KR100592923B1 - 생물학적 구조를 분리하기 위한 물 분사기 - Google Patents

Abstract

공지된 물 분사기의 물 분사는 직선이며, 집중되고 그 전체 횡단면이 분리될 생물학적 구조에 접촉한다. 이것은 분리 단면을 부정확하게 하고, 증가된 흐름 압력을 필요로 한다. 따라서, 본 발명은 신규의 분리 노즐(14)을 가진 물 분사기에 관련된다. 상기 분리 노즐(14)은 노즐 관(15)을 가지며, 상기 노즐 관(15)은 그 외주에 하나 이상의 나선형 홈(16)을 갖는다. 상기 나선형 홈(16)의 수 대 노즐 관(15)의 직경 및 길이의 비는 가압된 분리 분사가 회전되도록 설정된다.

Description

생물학적 구조를 분리하기 위한 물 분사기 {WATER-JET DEVICE FOR SEPARATING A BIOLOGICAL STRUCTURE}

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 물 분사기에 관한 것이다.

의학 분야에서 물 분사기 및 그 용도는 많은 변형예로 공지되어 있다. 기계적 외과 장비 및 방법에 비한 그것의 장점은 무엇보다도 생물학적 구조를 가진 주변이 보호된다는 것이다.

일반적으로 이러한 장치는 분리 액체가 무균 상태로 유지될 수 없고 배출되는 분리 매체의 압력이 비교적 많이 변동된다는 단점을 갖는다.

DE 42 00 976호에는 상기 단점을 갖지 않는 물 분사기가 공지되어 있다. 상기 물 분사기는 압력 하중을 받는 피스톤-실린더 장치로 이루어지며, 그 실린더 공간 내에는 분리 매체용 용기가 삽입된다. 상기 분리 매체용 용기는 카트리지이며 라인을 통해 분리 노즐에 연결된다. 압력 매체 및 분리 매체의 분리에 의해 그리고 안정한 카트리지에 의해 분리 매체가 무균 상태로 유지되고 분리 매체의 압력 비율이 일정하게 유지되며 재현될 수 있다.

이것은 층 형태의 물 분사 및 그에 따라 물 분사의 예리한 에지를 보장한다.

US 5 037 431호에는 마찬가지로 분리 노즐을 구비한 유사한 물 분사기가 공지되어 있다. 상기 분리 노즐은 공급 라인의 말단부에 배치되고 원통형 횡단면을 갖는다.

그러나, 지금까지 공지된 모든 물 분사기는 물 분사가 집중되고, 그 전체 횡단면이 생물학적 구조에 접촉한다는 단점을 갖는다. 예컨대 부드러운 조직은 상기압력에서 쉽게 이완되므로, 상대적으로 넓고 종종 깨끗하지 못한 분리 단면이 주어진다. 이로 인해, 생물학적 구조가 과도하게 혹사당한다. 노즐 직경의 축소에 의해 물 분사를 보다 미세화하는 것은 기술적으로 제한된다. 이러한 물 분사는 액체 하에서 사용되기 어려운데, 그 이유는 그것이 노즐로부터 배출 직후에 분해 현상을 나타내며 그 분리 효과를 잃어버리기 때문이다. 게다가 물 분사의 분리력이 수술자에 의해 자유로이 선택 가능한 흐름 압력의 크기에 의해서만 결정되기 때문에, 특별한 경우 흐름 압력의 증가는 생물학적 구조의 파괴 증가를 수반한다.

본 발명의 목적은 상기 방식의 물 분사기에서 분리 효과를 개선하고 분리 매체의 흐름 압력과 무관하게 유지하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 청구항 제 2항 내지 5항의 특징에 제시된다.

본 발명은 선행 기술의 상기 단점을 제거한다.

물 분사의 높은 분리 정확도는 매우 중요하다. 층상 및 직선 물 분사에 비해, 신규의 회전 물 분사에 의해 분리 정확도가 더욱 높아진다. 이것은 물 분사의 회전에 의해, 물 입자가 중심에 있는 물 입자에 비해 높은 원주 속도를 가지므로 외주 영역에서 회전하는 절삭 에지를 형성하는 물 분사의 외주 영역으로 이동함으로써 이루어진다. 상기 절삭 에지는 우드 보러(wood borer)의 절삭 에지 또는 회전 원형 밴드 소우(saw)에 필적할만하며 분리 에지의 작은 작용면으로 인해 직선 물 분사의 전체 작용면 보다 정확하게 분리한다. 보다 양호한 분리 작용에 의해, 액체 압력이 작아질 수 있고, 이것은 전체 물 분사기에 있어 에너지 면에서 바람직하게 작용한다. 그렇게 형성된 물 분사는 상이한 생물학적 구조 및 액체 내로 매우 양호하게 뚫고 들어간다. 따라서, 본 발명의 물 분사는 그 응집력 유지로 인해 액체 하의 수술에 특히 적합하다. 흐름 압력의 작은 축방향 힘 성분이 반동으로 감지할 수 있는 작은 저항력을 발생시키는 것도 바람직하다. 이것은 수술을 용이하게 하는데, 그 이유는 수술자가 분리 노즐과 조직의 간격에 더 이상 주의를 기울이지 않아도 되기 때문이다. 또한, 불리한 영향 없이 수술자가 현재 분리력을 감지할 수 있는데, 그 이유는 수술자가 현재 유동력을 손잡이에 작용하는 방사방향 힘 성분의 저항력에 의해 감지할 수 있기 때문이다. 이러한 모든 것이 수술자의 집중력을 높인다. 본 발명에 따른 회전 물 분사는 노즐 관의 직경과 길이의 상관성에 의해 극도로 뾰족한 에지로 형성된다. 물 분사의 뾰족한 에지를 위해서는 나선형 홈의 피치가 노즐 관의 직경 보다 크게 선택되는 것이 특히 바람직하다. 뾰족한 에지를 가진 물 분사를 형성하기 위해, 나선형 홈의 횡단면이 둥근 것이 바람 직하다.

공급 모세관이 가급적 조직의 예리한 해부를 하지 않게 하여 심한 출혈을 막는 둔한 분리 공구로서 물 분사를 지지하도록 사용되는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 본 발명의 공급 모세관은 다른 기계적 분리 공구와 조합될 수도 있다. 공급 모세관이 도전성 재료로 이루어지고 고주파 단극성 또는 쌍극성 전류 공급 장치에 접속되는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 예컨대 상이한 조직 구조 사이의 확장 공간에서, 물 분사를 피한 얇은 텍스처 실이 열에 의해 분리될 수 있다.

도 1은 물 분사기의 개략도,

도 2는 정밀 노즐의 부분 단면도,

도 3은 정밀 노즐의 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 1에 따라 물 분사기는 주축에서 가압류 발생기(1), 제어 유닛(2), 및 손잡이를 가진 공급 모세관으로 이루어진다. 가압류 발생기(1)로부터 제어 유닛(3)으로 뻗은 압력관(4)내에는 접속 가능한 펄스 발생기(5)가 접속된다. 예컨대 레이저 장치(6), 가열 장치(7) 및/또는 빙결기(8)와 같은 부가 장치가 상기 펄스 발생기(5)와 평행하게 접속된다. 제어 유닛(2)은 공급 모세관(3) 및 도시되지 않은 작 동 장치를 포함한다. 상기 작동 장치에 의해 수술자가 물 분사에 영항을 주는 모든 파라미터를 미리 선택하거나 무단으로 조절할 수 있다. 제어 유닛(2)은 공급관(9)을 통해 공급 모세관(3)에 접속된다. 공급 모세관(3)과 평행하게 배출 모세관(10)이 제공될 수 있다. 상기 배출 모세관은 구조적 유닛으로 또는 공급 모세관(3)과는 별도의 실시예로 구현될 수 있고 배출관(11)을 통해 제어 유닛(2)에 연결될 수 있다. 조절 가능한 배출 펌프(12)는 필요한 저압을 위해 제공된다. 상기 배출 펌프(12)와는 평행하게 하나 이상의 제어 가능한 부가 유닛(13)이 배치된다.

도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 공급 모세관(3)은 그 말단부는 본 발명에 따른 분리 노즐(14)을 포함한다. 상기 분리 노즐(14)은 노즐 관(15)을 갖는다. 상기 노즐 관(15)은 특별한 방식으로 하나 이상의 평행한 나선형 홈(16)을 갖는다. 상기 나선형 홈(16)은 임의의 횡단면을 가지며, 둥근 횡단면이 바람직하다. 유체 기계학적인 면에서, 상기 나선형 홈(16)의 피치 대 노즐 관(15)의 직경 비는 1 보다 크게 선택된다. 공급 모세관(3)은 분리 노즐(14)과 함께, 공급 모세관(3)의 말단부가 부가의 기계적으로 작용하는 분리 수단으로 사용될 수 있도록 설계된다.

물 분사기의 작용은 물 절개 방법(hydrodissection method)에 의해 설명된다. 먼저, 물 분사기는 물 분사가 미리 프로그램된 압력, 양 및 온도로 제공될 수 있도록 작동 준비 상태로 된다. 그리고 나서, 공급 모세관(3)이 조직 내로 찔러 넣어져 상이한 조직의 경계층 영역으로 안내된다. 그 다음에, 공급 모세관(3)을 통해 액체가 상기 영역 내로 투입됨으로써, 상이한 조직 사이에 확장 공간이 형성 되고, 상기 공간은 조직을 서로 밀어낸다. 부드러운 조직 성분은 낮은 압력에서도 이미 절개되고, 단단한 또는 탄성 구조는 팽팽해지고 처음에는 상처를 입지 않는다. 매우 신속하게 서로 접하는 구조에서는 상기 과정이 물 분사의 맥동에 의해 지지될 수 있다.

물 분사는 특별한 효과를 갖는다. 분리 노즐(14)의 노즐 관(15)에 있는 나선형 홈(16)에 의해 물 분사의 층 흐름이 방향 전환되고 원주 방향으로 회전 운동을 야기시킨다. 이로 인해, 분리 노즐(14)내로 도입된 물 분사의 유동력이 축방향 힘 성분과 방사방향 힘 성분으로 나눠진다. 층 흐름이 주어지는 회전 물 분사가 형성되는데, 그 이유는 개별 물 입자의 운동 궤도가 서로 평행하기 때문이다. 방사방향으로 작용하는 힘 성분은 물 분사에 영향을 주고 물 입자를 외주에 가까운 영역으로 변위시키는데, 상기 영역에서는 물 분자가 높은 원주 속도로 운동한다. 따라서, 물 분사의 상기 영역에서 우드 보러(wood borer)에 필적할만한 디자인의 페쇄된 회전 분리 에지가 형성된다. 상기 분리 에지는 직선 물 분사 보다 큰 분리력을 갖는다.

필요한 경우에는, 공급 모세관(3)을 통해 공급된 물이 배출 모세관(10)을 통해 조직으로부터 다시 배출된다.

Claims (5)

1. 가압류 발생기(1), 조작 가능한 제어 유닛(2), 및 분리 분사를 배출하는 분리 노즐(14)을 가진 공급 모세관(3)을 포함하고, 상기 분리 노즐(14)은 원통형 단면을 가진 노즐 관(15)을 포함하며 공급 모세관(3)의 말단부에 배치되는, 생물학적 구조를 분리하기 위한 물 분사기에 있어서,

   상기 분리 노즐(14)이 공지된 바와 같이 고정되어 공급 모세관(3)에 대해 동축으로 배치되며, 상기 노즐 관(15)은 외주에 적어도 하나의 나선형 홈(16)을 가지고, 상기 나선형 홈(16)의 수 대 노즐 관(15)의 직경 및 길이의 비는 가압된 분리 분사가 회전되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 물 분사기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 나선형 홈(16)의 피치가 노즐 관(15)의 직경 보다 큰 것을 특징으로 하는 물 분사기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 나선형 홈(16)이 둥근 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 물 분사기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 공급 모세관(3)들은 그들의 분리 노즐(14)의 영역에 생물학적 구조를 기계적으로 처리하기 위한 하나 이상의 부가 분리 공구를 갖는 것을 특징으로 하는 물 분사기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 공급 모세관(3)이 도전성 물질로 이루어지고 고주파 전류 공급 장치에 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 물 분사기.

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