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WO2019221335A1 - Oct 시스템용 광학 회전접합모듈 - Google Patents

Oct 시스템용 광학 회전접합모듈 Download PDF

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Publication number
WO2019221335A1
WO2019221335A1 PCT/KR2018/009546 KR2018009546W WO2019221335A1 WO 2019221335 A1 WO2019221335 A1 WO 2019221335A1 KR 2018009546 W KR2018009546 W KR 2018009546W WO 2019221335 A1 WO2019221335 A1 WO 2019221335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
module
oct system
coupler
rotary joint
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/009546
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
하진용
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industry Academy Cooperation Foundation of Sejong University
Original Assignee
Industry Academy Cooperation Foundation of Sejong University
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
Application filed by Industry Academy Cooperation Foundation of Sejong University filed Critical Industry Academy Cooperation Foundation of Sejong University
Publication of WO2019221335A1 publication Critical patent/WO2019221335A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003—Alignment of optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical rotation bonding module for an OCT system, and in particular, by providing a separate housing for suppressing a tolerance in the internal components of the rotation bonding module between the OCT system and the imaging catheter,
  • the present invention relates to an optical rotary joint module for an OCT system that can reduce the tolerance caused by the assembly and minimize the torque loss of the hollow motor to be transferred to the imaging catheter.
  • OCT optical coherence tomography
  • the optical coherence tomography may use a wavelength swept laser based on a semiconductor light source of 1.3 ⁇ m in the infrared region, and a catheter (catheter) in which the laser light (light energy) is inserted into the human body. Irradiate through to reflect off the surface of the target organ.
  • the light reflected from the surface of the body organ is returned along the catheter, and this time interferes with the returned light and the separate light.
  • various optical information about the position of the photon and how the reflection is obtained may be obtained through the interaction of the two lights.
  • the catheter is placed in the cardiovascular (3 to 5 mm diameter) to be diagnosed through the femoral and aorta, and then pulled at 100 laps per second and 20 mm / s speed.
  • To capture the inside of the cardiovascular that is, to reproduce the blood vessel cross-sectional image 100 frames at 0.2mm per second).
  • a rotary junction is implemented to rotate and pull the catheter.
  • An optical rotational device must be implemented to connect the catheter and the OCT system and rotate the catheter. It is necessary to minimize the optical coupling loss when aligning the optical rotator on the catheter side and the optical stator on the OCT system.
  • the rotational joint according to the prior art has a tolerance when rotating due to the individual assembly of each component increases the vibration noise during high-speed rotation, heat generation due to wear and torque of the hollow motor is not properly transmitted to the catheter do.
  • the present invention separately provides a housing of each component for suppressing a tolerance in the internal components of the rotary junction module between the OCT system and the imaging catheter, thereby reducing the tolerance caused by the assembly of each component of the rotary junction module hollow motor
  • An optical rotary joint module for an OCT system that can be delivered to an imaging catheter with a minimum torque loss is provided.
  • the optical rotation junction module for OCT system provided in the present invention, the rotation to transmit the light irradiated from the optical coherence tomography (OCT) system to the imaging catheter using an optical fiber and to rotate the imaging catheter
  • the rotary joining module includes a rotary joining part, a joint fixing part, a first coupler, a hollow motor, a second coupler and an adapter, and inserts and fixes the rotary joint part, the joint fixing part and the first coupler.
  • it further comprises a fourth housing for inserting and fixing the adapter, and fixedly coupled to the other end of the third housing.
  • the rotatable joint is inserted into and fixed to the hollow, and one end of the outer peripheral surface is formed with a screw bone is characterized in that it further comprises a rotatable cap for inserting and coupling to one end of the first housing.
  • the screw bone is formed on the inner peripheral surface of both ends of the first housing and the inner peripheral surface of one end of the third housing.
  • the screw bone is formed on the outer peripheral surface of both ends of the second housing.
  • diameters of the inner circumferential surfaces of the first housing and the third housing are formed to have a diameter larger than that of the outer circumferential surface of the second housing such that one end of the second housing is inserted into the other end of the first housing.
  • the other end of the second housing is characterized in that it is inserted into one end of the third housing.
  • the fourth housing is characterized in that the bearing is inserted and fixed between the other ends of the third housing.
  • the rotary junction module is characterized in that it comprises an interior space for accommodating, further comprising a noise reduction unit for absorbing the noise of the rotary junction module.
  • the rotary bonding module is provided with an inner space, the inner space is characterized in that it further comprises a noise reduction unit having a muffler (muffler) structure to cancel the noise of the rotary bonding module to each other. .
  • a noise reduction unit having a muffler (muffler) structure to cancel the noise of the rotary bonding module to each other.
  • the present invention can be delivered to the image catheter by minimizing the torque loss of the hollow motor to reduce the occurrence of the tolerance by fastening and assembling a separate housing to each component of the rotary joint module.
  • the present invention can suppress the generation of tolerances of the internal components to reduce the heat generated due to vibration noise and wear.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the overall configuration of the OCT system of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view of a rotation bonding module for an OCT system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective cross-sectional view showing the end of the rotary junction module for the OCT system of FIG.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing the end of the rotary junction module for OCT system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the rotation bonding module for the OCT system of FIG.
  • bonding fixing portion 220 first housing
  • first coupler 230 second housing
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • Figure 2 is an external perspective view of the rotary junction module for OCT system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective cross-sectional view showing the end of the rotary junction module for OCT system of Figure 2
  • Figure 4 is
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an end of a rotation bonding module for an OCT system
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the rotation bonding module for an OCT system of FIG. 2.
  • the apparatus 100 using optical coherence tomography may be largely divided into an OCT system and a scanning part.
  • the OCT system 110 includes a laser part, an interferometer and detection part, and a data acquisition part.
  • the scanning unit receives an optical signal from the OCT system and equilibrates the imaging catheter 130 inserted into the blood vessel of the human body, the rotation bonding module 120 rotating the image catheter 130, and the imaging catheter 130. It may be configured to include a pull back stage (not shown).
  • the imaging catheter 130 irradiates the vascular wall tissue with light received from the OCT system 110 to image the vascular wall of the object, receives light scattered back by the vascular wall tissue, and then returns to the OCT system 110. I can deliver it. As described above, when the imaging catheter 130 irradiates light to any point of the vessel wall, the OCT system 110 acquires the information in the depth direction of the vessel wall at once (through the backscattered light). The tomography becomes possible.
  • the imaging catheter 130 obtains a single blood vessel cross-sectional image while rotating one step in the process of receiving backscattered light by irradiating light on the vessel wall.
  • the imaging catheter 130 needs to rotate and equilibrate simultaneously.
  • a rotation junction part 120 and a pullback stage (not shown) are required.
  • imaging refers to a process of detecting interference signals by receiving light backscattered from the vessel wall tissue by irradiating light onto the vessel wall.
  • the rotation bonding module 120 is a structure that can be fastened to the imaging catheter 130, and transmits the light received from the OCT system 110 to the imaging catheter 130 and at the same time rotates the imaging catheter 130 You can.
  • the rotation bonding module 120 is mounted to a pullback stage (not shown) in the state in which the imaging catheter 130 is fastened.
  • the pullback stage (not shown) has a structure capable of equilibrium movement, and the imaging catheter 130 may equilibrate in the blood vessel of the object by mounting the rotation bonding module 120 coupled to the imaging catheter 130 on the pullback stage. To help.
  • the rotary bonding module 120 As shown in Figure 2 to 5, the rotary bonding module 120, the rotary joint 211, the joint fixing portion 212, the first coupler 221, hollow motor 231, the second coupler ( 241, the first bearing 242, the second bearing 251, the bearing holder 252, the adapter holder 253, the adapter 260, the rotation fixing cap 210, the first housing 220, and the first bearing 242.
  • the second housing 230, the third housing 240 and the fourth housing 250 are configured to be included.
  • the splicing module 120 may further include a collimator for receiving light from the OCT system through an optical fiber and a collimator for transferring the light back to the imaging catheter.
  • the rotary joint 211 is a structure in which an optical fiber penetrates a hollow, and the joint fixing unit 212 fixes the rotary joint 211, and rotates together when the rotary unit of the rotary joint 211 rotates.
  • the rotational power of the rotary joint 211 may be transmitted from the hollow motor 231.
  • the hollow motor 231 is preferably a brushless direct current motor (BLDC).
  • BLDC brushless direct current motor
  • a gear may be used to transmit power of the hollow motor or a timing belt may be applied for high speed rotation.
  • a first coupler 221 is provided between the joint fixing part 212 and the hollow motor 231 to be coupled to each other, and a second coupler 241 between the hollow motor 231 and the adapter 260. Are provided and fastened to each other.
  • the first coupler 221 prevents an error that may occur in the rotation axis of the shaft of the joint fixing portion 212 and the hollow motor 231, the second coupler 241 of the hollow motor 231 Errors that may occur in the rotation axis of the shaft and the rotation axis of the imaging catheter 130 may be prevented.
  • the adapter 260 is provided to fasten the cap of the imaging catheter 130, which is fixed to the second coupler 241, the first bearing 242, the second bearing 251, the bay
  • the ring holder 252 and the adapter holder 253 are provided and fastened.
  • the rotary junction 211 rotates, such as a beam profiler. Use to look at the motion of the beam.
  • the position and angle of the collimator may be adjusted by using stages (not shown) of the alignment device for beam alignment.
  • the support 125 for fixing the rotation bonding module 120 is provided to be fixed to the stage of the alignment device.
  • the first housing 220 is fastened to insert and fix the rotary joint 211, the joint fixing part 212, and the first coupler 221 in a cylindrical shape.
  • screw bones 222 and 223 are formed on inner circumferential surfaces of both ends of the first housing 220, one end of which is screwed with the rotation fixing cap 210, and the first The other end of the housing 220 is screwed with the second housing 230.
  • the rotation fixing cap 210 penetrates the rotary joint 211 through the hollow, and the screw bone 213 is formed on the outer circumferential surface of the one end of the stepped portion is fastened and fixed by the screw movement with the first housing 220.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the first housing 220 is formed to have a diameter larger than the diameter of the outer circumferential surface of the stepped portion of the rotation fixing cap 210 and the diameter of the outer circumferential surface of the second housing 230 to be inserted and fastened.
  • the second housing 230 is fastened to insert and fix the hollow motor 231 in a cylindrical shape.
  • screw bones 232 and 233 are formed on outer circumferential surfaces of both ends of the second housing 230, one end of which is screwed to the other end of the first housing 220, and the other end of the third housing 240. And screw is fastened.
  • the diameters of the outer circumferential surfaces of both ends of the second housing 230 are smaller than the diameter of the inner circumferential surface of the first housing 220 and the diameter of the inner circumferential surface of the third housing 240 are inserted and fixed.
  • the third housing 240 is provided to insert and fix the second coupler 241 in a cylindrical shape, the screw bone 242 is formed on the inner peripheral surface of one end of the screw bone 233 formed on the outer peripheral surface of the second housing 230 ) And screwed together. At this time, the diameter of the outer peripheral surface of the third housing 240 is formed larger than the diameter of the other end of the second housing 230 so that the other end of the second housing 230 can be inserted.
  • An insertion hole is provided on one surface of the fourth housing 250 so that one end of the adapter 260 is inserted and fixed, and is fixedly coupled to the other end of the third housing 240.
  • the first bearing 242, the second bearing 251, the bearing holder 252, and the adapter holder 253 are provided and fastened to be fixedly coupled to the third housing 240.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the first housing 220 has been described as being larger than the diameter of the outer circumferential surface of the rotation fixing cap 210 and the diameter of the outer circumferential surface of the second housing 230, but is not limited thereto.
  • the diameter of the diameter is formed smaller than the diameter of the outer peripheral surface of the rotation fixing cap 210 and the second housing 230 and inserted and fastened Can be applied.
  • each of the components can be configured to screw fixed to each other by reducing the tolerance generated by each component it can be delivered to the image catheter without the loss of the rotational torque of the hollow motor.
  • the rotary junction module 120 has an inner space in which the rotary junction module 120 is accommodated, and further includes a noise reduction unit (not shown) that absorbs the noise of the rotary junction module 120. Can be.
  • the noise is propagated through a medium such as air
  • the noise reduction unit (not shown) is formed to surround the rotary bonding module 120 is generated by the rotation bonding module 120 rotates at high speed Can effectively absorb the noise.
  • a separate space is provided inside the noise reduction unit (not shown) to absorb the noise generated by filling a gas, liquid, or gel-like material in the separate space, or the noise reduction unit (not shown) may have elasticity. Made of material, it can absorb noise.
  • the noise reduction unit (not shown) adopts a muffler structure therein, so that the noises generated by the rotary bonding module 120 cancel each other, thereby suppressing noise generated outside.
  • noise reduction unit (not shown) of the present invention is not limited to such an example.

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Abstract

본 발명에서 제공하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈은, 광간섭단층촬영(OCT) 시스템으로부터 조사된 빛을 광섬유를 이용하여 이미징 카테터로 전달하고 상기 이미징 카테터를 회전시키는 회전접합모듈에 있어서, 상기 회전접합모듈은 회전 접합부, 접합 고정부, 제1 커플러, 중공 모터, 제2 커플러 및 어댑터를 포함하고, 상기 회전 접합부, 상기 접합 고정부 및 제1 커플러를 삽입하여 고정하는 제1 하우징; 상기 중공모터를 삽입 고정하고, 상기 제1 하우징과 일단이 결합하는 제2 하우징; 상기 제2 커플러를 삽입 고정하고, 상기 제2 하우징의 타단과 고정 결합하는 제3 하우징;을 포함하여 구성된다. 본 발명은 OCT 시스템과 카테터 사이의 회전접합모듈의 내부구성요소에 공차를 억제하기 위한 각 구성요소에 별도의 하우징을 제공함으로써, 회전접합모듈 각 구성요소의 조립으로 인해 발생되는 공차를 줄여 최종적으로 중공모터의 토크를 카테터에 손실 없이 전달할 수 있다.

Description

OCT 시스템용 광학 회전접합모듈
본 발명은 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈에 관한 것으로, 특히 OCT 시스템과 이미징 카테터 사이의 회전접합모듈의 내부구성요소에 공차를 억제하기 위한 별도의 하우징을 제공함으로써, 회전접합모듈의 각 구성요소의 조립으로 인해 발생되는 공차를 줄여 중공모터의 토크 손실을 최소화하여 이미징 카테터에 전달할 수 있는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 광간섭 단층 촬영법(optical coherence tomography; OCT)은 관상동맥 등의 인체의 혈관의 내부 구조를 고해상도로 형상화하여 혈관 질환을 자세하게 판독하기 위해 사용된다.
이러한 광간섭 단층 촬영법은, 적외선의 영역의 1.3 ㎛ 대역의 반도체 광원 기반의 파장 가변 레이저(wavelength swept laser)를 사용할 수 있으며, 레이저의 광(빛 에너지)을 인체에 삽입한 카테터(catheter, 도뇨관)를 통해 조사하여 목표로 하는 신체기관의 표면에서 반사되도록 한다.
그리고, 신체기관의 표면으로부터 반사된 광이 카테터를 따라 되돌아오며, 이때 되돌아오는 광과 별도의 광을 간섭시킨다. 이때, 두 가지 광의 상호 작용을 통해 광자의 위치와 어떻게 반사가 이루어졌는지에 대한 각종 광학 정보를 획득할 수 있다.
심혈관 OCT 단면 영상을 얻기 위해서는 카테터(catheter)를 대퇴동맥과 [0006] 대동맥을 통해 진단해야 할 심혈관(3~5mm 지름) 내에 위치시킨 후, 초당 100바퀴 회전과 20mm/s 속도로 당김(pullback)으로써 심혈관 내부를 촬영한다(즉, 혈관 단면 영상을 초당 0.2mm 간격으로 100프레임(frame) 재생).
이때, 카테터 회전과 당김을 위해 회전접합부(rotary junction)가 구현되는데, 카테터와 OCT 시스템을 연결하고 카테터를 회전하기 위해서는 optical rotational device가 구현되어야 한다. 카테터 쪽의 회전하는 광학계(optical rotator)와 OCT 시스템의 고정(optical stator) 광학계를 정렬할 때 광 결합손실을 최소화하는 것이 필요하다.
그러나 종래 기술에 따른 회전접합부는 각 구성요소들의 개별적 조립으로 인해 회전 시 공차가 발생되어 고속 회전 시 진동 소음이 증가하고 마모로 인한 열 발생 및 중공 모터의 토크가 카테터로 제대로 전달되지 못하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 OCT 시스템과 이미징 카테터 사이의 회전접합모듈의 내부구성요소에 공차를 억제하기 위한 각 구성요소의 하우징을 별도로 제공함으로써, 회전접합모듈 각 구성요소의 조립으로 인해 발생되는 공차를 줄여 중공모터의 토크 손실을 최소화하여 이미징 카테터에 전달할 수 있는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈은, 광간섭단층촬영(OCT) 시스템으로부터 조사된 빛을 광섬유를 이용하여 이미징 카테터로 전달하고 상기 이미징 카테터를 회전시키는 회전접합모듈에 있어서, 상기 회전접합모듈은 회전 접합부, 접합 고정부, 제1 커플러, 중공 모터, 제2 커플러 및 어댑터를 포함하고, 상기 회전 접합부, 상기 접합 고정부 및 제1 커플러를 삽입하여 고정하는 제1 하우징; 상기 중공모터를 삽입 고정하고, 상기 제1 하우징과 일단이 결합하는 제2 하우징; 상기 제2 커플러를 삽입 고정하고, 상기 제2 하우징의 타단과 고정 결합하는 제3 하우징;을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 어댑터를 삽입 고정하고, 상기 제3 하우징의 타단과 고정 결합하는 제 4 하우징을 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 회전접합부를 중공에 삽입 고정하되, 일단의 외주면에는 나사골이 형성되어 상기 제1 하우징의 일단에 삽입 결합하는 회전 고정캡을 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 제1 하우징의 양단 내주면 및 상기 제3 하우징의 일단 내주면에는 나사골이 형성되는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 제2 하우징의 양단 외주면에는 나사골이 형성되는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 제1 하우징 및 상기 제3 하우징의 내주면의 지름은 상기 제2 하우징의 외주면의 지름보다 큰 지름으로 형성되어 상기 제2 하우징의 일단은 상기 제1 하우징의 타단에 삽입되고, 상기 제2 하우징의 타단은 상기 제3 하우징의 일단에 삽입되는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 제4 하우징은 상기 제3 하우징의 타단 사이에 베어링을 삽입하여 고정하도록 하는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 회전접합모듈이 수용되는 내부공간을 구비하고, 상기 회전접합모듈의 소음을 흡수하는 소음 저감부를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 회전접합모듈이 수용되는 내부공간을 구비하고, 상기 내부공간은 상기 회전접합모듈의 소음이 서로 상쇄되도록 하는 머플러(muffler) 구조인 소음 저감부를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명은 회전접합모듈의 각 구성요소에 별도의 하우징을 체결 조립하여 공차 발생을 줄여 중공 모터의 토크 손실을 최소화하여 이미지 카테터에 전달할 수 있다.
또한, 본 발명은 내부구성요소의 공차 발생을 억제하여 진동 소음 및 마모로 인해 발생되는 열을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 OCT 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OCT 시스템용 회전접합모듈의 외부 사시도이다.
도 3은 상기 도 2의 OCT 시스템용 회전접합모듈의 종단을 도시한 사시 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OCT 시스템용 회전접합모듈의 종단을 도시한 단면도이다.
도 5는 상기 도 2의 OCT 시스템용 회전접합모듈의 분해 사시도이다.
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
210: 회전 고정캡 211: 회전 접합부
212: 접합 고정부 220: 제1 하우징
221: 제1 커플러 230: 제2 하우징
231: 중공 모터 240: 제3 하우징
241: 제2 커플러 242: 제1 베어링
250: 제4 하우징 251: 제2베이링
252: 베이링 홀더 253: 어댑터 홀더
260: 어댑터
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OCT 시스템용 회전접합모듈의 외부 사시도이고, 도 3은 상기 도 2의 OCT 시스템용 회전접합모듈의 종단을 도시한 사시 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OCT 시스템용 회전접합모듈의 종단을 도시한 단면도이고, 도 5는 상기 도 2의 OCT 시스템용 회전접합모듈의 분해 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography: OCT)를 이용한 장치(100)는, 크게 OCT 시스템 및 스캐닝부(scanning part)로 구분될 수 있다.
상기 OCT 시스템(110)은 레이저부(laser part), 간섭계 및 감지부(interferometer and detection part), 데이터 획득부(data acquisition part)를 포함한다.
상기 스캐닝부는 상기 OCT 시스템으로부터 광 신호를 전달받아 인체의 혈관내에 삽입되는 이미징 카테터(130), 상기 이미지 카테터(130)를 회전시키는 회전접합모듈(120) 및 상기 이미징 카테터(130)를 평형이동시키는 풀백 스테이지(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이미징 카테터(130)는 대상체의 혈관벽을 이미징 하기 위해, OCT 시스템(110)으로부터 전달받은 빛을 혈관벽 조직에 조사하고, 상기 혈관벽 조직에 의해 후방산란된 빛을 수광하여 다시 OCT 시스템(110)으로 전달할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 이미징 카테터(130)가 혈관벽의 어느 한 지점에 빛을 조사하는 경우, OCT 시스템(110)에서는(상기 후방산란 된 빛을 통해) 상기 혈관벽의 깊이 방향으로의 정보를 한꺼번에 획득할 수 있어 단층촬영이 가능해진다.
이때, 상기 이미징 카테터(130)는 혈관벽에 빛을 조사하여 후방산란 된 빛을 받는 과정에서 1회전 하면서 하나의 혈관 단면 영상을 획득하게 되는데, 혈관벽에 대한 3차원 영상을 획득하기 위해서는 상기 이미징 카테터(130)가 회전하는 동시에 평형이동 할 필요가 있다. 상기 이미징 카테터(130)의 회전 및 평형이동을 위해서는 회전접합부(120) 및 풀백 스테이지(미도시)가 필요하다. 여기서, 이미징이란, 혈관벽에 빛을 조사(irradiance)하여 혈관벽 조직으로부터 후방산란(backscattering) 된 빛을 받아 간섭신호를 검출하는 과정을 의미한다.
상기 회전접합모듈(120)은 상기 이미징 카테터(130)에 체결될 수 있는 구조로서, OCT 시스템(110)으로부터 수신한 빛을 상기 이미징 카테터(130)로 전달하는 동시에 상기 이미징 카테터(130)를 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 이미징 카테터(130)의 평형이동을 추가적으로 지원하기 위해, 회전접합모듈(120)은 상기 이미징 카테터(130)가 체결된 상태에서 풀백 스테이지(미도시)에 장착된다.
풀백 스테이지(미도시)는 평형이동이 가능한 구조로서, 이미징 카테터(130)와 체결된 회전접합모듈(120)을 풀백 스테이지 상에 장착함으로써 상기 이미징 카테터(130)가 대상체의 혈관 내에서 평형이동 할 수 있도록 지원한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전접합모듈(120)은, 회전 접합부(211), 접합 고정부(212), 제1 커플러(221), 중공 모터(231), 제2 커플러(241), 제1 베어링(242), 제2 베이링(251), 베어링 홀더(252), 어댑터 홀더(253), 어댑터(260), 회전고정캡(210), 제1 하우징(220), 제2 하우징(230), 제3 하우징(240) 및 제4 하우징(250)을 포함하여 구성된다. 여기서, 도시되지 않았지만 상기 회전접합모듈(120)에는 광섬유를 통해 상기 OCT 시스템으로부터 빛을 전달받는 시준기와 이를 다시 이미징 카테터에 전달하는 시준기가 각각 더 구비될 수 있다.
상기 회전접합부(211)는 광섬유가 중공을 관통하고, 상기 접합 고정부(212)가 상기 회전접합부(211)를 고정시키는 구조로서, 상기 회전접합부(211)의 회전부가 회전할 때 함께 회전한다.
상기 회전 접합부(211)의 회전 동력은 중공 모터(231)로부터 전달받을 수 있다. 여기서, 상기 중공 모터(231)는 브러시리스 직류 모터(Brush-less Direct Current motor, BLDC)가 적용되는 것이 바람직하다. 이때, 중공 모터의 동력 전달을 위해 기어를 이용하거나 고속 회전을 위해 타이밍 밸트가 적용될 수 있다.
상기 접합 고정부(212)와 상기 중공 모터(231) 사이에는 제1 커플러(221)가 마련되어 서로 체결 결합되도록 하고, 상기 중공 모터(231)와 상기 어댑터(260) 사이에 제2 커플러(241)가 마련되어 서로 체결 결합된다.
이때, 제1 커플러(221)는 상기 접합 고정부(212)와 상기 중공 모터(231)의 샤프트의 회전축에 발생할 수 있는 오차를 방지하며, 제2 커플러(241)는 상기 중공 모터(231)의 샤프트의 회전축과 상기 이미징 카테터(130)의 회전축에 발생가능한 오차를 방지할 수 있다.
또한, 상기 어댑터(260)는 상기 이미징 카테터(130)의 캡이 체결 고정하기 위해 마련되고, 이는 상기 제2 커플러(241)에 고정하도록 제1 베어링(242), 제2 베어링(251), 베이링 홀더(252) 및 어댑터 홀더(253)가 구비되어 체결된다.
이러한, 회전접합모듈(120)은 회전접합부(211)의 광섬유(121) 시준기에 광원을 연결하면 빛이 시준기로부터 방출되는데, 이때 상기 회전접합부(211)가 회전하면서 빔 프로파일러(beam profiler) 등을 이용하여 빔의 움직임을 살핀다. 빔 정렬이 제대로 이루어진 경우에는 회전에 따라 거의 움직임이 없으나, 빔 정렬이 수행되지 않은 경우에는 빔 정렬을 위해 정렬 장치의 스테이지(미도시)들을 이용하여 시준기의 위치 및 각도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 회전접합모듈(120)을 고정하는 지지대(125)는 정렬 장치의 스테이지에 고정하도록 마련된다.
상기 제1 하우징(220)은 원통 형상으로 상기 회전 접합부(211), 상기 접합 고정부(212) 및 제1 커플러(221)를 삽입하여 고정하도록 체결된다.
보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 상기 제1 하우징(220)의 양단의 내주면에는 나사골(222, 223)이 형성되어 있으며, 일단은 상기 회전 고정캡(210)과 나사 체결되고, 상기 제1 하우징(220)의 타단에는 상기 제2 하우징(230)과 나사 체결된다.
여기서, 상기 회전 고정캡(210)은 상기 회전접합부(211)를 중공에 관통시키고, 일단의 단턱부의 외주면에는 나사골(213)이 형성되어 상기 제1 하우징(220)과 나사 운동에 의해 체결 고정된다. 이때, 상기 제1 하우징(220)의 내주면의 지름은 상기 회전 고정캡(210)의 단턱부의 외주면의 지름 및 상기 제2 하우징(230)의 외주면의 지름보다 큰 지름으로 형성되어 삽입 체결되도록 한다.
상기 제2 하우징(230)은 원통 형상으로 상기 중공모터(231)를 삽입하여 고정하도록 체결된다.
보다 구체적으로, 상기 제2 하우징(230)의 양단의 외주면에는 나사골(232,233)이 형성되어 있으며, 일단은 상기 제1 하우징(220)의 타단과 나사 체결되고, 타단은 상기 제3 하우징(240)과 나사 체결된다.
다시 말해, 상기 제2 하우징(230)의 양단의 외주면의 지름은 상기 제1 하우징(220)의 내주면의 지름 및 상기 제3 하우징(240)의 내주면의 지름보다 작게 형성되어 삽입되어 고정된다.
상기 제3 하우징(240)은 원통 형상으로 상기 제2 커플러(241)를 삽입 고정하도록 마련되고, 일단의 내주면에 나사골(242)이 형성되어 상기 제2 하우징(230)의 외주면에 형성된 나사골(233)과 나사 체결 결합하게 된다. 이때, 상기 제3 하우징(240)의 외주면의 지름은 상기 제2 하우징(230)의 타단의 지름보다 크게 형성되어 상기 제2 하우징(230)의 타단이 삽입될 수 있도록 한다.
상기 제4 하우징(250)의 일면에는 상기 어댑터(260)의 일단이 삽입 고정하도록 삽입홀이 마련되고, 상기 제3 하우징(240)의 타단과 고정 결합된다. 이때, 제3 하우징(240)과 고정 결합하기 위해 제1 베어링(242), 제2 베어링(251), 베이링 홀더(252) 및 어댑터 홀더(253)가 구비되어 체결된다.
한편, 상기 일 실시 예에서는 상기 회전고정캡(210), 제1 하우징(220), 제2 하우징(230), 및 제3 하우징(240)의 내주면 또는 외주면에 나사골을 형성하여 체결할 때, 상기 제1 하우징(220)의 내주면의 지름을 상기 회전고정캡(210)의 외주면의 지름 및 제2 하우징(230)의 외주면의 지름 보다 크게 형성하는 것으로 설명하였으나 이에 한정하지 않고, 반대로 상기 제1 하우징(220) 및 제3 하우징(240)의 외주면에 나사골을 형성하고, 지름의 크기를 상기 회전 고정캡(210) 및 상기 제2 하우징(230)의 외주면 지름보다 작게 형성하여 삽입 체결하는 다양한 실시 예를 적용할 수 있다.
따라서, 상기 각 구성요소에 대해 각각 별도의 하우징을 마련하여 서로 나사 고정 체결하도록 구성함으로써 각 구성요소에 의해 발생되는 공차를 줄임으로써 중공 모터의 회전 토크 손실 없이 이미지 카테터에 전달할 수 있게 된다.
추가적으로, 상기 회전접합모듈(120) 외부에는 상기 회전접합모듈(120)이 수용되는 내부공간을 구비하고, 상기 회전접합모듈(120)의 소음을 흡수하는 소음 저감부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 소음은 공기와 같은 매질을 통해 전파가 이루어지는데, 상기 소음 저감부(미도시)는 상기 회전접합모듈(120)을 둘러싸도록 형성되어 상기 회전접합모듈(120)이 고속으로 회전함으로써 발생되는 소음를 효과적으로 흡수할 수 있다.
이때, 소음 저감부(미도시) 내부에는 별도의 공간이 마련되어 기체, 액체 또는 젤 형태의 물질이 상기 별도의 공간에 채워져 발생되는 소음을 흡수하거나, 소음 저감부(미도시)가 탄성을 갖는 플라스틱 재질로 제작되어 소음을 흡수할 수 있다.
또한, 소음 저감부(미도시)는 내부에 머플러(muffler) 구조를 채택하여, 상기 회전접합모듈(120)에서 발생하는 소음이 서로 상쇄되도록 함으로써, 외부에 발생되는 소음을 억제할 수 있다.
하지만, 본 발명의 소음 저감부(미도시)는 이와 같은 예시에 한정되지 않는다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 광간섭단층촬영(OCT) 시스템으로부터 조사된 빛을 광섬유를 이용하여 이미징 카테터로 전달하고 상기 이미징 카테터를 회전시키는 회전접합모듈에 있어서,
    상기 회전접합모듈은 회전 접합부, 접합 고정부, 제1 커플러, 중공 모터, 제2 커플러 및 어댑터를 포함하고,
    상기 회전 접합부, 상기 접합 고정부 및 제1 커플러를 삽입하여 고정하는 제1 하우징:
    상기 중공모터를 삽입 고정하고, 상기 제1 하우징과 일단이 결합하는 제2 하우징;
    상기 제2 커플러를 삽입 고정하고, 상기 제2 하우징의 타단과 고정 결합하는 제3 하우징;을 포함하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터를 삽입 고정하고, 상기 제3 하우징의 타단과 고정 결합하는 제 4 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전접합부를 중공에 삽입 고정하면서 일단의 외주면에는 나사골이 형성되어 상기 제1 하우징의 일단에 삽입 결합하는 회전 고정캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 양단 내주면 및 상기 제3 하우징의 일단 내주면에는 나사골이 형성되는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징의 양단 외주면에는 나사골이 형성되는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징 및 상기 제3 하우징의 내주면의 지름은 상기 제2 하우징의 외주면의 지름보다 큰 지름으로 형성되어 상기 제2 하우징의 일단이 상기 제1 하우징의 타단에 삽입되고, 상기 제2 하우징의 타단은 상기 제3 하우징의 일단에 삽입되는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제4 하우징은 상기 제3 하우징의 타단 사이에 베어링을 삽입하여 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회전접합모듈이 수용되는 내부공간을 구비하고, 상기 회전접합모듈의 소음을 흡수하는 소음 저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회전접합모듈이 수용되는 내부공간을 구비하고, 상기 내부공간은 상기 회전접합모듈의 소음이 서로 상쇄되도록 하는 머플러(muffler) 구조인 소음 저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OCT 시스템용 광학 회전접합모듈.
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