KR20140089509A - 외과용 접근 시스템 - Google Patents

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KR20140089509A
KR20140089509A KR1020147006693A KR20147006693A KR20140089509A KR 20140089509 A KR20140089509 A KR 20140089509A KR 1020147006693 A KR1020147006693 A KR 1020147006693A KR 20147006693 A KR20147006693 A KR 20147006693A KR 20140089509 A KR20140089509 A KR 20140089509A
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KR
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outer tube
body portion
surgical
barrel
distal end
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KR1020147006693A
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조셉 엘. 마크
아민 카산
브라이언 씨. 도허티
차드 라마르
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니코 코포레이션
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Abstract

외과용 접근 조립체(100)가 개시된다. 외과용 접근 조립체는 외통(102) 및 폐쇄기(104)를 포함한다. 외통 및 폐쇄기는 두뇌 내의 관심 영역으로 제공되도록 구성된다. 외통 또는 폐쇄기 중 어느 하나는, 두뇌 내의 어느 하나의 장치의 위치를 추적하는 진로 안내 시스템과 연동되도록 구성될 수 있다.

Description

외과용 접근 시스템{SURGICAL ACCESS SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 연약하고 중요한 조직에 사용되는 외과용 접근 시스템, 이를 이용한 접근 방법 및 수술 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수술 부위의 치료에 관한 것이다.
본 출원은 2011년 10월 24일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/280,015, 2012년 4월 11일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/444,713, 2012년 4월 11일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/444,722, 2012년 4월 11일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/444,732, 및 2012년 5월 17일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/474,433의 우선권을 주장하며, 그 각각의 전체가 본원에 참조로 포함된다.
두뇌에 영향을 미치는 질환의 진단 및 치료는 의료업이 직면하는 가장 어렵고 복잡한 문제들 중 하나이다. 두뇌는 척수를 통하여 신체의 나머지 부분과 연결된 복잡한 신경 회로망을 통하여 신체 기능을 제어하는 복잡하고 연약한 연질의 다중 성분 조직 구조이다. 두뇌 및 척수는 중요한 골격 구조, 예를 들면, 두개골 및 척추 내에 수용되며 두개골 및 척추에 의해 보호된다. 단단한 골격 보호 두개골을 통한 두뇌로의 접근의 어려움과, 언어 기능, 시각 기능, 청각 기능, 기능적 이동성 기능, 이해 기능, 감정 기능, 호흡 기능 및 다른 대사 기능을 수행하는 인간 신체의 능력을 정하는 두뇌 내에 수용된 신경 통신 회로망을 형성하는 연약한 회로망 및 복잡한 상호 작용을 고려할 때, 두뇌 장해의 진단 및 치료는 신체 내의 다른 곳에서는 접하지 않는 독특한 어려움을 야기한다.
예를 들면, 그 자체가 두뇌의 뇌실질내(intraparenchymal) 피질 하부 공간(즉, 백색질) 내에 나타나는 두개 내 뇌혈종(intracranial cerebral hematomas)(ICH), 농양(abscess), 교아세포종(glioblastomas)(GB), 종양전이(metastases)(mets) 및 기능성 질병과 같은 비정상부는, 특히, 치료를 차치하고, 접근하기 어려운 것이다. 두뇌의 뇌실(ventricle)은 피질 하부 공간 내에 위치된 섬유로(fiber tract) 및 섬유속(fascicle)이라고 불리는 생생한 통신 구조(신경 회로망)를 수용한다. 그러므로, 전통적으로, ICH, GB, 및/또는 종양전이가 결코 "피상적이지(superficial)" 않은 것으로 고려되지 않는다면, 비정상부 ICH, GB 및/또는 종양전이에 접근하는 것은 질환이 전개되도록 놔두는 것만큼 해로운 것으로 고려된다는 이유만으로, 이러한 질환은 접근하기 어려운 것으로 고려되었다. 마찬가지로, 두뇌의 뇌실 내 공간 내에 나타나는 종양, 낭종(cyst) 및 섬유막(fibrous membrane) 성장과 같은 조직 비정상부는, 두뇌 내에서의 이들의 위치로 인하여, 안전한 접근이 어렵고, 종종 수술로 치료할 수 없는 것으로 고려된다.
두뇌 장해의 진단 및 후속적인 치료를 돕기 위하여, 두개골을 통한 두뇌 조직의 명확하고 정확한 촬상이 요구된다. 최근, 정위(stereotactic) X-선 촬상, 컴퓨터 체축 단층 촬영법(Computerized Axial Tomography)(CAT), 컴퓨터 단층 혈관 촬영법(Computerized Tomographic Angiography)(CTA), 양전자 방출 단층 촬영법(Position Emission Tomography)(PET) 및 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging)(MRI), 확산 텐서 영상(Diffusion Tensor Imaging(DTI) 및 진로 안내 시스템(기구 위치 추적 시스템)을 포함하는 촬상 기술에서 중대한 발전이 이루어졌다. 이러한 촬상 장치 및 기법은, 외과의가 두개골을 개방하지 않고 비침습성 방식으로 두뇌 내의 질환을 관찰할 수 있도록 하고, 섬유로 및 섬유속을 포함하는 혈관, 막, 종양연(tumor margin), 뇌신경과 같은 구조를 포함하는 관심 영역 주변의 중요한 구조의 지도를 제공한다. 비정상부가 하나 이상의 촬상 기법 및/또는 기술을 사용하여 식별되는 경우에는, 비정상부의 생검(biopsy) 또는 제거가 필요하거나 바람직할 수 있다.
하나 이상의 촬상 기법을 기준으로 방책이 결정되면, 외과적 치료가 필요하거나 요구될 수 있다. 두뇌를 외과적으로 수술하기 위하여, 약간의 장애에 의해서도 악영향을 받을 수 있는 혈관 및 신경을 수용하는 두개골 및 연약한 두뇌 조직을 통한 접근이 이루어져야 한다. 따라서, 외과적 개입으로부터 야기되는 부정적인 결과를 방지하기 위하여, 연약한 혈관 및 신경을 건드리지 않도록 두뇌 수술 시 세심한 주의가 있어야 한다.
전통적으로, 두뇌 내의 보다 깊은 공간에 나타나는 비정상부로의 접근은 대단히 침습적인 접근이 발생하는 수술을 필요로 한다. 일부 경우에서, 목표 조직에 접근하기 위해, 두개골의 실질적인 부분이 제거되고, 두뇌의 전체 부분이 접근하도록 견인된다. 예를 들면, 외과용 두뇌 견인기들이 연약한 두뇌 조직을 당기거나 펼치는 데에 이용되며, 이는 견인기의 횡방향 에지들에 의해 압흔(pressure mark)을 남길 수 있다. 일부의 경우에서, 두뇌 견인기의 사용으로 인해, "견인 손상(retraction injury)"이라고 알려진 문제가 발생할 수 있다. 물론, 이러한 기법은 모든 상황 대하여 적절한 것은 아니며, 모든 환자가 이러한 침습성 기법을 견딜 수 있는 것은 아니고, 이러한 침습성 기법으로부터 회복될 수 있는 것이 아니다.
천두술(burr hole craniotomy)을 수행하는 것에 의하여 두뇌의 특정 부분에 접근하는 것도 알려져 있지만, 단지 제한된 외과 수술법이 그러한 보다 작은 개구들을 통하여 수행될 수 있다. 또한, 예를 들면, 뇌하수체의 영역 내에 위치된 종양을 제거하기 위해 후두골(occipital bone)을 관통한 접근홀을 개방하는 일부 기법이, 비도(nasal passage)를 통하여 진입하도록 개발되었다. 이러한 접근법을 확장 비내 접근법(Expanded Endonasal Approaches)(EEA)이라 하며, 본 발명의 발명자들 중 한 명에 의해 개척되었다.
두뇌 수술에 있어 중대한 발전은 두뇌 조직을 관통하여 두개골에 형성된 개구를 통하여 목표 병변(lesion) 또는 다른 신체로 진로 안내 시스템 프로브 또는 다른 외과용 기구를 안내하기 위한 정위 X-선 이미지와 상호 연관되는 정위 프레임을 수반하는 정위(stereotactic) 수술이다. 관련된 발전은, 외과의에게 기구의 위치 및 프로브 또는 기구의 추가적인 이동 궤적을 보여주기 위하여 외과용 기구의 이미지가 수술 전 이미지와 중첩되는 프레임 없는 이미지 유도이다. 그러나, 진로 안내 시스템 프로브가 제거되면, 수술 중 이용될 수 있는 임의의 견인기 또는 다른 외과용 기구의 위치에 관한 정보가 이용될 수 없다.
최근, 외과용 접근 시스템이 이전에 접근이 어려웠던 영역으로의 접근을 제공하도록 개발되었다. 이러한 종래의 시스템이 도 1a 내지 도 1c에 도시된다. 시스템(10)은 견인기(20) 및 도입기(40)를 포함한다. 도입기(40)는 그 내부에 개구(52)를 갖는 원뿔형 원위단(42)을 포함한다(도 1c에 가장 잘 도시됨). 원뿔형 원위단은 전반적으로 무딘 평탄면으로 구성된다. 견인기(10) 내에 위치된 도입기(40)에 의해, 시스템(10)이 두뇌 조직 내로 삽입되며, 이에 따라, 관심 영역으로의 접근을 제공하면서 두뇌 조직을 멀리 밀 수 있다. 시스템(10)이 관심 영역으로 전달되면, 견인기(10)가 제 위치에 견고하게 고정된다. 보다 구체적으로, 표준 또는 종래의 신경외과적 고정 장치를 사용하여, 견인기(10)가 공간 내에 고정된다. 견인기(10)가 제 자리에 고정되면, 그 다음, 견인기(10)를 그 고정된 위치에 두고, 도입기(40)를 견인기(10)로부터 제거하며, 이에 따라, 두뇌 조직을 통하여 통로를 생성한다. 그러나, 환자의 해부 구조에 대한 견인기(10)와 관련한 진로 안내 정보를 제공하기 위한 기구가 구비되어 있지 않다.
접근 시스템(10)이 특정 두뇌 조직에 접근하는 방식을 제공할 수 있는 반면, 그 무딘 형상의 원위단은, 외과적 세포 감소(cytoreduction) 이후, 혈관, 뇌신경, 섬유로 및 섬유속의 손상으로 인하여 그 자체가 임시적이거나 영구적인 신경 장해(neurological deficit)를 나타낼 수 있는 연약한 조직 구조의 일시적이거나 심지어 영구적인 변형 및 외상을 실제로 야기할 수 있다. 도입기(40)가 조직을 통과하여 밀림에 따라, 개구(52)는, 조직 및 구조의 손상으로도 이어지는 조직의 코어링(coring)을 야기할 수 있다. 그리고, 견인기(10)의 위치가 견고하게 고정되므로, 이용 가능한 견인기(10)와 연관된 주변 구조에 관한 중요한 정보 없이, 견인기(10)의 미소 이동을 위해 견인기(10)를 해제하고 재위치시키도록 다시 조일 때에도, 견인기(10)의 조작이 지연되며 지속적인 주의를 요하며, 이에 따라, 수술 시간이 길어진다.
처리를 요하는 다른 문제는 가시성이다. 통상적으로, 외과적 수술에 접근 시스템을 채용할 때에는, 종종 침침한 터널 내에서의 수술하는 것과 같다. 조명을 제공하기 위해, 내시경과 같은 도입기 통 내에 광원을 위치시키는 것으로 알려져 있다. 그러나, 내시경을 이용할 때, 광원은 도입기 통 내에서 상당한 양의 작업 공간을 줄이므로, 다른 기구들의 기능성 작업 영역을 줄이고, 수술 부위 내에서 다른 기구들을 이동시키는 능력을 최소화한다.
대안적으로, 광은 현미경 또는 외시경과 같은 원격 또는 외부 위치로부터 전달되어야 한다. 그러나, 현미경 및 외시경의 경우, 수술 장소에서 외과의 및/또는 기구에 의해 외부 광원이 자주 차단된다. 최소한으로, 실제의 수술 작업 및/또는 치료가 수행되어 효과적인 시각화가 최대로 요구되는 도입기 통의 원위단에서 효과가 크게 감소한다.
촬상 기술 및 프레임이 있는 정위 이미지 유도 기법 및 프레임이 없는 정위 이미지 유도 기법에서의 상기한 발전에도 불구하고, 개선된 진로 안내 능력을 포함하는 개선된 외과 수술법 및 두뇌 조직 수술 장치에 대한 요구가 남아 있다.
개선된 효과적인 치료 요법 및 선택에 대한 요구도 존재한다. 전통적으로, 병든 조직이 제거되면, 계통적으로 전달되고, 신체 전체에 영향을 미치며, 건강한 조직을 죽이지 않고, 암세포 및 조직을 죽이는 충분한 독약 사이의 균형을 제공하도록 설계되는, 일반적이고 무거운 화학 요법 프로토콜 체제를 통상적으로 포함하는, "단일 크기"에 맞는 모든 접근으로 환자가 치료된다. 방사선에 대한 고 선량(dose) 및 다중 노출이 또한 통상적으로 사용되며, Gamma Knife 및 Cyber Knife와 같은 상품으로 제공된다. 그러나, 이러한 치료 요법은 종종 효과적인 치료 계획을 구상하기 위한 노력으로 환자에 대한 일련의 "실험"에 불과하다. 따라서, 포괄적인 치료 요법 및 연속적인 수정의 효과를 확인하기 위해 환자가 관찰되어야 하며, 건강한 조직의 절약 및 환자 전체의 치료 과정의 중독 효과의 균형을 이루려고 시도하면서, 이전의 성공 또는 실패 각각의 긍정적이거나 부정적인 결과를 근거로 치료 요법의 변경이 수행된다. 이러한 치료 요법은, 치료 요법이 질병을 관리하는 것이 달성될 때까지 또는 뇌종양의 대부분의 경우에서 환자가 질병으로 죽을 때까지, 효과적으로 환자를 기니 피그(guinea pig)로 만든다. 불행하게도, 뇌종양의 경우, 환자는 자주 효과적인 치료 요법이 달성되기 전에 질병에 굴복한다. 환자에게 매우 생물학적으로 부식성인 이러한 영웅적인 임상 노력과는 관계 없이, 치유력이 있는 현재 치료 패러다임은 드물다. 사실상, 뇌종양으로 진단된 환자는 주로 질병의 최초 진단 이후 통상 9~14 개월을 넘어 생존하지 않기 때문에, 전신 화학 또는 목표 지향된 방사선 치료의 장시간의 임상 결과는 이들 환자에서는 알려지지 않으며, 진정한 영향이 이해될 정도로 환자가 충분히 길게 생존하였다면, 유해할 것이다.
또한, 대부분의 현재의 치료 처치 요법은, 혈류를 통한 전달에 의존하여, 면역 치료 또는 화학 치료 요법을 계통적으로 전달하는 것을 포함한다. 그러나, 순환 혈액을 중추 신경계(CNS) 내의 두뇌 세포외액(extracellular fluid)으로부터 분리하는 역할을 하는 혈액뇌관문(blood-brain barrier)은 치료제를 혈류를 통하여 두뇌의 특정 영역으로 전달하는 데에 추가적인 어려움을 유발한다. 보다 구체적으로, 혈액뇌관문은 실제로 신경 보호(neuroprotective)의 역할을 수행한다. 그러므로, 혈액뇌관문은 실제로 두뇌로의 치료제의 전달을 지연시킨다. 치료 시 이와 달리 효과적일 수 있는 치료용 분자는 혈액뇌관문 체(sieve)에 비하여 통상적으로 큰 분자이며, 이러한 이유로, 적절한 양으로 혈액뇌관문을 통과하지 못한다. 혈액뇌관문 이외에도, 외부 물질 및 화학 물질을 여과시키는 간 및 신장과 같은 다른 기구들이 체내에 존재한다. 이러한 여과는 적절한 농도의 치료제를 중추 신경계 질병에 대한 치료의 의도되는 부위에 전달하는 데에 추가적인 어려움을 유발한다.
혈액뇌관문과 연관된 치료 문제를 극복하기 위해, 혈액뇌관문의 기계적인 개방이 제안되었으나, 이는 수술을 복잡하게 할 수 있다. 또한, 보다 작은 입자들(즉, 나노 입자들)이 혈액뇌관문을 통과하는 크기를 가지며, 그 후 보다 크고 보다 효과적인 치료 분자를 형성하도록 재결합이 시도된 보다 작은 입자들의 사용이 제안되었다. 그러나, 일부 경우에서, 보다 작은 입자들은 치료 수준으로 재결합되지 못한다. 혈액뇌관문을 뚫는 다른 수단은 임시적으로 혈액뇌관문을 개방하도록 설계되어 소정의 기간 동안 치료 수준의 보다 큰 분자를 혈액뇌관문을 통과하도록 하는 화학 물질을 전달하는 것을 포함한다. 혈액뇌관문을 통과하면, 치료 처치는 여전히 병든 조직에 이르러야 하며, 이는 병든 조직뿐만 아니라 건강한 조직을 중독시키는 결과를 초래한다.
추가적으로, 암 및 다른 비정상부와 같은 두뇌의 질병 부위는, 질병이 종종 치료되지만 질병 부위로 전달된 치료 요법에 의해 근절되지 않는다는 점에서 바이러스 또는 박테리아와 같이 거동하기 때문에, 질병 부위가 변형되어 이전에 질병 부위에 전달된 치료에 대하여 내성을 가질 수 있다고 여겨진다. 이러한 잔류하는 영향을 받지 않는 비정상 세포는, 이전에 전달되었던 치료에 내성을 가지는 세포 변종으로 변형될 수 있다. 기능성 질병의 경우, 두뇌 조직의 치료의 효과가 평가되기 어려울 수 있다.
따라서, 건강한 및 병든 조직 대신에 병든 조직을 목표로 하는 치료를 제공하면서, 혈액뇌관문에 의해 유발되는 어려움을 극복하는 효과적인 치료 요법에 대한 요구가 존재한다. 치료의 효과를 평가하는 방법에 대한 요구가 또한 존재한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 외통 및 폐쇄기를 포함하는 외과용 접근 조립체가 개시된다. 외통은 개방된 원위단 및 개방된 근위단에 의하여 정의되고 그 사이에 중공의 몸체부를 포함한다. 폐쇄기는 원위단 및 근위단에 의하여 정의되고, 원위단은 원위 선단에서 종단하는 테이퍼진 원위 선단 부재를 더 포함한다. 폐쇄기는, 폐쇄기가 도입하는 구성에 있을 때, 테이퍼진 원위 선단 부재가 외통의 개방된 원위단으로부터 돌출하도록 외통 내에 수용되도록 구성된다.
일 실시예에서, 외통의 원위단은 만곡된 림을 더 포함한다.
일 실시예에서, 그립부가 외통의 개방된 근위단에 고정된다. 그립부의 외면에는 질감이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 그립부를 관통하여 형성되는 적어도 하나의 작은 개구가 질감을 형성한다. 다른 실시예에서, 그립부 주위에 등간격으로 이격된 복수의 작은 개구들이 질감을 형성한다.
하나의 예시적인 구성에서, 위치 결정 부재가 그립부의 주변으로부터 연장될 수 있다.
하나의 예시적인 구성에서, 외통의 몸체부는 투명하다.
일 실시예에서, 몸체부는 외통 상의 소정의 위치를 시각적으로 표시하도록 구성되는 적어도 하나의 기준 인디케이터를 더 포함한다. 복수의 인디케이터들이 구비될 수 있고, 인디케이터들은 몸체부의 둘레 주위에서 서로 등거리로 이격된다. 일 실시예에서, 기준 인디케이터는 근위단으로부터 원위단으로 연장되는 종방향 인디케이터이다. 일 실시예에서, 기준 인디케이터는 이미지를 형성할 수 있는 가시적 잉크로 몸체부의 내면 및 외면 중 하나에 인쇄된다. 일 실시예에서, 기준 인디케이터는 몸체부의 내면 및 외면 중 하나에 식각된다. 일 실시예에서, 복수의 인디케이터들은 일련의 이격된 작은 홀들 및 비관통형 홈들 중 하나이다.
폐쇄기는 원위단 및 근위단 사이에서 연장되는 몸체부를 더 포함할 수 있고, 근위단에 고정되게 연결되는 핸들부를 더 포함하며, 핸들부는 제1 정지 부재 및 그립 부재를 더 포함한다. 잠금 부재는 핸들부에 작동 가능하게 연결될 수 있고, 잠금 부재를 수용하는 수용 개구와 연통되는 결합 개구가 구비될 수 있다. 결합 개구는 잠금 부재를 핸들부에 유지하도록 구성되는 유지 부재를 수용하는 채널과 연통된다.
하나의 예시적인 실시예에서, 몸체부는 적어도 하나의 빈 영역을 더 포함한다.
일 실시예에서, 몸체부는 몸체부의 외면 상의 적어도 하나의 보상 돌기를 더 포함할 수 있다.
몸체부는 그 내부에 배치되는 채널부를 더 포함할 수 있고, 채널부는 진로 안내 부재를 수용하도록 구성된다. 하나의 구성에서, 채널부는 테이퍼진 원위 선단 부재의 근위 에지와 정렬되는 함몰부에서 종단한다.
일 실시예에서, 폐쇄기는 테이퍼진 원위 선단 부재 내에 배치되는 적어도 하나의 관찰창을 더 포함하고, 관찰창은 조직의 시각화를 허용하는 관찰 부재를 수용하도록 구성되는 채널과 연통된다.
일 실시예에서, 외과용 접근 조립체는 외통의 일부분에 작동 가능하게 연결되는 조명 링을 더 포함하고, 조명 링은 상면, 벽 부재 및 조명 링에 수용된 적어도 하나의 광 소자를 포함하며, 접근 개구가 조명 링의 상면을 관통하여 형성된다.
일 실시예에서, 광 소자는 복수의 LED 광 소자이다. 복수의 광 소자들이 접근 개구 주위에 등간격으로 이격되어 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 조명 링의 벽은 조명 링을 외통에 선택적으로 고정시키는 위치 결정 요소를 수용하도록 구성되는 벽 개구를 더 포함한다.
일 실시예에서, 폐쇄기, 외통, 또는 조명 링 중 하나를 진로 안내 시스템에 작동 가능하게 연결시키는 진로 안내 부재가 구비된다. 진로 안내 요소는 사용 중 환자 내의 외통 또는 폐쇄기의 위치를 표시하도록 구성된다. 진로 안내 부재는 RFID 칩, 센서, 초음파 프로브, 복수의 반사 부재, 어레이 또는 폐쇄기 내에 위치된 촬상 장치 중 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 진로 안내 요소는 외통의 일부분에 영구적으로 부착된다. 다른 실시예에서, 진로 안내 요소는 외통의 몸체부 내로 함침되거나 성형된다.
일 실시예에서, 조명 링은 조명 링의 벽 부재의 주변에 위치되는 적어도 하나의 외측으로 연장된 플랜지 부재를 더 포함하고, 진로 안내 요소는 플랜지 부재에 작동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 적어도 하나의 센서가 조명 링 내에 위치된 회로 기판에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 조명 링은 조명 링의 벽 부재의 주변에 위치된 복수의 외측으로 연장된 플랜지 부재들을 더 포함하고, 진로 안내 요소는 위치 인디케이터의 역할을 하는 복수의 반사성 볼을 포함하며, 반사성 볼들 중 하나는 각 플랜지 부재에 장착된다.
일 실시예에서, 외통에 장착되도록 구성되는 지지 링이 구비된다. 진로 안내 요소가 지지 링에 장착됨으로써, 지지 링이 외통에 연결될 때, 환자의 해부 구조(anatomy)에 대하여 외통의 위치를 표시하도록, 진로 안내 시스템이 외통의 위치를 추적하도록 구성된다.
이제 본 발명의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 외과용 접근 시스템을 도시한다.
도 2는 외과용 접근 조립체의 예시적인 구성의 단면 사시도이다.
도 3은 도 2의 외과용 접근 조립체의 외통의 사시도이다.
도 4a는 도 3의 외통의 측면도이다.
도 4b는 도 4a의 외통의 원위단의 일부의 확대 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 외통의 원위단의 대안적인 실시예의 일부의 확대 단면도이다.
도 5는 도 3의 외통의 단부 도면이다.
도 6a는 외통의 대안적인 실시예의 입면도이다.
도 6b는 도 6a의 외통의 단부 도면이다.
도 7a는 도 2의 외과용 접근 조립체의 폐쇄기 조립체의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 7B 영역에 따른 폐쇄기 조립체의 끝단면의 확대도이다.
도 8a는 도 7a의 폐쇄기 조립체의 상면도이다.
도 8b는 도 8a의 8B 영역에 따른 폐쇄기 조립체의 원위단의 확대도이다.
도 8c는 도 8a의 8B 영역에 따른 폐쇄기 조립체의 원위단의 대안적인 실시예이다.
도 8d는 도 8a의 8B 영역에 따른 폐쇄기 조립체의 원위단의 대안적인 실시예이다.
도 9a는 도 7a의 폐쇄기 조립체의 측면도이다.
도 9b는 도 9a의 9B 영역에 따른 폐쇄기 조립체의 일부의 확대도이다.
도 10은 도 7a의 폐쇄기 조립체의 단부 도면이다.
도 11a는 외과용 접근 조립체의 외통에 작동 가능하게 연결되는 조명 링의 사시도이다.
도 11b는 도 11a의 조명 링의 측면도이다.
도 11c는 도 11a의 조명 링의 상면도이다.
도 11d는 도 11a의 조명 링의 저면도이다.
도 11e는 도 11a의 조명용 조명 장치의 예시적인 구성의 단면도이다.
도 11f는 도 11a의 조명 링용 회로 기판의 평면도이다.
도 11g는 도 11a의 조명 링용 예시적인 전기 접속도이다.
도 11h는 도 11a의 조명 링의 대안적인 구성의 평면도이다.
도 11i는 도 11h의 조명 링의 저면도이다.
도 12는 외통의 예시적인 실시예에 조립된 도 11a의 조명 링을 도시한다.
도 13은 외과용 접근 조립체를 이용하는 공정 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 14a 및 도 14b는 촬상 기법(imaging modality)을 이용하여 얻은 관심 영역을 나타내는 두뇌의 이미지이다.
도 15는 두뇌의 섬유로(fiber tract) 및 섬유속(fascicle)과 같은 다양한 중요한 구조를 나타내는, 도 14a 및 도 14b에 도시된 두뇌로부터 얻은 이미지이다.
도 16a는 촬상 장치와 작동 가능하게 연결되는 폐쇄기의 대안적인 실시예이다.
도 16b는 폐쇄기의 근위단의 확대 단면도와 포스트의 부분 분해도이다.
도 16c는 폐쇄기용 코일 센서의 대안적인 구성이다.
도 16d는 도 16c의 포스트에 장착된 코일 센서의 단부 도면이다.
도 17a는 폐쇄기가 외통으로부터 인출되는 동안의 외과용 접근 시스템의 입면도이다.
도 17b는 외통이 두뇌 내의 제자리에 있는 외과용 접근 시스템의 입면도이다.
도 18은 세포 감소(cytoreduction)용으로 이용되는 예시적인 외과용 장치의 사시도이다.
도 19a는 예시적인 조작 부재의 입면도이다.
도 19b는 대안적인 조작 부재의 입면도이다.
도 19c는 그 유지 장치의 제1 예시적인 구성에 작동 가능하게 연결되는 외통의 상면도이다.
도 19d는 도 19c의 외통 및 유지 장치의 입면도이다.
도 19e는 그 유지 장치의 제2 예시적인 구성에 작동 가능하게 연결되는 외통의 상면도이다.
도 19f는 도 19c의 외통 및 유지 장치의 입면도이다.
도 19g는 그 유지 장치의 제3 예시적인 구성에 작동 가능하게 연결되는 외통 및 외시경(exoscope)의 측면도이다.
도 19h는 도 19g의 외통, 유지 장치 및 외시경의 사시도이다.
도 19i는 유지 장치와 외통의 연결을 나타내는, 외통의 상부의 확대 사시도이다.
도 19j는 도 19g 및 도 19h의 유지 장치의 대안적인 연결을 나타내는, 외통의 상부의 상면도이다.
도 20은 외과용 장치와 함께 이용될 수 있는 예시적인 전달 슬리브의 부분 사시도이다.
도 21a은 치료 전달 장치의 예시적인 구성이다.
도 21b는 도 21a의 치료 전달 장치의 대안적인 구성이다.
도 22는 외과용 접근 조립체가 채용될 수 있는 후속 치료의 공정 흐름을 나타내는 순서도이다.
이제 후술하는 설명과 또한 도면을 참조하여, 개시된 조립체 및 방법에 대한 예시적인 접근법을 상세하게 설명한다. 도면은 일부 실현 가능한 접근법을 나타내지만, 도면은 반드시 축척이 정해지지 않으며, 본 발명을 보다 잘 도시하고 설명하기 위해 일부 특징이 과장되거나, 제거되거나, 부분적으로 구분될 수 있다. 그리고, 본원에 제시된 설명은 완전한 것으로 의도되지 않거나, 특허청구범위를 도면에 도시되고 후술하는 상세한 설명에 개시된 정밀한 형태 및 구성으로 한정하거나 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본원에서는 외과용 접근 조립체, 외과용 접근 조립체에 사용되는 다양한 부품 및 외과용 접근 조립체를 사용하는 방법이 기재된다. 본원에 개시된 부품은, 외과의에게, 예를 들면, 두개 내 외과 수술 기법과 같은 효율적인 개선된 최소한의 침습 외과 수술 기법을 제공하면서, 환자에 대한 외상을 최소화하는 데에 있어 향상된 능력을 제공한다. 본원에 개시된 부품은 목표로 하는 효과적인 치료 요법의 적용을 위해서도 이용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 외과용 접근 조립체(100)의 단면 사시도가 도시된다. 하나의 예시적인 구성에서, 외과용 접근 조립체(100)는 중공형 외통(102) 및 선택적으로 제거 가능한 폐쇄기(obturator)(104)를 포함한다. 도 2에 가장 잘 나타나듯이, 폐쇄기(104)는, 아래에서 보다 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 폐쇄기(104)의 원위단(106)이 외통(102)의 원위단(108)으로부터 소정의 거리로 돌출되도록 외통(102)의 길이에 비하여 긴 길이를 갖도록 구성된다.
잠금 부재(110)가 또한 구비될 수 있다. 아래에 보다 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 잠금 부재(100)는 폐쇄기(104) 내에 별도의 진로 안내 부재(112)(가상선으로 도시됨)를 작동 가능하게 유지하도록 구성된다. 잠금 부재(110)가 폐쇄기(104)로부터 완전히 결합 해제되는 것을 방지하기 위해, 유지 부재(114)가 폐쇄기(104)의 일부의 내부에 고정될 수 있다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 외통(102)이 보다 더 상세하게 설명된다. 외통(102)이 원위단(108) 및 근위단(116)으로 정의되며, 전반적으로 중공의 몸체부(118) 및 그립부(120)를 포함한다. 하나의 예시적인 구성에서, 도면에 도시된 바와 같이, 그립부(120)는 링으로서 구성된다. 그러나, 그립부(120)가 링으로서 구성될 필요가 없다는 것으로 이해된다. 쉬운 설명을 위해, 이하, 그립부(120)는 그립 링(120)이라 한다. 그립 링(120)은 근위단(116)에서 몸체부(118)에 견고하게 고정된다. 하나의 예시적인 구성에서, 몸체부(118)는 외통(102)이 이러한 조직 내에 배치될 때 몸체부(118)의 외측에 배치되는 중요한 구조뿐만 아니라 정상 조직, 비정상 조직의 관찰을 허용하는 투명한 생체적합성 재료로 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 외통(102)은 폴리카보네이트로 구성되지만, 수지를 포함하는 다른 생체적합성 재료가 채용될 수 있다.
하나의 예시적인 구성에서, 종양(tumor), 혈관, 섬유로(fiber track), 섬유속(fascicle) 및 심지어 건강한 조직도 실시간으로 시각화할 수 있는 촬상 기구가 외통(102)에 통합될 수 있다. 실제로, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 촬상 기구는 생리적인 기능적 촬상이 가시화되는 피질 섬유로의 특성에 관한 정보를 제공할 수 있도록 함으로써, 사용자가, 두뇌 내의 원하는 위치로의 접근을 얻으면서, 이러한 섬유를 절단하고, 연신시켜, 잠재적으로 손상시키는 대신에, 이러한 섬유를 분리하여 외통(102)의 어느 일측에 위치시킬 수 있도록 한다. 그리고, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 촬상 기구는 또한 외과의가, 외통(104)을 위치시킨 후, 그를 통한 비정상부 제거 수술(abnormality resection procedure) 도중에, 섬유로 및 섬유속 위치에 관한 실시간 정보를 얻을 수 있도록 할 수 있다. 백색질 섬유로(white matter tract) 촬상 이외에도, 뇌혈류 특성의 매핑(mapping)이 얻어질 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 촬상 기구는 외통(102)에 통합된 초음파 프로브일 수 있다. 예를 들면, 외통(102)은 하나 이상의 작은 직경의 초음파 프로브를 구비하도록 구성된 외통(102)을 정의하는 벽 내부에 하나 이상의 채널을 구비할 수 있다. 다른 구성에서, 외통(102) 내에 수용되도록 구성되는 단일의 초음파 프로브가 구비될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 향상된 촬상을 제공하기 위해, 저 자장 MRI 프로브가 외통(102) 내에 선택적으로 위치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 저 자장 MRI 촬상 코일이 외통(102) 내에 성형되거나 접합될 수 있다. 또 다른 예시적인 구성에서, 프로브는 광 간섭 단층(optical coherent tomography)(OCT) 촬상 또는 분광법(spectroscopy)일 수 있다.
다른 예시적인 구성에서, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 외통(102)은 또한(또는 대안적으로) 사용자가 관심 영역에 위치된 후의 외측 샤프트(102)의 위치를 "판독할" 수 있도록 하고, 수술 중 외통(102)의 위치를 업데이트하도록 하는 진로 안내 능력을 구비할 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 진로 안내 시스템(navigation system)에 의하여 추적되도록 구성되는 RFID 칩 또는 센서가 외통(102)에 통합될 수 있다. 예를 들면, RFID 칩 또는 센서는, 예를 들면, RFID 칩 또는 센서를 외통 내에 함침하거나 성형하는 것에 의하여, 외통(102)에 영구적으로 부착될 수 있다. 다른 예시적인 구성에서, 임시 센서 또는 칩이 외통(102)에 통합되거나 부착될 수 있다. 예를 들면, 외통(102)은 외통(102)을 정의하는 벽 내부에 하나 이상의 채널을 구비할 수 있다. RFID 칩 및/또는 센서가 채널 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, RFID 칩 및/또는 센서는 그립 링(120) 내에 위치될 수 있다.
또 다른 대안적인 구성에서, RFID 칩 또는 센서가 그립 링(120)에 장착될 수 있다. 그리고, 또 다른 구성에서, 반사성 볼(ball)은 그립 링(120)의 원위 대향면(도 3에 가장 잘 도시됨) 상에 장착될 수 있다(도 11h 및 도 11i를 참조하여 아래에서 설명되는 것과 유사함). 반사성 볼은 광학 이미지 유도 시스템(optical image guidance system)과 관련하여 사용되는 종류의 반사기의 어레이와 같은 이미지 유도 위치 인디케이터로서 작용한다. 이러한 시스템과 함께 사용되는 적외선 반사기 볼은 이미지/진로 안내 유도 시스템(image/navigational guidance system)에 대하여 외통을 식별하기 위해 조정된 종래의 삼각형 구성으로 장착된다.
외통(102)의 원위단(108)은 외통(102)의 원위단(108)의 개구(134)를 둘러싸는 원위 에지(132)에서 외통(102)의 중심축 A-A을 향하여 연장되는 테이퍼부(130)를 구비하도록 구성될 수 있다. 테이퍼부(130)는, 조직의 드래그(drag), 외상 또는 코어링(coring) 없이, 폐쇄기(104)의 몸체부(168)를 정의하는 직경으로부터 외통(102)의 몸체부(118)를 정의하는 직경까지의 외통(102) 및 원위 선단부(172) 사이의 천이를 용이하게 하는 역할을 한다. 하나의 예시적인 구성에서, 원위단(108)은 외과용 접근 조립체(100)가 두뇌 내로 삽입될 때, 두뇌 조직의 매끄러운/비외상적인(atraumatic) 천이를 생성하기 위해 반경 또는 다른 구성을 구비하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 4b에 가장 잘 나타나듯이, 원위 에지(132)는 날카롭게 되지 않고 만곡되게 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 원위 에지(132)는 0.3mm 직경으로 만곡된 림(rim)으로서 구성된다. 테이퍼부(130) 및 만곡된 원위 선단(132)은 폐쇄기(104)와 협동하여 백색질을 포함하는 두뇌 내의 조직 및 다양한 구조를, 조직 또는 이러한 구조를 절단하지 않고, 외통(102)으로부터 비외상적으로 이동시킨다. 실제로, 도 1c에 도시된 바와 같은 무딘 선단 원위단 또는 테이퍼진 선행 에지(leading edge)를 포함하는 종래의 장치와 달리, 만곡된 원위 선단(132)은 테이퍼부(130) 및 폐쇄기(104)와 협동하여 다양한 조직의 타박상(bruising) 및 손상을 방지한다. 보다 구체적으로, 이 구성은 연약한 조직을 절단하지 않고 연약한 조직 내로의 외통(102)의 진입을 용이하게 한다. 외과용 접근 조립체(100)의 삽입은 아래에서 더 상세하게 설명된다.
몸체부(118)는 또한 복수의 이격된 인디케이터들(136)을 구비할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인디케이터들(136)은 전반적으로 몸체부(118)의 둘레 주위로 연장되며, 각 인디케이터는 몸체부(118)에서 소정의 위치를 가시적으로 나타내는 이차 인디케이터(138)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 네 개의 인디케이터들(136)을 나타내고 있지만, 몸체부(118)가 다양한 길이를 가질 수 있어 인디케이터(136)가 임의의 개수로 제공될 수 있다는 것으로 이해된다. 몸체부(118)는 또한 종방향 인디케이터(140)를 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4a에 가장 잘 나타나듯이, 종방향 인디케이터(140)는 근위단(116)으로부터 원위단(108)으로 연장된다. 인디케이터(136, 138, 140)는, 예를 들면, 플루오르-디옥시글루코스(fluro-deoxyglucose)(FDG), 테크니슘(Technicium) 99, 가돌리늄(Gadolinium), 티타늄(titanium) 가루, 황산 바륨(barium sulfate), 이들의 조합 또는 다른 적합한 촬상 물질을 포함하는 잉크와 같은 촬상 가시적 잉크로 몸체부(118)의 내면 또는 외면에 인쇄될 수 있다. 인디케이터(136, 138)는, 구조가 몸체부(118)를 통하여 보일 수 있으므로, 시스템(100) 운용자에게 기준점을 제공한다. 인디케이터(136, 138, 140)는 또한 관심 영역의 용이한 식별을 가능하게 하도록 MRI, CT, PET, 또는 임의의 다른 적합한 촬상 기법에서 보일 수 있도록 구성될 수 있다. 하나의 대안적인 실시예에서, 인디케이터(136, 138 및/또는 140)는 몸체부(118), 즉, 몸체부(118)의 내면 또는 외면에 식각되거나 인쇄될 수 있다.
그립 링(120)의 상세가 도 5에 가장 잘 나타나 있다. 그립 링(120)은 전반적으로 외주변(144) 및 내측 개구(146)에 의하여 정의되는 플랜지 부재(142)로서 구성된다. 내측 개구(146)는 전반적으로 몸체부(118)에 의하여 정의되는 루멘(148)의 직경에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 외주변(144)은 몸체부(26)의 루멘(148)에 비하여 큰 직경을 갖는 크기를 갖는다. 플랜지 부재(142)는 그 내부에 배치되는 하나 이상의 작은 개구(150)를 더 구비할 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 복수의 작은 개구들(150)이 내측 개구(146) 주위에 전반적으로 등거리로 이격되게 구비된다. 작은 개구(150)는 아래에서 더 상세하게 설명된다. 외주변(144)은 외통(102)을 파지하는 것을 용이하게 하도록 질감을 갖는 면(152)을 더 구비할 수 있다. 예를 들면, 하나의 예시적인 구성에서, 질감을 갖는 면(152)은 복수의 교호 리지들(ridge)(154) 및 홈들(156)을 포함한다. 그러나, 다른 질감을 갖는 면이 채용될 수 있는 것으로 이해된다.
플랜지 부재(142)의 근위단 표면(158)에 배치된 정렬 특징부(160)가 채용될 수 있다. 정렬 특징부(160)는 외통(102)이 두뇌 내에 위치될 때 종방향 인디케이터(140)의 위치를 나타내는 데에 이용된다. 정렬 특징부(160)는 아래에서 보다 더 상세하게 설명된다.
외통(202)의 대안적인 실시예가 도 6a 및 도 6b에 도시된다. 외통(202)은 원위단(208), 근위단(216) 및 몸체부(218)에 의하여 정의된다는 점에서 외통(102)과 유사하다. 원위 에지(232)는 전반적으로 원위 선단(132)과 유사하도록 구성된다. 그립 링(220)은 몸체부(218)에 견고하게 고정된다.
그립 링(220)은 또한 질감을 갖는 면(252)을 포함한다. 그립 링(220)은 위치 결정 부재(262)를 더 포함한다. 위치 결정 부재(262)는 조명 링(도 11a에 가장 잘 나타냄)(300)을 외통(102)에 작동 가능하게 연결시키도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서 알 수 있듯이, 위치 결정 부재(262)는 그립 링(220)의 외주변(244)으로부터 외측으로 연장된다. 위치 결정 부재(262)는 종방향 인디케이터(240)의 위치를 나타내는 정렬 특징부로서의 역할도 할 수 있다. 대안적으로, 별도의 정렬 특징부(260)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 6b에서, 정렬 특징부(260)는 위치 결정 부재(262)에 인접하게 위치된다.
몸체부(218)는 또한 수술 시 외통(202)의 위치 결정을 돕는 인디케이터들(34, 36, 38)을 구비할 수 있다. 그러나, 다른 대안적인 구성에서, 몸체부(218)는 특정 촬상 기법에서 신호 소실(signal void) 또는 최소 잡음(minimal artifact)을 생성하는 인디케이터(264)를 구비할 수 있다. 하나의 구체적인 구성에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 인디케이터들(264)은 소정의 거리로 이격된 작은 홀들로서 구성될 수 있다. 또 다른 대안적인 구성에서, 인디케이터(264)는 비관통형 홈(divot)으로서 구성될 수 있다. 더 추가적인 대안적인 구성에서, 인디케이터(264)는 몸체부(218)의 내면 또는 외면에 형성되는 종방향 홈(미도시)으로서 구성될 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하여, 이제 폐쇄기(104)가 설명된다. 폐쇄기(104)는 원위단(106), 근위단(166), 몸체부(168) 및 핸들부(170)에 의하여 정의된다. 원위단(106)은 조직의 비외상적인 확장을 제공하도록 선단 부재(174)로 테이퍼진 전반적으로 원뿔 형상인 원위 선단부(172)을 구비하도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 선단부(172)는 폐쇄된 선단 부재(174)를 향하여 테이퍼져서 폐쇄기(104)가 두뇌 내로 삽입될 때의 조직의 코어링(coring)을 방지한다.
선단부(172)의 테이퍼를 정의하는 각도(α)의 선택을 다루는 다수의 변수들이 존재한다. 이러한 변수들은, 폐쇄기(104)의 외경(D1)의 크기, 원위 선단부(172)가 몸체부(168)로부터 연장되는 원하는 길이, 및 진로 안내 부재(112) 원위 선단 및 선단 부재(174)의 원하는 오프셋을 포함한다. 보다 구체적으로, 외과용 접근 조립체(100)가 다수의 크기를 갖는 외통들(102) 및 폐쇄기들(104)을 포함할 수 있는 키트(kit)의 일부로서 제공되어, 두뇌 내에서의 관심 영역으로의 접근에 대한 유연성을 제공하도록 외과의에게 상이한 직경 크기들 및 길이들의 선택을 제공하는 것이 고려된다. 그러나, 이용되는 폐쇄기(104)의 크기 직경(D1)과는 관계 없이 원위 선단(174)이 결정될 수 있도록 보장하기 위해, 테이퍼 각도(α)가 선택적으로 조절될 수 있다. 그 원위단을 폐쇄기(104) 내의 설정된 위치에 위치시키는 진로 안내 부재(112)를 활용하는 실시예에서(아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같음), 상이한 직경(D1) 크기를 갖는 폐쇄기들(104)에서 진로 안내 부재(112)의 원위단 및 원위 선단(174) 사이의 동일한 오프셋 길이를 유지하기 위해, 직경(D1)이 증가함에 따라, 테이퍼 각도(α)가 증가해야 할 것이다.
예를 들면, 폐쇄기(104)의 직경(D1)이 13.5mm라면, 효과적인 비외상적 확장, 및 결정 가능한 원위 선단(174) 위치를 제공할 수 있는 예시적인 각도(α)는 45.5°일 수 있다. 그러나, 폐쇄기(104)의 직경(D1)이 15.5mm라면, 예시적인 각도(α')는 52.8°일 수 있다.
도 8b에 가장 잘 나타나듯이, 원위 선단(174)은 선단 부재(174)가 둥글고, 무디지 않거나 날카롭지 않도록 만곡되게 구성된다. 보다 구체적으로, 선단 부재(174)는 삽입 시 두뇌 내에서 발견되는 혈관, 섬유로 및 섬유속과 같은 연약한 조직을 연신시키거나 찢을 수도 있는 임의의 평탄부를 갖지 않도록 구성된다. 그리고, 선단 부재(174)가 폐쇄되기 때문에, 이러한 연약한 조직 및 섬유속의 손상도 방지된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 선단 부재(174)는 0.5mm 반경을 갖도록 구성된다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 선단 부재(174)의 구성은 선단 부재가 삽입되는 조직을 대체하여 부드럽게 이동시키도록 설계된다; 즉, 외과용 접근 조립체(100)가 조직 내로 삽입될 때, 조직을 절단하는 것과는 대조적으로, 섬유속 내부의(intra-fascilar) 방식 및 섬유속 옆의(para-fascilar) 방식으로의 도입을 허용하기 위해 조직을 비외상적으로 확장시키도록 설계된다.
핸들부(170)는 폐쇄기(104)의 근위단(166)에 위치된다. 도 7b, 도 8a 및 도 9a에 가장 잘 나타나듯이, 핸들부(170)는 정지 부재(176) 및 그립 부재(178)를 포함한다. 정지 부재(176)는 그립 부재(178)의 멀리에 위치되고, 도 8a에 가장 잘 나타나듯이, 몸체부(168)의 직경(D1) 및 외통(102)(도 4a에 도시됨)의 직경(D2)에 비하여 큰 폭(W1)을 갖도록 구성된다. 그립 부재(178)는 정지 부재(176)의 폭(W1)에 비하여 큰 폭(W2)을 갖도록 구성되어, 계단 모양의 구성을 제공한다. 정지 부재(176)는 그립 부재(178)의 원위면(179)으로부터 축방향으로 이격되는 결합면(177)을 더 정의한다.
하나의 예시적인 구성에서, 도 7a, 도 7b 및 도 10에 가장 잘 나타나듯이, 핸들부(170)는 전반적으로 평면(180)을 갖도록 구성된다. 평면(180)은 잠금 부재(110)를 수용하도록 구성되는 수용 개구(182)를 갖도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 수용 개구(182)에는 나사산이 형성된다. 도 2, 도 7b 및 도 8a에 가장 잘 나타나듯이, 결합 개구(184)가 수용 개구(182) 내에 배치된다. 결합 개구(184)는 핸들부(170) 전반에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장되는 채널(186)(도 8a 및 도 9a에 가상선으로 나타냄)과 연통된다. 잠금 부재(110)가 수용 개구(182) 내에 적어도 부분적으로 결합된 이후에, 유지 부재(114)(도 2)가 채널(186) 내부에 위치된다. 결합 개구(184)가 수용 개구(182) 내로 개방되기 때문에, 유지 부재(114)의 일부가 수용 개구(182)의 일부를 횡단하여 연장됨으로써, 잠금 부재(110)가 전체적으로 수용 개구(182)로부터 인출되는 것이 방지된다. 예를 들면, 잠금 부재(110)는 수용 개구(182) 내의 대응하는 암나사와 협동하는 나사산을 갖는 것으로 도시된다. 유지 부재(114)는 잠금 부재(110)의 나사산 위로 연장되도록 채널(186) 내에 위치되어, 잠금 부재(110)가 수용 개구(182)로부터 제거될 때, 나사산이 유지 부재(114)와 접촉되며, 이에 따라, 잠금 부재(110)가 핸들부(170)로부터 완전히 제거되는 것이 방지된다.
접근 개구(188)가 근위단(166)을 관통하여 형성된다. 접근 개구(188)는 핸들부(170)를 통하여 연장된다. 하나의 예시적인 구성에서, 접근 개구(188)는 접근 개구(188)를 향하여 테이퍼지는 내측으로 연장되는 챔퍼부(189)를 구비할 수 있다. 챔퍼부(189)는 진로 안내 부재(112)를 접근 개구(188) 내로 삽입하기 위한 자기 지향성 특징부(self-directing feature)을 제공한다. 접근 개구(188)는 핸들부(170)를 관통하여 몸체부(168) 내부로 연장되는 제1 채널부(191)와 연통된다.
도 8d에 나타나듯이, 폐쇄기(104)는 또한 폐쇄기에 작동 가능하게 연결되는 관찰 부재(167)를 수용하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 원뿔형 선단부(172)는 원뿔형 선단부(172)의 표면과 동일 평면으로 배향되는 하나 이상의 관찰창(169)을 구비하도록 구성될 수 있다. 관찰창(169)은, 예를 들면, 광섬유 케이블 또는 초음파 프로브와 같은 관찰 부재를 선택적으로 수용할 수 있는 관찰 부재 채널(171)과 연통된다. 관찰 부재는 진로 안내 부재의 사용에 추가적으로 존재할 수 있거나, 대체하여 존재할 수 있다. 관찰 부재는 외과의가 실시간으로(즉, 삽입 과정 중), 주변 조직 및 생생한 조직 구조를 관찰하는 것을 허용하여, 삽입 중 외상을 최소화한다.
몸체부(168)는 원위단(106) 및 근위단(166) 사이에서 연장된다. 몸체부(168)는 하나 이상의 길게 연장된 빈 영역(190)을 포함한다. 빈 영역(190)은 폐쇄기(104)의 중량을 줄이는 역할을 하여, 외과적 수술 과정에서 폐쇄기(104)의 조작을 보다 용이하게 한다. 빈 영역은(190) 또한 폐쇄기(104)의 몸체부(168) 내에서의 보습(moisture retention)에 의한 폐쇄기(104)의 살균을 가능하게 한다. 그리고, 빈 영역(190)은 또한 통기(venting)를 제공하여, 수술 중 폐쇄기(104)가 외통(102)으로부터 인출될 때 진공이 발생되는 것을 방지한다.
빈 영역(190)은 몸체부(168)의 길이의 일부를 통하여 축방향으로 연장되는 웹부(192)에 의하여 분리된다. 하나 이상의 인디케이터(194)가 몸체부(168)의 웹부(192) 상에 배치된다. 인디케이터(194)는 폐쇄기(104)가 조직 내에 위치되어 있는 동안 두뇌 내의 다양한 조직, 중요한 구조 및 섬유속에 대한 폐쇄기(104)의 위치와 관련한 정보를 실시간으로 제공하는 촬상 기법과 협동하는 이격된 해시 마크들(194a로 나타냄)을 포함할 수 있다. 인디케이터(194)는 또한 폐쇄기(104) 및 외통(102) 간의 상대 위치와 관련한 정보를 제공하는 것을 돕는다. 인디케이터(194)는 특정 촬상 기법에서 신호 소실 또는 최소 잡음을 생성한다.
몸체부(168)는 하나 이상의 횡단웹(196)을 더 포함할 수 있다. 횡단웹들(196)이 웹부들(192)을 횡단하도록 배향되어, 웹부들(192)을 함께 연결시킨다. 하나의 예시적인 구성에서, 몸체부(168)는 몸체부(168)의 외경(D2)을 작동 가능하게 정의하는 적어도 하나의 횡단웹(196)을 포함한다. 직경(D2)은 외통(102)의 루멘(148) 내에 끼워지는 크기로 되어 폐쇄기(104) 및 외통(102)이 서로에 대하여 선택적으로 미끄러질 수 있다. 그러나, 직경(D2)은 또한 외통(102)의 내면 및 폐쇄기(104)의 외면 사이의 임의의 간극을 최소화하거나 심지어 제거하는 크기로 된다. 도 7 내지 도 9에 도시된 예시적인 구성에서, 세 개의 횡단웹들(196a, 196b, 196c)이 제공된다. 제1 횡단웹(196a)은 원위 선단부(172)에 연결되는 반면, 제2 횡단웹(196b)은 제1 횡단웹(196a)으로부터 가깝게 이격되고 빈 영역(193)에 의하여 분리된다. 제3 횡단웹(196c)은 빈 영역(192)에 의하여 제2 횡단웹(196b)으로부터 분리되며, 핸들부(170)의 제1 정지 부재(176)로부터 멀리에 위치된다. 횡단웹(196)은 폐쇄기(104)의 구조적 완전성 및 개선된 강성을 제공하는 역할을 한다.
하나의 예시적인 구성에서, 하나 이상의 횡단웹(196)은 외통(102)의 루멘(148)의 직경의 약간의 제조상의 차이를 수용하도록 환형 보상 돌기(197)를 더 구비할 수 있다. 예를 들면, 외통(102)이 수지로 성형되는 부품일 수 있다는 것이 고려됨에 따라 공정이 이러한 약간의 제조상의 차이를 야기할 수 있다. 보상 돌기(197)는 폐쇄기(104)의 외면으로부터 약간 반경방향 외측으로 연장되며, 외통(102)의 루멘(148)과 협동하여 외통(102)의 수지의 약간의 유연성으로 인한 폐쇄기(104)의 외면 및 루멘(148) 사이의 마찰 끼움을 생성한다. 보상 돌기(197)를 이용함으로써, 생산 시 외통(102)의 고차원적 공차를 유지할 필요성을 줄일 수 있다.
일 실시예에서, 횡단웹(196b)은 그를 통하여 연장되는 제2 채널부(198)(가상선으로 도시됨)를 구비한다. 제2 채널부(198)는 제1 채널부(191)와 축방향으로 정렬되며, 진로 안내 부재(112)를 선택적으로 수용하도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 도 9b에 가장 잘 나타나듯이, 내측으로 연장되는 함몰부(199)가 제1 횡단웹(196A) 내에 배치된다. 외통(102)이 폐쇄기(104)에 조립될 때, 함몰부(199)는 진로 안내 부재(112)의 원위 선단을 외통(102)의 원위단(108)에 정렬시키도록 구성된다.
도 11a 내지 도 11f를 참조하여, 이제 선택적인 조명 링(300)의 상세가 설명된다. 조명 링(300)은 전반적으로 상면부(302), 벽 부재(304)에 의하여 정의된다. 회로 기판(306)이 또한 구비될 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 상면(302)은, 상면을 관통하여, 하나 이상의 외과용 기구를 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 접근 개구(308)를 포함한다. 추가적인 작은 개구들(309)이 상면(302)에 구비될 수 있다. 하나 이상의 작은 개구(309)는 플랜지 부재(142) 상에 배치된 작은 개구들(150)과 정렬되도록 구성된다. 벽 부재(304)는 조명 링(300) 내에 개방된 캐비티(310)를 생성하도록 상면(302)으로부터 연장된다. 벽 부재(304)의 외면은 그립 링(120)과 유사하게 질감이 형성(미도시)될 수 있다.
하나 이상의 광 소자(312)가 조명 링(300)의 일부분에 지지된다. 도 11e에 도시된 일 실시예에서, 광 소자들(312)이 접근 개구(308)에 인접하게 개방된 캐비티(310)를 향하여 내측으로 대면하도록 상면(304)에 고정되게 장착된다. 각 광 소자(312)는 와이어(314)에 의해 원격 전원(미도시)에 전기적으로 연결된다. 하나의 예시적인 구성에서, 와이어(314)는 접근 개구(308)의 둘레에서 상면(302)에 형성된 채널 내에 유지될 수 있다.
대안적인 구성(도 11f)에서, 광 소자들(312)은 회로 기판(306) 내에 통합될 수 있다. 회로 기판(306)은 상면(302)에 형성된 접근 개구(308)와 정렬될 수 있는 접근 개구(316)를 구비하도록 구성된다. 그리고, 회로 기판(306)은 또한 개방된 캐비티(310) 내에 위치되고 고정되는 크기를 갖는다. 다시 말하면, 하나의 구성에서, 회로 기판(306)은 벽 부재(304)에 의하여 정의되는 내경에 비하여 작은 외경을 갖는 크기를 갖는다. 벽 개구(318)는 상면(302) 또는 벽 부재(304)의 일부분을 관통하여 형성되어 와이어(320)에 대한 접근을 제공하여 회로 기판(306)을 전원에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 벽 개구(318)의 예를 도 11b, 도 11d 및 도 11f에서 볼 수 있다. 회로 기판(306)은 조명 링(300)이 켜져 정상 상태(steady state)에 있을 때 일정한 광 출력이 발생되도록 구성될 수 있다.
회로 기판(306)의 예시적인 회로 설계(321)가 도 11g에 도시된다. 예시적인 구성에서, 회로 설계(321)는 광 소자(312)의 깜박거림을 방지하고/하거나 조명 링(300)의 사용 중 모든 광 소자들(312)에 비하여 적은 광 소자가 작동하는 것을 방지하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 회로 설계(321)는 하나의 광 소자(312)가 타버리거나 회로로 전력을 공급하는 배터리가 저하되는 경우에, 조명 링(300)이 단순하게 차단되고, 교체 배터리 팩(미도시)이 사용될 수 있도록 구성된다.
하나의 예시적인 구성에서, 광 소자(312)는 LED 광 소자이지만, 다른 광 장치가 활용될 수 있다. LED 광 소자는 외과용 접근 조립체(100)의 중량에 크게 기여하지 않으며, 또한 비임상적(non-clinical)인 상당한 양의 열을 방출시킨다. 게다가, LED 광 소자는 조명 링(300)에 통합될 수 있는 서로 상이한 조합의 색깔/주파수를 갖는 광을 발생시켜, 조직을 판별할 수 있는 형광 염료(fluorescing dye)의 개선된 시각화를 제공한다.
LED 광 소자의 사용은 또한, 수반하는 광 섬유 광원 없이, 외과용 접근 조립체(100)를 사용하는 내시경을 허용한다. 이 구성은 내시경의 요구되는 전체 외경을 상당히 줄여, 외통(102)의 루멘(148) 내의 작업 공간을 향상시킨다. 보다 구체적으로, 외통(102)의 루멘(148)은 보다 이용 가능한 작업 공간을 가지며, 이에 따라, 증가된 다수의 기기 장치들의 동시 사용 및 개선된 시각화를 제공한다. 그리고, 전통적인 내시경 장치는 도입 캐뉼라(introducer cannula)에 고정되는 지지 구조에 부착되어야 하기 때문에, 이러한 조립체의 중량은 도입 캐뉼라를 일 방향으로 당기는 경향이 있다. 이러한 작용은 수술 중 도입 캐뉼라의 배치를 손상시킬 수 있고/있거나 두뇌 조직의 외상을 초래할 수 있다. 그러므로, 조명 링(300)을 외통에 통합시키는 것에 의해, 이러한 잠재적인 단점을 방지할 수 있다.
조명 링(300)이 임의의 적합한 방식으로 외통(102)의 그립 링(120)에 고정될 수 있는 반면, 하나의 예시적인 구성에서는, 조명 링(300)은 조명 링(300)을 그립 링(120)에 선택적으로 고정시키는 선택적 잠금 장치를 구비한다. 하나의 예시적인 구성에서, 벽 부재(304)는 도 11b에 가장 잘 도시된 잠금 채널(322)을 구비한다. 잠금 채널(322)은 벽 개구(318)를 포함하며, 제1 채널부(324) 및 제1 채널부(324)와 연통되는 제2 채널부(326) 내로 개방된다. 벽 개구(318)는 벽 부재(304)의 바닥면(328)으로부터 연장된다. 제2 채널부(326)는 벽 부재(304)의 바닥면(328)으로부터 상측으로 이격되며, 제1 채널부(324)로부터 소정의 각도로 배향된다. 하나의 예시적인 구성에서, 제2 채널부(326)는 제1 채널부(324)로부터 90°로 배향된다.
잠금 채널(322)은 위치 결정 부재(262)와 협동하여 조명 링(300)을 그립 링(120)에 선택적으로 고정시킨다. 보다 구체적으로, 조명 링(300)은 벽 개구(318)로 진입하는 위치 결정 부재(262)에 의해 그립 링(120) 상부에서 아래로 밀린다. 조명 링(300)이 하측으로 밀림에 따라, 위치 결정 부재(262)가 제1 채널부(324)를 통하여 이동한다. 위치 결정 부재(262)가 제1 채널부(324)의 종단부(330)와 접촉되면, 조명 링(300)이 외통(102)에 대하여 회전되어, 위치 결정 부재(262)가 제2 채널부(326) 내로 이동되며, 이에 따라, 도 12에 도시된 바와 같이, 조명 링(300)을 외통(102)에 선택적으로 잠글 수 있다. 조명 링(300)이 연결되면, 이에 따라, 외통(102)의 루멘(148)을 조명하는 핸즈-프리 광원을 제공한다.
하나의 예시적인 구성에서, 외통(102)의 특정 부분이 프로스트(frost) 가공되어 외통(102)의 시각화를 증가시키도록 광을 반사할 수 있다. 예를 들면, 테이퍼부(130)가 프로스트(frost) 가공될 수 있다. 마찬가지로, 그립 링(120)의 상부가 프로스트 가공될 수 있다.
도 11h 및 도 11i를 참조하면, 조명 링(350)의 대안적인 구성이 도시된다. 조명 링(350)은 조명 링(300)과 유사하며, 상면(302), 벽 부재(304), 접근 개구(308), 개방된 캐비티(310), 작은 개구들(309) 및 벽 개구(318)와 같은 공통 요소들이 또한 도 11h 및 도 11i에 도시된다. 도 11h 및 도 11i에 도시된 실시예는 외측으로 연장된 플랜지 부재들(352)을 더 포함한다. 하나의 구성에서, 플랜지 부재들(352)은 조명 링(350)의 외주변과 일체로 형성된다. 도시된 실시예는 조명 링(300)의 벽 부재의 주변 주위에 등간격으로 이격된 세 개의 플랜지 부재들(352)을 포함하지만, 임의의 개수의 플랜지 부재들(352)이 구비될 수 있는 것으로 이해된다. 그리고, 임의의 구성에서, 플랜지 부재들(352)은 주변 주위에 배치될 수 있다.
플랜지 부재들(352)은 위치 인디케이터로서의 역할을 하는 센서들(354)(도 11i 참조) 또는 반사성 볼들을 지지한다. 보다 구체적으로, 센서들(354)은, 조명 링(300)이 외통(102)에 연결되면, 관심 영역 내로 삽입된 이후의 외통(102)의 위치를 나타낼 수 있도록, 진로 안내 시스템(아래에서 더 상세하게 설명됨)과 협동하도록 구성될 수 있다. 하나의 구성에서, 센서들(354)은 플랜지 부재들(352) 내에 성형될 수 있거나 플랜지 부재들(352) 상에 접합될 수 있다. 다른 구성에서, 센서들(354)은 플랜지 부재들(352)에 임시로 부착될 수 있다. 예를 들면, 플랜지 부재들(352)은 각각 센서가 위치될 수 있는 홈을 포함할 수 있으며, 유지 링이 각 센서(354) 위에 고정되어 센서를 플랜지 부재(352)에 임시로 고정할 수 있다.
다른 예시적인 구성에서, 센서(354)는 회로 기판(306)을 통하여 전력을 받을 수 있다. 보다 구체적으로, 센서들(354)은 회로 기판(306)에 전기적으로 연결될 수 있다. 추가적인 와이어가 회로 기판(306)을 전원에 전기적으로 연결시켜, 조명 링(350)에 수반되는 광 소자들뿐만 아니라 센서들(354)로 전력을 제공한다.
또 다른 대안적인 구성에서, 외통(102)의 그립 링(120)에 선택적으로 장착될 수 있는 지지 링(미도시)이 또한 구비될 수 있다. 지지 링은 외통(102)의 주위에 적어도 부분적으로 연장되도록 구성되며, RFID 칩 또는 센서와 같은 진로 안내 요소가 거기에 고정될 수 있다. 조명 링(350)과 마찬가지로, 지지 링이 외통(102)에 고정될 때, 외통(102)의 위치가 진로 안내 시스템에 의하여 "판독"될 수 있다. 다른 구성에서, 지지 링은 반사성 볼과 같은 반사 요소를 지지하도록 구성될 수 있다. 지지 링은 대안적으로 외통(102) 대신에 조명 링(300)에 부착되도록 구성될 수 있다.
외과용 접근 조립체의 동작이 도 13에 도시된 공정 흐름(400)과 관련하여 설명된다. 일반적으로, 임의의 외과적 수술이 결정되기 이전에, 환자는 먼저 평가를 요하는 증상 또는 결핍을 겪고 있을 것이다. 그러므로, 공정 흐름(400)의 시작은 외과의가 그러한 신경학적 증상/결핍의 원인을 판단(402)하는 것부터 시작한다. 이러한 판단은 MRI 또는 CT 촬상을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 촬상 기법의 이용을 통하여 이루어질 수 있다. 그 다음 과정은 404 단계로 진행된다.
402 단계에서의 판단이 종양 또는 혈종(hematoma)과 같은 뇌질환이 발견된 것으로 판단하면, 추가적인 판단이 요구된다. 보다 구체적으로, 뇌질환의 위치가 404 단계에서 판단된다. 촬상이 관심 영역이 내부 축방향/피질 하부의 공간에 위치된 것으로 판단하면, 공정 흐름은 406 단계로 계속된다. 그러나, 뇌질환이 두뇌의 다른, 보다 용이하게 접근 가능한 영역에 위치되면, 공정 흐름이 정지한다.
상술한 바와 같이, 임의의 적합한 촬상 기법이 뇌질환이 존재하는지 여부, 및 그렇다면, 어디에 뇌질환이 위치되는지를 판단하는 데에 활용될 수 있다. 도 14a 및 도 14b는 MRI에 의한 촬상 결과의 예를 도시한다. 보다 구체적으로, 관심 영역(500), 이 경우 종양은 피질 하부 공간 내의 깊은 곳에서 보여질 수 있다.
관심 영역(500)이 위치되면, 406 단계에서, 관심 영역으로의 가장 안전한 접근 경로를 구상하기 위해, 추가적인 촬상 시퀀스가 혈관 및 섬유로 및 연관된 섬유속과 같은 생생한 구조의 위치를 판단하는 데에 채용된다. 이 단계를 수행하기 위한 예시적인 구성은 확산 텐서 촬상(Diffusion Tensor Imaging)(DTI) 시퀀스를 이용하는 CT-혈관 조영검사(Angiography) 및 MRI를 포함한다. DTI는 섬유로 및 섬유속이라고 하는 연통 "와이어링(wiring)" 통로를 따르는 물의 확산 방향성 및 규모의 판단을 허용한다. 이러한 종류의 MRI 촬상은 뇌졸중(stroke)에 의하여 영향을 받을 수 있는 두뇌의 영역을, 예를 들면, 그로부터 멀리 떨어진 두뇌 영역으로 연결시키는 신경 섬유의 잠재적인 손상의 판단을 허용하는 촬상을 제공할 수 있고, 두뇌 내의 백색질 섬유를 시각화하는 데에도 이용될 수 있으며, 다발성 경화증(multiple sclerosis) 및 뇌전증(epilepsy)과 같은 질병과 연관된 백색질 내의 미묘한 변화 및 조현병(schizophrenia) 및 종양 전이(tumor involvement)과 같이 두뇌의 와이어링이 비정상인 질병의 평가를 매핑(이미지 추적)할 수 있다.
확산 텐서 신경다발 추적법(Diffusion Tensor Tractography)(DTT)도 이용될 수 있다. DTT는 살아 있는 인간의 두뇌 내의 신경 섬유 돌기의 비침습성 래킹(racking)을 허용한다. 신경로(tract)의 종방향 축에 대응하는 것으로 추정되는 가장 빠른 확산의 방향을 추적하는 것에 의해, 백색질 섬유 궤적이 두뇌 전체에 걸쳐 재건된다. 확산 텐서 신경다발 추적법은 백색질 완전성(white matter integrity), 섬유 연결성(connectivity), 외과 수술의 계획(surgical planning) 및 환자의 예후(prognosis)에 대한 통찰력을 제공한다. 촬상 정보가 분석되면, 그 다음 과정은 408 단계로 진행된다.
도 15를 참조하면, 도 14a 및 도 14b에 도시된 두뇌의 DTI 촬상의 예가 도시된다. 관심 영역(500)의 주위에 퍼져서 나타나는 주요 혈관들(502)을 포함하는 섬유속 및 다른 혈관의 지도가 도 15에 도시된다. 이러한 이미지는 외과의에게 관심 영역(500)으로의 접근 신경로에 대한 잠재적인 방안과 관련한 귀중한 정보를 제공한다.
408 단계에서, 수술 궤적(operative trajectory)에 대한 계획이 개발된다. 보다 구체적으로, 촬상 정보는 접근 신경로/통로를 계획(수동 또는 소프트웨어를 이용함)하는 데에 이용되어, 관심 영역으로의 접근 중 섬유로 전이를 달성한다. 잠재적인 접근 신경로/통로로부터 섬유로 전이를 평가할 때, 개별 환자의 직업적 및 개인적 요구 및/또는 선호도를 기반으로 섬유로 중요성이 고려될 수 있다. 통로가 계획되면, 그 다음 과정이 410 단계로 진행된다.
410 단계에서는, 406 단계 중에 획득된 MRI/DTI 및 CT/CTA 이미지 시퀀스로부터의 이미지 데이터가 수술 중 진로 안내 시스템으로 입력된다. 수술 중 진로 안내 시스템은, 외과용 접근 시스템(100)이 두뇌의 내부에 위치됨에 따라, 관심 영역(500)의 직접적인 시각화를 실시간으로 제공하는 데에 이용될 수 있다. 그 다음 방법은 412 단계로 진행된다.
수술이 계획되고, 이미지 데이터가 진로 안내 시스템으로 업로드되면, 412 단계는 적절한 크기의 외과용 접근 조립체(100)가 선택될 것을 요구한다. 먼저, 개두술(craniotomy)의 적절한 크기가 결정되어야 한다. 그리고, 본 발명은 외과용 접근 조립체(100)의 상이한 직경 및 길이 크기가 채용될 수 있고, 크기는 관심 영역(500)의 특정 위치에 따라 달라진다는 것을 고려한다. 따라서, 412 단계는 외과의가 관심 영역(500)의 물리적 및 위치 특성을 기준으로 사용될 외과용 접근 시스템(100)의 적절한 길이 및 직경을 선택할 것을 요구한다. 외과용 접근 조립체(100)가 선택되면, 과정은 414 단계로 진행된다.
414 단계에서, 외과의는 개두 및 경막 접근 절개를 생성한다. 그 다음 과정은 416 단계로 진행된다.
416 단계에서, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이, 폐쇄기(104)가 그립 링(120)이 제1 정지 부재(176)에 접할 때까지 외통(102) 내로 삽입된다. 그러면, 진로 안내 부재(112)는 폐쇄기(104)에 작동 가능하게 연결된다.
상술한 바와 같이, 다양한 타입의 진로 안내 부재(112)가 외과용 접근 조립체(100)에 채용될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 진로 안내 부재(112)는 프로브(도 2에 도시된 바와 같음)로서 구성된다. 이 구성에서, 진로 안내 부재(112)는 진로 안내 부재(112)의 원위 선단(417)이 함몰부(199)(도 9B 참조) 내에 위치될 때까지 그립 부재(178)의 접근 개구(188)를 통하여 삽입된다. 함몰부(199)는 도 2에 도시된 바와 같이 폐쇄기(102) 및 외통(104)이 함께 조립될 때 진로 안내 부재(112)의 원위 선단(471)이 외통(102)의 원위 선단(132)과 동일한 평면 내에 위치되도록 형성된다. 잠금 부재(110)는 폐쇄기(102) 내에 진로 안내 부재(112)를 고정되게 유지하도록 조여질 수 있다. 진로 안내 부재(112)의 일부분은 그립 부재(178)로부터 가깝게 연장될 수 있고, 촬상 시퀀스로부터 획득된 정보를 외과용 접근 시스템(100)의 궤적과 함께 시각적으로 나타내는 스크린을 포함하는 진로 안내 시스템에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 그러므로, 외과용 접근 시스템(100)이 인체 내에서 진로 안내되는 동안, 진로 안내 시스템에 작동 가능하게 연결된 진로 안내 부재(112)에 의하여, 외통의 원위 선단(132)의 위치가 실시간으로 표시될 수 있다.
다른 구성에서, 진로 안내 시스템을 작동시키는 소프트웨어는 폐쇄기(104)의 원위 선단(174) 및 외통의 원위 선단(132) 사이의 거리(D3)에 대응하는 오프셋 치수를 더 구비할 수 있다. 이 구성에서, 점선이 폐쇄기(104)의 원위 선단(174)이 위치되는 곳을 실시간으로 표시하는 진로 안내 스크린 상에 나타날 수 있다.
진로 안내 부재(112)는 광학 이미지 유도 시스템과 관련하여 사용되는 종류의 반사기의 어레이와 같은 이미지 유도 위치 인디케이터를 더 구비할 수 있다. 이러한 시스템에 사용되는 적외선 반사기가 이미지 유도 시스템에 대한 공구를 식별하도록 조정된 종래의 삼각형 구성에서 프로브 모양의 진로 안내 부재(112)의 핸들에 장착된다. 이러한 촬상 시스템은, 예를 들면, Medtronic Surgical Navigation Technologies(콜로라도 덴버), Stryker(미시건 칼라마주) 및 Radionics(메사추세츠 벌링턴)로 이용 가능하다.
통상적으로, 인디케이터를 위치시키는 것은 이미지 유도 시스템이 공구의 이미지를 수술을 계획하는 데에 이용되는 MRI 이미지와 같은 환자의 두뇌의 이미지의 디스플레이 상으로 투영할 수 있도록 조정된다. 그러므로, 상술한 바와 같이, 외과용 접근 시스템(100)이 삽입됨에 따라, 외과의가 이미지 상에 반사된 두뇌의 구조에 대한, 특히, 목표 조직에 대한 시스템(100)의 상대 위치를 알 수 있다.
자기 또는 전자기 또는 무선 송신 시스템과 같은 다른 유도 시스템도 이용될 수 있으며, 적외선 반사기의 도시 및 광학 이미지 유도 시스템의 설명은 단지 예시적인 것으로서, 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 예시적인 방법이 수술 전 이미지 상으로 외과용 접근 시스템(100)의 이미지를 겹치는 것과 관련하여 설명되었으나, 실시간 촬상 능력이 활용될 수 있고, 그러면, 외과용 접근 시스템(100)의 이미지가 실시간 이미지 상의 주변 조직 구조에 나타날 수 있다는 것이 고려된다.
다른 예시적인 구성에서, 길이 및 직경과 같은, 단, 이에 한정되지 않는 특정의 속성과 관련한 정보를 진로 안내 시스템 또는 다른 외과 수술 시스템과 작동 가능하게 통신하는 RFID 칩이 폐쇄기(104)에 내장될 수 있다. 이러한 정보는, 폐쇄기(104)의 위치 결정 중, 진로 안내 시스템 또는 다른 정보 표시 또는 궤적 및 위치 계산용 시스템과의 위치 결정을 용이하게 하는 데에 이용될 수 있다.
또 다른 예시적인 구성에서, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 폐쇄기(504)의 대안적인 실시예가 이용될 수 있고, 폐쇄기(504)는 진로 안내 배열을 작동 가능하게 부착시키도록 구성되는 포스트(512)를 갖도록 구성된다. 포스트(512)는 폐쇄기(104)의 그립 부재(578)에 탈착 가능하거나 영구적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 16a에 도시된 바와 같이, 포스트(512)는 선택적으로 탈착 가능하게 구성되고, 외과용 접근 조립체(100)의 MRI 추적용 작은 코일(513)을 유지하는 데에 이용될 수 있다. 포스트(512)의 일부에는 나사산이 형성될 수 있고, 그립 부재(578)의 근위면에 형성된 접근 개구(588)가 포스트(512)를 폐쇄기(504)에 부착시키도록 대응하는 나사산(미도시)을 구비한다. 도 2에 도시된 것과 유사한 잠금 부재(110) 구성을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 포스트(512)를 폐쇄기(504)에 선택적으로 부착시키는 다른 방식들이 또한 고려된다. 또한 설명된 바와 같이, 포스트(512)는 선택적으로 탈착 가능할 필요가 없다. 실제로, 포스트(512)는 임의의 적합한 방식으로 폐쇄기(504)에 영구적으로 부착될 수 있으며, 이에 의해, 진로 안내 어레이가 포스트(512)에 고정될 수 있는 것으로 고려된다. 또 다른 대안적인 구성에서, 폐쇄기(504)는 어레이 자체의 요소인 포스트가 부착될 수 있도록 구성될 수 있다.
더 추가적인 대안적인 구성에서, 도 16c 및 도 16d를 참조하면, 코일 센서(513')가 포스트(512)의 외주변 주위에 배치되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 코일 센서(513')는 미끄러지거나 그렇지 않으면 포스트(512)에 장착되어, 포스트(512)가 폐쇄기(504)에 작동 가능하게 부착될 때, 코일 센서(513')가 그립 부재(578)의 일부분 및 근위단부(514) 사이에서 유지될 수 있다. 연결 와이어(516)가 코일 센서(513')를 이미지 위치 콘솔(518)에 작동 가능하게 부착시킨다.
외과용 접근 조립체(100)가 조립되고 진로 안내 시스템에 작동 가능하게 연결되면, 그 다음 과정은 외과용 접근 조립체(100)가 관심 영역(500)으로 진로 안내되는 418 단계로 진행된다. 하나의 예시적인 구성에서, 폐쇄기(104)의 원위 선단(178)은 관심 영역(500)의 최외측 가장자리(margin)를 향한다. 보다 구체적으로, 도 14b를 참조하면, 예를 들면, 외과용 접근 조립체(100)는, 관심 영역(500)을 통하여, 관심 영역(500)의 가장자리 내에 또는 가장자리를 약간 넘어서도 위치될 수 있는 위치(501)로 연장되는 궤적(T)을 따라 향하게 된다.
폐쇄기(104)의 테이퍼진 구성 및 폐쇄되고 만곡된 원위 선단(174), 및 외통(102)의 만곡된 원위 선단(132)으로 인하여, 외과용 접근 조립체(100)가 두뇌 내로 삽입되고 관심 영역(500)으로 진로 안내됨에 따라, 조직이 외과용 접근 조립체(100)의 어느 한 쪽으로 부드럽게 밀려서, 조직의 외상을 최소화하면서 조직을 비외상적으로 확장시킨다. 그리고, 외과용 접근 조립체(100)가 진로 안내 부재(112)에 작동 가능하게 연결되기 때문에, 외과용 접근 조립체(100)가 두뇌 조직 내로 삽입됨에 따라, 진로 안내 부재(112)가 촬상 기법과 협동하여 궤적(T) 내의 섬유로와 관련한 실시간 정보를 제공할 수 있으므로, 외과의가 외과용 접근 조립체(100)의 삽입 중 섬유로 손상 또는 훼손을 최소화할 수 있도록 한다. 외과용 접근 조립체(100)가 관심 영역(500)에 위치되면, 과정은 420 단계로 진행된다.
420 단계로서, 진로 안내 부재(112)가 외과용 접근 조립체(100)로부터 제거되거나 탈거된다. 그 다음 과정은 422 단계로 진행된다.
진로 안내 부재(112)가 제거되면, 그 다음, 외통(102)이 관심 영역(500)에 대하여 작동 가능하게 위치된다. 보다 구체적으로, 도 17a에 도시된 바와 같이, 외통(102)이 폐쇄기(104)에 대하여 이동되어, 화살표(M)로 표시된 바와 같이, 외통(102)의 원위단(108)이 폐쇄기(104)의 원위단(106)을 향하여 이동된다. 이 작용은 그립 링(120)을 한 손으로 잡고, 예를 들면, 그립 부재(178)를 다른 한 손으로 잡아 폐쇄기(104)를 정지 상태로 유지하는 것에 의하여 수행된다. 그립 링(120)은 폐쇄기(104)의 중심축에 대하여 부드럽게 회전되고/회전되거나 선회되어 외통(102)을 폐쇄기(104)에 대하여 멀리 이동시킬 수 있다. 제1 정지 부재(176)는 외통(102)을 파지하고 조작하는 것을 도와, 간극(423)(도 2 참조)이 끝단면(158) 및 그립 부재(178)의 원위단면 사이에 생성된다. 외통(102)은 그립 링(120)이 인디케이터(194a)(도 7a 참조)와 정렬될 때까지 이동된다. 인디케이터(194a)는 제1 정지 부재(176)로부터 전반적으로 폐쇄기(104)의 원위 선단부(172)의 길이에 대응하는 거리로 이격된다. 따라서, 그립 링(120)이 인디케이터(194a)와 정렬될 때, 외통(102)의 원위단(108)이 폐쇄기(104)의 선단 부재(174)와 정렬된다. 게다가, 외통(102)이 관심 영역(500) 내에 위치된다. 그 다음 과정은 424 단계로 진행된다.
424 단계에서, 외통(102)이 적절하게 위치되면, 그 다음, 도 17b에 도시된 바와 같이, 폐쇄기(104)가 외통(102)으로부터 제거된다. 보다 구체적으로, 외통(102)은 관심 영역(500)에서 상대적으로 정지 상태로 유지되며, 폐쇄기(104)는 외통(102)으로부터 완전히 제거될 때까지 가까운 방향으로 이동된다. 이 작용은 관심 영역(500)으로의 통로를 형성하는 외통(102)을 야기한다; 통로는 치료의 전달을 위해 혈액뇌관문(blood brain barrier)을 횡단할 필요를 피할 수 있을 뿐만 아니라 환자 내의 관심 영역으로의 직접적인 접근을 제공한다.
다른 실시예에서, 진로 안내 부재(112)를 구비하는 폐쇄기(104)를 제공하는 대신에, 또는 진로 안내 부재(112)를 구비하는 폐쇄기(104)를 제공하는 것 이외에도, 상술한 바와 같이, 외통(102)은 RFID 칩 또는 센서를 구비할 수 있다. 이러한 구성으로, 외통(102)의 RFID 칩 또는 센서는 진로 안내 시스템과 협동하며, 이에 따라, 외통(102)을 폐쇄기(104)와 독립적으로 진로 안내 시스템 상에서 사용자가 볼 수 있도록 한다. 그러므로, 폐쇄기(104)가 외통(102)으로부터 제거되면, 환자 내의 외통(102)의 위치는 진로 안내 시스템에서 여전히 볼 수 있다.
보다 구체적으로, 진로 안내 시스템은 406 단계에서 촬상 시퀀스 중 취득된 추가적 이미지로 작업한다. 406 단계에서 취득된 이미지는, 410 단계에서 나타낸 바와 같이, 수술 중 진로 안내 시스템으로 업로드된다. RFID 칩 및/또는 센서는 진로 안내 시스템에 의하여 판독되도록 구성되고, 외측 캐뉼라(102)의 이미지를 위치시키도록 구성되며, 이에 따라, 외과의가 환자 내에 위치되는 동안 외측 캐뉼라(102)의 위치를 직접적으로 가시화할 수 있도록 한다.
외측 캐뉼라(102)가 관심 영역(500)에 위치되고, 폐쇄기(104)가 제거되면, 조명 링들(300, 350) 중 하나가 외통(102)에 부착될 수 있다.
하나의 예시적인 구성에서, 외통(102)에 RFID 칩 및/또는 센서를 채용하는 대신에, 도 11h 및 도 11i와 관련하여 상술한 바와 같이, 조명 링(350)은 센서 또는 반사성 볼을 구비할 수 있다. 이러한 타입의 구성으로, 폐쇄기(104) 및 외통(102)가 관심 영역(500)으로 전달되고, 폐쇄기(104)가 외통(102)으로부터 제거되면, 조명 링(350)이 외통(102)에 작동 가능하게 연결된다. 조명 링(350)이 센서 및/또는 반사성 볼과 같은 진로 안내 요소를 포함하므로, 조명 링(350)이 외통(102)에 연결되면, 진로 안내 시스템이 외통(102)이 체내에 위치된 곳을 "판독"할 수 있다. 다시 말하면, 외통(102)의 이미지는 진로 안내 시스템으로 업로드된 정적 이미지 상으로 투영될 수 있다.
외통(102)이 그 원하는 위치에 위치되면, 그 다음 과정이 426 단계로 진행된다.
426 단계에서, 그 다음, 외통(102)은 제자리에 고정되어 두개내압을 방지하거나, 외통(102)의 내외를 통과하는 기구의 일반적인 조작이 외통(102)을 두뇌 조직으로부터 밀거나 탈거시키는 것을 방지한다. 하나의 예시적인 구성에서, 외통(102)을 임시로 고정시키기 위해, 고정 부재가 그립 링(120) 상의 작은 개구들(150)과 활용될 수 있다. 조명 링(300)이 외과용 접근 조립체(100)에서 이용되는 경우, 조명 링(300)의 작은 개구들(309)은 그립 링의 작은 개구들(150)과 정렬된다. 따라서, 고정 부재들은 또한 작은 개구들(309)과 활용될 수 있다. 그러나, 고정 부재는 고정되어 제한된 정도의 이동을 허용할 수 있고, 아래에서 설명되는 바와 같이, 선택적인 재위치 결정을 허용하는 변동 시스템(floating system)을 야기할 수 있다. 적합한 고정 부재는 견인 봉합(bridle suture), 유지 후크를 구비한 가요성 밴드, 또는 심지어 재위치 결정 가능한 견인기 암(retractor arm)도 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 추가적 대안적인 고정 구성은 아래에서 단락 [0139~0151]에 개시된다. 외통(102)이 고정되면, 그 다음 과정은 428 단계로 진행된다.
428 단계에서, 관심 영역(500)의 감량술(debulking)이 수행될 수 있다. 전통적으로, 수술 전에 두뇌의 두개 내 압력(ICP)을 줄이는 두개 내 수술 전에, 환자에게, 예를 들면, 마니톨(Mannitol)과 같은 약물이 투여된다. 실제로, ICP는 개두술(craniotiomy)에 대한 자연적인 응답 및/또는 두뇌 내의 비정상부의 존재로 인하여 환자가 자주 경험하게 된다. 본 발명자들은 ICP를 줄이기 위한 약물의 사용을 생략하거나 최소화하는 것이 유리할 수 있다는 것을 발견하였다. 보다 구체적으로, ICP를 줄이지 않는 것에 의해, 두뇌가 두개골 내의 이용 가능한 공간을 차지하는 경향이 있기 때문에, 폐쇄기(104)가 외통(102)으로부터 제거된 이후에는, 두개내압으로 인하여, 목표 조직이 외통(102)의 개방된 원위단(108) 내부로 유동하여 자체가 나타나는 경향이 있을 수 있다. 관심 영역(500)은 그 자체의 상부에서 외통(102) 내로 실제로 이동될 수 있으며, 이에 따라, 전달을 도울 수 있고, 과정 중 외통(102)의 요구되는 조작을 최소화할 수 있다.
광범위한 외과용 장치가 조직 비정상부를 제거하기 위해 외통(102) 내에 삽입될 수 있는 것이 고려된다. 하나의 예시적인 구성에서, 외통(102)은 대략 20mm까지의 내경을 가질 수 있으므로, 수술을 수행하기 위해, 파지기(grasper), 해부 기구(dissector), 가위, 소작기(cautery) 및 흡입 기구들과 같은 다수의 기구들이 외통(102)을 통하여 삽입될 수 있다는 것이 고려된다.
이용될 수 있는 예시적인 외과용 장치는 인디애나 인디애나폴리스의 Nico Corporation에서 제조되어 배포된 NICO MYRIAD®이다. 도 18을 참조하면, 그 내용 전체가 참조로 포함되는 동시 계속 중이고 본 출원과 동일 양수인이 소유한 미국 특허출원 번호 12/389,447에 개시된 예시적인 외과용 절단 장치(640)가 도시된다. 외과용 절단 장치(640)는 핸드피스(642)와, 외측 캐뉼라(644) 및 내측 캐뉼라(미도시)를 포함하는 절단 요소를 포함한다. 하나의 예시적인 구성에서, 핸드피스(642)는 전반적으로 원통형을 갖도록 구성된다. 핸드피스(642)는 한 손으로 잡을 수 있는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 핸드피스(642)는 또한 근위부(646) 및 원위부(648)를 포함하는 하부 하우징(650)을 포함한다. 전방 하우징부(655)는 원위부(648)에 위치된 캠 하우징에 연결될 수 있다. 상부 하우징(652)이 또한 구비된다. 절단 요소는 상부 하우징(652)에 장착되며, 조직 수집기(collector)(658)에 유동적으로 연결될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 조직 수집기(658)는 상부 하우징(652)에 직접적으로 작동 가능하게 연결될 수 있다. 대안적으로, 조직 수집기(658)는 적절한 배관에 의하여 절단 요소에 원격으로 연결될 수 있다. 진공 라인(미도시)이 조직 수집기(658)의 근위단에 연결되어, 조직을 절단 요소 내로 향하게 할 수 있고, 절단된 조직을 조직 수집기(658)로 전달할 수 있다. 외측 캐뉼라(644)를 핸드피스(642)를 중심으로 선택적으로 회전시키는 회전 다이얼(660)이 또한 상부 하우징(652)에 장착되어 제어된 절단 작용을 제공한다.
외과용 장치(640)의 사용은 공간이 조직 감량술을 유발하는 데에 제한된다는 점에서 유리하므로, 특히, 다른 기구들이 외통(102) 내로 동시에 삽입될 때, 전통적인 외과용 가위의 사용이 어려울 수 있다. 게다가, 종양의 섬유화는 전통적인 흡입 감량술 장치의 사용에 대한 도전을 제공할 수 있다. 전통적인 파지기(grasper)는 관심 조직을 찢는 것으로 작동한다. 그러나, 혈관들 또는 섬유속들이 찢기는 조직과 너무 가까워, 그러한 혈관들 또는 섬유속들이 또한 찢어지는 경우, 이러한 찢는 동작이 문제가 될 수 있다.
428 단계에서, 관심 영역(500)이 세포 감소(cytoreductively)로 감량됨(debulked)에 따라, 외통(102)을 재위치시키거나 이동시킬 필요가 있을 수 있다. 재위치 결정이 필요한 경우, 과정은 432 단계로 이동한다. 이를 위하여, 하나의 예시적인 구성에서, 조작 부재가 구비될 수 있다. 조작 부재(700, 700')의 예가 도 19a 및 도 19b에 도시된다. 조작 부재(700)는 아마추어(704)를 지지하는 핸들 부재(702)와, 아마추어(704)로부터 연장되는 후크 요소(706)를 포함한다. 후크 요소(706)는 각각 그립 링(120) 및 조명 링(300) 내에 배치된 작은 개구들(150, 309) 내에 끼워지는 크기를 가진다. 수술 시, 후크 요소(706)는 작은 개구(150/309)와 결합되며, 핸들 부재(702)는 외통(102)을 부드럽게 밀거나 당기는 데에 사용된다. 외통(102)이 단지 느슨하게 고정되기 때문에, 외통(102)은 개선된 시각화를 위하여 또는 조직으로의 접근을 위하여 선택적으로 약간 이동될 수 있다. 외통(102)이 재위치된 이후, 또는, 외통(102)을 재위치시키는 것이 필요하지 않은 경우, 과정은 434 단계로 이동하고, 관심 영역(500)의 세포 감소(cytoreduction)가 계속된다.
대안적인 구성에서, 조작 부재(700')가 가요성 홀더 부재(710)에 고정될 수 있다. 조작 부재(700')는 후크 요소(714) 및 결합부(716)를 운반하는 아마추어(712)를 포함한다. 결합부(716)는 홀더 부재(710)와 작동 가능하게 결합하여 조작 부재(700')를 홀더 부재(710)에 견고하게 고정시키며, 이에 따라, 외통(102)이 위치되면, 외과의의 손을 자유롭게 한다. 다수의 조작 부재들(700/700')이 외과의가 외통(102)을 선택적으로 밀거나 당기는 것을 허용하는 데에 활용될 수 있는 것으로 이해된다.
도 19c 내지 도 19f를 참조하면, 수술 중 외통(102)을 유지하기 위한 다른 대안적인 구성이 도시된다. 보다 구체적으로, 도 19c 및 도 19d는 Greenberg 견인기 조립체와 사용될 수 있는 유지 장치(720)를 나타낸다. 유지 장치(720)는 몸체부(722), 결합 배럴(724) 및 유지 부재(726)를 포함한다.
몸체부(722)는 상대적으로 얇은 샤프트로서 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 몸체부(722)는 샤프트(730)의 일부에 의하여 분리되는 적어도 두 개의 굴곡점들(728a, 728b)을 포함한다. 굴곡점(728a)은 몸체부(722)의 원위단 가까이에 위치되어 유지부(732)를 정의한다. 굴곡점(728b)은 샤프트부(730)의 가까이에 위치된다. 굴곡점(728b) 및 근위단(734)은 협동하여 근위 샤프트부(736)를 정의한다. 굴곡점들(728a, 728b)은 유지부(732)를 근위부(734)로부터 축방향으로 이격시키는 역할을 한다. 하나의 구성에서, 도 19d에 도시된 바와 같이, 샤프트부(730)가 대략 45° 각도로 배치된다. 다른 예시적인 구성(미도시)에서, 샤프트부(730)는 대략 90° 각도로 배향될 수 있다. 샤프트부(730)가 다른 각도로 배치될 수 있음이 또한 고려된다. 일부 예시적인 구성에서, 유지부(732) 및 근위부(736)가 공통축을 따라 배치되도록 굴곡점들(728a, 728b)이 제거될 수 있다. 유지부(732), 샤프트부(730) 및 근위부(736)는 함께 일체로 형성될 수 있거나, 함께 연결되는 별도의 요소들로서 구성될 수 있다.
유지부(732)는 유지 부재(726) 내에서 그 원위단(738)에서 종단한다. 도 19c에 가장 잘 나타나듯이, 유지 부재(726)는 유지부(732)를 향하여 후방으로 만곡되도록 구성되는 양치기 후크(shepherd's hook)로서 구성되며, 단, 유지 부재(726)의 단부(742) 및 유지부(732) 사이에 간극(740)을 정의한다. 유지 부재(726)는 유지부(732)와 일체로 형성될 수 있거나, 유지부(732)와 연결되는 별도의 부품으로서 형성될 수 있다. 유지 부재(726)는 스프링 클립과 유사하게 구성되어, 유지 부재(726)가 외통(102) 둘레에 부분적으로 스냅 결합된다.
결합 배럴(724)이 근위부(736)에 장착된다. 결합 배럴(724)은 근위부(736)를 중심으로 선택적으로 회전하도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 정지 부재들(744)이 결합 배럴(724)의 각 단부에 배치된다. 수술 시, 결합 배럴(724)이 Greenberg 어댑터 내에 위치되어 클램프된다. 정지 부재들(744)은 결합 배럴(724)이 비의도적으로 Greenberg 어댑터로부터 인출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러나, 결합 배럴(724)의 구성 및 정지 부재들(744)의 위치로 인하여, 결합 배럴(724)이 소정의 양으로 선형 방식으로 이동될 수 있다. 게다가, 결합 배럴(724)이 근위부(736)를 중심으로 선택적으로 회전하도록 구성되기 때문에, 외통(102)이 Y 방향을 따라 원하는 위치로 선택적으로 피벗될 수 있다. 그리고, 유지 부재(726)가 간극(740)을 갖는 양치기 후크로서 구성되기 때문에, 외통(102)이 X 방향으로 피벗될 수 있다. 그러므로, 유지 장치(720)는 외통(102)의 선택적 위치 결정을 허용한다.
대안적인 유지 장치(750)가 도 19e 및 도 19f에 도시된다. 유지 장치(750)는 Sugita 어댑터(미도시)와 사용되도록 구성된다. 유지 장치(750)는 유지 장치(720)와 유사하며, 몸체부(752), 결합 배럴(754) 및 유지 부재(756)를 포함한다.
몸체부(752)는 상대적으로 얇은 샤프트로서 구성될 수 있고, 하나 이상의 굴곡점(758a, 758b)을 포함할 수 있다. 유지 장치(720)와 같이, 굴곡점들(758a, 758b)은 유지부(762)를 근위부(764)로부터 축방향으로 이격시키는 역할을 한다. 샤프트부(760)은 굴곡점들(758a, 758b) 사이에 위치된다.
유지부(762)는 유지 부재(756) 내에서 그 원위단(768)에서 종단한다. 도 19e에 가장 잘 나타나듯이, 유지 부재(756)는 유지부(762)를 향하여 후방으로 만곡되도록 구성되는 양치기 후크로서 구성되며, 단, 유지 부재(756)의 단부(772) 및 유지부(762) 사이에 간극(772)을 정의한다. 유지 부재(756)는 유지부(762)와 일체로 형성될 수 있거나, 유지부(762)와 연결되는 별도의 부품으로서 형성될 수 있다. 유지 부재(756)는 스프링 클립과 유사하게 구성되어, 유지 부재(756)가 외통(102) 둘레에 부분적으로 스냅 결합된다.
결합 배럴(754)이 근위부(764)에 장착된다. 결합 배럴(754)은 근위부(764)를 중심으로 선택적으로 회전하도록 구성된다. 장착 부재(774)가 결합 배럴(754)에 견고하게 고정된다. 장착 부재(774)는 Sugita 클램프 기구 내에 수용되도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 정지 부재(776)가 결합 배럴(754)의 원위단에 배치된다. 수술 시, 결합 배럴(754)이 Sugita 어댑터 내에 위치되어 클램프된다. 정지 부재(776)는 결합 배럴(754)이 비의도적으로 Sugita 어댑터로부터 인출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러나, 결합 배럴(754)의 구성 및 정지 부재(776)의 위치로 인하여, 결합 배럴(754)이 소정의 양으로 선형 방식으로 이동될 수 있다. 게다가, 결합 배럴(754)이 근위부(764)를 중심으로 선택적으로 회전하도록 구성되기 때문에, 외통(102)이 Y 방향을 따라 원하는 위치로 선택적으로 피벗될 수 있다. 그리고, 유지 부재(756)가 간극(770)을 갖는 양치기 후크로서 구성되기 때문에, 외통(102)이 X 방향으로 피벗될 수 있다. 그러므로, 유지 장치(750)는 외통(102)의 선택적 위치 결정을 허용한다.
유지 장치(780)의 또 다른 대안적인 구성이 도 19g 내지 도 19j에 도시된다. 유지 장치(780)는 외시경(782) 및 외통(102)의 종방향 정렬을 유지하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 외시경(Karl Storz Endoscopy, 독일)(782)을 통하여 외통(102)으로(그리고, 이에 따라 수술 부위/관심 영역으로) 광이 제공된다. 그러므로, 외시경(782)이 외통(102)으로부터 이격되면서, 효과적인 가시선 및 외통(102)의 바닥으로의 광의 투영의 유지가 달성될 수 있다.
유지 장치(780)는 정렬 공구(784)를 구비한다. 정렬 공구(784)는 외측으로 연장되는 원호부(786)를 구비하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 외측으로 연장되는 원호부(786)는 외시경(782) 및 외통(102)이 정렬될 때 외시경(782) 및 외통(102) 사이의 종방향 공간을 통과하는 종방향 축(LA)으로부터 원호를 그린다. 이 방식에서, 원호부(786)는 외시경(782) 및 외통(102)과 협동하여 외시경(782) 및 외통(102) 사이에 작업 공간을 정의한다. 이러한 구성을 통해 사용자는 기구들을 외통(102)의 내외 및 관심 영역을 통과시킬 수 있다.
하나의 예시적인 구성에서, 원호부(786)는 한 쌍의 와이어 모양의 부재들(786a, 786b)(도 19h에 가장 잘 도시됨)로 정의된다. 부재들(786a, 786b)은 외시경(782)에 대한 외통(102)의 위치를 유지할 수 있도록 실질적으로 단단하게 구성된다.
원호부(786) 이외에도, 정렬 공구(784)는 외시경 부착 하니스(788) 및 외통 부착 구성(790)을 더 포함한다. 도 19h에 가장 잘 나타난 외시경 부착 하니스(788)는 강화부(794)에 부착되는 유지 기구(792)를 포함한다. 강화부(794)는 부재들(786a, 786b)로부터 종방향 축(LA)과 동일한 방향으로 상측으로 연장된다. 유지 기구(792)는 스냅-핏 또는 클램핑 장치에서 외시경(782)의 외주변 둘레에서 적어도 부분적으로 연장되도록 구성된다. 하나의 예시적인 구성에서, 유지 기구(792)는 강화부(794)와 일체로 형성된다. 마찬가지로, 강화부(794)도 원호부(786)와 일체로 형성될 수 있다. 굴곡점(795)은 아치부(786)를 강화부(794)에 결합시킨다.
도 19i에 가장 잘 나타나듯이, 외통 부착 구성(790)은, 정렬 공구(784)가 원하는 위치를 유지할 수 있도록 충분히 이격되어, 그립 링(120)에 형성되는 개구들 내에 수용되도록 구성되는 커넥터 부재들(796a, 796b)을 포함한다. 하나의 예시적인 구성에서, 커넥터 부재들은 굴곡점들(797a, 797b)에 의하여 부재들(786a, 786b)에 결합되는 핀들이다. 이러한 구성으로, 외통(102)은 종방향 축(LA)을 중심으로 선택적으로 피벗될 수 있으며, 이에 따라, 관심 영역에 외통(102)을 위치시킬 때 어느 정도의 유연성이 허용된다.
도 19j를 참조하면, 원호부(786)를 외통(102)에 연결시키는 대안적인 구성이 도시된다. 이 구성에서, 부재들(786a) 중 하나의 단부는 도 19c 및 도 19e의 구성에서 도시된 것과 유사한 양치기 후크(798)로서 구성된다. 상술한 바와 같이, 이 구성은 외통(102)이 X 방향으로 피벗될 수 있도록 하여, 외통(102)의 선택적 위치 결정을 허용한다.
외통(102)은 다수의 기구들이 그 내부에 동시에 삽입될 수 있도록 구성되며, 이에 따라, 외과적 수술의 속도 및 안전성을 증가시킨다. 하나의 예시적인 구성, 내시경이 외통(102)의 일측에 부분적으로 삽입되고 유지될 수 있어, 외과용 기구(640)와 같은 외과용 기구가 또한 외통(102) 내에 삽입되는 동안에, 관심 영역(500)의 이미지를 모니터로 제공한다. 조명 링(300)이 또한 그립 링(120)의 개구(146)와 정렬되는 접근 개구(308)를 통하여 삽입되는 내시경 및 외과용 기구와 함께 사용될 수 있다. 조명 링(300)이 필요한 광을 외통(102)에 제공하기 때문에, 상대적으로 작은 직경 내시경이 이용될 수 있어, 다른 외과용 기구에 대한 외통(102) 내의 이용 가능한 공간을 증가시킬 수 있다. 다른 예시적인 구성에서, 외과의가 외과용 기구 및 소작 기구(cautery instrument) 모두를 외통(102) 내에 동시에 삽입시킬 수 있어, 외과의가 수술 중에 직면하는 혈관을 소작(cauterized)하는 것을 허용한다.
다른 예시적인 구성에서, 상기 절차에서, 수술 전에 또는 수술 중에, 형광 염료가 환자에게 도입될 수 있다. 이러한 염료는 글리올란(Gliolan)(5-아미노레불린산(Aminolevulinic Acid))이지만, 다른 적합한 염료도 이용될 수 있다. 형광 염료는, 환자에게 염료를 주사하는 방법, 수술 전에 환자에게 입을 통하여 염료를 제공하는 방법, 또는 현장에서 외통(102)을 통하여 염료를 주사하는 방법도 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적합한 방법에 의하여 도입될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 염료는 비정상 세포들의 단백질에 결합하여 그 세포들이 건강한 세포들과 시각적으로 구별되도록 구성된다. 건강한 조직 대 비정상 조직의 시각적 표시에 의해, 외과용 기구는 비정상 조직을 절제하는 데에 보다 효율적으로 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 외통(102)을 통하여 전달되는 광은 비정상 조직을 조명하거나 형광이 나도록 하기 위한 염료와 상호 작용하도록 구성되는 소정의 파장을 갖는다. 예를 들면, 조명 캡(cap)(300)은 비정상 조직을 조명하고 건강한 조직을 병든 조직과 구별하는 것을 돕는 미리 선택된 염료와 작동 가능하게 상호 작용하는 미리 선택된 파장의 LED 광 소자를 구비할 수 있다.
다른 예시적인 구성에서, 광 프로브 또는 광섬유 다발(미도시)이 외통(102) 내로 삽입되어 건강한 조직 및 비정상 조직의 구별을 도울 수 있다. 하나의 구성에서, 프로브/다발은 외과용 장치와 함께 별도의 요소로서 외통(102) 내로 단순하게 삽입된다. 프로브/번들이 콘솔에 작동 가능하게 연결되어, 반사광이 콘솔로 전달된다. 콘솔 내의 센서(즉, 센서는 검출 지점으로부터 원격으로 위치함)는 소정의 파라미터를 기준으로 사용자에게 신호를 촉발시키는 반사광을 전달 받는다. 다시 말하면, 조직의 자연적인 형광은 그 후 콘솔 쪽으로 다시 반사되어 사용자에게 조직이 병들거나 비정상인지 여부를 알려준다.
다른 예시적인 구성에서, 외과용 장치는 외과용 장치(640)에 장착되고 그 예가 도 20에서 발견될 수 있는 전달 슬리브(800)를 더 구비할 수 있다. 전달 슬리브(800)의 다양한 실시예가 그 내용 전체가 참조로 포함되는 동시 계속 중이고 본 출원과 동일 양수인이 소유한 미국 특허출원 번호 13/269,339에서 발견될 수 있다. 도 20에서 알 수 있듯이, 전달 슬리브(800)는 일반적으로 적어도 두 개의 루멘으로서, 외과용 장치(640)의 외측 캐뉼라(644)를 수용하도록 구성되는 제1 루멘(802)과, 광 프로브 또는 광섬유 다발(미도시)과 같은 광학 장치를 수용하도록 구성되는 제2 루멘(804)을 포함한다. 이러한 구성의 사용은 외통(102) 내에서의 추가적인 외과용 공구/기구의 사용을 허용한다. 보다 구체적으로, 광학 장치가, 결국 외과용 장치에 연결되는 전달 슬리브(800) 내에 지지됨에 따라, 외과의가 동시에 비정상 조직 및 건강한 조직을 구별할 수 있고, 외과용 장치(640)를 유지하는 것만으로 조직을 절제할 수 있다. 그 결과, 외과의는 또한 외과용 장치(640)의 제거를 필요로 하지 않고, 실시간으로, 절제 과정에서, 임의의 혈관의 소작을 허용하는 외통(102) 내에서의 별도의 소작 장치를 활용하는 것을 선택할 수 있다.
외통(102)이 중요한 구조의 불필요한 손상을 방지하는 방식으로 관심 영역(500)에 직접적으로 위치될 수 있기 때문에, 그리고, 외과용 장치(640)가 관심 영역의 시야에 직접적으로 위치될 수 있기 때문에, 외과용 접근 시스템(100)을 활용하는 것은 종양과 같은 관심 영역(500)의 대부분을 절제하는 능력을 제공한다. 통상의 기술자가 인식할 수 있듯이, 종양이 많이 절제되어 제거될수록, 치료에 요구되는 요법이 감소한다. 다시 말하면, 병든 조직이 많이 절제될수록, 파괴할 병든 조직이 감소한다.
관심 영역(500)의 세포 감소 절제가 완료되면, 그 다음 과정은 436 단계로 진행된다. 436 단계에서, 외통(102)을 제거하거나 또는 외통(102)을 제 위치에 두는 것에 대한 결정이 이루어진다. 보다 구체적으로, 일부 치료 적용을 위하여, 외통(102)을 제거하는 것이 치료를 전달하기 위해 외통을 제 위치에 남기는 것에 비하여 보다 효과적일 수 있다. 외통(102)을 제거하는 결정이 내려지면, 외통(102)의 제거 후, 과정(400)은 438 단계로 진행된다.
통상의 기술자가 인식할 수 있듯이, 두뇌 조직의 자연적인 탄성은 소정의 기간 동안 관심 영역(500)으로의 접근 또는 통로를 유지할 것이다. 438 단계에서, 외통(102)의 제거 후에 통로가 여전히 온전할 때, 하나의 예시적인 구성에서, 수술 부위에 세정(irrigation)을 제공하기 위해 전달 장치가 통로 내로 삽입될 수 있다. 일부의 경우, 시린지가 통로 내로 삽입되어 염분(saline)과 같은 세정 유체(irrigating fluid)를 수술 부위에 직접적으로 전달할 수 있다. 다른 예시적인 구성에서, 배출 카테터(drainage catheter)(그 원위단에서 복수의 작은 개구들을 갖도록 구성됨)가 통로 내로 제공되어, 카테터의 원위단이 수술 부위에 또는 수술 부위에 인접하게 위치된다. 그런 다음, 세정 유체를 수술 부위로 전달하기 위해, 세정 유체가 (예를 들면, 시린지 배럴을 작동 가능하게 근위단에 부착시키는 것에 의해) 근위단 내로 도입된다. 세정 유체는 잔해를 씻어 내고 두뇌 조직 자체의 다시 폐쇄되려는 자연적인 경향을 돕는다. 수술 부위가 세정되면, 특정 치료를 직접적으로 수술 부위로 전달하여, 시스템적 접근법에 의해 전통적으로 직면하는 치료 전달 및 흡수 문제를 방지하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들면, 액체 형태로 제공될 수 있는 특정 치료가, 조직 자체가 다시 폐쇄하기 직전에, 통로를 통하여 직접적으로 주사될 수 있다. 통로가 폐쇄되고 있기 때문에, 치료가 수술 부위에서 제 자리에 유지될 수 있어, 수술 부위 및 주변 조직에서의 그 효과를 증가시킨다.
일부 치료 방법론에서, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 외통(102)이 그러한 치료의 전달 및/또는 위치를 돕는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 436 단계에서, 세포 감소의 완료 후에 외통(102)을 제 자리에 유지시키는 것으로 결정이 이루어지면, 과정(400)은 442 단계로 진행된다.
442 단계에서, 임의의 잔해를 해당 영역으로부터 다시 제거하기 위해, 관심 영역/수술 부위(500)가 세정된다. 세정은, 외통(102)을 통과하는 것을 제외하고, 438 단계에서 설명된 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 세정이 완료되면, 과정은 444 단계로 진행된다.
444 단계에서, 관심 영역(500)으로 치료가 전달된다. 예시적인 구성에서, 치료를 외통(102)를 통하여 관심 영역(500)으로 직접적으로 전달하기 위해, 수술 중 방사선치료(intraoperative radiotherapy)(IORT)가 채용될 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 임플란트(implantable) 치료가 관심 영역(500)에 적용될 수 있다. 임플란트 치료의 예는: 예를 들면, Nano-Rad LLC에 의하여 제조된 것과 같은, 생체흡수성 방사선 펠릿(bioabsorbable radiation pellets), 웨이퍼(wafer) 또는 메시(mesh)를 포함한다. 다른 예는, 티타늄 캡슐(titanium capsule) 또는 방사성 내용물을 갖는 시트(seed), 방사능제, 화학 치료제 또는 면역 치료제를 함유하는 생체흡수성 겔 또는 포말(foam)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
다른 예시적인 구성에서, 벌룬 카테터가 관심 영역(500)에서의 병든 조직의 제거로 이어지는 근접 치료법(brachytherapy)을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 벌룬 카테터는 외통(102)을 통하여 삽입되어 관심 영역으로 제공될 수 있고, 그런 다음 벌룬 카테터에 소정의 양의 방사성 용액에 삽입된 후 방사선을 주변 조직으로 전달할 수 있다. 이용될 수 있는 상업적으로 이용 가능한 카테터로는 Iotrex 방사성 용액을 포함한 GliaSite 벌룬 카테터가 있다. 벌룬 카테터의 사용은 액체 방사선의 보다 목표로 하는 전달을 제공할 수 있으므로, 병든 조직 주변에서의 두뇌 조직 상의 충격을 줄일 수 있다.
다른 예시적인 구성에서, 전자빔 구동식 X-선원이 구비될 수 있다. 이러한 예시적인 구성은 Zeiss INTRABEAM®이다. 전자(electron)가 발생되고, 메인 유닛에서 가속되어, 원뿔형 어플리케이터 통에 의하여 둘러싸여 그 선단이 어플리케이터 구(sphere)의 진앙(epicenter)에 놓여져 선단에서 저 에너지 X-선 점원(point source)을 제공하는 전자빔 드리프트 관(drift tube)을 통하여 이동한다. 이러한 구성으로, 저 에너지의 거의 등방성 필드(field)가 방출된다.
수술 중, 어플리케이터 통은 외통(102)을 통하여 관심 영역(500)에서의 외과적 캐비티 내로 삽입된다. 수술 중 초음파는 피부에 대한 어플리케이터 표면의 거리를 판단하여 상당한 피부 선량을 방지할 수 있다. 어플리케이터 통은, 외통(102)과 관련하여 상술한 바와 마찬가지로, 구의 목 주위에서 피하 봉합(subcutaneous suture)을 이용하여 외과의에 의해 제 자리에 고정될 수 있다.
다른 예시적인 구성에서, 소정의 화학 조성물이 환자에게 제공될 수 있는 광역학적 치료(photodynamic therapy)가 이용될 수 있고, 화학 조성물은 소정의 파장에 의하여 선택적으로 활성화될 수 있고, 이에 의해, 치료 반응을 달성할 수 있다. 예를 들면, 하나의 예시적인 구성에서, 치료 반응을 달성하도록 조명 링(300)이 켜질 수 있다. 다른 예시적인 구성에서, 예를 들면, 광섬유 다발과 같은 광원은 외통(102)을 통하여, 즉, 직접적으로 외통(102)을 통하여 또는 전달 슬리브(800)를 경유하여 유도될 수 있다.
또 다른 예시적인 구성에서, 외부 빔(external beam) 고주파 초음파 또는 침입성(interstitial) 고주파 초음파가 또한 외통을 통하여 관심 영역(500)에 직접적으로 전달될 수 있다.
더 추가적인 예시적인 구성에서, 도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같이, 임플란트 전달 장치(900/900')가 구비될 수 있다. 임플란트 전달 장치(900/900')는 몸체부(904/904')에 연결되는 목부(902)를 포함한다. 목부(902) 및 몸체부(904/904') 모두는 상대적으로 부드러운 가요성 재료로 구성될 수 있다. 몸체부(904/904')는 그 내부에 치료제를 유지하는 리저버를 정의한다. 목부(902)의 근위단(905)은 루어 포트(luer port)(906)에 의해 제공되는 임플란트 전달 장치(900/900')의 내부로 접근과 함께 대부분 폐쇄된다. 보다 구체적으로, 치료제가 루어 포트(906)를 통하여 전달 장치(900/900') 내로 도입된다. 목부(902)에 작동 가능하게 연결되어 임플란트 전달 장치(900/900')를 두뇌 내의 제 자리에 유지시키는 것을 돕는 밀봉 플랜지(908)가 더 구비될 수 있다.
도 21a에 도시된 구성에서, 몸체부(904)는 적어도 하나의 작은 개구(910)를 구비할 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 복수의 작은 개구들(910)이 구비되고, 이러한 개구들은 몸체부(904)의 주변 주위에 서로 등거리로 이격될 수 있다. 작은 개구들(910)은 루어 포트(906)를 통하여 도입되는 치료제가 몸체부(904)에 의해 형성된 리저버로부터 제어된 속도로 흘러나오는 것을 허용하여 효과를 증대시키도록 구성된다. 대안적으로, 몸체부(900)는 리저버로부터 두뇌 조직(1000)으로의 치료의 느리고 제어된 통과를 허용하는 투과성 막으로서 구성될 수 있다.
도 21b에 도시된 대안적인 구성에서, 몸체부(904')는 손가락 모양의 가요성 돌기들(912)를 구비할 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 돌기들(912)은 몸체부(904')의 주변 주위에서 서로 등거리로 이격된다. 돌기들(912)은 몸체부(904')의 외주변으로부터 외측으로 연장되고, 리저버 및 돌기들(912)의 원위 선단들(916)에서 구성되는 작은 개구들(914) 사이의 연통을 제공하는 채널들을 형성할 수 있다. 개구들(914)은 루어 포트(906)를 통하여 도입된 치료제가 리저버로부터 흘러나오는 것을 허용하도록 구성된다. 돌기들(914)은 전달 장치(900')를 목표 부위에 마찰에 의해 유지하는 것을 돕는다.
과정(400)을 다시 참조하면, 전달 장치(900/900')가 채용되는 경우, 전달 장치(900/900')는 외통(102)을 통하여 관심 영역(500)에서 삽입된다. 일단 위치되면, 외통(102)이 제거되고, 밀봉 플랜지(908)가 목부(902)에 작동 가능하게 연결되어, 루어 포트(906)에 접근 가능하다. 밀봉 플랜지(908)가 두개골(1002)을 통하여 형성된 외과용 접근 개구의 주변에 걸쳐 연장되도록 구성되어, 노출된 두뇌 조직(1000)에 대한 보호를 제공한다. 전달 장치(900/900')가 관심 영역(500)에 위치되기 이전 또는 밀봉 플랜지(908)가 제 자리에 위치된 이후에, 치료제가 몸체부(904/904')에 의해 형성된 리저버에 공급될 수 있다. 밀봉 플랜지(908) 및 몸체부(904/904') 및 목부(902)는 두뇌의 경막(dura) 및 골(bone)에 대한 밀봉을 허용하는 가요성 재료로 구성될 수 있다.
전달 장치(900/900')와 관련한 또 다른 대안적인 구성에서, 세포 감소된 관심 영역(500)에 일치하도록 구성되는 포말(foam)과 유사한 전달 물질이 외통(102)을 통하여 전달될 수 있다. 포말은 몸체부(904/904')를 통하여 흘러나오는 치료제와의 연속적인 접촉을 허용하여 관심 영역(500)으로 제어된 투여량의 치료를 제공한다.
목표 조직 상의 수술 및 치료가 완료된 이후에, 과정이 446 단계로 진행된다. 이 단계에서, 수술 및/또는 치료용으로 사용된 기구가 외통(102)으로부터 제거된다. 목표 조직이 제거되면, 두뇌 조직은 관심 영역(500)을 제거하는 것에 의해 형성된 빈 공간을 자연스럽게 채울 것이므로, 현재 제거된 목표 조직 아래에 위치된 건강한 두뇌 조직이 외통(102)의 단부에 인접한다. 그 후, 외통(102)이 부드럽게 제거되고, 두뇌 조직이, 관심 영역(500)의 세정에 의한 도움으로, 이전에 비정상부 및 외측 캐뉼라(102)에 의해 차지된 공간을 자연스럽게 채워 복구할 것이다. 게다가, 두뇌 조직이 이전에 비정상부 및 외측 캐뉼라(102)에 의해 차지된 공간을 복구함에 따라, 예를 들면, 혈액뇌관문을 횡단 시도할 때 정상적으로 직면하는 제한에 의해 모두 전달되고 방해를 받지 않는 생체흡수성 방사선 펠릿, 웨이퍼 또는 메시와 같은 임플란트 치료가 관심 영역(500)에서 제 자리에 유지되어 효과적인 치료를 제공한다. 이 과정에 수분이 소요될 수 있지만, 이는 상대적으로 비외상적이다. 외통(102)이 제거되면, 과정이 448 단계로 이어지고, 이에 의해, 그 다음, 경막(dura), 두개골 및 두피(scalp)가 알려진 방식으로 폐쇄되고, 과정이 종료된다. 치료 장치가 임플란트 될 수 있는 예시적인 경우, 임플란트가 외식(explanted)되거나 흡수될 때까지 임플란트로 인하여 공간의 완전한 복구가 지연된다.
관심 영역의 위치가 환자마다 다를 것이기 때문에, 하나의 예시적인 구성에서, 외과용 접근 시스템(100)이 키트의 일부로서 구비될 수 있다는 것이 고려된다. 보다 구체적으로, 상이한 길이 및/또는 직경을 갖는 다수의 폐쇄기들(104)의 세트가 구비될 수 있다는 것이 고려된다. 상기 세트는 폐쇄기(104)가 내부에 고정된 채 살균되도록 구성되는 용기 내에 구비될 수 있다. 조작 공구들(700/700') 세트는 또한 키트를 구비할 수 있고, 조작 공구들(700/700')이 선택적 살균용 용기 내에 위치될 수 있는 것이 또한 고려된다. 외통(102)은, 키트 내에 구비된 폐쇄기(104)의 길이 및 직경에 대응되는 다양한 길이 및 직경으로, 키트에 구비할 수 있다. 그러나, 하나의 예시적인 구성에서, 외통(104)은, 살균된 파우치 내에, 단일 용도 장치로서 별도로 구비된다.
상술한 시스템은 피질 하부 공간 내의 관심 영역을 포함하는 관심 영역으로의 직접적인 접근을 생성하여, 비정상 조직의 생물학적 하중을 줄이는 관심 영역의 감량을 허용하고, 특정 질병에 대한 (시스템적 치료 전달에 직면하는 방해 및 제한 없는) 현장의 치료의 전달을 허용하는 이점을 제공하지만, 추가적 후속 치료가 증가된 치료 효과를 위하여 보증될 수 있다.
보다 구체적으로, 효과적인 후속 치료를 정의할 수 있도록, 변형되는 새로이 진화된 세포 및 조직의 변종, 관심 영역의 비정상 조직에 효과적일 수 있는 치료 칵테일(therapy cocktail)은, 새로이 진화된 세포 및 조직에 대한 적절한 치료 칵테일을 판단하기 위해, 관심 영역을 정의하는 촬상을 필요로 하고, 접근될 필요가 있으며, 조사(interrogation)(영역의 세포 감소 감량이 있거나 없는 샘플링)를 요구한다. 이 과정은, 질병의 적절한 관리 또는 치유를 보장하기 위해, 환자의 생존을 위한 특정 시간 또는 다양한 시간 간격으로 반복될 필요가 있을 수 있다.
알츠하이머병(Alzheimer), 파킨슨병(Parkinson), 뇌전증(epilepsy), 조울증(bi-polar), 우울증(depression) 등과 같은 두뇌의 기능성 질병의 경우, 세포 및 환부 조직은 초기의 치료 후에 변경되지 않거나 변화하지 않을 수 있으나, 조직(샘플 또는 감량(debulk)), 치료의 초기 전달 후의 동일하거나 다른 관심 영역을 후속적으로 촬상, 접근, 조사하여, 이전의 적용의 효과를 판단하고, 치료 요법에 대한 조직의 반응을 판단하고, 후속적인 치료 요법에 대한 필요성 및 후속적인 치료에 요구되는 치료 처치의 성질을 판단하는 것이 유용할 수 있다.
도 22를 참조하면, 추가적인 치료 방법을 나타내는 공정 흐름(1200)이 제2 단계 치료 요법을 다루기 위해 개시된다. 공정 흐름(1200)은 초기의 절제 및 치료 공정 흐름(400)(도 13에 도시됨)이 완료된 이후에 소정의 기간(1202)으로 시작한다. 공정 흐름(1200) 및 소정의 기간(1202)에 대한 필요성이 있다면 이는 초기 치료의 효과 및 치료되는 질병의 성질, 질병 상태 변화, 및 원래 적용되는 치료의 형태에 의존한다. 그 다음 과정은 1204 단계로 진행된다.
1204단계에서, 관심 영역(500)에서의 치료의 효과를 판단하기 위해, 관심 영역(500)이 다시 촬상된다. 다시 말하면, 과정(400)의 402 단계가 반복된다. 이러한 촬상은 MRI 또는 CT 촬상을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 그 다음 과정은 1206 단계로 진행된다.
1206 단계에서, 1204 촬상 단계를 채용한 이후에 임의의 질병이 보이는지 여부에 대한 판단이 이루어진다. 특정 질병에 대하여, 가시화된 질병이 검출되지 않는다면(1208 단계), 과정(1200)은 정지한다. 특정 저 등급 신경교종(low-grade gliomas)에 대해서는, 예를 들면, 더 이상의 개입(intervention)이 요구되지 않을 수 있다. 다른 질병, 즉, 신경교종과 같이 빨리 성장하는 종양에 대하여, 외부 촬상 기법이 임의의 가시적인 질병을 검출하지 못한 경우에는, 이전의 질병 병리(pathology)를 포함하는 환자 이력을 기반으로, 1210 단계에서 현장 촬상 기법을 채용하는 것이 보장될 수 있다. 이러한 기법의 일부 예는 분광법(spectroscopy), MRI, 초음파, 형광(florescence)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 1210 단계의 완료 후 가시적인 질병의 징후가 분명하지 않는 경우에는, 과정이 정지한다. 그러나, 1206 단계 및 1210 단계 후에 촬상 단계가 질병의 시각적 증거를 나타내는 경우, 과정은 1212 단계로 진행된다.
1212 단계에서, 도 13에서 제시된 공정 흐름(400)의 수많은 단계들이 반복된다. 보다 구체적으로, 공정 흐름(400)의 406 단계 내지 426 단계가 반복되어, 관심 영역(500)으로의 접근을 생성한다. 다음 과정은 1214 단계로 진행된다.
1214 단계에서, 도 13의 428 단계 내지 434 단계와 유사하게, (추가적인 세포 감소 또는 샘플링/생검(biopsy)만을 통하여) 관심 영역(500)이 조사된다. 실제로, 초기의 치료 과정 이후에, 질병이 돌연변이 되어 질병이 원래 치료되었던 병든 조직의 약간 다른 변종이 될 수 있다. 이와 같은 경우, 동일한 현장 치료 칵테일의 사용은 더 이상 효과적이지 않을 수 있다. 따라서, 관심 영역(500)에 형성된 조직에 관한 필요한 정보를 모아 판단하기 위하여, 1214 단계는 관심 영역(500)을 조사하는 단계를 포함한다. 다음, 과정은 1216 단계로 진행된다.
1216 단계에서, 관심 영역(500)을 치료하기 위한 적절하고 효과적인 치료를 판단하기 위해, 관심 영역(500)으로부터의 조직이 분석된다. 다시 말하면, 관심 영역(500)으로부터의 세포를 구별하는 평가가 질병에 대하여 가장 효과적인 치료를 제공하기 위해 활용될 수 있다. 일부의 경우, 면역 치료가 활용되어, 관심 영역(500)으로부터 취득한 조직 샘플이 1216 단계에서 식별되고 분석된 특정 질병 돌연변이에 대한 개인 맞춤형 약물의 치료를 판단하고 이어 제형하는 데에 이용된다. 하나의 예시적인 한정되지 않는 타입의 이러한 면역 치료가 동시 계속 중인 미국 출원번호 13/352,069에 교시되고 개시되며, 그 내용 전체가 본원에 참조로 포함된다. 적절한 치료가 판단되면, 과정은 1218 단계로 진행되어, 치료가 관심 영역에 적용된다.
치료는 임의의 적합한 방식으로 적용될 수 있다. 예를 들면, 일부의 경우에서, 도 13의 438 단계 내지 440 단계에서 교시된 바와 같이, 치료를 전달하도록 외통을 제거할 필요가 있을 수 있다. 다른 상황에서, 외통이 제 자리에 남게 될 수 있고, 선택된 치료가 도 13의 442 단계 내지 446 단계와 유사한 방식으로 전달될 수 있다.
치료가 적절하게 전달되면, 그 다음 과정은 1220 단계로 진행되어, 도 13의 448 단계와 관련하여 이전에 상술한 것과 유사한 방식으로 외과용 접근이 폐쇄된다. 그러나, 환자의 질병이 나은 것으로 보이거나 생존을 위협하지 않을 정도로 질병이 관리될 때까지 공정 흐름(1200)이 필요에 따라 반복될 수 있는 것으로 이해된다.
본원에서 설명된 외과용 접근 시스템 및 방법은 넓은 응용처를 가지고 있음이 인식될 것이다. 상기한 실시예는 방법 및 장치와, 일부 실제의 응용처의 원리를 예시하기 위해 선택되고 설명되었다. 전술한 설명은, 고려된 특정 용도에 적합하므로, 통상의 기술자가 방법 및 장치를 다양한 실시예 및 다양한 변형예들로서 활용하는 것을 가능하게 한다. 특허 법규의 규정에 따라, 본 발명의 작용의 원리 및 방식이 예시적인 실시예에 설명되고 도시되었다.
본 발명의 방법 및 장치의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정의되는 것으로 의도된다. 그러나, 그 사상 또는 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 구체적으로 설명되고 도시된 것과는 달리 본 발명이 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 특허청구범위를 실시하는 데에 있어, 본원에 설명된 실시예에 대한 다양한 대안이, 후술하는 특허청구범위에 정의된 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 채용될 수 있음이 통상의 기술자에게 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 설명을 참조로 하지 않고 판단되어야만 하지만, 대신에 첨부된 특허청구범위 및 그러한 특허청구범위의 자격이 있는 균등물의 완전한 범위를 참조하여 판단되어야 한다. 추후의 개발이 본원에서 설명된 기술에서 발생할 것이고, 개시된 시스템 및 방법이 그러한 추후의 예에 포함될 것이라는 것이 예상되고 의도된다. 뿐만 아니라, 특허청구범위에서 사용된 모든 용어들은, 본원에 이와 특별히 반대되는 표시가 없는 한, 가장 넓고 타당한 구조 및 통상의 기술자에 의해 이해되는 통상의 의미로 주어지는 것으로 의도된다. 특히, 특허청구범위가 이와 반대하는 특별한 한정을 기재하지 않는 한, "a," "the" "said" 등과 같은 단수형 관사의 사용은 지시된 요소들 중 하나 이상을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 후술하는 특허청구범위는 발명의 범위를 정의하고, 이러한 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내의 방법 및 장치는 이에 속하는 것으로 의도된다. 요약하면, 본 발명은 수정 및 변형될 수 있고, 단지 후술하는 특허청구범위에 의해서만 한정되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (22)

  1. 개방된 원위단 및 개방된 근위단에 의하여 정의되고 그 사이에 중공의 몸체부를 포함하는 외통;
    원위단 및 근위단에 의하여 정의되고, 상기 원위단이 원위 선단에서 종단하는 테이퍼진 원위 선단 부재를 더 포함하는 폐쇄기를 포함하고,
    상기 폐쇄기는, 상기 폐쇄기가 도입하는 구성에 있을 때 상기 테이퍼진 원위 선단 부재가 상기 외통의 상기 개방된 원위단으로부터 돌출하도록, 상기 외통 내에 수용되도록 구성되는, 외과용 접근 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외통의 상기 원위단은 만곡된 림을 더 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외통의 상기 개방된 근위단에 고정되는 그립부를 더 포함하는 외과용 접근 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그립부의 외면에는 질감이 형성되는, 외과용 접근 조립체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 그립부의 질감이 형성된 외면은, 상기 그립부를 통하여 형성되는 적어도 하나의 작은 개구, 또는 상기 그립부 주위에 등간격으로 이격되는 복수의 작은 개구들을 포함할 수 있는, 외과용 접근 조립체.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그립부의 주변으로부터 연장되는 위치 결정 부재를 더 포함하는 외과용 접근 조립체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통의 상기 몸체부는 투명한, 외과용 접근 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체부는 외통 상의 소정의 위치를 시각적으로 표시하도록 구성되는 적어도 하나의 기준 인디케이터를 더 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준 인디케이터는, 이미지를 형성할 수 있는 가시적 잉크로 상기 몸체부의 내면 및 외면 중 하나에 인쇄되거나, 상기 몸체부의 내면 및 외면 중 하나에 식각되거나, 일련의 이격된 작은 홀들 및 비관통형 홈들을 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄기는 상기 원위단 및 상기 근위단 사이에서 연장되는 몸체부를 더 포함하고, 상기 근위단에 고정되게 연결되는 핸들부를 더 포함하며, 상기 핸들부는 제1 정지 부재 및 그립 부재를 더 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 핸들부에 작동 가능하게 연결되는 잠금 부재와, 상기 잠금 부재를 수용하는 수용 개구와 연통되는 결합 개구를 더 포함하고, 상기 결합 개구는 상기 잠금 부재를 상기 핸들부에 유지시키도록 구성되는 유지 부재를 수용하는 채널과 연통되는, 외과용 접근 조립체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 몸체부는 적어도 하나의 빈 영역을 더 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 몸체부의 외면 상의 적어도 하나의 보상 돌기를 더 포함하는, 외과용 접근 조립체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체부는 그 내부에 배치되는 채널부를 더 포함하고, 상기 채널부는 진로 안내 부재를 수용하도록 구성되는, 외과용 접근 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 채널부는 상기 테이퍼진 원위 선단 부재의 근위 에지와 정렬되는 함몰부에서 종단하는, 외과용 접근 조립체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄기는 상기 테이퍼진 원위 선단 부재 내에 배치되는 적어도 하나의 관찰창을 더 포함하고, 상기 관찰창은 조직의 시각화를 허용하는 관찰 부재를 수용하도록 구성되는 채널과 연통되는, 외과용 접근 조립체.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통의 일부분에 작동 가능하게 연결되는 조명 링을 더 포함하고, 상기 조명 링은 상면, 벽 부재 및 상기 조명 링에 수용된 적어도 하나의 광 소자를 포함하며, 접근 개구가 상기 조명 링의 상기 상면을 관통하여 형성되는, 외과용 접근 조립체.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄기, 외통, 또는 조명 링 중 하나를 진로 안내 시스템에 작동 가능하게 연결시키는 진로 안내 부재를 더 포함하는 외과용 접근 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 진로 안내 부재는 RFID 칩, 센서, 초음파 프로브, 복수의 반사 부재들, 어레이 또는 폐쇄기 내에 위치하는 촬상 장치 중 하나인, 외과용 접근 조립체.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    진로 안내 요소가 상기 외통 내에 함침되거나 성형되는, 외과용 접근 조립체.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 외과용 접근 조립체와, 유지 조립체를 포함하고,
    상기 유지 조립체는,
    몸체부;
    결합 배럴; 및
    상기 몸체부의 원위단에서 후크로서 구성되는 유지 부재를 포함하고,
    상기 후크는 상기 외과용 접근 조립체의 상기 외통의 일부분을 부분적으로 압축 방식으로 둘러싸는 크기를 가짐으로써, 상기 외통이 상기 후크에 의하여 유지되면서 선택적으로 각이 질 수 있고,
    상기 결합 배럴은 상기 몸체부의 근위단에 위치되고, 외과용 유지 장치에 작동 가능하게 연결되도록 구성되는, 외과용 접근 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 결합 배럴은 선택적으로 회전되도록 구성되는, 외과용 접근 시스템.
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