KR101875511B1 - 신경 탐침 삽입 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 탐침을 구비하는 신경 탐침 구조체에 대해 복수의 탐침을 신경의 내부로 동시 삽입시키기 위한 탐침 삽입 장치는, 상기 신경의 외주를 감싸 상기 신경을 고정하는 신경 고정기와, 상기 신경 고정기의 반경 방향 외측에 배치되어 상기 신경 고정기의 둘레를 둘러싸며, 상기 탐침을 고정 지지하는 탐침 고정기를 포함한다. 상기 탐침 고정기는 상기 신경 고정기를 중심으로 방사형으로 배치되며 상기 신경 고정기의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("탐침 고정기 절편")을 포함하고, 상기 복수의 탐침 고정기 절편이 상기 복수의 탐침을 상기 신경을 고정한 상기 신경 고정기를 향해 동시에 이동시켜, 상기 복수의 탐침이 신경의 길이 방향에서 보았을 때 방사형을 이루도록 상기 신경 내부로 동시 삽입된다.

Description

신경 탐침 삽입 장치{Device for inserting neural probes}

본 발명은 신경 탐침 삽입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 탐침을 구비하는 신경 탐침 구조체에 대해 복수의 탐침을 신경의 내부로 손쉽게 삽입하여 신경 탐침 구조체의 설치를 보조하는 탐침 삽입 장치에 관한 것이다.

최근에 신경보철(neuroprosthetic) 또는 HMI(human-machine interface)에 사용하기 위한 신경 인터페이스로서, 직접 신경에 연결되어 신경에 자극을 가하거나 신경으로부터 신경 신호 정보를 수집할 수 있는 초소형 신경 전극 구조체가 연구되고 있다.

초소형 신경 전극 구조체의 일례로, 넓은 면적을 가지는 유연한 재질의 몸체와 몸체에 매설되는 전극으로 구성되는 커프형 전극체(cuff electrode)가 이용된다. 커프형 전극체는 붕대를 감듯이 신경 표면 둘레 전체에 유연 몸체를 말아 고정하고, 몸체 표면에 형성된 전극을 통해 신경 신호를 검출하는 방식을 이용한다.

하지만, 커프형 전극체는 몸체가 신경 다발의 외주면를 완전히 감싸도록 고정되어 신경 다발의 일부분을 압박하므로 신경 상막(eqineurium)에 존재하는 혈관의 혈액 순환을 저해하여 만성 통증을 일으킬 수 있다. 또한, 일반적으로 폴리머 재질로 이루어지는 몸체는 산소 및 물 등을 투과시키지 못하므로, 착용 부위에서 통증이나 신경의 괴사를 유발할 수 있다. 따라서, 신경에 장기간 이식이 어렵다는 문제점이 있다.

아울러, 전극이 신경 다발 외부에서 전극이 신경 신호를 수집하게 되므로, 신경 내부의 신호를 제대로 읽을 수 없고, 신경 섬유 수준의 신호를 선택적으로 획득할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 커프형 전극체는 대체적으로 매설되는 전극의 개수가 제한되며, 신경보철 또는 HMI 응용을 제한하는 요인이 된다.

커프형 전극체와 같은 신경 외부형 전극체(extraneural electrode)의 문제점을 보완하기 위하여, 전극체를 직접 신경 내부로 삽입하는 신경 내부형 전극체(intrafasicular electrode)가 이용되기도 한다.

대표적으로, 실 형태의 전극체를 신경 다발 내부로 삽입/관통하여 신경 신호를 읽는 소위 TIME/LIFE(Transverse Intrafascicular Multichannel Electrode/Lingitudinal Intra-Fascicular Electrode), 판형의 몸체에 수직방향으로 배열된 복수의 탐침을 형성하고 해당 신경 부위에 탐침을 꽂아 넣는 유타(Utah) 탐침 전극체, 일부 절단한 신경의 단면 사이에 삽입할 수 있는 얇은 판형의 몸체에 신경 다발이 통과할 수 있는 통공을 형성하고 통공에 전극을 배열하는 시브형(sieve) 전극체 등을 들 수 있다.

하지만, TIME/LIFE의 경우는 신경 내부에서 원하는 위치에 전극을 제대로 위치시키기 어려워 신경 선택성이 낮다는 문제점이 있다. 또한 이식 후에도 전극체의 고정이 용이하지 않으므로 외부의 힘에 의해 전극의 위치가 유동하기 쉬워 장기 이식에 불리하다.

유타 전극체는 큰 간격의 많은 탐침이 신경 다발의 수직 방향에서 삽입되므로 중복적인 신경 손상이 매우 크다. 전극체의 제작 공정상 탐침의 재질이 단단한 실리콘(silicon)에 한정되어 장기적으로 신경 손상을 유발시킬 수 있고, 이로 인해 신경 신호의 획득 성능이 저하될 수 있는 점도 문제점이다.

또한, 시브형 전극체는 신경 선택성은 우수하여 다수의 전극을 매설시 각 전극에 대응하는 신경 신호의 정확한 매핑(mapping)이 가능하지만, 신경을 절단하여야 하는 조건이 있어 신경에 대한 침습성(invasiveness)이 매우 크다는 문제점이 있다.

이러한 기존의 신경 전극 구조체의 문제점을 보완하기 위하여, 본 출원의 출원인은 특허문헌 1과 같이 소위 "나선형 신경 탐침 구조체"를 제안하였다.

도 1 및 도 2는 상기 나선형 신경 탐침 구조체(1)의 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 신경 탐침 구조체(1)는 유연한 재질의 몸체(10)와, 상기 몸체(10)에 결합되며 신경 신호를 검출하는 전극이 형성된 복수의 탐침(20)을 포함한다. 복수의 탐침(20)은 몸체(10)의 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치된다.

몸체(10)는 신경(N)의 외주면 둘레를 감고, 복수의 탐침(20)이 신경(N)의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입된다.

도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 몸체(10)는 나선형으로 신경(N)의 외주면을 감아 신경(N)에 연결된다. 몸체(10)가 나선형을 이루어 신경(N)을 감게 되면, 복수의 탐침(20)은 신경(N)의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 신경 내부에 삽입될 수 있다. 따라서, 복수의 탐침(20)이 한 부분을 집중적으로 침습하지 않게 되므로, 신경(N)의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 나선 구조에 의해 몸체(10)가 신경(N)을 폐루프 형태로 완전히 묶는 부분이 발생하지 않으므로, 종래기술의 커프형 전극과 같이, 신경을 압박하여 혈류의 흐름을 방해하는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 몸체(10)를 신경(N)의 주위로 감게 되면, 복수의 탐침(20)이 방사형을 이루며 신경(N)의 내부 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 탐침(20)이 방사형을 이루며 신경(N)의 내부 전체에 걸쳐 배치되어 높은 밀도(개수)의 전극을 신경(N) 내부에 고르게 배치할 수 있다. 따라서, 실질적으로 거의 모든 신경 다발에 전극이 위치할 수 있게 된다. 이에 따라, 정확한 신경 신호의 획득이 가능해지고, 신경의 검측 및 자극 위치의 선택성이 매우 우수해진다.

다만, 선행특허에서 제안된 나선형 신경 탐침 구조체(1)는 복수의 탐침(20)을 시술자가 신경에 하나하나 직접 삽입할 필요가 있었다. 수작업에 의해 복수의 탐침(20)을 삽입하는 경우, 전극 삽입 효율을 보장하기 어렵고, 동일 지점에 삽입을 하더라도 말초신경에 수직 방향으로 삽입되기 어렵다. 또한, 탐침 수에 비례하게 수술 시간이 증가하게 되고, 개별적 삽입에 따른 신경 압박이 증가할 수 있다는 한계를 가지게 된다.

따라서, 나선형 신경 탐침 구조체(1)와 같이 복수의 탐침을 구비하는 신경 탐침 구조체에 대해 복수의 탐침을 신경의 내부로 손쉽게 삽입할 수 있도록 하는 보조 기구가 필요하다.

대한민국 특허공보 제10-1700886호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 말초신경 내에 삽입되는 복수의 탐침을 정확한 자세로 동시에 신경에 삽입 가능하도록 함으로써, 신경 전극이 균일하게 삽입되어 신경 탐침 구조체의 공간 해상도를 구현할 수 있는 탐침 삽입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 탐침을 구비하는 신경 탐침 구조체에 대해 복수의 탐침을 신경의 내부로 동시 삽입시키기 위한 탐침 삽입 장치로서, 상기 신경의 외주를 감싸 상기 신경을 고정하는 신경 고정기와, 상기 신경 고정기의 반경 방향 외측에 배치되어 상기 신경 고정기의 둘레를 둘러싸며, 상기 탐침을 고정 지지하는 탐침 고정기를 포함하고, 상기 탐침 고정기는 상기 신경 고정기를 중심으로 방사형으로 배치되며 상기 신경 고정기의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("탐침 고정기 절편")을 포함하고, 상기 복수의 탐침 고정기 절편이 상기 복수의 탐침을 상기 신경을 고정한 상기 신경 고정기를 향해 동시에 이동시켜, 상기 복수의 탐침이 신경의 길이 방향에서 보았을 때 방사형을 이루도록 상기 신경 내부로 동시 삽입되는 탐침 삽입 장치가 제공된다.

일 실시예에 따르면, 상기 신경 탐침 구조체는 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치되도록 상기 복수의 탐침을 고정하는 유연한 재질의 몸체를 포함하고, 상기 몸체가 신경의 외주면 둘레를 감싸는 형태로 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입되며, 상기 탐침 고정기에는 상기 몸체가 끼워질 수 있는 연속된 탐침 고정기 홈이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 몸체는 나선형으로 상기 신경의 외주면을 감아서, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 상기 신경 내부에 삽입되고, 상기 탐침 고정기 홈은 상기 신경의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 탐침 삽입 장치는 상기 탐침 고정기의 반경 방향 외측에 배치되는 탐침 이동기를 더 포함하고, 상기 탐침 이동기는 상기 신경 고정기를 향해 이동하여 복수의 탐침 고정기 절편이 상기 신경의 중심으로 향해 모이는 방향으로 이동하도록 복수의 탐침 고정기 절편을 누른다.

일 실시예에 따르면, 탐침 삽입 장치는 상기 탐침 고정기와 상기 탐침 이동기 사이에 배치되는 자세 유지기를 더 포함하고, 상기 자세 유지기는 상기 신경 고정기를 중심으로 방사형으로 배치되며 상기 신겨 고정기의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("자세 유지기 절편")을 포함하고, 하나의 자세 유지기 절편은 적어도 두 개의 탐침 고정기 절편에 걸치는 길이로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 신경 고정기는 상기 신경을 향해 모인 위치에서 상기 신경의 둘레를 완전히 감싸는 두 개의 절편("신경 고정기 절편")을 포함하고, 상기 탐침 이동기는 상기 신경을 향해 모인 위치에서 상기 자세 유지기의 둘레를 완전히 감싸는 두 개의 절편("탐침 이동기 절편")을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 탐침 삽입 장치는 상기 두 개의 탐침 이동기 절편을 위 아래에서 압박하여, 상기 두 개의 탐침 이동기 절편을 서로 접근시킬 수 있는 제1 겸자와, 상기 신경 고정기에 연결되어, 상기 두 개의 신경 고정기 절편을 서로 이격 또는 접근시킬 수 있는 제2 겸자를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 겸자와 상기 제2 겸자는 하나의 회전축을 중심으로 구동한다.

일 실시예에 따르면, 상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기는 각각 상기 신경 고정기에 위치 이동 가능하게 고정되고, 상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기 각각과 상기 신경 고정기의 사이에는 스프링이 설치되며, 상기 스프링은 상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기는 상기 신경 고정기에 대해 멀어지는 방향으로 힘을 가한다.

일 실시예에 따르면, 상기 탐침은 유연한 재질로 형성되고, 상기 탐침에는 상기 탐침의 형상에 대응하는 삽입 보조체가 접착되며, 상기 삽입 보조체는 상기 신경 내부에서 소정 시간 경과 후 생분해되는 생분해성 물질로 이루어지며, 소정의 강성을 가진다.

일 실시예에 따르면, 상기 탐침 고정기에는 상기 탐침의 양면에 밀착하여 상기 탐침의 길이 방향을 따라 연장되는 삽입 보조핀이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 탐침 고정기는 탐침 천공기로 교체 가능하고, 상기 탐침 천공기는 상기 탐침 고정기의 형상에 대응하여 복수의 절편("탐침 천공기 절편")을 포함하고, 각 탐침 천공기 절편에는 상기 탐침의 위치에 대응하여 상기 신경에 천공을 가할 수 있는 천공핀이 형성된다.

도 1 및 도 2는 나선형 신경 탐침 구조체의 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침 삽입 장치의 사시도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 탐침 삽입 장치의 탐침 삽입 기구에 대한 측면도이다.
도 6은 도 5의 탐침 삽입 기구의 부분 사시도이다.
도 7은 도 5의 탐침 삽입 기구의 부분 배면도이다.
도 8은 도 5의 탐침 삽입 기구의 탐침 고정기의 사시도이다.
도 9는 도 5의 탐침 삽입 기구의 탐침 고정기 홈에 신경 탐침 구조체가 고정된 모습을 도시한 것이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 3 및 도 4의 탐침 삽입 장치의 동작을 설명하기 위한 동작도이다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치를 도시한 것이다.
도 13 및 도 14는 다른 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치를 도시한 것이다.
도 15 및 도 16은 또 다른 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)의 사시도이다.

탐침 삽입 장치(100)는 신경(N)과 신경 탐침 구조체(1)를 고정하여 복수의 탐침(20)을 신경(N)의 내부로 동시 삽입시키기 위한 탐침 삽입 기구(200)와, 상기 탐침 삽입 기구(200)를 작동시키기 위한 제1 겸자(110) 및 제2 겸자(120)를 포함한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탐침 삽입 기구(200)는 실질적으로 대칭 구조를 가지는 상반구(210)와 하반구(220)로 이루어지며, 상반구(210)와 하반구(220)는 제2 겸자(120)의 동작에 의해 서로 접근하여 하나의 원통형 구조를 형성하거나(도 4), 서로 이격될 수 있다(도 3).

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 기구(200)의 구조를 자세히 설명한다.

도 5는 탐침 삽입 기구(200)의 측면도이고, 도 6은 탐침 삽입 기구(200)의 상반구(210)의 사시도이며, 도 7은 탐침 삽입 기구(200)의 상반구(210)의 배면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탐침 삽입 기구(200)는 신경(N)의 외주를 감싸 신경(N)을 고정하는 신경 고정기(300)와, 상기 신경 고정기(300)의 반경 방향 외측에 배치되어 신경 고정기(300)의 둘레를 둘러싸며 신경 탐침 구조체(1)를 고정 지지하는 탐침 고정기(400)를 포함한다. 또한, 탐침 삽입 기구(200)는 탐침 고정기(400)의 반경 방향 외측에 배치되는 탐침 이동기(600)와, 탐침 고정기(400) 및 탐침 이동기(600) 사이에 배치되는 자세 유지기(500)를 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 신경 고정기(300)는 신경(N)을 향해 모인 위치에서 신경(N)의 둘레를 실질적으로 완전히 감싸는 두 개의 신경 고정기 절편(310, 320)을 포함한다. 도 6을 참조하면, 신경 고정기 절편(310, 320)은 각각 반원 기둥 형태로 이루어지며, 서로 접근해 밀착하면 원 기둥 형태를 이루어 신경(N)의 둘레를 실질적으로 완전히 감싼다.

탐침 고정기(400)는 신경 고정기(300)를 중심으로 방사형으로 배치되며 신경 고정기(300)의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("탐침 고정기 절편")(410 내지 480)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 탐침 고정기(400)는 8개의 탐침 고정기 절편(410 내지 480)으로 나뉘어 있다.

신경 고정기 절편(310, 320)의 둘레에는 등 간격으로 총 8개의 제3 연장 바(bar)(730)가 신경 고정기 절편(310, 320)의 법선에 대해 수직하게 연장 형성되어 있다. 8개의 탐침 고정기 절편(410 내지 480)은 각각 제3 연장 바(730)에 결합되어 제3 연장 바(730)의 연장 방향을 따라 신경 고정기(300)에 대해 접근 또는 이격 가능하도록 형성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제3 연장 바(730)에는 스프링이 설치되어 있으며, 스프링이 탐침 고정기 절편(410 내지 480)에 대해 신경 고정기(300)와 멀어지는 방향으로 힘을 가하며, 이에 따라 탐침 고정기 절편(410 내지 480)이 신경 고정기(300)로부터 이격된 위치를 유지한다.

자세 유지기(500)는 신경 고정기(300)를 중심으로 방사형으로 배치되며 신경 고정기(300)의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("자세 유지기 절편")(510 내지 540)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 자세 유지기(500)는 4개의 탐침 고정기 절편(510 내지 540)으로 나뉘어 있다.

신경 고정기 절편(310, 320)의 둘레에는 90도의 총 4개의 제2 연장 바(720)가 더 형성되며, 제2 연장 바(720)는 신경 고정기 절편(310, 320)의 법선에 대해 수직하게 연장 형성되어 있다. 제2 연장 바(720)는 제3 연장 바(730)에 비해 길이가 더 길다.

4개의 자세 유지기 절편(510 내지 540)은 각각 제2 연장 바(720)에 결합되어 제2 연장 바(720)의 연장 방향을 따라 신경 고정기(300)에 대해 접근 또는 이격 가능하도록 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제2 연장 바(720)에는 스프링이 설치되며, 스프링은 자세 유지기 절편(510 내지 540)에 대해 신경 고정기(300)와 멀어지는 방향으로 힘을 가한다.

탐침 이동기(600)는 신경 고정기(300)의 두 개의 신경 고정기 절편(310, 320)과 동일한 방향으로 나뉘는 두 개의 탐침 이동기 절편(610, 620)을 포함한다. 탐침 이동기 절편(610, 620)은 신경(N)을 향해 모인 위치에서 자세 유지기(500)의 둘레를 실질적으로 완전히 감싼다.

신경 고정기 절편(310, 320)의 둘레에는 180도를 이루는 2개의 제1 연장 바(710)가 더 형성되며, 제1 연장 바(710)는 신경 고정기 절편(310, 320)의 법선에 대해 수직하게 연장 형성되어 있다. 제1 연장 바(710)는 제2 연장 바(720)에 비해 길이가 더 길다.

두 개의 탐침 이동기 절편(610, 620)은 각각 제1 연장 바(710)에 결합되어 제1 연장 바(710)의 연장 방향을 따라 신경 고정기(300)에 대해 접근 또는 이격 가능하도록 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제1 연장 바(710)에는 스프링이 설치되며, 스프링은 탐침 이동기 절편(610, 620)에 신경 고정기(300)와 멀어지는 방향으로 힘을 가한다.

후술하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는, 복수의 탐침 고정기 절편(410 내지 480)이 신경 탐침 구조체(1)의 복수의 탐침(20)을 고정한 상태에서 탐침 고정기 절편(410 내지 480)이 신경(N)을 고정한 신경 고정기(300)를 향해 동시에 이동함으로써, 신경(N)의 길이 방향에서 보았을 때 방사형을 이루도록 복수의 탐침(20)이 신경(N) 내부에 동시 삽입된다(도 2 참조).

본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는 도 1 및 도 2에서 설명된 "나선형 신경 탐침 구조체(1)"를 신경(N)에 설치하도록 형성된다.

탐침 고정기(400)가 신경 탐침 구조체(1)를 고정하기 위하여, 본 실시예에 따른 탐침 고정기(400)에는 신경 탐침 구조체(1)의 몸체(10)가 끼워질 수 있는 연속된 탐침 고정기 홈(810)이 신경(N)의 길이방향을 따라 나선형으로 형성되어 있다.

도 8은 본 실시예에 따른 탐침 고정기(400)의 사시도이다. 설명의 편의를 위해 도 8에서는 탐침 고정기(400)의 상반구를 이루는 4개의 절편(410, 420, 430, 440)만이 도시되었다.

도 8에 도시된 바와 같이, 탐침 고정기(400)의 제1 탐침 고정기 절편(410)은 전방 절편(411)과 후방 절편(412)으로 이루어져 있다. 전방 절편(411)과 후방 절편(412)은 대략 신경 탐침 구조체(1)의 두께만큼 이격되어 그 사이에 틈이 형성되어 있다. 전방 절편(411)과 후방 절편(412)은 패널(451)과 볼트(452)에 의해 일정한 간격을 가지고 고정되어 있다. 전방 절편(411)과 후방 절편(412)의 마주하는 단면은 사선으로 형성되어 서로 평행하게 형성되어 있다.

이와 마찬가지로, 제2 탐침 고정기 절편(420)은 전방 절편(421)과 후방 절편(422)으로 이루어져 있고, 제3 탐침 고정기 절편(430) 역시 전방 절편(431)과 후방 절편(432)으로 이루어져 있으며, 제4 탐침 고정기 절편(440) 역시 전방 절편(441)과 후방 절편(442)으로 이루어져 있다. 도시되지는 않았지만, 제5 내지 제8 탐침 고정기 절편(450 내지 480) 역시 각각 전방 절편과 후방 절편으로 나뉘어 있다.

각 탐침 고정기 절편을 이루는 전방 절편과 후방 절편은 그 사이 간격이 서로 동일하다. 다만, 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 탐침 고정기 절편을 이루는 전방 절편과 후방 절편의 길이는 조금씩 상이하다.

도 7을 참조하면, 예를 들어 제1 탐침 고정기 절편(410)의 전방 절편(411)은 제2 탐침 고정기 절편(420)의 전방 절편(421)에 비해 짧다. 상대적으로 제1 탐침 고정기 절편(410)의 후방 절편(412)은 제2 탐침 고정기 절편(420)의 후방 절편(422)에 비해 길다.

이와 같이, 제1 탐침 고정기 절편(410)에서 제8 탐침 고정기 절편(410)으로 갈 수록 전방 절편의 길이가 길어지도록 하고, 각 탐침 고정기 절편의 전방 절편과 후방 절편의 단부가 사선으로 평행하게 형성되도록 함으로써, 탐침 고정기(400)에는 연속한 나선형의 탐침 고정기 홈(810)이 형성된다.

도 9는 탐침 고정기 홈(810)에 신경 탐침 구조체(1)가 고정된 모습을 도시한 것이다. 본 명세서에서 의도된 신경 탐침 구조체(1)는 한국 특허출원 제10-2015-0105248호에 기재된 모든 실시예를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 신경 탐침 구조체(1)의 몸체(10)는 탐침 고정기 홈(810) 속에 수용되고, 복수의 탐침(20)은 탐침 고정기(400)의 내경을 향해 배치된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 나선형의 탐침 고정기 홈(810)의 구조에 의해 복수의 탐침(20)은 신경(N)의 길이 방향(즉, 탐침 삽입 장치(100)의 길이 방향)을 따라 서로 다른 위치에 배치되며, 그 단부가 서로 다른 방향으로 향하게 배치된다.

탐침 고정기(400)의 복수의 탐침 고정기 절편(410 내지 480)은 스프링에 의해 신경 고정기(300)로부터 방사형으로 이격되어 있으므로, 도 9와 같은 최초 설치 위치에서는 유연하고 탄력 있는 몸체(10)는 조금 늘려져 탐침 고정기 홈(810)에 삽입된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 각 탐침 고정기 절편의 전방 절편과 후방 절편의 단부에는 작은 가이드 홈(811)이 형성되어 있다. 몸체(10)에 비해 상대적으로 두께가 있는 탐침(20)을 가이드 홈(811)에 위치시킴으로써, 신경 탐침 구조체(1)를 탐침 고정기 홈(810)에 고정하는 한편, 각 탐침(20)을 삽입 위치에 정위치 시킬 수 있다.

가이드 홈(811)의 작용으로 탐침 삽입 장치(100)의 작동 중 신경 탐침 구조체(1)가 탐침 삽입 장치(100)의 둘레 방향으로 이동하여 탐침(20)이 예상 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 탐침 고정기(400)에 고정된 신경 탐침 구조체(1)의 탐침(20)에 대해 신경(N)의 외주면이 노출될 수 있도록, 신경 고정기(300)의 제1 신경 고정기 절편(310)은 서로 이격된 전방 절편(311)과 후방 절편(312)으로 나뉘어져 있다.

전방 절편(311)은 제2 겸자(210)의 단부에 형성된 포크(127)의 양 갈래 중 전방 팁(129)에 고정되고, 후방 절편(312)은 전방 팁(130)에 고정되어, 두 절편(311, 312)가 서로 일정한 간격으로 이격되도록 고정되어 있다.

전방 절편(311)과 후방 절편(312)은 탐침 고정기 절편의 전방 절편 및 후방 절편과 마찬가지로 그 단부가 사선으로 형성되어 있으며 서로 이격되어서, 탐침 고정기 홈(810)과 동일한 방향의 나선형의 신경 고정기 슬릿(820)을 형성한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 탐침 고정기(400)에 고정된 탐침(20)은 신경 고정기 슬릿(820)을 통해 연장되어 신경 고정기 슬릿(820)에 노출된 신경(N)의 외주면을 향하도록 되어 있다. 탐침(20)이 신경에 삽입되는 과정에서 간섭이 일어나지 않도록, 신경 고정기 슬릿(820)의 폭은 탐침 고정기 홈(810)의 폭에 비해 크다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 자세 유지기(500)의 자세 유지기 절편(510, 520)은 모두 탐침 고정기(400)의 전후방에 배치되는 전방 패널(511, 521)과 후방 패널(512, 522)로 이루어져, 탐침 고정기의 패널(451)과 볼트(452)가 위치할 공간을 확보한다. 한편, 하나의 자세 유지기 절편(510, 520)은 적어도 두 개의 탐침 고정기 절편에 걸치는 길이를 가진다.

이하, 탐침 삽입 장치(100)의 구체적인 동작에 대해 설명한다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 탐침 삽입 기구(200)는 제1 겸자(110)와 제2 겸자(120)에 의해 동작한다.

제2 겸자(120)는 회전축(133)을 중심으로 "x"자 형태로 형성되는 제1 암(121)과 제2 암(122)을 포함한다.

제1 암(121)과 제2 암(122)의 후단부에는 사용자가 손가락을 넣어 파지할 수 있는 손잡이부(123, 124)가 형성되어 있다. 손잡이부(123, 124)의 전방측에는 서로 마주하도록 연장되는 결속기(125, 126)가 형성되어 있다. 결속기(125, 126)의 단부에는 서로 치합될 수 있는 톱니 모양의 결속부가 형성되어 있으며, 결속부가 서로 체결되면, 제1 암(121)과 제2 암(122)은 서로 오므러진 상태로 고정된다.

제1 암(121)과 제2 암(122)의 전방 단부에는 양 갈래로 분기되는 포크(127, 128)가 형성되어 있다.

제2 포크(127)의 전방 팁(129)은 제1 신경 고정기 절편(310)의 전방 절편(311)에 고정되고, 후방 팁(130)은 제1 신경 고정기 절편(310)의 후방 절편(312)에 고정된다.

제1 포크(128)의 전방 팁(131)은 제2 신경 고정기 절편(320)의 전방 절편에 고정되고, 후방 팁(132)은 제2 신경 고정기 절편(320)의 후방 절편에 고정된다.

제1 암(121)과 제2 암(122)을 오므리거나 벌림으로써, 신경 고정기(300)의 두 신경 고정기 절편(310)이 접근하거나 이격되며, 이에 따라 탐침 삽입 기구(200)의 상반구(210)와 하반구(220) 전체가 접근하거나 이격된다.

제1 겸자(110)는 제2 겸자(120)와 동일한 회전축(133)을 중심으로 "x"자 형태로 형성되는 제3 암(141)과 제4 암(142)을 포함한다. 제1 겸자(110)와 제2 겸자(120)와 동일한 회전축(133)가 동일 회전축을 중심으로 동작하도록 함으로써, 장치의 구조를 간소화할 수 있다.

제4 암(142)의 전방 단부(143)는 제1 탐침 이동기 절편(610)의 상단에서 제1 탐침 이동기 절편(610)에 접촉하고 있으며, 제3 암(141)의 전방 단부(144)는 제2 탐침 이동기 절편(620)의 하단에서 제2 탐침 이동기 절편(620)에 접촉하고 있다.

사용자가 제3 암(141)과 제4 암(142)의 후단부를 파지하여, 제3 암(141)과 제4 암(142)을 오므리면, 제3 암(141)의 전방 단부(144)와 제4 암(142)의 전방 단부(143)가 두 개의 탐침 이동기 절편(610, 620)을 각각 위 아래에서 압박하여 탐침 이동기 절편(610, 620)을 서로 접근시킬 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 탐침 삽입 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 동작도이다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 사용자는 도 3과 같이 상반구(210)와 하반구(220)가 이격되어 있는 탐침 삽입 기구(200) 사이에 신경(N)을 위치시킨 뒤, 제2 겸자(120)의 제1 암(121)과 제2 암(122)을 오므려 두 포크(127, 128)를 밀착시키고, 톱니 결속부를 체결하여 제1 암(121)과 제2 암(122)을 고정시킨다.

신경(N)은 신경 고정기(300)의 두 신경 고정기 절편(310, 320)에 의해 둘러싸여 단단히 고정된다.

이때, 도 10a에 도시된 바와 같이, 탐침 고정기(400) 등은 스프링의 작용으로 방사형으로 벌어진 상태로 있게 된다.

이후, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 겸자(110)의 제3 암(141)과 제4 암(142)을 오므려 탐침 이동기(600)를 압박한다.

탐침 이동기(600)의 탐침 이동기 절편(610, 620)이 신경 고정기(300)를 향해 서로 근접하면서 자세 유지기(500)와 탐침 고정기(400)를 압박하게 된다. 이에 따라서, 탐침 고정기(400)의 각 탐침 고정기 절편(410 내지 480)이 신경(N)의 중심을 향해 모이도록 동시에 이동하게 되고, 탐침 고정기(400)에 고정된 탐침(20)이 신경 고정기 슬릿(820)을 통과해 신경(N)에 박힌다.

본 실시예에 따르면, 도 10b에 도시된 바와 같이, 두 개의 탐침 이동기 절편(610, 620)이 서로 밀착하게 되면, 자세 유지기(500)는 탐침 이동기(600)의 내측에 수용되고, 탐침 고정기(400)는 자세 유지기(500)의 내측에 수용되어, 탐침 삽입 기구(200)는 최종적으로 탐침 이동기(600)를 최외곽으로 하는 실질적으로 원통형 구조를 가지게 된다.

대략 "C"자 형태의 탐침 이동기 절편(610, 620)이 직선 이동하여 탐침 고정기 절편(410 내지 480)을 신경의 중심으로 모으게 되는데, 이때 자세 유지기(500)가 없다면 탐침 고정기 절편(410 내지 480)은 한번에 이동할 수 없게 된다. 다시 설명하면, 제1 탐침 이동기 절편(610)이 이동하면 양측에 위치하는 제1 탐침 고정기 절편(410)과 제4 탐침 고정기 절편(440)이 먼저 이동하게 되고, 제2 탐침 고정기 절편(420)과 제3 탐침 고정기 절편(430)은 제1 탐침 이동기 절편(610)이 더 하강한 후에야 이동하게 된다.

이 과정에서, 각각의 탐침 고정기 절편(410 내지 440)은 제3 연장 바(730)를 따라 똑바로 연장하지 못하고 흔들릴 수 있어, 탐침(20)의 동시 삽입 및 정자세 삽입이 어려울 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하나의 자세 유지기 절편(510)이 두 개의 탐침 고정기 절편(410, 420)에 걸쳐 있고, 두 개의 자세 유지기 절편(510, 520)은 탐침 이동기 절편(610)에 접촉하고 있다.

따라서, 탐침 이동기 절편(610)이 하강하면 두 개의 자세 유지기 절편(510, 520)이 동시에 신경(N)의 중심을 향해 모아지도록 이동하고, 두 개의 자세 유지기 절편(510, 520)이 동시에 이동함에 따라 그에 접촉한 네 개의 탐침 고정기 절편(410 내지 440)이 동시에 이동하게 된다.

이에 따라서, 하나의 동작에 의해 모든 탐침(20)이 신경(N)에 동시 삽입될 수 있다. 또한, 각 탐침 고정기 절편(410 내지 440)은 제3 연장 바(730)를 따라 요동없이 직선으로 이동하여, 탐침(20)이 신경(N)의 외주면에 수직하도록 정확하게 삽입 가능하다.

탐침(20)을 신경(N)에 삽입하고 난 뒤에는, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제2 겸자(120)의 제1 암(121)과 제2 암(122)을 벌려 두 포크(127, 128)를 이격시킨다.

신경(N)에 고정된 신경 탐침 구조체(1)는 신경(N)에 잔여하게 되고, 탐침 삽입 기구(200)는 상반구(210)와 하반구(220)로 나뉘면서 신경(N)으로부터 이탈시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)에 의하면, 복수의 탐침(20)을 하나의 기구에 의해 신경(N)에 정확한 위치에 삽입할 수 있으므로, 신경에 일일이 삽입하는 불편함을 해소할 수 있다.

한편, 신경(N)의 손상을 최소화하고, 장기간 신경 탐침 구조체(1)를 사용하기 위해서는 탐침(20)의 몸체는 큰 강성을 가지지 않는 실리콘 등과 같은 유연한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는 유연한 탐침(20)을 보조하여 신경(N)에 천공을 쉽게 가할 수 있도록 하는 천공 보조 수단을 포함할 수 있다.

도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치(100)를 도시한 것이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는 천공 보조 수단으로서 탐침 고정기(400)에 탐침(20)의 양면에 밀착하고 탐침(20)의 길이 방향을 따라 연장되는 삽입 보조핀(413, 414)을 포함한다.

도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 두 삽입 보조핀(413, 414)은 각각 탐침 고정기 절편의 전방 절편(411)과 후방 절편(412)로부터 탐침(20)의 두께에 대응하는 간격으로 가지고 연장된다. 두 삽입 보조핀(413, 414)은 실질적으로 탐침(20)에 대응하는 형상을 가진다. 다만, 두 삽입 보조핀(413, 414)은 탐침(20)과 달리 측면에 가시(도 9 참조)를 가지지 않는 매끈한 측면을 가진다.

강성을 가진 두 삽입 보조핀(413, 414)은 탐침 고정기 절편(410)의 이동에 따라 탐침(20)과 함께 신경(N)을 뚫고 들어가며, 도 10c과 같이 탐침 삽입 기구(200)가 신경(N)으로부터 이탈할 때 함께 신경(N)으로부터 빠져나간다. 이때, 탐침(20)은 신경(N) 내부에 삽입된 상태로 잔여하게 된다.

도 13 및 도 14는 다른 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치(100)를 도시한 것이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는 천공 보조 수단으로서 탐침(20)의 적어도 일면에 접착되는 삽입 보조체(811)를 포함한다.

삽입 보조체(811)는 탐침(20)에 대응하는 형상으로 형성된다. 본 실시예에 따른 삽입 보조체(811)는 신경(N)의 내부에서 소정 시간 경과 후 생분해되는 생분해성 물질(예를 들어, Silk, PEG(Polyethylene Glycol), PVA(Polyvinyl Alcohol), Dextran, Maltose)로 이루어진다. 아울러, 삽입 보조체(811)는 탐침(20)에 비해 강한 소정의 강성을 가지도록 형성된다.

강성을 가진 삽입 보조체(811)는 탐침 고정기 절편(410)의 이동에 따라 탐침(20)과 함께 신경(N)을 뚫고 들어가며, 도 10c과 같이 탐침 삽입 기구(200)가 신경(N)으로부터 이탈하여도 탐침(20)과 함께 신경(N) 내부에 잔여한다. 다만, 소정 시간 경과 후 삽입 보조체(811)는 분해되어 사라지며, 탐침(20)은 그 고유한 유연성을 회복하게 된다.

도 15 및 도 16은 또 다른 실시예에 따른 천공 보조 수단을 포함하는 탐침 삽입 장치(100)를 도시한 것이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탐침 삽입 장치(100)는 천공 보조 수단으로서 탐침 고정기(400)와 교체 가능한 탐침 천공기(900)를 포함한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 탐침 천공기(900)는 탐침 고정기(400)의 형상과 대응하여 복수의 절편("탐침 천공기 절편")(910 내지 940)을 포함한다. 도 16에서는 상반구(210)에 해당하는 네 개의 탐침 천공기 절편만이 도시되었으며, 실제로는 탐침 고정기 절편에 대응하여 8개의 탐침 천공기 절편이 형성된다는 점이 이해될 것이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 각 탐침 천공기 절편(910, 920, 930, 940)에는 탐침 고정기 절편에 고정된 탐침(20)의 위치에 대응하여 신경(N)에 천공을 가할 수 있는 천공핀(911, 921, 931, 941)이 형성되어 있다.

탐침 고정기(400) 대신 탐침 천공기(900)를 탐침 삽입 장치(100)에 결합한 상태에서 도 10a 내지 도 10c의 동작을 수행하면, 신경(N)에는 탐침(20)이 삽입되어야 할 자리에 미리 천공이 형성된다.

다시, 탐침 천공기(900) 대신 탐침 고정기(400)를 탐침 삽입 장치(100)에 결합하고, 도 10a 내지 도 10c의 동작을 수행하여 신경 탐침 구조체(1)를 신경(N)에 고정할 수 있다. 이때, 신경(N)에 미리 형성된 천공에 탐침(20)이 삽입되므로, 유연한 탐침(20)이 큰 어려움 없이 신경(N)에 삽입될 수 있다.

물론, 탐침 고정기(400)와 탐침 천공기(900)를 하나의 탐침 삽입 장치(100)에 대해 교체함이 없이, 탐침 고정기(400)와 탐침 천공기(900)를 각각 결합한 두 개의 탐침 삽입 장치를 준비하고, 두 개의 탐침 삽입 장치를 순차적으로 작동해 신경 탐침 구조체(1)를 신경(N)에 고정하여도 좋다.

Claims (12)

1. 복수의 탐침을 구비하는 신경 탐침 구조체에 대해 복수의 탐침을 신경의 내부로 동시 삽입시키기 위한 탐침 삽입 장치로서,
   상기 신경의 외주를 감싸 상기 신경을 고정하는 신경 고정기;
   상기 신경 고정기의 반경 방향 외측에 배치되어 상기 신경 고정기의 둘레를 둘러싸며, 상기 탐침을 고정 지지하는 탐침 고정기를 포함하고,
   상기 탐침 고정기는, 상기 신경 고정기를 중심으로 방사형으로 배치되며 상기 신경 고정기의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("탐침 고정기 절편")을 포함하고,
   상기 복수의 탐침 고정기 절편이 상기 복수의 탐침을 상기 신경을 고정한 상기 신경 고정기를 향해 동시에 이동시켜, 상기 복수의 탐침이 신경의 길이 방향에서 보았을 때 방사형을 이루도록 상기 신경 내부로 동시 삽입되는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 신경 탐침 구조체는 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치되도록 상기 복수의 탐침을 고정하는 유연한 재질의 몸체를 포함하고,
   상기 몸체가 신경의 외주면 둘레를 감싸는 형태로 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입되며,
   상기 탐침 고정기에는 상기 몸체가 끼워질 수 있는 연속된 탐침 고정기 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 몸체는 나선형으로 상기 신경의 외주면을 감아서, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 상기 신경 내부에 삽입되고,
   상기 탐침 고정기 홈은 상기 신경의 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 탐침 고정기의 반경 방향 외측에 배치되는 탐침 이동기를 더 포함하고,
   상기 탐침 이동기는 상기 신경 고정기를 향해 이동하여 복수의 탐침 고정기 절편이 상기 신경의 중심으로 향해 모이는 방향으로 이동하도록 복수의 탐침 고정기 절편을 누르는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 탐침 고정기와 상기 탐침 이동기 사이에 배치되는 자세 유지기를 더 포함하고,
   상기 자세 유지기는 상기 신경 고정기를 중심으로 방사형으로 배치되며 상기 신경 고정기의 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 절편("자세 유지기 절편")을 포함하고,
   하나의 자세 유지기 절편은 적어도 두 개의 탐침 고정기 절편에 걸치는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 신경 고정기는 상기 신경을 향해 모인 위치에서 상기 신경의 둘레를 완전히 감싸는 두 개의 절편("신경 고정기 절편")을 포함하고,
   상기 탐침 이동기는 상기 신경을 향해 모인 위치에서 상기 자세 유지기의 둘레를 완전히 감싸는 두 개의 절편("탐침 이동기 절편")을 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 두 개의 탐침 이동기 절편을 위 아래에서 압박하여, 상기 두 개의 탐침 이동기 절편을 서로 접근시킬 수 있는 제1 겸자와,
   상기 신경 고정기에 연결되어, 상기 두 개의 신경 고정기 절편을 서로 이격 또는 접근시킬 수 있는 제2 겸자를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 겸자와 상기 제2 겸자는 하나의 회전축을 중심으로 구동하는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기는 각각 상기 신경 고정기에 위치 이동 가능하게 고정되고,
   상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기 각각과 상기 신경 고정기의 사이에는 스프링이 설치되며,
   상기 스프링은 상기 탐침 고정기, 상기 자세 유지기 및 상기 탐침 이동기는 상기 신경 고정기에 대해 멀어지는 방향으로 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 탐침은 유연한 재질로 형성되고,
    상기 탐침에는 상기 탐침의 형상에 대응하는 삽입 보조체가 접착되며,
    상기 삽입 보조체는 상기 신경 내부에서 소정 시간 경과 후 생분해되는 생분해성 물질로 이루어지며, 소정의 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 탐침 고정기에는 상기 탐침의 양면에 밀착하여 상기 탐침의 길이 방향을 따라 연장되는 삽입 보조핀이 형성된 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 탐침 고정기는 탐침 천공기로 교체 가능하고,
    상기 탐침 천공기는 상기 탐침 고정기의 형상에 대응하여 복수의 절편("탐침 천공기 절편")을 포함하고,
    각 탐침 천공기 절편에는 상기 탐침의 위치에 대응하여 상기 신경에 천공을 가할 수 있는 천공핀이 형성된 것을 특징으로 하는 탐침 삽입 장치.

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