KR102201828B1 - 정위가이드기구 - Google Patents

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성지원
나덕렬
이승훈
이정민
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김갑수
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(주)서한케어
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Abstract

환자의 두개골 내 타겟지점을 찾기 위해 약물주입장치의 구동부를 회전시키고 구동부 내부에 가이드튜브 유닛이 설치되도록 조립 및 분리 제거가 가능한 정위가이드기구가 개시되어 있다.
이 개시된 정위가이드기구는 구동부 내부에 결합 설치되는 것으로, 가이드튜브 유닛을 수용하여 타겟지점으로 정위되도록 조정하고 가이드튜브 유닛이 구동부 내부에 설치되도록 가이드하는 가이드핸들과; 가이드핸들에 설치되는 것으로, 네비게이션 프로브를 수용하는 프로브수용부와; 가이드핸들에 연결 설치되고 적어도 한쌍으로 조립 및 분리가 가능한 것으로, 일단은 가이드핸들 내부에 삽입되고 타단은 가이드핸들 상부에 거치되며 가이드튜브 유닛이 구동부 내부에 삽입 안착되도록 가이드하는 튜브연결부; 및 가이드핸들 및 가이드튜브 유닛 내에 설치되는 것으로, 타겟지점으로의 방향을 안내 및 조정하는 가이드와이어를 포함할 수 있다.

Description

정위가이드기구{APPARATUS FOR POSITION GUIDE}
본 발명은 정위가이드기구에 관한 것으로서, 약물을 반복투여 가능한 약물주입장치가 환자의 두개골 내 타겟지점에 설치되도록 가이드하는 데 요구되는 정밀성, 정확성 및 사용의 편의성이 향상된 정위가이드기구에 관한 것이다.
최근 삶의 질을 저하시키는 질병 중 당뇨병 환자, 정신질환 환자 및 각종 암 환자 등은 지속적이고 반복적으로 혈당상승을 조절하거나 통증을 감소시키기 위하여 약물을 투여해야 한다. 그러나 전통적인 약물의 경구 투여 방법은 위암 등 소화기 암 환자의 경우 약물 복용 자체가 어려울 수 있고 약물의 전신적 순환에 의한 부작용이 뒤따를 수 있다. 반면, 신경 경로인 척수에 직접 약물을 투여하는 방법은 경구 투여에 비해 300배, 정맥 투여에 비해 100배 이상의 약물 효과를 나타내기 때문에 인슐린 및 진통제 등의 약물 투여를 위한 입원이 불필요하고 통증 치료를 위한 재원 일수를 감소시켜 사회 경제적 비용을 감소시킬 수 있다.
따라서, 반복 약물 투여가 가능한 약물주입장치는 인슐린, 치매치료제, 뇌 질환 등의 피하 투여 약물과 같은 유체를 반복 투여하기 위해 환자의 복부, 뇌 둥의 신체 일부 내에 착용되도록 설계된다.
그러나 뇌종양, 뇌질환 및 치매 환자의 경우 약물을 투입할 때 뇌 내로 효과적으로 전달되어야 약 효능을 발휘할 수 있다. 따라서, 약물 전달 효율을 가장 최우선으로 한다면 수술 부위를 절개하여 버 홀(burr holl)에 약물주입장치를 설치하여 뇌실질(腦實質)로 약물을 직접 투여하는 것이 가장 좋은 방법이다. 반면, 약물주입장치를 이용하여 직접 투여시 가장 큰 장벽은 투여경로이다. 뇌를 타깃으로 하는 약물은 반드시 뇌혈관장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)을 통과해야 하는 어려움이 있다. 또한 반복하여 투여할 경우 약물주입장치를 다시 같은 타겟 위치에 이식되도록 설치하는 것이 쉽지 않고 조금이라도 다른 지점에 이식이 될 경우 수술 후 염증과 같은 부작용이 발생될 수 있기 때문에 수술 비용 증가 및 부작용을 유발하는 한계가 있다.
따라서 약물주입장치는 반복 투여가 가능하도록 설치될 필요가 있다. 이때 약물주입장치를 이용하여 약물을 타겟지점에 도달시키기 위해서 중요한 뇌 기능을 관장하는 주변 구조를 피하면서 약물주입장치의 구동부 내부에 연결 장착될 수 있다. 그리고 두개골에 구멍을 내는 버 홀(burr holl)을 통해 약물주입장치의 가이드튜브를 방향 전환하도록 안내하고 타겟지점인 병소(病所)를 향해 정밀하게 조준하도록 가이드하는 정위가이드장치가 필요하다.
종래에는 "프레임리스 스테레오탁시(frameless stereotaxy)"라고 불리는 것으로, 버 홀(burr holl) 내 또는 버(burr) 주변에 설치 장착되어 신경 외과의에게 수술 안내를 제공하고 수술을 계획하거나 수행하는데 보조하는 역할을 한다.
반면, 종래 기술은 복잡한 구조를 가지고 설치시간이 많이 소요되었다. 또한, 종래 기술은 제한된 직경을 가진 두개골의 천공을 통해 접근될 수 있는 뇌실질 내 타겟 영역의 크기 및 위치가 제한되었다. 즉, 약물주입장치가 처음 두개골에 설치된 위치에서부터 타겟지점까지 중심축으로 연결되어 타겟지점이 이동되거나 다른 타겟지점에 약물을 주입해야하는 경우에는 다시 다른 위치에 두개골을 천공해야하는 한계가 있다.
미국 등록특허공보 제7896889호(2011.03.01.) 미국 등록특허공보 제6579267호(2003.06.17.)
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 뇌 관련 질환 및 질병을 가진 환자의 뇌실질 내 타겟지점으로 약물주입장치의 가이드튜브를 위치시키도록 가이드하고, 가이드튜브를 타겟지점과 근접하도록 정밀하고 정확하게 위치시키며 중심축을 기준으로 방향 전환이 가능하도록 하는 정위가이드기구를 제공하는 데 그 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시술자가 설치 및 분리시 핸들링이 용이한 정위가이드기구를 제공하는 데 그 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정위가이드기구는 환자의 두개골 내 타겟지점을 찾기 위해 약물주입장치의 구동부를 회전시키고 구동부 내부에 가이드튜브 유닛이 설치되도록 조립 및 분리 제거가 가능한 정위가이드기구에 있어서, 상기 구동부 내부에 결합 설치되는 것으로, 상기 가이드튜브 유닛을 수용하여 상기 타겟지점으로 정위되도록 조정하고 상기 가이드튜브 유닛이 상기 구동부 내부에 설치되도록 가이드하는 가이드핸들과; 상기 가이드핸들에 설치되는 것으로, 상기 타겟지점의 궤도를 찾는 네비게이션 프로브를 수용하는 프로브수용부와; 상기 가이드핸들에 연결 설치되고 적어도 한쌍으로 조립 및 분리가 가능한 것으로, 일단은 상기 가이드핸들 내부에 삽입되고 타단은 상기 가이드핸들 상부에 거치되며 상기 가이드튜브 유닛이 상기 구동부 내부에 삽입 안착되도록 가이드하는 튜브연결부; 및 상기 가이드핸들 및 상기 가이드튜브 유닛 내에 설치되는 것으로, 상기 타겟지점으로의 방향을 안내 및 조정하는 가이드와이어를 포함할 수 있다.
상기 가이드핸들은 프로브 수용부, 네비게이션 프로브, 가이드와이어 및 가이드튜브 유닛 중 적어도 어느 하나가 삽입되도록 중공형태로 형성된 결합공을 가지고, 상기 구동부 내부에 삽입 체결되는 삽입부와; 상기 삽입부에서 연장 형성되며, 상기 구동부와 결합되는 결합부와; 상기 결합부에 테이퍼지게 형성되는 것으로, 상기 구동부 외부에 위치하여 시술시 핸들링할 수 있는 핸들링부; 및 상기 핸들링부 내부에 라운드지게 형성되는 것으로, 상기 결합공 끝단에 위치하여 상기 튜브연결부 삽입시 상기 결합공 방향으로 삽입 가이드하는 삽입가이드부를 포함할 수 있다.
상기 프로브수용부의 내부에는 프로브삽입홀이 형성되고, 상기 프로브수용부는 상기 구동부 내부로 삽입되는 적어도 일측이 평평하게 막혀 있는 것으로, 상기 구동부 회전시 방향 오차 없이 중심축을 맞춰 가장 가까운 상기 타겟지점을 찾도록 하는 중심축맞춤부를 더 포함할 수 있다.
상기 튜브연결부는 중앙에 상기 가이드와이어 및 상기 가이드튜브 중 적어도 어느 하나가 삽입되어 상기 타겟지점으로 향하도록 상기 가이드핸들과 같이 이중 가이드역할을 하고 내부에는 삽입을 안내하는 가이드홀이 형성되며, 상기 가이드핸들 상부에 거치되는 제1연결부; 및 상기 제1연결부에 연장되어 형성되는 것으로 보다 작은 직경을 가지고 상기 가이드핸들 내부에 삽입되는 제2연결부를 포함할 수 있다.
상기 가이드와이어는 상기 뇌실질로 삽입되는 끝단이 라운드 형상으로 형성될 수 있다.
상기 타겟지점으로 삽입 및 시술시 흔들리지 않고 핸들링이 가능하며, 그 중앙에 상기 가이드와이어가 삽입되는 홀이 형성된 와이어핸들부를 더 포함할 수 이다.
상기 와이어핸들부는 상기 가이드핸들 내부에 수용되어 삽입 고정되는 고정부와; 상기 고정부와 연결되는 것으로 상기 가이드와이어 핸들링시 적어도 일 측면에 잡을 수 있는 홈이 형성된 손잡이부와; 상기 손잡이부와 연결되는 것으로 상기 가이드핸들에 거치되는 거치부; 및 상기 가이드와이어와 상기 와이어핸들부 간의 고정 결합이 가능하도록 적어도 일측에 체결하기 용이한 홈이 형성된 체결수용부를 포함할 수 있다.
상기 와이어핸들부는 상기 체결수용부에 맞춤 결합 설치되는 체결부를 더 포함하고, 상기 체결부는 외부에 빗줄 무늬가 형성되어 돌려서 고정시키거나 잡을 때 헛돌지 않도록 미끄럼을 방지하는 헤드부와; 상기 체결수용부에 체결되는 것으로, 상기 가이드와이어와 상기 와이어핸들부 간의 고정 결합이 가능하도록 체결하여 고정시키는 몸체부; 및 상기 헤드부와 상기 몸체부 사이에 위치하는 것으로 상기 몸체부로부터 상기 헤드부가 체결 및 분리가 용이하도록 높이를 조절할 수 있는 네크부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 정위가이드기구는 약물주입장치가 처음 설치된 위치에서 타겟지점이 이동하였거나 다른 타겟지점에 약물을 반복하여 주입해야하는 경우 가이드튜브의 삽입 각도를 조절함으로써 타겟이 되는 궤도 지점을 정확하게 찾아 위치하도록 가이드할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정위가이드기구는 끝단이 막혀있는 프로브수용부를 포함함으로써 구동부 회전시 방향 오차 없이 중심축을 맞춰 가장 가까운 타겟지점을 찾도록 가이드할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 정위가이드기구는 가이드와이어를 포함하고, 가이드와이어는 끝단이 라운드지게 형성되어 뇌실질에 삽입시 손상을 감소시킬 수 있고 가이드튜브 유닛을 수용함에 따라 타겟지점으로의 방향을 안내 및 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구는 약물주입장치에 수술용 네비게이션 장치가 삽입되는 것을 중계하며 가이드하는 것으로 네비게이션 장치가 환자의 두개골 내의 타겟지점의 위치를 찾는 시술 모습을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 보다 확대하여 도시한 것으로서, 환자의 두개골에 설치된 약물주입장치와 네비게이션 장치의 사이에 정위가이드기구가 위치되어 중계 가이드하며 설치하는 상태를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 정위가이드기구 중에서 가이드핸들의 구성을 나타낸 측면도 및 측단면도.
도 4은 도 2에 도시된 정위가이드기구 중에서 프로브수용부의 구성을 나타낸 측단면도 및 중심축맞춤부를 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구의 설치 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구를 이용하여 환자의 두개골에 설치된 약물주입장치 중 가이드튜브 유닛을 설치를 가이드하는 설치 분해 단면도.
도 7는 본 발명에 따른 정위가이드기구는 중식축에 위치한 가이드튜브를 중식축으로부터 방향 전환하여 타겟지점에 위치하도록 가이드하는 동작을 나타낸 도면.
도 8(a) 내지 도 8(c) 각각은 도5 및 도6에 도시된 정위가이드기구 중에서 튜브연결부의 구성을 나타낸 측면도, 평면도 및 측단면도.
도 9은 도5 및 도6에 정위가이드기구 중에서 가이드와이어의 구성을 나타낸 측면도.
도 10는 도9의 가이드와이어와의 결합되는 와이어핸들부의 구성을 나타낸 측면도.
도 11은 도9의 와이어핸들부에 체결되는 체결부의 구성을 나타낸 측면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정위가이드기구의 튜브연결부의 구성을 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정위가이드기구를 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구는 약물주입장치(50)에 수술용 네비게이션 장치(1)가 삽입되는 것을 중계하며 가이드하는 것으로 네비게이션 장치(10)가 환자(P)의 두개골(頭蓋骨) 내의 타겟지점(7)의 위치를 찾는 시술 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 뇌 내에 약물주입이 필요한 뇌질환 관련 환자(P)를 대상으로 시술할 때 네비게이션 장치(10)를 이용할 수 있다. 여기서 뇌질환은 예를 들어, 뇌종양, 뇌내 혈종, 심부 조직 생검, 뇌졸중, 치매질환인 알츠하이머(Alzheimer's), 정신계 질환인 파킨스, 우울증, 정신분열 등과 관련한 것일 수 있다.
약물주입장치(50)는 환자(P)의 두개골(3)을 천공하여 이식되는 것으로 본체(51), 구동부(55), 가이드튜브 유닛(70)으로 구성된다. 본체(51)는 두개골에 이식되는 것으로 본체(51)의 상단은 두피(5)와 두개골(3) 사이에 위치하고, 본체(51)의 하단은 두개골(3) 내에 삽입되어 위치한다. 구동부(55)는 본체(51) 내부에 삽입되는 것으로 상부가 개방된 구형상을 가지며 뇌실질(腦實質) 내의 병소(病所)인 타겟지점(7)으로 방향전환 할 수 있다. 가이드튜브 유닛(70)은 그 내부에 뇌질환 관련 약물을 투입하는 바늘이 삽입될 수 있다. 예를 들어, 트로카니들, 주사바늘, 검사용 바늘 등을 내부에 수용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 트로카니들(7) 외의 다양한 기구 및 장비, 예를 들어, 네비게이션 프로브, 자극 리드, 절제 프로브 또는 카테터, 주사 또는 유체 전달 장치, 생검 바늘, 추출 도구 등이 삽입되어 진단 및/또는 치료 절차를 실행할 수 있다.
또한, 약물주입장치(50)를 이용하여 각종 다양한 뇌질환 관련 약물들이 주입될 수 있다. 예를 들어, 아밀로이드가설(β-아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 물질), Aβ단백질 응집억제제, 타우 응집 억제제 콜린 분해효소 억제제, NMDA 수용체 또는 길항제, 콜린성 전구 물질, 항산화 물질, 당료치료제 등의 치매관련 화학약물, 인간제대혈세포, 인간제대혈유래 중간엽 줄기세포, 신경줄기세포, 골수줄기세포 등의 줄기세포, 파킨스, 우울증, 정신분열 등의 정신계 질환 치료 약물, 뇌종양 및 뇌졸중 관련 치료 약물 등이 포함될 수 있다.
네비게이션 장치(10)는 네비게이션 프로브(Probe)(11), 네비게이션 핸들(13), 조사부(15), 센서부(17) 및 MRI영상기(19)를 포함할 수 있다. 네비게이션 프로브(11)는 탐침기(tracer), 센서감기지 등을 의미할 수 있고, 환자(P)의 두개골(3) 외부에서 궤적을 조정하여 타겟지점(7)을 찾는 기능을 할 수 있다. 네비게이션 핸들(13)은 네비게이션 프로브(11)와 연결되어 시술자가 손으로 조정할 수 있다. 조사부(15)는 네비게이션 핸들(13)에 위치하여 일정 거리의 센서부(17)에게 신호를 보내어 환자의 두개골 시술 위치를 알릴 수 있다. 센서부(17)는 고주파를 발사하고, 물체에 반사되어 돌아온 고주파를 감지하는 역할을 한다. 네비게이션 프로브(11)의 첫번째 역할은 발사한 고주파 적외선이 탐지한 병소(病所)인 타겟지점(7)의 위치를 찾을 수 있다. MRI영상기(19)는 네비게이션 프로브(11)가 찾은 타겟지점(7)이 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI) 자료 즉, 3D 모델링화된 데이터 등으로 화면 상에 실시간 표시될 수 있다. 시술자는 MRI영상기(19)에 표시된 병소 위치인 타겟지점(7)을 확인하여 어디에 위치하고 있는 지를 확인할 수 있다. 또한, MRI영상기(19)에서 표시된 데이터를 활용하여 약물주입장치(50)를 체결할 때 네비게이션 프로브(11)의 두번째 역할은 타겟지점(7)으로부터 궤도를 선정할 수 있다. 즉, 두개골()에 체결된 정위가이드기구(100)가 중심축(CL)으로부터 얼마만큼의 각도로 이동해야 가장 가까운 타겟지점(7)에 위치할 수 있는 지 방향 전환을 통해 정밀하고 세밀한 위치를 선정할 수 있다.
이때, MRI영상기(19)는 MRI에 한정되는 것은 아니며, CT, MRA, fMRI, DTI, CTA, PET, MEG 등 다양한 의료영상기를 통해 환자 뇌 관련 다양한 정보를 얻을 수 있다.
정위가이드기구(100)는 환자(P)의 두개골(3) 내 타겟지점(7)을 찾기 위해 약물주입장치(50)의 구동부(55)를 회전시키고 구동부(55) 내부에 가이드튜브 유닛(70)이 설치되도록 조립 및 분리 제거가 가능할 수 있다. 또한, 정위가이드기구(100)는 가이드핸들(110) 및 프로브수용부(120)를 포함할 수 있다.
가이드핸들(110)은 구동부(55) 내부에 설치되는 것으로, 가이드튜브 유닛(70)을 수용하여 타겟지점(7)으로 정위되도록 조정하고 상기 가이드튜브 유닛(70)이 구동부(55) 내부에 설치되도록 가이드할 수 있다. 또한, 가이드핸들(110)은 구동부(55)를 타겟지점(7)과 동일한 방향으로 회전시키고 고정하여 시술자가 용이하게 핸들링(handling) 할 수 있다. 또한, 프로브수용부(120)는 가이드핸들(110) 내부에 설치하고, 그 내부에는 네비게이션 프로브(11)를 삽입하여 타겟지점(7)을 찾도록 가이드할 수 있다.
프로브수용부(120)는 가이드핸들(110)에 설치되는 것으로, 상기 타겟지점(7)을 찾아 MRI 영상 위에 표시되도록 하는 네비게이션 프로브(11)를 수용하고 적어도 일측이 막혀 있어 빛의 분산을 방지할 수 있다. 즉, 프로브수용부(120)는 네비게이션 프로브(11)를 이용하여 타겟지점(7)을 찾을 때 약물주입장치(50)의 구동부(55)가 흔들리거나 뇌실질(1) 내부 빛이 반사되어 탐지의 정밀성 및 정확성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 도 1의 보다 확대하여 도시한 것으로서, 환자의 두개골(3)에 설치된 약물주입장치(50)와 네비게이션 장치(10)의 사이에 정위가이드기구(100)가 위치되어 중계 가이드하며 설치하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 환자(P)의 두개골(3)에 삽입되어 위치한 본체(51) 및 구동부(55)를 통해 타겟지점(7)을 찾기위해 네비게이션 프로브(11)를 이용할 수 있다. 이때 정위가이드기구(100) 중 가이드핸들(110)은 구동부(55) 내부에 설치될 수 있다. 또한, 정위가이드기구(100)는 가이드핸들(110) 및 프로브수용부(120)를 포함할 수 있다.
구동부(55)는 내부가 제1수용부(55a), 제2수용부(55b) 및 제3수용부(55c)로 구성될 수 있다. 제1수용부(55a)는 구동부(55)의 중심에 큰 공간을 가질 수 있고, 제2수용부(55b)는 제1수용부(55a) 보다는 작은 면적을 가질 수 있다. 제3수용부(55c)은 구동부(55)의 하단에 위치하고 가이드튜브 유닛(70)이 결합되면 가이드튜브(75)가 위치할 수 있으며 보다 좁은 면적을 가질 수 있다.
가이드핸들(110)는 프로브수용부(120), 네비게이션 프로브(11), 가이드와이어(150) 및 가이드튜브 유닛(70) 중 적어도 어느 하나가 삽입되도록 중공형태로 형성된 결합공(114)을 가질 수 있다. 가이드핸들(110)는 삽입부(117), 결합부(115), 핸들링부(113), 결합공(114) 및 삽입가이드부(112)를 포함할 수 있다. 가이드핸들(110)이 구동부(55)에 설치될 때 상세하게, 가이드핸들(110)의 삽입부(117) 및 결합부(115)는 제1수용부(55a)에 삽입 설치되어 고정될 수 있다. 반면, 가이드핸들(110)의 핸들링부(113)는 구동부(55) 외부에 노출 설치됨에 따라 시술자가 시술시 핸들링하기 용이할 수 있다.
프로브수용부(120)는 내부에 네비게이션 삽입홀(121)이 관통 형성될 수 있다. 중심축맞춤부(123)를 더 포함할 수 있다. 프로브삽입홀(121)은 네비게이션 프로브(11)를 수용할 수 있고 긴 관형으로 형성될 수 있다. 중심축맞춤부(123)는 구동부(55) 내부로 삽입되는 적어도 일측이 평평하게 막혀 있는 것으로, 구동부(55) 회전시 방향 오차 없이 중심축(CL)을 맞춰 가장 가까운 타겟지점(7)을 찾도록 할 수 있다. 여기서, 중심축(CL)은 두개골(3) 수평면을 기준으로 이와 직교하는 구동부(55) 내부 즉, 제3수용부(55c)의 중심 또는 구심을 통과하는 직선을 의미할 수 있다.
네비게이션 프로브(11)가 구동부(55)의 중심축(CL)에 맞게 위치하도록 기준이 될 수 있다. 상세하게, 중심축맞춤부(123)에서 구동부(55) 내부에 위치하는 일면은 두개골(3)의 중심부와 가장 근접한 위치에 위치할 수 있다. 또한, 프로브삽입홀(121)에 위치하는 타면은 평평하게 형성되고, 이와 직교하는 구동부(55)의 중심선 또는 중심점이 네비게이션 프로브(11)에 의해 영상화될 수 있다. 따라서, 중심축맞춤부(123)은 구동부(55)가 회전함에 따라 네비게이션 프로브(11)의 궤도 오차를 줄여줄 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 프로브수용부(120)는 중심축맞춤부(123)가 별도로 있지 않고 일측이 막혀 있는 긴 관형상일 수 있다.
정위가이드기구(100)를 구성하는 그 밖에 다른 부재들에 대한 상세한 설명은 아래에서 후술하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 정위가이드기구 중에서 가이드핸들(110)의 구성을 나타낸 측면도(a) 및 측단면도(b)이다.
도 3을 참조하면, 가이드핸들(110)은 삽입부(117), 결합부(115), 핸들링부(113), 결합공(114) 및 삽입가이드부(112)를 포함할 수 있다.
가이드핸들(110)은 구동부(55) 내부에 체결되는 것으로, 결합공(114)이 형성되고 구동부(55)에 삽입되는 삽입부(117)와, 외부가 나사산으로 형성되는 결합부(115)를 포함할 수 있다.
결합공(114)은 내부가 관통되게 중앙에 홀이 형성된 것으로 내부에 프로브수용부(120), 네비게이션 프로브(11), 가이드와이어(150), 가이드튜브 유닛(70) 중 적어도 어느 하나가 삽입될 수 있다.
삽입부(117)는 구동부(55) 내부에 삽입되는 것으로 제1수용부(55a)에 위치할 수 있고 제1수용부(55a)의 하단에 위치할 수 있다. 또한, 삽입부(117)는 끝단이 곡선으로 형성되어 제1수용부(55a) 하단의 손상을 방지하면서 용이하게 삽입될 수 있다.
결합부(115)는 나사산으로 형성될 수 있으며, 제1수용부(55a)의 일부분은 이 결합부(115)와 체결되도록 맞춤결합되는 나사산으로 형성되며 체결될 수 있다. 따라서, 결합부(115)는 구동부(55)로부터 가이드핸들(110)이 분리되지 않도록 할 수 있다. 제1수용부(55a)는 일 부분이 나사산 형상의 홈으로 형성될 수 있으며, 삽입부(117)는 그 홈과 맞물려 체결되는 나사산 형상의 돌기로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 결합부(115) 및 제1수용부(55a) 각각은 나사산 형상의 돌기와 홈으로 형성되어 맞춤 체결될 수 있다.
핸들링부(113)는 결합부(115)와 연결되는 것으로 외경이 확장되면서 테이퍼지게 형성되며 시술자가 핸들링 하도록 할 수 있다. 또한, 핸들링부(113)는 구동부(55) 외부에 위치하여 시술자가 핸들링 하도록 외부에 노출될 수 있으며, 결합부(115) 보다 큰 두께를 가질 수 있다.
삽입가이드부(112)는 핸들링부(113)의 내부에 상기 결합공 끝단에 위치하는 것으로 튜브연결부(130) 삽입시 결합공(114) 방향으로 삽입을 가이드하도록 라운드지게 형성될 수 있다. 또한, 삽입가이드부(112)는 결합공(114)과 연결되는 것으로 가이드핸들(110)의 외부 입구부분에 위치하며, 프로브수용부(120)가 원활하게 삽입되도록 가이드할 수 있다.
도 3을 참조하면, 핸들링부(113)는 하기의 수학식 1 및 수학식 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00001
Figure 112020019403092-pat00002
여기서, D1a는 핸들링부(113)의 외경을 의미하고, D1c는 핸들링부(113)의 내경을 의미하고, L1는 가이드핸들(110)의 총 길이를 의미하며, L1a는 핸들링부(113) 구간의 길이를 의미한다.
수학식 1의 하한치를 벗어나는 경우 외력에 의한 동심도가 파손이 되어 정확한 타겟팅의 신뢰성이 많이 하락될 수 있다.또한, 수학식 1의 상한치를 벗어나는 경우 핸들링부(113)의 크기가 커져 시술자의 시야 확보가 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 1을 만족할 때 가이드핸들(110)은 적절한 두께감을 가지고 가이드튜브(75) 또는 네비게이션 프로브(11)가 통과시 내부를 손상하지 않고 가이드 할 수 있다.
한편, 수학식 2의 하한치를 벗어나는 경우 구동부(55) 내부에 결합하기 어려울 수 있다. 또한, 수학식 2의 상한치를 벗어나는 경우 체결 후 핸들링부(113)의 길이가 짧아져 시술자가 손잡이 기능이 상실될 수 있다. 따라서, 수학식 2의 범위를 만족할 때 핸들링부(113) 구간에 대한 전체 총 길이의 비율이 적절하여 손잡이의 기능을 효과적으로 가질 수 있다.
삽입부(117)는 하기의 수학식 3 및 수학식 4 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00003
Figure 112020019403092-pat00004
여기서, D1b는 삽입부(117)의 외경을 의미하고, D1c는 삽입부(117)의 내경을 의미하고, L1는 가이드핸들(110)의 총 길이를 의미하며, L1b는 삽입부(117)몸체부(191)구간의 길이를 의미한다.
수학식 3의 하한치를 벗어나는 경우 몸체부(191)삽입부(117)의 외형 두께가 얇아져 가이드와이어(150) 및 네비게이션 장치(10) 삽입시 찢어져서 손상될 수 있다. 또한, 수학식 3의 상한치를 벗어나는 경우 삽입부(117)몸체부(191)의 두께가 두꺼워져 가이드튜브(75)에 삽입이 불가할 수 있다. 따라서, 수학식 3의 범위를 만족할 때 삽입부(117)몸체부(191)는 적당한 두께감을 가지고 가이드튜브(75)가 통과시 내부를 손상하지 않고 가이드할 수 있다.
한편, 수학식 4의 하한치를 벗어나는 경우 몸체부(191)삽입부(117) 높이가 작아져 구동부(55) 하단에 삽입부(117)가 닿지 않아 결합부(115)가 과도하게 체결되어 추후 가이드핸들(110) 제거시 구동부(55)가 같이 회전하여 위치가 변경될 우려가 있다. 또한, 수학식 4의 상한치를 벗어나는 경우 결합부(115)의 체결 공간이 작아져 가이드핸들(110)이 쉽게 이탈 될 수 있다.몸체부(191) 따라서, 수학식 4의 범위를 만족할 때 몸체부(191)의 구간에 대한 가이드핸들(110)의 길이가 가진 비율은 구동부(55)에 결합하기 적절한 길이를 가질 수 있다.
도 4은 도 2에 도시된 정위가이드기구 중에서 프로브수용부(120)의 구성을 나타낸 측단면도 및 중심축맞춤부(123)를 나타낸 측면도이다.
도 4를 참조하면, 프로브수용부(120) 및 중심축맞춤부(123)는 하기의 수학식 5 및 수학식 6 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00005
여기서, L2a은 중심축맞춤부(123)의 측면 길이를 의미하고, L2는 프로브수용부(120)의 전체 길이를 의미한다.
수학식 5의 하한치를 벗어나는 경우 중심축맞춤부(123)와 체결되는 프로브수용부(120)의 길이가 상대적으로 너무 짧아져서 네비게이션 프로브(11)를 수용하더라도 연결부위가 분리될 수 있는 한계가 있고, 상한치를 벗어나는 경우 프로브수용부(120)의 길이가 너무 길어져 네비게이션 핸들(13) 부분까지 닿아 네비게이션 장치(10)를 핸들링하기가 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 5의 범위를 만족할 때 프로브수용부(120) 및중심축맞춤부(123)는 네비게이션 프로브(11)를 수용하면서 구동부(55)에 삽입되어 중심축(CL)을 맞춰 타겟지점을 가장 가깝게 찾을 수 있도록가이드할 수 있는 적절한 길이를 가질 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00006
여기서, D2는 중심축맞춤부의 상단부 외경을 의미하고, D3은 중심축맞춤부의 하단부 외경을 의미한다.
수학식 6의 하한치를 벗어나는 경우 중심축맞춤부(123)의 상단부와 하단부 외경 차이가 크지 않기 때문에 중심축맞춤부(123)가 프로브수용부(120) 내부로 삽입되어 막힐 우려가 있고, 수학식 6의 상한치를 벗어나는 경우 중심축맞춤부(123)의 하단부 외경이 상대적으로 작아져 네비게이션 프로브(11)로부터 쉽게 이탈 분리되면서 체결이 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 6의 범위를 만족할 때 네비게이션 프로브(11)로부터 체결이 용이하고 쉽게 분리 이탈되지 않는 장점이 있다.
한편, 중심축맞춤부(123)의 하단부는 네비게이션 프로브(11)의 끝단이 하단부 중심에 맞닿아 타겟지점(7)으로부터 가장 가까운 궤도(trajectory)를 측정할 수 있도록 할 수 있다. 만약 프로브삽입홀(121)의 직경이 네비게이션 프로브(11)의 외경 보다 큰 경우 궤도의 오차가 커질 수 있다. 즉, 네비게이션 프로브(11)로 찾은 궤도와 최종적으로 구동부(55) 내에 가이드튜브(75)가 삽입 설치될 때 궤도가 다를 수 있다. 따라서, 중심축맞춤부(123)의 하단부가 구동부(55)의 제1수용부(55a)에 위치하며 평평하게 형성됨으로써 네비게이션 프로브(11)가 하단부의 중심축(CL)을 맞춰 이와 일치하는 지점에 타겟지점(7)의 궤도를 찾을 수 있고 구동부(55)가 회전하여도 정밀하고 정확하게 이동한 궤도를 찾아 오차를 줄여줄 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구의 설치 사시도이다.
도 5의 (a) 내지 (e)는 정위가이드기구(100)가 구동부(55)를 회전시키고 구동부(55) 내부에 가이드튜브 유닛(70)이 설치되도록 조립 및 분리 제거가 가능하게 설치하는 것을 나타낸 설치 사시도이다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구(100)는 가이드핸들(110), 튜브연결부(130) 및 가이드와이어(150)를 포함할 수 있다. 본체(51)는 환자(P)의 두개골(3) 및 두피(5) 부분에 위치하여 설치될 수 있고, 본체(51) 내부에는 중앙에 중공이 형성되어 있으며 그 내부에 구동부(55)가 삽입 설치될 수 있다. 구동부(55)는 중앙에 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
가이드튜브 유닛(70)은 중앙에 약물을 주입할 수 있는 약물주입홀(77)이 형성될 수 있다. 또한, 가이드튜브 유닛(70)은 제1안착부(71), 제2안착부(73) 및 가이드튜브(75)를 포함할 수 있다. 약물주입홀(77)에는 제1안착부(71)에 위치한 부분이 라운드지게 형성되며 약물 주사기가 가이드튜브(75) 내부로 들어가기 용이하게 할 수 있다. 가이드튜브(75)는 약물을 주입하는 주사기 및 카테터(Catheter) 등이 삽입되도록 긴 관형으로 형성될 수 있다. 또한, 가이드튜브(75) 내부에는 궤도의 회전 방향 전환이 가능하도록 가이드하는 가이드와이어(150)를 수용할 수 있다.
가이드핸들(110)은 구동부(55) 내에 삽입되어 설치될 수 있다. 그 다음으로 튜브연결부(130)는 가이드핸들(110) 상단에 거치되거나 삽입 연결 설치되는 것으로 적어도 한쌍으로 조립 설치될 수 있다. 즉, 튜브연결부(130)의 일단은 가이드핸들(110) 내부에 삽입되고 타단은 가이드핸들(110) 상부에 거치될 수 있다.
튜브연결부(130)는 중앙에 가이드와이어(150) 및 가이드튜브(75) 중 적어도 어느 하나가 삽입되어 타겟지점(7)으로 향하도록 가이드핸들(110)과 같이 이중 가이드역할을 할 수 있고 내부에는 삽입을 안내하는 가이드홀(137)이 형성될 수 있다. 튜브연결부(130)는 제1연결부(131) 및 제2연결부(135)를 포함할 수 있다. 제1연결부(131)는 가이드핸들(110) 상부에 거치되고 가이드튜브 유닛(70)의 제1안착부(71)와 마주하여 접할 수 있다. 제2연결부(135)는 제1연결부(137)에 연장 형성되는 것으로 보다 작은 직경을 가지며 가이드핸들(110) 내부에 삽입될 수 있다. 가이드홀(137)은 가이드튜브(75)가 어느 방향으로 삽입되더라도 중심으로 삽입되도록 입구부분이 깔대기 형상과 같이 테이퍼지게 형성될 수 있다.
가이드와이어(150)는 가이드튜브 유닛(70)과 함께 튜브연결부(130)내부로 삽입될 수 있다. 즉, 가이드와이어(150)는 가이드튜브 유닛(70)이 구동부(55) 내부에 삽입 안착되도록 가이드할 수 있다. 가이드와이어(150)는 길고 단단한 로드(rod)의 형상을 가지며 가이드핸들(110) 및 가이드튜브 유닛(70) 내에 설치될 수 있다. 또한, 가이드와이어(150)는 가이드튜브(75)를 내부에 수용하면서 먼저 타겟지점(7)에 위치하여 방향을 안내 및 조정할 수 있다. 가이드와이어(150)는 로드에 한정되는 것은 아니며, 강도가 있고 탄성이 있으며 일정한 형상을 기억하여 힘을 가하거나 변형시킬 때 본래의 기억된 형태로 복귀하는 성질을 가질 수 있는 생체적합한 소재, 예를 들어, 형상기억합금, 티타늄과 티타늄 합금, 스테인리스강 등 다양한 소재로 제조될 수 있다.
도 5의 (c)에서 보는 바와 같이, 튜브연결부(130)는 제1안착부(71)와 접하게 될 때, 가이드와이어(150)가 타겟지점(7) 방향으로 삽입될 수 있다. 가이드와이어(150)가 삽입되기 전 타겟지점(7)에 대하여 구동부(55)가 회전되어질 수 있다. 또한, 구동부(55) 내부에 설치된 가이드튜브 유닛(70), 튜브연결부(130) 및 가이드핸들(110)도 같은 방향으로 위치될 수 있다.도 5의 (d)에서 보는 바와 같이, 가이드와이어(150)에 방향이 결정되면 튜브연결부(130)는 가이드튜브 유닛(70)과 함께 가이드핸들(110)로부터 설치가 분리되고 제1연결부(131) 및 제2연결부(135)로부터 한 쌍이 분리 제거될 수 있다.
도 5의 (e)를 참조하면, 가이드튜브 유닛(70)은 가이드핸들(110) 내부로 삽입되면서 최종적으로 구동부(55)에 설치가 완료될 수 있다. 가이드와이어(150)는 가이드튜브 유닛(70)으로부터 분리 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구를 이용하여 환자의 두개골(3)에 설치된 약물주입장치(50) 중 가이드튜브 유닛(70)을 설치를 가이드하는 설치 분해 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정위가이드기구(100)는 약물주입장치(50) 중 가이드튜브 유닛(70)의 설치를 가이드할 수 있다. 환자(P)의 두개골(3)을 기준으로 수직하는 지점을 중식축(CL)으로 하였을 때 구동부(55)와 가이드튜브 유닛(70)은 중식축(CL)에 위치할 수 있다. 정위가이드기구(100)는 가이드핸들(110), 튜브연결부(130), 가이드와이어(150), 와이어핸들부(170) 및 체결부(190)를 포함할 수 있다.
구동부(55)는 구형으로 형성되고 중앙에 약물을 주입할 수 있는 공간인 제1수용부(55a), 제2수용부(55b) 및 제3수용부(55c)가 형성되었으며, 상부는 개방되고 하부는 회전이 가능할 수 있다.
가이드튜브 유닛(70)의 제1안착부(71)는 가이드튜브(75)와 연결되어 가이드튜브(75)의 직경 보다 더 크며 구동부(55) 내에 안착 지지할 수 있다. 제2안착부(73)는 제1안착부(71)와 연결되며 구동부(55)에 위치하는 것으로, 직경이 제1안착부(71) 보다는 작고 제1안착부(71)와 가이드튜브(75)를 연결할 수 있다.
가이드와이어(150)는 뇌실질(1)로 삽입되는 끝단이 곡선으로 형성됨으로써 뇌실질(1)에 삽입될 때 손상을 감소시킬 수 있다. 또한, 가이드와이어(150)는 가이드핸들(110)을 통과하여 타겟지점(7)으로 삽입 및 시술시 흔들리지 않고 핸들링이 가능한 와이어핸들부(170)를 더 포함할 수 있다.
와이어핸들부(170)는 중앙에 가이드와이어(150)가 삽입될 수 있는 홀이 형성되고, 고정부(173), 손잡이부(177), 거치부(175) 및 체결수용부(179)를 포함할 수 있다.
고정부(173)는 가이드핸들(110) 내부에 수용되어 삽입 고정될 수 있다. 손잡이부(177)는 고정부(173)와 연결되는 것으로 가이드와이어(150) 핸들링시 적어도 일 측면에 잡을 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 거치부(175)는 손잡이부(177)와 연결되는 것으로 가이드핸들(110)에 거치될 수 있다. 체결수용부(179)는 가이드와이어(150)와 와이어핸들부(170) 간의 고정 결합이 가능하도록 적어도 일측에 체결하기 용이한 홈이 형성될 수 있다.
또한, 와이어핸들부(170)는 체결수용부(179)에 맞춤 결합 설치되는 체결부(190)를 더 포함할 수 있다. 체결부(190)는 헤드부(195), 몸체부(191) 및 네크부(193)를 포함할 수 있다. 헤드부(195)는 외부에 빗줄 무늬가 형성되어 돌려서 고정시키거나 잡을 때 헛돌지 않도록 미끄럼을 방지할 수 있다. 몸체부(191)는 체결수용부(179)에 체결되는 것으로, 가이드와이어(150)와 와이어핸들부(170) 간의 고정 결합이 가능하도록 체결하여 고정시킬 수 있다. 네크부(193)는 헤드부(195)와 몸체부(191) 사이에 위치하는 것으로 몸체부(191)로부터 헤드부(195)가 체결 및 분리가 용이하도록 높이를 조절할 수 있다.
한편, 튜브연결부(130)는 구동부(55)에 결합된 가이드핸들(110)의 상부에 일시적으로 설치되었다가 가이드튜브 유닛(70)과 접하면 한 쌍이 분리되면서 제거될 수 있다.
도 7는 본 발명에 따른 정위가이드기구(100)는 중식축(CL)에 위치한 가이드튜브(75)를 중식축(CL)으로부터 방향 전환하여 타겟지점(7)에 위치하도록 가이드하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 정위가이드기구(100)는 구동부(55)와 결합되어 중식축(CL)에 위치한 가이드튜브(75)를 중식축(CL)으로부터 방향 전환하여 타겟지점(7)에 위치시킬 수 있다. 또한, 정위가이드기구(100)는 가이드튜브(75)를 타겟지점(7)과 최대한 가깝게 위치시킨 후 두개골(3)에서부터 분리 제거될 수 있다.
상세하게, 먼저 정위가이드기구(100)가 구동부(55)와 일시적으로 결합할 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 가이드핸들(110)이 제1수용부(55a)의 나사산 부분에 결합부(115)와 결합하여 설치될 수 있다. 가이드튜브 유닛(70)이 가이드핸들(110) 내부에 삽입 설치될 수 있다. 구동부(55)의 제1수용부(55a)가 가이드튜브 유닛(70)과 결합할 때 제1안착부(71)가 제1수용부(55a)의 하단에 거치될 수 있다. 또한, 제2수용부(55b)는 제2안착부(72)가 안착되어 위치할 수 있다. 제3수용부(55c)는 삽입되는 가이드튜브(75)를 수용하고 삽입 후 고정시킬 수 있다. 와이어핸들부(170)에 체결부(190)가 설치되면 손잡이부(177)를 시술자가 잡고 가이드와이어(150)를 가이드튜브(75) 내부로 삽입할 수 있다. 시술자는 와이어핸들부(170)와 결합 설치된 가이드와이어(150)를 이용하여 구동부(55)와 그 내부에 체결된 가이드핸들(110)을 회전시켜 타겟지점(7)인 궤도 방향으로 위치시켜 각도를 조절할 수 있다. 이때 최적의 각도는 두개골(3)의 수평면을 기준선으로 최대 120˚범위로 회전시킬 수 있다.
따라서, 타겟지점(7)으로 회전하여 위치선정이 완료된 구동부(55) 내부에 가이드와이어(150)의 가이드하는 방향을 따라 가이드튜브 유닛(70)이 삽입될 수 있다. 이때, 가이드와이어(150)는 타겟지점(7)을 정밀하고 정확하게 찾아 먼저 위치한 후 가이드튜브(75)의 끝단이 타겟지점(7)에 근접하게 위치하도록 가이드할 수 있다.
한편, 정위가이드기구(100)는 생체적합한 소재인 티타늄, 스테인레스, 폴리에테르에테르케톤 중 적어도 어느 하나로 제조될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 인체 삽입 안정성이 적합한 재료라면 다양하게 적용 가능할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 아래와 같이 정위가이드기구(100) 설치 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
<설치 방법>
1단계: 네비게이션 장치(10)를 이용하여 MRI 촬영을 통해 타겟지점(7)되는 위치를 찾아 좌표상 두개골(3)에 위치를 표시하는 단계를 실시한다. 두개골(3)에 구멍(Burr holl)을 내어 약물주입장치(50)의 본체(51)를 이식하는 단계를 실시한다.
2단계: 본체(51)를 두개골(3)에 고정하여 체결한 후 구동부(55)을 내부에 삽입하고 본체(51) 상부의 홀에 적어도 두개의 볼트(S)를 이용하여 구동부(55)가 움직일 정도만 고정시키는 단계를 실시한다.
3단계: 가이드핸들(110)을 구동부(55)에 설치하는 단계를 실시한다.
4단계: 가이드핸들(110) 내부에 중심축맞춤부(123)가 결조립된 프로브수용부(120)를 설치하고 그 내부에 네비게이션 프로브(11)를 삽입하여 방향 전환하면서 타겟지점(7)을 찾기 위해 조정하는 단계를 실시한다.
5단계: 타겟지점(7)이 설정되면 네비게이션 프로브(11)와 프로브수용부(120)를 가이드핸들(110)에서 분리 제거한다.
6단계: 제1 및 제2안착부(71)(73)와 일체화된 가이드튜브(75)를 포함하는 가이드튜브 유닛(Guide Tube Unit)을 준비한다. 그 다음으로 가이드와이어(150)에 와이어핸들부(170)와 체결부(190)를 체결하여 위치조정하는 한 세트로 준비한다. 이때 와이어핸들부(170)가 제1안착부(71)와 접하는 부분까지 도달하면 체결부(190)를 와이어핸들부(170)의 체결수용부(179)에 체결하여 고정시킨다.
7단계: 가이드핸들(110)의 상단에 한쌍의 분리가능한 튜브연결부(130)를 설치한 후 위치조정 세트와 가이드튜브세트를 조립한다. 그 조립하는 단계를 다음과 같다.
7-1단계: 상기 튜브연결부(130) 내부에 가이드와이어(150)를 삽입한다. 분리형 튜브연결부(130)와 튜브고정부(173)가 맞닿기 전까지 가이드와이어(150)를 삽입한다.
7-2단계: 상기 가이드와이어(150)가 가이드튜브(75) 끝단까지 도달할 때까지 삽입하고 와이어핸들부(170)에 체결부(190)를 체결하여 설치한다.
7-3단계: 와이어핸들부(170)에 설치된 가이드와이어(150)를 이용하여 구동부(55)와 그 내부에 체결된 가이드핸들(110)을 회전시켜 타겟지점(7)인 궤도 방향으로 위치시켜 각도를 조절한다. 뇌실질(1) 내의 타겟지점(7) 방향으로 가까이 접하도록 와이어핸들부(170)를 조정한다.
7-4단계: 위치선정이 완료된 구동부(55) 내부에 가이드와이어(150)의 가이드하는 방향을 따라 가이드튜브 유닛(70)을 삽입한다.
7-5단계: 튜브연결부(130)를 분리 제거하고 제1 및 제2안착부(71)(73)를 구동부(55)의 제1 내지 제3수용부(51a)(51b)(51c) 밑단까지 설치되도록 밀어 이동시킨다.
7-6단계: 가이드튜브(75)가 타겟지점(7)에 근접하게 위치하면 위치조정 세트를 가이드핸들(110)로부터 분리 제거하고 가이드핸들(110)도 구동부(55)에서 분리 제거한다.
8단계: 구동부(55) 내부로 실링제를 삽입하고, 전용 드라이버를 이용하여 구동부커버(미도시)를 체결한다. 본체(51) 상부에 느슨하게 위치한 볼트(S) 다시 한번 체결하여 환자(P)의 두개골(3) 상에 약물주입장치(50)를 고정시킨다.
도 8(a) 내지 도 8(c) 각각은 도5 및 도6에 도시된 정위가이드기구 중에서 튜브연결부(130)의 구성을 나타낸 측면도, 평면도 및 측단면도이다.
튜브연결부(130)는 가이드핸들(110)과 연결되어 가이드튜브 유닛(70)을 가이드핸들(110) 내부에 삽입 및/또는 거치되는 것으로 적어도 한쌍으로 이루어져 조립 및 분해가 용이할 수 있다. 또한, 튜브연결부(130)는 가이드튜브 유닛(70)이 가이드핸들(110)을 통과하여 구동부(55) 내부에 삽입 안착되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 튜브연결부(130)는 가이드핸들(110)과 함께 이중으로 홀을 가이드하여 가이드와이어(150) 및 가이드튜브(75) 중 적어도 어느 하나가 타겟지점(7)의 방향으로 가는 동안 다른 방향으로 비틀어져 들어가는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제1연결부(131) 및 제2연결부(135)는 하기의 수학식 7 및 수학식 8 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00007
Figure 112020019403092-pat00008
여기서, D5는 제1연결부(131)의 외경을 의미하고, D6은 제2연결부(135)의 외경을 의미하고, L3은 제1연결부(131)의 높이를 의미하며, L4는 제2연결부(135)의 높이를 의미한다.
수학식 7의 하한치를 벗어나는 경우 제2연결부(135)의 외경이 제1연결부(131) 보다 커질 수 있기 때문에 가이드핸들(110)에 삽입 및 거치되기 어려울 수 있고, 수학식 7의 상한치를 벗어나는 경우 가이드핸들(110) 내부와 결합시 이격이 커서 쉽게 분리되거나 이격 차이가 커서 가이드튜브(75)의 삽입이 어려울 수 있고 이에 따른 가이드 기능이 상실할 수 있다. 따라서, 수학식 7의 범위를 만족할 때 제1연결부(131) 및 제2연결부(135)의 외경 및 두께가 적절하며 서로 간의 균형이 잘 이루질 수 있기 때문에 가이드핸들(110) 상부에 결합되어 쉽게 이탈되지 않을 수 있다.
한편, 수학식 8의 하한치를 벗어나는 경우 제1연결부(131)의 두께가 제2연결부(135) 보다 커져 가이드핸들(110)에 삽입시 고정되기 어렵고 쉽게 분리 이탈될 수 있다. 또한, 수학식 8의 상한치를 벗어나는 경우 제1연결부(131)의 두께가 제2연결부(135) 보다 작아질 수 있기 때문에 가이드핸들(110)에 삽입시 거치되지 않고 쉽게 분리 이탈되는 한계가 있을 수 있다. 따라서, 수학식 8의 조건 범위를 만족할 때 가이드핸들(110) 상부에 삽입 및 거치되면서 결합될 수 있기 때문에 가이드튜브 유닛(70)이 삽입되는 것을 가이드하고 가이드가 완료되면 분리제거가 용이할 수 있다.
도 9은 도5 및 도6에 정위가이드기구 중에서 가이드와이어(150)의 구성을 나타낸 측면도이다.
가이드와이어(150)는 끝단이 곡선으로 형성되어 하기의 수학식 9 및 수학식 10 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00009
Figure 112020019403092-pat00010
여기서, R1은 가이드와이어(150) 끝단 곡선의 직경을 의미하고, L4는 가이드와이어(150)의 외경을 의미하며, L5는 가이드와이어(150)의 총 길이를 의미한다.
수학식 9의 하한치를 벗어나는 경우 가이드와이어(150)의 끝단이 거의 직선에 가깝기 때문에 뇌실질(1)을 손상시킬 수 있는 한계가 있고, 수학식 9의 상한치를 벗어나는 경우 가이드와이어(150)의 외경과 맞지 않아 끝단이 둥근 라운드로 형상으로 형성되기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 9의 범위를 만족할 때 가이드와이어(150)가 뇌실질(1)에 처음으로 삽입되는 끝단이 둥근 라운드 또는 “U”자 형상을 가짐에 따라 가이드튜브(75) 또는 주사바늘 삽입시 뇌실질(1) 조직의 손상을 최소화할 수 있다.
한편, 수학식 10의 하한치를 벗어나는 경우 가이드와이어(150)의 외경이 커져 가이드튜브(75) 내경에 삽입이 어려울 수 있고, 수학식 10의 상한치를 벗어나는 경우 가이드와이어(150) 두께가 얇아져 가이드튜브 내경에 삽입되더라도 가이드하지 못하고 그냥 통과될 수 있음. 따라서, 수학식 10의 범위를 만족할 때 가이드와이어(150)의 두께와 길이의 비율이 적절함에 따라 가이드튜브(75) 내경에 삽입되어 타겟지점(7)의 위치를 정밀하게 조정하여 가이드튜브(75)가 위치하도록 가이드할 수 있다.
도 10는 도 9의 가이드와이어(150)와의 결합되는 와이어핸들부(170)의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 10을 참조하면, 고정부(173), 손잡이부(177), 거치부(175) 및 체결수용부(179) 각각은 하기의 수학식 11, 수학식 12 및 수학식 13 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00011
Figure 112020019403092-pat00012
Figure 112020019403092-pat00013
여기서, D6는 고정부(173)의 외경을 의미하고, D7는 거치부(175)의 외경을 의미하며, R2는 손잡이부(177)의 곡선 직경을 의미한다. 또한, L6은 와이어핸들부(170)의 총 길이를 의미하고, L6a는 체결수용부(179) 구간의 길이를 의미하며, L6b는 고정부(173) 구간의 길이를 의미한다.
수학식 11의 하한치를 벗어나는 경우 고정부(173)와 거치부(175)의 두께 차이가 별로 나지 않기 때문에 삽입시 가이드핸들(110) 또는 튜브연결부(130)에 거치될 수 없는 한계가 있고, 수학식 11의 상한치를 벗어나는 경우 거치부(175)가 가이드핸들(110) 또는 튜브연결부(130)에 거치시 너무 넓은 두께를 가지고 있어 외부를 손상시킬 수 있다. 따라서, 수학식 11의 조건 범위를 만족할 때 가이드핸들(110) 또는 튜브연결부(130)에 삽입 및 거치시킬 수 있는 적절한 비율을 가진 고정부(173) 및 거치부(175)로 구성될 수 있다.
한편, 수학식 12의 하한치 및 상한치를 벗어나는 경우 시술시 시술자가 손잡이부(177)를 잡고 시술하기에 불편한 단점이 있을 수 있다. 따라서, 수학식 12의 조건 범위를 만족할 때 시술자가 안정적으로 손잡이부(177)를 잡고 시술하기 용이하고, 정밀하고 정확하게 가이드와이어(150)를 조절할 수 있다.
아울러, 수학식 13의 상한치를 벗어나는 경우 와이어핸들부(170)는 손잡이부(177)가 생략된 구조를 가짐으로써 시술자가 가이드와이어(150)를 핸들링하기 어려울 수 있다. 또한, 수학식 13의 하한치를 벗어나는 경우 와이어핸들부(170)의 고정부(173) 및 체결수용부(179) 중 어느 하나만 마련될 수 있기 때문에 가이드핸들(110) 내부에 삽입될 수 없거나 가이드와이어(150)를 체결하는 체결부(190)를 설치하기 어려울 수 있다. 만일 고정부(173) 및 체결수용부(179)가 존재한다고 하더라도 그 사이의 이격 차이가 커짐에 따라 가이드와이어(150)를 핸들링하기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 13의 조건 범위를 만족하는 경우 와이어핸들부(170)는 고정부(173), 손잡이부(177) 및 체결수용부(179)를 포함할 수 있기 때문에 가이드와이어(150)를 핸들링하기에 용이하고 시술자가 시술할 때 손을 이용해 안정적으로 조절할 수 있으며, 체결부(190)와 체결시켜 가이드와이어(150)로부터 분리 이탈되지 않도록 할 수 있다.
도 11은 도 9의 와이어핸들부(170)에 체결되는 체결부(190)의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 11을 참조하면, 체결부(190)는 하기의 수학식 14 및 수학식 15 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020019403092-pat00014
Figure 112020019403092-pat00015
여기서, L7은 체결부(190)의 총 길이를 의미하고, L8은 헤드부(195)의 길이를 의미하며, L9는 몸체부(191)의 길이를 의미한다. 또한, D8은 헤드부(195)의 직경을 의미하고, D9는 네크부(193)의 직경을 의미한다.
수학식 14의 조건 범위를 벗어나는 경우 네크부(193)가 생략된 체결부(190)의 구조를 가짐으로써 와이어핸들부(170)에 몸체부(191) 삽입시 체결 소요 시간이 오래 걸리고 한 번 체결되면 쉽게 분리 제거하기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 14의 조건 범위를 만족할 때 체결부(190)에 약 0.5mm 내지 5mm 간격의 길이를 가진 네크부(193)를 포함할 수 있다. 네크부(193)는 헤드부(195)와 몸체부(191) 사이를 연결하는 것으로 헤드부(195)를 상하로 위치로 이동시킬 수 있기 때문에 와이어핸들부(170)로부터 체결 및 분리가 용이하도록 할 수 있다. 또한, 네크부(193)가 포함된 체결부(190)는 와이어핸들부(170)에 체결시 소요되는 시간을 절약할 수 있다.
한편, 수학식 15의 하한치를 벗어나는 경우 네크부(193)의 직경이 더 커져 헤드부(195)의 체결기능이 상실될 수 있다. 또한, 수학식 15의 상한치를 벗어나는 경우 네크부(193)의 직경이 작아서 헤드부(195) 체결시 겉돌고 체결이 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 15의 범위를 만족할 때 체결부(190)가 와이어핸들부(170)로부터 체결이 용이하고 쉽게 분리 이탈되지 않는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정위가이드기구의 튜브연결부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시예의 튜브연결부(200)는 가이드핸들(110)에 거치되지 않는 점에서 일 실시예의 튜브연결부(130)와 차이가 있다. 튜브연결부(200)는 긴 관형으로 형성되며 한쌍으로 구성되고 분리 및 체결이 가능할 수 있다. 또한, 튜브연결부(200)는 가이드핸들(110)에 장착되고 가이드튜브 유닛(70)이 그 내부에 삽입될 수 있다. 튜브연결부(200)의 상부에 가이드튜브 유닛(70)의 제1안착부(71)가 접하게 되면 튜브연결부(200)를 가이드핸들(110)로부터 외부로 다시 빼내어 이동시킬 수 있다. 그 다음 튜브연결부(200)를 가이드튜브 유닛(70)으로부터 분리 제거될 수 있다. 따라서, 튜브연결부(200)는 가이드튜브(75)를 타겟지점(7)을 향하도록 정확하고 정밀하게 위치 가이드할 수 있다. 튜브연결부(200)는 입구부분이 깔대기 형상과 같이 라운드지게 형성됨으로써 가이드튜브(75)가 어느 방향으로 삽입되더라도 중심부로 삽입되도록 가이드할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
P: 환자 1: 뇌실질
3: 두개골 5: 두피
7: 타겟지점 10: 네비게이션 장치
11: 네비게이션 프로브 13: 네비게이션 핸들
15: 조사부 17: 센서부
19: MRI 영상기 50: 약물주입장치
51: 본체 51a: 볼트공
55: 구동부 55a: 제1수용부
55b: 제2수용부 55c: 제3수용부
70: 가이드튜브 유닛 71: 제1안착부
73: 제2안착부 75: 가이드튜브
77: 약물주입홀 100: 정위가이드기구
110: 가이드핸들 112: 삽입가이드부
113: 핸들링부 114: 결합공
115: 결합부 117: 삽입부
120: 프로브수용부 121: 네비게이션 삽입홀
123: 중심축맞춤부 130: 튜브연결부
131: 제1연결부 135: 제2연결부
137: 가이드홀 150: 가이드와이어
170: 와이어핸들부 173: 고정부
175: 거치부 177: 손잡이부
179: 체결수용부 190: 체결부
191: 몸체부 193: 네크부
195: 헤드부 200: 튜브연결부
CL: 중심축 S: 볼트

Claims (8)

  1. 환자의 두개골 내 타겟지점을 찾기 위해 약물주입장치의 구동부를 회전시키고 구동부 내부에 가이드튜브 유닛이 설치되도록 조립 및 분리 제거가 가능한 정위가이드기구에 있어서,
    상기 구동부 내부에 결합 설치되는 것으로, 상기 가이드튜브 유닛을 수용하여 상기 타겟지점으로 정위되도록 조정하고 상기 가이드튜브 유닛이 상기 구동부 내부에 설치되도록 가이드하는 가이드핸들과;
    상기 가이드핸들에 설치되는 것으로, 상기 타겟지점의 궤도를 찾는 네비게이션 프로브를 수용하는 프로브수용부와;
    상기 가이드핸들에 연결 설치되고 적어도 한쌍으로 조립 및 분리가 가능한 것으로, 일단은 상기 가이드핸들 내부에 삽입되고 타단은 상기 가이드핸들 상부에 거치되며 상기 가이드튜브 유닛이 상기 구동부 내부에 삽입 안착되도록 가이드하는 튜브연결부; 및
    상기 가이드핸들 및 상기 가이드튜브 유닛 내에 설치되는 것으로, 상기 타겟지점으로의 방향을 안내 및 조정하는 가이드와이어를 포함하는 정위가이드기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드핸들은,
    프로브 수용부, 네비게이션 프로브, 가이드와이어 및 가이드튜브 유닛 중 적어도 어느 하나가 삽입되도록 중공형태로 형성된 결합공을 가지고,
    상기 구동부 내부에 삽입 체결되는 삽입부와;
    상기 삽입부에서 연장 형성되며, 상기 구동부와 결합되는 결합부와;
    상기 결합부에 테이퍼지게 형성되는 것으로, 상기 구동부 외부에 위치하여 시술시 핸들링할 수 있는 핸들링부; 및
    상기 핸들링부 내부에 라운드지게 형성되는 것으로, 상기 결합공 끝단에 위치하여 상기 튜브연결부 삽입시 상기 결합공 방향으로 삽입 가이드하는 삽입가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로브수용부의 내부에는 프로브삽입홀이 형성되고,
    상기 프로브수용부는,
    상기 구동부 내부로 삽입되는 적어도 일측이 평평하게 막혀 있는 것으로, 상기 구동부 회전시 방향 오차 없이 중심축을 맞춰 가장 가까운 상기 타겟지점을 찾도록 하는 중심축맞춤부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 튜브연결부는,
    중앙에 상기 가이드와이어 및 상기 가이드튜브 중 적어도 어느 하나가 삽입되어 상기 타겟지점으로 향하도록 상기 가이드핸들과 같이 이중 가이드역할을 하고 내부에는 삽입을 안내하는 가이드홀이 형성되며,
    상기 가이드핸들 상부에 거치되는 제1연결부; 및
    상기 제1연결부에 연장되어 형성되는 것으로 보다 작은 직경을 가지고 상기 가이드핸들 내부에 삽입되는 제2연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드와이어는,
    뇌실질로 삽입되는 끝단이 라운드 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟지점으로 삽입 및 시술시 흔들리지 않고 핸들링이 가능하며, 그 중앙에 상기 가이드와이어가 삽입되는 홀이 형성된 와이어핸들부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 와이어핸들부는,
    상기 가이드핸들 내부에 수용되어 삽입 고정되는 고정부와;
    상기 고정부와 연결되는 것으로 상기 가이드와이어 핸들링시 적어도 일 측면에 잡을 수 있는 홈이 형성된 손잡이부와;
    상기 손잡이부와 연결되는 것으로 상기 가이드핸들에 거치되는 거치부; 및
    상기 가이드와이어와 상기 와이어핸들부 간의 고정 결합이 가능하도록 적어도 일측에 체결하기 용이한 홈이 형성된 체결수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 와이어핸들부는,
    상기 체결수용부에 맞춤 결합 설치되는 체결부를 더 포함하고,
    상기 체결부는,
    외부에 빗줄 무늬가 형성되어 돌려서 고정시키거나 잡을 때 헛돌지 않도록 미끄럼을 방지하는 헤드부와;
    상기 체결수용부에 체결되는 것으로, 상기 가이드와이어와 상기 와이어핸들부 간의 고정 결합이 가능하도록 체결하여 고정시키는 몸체부; 및
    상기 헤드부와 상기 몸체부 사이에 위치하는 것으로 상기 몸체부로부터 상기 헤드부가 체결 및 분리가 용이하도록 높이를 조절할 수 있는 네크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정위가이드기구.
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