KR20050014667A - 감소된 직경부를 가지는 냉동절제용 교합 카테터 - Google Patents

감소된 직경부를 가지는 냉동절제용 교합 카테터

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KR20050014667A
KR20050014667A KR1020040055679A KR20040055679A KR20050014667A KR 20050014667 A KR20050014667 A KR 20050014667A KR 1020040055679 A KR1020040055679 A KR 1020040055679A KR 20040055679 A KR20040055679 A KR 20040055679A KR 20050014667 A KR20050014667 A KR 20050014667A
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catheter
diameter
tip
bendable
main shaft
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KR1020040055679A
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English (en)
Inventor
데이비드제이. 렌츠
스티븐더블유. 코발체크
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크라이오코르, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 조직의 극저온 절제에 유용한 카테터가 기술되어 있다. 상기 카테터는 감소된 직경을 가지는 굽힘 가능부 및 감소된 직경보다 큰 직경을 가지는 팁 부분을 가진다. 탄성 요소는 하나의 면에 선택적으로 굽힘 가능부의 벤딩을 허용하며, 액츄에이터는 굽힘 가능부의 벤딩을 제어하는데 사용된다.

Description

감소된 직경부를 가지는 냉동절제용 교합 카테터{ARTICULATING CATHETER FOR CRYOABLATION WITH REDUCED DIAMETER SECTION}
발명이 속하는 기술분야
본 발명은 냉동수술 카테터, 특히 벤딩(bending)을 위해 교합된 냉동수술용 카테터에 관한 것이다.
종래기술
다양한 의학적 상황의 치료에 있어, 때때로 환자의 신체 기관 내 또는 인접한 하나 이상의 선택되고 격리된 위치에 극저온을 적용하는 것은 이롭다. 일례와 같이, 환자 심장의 선택된 위치에 냉동수술온도를 적용, 국부적으로 제한된 괴사조직부를 생성함으로써, 부정맥(cardiac arrhythmia)의 치료에 이로울 수 있다. 유사하게, 선택된 다른 기관부 또는 환자의 혈관계에 극저온을 적용하는 것이 이로울 수 있다. 극저온의 적용은, 혈관계를 통해 바랐던 위치로 가요성 냉동수술 카테터를 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 상기 가요성 카테터는, 그것의 말단 또는 인접한 곳에 열 전달 요소를 가질 수 있다. 상기 열 전달 요소는 냉동수술온도로 냉각되어질 수 있으며, 선택된 생체조직부에 접촉하여 위치되어질 수 있다.
저온의 적용은, 미로형 통로(tortuous path)를 통해, 선택된 기관 내 또는 근접한 곳, 또는 혈관계 내의 선택된 위치로 카테터를 인도하는데 조력하여, 바랐던 방향으로 냉동수술 카테터의 팁(tip)을 구부릴 능력을 가지고 있는 장치를 사용함으로써 추가적인 성능 향상이 이루어질 수 있다. 신체 내의 조직 타겟은, 만일 카테터가 더욱 가요성이 높게 만들어지거나, 팁을 더욱 큰 각도로 구부릴 수 있다면, 더욱 쉽게 도달되어질 수 있다.
본 발명의 목적은, 선택된 외과적인 적용의 절차상 필요에 따라 환자의 맥관 구조 내에 팁을 정밀하게 위치하는데 충분한 가요성을 가지는 굽힘 가능한 팁을 구비한 냉동카테터를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 제작이 상대적으로 쉬우며, 사용이 간단하고, 비교적 원가 절감 효과가 있는 굽힘 가능한 팁을 구비한 냉동카테터의 제공에 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 요소들이 동일한 참조 번호로 나타내어진, 하기의 기술 및 부가된 도면과 관련하여 추가로 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명의 전형적인 실시예에 따른 냉동절제 쉬스템은, 굽힘 가능한 팁을 가지는 최소 침습 카테터를 가진다. 팁에 인접한 원격조정 벤딩 가능부는, 중립, 실질적으로 직선 위치(제 1 구성), 및 각지게 바꾸어진 위치(제 2 구성) 사이를 이동하도록 팁을 구성한다. 상기 원격조정 벤딩 가능부는 좁은 폭(necked down portion)을 가지며, 카테터의 직경은 팁 및 벤딩 가능부로부터 가까운 부분에서의 직경보다 작다. 감소된 직경부의 양 구성은, 만일 직경이 더 컷을 때 가능한 것보다 작은 벤딩 반경을 얻도록 카테터를 구성한다. 카테터내 냉각 압력에 거의 영향이 없이 카테터의 충분한 내부 직경을 유지하는 구조는, 아래에 보다 상세히 기술되어질 것이다.
도 1에 나타난 본 발명에 따른 전형적인 일 실시예에서, 냉동절제장치(100)는, 최소 침습 기법에 의해 인체내 위치로 원격조작하여 극저온을 공급하도록 설계된다. 보다 명확히 말하면, 상기 장치(100)의 굽힘 가능한 카테터(102)는, 심장에 이르는 전 혈관 및 캐비티를 통해 사람의 심장으로 도입되어질 수 있다. 상기 카테터(102)는, 원격 위치 제어 조작에 의해 구부러질 수 있는 말단 팁(110)을 가지며,바람직하게는 상기 장치(100)의 근단은 환자의 체외에 존재한다. 예를 들어, 액츄에이팅 레버(23)는 오퍼레이터에 의해 굽힘 팁(110)으로 조작되어질 수 있다. 카테터(102)는 카테터(102)의 관 모양의 굽힘 가능부(107)의 일부를 형성하는 감소된 직경부(108)를 포함한다. 카테터(102)는 또한 카테터(102)의 팁(110)으로 일정 기압이 유지된 냉각을 제공하는 극저온의 유닛(도면에 나타나 있지 않음)으로부터 냉각 유체를 수송하는 내부 가요성을 가진 다중-도관을 포함한다. 급속 단절 커플링(105)은 극저온 유닛에 연결되도록 사용되어질 수 있다.
하기에 상술되어질 바와 같이, 카테터(102)는 처리되어질 조직과 접촉 및 냉각하는 냉각 표면(122)을 가지고 있는 팁(110)을 포함한다. 장치(100)는 굽힘 가능부(107)의 곡률을 조작하도록 하는 매커니즘, 및 또한 브레이킹 또는 록킹 매카니즘을 사용하는 지정 곡률을 유지하도록 하는 매커니즘을 포함한다. 카테터(102)에서 구조는, 장력이 오퍼레이터에 의해 적용되었을 때, 굽힘 매커니즘에 의해 주어진 축의 응력에 저항하며, 카테터(102)의 구부러짐을 방지하도록 사용되어질 수 있다. 카테터(102)는 오퍼레이터가 굽힘 매커니즘을 조작하지 않는 한, 중립 위치에 남아있도록, 카테터(102)는 휨력이 적용되지 않을 때, 직선 위치의 굽힘 가능부(107)를 수행하도록 하는 매커니즘을 포함한다. 본 발명에 따른 전형적인 일 실시예에서, 팁에/으로부터 냉각제를 운반하는 도관은, 핸들(104)을 밀봉할 필요성을 감소시키도록 굽힘 콘트롤 매커니즘으로부터 분리된다.
본 발명에 따른 냉동절제 카테터(102)의 전형적인 실시예는, 매우 작은 벤딩 반경을 초과하는, 180도 이상의 카테터(102)의 큰 벤딩 각도를 얻는다. 이러한 구성은 자신의 반대편으로 벤딩하며, 기존의 장치로 도달할 수 없었던 환자의 인체내 조직 타겟에 도달하도록 카테터(102)를 구성한다. 전형적인 장치는 또한 조직의 큰 표면이 팁(110)의 하나의 적용에서 처리되어질 수 있도록, 열 전달을 위해 큰 표면적을 제공하는 팁(110)을 가진다. 팁(110)의 큰 직경은 또한 큰 확장 챔버(124)를 제공하며, 일정기압이 유지된 냉각제는 극저온을 확장 및 생산할 수 있다.
굽힘 가능부(107)에 인접한 영역에서 카테터(102)의 큰 직경은, 장치(100)의 가까운 핸들(104)로부터 팁(110)으로 기계적 토크의 효율적인 변환과, 또한 카테터(102)내에서 이동하는 냉각 유체의 압력 저하를 최소화하기 위한 구성이다. 도 1 및 2에 나타난 전형적인 실시예에서, 말단 팁(110)은 고온 전도성 물질로 주조, 기계적 성형 또는 주물되어질 수 있는 둥글게 밀봉된 속이 빈 튜브이다. 전형적인 일 실시예에서, 물질은 구리일 수 있으며 금과 같이 생체조직과 잘 교합하는 물질로 코팅되어질 수도 있다.
팁 접합관(128)은 나머지 장치(100)에 팁(110)을 연결하는데 사용되어질 수 있다. 팁 접합관(128)은 예를 들어, 용접가능한 금속, 바람직하게는 스테인리스 스틸로 만들어질 수 있다. 팁(110) 및 팁 접합관(128)은 예를 들어, 납땜 또는 땜질에 의해 함께 부착 및 밀폐된다. 홀 또는 슬롯(130)은, 센서 와이어의 통과가 가능하도록 팁 접합관(128)의 측면 벽에 형성되어질 수 있다. 예를 들어, 전기 와이어(132)는 개구부(130)로 배출 또는 팁(110)의 챔버(124)로 연장할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 두 와이어(132)는, 냉각 표면(122)의 온도를 특정하도록, 구리 및 콘스탄탄 와이어의 써모커플(thermocouple)을 형성할 수 있다. 다른 하나의 와이어(132)는, 생리적인 변수를 측정하도록 팁(110)으로 연장할 수 있으며, 예를 들어, 니켈로 만들어질 수 있다. 모든 또는 일부 와이어는, 폴리이미드 또는 폴리아미드와 같은 절연 물질로 코팅되어질 수 있다.
모세관(120)은, 카테터(102)의 길이방향으로 연재할 수 있으며, 팁(110) 챔버(124)의 구멍(136)으로 종결할 수 있다. 일 실시예에서, 모세관(120)은 카테터(102)의 직경보다 상당히 작은 내/외경을 가진다. 구멍(136)은 챔버(124)내 냉각 유체의 제한 없는 확장을 구성하도록 선택된 냉각 표면(122)의 내측 표면으로부터 축을 따라 일정 간격져 적절히 배치된다. 모세관(12)은 핸들(104)쪽에 가깝게 연장하며, 커넥터(105)를 통해 냉각 유닛에 연결 가능한 고압의 냉각 라인이 되거나 라인에 부착되어질 수 있다. 모세관(120)의 말단부, 구멍(136) 및 확장 챔버(124)는, 극저온에 견딜 수 있는 냉각 표면(122)을 가진, 액체/가스 상 변환 확장기를 형성한다.
일 실시예에서, 탄성 요소(140)는 카테터(102)의 내측부에 부착된다. 상기 탄성 요소(140)는, 직사각형의 단면부를 가진 다수의 실질적으로 평탄한 메탈 와이어(142)로 조립되어질 수 있다. 와이어(142)는 하나의 면에서 다른 수직면에서 보다 상당히 높은 질량 관성 모멘트를 가질 수 있다. 예를 들면, 와이어(142)의 질량 관성 모멘트가, 도 2의 평면 내 벤딩은 실질적으로 제한하지 않으나, 수직면에서의 벤딩은 상당히 제약할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 탄성 요소(140)는 굽힘 가능부(107)를 통해서 팁 접합관(128)에 인접하게 연장한다.
일 실시예에서, 와이어(142)는 동일한 길이가 아니며, 다른 와이어들보다 조금 더 긴 베이스 플레이트 와이어를 가진 리프 스프링을 형성한다. 추가적인 플레이트 와이어는, 실질적으로 동일한 횡단부를 가지며, 탄성 요소(140) 기부의 베이스 플레이트 와이어(143)상에 쌓일 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 추가적인 와이어(142)는, 점진적으로 더 짧은 길이를 가진다. 전형적인 일 실시예에서, 연속하는 각각의 플레이트 와이어(142)는, 바로 아래 플레이트 와이어 끝단의 대략 1.5cm전에서 종단하며, 계단형상의 탄성 요소(140) 말단이 주어진다. 이러한 전형적인 실시예에서 베이스 와이어(143)의 길이는, 대략 7cm일 수 있다. 연속적인 와이어(142)는, 탄성 요소(140)의 말단으로부터 근단으로, 길이방향을 따라 점진적으로 증가하는 관성 모멘트를 주도록 선택되어질 수 있다.
도 1 및 2에 나타난 전형적인 실시예에서, 탄성 요소(140)의 말단은, 용접 및 접착에 의해 팁 접합관(128)에 부착되어질 수 있다. 근단은 굽힘 가능부(107)의 근단에 배치된 샤프트 접합관(150)에 용접 및 접착되어질 수 있다. 탄성 요소(140)는 실질적으로 직사각 횡단부를 가지며, 가요성 굽힘 가능부(107)를 통해 척추와 같은 작용을 한다. 굽힘 가능부(107)의 이러한 벤딩 방식은, 선택된 면에서 제한되지는 않으나, 다른 모든 면에서는 제한된다.
도 2에 나타난 전형적인 실시예는, 탄성 요소(140)의 반대 편에, 굽힘 가능부(107)에 인장을 줄 수 있는 풀(pull) 와이어(134)를 가진다. 상기 풀 와이어(134)는 예를 들어, 탄성 요소(140) 정 반대편의 팁 접합관(128)에 부착되어질 수 있다. 상기 풀 와이어(134)는 오퍼레이터가 원격으로 팁(110)을 구부리도록, 팁 접합관(128)으로부터 핸들(104)의 레버(23)에 의해 제어된 인장 매카니즘으로연재될 수 있다. 인장이 상기 풀 와이어(134)에 가해졌을 때, 모멘트는 가요성 굽힘 가능부(107)에 영향을 미치고, 굽힘 가능부(107)의 굽힘을 유발한다. 인장이 경감되었을 때, 탄성 요소(140)에 의해 가해진 복구력은, 카테터를 그것의 중립 형상으로, 똑바르게 만든다. 기존 설계의 록(lock)은, 고정 레버(23)로 사용되어질 수 있으며, 선택된 굽혀진 부분에서 팁을 유지하도록 사용되어질 수 있다. 상기 풀 와이어(134)는 카테터(102)내 제 1 외주 위치의 팁 접합관(128)에 부착되어질 수 있다. 상기 탄성 요소(140)는, 제 1 위치와 정반대인 제 2 위치의 카테터(102) 내측 표면에 부착되어질 수 있다. 이러한 구조는 벤딩 면에서, 풀 와이어(134)에 의해 가해진 벤딩력이, 탄성 요소(140)의 작용에 의해 제한되지 않는 것을 보장한다.
본 발명의 전형적인 일 실시예는, 카테터(102)의 압축을 방지함과 동시에 그것의 벤딩이 가능하도록 설계된 관형 압축 스프링을 포함할 수 있다. 도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 스프링(160)은 말단의 팁 접합관(128)과, 근단의 샤프트 접합관(150)에 단단히 부착되어질 수 있다. 예를 들어, 스프링(160)은 접착, 용접 또는 납땜에 의해 부착되어질 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 스프링(160)은, 관 형상의 중심으로부터 방사상으로 방향져 협소한 직사각 횡단부 치수의 나로우어(narrower), 및 관형 스프링(160)을 따라 축 방향져 넓은 직사각 치수의 와이더(wider)를 가지는, 직사각 횡단부의 플랫 튜블러 와이어(flat tubular wire)로 형성된다. 도면에 나타난 실시예에서, 스프링(160)의 피치는, 카테터 축과 직교하는 면에서 벤딩을 제어하도록 선택되어질 수 있다.
전형적인 일 실시예에서, 스프링(160)은 더 작은 코일 사이의 갭(gaps)을 뜻하는, 더 높은 피치를 가지는 근부 및 낮은 피치를 가지는 말단부(164)로 형성된다. 이러한 구조는 스프링(160)의 코일이 굽힘 가능부(107)에 늑골과 같이 작용을 하기 때문에, 바랐던 면에 바랐던 벤딩의 저항을 사용하여 카테터(102)의 벤딩 제어를 돕는다. 전형적인 일 실시예에서, 스프링(160)의 외경은 바랐던 카테터(102)의 벤딩 반경에 따라, 팁(110)의 직경보다 작을 수 있다.
샤프트 접합관(150)은 스프링(160)에 인접하여 위치되어질 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 샤프트 접합관(150)은 대략 0.003인치 보다 얇은 벽 두께를 가지는, 얇은 벽으로 둘러싸인 원통형 부재로 형성된다. 샤프트 접합관(150)은 압축 스프링(160)의 근단에 용접 및 납땜되어질 수 있다. 도 2에 나타난, 쉬스(sheath) 접합관(170)은 중간에 계단 형상으로 층진 직경을 가지고, 반대편 끝단의 내경보다 더 작은 일단의 내경을 가지는 단일 루멘 메탈 튜브로 형성되어질 수 있다. 더 작은 직경을 가지는 쉬스 접합관(170)의 끝단은, 샤프트 접합관(150)의 내측 에지로 삽입 및 고정되어질 수 있는, 반면 반대편 끝단은 샤프트 접합관(150)에 인접하여 연재한다.
압축 스프링(160), 탄성 요소(140) 및 풀 와이어(134)와 같은, 굽힘 가능부(107)내에 포함된 다양한 구조들은, 감소된 직경부(108)의 형상을 손상시키지 않는다. 상술된 바와 같이, 감소된 직경부(108)의 최소 직경은, 카테터(102) 나머지 부분의 직경보다 작으며, 보다 명확히 말하면, 팁(11) 및 샤프트 접합관(150)의 직경보다 작다. 최소 직경의 정확한 위치는, 요구되는 장치(100)의 성능에 따라 최적화되어질 수 있으나, 바람직하게는 팁 접합관(128)과 샤프트 접합관(150)사이에 위치되어질 것이다.
도 2에 나타난 발명에 따른 실시예에서, 풀 와이어(134)는 팁 접합관(128)으로부터 카테터(102)의 근단을 향해 연재하며, 쉬스 접합관(170)의 루멘 및 압축 스프링(160)에 의해 한정된 관을 통해서 통과한다. 탄성 요소(140)에 의해 형성된 직사각 척추는 또한, 샤프트 접합관(150)으로 연장하며, 거기에 단단히 부착되어질 수 있다. 와이어(132)내의 센서 와이어는, 압축 스프링을 통해 통과하며, 샤프트 접합관(150)이 연재하기 이전에 핸들(104)을 향한다. 모세관(120)이 고압의 냉각제를 이송하며, 또한 샤프트 접합관(150)을 통해서 통과하는 반면, 냉각 유닛으로 복귀하는 저압의 냉각제는, 압축 스프링(160)의 중앙 루멘 또는 다른 요소에 의해 점유되지 않은 카테터 내의 어떤 다른 부분을 통해서 통과할 수 있다.
센서 밴드(band: 126)는 카테터(102)의 팁(110)에 인접하여 포함되어질 수 있다. 상기 센서 밴드는 예를 들어, 백금 또는 다른 생물학적 비활성 물질로 만들어질 수 있으며, 형성 또는 주조된 폴리머 칼라(collar)에 대해 융합되어질 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 폴리머는 페벡스(Pebax)일 수 있으며, 센서 밴드(126)는 팁(110)으로부터 대략 2mm 거리에 설치되어질 수 있다. 센서 밴드(126)는, 팁 접합관(128)의 오프닝(130)을 통해 통과하는 와이어(132)중 하나에 연결되어질 수 있으며, 예를 들어 ECG 전기적 충격을 감지하도록 사용되어질 수 있다.
가요성 재킷(jacket)은, 발명의 전형적인 일 실시예에서 모든 카테터(102)의 주요 요소를 덮도록 사용되어질 수 있다. 도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 가요성재킷(180)은, 팁 접합관(128)으로부터 샤프트 접합관(150)으로 연재할 수 있다. 열 융합 및 점착성 있는 접착의 조합은 재킷(180)을 접착하도록 사용되어질 수 있다. 가요성 재킷(180)은, 엘라스토메릭(elastomeric) 폴리머로부터 압출 성형된 관일 수 있으며, 영구 변형 또는 콜드 플로우(cold flow)를 초래함 없이 상당한 벤딩이 가능하도록, 물질을 고려한 듀로미터(durometer) 및 탄성 계수를 가질 수 있다. 재킷(180)은, 바람직하게는 버클링(buckling)없이, 벤딩하는 동안 원형 횡단면을 유지하도록 충분한 벽 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 재킷(180)은, 1.5인치의 벤딩 반경 둘레에 180도로 벤딩하는 동안 버클링을 저지할 수 있다. 일 실시예에서, 재킷(180)은, 5cm의 길이를 가진다.
냉동절제 장치(100) 조립 과정의 전형적인 일 실시예에서, 재킷(180)은, 우선적으로 카테터(102)의 모든 요소가 쉽게 통과하도록 충분한 직경을 가지도록 한다. 그 후, 재킷(180)을, 팁 접합관(128), 샤프트 접합관(150) 및 압축 스프링(160) 전반에 걸쳐 열적으로 가열하여 끼우거나 융합한다. 재킷(180)은, 또한 좁은 부분의 형상을 형상을 유지하여, 감소된 직경부(108)의 형상을 따른다. 압축 스프링(160) 전반에 걸친 재킷(180)의 조합은, 벤딩하는 동안 버클링을 저지하는 복합 구조를 형성하나, 과도하게 벤딩을 제한하지는 않는다. 감소된 직경부(108)의 목(necking)은, 매우 타이트한 벤딩 반경을 넘어서는 벤딩을 허용한다. 팁 접합관(128)으로부터 샤프트 접합관(150)으로 연재하는 밀폐된 캐비티(cavity)는, 냉각 유체의 순환을 용이하게 하는 곳에 재킷(180)을 접착 및 융합함으로써 형성된다.
와이어 코일 쉬스(182)는, 적어도 그 길이의 일 부분을 통해 풀 와이어(134)를 넣는데 사용되어질 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 코일 쉬스(182)는, 쉬스 접합관(170)의 근단측 내 그것의 말단에서 종단할 수 있으며, 핸들(104)쪽에 인접하게 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 코일 쉬스(182)는, 타이트하게 권취된 0.006 인치의 와이어로 만들어질 수 있으며, 대략 0.025 인치의 외경을 가질 수 있다. 팁(110)의 활성 또는 굽힘 동안, 코일 쉬스(182)의 와이어 코일은, 풀 와이어(134)에 주어진 인장에 기인하여 압축력에 대항하며, 카테터(102)의 다른 기구로 전송되어지는 힘을 방지한다. 압축력이 가해졌을 때, 코일 쉬스(182)의 코일은 함께 채워지고, 힘에 반발하는 강체로 작용한다.
냉동수술 장치(100)의 실시예는, 또한 가요성 재킷(180)의 직경보다 더욱 큰 외경 및 샤프트 접합관(150)의 외경에 필적하는 내경을 가지는 긴 관형 요소로 형성된, 메인 카테터 샤프트(190)를 포함한다. 일 실시예에서, 샤프트(190)는 카테터(102)를 조작하는 동안 팁(110)에 토크를 전달할 수 있는 복합 구조이다. 예를 들면, 샤프트(190)는 상대적으로 경도가 높은 열 가소성 물질로 만들어진 내측 관과 내측 관 전반에 위치된 메탈릭 와이어 브레이드(metallic wire braid)를 제외하고, 얇은 벽을 포함할 수 있다. 더욱 가요성 있는 폴리머 코팅은, 메탈 브레이드를 덮을 수 있다. 일 실시예에서, 내측 관은 대략 0.0015 내지 0.0020 인치의 두께를 가질 수 있으며, 브레이드는 0.001 인치의 메탈 와이어로 직조되어질 수 있고, 외측 층은 대략 0.01 내지 0.015 인치의 두께를 가질 수 있다. 샤프트(190)는 그것의 말단에서 샤프트 접합관(150)으로, 그것의 근단에서 핸들(104)로 종단한다.
다른 전형적인 실시예에서, 샤프트(190)는 내장형 스테인레스 스틸 브레이드와 열 가소성 압출 성형 제품으로 만들어질 수 있다. 중합에 의한 압출 성형 제품의 재료 특성 및 브레이드 와이어의 피치 및 수 등은, 샤프트(190)의 요망 특성들을 포함하도록 선택된다. 본 발명의 전형적인 일 실시예에서, 게이지 관(200)은 샤프트(190)를 통하여 연재한다. 게이지 관(200)은 팁(110)으로부터 복귀하는 냉각 유체의 압력을 모니터링 하는데 사용되는 작은 직경의 관일 수 있다. 예를 들어, 게이지 관(200)은 대략 0.029 인치의 외경 및 대략 0.024 인치의 내경을 가질 수 있다.
쉬스 관은 또한 예를 들어, 대략 0.024 인치의 내경을 가지는 와이어 코일 쉬스(182)에 대해 사용되어 질 수 있으므로 해서, 관 내 와이어 코일 쉬스(182)의 자유로운 움직임을 허용한다. 쉬스 및 관의 길이는, 카테터를 사용하는 동안, 쉬스 관의 말단에서의 압력이 대기압 이하일 수 있도록 선택된다.
쉬스 관은 예를 들어 압력이 대기압이며, 이를테면 카테터(102)와 핸들(104) 사이의 유체의 이동에 높은 저항 경로를 제공하도록 하는, 쉬스 관의 길이 및 넓이를 가지고 핸들(104) 내에서 종단한다. 본 발명의 이러한 실시예에 따라, 풀 와이어(134) 및 쉬스는 와이어 코일 쉬스(182)를 통해 통과할 수 있도록, 와이어 코일 쉬스(182)내에 유체 유동을 위한 작은 효용 공간을 가진다. 이러한 전형적인 실시예의 사용은, 누설 없이 냉각 유체로 채워진, 카테터(102)의 내정(interior)을 배출하도록 쉬스 및 풀 와이어(134)를 허용한다. 이러한 구조는, 핸들(104)의 밀봉 필요성을 경감하는 잇점을 가진다.
본 발명의 장치(100)의 작동에서, 카테터(102)는 공지된 관련 기술에 의해 환자의 맥관 구조로 삽입된다. 카테터(102)는 액츄에이팅 레버(23)을 조작함으로써, 필요로 하는 카테터(102)의 말단 팁(110)을 벤딩하여, 맥관 구조를 통해 전진한다. 보다 명확히 말하면, 이러한 조작 동안, 말단 팁(110)은 제 1 구조(도 5A 참조)와 제 2 구조(도 5B 참조)사이의 형상을 취하도록 구부릴 수 있다. 더욱 명확히 말하면, 그것의 제 1 구조에서, 말단 팁(110) 및 카테터(102)의 메인 샤프트(190)는 실질적으로 동일한 축(202)을 따라 정렬된다. 이에 반해서, 그것의 제 2 구조에서, 말단 팁(110)은 메인 샤프트(190)의 축(202)에 실질적으로 평행한 축(202')을 한정한다. 따라서, 도 5A와 도 5B의 상호 참조에 의해 식별되어질 것처럼, 굽힘 가능부(107)는 액츄에이팅 레버(23)에 의해, 대략 180도의 각도 범위로 말단 팁(110)을 구부리도록 벤딩되어질 수 있다.
상기 명세서에서, 본 발명은 명확한 전형적인 실시예와 관련하여 기술되었다. 그러나, 하기의 청구항에서 나아가 본 발명의 가장 넓은 뜻 및 범위에서 벗어나지 않고, 그것으로부터 다양한 변화 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기 보다 실례로 간주되어질 것이다.
발명 그 자체뿐만 아니라, 그것의 구조 및 작동을 포함하는 본 발명의 신규한 특징들은, 기술과 관련된 도면에 의해 최선의 이해가 되어질 것이며, 유사한 인용참증 특성들의 유사한 부분을 참조한다.
발명의 목적
본 발명의 목적은, 선택된 외과적인 적용의 절차상 필요에 따라 환자의 맥관구조 내에 팁을 정밀하게 위치하는데 충분한 가요성을 가지는 굽힘 가능한 팁을 구비한 냉동카테터를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 제작이 상대적으로 쉬우며, 사용이 간단하고, 비교적 원가 절감 효과가 있는 굽힘 가능한 팁을 구비한 냉동카테터의 제공에 있다.
냉동카테터는 실질적으로 180도 각도의 평면까지 굽혀질 수 있는 굽힘 가능한 팁을 가지며, 팁 부분이 실질적으로 메인 샤프트부와 동축인 제 1 구성과 실질적으로 메인 샤프트부와 평행한 제 2 구성 사이에서 팁 부분을 움직일 것이다.
도 1은, 본 발명에 따라 냉동절제 카테터의 실시예를 나타내는 투시도.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따라 카테터의 팁 부분을 나타내는 개략적인 횡 단면도.
도 3은, 본 발명의 실시예에 따라 카테터의 말단 팁 부분의 내부 구조를 나타내는 횡 단면도.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 카테터의 근단 팁 부분의 내부 구조를 나타내는 횡 단면도.
도 5A는, 그것의 제 1 구성에 나타난 냉동카테터의 말단 부분과, 명확한 표현을 위해 팬텀 라인으로 나타내어진 선택된 내부 요소의 평면도; 및
도 5B는, 그것의 제 2 구성에 나타난 냉동카테터의 말단 부분과, 명확한 표현을 위해 팬텀 라인으로 나타내어진 선택된 내부 요소의 평면도.
본 발명의 실시예에 따르면, 외과용 장치는, 최소 침습 시술(minimally invasive technique)에 의하여, 인체 내 위치에 저온을 적용하기 위해 제공된다. 보다 명확히 말하면, 상기 장치는, 전 혈관 및 심장의 캐비티(cavities)를 통해 통과 가능하며, 원격 조작되어지게 위치된 수단에 의해 구부러질 수 있는 말단 팁을 가지는, 굽힘 가능한 카테터를 포함할 수 있다. 말단 팁에 인접한 카테터부는, 카테터의 나머지 부분보다 작은 외경을 가져, 하류로 좁아진다. 카테터의 벤딩은, 카테터의 벤딩 반경이 감소되도록, 더 작은 직경을 가진 부분에 위치한다.
본 발명의 실시예는 절제하는 환자의 조직을 위한 냉동수술적 냉각 장치를 포함한다. 상기 장치는 핸들부, 핸들로부터 말단으로 연재하여 연장된 카테터 및 실질적으로 균일한 직경을 가지는 카테터의 메인 샤프트 부분을 포함하며, 상기 카테터는 핸들에 의해 나뉘어진 토크를 전달하도록 채택된 것이다. 장치는 또한 메인샤프트의 말단에서, 메인 샤프트의 직경보다 작은 최소 직경을 가지는 굽힘 가능부, 냉각 유체용 확장 챔버를 한정하고, 확장 챔버에 접촉하는 열 전단 표면을 가지며, 최소 직경보다 더 큰 직경을 가지는 굽힘 가능부의 말단에 배치된 팁 부분, 굽힘 가능부의 우선된 구부림 면을 한정하도록 채택된 탄성 요소, 연장된 카테터의 말단부에 연결되고, 굽힘 가능부에 만곡지게 밀착되도록 채택된 액츄에이터를 포함한다.
다른 실시예에서, 발명은 외과적인 적용을 위해 굽힘 가능한 팁을 가지는 카테터이며, 상기 카테터는 실질적으로 균일한 직경을 가지는 메인 샤프트부, 메인 샤프트의 직경보다 작은 최소 직경을 가지는 카테터의 굽힘 가능부, 굽힘 가능부의 말단에 배치된 카테터의 팁 부분, 굽힘 가능부의 우선된 구부림 면을 한정하도록 채택된 탄성 요소, 및 연장된 카테터의 팁 부분에 연결되고, 굽힘 가능부에 만곡지게 밀착되도록 채택된 액츄에이터를 포함한다.
보다 상세하게는, 본 발명에 따라서, 냉동카테터는 실질적으로 180도 각도의 평면까지 굽혀질 수 있는 굽힘 가능한 팁을 가진다. 구조적으로, 상기 냉동카테터의 말단 면은 실질적으로 일정한 제 1 직경(d1)을 가지는 메인 샤프트부, 실질적으로 동일한 제 1 직경(d1)을 가지는 팁 부분, 및 팁 부분과 메인 샤프트부를 상호 연결하는 굽힘 가능부를 포함한다. 굽힘 가능부의 중심 점은 팁 부분과 메인 샤프트부 사이의 중간이며, 상기 제 1 직경(d1)보다 작은 제 2 직경(d2)을 가진다(d1〉d2). 또한, 상술된 바와 같이, 탄성 요소는 굽힘 가능부에 대한 우선된 굽힘 면을 한정하도록 형상화되고 채택된 굽힘 가능부에 설치된다.
카테터의 팁 부분의 굽힘은, 냉동카테터의 작동 동안 액츄에이터에 의해 수행되어진다. 보다 명확히 말하자면, 액츄에이터는 핸들에 설치되고, 메인 샤프트를 통해서 팁 부분에 연결된다. 본 발명에 대해 계획된 바와 같이, 액츄에이터의 조작은 대략 180도의 범위까지 움직이도록 팁 부분을 야기시킬 것이다. 이러한 움직임은 우선된 굽힘 계획내에서 이루어질 것이며, 팁 부분이 실질적으로 메인 샤프트부와 동축인 제 1 구성과 실질적으로 메인 샤프트부와 평행한 제 2 구성 사이에서 팁 부분을 움직일 것이다.
본 발명은, 선택된 외과적인 적용의 절차상 필요에 따라 환자의 체내 맥관 구조 내에 팁을 정밀하게 위치시키기에 충분한 가요성을 가지는 굽힘 가능한 팁을 구비한 냉동카테터를, 쉽게 제작 및 사용할 뿐만 아니라, 비교적 저렴한 가격으로 제공하는 효과가 있다.

Claims (26)

  1. 환자의 조직 절제를 위해 극저온 냉각 장치에서,
    핸들부;
    핸들로부터 말단으로 연재하여, 핸들에 의해 나뉘어진 토크를 전달하도록 채택되어진 연장된 카테터;
    메인 샤프트의 말단에, 메인 샤프트의 직경보다 작은 최소 직경을 가지는 굽힘 가능부;
    냉각 유체용 확장 챔버를 형성하고, 최소 직경보다 큰 직경을 가지며, 굽힘 가능부의 말단에 배치된 팁 부분;
    굽힘 가능부의 우선된 굽힘 면을 형성하도록 채택된 탄성 요소;
    굽힘 가능부에 만곡지게 밀착되도록 채택되고, 연장된 카테터의 말단부에 연결된 액튜에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 탄성 요소는 직사각 횡단부를 가지는 스택된(stacked) 와이어에 의해 형성되며, 직사각 횡단부의 가장 작은 치수는 스택하는 방향인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 스택된 와이어의 연속하는 다음 와이어가 감소하는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 핸들에 인접한 냉각제 연결부로부터 팁 부분으로 냉각 유체를 이송하도록 하는 모세관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 스택된 와이어는 연결 가능부의 내측 표면을 따라 길이 방향으로 연재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 팁 부분은 열 전도성 메탈로 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 액튜에이터는 말단에서 팁 부분에 연결되고, 근단에서 핸들의 굽힘 제어부에 부착되어진 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 굽힘 가능부로 팁 부분을 연결하며, 원통 형상을 가지는 팁 접합관, 및 메인 샤프트의 근단에 연결 가능부를 연결하는 샤프트 접합관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 팁 접합관과 샤프트 접합관 사이를 연재하는, 축 방향 압축에 저항하는 압축 코일을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 압축 코일은 압축코일 말단부의 피치보다 더 높은 피치를 가지는 근단부를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 계단 형상의 직경을 가지는 중공 원통에 의해 형성되고, 샤프트 접합관으로부터 가깝게, 샤프트 접합관을 통해 연재하는 쉬스 접합관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 핸들에 가깝게 연재하는 쉬스 접합관에 부착되고, 폴리머 쉘(shell)이 강화된 와이어로 형성되며, 압축 로드(loads)에 저항하도록 채택된 쉬스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 액츄에이터는 쉬스 접합관의 루멘 및 쉬스를 통해 매끄럽게 연재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 팁에 인접하며, 전도성 물질로 만들어지는 센서 밴드, 및 센서 밴드에 가깝게 연재하며, 센서 밴드에 연결된 센서 와이어를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 9항에 있어서, 압축 코일을 싸며, 굽힘 동안 원형 횡단부를 유지하도록 채택된 가요성 재킷을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 굽힘 가능부는 연장된 카테터의 직경과 최소 직경사이에 길이 방향으로 다양한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 굽힘 가능부는 말단 및 근단에서 연장된 카테터 직경과 동일한 직경, 및 근단과 말단 사이의 최소 직경과 동일한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 1항에 있어서, 메인 샤프트는 폴리머 내부 관, 상기 내부 관을 둘러싸는 메탈 와이어 브레이드, 및 상기 브레이드를 싸는 외측 폴리머를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 1항에 있어서, 저항 요소는 제 1 외주 위치의 연장된 카테터에 연결되고, 액츄에이터는 제 1 외주 위치의 정 반대편의, 제 2 외주 위치의 연장된 카테터에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 외과적 적용을 위한 굽힘 가능한 카테터는,
    실질적으로 균일한 직경을 가지는 카테터의 메인 샤프트부;
    메인 샤프트의 직경보다 작은 최소 직경을 가지는 카테터의 굽힘 가능부;
    굽힘 가능부의 말단에 배치되고, 최소 직경보다 큰 직경을 가지는 카테터의팁 부분;
    굽힘 가능부의 우선된 굽힘 면을 한정하도록 채택된 탄성 요소;
    카테터의 팁 부분에 연결되고, 굽힘 가능부에 만곡지게 밀착되도록 채택된 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터.
  21. 제 20항에 있어서, 탄성 요소는 직사각 횡단부를 가지는 스택된 플랫 와이어에 의해 형성되며, 직사각 횡단부의 최소 수치는 스택하는 방향에 있는 것을 특징으로 하는 카테터.
  22. 제 21항에 있어서, 플랫 와이어의 베이스 와이어는 굽힘 가능부의 내측 표면을 따라 길이 방향으로 배치되며, 연속하는 와이어는 베이스 와이어상에 방사상으로 스택되어지는 것을 특징으로 하는 카테터.
  23. 제 20항에 있어서, 액츄에이터는 팁 부분에 연결된 풀 와이어이며, 팁 부분에 가깝게 연재하는 것을 특징으로 하는 카테터.
  24. 제 20항에 있어서, 액츄에이터는 저항 요소의 정 반대편 위치에 팁 부분의 내측 표면에 연결된 것을 특징으로 하는 카테터.
  25. 제 20항에 있어서, 굽힘 가능부를 따라 연재하는, 축 방향 압축에 저항하는압축 코일을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터.
  26. 외과적 적용에 사용하기 위해 굽힘 가능한 팁을 가지고 있는 냉동카테터는:
    실질적으로 일정한 제 1 직경(d1)을 가지는 메인 샤프트부;
    실질적으로 동일한 제 1 직경(d1)을 가지는 팁 부분;
    상기 메인 샤프트부와 상기 팁 부분을 상호 연결하고, 그들 사이의 중심 점에 따라 상기 팁 부분에 연결된 말단 및 상기 메인 샤프트부에 연결된 근단을 가지며, 제 2 직경(d1)이 상기 제 1 직경(d1)보다 작은 중간 지점에 제 2 직경(d2)을 가지는(d1〉d2), 굽힘 가능부;
    상기 굽힘 가능부에 설치되며, 상기 굽힘 가능부의 우선된 굽힘 면을 한정하도록 채택된 탄성 요소; 및
    상기 팁 부분이 상기 메인 샤프트부와 실질적으로 동축인 제 1구성과, 상기 팁 부분이 상기 메인 샤프트부와 대체로 평행인 제 1구성 사이에, 우선된 굽힘 면에 범위를 통해 상기 팁 부분을 움직이도록, 상기 메인 샤프트부에 설치되고, 상기 팁 부분에 연결된 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동카테터.
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