KR101831660B1

KR101831660B1 - 능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템

Info

Publication number: KR101831660B1
Application number: KR1020160132399A
Authority: KR
Inventors: 김성훈
Original assignee: 원광대학교산학협력단
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-02-23
Anticipated expiration: 2036-10-12

Abstract

능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치는, 가이드 와이어와, 경방향으로 자기 배향되는 제1 자석과, 상기 가이드 와이어와 상기 제1 자석을 연결하는 조인트와, 상기 제1 자석의 전단에 형성되는 전단 팁을 포함하는 가이드 와이어 모듈; 및 상기 가이드 와이어가 내부에 삽입되는 카테터 도관과, 상기 카테터 도관의 외면에 배치되는 경방향으로 자기 배향되는 제2 자석을 포함하는 카테터 모듈을 포함하고, 상기 가이드 와이어 모듈은, 상기 제1 자석의 외주면에 나사선이 형성된다.

Description

능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템{ACTIVE CATHETER APPARATUS AND CONTROL SYSTEM THEREOF}

본 발명은 능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 자기장에 의해 이동 및 조향이 가능하고, 자동으로 환부 위치까지 이동할 수 있는 능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템에 관한 것이다.

기관, 체강, 통로, 조직 등의 관찰 또는 치료를 위하여 최소로 절개하는 시술을 함에 있어 카테터(catheter) 등과 같은 의료 기기들이 사용된다. 그리고, 이러한 카테터 등의 의료 기기를 혈관 내 소정 위치로 안내하기 위해 가이드 와이어가 널리 사용되고 있다.

카테터는 가이드 와이어를 따라 삽입되며, 가이드 와이어는 해부학적으로 제한된 공간 내에서 사용되기 때문에 신체 내부에서 조향 가능하거나, 운용 가능한 것이 바람직하다. 이러한 가이드 와이어의 조향은 운용자가 신체 내의 가이드 와이어를 안내하고 가이드 와이어에 장착된 기구를 해부학적 지표(anatomical landmark)에 정확하게 위치시키는 것을 가능하게 한다.

이러한 가이드 와이어 및 카테터 등을 이용하여 혈관 내의 혈전 등을 드릴링할 수 있으며, 체내에서 이동시키기 위해 외부 자기장을 이용하는 연구가 많이 진행되고 있다.

대한민국 등록특허 0898413호 (2009.05.12. 등록) 대한민국 등록특허 1217767호 (2012.12.26. 등록)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 자기장에 의해 이동 및 조향이 가능하고, 자동으로 환부 위치까지 이동할 수 있는 능동형 카테터 장치 및 이의 제어 시스템을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치는, 가이드 와이어와, 경방향으로 자기 배향되는 제1 자석과, 상기 가이드 와이어와 상기 제1 자석을 연결하는 조인트와, 상기 제1 자석의 전단에 형성되는 전단 팁을 포함하는 가이드 와이어 모듈; 및 상기 가이드 와이어가 내부에 삽입되는 카테터 도관과, 상기 카테터 도관의 외면에 배치되는 경방향으로 자기 배향되는 제2 자석을 포함하는 카테터 모듈을 포함하고, 상기 가이드 와이어 모듈은, 상기 제1 자석의 외주면에 나사선이 형성된다.

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또한, 상기 가이드 와이어 모듈은, 일단에 상기 조인트가 연결되고, 타단에 상기 제1 자석이 연결되며, 상기 조인트 및 상기 제1 자석을 수용하는 나사선 블레이드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 카테터 모듈은, 상기 카테터 도관의 외면에 상기 제2 자석이 배치되는 배치홈을 구비할 수 있다.

그리고, 상기 카테터 모듈은, 상기 제2 자석의 내경이 상기 카테터 도관의 배치홈의 외경보다 크게 형성될 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 제어 시스템은, 상술한 능동형 카테터 장치; 상기 능동형 카테터 장치를 밀어 주는 푸시 장치; 상기 능동형 카테터 장치에 회전 자기장을 인가하는 자기장 인가 장치; 및 상기 푸시 장치 및 상기 자기장 인가 장치를 제어하여 상기 능동형 카테터 장치의 이동을 제어하는 제어 장치를 포함한다.

또한, 상기 푸시 장치는, 상기 능동형 카테터 장치의 이동을 가이드하는 복수의 롤러와, 상기 복수의 롤러에 각각 구동력을 제공하는 복수의 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어 장치는, 상기 능동형 카테터 장치의 상기 가이드 와이어 모듈의 이동 속도와 상기 푸시 장치의 푸시 속도를 동기화할 수 있다.

또한, 상기 능동형 카테터 장치의 가이드 와이어 모듈의 위치 및 이동 속도를 검출하는 센싱 장치를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제어 장치는, 상기 가이드 와이어 모듈의 위치 및 이동 속도에 기초하여 상기 푸시 장치 및 상기 자기장 인가 장치를 제어하고, 상기 능동형 카테터 장치를 타겟 위치까지 이동시킬 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 외부 자기장에 의해 가이드 와이어 및 카테터의 이동 및 조향이 가능하고, 자동으로 환부 위치까지 이동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 구성도이다.
도 2는 능동형 카테터 장치의 가이드 와이어 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 3은 능동형 카테터 장치의 카테터 모듈에 사용되는 자석의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 능동형 카테터 장치의 카테터 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 제어 시스템의 구성도이다.
도 6은 능동형 카테터 장치의 제어 시스템의 푸시 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 7은 회전 자기장의 개념을 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 능동형 카테터 장치의 제어 시스템에 의해 이동하는 능동형 카테터 장치를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 구성도이다. 또한, 도 2는 능동형 카테터 장치의 가이드 와이어 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 또한, 도 3은 능동형 카테터 장치의 카테터 모듈에 사용되는 자석의 일 실시예를 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 능동형 카테터 장치의 카테터 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치(100)는 가이드 와이어 모듈(110) 및 카테터 모듈(120)을 포함한다. 여기에서, 가이드 와이어 모듈(110)은 가이드 와이어(112)와, 경방향으로 자기 배향되는 제1 자석(114)과, 상기 가이드 와이어(112)와 상기 제1 자석(114)을 연결하는 조인트(116)와, 상기 제1 자석(114)의 전단에 형성되는 전단 팁(118)을 포함한다. 또한 카테터 모듈(120)은 가이드 와이어(112)가 내부에 삽입되는 카테터 도관(122)과, 상기 카테터 도관(122)의 외면에 배치되는 경방향으로 자기 배향되는 제2 자석(124)을 포함한다. 가이드 와이어 모듈(110) 및 카테터 모듈(120)이 각각 자석을 구비하며, 외부에서 가해지는 자기장에 의해 가이드 와이어 모듈(110) 및 카테터 모듈(120)의 이동 및 조향이 가능하다.

가이드 와이어 모듈(110)은 카테터 모듈(120)을 신체 내부의 소정 위치로 안내한다. 가이드 와이어 모듈(110)의 가이드 와이어(112)를 따라 카테터 모듈(120)이 혈관 등의 내부로 삽입된다.

가이드 와이어(112)는 조인트(116)에 의해 가이드 와이어(112)와 제1 자석(114)이 연결되며, 가이드 와이어(112)는 카테터 도관(122)의 도관에 삽입된다.

제1 자석(114)은 외부에서 가해지는 자기장에 의해 가이드 와이어(112)의 이동 및 조향이 가능하다. 특히, 외부에서 가해지는 자기장을 조절하여 가이드 와이어(112)의 각도 회전을 할때 요구되는 각도 값에 정확히 도달할 수 있고, 가이드 와이어(112)를 이동하지 않고도 제자리에서 가이드 와이어(112)의 방향을 전환할 수 있다. 제1 자석(114)은 경방향으로 자기 배향되어 있으므로, 외부 자기장으로 회전 자기장이 인가되어 이동 및 조향될 수 있다. 회전 자기장에 동기화되어 제1 자석(114)이 이동한다. 또한, 회전 자기장의 평면이 회전할 때, 그 회전 방향으로 자기 토크에 의하여 경방향으로 배향된 제1 자석(114)이 회전하게 된다. 즉, 회전 자기장의 평면이 변화할 때 자기 토크에 의하여 제1 자석(114)이 조향되며, 가이드 와이어(112)가 굽어짐 없이 조인트(116)에 의하여 조향 각도를 만들어 낸다. 조인트(116)의 회전각도 이상으로 제1 자석(114)이 조향될 때, 가이드 와이어(112)의 벤딩이 발생하여 더 큰 조향 각도를 만들어 낼 수 있다. 또한, 회전 자기장의 평면을 회전시켜 제1 자석(114)을 제자리에서 조향 각도를 조절할 수 있다. 만일, 조인트(116)로 연결되지 않는 경우, 제1 자석(114)의 조향 각도는 가이드 와이어(110)의 유연성에 의해 결정될 수 밖에 없다.

또한, 제1 자석(114)은 외주면에 나사선(114A)이 형성될 수 있다. 회전 자기장이 인가될 경우에는 제1 자석(114)의 나사선(114A)에 의해 제1 자석(114) 자체가 회전하면서 전진한다. 나사선(114A)에 의해 제1 자석(114)이 회전하여 추진력을 얻을 수 있다. 또한, 회전 자기장이 가해지는 방향을 180도 반전시키면 제1 자석(114)에 의한 추진력의 방향을 180도 바꿀 수 있다. 그리고, 도면에는 도시하지 않았으나, 제1 자석(114)의 외주면뿐만 아니라, 제1 자석(114)의 내주면에 나사선이 형성될 수 있다. 내주면에 나사선이 없는 경우, 외부의 나사선(114A)에 의한 마찰이 낮으면 추진력이 낮게 발생할 수 있고, 특히 유체 내에서 능동형 카테터 장치(100) 내부에 위치한 스텐트 등 다른 구조물과 분리하기 어려울 수 있다. 그러나, 내부에 나사선이 있는 경우, 외부의 마찰력이 낮아도 내부의 나사선과 이에 맞닿은 내부에 있는 스텐트 등의 구조물과의 마찰에 의해 원활하게 가이드 와이어 모듈(110)을 이동시키고, 스텐트 등 다른 구조물과 쉽게 분리할 수 있다. 즉, 내외부에 나사선이 있을 경우에는 내부의 마찰력과 외부의 마찰력 중 하나만 있더라도 제1 자석(114)의 이동에 필요한 추진력을 얻을 수 있다.

조인트(116)는 가이드 와이어(112)와 제1 자석(114)을 연결하며, 제1 자석(114)의 회전 시 가이드 와이어(112)가 회전하기 않도록 한다. 조인트(112)가 없을 경우, 가이드 와이어(112)의 조향은 연결된 가이드 와이어(112)의 물리적 특성에 의존할 수 밖에 없으나, 조인트(116)에 의해 가이드 와이어(112)와 제1 자석(114)이 연결됨으로써, 가이드 와이어(112)의 물리적 특성과 무관하게 조인트(116)의 최대 회전 각도까지 조향이 가능하다. 조인트(116)는 볼 형상의 조인트를 사용하는 것이 바람직하다.

전단 팁(118)은 제1 자석(114)의 뾰족하게 형성되며, 전단 팁(118)에 의해 장애물이 제거될 수 있다. 예를 들어, 혈전에 의하여 혈관이 막혀 있는 경우, 전단 팁(118)에 의하여 혈전을 제거하면서 타켓 지점까지 이동을 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 가이드 와이어 모듈(110)이 조인트(116)에 의해 가이드 와이어(112)와 제1 자석(114)이 연결된 것은 동일하나, 제1 자석(114)에 나사선이 형성된 것이 아니라, 가이드 와이어 모듈(110)은 일단에 조인트(116)가 연결되고, 타단에 제1 자석(114)이 연결되며, 상기 조인트(116) 및 상기 제1 자석(14)을 수용하는 나사선 블레이드(119)를 더 포함하고 있다. 제1 자석(114) 및 조인트(116)가 나사선 블레이드(119)로 연결되어 크기를 줄인 가이드 와이어 모듈(110)을 구현할 수 있다. 이러한 가이드 와이어 모듈(110)은 보다 미세한 혈관용 가이드 와이어(112)로 사용할 수 있다.

카테터 모듈(120)은 가이드 와이어 모듈(110)에 의해 신체 내부의 소정 위치로 안내된다. 가이드 와이어 모듈(110)의 가이드 와이어(112)를 따라 카테터 모듈(120)이 혈관 등의 내부로 삽입된다.

카테터 도관(122)은 가이드 와이어(112)가 삽입되며, 카테터 도관(122)은 손으로 삽입하여 이동할 수 있고, 또는 회전 자기장과 외부에 카테터 도관(122)을 밀어 넣어주는 장치에 의하여 이동을 할 수도 있다. 카테터 도관(122)은 제2 자석(124)이 배치되는 배치홈(122A)을 외면에 구비할 수 있다. 회전 자기장에 의해 회전 시, 카테터 도관(122)이 회전하지 않도록 제2 자석(124)의 내경이 카테터 도관(122)의 배치홈의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

제2 자석(124)은 카테터 도관(122)의 외면에 배치된다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 자석(124)은 경방향으로 자기 배향되며, 외주면에 나사선(124A)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 자석(124)은 카테터 도관(122)의 배치홈(122A)에 복수개가 배치될 수 있다. 이러한 제2 자석(124)에 의해 카테터 모듈(120)의 능동적 이동이 가능하며, 제2 자석(124)이 회전하더라도 카테터 도관(122)은 회전을 하지 않는다. 제2 자석(124)이 회전 자기장에 의해 회전하는 경우, 제2 자석(124)의 추진력에 의해 카테터 모듈(120)이 이동한다.

상술한 가이드 와이드 모듈(110) 및 카테터 모듈(120)을 포함하는 능동형 카테터 장치(100)는 회전 자기장에 의하여 이동을 하고, 회전 자기장으 위치 변화에 따른 자기토크에 의하여 능동형 카테터 장치(100)가 조향될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 제어 시스템의 구성도이다. 또한, 도 6은 능동형 카테터 장치의 제어 시스템의 푸시 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 또한, 도 7은 회전 자기장의 개념을 도시한 도면이다. 그리고, 도 8a 및 도 8b는 각각 능동형 카테터 장치의 제어 시스템에 의해 이동하는 능동형 카테터 장치를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 카테터 장치의 제어 시스템(10)은 상술한 능동형 카테터 장치(100)와, 상기 능동형 카테터 장치(100)를 밀어 주는 푸시 장치(200), 상기 능동형 카테터 장치(100)에 회전 자기장을 인가하는 자기장 인가 장치(300), 상기 푸시 장치(200) 및 상기 자기장 인가 장치(300)를 제어하여 상기 능동형 카테터 장치(100)의 이동을 제어하는 제어 장치(400)를 포함할 수 있다. 또한, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템(10)은 혈관의 위치 정보, 능동형 카테터 장치(100)의 위치 정보, 능동형 카테터 장치(100)의 이동 속도 등을 감지하는 센싱 장치(500)를 더 포함할 수 있다. 능동형 카테터 장치(100)의 구성은 상술한 바와 같으므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략하도록 한다.

푸시 장치(200)는 능동형 카테터 장치(100)를 혈관 등의 신체 내부로 밀어 주는 장치이다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 푸시 장치(200)는 능동형 카테터 장치(100)의 이동을 가이드하는 복수의 롤러(210)와, 상기 복수의 롤러(210)에 각각 구동력을 제공하는 복수의 모터(220)를 포함할 수 있고, 롤러(210) 사이에 능동형 카테터 장치(100)가 잘 들어가도록 하는 지지대(215)를 더 포함할 수 있다. 이때, 복수의 모터(220)는 서로 동기화되어 상기 모터(220)에 연결된 롤러(210)를 동일한 속도로 회전시킬 수 있다.

자기장 인가 장치(300)는 능동형 카테터 장치(100)에 회전 자기장을 걸어 주는 장치이다. 예를 들어, 자기장 인가 장치(300)는 3축 헬름홀츠 코일일 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 3축 헬름홀츠 코일은 전원을 공급받아 x축, y축, z축의 수직으로 일정한 자기장을 생성할 수 있다. 여기에서, 자기장은 회전 자기장의 주파수와 세기에 의해 3축 헬름홀츠 코일 내에 위치한 능동형 카테터 장치(100)에 가해진다. 능동형 카테터 장치(100)의 경방향으로 자기 배향된 제1 및 제2 자석(114, 124)에 회전 자기장이 인가되어 능동형 카테터 장치(100)가 이동 및 조향될 수 있다. 제어 장치(400)를 통해 전류의 출력값과 위상을 제어할 수 있고, 3축 헬름홀츠 코일 내에 위치한 능동형 카테터 장치(100)의 회전 방향, 회전면, 3축 헬름홀츠 코일에 의해 발생되는 결합된 자기장의 회전 방향을 제어할 수 있다. 이에 따라, 도 5에 도시한 바와 같이, 능동형 카테터 장치(100)에 회전 자기장을 가할 수 있다. 이때, 자기장의 회전 방향은 추진력의 방향을 결정한다. 능동형 카테터 장치(100)의 나사선 구조가 오른나사인 경우, 시계 방향의 회전 자기장은 능동형 카테터 장치(100)를 앞으로 이동시킨다. 또한, 회전 자기장의 위치 변화에 따른 자기토크에 의해 능동형 카테터 장치(100)가 조향된다.

센싱 장치(500)는 환자의 혈관 정보를 파악하여 환부의 위치를 검출하고, 능동형 카테터 장치(100)의 위치, 속도 등을 검출한다. 이러한 센싱 장치(500)로 CT 등이 사용될 수 있다. 또한, 센싱 장치(500)는 타겟 위치 등을 3차원 좌표값으로 매핑시키고, 이를 제어 장치(400)에 전달한다.

제어 장치(400)는 센싱 장치(500)의 정보에 기초하여 푸시 장치(200) 및 자기장 인가 장치(300)를 제어하여 능동형 카테터 장치(100)의 이동을 제어한다.

예를 들어, 제어 장치(400)는 능동형 카테터 장치(100)의 가이드 와이어 모듈(110)의 이동 속도와 푸시 장치(200)의 푸시 속도를 동기화시킬 수 있다. 구체적으로, 제어 장치(400)는 푸시 장치(200)의 모터 속도를 제어하여 푸시 장치(200)에서 능동형 카테터 장치(100)를 밀어 주는 속도와 가이드 와이어 모듈(110)의 이동 속도를 동기화시킬 수 있다. 또한, 제어 장치(400)는 센싱 장치(500)에서 전달 받은 가이드 와이어 모듈(110)의 위치 및 이동 속도에 기초하여 푸시 장치(200) 및 자기장 인가 장치(300)를 제어하고, 능동형 카테터 장치(100)를 타겟 위치까지 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 센싱 장치(500) 가이드 와이어 모듈(110)의 위치 및 이동 속도를 검출하여 제어 장치(400)에 전달하고, 제어 장치(400)는 푸시 장치(200)의 푸시 속도와 가이드 와이어 모듈(110)의 이동 속도를 동기화시키고, 능동형 카테터 장치(100)가 타겟 위치까지 도달할 수 있도록 자기장 인가 장치(300)를 제어하여 능동형 카테터 장치(100)를 조향한다. 즉, 제어 장치(400)는 푸시 장치(200)를 제어하여 능동형 카테터 장치(100)의 이동 속도를 조절하고, 자기장 인가 장치(300)를 제어하여 능동형 카테터 장치(100)의 이동 방향을 조절한다.

도 8a를 참조하면, 외부 자기장을 y-z 평면 상에서 시계 방향으로 가할 경우, 오른 나사에 의해 제1 자석(114) 및 제2 자석(124)이 회전하면서 제1 자석(114) 및 제2 자석(124)의 추진력이 발생하고, 능동형 카테터 장치(100)가 앞으로 이동할 수 있다. 또한, 회전 자기장이 가해지는 방향을 반시계 방향으로 180도 반전시키면 제1 자석(114) 및 제2 자석(124)에 의한 추진력의 방향을 180도 바꿀 수 있다.

또한, 도 8b를 참조하면, 외부 자기장이 y-z 평면 상에서 가해지다, 회전 자기장의 평면이 회전할 때, 그 회전 방향으로 자기 토크에 의하여 경방향으로 자기 배향된 제1 자석(114) 및 제2 자석(124)을 구비한 능동형 카테터 장치(100)가 (θ만큼) 회전하게 된다. 즉, 회전 자기장의 평면이 변화할 때 자기 토크에 의하여 능동형 카테터 장치(100)가 조향된다. 이때, 상술한 바와 같이, 가이드 와이어(112)가 굽어짐 없이 조인트(116)에 의하여 조향 각도를 만들어 낸다. 일례로, y-z 평면으로 가해지는 회전 자기장에 의해 이동하던 능동형 카테터 장치(100)에 x-y 평면으로 회전 자기장을 가하면, z축이 회전축이 되고, 제1 및 제2 자석(114, 124)에 의한 자기 토크에 의해 능동형 카테터 장치(100)가 90도 방향을 틀어서 이동할 수 있다.

이러한 능동형 카테터 장치의 제어 시스템(10)을 이용하여 능동형 카테터 장치(100)를 자동으로 타겟 지점까지 이동시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 환자의 혈관 정보를 파악하여 환부의 위치를 설정하면, 능동형 카테터 장치(100)가 자동으로 환부까지 이동할 수 있다. 제어 장치(400)가 가이드 와이어 모듈(110)의 이동 속도를 푸시 장치(200)의 푸시 속도와 동기화시키고, 혈관 정보에서 능동형 카테터 장치(100)의 조향 각도를 추출하여 능동형 카테터 장치(100)가 환부까지 도달할 수 있도록 제어 장치(400)가 자기장 인가 장치(300)를 제어한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 능동형 카테터 장치의 제어 시스템
100: 능동형 카테터 장치
110: 가이드 와이어 모듈
120: 카테터 모듈
200: 푸시 장치
300: 자기장 인가 장치
400: 제어 장치

Claims

가이드 와이어와, 경방향으로 자기 배향되는 제1 자석과, 상기 가이드 와이어와 상기 제1 자석을 연결하는 조인트와, 상기 제1 자석의 전단에 형성되는 전단 팁을 포함하는 가이드 와이어 모듈; 및
상기 가이드 와이어가 내부에 삽입되는 카테터 도관과, 상기 카테터 도관의 외면에 배치되는 경방향으로 자기 배향되는 제2 자석을 포함하는 카테터 모듈을 포함하고,
상기 가이드 와이어 모듈은,
상기 제1 자석의 외주면에 나사선이 형성되는, 능동형 카테터 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 가이드 와이어 모듈은,
일단에 상기 조인트가 연결되고, 타단에 상기 제1 자석이 연결되며, 상기 조인트 및 상기 제1 자석을 수용하는 나사선 블레이드를 더 포함하는, 능동형 카테터 장치.
제 1항에 있어서,
상기 카테터 모듈은,
상기 카테터 도관의 외면에 상기 제2 자석이 배치되는 배치홈을 구비하는, 능동형 카테터 장치.
제 4항에 있어서,
상기 카테터 모듈은,
상기 제2 자석의 내경이 상기 카테터 도관의 배치홈의 외경보다 크게 형성되는, 능동형 카테터 장치.
제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 능동형 카테터 장치;
상기 능동형 카테터 장치를 밀어 주는 푸시 장치;
상기 능동형 카테터 장치에 회전 자기장을 인가하는 자기장 인가 장치; 및
상기 푸시 장치 및 상기 자기장 인가 장치를 제어하여 상기 능동형 카테터 장치의 이동을 제어하는 제어 장치를 포함하는, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 푸시 장치는,
상기 능동형 카테터 장치의 이동을 가이드하는 복수의 롤러와, 상기 복수의 롤러에 각각 구동력을 제공하는 복수의 모터를 포함하는, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 능동형 카테터 장치의 상기 가이드 와이어 모듈의 이동 속도와 상기 푸시 장치의 푸시 속도를 동기화시키는, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 능동형 카테터 장치의 가이드 와이어 모듈의 위치 및 이동 속도를 검출하는 센싱 장치를 더 포함하는, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 가이드 와이어 모듈의 위치 및 이동 속도에 기초하여 상기 푸시 장치 및 상기 자기장 인가 장치를 제어하고, 상기 능동형 카테터 장치를 타겟 위치까지 이동시키는, 능동형 카테터 장치의 제어 시스템.