KR20180043338A - 가이드와이어를 조명하고 배향시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

가이드와이어를 조명하고 배향시키기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20180043338A
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Abstract

장치는 전원, 펄스 발생기, 광원, 가이드와이어, 광섬유, 및 커넥터를 포함한다. 펄스 발생기는 전원과 전기 연통한다. 펄스 발생기는 또한 전기 펄스를 발생시킬 수 있다. 광원이 펄스 발생기로부터 수신되는 전기 펄스에 응답하여 켜지고 꺼지는 방식으로, 광원은 펄스 발생기와 전기 연통한다. 가이드와이어는 근위 단부 및 원위 단부를 포함한다. 광섬유는 가이드와이어의 근위 단부로부터 가이드와이어의 원위 단부를 향해 가이드와이어를 통해 연장된다. 커넥터는 가이드와이어와 결합되면서 광원이 광섬유와 연통하게 한다.

Description

가이드와이어를 조명하고 배향시키기 위한 장치 및 방법
일부 경우에, 환자 내의 해부학적 통로를 확장시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는 (예컨대, 부비동염을 치료하기 위한) 부비동(paranasal sinus)의 소공의 확장, 후두의 확장, 유스타키오관의 확장, 귀, 코 또는 인후 내의 다른 통로의 확장 등을 포함할 수 있다. 해부학적 통로를 확장시키는 한 가지 방법은 가이드 와이어(guidewire)와 카테터(catheter)를 사용하여 팽창가능 벌룬(balloon)을 해부학적 통로 내에 위치시킨 다음에, 벌룬을 유체(예컨대, 식염수)로 팽창시켜 해부학적 통로를 확장시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 확대가능 벌룬은 부비동에서 소공 내에 위치된 다음에 팽창되어, 점막의 절개 또는 임의의 골(bone)의 제거를 필요로 함이 없이, 소공에 인접한 골을 리모델링(remodeling)함으로써 소공을 확장시킬 수 있다. 확장된 소공은 이어서 감염된 부비동으로부터의 개선된 배액과 그의 통기를 허용할 수 있다. 그러한 시술을 수행하기 위해 사용될 수 있는 시스템이 2011년 1월 6일자로 공개되고 발명의 명칭이 "귀, 코 또는 인후 내의 통로의 경비 확장을 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods for Transnasal Dilation of Passageways in the Ear, Nose or Throat)"인 미국 특허 출원 공개 제2011/0004057호의 교시 내용에 따라 제공될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 그러한 시스템의 일례는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.(Acclarent, Inc.)에 의한 릴리바(등록상표) 스핀 벌룬 사이너플래스티™ 시스템(Relieva® Spin Balloon Sinuplasty™ System)이다.
벌룬을 원하는 위치에 위치시키도록 해부학적 통로(예컨대, 귀, 코, 인후, 부비동 등) 내의 가시화를 제공하기 위해 그러한 시스템과 함께 가변 방향 관찰 내시경(variable direction view endoscope)이 사용될 수 있다. 가변 방향 관찰 내시경은 해부학적 통로 내에서 내시경의 샤프트(shaft)를 구부릴 필요 없이 다양한 횡방향 관찰 각도를 따른 관찰을 가능하게 할 수 있다. 그러한 내시경이 2010년 2월 4일자로 공개되고 발명의 명칭이 "스윙 프리즘 내시경"(Swing Prism Endoscope)인 미국 특허 출원 공개 제2010/0030031호의 교시 내용에 따라 제공될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 그러한 내시경의 일례는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 아클라런트 사이클롭스™ 멀티-앵글 엔도스코프(Acclarent Cyclops™ Multi-Angle Endoscope)이다.
가변 방향 관찰 내시경이 해부학적 통로 내의 가시화를 제공하기 위해 사용될 수 있지만, 벌룬을 팽창시키기 전에 벌룬의 적절한 위치설정의 추가의 시각적 확인을 제공하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 이는 조명 가이드와이어를 사용하여 행해질 수 있다. 그러한 가이드와이어는 목표 영역 내에 위치된 다음에, 가이드와이어의 원위 단부(distal end)로부터 투사되는 광으로 조명될 수 있다. 이러한 광은 인접 조직(예컨대, 피하 조직, 진피하 조직 등)을 조명하여, 경피성 조명(transcutaneous illumination)을 통해 환자 외부로부터 육안으로 볼 수 있다. 예를 들어, 원위 단부가 상악동 내에 위치될 때, 광은 환자의 뺨을 통해 볼 수 있다. 가이드와이어의 위치를 확인하기 위해 그러한 외부 가시화를 사용하여, 벌룬은 이어서 확장 부위의 위치로 가이드와이어를 따라 원위방향으로 전진될 수 있다. 그러한 조명 가이드와이어가 2012년 3월 29일자로 공개되고 발명의 명칭이 "부비동 조명 광와이어 장치"(Sinus Illumination Lightwire Device)인 미국 특허 출원 공개 제2012/0078118호의 교시 내용에 따라 제공될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 그러한 조명 가이드와이어의 일례는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 루마 센트리™ 사이너스 일루미네이션 시스템(Relieva Luma Sentry™ Sinus Illumination System)이다.
주변 광과 비교하여 더욱 용이하게 보이는 경피성 조명을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 여러 시스템 및 방법이 가이드와이어를 조명하기 위해 제조되었지만, 본 발명자들 이전의 어느 누구도 첨부된 청구범위에 기술된 발명을 제조하거나 사용하지 않은 것으로 여겨진다.
본 명세서는 본 발명을 특별히 지적하고 명확하게 청구하는 청구범위로 끝맺고 있지만, 본 발명은 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 나타내는 첨부 도면과 관련하여 취해진 소정의 실시예의 후속 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것으로 여겨진다.
도 1은 예시적인 확장 카테터 시스템(dilation catheter system)의 측면도.
도 2a는 도 1의 확장 카테터 시스템의 예시적인 조명 가이드와이어의 측면도.
도 2b는 도 1의 확장 카테터 시스템의 예시적인 가이드 카테터의 측면도.
도 2c는 도 1의 확장 카테터 시스템의 예시적인 확장 카테터의 측면도.
도 3은 도 2a의 조명 가이드와이어의 상세 측면도.
도 4는 도 2a의 조명 가이드와이어의 상세 측단면도.
도 5는 도 1의 확장 카테터 시스템과 함께 사용하기에 적합한 예시적인 내시경의 사시도.
도 6은 관찰 각도의 예시적인 범위를 도시한, 도 5의 내시경의 원위 단부의 측면도.
도 7a는 상악동의 소공에 인접하게 위치된 도 2b의 가이드 카테터의 정면도.
도 7b는 상악동의 소공에 인접하게 위치된 도 2b의 가이드 카테터의 정면도로서, 도 2c의 확장 카테터 및 도 2a의 조명 가이드와이어가 가이드 카테터 내에 위치되고 가이드와이어의 원위 부분이 상악동 내에 위치되어 있는, 정면도.
도 7c는 상악동의 소공에 인접하게 위치된 도 2b의 가이드 카테터의 정면도로서, 도 2a의 조명 가이드와이어가 가이드 카테터에 대해 더 원위방향으로 그리고 상악동 내로 병진이동된(translated), 정면도.
도 7d는 상악동의 소공에 인접하게 위치된 도 2b의 가이드 카테터의 정면도로서, 도 2c의 확장 카테터는 소공 내에 확장 카테터의 벌룬을 위치시키기 위해 도 2a의 조명 가이드와이어를 따라서 가이드 카테터에 대해 원위방향으로 병진이동된, 정면도.
도 7e는 상악동의 소공의 정면도로서, 소공은 도 7d의 벌룬의 팽창에 의해 확대되어 있는, 정면도.
도 8은 도 1의 확장 카테터 시스템 내에 통합될 수 있는 예시적인 조명 가이드와이어 시스템의 개략도.
도 9는 광 파장의 함수로서 다양한 물질의 흡수 계수(absorption coefficient)를 나타내는 그래프.
도 10은 광 파장의 함수로서 눈 민감도(eye sensitivity)를 나타내는 그래프.
도 11은 신체를 통해 이동하는 광의 처리 효율(throughput efficiency)을 나타내는 그래프.
도 12는 눈 반응에 의해 마스킹된, 신체를 통해 이동하는 광의 처리 효율을 나타내는 그래프.
도 13은 도 1의 확장 카테터 시스템과 함께 사용될 수 있는, 펄스 발생기를 갖는 다른 예시적인 조명 가이드와이어 시스템의 개략도.
도 14는 도 13의 조명 가이드와이어 시스템과 함께 사용될 수 있는 동기화 조명 관찰 장치의 개략도.
도 15는 시간의 함수로서 도 14의 동기화 조명 관찰 장치의 전자 셔터(electronic shutter) 및 광원 둘 모두의 전압 소비를 나타내는 그래프.
도 16a는 광원이 작동되고 전자 셔터가 개방된 상태의, 시술 동안에 사용되는 도 14의 동기화 조명 관찰 장치의 개략도.
도 16b는 광원이 작동정지되고 전자 셔터가 폐쇄된 상태의, 시술 동안에 사용되는 도 14의 동기화 조명 관찰 장치의 개략도.
도 17은 다른 예시적인 가이드와이어가 제1 배향에 있으면서 다른 예시적인 가이드 카테터의 원위 단부로부터 빠져나가는 예시적인 가이드와이어의 원위 단부의 측면도.
도 18은 가이드와이어가 제2 배향으로 가이드 카테터의 원위 단부로부터 빠져나가고 있는, 도 17의 가이드 카테터와 가이드와이어의 원위 단부의 측면도.
도 19는 가이드와이어가 아직 가이드 카테터의 원위 단부를 빠져나가지 않았고 가이드와이어의 배향이 식별가능하지 않은, 도 17의 가이드 카테터와 가이드와이어의 원위 단부의 사시도.
도 20은 가이드와이어가 아직 가이드 카테터의 원위 단부를 빠져나가지 않았고 가이드와이어의 배향이 식별가능한, 다른 예시적인 가이드 카테터와 다른 예시적인 가이드와이어의 원위 단부의 사시도.
도 21은 가이드와이어의 원위 단부가 가이드 카테터의 원위 단부로부터 빠져나간, 도 20의 가이드 카테터와 가이드와이어의 원위 단부의 사시도.
도 22는 도 1의 확장 카테터 시스템과 함께 사용될 수 있는 예시적인 조명 가이드와이어 시스템의 측면도.
도 23은 도 1의 확장 카테터 시스템과 함께 사용될 수 있는 다른 예시적인 조명 가이드와이어 시스템의 측면도.
도면은 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않으며, 본 발명의 다양한 실시 형태가 도면에 반드시 도시될 필요는 없는 것을 포함하는, 다양한 다른 방식으로 수행될 수 있음이 고려된다. 본 명세서에 포함되고 그의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 몇몇 태양을 예시하고, 본 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 하지만; 본 발명이 도시된 정확한 배열로 제한되지 않는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 소정 실시예의 하기 설명은 본 발명의 범주를 제한하도록 사용되지 않아야 한다. 본 발명의 다른 실시예, 특징, 태양, 실시 형태 및 이점은 예시로서 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 모드들 중 하나인 하기 설명으로부터 당업자에게는 명백해질 것이다. 구현되는 바와 같이, 본 발명은 모두가 본 발명으로부터 벗어나지 않는 다른 상이하고 명백한 태양을 가능하게 한다. 예를 들어, 다양하지만. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 제한적이 아닌 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
용어 "근위(proximal)" 및 "원위"는 핸드피스 조립체(handpiece assembly)를 파지하는 임상의와 관련하여 본 명세서에 사용되는 것이 인식될 것이다. 따라서, 단부 작동기(end effector)는 더 근위에 있는 핸드피스 조립체에 대해 원위에 있다. 또한, 편의 및 명확함을 위해, "상부" 및 "저부"와 같은 공간적 용어가 또한 핸드피스 조립체를 파지하는 임상의와 관련하여 본 명세서에 사용되는 것이 인식될 것이다. 그러나, 외과용 기구는 많은 배향 및 위치로 사용되며, 이들 용어는 제한하는 그리고 절대적인 것으로 의도되지는 않는다.
또한, 본 명세서에 기술된 교시 내용, 표현, 버전, 실시예 등 중 임의의 하나 이상이 본 명세서에 기술되는 다른 교시 내용, 표현, 버전, 실시예 등 중 임의의 하나 이상과 조합될 수 있음이 이해된다. 따라서, 후술되는 교시 내용, 표현, 버전, 실시예 등은 서로에 대해 별개로 고려되지 않아야 한다. 본 명세서의 교시 내용이 조합될 수 있는 다양한 적합한 방식이 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 용이하게 명백할 것이다. 그러한 변경 및 변형은 청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
I. 예시적인 확장 카테터 시스템의 개요
도 1은 부비동의 소공을 확장시키기 위해, 또는 (예컨대, 귀, 코 또는 인후 등 내의) 어떤 다른 해부학적 통로를 확장시키기 위해 사용될 수 있는 예시적인 확장 카테터 시스템(10)을 도시한다. 이러한 예의 확장 카테터 시스템(10)은 확장 카테터(20), 가이드 카테터(30), 팽창기(40) 및 가이드와이어(50)를 포함한다. 단지 예로서, 확장 카테터 시스템(10)은 미국 특허 출원 공개 제2011/0004057호의 적어도 일부의 교시 내용에 따라 구성될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 일부 버전에서, 확장 카테터 시스템(10)의 적어도 일부는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바(등록상표) 스핀 벌룬 사이너플래스티™ 시스템과 유사하게 구성된다.
도 2c에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 확장 카테터(20)의 원위 단부(DE)는 팽창가능 확장기(22)를 포함한다. 확장 카테터(20)의 근위 단부(PE)는 측방향 포트(26) 및 개방 근위 단부(28)를 갖는 그립(24)을 포함한다. 중공의 기다란 샤프트(18)가 그립으로부터 원위방향으로 연장된다. 확장 카테터(20)는 측방향 포트(26)와 확장기(22)의 내부 사이에 유체 연통(fluid communication)을 제공하는 샤프트(18) 내에 형성된 제1 루멘(lumen)(도시되지 않음)을 포함한다. 확장기 카테터(20)는 또한 개방 근위 단부(28)로부터 확장기(22)의 원위에 있는 개방 원위 단부까지 연장되는 샤프트(18) 내에 형성된 제2 루멘(도시되지 않음)을 포함한다. 이러한 제2 루멘은 가이드와이어(50)를 활주가능하게 수용하도록 구성된다. 확장기 카테터(20)의 제1 및 제2 루멘은 서로 유동적으로 격리된다(fluidly isolated). 따라서, 확장기(22)는 가이드와이어(50)가 제2 루멘 내에 위치되는 동안 측방향 포트(26)를 통해 제1 루멘을 따라 유체를 전달함으로써 선택적으로 팽창되고 수축될 수 있다. 일부 버전에서, 확장기 카테터(20)는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 울티라™ 사이너스 벌룬 카테터(Relieva Ultirra™ Sinus Balloon Catheter)와 유사하게 구성된다. 일부 다른 버전에서, 확장기 카테터(20)는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 솔로 프로™ 사이너스 벌룬 카테터(Relieva Solo Pro™ Sinus Balloon Catheter)와 유사하게 구성된다. 확장기 카테터(20)가 취할 수 있는 다른 적합한 형태가 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다.
도 2b에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 본 예의 가이드 카테터(30)는 그의 원위 단부(DE)에 있는 구부러진 원위 부분(32) 및 그의 근위 단부(PE)에 있는 그립(34)을 포함한다. 그립(34)은 개방 근위 단부(36)를 갖는다. 가이드 카테터(30)는 확장 카테터(20)를 활주가능하게 수용하도록 구성되는 루멘을 한정하여, 가이드 카테터(30)는 확장기(22)를 구부러진 원위 단부(32)를 통해 밖으로 안내할 수 있다. 일부 버전에서, 가이드 카테터(30)는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 플렉스™ 사이너스 가이드 카테터(Relieva Flex™ Sinus Guide Catheter)와 유사하게 구성된다. 가이드 카테터(30)가 취할 수 있는 다른 적합한 형태가 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 본 예의 팽창기(40)는 유체를 보유하도록 구성되는 배럴(barrel)(42) 및 선택적으로 유체를 배럴(42)로부터 방출하기 위해 (또는 유체를 그 내로 흡인하기 위해) 배럴(42)에 대해 왕복하도록 구성되는 플런저(plunger)(44)를 포함한다. 배럴(42)은 가요성 튜브(46)를 통해 측방향 포트(26)와 유동적으로 결합된다. 따라서, 팽창기(40)는 플런저(44)를 배럴(42)에 대해 병진이동시킴으로써 유체를 확장기(22)에 부가하거나 유체를 확장기(22)로부터 인출하도록 작동가능하다. 본 예에서, 팽창기(40)에 의해 전달되는 유체는 식염수를 포함하지만, 임의의 다른 적합한 유체가 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 팽창기(40)가 유체(예컨대, 식염수 등)로 충전될 수 있는 다양한 방식이 있다. 단지 예로서, 가요성 튜브(46)가 측방향 포트(26)와 결합되기 전에, 가요성 튜브(46)의 원위 단부가 유체를 함유하는 저장조(reservoir) 내에 배치될 수 있다. 이어서, 플런저(44)가 원위 위치로부터 근위 위치로 후퇴되어 유체를 배럴(42) 내로 흡인할 수 있다. 이어서, 배럴(42)의 원위 단부가 상향으로 지향하는 상태로 팽창기(40)가 직립 위치로 유지될 수 있으며, 이어서, 플런저(44)가 중간 또는 약간 원위 위치로 전진되어 배럴(42)로부터 임의의 공기를 퍼징(purge)할 수 있다. 이어서, 가요성 튜브(46)의 원위 단부가 측방향 포트(26)와 결합될 수 있다. 일부 버전에서, 팽창기(40)는 2014년 3월 13일자로 공개되고 발명의 명칭이 "해부학적 통로의 확장을 위한 팽창기(Inflator for Dilation of Anatomical Passageway)"인 미국 특허 출원 공개 제2014/0074141호의 적어도 일부의 교시 내용에 따라 구성되고 작동가능하며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
도 2a, 도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 예의 가이드와이어(50)는 코어 와이어(core wire)(54) 주위에 위치되는 코일(coil)(52)을 포함한다. 조명 섬유(56)가 코어 와이어(54)의 내부를 따라 연장되고, 비외상성(atraumatic) 렌즈(58)에서 종료된다. 가이드와이어(50)의 근위 단부에 있는 커넥터(55)가 조명 섬유(56)와 광원(도시되지 않음) 사이의 광학 결합을 가능하게 한다. 조명 섬유(56)는 하나 이상의 광섬유를 포함할 수 있다. 렌즈(58)는 조명 섬유(56)가 광원에 의해 조명될 때 광을 투사하도록 구성되어, 조명 섬유(56)는 광원으로부터의 광을 렌즈(58)로 전송한다. 일부 버전에서, 가이드와이어(50)의 원위 단부는 가이드와이어(50)의 근위 단부보다 더 가요성이다. 가이드와이어(50)는 가이드와이어(50)의 근위 단부가 그립(24)에 근접하게 위치되는 동안 가이드와이어(50)의 원위 단부가 확장기(22)의 원위에 위치될 수 있게 하는 길이를 갖는다. 가이드와이어(50)는 확장 카테터(20)에 대한 가이드와이어(50)의 삽입 깊이를 나타내는 시각적 피드백을 조작자에게 제공하기 위해 그의 길이의 적어도 일부(예컨대, 근위 부분)를 따라 표지(indicia)를 포함할 수 있다. 단지 예로서, 가이드와이어(50)는 미국 특허 출원 공개 제2012/0078118호의 적어도 일부의 교시 내용에 따라 구성될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 일부 버전에서, 가이드와이어(50)는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 루마 센트리™ 사이너스 일루미네이션 시스템과 유사하게 구성된다. 가이드와이어(50)가 취할 수 있는 다른 적합한 형태가 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다.
II. 예시적인 내시경의 개요
위에 언급된 바와 같이, 내시경(60)이 확장 카테터 시스템(10)을 사용하는 프로세스 동안 해부학적 통로 내의(예컨대, 비강 등 내의) 가시화를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 예의 내시경은 본체(62) 및 본체(62)로부터 원위방향으로 연장되는 강성 샤프트(64)를 포함한다. 샤프트(64)의 원위 단부는 만곡된 투명 윈도우(window)(66)를 포함한다. 복수의 로드 렌즈(rod lens) 및 광 전송 섬유가 샤프트(64)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 렌즈가 로드 렌즈의 원위 단부에 위치되고, 스윙 프리즘(swing prism)이 렌즈와 윈도우(66) 사이에 위치된다. 스윙 프리즘은 샤프트(64)의 길이방향 축을 횡단하는 축을 중심으로 피벗가능하다(pivotable). 스윙 프리즘은 스윙 프리즘과 함께 피벗되는 조준선(line of sight)을 한정한다. 조준선은 샤프트(64)의 길이방향 축에 대한 관찰 각도를 한정한다. 이러한 조준선은 대략 0도 내지 대략 120도, 대략 10도 내지 대략 90도, 또는 임의의 다른 적합한 범위 내에서 피벗될 수 있다. 스윙 프리즘과 윈도우(66)는 또한 대략 60도에 걸쳐 이어지는 시계(field of view)를 제공한다(이때 조준선은 시계의 중심에 있음). 따라서, 시계는 스윙 프리즘의 피벗 범위에 기초하여 대략 180도, 대략 140도, 또는 임의의 다른 범위에 걸쳐 이어지는 관찰 범위를 가능하게 한다. 물론, 이들 값 모두는 단지 예이다.
본 예의 본체(62)는 광 포스트(light post)(70), 아이피스(eyepiece)(72), 회전 다이얼(rotation dial)(74) 및 피벗 다이얼(pivot dial)(76)을 포함한다. 광 포스트(70)는 샤프트(64) 내의 광 전송 섬유와 연통되고, 광원과 결합되어 윈도우(66)의 원위에 있는 환자 내의 부위를 조명하도록 구성된다. 아이피스(72)는 내시경(60)의 광학계를 거쳐 윈도우(66)를 통해 포착된 뷰(view)의 가시화를 제공하도록 구성된다. 가시화 시스템(예컨대, 카메라 및 디스플레이 스크린 등)이 내시경(60)의 광학계를 거쳐 윈도우(66)를 통해 포착된 뷰의 가시화를 제공하기 위해 아이피스(72)와 결합될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 회전 다이얼(74)은 샤프트(64)를 샤프트(64)의 길이방향 축을 중심으로 본체(62)에 대해 회전시키도록 구성된다. 조준선이 샤프트(64)의 길이방향 축과 평행하지 않도록 스윙 프리즘이 피벗되는 동안에도 그러한 회전이 수행될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 피벗 다이얼(76)은 스윙 프리즘과 결합되며, 따라서 스윙 프리즘을 횡방향 피벗 축을 중심으로 피벗시키도록 작동가능하다. 본체(62) 상의 표지(78)가 관찰 각도를 나타내는 시각적 피드백을 제공한다. 회전 다이얼(74)을 스윙 프리즘과 결합시키기 위해 사용될 수 있는 다양하고 적합한 구성요소 및 배열이 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다. 단지 예로서, 내시경(60)은 미국 특허 출원 공개 제2010/0030031호의 적어도 일부의 교시 내용에 따라 구성될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 일부 버전에서, 내시경(60)은 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 아클라런트 사이클롭스™ 멀티-앵글 엔도스코프와 유사하게 구성된다. 내시경(60)이 취할 수 있는 다른 적합한 형태가 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다.
III. 상악동의 소공을 확장시키기 위한 예시적인 방법
도 7a 내지 도 7e는 환자의 상악동(MS)의 부비동 소공(O)을 확장시키기 위하여 앞서 논의된 확장 카테터 시스템(10)을 사용하기 위한 예시적인 방법을 도시한다. 본 예가 상악동(MS)의 부비동 소공(O)을 확장시키는 상황에서 제공되지만, 확장 카테터 시스템(10)이 다양한 다른 시술에 사용될 수 있다는 것은 이해되어야 한다. 단지 예로서, 확장 카테터 시스템(10) 및 그의 변형예는 유스타키오관, 후두, 후비공, 접형 부비동 소공, 하나 이상의 사골동 봉소와 관련된 하나 이상의 개구, 전두오목, 및/또는 부비동과 관련된 다른 통로를 확장시키는 데 사용될 수 있다. 확장 카테터 시스템(10)이 사용될 수 있는 다른 적합한 방식이 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 명백할 것이다.
본 예의 시술에서, 가이드 카테터(30)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 비강(NC)을 통하여, 확장하고자 하는 표적화된 해부학적 통로, 부비동 소공(O) 내의 또는 근처의 위치로 경비강식으로(transnasally) 삽입 및 전진될 수 있다. 이러한 단계에서 팽창가능 확장기(22) 및 가이드와이어(50)의 원위 단부는 가이드 카테터(30)의 구부러진 원위 단부(32) 내에 또는 그에 근접하게 위치될 수 있다. 가이드 카테터(30)의 이러한 위치 설정은 내시경, 예컨대, 전술된 내시경(60)을 이용하여 내시경적으로 그리고/또는 직접 가시화, 방사선 촬영, 및/또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 확인될 수 있다. 가이드 카테터(30)가 위치된 후에, 조작자는 가이드와이어(50)의 원위 부분이 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이 상악동(MS)의 소공(O)을 통과하여 상악동(MS)의 강 내로 들어가도록 가이드와이어(50)를 가이드 카테터(30)를 통해 원위방향으로 전진시킬 수 있다. 조작자는 조명 섬유(56)와 렌즈(58)를 조명할 수 있으며, 이는 환자의 안면을 통해 경피성 조명을 제공하여 조작자가 비교적 쉽게 상악동(MS) 내의 가이드와이어(50)의 원위 단부의 위치설정을 시각적으로 확인할 수 있게 할 수 있다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 가이드 카테터(30) 및 가이드와이어(50)가 적합하게 위치되면, 확장 카테터(20)가 가이드와이어(50)를 따라 그리고 가이드 카테터(30)의 구부러진 원위 단부(32)를 통해 전진되며, 이때 확장기(22)는 확장기(22)가 상악동(MS)의 소공(O)(또는 일부 다른 표적화된 해부학적 통로) 내에 위치될 때까지 비-확장 상태에 있다. 확장기(22)가 소공(O) 내에 위치된 후에, 도 7d에 도시된 바와 같이, 확장기(22)는 팽창되어, 소공(O)을 확장시킬 수 있다. 확장기(22)를 팽창시키기 위해, 플런저(44)가 식염수를 팽창기(40)의 배럴(42)로부터 확장 카테터(20)를 통해 확장기(22) 내로 가압시키도록 작동될 수 있다. 유체의 전달은 확장기(22)를 확대 상태로 확대시켜, 예컨대 소공(O)을 형성하는 골 등을 리모델링함으로써 소공(O)을 개방시키거나 확장시킨다. 단지 예로서, 확장기(22)는 약 10 내지 약 12 기압을 달성하도록 크기 설정된 체적으로 팽창될 수 있다. 확장기(22)는 소공(O)(또는 다른 표적화된 해부학적 통로)을 충분히 개방시키기 위해 수초 동안 이러한 체적으로 유지될 수 있다. 확장기(22)는 이어서 팽창기(40)의 플런저(44)를 역전시켜 식염수를 다시 팽창기(40)로 흡인함으로써 비-확대 상태로 복귀될 수 있다. 확장기(22)는 상이한 소공 및/또는 다른 표적화된 해부학적 통로 내에서 반복적으로 팽창되고 수축될 수 있다. 그 후에, 확장 카테터(20), 가이드와이어(50) 및 가이드 카테터(30)는, 도 7e에 도시된 바와 같이, 환자로부터 제거될 수 있다.
일부 경우에, 확장 카테터(20)가 소공(O)을 확장시키기 위해 사용된 후에 부비동과 부비강을 관주(irrigate)하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 관주는 확장 시술 후에 존재할 수 있는 혈액 등을 씻어내기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 가이드 카테터(30)는 가이드와이어(50) 및 확장 카테터(20)의 제거 후에 제자리에 유지되는 것이 허용될 수 있고, 세척 유체, 다른 물질, 또는 하나 이상의 다른 장치(예컨대, 세척 카테터, 벌룬 카테터, 절단 벌룬, 절단기, 초퍼, 회전 절단기, 회전 드릴, 회전 블레이드, 순차적 확장기, 테이퍼형 확장기, 펀치, 해부기구, 버(bur), 비-팽창 기계식 확대가능 부재, 고주파수 기계식 진동기, 확장 스텐트 및 무선주파수 절제 장치, 마이크로파 절제 장치, 레이저 장치, 올가미, 생검 공구, 관찰기기, 및 진단제 또는 치료제를 전달하는 장치)가 질환의 추가 치료를 위해 가이드 카테터(30)를 통하여 통과될 수 있다. 단지 예로서, 관주는 2009년 12월 8일자로 허여되고 발명의 명칭이 "귀, 코 및 인후의 질환의 치료 및/또는 진단을 위한 방법, 장치 및 시스템(Methods, Devices and Systems for Treatment and/or Diagnosis of Disorders of the Ear, Nose and Throat)"인 미국 특허 제7,630,676호의 적어도 일부의 교시 내용에 따라 수행될 수 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 확장 카테터(20)의 제거 후에 가이드 카테터(30)를 통해 이송되어 관주 부위에 도달할 수 있는 관주 카테터의 일례는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 볼텍스(등록상표) 사이너스 이리게이션 카테터(Relieva Vortex® Sinus Irrigation Catheter)이다. 확장 카테터(20)의 제거 후에 가이드 카테터(30)를 통해 이송되어 관주 부위에 도달할 수 있는 관주 카테터의 다른 예는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 아클라런트, 인크.에 의한 릴리바 울티라(등록상표) 사이너스 이리게이션 카테터(Relieva Ultirra® Sinus Irrigation Catheter)이다. 물론, 관주가 확장 시술이 없을 때에 제공될 수 있고, 확장 시술이 또한 관주를 포함함이 없이 완료될 수 있다.
IV. 가이드와이어를 위한 대안적인 광원
일부 경우에, 위에 언급된 시술에서, "백색 광"(많은 상이한 파장들을 갖는 광의 색상들의 혼합으로 구성되는 광)의 연속 소스(source)가 사용되어 조명 섬유(56)와 렌즈(58)를 조명하여서 환자의 안면을 통해 경피성 조명을 제공함으로써, 조작자가 환자 내에서의 가이드와이어(50)의 원위 단부의 위치설정을 시각적으로 확인할 수 있게 한다. 그러나, 조작자는 조명 섬유(56)와 비교하여 높은 주변 광의 소스, 광원에 대한 눈의 순응, 특정 환자와 관련된 다양한 흡수 계수, 및 광원에 의해 사용되는 바람직하지 않은 파장과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 다양한 요인으로 인해 조명 섬유(56)와 렌즈(58)에 의해 발생되는 경피성 조명을 가시화하는 데 어려움을 겪을 수 있다. 하기의 교시 내용 중 일부를 사용하는 것이 조작자가 가이드와이어(50)의 변화로부터 경피성 조명을 검출하는 데 도움을 줄 수 있다.
A. 최적화된 파장을 갖는 광원
도 8은 전원(110); 광원(112); 커넥터(114); 가이드와이어(116); 및 가이드와이어(116)를 통해 이동하고, 가이드와이어(116)의 원위 단부에 위치되는 광학 렌즈(118)에 연결되는 조명 섬유(124)를 포함하는 예시적인 조명 가이드와이어 시스템(100)을 도시한다. 전원(110)은 전원(110)이 광원(112)을 작동시키기에 적절한 양의 전력을 제공하게 작동가능하도록 전기 배선(120)에 의해 광원(112)에 연결된다. 더욱 상세히 후술될 바와 같이, 광원(112)은 특정 파장을 갖는 광뿐만 아니라 파장들의 "백색 광" 혼합을 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 광원(112)은 "백색 광"을 발생시키는 능력 없이, 특정 파장만을 발생시킬 수 있다. 광원(112)은 광 튜브(light tube)(112)에 연결되며, 이러한 광 튜브는 이어서 커넥터(114)에 연결된다. 광 튜브(112)는 광원(112)에 의해 발생된 광을 커넥터(114)에 전달할 수 있다.
커넥터(114)는 위에 언급된 커넥터(55)와 실질적으로 유사할 수 있다. 구체적으로, 커넥터(114)는 광원(112) 및/또는 광 튜브(122)와 조명 섬유(124)의 광학 결합을 가능하게 한다. 부가적으로, 커넥터(114)는 또한 가이드와이어(116)의 근위 단부에 연결될 수 있다. 가이드와이어(116)는 위에 언급된 가이드와이어(50)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 광원(112)에 의해 발생된 광이 광 튜브(122), 조명 섬유(124), 및 광학 렌즈(118)를 통해 이동하여 환자의 안면을 통해 경피성 조명을 제공하여서 조작자가 환자의 부비강(sinus cavity) 내에서의 가이드와이어(116)의 원위 단부의 위치설정을 시각적으로 확인할 수 있게 할 수 있다. 따라서, 가이드와이어(116)가 가이드와이어(50) 대신에 확장 카테터 시스템(10)의 일부로서 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
위에 언급된 바와 같이, 광원(112)은 파장들의 "백색 광" 혼합을 갖기보다는 특정 파장을 갖는 광을 발생시킬 수 있다. 더욱 상세히 후술되는 바와 같이, 특정 파장을 갖는 광을 발생시키는 광원(112)의 능력은 환자의 안면을 통해 이동하는 경피성 조명을 최대화시키는 데 도움을 줄 수 있다.
신체, 특히 피부 내에는 광 흡수를 제공하는 적어도 3가지 별개의 성분, 즉 함산소 혈액(oxygenated blood), 탈산소 혈액(deoxygenated blood), 및 멜라닌(즉, 피부 색소)이 있다. 도 9는 광의 파장의 함수로서의 함산소 혈액(156), 탈산소 혈액(154), 및 멜라닌(152)에 대한 흡수 계수(μ)의 그래프(150)를 로그 스케일로 도시한다. 흡수 계수(μ)는 광의 특정 파장이 물질에 의해 흡수될 때까지 광의 파장이 물질 내로 어디까지 침투할 수 있는지를 나타낸다. 흡수 계수가 낮을수록, 특정 파장이 더욱 멀리 이동할 것이다(즉, 더욱 반투명하게 보임). 도 9의 그래프(150)에서 볼 수 있는 바와 같이, 탈산소 혈액(154)과 함산소 혈액(156)은 일부 제한된 예외를 갖고서, 파장이 증가함에 따라 대체로 흡수 계수(μ)의 감소를 갖는다. 멜라닌(152)은 파장이 증가함에 따라 흡수 계수(μ)의 감소를 갖는 것으로 보인다.
도 10은 광의 파장의 함수로서의 사람 눈의 특이 반응(specific response)(162)의 그래프(160)를 로그 스케일로 나타낸다. 그래프(160)에서, 눈 반응은 대략 560 nm의 최대 반응으로 정규화되었다. 광의 파장이 보다 높은 특이 반응을 가지면, 광의 그러한 파장은 보다 작은 특이 반응을 갖는 광의 파장보다, 광의 두 파장이 동일한 휘도로 투사된다면, 더 밝은 것으로 사람 눈에 의해 해석될 것이다. 따라서, 광의 파장의 특이 반응(162)이 높을수록, 광의 파장이 사람 눈에 더욱 잘 보인다.
물체를 통해 이동하는 광의 양의 추정치를 계산하기 위해 비어-람버트 법칙(Beer-Lambert law)이 사용될 수 있다. 비어-람버트 법칙은 하기의 공식이다:
Figure pct00001
I는 출력 광 강도를 나타내고, I_o는 입력 광 강도를 나타내며, μi는 물질 (i)의 흡수 계수를 나타내는 반면, Di는 물질 (i)의 두께를 나타낸다.
도 11은 함산소 혈액(156), 탈산소 혈액(154), 및 멜라닌(152)의 두께(D)들과 흡수 계수(μ)들을 곱한 것의 합계와 함께 비어-람버트 법칙을 사용하여 계산된 바와 같은 추정 비(estimated ratio)
Figure pct00002
를 보여주는 그래프(170)를 나타낸다. 비
Figure pct00003
는 신체를 통한 광 처리 효율(172)의 표시를 나타낸다. 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 광 처리 효율(172)은 파장의 함수로서 지수적으로 증가한다.
그러나, 위에 언급된 바와 같이, 사람 눈의 시력은 도 10의 그래프(160)에 나타낸 바와 같은 특이 반응(162)에 의해 제한된다. 따라서, 보다 높은 파장을 갖는 광이 도 11에 표현된 바와 같이 보다 높은 효율을 갖고서 인체를 통해 이동할 수 있지만, 사람 눈은 이들 파장을 더 높은 특이 반응(162)을 갖는 파장만큼 효과적으로 검출할 수 없을 것이다. 사람 눈의 특이 반응(162)을 처리하기 위해, 그래프(170)가 그래프(160)에 의해 필터링되어야 한다. 도 12는 필터링된 광 처리 효율(
Figure pct00004
)_e(182), 또는 사람 눈의 특이 반응(162)에 의해 필터링된 광 처리 효율(172)을 보여주는 그래프(180)를 나타낸다.
도 12는 필터링된 광 처리 효율(182)이 610 내지 640 nm, 보다 구체적으로 615 내지 635 nm의 대략적인 범위 내에 있는 파장을 갖는 광에 의해 최대화되는 것을 보여준다. 따라서, 이러한 파장 범위를 갖는 광이 인체를 통해 보다 효율적으로 이동하면서 동시에 보다 용이한 가시성의 비율로 사람 눈으로 검출될 수 있을 것이다. 정확한 최적 파장이 혈액의 농도 및 멜라닌의 양과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 요인에 의존할 수 있는 것에 유의하는 것이 중요하다. 따라서, 피부가 검을수록, 광의 더 높은 파장이 더욱 효과적일 수 있다.
광원(112)은 특정 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 따라서, 광원(112)은 610 내지 640 nm 또는 보다 구체적으로 615 내지 635 nm의 대략적인 파장 범위를 갖는 광을 방출하여, 보다 높은 필터링된 광 처리 효율(182)을 확립할 수 있다. 결과적으로, 조명 가이드와이어 시스템(100)에 의해 경피적으로 투과된 광이 이전의 가이드와이어 시스템에 의해 방출된 광보다 더욱 잘 보일 수 있다. 광원(112)이 610 내지 640 nm 또는 보다 구체적으로 615 내지 635 nm의 대략적인 파장 범위 내의 광을 제공하도록 변형될 수 있는 다양한 적합한 방식이 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 광원(112)이 조작자가 방출된 광의 파장(또는 파장들)을 위에 언급된 파장 범위 내로 그리고/또는 적어도 부분적으로 위에 언급된 파장 범위 밖으로 미세 조정할 수 있게 하는 특징부를 포함할 수 있는 것이 이해되어야 한다. 그러한 즉석(ad hoc) 미세 조정은 환자들간의 해부학적 가변성을 처리하여, 조작자가 환자를 통한 최상의 경피성 광 투과율(및 따라서 가시성)을 즉시 달성할 수 있게 하는 데 바람직할 수 있다.
B. 맥동 광원(Pulsating Light Source)
도 13은 전원(202); 펄스 발생기(204); 광원(206); 커넥터(208); 가이드와이어(210); 및 가이드와이어(210)를 통해 이동하고, 가이드와이어(210)의 원위 단부에 위치되는 광학 렌즈(212)에 연결되는 조명 섬유(218)를 포함하는 다른 예시적인 조명 가이드와이어 시스템(200)을 도시한다. 전원(202)은 전기 배선(214)에 의해 펄스 발생기(204)에 연결된다. 펄스 발생기(204)는 또한 전기 배선(214)에 의해 광원(206)에 연결된다. 대안적으로, 펄스 발생기(204)는 전원(202) 또는 광원(206)에 일체로 결합될 수 있다. 전원(202)은 광원(206)을 작동시키기에 적절한 양의 전력을 제공하도록 작동가능하다.
더욱 상세히 후술되는 바와 같이, 펄스 발생기(204)는 전원(202)에 의해 광원(206)에 제공되는 전력을 조작하도록 작동가능하다. 펄스 발생기(204)는 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 전원(202)에 의해 광원(206)에 제공되는 전력을 조작하는 것으로 당업자에게 명백하게 되는 바와 같은 임의의 적합한 구성요소를 포함한 전기 회로를 포함할 수 있다. 광원(206)은 특정 파장을 갖는 광에 더하여 파장의 "백색 광" 혼합물을 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 광원(206)은 "백색 광"을 발생시키는 능력 없이, 특정 파장만을 발생시킬 수 있다. 단지 예로서, 광원(206)은 LED 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 물론, 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 당업자에게 명백하게 되는 바와 같이 광원을 위한 임의의 적합한 구성요소가 사용될 수 있다. 또한, 광원(206)은 635 nm의 광 파장으로 5 mW로 작동할 수 있다. 대안적으로, 다른 출력 수준 및/또는 파장이 사용될 수 있다. 광원(206)은 광 튜브(216)에 연결되며, 광 튜브는 이어서 커넥터(208)에 연결된다. 광 튜브(216)는 광원(206)에 의해 발생된 광을 커넥터(208)에 전달할 수 있다.
커넥터(208)는 위에 언급된 두 커넥터(55, 114)와 실질적으로 유사할 수 있다. 구체적으로, 커넥터(208)는 광원(206) 및/또는 광 튜브(216)와 조명 섬유(218)의 광학 결합을 가능하게 한다. 부가적으로, 커넥터(208)는 또한 가이드와이어(210)의 근위 단부에 연결될 수 있다. 가이드와이어(210)는 위에 언급된 두 가이드와이어(50, 116)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 광원(206)에 의해 발생된 광이 광 튜브(216), 조명 섬유(218), 및 광학 렌즈(212)를 통해 이동하여 환자의 안면을 통해 경피성 조명을 제공하여서 조작자가 환자의 부비강 내에서의 가이드와이어(210)의 원위 단부의 위치설정을 시각적으로 확인할 수 있게 할 수 있다. 따라서, 가이드와이어(210)가 가이드와이어(50) 대신에 확장 카테터 시스템(10)의 일부로서 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
위에 언급된 바와 같이, 펄스 발생기(204)는 전원(202)에 의해 광원(206)에 제공되는 전력을 조작하도록 작동가능하다. 광원(206)이 주변 배경 조명에 비해 상대적으로 낮은 강도로 렌즈(212)를 통해 조명을 제공할 때, 조작자가 투과조명 효과(transillumination effect)를 가시화하는 것이 어려워질 수 있다. 조작자의 눈은 심지어 광원(206)으로부터 렌즈(212)를 통해 제공되는 일관된 광으로부터의 투과조명 효과의 저강도 광에 적응할 수 있으며, 이는 투과조명 효과를 가시화하는 것을 훨씬 더 어렵게 만들 수 있다. 그러나, 광원(206)이 순차적으로 켜지고 꺼지면, 광원(206)으로부터 렌즈(212)를 통해 방출되는 광의 존재가 주변 배경 조명에 비해 더욱 두드러질 수 있다.
광원(206)에 대한 전력의 반복되는 토글링(toggling)을 달성하기 위해, 펄스 발생기(204)는 전원(202)에 의해 발생되는 전력의 달리 일정한 스트림을 광원(206)에 대한 전력의 저주파 펄스로 변환시키도록 작동가능하다. 특히, 펄스 발생기(204)는 미리 결정된 주파수로 0의 전력 수준과 미리 결정된 전력 수준 사이에서 신속히 교번시킴으로써 일정한 전력을 펄스형 전력으로 변환시킨다. 이러한 저주파 펄스는 광원(206)을 특정 주파수로, 미리 결정된 주파수의 범위에 걸쳐 순차적인 순서로, 또는 미리 결정된 주파수의 범위에 걸쳐 랜덤 순서로 반복적으로 켜고 끄기 위해 사용될 수 있다. 광원(206)을 켜고 끄기 위해 사용되는 펄스의 주파수는 0.1 ㎐ 내지 10 ㎐, 더욱 구체적으로는 대략 1 ㎐ 내지 3 ㎐의 범위일 수 있다. 펄스 발생기(204)에 의해 발생되는 이러한 주파수 펄스는 조작자에 대한 투과조명 효과의 가시성을 향상시킬 수 있다.
펄스형 에너지(즉, 저 듀티 사이클)를 사용하여 광원(206)을 구동시키는 것은 조명 가이드와이어 시스템(200)이 그렇지 않을 경우 전력의 일정한 스트림을 통해 달성될 수 있는 출력 수준보다 높은 출력 수준으로 광원(206)을 구동시킬 수 있게 할 수 있다. 이러한 보다 높은 출력 수준은 광원(206)을 손상시킴이 없이 달성될 것이다. 광원(206)의 펄스화(pulsing)는 또한 처리 효율을 개선할 수 있으며, 이는 보다 작은 직경을 갖는 조명 섬유(218)가 사용될 수 있게 할 수 있다. 보다 작은 직경을 갖는 조명 섬유(218)는 가이드와이어(210)가 보다 작은 직경을 가져 환자의 머리 내의 비좁은 공간에 더욱 용이하게 접근할 수 있게 할 수 있다.
C. 동기 검출 방법(Synchronous Detection Method)을 갖는 광원
도 14는 전원(302), 펄스 발생기(304), 광원(306), 이상기(phase shifter)(308), 및 전자 셔터(310)를 포함하는 동기 검출 시스템(300)을 도시한다. 전원(302)은 전기 배선(312)을 통해 펄스 발생기(304)에 연결된다. 펄스 발생기(304)는 전기 배선(312)을 통해 이상기(308) 및 광원(306) 둘 모두에 연결된다. 이상기(308)는 이어서 전기 배선(312)을 통해 전자 셔터(310)에 연결된다.
현재의 예에서, 펄스 발생기(304)를 이상기(308)와 광원(306)에 연결하는 전기 배선(312)은 "Y" 연결부와 유사하게 분할된다. 그러나, 펄스 발생기(304)는 전기 배선(312)의 2개의 별개의 라인으로 이상기(308)와 광원(306)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 이상기가 펄스 발생기(304) 내에 통합될 수 있거나, 펄스 발생기(304)가 전원(302) 내에 통합될 수 있거나, 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 당업자에게 명백할 이들의 임의의 적합한 조합이 있을 수 있다.
전원(302)은 위에 언급된 전원(110, 202)과 실질적으로 유사할 수 있다. 유사하게, 광원(306)은 위에 언급된 광원(112, 206)과 실질적으로 유사할 수 있다. 광원(306)은 백열등, 레이저 다이오드, 또는 LED 등과 같은, 광을 발생시키는 임의의 수단을 포함할 수 있다. 전원(302)은 광원(306)에 전력을 제공하도록 작동가능하며, 이러한 광원은 이어서 광을 발생시킨다. 광원(306)은 광원(306)에 의해 발생된 광이 광 튜브(122, 216), 조명 섬유(56, 124, 218), 및 광학 렌즈(58, 118, 212)를 통해 이동하여 환자의 안면을 통해 경피성 조명을 제공하여서 조작자가 환자의 부비강 내에서의 가이드와이어(50, 116, 210)의 원위 단부의 위치설정을 시각적으로 확인할 수 있게 할 수 있도록 조명 가이드와이어 시스템(100, 200) 내에 통합될 수 있다. 따라서, 시스템(300)이 전술된 확장 카테터 시스템(10)과 조합하여 사용되어 환자의 머리 내의 부비강 또는 다른 통로(예컨대, 전두와 등)의 위치를 찾아내는 데 도움을 줄 수 있는 것이 이해되어야 한다.
펄스 발생기(304)는 전원(302)에 의해 제공되는 전력을 변조시키되 변조된 전압이 약 0(즉, 저 전압)과 미리 결정된 전압 수준 사이에서 교번하는 방식으로 변조시키도록 구성된다. 펄스 발생기(304)는 전원(302)에 의해 제공되는 전력을 미리 결정된 주파수로, 특정 순서로 미리 결정된 주파수의 범위로, 주파수의 랜덤으로 생성된 범위로, 또는 이들의 임의의 조합으로 변조시킬 수 있다. 펄스 발생기(304)는 전원(302)의 전력을, 또한 점멸 융합 역치(flicker fusion threshold)로 알려진, 사람 눈이 이미지를 가시화하는 주파수보다 큰 주파수로 변조시킬 수 있다. 이러한 값은 개인에 따라 대략 수십 ㎐(예컨대, 약 60 ㎐)일 수 있다. 따라서, 육안으로는 펄스 발생기(304)가 광원(306)의 전압 공급을 변조시키는 것을 검출하지 못할 수 있다. 그 결과, 광원(306)에 의해 렌즈(58, 118, 212)를 통해 제공되는 광은 이러한 광이 실제로 펄스화 또는 점멸하고 있다는 사실에도 불구하고 육안으로 연속적으로 보일 것이다. 물론, 60 ㎐보다 낮은 주파수가 또한 사용될 수 있다.
전자 셔터(310)는 인가 전압에 응답하여 (예컨대, 편광을 통해) 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전이되도록 구성되는 전기 셔터 글래스(glass)로 구성될 수 있다. 특히, 전자 셔터(310)는 개방 상태에 대응하는 저 DC 전압에 노출될 때 거의 투명하게 보일 것이다. 전자 셔터(310)가 개방 상태에 있을 때, 광이 전자 셔터(310)를 통해 이동할 수 있다. 대안적으로, 전자 셔터(310)는 폐쇄 상태에 대응하는 DC 전압에 노출될 때 불투명하게 보일 것이다. 전자 셔터(310)가 폐쇄 상태에 있을 때, 광은 전자 셔터(310)를 통해 이동하는 것이 제한된다. 전자 셔터(310)는 또한 광의 특정 파장이 다른 파장에 비해 더욱 효율적으로 통과하게 하도록 셔터 글래스 내에 필터를 포함할 수 있다. 이는 광원(306)이 "백색 광"보다는 특정 범위의 파장을 방출하는 경우 이득을 제공할 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 펄스 발생기(304)는 또한 이상기(308)에 연결되며, 이러한 이상기는 이어서 전자 셔터(310)에 연결된다. 펄스 발생기(304)는 펄스 발생기(304)와 광원(306) 사이의 전기 신호에 영향을 미치지 않는 방식으로 이상기(308)에 연결된다. 이상기(308)는 전자 셔터(310)와 펄스 발생기(304) 사이에 위치된다. 이상기(308)는 펄스 발생기(304)에 의해 발생된 전압 펄스 스트림의 위상을 180°만큼 편이시키되 이러한 위상 편이된 전압을 전자 셔터(310)에 전달하기 전에 편이시킬 수 있다. 그 결과, 전자 셔터(310)는 광원(306)과 비교하여 별개의 시간에 펄스 발생기(304)로부터의 전압 펄스에 노출된다.
전압들 사이의 이러한 180° 위상 오프셋이 시간의 함수로서의 광원(306)에 대응하는 전압(V_L) 및 시간의 함수로서의 전자 셔터(310)에 대응하는 전압(V_es)을 표시하는 도 15에 가장 잘 나타나 있다. 도 15는 펄스 발생기(304)를 전압 펄스(402, 404)를 구형파(square wave)의 형태로 발생시키는 것으로 도시하지만, 임의의 다른 적합한 파형이 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 현재의 예에서, 이상기(308)는 광원(306)이 전압 펄스(402)를 받고 있지 않을 때 각각의 전압 펄스(404)를 전자 셔터(310)에 제공한다. 역으로, 이상기(308)는 광원(306)이 각각의 전압 펄스(402)를 받을 때 전자 셔터(310)가 전압 펄스(404)를 받고 있지 않는 것을 보장한다. 펄스(402, 404)들이 서로 180°만큼 떨어져 제공되지만, 펄스(404, 404)들의 주파수는 동일하다. 전자 셔터(310)가 전압 펄스(404)를 받고 있지 않을 때, 전자 셔터(310)는 개방 상태에 있어, 광원(306)(전자 셔터(310)가 전압 펄스(404)를 받고 있지 않을 때마다 전압 펄스(402)를 받고 있음)으로부터의 광이 전자 셔터(310)를 통해 이동하게 할 것이다. 역으로, 광원(306)이 전압 펄스(402)를 받지 않아서 광의 펄스를 발생시키지 않을 때마다, 전자 셔터(310)는 전압 펄스(404)를 받아 폐쇄 상태로 전이됨으로써, 광이 전자 셔터(310)를 통해 이동하는 것을 방해한다.
전술한 것으로부터, 광원(306)이 광의 펄스를 제공하는 순간마다, 전자 셔터(310)가 개방 상태에 있을 것이고; 광원(306)이 광의 펄스를 제공하고 있지 않는 순간마다, 전자 셔터(310)가 폐쇄 상태에 있음이 이해되어야 한다. 위에 언급된 바와 같이, 전압 펄스의 주파수(및 따라서 광 펄스와 셔터 작동 펄스의 주파수)는 사람 눈으로 식별가능하지 않기에 충분히 빠르다. 따라서, 펄스형 광을 펄스화 셔터(310)를 통해 볼 때, 광은 연속적으로 조명되는 것으로 보일 것이다.
전자 셔터(310)는 조작자의 눈 앞에 있는 안경, 고글(goggle), 또는 스크린으로 구현될 수 있다. 전자 셔터(310)의 위치는 주변 광을 최대한 많이 차단하도록 위치될 수 있다. 전자 셔터(310)가 폐쇄 상태에 있게 하여 조작자의 눈으로부터 주변 광을 차단함으로써, 광원(306)이 꺼져 있을 때, 눈에 도달하는 광의 양이 감소될 수 있으며, 이는 눈 동공으로 하여금 그렇지 않을 경우 셔터(310)의 존재 없이 눈 동공이 달성할 확장 상태보다 더 높은 확장 상태를 달성하게 할 수 있다. 이러한 더 높은 확장 상태는 눈을 더 높은 이득 상태에 둘 수 있어, 눈이 광원(306)을 더 잘 볼 수 있도록 한다. 소정 변조 주파수를 사용하여, 펄스 발생기(304)는 조작자의 눈에 노출되는 소정 주변 광 주파수를 더욱 감소시킬 수 있어, 조작자의 눈에 도달하는 주변 광의 양이 셔터링(shuttering)에 의해 감소될 수 있도록 한다. 펄스 발생기(304) 내에 랜덤 주파수 발생기를 사용하는 것이 다양한 주파수를 갖는 주변 광(즉, "백색 광")과의 간섭의 확률을 감소시킬 수 있다.
도 16a와 도 16b는 사용 중인 동기 검출 시스템(300)의 예시적인 작동을 도시한다. 광원(306)은 (예컨대, 부비강 내의 조명 가이드와이어의 원위 팁으로서) 환자의 피부(80) 아래에 배치되는 반면, 전자 셔터(310)는 주변 광원(95)과 조작자의 눈(90) 사이에 위치된다. 도 16a는 작동 상태에 있는 광원(306)을 도시한다. 이때, 펄스 발생기(304)는 현재, 광원(306)에 전압 펄스(402)를 공급하고 있다. 이상기(308)로 인해, 전자 셔터(310)는 동시에 전압 펄스(404)를 받고 있지 않아, 전자 셔터(310)가 개방 상태에 있게 한다. 전자 셔터(310)가 개방 상태에 있기 때문에, 주변 광(95)과 광원(306)으로부터의 광이 전자 셔터(310)를 통해 이동할 수 있다. 그러나, 이전에 언급된 바와 같이, 필터가 전자 셔터(310)에 적용될 수 있고, 특정 파장만이 전자 셔터를 통해 이동하게 할 수 있다. 광원(306)은 또한 광의 대응하는 특정 파장만을 방출하도록 구성될 수 있다. 그러한 경우에, 특정 파장에 대응하지 않는 주변 광(95)으로부터의 추가의 파장이 전자 셔터(310)의 필터로 인해 차단될 것이다.
도 16b는 작동정지 상태에 있는 광원(306)을 도시한다. 이때, 펄스 발생기(304)는 현재, 광원(306)에 전압 펄스(402)를 공급하고 있지 않다. 이상기(308)로 인해, 전자 셔터(310)는 동시에 전압 펄스(404)를 받고 있어, 전자 셔터(310)가 폐쇄 상태에 있게 한다. 전자 셔터(310)가 폐쇄 상태에 있으므로, 주변 광(95)은 전자 셔터(310)를 통해 이동하는 것이 제한된다. 따라서, 제한된 양의 주변 광(95)이 조작자의 눈(90)에 입사한다.
V. 가이드와이어 배향 마커(marker)
일부 경우에, 가이드와이어(예컨대, 가이드와이어(50))가 가이드 카테터(예컨대, 가이드 카테터(30))의 원위 단부를 빠져나갈 때 가이드와이어의 배향을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 가이드와이어를 전진시키기 전에 가이드와이어를 그 자체의 축을 중심으로 회전시킴으로써 조작자가 가이드와이어를 상이한 방향들로 조종하는 데 도움을 주는 (예컨대, 대략 20°의) 사전형성된 굽힘부를 가이드와이어가 가이드와이어의 원위 단부에 구비하는 경우에 특히 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 조작자가 가이드와이어의 팁을 목표 해부학적 구조체를 향해 조종할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 가이드와이어를 상악동 소공을 향해(또는 어떤 다른 사행 경로를 따라) 진행하도록 구상 돌기 주위로 전진시킬 때, 가이드와이어의 사전형성된 굽힘부가 가이드카테터를 빠져나감에 따라 사전형성된 굽힘부가 어느 방향을 지향하고 있는지를 보기 어려울 수 있다. 이러한 문제가 도 19에 보여진다.
도 17 내지 도 19는 가이드 카테터(410)와 가이드와이어(420)를 포함하는 예시적인 가이드 시스템(400)을 도시한다. 가이드 카테터(410) 및 가이드와이어(420)가 전술된 가이드 카테터(30) 및 가이드와이어(50)와 거의 마찬가지로 확장 카테터 시스템(10)의 구성요소로서 제공될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 가이드 카테터(410)는 길이방향 샤프트(416), 사전형성된 카테터 굽힘부(414), 및 가이드와이어(420)가 돌출되어 나오는 출구 구멍(418)을 한정하는 가이드 카테터 원위 팁(412)을 포함한다. 가이드와이어(420)는 가이드와이어 근위 단부(428), 가이드와이어 원위 단부(424), 근위 단부(428)와 원위 단부(424) 사이에 위치되는 사전형성된 가이드와이어 굽힘부(426), 및 비외상성 팁(422)을 포함한다. 가이드와이어(420)가 조명 섬유(56, 124, 218)와 렌즈(58, 118, 212)를 포함한 그러나 이로 한정되지 않는 본 명세서에 기술된 바와 같은 다양한 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있는 것이 이해되어야 한다. 도 19는 원위 팁(412)에 의해 한정된 출구 구멍(418)을 이제 막 빠져나가는 가이드와이어(420)를 도시한다. 이때, 조작자가 가이드와이어 굽힘부(426)가 어떤 방향을 향하고 있는지를 결정하기 어려울 수 있다. 가이드와이어 굽힘부(426)는 비외상성 팁(422)을 도 17에 도시된 바와 같이 해부학적 영역(85)에 대해 정확한 전방 배향으로 지향시킬 수 있거나, 가이드와이어 굽힘부(426)는 비외상성 팁(422)을 도 18에 도시된 바와 같이 해부학적 영역(85)에 대해 부정확한 후방 배향으로 지향시킬 수 있다. 물론, "정확한" 및 "부정확한"의 이들 표기는 단지 예시적인 목적만을 위해 제공된다. 일부 경우에, 도 18에 도시된 것과 같은 배향이 실제로 당면한 특정 시술에 대해 정확할 수 있다.
가이드와이어 굽힘부(426)의 방향을 시각적으로 확인하기에 충분히 가이드와이어(420)가 가이드 카테터(410)를 지나 전진될 때까지, 가이드와이어(420)는 구상 돌기 주위에 있을 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 가이드와이어 굽힘부(426)가 상악동의 소공을 향해 지향되면, 가이드와이어(420)는 누두(infundibulum)를 따라 아래로 그리고 소공 내로 진행할 더 많은 가능성을 가질 수 있다. 그러나, 도 18에 도시된 바와 같이, 가이드와이어 굽힘부(426)가 상악동의 소공으로부터 멀리 지향되면, 가이드와이어(420)는 출구 구멍(418) 밖으로 추가로 원위방향으로 전진될 때 잘못된 방향으로 진행하고/하거나 좌굴될 더 많은 가능성을 가질 수 있다. 따라서, 조작자가 가이드와이어(420)가 어느 방향으로 지향하고 있는지를 더욱 쉽게 식별할 수 있으면 바람직할 수 있으며, 이는 랜덤 회전과 탐색의 필요를 제거함으로써, 상악동을 찾는 데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
도 20과 도 21은 가이드 카테터(510)와 가이드와이어(520)를 포함하는 다른 가이드 시스템(500)을 도시한다. 역시, 가이드 카테터(510) 및 가이드와이어(520)는 전술된 가이드 카테터(30) 및 가이드와이어(50)와 거의 마찬가지로 확장 카테터 시스템(10)의 구성요소로서 제공될 수 있다. 가이드 카테터(510)는 전술된 가이드 카테터(410)와 실질적으로 유사하다. 가이드 카테터(510)는 길이방향 샤프트(516), 사전형성된 카테터 굽힘부(514), 및 가이드와이어(520)가 돌출되어 나오는 출구 구멍(518)을 한정하는 가이드 카테터 원위 팁(512)을 포함한다.
가이드와이어(520)는 후술되는 바와 같은 차이를 갖고서 위에 언급된 가이드와이어(420)와 실질적으로 유사하다. 가이드와이어(520)는 가이드와이어 근위 단부(528), 가이드와이어 원위 단부(524), 근위 단부(528)와 원위 단부(524) 사이에 위치되는 사전형성된 가이드와이어 굽힘부(526), 비외상성 팁(522), 및 원위 단부(524)의 적어도 일부분으로부터 연장되는 가이드와이어 마커(525)를 포함한다. 가이드와이어 마커(525)는 가이드와이어 굽힘부(526)가 가이드와이어 원위 단부(524)를 배향시키는 방향을 표시하기 위해 가이드와이어(520)의 하나의 섹션을 따라 연장된다. 현재의 예에서 가이드와이어 마커(525)가 가이드와이어 굽힘부(526)의 내측 반경 상에 위치되는 것에 유의한다. 대안적으로, 가이드와이어 마커(525)는 가이드와이어 굽힘부(526)의 외측 반경 상에 위치되어 가이드와이어 굽힘부(526)의 배향을 표시하는 동일한 기능을 수행할 수 있다. 본 예에서, 가이드와이어 마커(525)는 레이저 에칭 공정에 의해 형성된다. 대안적으로, 가이드와이어 마커(525)는 임의의 다른 적합한 방식으로 형성될 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 가이드와이어(520)가 원위 팁(518)에 의해 한정된 출구 구멍(518)을 이제 막 빠져나가고 있다. 도 19에 도시된 바와 같이 유사한 위치에 있는 가이드 시스템(400)과 비교할 때, 가이드와이어 마커(525)는 조작자가 단순히 가이드와이어 마커(525)를 관찰함으로써 가이드와이어 굽힘부(526)가 어떤 방향을 향하고 있는지를 결정하기 용이하게 한다. 조작자는 이제 가이드와이어(520)가 어떤 방향으로 출구 구멍(518)으로부터 빠져나갈지에 대한 시각적 확인을 갖는다. 조작자가 도 20에 도시된 단계에서 가이드와이어 마커(525)를 볼 수 없으면, 조작자는 조작자가 도 20에 도시된 위치에서 가이드와이어 마커(525)를 볼 수 있을 때까지 가이드와이어(520)를 가이드 카테터(510) 내에서 회전시킬 수 있다. 가이드 카테터(510) 내에서의 가이드와이어(520)의 이러한 회전은 반드시 가이드와이어(520)를 도 20에 도시된 위치로부터 임의로 추가로 원위방향으로 전진시킴이 없이 수행될 수 있다. 또한, 가이드와이어 마커(525)의 존재가 내시경(60)과 같은 기구를 사용하여 그리고/또는 임의의 다른 적합한 장치 또는 기술을 사용하여 시각적으로 관찰될 수 있음이 이해되어야 한다.
VI. 일회용 LED 광원
일부 경우에, 조명 가이드와이어(예컨대, 가이드와이어(50))에 직접 결합되는 광원을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 광원을 조명 가이드와이어에 직접 부착하는 것은 광원과 가이드와이어 사이의 보다 짧은 이동 거리에 기인하는 발광 에너지(luminal energy)의 감소된 손실로 인해 가이드와이어의 원위 단부에서 더 강한 휘도를 생성할 수 있다. 이는 조명 시스템에 대한 보다 적은 전력 요건으로 이어질 수 있다.
도 22는 광원(610), 광 튜브(615), 커넥터(620), 가이드와이어(625), 및 광학 렌즈(630)를 포함하는 예시적인 조명 가이드와이어 시스템(600)을 도시한다. 일부 경우에, 광원(610)은 부피가 크고, 광원(610)과 커넥터(620) 사이의 광학 연통(optical communication)을 제공하기 위해 광 튜브(615)를 필요로 한다. 커넥터(620)는 위에 언급된 커넥터(55, 114, 208)와 실질적으로 유사할 수 있다. 가이드와이어(625)는 위에 언급된 가이드와이어(50, 116, 210, 420, 520)와 실질적으로 유사할 수 있다. 광은 광원(610)으로부터 광 튜브(615)를 통해 커넥터(620)를 거쳐 가이드와이어(625) 내로 이동한다.
그러나, 도 23은 커넥터(720)에 일체로 결합되는 케이싱(705), 케이싱(705)에 의해 한정되는 공동(710) 내에 일체로 위치되는 광원(715), 가이드와이어(730)로서, 가이드와이어(730)의 근위 단부(740)에서 커넥터(720)에 부착되는, 상기 가이드와이어, 및 가이드와이어(730)의 원위 단부에 위치되는 광학 렌즈(735)를 포함하는 예시적인 대안적인 조명 가이드와이어 시스템(700)을 도시한다. 이 예에서, 커넥터(720)는 또한 공동(710)에 의해 부분적으로 한정된다. 광원(715)이 케이싱(705)에 의해 한정되는 공동(710) 내에 배치되고, 커넥터(720)가 케이싱(705)에 일체로 결합되기 때문에, 더 이상 광 튜브(615)가 필요 없다. 광 튜브(615)를 제거하는 것은 광이 광원(715)으로부터 광학 렌즈(735)까지 이동하여야 하는 길이를 감소시킴과 동시에, 케이싱(705)을 커넥터(720)와 일체로 결합시킴으로써 광원(715)의 크기를 감소시킨다. 구성요소의 감소된 양과 감소된 크기에 의해, 케이싱(705), 커넥터(720) 및 광원(715)이 일회용이고/이거나 더욱 소형일 수 있다.
또 다른 단지 예시적인 예로서, 광원(715)과 같은 광원이 부비동확장술 기구 시스템의 손잡이 조립체 내에 직접 통합될 수 있다. 이는 가이드와이어(730)와 같은 가이드와이어를 통해 조명을 제공하기 위해 광 도관을 손잡이 조립체와 외부 광원 사이에 결합할 필요성을 제거할 수 있다. 단지 예로서, 광원은 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 2012년 3월 22일자로 공개되고 발명의 명칭이 "부비동 개방부의 치료를 위한 의료 장치 및 방법(Medical Device and Method for Treatment of a Sinus Opening)"인 미국 특허 출원 공개 제2012/0071856호; 및/또는 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 2014년 4월 17일자로 공개되고 발명의 명칭이 "부비동의 치료 및 관주를 위한 벌룬 확장 카테터 시스템(Balloon Dilation Catheter System for Treatment and Irrigation of the Sinuses)"인 미국 특허 출원 공개 제2014/0107427호에 기술된 다양한 손잡이 조립체 중 임의의 것과 같은 손잡이 조립체 내에 통합될 수 있다.
VII. 예시적인 조합
하기의 실시예는 본 명세서의 교시 내용들이 조합되거나 적용될 수 있는 다양한 비-포괄적인 방식에 관련된다. 하기의 실시예는 본 출원에서 또는 본 출원의 후속 출원에서 언제라도 제시될 수 있는 임의의 청구범위의 범위(coverage)를 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 권리 포기(disclaimer)가 의도되지 않는다. 하기의 실시예는 단지 예시적인 것에 불과한 목적으로 제공되고 있다. 본 명세서의 다양한 교시 내용이 다수의 다른 방식으로 배열되고 적용될 수 있다는 것이 고려된다. 일부 변형예가 하기의 실시예에 언급되는 소정의 특징을 생략할 수 있다는 것이 또한 고려된다. 따라서, 하기에 언급되는 태양들 또는 특징들 중 어느 것도, 본 발명자에 의해 또는 본 발명자와 이해관계에 있는 계승자에 의해 나중에 불가결한 것으로 달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 불가결한 것으로 간주되어서는 안된다. 하기에 언급되는 것을 넘어서는 추가의 특징을 포함하는 임의의 청구항이 본 출원에서 또는 본 출원에 관련된 후속 출원에서 제시되는 경우, 그 추가의 특징은 특허성에 관한 임의의 이유로 추가되었다고 간주되지 않아야 한다.
실시예 1
장치로서,(a) 전원;(b) 전원과 전기 연통(electrical communication)하고, 전기 펄스를 발생시키도록 작동가능한 펄스 발생기; (c) 펄스 발생기와 전기 연통하고, 펄스 발생기로부터 수신되는 전기 펄스에 기초하여 켜지고 꺼지도록 작동가능한 광원; (d) 제1 근위 단부 및 제1 원위 단부를 포함하는 가이드와이어; (e) 가이드와이어 내에서 제1 근위 단부로부터 제1 원위 단부를 향해 연장되고, 제2 근위 단부 및 제2 원위 단부를 포함하는 광섬유; 및
(f) 가이드와이어의 제1 근위 단부와 결합되도록 작동가능하고, 광원이 광섬유와 연통하게 하도록 작동가능한 커넥터
를 포함하는, 장치.
실시예 2
실시예 1의 장치로서, 펄스 발생기는 전기 펄스를 저주파수로 발생시키도록 구성되는, 장치.
실시예 3
실시예 2의 장치로서, 펄스 발생기는 전기 펄스를 약 0.1 ㎐ 내지 10 ㎐의 범위 내로 발생시키도록 구성되는, 장치.
실시예 4
실시예 2의 장치로서, 펄스 발생기는 전기 펄스를 약 1 ㎐ 내지 3 ㎐의 범위 내로 발생시키도록 구성되는, 장치.
실시예 5
실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 광원은 약 610 nm 내지 약 640 nm의 범위 내의 특정 파장을 갖는 광을 발생시키도록 작동가능한, 장치.
실시예 6
실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 펄스 발생기는 60 ㎐ 이상의 주파수를 갖는 펄스를 발생시키도록 구성되는, 장치.
실시예 7
실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 장치는
(a) 펄스 발생기와 전기 연통하는 이상기; 및 (b) 이상기와 연통하는 전기 셔터를 추가로 포함하는, 장치.
실시예 8
실시예 7의 장치로서, 전기 셔터는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전이되도록 작동가능하고, 전기 셔터는 개방 상태에서 광이 셔터를 통과하게 하도록 구성되며, 전기 셔터는 폐쇄 상태에서 광의 통과를 제한하도록 구성되는, 장치.
실시예 9
실시예 8의 장치로서, 전기 셔터는 전압에 노출될 때 개방 상태에 있도록 작동가능하고, 전기 셔터는 저 전압에 노출될 때 폐쇄 상태에 있도록 작동가능한, 장치.
실시예 10
실시예 8 또는 실시예 9의 장치로서, 전기 셔터는 필터를 추가로 포함하고, 필터는 셔터가 개방 상태에 있는지 또는 폐쇄 상태에 있는지에 상관없이 광의 특정 파장들이 셔터를 통과하게 하도록 작동가능한, 장치.
실시예 11
실시예 7 내지 실시예 10 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 이상기는 펄스 발생기에 의해 발생되는 신호를 광원에 의해 수신되는 신호에 비해 180도만큼 편이시키도록 구성되는, 장치.
실시예 12
실시예 7 내지 실시예 11 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 전기 셔터는 한 세트의 고글 또는 안경을 포함하는, 장치.
실시예 13
실시예 7 내지 실시예 11 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 전기 셔터는 스크린을 포함하는, 장치.
실시예 14
실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 펄스 발생기는 랜덤 주파수 펄스를 60 ㎐ 초과로 연속적으로 발생시키도록 구성되는, 장치.
실시예 15
실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 광원은 LED를 포함하는, 장치.
실시예 16
실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나 이상의 실시예의 장치로서, 광원은 레이저 다이오드를 포함하는, 장치.
실시예 17
장치로서,
(a) 광원; (b) 광원과 광학 연통하는 광섬유; (c) 가이드와이어로서, 광섬유는 가이드와이어를 통해 연장되고, 가이드와이어는 원위 단부를 포함하며, 광섬유는 광원으로부터 가이드와이어의 원위 단부를 통해 광을 방출하도록 구성되는, 상기 가이드와이어; (d) 전기 작동식 셔터를 포함하는 관찰 장치; 및
(e) 제어기로서, 제어기는 광원으로부터 광섬유를 통해 펄스형 광을 제공하도록 작동가능하고, 제어기는 또한 광원으로부터의 펄스형 광과 연동하여 관찰 장치의 셔터를 제어하도록 작동가능한, 상기 제어기
를 포함하는, 장치.
실시예 18
환자의 안면을 통해 투과조명을 제공하는 방법으로서, (a) 광을 방출하도록 작동가능한 원위 단부를 갖는 조명 가이드와이어를 환자의 부비강 내로 삽입하는 단계; 및
(b) 부비강 내의 조명 가이드와이어의 원위 단부를 통해 펄스형 광을 전달하는 단계를 포함하고, 펄스형 광은 환자의 안면을 통해 보이는, 방법.
실시예 19
실시예 18의 방법으로서, 펄스형 광을 전달하는 단계는 광을 약 0.1 ㎐ 내지 10 ㎐의 범위 내의 주파수로 펄스화하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 20
실시예 18 또는 실시예 19의 방법으로서, 방법은 관찰 장치 내의 셔터를 작동시켜 관찰 장치를 통한 관찰을 선택적으로 가능하게 하는 단계를 추가로 포함하고, 셔터는 전달된 광이 펄스화되는 동일한 주파수로 작동되는, 방법.
VIII. 기타
본 명세서에 기술된 실시예들 중 임의의 것이 전술된 것에 더하여 또는 그 대신에 다양한 다른 특징부를 포함할 수 있는 것이 이해되어야 한다. 단지 예로서, 본 명세서에 기술된 실시예들 중 임의의 것이 또한 본 명세서에 참고로 포함되는 다양한 참고 문헌들 중 임의의 것에 개시된 다양한 특징부들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 교시 내용, 표현, 실시 형태, 실시예 등 중 임의의 하나 이상이 본 명세서에 기술된 다른 교시 내용, 표현, 실시 형태, 실시예 등 중 임의의 하나 이상과 조합될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 전술된 교시 내용, 표현, 실시 형태, 실시예 등은 서로에 대해 별개로 고려되지 않아야 한다. 본 명세서의 교시 내용이 조합될 수 있는 다양한 적합한 방식이 본 명세서의 교시 내용의 관점에서 당업자에게는 용이하게 명백할 것이다. 그러한 변경 및 변형은 청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
전체적으로 또는 부분적으로 본 명세서에 참고로 포함된 것으로 언급된 임의의 특허, 공보 또는 다른 개시 자료가, 포함된 자료가 본 개시 내용에 기재된 기존의 정의, 서술 또는 다른 개시 자료와 상충되지 않는 범위로만, 본 명세서에 포함되는 것이 인식되어야 한다. 이와 같이 그리고 필요한 범위 내에서, 본 명세서에 명시적으로 기재된 바와 같은 본 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된 임의의 상충되는 자료를 대체한다. 본 명세서에 참고로 포함된 것으로 언급되지만 본 명세서에 기재된 기존의 정의, 서술 또는 다른 개시 자료와 상충되는 임의의 자료 또는 그의 부분은 포함된 자료와 기존의 개시 자료 사이에 충돌이 일어나지 않는 범위로만 포함될 것이다.
본 명세서에 개시된 장치의 버전은 일회 사용 후 폐기되도록 설계될 수 있거나, 그들은 여러 번 사용되도록 설계될 수 있다. 버전은 어느 한 경우 또는 두 경우 모두에, 적어도 일회 사용 후 재사용을 위해 원상회복될 수 있다. 원상회복은 장치의 분해 단계에 이은 특정 피스의 세정 또는 교체 단계와 후속 재조립 단계의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 장치의 버전은 분해될 수 있고, 장치의 임의의 개수의 특정 피스 또는 부품이 임의의 조합으로 선택적으로 교체되거나 제거될 수 있다. 특정 부품의 세정 및/또는 교체시, 장치의 버전은 원상회복 시설에서 또는 외과 시술 직전에 수술 팀에 의해 후속 사용을 위해 재조립될 수 있다. 당업자는 장치의 원상회복이 분해, 세정/교체 및 재조립을 위한 다양한 기술을 이용할 수 있는 것을 인식할 것이다. 그러한 기술의 사용, 및 결과적인 원상회복된 장치는 모두 본 출원의 범주 내에 있다.
단지 예로서, 본 명세서에 기술된 버전은 수술 전에 처리될 수 있다. 먼저, 새로운 또는 사용된 기구가 입수되어, 필요할 경우 세정될 수 있다. 기구는 이어서 멸균될 수 있다. 하나의 멸균 기술에서, 기구는 폐쇄 및 밀봉된 용기, 예컨대 플라스틱 또는 타이벡 백(TYVEK bag) 내에 배치된다. 용기와 기구는 이어서 감마 방사선, x-선, 또는 고-에너지 전자(high-energy electron)와 같은, 용기를 투과할 수 있는 방사선 영역 내에 배치될 수 있다. 방사선은 기구 상의 그리고 용기 내의 세균을 죽일 수 있다. 멸균된 기구는 이어서 멸균 용기 내에 보관될 수 있다. 밀봉된 용기는 그것이 외과용 시설에서 개봉될 때까지 기구를 멸균된 상태로 유지할 수 있다. 장치는 또한 베타 또는 감마 방사선, 산화에틸렌, 또는 증기를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 당업계에 알려진 임의의 다른 기술을 사용하여 멸균될 수 있다.
본 발명의 다양한 버전이 도시되고 기술되었지만, 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템의 추가의 개조가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에 의한 적절한 변경에 의해 달성될 수 있다. 몇몇 그러한 잠재적인 변경이 언급되었고, 다른 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 위에서 논의된 실시예, 버전, 기하학적 형상, 재료, 치수, 비, 단계 등은 예시적이고 필수적인 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범주는 하기의 청구범위의 관점에서 고려되어야 하며, 명세서 및 도면에 도시 및 기술된 구조 및 작동의 상세 사항으로 제한되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 장치로서,
    (a) 전원;
    (b) 상기 전원과 전기 연통(electrical communication)하고, 전기 펄스를 발생시키도록 작동가능한 펄스 발생기;
    (c) 상기 펄스 발생기와 전기 연통하고, 상기 펄스 발생기로부터 수신되는 상기 전기 펄스에 기초하여 켜지고 꺼지도록 작동가능한 광원;
    (d) 제1 근위 단부(proximal end) 및 제1 원위 단부(distal end)를 포함하는 가이드와이어(guidewire);
    (e) 상기 가이드와이어 내에서 상기 제1 근위 단부로부터 상기 제1 원위 단부를 향해 연장되고, 제2 근위 단부 및 제2 원위 단부를 포함하는 광섬유; 및
    (f) 상기 가이드와이어의 상기 제1 근위 단부와 결합되도록 작동가능하고, 상기 광원이 상기 광섬유와 연통하게 하도록 작동가능한 커넥터
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생기는 상기 전기 펄스를 저주파수로 발생시키도록 구성되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 펄스 발생기는 상기 전기 펄스를 약 0.1 ㎐ 내지 10 ㎐의 범위 내로 발생시키도록 구성되는, 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 펄스 발생기는 상기 전기 펄스를 약 1 ㎐ 내지 3 ㎐의 범위 내로 발생시키도록 구성되는, 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광원은 약 610 nm 내지 약 640 nm의 범위 내의 특정 파장을 갖는 광을 발생시키도록 구성되는, 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생기는 60 ㎐ 이상의 주파수를 갖는 펄스를 발생시키도록 구성되는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 장치는,
    (a) 상기 펄스 발생기와 전기 연통하는 이상기(phase shifter); 및
    (b) 상기 이상기와 연통하는 전기 셔터를 추가로 포함하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전기 셔터는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전이되도록 작동가능하고, 상기 전기 셔터는 상기 개방 상태에서 광이 상기 셔터를 통과하게 하도록 구성되며, 상기 전기 셔터는 상기 폐쇄 상태에서 광의 상기 통과를 제한하도록 구성되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전기 셔터는 전압에 노출될 때 상기 개방 상태에 있도록 작동가능하고, 상기 전기 셔터는 저 전압에 노출될 때 상기 폐쇄 상태에 있도록 작동가능한, 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전기 셔터는 필터를 추가로 포함하고, 상기 필터는 상기 셔터가 상기 개방 상태에 있는지 또는 상기 폐쇄 상태에 있는지에 상관없이 광의 특정 파장들이 상기 셔터를 통과하게 하도록 작동가능한, 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 이상기는 상기 펄스 발생기에 의해 발생되는 신호를 상기 광원에 의해 수신되는 상기 신호에 비해 180도만큼 편이(shift)시키도록 구성되는, 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 전기 셔터는 한 세트의 고글 또는 안경을 포함하는, 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 전기 셔터는 스크린을 포함하는, 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생기는 랜덤 주파수 펄스를 대략 수십 ㎐로 연속적으로 발생시키도록 구성되는, 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 광원은 LED를 포함하는, 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광원은 레이저 다이오드를 포함하는, 장치.
  17. 장치로서,
    (a) 광원;
    (b) 상기 광원과 광학 연통(optical communication)하는 광섬유;
    (c) 가이드와이어로서, 상기 광섬유는 상기 가이드와이어를 통해 연장되고, 상기 가이드와이어는 원위 단부를 포함하며, 상기 광섬유는 상기 광원으로부터 상기 가이드와이어의 상기 원위 단부를 통해 광을 방출하도록 구성되는, 상기 가이드와이어;
    (d) 전기 작동식 셔터를 포함하는 관찰 장치; 및
    (e) 제어기로서, 상기 제어기는 상기 광원으로부터 상기 광섬유를 통해 펄스형 광(pulsed light)을 제공하도록 작동가능하고, 상기 제어기는 또한 상기 광원으로부터의 상기 펄스형 광과 연동하여 상기 관찰 장치의 상기 셔터를 제어하도록 작동가능한, 상기 제어기
    를 포함하는, 장치.
  18. 환자의 안면을 통해 투과조명(transillumination)을 제공하는 방법으로서,
    (a) 광을 방출하도록 작동가능한 원위 단부를 갖는 조명 가이드와이어를 상기 환자의 부비강(paranasal sinus cavity) 내로 삽입하는 단계; 및
    (b) 상기 부비강 내의 상기 조명 가이드와이어의 상기 원위 단부를 통해 펄스형 광을 전달하는 단계를 포함하고,
    상기 펄스형 광은 상기 환자의 안면을 통해 보이는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 펄스형 광을 전달하는 단계는 상기 광을 약 0.1 ㎐ 내지 10 ㎐의 범위 내의 주파수로 펄스화하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 방법은 관찰 장치 내의 셔터를 작동시켜 상기 관찰 장치를 통한 관찰을 선택적으로 가능하게 하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 셔터는 상기 전달된 광이 펄스화되는 동일한 주파수로 작동되는, 방법.
KR1020187008228A 2015-08-25 2016-07-28 가이드와이어를 조명하고 배향시키기 위한 장치 및 방법 KR20180043338A (ko)

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