KR20060025126A - 중력식 압력 조절 기구 - Google Patents

Abstract

밸브(14)와 함께 사용되는 중력식 압력 조절 기구(10)는 압력을 조절하고 체액을 전환시키기 위해 제공된다. 상기 기구는 개방된 제1 단부(18a) 및 바닥부(26) 및 입구 포트(20)를 갖는 제2 단부(18b)를 구비한 저장조(18)를 포함하고, 자유롭게 부유하는 추(16)는 추가 바닥부로부터 이격된 개방 위치로 바닥부에 인접한다. 추는 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트에 결합하는 표면을 갖는 마감 부재(28)를 갖는다. 또한, 기구는 저장조의 개방된 제1 단부를 밀봉하기 위해 출구 포트를 갖는 캡(22)을 포함한다. 추의 질량은 조절 기구를 통과하는 체액의 유동에 대한 총 저항에 비례한다.

압력 조절기, 저장조, 밀봉캡, 중력식 압력 조절, 원뿔 형상

Description

중력식 압력 조절 기구 {GRAVITATIONAL PRESSURE REGULATING MECHANISM}

본 발명은 뇌척수액을 배출하기 위한 션트 밸브(shunt valve)에 관한 것이다.

수두증의 치료에서, 신체의 한 부위에서 다른 부위로 과도한 뇌척수액(CSF)을 배출하는 것은 통상적인 것을 여겨져 왔다. 예를 들어, CSF가 혈류 또는 복강으로 도입되도록, 뇌 내의 뇌실(ventricle)에 도관이 도입될 수 있고, 피하 도관에 압력 작동 체크 밸브를 통해 연결될 수 있다. 대안으로, 도관이 척추에 인접하게 체내로 삽입될 수 있고, 복강 내에 삽입된 도관에 체크 밸브를 통해 연결될 수 있다. 후자가 통상 허리 복부 션트 시스템(lumbar peritoneal shunt system)이라고 일컬어지고 과도한 CSF가 두개골에 한정되지 않고 척추의 영역 내에도 존재하는 교통수두증으로 고통받는 환자들에만 적용될 수 있다.

제1 기능성 수두증 션트는 1956년 미국 특허 제2,969,066호(Holter)에 개시되었다. 이 발명에 후술하게 될 많은 개선과 변화가 만들어졌다. 그러나, CSF의 과도한 배출과 같은 문제들이 션트 기능장애 및 교정술의 주요 원인으로 지속되었다.

이러한 일반적인 종류의 션트 시스템은 미국 특허 제3,288,142호(Hakim) 및 제3,527,226호(Hakim)에서 개시되었다. 이들 션트 시스템은 환자가 대체로 수평에 서 대체로 수직으로 이동함으로써 발생하는 압력 저하에 의해 발생하는 문제를 만족스럽게 해결하지 못했다. 체크 밸브는 통상 밸브의 소정 압력 설정으로 CSF 압력이 상승하기 전까지 밸브들을 폐쇄 상태로 유지시키는 스프링 작용을 포함한다. 그러나, 환자가 허리 복부 션트 시스템에 고정되어 있는 경우에는, 환자가 수평에서 수직 위치로 이동할 때 체크 밸브에 작용하는 하이드로스테틱(hydrostatic) 머리는 갑자기 증가하고 압력 증가가 밸브의 개방을 유발한다. 결과는 과도한 배출율이다. 유사한 배출 변화율이 환자가 수평에서 수직으로 이동할 때 뇌실심방 또는 뇌실복강 션트 시스템 상의 배출 관삽입의 길이에 의해 유발된다.

1976년에, 과도 배출의 위험을 최소화하려는 시도로써, 미국 특허 제3,991,768호(Portnoy)가 환자가 누운 위치로부터 일어설 때 CSF의 유동을 제어하기 위한 항사이폰(anti-siphon) 장치를 안출하였다. 여기서, 션트 시스템은 인체의 한 부위로부터 유체를 뽑아내고 낮은 하이드로스테틱 압력의 결과로써 부위의 과도한 배출 또는 사이포닝(siphoning)에 저항하게 수단이 포함되는 다른 부위 안으로 그것을 배출한다. 시스템은 수집 도관과 배출 도관, 도관들에 의해 전달될 때 밸브 내의 압력과 대기와 같은 기준 압력과의 압력차에 응답하는 폐쇄 수단의 위치 결과로써 시스템을 개방하여 흐르게 하거나 폐쇄하여 이들 도관을 상호 연결하는 밸브를 포함한다. 이 장치에 뒤쳐지는 장치는 압력을 일정하게 유지함으로써 양의 값이 과도한 배출의 위험 및 그 결과인 합병증을 줄인 것이었다. 항사이폰 장치는 환자가 일어설 때 원거리 도관내에 형성되는 하이드로스테틱 컬럼(column)을 억압하면서, 대기압에 가까운 밸브를 걸쳐 차압을 유지하였다.

미국 특허 제4,795,437호(Schulte 외)는 Portnoy의 발명을 변경하고 션트 시스템 내에서 사용하기 위한 피하로 주입 가능한 사이폰 제어 장치를 개시하였다. 이 장치는 근거리 도관, 유동 제어 밸브 및 원거리 도관을 포함한다. 사이폰 제어 장치는 원거리 도관 출구에 대해 근거리 도관 입구의 상승으로 발생하는 음의 하이드로스테틱 압력의 사이포닝 효과로 인한 션트 시스템을 관통하는 유체 유동을 제한한다. 사이폰 제어 장치는 원거리 도관과 유체 연통하게 배치된 출구와 유동 제어 밸브의 출구와 유체 연통하게 위치된 입구를 갖는 기저부와, 입구와 출구 사이의 유체 유동 경로를 형성하며 기저부와 연통된 베이스용 하우징을 포함한다. 기저부는 출구로부터 입구를 분리하며 대체로 평행한 상하부 장착면을 갖는 벽을 제공한다. 내부면 및 외부면을 가지며, 이격된, 대체로 평행하고, 가요적이며 탄성이고, 각 내부면의 일부가 장착 표면들 중 인접하는 한 표면과 접촉하는 위치로 벽의 대향 측면 상에 위치된 한 쌍의 가로막이 하우징에 의해 제공되며, 벽의 대향 측면 상에 위치된다. 유감스럽게도, 부족한 및 과도한 배출로 인한 합병증의 높은 비율은 항-사이폰 장지의 사용으로 여전히 발생한다. 또한, 항-사이폰 장치는 조직 피막형성(tissue encapsulation)으로 인한 폐색이라는 완전히 새로운 합병증을 유발하였다.

따라서, 2000년에 슈드 등에게 허여된 미국 특허 제6,090,062호는 여전히 조직 캡슐화가 가능하면서 시트와 멤브레인 사이의 관계가 조직 캡슐화 또는 증가되거나 감소된 안티-사이펀 압력을 보상하도록 하는 특징을 가지는 프로그래밍 가능한 안티-사이펀 장치를 개시한다.

2002년에 매디슨에게 허여된 미국 특허 제6,383,1602호는 뇌척수액(cerebrospinal fluid) 션트 시스템에서 사용되는 가변 안티-사이펀 장치를 개시한다. 상기 장치는 내부 챔버를 구비한 하우징과, 상기 챔버를 2개의 공동으로 분리하는 조절 가능한 장벽과, 상기 장벽에 대해 그것을 가로지르는 압력차에 비례하는 착석 압력으로 착석되는 다이어프램을 포함한다. 조절 가능한 장벽은 안티-사이펀 보호 수준이 개조되도록 한다. 일 실시예에서, 조절 가능한 장벽의 높이는 변경될 수도 있다. 다른 실시예에서, 장벽은 내부 챔버 내에서 각각의 챔버의 체적을 변경하도록 종방향으로 이동된다. 이러한 장치는 비침해적 조절을 통해 슈드 등에게 허여된 미국 특허 제6,090,062호의 발명을 개조한다.

상기 설계는 몇 가지 문제점이 있다. 첫째, 탄성체의 성질에 의해 시간의 경과에 따라 경직성이 증가됨으로써, 그 기능적 성질이 변하는 탄성 멤브레인에 의존한다는 것이다. 또한, 이러한 감압 멤브레인은 주변 조직과 접촉 상태에 있고, 상처 조직에 의해 가압되어서 기구를 캡슐화함으로써 상기 캡슐화를 극복하는 데 필요한 압력을 증가시킨다. 또한, 이러한 장치는 통상적으로 두피(scalp) 아래의 두개골(cranium)에 매설되고, 환자가 비스듬히 누워있을 때 장치에 놓여진 두개골의 무게로 인해 차단될 수도 있다. 마지막으로, 상기 장치가 압력 변화에 충분히 민감하도록 하기 위해, 멤브레인은 얇고 섬세해야 한다. 이러한 멤브레인은 CSF 샘플이 취해지거나 투약이 션트를 통해 관리될 때마다 발생할 수 있는, 바늘에 의한 천공에 의해 손상 또는 파손될 수 있다.

해리스 등에게 허여된 미국 특허 제3,889,687호는 압력 밸브 기구를 포함하 는 중력 및 고도 활성화 장치의 사용으로 인한 과도 배수를 보상하고 다중 실린더 볼(ball-in-cylinder) 설계를 분리하는, 뇌척수액 수송을 위한 션트 시스템을 개시한다. 환자의 수직축에 평행하게 밸브 실린더의 축방향 치수로 매설되면, 볼은 실린더 내에서 자유롭게 이동하고 두개골 내 압력(ICP; intracranical pressure)은 압력 밸브에 의해 조절 가능하다. 이 때, 환자가 누워 있다가 일어서거나 앉아서, 볼 및 실린더를 수직 위치에 놓으면, 볼은 실린더의 입구에 대해 편의되고 볼의 무게는 과도 배수를 방지하도록 시스템의 압력을 증가시킨다. 불행하게도, 상기 장치는 대형이고 높은 위치에서 감지되므로, 수직 위치에서만 정상적으로 작동한다. 이러한 설계는 흉요부(lumbar) 공간으로부터 CSF의 배수를 위한 흉요부 카테터와 같이 사용되도록, 허리 위로 흉요부 카테터가 척주로 들어가는 높이에서 환자의 측부에 매설되도록 설계된다. 또 다른 문제점은 차동 밸브 기구뿐만 아니라 실린더 및 볼은 CT 또는 MRI 촬영에서 인공물로 작용하는 스테인레스 강철로 제조된다. 흉요부 카테터 위치가 척주율을 더욱 복잡하게 하는 문제점으로 인해, 자석 매설물에 의해 보상되는 정확한 영역의 촬영을 필요로 한다.

아가웰에게 허여된 미국 특허 제5,042,974호는 뇌척수액을 배수하기 위한 션트 밸브를 개시한다. 상기 션트 밸브는 근단부와 말단부를 가지는 변형 가능한 하우징을 포함한다. 비변형 밸브 챔버는 근단부를 가지는 입구 챔버와 말단부를 가지는 출구 챔버를 형성하도록 하우징 내에 배치된다. 션트 밸브는 입구 챔버로의 입구와 출구 챔버로의 출구를 가진다. 션트 밸브 내에서의 유체 유동은 Z-유동 경로이고 입구와 출구가 동일한 축을 따라 제공된다. 이러한 설계는 상기 해리스의 ‘687호 특허를 개조한 것이다. 여기서, 밸브 기구는 제거되어서 전체 크기를 감소시킴으로써 장치는 두개골의 후방부에 인접하여 위치될 수 있고 환자가 서서 있거나 앉아 있을 때 환자의 수직축에 평행하다. 그러나, 션트와 같이 정상적으로 기능을 하기 위해, 장치는 안티-리플럭스 기구와 함께 사용되어야만 한다. 또한, 상기 장치는 스테일레스 강철로 제조되어서 CT 및 MRI 촬영과 절충할 수 있어야 한다.

셜트(Schulte)에게 허여된 미국 특허 제3,769,982호는 하류측 흡입에 응답하는 클로져 수단을 갖는 생리학적 배출 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 신체의 공급원으로부터 액체가 시스템이 배치된 영역으로 배출시키기 위한 것이다. 이 영역은 공급원 영역과는 높이가 다르다. 시스템은 하류측 흡입에 응답하는 제어부를 구비하나. 흡입이 과도할 경우, 제어부는 시스템을 폐쇄하여 공급원 영역의 과도한 배출을 방지하도록 유동시킨다. 제어부는 정상 속도와 하류측 흡입 레벨에서는 개방상태로 유동시키며, 하류측 흡입 레벨이 소정 레벨 이상일 때에는 폐쇄되는 밸브를 포함한다.

홀터(Holter)에서 허여된 미국 특허 제4,621,654호는 자세 및 압력 응답 밸브 조립체에 관한 것이다. 이 밸브 시스템은 두내개 압력을 해제하기 위한 것이며, 이식에 적합한 밸브 하우징을 포함하며, 심실 카테터에 연결하기 위한 입구 포트와, 정맥 또는 복막 카테터에 연결하기 위한 출구 포트를 가진다. 밸브 하우징은 유로를 포함하며, 유동은 비교적 저항이 큰 제1 감압 밸브와 비교적 저항이 작은 제2 감압 밸브에 의해 제어된다. 자세 응답 밸브는 제1 감압 밸브와 평행한 유 로에 배열된다. 밸브 조립체는 환자가 직립 상태일 때는 자세 응답 밸브가 폐쇄 위치로 환자에게 이식되며, 환자가 수평 위치에 있을 때에는 개방 위치로 환자에게 이식된다. 평행한 감압 및 자세 응답 밸브를 채용하면 환자의 자세와 상관없이 심실 압력을 해제한다.

마리온(Marion)에서 허여된 미국 특허 제4,443,214호는 심실 카테터 및 배출 카테터 사이에 삽압되기에 적합한 밸브를 개시하며, 세팔로라치디안 유체(cephalorachidian fluid)를 유입시키기 위한 입구 경로 및 이 유체를 방출하기 위한 출구 경로를 원통형 벽을 통해 형성하는 챔버를 감싸는 평평 실린더형의 본체를 포함한다. 입구 경로의 내측 단부에서, 역류방지 밸브로서 작동하는 볼 밸브에 의해 결합될 수 있는 절두 원추형 시트부(seat)가 제공된다. 이 볼 밸브는 챔버의 측방향 내벽을 따라 연장된 만곡된 스프링 블레이드에 의해 시트부에 대항하여 가압되고, 챔버를 가로질러 연장된 피벗 핀 상에 동심 회전을 위해 차례로 장착된 자석 재료의 직경 바와 걸쳐 있는 관계로 장착된다. 스프링 블레이드와 대향한 바 단부가 수용하고 있는 치는 챔버의 측벽에 형성된 오목부 위치 결정 덴트(dent)와 결합한다.

하킴(Hakim) 등에게 허여된 미국 특허 제4,595,390호는 포핑 (펄싱) 압력이 외부 자기장을 인가하여 유한 증분으로 조절되는 뇌수종 치료에서 CFS를 통기하기 이한 외과적으로 이식 가능한 션트 밸브(shunt valve)를 개시한다.

하킴(Hakim) 등에게 허여된 미국 특허 제4,615,691호는 장치 외부에서 인가되는 자기장으로 전력을 얻고 전기 공급원으로부터 물리적으로 격리된 외과적으로 이식 가능한 스테핑 모터를 개시한다.

니셀(Nisell)에서 허여된 미국 특허 제6,126,628호는 환자 신체의 제1 영역으로부터 제2 영역으로 유체의 유동을 제한하기 위한 장치를 개시한다. 장치는 소정 레벨 이하인 유체 유동 속도에 응답하여 장치의 입구로부터 출구까지 유체를 유동하기 위한 1차 경로와, 소정 레벨과 동일하거나 그 이상은 유체 유동 속도로 입구로부터 출구까지 유체를 유도하기 위한 2차 경로를 포함한다. 2차 경로는 1차 경로보다 유체 유동에 대해서 저항성이 크고 비틀린 유동 경로이다. 검출기는 유체를 2차 경로 가압적으로 통과시키기 위해 소정 레벨에 도달하는 유동 속도에 응답하여 1차 경로를 폐쇄한다. 유체 유동 속도가 과배출에 도달할 때, 유체는 2차 경로로 가압되어 유체 유동 속도를 효율적으로 감소시키고 과배출을 방지한다. 유동 속도가 소정 레벨 이하로 감소하면 1차 경로는 그 자체가 자동적으로 개방된다.

셜트(Schulte)에게 허여된 미국 특허 제3,111,125호는 바람직하지 않은 유체의 축적 부분 중 일부를 해제하기 위해 신체의 대양한 부분에 연결하기 위해 션트를 형성하기 위해 도관과 다이아프램식 펌프를 포함한다.

루이스 션즈 아로요(Luis Saenz arroyo)에게 허여된 미국 특허 제4,787,887호는 수두증에 세팔로라치디안 유체를 배출하기 위한 심실 바이패스 장치를 개시한다. 뇌 흡입 오리피스를 차단하는 첵 밸브 장치로 구성된다. 이 밸브는 밸브 내측의 한 지점에서 압력과 밸브 근방 및 신체 영역 외측의 압력 차이에 따라 션트 시스템 내에서 유체의 유동을 제어한다.

미국 특허 제5,643,195호(드레벳 등)에는 유기액이 배출 회로의 생산 지점과 환자의 흡수 지점 사이에서 유동되는 것을 조절하는 장치가 개시되어 있으며, 상기 배출 회로는 2개의 지점 사이에서 연장되며, 상기 2개의 지점 중 하나의 지점은 압력 변이가 작은 지점이며, 다른 지점은 압력 변이가 큰 지점이다. 압력은 특히 환자의 위치의 함수로서 조절된다.

여기에 인용된 모든 참조 문헌은 그 전체로 여기에 참조로 완전 병합된다.

본 발명은 제조 및 사용을 위해 간단하고, 신뢰성 있고 정확하며, CT 및 MRI 화상을 손상하지 않도록 비자화성인 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 의사가 친숙한 밸브 기구를 사용하게 할 수 있는 상태에서, 그 기능적 결함을 보상하도록 독립적 사용 또는 표준 밸브 시스템과 조합된 사용을 가능케 한다. 최종적으로, 본 장치는 환자에 대해 높은 수준의 안전성을 제공한다.

본 발명은 밸브에 부착될 때, 압력 제어 및 CSF와 같은 체액의 전환을 위한 중력식 압력 조정 밸브가 되는 이식 가능 중력식 압력 조정 기구에 관한 것이다.

본 발명은 압력 제어 및 체액의 전환을 위한 밸브와 사용되는 중력식 압력 조정 기구에 관한 것이다. 제1 양호한 실시예에서는, 입구 포트와 출구 포트를 구비하는 저장조와, 입구 포트가 개방 위치로 되는 것을 방해하는 폐쇄 위치와 입구 포트로부터 이격되어 위치되는 개방 위치로 저장조 내에서 자유롭게 활주하도록 구성된 자유 부유 추와, 출구 포트를 밀봉하는 캡을 포함하는, 압력 제어 및 체액의 전환을 위한 중력식 압력 조정 기구가 제공된다. 자유 부유 추의 질량은 조정 기구를 관통하는 체액의 유동 저항량에 비례한다. 양호하게는, 자유 부유 추는 대체로 원통 형상이다. 최종적으로, 추는 폐쇄 위치에 존재하는 경우에 출구 포트로부터 출구 포트로 유입되는 체액의 최소 유동을 허용하도록, 관통하여 연장되는 개구를 구비한다.

다른 양호한 실시예에서, 상기 기구는 개방된 제1 단부 및 바닥부와 입구 포트를 갖는 제2 단부를 갖는 저장조와, 저장조 내에서 바닥부에 인접하는 폐쇄 위치로부터 바닥부로부터 이격되게 위치되는 개방 위치로 자유롭게 활주하도록 구성된 자유 부유 추를 포함한다. 상기 추는 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트와 결합하도록 표면을 갖는 마감 부재를 포함한다. 상기 기구는 저장조의 개방된 제1 단부를 밀봉하고 출구 포트를 갖는 캡을 더 포함한다. 상기 추의 질량은 조정 기구를 통과하는 체액의 유동 저항량에 비례한다. 또한, 양호하게는, 자유 부유 추는 대체로 원통 형상이다.

제10항에 있어서, 저장조의 바닥부는 양호하게는 일반적으로 원뿔 형상이고, 원뿔 형상 바닥부의 중심에 입구 포트를 갖는다. 양호하게는, 저장조 및 자유 부유 추는 생체조직에 부합하는 비철 재료로 제작되며, 양호하게는, 엘질로이(Elgiloy), 피녹스(Phynox), 또는 탄탈륨과 같은 스테인리스강의 비중 이상인 재료로 제작된다. 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트와 결합하도록 된 표면은 추와 일체 유닛 또는 추에 분리식으로 부착되도록 구성될 수 있다. 상기 표면은 예를 들면, 원뿔, 평면, 반구상, 곡선형, 테이퍼형 및 니들형인 형상을 갖는 돌출부일 수 있다. 추의 마감 부재는 저장조 내의 추를 중심에 위치시키도록 조력할 수 있다.

추는 기구에 진입하는 입구 포트로부터 출구 포트로의 체액의 일부의 자유로운 유동을 허용하도록 일련의 채널을 가질 수 있다. 양호하게는, 캡은 탄성 재료로 구성된다. 또한, 양호하게는, 마감 부재는 사파이어, 루비 또는 합성 세라믹으로 구성되며, 보다 양호하게는, 반구체 형상인 상기 재료들 중 하나로 구성된다. 마감 부재에 대한 추의 단부와 탄성 캡의 내표면 사이의 거리는 추의 높이보다 작은 것이 양호하다. 최종적으로, 추는 폐쇄 위치에 존재하는 경우에 출구 포트로부터 출구 포트로 유입되는 체액의 최소 유동을 허용하도록, 관통하여 연장되는 개구를 구비할 수 있다.

다른 실시예에서, 유입 포트는 저장소 내로 튜브로서 플로어 위로 연장하고, 추는 튜브 상에서 피봇하도록 구성된다. 여기에서, 기구가 수직 위치로부터 수평 위치로 이동되는 경우(예를 들어, 환자가 눕는 경우), 추는 튜브를 중심으로 피봇하여서, 튜브 내의 개구가 유입 포트에 의해 생성되고, 폐쇄면은 완전히 개방될 때까지 치수가 증가한다. 이 실시예에서, 체액의 전환 및 압력의 제어를 위한 중력 압력 조정 기구가 제공되며, 이는 유입 포트와, 유입 포트가 저장소 내로 튜브로서 플로어 위로 연장하는 유출 포트를 갖는 저장소를 포함한다. 기구는 단부에 폐쇄면을 갖는 추를 더 포함하며, 추는 패쇄면이 유입 포트를 차단하는 폐쇄 위치로부터 유입 포트가 개방되는 개방 위치로 저장소 내에서 회전하도록 구성된다. 기구는 유출 포트를 밀봉하도록 캡을 포함한다. 추는 튜브 상에서 피봇되어, 이에 의해 기구가 수직 위치로부터 수평 위치로 이동될 때, 튜브 내의 개구가 유입 포트에 의해 생성되며, 폐쇄 부재가 완전히 개방될 때까지 치수가 증가한다. 결국, 추는 추가 폐쇄 위치에 있는 동안에 유출 포트로부터 유출 포트로 진입하는 체액의 최소 유동을 허용하도록 이를 통해 연장하는 개구를 가질 수 있다.

본 발명은 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 나타내는 이하 도면과 참조하여 설명될 것이다.

도1은 인간에 부착될 때 밸브 조립체를 갖는 중력 압력 조정 기구의 측단면도이다.

도2는 도1의 중력 압력 조정 기구의 등각도이며, 이용될 수 있는 자유 부유식 추의 2가지 다른 실시예를 도시한다.

도3은 자유 부유식 추의 2가지 다른 실시예 중 제1 실시예를 이용하여 도시되는 도2의 3-3선을 따라 실질적으로 취해진 도1의 중력 압력 조정 기구의 부분 단면도이다.

도4는 자유 부유식 추의 2가지 다른 실시예 중 제2 실시예를 이용하여 도시되는 도2의 4-4선을 따라 실질적으로 취해진 도1의 중력 압력 조정 기구의 부분 단면도이다.

도5는 도3의 5-5선을 따라 실질적으로 취해진 도1의 중력 압력 조정 기구의 부분 단면도이다.

도6은 도2 내지 도5에 도시된 것과 유사한 다른 중력 압력 조정 기구의 부분 단면도이다.

도7은 도1의 중력 압력 조정 기구에 의해 생성되는 압력 대 기구에서 이용되는 자유 부유식 추의 무게의 일례의 그래프도이다.

이제 도면을 참조하면, 동일한 도면 부호는 여러 시각을 통해 동일한 요소를 나타내며, 밸브 조립체(14)를 또한 포함하는 인간(12)에 부착될 때의 중력 압력 조정 기구(10)가 도1에 도시된다. 중력 압력 조정 기구(10)는 정수리(crown) 내로 천공된 구멍에서 두개골의 정수리에 장착되며, 뇌 내에서 뇌실(13) 내로 도입되는 카테터(15)에 부착된다. 머리의 정수리 상의 저장소의 배치가 필요하다. 전방 뿔모양 카테터 배치가 바람직하다. 도1에 도시된 바와 같이, 유사한 장치에 대해 당해 분야의 숙련자들에게 알려진 바와 같이, 체액은 조정 기구(10)를 통해, 밸브 조립체(14)를 통해 본체의 원격부 내로 배수된다.

도2 내지 도5에 도시될 수 있는 바와 같이, 중력 압력 조정 기구(10)는 강성 저장소(18) 내에 포함된 자유 부유식 추로 구성된다. 저장소(18)는 제1 단부(18a) 및 제2 단부(18b)를 가진다. 제1 단부(18a)는 개방되고, 제2 단부(18b)는 플로어 및 하부 유입 포트(20)를 가진다. 개방 제1 단부(18a)는 측부 아암 유출 포트(24)를 갖는 탄성 캡(22)에 의해 덮어진다. 저장소(18)는 시트를 형성하는 플로어(26)의 중앙에서 유입 포트를 갖는, 양호하게는 원뿔형 구성인 플로어(26)를 가진다. 부유식 추(16)는 양호하게는 형상이 대체로 원통형이고, 그 기부(30)에서 폐쇄 부재(28)를 갖는데, 이는 저장소(18)의 유입 포트(20) 및 원뿔형 플로어(26)에 의해 형성된 시트에 대항하여 편의되도록 설계된다. 본 발명에 따른 "원통형"은 대체로 원통형인 형상을 넓게 포함하도록 의도된다. 즉, 이는 적어도 약간 원형인 단면을 갖는, 상부 및 대체로 평행한 바닥 단부를 갖는 형상이다. 이 원형 단면은 예를 들어 채널 등을 위해 제거되는 단면의 일부를 갖는 단면을 포함하도록 의도된다.

자유 부유식 웨이트(16)는 클로져 메카니즘으로 작용하기 위해 표면(32)을 가져야 한다. 이런 표면(32)은 부유식 웨이트(16)의 일체형 부품으로 기계 가공되거나 성형될 수 있다. 표면(32)은 다양한 형상일 수 있는데, 웨이트(16)의 중력 중심이 하부 진입구(20) 위에 또는 대체로 위에 위치될 경우에, 이들 모두는 저장소(18)의 하부 중심부에서 원추형 플로우(26)에 있는 진입구(20)에 의해 형성된 오리피스를 밀봉하기 위해 제공되도록 설계된다. 예를 들면, 클로져 부재 표면(32)은, 예를 들면 V형, 평면형, 또는 만곡형 표면일 수 있다. 다르게는, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 웨이트(16a)의 클로져 부재 표면(32)은, 예를 들면 저장소(18)의 하부 진입구(20)에 끼워지도록 설계된 테이퍼링된 바늘형(또는 핀형) 돌출부일 수 있다. 이러한 구조에서, 바늘형 돌출 표면(28a)은 웨이트(16a)의 중심결정 안내부로서 작용될 수도 있는데, 이는 뷰유식 웨이트(16a)가 진입구(20) 위쪽에 있을 때면, 웨이트(16a)가 진입구(20)의 중심부에 항상 위치하는 것을 보장한다. 또한, 바늘형 돌출 표면(16a)은 조절 메카니즘(10)의 다양한 자세에서 적절한 저항의 수준을 생성하도록 형상화될 수 있다. 선택적으로, 도4에 도시된 바와 같이, 웨이트는 웨이트(16)를 통해서 수직방향으로 연장하는 작은 개구(27)를 가질 수 있다. 이런 개구(27)는 웨이트(16)가 착좌될 때, 초기에 소량의 유체가 유동하는 것 을 가능하게 한다. 그 다음, 웨이트(15)를 제거하기 위해 요구되는 더 큰 힘이 밀봉된 위치이다.

중력 압력 조절 메카니즘(10)의 양호한 실시예에서, 자유 부유식 웨이트(16)의 외경은 저장소(18)의 내경보다, 예를 들면 1/1000 또는 2/1000 인치 만큼 약간 작은데, 이는 저장소(18)에 대해 저장소(18)의 수직축 방향으로 웨이트(16)의 자유로운 운동을 가능하게 한다. 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 자유 부유식 웨이트(16)의 높이는 저장소(18)의 내부 수직벽의 높이보다 약간 낮게 또는 동일한 것이 양호하다. 자유 부유식 웨이트(16)는 다수의 채널(38, 38a)을 가지는데, 채널 각각의 간격은 상호 동일한 거리를 유지하며, 웨이트(16)의 외측 표면을 따라 상부에서 하부로 연장한다. 자유 부유식 웨이트(16)가 진입구(20)에 배치될 경우에, 채널(38)은 저장소(18)의 제2 단부(18b)에 있는 하부 진입구(20)로부터 탄성체인 캡(22)의 측면 아암의 배출구(24)로 통하여 유체의 자유로운 유동을 가능하게 한다. 자유 부유식 웨이트의 전체적인 원통형 구조는 채널(38)의 사용을 용이하게 한다.

도3 및 도4에 잘 도시된 바와 같이, 웨이트(16)의 양호한 실시예는 자유 부유식 웨이트(16)의 하부 중심부에 있는 리셉터클에 사파이어 볼(32a)을 배치시킴으로써 형성된 두 조각의 유닛이다. 저장소(18) 내의 웨이트(16)와 저장소(18)의 원추형 플로우(26)의 끼움은 볼(32a)이 하부 진입구(20) 위에 직접적으로 위치하도록 작용한다. 탄성체인 캡(22)은 고정된 위치에서 저장소(18) 위에 끼워 맞추어지도록 설계된다. 웨이트(16)의 상부와 탄성체인 캡(22)의 내부 돔(22a) 사이의 거리는 웨이트(16)의 수직 높이보다 낮은 것이 양호하다. 이것은 중력 압력 조절 메카 니즘(10) 전체가 뒤집히는 경우에도 자유 부유식 웨이트(16)가 저장소(18)로부터 움직이지 않는 것을 보장한다. 사파이어 구면 형상은, 사파이어가 우수한 시일링을 제공하기 위한 매우 매끄러운 표면을 가지도록 제조될 수 있기 때문에 특히 유용하다.

도7의 그래프에 도시된 바와 같이, 중력 압력 조절 메카니즘(10)에 의해 제공된 배수에 대한 저항치는 자유 부유식 웨이트(16; 또는 16a)의 중량(질량)에 대해 정비례한다. 자유 부유식 웨이트(16)는 316 수술용 스테인레스 강과 같은 임의의 허용 가능한 친생물학적 재료로 제조될 수 있다. CT 및/또는 MRI 제품과 같은 제품을 이미지하는 것을 최소화하거나 피하기 위해, 친생물학적 비철금속 재료, 양호하게는 엘지로이(Elgiloy), 피녹스(Phynox), 탄탈 또는 이와 유사한 다른 친생물학적 물질과 같은, 스테인레스 강보다 비중이 동일하거나 큰 재료를 사용하는 것이 양호하다. 원통형 웨이트(16)의 질량은, 예를 들면 웨이트(16)의 일부를 보링 작업하거나 원하는 밀도를 가진 다양한 재료들 중 하나를 선택함으로써 변할 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 부유식 웨이트(16a)는 부유식 웨이트(16)의 재료량보다 많은 양의 재료를 사용한다. 하지만, 상이한 밀도를 가진 재료를 선택함으로써, 부유식 웨이트(16)가 부유식 웨이트(16)의 밀도보다 큰 밀도를 가진 재료로 제조되는 경우에도, 부유식 웨이트(16a)는 부유식 웨이트(16)의 양과 대체로 동일한 양이 나가도록 제조될 수 있다.

도6에 도시된 바와 같은 중력식 압력 조정 기구의 또다른 실시예에서, 저부 유입 포트(42)의 벽은 저장조(44)의 바닥(46) 상에 저장조(44)의 중심 내로 (도6의 사시도에 대하여) 상향으로 연장되고, 양호하게는 자유 부유 추(50)는 연장된 유입 포트(42)를 수용하도록 구성된 리세스(48) 또는 딤플(dimple)을 갖는다. 추(50)가 유입 포트(52)에 대하여 중심 설정될 때마다, 추(50)는 연장된 유입 포트(42)에 대해 바이어스되어 밀봉을 형성한다. 중력식 압력 조정 기구(40)가 수직축으로부터 수평축으로 이동됨에 따라, 추(50)는 연장된 유입 포트(42)에 대해 선회하고 유입 포트(42)와 추(50) 사이의 개구는 치수에서 증가하므로써, 추(50)가 그 측면을 향해 놓여지는 경우에 완전히 개방된다.

도1에 도시된 바와 같이, 중력식 압력 조정 기구(10, 또는 기구(40)의 또다른 실시예)는 밸브 어셈블리(14)에 연결된다. 밸브 어셈블리는 당업자에게 알려진, 항사이폰(anti-siphon) 작용을 제공하기 위해 적절히 동작할 수 있는 임의의 형상의 밸브 어셈블리일 수 있다.

본 발명은 특정 실시예를 참조하여 상세하게 설명될 수 있지만, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지로 변화 및 변형시킬 수 있다.

Claims (32)

1. 생명체에 위치하도록 체액의 전환과 압력을 제어하기 위한 중력식 압력 조정 기구이며,

   (a) 유입 포트와 유출 포트를 구비하며, 생명체의 머리의 정수리 상에 위치하도록 구성된 저장조와,

   (b) 유입 포트가 개방 위치로 되는 것을 방해하는 폐쇄 부재가 일단부에 구비되며, 폐쇄 위치로부터 저장조 내에서 자유롭게 활주하도록 구성되고, 유입 포트로부터 떨어져서 위치되는 자유 부유 추와,

   (c) 유출 포트를 밀봉하는 캡을 포함하며,

   자유 부유 추의 질량이 조정 기구를 관통하는 체액의 유동 저항량에 비례하는 중력식 압력 조정 기구
2. 제1항에 있어서, 자유 부유 추는 대체로 원통 형상인 중력식 압력 조정 기구.
3. 제1항에 있어서, 저장조와 추는 생물학적 교합 가능한 비철 재료인 중력식 압력 조정 기구.
4. 제3항에 있어서, 저장조와 추는 스테인레스강과 같은 소정 중량 이상의 재료 로 구성되는 중력식 압력 조정 기구.
5. 제3항에 있어서, 저장조와 추는 엘길로이(Elgiloy), 파이녹스(Phynox) 또는 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 비철 재료로부터 구성되는 중력식 압력 조정 기구.
6. 제1항에 있어서, 유입 포트가 바닥 위에서 저장조 내로 튜브로서 연장되는 중력식 압력 조정 기구.
7. 제6항에 있어서, 추가 튜브에 대해 선회하도록 구성됨으로써, 기구가 수직 위치로부터 수평 위치로 이동되는 경우에, 추가 튜브를 중심으로 선회하여 유입 포트와 폐쇄 부재에 의해 생성된 튜브 내의 개구가 치수에서 증가하여 완전히 개방되는 중력식 압력 조정 기구.
8. 제1항에 있어서, 유입 포트로부터 유출 포트로 기구로 유입되는 체액의 일부가 비제한 유동하는 것을 허용하도록, 추가 복수의 채널을 구비하는 중력식 압력 조정 기구.
9. 제1항에 있어서, 추가 폐쇄 위치에 존재하는 경우에 유출 포트로부터 유출 포트로 유입되는 체액의 최소 유동을 허용하도록, 관통하여 연장되는 개구를 추가 구비하는 중력식 압력 조정 기구.
10. 생명체에 배치되어 압력을 제어하고 체액을 전환시키기 위해 밸브와 함께 사용되는 중력식 압력 조절 기구이며,

    (a) 개방된 제1 단부 및 바닥부와 입구 포트를 갖는 제2 단부를 갖고, 생명체의 정수리에 배치되도록 구성된 저장조와,

    (b) 저장조 내에서 추가 저장조의 바닥부에 인접하는 폐쇄 위치로부터 추가 저장조의 바닥부로부터 이격되게 위치되는 개방 위치로 자유롭게 활주하도록 구성되고, 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트에 결합하도록 구성된 표면을 갖는 마감 부재를 추의 단부에 구비한, 자유롭게 부유하는 추와,

    (c) 저장조의 개방된 제1 단부를 밀봉하고 출구 포트를 갖는 캡을 포함하고,

    자유롭게 부유하는 추의 질량은 조절 기구를 통과하는 체액의 유동에 대한 총 저항에 비례하는 중력식 압력 조절 기구.
11. 제10항에 있어서, 자유롭게 부유하는 추는 일반적으로 원통 형상인 중력식 압력 조절 기구.
12. 제10항에 있어서, 저장조의 바닥부는 일반적으로 원뿔 형상이고, 원뿔 형상 바닥부의 중심에 입구 포트를 갖는 중력식 압력 조절 기구.
13. 제10항에 있어서, 저장조 및 추는 생체조직에 부합하는 비철 재료인 중력식 압력 조절 기구.
14. 제13항에 있어서, 저장조 및 추는 비중이 스테인리스강의 비중 이상인 재료로 구성되는 중력식 압력 조절 기구.
15. 제13항에 있어서, 저장조 및 추는 엘질로이, 피녹스 또는 탄탈늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 비철 재료로 구성되는 중력식 압력 조절 기구.
16. 제10항에 있어서, 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트와 결합하도록 구성된 표면은 추와 일체 유닛으로 구성되는 중력식 압력 조절 기구.
17. 제10항에 있어서, 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트와 결합하도록 구성된 표면은 추에 분리식으로 부착되는 중력식 압력 조절 기구.
18. 제10항에 있어서, 추가 폐쇄 위치에 있을 때 입구 포트와 결합하도록 구성된 표면은 원뿔, 평면, 반구상, 곡선형, 테이퍼형 및 니들형을 포함하는 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는 돌출부인 중력식 압력 조절 기구.
19. 제10항에 있어서, 추의 마감 부재는 저장조 내의 추를 중심에 위치시키도록 구성된 중력식 압력 조절 기구.
20. 제10항에 있어서, 추는 기구에 진입하는 입구 포트로부터 출구 포트로의 체액의 일부의 자유로운 유동을 허용하도록 복수의 채널을 갖는 중력식 압력 조절 기구.
21. 제10항에 있어서, 캡은 탄성 재료로 구성되는 중력식 압력 조절 기구.
22. 제10항에 있어서, 마감 부재는 사파이어로 구성된 중력식 압력 조절 기구.
23. 제10항에 있어서, 마감 부재는 사파이어 반구체인 중력식 압력 조절 기구.
24. 제10항에 있어서, 마감 부재에 대한 추의 단부와 탄성 캡의 내표면 사이의 거리는 추의 높이보다 작은 중력식 압력 조절 기구.
25. 제10항에 있어서, 추가 폐쇄 상태에 있을 때, 추는 체액의 최소 유동이 진출 포트로부터 진출 포트로 진입하게 하도록 관통 연장하는 개구를 갖는 중력식 압력 조절기.
26. 배치를 위한, 생명체의 체액의 전환 및 압력 조절을 위한 중력식 압력 조절 기구이며,

    (a) 바닥부 상에서 튜브와 같이 저장조로 연장된 진입 포트와, 진출 포트를 가지며, 생명체의 머리의 정수리에 배치되도록 구성된 저장조와,

    (b) 단부상에 폐쇄면을 가지며, 폐쇄면이 개방된 진입 포트가 개방 상태가 되는 것을 차단하는 폐쇄면이 폐쇄 상태로부터 저장조 내에서 회전하도록 구성된 추와,

    (c) 진출 포트를 밀봉하는 캡과,

    (d) 기구가 수직 상태로부터 수평 상태로 이동되어, 완전히 개방될 때까지 진입 포트와 폐쇄 부재에 의해 생성된 튜브 내의 개구가 치수 증가되는, 튜브 상에서 피봇하도록 구성된 추를 포함하는 중력식 압력 조절 기구.
27. 제26항에 있어서, 추는 통상 원통형인 중력식 압력 조절 기구.
28. 제26항에 있어서, 저장조와 추는 생체조직과 교합 가능한 비철금속으로 제조된 중력식 압력 조절 기구.
29. 제28항에 있어서, 저장조와 추는 스테인리스 강의 비중보다 더 크거나 또는 동일한 재료로 구성된 중력식 압력 조절 기구.
30. 제28항에 있어서, 저장조와 추는 엘질로이, 피녹스 또는 탄탈을 포함하는 그 룹으로부터 선택된 비철금속 재료로 구성된 중력식 압력 조절 기구.
31. 제26항에 있어서, 추는 체액의 일부분의 무제한적인 유동이 진입 포트로부터 진출 포트까지 기구에 진입할 수 있도록 복수의 채널을 갖는 중력식 압력 조절 기구.
32. 제26항에 있어서, 추가 폐쇄 상태에 있을 때, 추는 체액의 최소 유동이 진출 포트로부터 진출 포트로 진입하게 하도록 관통 연장하는 개구를 갖는 중력식 압력 조절기.

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