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인체 내부의 소화기를 진단 및/또는 치료하기 위한 캡슐형 내시경 시스템에 있어서,상기 소화기 진단 및/또는 치료를 위해 영구자석과 홀 센서 및 CCD 카메라를 탑재하고 있으며, 인체 외부로 일련의 신호를 송신하는 무선 송신회로를 구비하고 있는 의료용 캡슐과;상기 캡슐 내에 탑재된 영구자석에 대하여 일련의 자력을 작용하는 외부 영구자석을 요(yaw), 롤(roll) 또는 피치(pitch) 회전시켜 상기 인체 내의 캡슐을 요, 롤, 또는 피치 방향으로 회전시키는 2축 회전 관절부와;상기 2축 회전 관절부 하단에 부착되어, 상기 외부 영구자석과 인체 표면과의 거리를 측정하는 광전식 거리측정센서와;상기 외부 영구자석 및 2축 회전 관절부를 인체를 따라 횡방향, 종방향, 또는 수직방향으로 이동시켜 상기 캡슐을 인체 내부의 소화기를 따라 횡방향, 종방향 또는 수직방향으로 이동시키는 3축 직교좌표 로봇과;진단 및/또는 치료 대상이 되는 사람을 지지해 주되, 롤 방향으로 경사각이 조절되는 침대와;상기 2축 회전 관절부와 침대 및 3축 직교좌표 로봇의 구동을 제어하여 상기 인체 내 캡슐을 임의의 위치로 이동시키거나 회전 또는 정지시켜 주는 원격 조종 제어부를 포함하고,상기 홀 센서는 상기 캡슐에 작용하는 상기 외부 영구자석의 자력과, 상기 캡슐 및 상기 외부 영구자석 간의 거리에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 캡슐 내에 탑재된 홀 센서는, 캡슐에 작용하는 외부 영구자석의 자력과, 캡슐 및 외부 영구자석 간의 거리에 대한 정보를 제공하되, 그 홀 센서 신호는 CCD 카메라의 영상 신호와 함께 무선 송신회로를 통해 인체 외부의 원격 조종 제어부로 전송되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 1항에 있어서,상기 2축 회전 관절부는, 인체 내 캡슐의 회전 운동을 위해 일련의 구동모터들을 구비하고 있는 전기 구동장치로서, 원격 조종 제어부의 관절 구동모터 회전각 제어에 따라 하단에 부착된 외부 영구자석을 요 방향 및 롤 방향 또는 피치 방향으로 회전시켜 상기 인체 내 캡슐을 회전 운동시키는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 1항에 있어서,상기 3축 직교좌표 로봇은, 인체 외부의 영구자석을 이동시키기 위한 일련의 구동모터들을 구비하고 있는 전기 구동장치로서, 원격 조종 제어부의 로봇 구동모터 속도 및 변위 제어에 따라 상기 외부 영구자석을 인체의 횡방향, 종방향 및 수직 방향으로 이동시켜 상기 인체 내 캡슐을 이동시키는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 침대는, 외부 영구자석이 인체의 횡방향 표면에 수직 방향으로 접근 가능하도록 하기 위한 일련의 침대 구동모터를 구비하고 있는 보조장치로서, 원격 조종 제어부의 침대 구동모터 회전 각속도 제어에 따라 롤 방향으로 경사각이 조절되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서,상기 원격 조종 제어부는, 인체 내 캡슐의 무선 송신회로부터 전송되는 영상 신호 및 홀 센서 신호를 수신하여 입력받는 신호 수신기와;운영자 조작에 따라 3축 직교좌표 로봇 구동을 위한 구동모터 속도 및 변위 제어 명령신호와, 2축 회전 관절 구동을 위한 구동모터 회전각 제어 명령신호 및 침대 구동모터 회전 각속도 제어 명령신호를 출력해 주며, 침대 조절 스위치를 이용하여 침대 경사각 조절을 위한 침대 구동모터 회전 각속도 제어 명령신호를 출력해 주는 조이스틱과;상기 신호 수신기로부터 전달되는 인체 내 캡슐의 CCD 카메라 영상 신호를 전송받아 화면 상에 표시해 주며, 상기 조이스틱으로부터 출력되는 일련의 구동모터 제어 명령신호와 스틱-슬립 방지 동작을 조합하여 3축 직교좌표 로봇 및 2축 회전 관절부에 대한 구동모터 제어신호를 생성한 후에 이를 대응하는 제어기로 출력해 주며, 상기 신호 수신기로부터 전달되는 인체 내 캡슐의 홀 센서 신호를 분석하여 외부 영구자석이 캡슐을 흡인하는 자력이 일정하게 유지되도록 3축 직교좌표 로봇의 Z축 구동모터 변위를 제어하고, 상기 홀 센서 신호와 거리측정센서의 거리 측정 결과를 이용하여 인체 표면으로부터 인체 내 캡슐까지의 거리를 산출하여 화면 상에 표시해 주는 주 제어기와;상기 주 제어기로부터 출력되는 로봇 구동모터 속도 및 변위 제어신호에 따라 3축 직교좌표 로봇의 X축 및 Y축 구동모터의 구동 속도를 제어하고, Z축 구동모터의 구동 속도 및 변위를 제어하여 외부 영구자석을 인체의 횡방향, 종방향 및 수직 방향으로 이동시켜 인체 내 캡슐을 이동시키는 로봇 구동 제어기와;상기 주 제어기로부터 출력되는 관절 구동모터 회전각 제어신호 또는 운영자 수동 조작(요 회전 조작, 롤 회전 조작)에 따라 출력되는 관절 구동모터 회전각 제어신호에 따라 2축 회전 관절부의 구동모터 회전각을 제어하여 외부 영구자석을 요 방향 및 롤 방향 또는 피치 방향으로 회전시켜 인체 내 캡슐을 회전 운동시키는 2축 관절 제어기와;상기 조이스틱에 구비된 침대 조절 스위치로부터 출력되는 침대 구동모터 회전 각속도 제어신호에 따라 침대에 구비된 구동모터를 구동시켜 그 침대를 롤 방향으로 회전시켜 주는 침대 회전 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 6항에 있어서, 상기 주 제어기는, 인체 내 캡슐에서 촬영한 CCD 카메라 영상 신호로부터 프레임 그래버 기능에 의해 인체 내 소화기의 형상 변화를 인식하거나, 상기 캡슐에 탑재된 2개의 홀 센서 신호를 활용하여 인체 내 캡슐의 전진 방향을 판단 및 추정하며, 상기 캡슐로부터 전송된 영상 신호와 홀 센서 신호, 그리고 외부 영구자석의 위치 좌표와 요 회전각, 캡슐과 외부 영구자석 간의 거리, 상기 캡슐의 추정 방향을 종합하여 인체 외부의 고정 좌표계에 대한 인체 내 캡슐의 위치와 경로를 화면 상에 표시해 주는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 6항에 있어서, 상기 주 제어기는, 인체 내 캡슐의 홀 센서 신호를 분석하여 외부 영구자석과 캡슐 간의 거리를 추정한 후에 거리측정센서를 이용하여 외부 영구자석과 인체 표면 간의 거리를 측정함으로써 인체 표면으로부터 인체 내 캡슐까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 6항에 있어서,상기 주 제어기는, 조이스틱으로부터 출력되는 일련의 구동모터 제어 명령인 X축 및 Y축 방향 구동모터 속도 정보와 캡슐 방향 및 좌표 값을 조합하여 3축 직교좌표 로봇의 X축 및 Y축 구동모터 속도 제어신호를 출력하고, 상기 조이스틱으로부터 출력되는 구동모터 제어 명령인 Z축 방향 구동모터 속도 정보 또는 캡슐 자력 측정 값과 자력 크기 입력 값을 조합한 자력 정보를 이용하여 상기 3축 직교좌표 로봇의 Z축 구동모터 변위 제어신호를 출력하는 로봇 제어신호 출력부와;상기 신호 수신기로부터 전달되는 2개의 홀 센서 신호와 프레임 그래버 기능부에 의해 인식되는 인체 내 형상 변화 정보를 분석하여 캡슐 방향을 판단하고 그 캡슐의 좌표 값을 산출하여 상기 로봇 제어신호 출력부 및 2축 관절 제어기로 전달해 주는 방향 판단 및 좌표 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 6항에 있어서, 상기 주 제어기는, 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호를 분석하여 상기 인체 내 캡슐을 흡인하는 자력을 측정하고 그 캡슐 자력 측정 값을 상기 로봇 제어신호 출력부로 전달해 주는 자력 측정부와; 상기 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호를 분석하여 인체 내 캡슐의 영구자석과 외부 영구자석 간의 거리를 추정하는 영구자석 거리 추정부와; 상기 영구자석 거리 추정부에서 추정한 영구자석간 거리 추정 결과와 상기 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호 및 거리측정센서로부터 전달되는 외부 영구자석과 인체 표면 간의 거리 측정 결과를 이용하여 인체 내 캡슐의 깊이에 해당되는 인체 표면으로부터 인체 내 캡슐까지의 거리를 추정하는 캡슐 깊이 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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제 6항에 있어서, 상기 주 제어기는, 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호를 분석하여 상기 인체 내 캡슐을 흡인하는 자력을 측정하고 그 캡슐 자력 측정 값을 상기 로봇 제어신호 출력부로 전달해 주는 자력 측정부와; 상기 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호를 분석하여 인체 내 캡슐의 영구자석과 외부 영구자석 간의 거리를 추정하는 영구자석 거리 추정부와; 상기 영구자석 거리 추정부에서 추정한 영구자석간 거리 추정 결과와 상기 신호 수신기로부터 전달되는 홀 센서 신호 및 거리측정센서로부터 전달되는 외부 영구자석과 인체 표면 간의 거리 측정 결과를 이용하여 인체 내 캡슐의 깊이에 해당되는 인체 표면으로부터 인체 내 캡슐까지의 거리를 추정하는 캡슐 깊이 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 조종 시스템
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