KR20200026187A - 가이드 트랙이 있는 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈용 보호 엔벨로프 - Google Patents

가이드 트랙이 있는 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈용 보호 엔벨로프 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 로봇 구동모듈(16)과 가요성 세장형 의료소자(15) 사이에 장벽을 형성하도록 의도된 가요성 세장형 의료소자(15)를 구동하기 위한 로봇 모듈(16)용 보호 엔벨로프(30)로서, 상기 로봇 모듈에 부착하는 수단; 및 길이방향 축(X) 및 오목한 형상의 자유면을 갖는 제 1 부(32A)를 포함하는 상기 가요성 세장형 의료소자(15)용 가이드 트랙(32)을 구비하고, 상기 제 1 부(32A)는 상기 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있고 오목한 형상을 갖는 자유면에서 중공이 형성된, 상기 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하기 위한 길이방향 그루브(40)를 포함하는 보호 엔벨로프가 제공된다.

Description

가이드 트랙이 있는 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈용 보호 엔벨로프
본 발명은 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈에 관한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 특히 심혈관 질환의 치료를 위해 가이드 와이어, 카테터 가이드 및 카테터 자체를 환자의 동맥에 삽입하는 것에 관한 것이다. 카테터 가이드는 카테터가 꿰어 넣어지는 일반적으로 중공이 아닌 작은 직경의 가요성 세장형 의료소자이다. 카테터는 가이드에 꿰어 넣어질 수 있는 직경이 더 큰, 일반적으로 중공의, 가요성 세장형 의료소자이다. 카테터는 일반적으로 도구 또는 특정 형상과 같은 환자에게 삽입된 단부에서 의료 기능을 제공할 수 있다.
실제로, 본 발명은 인간 환자의 생리학적 통로 내에서 움직일 수 있을 정도로 충분히 가요성이 있으며, 단부가 환자 밖에서부터 이동될 수 있도록 충분히 긴 임의의 의료용 부재에 적용된다.
카테터를 환자에게 수동으로 삽입하는 것이 비교적 통상적인 시술이다. 그러나, 이 시술은 X-레이를 사용하여 수행되므로, 시술을 담당하는 의사는 수많은 환자에게 그러한 시술을 수행할 경우 상당한 방사선에 노출된다.
외과의의 위험을 줄이기 위해, 로봇 모듈을 사용하여 카테터를 구동함으로써 그러한 삽입을 로봇화하려고 시도되었다. 그러나, 이러한 로봇화는 카테터를 파지하기가 어렵기 때문에 복잡하다: 카테터는 보존액에 넣어지고 멸균 상태를 유지해야 한다. 게다가, 병진 및 회전 운동으로 카테터의 교번 및/또는 동시 이동을 제어하는 능력이 요구된다. 또한, 더 작은 카테터의 직경은 0.25mm 미만일 수 있다. 따라서, 구동모듈의 신뢰성이 결정적 요소이다.
구동모듈의 신뢰성은 무엇보다도 카테터가 환자에게 삽입될 때 멸균 상태에 있다는 사실에 기초한다. 그러나, 고가인 로봇 구동모듈이 많은 환자들에게 사용되며 사용 간에는 저장소에 보관되도록 의도되어 있다. 따라서, 로봇 구동모듈은 미생물 또는 먼지와 접촉할 수 있다.
그렇기 때문에, 카테터 및/또는 로봇 모듈이 더러워지지 않도록 하기 위해, 각 시술 전에 멸균된 일회용 보호 엔벨로프가 로봇 구동모듈에 끼워진다. 참조문헌 WO 2015/189529는 이러한 보호 엔벨로프를 기술하고 있다. 엔벨로프는 로봇 구동모듈을 적어도 부분적으로 커버하고, 상기 구동모듈과 카테터 사이에 멸균 장벽을 형성하는데 기여한다. 엔벨로프를 통해 로봇 모듈에서 카테터 또는 카테터 가이드로 움직임이 전달된다.
환자에게 삽입하는 시술 중 보호용 엔벨로프만 카테터 및 가이드와 직접 접촉한다. 따라서, 일반적으로 가이드 또는 카테터용 가이드 트랙을 갖추고 있다.
카테터용 가이드 트랙은 예를 들어 카테터 또는 카테터 가이드를 운반하기 위한 표면을 제공하고, 그에 따라 길이방향 축을 정의하는 직선형 트랙을 따라 카테터 또는 카테터 가이드를 이동시킬 수 있다. 이 트랙은 가요성 세장형 의료소자의 직경보다 큰 직경을 갖는 튜브를 형성한다. 튜브는 서로 분리될 수 있는 2개의 하프 튜브에 의해 형성되며, 하프 튜브의 분리면은 튜브의 축을 통과하는 실질적으로 수평면에 위치하여, 카테터 또는 가이드를 가이드 트랙 안으로 또는 가이드 트랙으로부터 탈부착될 수 있다.
튜브가 개방되면, 튜브의 직경이 외과의의 손가락보다 작더라도 외과의는 카테터 또는 가이드를 올바르게 내부에 넣을 수 있어야 한다. 튜브가 패쇄되면, 카테터 또는 가이드가 튜브에 올바르게 고정되어 있어야 한다. 실제로, 튜브의 직경이 너무 크면, 카테터나 가이드가 움직이면서 똑바로 유지되지 않을 수 있다. 튜브의 직경이 너무 작으면, 카테터나 가이드가 벽에 과도하게 마찰되어 손상이 야기될 수 있다.
따라서, 가이드 트랙을 형성하는 튜브에 모순되는 구속 조건이 부과된다.
따라서, 본 발명의 목적은 특히 카테터 또는 가이드일 수 있는 가요성 세장형 의료소자의 정확한 위치 설정을 허용하는 보다 신뢰할 수 있는 보호 엔벨로프를 제공하는 것이다.
이를 달성하기 위해, 본 발명은 로봇 구동모듈과 가요성 세장형 의료소자 사이에 장벽을 형성하도록 의도된 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈)용 보호 엔벨로프로서,
- 상기 로봇 모듈에 부착하는 수단; 및
- 길이방향 축 및 오목한 형상의 자유면을 갖는 제 1 부분을 포함하는 상기 가요성 세장형 의료소자용 가이드 트랙을 구비하고,
상기 제 1 부분은 상기 길이방향 축을 따라 뻗어 있고 오목한 형상을 갖는 자유면에서 중공이 형성된, 상기 가요성 세장형 의료소자를 수용하기 위한 길이방향 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 엔벨로프를 제공한다.
따라서, 제 1 부분의 자유면의 오목한 형상은 사용자, 특히 외과의가 환자의 체내로 삽입하는 동작을 시작하기 전에 가요성 세장형 의료소자를 길이방향 그루브에 수동으로 위치시킬 수 있게 한다. 그루브는 가요성 세장형 의료소자를 수용하고 오목한 형상은 사용자가 손가락으로 간단히 눌러 그루브에 세장형 가요성 의료소자를 고정시킬 수 있게 한다. 따라서, 엔벨로프에 가요성 세장형 의료소자를 배치하는 것이 더 간단하고 신뢰할 수 있다.
바람직하게는, 길이방향 그루브는 횡단면이 "V" 또는 "U"자 형상을 갖는 자유면을 갖는다.
이러한 형상은 가요성 세장형 의료소자를 수용하도록 구성된다. 여기서는 전체적으로 가이드 트랙의 자유면이 아니라 횡단면이 "V" 또는 "U"자 형상을 갖는 자유면을 갖는 가요성 세장형 의료소자를 위치시키기에 적합한 치수를 갖는 그루브임을 명확히 할 것이다.
유리하게는, 길이방향 그루브는 오목한 형상을 갖는 자유면의 대칭면의 일부이다.
따라서, 엔벨로프는 특히 사출 성형에 의해 제조가 간단하다.
일 실시예에 따르면, 오목한 형상을 갖는 자유면은 0.5cm 내지 3cm 사이에 포함된 곡률반경 또는 1cm 내지 2cm 사이에 포함된 곡률반경을 갖는다.
곡률반경에 대한 이러한 범위는 일반적으로 검지 끝의 하부면의 형상을 따른다. 따라서, 길이방향 그루브에 카테터를 수동으로 배치하는 것이 더 간단한다.
바람직하게는, 제 1 부는 오목한 형상을 갖는 자유면에 중공이 형성된, 길이방향 축에 수직으로 뻗어 있는 하나 이상의 횡방향 그루브를 포함한다.
횡방향 그루브는 가요성 세장형 의료소자의 상보적인 위치 결정수단을 수용할 수 있으며, 이는 가요성 세장형 의료소자의 위치 결정의 신뢰성을 향상시킨다.
유리하게는, 가이드 트랙은 가요성 세장형 의료소자용의 적어도 하나의 지지부재를 포함하는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분의 자유면은 각각 볼록한 형상을 가지며 가요성 세장형 의료소자를 수용하도록 구성된 슬롯을 정의하는 2개의 암을 포함한다.
따라서, 가요성 세장형 의료소자를 오목 및 볼록 형상의 자유면에 설치함으로써, 상기 지지부재는 훨씬 더 확실하게 위치된다.
바람직하게는, 가요성 세장형 의료소자용 지지부재의 자유면은 오목한 형상을 갖는 자유면에 대해, 가이드 트랙의 길이방향 축에 수직방향으로 오프셋된다.
일 실시예에 따르면, 엔벨로프는 적어도 2개의 횡방향 그루브를 포함하고, 가요성 세장형 의료소자용 지지부재는 길이방향 축을 따라 2개의 횡방향 그루브 사이에 배열된다.
따라서, 카테터는 가이드 트랙의 동일한 전체 길이에 대해 더 팽팽해진다. 따라서, 카테터 위치 설정의 신뢰성이 향상된다.
유리하게는, 엔벨로프는 커버가 가이드 트랙에 접근할 수 있는 개방 위치 및 커버가 가이드 트랙을 적어도 부분적으로 둘러싸는 폐쇄 위치를 차지할 수 있는 탈착식 커버를 포함한다.
따라서, 커버는 가이드 트랙과, 있다면, 카테터를 보호한다.
바람직하게는, 커버 및 가이드 트랙은 가요성 세장형 의료소자용의 상보적 가이드 부재를 포함한다.
따라서, 커버가 폐쇄 위치에 있을 때, 가요성 세장형 의료소자용의 상보적 가이드 부재는 카테터를 모든 면에 파지하여 따라서 보다 정확하게 위치시키도록 협력한다.
유리하게는, 커버에 의해 지지되는 가이드 부재는 "W"자형 횡단면을 갖는 자유면을 갖는다.
이 자유면은 훨씬 더 정밀하게 위치시키기 위해 가요성 세장형 의료소자를 둘러싼다.
바람직하게는, 가이드 부재는 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 횡방향 그루브에 위치되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 엔벨로프는 커버를 폐쇄 위치에서 고정시키기 위한 전기 제어수단을 포함한다.
바람직하게는, 커버를 폐쇄 위치에 고정시키기 위한 상기 수단은 재실센서에 연결되고, 상기 재실센서는 보호 엔벨로프에 근접한 존재를 감지할 때 폐쇄 위치에 커버를 고정시킬 수 있다.
이는 가요성 세장형 의료소자의 위치 설정의 신뢰성을 향상시킨다.
유리하게는, 엔벨로프는 가요성 세장형 의료소자용의 한 쌍의 구동부재를 포함하고, 상기 구동부재는 가이드 트랙의 길이방향 축의 한 측면에서 서로 대향하여 쌍을 이룬다.
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같이, 가요성 세장형 의료소자를 구동하기 위한 로봇 모듈 및 보호 엔벨로프를 포함하고, 상기 엔벨로프는 로봇 구동모듈에 고정되어 상기 가요성 세장형 의료소자를 포함하는 공간으로부터 상기 로봇 모듈을 포함하는 공간을 분리하는 장벽을 형성하는 어셈블리가 제공된다.
유리하게, 보호 엔벨로프는 로봇 모듈에 탈착식으로 부착된다.
바람직하게는, 로봇 구동모듈은 엔벨로프를 통해 카테터 가이드 및/또는 카테터를 구동하도록 구성된다.
본 발명의 내용에 포함됨.
다음의 도면을 참조로 비제한적인 예로서 본 발명의 일 실시예를 설명할 것이다:
- 도 1a는 로봇 동맥조영 시스템의 개략적인 측면도이다.
- 도 1b는 도 1a의 일부의 평면도이다.
- 도 2a 내지 도 2c는 가요성 세장형 의료소자의 이동 모드를 예시하는 도면이다.
- 도 3은 동맥조영 시스템의 로봇 모듈용 보호 엔벨로프의 평면도이다.
- 도 4는 보호용 엔벨로프의 평면도이다.
- 도 5는 보호용 엔벨로프의 정면도이다.
- 도 6 및 도 7은 각각 보호 엔벨로프용 구동부재의 정면도 및 후면도이다.
- 도 8은 커버를 포함하는 보호 엔벨로프의 상부 사시도이다.
- 도 9a 내지 도 9c는 보호 엔벨로프 및 커버의 일부의 횡단면도를 도시한 것이다.
- 도 10a 내지 도 10c는 보호 엔벨로프의 커버를 폐쇄하는 동안 지지부재 및 상보적 가이드 부재를 도시한 것이다.
-도 11a 내지 도 11f는 커버의 점진적인 폐쇄 동안 설명된 실시예의 변형에 따른 보호 엔벨로프 커버의 상보적 가이드 부재의 횡단면을 도시한 것이다.
도 1a는 동맥조영 시스템(1)을 개략적으로 도시한 것이다. 동맥조영 시스템(1)은 수술실(2)과 통제실(3)의 2개의 분리된 위치로 분할된다. 통제실(3)은 X-선에 불투명하거나 떨어져 있는 간단한 벽(4)으로 분리된 수술실(2)에 가까이 있을 수 있다. 수술실(2) 및 통제실(3)의 장비는 유선, 무선 및/또는 네트워크에 의해 기능적으로 상호 연결된다. 따라서, 통제실은 바람직하게는 의사에게 X-선으로부터 보호되는 영역을 제공하는 방사선 차폐 스크린에 의해 정의되는 수술실 내부의 간단한 영역일 수 있다.
수술실(2)은 환자(6)를 수용하는 수술대(5)를 포함한다. 수술실(2)은 또한 의료 이미저(7), 특히 소스(8) 및 환자(6)의 각 측면에 하나씩 배치된, 가능하게는 환자(6)에 대해 움직일 수 있는, 감지기(9)를 포함하는 X-선 이미저를 포함할 수 있다.
동맥조영시설(1)은 수술실(2)에 배치된 로봇(10)을 포함한다.
동맥조영시설(1)은 통제실(3)에 배치된 컨트롤 스테이션(11)을 포함한다. 컨트롤 스테이션(11)은 로봇(10)을 원격으로 제어하기에 적합하다.
동맥조영시설(1)은 또한 원격 제어를 위해 이미저(7)와 통신하는, 통제실(3)에 배치된, 이미저(7)용의 하나 이상의 리모트 컨트롤(12)을 포함할 수 있다. 동맥조영시설(1)은 또한 이미저(7)가 획득한 이미지를 통제실(3)에서의 실시간으로 시청하기 위해 이미저(7)와 통신하는, 통제실(3)에 배치된, 스크린(13)을 포함할 수 있다.
로봇(10)은 환자의 체내에 삽입될 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하도록 구성된 컨테이너(14)를 포함할 수 있다. 이 컨테이너(14)는 특히 로봇 내부에 배치될 수 있다. 가요성 세장형 의료소자(15)의 경우, 예를 들어, 환자의 체내 통로에 삽입되어 환자에 접근 개구를 제공하는 삽입기를 통해, 이 통로 내에서, 특히 환자의 동맥 또는 정맥에, 이동되는 부재일 수 있다. 가요성 세장형 의료소자(15)는 특히 카테터 또는 가이드일 수 있다. 가이드는 일반적으로 카테터보다 횡방향 직경이 더 작으며, 가이드가 환자의 내부, 특히 환자의 체내로 이동할 수 있도록 환자와 가까운 부분에 또는 심지어 전체 길이에 대해 일반적으로 중공이다.
로봇(10)은 가요성 세장형 의료소자(15)용 로봇 구동모듈(16)을 포함한다. 로봇 구동모듈(16)은, 아래에 상세히 설명된 바와 같이, 컨트롤 스테이션(11)으로부터 제어되어 2 자유도에 따라 환자(6)에 대해 가요성 세장형 의료소자(15)를 구동할 수 있다. 로봇 구동모듈(16)은 컨트롤 스테이션(11)과 인터페이스하기 위한 통신 유닛(17)을 포함한다. 필요하다면, 로봇(10)은 필요한 경우 수술실(2)로부터 로봇을 제어하기 위한 로컬 제어 유닛(18)을 포함할 수 있다.
통제실(3)에서 이용 가능한 모든 명령 및 피드백은 또한 예를 들어 이미저용 컨트롤(19) 및 이미저(7)에 의해 획득된 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(20)과 같은 국부적 조작을 위해 수술실(2)에서 이용 가능할 수 있음을 주목할 것이다.
이하에서, 참조번호(15)는 중재 카테터 또는 가이드 와이어일 수 있는 가요성 세장형 의료소자를 가리키는 데 사용될 것이다. 이러한 중재 카테터는 안내 카테터보다 직경이 더 작을 수 있어 환자 내부에서 동축으로 가이드될 수 있고, 환자 내부의 가이드에 안내될 수 있도록 중공일 수 있다.
선택적으로, 중공의 가요성 세장형 의료소자는 커넥터(21)에 연결되어 가요성 세장형 의료소자 내부의 이미징을 용이하게 하는 조영제(contrast medium)를 주입할 수 있다. 동맥조영시설은 통제실(3)에 제공된 컨트롤(23)에 의해 제어 가능한 커넥터(21)에 연결된 조영제 인젝터(22)를 포함할 수 있다.
도 2a는 본 시스템으로 가능한 다양한 자유도를 도시한 것이다. 가이드(15")는 상기 가이드의 주 길이방향 축에 대해 그 선단이 약간 만곡되고 카테터(15)의 선단에서 빠져 나가는 것을 알 수 있다. 카테터(15')는 2개의 별개의 움직임, 즉, 길이방향 축을 따른 병진 및 길이방향 축 중심으로 회전에 영향을 받을 수 있다. 이들 움직임은 한 방향으로 또는 다른 방향으로 발생될 수 있다. 적절한 경우, 카테터(15')는 상술한 2개의 간단한 움직임이 결합된 움직임을 받을 수 있다.
적절한 경우, 카테터(15')는 서로 다른 조합으로, 상술한 2개의 간단한 움직임의 2가지 조합된 움직임을 받을 수 있다.
카테터와 관련하여 위에서 설명한 내용이 가이드에도 적용된다.
도 2b에서, 메인 트렁크(26) 및 상기 메인 트렁크에서 갈라지는 2개의 브랜치(26A, 26B)를 포함하는 환자의 동맥(25)이 도시되어 있다. 도 2b는 점선으로 도시된 수축 위치와 실선으로 도시된 진행 위치 사이에서 병진 이동하는 가요성 세장형 의료소자(15)(여기서 가이드(15"))의 움직임을 도시한 것이다. 도 2c에서, 동일한 동맥에서, 가요성 세장형 의료소자가 브랜치(26A) 방향으로 병진 이동될 준비가 된 점선으로 도시된 제 1 위치와 가요성 세장형 의료소자가 브랜치(26B) 방향으로 병진 이동될 준비가 된 실선으로 도시된 제 2 위치 사이에 가요성 세장형 의료소자(15)의 회전이 도시되어 있다. 카테터(15') 및 카테터 가이드(15")는 후술된 수단에 의해 이동하게 설정된다.
도 3 내지 5 및 도 8은 본 발명에 따른 보호 엔벨로프(30)를 도시한 것이다. 보호 엔벨로프(30)는 로봇 구동모듈(16)과 가요성 세장형 의료소자(15) 사이에 장벽을 형성하도록 의도되어 있다. 이를 위해, 로봇 구동모듈(16)은 보호 엔벨로프(30)에 의해 덮여있는 미도시된 관절식 암을 포함한다. 보호 엔벨로프(30)와 관절식 암 사이에 다른 부재가 개입될 수 있다.
로봇 구동모듈(16)은 구체적으로, 상술한 바와 같이, 보호 엔벨로프(30)를 통해 가이드 와이어, 가이드 카테터 또는 카테터를 구동하도록 구성된다. 이를 위해, 보호 엔벨로프(30)는 로봇 구동모듈(16)에 탈착식으로 부착될 수 있다. 보다 일반적으로, 보호 엔벨로프는 임의의 타입일 수 있는 로봇 구동모듈(16)에 대한 부착 수단을 포함한다. 이러한 수단은 예를 들어 클립, 테넌(tenons), 캐치핀(catch pins)을 포함할 수 있다. 따라서, 보호 엔벨로프(30)는 로봇 구동모듈(16)을 포함하는 공간을 가요성 세장형 의료소자(15)를 포함하고 이에 따라 상기 가요성 세장형 의료소자(15)용 조작 공간인 공간과 분리하는 멸균 장벽(sterility barrier)을 형성한다.
보호 엔벨로프(30)는 상기 보호 엔벨로프(30)가 로봇 구동모듈(16) 상에 위치될 때 수직방향(Z)을 따라 상부면을 갖고 있으며, 이는 특히 도 3에 도시되어 있다. 후술되는 바와 같이, 이 상부면은 가요성 세장형 의료소자(15)를 갖추고 있다. 반대 수직방향(Z)에 있는 하부면은 로봇 구동모듈(16)과 접촉한다.
보호 엔벨로프(30)는 3개의 동일 평면상에 있지 않는 공간 치수로 뻗어 있고 가요성 세장형 의료소자(30)용 가이드 트랙(32)의 각 측면 상에 하나씩 배치된 2개의 부분(30A 및 30B)을 갖는다. 보호 엔벨로프(30)의 부분(30A 및 30B)은 상기 보호 엔벨로프(30)가 보호 쉘을 형성하도록 실질적으로 "반평행 육면체(semi-parallelepiped)"를 형성하는 얇은 수평 및 수직 벽을 포함한다.
각각의 부분(30A, 30B)은 수직으로 뻗어 있는 벽에 의해 갖춰진 2개의 윈도우(34)에 의해 접근 가능한 메인 공동을 포함한다. 한 공동이 지니고 있는 각각의 윈도우(34)는 다른 공동이 지니고 있는 윈도우를 마주보고 있다. 또한, 2개의 부분(30A 및 30B)은 4개의 윈도우(34) 사이에 골을 형성하고, 상기 골은 가이드 트랙(32)의 일부를 형성한다.
메인바디(32)의 처음 4개의 윈도우(34)는 도 6 및 도 7에서 볼 수 있고 하기에 보다 상세하게 설명된 구동부재(36)를 수용하도록 구성된 치수를 갖는다. 이들은 가이드 트랙(32)의 각각의 측면에서 서로 대향하여 쌍을 이루도록 배열된다.
또한, 보호 엔벨로프(30)는 보호 엔벨로프(30)의 부분(30A)과 또한 3개의 동일 평면상에 있지 않는 공간 치수로 뻗어 있는 보호 엔벨로프(30)의 제 3 부분(30C) 사이에 형성된 제 2 가이드 트랙(38)을 포함한다. 가이드 트랙(38)은 제 2가요성 세장형 의료소자, 예를 들어, 카테터를 가이드하기 위해 제공된다. 따라서, 보호 엔벨로프(30)는 2개의 가요성 세장형 의료소자(15), 예를 들어, 카테터 및 가이드를 동시에 도입할 수 있게 한다. 제 3 부분(30C)은 제 2 가이드 트랙(38) 상에 위치된 가요성 세장형 의료소자(15)용의, 여기에 미도시된, 구동부재를 수용하기 위한 제 5 윈도우(34A)를 더 포함한다. 구동부재는 특히 롤러일 수 있다. 이 경우, 카운터 롤러를 수용하도록 되어 있는 부분(30A)의 제 6 윈도우(34B)는 제 5 윈도우(34A)를 바라보며 배열된다.
가이드 트랙(32)은 직선형이며 가요성 세장형 의료소자(15)가 길이방향(X)을 따라 움직이는 동안 직선을 유지하는 것을 보장하는 기능을 갖는다. 실제로, 이 가이드 트랙(32)이 없는 경우, 가요성 세장형 의료소자(15)는 추진 구역과 환자 진입지점 사이에 루프를 형성할 수 있다. 또한, 가요성 세장형 의료소자(15)의 이동 길이방향(X)은 가이드 트랙(32)의 길이방향이지만, 반드시 보호 엔벨로프(30)의 길이방향일 필요는 없음에 유의해야 한다. 도 3 내지 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 길이방향(X)은 가요성 세장형 의료소자(15)의 "전방" 운동방향, 즉, 가요성 세장형 의료소자(15)를 환자의 체내에 삽입할 수 있는 방향을 향한다.
가이드 트랙(32)은 길이방향 상단부인 제 1 부(32A)와 제 2 부(32B)를 포함한다. 제 1 부(32A)와 제 2 부(32B)는 길이방향(X)을 따라 차례대로 배열되어 있다. 제 2 부분(32B)으로부터 제 1 부분(32A)으로 뻗어 있는 방향은 길이방향(X)에 평행하다. 제 2 부분(32B)은 2개의 부분(30A 및 30B) 사이, 보다 구체적으로, 4개의 윈도우(34) 사이에 배열된다. 제 1 부(32A)는 2개의 부분(30A 및 30B) 사이에 부분적으로 배열되고 그 너머로 뻗어 있다.
제 1 부(32A)는 오목한 또는 "U"자 형상을 갖는 자유면을 갖는다. 도 9a는 제 1 부분(32A)의 이 자유면을 도시한 것이다. 또한, 제 1 부(32A)는 이 제 1 부(32A)의 자유면에 중공이 형성된 길이방향 그루브(40)를 포함한다. 길이방향 그루브(40)는 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있다. 이 길이방향 그루브(40)는 "V"자형 횡단면을 갖는 자유면이 있으며 오목한 형상을 갖는 자유면의 길이방향 및 수직방향을 포함하는 대칭면(XZ)의 일부이다.
이 실시예의 바람직한 변형에 따르면, 길이방향 그루브(40)는 "U", "C" 또는 원호의 형상을 갖는 것에 유의하라.
길이방향 그루브(40)는 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하도록 되어 있다. 따라서, 자유면의 "V"자 형태는 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하기에 특히 적합한 하우징을 형성한다. 또한, 가이드 트랙(32)의 제 1 부(32A)의 자유면의 "U"자 또는 오목한 형태는 가요성 세자형 의료소자(15)를 "V"자형 그루브로 쉽게 가압할 수 있는 사용자의 검지 또는 중지에 대한 지지부를 형성한다. 이를 위해, 오목한 형상의 자유면의 곡률반경은 0.5cm 내지 1.5cm로 구성된다.
또한, 가이드 트랙(32)의 이 제 1 부(32A)은 길이방향(X) 및 수직방향(Z)에 직각인 횡방향(Y)으로 뻗어 있는 복수의 횡방향 그루브(42)를 포함한다. 이들 횡방향 그루브(42)는 오목한 또는 "U"자 형상으로서 자유면에 형성되며, 후술하는 바와 같이, 커버에 지니는 가요성 세장형 의료소자(15)의 다른 위치 결정수단을 수용하기 위한 슬롯을 형성한다.
가이드 트랙(32)의 제 2 부분(32B)은 복수의 지지부재(44)를 포함하며, 여기서 4개이다. 이들 4개의 지지부재(44)는 길이방향(X)을 따라 서로 이격되어 배치된다. 또한, 이 길이방향(X)을 따라, 2개의 각각의 지지부재(44)는 서로 마주보는 2개의 윈도우(34)에 인접한다. 이들 지지부재(44)는 특히 도 9b에서 볼 수 있는 자유면을 가지며, 상기 자유면은 횡방향(Y)으로 뻗어 있고 가이드 트랙(32)의 길이방향(X)에 대해 대칭으로 배열된 2개의 암(44A, 44B)을 갖는다. 각각의 암(44A, 44B)은 볼록한 형상을 갖는다. 2개의 암(44A, 44B)이 만남 지점은 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하는 역할을 하는 슬롯을 형성한다.
또한, 특히 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 수직방향(Z)으로, 지지부재(44)의 자유면은 서로에 대해 오프셋된다. 가이드 트랙(32)의 제 1 부(32A)에 가장 가까운 지지부재(44)는 슬롯이 "U"자 또는 오목한 형상을 갖는 이 제 1 부(32A)의 자유면과 동일한 높이에 있는 자유면을 갖는다. 반대로, 제 1 부(32A)로부터 가장 먼지지부재(44)는 이 제 1 부(32A)의 자유면에 대해 슬롯이 상승된 자유면을 갖는다. 또한, 길이방향(X)의 하단에서, 제 2 부분(32B)은 횡방향 그루브(42)을 포함한다. 따라서, 길이방향(X)을 따라, 지지부재(44)는 2개의 횡방향 그루브(42) 사이에 배열된다.
따라서, "V"자형 길이방향 그루브(40) 및 지지부재(44)는 상기 부재가 병진 및 회전 이동으로 여전히 움직일 수 있도록 하는 가요성 세장형 의료소자(15)용 위치 결정수단을 형성한다. 실제로, 이는 도 7a 및 7b에 도시된 구동부재(36)에 의해 길이방향(X)을 따라 전후 방향으로 또는 그 반대로 병진 이동되거나 길이방향(X)을 중심으로 한 방향 또는 다른 방향으로 회전 이동될 수 있다.
각각의 구동부재(36)는 대체로 평행육면체 형상을 가지며 구동패드(46)를 포함한다. 따라서, 각각의 한 쌍의 구동부재(36)는 가요성 세장형 의료소자(15)를 이동시키기 위해 2개의 구동패드(46) 사이에서 고정시킬 수 있다. 구동패드(46)를 지지하는 표면의 반대편 표면에는, 이 표면의 주변 둘레에 위치된 접착제 비드(47)가 제공된다. 따라서, 접착제 비드(47)는 구동부재(36)를 윈도우(34)의 각각의 둘레에 유밀하게 부착시킨다. 일 변형에 따르면, 접착제 비드는 양면 접착 테이프와 관련되거나 양면 접착제 테이프로 대체된다. 따라서, 구동부재(36)는 부분(32A 및 32B)의 윈도우(34)를 통과하고 가이드 트랙(32)에 대해 밀봉식으로 위치된다. 또한, 각각의 구동부재(36)는 2개의 앵커링 탭(48)에 의해 공간 내에서 신속하고 주기적으로 그리고 국부적으로 이동하도록 액추에이터에 의해 제어될 수 있는 로봇 구동모듈(16)의 출구 단부에 연결된다. 로봇 구동모듈(16)의 출구 및 이를 제어하는 액츄에이터는 관절식 암에 의해 운반되며, 이는 로봇 구동모듈(16)의 관절식 암의 일반적인 치수에 비해 더 큰 크기의 움직임을 허용한다.
또한, 선택적으로 그리고 바람직하게는, 보호 엔벨로프(30)는 가이드 트랙(32 및 38)에 접근할 수 있는 개방 위치 및 도 8에 도시된 폐쇄 위치를 차지하도록 구성된 탈착식 커버(50)를 포함하고, 상기 커버(50)는 가이드 트랙(32, 38)을 둘러싸고 있다. 이 커버(50)는 전기적으로 제어될 수 있는 폐쇄 위치에 잠금 수단을 포함한다. 또한, 이들 잠금 수단은, 예를 들어, 존재가 보호 엔벨로프(30) 근처에서 감지될 때 폐쇄 위치에 커버(50)를 잠그게 허용하는 재실센서에 연결될 수 있다.
폐쇄 위치에 있을 때, 커버(50)는 도 8에서 볼 수 있는 상부면을 포함한다. 이는 또한 가이드 트랙(32 및 38)에 대면하는 대향면을 포함한다. 이 대향면은 가요성 세장형 의료소자(15)용의 상보적 가이드 부재를 포함한다. 예를 들어, 도 9c에 볼 수 있는 상보적 가이드 부재(52) 중 하나는 수직방향(Z)에 대해 "W"자형 또는 "포크 텅" 횡단면을 갖는 하향 자유면(54)을 포함한다. 따라서, 상보적 가이드 부재(52)는 길이방향(X)에 대해 대칭으로 배열되고 횡방향 그루브(42) 중 하나에 배치되며 커버(50)가 특히 도 10a 내지 10c에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치에 있을 때 지지부재(44)와 협력하도록 구성된 2개의 치형부(52A, 52B)를 포함한다. 실제로, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 상보적 가이드 부재(52)가 횡방향 그루브(42) 및 지지부재(44)와 협력할 때, 이들은 가요성 세장형 의료소자(15)를 사이에 끼워서 위치시킨다.
보다 일반적으로, 커버(50)는 "V"자형 길이방향 그루브(40), 횡방향 그루브(42) 또는 지지부재(44)에 상보적인 형상을 갖는 다른 상보적 가이드 부재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상보적 가이드 부재(52) 및 지지부재(44)는 커버(50)가 닫힐 때 어떠한 간섭도 전혀 없고 가요성 세장형 의료소자(15)의 위치 및 커버(50)의 폐쇄 동안 엔벨로프(30)의 각도 위치에 무관하게 가요성 세장형 의료소자(15)가 길이방향 그루브(40)에 항상 정확하게 위치되도록 특별히 구성된 형상을 가질 수 있다.
이러한 방식으로, 가요성 세장형 의료소자(15)는 가이드 트랙(32)의 위치 결정수단 및 커버(50)가 갖추고 있는 위치 결정수단에 의해 병진 및 회전 이동이 가능하게 위치된다.
물론, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 많은 변경이 가해질 수 있다.
가요성 세장형 의료소자(15)용의 임의의 타입의 위치 설정 부재가 사용될 수 있다.
특히, 상보적 가이드 부재(52)는 커버(50)를 통과하는 트랙에 의해 연결될 수 있다. 트랙은 길이방향 그루브(40)에 상보적인 형상을 갖도록 "U", "C" 또는 원호 형상을 갖는 횡단면을 포함한다. 따라서, 엔벨로프(30)는 실질적으로 원통형 가이드 채널을 포함한다.
가이드 트랙(32)의 제 1 부(32A) 및 제 2 부(32B)는 횡방향 그루브(42) 또는 지지부재(44)를 포함할 수 있다.
보호 엔벨로프(30)에는 필요에 따라 많은 가이드 트랙(32)이 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예의 이점적인 변형에 따른 상보적 가이드 부재(52)가 도 11a 내지 11c에 도시되어 있다. 유사한 요소에 대한 참조번호는 변경되지 않고 남아 잇다.
상보적 가이드 부재(52)는 횡방향 그루브(42) 중 하나와 협력하여 가요성 세장형 의료소자(15)를 길이방향 그루브(40)에 위치시키도록 되어 있다.
이를 위해, 상보적 가이드 부재(52)는 커버(50)가 폐쇄 위치에 있을 때 수직방향(Z)으로 그 하단부에 횡방향(Y)으로 서로 옆에 배치된 2개의 치형부(52A, 52B)를 지니는 메인바디(52C)를 포함한다. 그러나, 상술한 상보적 가이드 부재(52)와 달리, 2개의 치형부(52A, 52B)는 길이방향(X)에 대하여 대칭적으로 배열되지 않는다. 실제로, 치형부(52A)는 도 11a 내지 11c에서 우측에 배열되어 있고, 환자의 머리(6)에서 유닛(30)을 볼 때, 우측 치형부인 치형부(52A)는 좌측 치형부인 치형부(52B)보다 치수가 더 작다.
따라서, 2개의 치형부(52A, 52B)는 상보적 가이드 부재(52)에 평면(ZY)에 전반적인 비대칭의 "W"형상을 제공한다.
구체적으로, 평면(ZY)에서 치형부(52A, 52B)의 횡단면은 실질적으로 삼각형 형상을 갖는다. 따라서, 치형부(52A)는 치형부(52B)의 삼각형 형상을 정의는 3개 측면보다 작은 길이를 갖는 삼각형 형상을 정의하는 3면을 갖는 실질적으로 삼각형 형상을 갖는다. 다시 말해서, 평면 ZY에서, 치형부(52A)의 삼각형 형상은 치형부(52B)의 삼각형 형상의 면적보다 작은 면적을 갖는다.
또한, 평면(ZY)에서, 치형부(52A 및 52B) 사이의 만나는 지점은 특히 도 11f에 도시된 바와 같이 커버(50)가 폐쇄 위치에 있을 때 횡방향(Y)으로 길이방향 그루브(40)에 대해 대칭으로 배열되도록 하는 형상을 오목부(52D)를 포함한다.
커버(50)를 닫을 때의 역학에 대해 설명한다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 커버(50)는 환자의 머리(6)에서 유닛(30)을 볼 때 길이방향(X)에 평행방한 방향으로 시계방향 스윙함으로써 폐쇄된다.
따라서, 도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 치형부(52A)는 치형부(52B)의 치수보다 작기 때문에, 치형부(52A)는 길이방향 그루브(40)를 둘러싸는 유닛(30)의 벽에 접하지 않는다. 따라서, 상보적 가이드 부재(52)는 유닛(30)의 커버(50)를 폐쇄할 때 움직임에 방해되지 않는다.
이것이 바로 상보적 가이드 부재(52)가 도 11a 내지 도 11f에 도시된 역학에 따라 횡방향 그루브(42)에 대해 이동할 수 있는 이유이다. 커버(50)가 폐쇄됨에 따라, 상보적 가이드 부재(52)는 가요성 세장형 의료소자(15)를 길이방향 그루브(40)를 향해 가이드한다. 실제로, 도 11f에 도시된 바와 같이, 길이방향 그루브(40) 및 오목부(52D)는 함께 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하기 위한 공간을 정의한다.
또한, 도 11d 내지 도 11f에 도시된 구성에서, 치형부(52B)는 치형부(52A)와 마주보도록 배열된 직선부(52E)가 횡방향(Y)과 실질적으로 35°내지 40°사이의 각도를 형성하는 자유면을 갖는다. 마찬가지로, 치형부(52A)는 치형부(52B)와 마주보도록 배치된 직선부(52F)가 횡방향(Y)과 실질적으로 50°와 55°사이의 각도를 형성하는 자유면을 갖는다. 이들 각도는 커버(50)가 폐쇄될 때 길이방향 그루브(40) 및 오목부(52D)에 의해 형성된 공간을 향해 가요성 세장형 의료소자(15)를 효과적으로 가이드하기 위해 선택되었다.

Claims (19)

  1. 로봇 구동모듈(16)과 가요성 세장형 의료소자(15) 사이에 장벽을 형성하도록 의도된 가요성 세장형 의료소자(15)를 구동하기 위한 로봇 모듈(16)용 보호 엔벨로프(30)로서,
    - 상기 로봇 모듈에 부착하는 수단; 및
    - 길이방향 축(X) 및 오목한 형상의 자유면을 갖는 제 1 부분(32A)을 포함하는 상기 가요성 세장형 의료소자(15)용 가이드 트랙(32)을 구비하고,
    상기 제 1 부분(32A)은 상기 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있고 오목한 형상을 갖는 자유면에서 중공이 형성된, 상기 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하기 위한 길이방향 그루브(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 엔벨로프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    길이방향 그루브(40)는 횡단면이 "V" 또는 "U" 또는 "C" 또는 원호 형상을 갖는 자유면을 포함하는 보호 엔벨로프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    길이방향 그루브(40)는 오목한 형상을 갖는 자유면의 대칭면(XZ)의 일부인 보호 엔벨로프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오목한 형상을 갖는 자유면은 0.5cm 내지 2 cm의 곡률반경을 갖는 보호 엔벨로프.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 부(32A)는 오목한 형상을 갖는 자유면에 중공이 형성된, 길이방향 축(X)에 수직으로 뻗어 있는 적어도 하나의 횡방향 그루브(42)를 포함하는 보호 엔벨로프.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가이드 트랙(32)은 가요성 세장형 의료소자(15)용의 적어도 하나의 지지부재(44)를 포함하는 제 2 부(32B)를 구비하고, 상기 지지부재의 자유면은 각각 볼록한 형상을 가지며 가요성 세장형 의료소자(15)를 수용하도록 구성된 슬롯을 정의하는 2개의 암(44A, 44B)을 포함하는 보호 엔벨로프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 세장형 의료소자(15)용 지지부재(44)의 자유면은 오목한 형상을 갖는 자유면에 대해 가이드 트랙(32)의 길이방향 축(X)에 수직인 방향(Z)으로 오프셋되는 보호 엔벨로프.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 세장형 의료소자(15)용 지지부재(44)가 2개의 횡방향 그루브(42) 사이의 길이방향 축(X)을 따라 배열된 적어도 2개의 횡방향 그루브(42)를 포함하는 보호 엔벨로프.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버(50)가 가이드 트랙(32)에 접근할 수 있는 개방 위치와 커버(50)가 가이드 트랙(32)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 폐쇄 위치를 차지할 수 있도록 탈착식 커버(50)를 포함하는 보호 엔벨로프.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버(50) 및 가이드 트랙(32)은 가요성 세장형 의료소자(15)용의 상보적 가이드 부재(42, 52)를 포함하는 보호 엔벨로프.
  11. 제 5 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드 부재(52) 중 적어도 하나는 커버(50)가 폐쇄 위치에 있을 때 횡방향 그루브(42)에 위치되도록 구성되는 보호 엔벨로프.
  12. 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상보적 가이드 부재(52) 중 적어도 하나는 가요성 세장형 의료소자(15)를 사이에 끼우도록 지지부재(44)와 협력하는 보호 엔벨로프.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐쇄 위치에 커버(50)를 고정시키기 위한 전기 제어수단을 포함하는 보호 엔벨로프.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐쇄 위치에 커버(50)를 고정시키 위한 수단은 재실센서에 연결되고, 상기 재실센서는 보호 엔벨로프(30)에 가까이 있는 존재를 감지할 때 상기 폐쇄 위치에 상기 커버(50)를 고정시킬 수 있는 보호 엔벨로프.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 세장형 의료소자(15)용의 한 쌍의 구동부재(36)를 포함하고, 상기 구동부재(36)는 가이드 트랙(32)의 길이방향 축(X)의 일측에 하나씩 서로 대향하여 쌍을 이루는 보호 엔벨로프.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 가요성 세장형 의료소자(15) 및 보호 엔벨로프(30)를 구동하기 위한 로봇 모듈(16)을 포함하는 어셈블리로서, 상기 엔벨로프(30)는 로봇 구동모듈(10)에 고정되어 상기 가요성 세장형 의료소자(15)를 포함하는 공간으로부터 상기 로봇 모듈(16)을 포함하는 공간을 분리하는 장벽을 형성하는 어셈블리.
  17. 제 16 항에 있어서,
    보호 엔벨로프(30)는 로봇 모듈(16)에 탈착식으로 부착되는 어셈블리.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    보호 엔벨로프(30)는 멸균된 어셈블리.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 항 항에 있어서,
    로봇 구동모듈(16)은 엔벨로프(30)를 통해 카테터 가이드 및/또는 카테터를 구동하도록 구성되는 어셈블리.
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