KR102093131B1 - 복합형 수술가스 운반시스템용 통합 기체 밀봉을 구비한 다중유로 필터 조립체 - Google Patents

Abstract

수술용 가스 운반장치(12)용 가스 조절 유닛(30)이 개시되는데, 이것은 주입 가스를 체강 내로 운반하고 체강으로부터 압력측정을 용이하게 하기 위한 주입가스 유로(210)를 갖는 필터 하우징(50), 수술용 가스 운반장치(12) 내의 펌프(20)로부터 가압된 가스를 내부 노즐 조립체(150)로 운반하기 위한 가압 가스 유로(220) - 상기 내부 노즐 조립체는 가압된 가스를 가속시켜 체강 또는 내강으로부터의 주입가스의 배출을 억제하는 연속적인 압력 장벽을 생성함 -; 상기 내부 노즐 조립체(150)에 의해 소비된 감압된 가스를 다시 진공하에서 상기 펌프(20)로 복귀시키는 진공 복귀 유로(230); 주어진 압력을 유지하기 위해 체강 또는 내강으로 공기를 흡인하기 위한 공기 비말동반 유로(250); 및 체강으로부터 연기를 운반하기 위한 연기 배출 유로(240);를 포함한다.

Description

복합형 수술가스 운반시스템용 통합 기체 밀봉을 구비한 다중유로 필터 조립체

관련출원의 상호 참조

본 출원은 2015년 6월 30일자로 출원된 미합중국 임시 특허출원 제62/186,549호의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 참고문헌으로서 포함된다.

기술 분야

본 발명은 수술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들어 환자의 복강 내에서 수행되는 복강경 수술, 단일 절개 복강경 수술, 또는 예를 들어 경항문 국소절제술과 같이 환자의 신체 내강을 통해 수행되는 내시경 수술과 같은 외과 수술 중에 사용되는 복합형 가스 운반시스템용 필터장치에 관한 것이다.

복강경 수술 또는 "최소 침습적" 수술의 기법들은 담낭 절제술, 충수 절제술, 탈장 교정 및 신장 절제술와 같은 수술들을 수행하는데 있어서 아주 흔한 것이다. 그러한 수술들의 이점에는 환자에 대한 외상 감소, 감염 기회 감소, 회복 시간 단축 등이 있다. 복부 공동(복강) 내에서의 이러한 수술들은 투관침 또는 캐뉼라로 알려진 장치를 통해 통상적으로 수행되는데, 이것은 복강경 기구를 환자의 복강 내에 도입하는 것을 용이하게 한다.

또한, 이러한 수술들은 복부 공동(복강)을 이산화탄소와 같은 가압유체로 채우거나 "주입(insufflate)"하여, 공기배증(pneumoperitoneum)으로 불리는 것을 생성하는 것을 포함한다. 주입은 주입유체를 운반하도록 장착된 외과 접근장치(때로는 "캐뉼라"또는 "투관침"으로서 언급됨)에 의해 수행되거나, 주입(veress) 바늘과 같은 별도의 주입 장치에 의해 수행될 수 있다. 공기배증을 유지하기 위해서는 흡입 가스를 실질적으로 손실시키지 않고 공기배증내로 수술기구를 도입하는 것이 바람직하다.

전형적인 복강경 수술 도중에 외과의사는 수술용 접근장치 자체로, 일반적으로 개별 삽입장치 또는 그 안에 위치된 봉합기를 사용하여 일반적으로 만들어지는 보통 약 12밀리미터 이하의 3개 내지 4개의 작은 절개부를 만든다. 삽입 후에 삽입 장치는 제거되고, 투관침은 복강 내로 수술도구들을 삽입할 수 있게 한다. 통상적인 투관침들은 보통은 복강에 기체등을 주입하기 위한 수단을 제공하고, 따라서 외과의사는 수술할 수 있는 개방된 내부 공간을 갖게 된다.

투관침은 투관침과 수술도구 사이를 밀봉하여 복강내의 압력을 유지하는 수단을 제공해야 하며, 반면에 수술도구 운동의 적어도 최소한의 자유는 여전히 허용해야 한다. 그러한 기구로는 예를 들어, 가위, 파지기구 및 폐색기구, 상처소작 유닛, 카메라, 광원 및 기타 외과용 기구를 포함할 수 있다. 밀봉 요소 또는 기구는 통풍 가스가 빠지는 것을 방지하기 위해 일반적으로 투관침에 제공된다. 밀봉 요소 또는 기구는 투관침을 통과하는 수술도구의 외부 표면 주위를 밀봉하기 위해 비교적 유연한 재료로 만들어진 덕빌(duckbill)-타입 밸브를 통상적으로 포함한다.

미국 Conn. Milford에 소재한 SurgiQuest,Inc.는, 미국 특허 제7,854,724호 및 미국 특허 제8,795,223호(이들의 내용은 그 전체가 여기에서 참고문헌으로서 포함됨)에 전체적으로 또는 부분적으로 기술된 바와 같이, 기존의 기계적 밀봉을 필요로하지 않으면서 통풍식 수술용 공동에 접근을 허용하는 독특한 수술용 접근장치를 개발했으며, 그러한 장치들에 대하여 충분한 압력 및 유량을 제공하기 위한 관련 가스 운반장치를 개발하였다.

본 발명은 복강경 수술, 단일 절개 복강경 수술 및 내강경유 최소 침습적 수술을 포함한 외과 수술 동안에 주입 유체 및 가스의 환기, 재순환 및 여과를 포함한 다중 외과용 가스 운반기능을 수행하기 위한 복합 가스 운반시스템 및 관련 장치들에 관한 것이다. 단일 복합 시스템을 사용하면 여러 기능을 수행하면서 단지 하나의 시스템만 구입하면 되므로 운영 비용이 절감되며, 따라서 수술실에서필요한 장비의 양이 줄어 들고, 이로 인해 어수선함을 줄이고 다른 필요한 장비를위한 공간을 확보할 수 있다.

본 발명은 예를 들어 환자의 복강 내에서 수행되는 복강경 수술, 또는 경항문 국소절제술과 같이 환자의 신체 내강을 통해 수행되는 내시경 수술과 같은 외과 수술 중에 도중에 가스를 운반하기 위한 새롭고 유용한 시스템에 관한 것이다.

본 시스템은 가스 공급원으로부터 주입가스를 수용하기 위한 포트를 포함하고 상기 시스템에 걸쳐서 가스를 순환시키기 위한 펌프 조립체를 둘러싸는 메인 하우징을 갖는 가스 운반장치, 및 상기 가스 운반장치와 작동가능하게 연관되도록 구성된 가스 조절 유닛을 포함한다.

상기 가스 조절 유닛은 주입가스를 체강 또는 내강으로 운반하고 체강 또는 내강으로부터의 주기적인 정압 측정을 용이하게 하기 위한 주입가스 유로를 포함한다. 상기 가스 조절 유닛은 상기 펌프로부터 가압된 가스를 내부 노즐 조립체로 운반하기 위한 가압 가스 유로를 더 포함하는데, 상기 내부 노즐 조립체는, 가압된 가스를 가속시켜 체강 또는 내강으로부터의 주입가스의 배출을 억제하는 가스 조절 유닛 내에 함유된 연속적인 압력 장벽을 생성하도록 구성된다.

상기 가스 조절 유닛은 상기 내부 노즐 조립체에 의해 소비된 감압된 가스를 다시 진공하에서 펌프로 복귀시키는 진공 복귀 유로, 특정 이상 작동조건하에서 소정의 압력을 유지하기 위해 체강 또는 내강으로 공기를 흡인하기 위한 공기 비말동반 유로, 및 체강 또는 내강으로부터 연기 및 파편을 운반하기 위한 연기 배출 유로를 또한 포함한다.

바람직하게는, 상기 가스 조절 유닛은 전방 단부 및 대향된 후방 단부를 갖는 대체로 원통형인 필터 하우징을 포함하고, 상기 가스 운반 유닛은 상기 가스 조절 유닛의 상기 후방 단부를 착탈 가능하게 수용하기 위한 결합 포트를 포함한다. 상기 필터 하우징 내에 형성된 각각의 유로는 그 내부를 흐르는 가스를 컨디셔닝하거나 다른 한편으로 필터링하기 위해 필터와 결합된 필터 요소를 갖는다.

상기 공기 비말동반 유로와 상기 연기 배출 유로는 주름진 필터 요소의 형태로 공통 필터 요소를 공유한다. 상기 진공 복귀 유로와 상기 가압 가스 유로는 그것과 함께 연관된 별도의 주름진 필터 요소를 각각 구비한다. 상기 주입 가스 유로는 그것과 함께 결합된 부직포 멤브레인 필터 요소를 갖는다.

상기 필터 하우징의 상기 후방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 제1 유입구 포트, 상기 가압 가스 유로와 연통하는 제2 유입구 포트, 및 상기 진공 복귀 유로와 연통하는 제1 배출구 포트를 포함한다. 상기 필터 하우징의 상기 전방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 제2 배출구 포트, 상기 연기 배출 유로 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 1차 중앙 포트, 및 상기 연기 배출 유로 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 다수의 이격된 환기 포트를 포함한다.

상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제1 유입구 포트는 주입가스 공급원과 연통한다. 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제2 유입구 포트는 상기 펌프의 배출구와 연통한다. 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제1 배출구 포트는 상기 펌프의 유입구와 연통한다.

복강경 수술 동안에 가스를 운반하도록 상기 시스템이 채용되는 경우, 예를 들어, 제1 수술 접근장치 또는 투관침이 제1 가요성 튜브를 통해 상기 필터 하우징의 제2 배출구 포트와 유체 연통하며, 제2 수술 접근장치 또는 투관침이 제2 가요성 튜브를 통해 상기 필터 하우징의 상기 1차 중앙 포트와 유체 연통한다. 경항문 국소 절제술 또는 단일 절개 복강경 수술 동안에 가스를 운반하도록 상기 시스템이 채용되는 경우, 예를 들어, 단일 절개부나 신체의 자연 오리피스를 통해 다중 수술장치들이나 공구들에 대한 동시적 접근을 제공하기 위해서 다중 접근장치가 상기 필터 하우징의 상기 1차 중앙 포트 및 상기 제2 배출구 포트와 작동가능하게 연관된다.

바람직하게는, 상기 필터 하우징의 상기 전방단부에 있는 상기 이격된 환기 포트들은 대기중으로 개방된다. 상기 필터 하우징은 상기 내부 노즐 조립체의 상류에 위치된 상기 가압 가스 유로 내에서 내부 압력 챔버, 및 상기 펌프로부터 상류의 진공 복귀 유로 내에 위치된 내부 저장 챔버를 포함한다.

본 발명은 또한 경항문 국소 절제술 또는 단일 절개 복강경 수술 중에 가스를 운반하도록 채용된 시스템을 사용하기 위한 접근 장치에 관한 것이다. 상기 수술용 접근장치는, 환자의 복강벽에 형성된 단일 절개부를 통해 또는 신체 내강의 자연 오리피스를 통해 도입되도록 적합화 및 구성된 가늘고 긴 관형 본체부를 포함한다. 제1 연결 피팅은 환자의 신체 내강 또는 복강으로의 주입가스의 운반을 용이하게 하는 제1 도관과 연결하기 위해 상기 관형 몸체부의 근위단부와 바람직하게 연관된다.

멀티포트 단부캡은 상기 관형 본체부의 상기 근위단부와 작동 가능하게 결합되고, 환자의 체강 또는 복강 내로 개별적인 수술기구의 도입을 수용하기 위한 다수의 개별적인 접근 포트들을 포함한다. 제2 연결 피팅은 환자의 체강 내 또는 복강 내로의 연기 배출 및 공기의 비말동반을 용이하게 하는 제2 도관과 연결하기 위해 상기 다중 포트 단부캡 또는 상기 관형 본체부의 상기 근위단부와 작동 가능하게 연관된다. 다른 실시 예에 있어서, 상기 제2 연결 피팅은 단부캡보다는 상기 관형상 본체부의 상기 근위단부와 연관될 수 있다.

바람직하게는, 관형 본체부는 환자의 복강 벽의 내부 표면에 대하여 상기 관형 본체부를 고정하기 위한 말단 환형 플랜지를 포함한다. 조절가능한 결합 링은 멀티포트 단부캡을 수용하고 제거 가능하게 보유하기 위해 관형 본체부의 근위단부와 작동 가능하게 연관된다. 제1 연결 피팅은 결합 링과 연관되고 관형 본체부 내로 연장되는 도관 튜브와 연통하며, 상기 도관은 관형 본체부의 내부 벽을 따라 관형 본체부의 말단부를 향해 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제2 결합 피팅은 결합 링과 연관될 수 있다.

멀티포트 단부 캡은 그것이 채용되는 응용 또는 수술에 따라 3개보다 많거나 적을 수 있지만 3개의 개별적인 접근 포트를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시 예에서, 3개의 개별적인 접근 포트는 동일하거나 공통인 직경을 갖는다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 3개의 개별 접근포트들 중 하나는 다른 2개의 접근 포트와는 다른 직경을 가지는데, 이것은 다른 것들보다 크거나 작을 수 있다.

본 발명의 수술용 가스 운반시스템 및 가스 조절 장치의 이러한 및 다른 특징들 및 상기 양자가 제조되고 채용되는 방식은 이하의 여러 도면들과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시 예들의 다음의 설명으로부터 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 보다 쉽게 명백해질 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 숙련된 당업자는 과도한 실험없이 본 발명의 가스 운반 장치를 제조하고 사용하는 방법을 쉽게 이해할 수 있으므로, 그 바람직한 실시 예들은 특정도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명될 것이며, 첨부도면에서:
도 1은 본 발명의 가스 운반시스템이 복강경 수술 동안에 채용되는 수술 환경을 나타낸 것으로, 상기 가스 운반시스템은, 다른 것들 중에서도, 가스 공급원으로부터 주입 가스를 수용하기 위한 포트를 가진 하우징을 갖는 가스 운반장치, 상기 가스 운반장치와 작동가능하게 연관되도록 구성된 별도의 가스 조절 유닛을 포함하는 것을 보여주는 도면;
도 2는 도 1에 도시된 가스 운반장치 및 별도의 가스 조절 유닛의 사시도로서, 가스 조절 유닛이 가스 운반장치에 설치되지 않은 경우를 나타낸 도면;
도 3은 가스 조절 유닛의 전방단부에서본 본 발명의 가스 조절 유닛의 사시도로서, 가스 조절 유닛으로부터 연장되는 2개의 가스 유동 도관을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 가스 조절 유닛의 분해사시도로서, 설명의 편의를 위해 부품들을 분리하여 나타낸 도면;
도 5는 도 3의 선 5-5를 따라 도시한 본 발명의 가스 조절 유닛의 단면도로서, 가스 조절 유닛의 내부 노즐 조립체를 형성하는 환형상 제트 링들, 및 내부 기체상 밀봉이 형성되고 상기 유닛을 통해서 유동하는 가스를 조절하기 위해 4개의 필터들이 제공된 목부 영역을 나타낸 도면;
도 6은 도 5에 도시된 도면과 유사한 가스 조절 유닛의 단면도로서, 필터 하우징의 후방단부에 있는 유입구 포트로부터 상기 필터 하우징의 전방단부에 있는 배출구 포트로 연장되는 주입가스 유로(및 감지 유로)를 나타내는 방향 화살표가 제공되어 있는 도면;
도 7은 도 5에 도시된 도면과 유사한 가스 조절 유닛의 단면도로서, 필터 하우징의 후방단부에 있는 유입구 포트로부터 상기 필터 하우징의 전방단부에 있는 1차 중앙 포트로 연장되는 가압가스 유로를 나타내는 방향 화살표가 제공되어 있는 도면;
도 8은 도 5에 도시된 도면과 유사한 가스 조절 유닛의 단면도로서, 필터 하우징의 전방단부에 있는 1차 중앙 포트로부터 상기 필터 하우징의 후방단부에 있는 배출구 포트로 연장되는 진공 복귀 유로를 나타내는 방향 화살표가 제공되어 있는 도면;
도 9는 도 3의 선 9-9를 따라 도시된 가스 조절 유닛의 단면도로서, 필터 하우징의 전방단부에 있는 1차 중앙 포트로부터 상기 필터 하우징의 전방단부에 있는 환기구 포트로 연장되는 연기 배출 유로를 나타내는 방향 화살표가 제공되어 있는 도면;
도 10은 도 3의 선 10-10을 따라 도시된 가스 조절 유닛의 단면도로서, 필터 하우징의 전방단부에 있는 1차 중앙 포트로부터 상기 필터 하우징의 전방단부에 있는 환기구 포트로 연장되는 공기 비말동반 유로를 나타내는 방향 화살표가 제공되어 있는 도면;
도 11은 도 1에 도시된 바와 같은 복강경 수술 과정 동안에 도 3의 가스 조절 유닛과 작동가능하게 연관하기 위한 2개의 수술 접근장치 또는 투관침들의 배열의 사시도로서, 하나의 접근장치는 상기 주입 가스 유로에 연결되고 다른 접근장치는 연기 배출 경로 및 가스 비말동반 유로에 함께 연결된 상태를 나타낸 도면; 및
도 12는 단일 절개 복강경 수술 및 경항문 국소 절제술에 사용하도록 구성된 다중포트 접근장치와 관련한 본 발명의 가스 조절 유닛의 사시도이다.

유사한 참조부호들이 본 발명의 유사한 구조적 특징 또는 양태를 나타내는 도면을 참조하면, 도 1 및 도 2는 환자의 복강 내에서 수행된 복강경 수술과 같은 최소 침습 수술 과정에서 의료용 가스(예를 들어, 이산화탄소)를 운반 및 순환시키기 위한 새롭고 유용한 시스템을 나타낸다. 대안적인 용도는 자연 오리피스 또는 내강을 통해 수행되는 내시경 수술을 수반할 수 있다.

일반적으로 참조부호 10으로 지칭되는 가스 운반시스템은, 가스 공급원(18)으로부터 가압된 주입가스를 수용하기 위한 후방 커넥터 또는 포트(16)를 갖는 하우징(14)을 구비한 가스 운반장치(12)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 가스 공급원(18)은 휴대용 공급 캐니스터이다. 그러나, 해당 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어 원격 저장 탱크(예를 들어, 하우스 가스)를 포함하는 다른 공급원으로부터 의료용 가스 또는 주입 가스가 공급될 수 있다고 생각된다. 압축기 또는 펌프 조립체(20)는 복강경 수술 과정 동안에 안정한 복강 압력이나 공기배증을 유지하기 위해 상기 시스템 전체에 걸쳐 가압 가스를 순환시키도록 가스 운반장치(12)의 하우징(14) 내에 수용된다.

연관된 제어 회로를 갖는 그래픽 사용자 인터페이스(25)가 가스 공급원(18)으로부터 주입가스의 운반 뿐만아니라 펌프 조립체(20)의 작동을 제어하기 위해 가스 운반장치(12)의 하우징(14) 내에 제공된다. 인터페이스 및 이와 연관된 회로는 사용자로 하여금 쉽게 유량을 조정할 수 있게 하고 시스템 전체를 통해서 가스 및 유체의 운반, 순환 및 재순환과 관련된 압력을 공급할 수 있다.

가스 운반시스템(10)은 가스 운반장치(12)와 작동가능하게 연관되도록 치수 화되고 구성되는 별도의 바람직하게는 일회용 가스 조절 유닛(30)을 더 포함한다.보다 상세히 후술하는 바와 같이, 본 발명의 가스 조절 유닛(30) 연속적인 가스 압력 장벽이 가스 조절 유닛 자체의 하우징의 내부, 즉 환자로부터 멀리 떨어져서 발생되도록 하는 방식으로 제공된다. 복강경 수술 과정에서, 이 가스 압력 장벽 또는 작업 영역은 환자(15)의 복강 내에서 안정된 기흉을 유지하면서 환자의 복강으로부터의 주입 가스 배출을 방지한다. 유사하게, 예를 들어, 경항문 국소 절제술(TAMIS)과 같은 경피적 수술 도중에, 가스 압력 장벽은 환자의 장관으로부터의 주입가스의 유출을 방지한다.

이 특징은 공동 양도한 미국 특허 제7,854,724호 및 미국 특허 제8,795,223호에 개시된 다중 모드 가스 운반시스템과는 상이하며, 가스 압력 장벽은 수술 부위에 직접 위치하는 특수한 투관침의 하우징 내에서 생성되고, 상기 시스템을 통해 흐르는 가스의 여과는 공동 양도된 미국 특허 제9,067,030호(이의 내용은 그 전체가 참고문헌으로서 포함됨)에 개시된 유형의 일회용 가스 조절 유닛을 사용하여 달성된다.

본 발명의 가스 조절 유닛(30)은 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 초기에, 가스 조절 유닛(30)의 하우징 내에 형성된 내부 가스 유동 경로의 간략한 설명이 이루어질 것이다. 더욱 상세하게는, 가스 조절 유닛(30)은 가압된 가스의 연속적인 순환 및 재순환 뿐만 아니라 주입가스의 주기적 운반을 용이하게 하도록 구성된 다수의 내부 가스 유동 경로를 포함한다.

특히, 가스 조절 유닛(30)은 도 6에 도시된 방향 화살표로 나타낸 감지/주입 유로(210)를 포함하는데, 이것은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가스 운반장치(12)로부터 수술용 접근장치 또는 캐뉼라(42)에 연결된 도관(40)에 의해서 환자(15)의 복강으로 주입가스를 운반하도록 구성된다. 또한, 유로(210)는 복부 공동으로부터 캐뉼라(42)를 통해 주기적인 정압 측정을 용이하게 하도록 구성된다. 압력 측정 사이의 주입 간격의 주기는 환자 및 작동 환경에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 유동 및 정지 간격은 밀리 초 단위로 측정된다. 복강으로부터의 정압 측정을 얻기 위한 이 유동 및 정지 방법론은 해당 업계에 잘 알려져 있다.

가스 조절 유닛(30)은 도 7에 도시된 방향 화살표로 표시된 가압 가스 유로 (220)를 더 포함하는데, 이것은 가스 운반장치(12)의 펌프 조립체 또는 압축기(20)로부터 가압된 가스를 수용하도록 구성된다. 가압 가스 유로(220)는 도 1 및 도 11에 도시된 바와 같이 수술용 접근장치 또는 투관침(34)에 연결된 주 도관(32)과 연관된다. 투관침(34)는 복강경 수술 중에 환자의 복강(15) 내로 수술 도구를 도입하기 위한 주 경로이며, 그 안에는 기계적 밀봉이 설치되어 있다. 가압된 가스는 가스 조절 유닛(30)의 하우징(50)의 전방 단부캡(70)에서 목부 영역(225) 내에 압력 장벽을 생성하는데 사용된다. 압력 장벽은 도관(32)을 통해 복강(15)으로부터 가스가 방출되는 것을 방지한다. 이 과정에서, 환자(15)의 복강 내에 안정한 기흉을 또한 유지시킨다. 압력 장벽은 가압된 가스를 하우징(50) 내에 위치한 노즐 조립체(150)에 운반함으로써 생성된다. 노즐 조립체(150)는 상부 및 하부 제트 링(152,154)을 포함하는데, 이것들은 목부 영역(225)에서 압력 장벽을 형성하는 고속의 가스 유동을 생성하기 위해 가압된 가스를 사용한다.

노즐 조립체(150)의 구성은 공동 양도된 미국 특허 제8,795,223호(이의 내용은 그 전체가 참고문헌으로서 포함됨)에보다 상세히 개시되어있다. 여기에 설명 된 바와 같이, 목부 영역(225)은 공기 장벽을 생성하기 위한 장치의 효율에 기여하는 가스의 내부 및 외부 유동을 제어하는 공기 관리 특징부를 포함한다. 사발 모양의 스로트 영역은 기체상 압력 장벽을 형성하도록 가압 가스가 제트링(152,154)으로부터 나오는 것을 가능하게 형상화된다. 목부 영역(225) 내에 원주 방향으로 이격된 일련의 긴 핀이 있어, 팽창된 또는 소비된 압축 가스가 유입 가스와 충돌하지 않고 압축기로 되돌아 갈 수 있게 한다. 가스의 내향 및 외향 유동의 이러한 관리는 공기 장벽을 생성하기 위한 장치의 효율에 기여한다.

가스 조절 유닛(30)은 도 8에 도시된 방향 화살표로 표시된 진공 복귀 경로(230)를 포함하는데, 이것은 사용된 가압 가스를 가스 운반장치(12)의 펌프 조립체(20)로 복귀시키도록 구성된다. 펌프 조립체(20)는 가스 조절 유닛(30)의 목부 영역(225) 내에 압력 장벽을 생성하는데 사용된 가압 가스이다. 또한 목부 영역 (225) 내의 핀에 의해 효율적으로 관리되는 것은 팽창된 가스이다.

본 발명의 가스 조절 유닛(30)은 도 9에 도시된 방향 화살표로 나타낸 연기 배출 유로(240)를 포함한다. 유로(240)는 조직 절제 장치, 전기-소작장치 등을 사용함으로써 수술 중에 발생하게 되는 연기 및 파편을 체강(15)으로부터 운반하도록 구성된다. 정상적인 작동에서 이 유동은 분당 3 내지 8리터의 범위일 수 있다. 결과적으로, 복강 또는 경우에 따라 내강이 깨끗하게 유지되고 수술과정 전체에 걸쳐서 가시성이 유지된다.

가스 조절 유닛(30)은 또한 도 10에 도시된 방향 화살표로 나타낸 공기 비말동반 유로(250)를 포함하는데, 이는 소정의 비정상 작동 조건하에서 소정의 압력을 유지하도록 체강 또는 내강으로 공기를 흡입하도록 구성된다. 예를 들어, 수술 중에 심각한 누출이 발생하면, 공기배증을 유지하기 위해 체강내로 공기가 비말동반된다. 상당한 양의 가스가 복강으로부터 의도적으로 제거될 때, 심한 흡입이 발생하는 동안에 공기가 유로(250)를 통해 체강 내로 비말동반될 수 있다. 이것은 가스 운반장치(10)의 안전 기능이다. 이것은 정상적인 작동 조건에서는 발생하지 않는다.

도 2를 다시 참조하면, 가스 조절 유닛(30)은 인터피팅 러그 배열에 의해 가스 운반장치(12)의 하우징(14) 내로의 설치와 제거를 위해 적합화되고 구성된다. 특히, 가스 조절 유닛(30)의 대체로 원통형인 하우징(50)은 엘(L)-형상 러그(52) 및 정사각형 러그(54)를 포함하는 다수의 순환 적으로 이격된 결합 러그들을 포함한다. 제 3 러그(56)를 도 12에서 볼 수 있다. 3개의 결합 러그(52,54,56)는 도 2에 도시 된 바와 같이 하우징(14)의 전방 패널에 형성된 카트리지 결합 포트(60)의 주변에 한정된 대응 형상의 리세스들(62,64,66)과 상호 작용하도록 치수화되고 구성된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 가스 조절 유닛(30)의 하우징(50)은 전방 단부캡 또는 커버(70) 및 후방 단부캡 또는 커버(90)를 포함한다. 전방 단부캡(70)은 이와 관련된 2\ 개의 도관 연결부를 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시된 제1 도관(32)과 작동가능하게 연관되는 제1 또는 중앙 도관 연결부(72)가 있다. 전방 단부캡(70)은 도 1 및 도 2에 도시된 제2 도관(40)과 작동가능하게 연관된 제2 도관 연결부(80)를 포함한다.

후방 단부캡(90)은 3개의 포트를 포함하고, 각각은 밀봉된 계면에 카트리지 결합 포트(60) 내에 한정된 안착 영역을 제공하기 위해서 연관된 탄성 중합체 밀봉 링을 갖는다. 제1 포트(92)는 밀봉(93)에 의해 둘러싸이고 도 7에 도시된 압력 경로(220)과 연통하여 궁극적으로는 튜브(32)와 연통한다. 제2 포트(94)는 밀봉(95)에 의해 둘러싸인 가스 유입구이며, 도 6에 도시된 감지/주입 경로(210)와 연통하고, 궁극적으로는 튜브(80)와 연통한다. 제3 포트(96)는 밀봉(97)에 의해 둘러싸인 가스 배출구이며, 도 8에 도시된 진공 복귀 경로(230)와 연통한다. 이 경로는 운반장치(12)의 펌프(20)로 다시 유도된다.

필터 하우징(50) 내에 한정된 각각의 유동 경로는 그를 통해 흐르는 가스를 컨디셔닝하기 위해 필터 하우징과 연관된 필터 요소를 갖는다. 도 8에 도시된 진공 복귀 유로(230)는 노즐 조립체(150)로부터 압축기 펌프(20)로 가는 폐액 또는 감압 된 유체를 여과하기 위하여 그것과 함께 연관된 디스크 형상의 주름진 필터 요소(330)를 구비한다. 도 7에 도시된 가압된 가스 유로(220)는 압축기 펌프(20)로부터 노즐 조립체(150)로 유입되는 가압 가스를 여과하기 위하여 그것과 함께 연관된 디스크 형상의 주름진 필터 요소(320)를 구비한다.

도 6에 도시된 감지/취입 가스 유동 경로(210)는 그것과 함께 연관된 부직포 멤브레인 필터 요소(310)를 갖는다. 도 9에 도시된 연기 배출 유로(240) 및 도 10에 도시된 공기 비말동반 유로(250)는 연기 배출 모드로 작동할 때 환자의 복강으로부터 연기 및 기타 부스러기를 여과하고 특정 작동조건하에서 시스템(10)으로 흡입된 비말동반된 공기를 필터링하기 위해 공통의 디스크형 주름진 필터 요소(340)를 공유한다. 주름진 필터 요소는 예를 들어 LydAir MG Grade 6850 매질 등과 같은 적합한 물질로 형성될 수 있으며, ULPA 표준을 충족시키기에 충분한 다공성 및 여과 효율을 가질 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 필터 하우징(50)의 전방 단부캡(70)은 흡입/감지 가스 유로(210)와 연통하는 측면 배출구 포트(80), 그리고 연기 배출 유로(240) 및 공기 비말동만 유로(250)와 연통하는 1차 중앙 포트(72)를 포함한다. 필터 하우징 (50)의 전방 단부캡(70)은 도 9의 연기 배출 유로(240) 및 도 10의 공기 비말동반 유로(250)와 연통하는 다수의 이격된 배출 포트(245)를 포함한다. 바람직하게는, 필터 하우징(50)의 전방 단부캡(70) 내의 환기 포트(245)는 직경 방향으로 대향하는 플랜지(260a 및 260b)상에 제공되고, 이들은 모두 대기중으로 개방되어 있다.

필터 하우징(50)은 바람직하게는 내부 노즐 조립체(150)의 상류에 위치되는 가압 가스 유로(220) 내에 형성된 내부 압력 챔버를 포함한다. 압력 챔버는 하우징 (50)에 용접되는 유입구 전환판(500)에 의해 형성된다. 상기 전환판(500)은 필터 요소(320) 하류의 유로(220)를 통해 펌프(20)로부터 가압된 가스를 수용하는 주입 포트(510)를 포함한다. 주입 포트(510)는 주변 압력 링(550)을 통해 노즐 어셈블리 (150)와 연통한다. 유입구 전환판(500)은 연기 배출 유로(240) 및 공기 비말동반 유로(250) 둘레로 가압된 가스 흐름을 전환시키는 기능을 한다. 또한, 유입구 전환판(500)은 연기 배출 경로(240) 및 공기 비말동반 유로(250)와 연관된 주름진 필터(340)를 수용하기 위한 공동(515)을 한정한다. 또한, 전환판은 전방 단부캡(70)상에 제공된 대향된 아치형 플랜지(260a,260b)를 수용하기 위한 대향된 아치형 갭(560a,560b)을 포함한다.

조절 유닛(30)의 필터 하우징(50)은 내부 저장 챔버 (600)를 더 포함하는데, 이것은 펌프(20) 상류의 도 8에 도시된 진공 복귀 유로(230) 내에 위치된다. 저장소(600)는 연기 배출 경로(240)에서 필터 요소(340)를 지나가는 임의의 유체 또는 부스러기를 보유하도록 적합화되고 구성된다. 저장소(600)는 시스템(10)의 안전한 작동을 유지하기 위해서 필터 하우징(50) 내에 축적되는 유체의 수위를 모니터링하도록 설계된 감지 조립체를 포함한다. 감지 조립체는 공통으로 양도된 미국 특허 제9,067,030호(이의 내용은 그 전체가 참고문헌으로서 포함됨)에 충분히 기술되어 있다.

도 11을 참조하면, 통기/감지, 재순환 및 연기 배출이 위에서 상세히 설명 된 바와 같이 수행될 수 있는 복강경 수술을 위한 본 발명의 가스 운반시스템 (10)과 함께 사용되는 2개의 투관침 또는 캐뉼라가 도시되어있다. 도 1에는 장치들(34,42)이 또한 도시되어 있다. 투관침(34)은 상기 시스템에 대한 1차 접근 포트이고, 예를 들어 덕빌형(duckbill) 밀봉 또는 이와 유사한 것(도시 생략)과 같은 표준 기계적 밀봉을 포함한다. 투관침(34)은 표준 루어 피팅보다 직경이 큰 루어 피팅(34a)이 구비되어 있어서 가스 조절 유닛(30)의 중앙 도관(32)에 쉽게 연결될 수 있다. 투관침(42)은 상기 시스템의 2차 접근 포트이고, 덕빌형 밀봉 또는 이와 유사한 것(도시 생략)과 같은 표준 기계적 밀봉을 포함한다. 투관침(42)은 가스 조절 유닛(30)의 흡입/감지 라인(40)과 연결되도록 적합화되고 구성된 표준 크기의 루어 피팅(42a)을 포함한다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 가스 조절 유닛(30)과 관련하여 단일 절개 복강경 수술 및 경항문 국소 절제술에 사용하도록 구성된 참조 번호 800로 표시된 다중포트 접근 장치가 도시되어 있다. 다중포트 접근 장치(800)는 환자의 복강 벽에 형성된 단일 절개부를 통해 또는 신체 루멘의 자연 오리피스를 통해 도입되도록 적합화 및 구성되는 연장된 관형 본체부(810)를 포함한다.

본체부(810)는 단일 절개 복강경 수술의 경우에 복강 벽의 내부 표면에 대해 본체부(810)를 고정하기 위한 말단의 환형 플랜지(812)를 포함한다. 조정 가능한 결합 링(814)은 멀티포트 단부 캡 또는 커버(816)를 수용하고 보유하기 위해 본체 부(810)의 근위 단부와 작동가능하게 연관된다. 상기 결합 링(814)은 조절 유닛(30)의 주입/감지 라인(40)과 연결하기 위한 표준 루어 피팅(818)을 포함한다. 피팅(818)은 본체부(810)의 내벽을 따라 연장되는 도관 튜브(820)로 이어진다. 도관 튜브(820)는 체강 또는 내강으로 주입 가스를 전달하고 또한 접근장치(800)에 대한 압력 감지 도관으로서의 역할을 한다.

멀티포트 단부캡 커버(816)는 본 발명의 조절 유닛(30)과 연관된 주 또는 중앙 도관(32)과 연결하기 위한 대형 (비표준) 루어 피팅(822)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 중앙 도관(32)은 단부캡(70)의 커넥터(72)로 이어지고, 단부캡 (70)의 목부 영역(225) 내에 형성된 압력 장벽 및 연기 배출 경로(240) 및 가스 조절 유닛(30)의 공기 비말동반 유로(250)와 연통한다.

다중포트 단부캡 또는 커버(816)는 바람직하게는 관형 본체부(810)로부터 제거 가능하고 3개의 개별적인 접근 포트(820a-820c)를 포함한다. 커버(816)의 접근 포트(820a-820c)는 모두 공통 직경(즉, 5mm 계측기)을 갖는 내시경 기구를 수용하도록 구성될 수 있거나, 커버(816)의 접근 포트(820a-820c)는 상이한 직경의 내시경 기구(즉, 12 mm 및 5 mm 기구)를 수용하도록 구성될 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시 예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 첨부된 특허청구의 범위에 의해서 한정되는 본 발명의 사상 및 영역을 벗어남이 없이 다양한 변경 및/또는 수정이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (42)

1. 환자의 체강 내에서 또는 환자의 내강을 통해서 수행되는 수술과정 동안에 가스를 운반하기 위한 시스템으로서,
   a) 가스 공급원으로부터 주입가스를 수용하기 위한 포트를 포함하고 상기 시스템에 걸쳐서 가스를 순환시키기 위한 펌프 조립체를 둘러싸는 메인 하우징을 갖는 가스 운반장치; 및
   b) 상기 가스 운반장치에 체결되어 상기 가스 운반장치가 작동가능하게 연관된 가스 조절 유닛 - 상기 가스 조절 유닛은,
   i) 상기 가스 조절 유닛의 내측 외벽에 위치하고, 주입가스를 체강 또는 내강으로 상기 가스 조절 유닛의 제2 배출구 포트를 통해 운반하고 체강 또는 내강으로부터의 주기적인 정압 측정을 용이하게 하기 위한 주입가스 유로;
   ⅱ) 상기 가스 조절 유닛과 유체연결되도록 구성되고, 상기 펌프로부터 가압된 가스를 내부 노즐 조립체로 운반하기 위한 가압 가스 유로 - 상기 내부 노즐 조립체는, 가압된 가스를 가속시켜 체강 또는 내강으로부터의 주입가스의 배출을 억제하는 상기 가스 조절 유닛 내에 함유된 연속적인 압력 장벽을 생성하도록 구성됨 -;
   ⅲ) 상기 내부 노즐 조립체에 의해 소비된 감압된 가스를 다시 진공하에서 펌프로 복귀시키도록, 상기 가스 조절 유닛을 통해 상기 펌프 조립체와 유체 연결되는 진공 복귀 유로;
   ⅳ) 특정 이상 작동조건하에서 소정의 압력을 유지하기 위해 상기 가스 조절 유닛의 1차 중앙 포트를 통해서 체강 또는 내강으로 공기를 흡인하기 위한 공기 비말동반 유로; 및
   ⅴ) 체강 또는 내강으로부터 연기 및 파편을 상기 1차 중앙 포트로 운반하기 위한 연기 배출 유로;를 한정하도록 구성됨 -;
   을 포함하는 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 조절 유닛은 전방 단부 및 대향된 후방 단부를 갖는 원통형인 필터 하우징을 포함하고, 상기 가스 운반장치의 상기 메인 하우징은 상기 가스 조절 유닛의 상기 후방 단부를 착탈 가능하게 수용하기 위한 결합 포트를 포함하는 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징 내에 형성된 각각의 유로는 그 내부를 흐르는 가스를 컨디셔닝하기 위해 필터와 결합된 필터 요소를 갖는 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 공기 비말동반 유로와 상기 연기 배출 유로는 주름진 필터 요소의 형태로 공통 필터 요소를 공유하는 시스템.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 진공 복귀 유로와 상기 가압 가스 유로는 각각의 상기 진공 복귀 유로와 상기 가압 가스 유로에 연관된 별도의 주름진 필터 요소를 각각 구비하는 시스템.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 주입 가스 유로와 연관된 부직포 멤브레인 필터 요소를 갖는 시스템.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 제1 유입구 포트를 포함하는 시스템.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부는 상기 가압 가스 유로와 연통하는 제2 유입구 포트를 포함하는 시스템.
9. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 전방 단부는 상기 진공 복귀 유로와 연통하는 제1 배출구 포트를 포함하는 시스템.
10. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 전방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 상기 제2 배출구 포트를 포함하는 시스템.
11. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 전방 단부는 상기 연기 배출 유로 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 상기 1차 중앙 포트를 포함하는 시스템.
12. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 전방 단부는 상기 연기 배출 유로 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 다수의 이격된 환기 포트를 포함하는 시스템.
13. 제 7 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제1 유입구 포트는 주입가스 공급원과 연통하는 시스템.
14. 제 8 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제2 유입구 포트는 상기 펌프의 배출구와 연통하는 시스템.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제1 배출구 포트는 상기 펌프의 유입구와 연통하는 시스템.
16. 제 10 항에 있어서, 제1 수술 접근장치는 제1 가요성 튜브를 통해 상기 필터 하우징의 제2 배출구 포트와 유체 연결되는 시스템.
17. 제 11 항에 있어서, 제2 수술 접근장치는 제2 가요성 튜브를 통해 상기 필터 하우징의 상기 1차 중앙 포트와 유체 연결되는 시스템.
18. 제 12 항에 있어서, 상기 필터 하우징에 있는 상기 다수의 환기 포트들은 대기중으로 개방된 시스템.
19. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징은 상기 내부 노즐 조립체의 상류에 위치된 상기 가압 가스 유로 내에서 내부 압력 챔버를 포함하는 시스템.
20. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 하우징은 상기 펌프로부터 상류의 진공 복귀 유로 내에 위치된 내부 저장 챔버를 포함하는 시스템.
21. 수술 가스 운반장치와 함께 사용하기 위한 가스 조절 유닛으로서,
    상기 가스 조절 유닛의 내측 외벽에 위치하고 주입 가스를 체강 또는 내강으로 상기 가스 조절 유닛의 제2 배출구 포트를 통해 운반하고 체강 또는 내강으로부터의 주기적인 정압 측정을 용이하게 하기 위한 주입가스 유로를 갖는 필터 하우징; 상기 수술용 가스 운반장치의 펌프로부터 가압된 가스를 상기 필터 하우징 내의 내부 노즐 조립체로 운반하기 위해 상기 필터 하우징과 유체연결되도록 구성되는 가압 가스 유로 - 상기 내부 노즐 조립체는, 가압된 가스를 가속시켜 체강 또는 내강으로부터의 주입가스의 배출을 억제하는 연속적인 압력 장벽을 생성함 -; 상기 내부 노즐 조립체에 의해서 소비된 감압된 가스를 진공하에서 상기 펌프로 복귀시키도록, 상기 필터 하우징을 통해 상기 펌프와 유체 연결되는 진공 복귀 유로; 소정의 압력을 유지하기 위해 체강 또는 내강 내로 상기 필터 하우징의 1차 중앙 포트를 통해서 공기를 흡인하기 위한 공기 비말동반 유로; 및 체강 또는 내강으로부터 연기를 상기 1차 중앙 포트로 운반하기 위한 연기 배출 유로를 포함하는 가스 조절 유닛.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 필터 하우징 내에 한정된 각각의 유로내부를 흐르는 가스를 컨디셔닝하기 위해 상기 각각의 유로와 함께 연관된 필터 요소를 갖는 가스 조절 유닛.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 공기 비말동반 유로와 상기 연기 배출 유로는 주름진 필터 요소의 형태로 공통 디스크형 필터 요소를 공유하는 가스 조절 유닛.
24. 제 22 항에 있어서, 상기 진공 복귀 유로와 상기 가압 가스 유로는 각각의 상기 진공 복귀 유로와 상기 가압 가스 유로에 연관된 별도의 디스크형상의 주름진 필터 요소를 각각 갖는 가스 조절 유닛.
25. 제 22 항에 있어서, 상기 주입가스 유로와 연관된 부직포 멤브레인 필터 요소를 갖는 가스 조절 유닛.
26. 제 21 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 후방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 제1 유입구 포트, 상기 가압 가스 유로와 연통하는 제2 유입구 포트 및 상기 진공 복귀 유로와 연통하는 제1 배출구 포트를 포함하는 가스 조절 유닛.
27. 제 21 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 전방 단부는 상기 주입가스 유로와 연통하는 상기 제2 배출구 포트, 상기 연기 배출 유로 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 상기 1차 중앙 포트, 및 상기 공기 비말동반 유로와 연통하는 다수의 이격된 환기 포트를 포함하는 가스 조절 유닛.
28. 제 26 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방단부의 상기 제1 유입구 포트는 주입가스 공급원과 연통하는 가스 조절 유닛.
29. 제 26 항에 있어서, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제2 유입구 포트는 상기 펌프의 배출구와 연통하고, 상기 필터 하우징의 상기 후방 단부에 있는 상기 제1 배출구 포트는 상기 펌프의 유입구와 연통하는 가스 조절 유닛.
30. 제 27 항에 있어서, 상기 필터 하우징에 있는 상기 다수의 환기 포트들은 대기중으로 개방된 가스 조절 유닛.
31. 제 21 항에 있어서, 상기 필터 하우징은 상기 내부 노즐 조립체의 상류에 위치된 상기 가압 가스 유로 내에서 내부 압력 챔버를 포함하는 가스 조절 유닛.
32. 제 21 항에 있어서, 상기 필터 하우징은 상기 펌프로부터 상류의 진공 복귀 유로 내에 위치된 내부 저장 챔버를 포함하는 가스 조절 유닛.
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