KR20210148540A - 대정맥의 최소 침습 경피 삽입용 캐뉼라 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소한 한 개의 원뿔 혹은 둥근 단부를 구비하고 내부로 혈액이 진입할 수 있도록 최소한 한 개의 유입 개구를 장착한 플라스틱 튜브인 대정맥의 최소 침습 경피 삽입용 캐뉼라에 관한 것이다.

Description

대정맥의 최소 침습 경피 삽입용 캐뉼라{Cannula for percutaneous minimally invasive cannulation of the vena cava}

본 발명은 대정맥의 최소 침습 경피 삽입용 캐뉼라에 관한 것이다.

심장외과 수술에서는 심장의 혈액 펌핑 작업을 멈춘 후 체외 순환 시스템에서 인공 심폐를 환자의 혈류에 연결해야 한다. 본 장치는 말초 혈관을 통해 혈액을 펌핑하고 정맥혈을 산소화하기 위해 압력을 발생시키는 기계적 작업을 수행한다. 체외 순환 시스템은 심장의 주요 혈관에 캐뉼라가 연결된 장치이다.

최근 들어 늑간의 피부를 작게 절개하여 전체 절차를 수행하는 최소 침습 방법을 더 많이 선택하고 있다.

삽입술에서는 차단 방법, 즉 캐뉼라 주변의 주요 정맥을 좁혀 혈액이 혈관 내강을 통해서가 아니라 캐뉼라 내부로만 흐르도록 하는 것이 매우 중요하다. 흉골절개술과 같은 일반적인 수술에는 소위 지혈대를 사용하여 외부에서 혈관을 좁히는 방법을 주로 사용한다. 하지만 최소 침습 수술은 내시경 카메라의 제어 하에 길이가 긴 특수 도구를 사용하여 심장과 판막에 접근해야 하므로, 이런 방법이 매우 어렵거나 불가능할 수 있다. 이런 수술에는 다른 삽입 위치(서혜부의 정맥 및 대퇴 동맥)에 다른 체외 순환 연결 방법을 사용하기 때문에 완전히 다른 캐뉼라를 사용해야 한다. 최소 침습 수술에서 사용하는 정맥 캐뉼라는 외부에서 클램핑하는 것만큼 효율적으로 정맥을 좁히는 풍선이나 특수한 플랜지가 말단에 장착되어 있다. 일반적으로는 대퇴 정맥으로 삽입하여 하대정맥으로 진입하는 것과 경정맥으로 삽입하여 하대정맥으로 진입하는 것의 두 가지 캐뉼라가 있다.

발명 WO0007654A1의 명세서에 따르면 캐뉼라는 곡선 모양의 원위부, 고무로 된 중심부 및 근위부로 이루어져 있다. 캐뉼라 원위부에는 팽창된 풍선이 고정되어 있어 캐뉼라를 혈관에 고정한다. 중심부에는 주위에 원통형의 두 번째 풍선이 장착되어 있으며 펌핑의 결과로써 캐뉼라 루멘의 직경을 넓힌다. 근위부에는 이 두 풍선을 부풀리는 두 개의 포트가 있다. 캐뉼라 원위부의 바람직한 곡률은 약 90°이다.

심장마비로 인해 발생한 일시적 심정지를 처치할 때 사용하는 캐뉼라는 WO9930766A1을 통해 알 수 있다. 캐뉼라 원위 단부에 위치한 연장 가능한 절단 블레이드를 사용하여 캐뉼라를 환자의 대동맥에 배치한다. 절개한 후, 블레이드는 캐뉼라 안으로 다시 들어가고 그 루멘에서 제거된다. 동시에 캐뉼라 출구의 개구 가까이 위치한 밀폐된 풍선이 펌핑된다. 원래 상태의 캐뉼라는 종방향의 플랜지 안에 배치되며, 밀려 나온 후에는 이전에 주어진 곡선 형태를 취한다. 대동맥에 물질을 투여하거나 루멘에서 막힘을 제거하는 포트들은 근위 단부에 있다.

혈관에 캐뉼라를 배치하는 가이드로써 외부에 단단한 투관침이 장착된 캐뉼라는 US6129713A를 통해 알 수 있다. 혈관 벽을 절단하는 블레이드 및 블레이드 측에 보호 커버가 있는 팽창 가능한 밀폐 풍선은 투관침 원위 단부에 위치한다. 캐뉼라는 투관침을 선정된 위치에 배치한 후, 빠져나왔다가 미리 설정된 형태를 취한다.

현재 사용하는 솔루션에서는 견고하고 기계적인 연결을 확보하기 위해 캐뉼라와 정맥을 반드시 묶어야 한다.

발명에 따른 솔루션의 본질은 튜브가 메인 챔버, 첫 번째 측면 챔버, 두 번째 측면 챔버를 포함하는 세 가지 종방향의 챔버를 갖고 있고, 일정한 내부 직경을 확보하는 최소한 한 개의 보강된 부분이 끝으로 갈수록 좁아지는 둥근 단부를 갖고 원위부 측에 장착된 것이며, 여기에는 자유로운 정맥혈 유입을 가능하게 하는 크기로 종방향의 구멍과 풍선이 있다. 벌룬 아래에는 튜브의 보강된 부분이 위치해 있으며, 그 조각은 약 90˚의 각도 α로 구부러져 있다. 튜브는 유연한 원뿔이 있는 근위부에서 끝나고 캐뉼라를 차광 밀봉하며, 이 내부에는 메인 챔버를 닫는 한 개의 밸브 및 첫 번째 측면 챔버와 연결된 풍선을 팽창시키는 한 개의 포트가 있다. 두 번째 측면 챔버 내부에는 분리 가능한 보강재가 있고, 보강재의 원위 단부는 풍선 바닥의 가장 끝까지 도달하며 원뿔을 통과하는 근위 단부는 밖으로 유도된다. 보강된 부분에서 캐뉼라 튜브는 형상 기억을 유지한다.

둥근 단부에서 더 긴 가장자리의 구멍은 캐뉼라 축과 일치하는 것이 바람직하다.

구멍은 둥근 단부 둘레 주위에 균등하게 분포된 것이 바람직한 전형이다.

구멍은 둥근 단부 주변에서 두 줄로 균등하게 분포되고 열 사이에서 같은 위상으로 이동되는 것이 바람직하다.

캐뉼라 튜브는 금속 와이어 솔레노이드로 보강된 것이 바람직한 전형이다.

캐뉼라 튜브는 금속 밴드 솔레노이드로 보강된 것이 바람직한 전형이다.

캐뉼라 튜브는 아무 무늬의 금속 와이어 매쉬로 보강된 것이 바람직하다.

이등분된 일체형 바늘은 캐뉼라의 둥근 단부 안에 고정된 것이 바람직하다.

바늘은 통로 형태의 날카로운 부분과 날카로운 부분 내부에 위치한 둥근 부분으로 이루어져 있다. 둥근 부분에는 한 개 이상의 유입구가 있으며, 두 부분에 별도의 스프링이 장착되어 있고 트리거 버튼이 연결되어 있다.

캐뉼라에는 캐뉼라 튜브 중앙을 통과하는 탐침이 있는데, 탐침의 원위 단부는 둥근 단부 출구에 도달하고 근위 단부는 원뿔을 통과하여 밖으로 유도되며 인체 공학적 나비 모양의 인체 공학적 핸들이 장착되어 있다.

원뿔이 캐뉼라 튜브에 분리가 가능하게 연결되는 것이 바람직한 전형이다.

발명에 따른 솔루션의 주요 이점은 최소 침습적 심장 수술을 진행할 때 엄격한 보호를 제공하는 것이다. 캐뉼라는 다양한 수술 테크닉에 사용할 수 있다. 이는 수술자에게 매우 편리하고 수술 시 수술 부위를 준비하는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 추가적으로, 캐뉼라를 사용하면 전혀 절개할 필요가 없거나 캐뉼라 직경보다도 더 작은 크기로 절개를 최소화할 수 있다.

캐뉼라의 원뿔 단부는 혈관 내부에 캐뉼라를 편리하게 배치하고 다음 절개에 쉽게 삽입할 수 있도록 한다. 원뿔을 제거하면 짧은 호스가 장착된 풍선 팽창 포트가 확장될 것이다.

캐뉼라 디자인은 다양한 요구에 따라 여러 가지 버전으로 만들 수 있는데, 수술자가 어떤 수술 테크닉을 선택하느냐에 따라 가장 단순하고 저렴한 버전부터 까다로운 케이스에 사용할 가장 잘 갖춰진 버전까지 가능하다.

캐뉼라에서 보강재는 캐뉼라가 혈관으로 진입할 때 곧은 모양을 만들어주는 중요한 요소이다. 보강재가 제거되면 캐뉼라는 벌룬 아래에 위치한 보강된 부분의 일부가 약 90˚의 각도로 구부러지는 상태로 되돌아간다.

발명의 대상은 도면에 묘사된 전형에서 볼 수 있다.
도 1은 횡단면 a, b, c와 함께 한 개의 보강된 부분이 있는 캐뉼라의 도면이다.
도 2는 두 개의 보강된 부분이 있는 캐뉼라의 도면이다.
도 3은 둥근 단부 2의 등축도이다.
도 4는 가이드 및 탐침이 있는 캐뉼라의 도면이다.
도 5는 가이드 및 탐침이 있는 캐뉼라의 둥근 단부 종방향 부분이다.
도 6은 일체형 바늘이 있는 둥근 단부의 종방향 부분이다.
도 7은 일체형 바늘의 종방향 부분이다.
도 8은 일체형 바늘의 도면이다.

도 1의 첫 번째 전형에서 캐뉼라는 플라스틱으로 만든 유연한 튜브 1이고, 메인 챔버 1a, 첫 번째 측면 챔버 1a1, 두 번째 측면 챔버 1a2의 세 개의 종방향 챔버를 구비하며, 원위 측면에는 캐뉼라 튜브 1 내부에 정맥혈이 자유롭게 흐르도록 하는 종방향 구멍 4가 있는 둥근 단부 2가 있다. 구멍 4는 둥근 단부 2 주위에 균등하게 분포되어 있다. 이를 대신하여, 구멍 4는 둥근 단부2 주위에서 두 줄로 균등하게 분포되고 열 사이에서 같은 위상으로 이동될 수 있다.

둥근 단부 2 뒤에는 풍선 6에 의해 근위 측에서 경계를 이루는 부드러운 부분 m1이 있고 보강된 부분이 이어지며, 그 조각은 약 90˚의 각도로 구부러져 있다. 그런 다음 보강된 부분은 부드러운 부분 m2를 통과하여 원뿔 3과 근위 측에서 끝나며, 캐뉼라를 차광 밀봉한다. 원뿔 3 내부에는 풍선 6을 부풀리는 포트 5와 메인 챔버 1을 닫는 밸브 12가 있다. 팽창된 포트 5는 주입 액체가 풍선 6에 도달함에 따라 첫 번째 측면 챔버 1a1과 연결된다. 캐뉼라는 금속 와이어 솔레노이드로 보강되고 보강된 부분에 형상 기억을 유지한다. 금속 와이어는 테이프 혹은 매쉬로 대체될 수 있다. 캐뉼라를 혈관에 배치하기 전에, 인체 공학적 핸들 13이 장착된 보강재 8이 원뿔 3을 통해 두 번째 측면 챔버 1a2 안으로 유입되어 튜브 1이 곧은 형태가 되도록 한다. 보강재 8을 제거한 후, 캐뉼라는 흉부로 유입된 각도의 해부학적 구조와 비율이 일치한 형태를 취한다.

원뿔 3은 분리가 가능한 채로 캐뉼라 튜브 1에 연결되기 때문에 적절한 순간에 제거될 수 있고 포트 5로 접근할 수 있게 한다.

도 2의 두 번째 전형에서 튜브 1의 보강된 부분은 클램프가 적용된 부드러운 부분 m2로 나뉜다. 원뿔 3은 보강된 부분의 근위 단부에 위치한다.

캐뉼라의 첫 번째 사용은 외과 의사가 늑간의 절개를 통해 대정맥 영역에 접근하여 둥근 단부 2를 정맥의 절개된 부분을 통해 내강으로 삽입한 후 외과적 방법을 사용하여 부착하는 것이다. 다음 단계는 두 번째 측면 챔버 1a2에서 보강재 8을 제거하는 것이다. 그런 다음 흉벽에 또 다른 절개를 만들고 수술 도구를 수술 부위 근처 흉부에 삽입한 후, 도구로 원뿔 3을 잡아 흉벽의 경피 절개 부위에 연결하고, 원뿔 3을 흉부의 경피 절개를 통해 몸 밖으로 밀어내어 외과 의사가 환자의 몸 외부에서 원뿔 단부를 가진 부드러운 캐뉼라를 사용할 수 있다. 그런 다음 원뿔 3이 제거되고, 이에 따라 포트 5가 풀어지며 주사기를 통해 풍선 6에 액체가 채워진다. 캐뉼라의 부드러운 부분 m2에는 클램프가 삽입되고 체외 순환이 캐뉼라 단부에 연결된다. 그런 다음 클램프가 제거되고 혈액이 이미 폐쇄된 체외 시스템에서 순환한다. 절차 마지막에는 클램프가 캐뉼라의 부드러운 부분에 적용되고 체외 순환이 분리되며 풍선 6에서 액체가 제거된다. 모든 수술 절차가 종료되면 캐뉼라는 제거된다.

셀징거법에 의한 캐뉼라의 사용은 기다란 셀징거 바늘이 대정맥 안으로 삽입되고 가이드 와이어가 삽입되는 것이다. 그런 다음 유연한 와이어 형태의 가이드 11이 캐뉼라의 둥근 단부 2로부터 핀 7을 통해 꿰어지고, 캐뉼라가 가이드 11을 따라 정맥 안으로 삽입되게 한다. 둥근 단부 2가 정맥에 성공적으로 배치되면 혈액이 캐뉼라 내에 보인다. 캐뉼라의 적합한 부분을 삽입한 후, 탐침 7 및 가이드 와이어 11은 원뿔 3을 통해 제거된다. 탐침 7을 제거한 후에는 혈액이 캐뉼라 내에 있다. 이 단계 이후에는 처음 방법과 같이 단계가 진행된다.

캐뉼라를 사용하는 또 다른 방법은 가이드 혹은 외과적 절개를 수반하지 않고 캐뉼라를 혈관 내강에 삽입하는 것이다. 이때 도6에서와같이 둥근 단부 2에 고정된 일체형 바늘 10이 장착된 캐뉼라를 사용한다. 이 바늘은 둥근 부분 15가 위치한 곳에 통로 형태를 하고 날카로운 부분 14로 구성되며, 두 부분은 분리된 스프링 16, 17이며 트리거 버튼 18에 연결되어 있다. 둥근 부분은 캐뉼라 안으로 혈액이 빨리 유입될 수 있도록 한 개 이상의 유입구를 구비한다. 정맥은 일체형 바늘 10을 사용하여 적합한 각도로 천자 된다. 충분한 힘을 가하면 바늘의 둥근 바늘 부분 15가 혈관 벽에서 압력에 의해 감춰진다. 혈관 벽이 천자 된 후, 바늘 둥근 부분 15는 스프링 17의 작용으로 인해 날카로운 부분 14의 블레이드를 고정시키도록 연장된다. 바늘 10은 정확한 침범 각도로 정맥 내강에 배치되고 두 벽을 천공하지 않는다. 혈액이 캐뉼라 내부로 흐른 다음 트리거 버튼 18은 둥근 단부 2에서 눌려 바늘 10이 둥근 단부 2 내부에 감춰지도록 하며, 이에 따라 캐뉼라가 해부학적으로 구부러지도록 캐뉼라는 적절한 깊이에 더 안전하게 삽입되고 보강재 8이 두 번째 측면 챔버 1a2 밖으로 밀려나게 된다.

핀을 제거한 후 절차는 방법 1 및 2와 동일하다.

Claims (10)

1. 최소한 한 개의 원뿔(3) 혹은 둥근(2) 단부를 갖고 있고 내부로 혈액이 진입할 수 있도록 최소한 한 개의 유입 개구(4)를 장착한 플라스틱 튜브(1)인 대정맥의 최소 침습 경피 삽입용 캐뉼라로서, 튜브(1)가 메인 챔버(1a), 첫 번째 측면 챔버(1a1), 두 번째 측면 챔버(1a2)를 포함하는 세 가지 종방향의 챔버를 갖고 있고, 일정한 내부 직경을 확보하는 최소한 한 개의 보강된 부분이 끝으로 갈수록 좁아지는 둥근 단부(2)를 갖고 원위부 측에 장착되어 있다는 것이며, 여기에는 자유로운 정맥혈의 유입을 가능하게 하는 크기의 종방향의 구멍(4)과 풍선(6)이 있고, 풍선 아래에는 튜브의 보강된 부분(1)이 있으며, 그 조각은 약 90˚의 각도 α로 구부러져 있고, 근위측에서 유연한 원뿔(3)을 구비한 튜브(1) 단부는 캐뉼라를 단단히 밀폐하며, 내부에는 밸브(12)가 메인 챔버(1a) 및 포트(5)를 닫아 풍선(6)을 불풀려 첫 번째 측면 챔버(1a1)에 연결하고, 추가로 두 번째 측면 챔버(1a2) 내부에는 분리가 가능한 보강재(8)가 있고, 보강재의 원위 단부는 풍선(6) 바닥의 가장 끝까지 도달하며 원뿔(3)을 통과하는 보강재(8)의 근위 단부는 밖으로 유도되며 보강된 부분에서 캐뉼라 튜브(1)는 형상 기억을 유지하는 것을 특징으로 하는 캐뉼라.
2. 제1항에 있어서, 상기 둥근 단부(2)에서 더 긴 구멍(4)은 캐뉼라 축과 일치하는 것을 특징으로 하는 캐뉼라.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구멍(4)은 둥근 단부(2) 주위를 따라 균등하게 분포되어 있음을 특징으로 하는 캐뉼라.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구멍(4)은 둥근 단부(2) 주변에서 두 줄로 균등하게 분포되며 줄 사이에 같은 위상으로 상쇄하는 특징을 가진 캐뉼라.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐뉼라 튜브(1)는 금속 와이어 솔레노이드로 보강된 것을 특징으로 하는 캐뉼라.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐뉼라 튜브(1)는 금속 밴드 솔레노이드로 보강된 것을 특징으로 하는 캐뉼라.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캐뉼라 튜브(1)는 아무 무늬의 금속 와이어 매쉬로 보강된 것을 특징으로 하는 캐뉼라.
8. 제1항에 있어서, 캐뉼라의 둥근 단부(2) 내부에 이등분된 일체형 바늘(10)이 고정되어 있고, 바늘(10)은 통로 형태의 날카로운 부분(14)으로 구성되며 둥근 부분(15)은 날카로운 부분(14) 내부에 위치하고, 둥근 부분(15)에는 한 개 이상의 유입구가 있으며 두 부분에 별도의 스프링(16, 17)이 장착되어 있고 트리거 버튼(18)이 연결되어 있음을 특징으로 하는 캐뉼라.
9. 제1항에 있어서, 캐뉼라 튜브(1) 중앙을 통과하는 탐침(7)이 있는데, 탐침(7)의 원위 단부는 둥근 단부(2) 출구에 도달하고 근위 단부는 원뿔(3)을 통과하여 튜브(1) 밖으로 유도되며, 탐침(7)의 근위 단부가 인체 공학적 나비 모양의 인체 공학적 핸들(9)이 장착되어 있음을 특징으로 하는 캐뉼라.
10. 제1항에 있어서, 원뿔(3)이 캐뉼라 튜브(1)에 분리가 가능한 채로 연결됨을 특징으로 하는 캐뉼라.

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