KR20160008209A - 의료 절차들을 위한 안정화 장치들 및 방법들 - Google Patents

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세다르스-신나이 메디칼 센터
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Abstract

본 발명은 여러 가지 의료 절차들에서 사용되는 안정화 및/또는 가이딩 의료 도구들을 위한 최소 침습의 장치들 및 방법들을 가르치고, (a) 하나 이상의 물질들을 피험자의 신체내로 도입하는 단계, (b) 하나 이상의 물질들을 피험자의 신체로부터 제거하는 단계, (c) 피험자의 신체의 영역을 조작하는 단계, 또는 (d) 그것의 조합들을 포함한다. 발명의 장치들의 많은 장점들 중에는 그것들의 단순성 및 여러 가지 견인기들에 부착하는 적응성이 있다.

Description

의료 절차들을 위한 안정화 장치들 및 방법들 {STABILIZATION APPARATUSES AND METHODS FOR MEDICAL PROCEDURES}
관련 출원에 대한 교차-참조
본 정규출원 2013년 4월 30일에 출원된 U.S. 가특허 출원 번호. 61/817,785의 우선권 이익을 주장하고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
발명의 분야
본 발명은 전반적으로 의료 절차들을 위한 장치들, 및 그것의 사용을 위한 방법들에 관한 것이다.
마치 각각의 개별 간행물 또는 특허 출원이 구체적으로 및 개별적으로 참조로서 통합된 것으로 표시된 것과 같은 동일한 정도로 본 출원에 모든 간행물들이 참조로서 통합된다. 이하의 설명은 본 발명을 이해하는데 유용할 수 있는 정보를 포함한다. 본 출원에 제공된 임의의 정보가 종래 기술이거나 또는 현재는 청구된 발명에 관련되거나, 또는 구체적으로 또는 함축적으로 언급된 임의의 간행물이 종래 기술임을 인정하는 것이 아니다.
의사들이 신체의 어떤 영역들 예컨대 척수, 뇌, 및 조인트(joint)들상에서 또는 그 주변에서 수술절차들을 수행하고 있을 때는, 환자 부상을 피하고 결과를 최적화하기 위해서 매우 정밀하게, 제어되는, 및 안정한 조작이 흔히 요구된다. 관련 기술 분야에서 이들 영역들내에서 어떤 의료 절차들을 수행함에 안전성 및 정확성을 개선시킬 장치들 및 방법들에 대한 요구가 있다.
보다 구체적으로, 의사들에 의해 수행된 어떤 의료 절차들은 절차에 포함된 조직들의 성질, 수요 절차에 의해 요구되는 고도의 정확성, 존재하는 수술 도구들의 제한들 (안정화 장치들을 포함), 시야(field of view)와 관련된 제한들, 및 인적 오류의 조합 에 기인하여 우발적인 환자 부상 및/또는 처리 실패의 고 위험에 관련된다. 유리한 결과의 가능성을 증가시키기 위해서, 환자 신체의 섬세한 영역으로부터의 물질의 제거 또는 환자 신체의 섬세한 영역으로의 물질의 도입을 수반하는 것들을 포함하는 여러 가지 상이한 수술 절차들을 위한 많은 의료 도구들과 함께 사용되는 안정화 장치들을 개선하기 위해 많은 시도가 이루어졌다. 관련 기술 분야에서 알려진 대표적인 안정화 장치들은 Spinal Derrick, Warner Device, 및 Brundobler Device를 포함한다. 불행하게도, 이들 디바이스들은 모두 사용하기에 어렵거나(상당량의 의사 트레이닝을 필요로 하며), 과도한 부품 수를 가지거나(그렇게 함으로써 장비 고장 또는 환자 부상의 상대적으로 고 위험도를 수반하고), 또는 포지셔닝에 관련된 상당한 문제들을 가진다. 예를 들어 척추 수술을 위해 사용되는 Spinal Derrick 디바이스는 50 파트들 이상을 포함하고, 그것의 어셈블리를 길고 그리고 어렵게 만들어서 척수 트라우마를 일으키고 절개부위내로 떨어지는 그것의 파트들 중 하나의 증가된 위험도로 이어진다. 추가적으로, 이 디바이스는 정확한 스케일들이 없고, “무턱대고(blindly)” 배치되는 네개의 경피 포스트들의 사용을 필요로 하고 추가로 척수 손상, 감염, 및 출혈 (요구된 네개의 추가의 절개 부위들에 부분적으로 기인하여)의 위험도를 증가시킨다.
다양한 실시예들에서, 본 발명은 제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 고정 암(securing arm); 제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 연결 암(connecting arm); 제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 포지셔닝 암(positioning arm); 제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 가이딩 암(guiding arm);을 포함하되, (1) 상기 연결 암의 상기 제 1 단부는 상기 고정 암의 상기 제 2 단부 에 부착되고, (2) 상기 연결 암의 상기 제 2 단부는 상기 포지셔닝 암의 상기 제 1 단부 에 부착되고, (3) 상기 연결 암의 상기 장축은 상기 고정 암 및 포지셔닝 암의 각각의 상기 장축에 수직이고, (4) 상기 고정 암의 상기 제 1 단부 및 상기 포지셔닝 암의 상기 제 2 단부는 상기 연결 암으로부터 멀어지는 실질적으로 동일한 방향에서 연장되도록 위치될 수 있고, (5) 상기 포지셔닝 암은 그것의 제 2 단부에서 상기 가이딩 암의 상기 제 2 단부에 부착되어, 상기 포지셔닝 암 및 가이딩 암은 서로에 수직이고, 및 (6) 상기 가이딩 암은 그것의 장축이 위치된 축은 상기 고정 암의 장축 및 상기 연결 암의 장축이 각각 위치된 축들에는 수직이지만 그러나 상기 고정 암의 장축 및 상기 연결 암의 장축이 각각 위치된 축들과는 상호 교차하지 않도록 위치될 수 있는 장치를 가르친다. 일부 실시예들에서, 상기 고정 암은 그것의 제 1 단부상에 하나 이상의 클램프들을 더 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 클램프들은 조직 견인기(tissue retractor)의 암에 부착하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 가이딩 암은 상기 가이딩 암의 장축을 따라서 슬라이드하도록 구성된 도구 부착 컴포넌트(instrument attaching component)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 도구 부착 컴포넌트는 의료 도구를 클램프하도록 구성된 하나 이상의 클램프들을 포함한다. 어떤 실시예들에서, 상기 도구 부착 컴포넌트의 슬라이딩 움직임은 상기 가이딩 암의 제 1 단부에 위치된 다이얼에 의해 제어된다. 일부 실시예들에서, 상기 연결 암은 그것의 장축 방향에서 텔레스코핑 움직임(telescoping motion)을 허용하는 길게된 네스팅 엘리먼트들(elongated nesting element)을 포함하여 상기 연결 암의 길이는 증가될 수 있거나 또는 축소될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 상기 포지셔닝 암은 그것의 장축 방향에서 텔레스코핑 움직임을 허용하는 길게된 네스팅 엘리먼트들을 포함하여 상기 포지셔닝 암의 길이는 증가될 수 있거나 또는 축소될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 연결 암의 상기 텔레스코핑 움직임은 그것의 제 2 단부에 위치된 다이얼의 회전에 의해 제어된다. 어떤 실시예들에서, 상기 포지셔닝 암의 상기 텔레스코핑 움직임은 그것의 제 1 단부에 위치된 다이얼의 회전에 의해 제어된다. 어떤 실시예들에서, 상기 의료 도구는: 캐뉼라, 생검 바늘(biopsy needle), 바늘, 튜브, 소작술 디바이스(cauterization device), 레이저, 드릴, 내시경, 가이드와이어, 광섬유 디바이스, 전극, 쏘우(saw), 초음파 디바이스, 분광 디바이스, 카메라, 전기 센서, 열 센서, 카데터(catheter), 배수관(draining tube), 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 상기 장치는 상기 고정 암에 부착된 측부 클램프를 더 포함할 수 있고, 상기 측부 클램프는 길게된 오브젝트에 부착하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 고정 암은 상기 연결 암에 착탈 가능하게 부착된다. 다양한 실시예들에서, 상기 포지셔닝 암은 상기 연결 암 및/또는 상기 가이딩 암에 착탈 가능하게 부착된다. 일부 실시예들에서, 상기 측부 클램프는 상기 고정 암에 착탈 가능하게 부착된다. 어떤 실시예들에서, 상기 길게된 오브젝트는: 액체 저장소, 가스 저장소, 펌프, 이미징 디바이스, 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된 디바이스이다.
다양한 실시예들에서, 본 발명은 시스템을 가르친다. 일부 실시예들에서, 상기 시스템은 상기에서 설명된 임의의 장치 및 상기 고정 암의 하나 이상의 클램프들에 의해 상기 장치의 상기 고정암에 부착되는 조직 견인기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 도구 부착 컴포넌트에 부착된 도구를 더 포함할 수 있고, 상기 도구는 : 캐뉼라, 생검 바늘(biopsy needle), 바늘, 튜브, 소작술 디바이스(cauterization device), 레이저, 드릴, 내시경, 가이드와이어, 광섬유 디바이스, 전극, 쏘우(saw), 초음파 디바이스, 분광 디바이스, 카메라, 전기 센서, 열 센서, 카데터(catheter), 배수관(draining tube), 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 상기 도구는 캐뉼라의 단부에 위치된 바늘을 갖는 상기 캐뉼라를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 캐뉼라 및 바늘은 피험자의 신체내 관심 영역으로 세포들을 주입하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 상기 캐뉼라는 소정 양의 신경 전구 세포(neural progenitor cell)들을 수용한다. 일부 실시예들에서, 상기 신경 전구 세포는 신경 영양 요인(neurotrophic factor)으로부터 유도된 신경 교세포 라인(neural progenitor line)을 내보낸다. 어떤 실시예들에서, 상기 관심 영역은 상기 피험자의 척추이다. 일부 실시예들에서, 상기 시스템은 액체 저장소 및 거기에 연결된 펌프를 더 포함할 수 있고, 상기 액체 저장소 및 펌프는 상기 측부 클램프에 부착된다.
다양한 실시예들에서, 본 발명은 피험자에 수술 절차를 수행하기 위한 방법을 가르친다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 상기 피험자의 신체내 절개 부위에 맞물리는 조직 견인기의 암에 본 출원의 상기에서 설명된 임의의 장치를 부착하는 단계, 및 상기 피험자의 신체내 상기 절개 부위를 통하여 상기 장치의 상기 가이딩 암에 부착된 의료 도구를 가이딩하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 상기 의료 도구는 캐뉼라의 단부에 위치된 바늘을 갖는 상기 캐뉼라를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 캐뉼라 및 바늘은 상기 피험자의 신체내 관심 영역으로 세포들을 주입하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 관심 영역은 상기 피험자의 척추이다. 일부 실시예들에서, 상기 세포들은 신경 전구 세포이다. 일부 실시예들에서, 상기 피험자는 근위축성 측삭경화증 (ALS)로 진단되었다. 다양한 실시예들에서, 상기 방법은 상기 피험자의 신체내 상기 관심 영역의 이미징을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수행된 상기 이미징은 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기 공진 이미징 (MRI), 초음파, 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 신경 영양 요인으로부터 유도된 신경 교세포 라인을 상기 피험자의 척추로 내보내는 신경 전구 세포를 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대표적인 실시예들은 참조 도면들로 예시된다. 본 출원에 개시된 실시예들 및 도면들은 제한적이라기 보다는 예시적으로 간주되는 것으로 의도된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 정위 장치(stereotactic apparatus) (100)를 도시한다. 정위 장치 (100)는 조직 견인기 (300)의 암 (301)에 클램프된다. 원통형의 오브젝트 (400)는 측부 클램프 (6000)에 의해 정위 장치 (100)에 고정된다. 도 1b는 조직 견인기에 부착되지 않은 정위 장치 (100)를 도시한다. 도 1c는 정위 장치 (200)를 도시한다. 도 1d는 원통형의 오브젝트 (400) 및 조직 견인기 (300)에 부착된 정위 장치 (100)를 도시한다. 정위 장치 (100)의 가이딩 암 (1000)에 부착된 도구 (7000)는 조직 견인기 (300)의 암들 사이로 z-축을 따라서 하향으로 연장되는 것이 도시된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 정위 장치(100)를 도시한다. 조직 견인기 (300) 및 원통형의 오브젝트 (400)가 도시된다. 도 2b는 정위 장치 (100)의 대체 도면을 도시한다. 도 2c는 정위 장치 (200)의 대체 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 정위 장치 (100)의 부분 분해도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 정위 장치 (100)의 부분 분해도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, x-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 위치 조절을 허용하는 풀림 손잡이(loosening knob) (114)를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, y-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 위치 조절을 허용하는 풀림 스큐류(loosening screw) (135)를 도시한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른, x-축을 따라서 원통형의 오브젝트 (400)의 위치 조절을 허용하는 풀림 손잡이 (130)를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, y-z 평면을 따라서 관련된 가이딩 암 (1000)의 움직임 및 x-축 주위로 포지셔닝 암 (2000)의 회전을 허용하는 풀림 손잡이 (114)를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, x-z 평면을 따라서 관련된 가이딩 암 (1000)의 움직임 및 y-축 주위로 크로스 클램프(132)의 회전을 허용하는 풀림 스큐류 (135)를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 포지셔닝 암 (2000)의 안쪽 네스팅 엘리먼트 (112)의 텔레스코핑(telescoping)을 일으키는 회전 다이얼 (116)을 도시한다. 도 10은 또한 z-축을 따라서 도구 부착 컴포넌트 (107)의 움직임을 일으키는 회전 다이얼 (101)을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결 암 (3000)의 안쪽 네스팅 엘리먼트 (119)의 텔레스코핑 움직임을 일으키는 회전 다이얼 (131)을 도시한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결 암 (3000)의 부분 분해도를 도시한다. “14a”로 라벨링된 화살표들은 도 14a에 표시된 단면을 나타낸다.
도 13 는 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결 암 (3000) 부분의 분해도를 도시한다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 연결 암 (3000)의 장축의 단면도를 도시한다. 도 14b는 연결 암 (3000)의 단축의 단면도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 포지셔닝 암 (2000)의 부분 분해도를 도시한다. “17a”로 라벨링된 화살표들은 도 17a에 표시된 단면을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른, 포지셔닝 암 (2000) 부분의 부분 분해도를 도시한다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 포지셔닝 암 (2000)의 장축의 단면도를 도시한다. 도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 포지셔닝 암 (2000)의 단축의 단면도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가이딩 암 (1000)의 부분 분해도를 도시한다. “19”로 라벨링된 화살표들은 도 19에 표시된 단면을 나타낸다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른, 가이딩 암 (1000)의 장축의 단면도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른, 측부 클램프 (6000)의 분해도, 및 고정 암 (4000)에 그것의 부착을 도시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고정 암 (4000)의 대체 분해도를 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른, 측부 클램프 (6000)를 도시한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디바이스 (300)상의 스케일들 (381,382), 및 (383)을 도시한다. 디바이스 (300)는 모든 다른 특징부들에 대하여는 디바이스 (100)와 같다.
본 출원에 언급된 모든 참조문헌들은 마치 완벽하게 개시된 것과 같이 그것들의 전체가 참조로서 통합된다. 달리 정의되지 않는다면, 본 출원에서 사용된 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상 이해되는 것과 같은 의미를 가진다. Szycher's Dictionary of Medical Devices CRC Press, 1995,는 본 출원에서 사용되는 많은 용어들 및 어구들에 대한 유용한 가이드를 제공할 수 있다. 당해 기술의 통상의 기술자는 본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 본 출원에서 설명된 것들에 유사하거나 또는 동등한 많은 방법들 및 재료들을 인식할 것이다. 실제로, 본 발명은 구체적으로 설명된 방법들 및 재료들에 결코 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 본 발명의 임의 실시예들을 설명 및 청구하기 위해 사용되는 특성들 예컨대 치수, 형상들, 상대적 위치들, 및 등등은 용어 “약(about)”에 의해 수정되는 것으로 이해되어야 한다.
이전의 존재하는 기술들의 앞서 언급한 결점들을 기억하는, 발명자들은 새로운 안정화 장치들 및 그것의 사용 방법들을 개발하였다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본 출원에서 설명된 장치들의 많은 가능한 애플리케이션들이 있다는 쉽게 인식할 것이지만, 임의의 실시예들은 특별히 척수로의 절단 에지 셀룰러 및 분자 치료법들의 전달을 포함하여 척수 주위에서 또는 척수(spinal cord)상에서 수행되는 절차들에 유용하다. 중요하게는, 본 출원에서 설명된 디바이스들의 모든 버전들은 또한 경피 포스트(percutaneous post)들의 사용을 불필요하게 하여서 최소 침습 수술 접근법을 허용한다.
비록 정위 장치들의 다양한 실시예들이 본 출원에서 설명되지만, 그것들 전부에 공통인 어떤 특징부들이 있다. 첫번째, 각각의 장치는 조직 리트랙팅(tissue retracting) 디바이스의 암에 안정되게 연결하는 것이 가능한 “고정 섹션(securing section)”을 구성하는 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 본 출원에서 설명된 각각의 장치들에 공통인 제 2 특징부는 피험자(subject)의 신체내 희망하는 위치상에 도구를 포지셔닝하는 것이 가능한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함하는 “포지셔닝 섹션(positioning section)”이다. 제 3 공통 특징부는 포지셔닝 섹션과 고정 섹션을 동작 가능하게 연결하는 역할을 하는 “연결 섹션(connecting section)”이다. 제 4 공통 특징부는 피험자의 신체내로 도구를 가이드하거나 피험자의 신체로부터 도구를 제거하기 위해 사용될 수 있는 “가이딩 섹션(가이딩 section)”이다.
상기에서 설명된 각각의 공통 섹션들에 도달하기 위해 사용될 수 있는 서로에 대한 다양한 컴포넌트들의 설명들, 컴포넌트들의 조합들, 및 컴포넌트들의 구성들이 이하에서 제공된다. 정위 장치에 추가될 수 있는 추가의 특징부들이 또한 설명된다.
고정 섹션 (Securing Section)
일부 실시예들에서, 정위 장치의 고정 섹션은 조직 견인기의 암에 착탈 가능하게 부착하도록 구성된다. 착탈 가능한 부착은 광범위한 컴포넌트들 및 그것의 조합들을 이용하여 임의의 많은 방식들로 성취될 수 있다. 단지 비 제한적인 예들의 방식으로, 고정 섹션은 하나 이상의 클래스프(clasp)들, 하나 이상의 클램프들, 하나 이상의 자석들, 하나 이상의 스크류(screw)들, 하나 이상의 핀들, 하나 이상의 슬롯 및 홈 배열들, 하나 이상의 스트랩(strap)들, 그것의 조합들 및 유사한 것을 이용함으로써 조직 견인기의 암에 부착 가능할 수 있다. 따라서, 각각의 이들 컴포넌트들, 및 그것들의 변형된 버전들은 본 발명의 범위내에 있다. 장치의 부착 부분은 테이블, 램프, 브레이스(brace), 트레이(tray), 이미징 장비, 및 유사한 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 의료 절차가 수행되는 셋팅(setting)에서 발견될 수 있는 장비의 임의의 여러 가지 유형들에 부착하도록 구성될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 디바이스는 비-수술 셋팅 - 정밀한 유도의 사용에 필요한 임의의 목적을 수행하기 위해 사용될 수 있다 - 에서의 사용을 위해 구성될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 디바이스는 이런 목적들을 위해 적절하게 스케일 될 수 있다는 것이 또한 고려된다.
일부 실시예들에서, 클램핑 메커니즘은 고정 암상에 통합되고, 정위 장치(stereotactic apparatus)를 조직 견인기의 암에 부착하기 위해 사용된다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 많은 유형들의 클램핑 메커니즘들이 이 기능을 성취하기에 적절하다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 하나의 비 제한적인 예가 고정 암 (4000)의 클램핑 메커니즘 (5000)이 조직 견인기 (300)의 암 (301) (부분적으로 도시된)을 클램프하기 위해 사용될 수 있다는 것을 도시하는 도3에 도시된다. 이 특정한 실시예의 클램핑 컴포넌트들의 더 상세한 뷰가 도 21에 도시되고 개별 컴포넌트들 (및 그것들의 기능들)이 예제 섹션에서 상세하게 설명된다.
중요하게는, 도 21에 도시된 클램핑 메커니즘은 정위 장치 (정위 장치 (100)를 포함하는)를 많은 상이한 유형들의 조직 견인기들의 암에 확실히 및 착탈 가능하게 부착하기 위해 사용될 수 있다. 클램핑 메커니즘이 부착할 수 있는 견인기들의 비 제한적인 예들은 Mast Quadrant Retractor System(Medtronic), MARS Retractor System(Globus Medical), Spyder Retractor System(Aesculap), Ravine Retractor System (K2M), Synframe Retractor System(DePuy Synthes), 및 Luxor Retractor System(Stryker)을 포함한다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 상기에서 설명된 견인기들에 유사한 하나 이상의 암들을 갖는 임의의 견인기가 본 출원에서 설명된 발명의 정위 장치들과 함께 또한 사용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 상기에서 설명된 대안 부착 메커니즘들이 구체적으로 상기에서 열거되지 않은 대안 견인기 디바이스들의 하나 이상의 암들에 장치의 고정 섹션의 부착을 허용할 것이라는 것을 추가로 인식할 것이다.
포지셔닝 섹션 (Positioning Section)
포지셔닝 섹션의 용도는 도구가 부착되는 포지셔닝 가이딩 암에 의해 희망하는 해부 위치 위에 도구의 안정한 포지셔닝을 허용하는 것이다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 정위 장치의 포지셔닝 섹션을 구성할 수 있는 많은 가능한 컴포넌트들 및 그것의 구성들이 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 어떤 실시예들에서 포지셔닝 섹션은 가이딩 암에 부착된 도구 위치의 미세한 조정을 허용하는 텔레스코핑 움직임(telescoping motion)을 허용하는 컴포넌트들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 포지셔닝 암이 사용된다. 다양한 실시예들에서, 포지셔닝 암은 텔레스코핑 움직임을 허용하는 방식으로 입력 컴포넌트 (예를 들어, 다이얼) 뿐만 아니라 서로에 동작 가능하게 연결된 두개 이상의 네스트된 엘리먼트들을 포함한다. 비 제한적인 예에서, 텔레스코핑 움직임은 도면들 15-17에 도시된 컴포넌트들에 의해 성취된다. 도면들 15-17의 컴포넌트들간의 동작 및 그것들간의 상호작용이 예제 섹션에서 상세하게 설명된다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는 포지셔닝 암의 텔레스코핑 움직임을 제어 및 안정화하는 많은 가능한 방법들이 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 단지 비 제한적인 예의 방식으로, 만약 도면들 15-17에 도시된 바와 같은 나사 타입 샤프트를 가진 메커니즘이 사용된다면 샤프트상의 스레딩(threading)들의 수 및 스레딩들의 피치(pitch)가 관련된 입력에 응답하여 (즉, 다이얼의 회전) 포지셔닝 암이 텔레스코프되는 정도를 좌우하기 위해 사용될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 포지셔닝 암은 그것이 전진 또는 철회되는 축을 따라서를 제외하고는 그것의 모든 움직임의 범위를 제한하는 컴포넌트들의 사용을 통하여 안정화된다. 단지 비 제한적인 예의 방식으로, 도 16은 가이딩 세트 스크류들 (176a) 및 (176b) 및 지지 엘리먼트들 (178a) 및 (178b)의 구성이 포지셔닝 암 (2000)의 안쪽 네스팅 엘리먼트 (112)의 L-형상의 트랙들 (179a) 및 (179b)에 압력을 가하기 위해 사용된다는 것을 도시한다. 도 16은 또한 스크류 (175)가 특별히 안쪽 네스팅 컴포넌트가 연장되거나 또는 철회되는 동안에 안쪽 네스팅 컴포넌트 (112)의 안정성을 추가하기 위해서 세트 스크류들 (176a) 및 (176b)의 반대 측면상에 위치된다는 것을 도시한다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는 포지셔닝 암을 가이딩 암에 부착하는 많은 가능한 방법들이 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 포지셔닝 암 (2000)이 가이딩 암 (1000)에 연결될 수 있는 한가지 방법은 가이딩 암 (1000)의 단축(short axis)을 횡단하고 홈진 수용 소켓 (134)에 연결되는 스크류 (133)의 사용을 통해서이다.
연결 섹션 (Connecting Section)
정위 장치의 연결 섹션의 장축(long axis)은 고정 섹션 및 포지셔닝 섹션의 장축에 수직이 되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포지셔닝 섹션과 같이 연결 섹션은 텔레스코핑 암(telescoping arm)이다. 일부 실시예들에서, 텔레스코핑 연결 암은 임의의 포지셔닝 섹션과 관련되어 앞서 언급한 컴포넌트들 중 임의의 것에 의해 안정화되고 그리고 제어될 수 있다. 단지 비 제한적인 예의 방식으로, 연결 암의 텔레스코핑은 도면들 12-14에 도시된 컴포넌트들의 사용을 통하여 성취될 수 있고 그것들 간의 상호작용 및 그것들의 기능은 예제 섹센에 상세하게 설명된다.
가이딩 섹션 (Guiding Section)
가이딩 섹션은 피험자의 신체내로 연장될 수 있고 그리고 피험자의 신체로부터 철회될 수 있는 하나 이상의 도구들의 부착을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가이딩 섹션은 가이딩 암을 포함한다. 도구가 가이딩 암에 부착될 수 있는 많은 가능한 방법들이 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 도구를 가이딩 암에 부착하기 위해 사용될 수 있는 가능한 컴포넌트들은 부착될 도구의 치수 및 성질에 의존하여 변화할 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 단지 비 제한적인 예들의 방식으로, 가이딩 암에 다양한 도구들의 부착은 하나 이상의 스트랩들, 클램프들, 클래스프들, 자석들, 및 그것의 조합들을 이용함으로써 성취될 수 있다.
가이딩 암에 부착될 수 있는 도구들의 예들은 캐뉼라, 생검 바늘(biopsy needle), 바늘, 튜브, 소작술 디바이스, 레이저, 드릴, 내시경, 가이드와이어, 광섬유 디바이스, 전극, 쏘우(saw), 초음파 디바이스, 분광 디바이스, 카메라, 전기 센서, 열 센서, 카데터(catheter), 배수관(draining tube), 이미징 디바이스 (예컨대 본 출원에서 열거되고/열거되거나 설명된 것들 중 임의의 것) 및 유사한 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 어떤 실시예들에서, 본 출원에서 설명된 발명의 장치들에 의해 가이드되는 도구는 그 안에 동심으로 하우징되도록 구성된 가이드 바늘 및 주입 바늘을 포함한다. 일부 실시예들에서, 가이드 바늘 및 주입 바늘의 동심의 배열은 주입 바늘이 생물학적 또는 화학적 재료의 페이로드(payload)를 피험자안의 적절한 자리에 전달하도록 하기 위해 일단 가이드 바늘이 의료 절차 동안에 피험자내에 적절하게 위치된 후에 주입 바늘이 가이드 바늘을 통과하여 전진되는 것을 허용한다. 일부 실시예들에서, 발명의 장치에 의해 가이드 및/또는 안정화된 도구는 U.S. 특허 출원 번호. 12/598,667에 설명된 척추 다분절성(multisegmental) 셀 및 약물 전달 디바이스이고, 그것은 마치 완벽하게 개시된 것처럼 그 전체가 본 출원에 참조로서 포함된다.
장치는 도구가 가이딩 암에 연결됨과 동시에 피험자내로 연장되고 그리고 피험자로부터 철회되는 것을 허용하도록 구성될 수 있는 많은 가능한 방법들이 있다는 것을 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 또한 쉽게 인식할 것이다. 도 18는 해당 용도를 위해 사용될 수 있는 메커니즘의 하나의 비 제한적인 예를 도시한다. 도 18에 도시된 컴포넌트들간의 연관성 및 그 컴포넌트들의 기능은 예제 섹센에서 상세하게 설명된다.
개별 섹션들의 방위 (Orientation of Individual Sections)
고정 섹션, 연결 섹션, 포지셔닝 섹션 및 가이딩 섹션은 각각의 섹션의 희망하는 움직임의 범위에 의존하여 임의의 여러 가지 방법들에 의해 서로간에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포지셔닝 암 및 연결 암의 서로에 관한 수직 방위는 수직으로 위치된 클램핑 칼라들을 가진 컴포넌트의 사용을 통하여 수립된다. 일 실시예에서, 크로스 클램프 (132)가 (도 1a에 도시된) 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 크로스 클램프 (132)가 포지셔닝 암 (2000)을 고정시키기 위해 사용될 때, 손잡이 (114)는 칼라 (115)를 풀리도록 회전시킬 수 있고, 그렇게 함으로써 x-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 위치 조정을 허용한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 손잡이 (114)에 의한 칼라 (115)의 풀림은 또한 x-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 회전을 허용하고, 이는 y-z 평면을 따라서 가이딩 암 (1000)의 움직임으로 변환된다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 크로스 클램프 (132)가 연결 암 (3000)을 고정시키기 위해 사용될 때, 스크류 (135)의 회전은 하단 칼라 (117)를 풀리게 하고, 이는 y-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 위치의 조정을 허용한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 풀린 칼라 (117)는 또한 y-축을 따라서 크로스 클램프 (132)의 회전을 허용하고, 이는 차례로 x-z 평면을 따라서 가이딩 암 (1000)의 움직임으로 변환된다.
추가의 특징부들 (Additional Features)
상기에서 설명된 정위 장치들의 메인 섹션들은 장치들 상에 추가의 특징부들을 통합시키는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 정위 장치는 포함할 수 있다 추가의 유용한 도구들 또는 디바이스들을 부착하기 위해 장치의 메인 섹션들 (즉, 가이딩 섹션, 포지셔닝 섹션, 연결 섹션, 및 부착 섹션) 중 하나 이상 위에 위치된 클램프들 (또는 본 출원에서 설명된 임의의 다른 부착 수단들)을 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 정위 장치는 유용한 도구 또는 디바이스를 부착하는 것을 허용하는 고정 섹션에 부착되는 측부 클램프(side clamp)를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 입증된 바와 같이, 측부 클램프 (6000)는 원통형의 디바이스 (400)를 보유하기 위해 사용될 수 있다. 측부 클램프 (6000)의 컴포넌트들은 도 22에 명확하게 도시되고, 예제 섹센에서 상세하게 설명된다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 측부 클램프 예컨대 측부 클램프 (6000)는 정위 장치에 적절한 치수를 갖는 임의의 많은 디바이스들을 하기 위해 사용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다.
본 출원에서 설명된 정위 장치들에 부착될 수 있는 디바이스들은 펌프, 피험자의 신체에 주입될 물질을 수용하기 위한 저장소, 피험자의 신체로부터 제거된 물질을 수용하기 위한 저장소, 작은 모터, 제어 패널, 이미징 디바이스 또는 그것의 일부 (본 출원에서 설명된 임의의 적절하게 사이즈된 이미징 디바이스를 포함) 및 유사한 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예들에서, 부착된 디바이스는 조직 견인기가 사용될 때 환자 신체내 구멍(opening)을 보기 위해 위치될 수 있는 광 파이버 카메라(fiber optic camera)이다. 일부 실시예들에서, 장치에 부착된 저장소는 한정되는 것은 아니지만, 세포들, 가스들, 액체들, 약물 치료, 조영제들, 방사성 재료들, 그것의 조합들, 및 유사한 것을 포함하여 임의의 여러 가지 유용한 물질들을 보유하도록 구성될 수 있다.
본 출원에서 설명된 발명의 장치들의 하나 이상의 섹션들에 부착될 수 있는 디바이스들의 추가 카테고리는 광원이다. 다양한 실시예들에서, 발명의 장치들은 의료 절차 동안에 피험자의 신체내 또는 그 위의 관심 영역으로 광을 투사하도록 구성된 하나 이상의 광원들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 광원들은 가이딩 암에 부착된다. 일부 실시예들에서, 광원은 레이저이다. 일부 실시예들에서, 광원은 소작(cauterizing) 또는 절단을 위해 사용될 수 있는 비교적 고 에너지 레이저이다. 일부 실시예들에서, 광원은 절개 또는 다른 의료 개입을 위한 피험자의 신체내 또는 그 위의 영역을 시각적으로 타겟킹하기 위해 사용될 수 있는 비교적 저 에너지 레이저이다. 다른 실시예들에서, 광원은 관심 영역을 시각화하는데 도움을 주기 위해 비교적 저 에너지 광을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 광원은 형광단의 형광(fluorescence)을 일으키는 파장의 광을 제공한다. 다양한 실시예들에서, 형광단(fluorophore)은 피험자의 신체내로 직접 주입되거나, 피험자의 신체내에 있는 세포들에 존재하거나 또는 자연스럽게 발생한다. 단지 비 제한적인 예들의 방식으로, 광원에 의해 투사된 광의 파장은 가시적이거, IR, 또는 UV 범위에 있을 수 있다.
본 출원에서 설명된 정위 장치들 상에 통합될 수 있는 디바이스들의 다른 카테고리는 이미징 모달리티(imaging modality)이다. 일부 실시예들에서, 이미징 모달리티는 가이딩 암에 부착된다. 그러나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 적절한 사이즈의 이미징 모달리티(또는 본 출원에서 설명된 임의의 다른 디바이스, 또는 그것에 유사한)의 전부 또는 일부가 본 출원에서 설명된 임의 형태의 부착에 의해, 본 출원에서 설명된 장치들의 임의의 암에 부착될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일부 실시예들에서, 이미징 모달리티는 MRI, CT, 또는 초음파 이미징을 수행 하기 위해 사용되는 디바이스를 포함한다. 일부 실시예들에서, 내시경이 가이딩 암에 부착된다. 일부 실시예들에서, 현미경 또는 다른 확대 도구의 하나 이상의 컴포넌트들이 가이딩 암에 부착된다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 가이딩 암에 부착하기에 적절한 사이즈의 임의의 많은 다른 유용한 도구들이 본 출원에서 설명된 발명의 장치들과 함께 사용될 수 있고, 그리고 본 출원에서 설명된 부착을 위한 임의의 수단들에 의해 거기에 부착될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다.
상기에서 나타낸바와 같이, 일부 실시예들에서, 장치는 상기에서 설명된 다양한 섹션들의 위치들이 수동으로 조작될 수 있도록 구성된다. 그러나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 장치의 하나 이상의 섹션들이 전자적으로 제어될 수 있도록 하나 이상의 모터들, 기어들, 풀리(pulley)들, 및 전자 제어들과 함께 장치가 또한 구성될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다.
일부 실시예들에서, 본 출원에서 설명된 장치들은 스테인리스 스틸(stainless steel)로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 장치들은 티타늄, 오스테나이트계 강재, 마텐자이트계 강재, 황동(brass), 탄소 파이버, 플라스틱, 그것의 조합들, 및 유사한 것으로 만들어진다. 선호되는 실시예들에서, 사용되는 재료 또는 재료들은 생체에 적합하다(biocompatible).
일부 실시예들에서, 본 발명은 (1) 피험자에 물질을 도입하기, (2) 피험자로부터 물질을 제거하기, 및 (3) 피험자의 신체의 일부는 조작하는 하나 이상의 프로세스들을 가능하게 하는 목적을 위한 본 출원에서 설명된 임의의 정위 장치들을 이용하는 단계를 포함하는 방법을 가르친다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 디바이스가 한정되는 것은 아니지만 장기(organ), 관절(joint) (어깨, 엉덩이, 무릎, 등.), 인대, 힘줄, 근육, 눈, 공동(cavity), 또는 임의의 다른 조직을 포함하는 피험자 신체의 임의의 부분내로 물질을 도입하거나 또는 피험자 신체의 임의의 부분으로부터 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 일부 실시예들에서, 피험자의 신체내로 도입된 물질들은 한정되는 것은 아니지만 생물학적 및/또는 인조 물질들을 포함할 수 있다. 생물학적 물질들은 한정되는 것은 아니지만 줄기 세포들, 신경 전구 세포, 조직들, 혈액, 호르몬들, 응혈 인자들, 매개체들 (한정되는 것은 아니지만 바이러스 매개체들, 플라스미드들 및 유사한 것을 포함), DNA, RNA, 단백질들, 성장 요인들, 억제 물질들, 매트릭스들(matrices), 그것의 조합들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 피험자의 신체내로 도입될 수 있는 인조 물질들은 한정되는 것은 아니지만 조제약제들(pharmaceutical agents), 마커들 (한정되는 것은 아니지만 이미징 장비의 사용으로 또는 장비의 사용 없이 시각화될 수 있는 바이오마커들 또는 임의의 다른 유형의 마커를 포함), 삽입형 의료 디바이스들, 전기 센서들, 전기 스티뮬레이들, 글루(glue), 봉합선들, 항암화학요법들, 방사성 물질들, 과분극된(hyperpolarized) 물질들, 그것의 조합들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다.
발명의 장치들 및 방법들을 활용하는 피험자의 신체로부터 제거될 수 있는 물질들은, 한정되는 것은 아니지만, 피험자내에 도입될 수 있는 임의의 상기 명명된 물질들에 추가하여 조직들, 장기들, 암 세포들 및 전암 세포들, 골수, 체액(fluid), 이물질들, 그것의 조합들, 및 유사한 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 발명의 방법은 본 출원에서 설명된 임의의 도구들을 위치시키기 위해 임의의 발명의 본 출원에서 설명된 장치들을 이용하는 단계를 포함하여 그것들은 본 출원에서 설명된 견인기 디바이스의 확대 엘리먼트(spreading element) 및 그것과 관련된 조직의 인접한 섹션들 사이에 도입될 수 있다. 일 실시예에서, 발명의 방법은 캐뉼라와 관련된 바늘을 피험자의 척수의 임의의 부분내로 도입하기 위해서 발명 장치 (100)의 가이딩 암 (1000)을 이용하는 단계를 포함한다 (본 출원에 비 제한적인 예들로 구체적으로 설명된 섹션을 포함). 그런다음 신경 전구 세포의 페이로드(payload)는 캐뉼라 및 바늘을 통과하여 피험자의 척수로 전진된다.
일부 실시예들에서, 본 발명은 (1) 본 출원에서 설명된 임의의 장치를 견인기의 암에 부착하는 단계, (2) 본 출원에서 설명된 임의의 도구를 가이딩 장치의 암에 부착하는 단계 (상기에서 설명된 임의의 수단들에 의해), 및 (3) 도구를 견인기의 분리 엘리먼트(separating element)들을 통과하여 그리고 피험자의 신체내 절개 부위를 통과하여 피험자의 신체내로 전진시키는 단계를 포함하는 방법을 가르친다. 도 1d는 이 방법을 수행하기 위해 어떻게 장치의 컴포넌트들이 위치될 수 있는지의 비 제한적인 예를 도시한다.
예들
예 1
측부 클램프를 갖는 정위 장치 ( Stereotactic Apparatus with Side Clamp)
도 1a는 대표적인 정위 장치 (100)를 도시한다. 정위 장치 (100)는 가이딩 암의 장축(long axis) (도 1a)을 따라서 위치된 길게된 채널 (103)을 포함하는 가이딩 암 (1000)를 포함한다. 가이딩 암 (1000)은 다이얼 (101) 및 길게된 원통형의 바디 (102) (도 1a)를 포함한다. 가이딩 암 (1000)은 또한 도구 부착 컴포넌트 (107), 및 개별적으로 스크류들 (104) 및 (109)에 의해 조여지고 그리고 풀리는 클램프들 (105) 및 (110)를 포함한다(도 1a). 가이딩 암 (1000)은 도구 부착 컴포넌트 가이드 (108)를 더 포함할 수 있다. 도 18은 가이딩 암 (1000)의 분해도를 도시하고, 나사 타입 샤프트(threaded shaft) (148), 부싱 (bushing)(147), 커브진 스프링 와샤 (146), 방사상 링 (145), 세트 스크류 (144), 및 다이얼 (101)의 어셈블리가 도시된다. 도 18은 또한 스크류들 (153a) 및 (153b), 도구 부착 컴포넌트 가이드 (108) (스크류 수용 홀들 (152a) 및 (152b)을 갖는), 원통형의 수용 스토퍼 (151), 및 스크류 (133)의 어셈블리를 도시한다. 도 18은 도구 부착 컴포넌트 (107)가 홀 (150)을 통과하여 슬라이딩 캐리지 (149)에 부착되는 것을 도시한다. 도면들 10 및 18은 다이얼 (101)이 회전될 때, 중간 컴포넌트들 (145)-(148) (도 18에 도시된)이 캐리지 컴포넌트 (149)를 도구 부착 컴포넌트 (107)와 함께 길게된 채널 (103)을 따라서 (z-축을 따라서) 글라이드(glide)하는 것을 도시한다. 도구 부착 컴포넌트 (107)의 위치가 회전 다이얼 (101)에 의해 조절될 때 도구 부착 컴포넌트 (107)에 부착된 임의의 도구가 이동 z-축을 따라서 또한 이동되는 것이다.
도 3 은 포지셔닝 암 (2000)으로의 가이딩 암 (1000)의 부착은 포지셔닝 암 (2000)의 소켓 (134)을 수용하기 위해서 가이딩 암 (1000)의 고정 스크류 (133)에 의해 성취되는 것이 도시되는 정위 장치 (100)의 분해도를 도시한다. 도 3은 또한 포지셔닝 암 (2000)이 크로스 클램프 (132)의 상단 칼라 (upper collar)(115)을 통과하여 원통형의 구멍을 횡단하는 것을 도시한다. 도 15는 포지셔닝 암 (2000)의 부분 분해도를 도시하고, 여기에는 칼라 (174), 나사 타입 샤프트 (173), 부싱 (172), 커브진 스프링 와샤 (171), 방사상의 링 (170), 세트 스크류 (169), 및 다이얼 (116)의 어셈블리가 도시된다. 도 15는 또한 포지셔닝 암 (2000)의 바깥쪽 네스팅 컴포넌트(outer nested component) (113) 및 안쪽 네스팅 컴포넌트(inner nested component) (112)을 도시한다. 도 16은 포지셔닝 암 (2000)의 안쪽 (112) 및 바깥쪽 (113) 네스팅 컴포넌트들의 어셈블리를 도시한다. 구체적으로, 스크류 (175) 및 세트 스크류들 (176a) 및 (176b)는 바깥쪽 네스팅 컴포넌트 (113) 및 안쪽 안정화 칼라(inner stabilizing collar) (177)를 횡단한다. 그런다음 세트 스크류들 (176a) 및 (176b)는 차례로 개별적으로 길게된 L-형상의 홈들 (179a) 및 (179b)의 평평한 부분들 위에 받쳐진 지지 엘리먼트들 (178a) 및 (178b)을 개별적으로 컨택한다. 이 배열은 지지 엘리먼트들 (178a) 및 (178b) (및 스크류 (175))가 포지셔닝 암 (2000)의 안쪽 네스팅 컴포넌트 (112)의 움직임 제약하는 것을 가능하게 하여, 그것의 텔레스코핑 움직임의 제어 및 안정성을 추가시킨다. 포지셔닝 암 (2000)의 단면도들이 도 17a 및 b에 도시된다.
가이딩 암 (1000) 및 포지셔닝 암 (2000)에 추가하여, 도 3은 또한 바깥쪽 네스팅 엘리먼트 (118) 및 안쪽 네스팅 엘리먼트 (119)를 갖는 정위 장치 (100)의 연결 암 (3000)을 도시한다. 도 3 은 연결 암 (3000)이 크로스 클램프 (132)의 하단 칼라 (117)의 원통형의 구멍을 횡단하는 것을 도시한다. 도 3은 또한 연결 암 (3000)이 클램프 (121)에 원통형의 구멍을 횡단하고, 엔드 스크류 (136)에 고정되는 것을 도시한다. 이들 컴포넌트들의 대안 뷰들이 도 4 에 입증된다. 도 4 는 또한 손잡이 (120) 및 스크류 (135)을 도시하고, 이들은 각각 클램프 (121) 및 하단 칼라 (117)(크로스 클램프 (132)의)안의 연결 암 (3000)을 개별적으로 고정하기 위해서 조여질 수 있다. 도 13은 연결 암 (3000)의 안쪽 (119) 및 바깥쪽 (118) 네스팅 컴포넌트들의 어셈블리를 도시한다. 스크류 (168) 및 세트 스크류들 (167a) 및 (167b)는 바깥쪽 네스팅 컴포넌트 (118) 및 안쪽 안정화 칼라(164)를 횡단한다. 그런다음 세트 스크류들 (167a) 및 (167b)는 차례로 개별적으로 길게된 L-형상의 홈들 (165a) 및 (165b)의 평평한 부분 위에 받쳐진 지지 엘리먼트들 (166a) 및 (166b)을 개별적으로 컨택한다. 이 배열은 지지 엘리먼트들 (166a) 및 (166b) (및 스크류 (168))가 안쪽 네스팅 엘리먼트 (119)의 움직임 제약하는 것을 가능하게 하여, 그것의 텔레스코핑 움직임의 제어 및 안정성을 추가시킨다. 부착 암 (3000)의 단면도들이 도 14a 및 b에 도시된다.
도 3은 또한 클램프 (121), 바디 (122), 및 견인기 부착 클램프 (5000)을 포함하는 고정 암 (4000)의 뷰를 도시한다. 견인기 부착 클램프 (5000)는 손잡이 (123), 안정화 스크류 (126) (클램프 (5000)의 상단 립 (upper lip)(124)을 통과하여 지나가는), 상단 안정화 암들 (125a) 및 (125b), 및 하단 안정화 암들 (127a) 및 (127b)에 의해 형성된다. 고정 암 (4000)의 분해도가 도 21에 도시된다. 이 뷰에서, 클램프의 다른 컴포넌트들의 배경(context)하에 세트 스크류 (162) 및 로드(161)의 통합이 보여질 수 있다.
도 3은 추가로 정위 장치 (100)의 측부 클램프 (6000)를 도시한다. 측부 클램프 (6000)는 트레이 암(tray arm)들 (128a) 및 (128b), 및 힌지된 탑(hinged top) (129)을 포함한다. 힌지된 탑 (129)은 측부 클램프 (6000)에 의해 클램프된 오브젝트의 일부(예컨대 도 1 에 도시된 길게된 오브젝트 (400))가 보여질 수 있는 구멍을 포함한다.
이제 도면들 5-11에 도시된 정위 장치 (100)의 암들 (및 그것의 컴포넌트들) 다양한 가능한 조절들 및 방위들을 본다. 도 5 는 손잡이 (114)의 회전이 크로스 클램프 (132)의 상단 칼라 (115) 풀리게 함으로써 x-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 위치 조절을 허용하는 것을 도시한다. 도 8 은 손잡이 (114)의 회전 (및 크로스 클램프 (132)의 상단 칼라 (115)의 연관 풀림)이 x-축을 따라서 포지셔닝 암 (2000)의 회전을 허용하고, 이는 y-z 평면을 따라서의 가이딩 암 (1000)의 움직임으로 변환되는 것을 도시한다. 도 6 은 스크류 (135)의 회전이 크로스 클램프 (132)의 하단 칼라 (117)의 풀림으로 귀결되고, 이는 y-축을 따라서의 포지셔닝 암 (2000)의 위치 조절을 허용하는 것을 도시한다. 도 9는 스크류 (135)의 회전 (및 크로스 클램프(132)의 하단 칼라 (117)의 연관 풀림)이 y-축을 따라서 크로스 클램프 (132)의 회전을 허용하고, 이는 x-z 평면을 따라서의 가이딩 암 (1000)의 움직임으로 변환되는 것을 도시한다. 도 7는 손잡이 (130)의 회전 (및 측부 클램프 컴포넌트 (129)의 연관 풀림)이 x-축을 따라서 원통형의 오브젝트 (400)의 위치 조절을 허용하는 것을 입증한다. 도 10 은 다이얼의 회전 (116)이 x-축을 따라서의 포지셔닝 암 (2000)의 텔레스코핑(telescoping)과 관련되는 것을 도시한다. 도 10은 또한 다이얼(101)의 회전이 z-축을 따라서의 가이딩 암 (1000)의 도구 부착 컴포넌트 (107)의 움직임과 관련되는 것을 도시한다. 도 11은 다이얼 (131)의 회전이 y-축을 따라서의 연결 암(3000)의 텔레스코핑과 관련된 것을 도시한다.
예 2
측부 클램프가 없는 정위 장치 ( Stereotactic Apparatus without Side Clamp)
도면들 1c 및 2c는 정위 장치 (100)에 도시된 측부 클램프 (128)를 제외하고는 정위 장치 (100)와 동일한 컴포넌트들을 포함하는 정위 장치 (200)를 도시한다. 정위 장치 (200)는 또한 측부 클램프 (128)의 관한 기능들을 제외하고는 정위 장치 (100)와 동일한 방식으로 기능한다.
예 3
수술 절차
단일 레벨 척추궁 절제술(laminectomy)이 L4 척추 세그먼트상에서 수행될 수 있다. 표준 마취/전조작(preoperatory) 기술들이 사용되고 환자는 엎드려 위치된다. 4 cm 절개 부위가 L4 극돌기(spinous process) 위 중간에 제공된다. 근막을 절단하고 그리고 절개를 극돌기로 연장하기 위해서, 뿐만 아니라 절개 사이트로부터 임의의 작은 출혈의 지혈을 달성데 절단 전기소작법(cutting electrocautery)이 사용된다. 이 시점에서 Weitlaner 견인기(retractor)가 절개 부위를 개방 상태로 유지하기 위해 사용될 수 있다. 양쪽의 서브-골막 절개가 라미나(lamina)에서 골막 및 근육들을 들어올림으로써 조심스럽게 수행된다. 절단 전기소작법이 절개를 용이하게 하기 위해서 사용된다. 극돌기는 그런다음 Leksell 론저(rongeur)를 이용하여 제거된다. 고속 드릴이 라미나를 수평으로 얇게 하기 위해 사용된다. 그런다음 라미나가 들려지고 라미나를 방출하기 위해 인대성 부착물이 절단된다. Kerrison 론저들이 뼈 단편들 위에 남겨진 임의의 것을 청결히 하거나 또는 척추궁 절제술을 연장하는데 사용된다. 이 경우에서, Medtronic Mast Quadrant 견인기 시스템이 사용된다. Weitlaner 견인기가 제거되고, 그리고 Mast Quadrant 견인기 블레이드들이 절개 부위에 삽입되고 견인기 시스템 플렉스(flex) 암들에 부착된다. 최대 조직 벌림(spread)을 달성하기 위해서 견인기가 상하방향으로(rostrocaudally) 개방된다. 중외측 견인기(mediolateral retractor)가 근육을 필드 밖에 유지하기 위해서 사용된다. 척수 손상을 방지하기 위해서 듀럴 가이드(dural guide) 및 #11 블레이드를 이용하여 ~2.5 cm 두라(dura) 절개가 이루어진다. 4-0 Neurolon을 이용하여 두라(dura)는 이어 신경근들을 시각화하고 주입들을 가능하게 하기 위해서 구멍의 네개의 코너들에 시침질(tack)된다. 이 지점에서, 발명의 디바이스 (100)는 클램프 (5000)을 이용하여 Mast Quadrant에 부착된다. 관상(coronal) 및 시상(saggital) 각도들이 척수 타겟에 의존하여 상기에서 설명된 조정 메커니즘들을 이용하여 디바이스상에서 조절될 수 있다. 이 경우에서, 배쪽뿔(ventral horn)이 목표가 되고, 그래서 척수로의 수술 도구 (바늘, 캐뉼라, 등)의 90-도 (수직) 각도가 수립된다. 수술 도구 (바늘, 캐뉼라)가 이제 디바이스에 부착된다. 디바이스의 다이얼들을 이용하여, 타겟으로의 정확한 배치를 찾기 위해 상하방향 및 중외측 움직임이 달성될 수 있다. 수술 도구는 그런 다음 적절한 깊이로 다이얼 (101)에 의해 제공된 복측 부리의 (ventral rostral) 움직임을 이용하여 척수내에 위치된다. 이미징 (CT, MRI, 초음파, 및 유사한 것)은 모든 평면들 (관상의 및 시상의 각도, 상하방향, 중외측 및 배복식의 포지셔닝)에 디바이스를 위치시키는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 수술 도구 (바늘)이 제 위치에 있을 때, 치료제 (신경 전구 세포)가 척수 타겟내로 투입될 수 있다. 수술 도구는 그런다음 시작 위치로 회귀되고 후속 주입들을 위해 재위치될 수 있다. 모든 주입들/투입(infusion)들이 완성된 후에, 수술 도구가 제거될 수 있고, 디바이스가 뒤를 잇는다. 그런다음 두라 시침질(dura tack)은 절단될 수 있고 그리고 견인기 시스템이 제거된다. 그런다음 절개 부위는 네개의 층들로 폐쇄될 수 있다. 두라는 4-0 neurolon을 이용하여 계속되는 스티치(stitch)로 폐쇄된다. 일단 두라가 폐쇄된후에, 그것의 방수 및 뇌척수액 누설이 없음을 확실히 하기 위해 발살바법(valsalva maneuver)이 수행될 수 있다. 심 근육층(deep muscle layer)은 0 Vycril 봉합 뿐만 아니라 근육 근막으로 폐쇄된다. 진피층은 3-0 vycril 을 이용하여 폐쇄되고 마지막으로 피부는 2-0 나일론으로 고정되는 연속 스티치를 이용하여 폐쇄된다.
상기에서 설명된 다양한 방법들 및 기술들은 본 발명을 실행하기 위한 많은 방법들을 제공한다. 물론, 반드시 설명된 모든 목적들 또는 장점들이 본 출원에서 설명된 임의의 특정 실시예에 따라 달성되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 본 출원에서 제안되거나 또는 교시된 다른 목적 또는 장점들을 반드시 성취함이 없이 본 출원에서 교시된 장점들의 그룹 또는 한가지 장점을 달성하거나 최적화하는 방식으로 방법들이 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 여러 가지 대안들이 본 출원에서 언급된다. 일부 실시예들이 구체적으로 하나, 다른, 또는 몇몇의 특징들을 포함하지만, 그러나 다른 실시예들은 구체적으로 하나의, 다른, 또는 몇몇의 특징들을 배제하고, 그러나 또 다른 실시예들은 하나의, 다른, 또는 몇몇의 유익한 특징들의 함유에 의해 특정 특징을 완화한다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 숙련된 당업자는 상이한 실시예들로부터 다양한 특징들의 응용 가능성을 인식할 것이다. 유사하게, 상기에서 논의된 다양한 엘리먼트들, 특징부들 및 단계들, 뿐만 아니라 각각의 이런 엘리먼트, 특징부 또는 단계에 대하여 다른 알려진 등가물들이, 본 출원에서 설명된 원리들에 따른 방법들을 수행하기 위해 당해 기술분야 통상의 기술자에 의해 다양한 조합으로 채용될 수 있다. 다양한 엘리먼트들, 특징부들, 및 단계들 중에 일부는 구체적으로 포함될 것이고 다른 것은 구체적으로 다른 실시예들에서 배제될 것이다.
비록 출원은 임의의 실시예들 및 예들의 상황하에서 개시되었지만, 출원의 실시예들은 구체적으로 개시된 실시예들이외에 다른 대안적인 실시예들 및/또는 활용들 및 수정예들 및 그것의 등가물로 확대될 수 있다는 것이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 것이다.
일부 실시예들에서, 출원의 특정 실시예를 설명하는 상황하에서 사용되는 용어들 “a” 및 “an” 및 “the” 및 유사한 언급들은 (특별히 이하의 청구항들 중 임의 상황하에서) 단일 및 복수 둘 모두를 커버하도록 해석될 수 있다. 본 출원에 값들의 범위의 열거는 단지 개별적으로 범위내에 해당하는 각각의 별개의 값을 언급하기의 속기(shorthand) 방법의 역할을 하는 것으로 의도된다. 만약 본 출원에서 다른 방식으로 표시되지 않으면, 각각의 별개의 값은 마치 그것이 본 출원에 개별적으로 나열된 것처럼 명세서에 통합된다. 모든 본 출원에서 설명된 방법들은 만약 다른 방식으로 본 출원에 표시되거나 또는 다른 방식과 상황상 명확하게 모순되지 않는 한 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 임의의 본 출원의 실시예들에 대하여 제공된 임의의 및 모든 예들, 또는 대표적인 언어 (예를 들어, “예컨대(such as)”)의 사용은 단지 애플리케이션을 더 분명히 하고 다른 방식으로 청구된 애플리케이션의 범위에 제한을 제기하지 않기 위한 것으로 의도된다. 명세서에 언어는 애플리케이션의 실행에 필요한 임의의 비-청구된 엘리먼트를 나타내는 것으로 해석되지 않아야 한다.
애플리케이션을 수행하기 위해 발명자들에 알려진 최적 모드를 포함하여 본 출원의 임의 실시예들이 본 출원에 설명된다. 해당 실시예들에 변형들은 앞에서의 설명을 읽을 때 해당 기술 분야에서의 통상의 기술자들에 명확해질 것이다. 숙련된 당업자들은 적절한 이런 변형들을 채용할 수 있고, 그리고 애플리케이션이 구체적으로 본 출원에서 설명된 것과 다른 방식으로 실행될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 본 출원의 많은 실시예들은 적용가능한 법에 의해 용인가능한 것처럼 본 출원에 첨부된 청구항들에 나열된 내용의 등가물들 및 모든 수정예들을 포함한다. 게다가, 모든 가능한 변형들에서의 상기-설명된 엘리먼트들의 임의의 조합은 만약 다른 방식으로 본 출원에 표시되거나 또는 다른 방식과 상황상 명확하게 모순되지 않는 한 출원에 포함된다.
모든 특허들, 특허 출원들, 특허 출원들의 간행물들, 및 다른 자료, 예컨대 기사들, 책들, 명세서들, 간행물들, 문서들, 물건들, 및/또는 유사한 것, 본 출원에 언급된 것은 모든 목적을 위하여 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합되는데, 본 문서와 관련된 현재 또는 차후의 청구항들의 가장 넓은 범위에 관하여 제한적인 영향을 미칠 수 있는 앞에서 말한 것의 일부 또는 본 문서와 대립되거나 또는 본 문서에 일치하지 않는 앞에서 말한 것의 임의의 것 또는 그것과 관련된 임의의 소송 파일 이력은 제외된다. 예로서, 임의의 통합된 자료와 관련된 용어의 설명, 정의, 및/또는 사용과 본 문서와 관련된 것들 사이에서 임의의 불일치 또는 모순이 있다면, 본 문서에서의 용어의 설명, 정의, 및/또는 사용이 우선되어야 한다.
마무리하면서, 본 출원에 개시된 애플리케이션의 실시예들은 애플리케이션의 실시예들의 원리들을 예시하는 것으로 이해할 것이다. 채용될 수 있는 다른 수정예들은 출원의 범위내에 있을 수 있다. 따라서, 예로서, 제한되는 것은 아니지만, 출원의 실시예들의 대안적인 구성들은 본 출원에 교리들에 따라 활용될 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예들은 도시되고 및 설명된 바에 정확하게 제한되지 않는다.

Claims (32)

  1. 장치에 있어서,
    제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 고정 암(securing arm);
    제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 연결 암(connecting arm);
    제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 포지셔닝 암(positioning arm);
    제 1 단부, 제 2 단부, 장축, 및 단축을 포함하는 가이딩 암(guiding arm);을 포함하되,
    (1) 상기 연결 암의 상기 제 1 단부는 상기 고정 암의 상기 제 2 단부 에 부착되고, (2) 상기 연결 암의 상기 제 2 단부는 상기 포지셔닝 암의 상기 제 1 단부에 부착되고, (3) 상기 연결 암의 상기 장축은 상기 고정 암 및 포지셔닝 암의 각각의 상기 장축에 수직이고, (4) 상기 고정 암의 상기 제 1 단부 및 상기 포지셔닝 암의 상기 제 2 단부는 상기 연결 암으로부터 멀어지는 실질적으로 동일한 방향에서 연장되도록 위치될 수 있고, (5) 상기 포지셔닝 암은 그것의 제 2 단부에서 상기 가이딩 암의 상기 제 2 단부에 부착되어, 상기 포지셔닝 암 및 가이딩 암은 서로에 수직이고, 및 (6) 상기 가이딩 암은 그것의 장축이 위치된 축은 상기 고정 암의 장축 및 상기 연결 암의 장축이 각각 위치된 축들에는 수직이지만 그러나 상기 고정 암의 장축 및 상기 연결 암의 장축이 각각 위치된 축들과는 상호 교차하지 않도록 위치될 수 있는, 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정 암은 그것의 제 1 단부상에 하나 이상의 클램프들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 클램프들은 조직 견인기(tissue retractor)의 암에 부착하도록 구성된, 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가이딩 암은 상기 가이딩 암의 장축을 따라서 슬라이드하도록 구성된 도구 부착 컴포넌트(instrument attaching component)을 더 포함하는, 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 도구 부착 컴포넌트는 의료 도구를 클램프하도록 구성된 하나 이상의 클램프들을 포함하는, 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 도구 부착 컴포넌트의 슬라이딩 움직임은 상기 가이딩 암의 제 1 단부에 위치된 다이얼에 의해 제어되는, 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 연결 암은 그것의 장축 방향에서 텔레스코핑 움직임(telescoping motion)을 허용하는 길게된 네스팅 엘리먼트들(elongated nesting element)을 포함하여 상기 연결 암의 길이는 증가될 수 있거나 또는 축소될 수 있는, 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 포지셔닝 암은 그것의 장축 방향에서 텔레스코핑 움직임을 허용하는 길게된 네스팅 엘리먼트들을 포함하여 상기 포지셔닝 암의 길이는 증가될 수 있거나 또는 축소될 수 있는, 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 연결 암의 상기 텔레스코핑 움직임은 그것의 제 2 단부에 위치된 다이얼의 회전에 의해 제어되는, 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 포지셔닝 암의 상기 텔레스코핑 움직임은 그것의 제 1 단부에 위치된 다이얼의 회전에 의해 제어되는, 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 의료 도구는: 캐뉼라, 생검 바늘(biopsy needle), 바늘, 튜브, 소작술 디바이스(cauterization device), 레이저, 드릴, 내시경, 가이드와이어, 광섬유 디바이스, 전극, 쏘우(saw), 초음파 디바이스, 분광 디바이스, 카메라, 전기 센서, 열 센서, 카데터(catheter), 배수관(draining tube), 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된, 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 고정 암에 부착된 측부 클램프(side clamp)을 더 포함하고, 상기 측부 클램프는 길게된 오브젝트에 부착되도록 구성되는, 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 고정 암은 상기 연결 암에 착탈 가능하게 부착되는, 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 포지셔닝 암은 상기 연결 암 및/또는 상기 가이딩 암에 착탈 가능하게 부착되는, 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 측부 클램프는 상기 고정 암에 착탈 가능하게 부착되는, 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 길게된 오브젝트는: 액체 저장소, 가스 저장소, 펌프, 이미징 디바이스, 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된 디바이스인, 장치.
  16. 청구항 10-15의 임의의 장치 및 상기 고정 암의 하나 이상의 클램프들에 의해 상기 장치의 상기 고정암에 부착되는 조직 견인기를 포함하는, 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 도구 부착 컴포넌트에 부착된 도구를 더 포함하고, 상기 도구는: 캐뉼라, 생검 바늘(biopsy needle), 바늘, 튜브, 소작술 디바이스(cauterization device), 레이저, 드릴, 내시경, 가이드와이어, 광섬유 디바이스, 전극, 쏘우(saw), 초음파 디바이스, 분광 디바이스, 카메라, 전기 센서, 열 센서, 카데터(catheter), 배수관(draining tube), 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택된, 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 도구는 캐뉼라의 단부에 위치된 바늘을 갖는 상기 캐뉼라를 포함하는, 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 캐뉼라 및 바늘은 피험자의 신체내 관심 영역으로 세포들을 주입하도록 구성된, 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 캐뉼라는 소정 양의 신경 전구 세포(neural progenitor cell)들을 수용하는, 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 신경 전구 세포는 신경 영양 요인(neurotrophic factor)으로부터 유도된 신경 교세포 라인(neural progenitor line)을 내보내는, 시스템.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 관심 영역은 상기 피험자의 척추인, 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서, 액체 저장소 및 거기에 연결된 펌프를 더 포함하고, 상기 액체 저장소 및 펌프는 상기 측부 클램프에 부착되는, 시스템.
  24. 피험자에 수술 절차를 수행하기 위한 방법에 있어서, 상기 피험자의 신체내 절개 부위에 맞물리는 조직 견인기의 암에 청구항 15의 장치를 부착하는 단계, 및 상기 피험자의 신체내 상기 절개 부위를 통하여 상기 장치의 상기 가이딩 암에 부착된 의료 도구를 가이딩하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 의료 도구는 캐뉼라의 단부에 위치된 바늘을 갖는 상기 캐뉼라인, 방법.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 캐뉼라 및 바늘은 상기 피험자의 신체내 관심 영역으로 세포들을 주입하도록 구성된, 방법.
  27. 청구항 26에 있어서, 상기 관심 영역은 상기 피험자의 척추인, 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 세포들은 신경 전구 세포인, 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 피험자는 근위축성 측삭경화증 (ALS)로 진단되었던, 방법.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 피험자의 신체내 상기 관심 영역의 이미징을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  31. 청구항 28에 있어서, 수행된 상기 이미징은 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기 공진 이미징 (MRI), 초음파, 및 그것의 조합들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  32. 청구항 29에 있어서, 신경 영양 요인으로부터 유도된 신경 교세포 라인을 상기 피험자의 척추로 내보내는 신경 전구 세포를 주입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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