KR101460812B1

KR101460812B1 - 확장 캐뉼러

Info

Publication number: KR101460812B1
Application number: KR1020097006535A
Authority: KR
Inventors: 토마스 알. 리온; 그레고리 구데리안
Original assignee: 아스렉스, 인코퍼레이티드
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2014-11-11
Also published as: JP5249231B2; CA2665482A1; AU2007303098B2; AU2007303098A1; DE602007012033D1; KR20090058003A; EP1908428A1; ATE495708T1; JP2010505549A; WO2008043038A2; WO2008043038A3; EP1908428B1

Abstract

연장된 캐뉼러는 대응하는 외측튜브와 상호 작동하도록 설계된 내측튜브를 구비한다. 상기 캐뉼러는 캠 메커니즘, 상기 내측 및 외측 튜브가 각각에 대해서 이동할 때 확장 및 전개되도록 설계된 복수의 유연한 부재 및, 상기 외측 튜브 상에 배치된 압력링을 포함한다. 상기 내측 및 외측 튜브는 적어도 한 방향에 대해 서로에 대해서 슬라이딩 이동가능하다.

캐뉼러, 슬라이딩, 외측튜브, 내측튜브, 압력링

Description

확장 캐뉼러{EXPANDING CANNULA}

본 발명은 외과적 처치(surgical procedures)를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

(내시경 수술과 같은) 최소 침습 외과수술(Minimally Invasive Surgery)은 다양한 연장 장치가 통과되어 내부의 수술 위치로 접근하도록 하는 입구(portal)를 통하여 수행된다. 종종 다양한 장치가 편리하게 통과할 수 있는 통로를 제공하기 위해서 캐뉼러(cannulas)가 입구 안으로 삽입된다. 신체의 벽(walls of body)에 형성되는 입구를 통해 캐뉼러가 삽입되면, 상기 캐뉼러의 단부가 예를 들어 장기나 신경와 같은 해부학적인 구조체(anatomical structure)에 의도하지 않게 접촉되거나 손상을 주지 않도록 (신체 내에 위치되는) 캐뉼러의 단부가, 벽의 내부 표면에 가능한 밀착되도록 하여 신체 내부로 깊이 삽입되지 않게 하는 것이 바람직하다. 더 중요하게는, 의료 장치가 상기 캐뉼러를 통해 삽입될 때, 상기 캐뉼러가 안정적으로 유지되고, 쉽게 벽 밖으로 이탈되지 않도록 하여 외과적 처치에 부정적인 영향을 주지 않게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 최소화된 침습적 처치에 사용되고, 상기 벽의 내부 표면에 긴밀히 밀착되어 신체 내부에서 안정적으로 유지되는 캐뉼러가 필요하다.

본 발명은 대응하는 외측 튜브와 상호작용(cooperative)하도록 설계되는 내측 튜브를 구비하는 연장 캐뉼러를 포함하는 캐뉼러 조립체(assemblies)를 제공한다.

본 발명의 다른 특징과 이점은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다.

도 1a- 도 1e는 본 발명의 제1실시예에 따른 캐뉼러 조립체를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 2a- 도 2e는 본 발명의 제2실시예에 따른 캐뉼러 조립체의 구성요소를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 캐뉼러 조립체의 전개도이다.

도 4는 도 3의 캐뉼러 조립체에 이용되는 폐색장치(obturator)의 측면도이다.

도 5a- 도 5c는 각각 도 3의 캐뉼러 조립체의 캐뉼러(내측 튜브)의 평면도, 부분 단면도 및 측면도이다.

도 6a- 도 6f는 도 5a- 도 5c의 캐뉼러(내측 튜브)의 근위단부(proximal end)를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 7a- 도 7e는 도 4의 폐색장치를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 8a- 도 8d는 도 3의 캐뉼러 조립체의 캐뉼러 캡(cannula cap)을 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 9a 및 도 9b는 각각 도 3의 캐뉼러 조립체의 단부 캡의 단면도 및 평면도이다.

도 10a 및 도 10b는 각각 도 3의 캐뉼러 조립체의 압력링(pressure ring)의 단면도 및 평면도이다.

도 11a- 도 11d는 도 3의 캐뉼러 조립체의 슬라이더(slider)(외측 튜브)를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 12a- 도 12d는 도 3의 캐뉼러 조립체의 슬라이더(slider)(외측 튜브)를 추가적으로 도시한 것이다.

도 13은 도 3의 캐뉼러 조립체와 외과적 부위 내에서 완전히 확장된 슬라이더(외측 튜브)에 의하여 외과수술을 받는 어깨의 외과적부위를 도시한 것이다.

도 14는 (완전히 확장된 위치에서의) 도 3의 캐뉼러 조립체의 평면도이다.

도 15는 도 3의 캐뉼러 조립체와 외과적 부위 내에서 접혀진 상태의 슬라이더(외측 튜브)에 의하여 외과수술을 받는 어깨의 외과적 부위를 도시한 것이다.

도 16은 도 3의 캐뉼러 조립체와 외과적 부위 내에서 완전히 확장된 슬라이더(외측 튜브)에 의하여 외과수술을 받는 외과적 부위의 관절경 이미지(arthroscopic image)를 도시한 것이다.

도 17은 도 3의 캐뉼러 조립체 및 접혀진 상태의 슬라이더(외측 튜브)와 외과적 부위 외측의 압력링에 의하여 외과수술을 받는 어깨를 도시한 것이다.

도 18은 도 3의 캐뉼러 조립체 및 (외과적 부위 안 쪽에서) 완전히 확장된 상태의 슬라이더(외측 튜브)와, 외과적 부위 외측의 압력링에 의하여 외과수술을 받는 어깨를 도시한 것이다.

이하의 자세한 설명에 의해, 본 발명이 실시될 수 있는 다양한 특정의 실시예가 설명된다. 상기 실시예들은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 자세하게 설명된다. 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예가 채택될 수 있으며, 구조적이고 논리적인 변경이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 대응하는 외측 원통형 슬리브와 상호작용하도록 설계되는 내측 튜브를 구비하는 연장된 캐뉼러를 포함하는 캐뉼러 조립체를 제공한다. 상기 내측 튜브는 상기 외측 원통형 슬리브에 대해 적어도 한 방향으로 슬라이딩 이동가능하다. 또한, 본 발명은, (ⅰ) 대응하는 외측 원통형 슬리브와 상호작용되는 내측 튜브를 포함하고, 상기 내측 튜브가 상기 원통형 슬리브에 대해 적어도 한 방향으로 슬라이딩 이동가능한 캐뉼러 조립체를 제조하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 캐뉼러 조립체를 이용하여 하나 이상의 외과적 처치를 수행하는 단계에 의해 외과수술을 수행하는 방법을 제공한다.

예시적인 일 실시예에 따르면, 본 발명은 원통형 슬리브에 대해 슬라이딩 이동가능한 내측 튜브를 구비하는 연장된 캐뉼러를 포함하는 캐뉼러 조립체를 제공한다. 상기 내측 튜브의 원위 단부(distal end)는 상기 원통형 슬리브의 말단부에서 대응하는 윈도우(window)를 통해 통과되도록 설계되어 말단부가 반경방향으로 확장하는 복수의 핑거(finger)를 포함한다.

예시적인 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 원통형 슬리브(외측 튜브)에 대해 길이 및 회전 양 방향으로 슬라이딩 이동가능한 내측 튜브를 구비하는 연장된 캐뉼러가 구비된 캐뉼러 조립체를 제공한다. 상기 캐뉼러 조립체는 전개 메커니즘(depoly mechanism)(예를 들어, 캠(cam) 메커니즘)을 구비하여, 상기 내측 튜브의 구성요소(member)(예를 들어, 돌기(protuberance))가, 상기 외측 튜브의 근위 단부(proximal end)의 개방 경사로(open ramp)에서 제1방향으로 이동(예를 들어, 회전운동 또는 나선운동)되도록 설계되어, 상기 원통형 슬리브(외측 튜브)의 원위 단부에서 복수의 핑거가 상기 제1방향과는 다른 제2방향으로 이동되게 하도록 설계된다. 예시적인 일 실시예에 따르면, 상기 제2방향은 상기 외측 튜브의 길이방향 축(longitudinal axis)에 대해서 상기 복수의 세그먼트가 "꽃(flower)" 유형 또는 "버섯(mushroom)" 유형으로 배치되어 접히고 확장되도록 해주는 길이방향이다. 상기 캐뉼러 조립체에는 외과수술 동안에 상기 캐뉼러에 추가적인 안정성을 제공하도록 설계된 압력링이 선택적으로 구비될 수도 있다.

또한, 본 발명은 (ⅰ) 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체를 구비하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 캐뉼러를 이용해 하나 이상의 외과 수술을 수행하는 단계에 의해 최소 침습 외과수술을 수행하는 방법을 제공한다.

이제 유사한 구성요소에는 유사한 도면 부호가 부여되어 있는 도면을 참조하면, 도 1a- 도 1e는 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(100)의 예시적인 일 실시예를 도시한다. 캐뉼러 조립체(100)는 캐뉼러(50) 및 대응하는 원통형 슬리브 또는 외측 튜브(80)를 포함한다. 캐뉼러(50)의 연장된 몸체(10)는 원통형 슬리브(80)에 대해 상대적으로 슬라이딩 이동 가능하다.

예를 들어, 도 1e에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(50)의 연장된 몸체(10)는 원위 단부(12) 및 근위 단부(13)를 구비한다. 반경방향으로 확장하는 핑거(55)는 몸체(10)의 원위 단부(12)에 구비된다.

원통형 슬리브(80)는 캐뉼러가 꽂아지도록(cannulated)되어 있고, 캐뉼러(50)의 몸체(10)를 수용하도록 설계된다. 도 1a- 도 1e에 도시된 바와 같이, 원통형 슬리브(80)는 근위 단부에 위치한 플랜지(82) 및 원위 단부에 위치한 복수의 창(window)(88)을 구비한다.

반경방향으로 확장하는 핑거(55)는 다양한 모양과 형태(예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 직사각형 형태)를 가질 수 있다. 몸체(10)의 핑거(55)의 수는 원통형 슬리브(80)에 구비된 창(88)의 수에 대응된다. 바람직하게는, 창(88)은 핑거(55)의 형상 및 구조와 상보적인 형상 및 구조를 가진다. 이 경우에, 캐뉼러(50)의 몸체(10)가 (도 1a 내지 1c에 도시된 바와 같이) 원통형 슬리브(80) 안으로 삽입되면, 상기 핑거가, 반경 외측 방향으로 확장하여 (예를 들어, 측방향 이동을 통해) 원통형 슬리브(80)에 구비된 창(88)을 통과한다. 상기 캐뉼러가 상기 신체로부터 우연히 빠지게 되는 것을 막기 위해, 핑거(55)는 신체 벽의 내측 표면에 결합되도록 설계된다. 반경방향으로 창(88)을 통과하여 그 밖으로 지나간 상기 핑거는 일단 결합되면 해부학적 신체(anatomical body) 내에 상기 캐뉼러 조립체(100)를 고정시킨다.

작동을 위해, 외과의사(surgeon)는 캐뉼러(50)의 회전 부재(turning member)(핸들)(70)에 대하여 손끝의 압력만을 이용하여 외측 튜브(80)를 통해 캐뉼러(50)의 몸체(10)를 간단하게 밀어 넣어서, 캐뉼러(50)의 몸체(10) 상의 나사부(thread)(71)가 원통형 슬리브(외측 튜브)(80)의 근위 단부 상의 대응 나사부(81)에 맞물리도록 하고, 그에 의하여 원통형 슬리브(80)가 캐뉼러 몸체(10)를 따라 슬라이딩되도록 한다. 이러한 움직임은 핑거(55)가 창(88)을 통해 스냅-핏 관계(snap-fit relationship)로 확장 및 전개되도록 한다. 작동자가 이러한 방식으로 핑거(55)의 확장 및 전개를 지속함으로써, 상기 작동자는 또한 캐뉼러 몸체(10)를 바깥 방향으로 빼낼 수 있다. 회전 부재(70)가 상기 나사산을 이용해 견고하고 튼튼하게 맞물리게됨으로써 핑거(55)가 그 확장되고 전개된 상태로 유지된다.

도 2a- 도 2e는 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(200)의 다른 "반전된(inside-out)" 예시적 실시예를 도시한 것이다. 이에 따르면, 제1 튜브(또는 캐뉼러)(250)(도 2c- 2e)가 대응하는 원통형 슬리브 또는 외측 튜브(280)(도 2a- 2b)에 대하여 동심축 이동이 가능하다.

예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(250)의 연장된 몸체(210)는 원위 단부(212) 및 근위단부(213)를 구비한다. 후에 자세히 설명되는 바와 같이, 원통형 슬리브(280)의 단부가 확장되어 튼튼하게 맞물리도록 하기 위해서 복수의 이격된 세그먼트(255)가 몸체(210)의 원위 단부(212)에 구비된다. 이격된 세그먼트(255)는 튜브형 몸체(210)에 대해 원주방향으로 배치되고, 튜브형 몸체(210)와 길이방향으로 동일하게 연장되며, 상기 원통형 슬리브의 원위 단부에 고정되어서, 상기 원통형 슬리브가 몸체(210)를 따라 몸체(210)의 원위 단부(212)를 향해 미끄 러질 때, 세그먼트(255)는 그 부재들이 오그라들어서 해부학적 공동(cavity) 사이의 찢어지거나 부서진 부드러운 조직(tissue)을 수용할 수 있도록 (그리고, 또한 상기 캐뉼러가 해부학적인 공동 안으로 최소 침투되어 해부학적 공동 내에서 부착될 수 있도록) 전개된다.

몸체(210)의 상기 원위 단부의 세그먼트(255)는 그것들이 해부학적 공동 사이에서 완전히 전개되고 확장될 수 있도록 그 단부가 중간에 휘어질 수 있게 제조된다. 도 2c 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 세그먼트(255)는 제1상태에서 바람직하게는 대략 길이방향 축(201)과 평행하다. 세그먼트(255)는 중간 힌지(255a)(지점 A), 근위 힌지(255b)(지점 B) 및 원위 힌지(255c)(지점 C)에서 구부러지거나 휠 수 있게 형성된다. 상기 유연한(flexible) 힌지는 제1상태 및 제2상태(예를 들어, 부분적으로 전개된 또는 완전히 전개된 상태) 사이에서 밴딩(bending)이 용이하도록 상기 각각의 세그먼트(255)의 벽의 두께보다 작은 두께를 가질 수도 있다. 상기 힌지 구조는 바람직하게는 세그먼트(255)에 조정된 제1상태의 종방향 강성도(degree of longitudinal rigidity), 제1상태로의 휘어짐(bias) 및 상기 제1상태 및 제2 (부분적으로 전개되거나 완전히 전개된)상태 사이에서 움직이는 가요성(flexibility)을 부여한다.

예시적인 일 실시예에 따르면, 세그먼트(255)는 제2(전개된) 상태에서 길이방향 축(201)에 대해서 대략 90도 각도를 형성하는 중간 힌지(255a)와, 대략 45도 각도의 힌지(255b)와 힌지(255c)를 가진다. 다른 실시예에 따르면, 세그먼트(255)는 제2 (전개된) 상태일 때 상기 길이방향 축에 대략 평행한 상태 및 수직한 상태 사이의 임의의 상태에 있을 수도 있다. 또한, 세그먼트(255)는 의도된 적용방식에 따라, 그 개수, 길이, 외측 표면 폭 및 반경방향 두께가 다양화될 수 있다.

(상기 원통형 슬리브가 상기 튜브형 몸체를 따라 슬라이딩 이동될 수 있도록) 원통형 슬리브(외측 튜브)(280)를 캐뉼러(250)의 몸체(210)에 고정시키는 수단은 상기 외측 원통형 슬리브의 근위 단부의 하나 이상의 돌기(283)(도 2a)와 짝을 이루는 하나 이상의 멈춤쇠(detent) 또는 홈(aperture)(253)(도 2c)과 같은 적절하고 전통적인 임의의 수단에 의해 제공될 수도 있다. 또한, 증가된 유지력 및 긴밀한 끼움 관계를 위해 외측 튜브(280)의 최 원위 단부(284)는 내측 튜브(250)의 최 원위 단부(212a)가 거기에서 저지되도록 하는 더 작은 직경의 팁(tip)(284a)(도 2a)을 구비한다.

사용시, 작동자(예를 들어, 외과의사)는 캐뉼러(250)의 부재(컵 또는 댐(dam))(270)에 대한 손끝의 압력만을 이용하여 간단하게 부재(270)를 밀어서, 캐뉼러 몸체(210)가 원통형 슬리브(280)를 따라 슬라이딩되도록 한다. 이러한 움직임은 세그먼트(255)가 힌지에서 접히거나 전개되도록 한다. 작동자가 이러한 방식으로 세그먼트(255)의 전개를 지속함으로써, 상기 작동자는 또한 캐뉼러 몸체(210)를 바깥 방향으로 빼낼 수 있다. 세그먼트(255)는, 돌기(283)가 멈춤쇠(253)와 견고하고 튼튼하게 결합되도록 함으로써 부분적으로 전개된 상태로 유지된다.

도 3, 5, 6 및 8 내지 18은 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 형성된 캐뉼러 조립체(300)의 서로 다른 구성요소를 다양한 각도에서 도시한 것이다. 도 4 및 7은 종래 기술과 같이, 캐뉼러 조립체(300)에 사용될 수 있는 폐색장치(400)를 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도 3, 5, 6 및 8 내지 18에 도시된 예시적인 실시예는 상술한 원통형 슬리브(외측 튜브)에 대하여 슬라이딩 이동할 수 있는 내측 튜브를 구비한 연장 캐뉼러를 포함하는 캐뉼러 조립체(300)의 실시예들과 유사하다. 그러나, 본 예시적인 제3실시예에 따르면, 상기 튜브들은 각각에 대해서 길이방향 및 회전 방향 모두로 슬라이딩 이동될 수 있도록 설계된다. 후에 자세히 설명되는 바와 같이, 전개 메커니즘(예를 들어, 캠 메커니즘)은 상기 내측 튜브의 부재(예를 들어, 수액입구(irrigation fliud portal)와 같은 입구)가 상기 외측 튜브의 개방 경사로에서 제1방향으로 이동(예를 들어, 나선운동)되고, 상기 원통형 슬리브(외측 튜브)의 원위 단부에서 복수의 세그먼트가 제2방향(예를 들어, 길이방향)으로 이동할 수 있게 한다. 상기 캐뉼러 조립체는 수술 동안에 상기 캐뉼러에 추가적인 안정성을 제공하도록 설계된 압력링을 선택적으로 구비할 수도 있다.

이제, 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(300)의 다양한 구성요소의 분리도를 도시하는 도 3을 참조한다. 제1튜브(또는, 내측 캐뉼러)(350)(도 3, 5 및 6)는 대응하는 원통형 슬리브 또는 외측 튜브(380)(도 3, 11 및 12)에 대하여 동심축 이동이 가능하다. 또한, 캐뉼러 조립체(300)는 캐뉼러 캡(302)(도 3 및 도 8a- 도 8d), (탐지핀(locator pin) 상에 위치하고, 서로 상대적으로 대략 90도 회전되어 있는) 복수의 슬롯 댐(301), 단부 캡(320)(도 3, 9a 및 9b) 및 압력링(310)(도 3, 10a 및 10b)을 구비한다.

예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이 캐뉼러(350)의 연장된 몸체(351)는 원위 단부(312a) 및 근위 단부(313a)를 구비한다. 컵 또는 댐(370) 및 유체 포트(fluid port)(예를 들어, 수액 포트)(360)는 캐뉼러(350)의 근위 단부(313a)에 구비된다. 댐(370) 및 유체 포트(360)에 대한 추가적인 도면이 도 5a- 5c, 도 6a- 6b 및 도 6d- 6f에서 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 캡(365)(예를 들어, 랜야드(lanyard) 캡) 및 랜야드(363)는 유체 포트(360)에 연결된다. 후에 자세히 설명하는 바와 같이, 유체 포트(360)는 외측 튜브(슬라이더)(380)의 개방 경사로 상에서 회전되고, 개방 경사로의 멈춤쇠 내에서 튼튼하게 맞물려 안착되도록 설계된다. 몸체(351)의 원위 단부(312a)의 돌기(352)는 단부 캡(320)(도 9a 및 9b)과 짝을 이뤄 견고히 결합되도록 설계된다. 돌기(352)는 예를 들어, 점 용접, 초음파 용접 또는 용해, 또는 당업자에게 알려진 다른 수단에 의해 단부 캡(320)에 견고하게 부착될 수도 있다.

예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 외측 튜브(슬라이더)(380)의 연장된 몸체(381)는 역시 원위 단부(312) 및 근위 단부(313)를 구비한다.

연장된 몸체(381)는 근위 단부(313)에 구비된 개방 경사로(399) 및 복수의 이격된 세그먼트 또는 원위 단부(312)에 구비된 부재(388)를 포함한다. (도 11a- 11c 및 도 12a 및 12b에 도시된) 개방 경사로(399)는 적어도 일부분에 나선 형상이 형성된 외측 표면(395)을 구비한다. 예를 들어, 도 11a에 도시된 바와 같이, 경사로(399)의 구역(396)은 나선 형태를 가지고, 외측 표면(395) 상에서 (멈춤쇠(399a)와 대응되는) 지점 A 및 지점 B에 의해 경계지어진다.

예를 들어, 후에 자세히 설명되고 도 11a에 도시된 바와 같이, 외측 튜브(380)에 대한 캡(370)의 회전운동은, 캐뉼러(350)의 유체 포트(360)가 경사로(399)의 나선형 구역(396) 상의 지점 A(비확장된 상태)에서부터 지점 B(완전히 확장되거나 완전히 전개된 상태)까지 이동되고, 상기 장치가 완전히 전개된 상태에 있게 될 때 멈춤쇠(399a) 상에 놓일 수 있게 한다. 나선형 구역(396) 상에서 유체 포트(360)가 움직일 수 있도록 하기 위해서, 개방 경사로(399)는 또한 복수의 천공(fenestration) 또는 컷아웃(cutout)(399b)(도 11b) 및/또는 용이하게 성형되고 사용자가 쉽게 파지하여 안전하게 상기 장치를 회전시킬 수 있도록 하는 돌기(399c)(도 12a)를 구비할 수도 있다.

아래에 설명되는 바와 같이, 세그먼트(388)는 신체 공동(body cavity) 내에서 확장되도록 몸체(381)의 원위 단부(312)에 구비된다. 이격된 세그먼트(388)는 튜브형 몸체(381)에 대해 원주방향으로 배치되고, 튜브형 몸체(381)와 길이방향으로 동일하게 연장되며, 상기 슬라이더(원통형 슬리브 또는 외측 튜브)(380)의 원위 단부에 고정되어서, 상기 내측 캐뉼러가 상기 튜브형 몸체를 따라 상기 튜브형 몸체의 원위 단부를 향해 미끄러질 때, 세그먼트(388)가 힌지에서 선회하고 반경 외측 방향으로 전개되어서, 이러한 세그먼트가 상기 캐뉼러를 해부학적인 공동 안으로 최소 침투되도록 해부학적 공동 사이에 부착될 수 있게 한다.

상기 외측 튜브(380)의 상기 원위 단부의 세그먼트(388)는 상기 제2실시예를 참조하여 설명된 세그먼트(255)와 유사하며, 그것들이 해부학적 공동 사이에서 완전히 전개되고 확장될 수 있도록 그 단부가 중간에 휘어질 수 있도록 제조된다. 도 12d에 도시된 바와 같이, 세그먼트(388)는 바람직하게는 제1상태에서 대략 길이방 향 축(301)과 평행하다. 세그먼트(388)는 중간 힌지(388a)(지점 A), 근위 힌지(388b)(지점 B) 및 원위 힌지(388c)(지점 C)에서 구부러지거나 휠 수 있게 형성된다. 상기 유연한 힌지는 제1상태 및 제2상태(예를 들어, 부분적으로 전개된 또는 완전히 전개된 지점) 사이에서 밴딩이 용이하도록 상기 각각의 세그먼트(38)의 벽의 두께보다 작은 두께를 가질 수도 있다. 상기 힌지 구조는 바람직하게는 세그먼트(388)에 조정된 제1상태의 종방향 강성도, 제1상태로의 휘어짐 및 상기 제1상태과 제2 전개상태 사이에서 움직이는 가요성을 부여한다.

예시적인 실시예에 따르면, (예를 들어, 도 13 및 14에 도시된 바와 같이) 세그먼트(388)는 제2(전개된) 상태에서 길이방향 축(301)에 대해서 대략 90도 각도를 형성하는 중간점 힌지(388a)와, 대략 45도 각도의 힌지(388b)와 힌지(388c)를 가진다. 다른 실시예에 따르면, 제2 (전개된) 상태의 세그먼트(388)는 상기 길이방향 축에 대략 평행한 상태 및 수직한 상태 사이의 임의의 상태에 있을 수도 있다.예를 들어, 도 15는 부분적으로 전개되어 지점 A(중간 힌지(388a))에서 약 160도의 각도(α)를 형성하는 세그먼트(388)를 도시한다. 또한, 세그먼트(388)는 (예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이) 외측 튜브(380)의 길이방향 축(301)과 대략 수직한 상태로 접히거나 확장될 수 있다. 또한, 세그먼트(38)는 의도된 적용에 따라, 그 개수, 길이, 외측 표면 폭 및 반경방향 두께가 다양화될 수 있다.

역압링(counter-pressure ring)(310)(도 3 및 도 10a 및 도 10b)은 외측 튜브(380) 상에 선택적으로 길이방향으로 배치될 수 있다. 역압링(310)은 예를 들어, 미국 특허 공보 제2007/0162066호에 개시된 바와 같이, 다양한 형상과 구조를 가질 수도 있다. 바람직하게는, 역압링(310)은 전개된 세그먼트(388)에 역압 기능을 하기에 충분한 구조적 보존상태(integrity)를 가지는 물질로 이루어진다.

역압링(310)은 환자의 피부에 적용되는 압력의 양을 나타내고 그리고/또는 평가(assess)할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 역압링(310)은 적어도 일 부분이 투명한 물질로 이루져서 외과수술 과정 동안에 환자의 피부를 시각적으로 검사할 수 있게 해준다. 또한, 링(310)은 적용되는 압력의 양을 측정하는 하나 이상의 압력 센서 및 지시기(indicator)를 포함한다. 링(310)의 평평한 근위 표면이 환자의 몸에 주는 스트레스를 최소화하기 위해 외측 에지 주변이 선택적으로 테이퍼져(taper) 있을 수도 있다.

사용시, 작동자(예를 들어, 외과의사)는 내측 튜브 또는 캐뉼러(350)를 외측 튜브(380) 내에 삽입하여 캐뉼러(350)의 유체 포트(360)가 대략 외측 튜브(380)의 개방 경사로(399)의 지점 A에 안착되도록 한다. 개방 경사로(399)를 파지하고 난 후, 작동자는 경사로(399)의 나선형 부분(396)을 따라 (지점 A에서부터 지점 B까지) 유체 포트(360)를 회전시켜서, 캐뉼러 몸체(351)가 원통형 슬리브(388)을 따라 슬라이딩되어서 세그먼트(388)가 접히고 확장(전개)되기 시작하도록 한다.

작동자가 외측 튜브(380)에 대해서 캐뉼러(350)를 계속 회전시키게 되면, 세그먼트(388)는, 완전히 전개된 상태(제2 지점)가 되고 유체 포트(36)가 개방 경사로(399)의 멈춤쇠(399a)에 완전히 안착되면(지점 B) 전개를 멈춘다.

또는, 작동자(예를 들어, 외과의사)는 내측 튜브 또는 캐뉼러(350)를 외측 튜브(380) 내에 삽입하여 캐뉼러(350)의 유체 포트(360)가 대략 외측 튜브(380)의 개방 경사로(399)의 지점 A에 안착되도록 한다. 작동자는 개방 경사로(399)를 파지하고 난 후, 원통형 슬리브(380)를 회전시켜서 유체 포트(360)를 나선형 부분(396)을 따라 (지점 A에서부터 지점 B까지) 이동시켜서, 캐뉼러 몸체(351)가 원통형 슬리브(388)을 따라 슬라이딩되도록 하여 세그먼트(388)가 접히고 확장(전개)되기 시작하도록 한다. 작동자가 개방 경사로(399) 및 외측 튜브(380)를 계속 회전시키게 되면, 몸체(381)의 길이는 완전히 전개된 상태(제2 지점)에 있는 세그먼트(388)와 대응되는 최소 길이로 감소된다. 세그먼트(399)는, 유체 포트(36)가 완전히 개방 경사로(399)의 멈춤쇠(399a)에 안착되면(지점 B) 전개를 멈춘다.

도 17 및 18은 예를 들어, 본 발명에 따른 상기 캐뉼러 조립체를 이용하여 채택될 수 있는 일련의 단계들을 도시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 캐뉼러 조립체(300)는 신체 벽(255)을 통해 삽입되고, 무릎 관절과 같은 해부학적 공동 안으로 삽입된다. 일반적으로 미리 형성된 절개부를 통해 삽입이 이루어짐에도 불구하고, 그러한 삽입 및 침투는 일반적으로 보조적인 외과 수술 도구의 사용을 저지하거나 방해할 수 있는 찢어지거나 부서진 부드러운 조직을 만들어낸다. 이러한 저지 또는 방해 작용은 근본적으로 본 발명에 따른 캐뉼러를 이용하여 제거될 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 캐뉼러 조립체(300)가 신체 벽(25)을 통해 삽입되고 난 후에, 작동자(예를 들어, 외과의사)는 도 3에 도시된 바와 같은 화살표(C) 방향으로 캐뉼러 몸체(351)가 원통형 슬리브(380)를 따라 슬라이딩되도록 밀어넣는다. 이러한 동작은 도 13 내지 16에 도시된 바와 같이, 세그먼트(388)가 상기 공동 내에서 확장되고 전개되도록 한다. 작동자가 외측 슬리브(380)에 대해서 캐뉼러 몸체(351)를 계속 회전시키게 되면, 세그먼트(388)가 상기 공동 내에서 완전히 전개되어 신체 벽(25)의 내측 표면에 접촉하여 겹합될 때까지, 유체 포트(360)가 나선형 경사로(399)를 따라 지점 A에서부터 지점 B까지(도 18) 이동한다.

도 18에 도시된 바와 같이(즉, 상기 유체 포트가 개방 경사로(399) 상의 지점 B에 있을 때), 세그먼트(388)는 완전 확장 및 전개한 상태(제2 지점)에서 고정된다. 또한, 캐뉼러 몸체(351)는 역압링(310)에 의해 환자와 접촉되는 방향으로 신체 벽(25) 사이에 견고하게 고정된다. 역압링(310)은 캐뉼러(300)와 환자 신체 사이의 각도 관계를 안정화시킨다. 전개된 세그먼트(388)와 링(310)의 조합은 상기 캐뉼러와 환자의 신체 사이를 유체 밀봉시키고, 수술과정 동안에 상기 밀봉 상태를 깨뜨리지 않고 환자의 관절 또는 신체 공동 사이에 향상된 가시성(visibility)이 제공되도록 상기 캐뉼러의 뒤쪽을 잡아당겨 수용한다.

외과적 처치에 사용되기 적합한 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(100, 200, 300)의 다양한 구성요소를 구성하기 위해 이용되는 물질은 엄밀히 정해져 있는 것은 아니다. 구성, 조립 및 사용의 용이성을 위해 본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(100, 200, 300)의 모든 구성 요소는 바람직하게는 공지되고 상업적으로 이용가능한 예를 들어, 폴리머, 합성물과 같은 플라스틱 물질, 금속, 유리 또는 이들 물질의 조합과 같이 외과적 처치에 이용되기 적합한 물질로 구성된다. 구성요소의 적어도 일부분(및 바람직하게는 모든 구성요소)은 수술 부위가 쉽게 보일수 있도록 투명하거나 깨끗한 물질 및/또는 보조적인 수술 도구로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 본 발명의 상기 캐뉼러 조립체는 분리되고, 살균될 수 있는 재사용가능한 조립체일 수도 있지만, 일회사용이 의도된 처분가능한 장치로도 만들어질 수도 있다.

본 발명에 따른 캐뉼러 조립체(100, 200, 300)는 복부(abdomen)와 같은 큰 신체의 공동에도 쉽게 사용될 수 있지만, 관절(예를 들어, 무릎, 어깨, 팔꿈치, 발목 등)과 같은 작은 공동에 특히 유용하다. 복부 외과적 처치에는 일반적으로 가스가 사용되는 것과 달리 관절의 관절경 외과 수술 과정에서는 상기 관절이 일반적으로 물을 이용해 팽창되는(inflated) 것처럼, 관절에 수행되는 외과적 처치는 복부 공동 내에서 수행되는 처치와 확연히 다르다.

예를 들어, 무릎과 같은 관절의 내부는 대략 일 센티미터 두께량인 시노비엄(synovium)이라고 불리는 무른 조직의 층으로 채워져있다. 관절경 외과 수술이 진행되는 환자에게 있어서, 상기 시노비엄 조직(synovial tissue)은 종종 염증을 일으키고, 또한 자주 찢어지고 부서진다. 또한, 상기 무릎 관절의 전면부에는 일반적으로 약 3×5cm로 측정되는 슬개골 지방체(patella fat pad)(또는 지방 조직 덩어리)가 있다. 따라서, 무릎 관절에서 염증이 생긴 그리고/또한 찢어지고 부서진 시노비엄 조직 및 상기 슬개골 지방체는 외과 수술에 의한 관절 공동의 시각화를 제한하고 방해한다. 본 발명에 따른 상기 캐뉼러 조립체를 이용하면 이러한 제한된 시각은 완전히 제거된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 통해 설명되었지만, 당업자에 의해 많은 변경과 응용이 명백하게 이루어질 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상술한 바와 같이 설명 및 도시되었지만, 그러한 것은 본 발명의 제한되지 않은 예 시들이다. 따라서, 본 발명은 묘사된 실시예에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않았으며, 청구된 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims

제1직경과, 근위 단부 및 원위 단부를 구비하는 제1튜브; 및

상기 제1직경 보다 큰 제2직경과, 근위 단부 및 원위 단부를 구비하는 제2튜브를 포함하고,

상기 제1튜브는 상기 제2튜브 속에 삽입되고,

상기 제2튜브는, 상기 제2튜브의 원위 단부 상에 위치하며, 서로 이격된 복수의 가요성의 세그먼트를 포함하고,

상기 복수의 가요성의 세그먼트는 상기 제2튜브에 대해 원주방향으로 배치되고, 상기 제2튜브와 길이방향으로 동일하게 연장되며, 상기 제2튜브의 원위 단부에 고정되고,

상기 제2튜브는, 상기 제2튜브의 근위 단부 상에 구비되는 전개 메커니즘을 더 구비하고,

상기 전개 메커니즘은 상기 제2 튜브의 최근위 단부에 형성되며 연속된 나선형의 외측 표면을 가지는 개방 경사로를 구비하고,

상기 개방 경사로는, 제1 튜브의 유체 포트가 상기 연속된 나선형의 외측 표면을 따라 이동하면서 제2 튜브의 개방 경사로 상에서 회전하고 상기 개방 경사로의 멈춤쇠 안에 놓여 견고히 결합될 수 있도록 형성되어 상기 제1 및 제2 튜브 중 하나를 상기 제1 및 제2 튜브 중 다른 하나에 대하여 적어도 한 방향에 대해 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제1항에 있어서,

상기 개방 경사로는, 상기 복수의 가요성의 세그먼트가 신체의 공동 내에서 제1상태에서 제2상태로 확장되게 하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제2항에 있어서,

상기 제1상태는 비확장된 상태이고, 상기 제2상태는 완전히 확장 또는 완전히 전개된 상태인 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제2항에 있어서,

상기 제1상태에서 상기 제2튜브는 제1길이를 가지고,

상기 제2상태에서 상기 제2튜브는 제2길이를 가지며,

상기 제2길이는 상기 제1길이보다 삼분의 일로 작은 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제2튜브에 연결된 압력링을 더 구비하고,

상기 압력링은 환자에게 적용되는 압력의 총량을 나타내도록 형성되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제1튜브의 원위 단부에 견고하게 부착되는 단부 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제1항에 있어서,

상기 가요성의 세그먼트는 완전히 전개된 상태에 있을 때, 상기 제1튜브의 길이방향 축과 45 내지 90 도의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
제1항에 있어서,

상기 가요성의 세그먼트는 완전히 전개된 상태에 있을 때, 상기 제1튜브의 길이방향 축과 수직한 평면 상에서 연장되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 조립체.
관절경 외과 수술에 이용되는 캐뉼러로서,

제1직경, 근위 단부, 원위 단부, 길이방향 축, 근위 단부에서의 캠 메커니즘, 및 원위 단부에 위치하는 서로 이격된 복수의 가요성의 세그먼트를 구비하는 외측 슬리브;

상기 제1직경 보다 작은 제2직경, 근위 단부, 원위 단부, 근위 단부에서의 유체 포트를 구비하는 내측 튜브; 및

상기 외측 슬리브 상에 배치되는 압력링을 구비하고,

상기 캠 메커니즘은 상기 외측 슬리브의 최근위 단부에 형성되며 연속된 나선형의 외측 표면을 가지는 개방 경사로를 구비하고,

상기 유체 포트는, 상기 연속된 나선형의 외측 표면을 따라 이동하면서 외측 슬리브의 캠 메커니즘의 개방 경사로 상에서 회전하고 상기 개방 경사로의 멈춤쇠 안에 놓여 견고히 결합되어, 상기 가요성의 세그먼트가 상기 외측 슬리브의 상기 길이방향 축에 대해서 외측 방향으로 접히고 전개되게 하도록 형성되고,

상기 압력링은 환자에 적용되는 압력의 총량을 측정하는 하나 이상의 압력 센서 및 지시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제9항에 있어서,

상기 복수의 가요성의 세그먼트는, 상기 외측 슬리브에 대해 원주방향으로 배치되고, 상기 외측 슬리브와 길이방향으로 동일하게 연장되며, 상기 외측 슬리브의 원위 단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제9항에 있어서,

상기 외측 튜브는 단부 캡에 견고하게 결합되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제9항에 있어서,

상기 내측 튜브의 유체 포트가 상기 나선형의 외측 표면 상의 적어도 두 위치 지점 사이를 이동할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제12항에 있어서,

상기 두 위치 지점 중 하나는 상기 유체 포트가 그 내부에 놓일 수 있게 하는 멈춤쇠에 대응되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제13항에 있어서,

상기 유체 포트가 상기 개방 경사로의 상기 멈춤쇠에 놓일 때, 상기 가요성의 세그먼트는 완전히 전개된 상태에 있는 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
제9항에 있어서,

상기 캐뉼러는 투명한 것을 특징으로 하는 캐뉼러.
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