KR20220053601A - 캐뉼러와 폐쇄구 시스템 - Google Patents

캐뉼러와 폐쇄구 시스템 Download PDF

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KR20220053601A
KR20220053601A KR1020227008426A KR20227008426A KR20220053601A KR 20220053601 A KR20220053601 A KR 20220053601A KR 1020227008426 A KR1020227008426 A KR 1020227008426A KR 20227008426 A KR20227008426 A KR 20227008426A KR 20220053601 A KR20220053601 A KR 20220053601A
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KR
South Korea
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cannula
obturator
cannula tube
proximal end
tip
Prior art date
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KR1020227008426A
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도널드 조셉 풀러
Original Assignee
리바운드 세라퓨틱스 코포레이션
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Publication date
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Abstract

본 발명은 뇌의 혈종에 접근하기 위한 캐뉼러 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 시스템은 캐뉼러 루멘과 루멘 아래의 수술부위를 볼 수 있는 캐뉼러의 근단부에 장착된 카메라가 있는 캐뉼러, 작은 직경의 샤프트 및 광투과성 대직경의 팁이 있는 폐쇄구로 구성된다. 폐쇄구팁에는 피가 있는 수술부위에 삽입하는 동안 캐뉼러 루멘으로 혈액이 들어가는 것을 방지하기 위한 링 시일이 있다.

Description

캐뉼러와 폐쇄구 시스템
본 발명은 최소침습 뇌수술 분야에 관한 것이다.
사망과 무력화 신경계 장애의 흔한 원인이 뇌졸중이다. 미국에서 매년 약 700,000명의 환자가 뇌졸중을 겪는다. 출혈성 뇌졸중은 연간 뇌졸중 환자의 20%를 차지한다. 출혈성 뇌졸중은 뇌혈관이 파열되어 뇌조직으로 출혈을 일으켜 뇌에 혈종(혈액 덩어리)을 유발한다. 장기적인 뇌손상을 제한하거나 예방하려면 혈종을 바로 제거해야 한다.
혈종과 그 주변 수술부위의 명확한 가시화와 영상화는 혈종 제거를 용이하게 한다. 제거와 가시화는 종종 혈종 부위 근처의 두개골에 뚫은 구멍을 통해 배치된 캐뉼러와 폐쇄구 어셈블리를 통해 수행할 수 있다. 혈종의 위치는 CT 스캔을 통해 정확하게 식별할 수 있다.
미국특허 10,376,281은 캐뉼러, 근위부에 장착된 카메라, 및 캐뉼러의 근단부에서 카메라로 볼 수 있는 좁은 샤프트 및 큰 폐쇄구팁을 갖는 폐쇄구를 갖는 캐뉼러 시스템을 개시한다. 수술부위에 접근하도록 신체에 삽입하는 동안 혈액이 캐뉼러 루멘에 들어갈 수도 있다.
요약
하기에 기술된 장치 및 방법은 최소침습 수술 동안 뇌의 개선된 시각화를 제공한다. 캐뉼러, 근위부에 장착된 카메라 및 캐뉼러의 근단부에서 카메라로 볼 수 있는 좁은 샤프트 및 큰 폐쇄구팁이 있는 폐쇄구가 있는 캐뉼러 시스템에서, 수술부위의 혈액이 폐쇄구팁과 캐뉼러튜브 사이의 좁은 간격을 통해 누설되어 폐쇄구팁의 근단면을 가리는 것을 방지하기 위한 시일이 폐쇄구팁의 원주면에 설치된다.
도 1은 외과적 개입을 필요로 하는 뇌에 혈종이 있는 환자를 도시하며, 캐뉼러는 뇌에 삽입되었으며 캐뉼러의 말단부는 혈종에 가깝고 폐쇄구팁은 혈액 내로 연장되어 있다.
도 2는 캐뉼러, 카메라 및 폐쇄구 시스템을 도시한다.
도 1은 외과적 개입을 필요로 하는, 뇌(3)에 혈종(2)이 있는 환자(1)를 도시한다. 뇌에 캐뉼러(4)가 삽입되고, 캐뉼러의 말단부가 혈종에 가까이 있다. 캐뉼러의 근위 림에 카메라(5)가 장착되고, 카메라의 일부는 캐뉼러의 림에 걸친채 캐뉼러의 루멘 위에 배치되며, 매뉼러 말단부의 혈종이나 기타 조직의 비디오나 정지 이미지를 구한다.
캐뉼러의 캐뉼러튜브(6)는 말단부(6d)가 환자의 신체내 삽입되고 근단부(6p)는 사용중에 신체 외부에 있다. 카메라는 캐뉼러튜브의 근단부(6p)에설치된다. 장착부(7)가 캐뉼러의 근단부에 고정된다. 카메라는 캐뉼러튜브의 루멘(9)에 걸쳐 있는 프리즘(8), 반사기 또는 기타 거울구조나 광학 요소를 포함한다. 카메라가 캐뉼러 루멘에 비해 작으면, 프리즘이나 반사경 없이 카메라를 캐뉼러의 장축을 따라 시야각이 정렬되게 사용할 수 있다. 혈종을 잘 보이고 이미지를 구하는데 필요한 빛은 캐뉼러튜브의 말단부(6d)에 배치되거나 말단 개구부 가까이 있는 광원(10)(LED나 기타 광원)이 제공한다(도 2 참조). 광원이 캐뉼러튜브의 근단부에도 배치될 수 있으며 그 빛은 캐뉼러의 개방된 루멘이나 광섬유를 통해 전달되거나, 또는 캐뉼러가 투명한 경우 빛은 캐뉼러튜브의 벽을 타고내려가 말단부로 나가 혈종을 비출 수 있다.
도 2는 폐쇄구(11)도 보여준다. 폐쇄구는 폐쇄구팁(12), 샤프트(13), 핸들(14) 및 장착부(15)를 포함한다. 폐쇄구 샤프트는 근단부와 말단부를 갖고 폐쇄구팁은 폐쇄구 샤프트의 말단부에 위치한다. 폐쇄구 샤프트는 폐쇄구팁보다 단면이 작아, 캐뉼러튜브의 루멘을 통해 캐뉼러튜브의 근단부에서 폐쇄구팁의 근단면이 보이고, 테이퍼 말단면이 캐뉼러튜브 말단부 밖으로 뻗도록 폐쇄구팁이 캐뉼러튜브 안에 위치한다. 폐쇄구팁은 원추형 볼록/테이퍼 말단면(12d), 원추형 볼록한 근단면(12p) 및 축방향으로 짧은 원주면(12c)을 갖는 중실 구조이다. 폐쇄구팁은 테이퍼 말단면이 캐뉼러튜브 말단부 밖으로 튀어나오도록 캐뉼러튜브 안에 배치된다. 원주면 영역에서 팁의 (캐뉼러의 장축에 수직인 평면을 따라, 캐뉼러의 횡단면 직경에 해당하는 횡단 직경인) 외경은 캐뉼러의 내경과 거의 같으면서도, 캐뉼러의 루멘을 통해 팁을 쉽게 움직일 수 있을 정도이다. 폐쇄구는 캐뉼러튜브 내에서 활주 가능하고, 폐쇄구 샤프트의 근단부가 캐뉼러튜브 근단부 외부로 근위 방향으로 연장되고 테이퍼 말단면은 캐뉼러튜브 말단부 밖으로 연장되도록 캐뉼러튜브 내에 위치될 수 있다.
폐쇄구팁의 원주면의 홈에 시일(19)이 설치된다.
캐뉼러와 폐쇄구는 디스플레이 스크린(18)과 제어시스템(16)을 갖춘 촬영 시스템에 사용된다. 디스플레이는 카메라(5)의 이미지를 디스플레이한다. 카메라의 이미지는 폐쇄구팁의 근단면에 근접한 캐뉼러튜브의 이미지, 폐쇄구팁의 근단면에 가까운 캐뉼러튜브 내벽의 이미지, 폐쇄구팁 근단면의 이미지 및 폐쇄구 샤프트의 이미지를 포함한다. 제어시스템은 카메라로부터 이미지 데이터를 받아 디스플레이에 전송하고 마커의 이미지를 디스플레이에 전송하는데, 마커는 캐뉼러나 폐쇄구 상의 인덱스에 대응한다.
폐쇄구 샤프트(13)는 그 직경이 캐뉼러의 내경은 물론 폐쇄구팁의 직경보다 훨씬 작아, 샤프트와 캐뉼러 벽 사이에 상당한 환형 틈새가 생겨, 폐쇄구팁 근단면의 (카메라로부터의) 가시성이 우수하다. 따라서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치되면 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부에서 카메라(또는 다른 촬영기)에 폐쇄구팁의 근단면이 보인다.
필요한 경우 캐뉼러에 조명을 배치해, 폐쇄구팁의 말단부와 캐뉼러나 캐뉼러 말단부 근처의 조직을 조명할 수 있다(이 조명 대신 어셈블리 외부의 광원이나, 캐뉼러의 근단부에 설치될 수도 있음), 폐쇄구팁 말단면 근처 조직에서 반사된 빛은 폐쇄구를 통해 폐쇄구팁의 근단면 밖으로 나가므로, 어셈블리를 삽입하거나 조작하는 의사가 폐쇄구팁이 (백색 내지 회색인) 뇌조직이나 혈액 근처에 있음을 쉽게 알 수 있다.
폐쇄구팁은 광투과성이고 불투명하지 않으며 광학적으로 투명 또는 반투명할 수 있다. 팁의 투과율은 광원의 조명밝기를 감안할 때 가시광에서 말단면에 접촉하는 조직의 색상을 통과시키고 카메라 및/또는 의사의 눈이 팁의 근단면에서 전달된 빛으로 팁 주변 조직의 색을 구분할 수 있어야 한다.
근위 방향으로 점점 가늘어지는 팁의 근단면은 다른 장치를 위한 공간을 위해 폐쇄구를 제거해야 할 때 팁의 간극을 제공하기도 한다.
사용시, 의사는 캐뉼러의 말단부(6d)가 수술을 위해 조직(2)에 충분히 가까울 때까지 폐쇄구(11)와 함께 캐뉼러(4)를 환자의 뇌에 삽입한다. 캐뉼러와 폐쇄구를 삽입하는 동안 의사는 카메라와 제어시스템(16)을 조작해 캐뉼러 루멘과 캐뉼러 말단부의 구조의 이미지(17)를 디스플레이 스크린(18)에 나타낸다. 카메라(5)의 이미지 데이터가 디스플레이로 보내져, 루멘(9)을 통한 캐뉼러 말단부와 폐쇄구팁 근단면의 구조들의 이미지(들)을 제공한다. 카메라로부터 이미지 데이터를 수신해 디스플레이에 전송하고, 마커, 커서 및 환자 데이터의 표시와 같은 추가 이미지를 디스플레이에 추가하는 제어시스템(16)에 의해 디스플레이가 작동될 수 있다. 캐뉼러 루멘이 크면 의사가 폐쇄구팁 말단면을 직접 보면서 그 부근의 뇌나 혈액을 볼 수 있다.
캐뉼러와 폐쇄구는 촬영 시스템을 사용해 캐뉼러의 근단부에서 폐쇄구팁까지 말단 조직을 관찰하면서 사용하기 위한 것이다. 폐쇄구팁의 근단면이 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부에서 폐쇄구팁이 보이도록 폐쇄구를 캐뉼러튜브와 함께 배치한다. 한편, 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에서 폐쇄구팁 근단면이 보이도록 폐쇄구를 배치할 수도 있다. 폐쇄구팁과 캐뉼러 내벽 사이의 간격이 좁아 혈액이 캐뉼러에 들어가 폐쇄구팁의 근단면을 덮을 수 있으므로 사용자는 이 특징을 이용할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해, 도 1~2에 도시된 폐쇄구팁을 시일(19)로 감싼다. 시일은 폐쇄구팁의 원주면에, 바람직하게는 원주방향 홈(20) 안에 부분적으로 배치되어 고정된다. 시일은 수술부위의 혈액이 캐뉼러 루멘으로 누출되어 폐쇄구팁의 카메라 뷰를 가리는 것이나, 캐뉼러튜브의 루멘을 통해 캐뉼러 근단부의 뷰포인트에서 폐쇄구팁의 근단부를 가리는 것을 방지한다.
시일로는 O-링, 탄성밴드, 또는 탄성재, 플루오로폴리머(예, PTFE) 또는 고무를 포함하는 개스킷이 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 실시예가 개발된 환경을 참조하여 설명되었지만, 이는 단지 본 발명의 원리를 예시할 뿐이다. 이 장치는 뇌실내 출혈 시술, 신경 자극 시술 및 종양 절제술과 같은 다양한 뇌내 시술에 사용될 수 있다. 다양한 실시예의 요소는 그러한 다른 종과 조합하여 이들 요소의 이점을 얻기 위해 다른 종 각각에 통합될 수 있고, 다양한 유익한 특징은 단독으로 또는 서로 조합하여 실시예에서 사용될 수 있다. 다른 실시예 및 구성이 본 발명의 사상 및 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다.

Claims (12)

  1. 환자의 뇌의 혈종에 접근하기 위한 캐뉼러 시스템에 있어서:
    근단부, 말단부 및 근단부에서 말단부까지 이어진 루멘을 갖춘 캐뉼러튜브를 포함하는 캐뉼러;
    근단부와 말단부를 갖춘 폐쇄구 샤프트, 및 상기 폐쇄구 샤프트의 말단부에 배치된 폐쇄구팁을 포함하는 폐쇄구; 및
    상기 폐쇄구팁의 원주면에 배치된 시일;을 포함하고,
    상기 폐쇄구팁은 광투과성이면서 근단면과 테이퍼 말단면을 가지며, 상기 폐쇄구의 가로직경이 캐뉼러튜브의 루멘과 일치하고, 상기 폐쇄구가 캐뉼러튜브 안에서 활주 가능하며, 폐쇄구 샤프트의 근단부가 캐뉼러튜브 근단부 밖으로 뻗는 반면 테이퍼 말단면은 캐뉼러튜브 말단부 밖으로 뻗도록 폐쇄구가 캐뉼러튜브 안에 위치하고, 폐쇄구 샤프트의 가로직경이 폐쇄구팁의 가로직경보다 작아 폐쇄구팁의 근단면이 루멘을 통해 캐뉼러튜브의 근단부에서 보이며, 테이퍼 말단면이 캐뉼러튜브의 말단부 밖으로 뻗도록 폐쇄구팁이 캐뉼러튜브 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 폐쇄구팁의 원주면에 홈이 있고, 상기 시일이 홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 캐뉼러의 근단부에 카메라 어셈블리가 고정되고, 카메라 어셈블리의 일부는 루멘 위에 걸쳐있으면서 루멘을 부분적으로 차단하고, 상기 카메라 어셈블리가 폐쇄구팁의 근단면의 이미지를 구하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 카메라 어셈블리의 이미지를 디스플레이하는 디스플레이와, 카메라 어셈블리로부터 이미지 데이터를 수신해 디스플레이에 전송하고 마커의 이미지를 디스플레이에 전송하는 제어시스템을 더 포함하고; 카메라 어셈블리의 상기 이미지는 폐쇄구팁의 근단면에 근접한 캐뉼러튜브의 내벽의 이미지, 폐쇄구팁의 근단면의 이미지 및 폐쇄구 샤프트의 이미지를 포함하며; 상기 마커가 캐뉼러나 폐쇄구의 인덱스에 대응하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 카메라 어셈블리가 시야축을 갖고, 카메라 어셈블리의 최말단 광학면이 캐뉼러튜브의 근단부 위에 있으면서 폐쇄구팁의 근단면을 향한 시야축을 향하도록 기울어진 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 폐쇄구팁이 캐뉼러 루멘 안을 통과하고, 루멘에 걸쳐 있는 카메라 어셈블리 부분은 루멘에 걸쳐 제자리에 있는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부에서 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  9. 제4항에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 폐쇄구가 캐뉼러튜브와 함께 배치된 경우 샤프트와 캐뉼러튜브 사이의 환형 공간을 통해 캐뉼러튜브의 근단부로부터 카메라 어셈블리에 폐쇄구팁의 근단면이 보이는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 시스템.
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