본 발명은 정맥 촉진 및 천자가 가능한 자율 정맥천자 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 채혈바늘의 높은 자유도를 통해 바늘의 동작구현 및 정맥 촉진 매커니즘을 통해 다양한 팔의 각도 및 혈관방향에 대응하여 채혈시술의 구현이 가능한 자율 정맥천자 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an autonomous venipuncture robot capable of palpating and puncturing veins. More specifically, the present invention relates to an autonomous venipuncture robot capable of palpating and puncturing veins. More specifically, the present invention relates to an autonomous venipuncture robot capable of puncturing and puncturing veins, and, more specifically, to collect blood in response to various arm angles and blood vessel directions through a vein stimulating mechanism and implementation of needle movements through a high degree of freedom of the blood collection needle. This relates to an autonomous venipuncture robot capable of implementing procedures.
일반적으로 채혈 (혹은 정맥천자)은 대상 (피검사자)의 혈관으로부터 임상 병리실험 혹은 검사에 필요한 혈액을 취득하기 위해 시행된다. 일반적으로 채혈과정은 숙련된 간호사 또는 의사 등의 의료인력에 의해서 혈관에서 채혈 바늘을 구비한 주사기를 통해 수행된다. 채혈된 혈액은 병원 또는 관련 연구소에서 다양한 분석 및 검사의 대상이 되며, 이를 통해 대상의 질병이나 상태를 판단하기 위해 사용된다.Generally, blood collection (or venipuncture) is performed to obtain blood needed for clinical pathology experiments or tests from the blood vessels of the subject (subject). Generally, the blood collection process is performed by medical personnel such as skilled nurses or doctors using a syringe equipped with a blood collection needle from a blood vessel. Collected blood is subject to various analyzes and tests at hospitals or related research institutes, and is used to determine the subject's disease or condition.
다만, 종래의 채혈 방법은 간호사 또는 의사 등의 숙련된 의료인력에 의해서 직접적으로 수행되었기 때문에 검사자의 숙련도에 따라 채혈 결과가 달라지는 등, 의료인력의 숙련도에 따라 정확도가 좌우되는 한계가 존재하였다.However, since the conventional blood collection method was directly performed by skilled medical personnel such as nurses or doctors, there was a limitation in that accuracy depended on the skill level of the medical personnel, such as blood collection results varying depending on the tester's skill level.
한편, 최근에는 코로나 바이러스 등의 세계적인 감염병 확산 추세에 맞물려 비대면적 시술 및 이를 위한 장치가 각광받고 있다. 특히, 비대면 채혈 시술 장치의 경우, 채혈 시술자의 피로도를 개선할 수 있으며 기존과 달리 시술자의 숙련도에 영향을 거의 받지 않은 장점이 부각되고 있다. 하지만, 종래의 채혈 장치의 경우 채혈 바늘의 동작의 자유도가 떨어져, 대상의 팔의 각도나 다양한 혈관 방향에 대한 대응이 어려운 점이 있었으며, 이로 인해 다양한 채혈부위에 대해 채혈하는 과정에서 한계를 드러내었다. 또한, 종래의 채혈 장치의 경우 정맥 천자 시 혈관 이미징의 오차가 발생하였으며, 이로 인해 채혈 바늘이 목표하는 혈관이 아닌 다른 부위로 삽입되는 정확도상의 문제가 존재하였다.Meanwhile, recently, in line with the global spread of infectious diseases such as coronavirus, non-face-to-face procedures and devices for the same have been in the spotlight. In particular, in the case of non-face-to-face blood collection treatment devices, the fatigue of the blood collection operator can be improved and, unlike before, the advantage of being almost unaffected by the operator's skill level is being highlighted. However, in the case of conventional blood collection devices, the freedom of movement of the blood collection needle was low, making it difficult to respond to the angle of the subject's arm or the direction of various blood vessels, which revealed limitations in the process of collecting blood from various blood collection sites. In addition, in the case of conventional blood collection devices, errors in blood vessel imaging occurred during venipuncture, which resulted in accuracy problems such as insertion of the blood collection needle into a site other than the target blood vessel.
이러한 배경에서, 높은 자유도를 갖는 채혈바늘을 통해 대상에서 정확하게 채혈을 할 수 있으며, 채혈에 앞서 정맥촉진 과정을 통해 다양한 팔의 각도와 혈관 방향에 대응할 수 있는 채혈 장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.Against this background, there is a need for a blood collection device that can accurately collect blood from a subject using a blood collection needle with a high degree of freedom and can respond to various arm angles and blood vessel directions through a venous stimulation process prior to blood collection.
이에 본 발명자들은 채혈 바늘의 자유도가 우수한 자율 정맥천자 로봇을 개발하였으며, 채혈시술 과정에서 본 발명에 따른 자율 정맥천자 로봇의 정확도 및 안정성이 월등히 우수한 것을 확인하였다.Accordingly, the present inventors developed an autonomous venipuncture robot with excellent freedom of the blood collection needle, and confirmed that the accuracy and stability of the autonomous venipuncture robot according to the present invention were significantly superior during the blood collection procedure.
이에, 본 발명의 목적은 자율 정맥천자 로봇을 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide an autonomous venipuncture robot.
본 발명의 다른 목적은 자율 정맥천자 로봇을 구동하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of operating an autonomous venipuncture robot.
본 발명은 정맥 촉진 및 천자가 가능한 자율 정맥천자 로봇에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자율 정맥천자 로봇은 다양한 팔의 각도 및 혈관방향에 대응하는 채혈시술이 가능하고, 정맥천자와 동시에 정맥촉진을 수행하여 정맥천자 시술의 안정성과 안전성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an autonomous venipuncture robot capable of palpating and puncturing veins. The autonomous venipuncture robot according to the present invention is capable of performing blood collection procedures corresponding to various arm angles and blood vessel directions, and performs vein palpation simultaneously with venipuncture. This can improve the stability and safety of the venipuncture procedure.
이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 양태는, xyz 직교 좌표 상에서, x 축, y 축 및 z 축 중 하나 이상의 축으로 선형 이동하도록 구성된 하나 이상의 지지대를 포함하는 지지부; 채혈 바늘 및 채혈관 (vacutainer)이 배치된 바늘 구동 모듈을 포함하는 채혈부; 및 채혈부를 xy 평면, yz 평면 또는 zx 평면 상에서 회전동작시키는 하나 이상의 회전 모듈을 포함하는 회전부를 포함하는, 정맥천자 (Venipuncture) 로봇이다.One aspect of the invention includes a support unit comprising one or more supports configured to move linearly in one or more of the x-axis, y-axis, and z-axis on xyz Cartesian coordinates; A blood collection unit including a needle drive module on which a blood collection needle and a vacutainer are disposed; and a rotation unit including one or more rotation modules that rotate the blood collection unit on the xy plane, yz plane, or zx plane.
본 발명에 있어서, x 축은 정맥천자 로봇이 위치한 공간 상의 임의의 축일 수 있고, 예를 들어, x 축은 채혈 시술을 받는 대상의 팔과 평행한 방향의 축일 수 있다. y 축은 x 축 및 z 축과 수직한 방향의 축일 수 있고, x 축이 채혈 시술을 받는 대상의 팔과 평행한 경우, y 축은 대상의 팔과 수직한 축일 수 있다. z 축은 z 축은 y 축과 x축 모두와 수직한 방향의 축일 수 있다. z 축은 정맥 천자 로봇이 배치되는 지면과 수직한 방향의 축일 수 있다.In the present invention, the x-axis may be any axis in the space where the venipuncture robot is located. For example, the x-axis may be an axis parallel to the arm of the subject receiving the blood sampling procedure. The y-axis may be an axis perpendicular to the x-axis and the z-axis, and if the x-axis is parallel to the arm of the subject receiving the blood sampling procedure, the y-axis may be an axis perpendicular to the arm of the subject. The z-axis may be an axis perpendicular to both the y-axis and the x-axis. The z-axis may be an axis perpendicular to the ground on which the venipuncture robot is placed.
본 발명의 일 구현예에서, 지지부는, x 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제1지지대; x 축 방향과 수직한 y 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제2지지대; 및 제1지지대 및 제2지지대 사이에 배치되고, z 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제3지지대;를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the support unit includes: a first support arranged to be linearly movable in the x-axis direction; a second support arranged to be linearly movable in the y-axis direction perpendicular to the x-axis direction; and a third support disposed between the first support and the second support, and arranged to be linearly movable in the z-axis direction.
본 발명의 일 구현예에서, 회전부는, 채혈부를 xy 평면 상에서 회전동작시키는 제1회전 모듈; 및 채혈부를 yz 평면 상에서 회전동작시키는 제2회전 모듈; 을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the rotation unit includes a first rotation module that rotates the blood collection unit on the xy plane; and a second rotation module that rotates the blood collection unit on the yz plane; It may include.
본 발명의 일 구현예에서, 정맥천자 로봇은, 회전부 및 지지부 사이에 배치되는 구조부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the venipuncture robot may further include a structural part disposed between the rotating part and the support part.
본 발명의 일 구현예에서, 구조부는 x 축과 평행하도록 배치되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the structural portion may be arranged to be parallel to the x-axis.
본 발명의 일 구현예에서, 구조부는 정맥의 3차원 위치 정보를 추출하기 위한 초음파 또는 근적외선 영상장치를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the structural unit may include an ultrasound or near-infrared imaging device for extracting 3D location information of the vein.
본 발명의 일 구현예에서, 채혈부는 회전 모듈과 연결되고 케이스를 포함하는 케이스부를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the blood collection unit may be connected to the rotation module and include a case unit including a case.
본 발명의 일 구현예에서, 바늘 구동 모듈은 케이스를 관통하면서 선형 이동하도록 구성되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the needle drive module may be configured to move linearly while penetrating the case.
본 발명의 일 구현예에서, 케이스는 내부 양단에 배치된 고정 자석을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the case may include fixed magnets disposed at both ends inside the case.
본 발명의 일 구현예에서, 바늘 구동 모듈은 상기 케이스를 관통하는 제1지지축 및 제2지지축, 및 제1지지축과 제2지지축 사이에 배치되는 이동 자석을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the needle drive module may include a first support shaft and a second support shaft penetrating the case, and a moving magnet disposed between the first support shaft and the second support shaft.
본 발명의 일 구현예에서, 케이스부는 케이스의 외측에 권선된 전자석 코일을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the case portion may include an electromagnet coil wound on the outside of the case.
본 발명의 일 구현예에서, 바늘 구동 모듈은, 대상의 정맥을 촉진하기 위한 촉진부를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the needle driving module may further include a palpation unit for palpating the vein of the subject.
본 발명의 일 구현예에서, 바늘 구동 모듈은, 바늘 구동 모듈 내부의 자기장 변화를 감지하기 위한 홀센서 (hall sensor)를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the needle drive module may include a Hall sensor for detecting changes in the magnetic field inside the needle drive module.
본 발명은 정맥 촉진 및 천자가 가능한 자율 정맥천자 로봇에 관한 것으로, 본 발명의 따른 자율 정맥천자 로봇은 채혈바늘의 높은 자유도를 통해 바늘의 동작구현 및 정맥 촉진 매커니즘을 통해 다양한 팔의 각도 및 혈관방향에 대응하여 채혈시술의 구현이 가능하여, 시술자의 숙련도에 의존하지 않고 다양한 채혈 시술에 사용될 수 있다.The present invention relates to an autonomous venipuncture robot capable of palpating and puncturing veins. The autonomous venipuncture robot according to the present invention implements needle movements through a high degree of freedom of the blood collection needle and various arm angles and blood vessel directions through a vein palpation mechanism. In response, it is possible to implement a blood collection procedure, so it can be used for various blood collection procedures without depending on the operator's skill level.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 채혈부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 채혈부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 바늘 구동 모듈의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 통한 채혈 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 통한 채혈 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 1 is a diagram showing an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the operation of an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a blood collection unit of an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view showing a blood collection unit of an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining the movement of the needle driving module of the autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining a blood collection process using an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flowchart showing a blood collection method using an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the following description of the present invention, if a detailed description of a related known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
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.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 작동을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)은 지지부 (100), 채혈부 (200) 및 회전부 (300)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the venipuncture robot 1000 according to an embodiment of the present invention may include a support part 100, a blood collection part 200, and a rotating part 300.
지지부 (100)는, xyz 직교 좌표 상에서 x 축, y 축 및 z 축 중 하나 이상의 축으로 선형 이동하도록 구성된 하나 이상의 지지대 (110, 120, 130)를 포함할 수 있다.Support 100 may include one or more supports 110, 120, 130 configured to move linearly along one or more of the x-axis, y-axis, and z-axis on xyz Cartesian coordinates.
xyz 축은 일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)이 위치되는 공간 상에서 직교하는 세 축일 수 있다.The xyz axis may be three orthogonal axes in space where the venipuncture robot 1000 according to an embodiment is located.
x 축은 임의의 축일 수 있으며, 예를 들어, x 축은 채혈 시술을 받는 대상의 팔과 평행한 방향으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 시술 목적 및 시술 환경에 따라 자유롭게 설정될 수 있다.The x-axis may be any axis. For example, the x-axis may be set in a direction parallel to the arm of the subject receiving the blood collection procedure, but is not limited to this and may be freely set depending on the purpose of the procedure and the procedure environment.
y 축은 x 축과 수직한 방향의 축일 수 있다. x 축이 채혈 시술을 받는 대상의 팔과 평행한 방향의 축으로 설정되는 경우, y 축은 대상의 팔과 수직하면서 정맥 천자 로봇이 배치되는 지면과 평행한 방향의 축일 수 있다.The y-axis may be an axis perpendicular to the x-axis. If the x-axis is set to be an axis parallel to the arm of the subject undergoing the blood sampling procedure, the y-axis may be an axis perpendicular to the arm of the subject and parallel to the ground on which the venipuncture robot is placed.
z 축은 y 축과 x축 모두와 수직한 방향의 축일 수 있고, 예를 들어, z 축은 정맥 천자 로봇이 배치되는 지면과 수직한 방향의 축일 수 있다.The z-axis may be an axis perpendicular to both the y-axis and the x-axis. For example, the z-axis may be an axis perpendicular to the ground on which the venipuncture robot is placed.
지지부 (100)는 하나 이상의 지지대를 포함할 수 있으며, 예를 들어, x 축, y 축 및 z 축으로 각각 선형이동이 가능한 3 개의 지지대를 포함할 수 있다. 구체적으로, 지지부는 x 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제1지지대 (110), x 축 방향과 수직한 y 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제2지지대 (120), 및 제1지지대 (110) 및 제2지지대 (120) 사이에 배치되고, z 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되는 제3지지대 (130)를 포함할 수 있다.The support unit 100 may include one or more supports, for example, three supports each capable of linear movement in the x-axis, y-axis, and z-axis. Specifically, the support includes a first support 110 arranged to be linearly movable in the x-axis direction, a second support 120 arranged to be linearly movable in the y-axis direction perpendicular to the x-axis direction, and a first support ( 110) and the second support 120, and may include a third support 130 arranged to be linearly movable in the z-axis direction.
지지부 (100)가 x 축, y 축 및 z 축으로 각각 선형이동이 가능한 3 개의 지지대를 포함하는 경우, 정맥천자 로봇 (1000)에 포함된 채혈부 (200) 및 바늘 구동 모듈 (210)의 자유도가 향상될 수 있다. 구체적으로, 채혈 부위가 대상의 팔이고 x 축이 채혈 시술 대상의 팔과 평행하게 설정되는 경우, 제1지지대 (110)는 시술 대상의 팔의 길이방향으로 선형 이동하면서 x 축 상에서 목표하는 채혈 지점과 근접하게 채혈부를 위치시킬 수 있다. 이때, 제2지지대 (120)는 y 축으로 선형이동 하면서 채혈 대상의 팔의 길이방향과 수직한 방향으로 채혈부를 이동시키고, 대상의 팔의 길이 방향과 수직한 축 상에서 목표 채혈 지점에 가깝게 채혈부를 위치시킬 수 있다. 제3지지대 (130)는 z 축으로 선형이동 하여 목표 채혈 지점과 가깝게 채혈부의 높이를 변화시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)이 x 축, y 축 및 z 축으로 각각 선형이동이 가능한 3 개의 지지대를 포함하는 경우, 정맥천자 로봇 (1000)의 채혈부 (200)를 목표하는 채혈 지점과 가깝게 배치시킬 수 있으며, 이에 따라 보다 정교한 채혈 시술이 가능할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)은 로봇이 배치되는 공간 상에서 직교하는 세가지 방향 상에서 채혈부를 자유롭게 이동시킬 수 있어, 채혈 대상에서 목표하는 채혈 지점의 거리나 위치에 크게 구애받지 않고 채혈 시술이 가능하다.When the support unit 100 includes three supports capable of linear movement in the can be improved. Specifically, when the blood collection site is the arm of the subject and the x-axis is set parallel to the arm of the subject, the first support 110 moves linearly in the longitudinal direction of the arm of the subject and targets the blood collection point on the x-axis. The blood collection unit can be located close to the . At this time, the second support 120 moves the blood collection unit in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the subject's arm while moving linearly along the y-axis, and moves the blood collection unit close to the target blood collection point on an axis perpendicular to the longitudinal direction of the subject's arm. It can be positioned. The third support 130 can linearly move along the z-axis to change the height of the blood collection unit closer to the target blood collection point. Therefore, when the venipuncture robot 1000 according to an embodiment includes three supports capable of linear movement in the x-axis, y-axis, and z-axis, the blood collection unit 200 of the venipuncture robot 1000 is targeted. It can be placed close to the blood collection point, which may allow for more sophisticated blood collection procedures. That is, the venipuncture robot 1000 according to one embodiment can freely move the blood collection unit in three directions orthogonal to the space in which the robot is placed, and thus collects blood without being significantly restricted by the distance or location of the target blood collection point from the blood collection target. Treatment is possible.
지지대 (110, 120, 130)는 메인 바디, 실린더, 모터 및 리드 스크류 (Lead screw)를 포함할 수 있다. 모터는 전기모터일 수 있으며, 모터는 메인 바디의 일단에 부착되어 실린더 및 리드 스크류와 연결될 수 있다. 메인 바디 및 실린더는 알류미늄 소재 또는 플라스틱으로 제작될 수 있으며, 지지대의 선형운동 및 내구성에 문제가 없는 이상 특별한 제한 없이 다양한 소재가 사용될 수 있다. 리드 스크류는 철 소재로 제작될 수 있다. 실린더는 전기 모터를 통해 리드 스크류를 따라 선형 왕복 운동 할 수 있고, 이에 따라, 지지대는 안정적이고 정확한 속도로 위치 제어가 가능하다.Supports 110, 120, 130 may include a main body, cylinder, motor, and lead screw. The motor may be an electric motor, and the motor may be attached to one end of the main body and connected to the cylinder and lead screw. The main body and cylinder can be made of aluminum or plastic, and various materials can be used without particular restrictions as long as there are no problems with the linear motion and durability of the support. Lead screws can be made of iron material. The cylinder can linearly reciprocate along the lead screw via an electric motor, and thus the support can be positioned at a stable and precise speed.
한편, 도 1 및 도 2에는 제1지지대 (110)가 x 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되고, 제2지지대 (120)가 y 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되고, 제3지지대 (130)가 제1지지대 (110) 및 제2지지대 (120) 사이에 배치되면서 z 축 방향으로 선형이동 가능하게 도시되었으나, 이는 일 실시예에 따른 정맥 천자 로봇 (1000)의 하나의 예를 나타내는 것에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 채혈 시술의 목적, 환경 및 배치 편의성에 따라 제1지지대 (110)가 y 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되고, 제2지지대 (120)가 z 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치되고, 제3지지대 (130)가 x 축 방향으로 선형이동 가능하도록 배치될 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 1 and 2, the first support 110 is arranged to be linearly movable in the x-axis direction, the second support 120 is arranged to be linearly movable in the y-axis direction, and the third support 130 is arranged to be linearly movable in the y-axis direction. is shown to be capable of linear movement in the z-axis direction while being disposed between the first support 110 and the second support 120, but this only represents one example of the venipuncture robot 1000 according to one embodiment. , but is not limited to this. Therefore, depending on the purpose, environment, and convenience of placement of the blood collection procedure, the first support 110 is arranged to be linearly movable in the y-axis direction, the second support 120 is arranged to be linearly movable in the z-axis direction, and the second support 120 is arranged to be linearly movable in the z-axis direction. 3 Support 130 may be arranged to be linearly movable in the x-axis direction.
회전부 (300)는, 채혈부 (200)를 xy 평면, yz 평면 또는 zx 평면 상에서 회전동작시키는 하나 이상의 회전 모듈을 포함할 수 있다.The rotation unit 300 may include one or more rotation modules that rotate the blood collection unit 200 on the xy plane, yz plane, or zx plane.
회전부 (300)는 채혈부 (200)를 채혈을 위한 목표 지점에 가깝게 위치시키거나, 또는 채혈 목표가 되는 혈관의 방향과 채혈 바늘의 방향을 일치시키기 위하여 채혈부 (200)를 회전 구동시킬 수 있다. 따라서, 회전부 (300)는 채혈부 (200)의 회전 동작을 위하여 하나 이상의 회전 모듈 (310, 320)을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 회전부 (300)는 채혈부 (200)를 xy 평면 상에서 회전동작시키는 제1회전 모듈 (310) 및 채혈부 (200)를 yz 평면 상에서 회전동작시키는 제2회전 모듈 (320)을 포함할 수 있다. 이때, 제1회전 모듈 (310)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 구조부 (400)의 하측에 배치될 수 있다. 그리고, 도 2에 도시된 것과 같이, 제1회전 모듈 (310)은 xy 평면 상에서 채혈부 (200)를 회전 구동 시킬 수 있으며, 이를 통해 채혈 대상이 되는 혈관의 방향에 맞춰 채혈 바늘의 방향을 조정할 수 있다. 한편, 제2회전 모듈 (320)은 제1회전 모듈 (310)의 하측에 배치될 수 있고, 채혈부 (200)와 연결되도록 배치될 수 있다. 제2회전 모듈 (320)은 yz 평면에서 채혈부 (200)를 회전 구동 시킬 수 있으며, 이에 따라, 제2회전 모듈 (320)은 채혈 시술 시 정맥의 깊이 및 두께에 따라 채혈 바늘이 정맥에 삽입되는 각도를 적절하게 조정할 수 있다. 또한, 후술할 바와 같이 일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)은 촉진부를 통해 채혈에 앞서 촉진부를 정맥과 접촉시켜 정맥을 촉진할 수 있으며, 이때, 제2회전 모듈 (320)은 채혈부 (200)를 회전시켜 채혈부 (200)의 후방에 배치된 촉진부를 목표하는 혈관에 접촉하도록 할 수 있다.The rotation unit 300 may position the blood collection unit 200 close to the target point for blood collection, or rotate the blood collection unit 200 to match the direction of the blood collection needle with the direction of the target blood vessel. Accordingly, the rotation unit 300 may include one or more rotation modules 310 and 320 for the rotational operation of the blood collection unit 200. For example, the rotation unit 300 rotates the blood collection unit 200 on the xy plane. It may include a first rotation module 310 that rotates the blood collection unit 200 and a second rotation module 320 that rotates the blood collection unit 200 on the yz plane. At this time, the first rotation module 310 may be placed below the structural part 400 as shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 2, the first rotation module 310 can drive the blood collection unit 200 to rotate on the xy plane, thereby adjusting the direction of the blood collection needle according to the direction of the blood vessel to be collected. You can. Meanwhile, the second rotation module 320 may be placed below the first rotation module 310 and may be connected to the blood collection unit 200. The second rotation module 320 can drive the blood collection unit 200 to rotate in the yz plane. Accordingly, the second rotation module 320 inserts the blood collection needle into the vein according to the depth and thickness of the vein during the blood collection procedure. The angle can be adjusted appropriately. In addition, as will be described later, the venipuncture robot 1000 according to an embodiment can palpate the vein by contacting the palpator with the vein prior to collecting blood through the palpator. At this time, the second rotation module 320 is connected to the blood collection unit ( 200) can be rotated so that the stimulation unit disposed at the rear of the blood collection unit 200 contacts the target blood vessel.
일 실시예에 따른 정맥천자 로봇 (1000)은 구조부 (400)를 포함할 수 있다. 구조부 (400)는 회전부 (300) 및 지지부 (100) 사이에 배치될 수 있다. 구조부 (400)는 제2지지대 (120)와 연결될 수 있으며, 제1회전 모듈 (310)은 구조부 (400)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 구조부 (400)는 x 축과 평행하게 배치될 수 있으며, 따라서, 구조부는 제1지지대 (110)와 평행한 방향으로 배치될 수 있다. 구조부 (400)의 일 측에는 영상장치 (410)가 배치될 수 있다. 영상 장치 (410)는 구조부 (400)의 하측에 배치될 수 있고, 영상 장치 (410)는 정맥의 위치 정보를 추출하기 위한 초음파 및/또는 근적외선 장치를 포함할 수 있다. 구조부 (400)가 x 축과 평행하게 배치되고, 따라서 구조부 (400)가 제1지지대 (110)와 평행한 방향으로 배치되는 경우, 영상장치 (410)는 채혈 대상의 팔의 상측에 위치될 수 있다. 이를 통해 영상장치 (410)는 팔의 상측에서 초음파 및/또는 근적외선을 통해 정맥 혈관의 위치, 혈관의 두께 및 혈관의 깊이와 관련된 정보를 이미지로 추출할 수 있다.The venipuncture robot 1000 according to one embodiment may include a structural unit 400. The structural part 400 may be disposed between the rotating part 300 and the support part 100. The structural unit 400 may be connected to the second support 120, and the first rotation module 310 may be disposed below the structural unit 400. Additionally, the structural portion 400 may be disposed parallel to the x-axis, and thus the structural portion may be disposed in a direction parallel to the first support 110 . An imaging device 410 may be placed on one side of the structural unit 400. The imaging device 410 may be disposed on the lower side of the structural unit 400, and the imaging device 410 may include an ultrasound and/or near-infrared ray device for extracting location information of the vein. If the structure 400 is disposed parallel to the there is. Through this, the imaging device 410 can extract information related to the location of the venous blood vessel, the thickness of the blood vessel, and the depth of the blood vessel through ultrasound and/or near-infrared rays from the upper arm.
영상 장치 (410)는 정맥 천자 로봇 (1000)의 제어부 (미도시)와 유/무선으로 연결될 수 있고, 영상 장치 (410)를 통해 추출된 혈관의 3차원 위치 정보는 제어부로 송신될 수 있다.The imaging device 410 may be connected wired or wirelessly to the control unit (not shown) of the venipuncture robot 1000, and the three-dimensional location information of blood vessels extracted through the imaging device 410 may be transmitted to the control unit.
일 실시예에 따른 정맥 천자 로봇 (1000)은 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 프로세서 및 메모리를 포함할 있다.The venipuncture robot 1000 according to one embodiment may include a control unit. The control unit may include a processor and memory.
프로세서는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치 (central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치 (graphics processing unit; GPU), 텐서 처리 장치(tensor processing unit; TPU) 등의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 영상장치로부터 송신 받은 혈관의 위치, 두께 및 깊이와 같은 혈관의 위치 정보와 관련된 데이터 처리를 수행할 수 있다. 프로세서는 혈관의 위치 정보 데이터를 통해 채혈을 위한 목표 정맥 혈관을 선정하고, 정맥부위를 천자하기 위해 채혈 바늘의 경로를 생성할 수 있다. 그리고, 프로세서는 생성된 채혈 바늘의 경로를 바탕으로, 채혈부를 채혈에 적합한 위치로 이동시키기 위한 지지부의 동작 프로세스를 산출할 수 있으며, 이를 지지부를 구동하기 위한 명령으로 전달할 수 있다.A processor may consist of one or more cores, and may include a processor such as a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a tensor processing unit (TPU) of a computing device. It can be included. The processor may read the computer program stored in the memory and process data related to blood vessel location information such as the location, thickness, and depth of the blood vessel transmitted from the imaging device. The processor can select a target venous vessel for blood collection through the location information data of the blood vessel and create a path for the blood collection needle to puncture the vein site. Additionally, the processor can calculate the operation process of the support unit to move the blood collection unit to a position suitable for blood collection, based on the generated path of the blood collection needle, and transmit this as a command for driving the support unit.
제어부는 필요에 따라 정맥의 위치 정보 및 기타 데이터를 송수신하기 위한 네트워크부 및 기타 컴퓨팅 과정에서 이용되는 데이터를 저장 및 관리하기 위한 데이터베이스를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제어부는 지지부 및 영상장치와 유무선 통신이 가능할 수 있다. 또한, 목표 정맥의 위치정보 데이터, 정맥 촉진 결과 데이터 및 채혈 결과 값에 대한 데이터는 데이터베이스에 저장될 수 있으며, 데이터베이스에 저장된 데이터는 사용자로부터 인가된 외부 입력에 의해 삭제, 수정 등의 관리가 이루어질 수 있다.The control unit may further include a network unit for transmitting and receiving vein location information and other data as needed, and a database for storing and managing data used in other computing processes. Accordingly, the control unit may be capable of wired or wireless communication with the support unit and the imaging device. In addition, data on the location information of the target vein, data on the results of vein palpation, and blood collection results can be stored in the database, and the data stored in the database can be managed, such as deletion and modification, by external input authorized by the user. there is.
메모리는, 플래시 메모리 타입 (flash memory type), 하드디스크 타입 (hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입 (multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리 (예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램 (Random Access Memory; RAM), SRAM (Static Random Access Memory), 롬 (Read-Only Memory; ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.Memory includes flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (e.g. SD or XD memory, etc.), RAM (Random) Access Memory; RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory; ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk, It may include at least one type of storage medium among optical disks.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 채혈부를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 채혈부를 나타내는 평면도이다.Figure 3 is a perspective view showing a blood collection unit of an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a plan view showing a blood collection unit of an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 채혈부 (200)는 채혈 바늘 (211)및 채혈관 (vacutainer, 212)이 배치된 바늘 구동 모듈 (210)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the blood collection unit 200 according to one embodiment may include a needle drive module 210 on which a blood collection needle 211 and a vacutainer 212 are disposed.
채혈 바늘 (211)은 중공의 내부를 포함할 수 있으며, 중공의 내부를 따라 채혈된 혈액이 채혈관 (212)을 통해 이동할 수 있다. 채혈관 (212)은 멸균된 진공의 내부를 포함할 수 있고, 채혈 바늘 (211)을 따라 이동된 혈액이 채혈관 내에 보관될 수 있다.The blood collection needle 211 may include a hollow interior, and the collected blood may move along the hollow interior through the blood collection vessel 212. The blood collection tube 212 may include a sterilized vacuum interior, and the blood moved along the blood collection needle 211 may be stored within the blood collection tube.
채혈부 (200)는 케이스부 (220)를 포함할 수 있다. 케이스부 (220)는 회전부 (300) 또는 회전 모듈 (310, 320)과 연결될 수 있고, 케이스 (211)를 포함할 수 있다. 채혈부 (210)에 케이스부가 포함되는 경우, 바늘 구동 모듈 (210)은 케이스 (211)를 관통하면서 선형 이동하도록 구성될 수 있다. 케이스 (211) 내에는 바늘 구동 모듈 (210)이 슬라이딩 이동하기 위한 홈이 구비될 수 있고, 바늘 구동 모듈 (210)은 케이스내에 구비된 홈을 통하여 전후 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 3 내지 4에 도시된 것과 같이, 바늘 구동 모듈 (210)이 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214)을 포함하는 경우, 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214)은 케이스 (211) 내에 구비된 홈에 맞물리도록 배치될 수 있고, 홈 내에서 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214)이 이동함에 따라 바늘 구동 모듈 (210)이 선형 이동할 수 있다.The blood collection unit 200 may include a case unit 220. The case unit 220 may be connected to the rotation unit 300 or the rotation modules 310 and 320, and may include the case 211. When the blood collection unit 210 includes a case unit, the needle drive module 210 may be configured to move linearly while penetrating the case 211. A groove for the needle drive module 210 to slide may be provided in the case 211, and the needle drive module 210 may slide in the front-back direction through the groove provided in the case. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, when the needle drive module 210 includes a first support shaft 213 and a second support shaft 214, the first support shaft 213 and the second support shaft 214 The second support shaft 214 may be arranged to engage a groove provided in the case 211, and as the first support shaft 213 and the second support shaft 214 move within the groove, the needle drive module 210 ) can move linearly.
따라서, 바늘 구동 모듈 (210)은 혈액을 채취하기 시작할 때, 케이스 (221) 내에서 슬라이딩 이동하여 채혈 바늘 (211) 방향, 즉, 대상의 정맥 혈관이 있는 방향으로 이동할 수 있고, 채혈이 끝난 후에는 다시 케이스 (221) 내에서 슬라이딩 이동하여 채혈 바늘 (211)의 반대 방향으로 이동할 수 있다.Accordingly, when the needle drive module 210 starts to collect blood, it can slide and move within the case 221 to move in the direction of the blood collection needle 211, that is, in the direction where the venous blood vessel of the target is located, and after blood collection is completed. Can again move by sliding within the case 221 and move in the opposite direction of the blood collection needle 211.
케이스부 (220)의 케이스 (221)는 내부 양단에 배치된 제1고정 자석 (223) 및 제2고정 자석 (224)을 포함할 수 있다.The case 221 of the case portion 220 may include a first fixed magnet 223 and a second fixed magnet 224 disposed at both ends of the inside.
케이스부 (220)는 케이스 (211)의 외측에 권선된 전자석 코일 (225)을 포함할 수 있다. 그리고, 바늘 구동 모듈 (210)은 케이스 (221)를 관통하는 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214), 및 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214) 사이에 배치되는 이동 자석 (215)을 포함할 수 있다. 이때, 전자석 코일 (225)에는 전압이 인가되어 일 방향으로 전류가 흐를 수 있고, 전류가 흐르는 방향에 따라서 케이스부 (220) 주위에 자기장이 형성될 수 있다. 케이스부 (220) 주위에 자기장이 형성되면 이동 자석 (215)은 자기장에 반응하여 제1고정 자석 (223)을 향해 이동하거나, 또는 전자석 코일 (225)에 인가된 전류의 방향에 따라 제2고정 자석 (224)을 향해 이동할 수 있다. 이때, 전자석 코일 (225)에 인가된 전류의 방향과 세기가 제어됨에 따라 케이스부 (220) 주위의 자기장의 세기 및 방향이 변화될 수 있고, 이를 통해 이동자석 (215)이 케이스부 (220) 내에서 이동하여 바늘 구동 모듈 (210)이 선형 운동할 수 있다.Case portion 220 may include an electromagnet coil 225 wound on the outside of case 211. And, the needle drive module 210 is located between the first support shaft 213 and the second support shaft 214 penetrating the case 221, and the first support shaft 213 and the second support shaft 214. It may include a moving magnet 215 that is disposed. At this time, a voltage is applied to the electromagnet coil 225 so that current can flow in one direction, and a magnetic field can be formed around the case portion 220 depending on the direction in which the current flows. When a magnetic field is formed around the case portion 220, the moving magnet 215 moves toward the first fixed magnet 223 in response to the magnetic field, or moves toward the second fixed magnet 223 according to the direction of the current applied to the electromagnet coil 225. You can move towards the magnet (224). At this time, as the direction and strength of the current applied to the electromagnet coil 225 are controlled, the strength and direction of the magnetic field around the case part 220 may change, and through this, the moving magnet 215 may be connected to the case part 220. By moving within, the needle drive module 210 can move linearly.
바늘 구동 모듈 (210)은, 바늘 구동 모듈 (210) 내부의 자기장 변화를 감지하기 위한 홀센서 (hall sensor, 216)를 포함할 수 있다. 홀 센서 (215)는 제1지지축 (213) 및 제2지지축 (214) 사이에 배치될 수 있다. 홀 센서 (215)는 케이스부 (220)의 전자석 코일 (225)에 의해 형성된 자기장의 세기 및 방향을 감지할 수 있다. 바늘 구동 모듈 (210) 내에 홀센서 (216)가 포함되는 경우, 바늘 구동 모듈 (210)이 선형 이동함에 따른 자기장 변화가 홀센서 (216)에 의해 감지될 수 있으며, 이를 통해 바늘 구동 모듈 (210)의 동작이 정밀하게 유도될 수 있다.The needle drive module 210 may include a Hall sensor 216 for detecting changes in the magnetic field inside the needle drive module 210. The Hall sensor 215 may be disposed between the first support shaft 213 and the second support shaft 214. The Hall sensor 215 can detect the strength and direction of the magnetic field formed by the electromagnet coil 225 of the case portion 220. When the Hall sensor 216 is included in the needle drive module 210, changes in the magnetic field as the needle drive module 210 moves linearly can be detected by the Hall sensor 216, and through this, the needle drive module 210 ) can be guided precisely.
바늘 구동 모듈 (210)의 일 측에는 촉진부 (217)가 포함될 수 있다. 촉진부 (217)는 평탄한 형상의 지지면을 구비할 수 있고, 이를 통해 채혈 대상의 정맥과 정맥의 주변을 촉진할 수 있다.One side of the needle drive module 210 may include a facilitator 217. The palpation unit 217 may be provided with a flat support surface, through which it can palpate the vein of the blood collection target and the surrounding area of the vein.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇의 바늘 구동 모듈의 움직임을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 통한 채혈 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining the movement of the needle driving module of the autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a diagram for explaining the blood collection process through the autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention. This is a drawing for
도 5 내지 도 6을 참조하면, 바늘 구동 모듈 (210)은 채혈 바늘 (211)이 위치한 앞쪽 방향으로 동작하거나, 반대 방향인 뒤쪽 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 앞쪽 방향으로의 동작은 정맥 천자 로봇 (1000)을 통한 채혈 시의 동작으로, 전자석 코일 (225)에 인가된 일 방향의 전류에 따라 자기장이 형성되고, 이에 반응한 이동자석 (215)이 케이스부 내에서 앞쪽으로 이동하면서 바늘 구동 모듈 (210)이 앞쪽 방향으로 동작할 수 있다. 이에 따라 채혈 바늘 (211)은 채혈 대상의 정맥 내로 삽입될 수 있고 이를 통해 대상의 정맥에서 혈액이 채취될 수 있다. 한편, 정맥의 촉진 시에는 바늘 구동 모듈 (210)이 뒤쪽 방향으로 동작할 수 있다. 이때, 앞쪽으로 이동하는 경우와 반대로, 전자석 코일 (225)에는 반대 방향의 전류가 인가될 수 있고, 이를 통해 생성된 자기장에 의해 이동자석 (215)이 케이스부 (220) 내에서 뒤쪽으로 이동하면서 바늘 구동 모듈 (210)은 뒤쪽 방향으로 동작할 수 있다. 이때, 촉진부 (217)는 지지부 (100)의 선형 이동 및 회전부 (300)의 회전 모듈 (310, 320)에 따라 회전 이동되면서 대상의 정맥과 접촉할 수 있고, 바늘 구동 모듈 (210)이 선형 이동함에 따라 촉진부가 대상의 정맥을 누르면서 정맥 촉진 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the needle driving module 210 may operate in the front direction where the blood collection needle 211 is located, or may move in the opposite direction, backward. At this time, the forward motion is the motion during blood collection through the venipuncture robot 1000, in which a magnetic field is formed according to the current in one direction applied to the electromagnet coil 225, and the moving magnet 215 responds to this. The needle drive module 210 may operate in the forward direction while moving forward within the case portion. Accordingly, the blood collection needle 211 can be inserted into the vein of the blood collection target, and blood can be collected from the target's vein through this. Meanwhile, when palpating a vein, the needle drive module 210 may operate in a backward direction. At this time, contrary to the case of moving forward, a current in the opposite direction may be applied to the electromagnet coil 225, and the moving magnet 215 moves backward within the case portion 220 by the magnetic field generated through this. The needle drive module 210 can operate in a backward direction. At this time, the palpation unit 217 may contact the vein of the target while rotating according to the linear movement of the support unit 100 and the rotation modules 310 and 320 of the rotation unit 300, and the needle drive module 210 may move in a linear manner. As it moves, the palpation part can perform a vein palpation operation while pressing the target's vein.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 통한 채혈 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 통한 채혈 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a blood collection process using an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart showing a blood collection method using an autonomous venipuncture robot according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 자율 정맥천자 로봇을 이용한 채혈 방법은 혈관 탐색 단계, 혈관 촉진 단계, 정맥 천자 단계 및 혈액 회수 단계를 포함할 수 있다.Referring to Figures 6 and 7, a blood collection method using an autonomous venipuncture robot according to an embodiment may include a blood vessel exploration step, a blood vessel stimulation step, a venipuncture step, and a blood recovery step.
혈관 탐색 단계 (S101)에서는, 구조부 (400)의 영상 장치 (410)를 이용하여 목표 정맥 혈관을 탐색하고, 채혈에 적합한 혈관을 선정하는 단계가 수행될 수 있다. 채혈 대상이 되는 정맥 혈관이 선정되면, 제어부는 채혈부 (200)가 목표 혈관까지 이동하는 경로를 선정할 수 있다. 채혈부 (200)의 이동 경로 설정이 완료되면 정맥 촉진 단계 (S102)가 수행될 수 있다.In the blood vessel search step (S101), a target venous blood vessel may be searched using the imaging device 410 of the structural unit 400 and a blood vessel suitable for blood collection may be selected. When a venous blood vessel to be collected is selected, the control unit may select a path along which the blood collection unit 200 moves to the target blood vessel. Once the movement path setting of the blood collection unit 200 is completed, the vein stimulation step (S102) can be performed.
정맥 촉진 단계 (S102)에서는 지지부 (100)의 선형 이동에 따라 채혈부 (200)가 목표 혈관에 근접하도록 위치될 수 있다. 이후, 회전부 (300)가 구동하면서 채혈부 (200)가 회전구동하게 되고, 채혈부 (200)에 배치된 촉진부 (217)를 목표 정맥 혈관과 접촉시키는 단계가 수행될 수 있다. 촉진부 (217)가 정맥 혈관과 접촉하면 제어부는 홀센서 (216)와 전자석 코일 (225)에 인가된 전류의 상관관계를 통해 바늘 구동 모듈 (210)에 작용되는 반력을 추정하고, 각 피부부위별 반력을 분류함에 따라 목표 정맥혈관부위의 위치가 확인될 수 있다.In the vein stimulation step (S102), the blood collection unit 200 may be positioned close to the target blood vessel according to the linear movement of the support unit 100. Thereafter, the blood collection unit 200 is rotated while the rotation unit 300 is driven, and a step of bringing the stimulation unit 217 disposed on the blood collection unit 200 into contact with the target venous blood vessel can be performed. When the stimulation unit 217 contacts the venous blood vessel, the control unit estimates the reaction force applied to the needle drive module 210 through the correlation between the current applied to the Hall sensor 216 and the electromagnet coil 225, and By classifying the reaction force, the location of the target venous blood vessel area can be confirmed.
정맥 촉진 단계에 이어서, 정맥 천자 단계 (S103)가 수행될 수 있다. 정맥 천자 단계 (S103)에서는 전자석 코일 (225)에 인가된 전류에 의해 바늘 구동 모듈 (210)의 이동 자석 (215)이 전방으로 움직이게 되면서 혈관 내로 채혈 바늘 (211)이 삽입되고, 이를 통해 혈관으로부터 혈액을 수득할 수 있다. 이때, 바늘 구동 모듈 (210)은 정맥 천자시 채혈 바늘 (211)이 내부 조직층을 지날 때 작용하는 반력을 홀 센서 (216) 및 전자석 코일에 인가되는 전류의 변화를 통해 측정할 수 있고, 측정된 반력을 통해 채혈 바늘 (211)이 정맥내로 삽입되었음이 확인될 수 있다. 채혈 바늘 (211)이 삽입된 후 전자석 코일 (225)에 인가된 전류의 방향이 반대 방향으로 변경되고 이에 따라 이동자석 (215)이 후방으로 이동하게 되면서 채혈 바늘 (211)을 혈관으로부터 회수할 수 있다.Following the vein palpation step, a venipuncture step (S103) may be performed. In the venipuncture step (S103), the moving magnet 215 of the needle drive module 210 moves forward by the current applied to the electromagnet coil 225, and the blood collection needle 211 is inserted into the blood vessel, and through this, the blood collection needle 211 is removed from the blood vessel. Blood can be obtained. At this time, the needle drive module 210 can measure the reaction force that acts when the blood collection needle 211 passes through the internal tissue layer during venipuncture through a change in the current applied to the Hall sensor 216 and the electromagnet coil, and the measured Through the reaction force, it can be confirmed that the blood collection needle 211 has been inserted into the vein. After the blood collection needle 211 is inserted, the direction of the current applied to the electromagnet coil 225 changes to the opposite direction, and the moving magnet 215 moves backward accordingly, allowing the blood collection needle 211 to be recovered from the blood vessel. there is.
이후, 혈액 회수 단계 (S104)가 수행될 수 있으며, 혈액 회수 단계 (S104)에서는 채혈관 (212)에 보관된 혈액이 회수될 수 있다. 이때, 채혈관 (212)에 보관된 혈액의 무게 또는 양에 대한 데이터가 수집될 수 있다.Thereafter, a blood recovery step (S104) may be performed, and in the blood recovery step (S104), the blood stored in the blood collection tube 212 may be recovered. At this time, data on the weight or amount of blood stored in the blood collection tube 212 may be collected.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art or have ordinary knowledge in the relevant technical field should not deviate from the spirit and technical scope of the present invention as set forth in the claims to be described later. It will be understood that the present invention can be modified and changed in various ways within the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to what is described in the detailed description of the specification, but should be defined by the scope of the patent claims.
100: 지지부
110: 제1지지부
120: 제2지지부
200: 채혈부
210: 바늘 구동 모듈
300: 회전부
310: 제1회전 모듈
320: 제2회전 모듈
400: 구조부
410: 영상장치100: support part
110: first support portion
120: second support portion
200: blood collection unit
210: Needle drive module
300: Rotating part
310: first rotation module
320: Second rotation module
400: structural part
410: Imaging device
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220044116AKR102841220B1 (en) | 2022-04-08 | 2022-04-08 | Autonomous venipuncture robot capable of palpation and venipuncture |
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