KR101586899B1 - 혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터 - Google Patents

혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터에 관한 것으로, 카테터 본체의 일단에 연결되는 액체 투입부; 카테터 본체의 타단에 연결되는 긴 도관으로 구성되는 샤프트; 샤프트의 말단부에 형성되는 전극; 및 샤프트의 말단부에 형성되는 풍선을 포함하고, 혈관 내에서 풍선이 팽창했을 때 팽창된 풍선은 혈관을 부분적으로만 막아서 혈류를 유지할 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터를 제공한다.

Description

혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터{Intravascular ablation balloon catheter}
본 발명은 심장 혈관 내의 구조적으로 접근이 어려운 다양한 병변을 효과적으로 절제할 수 있는 고주파 절제 풍선 카테터에 관한 것이며, 상세하게는 병변 부위를 제거하기 위한 절제 전극과 웨지 풍선(Wedge balloon)을 위치시킴으로써 심장 혈관 내의 여러 위치에 존재하는 병변부위를 접촉된 절제 전극을 이용하여 교류 저항을 최소화하면서 병변 부위를 제거할 수 있는 고주파 절제 풍선 카테터에 관한 것이다.
심장의 박동은 심장의 일부로부터 정기적으로 발생하는 전기 신호에 의해 심장의 근육이 순차 자극됨으로써 행해지고 있다. 그런데, 이 전기 신호의 흐름에 이상이 발생하면, 심장이 정확하게 박동할 수 없게 된다. 이러한 이상 신호가 발생되는 원인이 심장 내의 조직뿐만 아니라, 심장 외막에서도 비정상적인 전기 신호가 발생되어 정상적인 심장 박동의 이상을 일으키는데, 이것이 이른바 부정맥이다.
심장 부정맥의 처치는, 고주파수 전류에 의한 카테터 절제(catheter ablation) 기술의 도입 이후로 상당히 변모했다. 카테터 절제 기술에서는, X-레이 통제 하에서 절제-카테터가 정맥 또는 동맥을 통해 하나의 심장에 삽입되고, 고주파 전류에 의해 심장 부정맥을 유발하는 조직이 파괴된다. 카테터 절제의 성공적인 실행을 위한 전제 조건은, 심장 내부에서 부정맥의 원인을 정확하게 탐지하는 것이다. 이와 같은 탐지는, 전위(electrical potentials)가 심장 내부에 삽입된 맵핑-카테터에 의해서 공간적으로 분해된 상태로 레코딩되는 전기생리학적 검사를 통해 진단이 이루어진다.
발작성 상심실성 빈맥은 가장 흔한 지속적 부정맥으로서, 심박수를 분당 100 내지 175까지 또는 그 이상으로까지 증가시킬 수 있다. 발작성 상심실성 빈맥은 심장의 두근거림 증상이 나타나는 빈도가 높고, 실신, 현기증, 호흡 곤란, 흉통, 전신 쇠약 등과 같은 다수의 의학적 후유증과도 연관되어 있다.
심장 혈관 내에 상심실성 빈맥의 원인이 되는 병소를 찾는 것에 있어서, 심장 박동으로 인해 시술자가 정밀하게 심장 내의 생체 전기신호를 탐지하여 부정맥을 유발하는 심장 부위를 판별하고 절제하는 과정에서 카테터의 위치를 조작하는데 어려움이 있었다. 또한, 심장 혈관 내의 특성을 고려한 전기적 신호를 탐지하고 절제하는 카테터가 없어서, 기존의 심장 내에 전기적 신호를 탐지하고 절제하기 위해 만들어진 카테터를 이용하여, 심장 혈관 내의 병소에 접근이 어려운 부분을 점 접촉시켜 병소를 일으키는 부위를 정확히 감지할 수 없었다. 특히, 좁은 심장 혈관 내에서 고주파 절제 시술 시 전류의 저항치가 급격히 올라가는 문제가 발생되어 효과적인 절제 시술에 어려움이 많았다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 심장 혈관 내의 구조적인 특징을 고려하여 고안되었으며, 원하는 심장 혈관 내의 여러 부분에 존재하는 병변 부위에 전기자극을 인가함은 물론, 웨지 풍선을 위치시킴으로써 환자의 호흡에 의한 카테터 움직임을 최소화하면서 안정적으로 접근할 수 있어, 병소의 접촉 면적을 증대시키고 조작자가 정밀하게 조절하여 병소에 절제 시술을 할 수 있는 혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 좁은 혈관 내에서 절제 시술 시 야기될 수 있는 교류 저항값의 급격한 변화를 방지하기 위해, 웨지 풍선이 혈관 내 혈류량을 유지 가능하도록 하여 교류 저항이 안정적으로 유지되게 도와주며, 또한 카테터의 말단 두께를 기존 카테터보다 얇게 도안함으로써, 좁은 혈관 내에서도 원하는 병소를 안정적으로 이동할 수 있도록 하여, 카테터 시술의 성공률을 향상시킬 수 있는 혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 발작성 상심실성 빈맥(Paroxysmal Supraventricular Tachycardia) 부정맥 시술 시 근원이 되는 중심장 정맥(Middle Cardiac Vein)의 부정맥 유발 생체신호를 제거하는 시술에 유용함을 제공할 뿐만 아니라, 심방 빈맥(Atrial Tachycardia), 심실 빈맥(Ventricular Tachycardia) 부정맥 시술 시 근원이 되는 대심 정맥(Great Cardiac Vein), 전심실 중격 정맥(Anterior Interventricular vein)의 부정맥 유발 생체신호를 제거하는 시술에서도 유용함을 제공하는 혈관 내 고주파 절제 풍선 카테터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 카테터 본체의 일단에 연결되는 액체 투입부; 카테터 본체의 타단에 연결되는 긴 도관으로 구성되는 샤프트; 샤프트의 말단부에 형성되는 전극; 및 샤프트의 말단부에 형성되는 풍선을 포함하고, 혈관 내에서 풍선이 팽창했을 때 팽창된 풍선은 혈관을 부분적으로만 막아서 혈류를 유지할 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터를 제공한다.
본 발명에서 풍선의 팽창 전 직경은 0.1 내지 3 mm일 수 있고, 풍선의 팽창 후 직경은 0.5 내지 5 mm일 수 있다.
본 발명에서 풍선은 웨지형, 구형, 계란형, 원추형, 계단형 또는 다면체로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 풍선은 복수 개로 구비될 수 있고, 적어도 2개의 풍선은 샤프트의 동일 위치에서 샤프트의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 샤프트의 내부에는 풍선으로 액체를 주입하기 위한 유로가 형성될 수 있고, 유로는 샤프트와 독립적인 튜브 또는 파이프일 수 있다.
본 발명에서 전극은 복수 개로 구비될 수 있고, 전극은 2 내지 20개로 구비될 수 있다.
본 발명에서 전극의 폭은 0.1 내지 10 mm일 수 있고, 전극은 0.1 내지 10 mm의 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 카테터는 샤프트의 말단에 형성되고, 1 내지 5 mm의 폭을 갖는 제1전극; 제1전극으로부터 0.5 내지 3 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 2 mm의 폭을 갖는 제2전극; 제2전극으로부터 1 내지 6 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 5 mm의 폭을 갖는 제3전극; 및 제3전극으로부터 0.5 내지 3 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 2 mm의 폭을 갖는 제4전극을 포함할 수 있다.
본 발명에서 풍선은 제2전극 및 제3전극 사이에서 형성되고, 적어도 2개 이상의 풍선이 동일 위치에 형성될 수 있다.
본 발명에서 샤프트의 말단면에는 복수의 액체 배출공이 형성될 수 있고, 전극에는 복수의 액체 배출공이 형성될 수 있다.
본 발명에서 샤프트의 길이는 100 내지 150 mm이고, 샤프트의 직경은 0.1 내지 5 mm일 수 있다.
본 발명에서 샤프트는 0 내지 180도까지 굴곡 가능하고, 굴곡 반경은 10 내지 100 mm일 수 있다.
본 발명에 따른 카테터는 심장 혈관 내 고주파 절제용으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 카테터는 심장 혈관 내의 구조적인 특징을 고려하여 고안되었고, 복수의 전극을 구비하여 원하는 심장 혈관 내의 여러 부분에 존재하는 병변 부위에 전기자극을 인가할 수 있다. 또한, 적절한 크기와 형상을 갖는 웨지 풍선을 설치함으로써, 환자의 호흡에 의한 카테터 움직임을 최소화하면서 안정적으로 접근할 수 있으므로, 병소의 접촉 면적을 증대시키고 조작자가 정밀하게 조절하여 병소에 절제 시술을 할 수 있다.
아울러, 좁은 혈관 내에서 절제 시술 시 야기될 수 있는 교류 저항값의 급격한 변화를 방지하기 위해, 적절한 크기와 형상을 갖는 웨지 풍선을 설치함으로써, 웨지 풍선이 혈관 내 혈류량을 유지 가능하도록 하여 교류 저항이 안정적으로 유지되게 도와줄 수 있다. 또한, 카테터의 말단 두께를 기존 카테터보다 얇게 도안함으로써, 좁은 혈관 내에서도 원하는 병소를 안정적으로 이동할 수 있도록 하여, 카테터 시술의 성공률을 향상시킬 수 있다.
특히, 발작성 상심실성 빈맥 부정맥 시술 시 근원이 되는 중심장 정맥의 부정맥 유발 생체신호를 제거하는 시술에 유용함을 제공할 뿐만 아니라, 심방 빈맥, 심실 빈맥 부정맥 시술 시 근원이 되는 대심 정맥, 전심실 중격 정맥의 부정맥 유발 생체신호를 제거하는 시술에서도 유용함을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 카테터의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 부분 절개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 카테터의 샤프트가 다양한 각도로 굴곡 가능함을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 액체 배출공을 구비하는 카테터의 상세도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 카테터의 전체 구성도로서, 이 실시형태에 따른 카테터는 액체 투입부(10), 커넥터(12), 카테터 본체(20), 샤프트(30), 전극(40, 42, 44, 46) 및 풍선(50, 52)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1에서 좌측은 시술자와 먼 원위(distal) 측이고, 우측은 시술자와 가까운 근위(proximal) 측이다.
액체 투입부(10)는 카테터 본체(20)의 근위 측 말단에 연결될 수 있다. 액체 투입부(10)를 통해 액체가 카테터 내부로 투입된 후, 풍선(50, 52)으로 주입됨으로써 풍선(50, 52)이 팽창될 수 있다. 액체로는 식염수, 조영제 등을 사용할 수 있다.
커넥터(12)는 카테터 본체(20)의 근위 측 말단에 연결되고, 이 연결 커넥터(12)를 통해 별도의 카테터 신호 케이블(catheter signal cable)을 연결할 수 있으며, 이에 따라 복수의 전극들(40, 42, 44, 46)에 고주파수 전류를 인가할 수 있다.
카테터 본체(20)는 시술자가 잡을 수 있는 핸들을 포함하여 구성되고, 금속이나 플라스틱 소재로 제작될 수 있다. 핸들은 푸쉬 앤 풀 제어(Push-pull control) 타입으로 구성될 수 있다.
샤프트(shaft)(30)는 카테터 본체(20)의 원위 측 말단에 연결되는 긴 도관으로 구성될 수 있다. 샤프트(shaft)(30)는 금속(스테인리스 스틸, 니티놀 등), 플라스틱(나일론, 폴리에테르 블록 아미드, 폴리우레탄 등), 고무 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 길이방향을 따라 부분적으로 상이한 재질로 구성할 수 있다.
샤프트(30)는 하나의 단일 샤프트로 이루어질 수 있고, 또한 복수의 샤프트로 구성될 수도 있다. 복수의 샤프트로 구성할 경우, 커넥터를 이용하여 연결하거나, 끼움 결합, 용접, 접착 등의 방법을 이용하여 연결할 수 있다.
샤프트(30)의 내부에는 통상적인 파이프나 튜브처럼 공간이 형성되어 있으며, 이 공간에는 별도의 유로가 형성될 수 있고, 또한 이 공간을 통해 액체가 흐를 수도 있다.
샤프트(30)의 내부 및/또는 외부 표면에는 예를 들어 혈관 내벽과의 마찰을 감소시키기 위해 친수성 및/또는 소수성 코팅이 이루어질 수 있다.
샤프트(30)의 길이는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 100 내지 150 mm, 바람직하게는 110 내지 140 mm일 수 있다. 샤프트(30)의 길이가 너무 길거나 짧으면 시술 시 불편한 점이 발생하며, 통상 심장에서 우측 허벅지까지의 길이가 시술자에게 가장 편리하다.
샤프트(30)의 직경은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 4 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 mm일 수 있다. 샤프트(30)의 직경이 굵으면 혈관 삽입을 위해 더 굵은 시스(sheath)를 사용해야 하며, 혈전 형성의 위험이 증가한다. 반면 너무 가늘면 전극도자(카테터) 조작 시 힘을 받지 못하고 전극이 구부러지거나 상하게 된다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도로서, 전극(40, 42, 44, 46) 및 풍선(50, 52)이 형성되어 있는 샤프트(30)의 원위 측 말단부를 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에서 말단(end)은 끝을 의미할 수 있고, 말단부(end portion)는 말단으로부터 일정 길이까지의 부위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 말단부의 길이는 전체 길이를 기준으로 30% 이하일 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)은 샤프트(30)의 원위 측 말단부에서 샤프트(30)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.
이와 같이, 전극을 복수 개의 다전극 형태로 구성함으로써, 심장 조직의 여러 위치에 존재하는 병변 부위를 접촉된 다전극 절제 전극을 이용하여 이동을 최소화하면서, 복수의 병변 부위를 효과적으로 제거할 수 있다. 구체적으로, 카테터 원위 측 말단의 절제 전극 외에 그 근처 말단부에도 절제 전극을 위치시킴으로써, 원하는 심장의 여러 부분에 존재하는 병변 부위의 전기신호를 감지하거나, 병변 부위에 전기자극을 인가할 수 있다. 또한, 카테터의 이동을 최소화하면서 원하는 병소에 접근할 수 있기 때문에, 병소의 접촉면적을 증대시키고 조작자가 정밀하게 조절하여 병소에 안정적으로 절제 시술을 할 수 있다.
아울러, 카테터의 윈위 말단의 절제 전극과 일정한 간격만큼 이격된 위치에서 다른 절제 전극이 배치됨으로써, 시술 시 인체의 외부에서 병변 부위로 삽입된 카테터의 원위 말단이 병변 부위를 지나치면 다시 병변 부위로 되돌아와서 병변 부위를 치료하는 기존의 카테터와 달리, 카테터 시술자의 사용편의성을 증대시킬 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)은 바람직하게는 모두 절제 전극이며, 일부는 전기신호를 감지할 수 있는 맵핑 전극일 수도 있다.
전극(40, 42, 44, 46)은 샤프트(30)의 외주면을 둘러싸는 링 형상으로 구성될 수 있다. 링 형상 전극(40, 42, 44, 46)은 도전성 재료, 특히 금속 재료로 이루어질 수 있다. 금속으로는 백금, 금, 이리듐, 코발트, 티타늄, 니켈, 은, 구리, 아연, 주석, 알루미늄, 크롬, 망간, 마그네슘 및 이들의 합금 등을 사용할 수 있다. 링 형상 전극(40, 42, 44, 46)의 형성 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 링 형상으로 성형 가공된 금속재료를 접착제에 의해 샤프트(30)에 고정하는 방법과, 스퍼터링법이나 이온빔 증착법 등에 의해 링 형상 전극을 성막 형성하는 방법을 들 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)은 리드선(미도시)과 연결될 수 있고, 리드선은 샤프트(30)의 내부에 삽입되어 본체(20)를 거쳐 커넥터(12) 등과 연결될 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)의 수는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 2 내지 20개, 바람직하게는 3 내지 15개, 더욱 바람직하게는 4 내지 10개일 수 있다. 전극(40, 42, 44, 46)의 수가 너무 적으면 다전극의 이점이 사라져 여러 병변 부위를 치료할 수 없고 카테터의 움직임이 늘어날 수 있으며, 전극수가 너무 많으면 전극도자가 굵어지고 뻣뻣해지는 문제가 발생할 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)의 폭은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 7 mm, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 5 mm일 수 있다. 전극(40, 42, 44, 46)의 폭이 너무 작으면 절제 부위가 좁아질 수 있고, 너무 크면 정상 부위까지 손상될 수 있다.
전극(40, 42, 44, 46)의 간격은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 8 mm, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 7 mm일 수 있다. 전극(40, 42, 44, 46)의 배치 간격이 너무 좁으면 절제 부위가 좁아질 수 있고, 너무 크면 정확도 등이 감소할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카테터는 복수의 전극, 예를 들어 제1전극(40), 제2전극(42), 제3전극(44), 제4전극(46)을 구비할 수 있다. 전극(40, 42, 44, 46)의 수는 도 2보다 더 많거나 적을 수 있다. 또한, 각 전극(40, 42, 44, 46)의 폭 및 간격은 독립적으로 같거나 다를 수 있다.
제1전극(40)은 팁 전극(tip electrode)로서, 샤프트(30)의 원위 측 말단에서부터 형성될 수 있다. 제1전극(40)의 폭(T1)은 상대적으로 큰 것이 바람직하며, 예를 들어 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 mm일 수 있다.
제2전극(42)은 제1전극(40)으로부터 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 제2전극(42)은 밴드 전극(band electrode) 형태로 구성할 수 있다. 제2전극(42)의 폭(T2)은 상대적으로 작은 것이 바람직하며, 예를 들어 0.1 내지 3 mm, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm일 수 있다. 제1전극(40)과 제2전극(42) 사이의 간격(S1)은 상대적으로 좁은 것이 바람직하며, 예를 들어 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
제3전극(44)은 제2전극(42)으로부터 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 제3전극(44)의 폭(T3)은 경우에 따라 작거나 클 수 있는데, 예를 들어 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 mm일 수 있다. 제2전극(42)과 제3전극(44) 사이의 간격(S2)은 상대적으로 넓은 것이 바람직하며, 예를 들어 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 6 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 mm일 수 있다.
제4전극(46)은 제3전극(44)으로부터 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. 제4전극(46)의 폭(T4)은 상대적으로 작은 것이 바람직하며, 예를 들어 0.1 내지 3 mm, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm일 수 있다. 제3전극(44)과 제4전극(46) 사이의 간격(S3)은 상대적으로 좁은 것이 바람직하며, 예를 들어 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
풍선(50, 52)은 전극과 마찬가지로 샤프트(30)의 원위 측 말단부에 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 액체 투입부(10)를 통해 식염수, 조영제 등의 액체가 카테터 내부로 투입된 후, 유로(54, 56)를 거쳐 풍선(50, 52)으로 주입됨으로써 풍선(50, 52)이 팽창될 수 있다.
풍선(50, 52)은 플라스틱이나 섬유 소재, 예를 들어 나일론, 폴리에테르 블록 아미드(Pebax), 폴리우레탄 등으로 제작될 수 있다. 풍선(50, 52)은 복층 구조로 구성될 수 있는데, 예를 들어 외피는 폴리에테르 블록 아미드로 구성하고, 내피는 나일론으로 구성할 수 있다.
풍선(50, 52)은 접착제, 열, 레이저 등을 이용한 부착수단에 의해 샤프트(30)의 원위 쪽 말단부에 팽창 가능하게 부착될 수 있다.
본 발명에서는 혈관 내에서 풍선(50, 52)이 팽창했을 때 팽창된 풍선 풍선(50, 52)은 혈관을 부분적으로만 막아서 혈류를 유지할 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에서는 풍선(50, 52)의 크기와 형상이 중요하다.
풍선(50, 52)의 팽창 전 직경(D1)은 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.1 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm일 수 있다. 풍선(50, 52)의 팽창 후 직경(D2)은 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 mm일 수 있다. 팽창 후 직경(D2)은 최대로 팽창된 풍선(50, 52)의 직경을 의미할 수 있다. 풍선(50, 52)이 구형이 아닐 경우, 풍선(50, 52)의 직경은 평균 직경을 의미할 수 있다. 풍선(50, 52)의 직경이 너무 작으면 혈관에 밀착되지 않을 수 있고, 너무 크면 혈관을 너무 많이 막아서 혈액이 통과할 수 있는 유로 공간의 면적이 줄어들 수 있다.
풍선(50, 52)의 형상은 웨지형, 구형, 계란형, 원추형, 계단형, 다면체 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 도면에 도시된 바와 같이 구형으로 이루어질 수 있다. 구형의 풍선(50, 52)을 사용할 경우, 혈액이 통과할 수 있는 유로 공간을 더 많이 확보할 수 있다.
풍선(50, 52)은 복수 개로 구비될 수 있다. 바람직하게는, 도면에 도시된 바와 같이, 적어도 2개 이상의 풍선(50, 52)이 동일 위치에 형성될 수 있다. 즉, 풍선(50, 52)은 샤프트(30)의 어느 한 지점에서 샤프트(30)의 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 풍선(50, 52)간의 간격은 서로 동일한 것이 바람직하며, 예를 들어 2개일 경우 180도, 3개일 경우 120도, 4개일 경우 90도일 수 있다. 바람직하게는, 도면에 도시된 바와 같이, 2개의 구형 풍선(50, 52)이 동일 위치에서 180도 간격으로 형성될 경우, 혈액이 통과할 수 있는 유로 공간을 최대한으로 많이 확보할 수 있다.
풍선(50, 52)은 도시된 바와 같이, 제2전극(42) 및 제3전극(44) 사이에서 형성될 수 있고, 풍선(50, 52)의 위치는 이에 한정되지 않고 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 풍선(50, 52)은 샤프트(30)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수도 있다.
도 3은 도 2의 부분 절개도로서, 유로(54, 56)를 보여주기 위해, 풍선(50, 52)의 우측인 근위 측을 절개한 것이다.
유로(54, 56)는 샤프트(30)의 내부에 형성되고, 풍선(50, 52)으로 액체를 주입하기 위한 통로 역할을 한다.
유로(54, 56)는 샤프트(30)와 독립적인 파이프나 튜브 형태로 제작될 수 있다. 즉, 별도의 파이프나 튜브를 샤프트(30) 내부에 삽입하여 유로(54, 56)를 형성할 수 있다. 이와 달리, 유로(54, 56)는 샤프트(30)의 내부에 일체로 형성된 공간(루멘)일 수도 있다.
유로(54, 56)를 튜브나 파이프로 제작할 경우, 그 재질은 금속(스테인리스 스틸, 니티놀 등), 플라스틱(나일론, 폴리에테르 블록 아미드, 폴리우레탄 등), 고무 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 길이방향을 따라 부분적으로 상이한 재질로 구성할 수 있다.
유로(54, 56)의 직경은 샤프트(30)의 직경에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 샤프트(30)의 직경 대비 1 내지 50%, 바람직하게는 5 내지 30%일 수 있다.
유로(54, 56)의 개수는 풍선(50, 52)의 개수에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이, 2개의 풍선(50, 52)이 형성될 경우, 2개의 유로(54, 56)가 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 카테터의 샤프트가 다양한 각도로 굴곡 가능함을 보여주는 도면이다.
샤프트(30)의 말단부는 도시된 바와 같이, 0 내지 180도까지 굴곡 가능하며, 필요에 따라 그 이상의 각도로도 굴곡될 수 있다. 샤프트(30)의 굴곡은 푸쉬 앤 풀 제어 타입의 핸들을 조작하여 수행될 수 있다. 이와 같이, 샤프트(30)를 0도에서 180도까지 커브를 구사할 수 있기 때문에, 혈관 내 정맥 안쪽의 카테터 삽입뿐만 아니라, 대다수의 카테터가 위치하기 어려운 부위에도 쉽게 접근할 수 있도록 도와줄 수 있다.
샤프트(30) 말단부의 굴곡 반경(회전 반경)은 10 내지 100 mm, 바람직하게는 20 내지 80 mm, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 mm일 수 있다. 샤프트(30)의 굴곡 반경이 너무 작으면 큰 심장에서 적절한 조작이 불가능하고, 너무 크면 작은 심장에서 조작이 어렵고 위험하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 액체 배출공을 구비하는 카테터의 상세도로서, 샤프트(30)의 원위 측 말단면에는 복수의 액체 배출공(60)이 형성될 수 있고, 전극에도 복수의 액체 배출공(62, 64)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 카테터 절제 전극 안에 액체 배출공(60, 62, 64)이 순차적으로 배치됨으로써, 보다 효율적으로 병변 부위를 절제할 수 있다. 특히, 심방 세동(Atrial Fibrillation) 부정맥 시술 시 근원이 되는 좌심방(Left Atrium)의 부정맥 유발 생체신호를 제거하는 시술에 유용함을 제공할 수 있다.
액체 배출공(60, 62, 64)으로 배출되는 액체는 전기자극에 의한 절제를 도모할 목적(예를 들어, 가열, 냉각, 윤활, 조영, 혈관 파괴 등)으로 사용되는 액체일 수 있다. 예를 들어, 액체는 액체 투입부(10)를 통해 유입된 후, 유로(54, 56)를 제외한 샤프트(30)의 내부 공간을 통해 흐르면서, 액체 배출공(60, 62, 64)으로 배출될 수 있다.
원위 측 말단면에 형성되는 액체 배출공(60)의 개수는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 2 내지 10개, 바람직하게는 3 내지 8개일 수 있다. 도면에는 4개의 액체 배출공(60)이 형성되어 있다.
전극(41, 45)에 형성되는 액체 배출공(62, 64)의 개수는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 2 내지 30개, 바람직하게는 5 내지 20개일 수 있다. 도면에는 제1전극(41)에 12개의 액체 배출공(62)이 형성되고, 제3전극(45)에도 12개의 액체 배출공(64)이 형성되어 있다.
이와 같이, 다수의 액체 배출공(60, 62, 64)을 통해서 효과적으로 절제술을 할 수 있는 장점이 있다.
액체 배출공(60, 62, 64)의 직경은 0.01 내지 3 mm, 바람직하게는 0.05 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm일 수 있다. 액체 배출공(60, 62, 64)의 직경이 너무 작으면 액체 배출에 어려움이 있어 효과적인 절제술이 어렵고, 너무 크면 전극도자의 굵기가 증가할 뿐 아니라 배출공 내로 혈액이 역류하는 단점이 발생할 수 있다.
도 5에 따른 카테터도 복수의 전극, 예를 들어 제1전극(41), 제2전극(43), 제3전극(45), 제4전극(47)을 구비할 수 있으며, 액체 배출공(60, 62, 64)의 추가됨에 따라 각 전극(41, 43, 45, 47)의 폭 및 간격은 도 2에 따른 카테터와 다를 수 있다.
제1전극(41)의 폭(t1)은 예를 들어 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 mm일 수 있다.
제2전극(43)의 폭(t2)은 예를 들어 0.1 내지 3 mm, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm일 수 있다. 제1전극(41)과 제2전극(43) 사이의 간격(s1)은 예를 들어 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
제3전극(45)의 폭(t3)은 예를 들어 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 mm일 수 있다. 제2전극(43)과 제3전극(45) 사이의 간격(s2)은 예를 들어 0.5 내지 10 mm, 바람직하게는 1 내지 6 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 mm일 수 있다.
제4전극(47)의 폭(t4)은 예를 들어 0.1 내지 3 mm, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mm일 수 있다. 제3전극(45)과 제4전극(47) 사이의 간격(s3)은 예를 들어 0.1 내지 5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
표 1은 본 발명의 일 예에 따라 제작한 카테터의 세부 구성을 나타낸 것이다.
Feature Specification
Type Steerable ablation catheter
Catheter Diameter 5F (1.675 mm)
Usable length 110 cm
Number of electrode 4(1 tip and 3 band)
Tip electrode 5Fr and 4 mm in length
Band electrodes 1 mm
Electrode Space 2-5-2 mm
Temperature sensor Thermocouple
Shaft Deflection 180° uni-directional
Handle Push-pull style
본 발명에 따른 카테터는 심장 혈관 내 고주파 절제용으로 사용될 수 있으며, 특히 관상 정맥 혈관 내 고주파 절제용으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 카테터는 혈류를 유지할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하며, 액체 투입부를 통해 투입된 식염수 등의 액체가 풍선으로 투입되어 혈관 표면에 풍선이 밀착됨으로써, 절제 전극이 혈관 내에서 안정적으로 위치할 수 있도록 도와주며, 효과적으로 절제술을 할 수 있는 장점이 있다.
10: 액체 투입부
12: 커넥터
20: 카테터 본체
30: 샤프트
40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47: 전극
50, 52: 풍선
54, 56: 유로
60, 62, 64: 액체 배출공

Claims (19)

  1. 카테터 본체의 일단에 연결되는 액체 투입부;
    카테터 본체의 타단에 연결되는 긴 도관으로 구성되는 샤프트;
    샤프트의 말단에 형성되고, 1 내지 5 mm의 폭을 갖는 제1전극;
    제1전극으로부터 0.5 내지 3 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 2 mm의 폭을 갖는 제2전극;
    제2전극으로부터 1 내지 6 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 5 mm의 폭을 갖는 제3전극;
    제3전극으로부터 0.5 내지 3 mm의 간격을 두고 형성되며, 0.5 내지 2 mm의 폭을 갖는 제4전극; 및
    샤프트의 말단부에 형성되는 풍선을 포함하고,
    혈관 내에서 풍선이 팽창했을 때 팽창된 풍선은 혈관을 부분적으로만 막아서 혈류를 유지할 수 있는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  2. 제1항에 있어서,
    풍선의 팽창 전 직경은 0.1 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 카테터.
  3. 제1항에 있어서,
    풍선의 팽창 후 직경은 0.5 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 카테터.
  4. 제1항에 있어서,
    풍선은 웨지형, 구형, 계란형, 원추형, 계단형 또는 다면체로 이루어진 것을 특징으로 하는 카테터.
  5. 제1항에 있어서,
    풍선은 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  6. 제5항에 있어서,
    적어도 2개의 풍선은 샤프트의 동일 위치에서 샤프트의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  7. 제1항에 있어서,
    샤프트의 내부에는 풍선으로 액체를 주입하기 위한 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  8. 제7항에 있어서,
    유로는 샤프트와 독립적인 튜브 또는 파이프인 것을 특징으로 하는 카테터.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    풍선은 제2전극 및 제3전극 사이에서 형성되고, 적어도 2개 이상의 풍선이 동일 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  15. 제1항에 있어서,
    샤프트의 말단면에는 복수의 액체 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  16. 제1항에 있어서,
    전극에는 복수의 액체 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 카테터.
  17. 제1항에 있어서,
    샤프트의 길이는 100 내지 150 mm이고, 샤프트의 직경은 0.1 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 카테터.
  18. 제1항에 있어서,
    샤프트는 0 내지 180도까지 굴곡 가능하고, 굴곡 반경은 10 내지 100 mm인 것을 특징으로 하는 카테터.
  19. 제1항에 있어서,
    심장 혈관 내 고주파 절제용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 카테터.
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