KR20180061326A - 주입 안정화 시스템 - Google Patents
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Abstract
항문 경유 최소 침습 수술(transanal minimally invasive surgery; TAMIS) 절차 동안 직장 공동과 같은 개방-단부 신체 도관으로 주입 가스를 공급하기 위한 압력 조절 시스템들은 신체 도관의 벽들의 부풀어오름을 감소시킬 수 있다. 압력 조절 시스템은 압력 저장 컴포넌트, 축적기, 및 흐름 제한기를 포함할 수 있다. 압력 저장 컴포넌트는 상대적으로 저 체적 상태로 편향된 가변 체적 저장소를 포함할 수 있다. 흐름 제한기는 상대적으로 작은 직경의 개구를 갖는 제한기 플레이트를 갖는 주입 튜빙을 포함할 수 있다. 압력 저장 컴포넌트, 축적기, 및 흐름 제한기는 다양한 순서들로 직렬로 또는 가스 흐름 도관의 측면 분기들로서 유체적으로 연결될 수 있다. 펄스화된 또는 달리 불연속적인 주입 가스 흐름 및 신체 도관으로부터의 누설과 흡수에도 불구하고, 압력 조절 시스템은 신체 도관 내에서 일정한 압력을 유지할 수 있다.
Description
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 "INSUFFLATION STABILIZATION SYSTEM"이라는 명칭으로 2016년 04월 26일자로 출원되어 현재 계류중인 미국 가특허 출원 일련번호 제62/327,941호; 및 "INSUFFLATION STABILIZATION SYSTEM"이라는 명칭으로 2015년 09월 30일자로 출원되어 현재 계류중인 미국 가특허 출원 일련번호 제62/235,128호에 대한 이익을 주장한다. 이상에서 언급된 출원들은 각기 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
발명의 배경이 되는 기술
기술분야
본 출원은 수술 주입(insufflation) 시스템들에 대한 조절 장치들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 수술 지점에서의 누설 및 흡수와 펄싱(pulsing) 또는 불연속적인 주입 공급에도 불구하고 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 압력 조절 장치들에 관한 것이다.
항문 경유 최소 침습 수술(Trans Anal Minimally Invasive Surgery; TAMIS) 동안, 이산화탄소(CO2)와 같은 주입 가스를 가지고 직장을 팽창시키기 위하여 주입 머신이 사용된다. 팽창은 외과의가 복강경 기구들 및 기술들을 사용하여 수술 절차를 수행할 수 있는 공간을 가능하게 한다. 다수의 주입 머신들은 압력 측정들을 가지고 가압 펄스들을 교번시키면서 CO2를 펄스들로 제공한다. 그러나, 직장 계통은 밀봉된 체적이 아니며, CO2가 팽창된 수술 영역으로부터 지속적으로 누설되어 압력이 떨어지는 것을 초래한다. 추가적으로, CO2는 직장 계통의 벽들에 의해 용이하게 흡수되어 누설에 의해 초래되는 압력의 손실을 악화시킨다. CO2는, 직장 계통의 길이에 걸친 다양한 누설 경로들을 통해서, 장/직장 벽들에 의한 흡수, 및 액세스를 획득하기 위하여 사용되는 수술 기수들 및 툴들을 통해서 계통으로부터 누설될 수 있다. 절차의 일부 지점들에서, 전기소작에 의해 생성되는 연기를 밖으로 보내도록 CO2의 흐름을 촉진시키기 위하여 연기 배출 포트가 계속해서 개방된다. 다수의 누설 경로들은, 직장 벽들이 부풀어오를 때 압력 및 그 자체의 펄스화된 주입 흐름 매니페스트(manifest)들의 손실을 야기한다. 부풀어오름(billowing)은 주입 머신으로부터의 압력 사이클을 따른다: 머신이 CO2 압력을 제공하는 동안 직장 벽이 팽창하며, 주입 머신이 압력을 공급하지 않을 때(압력을 측정할 때) 직장 벽이 수축한다. 직장 벽들의 움직임은, 직장 벽들 상의 종양들의 처치 및 조작을 필요로 할 수 있는 TAMIS 또는 다른 항문경유 절차들 동안 복강경 수술을 더 어렵게 만들 수 있다.
다양한 실시예들에 있어서, 본원에서 설명되는 장치들은, 주입 펌프를 펄싱함으로써 주입되는 직장 공동과 같은 개방-단부 신체 도관을 부풀게 하는 조직을 크게 감소시킬 수 있다. 장치들은, 개방-단부 신체 도관 내의 수술 지점에서 조직에 의한 흡수 및 누설에 기인하는 출구에서의 주입 펌프와 배압(backpressure) 감소의 펄스들 사이에서 0(zero) 압력 차동 상태로부터의 입구에서의 압력 손실들에 응답하여 변화하는 흐름 레이트(flow rate)를 가질 수 있는 실질적으로 연속적인 주입 가스 흐름을 제공하기 위하여 펄스화된 또는 불연속적인 주입 가스 흐름을 조절할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 펄싱 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치가 제공된다. 장치는 입구 유체 포트, 출구 유체 도관, 및 저장소를 포함한다. 입구 유체 포트는 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성된다. 출구 유체 도관은 주입 가스의 흐름을 수술 지점으로 제공하도록 구성된다. 저장소는 입구 유체 도관 및 출구 유체 도관에 유체적으로 결합된다. 입구 유체 포트는 제 1 내부 직경을 가지며, 출구 유체 도관은 제 1 내부 직경보다 더 큰 제 2 내부 직경을 갖는다.
특징 실시예들에 있어서, 주입 시스템이 제공된다. 주입 시스템은 수술 액세스 포트 및 펄싱 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함한다. 수술 지점 액세스 포트는 포트 표면, 제 1 투관침, 및 제 2 투관침을 포함한다. 제 1 투관침은 포트 표면을 통해 위치될 수 있다. 제 1 투관침을 이를 통해 연장하는 제 1 기구 채널을 갖는다. 제 2 투관침은 포트 표면을 통해 위치될 수 있다. 제 2 투관침을 이를 통해 연장하는 제 2 기구 채널 및 주입 포트를 갖는다. 가스 흐름 조절 장치는 입구 유체 도관, 출구 유체 도관, 및 저장소를 포함한다. 입구 유체 도관은 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성된다. 출구 유체 도관은 주입 가스의 흐름을 수술 지점 액세스 포트로 제공하도록 구성된다. 저장소는 입구 유체 도관 및 출구 유체 도관에 유체적으로 결합된다. 입구 유체 도관은 제 1 내부 직경을 가지며, 출구 유체 도관은 제 1 내부 직경보다 더 큰 제 2 내부 직경을 갖는다.
특정 실시예들에 있어서, 펄싱 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치가 본원에 제공된다. 장치는 입구 포트, 축적기(accumulator), 압력 저장 용기, 및 출구 포트를 포함한다. 입구 포트는 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성된다. 축적기는 입구 포트에 유체적으로 결합된다. 압력 저장 용기는 입구 포트에 유체적으로 결합된다. 흐름 제한기(restrictor)가 입구 포트에 유체적으로 결합된다. 출구 포트는 입구 포트에 유체적으로 결합되며, 축적기, 압력 저장 용기, 및 흐름 제한기의 하류에 배치된다.
특정 실시예들에 있어서, 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템이 본원에 제공된다. 주입 시스템은 펄싱 주입 펌프, 및 압력 조절 장치를 포함한다. 주입 펌프는 펌프 출구를 갖는다. 압력 조절 장치는 입구, 압력 저장 컨테이너, 저장소, 흐름 제한기, 및 출구 포트를 포함한다.
특정 실시예들에 있어서, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치가 본원에 제공된다. 밀봉 장치는 탄성중합체 백을 포함한다. 탄성중합체 백은 개방 단부 및 개방 단부에 대향되는 폐쇄된 단부를 갖는다. 탄성중합체 백은 신체 도관 내에 위치되도록 구성되고 크기가 결정된다. 탄성중합체 백은, 방해받지 않는 상태에서 신체 도관 내에서 백이 전진할 수 있는 삽입 구성을 갖는다. 탄성중합체 백은, 탄성중합체 백이 신체 도관을 팽창시키는 팽창된 구성으로 팽창될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치가 본원에 제공된다. 밀봉 장치는 팽창가능 부재 및 팽창 튜브를 포함한다. 팽창가능 부재는 신체 도관의 개방 단부를 통해 전진될 수 있도록 크기가 결정된 수축된 상태를 갖는다. 팽창가능 부재는 신체 도관의 벽들과 밀봉적으로 맞물리도록 크기가 결정된 팽창된 상태로 유체에 의해 팽창될 수 있다. 팽창 튜브는 근위 단부로부터 원위 단부로 연장하며, 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 루멘(lumen)을 가지고, 팽창 튜브의 원위 단부는 팽창가능 부재에 결합되며, 루멘은 팽창가능 부재에 유체를 제공하기 위하여 팽창가능 부재에 유체적으로 결합된다.
특정 실시예들에 있어서, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치가 본원에 제공된다. 밀봉 장치는 격막 및 가요성 링을 포함한다. 가요성 링은 격막 둘레에 배치되며, 가요성 링은, 가요성 링이 신체 도관을 통해 전진할 수 있는 제 1 구성 및 가요성 링이 신체 도관의 벽과 밀봉적으로 맞물릴 수 있는 제 2 구성으로 구성이 가능하다.
특정 실시예들에 있어서, 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템이 제공된다. 주입 시스템은 저장소를 포함한다. 저장소는 주입 챔버, 가압 챔버, 및 분리 부재를 포함한다. 주입 챔버는 주입 펌프에 유체적으로 결합될 수 있는 입구 포트 및 출구 포트를 포함한다. 가압 챔버는 가압 유체의 소스에 결합될 수 있는 가압 포트 및 압력 릴리프 밸브(relief valve)를 포함한다. 분리 부재는 주입 챔버를 가압 챔버로부터 유체적으로 분리한다. 분리 부재는 주입 챔버 내의 주입 압력 및 가압 챔버 내의 가압 압력에 응답하여 이동이 가능하다.
특정 실시예들에 있어서, 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템이 제공된다. 주입 시스템은 저장소 및 압력 제어 시스템을 포함한다. 저장소는 주입 챔버 및 피스톤을 포함한다. 주입 챔버는 주입 펌프에 유체적으로 결합될 수 있는 입구 포트 및 출구 포트를 포함한다. 피스톤은 주입 챔버의 체적을 획정(define)하기 위하여 저장소 내에서 슬라이딩이 가능하다. 압력 제어 시스템은, 입구 포트에 유체적으로 결합된 흐름 센서, 출구 포트에 유체적으로 결합된 압력 센서, 선형 작동기, 및 프로그램가능 로직 제어기를 포함한다. 선형 작동기는 피스톤에 동작이 가능하게 결합된다. 선형 작동기는 위치 피드백 센서를 갖는다. 프로그램가능 로직 제어기는 흐름 센서, 압력 센서, 선형 작동기, 및 위치 피드백 센서에 전기적으로 결합된다. 로직 제어기는, 흐름 센서 및 압력 센서로부터의 전기적 신호들에 응답하여 출구 포트에서 희망되는 압력을 유지하기 위하여 피스톤을 저장소 내의 위치에 위치시키도록 선형 작동기를 작동시키도록 구성된다.
도 1은 가스 흐름 압력 조절 장치의 일 실시예의 측면도이다.
도 2는 수술 지점 액세스 시스템에서 사용하기 위한 도 1의 압력 조절 장치의 실시예의 개략도이다.
도 3은 도 1의 압력 조절 장치를 포함하는 수술 지점 액세스 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3a는 수술 지점 액세스 시스템에 대한 압력 조절 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 4는 시뮬레이션된 신체 도관을 갖는 테스트 고정물(fixture) 상의 팽창된 구성의 도 1의 압력 조절 장치의 사시도이다.
도 5는 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 6은 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 7은 가스 흐름 압력 조절 장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 8은 도 7의 압력 조절 장치의 정면도이다.
도 9는 도 7의 압력 조절 장치의 측면도이다.
도 10은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 11은 도 10의 가스 흐름 압력 조절 장치의 개략도이다.
도 12는 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 13은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 14는 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 일 실시예의 사시도이다.
도 15는 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 다른 실시예의 사시도이다.
도 16은 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 다른 실시예의 사시도이다.
도 17은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 18a는 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 18b는 흐름 제한 개구(orifice)를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18c는 측면 분기 감쇠기(branch attenuator)를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18d는 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19a는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 19b는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19c는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19d는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19e는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19f는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 20은 펄스형(pulsatile) 주입 펌프로 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 21은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 22는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 23은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 24는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 25는 펄스형 주입 펌프를 가지고 주입된 사체 연구소 세팅에서의 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 26은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 도 25의 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 27은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 28은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 29는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 30은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 31은 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 32는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 33은 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 34a는 신체 도관 밀봉 디바이스의 일 실시예의 사시도이다.
도 34b는 신체 도관 밀봉 디바이스의 다른 실시예의 사시도이다.
도 34c는 신체 도관 밀봉 디바이스의 다른 실시예의 사시도이다.
도 2는 수술 지점 액세스 시스템에서 사용하기 위한 도 1의 압력 조절 장치의 실시예의 개략도이다.
도 3은 도 1의 압력 조절 장치를 포함하는 수술 지점 액세스 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 3a는 수술 지점 액세스 시스템에 대한 압력 조절 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 4는 시뮬레이션된 신체 도관을 갖는 테스트 고정물(fixture) 상의 팽창된 구성의 도 1의 압력 조절 장치의 사시도이다.
도 5는 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 6은 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 7은 가스 흐름 압력 조절 장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 8은 도 7의 압력 조절 장치의 정면도이다.
도 9는 도 7의 압력 조절 장치의 측면도이다.
도 10은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 11은 도 10의 가스 흐름 압력 조절 장치의 개략도이다.
도 12는 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 13은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 14는 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 일 실시예의 사시도이다.
도 15는 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 다른 실시예의 사시도이다.
도 16은 압력 조절 장치에 대한 압력 저장 컴포넌트의 다른 실시예의 사시도이다.
도 17은 테스트 고정물 상의 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 18a는 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 18b는 흐름 제한 개구(orifice)를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18c는 측면 분기 감쇠기(branch attenuator)를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 18d는 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기를 갖는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19a는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 19b는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19c는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19d는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19e는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19f는 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하는 수술 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 20은 펄스형(pulsatile) 주입 펌프로 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 21은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 22는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 23은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 24는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 25는 펄스형 주입 펌프를 가지고 주입된 사체 연구소 세팅에서의 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 26은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 도 25의 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 27은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 일 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 28은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 29는 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 30은 펄스형 주입 펌프 및 압력 조절 장치의 다른 실시예를 가지고 주입된 시뮬레이션된 수술 액세스 지점에 대한 시간에 걸친 수술 지점 압력의 그래프이다.
도 31은 주입 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 32는 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 33은 주입 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 34a는 신체 도관 밀봉 디바이스의 일 실시예의 사시도이다.
도 34b는 신체 도관 밀봉 디바이스의 다른 실시예의 사시도이다.
도 34c는 신체 도관 밀봉 디바이스의 다른 실시예의 사시도이다.
다양한 실시예들에 있어서, 가스 주입 압력 조절 장치는, TAMIS 절차에서 펄싱 주입 머신을 사용할 때 신체 도관의 부풀어오름을 완화시키고 직장 벽들의 움직임을 감소시키거나 또는 제거하기 위하여 펄싱 주입 머신에 유체적으로 결합될 수 있다. 압력 조절 장치는, 수술 지점에서의 신체 도관으로부터의 흡수와 누설 및 펄싱 주입 가스 흐름 프로파일에도 불구하고 신체 도관 내에서 실질적으로 일정한 압력 및 흐름을 유지하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 부풀어오름은, 직장 벽들의 움직임을 제거하면서 압력을 최소화하기 위하여 직장 공동 내에 폐쇄된 체적을 생성하기 위한 신체 도관 밀봉 또는 폐쇄 디바이스의 제공을 통해 추가로 완화될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 주입 가스 압력 조절 장치(70)의 일 실시예가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 압력 조절 장치(70)는 입구 가스 튜빙(tubing)(92)의 세그먼트로부터 탄성중합체 필름 파우치를 통해 출구 가스 튜빙(94)의 세그먼트로 연장하는 가스 흐름 경로를 포함한다. 유익하게는, 탄성중합체 필름 파우치는, 주입기로부터의 불연속적인 펄스형 흐름에도 불구하고 수술 지점에서 실질적으로 일관된 주입 가스 흐름을 유지하기 위하여 압력 저장, 주입 가스 체적 축적, 및 흐름 제한의 압력 조절 기능들을 제공한다.
도 1을 참조하면, 필름 파우치(86)는 에지들(88)을 밀봉하고 봉입된 체적을 생성하기 위하여 자체적으로 접히며 결합되는 폴리머 필름의 시트로 형성될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 파우치(86)가 수축된 상태에서, 파우치는 상대적으로 긴 폭 및 상대적으로 더 짧은 높이를 갖는 전반적으로 직사각형 형상을 갖는다. 다른 실시예들에 있어서, 파우치는 희망되는 파우치 패키징, 미감, 또는 가스 흐름 고려사항들을 달성하기 위하여 다른 형상들로 형성될 수 있다는 것이 고려된다.
도 1을 계속해서 참조하면, 입구 포트(82) 및 출구 포트(84)가 파우치를 통한 가스 흐름 경로를 생성하기 위하여 필름 파우치(86)에 부가될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 입구 포트(82) 및 출구 포트(84)는 파우치(86)의 폭의 길이 방향 축을 따른 상대적으로 직선의 흐름 경로를 제공하기 위하여 파우치(86)의 대향되는 측들 상에 위치된다. 다른 실시예들에 있어서, 입구 포트(84) 및 출구 포트(86)의 다른 위치들이 압력 조절 장치의 가스 흐름 특성을 변화시키기 위해 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 입구 포트(82) 및 출구 포트(84)는 하나의 에지를 따라 서로 인접하게 위치될 수 있거나 또는 압력 조절 장치가 측면 분기 감쇠기(도 18c에 개략적으로 예시됨)의 속성들을 가질 수 있도록 파우치(86)의 높이에 대하여 대향되는 에지들 상에 위치될 수 있다.
예시된 실시예에 있어서, 입구 포트(82) 및 출구 포트(84)는 각기 Value Plastics 사로부터 상업적으로 입수할 수 있는 것들과 같은 가시형 피팅(barbed fitting)을 갖는 백 포트를 포함한다. 압력 조절 장치는 주입 포트(82)의 가시형 피팅에 결합된 입구 튜빙(92)의 세그먼트 및 출구 포트(84)의 가시형 피팅에 결합된 출구 튜빙(94)의 세그먼트를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 출구 포트(84)는 주입 튜빙에 직접적으로 결합될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 출구 포트(84) 및 출구 튜빙(94)은 단일 컴포넌트로서 형성될 수 있다. 입구 튜빙(92)은 주입기 또는 주입기로부터의 주입 튜빙에 결합되도록 구성된 피팅 단부를 가질 수 있다. 출구 튜빙(94)은 수술 액세스 포트에 유체적으로 결합된 주입 튜빙에 결합되도록 구성된 피팅 단부를 가질 수 있다.
예시된 실시예가 입구 튜빙(92) 및 출구 튜빙(94) 둘 모두를 포함하는 것으로 예시되지만, 특정 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치가 오로지 하나의 단일 길이의 튜빙을 포함할 수 있거나 또는 단지 포트들만을 구비할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치는 상류측 단부에 주입 포트(82) 및 하류측 단부에 출구 튜빙(94)을 포함할 수 있다. 따라서, 희망되는 길이의 입구 튜빙이 주입기와 연관될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치는 상류측 단부에 입구 포트(82) 및 하류측 단부에 출구 포트(84)를 포함하여 입구 및 출구 튜빙이 주입기 및 수술 액세스 포트와 연관될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에 있어서, 입구 포트 및 출구 포트 중 하나 또는 둘 모두는, 입구 포트 및 출구 포트 중 적어도 하나가 루어(luer) 포트를 포함하도록 가시형 피팅이 아니라 루어 피팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 입구 포트 및 출구 포트 중 적어도 하나는 파우치에 가열 밀봉될 수 있다. 도 3a는 주입 투관침(940)에 결합된 소정의 길이의 출구 튜빙(94')에 결합된 출구 포트(84') 및 루어 피팅을 갖는 입구 포트(82')를 구비한 필름 파우치(86)를 갖는 압력 조절 장치(70)의 일 실시예를 예시한다. 예시된 실시예에 있어서, 출구 튜빙(94')은 주름진 튜빙의 세그먼트이며, 이는 주입 시스템들에서 관련된 유체 흐름 붕괴에 대한 가능성 및 튜빙의 뒤틀림을 방지하기 위하여 바람직할 수 있다.
파우치(86)는 본원의 압력 조절 디바이스들의 다른 실시예들의 축적기 및 별개의 압력 저장 컴포넌트의 압력 조절 측면들을 제공하도록 구성되고 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 파우치는 희망되는 압력 저장을 제공하기 위하여 미리 결정된 두께 및 탄성 속성들을 갖는 폴리머 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 파우치(86)는 주입 압력에 응답하여 팽창하고 수축할 수 있는 폴리우레탄 필름으로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 희망되는 압력 저장을 위하여 다른 필름 재료들 및/또는 두께가 압력 조절 장치에서 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
파우치(86)는 펄스화된 주입으로 공급되는 수술 지점 위치에서 개방-단부 신체 도관의 체적을 안정화시키도록 크기가 결정될 수 있다. 도 2, 도 3, 및 도 20 내지 도 30을 참조하여 추가로 설명되는 바와 같이, 일부 실시예들에 있어서, 파우치(86)는 TAMIS 절차에 대한 희망되는 압력 조절 프로파일을 제공하도록 크기가 결정될 수 있다. 바람직하게는, 특정 실시예들에 있어서, 파우치(86)는 적어도 약 6.5 리터의 체적을 가질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 파우치(86)는 약 6.5 리터 내지 약 8 리터 사이의 체적을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 파우치(86)는 약 7.4 리터의 체적을 가질 수 있다. 파우치가 수술 지점에 대하여 바람직하지 않은 작은 파우치 체적을 갖는 경우, 주입 펌프의 펄스 사이클들을 조절하기에 불충분한 압력 저장 및 축적된 체적이 존재할 수 있다. 파우치가 수술 지점에 대하여 바람직하지 않게 큰 경우, 주입기의 펄스 사이클들이 수술 지점이 아니라 상대적으로 큰 파우치 체적의 압력 변동들에 의해 영향을 받을 수 있음에 따라 주입 지체 시간이 존재할 수 있다. 파우치는 특별히 작거나 또는 특별히 큰 직장 체적을 갖는 환자들에서 사용하기 위하여 이상에서 설명된 범위가 아닌 상이한 파우치 체적을 갖도록 구성될 수 있다는 것이 고려된다. 마찬가지로, 상이한 수술 지점에서의 주입 압력 펄스들을 조절하기 위하여 압력 조절 장치(70)를 사용하는 것이 희망되는 경우, 파우치가 상이한 파우치 체적을 가질 수 있다는 것이 고려된다.
도 2를 참조하면, 도 1의 압력 조절 장치가 개략적으로 예시된다. 압력 조절 장치(70)는, 파우치를 통한 가스 흐름 경로를 생성하는 입구 포트(82) 및 출구 포트(84)를 가질 수 있는 탄성중합체 필름 파우치(86) 또는 백을 포함한다. 압력 조절 장치는, 소정의 길이의 입구 가스 튜빙(92)과 같은 입구 유체 도관 및 소정의 길이의 출구 가스 튜빙(94)과 같은 출구 유체 도관을 더 포함할 수 있다. 입구 가스 튜빙(92)은 주입 펌프에 유체적으로 결합될 피팅 또는 커플링(coupling)을 포함할 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 입구 가스 튜빙(92) 및 출구 가스 튜빙(94)은 희망되는 압력 조절 프로파일을 제공하도록 서로에 대하여 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예들에 있어서, 입구 튜빙(92)은 제 1 내부 직경을 가질 수 있으며, 출구 튜빙(94)은 제 1 내부 직경보다 더 큰 제 2 내부 직경을 가질 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 본원에서 설명되는 바와 같은 압력 조절 장치(70)는, 상표들 GELPORT 및 GELPOINT로 판매되는 수술 액세스 포트의 겔(gel) 표면에 의해 획정되는 인공 신체 벽과 같은 포트 표면(904)을 갖는 수술 액세스 포트(902)와 같은 수술 지점 액세스 시스템(900) 내에 포함될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 본원에서 설명되는 바와 같은 압력 조절 장치(70)는, GELPOINT 경로 시스템으로서 판매되는 수술 액세스 포트와 같은, 자연 개구 입장 지점 수술 절차 예컨대 TAMIS 절차에서의 애플리케이션에 대하여 구성된 수술 지점 액세스 시스템 내에 포함될 수 있다. GELPOINT 경로 시스템의 특정 측면들은 각기 "NATURAL ORIFICE SURGERY SYSTEM"이라는 명칭으로 2016년 03월 22일자로 발행된 미국 특허 일련번호 제9,289,115호 및 제9,289,200호에서 설명되며, 이들의 각각은 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다. 전반적으로, 수술 지점 액세스 시스템(900)은 압력 조절 장치(70), 포트 표면(904)을 갖는 수술 액세스 포트(902), 및 이를 통해 삽입된 수술 기구들과 밀봉적으로 맞물리며 포트 표면(904)을 통해 전진되도록 구성된 복수의 투관침들(930, 940)을 포함할 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 수술 액세스 포트(902)는 적어도 하나의 주입 포트(910, 920)을 포함할 수 있다. 수술 지점 액세스 시스템(900)의 일부 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치(70)는 주입 포트들(910, 920) 중 하나에 유체적으로 결합될 수 있다. 그러면, 주입 포트들(910, 920) 중 다른 하나는 자유롭게 남겨지고 스탑콕(stopcock) 밸브 또는 다른 폐쇄 밸브로 폐쇄된 채로 남아 있을 수 있으며, 다른 가스의 소스에 결합될 수 있거나 또는 전기소작 절차에 대한 연기 배출을 제공하기 위하여 선택적으로 개방될 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 수술 지점 액세스 시스템(900)은 주입 투관침(940)을 더 포함할 수 있다. 압력 조절 장치(70)는 주입 투관침(940)에 유체적으로 결합될 수 있으며, 투관침(940)은 수술 지점으로 주입 가스 흐름을 제공하기 위하여 인공 신체(904) 벽을 통해 전진될 수 있다. 주입 투관침(940)은 기구 액세스 채널(942) 및 주입 포트(944)를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 주입 투관침(940)의 주입 포트(944)는 수술 액세스 포트(902)의 주입 포트들(910, 920)에 비하여 상대적으로 큰 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 투관침(940)의 주입 포트(944)는 압력 조절 장치(70)의 출구 가스 튜빙(94)을 수용하기 위한 가시형 피팅을 포함할 수 있다. 따라서, 주입 투관침(940)은 바람직하게는 도 2의 실시예와 같은 상대적으로 큰 내부 직경을 갖는 압력 조절 장치(70)의 출구 튜빙(94)과 같은 유체 커플링의 주입 가스 흐름 레이트들을 수용할 수 있다.
압력 조절 장치(70)는 개방 신체 도관에서 수술 지점에 대한 희망되는 압력 조절 프로파일을 제공하도록 구성되고 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 압력 조절 장치가 상대적으로 작은 지체 시간 및 상대적으로 작은 압력 편차를 갖는 주입 가스를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 지체 시간은 수술 지점 액세스 시스템에 유체적으로 결합된 주입 펌프의 작동과 주술 지점에서의 희망되는 주입 압력에 도달하는 것 사이의 시간 지연을 나타낸다. 압력 편차는, 수술 지점에서의 주입 압력이 시간에 걸쳐 플롯팅(plot)되는 경우 고압 피크와 저압 피크 사이의 압력 차이를 나타낸다. 또한, 압력 조절 장치가 상대적으로 컴팩트하여 상당한 양의 동작 공간을 필요로 하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 1의 주입 가스 압력 조절 장치(70)가 팽창되고 시뮬레이션된 신체 도관(180)을 포함하는 테스트 고정물에 결합된 것으로 예시된다. 압력 조절 장치(70)는, 팽창된 상태의 파우치(86) 및 입구 튜브 세그먼트(92)로부터 파우치(86)를 통해 그리고 출구 튜브 세그먼트(94)를 통해 시뮬레이션된 신체 도관(180)까지 표시된 가스 흐름 경로(흐름 방향을 보여주는 화살표들)를 가지고 예시된다. 바람직하게는, 시뮬레이션된 신체 도관(180)은, 도 20 내지 도 30을 참조하여 추가로 논의되는 바와 같이, 다양한 압력 조절 장치(70), 필름 파우치 재료들, 두께들, 체적들, 및 기하구조들의 조절된 압력 프로파일 성능을 액세스하기 위하여 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 압력 조절 장치(70)의 다른 실시예가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 4의 필름 파우치와 같은 필름 파우치가 외부 봉투(71) 내에 위치될 수 있다. 외부 봉투(71)는, 필름 파우치 및 그것의 연관된 이음매들이 재료 항복(material yield) 또는 이음매-분열(split-seam) 상태로 가소적으로 변형하는 것을 방지하면서, 압력 조절 장치(70)의 필름 파우치의 미리 결정된 양의 탄성 및/또는 소성 변형을 허용하도록 크기가 결정될 수 있다. 따라서, 입구 튜브 세그먼트(92)로부터 압력 조절 장치(70)를 통해 출구 튜브 세그먼트(94)를 통해서 주입 가스가 흐른다. 압력 조절 장치(70)가 팽창하고 확장함에 따라 압력 조절 장치가 외부 봉투(71)의 내부 표면과 접할 수 있으며, 이는 추가적인 확장을 감소시키거나 또는 중단시킨다.
일부 실시예들에 있어서, 외부 봉투(71)는 압력 조절 장치(70)의 필름 파우치와 동일한 재료 및 두께를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 외부 봉투가 상이한 폴리머 필름 재료로 또는 동일한 재료의 상이한 두께로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 필름 파우치는 0.003 인치의 두께를 갖는 폴리우레탄 필름으로 형성될 수 있으며, 외부 압력 봉투는 0.006 인치의 두께를 갖는 폴리우레탄 필름으로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 압력 조절 장치(70)의 다른 실시예가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 압력 조절 장치의 필름 파우치는 외부 슬리브(sleeve)(73) 내에 위치된다. 외부 압력 슬리브는, 이를 통해 압력 조절 장치(70)의 필름 파우치가 연장하는 개방 단부들을 갖는 전반적으로 튜브형 프로파일을 가질 수 있다. 도 5의 실시예와 마찬가지로, 외부 압력 슬리브는, 주입 가스 흐름으로 가압될 때 재료 항복 또는 이음매 분열을 방지하면서, 압력 조절 장치(70)의 미리 결정된 양의 탄성 및 소성 변형을 허용할 수 있다. 외부 슬리브(73)는, 예컨대 필름 파우치의 이음매를 따라 열 용착됨으로써 압력 조절 장치(70)의 필름 파우치에 결합될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 외부 슬리브(73)는 필름 파우치의 하나의 이음매를 따라서 필름 파우치에 결합된다. 다른 실시예들에 있어서, 외부 슬리브는 용착된 이음매를 가지고 또는 접착제를 가지고 필름 파우치의 다른 위치들에서 결합될 수 있거나 또는 필름 파우치의 2 이상의 이음매에서 결합될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 가스 흐름 압력 조절 장치(10)의 다른 실시예의 정면도 및 측면도들이 각기 예시된다. 도 7 내지 도 9의 실시예에 있어서, 압력 저장, 체적 축적, 및 흐름 레이트 제한의 다양한 압력 조절 기능들이 각기 전용 컴포넌트에 의해 제공될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 압력 조절 장치(10)는 장치(10)의 컴포넌트들을 봉입하거나 또는 실질적으로 봉입하는 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 의료 시설에서 사용하기 위한 장비 카트 또는 랙(rack) 상에 피팅되도록 구성되고 크기가 결정될 수 있다. 유체 흐름 입구 포트(20) 및 출구 포트(60)는 하우징(12)으로부터 돌출할 수 있거나 또는 그 안으로 리세스(recess)될 수 있다. 수술 절차 동안, 입구 포트(20)는 펄싱 주입 펌프와 같은 주입 소스에 유체적으로 결합될 수 있다. 펄싱 주입 펌프는 비-연속적이거나 또는 펄스화된 스트림으로 유체를 제공할 수 있다. 출구 포트(60)는 투관침 캐뉼라(cannula) 상의 주입 채널과 같은 수술 액세스 포트, 단일 지점 최소 침습 수술 액세스 포트, 또는 자연 개구 또는 항문 경유 최소 침습 수술 액세스 포트에 유체적으로 결합될 수 있다.
계속해서 도 7 내지 도 9를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치(10)의 하우징(12)은 압력 저장 컴포넌트(30) 및 축적기(50)를 봉입한다. 일부 실시예들에 있어서, 하우징(12)은 압력 저장 컴포넌트(30) 및 축적기(50)의 각각에 대한 별개의 구획들을 형성하는 내부 벽을 포함할 수 있다. 압력 저장 컴포넌트(30) 및 축적기(50)는 입구 포트(20)와 출구 포트(60) 사이에 유체 흐름 경로를 생성하기 위하여 서로 그리고 입구 포트(20) 및 출구 포트(60)에 유체적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 가스 흐름 튜빙(45)의 세그먼트는 압력 저장 컴포넌트(30)를 축적기(50)에 유체적으로 결합시킬 수 있다. 도 18a 내지 도 18d를 참조하여 추가로 설명되는 바와 같이, 일부 실시예들에 있어서, 가스 흐름 튜빙(45)의 세그먼트는 이를 통한 가스 흐름을 추가로 조절하기 위하여 흐름 제한기에 유체적으로 결합될 수 있다. 흐름 제한기는, 펄스들의 지속기간을 연장하면서 주입 머신에 의해 생성되는 펄스들의 진폭(amplitude)을 감소시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 흐름 제한기는 펄스화된 주입 가스 유입량이 흐름 제한기의 하류측에서 연속적인 흐름에 더 가까워지도록 조절할 수 있다.
계속해서 도 7 내지 도 9를 참조하면, 예시된 실시예에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(30)는 입구 포트(20)의 하류측에 존재하며, 가스 흐름 튜빙(45)은 압력 저장 컴포넌트의 하류측에 존재하고, 축적기(50)는 가스 흐름 튜빙(45)의 하류측에 존재하며, 출구(60)는 축적기(50)의 하류측에 존재한다. 다른 실시예들에 있어서, 컴포넌트들의 다른 배열들이 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치(10)는 유체 흐름 경로에 대하여 압력 저장 컴포넌트의 상류측에 위치된 축적기 및 흐름 제한기의 상류측에 위치된 압력 저장 컴포넌트를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치(10)는 유체 흐름 경로에 대하여 압력 저장 컴포넌트의 상류측에 위치된 흐름 제한기 및 축적기의 상류측에 위치된 압력 저장 컴포넌트를 포함할 수 있다.
추가로, 예시된 실시예에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(30), 가스 흐름 튜빙(45), 및 축적기(50)는 입구 포트(20)와 출구 포트(60) 사이에서 직렬로 유체적으로 결합된다. 다른 실시예들에 있어서, 병렬 또는 측면 분기 유체 커플링의 다양한 배열들이 압력 조절 장치들에 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
압력 저장 컴포넌트는, 반환(return)되는 CO2가 수용되는 CO2와 실질적으로 동일한 압력이 되도록 CO2와 같은 가압된 주입 가스를 수용하고, 저장하며, 반환할 수 있다. 추가적으로, 압력 저장 컴포넌트는 바람직하게는 상대적으로 빠르게 가압된 CO2를 반환하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 압력 저장 컴포넌트는 주입 펄스의 중지(cessation) 또는 수술 지점으로부터의 배압의 릴리프 시에 주입 가스 흐름의 압력을 펄싱 주입 머신이 가압 사이클에 있을 시간의 약 10% 미만 동안 주입 가스 흐름의 압력을 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 유익하게는, 압력 조절 장치(10)와 관련하여 압력 저장 컴포넌트(30)는, 출구의 하류측의 수술 지점에서의 CO2의 누설 및 흡수에 대응(counteract)하도록 출구 포트(60)에서의 주입 가스의 흐름 레이트를 빠르게 변화시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 압력 조절 장치(10)는 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지할 수 있다.
예시된 바와 같이, 압력 저장 컴포넌트(30)는 용기(32) 또는 유체 저장소 및 압력 생성 메커니즘을 포함한다. 용기(32)는, 제 1의 상대적으로 낮은 체적 상태와 제 2의 상대적으로 높은 체적 상태 사이에서 그것의 벽들의 수축 또는 확장에 의해 획정되는 가변 내부 체적을 갖는 가요성 또는 탄성 컨테이너일 수 있다. 압력 생성 메커니즘은, 심지어 입구(20)에서의 가스의 흐름이 중단되거나(예를 들어, 펄싱 주입 펌프로부터의 가압된 펄스들 사이에서) 또는 출구(60)(로부터의 배압이 감소(예를 들어, 주입 가스가 수술 지점으로부터 빠져나가거나 또는 수술 지점에서의 조직에 의해 흡수될 때)될 때에도 용기(32) 내의 가스의 희망되는 압력을 유지하기 위하여 용기(32)를 제 1의 상대적으로 낮은 체적 구성을 향해 편향시키기 위해 용기(32)의 외부 벽 상에서 지탱될 수 있다.
계속해서 도 7 내지 도 9를 참조하면, 압력 생성 메커니즘은 용기(32)의 벽에 대하여 지탱되는 제 1 플레이트(34), 하우징(12)에 대하여 지탱되는 제 2 플레이트(36), 및 플레이트들을 분리하며 용기(32)를 압축하는 경향을 갖는 편향력을 생성하기 위한 편향 메커니즘 예컨대 제 1 및 제 2 플레이트들(34, 36) 사이에 위치된 하나 이상의 코일 스프링들(38)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 플레이트들(34, 36)은 전반적으로 직사각형이고, 편향 메커니즘은 4개의 코일 스프링들(38)을 포함하며, 코일 스프링(38)은 전반적으로 직사각형 플레이트들의 각각의 대응하는 코너에 인접하여 제 1 및 제 2 플레이트들(34, 36) 사이에서 연장한다. 다른 실시예들에 있어서, 4개보다 더 많거나 또는 더 적은 코일 스프링들(38)이 플레이트들(34, 36) 사이의 다양한 위치들에 위치될 수 있다는 것이 고려된다.
플레이트들(34, 36) 및 하우징(12)은 각기 하우징(12) 및 용기(32)에 대하여 희망되는 방향으로 편향력을 생성하기 위하여 하우징 내에서 희망되는 배향으로 플레이트들을 정렬시키기 위한 맞물림 표면들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에 있어서, 플레이트들(34, 36)은 각기 하우징(12) 내의 안쪽으로 돌출하는 립(rib)들과 맞물리며 이를 따라 슬라이딩하도록 위치된 복수의 리세스들 또는 홈들을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(30)는, 사용자가 하우징(12)에 대하여 제 2 플레이트(36)의 위치를 조정하는 것을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 나사형 스페이서(threaded spacer)들(40)과 같은 압력 조정 메커니즘을 포함할 수 있다. 제 2 플레이트(36)를 하우징 내에서 상대적으로 깊게 위치시키기 위하여 나사형 스페이서들(40)을 전진시키는 것은 압력 생성 메커니즘에 의해 생성되는 상대적으로 높은 편향력을 용기(32) 상에 제공할 수 있다. 양자 택일적으로, 제 2 플레이트(36)를 하우징의 상부 표면에 상대적으로 가깝게 위치시키기 위하여 나사형 스페이서들(40)을 후퇴시키는 것은 압력 생성 메커니즘에 의해 생성되는 상대적으로 낮은 편향력을 용기(32) 상에 제공할 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 나사형 스페이서들(40)은 각기 그 위에 조정가능 손잡이를 구비한 근위 단부 및 제 2 플레이트(36)에 대하여 위치되는 원위 단부를 갖는 나사형 샤프트를 포함한다. 나사형 샤프트들은 하우징(12)의 상부 표면에 형성된 대응하는 나사형 개구들과 맞물린다.
계속해서 도 7 내지 도 9를 참조하면, 압력 저장 컴포넌트(30)로부터 주입 가스가 하류측으로 흐를 때, 주입 가스는 축적기(50) 내로의 주입 가스 흐름의 펄스화된 프로파일을 추가적을 조절하기 위한 흐름 제한기를 구비한 가스 흐름 튜빙(45)을 통과한다. 축적기(50)는, 주입 머신의 펄스들 사이에서 출구 포트(60)에 유체적으로 결합된 수술 지점에서의 압력을 안정화시킬 수 있는 압력 저장 컴포넌트(30)에 의해 가압되는 주입 가스의 저장소를 제공할 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 축적기(50)는 가요성 또는 강성 용기 또는 저장소를 포함할 수 있다. 축적기(50)는, 시스템이 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하도록 주입 펌프의 체적측정(volumetric) 레이팅(rating)의 미리 결정된 퍼센트를 유지할 수 있는 체적을 갖도록 크기가 결정된다. 예를 들어, 바람직하게는, 축적기는, 주입 머신의 체적측정 레이팅의 약 10%-20%를 포함하는 체적을 가질 수 있다. 바람직하게는, 축적기는, 주입 머신의 체적측정 레이팅의 약 15%를 포함하는 체적을 가질 수 있다.
도 10을 참조하면, 주입 가스 압력 조절 장치(110)의 다른 실시예의 측면도가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 조절 장치(110)는 입구 포트(120)로부터 출구 포트(160)까지 연장하는 가스 흐름 경로를 포함하며, 출구 포트(160)는 테스트 고정물 상의 팽창되고 시뮬레이션된 신체 도관(180)에 유체적으로 결합되는 것으로서 예시된다. 입구 포트(110)는 가스 도관(170)에 유체적으로 결합된다. 압력 조절 장치(110)는 압력 저장 컴포넌트(130), 흐름-제한 가스 튜브(145), 및 가스 도관(170)에 유체적으로 결합된 축적기(150)를 포함한다. 압력 조절 장치(110)의 다양한 컴포넌트들은 실질적으로 도 7 내지 도 9의 압력 조절 장치와 관련하여 이상에서 설명된 바와 같이 동작한다.
계속해서 도 10을 참조하면, 예시된 실시예에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(130)는 벨로우즈(bellows) 구성을 갖는 용기를 포함한다. 벨로우즈는 가스 압력에 응답하여 확장이 가능하지만, 상대적으로 낮은 체적의 수축된 구성으로 편향된다. 예시된 실시예에 있어서, 축적기(150)는 미리 결정된 체적을 갖는 파우치를 포함한다. 파우치는 폴리우레탄 필름과 같은 폴리머 재료의 필름으로 형성될 수 있다. 압력 저장 컴포넌트(130), 가스 튜브(145), 및 축적기(150)는 도 7 내지 도 9의 실시예와 유사하게 하우징(112) 내에 하우징될 수 있다.
도 11을 참조하면, 도 10 및 도 12의 압력 조절 장치들의 개략도가 예시된다. 예시된 바와 같이, 압력 저장 컴포넌트(130)는, 입구 포트(120)로부터 출구 포트(160)까지 연장하는 가스 도관(170)의 측면 분기로부터 연장한다. 따라서, 본원에서 설명되는 압력 조절 장치의 다양한 실시예들에 있어서, 컴포넌트들은, 수술 지점에서 희망되는 압력 프로파일을 유지하기 위하여 직렬 및 측면 분기 배열들을 포함하는 다양한 흐름 배열들로 배치될 수 있다.
도 12를 참조하면, 가스 흐름 압력 조절 장치(210)의 다른 실시예의 측면도가 예시된다. 도 12의 장치는 도 10의 장치와 실질적으로 유사하며, 하우징(212)이 압력 저장 컴포넌트(230) 및 축적기(250)를 포함한다. 가스 흐름 도관(270)은 압력 저장 컴포넌트(230) 및 축적기(250)를 입력 포트(220) 및 출력 포트(260)에 유체적으로 결합시킬 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 하우징(212)은 도 10의 실시예의 하우징(112)에 비하여 감소된 높이 풋프린트(footprint)를 갖도록 크기가 결정된다. 따라서, 압력 저장 컴포넌트(230) 및 축적기(250)의 재료들, 체적들, 및 편향 속성들은 희망되는 주입 압력 프로파일을 유지하도록 선택될 수 있다.
도 13을 참조하면, 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도가 예시된다. 도 13의 장치는 도 10 및 도 12의 장치와 실질적으로 유사하지만, 압력 저장 컴포넌트(330) 및 축적기(350)가 하우징 내에 위치되지 않는다. 가스 흐름 도관(370)은 벨로우즈-프로파일 압력 저장 컴포넌트(330) 및 축적기(350)를 입구 포트 및 시뮬레이션된 신체 도관(180)에 결합된 출구 포트에 유체적으로 결합시킬 수 있다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 압력 저장 컴포넌트(430, 530, 630)의 다양한 실시예들이 예시된다. 예시된 실시예들의 각각에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(430, 530, 630)는 저장소 또는 용기(432, 532, 632)를 포함할 수 있다. 저장소(432, 532, 632)는 가변 체적을 가질 수 있으며, 압력 생성 메커니즘은 저장소(432, 532, 632)를 상대적으로 낮은 체적 상태로 편향시킬 수 있다.
도 14를 참조하면, 예시된 압력 저장 컴포넌트(430)는 그것의 일 부분을 둘러싸는 압축 슬리브(438)를 갖는 폴리머 파우치 저장소(432)를 포함한다. 압축 슬리브(438)는, 압력 저장 컴포넌트(430)의 포트(420)로부터의 압력을 저장하고 반환하기 위하여 저장소(432)를 상대적으로 낮은 체적 구성으로 편향시키는 탄성 메시(mesh)를 포함한다.
도 15를 참조하면, 예시된 압력 저장 컴포넌트(530)는, 저장소(532)를 상대적으로 낮은 체적 구성으로 향해 압축하기 위하여 서로를 향해 편향되는 압축 부재들 또는 플레이트들(534, 536)에 의해 샌드위치되는 저장소(532)를 포함할 수 있다. 플레이트들(534, 536)은 하나 이상의 압축 밴드들(538)에 의해 서로를 향해 편향된다. 압력 저장 컴포넌트(530)는 측면 분기로서 압력 조절 장치에 유체적으로 결합될 단일 유체 포트(520)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(530)는, 저장소(532)가 입구 포트 및 출구 포트를 포함할 수 있도록 제 2 포트를 더 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 예시된 압력 저장 컴포넌트(630)는 하우징 또는 통(canister)(612) 내에 하우징되는 저장소(632)를 포함할 수 있다. 압축 플레이트(636)는 통(612)의 내부 벽에 대고 저장소를 압축하기 위하여 저장소(632)의 벽 상에 지탱될 수 있다. 압축 플레이트(636)는 코일 스프링(638)에 의해 통(612)에 결합될 수 있다. 하우징에 대한 압축 플레이트(636)의 위치 및 그에 따라 생성되는 편향력은 나사형 샤프트(640)와 같은 조정 메커니즘에 의해 조정될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 압력 저장 컴포넌트(630)는 압력 조절 장치를 직렬로 유체 결합하기 위한 입구포트(620) 및 출구 포트(660)를 가지고 구성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 가스 흐름 압력 조절 장치의 다른 실시예의 측면도가 예시된다. 도 17의 장치는 도 13의 장치와 실질적으로 유사하지만, 압력 저장 컴포넌트(430) 및 축적기(450)를 포함하는 하우징이 존재하지 않는다. 가스 흐름 도관(470)은 압력 저장 컴포넌트(430) 및 축적기(450)를 입구 포트(420) 및 시뮬레이션된 신체 도관(180)에 결합된 출구 포트(460)에 유체적으로 결합시킬 수 있다. 압력 저장 컴포넌트(430)는, 도 14를 참조하여 설명된 바와 같은 확장가능 메시에 의해 압축되는 폴리머 필름 파우치를 포함한다.
도 18a 내지 도 18d를 참조하면, 본원에서 설명되는 압력 조절 장치들과 함께 사용하기 위한 흐름 제한기(750, 760, 770)의 다양한 실시예들이 예시된다. 도 7 내지 도 9와 관련하여 이상에서 언급된 바와 같이, 일부 실시예들에 있어서, 흐름 제한기는 압력 저장 컴포넌트와 장치 사이에서 압력 조절 장치 내에 직렬로 결합될 수 있다. 다수의 주입 펌프들이 진폭 및 지속기간에 의해 정의되는 압력 펄스들을 갖는 펄싱 출력을 제공한다. 가스 도관(740) 또는 튜브(도 18b) 내에 직렬로 또는 측면 분기(도 18c, 도 18d)로서 위치되는 하나 이상의 흐름 제한기들은 흐름 제한기의 하류측의 펄스들의 진폭을 감소시키고 지속기간을 증가시키기 위하여 펄싱 출력을 조절할 수 있다. 따라서, 본원에서 설명되는 압력 조절 장치들은, 펄스화된 유입량에도 불구하고 장치의 출구에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 이하여 이를 통한 가스 흐름을 추가로 조절하기 위한 흐름 제한기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 흐름 제한기(750)는 상대적으로 큰 직경의 가스 도관 또는 튜브(745) 내에 위치된 상대적으로 작은 직경의 개구(755)를 갖는 흐름 제한기 플레이트(750)를 포함한다(도 18b). 다른 실시예들에 있어서, 흐름 제한기(760)는, 그 안에 상대적으로 작은 직경의 개구를 갖는 제한기 플레이트(765)를 갖는 통 또는 튜브(762)를 갖는 측면 분기 감쇠기를 포함한다. 측면 분기 감쇠기 튜브(762)는 흐름 도관의 측면 분기 상에 유체적으로 결합된다. 다른 실시예들에 있어서, 흐름 제한기(770)는, 흐름 도관의 측면 분기 상에 유체적으로 결합된 튜브(772) 또는 통 내에 위치된 상대적으로 작은 직경의 개구들을 갖는 복수의 제한기 플레이트들(774)을 포함하는 헬름홀츠 공명기를 포함할 수 있다.
도 19a 내지 도 19f를 참조하면, 다양한 실시예들에 있어서, 본원에서 설명되는 압력 조절 장치들(810)은 희망되는 주입 압력 프로파일을 유지하도록 구성된 수술 시스템을 획정하기 위하여 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되고 환자의 직장(820)과 같은 개방 단부 신체 도관에 유체적으로 결합될 수 있다는 것이 고려된다. 도 19a 내지 도 19f가 압력 조절 장치들(810)을 '백'으로서 라벨링하지만, 여기에 개략적으로 예시된 수술 시스템의 실시예들은 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명된 파우치-기반 압력 조절 장치, 본원에서 설명된 압력 조절 장치의 다양한 다른 실시예들 중 임의의 실시예, 또는 희망되는 주입 압력 프로파일을 유지하도록 구성된 다른 압력 조절 장치들을 통합할 수 있다는 것이 고려된다.
도 19a를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(840)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 화살표는 수술 시스템 내의 유체 흐름의 방향을 개략적으로 예시한다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 유체 커플링(830) 및 제 2 유체 커플링(840)은 각기 도 4에 예시된 것들과 같은 가스 흐름 튜빙의 세그먼트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제 2 유체 커플링(840)은 GELPORT 및 GELPOINT 상표들로 판매되는 수술 액세스 포트의 겔 표면에 의해 획정되는 인공 신체 벽을 통해 직접적으로 또는 캐뉼라와 같은 수술 액세스 포트의 주입 포트에서 신체 도관에 결합될 수 있다.
계속해서 도 19a를 참조하면, 동작 시에, 수술 시스템의 제 1 유체 커플링(830) 및 제 2 유체 커플링(840)에 의해 제공되는 신체 도관에 대한 압력 조절 장치(810)의 직렬 유체 커플링은 주입 펌프(800)의 펄스형 동작에도 불구하고 신체 도관의 완화된 펄싱 또는 부풀어오름을 야기한다. 예시된 수술 시스템은 또한 신체 도관에 직접적으로 결합된 주입 펌프에 비하여 신체 도관에서 상대적으로 더 낮은 압력을 생성한다. 이러한 상대적으로 낮은 압력은 제 1 유체 커플링(830)에서의 압력 조절 장치(810)의 배압을 센싱하는 주입 펌프(800)에 기인한다. 전형적으로, 주입 펌프들(800)은 직접-결합 수술 지점에서의 압력 변동들에 응답하여 펄스화된 주입 프로파일을 제공하도록 구성된다. 그런, 신체 도관 및 주입 펌프(800)에 직렬로 유체적으로 결합된 압력 조절 장치(810)에 의해 부가되는 시스템 체적은 주입 펌프(800)로 하여금 시스템이 제 1 유체 커플링(830)에서의 압력 변동들에 응답하는 펄스형 압력 흐름을 생성하게끔 하며, 이는 신체 도관에서의 압력과 상이할 수 있다.
도 19b 내지 도 19f를 참조하면, 수술 시스템의 다양한 실시예들에 있어서, 직렬-결합형 압력 조절 장치(810)로부터 기인하는 경향이 있는 신체 도관에서의 압력 손실을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 도 19b를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(842)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 제 2 유체 커플링(842)은, 전형적으로 0.25 인치의 내부 직경을 갖는 표준 주입 튜빙에 비하여 상대적으로 큰 내부 직경에 의해 획정되는 더 두꺼운 단면 프로파일을 가질 수 있다. 제 2 유체 커플링(842)의 이러한 상대적으로 큰 내부 직경은 압력 조절 장치(810)로부터 신체 도관으로의 주입 가스의 흐름 레이트를 증가시키며, 이는 도 19a의 실시예보다 신체 도관의 상대적으로 더 높은 압력을 유지한다.
도 19c를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(840)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 제 1 유체 커플링(830)은, 주입 펌프(800)로부터 신체 도관으로의 병렬 유체 흐름 경로를 제공하는 제 3 유체 도관(834)을 갖는 듀얼 루멘 주입 가스 전달 경로를 제공하기 위하여 y-접합 또는 y-밸브와 같은 흐름 분배기를 포함할 수 있다. 이러한 듀얼 루멘 주입 가스 전달 경로는 주입 펌프(800)로부터 신체 도관으로의 주입 가스의 흐름 레이트를 증가시키며, 이는 도 19a의 실시예보다 신체 도관 내의 상대적으로 더 높은 압력을 유지한다.
도 19d를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(840)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 제 1 유체 커플링(830)은 신체 도관에 유체적으로 결합된 병렬 반환 루멘(838)에 결합되는 1-방향 밸브(836)를 포함할 수 있다. 이러한 1-방향 밸브(836) 및 반환 루멘(838) 구성은 주입 펌프(800)로 배압 피드백을 제공하며, 동시에 주입 펌프(800)로부터 압력 조절 장치(810)를 통해 신체 도관으로의 주입 가스 전달 경로가 제공되어, 따라서 도 19a의 실시예보다 신체 도관 내에서의 상대적으로 더 높은 압력을 유지한다.
도 19e를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(840)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 수술 시스템은, 주입 가스 반환 경로를 획정하는, 제 1 반환 도관(862)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되고 제 2 반환 도관(864)에 의해 압력 조절 장치(810)에 유체적으로 결합되는 석션(suction) 디바이스(860)를 더 포함한다. 따라서, 신체 도관 밖으로 인출되는 주입 가스가 압력 조절 장치(810)를 이용하여 신체 도관으로 재도입된다. 가스 반환 경로는 유해한 재료들이 신체 도관에 재진입하는 것을 방지하기 위한 인-라인(in-line) 필터를 더 포함할 수 있다. 이러한 석션 디바이스(860) 및 반환 경로는 주입 가스 손실을 보상할 수 있으며 그에 따라서 신체 도관 내의 희망되는 압력을 유지할 수 있다.
도 19f를 참조하면, 수술 시스템의 예시된 실시예는 제 1 유체 커플링(830)에 의해 주입 펌프(800)에 유체적으로 결합되며 제 2 유체 커플링(840)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합되는 압력 조절 장치(810)를 포함한다. 수술 시스템은, 주입 가스를 직접적으로 신체 도관으로 반환하는 주입 가스 반환 경로를 획정하는, 재도입 도관(868) 및 제 1 반환 도관(866)에 의해 신체 도관에 유체적으로 결합된 석션 디바이스(860)를 더 포함한다. 따라서, 신체 도관 밖으로 인출되는 주입 가스는 재도입 도관(868)을 이용하여 신체 도관으로 재도입된다. 가스 반환 경로는 유해한 재료들이 신체 도관에 재진입하는 것을 방지하기 위한 인-라인 필터를 더 포함할 수 있다. 이러한 석션 디바이스(860) 및 반환 경로는 주입 가스 손실을 보상할 수 있으며 그에 따라서 신체 도관 내의 희망되는 압력을 유지할 수 있다.
도 20 내지 도 24를 참조하면, 압력 조절 장치의 몇몇 실시예들을 포함하는 일련의 시뮬레이션된 누설 테스트들에 걸쳐 압력 조절 성능을 평가함으로써, 압력 조절 장치의 바람직한 구성들이 식별될 수 있다. 도 20을 참조하면, 실리콘 시뮬레이션된 직장, GELPOINT 경로 수술 액세스 시스템 및 표준 펄스형 주입기를 포함하는 시뮬레이션된 누설 테스트의 테스트 고정에 대한 기준선(baseline) 결과들이 예시된다. 시스템의 내부 압력을 측정하기 위하여 압력 센서가 시뮬레이션된 직장 내로 삽입되었다. 대조군 셋업(setup)에서, GELPOINT 경로 스탑콕이 10L/분의 누설 레이트를 생성하기 위하여 대략 절반 정도 개방되었다. 누설 레이트는 도 21 내지 도 24의 압력 조절 장치의 상이한 실시예들의 후속 테스트들 전체에 걸쳐 일정하게 유지되었다. 주입기는 15mmHg의 고 흐름으로 설정되었다. 주입기는 5 초 후에 턴 온되었다.
도 20은 시간(초)에 걸쳐 시뮬레이션된 수술 지점에서 예시적인 관찰되는 압력(mmHg)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 어떠한 압력 조절 장치도 없는 기준선 또는 대조군 구성에서, 5 초에 걸친 초기 지체 시간 이후에, 기준선 압력 플롯(950)은 약 6mmHg 내지 약 25 mmHg 사이에서 변동하였으며, 이는 19mmHg의 압력 편차를 나타낸다. 이러한 변동은 시뮬레이션된 신체 도관의 내부 벽의 바람직하지 않은 부풀어오름을 야기한다.
도 21 내지 도 24를 참조하면, 압력 조절 장치의 다양한 실시예들이 기준선 또는 대조군 압력 플롯과의 비교를 위하여 시뮬레이션된 수술 지점 액세스 시스템 내에 통합되었다. 도 21을 참조하면, 3 L의 체적을 갖는 저장소를 포함하는 압력 조절 장치에 대한 압력 플롯(960)이 기준선 압력 플롯(950)과 대비되어 플롯팅된다. 예시된 바와 같이, 3L 백의 부가가 고 압력 피크 대 저 압력 피크(편차)를 약 5mmHg로 감소시켰다. 도 22를 참조하면, 5.5 L의 체적을 갖는 저장소를 포함하는 압력 조절 장치에 대한 압력 플롯(962)이 기준선 압력 플롯(950)과 대비되어 플롯팅된다. 예시된 바와 같이, 5.5L 저장소의 부가가 압력 편차를 약 3mmHg로 감소시켰다. 도 23을 참조하면, 6.7 L의 체적을 갖는 저장소를 포함하는 압력 조절 장치에 대한 압력 플롯(964)이 기준선 압력 플롯(950)과 대비되어 플롯팅된다. 6.7L 저장소의 부가가 압력 편차를 약 2.5mmHg로 감소시켰다. 도 24를 참조하면, 9 L의 체적을 갖는 저장소를 포함하는 압력 조절 장치에 대한 압력 플롯(966)이 기준선 압력 플롯(950)과 대비되어 플롯팅된다. 9L 저장소의 부가가 압력 편차를 약 2mmHg에 이르기까지 감소시켰다.
도 21 내지 도 24를 계속해서 참조하면, 증가된 저장소 체적이 바람직하게는 조절된 주입 가스 흐름의 압력 편차를 감소시켰지만, 증가된 저장소 체적은 또한 희망되는 주입 압력을 달성하기 위한 수술 지점에 대한 지체 시간을 증가시키는 경향을 가졌다. 예를 들어, 시뮬레이션된 누설 테스트들에서 사용된 실시예들에 있어서, 관찰되는 지체 시간은 약 12 초(도 21) 내지 약 30 초(도 24)의 범위였다. 따라서, 특정 실시예들에 있어서, 상대적으로 낮은 압력 편차 및 상대적으로 낮은 지체 시간을 제공하도록 저장소의 크기가 결정되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 수술 작업 환경에서의 사용의 배치의 용이성을 위하여 저장소의 크기가 결정되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 저장소는 5.5 리터 내지 8 리터 사이의 내부 체적을 가질 수 있다. 더 바람직하게는, 저장소는 적어도 약 6.5 리터의 내부 체적을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 저장소는 약 7.4 리터의 내부 체적을 가질 수 있다. 바람직하게는, 체적들의 이러한 범위는 3 mmHg 아래의 압력 편차 및 30 초 아래의 지체 시간을 제공할 수 있으며, 백이 수술 작업 환경 내에 상대적으로 용이하게 위치되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 25 내지 도 26을 참조하면, 6.5 리터의 내부 체적을 갖는 저장소를 구비한 압력 조절 장치를 갖는 수술 지점 액세스 시스템의 압력 조절 프로파일이 인체 사체에 대하여 추가로 검증되었다. 실험적인 수술 액세스 시스템 셋업에서, 수술 액세스 포트 상의 스탑콕이 7L/분 누설을 생성하도록 개방되었으며, 주입기는 9L/분의 흐름 레이트로 설정되었고, 주입 압력은 15mmHg로 설정되었다. 대조군 또는 기준선 테스트에서, 직장 압력은 2mmHg 내지 9mmHg 사이에서 변동하였다(7mmHg의 압력 편차). 시간에 걸쳐 플롯팅된 시뮬레이션된 수술 지점에서 관찰된 압력을 나타내는 대조군 압력 플롯(970)이 도 25에 예시된다. 6.5 리터의 체적을 구비한 저장소를 갖는 압력 조절 장치의 부가가 압력 편차를 약 1mmHg로 감소시켰다. 도 26은 압력 조절 장치를 구비한 수술 지점 액세스 시스템에 대한 압력 플롯(972)을 예시한다.
도 27 내지 도 30을 참조하면, 6.5 리터의 체적을 구비한 저장소를 갖는 압력 조절 장치의 다양한 실시예들이 평가되었으며, 그 결과 출구 튜빙 또는 유체 커플링의 내부 직경이 희망되는 압력 조절 프로파일을 제공하도록 구성되고 크기가 결정될 수 있다. 실험적인 셋업은, 시뮬레이션된 실리콘 직장, GELPOINT 경로 수술 액세스 시스템, 도 2에 개략적으로 예시된 것과 같은 저장소를 갖는 압력 조절 장치, 및 펄스형 주입기를 포함하였다. 사용된 압력 조절 장치의 저장소는 6.5 L의 체적이었다. 압력 조절 장치의 출구 튜빙은 수술 액세스 시스템을 통해 위치된 주입 투관침에 결합되었다. 시스템의 내부 압력을 측정하기 위하여 압력 센서가 시뮬레이션된 직장 내로 삽입되었다. 대조군 셋업에서, GELPOINT 경로 스탑콕이 10L/분의 누설 레이트를 생성하기 위하여 대략 절반 정도 개방되었으며, 이는 개방 신체 도관으로부터의 주입 가스 손실들 및 흡수를 시뮬레이션한다. 누설 레이트는 압력 조절 장치의 모든 실시예들에 대하여 일정하게 유지되었다. 주입기는 15mmHg의 고 흐름으로 설정되었다. 주입기는 5 초 후에 턴 온되었다. 0.1 인치 내지 0.5 인치 범위의 가변 내부 직경 크기들의 출구 튜빙이 테스트되었다. 도 27 내지 도 30은 상이한 출구 튜빙 내부 직경들을 갖는 압력 조절 장치의 실시예들에 대한 시뮬레이션된 수술 지점 압력 조절 프로파일들을 예시한다.
도 27을 참조하면, 0.1 인치의 내부 직경을 갖는 출구 튜빙을 갖는 압력 조절 장치의 압력 플롯(990)이 압력 조절 장치를 갖지 않는 셋업의 기준선 압력 플롯(980)과 대비되어 예시된다. 압력 조절 장치의 이러한 실시예는 시뮬레이션된 수술 지점에서 약 9 mmHg의 압력을 유지하였다. 따라서, 결과적인 압력 조절 프로파일은 주입기의 설정 압력과 수술 지점에서 관찰되는 압력 사이의 차이에 의해 정의되는 상대적으로 큰 압력 강하를 갖는다. 그러나, 압력 조절 프로파일을 상대적으로 갖은 압력 편차를 갖는다.
도 28을 참조하면, 0.15 인치의 내부 직경을 갖는 외부 튜빙을 갖는 압력 조절 장치의 압력 플롯(992)이 기준선 압력 플롯(980)과 대비되어 예시된다. 예시된 바와 같이, 압력 조절 프로파일은 약 1 mmHg의 압력 편차를 가지고 약 13 mmHg의 압력을 유지한다. 도 29를 참조하면, 0.25 인치의 내부 직경을 갖는 외부 튜빙을 갖는 압력 조절 장치의 압력 플롯(994)이 기준선 압력 플롯(980)과 대비되어 예시된다. 예시된 바와 같이, 압력 조절 프로파일은 약 1.5 mmHg의 압력 편차를 가지고 약 14 mmHg의 압력을 유지한다. 도 30을 참조하면, 0.5 인치의 내부 직경을 갖는 출구 튜빙을 갖는 압력 조절 장치의 압력 플롯(996)이 기준선 압력 플롯(980)과 대비되어 예시된다. 예시된 바와 같이, 압력 조절 프로파일은 약 2 mmHg의 압력 편차를 가지고 약 14.5 mmHg의 압력을 유지한다.
계속해서 도 27 내지 도 30을 참조하면, 압력 조절 장치의 다양한 실시예들의 압력 조절 프로파일들을 비교하는 것은, 출구 튜빙 내부 직경이 작을수록 전체 직장 계통 압력 강하가 커지지만 압력 차이가 더 작아진다는 것을 나타낸다. 상응해서, 상대적으로 더 큰 튜빙 내부 직경은 최소화된 직장 계통 압력 강하 및 상대적으로 더 큰 압력 차이를 갖는 압력 조절 프로파일을 산출하는 경향이 있다.
수술 지점 액세스 시스템에 의해 유지되는 주입 압력이 상대적으로 낮은 압력 강하 및 임상적으로 용인할 수 있는 압력 편차를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 출구 튜빙은 바람직하게는 약 0.25 인치 내지 약 0.5 인치의 범위 내의 내부 직경을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 출구 튜빙은 약 0.5 인치의 내부 직경을 가질 수 있다. 유익하게는, 0.5 인치 내부 직경 튜빙은 상대적으로 작은 압력 강하 및 임상적으로 용인할 수 있는 압력 차이를 갖는다. 사체 연구에서, 2mmHg의 압력 차이는 시각적으로 현저하지 않았다. 따라서, 0.5 인치 내부 직경 튜빙에 의해 초래되는 압력 차이는 용인할 수 있다. 압력 조절 장치를 주입 펌프에 결합하는 입구 튜빙과 같은 주입 튜빙은 전형적으로 약 0.25 인치의 내부 직경을 가질 수 있다. 따라서, 출구 튜빙이 입구 튜빙보다 더 큰 내부 직경을 갖는 것이 바람직하다. 0.5 인치 내부 직경을 갖는 출구 튜브를 갖는 압력 조절 장치의 실시예에 있어서, 출구 튜빙의 내부 직경은 내부 튜빙의 내부 직경의 적어도 2배일 수 있다.
다른 특정 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치는 누설, 흡수 및 펄싱 입력에도 불구하고 압력을 실질적으로 일정하게 유지하기 위하여 주입 펌프로부터의 펄싱 흐름을 조절하기 위한 다른 기계적 또는 전기기계적 시스템들을 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 일부 실시예들에 있어서, 수술 작업공간에서 사용하기 위하여 입수할 수 있는 압축 공기의 소스가 주입 펌프로부터의 펄싱 가스를 조절하기 위하여 사용될 수 있다. 도 31을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 압력 조절 장치(1000)는, 저장소(1020)를 주입 챔버(1024)와 가압 챔버(1026)으로 분할하는 얇은 가스 불침투성 멤브레인(membrane)을 갖는 주입 가스 저장소(1020)를 포함한다. 압축 공기 탱크(1040)와 같은 압축 공기 소스는, 압력 레귤레이터(regulator)(1042)에 의해 희망되는 압력으로 조정되는 공기를 가압 챔버(1026)의 압력 포트(1044)로 제공할 수 있다. 가압 챔버(1026)는 또한 주입 챔버(1024) 및 가압 챔버(1026) 내의 희망되는 압력을 유지하기 위한 체크 밸브(1028)를 포함한다.
계속해서 도 31을 참조하면, 동작 시에, 주입 펌프(1010)는 입구 포트(1015)에서 주입 챔버(1024)에 유체적으로 결합되며, 주입 챔버(1024)를 희망되는 압력으로 주입 가스로 용량까지 채운다. 그런 다음, 압축 공기 탱크(1040)가 저장소(1022)의 가압 챔버(1026)를 계통에 대하여 희망되는 것보다 약간 아래의 그리고 체크 밸브(1028)를 개방하기 위하여 요구되는 것보다는 더 낮은 압력까지 가압한다. 계통 내의 수술 지점으로부터의 가스 누설 또는 흡수에 기인하는 주입 챔버(1024)의 출구 포트(1030)에서의 감소된 배압은, 만약 주입기(1010)가 연속적인 가압 시스템이 아닌 경우 주입 챔버(1024)의 압력이 강하하는 것을 초래할 것이다. 주입기가 턴 오프될 때, 저장소(1020)의 가압 챔버(1026)로부터의 가압된 공기가 가요성 멤브레인(1022)에 작용하여 주입 챔버(1024) 내의 압력을 유지하고 환자에게로의 주입 가스의 실질적으로 연속적인 공급을 유지한다.
따라서, 유익하게는, 가압형 2 챔버 저장소가 수술 지점에서의 가스 누설과 흡수 및 주입 가스 흐름의 불연속성에도 불구하고 수술 지점에서의 큰 압력 변동을 방지할 수 있다. 주입 펌프(1010)가 계통 내의 압력을 증가시키기 위하여 다시 맞물림에 따라, 주입 가스가 저장소(1020)의 주입 챔버(1024) 내로 밀어 넣어지고, 이는 가압 챔버(1026)를 희망되는 압력으로 복귀시키기 위하여 가압된 공기가 배출됨에 따라 체크 밸브(1028)가 개방되게끔 한다. 주입 챔버(1024)가 주입 펌프(1010)에 의해 가압될 때 체크 밸브(1028)를 통한 가압된 가스의 배출 및 주입 챔버(1024) 내의 주입 가스 압력을 유지하기 위한 가압 챔버(1026)에 대한 가압된 가스 부가의 사이클은 수술 지점에서의 가스 누설과 흡수 및 주입 가스 흐름 변동들에 응답하여 필요한 만큼 반복된다.
도 32를 참조하면, 압력 조절 장치(1100)의 다른 실시예가 개략적으로 예시된다. 장치는 주입 펌프(1110)로부터의 주입 가스의 흐름을 수용하며, 가스 흐름은, 가스 흐름이 입구 포트(1115)를 통해 저장소(1120)의 주입 챔버(1124)로 전달될 때 흐름 센서(112)에 의해 모니터링된다. 가스 흐름은 수술 지점에 유체적으로 결합된 출구 포트(1130)에서 주입 챔버(1124)를 빠져 나온다. 압력 조절은 위치 피드백을 가지고 선형 작동기(1140)에 결합된 피스톤 또는 플런저(plunger)(1122)를 슬라이딩시킴으로써 저장소(1120)에 공급될 수 있다. 프로그램가능 로직 제어기(1160)는, 선형 작동기(1140)으로부터의 위치 데이터, 수술 지점 압력 센서(1114)로부터의 압력 데이터, 및 흐름 센서(1112)로부터의 가스 흐름 데이터를 모니터링하여 시스템의 응답을 센서들로부터 수신된 입력들의 함수로서 제어할 수 있다. 시스템 컴포넌트들의 전기적 결합은 도 32에서 점선에 의해 예시된다. 프로그램가능 로직 제어기(1160)는 유선 또는 무선 연결에 의해 센서들(1112, 1114) 및 선형 작동기(1140)에 전기적으로 결합될 수 있다. 전원 공급장치(1150)는 프로그램가능 로직 제어기에 전력을 공급하기 위하여 프로그램가능 로직 제어기(1160)에 전기적으로 결합되며, 이는 또한 선형 작동기(1140)에 전력을 제공할 수 있다.
사용 시에, 불연속적인 또는 펄스화된 흐름 프로파일로 주입 가스를 제공하는 주입 펌프(1110)와 함께, 압력 조절 장치(1100)는 누설 및/또는 펄싱 가스 흐름에도 불구하고 계통의 일관된 가압을 제공할 수 있다. 동작 시에, 주입 펌프(1110)는 저장소(1112)의 주입 챔버(1124)를 희망되는 압력에서 주입 가스로 용량까지 채운다. 흐름 센서(1112)는 주입기가 계통을 가압하는 시기 및 그렇지 않은 시기를 검출하는 것이 가능하다. 수술 지점에서의 계통에서의 누설 및 흡수는, 주입 펌프(1100)가 연속적으로 계통을 가압하지 않는 경우 압력이 강하하는 것을 초래할 것이다. 주입 펌프(1110)가 분리될 때, 흐름 센서(1112)는 주입기의 상태를 검출하며, 플런저(1122)는, 수술 지점에서의 압력 센서(1114)로부터 일정한 피드백을 획득하는 동안 희망되는 것보다 약간 더 낮은 압력을 유지하기 위하여 선형 작동기(1140)에 의해 전방으로 구동된다. 희망되는 것보다 더 낮게 압력을 유지하는 것은, 주입 펌프(1110)가, 주입 펌프(1110) 상태 사이클링의 변동을 최소화하면서 저장소(1120)가 완전히 고갈되기 이전에 계통 내의 누설을 검출하는 것을 가능하게 할 것이다. 주입 펌프(1110)가 계통 내의 압력을 증가시키기 위하여 다시 맞물릴 때, 흐름 센서(1112)는 플런저(1122)가 느리게 후퇴하도록 트리거하며, 이는 저장소(1120)의 주입 챔버(1124)가 다시 채워지는 것을 가능하게 한다. 선형 작동기 전진 및 후퇴 움직임의 사이클은 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위하여 필요한 만큼 반복된다.
도 33을 참조하면, 압력 조절 장치(1200)의 다른 실시예가 개략적으로 예시된다. 압력 조절 장치(1200)는, 저장소(1220)를 주입 챔버(1224)와 가압 챔버(1226)로 분할하는 그 안에 배치된 자유 슬라이딩 피스톤(1222)을 갖는 저장소(1220)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 얇은 필름 멤브레인과 같은 다른 분리 부재가 도 31와 관련하여 이상에서 논의된 바와 같이 저장소를 주입 챔버와 가압 챔버로 분할할 수 있다. 주입 펌프(1210)는 흐름 센서(1212)를 통해 저장소(1220)의 입구 포트(1215)로 가스 흐름을 제공한다. 흐름 센서(1212)는 유선 또는 무선 연결에 의해 프로그램가능 로직 제어기(1260)에 전기적으로 결합된다. 저장소(1220)의 가압 챔버(1226)는 압력 레귤레이터(1242)를 통해 압축 공기 탱크(1240)와 같은 압축 공기 소스로부터 압축 공기를 공급받는다. 프로그램가능 로직 제어기(programmable logic controller; PLC)(1260)에 전기적으로 결합된 솔레노이드 밸브(1228)는 흐름 센서(1212)로부터 수신된 입력들의 함수로서 가압 챔버(1226) 내의 희망되는 압력을 유지할 수 있다. PLC(1260)는 거기에 전기적으로 결합된 전원 공급장치(1250)에 의해 전력이 공급될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 솔레노이드 밸브(1228) 대신에 체크 밸브가 사용될 수 있으며, 장치는 실질적으로 PLC 및 흐름 센서가 없는 도 31의 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이 동작할 수 있다.
주입 펌프와 함께, 압력 조절 장치(1200)는 수술 지점에서의 누설 또는 흡수 및 펄싱 주입 가스 흐름에도 불구하고 계통의 일관된 가압을 제공한다. 동작 시에, 주입 펌프(1210)는 저장소(1220)의 주입 챔버(1224)를 희망되는 압력에서 주입 가스로 용량까지 채운다. 그런 다음, 압축 공기 탱크(1240) 및 압력 레귤레이터(1242)가 저장소(1220)의 가압 챔버(1226)를 수술 지점에 대하여 희망되는 것보다 약간 아래의 압력까지 가압한다. 흐름 센서(1212)는 주입 펌프(1210)가 계통을 가압하는 시기 및 그렇지 않은 시기를 검출하는 것이 가능하다. 수술 지점으로부터의 주입 가스의 누설 및 흡수는, 주입 펌프(1210)가 장치(1200)를 연속적으로 가압하지 않는 경우 주입 챔버(1224)의 출구 포트(1230)에서의 배압을 감소시킴으로써 압력이 강하하게끔 할 것이다. 주입 펌프(1210)가 압력 펄스를 제공하지 않고 있을 때, 압축 공기 탱크(1240)로부터 저장소(1220)의 가압 챔버(1226)로 공급되는 압축 공기가 피스톤(1220)을 누르며, 이는 피스톤을 주입 챔버(1224)를 향해 슬라이딩시켜서 수술 지점으로의 주입 가스의 공급을 유지하고 누설로부터의 큰 압력 변동을 방지한다. 압력을 증가시키기 위하여 주입 펌프(1210)가 다시 맞물림에 따라, 흐름 센서(1212)는 솔레노이드 밸브(1228)를 개방하도록 PLC(1260)를 트리거하며, 이는 주입 챔버(1224)로 공급되는 주입 가스가 피스톤(1222)을 가압 챔버(1226)를 향해 전진시키는 것을 가능하게 한다. PLC는 미리 결정된 경과 시간, 주입 흐름 조건, 또는 어떤 다른 인자에서 솔레노이드 밸브(1228)를 폐쇄할 수 있다. 주입 챔버(1224)를 향한 그런 다음 가압 챔버(1226)를 향한 피스톤 슬라이딩의 사이클은 수술 지점에서의 누설과 흡수 및 주입 펌프(1210)로부터의 흐름의 변동들에 응답하여 필요한 만큼 반복된다.
도 34a 내지 도 34c를 참조하면, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치의 실시예들이 예시된다. 일부 TAMIS 절차들 또는 개방-단부 신체 도관의 주입을 수반하는 다른 수술 절차들에 있어서, 밀봉 장치는 개방-단부 도관 내에 폐쇄된 팽창가능 구획을 형성하도록 위치될 수 있다. 따라서, 도관의 개방 단부로부터의 주입 가스의 누설이 최소화될 수 있다. 밀봉 장치의 다양한 실시예들은 본원에서 설명되는 압력 조절 장치와 함께 주입 시스템 내에서 신체 도관의 부풀어오름을 최소화하기 위하여 사용될 수 있다. 밀봉 장치는 또한, 도관의 개방 단부로부터의 가스 누설이 감소될 수 있음에 따라 조절되지 않은 펄싱 주입 펌프와 함께 사용될 때 신체 도관의 부풀어오름을 또한 감소시킬 수 있다.
도 34a를 참조하면, 수술 지점 밀봉 장치는 개방 단부(2102) 및 개방 단부(2102)에 대향되는 폐쇄 단부(2104)를 갖는 탄성중합체 백(2100)을 포함할 수 있다. 탄성중합체 백(2100)은 TAMIS 절차에 대하여 직장과 같은 신체 도관 내에 위치되도록 구성되고 크기가 결정될 수 있다. 탄성중합체 백(2100)은, 방해받지 않는 상태에서 신체 도관 내에서 백(2100)이 전진할 수 있는 삽입 구성을 갖도록 팽창이 가능할 수 있다. 그런 다음, 탄성중합체 백(2100)은, 탄성중합체 백이 신체 도관을 팽창시키는 팽창된 구성으로 팽창될 수 있다. CO2와 같은 주입 가스는 직장 공동과 같은 신체 도관 내의 탄성중합체 백(2100) 내에 유치된다. 따라서, 수술 지점에서의 신체 도관으로부터의 누설에 기인하는 주입 압력 손실들이 최소화될 수 있다. 외과의는 수술 처치를 위하여 신체 도관의 벽에 액세스하기 위해 탄성중합체 백(2100)의 일 섹션을 제거할 수 있다.
도 34b를 참조하면, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치의 다른 실시예가 예시된다. 예시된 바와 같이, 밀봉 장치는 팽창 유체 공급 튜브(2202)에 유체적으로 결합된 풍선(2200) 또는 파우치와 같은 팽창가능 부재를 포함할 수 있다. 팽창가능 부재는 신체 도관의 개방 단부를 통해 전진될 수 있도록 크기가 결정된 수축된 상태를 가질 수 있다. 일단 신체 도관 내의 희망되는 위치에 위치되면, 팽창가능 부재는 신체 도관의 벽들과 밀봉적으로 맞물리도록 크기가 결정된 팽창된 상태로 유체에 의해 팽창될 수 있다.
팽창 튜브(2202)는 근위 단부(2204)로부터 원위 단부(2206)로 연장하며, 근위 단부(2204)와 원위 단부(2206) 사이에서 연장하는 루멘(2208)을 갖는다. 팽창 튜브(2202)의 원위 단부(2206)는 팽창가능 부재에 결합된다. 루멘(2208)은 팽창가능 부재에 유체를 제공하기 위하여 팽창가능 부재에 유체적으로 결합된다. 팽창 튜브(2202)는 신체 도관의 개방 단부의 근위에 근위 단부(2204)를 유지하기에 충분한 길이를 가질 수 있다.
사용 시에, 수축된 상태의 풍선(2200)은 희망되는 처치 지점을 넘어 신체 도관 내의 소정의 위치까지 전진될 수 있으며, 그런 다음 신체 도관의 벽들과 밀봉적으로 맞물리고 처치 지점을 포함하는 신체 도관 내에 폐쇄된 체적을 생성하기 위하여 팽창될 수 있다. 그런 다음, 처치 지점에서 수술 절차가 수행될 수 있다. 일단 수술 절차가 수행되었으면, 풍선이 수축될 수 있으며, 팽창 튜브(2202)는 팽창 튜브(2202)를 당김으로써 신체 도관으로부터 제거될 수 있다. 따라서, 팽창 튜브(2202)는 풍선(2200)의 제거를 용이하게 하기 위한 테더(tether)로서 추가적으로 기능할 수 있다.
도 34c를 참조하면, 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치의 다른 실시예가 예시된다. 예시된 바와 같이, 밀봉 장치는 가요성 격막(2300)을 포함할 수 있다. 밀봉 장치는 격막 둘레에 배치되는 가요성 링(2302)을 더 포함할 수 있다. 가요성 링(2302)는, 예컨대 이를 압축하거나, 구부리거나, 뒤틀거나, 또는 롤링함으로써 제 1 구성으로 구성될 수 있으며, 제 1 구성에서 가요성 링(2302)은 신체 도관을 통해 처치 지점을 넘어 전진할 수 있다. 일단 처치 지점 너머에 위치되면, 가요성 링(2302)의 굽음, 뒤틀림, 또는 롤이 릴리즈(release)되고, 링(2302)의 편향은 링을 제 2 구성으로 구성하는 경향을 가지며, 제 2 구성에서 가요성 링(2302)은 전반적으로 원형이어서 가요성 링이 신체 도관의 벽과 밀봉적으로 맞물릴 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 가요성 링(2302)은 복수의 립들(2304)에 의해 가요성 링(2302)에 결합된 제 2의 외부 링(2306)을 더 포함할 수 있다. 이러한 이중-링 구성은 표면 불규칙성들을 갖는 신체 도관과 링의 밀봉 맞물림을 향상시킬 수 있다.
링이 신체 도관의 벽과 밀봉적으로 맞물리면, 신체 도관의 폐쇄된 체적이 생성된다. 따라서, 수술 처치 절차는 폐쇄된 체적 내의 처치 지점에서 수행될 수 있다. 수술 처치 절차 다음에, 밀봉 장치가 제거될 수 있다.
본 출원이 특정한 선호되는 실시예들 및 예들을 개시하지만, 본 발명이 특별히 개시된 실시예들을 넘어 다른 대안적인 실시예들 및/또는 본 발명의 용례들 및 자명한 수정예들 및 그 등가물들로 연장한다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 또한, 이러한 발명들의 다양한 특징들이 홀로, 또는 이하에서 명확히 기재되는 것과는 다른 이러한 발명들의 다른 특징들과 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본원에서 본 발명들의 범위는 이상에서 설명된 개시된 특정 실시예들에 제한되지 않아야 하며, 오로지 이하의 청구항들의 적절한 해석에 의해 결정되도록 의도된다.
Claims (39)
- 펄싱(pulsing) 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치로서,
상기 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성되는 입구 유체 포트;
주입 가스의 흐름을 수술 지점으로 제공하도록 구성되는 출구 유체 도관;
상기 입구 유체 포트 및 상기 출구 유체 도관에 유체적으로 결합되는 저장소를 포함하며,
상기 입구 유체 포트는 제 1 내부 직경을 가지고, 상기 출구 유체 도관은 상기 제 1 내부 직경보다 더 큰 제 2 내부 직경을 갖는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가스 흐름 압력 조절 장치는, 상기 입구 유체 포트에 유체적으로 결합되는 입구 유체 도관을 더 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 저장소는 탄성중합체 파우치(pouch)를 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 파우치는 상기 출구 유체 도관에 유체적으로 결합된 출구 포트를 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 탄성중합체 파우치는 적어도 약 6.5 리터의 체적을 갖는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 내부 직경은 적어도 상기 제 1 내부 직경의 2배인, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가스 흐름 압력 조절 장치는, 상기 저장소 둘레에 위치된 외부 봉투를 더 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 외부 봉투는 탄성중합체 필름 재료를 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가스 흐름 압력 조절 장치는, 상기 저장소 둘레에 위치된 외부 슬리브(sleeve)를 더 포함하는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 외부 슬리브는 이음매에서 상기 저장소에 열 융착(heat weld)되는, 가스 흐름 압력 조절 장치.
- 주입 시스템에 있어서,
수술 지점 액세스 포트로서,
포트 표면;
상기 포트 표면을 통해 위치될 수 있는 제 1 투관침으로서, 상기 제 1 투관침은 이를 통해 연장하는 제 1 기구 채널을 갖는, 상기 제 1 투관침; 및
상기 포트 표면을 통해 위치될 수 있는 제 2 투관침으로서, 상기 제 2 투관침을 이를 통해 연장하는 제 2 기구 채널 및 주입 포트를 갖는, 상기 제 2 투관침을 포함하는, 상기 수술 지점 액세스 포트; 및
펄싱 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치로서,
상기 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성되는 입구 유체 도관;
주입 가스의 흐름을 상기 수술 지점 액세스 포트로 제공하도록 구성되는 출구 유체 도관; 및
상기 입구 유체 도관 및 상기 출구 유체 도관에 유체적으로 결합되는 저장소를 포함하는, 상기 가스 흐름 압력 조절 장치를 포함하며,
상기 입구 유체 도관은 제 1 내부 직경을 가지며, 상기 출구 유체 도관은 제 1 내부 직경보다 더 큰 제 2 내부 직경을 갖는, 주입 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 투관침의 상기 주입 포트는 상기 출구 유체 도관을 수용하도록 크기가 결정되는, 주입 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 저장소는 탄성중합체 필름 파우치를 포함하는, 주입 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 저장소는 적어도 약 6.5 리터의 체적을 갖는, 주입 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 내부 직경은 적어도 약 0.25 인치보다 더 큰, 주입 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 내부 직경은 약 0.5 인치인, 주입 시스템.
- 펄싱 주입 펌프와 함께 사용하기 위한 가스 흐름 압력 조절 장치로서,
상기 펄싱 주입 펌프로부터 가스의 흐름을 수용하도록 구성되는 입구 포트;
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되는 축적기;
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되는 압력 저장 용기;
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되는 흐름 제한기(restrictor); 및
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되며, 상기 축적기, 상기 압력 저장 용기, 및 상기 흐름 제한기의 하류측에 배치되는 출구 포트를 포함하는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 축적기, 상기 압력 저장 용기, 및 상기 흐름 제한기는 상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 직렬로 유체적으로 결합되는, 압력 조절 장치.
- 청구항 18에 있어서,
상기 압력 저장 용기는 상기 입구 포트의 하류측에 위치되며, 상기 흐름 제한기는 상기 압력 저장 용기의 하류측에 위치되고, 상기 축적기는 상기 흐름 제한기의 하류측에 위치되는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 압력 저장 용기는 저 체적 상태로 편향된 가변 체적 컨테이너를 포함하는, 압력 조절 장치.
- 청구항 20에 있어서,
상기 가변 체적 컨테이너의 상기 편향은 미리 결정된 시간 이내에 가스 흐름 압력을 반환하도록 선택되는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 축적기는 일정 체적 컨테이너를 포함하는, 압력 조절 장치.
- 청구항 22에 있어서,
상기 축적기는 상기 주입 펌프로부터의 상기 가스의 흐름의 미리 결정된 비율을 포함하도록 선택된 체적을 갖는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 압력 조절 장치는 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트에 유체적으로 결합되고 제 1 직경을 갖는 가스 공급 튜브를 더 포함하며, 상기 흐름 제한기는 상기 가스 공급 튜브 내의 개구를 갖는 제한기 플레이트를 포함하고, 상기 개구는 상기 제 1 직경보다 더 작은 제 2 직경을 갖는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 압력 저장 용기는 벨로우즈(bellows) 표면에 의해 획정(define)되는 벽을 갖는 가스 컨테이너를 포함하는, 압력 조절 장치.
- 청구항 17에 있어서,
상기 압력 저장 용기는 가요성 벽을 갖는 가스 컨테이너 및 상기 가요성 벽에 압축을 인가하기 위하여 상기 가요성 벽에 결합되는 편향 부재를 포함하는, 압력 조절 장치.
- 청구항 26에 있어서,
상기 압력 조절 장치는 하우징을 더 포함하며, 상기 압력 저장 용기 및 상기 편향 부재는 상기 하우징 내에 위치되고, 상기 편향 부재는 상기 하우징 및 상기 가스 컨테이너에 대하여 지탱되는, 압력 조절 장치.
- 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템으로서,
펌프 출구를 갖는 펄싱 주입 펌프; 및
압력 조절 장치로서,
상기 펌프 출구에 유체적으로 결합된 입구;
압력 저장 컨테이너;
저장소;
흐름 제한기; 및
출구 포트를 포함하는, 상기 압력 조절 장치를 포함하는, 주입 시스템.
- 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치로서,
개방 단부 및 상기 개방 단부에 대향되는 폐쇄 단부를 갖는 탄성중합체 백(bag)으로서, 상기 탄성중합체 백은 신체 도관 내에 위치되도록 구성되고 크기가 결정되는, 상기 탄성중합체 백을 포함하며,
상기 탄성중합체 백은 방해받지 않는 상태에서 상기 신체 도관 내에서 상기 백이 전진할 수 있는 삽입 구성을 가지며, 및 상기 탄성중합체 백은 상기 탄성중합체 백이 상기 신체 도관을 팽창시키는 팽창된 구성으로 팽창이 가능한, 수술 지점 밀봉 장치.
- 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치로서,
상기 신체 도관의 개방 단부를 통해 전진되도록 크기가 결정된 수축된 상태를 가지며, 상기 신체 도관의 벽들과 밀봉적으로 맞물리기 위하여 유체에 의해 팽창된 상태로 팽창이 가능한 팽창가능 부재; 및
근위 단부로부터 원위 단부로 연장하며, 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에서 연장하는 루멘(lumen)을 갖는 팽창 튜브로서, 상기 팽창 튜브의 상기 원위 단부는 상기 팽창가능 부재에 결합되며, 상기 루멘은 상기 팽창가능 부재에 상기 유체를 제공하기 위하여 상기 팽창가능 부재에 유체적으로 결합되는, 상기 팽창 튜브를 포함하는, 수술 지점 밀봉 장치.
- 개방 단부 신체 도관을 밀봉하기 위한 수술 지점 밀봉 장치로서,
격막; 및
상기 격막 둘레에 배치되는 가요성 링으로서, 상기 가요성 링은, 상기 가요성 링이 상기 신체 도관을 통해 전진할 수 있는 제 1 구성 및 상기 가요성 링이 상기 신체 도관의 벽과 밀봉적으로 맞물릴 수 있는 제 2 구성으로 구성이 가능한, 상기 가요성 링을 포함하는, 수술 지점 밀봉 장치.
- 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템으로서,
저장소를 포함하며, 상기 저장소는,
주입 챔버로서,
주입 펌프에 유체적으로 결합될 수 있는 입구 포트; 및
출구 포트를 포함하는, 상기 주입 챔버;
가압 챔버로서,
가압 유체의 소스에 결합될 수 있는 가압 포트; 및
압력 릴리프 밸브(relief valve)를 포함하는, 상기 가압 챔버; 및
상기 주입 챔버를 상기 가압 챔버로부터 유체적으로 분리하는 분리 부재로서, 상기 분리 부재는 상기 주입 챔버 내의 주입 압력 및 상기 가압 챔버 내의 가압 압력에 응답하여 이동이 가능한, 상기 분리 부재를 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 분리 부재는 불침투성 멤브레인(membrane)을 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 분리 부재는 자유 슬라이딩 피스톤을 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 압력 릴리프 밸브는 미리 결정된 압력으로 상기 가압 챔버로부터 가스를 릴리즈하도록 선택된 체크 밸브(check valve)를 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 압력 릴리프 밸브는 전기 작동형 솔레노이드 밸브를 포함하며, 상기 시스템을 제어 시스템을 더 포함하고, 상기 제어 시스템은,
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되는 흐름 센서;
상기 흐름 센서 및 상기 솔레노이드 밸브에 전기적으로 결합되는 프로그램가능 로직 제어기로서, 상기 프로그램가능 로직 제어기는 상기 흐름 센서로부터의 전기 신호에 응답하여 상기 솔레노이드 밸브를 작동시키도록 구성되는, 상기 프로그램가능 로직 제어기를 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 가압 유체의 소스는 압축 공기 탱크를 포함하는, 시스템.
- 청구항 32에 있어서,
상기 시스템은 상기 가압 포트에 유체적으로 결합되는 압력 레귤레이터(regulator)를 더 포함하는, 시스템.
- 수술 지점에서 실질적으로 일정한 압력을 유지하기 위한 주입 시스템에 있어서,
저장소로서,
주입 챔버로서,
주입 펌프에 유체적으로 결합될 수 있는 입구 포트; 및
출구 포트를 포함하는, 상기 주입 챔버;
상기 주입 챔버의 체적을 획정하기 위하여 상기 저장소 내에서 슬라이딩이 가능한 피스톤을 포함하는, 상기 저장소; 및
압력 제어 시스템으로서,
상기 입구 포트에 유체적으로 결합되는 흐름 센서;
상기 출구 포트에 유체적으로 결합되는 압력 센서;
상기 피스톤에 동작가능하게 결합되는 선형 작동기로서, 상기 선형 작동기는 위치 피드백 센서를 갖는, 상기 선형 작동기; 및
상기 흐름 센서, 상기 압력 센서, 상기 선형 작동기에 전기적으로 결합되는 프로그램가능 로직 제어기로서, 상기 로직 제어기는 상기 흐름 센서 및 상기 압력 센서로부터의 전기적 신호들에 응답하여 상기 출구 포트에서 희망되는 압력을 유지하기 위하여 피스톤을 상기 저장소 내의 위치에 위치시키도록 상기 선형 작동기를 작동시키도록 구성되는, 상기 프로그램가능 로직 제어기를 포함하는, 입력 제어 시스템을 포함하는, 주입 시스템.
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