KR20050016063A - 전극 스트립을 갖는 카테터 - Google Patents

전극 스트립을 갖는 카테터

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KR20050016063A
KR20050016063A KR1020040060349A KR20040060349A KR20050016063A KR 20050016063 A KR20050016063 A KR 20050016063A KR 1020040060349 A KR1020040060349 A KR 1020040060349A KR 20040060349 A KR20040060349 A KR 20040060349A KR 20050016063 A KR20050016063 A KR 20050016063A
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conductors
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KR1020040060349A
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고바리아사프
안드레아클라우디오 알트만
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바이오센스 웹스터 인코포레이티드
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Abstract

포유류 피험자의 체강 안에서 의료 치료 또는 진단을 위한 장치는 외부면을 갖는 기다란 프로브를 포함하고, 이 프로브는 체강 안에 삽입하기에 적합한 말단부(distal portion)를 구비한다. 전극 스트립은 말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브의 말단부 주위에 감기는 기다란 절연기판을 포함한다. 상기 기판은 실제로 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정되어 있다. 다수의 전극이 헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정되어 있다. 전도체들은 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되므로 프로브의 기부에서 말단부까지의 위치에서 회로와 통신하게 된다.

Description

전극 스트립을 갖는 카테터{Catheter with electrode strip}
본 발명은 대체로 침해식 의료장치에 관한 것이며, 특히 심장의 전기 활동을 맵(map)으로 만들기 위한 장치에 관한 것이다.
외부면에 전극 어레이들을 갖는 카테터는 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, 본원에서 참고로 하는 미국 특허 제6,063,022호는 카테터의 길이를 따라 이격된 전기생리학적 감지용 전극들의 어레이를 갖는 카테터를 공개하고 있다. 또한, 카테터는 신체내에서 전극들의 위치를 결정하는데 사용하기 위한 위치센서들을 구비한다. 따라서, 전극들 및 위치센서들은 생리학적 활동의 맵을 체강내의 위치 함수로서 만드는데 사용될 수 있다. 상기 특허에 공개된 다른 실시예에서, 카테터는 무선(RF) 절제 전극(ablation electrode)들의 어레이를 구비한다.
통상적으로, 카테터에 전극 어레이를 만들기 위해서, 한 세트의 와이어가 카테터의 말단부(distal portion)의 루멘을 통해 삽입되며, 각각의 전극이 각각의 와이어에 전기적으로 연결된다. 그러한 카테터의 조립은 대체로 고가의 노동 집약적 공정이며, 통상 이 공정은, (a) 각 전극의 위치에서 카테터의 샤프트 안에 구멍을 형성하고; (b) 한 세트의 와이어를 카테터의 말단부의 루멘 속으로 삽입하고; (c) 각각의 와이어를 샤프트내의 각 구멍을 통해 손으로 끌어당기고; (d) 각 와이어를 각각의 전극에 부착하고; (e) 각 와이어를 다시 샤프트 안으로 끌어당기고; 각각의 구멍에 걸쳐 샤프트 외부면에 각각의 전극을 접착하는 것을 포함한다.
일부 카테터는, 심실에서 전기 활동의 맵을 신속히 만들거나 또는 무선 절제를 실행하기 위해, 카테터가 심실 안에 있을 때 확장될 수 있는 전극 어레이를 가진다. 예를 들어, 본원에서 참고로 하는 미국 특허 제5,279,299호는 확장 가능한 장치를 갖는 카테터를 공개하며, 상기 확장 가능한 장치는 카테터의 가장 말단부에 고정되고 수축 위치와 확장 위치 사이로 이동할 수 있다. 전극들은 상기 확장 가능한 장치에 장착되므로, 확장 가능한 장치가 심실 내에서 확장 위치로 이동될 때 전극들이 이동되어 심실 벽과 결합하게 된다. 하나의 실시예에서, 확장 가능한 엘리먼트는 가요성의 기다란 단일 스트립의 형태를 가지며, 이 스트립이 카테터 주위에 나선형으로 감기고 수축 위치와 확장 위치 사이로 이동할 수 있다.
다른 카테터들은 그 외부면에 개별 전극들의 어레이 대신에 스트립 전극들을 사용한다. 예를 들어, 본원에서 참고로 하는 미국특허 제6,090,104호는 나선형으로 감긴 적어도 하나의 평평한 리본 전극을 갖는 카테터를 공개하고 있다. 그러한 전극 각각은 진단용 전기 생리학적 신호들을 발생시키기 위해 절제용 에너지원에 연결되거나 또는 기록 시스템에 연결될 수 있는 관련 리드 와이어를 가진다. 카테터는 이 카테터의 말단섹션에 연결된 풀러 와이어(puller wire)를 사용하며 또 핸들에 연결된 풀러 와이어의 운동을 제어하기 위한 수단에 의해 조종될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 카테터와 같은 침해식 프로브의 말단부에 전극 어레이를 부착하기 위한 개량된 수단 및 방법들을 제공한다. 전극 스트립은 프로브의 말단부 주위에 나선 모양(이하 '헬릭스(helix)' 라고 함)으로 감기며 실제로 이 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정된다. 상기 스트립은 절연 기판을 구비하며, 이 기판의 길이를 따라 배치된 전극을 갖는다. 기판을 따라 연장하는 전도체들은 상기 전극들을 프로브 내측의 회로에 연결하거나 또는 프로브의 기부 단부(proximal end) 외측의 회로에 연결된 프로브내의 와이어에 연결한다.
이러한 구성의 전극 스트립을 사용하면 당업계에 공지된 장치에서와 같이, 프로브에 다수의 구멍을 형성하거나 또는 각각의 전극에 와이어를 연결시킬 필요가 없이, 전극 어레이를 프로브에 단순하고 경제적으로 부착시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 통상적으로 전극 스트립의 기부 단부에 있는 전도체들을 프로브 내측의 와이어 또는 회로에 연결시키기 위해, 프로브에 단 하나의 구멍만이 제조된다.
통상적으로, 프로브의 말단부는 대체로 신체 내에서 프로브를 조정하기 위해 구부러질 수 있다. 카테터를 구부리면 굴곡부 외측의 스트립에 인장력 및 전단력을 가할 수 있다. 전극 스트립의 전극들 및 전도체들이 대체로 비탄성이므로, 상기 인장력은 스트립에 전극과의 전기 접촉의 손실과 같은 피해를 주는 원인이 된다. 이러한 문제를 회피하기 위해, 본 발명의 어떤 실시예에서는, 프로브의 적어도 말단부는 비교적 연성의 탄성체를 구비하며, 한편 전극 스트립의 기판은 강하고 실제로 비탄성이다. 프로브가 구부러질 때, 굴곡부의 외측에서 전극 스트립에 의해 프로브에 가해진 압력은 탄성체의 실질적인 변형을 초래한다. 따라서, 전극 스트립에 가해진 인장력 및 전단력은 실제로 감소된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라, 포유류 피험자(mammalian subject)의 체강 안에서 의료 치료 또는 진단을 위한 장치에 있어서,
외부면을 가지며, 체강 안에 삽입하기에 적합한 말단부(distal portion)를 구비하는 기다란 프로브와;
전극 스트립을 포함하고,
상기 전극 스트립은,
말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브의 말단부 주위에 감기는 기다란 절연 기판과;
헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정된 다수의 전극과;
상기 프로브의 기부에서 말단부까지의 위치에서 회로와 통신하도록 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 전도체들을 구비하고,
상기 기판은 실제로 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정되어 있는 구성으로 된 장치를 제공한다.
통상적으로, 프로브의 말단부는 구부러지기에 적합하고, 상기 말단부가 구부러질 때 전극 스트립에 의해 말단부에 가해진 압력으로 인하여 실제로 변형되는 탄성체를 포함하고, 한편 전극 스트립은 실제로 비탄성이므로 말단부가 구부러질 때 이 전극 스트립에 가해진 인장력으로 인하여 실제로 변형되지 않는다. 본 실시예에서, 본 장치는 기판을 프로브에 고정시키기 위해 기판과 프로브의 외부면 사이에 도포되는 접착제를 구비하고, 상기 접착제는 말단부가 구부러질 때 전극 스트립과 상기 외부면간의 상대 운동을 수용하기에 충분한 탄성을 갖는다.
일부 실시예들에서, 기판은 가요성 회로 기판을 구비하고, 상기 전극들 및 전도체들이 인쇄 회로 제조법에 의해 기판에 인쇄된다. 하나의 실시예에서, 기판은 프로브의 외부면에 고정되는 내측면과, 전극들이 배치되는 외측면을 구비하고, 상기 전도체들은 기판의 내측면을 따라 배치된다. 다른 실시예에서, 전도체들은 기판의 외측면을 따라 배치된다.
통상적으로, 프로브는 회로와 통신하도록 프로브 내부를 통과하는 케이블을 구비하고, 상기 전도체들은 헬릭스의 기부 단부에서 상기 케이블에 연결된다. 하나의 실시예에서, 프로브는 전극들을 선택하여 케이블에 연결시키기 위해 전도체들과 케이블 사이에 접속되는 멀티플렉서(multiplexer)를 구비한다.
일부 실시예들에서, 전극들은 헬릭스의 길이에 걸쳐 실제로 균일한 간격으로 이격되고, 한편 다른 실시예에서, 전극들은 헬릭스의 길이에 걸쳐 2개 이상의 집단(cluster)으로 무리를 이루고 있다.
하나의 실시예에서, 프로브는 피험자의 심실 안으로 삽입되기에 적합한 카테터를 구비한다. 통상적으로, 전극들은 심장 벽 안쪽에서 진기 신호들을 감지하기에 적합하고, 상기 전도체들은 상기 신호들을 회로에 전송하기에 적합하다. 대안으로서, 전극들은 전도체들로부터 오는 전기 에너지를 수령하여 이 전기 에너지를 심장 벽에 인가하기에 적합하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라, 의료장치 제조방법에 있어서,
체강 안에 삽입하기에 적합한 기다란 프로브를 제공하는 단계와;
말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브 주위에, 기다란 절연기판을 구비한 전극 스트립을 감는 단계와;
상기 기판을 헬릭스의 길이 전체에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정하는 단계를 포함하고,
상기 기판은 헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정된 다수의 전극과, 상기 프로브와 연관된 회로와 통신하도록 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 전도체들을 구비하는 의료장치 제조방법이 제공된다.
추가로, 본 발명의 실시예에 따라,
기다란 프로브를 포유류 피험자의 체강 안에 삽입하는 단계와;
전극들이 체강내에서 전기생리학적 활동을 감지하도록 프로브를 체강내에 배치하는 단계와;
전도체들을 경유하여 전극들로부터 나온 신호들을 수신하여 처리하는 단계를 구비하고,
상기 프로브는 말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브의 말단부 주위에 감기는 기다란 절연 기판을 가지며, 상기 기판은 실제로 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정되고, 다수의 전극이 헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정되고, 전도체들이 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 의료진단방법이 제공된다.
본 발명은 도면과 함께 아래 실시예의 상세한 설명으로부터 충분히 이해될 것이다.
(실시예의 상세한 설명)
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 심장 카테터삽입 시스템의 개략도를 나타낸다. 시스템(20)은 보통 카테터(22)인 기다란 프로브를 구비하며, 이 카테터를 사용자가 사람 또는 다른 포유류 피험자(26)의 정맥 또는 동맥을 통해 피험자의 심장(24)의 심실 안에 삽입한다. 카테터(22)는 그 기부 단부가 콘솔(console:28)에 연결되며, 이 콘솔이 아래에 설명되어 있듯이, 심장 안쪽에서 카테터의 말단 단부에 고정된 전극들로부터 전기 신호를 수신한다. 콘솔은 당업계에 공지된 바와 같이 이 신호를 사용하여 심장내의 진기 활동의 맵을 만든다. 대안으로 또는 추가로, 콘솔은 당업계에 유사한 방법으로 공지된 바와 같이, 심장내막의 영역들을 절제하기 위해 보통 RF 에너지인 전기 에너지를 전극에 제공하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 카테터(22)의 말단부(30)의 개략 측면도를 나타낸다. 전극 스트립(32)은 카테터의 말단부 주위에 나선 모양(헬릭스)으로 감긴다. 전극 스트립은 스트립 외부면에 전기적으로 노출되어 있는 전극(34)들의 어레이를 구비한다. 스트립은 통상 약 2 mm의 목, 약 10 cm 내지 12 cm 사이의 길이, 약 0.03 mm의 두께를 가진다. 통상 스트립에는 약 25개의 전극(34)이 있다. 대안으로서, 이런 종류의 전극 스트립들은 대형 또는 소형 치수로 생산되며, 다수 또는 소수의 전극들을 가진다. 카테터(22)는 말단부(30)에서 다른 엘리먼트들을 구비할 수 있으며, 이 엘리먼트들은 조종기구와 위치센서와 같은 다른 형식의 센서를 포함하며, 도면에 도시되어 있지 않다. 그러한 엘리먼트들은 예를 들어 상술한 미국특허 제6,063,022호에 공개되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 스트립의 외측면(46) 및 내측면(48) 양쪽 부분을 도시하는 전극 스트립(32)의 세그먼트의 개략도를 나타낸다. 스티립(32)은 가요성 비전도성 기판 즉, 폴리이미드와 같은 생체적합성 플라스틱에 형성된 마이크로플렉스 회로(microflex circuit)를 구비한다. 전극(34)들은 통상 당업계에 공지된 인쇄회로 제조법을 사용하여 기판의 외측면에 배치된다. 전극들은 기판을 통해 스트립(32)의 내측면(48)에 있는 전도성 트레이스(50)에 연결된다. 상기 트레이스들은 통상 각각의 트레이스가 스트립의 대향측에 있는 정확히 하나의 전극에 전기적으로 연결되도록 배열된다. 트레이스(50)는 22 ㎛ 중심간 거리에서, 통상 약 11 ㎛ 폭, 및 1 ㎛ 두께를 가진다. 트레이스들은 전단력들 최소화하기 위해 스트립(32)의 중심선 부근에 형성될 수 있다. 스트립(32)의 구조에 대한 더 상세한 사항은 도 5, 6 및 7에 도시되어 있다.
이제 도 2로 돌아가서, 카테터(22)를 조립하기 위해, 전극 스트립(32)의 말단 단부가 카테터의 말단 팁(36) 부근에서 카테터(22)의 말단부(30)에 고정된다. 스트립은 예를 들어 핀 또는 나사와 같은 체결구(38)를 사용하거나, 또는 그 말단 단부를 카테터에 접착시킴으로써 고정될 수 있다. 다음에 스트립(32)은 카테터의 말단부(30) 주위에 나선형으로 단단히 감기며, 접착제와 같은 수단에 의해 스트립의 길이를 따라 영구적으로 말단부에 고정된다. 전극 스트립의 기부 단부는 어퍼추어(42)를 통해 카테터(22) 안에 삽입된다(이어서 밀봉된다). 카테터 내측에서, 트레이스(50)는 카테터(22)의 기부 단부에서 콘솔(28)에 연결되는 케이블(44) 또는 다른 신호전달매체에 전기적으로 연결된다. 케이블(44)은 예를 들어 마이크로플랫(MicroFlat) 리본 케이블(미국 메릴랜드주 엘크톤 소재의 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이츠(W.L. Gore & Associates)에서 생산됨)을 구비할 수 있으며, 이 케이블은 트레이스(50)와 일대일 통신을 하는 개별 와이어를 포함한다. 대안으로서, 다수의 트레이스가 단일 와이어에 다중송신(multiplex)될 수 있으며, 이는 도 8을 참고하여 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 심장의 심실(55) 안쪽에 삽입된 카테터(22)의 말단부(30)를 도시하는 심장(24)의 절단 개략도를 나타낸다. 카테터의 말단부가 이동되어 심실(55)의 내벽과 접촉하게 되며, 이에 의해 스트립(32)의 전극(34)이 심근으로부터의 전기 신호를 수신한다. 대안으로서, 전극(34)은 심장 벽과 물리적으로 접촉하지 않고 심실(55)에서의 전기 신호들을 수신하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 미국 특허 제6,400,981호에 설명되어 있고, 본원에서 참고로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립(60)의 개략 정면도를 도시한다. 이 스트립은 앞의 도면에 도시된 스트립(32)과 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 스트립(60)은 폴리이미드 기판(64)에 형성된 전극패드(62)를 구비한다. 기판은 통상 약 1.8 mm의 폭과 12.5 ㎛의 두께를 가진다. 전극패드들 자체는 약 1.3×1.5 mm 의 크기이며, 약 1.4 mm 의 간격으로 떨어져 있다. 패드들은 당업계에 공지된 가요성 인쇄회로 제조법에 의해 기판에 제작된다. 패드들은 예를 들어 니켈 크롬의 박층(통상 약 0.5 nm 두께)을 증착하고 약 1 ㎛의 금으로 덮어서 제조될 수 있다. 전극들의 임피던스를 감소시키기 위해, 패드(62)는 당업계에 공지된 바와 같이, 다양한 재료, 즉 백금, 백금흑(platinum black), 산화인듐, 활성 이리듐 또는 질화 티타늄으로 도금될 수 있다. 그러나, 여기서 인용된 모든 치수 및 재료는 실예를 든 것이며, 전극 스트립의 제작을 위해 다른 재료, 치수 및 방법이 가능하다는 것을 당업자에게는 명백히 이해될 것이다.
트레이스(50)는 기판(64)에 인쇄되며, 전극패드(62)를 스트립(60)의 기부 단부(68)에서 대응하는 접촉패드(66)에 연결시킨다. 이 실시예에서 트레이스는 전극패드에서와 같이 기판의 동일한 측면(외측면)에 인쇄되며, 도 5의 확대된 삽입도에 도시된 바와 같이, 기판 외측 패드(62)의 모서리를 따라 지나간다. 필요한 것 보다 더 넓은 스트립(60)을 제작하지 않고 패드(62)의 이용 가능한 영역을 최대로 하기 위해서, 트레이스는 더욱 좁은 것이 양호하며, 통상 대략 10 ㎛ 폭을 가진다. 통상적으로, 단부(68)가 카테터(22) 안에 삽입되며, 접촉패드(66)는 전술한 바와 같이 트레이스를 케이블(44)에 연결하는데 사용된다. 스트립(60)의 말단 단부(70)는 카테터(22)의 말단부(30)에 확실하게 체결하기 위해 더 보강될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립(60)이 고정된 카테터의 말단부(30)의 세부를 도시하는 카테터(22)의 개략 단면도를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 이 도면에서 트레이스(50)는 기판(64)의 외부면에 전극패드(60)를 따라 형성된다. 트레이스는 폴리이미드로 된 다른 하나의 12.5 ㎛ 층과 같이 추가의 보호층(74)에 의해 덮인다. 따라서, 스트립(60)의 전체 두께는 약 26 ㎛ 이다. 카테터의 반경이 약 1 mm 라고 가정하면, 스트립(64)의 두께에 대한 곡률 반경의 비는 약 40이다. 대안으로서, 트레이스(50)는 전술한 바와 같이 기판(64)의 내부면에 인쇄될 수 있다. 명료하게 보이기 위해, 도 6의 치수들은 축척으로 도시되어 있지 않다. 위에서 주어진 치수들은 단지 예를 든 것이며, 적용 조건 및 재료 특성에 따라 더 크거나 작은 치수가 유사한 방법으로 사용될 수 있다.
스트립(60)은 카테터(22)의 외부벽(76)에 단단히 감기고, 통상 의료 등급의 접착제(78)의 층에 의해 실질적으로 스트립의 길이 전체를 따라 벽(76)에 체결된다. 예를 들어, 접착제(78)는 Vorite®689 및 Polycin®640-M1(미국 일리노이주 이타스카 소재의 지.알. 오시아(G.R. O'Shea)에 의해 생산됨)의 혼합물과 같은 2부분 폴리우레탄 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명자들은 이 재료들 중에서 81.8:100(Polycin:Vorite)의 혼합물이 만족스러운 결과를 준다는 것을 알았다. 대안으로서, 시아노아크릴릭 또는 우레탄 아크릴레이트 접착제 즉, 201-CTH(미국 커넥티컷주 토링톤 소재의 다이맥스 코포레이션(Dymax Corporation))가 사용되어도 좋다. 스트립(60)의 기판(64)을 통상, 대략 400,000 psi에 속하는 고인장강도와 높은 영률을 가지며, 따라서 스트립이 인장력 또는 전단력을 받을 때 마모 또는 파괴에 저항할 수 있다. 그러한 힘들은 카테터(22)가 구부러질 때 도 4에 도시된 바와 같이, 특히 굴곡부의 외측면에서 발생된다. 스트립(60)이 이러한 힘들에 의해 연장될 정도로 충분한 탄성을 가진다면, 전도체(50) 또는 전극(62)들은 파열되거나 다른 손상을 입을 것이다.
스트립(60)에 가해지는 인장력을 감소시키기 위해, 벽(76)은 탄성체 즉, 적절한 의료 등급의 폴리우레탄 또는 PVC로 형성될 수 있다. 예를 들어, 벽은 PELLETHANE 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼)로 제조될 수 있다. 그러한 벽 재료는 카테터에서 굴곡부의 외측면에 있는 스트립(60) 부분에 의해 가해진 압력하에서 내향으로 변형되기에 충분한 연성을 가진다. 접착제(78)는 양호하게 카테터가 구부러질 때 벽(76)에서 기판(64)이 분리되지 않도록 고인장강도(통상 적어도 1,500 psi)를 가진다. 기판과 다르게, 접착제는 기판(64)과 벽(76) 사이에 가해지는 전단력하에서 통상 약 175% 까지 접착제층의 신장이 가능하도록 선택될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립(80)의 개략 정면도를 나타낸다. 이 실시예에서, 전극(62)들은 도 5에서와 같이 균일하게 분포되기보다는 기판(64)의 길이를 따라 그룹으로 집단을 이루고 있다. 도 3, 5 및 7에 도시된 스트립 특성들은 여기서 단지 예를 든 것에 불과하고, 다른 전극 구성, 모양 및 크기가 사용될 수 있다는 것을 당업자에게는 명백히 이해될 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 트레이스(50)를 케이블(44)에 연결하기 위해 카테터(22)에서 멀티플렉서(90)를 개략적으로 도시하는 블록선도를 나타낸다. 멀티플렉서를 사용하면 카테터(22)를 통과하여 콘솔(28)로 향하는 와이어의 개수를 감소시키며, 따라서 카테터를 더 얇게 더 잘 휘어질 수 있게 제조할 수 있으며, 카테터 내측에 다른 기능 엘리멘트들을 수용할 공간을 남기게 된다. 멀티플렉서(90)는 트레이스(50)의 전극 신호들을 디지털 샘플로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 구비할 수 있다. 이 경우, 멀티플렉서는 또한 실제로 어떤 적절한 멀티플렉싱 기술 즉, 시분할, 주파수분할 또는 코드분할 멀티플렉싱을 사용하는 디지털 멀티플렉서를 구비할 수 있다. 대안으로서, 멀티플렉서(90)는 어떤 주어진 시간에 케이블(44)을 통해 전송되어야 할 트레이스(50)로부터의 신호를 선택하기 위한 아날로그 멀티플렉싱 회로 즉, 스위치를 구비할 수 있다. 멀티플렉서(90)가 사용될 때, 케이블(44)은 통상 약 5 개 내지 7개의 와이어를 구비하며, 이는 다른 방법에서 필요로 하는 와이어의 개수에 비해 적다.
전극 스트립들의 제조 및 사용법이 주로 심장 카테터(22)를 참고하여 위에서 설명되어 있지만, 본 발명의 원리는 다른 신체 기관 및 체강을 검사하고 치료하는데 마찬가지로 사용되는 기다란 프로브에 유사한 방법으로 적용될 수 있다. 따라서, 상술한 실시예들은 예로서 인용된 것이며, 본 발명은 위에서 특별히 설명되고 나타낸 것을 제한하지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 상술한 여러 가지 특징의 조합 및 부조합을 포함하며, 또한 종래 기술에 공개되지 않은 상기 설명을 읽고 기술에 숙련된 자는 여러 가지 변경 및 수정이 가능하다.
본 발명의 전극 스트립을 사용하면 당업계에 공지된 장치에서와 같이, 프로브에 다수의 구멍을 형성하거나 또는 각각의 전극에 와이어를 연결시킬 필요가 없이, 전극 어레이를 프로브에 단순하고 경제적으로 부착시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 통상적으로 전극 스트립의 기부 단부에 있는 전도체들을 프로브 내측의 와이어 또는 회로에 연결시키기 위해, 프로브에 단 하나의 구멍만이 제조된다.
본 발명의 효과는 상술한 실시예를 참고하면 더욱 명백히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 심장 카테터삽입 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립이 고정된 카테터의 말단부의 개략 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 카테터가 삽입된 심장의 절단된 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립의 개략 정면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립이 고정된 카테터의 부분의 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전극 스트립의 개략 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 카테터 내측에서 멀티플렉싱 회로를 개략적으로 도시하는 블록선도.

Claims (25)

  1. 포유류 피험자의 체강 안에서 의료 치료 또는 진단을 위한 장치에 있어서,
    외부면을 가지며, 체강 안에 삽입하기에 적합한 말단부(distal portion)를 구비하는 기다란 프로브와;
    전극 스트립을 포함하고,
    상기 전극 스트립은,
    말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브의 말단부 주위에 감기는 기다란 절연 기판과;
    헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정된 다수의 전극과;
    상기 프로브의 기부에서 말단부까지의 위치에서 회로와 통신하도록 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 전도체들을 구비하고,
    상기 기판은 실제로 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정되어 있는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로브의 말단부는 구부러지기에 적합하고, 상기 말단부가 구부러질 때 전극 스트립에 의해 말단부에 가해진 압력으로 인하여 실제로 변형되는 탄성체를 포함하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전극 스트립은 실제로 비탄성이므로 말단부가 구부러질 때 이 전극 스트립에 가해진 인장력으로 인하여 실제로 변형되지 않는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 기판을 프로브에 고정시키기 위해 기판과 프로브의 외부면 사이에 도포되는 접착제를 구비하고, 상기 접착제는 말단부가 구부러질 때 전극 스트립과 상기 외부면간의 상대 운동을 수용하기에 충분한 탄성을 갖는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 가요성 회로 기판을 구비하고, 상기 전극들 및 전도체들이 인쇄 회로 제조법에 의해 기판에 인쇄되는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판은 프로브의 외부면에 고정되는 내측면과, 전극들이 배치되는 외측면을 구비하고, 상기 전도체들은 기판의 내측면을 따라 배치되는 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 기판은 프로브의 외부면에 고정되는 내측면과, 전극들이 배치되는 외측면을 구비하고, 상기 전도체들은 기판의 외측면을 따라 배치되는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 회로와 통신하도록 프로브 내부를 통과하는 케이블을 구비하고, 상기 전도체들은 헬릭스의 기부단부에서 상기 케이블에 연결되는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 프로브는 전극들을 선택하여 케이블에 연결시키기 위해 전도체들과 케이블 사이에 접속되는 멀티플렉서(multiplexer)를 구비하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전극들은 헬릭스의 길이에 걸쳐 실제로 균일한 간격으로 이격되는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전극들은 헬릭스의 길이에 걸쳐 2개 이상의 집단으로 무리를 이루고 있는 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 피험자의 심실 안으로 삽입되기에 적합한 카테터를 구비하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전극들은 심장 벽 안쪽에서 진기 신호들을 감지하기에 적합하고, 상기 전도체들은 상기 신호들을 회로에 전송하기에 적합한 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전극들은 전도체들로부터 오는 전기 에너지를 수령하여 이 전기 에너지를 심장 벽에 인가하기에 적합한 장치.
  15. 의료장치 제조방법에 있어서,
    체강 안에 삽입하기에 적합한 기다란 프로브를 제공하는 단계와;
    말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브 주위에, 기다란 절연기판을 구비한 전극 스트립을 감는 단계와;
    상기 기판을 헬릭스의 길이 전체에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정하는 단계를 포함하고,
    상기 기판은 헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정된 다수의 전극과, 상기 프로브와 연관된 회로와 통신하도록 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 전도체들을 구비하는 의료장치 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 프로브는 구부러지기에 적합하고, 상기 프로브가 구부러질 때 전극 스트립에 의해 프로브에 가해진 압력으로 인하여 실제로 변형되는 탄성체로 구성되는 의료장치 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전극 스트립은 실제로 비탄성이므로 말단부가 구부러질 때 이 전극 스트립에 가해진 인장력으로 인하여 실제로 변형되지 않는 의료장치 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 기판 고정 단계는 기판과 프로브의 외부면 사이에 접착제를 도포하는 단계를 구비하고, 상기 접착제는 말단부가 구부러질 때 전극 스트립과 상기 외부면간의 상대 운동을 수용하기에 충분한 탄성을 갖는 의료장치 제조방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 기판은 가요성 회로 기판을 구비하고, 상기 전극들 및 전도체들을 인쇄 회로 제조법에 의해 기판에 인쇄하는 단계를 구비하는 의료장치 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전극들 및 전도체들을 인쇄하는 단계는 프로브의 외부면에 고정되는 기판의 내측면에 전도체들을 인쇄하고, 상기 내측면에 대향한 기판의 외측면에 전극들을 인쇄하는 의료장치 제조방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 기판 고정 단계는 기판의 내측면을 프로브의 외부면에 고정하는 단계를 구비하고, 전극들 및 전도체들을 인쇄하는 단계는 내측면에 대향한 기판의 외측면에 전극들 및 전도체들을 인쇄하는 의료장치 제조방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 전극들과 회로 사이에 접속을 제공하기 위해, 케이블을 상기 프로브 속으로 통과시키는 단계와, 헬릭스의 기부단부에서 케이블을 전도체들에 연결하는 단계를 구비하는 의료장치 제조방법.
  23. 제14항에 있어서, 상기 프로브는 피험자의 심실 안으로 삽입되기에 적합한 카테터를 구비하는 의료장치 제조방법.
  24. 기다란 프로브를 포유류 피험자의 체강 안에 삽입하는 단계와;
    전극들이 체강내에서 전기생릭학적 활동을 감지하도록 프로브를 체강내에 배치하는 단계와;
    전도체들을 경유하여 전극들로부터 나온 신호들을 수신하여 처리하는 단계를 구비하고,
    상기 프로브는 말단 단부(distal end) 및 기부 단부를 가지며 이 단부들 사이에 길이를 갖는 헬릭스를 만들기 위해 프로브의 말단부 주위에 감기는 기다란 절연 기판을 가지며, 상기 기판은 실제로 헬릭스의 전체 길이에 걸쳐 프로브의 외부면에 고정되고, 다수의 전극이 헬릭스의 길이를 따라 배치되며 기판에 고정되고, 전도체들이 전극에 연결되며 기판을 따라 헬릭스의 길이에 걸쳐 연장되는 의료진단방법.
  25. 제24항에 있어서, 기다란 프로브를 삽입하는 단계는 카테터를 피험자의 심실 안에 삽입하는 단계를 구비하는 의료진단방법.
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