KR20200134363A - 카테터 - Google Patents

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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 카테터에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카테터는 내부에 유체가 이동하는 제 1 루멘과 제 2 루멘이 형성된 카테터에 있어서, 상기 카테터의 종단부는 튜브의 직경이 일정한 몸체부 및 상기 몸체부의 종단에서 연장되어 튜브의 직경이 점차로 작아지는 노즐부를 포함하고, 상기 몸체부의 측면에는 상기 제 1 루멘 및 상기 제 2 루멘과 연통하도록 개방된 홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

카테터{CATHETER}
본 발명은 카테터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혈액 투석에 사용되는 대칭형 카테터에 관한 것이다.
중심정맥카테터(CVC: Central Venous Catheter)는 혈액 투석을 위해 널리 사용되고 있다. 그 중에서도 대칭형 팁을 가지는 카테터가 가장 널리 사용되고 있다.
이러한 카테터를 이용한 혈액 투석은 환자의 중심정맥에 카테터를 삽입시킨 상태에서 혈액 투석기를 사용하여 진행되는데, 카테터의 종단에 형성된 유입구를 통해 제 1 루멘으로 혈액을 유입시키고 제 1 루멘을 통해 유입된 혈액을 혈액 투석기로 처리하여 다시 제 2 루멘을 통해 카테터의 종단에 형성된 유출구를 통해 유출시키는 방법으로 진행된다.
이때, 카테터의 종단에 형성된 유출구를 통해 투석되어 방출된 혈액이 유입구로 다시 유입되는 재순환 현상이 발생하여 혈액 투석의 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 카테터의 사용 과정에서 전단 응력(sheer stress)에 의해 혈액 세포에 악영향을 미쳐 혈전의 형성 확률이 높아지는 문제가 발생한다. 이는 카테터 내부를 막아 카테터의 기능 상실을 초래하며, 카테터의 교체에 따른 비용 증가와 카테터의 교체시 삽입술에 따른 위험이 증가하는 문제를 발생시킨다.
대한민국 공개특허: 제10-2018-0032602호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 혈액을 유입 및 유출시키는 카테터의 단부 팁의 형상을 제시하여 재순환율과 혈전 형성의 확률을 낮출 수 있는 혈액 투석용 카테터를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 유체가 이동하는 제 1 루멘과 제 2 루멘이 형성된 카테터에 있어서, 상기 카테터의 종단부는 튜브의 직경이 일정한 몸체부 및 상기 몸체부의 종단에서 연장되어 튜브의 직경이 점차로 작아지는 노즐부를 포함하고, 상기 몸체부의 측면에는 상기 제 1 루멘 및 상기 제 2 루멘과 연통하도록 개방된 홀이 각각 형성되는 카테터에 의해 달성될 수가 있다.
여기서, 상기 노즐부의 종단면에는 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 각각 형성되고, 상기 노즐부의 종단에서 상기 제 1 루멘과 상기 제 2 루멘을 구획하는 구획벽으로부터 길게 연장되어 상기 유입구와 상기 유출구를 분리시키는 분리벽을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 노즐부의 종단과 상기 노즐부의 측면 사이를 종방향으로 곡면의 형태로 절개한 형상으로, 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노즐부의 종단면에서 상기 노즐부의 측면으로 갈수록 경사가 커지도록 곡면이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노즐부의 종단면과 상기 노즐부의 측면 사이를 종방향이 아닌 대각 방향으로 절개한 형상으로 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 각각 대칭으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노즐부의 종단면은 상기 제 1 루멘과 상기 제 2 루멘을 구획하는 구획벽을 포함하여 I 빔 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 홀은 종방향으로 장축을 가지는 타원 형태일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 카테터에 따르면 카테터 단부 팁의 형상 특징에 의해 재순환율을 낮추어서 혈액 투석 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 혈전 형성 가능성을 낮추어서 카테터의 수명을 연장시킬 수가 있다는 장점도 있다.
또한, 카테터의 수명을 연장시킬 수 있어서, 교체에 따른 비용을 줄이고 교체시 삽입술에 의한 위험 부담을 낮출 수 있다는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 몸체부 측면에 홀의 유무에 따른 입자 추적(particle tracing) 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 4은 몸체부 측면에 형성된 홀의 형상에 따른 유량 분석 결과이다.
도 5는 노즐부가 없는 경우와 본 발명에서와 같이 노즐부가 있는 경우의 카테터 종단부의 평면도이다.
도 6은 도 5의 카테터 형상에 따른 유량 분석 결과 및 BDI 결과를 도시한다.
도 7은 도 5의 카테터 형상에 따른 전당 응력(shear stress)의 변화를 도시한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 측면도이다.
도 10은 도 8의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이다.
도 12는 도 11의 측면도이다.
도 13은 도 11의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이다.
도 15는 도 14의 측면도이다.
도 16은 도 14의 평면도이다.
도 17은 제 3 실시예에 따른 카테터의 입자 추적 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 18은 제 3 실시예에 따른 카테터의 종단부 절개면 형상의 모식도이다.
도 19는 기존의 Palindrome 및 Glidepath 모델과 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 모델의 시뮬레이션 결과 및 염료 추적(dye tracing) 실험 결과를 도시한다.
도 20은 도 19에서 결과를 기초로 구한 재순환율과 BDI 그래프이다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 카테터를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이고, 도 3은 몸체부 측면에 홀의 유무에 따른 입자 추적(particle tracing) 시뮬레이션 결과를 도시하고, 도 4은 몸체부 측면에 형성된 홀의 형상에 따른 유량 분석 결과이고, 도 5는 노즐부가 없는 경우와 본 발명에서와 같이 노즐부가 있는 경우의 카테터 종단부의 평면도이고, 도 6은 도 5의 카테터 형상에 따른 유량 분석 결과 및 BDI 결과를 도시하고, 도 7은 도 5의 카테터 형상에 따른 전당 응력(shear stress)의 변화를 도시한다.
본 발명에 따른 카테터는 내부에 유체가 유동하는 제 1 루멘(101)과 제 2 루멘(102)이 형성된다. 이때, 제 1 루멘(101)과 제 2 루멘(102)은 원형의 튜브에 대하여 중심을 지나는 구획벽(105)에 의해 구획되어 각각 개구면이 반원의 형태를 가지도록 형성될 수가 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 후술하는 바와 같이 카테터의 길이 방향 종단부에는 제 1 루멘(101)과 연결되는 유입구(110) 및 제 2 루멘(102)과 연결되는 유출구(120)가 형성된다. 유입구(110)를 통해 카테터 내부로 유입된 혈액은 제 1 루멘(101)을 통해 유동하여 혈액 투석기(미도시)에서 처리되고, 처리된 혈액은 제 2 루멘(102)을 통해 유동하여 유출구(120)를 통해 유출된다.
카테터의 팁을 형성하는 종단부는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 몸체부(150)와 노즐부(160)를 포함하여 구성될 수가 있다.
몸체부(150)는 원형의 튜브 형태로 직경이 일정하며, 몸체부(150)의 외측면에 대칭 지점에는 각각 제 1 루멘(101) 및 제 2 루멘(102)과 연통하는 홀(155)이 형성된다. 따라서, 제 1 루멘(101)과 연통하는 홀(155)을 통해서 혈액이 내부로 투입될 수가 있고, 나아가 반대측의 제 2 루멘(102)과 연통하는 홀(155)을 통해서는 혈액 투석기에 의해 처리된 혈액이 외부로 유출될 수가 있다.
노즐부(160)는 몸체부(150)의 종단에서 연장되어 튜브의 직경이 점차로 작아지는 형태로 형성된다. 이때, 노즐부(160)의 종단면에는 제 1 루멘(101)과 연결되어 혈액이 유입되는 유입구(110) 및 제 2 루멘(102)과 연결되어 혈액이 유출되는 유출구(120)가 형성된다.
카테터의 재순환은 카테터의 종단에 형성된 유출구(120)로부터 유출되는 유동과 유입구(110)로부터 카테터 내부로 유입되는 유동과 겹치면서 발생할 수가 있다. 즉, 유입구(110)와 유출구(120)가 나란히 인접하게 형성되는 경우 재순환이 발생할 확률이 높다. 하지만, 본 발명에서와 같이 몸체부(150)에 홀(155)을 형성하는 경우, 제 2 루멘(102)과 연결되는 홀(155) 및 유출구(120)를 통해 유출되는 혈액을 분산시킬 수가 있어서 카테터의 종단에 형성되는 유출구(120)를 통해 유출되는 혈액의 유량을 줄일 수가 있다. 따라서, 카테터 종단에서의 유량을 줄일 수가 있어서 카테터 종단의 유입구(110) 및 유출구(120) 사이에서 재순환이 발생하는 확률을 줄일 수가 있다.
도 3의 (a)는 몸체부(150)에 홀(155)이 형성되지 않은 경우에 대하여, 도 3의 (b)는 전술한 바와 같이 같이 몸체부(150)에 홀(155)을 형성한 경우에 있어서 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 유동 결과를 도시한다. 도 3의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 몸체부(150)에 형성된 홀(155)을 통해 혈액을 분산시켜 유출(Qside)시킬 수가 있으므로 카테터의 종단에 형성된 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)이 홀(155)가 없는 도 3 (a)의 시뮬레이션 결과에 비하여 훨씬 적음을 확인할 수가 있다.
참고로, 본 발명에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 할 때 입자 추적(particle tracing) 시뮬레이션을 사용하여 후술하는 바와 같이 재순환율 및 혈전 형성을 분석하였다. 입자 추적 시뮬레이션에서 카테터의 유출구(120)로부터 방출된 입자(particle) 중에서 다시 유입구(110)를 통해 카테터 내부로 유입되는 입자의 개수를 세어서 재순환율을 계산하였고, 각 입자들이 받는 전단 응력(sheer stress)를 분석하여 BDI(Blood Damage Index) 값을 계산해 혈전 형성을 예측하였다. 이때, 실제 혈류와 유사하게 시뮬레이션할 수 있도록 심장 박동을 고려한 박동 흐름(pulsatile flow)을 적용하였으며, 입자의 크기도 적혈구와 유사한 크기로 설정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이때, BDI는 혈액 내 세포가 전단 응력에 의해 받은 손상을 누적하여 나타내는 지표로서, BDI 값이 클수록 세포가 손상을 많이 받아서 혈전이 형성될 확률이 높아지게 된다.
또한, 카테터를 사용할 때 혈전이 형성되는 것은 카테터 내부 혹은 외부 유동에 가해지는 전단 응력에 의해 발생하는데, 이는 유동이 한 곳에 집중되면서 발생한다. 따라서, 본 발명에서와 같이 몸체부(150)의 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside)과 카테터의 종단의 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)을 분산시킬 수가 있어서 혈전 형성의 가능성을 낮출 수가 있다.
이때, 상기 홀(155)은 카테터의 길이 방향인 종방향으로 장축을 형성하는 타원의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4은 상기 홀(155)을 원형의 형태로 형성되는 경우(도 4에서 Circle)와 타원의 형태로 형성되는 경우(도 4에서 Oval 1, Oval 2)에 대하여 몸체부(150)의 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside) 및 카테터 종단면의 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)의 시뮬레이션 결과를 보여준다. (참고로, Oval 1보다 Oval 2의 타원의 크기가 크다.) 도 4로부터 홀(155)이 원형인 경우보다 타원인 경우에 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside)이 많고 카테터 말단의 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)이 적음을 확인할 수가 있다. 따라서, 홀(155)을 타원으로 형성하는 경우 카테터 말단의 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)을 줄일 수가 있어서, 홀(155)을 원형으로 형성하는 경우와 비교하여 재순환율을 낮출 수가 있고, 나아가 혈전 형성 확률 또한 낮출 수가 있다.
다음, 본 발명은 카테터의 종단에 튜브의 직경이 점차로 작아지도록 테이퍼가 형성된 노즐부(160)가 형성된다. 도 5의 (a)는 종래와 같이 카테터의 종단에 노즐부(160)를 형성되지 않고 튜브의 직경이 일정한 경우를 도시하고, 도 5의 (b)는 본 발명에서와 같이 카테터의 종단에 노즐부(160)가 형성되며, 도 5의 (a)와 (b)는 각각 카테터의 측면에 홀(155)이 형성되는 카테터에 대하여 시뮬레이션을 수행하였고, 이에 대한 시뮬레이션 결과가 도 6에 나타나 있다.
도 6의 (a)에서는 본 발명에서와 같이 노즐부(160)를 형성하는 경우 노즐부(160)를 형성하진 않는 경우와 비교하여, 몸체부(150)의 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside)이 훨씬 많아서 카테터 종단의 유출구(120)를 통해 유출되는 유량(Qtip)이 아주 작아짐을 확인할 수가 있다. 이는 노즐부(160)가 혈액의 유동에 있어서 일종의 저항 역할을 하여 몸체부(150)의 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside)이 증가하는 것으로 파악된다.
또한, 도 7에서는 본 발명에서와 같이 노즐부(160)를 형성하는 경우 홀(155)을 통해 유출되는 유량과 유출구(120)를 통해 유출되는 유량을 적절히 배분시킬 수가 있어서 카테터 내부와 주변에 형성된 강한 전단 응력을 줄일 수 있음을 확인할 수가 있으며, 나아가 도 6의 (b)에서는 전단 응력을 줄여서 BDI 값 또한 감소함을 확인할 수가 있다. 이는 혈전 형성 확률이 낮아졌음을 의미한다.
이와 같이 본 발명에서와 같이 카테터의 종단부에 튜브의 직경이 점차로 감소하는 노즐부(160)를 형성하고 몸체부(150)의 측면에 홀(155)을 형성함으로써, 카테터 종단의 유출구(120)로부터 유출되는 유량(Qtip)과 몸체부(150)의 홀(155)을 통해 유출되는 유량(Qside)을 적절하게 분산시킬 수가 있어서 재순환율 및 혈전 형성 확률을 낮출 수가 있다. 바람직하게는, 전술한 바와 같이 상기 홀(155)은 카테터의 종방향으로 긴 타원의 형상으로 형성될 수가 있다.
나아가, 카테터의 종단면에 형성되는 유출구(120) 및 유입구(110) 사이의 유동을 최대한 분리하면 재순환율을 더욱 개선시킬 수가 있는데, 이와 관련하여 이하 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8의 측면도이고, 도 10은 도 8의 평면도이고, 도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이고, 도 12는 도 11의 측면도이고, 도 13은 도 11의 평면도이고, 도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 카테터의 종단부를 도시하는 사시도이고, 도 15는 도 14의 측면도이고, 도 16은 도 14의 평면도이고, 도 17은 제 3 실시예에 따른 카테터의 입자 추적 시뮬레이션 결과를 도시하고, 도 18은 제 3 실시예에 따른 카테터의 종단부 절개면 형상의 모식도이고, 도 19는 기존의 Palindrome 및 Glidepath 모델과 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 모델의 시뮬레이션 결과 및 염료 추적(dye tracing) 실험 결과를 도시하고, 도 20은 도 19에서 결과를 기초로 구한 재순환율과 BDI 그래프이다.
먼저, 도 8 내지 도 16을 참조로 본 발명에 따른 카테터의 형상에 관한 다양한 실시예를 설명하고, 도 17 내지 도 20을 참조로 이에 관한 시뮬레이션 및 실험 결과를 설명하기로 한다.
도 1 및 도 7을 참조로 설명한 바와 같이 카테터의 종단부가 몸체부(150) 및 노즐부(160)로 구성되고, 몸체부(150)의 측면에 홀(155)이 형성되는 구성의 특징은 전술한 실시예와 동일한 바, 이하의 설명에서는 전술한 실시예와 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카테터는 노즐부(160)의 종단면 상에 제 1 루멘(101)과 제 2 루멘(102)을 구획하는 구획벽(105)으로부터 길게 연장 돌출되는 분리벽(107)이 형성된다. 상기 분리벽(107)은 사각의 형태를 가지나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 분리벽(107)에 의해 유입구(110)로부터 혈액이 유입되는 유동과 유출구(120)로부터 유출되는 유동을 최대한 분리시킬 수가 있어서 재순환율을 더욱 낮출 수가 있다.
다음, 도 11 내지 도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 카테터는 노즐부(160)의 종단과 노즐부(160)의 측면 중간부 사이를 카테터의 길이 방향인 종방향으로 곡면의 형태로 절개한 형상으로 유출구(120) 및 유입구(110)가 각각 대칭으로 형성된다. 이때, 유입구(110)는 전술한 바와 같이 제 1 루멘(101)과 연결되고, 유출구(120)는 제 2 루멘(102)과 연결된다. 따라서, 상기 제 1 루멘(101)과 제 2 루멘(102)을 구획하는 구획벽(105)이 외부로 노출되고, 유입구(110) 및 유출구(120)는 카테터의 측면 방향으로도 형성된다. 따라서, 유입구(110) 및 유출구(120)를 통해 혈액이 유동할 때 카테터 단부의 구획벽(105)에 의해 유동이 분리되어 재순환율을 더욱 낮출 수가 있다. 이때, 도 12에 도시되어 있는 것과 같이 유입구(110) 및 유출구(120)는 종방향으로 곡면의 형태로 절개한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 보다 자세히는, 도시되어 있는 것과 같이 노즐부(160)의 종단에서 노즐부(160)의 측면으로 갈수록 경사가 커지도록 곡면이 형성된다. 상기 곡면과 관련해서는 후술하기로 한다.
또한, 노즐부(160)의 종단과 노즐부(160)의 측면 사이를 종방향으로 절개한 형상으로 유입구(110) 및 유출구(120)를 형성할 때, 도 11에 도시되어 있는 것과 같이 구획벽으로부터 상부 또는 하부로 이격된 위치에서 절개면을 형성하도록 하여, 노즐부(160)의 종단면이 I빔 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 절개되어 남은 튜브의 양쪽 가장자리와 구획벽(105)이 I자 형태를 형성하게 된다. 이와 같이 노즐부(160)의 종단면을 I자 형태로 형성하여 카테터의 내구성을 더욱 향상시킬 수가 있다.
참고로, 도 11 내지 도 13에서는 몸체부(150)의 측면에 홀(155)이 형성되지 않은 경우를 도시하는데, 전술한 바와 같이 몸체부(150)에는 타원형의 홀(155)이 형성될 수가 있다.
다음, 도 14 내지 도 16에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 카테터는 전술한 제 3 실시예와 비교하여 노즐부(160)의 단부를 절개한 형상으로 유입구(110) 및 유출구(120)를 형성하는 점에 있어서는 유사하나, 본 실시예에서는 노즐부(160)의 종단과 노즐부(160)의 측면 사이를 종방향이 아닌 대각 방향으로 절개한 형상으로 유입구(110) 및 유출구(120)가 형성된다. 도 14에 도시되어 있는 것과 같이 유입구(110) 및 유출구(120)는 종단으로 갈수록 유입구(110) 및 유출구(120)를 형성하는 개방된 양측 사이의 폭이 점차적으로 커지되 개방된 위치가 휘어지는 꽈배기 형태로 유입구(110) 및 유출구(120)가 각각 대칭으로 형성된다. 따라서, 본 실시예에서도 상기 제 1 루멘(101)과 제 2 루멘(102)을 구획하는 구획벽(105)이 외부로 노출되고, 유입구(110) 및 유출구(120)는 카테터의 측면 방향으로도 휘어지는 형태로 형성된다. 따라서, 유입구(110) 및 유출구(120)를 통해 혈액이 유동할 때 단부의 구획벽(105)에 의해 유동이 분리되고, 유입구(110) 및 유출구(120)의 형상에 따라 휘어지는 형태의 유동을 형성하며 혈액을 유입 및 유출시키기 때문에 재순환율을 더욱 낮출 수가 있다.
본 실시예에서도 전술한 실시예에서와 마찬가지로 노즐부(160)의 종단면은 I자 형태로 형성될 수가 있다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에서 있어서의 시뮬레이션 결과를 도시하는데, 노즐부(160)의 종단부를 절개한 형태로 유입구(110) 및 유출구(120)를 형성하는 경우 종단면 상에 유입구(110) 및 유출구(120)가 형성되는 경우와 비교하여, 유입구(110)의 위치를 ①에서 ②로 이동시킬 수가 있어서 유입구(110)로 유입되는 유동과 유출구(120)로부터 유출되는 유동을 더욱 효과적으로 분리시킬 수가 있음을 확인할 수가 있다.
또한, 전술한 바와 같이 노즐부(160)의 종단부는 종방향으로 평면이 아닌 곡면의 형태로 절개한 형태를 가지게 된다. 일반적으로 절개면 부위에서 전당 응력이 증가하기 때문에 절개면이 넓을수록 혈전 형성 확률이 높아지게 된다. 따라서, 절개면을 카테터 안쪽으로 깊게 해줄수록 재순환율을 낮출 수는 있지만 절개면 또한 동시에 넓어져 혈전 형성 확률이 높아지는 문제가 발생한다. 도 18에 도시되어 있는 것과 같이 평면으로 절개하는 것보다 곡면으로 절개한 형태의 절개면을 가지는 경우 비슷한 재순환 방지 효과를 가지면서 절개면의 면적을 줄일 수가 있어서 혈전 형성 확률을 더욱 낮출 수가 있다.
도 19는 종래 카테터 모델(Palindrome, Glidepath)과 본 발명에 따른 카테터 모델(도 19에서 Proto 1, Proto 2, Proto 3은 각각 전술한 제 2 실시예, 제 3 실시예, 제 4 실시예에 따라 모델링된 카테터 임) 사이의 시뮬레이션 결과 및 염료 추적(Dye tracing) 실험에 따른 결과를 도시한다. Dye tracing 실험으로 염료를 섞은 용액을 카테터에 주입하여 유출되는 유동을 가시화할 수가 있고 유출구(120)에 풀어진 염료가 유입구(110)로 다시 유입되는 양을 측정하여 재순환율을 실험적으로 검증할 수가 있었다. 참고로, 도 19에서 좌측은 시뮬레이션에 따른 결과이고, 우측은 Dye tracing에 따른 결과이다.
도 19에서 알 수 있는 것과 같이 각 모델에 대하여 시뮬레이션에 따른 결과와 Dye tracing에 따른 실험 결과를 비교하였을 때 유동 패턴에 큰 차이가 없음을 확인할 수가 있다. 또한, 도 19로부터 재순환율 및 BDI 값을 구한 결과를 도 20의 그래프에 도시하는데, 종래 모델과 비교하여 본 발명에 따른 모델의 경우 재순환율과 BDI 값이 낮아짐을 확인할 수가 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
101: 제 1 루멘
102: 제 2 루멘
105: 구획벽
107: 분리벽
110: 유입구
120: 유출구
150: 몸체부
155: 홀
160: 노즐부

Claims (7)

  1. 내부에 유체가 이동하는 제 1 루멘과 제 2 루멘이 형성된 카테터에 있어서,
    상기 카테터의 종단부는 튜브의 직경이 일정한 몸체부 및 상기 몸체부의 종단에서 연장되어 튜브의 직경이 점차로 작아지는 노즐부를 포함하고,
    상기 몸체부의 측면에는 상기 제 1 루멘 및 상기 제 2 루멘과 연통하도록 개방된 홀이 각각 형성되는 카테터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐부의 종단면에는 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 각각 형성되고,
    상기 노즐부의 종단에서 상기 제 1 루멘과 상기 제 2 루멘을 구획하는 구획벽으로부터 길게 연장되어 상기 유입구와 상기 유출구를 분리시키는 분리벽을 더 포함하는 카테터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐부의 종단과 상기 노즐부의 측면 사이를 종방향으로 곡면의 형태로 절개한 형상으로, 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 형성되는 카테터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐부의 종단면에서 상기 노즐부의 측면으로 갈수록 경사가 커지도록 곡면이 형성되는 카테터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐부의 종단면과 상기 노즐부의 측면 사이를 종방향이 아닌 대각 방향으로 절개한 형상으로 상기 제 1 루멘과 연결되어 유체가 유입되는 유입구 및 상기 제 2 루멘과 연결되어 유체가 유출되는 유출구가 각각 대칭으로 형성되는 카테터.
  6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐부의 종단면은 상기 제 1 루멘과 상기 제 2 루멘을 구획하는 구획벽을 포함하여 I 빔 형태로 형성되는 카테터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 종방향으로 장축을 가지는 타원 형태인 카테터.
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