KR20220069061A - 소형화된 체내 제어 가능한 의료 장치 - Google Patents

Abstract

의료 절차와 관련하여 사람 내에서 작동할 수 있는 의료 장치에 대한 시스템 및 방법이 개시된다. 본 개시내용의 양태에서, 외과 수술을 지원하기 위한 시스템은 환자의 수술 부위 내에 완전히 배치되도록 크기가 조정된 의료 장치들의 무리를 포함하며, 의료 장치들의 무리는 환자 내에서 동시에 작동하도록 구성되어 외과 의사는 환자의 수술 절차를 수행한다. 의료 장치들의 무리는 수술 부위의 적어도 일부의 뷰를 캡처하고 캡처된 뷰를 전달하도록 구성된 영상화 시스템을 포함하는 제1 의료 장치, 및 후퇴 장치, 관주 장치, 흡입 장치, 클리핑 장치, 치료 전달 장치 및 절단 장치 중 하나 이상을 포함하는 제2 의료 장치를 포함한다.

Description

소형화된 체내 제어 가능한 의료 장치

본 개시내용은 일반적으로 소형화된 체내 제어 가능한 의료 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 의료 절차의 측면을 수행 및/또는 보조하기 위한 하나 이상의 시스템을 갖는 체내 의료 장치에 관한 것이다.

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 9월 26일에 출원된 미국 가출원 번호 62/906,415의 이익 및 우선권을 주장하며, 그 내용 전체가 여기에 인용에 의해 포함된다.

많은 의료 절차는 진단을 완료하거나 환자에게 치료요법을 제공하기 위해 의사가 신체 내의 영역에 접근할 것을 요구한다. 종종 의사는 신체의 고유한 오리피스(orifice)와 내강(lumen)을 통해 신체의 내부 영역에 접근한다. 자연적인 오리피스에는 콧구멍, 입, 외이도, 비루관, 항문, 요도, 질 및 젖꼭지가 포함된다. 내강은 위장관의 내부, 폐의 기관지 경로, 신세뇨관 및 요로집합관의 내부, 질, 자궁 및 나팔관의 경로를 포함한다. 이러한 오리피스와 내강 내에서 의사는 절개를 만들어 신체의 거의 모든 부위에 접근할 수 있다.

신체 내의 영역에 접근하기 위한 전통적인 방법은 개방 수술 절차, 복강경 절차 및 내시경 절차를 포함한다. 복강경 절차를 통해 의사는 작은 "열쇠 구멍"(key-hole) 외과용 개구(opening) 및 특별히 설계된 도구를 사용하여 신체 내 부위에 접근할 수 있다. 처음에 복강경 기구는 본질적으로 선형이었고 신체 부위에 접근하기 위해 장애물이 없는 직선형 "가시선"(line-of-sight)이 필요했다. 내시경 절차를 통해 의사는 입이나 직장을 통해 유연한 기구를 통과시켜 소화 시스템의 영역에 접근할 수 있다.

최근, 의사들은 로봇을 사용하여 이러한 기구를 제어하기 시작하였다. 이러한 로봇은 일반적으로 로봇이 의사의 움직임을 기구의 움직임으로 변환하는 마스터/슬레이브 구성으로 연결된다. 로봇 제어는 또한 유연한 복강경 기구의 출현을 가능하게 했다. 의료 로봇은 여전히 의사가 제어 대상 장치의 움직임과 동작을 능동적으로 제어해야 하며 고가의 대형 장비와 전용 수술실 공간이 필요하다.

예를 들어, 이러한 장치의 움직임을 제어하고, 이러한 장치의 방향, 속도 또는 위치를 추적 또는 제어하고, 사진이 촬영된 위치를 정확하게 알고, 모든 유형의 외과적 절차를 수행하거나 치료를 제공하는, 마스터/슬레이브 구성 없이는 이러한 유형의 기술을 제공하기 위한 수단이 없다.

따라서, 이 기술 분야에서 개선이 바람직하다. 외과적 절차를 수행하고 로봇 기구를 사용하여 치료를 제공하는 능력을 소형 시스템 또는 기타 구조의 풋프린트, 크기 및 기동성과 결합하는 것이 유익할 것이다. 외과의사가 의료 장치를 특정 위치로 이동할 수 있도록 의료 장치의 움직임을 제어하는 수단을 제공하는 것이 유익하다.

본 명세서에는 체내 전달용 의료 장치가 개시되어 있다. 양태들에서, 의료 장치는 내부 영역을 갖는 호스트 구조물을 포함하고 상기 호스트 구조물에 연결된 하나 이상의 추진 시스템(propulsion system)을 포함할 수 있다. 상기 호스트 구조물 및 상기 추진 시스템은 그 주변 경계가 인간 또는 동물과 같은 살아있는 유기체의 내강 또는 공동에 맞는 크기로 구성가능하다. 상기 의료 장치는 상기 추진 시스템과 통신하는 하나 이상의 전원 공급 장치를 포함할 수 있다. 상기 의료 장치는 상기 추진 시스템 및 상기 전원 공급 장치와 통신하는 제어 유닛을 포함할 수 있다. 상기 제어 유닛은 상기 호스트 구조물 및 상기 추진 시스템이 내강 내에서 자체 조종 가능하도록 상기 호스트 구조물 및 상기 추진 시스템을 상기 내강에서 이동시키도록 제어하도록 구성된 컴퓨터 프로세스 컨트롤러를 구비한다.

본 개시내용의 양태들에서, 수술 절차를 지원하기 위한 시스템은 환자의 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기의 의료 장치들의 무리를 포함하며, 여기서 상기 의료 장치들의 무리는 의사가 환자의 수술 절차를 수행하는 것을 지원하기 위해 환자의 수술 부위 내에서 동시에 작동하도록 구성된다. 상기 의료 장치들의 무리는 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 수술 부위의 적어도 일부에 대한 뷰를 캡처하고 캡처한 뷰를 전달하도록 구성된 영상화 시스템(imaging system)을 포함하는 제1 의료 장치 및 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 후퇴 장치(retracting device), 관주 장치(irrigation devcie), 흡입 장치(suction devcie), 클리핑 장치(clipping device), 치료 전달 장치(therapy delivery devcie) 및 절단 장치(cutting devcie) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 의료 장치를 포함한다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 영상화 시스템들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 여기서 상기 복수의 의료 장치는 상기 제1 의료 장치를 포함하고 상기 수술 부위에 대한 360도 뷰를 캡처하기 위해 협력하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 상기 후퇴 장치를 포함하고, 상기 의료 장치들의 무리는 후퇴 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하며, 여기서 상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치는 각각의 후퇴 장치를 사용하여 상기 수술 부위의 다른 부분들을 동시에 후퇴시켜 외과의사의 수술 절차 수행을 보조하도록 작동한다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 담낭을 후퇴시키도록 구성되고 상기 제3 의료 장치는 간을 동시에 후퇴시키도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 흡입 장치 및 관주 장치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 의료 장치는 상기 흡입 장치 또는 상기 관주 장치를 사용하여 접근 창(access window)을 생성함으로써 의사가 간담도 삼각형(Calot's triangle)의 절개를 수행하는 것을 보조하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 담낭관(cystic duct) 뒤에 접근 창을 생성하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치는 담낭, 담낭 동맥, 및 담낭관 중 적어도 하나의 뷰를 캡처함으로써 의가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 클리핑 장치를 포함하고 담낭 동맥을 클리핑함으로써 의가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 클리핑 장치들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 여기서 상기 복수의 의료 장치는 제2 의료 장치를 포함하고 협력하여 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나에 복수의 클립을 적용하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 시스템은 절단 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하고, 여기서 상기 제3 의료 장치는 다수의 클립 중 2개 사이의 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나를 절단하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 협력하여 수술 부위에서 수술 합병증을 식별하도록 구성된 복수의 의료 장치를 포함한다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 복수의 의료 장치는 협력하여 출혈 및 감염 중 적어도 하나를 식별하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 복수의 의료 장치는 협력하여 광범위한 담관(bile duct) 재건을 필요로 할 수 있는 담즙 누출 및 담관 손상 중 적어도 하나를 식별하도록 구성된다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 후퇴 가능한 앵커 및 테더를 포함하는 견인 장치(pull device)를 포함하고, 여기서 추진력은 테더를 후퇴함으로써 생성되고 이에 따라 상기 제1 의료 장치 및 제 2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 이동시킨다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 고정 구조물에 인접한 푸시 로드를 포함하는 푸시 장치(push device)를 포함하고, 여기서 추진력은 상기 푸시 로드를 전진시킴으로써 생성되고 그에 따라 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 민다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 자석들을 갖는 견인 장치 또는 자석들을 갖는 푸시 장치 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 팽창 및 수축 풍선의 배열(arrangement), 및 상기 풍선들을 팽창 및 수축하도록 풍선으로 유체의 흐름을 제어하기 위한 제어기를 포함하며, 상기 풍선들의 수칙 및 팽창으로 인해 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나의 추진력을 생성한다.

상기 시스템의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치는 제1 전원 공급 장치를 포함하고 상기 제2 의료 장치는 제2 전원 공급 장치를 포함하며, 상기 시스템은 상기 제1 전원 공급 장치를 상기 제2 전원 공급 장치와 연결하도록 구성되고 상기 테더를 통해 상기 제1 전원 공급 장치와 상기 제2 전원 공급 장치 사이의 전력 전송을 가능하게 하도록 구성된다.

본 개시내용의 양태에서, 수술 절차를 지원하기 위한 방법은 환자의 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기의 의료 장치들의 무리를 배치함을 포함하며, 여기서 상기 의료 장치들의 무리는: 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 수술 부위의 적어도 일부에 대한 뷰를 캡처하고 캡처한 뷰를 전달하도록 구성된 영상화 시스템(imaging system)을 포함하는 제1 의료 장치 및 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 후퇴 장치(retracting device), 관주 장치(irrigation devcie), 흡입 장치(suction devcie), 클리핑 장치(clipping device), 치료 전달 장치(therapy delivery devcie) 및 절단 장치(cutting devcie) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 의료 장치를 포함한다. 상기 방법은 의가 환자에서 수술 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 환자 내에서 상기 의료 장치들의 무리를 동시에 작동시키는 것을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 영상화 시스템들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 여기서 상기 복수의 의료 장치는 상기 제1 의료 장치를 포함한다. 상기 방법은 상기 수술 부위에 대한 360도 뷰를 협력하여 캡처하도록 상기 복수의 의료 장치를 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 상기 후퇴 장치를 포함하고, 상기 의료 장치들의 무리는 후퇴 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함한다. 상기 방법은 상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치의 각 후퇴 장치를 사용하여 상기 수술 부위의 다른 부분들을 동시에 후퇴시켜 의사의 수술 절차 수행을 보조하도록 상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치를 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제2 의료 장치는 흡입 장치 및 관주 장치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 방법은 상기 흡입 장치 또는 상기 관주 장치를 사용하여 접근 창(access window)을 생성함으로써 의사가 간담도 삼각형(Calot's triangle)의 절개를 수행하는 것을 보조하도록 상기 제2 의료 장치를 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 클리핑 장치들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 상기 방법은 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나에 복수의 클립을 적용하도록 상기 복수의 의료장치를 협력적으로 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 의료 장치들의 무리는 절단 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하고, 상기 방법은 다수의 클립 중 2개 사이의 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나를 절단하도록 상기 제3 의료 장치를 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 방법은 수술 부위에서 수술 합병증을 식별하도록 상기 의료 장치들의 무리를 협력적으로 작동함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 후퇴 가능한 앵커 및 테더를 포함하는 견인 장치(pull device)를 포함하고, 상기 방법은 상기 테더를 후퇴함으로써 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 견인함을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 고정 구조물에 인접한 푸시 로드를 포함하는 푸시 장치(push device)를 포함하고, 상기 방법은 상기 푸시 로드를 전진시킴으로써 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 미는 것을 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 자석들을 갖는 견인 장치 또는 자석들을 갖는 푸시 장치 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 팽창 및 수축 풍선 배열(arrangement), 및 상기 풍선들을 팽창 및 수축하도록 풍선으로 유체의 흐름을 제어하기 위한 제어기를 포함하며, 상기 풍선들의 수칙 및 팽창으로 인해 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나의 추진력을 생성한다.

상기 방법의 다양한 양태에서, 상기 제1 의료 장치는 제1 전원 공급 장치를 포함하고 상기 제2 의료 장치는 제2 전원 공급 장치를 포함하며, 테더가 상기 제1 전원 공급 장치를 상기 제2 전원 공급 장치와 연결하며, 상기 방법은 상기 테더를 통해 상기 제1 전원 공급 장치와 상기 제2 전원 공급 장치 사이의 전력 전송을 가능하게 함을 포함한다.

도면은 개시된 기술을 예시할 목적으로 개시된 주제의 양태를 예시한다. 그러나, 본 출원은 도면에 도시된 정확한 배열 및 수단으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1a는 본 개시내용에 따라 형성된 대표적인 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 1b는 본 개시내용에 따라 형성된 대표적인 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 2는 본 개시내용에 따라 형성된 체내 제어가능 의료 장치의 대표적인 대안을 예시한다.
도 3은 본 개시내용에 따라 형성된 나선형 나사 구동 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 4는 본 개시내용에 따라 형성된 스프로킷 구동 트랙 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 5는 본 개시내용에 따라 형성된 스프로킷 구동 트랙 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치의 대표적인 대안을 예시한다.
도 6은 본 개시내용에 따라 형성된 유체/제트 스트림 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 7은 본 개시내용에 따라 형성된 촉수 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 8은 본 개시내용에 따라 형성된 촉수 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치의 대표적인 대안을 예시한다.
도 9a, 9b 및 9c는 본 개시내용에 따라 형성된 앵커 및 테더 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 9d 및 도 9e는 본 개시내용에 따라 형성된 푸시형 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 9f 및 도 9g는 본 개시내용에 따라 형성된 자기장 유형 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 9h는 앵커 시스템 및 진공관을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 9i는 푸시 로드 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 10a, 10b 및 10c는 본 개시내용에 따라 형성된 팽창/수축 풍선 추진 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 11은 본 개시내용에 따라 형성된 자이로스코프 및 날개/플리퍼(wing/flipper) 안정화 시스템을 특징으로 하는 체내 제어가능 의료 장치를 예시한다.
도 12a 내지 도 12g는 체내 제어 가능한 의료 장치를 배치하기 위한 상이한 스코프(scope) 시스템을 예시한다.
도 13a, 13b 및 13c는 스코프에 의해 배치된 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 14a 및 도 14b는 스코프에 의해 위 안에 배치되는 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 15a 및 도 15b는 체내 제어 가능한 의료 장치를 제어하기 위한 시스템을 예시한다.
도 16a 및 16b는 체내 제어가능 의료 장치에 전력을 공급하기 위한 상이한 전력 공급 시스템을 예시한다.
도 17은 체내 제어 가능한 의료 장치에 전력을 공급하기 위한 유도 충전의 사용을 예시한다.
도 18은 2개의 체내 제어 가능한 의료 장치 사이의 테더링된 전력 전달을 예시한다.
도 19는 체내 제어 가능한 의료 장치를 위한 장치 내 저장 시스템을 예시한다.
도 20a 및 20b는 체내 제어 가능한 의료 장치와 통합될 수 있는 영상화 시스템을 예시한다.
도 21a 및 21b는 체내 제어 가능한 의료 장치에 의한 모니터링 센서의 배치(placement)를 예시한다.
도 22a, 22b 및 22c는 체내 제어 가능한 의료 장치에 의한 치료 시스템의 전달을 예시한다.
도 23a 내지 도 23e는 체내 제어 가능한 의료 장치에 의해 사용될 수 있는 상이한 조직 및 유체 샘플링 장치를 예시한다.
도 24는 체내 제어 가능한 의료 장치에 의해 사용될 수 있는 물질 분배 시스템을 예시한다.
도 25는 상호작용하는(interactive) 체내 의료 장치들 그룹을 예시한다.
도 26은 상호작용하는 체내 의료 장치들의 다른 그룹을 예시한다.
27a 및 27b는 상호작용하는 체내 의료 장치들의 그룹을 포함하는 예시적인 작동을 예시한다.
도 28은 본 명세서에 기술된 양태들에 따른 의료 시스템을 예시한다.
도 29는 체내 제어 가능한 의료 장치에 의해 획득된 데이터의 분석에서 수행되는 단계의 흐름도를 예시한다.
도 30은 환자에게 배치되고 처리 장치에 무선으로 연결된 체내 제어 가능한 의료 장치를 예시한다.
도 31은 체내 제어 가능한 의료 장치로부터 촬영하고 영상 데이터 세트와 비교한 영상을 예시한다.

본 개시내용은 추진(propulsion) 시스템, 배치(deployment) 시스템, 제어 시스템, 전원 공급 시스템, 장치 내 저장(intra-device storage) 시스템, 영상화(imaging) 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템 및/또는 물질 분배(material dispensing) 시스템 중 하나 이상을 갖는 체내 의료 장치에 관한 것이다. 또한, 다양한 양태에서, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치에 대한 상세한 재료, 체내 제어 가능한 상호작용하는 의료 장치들의 그룹, 체내 제어 가능한 의료 장치들에 대한 구성, 및 하나 이상의 체내 제어 가능한 의료 장치의 사용 방법을 상세히 개시한다.

다양한 양태에서, 본 개시내용은 소형화된 체내 제어 가능한 의료 장치들에 관한 것이다. 이들 장치는 외부에서 제어할 수 있거나 완전히 자율적일 수 있다. 이들 장치는 테더(tether)를 통해 통신하거나 무선으로 통신할 수 있다. 체내 의료 장치는 추진 시스템, 배치 시스템, 제어 시스템, 전원 공급 시스템, 장치 내 저장 시스템, 영상화 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템, 및/또는 물질 분배 시스템을 구비할 수 있다. 여기에 설명된 모든 의료 장치는 독립적으로 작동하거나 그룹으로 함께 작동할 수 있다. 상호작용하는(interactive) 의료 장치들의 그룹은 2개 이상의 의료 장치 예를 들어 3개의 의료 장치, 4개의 의료 장치, 5개의 의료 장치, 6개의 의료 장치 또는 6개 보다 많은 의료 장치를 포함할 수 있다. 의료 장치의 양태(aspect)들은 2019년 3월 27일에 출원된 국제 특허 출원 공개 번호 WO2019/191207호에 설명되어 있으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.

도 1a는 예시적인 체내 제어가능 의료 장치(intra-body controllable medical device)(본 명세서에서 "의료 장치"로도 지칭됨)를 예시한다. 일부 양태에서, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 구형 원통형(spherocylindrical)이다. 체내 제어 가능한 의료 장치는 탐색해야 하는 대상의 해부학, 그것을 전달하는 데 사용되는 방법, 및/또는 의료 장치가 수행해야 하는 작업에 따라 그 형상이 결정될 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 원위 단부(distal end)(10), 근위 단부(proximal end)(15), 및 원위 단부(10)와 근위 단부(15)를 연결하는 본체(body)(20)를 갖는다. 제어 유닛, 전원 공급 시스템, 장치 내 저장 시스템, 영상화 시스템 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템 그리고 물질 분배 시스템은 여기에 설명된 바와 같이 의료 장치(5)의 본체(20) 내에 위치할 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치는 탐색해야 하는 해부학, 이를 전달하는 데 사용되는 방법 및/또는 의료 장치가 수행해야 하는 작업에 따라 크기가 지정될 수 있다. 예를 들어, 위장관 내에서 작동하는 체내 제어 가능한 장치의 전체 치수는 직경이 약 25mm이고 길이가 약 75mm일 수 있다. 일부 양태에서, 의료 장치는 약 15mm의 직경 및 약 50mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 약 15mm 미만이고 길이는 약 50mm 미만일 수 있다. 스코프(scope)를 사용하여 전달되는 체내 제어 가능한 장치의 전체 치수는 직경이 약 20mm이고 길이가 약 75mm일 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 약 15mm일 수 있고 길이는 약 50mm일 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 15mm 미만이고 길이는 50mm 미만일 수 있다. 제어 시스템, 전원 공급 시스템, 장치 내 저장 시스템, 영상화 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템, 물질 분배 시스템은 이러한 치수 지침에 맞게 크기가 조정된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 의료 장치(5)는 내부 영역(20A)을 갖는 호스트 구조물(320)인 본체(body)(20)를 포함한다. 제1 추진 시스템(30A) 및 제2 추진 시스템(30B)(예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시 및 설명된 것과 유사한 스프로킷(sprocket) 및 트랙(track) 시스템)은 호스트 구조물(320)에 연결되어 있다. 제1 추진 시스템(30A) 및 제2 추진 시스템(30B)이 도시되고 설명되지만, 본 개시는 본 개시의 더 넓은 양태로부터 벗어남이 없이 단지 하나의 추진 시스템 또는 셋 이상의 추진 시스템이 채용될 수 있기 때문에, 이와 관련하여 제한되지 않는다. 제1 추진 시스템(30A)(예를 들어, 도 2 내지 도 11 참조) 및 제2 추진 시스템(30B)은 소형화된 크기(miniaturized size)의 주변 경계(peripheral boundary)(323)(예를 들어, 피부 또는 외부 표면) 내로 구성 가능하고 예를 들어 인간과 같은 살아있는 유기체의 내강(lumen)(300)(또는 조직, 근육 또는 지방) 또는 복강, 골반강, 흉강 및/또는 등 체강(dorsal body cavity)과 같은 더 큰 공동(cavity)에 들어맞도록 구성된다. 일부 양태에서, 의료 장치(5)는 뼈 내의 골수에서 탐색하도록 구성된다. 예를 들어, 위장관 내에서 작동하는 체내 제어 가능한 장치의 전체 치수는 직경이 약 25mm, 길이가 약 75mm일 수 있다. 일부 양태에서, 의료 장치는 약 15mm의 직경 및 약 50mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 약 15mm 미만이고 길이는 약 50mm 미만일 수 있다. 스코프를 사용하여 전달되는 체내 제어 가능한 장치의 전체 치수는 직경이 약 20mm이고 길이가 약 75mm일 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 약 15mm일 수 있고 길이는 약 50mm일 수 있다. 일부 양태에서, 직경은 15mm 미만이고 길이는 50mm 미만일 수 있다. 일부 양태에서, 호스트 구조물(320)은 개구(opening)를 포함하며 이를 통해 호스트 구조물(320)의 내부 영역(20A)에 대한 접근(access)이 이루어진다. 추진 시스템(30A, 30B)은 내강(300) 내에서 장치(5)를 이동시키는 데 사용될 수 있다. 또한, 하나 이상의 추진 시스템(30A, 30B)은 내강(300) 내에서 장치의 위치를 유지하기 위한 적은 및/또는 미세한 움직임을 생성하도록 하나 이상의 방향 제어 장치(orientation control device)(31A, 31B)를 포함할 수 있고 내강(300), 조직, 근육 또는 지방 내의 의료 장치의 방향을 변경하는 데 사용될 수 있다. 내강(300), 조직, 근육 또는 지방 내의 의료 장치(5)의 방향을 제어하면 장치 내 저장 시스템, 영상화 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템, 및/또는 물질 분배 시스템이 내강, 조직, 근육, 골수 또는 지방 내의 관심 영역에 인접할 수 있게 된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 전원 공급 장치(40A) 및 제2 전원 공급 장치(40B)는 제1 추진 시스템(30A) 및 제2 추진 시스템(30B)과 (예를 들어, 일반적으로 11P로 표시된 점선으로 표현된 전원 공급 도체 또는 전송 라인 또는 채널을 통해) 통신한다. 제1 전원 공급 장치(40A) 및 제2 전원 공급 장치(40B)가 제1 추진 시스템(30A) 및 제2 추진 시스템(30B)과 통신하는 것으로 도시 및 설명되었지만, 본 개시는 이에 제한되지 않으며 단지 하나의 전원 공급 장치 또는 셋 이상의 전원 공급 장치가 사용될 수 있고 전원 공급 장치들 중 임의의 것(예를 들어 30A 또는 30B)이 하나 이상의 추진 시스템(예를 들어 40A 또는 40B)과 통신할 수 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(350)은 제1 추진 시스템(30A), 제2 추진 시스템(30B), 제1 전원 공급 장치(40A) 및 제2 전원 공급 장치(40B)와 (예를 들어 일반적으로 11로 표시된 점선으로 표현된 신호 전송 라인, 유선 또는 무선 채널을 통해) 통신한다. 제어 유닛(350)은 호스트 구조물(320), 제1 추진 시스템(30A) 및 제2 추진 시스템(30B)을 내강(300)에서 이동시키도록 제1 추진 시스템(30A), 제2 추진 시스템(30B)을 제어하도록 구성된 컴퓨터 프로세스 컨트롤러(355)를 포함하며, 호스트 구조물(320), 제1 추진 시스템(30A), 제2 추진 시스템(30B) 및 제어 유닛(350)은 내강(300) 내에서 자체 조종 가능하다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 추적 장치(351), 신호 송신기(352) 및 신호 수신기(353)는 내강(300) 내에서 의료 장치(5)를 추적하고 안내하기 위한 신호 라인(11S)들을 통해 제어 유닛(350)과 통신한다.

도 2의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 문어 형상일 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 본체(main body)(30) 및 부속체(appendage)(35)들을 갖는다. 부속체(35)는 추진을 위해 사용될 수 있고, 호스트 구조물(20)을 덮거나 감싸거나, 호스트 구조물(20)의 일부를 형성하거나, 치료 또는 진단 작업을 수행할 수 있다. 제어 유닛, 전원 공급 시스템, 장치 내 저장 시스템, 영상화 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템, 및 물질 분배 시스템은 도 1b를 참조하여 도시되고 설명된 것과 유사하며, 장치의 본체(30) 및/또는 부속체(35) 내에 또는 호스트 구조물(20)의 내부 영역에 위치할 수 있다.

도 3 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치, 보다 구체적으로 내강 또는 오리피스 내에서 체내 제어 가능한 의료 장치를 이동시키기 위한 추진 시스템을 포함한다. 추진 시스템은, 내강 또는 오리피스 내에서 장치의 방향을 제어하기 위한, 도 1b에 따른 하나 이상의 방향 제어 장치(31A, 31B)를 포함한다. 체내 제어 가능한 의료 장치는 연결되거나(tethered) 연결되지 않은 내강, 공동 및/또는 오리피스를 통해 이동할 수 있는 크기이다. 따라서 체내 제어 가능한 의료 장치에는 다음을 포함하지만 이에 국한되지 않는 하나 이상의 추진 시스템이 장착되어 있다:

(1) 장치와 통신하는 스프로킷 구동 트랙 구조물; (2) 장치로부터 방출되는 유체 제트 스트림; (3) 장치 위 및/또는 주변의 미리 결정된 위치에서 팽창 및 수축 풍선 배열; (4) 장치로부터 연장되는 복수의 관절형 촉수; (5) 장치의 외부 표면에 형성된 나사 구동물(screw drive); 및 (6) 여기에 설명되는 것 같은 안정화 날개, 플리퍼(flipper), 앵커(anchor), 브레이스(brace), 지지대 및/또는 클램프. 체내 제어 가능한 의료 장치는 소화 시스템의 연동운동을 통해 체내에서 이동할 수도 있다. 일부 양태에서, 추진 시스템은 장치(5)를 관심 영역으로 이동시키는 데 사용될 수 있다. 그런 다음 장치는 연동운동을 통해 수동적으로 신체를 나갈 수 있거나 테더(tether)와 같은 장치에 의해 신체에서 제거될 수 있다.

도 3을 참조하면, 나사 구동 추진 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치가 도시되어 있다. 나사 구동 추진 시스템은 장치의 외부 표면에 나선형 나사산이 있다. 나선(40)은 체내 제어 가능한 의료 장치의 본체(20)를 둘러싸고 있다. 나선(40)을 따라 나사산(45)이 있다. 본체(20)의 중심축 중심으로 나선(40)의 회전은 체내 제어 가능한 의료 장치가 도 1b의 내강(300)과 같은 내강 또는 오리피스에서 전진하도록 한다. 나선(40)의 회전 방향을 전환하면 체내 제어 가능한 의료 장치가 반대 방향으로 전진하게 된다.

대안적인 양태에서 도 4 및 도 5를 참조하면, 장치와 통신하는 스프로킷 구동 트랙 구조물을 갖는 체내 제어 가능한 장치가 도시되어 있다. 트랙(50A-D)은 본체(20)의 축 A를 따라(도 4 참조), 본체(20) 둘레에 원주방향으로(도 5에서 화살표 C 참조) 또는 호스트 구조물(20)의 하나 이상의 부분을 따라(도 1b의 제2 추진 시스템(30B)) 배열될 수 있다. 스프로킷(도시되지 않음)은 장치의 근위 단부(10) 및 원위 단부(15)(도 4) 또는 본체(20)의 중심(도 5) 내에 수용될 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치(5)의 본체(20)에 대한 트랙(50)의 움직임은 의료 장치를 움직이게 한다.

대안적인 양태에서 도 6을 참조하면, 하나 이상의 유체/기체 제트 스트림 배출 추진 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치가 도시되어 있다. 제트 스트림(55) 물질(예를 들어, 기체, 유체, 겔, 또는 입자)은 노즐 또는 오리피스(60)를 통해 체내 제어 가능한 의료 장치(5)로부터 방출될 수 있다. 오리피스(60)는 장치의 원위 단부(10) 및/또는 근위 단부(15)에 위치할 수 있다. 제트 스트림(55) 물질은 장치의 본체(20) 내에 저장될 수 있다. 또는 제트 스트림(55) 물질은 신체(예를 들어 위액)에서 채취할 수 있다). 대안적으로, 상기 유체는 신체(예: 위액)에서 채취되고 장치(20) 내에 저장된 화합물(예를 들어 중탄산나트륨)과 반응하여 기체(예를 들어 이산화 탄소 가스)를 생성하며 이것은 추진력을 생성하기 위해 오리피스(60)를 통한 압력하에서 유체/가스 제트 스트림(55)으로 방출될 수 있다. 추가적으로, 프로펠러 및/또는 터빈(61)이 노즐 또는 오리피스(60) 내에 위치될 수 있다. 제트 스트림(55) 물질은 추력을 생성하기 위해 터빈을 돌릴 수 있다. 추가적으로, 유체/가스 제트 스트림 배출 추진 시스템은 방향 제어 시스템(31A, 31B)으로서 사용될 수 있다.

대안적인 양태에서 도 7 내지 도 8을 참조하면, 신체로부터 연장되는 복수의 관절식 촉수(articulating tentacle)(65)를 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 도시되어 있다. 복수의 촉수(65)가 장치의 본체(20)의 길이를 따라 배치(dispose)될 수 있고(도 7); 대안적으로, 촉수(65)는 장치의 원위 단부(10) 또는 근위 단부(15)에 위치될 수 있다(도 8). 촉수(65)는 선형일 수 있다. 촉수(65)는 힌지형 영역(70)을 갖는 선형일 수 있거나 그 길이(75) 전체에 걸쳐 관절식으로 연결될 수 있다. 촉수(65)의 움직임은 체내 제어 가능한 의료 장치의 추진력을 생성한다.

대안적인 양태에서 도 9a 내지 도 9g를 참조하면, 푸시(pull) 또는 견인(pull) 추진 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 도시되어 있다. 도 9a, 9b 및 9c를 참조하면, 인입식(retractable) 앵커 기반 추진 시스템이 도시되어 있다. 앵커(80)는 당업계에 공지된 임의의 종류의 앵커일 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 근위 단부(15)는 위치 P1에 있고 앵커(80)는 후퇴한 위치에 있다. 도 9b에서, 앵커(80)는 연장된 테더(85)를 통해 배치되고 위치 P2에서 조직에 부착된다. 앵커(80)는 테더(85)에 의해 체내 제어 가능한 의료 장치(5)에 연결된다. 테더(85)를 후퇴시킴으로써 추진력이 생성되고, 이에 의해 의료 장치를 위치(P2)로 당긴다. 일부 양태에서, 상호작용하는(interactive) 의료 장치들의 그룹이 사용되는 경우, 제1 의료 장치는 연장된 테더(85)를 통해 앵커(80)를 배치하여, 제2 의료 장치에 부착할 수 있고 예를 들어 루프(미도시)를 통해 제2 의료 장치에 부착할 수 있고 이에 따라 의료 장치를 전진 위치로 당긴다.

대안적인 양태에서 도 9d 및 9e를 참조하면, 푸시 추진 시스템이 도시되어 있다. 도 9d에서 근위 단부(15)는 위치 P1에 있고 푸시 로드(push rod)(87)는 후퇴 위치(retracted position)에 있다. 푸시 로드(87)의 단부는 고정 구조물(86)에 인접할 수 있다. 고정 구조물(86)은 내강(300), 프로브 또는 스코프일 수 있다. 추진력은 푸시 로드(87)(도 9e)의 전진에 의해 생성되며 이로써 의료 장치를 위치(P2)로 민다. 일부 양태에서, 상호작용하는 의료 장치들의 그룹이 사용되는 경우, 제1 의료 장치는 제2 의료 장치의 표면을 밀어 제2 의료 장치를 전진 위치로 가게 할 수 있다.

대안적인 측면에서 도 9f 및 도 9g를 참조하면 푸시 및/또는 견인 추진 시스템이 도시되어 있다. 도 9f에 도시된 바와 같이, 푸시 및/또는 견인 추진 시스템은 자석 또는 자기장을 사용하여 장치(5)를 이동한다. 자석은 영구자석이거나 전자석일 수 있다. 자석(88)은 장치(5) 내에 위치한다. 또한, 내강(300) 외부에 하나 이상의 자석(89)이 있을 수 있다. 자석(88, 89)은 북극 또는 남극을 갖도록 구성된다. 자석(89)은 유기체의 외부에 위치할 수 있다. 근위 단부(15)는 위치 P1에 위치한다. 자석(89)과 자석(88) 사이에 인력을 생성함으로써 추진력이 생성된다(도 9g). 자석(88A)의 남극과 자석(89)의 북극 사이에 인력이 발생한다. 이 인력은 의료 장치를 P2 위치로 이동시킨다. 대안적으로, 자석(88A)의 남극(또는 북극)이 자석(89)의 남극(또는 북극)과 정렬될 수 있고, 반발력이 생성되어 의료 장치(5)를 밀어내는 데 사용될 수 있다. 일부 양태에서 상호작용하는 의료 장치들의 그룹이 사용되는 경우, 제1 의료 장치는 적어도 하나의 자석을 포함할 수 있고, 제2 의료 장치는 적어도 하나의 자석을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 의료 장치 남극(또는 북극)의 자석은 제2 의료 장치의 남극(또는 북극) 자석과 정렬될 수 있고 반발력이 발생하여 의료 장치를 밀어내는데 사용될 수 있다.

도 9h에 도시된 바와 같이, 앵커 시스템(91)을 갖는 드론은 플라크와 같은 내강으로부터 물질을 제거하기 위해 진공관(92)을 배치할 수 있다. 다양한 양태에서, 드론은 예시된 앵커 및 진공 배치 시스템을 사용하여 방해물을 제거하기 위해 위장관에서 사용될 수 있다. 다양한 양태에서, 관(92)은 쓰레기의 진공 흡입 전에 플라크 또는 위장관 폐쇄를 용해할 수 있는 물질과 같은 물질(93)을 침착시키는 데 사용될 수 있다.

도 9i에 도시된 바와 같이, 푸시 로드 시스템(96)을 갖는 드론은 수술 부위에 대한 접근을 개선하기 위해 수술 중 조직 조작에 사용될 수 있다. 드론은 쥐고 당기는 방식으로 조직이나 고정된 구조물을 밀어내는 데 사용할 수 있다. 다양한 양태에서, 드론은 푸시 로드 주위에 6개의 자유도(97)를 갖고 있어 푸시 및 쥐고/견인 조작에 필요한 각도를 생성할 수 있다.

대안적인 측면에서 도 10을 참조하면, 미리 결정된 화살표(R) 방향의 위치에 그리고 장치 상에 및/또는 주변에 있는(orientation) (예를 들어, 화살표 R2 및 R3에 의해 지시된 바와 같은 회전 또는 각 운동) 팽창 및 수축 풍선(90) 배열을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 도시되어 있다. 풍선(90)은 압력 하에서 팽창될 수 있지만 압력이 해제될 때 원래 구성으로 돌아갈 수 있는 탄성 재료로 만들어질 수 있다. 풍선(90)은 유체 및/또는 기체로 채워질 수 있다. 풍선(90)이 채워지면 풍선의 부피가 커지고 모양이 바뀐다. 예로서, 풍선(90)은 유체 및/또는 가스로 채워질 때 그 형상이 형태(95)로 변경될 수 있다. 유체 및/또는 가스는 의료 장치(5)의 본체(20) 내에 저장될 수 있다. 대안적으로, 유체는 신체로부터 채취될 수 있다(예를 들어 위액). 또는 신체(예: 위액)로부터 체액을 채취하여 장치 내에 저장된 화합물(예를 들어 중탄산나트륨)과 반응시켜 가스(예를 들어: 이산화탄소)를 생성할 수 있다. 그 다음, 이 가스는 풍선(90)을 채워 팽창시키기 위해 사용될 수 있다. 컨트롤러는 유체 및/또는 가스 흐름을 다른 풍선으로 향하게 하기 위해 장치 내에 위치될 수 있다. 풍선의 리드미컬한 팽창과 수축은 추진력을 생성할 수 있다.

대안적인 양태에서 도 1b 및 도 11에 도시된 바와 같이, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)에는 방향 제어 장치(예를 들어, 안정화 날개(31A, 31B))가 장착될 수 있다. 방향 제어 장치(예를 들어, 안정화 날개(31A, 31B))는 여기에 개시된 임의의 추진 시스템과 양립가능하다. 방향 제어 장치(예를 들어, 안정화 날개(31A, 31B))는 내강 내에서 의료 장치(5)의 움직임을 안내하는 것을 도울 수 있다. 방향 제어 장치(예를 들어, 안정화 날개(31A, 31B))는 안정화 및 안내를 추가로 제공하기 위해 플랩(flap)(105)을 더 가질 수 있다. 방향 제어 장치는 또한 자이로스코프(31B)일 수 있다. 자이로스코프(31B)는 안정성을 제공하거나 기준 방향을 유지하는 데 사용될 수 있다.

도 12a-도 12g 내지 도 14를 참조하면, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치(5), 보다 구체적으로는 체내 의료 장치를 내강(100) 내로 배치하기 위한 배치 장치 및 방법에 대한 것을 포함한다. 특히, 강성 샤프트 또는 가요성 도관을 갖는 의료 적용에 대한 스코프는, 내강에 위치하는 동안 스코프의 프로브 부분의 하나 이상의 부분에서 배치하기 위한 하나 이상의 장치 보관 구획, 채널, 작동 장치, 테더 및 배출 포트가 있다. 도 12를 참조하면, 배치 장치는 ENT 이경(otoscope)(115), 비인두경(120), 복강경(125), 동경(sinuscope)(130), 질경(135), 절제자궁경(resectoscope)(145) 및 방광경(150)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 의료 스코프(110)와 통합되도록 구성된다. 또한, 의료 장치(5)는 스코프 대신 관(tube)을 통해 배치될 수 있다. 추가로, 의료 장치(5)는 카테터를 통해 혈관 내로 배치될 수 있거나 외과적으로 놓일 수 있다(예를 들어, 심장 수술 후). 의료 장치(5)는 적절한 크기의 바늘을 통해 배치될 수 있고(예를 들어, 골수에 접근하기 위해) 또한 일반적으로 신체 내의 임의의 영역(예를 들어, 근육, 지방 및 조직) 또는 피부 상에 배치될 수 있다. 의료 장치(5)는 상처 부위의 피부에 배치되어 치료(예: 제올라이트 또는 항균 약물과 같은 응고 물질 배출)를 제공할 수 있다.

도 13a에 도시된 바와 같이, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 내시경(110)의 작업 채널(150)을 통해 배치될 수 있다. 작업 채널(150)의 단부는 도킹 스테이션(docking station)(151)(도 13b 및 도 13c)을 가질 수 있다. 도킹 스테이션(151)은 집게발(claw)(152)(도 13b) 또는 스프링(153)(도 13c)을 이용하여 의료 장치(5)를 쥐고 배치할 수 있다. 또한 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 내강(100)에 체내 제어 가능한 의료 장치를 배치하기 위한 이 방법은 장치를 위(155)에 직접 전달하기 위해 스코프(110)를 사용하는 것을 포함한다. 대안적으로 스코프(110)는 방광과 같은 다양한 조직에 의료 장치를 직접 전달하는데 사용될 수 있다. 내강에 체내 의료 장치를 배치하는 이 방법은 구강을 통한 소화, 코, 인두, 후두, 기관, 기관지 및 폐를 비롯한 인간의 호흡기에 그와 같은 장치의 하나 이상의 나노 크기 버전의 흡입을 또한 포함한다.

도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치(5), 보다 구체적으로 내강에서 체내 제어 가능한 의료 장치를 제어 및 통신하기 위한 제어 및 통신 시스템 및 방법을 포함한다. 특히, 제어 및 통신 시스템은 내강 내의 미리 결정된 위치에 대한 장치의 위치 및 방향을 식별 및 추적하고 장치를 미리 결정된 위치로, 위치로부터, 그 주위로 안내하도록 장치 추진 및 방향 시스템을 제어하도록 구성된다.

도 1b, 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(350)은 외부 명령 및 모니터 센서를 신체에서의 의료 장치의 실시간 위치 정보에 기초하여 추진 및 방향 시스템과 통신하고 그 작동을 제어하는 의료 장치(10)의 컴퓨터 프로세스 컨트롤러(355)(도 1B)와 연결하는, 하드 와이어(160) 통신 장치(도 15a) 및/또는 무선(165)(도 15b) 통신 장치(예를 들어, 송신기(352) 및 수신기(353))를 포함한다. 제어 유닛(350)은 내강 내에서 체내 제어 가능한 의료 장치의 식별, 추적 및 제어를 실행하기 위해 컴퓨터 프로세스 컨트롤러와 함께 동작하는 컴퓨터 판독가능 매체 상의 소프트웨어 알고리즘을 포함한다.

제어 유닛(350)은, 도 1b의 요소 번호 315, 352 및 353을 참조하면서 도시하고 설명한 것과 유사하게 내강 내의 체내 제어가능한 의료 장치의 위치를 결정하도록 구성된, GPS, 방사선 방출원/방사선 모니터링 장치, 초음파 장치, 근거리 무선 통신 장치, 셀룰러 데이터(2G/3G/4G/5G) 장치, Wi-Fi 장치 및 Bluetooth 장치를 포함하여, 추적 장치(351), 송신기(352) 및 수신기(353)를 포함한다(도 1b 및 도 3 참조).

도 16a 및 도 16a에 도시된 바와 같이, 본 개시는 체내 의료 장치를 위한 전력 공급 시스템(175)을 포함하며, 보다 구체적으로 그것의 소형화된 시스템(예를 들어, 집적 회로를 갖고 집적 회로 기판 상에 위치된 컴퓨터 칩)을 포함한다. 체내 제어 가능한 의료 장치 및 상기 체내 제어 가능한 의료 장치에 연결 가능한 보조 장치 내부 및 주변의 하위 구성요소의 추진, 제어 및 작동을 위한 전력을 제공하는 전원 공급 및 저장 장치는 소형화될 수 있다. 특히, 소형화된 전원 공급 장치는 배터리, 연료 전지, 전기화학 반응기, 압전 장치, 내강 및 인접 기관의 조직 및 유체로부터 열 및/또는 화학 반응 에너지를 얻는 에너지 수확 장치, 열 반응기, 열 흡수 에너지 변환 장치 및 마찰 전기 에너지 수확 장치를 포함한다. 배터리는 알칼리 배터리, 원자 배터리, 납산 배터리, 리튬 이온 배터리, 마그네슘 이온 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈 금속 수소화물 배터리 및 재충전 가능한 알카라인 배터리를 포함하지만 이에 제한되지 않는 당업계에 공지된 임의의 종류를 포함할 수 있다. 전기화학 반응기는 장치 내에서 전기를 생성하는 데 필요한 화학 물질을 저장할 수 있다. 대안적으로, 전기화학 반응기는 신체 내에서 발견되는 유체를 사용하여 장치 내부 또는 표면에 저장된 화학 물질과 반응하여 전기를 생성할 수 있다. 압전 장치는 신체 자체의 움직임(예: 연동 운동) 또는 장치가 내강 내에서 움직일 때 장치의 움직임을 수확하여 전기를 생성할 수 있다. 열 흡수 장치는 신체의 온도에서 에너지를 수확하여 전기를 생성할 수 있다. 마찰 전기 에너지 수확 장치는 장치의 본체가 통과할 때 신체의 내강과 마찰 접촉하게 되면서 전기를 생성한다. 또한 에너지는 축전기, 열 매체, 배터리 및 기계적 팽창 장치(예: 스프링 및 풍선)를 사용하여 장치에 저장될 수 있다.

또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 신체(190) 외부 또는 신체(190) 내부로부터 유도 에너지 전달에 의해 직접 전력을 공급받을 수 있다. 유도 에너지 수신기(180)는 장치(5) 내에 위치할 수 있다. 대안으로, 장치(5)는 다른 내부 에너지 저장 장치에서 전력을 받을 수 있으며, 충분히 저장된 전기가 소비되었을 때 충전을 하는 유도에 의해 재충전될 수 있다.

대안적으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 하나의 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 제2 체내 제어 가능한 의료 장치(5)에 테더링(연결)될 수 있다. 테더(195)는 제1 장치의 전원(175)으로부터 제2 장치의 제2 전원(175)으로 전기를 전달할 수 있다. 제2 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 신체(190) 내부 또는 신체(190) 외부에 위치할 수 있다. 두 장치는 영구적으로 함께 연결될 수 있거나, 전기 전달이 필요할 때 서로 연결될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 내부에 장치내 저장 시스템(200)을 갖는 체내 의료 장치를 포함하며, 보다 구체적으로 하나 이상의 전원 공급 장치, 에너지 저장 장치, 약물, 영상화 시스템, 컴퓨터 프로세서 컨트롤러, 통신 송신기 및 수신기, 추진 시스템, 치료 전달 장치(예: 방사선원), 프로세스 폐기물, 생검, 혈액 및 조직 샘플, 의료 및 수술 기구, 유체, 기체, 분말 및 소모품을 수용하기 위한 소형화된 저장 구획(compartment)을 포함한다. 저장 구획은 벽, 내부 및 외부 지지 구조, 입구, 출구, 센서(예: 온도, 압력 및 화학 센서), 밸브, 펌프 및 입구/출구 구멍(aperture)을 포함한다. 장치내 저장 시스템(200)은 신경 차단 및 자극 약물 및 장치를 보관하는 데 사용될 수 있고, 동맥 벽으로부터 플라크를 청소하기 위한 장치를 보관하거나 장 제한 밴드(intestinal restrictive band)를 보관 및 배치할 수 있다.

도 20a, 도 20b 및 도 21에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치의 내부(도 20a) 또는 원격지(도 20b)에 하나 이상의 영상화 시스템(205)을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 포함한다. 영상화 시스템에는 X선 방사선 촬영, 자기 공명 영상, 의료 초음파 또는 초음파, 공초점 현미경, 탄성 촬영, 광간섭 단층 촬영, 촉각 영상, 라만 분광법, 열화상 촬영 및 의료 디지털 사진이 포함된다. 일부 양태에서, 영상화 시스템(205)은 체내 제어가능 의료 장치(도 20a 및 20b)에서 내강(300)을 통해 이동하도록 구성된다. 대안적인 양태에서 및 도 21a 및 도 21b를 참조하면, 영상화 시스템(205)은 내강 내에 있는 동안 체내 제어가능한 의료 장치로부터 방출되고 지속적인 모니터링을 위해 내강 내의 미리 결정된 위치에 배치되도록 추가로 구성된다. 일례로 도 21a를 참조하면, 의료 장치(5)는 영상화 시스템(205)을 구비할 수 있다. 의료 장치(5)는 비제한적인 예로서, 소장을 통해 이동할 수 있고 바터 팽대부(210)(도 21b)에 인접하여 영상화 시스템(205)을 배치할 수 있다. 의료 장치(5)는 그 다음 영상화 시스템 없이 소장을 통해 계속 이동할 수 있다. 영상화 시스템(205)은 영상을 저장하기 위한 저장 매체(206)를 포함할 수 있다. 영상화 시스템(205)은 또한 내강 내의 다른 위치에 위치한 하나 이상의 수신기 및 신체(예를 들어, 인체) 내의 다른 위치 및 기관에 그리고 신체 외부에 위치한 수신기에 실시간 영상을 전송하는 전송 장치(207)를 더 포함할 수 있다.

도 22a, 도 22b 및 도 22c에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치의 내부(도 22A) 또는 원격지(도 22B)에 하나 이상의 치료 전달 시스템(215)을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 포함한다. 치료 전달 시스템(215)은 광간섭 단층촬영(OCT) 유도 레이저 장치, 방사선 방출원, 화학요법 배치 장치, 약제 및 약물 배치 장치, 절제 장치 및 광역학 치료 장치를 포함한다. 치료 전달 시스템(215)은 체내 제어 가능한 의료 장치에서 내강을 통해 이동하고 치료를 제공하도록 구성된다. 치료 전달 시스템(215)은 내강(100)에 있는 동안 장치로부터 방출되고 지속적인 요법 전달을 위해 내강(100) 내의 미리 결정된 위치에 제공되도록 추가로 구성될 수 있다(도 22c). 치료 전달 시스템(215)은 치료의 시간, 지속 기간 및 적용 위치를 기록하기 위해 저장 매체(216)를 포함할 수 있다. 영상화 시스템(205) 및 치료 전달 시스템(215)은 내강의 다른 위치에 위치한 하나 이상의 수신기와 신체(예를 들어, 인체)의 다른 위치 및 기관 및 신체 외부에 위치한 수신기(들)에 실시간 영상을 전송하는 전송기(217)를 더 포함할 수 있다. 도 22a 및 도 22b의 의료 장치(5)는 소장을 통해 이동할 수 있고 바터 팽대부(210)(도 22c)에 인접하여 치료 전달 시스템(215)을 제공할 수 있다. 의료 장치(5)는 그 다음 영상화 시스템 없이 소장을 통해 계속 이동할 수 있다.

도 23에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 하나 이상의 샘플 및 데이터 수집 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 포함한다. 샘플 수집 시스템은 조직 생검과 혈액, 뼈, 세포, 골수, 혈액, 소변, DNA 및 대변 샘플을 얻도록 구성된다. 샘플 수집 장치에는 하나 이상의 올가미(220), 겸자(225), 바늘(230), 흡입 장치(235) 및 이들의 조합을 포함하여 당업계에 알려진 모든 것이 포함될 수 있다. 데이터 수집 장치에는 pH 프로브, 가속도계, 압력 변환기, 온도계 및 치수 측정 시스템이 포함될 수 있다. 샘플 및 데이터 수집 시스템은 전체 혈구 수, 골밀도 측정, 산도 테스트 및 탁도 테스트와 같은 국소적 테스트를 수행하도록 구성된다. 샘플 및 데이터 수집 시스템은 치수, 각도, 속도 및 체적 측정을 수행, 기록 및 전송하도록 구성된다. 체내 제어 가능한 의료 장치는, 소형화된 바늘 흡입 장치(230), 및 흡입 장치(235)를 포함하여, 검사를 수행하고 데이터를 획득하기 위한 소형화된 장치를 포함한다. 초음파 시스템 및 레이저 영상화를 포함하는 체내 제어 가능한 의료 장치로부터 배치된 소형화된 장치들에 의해 치수, 각도, 속도 및 부피가 획득된다.

도 23e에 도시된 바와 같이, 체내 의료 장치(5)는 2019년 6월 24일자로 출원된 국제 특허 출원 공개 번호 WO2020/005816에 기술된 바와 같이 치료요법을 전달하도록 구성된 치료 전달 장치를 포함할 수 있으며, 그 전체가 본원에 인용에 의해 포함된다. 도시된 바와 같이, 체내 의료 장치(5)는 저장소(235R)를 갖는 내부 영역을 포함하는 호스트 구조물(20)에 부착된 바늘(230)과 같은 소형 배출 장치를 포함할 수 있다. 바늘(230)은 저장소(235R)에 부착될 수 있다. 저장소는 액체, 수용액, 복수의 입자상 물질, 등장성 용액, 식염수 용액, 겔, 슬러(예를 들어, 미국 특허출원 공개 번호 20170274011에 기술된 슬러리, 동 특허 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다), 지방을 파괴하기 위해 예를 들어, 지방 세포(예를 들어, 피하 지방 세포 및/또는 내장 지방 세포)에 근접하여 또는 한랭 요법(cold therapy)을 받을 영역에 신체 내로 바늘(230)을 통해 주사될 수 있는 또는 다른 방식으로 투여될 수 있는 지방 파괴 물질 및 혈관수축제와 같은 냉 물질을 저장할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 저장소(235R)는 내부에 열교환기/방열판(heat sink)(235H)을 포함한다. 냉 물질은, 그로부터 냉 물질을 순환시키거나 배출하기 위해 배출 장치(예를 들어, 바늘)(230)와 연통하는 배출 라인(235X)을 통해 열교환기/방열판(235H)으로부터 배출된다. 대안적으로, 바늘은 닫힐 수 있고 냉 물질(예를 들어, 냉 유체 또는 슬러리)을 지방 또는 다른 한랭 요법을 받을 영역으로 주입하는 대신에, 냉 슬러리 또는 유체는 폐쇄 루프 방식으로 바늘을 통해 순환되어 한랭 요법을 받을 영역에 국소화된 냉각을 제공한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉 물질은 열교환기/방열판(235H)에서 추가 냉각을 위해 복귀 라인(235Y)을 통해 호스트 구조물(20)에 배치된 저장소(235R) 내의 열교환기/방열판(235H)으로 복귀한다.

바늘(230)은 흉터를 생성하지 않도록 하는 크기를 가질 수 있다. 일부 양태에서, 바늘은 16-게이지 바늘보다 작다. 일부 양태에서 바늘은 직경이 1.0mm 미만인 "마이크로" 바늘일 수 있다. 바늘을 통해 냉각을 제공할 수 있는 것 외에도, 마이크로 바늘은 표피와 같은 조직에 최소한의 손상을 생성하는 마이크로-도관으로 알려진 작은 구멍을 생성할 수 있다. 이 프로세스는 진피의 유두층에서 콜라겐과 엘라스틴 생성을 자극하는 성장 인자의 생성으로 이어질 수 있다. 이러한 마이크로-도관은 흉터 및 주름을 치료하고, 피부 회춘 및 미백을 가능하게 하고, 피부의 외관을 개선하고(노화 방지), 착색 장애, 다한증, 선조(striae)를 치료하고, 표피 아래에서 콜라겐 합성을 유도하고, 진피 유두의 줄기 세포를 자극하기 때문에 모발 병리를 치료하고 모낭으로의 혈류를 증가시키고, 모발 회복을 유도하는 성장 인자 및 신호 경로를 모집하고, 잔주름을 채우고 피부를 통통하게 하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 열교환기/방열판(235H)은 체내 제어 가능한 의료 장치(5)의 표면을 냉각시키기 위해 사용될 수 있다.

따라서, 본 개시내용의 양태들에서, 체내 운반을 위한 의료 장치는 신체(예를 들어, 인체) 내에서 한랭 치료제를 투여하는 것에 관한 것이다. 의료 장치는 냉 물질(예: 액체, 수용액, 복수의 입자상 물질, 등장액, 식염수, 젤, 슬러리, 지방 파괴 물질 및 혈관수축제)을 보관하는 저장소를 갖는 호스트 구조물을 포함한다. 의료 장치는 신체 내에서 한랭 치료제를 투여하기 위한 냉 물질을 전달하기 위해, 호스트 구조물과 연통하는 하나 이상의 전달 장치(예를 들어, 바늘)를 포함한다.

일부 양태에서, 전달 장치 또는 바늘은 신체 내에 냉 유체를 주입하도록 구성된다. 다른 양태들에서, 전달 장치 또는 바늘은 냉 물질을 미리 결정된 한랭 요법을 받는 영역으로 순환시키고 추가 냉각을 위해 냉 물질을 호스트 구조물로 복귀시키도록 구성된다. 어떤 양태들에서, 전달 장치 또는 바늘은 약 1.0 mm 미만의 직경을 갖는 마이크로-바늘이다.

일부 양태에서, 의료 장치는 적어도 하나의 저장소와 통신한다. 적어도 하나의 저장소는 방열판, 열교환기, 화학 반응기 및 저장 용기 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 양태에서, 호스트 구조물의 재질은 임상적으로 불활성인 물질, 멸균 물질, 탄성 물질, 화학적으로 반응성인 물질, 화학적으로 불활성인 물질, 붕해 가능한 물질, 용해가능한 재료, 접을 수 있는(collapsible) 물질 및 일정 시간 동안 체액에 노출되는 것을 견딜 수 있는 물리적, 화학적 성질을 갖는 물질 중 적어도 하이다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 의료 장치는 적어도 하나의 저장소와 통신한다. 적어도 하나의 저장소는 방열판, 열교환기, 화학 반응기 및 저장 용기 중 적어도 하나를 포함한다. 복수의 의료 장치 중 적어도 하나는 신체 내에서 한랭 요법을 전달하기 위한 적어도 하나의 바늘 및 냉 유체를 수용하기 위한 저장소를 갖는 호스트 구조물을 포함한다. 적어도 하나의 저장소는 신체 내부 또는 신체 외부 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 일부 양태에서, 적어도 하나의 저장소는 도관, 관(tube), 캐뉼러, 모세관, 열 전도 재료 및 덕트(duct)의 네트워크 중 적어도 하나에 의해 복수의 의료 장치 중 적어도 하나에 연결된다.

다른 양태에서, 의료 장치를 사용하는 방법은 지방 세포의 파괴를 수행하기 위해 냉 유체를 사용하는 것에 관한 것이다.

본 개시내용은 또한 신체에 한랭 치료제를 투여하기 위한 의료 장치를 사용하는 방법을 포함한다. 이 방법은 대략 한랭 치료를 받을 부위에 의료 장치를 배치함을 포함한다. 일정 시간 동안 냉 물질을 수용 부위로 배출 또는 순환시켜 체내에 한랭 요법을 시행한다. 특정 양태들에서, 의료 장치를 사용하는 방법은 흉터, 주름, 색소 침착 장애, 다한증, 피하 지방 세포 파괴, 내장 지방 세포 파괴, 콜라겐 합성 유도 및/또는 모발 회복 유도의 치료에 사용하는 것에 관한 것이다.

특정 양태들에서, 환자에게 요법 치료를 제공하는 방법은 의료 장치를 환자의 신체 내강에 삽입하고; 부위 특이 한랭 요법제를 필요로 하는 특정 부위로 상기 의료 장치를 안내하고; 그리고 요법 치료를 필요로 하는 부위에 근접하여 상기 부위 특이 한랭 요법제를 전달함을 포함한다. 도 23a 내지 도 23e와 관련하여 설명된 양태들은 단지 예시적이며 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다.

도 26에 도시된 바와 같이, 체내 의료 장치(5) 또는 이들의 상호작용 그룹은 환자 내에 한랭 요법을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 복수의 의료 장치(5)는 하나 이상의 저장소(555)와 통신할 수 있다. 저장소(555)는 방열판, 열 교환기, 화학 반응기 및/또는 저장 용기를 포함한다. 복수의 의료 장치는 내부에 또는 그 표면에 배치된 냉각 시스템 및/또는 물질 배출 시스템을 갖는다. 저장소(555)는 신체 내부(즉, 인체 내부) 및/또는 인체 외부에 위치한다. 체내 의료 장치(5)들은 도관(예를 들어, 관, 캐뉼러, 모세관, 열 전도 물질 및 덕트)의 네트워크에 의해 서로 그리고 저장소(555)와 연결된 것으로 도시되어 있다.

도 24에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 하나 이상의 물질 분배 시스템을 갖는 체내 제어 가능한 의료 장치를 포함한다. 물질 분배 시스템(240)은 약물, 액체, 분말, 화학적 반응성 제제 및 방사선 방출원을 포함하는 페이로드(payload)를 저장 및 분배하고 분배 작업 전후에 페이로드의 위치를 기록 및 추적하기 위한 저장 구획부(245)를 구비한다. 물질 분배 시스템은 작동기(actuator), 펌프, 압축기, 노즐, 밸브 및 오리피스(orifice)를 포함하는 흐름 제어 장치(250), 주입 및 천공 장치(255) 및 용량 측정 및 기록 장치(260)를 포함한다.

도 25에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 상호작용하는(interactive) 체내 제어 가능한 의료 장치들의 그룹을 포함한다. 상호작용하는 장치들의 그룹은 서로간에 및/또는 외부 컴퓨터 기반 제어 시스템과 통신하는 둘 이상의 장치(5)를 포함한다. 2개 이상의 체내 제어가능한 의료 장치가 서로 협력하여 체내 제어 가능한 의료 장치 사이에 전원, 의료 장치, 저장 구획부, 보조 장치 등의 구성 요소를 분배하여 체내 제어 가능한 의료 장치들이 의도된 기능 작업을 수행하기 위해 그룹으로 함께 작동한다. 상호작용하는 체내 제어 가능한 의료 장치들의 그룹은 개별적으로 배치되는 경우 의도된 의료 절차 또는 기타 기능적 작동을 수행하는 데 효과적이지 않을 수 있는 체내 제어 가능한 의료 장치들의 무리(swarm)로서 집합적으로 작동하도록 구성된다. 상호작용하는 체내 제어 가능한 의료 장치들의 그룹은 내강을 통한 체내 제어 가능한 의료 장치들의 추진을 보조하는 체내 제어 가능한 의료 장치들 사이의 테더링(tethering)(270) 또는 견인(towing) 장치(예를 들어, 윈치)를 포함한다. 또한, 체내 의료 장치들은 장치들 간에 무선(265)으로 통신할 수 있다. 체내 의료 장치들은 신체(190) 외부에 위치한 수신기 또는 컨트롤러(280)와 통신할 수 있다. 체내 의료 장치(5)들은 드론처럼 동작하며, 환자와 같은 방 또는 다른 위치에 있는 오퍼레이터에 의해 통신 및 제어될 수 있다. 또한, 장치들의 무리를 고려할 때, 2개 이상의 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 배치될 수 있다. 제1 체내 의료 장치(5)는 무리 그룹을 떠나 관심 영역으로 이동할 수 있다. 이 장치는 첫 번째 작업을 수행하고 무리의 다른 장치와 다시 통신하고 제2 체내 의료 장치(5)를 제1 체내 의료 장치(5)로 이동하도록 지시할 수 있다. 제2 체내 의료 장치(5)는 그 특정 기능(예를 들어, 제2 체내 의료 장치(5)는 추가 배터리, 영상화 시스템, 치료 시스템, 샘플 및 데이터 수집 시스템, 및/또는 물질 분배 시스템을 가질 수 있음) 때문에 무리의 여러 장치 중에서 선택될 수 있다. 제2 체내 의료 장치(5)는 제1 체내 의료 장치(5)에 능력을 전달할 수 있거나 제2 체내 의료 장치(5)는 그 특정 능력과 관련된 작업을 수행할 수 있다. 이 직렬 통신 및 장치들 무리의 배치는 원하는 절차가 완료될 때까지 계속될 수 있다.

도 27a 및 27b에 도시된 바와 같이, 상호작용하는 체내 의료 장치들의 그룹은 환자 내의 복강경 담낭절제술 절차에서 사용될 수 있다. 체내 의료 장치들의 그룹은 장치/드론의 무리(swarm)라고 할 수 있다. 본 개시의 양태들에 따르면, 무리 병렬 방식으로 특정 동작들을 수행하는 능력을 제공할 수 있다.

상기 절차를 위한 수술 환경은 옴니 비전, 실시간 3차원 시각화 및/또는 수술 전 영상 및 계획 정보의 오버레이(overlay)와 같은 시각화 기술을 제공할 수 있다. 다양한 양태들에서, 체내 의료 장치들의 그룹은 복합 영상을 시각화하기 위해 SLAM 기반 비전 스티칭(vision stitching)을 제공할 수 있다.

계속해서 도 27a 및 도 27b를 참조하면, 수술은 수술 부위에 접근하기 위해 환자를 위치시키는 것으로 시작할 수 있으며, 이는 환자를 머리를 위로 또는 왼쪽이 아래로 향하게 하고 복부에 공기를 주입(insufflating)(2710)하는 것을 포함할 수 있다. 환자가 적절한 위치가 되면, 단계 (A)에서 복강경 포트 및/또는 투관침(trocar)(2712)이 환자에게 삽입된다. 다양한 양태에서, 포트(2712)는 10mm 배꼽 포트, 10mm 상복부(epigastric) 포트, 담낭 바로 위의 5mm 포트, 및/또는 쇄골 중간선 위의 5mm 포트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 외과의는 일반적으로 카메라가 간과 담낭에 근접하게 삽입되면 첫 번째 뷰(view)를 얻을 수 있다. 그러나 일반적으로 담낭 층(gallbladder bed)과 간 뒤에 연결된 약간의 지방이 있기 때문에 그러한 뷰는 일반적으로 이상적이지 않다. 오히려, 본 개시내용의 양태에 따르면, 단계 (B)-(D)에서 첫 번째 순간부터 의사의 방향을 알려주는 360도 뷰를 제공하는 영상(2730)을 캡처하기 위해 카트리지(2720)로부터의 장치 또는 드론(2722) 무리가 포트 또는 투관침(2712)을 통해 복부(2710)로 배치된다.

일단 의사가 시야를 확보하면, 절차는 담낭을 후퇴(retract)시키는 것을 포함한다. 의사는 "담낭 잡는 기기"(gallbladder grasper)를 사용하여 담낭을 잡은 다음 담낭을 후퇴시킬 수 있다. 그런 다음 간을 후퇴하고 지방 유착을 절개한다. 다양한 양태에서, 동시에 작용하는 장치/드론의 무리는, 단계 (E)에서 담낭(2740)을 후퇴시키면서 동시에 간(2742)을 후퇴시켜, 한 번에 한번이 아니라, 병렬로 이러한 절차를 수행할 수 있으며, 단계(F)에서 접근하여 의사 또는 다른 드론이 지방(2744)을 절개할 수 있다. 다양한 양태에서 외과의가 "담낭 잡는 기기"를 사용하고 그것을 환자 외부에서 타월을 사용하거나 보조자를 사용하여 제자리에 고정시키는 것보다, 다양한 드론이 그 자리에서 담낭의 위치를 유지할 수 있어 안전성 및/또는 이 절차와 관련된 물류 문제를 완하할 수 있다.

다음으로, 절차는 간담도 삼각형을 절개하는 것을 포함한다. 담낭은 앞쪽과 위쪽으로 후퇴된다. 그런 다음 복막으로 덮이는 담낭관과 동맥 주위를 무디게 절개한다. 담관과 같이 열 손상에 취약한 중요한 구조로 인해 이곳에서는 투열 요법을 시행하지 않는다. 이러한 절차를 수행하는 동안 추가 접근을 제공하기 위해 여러 창이 생성된다. 이러한 창을 만들기 위해 관주/흡입 장치를 사용하는 대신에 드론 무리가 이러한 접근 창을 동시에 만들 수 있다. 관주/흡입이 필요한 경우 다양한 드론이 이러한 관주 및/또는 흡입을 수행할 수 있다. 이 과정에서 담낭관과 담관(duct)의 결찰이 필요하기 때문에 환자의 해부학적 구조를 구별하기 어려울 수 있지만 이 둘은 담관 및 십이지장과 같은 다른 중요한 구조와 매우 근접한 위치에 있다. 다양한 양태에서 AI 지원 소프트웨어가 포함된 영상화 드론(2750) 무리는 의사를 위한 담낭, 담낭 동맥 및 담관(duct)을 시각화하는 데 도움을 줄 수 있다. 창은 담낭관 뒤에 생성된다.

다음으로, 절차는 담낭관 및 동맥을 확인하고 결찰하는 것을 포함한다. 담낭 동맥은 3개의 클립을 사용하여 클리핑되며 다양한 드론을 클리핑 목적(2760)으로 배치할 수 있으므로 클립이 잘못 배치될 위험이 줄어든다. 절단은 두 번째 클립의 말단에서 이루어지며, 남겨진 동맥의 그루터기(stump)는 두 개의 클립이 있다. 세 번째 클립은 이후에 복강경 가위를 사용하여 절단되는 담낭에 매우 가깝게 있다. 다양한 양태에서 드론은 시간을 절약하기 위해 동맥이 양단에서 클립핑되자 마자 절단(2762)하기 위해 사용될 수 있다. 담낭관은 동맥과 유사하게 절단된다.

다음으로, 절차는 담낭을 절제하고 제거하는 것을 포함하며, 이는 담낭관과 담낭 동맥이 결찰되고 절개되었으므로, 이제 가능하나. 후크 투열 요법(Hook diathermy)를 사용하고 느슨한 유륜 조직의 모양을 절개 평면으로 사용한다. 후크 투열 요법은 중요한 구조에서 멀리 이동하면서 사용된다. 이 과정에서 담낭 층은 간 유조직과 매우 가깝기 때문에 많은 출혈이 있다. 담낭은 간에서 벗어나 담낭 층의 끝부분(heel)에서 옆으로 절개된다. 새 가방(bird bag)은 절개된 담당을 두기 위해 사용되며 여기에 있으면서 절개된 담당은 출혈이 있는지가 검사된다. 흡입/관수는 간 출혈을 이중으로 확인하는 데 사용된다. 다양한 양태에서 드론 무리는, 절개 후 출혈을 확인하는 대신에, 담낭 절개(2762)와 동시에 출혈(2764)을 확인할 수 있으며, 이로 인해 출혈 확인을 위한 흡입 및 관수가 되는 동안 담당을 그 자리에 그 자리에 둘 필요가 없다. 영상화 드론(2770) 무리가 전체를 확인하여 합병증이 발생하지 않았는지 확인할 수 있다.

다음으로, 절차는 10mm 포트 부위 및 5mm 포트 부위를 폐쇄하는 것을 포함하여 수술 부위를 폐쇄하는 것을 포함한다. 10mm 포트 부위는 깊은 및/또는 표면 폐쇄를 포함할 수 있으며, 5mm 포트 부위는 피하 봉합사 또는 접착제를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 도 27a 및 도 28b의 절차 중에 또는 후에, 담당 동맥 그루터기 또는 간 유조직 또는 간 층(liver bed)의 출혈, 감염, 담낭 동맥 그루터기로부터의 담즙 누출, 광범위한 담관 재건이 필요할 수 있는 담관 손상, 다른 구조 손상, 정맥 혈전색전증 및/또는 마취 합병증을 포함하여, 다양한 합병증이 일어날 수 있다. 다양한 양태에서, 이러한 합병증의 일부 또는 전부는 드론 (2770) 무리를 사용하여 병렬로 모니터링될 수 있다.

도 27b에 도시된 드론은 신체 내부의 표면 위를 비행, 수영, 및/또는 크롤링(crawling) 하도록 설계된 드론을 포함할 수 있다. 비행 및/또는 수영을 위한 예시적인 구성(2810)에서, 드론은 날개, 칩/프로세싱, 및 카메라 및/또는 수술 견본을 포함할 수 있는 페이로드 베이(payload bay)를 포함할 수 있다. 비행 및/또는 크롤링을 위한 예시적인 구성(2820)에서, 컨버터블 드론은 날개를 후퇴시키고 발을 조직 표면으로 연장하여 크롤링을 위해 드론을 고정함으로써 비행 드론에서 크롤링 드론으로 변환할 수 있다. 예시적인 구성(2830)에서, 드론은 페이로드로서 크롤러(cwler)를 운반하는 비행 드론일 수 있다. 다양한 구성에서 생체 적합성 재료가 사용된다. 도시되고 개시된 구성은 예시적이며 변형이 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.

도 27a 및 도 27b에 도시된 절차는 예시적이며, 체내 장치들의 무리를 이용한 작동의 병렬화는 다른 절차에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 조직 유지, 신장 및/또는 움직임 보상을 포함하는 수술 부위 준비(surgical site preparation) 및/또는 조직 발판 작업(tissue staging operation)에 적용될 수 있다. 다른 예에서, 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 흡입, 절단, 절개, 출혈 관리, 요법 전달 및/또는 조직 밀봉과 같은 외과적 절차에 적용될 수 있다. 다른 예로서, 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 생검, 조직 특성화, 관류 및/또는 혈관분포(vascularity)와 같은 조직 샘플링 절차에 적용될 수 있다. 다른 예에서, 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 치료 및/또는 염색(dye) 대체를 위한 국소 약물 전달과 같은 약물 전달 절차에 적용될 수 있다. 다른 예로서, 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 병리 및 치유 모니터링을 돕기 위해 수술 부위 근처에 정박(anchoring)하는 것과 같은 수술 후 감시 절차에 적용될 수 있다. 다른 예에서 병렬로 작동하는 장치들의 무리는 스마트 임플란트 구성과 같은 임플란트 전달 절차에 적용될 수 있다. 병렬로 작동하는 체내 장치들의 무리와 함께 사용할 수 있는 다른 응용이 고려된다.

본 개시의 양태에서, 인공 지능 및 기계 학습(이하 "AI"로 통칭함)은 그 전체 내용이 인용에 의해 여기에 포함되는, 2019년 6월 24일에 출원된 국제 출원 공보 WO2020/005815에 개시된 바와 같이, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)의 동작을 안내하고 알리는 데 사용될 수 있다. AI는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 진단 결정을 내리고, 치료를 제공하고, 병리학을 의사에게 알릴 수 있도록 하는 데 사용된다.

AI는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 생성하는 대용량 데이터를 검토하는 데 사용된다. 그 구성에 따라, 그리고 이전 도면에서 설명된 바와 같이, 장치(5)는 상이한 영상화, 센서, 프로브 및 샘플 기술을 포함할 수 있다. 세포 수준의 영상은 의사가 실시간으로 분석하기에는 너무 많은 양의 데이터를 생성한다. AI는 장치(5)에서 전송된 데이터의 분석을 허용하고 임상적으로 관련된 결정을 용이하게 한다.

도 28에 도시된 바와 같이, AI가 활용되는 의료 장치(5)는 의료 시스템(1000)에 포함된다. 의료 시스템(1000)은 체내 운반을 위한 의료 장치(5)를 포함하므로, 의료 시스템(1000)의 의료 장치(5)는 환자의 신체에 배치될 수 있다. 의료 시스템(1000)에 사용되는 의료 장치(5)는 여기에 설명되고 예시된 양태에 따른 임의의 구성을 갖지만, 의료 장치는 내부 영역(20A)을 정의하는 호스트 구조물(320)을 갖는다는 것이 고려된다. 의료 시스템(1000)의 의료 장치(5)는 카메라, pH 프로브, 가속도계, 압력 변환기, 온도계, 치수 측정 시스템, 및 이들 중 임의의 것의 조합과 같은 적어도 하나의 데이터 수집 시스템을 포함한다. 일부 양태에서 의료 장치(5)는 여기에 설명된 샘플 수집 시스템도 포함할 수 있다.

의료 시스템(1000)의 의료 장치(5)는 통신을 위한 적어도 하나의 수단, 예를 들어, 통신 장치(예를 들어, 송신기(352) 및 수신기(353)) 및 처리 장치(290), 예를 들어 신체 외부에 있는 처리 장치 또는 신체 내부 또는 의료 장치(5)의 내부에 있는 처리 장치를 포함한다. 통신 수단은 데이터 수집 시스템에서 외부 처리 장치(290)로 데이터를 전송한다(예를 들어 무선 통신 링크와 같은 통신 경로(290C)를 통해). 처리 장치(290)는, 의료 장치로부터 전송된 데이터를 분석하고 사용자에게 진단 및/또는 치료에 대한 권고를 제공하는 일련의 명령(또는 "AI 명령", "AI 알고리즘" 및/또는 "AI 기술"이라고도 함)을 구현하거나 적용한다.

의료 시스템(1000)은 의료 장치(5) 내부 또는 원격에 위치한 컴퓨터 프로세서 상의 소프트웨어 코드로 프로그래밍된 기계 학습 및 AI 알고리즘의 사용을 포함하여, 간결하고 쉽게 식별 가능하며 실행 가능한 형식으로 정보를 저장하고 의사에게 환자의 신체에서 주요 관련 발견의 위치를 지시하도록 구성된다. 또한, 의료 시스템(1000)에 사용된 AI 명령어에 의해 제공되는 권장 사항은 환자 자신의 이전 의료 기록을 중첩(overlay)하여 보다 개인화된 치료 계획을 제공할 수 있다. 의료 시스템(1000)에 채용된 AI 기술은 환자를 스캔하고 진단하고 치료하는 시간을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 의료 시스템(1000)에 채용된 AI 기술은 더 빠른 치료 옵션을 제공하고 환자가 겪을 수 있는 절차의 수를 줄이며 의료 시스템에 대한 전반적인 재정적 부담을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 의료 시스템(1000)에 채용된 AI 기술은 인간의 임상 실습에서 불가피한 진단 및 치료 오류를 줄일 수 있다. 의료 시스템(1000)에 채용된 AI 기술은 더 많은 환자 집단으로부터 유용한 정보를 추출하고 건강 위험 경고 및 건강 결과 예측을 위한 실시간 추론을 하는 의사 및 기타 의료 종사자를 도울 수 있다. 의료 시스템(1000)에 채용된 AI 기술은 최신 의료 정보와 최상의 임상 사례를 제공하여 적절한 환자 치료를 더 잘 알릴 수 있도록 하여 의사를 지원할 수도 있다.

의료 시스템(1000) 및 의료 장치(5)는 환자의 적어도 하나의 이상을 진단하거나 치료하는 방법에 사용된다. 상기 방법은 본 명세서에 기재된 임의의 양태에 따른 적어도 하나의 의료 장치(5)를 환자의 내강 또는 오리피스에 배치하는 단계를 포함한다. 의료 장치(5)는 본 명세서에 기술되고 의료 분야에 알려진 바와 같이 환자의 내강 또는 오리피스에 배치된다. 의료 장치(5)가 환자에게 배치되면 환자에 대한 데이터를 의료 장치가 수집한다. 의료 장치에 의해 수집된 데이터는 위에서 설명한 바와 같은 데이터로서 이는 여기에 한정되지 않으며 영상, pH, 크기 등을 포함한다. 데이터는 여기에 설명된 센서 및 데이터/샘플 수집 시스템에 의해 수집된다. 그 수집된 데이터는 의료 장치(5)로부터 신체(190) 외부에 있는 처리 장치 또는 신체 또는 의료 장치(5) 내부에 있는 처리 장치와 같은 처리 장치(290)로 전송된다. 위에서 논의한 바와 같이, 데이터는 무선 또는 유선 연결을 통해 의료 장치(5)의 장치들 및 처리 장치(290)의 장치를 통해 전송된다. 외부 처리 장치에 제공되거나 저장된 처리 장치(290)에 의해 수신된 명령은 의료 장치(5)로부터 수신된 데이터에 적용된다. 명령의 적용은 데이터를 분석하고 분석된 데이터는 환자를 진단하거나 치료하는 데 사용된다.

도 29는 체내 제어 가능한 의료 장치(5)에 의해 수집된 데이터를 활용하여 분석을 하고 진단 및 치료 결정을 내리기 위한 AI 알고리즘을 구현하는 단계의 흐름도(285)를 예시한다. 도 29에 도시된 바와 같이, 단계 285A에서, 소형화된 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 데이터 수집 시스템(들), 예를 들어 센서 및 영상화 구성요소들을 사용하여 일련의 데이터를 수집한다. 데이터에는 영상, 온도, pH 또는 압력이 포함될 수 있다. 실시간으로, 단계 285B에서, 체내 제어 가능한 의료 장치는 데이터를 처리 장치(290)(도 28 및 30)로 전송한다. 도 28 및 도 30에 도시된 바와 같이, 처리 장치(290)는 환자의 신체 외부에 있다(즉, 외부 처리 장치). 외부 처리 장치(290)는 의료 장치(5)로부터 데이터를 수신하도록 구성된 임의의 유형의 처리 장치이다. 도 28 및 도 30을 참조하면, 외부 처리 장치(290)는 의료 장치(5)와 무선 통신한다. 다른 양태에서, 외부 처리 장치(290)는 하나 이상의 와이어를 통해 의료 장치에 연결된다. 일부 양태에서, 외부 처리 장치(290)는 클라우드 컴퓨터, 로컬 컴퓨터 단말, 또는 환자가 휴대하는 장치이다. 일부 양태에서, 외부 처리 장치(290)는 사용자(예를 들어, 의사, 간호사, 환자)에게 정보를 디스플레이하기 위한 하나 이상의 그래픽 사용자 인터페이스에 연결된다. 일부 양태에서, 외부 처리 장치(290)는 인터넷, 서버, 및 외부 데이터베이스 중 적어도 하나에 연결된다. 하나 이상의 의료 장치(5)가 하나의 외부 처리 장치(290)와 통신할 수 있고 하나 이상의 외부 처리 장치(290)가 하나의 의료 장치(5)와 통신할 수 있다는 것이 고려된다.

계속해서 도 29를 참조하면, 단계 285C에서, 처리 장치(290)는 예를 들어 의료 장치(5)의 외부에 있는 외부 소스(예를 들어 다른 의료 장치, 인터넷, 신체의 밖에 있는 컴퓨터)에 대해 수신된, 의료 장치에 배치된 컴퓨터 프로세서에 저장된 AI 알고리즘 및 통신을 위한 적어도 하나의 수단(353)으로부터의 전송에 의해 의료 장치(5)로부터 데이터를 수신하고, 단계 285D에서 처리 장치(290)는 의료 장치(5)로부터 수신된 데이터를 처리 장치(290)에 저장된 마스터 데이터 세트와 비교한다. 마스터 데이터 세트는 정상 및 병리 샘플에 대한 정보를 포함한다. 단계 285E 및 285F에서 의료 장치(5)로부터 수신된 데이터가 마스터 데이터 세트의 정상 샘플 밖에 있을 때 AI 알고리즘에 따른 명령은 데이터를 비정상으로 표시하고, 의료 장치(5)로부터 수신되고 마스터 데이터 세트와 비교된 데이터에 AI 알고리즘을 적용하여 진단을 하고 다음 치료 단계를 권장하기 위해서 데이터를 다른 병리 샘플과 비교한다.

도 31에 도시된 바와 같이, 영상을 사용하는 예로서, 체내 제어 가능한 의료 장치(5)는 의료 장치(5)에 설치된 카메라로 영상(3295)을 촬영한다. 영상(3295)은 통신 수단(353)을 통해 처리 장치(290)로 전송된다. 도 290에 도시된 흐름도(285)에 따라 AI 알고리즘은 영상을 처리한다. 영상(3295)은 다른 영상(3305)의 데이터베이스와 비교된다. 영상(3295) 내의 관심 영역(3100)은 AI 알고리즘에 의해 식별되고 AI 알고리즘에 의해 비정상으로 표시된다. 관심 영역(3100)은 처리 장치(290)에 저장된 AI 알고리즘에 의해 결장 폴립으로서 식별된다.

진단에 따라, 처리 장치(290)는 기능(즉, 생검, 추가 영상화 등)을 수행하기 위해 신호를 체내 제어 가능한 의료 장치(5)에 다시 전송한다. 대안적으로, 처리 장치(290)는 다른 체내 제어 가능한 의료 장치(5)가 이상 부위에 배치되거나 소환될 것을 요청할 수 있다.

본 개시내용은 체내 제어 가능한 의료 장치를 위한 구성, 재료 및 구조에 관한 것이다. 일부 양태에서, 의료 장치는 일회용, 붕해성 및 선택적으로 접을 수 있는 체내 제어 가능한 의료 장치일 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치는 예를 들어 팽창 및 수축에 의해 팽창 및 수축할 수 있는 엘라스토머(예: 니트릴)와 같은 재료로 제조될 수 있다. 체내 제어 가능한 의료 장치는 종이, 전분, 생분해성 물질(예를 들어 젤라틴 또는 콜라겐) 및/또는 합성 천연 고분자를 비롯한 생분해성, 분해성 또는 용해성 물질로 제조될 수 있다. 접을 수 있는 체내 제어 가능한 의료 장치는 내강에서 평평하게 되거나, 돌출되거나, 늘어나거나, 분해되도록 구성될 수 있다. 따라서, 체내 제어 가능한 의료 장치는 분석, 검사 또는 향후 사용을 위해 체내 제어 가능한 의료 장치를 회수할 필요 없이 내강에서 또는 내강으로부터 배출을 통해 폐기될 수 있다.

체내 제어 가능한 의료 장치의 제조를 위한 물질은 임상적으로 불활성, 멸균 가능, 엘라스토머성(예: 수축성 및 팽창성), 화학적 반응성, 화학적 불활성, 용해성, 접을 수 있고 일정 시간 동안 체액에 노출되는 것을 견딜 수 있는 물리적, 화학적 성질을 갖는 물질일 수 있다. 이러한 물질에는 폴리머, 금속 합금, 형상 기억 폴리머, 형상 기억 금속 합금, 형상 기억 세라믹, 복합 재료, 실리콘, 열가소성 폴리우레탄 기반 재료, 부형제, 제올라이트 흡착제 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR)가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 물질은 종이, 전분, 젤라틴 또는 콜라겐과 같은 생분해성 물질을 더 포함할 수 있다.

본 개시내용은 의료 분야에서, 특히 약물 및 요법을 투여하고, 의료 장치를 배치하고, 영상화 및 수술에 사용하기 위한 체내 제어 가능한 의료 장치를 사용하기 위한 방법에 관한 것이다. 체내에서 제어 가능한 의료 장치를 사용하는 방법에는 위/장관(예: 대장 내시경), 비뇨기과, 폐, 방광, 복부, 골반강, 등강, 비강 및 생식계, 경요도 절제술, 방광 종양의 요도경유 절제술(URBT), 전립선의 요도경유절제술(TURP) 및 경직장 전립선 초음파(transrectal prostate ultrasound), 생검 및 방사선 치료에 대한 적용을 포함한다. 체내 제어 가능한 의료 장치를 사용하는 방법은 시술 환경에서의 사용, 수술/외과 절차, 통원/외래 환자 절차 및 일상 생활에서의 사용을 포함한다.

본 기술이 그 특정 양태를 참조하여 개시되고 설명되었지만, 다른 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 점에 유의해야 하며, 다음 청구범위는 본 개시의 진정한 범위 내에서 변형 및 수정을 포함하도록 의도된다.

Claims (30)

1. 수술 절차를 보조하기 위한 시스템으로서,
   환자의 수술 부위에 완전히 배치될 수 있는 크기의 의료 장치들의 무리를 포함하며,
   상기 의료 장치들의 무리는 의사가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 동시에 작동하도록 구성되며,
   상기 의료 장치들의 무리는, 수술 부위에 완전히 배치될 수 있는 크기의 제1 의료 장치와 수술 부위에 완전히 배치되는 있는 크기의 제2 의료 장치를 포함하며,
   상기 제1 의료 장치는 수술 부위의 적어도 일 부분의 뷰를 캡처하고 상기 캡처한 뷰를 전송하도록 구성된 영상화 시스템을 포함하고,
   상기 제2 의료 장치는 후퇴 장치, 관수 장치, 흡입 장치, 클리핑 장치, 치료 전달 장치 및 절단 장치 중 적어도 하나는 포함하는,
   시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 의료 장치들의 무리는 영상화 시스템들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 상기 복수의 의료 장치는 상기 제1 의료 장치를 포함하며,
   상기 복수의 의료 장치는 수술 부위에 대한 360도 뷰를 캡처하기 위해 협동적으로 구성되는,
   시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 의료 장치는 상기 후퇴 장치를 포함하고,
   상기 의료 장치들의 무리는 후퇴 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하고,
   상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치는 각 후퇴 장치를 사용하여 수술 부위의 서로 다른 영역을 동시에 후퇴함으로써 의사가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하도록 작동하는,
   시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 의료 장치는 담낭을 후퇴하도록 구성되고 상기 제3 의료 장치는 동시에 간을 후퇴하도록 구성되는,
   시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 의료 장치는 흡입 장치 및 관수 장치 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 제2 의료 장치는 상기 흡입 장치 및 상기 관수 장치 중 적어도 하나를 사용하여 접근 창을 생성함으로써 의사가 간담도 삼각형의 절개를 수행하는 것을 보조하도록 구성되는,
   시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 의료 장치는 담낭관 뒤에 접근 창을 생성하도록 구성되는,
   시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 의료 장치는 담낭, 담낭 동맥, 및 담낭관 중 적어도 하나의 뷰를 캡처함으로써 의가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하도록 구성되는,
   시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 의료 장치는 상기 클리핑 장치를 포함하고 담낭 동맥을 클리핑함으로써 의가 수술 절차를 수행하는 것을 보조하도록 구성되는,
   시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 의료 장치들의 무리는 클리핑 장치들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 상기 복수의 의료 장치는 상기 제2 의료 장치를 포함하며,
   상기 복수의 의료 장치는 협력하여 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나에 복수의 클립을 적용하도록 구성되는,
   시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 시스템은 절단 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 더 포함하고, 상기 제3 의료 장치는 다수의 클립 중 2개 사이의 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나를 절단하도록 구성되는,
    시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 의료 장치들의 무리는 협력하여 수술 부위에서 수술 합병증을 식별하도록 구성된 복수의 의료 장치를 포함하는,
    시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 의료 장치는 협력하여 출혈 및 감염 중 적어도 하나를 식별하도록 구성되는,
    시스템.
13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 의료 장치는 협력하여 광범위한 담관 재건을 필요로 할 수 있는 담즙 누출 및 담관 손상 중 적어도 하나를 식별하도록 구성되는,
    시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 후퇴 가능한 앵커 및 테더를 포함하는 견인 장치를 포함하고, 추진력은 상기 테더를 후퇴함으로써 생성되어 상기 제1 의료 장치 및 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 이동시키는,
    시스템.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 고정 구조물에 인접한 푸시 로드를 포함하는 푸시 장치를 포함하고, 추진력은 상기 푸시 로드를 전진시킴으로써 생성되어 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 미는,
    시스템.
16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 자석들을 갖는 견인 장치 또는 자석들을 갖는 푸시 장치 중 적어도 하나를 포함하는,
    시스템.
17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는:
    팽창 및 수축 풍선들의 배열(arrangement); 및
    상기 풍선들에 대한 유체의 흐름을 제어하여 상기 풍선들이 수축 및 팽창하도록 하여 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나의 추진력을 생성하도록 구성된 제어기를 포함하는,
    시스템.
18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치는 제1 전원 공급 장치를 포함하고 상기 제2 의료 장치는 제2 전원 공급 장치를 포함하며,
    상기 시스템은 테더를 더 포함하며, 상기 테더는 상기 제1 전원 공급 장치를 상기 제2 전원 공급 장치와 연결하도록 그리고 상기 테더를 통해 상기 제1 전원 공급 장치와 상기 제2 전원 공급 장치 사이의 전력 전송을 가능하게 하도록 구성되는,
    시스템.
19. 수술 절차를 지원하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    환자의 수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기의 의료 장치들의 무리를 배치함하고;
    환자에서 수술 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 환자 내에서 상기 의료 장치들의 무리를 동시에 작동시키는 것을 포함하며,
    상기 의료 장치들의 무리는:
    수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 수술 부위의 적어도 일부에 대한 뷰를 캡처하고 상기 캡처한 뷰를 전달하도록 구성된 영상화 시스템을 포함하는 제1 의료 장치;
    수술 부위 내에 완전히 배치될 수 있는 크기이고 후퇴 장치, 관주 장치, 흡입 장치, 클리핑 장치, 치료 전달 장치 및 절단 장치 중 적어도 하나를 포함하는 제2 의료 장치를 포함하는,
    방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치들의 무리는 영상화 시스템들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고, 상기 복수의 의료 장치는 상기 제1 의료 장치를 포함하며,
    상기 방법은 수술 부위에 대한 360도 뷰를 협력하여 캡처하도록 상기 복수의 의료 장치를 작동함을 포함하는,
    방법.
21. 제19항에 있어서,
    상기 제2 의료 장치는 상기 후퇴 장치를 포함하고, 상기 의료 장치들의 무리는 후퇴 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하며,
    상기 방법은 상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치의 각 후퇴 장치를 사용하여 수술 부위의 서로 다른 부분들을 동시에 후퇴시켜 의사의 수술 절차 수행을 보조하도록 상기 제2 의료 장치 및 상기 제3 의료 장치를 작동함을 포함하는,
    방법.
22. 제19항에 있어서,
    상기 제2 의료 장치는 흡입 장치 및 관주 장치 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 방법은 상기 흡입 장치 및 상기 관주 장치 중 적어도 하나를 사용하여 접근 창을 생성함으로써 의사가 간담도 삼각형의 절개를 수행하는 것을 보조하도록 상기 제2 의료 장치를 작동함을 포함하는,
    방법.
23. 제19항에 있어서,
    상기 의료 장치들의 무리는 클리핑 장치들을 갖는 복수의 의료 장치를 포함하고,
    상기 방법은 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나에 복수의 클립을 적용하도록 상기 복수의 의료장치를 협력적으로 작동함을 포함하는,
    방법.
24. 제23항에 있어서,
    상기 의료 장치들의 무리는 절단 장치를 포함하는 제3 의료 장치를 포함하고,
    상기 방법은 다수의 클립 중 2개 사이의 담낭 동맥 및 담낭관 중 적어도 하나를 절단하도록 상기 제3 의료 장치를 작동함을 더 포함하는,
    방법.
25. 제19항에 있어서,
    상기 방법은 수술 부위에서 수술 합병증을 식별하도록 상기 의료 장치들의 무리를 협력적으로 작동함을 포함하는,
    방법.
26. 제19항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 후퇴 가능한 앵커 및 테더를 포함하는 견인 장치를 포함하고,
    상기 방법은 상기 테더를 후퇴시킴으로써 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 견인함을 포함하는,
    방법.
27. 제19항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 고정 구조물에 인접한 푸시 로드를 포함하는 푸시 장치를 포함하고,
    상기 방법은 상기 푸시 로드를 전진시킴으로써 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나를 미리 결정된 위치로 미는 것을 포함하는,
    방법.
28. 제19항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는 자석들을 갖는 견인 장치 또는 자석들을 갖는 푸시 장치 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
29. 제19항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나는:
    팽창 및 수축 풍선들의 배열(arrangement); 및
    상기 풍선들에 대한 유체의 흐름을 제어하여 상기 풍선들이 수축 및 팽창하도록 하여 상기 제1 의료 장치 및 상기 제2 의료 장치 중 적어도 하나의 추진력을 생성하도록 구성된 제어기를 포함하는,
    방법.
30. 제19항에 있어서,
    상기 제1 의료 장치는 제1 전원 공급 장치를 포함하고 상기 제2 의료 장치는 제2 전원 공급 장치를 포함하고, 테더가 상기 제1 전원 공급 장치와 상기 제2 전원 공급 장치를 연결하며,
    상기 방법은 상기 테더를 통해 상기 제1 전원 공급 장치와 상기 제2 전원 공급 장치 사이의 전력 전송을 가능하게 함을 더 포함하는,
    방법.
    

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