KR102164495B1 - 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터 - Google Patents

조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터 Download PDF

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임홍석
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터는 아코디언 형상의 주름이 형성된 제1 튜브, 상기 제1 튜브보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 튜브를 내부에 수용할 수 있는 제2 튜브, 상기 제1 및 제2 튜브의 전단부가 동일한 평면 상에 위치할 수 있도록 고정하며 중공이 형성된 홀더(holder), 상기 제2 튜브가 일정한 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있는 스토퍼(stopper) 및 상기 제1 및 제2 튜브 각각에 연결되는 제1 및 제2 액추에이터를 포함하며, 상기 제2 튜브는 적어도 3개 이상의 구분막들 및 분할 영역들을 포함하고, 상기 분할 영역들마다 각각 상기 아코디언 형상의 주름이 형성되며, 상기 제2 액추에이터는 각각의 상기 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있다.

Description

조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터{A Steerable Catheter comprising at least two accordion-type tube structures}
본 발명은 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 분할된 복수의 영역들을 포함하는 튜브에 대하여 각 영역마다 다른 압력 상태를 형성함으로써, 카테터의 구부러지는 정도와 방향을 조절할 수 있는 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터에 관한 것이다.
최근, 환자의 질병 치료 후 회복의 효과를 증진하기 위하여 최소 침습 수술을 하는 기술에 대한 연구가 많아지고 있다.
이러한, 최소 침습 수술은 카테터(catheter)를 사용하는 방법이 대표적이다.
카테터는 의료용 소재를 이용하여 압출 성형한 얇은 관으로써, 인체에 삽입하는 의료용 기구이며, 심혈관, 비뇨, 위장, 신경 혈관과 같은 다양한 질환 분야에서 응용되고 있다.
특히, 카테터는 유연하고 부드러운 특성으로 인해, 그 구조 자체가 휘어지도록 구성되며, 수술이나 시술을 체내에서 진행할 경우, 체내의 모세혈관이나 장기, 조직 등에 손상을 일으킬 가능성이 적은 편이다.
현재, 카테터를 이용한 수술이나 시술 방법 중 가장 보편적인 방법은 혈관중재법이다.
혈관중재법은 카테터를 혈관에 삽입하여 두경부 또는 복부와 같이, 치료를 목적으로 하는 체내 조직에 조영제, 약제 및 색전 물질들을 주입하는 방법이며, 최근 뇌혈관 질환 및 심혈관 질환의 증가로 인해, 혈관중재법의 일종인 동맥류 및 혈관을 박리하는 혈관색전술이나 혈관협착증에 대하여 스텐트 삽입술을 사용하는 경우가 증가하고 있는 추세이다.
한편, 체내의 혈관은 직경이 매우 작고, 분기와 굽은 구조가 많은 구조적 특징을 가진다. 그런데, 혈관과 관련된 질환은 대부분 혈관의 분기점 및 굴곡부에서 발생하므로, 혈관중재법을 이용하여 수술을 할 경우, 종래에는 카테터에 포함된 다양한 가이드 와이어(guide wire)를 이용하여, 카테터가 정확한 병변 위치에 도달하도록 조종하였다.
그러나 이렇게 가이드 와이어를 사용하여 수술하는 종래의 방법은, 카테터가 혈관 내부로 더 깊숙이 진입할수록 가이드 와이어를 여러 번 교환해서 삽입할 필요가 있었으며, 이로 인해 수술 시간이 증가하고, 자체 강성이 강한 가이드 와이어의 사용으로 인하여, 수술 시 체내 조직에 손상을 입히고 이로 인해 합병증을 유발할 가능성이 컸다.
특히, 종래 카테터를 이용한 혈관중재법은 카테터 및 가이드 와이어의 조향을 위해, 구동기로써 체외 BLDC(Blushless Direct Current) 모터를 활용하여, 텐던 메커니즘(tendon mechanism)을 구현하였다.
이 외에도 체내에 삽입되는 카테터에 직접 소형 BLDC 모터를 장착하여 가이드 와이어를 조향하거나 형상기억합금(Shape Memory Alloy, SMA)을 이용하는 카테터들이 있었다.
형상기억합금으로 가이드 와이어를 제작할 경우, 카테터가 향하는 방향으로 조향(steer)하기 위해, 가이드 와이어를 형상 변경시키면, 전체적인 가이드 와이어에 대한 텐션(tension)을 가중시켜, 가이드 와이어의 굽힘 강성이 증가하게 되고, 가이드 와이어가 쉽게 구부러지지 않는 상태가 되어 전체적으로 유연성이 감소하게 된다.
따라서, 형상기억합금을 가이드 와이어로 활용한 종래의 카테터는 사용 시에 전체 카테터의 유연도가 감소함으로 혈관 내부의 다양하고 복잡한 굴곡부에 모두 적응하기 어렵다는 한계점이 있었다.
또한, BLDC 모터를 카테터 내에 직접 장착하여 카테터를 조향하는 직접 구동 방식의 카테터는 모터가 카테터에 내장되므로 직경 자체가 커지고 부피와 크기가 증가하여, 마이크로 미터 수준의 직경을 가지고 있는 미세혈관에 적용되기 어렵다는 문제점이 있었다.
더욱이, 자기장을 활용하여 가이드 와이어를 조향하는 방식은 전체적인 카테터 구동 장치의 부피를 증가시켜 제품의 활용도 및 사용 편의성을 저하시키며, 자기장을 발생시키기 때문에 페이스 메이커 또는 제세동기가 이식된 환자에게는 사용이 불가능하다는 단점이 존재하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 분할된 복수의 영역들을 포함하는 튜브를 활용하여, 정밀한 조향이 가능한 카테터를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 분할된 복수의 영역들이 단일 튜브에 있어서 멀티 채널 구조를 형성하며, 각 영역들은 주름이 형성되어 있어 카테터의 조향 외에도 전, 후진이 가능한 카테터를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 아코디언 형상의 주름이 형성된 제1 튜브, 상기 제1 튜브보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 튜브를 내부에 수용할 수 있는 제2 튜브, 상기 제1 및 제2 튜브의 전단부가 동일한 평면 상에 위치할 수 있도록 고정하며 중공이 형성된 홀더(holder), 상기 제2 튜브가 일정한 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있는 스토퍼(stopper) 및 상기 제1 및 제2 튜브 각각에 연결되는 제1 및 제2 액추에이터를 포함하며, 상기 제2 튜브는 적어도 3개 이상의 구분막들 및 분할 영역들을 포함하고, 상기 분할 영역들마다 각각 상기 아코디언 형상의 주름이 형성되며, 상기 제2 액추에이터는 각각의 상기 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터를 제공한다.
상기 제2 튜브는 제1 내지 제4 구분막들 및 제1 내지 제4 분할 영역들을 포함하고, 상기 제2 액추에이터는 각각의 상기 제1 내지 제4 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 튜브는 모두 원통형일 수 있다.
상기 제2 튜브는 상기 제1 튜브의 외측과 접하도록 배치되며, 상기 제1 및 제2 튜브는 상기 제1 및 제2 튜브의 전단부로부터 상기 제1 및 제2 튜브의 전체 길이 중 일정한 길이에 해당하는 부분까지 상기 아코디언 형상의 주름이 형성되어 있다.
상기 스토퍼는 적어도 2개의 롤러들을 포함하며, 상기 2개의 롤러들은 일정한 방향으로만 회전할 수 있다.
상기 제1 튜브는 상기 제2 튜브보다 길이가 길 수 있다.
상기 제1 및 제2 액추에이터는 수압 또는 공기압에 의해 작동되는 액추에이터일 수 있다.
상기 제1 및 제2 액추에이터를 각각 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제2 튜브와 연결된 제2 액추에이터를 제1 액추에이터보다 먼저 제어하여 상기 제2 튜브가 구부러지도록 조절할 수 있다.
상기 일정한 길이는 상기 제1 및 제2 튜브의 전체 길이 중 2분의 1, 3분의 1 및 4분의 1 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 홀더는 일정한 두께를 가지는 플레이트로 구성되며, 상기 일정한 두께는 1mm 내지 5mm 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 튜브는 A 내지 D 구분막들 및 A 내지 D 분할 영역들을 포함하고, 상기 제1 액추에이터는 각각의 상기 A 내지 D 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있다.
본 발명은 상기 다른 목적을 달성하기 위해, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터를 이용하여 카테터를 조향하는 방법에 있어서, 상기 카테터의 사용자가 제어부에 상기 카테터의 진행 방향을 변화시키기 위한 조향(steer) 신호를 입력하면, 상기 제어부는 상기 조향 신호가 입력된 것을 감지하는 제1 단계, 상기 제어부는 상기 조향 신호에 따라 제1 및 제2 튜브가 구부러져야 할 각도를 계산하는 제2 단계, 상기 제어부는 제2 액추에이터에 신호를 보내어 상기 제2 튜브에 포함된 제1 내지 제4 분할 영역 각각에 대한 압력 상태를 1차적으로 서로 다르게 변화시키는 제3 단계, 상기 제3 단계 이후, 상기 제2 액추에이터가 상기 제1 내지 제4 분할 영역에 가한 압력을 유지하도록 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제4 단계, 상기 제4 단계 이후, 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 내부 압력 변화에 따라 길이와 조향 각도가 변경된 상기 제1 튜브의 변화 상태를 유지하기 위해, 제1 액추에이터가 상기 제1 튜브에 일정한 압력을 가하도록 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하는 제5 단계, 상기 제5 단계 이후, 상기 제2 튜브가 2차적으로 전진 또는 조향 각도를 조절하여 상기 제1 튜브를 가이드 하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 내부 압력을 2차적으로 변화시키기 위해서 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제6 단계, 상기 제6 단계에 의해 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 내부 압력이 2차적으로 변화하면, 상기 제1 튜브가 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 변형에 대응할 수 있도록 상기 제1 튜브에 가해진 압력을 제거하기 위해, 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하는 제7 단계, 상기 제7 단계 이후, 상기 제2 튜브가 2차적으로 변형된 형태를 유지하도록 하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역에 가해진 내부 압력을 유지하도록 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제8 단계 및 상기 제8 단계 이후, 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 2차 내부 압력 변화에 따라 길이와 조향 각도가 2차 변경된 상기 제1 튜브의 2차 변화 상태를 유지하기 위해, 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하여 상기 제1 튜브에 압력을 가하는 제9 단계를 포함하는 카테터를 조향하는 방법을 제공한다.
상기 제9 단계 이후, 상기 제어부는 사용자에게 상기 제1 튜브의 길이 및 조향 각도 변화를 반복해서 진행할 것인지 여부를 확인하는 제10 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 단계는, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각이 서로 다른 압력에 의해 팽창을 완료하면, 상기 제어부가 스토퍼를 상기 제2 튜브에 적용하는 제3-1 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 단계는, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 기하학적 중심을 산출하는 제2-1 단계, 사용자가 요청한 조향 각도에 따라, 제1 및 제2 튜브가 구부러져야 할 영역 또는 부분인 굴곡부의 단면에 임의 기준선 A-A를 설정하는 제2-2 단계, 2차원 상에서 상기 임의 기준선 A-A가 X축과 이루는 각도를 회전 각도 α를 산출하는 제2-3 단계, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 기하학적 중심과 상기 임의 기준선 A-A 사이의 거리 dn을 산출하는 제2-4 단계 및 카테터 조향을 구현하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각에 대한 길이 변화량 Δln을 산출하는 제2-5 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터는 카테터 조향의 구동원으로써, 수압 또는 공기압을 사용하므로, 전자기장을 이용하는 종래의 카테터에 비해 인체에 미치는 영향이 적다.
또한, 본 발명에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터는 튜브 그 자체가 구부러지므로, 별도의 가이드 와이어를 사용하지 않기 때문에, 종래의 카테터보다 유연하며, 복잡하고 다양한 경로를 갖는 인체 내 혈관이나 자연 개구, 수술 경로 등을 자유롭게 주행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터는 강한 강성을 가지는 가이드 와이어를 사용하지 않으므로, 종래에 가이드 와이어에 의해 발생할 수 있는 체내 손상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 도 1의 T1-T1 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 도 1의 T2-T2 선을 따라 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 및 제2 튜브의 전단부를 함께 고정하는 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터가 작동하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터를 조향하는 방법을 단계 별로 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부가 카테터의 조향 각도를 계산하는 방법을 단계 별로 나타낸 순서도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터의 조향 각도가 산출되는 원리를 설명하는 도면이다.
이하에서 설명되는 모든 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에 설명된 실시 예들과 다르게 변형되어 다양한 실시 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 공지 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위해서 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있으며, 각 구성요소들에 참조번호를 기재할 때, 동일한 구성요소들에 대해서는 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시하였다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 다양한 변형 실시 예들이 있을 수 있다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 출원에서 사용된 단수의 표현은 문맥상 명백히 다른 것을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서는, 첨부된 도 1 내지 도 5f를 참조하여, 본 발명에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터(100)를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 도 1의 T1-T1 선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터를 도 1의 T2-T2 선을 따라 나타낸 정면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 및 제2 튜브의 전단부를 함께 고정하는 홀더를 나타내는 사시도이며, 도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터가 작동하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터(100)는 서로 직경이 다른 적어도 두 개 이상의 튜브들(1010, 1020), 스토퍼(stopper)(1030, 1031), 적어도 두 개 이상의 액추에이터들(1051, 1052)을 포함한다.
본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해, 적어도 두 개 이상의 튜브들(1010, 1020)은 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)를 포함하는 것을 예시로 하여 설명한다.
하지만, 본 설명 및 도면의 도시에 의해 튜브의 개수가 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 카테터(100)는 더 많은 수의 튜브를 포함할 수도 있다.
본 실시 예에 따른 제1 튜브(1010)는 일정한 직경을 가지고 형성되는데 제1 튜브(1010)는 사람의 모세혈관 직경보다 더 작은 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따른 제2 튜브(1020)는 제1 튜브(1010)의 외측과 접하도록 제1 튜브(1010)의 바깥쪽으로 배치되며, 제1 튜브(1010)보다는 큰 직경을 갖지만, 사람의 모세혈관보다는 작은 직경을 갖도록 형성된다.
또한, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010) 및 제2 튜브(1020)는 적어도 3개 이상의 구분막들 및 분할 영역들을 포함한다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 튜브(1020)는 각각 복수의 구분막들(1021a, 1022a, 1023a, 1024a)과 복수의 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)에 의해 내부적으로는 구획화(compartmentalized)되지만, 이러한 복수의 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)은 모두 연결되어 하나의 제2 튜브 본체(1020)를 형성하므로, 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 별개로 분리되어 존재하지 않는다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)은 서로 연결되어 하나의 원통형 제2 튜브(1020)를 형성한다.
한편, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 각각 포함하는 복수의 구분막들과 복수의 분할 영역들은 4개의 구분막들(1021a, 1022a, 1023a, 1024a)과 4개의 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)로 구성되는 것을 예시로 하여 설명한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 제2 튜브(1020)는 제1 내지 제4 구분막들(1021a, 1022a, 1023a, 1024a)에 의해 제1 내지 제4 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 형성된다.
한편, 도 3에 도시되어 있지 않지만, 제1 튜브(1010) 역시 4개의 구분 막들로써 A 내지 D 구분막들(미도시) 및 4개의 분할 영역들로써 A 내지 D 분할 영역들(미도시)을 포함할 수 있으며, 제1 튜브(1010)와 제2 튜브(1020)는 서로 직경만 차이가 나도록 구성될 수도 있다.
그리고, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 튜브(1010, 1020)는 각각의 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 결합되어 원통형의 튜브(1020)를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 제2 튜브의 형상이 도 1 및 도 3의 도시에 의해 반드시 원통형에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시 예에 따른 제2 튜브(1020)에 포함되는 제1 내지 제4 분할 영역들((1021, 1022, 1023, 1024))은 실질적으로 제2 튜브(1020)의 전단부(1020a)에 해당하며, 제1 튜브(1010) 역시 전단부(1011)를 포함한다.
그리고, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각의 전단부(1011, 1020a)로부터 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전체 길이 중 일정한 길이에 해당하는 부분까지 아코디언 형상(accordion-type)의 주름이 형성된다.
이러한 아코디언 형상(accordion-type)의 주름은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각에서 일정한 길이 영역에 걸쳐 형성되며, 주름 사이에는 일정한 간격을 갖도록 규칙적으로 주름이 형성된다.
제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각에 아코디언 형상의 주름이 형성되는 영역은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각의 전단부(1011, 1020a)로부터 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전체 길이 중 4분의 1에 해당하는 영역에 형성될 수 있다.
그러나, 본 발명에서 아코디언 형상의 주름이 형성되는 영역은 본 발명의 설명 및 도면에 도시된 것과 같이 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)로부터 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전체 길이 중 4분의 1 영역에 한정되지 않으며, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)로부터 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전체 길이 중 3분의 1 또는 2분의 1에 해당하는 영역에 걸쳐서 형성될 수도 있고, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)로부터 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전체 길이 중 5분의 1 영역에 형성될 수도 있다.
즉, 본 발명에서 아코디언 형상의 주름이 형성되는 영역은 다양하게 설정할 수 있으며, 이는 카테터(100)가 사람의 체내의 어느 부위에 사용되는지 그 용도에 따라 설정될 수 있다.
한편, 아코디언 형상의 주름은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a) 또는 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 전진하는 방향인 D1 방향으로 전단부(1011, 1020a) 또는 앞쪽 부분에 형성되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 사람의 피부에서부터 삽입되어 체내의 혈관을 따라 병변 위치까지 진행하기 때문에, 혈관 즉, 주로 모세혈관 속에서 이동하는 카테터(100)가 모세 혈관 벽에 손상을 입히지 않도록 하기 위해서, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)는 전진 움직임이 쉬운 동시에 유연한 구조로 형성되는 것이 바람직하기 때문이다.
이러한 아코디언 형상의 주름은 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)가 신축성 및 유연성을 가지도록 함과 동시에, 일정한 방향으로 직선 운동할 수 있는 기능을 부여한다.
제1 및 제2 튜브(1010, 1020)들은 각각 이러한 주름에 의해 수축하거나 길이가 늘어나는 것을 반복하면서, 모세혈관 속에서 정밀한 거리를 전진을 할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 있어서 제1 튜브(1010)가 제2 튜브(1020)보다 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 본 실시 예에 있어서 제1 튜브(1010)는 도 2에 도시된 바와 같이, 의료 기구가 삽입되는 내부 루멘(1012) 또는 내부 관(1012)을 포함하는 튜브로써, 의료 기구를 가이드하기 위한 튜브이므로, 시술자와 가장 가까이 위치하여야 하는 튜브이기 때문이다.
하지만, 본 실시 예에 따른 제2 튜브(1020)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)를 가이드 하기 위한 가이드 루멘(1001) 또는 가이드 관(1001)이 형성되어, 내측 튜브를 가이드하기 위한 외측 튜브이므로, 제1 튜브(1010)의 직선 운동을 가이드 할 정도의 길이로만 형성되어도 충분하다.
다만, 설명의 편의를 위해서, 본 실시 예에 있어서 제1 튜브(1010)는 제2 튜브(1020)보다 길게 형성되는 것을 예시로 하여 설명한다.
하지만, 상술한 설명 및 도면의 도시에 의해, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 길이 관계가 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 길이 관계는 제2 튜브(1020)가 제1 튜브(1010)보다 더 길게 형성될 수도 있으며, 이는 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 역할과 기능이 어떻게 설정되는지에 따라 달라질 수 있다.
즉, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 역할과 기능은 다른 실시 예에서 본 실시 예와 다르게 다양한 기능 및 역할을 가지도록 설정될 수 있으며, 그에 따라서, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 길이 관계도 본 실시 예에 비하여 더 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 제2 튜브(1020)는 제1 튜브(1010)를 가이드 하는 과정에서 체내에 손상을 주지 않도록 하기 위해, 제1 튜브(1010)보다 더 유연하고 부드러운 재질로 구성될 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각의 전단부(1011, 1020a)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 홀더(holder)(1040)에 고정되며, 도 4를 참조하면, 홀더(1040)는 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)가 결합할 수 있는 제1홈(1041) 및 제2홈(1042)을 포함한다.
제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)는 제1홈(1041) 및 제2홈(1042)에 결합됨으로써, 도 5a에 도시된 바와 같이, 카테터(100)가 이동을 시작하기 이전인 초기 상태에서, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)는 홀더(1040)에 의해 동일 평면(P1) 상에 위치한다.
우선, 본 발명에서 홀더(1040)는 도 4에 도시된 것과 같이, 중공(1041)이 형성된 원형의 플레이트(plate)로 구성될 수 있다. 하지만, 도 4 및 본 설명에 의해 홀더(1040)의 형상이 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)가 동일한 평면(P1) 상에 위치되도록 고정할 수만 있다면, 어떠한 형상을 가지더라도 문제없다.
다만, 이하에서는 본 실시 예에 따른 홀더(1040)는 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)와 결합되어 인체 내부로 들어가는 구성이므로, 인체 내부에 손상을 입히지 않도록 하기 위해서 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 형상과 대응되도록 구성되는 것이 바람직하며, 따라서, 본 실시 예에서 홀더(1040)는 원형의 플레이트로써 원형의 중공(1041)이 형성된 플레이트인 것을 예시로 하여 설명한다.
또한, 홀더(1040)에 형성된 원형의 중공(1041)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)에 형성된 어프로치 섹션(1011a)과 연결되도록 구성된다.
제1 튜브(1010)에 형성된 어프로치 섹션(1011a)은 제1 튜브(1010)를 통해 체내로 삽입된 의료 장비 또는 의료 기구가 제1 튜브(1010)로부터 돌출되어 체내에 접촉할 수 있도록 하는 부분이다.
따라서, 어프로치 섹션(1011a)을 통해 돌출된 의료 기구는 다시 홀더(1040)에 형성된 원형의 중공(1041)을 거쳐 체내로 노출된다.
또한, 홀더(1040)는 일정한 두께를 가지는 플레이트로 구성되며, 이 때, 일정한 두께는 1mm 내지 5mm로 형성되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 홀더(1040)의 두께가 너무 두꺼워질 경우, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)에 결합된 홀더(1040)가 너무 무거워지게 되고, 체내에 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 삽입될 경우, 중력에 의해 홀더(1040)가 결합된 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)가 중력 방향으로 치우치는 경향이 발생하게 되어 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 조향(steer)을 어렵게 할 뿐만 아니라, 외측 튜브인 제2 튜브(1020)가 체내에 접촉하도록 만들어, 체내에 손상을 일으키기 때문이다.
한편, 본 실시 예에 따른 스토퍼(1030, 1031)는 적어도 두 개 이상의 튜브들 중 적어도 어느 하나가 일정한 방향으로 이동하는 것을 억제하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스토퍼(1030, 1031)는 제1 튜브(1010)가 D1 방향으로 진행하는 것은 방해하지 않으면서, D1 방향의 반대 방향으로 진행하는 것은 억제하도록 구성된다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 D1 방향을 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 전진하는 방향으로 정의할 경우, D1 방향과 반대되는 방향은 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 후진하는 방향으로 정의할 수 있다.
따라서, 스토퍼(1030, 1031)는 제1 튜브(1010)의 후진 움직임을 억제하는 구성이다.
한편, 본 실시 예에서 스토퍼(1030, 1031)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)의 마주보는 두 면에 접촉하여 제1 튜브(1010)의 전진 방향 이동을 효율적으로 보장하는, 적어도 2개의 스토퍼들(1030, 1031)로 구성된다.
또한, 이 2개의 스토퍼들(1030, 1031)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 방향(R1, R2)으로만 회전하는 롤러들(1030, 1031)로 구성된다.
다만, 본 실시 예에서 스토퍼(1030, 1031)가 2개의 롤러들(1030, 1031)로 구성되는 것은 본 발명에 따른 다양한 스토퍼의 형태를 예시적으로 나타낸 것에 불과하며, 스토퍼(1030, 1031)가 반드시 2개의 롤러들(1030, 1031)로 구성되어야 함을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 스토퍼(1030, 1031)는 롤러 이외에 다양한 구조를 가지도록 구성될 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서 본 발명에 따른 스토퍼(1030, 1031)는 2개의 롤러들(1030, 1031)로 구성되는 것을 예시로 하여 설명한다.
2개의 롤러들(1030, 1031)은 도 2에 도시된 제1 튜브(1010)를 기준으로, 제1 튜브(1010)의 상면과 접하는 제1 롤러(1030)와 제1 튜브(1010)의 하면과 접하는 제2 롤러(1031)로 구성된다.
이 때, 제1 롤러(1030)와 제2 롤러(1031)은 제1 튜브(1010)의 D1 방향 이동만을 돕고, D1 방향과 반대되는 방향으로의 이동은 억제되도록 하며, 각각 제1 튜브(1010)의 상면과 하면에 접촉하게 되므로, 제1 롤러(1030)와 제2 롤러(1031)의 회전 방향은 서로 반대가 되도록 구성된다.
즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 롤러(1030)는 시계 방향인 R1 방향으로 회전하도록 구성되고, 제2 롤러(1031)는 반시계 방향인 R2 방향으로 회전하도록 구성된다.
따라서, 제1 및 제2 롤러(1030, 1031)는 제1 튜브(1010)의 D1 방향인 전진 이동만을 도울 뿐, D1 방향의 반대 방향인 후진 이동은 억제한다.
한편, 본 발명에 따른 액추에이터들(1051, 1052)은, 적어도 두 개 이상의 튜브들(1010, 1020) 각각에 연결되는 액추에이터들(1051, 1052)로써, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)에 압력을 공급하거나 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)에 가해진 압력을 제거할 수 있도록 구성된다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시 예에서 액추에이터들(1051, 1052)은 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)에 각각 연결되는 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)를 포함하며, 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)는 각각 수압 또는 공기압에 의해 작동되는 액추에이터로 구성된다.
본 실시 예에 따른 액추에이터들(1051, 1052)이 수압 또는 공기압을 구동원으로 사용하는 이유는, 액추에이터가 전자기력를 구동원으로 하여 작동할 경우, 전자기력이 사람의 몸에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)는 각각 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1021) 각각에 형성된 주름에 압력을 가하거나, 가해진 압력을 제거하기 위해서 제1 및 제2 튜브(1010, 1020) 각각의 내부에 형성된 제1관(1013) 및 제2관(1023)과 유체 연결된다.
그리고, 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)는 각각 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)에 형성된 분할 영역들 각각의 압력을 서로 다르게 형성할 수 있다.
특히, 제1 튜브(1010)에 A 내지 D 분할 영역들이 형성된 경우, 제1 액추에이터(1051)는 A 내지 D 분할 영역들 각각에 대하여 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있도록 구성되고, 제2 튜브(1020)가 제1 내지 제4 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)을 포함하는 경우, 제1 내지 제4 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024) 각각에 대하여 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 카테터(100)는 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)를 각각 제어할 수 있는 제어부(1060)를 더 포함한다.
본 발명에 따른 제어부(1060)는 제2 튜브(1020)와 연결된 제2 액추에이터(1052)를 제1 액추에이터(1051)보다 먼저 제어하여, 제2 튜브(1020)의 길이를 제1 튜브(1010)의 길이보다 먼저 조절하도록 구성된다.
이는 앞서 상술한 바와 같이, 제2 튜브(1020)가 가이드 루멘이 형성된 외측 튜브로써, 제1 튜브(1010)의 신축 및 조향을 가이드하는 역할을 하기 때문이다.
또한, 제어부(1060)는 본 실시 예에 따른 카테터(100)의 사용자 또는 시술자가 튜브의 길이를 조절하고 튜브가 향하는 방향을 조절할 수 있도록 하는 조작 및 제어 인터페이스를 제공한다.
제어부(1060)는 이러한 입력 인터페이스로써, 터치스크린, 키패드, 버튼, 조이스틱, 트랙볼, 마우스 및 키보드를 포함한다.
따라서, 사용자 또는 시술자는 제어부(1060)를 이용하여 본 발명에 따른 카테터(100)의 길이 변화나 이동 방향을 조절할 수 있다.
이하에서는, 아래의 표 1 및 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 본 실시 예에 따른 카테터(100)의 동작을 구체적으로 설명한다.
[표 1]
Figure 112019035218452-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 제1 단계는 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)가 모두 수축된 상태로써, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)를 포함하는 카테터(100)가 인체에 삽입되기 전 또는 인체에 막 삽입된 뒤, 전진 방향(D1)으로 이동을 하기 전의 초기 상태를 나타낸다.
이러한 제1 단계는 도 5a에 도시되어 있으며, 제1 및 제2 튜브(1010, 1021)의 전단부(1011, 1021)는 홀더(1040)에 의해 모두 동일한 평면(P1) 상에 위치한다. 또한, 제1 및 제2 튜브(1010, 1021)의 전단부(1011, 1021)는 이하에서 설명될 카테터(100)의 모든 동작 단계에서 홀더(1040)에 의해, 계속 동일한 평면 상에 위치한다.
제2 단계에서 표 1을 참조하면, 제1 튜브(1010)의 내부 압력은 초기 상태를 유지하는 수축 압력 상태이지만, 제2 튜브(1020)의 내부 압력은 초기 상태보다 팽창 변화를 하는 단계이다.
이 단계에서, 사용자로부터 조향 신호가 입력되면, 제어부(1060)는 제2 액추에이터(1052)를 제어하여 제2 튜브(1020)에 포함된 제1 내지 제4 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)들 각각에 서로 다른 압력을 가하여, 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)들이 서로 다른 팽창율을 가지도록 할 수 있다.
또한, 이 단계에서는 주름이 형성된 제1 내지 제4 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)들이 각각 서로 다른 팽창율로 팽창하므로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 튜브(1020)의 전단부(1020a)가 향하는 방향이 S1 방향으로 틀어지게 된다.
즉, 도 5b를 참조하면, 제4 분할 영역(1024)은 제3 분할 영역(1023)에 비해 팽창율이 작으므로, 제2 튜브(1020)의 전단부(1020a)는 S1 방향을 향하도록 구부러지게 되며, 동시에 제2 튜브(1020)의 전단부(1020a)의 길이가 증가하게 되어, 제1 및 제2 튜브의 전단부(1011, 1020a)를 함께 고정하는 홀더(1040)의 위치가 P1에서 P2로 이동하게 된다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 분할 영역(1023)이 제4 분할 영역(1024)보다 더 크게 팽창하도록 하기 위해, 제2 액츄에이터(1052)는 제4 분할 영역(1024)에 제3 분할 영역(1023)보다 낮은 압력을 가한다.
제3 단계는 표 1을 참조할 때, 제2 튜브(1020)의 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)은 각자 서로 다른 압력 상태에서 팽창된 상태를 유지하고, 제1 튜브(1010)가 제2 튜브(1020)의 팽창 상태를 따라 팽창을 하는 단계이다.
표 1을 참조하면, 제3 단계에서 제1 튜브(1010)는 제2 튜브(1020)의 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창하면서 형성한 굴곡진 가이드 루멘과 대응하는 형상으로 팽창한다.
따라서, 제1 튜브(1010)에 A 내지 D 분할 영역이 형성되어 있는 경우, C 분할 영역이 D 분할 영역보다 더 크게 팽창하여, 제3 분할 영역(1023)이 제4 분할 영역(1024)보다 더 크게 팽창되면서 형성한 굴곡진 형태에 대응하도록 하기 위해, 제1 액츄에이터(1051)는 C 분할 영역에 D 분할 영역보다 낮은 압력을 가한다.
하지만, 제1 튜브(1010)에 A 내지 D 분할 영역이 형성되어 있지 않더라도, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 튜브(1020)의 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창하면서 형성한 내부 가이드 루멘에 의해 제1 튜브(1010)의 전단부(1011)역시 S1 방향으로 구부러지면서 팽창하게 된다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창하면서 형성한 내부 가이드 루멘을 따라 팽창하면서 P3 위치까지 이동하게 된다.
따라서, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)를 포함하는 카테터(100)는 최종적으로 P1에서 P3로 거리 L1만큼 이동하게 되는 것이다.
이 때, 초기 상태의 P1 위치에서 제3 단계의 P3 위치까지 제1 및 제2 튜브의 전단부(1011, 1020a)가 이동하는 거리인 L1은, 초기 상태의 제1 튜브(1020) 길이와 1차 팽창을 완료한 제1 튜브(1020)의 길이의 차이 값에 대한 2분의 1에 해당할 수 있다.
즉, 제3 단계에서 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)를 포함하는 카테터(100)는 실질적으로 제1 튜브(1010)의 길이 변화량에 2분의 1에 해당하는 거리만큼 전진하게 된다.
또한, 이 과정에서, 제1 액추에이터(1051)는 제1 튜브(1010)의 팽창을 돕기 위해, 제1 튜브(1010)에 일정한 압력을 가한다.
표 1을 참조하면, 제4 단계에서는 실질적으로 카테터(100)가 도 5d에 도시된 S1 방향을 향하게 됨에 따라 카테터(100)의 조향 각도가 변하게 되어 제2 튜브(1020)가 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024) 별로 팽창 변화율을 조절하고, 제1 튜브(1010)는 2차 전진을 준비하기 위해 수축 변화하는 단계이다.
본 발명에 따른 카테터(100)가 체내에서 지속적으로 전진하기 위해서는, 제1 튜브(1020)의 주름을 초기 상태로 다시 수축시킨 뒤 팽창시켜서 전체적인 카테터(100)의 전진을 유도할 필요가 있다.
따라서, 제1 액추에이터(1051)는 제1 튜브(1010)에 가해진 압력을 제거하고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)의 전단부(1011)에 형성된 주름은 수축하게 된다.
한편, 제2 튜브(1020)는 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024) 별로 다르게 형성된 내부 압력 상태를 유지하여, 제2 튜브(1020)가 구부러져 있는 상태를 유지하고, 전체적인 카테터(100)의 조향 방향이 도 5d에 도시된 바와 같이, S1 방향을 향하기 위해, 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024) 별로 팽창 변화량 또는 팽창율을 조절하도록 구성된다.
따라서, 제어부(1060)는 제2 액추에이터(1051)로부터 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)에 대하여 서로 다른 압력을 추가적으로 가하거나, 기존에 가해진 압력 상태를 유지하여, 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)에 형성된 주름이 2차 팽창하도록 하거나 1차 팽창 시보다 더 팽창하도록 한다.
따라서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)의 전단부(1011, 1020a)는 P3 위치에서 후진하지 않고, 카테터(100) 전체적으로 정지된 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 이 단계에서 제1 및 제2 롤러(1030, 1031)는 제1 튜브(1010)의 수축에 의해 제1 튜브(1010)가 후진하는 것을 방지하기 위해, 각각 R1 방향 및 R2 방향의 반대 방향으로 회전하지 않도록 구성된다.
다만, 본 단계에서는 각 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)에 2차적으로 가해진 서로 다른 압력에 의해 카테터(100)의 조향 각도가 S1에서 S2로 변화하게 된다.
따라서, 도 5e를 참조하면, 제5 단계에서는 제4 단계와는 다르게 카테터(100)가 S1 방향을 향하지 않고 S2 방향을 향하여 전진하게 된다.
한편, 표 1을 참조하면, 제5 단계는 제2 튜브(1020)가 2차 팽창한 상태를 유지하여 제2의 전진 또는 제2의 조향을 마치고, 조향 각도가 S1에서 S2로 변경되면, 제1 튜브(1010)가 2차 팽창하여 2차 전진을 하는 단계이다.
도 5e를 참조하면, 이 단계에서 제1 액추에이터(1051)는 제1 튜브(1010)에 다시 압력을 가하고, 제2 튜브(1020)는 제2 액추에이터(1052)에 의해 2차적으로 변한 상태의 압력이 유지되어 결과적으로 카테터(100)는 2차적으로 변화한 상태를 계속 유지하게 된다.
이 때, 제1 튜브(1010)가 팽창을 완료하면, 전체 카테터(100)는 상술한 제3 단계에서와 마찬가지로 제1 튜브(1010)의 길이 변화량에 2분의 1에 해당하는 거리를 실질적으로 전진한 효과가 발생한다.
또한, 제1 튜브(1010)는 2차 팽창하면서 작용-반작용 법칙에 의해 D1의 반대 방향인 후진 방향으로 이동하려고 할 수 있다.
하지만, 제1 및 제2 롤러들(1030, 1031)이 각각 R1 방향 및 R2 방향의 반대 방향으로 회전하지 않으면서, 제1 튜브(1010)의 표면에 마찰력을 발생시켜, 제1 튜브(1010)의 후진을 억제하므로, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)의 전단부(1011)는 P4 위치에 위치하고, 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)를 포함하는 카테터(100)는 최종적으로 P1에서 P4로 거리 L2만큼 이동하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 카테터(100)는 제2 튜브(1020)에 포함된 제1 내지 제4 분할 영역(1021, 1022, 1023, 1024)에 의해 정밀한 제1 튜브(1010)의 이동 및 조향이 가능하며, 주름에 의해 제1 및 제2 튜브(1010, 1020)는 모두 유연한 성질을 가지게 되므로, 체내에 삽입되는 카테터(100)에 의해 체내에 손상이 발생할 염려도 최소화된다.
한편, 제5 단계 이후, 도 5f에 도시된 바와 같이, 제1 튜브(1010)는 다시 수축하여, 3차 이동을 위한 준비를 할 수 있으며, 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 카테터(100)의 사용자는 제4 단계 및 제5 단계를 계속 반복함으로써, 카테터(100)의 길이를 변화시키고, 카테터(100)가 향하는 방향을 변화시킬 수 있다.
이하에서는, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터(100)를 이용하여 카테터를 조향하는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
본 실시 예에 따른 카테터(100)를 조향하는 방법을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브를 이중으로 포함하는 카테터(100)와 동일한 구성에 대하여는 구체적인 설명 및 도면의 도시를 생략할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터(100)를 이용하여 카테터를 조향하는 방법을 단계별로 나타낸 순서도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부가 카테터의 조향 각도를 계산하는 방법을 단계 별로 나타낸 순서도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카테터의 조향 각도가 산출되는 원리를 설명하는 도면이다.
우선, 체내에서 질환의 원인이 되는 병변 위치에 도달하기 위하여, 본 발명에 따른 카테터(100)가 체내에 삽입되면, 본 발명에 따른 제어부(1060)는 카테터(100)의 사용자 또는 시술자로부터 카테터(100)를 제어하기 위한 신호의 입력을 대기한다.
이 후, 사용자로부터 본 발명에 따른 카테터(100)의 움직임을 제어하기 위한 조향 신호가 입력 인터페이스를 통해 입력된 것을 제어부가 감지하면(S1001), 제어부(1060)는 조향 신호를 분석하여 카테터(100)가 구부러질 각도를 계산한다(S1002).
제어부(1060)는 카테터(100)가 구부러질 각도 즉, 조향 각도를 계산하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 우선적으로 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 기하학적 중심을 산출한다(S10021).
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 카테터(100)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 카테터(100)의 조향을 위한 와이어(wire) 역할을 하고 있으며, 카테터(100)를 정면에서 바라본 단면에 있어서 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 기하학적 중심들을 'tube 1' 내지 'tube 4'로 정의할 수 있다.
이후, 제어부(1060)는 카테터(100)의 전체 길이 중 카테터(100)가 어느 부분에서 구부러져야 할지 파악하여, 굴곡부 및 굴곡부에 대한 단면을 도출한다. 그리고 제어부(1060)는 굴곡부의 단면에 도 8에 도시된 바와 같이, 카테터(100)가 구부러질 방향에 대한 임의 기준선 A-A를 설정한다(S10022).
또한, 제어부(1060)는 도 8에 도시된 바와 같이, X축과 Y축으로 정의되는 2차원 상에서 임의 기준선 A-A가 X축과 이루는 각도를 회전각도 α를 산출한다(S10023).
이 후, 제어부(1060)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 기하학적 중심인 'tube 1' 내지 'tube 4'각각과 임의 기준선 A-A 사이의 거리인 dn을 산출한다(S10024).
따라서, 'tube 1' 내지 'tube 4'각각으로부터 임의 기준선 A-A 사이의 거리는 d1 내지 d4로 정의할 수 있으며, d1 내지 d4는 다시 아래의 수학식 (1) 내지 (4)로 정의될 수 있다.
Figure 112019035218452-pat00002
여기서, d는 카테터(100)의 직경을 나타내고, 회전각도 α는 조향될 굴곡부의 단면에 대한 임의 기준선 A-A가 X축과 이루는 각도를 나타낸다.
그리고, 제어부(1060)는 카테터(100)의 조향이 실질적으로 이루지기 위해 필요한 제1 내지 제4 분할 영역 각각(1021, 1022, 1023, 1024)이 얼마만큼 길이가 변해야 하는지 여부를 산출한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(1060)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 특정 방향으로 구부러지기 위해 필요한 길이 변화량 Δln을 산출한다(S10025).
제어부(1060)는 길이 변화량 Δln을 산출하기 위해, 도 8의 (a) 및 아래의 수학식 (5) 내지 (8)을 사용한다.
Figure 112019035218452-pat00003
θ는 도 8 (b)에 도시된 2차원 상의 공간에서 임의 방향으로 카테터(100)가 구부러져야 하는 임의 각도를 나타내며, l0은 카테터(100)의 조향이 이루어지는 단면에서 카테터(100) 바깥쪽 호의 길이를 나타내고, ln은 카테터(100)의 조향이 이루어지는 단면에서 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 바깥쪽 호의 길이를 나타낸다.
한편, 제어부(1060)가 조향 각도를 산출하면(S1002), 제어부(1060)는 다시, 제2 액추에이터(1052)에 먼저 신호를 보내어 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)마다 다른 압력이 적용되도록 한다(S1003).
즉, 제어부(1060)는 제2 액추에이터(1052)를 통해, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024) 내에 서로 다른 수압 또는 공기압을 가하여 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)들을 도 2에 도시된 D1 방향으로 팽창시킨다.
그리고, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 서로 다른 압력 상태로 팽창하면, 제2 튜브(1020)는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 구부러지게 되며, 도 5b에 도시된 초기 상태의 위치 P1으로부터 P2 위치로 이동하게 된다.
또한, 제어부(1060)는 제2 튜브(1020)에 포함된 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 1차 팽창이 완료됨을 감지하면, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 팽창에 의한 작용-반작용의 힘으로 제2 튜브(1020)가 후진하는 것을 방지하기 위해, 스토퍼(1030, 1031)를 제2 튜브(1020)에 적용한다(S1004).
이 때, 제어부(1060)는 스토퍼에 포함된 제1 및 제2 롤러들(1030, 1031)이 각각 도 1 및 도 2에 도시된 R1 및 R2의 반대 방향으로 회전하지 않도록 브레이크를 적용할 수도 있다.
이외에도, 제어부(1060)는 제1 및 제2 롤러들(1030, 1031)이 일정한 압력으로 제2 튜브(1020)를 가압하여 더 효과적으로 제2 튜브(1020)의 후진 움직임을 억제할 수도 있다.
한편, 제2 튜브(1020)가 P1으로부터 P2 위치로 이동하면서, 제어부(1060)에 의해 산출된 조향 각도에 따라 구부러지면, 제어부(1060)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 서로 다른 압력 상태를 유지하도록 제2 액추에이터(1052)를 제어함으로써, 구부러진 제2 튜브(1020)의 형태가 유지되도록 한다(S1005).
또한, 제어부(1060)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창을 완료하면, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창하면서 형성한 구부러진 내부 가이드 루멘을 따라 제1 튜브(1010)가 팽창하도록 제1 액추에이터(1051)를 제어한다(S1006).
즉, 도 5c를 참조하면, 제어부(1060)는 제1 액추에이터(1051)를 이용하여 제1 튜브(1010)에 압력을 가하고, 제1 튜브(1010)는 제1 액추에이터(1051)로부터 가해진 압력에 의해 팽창하면서 그 길이가 증가함과 동시에, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 팽창하면서 제2 튜브(1020) 내부에 형성한 구부러진 내부 가이드 루멘에 의해 조향 각도가 변화된다(S1006).
한편, 상술한 바와 같이, 제1 튜브(1010)의 1차 팽창이 완료되면, 제어부(1060)는 팽창된 제1 튜브(1010) 내부의 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위해, 제1 액추에이터(1051)가 제1 튜브(1010) 내부에 일정한 압력을 가하도록 제어한다(S1007).
이 경우, 제어부(1060)는 추가 롤러들(미도시)을 제1 튜브(1010)가 체외에 위치한 부분에 적용되도록 하여 효과적으로 제1 튜브(1010)의 후진 움직임을 억제할 수 있다.
이 후, 제어부(1060)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)이 2차적으로 전진 또는 조향 각도를 변경할 수 있도록 하기 위해서, 제2 액추에이터(1052)를 제어하여, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024) 내부의 압력을 2차적으로 변화시킨다(S1008).
즉, 제어부(1060)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024) 내부에 1차적으로 형성된 압력 상태에서 압력을 더 추가하거나 압력이 제거되도록 하여, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 팽창 변화량 또는 팽창율을 조절하고, 제2 튜브(1020)의 조향 각도를 조절한다.
또한, 제2 튜브(1020)에 포함된 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 내부 압력이 2차적으로 조절되면, 제어부(1060)는 2차적으로 제1 튜브(1010)를 전진시키기 위해, 제1 튜브를 수축시킨다(S1009).
이를 위해, 제어부(1060)는 제1 액추에이터(1051)에 압력 제거 신호를 보내어 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(1051)가 제1 튜브(1010) 내부에 가해진 수압 또는 공기압을 제거하도록 제어한다.
즉, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제어부(1060)가 제1 및 제2 액추에이터(1051, 1052)를 이용하여, 제1 튜브(1010)의 내부 압력 및 제2 튜브(1020)에 포함된 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)의 내부 압력을 조절하여, 카테터(100)가 초기 위치(P1)에서 2차 위치(P3)로 이동하면서 구부러 지도록 한다.
또한, 제어부(1060)는 카테터(100)가 P3 위치로 이동한 상태에서, 카테터(100)가 구부러진 각도 즉, 조향된 각도를 계산할 수 있다(S1010).
이는 제어부(1060)가 사용자가 입력한 조향 각도와 실제 조향된 각도를 비교하여, 정확한 조향이 이루어졌는지를 확인하기 위함이다.
그리고, 제어부(1060)는 사용자나 시술자에게 2차적으로 카테터(100)를 조향하거나 전진시킬지 여부를 물어볼 수 있다(S1011).
따라서, 본 발명에 따른 카테터(100)의 사용자나 시술자는 카테터(100)를 2차적으로 전진시키거나 조향 각도를 변경하고 싶을 경우, 다시 제어부(1060)에 조향 신호를 입력하여, 제어부(1060)가 계산한 조향 각도에 따라, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024) 내부의 압력을 변화시킴으로써, 카테터(100)를 P3 위치로부터 다시 전진시키거나 구부러지게 할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터(100) 및 이러한 카테터(100)를 조향하는 방법은 적어도 3개 이상의 구분된 분할 영역들이 형성된 튜브들을 사용하여 체내에서 정밀하게 카테터(100)를 조작할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 카테터(100)를 사용하는 시술자는 제1 튜브(1010) 및 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)에 형성된 주름의 피치(pitch)를 미리 알 수 있으므로, 체내에 위치한 카테터(100)에 포함된 주름의 개수를 파악하여 별도의 센싱(sensing)이나 계산 없이도 체내에 삽입된 카테터(100)의 길이 또는 구부러진 각도를 직관적으로 파악할 수 있다.
또한, 인체내 혈관 굴곡도에 맞는 다양한 형태와 굵기의 가이드 와이어를 사용하는 종래에 카테터의 조향 방법은, 가이드 와이어의 교체 삽입 및 가이드 와이어 삽입 후에 별도로 시술 카테터를 삽입하는 단계로 인하여, 혈관 중재 시술을 매우 복잡하게 하였으나, 본 발명에 따른 카테터(100)를 사용하는 카테터의 조향 방법은, 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)에 형성된 주름 구조에 대한 다채널 압력 조절을 통해, 손쉽게 다양한 방향으로 카테터(100)의 굴곡 조절이 가능하므로, 전체적인 혈관 중재 시술 과정이 단순화된다.
또한, 본 발명에 따른 카테터(100)는 각 분할 영역들(1021, 1022, 1023, 1024)을 통해 체내로 약물 방출을 할 수 있으며, 카테터(100)의 정밀한 제어가 가능하므로, 수술 또는 시술 정확도를 매우 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 카테터(100)를 사용하여 혈관 중재 시술에 대한 정밀도를 높이면, 동맥류, 혈관 박리로 인한 혈관 색전술, 뇌동맥과 뇌정맥에 발생하는 혈관 색전술, 뇌경색 및 뇌졸중의 기계적 혈전 제거술, 혈관 협착증의 스텐트 삽입술 및 풍선혈관성형술을 포함하는 혈관 질환에 대한 시술에 있어서, 카테터 사용으로 인한 혈관 손상이나 혈전과 같은 부작용을 대폭 감소시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 카테터
1010: 제1 튜브
1020: 제2 튜브
1021, 1022, 1023, 1024: 제1, 제2, 제3 및 제4 분할 영역
1021a, 1022a, 1023a, 1024a: 제1, 제2, 제3 및 제4 구분막
1030, 1031: 제1 및 제2 롤러
1040: 홀더
1051, 1052: 제1 및 제2 액추에이터
1060: 제어부

Claims (15)

  1. 아코디언 형상의 주름이 형성된 제1 튜브;
    상기 제1 튜브보다 큰 직경을 가지고 상기 제1 튜브를 내부에 수용할 수 있는 제2 튜브;
    상기 제1 및 제2 튜브의 전단부가 동일한 평면 상에 위치할 수 있도록 고정하며 중공이 형성된 홀더(holder);
    상기 제2 튜브가 일정한 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있는 스토퍼(stopper); 및
    상기 제1 및 제2 튜브 각각에 연결되는 제1 및 제2 액추에이터를 포함하며,
    상기 제2 튜브는,
    적어도 3개 이상의 구분막들 및 분할 영역들을 포함하고,
    상기 분할 영역들마다 각각 상기 아코디언 형상의 주름이 형성되며,
    상기 제2 액추에이터는 각각의 상기 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 튜브는,
    제1 내지 제4 구분막들 및 제1 내지 제4 분할 영역들을 포함하고,
    상기 제2 액추에이터는 각각의 상기 제1 내지 제4 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 튜브는 모두 원통형인, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 튜브는 상기 제1 튜브의 외측과 접하도록 배치되며,
    상기 제1 및 제2 튜브는,
    상기 제1 및 제2 튜브의 전단부로부터 상기 제1 및 제2 튜브의 전체 길이 중 일정한 길이에 해당하는 부분까지 상기 아코디언 형상의 주름이 형성되어 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼는 적어도 2개의 롤러들을 포함하며,
    상기 2개의 롤러들은 일정한 방향으로만 회전하는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 튜브는 상기 제2 튜브보다 길이가 긴, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 액추에이터는 수압 또는 공기압에 의해 작동되는 액추에이터인, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 및 제2 액추에이터를 각각 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제2 튜브와 연결된 제2 액추에이터를 제1 액추에이터보다 먼저 제어하여 상기 제2 튜브가 구부러지도록 조절할 수 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 일정한 길이는 상기 제1 및 제2 튜브의 전체 길이 중 2분의 1, 3분의 1 및 4분의 1 중 적어도 어느 하나인, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀더는 일정한 두께를 가지는 플레이트로 구성되며,
    상기 일정한 두께는 1mm 내지 5mm 중 어느 하나인, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 튜브는,
    A 내지 D 구분막들 및 A 내지 D 분할 영역들을 포함하고,
    상기 제1 액추에이터는 각각의 상기 A 내지 D 분할 영역들마다 서로 다른 압력 상태를 형성할 수 있는, 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터.
  12. 조향이 가능한 주름진 튜브 구조를 이중으로 포함하는 카테터를 이용하여 카테터를 조향하는 방법에 있어서,
    상기 카테터의 사용자가 제어부에 상기 카테터의 진행 방향을 변화시키기 위한 조향(steer) 신호를 입력하면, 상기 제어부는 상기 조향 신호가 입력된 것을 감지하는 제1 단계;
    상기 제어부는 상기 조향 신호에 따라 제1 및 제2 튜브가 구부러져야 할 각도를 계산하는 제2 단계;
    상기 제어부는 제2 액추에이터에 신호를 보내어 상기 제2 튜브에 포함된 제1 내지 제4 분할 영역 각각에 대한 압력 상태를 1차적으로 서로 다르게 변화시키는 제3 단계;
    상기 제3 단계 이후, 상기 제2 액추에이터가 상기 제1 내지 제4 분할 영역에 가한 압력을 유지하도록 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제4 단계;
    상기 제4 단계 이후, 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 내부 압력 변화에 따라 길이와 조향 각도가 변경된 상기 제1 튜브의 변화 상태를 유지하기 위해, 제1 액추에이터가 상기 제1 튜브에 일정한 압력을 가하도록 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하는 제5 단계;
    상기 제5 단계 이후, 상기 제2 튜브가 2차적으로 전진 또는 조향 각도를 조절하여 상기 제1 튜브를 가이드 하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 내부 압력을 2차적으로 변화시키기 위해서 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제6 단계;
    상기 제6 단계에 의해 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 내부 압력이 2차적으로 변화하면, 상기 제1 튜브가 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 변형에 대응할 수 있도록 상기 제1 튜브에 가해진 압력을 제거하기 위해, 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하는 제7 단계;
    상기 제7 단계 이후, 상기 제2 튜브가 2차적으로 변형된 형태를 유지하도록 하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역에 가해진 내부 압력을 유지하도록 상기 제어부가 상기 제2 액추에이터를 제어하는 제8 단계; 및
    상기 제8 단계 이후, 상기 제1 내지 제4 분할 영역의 2차 내부 압력 변화에 따라 길이와 조향 각도가 2차 변경된 상기 제1 튜브의 2차 변화 상태를 유지하기 위해, 상기 제어부가 상기 제1 액추에이터를 제어하여 상기 제1 튜브에 압력을 가하는 제9 단계를 포함하는, 카테터를 조향하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제9 단계 이후,
    상기 제어부는 사용자에게 상기 제1 튜브의 길이 및 조향 각도 변화를 반복해서 진행할 것인지 여부를 확인하는 제10 단계를 더 포함하는, 카테터를 조향하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각이 서로 다른 압력에 의해 팽창을 완료하면, 상기 제어부가 스토퍼를 상기 제2 튜브에 적용하는 제3-1 단계를 더 포함하는, 카테터를 조향하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 기하학적 중심을 산출하는 제2-1 단계;
    사용자가 요청한 조향 각도에 따라, 제1 및 제2 튜브가 구부러져야 할 영역 또는 부분인 굴곡부의 단면에 임의 기준선 A-A를 설정하는 제2-2 단계;
    2차원 상에서 상기 임의 기준선 A-A가 X축과 이루는 각도를 회전 각도 α를 산출하는 제2-3 단계;
    상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각의 기하학적 중심과 상기 임의 기준선 A-A 사이의 거리 dn을 산출하는 제2-4 단계; 및
    카테터 조향을 구현하기 위해, 상기 제1 내지 제4 분할 영역 각각에 대한 길이 변화량 Δln을 산출하는 제2-5 단계를 더 포함하는, 카테터를 조향하는 방법.
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