KR20150125035A

KR20150125035A - 카테터 어셈블리

Info

Publication number: KR20150125035A
Application number: KR1020140051264A
Authority: KR
Inventors: 김영학; 최재순; 황창모; 남기병
Original assignee: 재단법인 아산사회복지재단
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2015-11-09

Abstract

본 개시는 카테터 어셈블리에 있어서, 카테터 몸체(body); 카테터 몸체의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 복수개의 벌룬; 그리고, 복수개의 벌룬 중 카테터 몸체의 후단에 있는 벌룬의 표면에 1개 이상의 전선이 연결된 전극;이 배치된 것을 특징으로 하는카테터 어셈블리에 대한 것이다.

Description

카테터 어셈블리{CATHETER ASSEMBLY}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 카테터 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벌룬(balloon)을 갖는 카테터 어셈블리에 관한 것이다.

카테터 어블레이션은 심장 내에 어블레이션 카테터 어셈블리를 삽입하고, 카테터 어셈블리의 선단부의 전극과 대극판 사이에서 열을 가해 심근 조직을 제거함으로써 부정맥을 치료하는 방법이다. 보다 상세하게는 카테터 어블레이션은 주로 발작성 상실성 빈박, 심방 빈박, 발작성 심실 빈박 등의 빈맥성 부정맥의 치료를 위해서 실시되고, 심장 전기 생리학적 검사에 의해 부정맥의 발생원인 및 발생부위를 진단한 후에 어블레이션 카테터 어셈블리에 부착된 전극을 심장 내의 부정맥 발생부위로 도달시키고, 거기서 부정맥의 원인이 되는 심근 조직에 전극을 접촉시킨 후 50~60℃ 상태로 약 60초간 열을 가하여 부정맥의 원인이 되는 심근 조직을 제거하는 수법이다.

현재 사용되고 있는 어블레이션 카테터 어셈블리에는 선단부에 금속제 전극을 갖는 것으로서, 금속제 전극을 부정맥의 원인이 되는 심근 조직에 점상으로 접촉시키고, 조금씩 이동시키면서 제거 라인을 형성하여 부정맥의 발생부위를 제거하는 것이다. 관련 선행기술로는 미국 등록특허공보 제7,722,605호가 있다.

그러나 금속제 전극을 갖는 어블레이션 카테터 어셈블리에서는 제거 라인을 형성해서 부정맥의 발생부위를 제거하기 위해서 수십 회의 제거를 반복할 필요가 있기 때문에 수술이 장시간화되어 환자에게 부담을 끼친다는 문제점이 있다. 또한, 어블레이션 카테터 어셈블리로 제거 라인을 형성하기 위해서는 작은 금속제 전극을 심근 조직의 표적 부위에 정확하게 접촉시킬 필요가 있기 때문에 의사에게 어블레이션 카테터 어셈블리를 조작하는 고도의 기술이 필요했다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 최근 어블레이션 카테터 어셈블리의 선단부에 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리가 개발되었다. 관련 선행기술로는 미국 등록특허공보 제6,952,615호가 있다.

도 1은 미국 등록특허공보 제6,952,615호에 기재된 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리가 사용되는 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 용어 및 도면 부호를 변경하였다.

벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리(10)는 카테터 몸체(12), 벌룬(11), RF 제너레이터(20), 온도측정장치(21), 대전극(22)을 포함하고 있다. 어블레이션 카테터 어셈블리(10)가 폐동맥(14)의 입구 주변 심방(13)의 제거가 필요한 심근 조직을 제거하고 있는 것을 보여주고 있다. 어블레이션 카테터 어셈블리(10)에서 벌룬(11)이 부착된 방향을 선단, RF 제너레이터(20)가 있는 방향을 후단이라고 한다. 도 1에 개시된 종래기술에서 벌룬(11)의 표면에 전극(15)이 배치되어 있지만, 전극(15)이 심방(13)의 제거가 필요한 심근 조직을 직접 제거하지 않는다. 종래기술에서의 전극(15)은 벌룬(11) 내부에 있는 액체의 온도를 균일하게 상승시키는 역할을 한다. 심방(13)의 제거가 필요한 심근 조직은 벌룬(11) 내부에 있는 액체로 인하여 온도가 올라간 벌룬(11)의 표면에 의해 제거된다. 전극(15)은 도시되어 있지는 않지만 카테터 몸체(12) 내부의 전선을 통해 RF 제너레이터(20)에 연결되어 있다.

그러나 상기 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리의 경우 벌룬 전체가 가열되기 때문에 제거가 필요하지 않은 부위에 벌룬이 접촉되는 경우 해당 부분까지도 제거되는 문제가 있었다. 또한 벌룬을 지지하고 있는 카테터 몸체가 벌룬이 가열됨으로 인하여 카테터 몸체가 유연해지면서 휘어질 수 있어 제거가 필요한 심근 조직 부위에서 벗어날 수 있는 문제가 있었다.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 카테터 어셈블리에 있어서, 카테터 몸체(body); 카테터 몸체의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 복수개의 벌룬; 그리고, 복수개의 벌룬 중 카테터 몸체의 후단에 부착된 벌룬의 표면에 1개 이상의 전선이 연결된 전극;이 배치된 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리가 제공된다.

도 1은 미국 등록특허공보 제6,952,615호에 기재된 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리가 사용되는 일 예를 보여주는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 벌룬의 안쪽표면에 전극이 밀착된 상태로 벌룬이 팽창하는 것을 보여주는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리에 사용된 벌룬 형상의 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리가 사용되는 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리에 사용된 벌룬 형상의 다른 일 예를 보여주는 도면.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). 다만 본 개시의 형태는 도면의 설명에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 개시는 어블레이션 카테터 어셈블리의 선단에 복수의 벌룬이 배치되고, 복수의 벌룬 중 하나의 표면에 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 개시의 특징이 있는 어블레이션 카테터 어셈블리에서 벌룬이 부착된 부분을 중심으로 설명한다.

도 2는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리의 일 예를 보여주는 도면이다.

본 개시에 따른 복수의 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리(30)는 카테터 몸체(31), 카테터 몸체(31)의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 2개의 벌룬(32, 33), 2개의 벌룬 중 후단에 있는 벌룬(33)의 표면에 배치된 1개 이상의 전극(34)을 포함하고 있다. 전극(34)은 벌룬(33)의 바깥표면에 배치되어 제거되어야 하는 심근 조직과 직접 접촉할 수 있다. 또는 벌룬(33)의 안쪽표면에 배치되는 것도 가능하다. 벌룬(33)의 안쪽표면에 배치되는 경우 심근 조직의 제거가 효율적으로 이루어지기 위해 전극(34)은 벌룬(33)의 안쪽표면에 밀착되는 것이 바람직하다. 전극(34)을 벌룬(33)의 안쪽표면에 밀착시키기 위해 접착제를 사용할 수 있다. 또한 RF 제너레이터(도 2에 도시되어 있지 않음)와 전극(34)을 연결하고 있는 전선(35)을 이용하여 전극(34)을 벌룬(33)의 안쪽표면에 밀착시킬 수 있다. 즉 전선(35)이 벌룬(33)의 안쪽에 바깥쪽으로 미리 휘어져 있게 한다. 벌룬(33)이 팽창하지 않은 상태에서 전선(35)은 휘어지지 않는다. 그러나 벌룬(33)이 팽창하는 경우 전선(35)은 자연스럽게 벌룬(33) 안쪽에서 바깥쪽으로 휘어지고 전극(34)은 벌룬(33)의 안쪽표면에 밀착된 상태가 유지된다. 이해를 돕기 위해 도 3에 벌룬(33)의 안쪽표면에 전극(34)이 밀착된 상태로 벌룬(33)이 팽창하는 것을 도시하였다. 즉 도 3(a)에서는 벌룬(33)의 안쪽표면에 배치된 전극(34)과 연결된 전선(35)이 벌룬(33)이 팽창하지 않은 상태에서는 직선과 같은 형태로 있지만 도 3(b)에서와 같이 벌룬(33)이 팽창하는 경우 전선(35)이 미리 휘어져 있던 방향에 따라 자연스럽게 휘어지면서 전극(34)이 벌룬(33)의 안쪽표면에 밀착되어 있다. 전극(34)이 벌룬(33)의 안쪽표면에 배치된 경우 미국 등록특허공보 제6,952,615호에 기재된 것과 같이 벌룬(33) 내부의 액체를 가열시키는데 사용될 수도 있다.

도 4는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리의 다른 일 예를 보여주는 도면이다.

본 개시에 따른 복수의 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리(40)는 카테터 몸체(41), 카테터 몸체(41)의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 2개의 벌룬(42, 43), 2개의 벌룬 중 후단에 있는 벌룬(43)의 표면에 배치된 1개 이상의 전극(44), 온도 센서(45), 및 구멍(46)을 포함하고 있다. 전극(44)을 이용하여 제거가 필요한 심근 조직을 제거할 때, 온도 조절은 중요하다. 온도가 제거에 필요한 온도보다 낮으면 충분한 제거를 할 수 없다. 특히 온도가 높은 경우에는 혈액을 가열하여 불필요한 기포가 발생될 수 있으며, 기포를 체내에서 배출하지 못하는 경우 문제가 될 수 있다. 이에 전극(44)을 이용한 심근 조직을 제거하는 작업에 적당한 온도는 대략 50~60℃ 정도이다. 적당한 온도를 유지하기 위해 온도 센서(45)를 배치하는 것이 바람직하다. 특히 정확한 온도 측정을 위해 전극(44) 주변에 배치하는 것이 바람직하다. 따라서 본 개시에서는 벌룬(43) 표면에 배치하는 것이 바람직하다. 온도 센서(45)로서는 당업자에게 공지된 서머커플(thermocouple), 서미스터(thermister) 등을 사용할 수 있다. 온도 센서(45)를 통해 측정된 전극(44) 주변의 온도가 높은 경우 전극(44)에 흘러들어가는 전류 크기를 조절하여 온도를 조절할 수 있다. 또는 전극(44) 주변에 온도상승을 억제하는 물질을 보내서 온도를 조절할 수 있다. 후자의 방법으로 전극(44) 주변에 온도상승을 억제하기 위해 생리식염수를 보내는 방법이 당업자에게 알려져 있다. 본 개시에서는 전극(44)이 벌룬(43) 표면에 배치되어 있기 때문에, 벌룬(43) 표면을 통한 생리식염수의 배출이 필요하다. 이를 위해 전극(44)이 배치된 벌룬(43) 표면의 구멍(46)을 통해 생리 식염수를 배출할 수 있다.

도 5는 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리에 사용된 벌룬 형상의 일 예이다.

도 5는 본 개시에 따른 벌룬(43) 표면의 구멍(46)에 대한 일 예를 보여주기 위해 벌룬(43) 부분만을 별도로 도시하였다.

벌룬(43)은 원하는 위치에 배치된 이후 팽창을 하기 위해 벌룬(43)에 가스나 액체를 주입한다. 일반적으로 새어나갔을 때의 안전을 위해 액체인 생리식염수를 사용한다. 그러나 가능한 벌룬(43)의 팽창에 사용된 내부의 액체는 바깥으로 새어나가지 않는 것이 바람직하다. 반면에 전극(44) 주변에 온도상승을 억제하기 위해 생리식염수를 배출하는 것이 필요하다. 이를 위해 벌룬(43)은 이중막을 갖는 것이 바람직하다. 도 5(b)는 도 5(a)의 벌룬(43)을 AA'선을 따라 절단한 단면을 보여준다. 이중막의 바깥막(48)에 구멍(46)이 있으며, 안쪽막(49)에는 구멍이 없다. 따라서 식염수는 이중막 사이(47)를 거쳐 구멍(46)을 통해 배출된다. 또한 벌룬(43)을 팽창시키기 위한 생리식염수와 온도를 조절하기 위한 생리식염수는 구별되어 주입하는 것이 바람직하다. 안쪽막(49)을 통해 생리식염수는 분리될 수 있으며, 안쪽막(49) 내부에 있는 생리식염수는 바깥으로 새어나가지 않을 수 있다. 설명의 편의를 위해 하단에 위치한 벌룬(43)에 대해서만 설명을 하였지만, 필요한 경우 카테터에 배치된 모든 벌룬이 이중막을 가질 수 있다. 또한 도 5(b)에서는 전극(44)이 바깥막(48)의 바깥표면에 배치되었지만, 전극(44)이 이중막 사이(47)에 배치되는 것이 바람직하다. 즉 바깥막(48)의 안쪽표면이나 안쪽막(49)의 바깥표면에 전극(44)이 배치될 수 있다. 전극(44)이 바깥막(48)의 바깥표면에 배치된 경우 카테터를 삽입할 때 혈관벽에 손상을 줄 수 있고, 안쪽막(49)의 안쪽표면에 배치된 경우 벌룬(43)을 팽창시키는 생리식염수를 직접 가열시킬 수 있기 때문이다.

도 6은 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리가 사용되는 일 예를 보여주는 도면이다.

벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리(50)의 2개의 벌룬 중 선단에 위치한 벌룬(51)이 폐동맥(60)의 입구 안쪽에 폐동맥(60)에 꽉 차게 위치한다. 폐동맥(60) 안쪽에 벌룬(51)이 꽉 차게 위치함으로써 하단에 위치한 벌룬(52)은 폐동맥(60) 입구 심방(61)의 제거가 필요한 심근 조직(62)을 제거할 때 움직이지 않게 고정될 수 있다. 하단에 위치한 벌룬(52)에 배치된 전극(53)이 제거가 필요한 심근 조직(62)에 열을 가하여 제거한다. 이때 선단에 위치한 벌룬(51)이 폐동맥(60) 입구 안쪽에 폐동맥(60)에 꽉 차게 위치하거나 하단에 위치한 벌룬(52)이 심근 조직을 제거할 때 벌룬(51, 52)이 주변 심방(61)의 벽 또는 폐동맥(60) 혈관벽에 무리한 압력을 가하지 않고 밀착되기 위해서 주변의 형상에 따라 팽창하는 것이 바람직하다. 또한 전극(53)의 임피던스 측정장치(54)를 통해 제거가 필요한 심근 조직(62)에 접촉된 전극(53)에만 선택적으로 전류를 보낼 수 있다. 도 6에서는 임피던스 측정장치(54)와 RF 제너레이터(54)가 함께 있는 것을 도시하였지만, 별개로 구성되는 것도 가능하다. 전극(53)에 임피던스 측정장치를 연결하는 방법은 당업자에게 공지된 기술이기 때문에 별도로 기술하지 않는다. 또한 심장에 사용되는 어블레이션 카테터 어셈블리에는 환자의 심전도(ECG)를 측정할 수 있는 장치(57)가 부착되어 시술자의 편의를 도모할 수 있다. 카테터 어셈블리에 심전도를 측정할 수 있는 장치를 부착하는 방법은 공지된 기술이기 때문에 별도로 기술하지 않는다. 도 6(b)는 도 6(a)의 점선원 안을 확대하여 도시한 것이다.

도 7은 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리에 사용된 벌룬 형상의 다른 일 예이다.

벌룬의 형상을 설명하기 위해 벌룬(70)과 카테터 몸체(71) 일부만 별도로 도시하였다.

도 7(b)는 벌룬(70)의 BB' 단면을 도시하고 있다. 벌룬(70)은 카테터 몸체(71)의 길이 방향을 따라 관통하는 채널(81)을 1개 이상 포함하고 있다. 이는 벌룬(70)이 팽창된 경우 혈류의 흐름을 방해할 수 있는데, 이를 방지하기 위함이다. 혈류의 흐름을 원활히 하기 위해 채널(81)의 크기는 클수록 바람직하다.

지금까지 도면에 기재된 전극의 위치는 대략 벌룬의 중앙에 일렬로 배치되어 있으나, 필요에 따라 다양한 위치에 배치할 수 있다. 예를 들어 일부 전극은 벌룬의 선단에 일부는 중앙에 일부는 하단에 배치할 수도 있다. 또한 대부분의 벌룬의 형상이 원형에 가깝게 도시하였으나, 벌룬의 형상은 필요에 따라 타원형으로 할 수도 있다.

이하 본 개시에 따른 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 카테터 어셈블리에 있어서, 카테터 몸체(body); 카테터 몸체의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 복수개의 벌룬; 그리고, 복수개의 벌룬 중 카테터 몸체의 후단에 있는 벌룬의 표면에 1개 이상의 전선이 연결된 전극;이 배치된 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(2) 전선이 미리 일정방향으로 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(3) 카테터 몸체의 길이방향에 따라 벌룬에 채널이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(4) 전극의 임피던스 측정장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(5) 전극 주변의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(6) 온도센서가 전극이 배치된 벌룬 표면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 어블레이션 어셈블리.

(7) 전극이 배치된 벌룬에 전극 주변의 온도상승을 제어하기 위한 물질을 배출하는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(8) 온도상승을 제어하기 위한 물질이 생리식염수인 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(9) 복수개의 벌룬은 벌룬의 표면이 접촉하는 부분의 형상에 따라 팽창하는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(10) 복수개의 벌룬 중 적어도 하나의 벌룬은 바깥막과 안쪽막을 갖는 이중막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(11) 바깥막의 바깥표면에 생리식염수가 배출되는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(12) 카테터 몸체의 선단에 부착된 심전도 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

(13) 전극이 이중막 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.

본 개시에 따른 벌룬이 부착된 카테터 어셈블리에 의하면, 한 번에 여러 조직을 제거할 수 있어 시술 시간이 단축되고 이를 통해 환자 및 시술자의 편의를 도모할 수 있다.

또한 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 카테터 어셈블리에 의하면, 벌룬 전체가 가열되는 것이 아니라 필요한 부분의 전극만을 가열할 수 있어 불필요한 부분이 제거되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 개시에 따른 벌룬이 부착된 어블레이션 카테터 어셈블리는 부정맥 치료 이외에 열을 가하여 조직을 제거하는 다양한 치료분야에 사용될 수도 있다.또한 어블레이션 이외에 단순히 필요한 조직에 열을 가하여 치료를 하는데에 사용할 수 있다.

10, 30, 40, 50 : 어블레이션 카테터 어셈블리
11, 32, 33, 42, 43, 51, 52 : 벌룬
15, 34, 44, 53 : 전극
12, 31, 41 : 카테터 몸체

Claims

카테터 어셈블리에 있어서,
카테터 몸체(body);
카테터 몸체의 길이 방향을 따라 선단에 부착된 복수개의 벌룬; 그리고,
복수개의 벌룬 중 카테터 몸체의 후단에 있는 벌룬의 표면에 1개 이상의 전선이 연결된 전극;이 배치된 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
전선이 미리 일정방향으로 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
카테터 몸체의 길이방향에 따라 벌룬에 채널이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
전극의 임피던스 측정장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
전극 주변의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
온도센서가 전극이 배치된 벌룬 표면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 어블레이션 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
전극이 배치된 벌룬에 전극 주변의 온도상승을 제어하기 위한 물질을 배출하는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 7에 있어서,
온도상승을 제어하기 위한 물질이 생리식염수인 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
복수개의 벌룬은 벌룬의 표면이 접촉하는 부분의 형상에 따라 팽창하는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
복수개의 벌룬 중 적어도 하나의 벌룬은 바깥막과 안쪽막을 갖는 이중막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
바깥막의 바깥표면에 생리식염수가 배출되는 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
카테터 몸체의 선단에 부착된 심전도 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
전극이 이중막 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 카테터 어셈블리.