KR101119585B1 - 체내-수술용 기구 및 방법 - Google Patents

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Abstract

영상 광학 장치를 그 내부에 포함하는 체내-수술 기기가 제공되는데, 여기서 그 기구, 전자기기, 및 시각화 구성요소를 포함하는 그 다양한 구성요소들은 멸균 서저리 필드에서 사용될 수 있다. 본원발명의 일 실시예에서, 기구의 캐뉼러 부분은 특정 타입의 체내-수술 절차에 맞게 조정되는 반면, 장치를 위한 이미지 회로소자의 적어도 일부를 포함하는 핸들은 매우 다양하게 조정된 캐뉼러에 사용될 수 있다.
체내-수술, 영상, 멸균

Description

체내-수술용 기구 및 방법{ENDO-SURGICAL DEVICE AND METHOD}
본 출원은 하기의 가출원들로부터 우선권을 주장한다.
미국 특허출원 제60/889,064호, 2007년 2월 9일 출원, 발명의 명칭 "METHOD AND APPARATUS FOR THE TREATMENT OF CARPAL TUNNEL SYNDROME";
미국 특허출원 제60/969,484호, 2007년 8월 31일 출원, 발명의 명칭 "CANNULA APPARATUS AND METHOD FOR USE";
미국 특허출원 제60/981,656호, 2007년 10월 22일 출원, 발명의 명칭 "ENDO-SURGICAL DEVICE AND METHOD";
미국 특허출원 제60/983,436호, 2007년 10월 29일 출원, 발명의 명칭 "ENDO-SURGICAL DEVICE AND METHOD";
미국 특허출원 제60/992,930호, 2007년 12월 6일 출원, 발명의 명칭 "CANNULA APPARATUS AND METHOD OF USE."
위 열거된 출원들은 그 전체로 본 명세서에 참조된다.
본 발명은 툴, 전자장치들 및 가시화 요소들과 같은 구성요소들을 포함하는 형태의 체내-수술용(endo-surgical) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 최소 절개(minimally invasive) 체내-수술용 시스템 및 방법에 사용되는 체내-수술 장비에 관한 것이다.
체내-수술(endo-surgery)을 수행하는데 유용한 시스템과 기구들은 공지되어 있다. 신경 및 힘줄 릴리스(release) 프로세스 등의 정형외과적 및 족병치료적 연부조직 수술을 포함하는 최소 절개 수술 과정에 사용하기 위해 수많은 기구들이 개발되었다. 특히, "수근관 증후군"의 증상을 완화하기 위한, 굽힘근 지지띠(flexor retinaculum) 또는 "횡수근 인대"(TCL)를 치료하는 "수근관(carpal tunnel)" 수술을 수행하기 위한 기구들이 개발되어 왔다.
수근관 증후군이란 수근관 내부의 정중 신경(median nerve)에 대한 압박으로부터 초래되는 다양한 임상적 징후 및 증상을 지칭하는 것이다. 펴진 손목은 수근관의 크기를 최대로 유지하여 정중 신경에 대한 압박을 감소시키기 때문에, 손목을 중립 위치로 고정하는 부목(splint)은 수근관 증후군에 대해 가장 흔히 사용되는 비수술적 치료이다. 경미하거나 중간 정도의 수근관 증후군 증상을 완화하는데 물리 요법이나 특수한 손 운동이 이용되기도 한다. 그러나, 이러한 증후군이 지속되거나 견디기 어렵게 되면, 황수근 인대 또는 굽힘근 지지띠를 릴리스함으로써 신경의 수술적인 감압이 수행된다.
초창기 기법으로, 개방 수근관 릴리스 수술(OCTR)을 통해 수근관 증후군을 완화하였다.
OCTR은 통상적으로 국소 마취하에서 실시되며, 손바닥의 베이스에서 길이방향 절개가 이루어지고 때때로 손목까지 연장된다. 이 절개는 피부, 피하 지방, 수 장근막(palmar fascia) 및 단장근(palmaris brevis muscle)을 개방하여 횡수근 인대를 노출시키고, 이를 수술 블레이드로 절단한다. 절단된 인대는 반동으로 개방되고 정중 신경이 수근관을 통과하는데 더 많은 공간을 즉각적으로 제공한다. 그런 다음 봉합실로 절개부를 닫는다.
비록 OTCR이 현재 가장 흔히 사용되는 수술적 수근관 릴리스 방법이지만, 이는 수술후 통증 및 병적 상태를 최대 6개월까지 지속시킬 수 있다.
최근의 개선사항은 일점 절개(single-portal) 또는 이점 절개(double-portal) 기법으로 실시되는 내시경 수근관 릴리스 수술(ECTR)을 포함한다. 일점 절개 기법에서는 손바닥이나 전완 기저로부터 손목까지 한번의 절개가 이루어진다. 이점 절개 기법에서는 두 번의 절개가 이루어지는데, 한 번은 손바닥에 한 번은 전완 기저로부터 손목까지에 대해 행한다.
1987년에, 일본 정형외과 의사인 Okutsu에 의해 수근관 릴리스에 내시경을 이용한 첫번째 보고가 있었다. Okutsu의 기법에서, 기저부(proximal)부터 원위부(distal) 손목 주름까지 3cm의 절개가 이루어졌다. 그런 다음, 투명한 플라스틱 캐뉼러가 내부에 내시경을 구비한 채 수근관으로 삽입되고; 직접 눈으로 보면서 후크 나이프를 이용하여 횡수근 인대(TCL)가 원위부부터 기저부로 분할된다.
다음에 이루어진 개발은 1990년대 초반에 John Agee와 Francis King이 TCL을 절단하기 위해 블레이드를 결합한 트리거-구동 기구를 구비한 탐침을 갖는 일점 절개 내시경 수근관 릴리스 시스템을 고안한 것이다. Agee 기법은 트리거 기구가 블레이드와 결합하도록 구동시키고 이를 탐침의 상부 표면 위로 수직 상승시키는 것 을 포함한다. 그런 다음 이 기구가 철수되고 직접 눈으로 보면서 TCL이 원위부에서 기저부 방향으로 분할된다. Agee 시스템 및 기법은 Agee 등에 의한 US 4,962,770; US 4,963,147; US 5,089,000; US 5,306,284; 및 US 5,613,976에 개시되었다.
Jay Menon은 D자 형상의 단면을 갖는 캐뉼라와 폐쇄장치(obturator)를 포함하는 다른 일점 절개 기법을 고안하였다. Menon의 기법에서, 확장기가 아래팔근막(antebrachial fascia)를 통해 수근관으로 삽입된다. 그런 다음, 캐뉼러가 TCL 아래를 통과하고 전방의 나이프를 이용하여 인대를 기저부부터 원위부로 절단하는 동안 나이프 바로 다음의 내시경이 TCL을 비춰준다.
Mirza는 케뉼러, 관찰구(scope) 장착 절단 블레이드 및 테이퍼진 폐쇄장치를 포함하는 또 다른 일점 절개 기법을 고안하였다. Mirza 기법은 캐뉼러를 통해 길다란 삽입 부재를 삽입하고 TCL 아래에 상호 병합된 캐뉼러와 삽입 부재를 도입하는 것을 포함한다. 그런 다음, TCL 아래로 폐쇄장치를 진행시킨 후, 관찰구 장착 절단 블레이드가 캐뉼러를 통해 삽입되어 조직에 작동가능하게 물리도록 한다. Mirza의 시스템과 기법은 Mirza에 의한 US 5,366,465; US 5,578,051; US 5,968,061; 및 US 7,041,115에 개시된다.
1989년에 James Chow에 의해 이점 절개 ECTR의 첫번째 보고가 있었는데, 그는 자신의 기법에 사용하기 위해 슬롯형(slotted) 캐뉼러와, 폐쇄장치, 활액막 거상기(synovial elevator), 탐침, 및 일련의 나이프들을 개발하였다. Chow 시스템은 US 5,029,573에 개시되었다. 이후, 1992년에, Michael Brown은 슬롯형 캐뉼러가 TCL 아래로 수근관에 삽입되고 외과의의 오른 손(dominant hand)을 이용하여 인대 를 원위부부터 기저부로 절단하는 개선된 이점 절개 기법을 소개하였다. Brown 시스템은 US 5,323,765에 개시되어 있다.
상술한 ECTR 프로세스는 OCTR 프로세스와 연관된 수술후 통증, 병적 상태(morbildity) 및 회복 시간을 상당히 감소시켰다.
그러나, ECTR의 개선은 물론, 수술중 신경 및 기타 손의 다른 부위를 더 잘 보호하는 간단하고 실용적인 시스템과 기법에 대한 지속적인 요구가 있었다. 단지 ECTR에 대해서뿐만 아니라 다른 여러 형태의 섬세한 체내-수술에 사용될 수 있는, 개선되고 덜 복잡한 체내-수술용 시스템이 더 요구된다.
특정 종래 기술 시스템들은 수술 프로세스 중 외과의를 보조하기 위해 내시경 이미지가 포착되고 살균된 수술 공간 외부의 모니터들에 이것이 디스플레이되도록 개발되어 왔다. 이러한 종래 기술 시스템들은, 획득한 이미지를 수술 공간과 떨어진 모니터상에 디스플레이함으로써, 외과의가 수술 프로세스로부터 시선을 떨어뜨릴 것을 요구한다. 이는 외과의가 모니터와 환자 사이에서 시선을 번갈아 옮길 때 외과의의 눈이 지속적으로 초점을 재조정해야 하고, 또한 수술 작업으로부터 산만해질 수 있다.
또한, 특정 종래 기술 시스템들은 비디오 카메라가 부착된 시각적 관찰구(optical scope)가 핸들 및/또는 수술용 캐뉼러를 통해 삽입될 것을 요한다. 또한, 이러한 관찰구는 차례로 광섬유 케이블에 의해 광원에 연결되고 비디오 카메라는 다중 와이어 케이블에 의해 모니터에 연결된다. 모니터와 광원 모두 바로 옆 수술 공간으로부터 떨어진 곳에 위치하므로, 이러한 긴 연결부들은 핸들 또는 홀더가 비교적 무겁고 복잡한 경향이 있어서 미세하고 섬세한 수술의 수행 중에 외과의를 제한할 가능성이 있다. 이러한 케이블에 의해 추가되는 하중은 외과의가 지칠 때까지 상대할 수 있는 환자의 수를 더욱 제한할 수 있다.
영상 전자기기 및 디스플레이가 살균된 수술 공간 내에 위치할 수 있는 체내-수술용 시스템이 요구된다. 이러한 시스템은 수술 프로세스로부터 산만해지게 하지 않을 것이다. 추가로, 들고 있을 때 외과의의 섬세한 수술 수행 능력을 방해하지 않고, 불필요한 하중으로 인해 외과의의 부담을 가중시키지 않는 시스템이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 지금까지 알려진 이러한 일반적인 유형의 장치, 시스템 및 방법의 전술한 바와 같은 단점을 극복하는 체내-수술용(endo-surgical) 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
제공되는 것은 영상 광학(imaging optics)을 포함하고 이미지를 디스플레이로 전송 가능한 경량의(lightweight) 체내-수술용 툴(tool)이다. 본 발명의 일 특정 실시예에서, 장치에 대한 이미지 회로의 적어도 일 부분을 포함하는 핸들과 동시에, 툴의 캐뉼러 부분은 체내-수술용 절차의 특정 유형이 다른 체내-수술용 절차를 수행하도록 이루어지는 다수의 캐뉼러로 이용될 수 있도록 이루어진다.
본 발명에 대한 특성으로서 고려되는 다른 형상은 첨부된 청구범위에서 설명된다.
본 발명이 체내-수술용 장치 및 방법의 특정 유형에서 구체화됨으로써 여기에서 설명되고 도시된다고 하더라도, 청구범위의 균등한 범위 및 관점 안에서 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도 다양한 수정 및 구조적인 변경이 일어날 수 있기 때문에, 그럼에도 불구하고 그것은 도시된 세부 사항에 제한되는 의도가 아니다.
그러나, 본 발명의 추가적인 목적 및 이점과 함께, 본 발명의 구조는, 첨부된 도면과 연결하여 파악할 때 이하의 구체적인 실시예의 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다.
도면 전반에 걸쳐 동일한 도면 번호는 동일한 구성 요소를 언급한다.
도 1은 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템(endo-surgical system)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 체내-수술용 시스템의 일 부분에 대한 분해 조립도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템의 사시도이다.
도 4a는 체내-수술용 시스템에 유용한 체내-수술용 장치의 분해 조립도를 포함한, 본 발명에 따른 체내-수술용 시스템의 다른 실시예의 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템의 사시도이다.
도 4c는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템의 단면 사시도이다.
도 4d는 본 발명의 다른 특정 실시예에 따른 체내-수술용 시스템의 사시도이다.
도 5a는 손의 일 부분의 일반적인 해부를 도시한 것이다.
도 5b는 종래 기술에 따른 캐뉼러 및 손의 일 부분의 해부를 도시한 것이다.
도 5c는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 곡선형 첨두(curved prow)를 가진 캐뉼러 및 손의 일 부분의 해부를 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 원위 단부(distal end)에서 첨두 형상의 구조(prow shaped geometry)를 가진 캐뉼러의 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 대기중인 칼날(the blade at rest)을 가진 체내-수술용 장치의 부분적인 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전개된 칼날(the blade deployed)을 가진 체내-수술용 장치의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b에서 도시된 캐뉼러의 부분적인 사시도이다.
도 8c는 도 7a 및 도 7b에서 도시된 캐뉼러의 부분적인 측단면도이다.
도 8d는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전개된 칼날을 가진 체내-수술용 장치의 캐뉼러의 부분적인 측단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 유용한 일 특정 실시예인 첨두 형상의 원위 단부 구조를 가진, 직선형(straight), 곡선형(curved), 및 각진 형(angled)의 캐뉼러를 도시한 것이다.
도 10a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 칼날의 아치형(arcuate) 전개를 점선으로 도시한 캐뉼러의 부분적인 측단면도이다.
도 10b는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 대기중인 칼날을 구비한 캐뉼러의 부분적인 측단면도이다.
도 10c는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전개된 칼날을 구비한 캐뉼러의 부분적인 측단면도이다.
도 11a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 대기중인 칼날을 구비한 단일-동작 캐뉼러와, 고정된 첨두의 부분적인 측단면도이다.
도 11b는 전개된 칼날을 구비한 도 11a의 단일-동작 캐뉼러와, 고정된 첨두의 측면도이다.
도 12a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 단일-동작 캐뉼러와, 드롭-첨두(drop)의 측단면도이다.
도 12b는 드롭된 첨두를 구비하는 도 12a의 단일-동작 캐뉼러의 측면도이다.
도 13a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 이중-동작 캐뉼러의 측단면도이다.
도 13b는 드롭된 첨두 및 전개된 칼날을 구비하는 도 13a의 이중-동작 캐뉼러의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 횡수근 인대 해제 절 차(transverse carpal ligament release procedure)를 수행하는 캐뉼러의 첨두의 단면도이다.
도 15는 횡수근 인대 해제 절차를 수행하는 종래 기술에 따른 장치의 단면도이다.
도 16은 횡수근 인대 해제 절차를 수행하는 종래 기술에 따른 장치의 단면도이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명에 따른 캐뉼러를 이용하여 ECTR을 수행하기 위한 기술을 도시한 것으로, 도 17a는 삽입(insertion)을 도시한 것이고, 도 17b는 수축(retraction)을 도시한 것이며, 도 17c는 인대 분할(ligament division)을 도시한 것이다.
도 18a 내지 도 18b는 ECTR 시스템과 연결되는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 캐뉼러를 도시한 것이다.
도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐뉼러를 이용하여 ECTR을 수행하기 위한 기술을 도시한 것으로, 도 19a는 삽입을 도시한 것이고, 도 19b는 전개를 도시한 것이며, 도 19c는 인대 분할을 도시한 것이다.
도 20a 내지 도 20b는 도 19a 내지 도 19c의 시스템을 이용하기 위한 곡선형 첨두의 슬롯 및 핀 해제 메커니즘(slot and pin release mechanism)을 포함하는 캐뉼러의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 21a 내지 도 21b는 본 발명에 따라 이용하기 위한 툴(tool)을 포함하는 캐뉼러의 다른 특정 실시예를 도시한 것이다.
도 22a 내지 도 22b는 본 발명에 따라 이용하기 위한 툴을 포함하는 체내-수술용 장치의 다른 특정 실시예를 도시한 것이다.
도 23a 내지 도 23b는 본 발명에 따라 이용하기 위한 툴을 포함하는 체내-수술용 장치의 다른 특정 실시예를 도시한 것이다.
도 23c는 도 23a 및 도 23b의 툴의 일 특정 이용을 도시한 것이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 특정 체내-수술용 기구의 이용을 도시한 것이다.
도 25 내지 도 34는 본 발명의 다른 실시예들과 연결하는데 이용될 수 있는 발명된 스프레더(spreader) 장치 및 어셈블리의 특정 실시예들을 도시한 것이다.
도 35a 내지 도 35c는 본 발명에 따라 이용하기 위한 툴을 포함하는 체내-수술용 장치의 다른 특정 실시예를 도시한 것이다.
도 36a 내지 도 36c는 본 발명에 따라 이용하기 위한 툴을 포함하는 체내-수술용 장치의 다른 특정 실시예를 도시한 것이다.
도 37은 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전자기기 모듈을 포함하는 핸들의 단면도이다.
도 38은 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전자기기 모듈의 측면도이다.
도 39a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 전자기기 모듈의 사시도이다.
도 39b는 도 39a의 전자기기 모듈의 분해 조립도이다.
도 40a 내지 40d는 캐뉼러의 단부와 디스플레이 사이의 이미지 데이터를 제공하기 위하여 본 발명에 유용한 시스템의 다양한 실시예들을 도시한 블록 다이어 그램이다.
도 41a는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 캐뉼러의 등각 투상도이다.
도 41b는 본 발명의 일 특정 실시예에 따른 캐뉼러의 평면도이다.
도 41c는 도 41b의 캐뉼러의 측면도이다.
도 42a, 42b, 및 42c는 제1 종래 기술의 평면도, 정면도, 및 단면도를 각각 도시한 것이다.
도 43a, 43b, 및 43c는 제2 종래 기술의 평면도, 정면도, 및 단면도를 각각 도시한 것이다.
도 44a, 44b, 및 44c는 제3 종래 기술의 평면도, 정면도, 및 단면도를 각각 도시한 것이다.
도 45a, 45b, 및 45c는 본 발명의 일 특정 실시예의 평면도, 정면도, 및 단면도를 각각 도시한 것이다.
이제 도 1 내지 도 4D를 참조하면, 본 발명의 특정한 실시예들에 따르는, 최소 절개(minimally invasive), 최소 장애(minimally encumbered) 체내-수술(endo-surgery)에 사용되는 서저리용 시스템(10)이 도시되어 있다. 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 체내-수술용 시스템(10)은 캐뉼러(cannula)(20), 핸들 또는 핸드피스(handpiece)(30), 전자기기 모듈(EM)(40)과 디스플레이(50)를 포함한다.
시스템(10)의 캐뉼러(20)는 특정한 서저리용, 치료 및/또는 진단 목적으로 설계된 직선의, 각진(angled) 또는 곡선형, 강성 샤프트를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 캐뉼러(20)는 일회용일 수 있고, 다른 실시예들에서, 재사용을 위해 살균될 수 있다. 본 실시예에서, 캐뉼러들은 절차-특정적으로 설계된다(다시 말해서, 각각이 특정한 가시화 및/또는 서저리용 절차에 대하여 개별적으로 설계된다. 예를 들어, 내시경 수근관 릴리스(release) 절차 용도의 특정한 일 실시예에서, 캐뉼러(20)는 본체로부터 돌출한 곡선형(또는 각진) 원위단(distal end)을 가지도록 제공된다. 곡선형 원위단은 횡수근 인대(TCL; 횡수근 인대)의 원위단의 택타일 식별(tactile identification)을 용이하게 하고, TCL의 분할 전에, TCL의 원위에(distally) 위치하는 지방 패드를 변위시켜 TCL의 원위단을 명확하게 가시화할 수 있도록 한다.
시스템(10)에서, 살균한 또는 살균가능한 경량의 핸들(30)에/로부터 원하는 캐뉼러(20)를 부착 및/또는 탈착할 수 있다. 캐뉼러(20)와 마찬가지로, 핸들(30)은 일회용일 수 있거나, 원한다면, 재사용을 위해 살균될 수 있다. 핸들(30)로부터 캐뉼러(20)를 탈착할 수 있음에 의하여, 또한 다른 캐뉼러(20)들(다시 말해서 다른 서저리용 절차에 적응된 각각)을 하나의, 범용 핸들(30)에 사용할 수 있게 된다. 부착시, 캐뉼러(20)는 핸들(30)에 기계적으로 커플링된다.
수술 부위(surgical site)에서 수술 절차를 가시화할 수 있도록, 캐뉼러(20)는 이하에서 더 정의될 하나 이상의 광학 또는 전자 영상 장치를 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 영상 장치의 다른 부분은 전자기기 모듈(40) 내로 일체화된다.
핸들(30) 내에 전자기기 모듈(40)이 위치된다. 예를 들어, 특정한 일 실시예에서, 핸들은 중공형이어서 전자기기 모듈(40)을 수용하도록 적응될 수 있다. 전자기기 모듈(40)이 살균한/살균가능한 핸들(30) 내로 수용되므로, 전자기기 모듈(40)은 비살균되거나 및 재사용가능할 수 있다.
핸들(30) 내로 전자기기 모듈(40)을 삽입시, 핸들은 살균한 캡(32)에 의해 밀봉되어, 살균한 수술 필드(surgical field)로부터 비살균 전자기기 모듈(40)이 고립된다. 일단 시스템(10)이 조립되면(다시 말해서, 전자기기 모듈(40)이 캡(32)에 의해 밀봉되고, 원위단에 캐뉼러(20)가 부착된 핸들(30) 내로 삽입되면), 전자기기 모듈(40)이 캐뉼러(20)에 연결된다.
더 상세히 후술하는 바와 같이, 시스템(10)의 영상 장치에 의해 얻어지는 영상들은 처리되어 디스플레이(50) 상에 표시된다. 디스플레이는 핸들(30)에 부착될 수 있거나 또는 탈착될 수 있되, 살균한 수술 필드 내에 또는 가까이에 위치될 수 있다. 부가적으로 디스플레이(50)는 전자기기 모듈(40)에 접속되어 캐뉼러에서 영상 장치에 의해 얻어지는 영상 정보를 수신할 수 있다. 이와 달리, 디스플레이(50)는 무선으로 전자기기 모듈(40)로부터 영상 정보를 수신할 수도 있다. 캐뉼러에서 영상 장치에 의해 얻어지고 전자기기 모듈에 의해서 처리되는 영상들은 디스플레이(50) 상에 표시될 수 있고, 그 결과, 외과의(surgeon)는 수술 절차의 영상을 실질적으로 수술 필드와 일치하게(in-line with), 그리고 수술 필드로부터 환자의 가제를 상당히 이동시키지 아니하고도, 가시화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 핸들(30)은, 실질적으로 동일한 전자기기 모듈(40) 및 디 스플레이(50)에 의해 서비스되면서, 서로 다른 수술 절차들에 사용되는 다양한 서로 다른 캐뉼러들(20)을 수용할 수 있다.
대안적인 실시예에서(도 4D), 캐뉼러(20)와 핸들(30)은 하나의 단일 1회용 유닛으로 담겨질 수 있고, 전자기기 모듈(EM)(40)은 핸들의 외부에 위치되며, 케이블 연결에 의해서 그것에 연결된다. 또한, 전자기기 모듈(40)과 디스플레이(50)는 서로 연결될 수 있고, 수술 필드 내 위치에 적절한 살균한 인클로져(60) 내에 밀봉될 수 있다. 이와 달리, 디스플레이는, 전자기기 모듈과 함께 또는 전자기기 모듈 없이, 살균가능할 수 있다.
이하 시스템(10)의 각 부분들을 상세히 설명한다.
캐뉼러( Cannula )
A. 체내-수술용 절차들에 사용되는 캐뉼러들
전술한 바와 같이, 본 발명은 살균한 수술 필드 내에서 사용될 수 있는 최소 절개 체내-수술 용도의 서저리용 시스템 및 장치들에 관한 것이다. 이러한 필드는 신경 및 힘줄 릴리스 절차들과 같은 정형외과적 및 족병치료의(orthopedic and podiatric) 연부 조직 수술들을 포함한다. 또한, 체내-수술 분야 및 본 발명에 따른 장치의 사용에 대한 분야는 내시경을 이용한 얼굴 주름 수술(face lifts)과 같은 성형 수술 절차들 및 복재정맥 수확(saphenous vein harvesting)과 같은 일반 또는 혈관 외과 절차들 등을 포함한다. 이렇듯, 본 발명의 캐뉼러는 특정한 체내-수술용 절차에 적응될 수 있는데, 그 샤프트에서 및 그 원위부에서 특정한 형상을 그것에 부여함(imparting)에 의한 초기의 연부 조직 분리 또는 절개를 용이하게 할 수 있게, 수행하도록 그것이 설계된다. 본 발명에 의해 유용한 각각의 캐뉼러는 또한 절차-특정적 툴들을 사용하는 조직의 서지컬 조작 및 또는 다른 치료 목적들을 수행하도록 설계된다.
예를 들어, 도 9A 내지 도 9C에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(20)는 강성이되, 직선, 각진 또는 곡선형 샤프트를 가질 수 있다; 이것은 작은 절개 또는 경피적(經皮的)인(percutaneous) 수단을 통해서 인체 내로 도입되어서, 조직들의 가시화 및/또는 진단 및/또는 서지컬 및/또는 치료 조작을 허용한다.
이미지 센서(CMOS, CCD, FOVEON, 또는 유사한 장치)와 하나 이상의 부분이 캐뉼러의 원위부에 근접하게 위치하는 렌즈를 포함할 수 있는 "영상 장치"에 의해서 가시화가 제공될 수 있다. 부가적으로, 투명 하우징에 의해 렌즈 및 센서가 캡슐에 쌓이거나 또는 렌즈가 투명 하우징 내로 몰딩될 수 있다. 대안적으로, 영상 장치는 핸들에서 시작하여 캐뉼러에서 루멘을 통해 지나가는 광학 내시경일 수 있다.
영상 장치는 또한 캐뉼러의 원위부에 근접하게 또는 캐뉼러의 원위부에서 위치하는 LED들에 의해 제공되는(바람직한 실시예) 또는 핸들의 광원으로부터 광섬유 또는 광파이프 전달에 의해 제공되는 조명을 포함할 수 있다. 필요하다면, 광섬유는 내시경에 집적될 수 있으며, 또는 캐뉼러 자체가 광파이프로서의 역할을 할 수 있다.
또한 캐뉼러는 공간을 제공할 수 있어서, 외과의가 조직들의 조작 또는 다른 진단 또는 치료 절차들을 수행하는 것을 허용하는, 칼, 가위, 조직 스프레더 또는 다른 장치와 같은 하나 이상의 서지컬 툴들 또는 장치들의 배치를 허용할 수 있다.
후술할 일 실시예에서, 다른 장치들을 필요로 하지 아니하고, 하나의 캐뉼러를 사용하여 전체 절차를 수행할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 별개의 서지컬 장치가 단지 가시화용으로 의도된 캐뉼러와 함께(즉 조직들의 분리, 절개 또는 서지컬 조작을 허용하는 툴 없이) 사용될 수 있다.
또한, 여기서 설명 중인 바람직한 일 실시예에서, 캐뉼러는 핸들에 탈착가능하게 연결되도록 설계된다. 부착시, 캐뉼러는 핸들에 기계적으로 커플링되고 광학적으로 또는 전기적으로 핸들 내부에 포함된 전자기기 모듈에 연결된다.
이렇듯, 하나의 핸들, 전자기기 모듈 및 디스플레이를 포함하는 툴 키트가 제공될 수 있지만, 서로 다른 서지컬, 치료 또는 진단 절차들에 사용되도록 적응된 복수의 다른 캐뉼러들을 포함할 수도 있다.
캐뉼러는 재사용가능하거나 일회용일 수 있다. 일회용이라면, 캐뉼러는 팩 내에서 살균되고 단 한번 사용되고 버려지도록 의도된다.
캐뉼러는 제공될 수 있는 툴들을 작동시키기 위한 하나 이상의 동작가능한 트리거들, 레버들 또는 버튼들을 포함한다. 이와 달리, 몇몇 또는 모든 트리거들, 레버들 또는 버튼들은 핸들에 포함될 수도 있다.
부가적으로, 캐뉼러 및/또는 핸들에는 케뉼러의 회전 위치 지시를 돕는 레버들, 버블들 또는 횡 날개들(transverse wings) 또는 못들과 같은 하나 이상의 기구들이 제공될 수 있다.
B. ECTR (내시경 수근관 릴리스) 절차에 특정적으로 적응된 예시적인 캐뉼러들
본 발명에 따른 시스템의 특정한 일 실시예에서, 시스템을 내시경 수근관 릴리스 수술 절차를 수행하도록 특정적으로 설계된 캐뉼러와 연계하여 설명한다. 본 발명에 따른 ECTR 캐뉼러는 다음의 기능들의 전부를 수행하도록 특별히 설계된 하나의 장치로서 사용되도록 의도된다: (i) TCL로부터 윤활막 및/또는 다른 조직을 분리함; (ii) 힘줄들, 신경들 또는 다른 조직이 캐뉼러가 전진됨에 따라서 캐뉼러에 의해 정의된 수술 공간을 침입하는 것을 제지함; (iii) 캐뉼러가 전진됨에 따라서 캐뉼러가 수근관 내 자기-중심에 놓이도록 촉진함; (iv) 수근관 내에서 캐뉼러의 회전을 제지함; (v) 수근관이 완전히 가로질러지고 TCL의 원위 에지가 도달되는 순간에 외과의에게 택타일 피드백을 제공함; (vi) TCL의 분할이 시작되는 위치의 양호한 가시화를 허용하도록 TCL의 원위 에지 너머에 갖춰진 지방 패드를 변위함, 및 (vii) 다른 조직을 손상시키지 아니하고 TCL의 분할을 실행함.
종래의 내시경 수근관 릴리스 방법들은 직선의 캐뉼러를 사용한다. 그런데 직선의 캐뉼러는 손으로 행해지는 해부에 있어서 일정한 한계를 가진다. 도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 특정한 일 실시예에 따라서 곡선형 캐뉼러를 사용하는 경우의 효과를 종래 기술에 따라서 직선 캐뉼러를 사용하는 경우와 비교하여 나타낸다. 특히, 도 5A를 참조하면, 횡수근 인대(110)의 영역에서 전형적인 손의 해부는 내부에 중요한 동맥들 및 신경들(113)을 찾아볼 수 있는 활액 또는 지방 패드(112) 를 포함하는 것으로 도시된다. 횡수근 인대(110)는 날개 형상이려는 경향이 있다. 종래 기술에서 직선의(다시 말해서, 샤프트와 동일 평면에 선단이 위치하는) 캐뉼러(100)가 힘줄/신경(111)과 횡수근 인대(110) 사이에서 환자의 손 내로 삽입될 때, 캐뉼러(100)는 지방 패드(112) 아래로 지나갈 것이다. 직선의 캐뉼러(100)의 경우, 지방 패드(112)의 끼어듬 때문에 횡수근 인대(110)의 원위 에지의 양호한 가시화를 제공하지 못한다. 이로써 내부 동맥들 및/또는 신경들을 가능하게 절단하면서 도 5B애 도시된 바와 같이, 칼(102)이 배치될 때, 지방 패드(112)가 절개될 수 있다.
대조적으로, 도 5C에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라서 곡선형 선단(104)을 구비한 캐뉼러(100')는 지방 패드(112)를 변위시킬 수 있다. 지방 패드(112)를 변위시켜서, 곡선형 선단(104)이 통합된 캐뉼러(100')가 횡수근 인대(110) 에지의 명확한 시계(視界)를 제공할 수 있다. 곡선형 선단(104)의 자리에 각진 선단이 사용될 수도 있다. 이러한 각진 또는 곡선형 선단을 이하 "첨두(prow)"라고 지칭한다. 여기에서 사용된 것과 같이, 본 명세서 및 청구항들에서 캐뉼러의 "곡선형 선단" 및 "각진 선단" 또는 "곡선형 단부" 및 "각진 단부"라고 언급한 것은 서로 대체가능하며 하나의 용어 또는 다른 용어 하에서 속하는 어떤 실시예들을 배제하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 오히려, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있듯이, 캐뉼러의 원위단이 상대적으로 급격한 각 또는 더 점진적인 곡선의 결과로서 윗방향으로 돌출하는 것과는 무관하게, 그것은 지방 패드의 변위를 용이하게 할 것이고, 따라서 본 발명의 범주 내 에 속한다.
추가적으로, 곡선형 팁을 가지는 본원 발명의 특정 실시예를 설명하며, 이는, 이러한 용도의 경우에, 첨두가 대기 위치에 있을 때, 첨두의 원위 단부가 캐뉼러의 상단 표면 위쪽에(즉, 캐뉼러의 샤프트의 상단 표면의 평면 위쪽에 놓이는 다른 평면 내에서) 위치한다는 것을 의미한다. 또한, 종래 기술에서는 볼 수 없는 특성인, TCL이 크로스(cross)되었다는 택타일 피드백을 제공함으로써, 첨두의 구성이 TCL의 원거리 에지의 식별을 용이하게 한다.
보다 구체적으로, 인스턴트 용도에 관한 도 6을 참조하면, 높은 프리보드(high freeboard)를 가지는 해양 선박의 것과 달리, 펼쳐진 첨두를 포함하는 캐뉼러의 하나의 특정된 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 캐뉼러(160)의 첨두(180)의 상단 에지가 점차적으로 발산하며, 포인트("A")에서 최대 폭에 도달하며, 이어서 원위 단부(180b)를 향해서 점차적으로 수렴한다. 포인트("A")에서의 첨두(180)의 최대 폭은 캐뉼러(160)의 샤프트의 폭 보다 크다. 첨두의 폭은 또한 포인트("A")에서의 첨두의 높이 보다 크다. 추가적으로, 캐뉼러의 펼쳐진 첨두(180)는 상단 에지들의 부분 사이에서, 상단에서 개방되며, 그에 따라 그 사이에서 상기 첨두의 바닥과 벽들이 보울(bowl) 또는 공동을 형성한다.
캐뉼러가 진행됨에 따라, 이러한 펼쳐진 첨두(180)가 TCL로부터 윤활막 및/또는 기타 조직을 깨끗하고 정확하게 분리하고 그리고 신경, 힘줄 및 기타 조직이 캐뉼러에 의해서 규정되는 수술 공간으로 침투하는 것을 방지한다. 도면들로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 그리고 특히 도 6으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 펼쳐진 첨두(180)의 단면이 뒤집힌 벨과 같은 형상을 가지며, 그리고 비교적 넓으며, 종래 기술 장치에 비해서 수근관 내에서 보다 많은 공간을 점유한다. 보다 큰 폭이 수근관의 한정된 공간 내에서 첨두가 측방향을 변위되는 것을 방지하기 때문에, 캐뉼러(160)의 중심 선이 수근관의 중심선과 보다 잘 일치될 것이고, 그에 따라 수근관의 유구골(hamate) 측에 놓이는 척골(ulnar) 신경 및/또는 동맥을 손상시킬 수 있는 변위 위험을 최소화한다. TCL의 원위 에지에 도달하면, 펼쳐진 첨두(180) 역시 지방 패드를 변위시켜 TCL의 원위 에지를 노출시켜 의사가 볼 수 있게 한다.
추가적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 원위 단부(180b)에 접근됨에 따라 캐뉼러(160)의 상단 에지가 보다 펼쳐지게 된다. 첨두(180)의 상단 표면은 위쪽으로 구부러지고, 반면 첨두(180)의 바닥 표면은 하향 돌출한다. 길이 방향 단면에서 볼 때, 첨두(180)의 상단 표면은 위쪽으로 구부러지거나 각도를 형성하며, 그에 따라 캐뉼러의 샤프트의 돌출된 상단 표면의 위쪽에 대부분이 놓이는 한편, 첨두의 하부 표면은 하향 돌출되며, 그에 따라 그 바닥이 샤프트의 바닥 표면 아래에 놓이며, 이는 포인트("B")에서 도시된 바와 같다. 전술한 섹션에서 설명된 기하학적 형상과 조합된, 이러한 기하학적 형상은 첨두를, 롤리팝과 다른 것이 아닌, 구근형으로 만든다. 다시 말해, 캐뉼러의 짧은, 원위의 대부분(distal-most portion)은 보다 긴 기저부 보다 넓은 단면적을 가지며, 상기 긴 기저부는 보다 적은 단면적을 가진다. 수근관 증후군이 구획 증후군 형태이기 때문에, 또는 증대된 조직 압력에 의해서 유발되는 장애(disorder)이기 때문에, 이러한 디자인 특성은 고유수용성(propioceptive) 또는 택타일 피드백 효과를 의사에게 제공하며, 그러한 효과는 증대된 압력 또는 질병 상태의 영역을 통해서 횡단하였다는 것을 의사에게 알려주며, 그리고 TCL의 분할을 개시하기에 앞서서 기구의 적절한 삽입 깊이를 의사가 결정하는 것을 돕는다. 도 41A-41C는 사용 중에 전술한 "롤리팝" 효과를 생성하기에 적합한 기하학적 형상을 가지는 본 발명의 캐뉼러의 하나의 특정 실시예를 도시한다. 도 42-44에 도시된 종래 기술의 캐뉼러와 대조적으로, 도 45에 도시된 본 발명에 따른 장치에서, 캐뉼러의 짧은, 원위의 대부분은 보다 긴 기저부 보다 넓은 단면적을 가지며, 상기 긴 기저부는 보다 적은 단면적을 가진다.
본 발명의 전술한 특징은 기저부에서 원위부까지의 수술 분할 뿐만 아니라, 원위부에서 기저부까지의 수술 분할에도 유용하다.
또한, 본 발명의 특정 실시예에서, 도 7A, 7B, 9A 및 9C에 특히 도시된 바와 같이, 캐뉼러의 첨두(180)의 상단 표면(181)은 증대된 평평한 접촉 면적을 구비하며, 상기 접촉 면적은, 선택적으로, 첨두(180)와 환자의 TCL 사이에서 연장하는 리브(182)를 포함한다. 이러한 바람직한 실시예에서 밀접하게 이격된(closely spaced) 리브들 역시 대기(즉, 아직 전개되지 않은) 나이프가 공동 내로 돌출할 수 있는 조직을 의도하지 않게 컷팅하는 것을 방지한다. 이러한 평평한 또는 리브형(ribbed) 표면은 또한, 나이프가 추후에 전개되었을 때 분할될 TCL 의 표면에 수직인 평면에서 회전되는 방식으로, 길이방향 축선을 중심으로 한 캐뉼러의 회전을 방지한다. 또한, 평평한 접촉 면적은 의사에 의한 삽입 및 진행 시에 첨두(180)가 TCL의 다수 섬유에 걸리는 것을 방지한다.
도 7A-13B를 참조하면, ECTR에서 사용하기 위한 체내-수술 장치의 다수의 바람직한 실시예가 도시되어 있으며, 이때 첨두는 캐뉼러의 샤프트에 대해서 구부러지거나 각도를 이루고(즉, 첨두의 팁이 캐뉼러 샤프트의 상부 표면에 의해서 형성된 평면의 위쪽에 위치된다) 그리고 펼쳐진 첨두를 포함한다. 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 각각의 캐뉼러는 특정 용도(본 실시예의 경우에 ECTR이다)에 맞춰서 특화되어 구성될 수 있을 것이다.
보다 구체적으로, 도 7A 및 7B는 본 발명의 하나의 특정 실시예에 다른 체내-수술 장치(155)의 측면도이다. 상기 장치(155)는 착탈가능한 캐뉼러(160)가 연결된 핸들(170)을 포함한다. 상기 캐뉼러(160)는 곡선형-팁 캐뉼러(즉, 원위 표면(163)이 샤프트(169)의 상부 표면 위쪽에 위치된다)이며, 이때 블레이드(165)는 기계적 액츄에이터(168)를 잡아 당김으로써 전개되며, 이는 나이프를 공동 위쪽으로 돌출시킨다. 캐뉼러(160)가 EM 모듈과 소통하는 영상 조립체(도 7A-7B의 '162')를 포함할 수 있으며, 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 그 모든 부분 또는 일 부분들이 핸들(170) 내에 위치될 수 있고, 또는 공지된 타입의 광학적 내시경(도 4B 또는 8D의 '167')을 포함할 수 있다.
본 예에서, 캐뉼러(160)의 첨두(180)는 고정되고(즉, 드롭되지 않는다) 그리고 액츄에이터(168)는 링키지 및 로드(도 8B-8D의 '172')에 의해서 블레이드(165)의 기저 단부에 연결된다. 블레이드(165)는 피봇 포인트(166)에서 캐뉼러(160)의 원위 단부에 고정된다. 그에 따라, 도 7B에 도시된 바와 같이, 로드와 함께 블레 이드(165)의 기저 단부를 밀기 위해서 액츄에이터(168)를 이동시킴으로써, 블레이드(165)가 캐뉼러(160)의 첨두 내의 공동으로부터 원호형(즉, 곡선형) 경로로 전개될 수 있다. 액츄에이터 메카니즘(168) 의 방향을 반전시킴으로써, 그리고 결과적으로 로드(172)를 잡아당김으로써, 도 7A에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(160)의 첨두 내의 대기 위치까지 반대의 원호형 궤적을 따라 블레이드(165)가 후퇴된다. 이른바 당업자는 그러한 궤적이 첨두의 위쪽에 위치될 수 있는 느슨한(loose) 조직이 블레이드의 후퇴 동안에 끼게되는 빈도를 줄일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
보다 특히, 도 8A-8C를 참조하면, 적어도 영상 장치(162)의 일부가 캐뉼러(160)의 샤프트의 원위 부분 내에 둘러싸이고 펼쳐진 첨두의 기저 단부에 인접한다. 이러한 바람직한 실시예에서, 바람직하게, 영상 장치(162)는 렌즈(162a) 또는, 그 대신에, 광학 스코프(optical scope)(도 8D의 '167')이 장착된 이미지 센서(184)(CMOS, CCD 또는 FOVEON)를 포함한다. 필요하다면, 이미지 센서(184) 및 렌즈(162a)가 독립적인 투명한 하우징 내로 캡슐화될 수 있을 것이다. 또한, 렌즈(162a) 위치에 인접하여, 캐뉼러 외부의 소오스로부터의 빛을 채널링하는 광섬유 또는 광 터널의 출력 단부 또는, 그 대신에, 하나 이상의 LEDs와 같은 광원이 위치될 수 있을 것이다. 추가적으로, 원하는 경우에, 캐뉼러의 펼쳐진 첨두가 아크릴과 같은 투명 물질로 제조될 수 있고 그리고 고정형 또는 이동형이 될 수 있을 것이다.
도 9A를 참조하면, 도 7A-8C와 관련하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 하나의 특정 실시예의 고정된 첨두 탈착형 캐뉼러의 사시도가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 캐뉼러(160)의 샤프트는 직선형이다. 캐뉼러(160)는 커넥터(161)를 통해서 도 7A 및 7B의 핸들(170)과 같은 핸들에 착탈가능하게 연결될 수 있다. 커넥터(161)는 장치의 액츄에이션(actuation) 메카니즘과의 기계적 연결 및 핸들(170) 내의 전자기기와의 전기적 연결 모두를 제공한다. 예를 들어, 커넥터(161)는, 전기적 모듈이 사용되는 경우에, 그러한 전기적 모듈(도 39A-39B의 '410')) 상의 핀과 정합되는 암형(female) 커넥션을 포함한다. 그 대신에, 도 4B 및 8D에 도시된 바와 같이, 내시경(167)이 커넥터(161)를 통과할 수 있을 것이다. 내시경(167)에 의해서 획득된 이미지들이 EM(40) 상의 전자기기로 제공될 수 있도록, 내시경(167)은 EM 모듈과 결합하는 커넥터를 포함한다는 것을 주지하여야 한다.
도 9B 및 9C는, 본 발명에 따른, 전개가능한 나이프를 포함하는 고정형 첨두 캐뉼러의 다른 실시예를 도시한다. 보다 구체적으로, 캐뉼러(160')는 그러한 캐뉼러(160')의 원위 단부에 위치된 펼쳐진 고정형 첨두를 포함하며, 그 샤프트는 곡선형이다. 캐뉼러(160')의 샤프트의 이러한 곡선형 배치는 첨두가 도 9A의 실시예에서 보다 더 상승될 수 있게 허용하며, 이는 ECTR 동안에 지방 패드를 밀어내는데 있어서 유용하다.
유사하게, 도 9C의 캐뉼러(160")의 샤프트는 포인트(160"a)에서 벤딩된 각도를 포함한다.
이러한 곡선형 및 각도형 샤프트는 직선형 샤프트 캐뉼러를 사용할 때 접근하기 곤란했던(즉, ECTR의 경우에, 손바닥으로부터 손목을 향한 접근) 수술 위치로 용이하게 접근할 수 있게 허용한다.
도 10A-10C를 참조하면, 도 9A의 캐뉼러(160)의 첨두 부분으로부터 블레이드가 전개되는 것이 보다 상세하게 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 도 10B는 대기 상태의 블레이드(165)를 가지는 캐뉼러(160)를 도시한다. 블레이드(165)를 전개하기 위해서, 핸들에서의 액츄에이션 메카니즘이 전개되며, 이는, 이러한 실시예에서, 로드(172)를 밀어내고, 결과적으로 핀(166)과 블레이드 슬롯(169)에 의해서 규정되는 원호형 경로를 따라 블레이드(165)를 이동시킨다. 도 10A는 전개 동안에 블레이드(165)에 따르는 원호형 경로를 (점선으로) 도시한다. 추가적으로, 도 10C는 블레이드 슬롯(169)의 전개된 단부에 기대어진 핀(166)을 가지는 완전히 전개된 블레이드(165)를 도시한다.
도 11A, 11B, 12A, 12B, 13A 및 13B를 참조하면, ECTR을 실시하기 위해서 본 발명의 시스템과 연결되어 사용될 수 있는 캐뉼러의 3개의 특정 실시예를 도시하였다. 보다 구체적으로, 도 11A 및 도 11B에 도시된 캐뉼러는, 도 7A-10C와 관련하여 전술한 바와 같이, 이동가능한 블레이드(165)를 가지는 고정형 첨두 캐뉼러이다. 도 11A 및 11B의 캐뉼러(160)에서, 전술한 바와 같이, 첨두는 캐뉼러(160)의 샤프트에 고정적으로 부착되고 그리고 그로부터 분리되어 이동되지 않는 한편, 블레이드(165)는 선택적으로 작동될 수 있다.
도 11A 및 11B의 캐뉼러(160)와 대조적으로, 도 12A 및 12B에 도시된 캐뉼러(190)는 이동가능한 첨두(192) 및 고정형 블레이드(195)를 구비한다. 도 12A 및 12B의 캐뉼러(190)에서, 블레이드(195)가 캐뉼러(190)의 샤프트에 고정적으로 부착 되고 그로부터 분리되어 이동되지 않는 한편, 첨두(192)는 선택적으로 드롭되도록 작동될 수 있으며, 그에 따라 TCL을 블레이드(195)에 노출시킬 수 있다.
전술한 양 캐뉼러는 "단일-동작" 캐뉼러인데, 이는 블레이드를 전개시키기 위해서 단지 하나의 동작 만이 실시되기 때문이다(즉, 첨두가 드롭되거나 블레이드가 상승된다). 도 13A 및 13B에 도시된 캐뉼러(200)는 "더블-동작" 캐뉼러이며, 여기에서 블레이드는 첨두(202)의 드롭핑 및 블레이드(205)의 상승 모두에 의해서 노출된다. 보다 구체적으로, 하나의 특정 실시예에서, 액츄에이션 메카니즘이 캐뉼러(200)로 통합되며, 그러한 액츄에이션 메카니즘은 동시에 첨두(202)를 드롭하고 블레이드(205)를 전개하기 위해서 장치의 핸들 상의 레버 또는 다른 액츄에이션 메카니즘과 소통하며, 그에 따라 피봇 핀(207) 및 블레이드 슬롯(206)에 의해서 규정되는 원호형 경로를 따라서 피봇팅시킨다.
작동 중, 캐뉼러(160, 190, 200)의 첨두(prow) 내에 제공되는 블레이드(165, 195, 205)의 목적은 TCL을 분리하는 것이다. 캐뉼러(160, 190, 200)의 전진 및 삽입 동안, 플레어형(flared) 첨두 및 포함되는 경우, 리브(182)는 조직과의 어떠한 접촉으로부터도 블레이드(165, 195, 205)를 차단한다. 첨두가 TCL의 원위(distal) 에지의 원하는 위치에 도달할 때, 외과의는 블레이드(165, 195, 205)를 전개하여 TCL의 분리를 시작할 수 있다. 플레어형 첨두가 가동되는 경우, 도 12A 내지 도 12B의 실시예에서와 같이, 블레이드(195)의 전개는 블레이드(195)가 고정되어 있는 동안 플레어형 첨두를 하방으로 낙하시키는 기구에 의해 수행된다. 플레어형 첨두가 고정될 때, 나이프는 도 10A 내지 도 10C 및 도 11A 내지 도 11B와 관련하여 설 명된 바와 같이, 나이프가 플레어형 첨두의 상부 에지 위로 돌출할 때까지 아치형 경로를 따라 나이프를 상방으로 돌출시키는 기구에 의해 전개될 수 있다. 선택적으로, 기구는 도 13A 내지 도 13B의 특별한 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이, 가동 플레어형 첨두를 낙하시키는 동안, 동시에 나이프를 아치형 경로를 따라 상방으로 돌출시킨다.
첨두를 낙하시키고/블레이드를 상승시키기 위한 하나의 특별한 기구가 여기서 설명되었지만, 이는 제한하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 사상 내에서 다른 작동 기구가 적용될 수 있다는 것에 주의하라. 예를 들면, 본 발명의 캐뉼러의 블레이드 및/또는 첨두는 전자석 및/또는 솔레노이드 및/또는 장치의 핸들 상의 버튼에 의해 전기적으로 작동되는 다른 기구와 같은, 전자적 해결책을 이용하여 전개될 수 있다. 또한, 캐뉼러는 가동 플레어형 첨두, 가동 블레이드 또는 둘다를 작동시키도록, 하나 또는 그 이상의 작동가능한 트리거(trigger), 레버 또는 버튼을 포함할 수 있다. 이와 달리, 일부 또는 모든 트리거, 레버 또는 버튼은 핸들 내에 포함될 수 있다.
도 14를 참조하면, 수근관 인대 유리 수술 절차(carpal tunnel ligament release precedure)를 수행하는, 본 발명의 특별한 일 실시예에 따라, 캐뉼러(170)의 첨두(180)의 단면이 도시되어 있다. 도 14에 도시되고 도 15 및 도 16의 종래 기술에 대비하여 도시된 바와 같이, 본 발명의 플레어형 첨두(180)는 나이프가 척골 신경 및/또는 동맥에 접근하는 가능성을 감소시키는, 캐뉼러의 변위(도 15) 및 회전(도 16)을 제한한다. 첨두(180)의 플레어가 유구골(hamate)(H) 고리와 충돌하 여 캐뉼러의 변위를 제한하는 반면, 첨두의 평평하고 넓은 상부면이 TCL에 꼭 끼어서 캐눌러의 회전을 억제하는 것에 주의하라.
본 발명과 관련하여, 플레어형 에지는 캐뉼러의 전체 길이를 따라 형성될 수 있다. 선택적으로, 플레어형 에지는 첨두를 통하여 또한 심지어 첨두의 제한된 부분 상으로만 연장될 수 있다. 유용하게는, 이러한 플레어형 에지는 플레어형 에지가 전진할 때 조직 층을 해부 또는 분리함으로써 TCL과 수근 활액낭(carpal bursa)(또는 다른 조직) 사이에 간격을 형성하도록 한다. 또한, 플레어형 에지는 더 큰 시야를 제공할 수 있어, 추가로 힘줄 및 신경이 캐뉼러에 의해 형성되는 수술 공간과 간섭되는 것을 방지한다. 또한, 본 발명의 특별한 일 실시예에서, 리브는 블레이드로부터 조직의 격리를 보증하도록 좁은 보호 슬릿을 제공하여, 캐뉼러가 전진할 때 손상 가능성을 감소시킨다.
원하는 경우, 캐뉼러 첨두의 최 원위 부분은 원위 첨두의 플레어형 에지 내에 설치된 해부 기구 팁과 결합(incorporate)될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 플레어형 에지를 가지는 원위 첨두의 팁은 다소 원형이고 캐뉼러가 도입되어 전진할 때 해부에 의해 인대와 수근 활액낭 사이에 공간을 형성하기 위한 것과 같이 현존하는 조직면을 분리하는 기능을 한다. 따라서, 플레어형 에지는 캐뉼러가 전진할 때 자체 공간을 형성할 수 있다.
캐뉼러의 상술된 실시예는 제한하려는 것이 아니라, 본 발명의 사상 내에서 다른 캐뉼러 설계가 ECTR용으로 이용될 수 있다는 것에 주의하라. 예를 들면, 도 17A 내지 도 17C는 본 발명에 따라 원위 첨두를 가지는 곡선형-팁 캐뉼러(140)의 또 다른 특별한 실시예를 도시한다. 전술된 실시예에서와 같이, 캐뉼러(140)는 나이프(125) 및 광학 장치(130)를 포함한다. 도시된 특별한 실시예에서, 광학 장치(130)는 접안 렌즈(eyepiece; 144)와 광학적으로 소통되는 내시경이다. 또한, 곡선형-팁 캐뉼러(140)는 캐뉼러(140)의 길이를 따라 광학 장치(130) 및 나이프(125)가 노출될 수 있다(즉, 캐뉼러(140)는 상부면에서 채널이 개방된다). 일 실시예에서, 나이프(125) 및 광학 장치(130)는 원위 단부로부터 기저 단부로 캐뉼러(140)의 상부면을 따라 노출될 수 있어, 나이프(125)가 해제(release)된 후 나이프(125) 및 광학 장치(130)가 캐뉼러의 종방향 축선을 따라 함께 이동할 수 있도록 한다. 또 다른 특별한 실시예에서, 캐뉼러(140)는 나이프(125) 및 광학 장치(130)가 캐뉼러(140) 내에 설치될 수 있도록 실질적으로 " U " 형상 단면을 가질 수 있다. 곡선형-팁 캐뉼러(140)가 나이프/광학 장치 조립체로부터 독립적인 일 실시예에서, 인대(110)는 나이프/광학 장치 조립체를 가까운 쪽으로(proximally) 당김으로써 캐뉼러(140)로부터 나이프(125)를 분리한 후 절단될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 나이프(125)의 절단 에지는 인대(110)를 절단하기 위해 나이프를 이용하기 전에 전개 기구(deployment mechanism)를 이용하여 전개될 수 있다.
본 발명의 하나의 특별한 실시예에서, 도 17A를 더욱 특별히 참조하면, 곡선형-팁 캐뉼러(140)는 나이프 에지가 캐뉼러(140)의 삽입 동안 보호되도록 나이프의 에지를 숨길 수 있다. 도 17A 내지 도 17C에 도시된 특별한 실시예에서, 단일 나이프/광학 장치 조립체(132)가 이용된다. 나이프/광학 장치 조립체(132)는 나이프 에지를 가지는 나이프(125)에 부착되어 고정된 광학 장치(130)와 결합될 수 있다.
도 17B를 참조하면, 캐뉼러(140)의 삽입 후, 캐뉼러(140)가 제 위치에 있는 동안, 나이프/광학 장치(132)가 철회될 수 있다. 일 실시예에서, 나이프(125)는 캐뉼러(140) 내에 나이프(125)를 고정하기 위해 캐뉼러(140)의 원위 단부와 맞물릴 할 수 있는 팁 맞물림(engagement) 니플(126)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 나이프(125)는 캐뉼러(140)의 원위 단부로부터 팁 맞물림 니플(126)을 분리하는 해제 기구(release mechanism)(예를 들면 도 7A의 168 참조)를 누름으로써 캐뉼러(140) 내로부터 철회될 수 있다. 이러한 실시예에서, 캐뉼러(140)와 나이프/광학 장치 조립체(132) 사이의 회전은 회전을 방지하는 단면과 정합됨으로써 제한될 수 있다.
도 17C를 참조하면, 인대(110)는 이어서 나이프/광학 장치(125, 130)가 인대(110)를 통하여 가까운쪽으로 당겨질 때 분리될 수 있다. 특별한 일 실시예에서, 캐뉼러(140)는 고정 수단에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 특별한 일 실시예에서, 고정 수단은 환자의 피부를 통하여 캐뉼러(140)의 팁에서 택 개구 내로 삽입되는 택(tack; 135)일 수 있다. 캐뉼러의 원위 첨두가 제위치에 있어 광학 장치(130)를 통하여 인대(110)의 원위 에지의 관찰을 허용할 때 택(135)은 피부 및 캐뉼러(140)의 택 개구를 통하여 삽입될 수 있다. 다른 실시예에서, 고정 수단은 환자의 피부를 통하여 캐뉼러의 첨부에 인력이 작용되는 강한 자석과 같은 경피 장치(percutaneous device)일 수 있다.
도 17A 내지 도 17C의 광학 장치(130)는 형상이 원통형일 수 있고 도시된 바와 같이, 일정한 각도(131)로 원위 단부가 절단될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 광학 장치(30)의 원위 단부는 45°와 동일하거나 이에 근접한 각도일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학 장치(130)의 원위 단부는 30°와 동일하거나 이에 근접한 각도일 수 있다. 특별한 일 실시예에서, 캐뉼러(140)의 곡선형-팁(141)은 투명한 재료(clear material)일 수 있다. 예를 들면, 아크릴이 곡선형 팁 캐뉼러(140)의 적어도 일 부분을 형성하기 위해 이용될 수 있다.
도 18A 및 도 18B를 참조하면, 곡선형 팁 캐뉼러(140) 및 나이프/광학 장치(132)는 접안 렌즈(144)와 결합될 수 있거나 그렇지 않으면 전자기기 모듈(electronics module)(예를 들면, 도 4B 참조)로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 곡선형-팁 캐뉼러(140)는 일회용 블레이드 조립체의 부분일 수 있다. 도 18B에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(140)는 나이프/광학 장치 조립체(132)로부터 독립적일 수 있다. 이용중, 외과의는 내시경 관찰 하에서 환자의 손 안으로 나이프/광학 장치 조립체(132)를 구비한 캐뉼러(140)를 삽입할 수 있으며 이어서 인대를 절단하도록 나이프/광학 장치 조립체(132)를 전개할 수 있다. 현재 설명된 도 18A 내지 도 18B의 체내-수술용 시스템은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 전자기기 모듈을 이용할 수 있거나 이용하지 않을 수 있다. 이는 다른 것 중에서 특히 도 1 내지 도 4D와 관련하여 설명되는 바와 같이, 본 실시예의 나이프/광학 장치 조립체(132)가 광학 시스템 및 전자기기 모듈을 이용하도록 부가적으로 적용되는 것으로 제한하는 것을 의미하지 않는다.
본 발명의 캐뉼러는 도 18A 및 도 18B에 도시된 것으로 제한되는 것을 의미하지 않는다는 것에 주의하라. 예를 들면, 원하는 경우, 캐뉼러 및 나이프/광학 장치 조립체는 하나의 비 독립 조립체 내로 조합될 수 있다. 또한, 원하는 경우, 캐뉼러는 상부면을 따라 개방될 것이 요구되지 않으며 나이프 및 광학 장치의 길이를 노출하지 않는다. 오히려, 이 같은 실시예에서, 캐뉼러는 나이프가 노출될 때 절단 및 선택적으로 광학 관찰을 허용하기에 충분한, 팁에서 소형 개구를 가지게 된다.
도 19A 내지 도 19C를 참조하면, 나이프 에지가 캐뉼러(150)의 삽입 동안 보호될 수 있도록 나이프(125)의 에지를 덮거나 숨길 수 있는 곡선형 캐뉼러(150)의 특별한 일 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 나이프(125)의 블레이드 에지는 캐뉼러의 삽입 동안 보호되는 위치에 있을 수 있다. 도 17A 내지 도 17C의 실시예에서와 같이, 나이프/광학 장치 조립체(132')가 나이프 에지를 가지는 나이프(125)에 부착되어 고정되는 광학 장치(130)와 결합될 수 있다.
도 19B를 참조하면, 캐뉼러(150)의 삽입 후, 나이프(125)가 전개될 수 있다. 도시된 실시예에서, 나이프(125)는 캐뉼러(150)의 원위 첨두(150b)를 직선화함으로써 노출될 수 있다(즉, 팁의 평면이 캐뉼러 첨두의 상부면의 평면으로 접근하도록 팁을 낙하함으로써).
도 20A 및 도 20B에 더욱 특별하게 도시된 바와 같이, 라이브 힌지(live hinge), 핀, 및/또는 종래의 힌지가 원위 첨두(150b)의 작동, 및 이에 따른 원위 첨두(150b)의 개방 및 폐쇄가 용이하도록 이용될 수 있다. 다른 실시예도 또한 가능하다. 예를 들면, 나이프(125)의 블레이드 에지가 철회 위치에서 시작하는 하나의 특별한 실시예에서, 블레이드 에지가 전개 기구를 이용하여 인대(110)를 절단하기 위해 연장된 위치 내로 전개될 수 있다. 도 20A 및 도 20B에 도시된 실시예에 서, 해제 기구(160)는 캐뉼러의 원위 첨두(150b)를 직선화하기 위해 이용될 수 있다. 해제 기구(160)는 도 20A 및 도 20B에 도시된 바와 같이, 횡방향 핀(154) 및 슬롯(152)과 결합할 수 있다. 특별한 바람직한 일 실시예에서, 슬롯(152)은 캐뉼러(150)의 팁(152)에서 원위 첨두(150b)에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 나이프(125)는 가깝게 또는 멀리 짧은 거리, 바람직하게는 10 mm 보다 작게, 더욱 바람직하게는 2 내지 3 mm보다 작게 철회될 수 있다. 나이프(125)를 철회함으로써, 횡방향 핀은 원위 첨두(150b)에 형성된 슬롯 상에서 이동될 수 있다. 원하는 경우, 맞물림 기구(도시안됨)는 해제 기구와 맞물리도록 캐뉼러 상에 결합될 수 있다. 맞물림 기구는 나이프(125)를 노출하도록 눌러질 수 있다(예를 들면, 도 7B의 맞물림 기구(168) 참조). 예를 들면, 맞물림/작동 기구가 제공될 수 있으며, 맞물림/작동 기구를 누름으로써 슬롯(152)을 따라 횡방향 핀(154)이 이동한다.
도 19C를 참조하면, 인대(110)는 캐뉼러(150) 및 나이프/광학 장치 조립체(132')가 인대(110)를 통하여 유닛으로서 가까운쪽으로 당겨질 때 분리될 수 있다. 하나 보다 많은 블레이드(125)의 통과는 인대를 절단하기 위해 요구되는 것이 가능하다.
특히 도 20A 내지 도 20B를 참조하면, 슬롯(152)은 상이한 각도로 형성될 수 있고 또한 곡선형 팁의 회전 중앙에 동심인 아크 세그먼트로서 형성될 수 있다. 도 20A 및 도 20B는 슬롯 및 핀 조합을 위한 단지 하나의 가능한 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 원위 첨두(150b)는 해제 기구를 가압함으로써 직선화될 수 있다. 해제 기구가 가압될 때, 핀(154)은 캐뉼러 내의 슬롯(152)을 상방으로 이동시킬 수 있어 캐뉼러의 원위 첨두(150b)를 직선화시킨다. 원위 첨두가 직선화될 때, 원위 첨두는 나이프(125)(도 19B)를 노출하여 인대(110)의 절단을 허용하도록 한다. 전술된 것으로부터, 본 발명의 사상을 계속 유지하면서 다른 슬롯 배향이 가능하다는 것이 이해된다.
전술된 실시예에서와 같이, 캐뉼러(150)의 원위 첨두(150b)는 투명한 재료로 형성될 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 캐뉼러(150)의 원위 첨두(150b)가 아크릴로 형성될 수 있다.
스프래더 장치를 갖춘 캐뉼러
본 발명의 양호한 실시예에서, 체내-수술용(endosurgical) 시스템이 다양한 외과용, 진단용 또는 치료용 툴과 함께 사용될 수 있으며, 하나 또는 그보다 많은 액츄에이터와 결합될 수 있다. 이용가능한 툴의 예에는 시저스(scissors), 블레이드, 파지 톱(grasping claw), 스프래더, 및 푸싱 툴이 포함된다. 따라서 상기 캐뉼러는 다양한 툴을 포함하고 툴과 작동하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 다양한 툴을 작동시키기 위한 액츄에이터는 캐뉼러 및/또는 핸들과 통합될 수 있다. 추가로, 액츄에이터가 캐뉼러와 통합되면, 핸들은 상이한 캐뉼러 부착을 위한 트리거/액츄에이터 공간을 제공하기 위해 부착 지점 근처에 컷-아웃(cut-out)을 가질 수 있다.
특히, 도 21A 내지 도 24를 참조하면, 체내-수술용 수술 중에 부드러운 조직의 외과 공동을 형성 또는 유지하기 위한 스프래더 장치(210)가 도시되어 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 13에 도시된 순근관 캐뉼러에 비해서, 도 21A 내지 도 24에 도시된 스프래더 장치는 외과적으로 조종될 특정 해부학적 조직에 접근하기 위한 상당히 큰 임시 조직 공동을 형성할 필요가 있는 외과 수술에 사용하기 위해 특별히 채용된다. 이러한 과정에는 트리거핑거 유리, 데퀄베인의 유리(dequervain's release) 및 후경골 힘줄 유리(posterior tribial tendon release)와 같은 힘줄집(tendon sheath) 유리 수술을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 도 21A 내지 도 24의 스프래더 장치는 또한 일반적으로 테니스 엘보 유리, 족저 근막절개술 및 근막절개술들과 같은 연결 조직 절단 수술에도 사용될 수 있다. 게다가, 도 21A 내지 도 24의 스프래더 장치는 척골관 유리, 회내근관 유리, 모르톤 신경종(mortons neuroma) 유리 및 발목관 유리와 같은 신경 유리 수술을 수행하도록 특별히 구성된다. 모든 이러한 외과적 수술에 공통적으로, 수술될 해부학적 조직은 대체되어야 할 상당한 양의 피하조직에 의해 덮여진다.
도 21A 및 도 21B에 도시된 바와 같이, 스프래더 장치는 신체 내부로 유입되는 스프래더 캐뉼러(212) 부품 및 상기 캐뉼러를 통해 전개되는 확장 매쉬 또는 스카포울드(scaffold) 부품을 포함한다. 전개 후에 이러한 스카포울드는 엔도스코픽 시각화 및 외과적 조정을 허용하도록 해당 해부학적 조직로부터 이격된 인접 조직을 전개 또는 지지한다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 도 22A 및 도 22B에 도시한 바와 같이 스프래더 장치(210)는 분리 유닛이며 도 1 내지 도 4D에 도시된 것과 유사한 장치의 체내-수술용 이미징 캐뉼러 부분과 맞물림 결합할 수 있다. 스프래더 캐뉼러(212)가 먼저 신체 내부로 유입된다. 그 후에는 외과 공동의 확장 및 스프래더 메쉬의 삽입과 전개가 이어진다. 그 후에, 체내-수술용 장치 상의 캐뉼러(216)가 특히 도 22A 및 도 22B에 도시한 바와 같이, 이미 유입된 스프래더 캐뉼러를 통해 외과 공동의 내측으로 유입된다. 환언하면, 스프래더 장치의 유입을 허용하는 제 1 캐뉼러가 외과 영역의 내측으로 삽입된다. 외과 공동은 스프래더 장치를 삽입함으로써 유지된다. 최종적으로, 도 1 내지 도 4D와 관련하여 전술한 바와 같이 핸들 및 전자 모듈에 연결되는 외과용, 진단용 또는 치료용 툴 및 이미징 장치를 포함하는 제 2 캐뉼러(216)가 제 1 캐뉼러(212)를 통해 외과 공동의 내측으로 삽입되어 살균 외과 부위 내에 바람직하게 놓이는 디스플레이를 보면서 외과 수술을 수행할 수 있게 한다.
도 23A 및 도 23B에 도시된 다른 실시예에서, 스프래더 장치(220)는 도 1 내지 도 4D에 도시된 장치와 같은 체내-수술용 기구와 통합될 수 있다. 액츄에이터 메카니즘을 통해, 스프래더는 외과 공동을 생성하도록 신체의 내측에서 확장될 수 있다. 이러한 실시예는 엔도스코픽 기구가 수술 공간을 동시에 형성하고, 그 영역을 조명하고, (예를 들어, 도 23B 및 도 24D에 도시한 바와 같은)툴을 분배하고, 외과 수술을 위한 이미징을 제공할 수 있게 한다. 환언하면, 이미징 장치, 의료용 툴을 포함하고 도 21의 스프래더 장치와 결합되는(즉, 액츄에이터에 의해 전개되는) 캐뉼러가 도 1 내지 도 4D와 관련하여 전술한 바와 같이 핸들 및 전자 모듈에 연결되어, 외과의가 실시간으로 수술 과정을 볼 수 있는 살균 외과 영역 내에 있는 디스플레이와 통신한다.
(도 23A 및 도 23B에 도시된 바와 같이)상기 장치를 두 부분을 형성하는 것의 대체예로서, 스프래더 장치, 이미징 장치, 외과용 툴, 핸들, 및 케이블이 살균 일회용 인클로져 내에 동봉되고 도 4D에 도시한 바와 같은 살균 외과 영역 내에 놓이는 디스플레이 유닛 및 분리형 전자 모듈에 연결되는 단일의 살균 일회용 유닛으로 통합된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 체내-수술용 기구는 도 21에 도시된 스프래더 장치와 함께, 시각화를 위한 이미징 장치를 포함하나, 임의 형태의 외과 장치가 생략될 수 있다. 도 23C에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 체내-수술용 장치를 사용하여 분리형 외과용 툴(222)이 다른 작은 절개 부위를 통해 그리고 매쉬 소자들 사이로 외과 공동의 내측으로 삽입될 수 있다. 이는 외과의가 한 손으로 외과용 툴을 조종하면서 다른 손으로 이미징 기구를 안정화할 수 있게 함으로써 뒤틀림을 방지할 수 있게 한다.
도 24에 도시된 다른 실시예에서, 체내-수술용 장치(224)는 이미징 장치 및 외과용 툴을 포함하나 스프래더 장치는 포함하지 않는다. 본 실시예에서, 스프래더 장치(226)만이 홀로 자체 캐뉼러를 통해 먼저 삽임되어 소정의 외과 공동을 형성 및/또는 유지할 수 있게 한다. 스프래더가 위치되어 작동된 후에, 본 발명의 일 실시예에 따른 체내-수술용 장치가 다른 작은 절개부위를 통해 그리고 매쉬 소자들 사이로 외과 공동의 내측으로 별개로 삽입되어 수술을 수행할 수 있게 한다. 도 24의 장치 및 그와 관련하여 설명한 방법은 체내-수술용 기구로부터 이격되게 외과 공동을 유지하는 기능을 수행함으로써, 이동 저항을 제거하고 섬세한 외과적 조정을 용이하게 한다. 필요하다면, 도 24에 추가로 도시된 바와 같이 분리형 나이프(228) 또는 다른 기구가 제 3의 작은 절개부위를 통해 외과 공동의 내측으로 유입될 수 있다. 이러한 방식으로 외과 공동을 유지하는 기능, 이미징 기능 및 외과용 툴 기능이 분리될 수 있다. 나이프 또는 다른 기구와 같은 분리형 외과용 툴이 사용되면, 도 24의 체내-수술용 장치의 선단에 있는 외과용 기구는 생략되거나, 이와는 달리 사용되지 않을 수 있거나 특정 수술에 단지 최소로 사용될 수 있다. 이는 정밀한 제어 및 안정성이 필요한 다른 수술을 위한 양호한 대체예일 수 있다.
삽입 및 전개시 도 21 내지 도 24의 캐뉼러 및 스프래더 장치는 외과 공동을 형성하는데 사용될 수 있다. 이와는 달리, 스프래더에 의해 유지될 실제 공간은 공통적으로 이용가능한 일반적인 외과용 기구인 헤모스타트(hemostat)와 같은 다른 기구를 사용하여 외과의에 의해 캐뉼러와 스프래더의 삽입 이전에 형성될 수 있다.
도 25 내지 도 34는 본 발명에서 설명한 바와 같이 사용될 수 있는 본 발명의 스프래더 장치 및 조립체의 특정 실시예를 도시한다.
도 35A 내지 도 36C를 참조하면, 본 발명과 관련하여 실시될 수 있는 다른 외과용 툴을 도시한다. 도 35A를 참조하면, 본 발명의 실시예는 다른 목적을 위한 다른 선단을 갖춘 상호교환가능한 캐뉼러를 포함할 수 있다. 재사용 또는 일회용 핸들(300)이 상호교환가능한 캐뉼러(302)와 함게 사용될 수 있다. 엔도스코프(301), 또는 이와는 달리 전자 이미징 장치가 핸들(300) 내에 포함될 수 있다. 도 35B는 후퇴 위치에 있는 툴을 도시하며, 도 35C는 노출 위치에 있는 툴을 도시 한다. 일 실시예에서, 캐뉼러는 두 개의 액츄에이터를 포함할 수 있다. 제 1 액츄에이터는 결합 기구(304)를 포함할 수 있다. 결합 기구(304)는 툴을 노출시키기 위해 캐뉼러의 각진 말단부(303)를 후퇴시키는데 사용될 수 있다. 제 2 액츄에이터는 툴의 운동을 제어하는데 사용될 수 있는 트리거(305)일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 툴은 시저-형(scissor-type)일 수 있다. 시저-형 툴(308)은 정적 블레이드(306) 및 회전 블레이드(307)를 포함할 수 있다.
도 36A 내지 도 36C에 도시한 바와 같이 캐뉼러 내에 복수의 작동가능한 툴을 포함하는 것도 가능하다. 특히, 이들 도면들은 복수의 액츄에이터를 포함하는 핸들에 부착되는 캐뉼러의 작동을 도시하며, 상기 캐뉼러는 팻 패드(fat pad) 또는 한 부위로부터 이격된 다른 간섭 소자를 펼치기 위한 스프래더 장치와 절단을 위한 시저-형 툴을 포함한다. 스프래더(310)는 예를 들어, 다른 외과적, 진단적 또는 치료적 수술을 이미징, 컷팅 또는 수행하기 위해 영역을 고립시키는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 스프래더(310)는 캐뉼러(302)의 말단부(303)를 후퇴시키도록 결합 기구(304)를 사용하여 제어될 수 있다.
다른 툴이 본 발명의 도면들에 도시된 툴에 추가 및/또는 대신에 사용될 수 있다.
핸들
본 발명의 시스템은 캐뉼러에 연결되는 경량 살균 핸들, 비살균 재사용 전자 모듈(EM) 및 리시버-모니터 유닛을 더 포함한다. 다른 실시예에서 EM은 재사용될 수 있다. 본 발명의 하나의 특정 실시예에서 비살균 EM이 핸들 내의 챔버 내측으로 삽입되어 밀봉 폐쇄된다. 핸들을 폐쇄한 후에, 외부에서 살균되므로 살균 영역에서 외과용 기구로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 그러한 체내-수술용 장치가 도 1에 도시되어 있으며, 이미징 장치의 적어도 일부분을 포함하고 특정 외과 수술을 위해 채용되는 선단부를 갖는 일회용 캐뉼러가 커넥터, 예를 들어 도 4A의 피드 스루(feed through) 커넥터(35)를 사용하여 핸들에 연결된다. 상기 커넥터는 케뉼러의 전자 부품을 체내-수술용 장치 핸들의 내측에 삽입되는 EM에 연결한다. 일단 핸들 내측에 삽입되면, EM은 시일을 더 포함하는 도 1, 2, 3, 및 도 4A 내지 도 4C의 살균 캡(32) 내에, 예를 들어 살균 캡에 의해 밀봉되어 폐쇄 후에 핸들과 캡 조립체가 외부에서 살균되어 외과 살균 영역에서 외과용 기구로서 사용될 수 있다.
또한 도 4A에 도시한 바와 같이, 체내-수술용 툴의 핸들(30) 내측에 있는 EM(40)은 처리 이미징 데이터를 포함하는 데이터를 리시버(42)와 통신하며, 상기 리시버는 그 데이터를 포착하여 이를 디스플레이(50)에 중계한다. 리시버와 무선 통신하는 것으로 도 4A에 도시되어 있지만, 추가의 실시예는 핸들과 리시버 사이의 유선 연결도 포함한다.
핸들(30: 도 1 및 도 2)은 외과의의 손에 꼭 맞으며 살균가능하거나 다른 실시예(도 4D)에서 살균 팩 내에 하나의 유닛으로서 캐뉼러와 케이블 커넥터가 통합되게 된다. 이는 트리거 또는 레버(168)와 같은 외과용 기구 작동 메카니즘의 일부를 포함할 수 있다. 미살균 EM(40: 도 2)이 핸들 내부에 수용된다. EM은 열적 과민성과 화학적 민감성으로 인해 살균을 어렵게 할 수 있는 부품들을 포함한다. 핸들 섹션은 살균 영역과 EM 사이에 배리어를 형성한다. 하나의 특정 실시예(도 2)에서, 외과 수술 전에 재사용가능한 전자 모듈(40)이 핸들 내의 개구로 떨어져 캡(32)을 밀봉한다. 캐뉼러 내의 이미징 장치와의 전기 접속은 피드 스루 커넥터(35)를 통해 설정된다. 광섬유 조명의 경우에, 광섬유 케이블이 광 소오스를 포함하는 재사용가능한 전자 모듈에 연결될 것이다. 그 후 핸들 섹션이 캡(32)에 의해 밀봉 방식으로 폐쇄된다. 시일은 시링 링, 나사 결합 또는 밀착 결합면과 같은 수단에 제공될 수 있다. 액츄에이터(34)와 같은 액츄에이터, 상기 기능들을 제어하는 버튼 및/또는 다른 수단이 EM에 대한 밀봉된 피드 스루를 갖춘 핸들에 존재할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에서 캐뉼러는 일회용이며 핸들은 오토클레이브(autoclave) 내부에서와 같이 살균 후에 재사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 핸들, 캐뉼러 및 커넥터 케이블은 통합되어 사용 후에 버려질 수 있는 하나의 단일 살균 팩 유닛으로 구성될 수 있다.
또한, 하나의 특정 실시예(도 3A)에서 핸들(30)은 디스플레이(54)가 부착되는 아암(36)을 포함할 수 있다. 부착 포트(38)는 디스플레이를 EM에 연결하기 위해 제공된다. 상기 아암은 외과의의 시각적 요구를 수용하기 위해 세 개의 축 중 어느 하나 또는 모두에서 디스플레이의 회전 메카니즘을 제공한다.
전자기기 모듈
도 37 내지 도 39를 참조하면, 일체화된 전자기기 모듈(EM)(400)이 도시되며, 이 전자기기 모듈은 도 2의 전자기기 모듈(40)과 동일하거나 유사한 것일 수 있다. 전자기기 모듈(400)은 핸들(300) 내에 수용되는 크기로 만들어지며, 하기의 기능들:
(1) 일부가 캐뉼러 내에 위치되는 영상 장치에 전력을 제공;
(2) 필요한 경우, 캐뉼러 전자기기에 제어 신호를 제공;
(3) 영상 장치 또는 캐뉼러의 첨두 내에 위치되는 하나 또는 그보다 많은 LEDs에 전력을 제공하거나, 대안적으로 내시경의 광 채널(light channel), 광학 섬유, 또는 광 터널(light tunnel)을 통해 캐뉼러의 원위 단부로 전달될 빛을 제공;
(4) 캐뉼러 내의 영상 센서에 의해 캡처된 영상을 전자적으로 처리하거나, 대안적으로 캐뉼러 내부로 삽입된 내시경으로부터 광학 영상을 비디오 캡처 및 처리;
(5) 처리된 영상을 디스플레이에 결합된 수신기에 무선으로 전송하거나, 대안적으로 이 영상을 와이어(USB 또는 그 밖의 것)를 통해 구속된(tethered) 모니터 또는 디스플레이로 전송;
(6) 처리된 영상을 앞으로의 다운로드를 위해 기록;
(7) 전자기기 모듈(EM) 내의 영상 처리기, 비디오 카메라, 무선 송신기 및 레코더 및/또는 전자기기 모듈(EM) 외부의 디스플레이에 전력을 제공;
(8) 핸들 외부에서의 처리를 위해 가공하지 않은 자료(raw data)를 전송; 중 하나 또는 그보다 많은 기능을 실행하도록 설계된다.
전자기기 모듈(400)(도 37)은 하기의 부품: 영상 센서, 비디오 카메라, 영상 처리기, 광원, 전력 공급원, (재충전 가능하거나 그렇지 않은) 배터리, 무선 송신기, 레코더, 메모리 모듈(메모리 스틱 또는 칩), USB 타입 연결기와 같은 연결기 (예를 들면 도 4B 참조) 중 하나, 전부, 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 한 실시예에서, 적어도 영상 센서 및 LED 광원은 캐뉼러 내에 위치되며, 일체화된 전자기기 모듈(400) 상에 위치되지 않음에 주의한다. 그러나 이러한 실시예에서, 전자기기 모듈(EM)은, 프롱(prongs; 410a)이 그 일부가 될 수 있는 전기 연결기를 통해, 캐뉼러 내의 전자기기와 전기 통신할 것이다.
전자기기 모듈(400)은 특히 핸들 및/또는 캐뉼러에 기능성을 제공하는데 필요한 회로를 포함하는 일체화된 제거 가능한 모듈이다. 예를 들면, 영상 센서가 전자기기 모듈(400)로부터 멀리, 즉 캐뉼러의 원위 단부를 향하여 위치되는 실시예에서, 이 실시예의 전자기기 모듈(400)은 캐뉼러 내의 영상 센서로부터의 정보를 처리 및/또는 전송하는데 필요한 전자 회로(420)를 포함할 수 있다. 또한, 바람직한 일 실시예에서, 전자기기 모듈(400)은 기기에 전력을 공급하기 위해 전력 공급원(430)을 포함한다. 영상 센서, 비디오 카메라, 광원 등이 전자기기 모듈(400)에 포함되면, 전력 공급원(430)은 추가로 이들 장치에 전력을 공급할 것이다. 특정한 일 실시예에서, 전력 공급원(430)은 재충전가능한 배터리이다.
또한, 영상 센서 및/또는 영상 처리기로부터의 신호가 디스플레이에 무선으로 중계되는(relayed) 특정한 일 실시예에서, 전자기기 모듈(400)의 회로 보드 상의 전자기기 회로(420)는 원격 수신기 및/또는 디스플레이에 데이터를 전송하도록 무선 전송기를 추가로 포함할 것이다. 전자기기 모듈(400)은, 원할 경우, 데이터를 기록하기 위한 장치, 광원, 및/또는 핸들(300) 및 이에 따라 전자기기 모듈(400)을 캐뉼러의 원위 단부에서 캡처된 영상을 디스플레이하기 위해 구속된 디 스플레이에 연결하기 위한 케이블 연결기를 또한 포함할 수 있다. (USB 연결기, RCA 잭, 동축 연결기, 파이어와이어(FIREWIRE) 연결기, 또는 다른 유사한 것과 같은) 연결기(434)가 전자기기 모듈(400)과 통신하는 핸들(300) 내에 또한 포함되어 전자기기 모듈(400)에 외부적인 연결을 제공할 수 있으며, 이 연결기를 통해 장치에 의해 수집된 영상이 출력될 수 있다. 또한, 전력 공급원(430)이 재충전 가능한 특정한 일 실시예에서, 연결기(434)는 전력원에 연결될 때 전력 공급원(430)을 재충전시킬 수 있는 (USB와 같은) 유형일 수 있다. 메모리 카드 또는 칩(미도시)은 전자기기 모듈(EM)에 일체화 및/또는 핸들 상의 연결기를 통해 전자기기 모듈(EM)과 인터페이스로 접속하여 영상 장치로부터 공급된 영상 데이터를 기록할 수 있다. 원할 경우, 전력 공급원(430) 및/또는 전자기기 모듈(400)을 구성하는 다른 품목이 연결기(434)를 통해 전자기기 모듈(400)에 연결되는 별도의 독립형 유닛에 제공될 수 있음에 주의한다.
전자기기 모듈(400)은 비살균식이며(non-sterile) 재사용 가능할 수 있다. 예를 들면, 전자기기 모듈(400)은, 처치시에 사용하기 위해 핸들 내부에 삽입될 수 있고, 처치 후에 제거될 수 있어서, 핸들은 재살균되거나 제거될 수 있다. 전자기기 모듈(400)은 그 후 다른 처치시 즉각적인 재사용을 위해 살균된 핸들 내부로 또는 새로운 핸들 내부로 재배치될 수 있다. 전자기기 모듈(400)이 핸들 내부로 삽입되고 살균 캡(432)(또는 도 1 내지 도 4B의 32)으로 밀봉되면, 전자기기 모듈은 완성된 조립체의 외부 표면이 살균으로 유지되어 살균된 수술장 내에서 사용될 수 있도록 격리된다.
다른 실시예(도 4D)에서, 전자기기 모듈(40)의 전체 또는 일부는 핸들의 외부에 위치되고 케이블(52)을 통해 핸들에 연결되며, 케이블은 캐뉼러(20)의 팁(tip)의 영상 장치로부터 가공하지 않은 영상 데이터를 운반한다.
모니터 또는 디스플레이
다시 도 1, 도 3A 내지 3B 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 시스템(10, 10', 10", 10'" 및 10"")은 바람직하게 수술장 내에 위치되는 디스플레이(50, 54)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 디스플레이(50, 54)의 목적은 외과의에게 살균한 수술 부위로부터 그들의 시선을 이동하지 않고 캐뉼러(20) 내에 위치된 영상 장치에 의해 캡처된 바와 같은 실시간 영상을 제공하는 것이다.
도 3A에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 디스플레이(54)는 전자기기 모듈(EM)(도 4A의 40')에 대한 직접 연결부(38)를 이용하여 아암(36)을 통해 핸들(30')에 부착될 수 있다. 아암(36)은 3개의 축 중 임의의 축 또는 모든 축에서 디스플레이(54)의 회전을 허용한다. 대안적으로 또는 추가로 도 1 및 도 4D에 도시된 바와 같이, 디스플레이(50)는 핸들(30)로부터 분리되어 외과의의 가시화 요구를 수용하는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 핸들로부터 분리될 때, 디스플레이(50)는 수신기(56)를 통하여 및/또는 (도 1에 도시된 바와 같은) 유선 연결기를 통하여 또는 전자기기 모듈(EM)(도 4D)에 대한 직접 연결에 의해 (도 3B에 도시된 바와 같이) 전자기기 모듈(EM)로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다. 도 1의 유선 연결기(52)는 동축 케이블, USB 케이블, 파이어 와이어 연결기, 또는 등가물과 같은 임의의 유형의 적합한 케이블 또는 연결기를 사용하여 이루어질 수 있다.
또한, 디스플레이(50, 54)는 LCD 평판 디스플레이 또는 TV 모니터를 포함하는 공지된 유형의 디스플레이를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로 또는 추가로, 영상은 전자기기 모듈(EM)로부터 하나 또는 그보다 많은 모니터 또는 영사기로 전송될 수 있으며, 이들 모니터 또는 영사기는 살균한 수술장의 외부 또는 내부의 대안적인 위치로 영상을 디스플레이하거나 영사할 수 있다.
특히 바람직한 일 실시예에서, 디스플레이(50, 54)는 장치의 핸들 내에 위치되는 전자기기 모듈(40')로부터 처리된 영상을 수신한다. 그러나 원할 경우, 디스플레이(50, 54)는 처리 장치에 부착될 수 있음이 이해되어야 하며, 처리 장치는 디스플레이(50, 54) 상에 디스플레이하기 위해 핸들로부터 외부에서 전자기기 모듈로부터 가공하지 않은 영상 데이터를 수신하고 이 영상 데이터를 처리한다.
도 40A 내지 도 40D를 참조하면, 영상 데이터를 디스플레이에 운반하기 위해 본 발명에 의해 사용될 수 있는 일부 대안적인 경로가 도시된다. 예를 들어 이제 도 40A를 참조하면, 영상 센서(510) 및 영상 처리기(520)가 캐뉼러 및/또는 핸들(500) 내에 위치되며, 처리된 영상은 유선 연결기(550)를 통해 디스플레이(540)를 포함하는 디스플레이 모듈(530)에 제공된다. 캐뉼러/핸들 조립체(500)는 예시의 목적으로 단일한 그룹으로 도시되지만, 캐뉼러는 핸들로부터 분리가능하게 제거할 수 있거나, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 핸들과 일체로 형성될 수 있음이 이해된다. 또한, 영상 센서(510) 및 영상 처리기(520)는 핸들 내에, 캐뉼러 내에 위치될 수 있고/있거나 캐뉼러 및 핸들 각각의 어떤 부분에 대해 분배될 수 있다.
이제 도 40B를 참조하면, 영상 센서(510)가 조립체(560)의 핸들 내에 및/또 는 캐뉼러 내에 위치되지만, 영상 처리기(520)의 적어도 일부가 디스플레이 모듈(580) 내에 위치되는 실시예가 도시된다. 따라서, 캐뉼러/핸들 조립체(560)는 유선 연결기(550)를 통해 영상 센서(510)로부터 디스플레이 모듈(580)로 가공하지 않은 영상 데이터를 보낸다.
도 40C의 시스템은, 캐뉼러/핸들 조립체(560')가 무선 전송기(570)를 포함하고, 디스플레이 모듈(580')이 무선 수신기(590)를 포함하며, 영상 센서(510)로부터의 가공하지 않은 영상 데이터가 무선으로 영상 처리기(520)에 전송되는 점을 제외하면, 도 40B의 시스템과 실질적으로 유사하다. 유사하게, 도 40D의 시스템은, 캐뉼러/핸들 조립체(500')가 무선 전송기(570)를 포함하고, 디스플레이 모듈(530')이 무선 수신기(590)를 포함하며, 영상 처리기(520)에 의해 처리된 영상 데이터가 무선으로 조립체(500')로부터 디스플레이 모듈(530')로 전송되는 점을 제외하면, 도 40A의 시스템과 실질적으로 유사하다.
보다 상세하게 도 3A를 참조하면, 디스플레이(54)를 포함하는 핸들(30')에 연결되는 직렬식(inline) 체내-수술용 심피 수근관 해제 캐뉼러(20)의 특정한 일 실시예가 도시된다. 캐뉼러(20)는 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 직선형이거나, 각이 지거나(angled), 곡선형일 수 있다. 또한, 도 3A에 도시된 바와 같이, 핸들(30')은 연결기(38)를 일체화할 수 있으며, 이 연결기를 통해 모니터 아암(36)이 전자기기 모듈(40') 핸들(30')에 디스플레이(54)를 연결시킬 수 있다. 또한, 케이블, 와이어, 및/또는 다른 연결기(미도시)가 아암(36)을 통해 배선되어서 핸들(30') 내의 부품과 연결되거나 부품과 접촉할 수 있다. 예를 들면, 특정한 일 실시예에서, 디스플레이(54)와 핸들(30') 내의 전자기기 모듈(EM) 사이에서 연장하는 케이블(미도시)은 디스플레이 아암(36) 내의 내강(lumen) 내에서 이어질 수 있다. 대안적으로, 디스플레이(54)는 핸들 내의 전자기기 모듈(EM)로부터 무선으로 영상을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 모니터는 핸들의 종방향 평면에 수직한 축선을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 디스플레이(54)는 캐뉼러(20)를 이동시키지 않고 감상의 편의를 위해 배치될 수 있다. 도 3A에는 캐뉼러(20)와 직렬식으로 도시되었지만, 원할 경우, 핸들은 직렬식 대신 디스플레이로부터 편향될 수 있다. 또한, 원할 경우, 디스플레이는 핸들(30')로부터 분리되어 무선으로 또는 유선 연결기를 통해 사용될 수 있다(즉, 수술을 시행하는 동안 테이블 상에 배치될 수 있다).
전자기기 모듈(EM)에 대해 전술한 바와 같이, 장치(10, 10', 10", 10'" 및 10"")는 전력 공급원(도 39A의 430)을 포함할 수 있다. 원할 경우, 전력 공급원(도 39A의 430)은 디스플레이(50, 54)를 위해 전력을 공급할 수도 있다.
또한, 디스플레이(50, 54)를 포함하는 시스템이 살균되는 것을 보장하기 위해, 디스플레이(50, 54)는 수술장 내에 있을 때마다 패스-스루 연결기(pass-through connector)를 포함하는 살균 플라스틱 백 또는 케이스(도 4D의 60) 내에 넣어질 수 있다. 이러한 패스-스루 연결기는, 예를 들면 암 연결기(female connectors), 동축 연결기, RCA 등과 같은 임의의 공지된 연결 기구일 수 있으며, 이 연결 기구는 살균을 유지하면서 핸들(30) 또는 캐뉼러(20) 내의 부품과 백 내의 디스플레이(50, 54) 및/또는 전자기기 모듈(40) 사이의 전기 접속을 제공할 수 있 다. 또한, 플라스틱 백은 지퍼록식(zip-lock) 폐쇄 기구 또는 다른 기밀식(air-tight) 폐쇄 기구를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정한 일 실시예에서, 플라스틱 백은 백의 벽을 통하여 모니터 스크린의 클리어 뷰(clear view)를 유지하기 위해 편평하거나 강성인 섹션을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 백은 스크린 전방에서 백의 결집(bunching)을 방지하고/방지하거나 스크린 전방의 적소에 편평하거나 강성인 섹션을 유지시키기 위해 VELCRO™ 또는 다른 접착제를 포함할 수 있다.
원할 경우, 플라스틱 백은 생략될 수 있으며, 디스플레이(50, 54) 및 전자기기 모듈(40)의 케이싱은 수밀(watertight)되도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 방수 디스플레이(50, 54)는 방수 디스플레이를 살균되도록 하기 위해, 예를 들면 CIDEX™와 같은 살균제에 의해 살균될 수 있다. 또한, 모든 본 발명의 실시예의 이음매, 디스플레이 및 핸들은 살균을 위해 액체 살균제 내에서 방수로 형성되어 살균될 수 있다.
대안적으로 또는 그에 대한 추가로, 수술실에서 일반적으로 볼 수 있는 유형인, 통상의 비살균식 모니터가 내시경 탑(endoscopic towers)에 제공될 수 있으며, 이 내시경 탑에는 비살균식 수신기가 연결되고, 기록 및 인쇄 장치가 부착될 수 있다.
전술한 실시예 중 일부는 핸들 내에 위치되는 전자기기 모듈(EM)을 갖는 디스플레이(50, 54)의 사용을 설명하지만, 이는 도 4D에 도시된 실시예에서 용이하게 볼 수 있는 바와 같은 제한을 의도하는 것은 아니다. 그보다는 본 발명의 핸들 및 캐뉼러가 어떻게 전자기기 모듈(EM)과 통신하는 내시경의 근위 단부에서 비디오 카 메라에 연결되는 디스플레이에 영상을 제공할 수 있는지를 볼 수 있다. 이러한 실시예는 도 4B에 관하여 설명된다.
도 42 내지 도 44는 특정한 종래 기술의 장치의 대표적인 평면도, 정면도, 및 횡단면도를 도시하며, 이들 장치의 횡단면적이 이들의 길이에 걸쳐서 변화하지 않거나 근위로부터 원위로 테이퍼짐을 도시한다. 이제 도 45를 참조하면, 캐뉼러의 기하학적 구조가 전술한 이점을 얻기 위해 변화하는 본 발명의 일 실시예의 평면도, 정면도 및 횡단면도를 볼 수 있다.
그 중에서 특히, 수술장 내에 특히 캐뉼러와 "직렬식"으로 디스플레이를 제공함으로써, 외과의는 수술 절차를 시행하는 동안 수술 부위로부터 멀리 또는 측면으로 영상을 보기 위해 몸을 회전시키지 않고 디스플레이를 볼 수 있다. 본 발명의 디스플레이는 무거운 비디오 케이블을 통하여 수술용 장치를 외부의 모니터에 부착할 필요가 없고, 또한 광원에 연결하기 위해 하는 다른 무거운 광섬유 케이블을 필요로 하지 않는다. 본 발명은 시스템을 설정하기 위해 요구되는 간호사 및 전문가의 노동력을 줄임으로써 설정 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명은 특정 실시예를 참고로 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 요소가 등가물로 대체될 수 있고 다양한 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 개념에 대해 특정한 상황 또는 재료를 채용하여 많은 변형이 이루어질 수 있다. 그러므로 본 발명은 본 발명을 실행하기 위해 예상되는 최상의 또는 바람직한 형식으로써 개시된 특정한 실시예에 제한되지 않을 것이며, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위의 범주내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것이다.

Claims (73)

  1. 멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치로서,
    내부에 챔버를 구비하는 핸들로서, 상기 핸들의 개구부가 상기 챔버로의 접근부를 제공하는, 핸들;
    상기 개구부를 통해 상기 핸들의 챔버 내부에 수용되도록 치수를 갖는 전자기기 모듈;
    상기 챔버 내에 상기 전자기기 모듈이 수용된 후에 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 핸들에 정합되게 결합하는 캡으로서, 상기 핸들과 정합하여 멸균 수술 필드에서 사용할 수 있는 멸균 시일을 형성하는, 캡;
    내부에 영상 장치를 구비하는 캐뉼러로서, 상기 영상 장치가 상기 전자기기 모듈과 연결되는, 캐뉼러;를 포함하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 서저리 기기를 더 포함하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자기기 모듈이 상기 챔버 내에 제거가능하게 배치되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핸들이 재사용가능한,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전자기기 모듈이 재사용가능한,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 일회용인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 상기 핸들에 제거가능하게 연결되며, 상기 핸들이 상기 캐뉼러의 영상 장치를 상기 챔버의 전자기기 모듈에 연결하기 위한 그리고 상기 핸들 상의 제어부를 상기 캐뉼러의 서저리 기기의 액추에이터에 연결하기 위한 하나 이상의 커넥터를 구비하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 전자기기 모듈이 상기 영상 장치로부터 수신한 이미지 데이터를 디스플레이로 전송하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 영상 장치로부터 수신된 이미지 데이터가 상기 체내-수술 장치의 외부에 위치하는 디스플레이와 통신하는 수신기로 무선으로 전송되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 핸들로부터 원위에 있는 상기 캐뉼러의 팁이 첨두 형상인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 영상 장치가 상기 캐뉼러 내에 위치하며 상기 전자기기 모듈과 전기적으로 연결된 이미지 센서를 포함하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 영상 장치가 루멘(lumen)을 통해 상기 캐뉼러로 삽입되는 광학 내시경을 포함하고, 상기 내시경이 상기 전자기기 모듈과 광학적으로 결합하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  13. 체내-수술을 실행하기 위한 시스템으로서,
    체내-수술 장치로서,
    내부에 챔버를 구비하는 핸들로서, 상기 핸들의 개구부가 상기 챔버로의 접근부를 제공하는, 핸들;
    상기 개구부를 통해 상기 핸들의 챔버 내부에 수용되도록 치수를 갖는 전자기기 모듈;
    상기 챔버 내에 상기 전자기기 모듈이 수용된 후에 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 핸들에 정합되게 결합하는 캡으로서, 상기 핸들과 정합하여 멸균 수술 필드에서 사용할 수 있는 멸균 시일을 형성하는, 캡;
    내부에 영상 장치를 구비하는 캐뉼러로서, 상기 영상 장치가 상기 전자기기 모듈과 연결되는, 캐뉼러; 를 구비하는 체내-수술 장치; 및
    상기 영상 장치로부터 수신된 이미지 데이터에 상응하는, 상기 전자기기 모듈로부터의 이미지를 표시하기 위한 디스플레이; 를 포함하는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 서저리 기기를 더 구비하는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전자기기 모듈이 상기 영상 장치로부터의 원(raw) 데이터를 처리하고, 처리된 이미지 데이터를 상기 디스플레이에 제공하는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 이미지 데이터가 무선으로 상기 디스플레이에 전송되는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 이미지 데이터가 케이블 커넥터를 통해서 상기 디스플레이에 전송되는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 상기 핸들에 제거가능하게 연결되는,
    체내-수술을 실행하기 위한 시스템.
  19. 멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치로서,
    내부에 챔버를 구비하는 핸들로서, 상기 핸들의 개구부가 상기 챔버로의 접근부를 제공하는, 핸들;
    상기 개구부를 통해 상기 핸들의 챔버 내부에 수용되도록 치수를 갖는 전자기기 모듈;
    상기 챔버 내에 상기 전자기기 모듈이 수용된 후에 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 핸들에 정합되게 결합하는 캡으로서, 상기 핸들과 정합하여 멸균 수술 필드에서 사용할 수 있는 멸균 시일을 형성하는, 캡;
    내부에 영상 장치를 구비하는 캐뉼러로서, 상기 영상 장치가 상기 전자기기 모듈과 연결되는, 캐뉼러;를 포함하며,
    상기 캐뉼러가 그 내부에 의료 장치를 더 포함하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치가 치료 기기인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치가 서저리 수술을 실행하기 위한 절단 기기인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치가 진단 기기인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치가 조직 스프레더(tissue spreader)인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 체내-수술 장치로서,
    내부에 챔버를 구비하는 핸들로서, 상기 핸들의 개구부가 상기 챔버로의 접근부를 제공하는, 핸들;
    상기 개구부를 통해 상기 핸들의 챔버 내부에 수용되도록 치수를 갖는 전자기기 모듈;
    상기 챔버 내에 상기 전자기기 모듈이 수용된 후에 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 핸들에 정합되게 결합하는 캡으로서, 상기 핸들과 정합하여 멸균 수술 필드에서 사용할 수 있는 멸균 시일을 형성하는, 캡;
    내부에 영상 장치를 구비하는 캐뉼러로서, 상기 영상 장치가 상기 전자기기 모듈과 연결되는, 캐뉼러;를 포함하고,
    상기 캐뉼러가 서저리 기기, 치료 기기, 및 진단 기기 중 하나 이상의 기기를 더 구비하는,
    체내-수술 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 서저리 기기, 치료 기기, 및 진단 기기 중 하나 이상의 기기가 스프레더인,
    체내-수술 장치.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 서저리 기기, 치료 기기, 및 진단 기기 중 하나 이상의 기기가 절단 기기인,
    체내-수술 장치.
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 체내-수술 장치로서,
    내부에 챔버를 구비하는 핸들로서, 상기 핸들의 개구부가 상기 챔버로의 접근부를 제공하는, 핸들;
    상기 개구부를 통해 상기 핸들의 챔버 내부에 수용되도록 치수를 갖는 통합식 전자기기 모듈로서, 상기 핸들로부터 제거가능한 통합식 전자기기 모듈;
    상기 챔버 내에 상기 전자기기 모듈이 수용된 후에 상기 개구부를 폐쇄하도록 상기 핸들에 정합되게 결합하는 캡;
    내부에 영상 장치를 구비하는 캐뉼러;를 포함하고,
    상기 핸들은 상기 통합식 전자기기 모듈이 상기 챔버 내에 배치될 때 상기 통합식 전자기기 모듈 상의 제2 커넥터와 정합식으로 맞물리기 위한 제1 커넥터를 구비하며,
    상기 영상 장치는 상기 제1 및 제2 커넥터를 통하여 상기 전자기기 모듈에 연결되는,
    체내-수술 장치.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 상기 핸들과 일체인,
    체내-수술 장치.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 제3 커넥터를 통하여 상기 핸들에 분리가능하게 연결되는,
    체내-수술 장치.
  45. 제42항에 있어서,
    상기 캐뉼러가 그 내부에 의료 장치를 더 구비하는,
    체내-수술 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 의료 장치가 치료 기기인,
    체내-수술 장치.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 의료 장치가 수술을 실행하기 위한 절단 기기인,
    체내-수술 장치.
  48. 제45항에 있어서,
    상기 의료 기기가 진단 기기인,
    체내-수술 장치.
  49. 제45항에 있어서,
    상기 의료 기기가 소프트 조직 내의 서저리 공간의 형성 및 유지 중 하나 이상을 위한 스프레더 기기인,
    체내-수술 장치.
  50. 멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치로서,
    영상 장치를 구비하는 멸균 기기;
    상기 멸균 수술 필드 내에서 상기 멸균 기기로부터 원격 배치되는 이미지 프로세서;
    상기 멸균 기기로부터의 이미지 정보를 수신하기 위하여, 상기 이미지 프로세서와 통신하는 멸균 디스플레이;를 포함하고,
    상기 멸균 디스플레이가 추가로 상기 멸균 수술 필드 내에 배치되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 디스플레이가 멸균 인클로져에서 그 함유물에 의해 멸균되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 멸균 인클로져가 일회용인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  53. 제51항에 있어서,
    상기 멸균 인클로져가 재사용가능한,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  54. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기가 일회용인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  55. 제50항에 있어서,
    상기 이미지 정보가 무선으로 상기 멸균 기기로부터 상기 원격 이미지 프로세서로 전송되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  56. 제50항에 있어서,
    상기 이미지 정보가 케이블 커넥터에 의해서 상기 멸균 기기로부터 상기 원격 이미지 프로세서로 전송되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  57. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기를 위한 전력이 상기 원격 이미지 프로세서의 전력원으로부터 상기 멸균 기기로 제공되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  58. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기가 서저리 기기를 구비하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 서저리 기기가 절단 기기인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  60. 제58항에 있어서,
    상기 멸균 기기가 상기 서저리 기기를 배치시키기 위한 액추에이터를 구비하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  61. 제50항에 있어서,
    상기 원격 이미지 프로세서 내에 전력원이 구비된,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  62. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 필드 외부에 위치한 전력원으로부터 케이블을 통해 상기 원격 이미지 프로세서로 전력이 제공되는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  63. 제56항에 있어서,
    상기 케이블 커넥터가 일회용인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  64. 제50항에 있어서,
    상기 원격 이미지 프로세서가 재사용가능한,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  65. 제50항에 있어서,
    상기 영상 장치가 무선으로 상기 원격 이미지 프로세서 내의 수신기로 이미지 데이터를 전송하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  66. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기의 원위 단부가 첨두 형상인,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  67. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기가 상기 멸균 기기에 전력을 제공하기 위한 배터리를 더 구비하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 영상 장치가 상기 멸균 기기 내에 위치하고 상기 원격 이미지 프로세서와 전기적으로 결합하는 이미지 센서를 구비하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  69. 제50항에 있어서,
    상기 멸균 기기는 루멘을 구비하는 캐뉼러이고, 상기 영상 장치는 상기 루멘을 통해 상기 캐뉼러로 삽입되는 광학 내시경이며, 상기 광학 내시경은 상기 원격 이미지 프로세서와 광학적으로 결합하는,
    멸균 수술 필드에서 사용하기 위한 체내-수술 장치.
  70. 삭제
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