KR20140077172A - 복강경 - Google Patents

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KR20140077172A
KR20140077172A KR1020147009589A KR20147009589A KR20140077172A KR 20140077172 A KR20140077172 A KR 20140077172A KR 1020147009589 A KR1020147009589 A KR 1020147009589A KR 20147009589 A KR20147009589 A KR 20147009589A KR 20140077172 A KR20140077172 A KR 20140077172A
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다니엘 셔윈
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Abstract

본 발명은 핸들 섹션의 말단부에 위치된 내부 광원, 광학 시스템을 포함하는 중앙 코어, 및 상기 중앙 코어 위로 슬립되는 원통형 튜브의 형태인 광 가이드를 포함하는 복강경이다. 상기 광 가이드는, 상기 내부 광원에 의해 방출되는 광이 상기 복강경의 말단부에서 상기 광 가이드로부터 배출될 때까지 내부 반사에 의해 상기 광 가이드를 통해 전파하게 한다.

Description

복강경{LAPAROSCOPIC DEVICE}
본 발명은 의료 기구 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복강경 분야에 관한 것이다.
내시경(endoscopes)과 복강경(laparoscopes)은 인간 또는 동물의 신체 내의 관찰, 진단 및 처리, 예컨대 생체검사(biopsy) 또는 소작술(cauterization)을 위한 의료 적용과, 제트 엔진 내의 터빈 블레이드를 검사하는 것과 같이 도달하기 힘든 위치에 대한 검사를 위한 산업 적용에 이용되는 장치이다. 내시경과 복강경은, 보통 말단부에 있는 대물 렌즈 시스템과, 장치의 근위 단부에 모이는 화상을 이송하는 수단을 포함하며, 화상이 직접 보일 수 있거나 표시될 수 있음으로써 작업자가 대물 렌즈 전방의 공간을 관찰하게 한다. 대물 렌즈는 카메라, 광학 릴레이 시스템의 일부일 수 있거나, 또는 화상을 뷰어(viewer)에게 전송하는 섬유 광학 케이블 상에 화상을 초점 맞출 수 있다.
종래의 복강경에서, 대물 렌즈의 전방의 영역을 조사하는데 필요한 광은 광학 섬유에 의해 삽입 튜브의 근위 단부로부터 말단부로 전송된다. 파손되기 쉬운 광학 섬유가 깨지는 것은 일반적이어서, 비용이 드는 보수가 착수되지 않으면 도구를 사용할 수 없게 된다.
종래의 복강경에 관련된 또 다른 문제점은 절차들 사이에 수행되어야 하는 살균 절차에 수반되는 비용 및 "정지 시간(down time)"이다. 관련된 문제점은, 특히 광학 및 전자 부품 상에서 고압 살균의 고온 또는 유독한 화학 물질에 의해 "마모 및 파열"이 야기되어, 장치의 유효 수명을 줄인다.
본 발명의 목적은 종래의 장치에 대한 결함을 극복하는 복강경을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점을 하기의 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명은, 핸들 섹션; 광학 시스템을 포함하는 중앙 코어로서, 상기 광학 시스템은 상기 중앙 코어의 말단부에 대물 렌즈를 갖는, 상기 중앙 코어; 및 내부 광원을 포함하는 복강경이다.
본 발명의 복강경은, 상기 내부 광원은 상기 핸들 섹션의 말단부에 위치되고, 상기 복강경은 상기 중앙 코어 위로 슬립(slip)되는 원통형 튜브의 형태인 광 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 광 가이드는, 상기 내부 광원에 의해 방출되는 광이 상기 복강경의 말단부에서 상기 광 가이드로부터 배출될 때까지 내부 반사에 의해 상기 광 가이드를 통해 전파하게 한다. 상기 광 가이드는 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예에서, 상기 광 가이드의 근위 단부는 렌즈와 같이 형성됨으로써, 상기 대물 렌즈 전방에서 사전결정된 거리로 상기 근위 단부를 통해 전파되는 광의 초점을 맞추거나, 또는 상기 광에 의해 조사되는 용적의 사이즈를 제어하거나, 또는 상기 복강경의 중앙 코어의 종방향 대칭축에 대한 조사된 용적의 각도 위치를 제어한다.
상기 복강경의 실시예는, 상기 광 가이드 위로 슬립되는 금속 또는 탄성중합체 외측 프로텍터 튜브를 포함한다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예는, 상기 광 가이드 위에 끼워 맞춰지고, 상기 광 가이드를 상기 핸들 섹션에 확고하게 부착 유지하도록 상기 핸들 섹션의 말단부에 부착되는 칼라(collar)를 포함한다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예는, 상기 광 가이드 또는 상기 프로텍터 튜브의 말단부에 밀봉되는 투명 윈도우를 포함한다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예에서, 상기 내부 광원은 LED 또는 광학 섬유이다. 본 발명의 상기 복강경의 실시예에서, 상기 내부 광원은 링 형상의 광학 섬유이다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예에서, 상기 광 가이드, 상기 프로텍터 튜브 및 상기 칼라 중 적어도 하나는 일회용이다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예는, 원심 렌즈 프로텍터 유닛(centrifugal lens protector unit)을 포함할 수 있다. 상기 원심 렌즈 프로텍터 유닛은 일회용일 수 있다.
본 발명의 상기 복강경의 실시예는, 하나 이상의 작동 채널을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기한 특징과 이점은 첨부한 도면을 참조하여, 그 예시적이고 비제한적인 하기의 설명을 통해 더욱 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 복강경의 제1 실시예의 특징을 나타내는 개략도,
도 1b는 도 1a에 도시한 본 발명의 제1 실시예의 개략적인 단면도,
도 2a는 본 발명의 복강경의 제2 실시예의 특징을 나타내는 개략도,
도 2b는 도 2a에 도시한 본 발명의 제2 실시예의 개략적인 단면도,
도 3은 모터 조립체 및 회전 디스크로 이루어진 종래기술의 원심 렌즈 프로텍터에 대한 단면도.
본 발명의 복강경(10)의 제1 실시예를 도 1a에 개략적으로 도시하며, 도 1b에 단면도를 도시한다. 복강경(10)은 핸들 섹션(12)과, 긴 중앙 코어(16)를 포함하는 삽입 섹션(14)으로 이루어진다. 중앙 코어(16)는, 중앙 코어(12)의 말단부에 대물 렌즈(18)를 갖는 광학 시스템을 포함한다. 당해기술에 공지된 임의 타입의 시스템일 수 있는 광학 시스템, 예컨대 비디오 카메라 또는 광학 섬유 번들 또는 대물 렌즈(18)에 의해 모인 광을 아이피스(eyepiece)(20) 내의 대안 렌즈(22)로 전송하는 광학 릴레이 시스템 또는 근위의 화상 형성 시스템 및 디스플레이 장치(도면에 미도시)로의 연결부에 대한 정확한 본질은 본 발명에 관련되지 않으므로, 본원에서 상세하게 기술하지 않는다.
복강경(10)에서, 내부 광원(26)은 삽입 섹션(14)의 말단부에 위치되는 것이 아니라, 핸들 섹션(12)의 말단부에 위치된다. 내부 광원(26)은, 예컨대 핸들 섹션(12) 상의 커넥터(32)를 통해 전력을 수용하는 LED, 또는 커넥터(24)를 거쳐 외부 광원으로부터의 광을 이송하는 광학 섬유일 수 있다. 도면에 도시한 실시예에서, 내부 광원(26)은 링 형상의 광학 섬유이다.
내부 광원(26)에 의해 방출된 광을, 대물 렌즈(18)의 전방 영역을 조사할 수 있는 복강경의 말단부로 전달하기 위해, 중앙 코어(16) 위에서 투명 광 가이드(28)가 슬립된다. 광 가이드(28)는 유리 또는 플라스틱으로 제조된 원통형 튜브이다. 광 가이드의 근위 단부는 내부 광원(26)에 광학식으로 결합된다. 광 가이드(28)를 제조하는 재료는, 광이 대물 렌즈의 원주에서 광 가이드로부터 배출할 때까지 내부 반사에 의해 광 가이드를 통해 전파하는 굴절률을 갖도록 선택된다.
본 발명의 실시예에서, 광 가이드(28)의 근위 단부는, 렌즈와 같이 형성됨으로써, 대물 렌즈(18) 전방에서 사전결정된 거리로 상기 근위 단부를 통해 전파되는 광의 초점을 맞추거나, 또는 복강경(10)의 중앙 코어(16)의 종방향 대칭축에 대한 조사된 용적의 각도 위치를 제어하거나 또는 조사된 용적의 사이즈를 제어할 수 있다.
금속 또는 탄성중합체 외측 프로텍터 튜브(28)는 광 가이드 위로 슬립됨으로써, 광 가이드의 측부를 통한 광 누설을 방지하고, 또한 소망한다면, 삽입 섹션(14)에 대한 강성을 제공할 수 있다. 칼라(30)는 광 가이드(28) 위로 끼워 맞춰지고, 광 가이드를 상기 핸들 섹션에 확고하게 부착 유지하도록 핸들 섹션(12)의 말단부에서 나사산 상에 나사 결합된다.
칼라(30)는 공기 또는 액체의 통과를 방지하도록 당해기술에 공지된 링 또는 다른 수단과 같은 시일과 함께 끼워 맞춰진다. 투명 윈도우는 대물 렌즈(18)를 보호하도록 광 가이드(28) 또는 프로텍터 튜브(38)의 말단부에 밀봉될 수 있다. 칼라(30)에서의 시일과 말단부에서의 윈도우의 조합은, 광 가이드의 외부로부터, 중앙 코어(16)에 의해 점유된 광 가이드(28)의 중공 내부와, 내부 광원(26)을 포함하는 핸들 섹션(12)을 밀폐식으로 격리시킨다.
복강경(10)으로 절차가 수행된 후에, 칼라(30)를 느슨하게 하여 핸들 섹션(12)으로부터 광 가이드(28)가 분리된다. 체액 또는 다른 오염물과 접촉했던 복강경(10)의 구성요소인 칼라(30), 광 가이드(28) 및 프로텍터 튜브(38)는 폐기될 수 있다.
다른 절차를 위해 복강경(10)을 준비하기 위해, 중앙 코어(16)와 핸들 섹션(12)을 살균 용액으로 적셔진 천으로 닦고, 새로운 칼라(30)에 의해 새로이 살균된 광 가이드(28)와 프로텍터 튜브(38)를 부착하기만 하면 된다.
본 발명의 실시예에서, 광 가이드(28), 프로텍터 튜브(38) 및 칼라(30) 중 적어도 하나는 살균 후에 재사용될 수 있다.
복강경을 이용할 때 통상적으로 겪는 문제점은 렌즈와, 상기 렌즈를 보호하는 윈도우가 체액과 입자에 의해 적어도 부분적으로 폐색된다는 점이다. 다수의 경우, 이러한 폐색은 복강경을 이용할 수 없도록 커진다. 이러한 환경에서, 렌즈는 세척되어야 한다. 개발되어 있는 렌즈를 세척하는 방법은 물, 공기 또는 다른 가스의 제트를 렌즈의 외부면에 분무하는 것이다. 물 또는 가스는 도구의 일체부인 채널을 통해 렌즈에 인접한 복강경의 말단부 상의 하나 이상의 노즐에 공급된다. 일부 예에서, 복강경은 세척을 위해 신체로부터 후퇴되고 재삽입되어야 하므로, 이는 시간 소모적이고 위험이 증가되는 절차이다.
이러한 문제점에 대한 또 다른 해결책은 원심 렌즈 프로텍터이다. 원심 렌즈 프로텍터는 렌즈의 전방에 배치된 스피닝 유리 디스크(spinning glass disc)를 포함하여, 디스크에 의해 찌꺼기가 가로막혀진다. 디스크의 회전에 의해 발생한 원심력은, 찌꺼기가 감소하거나 또는 때때로 축적하지만 임의의 경우에 더 이상 화상과 간섭하지 않는 디스크의 원주를 향해 찌꺼기를 내던져진다.
도 3은 본 발명의 발명자에게 허여된 미국특허 7,104,657호에 기재된 종래기술의 원심 렌즈 프로텍터 유닛(100)에 대한 단면도이다. 원심 렌즈 프로텍터는 모터 조립체(34)와, 회전 디스크(36)로 이루어진다.
디스크(36)는 복수의 축방향으로 정렬된 자석(110)을 구비한다. 각각의 자석의 일단부는 예컨대 접착제를 이용하여 또는 자석을 둘러싸는 텐션 링을 이용하여 디스크(36)에 부착된다. 선택적으로, 자석은 디스크(36) 상에 직접 장착되고, 예컨대 디스크(102) 내에 형성된 함몰부에 보유된다. 자석(110)은 디스크(102)로부터 하우징(140)의 내부 용적 내로 축방향으로 연장된다. 디스크(36)는 회전을 가능하게 하는 복수의 볼 또는 실린더 베어링(150)에 의해 소정 위치에 선택적으로 보유된다. 일부 실시예에서, 베어링(150)의 직경은 0.2 mm이다. 변형적으로 또는 추가적으로, 슬립-링 베어링이 이용된다. 모터 조립체(34)의 베이스에는, 제2 베어링(160), 예컨대 슬립-링 베어링이 선택적으로 제공된다.
예시적인 실시예에서, 자석(110)은 회전의 원심력에 의해 디스크(36)로부터 자석이 이탈하거나 또는 지나친 비틀림을 야기하는 것을 방지하기 위해, 텐션 링으로서 기능하는 한 쌍의 선택적인 슬라이딩 링(112, 114)에 의해 상호 연결된다. 슬라이딩 링(112, 114)은 베어링(160, 150)과 슬라이딩 접촉한다. 일부 실시예에서, 렌즈 프로텍터 유닛(100)의 수명은 비교적 짧아서, 베어링의 마모가 중요하지 않다. 이러한 슬립 링은 이동부(예컨대, 디스크) 또는 고정부(예컨대, 하우징) 상에 장착될 수 있다.
하우징(140)의 내부면에 또는 그 근방에서, 하우징(140)의 바디 내에는 복수의 코일(130)이 제공된다. 일부 실시예에서, 코일(130)은 하우징(140) 내에 특별히 형성된 캐비티 내에 전기전도성 재료(예컨대 구리 또는 은 또는 백금 또는 전기전도성 플라스틱)을 부착하는 공정에 의해 제조된다. 다수의 상이한 리소그래피 방법이 코일(130)을 제조하는데 이용될 수 있다. 변형적으로, 코일은 강성 또는 가요성의 기판 상에 부착되고, 그 기판은 하우징(140) 내에 삽입된다. 변형적으로 또는 추가적으로, 코일(130)은 코어, 선택적으로 강자성 코어 상에 권취된다. 그 코어 상의 코일(130)은 하우징(140) 내의 수용형 함몰부 내에 삽입된다.
일반적인 치수, 회전 속도, 코일의 배치 등을 포함하는, 렌즈 프로텍터(100)의 모터 조립체에 대한 상이한 실시예의 추가적인 설명이 미국특허 7,104,657호에 제공된다.
본 발명의 복강경(10')의 제2 실시예를 도 2a에 개략적으로 도시하며, 도 2b에 단면도를 도시한다. 본 실시예는 복강경(10')의 말단부에 형성된 리세스를 제외하고는, 제1 실시예의 것과 모두 동일하다. 원심 렌즈 프로텍터 유닛의 모터 조립체(34)의 중공형 중심은 중앙 코어(16)의 말단부 위로 슬립됨으로써, 회전하는 디스크(36)가 대물 렌즈(18)에 근접하게 위치된 상태에서 광 가이드(28)와 중앙 코어(16) 사이에 동축으로 모터 조립체(31)가 삽입된다. 모터 조립체(34)에 전기 공급을 위한 커넥터(32)는 핸들 섹션(20)의 측부 상에 위치된다.
본 발명의 복강경의 실시예에서, 원심 렌즈 프로텍터 유닛은 하나의 절차만을 위해 이용된 다음, 복강경의 다른 일회용 부품과 함께 폐기된다.
원심 렌즈 프로텍터 유닛을 갖거나 갖지 않는 본 발명의 복강경의 실시예는, 하나 이상의 작업 채널과 함께 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예가 예시로 기술되었지만, 청구범위의 범위를 초과하지 않고서 본 발명에 다수의 변경 및 수정이 수행될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (14)

  1. 복강경(laparoscope)에 있어서,
    핸들 섹션;
    광학 시스템을 포함하는 중앙 코어로서, 상기 광학 시스템은 상기 중앙 코어의 말단부에 대물 렌즈를 갖는, 상기 중앙 코어; 및
    내부 광원
    을 포함하며,
    상기 내부 광원은 상기 핸들 섹션의 말단부에 위치되고, 상기 복강경은 상기 중앙 코어 위로 슬립(slip)되는 원통형 튜브의 형태인 광 가이드를 포함하며,
    상기 광 가이드는, 상기 내부 광원에 의해 방출되는 광이 상기 복강경의 말단부에서 상기 광 가이드로부터 배출될 때까지 내부 반사에 의해 상기 광 가이드를 통해 전파하게 하는,
    복강경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드는 유리 또는 플라스틱으로 제조되는,
    복강경.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드의 근위 단부는 렌즈와 같이 형성됨으로써, 상기 대물 렌즈 전방에서 사전결정된 거리로 상기 근위 단부를 통해 전파되는 광의 초점을 맞추거나, 또는 상기 광에 의해 조사되는 용적의 사이즈를 제어하거나, 또는 상기 복강경의 중앙 코어의 종방향 대칭축에 대한 조사된 용적의 각도 위치를 제어하는,
    복강경.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 위로 슬립되는 금속 또는 탄성중합체 외측 프로텍터 튜브를 포함하는,
    복강경.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 위에 끼워 맞춰지고, 상기 광 가이드를 상기 핸들 섹션에 확고하게 부착 유지하도록 상기 핸들 섹션의 말단부에 부착되는 칼라(collar)를 포함하는,
    복강경.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 또는 상기 프로텍터 튜브의 말단부에 밀봉되는 투명 윈도우를 포함하는,
    복강경.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 광원은 LED 또는 광학 섬유인,
    복강경.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 내부 광원은 링 형상의 광학 섬유인,
    복강경.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드는 일회용인,
    복강경.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 프로텍터 튜브는 일회용인,
    복강경.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 칼라는 일회용인,
    복강경.
  12. 제1항에 있어서,
    원심 렌즈 프로텍터 유닛(centrifugal lens protector unit)을 포함하는,
    복강경.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원심 렌즈 프로텍터 유닛은 일회용인,
    복강경.
  14. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 작동 채널을 포함하는,
    복강경.
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