KR0177854B1

KR0177854B1 - 레이저 발룬 카테테르

Info

Publication number: KR0177854B1
Application number: KR1019940027303A
Authority: KR
Inventors: 노리오 다이꾸조노
Original assignee: 노리오 다이꾸조노; 가부시끼 가이샤 에스.엘.티.쟈판
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR960013322A

Abstract

본 발명은 광 섬유를 통하여 전달되는 레이저 광을 발룬내로 출사하고, 상기 발룬을 통하여 전달된 레이저 광을 조직에 조사하는 레이저 발룬 카테테르에 있어서, 상기 광섬유의 레이저 광 출사 말단(emitting end)또는 광섬유의 출사 말단에 설치되어 있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저광 전달체제를 갖는 광 섬유의 레이저 광 출사 수단; 상기 레이저 광 출사수단 주변을 둘러싸고 있고 상기 출사 수단으로부터 나오는 레이저 광을 조직에 대하여 투과시킬 수 있는 팽창가능한 제1발룬; 상기 제1발룬에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제1 유체유로; 상기 제1발룬의 전방에 설치되어 있는 팽창가능한 제2발룬; 및 상기 제2발룬내에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제2유체유로를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저발룬 카테테르가 제공된다.

Description

레이저 발룬 카테테르

제1도는 본 발명에 따른 레이저 광 조사 시스템 전체를 보여주는 도이다.

제2도는 레이저 발룬 카테테르의 전방 말단부의 구조를 보여주는 수직 단면도이다.

제3도는 카테테르의 전방 말단부의 주요부를 보여주는 확대 수직단면도이다.

제4도는 홀더의 개략도이다.

제5도는 전립선을 치료하는 상태를 보여주는 설명도이다.

제6도는 강제 냉각을 실시할 때와 실시하지 않을 때에 있어서 요도 내벽으로부터의 깊이 방향의 온도분포를 보여주는 그래프이다.

제7도는 레이저 출사(emitting) 말단으로서 칩을 사용하는 구현예를 보여주는 종단면도이다.

제8도는 혈관의 협착부에 레이저 발룬 카테테르를 삽입하는 방법을 보여주는 개략도이다.

제9도는 혈관의 협착부에 레이저 광을 조사하는 방법을 보여주는 개략도이다.

제10도는 또 다른 레이저 발룬 카테테르의 구조를 보여주는 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1발룬 2 : 제2발룬

10 : 삽입 가이드 25 : 제1가이드

14 : 제2가이드 16 : 리드선

18 : 배뇨관 20 : 냉각매체 공급관 라인

24 : 온도제어부 26 : 레이저 광 발생장치

W₁, W₂: 냉각 매체 28 : 냉각수 탱크

30 : 순환펌프 38 : 광섬유

M : 대상조직

본 발명은 식도, 위, 전립선 등의 체강 내에 삽입하여 레이저 치료를 행하기 위해 사용되는 레이저 발룬 카테테르에 관한 것이다.

레이저 발룬 카테테르(laser balloon catheter)는 혈관의 폐쇄부를 개공하는 경우 등에 사용된다. 또 암조직에 대하여 레이저 광을 조사하여 온열치료를 행하는 경우에도 사용된다.

이러한 종류의 레이저 발룬 카테테르의 구조는 예를 들면 미국특허 제4,512,762호에 기재되어 있다. 상기 미국특허에는 광 섬유를 둘러싸고 있느 루멘 튜브를 설치하고, 이 루메 튜브의 전방 말단에 하나의 발룬을 설치하여 광 섬유의 전방 말단을 둘러싸도록 한 카테테르가 개시되어 있다.

또 미국특허 제4,799,479호에는 조직의 증산작용을 억제하는데 사용하기 위한, 음향센서가 장착된 다른 구조의 발룬이 개시되어 있다.

튜브 부재가 발룬의 전방 말단부에 설치되어 있고, 상기 튜브 부재상에 형성된 연통공(連通孔)을 통하여 유체가 흐르도록 되어 있는 카테테르가 미국특허 4,878,492호에 기재되어 있다.

그러나, 하나의 발룬만을 갖는 레이저 발룬 카테테르는 요도로부터 빠져나갈 위험이 있으며 카테테르를 조작하는 동안 움직일 가능성이 있다. 예비적으로 발룬을 전립선에 고정시킨다 하더라도, 요도 입구를 향하여 발룬이 움직이게 되면 레이저 광에 의하여 괄약근이 자극을 받게 되어 열손상을 입을 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 제자리에 고정시킬 수 있어 전립선중 목적부 위면에 레이저 광을 조사할 수 있게 하고, 카테테르가 요도로부터 빠져나가거나 또는 요도 입구를 향하여 움직이는 것에 의해 괄약근이 손상을 입는 일을 예방할 수 있는 레이저 발룬 카테테르를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 치료중에 배뇨가 발생하는 경우 뇨를 카테테르를 통하여 외부로 배출할 수 있는게 하는 레이저 발룬 카테테르를 제공하는 것이다.

상세한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광 섬유를 통하여 전달되는 레이저 광을 발룬내로 출사하고, 상기 발룬을 통하여 전달된 레이저 광을 조직에 조사하는 레이저 발룬 카테테르에 있어서,

상기 광섬유의 레이저 광 출사 말단(emitting end) 또는 광 섬유의 출사말단에 설치되어 있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저 광 전달 부재를 갖는 광 섬유의 레이저 광 출사 수단;

상기 레이저 광 출사 수단 주변을 둘러싸고 있고 상기 출사 수단으로부터 나오는 레이저 광을 조직에 대하여 투과시킬 수 있는 팽창가능한 제1발룬;

상기 제1발룬에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제1유체유로;

상기 제1발룬의 전방에 설치되어 있는 팽창가능한 제2발룬; 및

상기 제2발룬내에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제2유체유로를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르를 제공한다.

예를들면 요도내에 본 발명의 레이저 발룬 카테테르를 삽입하고 난 후에, 냉각매체, 바람직하게는 냉각수 등을 그 안에 공급하여 발룬을 팽창시키고, 제2발룬에 유체, 바람직하게는 냉각수를 공급하여 팽창시킨다.

광섬유의 레이저 광 출사 말단 또는 광 섬유의 출사 말단에 설치되어있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저 광 전달 부재를 갖는 광 섬유의 출사 수단으로부터 출사된 레이저 광은 대상 조직, 예를들면 전립선에 제1발룬을 통하여 입사된다. 이것에 의하여, 전립선은 괴사온도까지 가온 또는 가열되고, 전립선은 수술 후에 곧 회복된다.

본 발명에 있어서는, 제2발룬이 제1발룬의 전방에 설치되기 때문에 제1발룬과 제2발룬 사이의 네크(neck)부가 방광의 네크부에 걸려있게 되어 레이저 발룬 카테테르가 수술도중에 방광으로부터 빠져나가는 일이 발생하지 않는다. 방광내에 위치한 제1발룬을 통하여 뇨를 배출시킬 수 있다.

이에 반하여, 한 개만의 발룬을 사용하는 경우에는 레이저 발룬 카테테르가 요도로부터 빠져나가거나 카테테르의 조작중에 위치가 변동될 수 있다.

전립선 이외의 부위, 특히 괄약근 부위의 열손상을 피하여야 하기 때문에, 발룬의 길이는 전립선의 길이를 일차적으로 고려하여 결정하여야 한다. 전립선에서 발룬부를 위치시킨 후에 발룬이 요도의 입구쪽으로 이동하게되면, 괄약근 부위가 레이저 광을 조사받게 되어 괄약근이 열손상을 입는 결과를 낳는다.

본 발명에서는 제1발룬과 제2발룬 사이의 네크부를 방광의 네크부에 걸치게 레이저 발룬 카테테르를 장치시키기 때문에, 레이저 발룬 카테테르가 움직이지 않는다. 이러한 것은 괄약근이 확실하게 열손상을 받지 않도록 보장한다.

광 섬유는 과도한 힘을 주면 파손될 가능성이 높기 때문에, 이 광섬유를 보호하기 위하여, 이것 주변에 제1가이드를 설치하는 것이 효과적이다. 가이드 안에 형성된 공간을 제1발룬을 팽창시키기 위하여 사용되는 유체의 연통로(連通路)로 사용될 수 있다.

레이저 출사 수단의 전방에는 접속수단(connecting means)이 구비되어 있다. 접속수단을 레이저 광 투과성이며 가요성을 갖는 연결수단(linking means)에 의해 상기 가이드 수단에 연결시키므로써 제1발룬의 전방 말단측의 상기 접속수단에 고정되도록 한다. 이에 의하여 제1발룬이 팽창 및 수축가능한 구조가 제공된다. 연결수단에 의해 접속수단에 삽입력을 가하여 본 발명의 카테테르가 목표 조직의 부위에 부드럽게 삽입되도록 할 수 있다.

가이드 수단은 동심(同心 : coaxial)의 이중구조를 가질 수 있다. 광섬유를 둘러싸는 제1가이드 수단을 설치하고, 이 제1가이드 수단의 주위에 제2가이드 수단을 설치하므로서, 제1가이드 수단과 제2가이드 사이에 형성된 공간을 제1발룬의 팽창을 위한 제1유체유로로 할 수 있다. 제1발룬의 기본 말단부를 상기 제2가이드 수단에 고정시킬 수 있다. 상기 접수수단은 제2발룬을 고정시키기 위한 수단으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 광 섬유를 통하여 전달되는 레이저 광을 발룬내로 출사하고, 상기 발룬을 통하여 전달된 레이저 광을 조직에 조사하는 레이저 발룬 카테르에 있어서,

상기 광섬유의 레이저 광 출사 말단(emitting end) 또는 광 섬유의 출사 말단에 설치되어 있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저 광 전달 부재를 갖는 광 섬유의 레이저 광 출사 수단;

상기 제1발룬의 전방에 설치되어 있는 팽창가능한 제2발룬;

상기 제2발룬내에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제2유체로;

상기 레이저 광 출사 수단의 전방에 배치된 접속수단;

상기 접속 수단을 상기 가이드 수단에 연결시키기 위한, 레이저 광을 투과할 수 있고 가요성인 제1연결수단;

상기 접속 수단의 전방에 배치된 슈(shoe) 부재; 및

상기 슈 부재를 상기 접속 수단에 연결시키기 위한 제2연결수단을 갖고 있으며, 상기 제1발룬의 전방 말단이 상기 접속수단에 고정되어 있으며, 상기 제2발룬이 상기 슈 부재의 그의 전방 기본 말단에 고정되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르가 제공된다.

레이저 발룬 카테테르를 요도 및 방광에 삽입할 때, 광 섬유를 둘러싸고 있는 제1가이드 수단과 제1가이드 수단을 둘러싸고 있는 제2가이드 수단으로부터 나온 삽입력은 연결수단, 접속수단, 제2연결수단 및 슈 부재를 통하여 차례로 원활하게 전달되고, 따라서 삽입을 원활하게 진행할 수 있다. 제1연결수단이 레이저 광 투과물질로 만들어져 있기 때문에 레이저 광은 제1연결수단이 레이저 광 투과물질로 만들어져 있기 때문에 레이저 광은 제 1연결수단을 통하여 전달된 후 제1발룬을 경유하여 목표 조직위에 입사된다.

제1연결수단은 바람직하게는 관상(管狀)이며, 제1연결수단의 벽에는 연통공(連通孔)이 형성되어 있다. 따라서, 제2가이드 수단은 제1가이드 수단 주위에 설치되어 있다. 유체, 예를 들면 물을 제1가이드와 제2가이드 사이에 있는 공간으로 연속적으로 공급하므로서 제1발룬을 팽창시킨다. 유류중 일부는 상기 연통공을 통하여 상기 연결수단으로 공급한 후 상기 연통공을 통하여 제1가이드 수단에로 회송되어 배출하므로서 제1발룬내의 공간을 연속적으로 냉각시킬 수 있다. 물의 흐름은 반대방향이어도 무방하다.

상기 슈 부재에는 그 안을 관통하는 투과공(透過孔)이 형성되어 있다. 투과공은 그의 한 말단이 개구되어 있고 카테테르의 외부로 통하는 배출유로와 서로 통하는 것이 바람직하다. 치료중에 배뇨가 일어나면, 상기 투과공 및 배뇨로를 통하여 뇨를 외부로 배출시킬 수 있다.

이하 도면에 예시한 바람직한 구현예를 참고로하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제1도는 레이저 발룬 카테테르 시스템의 전체를 보여주는 도면이다. 제1발룬 1과 제2발룬 2가 그의 전방 말단에 설치되어 있다. 제2도에 도시한대로, 삽입 가이드 10은 내부에 제1가이드 12 및 이 제1가이드 12를 둘러싸고 있는 제2가이드 14를 갖고 있다. 제1가이드 12와 제2가이드 14의 사이에는 온도센서용 리드선(lead line) 16, 배뇨관 18 및 제2발룬 팽창용의 냉각매체 공급라인 20이 설치되어 있다. 온도센서용 리드선 16은 컨넥터 22에 접속되어 있다. 온도신호는 컨넥터 22를 통하여 온도제어부 24에 입력하여 레이저 광 발생장치 26을 구동시킨다. 치료중에 배뇨가 발생하는 경우에는, 뇨는 배뇨관 18을 통하여 배출된다. 예를 들면, 물 W2는 제2발룬 팽창용 냉각매체 공급관 라인 20으로 공급된다.

순환펌프 30을 이용하여 냉각수 탱크 28로부터, 제1발룬 1팽창용 유체, 예를 들면 물 W1을 튜브 32에 공급하면, 이 물은 제1가이드 12와 제2가이드 14 사이에 있는 공간을 통하여 흘러서 제1발룬 1을 팽창시키는데 사용되고, 이어 제1가이드 12로 유입된 후 냉각수 탱크 28로 회송된다. 냉각수 탱크 28안에 있는 물은 소정 온도로 조정된다.

레이저 광 발생장치 26으로부터 발생된 레이저 광, 바람직하게는 Nd-YAG 레이저 광은 컨텍터 36과 광 섬유 38을 통하여 전달된다.

제2도에 레이저 발룬 카테테르의 전방 말단부의 구조를 예시하였다. 즉, 폴리에틸렌 용으로 만들어진 플라스틱 튜브를 포함하는 제1가이드 12안에는 광 섬유 38이 설치되어 있다. 제1가이드 12의 전방 말단부 안에는 강성이 높은 내열성 보호관 40이 설치되어 있다. 보호관 40안에는 금속으로 만들어진 홀더 42가 배치되어 광 섬유 38의 전방 말단을 유지하고 있다.

광 섬유 38을 유지하는 태양을 제3도 및 제4도에 예시하였다. 즉, 홀더 42는 전방 말단쪽에 환형부 42A를, 그리고 후방 말단쪽에는 평편유지부 42B를 갖고 있다. 환형부 42A에는 그의 양쪽에 토과공 42C가 형성되어 있다. 홀더 42는 레이저 광을 반사히기 위해, 금과 같은 반사성 금속으로 도금되어 있다. 광 섬유 38은 유지부 42B와 환형부 42A를 관통하고 있으며, 환형부 42A의 전방 말단부의 아래로 뻗어 있는 광섬유 38은 클래드(clad)를 갖지 않기 때문에, 섬유 38의 코어 38A가 노출되어 있다. 따라서, 코어부 38A로부터 레이저 광이 출사된다. 이 경우에는, 레이저 광이 코어 38A의 전방 말단부로부터 출사되는 비율이 높다.

코어 측면으로부터 출사되는 레이저 광의 비율을 높이기 위해서, 빛을 산란시키는 물질을 포함하는 필름 도막 또는 광 에너지를 열에너지로 전환시키기 위해 탄소와 같은 흡광 분말을 포함하는 필름 도막을 코어에 입히는 작업을 제3도의 Z영역에 걸쳐 행할 수 있다.

광 섬유의 전방 말단부 아래로 뻗어있는 전방부인 레이저 출사말단에는 컨넥터 44가 구비되어 있다. 컨넥터 44는 그의 후방말단에 직경이 좁아진 부분(소경부) 44A를 갖는다. 플라스틱으로 만들어져 있고, 레이저 광이 통과될 수 있는 제1연결관 46은 소경부 44A의 주외와 보호관 40 사이에 걸쳐져 설치되어 있다. 제1연결관 46은 제1가이드 12의 전방 말단과 충돌하는 태양으로 보호관 40의 외면에 배치되어 있다.

제1연결관 46에는 적절한 위치에 연통공 46A가 형성되어 있다. 제1연결관 46안에는 소경부 44A의 후방 말단과 보호관 40의 전방 말단과의 사이에, 코일스프링 48이 설치되어 있다. 코일 스프링 48은 그의 외면이 금과 같은 레이저 광 반사 필름으로 도금되어 있다. 소경부 44A는 그의 후방 말단면 위에 금 피막층 44B와 같은, 레이저 광 반사필름으로 코팅되어 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서는, 제1연결관과 보호관 40 내면 위에서 레이저 광이 산란된다. 레이저 광을 산란시키는 방법으로는 제1연결관 46과 보호관 40의 내면에 요철을 형성시키거나 내면에 알루미나 또는 실리카 분말을 소성(baking)에 의해 부착시키는 것을 예시할 수 있다.

제2가이드 14는 에틸렌 비닐 아세테이트나 폴리프로필렌 같은 가요성 플라스틱 재료로 만들어져 있으며, 그의 전방 말단에 미리 팽창시킨 부분 14A를 갖는다. 제2가이드 14의 전방 말단부는 컨넥터 44의 주위를 둘러싸고 있으며, 끈 50과 같은 고정 수단에 의해 제1발룬 1에 묶여져 고정되어 있다.

한편, 컨넥터 44의 전방에는 예를 들면 금속으로 만들어진 슈 52가 설치되어 있다. 슈 52는 제2연결수단을 구성하는 가요성 플라스틱으로 만들어진 제2연결관 54에 의해 컨넥터 44에 연결되어 있다. 제2연결관 54는 그의 반대편 말단이 끈 56에 의해 슈 52와 컨넥터 44에 고정되어 있다. 연결관 54에는 투과공 54A가 형성되어 있다.

또 실시예에 있어서는, 제1발룬 1을 구성하는 튜브가 컨넥터 44를 통하여 슈 52에까지 전방으로 연장되어 있어 제2발룬 2를 구성하고 있다. 본 발명의 또다른 구현에에서는, 제1발룬 1과 제2발룬 2를 분리시킬 수 있다. 제2발룬 2의 전방 말단부는 끈 58과 같은 고정 수단에 의해 슈 52에 고정되어 있다. 제1발룬 1과 제2발룬 2는 가요성과 탄력성을 갖는 팽창가능한 재료로 만들어져 있다. 실시예에 있어서는 고무라텍스로 만들어져 있을 수도 있고, 실리콘 고무로 만들어질 수도 있다.

슈 52는 그의 전방 말단에 반(半)구형부 52A를, 중간부에는 원주형 부를 그리고 후방 말단에는 세경부(細徑部)를 갖는다. 반구형부 52A에는 중심 및 양측 부가 각각 개구되어 있고, 세경부의 후방 말단부가 개구되어 있는 공공의 배뇨관 52D와 연결되어 있는 주 배뇨구 52B와 부 배뇨부 52C가 형성되어 있다.

제1도에 나타낸 바와 같이, 슈 52의 세경부에 꼭 맞게 끼워져 있는 배뇨용 튜브 18은 컨넥터 44를 통하여 제1가이드 12를 관통하며 외부를 향해 알려져 있다. 따라서, 수술중에 배뇨가 일어나는 경우에는, 뇨는 배뇨구중 어느 하나에 유입된 후 배뇨관 52D 및 18을 통하여 외부로 배출된다. 전립선 수송에서 전립선을 가열하면 배뇨가 촉진되기 때문에 이러한 배뇨수단은 매우 효과적이다. 반구형부 52A의 중심과 양측면에 배뇨구가 설치되어 있는 이유는, 개구중 어느 하나가 방광에 의해 폐쇄될 경우에 다른 개구를 통하여 뇨를 원활하게 배출하기 위한 것이다.

한편, 제2발룬을 팽창시키는 냉각매체 공급관 라인 20은 제1가이드 12 내부로 통하여 컨넥터 44를 관통하여 제2연결관 54내로 들어가 있다. 외부에서 공급되는 냉각수 W2는 제2발룬 팽창용 냉각매체 공급관 라인 20을 통하여 유입된 후 제2발룬 2를 팽창시키기 위한 연통공 54A를 통하여 제2연결관 54 및 제2발룬 2에 차례로 도입된다. 제2발룬 팽창용 냉각매체 공급관 라인 20을 통하여 냉각수 W2를 배출하면 제2발룬 2가 수축된다.

제2도에 나타낸 대로, 온도센서의 리드선 16은 제1가이드 12와 제2가이드 14사이의 공간을 통하여 뻗어있으며, 컨넥터 44의 주위를 둘러싸고 있고, 제2가이드 14를 관통하여 그 길이의 중간 위치에서 제1발룬 1의 내면과 접촉하고 있다. 리드선 16의 전방 말단은 두 개의 알루미늄 호일로 만들어진 반사편과 광을 반사시키기 위한 백색 색소를 함유하는 플라스틱 시트 사이에 샌드위치되어 있다. 반사편 16A는 제1발룬 1의 내면에 접착제로 접착되어 있다.

본 발명의 레이저 발룬 카테테르는 바람직하게는 전립선의 치료에 사용될 수 있다. 냉각수 W1과 W2를 압력하에 펌핑하지 않는 경우에는, 제1발룬 1과 제2발룬 2는 그들 자체의 수축력에 의해 수축된다. 이 때, 제2가이드 14의 팽창부 14A도 제1발룬 1의 수축에 따라 같이 수축된다.

이러한 상황하에서, 제5도에 도시한 바와 같이 레이저 발룬 카테테르를 요도 60에 삽입하여 제2발룬 2가 방광 62내에 위치하도록 한다. 이어 순환 펌프 30을 이용하여 냉각수 탱크 28로부터 튜브 32를 거쳐 냉각수를 공급하고, 제1가이드 제12와 제2가이드 14사이의 공간을 통하여 제2가이드 14의 팽창부 14A에 냉각수 W₁을 공급하여 팽창부 14A를 팽창시킨다. 이 팽창에 의하여, 제2도와 제5도에 도시한 것처럼, 제1발룬 1도 같이 팽창 하게 된다. 팽창을 위해 사용되 냉각수 W₁은 배출관 34를 통하여 제1가이드 12대로 유입되고, 연통공 46A를 통하여 냉각수 탱크 28로 회송된다.

냉각수 W₂도 제2도와 제5도에 도시한 것처럼, 제2발룬 팽창용 냉각 매체 공급관 라인 20, 제2연결관 54 및 제2발룬 2 팽창용 연통공 54A를 차례로 거쳐 제2발룬 2로 공급된다.

레이저광 발생장치 26으로부터 발생된 레이저광는 컨넥터 36을 통하여 광섬유 38에 입사되고, 광섬유 38의 전방 말단부에서 코어 38A로부터 방출된다. 보호관 40 또는 제1연결관 46에 입사된 레이저 광은 상기 보호관 40과 제1연결관 46을 통하여 직접 전달되거나 또는 상기 관들내에서 반사와 확산을 반복한 후에 궁극적으로는 측방으로 확산되어 전달되고, 이어 제2가이드 14 및 제1발룬 1을 통하여 전립선 64에 입사된다. 전방으로 진행하는 레이저광의 일부가 금으로 도금된 코일 스프링 48위에 입사되는 경우에는, 이들은 코일 스프링 48에 의해 반사되고 측방으로 확산되어, 제1연결관 46, 제2가이드 14 및 제1발룬 1을 거쳐 전립선 64에 입사된다.

코일 스프링 48과 충돌하지 않은 채로 전방으로 진행하는 레이저 광은 금으로 도금된 층 44B상에서 반사되며, 이들 중 일부는 후방으로 진행하면서 후방으로 반사되거나 또는 코일 스프링 48과 충돌한다. 후방으로 진행하던 중 반사된 빛은 홀더 42의 환형부 42A의 금-도금 전방 표면에서 반사된 후 전방으로 진행하게 된다. 이와 같은 방식으로, 레이저 광은 반사를 반복한 후에 측 방향을 확산된다. 따라서, 레이저 광은 제1발룬의 길이 방향을 따라 중심부분에서는 다량으로, 그리고 제1발룬 1의 양 말단에서는 적은 양으로 제1발룬 1의 표면 전체로부터 전립선에 입사된다.

전립선 64에 입사된 레이저 광은 전립선 64의 조직에 의해 흡수되어 열을 발생하고, 그 결과로서, 전립선 64가 가온 또는 가열된다. 레이저 광에 의한 가열은 소정 기간 동안 계속한다. 전립선 64의 발병 조직이 레이저 광에 노출되어 이렇게 가열되면 괴사를 일으키게 되고, 전립선의 다른 조직은 수술 후에 회복된다.

초음파를 이용하여 전립선을 가열하는 것도 가능하기는 하다. 많은 양의 초음파가 전립선 조직 중의 물에 의해 흡수되기는 하지만, 조직에 의해 흡수되는 레이저 광의 비율은 낮고 치료 효과도 낮다. 이에 비하여, 레이저 광, 특히 Nd-YAG레이저 광은 약 10%만이 물에 의해 흡수되며, 나머지는 조직 내의 단백질에 의해 흡수된다.

본 발명의 구현예에서, 제1발룬 1의 내부는 제2가이드 14를 통하여 강제 순환되는 냉각수 W1에 의해 냉각되어 소정의 온도로 유지된다. 강제 냉각을 행하지 않으면, 레이저 광이 요도의 내벽으로부터 전립선의 심부로 진행됨에 따라 그의 파워가 약해지게 된다. 그래서, 제6도의 온도 분포도에 표시된 것처럼, 요도의 내벽은 높은 온도로 가열되는 반면, 전립선의 심부는 낮은 온도로 가열된다.

요도의 내벽으로부터 전립선 중심(요도 내벽으로부터 약 6∼12mm깊이)에 이르는 조직을 가열하기 위하여 레이저 광의 파워를 증가시키면, 요도의 내벽과 그 부근의 조직이 과열되어 손상을 입을 수도 있게 되며, 손상된 조직을 치료하는 것은 더욱 어렵게 된다.

제1발룬 1의 내부와 제2가이드 14의 팽창부 14A를 냉각수 W1으로 가열하면, 요도 주변의 조직이 제6도에 도시한 온도 분포곡선 X로 나타내지는 것처럼 냉각되어, 전립선 중심부의 조직이 상당히 가열될 수 있기에 충분한 양의 레이저 광이 전립선 중심부에 입사되어도 손상을 입지 않는다. 이 경우에 레이저 광의 파워와 냉각수 W1의 온도 또는 순환량을 조절하므로서, 제6도에 온도 분포곡선 X1 또는 X2로 도시한 것처럼 온도 부포를 조정할 수 있다.

전립선염의 경우에, 냉각수 W1을 이용하여 강제 냉각하므로서 전립선 내부를 43℃이하의 온도로 가열할 수 있다. 전립선 비대의 경우에는, 전립선 내부를 45℃ 이상의 온도로 가열하여 괴사를 일으키는 한편, 요도의 내벽과 그 주변의 조직은 냉각수 W1을 이용하여 강제 냉각하므로서 열손상으로부터 보호할 수 있다. 괴사된 조직은 대사에 의해 흡수되어 전립선의 크기를 감소시키고 요도가 개통된다.

발룬 1과 제2가이드 14의 팽창부 14A의 길이 및 광섬유 38의 전방 말단의 위치는 레이저 광이 괄약근 부분 66에 입사되지 않도록 설정된다. 전립선의 치료에는 약 2∼4cm의 길이를 갖는 발룬이 효과적이다.

제2발룬 2는 먼저 레이저 발룬 카테테르의 위치를 잡는데 효과적이고, 둘째 수술 중에 레이저 발룬 카테테르가 방광 62로부터 빠지는 것을 방지하는데 효과적이다. 즉, 레이저 발룬 카테테르를 그의 제2발룬 2가 방광 62내에 까지 삽입된 후, 제2발룬 2를 팽창시키고, 레이저 발룬 카테테르를 방광 62의 네크(neck)부 62A에 다다를 때까지 뽑아내면, 제1발룬 1이 전립선 64에 대응하는 위치에 설정된다. 이런 위치설정이 종료된 후에, 제1발룬 1을 팽창시킨다. 또, 수술중에 레이저 발룬 카테테르를 이동시켜도, 제2발룬 2가 방광 62의 네크부 62A에 접해 있기 때문에, 레이저 발룬 카테테르가 방광으로부터 빠지는 일이 없다.

요도 내벽의 온도의 리드선 16의 전방 말단에 설치된 열전대에 의해 검출되고, 온도 신호는 리드선 16과 컨텍터 22를 통하여 온도제어부 24로 입력된다. 요도 내벽의 온도는 검출된 온도와 요도 내벽의 목표 온도 사이의 차이에 따라 레이저 광 발생기 26을 ON, OFF하는 시간 간격을 조절하므로서 제어할 수 있다. 전립선 중심의 온도와 요도 내벽의 온도 사이의 상관 관계를 미리 측정하므로서, 전립선 중심의 온도를 제어할 수 있다.

과량의 레이저 광이 전립선을 투과하기 때문에 전립선 조직이 손상을 입을 수도 있으므로, 제5도에 도시한 대로 직장 68에 온도검출탐침 70을 삽입하는 것이 바람직하다. 온도 검출 탐침 70은 예를 들면 한쪽 말단에 강성이 큰 금속관의 말단에 배치된 복수개, 예를 들면 5개의 열전대를 갖는 온도센서 74를 한쪽으로 기울게 할 수 있다. 온도센서 74의 각 열전대의 리드선은 온도제어부 24와 같은 외부 장치에 전기적으로 접속되어 있다. 바이아징 발룬 76은 온도검출 탐침 70이 직장 689내로 삽입된 후에 공기와 같은 외부의 가압물질에 의해 팽창된다. 팽창된 발룬 76은 온도 검출 탐침을 직장 68쪽으로 기울도록하여 직장 68의 내벽에 보다 더 가까이 접촉되도록 한다.

레이저 광이 조사된 전립선 64는 가온 또는 가열된다. 레이저 광 중 일부는 전립선 64를 통해 직장 68의 측면에 도달하여 직장 68부근의 조직도 가열할 수 있다. 온도센서 74에 의해 검출되는 직장 68의 내벽의 온도가 소정의 온도를 넘어서게 되면, 레이저 광 발생장치 26의 turn-off 시간을 연장하거나 레이저 광의 파워를 낮추어서 전립선 64가 과열되거나 직장 68이 열 손상 받는 것을 방지한다.

본 발명은 제7도에 도시한 것과 같은 또다른 구현예를 포함한다. 레이저 광 출사 장치로서 광섬유가 설치되어 있지 않다. 광섬유 38의 전방에 레이저 광이 투과되는 칩 80이 구비되어 있다. 광 섬유 38의 전방 말단으로부터 나온 레이저 광은 칩 80에 입사하여 궁극적으로는 레이저 광이 침 80으로부터 출사되도록 한다. 광섬유는 적절한 연결수단 82에 의해 칩에 연결되어 있다.

또 다른 구현예에서는, 제2가이드 14의 팽창부 14A가 제1발룬 1을 통해 컨넥터 44에 연결되어 있지 않고 제2도의 제1발룬 1을 제2가이드 14에 고정시키기 위한 끈 84의 전방에서 종결되어 있어서, 냉각수 W1을 펌핑하므로서 제1발룬 1을 직접 팽창시킬 수 있다.

제1발룬 1과 제2가이드 14의 팽창부 14A가 제1발룬 1을 통해 컨넥터에까지 연장되어 있는 이중막 구조는 여러 가지로 유리하다. 제1발룬 1이 고무 리텍스로 만들어진 경우에는, 팽창된 제1발룬 1은 반구형 형태를 갖게 되며, 세로 방향으로는 타원형으로 될 수 없다. 따라서 미리 플라스틱 튜브를 설치하여 가압하고 그의 전방 말단부를 가열하여 동일하거나 보다 큰 직경을 갖는 팽창부 14A를 갖도록 블로우 성형한다. 팽창부 14A가 팽창되면, 미리 성형된 형태이하로는 팽창되지 않는다. 그 결과로서, 팽창된 제1발룬 1의 형태는 팽창부 14의 형태를 따라가게 된다. 두 번째 장점은 리드선 16의 전방말단부를 제1발룬 1과 팽창부 14A의 사이에 위치하게하여 리드선 16의 전방부를 제1발룬 1의 내면에 부착시키므로서 리드선 16의 전방부가 제1발룬의 내면으로부터 이탈되더라도 팽창부 14A가 팽창되었을 때 온도검출에 있어 에러가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 세 번째 장점은 하나의 막이 찢어지더라도 이중막 구조에 의해 누수가 예방된다는 점이다. 제2가이드 14의 팽창부 14A는 팽창부 14에 도입된 냉각수를 배출시키면 제1발룬 1의 수축력에 의해 자동적으로 수축된다.

상기 구현예에 있어서, 냉각수 W1이 제1가이드 12와 제2가이드 14사이의 공간을 통하여 흐르고, 연통공 46A를 통하여 제1가이드 12내로 유입되며 제1가이드 12안의 공간을 통하여 배출되지만, 이 냉각수의 흐름 방향은 그 반대가 될 수도 있다.

제1연결관 46을 제1가이드 12와는 별도로 설치한 이유는 제1가이드 12의 전방 말단부에 홀더 42와 보호관 40을 고정시키고, 연결관 46내에 스프링 48을 고정시키는 것을 보다 용이하게 하기 위해서이다. 따라서, 제1연결관 46은 생략할 수도 있으며, 제1가이드 14는 소경부 44A에 꼭 끼워져 있을 수 있다. 이 경우에, 제1가이드 12에는 냉각수 W1용의 연통공이 구비되어 있다.

상술한 대로 레이저 광으로는 Nd-YAG레이저 광이 가장 바람직하지만, 아르곤 레이저 와 다이오드 레이저광도 마찬가지로 사용할 수 있다. 레이저 광은 소량만이 물에 흡수되기 때문에, 냉각수를 투과하여 충분한 비율로서 목표 조직에 입사될 수 있다.

제1발룬 1과 제2발룬 2를 팽창시키기 위하여 냉각수를 사용하지만, 공기, 질소 또는 이산화탄소 기체도 마찬가지로 사용할 수 있다. 알콜 같은 다른 냉각액도 사용할 수 있다.

본 발명의 레이저 발룬 카테테르를 조직내에 원활하게 삽입하기 위해서는, 제1가이드 12, 제2가이드 14, 제1연결관 16과 제2연결관 54가 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 직선적으로 카테테르를 삽입할 수만 있다면, 이들 요소중 최소한 하나는 가요성을 갖지 않아도 무방하다.

본 발명의 레이저 발룬 카테테르는 다른 조직의 치료에도 효과적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 제8도에 도시한 대로, 혈관 V의 협착부 N을 확장시키는 데에도 효과적이다. 이 경우에, 가이드 와이어 84를 미리 배뇨관 18내에 삽입한다. 가이드 와이어 84를 목표 혈관 V에 삽입한 후에 또는 삽입하면서, 레이저 발룬 카테테르를 혈관 V에 삽입한다. 이어, 제8도에 도시 한 대로 제2발룬 2를 팽창시키고, 그후에 레이저 발룬 카테테르를 제거한다. 제2발룬 2의 후방 측면의 쇼울더가 협착부 N에 도달하면, 수술의는 손의 감촉에 의해 제2발룬 2의 후방에 협착부 N이 존재하는 것을 인식하게 된다. 이러한 상태에서, 제9도에 도시한대로, 제1발룬 1을 팽창시키면서, 레이저 광을 협착부 N에 조사하여 협착부 N을 증산시켜 혈관을 확장시킨다.

제10도는 또 다른 구현예를 나타내는데, 제1발룬 1이 제2발룬 2와 떨어진 위치에 설치되고, 제2가이드 14는 전방으로 연장되어 있지 않으며, 제1발룬 1은 이중막 구조가 아니라 단일막 구조이며, 제1가이드 12는 세경부 44A에 꼭 들어맞게 끼워져 있다. 이 구현예에서는 제1가이드 12가 제1연결수단을 구성한다.

상술한데로 본 발명에 따르면, 제2발룬이 제1발룬의 전방에 배치되어 있기 때문에 레이저 발룬 카테테르를 제위치에 놓이게 할 수 있다.

전립선의 치료에 있어서, 수술중에 레이저 발룬 카테테르가 빠져나가는 것을 방지할 수 있으며, 또한 수술중에 배뇨가 일어나면 뇨를 몸밖으로 원활하게 배출시킬 수 있다.

Claims

광 섬유를 통하여 전달되는 레이저 광을 발룬내로 출사하고, 상기 발룬을 통하여 전달된 레이저 광을 조직에 조사하는 레이저 발룬 카테테르에 있어서, 상기 광섬유의 레이저 광 출사 말단(emitting end) 또는 광 섬유의 출사 말단에 설치되어 있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저 광 전달 부재를 다는 광 섬유의 레이저 광 출사 수단; 상기 레이저 광 출사 수단 주변을 둘러싸고 있고 상기 출사 수단으로부터 나오는 레이저 광을 조직에 대하여 투과시킬 수 있는 팽창가능한 제1발룬; 상기 제1발룬에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제1유체유로; 상기 제1발룬의 전방에 설치되어 있는 팽창가능한 제2발룬; 및 상기 제2발룬내에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제2유체유로 들어가는 것을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제1항에 있어서, 상기 광 섬유의 주위를 둘러싸고 있는 제1가이드 수단, 레이저 출사 수단의 전방에 위치한 접속수단(connecting means), 및 상기 접속 수단을 상기 가이드 수단에 연결시키기 위한 레이저 광 투과성이며 가요성을 갖는 연결수단(linking means)을 더 가지며, 상기 제1발룬은 상기 접속수단의 전방 말단에 고정되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제1항에 있어서, 상기 광 섬유의 주위를 둘러싸고 있는 제1가이드 수단과 상기 제1가이드 수단의 주변에 설치된 제2가이드를 갖추고 있으며, 상기 제1발룬의 기본 말단부는 상기 제2가이드 수단에 고정되어 있고 상기 제1가이드 수단과 제2가이드 수단의 사이에 제1유체 유로가 형성되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제1항에 있어서, 상기 제2발룬은 상기 접속수단에 고정되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
광 섬유를 통하여 전달되는 레이저 광을 발룬내로 출사하고, 상기 발룬을 통하여 전달된 레이저 광을 조직에 조사하는 레이저 발룬 카테테르에 있어서, 상기 광섬유의 레이저 광 출사 말단(emitting end) 또는 광 섬유의 출사말단에 설치되어 있고 레이저 광을 받아들여 출사하는 레이저 광 전달 부재를 갖는 광 섬유의 레이저 광 출사 수단; 상기 레이저 광 출사 수단 주변을 둘러싸고 있고 상기 출사 수단으로부터 나오는 레이저 광을 조직에 대하여 투과시킬 수 있는 팽창가능한 제1발룬; 상기 제1발룬에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제1유체유로; 상기 제1발룬의 전방에 설치되어 있는 팽창가능한 제2발룬; 상기 제2발룬내에 유체를 공급하여 발룬을 팽창시키고 또 유체를 배출시켜 발룬을 수축시키는 제2유체유로; 상기 레이저 광 출사 수단의 전방에 배치된 접속수단; 상기 접속 수단을 상기 가이드 수단에 연결시키기 위한, 레이저 광을 투과할 수 있고 가요성인 제1연결수단; 상기 접속 수단의 전방에 배치된 슈(sho) 수단; 및 상기 슈 뷰재를 상기 접속 수단에 연결시키기 위한 제2연결수단을 갖고 있으며, 상기 제1발룬의 전방 말단이 상기 접속수단에 고정되어 있으며, 상기 제2발룬이 상기 슈 부재의 그의 전방 기본 말단에 고정되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 상기 광 섬유의 주위를 둘러싸고 있는 가이드 수단을 더 갖추고 있으며, 상기 제1연결수단은 관상(管狀)의 형태를 갖고, 상기 제1수단이 상기 가이드 수단과 서로 통하게 하는 유출구가 그의 벽에 형성되어 있어 상기한 제1유체유로를 형성함을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 제2연결수단은 관상(管狀)의 형태를 가지며 그의 벽을 관통하는 유출구가 형성되어 있고, 상기 제2연결수단 내에는 상기 접속수단을 통하여 제1발룬 내를 지나 제2유체 공급원에 접속되어 있는 상기 제2유체로가 연통되어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 상기 슈 수단에는 그것을 관통하는 투과공(透過孔)이 형성되어 있고, 상기 투과공은 한쪽 말단이 개구되어 있으며 다른 말단은 외부에 연결되어 있는 배출유로와 연통하는 것을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 상기 슈 수단에는 그의 한쪽 말단이 외부로 열려져 있는 투과공이 형성되어 있고, 상기 제2연결수단내에는 배출유로가 형성되어 있으며, 상기 배출유로의 전방 말단은 상기 투과공의 다른쪽의 개구와 연통하며, 상기 배출유로의 기본 말단은 제1발룬 내부를 지나 외부에 연통하고 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 상기 광섬유의 주위를 둘러싸고 있는 제1가이드 수단과 상기 제1가이드 수단의 주위에 설치되어 있는 제2가이드 수단을 더 포함하며, 상기 제2유체유로는 상기 제1가이드 수단과 제2가이드 수단사이에 뻗어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.
제5항에 있어서, 상기 광섬유의 주위를 둘러싸고 있는 제1가이드 수단과 상기 제1가이드 수단의 주위에 설치되어 있는 제2가이드 수단을 더 포함하며, 상기 배출유로는 상기 제1가이드 수단과 제2가이드 수단사이에 뻗어 있음을 특징으로 하는 레이저 발룬 카테테르.