KR20110116126A - 내시경 디바이스 - Google Patents

Abstract

미리 설정된 변위 방향으로 체강을 통해 자체 추진 이동을 위한 내시경 디바이스는, 2개의 단부 부분들, 전방 단부 부분(2) 및 후방 단부 부분(3)들 사이에서 연장하는 탄성 재료로 만들어지는 관형체(1)를 포함하고, 상기 전방 단부 부분(2)과 후방 단부 부분(3)은, 공압으로 작동되고 상기 관형체의 대응하는 축선 신장 및 수축과 동시에 체강의 벽에 상기 단부 부분들을 임시로 번갈아 부착하는데 적절한 앵커 수단(4)을 각각 포함한다. 상기 관형체는 그 길이를 따라서 분포되고 반경 방향으로 상당히 강성이고 축선 방향으로 유연한 보강 구조(6, 7)를 합체한다. 상기 관형체 벽은 중첩된 내부층(9)과 외부층(10)에 의해 형성되고 상기 보강 구조가 그 사이에 배열된다. 관통 개구(11, 12, 13)들은 상기 관형체의 내부로부터 상기 내부층(9)과 외부층(10) 사이에 들어간 공기가 외부로 방출되는 것을 가능하게 하기 위해 상기 외부층 상에 형성된다.

Description

내시경 디바이스{ENDOSCOPIC DEVICE}

본 발명은 관형 체강을 통한 이동을 위한, 특히 전적이지는 않지만 위장관을 통하여 소위 자벌레 운동에 의해 사전 결정된 방향으로 이동할 수 있는 내시경 디바이스의 개선에 관한 것이다.

환자의 인체를 통한 전진 운동을 내시경 디바이스에 직접 부과하는 의사에 의해 동작되는 수술 또는 진단 처치를 위한 내시경 디바이스는 이미 공지되어 있다. 이러한 디바이스들은 다양한 처치들을 완성하는데 필요한, 예를 들어 마이크로 아암, 마이크로 카메라 및/또는 레이저 에미터와 같은 수술 및/또는 진단 도구들과 결합된다.

이러한 형태이지만 환자의 체강을 통해 독자적 또는 반독자적인 이동을 할 수 있는 내시경 디바이스들은 예를 들어 US-A-5398670, US-A-5906591 및 WO02/068035에 기술되어 있다. 이들 문헌에 기술된 내시경 디바이스는 본질적으로, 체강의 벽에 전방 단부 부분과 후방 단부 부분을 임시로 번갈아 부착될 수 있게 하여, 디바이스의 전진 운동을 가능하게 하는 앵커 수단(anchoring means)이 장비된 상기 전방 단부 부분 및 후방 단부 부분들을 구비한 가변 길이의 관형체로 이루어진다.

특히, 상기된 문헌들에 기술된 내시경 디바이스의 가변 길이의 관형체는 벨로우즈(bellows) 형상의 튜브 형태를 하고, 그 결과 그 안으로 주입되거나 또는 그로부터의 흡출되는 공기에 의해 신장 또는 수축될 수 있다. 상기 PCT 특허출원 WO02/068035에서, 디바이스는, 디바이스의 전방 및 후방 부분들과 결합되고 벨로우즈 형상의 관형체의 연속적인 신장 및 수축과 동시에 외부 제어 유닛에 의해 선택적으로 가능하게 되는 클램핑 수단에 의해 체강의 벽에 고정된다. 상기된 클램핑 수단은 본 발명의 바람직한 실시예에서 또한 벨로우즈 형상 부재들로 이루어지는 공압 작동 수단에 의해 가능하게 된다.

신장될 때, 정압(positive pressure)이 압축 공기 수단에 의해 벨로우즈 내에 생성되고, 이에 의해 압력에 비례한 신장이 얻어지는 한편, 벨로우즈는 일정 정도의 진공이 생성될 때까지 벨로우즈 내의 압력을 점진적으로 감소시키는 것에 의해 수축된다.

그 상대적인 신장 능력 및 디바이스의 이동 효율에 부정적인 영향을 가지는 그 외부면과 체강 벽 사이의 마찰로 인한, 벨로우즈 형상의 내시경 디바이스의 기능 제한을 극복하기 위하여, 동일 출원인의 EP-A-1792561은 조직이 힘들게 움직이게 되는(dragged) 인체 체강을 형성하는 것을 방지하도록 디바이스의 효율적인 전진 운동을 보장하는 방식으로 관형체가 고신장성 및 저마찰 계수를 가지는 내시경 디바이스를 개시한다.

이 특허 출원에 따라서, 내시경 디바이스의 관형체는 예를 들어 Shore A-10 실리콘과 같은 낮은 경도의 탄성 중합 재료로 만들어지고, 그 길이를 따라서 분포되는 보강 구조를 합체하고, 보강 구조는 반경 방향으로 상당히 강성이고 축선 방향으로 유연하다. 특히 바람직한 실시예에서, 보강 구조는 서로 십자형으로 권취되고 그 두께 내에서 합체된 코일들을 구비한, 동축 방향으로 정렬된 한 쌍의 스프링들로 이루어진다. 스프링들을 제공하면, 관형체가 옆으로 부어오르는 것을 방지하는 한편, 스프링들의 반대되는 권취는 신장 동안 관형체가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 이 발명의 또 다른 실시예에서, 보강 구조는 관형체 벽에 동축 방향으로 합체된 등간격 링들로 이루어진다.

상기된 관형체의 제조는 실리콘 관형 요소를 몰딩하는 단계, 공기 구속부를 구성하는 단계, 및 그 주위의 일정 배열의 링들 상에 스프링들을 배치하는 단계를 포함한다. 관형 실리콘 층은 그런 다음, 보강 구조를 형성하는 요소들의 슬라이딩 및 장 조직과 요소들의 직접적인 접촉을 방지하도록 관형체 상에 몰딩된다.

몰드로부터 관형체의 적출 동안 만들어지는 기포(blister) 또는 찢어짐과 같은 제조 결함은 공기를 관형 부재와 외부 관형층 사이로 들어가게 하므로 공기 거품을 형성한다.

그 화학적 특성으로 인하여, 실리콘은 관형체 벽 내의 금속 보강 구조에 접착하지 못하고, 그러므로, 상기 구조의 표면과 그 위에 있는 실리콘 재료 사이의 경계면은 찢어짐으로부터 공기를 흘러나오게 하는 양호한 채널을 형성한다. 보강 구조가 나선체의 스프링들에 의해 형성될 때, 공기가 스프링 코일과 실리콘 사이의 도관에 들어가면, 공기는 그 길이 전체에 걸쳐서 모든 나선을 따라서 진행하여 나선 형상의 팽창을 형성하는 경향이 있다. 압력이 충분히 높을 때, 경계면 상에서 작용하는 힘은 내부 실리콘 층으로부터 외부 실리콘 층을 분리할 정도로 크고, 이러한 것은 도 1에 도시된 바와 같은 공기 거품의 형성을 초래한다. 그 크기에 따라서, 거품은 압력 장애, 즉 공기 또는 공기 충전 볼에 의해 유발되는 장 벽에서의 과잉 압력에 의해 유발되는 상해를 일으키게 된다. 찢어짐이 결과적인 고통 및 출혈, 가장 심각한 경우에 장벽 파손을 발생시킬 때까지 벽은 늘어난다. 또한, 공기 유동이 정지되면 상기 현상이 역전되기 때문에, 공기 거품의 형성은 디바이스가 장으로부터 빼내지는 것을 방해할 수 있다. 실제로는, 내부 압력의 부분적인 감소는 관형체를 짧게 하고, 이러한 것은 찢어짐의 폐색(closure)을 유발하고, 이에 의해 공기 거품은 팽창된 상태로 유지된다.

본 발명의 목적은, 벽 내에서, 내시경 검사를 받는 사람에게 위험할 수 있거나 또는 디바이스 회수를 방해할 수 있는 공기 거품 형성의 위험에 대해 디바이스의 신장성 본체가 영향을 받지 않는, 유럽 특허 출원 EP-A-1792561에 기술된 형태의 내시경 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 특별한 목적은, 피치 균등성(evenness)을 개선하도록 몰딩 동안 보강 구조(코일 또는 링들)를 형성하는 요소들 사이의 상대 운동을 방지하는 것이 가능한 상기된 형태의 내시경 디바이스를 제공하는 것이다.

이러한 목적들은 그 본질적인 특징들이 청구항 제 1 항에 기재된 본 발명에 따른 내시경 디바이스에 의해 달성된다. 추가의 중요한 특징들은 종속항들에 설정된다.

본 발명의 중요한 양태에 따라서, 내시경 디바이스는, 그 길이를 따라서 분포되고 반경 방향으로 상당히 강성이며 축선 방향으로 유연한 보강 구조를 합체하는 탄성 재료로 만들어진 관형체를 포함하며; 상기 관형체 벽은 중첩된 내부 및 외부층들에 의해 형성되고 상기 보강 구조는 상기 층들 사이에 배열된다. 관통 개구들은 상기 관형체의 내측으로부터 상기 내부층과 외부층 사이로 들어온 공기가 외부로 방출되는 것을 가능하게 하기 위해 상기 외부층 상에 형성된다. 이러한 방식에서, 디바이스 슬라이딩 및 회수를 방지할 수 있는 제조 결함으로 인한 공기 거품이 형성되는 것이 방지된다.

본 발명에 따른 내시경 디바이스의 특징 및 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어지는 일부 실시예들의 다음의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 내시경 디바이스의 측면도.
도 2는 길이방향 단면도로 도시된 도 1의 내시경 디바이스의 신장성 본체에서의 공기 거품을 도시한 도면.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내시경 디바이스의 신장성 본체의 종단면도 및 측면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내시경 디바이스의 신장성 본체의 종단면도 및 측면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내시경 디바이스의 신장성 본체의 종단면도 및 측면도.

도 1을 참조하여, 본 발명이 적용 가능한 종래의 내시경 디바이스는 각각 전방 단부 부분(2)과 후방 단부 부분(3)으로 지칭되는 2개의 단부 부분들 사이로 연장하는 관형체(1)로 구성되며, 용어 전방 및 후방은 화살표(F)로 지시된 체강를 통한 디바이스의 이동 방향을 지칭한다. 명확하게, 디바이스는 체강 내에서 전후로 움직일 수 있다.

디바이스의 전방 단부 부분(2)과 후방 단부 부분(3)은 공지된 방식으로 공압으로 작동되는 특히 클램프 형태의 앵커 수단(4)을 포함하고, 이에 의해, 디바이스는 공지된 방식으로 그 이동을 가능하게 하도록 체강의 벽에 임시로 번갈아 고정된다.

후방 단부 부분(3)은 호스(5)에 의해 외부 제어 유닛에 연결되고, 호스는 시설 튜브(service tube)들을 수용하며, 시설 튜브들은, 관형체(1) 내측에 압축 공기를 전달하여 그 안에서 부압을 생성하고, 이에 의해 소위 공지된 자벌레형 이동에 필요한 관형체(1)의 신장 또는 수축을 유도하는데 필요한 배관을 포함한다.

관형체(1)의 신장 및 수축을 허용하기 위하여, 관형체는 예를 들어 Shore A-10 실리콘과 같은 낮은 경도의 탄성중합 재료로 만들어진다. 관형체(1)는 예를 들어 반대의 코일 권선을 가지는 강과 같은 강성 재료의 한 쌍의 스프링(6, 7)들을 포함하는 보강 구조를 가진다. 스프링(6, 7)들은 관형체(1)의 벽에 합체되고 관형체(1)의 길이방향 축선 상에서 서로 축선으로 정렬된다.

스프링(6, 7)들은 실리콘 재료로 만들어진 2개의 중첩된 층(9, 10)들에 의해 형성된 신장성 관형체(1)가 또한 도시되어 있는 도 3a, 도 4a 및 도 5a에 도시되어 있는 한편, 도 2에는 종래의 기술에 따른 내시경 디바이스에 있는 신장성 관형체(1)의 내부층(9)과 외부층(10) 사이에서 위험한 공기 거품(8)의 형성이 도시되어 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따라서, 외부층(10)을 통해 연장하는 다수의 무작위로 분포되는 구멍(11)들이 신장성 관형체 벽에 형성된다. 이러한 방식에서, 형성될 수 있는 공기 거품의 크기는 구멍들 사이의 최소 거리 값에 의존한다. 실제로, 거품 크기가 이 값 이상으로 증가하자마자, 공기 거품은 구멍들과 마주치고, 신장성 관형체(1)는 수축된다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서, 아래에 위치된 스프링(6, 7)의 코일들에 대응하는 지점들에 위치되는 이러한 방식으로 분포되는 다수의 구멍(12)들은 관형체(1)의 표면에 형성된다. 이 경우에, 또한 구멍(12)들은 신장성 관형체 벽의 외부층(10)을 통해 연장한다. 이전의 실시예와 비교하여 이 상황에서의 주요한 이점은 스프링 코일들 위에 연장하는 표면 부분을 따르는 구멍들의 존재함은 공기 손실들을 보다 신속하게 차단하는 것을 허용한다는 것이다. 사실상, 이미 기술된 바와 같이, 공기 거품이 제조 결함의 결과로서 형성될 때, 공기는 반드시 스프링의 코일에 도달하고, 그런 다음 공기는 구멍들 중 하나 밖으로 올 때까지 공기는 나선을 따라서 나아간다.

또한, 이러한 해결 수단은 재료 몰딩 동안 구멍들을 형성하도록 사용된 핀들이 보다 균일한 스프링 피치가 유지되는 것을 허용한다는 점에서 제조 관점으로부터 추가의 이점을 가진다.

제조 관점으로부터 특히 유익한 실시예에서, 신장성 관형체(1)는 2개의 절반부들로 만들어지고, 절반부들 중 하나는 우측 스프링(6)을 수용하고, 다른 하나는 좌측 스프링(7)을 수용한다. 2개의 절반부들은 그런 다음 절반부들에 접착된 플라스틱 디스크 형상의 플레이트를 통해 단부 연결된다. 3개의 구멍(12)들은 일측부에 형성되고 공기 거품이 성장하는 것을 방지하도록 신장성 관형체(1)의 각각의 절반부의 마주한 측부 상에 형성된다. 구멍 형성 핀들은 또한 적소에서 스프링을 유지하도록 작용하고, 그러므로 일정한 피치를 가진다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에서, 대체로 길이방향으로 연장하고 외부층(10)을 관통하는 하나 이상의 슬릿들이 관형체(1)의 표면 상에 형성된다. 제조 결함이 존재하면, 슬릿들은 공기가 장에서 직접 빠져나가는 것을 허용한다. 환자는 공기 빠지의 결과로서 문제를 인식하고 의사에게 알리며 의사는 처치를 중단한다. 이 경우에, 수축된 디바이스를 제거하는 것이 충분하고, 그러므로 위험이 없으며, 디바이스는 외측으로 빼내질 때, 장 루프(intestine loop)와 결합되게 된다.

EP-A-1792561로부터 공지된 바와 같이, 관형체의 보강 구조는 마주하여 권취된 스프링으로 뿐만 아니라 대안으로서 관형체 벽에 축선으로 합체된 링들로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 내시경 디바이스에서, 앵커 수단을 위한 작동 디바이스도, 디바이스 헤드를 조향하기 위한 것도 또한, 비록 충분히 작은 길이(length)를 가질지라도, 상기된 스프링형 또는 링형의 보강 구조를 합체하는 탄성 관형체를 포함한다. 본 발명의 범위가 또한 내시경 디바이스의 이러한 구성 요소들에도 명확히 미치도록 의도된다.

본 발명에 따른 내시경 디바이스는 다음의 특허청구범위에 설정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 변경 및/또는 변형될 수 있다.

Claims (6)

1. 2개의 단부 부분들, 즉 전방 단부 부분(2) 및 후방 단부 부분(3) 사이에서 연장하는 탄성 재료로 만들어지는 관형체(1)를 포함하고, 상기 전방 단부 부분(2)과 상기 후방 단부 부분(3)은, 공압으로 작동되고 상기 관형체(1)의 대응하는 축선 신장 및 수축과 동시에 체강의 벽에 상기 단부 부분들을 임시로 번갈아 부착하는데 적절한 앵커 수단(4)을 각각 포함하고, 상기 관형체(1)는, 그 길이를 따라서 분포되고 반경 방향으로 상당히 강성이고 축선 방향으로 유연한 보강 구조(6, 7)를 합체하고, 상기 관형체(1)의 벽은 중첩된 내부층(9)과 외부층(10)에 의해 형성되고 상기 보강 구조가 그 사이에 배열되는, 미리 설정된 변위 방향으로 상기 체강을 통해 자체 추진 이동을 위한 내시경 디바이스에 있어서,
   관통 개구(11, 12, 13)들이 상기 관형체(1)의 내부로부터 상기 내부층(9)과 외부층(10) 사이에 들어간 공기가 외부로 방출되는 것을 가능하게 하기 위해 상기 외부층(10) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 관통 개구들은 상기 외부층(10) 상에 무작위로 형성된 관통 구멍(11)들인 내시경 디바이스.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 관통 개구들은 상기 보강 구조에 있는 상기 외부층(10) 상에 형성된 관통 구멍들인 내시경 디바이스.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 관통 개구들은 상기 외부층(10) 상에서 대체로 길이방향으로 형성된 관통 슬릿(13)들인 내시경 디바이스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 구조는, 상기 내부 및 외부층(9, 10)들 사이에서 상기 관형체(1)의 길이방향 축선을 따라서 축방향으로 정렬되고 서로 십자형으로 권취된 2개의 스프링(6, 7)들에 의해 형성되는 내시경 디바이스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 구조는 상기 관형체(1)의 상기 내부 및 외부층(9, 10)들 사이에서 축선 방향으로 합체된 일렬의 병렬 링들에 의해 형성되는 내시경 디바이스.

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