KR102628519B1

KR102628519B1 - 비나선형 절개부 구조를 가지는 미세 제조 의료 장치

Info

Publication number: KR102628519B1
Application number: KR1020197034877A
Authority: KR
Inventors: 클락 씨. 데이비스; 존 에이. 리퍼트
Original assignee: 사이언시아 바스큘라, 아이엔씨.
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2024-01-22
Also published as: EP4257173A3; CN110691626A; ES2966345T3; US20200121308A1; CN110691626B; AU2018273992A1; EP3842091B1; EP3842091A1; US20220280147A1; EP4257173A2; JP2024023515A; KR20200011430A; AU2018273992B2; JP2020521552A; US11369351B2; WO2018218216A1; EP3609563B1; EP3609563A1; ES2869148T3; AU2024201009A1

Abstract

본 발명은 우수한 토크 전달성을 유지하면서 유연성을 제공하는 미세 제조된 구성부들을 가지는 카테터 또는 가이드와이어 장치 등의 중재 장치에 관련된다. 중재 장치는 복수의 원주 방향으로 연장되는 고리들을 결합하는 복수의 축방향으로 연장되는 보들을 형성하는 천공부들의 구조를 가지는 연장 부재를 포함한다. 천공부들은 결과적인 보들이 연장 부재의 길이를 따라 분포된, 비나선형 및 비선형 패턴을 형성하도록 배치된다. 이에 따라 천공부들의 패턴은 우선 절곡 축들을 최소화 또는 제거한다.

Description

비나선형 절개부 구조를 가지는 미세 제조 의료 장치

관련출원들과의 상호참조

본원은 2017년 5월 26일 "분포 절개부 구조를 가지는 미세 제조 의료 장치(Micro-Fabricated Medical Device having a Distributed Cut Arrangement)"라는 명칭으로 출원된 미국특허 가출원 제62/511,605호와, 2017년 12월 6일 "비나선형 절개부 구조를 가지는 미세 제조 의료 장치(Micro-Fabricated Medical Device having a Non-Helical Cut Arrangement)"라는 명칭으로 출원된 미국특허 가출원 제62/595,425호에 대한 우선권을 주장한다. 전술한 출원들은 모두 그 전체로서 이 명세서에 참고로 포함되어 있다.

가이드와이어(guidewire)와 카테터(catheter) 등의 중재 장치(interventional device)는 의료 분야에 사용되어 인체 내부 깊이 섬세한 수술을 수행한다. 전형적으로 카테터는 환자의 대퇴부(femoral), 요골(radial), 경동맥(carotid), 또는 경정맥(jugular) 혈관(vessel)에 삽입되어 환자의 맥관 구조(vasculature)를 통해 심장, 두뇌, 또는 필요에 따라 다른 목표 기관(targeted anatomy)로 항행한다. 종종 가이드와이어가 먼저 목표 기관으로 경로 설정되고 이어서 하나 이상의 카테터가 가이드와이어를 통과하여 목표기관으로 경로 설정된다. 제자리에 위치하고 나면, 카테터는 약품, 스텐트(stent), 색전 장치(embolic device), 방사선 불투과성 염료(radiopaque dye), 또는 환자를 원하는 방식으로 처치하기 위한 다른 장치 또는 물질을 이송하는 데 사용될 수 있다.

많은 적용에서, 이러한 중재 장치는 목표 기관에 도달하기 위해 맥관 통로(vasculature passageway)의 구불구불한 절곡부(bend)와 굴곡부(curve)들을 통해 꺾여야 한다. 예를 들어, 가이드와이어 및/또는 카테터를 신경 맥관(neurovasculature)의 부분들로 유도하는 것은 내경동맥(internal carotid artery) 및 다른 구불구불한 경로들의 통과를 요구한다. 이러한 중재 장치는 구불구불한 경로들의 항행을 위해, 특히 그 원격단(distal end)에 가까울수록 충분한 유연성(flexibility)을 요구한다. 예를 들어, 중재 장치는 또한 설계된(intended) 의료 기능을 수행하기 위해 충분한 토크 전달성(torquability)(즉 근접단(proximal end)에 인가된 토크(torque)를 원격단까지 전달하는 능력)과, 추진 전달성(pushability)(즉 중간 부분들을 굴곡 또는 결속(binding)하는 대신 원격단까지 축방향의 미는 힘(axial push)을 전달하는 능력), 그리고 구조적 건전성(structural integrity)을 제공할 수 있어야 한다.

토크 전달성에 대해서는, 맥관 통로로 삽입 및 통과되는 (가이드와이어 등의) 중재 장치의 길이가 길어질수록, 가이드와이어와 맥관 조직 간의 마찰 표면 접촉의 양이 증가되어, 맥관 통로를 통한 용이한 이동을 방해한다. 근접단으로부터 원격단으로 토크 발생력(torqueing force)을 전달하여 가이드와이어가 회전하며 마찰력을 이기도록 함으로써 추가적 전진과 위치설정이 가능해진다.

미국 특허출원 공개공보 US2002/0013540 미국 특허출원 공개공보 US2009/0318892

본 발명은 우수한 토크 전달성을 유지하면서 유연성을 제공하는 미세 제조된(micro-fabricated) 구성부(feature)들을 가지는 (가이드와이어와 카테터 등의) 중재 장치에 관련된다.

한 실시예에서, 중재 장치는 벽과 내부 공간(interior lumen)을 가지는 연장 부재(elongated member)를 포함한다. 연장 부재는 복수의 축방향으로 연장되는 보(beam)들과 복수의 원주방향으로 연장되는 고리(ring)들을 형성(define)하는 복수의 천공부(fenestration)들을 포함한다. 보들은 연장 부재의 길이를 따라 배치되어 유용하기로 연장 부재의 우선 절곡 방향(preferred bending direction)들을 최소화하거나 제거하도록 절곡 축(bending axis)들을 최적으로 분포(distribute)시키는 나선형(non-helical) 및 비선형(non-linear) 패턴을 형성한다.

일부 중재 장치들은 중재 장치의 어떤 부분들의 유연성을 증가시키도록 설계된 절개부(cut)/천공부들을 포함한다. 그러나 이 구성부들을 포함하는 전형적인 가이드와이어 및 카테터 장치는 천공부들의 구조적 배치와 간격의 결과로 하나 이상의 우선 절곡 방향을 가지게 된다, 일부 적용 분야에는 유용할 수도 있겠지만, 우선 절곡 방향은 대개 장치의 항행 능력에 악영향을 미친다. 예를 들어, 조작자가 목표 기관 영역에 도달하고자 시도하는 일부 상황에서, 우선 절곡 방향(들)은 장치가 우선 절곡 방향을 향해 "꺾이게(snap)"하는 경향을 가질 것이다. 우선 절곡 방향이 이동을 원하는 방향과 정렬되지 않으면, 조작자가 장치를 목표로 안내하는 것이 어려울 수 있다.

일부 중재 장치는 장치의 길이를 따라 나선형 구조로 형성된 천공부들을 포함한다. 이러한 나선형 구조는 우선 절곡 경향(bending bias)을 감소시키는 데는 단순한 교번(alternating) 절개부 패턴보다 유효하겠지만, 나선형 구조 그 자체가 장치 내에 바람직하지 못한 우선 절곡 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 나선형 절개부 패턴을 가지는 중재 장치는 (나선형) 반대 방향의 굴곡(curving)에 비해 장치 둘레의 나선형 회전의 방향과 일치하는 굴곡된 형상으로 꼬이거나 비틀릴 가능성이 더 높다. 어떤 해부학적 상황에서는, 이 경향은 항행에 어려움을 도입하거나 사용자가 장치를 부드럽게 제어하지 못하게 한다.

이 명세서에 기재된 하나 이상의 실시예들은 장치의 길이를 따른 우선 절곡 방향들을 최소화하거나 제거하도록 절곡 경향을 효율적으로 분포시키는 절개부 패턴을 가지도록 구성된다. 유효한 절개부 패턴은 나선형 또는 선형 절개부 패턴에 고유한 형상 경향(shape bias)을 추가적으로 방지하도록 비나선형 및 비선형 형태로 배치된다.

편의상, 이 명세서는 연장 부재의 "세그먼트(segment)"들을 자주 지칭할 것이다. 이 명세서에 사용된 "세그먼트(segment)"는 연장 부재의 반복적 구조 단위이다. 전형적인 2 보(two-beam) 구조에서, 단일한 세그먼트는 두 인접 고리들(한 근접 고리와 한 원격 고리) 사이에 위치한 제1 쌍의 대향(opposing) 보들과, 원격 고리로부터 연장되며 제1 쌍의 대향 보들과 약 90도만큼 회전 편이(rotationally offset)되는 제2 쌍의 대향 보들로 규정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전 편이는 모든 후속(successive) 보 쌍들이 아니라 세그먼트 대 세그먼트 수준으로 적용된다.

분포 절개부 패턴은 연장 부재의 최소 길이를 사용하거나 및/또는 최소 수의 절개부들을 사용하여 우선 절곡 축들을 최적으로 분산시키는 회전 편이들을 제공한다. 분포 절개부 패턴은 유용하기로 장치가 환자의 맥관 구조를 항행하는 데 필요한 절곡부와 정렬된 절곡 축을 포함할 가능성을 최대화한다. 이 명세서에 기재된 분포 절개부 패턴의 실시예들은, 장치의 짧은 거리 내에 최소 수의 절개부들을 사용하여 개별 절곡 축들을 여러 다른 방향들에 분포시킴으로써 이 효과를 달성한다.

예를 들어, 연장 부재의 소정의 길이에 대해, 가능한 보 위치들의 반경방향 간격/분포가 후속 회전 편이들을 회전 편이 한도(limit) 내로 유지하면서 가능한 한 짧은 길이 내에서 최대화된다(즉 가능한 한 적은 절개부들의 수). 회전 편이 한도는 이전 보 쌍들의 주어진 위치들에 대한 보 쌍의 허용 가능한 회전 한도를 설정한다. 회전 편이 한도는 장치 내의 간격 강체(rigid spacing artifact)들의 효과를 최소화할 수 있다. 일부 실시예들에서, 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로의 회전 편이 한도는 약 10 내지 30도이다(즉 두 쌍 앞의 보 쌍으로부터 10 내지 30도).

일부 실시예들에서, 후속 세그먼트들은 불완전 램프형(ramp) 패턴을 형성하도록 위치된다. 불완전 램프형 패턴은 나선형 패턴을 의도적으로 설계된 일련의 결함(imperfection)들로 고의적으로 중단(disrupt)시킴으로써 형성된다. 불완전 램프형 패턴에서는, 세 인접 세그먼트들 또는 보 쌍들이 동일한 회전 편이에 따라 이격되지 않도록 보들이 배치된다. 달리 말해, 연장 부재의 원통 표면이 평면 상에 전개된다면, 세 연속(successive) 세그먼트들 또는 보 쌍들의 집합이 직선을 형성하지 않는다. 불완전 램프형 패턴은 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트까지 예를 들어 5 내지 15도만큼 변화될 수 있는 가변 회전 편이를 포함한다.

일부 실시예들에서, 연속 보 쌍들 또는 세그먼트들이 톱날형(sawtooth) 패턴을 형성하도록 위치된다. 톱날형 패턴은 연장 부재의 길이를 따라 주기적으로 방향을 반전하는 회전 편이를 포함한다. 전형적인 나선형 패턴이 연장 부재의 외주 둘레의 복수의 회전 내내 동일한 방향의 회전 편이를 단순히 계속하는 반면, 톱날형 패턴은 방향을 반전하기 전에 제1 정점(apex) 위치에 도달하고 제2 정점 위치를 향해 지속된다. 제2 정점 위치에 도달하면, 톱날형 패턴은 다시 반전되어 제1 정점을 향해 복귀한다. 이 패턴은 연장 부재의 원하는 길이를 따라 이 방식을 반복한다. 2 보 구조에서, 제1 및 제2 정점 위치는 예를 들어 약 90도 분리될 수 있다.

본 발명의 전술한 것들 및 다른 이점 및 특징들을 이해할 수 있는 방식으로 설명하기 위해, 위에 간단히 기술된 본 발명의 더 구체적인 설명이 첨부된 도면들에 도시된 특정한 실시예들을 참조하여 이뤄질 것이다. 이 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시하고 있으므로 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다는 것을 염두에 두고, 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 기재 및 설명될 것인데, 도면에서:
도 1은 이 명세서에서 설명되는 바람직하기로 미세 제조된 구성부를 포함할 수 있는 예시적 중재 장치를 도시하고;
도 2는 이 명세서에서 설명되는 바람직하기로 미세 제조된 구성부를 포함할 수 있는 예시적 가이드와이어 장치의 원격단 부분을 도시하며;
도 3a 내지 3c는 선형 절개부 패턴을 가지는 다양한 연장 부재들을 도시하고;
도 4는 종래의 나선형 절개부 패턴을 가지는 연장 부재를 도시하며;
도 5는 유용하기로 절곡 축들을 분포시켜 우선 절곡 방향들을 최소화 또는 제거하는 비나선형 및 비선형 절개부 패턴(분포 절개부 패턴)을 가지는 연장 부재의 예를 도시하고;
도 6a는 분포된 비나선형 및 비선형 절개부 패턴을 형성하는 예시적 보 쌍의 위치설정을 도시하며;
도 6b는 불완전 램프형 절개부 패턴을 형성하는 예시적 보 쌍의 위치설정을 도시하고;
도 6c 및 6d는 톱날형 절개부 패턴을 형성하는 예시적 보 쌍의 위치설정을 도시하며; 그리고
도 7 및 8은 회전 편이 격차(jump)들의 다른 크기로 결과되는 간격 강체들의 차이를 보이는 회전 편이들의 차이를 도시한다.

서론

본 발명은 구불구불한 맥관 구조(vasculature)를 통한 효율적 항해를 위한 유효한 토크 전달성(torquability) 및 추진 전달성(pushability)을 유지하면서 유연성(flexibility)을 제공하는 미세 제조된(micro-fabricated) 구성부(feature)들을 가지는 가이드와이어(guidewire) 및 카테터(catheter) 등의 중재 장치에 관한 것이다. 이 명세서에 기재된 미세 제조된 구성부들은 우수한 토크 전달성을 유지하고 우선 절곡 방향(preferred bending axis)들을 형성하지 않으면서 중재 장치의 유연성을 증가시키도록 배치된 천공부(fenestration)들을 형성하는 절개부(cut) 패턴들을 포함한다.

이 명세서에 기재된 절개부 패턴(cut pattern)들은 연장 부재를 따른 소정의 종방향 위치에서의 각 절개부 세트(set)로부터 결과되는 보(beam)들의 수로 규정되는 다른 구조들을 가질 수 있다. 예를 들어 "2 보(two-beam)" 구조에서는, 장치의 길이를 따른 각 절개부 위치는 한 쌍의 대향하여 축방향으로 연장되는 두 보들로 결과되는 한 쌍의 대향(opposing) 절개부들을 포함한다. 전형적으로, 결과적인 보 쌍 내의 두 보들은 연장 부재의 외주 둘레에 대칭으로 이격된다(즉 180도로 이격된다). 이 180도 방사 대칭(radial symmetry) 때문에, 0도 위치의 보 쌍은 180도로 회전 편이된 보 쌍과 구분할 수 없을 것이다. 이에 따라 이 명세서 전체에서, 보 쌍들의 가능한 회전 위치는 0 도 내지 180도의 범위로 기재되는데, 0 도와 180도 위치들은 서로 동일하다.

이하의 기재의 대부분은 2 보 구조를 가지는 실시예들에 집중되지만, 동일한 원리들이 "1 보(one-beam)" 구조, "3 보(three-beam)" 구조, 및 각 절개부 위치에 넷 이상(more than three)의 보들을 가지는 구조들에도 적용될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 또한 각 대칭(angular symmetry)이 상이한 이런 구조들은 2 보 구조에 사용되는 값들에 어떤 조정들을 필요로 할 것임도 이해해야 할 것이다. 예를 들어 2 보 구조에서의 절개부들의 각 쌍이 180도 방사 대칭을 나타내는 반면, 1 보 구조의 각 절개부는 방사 대칭을 나타내지 않고, 3 보 구조의 절개부들의 각 3중쌍(trio)는 120도 방사 대칭을 나타내며, 4 보 구조의 각 절개부 세트는 90도 방사 대칭을 나타낼 것이다, 등등... 이와 같이, 3보 구조에서 식별 가능한 회전 위치들의 가능한 공간은 0도 내지 120도의 범위를 가지고, 4보 구조는 0 내지 90도의 범위를 가진다, 등등... 1 보 구조에서 가능한 회전 위치들의 공간은 0 내지 360도의 범위를 가질 것이다.

2 보 구조의 예로 설명을 계속하면, 소정의 절개부 위치에서의 각 절개부 쌍이 결과적인 보들의 회전 위치를 말해주고, 결과적인 보들의 회전 위치가 그 위치에서의 우선 절곡 축(preferred bending axis)을 말해준다. 연장 부재의 소정 길이에 대해, 후속(successive) 보 쌍들의 상대적 회전 위치 설정은 전체 연장 부재의 우선 절곡 축의 종류와 크기를 결정한다.

전형적으로, 각 연속(successive) 보 쌍은 90도에, 이전 보 쌍으로부터의 일정한(constant) 수정 값(modifying value)을 더한 각도로 회전한다. "선형(linear)" 절개부 패턴에서는 수정 값이 0으로, 연장 부재의 축방향 길이를 따라 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로 90도의 일정한 회전 편이를 제공하는데, 이는 연속 보 쌍들이 0도 위치와 90도 위치 사이를 교번할 것임을 의미한다. 이 종류의 절개부 패턴은 연장 부재에. 연장 부재의 길이에 대해 0 및 90도의 우선 절곡 축들을 남긴다. 수정 값이 예를 들어 5도라면, 나선형으로 분포된 절곡 축들을 가지는 "나선형(helical)" 절개부 패턴이 결과될 것이다.

이러한 선형 및 나선형 절개부 패턴과 대조적으로, 이 명세서에 기재된 실시예들은 개별 절곡 축들의 유효한 분포를 제공하여 장치 내의 우선 절곡 방향들을 최소화시킨다. 이는 유용하기로 환자의 맥관 구조를 항행할 유효한 항행 능력을 가지는 장치를 제공한다.

중재 장치의 개관

도 1은 핸들 또는 허브(hub)(102)와 연장 부재(elongated member; 104)를 포함하는 (예를 들어 카테터(catheter) 또는 가이드와이어(guidewire) 등의) 중재 장치(interventional device; 100)를 도시한다. 연장 부재(104)는 허브(102)에 결합된 근접단(proximal end; 106)과 허브(102)로부터 멀리 연장되는 원격단(distal end; 108)을 가진다. 허브(102)는 사용자가 장치를 파지하고, 회전시키며, 밀고/당기고, 그리고 장치(100)를 달리 조작하도록 허용하는 패들(paddle), 핸들, 그립(grip) 등을 포함할 수 있다. 연장 부재(104)는 가이드와이어 또는 카테터로 형성될 수 있다. 가이드와이어 등의 일부 실시예들은 허브(102)를 생략하고 토크 장치(torque device) 등의 액세서리들과 함께 사용될 수 있다.

연장 부재(104)는 그 외면으로 절개된 복수의 천공부(fenestration)들을 포함한다. 이 천공부들은 가공 재료의 하나 이상의 조각을 절개하여 천공부들을 남기는 절개부 패턴(cut pattern)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 천공부들은 연장 부재(104)의 유연성/절곡 가능성의 향상을 포함하여 다양한 이점들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 천공부들은 토크의 전달을 위한 충분한 외주 구조를 유지함으로써 연장 부재(104)의 우수한 토크 전달성(torquability)을 유지하면서, (천공부들이 없는 가공 재료의 유사한 단면에 비해) 향상된 유연성을 제공하도록 배치된다.

연장 부재(104)는 목표 기관 영역에 도달하기 위해 환자의 기관을 항행하기에 충분한 어떤 길이를 가질 수 있다. 전형적인 길이는 예를 들어 약 50 내지 300 cm의 범위 내가 될 수 있다. 카테터 실시예에서는, 연장 부재(104)의 외경은 선호(preferences) 및/또는 응용 필요에 따라 더 크거나 작은 직경이 사용될 수 있겠지만, 약 0.010 내지 약 0.150 인치의 범위 내가 될 수 있다.

연장 부재(104)는 카테터 실시예에서, 전형적으로 약 3000 MPa 내지 약 4500 MPa, 또는 약 3500 MPa 내지 4000 MPa의 탄성계수(elastic modulus)를 가지는 재질로 구성된다. 한 예시적 실시예에서, 연장 부재(104)는 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone; PEEK)으로 구성되거나 이를 포함한다. 원가 및/또는 제조 조건(fabrication consideration)들이 보장한다면 더 높은 (탄성)계수를 가지는 폴리머 역시 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연장 부재(104)는 체온에서 초탄성(superelastic) 특성을 가지는 니켈-티타늄 합금(니티놀(nitinol)이라고도 지칭함)을 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연장 부재(104)의 근접 부분은 스테인리스 강 또는 유사한 응력-변형도 및 탄성 계수 특성을 가지는 다른 재질로 구성된다. 전형적으로, 연장 부재(104)가 둘 이상의 다른 재질들로 구성되면, 더 높은 (탄성) 계수의 재질(들)이 더 근접 부분들에 사용되고 더 낮은 계수의 재질(들)이 더 원격 부분에 사용된다.

도 2는 가이드와이어(200)로 구성된 중재 장치의 실시예의 원격단을 도시한다. 도 2에 도시된 실시예는 도 1의 연장 부재(104)의 가이드와이어 실시예의 원격단(108)을 표현한 것일 수 있다. 도시된 가이드와이어(200)는 코어(core; 212)와 코어(212)에 결합된 튜브 구조(tube structure; 214)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 코어(212)의 원격 부분(221)은 튜브(214) 내로 연장되어 튜브(214)로 둘러싸인다. 일부 실시예들에서, 원격 부분(212)의 코어(221)는 원격단에서의 더 작은 직경(예를 들어 0.002 인치)으로 점차적으로 테이퍼(taper)지도록 연마된다(ground). 코어(212)의 원격 부분(221)은 원형 단면, 정사각형 단면, 또는 다른 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 이 예에서, 코어(212)와 튜브(214)는 이들이 인접하여 서로 부착되는 부착점(213)에서 거의 유사한 외경들을 가진다.

튜브(214)는, 비틀림 힘이 코어(212)로부터 튜브(214)로 전달되어 튜브(214)에 의해 더 원격으로 전달되도록 하는 방식으로 (예를 들어 접착제, 납땜, 및/또는 용접 등을 사용하여) 코어(212)에 결합된다. 의료용 접착제가 장치의 원격단에서 튜브(214)를 코어(212)에 결합하는 데 사용되어 무손상(atraumatic) 피복을 형성할 수 있다.

가이드와이어(200)는 또한 코어(212)의 원격 부분의 외면과 튜브(214)의 내면 사이에 위치하도록 튜브(214) 내에 위치하는 코일(coil; 224)을 포함할 수 있다. 코일(224)은 백금 등의 방사선 불투과성(radiopaque) 재질로 구성될 수 있다. 도시된 코일(224)은 하나의 일체형 부품으로 구성된다. 대체적인 실시예에서는, 코일(224)이 서로 인접하여 적층(stack)되거나 및/또는 얽힘(intertwining)으로 맞물리는(interlocked) 복수의 분리된 부분들을 포함할 수 있다.

튜브(214)는, 우선 절곡 방향들을 형성하지 않고 중재 장치에 효율적인 유연성과 토크 전달성을 제공하도록 구성된, 미세 제조된(micro-fabricated) 천공부들을 포함한다. 일부 실시예들은 코어의 원격 부분(221)을 따라서 등 코어(212) 자체에 형성된 절개부들을 추가적으로 또는 대체적으로 포함할 수 있다.

절개부 패턴들

도 3a 내지 3c는 선형 절개부 패턴(linear cut pattern)의 실시예들을 도시하는데, 도 3a는 전형적인 "2 보(two-beam)" 선형 절개부 패턴을 보이고, 도 3b는 "전형적인 "1 보(one-beam)" 선형 절개부 패턴을 보이며, 도 3c는 전형적인 "3 보(three-beam)" 선형 절개부 패턴을 보인다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 연장 부재(600)는 복수의 축방향으로 연장되는 보(632)들과 원주방향으로 연장되는 고리(ring; 634)들을 포함한다. 두 원주방향으로 대향하는(opposing) 보(632)들이 각 쌍의 인접 고리(634)들 사이에 위치하므로 이 연장 부재(600)는 2 보 절개부 패턴을 가진다. 한 세그먼트(segment)로부터 다음 세그먼트로 회전 편이(rotational offset)가 적용되지 않으므로 도시된 절개부 패턴은 선형 절개부 패턴이다.

전술한 바와 같이, "세그먼트(segment)"는 연장 부재의 반복되는 구조 단위이다. 일부 실시예들에서, 단일한 세그먼트는 두 인접 고리(634)들(한 근접 고리와 한 원격 고리) 사이에 위치한 제1 쌍의 대향 보(632)들과 원격 고리로부터 연장되고 제1 쌍의 대향 보(632)들로부터 약 90도 회전 편이된 제2 쌍의 대향 보(632)들로 규정될 수 있다. 세그먼트들의 선형 배치는 연장 부재(600)의 천공부들에 정렬된 우선 절곡 방향의 형성으로 결과된다.

도 3b는 복수의 보(932)들과 고리(934)들을 가지는 연장 부재(900)를 도시한다. 인접 고리(934)들의 각 쌍 사이에 단일한 보(932)가 위치하므로 연장 부재(900)는 1 보 절개부 패턴이다. 이러한 1보 절개부 패턴에서, 단일한 세그먼트는 두 인접 고리(934)들(한 근접 고리와 한 원격 고리) 사이에 위치한 제1 보(932)와 원격 고리로부터 연장되며 제1 보(932)와 약 180도 회전 편이된 제2 보(932)로 규정될 수 있다. 연장 부재(600)에서와 같이 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로 회전 편이가 적용되지 않으므로 연장 부재(900)는 선형 절개부 패턴을 가진다.

도 3c는 복수의 보(1032)들과 고리(1034)들을 가지는 연장 부재(1000)를 도시한다. 인접 고리(1034)들의 각 쌍 사이에 세 보(1032)들이 위치하므로 연장 부재(1000)는 3 보 절개부 패턴이다. 이러한 3보 절개부 패턴에서, 단일한 세그먼트는 두 인접 고리(1034)들(한 근접 고리와 한 원격 고리) 사이에 위치한 보(1032)의 제1 3중쌍(triplicate)과 원격 고리로부터 연장되며 제1 3중쌍과 약 60도 회전 편이된 보(1032)들의 제2 3중쌍으로 규정될 수 있다. 연장 부재(600 및 900)에서와 같이 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로 회전 편이가 적용되지 않으므로 연장 부재(1000)는 선형 절개부 패턴을 가진다.

전술한 예들로부터, 다양한 절개부 패턴들이 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 인접 고리들의 각 쌍 사이에 넷 이상의 보들을 제공하는 절개부 패턴이 특정한 응용 요구에 따라 사용될 수 있다. 일반적으로, 인접 고리들의 각 쌍 사이에 남는 보의 수가 많아질수록 연장 부재의 강성이 상대적으로 커진다.

도 4는 미세 제조된 가이드와이어 또는 카테터 장치에서 우선 절곡 방향들을 최소화하도록 설계된 전형적인 나선형 절개부 패턴(helical cut pattern)의 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연장 부재(300)에 형성된 절개부들은 중공(hollow) 부재의 종축의 대향 측들에 위치한 대향 보들의 쌍을 남긴다. 이러한 절개부들의 각 쌍은 (대략 횡방향 및 원주방향으로 연장되는) 인접 고리(334)들을 연결하는 (대략 축방향으로 연장되는) 두 보(332)들을 형성한다.

연장 부재(300)의 각 연속 세그먼트에 회전 편이가 적용되어 나선형 패턴을 형성한다. 이 명세서에 사용된 "회전 편이(rotational offset)"는 두 인접 세그먼트들 사이의 각 회전(angular rotation)이다. 이에 따라 세그먼트 내의 개별 절개부들 역시 서로 편이될 수 있더라도, 회전 편이가 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트에 적용된다.

한 전형적인 실시예에서, 단일한 세그먼트는 두 인접 고리(334)들(한 근접 고리와 한 원격 고리) 사이에 위치한 제1 쌍의 대향 보(332)들과 원격 고리로부터 연장되고 제1 쌍의 대향 보(332)들로부터 약 90도 회전 편이된 제2 쌍의 대향 보(332)들로 규정될 수 있다. 절개부들은 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로 대략 지속적인 회전 편이를 형성하도록 배치된다. 예를 들어, 도시된 실시예는 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로 약 5도의 회전 세그먼트를 보인다. 이러한 각 편이를 가지는 복수의 연속(successive) 세그먼트들이 형성될 때, 연장 부재(300)의 충분한 길이를 따른 결과적인 보들의 패턴은 지속적으로 회전하는 나선형 패턴으로 연장 부재(300)의 축 둘레를 감싼다.

이 방식의 나선형 구조는 다른 절개부 패턴을 가지는 실시예들에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 절개부가 인접 고리들의 각 세트 사이에 단일한 보를 남기는 "1 보(one-beam)" 또는 "우회(bypass)" 절개부 패턴을 가지는 연장 부재는 각 연속 절개부 또는 절개부의 세트들 사이에 일정한 회전 편이를 가질 수 있다.

나선형 구조는 또한 셋 이상 보의 절개부 패턴을 가지는 실시예에도 적용될 수 있다. 예를 들어 동일한 나선형 형성 회전 편이가 (도 3c에 도시된 바와 같은) 3 보 실시예 또는 인접 고리들 간에 넷 이상의 보를 가지는 실시예에 적용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같은 나선형 절개부 패턴은 유용하기로 연장 부재의 우선 방향 절곡 경향의 일부를 최소화할 수 있다. 그러나 나선형 구조 자체가 우선 절곡 곡선을 형성한다. 나선형 절개부 패턴을 가지는 연장 부재는 (나선형) 반대 방향의 굴곡(curving)에 비해, 나선형 회전의 방향과 일치하는 곡선으로 비틀리기(coil or twist) 더 쉽다.

분포 패턴들

도 5는 분포 절개부 패턴(distributed cut pattern)을 가지는 연장 부재(500)의 부분을 도시한다. 절개부들은 유용하기로 각 보 쌍의 회전 간격(rotational spacing)을 효율적으로 분포시키도록 배치된다. 이러한 방법을 비선형(non-helical) 및 비선형(non-linear) 절개부 패턴이 연장 부재(500)의 길이에 따른 우선 절곡 방향들을 효율적으로 제거 또는 최소화시킨다. 도 5에 도시된 절개부 패턴은, 나선형 절개부 패턴과 달리 연장 부재(500)의 결과적인 보들이 연장 부재(500)의 축 둘레에 나선형 패턴으로 배치되지 않으므로 "비나선형(non-helical)"이다.

도 5에 도시된 절개부 패턴은, 장치의 연속 세그먼트들에 회전 편이가 적용되고, 연장 부재(500)를 구성하는 세그먼트들에 적용된 회전 편이가 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트에 반드시 동일하거나 일정하지 않으므로 "비선형(non-linear)"이다.

나선형은 일반적으로 다음과 같이, 표면이 평면 상에 전개(unroll)되었을 때 직석이 되는 원추형 또는 원통형 표면 상의 곡선으로 정의된다. 도 4에 도시된 나선형 절개부 패턴을 예로 사용하면, 연장 부재(300)의 길이를 따른 보/세그먼트들의 배치를 추적하는 굴곡된 선들은, 연장 부재(300)가 절개되어 평면 상에 "전개(unrolled)"되면 직선을 형성할 것이다. 이에 비해, 도 5에 도시된 절개부 패턴을 사용하면, 연장 부재(500)의 길이를 따른 보/세그먼트들의 배치를 추적하는 어떤 선은 직선을 형성하지 않을 것이다. 예를 들어, 도 5의 연장 부재(500)의 길이를 따른 어떤 소정의 세 연속 보 쌍 또는 세그먼트들에 대해, 연장 부재(500)가 평면 상에 전개 되었을 때 세 연속 보 쌍 또는 세그먼트들의 회전 위치들은 직선을 형성하지 않을 것이다.

나선형은 또한 전형적으로, 이것이 위치한 원추형/원통 면 둘레의 적어도 하나의 완전한 원주방향 회전을 요구하는 것으로 이해된다. 이와 같이, 절개부 패턴은 보 쌍 또는 세그먼트들의 결과적인 회전 배치가 방향을 변경하기 전에 적어도 한번 연장 부재의 외주를 완전히 감싸는 패턴을 형성하지 않으면 비나선형으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 연장 부재의 원통 표면이 평면 상에 전개되고, 그 평면이 직선 상에 위치상 정렬된 넷 이상(more than three)의 세그먼트들의 연속(series)을 포함해도, 이 직선이 연장 부재의 외주 둘레를 적어도 한번 감싸지 않으면, 이 세그먼트들의 연속은 여전히 나선형을 구성하지 않는다.

회전 편이가 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로 적용될 수 있다. 이와는 달리, 회전 편이는 세그먼트별 수준(segment to segment level)으로 연장 부재에 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 연장 부재의 각 세그먼트는 근접 및 원격 고리들 사이의 제1 쌍의 대향 보들과 원격 고리로부터 연장되며 제1 보 쌍과 약 90도 편이되는 제2 쌍의 보들로 규정될 수 있다. 대체적인 실시예들은 분포된 회전 편이 패턴을 다른 크기의 세그먼트들 및/또는 다른 내부 편이를 가지는 세그먼트들 사이에 적용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 셋 이상의 보들(이에 따라 셋 이상의 해당 고리들) 및/또는 90도와 다른 내부 편이들을 가지는 세그먼트들을 포함할 수 있다. 또한 도시된 예가 각 쌍의 대향 절개부들이 두 원주방향 대향 보들로 결과되는 2 보 절개부 패턴을 도시하고 있더라도, 분포된 편이 패턴이 1보 절개부 패턴(도 3b 참조), 3 보 절개부 패턴(도 3c 참조), 및 인접 고리들 간에 넷 이상의 보들을 가지는 패턴에도 적용될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

도 6a는 분포된 구조의 예를 종래의 나선형 구조와 도표로 비교한다. 도시된 바와 같이, 나선형 절개부 패턴은 연장 부재의 길이에 따라 세그먼트에서 세그먼트로 일정한 회전 편이를 적용한다. 분포 절개부 패턴은 나선형 패턴에 의종하지 않고 절곡 축들을 유효하게 분포시키는 회전 편이를 적용한다.

시작 보 쌍에 임의로 0도 위치를 할당하면, 후속 보 쌍은 가능한 한 신속히(즉 가능한 한 적은 절개부들로) 사용가능한 180도 반경방향 공간(radial space)에 걸쳐 보 위치의 반경방향 분포를 최대화하도록 회전 편이된다. 그러나 도시된 실시예에서는 간격 강체(rigid spacing artifact)(도 7 및 8에 관련해 후술함)들의 형성을 방지하도록 회전 편이 한도 역시 적용된다.

회전 편이 한도는 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍 또는 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로의 허용 가능한 회전 "격차(jump)"를 규정한다. 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로 약 10 내지 30도의 값을 가지는 회전 편이 한도, 또는 후속 보 쌍으로 90도 ± 그 값으로 회전하는 회전 편이 한도가 과도한 간격 강체(rigid spacing artifact)들을 야기하지 않고 절곡 축들의 효율적인 분산을 제공하도록 도시되었다. 예를 들어, 회전 편이 한도는 항 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로 약 60 내지 120도, 또는 약 70 내지 110도, 또는 약 80 내지 100도 범위 내의 값으로 회전을 제한할 수 있다. 다른 실시예들은 측정한 제품 및/또는 응용 요구에 따라 다른 회전 편이 한도를 사용하거나, 심지어 회전 편이 한도를 생략할 수 있다. 예를 들어, 결과적인 간격 강체가 특정한 응용에 허용 가능하면 회전 편이 한도는 30도보다 더 높은 값으로 증가될 수 있다.

도 6a에 도시된 예시적 분포 절개부 패턴은 30도의 회전 편이 한도를 사용한다. 도시된 바와 같이, 제1 보 쌍은 임의의 0도 위치에 위치하고, 제2 보 쌍은 90도에 위치한다. 사용 가능한 180도 공간에서의 최대 잔여 갭(greatest remaining gap)들은 0 내지 90도와 90 내지 180도이다(여기서 0도와 180도는 동일한 위치를 나타냄). 다음 보 쌍을 45도 등 이 갭들 중의 하나의 중간점(midpoint) 부근에 위치시키는 것이 장치의 절곡 축들을 최적으로 분포시키는 것이다. 그러나 다음 보 쌍을 45도에 위치시키는 것은 30도의 회전 편이 한도를 위배한다. 이에 따라 다음 보 쌍은 회전 편이 한도를 위배하지 않고 잔여 갭의 중간점 가까이 위치된다. 이 예에서는 제3 보 쌍이 30도에 위치된다. 제 4 보 쌍은 120도에 위치하는데, 이는 제3 보 쌍으로부터 90도이다. 이 특정한 예에서, 하나 걸러마다 보 쌍은 이전보다 90도 편이된다. 대체적인 실시예들은 반드시 이 특정한 패턴을 따를 필요가 없다.

도 6a의 예시적 분포를 계속 살피면, 최대 잔여 위치 갭(largest remaining positional gap)들은 이제 30 내지 90도 및 120 내지 180도이다. 제5 및 제6 보 쌍들은 각각 60도 및 120도에 위치한다. 잔여 위치 갭들은 이제 30도 마다이다(즉 0 내지 30도, 30 내지 60도, 60 내지 90도 등이다). 패턴이 진행됨에 따라 보 쌍들을 회전 편이 한도의 위배 없이 가능한 한 신속히 반경방향으로 이격시키는 방식으로 잔여 각 위치(angular position)들이 채워진다.

도시된 예에서, 사용 가능한 각 위치들은 10도의 입도(granularity)로 제공된다. 달리 말해, 모든 각 위치들은 각 10도 증분(increment)이 채워질 때 채워진 것으로 간주될 수 있다. 이에 따라 도시된 패턴은 재설정되기 전에 약 10도 위치마다 위치할 수 있다. 이러한 구조는 이 명세서에서 10도의 "위치 입도(positional granularity)"를 가지는 것으로 지칭된다. 대체적인 실시예들은 예를 들어 .1, .5, 1, 3, 5, 10, 15, 18, 20, 25, 또는 30도의 입도 등의 다른 위치 입도를 사용할 수 있다.

도시된 정확한 위치설정은 조정될 수 있어서, 도 6a에 도시된 패턴은 단지 예시적인 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 회전 격차가 소정의 회전 편이 한도 내에 있는 한 다른 특정한 시퀀스(sequence)를 사용하여 위치 갭들을 채울 수 있다. 바람직하기로, 회전 위치들 사이의 갭들을 채울 때, 다음 보 쌍은 회전 편이 한도를 위배하지 않고 최대 잔여 위치 갭의 대략 중심에 가까이 위치된다. 예를 들어, 갭이 0도 위치와 30도 위치 사이에 존재하면, 세그먼트는 10 내지 20 도 위치에 위치할 수 있다.

또한, 대체적 실시예들은 대략 10도의 위치들을 채우는 위치 입도를 사용할 수 있다. 패턴을 재설정하기 전에 더 적은 세그먼트들이 사용될수록 각 적절한 위치의 크기 범위는 커지고, 패턴을 재설정하기 전에 더 많은 세그먼트들이 사용될수록 크기 범위는 작아질 것이다. 일부 실시예들은 180도 반경방향 공간 내의 채워진 각 위치들을 (더 채울 수 있는) 가능성(availability)이 재설정되기 전에 약 6 내지 36개의 보 쌍들 또는 약 10 내지 18개의 보 쌍들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들은 가능한 위치들이 재설정되기 전에 훨씬 많은 보 쌍들을 포함할 수 있다. 소정의 위치 입도가 낮아질수록 모든 가능한 각 위치들을 채우기 위해 필요한 보 쌍들의 수는 증가할 것이다. 이에 따라, 1도의 위치 입도를 가지는 장치는 180개의 가능한 각 위치들을 채우기 위해 180개의 보 쌍들을 사용할 것이다. 뿐만 아니라, 선택된 분포 패턴의 (예를 들어 위치 입도와 회전 편이 한도 등) 소정의 파라미터들에 따라 가능한 각 위치들을 채울 복수의 방법이 존재하므로, 분포 절개부 패턴은 재설정 후 그 자체를 동일하게 반복할 필요가 없다. 그러므로 이 명세서에 사용된 재설정(reset)", "재설정(resetting)" 등의 용어는 보 쌍들로 채워진 다음 180도 반경방향 공간 내의 각 위치들의 (채워질) 가능성을 재설정하는 것을 지칭하며, 이 용어는 연장 부재의 다음 부분을 따른 각 위치들의 재충전이 반드시 이전 패턴을 정확히 반복해야 한다는 것을 의미하지는 않는다. 실제 적어도 일부 실시예들에서는, 분포 패턴의 전체 길이가 비 반복적(non-repeating)일 수 있다.

전술한 원리들이 1 보 구조를 가지는 실시예, 3 보 구조를 가지는 실시예, 또는 4 보 이상의 구조를 가지는 실시예들에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 1보 구조는 도시된 나선형 절개부 패턴이 아니라 비나선형 및 비선형 절개부 패턴을 따르도록 변경될 수 있다. 채워질 각 위치들의 범위가 360도로 확장된다는 점을 제외하고는 전술한 바와 동일한 원리가 1 보 실시예에도 적용될 수 있다. 마찬가지로, 채워질 각 위치들의 범위가 120도로 확장된다는 점을 제외하고는 전술한 바와 동일한 원리가 3 보 실시예에도 적용될 수 있다.

불완전 램프형 패턴

도 6b는 의도적으로 설계된 일련의(a series of) 결함(imperfection)들로, 그렇지 않으면 나선형이었을 패턴을 고의적으로 중단(disrupt)시켜 형성된 비나선형 절개부 패턴의 다른 실시예를 도표로 도시한다. 이 종류의 절개부 패턴은 이 명세서에서 "불완전 램프형(imperfect ramp)" 패턴으로 지칭된다. 불완전 램프형 패턴의 의도적인 발산(divergence)은 유용하기로 참(true) 나선형 구조에 고유한 우선(preferred) 비틀림 및 곡률 잔존(relic)을 감소 또는 방지하는 기능을 한다. 도시된 바와 같이, 세그먼트들은 어느 세 연속적인 보 쌍들 또는 세그먼트들도 동일한 회전 편이에 따라 이격되지 않도록 배치된다. 달리 말해, 어느 세 연속 보 쌍들 또는 세그먼트들도, 원통형 연장 부재를 평면 상에 전개했을 때 직선을 형성하지 않도록 배치된다.

도 6b의 불완전 램프형 패턴에 비해, 참 나선형 패턴은 전형적으로 각 연속 세그먼트들 또는 각 연속 보 쌍이 (일정한) 상수 값(constant value)으로 회전 편이되어 형성된다. 예를 들어, 2 보 구조에서의 참 나선형 패턴은 각 연속 절개부 쌍을 5도, 85도, 95도, 또는 90도의 배수가 아닌 다른 어떤 상수 값 등의 일정한 값으로 회전 편이시켜 형성된다.

불완전 램프형 패턴에서, 수정 값(modifying value)이 상수(constant)가 아니라 고의적으로 변수(variable)로 만들어진다. 예를 들어 도 6b에서와 같이, 불완전 램프형 패턴은 각 연속 보 쌍을 상수 값 ± 변수 수정 값으로 회전 편이시킴으로써 형성된다. 이 명세서에서는 상수 값 ± 변수 수정 값을 포함하는 회전 편이를 "불완전 회전 편이(imperfect rotational offset)"로 지칭한다.

변수 수정 값은 5 내지 15도의 범위가 될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 변수 수정 값이 2.5 내지 30도의 범위, 또는 결과되는 장치의 설계된 목적에 적합한 다른 범위가 될 수 있다. 변수 수정 값은 바람직하기로, (예를 들어 5 내지 15도의) 수정 값 범위로 규정되는 랜덤(random) 선택의 상한과 하한을 가지고 이것이 적용될 각 세그먼트 또는 보 쌍에서 랜덤하게 선택된다. 편이의 상수 값 부분은 전형적으로 1 보 패턴에서 180도, 2 보 패턴에서 90도, 3보 패턴에서 60도... 등등 이다.

대체적인 실시예들은 불완전 램프형 패턴을 다른 크기의 세그먼트들 사이 및/또는 다른 내부 편이를 가지는 세그먼트들 사이에 적용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 셋 이상(more than two)의 보 쌍들(및 셋 이상의 해당 고리들)을 가지거나 및/또는 90도가 아닌 내부 편이를 가지는 세그먼트들을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 예가, 각 대향하는 절개부들의 쌍이 원주방향으로 대향하는 두 보들로 결과되는 2 보 절개부 패턴을 보이더라도, 분포 편이 패턴은 1 보 절개부 패턴(도 3b 참조), 3 보 절개부 패턴(도 3c 참조), 그리고 인접 고리들 사이에 넷 이상의 보를 가지는 패턴들에도 적용될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

톱날형 패턴

도 6c는 이 명세서에서 "톱날형(sawtooth)" 패턴이라고 지칭하는 비나선형 절개부 패턴의 다른 실시예를 도시한다. 이 명세서에 기재한 다른 비나선형 절개부 패턴들과 같이, 톱날형 절개부 패턴은 유용하기로, 나선형 패턴에 고유한 우선 곡률 방향들 역시 제한하면서 우선 절곡 축들을 방지할 수 있다. 나선형 패턴과 대조적으로 톱날형 절개부 패턴은 회전 편이의 방향을 주기적으로 반전한다.

도 6c의 톱날형 패턴과 나선형 패턴은 모두, 각 세그먼트 내의 각 절개부 쌍이 90도의 편이를 가진 채 인접 세그먼트들 간에 약 10도의 각 편이를 가진다. 나선형 패턴이 연장 부재의 외주 둘레의 복수의 회전 동안 이 편이 값을 단순히 지속하는 반면, 톱날 패턴은 방향을 반전하기 전에 제1 정점(apex) 위치에 도달하여, (방향을 반전한 다음) 제2 정점 위치를 향해 지속된다. 제2 정점 위치에 도달하고 나면, 톱날형 패턴은 다시 반전하여 제1 정점을 향해 복귀한다. 이어서 연장 부재의 원하는 길이를 따라 이 패턴이 반복된다.

예를 들어, 제1 정점 위치는 약 90도에 설정된다(즉 세그먼트의 제1 절개부 쌍에 대해 90도, 세그먼트의 제2 절개부 쌍에 대해 180도). 제1 정점에 도달하면, 패턴은 제2 정점을 향해 반전된다. 이 실시예에서, 제2 정점 위치는 약 0도에 설정된다(즉 세그먼트의 제1 절개부 쌍에 대해 0도, 세그먼트의 제2 절개부 쌍에 대해 90도). 대체적인 실시예들은 다른 정점 위치들을 포함할 수 있다. 임의의 0도 시작위치가 주어지면, 제1 정점 위치는 1 보 구조에서 360도 미만, 2 보 구조에서 180도 미만, 3 보 구조에서 120도 미만 등등이다. 바람직하기로, 제1 정점 위치는 1 보 구조에서 180도, 2 보 구조에서 90도, 3 보 구조에서 60도... 등등이다.

전술한 바와 같이, 도 6c의 톱날형 패턴에서 세그먼트별(from segment to segment) 각 편이는 약 10도이다. 톱날형 패턴의 다른 실시예에서, 각 편이는 약 5도 내지 약 30도 등, 대략 10도 내외가 될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 절개부 패턴의 정점들 사이의 부분은 가변(variable) 편이를 가질 수 있다. 예를 들어, 정점들 사이의 하나 이상의 부분은 전술한 바와 같은 불완전 회전 편이를 포함할 수 있다. 도 6d는 한 이런 실시예를 도시한다. 도 6d에 도시한 톱날형 절개부 패턴은 도 6c에 도시된 패턴과 유사한 톱날형 패턴을 따르지만, 또한 정점들의 사이에 가변/불완전 회전 편이를 가지는 일부 부분들도 포함한다.

대체적인 실시예들은 톱날형 패턴을 다른 크기의 세그먼트들 사이 및/또는 다른 내부 편이를 가지는 세그먼트들 사이에 적용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 셋 이상(more than two)의 보 쌍들(및 셋 이상의 해당 고리들)을 가지거나 및/또는 90도가 아닌 내부 편이를 가지는 세그먼트들을 포함할 수 있다. 또한, 도시된 예가, 각 대향하는 절개부들의 쌍이 원주방향으로 대향하는 두 보들로 결과되는 2 보 절개부 패턴을 보이더라도, 분포 편이 패턴은 1 보 절개부 패턴(도 3b 참조), 3 보 절개부 패턴(도 3c 참조), 그리고 인접 고리들 사이에 넷 이상의 보를 가지는 패턴들에도 적용될 수 있음을 이해해야 할 것이다.

간격 강체

도 7은 회전 편이 한도가 적용되지 않는 부분을 야기할 수 있는, 바람직하지 못한 간격 강체(spacing artifact)의 예를 도시한다. 도 7은 제1 세그먼트(750a)와 제2 세그먼트(750b)를 가지는 연장 부재(700)의 부분을 도시한다. 제1 세그먼트(750a)는 제1 보 쌍(730a)(이 도면에는 단지 하나만 보임)과 제1 쌍과 90도 편이된 제2 보 쌍(730b, 730c)를 포함한다. 제2 세그먼트(750b)는 제1 보 쌍(730d, 730e)과 제1 쌍과 90도 편이된 제2 보 쌍(730f, 730g)을 포함한다. 보 쌍 내의 각 보는 그 해당 보로부터 180도만큼 원주방향으로 이격된다. 제2 세그먼트(750b)는 제1 세그먼트(750a)로부터 45도로 편이되는데, 이는 제1 보 쌍(730d, 730e)을 제1 보 쌍(730a)으로부터 45도 편이되게 위치시키고, 제2 보 쌍(730, 730g)을 제2 보 쌍(730b, 730c)으로부터 45도 편이되게 위치시킨다.

제1 세그먼트로(750a)부터 제2 세그먼트(750b)로 이러한 45도 편이를 적용하는 것은 제2 세그먼트(750b)의 절곡 축들을 제1 세그먼트(750a)의 절곡 축들 사이에 위치시키므로 바람직하다. 그러나 45도 격차 역시 세그먼트들 사이의 보 간격에 결과되어 연장 부재(700)의 부분에 과도한 강체(rigid artifact)를 남길 수 있다. 도시된 부재(700)에서, 보(730d)는 보(730b)로부터 단지 45도 이격되는 반면, 보(730e)는 보(730b)로부터 135도 이격된다. 마찬가지로, 보(730e)는 보(730c)로부터 단지 45도 이격되는 반면, 보(730de)는 보(730c)로부터 135도 이격된다. 이 불균형한 간격은 더 작은 간격을 가지는 연장 부재의 영역이 과도히 강직(rigid)하거나 및/또는 더 큰 간격을 가지는 영역이 과도히 유연하여 바람직하지 못할 것이다.

대조적으로, 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트에 적용되는 회전 편이의 더 제한된 격차는 세그먼트들 간의 보 간격의 차이(discrepancy)를 최소화할 것이다. 예를 들어, 도 8은 제1 세그먼트(850a)와 제2 세그먼트(850b) 간에 약 20도의 더 제한된 회전 편이가 적용된 연장 부재(800)의 부분을 도시한다. 도 7의 연장 부재(700)에서와 같이, 제1 세그먼트(850a)는 제1 보 쌍(830a)과 제2 보 쌍(830b, 830c)을 포함하고, 제2 세그먼트(850b)는 제1 보 쌍(830d, 830e)과 제2 보 쌍(830f, 830g)을 포함한다. 그러나 제2 세그먼트(850b)가 제1 강체(850a)로부터 더 제한된 20도로 편이되므로, 보(830b, 830c, 830d, 및 830e)들 사이의 간격 차이는 덜 두드러진다. 보(830d)는 보(830b)로부터 70도 이격되고, 보(830e)는 보(830b)로부터 110도 이격된다. 마찬가지로, 보(830e)는 보(830c)로부터 70도 이격되고, 보(830d)는 보(830c)로부터 110도 이격된다. 이에 따라, 세그먼트들 사이에 간격 차이가 여전히 존재하더라도, 적절한 회전 편이 한도를 제공함으로써 적합한 각도로 제어될 수 있다.

이 명세서에 사용된 "대략(approximately)," "약(about)," 및 "거의(substantially)"라는 용어들은 여전히 원하는 기능을 수행하거나 원하는 결과를 달성하는, 기술된 양 또는 조건에 가까운 양 또는 조건을 나타낸다. 예를 들어 "대략(approximately)," "약(about)," 및 "거의(substantially)"라는 용어들은 기술된 양 또는 조건으로부터 10% 미만, 또는 5% 미만, 또는 1% 미만, 또는 0.1% 미만, 또는 0.01% 미만으로 이탈한 양 또는 조건을 지칭할 수 있다,

본 발명은 그 요체 또는 필수적인 특성들에서 벗어나지 않고도 다른 형태로 구현될 수 있다. 기재된 실시예들은 모든 점에서 단지 예시적이며 제한적이 아닌 것으로 간주되어야 한다. 그러므로 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구항들로 지적된다. 청구항들의 동등성의 의미와 범위 내에 들어오는 모든 변경들은 이 범위 내에 포괄된다.

Claims

벽과 내부 공간을 가지는 연장 부재를 구비하고, 상기 연장 부재가 상기 벽을 통해 상기 공간을 노출시키는 복수의 천공부들을 포함하며, 상기 복수의 천공부들이 복수의 축방향으로 연장되는 보들과, 복수의 원주반향으로 연장되는 고리를 형성하는 중재 장치로,
상기 보들이 상기 연장 부재의 길이를 따라 배치되어 비나선형 및 비선형 패턴을 형성하되, 상기 비나선형 및 비선형 패턴의 적어도 일부가 불완전 램프 패턴을 포함하는 중재 장치.
청구항 1에서,
상기 중재 장치가 미세 카테터 장치인 중재 장치.
청구항 2에서,
상기 미세 카테터 장치가 적어도 부분적으로 폴리에테르 에테르 케톤 또는 니티놀로 구성되는 중재 장치.
청구항 1에서,
상기 중재 장치가 가이드와이어인 중재 장치.
청구항 4에서,
상기 가이드와이어가 코어를 포함하고, 상기 코어의 원격 부분이 적어도 부분적으로 튜브 구조에 진입하도록 상기 연장 부재가 상기 코어에 결합되는 상기 튜브 구조로 형성되는 중재 장치.
청구항 5에서,
상기 코어의 원격 부분의 외면과 상기 튜브 구조의 내면 사이에 위치하도록 상기 튜브 구조 내에 위치하는 하나 이상의 코일들을 더 구비하는 중재 장치.
청구항 5 또는 6에서,
상기 코어가 스테인리스강 또는 니티놀로 구성되는 중재 장치.
청구항 5 내지 6 중의 어느 한 항에서,
상기 튜브 구조가 니티놀로 구성되는 중재 장치.
청구항 1 내지 6 중의 어느 한 항에서,
상기 천공부들이 1 보, 2 보 절개부, 3 보, 또는 넷 이상의 보의 절개부 패턴으로 배치되는 중재 장치.
청구항 9에서,
상기 연장 부재가 세그먼트들의 연속으로 구성되고, 상기 세그먼트가 원주방향으로 대향하는 보들의 제1 쌍과, 상기 제1 보 쌍으로부터 약 90도 회전 편이되는 원주방향으로 대향하는 보들의 제2 쌍을 포함하는 중재 장치.
청구항 1 내지 6 중의 어느 한 항에서,
상기 비나선형 및 비선형 패턴이 분포 패턴을 포함하고, 상기 분포 패턴이 0도 위치에 위치하는 것으로 규정되는 상기 연장 부재의 제1 보 쌍을 포함하며, 후속 보 쌍들이, 회전 편이 한도를 초과하지 않으면서 보 위치들의 반경방향 분포를 최대화하도록 상기 제1 보 쌍으로부터 회전 편이되며, 상기 회전 편이 한도가 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로의 허용 가능한 회전을 제한하는 중재 장치.
청구항 11에서,
상기 회전 편이 한도가 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로의 회전 편이를 약 60 내지 120도, 또는 약 70 내지 110도, 또는 약 80 내지 100도의 값으로 제한하는 중재 장치.
청구항 11 에서,
상기 후속 보 쌍들이 상기 회전 편이 한도를 초과하지 않으면서 최대 잔여 위치 갭의 중간점 근처에 위치하는 중재 장치.
청구항 13에서,
상기 연속 세그먼트가 상기 회전 편이 한도가 허락하는, 최대 잔여 위치 갭의 중간점 근처에 위치하는 중재 장치.
청구항 11에서,
상기 분포 패턴이 약 1 내지 30도의 위치 입도를 가지는 중재 장치.
청구항 11에서,
상기 분포 패턴이 0.1 내지 1도의 위치 입도를 가지는 중재 장치.
청구항 11에서,
상기 회전 편이 한도가 30도보다 큰 중재 장치.
삭제
청구항 1에서,
상기 불완전 램프 패턴 내의 어느 세 연속 세그먼트들 또는 보 쌍들도 동일한 회전 편이에 따라 이격되지 않는 중재 장치.
청구항 1에서,
상기 불완전 램프 패턴이 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로의 불완전 회전 편이를 포함하고, 상기 불완전 회전 편이가 상수 값 ± 변수 수정 값과 동일한 중재 장치.
청구항 20에서,
상기 변수 수정 값이 5 내지 15도의 범위인 중재 장치.
청구항 20에서,
상기 불완전 램프 패턴이 2 보 구조를 가지고, 상기 불완전 회전 편이의 상수 값 부분이 약 90도인 중재 장치.
청구항 1 내지 6 중의 어느 한 항에서,
상기 비나선형 및 비선형 패턴의 적어도 일부가 톱날형 패턴을 포함하는 중재 장치.
청구항 23에서,
상기 톱날형 패턴이, 방향을 반전하기 전에 연장 부재의 전체 외부 둘레를 감싸는 부분이 없도록 주기적으로 방향을 반전하는 회전 편이를 포함하는 중재 장치.
청구항 23에서,
상기 톱날형 패턴이 제1 정점과 제2 정점을 가지고, 상기 톱날형 패턴이 회전 편이들이 상기 제1 정점 또는 상기 제2 정점에 도달하면 방향을 반전하는 중재 장치.
청구항 25에서,
상기 제1 정점 및 상기 제2 정점이 약 90도로 분리되는 중재 장치.
벽과 내부 공간을 가지는 연장 부재를 구비하고, 상기 연장 부재가 상기 벽을 통해 상기 공간을 노출시키는 복수의 천공부들을 포함하며, 상기 복수의 천공부들이 분포 패턴으로 배열되는, 복수의 축방향으로 연장되는 보들과 축방향으로 연장되는 복수의 원주방향으로 연장되는 고리들을 규정하는 중재 장치로,
상기 분포 패턴이 약 1 내지 30도 또는 0.1 내지 1도의 위치 입도를 갖고,
상기 분포 패턴이 0도 위치에 위치하는 것으로 규정되는 상기 연장 부재의 제1 보 쌍을 포함하고, 회전 편이 한도를 초과하지 않으면서 보 위치들의 반경방향 분포를 최대화하도록 후속 보 쌍들이 상기 보 쌍으로부터 회전 편이되며, 상기 회전 편이 한도가 한 세그먼트로부터 다음 세그먼트로의 허용 가능한 회전을 제한하는 중재 장치.
청구항 27에서,
상기 회전 편이 한도가 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로의 회전 편이를 약 60도 내지 120도, 또는 약 70 내지 110도, 또는 약 80 내지 100도의 값으로 제한하는 중재 장치.
청구항 27 또는 28에서,
상기 후속 보 쌍들이, 상기 회전 편이 한도가 허용하는 최대 잔여 위치 갭의 중간점 근처에 위치하도록, 상기 회전 편이 한도를 초과하지 않고 최대 잔여 위치 갭의 중간점 근처에 위치하는 중재 장치.
삭제
청구항 27 또는 28에서,
상기 회전 편이 한도가 30도보다 큰 중재 장치.
벽과 내부 공간을 가지는 연장 부재를 구비하고, 상기 연장 부재가 상기 벽을 통해 상기 공간을 노출시키는 복수의 천공부들을 포함하며, 상기 복수의 천공부들이 불완전 램프 패턴으로 배열되는, 복수의 축방향으로 연장되는 보들과 축방향으로 연장되는 복수의 원주방향으로 연장되는 고리들을 규정하는 중재 장치로,
상기 불완전 램프 패턴 내의 어느 세 연속 세그먼트들 또는 보 쌍들도 동일한 회전 편이를 따라 이격되지 않는 중재 장치.
청구항 32에서,
상기 불완전 램프 패턴이 한 보 쌍으로부터 다음 보 쌍으로 불완전 회전 편이를 가지고, 상기 불완전 회전 편이가 상수 값 ± 변수 수정 값과 동일한 중재 장치.
청구항 33에서,
상기 변수 수정 값이 5 내지 15도의 범위인 중재 장치.
청구항 32 내지 34 중의 어느 한 항에서,
상기 불완전 램프 패턴이 2 보 구조를 가지고, 상기 불완전 회전 편이의 상수 값 부분이 약 90도인 중재 장치.
벽과 내부 공간을 가지는 연장 부재를 구비하고, 상기 연장 부재가 상기 벽을 통해 상기 공간을 노출시키는 복수의 천공부들을 포함하며, 상기 복수의 천공부들이 톱날형 패턴으로 배열되는, 복수의 축방향으로 연장되는 보들과 축방향으로 연장되는 복수의 원주방향으로 연장되는 고리들을 규정하는 중재 장치로,
상기 톱날형 패턴이 방향의 반전 전에 어느 부분도 상기 연장 부재의 전재 외주를 감싸지 못 하도록 주기적으로 반전되는 회전 편이를 포함하는 중재 장치.
청구항 36에서,
상기 톱날형 패턴이 제1 정점 및 제2 정점을 포함하고, 상기 톱날형 패턴의 회전 편이들이 상기 제1 정점 또는 상기 제2 정점에 도달하면 방향을 반전하는 중재 장치.
청구항 37에서,
상기 제1 정점 및 상기 제2 정점들이 약 90도 분리되는 중재 장치.
청구항 27, 28, 32 내지 34, 36 내지 38 중의 어느 한 항에서,
상기 중재 장치가 미세 카테터 장치 또는 가이드와이어 장치인 중재 장치.
청구항 39에서,
상기 중재 장치가 코어를 포함하는 가이드와이어이고, 상기 연장 부재가 상기 코어의 원격 부분이 적어도 부분적으로 튜브 구조에 진입하도록 상기 코어에 결합되는 상기 튜브 구조로 형성되는 중재 장치.
청구항 40에서,
하나 이상의 코일이, 상기 코어의 상기 원격 부분의 외면과 상기 튜브 구조의 내면 사이에 위치하도록 상기 튜브 구조 내에 위치하는 중재 부재.
청구항 40에서,
상기 코어가 스테인리스강 또는 니티놀로 구성되는 중재 부재.
청구항 40에서,
상기 튜브 구조가 니티놀로 구성되는 중재 부재.
청구항 27, 28, 32 내지 34, 36 내지 38 중의 어느 한 항에서,
상기 천공부들이 1 보, 2 보 절개부, 3 보, 또는 넷 이상의 보의 절개부 패턴으로 배치되는 중재 부재.
청구항 44에서,
상기 연장 부재가 세그먼트들의 연속으로 구성되고, 상기 세그먼트가 원주방향으로 대향하는 보들의 제1 쌍과, 상기 제1 보 쌍으로부터 약 90도 회전 편이되는 원주방향으로 대향하는 보들의 제2 쌍을 포함하는 중재 장치.