WO2023128339A1 - 위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치 - Google Patents

위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치 Download PDF

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WO2023128339A1
WO2023128339A1 PCT/KR2022/019450 KR2022019450W WO2023128339A1 WO 2023128339 A1 WO2023128339 A1 WO 2023128339A1 KR 2022019450 W KR2022019450 W KR 2022019450W WO 2023128339 A1 WO2023128339 A1 WO 2023128339A1
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WO
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housing
rotating
blood flow
rotation
flow monitoring
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019450
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English (en)
French (fr)
Inventor
김형함
김영건
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic blood flow monitoring device capable of continuously tracking a location of a blood vessel by adjusting a rotation angle of an ultrasound probe module according to a change in location of a blood vessel.
  • soft tissue reconstruction includes skin grafting, local flapping, proximal flapping, and free flapping.
  • free flapping is applied to large defects, complex soft tissue defects, and failure of local flaps.
  • the skin is cut off and reconstructed in the skin defect area.
  • Flap refers to skin or complex tissue that moves from a donor site to a recipient site while maintaining a viable blood supply. Unlike simple skin transplantation, it is advantageous to remove blood vessels and nerves along with flesh and transplant them to the necessary part. It is called a free flap.
  • Autologous tissue transplantation using free flap is used to treat bone, soft tissue, and skin defects caused by actual trauma or cancer surgery.
  • the present invention tracks the position of the blood vessel in real time even if flow occurs in the blood vessel, accurately secures the location information of the blood vessel, and then rotates the probe module three-axis so that the direction of the blood flow and the direction of the ultrasonic signal maintain a specific angle. It is an object of the present invention to provide a location-tracking ultrasonic blood flow monitoring device that can be tracked.
  • the present invention is a housing formed with an opening on the lower surface; a first rotating member rotating around a first axis within the housing; a second rotation member mounted on the first rotation member and rotating around a second axis; and a probe module mounted on the second rotational member, wherein the probe module rotates along with the rotation of the first rotational member and the second rotational member, and is capable of transmitting and receiving ultrasound signals.
  • the blood flow monitoring device further includes a patch unit, the patch unit may be attached to the skin, and the housing is coupled to the patch unit and is rotatable about a third axis.
  • first axis, the second axis, and the third axis are perpendicular to each other, and the housing, the first rotation member, and the second rotation member are rotatable independently of each other.
  • the blood flow monitoring device may further include a controller, and the controller may control rotational angles of the housing, the first rotational member, and the second rotational member.
  • the first rotating member includes a first rotating ring and a first rotating shaft member, a first shaft hole is formed in the housing, one end of the first rotating shaft member is connected to one side of the first rotating ring, and the other end is the first rotating shaft member.
  • 1 Provides a blood flow monitoring device coupled to the shaft hole.
  • the second rotating member includes a rotating plate and a second rotating shaft member, the second rotating ring is disposed inside the first rotating ring, a second shaft hole is formed in the first rotating ring, and the first rotating ring is formed. 2 rotating shaft members are formed on one side of the rotating plate to provide a blood flow monitoring device coupled to the second shaft hole.
  • the direction in which the second rotation shaft member is disposed is orthogonal to the direction in which the first rotation shaft member is disposed, and the monitoring device is provided.
  • the housing has a first long hole formed in a vertical direction of the housing, the second rotating shaft member protrudes through the first long hole, and the second rotating shaft member is a blood flow monitoring device capable of sliding through the first long hole.
  • the blood flow monitoring device is provided with a second manipulation member formed at an end of the second rotating shaft member.
  • the blood flow monitoring device further includes an operation unit, and the operation unit includes a control unit and a communication unit, wherein the control unit controls rotational angles of the housing, the first rotation member, and the second rotation member, and the communication unit provides a blood flow monitoring device capable of wired or wirelessly transmitting ultrasound signal data received by the probe module.
  • the blood flow monitoring device includes a display on which the application is installed, the blood flow monitoring device further includes an operating unit, the operating unit includes a control unit and a communication unit, and the control unit includes the housing. , Controls the rotational angles of the first rotating member and the second rotating member, and the communication unit can transmit the ultrasonic signal data received by the probe module by wire or wirelessly, and the application is the ultrasonic signal transmitted by the communication unit Provided is a blood flow monitoring system that receives data and outputs a cross-sectional ultrasound image and a Doppler image to the display.
  • the application provides a blood flow monitoring system capable of performing an object recognition function for a blood vessel in the ultrasound cross-section image and Doppler image by storing a deep learning-based object recognition learning result for the blood vessel.
  • the application transmits location information on blood vessels recognized from the ultrasound cross-sectional image and Doppler image to the communication unit, and the control unit controls the rotation angle of the probe module through the received location information on blood vessels. monitoring system is provided.
  • the location-tracking ultrasonic blood flow monitoring device can obtain an optimal Doppler signal and ultrasound cross-sectional image by adjusting the rotation angle of the ultrasound probe module by searching for the location of a blood vessel capable of moving in real time.
  • the blood flow and blood vessel data observed through the ultrasound probe module are wirelessly output through the display, so it can be conveniently carried and used, and information on the blood flow and blood vessels of the subject can be obtained without time and space limitations. .
  • FIG. 1 is a perspective view of a blood flow monitoring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a blood flow monitoring device according to an embodiment of the present invention. It did
  • Figure 3 shows the shape of the housing of the present invention.
  • FIG. 4 shows a state in which a housing, an operating unit, and a patch adapter are removed from the blood flow monitoring device of the present invention.
  • FIG 5 shows a state in which the operating unit is removed from the blood flow monitoring device of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a blood flow monitoring device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 shows the arrangement of the first rotation member and the second rotation member located inside the housing of the present invention.
  • FIG 8 shows a combined state of the probe module, the first rotation member and the second rotation member of the present invention.
  • FIG 9 shows the appearance of the patch part separated from the blood flow monitoring device of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of another embodiment of the blood flow monitoring device of the present invention.
  • FIG 11 schematically illustrates components included in the blood flow monitoring device of the present invention.
  • FIG. 12 schematically illustrates a blood flow monitoring system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a blood flow monitoring algorithm of a blood flow monitoring system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 11 show a configuration of a blood flow monitoring device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings to aid understanding of the present invention.
  • the following examples are provided to more easily understand the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.
  • FIG. 1 and 2 schematically illustrate a blood flow monitoring device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the blood flow monitoring device 10 includes a housing 100, a first rotating member 200, a second rotating member 300, a probe module 400, and a patch unit 500.
  • the control unit 600 may be included.
  • the housing 100 may include a first rotating member 200, a second rotating member 300, and a probe module 400.
  • the first rotation member 200 , the second rotation member 300 , and the probe module 400 may be accommodated inside the housing 100 .
  • the shape of the housing 100 may be, for example, a cylindrical shape or a polygonal column shape, and may be preferably formed in a cylindrical shape.
  • a space may be formed inside the housing 100 .
  • An opening 120 communicating with a space inside the housing 100 may be formed on a lower surface of the housing 100 .
  • the first rotation member 200 , the second rotation member 300 , and the probe module 400 may be disposed in a space formed inside the housing 100 .
  • a first shaft hole 130 and a first long hole 140 may be formed on the side of the housing 100 .
  • the first shaft hole 130 is coupled to the first rotation shaft member 220 of the first rotation member 200 and may support the first rotation member 200 .
  • the first rotary shaft member 220 may be disposed to pass through the first shaft hole 130 .
  • a plurality of first shaft holes 130 may be formed on the side of the housing 100, and the plurality of first shaft holes 130 may be symmetrically arranged on one side and the other side of the housing 100.
  • the first long hole 140 may be a hole formed long in the vertical direction of the housing 100 on one side of the housing 100 .
  • the second rotation shaft member 310 of the second rotation member 300 is inserted into the first long hole 140 and protrudes out of the housing 100, and the second rotation shaft member 310 is the length of the first long hole 140. You can slide along the direction. As the first long hole 140 rotates around the first rotational shaft member 210, the second rotational member 300 rotates in the same direction as the rotational direction of the first rotational member 200. You can make it rotate.
  • the second shaft hole 140 may be formed in a direction perpendicular to a position where the first shaft hole 130 is formed on the side surface of the housing 100 . Accordingly, a virtual extension line perpendicular to the first shaft hole 130 may be orthogonal to a virtual extension line perpendicular to the second shaft hole 140 .
  • the housing 100 may rotate about a third axis that is a vertical central axis of the housing 100 .
  • the lower end of the housing 100 is coupled to the patch unit 500, and the housing 100 may rotate with respect to the patch unit 500 about a third axis.
  • the housing 100 may include housing teeth 160 formed at a lower end of the housing 100 .
  • the housing teeth 160 may adjust the rotation angle of the housing 100 rotating around the third axis.
  • the blood flow monitoring device 10 may include a patch unit 500 .
  • An adhesive material may be applied to the patch unit 500 .
  • a patch unit coupling hole 510 may be formed in the center of the patch unit 500 .
  • a patch unit tooth 511 may be formed on an inner circumferential surface of the patch unit coupling hole 510 .
  • the patch part teeth 511 are engaged with the housing teeth 160, and as the housing 100 rotates with respect to the patch part 500 around the third axis, the patch part teeth 511 and the housing teeth 160 can be rubbed
  • the housing 100 may rotate or stop rotating according to friction between the patch unit teeth 511 and the housing teeth 160 .
  • the patch unit 500 may include a patch unit adapter 520 .
  • the patch unit adapter 520 may be coupled to the patch unit 500 .
  • An adapter coupling hole 521 may be formed in the patch unit adapter 520 .
  • Adapter teeth 522 may be formed on the inner circumferential surface of the adapter coupling hole 521 .
  • Adapter teeth 522 may engage housing teeth 160 of housing 100 .
  • the adapter teeth 522 are engaged with the housing teeth 160, and as the housing 100 rotates with respect to the patch unit 500 around the third axis, the adapter teeth 522 and the housing teeth 160 rub against each other.
  • the housing 100 may rotate or stop rotating according to friction between the adapter teeth 522 and the housing teeth 160 .
  • a motor 170 may be disposed on the patch unit 500 or the patch unit adapter 520 .
  • the motor 170 may be fixed to the patch unit 500 or the patch unit adapter 520 and coupled to the housing teeth 160 .
  • the motor 170 may operate by receiving a signal from the control unit 610 .
  • the motor 170 may rotate the housing 100 with respect to the patch unit 500 or the patch unit adapter 520 .
  • the first rotating member 200 may be a member disposed inside the housing 100 and coupled to the first shaft hole 130 to rotate around the first shaft.
  • the first rotating member 200 may include a ring-shaped first rotating ring 210 and a first rotating shaft member 220 .
  • the first rotational ring 210 may be formed in a circular or polygonal ring shape to correspond to the cross-sectional shape of the housing 100, and the first rotational shaft member 220 may protrude from both ends.
  • the first rotation shaft member 220 may protrude from one side and the other side of the first rotation ring 210 in a direction perpendicular to each side, and is inserted into the first shaft hole 130 formed in the housing 100. and can be combined.
  • a first manipulation member 221 may be coupled to an end of the first rotating shaft member 220 . Since the first operating member 221 protrudes out of the housing 100, the user rotates the first operating member 221 by gripping the first operating member 221 with a hand or engages with a rotary driving device (not shown). and can be driven to rotate. As the first operating member 221 rotates, the first rotation ring 210 may also rotate in the same direction as the first operating member 221 .
  • the shape of the first operating member 221 is not limited thereto, but may be, for example, a polygonal column, a cylinder, or a gear having teeth formed along an outer circumferential surface.
  • the first rotating shaft member 220 may have one end connected to one side of the first rotating ring 210 and the other end coupled to the first shaft hole 130 .
  • the extension line of the central axis of the first rotation shaft member 220 formed on one side and the other side of the first rotation ring 210 may be disposed on the same line, and the extension line may pass through the center of the first rotation ring 210. there is.
  • a plurality of second shaft holes 211 may be formed in the first rotation ring 210 .
  • the second shaft hole 211 is formed on one side and the other side of the first rotating ring 210 and may be formed in a direction perpendicular to the position where the first rotating shaft member 220 is formed. Therefore, the extension line of the vertical line of the second shaft hole 211 and the central axis of the first rotating shaft member 220 may intersect and be orthogonal to each other.
  • An imaginary line connecting the plurality of second shaft holes may coincide with the second shaft.
  • the second rotating member 300 is coupled to the first rotating member 200 and can rotate about a second axis.
  • the second axis may be an axis perpendicular to the first axis.
  • the second rotating member 300 may include a rotating plate 310 , a second rotating shaft member 320 and a probe coupler 330 .
  • the rotation plate 310 is disposed inside the first rotation ring 210 and can rotate about the second axis with respect to the first rotation ring 210 .
  • a plurality of second rotation shaft members 320 may be coupled to the rotation plate 310 .
  • the second rotary shaft member 320 is formed on one side and the other side of the rotary plate 310 and may be inserted into and coupled to the second shaft hole 211 .
  • the second rotating shaft member 320 is disposed on the same line as the second shaft and may function as a rotating shaft so that the rotating plate 310 can rotate around the second shaft.
  • At least a portion of the second rotation shaft member 320 may protrude out of the housing 100 through the first long hole 140 of the housing 100 .
  • the second rotating shaft member 320 rotates the second rotating member 300 around the first axis as the first rotating member 200 rotates while sliding the first long hole 140 .
  • a second manipulation member 321 may be coupled to an end of the second rotary shaft member 320 . Since the second operating member 321 protrudes outside the housing 100, the user rotates the second operating member 321 by gripping the second operating member 321 with his/her hand or engages with a rotary driving device (not shown). and can be driven to rotate. As the second manipulation member 321 rotates, the rotating plate 310 may also rotate in the same direction as the second manipulation member 321 .
  • the shape of the second operating member 321 is not limited thereto, but may be, for example, a polygonal cylinder, a cylinder, or a gear having teeth formed along an outer circumferential surface.
  • the first rotating member 200 may rotate about a first axis
  • the second rotating member 300 may rotate about a second axis
  • the housing 100 may rotate about a third axis.
  • the first rotating member 200, the second rotating member 300, and the housing 100 may rotate independently of each other.
  • the first axis, the second axis, and the third axis may intersect and be orthogonal to each other.
  • a probe coupler 330 may be formed on the rotating plate 310 .
  • the probe module 400 may be coupled to the probe coupler 330 .
  • the probe module 400 is a Doppler ultrasonic sensor, and can generate and transmit ultrasonic waves into the human body, and obtain reflected signals to obtain continuous blood flow and blood vessel state information.
  • the ultrasound of a certain frequency is generated from the probe module 400, the ultrasound of the frequency is incident on a target such as a blood vessel inside the human body, and a signal reflected from the target is acquired through the probe module 400 and converted into an electrical signal.
  • the Doppler ultrasound sensor may acquire data used for hemodynamic evaluation. That is, the Doppler ultrasound sensor may acquire various data on the state of blood flow using a spectral Doppler ultrasound examination method.
  • the waveform Doppler test can apply a method using a continuous wave, a method using a pulsed wave that is transmitted by breaking ultrasonic waves at regular intervals, and the like.
  • the continuous wave method can be usefully used in a region where only one blood vessel exists in one cross section.
  • the waveform Doppler test can reveal not only the presence and amount of blood flow, but also whether or not there is a blood vessel wall, peak systolic velocity, end diastolic velocity, acceleration time, and deceleration time. time), and based on this information, resistance index, pulsatility index, acceleration time index, heart rate, etc. are measured to determine hemodynamics. You can get a lot of information about it.
  • the probe module 400 may transmit ultrasonic waves to the human body located below the housing 100 through the opening 120 and receive ultrasonic signals reflected from the human body. Ultrasonic gel may be coated between the probe module 400 and the human body in the inner space of the housing 100 .
  • connection terminal 410 is connected to the probe module 400, and the connection terminal 410 supplies power to the probe module 400 and transmits an electrical signal generated by the probe module 400 from the reflected signal to the control unit 600. ) can be transmitted.
  • the probe module 400 may rotate in the same direction as the housing 100, the first rotation member 200, and the second rotation member 300 rotate about the first axis, the second axis, and the third axis, respectively. Therefore, it is possible to search for the position of a blood vessel with a flexible location within the human body, and to obtain the best ultrasound cross-sectional image by taking an optimal angle for the found blood vessel.
  • the patch unit 500 can stably fix the position of the housing 100 on the skin attached to the human body.
  • the patch unit 500 may be coupled to the lower end of the housing 100 .
  • the patch unit 500 and the housing 100 may be coupled through a patch unit adapter 520 .
  • the patch unit adapter 520 is attached to the patch unit 500 and may have adapter teeth 522 therein.
  • Housing teeth 160 may be formed at the lower end of the housing 100 .
  • the housing teeth 160 contact the adapter teeth 522, and as the housing 100 rotates about the third axis, the housing teeth 160 and the adapter teeth 522 may rub against each other. Housing 100 can stop rotating whenever housing teeth 160 are positioned in valleys between adapter teeth 522 .
  • one surface of the patch unit 500 is coated with an adhesive harmless to the human body, one surface of the patch unit 500 can be easily attached to the human skin.
  • the patch unit 500 can be detachably coupled to the housing 100, the used patch unit 500 can be easily separated from the housing 100 and discarded.
  • a housing coupling hole 510 that can be coupled to the housing 100 may be formed in the patch unit 500 .
  • the operating unit 600 may be disposed above the housing 100 and may control overall operations of the blood flow monitoring device.
  • the operation unit 600 may include a control unit 610, a communication unit 620, a calculation unit 630, and a power supply unit 640.
  • the operation unit 600 may transmit electrical signals generated by the probe module 400 through the connection terminal 410 .
  • the electrical signal may include ultrasound signal data and ultrasound 2D matrix data received by the probe module 400 .
  • the control unit 610 determines the rotation direction and rotation angle of the probe module 400 through the rotation directions and rotation angles of the probe module 400 with respect to the first axis, the second axis, and the third axis calculated by the operation unit 630. You can control it.
  • the communication unit 620 may transmit electrical signals stored in the operation unit 600 to an external device or an application installed on the external display 700 by wire or wirelessly, and the application may display a cross-sectional ultrasound image and a Doppler image. Also, the communication unit 620 may transfer a control signal for controlling the control unit 610 from an application to the control unit 610 . Therefore, the user can freely control the rotation angle of the probe module 400 through an external application.
  • the application may display a cross-sectional ultrasound image and a Doppler image on the display 700 through an electrical signal transmitted through the communication unit 620, and continuously search for an image of a blood vessel through the displayed ultrasound cross-sectional image and Doppler image to continuously search for blood vessels.
  • the position of may be transferred to the calculation unit 630 through the communication unit 620.
  • the calculation unit 630 can determine the position of the blood vessel received through the application, and accordingly, the probe module 400 transmits and receives the ultrasound signal at an angle optimal for the position of the blood vessel and maintains the sensitivity of the Doppler signal. Rotation directions and angles of the probe module 400 with respect to the first axis, the second axis, and the third axis may be calculated. The rotation direction and angle calculated by the calculation unit 630 are transmitted to the controller 610 so that the controller 610 can control the rotation direction and rotation angle of the probe module 400 .
  • a battery is mounted in the power supply unit 640, and may provide power to the probe module 400, the operation unit 600, and other rotary driving devices.
  • the alarm unit 650 may include an LED lamp, and when the application does not find a blood vessel image for a certain period of time and the probe module 400 transmits and receives ultrasound signals in the wrong direction, it emits light in a specific color or flashes at regular time intervals. In such a way, the user can be notified that a problem has occurred.
  • the display 700 may be wirelessly connected to the communication unit 620 of the blood flow monitoring device 10, but is not limited thereto, and may be, for example, a smart phone, a laptop computer, a PC, a tablet, and the like.
  • the application 70 may be driven on the display 700 and displayed on the screen.
  • the application may output an ultrasound cross-sectional image or a Doppler image through data such as ultrasound 2D matrix data converted by receiving an ultrasound signal by the probe module 400 .
  • the application searches for the location of blood vessels through output images and images, and analyzes the state of the searched blood vessels (blood flow abnormality, blood flow speed, vessel wall thickness, pulsation index, circulatory resistance, heart rate, thrombosis and stenosis, etc.) can be printed out.
  • the application Since the application stores object recognition learning results based on deep learning on blood vessels, the application can perform an object recognition function on acquired images and blood vessels recognized in the images.
  • the object recognition method may be performed by a You Only Look Once (YOLO) neural network architecture.
  • the application transmits location information on the recognized blood vessel to the communication unit 620, and the controller 610 transmits the first axis and the second axis of the probe module 400 through the location information on the blood vessel transmitted through the communication unit 620. and a rotation angle about the third axis may be controlled.

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Abstract

본 발명은 혈관의 위치 변화에 따라 초음파 프로브 모듈의 회전 각도를 조절하여 혈관의 위치를 계속적으로 추적할 수 있는 위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치에 관한 것으로, 혈관의 위치를 실시간으로 추적혈관의 하면에 개구부가 형성된 하우징; 상기 하우징 내에서 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재; 상기 제1 회전 부재에 장착되며, 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전 부재; 및 상기 제2 회전 부재에 장착된 프로브 모듈을 포함하고, 상기 프로브 모듈은 상기 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재의 회전에 따라 함께 회전하며, 초음파 신호를 송신 및 수신 가능한 혈류 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

Description

위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치
본 발명은 혈관의 위치 변화에 따라 초음파 프로브 모듈의 회전 각도를 조절하여 혈관의 위치를 계속적으로 추적할 수 있는 초음파 혈류 모니터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연부 조직의 재건은 피부 이식술, 국소 피판술, 근거리 피판술, 유리 피판술이 있는데, 이 중에서 유리 피판술은 큰 결손이나 복합 연부 조직 결손, 국소 피판이 실패한 경우 등에 적용하는 것으로, 신체에서 필요한 크기로 피부를 잘라내고, 이를 피부 결손 부위에 재건하는 것이다. 피판은 이동되는 조직이 생존 가능한 혈액 공급을 유지하면서 공여부에서 수혜부로 옮겨가는 피부 또는 복합 조직을 말하는 것으로, 단순 피부 이식술과 달리 살과 함께 혈관, 신경 등을 같이 떼어내 필요한 부분에 이식하는 것을 유리피판술(free flap)이라고 한다. 실제 외상이나 암 수술 등으로 인해 발생한 골, 연부조직, 피부결손을 치료하는 경우 유리 피판술을 이용한 자가조직이식이 사용되며, 최근에는 수술 테크닉의 발전과 수요 증가로 인하여 빠른 속도로 시행 건수가 증가하고 있으며(국내 2015년 약 2,000건, 2016년 약 2,600건) 최근에는 유방암 진단의 증가와 예방적 유방절제술의 증가, 또한, 화상으로 인한 피부층 결손, 유방 재건으로 인한 피부층 환자들의 절제 후 재건 요구도 증가, 유방암의 보험 등재 등으로 인해 더 많은 수가 시행되고 있고, 이는 국내뿐 아니라 전세계적 공통 사항이다. 결손, 당뇨합병증으로 인한 피부조직 결손, 욕창으로 인한 피부조직 결손 등의 자연치유가 안되는 피부조직의 경우에도 피판술로 피부층 이식을 시행하는데, 피부의 생존력(viability)을 위해 문합(anastomoses) 생성으로 조직의 혈관을 통해 혈액을 공급해주어야 하고, 수술로부터 최소 3일 동안은 수술 경과에 대한 모니터링이 지속되어야 한다.
그러나 종래의 혈류 모니터링 기술은 초음파 프로브가 고정되므로 혈관에 유동이 발생되는 경우에는 최적의 도플러 신호 감도를 유지할 수 없다는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 혈관에 유동이 발생하더라도 혈관의 위치를 실시간으로 추적하여 혈관의 위치 정보를 정확히 확보한 후, 혈류의 방향과 초음파 신호의 방향이 특정 각도를 유지하도록 프로브 모듈을 3축 회전시킬 수 있는 위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하면에 개구부가 형성된 하우징; 상기 하우징 내에서 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재; 상기 제1 회전 부재에 장착되며, 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전 부재; 및 상기 제2 회전 부재에 장착된 프로브 모듈을 포함하고, 상기 프로브 모듈은 상기 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재의 회전에 따라 함께 회전하며, 초음파 신호를 송신 및 수신 가능한 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 혈류 모니터링 장치에는 패치부가 더 포함되고, 상기 패치부는 피부에 부착될 수 있으며, 상기 하우징은 상기 패치부와 결합되고, 제3 축을 중심으로 회전 가능한 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제3 축은 서로 수직이고, 상기 하우징, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재는 서로 독립적으로 회전 가능한 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 혈류 모니터링 장치에는 제어부가 더 포함되고, 상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 각도를 제어할 수 있는 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 회전 부재에는 제1 회전 링 및 제1 회전축 부재가 포함되고, 하우징에는 제1 축공이 형성되며, 제1 회전축 부재는 일단이 상기 제1 회전 링 일측과 연결되고, 타단이 제1 축공에 결합된 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 제2 회전 부재에는 회전 판 및 제2 회전축 부재가 포함되고, 상기 제2 회전 링은 상기 제1 회전 링 내측에 배치되며, 상기 제1 회전 링에는 제2 축공이 형성되고, 상기 제2 회전축 부재는 상기 회전 판 일측에 형성되어 상기 제2 축공에 결합된 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 제2 회전축 부재가 배치된 방향은 상기 제1 회전축 부재가 배치된 방향과 서로 직교하는 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 하우징에는 상기 하우징의 상하 방향 형성된 제1 장공이 형성되고, 상기 제2 회전축 부재는 상기 제1 장공을 통해 돌출되며, 상기 제2 회전축 부재는 상기 제1 장공을 슬라이드 이동할 수 있는 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 제2 회전축 부재 단부에는 제2 조작 부재가 형성된 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
또한, 상기 혈류 모니터링 장치에는 작동부가 더 포함되고, 상기 작동부에는 제어부 및 통신부가 포함되며, 상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재의 회전 각도를 제어하고, 상기 통신부는 상기 프로브 모듈이 수신한 초음파 신호 데이터를 유선 또는 무선으로 전송 가능한 혈류 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 실시 예로, 상기 혈류 모니터링 장치 및 애플리케이션이 인스톨되는 디스플레이를 포함하고, 상기 혈류 모니터링 장치에는 작동부가 더 포함되며, 상기 작동부에는 제어부 및 통신부가 포함되고, 상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재의 회전 각도를 제어하며, 상기 통신부는 상기 프로브 모듈이 수신한 초음파 신호 데이터를 유선 또는 무선으로 전송 가능하고, 상기 애플리케이션은 상기 통신부가 전송한 초음파 신호 데이터를 전송받아 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지를 상기 디스플레이에 출력하는 혈류 모니터링 시스템을 제공한다.
또한, 상기 애플리케이션은 혈관에 대한 딥러닝(deep learning) 기반의 객체인식 학습결과를 저장하여 상기 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지에서 혈관에 대한 객체 인식 기능을 수행할 수 있는 혈류 모니터링 시스템를 제공한다.
또한, 상기 애플리케이션은 상기 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지로부터 인식한 혈관에 대한 위치 정보를 상기 통신부에 전송하고, 상기 제어부는 상기 전송받은 혈관에 대한 위치 정보를 통해 상기 프로브 모듈의 회전 각도를 제어하는 혈류 모니터링 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 위치 추적형 초음파 혈류 모니터링 장치는 유동 가능한 혈관의 위치를 실시간으로 탐색하여 초음파 프로브 모듈의 회전 각도를 조절할 수 있어 최적의 도플러 신호 및 초음파 단면 영상을 획득할 수 있다.
또한, 초음파 프로브 모듈을 통해 관측된 혈류 및 혈관에 관한 데이터가 무선으로 디스플레이를 통해 출력되어, 간편하게 휴대하며 사용할 수 있고, 시간 및 공간의 제약 없이 피검사자의 혈류 및 혈관에 관한 정보를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 모니터링 장치의 모습을 사시도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 모니터링 장치의 모습을 사시도로 도시한 것이다. 한 것이다.
도 3은 본 발명의 하우징의 형상을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 혈류 모니터링 장치에서 하우징과 작동부, 패치 어댑터가 제거된 모습을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 혈류 모니터링 장치에서 작동부를 제거한 모습을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 모니터링 장치의 단면을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 하우징 내부에 위치한 제1 회전부재 및 제2 회전부재의 배치를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 프로브 모듈, 제1 회전부재 및 제2 회전부재의 결합된 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 혈류 모니터링 장치에서 분리된 패치부의 모습을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 혈류 모니터링 장치의 다른 실시예에 대한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 혈류 모니터링 장치에 포함된 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혈류 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혈류 모니터링 시스템의 혈류 모니터링 알고리즘을 나타낸 것이다.
이하 설명하는 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 11에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 혈류 모니터링 장치(10)의 구성이 도시되어 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시 예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것일 뿐, 하기 실시 예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 모니터링 장치(10)의 모습을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 혈류 모니터링 장치(10)에는 하우징(100), 제1 회전부재(200), 제2 회전부재(300), 프로브 모듈(400), 패치부(500), 및 제어부(600)가 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 하우징(100)은 제1 회전부재(200), 제2 회전부재(300) 및 프로브 모듈(400)을 포함할 수 있다. 제1 회전부재(200), 제2 회전부재(300), 및 프로브 모듈(400)은 하우징(100) 내부에 수용될 수 있다.
하우징(100)의 형상은 예를 들어, 원기둥 또는 다각기둥 형상일 수 있으며, 바람직하게 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(100)에는 내부에 공간이 형성될 수 있다. 하우징(100) 하면에는 하우징(100) 내부의 공간과 연통되는 개구부(120)가 형성될 수 있다.
하우징(100)의 내부에 형성된 공간에는 제1 회전부재(200), 제2 회전부재(300) 및 프로브 모듈(400)이 배치될 수 있다.
하우징(100) 측면에는 제1 축공(130) 및 제1 장공(140)이 형성될 수 있다.
제1 축공(130)은 제1 회전부재(200)의 제1 회전축 부재(220)와 결합되며, 제1 회전부재(200)를 지지할 수 있다. 제1 회전축 부재(220)는 제1 축공(130)을 관통하도록 배치될 수 있다.
제1 축공(130)은 하우징(100) 측면에 복수개 형성될 수 있으며, 복수개의 제1 축공(130)은 하우징(100)의 일측면과 타측면에 대칭되게 배치될 수 있다.
제1 장공(140)은 하우징(100) 일측면에 하우징(100)의 상하 방향으로 길게 형성된 구멍일 수 있다.
제1 장공(140)에는 제2 회전부재(300)의 제2 회전축 부재(310)가 삽입되어 하우징(100) 외부로 돌출되며, 제2 회전축 부재(310)는 제1 장공(140)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 제1 장공(140)은 제1 회전부재(200)가 제1 회전축 부재(210)을 중심으로 회전함에 따라 제2 회전부재(300)도 제1 회전부재(200)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전할 수 있도록할 수 있다.
제2 축공(140)은 하우징(100) 측면부에 제1 축공(130)이 형성된 위치에 대해 직각 방향에 형성될 수 있다. 따라서 제1 축공(130)에 대해 수직인 가상의 연장선은 제2 축공(140)에 대해 수직인 가상의 연장선과 직교할 수 있다.
하우징(100)은 하우징(100)의 수직 중심축인 제3 축을 중심으로 회전할 수 있다. 하우징(100)의 하단부는 패치부(500)와 결합되며, 하우징(100)은 패치부(500)에 대해 제3 축을 중심으로 회전할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 하우징(100)은 하우징(100)의 하단에 형성된 하우징 톱니(160)를 포함할 수 있다. 하우징 톱니(160)는 제3 축을 중심으로 회전하는 하우징(100)의 회전 각도를 조절할 수 있다.
혈류 모니터링 장치(10)는 패치부(500)를 포함할 수 있다. 패치부(500)에 점착성 물질이 도포될 수 있다. 패치부(500)의 중앙에는 패치부 결합홀(510)이 형성될 수 있다. 패치부 결합홀(510)의 내주면에는 패치부 톱니(511)가 형성될 수 있다.
패치부 톱니(511)는 하우징 톱니(160)와 결합되어, 하우징(100)이 제3 축을 중심으로 패치부(500)에 대해 회전함에 따라, 패치부 톱니(511)와 하우징 톱니(160)가 마찰될 수 있다. 하우징(100)은 패치부 톱니(511)와 하우징 톱니(160)의 마찰에 따라, 회전하거나 회전을 멈출 수 있다.
도 9를 참조하면, 패치부(500)는 패치부 어댑터(520)를 포함할 수 있다. 패치부 어댑터(520)는 패치부(500)와 결합될 수 있다. 패치부 어댑터(520)에는 어댑터 결합홀(521)이 형성될 수 있다. 어댑터 결합홀(521)의 내주면에는 어댑터 톱니(522)가 형성될 수 있다. 어댑터 톱니(522)는 하우징(100)의 하우징 톱니(160)와 결합될 수 있다.
어댑터 톱니(522)는 하우징 톱니(160)와 결합되어, 하우징(100)이 제3 축을 중심으로 패치부(500)에 대해 회전함에 따라, 어댑터 톱니(522)와 하우징 톱니(160)가 마찰될 수 있다. 하우징(100)은 어댑터 톱니(522)와 하우징 톱니(160)의 마찰에 따라, 회전하거나 회전을 멈출 수 있다.
도 10을 참조하면, 패치부(500) 또는 패치부 어댑터(520)에 모터(170)가 배치될 수 있다. 모터(170)는 패치부(500) 또는 패치부 어댑터(520)에 고정되어, 하우징 톱니(160)에 결합될 수 있다. 모터(170)는 제어부(610)로부터 신호를 수신하여 작동할 수 있다. 모터(170)는 패치부(500) 또는 패치부 어댑터(520)에 대하여 하우징(100)을 회전시킬 수 있다.
제1 회전부재(200)는 하우징(100) 내부에 배치되고, 제1 축공(130)과 결합되어 제1 축을 중심으로 회전하는 부재일 수 있다.
제1 회전부재(200)는 링 형상의 제1 회전 링(210)과 제1 회전축 부재(220)를 포함할 수 있다.
제1 회전 링(210)은 하우징(100)의 횡단면 형상에 상응하도록 원형 또는 다각형의 링 형상으로 형성될 수 있고, 양측 단부에 제1 회전축 부재(220)가 돌출형성될 수 있다.
제1 회전축 부재(220)는 제1 회전 링(210)의 일측면과 타측면에 각각의 면에 수직인 방향으로 돌출 형성될 수 있으며, 하우징(100)에 형성된 제1 축공(130)에 삽입되어 결합될 수 있다.
제1 회전축 부재(220)의 단부에는 제1 조작 부재(221)가 결합될 수 있다. 제1 조작 부재(221)는 하우징(100) 외부로 돌출되므로 사용자가 제1 조작 부재(221)를 손으로 파지하여 제1 조작 부재(221)를 회전시키거나 회전 구동 장치(미도시)와 결합되어 회전 구동될 수 있다. 제1 조작 부재(221)가 회전됨에 따라 제1 회전 링(210)도 제1 조작 부재(221)와 같은 방향으로 회전될 수 있다.
제1 조작 부재(221)의 형상은 이에 제한되지 않지만, 예를 들어, 다각기둥, 원기둥, 외주면을 따라 톱니가 형성된 기어 등일 수 있다.
제1 회전축 부재(220)는 일단이 제1 회전 링(210) 일측면과 연결되고, 타단이 제1 축공(130)에 결합될 수 있다.
제1 회전 링(210)의 일측면과 타측면에 형성된 제1 회전축 부재(220)는 중심 축의 연장선은 동일 선상에 배치될 수 있으며, 상기 연장선은 제1 회전 링(210)의 중심을 지날 수 있다.
제1 회전 링(210)에는 제2 축공(211)이 복수 개 형성될 수 있다. 제2 축공(211)은 제1 회전 링(210)의 일측면과 타측면에 형성되며, 제1 회전축 부재(220)가 형성된 위치에 대해 직각 방향에 형성될 수 있다. 따라서 제2 축공(211)에 대한 수직선과 제1 회전축 부재(220)의 중심 축의 연장선은 서로 교차하며 직교할 수 있다. 복수 개의 제2 축공을 연결하는 가상의 선은 제2 축과 일치할 수 있다.
제2 회전부재(300)는 제1 회전부재(200)와 결합되며, 제2 축을 중심으로 회전할 수 있다. 제2 축은 제1 축에 대해 수직인 축일 수 있다.
제2 회전부재(300)에는 회전 판(310), 제2 회전축 부재(320) 및 프로브 결합부(330)가 포함될 수 있다.
회전 판(310)은 제1 회전 링(210) 내측에 배치되며, 제1 회전 링(210)에 대해 제2 축을 중심으로 회전할 수 있다.
회전 판(310)에는 제2 회전축 부재(320)가 복수 개 결합될 수 있다. 제2 회전축 부재(320)는 회전 판(310) 일측과 타측에 형성되며, 제2 축공(211)에 삽입되어 결합될 수 있다.
제2 회전축 부재(320)는 제2 축과 동일선상에 배치되며, 회전 판(310)이 제2 축을 중심으로 회전할 수 있도록 회전축 기능을 할 수 있다.
제2 회전축 부재(320)중 적어도 일부는 하우징(100)의 제1 장공(140)을 통해 하우징(100) 외부로 돌출될 수 있다. 제2 회전축 부재(320)는 제1 장공(140)을 슬라이드 이동하면서 제1 회전부재(200)가 회전함에 따라 제2 회전부재(300)도 제1 축을 중심으로 회전이동하게 한다.
제2 회전축 부재(320)의 단부에는 제2 조작 부재(321)가 결합될 수 있다. 제2 조작 부재(321)는 하우징(100) 외부로 돌출되므로 사용자가 제2 조작 부재(321)를 손으로 파지하여 제2 조작 부재(321)를 회전시키거나 회전 구동 장치(미도시)와 결합되어 회전 구동될 수 있다. 제2 조작 부재(321)가 회전됨에 따라 회전 판(310)도 제2 조작 부재(321)와 같은 방향으로 회전될 수 있다.
제2 조작 부재(321)의 형상은 이에 제한되지 않지만, 예를 들어, 다각기둥, 원기둥, 외주면을 따라 톱니가 형성된 기어 등일 수 있다.
제1 회전부재(200)는 제1 축을 중심으로 회전할 수 있고, 제2 회전부재(300)는 제2 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 하우징(100)은 제3 축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 회전부재(200), 제2 회전부재(300) 및 하우징(100)은 서로 독립적으로 각각 회전할 수 있다. 제1 축, 제2 축 및 제3 축은 서로 교차하며 직교할 수 있다.
회전 판(310)에는 프로브 결합부(330)가 형성될 수 있다. 프로브 결합부(330)에는 프로브 모듈(400)이 결합될 수 있다.
프로브 모듈(400)은 도플러 초음파 센서로서, 초음파를 발생시켜 인체 내에 송신하고, 반사된 신호를 획득하여 연속적인 혈류 및 혈관상태 정보를 획득할 수 있다.
프로브 모듈(400)에서 일정한 주파수의 초음파가 발생되면, 상기 주파수의 초음파는 인체 내부의 혈관 등의 목표물에 입사되고, 목표물에서 반사된 신호는 프로브 모듈(400)을 통해 획득하여 전기신호로 변환될 수 있다.
한편, 도플러 초음파 센서는 혈류 역학적 평가에 활용되는 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 도플러 초음파 센서는 파형도플러(spectral Doppler) 초음파 검사 방식을 이용하여 혈류 상태에 대한 다양한 데이터를 획득할 수있다. 파형 도플러 검사는 연속파(continuous wave)를 사용하는 방식, 일정한 간격을 두고 초음파를 끊어서 보내는 펄스파(pulsed wave) 사용 방식 등을 적용할 수 있다. 특히, 연속파 방식은 한 단면에 한 개의 혈관만 존재하는 부위에 유용하게 사용될 수 있다.
이러한 파형도플러 검사로서 알 수 있는 것은 혈류의 존재 유무 및 혈류량 뿐 아니라 혈관벽 여부, 혈류의 수축기 최고속도(peak systolic velocity), 이완기 최저속도(end diastolic velocity), 가속시간(accelerationtime), 감속시간(deceleration time)등을 알 수 있고, 이러한 정보를 바탕으로 저항지수(Resistive Index), 박동지수(Pulsatility Index), 가속시간지수(Acceleration Time Index), 심박수(heart rate) 등을 측정하여 혈류 역동(hemodynamics)에 관한 많은 정보를 파악할 수 있다.
프로브 모듈(400)은 개구부(120)를 통해 하우징(100)의 하부에 위치한 인체에 초음파를 송신하고 인체로부터 반사된 초음파 신호를 수신할 수 있다. 하우징(100)의 내부공간에서 프로브 모듈(400)과 인체 사이에는 초음파 젤이 코팅될 수 있다.
프로브 모듈(400)에는 접속단자(410)가 연결되며, 접속단자(410)는 프로브 모듈(400)에 전원을 제공하고, 반사된 신호로부터 프로브 모듈(400)이 생성하는 전기신호를 제어부(600)로 전달할 수 있다.
프로브 모듈(400)은 하우징(100), 제1 회전부재(200) 및 제2 회전부재(300)가 제1 축, 제2 축 및 제3 축을 중심으로 각각 회전함에 따라 동일한 방향으로 회전할 수 있어 인체 내에서 위치가 유동적인 혈관의 위치를 탐색할 수 있으며, 발견된 혈관에 대해 최적의 각도를 취할 수 있어 최상의 초음파 단면 영상을 획득할 수 있다.
패치부(500)는 인체의 피부에 부착되어 부착된 피부 상에서 하우징(100)의 위치를 안정적으로 고정할 수 있다. 패치부(500)는 하우징(100) 하단부에 결합될 수 있다. 도 9를 참조하면, 패치부(500)와 하우징(100)의 결합은 패치부 어댑터(520)를 통해 이루어질 수 있다. 패치부 어댑터(520)는 패치부(500)와 부착되고, 내부에 어댑터 톱니(522)가 있을 수 있다. 하우징 (100)의 하단에는 하우징 톱니(160)가 형성될 수 있다. 하우징 톱니(160)는 어댑터 톱니(522)와 접촉되며, 하우징(100)이 제3 축을 중심으로 회전함에 따라 하우징 톱니(160)와 어댑터 톱니(522)가 서로 마찰될 수 있다. 하우징 (100)은 하우징 톱니(160)가 어댑터 톱니(522) 사이의 골에 위치하는 경우마다 회전을 멈출 수 있다.
패치부(500)의 일면에는 인체에 무해한 접착제가 코팅되므로 패치부(500)의 일면은 인체의 피부에 쉽게 부착될 수 있다.
패치부(500)는 하우징(100)과 착탈식으로 결합될 수 있어 사용한 패치부(500)는 하우징(100)과 쉽게 분리하여 폐기할 수 있다.
패치부(500)에는 하우징(100)과 결합될 수 있는 하우징 결합홀(510)이 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 작동부(600)는 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있으며, 혈류 모니터링 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 작동부(600)에는 제어부(610), 통신부(620), 연산부(630) 및 전원공급부(640)를 포함할 수 있다.
작동부(600)는 프로브 모듈(400)에서 발생되는 전기 신호를 접속단자(410)를 통해 송신할 수 있다. 전기 신호에는 프로브 모듈(400)이 수신한 초음파 신호 데이터 및 초음파 2D 행렬 데이터가 포함될 수 있다.
제어부(610)는 연산부(630)가 연산한 프로브 모듈(400)의 제1 축, 제2 축 및 제3 축에 대한 회전 방향 및 회전 각도를 통해 프로브 모듈(400)의 회전 방향 및 회전 각도를 제어할 수 있다.
통신부(620)는 작동부(600)에 저장된 전기 신호를 외부 기기 또는 외부 디스플레이(700)에 인스톨된 애플리케이션으로 유선 또는 무선으로 전송할 수 있으며, 애플리케이션은 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지를 표시할 수 있다. 또한, 통신부(620)는 애플리케이션으로부터 제어부(610)를 제어하기 위한 제어신호를 제어부(610)에 전달할 수 있다. 따라서 사용자는 외부의 애플리케이션을 통해 프로브 모듈(400)의 회전 각도를 자유롭게 제어할 수 있다.
또한, 애플리케이션은 통신부(620)를 통해 전송받은 전기 신호를 통해 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지를 디스플레이(700)에 표시할 수 있으며, 표시된 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지 통해 혈관의 이미지를 계속적으로 탐색하여 혈관의 위치를 통신부(620)를 통해 연산부(630)로 전달할 수 있다.
연산부(630)는 애플리케이션을 통해 전달받은 혈관의 위치를 파악할 수 있으며, 이에 따라 프로브 모듈(400)이 혈관의 위치에 대해 최적의 각도로 초음파 신호를 송신 및 수신하고 도플러 신호의 감도를 유지할 수 있도록 프로브 모듈(400)의 제1 축, 제2 축 및 제3 축에 대한 회전 방향 및 각도를 연산할 수 있다. 연산부(630)가 연산한 회전 방향 및 각도는 제어부(610)로 전달되어 제어부(610)가 프로브 모듈(400)의 회전 방향 및 회전 각도를 제어할 수 있다.
전원공급부(640)에는 배터리가 장착되며, 프로브 모듈(400), 작동부(600) 및 기타 회전구동장치들에 전원을 제공할 수 있다.
알람부(650)에는 LED램프가 포함될 수 있으며, 애플리케이션이 일정 시간동안 혈관 이미지를 찾지 못하여 프로브 모듈(400)이 잘못된 방향으로 초음파 신호를 송신 및 수신하는 경우 특정 색상으로 발광하거나 일정한 시간 간격으로 점멸하는 등의 방법으로 사용자에게 문제가 발생하였음을 알릴 수 있다.
디스플레이(700)는 혈류 모니터링 장치(10)의 통신부(620)와 무선으로 접속될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어, 스마트 폰, 노트북, PC, 태블릿 등일 수 있다. 디스플레이(700)에는 애플리케이션(70)이 구동되어 화면에 출력될 수 있다.
애플리케이션은 프로브 모듈(400)이 초음파 신호를 수신하여 변환한 초음파 2D 행렬 데이터 등의 데이터를 통해 초음파 단면 영상, 도플러 이미지 등을 출력할 수 있다. 또한, 애플리케이션은 출력된 영상, 이미지 등을 통해 혈관의 위치를 탐색하고, 탐색된 혈관의 상태(혈류 이상, 혈류 속도, 혈관벽 두께, 맥동지수, 순환 저항, 심박 속도, 혈전 및 협착 등)를 분석하여 출력할 수 있다.
애플리케이션에는 혈관에 대한 딥러닝(deep learning) 기반의 객체인식 학습결과를 저장하고 있어, 애플리케이션은 획득된 영상 및 이미지에서 인식되는 혈관에 대한 객체인식 기능을 수행할 수 있다. 객체인식 방법은 YOLO(You Only Look Once) 신경 네트워크(neural network) 아키텍처에 의하여 수행될 수 있다.
애플리케이션은 인식한 혈관에 관한 위치 정보를 통신부(620)로 전송하며, 제어부(610)는 통신부(620)로 전송받은 혈관에 관한 위치 정보를 통해 프로브 모듈(400)의 제1 축, 제2 축 및 제3 축에 대한 회전 각도를 제어할 수 있다.
이상 실시예를 통해 본 기술을 설명하였으나, 본 기술은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 기술의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 기술에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 하면에 개구부가 형성된 하우징;
    상기 하우징 내에서 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재;
    상기 제1 회전 부재에 장착되며, 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전 부재; 및
    상기 제2 회전 부재에 장착된 프로브 모듈을 포함하고,
    상기 프로브 모듈은 상기 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재의 회전에 따라 함께 회전하며, 초음파 신호를 송신 및 수신 가능한 혈류 모니터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혈류 모니터링 장치에는 패치부가 더 포함되고,
    상기 패치부는 피부에 부착될 수 있으며,
    상기 하우징은 상기 패치부와 결합되고, 제3 축을 중심으로 회전 가능한 혈류 모니터링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 축, 상기 제2 축 및 상기 제3 축은 서로 수직이고,
    상기 하우징, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재는 서로 독립적으로 회전 가능한 혈류 모니터링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 혈류 모니터링 장치에는 제어부가 더 포함되고,
    상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 각도를 제어할 수 있는 혈류 모니터링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회전 부재에는 제1 회전 링 및 제1 회전축 부재가 포함되고,
    하우징에는 제1 축공이 형성되며,
    제1 회전축 부재는 일단이 상기 제1 회전 링 일측과 연결되고, 타단이 제1 축공에 결합된 혈류 모니터링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 회전 부재에는 회전 판 및 제2 회전축 부재가 포함되고,
    상기 제2 회전 링은 상기 제1 회전 링 내측에 배치되며,
    상기 제1 회전 링에는 제2 축공이 형성되고,
    상기 제2 회전축 부재는 상기 회전 판 일측에 형성되어 상기 제2 축공에 결합된 혈류 모니터링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 회전축 부재가 배치된 방향은 상기 제1 회전축 부재가 배치된 방향과 서로 직교하는 모니터링 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    하우징에는 상기 하우징의 상하 방향 형성된 제1 장공이 형성되고,
    상기 제2 회전축 부재는 상기 제1 장공을 통해 돌출되며,
    상기 제2 회전축 부재는 상기 제1 장공을 슬라이드 이동할 수 있는 혈류 모니터링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 회전축 부재 단부에는 제2 조작 부재가 형성된 혈류 모니터링 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징 하단에 형성된 하우징 톱니; 및
    상기 패치부 위에 배치된 패치부 어댑터를 더 포함하고,
    상기 패치부 어댑터는 어댑터 결합홀에 형성된 어댑터 톱니를 포함하고,
    상기 하우징 톱니는 상기 어댑터 톱니와 접촉된 혈류 모니터링 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 혈류 모니터링 장치에는 작동부가 더 포함되고,
    상기 작동부에는 제어부 및 통신부가 포함되며,
    상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재의 회전 각도를 제어하고,
    상기 통신부는 상기 프로브 모듈이 수신한 초음파 신호 데이터를 유선 또는 무선으로 전송 가능한 혈류 모니터링 장치.
  12. 상기 제 1 항 내지 상기 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 혈류 모니터링 장치; 및
    애플리케이션이 인스톨되는 디스플레이를 포함하고,
    상기 혈류 모니터링 장치에는 작동부가 더 포함되며,
    상기 작동부에는 제어부 및 통신부가 포함되고,
    상기 제어부는 상기 하우징, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재의 회전 각도를 제어하며,
    상기 통신부는 상기 프로브 모듈이 수신한 초음파 신호 데이터를 유선 또는 무선으로 전송 가능하고,
    상기 애플리케이션은 상기 통신부가 전송한 초음파 신호 데이터를 전송받아 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지를 상기 디스플레이에 출력하는 혈류 모니터링 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 애플리케이션은 혈관에 대한 딥러닝(deep learning) 기반의 객체인식 학습결과를 저장하여 상기 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지에서 혈관에 대한 객체 인식 기능을 수행할 수 있는 혈류 모니터링 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 애플리케이션은 상기 초음파 단면 영상 및 도플러 이미지로부터 인식한 혈관에 대한 위치 정보를 상기 통신부에 전송하고,
    상기 제어부는 상기 전송받은 혈관에 대한 위치 정보를 통해 상기 프로브 모듈의 회전 각도를 제어하는 혈류 모니터링 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170105700A1 (en) * 2015-06-23 2017-04-20 Hemonitor Medical Ltd Continuous ultrasonic monitoring
KR101816090B1 (ko) * 2015-05-12 2018-01-08 (주)혜민 혈류 모니터링 기능을 갖는 초음파치료기
KR102146953B1 (ko) * 2019-01-04 2020-08-21 주식회사 엠트리케어 혈류 및 혈관상태 측정장치
KR102215276B1 (ko) * 2019-03-08 2021-02-15 주식회사 힐세리온 무선 혈류 및 혈관상태 측정장치
JP2021118892A (ja) * 2015-10-22 2021-08-12 タイト ケア リミテッド 生理学的モニタのためのシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101816090B1 (ko) * 2015-05-12 2018-01-08 (주)혜민 혈류 모니터링 기능을 갖는 초음파치료기
US20170105700A1 (en) * 2015-06-23 2017-04-20 Hemonitor Medical Ltd Continuous ultrasonic monitoring
JP2021118892A (ja) * 2015-10-22 2021-08-12 タイト ケア リミテッド 生理学的モニタのためのシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品
KR102146953B1 (ko) * 2019-01-04 2020-08-21 주식회사 엠트리케어 혈류 및 혈관상태 측정장치
KR102215276B1 (ko) * 2019-03-08 2021-02-15 주식회사 힐세리온 무선 혈류 및 혈관상태 측정장치

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