KR20220061174A

KR20220061174A - 제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이의 관절 조인트를 포함하는 의료 디바이스와 그 실현을 위한 장치 및 저장장치

Info

Publication number: KR20220061174A
Application number: KR1020227011503A
Authority: KR
Inventors: 피터 엘. 데이턴; 베리 웨이츠너; 메건 크로바크; 토마스 존스; 마크 더블유. 보덴; 제임스 웰던; 엘리자베스 엠. 알브렉트; 조지 윌프레드 듀발
Original assignee: 보스톤 싸이엔티픽 싸이메드 인코포레이티드
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-05-12
Also published as: WO2021071722A2; CN114502077A; AU2020364335A1; AU2024201236A1; US11992365B2; US20210100528A1; EP3982816A2; US20240268787A1; AU2020364335B2; JP2022549515A; CA3146820A1; JP7389242B2; WO2021071722A3; JP2024009105A

Abstract

의료 디바이스는 가요성 세장형 부재(304), 제1 트랜스듀서(310-1), 제2 트랜스듀서(310-2), 및 제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이의 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치된 관절 조인트(312)를 포함한다. 디바이스는 신체 통로 또는 내강에 대해 검사, 배향 및 용이한 접근 중 하나 이상을 위해서 가요성 세장형 부재의 구성 요소들 및/또는 해부학적 특성들의 위치를 파악하기 위해 복수의 이미징 기법들을 사용하여 이미지를 생성하는 데에 사용될 수 있다.

Description

제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이의 관절 조인트를 포함하는 의료 디바이스와 그 실현을 위한 장치 및 저장장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 10월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 제 62/911,763호의 35 U.S.C. §119 하에서의 우선권을 주장하고, 상기 특허 출원은 모든 목적을 위해 그 전문이 본 명세서에 참조로서 통합된다.

기술분야

본 개시 내용은 일반적으로 의료 디바이스의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 개시 내용은 선택된 해부학적 구조 내로의 및/또는 해부학적 구조를 통한 가요성 세장형 부재(flexible elongate member)의 진입을 용이하게 하기 위한 디바이스, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 내시경 삽관 시술 수행은 가이드와이어(guidewire) 및/또는 내시경 부속 도구(예컨대, 괄약근절개기, 캐뉼라, 카테터, 트랜스듀서 등)를 환자 해부학적 구조 내로 그리고 해부학적 구조를 통해 전진시키는 것을 필요로 한다. 내시경 삽관 시술의 일 예는 내시경 역행성 췌담관 조영술(ERCP)을 포함한다. 담관을 검사하기 위해 ERCP 시술이 사용될 수 있다. ERCP 시술 동안, 내시경이 입을 통해 삽입되고 십이지장으로 전진된다. 담관 및 췌장관에 대한 공통 진입 지점을 식별하기 위한 시도가 이루어진다. 성공적으로 식별되면, 가이드와이어가 결석 관리(stone management) 또는 담즙 악성 종양의 치료와 같은 다양한 치료 시술들을 수행하기 위해 담관 내로 전진될 수 있다. 담관에 접근하기 위해 다수의 시도를 하면 시술이 길어지거나 실패할 수 있다. 또한, 다수의 접근 시도로 조직 외상이 발생할 수 있다. 게다가, 내시경에 카메라가 제공되더라도, 카메라는 관의 경로 또는 공통 진입 지점 너머의 관들의 일반적인 해부학적 구조의 시각화를 통상적으로 제공하지 않는다. 구조/해부학적 구조는 환자마다 다르기 때문에, 내강(lumen) 벽 너머의 시각화의 부족은 의사가 가이드와이어를 내강 벽 너머의 관 내로 앞이 안 보이는 채로 조종해야하게 할 수 있으며, 이는 경우에 따라 잘못된 관의 우발적인 삽관을 초래할 수 있다.

본 개시 내용의 디바이스, 시스템, 및 방법에 의해 다양한 유리한 의료 결과가 실현될 수 있다는 고려사항들을 염두에 두고 있다.

일 양태에서, 본 개시 내용은 근위 부분(proximal portion) 및 원위 부분(distal portion)을 갖는 가요성 세장형 부재를 포함하는 의료 디바이스에 관한 것이다. 제1 초점 영역(focal region)을 갖는 제1 트랜스듀서가 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치될 수 있다. 제1 트랜스듀서는 제1 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 이미지는 신체 내강의 벽의 특성을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 트랜스듀서는 광학 센서를 포함할 수 있고, 제1 이미지는 광학 이미지를 포함할 수 있다. 신체 내강의 벽은 십이지장 벽을 포함할 수 있다. 신체 내강의 벽의 특성은 유두를 포함할 수 있다. 제2 트랜스듀서가 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치될 수 있다. 제2 트랜스듀서는 제2 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 제2 이미지는 신체 내강의 벽 외부 특성을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있고, 제2 이미지는 초음파 이미지를 포함할 수 있다. 신체 내강의 벽 외부 특성은 담관 또는 췌장관과 같은 십이지장 벽 뒤의 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 트랜스듀서는 광학적으로 여기된 타겟들(optically-excited targets)에 의해 생성된 음파들을 검출하고 검출된 음파들에 기초하여 이미지를 생성하도록 구성된 센서이다. 이러한 실시예들에서, 에너지 소스는 초음파 트랜스듀서를 이용한 광음향 이미징(photoacoustic imaging)을 위해서 신체 내강의 벽 외부 조직을 여기시키는 에너지의 펄스를 생성하기 위해 포함될 수 있다. 관절 조인트(articulation joint)가 제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이에서 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치될 수 있다. 관절 조인트는 제1 및 제2 이미지에 기초하여 이미지의 발생을 용이하게 하기 위해 제2 트랜스듀서를 위치시키도록 구성될 수 있다. 이미지는 신체 내강의 벽의 특성 및 신체 내강의 벽 외부의 특성을 포함할 수 있다. 관절 조인트는 제1 트랜스듀서의 제1 초점 영역의 적어도 일부 내에 제2 트랜스듀서를 위치시키도록 구성될 수 있다. 관절 조인트는 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 신체 내강의 벽을 제2 트랜스듀서와 접촉하도록 구성될 수 있다. 제1 풍선 및 제2 풍선이 가요성 세장형 부재의 원위 부분 주위에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 풍선은 신체 내강 내에 제1 트랜스듀서 또는 제2 트랜스듀서를 위치시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 트랜스듀서는 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 제1 풍선과 제2 풍선 사이에 배치될 수 있다. 유체 채널의 출구는 신체 내강의 벽 외부 특성을 포함하는 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 제1 풍선과 제2 풍선 사이의 신체 내강의 영역을 유체로 채우도록 제1 풍선과 제2 풍선 사이에 배치될 수 있다.

다른 양태에서, 본 개시 내용은 프로세서, 및 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 다음 중 하나 이상을 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 메모리를 포함하는 장치에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 메모리는 프로세서로 하여금 제1 트랜스듀서로 제1 이미지를 생성하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 제1 이미지는 신체 내강의 벽의 특성을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 메모리는 프로세서로 하여금 제2 트랜스듀서로 제2 이미지를 생성하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 이러한 많은 실시예들에서, 제2 이미지는 신체 내강의 벽 외부 특성을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 메모리는 프로세서로 하여금 제1 및 제2 이미지에 기초하여 신체 내강의 벽의 특성 및 신체 내강의 벽 외부의 특성을 포함하는 결합된 이미지를 생성하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 메모리는 프로세서로 하여금 제1 및 제2 이미지들에 기초하여 궤적 시각화를 결정하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 이러한 실시예들에서, 메모리는 프로세서로 하여금 결합된 이미지에서의 궤적 시각화의 표시 및/또는 신체 내강 내부의 광원을 이용한 궤적 시각화의 표시를 생성하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 메모리는 프로세서로 하여금 제1 트랜스듀서의 초점 영역의 적어도 일부 내에 제2 트랜스듀서를 위치시키게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 메모리는 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 프로세서로 하여금 신체 내강의 벽을 제2 트랜스듀서와 접촉시키게 하는 명령어를 포함할 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 개시 내용은 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 트랜스듀서로 제1 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 이미지는 신체 내강의 벽의 특성을 포함할 수 있다. 방법은 제2 트랜스듀서로 제2 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 이미지는 신체 내강의 벽 외부의 특성을 포함할 수 있다. 방법은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 신체 내강의 벽의 특성 및 신체 내강의 벽 외부의 특성을 포함하는 결합된 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 제1 및 제2 이미지들에 기초하여 궤적 시각화를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 이러한 실시예들에서, 방법은 결합된 이미지에서의 궤적 시각화의 표시 및/또는 신체 내강 내부의 광원을 이용한 궤적 시각화의 표시를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제1 트랜스듀서의 초점 영역의 적어도 일부 내에 제2 트랜스듀서를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 신체 내강의 벽을 제2 트랜스듀서와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제1 트랜스듀서 또는 제2 트랜스듀서를 신체 내강 내에 위치시키기 위해 하나 이상의 풍선을 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시 내용의 비제한적인 실시예들은, 개략적이고 실제 축척대로 도시되도록 의도되지 않은 첨부 도면들을 참조하여 예로서 설명된다. 도면들에서, 도시된 각각의 동일한 또는 거의 동일한 구성 요소는 통상적으로 단일 번호로 표시된다. 명료성을 위해, 모든 도면에서 모든 구성 요소가 라벨링되지는 않고, 또한 예시가 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시 내용을 이해하는 데 필요하지 않은 경우에는 각각의 실시예의 모든 구성 요소가 도시되어 있는 것도 아니다. 도면에서:
도 1은 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 의료 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 가요성 세장형 부재의 원위 말단의 실시예를 도시한다.
도 3은 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 가요성 세장형 부재를 위한 작동 환경을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 초점 영역 내에 트랜스듀서를 위치시키는 실시예를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 예시적인 작동 환경에서의 가요성 세장형 부재의 원위 말단의 실시예를 도시한다.
도 6a 내지 도 6f는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 이미징 및 궤적 시각화의 실시예들을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 가요성 세장형 부재의 원위 말단의 다양한 실시예들을 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 컴퓨팅 아키텍처의 실시예를 도시한다.

다양한 실시예들은 일반적으로, 예를 들어, 가요성 세장형 부재의 구성 요소들을 위치시키기 및/또는 탐색(navigate)하기 위해, 또는 해부학적 특징들의 위치를 파악(localize)하기 위해 이미지들을 생성하는 것과 같이, 선택된 해부학적 구조 내로의 및/또는 해부학적 구조를 통한 가요성 세장형 부재(예를 들어, 내시경 부속 도구)의 진입을 용이하게 하기 위한 이미징 기법들에 관한 것이다. 일부 실시예들은 신체 통로들 또는 내강들에 대한 검사, 배향 및 용이한 접근, 및/또는 신체 통로들/내강들을 통한 탐색 중 하나 이상을 위해서 가요성 세장형 부재의 구성 요소들 및/또는 해부학적 특성들의 위치를 파악하기 위해 복수의 이미징 기법들로 이미지들을 생성하는 것에 관한 것이다.

다양한 추가적인 또는 대안적인 실시예들은 일반적으로, 신체 통로 또는 내강 외부의 해부학적 구조에 기초하여 신체 통로 또는 내강 내의 위치를 찾고/찾거나 그 위치로 탐색하기 위한 이미지들을 생성하는 것과 같이, 조직 벽들을 통한 그리고 그 너머의 시각화를 용이하게 하기 위한 이미징 기술들에 관한 것이다. 일부 실시예들은 신체 통로/내강의 벽 너머의 해부학적 특징들 및/또는 구조들의 위치를 파악하기 위해 복수의 이미징 기술들로 이미지를 생성하는 것에 관한 것이며, 여기서 가요성 세장형 부재는 신체 통로/내강 너머의 해부학적 특징들 또는 구조들에 대한 검사, 배향 및/또는 접근 용이 중 하나 이상을 위해 탐색된다. 일부 실시예들은 해부학적 구조들의 시각화 및/또는 신체 내에서의 탐색을 위한 이미징 기법들과 같은 다른 이미징 기법들과 함께, 이러한 이미징 기법들을 조정하는 것에 관한 것이다.

일 실시예에서, 예를 들어, 관절 조인트는, 십이지장 벽의 유두와 같은 신체 내강의 벽의 특성을 포함하는 제1 이미지를 생성하도록 구성된 제1 트랜스듀서와, 담관 또는 췌장관과 같은 신체 내강의 벽 외부 특성을 포함하는 제2 이미지를 생성하도록 구성된 제2 트랜스듀서 사이에서 가요성 세장형 부재를 따라 배치될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 관절 조인트는 제1 및 제2 이미지에 기초하여 신체 내강의 벽의 특성 및 신체 내강의 벽 외부의 특성을 포함하는 결합된 이미지의 생성을 용이하게 하도록 제2 트랜스듀서를 위치시키게 구성될 수 있다. 실시예들에서, 제1 및 제2 이미지들(또는 결합된 이미지)은 담관과 같은 선택된 해부학적 구조들 내로의 및/또는 해부학적 구조들을 통한 가요성 세장형 부재의 진입을 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 궤적 시각화는 제1 및 제2 이미지들에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 궤적 시각화는 결합된 이미지에 포함되고/되거나 광원을 통해 발생될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들이 설명되고 청구된다.

선택된 해부학적 구조들 내로의 및/또는 선택된 해부학적 구조들을 통한 가요성 세장형 부재의 진입을 용이하게 하는 데 있어서의 일부 도전과제들은 선택된 해부학적 구조를 찾는 것 및 선택된 해부학적 구조에 접근하기 위해 원하는 대로 가요성 세장형 부재의 원위 말단을 위치시키는 것을 포함한다. 이러한 도전 과제는, 십이지장경과 같은 다중 자유도(예를 들어, 8 자유도) 내시경을 정확한 위치로 조작하는 인체공학 및 보기 어렵거나 숨겨진 진입 지점들을 시각화할 수 없는 것과 같은 여러 요인들로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 타겟 신체 통로는 내시경 부속 도구에 대해 어려운 각도(예컨대, 둔각, 직각, 빗각)로 배향되거나, 매우 작거나 밀봉된 개방부를 갖거나, 구불구불한 해부학적 구조, 차단물(예를 들어, 결석 등) 및 양성 또는 악성 구조들을 포함할 수 있다. 의료 전문가들은 성공적인 삽관을 달성하기 위해 다수의 시도를 할 수 있다. 게다가, 타겟 신체 통로를 포함하거나 둘러싸는 조직에 외상을 유발할 가능성은 삽관 시도 횟수에 따라 증가한다. 몇몇 경우에 의료 전문가는 삽관 시술을 완전히 중단해야 할 수도 있다.

예를 들어, 총담관에 삽관할 수 없는 것은 실패한 ERCP 시술의 한 가지 이유이다. 추가의 복잡성을 추가하면, 삽관 프로세스 중에, 공통 진입 지점을 넘는 관들의 해부학적 구조에 관한 정보가 이용 불가능할 수 있다. 예를 들어, 공통 진입 지점을 넘는 관들의 해부학적 구조에 관한 위치/배향 정보는 이용 불가능할 수 있다. 관들의 해부학적 구조에 관한 정보가 없으면, 의료 전문가들은 앞이 안보이는 채 담관 내로 가이드와이어를 조종하려고 시도한다.

본 명세서에 설명된 다양한 실시예들은 선택된 해부학적 구조의 위치를 파악하고, 선택된 해부학적 구조에 대한 접근을 위해 가요성 세장형 부재를 위치시키고, 선택된 해부학적 구조에 안전하고, 정확하며, 신뢰성 있는 방식으로 접근할 수 있는 의료 디바이스들을 포함한다. 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 디바이스들은 선택된 해부학적 구조의 위치를 파악하고, 선택된 해부학적 구조에 대한 접근을 위해 가요성 세장형 부재를 위치시키고, 그리고/또는 선택된 해부학적 구조에 접근하기 위해 멀티모드 이미징(multimodal imaging)을 이용할 수 있다. 실시예들에서, 멀티모드 이미징은 전파 에너지의 2개 이상의 유형 및/또는 파장을 통해 캡처된 이미지들을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 센서를 포함하는 제1 트랜스듀서는 시각적/광학적으로와 같이 신체 내강의 벽의 특성을 식별/위치 파악하기 위해 신체 내강 내에 광학 이미지들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 초음파 트랜스듀서를 포함하는 제2 트랜스듀서는 신체 내강의 벽 외부(예를 들어, 그 너머)의 특징들 또는 특성들을 식별/위치 파악하기 위해 신체 내강으로 초음파 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 광음향 센서를 포함하는 제2 트랜스듀서는 신체 내강의 벽 외부의 조직을 여기하고, 광음향 신호들을 생성 및 검출하고, 신체 내강의 벽 외부(예를 들어, 그 너머)의 특징들 또는 특성들을 식별 또는 위치 파악하는 이미지들을 생성하도록 교정된 에너지원과 함께 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 진입 지점 너머 관들의 선택된 해부학적 구조에 관한 정보는 선택된 해부학적 구조의 아키텍쳐/구조를 결정하기 위해 초음파 또는 광음향 이미지에 기초하여 획득될 수 있다. "트랜스듀서" 및 "센서"라는 용어는 이러한 용어의 범위 또는 의미의 차이를 나타내려는 의도 없이 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 선택된 해부학적 구조는 환자의 특정 해부학적 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 환자들에서 진입 지점은 십이지장 벽에 있는 담관 및 췌장관의 공통 입구일 수 있고, 다른 환자들에서 담관 및 췌장관은 십이지장 벽에서 별개의 진입 지점들을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 상이한 이미지들이 동시에 및/또는 실시간으로 생성될 수 있다. 실시예들에서, 결합된 이미지는 멀티모드 이미지들의 세트에 기초하여 생성될 수 있다. 많은 그러한 실시예들에서, 결합된 이미지는 멀티모드 이미지들의 세트 내의 각각의 이미지의 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합된 이미지는 광학 이미지에서의 십이지장 벽 내의 유두 및 초음파 또는 광음향 이미지에서의 십이지장 벽 뒤의 구조(예를 들어, 관 구조)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 관들의 해부학적 구조에 관한 정보(예를 들어, 결합된 이미지)는 예를 들어 삽관 시술을 수행하는 의료 전문가에게 이미지 및/또는 궤적 시각화를 전달하기 위해 사용자 인터페이스 상에 표시될 수 있다.

또한, 실시예들에서, 하나 이상의 조인트가 제1 및 제2 트랜스듀서 사이와 같이, 원위 말단의 가장 원위의 팁과 더 근위의 영역 사이의 가요성 세장형 부재의 원위 말단에 배치될 수 있다. 하나 이상의 조인트는 결합 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 제2 트랜스듀서를 위치시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조인트는 제2 트랜스듀서에 의해 생성된 초음파 이미지가 제1 트랜스듀서에 의해 생성된 광학 이미지에서 캡처된 십이지장 벽의 일부 뒤에 있는 십이지장 벽 외부의 특징을 포함하도록 제2 트랜스듀서를 위치시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 조인트들은 제2 트랜스듀서를 제1 트랜스듀서의 초점 영역 내에 가져오고 초음파 이미지의 생성을 위한 제2 트랜스듀서의 적절한 위치 설정을 용이하게 하기 위해 제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이에 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 조인트들을 통해 제2 트랜스듀서를 관절 연결(articulating)시키는 것은 제2 트랜스듀서가 조직 벽(예를 들어, 십이지장 벽)과 긴밀하게 접촉하여 배치되는 것을 가능하게 하면서, 제1 트랜스듀서가 벽에서 떨어져서 계속 유용한 이미지들(예를 들어, 식별 가능한 특징을 갖는 광학 이미지들)을 생성하게 할 수 있다.

더 일반적으로, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 디바이스들은 가요성 세장형 부재로 선택된 해부학적 구조를 이미징 및/또는 접근하는 것을 용이하게 하기 위해, 제1 트랜스듀서와 제2 트랜스듀서 사이와 같이, 세장형 부재의 원위 말단의 근위 영역에서의 제1 위치와 세장형 부재의 원위 말단의 원위 영역에서의 제2 위치 사이에서, 가요성 세장형 부재를 따라 배치된 하나 이상의 조인트들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 조인트들은 제1 트랜스듀서의 초점 영역 내에 제2 트랜스듀서를 위치시키는 것 또는 신체 내강에서 가요성 세장형 부재의 원위 영역의 부분을 위치시키는 것과 같이, 가요성 세장형 부재의 하나 이상의 구성 요소들 및/또는 부분들을 위치/배향시키기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조인트들은 팽창 가능한 풍선들을 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 풍선들은 유체로 적어도 부분적으로 채워지도록(예를 들어, 초음파 이미징을 용이하게 하거나 치료를 적용하기 위해) 신체 내강의 영역을 밀봉하기 위해 팽창될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 조인트들은 진동, 관절 연결(articulating) 및/또는 구동에 의해, 삽관을 촉진하도록 작동될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 구성 요소, 디바이스, 및/또는 기술들은 안전하고, 효율적이며, 신뢰할 수 있는 방식으로 삽관 시술의 수행을 용이하게 하기 위한 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 실시예들에서, 본 개시 내용에 따른 시스템은 선택된 해부학적 구조의 위치를 파악하고, 선택된 해부학적 구조에 대한 접근을 위해 가요성 세장형 부재를 위치시키고, 선택된 해부학적 구조에 안전하고, 정확하고, 신뢰성 있는 방식으로 접근할 수 있는 하나 이상의 의료 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 방식 및 다른 방식들로, 본 명세서에서 설명된 구성 요소들/기술들은, 유리한 특성들을 갖는 더 효율적이고 더 나은 기능의 의료 디바이스의 실현을 통해, 환자 치료를 개선하고, 사용자 경험을 증가시키며, 학습 곡선을 감소시키고, 성공률을 향상시키며, 및/또는 부정적 결과를 감소시킬 수 있다. 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 구성 요소들 및/또는 특성들 중 하나 이상은 향상된 능력 및 향상된 적응성을 포함하여, 종래의 컴퓨터 기술에 비해 몇몇 기술적 효과들 및 이점들을 초래할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 시각화 기술을 사용하여 하나 이상의 선택된 해부학적 구조들의 개선된 인식이 제공될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 양태들, 기술들, 및/또는 구성 요소들은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들을 통해 실제 애플리케이션에서 구현될 수 있고, 이에 의해 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 추가적이고 유용한 기능을 제공하여, 결과적으로 더 유능하고, 더 잘 기능하며, 개선된 컴퓨팅 디바이스들이 되게할 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 양태들, 기술들 및/또는 구성 요소들은 삽관, 진단, 치료, 이미징, 로보틱스(robotics), 임베디드 시스템 및/또는 제어 시스템들을 포함하는 하나 이상의 기술 분야들을 개선하기 위해 이용될 수 있다.

실시예들에서, 본 명세서에 설명된 구성 요소들은 멀티모드 이미징 및/또는 삽관을 가능하게 하는 구체적이고 특정한 방식들을 제공할 수 있다. 이러한 몇몇 실시예들에서, 구체적이고 특정한 방식들은 하나 이상의 삽관 절차들을 용이하게 하기 위해 트랜스듀서, 센서, 조인트, 작업 채널, 및 사용자 인터페이스 중 하나 이상과 함께 예를 들어, 제어, 모니터링, 및/또는 인터페이싱(interfacing)하는 것을 포함할 수 있다. 일례에서, 구체적이고 특정한 방식은 ERCP 시술들을 단순화하여 의료 전문가가 담관에 안전하고 신뢰성 있게 접근하는 것을 신속하게 학습할 수 있도록 할 수 있다.

실시예들에서, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 구성 요소들은 향상된 기술적 결과가 달성될 수 있게 하는, 컴퓨터에 의해 이전에 수행할 수 없었던 기능을 허용함으로써 컴퓨터 관련 기술을 개선하는 규칙들의 세트로 구현될 수 있다. 실시예들에서, 허용되는 기능은 삽관 디바이스들 및/또는 시술들과 연관될 수 있다. 예를 들어, 허용되는 기능은 제1 이미징 모드를 통해 생성된 제1 이미지 및 제2 이미징 모드를 통해 생성된 제2 이미지에 기초하여 신체 내강의 벽의 특징 및 신체 내강의 벽 외부의 특징을 포함하는 결합된 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 허용되는 기능은 예를 들어 트랜스듀서로 이미지 생성을 용이하기 위해, 하나 이상의 조인트를 갖는 다른 트랜스듀서의 초점 영역 내에 트랜스듀서를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 허용되는 기능은 신체 내강의 벽 외부의 조직을 여기시키기 위해, 에너지원을 통해 에너지의 펄스를 생성하는 것 및 예컨대 이미지 생성을 용이하게 하기 위해 조직에 의해 생성된 에너지를, 센서를 통해 감지하는 것을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 허용되는 기능은 하나 이상의 조인트들을 이용하여 삽관 시술의 목표들을 찾고/찾거나 그에 접근하는 것을 포함할 수 있다.

본 개시 내용은 설명된 특정 실시예들에 제한되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 첨부된 청구항들의 범위를 넘어서 제한하려고 의도되지 않는다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 용어들은 개시 내용이 속하는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다.

비록 본 개시 내용의 실시예들이 내시경 역행성 췌담관 조영술(ERCP) 시술 중 총담관(CBD) 또는 췌장관(PD)의 선택적인 삽관을 위해 의료 디바이스들 및 시스템들(예컨대, 십이지장경을 통해 삽입된 내시경 부속 도구 및/또는 가이드와이어 등)을 구체적으로 참조하여 설명될 수 있지만, 그러한 의료 디바이스들 및 시스템들은, 예를 들어 중재적 방사선 시술, 풍선 혈관성형술 시술, 혈전용해 시술, 혈관조영술 시술 등을 포함한, 관, 내강, 또는 혈관의 해부학적 구조들을 통해 하나 이상의 부속 도구들을 탐색시키는 것을 필요로 하는 다양한 의료 시술에서 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 개시 내용의 의료 디바이스들은 십이지장경으로 제한되지 않고, 예를 들어, 카테터, 요관경, 기관지경, 대장내시경, 관절경, 방광경, 자궁경 등을 포함하는, 신체 통로 또는 내강에 접근하기 위한 다양한 의료 디바이스들을 포함할 수 있다. 또한, 개시된 의료 디바이스들 및 시스템들은 상이한 접근 지점들 및 접근법을 통해, 예를 들어, 경피적으로, 내시경적으로, 복강경적으로 또는 이들의 일부 조합을 통해 삽입될 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 단수 형태는, 문맥상 명백히 달리 지시되지 않으면, 복수 형태들도 마찬가지로 포함하도록 의도된다. 용어들 "포함한다" 및/또는 "포함하는" 또는 "구비한다" 및/또는 "구비하는"은, 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특성, 영역, 단계, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 상술하지만, 하나 이상의 다른 특성, 영역, 완전체, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 점이 추가로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "원위"는 디바이스를 환자 내로 도입할 때 의료 전문가로부터 가장 멀리 떨어진 말단을 지칭하는 반면, 용어 "근위"는 디바이스를 환자 내로 도입할 때 의료 전문가에 가장 가까운 말단을 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 표기법 및 명명법들을 전반적으로 참조하면, 이어지는 상세한 설명의 하나 이상의 부분들은 컴퓨터 또는 컴퓨터의 네트워크 상에서 실행되는 프로그램 절차들의 관점에서 제시될 수 있다. 이러한 절차적 설명들 및 표현들은 본 기술분야의 통상의 기술자들이 그들이 작업한 내용들을 본 기술분야의 다른 통상의 기술자들에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용된다. 여기에서 절차는, 일반적으로, 원하는 결과로 이어지는 동작들의 자체-일관적 시퀀스(self-consistent sequence)로 간주된다. 이들 동작들은 물리량의 물리적 조작을 필요로 하는 것들이다. 일반적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 물리량들은 저장, 전송, 결합, 비교, 및 다른 방식으로 조작될 수 있는 전기, 자기, 또는 광학 신호들의 형태를 취한다. 주로 일반적인 사용의 이유로, 이 신호들을 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자 등으로 지칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 입증되었다. 그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량들과 연관되어야 하며, 단지 해당 물리량들에 적용되는 편리한 라벨들일 뿐이라는 점에 유의해야 한다.

또한, 이 조작들은 종종, 인간 조작(human operator)에 의해 수행되는 정신적 동작들과 흔히 연관되어 있는, 추가 또는 비교와 같은 용어들로 언급된다. 그러나, 조작자의 그러한 능력은 하나 이상의 실시예들의 일부를 형성하는 본 명세서에 설명된 임의의 동작들에서 대부분의 경우 필요하지 않거나 바람직하지 않다. 오히려, 이러한 동작들은 머신 동작들이다. 다양한 실시예들의 동작들을 수행하기 위한 유용한 머신들은 본 명세서의 교시에 따라 작성된 내부 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성되는 범용 디지털 컴퓨터들을 포함하고/하거나, 요구되는 목적을 위해 특별히 구성된 장치를 포함한다. 다양한 실시예들은 또한 이러한 동작들을 수행하기 위한 장치 또는 시스템들에 관한 것이다. 이러한 장치들은 요구되는 목적을 위해 특별히 구성될 수 있거나 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 다양한 머신들에 요구되는 구조는 주어진 설명으로부터 명백할 것이다.

이제 도면에 대한 참조가 이루어지며, 여기에서 유사한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 나타내기 위해 사용된다. 이하의 설명에서는 설명의 목적으로, 이에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 제시된다. 그러나, 신규한 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음이 명백할 수 있다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 그 설명을 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다. 그 의도는 청구항들 범위 내의 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 커버하는 것이다.

도 1은 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 동작 환경(100)에서의 의료 디바이스(102)의 실시예의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다. 동작 환경(100)에서, 의료 디바이스(102)는 가요성 세장형 부재(104) 및 컨트롤러(106)를 포함할 수 있다. 가요성 세장형 부재(104)는 작업 채널 세트(108), 트랜스듀서 세트(110) 및 조인트 세트(112)를 포함한다. 컨트롤러(106)는 세장형 부재 인터페이스(114), 프로세서(116), 메모리(118) 및 사용자 인터페이스(120)를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 실시예들에서, 의료 디바이스(102)의 구성 요소들은 다중 모드 이미징, 조인트 제어 및/또는 궤적 시각화와 같은 것들을 통하여 신체 내강에서의 삽관 시술들을 용이하게 하도록 상호 운용할 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다. 용어 트랜스듀서는 넓은 의미로 사용되고, 이미지를 전달하는 것 외에 에너지 신호를 생성하지 않는(예를 들어, 반드시 작동기(actuator) 또는 출력 트랜스듀서일 필요는 없음) 간단한 센서(입력 트랜스듀서)도 물론 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 트랜스듀서들 또는 트랜스듀서 세트들에 대한 본 명세서에서의 모든 참조들은 특성 또는 구조를 검출하는 데 도움을 주기 위한 간단한 센서들 및 개별 에너지원들/에너지 생성 구성 요소들을 갖는 실시예들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에서, 컨트롤러(106)는 가요성 세장형 부재(104)의 하나 이상의 구성 요소들을 관리, 모니터링 및/또는 동작시킬 수 있다. 많은 그러한 실시예들에서 컨트롤러(106)는 메모리(118)에 저장된 명령어들의, 프로세서(116)에 의한 실행에 기초하여 가요성 세장형 부재(104)의 하나 이상의 구성 요소들을 관리, 모니터링 및/또는 동작시킬 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 메모리(118)는 가요성 세장형 부재(104)의 하나 이상의 구성 요소들과 연관되거나 그에 의해 생성된 정보를 통신하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 그러한 실시예들에서, 메모리(118)는 사용자 인터페이스(120)를 통해 수신된 입력에 기초하여 가요성 세장형 메모리(104)의 하나 이상의 구성 요소들의 제어를 가능하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 세트(110) 내의 하나 이상의 트랜스듀서를 통해 생성된 이미지들은 사용자 인터페이스(120)를 통해 표시될 수 있고, 조인트 세트(112) 내의 하나 이상의 조인트들은 표시된 이미지들에 기초하여 사용자 인터페이스(120)를 통해 수신된 입력을 이용하여 동작될 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자 인터페이스(120)는 증강 현실 및/또는 가상 현실을 이용할 수 있다. 예를 들어, 증강 현실 또는 가상 현실은 가요성 세장형 부재(104)에 대한 궤적 시각화를 보여주기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 컨트롤러(106)의 하나 이상의 구성 요소들은 도 8과 관련하여 예시되고 설명된 하나 이상의 구성 요소들과 동일하거나 유사할 수 있다. 이러한 다양한 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 추가적으로 또는 대안적으로 도 8과 관련하여 예시되고 설명된 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)는 삽관 시술 중 신체 내강 내로의 삽입을 위한 독립형 디바이스로서 사용될 수 있다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)는 다른 의료 디바이스(예를 들어, 십이지장경, 내시경, 요관경, 기관지경, 대장내시경, 관절경, 방광경, 자궁경 등)의 작업 채널을 통해 연장되도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)는 근위 부분/영역 및 원위 부분/영역을 포함할 수 있다. 그러한 다양한 실시예에서, 원위 영역은 신체 내강 내로 삽입될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)는 내시경, 내시경 부속 도구, 톰(tome), 캐뉼러, 카테터 등의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어 도 2와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 실시예들에서, 트랜스듀서 세트(110) 및 조인트 세트(112)는 가요성 세장형 부재(104)의 원위 부분을 따라 배치될 수 있다.

실시예들에서, 작업 채널 세트(108)는 가요성 세장형 부재(104)의 근위 및 원위 부분들의 적어도 일부를 통해 연장되는 하나 이상의 내강들을 포함할 수 있다. 몇몇 이러한 실시예들에서, 구성 요소들은 가요성 세장형 부재(104)의 원위 부분 및/또는 그 외부에 접근하기 위해 하나 이상의 작업 채널들을 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 가이드와이어는 조인트의 관절을 제어하기 위해 작업 채널을 통해 연장될 수 있다. 다른 예에서, 와이어는 세장형 부재 인터페이스(114)를 통해 트랜스듀서를 컨트롤러(106)와 통신가능하게 연결시키도록 작업 채널을 통해서 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 작업 채널 세트(108)는 내부 스코프 동작(예를 들어, 스코프 관절(scope articulation))을 위한 채널들 및/또는 스코프 기구 채널들을 포함할 수 있다.

실시예들에서, 트랜스듀서 세트(110)는 가요성 세장형 부재(104) 및/또는 그 환경(예를 들어, 삽관 시술의 조건, 양태 또는 특징)의 모니터링 및/또는 제어를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 센서, 송신기, 수신기, 송수신기(transceiver), 이미저(imager), 에너지원(예를 들어, 레이저, 초음파 등) 및/또는 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 세트(110)는, 신체에서 초음파와 같은 신호를 생성 및/또는 검출할 수 있는, 광학 센서, 레이저, 초음파 송수신기 또는 프로브 또는 센서, 거리 센서, 압력 센서, 위치 파악 센서(localization sensor), 전자기 센서, 정전용량형 센서(capacitive sensor), 유도형 센서(inductive sensor), 압전 센서, 광섬유, 광원, (광음향 효과를 유도하기 위한 등의) 에너지원, pH 센서, 자외선 센서, 적외선 센서, 분광계, 온도 센서 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)의 하나 이상의 부분은 일회용일 수 있다.

다양한 실시예들에서, 조인트 세트(112)는 움직임을 허용하는 2개의 본체 사이의 하나 이상의 연결부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조인트 세트(112)는 동력 조인트(powered joint), 수동 조인트, 관절 조인트, 텔레스코픽 조인트(telescopic joint), 풍선 조인트, 안정화 조인트, 피치 조인트(pitch joint), 요 조인트(yaw joint), 롤 조인트(roll joint), 진동 조인트, 작동기 조인트(actuator joint) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조인트 세트(112)는 가요성 세장형 부재(104)의 원위 팁과 가요성 세장형 부재(104)의 원위 말단의 근위 부분을 연결하는 하나 이상의 가요성 부분들을 포함할 수 있어, 원위 팁이 근위 부분에 대해 선회 가능(rotatable)하거나 회전 가능(pivotable)하며 그렇지 않으면 위치 설정 가능하거나 이동 가능하다. 예를 들어, 원위 팁은 가요성 세장형 부재(104)의 세로 축에 실질적으로 수직인 축을 중심으로 선회 가능하거나 회전 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원위 팁은 가요성 세장형 부재(104)의 세로 축에 평행하지 않은 축을 따라 선회 가능하거나 회전 가능할 수 있고, 따라서 원위 팁은 가요성 세장형 부재에 대해 동축(coaxial)이 아니다. 실시예들에서, 원위 팁은 세로 축을 따라 연장 가능할 수 있는데, 예를 들어, 가요성 부분은 원위 부분이 원위로 연장하고/하거나 이완된 위치로 근위적으로 돌아올 수 있도록 팽창 또는 압축될 수 있다. 가요성 부분은 의료 전문가에 의해 수동으로, 예를 들어 작업 채널을 통해 도구 또는 다른 디바이스를 연장함으로써 작동 가능할 수 있다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 가요성 부분들은 컨트롤러 및 사용자 인터페이스를 통해 원격으로 작동 가능할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 복수의 가요성 부분들을 포함하는 것과 같은 조인트 세트(112)는 컨트롤러(106)에 의해 자동으로 작동될 수 있다. 다양한 그러한 실시예들에서, 조인트 세트(112)는 가요성 세장형 부재(104)를 목표 위치(예를 들어, 목표 궤적, 이미징 위치, 관 진입 배향 등)로 조종하기 위해 컨트롤러(106)에 의해 자동으로 작동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(104)는 가요성 세장형 부재를 조종/정렬하기 위해 독립적으로 팽창/압축될 수 있는 복수의 가요성 부분들을 가질 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(104)는 독립적인 가요성 부분들의 복수의 세로 방향 패치들(longitudinal patches)을 포함할 수 있다. 일부 그러한 예들에서, 복수의 세로 방향 패치들은 가요성 세장형 부재(104)의 둘레 주위에 배치될 수 있다. 대안적인 또는 부가적인 예에서, 가요성 세장형 부재(104)는 독립적으로 팽창 및 압축될 수 있는 복수의 리브들(ribs)을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 작업 채널 세트(108), 트랜스듀서 세트(110), 및 조인트 세트(112)의 하나 이상의 양태들은 중첩될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서는 조인트 또는 작업 채널에 포함될 수 있다. 트랜스듀서가 조인트 내에 포함될 때, 그것은 조인트의 상이한 말단들 사이의 배향을 측정할 수 있다. 다른 예에서, 작업 채널은 조인트의 일부를 통해 연장 및/또는 조인트의 일부를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 하나 이상의 트랜스듀서 세트(110) 및/또는 조인트 세트(112)는 작업 채널 세트(108)의 작업 채널들 중 하나 이상을 통해 삽입되거나 그 안에 배치될 수 있다. 실시예들에서, 조인트 세트(112) 내의 하나 이상의 관절 조인트들은 작업 채널 세트(108)의 하나 이상의 작업 채널들, 트랜스듀서 세트(110)의 하나 이상의 트랜스듀서들, 및/또는 가요성 세장형 부재(104)의 하나 이상의 부분들을 관절 연결하도록 설계될 수 있다. 몇몇 그러한 실시예들에서, 하나 이상의 작업 채널들 및/또는 하나 이상의 트랜스듀서들을 더 정확하게 위치시키기 위해 하나 이상의 관절 조인트는 편향(biased)/비대칭일 수 있다. 예를 들어, 편향된 조인트들은 외력이 없을 때 미리 결정된 각도(예를 들어, 180도)로 돌아갈 수 있다. 다른 예에서, 비대칭 조인트들은 기계적 장점을 구현할 수 있다.

실시예들에서, 의료 디바이스(102)는 십이지장 또는 담관과 같은 신체 내강의 삽관 이전 및/또는 삽관 동안에 가이드를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 의료 디바이스(102)는 초음파 유도 삽관을 개선하기 위해 향상된 초음파 능력을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 초음파는 하나 이상의 작업 채널들 내의 도구들과 통합되거나 스코프(예를 들어, 십이지장경)의 설계 내에 통합될 수 있다. 실시예들에서, 의료 디바이스(102)는 광학 및 초음파 이미지 모두가 동시에 캡처될 수 있게 할 수 있다. 광학 이미지와 초음파 이미지는 함께 융합되어 유두와 십이지장 벽 뒤의 해부학적 구조 모두의 이미지를 생성할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 조작자는 사용자 인터페이스(120) 등을 통해, 뷰들 사이를 왔다 갔다 하거나, 동시에 보거나(카메라 및 광음향 이미징이 사용되는 경우, 광음향 이미징을 위한 조명 펄스(illumination pulsing) 및 직접적인 시각화를 위한 정상 상태(steady state)로 시간 다중화됨), 상이한 이미지들을 함께 오버레이(overlay)/융합하거나, 이들의 조합들을 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 능력에 추가하여 또는 그 대신에, 의료 디바이스(102)는 광음향 유도 삽관을 개선하기 위해 향상된 광음향 능력을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 광음향 이미징은 표준 초음파 이미징보다 더 양호하거나 심지어 표준 초음파 이미지에 의해서는 아마 달성이 불가능했던 조직 또는 구조의 구별(예를 들어, 담관과 췌장관 사이의 구별)을 가능하게 할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 광음향 능력은 하나 이상의 작업 채널들 내의 도구들과 통합되거나 스코프(예를 들어, 십이지장경)의 설계에 통합될 수 있다. 실시예들에서, 의료 디바이스(102)는 광학 및 광음향 이미지 모두가 동시에 캡처될 수 있게 할 수 있다. 광학 및 광음향 이미지는 함께 융합되어 유두와 십이지장 벽 뒤의 해부학적 구조 모두의 이미지를 생성할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 조작자는 사용자 인터페이스(120) 등을 통해, 광학적 뷰와 광음향 뷰 사이를 왔다 갔다 하거나, 광학적 이미지와 광음향 이미지를 동시에 보거나, 상이한 이미지들을 함께 오버레이(overlay)/융합하거나, 이들의 조합들을 할 수 있다.

일부 실시예들에서, ERCP 시술 중에 초음파를 사용하는 수술 중 가이드는 관 삽관을 개선할 수 있다. 직접적인 시각화로 유두를 볼 수 있으면서 십이지장 벽 뒤의 관들 또한 볼 수 있는 능력(예를 들어, 초음파를 통해)은 스코프 및/또는 도구 정렬을 위해 의료 전문가를 더 잘 가이드할 수 있다. 관 삽관 및 담관 내의 타겟 위치까지의 탐색과 같은 삽관 시술의 용이성을 개선하는 것은 시술 시간을 감소시키고, 시술을 수행함에 있어서 의료 전문가의 숙련도를 증가시킬 수 있다. 이는 또한 의도하지 않은 췌장관 삽관의 수를 감소시킬 수 있고, 그 결과, 췌장염 비율을 낮출 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 의료 디바이스(102)는 (ERCP의 경우) 십이지장 벽 뒤의 담관 및 췌장관, 또는 관에 접근하기 위해 벽에 구멍을 내야 하는 곳의 뷰를 의료 전문가에게 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 트랜스듀서(예를 들어, 도 2 참조)는 초음파 이미지(예를 들어, 도 4a 참조)를 생성하기 위해 신체 내강의 벽(예를 들어, 유두 근처의 조직)과 접촉하도록 가요성 세장형 부재(104)의 팁에 통합될 수 있다. 초음파 트랜스듀서는 광음향 센서 또는 프로브(표준 초음파 트랜스듀서보다 간단한 것으로 간주되지만, 더 높은 해상도 이미지 생성이 가능함)일 수 있고, 본 명세서에서 용어 "초음파 트랜스듀서" 및 "트랜스듀서"는 표준 초음파 트랜스듀서에 대한 대안으로서 그러한 광음향 센서 또는 프로브를 포함하는 것으로 이해된다는 것을 인식해야 할 것이다. 광음향 센서 또는 프로브는 조직 벽 너머의 광학적으로 여기된 타겟들에 의해 생성된 음파들을 검출하고, 광학적으로 여기된 타겟들의 고해상도/고대비 초음파 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 광원(예를 들어, LED, 광섬유, 레이저 등)과 같은 에너지원은 리턴 펄스(return pulse) 또는 에코(예를 들어, 10mV 범위의 배수 및 10MHz 범위의 배수와 같은 초음파 주파수 범위에서)를 생성하기 위해서 타겟 조직(예를 들어, 트랜스듀서(210-2)가 위치하는 조직 벽 너머의 타겟 조직)을 여기시키기에 충분한 에너지를 갖는 적절한 에너지 펄스(예를 들어, 100V 이상)를 생성하려고 제공된다. 에너지원은 제1 트랜스듀서에 의해 사용되는 동일한 광원(예를 들어, 카메라 또는 기타 스코프용 광원) 또는 별도의 레이저 또는 적절한 에너지 펄스를 생성할 수 있는 다른 에너지원일 수 있다. 전체 스펙트럼 내의 광이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 적색 파장들을 갖는 광이 사용된다. 에너지원은 타겟 부위에서 조직을 여기시키는 데 충분한 에너지를 생성하여 타겟 부위로 전파하도록 선택된 위치에서 가요성 세장형 부재(204)의 원위 부분(204-2)을 따라 위치된다. 일부 실시예들에서, 에너지원은 제1 트랜스듀서(210-1)(예를 들어, 카메라 등에 의해 보여지는 경로를 조명하기 위한 LED 또는 광섬유 또는 레이저와 같은 광원)와 함께 사용되고, 제1 트랜스듀서(210-1)를 위해 조명하고 광음향 센서의 형태로 제2 트랜스듀서(210-2)를 위한 여기-에너지(예를 들어, 펄스화된 광과 같은 펄스화된 에너지)를 생성하는 이중 목적을 제공할 수 있다. 광음향 이미징을 위한 센서(예를 들어, 수신-전용-트랜스듀서)는, (표준 초음파 신호에 비해) 수신된 더 미세한 신호들을 처리 및 수신하고, 표준 초음파 이미징으로 통상적으로 달성될 수 있는 것보다 더 미세한 해상도와 향상되고 더 높은 대비를 갖는 이미지들을 생성하기 위해, 표준 초음파 트랜스듀서보다 더 정제된 수신기 회로를 가질 수 있다.

일부 이러한 실시예들에서, 하나 이상의 조인트들은 초음파 트랜스듀서가 유두 근처의 조직과 접촉하게 하도록 작동될 수 있다. 다른 실시예들에서, 신체 내강의 일부는 신체 내강의 벽과 접촉하지 않고 초음파 이미지의 발생을 가능하게 하기 위해 유체로 채워질 수 있다(예를 들어, 도 5 참조).

다양한 실시예들에서, 세트(예를 들어, 작업 채널 세트(108), 트랜스듀서 세트(110), 조인트 세트(112))는 공통 특징들을 갖는 하나 이상의 구성 요소들 또는 이들의 조합들을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 작업 채널 세트(108)는 가요성 세장형 부재(104)의 적어도 일부를 통해 연장되는 하나 이상의 작업 채널을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 트랜스듀서 세트(110)는 의료 디바이스(102)의 양태들 및/또는 의료 디바이스(102)의 환경을 측정 및/또는 감지하는 데 이용되는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 조인트 세트(112)는 가요성 세장형 부재(104)의 위치 설정/조종을 용이하게 하는 하나 이상의 조인트 및/또는 조인트 메커니즘을 지칭할 수 있다.

도 2는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 환경(200) 내의 가요성 세장형 부재(204)의 예를 도시한다. 일부 실시예들에서, 환경(200)은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 구성 요소들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(204)의 원위 말단은 가요성 세장형 부재(104)의 원위 말단과 동일하거나 유사할 수 있다. 환경(200)에서, 가요성 세장형 부재(204)는 근위 부분(204-1) 및 원위 부분(204-2), 및 근위 및 원위 부분들(204-1, 204-2)의 적어도 일부를 통해 연장되는 작업 채널(208)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 가요성 세장형 부재(204)의 원위 부분(204-2)은 트랜스듀서(210-1, 210-2) 및 관절 조인트(212)를 포함한다. 원위 부분(204-2)은 트랜스듀서(210-1)가 대체로 위치되는 근위 영역 및 트랜스듀서(210-2)가 대체로 위치되는 원위 영역을 갖는 가요성 세장형 부재(204)의 "원위 말단"을 포함하는 것으로 간주될 수 있고, 최원위 말단은 가요성 세장형 부재(204)의 대체로 자유 말단에 있다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 트랜스듀서(210-1)를 정지 상태로 유지하면서 트랜스듀서(210-2)를 이동시키기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 원위 부분(204-2)의 근위 영역에 대한 원위 영역의 이동을 용이하게 한다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 신체 내강의 벽과 접촉하여 트랜스듀서(210-2)를 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 트랜스듀서(210-1)의 초점 영역 내에 트랜스듀서(210-2)를 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 타겟 신체 내강 내로의 가요성 세장형 부재(204)의 접근을 용이하게 하도록 조작될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 조인트(예를 들어, 조인트(212))는 스코프 올림기(scope elevator)의 동작을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 특성을 포함할 수 있다. 많은 실시예들에서, 그것을 통해 배치된 조인트/작업 채널들은 의료 디바이스 또는 시스템의 하나 이상의 구성 요소들의 작동을 용이하게 하기 위해 내강, 베어링(bearing), 채널, 피벗 포인트(pivot point), 텐셔너(tensioner) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(204)는 멀티모드 이미징을 허용하는 접근법을 도시할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서(210-1)는 광학 센서를 포함할 수 있고, 트랜스듀서(210-2)는 초음파 또는 광음향 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 그러한 예들에서, 트랜스듀서(210-1)는 트랜스듀서(210-2)에 의한 초음파 이미지들의 생성과 함께 광학 이미지들을 생성할 수 있다. 트랜스듀서(210-1)는 표준 십이지장경에서의 이미징 디바이스와 유사한 이미징 디바이스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 관절 조인트(212)는 트랜스듀서(210-1)에 의해 생성된 광학 이미지들과 함께 이용되어 트랜스듀서(210-2)를 위치시켜 초음파 이미지들을 생성할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 트랜스듀서(210-2)는 유두에 근접한 십이지장 벽과 같은 신체 내강의 벽에 맞닿아 배치될 수 있다.

실시예들에서, 관절 조인트(212)는 트랜스듀서(210-1) 및/또는 작업 채널(208)보다 가요성 세장형 부재(204)의 최원위 말단에 더 근접하여 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 트랜스듀서(210-2)는 작업 채널(208), 트랜스듀서(210-1), 및/또는 관절 조인트(212)보다 가요성 세장형 부재(204)의 원위 말단의 최원위 말단에 더 근접하여 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 작업 채널(208), 트랜스듀서들(210), 및 관절 조인트(212) 중 하나 이상의 배열은 신체 내강의 벽 외부의 특징의 이미지를 생성하기 위해 트랜스듀서(210-2)를 위치시킴과 동시에 신체 내강의 벽의 특징의 이미지를 생성하기 위해 트랜스듀서(210-1)를 위치시키도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 이것은 트랜스듀서(210-1)의 초점 영역 내에서의 트랜스듀서(210-2)의 위치 설정을 용이하게 할 수 있다. 실시예들에서, 관절 조인트(212)에 관한 트랜스듀서(210-2)의 순 관절(net articulation)은 트랜스듀서(210-1)의 순 관절보다 클 수 있다(예를 들어, 관절 조인트(212)가 비대칭 관절 조인트일 때). 몇몇 이러한 실시예들에서, 이는 트랜스듀서(210-1)를 트랜스듀서(210-1)의 이미징 모드를 허용하는 벽으로부터의 거리를 유지하면서 트랜스듀서(210-2)를 신체 내강의 벽과 접촉하여 위치시키는 것(예컨대, 트랜스듀서/센서를 관심있는 조직 영역에 음향적으로 결합시키기 위해)을 용이하게 할 수 있다.

일부 실시예들에서, 트랜스듀서들(210-1, 201-2) 중 하나 이상은 다수의 트랜스듀서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서(210-1)는 가시광선 및 적외선 이미징을 할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 트랜스듀서(210-1) 및 작업 채널(208)은, 트레이닝 및/또는 공통 삽관 시술에 사용되는 디바이스들에 친숙한 방식으로 트랜스듀서(210-1) 및 작업 채널(208)을 위치시키는 것과 같이, 직관적 사용을 용이하게 하는 방식으로 위치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 추가적인 관절 조인트들이 가요성 세장형 부재(204)를 따라 배치될 수 있다. 몇몇 그러한 실시예들에서, 추가적인 관절 조인트들은 각각의 관절 조인트의 원위에 배치된 각각의 개별 트랜스듀서를 적어도 부분적으로 위치시키도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 명세서에서 설명된 본 개시 내용에 따른 가요성 세장형 부재(304)에 대한 작동 환경(300)의 일례를 도시한다. 일부 실시예들에서, 환경(300)은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 구성 요소들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(304)의 원위 말단은 가요성 세장형 부재(204)와 동일하거나 유사할 수 있다. 환경(300)에서, 가요성 세장형 부재(304)의 원위 말단은 벽(332)을 갖는 신체 내강(330)에 배치될 수 있다. 또한, 환경(300)은 신체 내강(330)의 바깥의 외부 영역(325)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(304)는 제1 센서(310-1)와 제2 트랜스듀서(310-2) 사이에 배치된 관절 조인트(312)를 포함할 수 있다. 제1 센서(310-1)는 광학 센서일 수 있고, 제2 센서(310-2)는 초음파 트랜스듀서 또는 센서일 수 있지만, 제1 및 제2 센서(310-1, 310-2)는 ERCP 시술을 용이하게 하기 위해 본 명세서에 설명된 것과 다른 센서일 수 있다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예들에서, 관절 조인트(312)는 이미징을 위해 벽(332)과 접촉하여 초음파 트랜스듀서(310-2)를 위치시키기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(304)의 원위 팁은 선회 가능하거나, 회전 가능하거나, 위치 설정 가능하거나, 또는 가요성 세장형 부재(304)의 세로 축과 정렬되지 않게 다른 방식으로 움직일 수 있다. 실시예들에서, 초음파 트랜스듀서(310-2)는 외부 영역(325) 내의 구조의 이미지를 생성할 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 조인트 세트(112)내의 하나 이상의 조인트들의 위치 설정은 광학 센서(310-1)가 효과적인 이미징(예컨대, 신체 내강내에서의 가요성 세장형 부재(204)의 시각적 진행의 이미징)을 가능하게 하도록 신체 내강의 벽으로부터의 최소 거리를 유지하게 하면서, 신체 내강(330)의 벽(332)과 접촉하는 초음파 트랜스듀서(310-2)의 위치 설정을 가능케 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 관절 조인트(312)는 관절식 및 텔레스코픽 조인트를 포함할 수 있다. 많은 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(304)는 하나 이상의 작업 채널들을 포함할 수 있지만, 작업 채널들은 간략화를 위해 환경(300)에 도시되지 않는다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(304)는 도 2의 작업 채널(208)과 동일하거나 유사한 작업 채널을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 관절 조인트(312)는 접근을 위해 가요성 세장형 부재(304)를 각지게(angulate) 하기 위한 올림기(elevator)를 포함할 수 있다. 다수의 이러한 실시예들에서, 올림기는 (예를 들어, 그 원위 말단을) 트랜스듀서(312)의 원위측의 가요성 세장형 부재(304)에 연결할 수 있다. 일부 실시예들에서, 올림기는 작업 채널의 출구 부근에 배치/연결될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 의료 디바이스는 복수의 올림기들을 포함할 수 있다. 다양한 이러한 실시예들에서, 하나 이상의 작업 채널들이 복수의 올림기들의 동작을 위해 이용될 수 있다.

실시예들은 관절 조인트(312), 광학 센서(310-1), 및 초음파 트랜스듀서(310-2) 중 2개 이상 사이의 거리와 같은, 가요성 세장형 부재(304)의 구성 요소들의 상이한 구성들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 트랜스듀서(310-2)에서 관절 조인트(312)까지의 거리는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 초음파 트랜스듀서(310-2) 및 관절 조인트(312)는 광학 센서(310-1)에 대해 이동 가능할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 관절 조인트(312)는 가요성 세장형 부재(304)에 대해 세로 방향으로 연장될 수 있다. 하나 이상의 실시예들은 2개 이상의 독립적인 관절 조인트들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 2개 이상의 독립적인 관절 조인트들 각각은 가요성 세장형 부재(304)의 하나 이상의 다른 구성 요소들에 대해 근위, 사이, 및/또는 원위에서 가요성 세장형 부재(304)의 길이를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재는 작업 채널 원위에 있는 하나의 관절 조인트를 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 조작자는 신체 내강(330)의 벽(332)에 대한 초음파 트랜스듀서(310-2)의 각형성(angulation) 정도로 작업 채널 위치를 조정하기 위해 관절 조인트를 이용할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른, 환경(400A, 400B)에서 선택된 초점 영역에 트랜스듀서를 위치시키는 것을 용이하게 하는 실시예의 일례를 도시한다. 일부 실시예들에서, 환경들(400A, 400B)은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 구성 요소들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 센서(410-1) 및 초음파 트랜스듀서 또는 센서(위에서 언급되었듯이, 본 명세서에서 제한하려는 의도 없이 상호 교환 가능하게 사용됨)(410-2)는 트랜스듀서 세트(110) 내에 포함될 수 있다. 환경(400A)은 작업 채널들(408-1, 408-2), 광학 센서(410-1), 작업 채널(408-2)을 통해 연장되는 초음파 트랜스듀서(410-2), 관절 조인트(412), 트랜스듀서 부재(417), 및 작업 채널(408-1)을 통해 연장되는 텐셔너(435)를 포함하는 가요성 세장형 부재(404)를 갖는 의료 디바이스(402)의 원위 말단을 포함한다. 환경(400B)은 초점 영역(440) 및 초음파 트랜스듀서(410-2)를 갖는 광학 센서(410-1)를 포함하는 가요성 세장형 부재(404)를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 텐셔너(435)는, 광학 센서(410-1)의 초점 영역(440)을 초음파 트랜스듀서(410-2)의 초점 영역과 중첩시키는 것과 같이, 초음파 트랜스듀서(410-2)를 적절히 위치시키기 위해 관절 조인트(412)를 작동시킬 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

몇몇 실시예들에서, 텐셔너(435)의 원위 말단은 트랜스듀서 부재(417)에 결합될 수 있다. 몇몇 이러한 실시예들에서, 텐셔너(435)의 원위 말단은 관절 조인트(412)의 적어도 일부와 초음파 트랜스듀서(410-2)의 적어도 일부 사이에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 텐셔너(435)는 올림기를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 관절 조인트(412)는 의료 디바이스의 구성 요소의 가요성 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 초음파 트랜스듀서(410-2)는 가요성 세장형 부재(404)의 작업 채널(408-2)을 통해 삽입된, 초음파 카테터와 같은 카테터 내에 포함될 수 있다. 많은 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(404)는 내시경을 포함하거나 내시경과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 센서(410-1)는 가요성 세장형 부재(404)의 본체(예를 들어, 내시경, 십이지장경 등) 상에 제공되고, 초음파 트랜스듀서(410-2)는 가요성 세장형 부재(404)의 작업 채널을 통과하는 별개의 더 작은 가요성 세장형 부재(예를 들어, 내시경 초음파 카테터) 상에 제공된다. 하나 이상의 실시예들에서, 텐셔너(435)는 트랜스듀서 부재(417)에 선택적으로 부착될 수 있다. 제1 트랜스듀서(410-1)가 제공되는 주요 가요성 세장형 부재로부터 분리된 가요성 세장형 부재 상에 초음파 트랜스듀서(410-2)를 제공하는 것은 초음파 트랜스듀서(410-2)의 증가된 이동성 및 향상된 위치 설정 가능성을 허용하여, 타겟 조직에 대한 그의 위치 설정 및 그 결과에 따른 개선된 신호 수신/전송, 및 시각화를 위한 개선된 대비는 물론, 잠재적으로 단순화된 제조 및 수반되는 비용 감소를 최적화할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 의료 디바이스(402)는 추가의 관절 조인트를 포함할 수 있는데, 이들은 일부 실시예들에서 서로 독립적이다. 예를 들어, 관절 조인트는 트랜스듀서 부재(417)를 연장/수축시키도록 구성될 수 있다. 일부 이러한 예들에서, 관절 조인트는 작업 채널(408-2) 내에 배치될 수 있다. 대안적인 또는 부가적인 예에서, 관절 조인트는 텐셔너(435)를 연장/수축시키기 위한 구성일 수 있다. 일부 그러한 예들에서, 관절 조인트는 작업 채널(408-1) 내에 배치될 수 있다. 많은 실시예들에서, 의료 디바이스의 하나 이상의 특징들은 의료 디바이스(404)의 상이한 구성 요소들을 서로에 대해 적절히 위치시키도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서(410-2) 및 트랜스듀서(410-2)로부터의 거리는 관절 조인트(412) 및/또는 트랜스듀서 부재(417)의 가요성에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 관절 조인트(412)는 트랜스듀서 부재(417)의 하나 이상의 다른 부분들보다 더 큰 가요성을 구비한 트랜스듀서 부재(417)의 부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 관절은 작업 채널(408-1), 트랜스듀서(410-2), 또는 이들 모두를 관절 연결하도록 설계된다. 작업 채널(408-1) 및 트랜스듀서(410-2)가 관절 연결되는 일부 실시예들에서, 관절 조인트는 작업 채널(408-1) 및 트랜스듀서(410-2)의 (상대 위치를 포함한) 위치들을 최적화하기 위해 편향/비대칭일 수 있다.

일부 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(404)는 초음파 트랜스듀서(410-2)를 포함하는 초음파 카테터 및/또는 도구 방향을 제어하기 위한 올림기를 구비한 측면 출구 채널과 함께 사용하기 위한 스트레이트 스루 내강(straight through lumen)을 구비한 2채널 ERCP 스코프의 하나 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 카테터의 사용은 가요성 세장형 부재(404)가 일회용(disposable)이 되도록 할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 초음파 카테터는 추가적으로 또는 대안적으로 일회용일 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(404)는 십이지장경의 하나 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 카테터 초음파 센서의 사용은 광학 센서(410-1)와 초음파 트랜스듀서(410-2) 사이의 가변 거리들을 허용할 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 초음파 트랜스듀서(410-2)는 십이지장 벽과 원하는 접촉을 용이하게 하기 위해 (괄약근절개기와 같은) 단일 관절 축을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 프로브는 광음향 이미징을 위해 새로 장착된, 보스톤　싸이엔티픽　코퍼레이션(Boston Scientific Corporation)에서 판매되는 SpyGlassⓒ Direct Visualization 시스템에서 사용되는 것과 같은 수정된 SpyScopeⓒ Access and Delivery Catheter 일 수 있다. 도 4b의 도시된 실시예에서, 작업 채널들(408-1, 408-2)은 단순화를 위해 도시되지 않는다.

도 5는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 작동 환경(500) 내의 가요성 세장형 부재(504)의 원위 말단의 실시예의 일례를 도시한다. 가요성 세장형 부재(504)가 환경(500)에서 십이지장(530) 내에 배치되긴 하지만, 가요성 세장형 부재(504)는 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다른 환경에서 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 일부 실시예들에서, 환경(500)은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 구성 요소들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 풍선(512-1, 512-2)이 조인트 세트(112) 내에 포함될 수 있다. 환경(500)은 십이지장 벽(532)이 있는 십이지장(530) 및 그 내부에 배치된 가요성 세장형 부재(504)를 포함할 수 있다. 또한, 유두(542)는 십이지장 벽(532)의 특징으로서 도시되고, 유두(542)는 담관(526) 및 췌장관(528)에 대한 공통 진입 지점을 포함한다. 도시된 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(504)의 원위 말단은 초음파 트랜스듀서(510-1) 및 풍선들(512-1, 512-2)을 포함한다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

하나 이상의 실시예들에서, 풍선들(512-1, 512-2)(또는 풍선들(512))은 유체 충전 영역(544)을 생성하기 위해 십이지장(530) 내에 밀봉된 영역을 생성하도록 작동될 수 있다. 하나 이상의 그러한 실시예들에서, 유체 충전 영역(544)은 초음파 트랜스듀서(510-1)가 담관(526) 및/또는 췌장관(528)의 구조와 같은, 십이지장(530) 외부 구조의 이미지를 생성하게 할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 풍선들(512)은 독립적으로 작동될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 풍선들은 관절 조인트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유두(542) 및/또는 십이지장 벽(532)과의 접촉을 피하기 위해 풍선들(512)을 팽창/수축시킴으로써 초음파 트랜스듀서(510-1)로 이미지를 생성하는 것은 자극 또는 염증을 유발할 위험을 감소시킬 수 있다.

다양한 실시예들에서, 가요성 세장형 부재(504)는 풍선들(512)을 팽창/수축시키기 위한 하나 이상의 내강들(예컨대, 작업 채널들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체는 하나 이상의 내강들을 통해 풍선에 추가되고 그로부터 제거될 수 있다. 많은 실시예들에서, 적어도 하나의 내강은 유체가 유체 충전 영역(544)에 추가되거나 그로부터 제거되는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 풍선들(512) 및 유체 충전 영역(544)은 상이한 유체들로 충전될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 가요성 세장형 부재는 제1 풍선과 제2 풍선 사이 배치된 출구를 갖는 유체 채널을 포함할 수 있는데, 이는 신체 내강의 벽 외부 특징을 포함하는 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 제1 풍선과 제2 풍선 사이 신체 내강의 영역을 유체로 충전할 수 있다.

도 6a 내지 도 6f는 본 명세서에 설명된 본 개시 내용에 따른 환경(600A 내지 600F)에서의 이미징 및 궤적 시각화의 실시예들을 도시한 것이다. 가요성 세장형 부재(604)가 도 6a 내지 도 6f에서 십이지장(630)에 각각 배치되지만, 가요성 세장형 부재(604)는 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다른 환경에서 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 도 6c 및 도 6f는 ERCP 시술을 수행하기 위해 환자의 해부학적 구조 내에 위치 가능한 가요성 세장형 부재(예컨대, 십이지장경)와 같은 의료 디바이스의 원위 말단을 도시한다. 도 6a 내지 도 6b 및 도 6d 내지 도 6e는 가요성 세장형 부재 상의 이미징 디바이스(6XX)로부터 투사되고 의료 전문가가 유두에 삽관하도록 사용자 인터페이스 상에 표시되는 이미지들을 도시한다. 가요성 세장형 부재들(604-1, 604-2)은 가요성 세장형 부재들(104, 204, 304, 404, 504) 중 하나 이상과 동일하거나 유사할 수 있다는 것이 이해된다. 환경들(600A-600F)은 상이한 선택된 해부학적 구조들을 도시한다. 환경들(600A-600C)은 가요성 세장형 부재(604-1), 십이지장(630-1), 십이지장 벽(632-1), 유두(642-1), 담관(626-1), 췌장관(628-1), 광원(634-1), 타겟 궤적 시각화(646-1), 및 실제 궤적 시각화(648-1)를 포함한다. 환경들(600D-600F)은 가요성 세장형 부재(604-2), 십이지장(630-2), 십이지장 벽(632-2), 유두(642-2), 담관(626-2), 췌장관(628-2), 광원(634-2), 담관 궤적 시각화(646-2), 및 췌장관 궤적 시각화(648-2)를 포함한다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예들에서, 도 6a 내지 6e와 관련하여 설명된 하나 이상의 특성들, 구성 요소들 및/또는 기술들은 이미징 관련 프로세스들과 같이 컨트롤러(106)를 통해 구현될 수 있다. 실시예들에서, 이러한 특성들, 구성 요소들, 및/또는 기술들은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 카메라로부터의 시각적 피드백은 개선된 이미징(예를 들어, 멀티모드 이미징)을 제공하기 위해 가요성 세장형 부재(604-1, 604-2)를 자동화 및/또는 가이드하는 데 사용될 수 있다. 더 일반적으로, 본 명세서에 설명된 임의의 기술들 또는 구성 요소들은 하나 이상의 다른 구성 요소들의 동작을 자동화 및/또는 가이드하는 데 이용될 수 있다. 초음파 센서와 같은 하나 이상의 트랜스듀서들은 가요성 세장형 부재(604-1, 604-2) 내로 통합될 수 있다. 초음파 센서는 음향 방사력 임펄스 탄성 초음파(acoustic radiation force impulse elastography)를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 탄성 초음파 및/또는 도플러 이미징과 같은 기술들이 초음파를 통해 사용되어 더 높은 밀도의 질량 및 유체 유동의 시각화와 같은 추가의 정보를 제공하여 삽관할 적절한 관을 식별하는 것을 도울 수 있다. 직접 및/또는 간접 초음파 및/또는 광음향 능력들이 이용될 수 있다. 수술 중 초음파 및/또는 광음향 이미징이 이미지 융합을 위해 사용될 수 있다.

멀티모드 이미징은 또한 이미지 융합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 센서 및 초음파 트랜스듀서로부터의 입력은 삽관을 보조하기 위한 더 관련된 정보를 제공하기 위해 함께 융합될 수 있다. 그러한 경우들에서, 십이지장의 벽 상에 윤곽이 그려진 관들을 갖는 유두의 직접적인 시각화의 사진이, 예를 들어, 사용자 인터페이스(120)를 통해 제공될 수 있으며, 이는 조작자에게 궤적/접근법의 더 나은 아이디어를 제공할 수 있다.

환경들(600A 내지 600C)을 참조하면, 실시예들에서, 타겟 궤적 시각화(646-1)는 각자의 디바이스들(예컨대, 내시경, 카테터, 가요성 세장형 부재(604-1))에 대한 타겟 받음각(angle of attack)을 나타낼 수 있고, 실제 궤적 시각화(648-1)는 실제 위치 설정에 기초하여 각자의 디바이스들(예컨대, 내시경, 카테터, 가요성 세장형 부재(604-1))에 대한 현재 각도를 나타낼 수 있다. 몇몇 그러한 실시예들에서, 조작자는 가요성 세장형 부재(604-1)를 적절하게 위치시키기 위해 실제 궤적 시각화(648-1)를 목표 궤적 시각화(646-1)와 정렬시킬 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 가요성 세장형 부재(604-1, 604-2)(도 6a 내지 도 6b, 도 6d 내지 도 6e 참조) 상의 카메라로부터의 이미지를 표시하고, 의료 전문가를 위해 유두(642-1)를 검출하고 식별할 수 있다. 컨트롤러(106)는 유두(642-1)의 이미지에 기초하여 타겟 궤적(646-1)을 결정하고, 의료 전문가를 위한 시각적 삽관 경로를 제공하기 위해 이미지 상에 오버레이할 수 있다. 실시예들에서, 초음파 이미지는 타겟 궤적(646-1)을 생성하기 위한 췌장관 및/또는 담관의 이미지를 결정하기 위해 가요성 세장형 부재(604-1, 604-2) 상의 초음파 센서에 의해 획득될 수 있다. 유두(642-1) 및/또는 타겟 궤적(646-1)이 식별되면, 컨트롤러(106)는 가요성 세장형 부재(604-1, 604-2)로부터 연장하는 도구의 현재 궤적을 결정하고, 궤적(648-1)을 오버레이할 수 있다. 즉, 컨트롤러(106)는 의료 전문가가 가요성 세장형 부재(604-1)의 원위 말단을 더 양호하게 정렬하도록 이미지를 표시할 수 있고, 그에 의해 현재 궤적 및 타겟 궤적(646-1, 648-1)은 유두(642-1)의 이미지 상에서 서로 상당히 정렬되어, 삽관을 개선하고 잠재적으로 실패한 시도들을 감소시킬 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컨트롤러(106)는 삽관을 개선하고 잠재적으로 실패한 시도들을 감소시키기 위해 의료 전문가가 담관 및 췌장관 중 하나와 가요성 세장형 부재(604-2)의 원위 말단을 더 양호하게 정렬시키도록 이미지들을 표시할 수 있다.

실시예들에서, 레이저, 또는 (예컨대, 광원(634-1, 634-5)으로부터) 원하는 파장의 광이 위치 결정(예컨대, 목표 궤적 시각화(646-1))에 기초하여 디바이스들에 대한 타겟 받음각을 투사하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 레이저/광(예를 들어, 광원(634-1))은 가요성 세장형 부재(604-1)의 팁에 대한 진로 및/또는 방향을 보여줄 수 있다(예를 들어, 실제 궤적 시각화(648-1)). 실시예들에서, 타겟 궤적(646-1) 및 실제 궤적(648-1)은 둘 다 유두(642-1)의 이미지 상에 표시 가능하며, 따라서 의료 전문가는 가요성 세장형 부재를 실시간으로 보고 정렬할 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 진로 및/또는 방향은 가요성 세장형 부재가 십이지장 내에서 이동할 때 가요성 세장형 부재의 원위 말단의 현재 궤적을 조작자에게 알릴 수 있다.

많은 실시예들에서, 레이저는 조작자에 의해 또는 (예컨대, 가요성 세장형 부재(604-1) 내로 통합된 초음파로부터의) 이미징 입력에 기초하여 자동으로 설정된 것과 같은 최적의 접근 각도를 보여주고, 그 다음 관(예컨대, 담관(626-1))을 향한 그리고 그 내로의 이동을 가이드하기 위해 이용될 수 있다. 최적의 접근 각도는 선택된 해부학적 구조에 기초한 적절한 정렬을 보조하기 위해, 초음파 또는 광음향 이미징으로부터 결정된 것과 같은, 관 해부학적 구조의 연장으로서 도시될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 타겟 궤적 시각화(646-1) 및/또는 실제 궤적 시각화(648-1)는 레이저/광 대신에 소프트웨어에 의해 생성될 수 있다.

환경(600D 내지 600F)을 참조하면, 일부 실시예들에서, 췌장관 궤적 시각화(648-2)는 췌장관(628-2)의 진입 지점 표시 및/또는 윤곽을 포함할 수 있고, 담관 궤적 시각화(646-2)는 담관(626-2)의 진입 지점 표시 및/또는 윤곽을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 추가의 센서, 확장된 이미지들, 및/또는 궤적 시각화는 삽관을 보조할 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 광원들(634-2)은 레이저를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 궤적 시각화(646-2, 648-2)는 광원 대신에 소프트웨어에 의해 생성될 수 있다.

실시예들은 확장된 이미지 오버레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 채널 내의 스코프 또는 다른 ERCP 기구의 이미지는 사용자 인터페이스를 통해 제시되는 이미지(예를 들어, 광학 이미지) 위에 가상으로 배치될 수 있다. 이러한 예들에서, 이는 담관으로의 탐색을 보조할 수 있다. 실시예들에서, 정보는 트랜스듀서들로부터 통합되어 사용자 인터페이스들을 통해 제시된 이미지 상에 오버레이될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 광학적으로 보이지 않는 이미지들의 시각화(예를 들어, 리컬러(recolor), 리스케일(rescale) 등)를 가능하게 하기 위해 적절한 변환들이 수행될 수 있다. 이 정보는 정확한 위치 정보를 제공하고 및/또는 탐색을 보조할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도구가 갈 것으로 예상되거나 가기를 원하는 곳에서 고스트 이미지(ghost image)가 생성될 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 궤적은 도시된 초기 궤적이, 예를 들어 교정 시술 전체에 걸쳐, 일정하게 유지되도록 고정될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 궤적은 관 내로의 최적 각도의 결정에 기초하여 고정될 수 있다. 실시예들에서, 궤적 시각화는 센서, 이미징, 및/또는 사용자 입력이 삽관을 위한 최적의 궤적을 업데이트하기 위해 사용될 수 있도록 적응적일 수 있다. 예를 들어, 조작자는 궤적 시각화에 기초하여 관을 향해 그리고 관 내로 카테터를 천천히 이동시킬 수 있다. 작은 이동들 후에, 센서들이 주변에 액세스하고 필요한 경우 궤적을 조정하며 피드백을 제공하는 측정 및 단계 접근법(measure and step approach)이 사용될 수 있다. 피드백은 시각적일 수 있고, 조작자가 어디에/무엇과 정렬할지를 보여준다.

일부 실시예들에서, 피드백은 수치적 및/또는 방향적일 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 값/피드백을 정정하기 위한 적절한 이동들은, 예를 들어 컨트롤러(106)에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 궤적들은 보충 정보로서 사용될 수 있다. 실시예들에서, 시각, 촉각 및/또는 청각과 같은 피드백은 특정 영역 또는 타겟 조직에 도달했을 때 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시각, 촉각 및/또는 청각과 같은 피드백은 특정 영역 또는 타겟 조직에 도달했을 때 생성될 수 있다.

실시예들에서, 트랜스듀서들은, 하나 이상의 2D 이미지들에 기초하여 선택된 해부학적 구조의 3차원 맵을 생성하기 위해 초음파 이미징 및/또는 멀티모드 이미징 등을 이용하여 위치 추적/정보를 포함 및/또는 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 위치 파악 센서들은 선택된 해부학적 구조의 맵을 구축하기 위한 3차원을 제공할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 환경(700A, 700B, 700C)에서 가요성 세장형 부재들의 다양한 실시예들을 도시한다. 일부 실시예들에서, 환경들(700A, 700B, 700C)은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 구성 요소들과 동일하거나 유사한 하나 이상의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가요성 세장형 부재(704-1)는 가요성 세장형 부재들(104, 204, 304, 404, 504, 604-1, 604-2) 중 하나 이상과 동일하거나 유사할 수 있다. 환경(700A)은 가요성 세장형 부재(704-1), 관절 조인트(712-1), 트랜스듀서(710-1), 및 트랜스듀서 부재(717-1)를 구비한 의료 디바이스(702-1)의 원위 말단을 포함한다. 환경(700B)은 가요성 세장형 부재(704-2), 관절 조인트들(712-2, 712-3), 트랜스듀서(710-2), 및 트랜스듀서 부재(717-2)를 구비한 의료 디바이스(702-2)를 포함한다. 환경(700C)은 가요성 세장형 부재(704-3), 관절 조인트(712-4), 텔레스코픽 조인트(712-5), 트랜스듀서(710-3), 및 트랜스듀서 부재(717-3)를 구비한 의료 디바이스(702-3)를 포함한다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 실시예들에서, 기계적 진동 및/또는 이동이 삽관을 보조하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전후 또는 좌우와 같은 작은 이동/움직임이, 삽관 시술 중에서와 같이, 조종을 보조하기 위해 사용될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 작은 이동들/움직임들은 자동화될 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

환경(700A)에서, 관절 조인트(712-1)는 트랜스듀서 부재(717-1)의 일부와 같은 의료 디바이스(702-1)의 적어도 일부에 대해 트랜스듀서(710-1)를 방사상으로 변위시킬 수 있다. 환경(700B)에서, 관절 조인트들(712-2, 712-3)은 트랜스듀서 부재(717-2)의 각각의 부분들과 같은 의료 디바이스(702-2)의 각각의 부분들에 대해 트랜스듀서(710-2)를 방사상으로 변위시킬 수 있다. 환경(700C)에서, 관절 조인트(712-4)는 트랜스듀서 부재(717-3)의 일부와 같은 의료 디바이스(702-1)의 적어도 일부에 대해 트랜스듀서(710-3)를 방사상으로 변위시킬 수 있고, 텔레스코픽 조인트(712-5)는 트랜스듀서 부재(717-3)에 대해 트랜스듀서(710-3)를 세로 방향으로 연장/수축시킬 수 있다.

도 8은 전술한 바와 같은 다양한 실시예들을 구현하기에 적합할 수 있는 컴퓨팅 아키텍처(computing architecture)(800)의 일 실시예를 도시한다. 다양한 실시예들에서, 컴퓨팅 아키텍처(800)는 전자 디바이스 및/또는 의료 디바이스의 일부를 포함하거나 그 일부로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 아키텍처(800)는, 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 구성 요소들을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 아키텍처(800)는, 예를 들어, 의료 디바이스(102), 컨트롤러(106), 하나 이상의 트랜스듀서 세트(110), 하나 이상의 조인트 세트(112), 세장형 부재 인터페이스(114), 프로세서(116), 메모리(118), 및/또는 사용자 인터페이스(120)와 같은, 본 명세서에서 설명된 구성 요소들 및/또는 기술들의 하나 이상의 부분들을 구현하거나 이용하는 컴퓨팅 디바이스를 나타낼 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에서 제한되지 않는다.

본 출원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시스템" 및 "구성 요소" 및 "모듈"은 컴퓨터 관련 개체(computer-related entity), 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행 중인 소프트웨어를 지칭할 수 있으며, 그 예들은 본 명세서에 개시된 컴퓨팅 아키텍처(800)의 도시된 예에 의해 제공된다. 예를 들어, 구성 요소는 프로세서 상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 하드 디스크 드라이브, (광학 및/또는 자기 저장 매체의) 다수의 저장 드라이브, 객체, 실행 파일, 실행 스레드(a thread of execution), 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 예시로서, 컨트롤러(106) 상에서 실행되는 애플리케이션 및 컨트롤러(106) 모두가 구성 요소일 수 있다. 하나 이상의 구성 요소는 프로세스 및/또는 실행 스레드에 상주할 수 있고, 구성 요소는 하나의 컴퓨터 상에 국한되거나 및/또는 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수 있다. 또한, 구성 요소들은 동작들을 조정하기 위해 다양한 유형의 통신 매체들에 의해 서로 통신 가능하게 결합될 수 있다. 조정은 정보의 단방향 또는 양방향 교환을 수반할 수 있다. 예를 들어, 구성 요소들은 통신 매체를 통해 통신되는 신호들의 형태로 정보를 통신할 수 있다. 정보는 다양한 신호 라인들에 할당된 신호들로서 구현될 수 있다. 이러한 할당들에서, 각각의 메시지는 신호이다. 그러나, 추가 실시예들은 대안적으로 데이터 메시지들을 이용할 수 있다. 이러한 데이터 메시지들은 다양한 접속들(connections)을 통해 송신될 수 있다. 접속들의 예들은 병렬 인터페이스, 직렬 인터페이스, 및 버스 인터페이스들을 포함한다.

컴퓨팅 아키텍처(800)는 하나 이상의 프로세서, 멀티-코어 프로세서, 코-프로세서(co-processor), 메모리 유닛, 칩셋, 컨트롤러, 주변 장치(peripherals), 인터페이스, 발진기(oscillator), 타이밍 디바이스, 비디오 카드, 오디오 카드, 멀티미디어 입/출력(I/O) 구성 요소, 전원 등과 같은 다양한 공통 컴퓨팅 요소들을 포함한다. 그러나, 실시예들은 컴퓨팅 아키텍처(800)에 의한 구현으로 제한되지 않는다.

도 8에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 아키텍처(800)는 처리 유닛(processing unit)(804), 시스템 메모리(806), 및 시스템 버스(808)를 포함한다. 처리 유닛(804)은 AMD® Athlon®, Duron® 및 Opteron® 프로세서들; ARM® 애플리케이션, 임베디드 및 보안 프로세서들; IBM® 및 Motorola® DragonBall® 및 PowerPC® 프로세서들; IBM 및 Sony® 셀 프로세서들; Intel® Celeron®, Core (2) Duo®, Itanium®, Pentium®, Xeon®, 및 XScale® 프로세서들; 및 유사한 프로세서들을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 상업적으로 이용 가능한 프로세서들일 수 있다. 듀얼 마이크로프로세서들, 멀티-코어 프로세서들, 및 다른 멀티-프로세서 아키텍처들이 또한 처리 유닛(804)으로서 이용될 수 있다.

시스템 버스(808)는 시스템 메모리(806)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 시스템 구성 요소들에 대한 인터페이스를 처리 유닛(804)에 제공한다. 시스템 버스(808)는 (메모리 컨트롤러를 갖거나 갖지 않는) 메모리 버스, 주변 장치 버스, 및 다양한 상업적으로 이용 가능한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가로 상호 연결될 수 있는 몇가지 유형들의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 인터페이스 어댑터들은 슬롯 아키텍처를 통해 시스템 버스(808)에 접속할 수 있다. 예시적인 슬롯 아키텍처들은 AGP(Accelerated Graphics Port), 카드 버스(Card Bus), (E)ISA((Extended) Industry Standard Architecture), MCA(Micro Channel Architecture), NuBus, PCI(X)(Peripheral Component Interconnect (Extended)), PCI Express, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 등을 제한 없이 포함할 수 있다.

시스템 메모리(806)는 ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), DRAM(dynamic RAM), DDRAM(Double-Data-Rate DRAM), SDRAM(synchronous DRAM), SRAM(static RAM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM), 플래시 메모리(예를 들어, 하나 이상의 플래시 어레이), 강유전성 폴리머 메모리와 같은 폴리머 메모리(polymer memory), 오보닉 메모리(ovonic memory), 상변화 또는 강유전성 메모리(phase change or ferroelectric memory), SONOS(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon) 메모리, 자기 또는 광학 카드들, RAID(Redundant Array of Independent Disks) 드라이브들과 같은 디바이스들의 어레이, 솔리드 스테이트 메모리 디바이스들(solid state memory devices)(예를 들어, USB 메모리, SSD(solid state drives)) 및 정보를 저장하기에 적합한 임의의 다른 유형의 저장 매체와 같은, 하나 이상의 고속 메모리 유닛들의 형태로 다양한 유형들의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 도 8에 보여진 예시된 실시예에서, 시스템 메모리(806)는 비휘발성 메모리(810) 및/또는 휘발성 메모리(812)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템 메모리(806)는 메인 메모리를 포함할 수 있다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 비휘발성 메모리(810)에 저장될 수 있다.

컴퓨터(802)는 내부(또는 외부) 하드 디스크 드라이브(HDD)(814), 이동식 자기 디스크(818)로부터 판독하거나 그에 기입하는 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(816), 및 이동식 광 디스크(822)(예를 들어, CD-ROM 또는 DVD)로부터 판독하거나 그에 기입하는 광 디스크 드라이브(820)를 포함하는, 하나 이상의 저속 메모리 유닛의 형태로 다양한 유형의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다. HDD(814), FDD(816) 및 광 디스크 드라이브(820)는 각각 HDD 인터페이스(824), FDD 인터페이스(826) 및 광 드라이브 인터페이스(828)에 의해 시스템 버스(808)에 접속될 수 있다. 외부 드라이브 구현을 위한 HDD 인터페이스(824)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 994 인터페이스 기술들 중 적어도 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이러한 유형들의 메모리는 메인 메모리 또는 시스템 메모리에 포함되지 않을 수 있다.

드라이브들 및 연관된 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터, 데이터 구조들, 컴퓨터 실행 가능 명령어들 등의 휘발성 및/또는 비휘발성 저장장치를 제공한다. 예를 들어, 운영 체제(830), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(832), 기타 프로그램 모듈들(834), 및 프로그램 데이터(836)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈들이 드라이브 및 메모리 유닛들(810, 812)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(832), 기타 프로그램 모듈들(834), 및 프로그램 데이터(836)는, 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 다양한 기술, 애플리케이션, 및/또는 구성 요소들을 포함하거나 구현할 수 있다.

사용자는 하나 이상의 유/무선 입력 디바이스들, 예를 들어, 키보드(838), 및 마우스(840)와 같은 포인팅 디바이스를 통해 컴퓨터(802)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스는 마이크, 적외선(IR) 리모콘, 무선 주파수(RF) 리모콘, 게임 패드, 스타일러스 펜, 카드 판독기, 동글, 지문 판독기, 장갑, 그래픽 태블릿, 조이스틱, 키보드, 망막 판독기, 터치 스크린(예를 들어, 정전용량성, 저항성 등), 트랙볼, 트랙패드, 센서, 스타일러스 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스들은 종종 시스템 버스(808)에 연결된 입력 디바이스 인터페이스(842)를 통해 처리 유닛(804)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 994 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스 등과 같은 다른 인터페이스들에 의해 연결될 수 있다.

모니터(844) 또는 기타 유형의 디스플레이 디바이스도 비디오 어댑터(846)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(808)에 연결되어 있다. 모니터(844)는 컴퓨터(802)의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 모니터(844) 이외에, 컴퓨터는 통상적으로 스피커, 프린터 등과 같은 다른 주변 출력 디바이스들을 포함한다.

컴퓨터(802)는 원격 컴퓨터(848)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들로의 유선 및/또는 무선 통신을 통한 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 상호작용들은 네트워크화된 환경을 통해 발생할 수 있다. 원격 컴퓨터(848)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서 기반 엔터테인먼트 기기, 피어 디바이스(peer device) 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있고, 통상적으로 컴퓨터(802)와 관련하여 설명된 구성 요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리/저장 디바이스(850)만이 도시되어 있다. 묘사된 논리적 접속들은 근거리 통신망(LAN)(852) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 광역 통신망(WAN)(854)으로의 유/무선 접속을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 흔하고, 인트라넷과 같은 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 하며, 이들 모두는 글로벌 통신 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 접속할 수 있다.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(802)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(856)를 통해 LAN(852)에 접속된다. 어댑터(856)는 LAN(852)과의 유선 및/또는 무선 통신을 용이하게 할 수 있으며, 또한 어댑터(856)의 무선 기능과 통신하기 위해 그 위에 배치된 무선 액세스 포인트를 포함할 수 있다.

WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(802)는 모뎀(858)을 포함할 수 있거나, WAN(854) 상의 통신 서버에 연결되거나, 인터넷에 의한 것과 같이 WAN(854)을 통해 통신을 설정하는 다른 수단들을 가진다. 내장형 또는 외장형 및 유선 및/또는 무선 디바이스일 수 있는 모뎀(858)은 입력 디바이스 인터페이스(842)를 통해 시스템 버스(808)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(802) 또는 그 일부와 관련하여 도시된 프로그램 모듈들은 원격 메모리/저장 디바이스(850)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 접속들은 실례가 되는 예들이며, 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 확립하는 다른 수단들이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.

컴퓨터(802)는 무선 통신(예를 들어, IEEE 802.16 OTA(over-the-air) 변조 기법들)에 동작 가능하게 배치된 무선 디바이스들과 같은, IEEE 802 계열의 표준들을 사용하여 유선 및 무선 디바이스들 또는 개체들과 통신하도록 동작 가능하다. 이것은 특히, 적어도 Wi-Fi(또는 Wireless Fidelity), WiMax, 및 Bluetooth^TM 무선 기술들을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 또는 단순히 적어도 2개의 디바이스들 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다. Wi-Fi 네트워크들은 IEEE 802.11x(a, b, g, n 등)라고 하는 무선 기술들을 사용하여 안전하고, 신뢰성 있고, 빠른 무선 접속을 제공한다. Wi-Fi 네트워크는 컴퓨터들을 서로 간에, 인터넷에, 그리고 유선 네트워크들(IEEE 802.3-관련 미디어 및 기능들을 사용)에 접속하기 위해 사용될 수 있다.

다양한 실시예들은 하드웨어 요소, 소프트웨어 요소, 또는 이 둘의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 하드웨어 요소의 예들은 프로세서, 마이크로프로세서, 회로, 회로 요소(예를 들어, 트랜지스터, 저항, 커패시터, 인덕터 등), 집적 회로, 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그램 가능 로직 디바이스(PLD), 디지털 신호 프로세서(DSP), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 로직 게이트, 레지스터, 반도체 디바이스, 칩, 마이크로칩, 칩셋들 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어의 예들은 소프트웨어 구성 요소, 프로그램, 애플리케이션, 컴퓨터 프로그램, 애플리케이션 프로그램, 시스템 프로그램, 머신 프로그램, 운영 체제 소프트웨어, 미들웨어, 펌웨어, 소프트웨어 모듈, 루틴(routines), 서브루틴, 함수, 방법, 절차(procedure), 소프트웨어 인터페이스, 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API), 명령어 세트, 컴퓨팅 코드, 컴퓨터 코드, 코드 세그먼트, 컴퓨터 코드 세그먼트, 워드, 값(value), 심볼(symbol), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 실시예가 하드웨어 요소들 및/또는 소프트웨어 요소들을 사용하여 구현되는지를 결정하는 것은 원하는 계산 속도, 전력 레벨, 열 허용오차, 처리 사이클 예산, 입력 데이터율(input data rate), 출력 데이터율(output data rate), 메모리 리소스, 데이터 버스 속도 및 다른 설계 또는 성능 제약들과 같은 임의의 수의 인자들에 따라 변할 수 있다.

적어도 한 실시예의 하나 이상의 양태들은, 프로세서에서의 다양한 로직을 나타내는 머신 판독 가능 매체에 저장된 대표적인 명령어들에 의해 구현될 수 있으며, 이는 머신에 의해 판독될 때 머신이 본 명세서에 설명된 기술들을 수행하도록 로직을 만들게 한다. "IP 코어들"로 알려진 이러한 표현들은 유형의 머신 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있고, 로직 또는 프로세서를 실제로 만드는 제조 머신들에 로딩하기 위해 다양한 고객들 또는 제조 설비들에 공급될 수 있다. 일부 실시예들은, 예를 들어, 머신에 의해 실행되는 경우, 머신으로 하여금 실시예들에 따른 방법 및/또는 동작을 수행하게 할 수 있는 명령어 또는 명령어들의 세트를 저장할 수 있는 머신 판독 가능 매체 또는 물품을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 머신은, 예를 들어, 임의의 적절한 처리 플랫폼, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨팅 디바이스, 처리 디바이스, 컴퓨팅 시스템, 처리 시스템, 컴퓨터, 프로세서 등을 포함할 수 있고, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 머신 판독 가능 매체 또는 물품은, 예를 들어, 임의의 적합한 유형의 메모리 장치, 메모리 유닛, 메모리 물품, 메모리 매체, 저장 디바이스, 저장 물품, 저장 매체 및/또는 저장 유닛, 예를 들어, 메모리, 이동식 또는 비이동식 매체, 소거 가능(erasable) 또는 소거 불가능 매체, 기입 가능 또는 재기입 가능 매체, 디지털 또는 아날로그 매체, 하드 디스크, 플로피 디스크, CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), CD-R(Compact Disk Recordable), CD-RW(Compact Disk Rewriteable), 광 디스크, 자기 매체, 광자기 매체, 이동식 메모리 카드 또는 디스크, 다양한 유형의 DVD(Digital Versatile Disk), 테이프, 카세트 등을 포함할 수 있다. 명령어들은 임의의 적절한 고급, 저급, 객체-지향, 비주얼, 컴파일된 및/또는 해석된 프로그래밍 언어를 사용하여 구현되는, 소스 코드, 컴파일된 코드, 해석된 코드, 실행가능한 코드, 정적 코드, 동적 코드, 암호화된 코드 등과 같은 임의의 적절한 유형의 코드를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시되고 청구된 모든 디바이스들 및/또는 방법들은 본 개시 내용에 비추어 과도한 실험 없이 구성되고 실행될 수 있다. 본 개시 내용의 디바이스들 및 방법들이 바람직한 실시예들의 관점에서 설명되었지만, 본 개시 내용의 개념, 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 디바이스들 및/또는 방법들, 및 방법의 단계들 또는 단계들의 순서에 변형들이 적용될 수 있다는 점은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 모든 이러한 유사한 치환 및 변형들은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 개시 내용의 취지, 범주 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

의료 디바이스로서,
근위 부분 및 원위 부분을 갖는 가요성 세장형 부재;
상기 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치되고 제1 이미지를 생성하도록 구성된 제1 트랜스듀서;
상기 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따르고 제2 이미지를 생성하도록 구성된 제2 트랜스듀서; 및
상기 제1 트랜스듀서와 상기 제2 트랜스듀서 사이에서 상기 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 배치된 관절 조인트 -상기 관절 조인트는 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초한 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 상기 제2 트랜스듀서를 위치시키도록 구성됨-
를 포함하는, 의료 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서는 광학 센서를 포함하고, 상기 제1 이미지는 광학 이미지를 포함하는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서를 포함하고, 상기 제2 이미지는 초음파 이미지를 포함하는, 의료 디바이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서는 신체 내강의 벽의 특징을 갖는 상기 제1 이미지를 생성하도록 구성되고, 상기 제2 트랜스듀서는 상기 신체 내강의 벽 외부의 특징을 포함하는 상기 제2 이미지를 생성하도록 구성되는, 의료 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이미지는 신체 내강의 벽의 특징 및 신체 내강의 벽 외부의 특징을 포함하는, 의료 디바이스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관절 조인트는 상기 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 상기 제2 트랜스듀서와 신체 내강의 벽을 접촉시키도록 구성되는, 의료 디바이스.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가요성 세장형 부재의 원위 부분 주위에 배치된 제1 풍선 및 제2 풍선을 더 포함하고, 상기 제1 풍선 및 상기 제2 풍선은 상기 제1 트랜스듀서 또는 상기 제2 트랜스듀서를 신체 내강에 위치시키도록 구성되며, 상기 제1 트랜스듀서 및 상기 제2 트랜스듀서는 상기 가요성 세장형 부재의 원위 부분을 따라 상기 제1 풍선 및 상기 제2 풍선 사이에 배치되는, 의료 디바이스.
제7항에 있어서,
신체 내강의 벽 외부의 특징을 포함하는 상기 제2 이미지의 생성을 용이하게 하기 위해 상기 제1 풍선과 상기 제2 풍선 사이의 신체 내강의 영역을 유체로 채우도록 상기 제1 풍선과 상기 제2 풍선 사이에 출구가 배치된 유체 채널을 더 포함하는, 의료 디바이스.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는 상기 신체 내강의 벽 외부의 조직을 여기시키기 위해 에너지의 펄스를 생성하는 에너지원을 더 포함하고, 상기 제2 트랜스듀서는 광학적으로 여기된 타겟들에 의해 생성된 음파들을 검출하고 검출된 음파들에 기초하여 이미지를 생성하도록 구성된 센서인, 의료 디바이스.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
프로세서; 및
상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 신체 내강의 벽의 특징 및 신체 내강의 벽 외부의 특징을 포함하는 결합된 이미지를 생성하게 하는 명령어들을 포함하는 메모리
를 포함하는, 의료 디바이스.
제10항에 있어서,
상기 메모리는 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초한 궤적 시각화를 결정하기 위한 명령어들을 포함하는, 의료 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 메모리는 상기 결합된 이미지에서 상기 궤적 시각화의 표시를 생성하는 명령어들을 포함하는, 의료 디바이스.
제11항에 있어서,
상기 가요성 세장형 부재의 상기 원위 부분을 따라 배치된 광원을 더 포함하고, 상기 메모리는 신체 내강 내부의 상기 광원으로 상기 궤적 시각화의 표시를 생성하기 위한 명령어들을 더 포함하는, 의료 디바이스.
장치로서,
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 의료 디바이스를 실현하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
머신-판독 가능한 저장장치로서,
실행될 때, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 의료 디바이스를 실현하기 위한 머신-판독 가능한 명령어들을 포함하는, 머신-판독 가능한 저장장치.