KR102458891B1

KR102458891B1 - 내시경 채널 소독 장치

Info

Publication number: KR102458891B1
Application number: KR1020200135560A
Authority: KR
Inventors: 박재명
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2022-10-24
Also published as: KR20220051761A

Abstract

본 실시예는 내시경 겸자 채널에 삽입되어 겸자 채널을 소독하는 겸자 채널 소독 장치로, 겸자 채널 소독 장치는: 플라즈마 생성을 위한 가스가 유입되는 가스 유입구와, 겸자 채널의 길이 방향을 따라 연장된 제1 전극과, 제1 전극의 외주(outer periphery)를 둘러싸며 길이 방향을 따라 연장된 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극을 절연하는 유전체와, 제1 전극과 제2 전극 사이에 전압을 제공하는 전원 및 플라즈마가 배출되는 배출구들이 겸자 채널의 길이 방향으로 위치하는 하우징(housing)을 포함하며, 하우징 내에서 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마는 하우징에 형성된 배출구로 배출되어 겸자 채널을 소독한다.

Description

내시경 채널 소독 장치{ENDOSCOPE CHANNEL STERILIZE DEVICE}

본 기술은 내시경 채널 소독 장치와 관련된다.

내시경은 인체나 동물의 내장장기 또는 체강(體腔) 내부를 직접 볼 수 있게 만든 의료기구이다. 내시경은 수술을 하거나 또는 부검 하지 않고서는 직접 병변을 볼 수 없는 장기에 대하여 기계를 삽입하여 병변을 관찰한다. 일반적으로 사용되는 종류로는 기관지경, 식도경, 위경, 십이지장경, 직장경, 방광경 및 복강경 등이 있다.

선행문헌 1: 국제공개공보 WO2019/175063(2019.09.19.) 선행문헌 2: 한국 공개특허공보 제10-2013-0095459호(2013.08.28.) 선행문헌 3: 등록특허공보 제10-1579101호(2015.12.21.)

최근의 내시경에는 병변 관찰시 해당 병변의 일부를 떼어내서 조직 검사를 할 수 있는 겸자(forceps)가 유출입할 수 있도록 겸자 채널(forceps channel)이 형성된다. 겸자 채널은 겸자를 이용하여 목적하는 위치에서 조직을 채집할 수 있도록 내시경 단부에서 개방되고, 겸자가 채집한 조직을 체외로 꺼낼 수 있도록 가늘고 긴 형태의 채널(channel)로 형성된다. 내시경을 이용하는 과정에서 겸자 채널이 충분히 소독되지 않으면 환자들 사이에서 교차 감염이 이루어질 수 있다.

종래에는 겸자 채널에 소독용 솔과 소독액을 주입하여 소독하였다. 내시경의 겸자 채널은 수 미터의 길이를 가지므로 이를 소독하여 멸균하는 과정에서 장시간이 소모되었으며, 소독을 수행하는 자에 따라 겸자 채널의 소독 정도도 크게 달라진다.

본 기술로 해결하고자 하는 과제 중 하나는 비교적 간단하게 내시경 겸자 채널을 소독할 수 있는 장치를 제공하여 상기한 종래 기술의 난점을 해소하기 위한 것이다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 플라즈마 생성을 위한 가스는, 아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 산소(O2) 가스 및 이들 중 어느 둘 이상이 혼합된 가스 중 어느 하나 이상을 포함한다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 배출구로 배출된 플라즈마는, 활성 산소, 하전입자, 자외선 광양자를 포함한다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 제2 전극은, 제1 전극을 나선형으로 감싸며 길이 방향을 따라 연장된다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 제2 전극은, 메시(mesh) 형태로 제1 전극을 메시로 감싸며 길이 방향을 따라 연장된다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 유전체는 세라믹 재질이다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 전원은, 전압 펄스를 제1 전극 및 제2 전극 사이에 인가하며, 전압 펄스의 듀티비는 10% 내지 80% 이다.

본 실시예의 어느 한 모습에 의하면, 겸자 채널 소독 장치는, 외부 직경 2mm 미만이고, 2m 이하의 길이를 가진다.

본 실시예는 내시경 겸자 채널에 삽입되어 겸자 채널을 소독하는 겸자 채널 소독 장치로, 겸자 채널 소독 장치는: 플라즈마 생성을 위한 가스가 유입되는 가스 유입구와, 겸자 채널의 길이 방향을 따라 연장된 유전체와 유전체를 나선으로 감싸며 길이 방향을 따라 연장된 제1 전극 및 제2 전극과 제1 전극과 제2 전극 사이에 전압을 제공하는 전원 및 플라즈마가 배출되는 배출구들이 겸자 채널의 길이 방향으로 위치하는 하우징(housing)을 포함하며, 하우징 내에서 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마는 하우징에 형성된 배출구로 배출되어 겸자 채널을 소독한다.

본 실시예에 의하면 겸자 채널 내에 위치하는 병원균등의 오염 물질을 용이하고 손쉽게 살균할 수 있다는 장점이 제공된다.

도 1은 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)의 개요를 도시한 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 제1 전극과 제2 전극의 실시예들을 예시한 도면들이다.
도 3은 겸자 채널이 형성된 내시경의 단부를 도시한 도면이다.
도 4는 페놀레드를 도포한 플라즈마를 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)로 생성한 플라즈마로 처리한 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 녹농균을 도포한 플레이트에 시간을 달리하여 플라즈마 방전을 수행한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 저온 아르곤 플라즈마를 녹농균 용액에 직접 처리하였을 때의 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 녹농균 바이오필름에서의 플라즈마 처리 결과를 도시한 도면이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치를 설명한다. 도 1은 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)의 개요를 도시한 도면이다. 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)는 플라즈마 생성을 위한 가스가 유입되는 가스 유입구(300)와, 겸자 채널의 길이 방향을 따라 연장된 제1 전극(100)과, 제1 전극(100)의 외주(outer periphery)를 둘러싸며 길이 방향을 따라 연장된 제2 전극(200)과, 제1 전극(100)과 제2 전극(200)을 절연하는 유전체(400)와, 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 전압을 제공하는 전원(500) 및 플라즈마가 배출되는 배출구(620)들이 겸자 채널의 길이 방향(L)으로 배치된 하우징(housing, 600)을 포함하며, 하우징(600) 내에서 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마는 하우징에 형성된 배출구(620)로 배출되어 겸자 채널을 소독한다.

제1 전극(100)과 제2 전극(200)은 겸자 채널의 길이 방향(L)으로 연장된다. 일 실시예로, 제1 전극(100)과 제2 전극(200)은 양호한 전기 전도성을 가지는 구리등의 금속 재질로 형성될 수 있다. 도 1로 예시된 실시예에서 제2 전극(200)은 제1 전극(100)의 외주를 나선형으로 둘러싸며 길이 방향(L)으로 연장되고, 제1 전극(100)과 제2 전극(200)은 유전체(400)로 상호 절연된다. 도시된 예에서 유전체(400)는 세라믹 재질일 수 있으며, 제1 전극(100)은 유전체(400)내에 배치될 수 있다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 제1 전극(100)과 제2 전극(200)의 다른 실시예들을 예시한다. 도 2(a)로 예시된 실시예에서, 제1 전극(100)은 유전체(400) 내에 배치된다. 제2 전극(200)는 메시(mesh)형태로 제1 전극(100)의 외주에 위치한다. 도 2(b)로 예시된 실시예에서, 제1 전극(100)과 제2 전극(200)은 각각 유전물질인 유전체(420)을 나선형으로 둘러싸며 길이 방향(L)으로 연장된다. 제1 전극(100)과 제2 전극(200)은 서로 접촉하지 않아 서로 전기적으로 절연되도록 배치된다.

하우징(600)은 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 및 유전체(400)를 하우징한다. 하우징(600)의 일단부에는 가스(gas)가 주입되는 유입구(300)가 형성될 수 있다. 하우징(600)에는 내부에서 형성된 플라즈마가 방출되는 배출구(620)들이 방사상으로 형성된다. 일 실시예로, 유입구(300)는 가스(gas)를 공급하는 가스 튜브와 체결될 수 있으며, 하우징 내부로 주입되는 가스는 일 예로, 가스는 아르곤 (Ar), 질소 (N2), 헬륨 (He) 및 산소 (O2) 가스 및 이들 중 어느 둘 이상이 혼합된 가스 중 어느 하나일 수 있다.

도시되지 않은 실시예에서, 가스(gas)는 목적하는 압력으로 겸자 채널 소독 장치(10)의 일 단부에서 타 단부까지 제공되도록 압력을 조절할 수 있는 압력 펌프를 통하여 주입될 수 있다.

또한, 도시되지 않은 실시예에 의하면, 겸자 채널 소독 장치(10)는 유입구(300)를 통하여 유입되는 가스의 유량을 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다.

하우징(620)에는 복수개의 배출구(620)들이 방사상으로 형성되며, 길이 방향(L)을 따라 복수개가 배치될 수 있다. 도 1은 하우징(620)에는 180도 간격으로 배치된 두 개의 배출구(620)들이 위치하는 예를 예시하나, 도시되지 않은 실시예에서, 배출구(620)들은 120도, 90도, 60도 등과 같이 방사상으로 위치할 수 있다.

전원부(500)는 하우징(600) 내부에서 플라즈마가 생성되도록 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 전압을 제공한다. 일 실시예로, 전원부(500)은 전원 커넥터(미도시)를 통하여 외부 전력원과 연결되어 전력을 제공받을 수 있다. 오실레이터(미도시)는 전원부(500)로부터 전력을 제공받고, 펄스를 출력한다.

외부 전력원은 일 예로, 배터리(미도시) 또는 직류 전압의 레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터(미도시) 등의 직류 전원일 수 있다. 전원부(500)은 배터리 또는 DC-DC 컨버터로부터 전력을 제공받고, 설정된 직류 전압을 오실레이터(214)에 제공할 수 있다.

다른 예로, 외부 전력원은 교류 전압을 제공받고 목적하는 레벨의 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터일 수 있다. 전원부(500)은 AC-DC 컨버터(미도시)로부터 전력을 제공받고, 설정된 직류 전압을 오실레이터에 제공할 수 있다.

오실레이터는 전원부(500)로부터 직류 전압을 제공받고, 이로부터 펄스열(pulse train) 형성하여 출력한다. 일 실시예로, 오실레이터(214)가 출력하는 펄스열(pulse train)은 + 전압과 접지 전압 사이에서 스윙하거나, -전압과 접지 전압 사이에서 스윙하거나, + 전압과 - 전압 사이에서 스윙하는 펄스열 중 어느 하나일 수 있다.

일 예로, 오실레이터가 출력하는 펄스열은 구형파(rectangular pulse), 정현파(sinusoidal pulse) 중 어느 하나일 수 있으며, 펄스열에 포함된 각 펄스의 듀티 비(duty ratio)는 10% 내지 80% 중 어느 한 값일 수 있다

이하에서는 상기한 도면들을 참조하여 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)의 동작을 설명한다. 도 3은 겸자 채널이 형성된 내시경의 단부를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 내시경의 일단부에는 생체 내에 삽입되어 관찰하고자 하는 대상의 이미지를 획득하는 화상 소자(CCD), 대물 렌즈 및 용이한 관찰을 위하여 광을 조사하는 불빛 렌즈를 포함할 수 있다.

또한, 내시경의 일단부에는 목적하는 위치에서 검사를 수행하고자 하는 조직을 채집하는 겸자(forceps)가 이동하는 겸자 채널의 단부가 형성될 수 있다. 겸자 채널은 내시경의 타 단부에서 삽입된 겸자가 일 단부까지 이동할 수 있도록 연통되어 형성된다. 겸자 채널의 직경은 대략 3mm~4mm일 수 있으며, 길이는 내시경의 길이에 상응할 수 있다.

따라서, 겸자 채널 소독 장치(10)는 2mm 이하의 직경을 가지며 내시경의 길에 상응할 수 있다. 일 예로, 겸자 채널 소독 장치(10)의 길이는 2m 이하일 수 있다.

본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)는 도 3으로 예시된 겸자 채널에 삽입된다. 사용자는 겸자 채널 소독 장치(10)를 겸자 채널에 삽입한 후, 겸자 채널 소독 장치(10)로 가스를 유입시키고, 전원부(500)를 구동한다.

전원부(500)가 구동되어 제1 전극(100)과 제2 전극(200)사이에 전기적 펄스가 제공됨에 따라 하우징 내부(600)에는 플라즈마가 형성된다. 외부에서 제공된 압력 펌프에 의하여 가스가 겸자 채널 소독 장치(10)의 일단부에서 타단부까지 목적하는 압력으로 제공되며, 형성된 플라즈마는 압력에 의하여 유출구(620)를 통하여 하우징 외부로 토출된다.

제공된 가스에 따라 성질을 달리할 수 있으나, 형성되는 플라즈마에는 활성산소종 및 하전입자, 자외선 광양자를 포함하고 있으며 겸자 채널 내부에 위치하는 병원균 등의 오염 물질이 플라즈마에 포함된 활성 산소종에 노출됨에 따라 살균된다.

실험예

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)의 실험예를 설명한다. 겸자 채널 소독 장치(10)에서, 전원부(500)가 형성하여 제공하는 전압은 1kV이고, 아르곤 가스를 2000sccm 의 유량으로 주입하여 플라즈마를 생성하였다.

도 4는 페놀레드를 도포한 플라즈마를 본 실시예에 의한 겸자 채널 소독 장치(10)로 생성한 플라즈마로 처리한 상태를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면,플라즈마로 처리한 시간이 10초, 30초, 10분으로 증가할수록 PH가 변화하여 플레이트 상에 변화된 영역이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 플라즈마 생성에 따라 활성 산소가 생성되는 것을 확인할 수 있다.

도 5는 녹농균을 도포한 플레이트에 시간을 달리하여 플라즈마 방전을 수행한 결과를 도시한 도면이다. 도 5로 도시된 것과 같이 플라즈마 방전을 수행한 시간에 의존적으로 녹농균 성장이 억제된 것을 확인할 수 있다.

도 6은 저온 아르곤 플라즈마를 녹농균 용액에 직접 처리하였을 때의 결과를 도시한 도면이다. 녹농균 용액은 PBSfh 6*10⁶ 으로 희석되었다. 도시된 바와 같이 5분 이후부터 멸균에 의한 콜로니 형성이 관찰되지 않았다.

도 7은 녹농균 바이오필름에서의 플라즈마 처리 결과를 도시한 도면이다. 녹농균으로 24시간 동안 바이오필름을 형성한 후 시간을 달리하여 저온 아르곤 플라즈마로 처리하였다. 도시된 것과 같이 20분 처리시 원액에 비해 CFU 값이 유의적으로 감소되는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 겸자 채널 소독 장치 100: 제1 전극
200: 제2 전극 300: 유입구
400: 유전체 420: 유전체
500: 전원부 600:하우징
620: 배출구

Claims

내시경 겸자 채널에 삽입되어 상기 겸자 채널을 소독하는 겸자 채널 소독 장치로, 상기 겸자 채널 소독 장치는:
플라즈마 생성을 위한 가스가 유입되는 가스 유입구;
상기 겸자 채널의 길이 방향을 따라 연장된 제1 전극;
상기 제1 전극의 외주(outer periphery)를 둘러싸며 상기 길이 방향을 따라 연장된 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 절연하는 유전체 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 제공하는 전원 및
플라즈마가 배출되는 배출구들이 상기 겸자 채널의 길이 방향으로 위치하는 하우징(housing)을 포함하며,
상기 하우징 내에서 상기 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마는 상기 하우징에 형성된 상기 배출구로 배출되어 상기 겸자 채널을 소독하고,
상기 하우징의 전체 길이에 상기 배출구들이 위치하며, 상기 배출구는 상기 하우징에 방사상으로 위치하는 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성을 위한 가스는,
아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 산소(O2) 가스 및 이들 중 어느 둘 이상이 혼합된 가스 중 어느 하나 이상을 포함하는 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 배출구로 배출된 상기 플라즈마는,
활성 산소, 하전입자, 및 자외선 광양자를 포함하는 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극은,
상기 제1 전극을 나선형으로 감싸며 상기 길이 방향을 따라 연장된 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극은,
메시(mesh) 형태로,
상기 제1 전극을 상기 메시로 감싸며 상기 길이 방향을 따라 연장된 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전체는
세라믹 재질인 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 전원은,
전압 펄스를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 인가하며, 상기 전압 펄스의 듀티 비는 10% 내지 80% 인 겸자 채널 소독 장치.
제1항에 있어서,
상기 겸자 채널 소독 장치는,
외부 직경 2mm 미만이고, 2m 이하의 길이를 가지는 겸자 채널 소독 장치.
내시경 겸자 채널에 삽입되어 상기 겸자 채널을 소독하는 겸자 채널 소독 장치로, 상기 겸자 채널 소독 장치는:
플라즈마 생성을 위한 가스가 유입되는 가스 유입구;
상기 겸자 채널의 길이 방향을 따라 연장된 유전체(core);
상기 유전체를 나선으로 감싸며 상기 길이 방향을 따라 연장된 제1 전극 및 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 제공하는 전원 및
플라즈마가 배출되는 배출구들이 상기 겸자 채널의 길이 방향으로 위치하는 하우징(housing)을 포함하며,
상기 하우징 내에서 상기 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마는 상기 하우징에 형성된 상기 배출구로 배출되어 상기 겸자 채널을 소독하고,
상기 하우징의 전체 길이에 상기 배출구들이 위치하며, 상기 배출구는 상기 하우징에 방사상으로 위치하는 겸자 채널 소독 장치.
제9항에 있어서,
상기 플라즈마 생성을 위한 가스는,
아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 산소(O2) 가스 및 이들 중 어느 둘 이상이 혼합된 가스 중 어느 하나 이상을 포함하는 겸자 채널 소독 장치.
제9항에 있어서,
상기 배출구로 배출된 상기 플라즈마는,
활성 산소, 하전입자, 및 자외선 광양자를 포함하는 겸자 채널 소독 장치.
제9항에 있어서,
상기 유전체는
세라믹 재질인 겸자 채널 소독 장치.
제9항에 있어서,
상기 전원은,
전압 펄스를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 인가하며, 상기 전압 펄스의 듀티 비는 10% 내지 80% 인 겸자 채널 소독 장치.
제9항에 있어서,
상기 겸자 채널 소독 장치는,
외부 직경 2mm 미만이고, 2m 이하의 길이를 가지는 겸자 채널 소독 장치.