KR20020010896A - 혈관 절개 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자가 절개부를 바디 루멘에 안전하게 생성하기 위한 개량된 혈관 절개 장치(14) 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상승하는 대동맥의 후방 벽과 같은 바디 구조를 생성하는 장치를 제공한다. 절개 장치(14)는 액츄에이터(42)에 의해 작동되는 블레이드(40)와 같은 외과 소자를 포함한다. 액츄에이터(42)가 완화될 때, 블레이드(40)는 보호되고 수축 위치로부터 노출되고 전개 위치까지 이동된다. 노출된 블레이드(40)는 절개부를 생성하기 위해 상승하는 대동맥의 전방 벽으로 눌린다. 액츄에이터(42)가 더 완화될 때, 블레이드(40)는 수축 위치로 자동적으로 이동되어서 블레이드(40)가 대동맥의 후방 벽을 절개하는 것을 방지한다.

Description

혈관 절개 장치 및 방법{Vascular incisor and method}

상승하는 대동맥의 차단과 산소 공급된 혈액의 순환 유지 전에, 상승하는 대동맥 상태에서 절개가 수행되어야 하며, 환자에게 혈액의 귀한 전에 캐뉼러가 삽입되어야 한다. 그러나 종래의 방법은 본질적으로 다양한 결점을 갖는다. 종래의 외과술은 캐뉼러의 삽입 전에 대동맥 안으로 상승하는 대동맥의 전방 벽에 절개를 행하도록 외과용 메스(scalpel) 또는 나이프를 사용한다. 그와 같은 외과용 메스는 바디 구조 주위에 상처를 줄 수 있다. 또한 폐쇄된 흉곽수술에서 외과의가 외과용 메스와 캐뉼러의 양쪽을 분리 조종하는 것이 곤란하고 시간이 많이 든다.

따라서 완전한 절단술(sternotomy)보다는 오히려 흉곽에서 국부 절개를 통해 상승하는 대동맥의 전방벽 내에서 절개를 신속하고 용이하게 할 수 있는 절개방법 및 장치를 위한 필요성이 있다.

본 발명은 환자의 혈관 벽을 통한 절개를 안전하게 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 그와 같은 장치 및 방법은 각각 관상동맥 식피술(coronary arty bypass grafting , CABG) 및 판막(valve) 절차를 개시하고 있는 미국특허 제5,584,803호 및 제5,682,906호에 기재된 절차와 같은 환자의 혈관 시스템 및 심장에 다양한 절차를 수행하는데 유용하다.

도 1은 캐뉼러내의 절개 장치의 사시도.

도 2는 상기 캐뉼러을 도시하는 도면.

도 3은 도 2의 캐뉼러의 말단부를 확대하여 도시하는 도면.

도 4는 링의 평면도.

도 5는 도4의 링의 측면도.

도 6은 대동맥 차단 장치를 도시하는 도면.

도 7은 캐뉼러내에 배치된 절개 장치와 수축 위치에 있는 절개 소자를 도시하는 도면.

도 8은 캐뉼러내에 배치된 절개 장치와 전개 위치에 있는 절개 소자를 도시하는 도면.

도 9는 상승하는 대동맥내로의 캐뉼러 도입을 도시하는 도면.

도 10은 상승하는 대동맥내의 절개부를 통과하는 캐뉼러와 대동맥 차단 장치를 도시하는 도면.

도 11은 절개 장치의 양호한 실시예를 도시하는 도면.

도 12는 플런저가 함축 위치에 있고, 절개 소자가 수축 위치에 있는 상태의, 도 11의 절개 장치 구조의 단면도.

도 13은 플런저가 부분적으로 완화 위치에 있고, 절개 소자가 전개 위치에 있는 상태의, 도 11의 절개 장치 구조의 단면도.

도 14는 플런저가 완전히 완화 위치에 있고, 절개 소자가 수축 위치에 있는 상태의, 도 11의 절개 장치 구조의 단면도.

도 15는 핸들이 신장된 위치에 있고, 절개 소자가 수축 위치에 있는 상태의, 절개 장치의 다른 양호한 실시예의 단면도.

도 16은 핸들이 폐쇄 위치에 있고, 절개 소자가 전개 위치에 있는 상태의, 도 15의 절개 장치의 단면도.

도 17a는 절개 장치의 또다른 실시예를 도시하는 도면.

도 17b는 엄지 손가락 스위치가 선단 위치에 있고, 외과 소자가 수축 위치에있는 상태의, 도 17b의 실시예를 도시하는 도면.

도 17c는 말단을 향해 이동하는 엄지 손가락 스위치와, 전개 위치에 있는 외과 소자를 도시하는 도면.

도 17d는 말단 위치에 있는 엄지 손가락 스위치와, 수축 위치에 있는 외과 소자를 도시하는 도면.

도 18은 플런저가 함축 위치에 있고, 외과 소자가 수축 위치에 있는 상태의, 본 발명의 절개 장치의 또다른 실시예의 단면도.

도 19는 플런저가 부분적으로 완화 위치에 있고, 외과 소자가 수축 위치에 있는 상태의, 도 18의 절개 장치의 단면도.

도 20은 플런저가 완전히 완화 위치에 있고, 외과 소자가 전개 위치에 있는 상태의, 도 18의 절개 장치의 단면도.

도 21a 내지 도 21d는 혈관내에 절개부를 형성하는 방법을 예시하는 도면.

본 발명은 사용자가 절개를 안전하게 행하고 바디 루멘내에 캐뉼러를 삽입하기 위한 혈관 절개 장치(incisor), 캐뉼러 조립체 및 방법을 제공하는 것이다. 특히 본 발명은 상승하는 대동맥의 벽에 절개를 행하고 신속하고 편리한 단일단계로 캐뉼러를 삽입하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 캐뉼러 및 캐뉼러내에 위치가능한 절개 장치를 포함한다. 절개 장치는 트리거 또는 플런저와 같은 액츄에이터에 의해 이동되는 블레이드 가진다. 액츄에이터를 누를 때 블레이드는 상승하는 대동맥의 전방벽으로 밀쳐져 절개를 행한다. 플런저가 더욱 눌러질 때 블레이드는 수축 위치로 자동 이동되어 블레이드가 대동맥의 후방 벽과 같은 다른 바디 구조에 접촉하는 것을 방지한다. 절개 장치가 절개를 통해 밀쳐질 때 캐뉼러는 단일단계로 절개를 통해 자동으로 삽입된다.

제1관점에서, 본 발명은 혈관 절개를 위한 절개 장치를 제공한다. 한 실시예에서 절개 장치는 바디 에 대해 이동가능한 로드를 가진다. 블레이드와 같은 외과소자는 로드의 말단부에 배치된다. 적어도 하나의 핑거를 가지는 플런저는 로드의 선단부에 결합한다. 플런저가 가압되지 않은 위치로부터 가압된 위치로 이동할 때 로드 및 외과 소자(surgical element)는 수축위치로부터 전개 위치로 전진한다. 핑거는 핑거가 로드의 선단부로부터 해제되도록 램프에 결합하며, 외과소자는 수축위치로 재차 이동한다. 특정 형상에서 절개 장치는 억압되지 않은 위치로 플런저를 편향시키기 위해 귀환스프링을 가진다. 플런저가 재차 억압되지 않은 위치로 편향될때 플런저 핑거는 푸시로드의 기부면에 의해 통과되며 수축 플런저 핑거에 내포된 귀한 스프링력은 최초위치로 방사상 내향으로 그리고 푸시로드의 선단부로의 결합(또는 거의 결합)으로 핑거를 편향되게한다. 이 위치에서 플런저와 푸시로드는 블레이드의 반복작동을 위해 위치된다.

다른 실시예에서 절개 장치는 하우징과 가동푸시로드를 구비한다. 푸시로드는 수축 위치를 향해 편향된다. 램프위의 트리거 핀의 작동은 수축 위치로부터 전개 위치를 향해 푸시로드와 외과소자를 이동시킨다. 트리거 핀이 램프의 상부에 도달할 때 트리거 핀은 푸시로드로부터 해제되며 외과소자와 푸시로드가 수축 위치로 귀한하는 것을 허용한다. 실시예에서 트리거 핀은 트리거 또는 플런저와 같은 액츄에이터에 결합한다. 액츄에이터는 말단방향으로 작동되어 말단으로 램프위의 트리거 핀을 이동시킨다. 한 형태에서 액츄에이터는 외과소자가 전개 및 후퇴된 후에 액츄에이터가 최초위치로 재차 편향되고 장치가 반복작동을 준비하도록 최초위치를 향해 편향된다. 다른 특정형태에서 액츄에이터는 푸시로드의 길이방향 축에 평행한 길이방향 이동 축을 따라서 이동된다. 또다른 특정형태에서 액츄에이터는 두개의 선회핸들이다. 핸들은 최초 외향으로 분리된 위치와 폐쇄위치 사이에서 이동가능하며 핸들은 바디 에 인접한다. 사용자는 핸들을 폐쇄위치로 압착하여 외과소자를 전개 위치로 이동시킨다. 대부분의 형태에서 핸들은 최초위치로 편향되어서 핸들이 해제될 때 핸들은 최초위치로 귀환되며 절개 장치는 반복작동을 준비한다.

또다른 실시예에서 절개 장치는 로드의 말단부에 배치된 외과소자와 함께 신장로드를 가진다. 로드 스프링은 수축 위치에서 로드와 외과소자를 편향되게한다. 햄머는 통상적으로 푸시로드와 평행한 축을 따라서 바디내에 위치된다. 액츄에이터의 작동은 햄머 스프링을 압축하기 위하여 햄머를 이동하도록 햄머에 대하여 각이진 캠 표면을 결합한다. 일단 트리거와 캠 표면이 햄머를 지나서 이동하게 된다면, 상기 캠 표면은 햄머로부터 분리됨으로써, 상기 햄머 스프링은 외과 소자를 전재된 위치된 위치로 이동시키기 위하여 로드에 대하여 말단부로 햄머를 팽창시키서 가압할 수 있다. 상기 로드와 외과 소자가 로드 스프링에 의하여 수축 위치로 편향되기 때문에, 상기 외과 소자는 수축 위치인 뒤로 즉각적으로 당겨진다.

다른 특징에서, 본 발명은 환자의 세포 조직에서 절개부를 형성하는 방법을 제공한다. 하나의 방법에서, 플런저는 수축 위치로부터 전개 위치로 외과 소자를 이동시키기 위하여 장치의 횡방향 축을 따라서 가압된다. 상기 외과 소자는 플런저의 부가 이동에 독립적으로 전개 위치로부터 수축 위치로 이동하게 된다. 대부분의 실시예에서, 상기 플런저는 이 플런저가 반복되게 작동하기 쉽도록 가압되지 않은 위치로 뒤로 편향된다.

또 다른 방법에서, 본 발명은 캐뉼러을 혈관내로 삽입하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 혈관에 인접된 장치의 팁을 위치시키는 단계를 포함한다. 액츄에이터는 수축 위치로부터 전개 위치로 외과 소자를 이동시키기 위하여 작동된다. 상기 외과 소자는 캐뉼러을 혈관내로 삽입시키면서 전개 위치로부터 수축 위치로 자동적으로 이동된다. 대부분의 실시예에서, 상기 플런저는 이 플런저가 반복된 작동을 하기 쉽도록 가압되지 않은 위치로 자동적으로 복귀된다.

또 다른 방법에서, 본 발명은 절개부를 발생시키는 방법을 제공한다. 사익 방법은 혈관벽에 인접된 장치의 말단 팁을 위치시키는 단계를 포함한다. 액츄에이터는 스프링을 가압하기 위하여 작동된다. 상기 스프링은 혈관에서 절개부를 발생시키기 위하여 외과 소자를 전개시키기 위하여 팽창된다. 그 다음에, 상기 외과 소자는 자동적으로 수축된다.

또 다른 방법에서, 본 발명은 대동맥을 차단하기 위한 방법을 제공한다. 외과 소자는 대동맥에서 개구를 발생시키기 위하여 전개다. 상기 외과 소자는 자동적으로 수축되고, 캐뉼러는 개구를 통하여 대동맥내로 삽입된다. 상기 외과 소자는 캐뉼러로부터 철회되고, 대동맥 차단 장치는 대동맥의 적어도 한 부분에 위치된다. 몇몇 방법에서, 상기 대동맥 차단 장치는 대동맥을 차단하기 위하여 팽창되는 팽창가능한 발룬(balloon)을 포함한다.

또 다른 특징에서, 본 발명은 혈관에서 절개부를 발생시키기 위한 조립체를 제공한다. 상기 조립체는 루멘(lumen)을 구비하는 캐뉼러을 포함한다. 자동적으로 수축되는 외과 소자를 가지는 절개 장치(incisor)는 캐뉼러의 루멘내에 제거가능하게 수용된다. 액츄에이터는 수축 위치와 전개 위치사이에서 외과 소자를 이동시키기 위하여 푸시로드에 연결된다. 고정된 해제 기구는 푸시로드와 외과 소자가 전개 위치로부터 수축 위치로 편향되도록 하기 위하여 액츄에이터로부터 푸시로드를 분리시키도록 상기 바디내에 위치된다.

또 다른 실시예에서, 상기 조립체는 외과 소자를 수축하기 위하여 햄머형 조립체를 구비하는 캐뉼러와 절개 장치를 포함한다. 햄머와 햄머 스프링은 바디내에서 그리고 푸시로드에 인접되게 위치된다. 캠 표면은 통상적으로 상기 햄머와 햄머 스프링을 압축시키기 위하여 이동하도록 액츄에이터에 통상적으로 연결된다.상기 캠 표면은 햄머위로 이동되고, 햄머를 푸시로드에 대하여 말단부로 밀도록 팽창시킨다. 상기 햄머로부터의 충격은 외과 소자를 수축 위치로부터 전개 위치로 이동시킨다. 대부분의 조립체에서, 상기 외과 소자( 및 로드)는 수축 위치로 편향됨으로써, 상기 외과 소자는 수축 위치인 뒤로 즉각 편향된다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 상승하는 대동맥을 처리하기 위한 조립체를 제공한다. 상기 조립체는 루멘을 포함하는 캐뉼러와, 외과 소자를 자동적으로 처리하기 위한 절개 장치를 포함한다. 상기 절개 장치는 카테테르의 루멘내에 수용됨으로써, 외과 소자는 상승하는 대동맥에서 절개부를 발생시키기 위하여 캐뉼러의 말단부 근처에 위치된다. 대동맥 차단 장치는 캐뉼러의 루멘을 통하여 삽입되어서, 상기 절개 장치가 캐뉼러로부터 제거된 이후에 상기 상승하는 대동맥의 절개부내로 삽입될 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 형상 및 장점들은 다음의 상세한 설명과 첨부 도면으로서 보다 명백하게 이해될 것이다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 일반적으로 상승하는 동맥 또는 다른 관상 동맥들내에서, 바디 루멘의 목표 지역내에 절개부를 형성하도록 적용된다.

양호한 실시예에서, 본 발명에 따른 시스템은 절개 장치와, 캐뉼러와, 대동맥 차단 장치를 포함하고, 상기 대동맥 차단 장치는 바디내로의 도입을 위해 사용되는 가늘고 긴 바디를 가지고 있다. 카테터 바디의 치수 및 다른 물리적 특성들은 수행될 시술에 따라 현저히 변화된다. 예시적인 경우에, 캐뉼러, 절개 장치 및 대동맥 차단 장치 바디는 환자의 체강의 외측으로부터 심장 또는 대동맥내의 목표 위치로 도입될 수 있도록 가요성을 가진다. 다른 실시예에서, 소정의 장치 또는 모든 장치들은 부분적으로 또는 전체적으로 강체일 수 있다.

캐뉼러 바디는 일반적으로 생체친화성 유기 폴리머로 구성되며, 상기 유기 폴리머는 종래의 압출 기술에 의해 제조된다. 적절한 폴리머는 본 명세서에서 참조하고 있는 미국 특허 제 5,863,366호에 개시되어 있다. 선택적으로, 캐뉼러 하우징의 적어도 일부는, 회전 강도, 컬럼 강도, 인성(toughness), 추진성(pushability) 등을 향상시키기 위해, 브레이드(braid), 나선형 와이어, 축방향 필라멘트 등으로 보강될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서는 적어도 루멘의 일부가 보강되지 않으며, 그래서, 클램프가 상기 루멘 위에 배치되어 체액(즉, 혈액)이 캐뉼러내로 유동하는 것을 방지한다. 캐뉼러의 제 1 아암은 채색된 마킹, 라인, 성형된 형상 등 같은 특징적인 형상을 가지는 경우가 빈번하며, 이는 상기 절개 장치를 캐뉼러 및 대동맥과 절절하게 정렬할 수 있도록 한다. 대부분의 실시예에서, 상기 캐뉼러 및 절개 장치의 조합된 중량은 매우 가벼워서 한손으로 장치를 용이하게 조작 및 배치할 수 있다.

절단 블레이드(cutting blade) 같은 외과 소자는 상기 절개 장치의 말단부에 위치된다. 상기 절단 블레이드는 일반적으로 두 개 이상의 외향 절단 에지들을 가지며, 일반적으로, 스테인레스강 같은 금속으로 형성되어 있지만, 경질 플라스틱, 세라믹 또는 둘 이상의 재료들의 조합체로 제조될 수도 있고, 이들은 연마되거나 다른 방식으로 소정 절단 에지로 성형될 수 있다. 양호한 실시예에서, 상기 절단 블레이드는 캐뉼러의 내경과 실질적으로 동일한 폭을 갖는다. 예로서, 상승하는 대동맥을 절개할 때, 상기 블레이드는 일반적으로 약 4mm 내지 6mm 사이의 폭을 갖는다. 보다 큰 블레이드는 대동맥 벽의 찢김을 최소화하면서 청결한 절개부를 형성할 수 있다. 대부분의 실시예에서, 블레이드는 상기 절개 장치의 말단 팁을 약 2mm 내지 6mm 초과하여 연장한다. 선택적으로, 상기 블레이드의 절단 에지는 예로서 크롬 도금에 의해 경화될 수 있다.

상기 절개 장치는 액츄에이터, 플런저, 트리거 등을 사용하여 외과 소자의 전개 및 수축을 실행한다. 일부 실시예에서, 상기 트리거는 캐뉼러 및 절개 장치의 종축과 평행한 축을 따라 이동할 수 있다. 사용자는 상기 트리거 작동 방향이 캐뉼러의 삽입 방향 및 블레이드의 전개 방향과 동일한 방향일 때 절개 소자의 전개 및 수축을 보다 양호하게 제어할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이런 구조에 제한되는 것이 아니며, 다른 실시예에서, 선택적인 트리거 구조가 사용될 수 있다.

하기의 설명이 상승하는 대동맥내에 절개부를 형성하는 것에 관한 것이지만, 본 발명의 개념은 다양한 다른 장기, 혈관 및 조직 구조에 절개부 또는 천공부를 생성하도록 사용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 시스템(10)은 캐뉼러(12)와 절개 장치(14)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(12)는 일반적으로, 환자의 심장이 정지되었을 때, 산소결합 혈액(oxygenated blood)을 환자에게로 복귀시키도록 사용된다. 캐뉼러는 선단부(18)와 말단부(20)를 구비한 루멘(16)을 포함한다. 상기 루멘(16)은 보강부(21)를 갖는다. 상기 보강부(21)는 본 명세서에서 참조하고 있는 5,863,366호에 개시된 방법으로 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 아암(24)과 제 2아암(24)을 구비한 Y-아암 커넥터(22)는 가늘고 긴 루멘(16)의 선단부에 유체소통식으로 결합된다. 제 1 아암(24)은 개구를 구비하고, 상기 개구는 절개 장치(14)의 샤프트를 수용할 수 있다. 상기 제 2 아암(26)은 지혈 밸브(27)를 구비한다. 상기 지혈 밸브(27)는 다양한 공지된 지혈 밸브들 중 소정의 것일 수 있지만, 토우이-보스트 밸브(Thouy-Borst valve)인 것이 바람직하다. 도 3을 참조하면, 캐뉼러의 말단부(20)는 각도가 형성되어 있으며, 환자의 맥관 구조내로 산소 결합 혈액을 주입하기 위한 두 개의 측면 포트들(30)과 말단 개구(28)를 갖는다. 선택적으로, 형광투시법을 사용한 가시화를 위해 방사선불투과성 마커(32)가 말단부에 제공된다. 도 4 및 도 5에 가장 명백히 도시되어 있는 바와 같이, 링(34)이 캐뉼러(12)의 말단부(20)에 부착된다. 상기 링(34)은 캐뉼러(12)가 혈관내로 삽입되는 깊이를 제한하고, 캐뉼러(12)를 안정화하며, 캐뉼러(12)가 혈관내에 위치되었을 때, 슬롯(36)내에 낭 스트링 봉합부(purse-string sutures)를 수용하여 상기 캐뉼러(12)의 둘레에서 지혈을 제공한다.

양호한 실시예에서, 본 발명의 시스템은 대동맥의 내부적 차단을 위한 대동맥 차단 장치를 포함한다. 도 6을 참조하면, 대동맥 차단 장치(13)의 일예가 도시되어 있다. 대동맥 차단 장치(13)는 환자의 상승하는 대동맥을 차단하도록 구성된 차단 부재(15)를 구비한다. 상기 차단 부재는 벌룬인 것이 바람직하지만, 기계 작동식 부재일 수도 있다. 대동맥 차단 장치(13)는 차단 부재(15)를 팽창시키기 위한 팽창 루멘(17)과, 상승하는 대동맥내의 압력을 측정하기 위한 압력 루멘(19) 및 심정지액(cardioplegic fluid)의 전달 및/또는 상승하는 대동맥 배기를 위한캐뉼러(21)를 포함한다. 상기 대동맥 차단 장치(13)는 압출 같은 방법으로 제조될 수 있지만, 본 명세서에서 참조하고 있는, 1997년 1월 13일자 미국 특허 출원번호 08/782,113호에 개시된 바와 같이 제조 및 사용되는 것이 바람직하다.

대동맥 차단 장치(13)는 편향되지 않은 위치에서 실질적으로 직선인 것이 바람직하지만, 그러나, 대동맥 차단 장치는 성형된 단부를 구비할 수도 있다. 예로서, 대동맥 차단 장치는 굴곡형 또는 L-형 단부를 구비할 수 있으며, 이는 수술 방법에 따라 상승하는 대동맥내에 차단 부재(15)를 위치시키는 것을 돕는다. 대동맥 차단 장치는 필요에 따라 꼬이지 않고 굴곡될 수 있도록 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 대동맥 차단 장치에 대한 보다 세부적인 설명은 본 명세서에서 참조하고 있는 1999년 1월 21일자 출원된 미국 특허 출원 제 09/235,043호에 개시되어 있다. 사용시, 대동맥 차단 장치(13)는 캐뉼러(12)를 통해 환자의 내부로 도입된다. 상기 캐뉼러는 대동맥 차단 장치(13)가 지혈 밸브(27)를 통과한 상태로, 환자의 상승하는 대동맥내에 배치된다(도 10).

도 7 및 도 8을 참조하면, 도입 절개 장치(14)가 캐뉼러(12)내에 위치되어 절개부를 형성하고, 그래서, 캐뉼러(12)와 대동맥 차단 장치(13)가 혈관내로 도입될 수 있다. 상기 절개 장치는 커넥터 허브(28)를 구비하고, 상기 커넥터 허브(38)는 캐뉼러(12)의 제 1 아암(24)에 의해 수용되어 상기 절개 장치(14)와 캐뉼러(12) 사이에 밀봉식 연결부를 제공한다. 상기 절개 장치(14)는 혈관의 벽내에 절개부를 형성하도록 절개 소자(40)를 가진다. 상기 절개 소자(40)는 푸시로드(미도시)에 부착되며, 상기 푸시로드는 플런저(42)에 연결되어 수축 위치(도 7)와 노출 위치(도8) 사이에서 절개 소자(40)를 이동시킨다. 상기 절개 소자(40)는 수축 위치로 편향되어 있는 것이 바람직하며, 플런저(42)가 사용자에 의해 눌려질 때만 노출되는 것이 바람직하다.

일반적으로, 낭 스트링 봉합부(39)는 캐뉼러 및 절개 장치를 전진시키기 이전에 상승하는 대동맥내에 봉합할 수 있다. 상기 낭 스트링들은 캐뉼러의 둘레에서 지혈을 제공할 수 있다(대동맥내로 전진된 이후에). 그후, 상기 캐뉼러 및 절개 장치는 대동맥의 외벽에 인접하게 이동된다. 일부 실시예에서, 상기 절개 장치(14)의 말단 팁(56)은 조면화 표면, 돌출부 등 같은 정지마찰을 증가시키는 형상(57, traction feature)을 포함할 수 있고, 이는 말단 팁을 낭 스트링 봉합부내에 유지하는 것을 돕는다(도 11). 가벼운 압력이 절개 장치에 적용되어 대동맥내에 오목부 또는 자국을 형성하고, 그래서, 상기 절개 소자가 대동맥벽내로 전진할 때, 상기 말단 팁이 낭 스트링 내에서 중앙 위치에 잔류하게 된다. 절개부가 형성된 이후에, 캐뉼러와 절개 장치가 절개부를 통해 대동맥내로 전진된다. 트리거가 전진될 때 상기 절개 소자가 수축되고, 낭 스트링 봉합부가 캐뉼러 둘레에서 팽팽히 당겨진다. 캐뉼러 팁에 있는 방사선 불투과성 마커는 형광투시법을 사용하여 볼 수 있으며, 각진 팁까지 조작된 캐뉼러는 대동맥 밸브를 향해 안내된다(도 9). 그후, 상기 대동맥 차단 장치는 지혈 밸브를 통과하고, 상기 차단 부재가 상승하는 대동맥내에 배치될 때까지 전진된다. 그후, 본 명세서에서 참조하고 있는 미국 특허 제5,584,803호에 기재된 방법으로, 산소 결합 혈액의 전달, 상승하는 대동맥의 차단 및 심정지액의 전달이 수행된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 차단 장치의 루멘(21)은 심정지액(43)의 소스에 연결되고, 팽창 캐뉼러(15)는 팽창 유제(47)의 소스에 연결되며, 압력 루멘(19)은 상승하는 대동맥내의 압력을 측정하기 위한 압력 모니터(51)에 연결된다. 상기 루멘은 상승하는 대동맥의 배기를 위해 진공원(53)에 연결될 수도 있다.

캐뉼러의 제 1 아암(24)은 산소결합 혈액(55)의 소스에 연결되고, 그래서, 혈액이 캐뉼러(12)와 대동맥 차단 장치 사이의 환형 영역을 통과하는 상태로 상기 캐뉼러의 루멘을 통해 전달된다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 절개 장치의 적합한 실시예를 도시하고 있다. 상기 절개 장치(14)는 선단부(50)와 말단부(52)를 갖는 푸시로드(48)를 포함한다. 상기 푸시로드는 선단 및 말단부들 사이에 충분한 압축력을 전달할 수 있을 정도의 강성을 가지나, 적합하게도 여전히 만곡 캐뉼러를 통해 충분히 진행될 수 있는 가요성을 갖는다. 블레이드가나 절개 소자 등과 같은 수술 소자(40)는 상기 푸시로드(48)의 말단부에 부착되며, 이때 상기 푸시로드의 선단부는 적어도 하나의 플런저 핑거에 의해 결합될 수 있는 면이나 또는 확대 푸시 캡을 갖는다(이하, 더욱 상세히 설명됨). 테이퍼지거나 각진 말단 팁을 갖는 가늘고 긴 하우징(54)은 상기 푸시로드와 절개 소자를 둘러싼다. 상기 각진 말단 팁(56) 안의 개구부 또는 슬롯은 상기 수술 소자를 수축 위치로부터 전개 위치로 이동시킨다. 상기 바디(58) 내에 위치한 수축 스프링(60)은 상기 수축 위치에서 푸시로드(48)와 수술 소자(40)를 편향시키기 위해 상기 푸시로드(50)의 말단부에 결합된다. 플런저 또는 트리거와 같은 이동 가능한 액츄에이터(42)는 상기 푸시로드의 선단면을 해제 가능하게 결합한다. 다음에 더욱 상세히 설명될 램프(ramp) 또는 캠면(70)은 상기 플런저(42)가 완전히 압박된 위치를 향해 이동함에 따라 상기 푸시로드로부터 핑거(64)를 해제시키도록 바디(58)의 말단부 내에 배열된다. 선택적으로, 세트 스크류(68)는 상기 플런저(42)가 회전되는 것을 방지하기 위해 상기 플런저(42)에 부착될 수 있다. 또한, 상기 세트 스크류(68)는 상기 절개 소자가 얼마나 떨어져 배치되는지를 사용자에게 알려주기 위한 지시계로서 작용할 수 있다.

도 11에 설명되어 있는 바와 같이, 일부 형상에 있어서, 상기 바디는 상기 바디(58)로부터 방사상으로 연장하는 2개의 핑거 그립(72)과 상기 바디(58)에 있는 개구부를 통해 선단 연장하는 플런저(42)를 갖는다. 상기 절개 장치는 피하주사기 니들과 같은 사용자의 핑거에 잡히며, 엄지 손가락 또는 손바닥으로 작동된다. 그와 같은 형상은 사용자가 손바닥만으로 절개 장치를 조작할 수 있게 하며, 사용자에게 절개 장치의 제어를 강화할 수 있게 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 플런저는 플런저 복귀 스프링(66)에 의해 비압박 위치에 지속되며, 상기 블레이드(40)는 상기 로드 수축 스프링(60)에 의해 말단 팁(56) 내의 수축 위치에 지속된다. 초기 비압박 위치에 있어서, 상기 플런저 핑거(64)는 푸시로드(50)의 선단부에 접촉할 수도 있고 접촉하지 않을 수도 있다. 도 13에서 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 플런저는 복귀 스프링(66)과 수축 스프링(60)의 저항을 극복하기 위해 상기 결합면(62) 상에서 가압함으로써 진행된다. 상기 플런저 핑거(64) 상의 돌출부(63)는 상기 푸시로드의 선단면(50) 상에 접촉 및 가압하기 시작한다. 상기 플런저(42)가 진행함에 따라, 상기푸시로드(48)와 수술 소자(40)는 상기 플런저와 함께 진행한다. 대부분의 실시예에 있어서, 상기 푸시로드(48)와 블레이드(40)는 상기 플런저(42)와 1:1의 비율로 진행한다. 그러나, 다른 실시예에 있어서는 상기 비율이 변형될 수 있다. 상기 플런저가 그의 통로의 단부 근방에 위치함에 따라, 상기 플런저 핑거(64)의 표면은 상기 캠면(70)을 결합한다. 상기 플런저가 상기 캠면 위로 진행함에 따라, 상기 핑거(64)는 푸시로드의 선단부로부터 방사상으로 강제 이격된다. 상기 푸시로드(48)가 완전히 배치된 위치로 진행되었을 때, 상기 캠면은 푸시로드의 선단부로부터 상기 플런저 핑거(64)를 해제한다(도 14). 다음에 상기 수축 스프링(60)은 상기 푸시로드(48) {및 수술 소자(40)}를 그의 초기 수축 위치로 복귀시킨다. 대부분의 실시예에 있어서, 상기 푸시로드의 해제는 상기 수술 소자가 수축된 사실을 사용자에게 알리기 위해 가청 클릭(audible click)을 발생시킨다.

상기 플런저가 해제됨에 따라, 상기 복귀 스프링(66)은 상기 플런저(42)를 초기 비압박 위치로 편향시킨다(도 11). 상기 플런저 핑거(64)가 푸시로드(48)의 선단면을 지남에 따라, 굴곡된 플런저 핑거들에 포함된 탄성 스프링력은 상기 핑거를 초기 위치에 대해 방사상 내향으로 편향시키고 상기 푸시로드의 선단부(50)와 결합된다(또는 거의 결합된다). 그 위치에서, 상기 플런저와 푸시로드는 부가의 반복 작동을 위해 위치된다. 선택적으로, 체결 기구가 부적당한 반복 작동을 방지하기 위해 단일 작동 후 상기 플런저를 체결하도록 제공될 수 있다.

도 15 및 도 16은 자동적으로 수축되는 수술 소자를 갖는 절개 장치(14A)의 다른 예시적 실시예를 나타낸다. 상기 절개 장치(14A)는 선단부(76)와 말단부(78)를 갖는다. 절개 소자(80)는 상기 푸시로드의 말단부에 부착되며, 복귀판(82)은 푸시로드의 선단부에 결합된다. 복귀판(82)은 바디(87)에 대해 원근으로 이동될 수 있다. 상기 복귀판(82)에 있는 구멍(84)은 트리거 핀(86)을 해제 가능하게 수용하기 위한 크기를 갖는다. 대부분의 형상에서, 상기 트리거 핀(86)은 상기 복귀판(82)의 구멍(84) 안으로 압축 스프링(90)과 함께 편향된다. 램프 또는 캠면(92)은, 핸들(88) 및 트리거 핀(86)의 작동이 복귀판, 푸시로드, 및 수술 소자를 수축 위치로부터 전개 위치로 이동시키도록, 상기 복귀판(82)에 인접한 바디 상에 배열된다.

사용에 있어서, 사용자는 상기 복귀판(82), 푸시로드(74), 및 절개 소자(80)를 말단 이동시키도록 핸들(또는 액츄에이터; 88)을 작동시키며, 따라서, 트리거 핀(86)을 램프(92)까지 이동시킨다. 상기 트리거 핀(86)이 상기 램프(92)까지 이동함에 따라, 상기 트리거 핀(86)은 복귀판(82)에 있는 구멍(84) 밖으로 이동하기 시작한다. 상기 트리거 핀(86)이 램프의 상부에 도달할 때, 상기 트리거 핀은 상기 구멍 밖으로 밀려나고, 복귀판(82)으로부터 해제된다. 다음에 복귀 스프링(94)은 상기 복귀판(82), 푸시로드(74), 및 수술 소자(80)를 수축 위치로 강제 복귀시킨다. 사용자가 핸들(88), 트리거 복귀 스프링(96) 등을 해제할 때, 액츄에이터 및 트리거 핀은 그의 초기 위치로 강제 복귀한다. 상기 트리거 핀(86)이 상기 복귀판(82)을 향해 편향지기 때문에, 상기 트리거 핀은 상기 구멍(84) 안으로 강제 복귀되며, 상기 장치는 작동 준비를 한다.

특정 형상에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 핸들이 외향으로 분리되는 연장 위치와 핸들이 상기 바디에 인접되는 밀봉 위치 사이에서 이동 가능한 2개의 피봇 핸들(88A,88B)을 포함한다. 핸들 스프링(96)은 신장위치에 있는 핸들을 가압하고 각 동작 후에 핸들을 자동으로 신장위치로 복귀시킨다. 핸들이 함께 압착될 때, 전술한 바와 같이 복귀판(82)은 멀리 전진되고, 트리거 핀(86)은 램프(ramp) 위로 이동된다.

도 17a 내지 도 17d에 도시한 바와 같이, 절개 장치(14B)의 다른 특정한 형태에서, 트리거는 블레이드 로드의 길이방향 축선에 실제로 평행한 축선을 따라 이동하는 직선형 작동식 엄지 손가락 트리거(88C)를 포함한다. 트리거가 멀어지는(distal) 방향으로 작동하면 외과 소자를 멀리 이동시킨다. 트리거의 멀어지는 이동은 절개를 통해 블레이드의 멀어지는 전진과 캐뉼러의 멀어지는 전진과 일치하여 일어나기 때문에 상당히 자연스럽게 일어난다는 것을 알게 되었다.

도 17a 및 도 17b에 도시한 바와 같이, 절개 장치(14B)는 선단부(76) 및 말단부(78)를 구비한 푸시로드(74)를 가진다. 외과 소자(80)가 푸시로드의 말단부에 부착되고, 복귀판(82)은 푸시로드의 기부단부에 결합된다. 복귀판(82)은 바디(87)에 대하여 멀리 및 가까이 이동할 수 있다. 복귀판(82)의 구멍(84)은 핀(86)을 해제 가능하게 수용하는 치수로 되어 있다. 대부분의 형태에서, 핀(86)은 압축 스프링(90)에 의해 복귀판(82)의 구멍(84)으로 가압된다. 엄지 손가락 스위치(88C)는 바디(87)에 미끄럼 가능하게 부착되며 핀(86)에 의해 복귀판(82)에 연결된다. 도 17c에 도시한 바와 같이, 램프 또는 캠면(92)은 바디에서 복귀판(82)에 인접하게 배치되어 엄지 손가락 스위치(88) 및 트리거 핀(86)의 작동이 복귀판(82), 푸시로드(74), 및 외과 소자(80)를 수축 위치에서 전개 위치로 이동시킨다. 핀(86)이 가장 멀리있는 지점에 접근하면, 램프가 핀과 결합하고 핀(86)이 구멍(84)에서 나오기 시작한다(도 17c). 핀(86)이 램프의 상단에 도달할 때 핀은 구멍에서 완전히 나오게 된다. 핀(86)이 복귀판(82)에서 분리되고, 복귀 스프링(94)이 복귀판(82), 푸시로드(74) 및, 외과 소자(80)를 수축 위치로 복귀시킨다. 사용자가 엄지 손가락 스위치(88C)를 해제할 때 복귀 스프링(96) 또는 그 등가물은 엄지 손가락 스위치(88C) 및 핀을 초기 위치로 복귀시킨다. 핀(86)이 스프링(90)에 의해 복귀판(82) 쪽으로 가압되기 때문에 핀은 구멍(84)으로 돌아가고 절개 장치가 반복 작동을 할 준비를 하게 된다.

이제 도 18 내지 도 20을 참고하면, 또 하나의 절개 장치(14C)가 도시되어 있다. 도시된 절개 장치는 외과 소자를 동시에 전진 및 후퇴시키는 기구를 포함한다. 절개 장치(14C)는 푸시로드(100)에 연결된 말단 외과 소자(98)를 가진다. 상술한 바와 유사하게, 외과 소자(98) 및 푸시로드(100)는 푸시로드 스프링(102)에 의해 신장된 하우징(104)내의 수축 위치에서 가압된다. 돌출부(108)를 가진 햄머(106)는 하우징(104)내에서 푸시로드와 연결되지 않을지라도 푸시로드(100)와 동일한 축선을 따라 이동할 수 있다. 햄머 압축 스프링(110)은 하우징(104)내에서 햄머의 기부에 배치되어 햄머를 작동시키는 기구를 제공한다. 캠 또는 램프(114)를 포함하는 트리거(112)는 햄머(106)에 대하여 횡단방향으로 이동할 수 있고, 트리거 스프링(118)에 의해 외부로 가압된다(도 18). 캠의 각진 표면(115)은 돌출부(108)와 결합하여 햄머(106)를 압축 스프링(110)에 대해 기부쪽에서 가압한다(도 19).트리거(112)가 더욱 전진될 때, 캠(114)은 돌출부(108)를 지나 전진하며 햄머 스프링(110)이 신장하도록 허용하고 햄머(106)를 멀어지게 가압하여 푸시로드(100)의 기부단부를 타격한다. 햄머(106)로부터의 충격은 푸시로드(100)와 외과 소자(98)(즉, 블레이드)를 동시에 수축 위치에서 전개 위치로 이동시킨다(도 20). 푸시로드(100) 및 외과 소자(98)가 수축 위치로 스프링에 의해 가압되기 때문에, 푸시로드(100) 및 외과 소자(98)는 전개 위치에서 수축 위치로 즉시 복귀된다. 스프링(102, 110)의 강도는 햄머(106)의 힘이 로드(100)를 멀리 구동하기 위해 스프링(102)의 저항력을 극복하기에 충분하도록 선택된다.

이제 캐뉼러, 절개 장치 및 대동맥 차단 장치의 사용법에 대해 도 21a 내지 도 21d를 참고로 하여 설명하기로 한다. 아래의 설명은 여기에서 설명한 모든 절개 장치(14, 14A, 14B, 14C)에 적용할 수 있다. 다시 도 9를 참고하면, 캐뉼러의 도입 전에 리브 수축 장치(115) 또는 다른 장치가 제 4 늑간 공간과 같은 늑간 공간에 구멍을 형성하는데 사용될 수 있다. 늑간 공간을 통과하는 구멍은 밸브 수선 또는 교체나 관상 바이패스 식피술(coronary bypass graft)과 같은 수술 처치를 수행하기 위해 사용된다. 이 구멍은 또한 상승하는 대동맥의 제어를 위해 상승하는 대동맥에 직접 접근하도록 하며, 낭 스트링 봉합부(purse string sutures)를 대동맥에 배치하도록 제공한다. 다음에 외과의사는 2개의 낭 스트링 봉합부(39)를 수술 부위 주위에 배치한다. 낭 스트링 봉합부의 단부들은 낭 스트링 봉합부에 장력을 가하는데 사용되는 지혈기 배관(tourniquet tubing)을 통과한다. 다음에 낭 스트링 봉합부는 링(34)의 슬롯(36)을 통과한다.

또한 투관침(trocar)이 배치되어 있는 제 1 또는 제 2 늑간 공간에서 절개된다. 다음에 캐뉼러(121) 및 절개 장치 조립체(120)가 투관침을 통과하여 캐뉼러(121)의 루멘(118)에 배치된 절개 장치(119)와 함께 대동맥의 표면으로 전진된다. 도 21a에 도시한 바와 같이, 캐뉼러/절개 장치 조립체는 그후 낭 스트링 봉합부로 둘러싸인 부위에서 대동맥과 접촉하도록 전진된다. 낭 스트링내에서 외과 소자의 중심을 잡기 위해서 말단 팁(122)의 수축 형상(123)으로 대동맥에 가벼운 압력을 가하여 딤플 또는 오목부를 만들 수 있다. 다음에 사용자는 플런저를 눌러서 푸시로드(126) 및 절개용 소자(124)를 전개 위치로 이동시킨다(도 21b). 도 21c 및 도 21d에 도시한 바와 같이, 절개용 소자는 혈관 벽을 절개시키고, 링이 혈관의 외래 표면에 접할 때까지 벽을 통해 절개 장치 및 캐뉼러 팁을 민다. 트리거를 더 누르면, 절개용 소자가 자동으로 해제되며 수축 위치로 복귀한다. 일단 캐뉼러 팁이 혈관내에 삽입되면, 절개 장치는 제거될 수 있고, 대동맥 차단 장치는 먼저 지혈 밸브를 통해 삽입되며 캐뉼러 아래로 들어갈 수 있다(도 10).

상술한 시스템 및 방법들은 이해하기 쉽도록 상승하는 대동맥과 관련지어 설명되었다. 본 발명의 장치 및 방법은 대동맥 또는 심장의 다른 부분들과 바디의 혈관 및 조직에 적용할 수 있다. 본 기술 분야에 숙련된 자는 본 발명의 범위내에서 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (10)

1. 바디와,

   이 바디에 대해서 이동가능하고 선단부 및 말단부를 갖는 로드와,

   상기 로드의 말단부에 배치된 외과 소자와,

   상기 로드의 선단부에 결합되는 적어도 하나의 핑거에 결합되는 액츄에이터와,

   상기 로드와 외과 소자가 전개 위치로 이동할 때, 상기 바디상에서 핑거와 결합하는 램프를 포함하고,

   상기 로드와 외과 소자가 수축 위치와 전개 위치 사이에서 이동가능하며, 수축 위치에서 편향되고,

   상기 액츄에이터의 작용으로 인하여 상기 외과 소자가 수축 위치에서 전개 위치로 전진하며,

   상기 램프는 상기 핑거를 로드의 선단부에서 해제시켜서 외과 소자가 수축 위치로 이동하도록 허용하는 혈관 절개용 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 복귀 스프링을 부가로 포함하고,

   상기 액츄에이터는 비압박 위치와 압축 위치 사이에서 이동가능하며, 상기 복귀 스프링은 액츄에이터를 비압박 위치로 편향시키는 혈관 절개용 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 길이방향 축선을 한정하고, 상기 로드도 역시 길이방향 축선을 한정하며, 상기 액츄에이터의 길이방향 축선은 로드의 길이방향 축선과 실질적으로 정렬되는 혈관 절개용 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 로드와 맞물리는 다중 핑거와 결합하는 혈관 절개용 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 로드의 선단부는 확대된 푸시로드 캡을 포함하는 혈관 절개용 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 핑거는 푸시로드 캡과 맞물리는 돌출부를 포함하는 혈관 절개용 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 사용자의 엄지 손가락 또는 손바닥에 의해 맞물리는 혈관 절개용 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 바디는 사용자의 핑거에 의해서 유지되는 핑거 그립을 포함하는 혈관 절개용 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 핑거는 로드와 외과 소자가 충분히 전개 위치로 전진할 때, 로드로부터 해제되는 혈관 절개용 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 핑거는 가요성이고, 로드의 선단부를 향하여 반경방향의 내향으로 탄성적으로 편향되는 혈관 절개용 장치.