KR102211335B1 - 장치 전달 시스템 - Google Patents

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KR102211335B1
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embolic
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히스 보우만
로스 수쿠시마
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마이크로벤션, 인코포레이티드
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Abstract

하나 이상의 센서를 이용하는 카테터 시스템이 기재된다. 카테터는 색전 코일 시스템, 가이드와이어 시스템, 또는 조합된 색전 코일/가이드와이어 시스템의 일부로서 사용될 수 있고, 여기서 장치는 카테터 시스템과 상호작용한다. 가변 분리 색전 코일 시스템과 가이드와이어 시스템이 또한 기재된다.

Description

장치 전달 시스템{DEVICE DELIVERY SYSTEM}
본 출원은 장치 전달 시스템이라는 발명의 명칭으로 2013년 12월 20일자에 출원된 미국 가특허 출원 제61/919,669호를 우선권 주장하며 이는 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용된다.
동맥류, 심방중격 결손증(atrial septal defect), 동맥관개존증(patent foramen ovale), 좌심방이 폐색술(left atrial appendage occlusion), 동맥관 개존증(patent ductus arteriosis), 누공(fistula), 뇌동정맥 기형부(arterio-venous malformation), 멸균을 위한 나팔관 폐색(fallopian tube occlusion), 및 말초 혈관 내의 폐색의 치료를 포함하지만 이에 한정되지 않은 다양한 경우에 혈관 폐색이 대개 필요하다. 혈관 폐색의 일 방법은 색전의 목적으로 코일로 혈관 또는 기형부 또는 동맥류를 충전하는 것을 포함한다. 이러한 코일은 색전 코일로 불릴 수 있다. 전형적인 색전 코일 기술은 코일의 설정 길이를 이용하고 이에 따라 코일이 다양한 단계에서 삽입될 수 있다. 코일이 혈관/기형부/동맥류를 충분히 패킹하기에 너무 짧은 경우, 다수의 코일이 삽입될 필요가 있고 이에 따라 수술 시간이 길어질 수 있다. 코일이 이 공간에 대해 너무 긴 경우, 혈관/기형부/동맥류로부터 코일이 돌출되는 위험성이 있다. 가변 길이의 분리가능 코일의 사용에 따라 정확한 크기의 코일이 혈관/기형부/동맥류 내에 배치될 수 있다.
가이드와이어는 전형적으로 맥관구조 내의 특정 목표 영역으로 전달 장치를 트래킹하기 위하여 이용된다, 사행성 해부학적 구조(tortuous anatomy)를 통한 네비게이션은 곤란할 수 있다. 네비게이션 및 트래킹을 돕기 위하여 맥관구조 내에서 이의 형상을 조종할 수 있는 가이드와이어가 이에 따라 선호될 수 있다.
카테터 센서 시스템은 코일을 따라 하나 이상의 지점에서 색전 코일(embolic coil)을 분리하기 위하여 색전 코일과 상호작용하도록 사용될 수 있다. 카테터 센서 시스템은 또한 가이드와이어와 같은 다른 장치와 사용될 수 있다. 가이드와이어는 하나 이상의 카테터 센서와의 전기적 접촉을 통하여 전달된 임펄스에 응답하여 만곡될 수 있다.
일 실시 형태에서, 색전 코일 분리 시스템은 히터 및 색전 코일의 세그먼트들 사이에 분해가능 링크를 갖는 색전 코일을 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일 분리 시스템은 전기적 접촉부를 갖는 카테터 및 색전 코일의 세그먼트들 사이의 분해가능 링크를 포함한 색전 코일을 갖는다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일 분리 시스템은 전기적 접촉부를 갖는 카테터 및 색전 코일의 세그먼트들 사이의 분해가능 링크를 포함한 색전 코일을 갖는다.
일 실시 형태에서, 색전 코일은 색전 코일의 세그먼트들 간에 분해가능 링크를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일은 색전 코일의 세그먼트들 사이에 분리가능 링크를 포함한다. 분리가능 링크는 분해가능 부분을 포함할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일은 동일한 타입의 코일을 포함하는 코일 세그먼트를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일은 다양한 타입의 코일을 포함하는 코일 세그먼트를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 가이드와이어 조종 시스템은 전기적 접촉부를 갖는 카테터 및 바이메탈 가이드와이어를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 가이드와이어 조종 시스템은 바이메탈 가이드와이어 및 히터 코일을 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 조합된 색전 코일 분리 및 가이드와이어 조종 시스템은 색전 코일 및/또는 가이드와이어과 인터페이싱을 위해 사용된 전기적 접촉부를 갖는 카테터를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 마이크로카테터는 마이크로카테터를 통하여 배치된 장치와 상호작용하는 전기적 접촉부를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 체인은 모노필라멘트 상에 고정된 복수의 구를 포함한다. 구는 루멘으로 구멍을 통하여 분배될 수 있는 약물과 같은 재료로 충전된 중공 루멘을 포함할 수 있다. 색전 체인은 2개의 인접한 구들 사이에 전류를 인가함으로써 분리될 수 있고(예를 들어, 카테터 내의 접촉부로부터), 이에 따라 구는 가열되고 모노필라멘트가 파열된다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일은 전원의 하나의 단자와 전기적 연통하고 카테터 상의 접촉부는 전원의 또 다른 단자와 전기적 연통한다. 카테터의 접촉부가 색전 코일 상의 조인트와 정렬되고 전원이 활성화될 때, 색전 코일의 일부가 구속해제된다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일은 전원의 하나의 단자와 전기적 연통하고 카테터 상의 접촉부는 전원의 또 다른 단자와 전기적 연통한다. 전원이 활성화될 때, 카테터의 외측에 배열된 전기분해 방식으로 분리가능한 조인트는 분해되어 색전 코일이 절단된다. 카테터는 카테터 내의 임의의 조인트가 분해되는 것을 방지하기 위하여 비-전도성 유체로 충전된다.
또 다른 실시 형태에서, 카테터는 금속 하이포튜브 또는 얇고 평평한 금속 시트를 레이저 절단함으로써 형성된 가열 코일을 포함한다.
몇몇의 가열 코일이 카테터의 길이를 따라 축방향으로 일렬로 또는 서로 인접하고 평행하게 중첩된 층 내에 배열될 수 있다.
도 1은 색전 코일 분리 시스템 내에서 사용된 색전 코일을 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 색전 코일을 이용하는 색전 코일 분리 시스템을 도시하는 도면.
도 2a는 도 2의 색전 코일 분리 시스템의 히터를 도시하는 도면.
도 3은 색전 코일 분리 시스템 내에서 사용된 또 다른 색전 코일을 도시하는 도면.
도 4 내지 도 7은 도 3의 색전 코일을 이용하는 색전 코일 분리 시스템을 도시하는 도면.
도 8은 색전 코일을 이용하는 또 다른 색전 코일 분리 시스템을 도시하는 도면.
도 9 내지 도 12는 색전 코일 분리 시스템 내에 사용된 분리가능 링크를 이용하는 색전 코일을 도시하는 도면.
도 13 내지 도 16은 도 9 내지 도 12의 색전 코일을 이용하년 색전 코일 분리 시스템을 도시하는 도면.
도 17 내지 도 20은 색전 코일 분리 시스템 내에서 사용될 수 있는 접촉부를 도시하는 도면.
도 21 내지 도 22는 구의 색전 체인을 도시하는 도면.
도 23은 색전 코일용 분리가능 조인트를 도시하는 도면.
도 24는 카테터의 전극과 전기적 접촉에 의해 분리될 수 있는 복수의 조인트를 갖는 색전 코일을 도시하는 도면.
도 25는 색전 코일 상의 전기분해 조인트를 파열하는 카테터를 도시하는 도면.
도 26은 가이드와이어 조종 시스템 내에서 사용된 카테터를 도시하는 도면.
도 27 내지 도 28은 가이드와이어가 카테터를 통하여 전달되는, 도 26으로부터의 카테터를 도시하는 도면.
도 29는 조합된 색전 코일 분리 및 가이드와이어 조종 시스템 내에서 사용되는 카테터를 도시하는 도면.
도 30은 색전 코일과 사용되는 도 29로부터의 카테터를 도시하는 도면.
도 31 내지 도 32는 가이드와이어와 사용되는 도 29로부터의 카테터를 도시하는 도면.
도 33 내지 도 34는 맥관구조 내의 만곡가능 가이드와이어를 도시하는 도면.
도 35는 카테터 시스템용 히터 코일을 도시하는 도면.
도 36은 도 35의 히터 코일을 형성하기 위하여 사용될 수 잇는 재료의 평평하고 레이저 절단된 시트를 도시하는 도면.
도 37 내지 도 39는 카테터 내에서 도 35로부터 다수의 히터의 다양한 형상을 도시하는 도면.
도 40은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 41은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 42 내지 도 45는 도 9의 색전 장치의 분리 시스템의 다양한 구성요소를 도시하는 도면.
도 46은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 47은 도 46의 분리 시스템의 히터 코일을 도시하는 도면.
도 48은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 49 내지 도 50은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 51은 도 49 내지 도 50의 카테터의 분리 시스템의 피스톤 부재를 도시하는 도면.
도 52는 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치를 도시하는 도면.
도 53 내지 도 54는 도 20의 분리 시스템의 단면도를 도시하는 도면.
도 55는 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
도 56 내지 도 65는 도 55의 카테터로부터 분리 시스템의 다양한 구성요소를 도시하는 도면.
도 66은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치를 도시하는 도면.
도 67 내지 도 68은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치를 도시하는 도면.
도 69 내지 도 70은 분리가능 조인트를 갖는 색전 장치를 도시하는 도면.
이제, 본 발명의 특정 실시 형태들이 첨부 도면들을 참조하여 기술될 것이다. 하지만, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 실시될 수 있고 본 명세서에 기술된 실시 형태에만 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되며, 본 발명이 완전하게 되고 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 이해시키도록 제공된다. 첨부 도면들에 예시된 실시 형태들을 기술한 상세한 설명에 사용된 용어들은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 도면들에서, 비슷한 도면부호들은 비슷한 요소들을 가리킨다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 용어(가령, 기술적 및 과학적 용어들)들은 본 발명이 속하는 해당 업계의 당업자들에게 일반적으로 이해되는 것과 똑같은 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들과 같은 이러한 용어들은, 관련 기술에 있어서의 의미와 동일한 의미를 가지며 본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 모호한 개념으로 해석되어서는 안 된다.
분리 시스템을 기재하는 제US8182506호 및 제US20060200192호는 그 전체가 참조로 인용된다. 후술된 사용자 인터페이스는 이들 문헌에 언급된 사상을 이용할 수 있다.
도 1 내지 도 8에 관하여, 도면의 좌측에서의 요소는 도면의 우측에서의 요소에 대해 원위에 있는 것으로 고려된다(역으로, 도면의 우측에서의 요소는 도면의 좌측에서의 요소에 대해 근위에 있는 것으로 고려됨).
색전 코일 분리 시스템은 색전 코일 및 분리 시스템을 포함한다. 도 1은 색전 코일 분리 시스템 내에서 사용되는 코일(10)을 도시한다. 코일(10)은 복수의 코일 세그먼트(12)를 포함하고, 이 세그먼트는 이들 사이의 링크(14)에 의해 분리된다. 링크(14)는 분해성이며, 링크가 충분히 분해될 때, 코일 세그먼트(12)는 코일(10)의 나머지 부분으로부터 분리된다.
근위 푸셔(proximal pusher, 20)(카테터로부터 코일(10)을 가압하기 위하여 코일(10)에 부착된 신장된 부재)는 코일(10)의 근위 단부에 연결되고 선택적으로 푸셔와 최근위 코일 세그먼트 사이에 또 다른 링크(14)를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 도 1의 링크(14)는 열분해될 수 있다. 링크(14)는 코일을 포함한 재료보다 낮은 용융점을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 일 예시에서, 중합체가 링크(14)에 대해 사용된다. 링크(14)가 복수의 스트랜드인 것으로 도시될지라도 더 두꺼운 중실 링크(도 3의 링크(14)에 도시된 바와 같이), 단일의 스트랜드 또는 관형 부재가 또한 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 색전 코일(10)과 함께 사용될 수 있는 분리 시스템을 도시한다. 분리 시스템은 바람직하게는 카테터의 원위 단부 근처에 히터(16)를 위치시키도록 크기가 형성된 와이어 트랙 부재(18)의 원위 단부에 위치된 히터(16)를 포함한다. 전술된 바와 같이, 히터(16)는 코일(10)로부터 2개의 다양한 코일 세그먼트(12) 간의 분리를 야기하기 위하여 링크(14)를 용융 또는 분해시킬 수 있다.
와이어 트랙 부재(18)의 근위 부분은 푸셔(20)를 통한 통로 내에 배치될 수 있고 이에 따라 와이어 트랙 부재(18)의 임의의 움직임과 독립적으로 푸셔(20)를 밀거나 또는 당길 수 있다. 와이어 트랙 부재(18)에 대한 재료는 스테인리스 스틸, 니티놀, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 또는 이러한 재료의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 금속 또는 중합체일 수 있다. 와이어 트랙 부재(18)는 바람직하게는 히터(16)에 전류를 전달하기 위하여 음 및 양의 전류 라인(18)을 포함한다. 와이어 트랙 부재(18)의 근위 단부는 전력 공급을 선택적으로 활성화시키기 위하여 양의 및 음의 터미널 및 메커니즘으로 배터리 또는 전압원에 연결될 수 있다.
히터(16)는 와이어 코일일 수 있고 바람직하게는 백금 또는 탄탈륨과 같은 고 전기 저항성 재료로 제조된다. 히터(16) 및 와이어 트랙 부재(18)의 외경은 바람직하게는 전형적인 마이크로카테터 내에 끼워맞춤되면서 코일(10)의 내경이 슬라이딩할 수 있도록 충분히 작다. 예를 들어, 0.017"인 루멘을 갖는 마이크로카테터의 경우, 코일(10)의 최대 외경은 약 0.016"일 수 있다. 0.003"의 비교적 큰 파일러 직경(filar diameter)을 가정할 때, 와이어 트랙 부재(18)는 약 0.008" 이하의 외경을 가질 수 있다. 와이어 트랙의 최적의 크기는 시스템의 유연성을 저하시키지 않고 가능한 클 수 있다. 일 예시에서, 와이어 트랙 부재(18)는 0.003" 내지 0.012"의 외경을 가질 수 있다.
도 2a는 히터(16) 및 와이어 트랙 부재(18)의 근접도를 도시한다. 전류 라인(19)들 중 하나는 히터(16)의 근위 부분에 연결되고 또 다른 전류 라인(19)은 전류에 대한 들어오는 및 나가는 유동 경로를 제공하기 위하여 히터(16)의 원위 부분에 연결된다. 이에 관하여, 전류는 열을 생성하는 히터(16)에 선택적으로 적용될 수 있다. 히터(16)가 코일(10)의 링크(14)들 중 하나의 링크(14)와 정렬될 때, 히터(16)는 코일(10)의 내측으로부터 링크(14)를 가열하고 이에 따라 2개의 인접한 코일 세그먼트(12)가 서로 분리된다.
코일 세그먼트를 포함하는 코일(10)은 방사선불투과성 생체적합 재료로 제조될 수 있다. 일 예시에서, 이는 92/8 비율의 백금/텅스텐 재료로 제조된다. 도 1에 도시된 코일의 경우에, 코일 세그먼트(12)는 링크(14)로 연결될 수 있고, 상기 링크는 PET(폴리테트라 테레프탈레이트), 인게이지 폴리머(Engage polymer) 또는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)과 같은 재료로 제조된 모노필라멘트이다. 이들 모노필라멘트 접합부는 접합부가 히터와 정확히 정렬될 때 그리고 적합한 에너지가 히터에 공급될 때 히터(16)에 의해 생성된 열에 의해 절단된다. 대안으로, 링크는 히터(16)로부터 생성된 열이 링키지를 용융시키는 관형 형상을 가질 수 있다. 또 다른 대안의 실시 형태에서, 링크(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 완전히 중실 구조일 수 있다(즉, 충전된 원통형 형상).
푸셔(20)는 와이어 트랙(18)에 걸쳐 용이한 트래킹 및 전달 장치(예를 들어, 마이크로카테터) 내에서 용이한 트래킹을 허용하기 위하여 코일(10)과 유사한 치수의 하이포튜브로 구성될 수 있다. 푸셔(20)는 스테인리스 스틸 또는 니티놀과 같은 금속 또는 폴리에틸렌 또는 폴리이미드와 같은 중합체로 제조될 수 있다.
도 3은 또 다른 분리 시스템 내에서 사용될 수 있는 또 다른 코일(11)을 도시한다. 중실 링크(15)가 도 1에 도시된 모노필라멘트 링크(14)보다 더 두꺼운 것으로 도시된다. 코일 링크(15)는 코일 분리 시스템의 특성에 따라 링크(14)와 상호교환될 수 있다(즉, 도 1 및 도 3에 도시된 링크 둘 모두가 단일의 코일(10, 11) 상에서 사용될 수 있음). 도면에는 코일 실시 형태 및 코일 분리 시스템 실시 형태의 대표도가 도시된다. 링크(14)나 바람직하게는 완벽히 중실구조이기 때문에(또는 대안으로 중공 경로를 갖는 원통형), 도 2a의 히터(16) 및 와이어 트랙 부재(18)와 함께 사용되는 것이 선호되지 않을 수 있다. 따라서, 코일(11) 위에 배치된 마이크로카테터를 통하여 가열 메커니즘을 사용하는 것이 선호될 수 있다.
도 4는 색전 코일(11)의 정렬을 체크 또는 결정하기 위하여 코일 분리 시스템 내에서 사용된 마이크로카테터(22)를 도시한다. 분리 시스템은 카테터(22)의 원위 단부 근처에서 전기적 접촉부(26)를 포함한 마이크로카테터(22)를 포함한다. 도 4에서, 이들 접촉부는 임의의 전기 전도성 재료로 제조된 한 쌍의 전류 전달 요소로 도시된다(하나의 전류 전달 요소는 더욱 근위 위치에 있고 다른 하나는 더욱 원위 위치에 있음). 각각의 이들 접촉부(26)는 카테터의 내부 경로의 내부 주변 주위에서 연장되는 링일 수 있거나 또는 코일(11)의 작은 부분과 접촉하는 하나 이상의 지점 또는 호일 수 있다. 다른 전기적 접촉부(히터 코일, 전극 등)가 또한 사용될 수 있다.
분리 시스템은 색전 코일(11)의 정렬을 체크할 뿐만 아니라 정렬이 정확한 경우 분리 작업을 개시하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 정렬은 저항, 커패시턴스, 공진 주파수, 및/또는 원위 접촉부(26)와 근위 접촉부(26A) 사이의 금속 디텍션(metal detection)과 같은 값을 측정함으로서 결정될 수 있다. 접촉부(26)는 와이어(28)를 통하여 장치의 근위 단부에서 제어 시스템에 연결된다. 와이어(28)는 제어 시스템에 대한 접촉부(26A)의 근위 세트와 제어 시스템에 대한 접촉부(26B)의 근위 세트 사이에서 연장된다. 제어 시스템은 분리 단계(즉, 링키지를 분리하기 위한 가열)를 개시할 뿐만 아니라 정확한 정렬(후술된 바와 같이)을 측정할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 색전 코일(26)의 정확한 정렬을 체크하기 위하여 사용된 도 4의 카테터(25)를 도시한다. 색전 코일(10)이 링크(14)에 의해 상호연결된 일련의 세그먼트(12)로 구성되기 때문에, 축방향 정렬은 전기적 접촉부(26)의 두 세트들 간에 측정된 값(예를 들어, 저항)을 기초로 결정된다.
예를 들어, 도 5에서, 코일 세그먼트(12)의 단지 하나의 부분만이 근위 접촉부(26A)와 원위 접촉부(26B) 둘 모두와 접촉하여 코일 세그먼트(12)의 재료 특성을 기초로 제1 저항 값의 측정이 허용된다. 도 6에서, 링키지(14)가 원위 접촉부(26B)와 접촉하고 세그먼트(12)는 근위 접촉부(26A)와 접촉하며, 이에 따라 제2 저항 값이 링크(14)의 재료 특정에 따라 측정된다. 도 7에서, 원위 접촉부(26B)가 링키지(14)와 접촉하고 근위 접촉부(26A)가 세그먼트(12)와 접촉하며 이에 따라 제3 저항 측정값이 제공된다.
일 예시에서, 카테터(25) 내에서 원하는 축방향 정렬이 도 6에서 도시되며(예를 들어, 제2 저항값에 의해 감지됨), 링크(14)의 분해는 코일(11)의 나머지 부분으로부터 코일 세그먼트를 분리하기 위해 개시될 수 있다. 일 예시에서, 원하는 정렬이 측정될 때, 신호가 사용자에게 릴레이될 수 있다(즉, 사용자 인터페이스 장치에 대한 광 및/또는 음향). 사용자는 분리를 개시하기 위하여 인터페이스와 상호작용할 수 있다(예를 들어, 버튼을 누름).
일 예시에서, 접촉부(26)는 원하는 경우 링크(14)를 전달하기 위하여 열을 릴레이할 수 있다. 또 다른 예시에서, 제어 시스템에 결합된 대안의 열 시스템(예를 들어, 카테터(25) 내의 히터 코일)이 원하는 경우 링크(14)를 절단하기 위하여 사용될 수 있다. 사용자가 버튼을 누르면, 적합한 저항값이 접촉부(26)에 대해 색전 코일(11)의 위치를 기초로 측정되면 분리는 자동으로 개시된다. 열분해 분리에 추가로, 전기분해 또는 다른 분리 메커니즘이 링크(14)를 분리하기 위하여 사용될 수 있다.
코일 구성요소의 적합한 정렬을 체크하기 위한 값(예를 들어, 저항)을 측정하는 것에 추가로 접촉부(26)가 또한 링크(14)의 분해를 통하여 분리를 개시하기 위한 열을 전달 또는 유발할 수 있다. 예를 들어, 접촉부(26)는 링크(14)의 각각의 측면 상에서 2개의 세그먼트(12)를 가열하기 위하여 충분한 전류를 공급할 수 있고, 이에 따라 세그먼트(12)가 링크(14)를 용융시킨다. 구체적으로, 회로가 하나의 와이어(28), 하나의 세트의 접촉부(26), 색전 코일의 일부(2개의 와이어 사이에 접촉하는 부분), 다른 세트의 접촉부(26), 다른 와이어(28)를 통하여 제어 시스템 사이에서 그리고 제어 시스템으로 연장된다. 하나의 와이어(28)가 제어 시스템 내에서 전압원 내의 양극 단자에 부착될 수 있고, 반면 다른 와이어(28)가 회로를 완성하기 위하여 제어 시스템 내의 전압원의 음극 단자에 부착될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 각각의 접촉부가 접촉부 각각이 열을 자체적으로 생성하도록 선택적으로 유발하는 추가 와이어에 연결될 수 있다.
도 8은 접촉부(26C, 26D)가 평행한 플레이트 축전기를 포함하는 것을 제외하고 도 4에 도시된 카테터(25)와 유사한 카테터(27)를 도시한다. 구체적으로, 접촉부(26C, 26D)는 각각 플레이트, 호, 선회점(circular point) 형상 또는 유사 형상이고, 바람직하게는 카테터(27)의 루멘 내에서 서로 교체하도록 배치된다. 접촉부(26C, 26D)는 커패시턴스가 측정되도록 허용하기 위해 전술된 것과 유사한 제어 시스템의 음극 및 양극 단자에 와이어(28)를 통하여 결합된다. 평행한 접촉부(26C, 26D)들 사이를 통과하는 재료의 유전 상수에 따라, 커패시턴스가 변화할 것이다. 따라서, 하나의 커패시턴스 값이 코일 세그먼트(12)에 대해 관찰될 것이며, 또 다른 유전 상수 값이 링크(14)에 대해 관찰될 것이며, 이는 상이한 재료로 제조되기 때문이다. 특정 커패시턴스 값이 링크(14)의 측정된 유전 상수를 기초로 제어 시스템에 의해 측정될 때, 전술된 것과 유사한 분리 단계가 개시될 수 있다.
도 9 내지 도 16에 관하여, 도면의 우측에서의 요소는 도면의 좌측에서의 요소에 대해 원위에 있는 것으로 고려된다(역으로, 도면의 좌측에서의 요소는 도면의 우측에서의 요소에 대해 근위에 있는 것으로 고려됨).
도 9는 2개의 인접한 코일 세그먼트(12)를 연결하는 분리가능 링크(detachable link, 30)를 이용하는 분리 시스템을 도시한다. 분리가능 링크(30)는 분해가능 요소를 포함하는 캡슐형 부분을 포함한다.
도 10은 링크(30)의 더 근접한 도면을 도시하며, 도 11은 도 10에 도시된 링크(30)의 분해도를 제공한다. 링크(30)는 임의의 생체적합성 비-전도성 재료로 제조될 수 있는 절연 슬리브(36)를 포함한다. 중합체, 예컨대 폴리이미드 또는 세라믹이 절연 슬리브에 대해 사용될 수 있는 재료의 예시이다.
2개의 전도성 슬리브 또는 슬리브(34, 35)는 접착제 또는 글루를 통하여 절연 슬리브(36)의 근위 및 원위 단부에 대해 각각 정합된다. 전도성 슬리브(34, 35)는 92/8 비율의 백금/텅스텐 재료와 같은 전도성 재료로 구성된다.
와이어의 코일일 수 있는 히터(40)가 각각의 슬리브(34, 35) 내에서 요홈 또는 리세스(44)에 이의 단부(42)(예를 들어, 이의 와이어 또는 벌어진 코일 부분의 단부)를 연결하는 근위 및 원위 전도성 슬리브(34, 35) 사이의 영역 사이에 걸쳐진다. 슬리브(34, 35)가 전도성이기 때문에, 전류는 히터(40)를 통하여 그리고 2개의 전도성 슬리브(34, 35)들 사이를 통과할 수 있고 이에 따라 히터(40)가 열을 생성한다. 일 예시에서, 히터(40)는 절연 슬리브(36)에 걸쳐 배치되고 또 다른 예시에서 히터(40)는 절연 슬리브(36) 내에 배치된다. 양 예시에서, 히터(40)는 히터(40) 내에 형성될 수 있는 열을 분산시키지 않도록 절연 슬리브(36)와 바람직하게는 상당히 접촉하지 않을 수 있다. 히터는 바람직하게는 또한 고 전기 저항을 갖는 생체적합성 재료로 제조된다. 일 예시에서, 히터는 92/8 비율의 백금/텅스텐 재료로 제조되며, 코일이다.
캡(32)이 원위 전도성 슬리브(35)의 원위에 배열되고 원위에 배치된 코일 세그먼트(12)에 부착된다. 일 예시에서, 캡(32)은 또한 92/8 비율의 백금/텅스텐 재료로 제조될 수 있다. 또 다른 색전 코일 세그먼트(12)가 근위 전도성 슬리브(34)에 대해 근위에 부착되고, 일 예시에서 원위 코일 세그먼트가 캡(32)에 용접되며 근위 코일 세그먼트가 근위 전도성 슬리브(34)에 용접된다.
스프링(38)은 캡(32)의 원위에 배치되는 반면 또 다른 스프링(37)은 모노필라멘트(50)를 위한 가요성 연결 지점을 제공하기 위하여 근위 전도성 슬리브(34)에 인접하게 위치된다. 임의의 타입의 연결을 통하여 바람직하게는 원위 스프링(38)의 원위 부분과 근위 스프링(37)의 근위 부분에 체결되는 중합체(예를 들어, PTFE 또는 인게이지)로 구성될 수 있는 모노필라멘트 와이어(50)가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 2개의 스프링(37, 38) 사이에 체결될 때 모노필라멘트(50) 내에 최소의 슬랙(slack) 또는 심지어 일부 인장이 있다.
도 12는 2개의 스프링 대신에 하나의 스프링(46)을 포함하지만 도 10 및 도 11에 관해 전술된 것과 유사한 코일 분리 시스템 내에서 사용된 분리가능 링크(31)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 스프링(46)은 전체 링크(31)에 걸쳐 있고 히터(40) 내에 배치된다. 2개의 스프링 사이에 걸쳐 있는 모노필라멘트(50) 대신에, 이는 스프링(46) 내에서 그리고 이를 통하여 연장된다. 일 예시에서, 모노필라멘트는 원위 코일 세그먼트(원위 캡(32)에 연결됨) 및 스프링(46)의 근위 부분에 체결될 수 있다. 도 다른 예시에서, 스프링(46)은 히터(40)의 외부에 배치된다.
링크(30 또는 31)를 이용하는 분리 작업이 이제 설명될 것이다. 링크(30)(또는 31)는 각각의 섹전 코일 세그먼트(12) 사이에 안착된다. 도 13은 다양한 색전 코일 세그먼트(12) 및 상기 세그먼트들 사이에 링크(31)(링크(30)가 또한 사용될 수 있음)로 구성된 색전 코일을 도시한다. 도면에 도시된 세그먼트(12)와 링크(31)의 갯수는 단지 예시의 목적이다. 링크(30)는 근위 전도성 슬리브(34), 원위 전도성 슬리브(35), 및 히터(40)를 포함한다. 코일은 마이크로카테터 또는 전달 장치(22)를 통하여 전달된다.
전달 장치는 전술된 접촉부와 유사한 접촉부(52, 54)를 포함한다. 접촉부는 도시된 와이어를 통하여 접촉부를 분극화시키기 위하여 제어 시스템에 연결되고 하나의 접촉부는 양극을 가지며 다른 접촉부는 음극을 갖는다. 접촉부는 전압원을 갖는 제어 시스템에 연결될 수 있고 여기서 하나의 접촉부가 전압원의 양극 단자에 연결되고 다른 접촉부는 전압원의 음극 단자에 연결된다. 대안으로, 다른 전압원, 예컨대 교류 시스템이 사용될 수 있다. 예시로서, 접촉부(52)는 양극을 가지며 접촉부(54)는 음극을 갖는다.
도 13에 도시된 바와 같이, 접촉부(52)가 근위 전도성 슬리브(34)와 정렬되고 접촉부(54)가 원위 전도성 슬리브(34)와 정렬될 때, 회로가 완성되어 전류가 근위 전도성 슬리브(34), 히터 코일(40), 원위 전도성 슬리브(35), 접촉부(54)를 통하여 흐를 수 있고 재차 제어 시스템/전압원으로 흐른다. 일 예시에서, 사용자 인터페이스가 전술된 시스템과 인터페이싱하는 제어 시스템/전압원을 수용할 수 있다. 시각적 또는 청각적 큐(audio cue)(즉, 광 및/또는 음향)가 전도성 슬리브(34, 35)와 접촉부(52, 54) 사이의 적합한 정렬이 구현될 때 제공될 수 있다. 사용자는 그 뒤에 분리를 개시하기 위하여 버튼을 누를 수 있고 버튼을 누름으로써 시스템에 임펄스가 제공된다.
히터(40)는 전류가 이를 통하여 흐름에 따라 가열될 것이다. 도 11을 언급하면, 이 열은 초기에 모노필라멘트 와이어(50)를 연신시키고 차례로 스프링(37, 38)들 간의 인장을 증가시킨다. 스프링(37, 38)과 필라멘트(50)가 충분한 인장에 도달될 때, 와이어(50)가 절단되어 원위 캡(32)과 원위 코일(38)이 도 14에 도시된 바와 같이 맥관구조로 분리된다. 원위 캡(32)은 바람직하게는 맥관구조 내로 분리되는 것을 방지하기 위하여 원위 전도성 슬리브(35)에 기계적으로 부착된다(예를 들어, 접착제를 통하여). 캡(32) 및 원위 코일에 근접한 구성요소(즉, 전도성 슬리브(34, 35), 절연 슬리브(36))가 전술된 바와 같이 근위 링크 구성요소들 사이에 배열된 접합 구성요소로 인해 나머지 근위 색전 코일 세그먼트와 부착된 상태로 유지된다.
또 다른 분리 단계가 색전 코일의 또 다른 위치에서 개시되는 경우, 이들 다른 구성요소(즉, 원위 전도성 슬리브(35), 절연 슬리브(36), 근위 전도성 슬리브(34), 등)가 그 뒤에 다음의 분리 단계가 개시될 때 맥관구조 내로 분리될 것이다. 이 단계는 도 13 내지 도 16에 도시된다. 도 13에서, 제1 분리 단계가 개시되어 도 14에 도시된 바와 같이 코일의 나머지 부분으로부터 원위 코일 세그먼트(12)와 원위 캡(32)이 분리된다. 도 15에서, 코일은 다음의 분리 구역 또는 링크(31)가 접촉부(52, 54)와 정렬될 때까지 가압된다. 분리 단계는 그 뒤에 재차 개시되고 다음의 그룹핑이 그 뒤에 도 16에 도시된 바와 같이 분리된다.
바람직하게는, 모든 링크 구성요소가 생체적합성이고, 이는 중합체(모노필라멘트(50, 절연 슬리브(36)) 또는 생체적합성 금속(히터(42), 전도성 슬리브(35), 스프링(37, 38), 캡(32), 코일 세그먼트(12))으로 구성된다. 도 12에 도시된 링크 실시 형태(31)의 경우에, 히터(40)로부터 발생된 열은 모노필라멘트 와이어(50)가 팽창되도록 하며 이에 따라 와이어가 수용되는 단일의 스프링(46)이 상기 와이어가 파열될 때까지 연신된다. 모노필라멘트(50)의 원위 단부가 원위 색전 코일 세그먼트(12)에 부착되는 경우, 원위 색전 코일 세그먼트(12)가 그 뒤에 분리될 것이다.
또 다른 실시 형태에서, 또 다른 시스템이 히터(40)를 에너자이징하기 위하여 이용될 수 있다. 이 시스템은 동일한 사용자 인터페이스와 결합될 수 있다. 이 대응 시스템은 히터(40)에 열을 제공하고 분리를 돕기 위하여 또 다른 세트의 회로를 이용할 수 있다. 일 예시에서, 분리 시스템은 링크가 접촉부와 적절히 정렬될 때 사용자에게 큐(cue)를 제공한다. 사용자는 그 뒤에 히터(40)를 가열시키고 코일 세그먼트를 분리시키기 위해 대응 시스템을 작동시키도록 동작(즉, 사용자 인터페이스 상의 버튼을 누름)을 취할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 링크가 적절히 정렬될 때 사용자에게 큐가 제공되지 않는다. 대신에, 사용자는 분리가 요구될 때 동작을 취할 수 있다(즉, 사용자 인터페이스 상의 버튼을 누름). 그 뒤에 링크가 적절히 정렬될 때, 분리 단계가 개시될 것이다. 히터(40)의 가열은 전술된 바와 같이 대응 또는 통합 시스템의 일부일 수 있다.
도 4-7, 8, 13-16에 도시된 코일 분리 시스템은 지능형 마이크로카테터를 도시하며, 마이크로카테터(22)는 접촉부를 통하여 색전 코일 위치를 판독하기 위하여 마이크로카테터의 원위 단부 근처에 수단을 갖는다. 기재된 다양한 시스템의 다른 실시 형태가 하이포튜브, 더 작은 마이크로카테터, 또는 마이크로카테터를 통해 전달된 다른 전달 장치를 이용할 수 있다. 코일은 이 하이포튜브/더 작은 마이크로카테터/내부 전달 장치를 통하여 전달될 수 있고, 여기서 하이포튜브/더 작은 마이크로카테터/내부 전달 장치가 색전 코일 위치를 판독하기 위한 접촉부를 가질 수 있다.
도 17 및 도 18은 접촉부(52, 54)가 링 또는 원통형 형상인 접촉부(52, 54)의 일 실시 형태를 도시한다. 접촉부(52, 54)는 니티놀, 스프링 강, 스테인리스 스틸, 또는 유사 재료로 제조될 수 있고, 도 18의 상부 프로파일도에서 가장 잘 도시되고 금과 같은 전도성 재료로 구성된 전도성 팁(56)을 갖는다. 색전 코일이 통과함에 따라, 팁(56)이 상이한 영역과 접촉하여 링(52, 54)과의 전기적 연통이 제공된다.
정확한 분리 정렬을 위하여, 팁(56)이 회로를 완성하기 위하여 전도성 슬리브(34, 35)와 정렬된다. 분리는 그 뒤에 원하는 경우 사용자에 의해 개시될 수 있다. 접촉부는 접촉부를 적절히 분극화시키기 위하여 전압원 상의 양극 및 음극 전압 단자를 포함할 수 있는 제어 시스템에 연결된다. 따라서, 접촉부(52)는 양극이고 접촉부(54)는 음극이며 또는 역으로도 가능하다.
도 19는 마이크로카테터(22) 내에 배치된 접촉부(52, 54)를 도시한다. 이 도면에서, 접촉부(52, 54)는 마이크로카테터의 원위 단부 근처에서 마이크로카테터의 내부 및 외부 직경(즉, 마이크로카테터 벽 내에) 사이의 영역 내에 매립된다. 필요 회로가 마이크로카테터를 통하여 이 영역을 따라 세로방향으로 이어질 수 있다. 대안으로, 와이어(즉, 전도성 슬리브 또는 전도성 레이스) 이외에 전도성 요소가 재차 제어 시스템에 연결되도록 마이크로카테터의 특정 영역을 통하여 세로방향으로 이어질 수 있다. 또 다른 예시에서, 이들 접촉부는 마이크로카테터의 외측에 배열될 수 있다. 또 다른 예시에서, 이들 접촉부는 내부 루멘 영역의 주연부 상에 배치될 수 있다.
도 20은 색전 코일이 통과하는 시스템을 도시한다. 접촉부(52, 54)는 마이크로카테터 내에 매립되고 다른 단부에서 전압원에 연결된다(하나의 접촉부가 양극 단자에 그리고 또 다른 접촉부가 음극 단자에 연결됨). 대안으로, 다른 전압원, 예컨대 교류 시스템이 사용될 수 있다. 전술된 바와 같이, 코일이 통과할 때, 회로는 분리 구역이 팁(56)과 접촉부(52, 54)와 정확히 정렬될 때 완성될 것이다. 이에 따라 전도성 슬리브(34, 35)가 접촉부(52, 54)와 정렬될 때, 회로는 완성될 것이며 분리는 전술된 방식으로 요구되는 경우 개시될 수 있다.
일 실시 형태에서, 색전 코일(예를 들어, 10 또는 11)을 구성하는 코일 세그먼트(12)는 다양한 타입의 코일을 이용할 수 있다. 예를 들어, 동맥류를 충전할 때, 비교적 더 단단한 프레이밍 코일이 동맥류의 주연부를 프레이밍하기 위하여(frame) 우선 전개된다. 비교적 더 유연한 충전 코일이 그 뒤에 동맥류 내이 공간을 충전하기 위하여 사용된다. 심지어 더 유연한 피니싱 코일(finishing coil)이 최종적으로 동맥류의 공간 내에 있는 작은 공간을 충전하기 위하여 사용된다.
색전 코일 분리 시스템 내에서 사용되는 색전 코일은 프레이밍 코일(framing coil)과 같은 색전 코일의 일부 세그먼트, 충전 코일과 같은 일부 세그먼트, 및 피니싱 코일과 같은 일부 세그먼트를 이용할 수 있다. 일 예시에서, 최원위 코일 세그먼트는 프레이밍 코일일 수 있고, 다음의 최원위 세그먼트는 충전 코일(filling coil)일 수 있고, 최근위 세그먼트는 피니싱 코일일 수 있다. 또 다른 예시에서, 최원위 코일 세그먼트는 프레이밍 코일일 수 있고, 다음의 세그먼트는 충전 코일일 수 있다. 또 다른 예시에서, 최원위 코일 세그먼트는 충전 코일일 수 있고 다음의 세그먼트는 피니싱 코일일 수 있다. 대안으로, 프레이밍, 충전 및 피니싱 코일의 다양한 조합이 색전 코일의 코일 세그먼트로서 사용될 수 있다. 동맥류/기형부 치료를 위해 필요한 다양한 타입의 코일을 포함하는 다양한 코일 세그먼트를 포함한 하나의 색전 코일을 가짐으로써 작업 시간이 상당히 가속될 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 색전 코일을 포함하는 코일 세그먼트가 동일한 타입의 코일을 이용할 수 있다. 일 예시에서, 색전 코일들 중 하나의 색전 코일이 단지 프레이밍 코일, 또 다른 충전 코일, 또 다른 피니싱 코일만으로 구성될 수 있다. 다양한 지점에서 코일을 분리하기 위한 능력은 다음 타입의 코일이 필요한 경우에 삽입될 수 있는 시간에 특정 동맥류/기형부 부피에 대한 코일 길이를 맞춤구성할 수 있다. 일 예시에서, 제1 색전 코일이 프레이밍 코일 세그먼트를 이용한다. 이는 원하는 경우 적합한 분리 구역에서 우선적으로 삽입되고 그 뒤에 분리된다. 충전 코일 세그먼트를 이용하는 제2 색전 코일이 그 뒤에 사용되고 원하는 경우 적합한 분리 구역에서 분리된다. 최종적으로, 피니싱 코일 세그먼트를 이용하는 제3 색전 코일이 그 뒤에 사용되고 원하는 경우 적절한 분리 구역에서 분리된다.
색전 코일 및/또는 색전 코일 분리 시스템을 이용하고 및/또는 전달하는 다양한 방법이 또한 고려된다. 색전 코일을 전달하는 방법은 분리 구역에 색전 코일을 제공하고, 전달 장치를 통하여 코일을 전달하며, 맥관구조 내에서 코일의 전부 또는 일부를 분리하기 위하여 분리 시스템을 이용하는 분리 단계를 개시하는 것을 이용할 수 있다. 분리 시스템을 이용하는 방법은 다양한 분리 구역에 코일을 제공하고, 그 뒤에 맥관구조 내에서 코일의 전부 또는 일부를 분리하기 위하여 적절한 경우에 분리 단계를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 표시 수단이 분리 구역이 적절히 정렬될 때 사용자에게 알려주기 위하여 선택적으로 제공될 수 있다.
고려된 다른 방법이 각각의 세그먼트가 고유 타입의 코일(즉, 프레이밍, 충전, 또는 피니싱 코일)을 포함하는 다수의 코일 세그먼트를 갖는 색전 코일을 제공하고, 전달 장치를 통하여 이 코일을 전달하며, 및 분리 시스템을 이용하여 각각의 코일 타입을 선택적으로 분리하는 것을 포함한다. 또 다른 방법이 각각의 코일이 다양한 타입의 코일(즉, 하나의 코일은 단지 프레이밍 코일 세그먼트만을 가지며, 또 다른 코일이 단지 충전 코일 세그먼트만을 가지고, 또 다른 코일이 단지 피니싱 코일 세그먼트를 가짐)로 구성되는 다양한 색전 코일을 제공하는 것을 포함한다. 제1 코일은 전달 장치를 통하여 전달되고 분리 단계가 원하는 경우에 개시된다. 다음의 코일이 그 뒤에 전달 장치를 통하여 전달되고 분리가 원하는 경우에 개시된다.
전술된 방법은 기재된 장치, 기술 및 실시 형태가 다양한 작동 방법을 이용할 수 있는 방식의 예시에 제한되지 않는다.
도 21 및 도 22는 전술된 색전 코일과 유사하게 사용될 수 있는 분리가능 색전 구 체인(embolic sphere chain, 100)의 실시 형태를 도시한다. 바람직하게는, 각각의 구(102)는 이를 통해 연장되는 통로(106)를 포함하며, 이에 따라 모노필라멘트 또는 테터 부재(108)가 통과할 수 있다. 일 실시 형태에서, 구(102)는 모노필라멘트 통로(106)로 개방되고 이에 따라 구(102)와 모노필라멘트(108)에 고정되는, 통로(104)를 통해 접착제(112)를 주입함으로써 모노필라멘트(108)에 고정될 수 있다. 바람직하게는, 복수의 구(102)가 서로 인접하게 그리고 접촉부에서 모노필라멘트(108) 상에 고정된다.
도 22에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구(102)는 중공 구조이며, 하이드로겔, 폼 및/또는 구멍(110)을 통하여 환자에게 투여될 수 있는 약물을 수용할 수 있는 내부 캐비티(internal cavity) 또는 루멘(102A)을 형성한다. 구멍(110)의 다양한 양태가 재료가 배출되는 속도를 증가 또는 감소시키기 위하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 구멍(110)의 직경과 깊이는 분산 재료의 주 메커니즘인 표면 장력과 모세관 작용을 허용하도록 조절될 수 있다. 이에 관하여, 구멍 크기의 감소 또는 구멍 깊이(즉, 구멍(110) 주위에서 구(102)의 벽의 두께)의 증가는 재료의 전달 속도를 감소시킬 수 있다. 또 다른 예시에서, 구멍(110)은 통상적인 대기 압력에서 재료(예를 들어, 약물)이 구(102) 내에서 안정적이지만 구(102)가 환자의 맥관구조에 유입될 때 구(102)로부터 외부로 약물을 이동시키는 경사가 형성되도록 설계될 수 있다. 또 다른 예시에서, 생체-흡수성 또는 생체분해성 플러그(예를 들어, PGLA)가 구멍(110) 내로 배치될 수 있고 약물 전달을 위해 선호되는 기간에 따라(예를 들어, 분, 시, 일 또는 심지어 달) 다양한 두께를 가질 수 있다.
구(102)는 예컨대 백금, 팔라듐, 니티놀, 탄탈룸, 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 구성될 수 있다. 대안으로, 구(102)는 전도성 재료로 도금된 중합체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 0.017' 카테터 루멘이 사용되는 경우 0.013"-0.016" 직경의 구가 사용될 수 있다. 그러나, 이는 단지 예시적인 예시로서 제공되며, 다양한 크기가 고려되고 다양한 크기의 카테터와 함께 사용될 수 있다.
일반적으로, 구 체인(100)은 본 명세서에서 논의된 임의의 카테터 실시 형태와 같이 이의 루멘 내에 전기적 접촉부를 포함하는 임의의 카테터와 함께 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 모노필라멘트(108)는 전류가 2개 이상의 구(102)들 사이에서 흐를 수 있도록 하는(예를 들어, 전기적 접촉부가 카테터 루멘 내에서 축방향으로 이격됨) 금속 또는 전도성 도금된 중합체(예를 들어, 금으로 도금된 폴리이미드)로 제조된다. 따라서, 전류는 하나의 구(102)를 통하여 모노필라멘트(108) 내로, 인접한 구(102)를 통하여, 그리고 제2 접촉부를 통하여 외부로 흐르고, 이에 따라 모노필라멘트(108)가 가열되고 중합체가 용융되며 2개의 구(102)가 분리된다.
또 다른 실시 형태에서, 비-도금 중합체 모노필라멘트(108)가 구(102)를 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 이에 관하여, 전류는 구(102)로부터 직접적으로 이의 접촉부를 통하여 인접한 구(102)로 흐를 수 있다. 이 전류에 따라 2개의 구(102)가 가열되어 용융되고 모노필라멘트(108)가 파열된다.
용어 구가 체인(100)의 요소(102)를 설명하기 위해 사용될지라도 다른 형태의 부재가 대안으로 사용될 수 있다. 예를 들어 원통, 큐브, 중공 새들 형상 또는 유사 다-면 형상이 사용될 수 있다. 따라서, 용어 구는 구형의 요소(102)로만 한정되는 것으로 의미하지는 않는다.
일 실시 형태에서, 모노필라멘트(108)는 각각의 구(102)들 사이에 접촉을 유지시키기 위하여 구(102)들 사이에서 인장된다. 또 다른 실시 형태에서, 모노필라멘트(108)는 구(102)들 사이에서 인장 하에 있지 않다.
모노필라멘트 통로(106)가 직선형으로 도시될지라도 곡선형 통로가 또한 가능하다. 이에 관하여, 통로(106)의 개구들은 서로 평행하지 않을 수 있다. 곡선형 통로(106)를 갖는 복수의 구(102)가 체인(100)에 이차 형상을 부여하기 위하여 사용될 수 있는 것으로 추가로 고려된다.
또 다른 실시 형태에서, 구(102)는 이의 외부 표면에 걸쳐 와이어 코일을 추가로 가질 수 있다. 예를 들어, 단일의 코일이 전체 체인(100)을 덮을 수 있거나 또는 복수의 더 작은 코일이 하나 이상의 구(102)를 각각 덮을 수 있다.
도 23은 2개의 코일 세그먼트(12)를 서로 분리시키기 위하여 선택적으로 구속해제될 수 있는 조인트(120)를 갖는 색전 코일의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 조인트(120)는 2개의 접촉부 밴드(122)에 연결되는 퓨즈 링크(fuse link, 124)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 퓨즈 링크(124)는 접촉부 밴드(122)의 구멍을 통하여 연장되고 접촉부들 사이에 인장을 유지하기 위한 노트(knot)를 형성한다. 일 실시 형태에서, 퓨즈 링크(124)는 금 또는 유사 전도성 재료로 도금되는 폴리이미드 모노필라멘트 또는 하이포튜브로 구성된다. 접촉부 밴드(122)가 카테터 내에서 전기적 접촉부와 정렬될 때(예를 들어, 본 출원에서 전술된 임의의 카테터와 같이), 전류를 퓨즈 링크(122)를 통하여 흐르며 이에 따라 도금이 파괴되고 폴리이미드가 파열된다. 게다가, 조인트(120)는 분리되어 하나의 세그먼트(12)가 또 다른 세그먼트로부터 연결해제된다. 본 명세서에 기재된 다른 실시 형태에 따라, 마이크로코일이 다수의 코일 세그먼트(12)를 부착하는 복수의 조인트를 가질 수 있고, 이에 따라 조작자가 코일의 일부를 분리할 수 있다.
도 24는 복수의 전기분해 분리가능 조인트(134)를 갖는 마이크로코일(130)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 조인트(134)는 바람직하게는 각각의 코일 세그먼트(12)의 단부에 연결된 전도성 링(136) 및 2개의 링(136)을 서로 결합하는 전기분해 링크(138)를 포함한다. 마이크로코일(130)은 바람직하게는 푸셔(120)의 근위 단부에서 전원에 연결되고, 접촉부(137)는 동일한 전원의 상이한 극성 단자에 연결된다. 마이크로코일(130)은 전기적 접촉부(137)가 조인트(134)의 원위 링(136)과 접촉하도록 정렬될 때, 회로가 형성된다. 구체적으로, 회로 경로는 푸셔(120)의 근위 단부에서 시작하고 코일 세그먼트(12)를 통과하며, 근위 링(136), 전기분해 링크(138), 원위 링(136), 접촉부(137)를 통과하여 전원으로 이어진다. 전압이 이 회로에 가해질 때, 전기분해 링크는 전기분해식으로 분해되기 시작하고, 이에 따라 조인트(134)의 원위에 있는 마이크로코일(130)의 일부가 분리된다.
일 실시 형태에서, 마이크로코일(130)과 푸셔(120)는 전기 전도성을 향상시키기 위하여 금 또는 다른 고 전도성 도금 재료로 도금될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 전기분해 링크(138) 대신에, 다른 타입의 링크, 예컨대 열적, 열-기계적, RF, 기계적, 및 광학적 링크가 사용될 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 마이크로코일(130)이 또한 카테터의 전기적 접촉부(146)가 카테터(144)의 원위 단부에 위치되는 다소 상이한 카테터(144)와 함께 사용될 수 있으며 이에 따라 접촉부(146)를 통하여 환자의 혈액을 통해 그리고 마이크로카테터(130) 내로의 회로가 형성된다. 카테터(144) 내에서 링크(138) 모두가 전기적으로 분해되어 분해되는 것을 방지하기 위하여 전기적 전도성이 아닌 퍼지 유체(140)(예를 들어, 대략 0 ppm(parts-per-million)의 염 또는 이온을 갖는 유체)가 카테터의 루멘 내로 펌핑된다. 비-전도성 유체가 카테터의 단부의 바로 원위에 있는 조인트(134)의 분해를 방해하는 것을 방지하기 위하여, 카테터의 루멘에 연결되는 퍼지 홀(142)(또는 대안으로 슬릿 또는 유사 형상)이 접촉부(146)의 근위에 위치된다. 이에 관하여, 비-전도성 퍼지 유체(140)가 접촉부(146)의 근위에 있는 카테터(144)에서 빠져나가며, 이에 따라 접촉부(146)와 조인트(134) 사이에 전도성이 허용된다. 일 예시에서, 비-전도성 유체(140)가 요오드일 수 있고, 이는 또한 사용자가 X-선 하에서 유체를 볼 수 있도록 하며, 상기 유체는 카테터 내에 보다 잘 보유될 수 있도록 더 큰 점성을 가질 수 있다. 일반적으로, 이 실시 형태는 카테터 내의 접촉부와 조인트(134) 사이의 접촉부의 정밀한 정렬을 위한 필요성을 감소 또는 배제시키며, 이는 환자의 혈액이 전류의 대부분을 운반하기 때문이다. 일 예시에서, 전기분해 링크(138)가 스테인리스 스틸로 구성되며, 코일은 백금으로 구성된다.
도 26은 가이드와이어 전달 시스템에 대해 사용된 카테터(150)의 실시 형태를 도시한다. 카테터는 근위 전원 및 제어 시스템으로부터 상반되게 분극화된 원위 전기 접촉부(54)와 근위 전기 접촉부(58)를 포함한다. 사용자가 제어 시스템(예를 들어, 본 명세서의 다른 실시 형태에서 기재된 제어/전원 시스템과 유사)과 인터페이싱할 수 있는 사용자 인터페이스(즉, 버튼)이 있다. 접촉부(54)가 양극을 갖고 접촉부(58)가 음극을 갖는 것으로 도시될지라도 이들은 역전될 수 있다. 접촉부는 도 17 및 도 18의 접촉부의 설계와 유사할 수 있다.
도 27 및 도 28은 가이드와이어(60)와 함께 사용되는 카테터를 도시한다. 가이드와이어(60)는 바람직하게는 가이드와이어(60)가 충분히 높은 온도에 노출 시에 만곡될 수 있도록 바이메탈 조성물로 제조된다. 일 예시에서, 가이드와이어(60)의 절반(가이드와이어의 단면의 절반 원)는 제1 금속으로 구성되고, 다른 절반은 상이한 팽창 계수를 갖는 제2 금속으로 구성된다. 전류가 접촉부(54, 58)를 통하여 가이드와이어(60)에 인가될 때, 가이드와이어(60)는 온도가 증가한다. 금속이 상이한 속도로 팽창하기 때문에, 가이드와이어는 일 방향으로 만곡된다. 이 만곡은 가이드와이어(60)를 만곡시키고 가이드와이어(60)를 원하는 방향을 향하여 회전시키며, 추가로 가이드와이어를 전진시킴으로써 맥관구조를 통하여 카테터와 가이드와이어(60)의 조종을 돕기 위해 사용될 수 있다. 일 예시에서, 가이드와이어(60)의 단지 일부만이 각각의 측면에서 2개의 금속으로 구성된다. 또 다른 예시에서, 전체 가이드와이어(60)가 각각 상이한 금속인 2개의 절반부를 포함한다.
일 방법에서, 카테터(150)는 가이드와이어(60)의 원위 단부가 만곡되도록 하기 위하여 조종 시스템이 작동될 수 있고(사용자 인터페이스를 통하여) 혈관 내의 분기부에 도달될 수 있다. 사용자는 그 뒤에 카테터(150)와 가이드와이어(60)에 토크를 인가 또는 이를 회전시킬 수 있고 이에 따라 만곡부가 카테터를 조종하기를 원하는 방향으로 지향된다(도 33 및 도 34 참조). 가이드와이어가 만곡되도록 하기 위하여 충분히 높은 온도 증가를 야기하기 위해 접촉부는 바람직하게는 열 전달을 증가시키기 위해 더 높은 전류 유동을 허용하도록 간격이 형성된다. 일 예시에서, 이 간격은 약 0.5 내지 3 cm이다. 사용된 재료 및 이용된 전기 임펄스와 같은 인자가 접촉부들 간의 필요한 간격에 영향을 미칠 수 있다.
도 29는 조합된 가이드와이어-색전 코일 시스템에서 사용된 카테터(152)를 도시한다. 카테터는 3개의 접촉부(52, 54, 58)를 이용한다. 더 원위의 접촉부(52, 54)가 색전 코일 분리 시스템(예를 들어 본 명세서에서 언급된 임의의 색전 코일)와 함께 사용되며, 접촉부(54, 58)는 가이드와이어(60)와 함께 사용된다. 접촉부(52, 58)는 바람직하게는 동일한 극성을 갖는 반면 최원위 접촉부(54)는 상반된 극성을 갖는다. 접촉부(54)가 양극을 가지며 접촉부(52, 58)가 음극을 갖는 것으로 도시될지라도 이는 접촉부(54)가 음극을 가지며 접촉부(52, 58)가 양극을 갖도록 변환될 수 있다. 일 예시에서, 사용자 인터페이스는 색전 코일 분리 시스템 또는 가이드와이어 시스템과 상호작용하는 2개의 버튼을 가질 수 있다. 접촉부(52, 54, 58)는 도 17 및 도 18에 도시된 접촉부와 유사하다.
또 다른 실시 형태에서, 카테터/전달 장치(즉, 시스, 하이포튜브, 마이크로카테터, 또는 카테터)가 전기 접촉부를 이용한다. 카테터는 지능형 카테터로서 고려될 수 있고, 이는 상기 카테터를 통하여 배치된 장치와 상호작용하는 전기적 접촉부를 포함하기 때문이다. 접촉부는 접촉부를 분극화시키기 위하여 전기 시스템에 연결된다. 접촉부는 카테터(즉, 전술된 색전 코일(들) 및/또는 가이드와이어)를 통과하는 장치와 상호작용하도록 이용될 수 있다. 사용자는 전술된 사용자 인터페이스를 통하여 단계(즉, 색전 코일 분리 또는 가이드와이어 조종)를 개시하기 위한 인터페이스를 가질 수 있다. 일 예시에서, 조합된 색전 코일 분리 및 조종가능 가이드와이어 시스템에 대해 사용자 인터페이스는 2개의 버튼을 가질 수 있으며, 하나의 버튼은 코일을 분리시키고 또 다른 버튼은 전달 시스템의 조종을 돕기 위하여 가이드와이어를 만곡시킨다. 하나의 버튼을 누름으로써 색전 코일 분리 시스템의 회로를 통하여 임펄스가 전송되고 다른 버튼을 누름으로써 가이드와이어 시스템의 회로를 통하여 임펄스가 전송된다. 지능형 마이크로카테터는 도 4, 8, 13, 21, 24에 기재되고 도시된 임의의 접촉부 구조물을 이용할 수 있다.
도 30은 색전 코일과 함께 사용하는 조합된 시스템을 도시한다. 접촉부(52, 54)는 사용자가 원하는 경우 코일 세그먼트를 분리시키고 코일과 상호작용하도록 사용된다.
도 31은 가이드와이어와 함께 사용되는 조합된 시스템을 도시한다. 접촉부(54, 58)는 가이드와이어와 상호작용하도록 사용된다. 일 예시에서, 가이드와이어는 접촉부 팁(56)과 접촉하도록 전달 장치/마이크로카테터의 내경만큼 거의 두껍다. 또 다른 실시 형태에서, 가이드와이어는 접촉부 팁과 접하도록 선택된 영역에서 확대된 직경의 영역을 갖는다.
또 다른 실시 형태에서, 접촉부(52, 54)는 다른 근위 접촉부(58)의 부가 없이 조합된 가이드와이어-색전 코일 시스템 내에서 사용될 수 있다. 이 실시 형태에서, 가이드와이어는 추가 근위 접촉부(56)가 필요하지 않도록 가이드와이어를 만곡시키기 위하여 가이드와이어의 원위 단부 내에 길이가 긴 전류 유동 경로를 필요로 하지 않을 수 있다. 전류를 생성하기 위하여 사용된 임펄스 및 바이메탈 복합물 내에 사용된 재료는 가이드와이어의 원위 단부를 만곡시키기 위하여 가이드와이어를 통하여 필요한 전류 유동 경로를 최소화할 수 있는 특성이며 이는 특정 실시 형태에 유용할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 접촉부 시스템 대신에, 가이드와이어 자체는 상기 가이드와이어의 원위 단부에 걸쳐 배치된 히터 코일을 가질 수 있다. 코일의 일 단부는 양극을 가질 수 있고 다른 단부는 음극을 가질 수 있다. 사용자 인터페이스는 시스템의 근위 단부에 결합될 수 있고, 사용자는 가이드와이어의 원위 팁을 가열하여 이를 편향시키기 위해 히터 코일을 통하여 전류를 전달하는 임펄스를 생성하는 시스템과 상호작용할 수 있다. 사용자는 그 뒤에 맥관구조를 통하여 카테터의 네비세이션을 돕는 목표 방향으로 가이드와이어를 정렬하는 시스템의 근위 단부에 토크를 가할 수 있다. 대안으로, 가이드와이어는 가이드와이어의 원위 단부에 걸쳐 배열된 히터 코일을 가지며, 히터 코일은 코일을 가열하여 가이드와이어의 원위 단부를 편향시키기 위하여 카테터 내에 형성된 접촉부 시스템과 전기적으로 상호작용할 수 있다(전술된 바와 같이). 히터 코일은 카테터의 전기적 접촉부와 접촉할 수 있고, 접촉부는 사용자 인터페이스에 결합되고 이에 따라 사용자는 원하는 경우 시스템을 통하여 임펄스를 전송할 수 있다. 임펄스가 전송될 때, 가이드와이어는 히터 코일을 통하여 생성된 열에 응답하여 편향되고 만곡된 가이드와이어는 그 뒤에 카테터를 네비게이션하기 위하여 사용된다.
또 다른 실시 형태에서, 가이드와이어의 원위 팁에 걸쳐 배열된 히터 코일 대신에, 마이크로카테터는 마이크로카테터의 원위 부분 내에 통합된 히터 코일을 가질 수 있다. 통합된 히터 코일의 일 단부는 양극을 가질 수 있고, 다른 단부는 음극을 가질 수 있다. 코일은 시스템의 근위 단부에 결합된 사용자 인터페이스 내로 통합될 수 있고, 사용자는 히터 코일을 통하여 전류를 전송하기 위하여 임펄스를 생성하는 시스템과 상호작용할 수 있다. 히터 코일은 가이드와이어와 직접 접촉하거나 또는 이에 근접하게 배치될 수 있다. 가이드와이어는 카테터의 원위 단부에 배치될 때, 사용자는 가이드와이어의 원위 팁을 편향시키는 히터 코일을 가열시킬 수 있다. 사용자는 그 뒤에 맥관구조를 통하여 카테터의 네비게이션을 돕기 위하여 원하는 방향으로 가이드와이어를 정렬하도록 시스템의 근위 단부에 토크를 가할 수 있다.
도 35는 복수의 180° 곡선에 의해 서로 연결되는 복수의 인접한 직선 세그먼트(160B)으로 구성된 히터 코일(160)의 실시 형태를 도시한다. 패턴은 전원 및 제어 시스템에 궁극적으로 연결되는 와이어 또는 유사 전도 부재에 연결되는 단부(160A)에서 종료된다.
일 실시 형태에서, 예컨대 백금과 같은 고 저항성 금속으로 구성된 하이포튜브는 이 "지그재그" 패턴으로 레이저 절단될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 금속의 얇은 시트가 이 패턴으로 레이저 절단될 수 있고, 원통형 형상으로 만곡될 수 있다. 바람직하게는, 히터(160)는 폴리이미드, 폴리에틸렌, 테프론, 파라릴과 같은 절연 재료로 코팅된다. 이들 기술에 의해 가열 코일(160)을 형성함으로써, 코일은 비교적 얇은 두께(예를 들어, 0.009")를 가질 수 있고 동시에 상당 크기의 전기 저항을 생성한다.
히터 코일(160)이 비교적 얇기 때문에, 카테터의 일 실시 형태는 도 37에 도시된 바와 같이 내부에 배치된 제2 작은 내부 코일(163)과 코일(160)을 포함하는 듀얼 층 히터 조립체(162)를 포함할 수 있다. 이러한 조립체(162)는 히터 조립체(162)가 카테터에 더 큰 열을 제공하고 및/또는 여분의 것을 제공할 수 있도록 한다. 다른 실시 형태는 히터 코일의 3, 4, 5, 6, 또는 이보다 많은 층을 포함할 수 있다. 히터 코일의 층은 전력을 공급하기 위한 독립적 전기 와이어를 각각 가질 수 있거나 또는 각각의 코일은 일렬로 구속될 수 있다. 대안으로, 단일의 하이포튜브(도 36)는 하이포튜브의 각각의 연속적인 롤이 히터의 새로운 층이 되는 다층 형상으로 롤링될 수 있다. 이 형상에 따라, 단지 하나의 세트의 와이어만이 전체 시스템을 가열하기 위하여 필요하며, 이는 히터 코일이 동일한 하이포튜브 패턴으로 구성되기 때문이다.
도 38은 복수의 독립적으로 작동가능한 히터 구역을 형성하기 위하여 이의 길이를 따라 엇갈리게 배열된 복수의 히터 코일을 갖는 카테터 히터 조립체(169)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 카테터(164)는 근위 히터 코일(165), 중간 히터 코일(166), 및 원위 히터 코일(167)을 포함하고, 이들 모두는 코일(160)의 설계와 유사하다. 3개의 코일이 도시될지라도, 이러한 카테터는 임의의 개수의 코일을 포함할 수 있다(예를 들어, 1 내지 100개의 코일). 추가 다양한 개별 히터 코일이 색전 코일의 개별 조인트의 리던던시(redundancy), 온도 제어 및/또는 사용자 타게팅(user targeting)을 제공한다.
도 39는 카테터(168)가 서로 평행하게 배열되는 복수의 히터 코일(160)(예를 들어, 3개의 코일)을 갖는 또 다른 실시 형태의 단면도를 도시한다. 바람직하게는, 코일(160)은 이 자체의 카테터 루멘 통로 내에 각각 배열되고, 이에 따라 동일한 카테터로부터 복수의 상이한 장치의 사용을 허용하며 상기 코일은 가열된다(예를 들어, 전술된 바와 같이 가이드와이어를 만곡 또는 임플란트를 분리시키기 위함).
하기에서 더 상세히 언급된 바와 같이, 도 40은 사용자에 의해 선택적으로 분리될 수 있고 색전 장치의 다양한 세그먼트를 서로 연결하는 다양한 추가 링크 또는 조인트 실시 형태를 개시한다. 코일 부분(12)은 이들 실시 형태에 대해 기재될지라도, 본 명세서에서 기재된 임의의 색전 장치는 구(102)와 같이 이들 조인트와 함께 사용될 수 있다.
도 40을 참조하면, 코일 부분(12)들 사이와 같이 색전 장치의 2개의 부분을 연결하는 분리 조인트(252)의 도 다른 실시 형태가 도시된다. 분리 조인트(52)는 혈액, 콘트라스트(contrast), 함염물, 또는 다른 통상적으로 주입된 중재 유체와 같은 액체에 노출 시에 분해(화학적 또는 이와는 다른 방식으로)될 수 있는 접합 재료(254)와 함께 고정된다. 예를 들어, 접합 재료(254)는 액체에 노출 시에 용액 내로 용해될 수 있는 NaCl 또는 유사 염과 같은 염을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 접합 재료(254)가 외부 전기적 제어식 멤브레인(256)을 통하여 액체에 선택적으로 노출될 수 있다. 본 명세서에서 기재된 임의의 카테터 실시 형태를 통하여 전류가 인가될 때, 멤브레인은 유체가 조인트(252)에 유입되도록 허용하며, 이에 따라 접합 재료(254)(예를 들어, NaCl)는 용액 내로 유입될 수 있고 코일 부분(12)은 서로 분리될 수 있다. 일 예시에서, 외부 멤브레인(256)은 [Bormashenko, Edward, Roman Pogreb, Sagi Baiter, and Doron Aurbach. "Electrically Controlled Membranes Exploiting Cassie-Wenzel Wetting Transitions." Scientific Reports 3 (2013)]에 기재되는 카시-웬젤 습윤 변이 효과(Cassie-Wenzel wetting transitions effect)를 통하여 작동하고 이의 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다.
또 다른 예시에서, 외부 멤브레인 부분(256)은 전류가 카테터를 통과할 때 하이드로겔에서 유체가 방출되어 수축되는, 하이드로겔의 층일 수 있다. 충분히 수축되며, 하이드로겔은 색전 장치 외부로부터의 유체(예를 들어 카테터 내부로부터의 함염물)가 조인트(252)에 유입되도록 허용하고 접합 재료(254)를 분해시킨다. 일 실시 형태에서, 하이드로겔 단독으로 사용된다. 또 다른 실시 형태에서, 하이드로겔은 이에 걸친 투과성 필름 또는 층을 가질 수 있다.
또 다른 예시에서, 외부 멤브레인(256)은 카테터로부터의 전류가 가해질 때 분해되거나 또는 용융되는 얇은 필름일 수 있다. 예를 들어, 이 필름은 히터의 작동을 통하여 용융되기에 충분한 용융점을 갖는 폴리우레탄 또는 폴리올레핀과 같은 중합체로 구성될 수 있다.
대안의 실시 형태에서, 조인트(252)의 내부 표면(255)은 내부 통로(253)로부터 접합 재료(254)로 유체(예를 들어, 함염물 또는 콘트라스트)의 이동을 선택적으로 허용하도록 구성될 수 있다. 유체의 이 선택적 이동은 외부 부재(256)에 대해 언급된 임의의 메커니즘을 통하여 구현될 수 있고, 외부 멤브레인(256)에 추가로 또는 단독으로 사용될 수 있다(즉, 양 멤브레인이 유체의 이동을 선택적으로 허용할 수 있음).
도 41 내지 도 45는 조인트(272)를 통하여 서로 분리될 수 있는 코일 부분(12)을 갖는 색전 장치(270)의 다양한 양태를 도시한다. 일반적으로, 조인트(272)는 작동 시에 접착 부재(284)를 용융시키는 코일 부분(12)의 원위 단부에 부착된 복수의 가열 요소(274)를 포함하고, 이에 따라 인접한 코일 부분(12)이 분리된다.
도 42에 가장 잘 도시된 바와 같이, 접착 부재(284)는 또 다른 코일 부분(12)의 근위 단부에 고정되는 원위 링(282)의 요홈(282A) 내에 배치된다. 가열 요소(274)는 접착 부재(284)가 원위 링(282)에 가열 요소(274)를 고정하도록 요홈(282A) 내에 배치되며 이에 따라 2개의 인접한 코일 부분(12)들이 서로 고정된 상태로 유지된다.
일 실시 형태에서, 가열 요소(274)는 단일의 정사각형 또는 복수의 원형 루프와 같은 다양한 형상이 가능할지라도 복수의 일반적으로 직사각형의 형상을 형성한다.
전류는 근위 전도성 링(276) 및 원위 전도성 링(280)(둘 모두가 절연 층(278)에 의해 분리됨)을 통하여 각각의 가열 요소(74)에 분배된다. 각각의 링(280, 276)은 카테터 내의 전류 공급 요소에 의해 접촉할 수 있다(이 명세서에서 기재됨).
가열 요소(274)는 바람직하게는 단지 원위 링(280)과 전기적 접촉을 하는 제1 단부(274A) 및 단지 근위 링(276)과의 전기적 접촉을 하는 제2 단부(274B)를 갖는다. 도 44 및 도 45에 도시된 바와 같이, 이 배열은 원위 링(280)의 구명(280A)들 중 단지 하나의 구멍 내로 유입되도록 허용하는 비교적 작은 길이를 갖는 제1 단부(274A) 및 근위 링(276)의 구멍(276A)들 중 하나의 구멍 내로 그리고 절연 층(278)의 구멍을 통하여 그리고 구멍(280)을 통하여 연장되는 비교적 긴 길이의 제2 단부(274B)에 의해 구현될 수 있다. 절연 부재(281)는 원위 링(280)의 구멍(280A) 내에 배치된 제2 단부(274B)의 일부 상에 추가로 배치될 수 있고 이에 따라 전기적 접촉부는 전류가 가열 요소(274)를 통하여 완전히 흐르는 것이 방지될 수 있다.
도 46은 인접한 코일 세그먼트(12)들 사이에 복수의 조인트(292)를 갖는 분절된 색전 장치(290)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 조인트(292)는 장치(290)의 벽 주위에서 축방향 및 원주 방향으로 배열된 모노필라멘트(296) 또는 복수의 테터에 의해 서로 고정된다. 각각의 테터(296)는 인장 하에서 앵커(98)를 통하여 코일 부분(12)에 고정된다. 앵커는 접착제, 접합제, 및 테터(296)가 체결될 수 있는 개별 요소, 또는 유사 체결 메커니즘일 수 있다.
테터(296)는 바람직하게는 각각의 테터(296) 근처에 배치된 저항 히터(294)에 의해 파열된다. 예를 들어, 도 46 및 도 47은 링 형상을 형성하기 위하여 인접한 만곡된 영역(294B)에 의해 연결된 복수의 코일형 부분(294A)으로 구성된 저항 히터 링(294)을 도시한다. 각각의 코일형 부분(294A)은 바람직하게는 테터 부재(296)에 대한 효과적인 열 전달을 허용하기 위하여 테터 부재(296)들 중 하나 주위에 감겨진다. 최종적으로, 전기 와이어(60, 61)가 히터(294)의 일부 및 전기 접촉 링(295, 297)에 연결된다. 링(295, 297)이 카테터 내의 전기 접촉부와 정렬되고, 전류가 사용자에 의해 인가될 때, 코일(294A)은 가열되어 테터 부재(296)를 용융 또는 파열시키고, 이에 따라 장치(290)의 코일 부분(12)이 서로 분리되어 장치의 일부가 환자 내로 구속해제된다.
도 48은 장치(300)가 복수의 상이한 위치에서 선택적으로 분리될 수 있도록 복수의 코일 세그먼트(12)를 연결하는 복수의 전기분해 조인트(102)를 갖는 색전 장치(300)(예를 들어, 마이크로코일)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 조인트(302)는 바람직하게는 근위 링(304) 및 중간 희생 양극 링(308)과 접촉하는 원위 링(306)을 포함한다. 푸셔의 근위 단부(장치(300)의 근위 단부에 연결됨)는 링에 양 전류를 제공하기 위하여 전원에 연결되는 반면 음 전류는 환자와 접촉하는 전극을 통하여 환자의 혈액을 통해 또는 카테터(300) 내로부터 유체를 통하여 공급된다. 링(304, 306)과 중간 희생 양극 링(308)은 양극 링(308)의 신속한 갈바닉 부식을 야기하도록 선택된다(즉, 양극 링(308)은 양극으로서 기능을 하고 링(304, 306)은 음극으로서 기능을 한다). 양극 링(308)이 충분히 부식되면, 장치(300)의 원위 코일 부분(12)(링(106)을 포함함)은 근위 코일 부분(12)으로부터 분리된다.
도 49 내지 도 51은 장치(310)를 따라 다양한 위치에서 장치(310)를 선택적으로 분리 및 구속해제할 수 있는 복수의 기계식 구속해제 메커니즘을 갖는 색전 장치(310)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 장치(310)는 기계식 구속해제 메커니즘을 분리하기 위하여 외측을 향하여 이동하는 핀(316)을 갖는 하나 이상의 피스톤(314)을 포함한다. 일 예시에서, 기계식 구속해제 메커니즘은 언래칭 위치(도 50)로 래칭 위치(도 49)로부터 이동할 수 있는 핀(316)의 원위 단부 상에 후크 부분(316A)을 포함한다. 그러나, 다양한 래칭 메커니즘이 피스톤(314)과 함께 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 51은 캡(320) 및 내압 하우징(322)이 가열 시 팽창되는 재료(324)를 수용하는 피스톤(314)의 일 가능 실시 형태를 도시한다. 재료(324)는 임의의 왁스, 오일 또는 피스톤(314)의 이동을 야기하는 충분히 높은 팽창 계수를 갖는 유사 재료일 수 있다. 또 다른 예시에서, 재료(324)는 수은, 에탄올, 또는 비교적 높은 팽창 계수를 갖는 다른 재료일 수 있다. 히터 코일(312)이 활성화될 때, 이는 피스톤(314)을 가열시키고 이에 따라 재료(324)가 하우징(322) 내에서 팽창되어 핀(316)이 하우징(322)으로부터 적어도 부분적으로 가압된다.
도 52 내지 도 54는 복수의 코일 세그먼트(12)를 연결하는 복수의 기계식 구속해제 메커니즘(332)을 갖는 색전 장치(330)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 구속해제 메커니즘(332)은 복수의 부재 또는 필라멘트(338)를 통하여 서로 연결 또는 고정되고 서로에 대해 배열된 근위 링(334) 및 원위 링(336)을 포함한다. 도 53에서 링의 단면에 가장 잘 도시된 바와 같이, 링(334, 336)은 서로에 대해 일반적으로 오목한 형상을 갖는다(예를 들어, 서로 간에 타원형 단면을 형성함). 그러나, 링(334, 336)이 링(예를 들어, 전술된 카테터)에 대해 전류를 직접 인가하거나 또는 카테터 내의 인접한 히터 코일에 의해 가열될 때, 링(334, 336)은 상반된 방향으로 만곡되어 볼록한 형상(54)을 형성한다. 이 형상 변화는 일반적으로 테터 부재(338)가 연결되는 서로로부터의 링의 단부의 거리를 증가시키고 이에 따라 테터 부재(338)가 파열 또는 파단되며, 장치(330)의 원위 코일 부분(12)은 근위 코일 부분(12)으로부터 분리된다.
일 실시 형태에서, 링(334, 336)의 온도 벤딩 거동(temperature bending behavior)은 바이-메탈 설계(즉, 링의 제1 측면 상의 제1 금속 및 링의 제2 측면 상의 제2 상이한 금속)를 사용함으로써 형성될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 링(334, 336)의 벤딩 거동은 마르텐사이트/오스테나이트 변이가 가능한 재료를 사용함으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 링(334, 336)은 전류가 링에 인가되거나 또는 히터 코일이 활성화될 때 링(334, 336)이 오스테나이트 상으로 전이되어 이의 형상이 변화하도록 비교적 높은 오스테나이트 피니시 온도를 갖는 니티놀로 구성될 수 있다.
도 55 내지 도 65는 복수의 코일 부분(12)을 서로 연결하는 복수의 기계식 구속해제 메커니즘(342)을 갖는 색전 장치(340)(예를 들어, 마이크로코일)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 바람직하게는, 기계식 구속해제 메커니즘(342)은 메커니즘(342)이 정상 작동 온도(예를 들어, 체온) 중에 고정된 상태로 유지되지만 인접한 히터 코일을 통하여 또는 전류의 직접 인가에 의해 가열 시에 형상이 변화하도록 열-활성화 스프링 부재(346)를 포함하며, 이에 따라 메커니즘(342)은 고정해제되고 인접한 코일 부분(12)이 분리되며 색전 장치(340)의 일부가 환자 내로 구속해제된다.
일 실시 형태에서, 스프링 부재(146)의 온도 벤딩 거동은 바이-메탈 설계(즉, 스프링 부재(346)의 제1 측면 상의 제1 금속 및 스프링(346)의 제2 측면 상의 제2 상이한 금속)를 사용함으로써 형성될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 스프링 부재(346)의 형상-변경 거동은 마르텐사이트/오스테나이트 변이가 가능한 재료를 사용함으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 스프링 부재(346)는 전류가 스프링에 인가되거나 또는 히터 코일이 활성화될 때 스프링 부재(346)가 오스테나이트 상으로 전이되어 이의 형상이 변화하도록 비교적 높은 오스테나이트 피니시 온도를 갖는 니티놀로 구성될 수 있다.
기계식 구속해제 메커니즘(342)의 스프링 부재(346)는 기저 부분(350) 상에 또는 이 주위에 배열된다. 스프링 부재(346)는 구멍(350A)(도 58에 가장 잘 도시됨) 내로 연장되는, 단부들 중 하나의 단부에서 제1 신장된 고정 부재(346A)에 의해 기저 부분(350) 상의 제 위치에 추가로 고정된다. 스프링 부재(346)는 고정 링(348) 내의 구멍 내로 연장되는 제2 신장된 고정 부재(346B)를 포함한다(도 58 및 도 59에 가장 잘 도시됨). 이에 관하여, 스프링 부재(346)는 가열 시에(인가된 저류 또는 히터 코일을 통하여) 고정 링(348)을 회전시키고 정상 작동 온도(예를 들어, 체온) 중에 기저 부분(150)에 대해 제1 회전 위치에 고정 링(348)을 유지시킨다.
기저 부분(350), 스프링 부재(346), 및 고정 링(348) 모두는 서로에 대해 이들 부재의 축방향 위치를 유지하는 것을 돕는 외부 하우징 부재(352) 내에 수용된다. 도 61에 가장 잘 도시된 바와 같이, 외부 하우징 부재(352)는 링(144) 상에서 고정 핀(344A)의 이동을 허용하는 복수의 구멍(352A)을 포함한다.
도 63 내지 도 65에 가장 잘 도시된 바와 같이, 고정 핀(344A)은 구멍(352A)을 통과하고 고정 링(348) 상의 슬롯(348B) 내로 이동한다. 도 65에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 슬롯(348B)의 일 단부는 핀(344A)의 원위 단부를 결합하도록 크기 및 형상이 형성되는 오버행잉 부분 또는 립(348C)을 포함한다. 구체적으로, 고정 핀(344A)의 원위 단부는 나머지 근위 부분에 대해 확대된 직경을 가지며, 이에 따라 이 원위 단부는 립(348C) 상에 고정되어 핀(344A)의 이탈이 방지된다. 바람직하게는, 스프링 부재(346)는 고정 핀(344A)의 원위 단부에 걸쳐 림(348C)을 유지시키기 위하여 회전 위치에 고정 링(348)을 유지하도록 구성된다.
슬롯(348B)의 마주보는 단부에는 슬롯(348B)로부터 고정 핀(344A)의 가압을 돕는 경사 표면(ramped surface)이 있다. 구체적으로, 램프(348A)는 고정 링(348)이 회전함에 따라 램프(348A)가 하우징(352)의 외측을 향하여 축방향으로 고정 핀(344A)을 가압하도록 링(344)을 향하여 경사진다. 이에 관하여, 스프링 부재(346)가 가열될 때, 고정 링(348)은 립(348C)과 고정 핀(344A)을 분리시키도록 회전하고 핀(344A)을 외측을 향하여 가압한다. 링(344)과 기저 부분(350)이 장치(340)의 원위 코일 부분(12) 또는 근위 코일 부분(12)에 각각 부착되기 때문에, 메커니즘(342)이 고정해제됨에 따라 부분(12)들이 서로 분리되고 나머지 부분으로부터 장치(340)의 일부가 분리 및 고정해제된다.
대안으로, 기계식 구속해제 메커니즘(342)의 고정 링(344)의 회전은 다양한 메커니즘을 통하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술된 피스톤(314)이 열이 피스톤(314)을 활성화시킬 때 링(344)을 회전시키기 위하여 고정 링(344)뿐만 아니라 기저(350) 또는 하우징(352)에 고정될 수 있다.
바람직하게는, 고정 링(344)은 분리를 수행하기 위하여 히터를 활성화시키고 카테터(전술된 바와 같이)의 히터 코일 근처에서 링(344)을 배치시킴으로써 활성화될 수 있다. 대안으로, 카테터는 카테터 내에서 전극과 정렬 시에 링(344)의 각각의 측면에 전류를 제공할 수 있고(예를 들어, 전술된 실시 형태 참조), 이에 따라 링(344)은 전류가 활성화될 때 가열된다.
도 66은 복수의 코일 세그먼트(12)를 분리가능하게 연결하는 복수의 퓨즈 구속해제 메커니즘을 갖는 색전 장치(360)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 코일 부분(12)은 카테터(360)의 주변 주위에 위치된 하나 이상의 (예를 들어, 복수의) 퓨즈 부재(362)에 의해 서로 고정될 수 있다. 퓨즈 부재(362)는 바람직하게는 근위 링(364) 및 원위 링(366)에 연결된다. 근위 링(364)은 퓨즈 부재(362)를 통하여 원위 링(366)에 연결된다. 바람직하게는, 퓨즈 부재(162)는 환자의 주면 조직을 손상시키기에 충분한 열을 발생시키지 않고 파단 또는 파열될 수 있는 재료로 구성된다(이 파열 값은 "클리어링(clearing) I2t" 값으로 지칭됨). 일 예시에서, 퓨즈는 금 도금된 폴리이미드 재료의 신장된 하이포튜브로 구성될 수 있다.
링(364, 366)이 카테터(예를 들어, 전술된 실시 형태) 내에서 전극과 정렬되고 전류가 활성화될 때, 전류는 퓨즈 부재(362)를 통과하고 이에 따라 부재(362)가 파열되고 장치(360)의 일부가 구속해제된다.
도 67 및 도 68은 복수의 코일 세그먼트(12)를 갖는 색전 장치용 분리가능 조인트(380)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 인접한 코일 세그먼트(12)는 모노필라멘트 또는 테터 부재(388)를 통하여 함께 유지된다(예를 들어, 테터(388)의 각각의 단부에서 접착제를 통하여 또는 타잉을 통하여). 도 67에 가장 잘 도시된 바와 같이, 가열 코일(386)이 테터 주위에 배치된다. 가열 코일(386)의 제1 단부는 제1 전도성 하우징 부재(382)에 연결되고 가열 코일(386)의 제2 단부는 제2 전도성 하우징 부재(384)에 연결된다. 하우징 부재(382, 384)는 양극 전극(26C) 및 음극 전극(26D)과 정렬되고(예를 들어, 각각의 하우징 부재가 상이한 전극과 접촉함), 전류는 가열 코일(386)을 통과하고 열을 생성하며, 조인트(380)의 원위에 있는 장치의 일부를 구속해제하기 위하여 테터(388)를 파열 및 용융시킨다. 하우징은 전기 시스템이 단락되는 것을 방지하기 위하여 절연 층(390)이 2개의 하우징 부재(382, 384) 사이에 배열된다. 일 실시 형태에서, 색전 장치 및 카테터가 원하는 회전 배향을 유지하기 위하여 키잉되거나(keyed) 또는 이와는 달리 성형될 수 있고 이에 따라 하우징 부재(382, 384)는 전기적 접촉부(26C, 26D)와 적절히 정렬된다.
도 67 내지 도 68의 실시 형태는 도 11 내지 도 12의 캡슐 시스템 내에서 사용될 수 있고, 즉, 조인트(380)는 조인트 전체에 걸쳐 있는 하나의 스프링 또는 조인트의 양 단부에서 스프링을 이용할 수 있다. 모노필라멘트(388)는 양 스프링에 체결될 수 있거나 또는 도 12에 도시된 바와 같이 하나의 스프링의 두 단부에 체결될 수 있다. 열이 생성될 때, 스프링은 팽창되어 모노필라멘트가 도 11 내지 도 12의 실시 형태와 유사하게 파열된다.
도 69(분해도) 및 도 70(조립도)은 복수의 코일 세그먼트를 갖는 색전 장치용 분리가능 조인트(400)의 또 다른 실시 형태를 도시한다. 구체적으로, 근위 코일 세그먼트(402)는 퓨즈 구속해제 기구(408) 및 중간 코일 세그먼트(404)에 의해 원위 코일 세그먼트(406)에 분리가능하게 연결된다. 퓨즈 구속해제 메커니즘(408)은 퓨즈 부재(414)가 캡슐 부재(410, 416)를 상호연동하기 위하여(interlock) 통과하는 고정된 루프(412)를 포함한 원위 캡슐 부재(410) 및 퓨즈 부재(414)를 포함하는 근위 캡슐 부재(416)를 포함한다.
바람직하게는, 캡슐 부재(410, 416)는 비교적 높은 온도를 견디지만 세라믹과 같이 전기를 전도하지 못하는 재료로 구성된다. 근위 캡슐 부재(416)는 중간 코일(404)(예를 들어, 용접에 의해)에 대한 연결 지점으로서 그리고 퓨즈 부재(414)의 단부에 대한 연결 지점으로서 제공되는, 부재(416) 내로 삽입 몰딩된 전도성 요소(416A)(예를 들어, 백금)를 갖는다. 근위 캡슐 부재(416)는 바람직하게는 코일(404)과 전기적 연결부를 형성하기 위하여 중간 코일(404)의 원위 단부 근처에 용접된다. 유사하게는, 원위 캡슐 부재(410)는 금속 요소(410A) 및 이 내에 압축 몰딩된 루프(412)를 포함하고, 이에 따라 금속 요소(410A)가 원위 코일 세그먼트(406) 내측에 용접될 수 있다.
근위 코일 세그먼트(402)는 바람직하게는 세라믹계 또는 티타늄계 코팅과 같이 원위 부분을 따라 절연 부분(402A)을 포함한다. 유사하게, 중간 코일 세그먼트(404)는 이의 근위 부분을 따라 절연 부분(404A)을 포함한다. 조립된 상태에서(예를 들어, 도 70 참조), 단지 절연 부분(402A, 404A)만이 서로 꼬아지며, 이에 따라 근위 세그먼트(402)와 중간 세그먼트(404)가 서로 기계적으로 연결되고 전기적으로 연결되지 않는다. 최종적으로, 퓨즈 링크(418)는 퓨즈(414) 및 근위 세그먼트(402)의 비절연 부분에 연결된다(예를 들어, 위치(418A)에서 용접을 통하여).
작동 시에, 색전 코일은 본 명세서에 기재된 임의의 카테터와 같이 카테터 내에서 전진한다(예를 들어, 도 4의 카테터). 중간 세그먼트(404)의 비절연 부분은 카테터(22) 내에서 제1 전기 접촉부(26A)와 정렬되고 근위 세그먼트(402)의 비절연 부분은 제2 전기 접촉부(26B)와 정렬된다. 이 때, 회로는 제2 전기 접촉부(26B)를 통하여, 퓨즈 링크(418)를 통하여 퓨즈(414) 내로, 전도성 요소(416A)를 통하여 중간 코일 세그먼트 내로, 최종적으로 제1 전기 접촉부(26A)를 내로 이어진다. 전원 및 인터페이스 장치가 회로의 완성을 통하여 정렬을 감지할 수 있다(예를 들어, 낮은 수준의 전류의 인가를 통하여). 사용자가 원위 세그먼트(406)를 분리하기를 원하는 경우, 높은 수준의 전류가 전원 및 인터페이스 장치로부터 인가되어 퓨즈(414)가 파열되고, 이에 따라 원위 캡슐 부재(410)와 원위 코일 세그먼트(406)가 분리된다. 퓨즈(414)가 파열되기 때문에, 인터페이스 및 전원이 회로 내의 파괴를 감지할 수 있고 이에 따라 분리가 발생되는 것을 확인할 수 있다.
바람직하게는, 분리가능 조인트(400)의 구성요소가 45분 동안 약 700°C를 견딜 수 있는 재료로 구성된다(예를 들어, 절연 세라믹 재료 및 티타늄계 코팅). 이에 따라 전체 색전 장치는 하나 이상의 분리가능 조인트(400)를 갖도록 형성될 수 있고 그 뒤에 조인트(400)의 구성요소의 손상 없이 이차 형상으로 열처리될 수 있다. 추가로, 비-코일 구성요소가 코일 세그먼트 내에 배치되기 때문에, 카테터 및/또는 카테터 전기 접촉부와 조인트 간의 래칭 또는 마찰이 적어질 수 있다.
본 발명이 본 명세서에서는 특정 실시 형태 및 적용분야에 대해서 기술되었지만, 당업자들은 본 발명의 범위를 초과하거나 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 추가적인 실시 형태 및 변형예들을 생성할 수 있다. 이에 따라, 본 명세서에 기술된 설명내용 및 도면들은 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 예시로서 제공된 것이지 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (31)

  1. 색전 코일 전달 시스템으로서,
    제1 접촉부(52)와 제2 접촉부(54)를 포함하는 카테터(25, 135) - 제1 접촉부(52)와 제2 접촉부(54)는 서로 상반된 극을 가짐 - ,
    링크에 의해 분리된 2개의 세그먼트(12)를 포함하는 색전 코일(10)을 포함하고,
    링크(30)는 근위 전도성 슬리브(34), 원위 전도성 슬리브(35), 근위 전도성 슬리브(34)와 원위 전도성 슬리브(35) 사이에 연결된 분해가능 모노필라멘트(50), 및 근위 전도성 슬리브(34)와 원위 전도성 슬리브(35)에 연결된 히터(40)를 포함하고,
    근위 전도성 슬리브(34)와 원위 전도성 슬리브(35)가 제1 접촉부(52) 및 제2 접촉부(54)와 각각 접촉할 때 회로가 완성되며, 분해가능 모노필라멘트는 완성된 회로에 응답하여 파열될 수 있고, 색전 코일의 2개의 세그먼트는 파열된 모노필라멘트에 응답하여 서로 분리되는 색전 코일 전달 시스템.
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  4. 제1항에 있어서, 상기 모노필라멘트(50)는 히터(40)를 통과하여 히터(40)에 의해 생성된 열이 모노필라멘트를 절단하는 색전 코일 전달 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 모노필라멘트는 스프링(46) 내에서 및 스프링(46)을 통하여 연장되어 링크 내에서 모노필라멘트의 인장이 유지되는 색전 코일 전달 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 사용자 인터페이스를 추가로 포함하고, 시각적 또는 청각적 큐는 카테터의 접촉부가 링크의 전도성 슬리브와 정렬될 때 사용자 인터페이스 상에 제공되는 색전 코일 전달 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 색전 코일 전달 시스템과 인터페이싱하고 링크가 정렬될 때 분리 단계를 개시하는 제어 시스템 및 전압원을 수용하는 사용자 인터페이스를 추가로 포함하는 색전 코일 전달 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 링크는 전도성 부분들 사이에 절연 슬리브(36)를 포함하는 색전 코일 전달 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 접촉부는 카테터의 벽 내에 매립되는 색전 코일 전달 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 접촉부는 전도성 팁(56)을 포함하는 색전 코일 전달 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 링크는 근위 전도성 슬리브(34)에 연결된 캡(32)을 포함하는 색전 코일 전달 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 캡은 색전 코일 세그먼트들 중 하나와 기계적으로 부착되어 자체적으로 혈관 구조로부터 분리되는 것이 방지되는 색전 코일 전달 시스템.
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