KR101379859B1

KR101379859B1 - 혈관치료용 마이크로로봇 및 시스템

Info

Publication number: KR101379859B1
Application number: KR1020120093136A
Authority: KR
Inventors: 박석호; 박종오; 최현철; 정세미; 이청
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: KR20140026957A

Abstract

본 발명은 교류의 경사자기장을 이용하여 무선으로 혈관의 협착물 제거가 가능한 혈관치료용 마이크로로봇 및 그 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 마이크로로봇은, 일측 선단부에 절삭툴(111)이 마련되며, 내부에 가이드 중공부(112)가 형성된 하우징(110)과; 상기 가이드 중공부(110) 내에 위치하여 전후 운동이 가능한 영구자석(120)을 포함하여, 외부의 경사 자계 코일부에 의해 발생된 교류 경사자기장에 의해 마이크로로봇의 해머링 구동이 가능하므로, 구성이 단순하여 제작이 용이하면서도 효과적인 혈관 치료가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

혈관치료용 마이크로로봇 및 시스템{Micro-robot and a system for intravascular therapy}

본 발명은 혈관치료용 마이크로로봇 및 시스템에 관한 것으로, 특히 교류의 경사자기장을 이용하여 무선으로 혈관의 협착물 제거가 가능한 혈관치료용 마이크로로봇 및 그 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 만성완전협착은 혈관 내벽에 지질이 풍부한 콜레스테롤 등의 적층되어 혈관 내강이 폐색되어 발생한다.

이와 같이 형성된 협착 병변을 구성하는 다층의 지질과 혈전 복합체는 시간이 지남에 따라서 콜라겐(collagen) 등으로 교체가 되며, 이들 콜라겐은 단분자로부터 다분자의 덩어리를 형성하게 되며, 가교반응과 칼슘화(calcification)를 거쳐 기계적으로 안정적인 인산화된 층을 형성하여 혈액의 순환을 막게 된다.

이러한 만성완전협착의 치료 방법으로는 협착 부분의 피브린-콜라겐 복합체를 화학적으로 분해함으로써 재관류하는 방법과 물리적으로 천공하는 방법이 사용되고 있다.

일반적으로 칼슘화가 진행된 단단한 협착 병변에는 특히 회전절삭방법이 유용한 것으로 알려져 있다.

그러나 현재 사용되는 물리적 천공방법들은 단단한 칼슘화 병변을 관통하는 과정에서 혈관의 중심을 따라 병변의 중심부위를 관통하기가 어렵고, 또한 혈관 조영제가 혈관의 폐색부위를 지나 혈류의 진행방향으로 투입되기 어려우므로 만성완전협착 부위를 넘어선 이후의 혈관 전개 형태의 확보가 어려워 상기의 물리적 시술도중 혈관 내벽의 손상 및 천공을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

따라서 만성완전협착이 아닌 경우에는 혈관 중재술의 성공률이 95%에 이르는 반면에 만성완전협착인 경우에는 성공률이 70%정도 밖에 이르지 못하고 있다.

또한 종래의 만성완전협착 치료의 대표적인 기구는 고강성(high stiffness)으로 앞부분이 크고 날카로운 와이어를 사용하여 뚫게 되는 치료를 수행하였다.

그러나 이러한 기구는 와이어를 이용하여 밀어줄 때 정확히 협착물의 중심을 맞추기가 어렵고 방향 조절이 어렵다는 단점이 있다.

이와 같이 만성완협착과 같은 혈관 치료에서 마이크로로봇을 이용한 최소침습시술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 마이크로로봇을 이용하는 경우에는 절개 부위를 최소화하여 환자의 고통을 줄일 수가 있으며, 회복기간도 짧게 할 수 있는 장점과 함께, 종래의 시술방법과 비교하여 시술자가 고도의 숙련도를 필요로 하지 않는다.

예를 들어, 공개특허 제10-2010-0095781호(공개일자: 2010.09.01)(이하, 선행기술문헌1)와 공개특허 제10-2011-139496호(공개일자: 2011.12.29)(이하, 선행기술문헌2)에는 만성완전협착 병변 제거를 위한 캡슐타입의 마이크로로봇을 보여주고 있다.

그러나 선행기술문헌1은 캡슐타입의 몸체 내부에 드릴팁과, 이 드릴팁을 구동하기 위한 모터와, 이 모터의 회전 동력을 드릴팁으로 전달하기 위한 기어를 포함한 동력전달수단으로 구성됨에 따라서, 구동원인 모터와 기어 등의 동력전달계통을 필요로 하여 구성이 복잡하여 구현이 용이하지 않고, 시술 중의 동작 신뢰성을 확보해야 하는 등의 문제점이 있다.

한편 선행기술문헌2는 캡슐 형태의 내부 몸체에 전원을 공급하기 위한 전력공급수단과, 이 전력공급수단에 의해 전원이 공급되어 충격팁의 토출을 제어하는 격발수단과, 자체 탄성을 이용하여 충격팁을 가속, 토출시키는 탄성수단으로 구성되어, 단단한 병변의 표면에 균열을 발생시키기 위한 충격팁이 탄성수단에 의해 전방으로 가속되어 병변 표면에 충돌이 이루어지는 캡슐형 충격전달장치를 제안하고 있으나, 선행기술문헌1과 마찬가지로 구성이 복잡하여 제작이 어렵고 구현이 용이하지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 자체 구동원만으로 구동되는 것이 아니라 외부에서 발생되는 자기장에 의해 유도되는 마이크로로봇의 해머링 구동에 의해 혈관 치료가 가능하여 구조가 간단하면서도 효과적인 혈관치료가 이루어질 수 있는 마이크로로봇 및 그 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 혈관치료용 마이크로로봇은 혈관 치료 시에 마이크로로봇의 해머링 구동을 보조할 수 있으면서도 혈관 또는 카테터 내에서 마이크로로봇의 센터링 유지가 효과적으로 이루어질 수 있는 수단을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇은, 일측 선단부에 절삭툴이 마련되며, 내부에 가이드 중공부가 형성된 하우징과; 상기 가이드 중공부 내에 위치하여 전후 운동이 가능한 영구자석에 의해 달성된다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 하우징은 외주면 상에 다수의 섬모를 더 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 섬모는 상기 하우징의 길이 방향에 대해 일측 방향으로 편향되며, 더욱 바람직하게는, 상기 섬모는 마이크로로봇의 진행 방향에 대해 후방으로 편향된 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템은, 일측 선단부에 절삭툴이 마련되며, 내부에 형성된 가이드 중공부 내에 전후 이동이 가능한 영구자석을 갖는 마이크로로봇과; 상기 영구자석에 교류 경사자기장을 인가하여 상기 영구자석의 전후 왕복운동에 의해 상기 마이크로로봇의 해머링을 유도하기 위한 경사 자계 코일부에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 중공형상의 튜브로써, 마이크로로봇이 삽입되어 혈관 내로 삽입 가능한 카테터를 추가로 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 카테터 내주면에는 다수의 디딤부재가 마련되어 마이크로로봇의 이동 시에 섬모의 선단부가 디딤부재에 지지되어 마이크로로봇의 이동이 가능하며, 더욱 바람직하게는, 상기 디딤부재는 삼각 단면 형상을 갖는 다수의 돌기 또는 요홈이거나, 환형 또는 나선형 돌기이거나, 환형 또는 나선형 요홈인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇은, 절삭툴이 구비되고 내부에 형성된 가이드 중공부 내에 전후 이동이 가능한 영구자석이 마련됨으로써, 외부의 경사 자계 코일부에 의해 발생된 교류 경사자기장에 의해 마이크로로봇의 해머링 구동이 가능하므로, 구성이 단순하여 제작이 용이하면서도 효과적인 혈관 치료가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇은, 외주면에 섬모가 마련되며, 이 섬모에 의해 혈관 또는 카테터 내에서 마이크로로봇의 센터링 유지와 함께 해머링 시에 마이크로로봇의 전진 이동을 유도할 수 있으므로 보다 효과적인 혈관 치료가 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇은, 혈관 내에 삽입되는 카테터가 추가됨으로써, 보다 신속하며 편리하게 혈관 치료가 가능하며, 특히 카테터 내에 섬모가 지지되도록 다수의 디딤부재가 추가됨으로써, 마이크로로봇의 해머링 동작과 함께 센터링 유지가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혈관치료용 마이크로로봇의 구성을 보여주는 단면도,
도 2는 본 발명에 혈관치료용 마이크로로봇의 작동예를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇을 구동하기 위한 경사자계 코일부의 일례를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템을 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템에 있어서, 카테터의 다른 변형예를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템에 있어서, 카테터의 디딤부재의 다른 실시예들을 보여주는 도면,
도 7의 (a)(b)(c)는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템을 이용하여 혈관 내의 협착물 천공 과정을 간략히 보여주는 도면.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇(100)은 하우징(110)과, 이 하우징(110) 내에 위치하여 전후 운동이 가능한 영구자석(120)을 포함한다.

하우징(110)은 전체적으로 원통 형상을 가지며, 내부에는 길이 방향으로 가이드 중공부(112)가 형성되며, 일측 선단부에 절삭툴(111)이 마련된다. 한편, 하우징(110)은 원통 형상이 아닌 길이 방향으로 타원형일 수 있으며, 혈관 또는 카테터를 따라서 이동이 가능한 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있다.

하우징과 절삭툴은 동일 재질로써 일체로 제작될 수 있으며, 또는 하우징과 절삭툴이 다른 재질로써 별도로 제작된 후에 일체로 조립되어 제작될 수도 있다. 한편, 본 발명에 따른 마이크로로봇은 재질에 있어서는 생체에 친화적인 범위 내에서 특별하게 한정되지는 않는다. 예를 들어, 하우징과 절삭툴은 필요에 따라서 생체 내에서 부작용을 발생시키지 않는 항혈전성이 우수한 폴리머에 의해 코팅이 이루어질 수도 있다.

본 실시예에서 절삭툴(111)은 원추 형상으로 끝이 뾰족한 팁을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정될 필요는 없으며 종축방향의 전후 운동에 의해 혈관 내의 협착물을 효과적으로 제거 가능한 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있음을 이해하여야 한다.

하우징(110)의 가이드 중공부(112) 내에는 영구자석(120)이 삽입되며, 특히 가이드 중공부(112)의 길이는 영구자석(120) 보다는 길게 마련됨으로써 영구자석(120)은 가이드 중공부(110) 내에서 전후 슬라이딩이 가능하다.

영구자석(120)은 다시 구체적으로 설명되겠으나, 외부의 교류 경사자기장에 의해 하우징(110) 내에서 전후 왕복운동이 이루어지며, 이때 영구자석(120)은 진행 방향으로 하우징(110)을 타격하게 되며, 영구자석(120)의 전후 왕복운동으로 발생된 마이크로로봇(100)의 해머링 동작에 의해 협착물의 제거가 이루어질 수 있다.

바람직하게는 가이드 중공부(112)는 하우징(110)의 길이 방향으로 형성되며, 가이드 중공부(112)에 위치하는 영구자석(120)의 자화 방향 역시도 가이드 중공부(112)의 길이 방향과 일치함으로써, 외부의 교류 경사자기장에 의해 영구자석(120)은 가이드 중공부(112)를 따라서 전후 왕복운동이 이루어질 수 있다.

특히 본 발명에 있어서, 마이크로로봇(100)은 혈관 또는 카테터 내에서 센터링을 유지하면서 이동이 가능하도록 가이드부재가 마련되며, 이러한 가이드부재로써 하우징(110)은 외주면 상에 다수의 섬모(130)를 더 포함할 수 있다.

이러한 섬모(130) 각각이 동일한 형상과 동일한 각도를 가지며 마련될 필요는 없으나 대체적으로 하우징(110)의 길이 방향에 대해 일측 방향으로 편향되어 분포하도록 마련되는 것이 바람직할 것이며, 더욱 바람직하게는 마이크로로봇의 진행 방향으로 경사(θ)를 갖도록 마련될 수 있다.

섬모(130)는 부드러운 재질로써, 생체에 적합한 폴리머에 의해 제공될 수 있다. 또한 섬모 각각은 동일한 탄성과 강성을 가질 필요는 없으나, 혈관 또는 카테터 내에서 이동 시에 하우징(110)이 혈관 또는 카테터의 중앙에 위치할 수 있도록 지지할 수 있는 범위 내에서 대체적으로 섬모들은 일정한 탄성과 강성을 갖는 것이 바람직할 것이다.

도 2를 참고하면, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 마이크로로봇(100)은 혈관(10) 내에서 삽입된 후에 협착물(20)이 위치하는 시술 목표 부위까지 가이드와이어 등에 의해 삽입이 이루어질 수 있다.

시술 목표 부위까지 마이크로로봇(100)이 삽입된 후에 외부의 교류 경사자기장(▽B)에 의해 영구자석(120)이 하우징(110)의 가이드 중공부(112)를 따라서 전후 왕복운동이 이루어지며, 이때 영구자석(120)의 왕복운동 과정에서 하우징(110) 전단부를 타격하면서 마이크로로봇(100)의 전진 이동이 이루어질 수 있다.

따라서 마이크로로봇(100)은 영구자석(120)의 전후 왕복운동에 의해 혈관910) 내의 협착물(20)에 대해 해머링(hammering)이 이루어져 협착물 제거가 이루어질 수 있다.

한편, 하우징(110)에 마련된 섬모(130)는 혈관(10) 내에서 마이크로로봇(100)이 센터링이 유지될 수 있도록 하면서, 섬모(130)가 하우징(110)의 길이 방향에 대해 특정 방향으로 편향되게 마련됨으로써, 섬모의 경사방향을 따라서 마이크로로봇(100)은 특정 방향에 대한 운동 방향성을 가질 수 있다.

도 2에 예시된 것과 같이, 섬모(130)는 마이크로로봇(100)의 진행 방향에 대해 후방으로 편향되게 마련됨으로써, 섬모(130)는 혈관(10) 내벽에 지지되어 마이크로로봇(100)의 전진 이동은 가능한 반면에, 마이크로로봇(100)의 후진에 대해서는 저항으로 작용하게 된다.

영구자석(120)을 전후 왕복 구동하기 위하여 교류 경사자기장(▽B)을 인가하기 위한 경사 자계 코일부(300)가 마련되며, 이러한 경사 자계 코일부는 다양한 경사코일(gradient coil)들에 의해 제공될 수 있다.

도 3에 예시된 것과 같이, 교류 경사자기장을 발생시키기 위하여 한 쌍의 새들코일(saddle coil)이 이용될 수 있다.

한 쌍으로 이루어진 경사 새들코일(GSC)은 서로 대칭된 형상을 갖는 상부 새들코일(SC1)과 하부 새들코일(SC2)로 구성되며, 상부 새들코일(SC1)과 하부 새들코일(SC2)의 전류 방향이 반대가 되도록 교류의 전류를 인가함으로써 교류의 X-Z 방향의 경사자기장을 발생시킬 수 있다.

본 발명에서 교류 경사자기장을 발생시키기 위한 경사 자계 코일부는 한 쌍의 새들코일에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 경사자계 맥스웰 코일(gradient-field maxell coil) 또는 이들의 조합에 의해 다양한 경사 자계 코일들이 이용되어 교류 경사자기장을 발생시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템을 보여주는 도면으로, 본 발명의 마이크로로봇(100)은 카테터(200)가 추가되며, 혈관 내에 삽입 시에 카테터(200)에 의해 시술 목표 부위까지 삽입이 이루어질 수 있다.

카테터(200)는 중공부(201)가 형성된 튜브로서, 카테터(200) 내에 마이크로로봇(100)이 삽입되어 중공부(201)를 따라서 마이크로로봇(100)이 이동 가능하다.

따라서 혈관 내에 카테터(200)를 시술 목표 부위까지 삽입 위치시킨 후에 카테터(200) 내에 마이크로로봇(100)을 가이드와이어 등을 이용하여 삽입 시킴으로써 마이크로로봇(100)을 시술 목표 부위까지 이동시킨 후에 교류 경사자기장을 인가하여 마이크로로봇(100)의 해머링 동작에 의해 협착물에 대한 천공 작업이 이루어질 수 있다.

다른 한편으로, 카테터(200)의 선단부에 먼저 마이크로로봇(100)을 삽입 위치시킨 후에 마이크로로봇(100)과 카테터(200)를 함께 혈관 내에 삽입시켜 카테터(200)와 함께 마이크로로봇(100)을 시술 목표 부위까지 이동시킬 수가 있으며, 이후 협착물의 천공은 동일하게 교류 자기장을 인가하여 마이크로로봇(100)의 해머링에 의해 시술이 이루어질 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템에 있어서, 카테터의 다른 변형예를 보여주는 도면으로써, 카테터(200) 내주면에는 다수의 디딤부재가 마련되어 마이크로로봇의 이동 시에 섬모의 선단부가 디딤부재에 지지되어 마이크로로봇(100)의 전진이 이루어질 수 있다.

도 5에 예시된 것과 같이, 디딤부재는 카테터(200) 내주면에 돌출되게 마련된 다수의 삼각 형상의 단면을 갖는 돌기(210)에 의해 제공될 수 있다.

한편 디딤부재로써 형성된 삼각 단면 형상의 돌기(210)는 마이크로로봇(100)의 전진 이동이 용이하도록 제1경사면(210a)과 제2경사면(210b)이 다른 경사각을 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 제1경사면(210a)이 제2경사면(210b) 보다 더 급한 경사를 가지며, 따라서 마이크로로봇(100)의 전진 시에 섬모(130)는 카테터(200)의 제2경사면(210b)을 따라서는 쉽게 이동하는 반면에, 제1경사면(210a)에서는 돌기에 지지되어 마이크로로봇(100)의 후진 이동에 대해서는 저항으로 작용한다.

이러한 다수의 돌기(210)는 카테터(100) 내주면 전체에 형성될 수도 있으나, 카테터(200) 내에서 실질적으로 협착물에 대해 해머링이 이루어지게 되는 카테터(200)의 선단부 일부 구간(D)에만 형성되어도 무방할 것이다.

한편, 본 발명에서 디딤부재는 다수의 돌기가 아닌 카테터 내주면에 인입 형성되어 섬모의 선단부가 삽입 가능한 다수의 요홈이어도 무방할 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템에 있어서, 카테터의 디딤부재의 다른 실시예들을 보여주는 도면이다.

도 6에 예시된 것과 같이, 본 발명에서 디딤부재는 (a)카테터(200)의 내주면에 형성되는 다수의 환형 돌기(220)이거나, (b)카테터(200)의 내주면에 형성되는 나선형의 돌기(230)이거나, (c)카테터(200)의 내주면에 형성된 환형의 요홈(240)이거나, (d)카테터(200)의 내주면에 형성된 나선형상의 요홈(250)일 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 디딤부재는 마이크로로봇에 마련된 섬모를 지지하여 마이크로로봇이 진행 방향으로 원활한 이동이 가능한 범위 내에서 다양한 형태로 제공될 수 있다.

도 7의 (a)(b)(c)는 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템을 이용하여 혈관 내의 협착물 천공 과정을 간략히 보여주는 도면이다.

도 7을 참고하면, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 혈관치료용 마이크로로봇 시스템을 이용한 혈관 치료 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 7의 (a)를 참고하면, 혈관(10) 내에 협착물(20)이 위치하는 시술 목표 부위까지 카테터(200)가 삽입되며, 이때 앞서도 설명한 것과 같이 가이드와이어를 이용하여 먼저 카테터(200)를 협착물 위치까지 삽입시킨 후에 카테터(200) 기단부에서 가이드와이어를 이용하여 마이크로로봇(10)의 삽입이 이루어질 수 있으며, 또는 마이크로로봇(100)이 카테터(200) 내에 삽입된 상태에서 마이크로로봇(100)과 카테터(200)가 같이 삽입이 이루어질 수 있다.

이와 같이 마이크로로봇이 시술 목표 부위까지 이동하는 과정은 카테터 내부에 위치하여 이루어지므로, 시술과정에서 혈관이 마이크로로봇의 절삭툴에 직접 노출되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.

참고로, 마이크로로봇(20)이 카테터(200)에 삽입된 상태에서 카테터(200)를 직접 혈관 내로 삽입하기 위하여, 카테터의 선단에 일측 단부가 고정되어 슬라이딩 가능한 다수의 조작선을 갖는 카테터가 이용될 수 있으며, 이러한 카테터는 기단부에서 조작선을 조작하여 카테터 선단의 굴곡 방향 조작이 가능하여 직접 혈관 내에 카테터의 삽입이 가능하다[참고문헌: 공개특허공보 제10-2011-0139698호)].

도 7의 (b)를 참고하면, 협착물(20)이 위치하는 시술 목표 위치까지 카테터(200)와 함께 마이크로로봇(100)이 위치하게 되면, 경사 자계 코일부가 작동하여 교류의 경사자기장(▽B)이 발생되며, 영구자석(120)은 교류의 경사자기장에 의해 전후 왕복운동이 이루어지며, 따라서 마이크로로봇(100)의 해머링에 의해 절삭툴(111)에 의해 협착물(20)의 천공이 이루어진다.

영구자석(120)의 왕복운동은 경사 자계 코일부에서 인가되는 주파수에 의해 결정될 수 있으며, 협착물의 크기나 표면 경도 등의 조건과 영구자석을 포함한 마이크로로봇의 무게 등을 고려하여 천공에 필요한 적합한 주파수를 결정하여 시술이 이루어질 수 있다.

한편, 마이크로로봇(100)의 해머링 과정에서 섬모(130)는 마이크로로봇(100)이 혈관 중앙에서 센터링을 유지할 수 있도록 하며, 또한 카테터(200) 내벽면에 마련된 디딤부재와 함께 마이크로로봇(100)의 원활한 전진 이동을 보조하는 기능을 한다.

도 7의 (c)를 참고하면, 교류 경사자기장(▽B)에 의해 지속적으로 마이크로로봇(100)이 전진 이동하면서 협착물(20)에 대한 천공이 이루어지면서 협착물(20) 제거가 이루어질 수 있다.

협착물(20) 제거가 완료된 후에는 혈관(10) 내에서 카테터(200)를 빼냄으로써 마이크로로봇(100)은 카테터(200)와 함께 회수가 이루어질 수 있다.

한편, 협착물의 크기나 상태에 따라서는 협착물 전체를 제거하는 것이 아니라, 협착물에서 칼슘화가 진행되어 단단한 응집 표면(21)만을 마이크로로봇(100)을 이용하여 천공한 후에 나머지 협착물에 대해서는 주지의 화학적 또는 물리적 시술방법에 의해 제거가 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 혈관 20 : 협착물
100 : 마이크로로봇 110 : 하우징
111 : 절삭툴 112 : 가이드 중공부
120 : 영구자석 130 : 섬모
200 : 카테터 300 : 경사 자계 코일부

Claims

일측 바깥 선단부에 절삭툴이 마련되며, 상기 절삭툴의 방향과 동일한 길이 방향의 중심축을 따라서 내부에 가이드 중공부가 형성되되, 상기 가이드 중공부는 적어도 하기의 영구자석 전단 및 후단을 지지하게 되는 전단벽면과 후단벽면을 갖는 하우징과;
상기 가이드 중공부 내에 위치하여 외부에서 인가되는 자기장에 의해 전후 구동이 이루어져 상기 전단벽면 또는 후단벽면을 타격하여 상기 절삭툴의 타격력을 제공하게 되는 영구자석을 포함하는 혈관치료용 마이크로로봇.
제1항에 있어서, 상기 하우징은 외주면 상에 다수의 섬모를 더 포함하는 혈관치료용 마이크로로봇.
제2항에 있어서, 상기 섬모는 상기 하우징의 길이 방향에 대해 일측 방향으로 편향된 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇.
제3항에 있어서, 상기 섬모는 마이크로로봇의 진행 방향에 대해 후방으로 편향된 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇.
일측 바깥 선단부에 절삭툴이 마련되며, 상기 절삭툴의 방향과 동일한 길이 방향의 중심축을 따라서 내부에 전후 이동이 가능하게 영구자석이 마련된 가이드 중공부를 갖되, 적어도 상기 영구자석의 전단 및 후단을 지지하게 되는 전단벽면과 후단벽면을 갖는 마이크로로봇과;
상기 영구자석에 교류 경사자기장을 인가하여 상기 영구자석의 전후 왕복운동에 의해 상기 마이크로로봇의 해머링을 유도하기 위한 경사 자계 코일부를 포함하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제5항에 있어서, 상기 마이크로로봇은 외주면에 다수의 섬모를 더 포함하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제6항에 있어서, 상기 섬모는 상기 마이크로로봇의 길이 방향에 대해 일측 방향으로 편향된 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제6항에 있어서, 상기 섬모는 마이크로로봇의 진행 방향에 대해 후방으로 편향된 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 중공형상의 튜브로써, 마이크로로봇이 삽입되어 혈관 내로 삽입 가능한 카테터를 추가로 포함하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제9항에 있어서, 상기 카테터 내주면에는 다수의 디딤부재가 마련되어 마이크로로봇의 이동 시에 섬모의 선단부가 디딤부재에 지지되어 마이크로로봇의 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제10항에 있어서, 상기 디딤부재는 삼각 단면 형상을 갖는 다수의 돌기 또는 요홈인 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제10항에 있어서, 상기 디딤부재는 환형 또는 나선형 돌기인 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.
제10항에 있어서, 상기 디딤부재는 환형 또는 나선형 요홈인 것을 특징으로 하는 혈관치료용 마이크로로봇 시스템.