KR20170051876A - 조직절제기 및 조직절제시스템 - Google Patents

조직절제기 및 조직절제시스템 Download PDF

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KR20170051876A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조직절제기는, 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 및 절제부의 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되어, 인체조직으로 광신호를 제공하는 광신호전달모듈을 포함하고, 광신호전달모듈은, 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하는 것이 바람직하다.

Description

조직절제기 및 조직절제시스템{Dissection tool And Dissection system}
본 발명은 조직절제기 및 조직절제시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 인체로 삽입되는 부분에 카메라모듈을 장착하지 않고도 인체조직을 라인스캐닝하여 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 혈관의 존재 유무 및 그 크기를 눈으로 직접 관찰할 수 있어, 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있는 조직절제기 및 조직절제시스템에 관한 것이다.
의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 말한다. 이러한 수술 중 개복 수술은 복강이나 안면의 피부(skin)를 갈라서 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 수술에 해당한다.
이러한 개복 수술을 시술할 때에는, 피부를 절개하여 피부와 조직 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한 후, 그 공간을 통해 수술 행위를 수행하게 되므로, 상처가 많이 나고 수술 후 치유가 더디다는 문제가 있어, 최근에는 이에 대한 대안으로서 복강경 수술이 주목받고 있다.
복강경 수술은 환자의 수술 부위에 작은 구멍을 뚫은 후 이 구멍을 통해 복강경을 삽입하여 복강 내 수술부위를 관찰하면서 수술하는 방식으로, 각종 내과 및 외과 수술, 비뇨기과 및 산부인과 영역 등에서 널리 이용되고 있다. 복강경 수술은 기존의 개복 수술에 비하여 회복기간 단축, 작은 흉터, 통증 및 감염 위험 감소 등과 같은 많은 장점 때문에, 1990년 담낭 절제술을 시작으로 급속도로 발전하고 있다.
현재는 대장암수술, 위암수술, 탈장, 간 절제술과 갑성선 수술 등 외과 수술의 거의 모든 분야에 적용되고 있고, 전체 수술의 약 20~40%를 차지하고 있으며, 향후에는 전체수술의 80%에 이를 것으로 전망된다.
복강경은 신체의 내부기관을 화상 진단하는 장비의 하나로서, 통상적으로 소형 카메라가 장착된 기기를 체내에 삽입하여 소형 카메라로부터 검출된 화상정보를 외부에 설치된 모니터를 통해 관찰할 수 있도록 구성되어 있다.
복강경 수술은 절제해야 할 조직 내부에 존재하는 혈관의 위치와 크기는 환자에 따라 천차만별이며, 그 정보 또한 알 수가 없어 의사의 해부학적 지식 및 경험을 통해 동맥 등의 혈관 위치를 가늠하여 수술을 진행해야 하므로, 이로 인해 조직 절제 시 의도치 않은 혈관 절제가 이루어질 가능성이 다분하다.
복강경 수술 중 혈관이 절제된 경우, 출혈을 막기 위한 상당한 시간과 노력이 소모되어 환자와 의사의 컨디션을 악화시킬 수 있으며, 심한 경우 대량 출혈로 인해 환자를 사망에까지 이르게 할 수 있을 정도로 치명적인 문제라 할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 복강경 조직 절제시 의도치 않은 혈관절제 자체를 방지하기 위한 연구보다는 혈관절제가 이루어진 후 초음파 등의 에너지로 지혈하여 문제를 줄이기 위한 미봉책성 개발에 그치고 있다.
2013년 미국의 briteseed 社는 ‘SURGICAL TOOL WITH INTEGRATED SENSOR ([WO] 2013/134411 AI)‘ 라는 특허를 출원하였으며, 내용은 조직절제기 상단을 통해 적외선 광원을 조직 내부로 조사하고 하단에 구성된 광 수집 센서를 통하여 조직을 통과한 광원의 세기를 측정하여 광원의 세기 정보를 바탕으로 조직 내부의 혈관 존재 유무를 가늠하는 방식이다.
하지만, 조직 내부를 지나가는 혈관의 위치는 환자에 따라 다르고 그 크기 또한 천차만별이므로, 조직을 통과하는 광신호의 세기 정보만으로는 조직 내부의 혈관 존재 유무 및 크기에 대한 정보를 정확히 대변할 수 있다고 할 수 없으며, 장치가 오작동을 일으킬 경우, 수술 중 환자에게 상당한 위험을 초래할 수 있다. 실제 수술과정에서, 의도치 않은 혈관절제 발생 확률은 대략 3%에 해당되며, 이 중 치명적인 손상이 발생할 확률은 대략 18% 정도이며, 이처럼 의도치 않은 혈관절제로 인한 치료 소모 비용으로 수십억 달러가 지출되는 실정이다.
또한, 기존 기술은 관찰하고자 하는 조직에 광원을 넓게 퍼뜨려 조사하고 조직을 통과한 광원의 세기를 CCD와 같은 광 수집 장치로 수집하는 방식이므로 일회성 모듈의 제조 단가가 높아, 경제적이지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 부분에 카메라모듈을 장착하지 않고도, 외부영상기기에 연결된 광신호전달모듈을 전후로 이동시키면서 인체조직을 라인스캐닝할 수 있는 조직절제기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 조직절제기를 이용하여 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 혈관의 존재 유무, 또는 절제부위와 비절제부위를 스캔이미지로 구현하여, 복강경수술, 흉강경수술, 로봇수술 또는 개복수술 등과 같은 다양한 종류의 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있는 조직절제시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광신호전달모듈을 전후로 이동시키면서 혈관과 같은 인체조직을 라인스캐닝하고, 이미지생성부와 영상산출부를 통해 인체조직을 정상부위와 비정상부위로 스캔이미지화하여, 임상의로 하여금 복강경수술, 흉강경수술 또는 로봇수술 등 다양한 수술에서 절제부에 잡힌 인체조직이 정상부위인지 또는 비정상부위인지 바로바로 인지하면서 수술시 필요한 부분만을 절제하게 할 수 있는 조직절제시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조직절제기는, 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 및 절제부의 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되어, 인체조직으로 광신호를 제공하는 광신호전달모듈을 포함하고, 광신호전달모듈은, 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 절제부는, 광신호전달모듈이 내장된 제 1 하우징; 및 제 1 하우징에 집게구조로 연결된 제 2 하우징을 포함하고, 제 1 하우징과 제 2 하우징의 집게 동작으로 인체조직을 잡는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2 하우징에는 광신호전달모듈과 대응되는 위치에 제 2 광신호전달모듈이 전후 이동가능하게 설치되고, 제 2 광신호전달모듈은 광신호전달모듈과 교차로, 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직으로 제 2 광신호를 제공하고 인체조직에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광신호전달모듈과 제 2 광신호전달모듈은, 길이방향을 따라 전후이동가능하게 절제부에 설치된 광섬유; 광섬유의 전단에 마련되어, 광섬유를 따라 전달되는 광원을 확산하는 광렌즈; 광렌즈에 부착되어, 광렌즈에서 확산된 광원을 반사하는 제 1 광학미러를 포함하고, 제 1 광학미러는 광섬유를 통해 전달된 광원이 인체조직을 항해 수직하게 입사되는 구조를 가지며, 광원은 광신호 또는 제 2 광신호인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광신호전달모듈과 제 2 광신호전달모듈은, 전단이 사선방향으로 절단된 형상을 가지고, 길이방향을 따라 전후이동가능하게 절제부에 설치된 광섬유; 광섬유의 전단과 인체조직 사이에 배치되어, 광섬유에서 전달된 광원을 인체조직으로 수직하게 입사시키는 광학렌즈로 이루어지고, 광원은 광신호 또는 제 2 광신호인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광신호전달모듈과 제 2 광신호전달모듈은, 전단이 볼록렌즈 구조를 가지고, 길이방향을 따라 전후이동가능하게 절제부에 설치된 광섬유; 소정의 경사각도를 가지고, 광섬유의 전단과 이격배치되어 광섬유를 통과한 광원을 반사하여 광원이 인체조직을 항해 입사되도록 하는 광학미러를 포함하고, 광원은 광신호 또는 제 2 광신호인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 절제부는, 제 2 하우징과 마주보는 제 1 하우징의 일면에 설치되어, 광신호전달모듈의 이동을 가이드하는 제 1 가이드홈이 마련된 제 1 가이드부재; 제 1 가이드부재를 덮도록 제 1 하우징에 설치되어, 광신호전달모듈로의 외부광원의 유입을 차단하고, 광신호전달모듈을 보호하는 제 1 하우징커버; 제 1 하우징과 마주보는 제 2 하우징의 일면에 설치되어, 제 2 광신호전달모듈의 이동을 가이드하는 제 2 가이드홈이 마련된 제 2 가이드부재; 및 제 2 가이드부재를 덮도록 제 2 하우징에 설치되어, 제 2 광신호전달모듈로의 외부광원의 유입을 차단하고, 제 2 광신호전달모듈을 보호하는 제 2 하우징커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 1 하우징에는 인체조직을 잡는 면에 광신호전달모듈에서 제공된 광신호가 통과하는 투과개구가 마련되고, 제 2 하우징에는 인체조직을 잡는 면에 제 2 광신호전달모듈에서 제공된 제 2 광신호가 통과하는 제 2 투과개구가 마련된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 투과개구와 제 2 투과개구는 빛이 투과되는 재질을 가진 투과소재에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조직절제기는, 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 절제부의 일측에서 절제부의 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되고, 광원에 연결되어 인체조직으로 광신호를 제공하는 광신호전달모듈; 및 절제부의 타측에서 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되어, 인체조직을 투과한 광신호를 수집하여 외부영상기기로 제공하는 제 2 광신호전달모듈을 포함하여, 외부영상기기를 통해 인체조직의 이미지를 구현토록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제 2 광신호전달모듈은 길이방향을 따라 광신호전달모듈과 동일한 방향으로 이동되면서, 광신호전달모듈에서 조사한 광신호를 수광하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조직절제기는, 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 및 인체조직과 접하는 절제부의 일측에 내장되어, 인체조직으로 광신호를 제공하는 한 쌍의 광신호전달모듈을 포함하고, 한 쌍의 광신호전달모듈은 상호 간에 나란하게 배치되어, 절제부의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 한 쌍의 광신호전달모듈과 대응되는 위치에서 절제부의 타측에 내장되어, 인체조직으로 제 2 광신호를 제공하는 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈을 더 포함하고, 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 상호 간에 나란하게 배치되고, 한 쌍의 광신호전달모듈과 교차로 길이방향을 따라 전후로 이동되면서, 인체조직에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직절제시스템은, 조직절제기; 조직절제기에 연결되어, 광신호전달모듈을 통해 인체조직에서 반사된 광신호를 제공받아 인체조직의 구조정보를 담은 광학이미지신호를 생성하는 이미지생성부; 및 이미지생성부에 연결되어, 광신호전달모듈의 이동경로에 따른 광학이미지신호를 제공받아 인체조직의 스캔신호를 생성하고, 스캔신호로부터 인체조직을 절제부위와 비절제부위로 영상화하는 영상산출부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 광신호전달모듈과 제 2 광신호전달모듈이 혈관과 같은 인체조직을 라인스캐닝하고, 이미지생성부와 영상산출부를 통해 인체조직을 정상부위와 비정상부위로 스캔이미지화하여, 임상의로 하여금 복강경수술, 흉강경수술 또는 로봇수술 등 다양한 수술에서 절제부에 잡힌 인체조직이 정상부위인지 또는 비정상부위인지 바로바로 인지하면서 수술시 필요한 부분만을 절제하게 할 수 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 부분에 카메라모듈을 장착하지 않고, 외부에 고가의 카메라모듈에 착탈가능하게 연결되는 광신호전달모듈을 통해, 인체조직의 영상을 취득할 수 있고, 인체의 영상을 획득하기 위해 인체로 삽입되는 부분에 설치되는 카메라모듈을 생략함으로써 조직절제기의 제조단가를 낮출 수 있어, 경제적이다.
아울러, 본 발명은 조직절제기는 인체조직을 이미지화시키는 외부기기에 착탈가능하게 연결된 구조를 가져, 조직절제기의 손상시 용이하게 교체한 후 바로 재촬영을 할 수 있어, 복강경수술의 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 혈관의 존재 유무 및 그 크기를 눈으로 직접 관찰할 수 있어, 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있다.
즉, 본 발명은 복강경 수술 시 절제 조직 내부의 혈관 존재 여부를 알기 위하여 조직 내부 영상화 모듈을 적용한 조직절제기를 이용함으로써, 모니터 상으로 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 임상의로 하여금 의도치 않은 혈관 절제를 보호하고 안전한 조직 절제를 할 수 있다.
아울러, 본 발명은 교체가능한 조직절제기와, 조직절제기 이외 인체조직의 영상화를 위한 하드웨어 및 프로세서를 별도의 메인 장치로 구성하여, 높은 가격경쟁력을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조직절제기의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조직절제기의 분해사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3는 도 1의 A-A따라 절단한 제 1 하우징의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 하우징의 저면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 광신호전달모듈에서 인체조직으로 조사된 광신호의 광경로를 도시한 것이며, 도 6는 제 1 하우징의 투과개구에 투과소재가 실링된 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광신호전달모듈에 대한 다양한 변형예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조직절제시스템의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조직절제시스템의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조직절제기의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 13은 도 12에서 X-X에 따라 절제된 제 1 하우징의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 하우징의 저면도를 개략적으로 도시한 것이고,
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 한 쌍의 광신호전달모듈에서 인체조직으로 조사된 광신호의 광경로를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조직절제시스템의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직절제기와 이를 이용한 조직절제시스템에 대해 설명하기로 한다.
제 1 실시예
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조직절제기와 이를 이용한 조직절제시스템에 대해 설명하기로 한다.
● 조직절제기
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 조직절제기(100)는 절제부(110), 연장부(120) 및 광신호전달모듈(140)을 구비한다.
절제부(110)는 인체로 삽입되어, 인체조직(10)을 잡아주거나 또는 인체조직(10)을 절제하기 위한 것이다. 절제부(110)에는 인체조직(10)에서 절제하고자 하는 부분을 라인스캐닝하기 위한 광신호전달모듈(140)이 내장된다. 아울러, 절제부(110)에 광신호전달모듈(140)과 개별적으로 작동되는 제 2 광신호전달모듈(150)이 더 설치될 수 있다.
광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)은 교차동작으로, 절제부(110)의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서, 절제부(110)가 잡은 인체조직(10)의 양면을 라인스캐닝하여, 후술할 이미지생성부(210)로 반사된 광신호 또는 반사된 제 2 광신호를 제공하여, 영상산출부(230)을 통해 인체조직에서 절제부위와 비절제부위를 구현토록 할 수 있다.
광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)은 각각 이미지생성부(210)에 연결되어, 개별적으로 인체조직에서 반사된 광신호를 이미지생성부로 제공한다. 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)은 유연하게 구부러져, 이미지생성부에서 제공한 광원을 인체조직(10)으로 제공할 수 있는 구조를 가진다.
광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)은 서로 개별적으로 동작가능하게 절제부(110)에 설치된다.
광신호전달모듈(140)은 연장부(120)의 후단에서 조작부재(130)에 연결되어, 조작부재(130)에 의해 전후이동이 조절된다. 조작부재(130)는 광신호전달모듈(140)의 전후이동을 자동 또는 수동으로 조절하기 위한 것이다.
여기서, 조작부재(130)의 자동조작방식은, 조작부재(130)를 한번 누르면, 광신호전달모듈(140)이 제 1 가이드홈(113a)을 따라 전진 이동 및/또는 후진이동되면서, 절제부(110)에 잡힌 인체조직(10)의 한 라인을 1회 스캐닝작동되도록, 광신호전달모듈(140)의 동작을 조작하는 방식이다. 자동조작방식 적용시, 광신호전달모듈(140)은 일정속도로 전후진이동되면서, 인체조직(10)으로 광신호를 제공하고, 인체조직(10)에서 반사된 광신호를 받아, 반사된 광신호를 연속적으로 이미지생성부(210)로 제공한다.
조작부재(130)의 수동조작방식은, 임상의가 수동으로, 즉, 임상의의 자유선택에 따라, 버튼타입의 조작부재(130)를 강하게 눌러 광신호전달모듈(140)을 빠르게 전진 이동 또는 후진이동시키도록 할 수 있고, 또는 조작부재(130)를 약하게 눌러 광신호전달모듈(140)을 느리게 전진 이동 또는 후진이동시키면서, 임상의가 누르는 압력의 정도에 따라 광신호전달모듈(140)의 이동거리를 조절할 수 있어, 결과적으로는 임상의가 원하는 대로 인체조직(10)의 스캔거리를 조절할 수 있다.
광신호전달모듈(140)은 다양한 구조로 가진다. 광신호전달모듈(140)은 제 2 광신호전달모듈(150)과 동일한 구조를 가지는 바, 이하에서는 설명의 반복을 피하기 위하여, 광신호전달모듈(140)에 대해 한정하여 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 다양한 형태의 광신호전달모듈(140)에 대해 설명하기로 한다. 이하에서는 다양한 형태의 광신호전달모듈(140)을 구분하기 위해, 도면부호를 각각의 변형예에 따라 140a, 140b, 140c로 구분하기로 한다.
도 7를 참조하여, 제 1 변형예에 따른 광신호전달모듈(140)에 대해 설명하기로 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광신호전달모듈(140)은 광섬유(141a)와 광렌즈(142a)로 이루어진다.
광섬유(141a)는 전단에 광렌즈(142a)가 마련된다. 광섬유(141a)의 후단은 연장부(120)의 후단에서 조작부재(130)에 연결된다. 그리고, 광섬유(141a)는 이미지생성부(210)에 연결된다. 이미지생성부(210)는 광섬유(141a)로 광신호를 제공한다. 이미지생성부(210)에 대해서는 후술하기로 한다.
광섬유(141a)는 연장부(120)를 통해 제 1 하우징(111)의 제 1 가이드홈(113a)에 전후이동가능하게 위치되어, 광렌즈(142a)로 광신호를 제공한다. 이때, 광렌즈(142a)는 제 1 가이드홈(113a)에 위치되고, 제 1 하우징(111)의 일면에 마련된 투과개구(111a)로 광신호를 조사토록 위치된 것이 바람직하다.
광렌즈(142a)는 광섬유(141a)의 전단은 가열하여 렌즈화한 후 일정각도로 갈아내어 마련된다. 광렌즈(142a)는 광섬유를 따라 전달된 광원인 광신호를 확산하기 위한 것이다. 광렌즈(142a)에는 제 1 광학미러(143a)가 마련된다. 제 1 광학미러(143a)는 광섬유(141a)를 타고 온 광신호가 90도 꺽여서 인체조직(10)으로 조사시키기 위한 것이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 광학미러(143a)는 광섬유(141a)를 통해 전달된 광신호가 인체조직(10)을 항해 수직하게 입사되도록 광렌즈(142a)에 부착된 것이 바람직하다.
도 8를 참조하여, 제 2 변형예에 따른 광신호전달모듈(140b)에 대해 설명하기로 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광신호전달모듈(140b)은 광섬유(141b)와 광학렌즈(142b)로 이루어진다.
광섬유(141b)는 전단이 제 1 하우징(111)의 제 1 가이드홈(113a)에 위치된다. 그리고, 광섬유(141b)의 후단은 연장부(120)에 연결된다. 광섬유(141b)는 전단이 사선방향으로 절단된 형상을 가진다.
광학렌즈(142b)는 광섬유(141b)의 전단에 인접한 위치에 배치된다. 광학렌즈(142b)는 광섬유(141b)에서 전달된 광신호를 인체조직(10)으로 수직하게 조사시키기 위한 것이다.
도 9을 참조하여, 제 3 변형예에 따른 광신호전달모듈(140c)에 대해 설명하기로 한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 광신호전달모듈(140c)은, 광섬유(141b)와 광학미러(143c)를 구비한다.
광섬유(141a)는 전단이 볼록렌즈(142c) 구조를 가진다. 광섬유(141a)는 상술한 변형예들과 마찬가지로, 절제부(110)의 길이방향을 따라 이동가능한 구조를 가진다.
광학미러(143c)는 소정의 경사각도, 예컨대 45°로 경사진 면을 가진다. 광학미러(143c)는 광신호가 인체조직(10)을 항해 수직하게 입사시키도록, 광섬유(141a)의 전단에 마련된 볼록렌즈(142c)에서 나온 광신호를 반사시키는 위치에 마련된다.
상술했듯이, 제 2 광신호전달모듈(150)은 광신호전달모듈(140)과 동일한 구조를 가진다. 제 2 광신호전달모듈(150)은 광신호전달모듈(140)과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
이때, 제 2 광신호전달모듈(150)은 광신호전달모듈(140)과 교차로, 제 2 하우징(112)의 길이방향을 따라 전후방향으로 이동되면서 인체조직(10)에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 인체조직(10)을 라인스캐닝할 수 있다.
광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)가 설치되는 절제부(110)는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
절제부(110)는, 절제본체(110a), 제 1 하우징(111), 제 1 가이드부재(113), 제 1 하우징커버(114), 제 2 하우징(112), 제 2 가이드부재(117) 및 제 2 하우징커버(116)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절제본체(110a)는 제 1 하우징(111)과 제 2 하우징(112)이 집게구조로 동작가능하게 지지하는 부재이다. 절제본체(110a)의 후단에는 연장부(120)가 연결된다.
연장부(120)는 플렉시블하게 이동가능한 관형구조를 가진다. 연장부(120)는 인체 내부로 삽입되는 절제부(110)와 외부에 설치된 이미지생성부(210)를 연결한다. 연장부(120)에는 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)이 전후이동가능하게 설치될 수 있다.
제 1 하우징(111)은 광신호전달모듈(140)이 내장된다. 제 1 하우징(111)의 전단은 인체로 삽입시, 인체조직(10)을 해치지 않도록 완곡된 형상을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 하우징(111)에는 광신호전달모듈(140)이 전후방향으로 이동가능하게, 광신호전달모듈(140)의 이동을 가이드하는 제 1 가이드부재(113)가 설치된다.
그리고, 제 1 하우징(111)에는 투과개구(111a)가 마련된다. 투과개구(111a)는 제 1 하우징(111)이 인체조직(10)을 잡는 면에 광신호전달모듈(140)에서 제공된 광신호가 통과하는 개구이다. 투과개구(111a)는 제 1 하우징(111)의 길이방향을 따라, 즉, 광신호전달모듈(140)의 전후이동방향을 따라, 제 1 하우징(111)에 마련된 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 투과개구(111a)는 v자형 단면구조를 가진다. 이는, 광신호전달모듈(140)에서 조사된 광신호가 분산되지 않고 인체조직(10)으로 조사하기 위함이다.
투과개구(111a)에는 광신호전달모듈(140)에서 조사된 광신호가 투과되는 재질을 가진 투과소재에 의해 실링된다. 이는, 투과소재로 하여금 투과개구(111a)를 메꿔, 절제부(110)가 인체조직(10)을 잡을 때 인체조직(10)에 가해지는 압력에 의해 인체조직(10)의 일부가 투과개구(111a)로 밀려들어와, 광신호전달모듈(140)의 전후이동이 인체조직(10)에 의해 방해되거나 인체조직(10)이 광신호전달모듈(140)을 가압하는 힘에 의해 광신호전달모듈(140)이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
제 1 가이드부재(113)는 제 2 하우징(112)과 마주보는 제 1 하우징(111)의 일면에 설치된다. 제 1 가이드부재(113)에는 광신호전달모듈(140)의 이동을 가이드하는 제 1 가이드홈(113a)이 마련된다.
제 1 가이드홈(113a)은 제 1 하우징(111)의 투과개구(111a)와 대응되는 위치에 놓인다. 제 1 가이드부재(113)는 광신호전달모듈(140)의 전후 이동시 광신호전달모듈(140)의 이동을 안정적으로 가이드하기 위한 것이다.
제 1 하우징커버(114)는 제 1 가이드부재(113)를 덮도록 제 1 하우징(111)에 설치된다. 제 1 하우징커버(114)는 광신호전달모듈(140)로의 외부광원의 유입을 차단하고, 광신호전달모듈(140)을 보호하기 위한 것이다.
제 2 하우징(112)은 제 1 하우징(111)과 동일한 구조로, 절제본체(110a)에 연결된다. 제 2 하우징(112)은, 제 1 하우징(111)과 마주보는 면에, 제 2 광신호전달모듈(150)에서 조사된 광신호가 통과되는 제 2 투과개구(112a)가 마련된다.
제 2 투과개구(112a)는 상술한 투과개구(111a)와 같이 v자형 단면구조를 가진다. 그리고, 제 2 투과개구(112a)에는 광신호전달모듈(140)에서 조사된 광신호가 투과되는 재질을 가진 투과소재에 의해 실링된다.
제 2 하우징(112)에는 제 2 가이드부재(117)와 제 2 하우징커버(116)가 설치된다. 제 2 가이드부재(117)는 제 1 하우징(111)과 마주보는 제 2 하우징(112)의 일면에 설치된다. 제 2 가이드부재(117)는 제 2 광신호전달모듈(150)의 이동을 가이드하는 제 2 가이드홈(117a)이 마련된다.
제 2 가이드부재(117)는 제 2 가이드홈(117a)이 제 2 투과개구(112a)와 대응되는 위치에 놓이도록 제 2 하우징(112)에 설치된 것이 바람직하다. 제 2 가이드부재(117)는 제 2 광신호전달모듈(150)의 전후 이동시 제 2 광신호전달모듈(150)의 이동을 안정적으로 가이드하기 위한 것이다.
제 2 하우징커버(116)는 제 2 가이드부재(117)를 덮도록 제 2 하우징(112)에 설치된다. 제 2 하우징커버(116)는 제 2 광신호전달모듈(150)로의 외부광원의 유입을 차단하고, 제 2 광신호전달모듈(150)을 보호하기 위한 것이다.
한편, 본 실시예에서는 구체적인 설명 및 도면에서의 도시는 생략하였으나, 제 1 하우징(111)과 제 2 하우징(112)이 맞닿는 부분에는 초음파절제 또는 고주파절제와 같은 기구가 장착된다. 아울러, 초음파절제 또는 고주파절제 기구 이외에, 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서, 복강경수술에서 조직을 절제하기 위해 사용되는 다양한 종류의 구성부품이 절제부(110)에 장착될 수 있음은 물론이다.
● 조직절제시스템
이하에서는 도 10을 참조하여, 조직절제시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조직절제시스템(200)은, 조직절제기(100), 이미지생성부(210) 및 영상산출부(230)를 포함한다. 조직절제시스템(200)은 조직절제기(100)의 전단을 인체로 삽입하여, 조직절제기(100)를 조직절제기(100)의 절제부(110)에 잡힌 인체조직(10)에서, 비정상조직인 절제부위와 정상조직인 비절제부위가 구분되도록 스캔이미지화시키는 시스템이다.
조직절제시스템(200)에 적용되는 조직절제기(100)는 상술한 구조 및 기능을 가지는 바, 이하에서는 조직절제기(100)에 대한 설명을 생략하기로 한다.
이미지생성부(210)는 조직절제기(100)에 착탈가능하게 연결된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이미지생성부(210)는 광원(211), 제 1 이미지생성부(212)와 제 2 이미지생성부(213)를 포함한다.
여기서, 광원(211)은 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)로 광신호를 제공하는 부재이다. 본 예에서 설명된 제 1 이미지생성부(212)와 제 2 이미지생성부(213)는 동일한 기능을 수행한다.
제 1 이미지생성부(212)와 제 2 이미지생성부(213)는 이미지생성부(210)는 OCT(Optical coherence tomography) 기술이 적용된 광간섭광학계가 사용될 수 있다.
제 1 이미지생성부(212)는 인체의 외부에서 광신호전달모듈(140)에 연결된다. 제 1 이미지생성부(212)는 인체조직(10)에서 반사된 광신호를 광신호전달모듈(140)을 통해 제공받아 제 1 광학이미지신호를 생성한다.
제 1 광학이미지신호는 광신호전달모듈(140)을 통해 제공받은 절제부(110)에 잡힌 인체조직의 일면에서 반사된 광신호를 광간섭시켜 생성된 광간섭신호이다.
제 1 광학이미지신호는 영상산출부(230)로 제공된다. 여기서, 광신호는 광원(211)이 광신호전달모듈(140)의 광섬유를 타고 전달되어 인체조직으로 전달되는 것을 지칭한다.
제 2 이미지생성부(213)는 인체의 외부에서 제 2 광신호전달모듈(150)에 연결된다. 제 2 이미지생성부(213)는 인체조직(10)에서 반사된 제 2 광신호를 제 2 광신호전달모듈(150)을 통해 전달받아 제 2 광학이미지신호를 생성한다.
제 2 광학이미지신호는 제 2 광신호전달모듈(150)을 통해 제공받은 절제부(110)에 잡힌 인체조직의 다른 일면에서 반사된 제 2 광신호를 광간섭시켜 생성된 광간섭신호이다.
제 2 광학이미지신호는 영상산출부(230)로 제공된다. 여기서, 제 2 광신호는 광원(211)이 제 2 광신호전달모듈(150)의 광섬유를 타고 전달되어 인체조직으로 전달되는 것을 지칭한다.
영상산출부(230)는 이미지생성부(210)에 연결된다. 광신호전달모듈(140)의 영상산출부(230)는 이동경로에 따른 광학이미지신호를 제공받아 인체조직(10)의 스캔신호를 생성하고, 스캔신호로부터 인체조직(10)을 절제부위와 비절제부위로 영상화하기 위한 것이다. 여기서, 절제부위는 비정상조직이고, 비절제부위는 정상조직이다.
영상산출부(230)는 데이터프로세서(231)와 디스플레이부재(232)를 포함한다. 데이터프로세서(231)는 이미지생성부(210)에 연결된다. 데이터프로세서(231)는 제 1 광학이미지신호로부터 제 1 스캔신호를 생성하고, 제 2 광학이미지신호로부터 제 2 스캔신호를 생성한다.
디스플레이부재(232)는 데이터프로세서(231)에 연결된다. 디스플레이부재(232)는 데이터프로세서(231)에서 산출된 제 1 스캔신호 또는 제 2 스캔신호로부터 인체조직(10)을 절제부위와 비절제부위로 영상화한다. 제 1 스캔신호와 제 2 스캔신호는, 절제부(110)가 인체조직(10)을 잡은 위치에서, 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)이 인체조직(10)을 교차로 라인스캐닝하면서 생성된 것이다.
본 발명은 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)을 교차 동작으로, 인체조직(10)을 라인스캐닝하여, 제 1 스캔신호와 제 2 스캔신호를 통해 절제부(110)에 잡힌 인체조직의 양면에 대해, 절제부위와 비절제부위를 보다 정확하게 디스플레이부재(232)에 구현하여, 임상의의 올바른 판단을 유도하여 의도치 않은 혈관절제를 방지할 수 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 조직절제기(100)에 카메라와 같은 촬영센서를 설치하지 않고도, 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)을 이용하여 인체조직(10)에서 반사된 광신호의 제공받아 인체의 외부에 위치된 이미지생성부(210)에서 광학이미지신호로 처리하여, 데이터프로세서(231)에서 인체조직(10)의 라인방향을 따라 수집된 연속된 광학이미지신호로부터 스캔신호를 생성한다.
여기서, 스캔신호는 x축을 광신호가 인체조직(10)에서 반사된 깊이, y축을 배면 산란 강도(backscattered intensity)을 하여 산출된 그래프의 기울기를 말한다. 임상의는 그래프상의 기울기가 급격하게 변하는 부분을 절제조직으로, 기울기변화가 완만한 부분을 비절제조직으로 판단하여, 광신호전달모듈(140)의 라인스캐닝과 동시에, 절제부(110)를 이용하여 절제조직에서 혈관을 절제할 수 있어, 수술의 편의성 및 수술의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 부분에 카메라모듈을 장착하지 않고, 외부에 고가의 카메라모듈에 착탈가능하게 연결되는 광신호전달모듈을 통해, 인체조직의 영상을 취득할 수 있고, 인체의 영상을 획득하기 위해 인체로 삽입되는 부분에 설치되는 카메라모듈을 생략함으로써 조직절제기의 제조단가를 낮출 수 있어, 경제적이다.
아울러, 본 발명은 조직절제기는 인체조직을 이미지화시키는 외부기기에 착탈가능하게 연결된 구조를 가져, 조직절제기의 손상시 용이하게 교체한 후 바로 재촬영을 할 수 있어, 복강경수술의 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 혈관의 존재 유무 및 그 크기를 눈으로 직접 관찰할 수 있어, 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있다.
즉, 본 발명은 복강경 수술 시 절제 조직 내부의 혈관 존재 여부를 알기 위하여 조직 내부 영상화 모듈을 적용한 조직절제기를 이용함으로써, 모니터 상으로 절제하고자 하는 조직 내부 구조 영상을 통해 임상의로 하여금 의도치 않은 혈관 절제를 보호하고 안전한 조직 절제를 할 수 있다.
아울러, 본 발명은 교체가능한 조직절제기와, 조직절제기 이외 인체조직의 영상화를 위한 하드웨어 및 프로세서를 별도의 메인 장치로 구성하여, 높은 가격경쟁력을 가질 수 있다.
제 2 실시예
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조직절제기(100a)와 이를 이용한 조직절제시스템(200a)에 대해 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 조직절제기(100a)는 상술한 제 1 실시예와 절제부(110), 연장부(120), 조작부재(130)의 구조 및 기능이 실질적으로 동일하다. 그리고, 광신호전달모듈(140a)과 제 2 광신호전달모듈(150a)의 설치위치 및 구조는 상술한 제 1 실시예의 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)과 동일한 바, 이하에서는 상술한 제 1 실시예에 상이한 광신호전달모듈(140a)과 제 2 광신호전달모듈(150a)의 역할에 대해 설명하기로 한다.
본 실시예에서, 광신호전달모듈(140a)은 이미지생성부(210a)의 광원(211a)에 연결되어, 광원(211a)에서 조사된 광신호를 인체조직으로 제공한다. 본 발명에 따른 조직절제기(100a)는 광신호전달모듈(140a)을 상술한 제 1 실시예에서와 같이 절제부의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직으로 광신호를 조사시킬 수 있다.
제 2 광신호전달모듈(150a)은 이미지생성부(210a)의 카메라모듈(213a)에 연결된다. 제 2 광신호전달모듈(150a)은 광신호전달모듈(140a)에서 조사되어 인체조직을 투과한 광신호를 수광하여, 이를 외부영상기기인 카메라모듈(213a)로 제공한다.
본 발명에 따른 조직절제기(100a)는 광신호전달모듈(150a)을 광신호전달모듈(140a)의 이동방향으로 이동시키면서 광신호전달모듈(140a)에서 연속적으로 조사되어 인체조직을 투과한 광신호를 연속적으로 수광할 수 있다.
본 실시예에서, 조직절제시스템(200a)은 조직절제기(100a)의 작동에 의해 수집된 광신호를 이미지생성부(210a)와 영상산출부(230a)를 통해 인체조직의 이미지를 구현할 수 있다.
이미지생성부(210a)는 광원(211a)와 카메라모듈(213a)을 포함한다. 본 실시예에 따른 이미지생성부(210a)는 형광측정기술이 적용된 광학시스템, 일반 분광 기술이나 라만 분광법에 의한 광학시스템, 레이저 또는 LED를 이용한 다양한 광학시스템 등이 적용가능하며, 이들은 모두 공지된 기술인 바, 본 실시예에서는 이미지생성부(210)가 광신호를 처리하는 광학기술에 대해서는 구체적으로 한정하지 않기로 한다.
영상산출부(230a)는 데이터프로세서(231a)와 디스플레이부재(232a)를 포함한다. 데이터프로세서(231a)는 카메라모듈(213a)에 연결된다. 데이터프로세서(231a)는 카메라모듈(213a)에서 처리된 광학이미지신호로부터 인체조직을 이미지처리한다.
디스플레이부재(232a)는 데이터프로세서(231a)에 연결된다. 디스플레이부재(232a)는 데이터프로세서(231a)에서 이미지처리된 인체조직(10)을 영상화하기 위한 것이다.
제 3 실시예
이하에서는 도 12 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조직절제기(300)와 이를 이용한 조직절제시스템(200b)에 대해 설명하기로 한다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조직절제기(300)는 절제부(310), 연장부(320), 조작부재(330), 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)와 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈을 포함한다.
본 실시예의 절제부(310), 연장부(320)와 조작부재(330)는 상술한 제 1 실시예와 절제부(110), 연장부(120), 조작부재(130)의 기능이 실질적으로 동일하다. 그리고, 본 실시예의 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 상술한 광신호전달모듈(140)과 제 2 광신호전달모듈(150)와 기능 및 구조가 동일하나 배치구조가 상이하다.
이하에서는, 상술한 제 1 실시예와 상이한 배치구조를 가진 절제부(310), 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈에 대해 설명하기로 한다.
절제부(310)는 제 1 하우징(311), 제 1 가이드부재(313), 제 1 하우징커버(314), 제 2 하우징(312), 제 2 가이드부재 및 제 2 하우징커버를 포함한다.
본 실시예에서, 제 1 하우징(311), 제 1 가이드부재(313), 제 1 하우징커버(314), 제 2 하우징(312), 제 2 가이드부재 및 제 2 하우징커버는 상술한 제 1 실시예의 제 1 하우징(111), 제 1 가이드부재(113), 제 1 하우징커버(114), 제 2 하우징(112), 제 2 가이드부재(117) 및 제 2 하우징커버(116)와 동일한 기능을 수행한다.
다만, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈이 설치되는 제 1 하우징(311)과 제 2 하우징(312)의 구조가 다소 상이한바, 이하에서는 제 1 하우징(311)과 제 2 하우징(312)의 구조에 대해 설명하기로 한다.
제 1 하우징(311)에는 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)가 마련된다. 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)는 제 1 하우징(311)이 인체조직(10)을 잡는 면에, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)의 전후이동방향을 따라, 제 1 하우징(111)에 상호 간에 이격배치되어 나란하게 마련된다. 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)는 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)에서 제공된 광신호가 통과한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)는 v자형 단면구조를 가진다. 이는, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)에서 조사된 광신호가 분산되지 않고 인체조직(10)으로 조사하기 위함이다.
제 1 가이드부재(313)는 제 1 하우징(111)의 일면에 설치된다. 제 1 하우징(111)의 일면은 제 2 하우징(112)과 마주보는 면이다. 제 1 가이드부재(313)에는 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)과 연통되는 한 쌍의 제 1 가이드홈(미도시)가 마련된다. 한 쌍의 제 1 가이드홈(미도시)의 각각에는 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)이 각각 이동가능하게 안착된다. 여기서, 제 1 가이드부재(313)는 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)의 이동을 가이드하기 위한 것이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 하우징커버(314)는 제 1 가이드부재(313)를 덮도록 제 1 하우징(311)에 설치된다. 제 1 하우징커버(314)는 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)로의 외부광원의 유입을 차단하고, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)을 보호하기 위한 것이다.
제 2 하우징(312)은, 제 1 하우징(311)과 마주보는 면에, 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈에서 조사된 제 2 광신호가 통과되는 한 쌍의 제 2 투과개구(312a, 312b)가 마련된다. 제 2 하우징(312)은 제 1 하우징(311)과 동일한 구조를 가지는 바, 이하에서는 설명의 반복을 피하기 위하여 제 2 하우징(312)의 구조에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상술했듯이, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 상술한 제 1 실시예의 광신호전달모듈(140) 및 제 2 광신호전달모듈(150)과 동일한 구조 및 기능을 수행하나, 그 설치개수 및 설치위치가 상이하여, 이하에서는 이에 대해 설명하기로 한다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)은 절제부(310)의 제 1 하우징(311)에 내장되며, 상호 간에 나란하게 이격배치된다. 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)은 제 1 하우징(311)에 마련된 한 쌍의 투과개구(311a, 311b)를 통해 인체조직(10)으로 광신호를 제공토록 배치된 것이 바람직하다.
한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)은 절제부(310)의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서, 인체조직으로 광신호를 제공하고 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하기 위한 것이다.
한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 제 2 하우징(312)의 내부에서 상호 간에 나란하게 배치된다. 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 제 2 하우징(312)에 마련된 투과개구(312a, 312b)를 통해 인체조직(10)으로 제 2 광신호를 제공토록 배치된 것이 바람직하다. 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 대응되는 위치에 마련된 것이 바람직하다.
한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 절제부(310)의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 인체조직으로 제 2 광신호를 제공하고, 인체조직에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 인체조직을 라인스캐닝하기 위한 것이다.
한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 교차동작으로, 절제부(110)의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서, 절제부(310)가 잡은 인체조직(10)의 양면을 라인스캐닝하여, 후술할 이미지생성부(210b)로 반사된 광신호 또는 반사된 제 2 광신호를 제공한다. 영상산출부(230b)는 이미지생성부(210b)에서 변환된 제 1 광학이미지신호 및/또는 제 2 광학이미지신호로부터 인체조직에서 절제부위와 비절제부위를 이미지화할 수 있다.
즉, 본 발명은 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 제 2 광신호전달모듈이 혈관과 같은 인체조직을 라인스캐닝하고, 이미지생성부(210b)와 영상산출부(230b)를 통해 혈관과 같은 인체조직의 정상부위와 비정상부위를 사람이 인지가능한 이미지로 영상화함으로써, 임상의로 하여금 복강경수술, 흉강경수술 또는 로봇수술 등 다양한 수술에서 절제부에 잡힌 인체조직이 정상부위인지 또는 비정상부위인지 바로바로 인지하면서 수술시 필요한 부분만을 절제하게 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 구체적인 설명 및 도면에서의 도시는 생략하였으나, 제 1 하우징(311)과 제 2 하우징(312)이 맞닿는 부분에는 초음파절제 또는 고주파절제와 같은 기구가 장착된다. 초음파절제 또는 고주파절제와 같은 기구는 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b) 사이에서 제 1 하우징(311)에 마련되고, 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈 사이에서 제 2 하우징(312)에 마련될 수 있다.
아울러, 초음파절제 또는 고주파절제 기구 이외에, 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서, 복강경수술, 흉강경수술 또는 로봇수술 등 다양한 수술에서 혈관과 같은 미세조직을 절제하기 위해 사용되는 다양한 종류의 구성부품이 절제부(310)에 장착될 수 있음은 물론이다.
● 조직절제시스템
이하에서는 도 16을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조직절제시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조직절제시스템(200b)은, 조직절제기(300), 이미지생성부(210b) 및 영상산출부(230b)를 포함한다. 조직절제시스템(200b)은 조직절제기(300)의 전단을 인체로 삽입하여, 조직절제기(300)를 조직절제기(300)의 절제부(310)에 잡힌 인체조직(10)에서, 비정상조직인 절제부위와 정상조직인 비절제부위가 구분되도록 이미지화시키는 시스템이다.
본 실시예에 따른 조직절제시스템(200b)은 상술한 제 1 실시예에 기재된 조직절제시스템(200)과 동일한 기능을 수행한다. 그리고, 조직절제시스템(200b)에 적용되는 조직절제기(300)는 상술한 구조 및 기능을 가지는바, 이하에서는 조직절제기(300)에 대한 설명을 생략하기로 한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 이미지생성부(210b)는 광원(211b), 제 1 이미지생성부(212b)와 제 2 이미지생성부(213b)를 포함한다. 광원(211b)은 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈로 광신호를 제공하는 부재이다.
제 1 이미지생성부(212b)와 제 2 이미지생성부(213b)는 이미지생성부(210b)는 OCT(Optical coherence tomography) 기술이 적용된 광간섭광학계가 사용될 수 있다.
제 1 이미지생성부(212b)는 인체조직(10)에서 반사된 광신호를 광간섭시켜 제 1 광학이미지신호를 생성하여, 영상산출부(230b)로 제공된다. 제 2 이미지생성부(213b)는 인체조직(10)에서 반사된 제 2 광신호를 광간섭시켜 제 2 광학이미지신호를 생성하여, 영상산출부(230b)로 제공된다.
본 예에서 설명된 제 1 이미지생성부(212b)와 제 2 이미지생성부(213b)는 상술한 제 1 실시예에서 서술된 제 1 이미지생성부(212) 및 제 2 이미지생성부(213)와 동일한 기능을 수행하는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
영상산출부(230b)는 이미지생성부(210b)에 연결된다. 영상산출부(230b)는 제 1 광학이미지신호 및 제 2 광학이미지신호를 제공받아 인체조직(10)의 스캔신호를 생성하고, 스캔신호로부터 인체조직(10)을 절제부위와 비절제부위로 이미지화한다. 여기서, 절제부위는 비정상조직이고, 비절제부위는 정상조직이다.
영상산출부(230b)는 데이터프로세서(231b)와 디스플레이부재(232b)를 포함한다. 데이터프로세서(231b)는 이미지생성부(210b)에 연결된다. 데이터프로세서(231b)는 제 1 광학이미지신호로부터 제 1 스캔신호를 생성하고, 제 2 광학이미지신호로부터 제 2 스캔신호를 생성한다.
디스플레이부재(232b)는 데이터프로세서(231b)에 연결된다. 디스플레이부재(232b)는 데이터프로세서(231b)에서 산출된 제 1 스캔신호 또는 제 2 스캔신호로부터 인체조직(10)을 절제부위와 비절제부위로 영상화한다. 제 1 스캔신호와 제 2 스캔신호는, 절제부(110)가 인체조직(10)을 잡은 위치에서, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 제 2 광신호전달모듈이 인체조직(10)을 교차로 라인스캐닝하면서 생성된 것이다.
본 발명은 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈을 교차 동작으로, 인체조직(10)을 라인스캐닝하여, 제 1 스캔신호와 제 2 스캔신호를 통해 절제부(310)에 잡힌 인체조직의 양면에 대해, 절제부위와 비절제부위를 보다 정확하게 디스플레이부재(232b)에 구현하여, 임상의의 올바른 판단을 유도하여 의도치 않은 혈관절제를 방지할 수 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 조직절제기(300)에 카메라와 같은 촬영센서를 설치하지 않고도, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)과 제 2 광신호전달모듈을 이용하여 인체조직(10)에서 반사된 광신호의 제공받아 인체의 외부에 위치된 이미지생성부(210b)에서 광학이미지신호로 처리하여, 데이터프로세서(231b)에서 인체조직(10)의 라인방향을 따라 수집된 연속된 광학이미지신호로부터 스캔신호를 생성한다.
여기서, 스캔신호는 x축을 광신호가 인체조직(10)에서 반사된 깊이, y축을 배면 산란 강도(backscattered intensity)을 하여 산출된 그래프의 기울기를 말한다. 임상의는 그래프상의 기울기가 급격하게 변하는 부분을 절제조직으로, 기울기변화가 완만한 부분을 비절제조직으로 판단하여, 한 쌍의 광신호전달모듈(340a, 340b)의 라인스캐닝과 동시에, 절제부(310)를 이용하여 절제조직에서 혈관을 절제할 수 있어, 수술의 편의성 및 수술의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 인체로 삽입되는 부분에 카메라모듈을 장착하지 않고, 외부에 고가의 카메라모듈에 착탈가능하게 연결되는 광신호전달모듈을 통해, 인체조직의 영상을 취득할 수 있고, 인체의 영상을 획득하기 위해 인체로 삽입되는 부분에 설치되는 카메라모듈을 생략함으로써 조직절제기의 제조단가를 낮출 수 있어, 경제적이다.
본 발명은 조직절제기(300)를 통해, 절제하고자 하는 혈관을 라인스캐닝하여, 라인스캐닝에 의해 생성된 스캔이미지를 통해 혈관의 절제부위와 비절제부위를 구분하여, 수술시 의도치 않은 혈관 절제로 인한 피해를 최소화할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100: 조직절제기 110: 절제부
111: 제 1 하우징 112: 제 2 하우징
113: 제 1 가이드부재 114: 제 1 하우징커버
120: 연장부 140: 광신호전달모듈
150: 제 2 광신호전달모듈 200: 조직절제시스템
210: 이미지생성부 230: 영상산출부

Claims (14)

  1. 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 및
    상기 절제부의 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되어, 상기 인체조직으로 광신호를 제공하는 광신호전달모듈을 포함하고,
    상기 광신호전달모듈은, 상기 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 상기 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 상기 인체조직을 라인스캐닝하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절제부는,
    상기 광신호전달모듈이 내장된 제 1 하우징; 및
    상기 제 1 하우징에 집게구조로 연결된 제 2 하우징을 포함하고,
    상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징의 집게 동작으로 상기 인체조직을 잡는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징에는 상기 광신호전달모듈과 대응되는 위치에 제 2 광신호전달모듈이 전후 이동가능하게 설치되고,
    상기 제 2 광신호전달모듈은 상기 광신호전달모듈과 교차로, 상기 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 상기 인체조직으로 제 2 광신호를 제공하고 상기 인체조직에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 상기 인체조직을 라인스캐닝하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광신호전달모듈과 상기 제 2 광신호전달모듈은,
    상기 길이방향을 따라 전후이동가능하게 상기 절제부에 설치된 광섬유;
    상기 광섬유의 전단에 마련되어, 상기 광섬유를 따라 전달되는 광원을 확산하는 광렌즈; 및
    상기 광렌즈에 부착되어, 상기 광렌즈에서 확산된 광원을 반사하는 제 1 광학미러를 포함하고,
    상기 제 1 광학미러는 상기 광섬유를 통해 전달된 상기 광원이 상기 인체조직을 항해 수직하게 입사되는 구조를 가지며,
    상기 광원은 상기 광신호 또는 상기 제 2 광신호인 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 광신호전달모듈과 상기 제 2 광신호전달모듈은,
    전단이 사선방향으로 절단된 형상을 가지고, 상기 길이방향을 따라 전후이동가능하게 상기 절제부에 설치된 광섬유; 및
    상기 광섬유의 전단과 상기 인체조직 사이에 배치되어, 상기 광섬유에서 전달된 광원을 상기 인체조직으로 수직하게 입사시키는 광학렌즈로 이루어지고,
    상기 광원은 상기 광신호 또는 상기 제 2 광신호인 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 광신호전달모듈과 상기 제 2 광신호전달모듈은,
    전단이 볼록렌즈 구조를 가지고, 상기 길이방향을 따라 전후이동가능하게 상기 절제부에 설치된 광섬유; 및
    소정의 경사각도를 가지고, 상기 광섬유의 전단과 이격배치되어 상기 광섬유를 통과한 광원을 반사하여 상기 광원이 상기 인체조직을 항해 입사되도록 하는 광학미러를 포함하고,
    상기 광원은 상기 광신호 또는 상기 제 2 광신호인 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 절제부는,
    상기 제 2 하우징과 마주보는 상기 제 1 하우징의 일면에 설치되어, 상기 광신호전달모듈의 이동을 가이드하는 제 1 가이드홈이 마련된 제 1 가이드부재;
    상기 제 1 가이드부재를 덮도록 상기 제 1 하우징에 설치되어, 상기 광신호전달모듈로의 외부광원의 유입을 차단하고, 상기 광신호전달모듈을 보호하는 제 1 하우징커버;
    상기 제 1 하우징과 마주보는 상기 제 2 하우징의 일면에 설치되어, 상기 제 2 광신호전달모듈의 이동을 가이드하는 제 2 가이드홈이 마련된 제 2 가이드부재; 및
    상기 제 2 가이드부재를 덮도록 상기 제 2 하우징에 설치되어, 상기 제 2 광신호전달모듈로의 외부광원의 유입을 차단하고, 상기 제 2 광신호전달모듈을 보호하는 제 2 하우징커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 하우징에는 상기 인체조직을 잡는 면에 상기 광신호전달모듈에서 제공된 상기 광신호가 통과하는 투과개구가 마련되고,
    상기 제 2 하우징에는 상기 인체조직을 잡는 면에 상기 제 2 광신호전달모듈에서 제공된 상기 제 2 광신호가 통과하는 제 2 투과개구가 마련된 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투과개구와 상기 제 2 투과개구는 빛이 투과되는 재질을 가진 투과소재에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  10. 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부;
    상기 절제부의 일측에서 상기 절제부의 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되고, 광원에 연결되어 상기 인체조직으로 광신호를 제공하는 광신호전달모듈; 및
    상기 절제부의 타측에서 상기 길이방향을 따라 전후이동가능하게 내장되어, 상기 인체조직을 투과한 광신호를 수집하여 외부영상기기로 제공하는 제 2 광신호전달모듈을 포함하여, 상기 외부영상기기를 통해 상기 인체조직의 이미지를 구현토록 하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 광신호전달모듈은 상기 길이방향을 따라 상기 광신호전달모듈과 동일한 방향으로 이동되면서, 상기 광신호전달모듈에서 조사한 상기 광신호를 수광하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  12. 인체로 삽입가능하고, 인체조직을 절제가능한 구조를 가진 절제부; 및
    상기 인체조직과 접하는 상기 절제부의 일측에 내장되어, 상기 인체조직으로 광신호를 제공하는 한 쌍의 광신호전달모듈을 포함하고,
    상기 한 쌍의 광신호전달모듈은 상호 간에 나란하게 배치되어, 상기 절제부의 길이방향을 따라 전후로 이동되면서 상기 인체조직에서 반사된 광신호를 수집하여 상기 인체조직을 라인스캐닝하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 광신호전달모듈과 대응되는 위치에서 상기 절제부의 타측에 내장되어, 상기 인체조직으로 제 2 광신호를 제공하는 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈을 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 제 2 광신호전달모듈은 상호 간에 나란하게 배치되고, 상기 한 쌍의 광신호전달모듈과 교차로 상기 길이방향을 따라 전후로 이동되면서, 상기 인체조직에서 반사된 제 2 광신호를 수집하여 상기 인체조직을 라인스캐닝하는 것을 특징으로 하는 조직절제기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 조직절제기;
    상기 조직절제기에 연결되어, 상기 광신호전달모듈을 통해 상기 인체조직에서 반사된 광신호를 제공받아 상기 인체조직의 구조정보를 담은 광학이미지신호를 생성하는 이미지생성부; 및
    상기 이미지생성부에 연결되어, 상기 광신호전달모듈의 이동경로에 따른 상기 광학이미지신호를 제공받아 상기 인체조직의 스캔신호를 생성하고, 상기 스캔신호로부터 상기 인체조직을 절제부위와 비절제부위로 영상화하는 영상산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직절제시스템.
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