수 있다.
여기서, S140 단계에서는 마이크로 도관(40)이 제1 장력을 갖도록, 마이크로 도관(40)을 장착할 수 있다. 즉, S140 단계에서는 도시된 바와 같이, 마이크로 도관(40)을 느슨하게 장착할 수 있다.
한편, S140 단계에서는 마이크로 도관(40) 장착 후, 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 마이크로 가이드와이어(30)를 장착할 수 있다.
S140 단계에서는 단일 트렌치 구조를 이루는 접속판들의 슬릿과 회전 기어의 슬릿에 마이크로 가이드와이어(30)를 길이 방향으로 로딩시킬 수 있다.
S150 단계
도 19를 참조하면, S150 단계에서는 선단 장착부(300A)에 구비되는 구동 수단을 구동시켜, 길이 방향 후단이 후단 장착부(300B)에 고정되어 있는 마이크로 도관(40)의 선단을 전방으로 병진 운동시키고, 이를 통해, 마이크로 도관(40)을 도관(20) 내측으로 인입시킨다.
이에 따라, 마이크로 도관(40)은 세팅 시 설정된 제1 장력을 가질 때보다 세기가 증가된 제2 장력을 갖게 된다. 즉, 마이크로 도관(40)은 도시된 바와 같이, 세팅 시의 느슨한 상태에서 팽팽한 상태로 변화될 수 있다.
S160 단계
도 20 및 도 21을 참조하면, S160 단계에서는 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 구비되는 병진 모듈(420)을 구동시켜, 마이크로 가이드와이어(30)를 병진 운동시키고, 이를 통해, 마이크로 가이드와이어(30)를 마이크로 도관(40) 내측으로 인입시킨다.
계속해서, S160 단계에서는 병진 모듈(420)을 구동시켜, 마이크로 가이드와이어(30)를 병진 운동시키고, 이를 통해, 마이크로 가이드와이어(30)를 목표 미세 혈관 근처까지 삽입시킨다.
이때, S160에서는 병진 운동하는 마이크로 가이드와이어(30)가 미세 혈관의 굴곡진 부위를 만났을 때, 마이크로 가이드와이어 구동부(400)에 구비되는 회전 모듈을 구동시켜, 병진 운동하는 마이크로 가이드와이어(30)를 회전시킬 수 있고, 이를 통해, 마이크로 가이드와이어(30) 선단의 방향을 조절할 수 있다.
이에 따라, 마이크로 가이드와이어(30)는 목표 미세 혈관 근처까지 원활하게 삽입될 수 있다.
이때, 마이크로 가이드와이어(30)는 회전 모듈에 의해 회전되는 병진 모듈(420)의 회전에 의해 회전될 수 있는데, 병진 모듈(420) 회전 시 병진 모터 또한 함께 회전된다. 이 경우, 병진 모터 드라이버와 병진 모터 사이를 전기적으로 연결하는 전기 라인은 회전식 접속 모듈의 접속링에 의해 안정적인 연결 상태로 유지될 수 있다.
또한, 원주 방향 일측이 오픈되어 있는 접속링이 회전하더라도 회전식 접속 모듈의 다중 접점 플레이트에 의해 전기적 접속 상태가 항시적으로 유지될 수 있다.
그 다음, S160 단계에서는 마이크로 가이드와이어(30)가 목표 미세 혈관 근처까지 삽입된 후, 마이크로 도관 병진 구동체(340)를 구동시켜, 마이크로 도관(40)을 병진 운동시키고, 이를 통해, 마이크로 도관(40)을 목표 미세 혈관까지 삽입시킨다. 이때, 마이크로 도관(40)의 병진 운동은 마이크로 도관 구동부(300)의 이동에 의해 이루어질 수 있다.
여기서, 마이크로 도관 병진 구동체(340)는 도관 구동부(100)에 구비되는 도관 병진 구동체(150)와 동기화될 수 있으므로, 마이크로 도관 병진 구동체(340)에 의해 마이크로 도관 구동부(300)가 이동될 때, 도관 구동부(100) 및 이에 연결되어 있는 선단 장착부(300A)도 함께 이동된다. 이에 따라, 마이크로 도관(40)은 제2 장력, 즉, 팽팽한 상태로 유지될 수 있다.
여기서, S160 단계에서는 미세 혈관과 만나는 혈관의 끝 부분까지는 마이크로 도관 병진 구동체(340)와 도관 병진 구동체(150)를 동기화시켜, 도관(20)과 마이크로 도관(40)을 함께 병진 운동시킬 수 있다.
하지만, 미세 혈관 내측으로는 직경이 상대적으로 큰 도관(20)이 더 이상 삽입될 수 없다. 따라서, S160 단계에서는 도관(20)과 마이크로 도관(40)이 미세 혈관과 만나는 혈관의 끝 부분까지 도달했을 때, 마이크로 도관 병진 구동체(340)와 도관 병진 구동체(150)의 동기화를 해제한 후, 마이크로 도관 병진 구동체(340)만을 구동시킬 수 있다.
이에 따라, 도관(20)은 미세 혈관과 만나는 혈관의 끝 부분에서 병진 운동을 멈추게 되고, 마이크로 도관(40)은 미세 혈관 내측으로 계속 병진 운동하여, 목표 미세 혈관까지 삽입될 수 있다.
이때, 도시하진 않았지만, 마이크로 도관 병진 구동체(340)와 도관 병진 구동체(150)의 동기화 구동 및 동기화 해제는 제어부에 의해 제어될 수 있다. 이러한 제어부는 혈관중재시술시스템의 마스터 장비 측에 구비될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 시술용 와이어를 병진시키는 병진 모듈;
    상기 시술용 와이어를 병진시키기 위한 병진 구동력을 제공하되, 상기 병진 모듈의 일 측에 배치된 병진 모터;
    상기 시술용 와이어를 축 회전시키되, 상기 시술용 와이어의 축 회전 시, 상기 병진 모듈과 상기 병진 모터가 함께 회전하게 되는, 회전 모듈;
    상기 병진 모터에 병진 구동력을 제공하는 병진 모터 드라이버; 및
    상기 병진 모터 드라이버와 상기 병진 모터를 전기적으로 연결하는 전기 라인에 대한 경로를 제공하는 회전식 접속 모듈을 포함하되,
    상기 회전식 접속 모듈은, 상기 시술용 와이어의 길이 방향으로 배열되며, 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 접속판을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈의 회전 축 방향으로 상기 시술용 와이어를 사용하도록 중심 방향으로 개구된 슬릿이 형성되며, 일 측에 상기 전기 라인이 접속되고, 상기 슬릿에 의하여 원주 방향 일 측이 오픈되어 있는 환형 띠 형상의 접속링이 배치되며,
    상기 회전식 접속 모듈은, 상기 접속링과 상기 병진 모터 드라이버를 전기적으로 연결하도록 상기 접속링 표면에 원주 방향으로 서로 다른 위치에 적어도 2개의 접점을 가지는 다중 접점 플레이트를 포함하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 시술용 와이어를 축 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 회전 모터; 및
    상기 회전 모터로부터의 구동력을 전달받는 회전 기어를 포함하되,
    상기 회전 기어에는 슬릿이 형성되며,
    상기 슬릿은 상기 적어도 하나의 접속판의 슬릿과 원주 방향으로 동일한 위치에 형성되는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 병진 모듈은,
    일 방향을 따라 배열되며, 상기 시술용 와이어가 구름 접촉되는 복수 개의 이송 롤러; 및
    상기 이송 롤러 상에 배치되며, 상기 이송 롤러에 대하여 상대 회전하면서 상기 시술용 와이어의 병진 운동을 가이드하는 가이드 롤러를 포함하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 다중 접점 플레이트는 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 다중 접점 플레이트는 로딩된 상기 시술용 와이어를 기준으로, 상기 시술용 와이어의 좌측과 우측에 교차 배열되는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 다중 접점 플레이트는,
    일 방향으로 연장되는 본체부; 및
    상기 본체부의 길이 방향 일측 단부로부터 적어도 두 갈래로 분기되어 상기 접속링의 표면에 각각 접촉되는 가지부를 포함하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 다중 접점 플레이트는 상기 접속링에 대하여 2 개의 접점을 가지는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 회전식 접속 모듈은,
    상기 다중 접점 플레이트를 지지하는 베이스부; 및
    상기 베이스부에 장착되며, 상기 다중 접점 플레이트를 통해 상기 병진 모터 및 상기 병진 모터 드라이버에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 접속판 각각에는 상기 적어도 하나의 전기 라인 각각에 대응되는 개수의 전기 라인 접속부가 형성되되,
    상기 전기 라인 접속부는 원주 방향으로 형성되며, 어느 하나의 전기 라인 접속부에 접속된 어느 하나의 전기 라인은 어느 하나의 접속링과 전기적으로 연결되는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 시술용 와이어는 도관 내측으로 인입되는 가이드와이어 및 상기 도관 내측으로 인입되는 마이크로 도관의 내측으로 인입되는 마이크로 가이드와이어 중 어느 하나인, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  10. 제9 항에 있어서,
    도관 구동부를 더 포함하며,
    상기 도관 구동부는 길이 방향으로 연장되는 상기 도관을 상기 길이 방향을 축으로 회전 및 병진 운동시키는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가이드와이어는 상기 병진 모듈에 의해 상기 도관 내측으로 병진 운동하고, 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈과 병진 모터의 회전에 의해 상기 도관과 동축으로 회전하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  12. 제10 항에 있어서,
    마이크로 도관 구동부를 더 포함하며,
    상기 마이크로 도관 구동부는, 상기 도관 구동부의 후방에 구비되며, 상기 가이드와이어가 상기 도관 내측으로부터 인출된 경우, 상기 가이드와이어의 인입 및 인출 경로와 다른, 상기 도관과 동축 경로로 마이크로 도관을 병진 운동시키는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 마이크로 가이드와이어는 상기 병진 모듈에 의해 상기 마이크로 도관 내측으로 병진 운동하고, 상기 회전 모듈에 의한 상기 병진 모듈과 병진 모터의 회전에 의해 상기 마이크로 도관과 동축으로 회전하는, 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술로봇.
  14. 제1 항에 따른 혈관중재시술로봇; 및
    상기 혈관중재시술로봇이 시술 베드에 대하여 상대 이동 가능하도록 고정하는 프레임을 포함하는 다중 접점 플레이트를 가지는 혈관중재시술시스템.
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