







본 발명은 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 침과 같은 의료용품을 제거하지 않아 발생하는 의료사고를 방지하기 위해 전자장 방출에 의해 도체에서 발생되는 자기장을 검출하여 환자의 신체에 남은 소형 금속을 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a small-sized metal in a body using an electromagnetic field, and more particularly, to an apparatus and a method for detecting a small- And more particularly, to an apparatus and method for detecting a small metal remaining in a patient's body by detecting a magnetic field.
현대에도 많은 사람들이 한방 의학을 이용하여 치료를 받고 있으며, 서양 의학에서도 한방 의학에 많은 관심을 가지고 있다.In modern times, many people are treated with oriental medicine, and Western medicine is also interested in oriental medicine.
하지만 한방 의학에서도 잘못된 시술에 의한 피해, 약 부작용과 같은 사례가 여전히 발생하고 있어, 환자를 보호하기 위한 여러 정책들이 제시 및 시행되고 있다.However, there are still cases such as damage due to wrong treatment and side effects of medicine in oriental medicine, and various policies for protecting the patients are presented and implemented.
많은 한방 병원에서는 한의사가 직접 시침을 하지만 간호사와 같은 의료보조인들이 발침을 하는 경우가 많다. 시침하는 사람과 발침하는 사람이 서로 상이하기 때문에 이 과정에서 일부 침이 제거되지 않는 경우가 있다.In many oriental medicine hospitals, the oriental medicine practitioner directly taps, but medical assistants such as nurses often take the steps. In some cases, some saliva are not removed in this process because the person who strikes and the person who sinks are different from each other.
침이 제거되지 않은 채로 환자가 활동하게 되면 침이 더 깊숙이 신체를 찌르거나, 침이 부러져 체내에 침의 일부가 남는 의료사고가 발생할 수 있다.If the patient is active without the needle removed, the needle may pierce the body deeper, or the needle may break and cause a medical accident that leaves part of the needle in the body.
침은 금속이기 때문에 자기장을 이용하는 금속탐지기를 통해 환자의 신체에 발침하지 않은 침이 있는지 검사할 수 있을 것으로 기대할 수 있지만, 실제로는 침의 크기가 미세하여 일반적인 금속탐지 방법으로는 침술용 침이 검출되지 않는 문제가 있었다.Since the needle is a metal, it can be expected that a metal detector using a magnetic field will be able to inspect the patient's body for an unabsorbed needle. However, in reality, the size of the needle is small, There was no problem.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 침과 같은 의료용품을 제거하지 않아 발생하는 의료사고를 방지하기 위해 전자장 방출에 의해 도체에서 발생되는 자기장을 검출하여 환자의 신체에 남은 소형 금속을 탐지하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been proposed in consideration of the above-mentioned problems. In order to prevent medical accidents caused by the removal of medical supplies such as saliva, the present invention detects a magnetic field generated in a conductor by electromagnetic field emission, An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for detecting a small metal.
또한 본 발명은 금속이 없는 신체 부위의 자기장을 기준으로 설정하고, 다른 신체 부위의 자기장과 비교하는 것으로 미세한 자기장의 변화로도 소형 금속을 탐지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a small metal by setting a magnetic field of a body part without metal and comparing it with a magnetic field of another body part.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치 및 방법은 송신 안테나를 이용하여 환자 신체의 타깃 부위를 향해 전자장을 발생시키는 주파수 발생기와, 상기 전자장에 의해 상기 타깃 부위에서 발생한 자기장을 수신 안테나를 통해 수신하고 수신된 상기 자기장의 크기 및 위상차를 검출하는 탐지기와, 상기 환자 신체에서 상기 탐지기로 검출된 도체가 없는 부위의 자기장 크기 및 위상차를 기본 값으로 저장하고 상기 기본 값과 상기 탐지기로 검출된 타깃 부위의 자기장 크기 및 위상차를 비교하여 상기 타깃 부위에 도체가 존재하는 지 판단하는 제어기와, 상기 제어기가 상기 타깃 부위에 도체가 존재하는 것으로 판단하면 신호를 출력하는 출력기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, an apparatus and method for detecting a small metal body using an electromagnetic field according to the technical idea of the present invention includes a frequency generator for generating an electromagnetic field toward a target site of a patient's body using a transmission antenna, A detector for receiving a magnetic field generated at the target site by the electromagnetic field through a receiving antenna and for detecting a magnitude and a phase difference of the received magnetic field and a detector for detecting a magnitude and a phase difference of a magnetic field, A controller for storing a base value and comparing the base value with a magnetic field magnitude and a phase difference of the target portion detected by the detector to determine whether a conductor exists in the target portion; And an output unit for outputting a signal when it is determined It shall be.
또한, 상기 탐지기는 상기 자기장의 크기를 검출하는 진폭 검출기와, 상기 송신 안테나에서 발생한 전자장의 위상과 상기 수신 안테나를 통해 수신된 상기 자기장의 위상의 차이를 검출하는 위상 검출기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The detector includes an amplitude detector for detecting the magnitude of the magnetic field and a phase detector for detecting a difference between a phase of an electromagnetic field generated in the transmitting antenna and a phase of the magnetic field received through the receiving antenna .
또한, 상기 진폭 검출기는 상기 수신 안테나로 수신된 자기장의 신호를 증폭 및 반파장 정류시키는 증폭회로와, 상기 증폭회로에서 출력된 신호를 DC신호로 출력시키는 진폭 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The amplitude detector may include an amplifier circuit for amplifying and half-wave rectifying the signal of the magnetic field received by the receiving antenna, and an amplitude converter for outputting the signal output from the amplifier circuit as a DC signal .
또한, 상기 증폭회로는 자기장의 신호를 증폭시키기 위해 연속해서 연결되는 두 개의 비반전 증폭기(non-inverting amplifier)와, 상기 두 개의 비반전 증폭기 사이에 연결되어 상기 자기장의 신호를 반파장 정류시키는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The amplifying circuit includes two non-inverting amplifiers connected in series to amplify a signal of a magnetic field, and a diode connected between the two non-inverting amplifiers for half-wave rectifying the signal of the magnetic field. And a control unit.
또한, 상기 진폭 컨버터는 저역필터(Low Pass Filter)와 비반전 전압플로어(Non-inverting voltage follower)가 연결되어 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the amplitude converter may be configured such that a low pass filter and a non-inverting voltage follower are connected to each other.
또한, 상기 위상 검출기는 송신 안테나에서 발생한 전자장의 신호와 상기 수신 안테나를 통해 수신된 상기 자기장의 신호를 각각 반파 정류시키는 반파정류회로와, 상기 반파정류회로에서 출력된 상기 전자장의 신호 및 상기 자기장의 신호의 위상에 차이가 있으면 출력을 발생시키는 XOR게이트와, 상기 XOR게이트에서 출력된 신호를 DC신호로 출력시키는 위상 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The phase detector includes a half-wave rectifying circuit for half-wave rectifying the signal of the electromagnetic field generated by the transmitting antenna and the signal of the magnetic field received through the receiving antenna, a signal of the electromagnetic field output from the half- An XOR gate for generating an output when there is a difference in the phase of the signal, and a phase converter for outputting the signal output from the XOR gate as a DC signal.
또한, 상기 반파정류회로는 상기 전자장의 신호를 직렬 커패시터로 DC 성분을 제거한 후 반파 정류 시키는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the half-wave rectifying circuit may be characterized in that the signal of the electromagnetic field is subjected to half-wave rectification after a DC component is removed by a series capacitor.
또한, 상기 위상 컨버터는 저역필터(Low Pass Filter)와 비반전 전압플로어(Non-inverting voltage follower)가 연결되어 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.The phase converter may include a low pass filter connected to a non-inverting voltage follower.
또한, 상기 탐지기가 검출하는 자기장의 크기 및 위상차는 상기 자기장에 의해 상기 수신 안테나에서 유도된 전류의 크기 및 전류의 위상차인 것을 특징으로 할 수 있다.The magnitude and phase difference of the magnetic field detected by the detector may be a phase difference between a current magnitude and a current induced in the receiving antenna by the magnetic field.
또한, 상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나는 루프 안테나인 것을 특징으로 할 수 있다.The transmission antenna and the reception antenna may be loop antennas.
또한, 자기장 형성을 위한 자성체가 결합되고, 상기 환자 신체에 시술되는 침을 더 포함하고, 상기 자성체는 자석 또는 나노자성체인 것을 특징으로 할 수 있다.It is also possible to further include a needle coupled to a magnetic body for magnetic field formation and performed on the patient's body, wherein the magnetic body is a magnet or a nano-magnetic body.
또한, 주파수 발생기가 송신 안테나를 이용하여 도체가 없는 환자의 신체 부위를 향해 전자장을 발생시키는 단계, 제어기가 탐지기로 검출된 자기장의 크기 및 위상차를 기본 값으로 저장하는 단계, 상기 주파수 발생기가 송신 안테나를 이용하여 상기 환자 신체의 타깃 부위를 향해 전자장을 발생시키는 단계, 상기 제어기가 상기 탐지기로 검출된 자기장의 크기 및 위상차를 상기 기본 값과 비교하여 서로 상이하면 상기 타깃 부위에 도체가 존재하는 것으로 판단하고 출력기로 알림을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The frequency generator generates an electromagnetic field toward a body part of a patient without a conductor using a transmitting antenna. The controller stores the magnitude and phase difference of the magnetic field detected by the detector as a basic value. Generating a magnetic field toward a target portion of the patient's body by comparing the magnitude and the phase difference of the magnetic field detected by the detector with the basic value to determine that the conductor exists in the target portion And outputting the notification to the output device.
또한, 환자 신체에 시술되며, 자기장 형성을 위한 자성체가 결합되는 침과; 상기 침에서 발생한 자기장을 검출하는 탐지기와; 상기 탐지기로 검출된 자기장으로 상기 환자 신체에 침이 존재하는 지 판단하는 제어기와; 상기 제어기가 상기 침이 존재하는 것으로 판단하면 신호를 출력하는 출력기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, a needle which is performed on the patient's body and to which a magnetic body for magnetic field formation is coupled; A detector for detecting a magnetic field generated in the needle; A controller for determining whether a needle exists in the patient's body with a magnetic field detected by the detector; And an output unit for outputting a signal when the controller determines that the needle is present.
또한, 상기 탐지기의 일측은 도체가 구성되며, 상기 탐지기는 상기 침의 자기장에 대전되어 상기 도체에 발생하는 홀 전압(Hall voltage)을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.One side of the detector is constituted by a conductor, and the detector detects a Hall voltage generated in a magnetic field of the needle and generated in the conductor.
또한, 상기 탐지기는 상기 도체로 일전한 속도로 전하를 공급하는 정전압원과, 상기 홀 전압을 증폭시키는 차동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The detector may further include a constant voltage source for supplying charge to the conductor at a predetermined speed, and a differential amplifier for amplifying the hall voltage.
또한, 상기 침의 자성체는 자석 또는 나노자성체인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the magnetic substance of the needle may be a magnet or a nano-magnetic substance.
이상에서 설명한 바와 같은 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치 및 방법에 따르면 아래와 같은 효과가 있다.According to the apparatus and method for detecting a small metal in the body using the electromagnetic field as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명은 침을 탐지하는 하나의 방법으로, 제어기가 환자의 신체에서 도체가 없는 상태의 자기장을 기본 값으로 설정한 후 다른 부위에서 검출되는 자기장과 비교하기 때문에 미세한 자기장 변화로도 도체를 탐지해 낼 수가 있어, 소형의 금속도 검출할 수 있게 된다.First, the present invention is a method for detecting acupuncture, in which a controller sets a magnetic field in a state where a conductor is absent in a patient's body to a basic value and then compares the magnetic field with a magnetic field detected at another site. So that it is possible to detect a small metal.
둘째, 본 발명은 침을 탐지하는 다른 방법으로, 환자에게 시술되는 침에 자기장을 발생시키는 자성체를 결합시키고, 전류가 흐르는 도체에서 자기장에 의해 홀 효과가 발생되는 것을 이용하기 때문에 발침되지 않은 침을 정확하게 탐지해 낼 수 있게 된다.Second, the present invention is another method of detecting acupuncture in which a magnetic body that generates a magnetic field is coupled to a needle to be performed on a patient, and a Hall effect is generated by a magnetic field in a current-carrying conductor. So that it can be detected accurately.
셋째, 침과 같은 소형의 금속도 검출할 수 있기 때문에 시침이 이루어진 환자를 스캔하면 아직 발침하지 않은 침을 탐지할 수 있어, 의료사고가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.Third, since a small metal such as a needle can be detected, it is possible to detect a needle that has not yet been struck by scanning a patient with an hour hand, thereby preventing a medical accident from occurring.
넷째, 도체의 유무를 탐색할 환자의 신체에서 직접 기본 값을 설정하기 때문에 사람에 따라 상이하게 방출되는 자기장의 차이를 배제할 수 있게 된다.Fourth, since the basic value is directly set in the body of the patient to be searched for the presence or absence of the conductor, it is possible to exclude the difference of the magnetic field emitted differently according to the person.
다섯째, 본 발명에 이용되는 자기센서는 긴 수명과 높은 신뢰성, 저가로도 구현이 가능한 장점이 있다.Fifth, the magnetic sensor used in the present invention is advantageous in that it can be realized with a long service life, high reliability, and low cost.
여섯째, 침에는 자기장을 발생하는 자성체가 결합되기 때문에 탐지기를 통해 침을 검출하기가 더욱 용이해진다.Sixth, it is easier to detect the needle through the detector because the magnetic body that generates the magnetic field is combined with the needle.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 사용 예.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 탐지기에 포함된 진폭 검출기의 회로도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 탐지기에 포함된 위상 검출기의 회로도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 방법의 동작 순서도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 사용 예.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 구성도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치의 탐지기의 회로도.FIG. 1 is an example of the use of an apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to the first embodiment of the present invention. FIG.
2 is a configuration diagram of an apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to the first embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of an amplitude detector included in a detector of an apparatus for detecting small-sized metals in a body using an electromagnetic field according to the first embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram of a phase detector included in a detector of an apparatus for detecting small-sized metals in a body using an electromagnetic field according to a first embodiment of the present invention.
5 is an operational flow diagram of a method for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to a first embodiment of the present invention.
6 is an example of the use of an apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of an apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to a second embodiment of the present invention; FIG.
8 is a circuit diagram of a detector of an apparatus for detecting a small metal body using an electromagnetic field according to a second embodiment of the present invention.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치는 환자에게서 발침되지 않은 침(200) 또는 주삿바늘을 자기장을 이용하여 검출하는 장치로서, 먼저 도체가 없는 환자의 신체에서 반사되는 자기장을 검출하여 기본 값으로 저장한 후, 환자의 신체에서 본 발명의 제1실시예를 두루 이동시키며 검출되는 자기장과 기 저장된 기본 값을 비교하여, 비교 값이 서로 상이하면 해당 위치에 침(200) 또는 주삿바늘과 같은 도체가 남아있음을 판단하고 알람을 출력하게 된다.Referring to FIG. 1, an apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to the first embodiment of the present invention is an apparatus for detecting a
본 발명의 제1실시예의 검출 대상이 되는 도체에는 침술용 침(200), 주삿바늘과 같이 도체 소재로 구성된 의료용품을 포함한다.The conductor to be detected in the first embodiment of the present invention includes
본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치를 보다 상세히 설명한다.An apparatus for detecting a small metal in a body using an electromagnetic field according to a first embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예는 송신 안테나(128)를 이용하여 환자 신체의 타깃 부위를 향해 전자장(Electromagnetic Field)을 발생시키는 주파수 발생기(120)와, 전자장에 의해 타깃 부위에서 발생한 자기장(magnetic Field)을 수신 안테나(138)를 통해 수신하고 수신된 자기장의 크기 및 위상차를 검출하는 탐지기(130)와, 환자 신체에서 탐지기(130)로 검출된 도체가 없는 부위의 자기장 크기 및 위상차를 기본 값으로 저장하고, 기본 값과 탐지기(130)로 검출된 타깃 부위의 자기장 크기 및 위상차를 비교하여 타깃 부위에 도체가 존재하는 지 판단하는 제어기(110)와, 제어기(110)가 타깃 부위에 도체가 존재하는 것으로 판단하면 신호를 출력하는 출력기(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the first embodiment of the present invention includes a
주파수 발생기(120)에서 출력된 전류 신호가 코일 형태의 루프 안테나로 구성된 송신 안테나(128)에 인가되면, 송신 안테나(128)에서 전자장이 발생된다. 전자장의 극성은 인가된 전류의 방향에 따라 타깃 부위에 수직으로 밀고 당기는 방향으로 변화하게 된다.When a current signal output from the
타깃 부위 내의 도체는 극성이 변하는 전자장에 반응하여 와전류(eddy current)가 흐르게 되고 이에 따라 자기장을 발생하게 된다. 이때 발생하는 자기장은 송신 안테나(128)가 방출하는 전자장의 반대 극성을 가진다.The conductor in the target region reacts to the electromagnetic field whose polarity changes, and eddy current flows, thereby generating a magnetic field. The magnetic field generated at this time has the opposite polarity of the electromagnetic field emitted by the transmitting
탐지기(130)의 수신 안테나(138)는 타깃 부위로부터 오는 자기장에 의해서 전류가 유도되며, 제어기(110)는 유도된 전류를 분석하여 타깃 부위의 도체 유무를 판별하게 된다.A current is induced by the magnetic field from the target portion of the
주파수 발생기(120)는 신호를 발생시키는 오실레이터(도시되지 않음)를 포함한다.The
탐지기(130)는 세부적으로 자기장의 크기를 검출하는 진폭 검출기(132)와, 송신 안테나(128)에서 발생한 전자장의 위상과 수신 안테나(138)를 통해 수신된 자기장의 위상의 차이를 검출하는 위상 검출기(134)를 포함한다.The
도 3을 참조하여 진폭 검출기(132)의 회로를 세부적으로 살펴보면, 진폭 검출기(132)는 수신 안테나(138)로 수신된 자기장(RX input)의 신호를 증폭 및 반파장 정류시키는 증폭회로를 포함한다. 증폭회로는 자기장의 신호를 증폭시키기 위해 연속해서 연결되는 두 개의 비반전 증폭기(Non-inverting amplifier)와, 두 개의 비반전 증폭기 사이에 연결되어 자기장의 신호를 반파장 정류시키는 다이오드(diode)를 포함한다.3, the
또한, 진폭 검출기(132)는 증폭회로에서 출력된 신호를 DC신호로 출력시키는 진폭 컨버터를 포함한다. 진폭 컨버터는 저역필터(Low Pass Filter)와 비반전 전압플로어(Non-inverting voltage follower)가 연결되어 구성된다.Further, the
이로써 탐지기(130)는 진폭 검출기(132)를 통해 자기장에 의해 수신 안테나(138)에서 유도된 전류 중 전류의 크기를 DC 형태로 추출하여 제어기(110)로 전달할 수 있게 된다.Accordingly, the
또한, 도 4를 참조하여 위상 검출기(134)의 회로를 세부적으로 살펴보면, 위상 검출기(134)는 송신 안테나(128)에서 발생한 전자장(TX input)의 신호와 수신 안테나(138)를 통해 수신된 자기장(RX input)의 신호를 각각 반파 정류시키는 반파정류회로(Half-wave Rectifier)를 포함한다. 따라서 반파정류회로는 전자장의 신호를 반파 정류시키는 회로와, 자기장의 신호를 반파 정류시키는 회로로 구성된다. 반파정류회로 중 전자장의 신호를 반파 정류시키는 회로에는 전자장의 신호에서 DC 성분이 제거된 후 반파 정류되게 하기 위해 직렬 커패시터가 구성된다.4, the
또한, 위상 검출기(134)는 반파정류회로에서 출력된 전자장의 신호 및 자기장의 신호의 위상에 차이가 있으면 출력을 발생시키는 XOR게이트(XOR Gate)를 포함한다.The
또한, 위상 검출기(134)는 XOR게이트(XOR Gate)에서 출력된 신호를 DC신호로 출력시키는 위상 컨버터를 포함한다. 위상 컨버터는 저역필터(Low Pass Filter)와 비반전 전압플로어(Non-inverting voltage follower)가 연결되어 구성된다.In addition, the
이로써 탐지기(130)는 위상 검출기(134)를 통해 자기장에 의해 수신 안테나(138)에서 유도된 전류와 송신 안테나(128)에 인가된 전류를 비교하여 전류의 위상차를 추출할 수 있으며, 이를 DC 형태로 제어기(110)로 전달하게 된다.Thus, the
또한, 송신 안테나(128) 및 수신 안테나(138)는 루프 안테나로 구성되는 것이 바람직하다. 루프 안테나는 둘레에 코일이 감겨진 와이어가 몇 번 감겨진 형태를 가진다. 루프 안테나는 지향성을 가지기 때문에 어느 한 방향으로 전자장을 발생시키고, 어느 한 방향에서 발생된 자기장을 검출하는데 유용하다.It is preferable that the
따라서 루프 안테나로 구성된 송신 안테나(128) 및 수신 안테나(138)를 동일한 방향을 향하도록 결합하여 전자장의 송신 방향과 자기장의 수신 방향이 동일하게 하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the transmitting
제어기(110)는 탐지기(130)의 진폭 검출기(132)에서 검출된 전류의 크기와, 위상 검출기(134)에서 검출된 위상차를 수신하여 타깃 부위에 도체가 존재하는 지 판단한다.The
만약 타깃 부위에 면적이 큰 도체가 존재할 경우, 자기장의 크기도 커지기 때문에 단지 탐지기(130)로 검출되는 신호만으로도 도체의 유무를 판단할 수 있다. 하지만 탐지하고자 하는 금속이 침(200), 주삿바늘과 같이 소형일 경우, 도체로부터 발생되는 자기장이 약하여 단지 탐지기(130)로 검출되는 신호의 변화만으로는 판단하기가 곤란하다.If a conductor having a large area exists in the target portion, the magnitude of the magnetic field also increases, so that the presence or absence of a conductor can be determined by only the signal detected by the
따라서 본 발명의 제1실시예는 환자의 신체에서 도체의 유무를 검사하기 전에 먼저 환자의 신체 중 도체가 존재하지 않는 영역에서 자기장을 검출하고, 이를 제어기(110)에 저장하여 도체의 유무를 판단하게 될 기준이 되는 기본 값으로 설정하게 된다.Therefore, the first embodiment of the present invention detects a magnetic field in a region where no conductor exists in the body of the patient before checking presence or absence of a conductor in the body of the patient, stores the magnetic field in the
본격적인 도체 존재 유무를 검사하기 위해 본 발명의 제1실시예를 환자의 신체 위에서 이동시키면, 제어기(110)는 연속해서 획득되는 자기장 신호와 기본 값을 비교하며, 검출된 자기장 신호와 기본 값의 차이가 기 설정된 허용 범위 이상이면 환자의 신체에 아직 제거하지 않은 도체, 즉 침(200) 또는 주삿바늘과 같은 의료용품이 남아 있는 것으로 판단하게 된다.When the first embodiment of the present invention is moved on the body of a patient to check for the presence of a full-length conductor, the
제어기(110)가 기본 값과 자기장의 신호를 비교함에 따라, 일반적인 금속탐지 방법보다 더 미세한 자기장의 변화로도 도체의 유무를 검출할 수 있게 된다.As the
제어기(110)는 환자의 신체에서 도체가 존재하는 것으로 판단되면 출력기(150)에서 알림이 출력되게 한다.The
출력기(150)는 점등되는 램프, 소리를 출력하는 스피커, 도체의 검출 유무를 표시하는 디스플레이, 진동을 발생시키는 진동모터 등을 포함할 수 있다.The
또한, 본 발명의 제1실시예는 자기장이 보다 잘 형성될 수 있도록 자성체(210)가 결합된 침(200)을 더 포함할 수 있다.(도 1, 도 2 참조)In addition, the first embodiment of the present invention may further include a
환자의 신체에 시술되는 침(200)은 주로 한의학 분야에서 이용되는 치료용 의료용구로서, 환자의 신체에 삽입될 수 있도록 끝단에 바늘이 구비된다.The
침(200)은 탐지기(130)가 자기장을 검출할 수 있도록 도체로 구성되며, 보다 큰 자기장이 형성되게 하기 위하여 자석이 결합되거나, 나노자성체가 코팅될 수 있다.The
나노자성체란 자성 특성을 지니는 나노 크기(약 1~1000nm 범위)의 입자이다.Nanomagnetism is a nano-sized particle having magnetic properties (in the range of about 1 to 1000 nm).
이어서, 본 발명의 제1실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 방법을 설명한다.Next, a method of detecting a small metal in the body using the electromagnetic field according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예는 주파수 발생기(120)가 송신 안테나(128)를 이용하여 도체가 없는 환자의 신체 부위를 향해 전자장을 발생시키는 단계(S100)와, 제어기(110)가 탐지기(130)로 검출된 자기장의 크기 및 위상차를 기본 값으로 저장하는 단계(S200)와, 주파수 발생기(120)가 송신 안테나(128)를 이용하여 환자 신체의 타깃 부위를 향해 전자장을 발생시키는 단계(S300)와, 제어기(110)가 탐지기(130)로 검출된 자기장의 크기 및 위상차를 기본 값과 비교(S400)하여 서로 상이하면 타깃 부위에 도체가 존재하는 것으로 판단하고 출력기(150)로 알림을 출력하는 단계(S500)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a first embodiment of the present invention includes a
이어서, 본 발명의 제2실시예에 따른 전자기장을 이용하여 신체의 소형 금속을 탐지하는 장치를 설명한다.Next, an apparatus for detecting a small metal of a body using an electromagnetic field according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예는 환자 신체에 시술되며, 자기장 형성을 위한 자성체(210)가 결합되는 침(200)과, 침(200)에서 발생한 자기장을 검출하는 탐지기(130)와, 탐지기(130)로 검출된 자기장으로 환자 신체에 침(200)이 존재하는 지 판단하는 제어기(110)와, 제어기(110)가 침(200)이 존재하는 것으로 판단하면 신호를 출력하는 출력기(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.6 and 7, a second embodiment of the present invention is applied to a patient's body and includes a
특히, 본 발명의 제2실시예에서 탐지기(130)의 일측은 도체가 구성되며, 탐지기(130)는 침(200)의 자기장에 대전되어 도체에 발생하는 홀 전압(Hall voltage)을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Particularly, in the second embodiment of the present invention, one side of the
이는, 전류가 흐르는 도체에 수직으로 자기장이 형성되면, 도체에서 흐르던 전하들이 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 의해 일 측으로 휘어지게 되는 홀 효과(Hall effect)를 이용하는 것이다. 홀 효과가 발생되면 도체는 대전되어 홀 전자장(Hall field)이 존재하게 되고, 이때 발생하는 홀 전압(Hall voltage)을 탐지기(130)가 측정하여 자기장을 검출하게 된다.This is because, when a magnetic field is formed perpendicular to the conductor through which the current flows, the Hall effect, in which the charges flowing in the conductor are bent to one side by the Lorentz's force. When the hall effect is generated, the conductor is charged to form a Hall field, and the
따라서, 탐지기(130)는 도체에서 홀 효과가 발생되게 하기 위해 도체로 일전한 속도로 전하를 공급하는 정전압원(136)을 포함한다. 또한, 미세하게 검출되는 홀 전압을 증폭시키기 위해 차동증폭기(137)도 함께 포함한다.Thus, the
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 포함된 탐지기(130)는 일 실시예로서, 정전압원(136)과 차동증폭기(137)가 op-amp를 이용하여 실시될 수 있다.Referring to FIG. 8, the
적색으로 표시된 회로는 op-amp를 이용하여 구성된 정전압원(136)으로서, Hall Chip으로 표기된 도체에 일정한 전류를 공급하여 도체에서 자기장에 의한 홀 효과가 발생될 수 있게 한다.The circuit shown in red is a
청색으로 표시된 회로는 op-amp를 이용하여 구성된 차동증폭기(137)로서, 홀 효과에 의해 도체에서 발생한 전위차, 즉 홀 전압을 증폭시킨다.The circuit shown in blue is a
탐지기(130)의 차동증폭기(137)에서 증폭된 전압 신호는 제어기(110)로 전달되며, 제어기(110)는 전압 신호의 변화량으로 검출 대상 부위에 자기장을 발생시키는 물체, 즉 자성체(210)가 결합된 침(200)이 존재하는 사실은 판단할 수 있게 된다.The voltage signal amplified by the
침(200)의 자성체(210)는 자기장을 발생하는 자석 또는 나노자성체(210)로 구성될 수 있다.The
나노자성체(210)란 자성 특성을 지니는 나노 크기(약 1~1000nm 범위)의 입자로서, 침(200)의 손잡이 부위에 코팅되는 것으로 실시될 수 있다.The
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상술된 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.
110 : 제어기120 : 주파수 발생기
128 : 송신 안테나130 : 탐지기
132 : 진폭 검출기134 : 위상 검출기
136 : 정전압원137 : 차동증폭기
138 : 수신 안테나150 : 출력기
200 : 침210 : 자성체110: controller 120: frequency generator
128: transmitting antenna 130: detector
132: Amplitude detector 134: Phase detector
136: constant voltage source 137: differential amplifier
138: Receive antenna 150:
200: needle 210: magnetic substance
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160022003AKR20170099644A (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Device and method for detecting an small metal in body using a magnetic field |
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|---|---|---|---|
| KR1020160022003AKR20170099644A (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Device and method for detecting an small metal in body using a magnetic field |
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|---|---|
| KR20170099644Atrue KR20170099644A (en) | 2017-09-01 |
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| KR1020160022003ACeasedKR20170099644A (en) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Device and method for detecting an small metal in body using a magnetic field |
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| KR (1) | KR20170099644A (en) |
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| CN108387888A (en)* | 2018-01-03 | 2018-08-10 | 北京科技大学 | A kind of near field ultra-broadband ranging method in medium |
| KR20210021164A (en) | 2019-08-14 | 2021-02-25 | 인제대학교 산학협력단 | Metal Detector for Laparoscopic Surgery |
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