KR20220005027A - 풍선 확장 장치 - Google Patents

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KR20220005027A
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카이 데싱어
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인터섹트 엔트 인터내셔널 게엠베하
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Abstract

본 발명은 원위 말단 및 근위 말단을 갖는 풍선 확장 장치에 관한 것이다. 풍선 확장 장치는 핸들, 샤프트, 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 포함한다. 핸들은, 풍선 확장 장치의 근위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 원위 말단을 향해 연장된다. 샤프트는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장되며, 상기 샤프트는 팽창 루멘을 갖는다. 팽창식 풍선은 샤프트에 고정식으로 배열된다. 풍선은 팽창 루멘에 유체로 연결되어, 팽창 루멘을 통해 풍선 내로 유체를 공급함으로써, 풍선이 팽창되고 수축될 수 있다. 적어도 하나의 센서 코일은 샤프트에 배열된다. 적어도 하나의 센서 코일은, 전자기장을 캡처하고 센서 코일의 위치 및 배향을 나타낸 센서 코일 신호를 제공하도록, 구성된다.

Description

풍선 확장 장치
본 발명은 풍선 확장 장치, 풍선 확장 장치를 포함한 의료 시스템, 및 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
풍선 팽창은 풍선을 이용해 인체의 공동 또는 통로를 팽창시키는 것을 지칭한다.
예로서, 인간 두개골은 비강을 둘러싸는 부비동으로 알려진 네 쌍의 공기로 채워진 공간으로 이루어진 군을 포함한다. 부비동 각각은 작은 구멍을 통해 비강 내로 개방된다.
이들 부비동에서 점액의 정상적인 배출이 중단되거나 심지어 차단되어 부비동염으로 알려진 점막의 감염이 발생할 수 있다.
부비동염은, 예를 들어, 풍선 부화술에 의해 치료될 수 있다. 부화술은 종종 풍선 오버-어-와이어 카테터를 사용하여 부비동 통로를 확장시켜 정상적인 배액을 복원하는 것을 포함한다. 일반적으로, 부화술에서 가요성 가이드 와이어는 콧구멍을 통해 삽입되고 동강으로 안내된다. 동강 내에 가이드 와이어를 정확하게 배치하기 위해, 종종 환자의 피부를 통해 외과의가 볼 수 있는 광을 방출하기 위한 광원을 팁에 갖는 가이드 와이어가 사용된다. 따라서, 외과의는 환자의 피부를 통해 가이드 와이어 팁을 따라갈 수 있다. 가이드 와이어의 위치를 잡은 후, 풍선 카테터를 가이드 와이어 위로 전진시켜 막힌 동강 내에 위치시킨다. 풍선 카테터가 동강 내에 위치하는 경우에, 풍선을 팽창시켜 동강 개구를 확장시키고 정상적인 배액을 복구시킨다.
이러한 풍선 카테터로 환자의 동강을 치료하기 위한 방법 및 이동식 샤프트를 포함한 풍선 카테터는, 특히 US 10,022,525 B2 및 US 2017/0028112 A1에 설명되어 있다.
풍선으로 확장될 수 있는 인간 두개골의 통로는, 비인두를 중이에 연결하는 유스타키오관이다. 일반적으로, 유스타키오관은 폐쇄되지만, 예를 들어 삼키는 동안에 개방될 수 있다. 개방 상태에서, 유스타키오관은 중이와 대기 사이에 압력 균등화를 제공할 수 있다. 유스타키오관의 또 다른 기능은 중이에서 점액을 배출하는 것이다. 유스타키오관의 기능은, 예를 들어 팽윤에 의해, 또는 예를 들어 감기 또는 알레르기의 결과로서 차단에 의해, 방해받을 수 있다. 예를 들어, 중이염과 같은 중이 질환으로 인해 유스타키오관의 기능이 방해되는 경우, 정상적인 배액을 복구하고 압력 균등화를 달성하기 위해 풍선 확장 카테터의 풍선으로 유스타키오관을 확장시킬 수 있다.
확장 장치로 환자의 유스타키오관을 확장시키는 방법이, 예를 들어 US 2010/0274188 A1에 설명되어 있다. 환자의 유스타키오관을 확장시키기 위한 가이드 카테터 및 풍선 확장 카테터를 포함하는 장치가 US 2018/0296811 A1에 개시되어 있다.
개선된 풍선 확장 장치를 제공하고, 풍선 확장 장치를 포함한 개선 의료 시스템을 제공하고, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이 목적이다.
풍선 확장 장치에 관하여, 본 목적은 원위 말단 및 근위 말단을 갖는 풍선 확장 장치에 의해 달성된다. 풍선 확장 장치는 핸들, 샤프트, 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 포함한다. 핸들은, 풍선 확장 장치의 근위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 원위 말단을 향해 연장된다. 샤프트는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장되며, 상기 샤프트는 팽창 루멘을 갖는다. 팽창식 풍선은 샤프트에 고정식으로 배열된다. 풍선은 팽창 루멘에 유체 연결되어, 팽창 루멘을 통해 풍선 내로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 풍선이 팽창되고 수축될 수 있다. 적어도 하나의 센서 코일은 샤프트에 배열된다. 적어도 하나의 센서 코일은, 전자기장을 캡처하고 센서 코일의 위치 및 배향을 나타낸 센서 코일 신호를 제공하도록, 구성된다.
본 발명에 따른 풍선 확장 장치는, 환자의 동강 및 유스타키오관을 확장시키는 데 적합하다. 풍선 확장 장치는 동강 또는 유스타키오관을 확장시키기 위해 변형될 필요가 없다. 동강을 확장하거나 유스타키오관을 확장하기 위해, 풍선 확장 장치를 환자의 콧구멍을 통해 삽입하고 동강 또는 유스타키오관으로 안내할 수 있다.
본 발명은 풍선 카테터와 같은 풍선 확장 장치가 최소 침습 수술로 인체를 통해 안내되어야 하고 풍선을 팽창시키기 전에 동강 내에 위치해야 한다는 인식을 포함한다. 풍선 확장 장치를 동강 내에 위치시키기 위해, 일반적으로, 먼저, 가이드 와이어가 인체 내에 삽입되어야 하며, 그 위에 제2 단계에서 풍선 확장 장치가 전진된다. 부화술에 사용되는 일반적인 가이드 와이어는 그 팁에 광원을 갖는다. 가이드 와이어로 동강을 찾기 위해, 외과의는 일반적으로 피부를 통해 외부에서 보이는 바와 같이 밝은 점에 의존해야 한다. 따라서, 외과의는 가이드 와이어 또는 풍선 확장 장치를 안내하는 동안 인체 내에서 가이드 와이어 또는 풍선 확장 장치를 따라갈 수 없다.
본 발명에 따른 풍선 확장 장치는 적어도 하나의 센서 코일이 장착되기 때문에, 인체에 대한 풍선 확장 장치의 위치 및 배향은, 전자기 위치 감지 시스템에 의해 결정될 수 있다. 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향이 위치 감지 시스템과 함께 결정된다. 적어도 하나의 센서 코일의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향이 계산될 수 있다. 위치 감지 시스템에 의해, 적어도 하나의 센서 코일의 위치는, 예를 들어 전자기장을 생성하는 전자기장 발생기에 대해 적어도 하나의 센서 코일을 이동시키면서 결정될 수 있다. 적어도 하나의 센서 코일의 반복적으로 결정된 위치로부터, 위치 감지 시스템에 대해 이동된 풍선 확장 장치의 위치가 결정될 수 있고, 따라서 풍선 확장 장치의 위치는 풍선 확장 장치를 유도하면서 추적될 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 교류 전자기장을 발생시키기 위해 전자기장 발생기를 포함한 전자기 위치 감지 시스템이 사용될 수 있다.
적어도 하나의 센서 코일이 구비된 풍선 확장 장치를 교류 전자기장에 노출시키는 경우에, 적어도 하나의 센서 코일 내에 전류가 유도된다. 적어도 하나의 센서 코일에서 유도된 전류는, 교류 전자기장에서 센서 코일의 위치 및 배향에 따라 달라진다. 따라서, 유도 전류를 나타내는 센서 코일 신호로부터, 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향이 결정될 수 있다. 풍선 확장 장치와 적어도 하나의 센서 코일 사이의 공간 관계, 예를 들어 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 적어도 하나의 센서 코일까지의 상대 거리를 아는 경우에, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향은, 적어도 하나의 센서 코일의 감지된 위치 및 배향에 기초하여 위치 감지 시스템에 의해 계산될 수 있다.
예를 들어, 환자의 신체 내에서 풍선 확장 장치를 탐색하는 외과의를 지원하기 위해, 적어도 하나의 센서 코일이 구비된 풍선 확장 장치의 위치 및 배향이, 이러한 위치 감지 시스템에 의해 감지될 수 있고, 풍선 확장 장치의 위치는, 예를 들어 단층촬영에 의해 수득된 환자의 신체 부위의 단면 이미지로 디스플레이될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 풍선 확장 장치를 사용하는 외과의는, 풍선 확장 장치를 인체를 통해 안내하면서, 풍선 확장 장치의 단면 이미지 및 디지털 표현을 디스플레이하는 모니터 상에서, 인체 내부의 풍선 확장 장치의 위치를 따라갈 수 있다. 유리하게는, 외과의는, 풍선 확장 장치의 이동 방식, 예를 들어 인체 내부의 풍선 확장 장치의 결정된 실제 위치 및 배향에 따라, 신체 부위에 대한 풍선 확장 장치의 인가된 압력 또는 풍선 확장 장치의 각도를 조정할 수 있다.
유리하게는, 적어도 하나의 센서 코일이 구비된 풍선 확장 장치의 위치 및 배향은, 위치 감지 시스템으로 직접 추적될 수 있으므로, 공동을 찾기 위해 가이드 와이어를 초기에 사용하면 더 이상 쓸모 없게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 풍선 확장 장치를 사용하면, 풍선 확장 장치를 풍선 공동 내에 위치시키기 위해 필요한 단계 수가 감소될 수 있고 마찬가지로 수술 시간이 절약될 수 있다.
본 발명에 따른 풍선 확장 장치의 바람직한 구현예에서 설명된다.
본 명세서의 프레임워크 내에서, 유체는 가스 또는 액체일 수 있다. 따라서, 풍선을 팽창시키기 위해, 가스, 예를 들어 공기가 팽창 루멘을 통해 풍선 내로 공급될 수 있거나, 액체가 팽창 루멘을 통해 풍선 내로 공급될 수 있다. 풍선을 팽창시키는 경우에, 풍선과 팽창 루멘은 유체와 연통한다. 마찬가지로, 루멘을 통해, 풍선 내부의 유체를 제거하여, 즉 풍선 밖으로 공급하여 풍선을 수축시킬 수 있다.
팽창 루멘을 통해 풍선 내로 유체를 공급하기 위해, 예를 들어 튜브를 통해 유체 공급원을 팽창 루멘에 부착하기 위한 부착부를 손잡이가 포함하는 것이 유리하다. 팽창 루멘은, 핸들과 샤프트를 통해, 유체 공급원을 부착하기 위한 상기 부착부로부터, 풍선이 팽창 루멘에 유체 연결되는 연결 지점까지 연장될 수 있다.
풍선이 샤프트를 따라 길이 방향으로 이동될 수 없도록, 풍선이 샤프트에 고정식으로 배열되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 샤프트는 핸들에 부착된다. 예를 들어, 샤프트는 적어도 핸들의 일부를 통해 연장될 수 있다. 샤프트는, 또한 핸들의 전체 길이를 따라 풍선 확장 장치의 근위 말단까지 핸들을 통해 연장될 수 있다.
바람직하게는, 샤프트는 80 mm 내지 220 mm의 길이를 갖는다. 샤프트가 90 mm 내지 180 mm의 길이를 갖는 경우 유리할 수 있다. 다양한 응용을 위해, 샤프트가 110 mm 내지 140 mm, 예를 들어 130 mm의 길이를 갖는 경우 유익하다. 샤프트 길이는, 풍선 확장 장치의 원위 말단과 핸들의 원위 말단 사이의 거리를 지칭하며, 따라서 샤프트의 가시적인 부분을 지칭한다.
특히, 샤프트는 1.2 mm 내지 1.8 mm의 외경을 가질 수 있다. 샤프트가 1.2 mm 내지 1.6 mm의 외경을 갖는 경우 유리하다. 다양한 응용을 위해, 샤프트가 1.2 mm 내지 1.4 mm의 외경을 갖는 경우에 유익하다. 샤프트는 다양한 섹션을 가질 수 있으며, 섹션은 상이한 외경을 갖는다. 예를 들어, 샤프트가 가단성 팁 영역을 갖는 경우, 가단성 팁 영역에서, 샤프트는, 샤프트의 나머지 부분의 외경보다 작은 외경을 가질 수 있다. 샤프트는 하나의 조각, 예를 들어 하나의 하이포 튜브로 만들어질 수 있다. 샤프트가 상이한 조각, 예를 들어 하나의 하이포 튜브가 다른 하나의 하이포 튜브의 루멘의 내부에 적어도 부분적으로 배열될 수 있도록, 선택되는 상이한 외경을 갖는 두 개의 하이포 튜브를 포함하는 것이 또한 가능하다.
위에서 지정된 치수를 갖는 샤프트는 콧구멍 내로 삽입되고, 수축된 풍선이 샤프트에 배열되는 동강 또는 유스타키오관으로 안내되는 데 적합하다.
샤프트는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 스틸 또는 니티놀로 만들어진 적어도 하나의 하이포 튜브를 포함할 수 있다. 일반적으로, 하이포 튜브는, 하이포 튜브의 원하는 기계적 특성을 제공해야 하는 길이를 따라 미세-조작된 특징부를 갖는, 긴 금속 튜브이다. 샤프트가 하나 이상의 하이포 튜브를 포함하는 경우에, 하이포 튜브는 상이한 재료로 제조될 수 있다.
풍선 확장 장치의 사용 중에 예상되는 외력이 샤프트의 소성 변형을 야기하지 않도록, 샤프트가 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 샤프트는, 샤프트가 공동 또는 통로 내로 삽입되는 경우에 통상적으로 발생하는 크기의 외부 힘에 노출될 때에 소성 변형되지 않아야 한다. 그러나, 샤프트는, 수술 중에 통상적으로 발생하는 외력이 샤프트에 가해지는 경우에 탄성 변형되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 힘의 해제 후에, 샤프트는 그의 안착 위치로 복귀한다.
핸들은, 바람직하게는 100 mm 내지 200 mm, 바람직하게는 120 mm 내지 130 mm의 길이를 갖는다. 다양한 응용을 위해, 샤프트와 핸들이 유사한 길이를 갖는 것이 유리하다.
원위 말단으로부터 근위 말단까지, 풍선 확장 장치는 180 mm 내지 440 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 그러나, 풍선 확장 장치의 총 길이는 200 mm 내지 300 mm인 것이 바람직하다.
샤프트는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 가단성 팁 영역을 갖는 것이 특히 바람직하다. 샤프트가 가단성 팁 영역을 갖는 경우, 팽창식 풍선은, 바람직하게는 가단성 팁 영역의 샤프트에 고정식으로 배열된다. 풍선은 풍선 확장 장치의 원위 말단에 인접한 가단성 팁 영역에 배열되는 것이 바람직하다.
특히, 전술한 바와 같은 치수(길이 및 직경)를 갖는 샤프트는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선이 고정식으로 배열되는 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 가단성 팁 영역을 가질 수 있다.
가단성 팁 영역은 10 mm 내지 60 mm의 길이를 가질 수 있다. 가단성 팁 영역의 길이가 20 mm 내지 50 mm인 것이 유리하다. 다양한 구현예에서, 가단성 팁 영역은 25 mm 내지 35 mm, 예를 들어 30 mm의 길이를 갖는다. 가단성 팁 영역의 길이는 샤프트의 길이에 포함되고, 따라서 샤프트 길이에 추가되지 않는다. 특히, 가단성 팁 영역에서, 샤프트는 샤프트의 나머지 부분에서의 외경보다 작은 외경을 가질 수 있다.
가단성 팁 영역은, 예를 들어 샤프트를 열 처리함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트가 스틸로 만들어진 하이포 튜브를 포함하는 경우에, 샤프트는 가단성 팁 영역을 제조하기 위해 그의 원위 말단에서 어닐링될 수 있다. 예를 들어, 샤프트가 하나의 조각으로 만들어지는 경우, 샤프트는 선택된 영역, 예를 들어 풍선 확장 장치의 팁에 인접한 영역에서 어닐링되어 가단성 팁 영역을 생성할 수 있다.
샤프트는 완전히 어닐링된 내부 하이포 튜브 및 외부 하이포 튜브를 포함할 수 있다. 내부 하이포 튜브는 외부 하이포 튜브의 루멘 내부에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 따라서, 내부 하이포 튜브는 외부 하이포 튜브의 루멘 내로 부분적으로만 연장될 수 있거나, 외부 하이포 튜브의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 바람직하게는, 외부 하이포 튜브는 핸들에 부착된다.
바람직하게는, 외부 하이포 튜브의 길이는 샤프트의 총 길이보다 짧다. 특히, 풍선 확장 장치의 원위 말단 앞에 외부 하이포 튜브가 끝나는 것이 바람직하다. 외부 튜브가 풍선 확장 장치의 원위 말단 앞에 끝나는 경우, 내부 하이포 튜브의 적어도 일부가 외부 하이포 튜브의 원위 말단로부터 풍선 확장 장치의 원위 말단까지 연장되는 것이 바람직하다. 따라서, 샤프트의 총 길이는, 내부 및 외부 하이포 튜브의 가시적 부분의 길이의 합이다.
외부 하이포 튜브의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 원위 말단까지 연장되는 내부 하이포 튜브의 부분, 즉 내부 하이포 튜브의 가시적 부분은, 바람직하게는 샤프트의 가단성 팁 영역을 형성한다. 완전히 어닐링된 내부 하이포 튜브, 및 일반적으로 인체를 통해 안내되는 경우에 샤프트에 작용하는 외력 하에서 소성 변형되지 않도록 구성되는 외부 하이포 튜브를 포함한 샤프트의 장점은, 가단성 팁 영역의 길이가 높은 정확도로 설계될 수 있다는 것이다. 따라서, 가단성 팁 영역의 시작점이 매우 정확하게 선택되고 구현될 수 있다.
샤프트가 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함하는 경우, 풍선 확장 장치의 풍선은 바람직하게는 내부 하이포 튜브에만 부착된다.
어닐링 후, 즉 열처리 후, 샤프트의 가단성 팁 영역은, 바람직하게는 최대 750 Nmm-2의 최종 인장 강도를 갖는 재료로 만들어진다. 샤프트가 샤프트의 나머지 부분에서와 같이 가단성 팁 영역에 상이한 재료 또는 재료 조성을 포함하는 것도 가능하다. 그러나, 샤프트는 단지 하나의 재료 또는 재료 조성으로 만들어지고, 가단성 팁 영역은 그 영역에서 샤프트의 열처리에 의해 생성되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 가단성 팁 영역에서, 샤프트는, 샤프트의 나머지 부분의 형상을 변형시키지 않고 소성 변형될 수 있다. 따라서, 샤프트의 가단성 팁 영역의 형상은, 풍선 확장 장치를 사용한 수술에 적합한 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 샤프트의 가단성 팁 영역에 각도가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 샤프트의 팁은 샤프트의 나머지 부분에 대해 일정 각도로 배열될 수 있다. 수술하는 동안에, 샤프트는 특정 통로, 예를 들어 제1 통로로부터 분기하는 통로에 진입하기에 적합한 각도로, 샤프트의 팁을 위치시키도록 회전될 수 있다.
샤프트의 가단성 팁 영역을 소성 성형하기 위해, 즉 가단성 팁 영역의 새로운 안착 위치를 구현하기 위해, 샤프트의 가단성 팁 영역을 소성 변형하기에 충분한 외력이 샤프트의 가단성 팁 영역에 가해질 수 있다.
바람직하게는, 샤프트의 나머지 부분에 대해 가단성 팁 영역 형상을 변경하기 위해, 샤프트의 가단성 팁 영역에 가하는 데 필요한 외력의 양은, 여전히 부비동 내로 삽입하는 동안에 샤프트에 통상적으로 작용하는 힘보다 크다. 따라서, 샤프트의 가단성 팁 영역이 원하는 형상으로 형성된 후에, 가단성 팁 영역은, 원하는 동강 내로 삽입하는 동안에 형상을 소성 변화시키지 않을 것이다. 그러나, 장치를 사용하는 동안에 가단성 팁 영역의 탄성 변형이 발생할 수 있다.
샤프트의 가단성 팁 영역이, 수술 중에 통상적으로 발생하는 힘보다 더 큰 외력이 인가될 경우에만 변형될 수 있다면, 샤프트를 공동 또는 통로 내로 삽입하는 동안에 샤프트의 가단성 팁 영역은 탄성적으로만 변형된다. 따라서, 수술 동안에 외력을 해제한 이후에, 샤프트의 가단성 팁 영역은 그의 사전 정의된 안착 위치로 복귀한다.
샤프트의 가단성 팁 영역을 원하는 형상으로 소성 성형하기 위해, 외부 성형 도구가 사용될 수 있다. 성형 도구는, 샤프트의 가단성 팁 영역을 삽입하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 이러한 성형 도구는, 샤프트의 나머지 부분에 대한 샤프트의 가단성 팁 영역의 성형을 위해 샤프트의 가단성 팁 영역에 외력을 인가하는 데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 성형 도구는, 샤프트의 가단성 팁 영역을 사전 고정된 형상 중 하나로 성형하기 위한 다수의 사전 고정된 성형 위치 옵션을 포함한다. 이러한 사전 고정된 형상 위치는 특정 동강에 접근하기 위해, 예를 들어 상악동에 접근하기 위해 120~130도, 전두동에 접근하기 위해 70~90도, 및 접형동에 접근하기 위해 10~15도의 굽힘 각도로, 필요한 적절한 각도에 대해 정의될 수 있다. 성형 도구는 바람직하게는 탄성 변형으로 인해 잠재적 반동 또는 스프링 백을 고려하도록 설계된다.
풍선 확장 장치의 원위 말단에서, 샤프트는 둥글고 평활한 팁을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 인체의 조직 또는 다른 신체 부분이 풍선 확장 장치로 수술하는 동안에 손상될 가능성이 적기 때문에 유리하다.
바람직하게는, 적어도 하나의 센서 코일은 풍선 확장 장치의 원위 말단에서 샤프트에 배열되거나 적어도 원위 말단에 가깝게 배열된다. 이는, 풍선 확장 장치를 안내하고 위치시키기 위해, 통상적으로 적어도 하나의 센서 코일이 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열되는 경우에 높은 정확도로 달성될 수 있는 풍선 확장 장치의 팁의 위치가 결정되어야 하기 때문에 바람직하다. 또한, 샤프트가 가단성 팁을 포함하는 경우, 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열되거나 원위 말단에 적어도 가깝게 배열되는 적어도 하나의 센서 코일은, 일반적으로 외부 힘 아래에서 샤프트의 나머지 부분에 대해 가장 구부러지는 샤프트의 해당 지점에 배열된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 센서 코일은, 풍선 확장 장치의 근위 말단까지 이어지고 센서 코일 신호를 송신하도록 구성된, 전기 배선에 연결된다. 전기 배선은, 예를 들어 전기 연결부에서, 풍선 확장 장치를 위치 감지 시스템에 연결하는 케이블에 연결될 수 있다.
하나의 센서 코일로, 일반적으로 다섯 개의 자유도, 즉 세 개의 병진 및 두 개의 회전이 감지될 수 있다. 감지된 병진 및 회전에 기초하여, 센서 코일의 위치 및 배향이 결정될 수 있다. 그러나, 센서 코일의 길이 방향 축 주위의 회전은 감지될 수 없다. 이러한 제6 자유도는, 예를 들어 제1 센서 코일에 대해 0이 아닌 각도로 배열되는 제2 센서 코일의 위치와 배향을 동시에 결정함으로써, 얻어질 수 있다.
다양한 구현예에서, 풍선 확장 장치가, 추가적으로 적어도 하나의 센서 코일에, 샤프트에 배열된 제2 센서 코일을 포함하는 경우에 유리하다. 바람직하게는, 제2 센서 코일은 적어도 하나의 센서 코일로부터 길이 방향으로의 거리에서 변위된다. 따라서, 제1 센서 코일 및 제2 센서 코일이 서로 0이 아닌 각도로 배열되는 상황에서, 각각의 센서 코일의 각각의 길이 방향 축 주위에서 회전을 나타내는 각각의 회전 자유도는, 각각의 다른 센서 코일에 대해 결정된 위치 및 배향으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 센서 코일이 샤프트에 배열될 수 있어서, 그의 가단성 팁 영역에서 샤프트를 소성 성형한 이후에, 두 개의 센서 코일의 각각의 길이 방향 축은 서로 0이 아닌 각도를 갖는다.
제2 센서 코일은, 제1 센서 코일로부터 팁을 향하거나 핸들을 향하여 길이 방향으로 더 변위될 수 있다.
다양한 구현예에서, 풍선은 두 개의 센서 코일 사이에 배열되는 것이 바람직하다. 특히, 샤프트가 가단성 팁 영역을 갖는 경우, 제2 센서 코일은 가단성 팁 영역에 인접한 샤프트에 배열되는 것이 바람직하다. 따라서, 가단성 팁 영역을 구부릴 경우에, 제2 센서 코일은, 굽힘을 따르지 않지만, 예를 들어 샤프트 및 핸들의 나머지 부분에 대해 고정된 상태로 유지된다. 그러나, 가단성 팁 영역에, 예를 들어 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열된 제1 센서 코일은, 굽힘을 따르고, 따라서 제2 센서 코일에 대한 각도를 변화시킨다. 제1 센서 코일의 결정된 위치 및 배향으로부터 그리고 제2 센서 코일의 결정된 위치 및 배향으로부터, 가단성 팁 영역 내의 샤프트의 굽힘이 계산될 수 있고, 따라서 가단성 팁 영역 내의 샤프트의 형상이 모니터 상에서 재구성되고 시각화될 수 있다.
풍선 확장 장치는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 중앙 루멘을 가질 수 있다. 바람직하게는, 중앙 루멘은 풍선 확장 장치의 원위 말단과 근위 말단 사이에서 연장되고, 풍선 확장 장치의 원위 말단에 있는 원위 개구, 및 풍선 확장 장치의 근위 말단에 있는 근위 개구를 갖는다. 즉, 중앙 루멘은, 바람직하게는 풍선 확장 장치의 원위 말단에서의 샤프트의 개구로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단에서의 핸들 개구까지 연장된다. 풍선 확장 장치의 근위 말단에 있는 개구에서, 예를 들어 센서 코일 및/또는 형광 투시 감지 가능한 마커를 구비한 마커 캐리어, 광섬유 또는 흡입 튜브를 중앙 루멘 내로 삽입하기 위한 부착부가, 핸들에 제공될 수 있다.
바람직하게는, 중앙 루멘은 0.5 mm 내지 1.0 mm의 직경을 갖는다. 중앙 루멘이 0.6 mm 내지 1.0 mm의 직경을 갖는 경우 유리할 수 있다. 다양한 구현예에서, 중앙 루멘이 0.7 mm 내지 1.0 mm의 직경을 갖는 경우 유익하다. 마찬가지로, 중앙 루멘의 직경은, 샤프트의 내경을 구성하거나, 샤프트가 하이포 튜브를 포함하는 경우에는 하이포 튜브의 내경을 구성한다.
중앙 루멘은 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리하게는 마커 캐리어는 중앙 루멘 내에 제거 가능하게 배열될 수 있다. 마커 캐리어는 적어도 하나의 센서 코일을 포함하며, 따라서 풍선 확장 장치를 위치 감지 시스템에 연결하는 데 사용될 수 있다. 위치 및 배향이 이전에 위치 감지 시스템으로 결정될 수 없었던 풍선 확장 장치는, 위치 감지 시스템과 함께 사용될 수 있다. 마커 캐리어와 함께 풍선 확장 장치를 사용하는 외과의는, 풍선 확장 장치를 인체 내부의 공동에 안내하는 위치 감지 시스템에 의해 지원 받을 수 있다. 풍선 확장 장치를, 예를 들어 동강 내에 위치시킨 이후에, 마커 캐리어를 제거할 수 있고 중앙 루멘을 다른 목적으로 사용할 수 있다. 통과 가능한 루멘은, 예를 들어 흡입 및 관류 목적을 위해, 즉 액체, 예를 들어 약물을 동강 내로 삽입하거나 동강으로부터 액체를 제거하기 위해 사용될 수 있다.
특히, 풍선 확장 장치가 중앙 루멘을 포함하는 경우에, 풍선 확장 장치는, 제거 가능하게 내부에 배열되고 중앙 루멘의 길이를 따라 연장된, 마커 캐리어를 포함하는 것이 바람직하다. 마커 캐리어가 적어도 하나의 센서 코일을 포함하는 것이 더 바람직하다. 풍선 확장 장치가 동강 내부에 위치하는 경우에, 적어도 하나의 센서 코일은 자주 더 이상 필요하지 않으며, 풍선 확장 장치 내의 공간을 필요로 하지 않도록 중앙 루멘으로부터 마커 캐리어의 일부로서 제거될 수 있다. 마커 캐리어를 갖는 풍선 확장 장치는, 위치 감지 시스템 내에서 직접 사용될 수 있도록 교정 상태로 전달될 수 있다. 수술 전에 적어도 하나의 센서 코일을 풍선 확장 장치의 원위 팁에 교정하는 것은 필요하지 않다. 예를 들어, 교정 데이터는, 위치 감지 시스템과 관련하여 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 위치 감지 시스템 내로 제공되고 이에 의해 사용될 수 있다.
예를 들어, 중앙 루멘 내에 배열된 마커 캐리어는, 근위 말단 및 원위 말단을 갖는 마커 캐리어일 수 있으며, 마커 캐리어는, 교류 전자기장을 포착하도록 구성된 적어도 하나의 센서 코일을 포함한다. 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향은 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다. 적어도 하나의 센서 코일은 마커 캐리어의 원위 말단에 배열되거나 마커 캐리어의 원위 말단에 적어도 가깝게 배열된다. 유리하게는, 적어도 하나의 센서 코일은, 그 다음 마찬가지로 그의 중앙 루멘 내에 배열된 마커 캐리어를 갖는 풍선 확장 장치의 원위 말단에 또는 이에 적어도 가깝게 배열된다. 바람직하게는, 마커 캐리어의 원위 말단 영역은, 적어도 하나의 센서 코일이 마커 캐리어의 원위 말단 영역 내에 배열되도록, 마커 캐리어의 원위 말단으로부터 적어도 하나의 센서 코일의 근위 말단까지 연장된다. 마커 캐리어의 원위 말단 영역은, 풍선 확장 장치의 샤프트의 가단성 팁 영역과 동일한 길이를 가질 수 있다. 마커 캐리어의 원위 말단 영역은 또한, 마커 캐리어의 원위 말단 영역이 샤프트의 가단성 팁 영역 내에 놓이도록, 풍선 확장 장치의 샤프트의 가단성 팁 영역보다 더 작은 길이를 가질 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 센서 코일이 배열되는 원위 말단 영역에서, 마커 캐리어는, 적어도 하나의 섹션에서 10 Nmm² 미만의 굽힘 강성을 갖는다.
또한, 마커 캐리어의 적어도 하나의 센서 코일은, 센서 코일 신호를 송신하기 위해 마커 캐리어의 근위 말단까지 이어지는 전기 배선에 연결되는 것이 바람직하다.
전기 배선은, 마커 캐리어의 근위 말단에 위치한 전기 연결부에 연결될 수 있으며, 전기 연결부는 위치 감지 시스템의 케이블에 마커 캐리어를 연결하는 역할을 한다.
바람직하게는, 마커 캐리어의 적어도 하나의 센서 코일은, 센서 코일의 직경보다 적어도 열 배 더 큰 길이를 갖는다. 바람직하게는, 적어도 하나의 센서 코일은 2 mH 내지 4 mH인 유도를 갖는다.
마커 캐리어는, 풍선 확장 장치를 위치 감지 시스템과 함께 사용하기 위해, 풍선 확장 장치의 중앙 루멘 내에 제거 가능하게 배열될 수 있는 보조 장치이다. 풍선 확장 장치의 중앙 루멘에 배열되는 마커 캐리어로 인해, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향은 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다.
바람직하게는, 풍선 확장 장치의 풍선은 10 mm 내지 25 mm의 길이를 갖는다. 풍선이 15 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 경우 유리할 수 있다. 다양한 구현예에서, 18 mm의 길이가 바람직하다.
풍선은, 예를 들어 폴리에스테르 또는 나일론 또는 폴리우레탄으로 제조될 수 있다. 특정 응용 분야에서, 풍선이 폴리우레탄 또는 실리콘으로 만들어지는 경우 유리하다.
바람직하게는, 팽창되는 경우에, 풍선은 3 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 8 mm, 보다 더 바람직하게는 6 mm의 최대 직경을 갖는다. 또한, 풍선은 최대 12 기압의 팽창 압력을 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
특히, 다양한 구현예에서, 풍선이 최대 120도의 각도로 여러 번 굽힘을 견디도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 풍선이 샤프트의 가단성 팁 영역에 배열되고 따라서 외력 하에 샤프트의 굽힘에 노출되는 경우에 특히 중요하다.
풍선 확장 장치는, 유리하게는 풍선 부화술에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 풍선 확장 장치는 인체 내부에서 풍선을 팽창시킴으로써 막힌 부비동의 치료에 사용될 수 있다. 풍선 확장 장치는 적어도 하나의 센서 코일이 장착되기 때문에, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향은 전자기 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있으면서, 외과의는 풍선 확장 장치를 인체 내부에 안내하고 위치시킨다. 유리하게는, 풍선 확장 장치의 위치는, 예를 들어 3D 모델의 환자의 단면 이미지로 디스플레이되어, 외과의가 풍선 확장 장치를 환자의 신체 내부에 안내하고 위치시키는 것을 보조할 수 있다.
의료 시스템과 관련하여, 전술한 목적은, 풍선 확장 장치, 위치 감지 시스템, 유체 공급원, 및 모니터를 포함한 시각화 유닛을 포함하는, 의료 시스템에 의해 달성된다. 풍선 확장 장치는 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 갖는다. 위치 감지 시스템은, 풍선 확장 장치의 적어도 하나의 센서 코일에 의해 제공된 센서 코일 신호에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하도록 구성된다. 유체 공급원은, 유체를 풍선 내로 공급하기 위해 풍선 확장 장치에 부착된다. 시각화 유닛은, 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 모니터 상에서 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 시각화하도록 구성된다.
바람직하게는, 의료 시스템의 풍선 확장 장치는, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 풍선 확장 장치의 구현예 중 하나에 따라 구성된다.
특히, 시각화 유닛이, 환자의 신체 일부의 수술 전 수득된 모델 또는 이미지와 함께, 모니터 상에서 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 시각화하도록 구성되는 것이 바람직하다. 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 시각화하는 것은, 풍선 확장 장치의 일부, 예를 들어 아이콘으로서 시각화될 수도 있는 풍선 확장 장치 팁의 디지털 표현을 시각화하는 것을 지칭한다.
의료 시스템은, 장치 형상 재구성 유닛을 포함할 수 있다. 장치 형상 재구성 유닛은, 위치 감지 시스템에 의해 결정된 바와 같이 풍선 확장 장치의 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 형상을 재구성하도록 구성된다. 시각화 유닛은, 바람직하게는 풍선 확장 장치를 그의 재구성된 형상으로 시각화하도록 구성된다. 바람직하게는, 장치 형상 재구성 유닛은, 풍선 확장 장치의 샤프트를 따라 서로로부터 상대적 거리에 배열된 적어도 두 개의 센서 코일에 대해 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 형상을 재구성하도록 구성된다. 특히, 적어도 두 개의 센서 코일에 대해 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 두 개의 센서 코일 사이에 놓이는 풍선 확장 장치의 부분의 형상이 재구성될 수 있다. 추가 센서 코일, 예를 들어 제3 및 제4 센서 코일이 샤프트에 배열되는 경우에, 예를 들어 스플라인 보간에 필적하는 형상을 재구성하는 정확도가 개선될 수 있다. 특히, 샤프트가 가단성 팁 영역을 포함하는 경우, 적어도 하나의 코일이 팁에, 따라서 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열되는 것이 바람직하다. 적어도 제2 센서 코일은, 바람직하게는 가단성 팁 영역에 인접하게 배열된다. 예를 들어, 형상화 도구에 의해 가해지는 외력 하에서, 제1 센서 코일이 제2 센서 코일에 대해 변위되도록, 가단성 팁 영역은 구부러진다. 제2 센서 코일에 대한 제1 센서 코일의 변위는, 이들 두 개의 센서 코일 사이에 놓이는 샤프트 부분의 굽힘 정도가 결정되고 가단성 팁 영역에서 샤프트의 형상이 결정될 수 있도록, 제1 센서 코일이 그들 각각의 길이 방향 축에 관해 제2 센서 코일에 대해 0가 아닌 각도로 위치한다. 결정된 굽힘 정도는, 장치 형상 재구성 유닛으로 재구성될 시 샤프트의 굽힘을 고려하여 모니터 상에서 풍선 확장 장치의 디지털 표현을 시각화하는 데 사용될 수 있다.
유체 공급원이, 풍선을 팽창시키거나 수축시키기 위해 유체 공급원에 의해 제공되는 유체의 물리적 양을 측정하기 위해, 적어도 하나의 유체 센서를 포함하는 것이 유리하다. 바람직하게는, 적어도 하나의 유체 센서는, 측정된 물리량을 나타내는 유체 센서 신호를 제공하도록 구성된다. 특히, 유체 공급원이 적어도 하나의 유체 센서를 포함하는 경우, 의료 시스템은 바람직하게는 풍선 형상 계산 유닛을 포함한다.
풍선 형상 계산 유닛은, 유체 공급원의 적어도 하나의 유체 센서에 의해 제공된 유체 센서 신호에 기초하여, 풍선의 형상을 계산하도록 구성된다. 유체 센서는, 팽창 압력을 측정하기 위한 팽창 압력 센서일 수 있다. 유체 센서는, 또한 풍선 내로 공급된 유체의 양을 측정하기 위한 유체 부피 센서일 수 있다. 풍선 내로 또는 풍선 밖으로 공급된 유체의 양 및/또는 측정된 팽창 압력으로부터, 특히 풍선 기하 구조의 제약을 추가로 고려할 시, 풍선의 형상은 풍선 형상 계산 유닛에 의해 계산될 수 있다.
특히, 의료 시스템이 풍선 형상 계산 유닛을 포함하는 경우, 시각화 유닛은, 풍선 형상 계산 유닛에 의해 계산된 풍선 형상을 갖는 풍선 확장 장치를 시각화하도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 풍선 확장 장치는, 풍선 형상 계산 유닛에 의해 계산된 바와 같이 팽창 또는 수축 상태의 풍선으로 가시화될 수 있다.
상기 방법과 관련하여, 전술한 목적은 풍선 확장 장치의 위치와 배향을 결정하기 위한 방법에 의해 달성된다.
상기 방법은,
- 전자기장을 생성하는 단계,
- 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 갖는 풍선 확장 장치를 전자기장에 노출시키는 단계,
- 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향을 감지하는 단계,
- 적어도 하나의 센서 코일의 감지 위치와 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치와 배향을 결정하는 단계, 및
- 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 모니터 상에서 시각화하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 풍선 확장 장치의 적어도 일부, 예를 들어 장치 팁의 디지털 표현은, 환자의 이미지, 예를 들어 수술 전 또는 수술 중 단층촬영에 의해 수득된 단면 이미지와 함께 모니터 상에서 시각화된다. 이는, 환자의 각각의 이미지에서 풍선 확장 장치의 디스플레이된 위치 상에서 자체 지향시키면서, 외과의가 풍선 확장 장치를 인체 내에서 안내시킨다.
바람직하게는, 상기 방법은,
- 수축된 풍선으로 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 팽창된 풍선으로 풍선 확장 장치의 미래 위치 및 배향을 계산하는 단계, 또는
- 팽창된 풍선으로 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 수축된 풍선으로 풍선 확장 장치의 미래 위치 및 배향을 계산하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
팽창되거나 수축된 풍선으로 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향은, 풍선 확장 장치의 미래 위치를 계산하는 데 사용될 수 있다. 풍선 확장 장치의 계산된 미래 위치는, 가능한 미래 상태에서, 예를 들어 공동 내부의 가능한 미래 위치에 위치한 풍선 확장 장치를 시각화하는 데 사용될 수 있다. 이에 따라, 외과의는 풍선 확장 장치의 특정 위치, 예를 들어 공동 내에서 풍선 확장 장치의 풍선을 팽창시키거나 수축시키는 결과를 미리 확인할 수 있다. 또한, 풍선 확장 장치의 미래 위치를 계산하기 위해 풍선 기하 구조뿐만 아니라 풍선 내로 공급되는 측정 팽창 압력 및/또는 유체의 양을 고려할 수 있다. 따라서, 외과의는 풍선 확장 장치 내부, 예를 들어 동강의 특정 부분에서 풍선을 팽창시키거나 수축시킨 결과를 추정할 수 있다. 외과의가, 가능한 미래 결과에 대해 확신하지 못하는 경우, 외과의는 풍선 확장 장치의 실제 위치를 수정하여, 풍선 확장 장치의 향후 추가 위치가 풍선 확장 장치의 이러한 변경된 실제 위치로부터 시작하여 계산될 수 있도록 할 수 있다.
풍선 확장 장치의 가능한 미래 위치를 계산하는 단계에 추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명에 따른 방법은,
- 적어도 하나의 센서 코일의 감지된 위치 및 배향 그리고 풍선 확장 장치의 샤프트에 배열되는 제2 센서 코일의 감지된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 적어도 일부의 형상을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 및 제2 센서 코일의 위치 및 배향은 동시에 결정된다.
바람직하게는, 제2 센서 코일은 적어도 하나의 센서 코일로부터 길이 방향으로의 거리에서 변위된다. 풍선 확장 장치가 가단성 팁 영역을 포함하는 경우, 적어도 하나의 센서 코일이 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열되는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어, 성형 도구를 사용하여, 샤프트가 가단성 팁 영역에서 구부러지는 경우, 바람직하게는, 가단성 팁 영역에 배열된 적어도 하나의 센서 코일은 샤프트의 나머지 부분에 대해 변위된다. 따라서, 풍선 확장 장치의 적어도 일부, 특히 가단성 팁 영역 내의 샤프트의 형상을 결정하기 위해, 제1 센서 코일이 제2 센서 코일에 대해 또한 변위되도록, 제2 센서 코일이 가단성 팁 영역 외부의 샤프트에, 바람직하게는 가단성 팁 영역에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 그 다음, 제2 센서 코일은 구부러지지 않고 유지되는 샤프트의 나머지 부분의 위치 및 배향을 나타내고, 그의 가단성 팁 영역에서 샤프트의 굽힘을 결정하기 위한 기준을 제공한다.
따라서, 제1 및 제2 센서 코일의 위치 및 배향을 결정할 때에, 두 개의 센서 코일은 서로에 대한 일정 각도로 배열된다. 가단성 팁 영역에서 샤프트가 구부러지는 상태에서 서로 일정 각도로 변위되는 두 개의 센서 코일의 위치 및 배향으로부터, 구부러진 샤프트를 갖는 풍선 확장 장치의 형상이 결정될 수 있다. 그 다음, 방법은
- 적어도 하나의 센서 코일 및 제2 센서 코일의 위치 및 배향에 기초하여 결정된 바와 같은 형상으로 풍선 확장 장치를 시각화하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 이는, 외과의로 하여금, 굽힘 샤프트를 갖는 풍선 확장 장치의 실제 형상을 볼 수 있게 하고 그에 따라 풍선 확장 장치의 사용을 조정시킨다. 외과의가 풍선 확장 장치를 모니터 상에서 실제 형상으로 볼 수 있는 경우, 외과의는 공동 또는 통로 내의 실제 위치가 풍선을 팽창시키는 데 적합한지 여부를 보다 신뢰성 있게 결정할 수 있다.
선택적으로, 방법은,
- 인가된 팽창 압력 및/또는 풍선에 공급된 유체의 양에 기초하여, 풍선의 형상을 시각화하는 단계를 포함할 수 있다.
따라서, 외과의는 환자의 이미지에서 팽창된 풍선이 있는 풍선 확장 장치를 볼 수 있다. 팽창 압력 및/또는 풍선으로의 유체 공급량을 증가시키면서 모니터 상의 팽창 상태를 따르는 것도 가능하다. 바람직하게는, 풍선의 3D 형상은 환자의 3D 모델에서 시각화된다. 3D 모델은, 예를 들어 환자의 다수의 2D 컴퓨터 단층 촬영(CT) 직교 뷰를 중첩시킴으로써 생성될 수 있다.
방법은,
- 풍선 확장 장치의 결정된 위치와 배향에 기초하여, 풍선을 실제로 팽창시키기 전에 팽창된 풍선의 미리보기를 시각화하는 단계를 포함할 수 있다.
팽창 전에 팽창된 풍선의 미리보기를 시각화할 수 있다. 유리하게는, 외과의는, 풍선의 팽창이 원하는 효과를 생성하는지 여부를 추정할 수 있고, 그렇지 않으면 풍선 확장 장치의 위치를 변경할 수 있다.
풍선 확장 장치는 풍선 부화술에 사용될 수 있다.
풍선 확장 장치는 유스타키오관 확장에 사용될 수 있다.
다음에서, 본 발명의 바람직한 구현예가 도면과 관련하여 설명된다. 도면 중,
도 1은 풍선 확장 장치의 원위 말단에 배열된 센서 코일 및 풍선을 갖는 풍선 확장 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 길이 방향 단면도에서, 마커 캐리어를 갖는 풍선 확장 장치를 개략적으로 나타내고, 마커 캐리어는 풍선 확장 장치의 샤프트를 따라 길이 방향으로 변위되는 두 개의 센서 코일을 갖는다.
도 3은 센서 코일 및 풍선을 갖는 풍선 확장 장치를 포함한 의료 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위한 방법을 나타내는 흐름도를 나타낸다.
도 5는 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함한 샤프트를 갖는 풍선 확장 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 풍선 확장 장치의 샤프트를 개략적으로 나타내고, 샤프트는 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함한다.
도 7은 풍선 확장 장치의 샤프트를 길이 방향 단면도로 개략적으로 나타내고, 샤프트는 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함한다.
도 8은 풍선 확장 장치의 샤프트를 개략적으로 나타내고, 샤프트는 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함한다.
도 9는 풍선 확장 장치의 샤프트를 길이 방향 단면도로 개략적으로 나타내고, 샤프트는 내부 및 외부 하이포 튜브를 포함한다.
도 1은 풍선(102), 및 풍선 확장 장치(100)의 원위 말단(106)에 배열된 센서 코일(미도시)을 갖는 풍선 확장 장치(100)를 개략적으로 나타낸다.
풍선 확장 장치(100)는 동강 및 유스타키오관을 팽창시키는 데 사용될 수 있다.
풍선 확장 장치(100)는 샤프트(108)를 포함하고, 샤프트(108)는 하이포 튜브(110)를 포함한다. 하이포 튜브(110)는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 스틸, 또는 니티놀로 제조될 수 있다. 하이포 튜브(110)는 1.4 mm의 외경을 갖는다. 나타내지 않은 다양한 다른 구현예에서, 풍선 확장 장치는 1.2 mm 내지 1.5 mm의 외경을 갖는 하이포 튜브로 실현된다. 하이포 튜브(110)는 0.8 mm의 직경을 갖는 중앙 루멘(보이지 않음)을 가지므로, 하이포 튜브의 내경을 구성한다. 나타내지 않은 다양한 다른 구현예에서, 풍선 확장 장치는 0.7 mm 내지 1.0 mm의 내경을 갖는 하이포 튜브로 실현된다. 대안적으로, 샤프트는, 중앙 루멘 없이, 예를 들어 바람직하게는 풍선 확장 장치의 원위 말단에서 또는 그에 가깝게 샤프트 내에 내장되거나 샤프트에 부착되는 적어도 하나의 센서 코일로 실현될 수 있다. 대안적으로, 풍선 확장 장치(100)의 샤프트는, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9와 관련하여 설명되는 샤프트와 동일한 방식으로 구성될 수 있으며, 따라서 내부 및 외부 하이포 튜브가 있다.
하이포 튜브(110)는 핸들(112)에 부착되고, 핸들은 풍선 확장 장치(100)의 근위 말단(114)으로부터 풍선 확장 장치(100)의 원위 말단(106)을 향해 연장된다. 중앙 루멘은, 예를 들어 (하나 이상의 센서 코일이 구비된) 마커 캐리어, 광 섬유 또는 흡입 튜브를 삽입하기 위한 부착부(116)까지 핸들(112)을 통해 연장된다. 핸들(112)은 130 mm의 길이 L1 및 19 mm의 직경 D1을 갖는다.
핸들(112)은, 예를 들어 튜브를 통해 풍선 확장 장치에 유체 공급원(미도시)을 부착하기 위한 부착부(118)를 포함한다. 부착부(118)로부터, 팽창 루멘(보이지 않음)은, 풍선 확장 장치(100)의 원위 말단(106)에 인접하게 배열된 풍선(102) 내로 또는 그 밖으로 유체를 공급하기 위한 연결 지점(보이지 않음)까지, 핸들(112)과 샤프트(108)를 통해 연장된다. 풍선(102)은 팽창 루멘을 통해 풍선(102) 내로 유체를 공급함으로써 팽창될 수 있다. 각각, 풍선(102)은 팽창 루멘을 통해 풍선(102) 밖으로 유체를 공급함으로써 수축될 수 있다.
팽창되는 경우에, 풍선은 6 mm의 직경 D2를 갖는다. 나타내지 않은 다른 구현예에서, 팽창된 상태에서 풍선의 직경은 상이할 수 있는데, 예를 들어 직경은 3 mm 내지 10 mm에 놓일 수 있다. 풍선(102)은 샤프트(108)에 고정식으로 배열되고 18 mm의 길이 L2를 갖는다. 그러나, 다양한 구현예에서, 풍선은, 예를 들어 10 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 15 mm 내지 20 mm인 상이한 길이를 가질 수 있다.
샤프트(108)는 128 mm의 길이 L3을 갖는다. 풍선 확장 장치(100)의 원위 말단(106)으로부터 풍선 확장 장치(100)의 근위 말단(114)을 향해 연장되고, 샤프트(108)는, 30 mm의 길이 L4를 갖는 가단성 팁 영역(122)을 포함한다. 바람직하게는, 샤프트(108)의 가단성 팁 영역(122)은 샤프트(108)의 열처리에 의해 생성된다.
128 mm의 길이를 갖는 샤프트를 포함한 풍선 확장 장치는 또한, 상이한 길이, 예를 들어 10 mm 내지 60 mm, 바람직하게는 20 mm 내지 50 mm, 보다 더 바람직하게는 25 mm 내지 35 mm의 길이를 갖는 가단성 팁 영역을 가질 수 있다. 풍선 확장 장치는 또한, 상이한 길이, 예를 들어 1.2 mm 내지 1.8 mm, 바람직하게는 1.2 mm 내지 1.6 mm, 보다 더 바람직하게는 1.2 mm 내지 1.4 mm의 길이를 갖는 샤프트를 가질 수 있다. 1.2 mm 내지 1.8 mm의 길이를 갖는 샤프트를 포함한 풍선 확장 장치는 또한, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 가단성 팁 영역을 가질 수 있으며, 가단성 팁 영역은 10 mm 내지 60 mm의 길이를 갖는다.
풍선 확장 장치(100)는 센서 코일이 장착되기 때문에, 풍선 확장 장치(100)의 위치 및 배향은 위치 감지 시스템(미도시)으로 결정될 수 있다. 특히, 풍선 확장 장치(100)의 위치 및 배향은, 센서 코일의 결정된 위치 및 배향을 사용하여 계산될 수 있다. 따라서, 풍선 확장 장치(100)는 교류 전자기장에 노출되어서 전류가 센서 코일 내에 유도되도록 한다. 유도 전류는 교류 전자기장에 대한 센서 코일의 위치 및 배향에 의존한다. 전류가 유도되는 경우에, 센서 코일 신호는 센서 코일로부터 위치 감지 시스템으로, 예를 들어 센서 코일을 위치 감지 시스템에 연결하는 케이블을 통해 전달된다. 센서 코일 신호는, 위치 감지 시스템에 의해 처리되어 센서 코일의 위치 및 배향을 결정할 수 있다. 센서 코일의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 계산된 위치 및 배향을 갖는 경우, 풍선 확장 장치의 위치는, 외과의가 인체 내부의 풍선 확장 장치를 탐색하는 것을 지원하기 위해 환자의 영상에 디스플레이될 수 있다.
도 2는 길이 방향 단면도에서, 마커 캐리어(202)를 갖는 풍선 확장 장치(200)를 개략적으로 도시하며, 마커 캐리어(202)는 샤프트(208)를 따라 길이 방향으로 변위되는 두 개의 센서 코일(204, 206)을 포함한다.
마커 캐리어(202)는 중앙 루멘(210)에 배열되고, 중앙 루멘(210)은 풍선 확장 장치(200)의 원위 말단(212)으로부터 풍선 확장 장치(200)의 근위 말단(214)까지 연장된다. 마커 캐리어(202)는 중앙 루멘(210)의 전체 길이를 통해 연장되고, 예를 들어 풍선 확장 장치(200)를, 예를 들어 동강 내에 위치시킨 이후에, 풍선 확장 장치(200)의 근위 말단(214)에서 개구(216)를 통해 루멘으로부터 제거될 수 있다. 중앙 루멘(210)은, 또한 풍선 확장 장치(200)의 원위 말단에 개구(218)를 갖기 때문에, 마커 캐리어(202)를 제거한 이후에, 중앙 루멘(210)이 흡입 또는 관류 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 마커 캐리어(202)를 중앙 루멘으로부터 제거한 이후에, 흡입 튜브는 부비동으로부터 점액을 배액하기 위해 중앙 루멘(210) 내로 삽입될 수 있다. 중앙 루멘(210)은, 샤프트(208)를 통해 그리고 풍선 확장 장치(200)의 원위 말단(212)로부터 풍선 확장 장치(200)의 근위 말단(214)까지 핸들(220)을 통해 연장된다. 예시로서, 샤프트는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 하나의 하이포 튜브를 포함할 수 있거나, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 또는 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 내부 및 외부 하이포 튜브를 가질 수 있다.
또한, 팽창 루멘(미도시)은 풍선 확장 장치(200)의 근위 말단(214)으로부터 연결 지점(미도시)까지 연장된다. 연결 지점에서, 팽창 루멘은 샤프트(208)에 배열된 풍선(222)에 유체 연결된다. 팽창 루멘을 통해, 풍선(222)을 각각 팽창시키고 수축시키기 위해, 유체가 풍선 내로 또는 풍선 밖으로 공급될 수 있다.
풍선(222)은 샤프트(208)의 가단성 팁 영역(224) 내에 배열된다. 가단성 팁 영역에서, 샤프트는, 예를 들어 동강에서, 풍선 확장 장치(200)의 접근 통로 및 위치 설정을 용이하게 하도록 소성 변형될 수 있다.
제1 센서 코일(204)은 풍선 확장 장치(200)의 원위 말단(212)에 배열되어, 샤프트가 가단성 팁 영역(224)에서 소성 변형되는 경우에, 예를 들어 성형 도구를 사용하여, 센서 코일(204)이 샤프트의 나머지 부분에 대해 변위되도록 한다.
제2 센서 코일(206)은 샤프트에 배열되나 가단성 팁 영역(224)에 인접한다. 따라서, 샤프트(208)가 가단성 팁 영역(224)에서 구부러지더라도, 제2 센서 코일(206)은 샤프트(208)의 나머지 부분에 대해 변위되지 않는다. 따라서, 제2 센서 코일의 위치 및 배향은, 구부러지지 않은 채로 유지되는 샤프트 부분의 위치 및 배향을 나타낸다. 그러나, 가단성 팁 영역(224)에서 샤프트를 소성 변형시키는 경우에, 제1 센서 코일(204)은 제2 센서 코일(206)에 대해 변위되어, 두 개의 센서 코일(204, 206)은 그들의 길이 방향 축 사이에 밀폐되고 0이 아닌 각도를 갖는다.
제1 및 제2 센서 코일(204, 206)의 위치 및 배향을 결정함으로써, 샤프트(208)의 굽힘 정도는 두 개의 센서 코일(204, 206) 각각의 결정된 위치 및 배향으로부터 계산될 수 있다. 특히, 두 개의 센서 코일(204, 206) 사이에 놓이는 샤프트의 그 섹션에서, 풍선 확장 장치의 형상은 두 개의 센서 코일(204, 206) 각각의 결정된 위치 및 배향에 기초하여 재구성될 수 있다. 풍선 확장 장치의 재구성된 형상을 사용하여, 풍선 확장 장치(200)는 모니터 상에서, 구부러진 가단성 팁 영역(224)을 갖는 그의 실제 형상으로 시각화될 수 있다.
이는, 예를 들어 동강 내부에 위치한 풍선 확장 장치(200)의 실제 위치 및 형상에 기초하여, 외과의가 동강 내부의 풍선(222)을 팽창시키거나 수축시킬 때를 보다 신뢰성 있게 결정할 수 있기 때문에 유리하다.
도 3은, 풍선 확장 장치(302)를 포함한 의료 시스템(300)을 개략적으로 나타내며, 풍선 확장 장치(302)는 센서 코일(304) 및 풍선(306)을 포함한다.
풍선 확장 장치(302)는, 도 1을 참조하여 설명된 풍선 확장 장치, 또는 도 2를 참조하여 설명된 풍선 확장 장치, 또는 도 5를 참조하여 설명된 풍선 확장 장치와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
풍선 확장 장치(302)는 튜브를 통해 유체 공급원(308)에 연결된다. 유체 공급원은 유체, 즉 가스 또는 액체를 제공하도록 구성된다. 풍선(306)을 팽창시키기 위해, 유체가 풍선(306) 내로 공급된다. 유체 공급원(308)은, 풍선 내로 공급되는 유체의 물리량을 측정하기 위한 유체 센서(310)를 선택적으로 포함한다. 유체 센서는, 팽창 압력을 측정하기 위한 팽창 압력 센서, 또는 풍선 내로 또는 풍선 밖으로 공급된 유체의 양을 측정하기 위한 유체 부피 센서일 수 있다. 또한, 두 센서 모두가 동시에 존재할 수 있다. 유체 공급원이 포함한 하나 이상의 유체 센서에 추가적으로 또는 대안적으로, 풍선 확장 장치 그 자체는 하나 이상의 유체 센서를 가질 수 있다. 풍선 확장 장치의 이들 유체 센서는 마찬가지로 팽창 압력 센서 또는 유체 부피 센서일 수 있다. 풍선 확장 장치는, 또한 풍선의 형상을 직접 감지하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 유체 공급원(308)의 유체 센서(310) 및 풍선 확장 장치(302) 자체에 의해 포함된 유체 센서는(존재하는 경우) 측정된 유체의 물리량을 나타내는 유체 센서 신호를 제공하도록 구성된다.
유체의 측정된 물리량을 나타내는 유체 센서 신호는, 예를 들어 케이블 또는 무선을 통해 풍선 형상 계산 유닛(312)으로 전달될 수 있다. 풍선 형상 계산 유닛(312)은, 유체 공급원(308)의 유체 센서(310)에 의해 제공된 유체 센서 신호에 기초하여, 풍선(306)의 형상을 계산하도록 구성된다. 유체의 물리량을 측정하기 위한 유체 센서(310)가 의료 시스템(300) 내에 존재하지 않는 경우, 또한 풍선 형상 계산 유닛(312)이 존재할 필요가 없고, 이는 따라서 선택적인 요소이다.
풍선 형상 계산 유닛(312)은 시각화 유닛(314)에 연결되고, 시각화 유닛(314)은 바람직하게는, 계산된 풍선 형상에 접근하여 사용하도록 구성된다. 따라서, 시각화 유닛(314)은, 특히 풍선 형상 연산 유닛(308)에 의해 계산된 풍선 형상을 갖는 풍선 확장 장치(302)를 모니터(316) 상에서 시각화하기 위해, 계산된 풍선 형상을 처리하도록 구성된다.
의료 시스템(300)은, 센서 코일(304)에 의해 제공된 센서 코일 신호에 기초하여, 풍선 확장 장치(302)의 위치 및 배향을 결정하기 위해 위치 감지 시스템(318)을 포함한다. 바람직하게는, 센서 코일(304)은 풍선 확장 장치(302)의 원위 말단에서 풍선 확장 장치(302)의 샤프트에 배열된다. 위치 감지 시스템(318)은 교류 전자기장을 발생시키기 위한 전자기장 발생기(미도시)를 포함할 수 있다. 풍선 확장 장치(302)의 위치 및 배향을 결정하기 위해, 센서 코일(304)이 구비된 풍선 확장 장치(302)는, 센서 코일(304) 내에 전류가 유도되도록 교류 전자기장에 노출된다. 전류가 유도되는 경우에, 센서 코일 신호 각각은, 예를 들어 케이블을 통해 또는 무선으로 위치 감지 시스템(318)에 송신될 수 있다. 위치 감지 시스템(318)은, 풍선 확장 장치(302)의 위치 및 배향을 계산하기 위해, 수신된 센서 코일 신호를 처리하도록 구성된다. 이는, 종종 센서 코일 신호에 의해 표시된 위치 및 배향이 결정되고, 풍선 확장 장치(302)의 팁에 대한 센서 코일을 교정하여 위치 감지 시스템(318)에 대한 풍선 확장 장치(302)의 위치 및 배향을 계산함으로써, 수득된 변환 기능과 함께 사용된다.
위치 감지 시스템(318)은 시각화 유닛(314)에 연결된다. 시각화 유닛(314)은, 위치 감지 시스템(318)에 의해 결정된 바와 같이, 풍선 확장 장치(302)의 위치 및 배향에 기초하여, 모니터(316) 상에서 풍선 확장 장치(302)의 적어도 일부, 예를 들어 풍선 확장 장치 팁의 디지털 표현을 시각화하도록 구성된다. 바람직하게는, 풍선 확장 장치(302)의 디지털 표현은, 환자의 이미지와 함께 시각화되어, 풍선 확장 장치(302)를 인체 내에서 가이드하면서 외과의가 풍선 확장 장치(302)를 취급할 수 있도록 지원한다.
특히, 풍선 확장 장치(302)가 여러 개의 센서 코일, 바람직하게는, 풍선 확장 장치(302)의 샤프트의 길이를 따라 배열되고 분포된 적어도 두 개의 센서 코일을 포함하는 경우에, 의료 시스템은 장치 형상 재구성 유닛(320)을 선택적으로 포함할 수 있다. 장치 형상 재구성 유닛(320)은 위치 감지 시스템(318) 및 시각화 유닛(314)에 연결된다. 장치 형상 재구성 유닛(320)은, 위치 감지 시스템(318)에 의해 결정된 센서 코일(304)의 위치 및 배향에 기초하여 풍선 확장 장치(302)의 형상을 재구성하도록 구성된다. 특히, 장치 형상 재구성 유닛(320)은, 풍선 확장 장치(302)에 존재하는 각각의 센서 코일에 대한 결정된 위치 및 배향에 접근하고, 풍선 확장 장치(302)의 형상을 재구성하기 위한 센서 코일의 결정된 위치 및 배향을 처리하도록, 구성된다.
바람직하게는, 장치 형상 재구성 유닛(320)이 존재하는 경우에, 시각화 유닛(314)은 풍선 확장 장치(302)를 그의 재구성된 형상으로 시각화하도록 구성된다. 특히, 풍선 확장 장치의 형상은 그의 가단성 팁 영역에서 샤프트의 가능한 굽힘을 고려하여 재구성될 수 있다.
도 4는 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위한 방법을 나타내는 흐름도를 나타낸다. 다음에 설명된 방법은, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같은 의료 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
상기 방법은,
- 전자기장을 생성하는 단계(S1),
- 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 갖는 풍선 확장 장치를 전자기장에 노출시키는 단계(S2),
- 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향을 감지하는 단계(S3),
- 적어도 하나의 센서 코일의 감지 위치와 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치와 배향을 결정하는 단계(S4), 및
- 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 모니터 상에서 풍선 확장 장치의 적어도 일부의 디지털 표현을 시각화하는 단계(S5)를 포함한다.
도 5는, 풍선(502), 샤프트(504), 핸들(506) 및 적어도 하나의 센서 코일(미도시)을 포함한 풍선 확장 장치(500)를 나타낸다.
샤프트(504)는, 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)으로부터 풍선 확장 장치(500)의 근위 말단(510)을 향해 연장되고 팽창 루멘(보이지 않음)을 갖는다. 샤프트(504)는 내부 하이포 튜브(512) 및 외부 하이포 튜브(514)를 포함한다. 내부 하이포 튜브(512)는, 외부 하이포 튜브(514)의 루멘의 직경과 같거나 더 작은 외경을 갖는다. 내부 하이포 튜브(512)는 외부 하이포 튜브(514)의 루멘 내부에 적어도 부분적으로 배열된다. 적어도 외부 하이포 튜브(514)와 함께, 샤프트(504)는 핸들(506)에 부착된다. 외부 하이포 튜브(514)는 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)까지 연장되지 않지만 그 앞에 종료된다. 내부 하이포 튜브(512)는 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)까지 연장된다. 따라서, 샤프트(504)의 총 길이는, 외부 하이포 튜브(514)의 가시 부분 및 내부 하이포 튜브(512)의 가시 부분의 길이의 합이다.
내부 하이포 튜브(512)는 최대 750 N/mm2의 최종 인장 강도를 갖도록 완전히 어닐링된다. 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)과 외부 하이포 튜브(514)의 원위 말단 사이에서 연장된 내부 하이포 튜브(512)의 부분, 즉 내부 하이포 튜브(512)의 가시 부분은, 샤프트의 가단성 팁 영역(516)을 형성한다.
가단성 팁 영역(516)에서, 팽창식 풍선(502)은 샤프트(504)에 고정식으로 배열되는데, 즉 샤프트(504)의 내부 하이포 튜브(512)에 부착된다. 풍선(502)은 가단성 팁 영역(516)의 길이와 대략 동일한 길이를 갖는다. 이에 따라, 가단성 팁 영역(516)에서 샤프트(504)를 소성 변형시키는 경우에, 풍선(502) 자체도 그에 따라 변형된다. 특히, 가단성 팁 영역(516)이 전형적으로 일정 각도를 갖도록 형성되는 경우, 풍선(502), 또한 대응하는 굽힘을 나타낸다.
풍선(502)은 풍선 확장 장치(500)의 팽창 루멘에 유체 연결되어, 팽창 루멘을 통해 풍선(502) 내로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 풍선(502)이 팽창되고 수축될 수 있다. 풍선(502)을 팽창시키기 위한 유체는, 핸들(506)에 배열된 부착부(518)에서, 팽창 루멘으로, 예를 들어 튜브를 통해 연결된 유체 공급원(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 팽창 루멘은 유체를 풍선(502) 내로 또는 풍선 밖으로 공급하기 위한 연결 지점(보이지 않음)까지 핸들(506)과 샤프트(504)를 통해 부착부(518)로부터 연장된다.
풍선 확장 장치(500)는 중앙 루멘(보이지 않음)을 포함한다. 중앙 루멘은, 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)에서의 내부 하이포 튜브(512)의 개구로부터 핸들(506)에 배열된 부착부(520)까지 연장된다. 대안적으로, 중앙 루멘은 핸들(506)과 샤프트를 통해 부착부(520)로부터 연장되고 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508) 앞에서 종료될 수 있다. 그 구현예에서, 샤프트는 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)에서 폐쇄될 수 있는데, 즉, 이 경우에 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)에는 개구가 존재하지 않는다.
중앙 루멘에서, 전자기장을 캡처하고 센서 코일의 위치 및 배향을 나타낸 센서 코일 신호를 제공하도록 구성된 적어도 하나의 센서 코일(미도시)이 배열된다. 적어도 하나의 센서 코일에 의해, 풍선 확장 장치(500)는, 전자기장에서 풍선 확장 장치(500)의 위치 및 배향을 결정하도록 구성된 위치 감지 시스템에 연결될 수 있다.
적어도 하나의 센서 코일은, 또한 풍선 확장 장치(500)의 중앙 루멘 내부에 배열되는 마커 캐리어에 포함될 수 있다. 특히, 부착부(520)를 통해, 예를 들어 두 개의 센서 코일을 포함한 마커 캐리어가 중앙 루멘 내에 삽입되어 중앙 루멘 내부에 제거 가능하게 배열될 수 있다.
마커 캐리어가 전자기장을 포착하도록 구성된 적어도 하나의 센서 코일을 포함하는 경우, 센서 코일의 위치 및 배향은 전자기 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다. 특히, 마커 캐리어의 적어도 하나의 센서 코일은, 풍선 확장 장치(500)의 위치를 추적하기 위해, 풍선 확장 장치(500)를 위치 감지 시스템에 연결하는 데 사용될 수 있다. 풍선 확장 장치(500)를 위치 감지 시스템에 연결함으로써, 외과의가 풍선 확장 장치(500)를 탐색하는 것을 돕기 위해, 환자의 모델의 단면 이미지에서 풍선 확장 장치(500)의 위치를 디스플레이하는 것이 가능하다. 마커 캐리어는 중앙 루멘 내부에 제거 가능하게 배열될 수 있기 때문에, 공동 내에 풍선 확장 장치(500)를 위치시킨 이후에, 마커 캐리어는 중앙 루멘으로부터 제거될 수 있고, 예를 들어 흡입 튜브가 중앙 루멘 내에 삽입될 수 있다.
센서 코일을 포함한 마커 캐리어가 중앙 루멘 내부에 배열되는 경우, 바람직하게는, 하나의 센서 코일이 적어도 풍선 확장 장치(500)의 원위 말단(508)에 배열되고, 제2 코일이 가단성 팁 영역(516)에 인접하여, 즉 외부 하이포 튜브(514)가 존재하는 샤프트(504)의 그 부분에 배열된다. 바람직하게는, 마커 캐리어의 센서 코일은, 샤프트의 가단성 팁 영역이 소성 변형되는 경우, 두 개의 코일의 길이 방향 축 사이에 0이 아닌 각도로 되도록 중앙 루멘 내부에 배열된다. 서로에 대한 두 개의 센서 코일의 결정된 위치 및 배향으로부터, 특히 가단성 팁 영역(516)에서 샤프트(504)의 굽힘을 결정하고, 소성 변형된 가단성 팁 영역을 갖는 샤프트를 갖는 풍선 확장 장치(500)의 형상을 재구성하는 것이 가능하다.
도 6은 내부 하이포 튜브(602) 및 외부 하이포 튜브(504)를 갖는 샤프트(600)를 나타낸다. 샤프트(600)는, 풍선 확장 장치, 예를 들어 도 1에 대해 설명된 바와 같은 풍선 확장 장치 또는 도 5에 대해 설명된 바와 같은 풍선 확장 장치의 핸들(미도시)에 부착될 수 있다.
내부 하이포 튜브(602)는 완전히 어닐링된다. 외부 하이포 튜브(604)는, 수술 중에 샤프트에 통상적으로 작용하는 정도의 외력이 외부 하이포 튜브(604)에 가해지면 소성 변형되지 않도록, 구성된다. 내부 하이포 튜브(602)는 외부 하이포 튜브(604)의 루멘 내부에 적어도 부분적으로 배열된다.
외부 하이포 튜브(604)는 샤프트(600)의 원위 말단(606) 앞에 종료된다. 내부 하이포 튜브(602)는, 샤프트의 총 길이가 내부 하이포 튜브(602)와 외부 하이포 튜브(604)의 가시적 부분의 합이 되도록, 샤프트(600)의 원위 말단(606)까지 연장된다.
외부 하이포 튜브(604)의 원위 말단으로부터 샤프트(600)의 원위 말단(606)까지 연장된 내부 하이포 튜브(602)의 부분은, 샤프트(600)의 가단성 팁 영역(608)을 형성한다. 특히, 가단성 팁 영역(608)에서, 샤프트는, 예를 들어 성형 도구를 사용하여 소성 변형될 수 있다. 종래 수술, 그의 가단성 팁 영역(608) 내의 샤프트는, 샤프트의 형상이 풍선 확장 장치로 수행될 특정 절차에 적합하도록 소성 변형되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 가단성 팁 영역(608)에서의 상이한 절차를 위해, 샤프트(600)는 샤프트의 나머지 부분에 대해, 즉 외부 하이포 튜브(604)에 대해 구체적으로 선택된 각도를 갖도록 소성 변형될 수 있다. 예를 들어, 특정 공동에 접근하기에 적합한 몇몇 미리 고정된 형상 위치를 갖는 성형 도구가 예를 들어 사용될 수 있다.
가단성 팁 영역(608)에서 샤프트(600)에 고정된 팽창식 풍선(610)이 있다. 풍선(610)은, 가단성 팁 영역(608)의 길이에 대응하는 길이를 갖는다. 풍선(610)은 샤프트(600)의 팽창 루멘(보이지 않음)에 유체 연결되어, 팽창 루멘을 통해 풍선(600) 내로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 풍선(610)이 팽창되고 수축될 수 있다.
샤프트(600)에서, 적어도 하나의 센서 코일(보이지 않음)이 배열되고, 적어도 하나의 센서 코일은 전자기장을 포착하고 전자기장에서 센서 코일의 위치 및 배향을 나타내는 센서 코일 신호를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 샤프트(600)는 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 샤프트(600)에 배열된 두 개의 센서 코일을 포함할 수 있다.
도 7에서, 샤프트(700)는 길이 방향 단면도로 나타나 있고, 샤프트(700)는, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 배열되고 구성된 내부 하이포 튜브(702) 및 외부 하이포 튜브(704)를 갖는다. 또한, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 샤프트(700)에 고정식으로 배열된 풍선(706)이 있다.
샤프트(700)는 중앙 루멘(708) 및 팽창 루멘(보이지 않음)을 갖는다. 중앙 루멘(708)에서, 두 개의 센서 코일(710, 712)이 배열된다. 제1 센서 코일(710)은 샤프트(700)의 원위 말단(714)에 배열되고, 제2 센서 코일(712)은 샤프트(700)의 가단성 팁 영역(716)에 인접하게 배열된다. 가단성 팁 영역(716)이 샤프트(700)의 나머지 부분에 대해 일정 각도를 갖도록 소성 변형되는 경우, 바람직하게는, 두 개의 센서 코일은 그의 길이 방향 축이 0이 아닌 각도가 되도록 변위된다.
각각의 센서 코일(710, 712)은, 샤프트(700)의 근위 말단을 향해 각각의 센서 코일(710, 712)로부터 이어지는 전기 배선(미도시)에 연결된다. 바람직하게는, 샤프트(700)가 풍선 확장 장치의 핸들에 부착되면, 전기 배선은, 풍선 확장 장치를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 케이블에 전기 배선이 연결될 수 있는 풍선 확장 장치의 전기 연결부까지 이어진다. 전기 배선을 통해, 센서 코일(710, 712)에 의해 제공된 센서 코일 신호는, 각각의 센서 코일 신호를 분석함으로써, 각각의 센서 코일(710, 712)의 위치 및 배향을 결정하도록 구성된 위치 감지 시스템에 송신될 수 있다. 두 개의 센서 코일의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 샤프트(700)의 휨을 결정하고, 샤프트(700)의 가단성 팁 영역(716)이 소성 성형되는 경우에 샤프트(700)의 실제 형상을 재구성하는 것이 가능하다.
센서 코일(710, 712)은, 풍선 확장 장치를 위치 감지 시스템에 연결하기 위해 샤프트(700)의 중앙 루멘(708) 내부에 제거 가능하게 배열된 마커 캐리어의 일부일 수 있다.
샤프트가, 샤프트의 길이를 따라 분포된 센서 코일(710, 712) 또는 추가 센서 코일 중 하나만을 포함하는 것도 가능하다.
도 8에서, 완전히 어닐링된 내부 하이포 튜브(802) 및 외부 하이포 튜브(804)를 갖는 샤프트(800)가 나타나 있다. 외부 하이포 튜브(804)는, 수술 중에 샤프트(800)에 통상적으로 작용하는 정도의 외력이 외부 하이포 튜브(804)에 가해지면 소성 변형되지 않도록, 구성된다. 샤프트(800)는, 풍선 확장 장치, 예를 들어 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 풍선 확장 장치 또는 도 5를 참조하여 설명된 바와 같은 풍선 확장 장치의 핸들(미도시)에 부착될 수 있다.
내부 하이포 튜브(802)는 외부 하이포 튜브(804)의 루멘에 적어도 부분적으로 배열된다. 외부 하이포 튜브(804)는 샤프트(800)의 원위 말단(806) 앞에 종료된다. 완전히 어닐링된 내부 하이포 튜브(802)는 샤프트(800)의 원위 말단(806)까지 연장되고, 외부 하이포 튜브(804)의 원위 말단으로부터 샤프트(800)의 원위 말단(806)까지 연장된 내부 하이포 튜브(802)의 부분은, 샤프트(800)의 가단성 팁 영역(808)을 형성한다.
가단성 팁 영역(808)에서, 풍선(810)은 샤프트(800)에 고정식으로 배열된다. 풍선(810)은 샤프트(800)의 팽창 루멘(보이지 않음)에 유체 연결되어, 팽창 루멘을 통해 풍선(800) 내로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 풍선(810)이 팽창되고 수축될 수 있다.
풍선(810)은 샤프트의 원위 말단(806)에 인접하게 배열되고, 가단성 팁 영역의 길이보다 작은 길이를 갖는다. 그 결과, 풍선(810)의 근위 말단은, 가단성 팁 영역(808)의 근위 말단 앞에 종료되어, 풍선(810)이 배열되지 않는 내부 하이포 튜브(802)의 노출된 섹션(812)이 존재하도록 한다. 바람직하게는, 내부 하이포 튜브(802)의 노출된 섹션(812)은, 가단성 팁 영역(808)이 가단성 팁 영역(808)을 형성하기 위해 여러 번 소성 변형될 수 있는 굽힘 섹션을 형성한다.
가단성 팁 영역(808)이 샤프트(800)의 나머지 부분, 즉 외부 하이포 튜브(804)에 대한 일정 각도를 갖도록, 가단성 팁 영역(808)이 노출된 섹션(812)에서 변형되는 경우에, 풍선(810)이 배열된 가단성 팁 영역(808)의 나머지 부분은 그의 형상을 유지할 수 있다. 유리하게는, 이에 따라, 풍선(810) 자체는 가단성 팁 영역(808)을 성형함으로써 기계적으로 스트레스를 받지 않으며, 그의 풍선 형상을 유지할 수 있다.
샤프트(800)에서, 적어도 하나의 센서 코일(보이지 않음)이 배열된다. 예를 들어, 샤프트(800)는 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이 샤프트(800)에 배열된 두 개의 센서 코일을 포함할 수 있다.
도 9는 길이 방향 단면도로 샤프트(900)를 나타내고, 샤프트(900)는 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이 배열되고 구성되는, 완전히 어닐링된 내부 하이포 튜브(902) 및 외부 하이포 튜브(904)를 갖는다.
샤프트(900)는 중앙 루멘(906) 및 팽창 루멘(보이지 않음)을 갖는다. 중앙 루멘(906)에서, 두 개의 센서 코일(908, 910)은, 제1 코일(908)이 샤프트(900)의 원위 말단(912)에 배열되고 제2 코일(910)이 가단성 팁 영역(914)에 인접하게 배열되도록, 배열된다. 두 개의 센서 코일(908, 910)은, 두 개의 센서 코일(908, 910)을 위치 감지 시스템에 연결하기 위한 전기 배선(미도시)에 연결된다. 센서 코일(908, 910)에 의해 제공된 센서 코일 신호로부터, 센서 코일 각각의 위치 및 배향은 연결된 위치 감지 시스템으로 결정될 수 있다.
가단성 팁 영역(914)에서, 풍선(916)은 샤프트(900)에 고정식으로 배열되고 팽창 루멘에 유체 연결되어, 풍선(916)이 팽창 루멘을 통해 풍선(916) 내로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 팽창되고 수축될 수 있도록 한다.
도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 풍선(912)은 샤프트(900)의 원위 말단(912)에 인접하게 배열되고, 외부 하이포 튜브(904)의 원위 말단 앞에서 종료된다. 이에 의해, 풍선(916)의 근위 말단과 가단성 팁 영역(914)의 근위 말단 사이에서 연장된 내부 하이포 튜브(902)의 섹션(918)이 노출되고, 즉 외부로부터 볼 수 있다. 특히, 노출된 섹션(918)에서, 샤프트는 가단성 팁 영역(914)을 형성하도록 소성 변형되어 샤프트(900)의 나머지 부분에 대한 일정 각도를 가질 수 있다.

Claims (28)

  1. 원위 말단 및 근위 말단을 갖는 풍선 확장 장치로서, 상기 풍선 확장 장치는,
    - 풍선 확장 장치의 근위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 원위 말단을 향해 연장되는 핸들,
    - 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장되는 샤프트로서, 상기 샤프트는 팽창 루멘을 갖는, 샤프트,
    - 샤프트에 고정식으로 배열되고, 팽창 루멘을 통해 풍선으로 또는 풍선 밖으로 유체를 공급함으로써 풍선이 팽창되고 수축될 수 있도록 풍선이 팽창 루멘에 유체 연결되는 팽창식 풍선, 및
    - 샤프트에 배열되고, 전자기장을 포착하고 센서 코일의 위치 및 배향을 나타낸 센서 코일 신호를 제공하도록 구성되는 적어도 하나의 센서 코일을 포함하는 풍선 확장 장치.
  2. 제1항에 있어서, 샤프트는 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장되는 가단성 팁 영역을 갖되, 팽창식 풍선은 가단성 팁 영역의 샤프트에 고정식으로 배열되는, 풍선 확장 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 센서는 풍선 확장 장치의 원위 말단에서 샤프트에 배열되는, 풍선 확장 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 적어도 한 항에 있어서, 샤프트에 배열되는 제2 센서 코일을 포함하되, 제2 센서 코일은 적어도 하나의 센서 코일로부터 길이 방향으로 일정 거리에서 변위되는, 풍선 확장 장치.
  5. 제4항에 있어서, 샤프트는, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 가단성 팁 영역을 갖고, 제2 센서 코일은 가단성 팁 영역에 인접한 샤프트에 배열되는, 풍선 확장 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 적어도 한 항에 있어서, 풍선 확장 장치의 원위 말단으로부터 풍선 확장 장치의 근위 말단을 향해 연장된 중앙 루멘을 갖되, 중앙 루멘은 풍선 확장 장치의 원위 말단에 있는 원위 개구, 및 풍선 확장 장치의 근위 말단에 있는 근위 개구를 갖는, 풍선 확장 장치.
  7. 제6항에 있어서, 중앙 루멘은 0.5 mm 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.6 mm 내지 1.0 mm, 더욱 더 바람직하게는 0.7 mm 내지 1.0 mm의 직경을 갖는, 풍선 확장 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 중앙 루멘의 길이를 따라 연장되고, 그 내부에서 제거 가능하게 배열되는 마커 캐리어를 포함하되, 마커 캐리어는 적어도 하나의 센서 코일을 포함하는, 풍선 확장 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 적어도 한 항에 있어서, 샤프트는 80 mm 내지 220 mm, 바람직하게는 90 mm 내지 180 mm, 보다 더 바람직하게는 110 mm 내지 140 mm, 예를 들어 130 mm의 길이를 갖는, 풍선 확장 장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 적어도 한 항에 있어서, 가단성 팁 영역은 10 mm 내지 60 mm, 바람직하게는 20 mm 내지 50 mm, 보다 더 바람직하게는 25 mm 내지 35 mm, 예를 들어 30 mm의 길이를 갖는, 풍선 확장 장치.
  11. 제2항 내지 제10항 중 적어도 한 항에 있어서, 가단성 팁 영역에서, 샤프트는 최대 720 Nmm-2의 최종 인장 강도를 갖는 재료로 만들어진, 풍선 확장 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 적어도 한 항에 있어서, 샤프트는 1.2 mm 내지 1.8 mm, 바람직하게는 1.2 mm 내지 1.6 mm, 보다 더 바람직하게는 1.2 mm 내지 1.4 mm의 외경을 갖는, 풍선 확장 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 적어도 한 항에 있어서, 풍선 확장 장치의 원위 말단에서, 샤프트는 둥글고 평활한 팁을 갖는, 풍선 확장 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 적어도 한 항에 있어서, 풍선은 10 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 15 mm 내지 20 mm, 보다 더 바람직하게는 18 mm의 길이를 갖는, 풍선 확장 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 적어도 한 항에 있어서, 팽창되는 경우, 풍선은 3 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 8 mm, 보다 더 바람직하게는 6 mm의 최대 직경을 갖는, 풍선 확장 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 적어도 한 항에 있어서, 풍선은 최대 12 기압의 팽창 압력을 유지하도록 구성되는, 풍선 확장 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 적어도 한 항에 있어서, 핸들은, 유체 공급원을 팽창 루멘에 부착하기 위한 부착부를 포함하되, 팽창 루멘은, 풍선이 상기 팽창 루멘에 유체 연결되는 연결 지점까지 연장되는, 풍선 확장 장치.
  18. 의료 시스템으로서,
    - 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 갖는 풍선 확장 장치,
    - 풍선 확장 장치의 적어도 하나의 센서 코일에 의해 제공된 센서 코일 신호에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치와 배향을 결정하기 위한 위치 감지 시스템,
    - 풍선 내로 유체를 공급하기 위해 풍선 확장 장치에 부착된 유체 공급원, 및
    - 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 모니터 상에서 시각화하기 위한 시각화 유닛을 포함하는, 의료 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    - 위치 감지 시스템에 의해 결정된 풍선 확장 장치의 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 형상을 재구성하기 위한 장치 형상 재구성 유닛을 포함하되,
    시각화 유닛은 그의 재구성된 형상으로 풍선 확장 장치를 시각화하도록 구성되는, 의료 시스템.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 유체 공급원은, 유체 공급원에 의해 제공된 유체의 물리적 양을 측정하고 측정된 물리적 양을 나타낸 유체 센서 신호를 제공하기 위해, 적어도 하나의 유체 센서를 포함하되, 의료 시스템은,
    - 유체 공급원의 적어도 하나의 유체 센서에 의해 제공된 유체 센서 신호에 기초하여, 풍선의 형상을 계산하도록 구성된 풍선 형상 계산 유닛을 포함하되,
    시각화 유닛은, 풍선 형상 계산 유닛에 의해 계산된 풍선 형상을 갖는 풍선 확장 장치를 시각화하도록 구성되는, 의료 시스템.
  21. 풍선 확장 장치의 위치 및 배향을 결정하기 위한 방법으로서,
    - 전자기장을 생성하는 단계,
    - 팽창식 풍선 및 적어도 하나의 센서 코일을 갖는 풍선 확장 장치를 전자기장에 노출시키는 단계,
    - 적어도 하나의 센서 코일의 위치 및 배향을 감지하는 단계,
    - 적어도 하나의 센서 코일의 감지 위치와 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 위치와 배향을 결정하는 단계, 및
    - 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 적어도 일부를 모니터 상에서 시각화하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    - 수축된 풍선으로 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 팽창된 풍선으로 풍선 확장 장치의 미래 위치 및 배향을 계산하는 단계, 또는
    - 팽창된 풍선으로 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 수축된 풍선으로 풍선 확장 장치의 미래 위치 및 배향을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    - 적어도 하나의 센서 코일의 감지된 위치 및 배향에 기초하여, 그리고 풍선 확장 장치의 샤프트에 배열된 제2 센서 코일의 위치 및 배향에 기초하여, 풍선 확장 장치의 적어도 일부의 형상을 결정하되, 제2 센서 코일은 적어도 하나의 센서 코일로부터 길이 방향의 거리로 변위되는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    - 적어도 하나의 센서 코일 및 제2 센서 코일의 위치 및 배향에 기초하여, 결정된 바와 같은 형상으로 풍선 확장 장치를 시각화하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 적어도 한 항에 있어서,
    - 적용된 팽창 압력에 기초하고/기초하거나 풍선 내로 공급된 유체의 양에 기초하여, 풍선의 형상을 시각화하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제21항 내지 제25항 중 적어도 한 항에 있어서,
    - 풍선 확장 장치의 결정된 위치 및 배향에 기초하여, 풍선을 실제로 팽창시키기 전에 팽창된 풍선의 미리보기를 시각화하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 풍선 부화술에서 제1항 내지 제17항 중 적어도 한 항에 따른 풍선 팽창 장치의 사용법.
  28. 유스타키오관을 확장시키기 위해 제1항 내지 제17항 중 적어도 한 항에 따른 풍선 확장 장치의 사용법.
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US11672959B2 (en) 2019-01-18 2023-06-13 Intersect Ent, Inc. Expandable member systems and methods for drug delivery
CN115919545B (zh) * 2023-02-21 2023-06-02 微创视神医疗科技(上海)有限公司 可降解鼓膜支架、输送装置以及可降解鼓膜支架系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060004323A1 (en) * 2004-04-21 2006-01-05 Exploramed Nc1, Inc. Apparatus and methods for dilating and modifying ostia of paranasal sinuses and other intranasal or paranasal structures
US7720521B2 (en) * 2004-04-21 2010-05-18 Acclarent, Inc. Methods and devices for performing procedures within the ear, nose, throat and paranasal sinuses
US8377023B2 (en) * 2004-06-30 2013-02-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent garments with tailored stretch properties in the lateral direction
WO2008042347A2 (en) * 2006-10-02 2008-04-10 President And Fellows Of Harvard College Smart balloon catheter
US20080172033A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-17 Entellus Medical, Inc. Apparatus and method for treatment of sinusitis
US9463307B2 (en) * 2012-12-21 2016-10-11 Medtronic Xomed, Inc. Sinus dilation system and method
US10568686B2 (en) * 2013-11-21 2020-02-25 Biosense Webster (Israel) Ltd. Multi-electrode balloon catheter with circumferential and point electrodes
US20150151095A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Muaaz Tarabichi Combined balloon dilation catheter and introducer for dilation of eustachian tube
US10321913B2 (en) * 2016-08-04 2019-06-18 Biosense Webster (Israel) Ltd. Balloon positioning in a sinuplasty procedure

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