KR20240088074A - 부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생 장치, 방법 및 프로그램 - Google Patents
부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생 장치, 방법 및 프로그램 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생부; 및 초음파 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 초음파 발생부가 부교감 신경에 해당하는 신체 부위에 초음파 에너지를 인가하도록, 초음파 발생부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Description
본 개시는 초음파 발생 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생 장치, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
초음파는 20KHz 이상의 주파수를 가진 파동을 의미하는 것으로 물을 투과하는 성질을 가지고 있어, 초음파 진단 장치, 초음파 치료기 등 의료분야에 널리 이용되고 있다.
의료 분야에서의 초음파의 활용은 초음파의 투과 및 반사 성질을 이용한 초음파 이미지 장치가 가장 대표적이다. 예를 들면, 초음파가 인체 내를 투과하면서, 반사되는 시간과 강도를 시각화하여 인체 내의 단면 영상을 얻는 장치가 있다.
그런데, 종래 초음파 발생 장치는 신체 부위 별로 초음파의 조사 위치에 초음파를 정확하게 조사하는데에 한계가 있어, 수술의 정확도를 향상시키는데에 한계가 있었다.
또한, 종래 초음파 발생 장치는 신체 부위 별로 초음파를 최적의 조건으로 조절하여 조사하는데에 한계가 있어, 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화하는데에 한계가 있었다.
따라서, 최근에는 신체 부위 별로 초음파를 정확하게 조사하고, 신체 부위 별로 최적의 조건으로 조절하여 조사함으로써, 수술의 정확도와 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화할 수 있는 다양한 방법들이 연구되어 오고 있다.
본 개시에 개시된 실시예는 신체 부위 별로 초음파의 조사 위치에 초음파를 정확하게 조사할 수 있으므로, 수술의 정확도를 향상시킬 수 있어, 당뇨병성 신경증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환 중 적어도 하나를 억제시킬 수 있는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 개시에 개시된 실시예는 신체 부위 별로 초음파를 최적의 조건으로 조절하여 조사할 수 있으므로, 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화할 수 있는 것을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따른 초음파 발생 장치는, 부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생부; 및 상기 초음파 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경에 해당하는 신체 부위에 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 초음파 발생부가 말초 신경에 해당하는 신체 부위에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경 또는 상기 말초 신경에 해당하는 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서는, 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위에 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신체 부위는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 일 측면에 따른 초음파 발생 장치에 의해 수행되는 방법은, 부교감 신경에 초음파를 조사하기 위해 초음파 발생부를 이동하는 단계; 및 상기 초음파 발생부의 이동이 완료되면, 상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경에 해당하는 신체 부위에 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 초음파 발생부가 말초 신경에 해당하는 신체 부위에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경 또는 상기 말초 신경에 해당하는 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서는, 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위에 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 신체 부위 별로 초음파의 조사 위치에 초음파를 정확하게 조사할 수 있으므로, 수술의 정확도를 향상시킬 수 있어, 당뇨병성 신경증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환 중 적어도 하나를 억제시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 개시의 전술한 과제 해결 수단에 의하면, 신체 부위 별로 초음파를 최적의 조건으로 조절하여 조사할 수 있으므로, 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화할 수 있는 효과를 제공한다.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 구성을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 2는 초음파 발생부가 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 7 내지 도 10은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 다른 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 초음파 발생부가 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 초음파 에너지를 인가하는 과정을 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 14는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 일 예로 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 구성을 다른 일 예로 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15의 프로세서를 통해 당뇨병성 신경병증 환자와 당뇨병성 말초신경병증 환자 중 적어도 하나에 해당하는 추천된 초음파 에너지 세기와 추천된 초음파 조사 면적을 출력하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 다른 일 예로 나타낸 순서도이다.
도 19는 도 15의 이송부에 의해 초음파 발생부가 이동하면서 당뇨병성 신경병증 환자 또는 당뇨병성 말초신경병증 환자 별로 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 2는 초음파 발생부가 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 7 내지 도 10은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 다른 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 초음파 발생부가 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 초음파 에너지를 인가하는 과정을 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 14는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 일 예로 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 구성을 다른 일 예로 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15의 프로세서를 통해 당뇨병성 신경병증 환자와 당뇨병성 말초신경병증 환자 중 적어도 하나에 해당하는 추천된 초음파 에너지 세기와 추천된 초음파 조사 면적을 출력하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 다른 일 예로 나타낸 순서도이다.
도 19는 도 15의 이송부에 의해 초음파 발생부가 이동하면서 당뇨병성 신경병증 환자 또는 당뇨병성 말초신경병증 환자 별로 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
본 개시 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 개시가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 개시의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
먼저, 초음파 기술은 진단, 시술 뿐만 아니라 수술까지 이용되고 있다.
이러한, 수술까지 이용되고 있는 초음파 기술은 초음파 발생 장치를 통해 구현될 수 있다. 초음파 발생 장치는 환자의 신체 부위에 초음파를 조사할 수 있다.
본 명세서에서 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 제어부는 연산처리를 수행하여 사용자에게 결과를 제공할 수 있는 다양한 장치들이 모두 포함된다. 예를 들어, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 제어부는, 컴퓨터, 서버 장치 및 휴대용 단말기를 모두 포함하거나, 또는 어느 하나의 형태가 될 수 있다.
여기에서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop), 태블릿 PC, 슬레이트 PC 등을 포함할 수 있다.
서버 장치는 외부 장치와 통신을 수행하여 정보를 처리하는 서버로써, 애플리케이션 서버, 컴퓨팅 서버, 데이터베이스 서버, 파일 서버, 메일 서버, 프록시 서버 및 웹 서버 등을 포함할 수 있다.
휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트 폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치와 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등과 같은 웨어러블 장치를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 초음파 발생 장치는, 신체 부위 별로 초음파의 조사 위치에 초음파를 정확하게 조사할 수 있으므로, 수술의 정확도를 향상시킬 수 있어, 당뇨병성 신경증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환 중 적어도 하나를 억제시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치는, 신체 부위 별로 초음파를 최적의 조건으로 조절하여 조사할 수 있으므로, 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화할 수 있다.
이하에서는, 초음파 발생 장치를 자세하게 살펴보기로 한다.
도 1은 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 구성을 일 예로 나타낸 도면이다. 도 2는 초음파 발생부가 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다. 도 3 내지 도 6은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 일 예로 나타낸 도면들이다. 도 7 내지 도 10은 도 2의 트랜스듀서의 형태를 다른 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 초음파 발생부가 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 초음파 에너지를 인가하는 과정을 일 예로 나타낸 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파 발생 장치(100)는 초음파 발생부(110)와 제어부(120)를 포함할 수 있다.
트랜스듀서(111)를 갖는 초음파 발생부(110)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파를 조사할 수 있다. 이때, 말초 신경은, 미주신경, 갈비사이신경, 갈비밑신경, 장골하위신경, 장골서혜신경, 대퇴신경 외측피부, 생식대퇴신경, 근피부신경, 요골신경, 정중신경, 척골신경, 폐색신경, 대퇴신경, 대퇴신경의 근육가지, 복재신경, 좌골신경, 경골신경, 후경골신경, 천골신경, 총비골신경, 심비골신경, 표재비골신경, 비복신경, 뇌신경, 척수, 척수 요소, 척수 뿌리, 후근 신경절, 교감 신경절, 상완 신경, 모낭 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기에서, 전원 공급부(112)는 전원 케이블등을 포함할 수 있고, 트랜스듀서(111)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(111a)는 커버(111a11)와 진동자(111a12) 및 겔패드(111a13)등을 포함할 수 있다. 여기에서, 커버(111a11)는 리니어 형상을 갖고 진동자(111a12)를 보호하도록 마련될 수 있고, 진동자(111a12)는 리니어 형상을 갖고 초음파를 발생하도록 전원 공급부(112)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 겔패드(111a13)는 리니어 형상을 갖고 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위(S)에 접촉되어 초음파를 전달할 수 있다. 이때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(111a)는 다수개로 마련될 수 있고, 다수개의 트랜스듀서(111a)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 사용자의 신체 부위(S)에 각각 접촉되어 초음파를 조사할 수 있다. 여기에서, 신체 부위(S)는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(111b)는 커버(111b11)와 진동자(111b12) 및 겔패드(111b13)등을 포함할 수 있다. 여기에서, 커버(111b11)는 원통형 형상을 갖고 진동자(111b12)를 보호하도록 마련될 수 있고, 진동자(111b12)는 원통형 형상을 갖고 초음파를 발생하도록 전원 공급부(112)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 겔패드(111b13)는 원통형 형상을 갖고 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위(S)에 접촉되어 초음파를 전달할 수 있다. 이때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(111b)는 다수개로 마련될 수 있고, 다수개의 트랜스듀서(111b)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 사용자의 신체 부위(S)에 각각 접촉되어 초음파를 조사할 수 있다. 여기에서, 신체 부위(S)는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 초음파 발생부(110)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 사용자의 신체 부위(S)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절할 수 있다. 이때, 초음파 발생부(110)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 사용자의 신체 부위(S)의 깊이 방향으로 일정 면적(A1 내지 A6 …, A7)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절할 수 있다. 여기에서, 신체 부위(S)는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 신체 부위(S)의 피부층은 표피, 진피, 피하지방등일 수 있다.
제어부(120)는 본 장치 내의 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(121), 및 메모리(121)에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 적어도 하나의 프로세서(122)로 구현될 수 있다. 여기에서, 메모리(121)와 프로세서(122)는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 메모리(121)와 프로세서(122)는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
메모리(121)는 본 장치의 다양한 기능을 지원하는 데이터와, 제어부의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 저장할 있고, 본 장치에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 본 장치의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
이러한, 메모리(121)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive 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 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(121)는 본 장치와는 분리되어 있으나, 유선 또는 무선으로 연결된 데이터베이스가 될 수도 있다.
프로세서(122)는 초음파 발생부(110)가 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파 에너지를 인가하도록, 초음파 발생부(110)를 제어할 수 있다. 여기에서, 프로세서(122)는 초음파 발생부(110)가 말초 신경에 해당하는 신체 부위(S)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 초음파 발생부(110)의 트랜스듀서(111)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(122)는 초음파 발생부(110)가 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)의 깊이 방향으로 일정 면적(A1 내지 A6 …, A7)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 초음파 발생부(110)의 트랜스듀서(111)를 제어할 수 있다. 여기에서, 신체 부위(S)는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 신체 부위(S)의 피부층은 표피, 진피, 피하지방등일 수 있다.
도 14는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 일 예로 나타낸 순서도이다.
도 14를 참조하면, 초음파 발생 방법은 이동 단계(S1402) 및 제어 단계(S1404)를 포함할 수 있다.
이동 단계는, 부교감 신경에 초음파를 조사하기 위해 초음파 발생부(110)를 이동할 수 있다(S1402).
제어 단계는, 초음파 발생부(110)의 이동이 완료되면, 프로세서(122)를 통해, 초음파 발생부(110)가 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파 에너지를 인가하도록, 초음파 발생부(110)를 제어할 수 있다(S1404).
여기에서, 프로세서(122)는 초음파 발생부(110)가 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 초음파 발생부(110)의 트랜스듀서(111)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(121)는 초음파 발생부(110)가 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)의 깊이 방향으로 일정 면적(A1 내지 A6 …, A7)에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 초음파 발생부(110)의 트랜스듀서(111)를 제어할 수 있다. 여기에서, 신체 부위(S)는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 신체 부위(S)의 피부층은 표피, 진피, 피하지방등일 수 있다.
이때, 초음파 발생부(110)는 신체 부위(S)의 깊이를 측정하는 초음파 센서를 포함할 수 있고, 프로세서(122)는 초음파 센서에 의해 획득된 신체 부위(S)의 깊이 정보를 기반으로, 초음파 발생부(110)의 위치가 기 설정된 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 위치인지를 판단할 수 있다. 여기에서, 프로세서(122)는 초음파 발생부(110)의 위치가 기 설정된 부교감 신경과 말초 신경 중 적어도 하나에 해당하는 위치이면, 초음파 발생부(110)의 이동을 멈추거나 이동을 멈추기 위한 알림 신호를 출력할 수 있다.
도 15는 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 구성을 다른 일 예로 나타낸 도면이다. 도 16은 도 15의 프로세서를 통해 당뇨병성 신경병증 환자와 당뇨병성 말초신경병증 환자 중 적어도 하나에 해당하는 추천된 초음파 에너지 세기와 추천된 초음파 조사 면적을 출력하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 프로세서(122)는 통신부(130)를 통해 자기공명영상 촬영장치(10)로부터 획득된 자기공명영상을 수신받고, 자기공명영상 내의 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 라벨링하고, 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환 중 적어도 하나를 기반으로 머신러닝 기반의 학습을 수행하며, 머신러닝 기반으로 학습하여 추천된 초음파 에너지 세기와 초음파 조사 면적을 출력할 수 있다. 여기에서, 자기공명영상 촬영장치(10)는 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)을 획득하여 통신부(130)로 전송할 수 있다.
이때, 통신부(130)는 자기공명영상 촬영장치(10)로부터 획득된 자기공명영상을 수신받을 수 있다. 여기에서, 통신부(130)는 유선 통신 모듈과 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), 4G, 5G, 6G 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(121)는 머신러닝 기반으로 학습되어 추천된 초음파 에너지 세기 데이터와 초음파 조사 면적 데이터를 저장할 수 있다. 도 16을 참조하면, 프로세서(122)는 메타 데이터인 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)의 입력값을 머신러닝 모델(AIM)을 기반으로 학습하여 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)의 결과값을 출력할 수 있다. 머신러닝 모델(AIM)은 입력 데이터에 포함된 다양한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 다양한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)를 상관 관계를 통해 학습하도록 구축될 수 있다. 머신러닝 모델(AIM)은 다양한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 다양한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)를 학습 알고리즘을 이용하여 학습데이터 셋으로 구축 및 강화 학습시킬 수 있다. 이때, 메모리(221)는 머신러닝 모델(AIM)을 기반으로 학습되어 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)를 저장할 수 있다.
입력부(140)는 당뇨병성 신경병증 질환을 갖는 환자에 대한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터가 입력될 수 있고, 당뇨병성 말초신경병증 질환을 갖는 환자에 대한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터가 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(140)는 자기영상 내의 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 스캔하여 입력할 수 있고, 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 입력할 수 있는 입력 수단이면 모두 가능하다.
프로세서(122)는 입력부(140)의 입력 정보에 상응하는 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)의 결과값을 출력할 수 있다. 이송부(150)는 초음파 발생부(110)를 지지하도록 마련될 수 있고, 프로세서(122)의 제어에 따라 초음파 발생부(110)를 기 설정된 패턴으로 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 트랜스듀서(111)를 갖는 초음파 발생부(110)는 이송부(150)의 이동에 의해 수평방향을 따라 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파를 조사할 수 있다.
이때, 초음파 발생부(110)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S) 별로 각각의 조사 위치에 초음파를 조사할 때에, 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)간의 상관 관계를 통해 학습되어 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)를 기반으로, 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)에 대응하는 자동으로 조절된 에너지 세기, 및 초음파 조사 면적 데이터(OD2)에 대응하는 자동으로 조절된 조사 면적으로 초음파를 조사할 수 있다.
따라서, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치(100)는 수술 진행시, 기 측정된 정보를 이용하여 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S) 별로 초음파를 자동으로 조절하여 조사할 수 있으므로, 초음파의 조사 위치에 초음파를 정확하게 조사할 수 있어, 수술의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치(100)는 한번의 수술 과정으로, 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S) 별로 초음파를 최적의 조건으로 조절하여 조사할 수 있으므로, 수술 시간을 줄이면서 수술 효과를 극대화할 수 있다.
프로세서(122)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)에 대응하는 자동으로 조절된 에너지 세기, 및 초음파 조사 면적 데이터(OD2)에 대응하는 자동으로 조절된 조사 면적으로 초음파의 조사가 완료되면, 조사 완료 상황을 알림부(160)를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 알림부(160)는 시각적으로 알리기 위한 디스플레이 모듈과 발광 다이오드중 적어도 하나로 제공될 수 있고, 청각적으로 알리기 위한 스피커 등으로 제공될 수 있다.
본 개시에 따른 초음파 발생 장치(100)의 통신부(130)는 복수의 신체 부위 별 수술전의 영상과 수술후의 영상을 더 수신받을 수 있다. 복수의 신체 부위별 수술전의 영상과 수술후의 영상은 AI 카메라를 통해 획득될 수 있다. 이때, 통신부(130)는 별도의 장치 또는 다른 서버로부터 복수의 신체 부위별 수술전의 영상과 수술후의 영상을 수신받아 획득할 수도 있다. 여기에서, 프로세서(122)는 통신부(130)를 통해, 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 서버(20)로 더 전송할 수도 있다. 서버(20)는 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 데이터 베이스화하여 저장할 수 있다. 서버(20)를 통해 수술 조건 정보를 서로 공유하는 다른 단말기의 사용자(의사)는 데이터 베이스화된 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 수술 시에 활용할 수도 있다.
도 17 및 도 18은 본 개시에 따른 초음파 발생 장치의 초음파 발생 방법을 다른 일 예로 나타낸 순서도이다. 도 19는 도 15의 이송부에 의해 초음파 발생부가 이동하면서 당뇨병성 신경병증 환자 또는 당뇨병성 말초신경병증 환자 별로 초음파를 조사하는 과정을 일 예로 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 초음파 발생 방법은, 수신 단계(S1710), 라벨링 단계(S1720), 학습 수행 단계(S1730), 출력 단계(S1740), 제어 단계(S1750), 알림 단계(S1760), 전송 단계(S1770)를 포함할 수 있다.
수신 단계는, 통신부(130)를 통해, 자기공명영상 촬영장치(10)로부터 획득된 자기공명영상을 수신받을 수 있다. 이때, 프로세서(122)는 통신부(130)를 통해 자기공명영상을 수신받을 수 있다(S1710). 여기에서, 자기공명영상 촬영장치(10)는 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)을 획득하여 통신부(130)로 전송할 수 있다.
라벨링 단계는, 프로세서(122)를 통해, 자기공명영상 내의 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 라벨링할 수 있다(S1720).
학습 수행 단계는, 프로세서(122)를 통해, 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환 중 적어도 하나를 기반으로 머신러닝 기반의 학습을 수행할 수 있다(S1730). 출력 단계는, 프로세서(122)를 통해, 머신러닝 기반으로 학습하여 추천된 초음파 에너지 세기와 초음파 조사 면적을 출력할 수 있다(S1740).
프로세서(122)는 메타 데이터인 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)의 입력값을 머신러닝 모델(AIM)을 기반으로 학습하여 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)의 결과값을 출력할 수 있다. 머신러닝 모델(AIM)은 입력 데이터에 포함된 다양한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 다양한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)를 상관 관계를 통해 학습하도록 구축될 수 있다. 머신러닝 모델(AIM)은 다양한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 다양한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)를 학습 알고리즘을 이용하여 학습데이터 셋으로 구축 및 강화 학습시킬 수 있다. 이때, 메모리(221)는 머신러닝 모델(AIM)을 기반으로 학습되어 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)를 저장할 수 있다.
입력부(140)는 당뇨병성 신경병증 질환을 갖는 환자에 대한 당뇨병성 신경병증 질환 데이터가 입력될 수 있고, 당뇨병성 말초신경병증 질환을 갖는 환자에 대한 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터가 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(140)는 자기영상 내의 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 스캔하여 입력할 수 있고, 당뇨병성 신경병증 질환과 당뇨병성 말초신경병증 질환을 입력할 수 있는 입력 수단이면 모두 가능하다.
프로세서(122)는 입력부(140)의 입력 정보에 상응하는 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)의 결과값을 출력할 수 있다.
제어 단계는, 프로세서(122)의 제어에 따라 이송부(150)를 통해, 초음파 발생부(110)를 기 설정된 패턴으로 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 트랜스듀서(111)를 갖는 초음파 발생부(110)는 이송부(150)의 이동에 의해 수평방향을 따라 이동할 수 있다. 이때, 프로세서(122)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파 에너지를 인가하도록, 초음파 발생부(110)를 제어할 수 있다(S1750).
여기에서, 초음파 발생부(110)는 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S) 별로 각각의 조사 위치에 초음파를 조사할 때에, 당뇨병성 신경병증 질환 데이터(ID1), 당뇨병성 말초신경병증 질환 데이터(ID2)간의 상관 관계를 통해 학습되어 추천된 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)와 초음파 조사 면적 데이터(OD2)를 기반으로, 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)에 대응하는 자동으로 조절된 에너지 세기, 및 초음파 조사 면적 데이터(OD2)에 대응하는 자동으로 조절된 조사 면적으로 초음파를 조사할 수 있다.
알림 단계는, 프로세서(122)를 통해, 부교감 신경과 말초 신경중 적어도 하나에 해당하는 신체 부위(S)에 초음파 에너지 세기 데이터(OD1)에 대응하는 자동으로 조절된 에너지 세기, 및 초음파 조사 면적 데이터(OD2)에 대응하는 자동으로 조절된 조사 면적으로 초음파의 조사가 완료되면, 조사 완료 상황을 알림부(160)를 통해 출력할 수 있다(S1760). 예를 들어, 알림부(160)는 시각적으로 알리기 위한 디스플레이 모듈과 발광 다이오드중 적어도 하나로 제공될 수 있고, 청각적으로 알리기 위한 스피커 등으로 제공될 수 있다.
전송 단계는, 통신부(130)를 통해, 복수의 신체 부위 별 수술전의 영상과 수술후의 영상을 더 수신받을 수 있다. 여기에서, 복수의 신체 부위별 수술전의 영상과 수술후의 영상은 AI 카메라를 통해 획득될 수 있다. 이때, 통신부(130)는 별도의 장치 또는 다른 서버로부터 복수의 신체 부위별 수술전의 영상과 수술후의 영상을 수신받아 획득할 수도 있다. 여기에서, 프로세서(122)는 통신부(130)를 통해, 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 서버(20)로 더 전송할 수도 있다. 서버(20)는 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 데이터 베이스화하여 저장할 수 있다. 서버(20)를 통해 수술 조건 정보를 서로 공유하는 다른 단말기의 사용자(의사)는 데이터 베이스화된 수술전의 영상 데이터와 수술후의 영상 데이터를 수술 시에 활용할 수도 있다.
본 개시에서, 당뇨병성 말초신경병증의 증상으로서 나타나는‘통증’은 환자에게 직접적인 괴로움을 야기하고,‘미세혈류 변화’는 신경손상 악화를 매개한다.
따라서, 본 개시는, 부교감 신경에 대해 트랜스듀서로 비침습적으로 초음파 에너지를 전달하여 부교감 신경을 조절함으로써, 통증을 완화할 수 있다. 즉, 통증 및 통증을 유발하는 신경병성 변화는 자율신경계에 의한 조절을 받기에, 부교감신경을 활성화시키는 방법으로 증상을 감소시킬 수다. 이에 따라, 통증을 느끼는 사지말단 부위가 아닌, 미주신경분지에 초음파 자극을 가하여 부교감 신경을 활성화시켜, 통증 및 신경변성을 완화시킬 수 있다. 또한, 경피적 귀 미주신경자극(taVNS)을 통해 부교감 신경계를 자극하여 신경병성 통증을 완화시킬 수 있다. 즉, 본 개시는, 세토로닌 기능을 향상시켜 당뇨병성 신경병증 발전을 억제하고, 통증 완화를 도울 수 있다.
본 개시는, 말초 신경에 대해 트랜스듀서로 비침습적으로 초음파 에너지를 전달하여 미세혈관 혈류를 조절함으로써, 당뇨병 환자의 미세혈관 기능 장애를 치료할 수 있다. 즉, 당뇨병 상태에서의 고혈당과, 미세혈관 기능장애는 악순환하며 사지말단의 신경병증을 악화시킬 수 있다. 이에 따라, 말초 신경에 초음파 자극을 가하여 미세혈관 혈류를 조절함으로써, 상태 악화를 막을 수 있다.
본 개시는, 초음파 에너지가 타겟 신경에 대하여 깊이 방향으로 일정 면적에 동시에 전달되므로, 환자 별로 조사 깊이를 조절할 필요없이 범용적으로 사용 가능하다.
한편, 본 개시는, 당뇨병 및 말초 신경병증 외에, 다른 질환도 초음파 조사를 통해 증상을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 다른 질환은, 신경 압박, 포획 또는 열상(예: 목발, 척골 신경병증, 흉곽출구 증후군, 지각 이상성 근육통, Morton 중족골통); 기타 대사 장애(예: 갑상선기능저하증); 자가면역 장애(예를 들어, 루푸스, 류마티스성 관절염, 길랭-바레 증후군, 밀러 피셔 증후군); 신장 질환, 간 질환, 독소 유발 신경병증(예: 알코올, 담배, 석면, 비소, 납 또는 수은 관련); 악성 림프종; 폐암; 바이러스 또는 세균 감염(예: HIV, 라임병, 나병, 소아마비); 약물 유발 신경병증(화학요법); 외상; 수근관 증후군; 팔꿈치 터널 증후군; 및 비타민 결핍(예: 비타민 B 결핍). 말초 신경병증의 유전적 원인으로는 샤르코-마리 투스병, 케네디병(X-연관 빌보척추 근위축), 반 알렌 증후군(유전성 아밀로이드 신경병증), 레프섬병, 탕헤르병 등일 수 있고, 이에 국한되지는 않는다.
도 1 및 도 15에 도시된 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 14, 도 17, 도 18은 복수의 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 14, 도 17, 도 18에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 복수의 단계 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 14, 도 17, 도 18은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 개시가 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 초음파 발생 장치
110: 초음파 발생부
120: 제어부 121: 메모리
122: 프로세서 130: 통신부
140: 입력부 150: 이송부
160: 알림부
120: 제어부 121: 메모리
122: 프로세서 130: 통신부
140: 입력부 150: 이송부
160: 알림부
Claims (10)
- 부교감 신경에 초음파를 조사하는 초음파 발생부; 및
상기 초음파 발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경에 해당하는 신체 부위에 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파 발생 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 초음파 발생부가 말초 신경에 해당하는 신체 부위에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파 발생 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경 또는 상기 말초 신경에 해당하는 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파 발생 장치. - 제3항에 있어서,
상기 트랜스듀서는, 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위에 접촉되는 것을 특징으로 하는, 초음파 발생 장치. - 제4항에 있어서,
상기 신체 부위는, 귀, 목, 팔, 손목, 팔목, 손, 발, 다리 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 발생 장치. - 초음파 발생 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
부교감 신경에 초음파를 조사하기 위해 초음파 발생부를 이동하는 단계; 및
상기 초음파 발생부의 이동이 완료되면, 상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경에 해당하는 신체 부위에 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부를 제어하는 단계를 포함하는, 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 초음파 발생부가 말초 신경에 해당하는 신체 부위에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하여 미세혈관 혈류를 조절하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 초음파 발생부가 상기 부교감 신경 또는 상기 말초 신경에 해당하는 신체 부위의 깊이 방향으로 일정 면적에 비침습적으로 초음파 에너지를 인가하도록, 상기 초음파 발생부의 트랜스듀서를 제어하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 트랜스듀서는, 평면과 굴곡면 중 적어도 하나를 가지는 사용자의 신체 부위에 접촉되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 초음파 발생 장치에 의해 수행되는 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된, 프로그램.
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