KR20220158265A - 확장 가능한 기관내 튜브 - Google Patents

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KR20220158265A
KR20220158265A KR1020227036889A KR20227036889A KR20220158265A KR 20220158265 A KR20220158265 A KR 20220158265A KR 1020227036889 A KR1020227036889 A KR 1020227036889A KR 20227036889 A KR20227036889 A KR 20227036889A KR 20220158265 A KR20220158265 A KR 20220158265A
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endotracheal tube
control rod
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마헤쉬 바이드야나단
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노오쓰웨스턴유니버시티
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Abstract

확장 가능한 기관내 튜브는 기도를 갖는 샤프트를 구비한다. 확장 가능한 기관내 튜브는 또한 샤프트의 원위 단부에 장착된 확장 가능한 세그먼트를 포함한다. 확장 가능한 세그먼트는 확장 가능한 멤브레인과, 확장 가능한 멤브레인 내에 위치된 정하중 스프링을 포함한다. 정하중 스프링은 환자 내에 확장 가능한 기관내 튜브의 배치를 허용하는 압축된 구성, 및 확장 가능한 멤브레인이 환자의 기관과 시일을 형성하여 양압 환기를 가능하게 하는 확장된 구성을 갖는다.

Description

확장 가능한 기관내 튜브
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 3월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원 제 63/001,868 호의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용은 인용에 의해 본 출원에 포함된다.
기관내 튜브는 환자의 호흡을 돕기 위해 사용되는 가요성 튜브이다. 튜브는 환자의 입을 통해 기관 내에 위치된다. 다음에, 기관내 튜브를 환자의 폐에 공기를 전달하는데 사용되는 인공호흡기(ventilator)에 연결할 수 있다. 기관내관은, 외상을 경험한 후 환자의 호흡을 돕기 위해, 중병 환자의 호흡을 돕기 위해, 흡인된 이물질 제거를 돕기 위해, 위장 내용물이 기도로 들어가는 것을 방지하기 위한 것 등을 위해, 환자에게 전신 마취를 하는 의료 절차 중에 사용된다.
예시적인 확장 가능한 기관내 튜브는 기도를 갖는 샤프트를 포함한다. 확장 가능한 기관내 튜브는 또한 샤프트의 원위 단부에 장착된 확장 가능한 세그먼트를 포함한다. 확장 가능한 세그먼트는 확장 가능한 멤브레인과, 확장 가능한 멤브레인 내에 위치된 정하중 스프링(constant force spring)을 포함한다. 정하중 스프링은 환자 내에 확장 가능한 기관내 튜브의 배치를 허용하는 압축된 구성, 및 확장 가능한 멤브레인이 환자의 기관과 시일을 형성하여 양압 환기를 가능하게 하는 확장된 구성을 갖는다.
확장 가능한 기관내 튜브를 제조하는 예시적인 방법은 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 샤프트를 형성하는 것을 포함하며, 샤프트는 샤프트 내에서 길이방향으로 연장되는 기도를 구비한다. 방법은 또한 샤프트의 원위 단부에 고정 로드를 장착하는 것을 포함한다. 방법은 또한 샤프트의 원위 단부에 학장 가능한 세그먼트를 장착하는 것을 포함한다. 확장 가능한 세그먼트를 장착하는 것은 정하중 스프링의 제 1 단부가 고정 로드에 장착되도록 정하중 스프링을 장착하는 것을 포함한다. 정하중 스프링은 환자 내에 확장 가능한 기관내 튜브의 배치를 허용하는 압축된 구성, 및 확장 가능한 세그먼트가 환자의 기관과 시일을 형성하여 양압 환기를 가능하게 하는 확장된 구성을 갖는다. 방법은 확장 가능한 멤브레인이 상기 정하중 스프링을 둘러싸도록 확장 가능한 멤브레인을 샤프트에 장착하는 것을 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 주요 특징 및 이점은 하기 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 검토하면 당업자에게 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 도면부호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 측면도이다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 측면도이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 튜브의 단부도이다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른 튜브의 부분 투명도이다.
도 3a는 제 1 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다.
도 3b는 제 2 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다.
도 3c는 제 3 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다.
도 4a는 예시적인 실시예에 따른 단면선 C-C 및 D-D를 갖는 확장된 구성의 확장 가능한 기관내 튜브를 도시한다.
도 4b는 예시적인 실시예에 따른 단면선 E-E를 갖는 압축된 구성의 확장 가능한 기관내 튜브를 도시한다.
도 4c는 예시적인 실시예에 따른 단면선 C-C에 따른 확장 가능한 기관내 튜브의 단면도를 도시한다.
도 4d는 예시적인 실시예에 따른 단면선 D-D에 따른 확장 가능한 기관내 튜브의 단면도를 도시한다.
도 4e는 예시적인 실시예에 따른 단면선 E-E에 따른 확장 가능한 기관내 튜브의 단면도를 도시한다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른 단일의 정하중 스프링(505)을 갖는 확장 가능한 기관내 튜브(500)를 도시한다.
도 5b는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 기관내 튜브의 제어 로드의 회전이 정하중 스프링의 대응하는 움직임을 야기하는 방법을 도시하는 단면도이다.
도 6a는 예시적인 실시예에 따른 압축된(또는 확장되지 않은) 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 측면도이다.
도 6b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 확장 가능한 부분의 확대 단면도이다.
도 6c는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 측면도이다.
도 6d는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브의 확장 가능한 세그먼트의 확대 단면도이다.
도 7a는 예시적인 실시예에 따른 커넥터의 사시도이다.
도 7b는 예시적인 실시예에 따른 커넥터의 원위 단부의 평면도이다.
도 7c는 예시적인 실시예에 따른 커넥터의 저면도이다.
도 7d는 예시적인 실시예에 따른 커넥터의 근위 단부의 평면도이다.
도 7e는 예시적인 실시예에 따른 커넥터의 측단면도이다.
도 8a는 예시적인 실시예에 따른 샤프트의 부분적으로 투명한 사시도이다.
도 8b는 예시적인 실시예에 따른 샤프트의 단부도이다.
도 8c는 예시적인 실시예에 따른 샤프트의 측면도이다.
도 9a는 예시적인 실시예에 따른 트랙의 사시도이다.
도 9b는 예시적인 실시예에 따른 트랙의 평면도이다.
도 9c는 예시적인 실시예에 따른 트랙의 측면도이다.
도 9d는 예시적인 실시예에 따른 트랙의 원위 단부의 단면도이다.
도 10a는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선의 사시도이다.
도 10b는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선의 측면도이다.
도 10c는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선의 근위 단부의 단면도이다.
도 11a는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트의 사시도이다.
도 11b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트의 측면도이다.
도 11c는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트의 단부도이다.
도 12a는 예시적인 실시예에 따른 커프의 사시도이다.
도 12b는 예시적인 실시예에 따른 커프의 측면도이다.
도 12c는 예시적인 실시예에 따른 커프의 단부도이다.
도 13a는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁의 사시도이다.
도 13b는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁의 측면도이다.
도 13c는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁의 단부도이다.
기존의 기관내 튜브는 다양한 사이즈의 환자를 수용할 수 있도록 다중 사이즈로 제조된다. 결과적으로, 기관내 튜브를 사용하는 병원 및 기타 의료 센터 및 응급 의료 기술자(EMT)는 수많은 상이한 튜브를 비축해야 하므로 운용 비용이 대폭으로 증가한다. 많은 개수의 상이한 튜브를 사용하려면 의사가 주어진 환자에 대해 정확한 사이즈를 선택해야 하므로 응급 상황에서 시간이 손실될 수 있다. 환자별로 기초하여 튜브를 선택하면 사이즈 선택을 할 때 사람이 실수할 가능성도 있다. 부적절한 사이즈의 기관내 튜브는 일부 상황에서는 환자에게 삽관을 하기 어렵거나 환자의 환기가 곤란하게 된다. 커프가 확장된 상태에서 튜브를 제자리에 장기간 방치하면, 성문하 협착증(subglottic stenosis)의 형태로 환자에게 잠재적으로 부상을 초래할 수도 있다. 추가로, 기존의 기관내 튜브는 삽관 중에 별도의 단단한 스타일렛을 사용해야 하며, 양압 환기를 허용하도록 설계된 말단에 위치한 벌룬을 확장시키기 위한 주사기가 필요하다. 스타일렛과 주사기는 의료 센터, EMT 등이 재고를 유지해야 하고 그리고 모든 삽관에 즉시 사용할 수 있는 추가 구성요소이다.
사이즈에 관계없이 모든 환자에 맞도록 설계된 확장 가능한 기관내 튜브가 여기에 설명되어 있다. 제안된 기관내 튜브는 별도의 스타일렛이나 별도의 주사기를 사용하지 않고도 작동한다. 결과적으로 제안된 확장 가능한 기관내 튜브는 의료 센터에서 다중 튜브 사이즈, 관련 스타일렛 또는 관련 주사기를 보관할 필요가 없다. 확장 가능한 기관내 튜브는 또한 환자에게 적합한 튜브 사이즈를 결정하기 위한 의사 결정 과정을 생략한다. 추가로, 제안된 튜브는 주사기로 벌룬을 부풀릴 필요가 없고, 환자가 압력 괴사로 인해 연조직 손상을 겪을 가능성을 줄인다. 여기에 설명된 바와 같이, 제안된 튜브는 환자에게 부상을 입히지 않고 가능한 한 크게 확장되도록 구성된다. 환자 내의 이러한 완전한 확장은 누출을 방지하고, 기존의 기관내 튜브와 비교하여 환기를 개선한다. 확장 가능한 기관내 튜브는 일반 수술 케이스, 삽관된 중환자실(ICU) 환자, 응급실 삽관이 필요한 환자, 병원 바닥에서 응급 삽관이 필요한 환자, EMT에 의한 삽관이 필요한 환자, 및 환자가 삽관을 필요로 하는 모든 다른 기타 처치 또는 상황에 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제안된 확장 가능한 기관내 튜브는 2개의 가능한 형태를 갖는다. 삽관 형태에서, 튜브의 확장 가능한 부분은 강성 또는 반강성 튜브 팁(또는 부기)이 스타일렛으로 기능하도록 압축된 상태에 있다. 예를 들어, 튜브 팁은 뻣뻣하고 그리고 앞쪽 방향으로 약간 구부러지도록 설계할 수 있다. 환기 형태에서, 튜브의 확장 가능한 부분은, 제안된 튜브의 원위 단부가 그 근위 단부의 연속체로서 역할을 하여 인공호흡기의 공기가 방해 없이 환자에게 도달할 수 있도록, 확장된 상태에 있다. 제안된 기관내 튜브는 도면을 참조하여 아래에 자세히 설명되어 있다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 측면도이다. 도 1b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 측면이다. 확장 가능한 기관내 튜브(100)는 샤프트(또는 튜브)(105)를 포함한다. 샤프트(105)는 광범위한 환자에 맞도록 사이즈가 정해질 수 있다. 예를 들어, 적어도 일부 실시예에서, 제안된 확장 가능한 기관내 튜브(100)는 소아 및 작은 성인 환자 모두를 위해 사용될 수 있다. 논의한 바와 같이, 이러한 광범위한 환자에게 단일 장치를 사용할 수 있는 능력은 비축해야 하는 장치의 수를 크게 줄이고, 의료 시설이 항상 정확한 사이즈를 보유하도록 하는데 도움이 된다. 일 실시예에서, 샤프트의 전체 직경은 6밀리미터(㎜) 내지 10밀리미터일 수 있다. 대안적으로, 직경은 특정 환자 사이즈 또는 상황에 대해 6㎜보다 작거나 10㎜보다 클 수 있다. 샤프트는 실리콘, 폴리에틸렌 등과 같은 생체적합성 재료로 만들어질 수 있다. 샤프트 어댑터(110)는 샤프트(105)의 근위 단부에 장착되고, 확장 가능한 기관내 튜브(100)를 호흡 회로 및 인공호흡기에 부착하는데 사용될 수 있는 기도 어댑터(115)를 수용하도록 설계되었다. 샤프트 어댑터(110) 및 기도 어댑터(115)는 일 실시예에서 폴리에틸렌으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 상이한 재료가 사용될 수 있다. 샤프트 어댑터(110) 및 기도 어댑터(115)는 마찰 끼워맞춤, 접착제 등을 통해 샤프트(105)에 및/또는 서로에 장착될 수 있다. 샤프트(105) 내에는, 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 시스템의 확장 가능한 세그먼트를 확장 및 압축하는데 사용되는 제어 로드(120)가 장착되어 있다.
예시적인 실시예에서, 제어 로드(120)를 지지하는 것 외에, 샤프트(105)는 또한 센서의 사용을 허용한다. 도 2a는 예시적인 실시예에 따른 샤프트(105)의 단부도이다. 도 2b는 예시적인 실시예에 따른 샤프트(105)의 부분 투명도이다. 도시된 바와 같이, 샤프트(105)의 본체에는, 제어 로드(120)가 제어 로드 포트(200) 내에서 회전할 수 있도록 제어 로드(120)를 수용하는 사이즈의 제어 로드 포트(200)가 형성된다. 제어 로드 포트(200)는 제어 로드(120)가 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 확장 가능한 세그먼트로 연장되도록 샤프트(105)의 전체 길이로 연장된다. 추가적으로, 샤프트(105)는 샤프트(105)의 본체에 형성되고 그리고 샤프트의 전체 길이로 연장되는 센서 포트(205)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제어 로드 포트(200)를 포함하는 샤프트(105)의 본체 부분은 센서 포트(205)를 포함하는 샤프트(105)의 본체 부분보다 더 넓다. 센서 포트를 사용하면 환자 모니터링을 위해 하나 이상의 센서를 환자의 기도(또는 그 너머)에 배치할 수 있다. 일 실시예에서, 센서는, 센서 포트(205)에 배치되고 그리고 샤프트(105)를 통해 환자의 기도 내로 센서를 전달하는데 사용되는 와이어에 부착될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 확장 가능한 기관내 튜브(100)와 함께 사용되는 센서는 하나 이상의 온도 센서 및/또는 하나 이상의 이산화탄소(CO2) 센서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 환자의 내부 온도를 모니터링하는데 사용된다. 하나 이상의 이산화탄소 센서는 환자가 내쉬는 CO2를 식별하는데 사용되어 튜브가 처음에 식도가 아니라 기관에 위치하도록 돕는다. 추가로, 이러한 센서는 흡입(FiCO2) 및 호기(ETCO2) CO2 모두를 모니터링하는데 사용할 수 있으며, 이는 기존 시스템에서 현재 OR 및 ICU의 추가 모니터로 관리된다. 센서(들)는 샤프트(105) 내의 센서 포트(205)를 통해 환자에게 장착될 수 있다. 센서(들)에 의해 감지된 데이터는 유선 또는 무선 통신을 통해 컴퓨팅 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 랩탑 등)에 전달될 수 있고, 사용자는 컴퓨팅 장치를 통해 데이터를 모니터링할 수 있다. 도 2의 실시예는 2개의 센서 포트를 도시한다. 대안적인 실시예에서, 1개의 센서 포트, 3개의 센서 포트 등과 같은 더 적거나 추가의 센서 포트가 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제어 로드(120)는 시스템의 확장 가능한 세그먼트를 확장하기 위해 제 1 방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전되고, 확장 가능한 세그먼트를 압축하기 위해 제 2 반대 방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전된다. 제어 로드(120)의 회전은 조인트(125), 각진 로드(130), 및 핸들(135)을 포함하는 제어 시스템에 의해 촉진된다. 사용자는 제어 로드(120)를 어느 방향으로든 회전시키기 위해 제어 시스템의 핸들(135)을 조작할 수 있다. 핸들(135)은 도 1에서 휠로 도시되지만, 그러나 핸들의 다른 구성이 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 핸들(135)은 래칫작용(ratcheting)을 통해 제어 로드(120)를 회전시키도록 작용하는 스프링 장착 버튼 또는 레버로 대체될 수 있다. 각진 로드(130)는 핸들(135)이 샤프트(105), 샤프트 어댑터(110), 및 기도 어댑터(115)로부터의 간섭 없이 사용자에 의해 조작될 수 있도록 샤프트(105)의 근위 단부로부터 멀어지게 기울어진다. 예시적인 실시예에서, 각진 로드(130)는 샤프트(105)에 대해 20°와 90° 사이의 각도로 위치된다. 대안적으로, 상이한 각도가 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 각진 로드(130) 및 조인트(125)는 사용되지 않을 수 있고, 핸들(135)은 제어 로드(120) 상에 직접 장착될 수 있다.
도시된 실시예에서, 각진 로드(130)는 핸들(135)과 함께 회전하고, 회전은 조인트(125)를 통해 제어 로드(120)에 전달된다. 조인트는 예시적인 실시예에서 회전을 제공하기 위해 기어를 포함할 수 있다. 도 3a는 제 1 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다. 도시된 바와 같이, 조인트는 예시적인 실시예에 따라 각진 로드(130)에 장착된 제 1 기어(300) 및 제어 로드(120)에 장착된 제 2 기어(305)를 포함한다. 핸들(135)의 회전은 각진 로드(130) 및 이에 장착된 제 1 기어(300)의 회전을 야기한다. 이러한 회전은 제 1 기어(300)에서 제 2 기어(305)로 전달되어, 제 2 기어(305)와, 제 2 기어(305)가 장착된 제어 로드(120)의 회전을 야기한다.
도 3b는 제 2 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다. 도시된 바와 같이, 조인트는 예시적인 실시예에 따라 각진 로드(130)에 장착된 제 1 U-볼트(310) 및 제어 로드(120)에 장착된 제 2 U-볼트(315)를 포함한다. 핸들(135)의 회전은 각진 로드(130) 및 이에 장착된 제 1 U-볼트(310)의 회전을 야기한다. 이러한 회전은 제 1 U-볼트(310)로부터 제 2 U-볼트(315)로 전달되어, 제 2 U-볼트(315)와, 제 2 U-볼트(315)가 장착된 제어 로드(120)의 회전을 야기한다. 도 3c는 제 3 예시적인 실시예에 따른 조인트를 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 3c의 조인트는 예시적인 실시예에 따라 각진 로드(130)와 제어 로드(120) 사이에 장착된 연화된 가요성 조인트(320)이다. 핸들(135)의 회전은 각진 로드(130) 및 이에 장착된 가요성 조인트(320)의 회전을 야기한다. 이러한 회전은 가요성 조인트(320)로부터 가요성 조인트(320)의 타 단부가 장착되는 제어 로드(120)로 전달된다.
다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 확장 가능한 세그먼트는 샤프트(105)의 원위 단부에 위치된다. 확장 가능한 세그먼트는 정지되어 있는 고정 로드(145)를 포함한다. 고정 로드(145)는 접착제, 수/암 마찰 끼워맞춤 연결 등을 사용하여 샤프트(105)에 장착된다. 정하중 스프링(150)(예를 들어, Tensator 스프링)은 압축 및 확장을 제공하기 위해 확장 가능한 세그먼트에 포함된다. 정하중 스프링(150)은 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 재료의 코일형 스트립으로 형성된다. 정하중 스프링(150)은 일 실시예에서 니티놀 시트로 형성될 수 있고, 시트의 두께는 0.1㎜ 미만일 수 있다. 대안적으로, 상이한 재료 및/또는 재료 두께가 사용될 수 있다.
정하중 스프링(150)의 각각의 제 1 단부는 고정 로드(145)에 장착되고, 정하중 스프링(150)의 각각의 타 단부는 제어 로드(120)에 장착된다. 그 결과, 제어 로드(120)의 회전은 회전 방향에 따라 정하중 스프링(150)의 확장 또는 압축을 야기한다. 도 1의 실시예는 2개의 정하중 스프링을 도시한다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 시스템은 단일의 정하중 스프링, 3개의 정하중 스프링, 4개의 정하중 스프링 등을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 확장 가능한 세그먼트는 또한, 스타일렛을 대신하고, 확장 가능한 기관내 튜브(100)를 환자에게 안내하기 위해 사용되는 부기(bougie)(140)를 포함한다. 부기(140)는 고무 또는 임의의 다른 강성 또는 반강성 생체적합성 재료로 제조될 수 있다. 부기(140)는 실시예에 따라 샤프트(105), 고정 로드(145), 및/또는 정하중 스프링(150)에 장착될 수 있다.
확장 가능한 멤브레인(155)은 접착제 또는 다른 장착 기술을 사용하여 샤프트(105)의 원위 단부에 장착되고, 정하중 스프링(150) 및 고정 로드(145)를 둘러싼다. 확장 가능한 멤브레인(155)은 고무 또는 다른 확장 가능한 재료로 제조될 수 있다. 확장 가능한 멤브레인(155)은 환자에 대한 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 1차 접촉점이다. 일 실시예에서, 확장 가능한 멤브레인은 6㎜ 또는 그 이하로 압축되고, 30㎜ 또는 그 이상으로 확장되어 광범위한 환자를 수용한다. 대안적으로, 상이한 치수가 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 정하중 스프링(150) 사이의 간격은 확장 가능한 멤브레인(155)에 형성된 홈(160)을 초래한다. 이러한 홈(160)은 환자의 기도 내의 연골 링과 결합되도록 설계되어, 확장 가능한 기관내 튜브와 기관 사이의 시일을 생성하는 도움을 주고, 시스템 내의 양압 공기 흐름을 허용한다. 대안적인 실시예에서, 추가의 홈은 확장 가능한 멤브레인(155) 내에 추가적인 정하중 스프링을 포함함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 3개의 정하중 스프링은 확장 가능한 멤브레인에 2개의 홈을 제공하는데 사용될 수 있고, 4개의 정하중 스프링은 확장 가능한 멤브레인에 3개의 홈을 제공하는데 사용될 수 있고, 등등이다.
도 4a는 예시적인 실시예에 따른 단면선 C-C 및 D-D를 갖는 확장된 구성의 확장 가능한 기관내 튜브(100)를 도시한다. 도 4b는 예시적인 실시예에 따른 단면선 E-E를 갖는 압축된 구성의 확장 가능한 기관내 튜브(100)를 도시한다. 도 4c는 예시적인 실시예에 따른 단면선 C-C에 따른 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 단면도를 도시한다. 도 4d는 예시적인 실시예에 따른 단면선 D-D에 따른 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 단면도를 도시한다. 도 4e는 예시적인 실시예에 따른 단면선 E-E에 따른 확장 가능한 기관내 튜브(100)의 단면도를 도시한다. 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 정하중 스프링(150)의 일 단부가 제어 로드(120)에 장착되고, 정하중 스프링(150)의 타 단부가 고정 로드(145)에 장착되어 제어 로드(120)의 회전에 의해 정하중 스프링(150)의 전체 사이즈(직경)가 조절된다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른 단일의 정하중 스프링(505)을 갖는 확장 가능한 기관내 튜브(500)를 도시한다. 대안적인 실시예에서, 추가적인 정하중 스프링이 사용될 수 있다. 도 5a의 실시예는 핸들(507)이 조인트 및 각진 로드를 사용하지 않고 제어 로드(510)에 직접 장착되는 대안적인 제어 시스템을 포함한다. 도 5b는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 기관내 튜브(500)의 제어 로드(510)의 회전이 정하중 스프링(505)의 대응하는 움직임을 야기하는 방법을 도시하는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 정하중 스프링(505)의 제 1 단부는 샤프트의 원위 단부에 장착된 고정 로드(515)에 장착된다. 정하중 스프링(505)의 제 2 단부는 제어 로드(510)에 장착된다. 제어 로드(510)의 시계방향 회전은 정하중 스프링(505)이 제어 로드(510) 주위를 감싸게 하여 스프링의 압축을 초래한다는 것을 알 수 있다. 유사하게, 제어 로드(510)의 반시계방향 회전은 정하중 스프링(505)이 제어 로드(510)로부터 풀리게 하여 스프링의 확장을 초래한다. 대안적인 실시예에서, 확장 및 압축을 용이하게 하는 회전의 방향은 시계방향 회전이 확장을 초래하고 반시계방향 회전이 압축을 초래하도록 역전될 수 있다.
도 6 내지 도 13은 압축 및 확장을 용이하게 하기 위해 트랙 시스템 및 확장 가능한 스텐트를 이용하는 확장 가능한 기관내 튜브의 대안적인 실시예를 도시한다. 구체적으로, 도 6a는 예시적인 실시예에 따른 압축된(또는 확장되지 않은) 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 측면도이다. 도 6b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 확장 가능한 세그먼트(605)(스텐트(635) 내부의 나선(630), 커프(640) 내부의 나선(630)을 포함함)의 확대 단면도이다. 도 6c는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 측면도이다. 도 6d는 예시적인 실시예에 따른 확장된 상태의 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 확장 가능한 세그먼트(605)의 확대 단면도이다.
확장 가능한 기관내 튜브(600)는 호흡 회로 및 인공호흡기에 부착하기 위한 커넥터(610)(또는 튜브 노즐)를 포함한다. 커넥터(610)는 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 샤프트(또는 튜브)(615)의 근위 단부에 장착된다. 확장 가능한 세그먼트(605)의 근위 단부는 샤프트(615)의 원위 단부에 장착된다. 확장 가능한 세그먼트의 원위 단부(605)는 튜브 팁(620)에 장착된다. 이러한 실시예에서, 근위는 커넥터(610)를 향해(즉, 인공호흡기를 향해) 연장되는 방향을 나타내고, 원위는 튜브 팁(620)을 향해(즉, 튜브가 사용될 때 환자를 향해) 연장되는 방향을 지칭한다.
트랙(625)은 샤프트(615)에 그리고 커넥터(610)에 장착된다. 트랙(625)은 확장 가능한 세그먼트(605)의 확장 및 압축을 제어하는데 사용된다. 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 확장 가능한 세그먼트(605)는 트랙(625)에 연결된 확장 가능한 나선(630)을 포함한다. 결과적으로, 트랙(625)의 측방향 이동은 확장 가능한 나선(630)의 측방향 이동을 야기한다. 구체적으로, 원위 방향으로의 트랙(625)의 움직임은 확장 가능한 나선(630)이 확장되게 하고, 근위 방향으로의 트랙(625)의 움직임은 확장 가능한 나선이 압축되게 한다. 이러한 관계는 도 6에 도시되어 있다. 구체적으로, 도 6a(압축된 상태)는 도 6c(확장된 상태)에서보다 더 많은 트랙(625)이 커넥터(610)로부터 돌출되어 있음을 나타낸다. 확장 가능한 나선(630)의 조작은 아래에서 더 상세히 설명된다.
확장 가능한 세그먼트(605)는 또한 확장 가능한 나선(630)의 외부 둘레에 장착된 스텐트(635)를 포함한다. 따라서, 스텐트(635)는 확장 가능한 나선(630)이 확장 및 압축됨에 따라 확장 및 압축된다. 커프(640)는 스텐트(635)의 외부 표면 주위에 장착된다. 커프(640)는 샤프트(615)의 원위 단부와 튜브 팁(620)의 근위 단부 사이에서 연장된다. 스텐트(635)와 유사하게, 커프(640)는 또한 확장 가능한 나선(630)을 따라 확장 및 압축된다. 확장 가능한 기관내 튜브(600)의 개별 구성요소는 도 7 내지 도 13을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 7a는 예시적인 실시예에 따른 커넥터(610)의 사시도이다. 도 7b는 예시적인 실시예에 따른 커넥터(610)의 원위 단부(700)의 평면도이다. 도 7c는 예시적인 실시예에 따른 커넥터(610)의 저면도이다. 도 7d는 예시적인 실시예에 따른 커넥터(610)의 근위 단부(705)의 평면도이다. 도 7e는 예시적인 실시예에 따른 커넥터(610)의 측단면도이다. 도 7은 커넥터(610)의 다양한 예시적인 치수(인치)를 포함한다는 점에 유의한다. 이러한 치수는 여기에 설명된 임의의 실시예와 함께 사용될 수 있다. 그러나, 이들 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
예시적인 실시예에서, 커넥터(610)는 폴리에틸렌으로 제조된다. 대안적으로, 상이한 재료가 사용될 수 있다. 커넥터(610)는 원위 단부(700)와 근위 단부(705) 사이의 디바이더로서 작용하는 스토퍼(710)를 포함한다. 커넥터(610)가 샤프트(615)에 장착될 때, 스토퍼(710)의 원위 측면은 샤프트(615)의 근위 단부와 접촉하며, 커넥터(610)의 원위 단부(700)가 샤프트(715) 내로 얼마나 연장되는지를 결정한다. 일 실시예에서, 커넥터(610)의 원위 단부(700)는 샤프트(615)의 내부 내에 장착된다. 커넥터(610)는 마찰 끼워맞춤을 통해, 접착제를 통해, 및/또는 모든 다른 방법에 의해 샤프트(615)에 고정될 수 있다. 커넥터(610)의 근위 단부(705)는 커넥터(610)가 당업계에 공지된 바와 같이 표준 호흡 회로 및 인공호흡기에 장착되도록 하는 범용 부착물일 수 있다.
커넥터(610)는, 커넥터(610)의 근위 단부(705)를 통해, 스토퍼(710)를 통해, 그리고 커넥터(610)의 원위 단부(700)를 통해 연장되는 커넥터 기도(715)를 포함한다. 커넥터 기도(715)는 샤프트(615)의 기도와 정렬되고, 인공호흡기에서 공기 또는 산소를 받도록 설계되었다. 커넥터(610)는 또한 도 6에 도시된 트랙(625)을 수용하는 사이즈의 커넥터 슬롯(720)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 커넥터 슬롯(720)은 커넥터(610)의 원위 단부(700)의 측벽에 형성된다. 이러한 측벽은 커넥터 슬롯(720)을 수용하기 위해 다양한 두께(즉, 측벽의 바닥 두께가 더 두꺼움)를 갖는다. 도 7e의 단면도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 커넥터 슬롯(720)은 커넥터(610)의 원위 단부(700)의 바닥 측면으로부터 그리고 원위 단부(700)를 통해 외부로 연장되어, 커넥터 슬롯(720)이 샤프트(615) 내로 연장된다. 그 결과, 커넥터 슬롯(720)은 커넥터(610)의 원위 단부(700) 내에 일정 각도로 형성되며, 트랙(625)은 도 6a 및 도 6c에 도시된 바와 같이 출구 각도에서 커넥터(610)의 바닥 측면으로부터 돌출된다. 일 실시예에서 출구 각도는 90°일 수 있다. 대안적으로, 70°, 80°, 100°, 110°, 120° 등과 같은 상이한 각도가 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 커넥터(610)의 커넥터 슬롯(720)은 커넥터(610)의 근위 단부(705) 내로 연장되지 않는다(즉, 커넥터 슬롯(720)은 원위 단부(700)에 완전히 통합된다).
위에서 논의된 바와 같이, 커넥터(610)는 샤프트(615)의 근위 단부에 장착된다. 도 8a는 예시적인 실시예에 따른 샤프트(615)의 부분적으로 투명한 사시도이다. 도 8b는 예시적인 실시예에 따른 샤프트(615)의 단부도이다. 도 8c는 예시적인 실시예에 따른 샤프트(615)의 측면도이다. 일 실시예에서, 샤프트(615)는 Tygon으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 상이한 생체적합성 재료를 사용할 수 있다. 도 8은 샤프트(615)의 다양한 예시적인 치수(인치 단위)를 포함한다는 점에 유의한다. 이러한 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
샤프트(615)는 샤프트(615)의 전체 길이를 따라 연장되는 샤프트 기도(800)를 포함한다. 샤프트 기도(800)는 커넥터가 샤프트(615)에 장착될 때 커넥터(610)의 커넥터 기도(715)와 정렬된다. 이러한 정렬은 확장 가능한 기관내 튜브의 전체 길이를 통해 공기가 자유롭게 흐를 수 있게 한다. 샤프트(615)는 또한 커넥터(610)가 샤프트(615)에 장착될 때 커넥터 슬롯(720)과 정렬되는 샤프트 슬롯(805)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 샤프트 슬롯(805)은 샤프트(615)의 측벽에 형성된다. 이러한 측벽은 샤프트 슬롯(805)을 수용하기 위해 다양한 두께(즉, 측벽의 바닥 부분이 더 두껍다)를 갖는다. 일 실시예에서, 샤프트 슬롯(805)은 샤프트 슬롯(805)의 원위 단부가 그 근위 단부보다 좁도록 테이퍼질 수 있다. 이러한 구성은 트랙(625)이 장착되거나 제거될 수 있도록 샤프트 슬롯(805) 내에서 서로 결합/분리되도록 트랙(625) 및 확장 가능한 나선(630)의 결합된 톱니모양 에지를 위한 샤프트의 근위 단부 근처에 충분한 공간을 허용한다. 예시적인 실시예에서, 샤프트(615)는 폴리머로 제조될 수 있다. 대안적으로, 상이한 생체적합성 재료가 사용될 수 있다.
도 9a는 예시적인 실시예에 따른 트랙(625)의 사시도이다. 도 9b는 예시적인 실시예에 따른 트랙(625)의 평면도이다. 도 9c는 예시적인 실시예에 따른 트랙(625)의 측면도이다. 도 9d는 예시적인 실시예에 따른 트랙(625)의 원위 단부(910)의 단면도이다. 예시적인 실시예에서, 트랙(625)은 나일론으로 제조된다. 대안적으로, 다른 생체적합성 재료가 사용될 수 있다. 도 9는 트랙(625)의 다양한 예시적인 치수(인치 단위)를 포함한다는 점에 유의한다. 이러한 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
트랙(625)의 본체(905)는 커넥터(610)의 커넥터 슬롯(720)과, 샤프트(615)의 샤프트 슬롯(805) 내에 끼워지는 사이즈이다. 트랙(625)의 원위 단부(910)는 확장 가능한 나선(630)의 대응하는 톱니모양 에지와 결합된 톱니모양 에지(915)를 포함한다. 결과적으로, 확장 가능한 나선(630)은 트랙(625)과 맞춰서 움직인다. 도시된 바와 같이, 원위 단부(910)는 트랙(625)의 본체(905)에 비해 더 작은 폭을 갖는다. 이러한 더 작은 폭은 트랙(625)이 확장 가능한 나선(630)과 결합되고 그리고 커넥터(610)의 커넥터 슬롯(720)과 샤프트(615)의 샤프트 슬롯(805) 내에 여전히 끼워질 수 있게 한다.
트랙(625)의 근위 단부(900)는 트랙(625)을 조작하는 제어 유닛과 맞물리도록 설계된 트랙 커넥터로서 형성된다. 제어 유닛은, 실시예에 따라서, 확장 가능한 기관내 튜브(600)에 장착될 수 있거나, 또는 그로부터 분리될 수 있다. 제어 유닛은 내장 트리거를 포함하는 점진적 로킹 시스템일 수 있다. 트리거가 활성화될 때마다, 트랙(625)은 전방으로(즉, 원위 방향으로) 이동되고, 제 위치에 로크되어, 확장 가능한 나선(630)이 또한 커넥터 슬롯(720) 및 샤프트 슬롯(805) 내에서 원위 방향으로 이동하게 한다. 확장 가능한 나선(630)이 말단으로 이동함에 따라, 이것은 확장되고, 전체 확장 가능한 세그먼트(605)가 확장되게 한다. 따라서, 제안된 튜브의 사용자는 확장량을 정밀하게 제어하고 원하는 직경으로 유지할 수 있다. 일 실시예에서, 트리거 활성화에 응답하여 트랙(625)이 이동하는 거리는 ~0.0125인치일 수 있다. 대안적으로, 상이한 거리가 사용될 수 있다.
발관(extubation) 중에 확장 가능한 부분(605)을 압축하기 위해, 점진적 로킹 시스템이 해제된다. 일 실시예에서, 로킹 시스템을 분리하는 것은 트리거의 활성화 시에 트랙(625)이 이동하는 방향을 반전시킨다. 그러한 실시예에서, 사용자는 확장 가능한 부분(605)이 압축될 때까지 트리거를 반복적으로 활성화할 수 있다. 대안적으로, 로킹 시스템을 분리하면 트랙(625)이 슬롯 내에서 자유롭게 이동할 수 있고, 이로써 트랙(625)이 사용자에 의해 쉽게 후퇴될 수 있다. 결과적으로, 트랙(625)은 쉽게 이동될 수 있고, 확장 메커니즘은 발관을 위해 그 원래 상태로 접힐 수 있다. 예시적인 실시예에서, 트랙(625)은 도 6a에 도시된 바와 같이 커넥터(610)의 출구 각도에 순응할 수 있도록 적어도 반-가요성이다.
도 10a는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선(630)의 사시도이다. 도 10b는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선의 측면도이다. 도 10c는 예시적인 실시예에 따른 확장 가능한 나선(630)의 근위 단부(1000)의 단면도이다. 도 10은 확장 가능한 나선(630)의 다양한 예시적인 치수(인치 단위)를 포함한다. 이러한 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
확장 가능한 나선(630)은 일 실시예에서 나일론 및/또는 강철로 제조될 수 있다. 대안적으로, 다른 재료가 사용될 수 있다. 확장 가능한 나선(630)은 근위 단부(1000), 근위 단부(1000)에 연결된 본체(1005), 본체(1005)에 연결된 나선(1010)(또는 나선 부분), 및 정지되도록 튜브 내에 장착되는 원위 단부(1015)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 원위 단부(1015)는 패스너, 클립, 접착제, 또는 다른 기술을 사용하여 튜브 팁(620)에 고정된다. 다른 예시적인 실시예에서, 확장 가능한 나선(630)의 본체(1005)는 ~0.05인치의 측면 길이를 갖는 정사각형 프로파일을 가질 수 있다. 대안적으로, 상이한 형상의 프로파일(예를 들어, 원형, 직사각형, 삼각형 등) 및/또는 상이한 사이즈가 확장 가능한 나선(630)의 본체(1005)의 프로파일에 사용될 수 있다.
확장 가능한 나선(630)의 근위 단부(1000)는 트랙(625)의 원위 단부(910) 상에 형성된 톱니모양 에지(915)와 결합되도록 설계된 톱니모양 에지(1020)를 포함한다. 설명한 바와 같이, 이러한 결합은 확장 가능한 나선(630)이 트랙(625)과 함께 이동하게 한다. 확장 가능한 나선(630)의 원위 단부(1015)가 고정(즉, 정지)되어 있기 때문에, 원위 방향으로의 근위 단부(1000)의 이동은 나선(1010)의 직경이 확장되게 한다. 도시된 바와 같이, 나선(630)의 적어도 일부는 스텐트(635) 내에 끼워지고, 다음에 이는 커프(640) 내에 끼워진다. 대안적인 실시예에서, 톱니모양 에지 대신에, 확장 가능한 나선(630) 및 트랙(625)은 오프셋 정사각형 파형 패턴 등과 같은 다른 결합 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 트랙(625)은 확장 가능한 나선(630)에 일체로 부착될 수 있다.
도 11a는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트(635)의 사시도이다. 도 11b는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트(635)의 측면도이다. 도 11c는 예시적인 실시예에 따른 압축된 상태의 스텐트(635)의 단부도이다. 도 11에 사용된 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 스텐트(635)는 확장 가능한 강철 메쉬로 형성될 수 있다. 그러나, 당업계에 공지된 임의의 유형의 확장 가능한 스텐트가 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 스텐트(635)의 근위 단부는 샤프트(615)의 원위 단부 내에 고정될 수 있고, 스텐트(635)의 원위 단부는 튜브 팁(620)의 근위 단부 내에 고정될 수 있다. 이와 같이, 확장 동안, 스텐트(635)의 단부는 정지되어 있다. 스텐트의 단부들은 마찰 끼워맞춤, 접착제, 클립, 커넥터 또는 기타 방법을 통해 고정될 수 있다.
도 12a는 예시적인 실시예에 따른 커프(640)의 사시도이다. 도 12b는 예시적인 실시예에 따른 커프(640)의 측면도이다. 도 12c는 예시적인 실시예에 따른 커프(640)의 단부도이다. 다른 도면과 유사하게, 도 12에 사용된 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 커프(640)(또는 확장 가능한 커프)는 샤프트(615)와 튜브 팁(620) 모두의 외부 표면을 감싸고 이에 부착된다. 부착은 마찰 끼워맞춤, 접착제 또는 기타 기술을 사용하여 이뤄질 수 있다. 커프(640)는 스텐트(635)를 수용할 수 있는 사이즈의 통로(1200)를 포함한다. 인공호흡기로부터의 공기는 또한 통로(1200)를 통해 그리고 튜브 팁(620)으로 흐른다. 예시적인 실시예에서, 커프(640)는 니트릴 고무로 제조될 수 있다. 대안적으로, 폴리머와 같은 상이한 생체적합성 재료가 사용될 수 있다. 커프(640)는 본질적으로 전통적인 기관내 튜브에 사용되는 벌룬을 대체한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 커프(640)는 정지된 압축된 상태에 있다.
확장 가능한 세그먼트(605)의 확장 시, 커프(640)는 인공 기도 주변의 모든 누출을 방지하기 위해 환자의 기관과 접촉하게 된다. 예시적인 실시예에서, 확장 가능한 세그먼트(605)는 기관 내의 연골 링 주위에 자체를 형성함으로써 기관과의 최대 접촉 지점까지 확장된다. 그러나, 이러한 최대 접촉은 기관에 대해 과도한 압력을 가하지 않는다. 커프(640)가 제공하는 상당한 표면적 접촉으로 인해, 기관 점막에 대한 압력의 양이 전통적인 기관내 튜브에 비해 감소된다. 또한, 테스트 결과 제안된 튜브에서 생성할 수 있는 최대 압력이 안전하다고 알려진 임계값 미만인 것으로 확인되었다. 이러한 최대 압력은 제안된 튜브에 사용된 재료의 사이즈와 유형에 따라 결정된다. 예를 들어, 확장 가능한 나선(630)의 강성 및/또는 커프(640)의 가단성은 확장된 상태에서 확장 가능한 세그먼트(605)에 의해 나타날 수 있는 최대 압력을 변화시키도록 변경될 수 있다. 또한, 확장 가능한 나선(630)이 최대 직경에 있을 때, 스텐트(635) 또한 반드시 그 구성에 대해 최대 직경에 있어야 한다. 커프(640)는 환자와 직접 접촉하게 되는 확장 세그먼트(605)의 유일한 부분이라는 점에 유의한다.
도 13a는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁(620)의 사시도이다. 도 13b는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁(620)의 측면도이다. 도 13c는 예시적인 실시예에 따른 튜브 팁(620)의 단부도이다. 다른 도면들과 유사하게, 도 13에 사용된 치수는 단지 예이고, 다른 치수(또는 사이즈)가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다.
튜브 팁(620)은 스텐트(635)를 수용할 수 있는 사이즈인 통로(1300)를 포함한다. 인공호흡기로부터의 공기는 또한 통로(1300)를 통해, 튜브 팁(620)의 단부 밖으로, 그리고 환자 안으로 흐른다. 구체적으로, 튜브 팁(620)은 인공호흡기로부터의 공기가 튜브 팁(620)을 떠나 환자에게 들어가는 제 1 개구(1305) 및 제 2 개구(1310)를 포함한다. 제 1 개구(1305)는 환자의 기도 내로의 삽입을 용이하게 하는 각도로 테이퍼진 튜브 팁(620)의 원위 단부에 위치된다. 제 2 개구(1310)는 튜브 팁(620)의 측벽에 위치되고, 환자의 기도 내로 튜브의 전진을 추가로 보조하기 위한 벤트로 사용된다. 예시적인 실시예에서, 튜브 팁(620)은 삽관 동안 스타일렛으로 작용하도록 강성 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 튜브 팁(620)은 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 강성 폴리머로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상이한 생체적합성 재료가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 튜브 팁(620)은 또한 전방 방향으로 약간 만곡될 수 있다.
일 실시예에서, 제안된 확장 가능한 기관내 튜브는 또한 그에 장착된 하나 이상의 온도 센서 및/또는 하나 이상의 이산화탄소(CO2) 센서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 환자의 내부 온도를 모니터링하는데 사용된다. 하나 이상의 이산화탄소 센서는 환자가 내쉬는 CO2를 식별하는데 사용되어, 튜브가 처음에 식도가 아니라 기관에 위치하는 것을 돕는다. 또한, 이러한 센서는 OR 및 ICU의 추가 모니터에서 현재 관리되는 흡입(FiCO2) 및 호기(ETCO2) CO2 양자를 모니터링하는데 사용할 수 있다. 센서(들)는 확장 가능한 기관내 튜브 내에(예를 들어, 샤프트(615), 확장 가능한 세그먼트(605), 및/또는 튜브 팁(620) 내에) 장착될 수 있다. 대안적으로, 센서(들)는 샤프트(615), 확장 가능한 세그먼트(605), 및/또는 튜브 팁(620)의 외부 표면에 장착될 수 있다. 센서(들)에 의해 감지된 데이터는 컴퓨팅 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 노트북 등)를 유선 또는 무선 통신으로 연결하고, 사용자는 컴퓨팅 장치를 통해 데이터를 모니터링할 수 있다.
따라서, 보조 재료 요구(즉, 다중 사이즈의 튜브, 주사기 및 스타일렛), 사용 전 재고 만료, 및 다중 튜브 준비에 의해 생성된 폐기물을 감소시키면서 기관 삽관의 효율성을 증가시키는 확장 가능한 기관내 튜브가 여기에 설명되어 있다. 제안된 튜브는 또한 튜브가 기관 조직과 접촉하는 방식으로 인해 기도 자극의 빈도와 심각성을 감소시킨다.
여기에 설명된 동작/프로세스 중 임의의 것은 프로세서, 메모리, 트랜시버, 사용자 인터페이스 등을 포함하는 컴퓨팅 시스템에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 설명된 동작/프로세스는 컴퓨터 시스템 메모리와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령어로서 구현될 수 있다. 프로세서에 의한 실행 시, 컴퓨터 판독 가능 명령은, 튜브가 확장 및 압축되도록 트랙을 조작하는 제어 유닛의 작동과 같은 본 명세서에 설명된 작동/프로세스를 컴퓨팅 시스템에 수행하게 한다.
"예시하는"이라는 단어는 본 명세서에서 예, 실례 또는 예시로서 제공되는 것을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 양태 또는 디자인은 다른 양태 또는 디자인에 비해 반드시 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 본 개시의 목적을 위해 그리고 달리 명시되지 않는 한, "a" 또는 "an"은 "하나 이상"을 의미한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 철저하게 의도하지 않으며, 상기 교시에 비추어 수정 및 변형이 가능하거나 본 발명의 실시로부터 획득될 수 있다. 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 그리고 당업자가 다양한 실시예에서 그리고 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정으로 본 발명을 활용할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 실제 응용으로서 선택되고 설명되었다. 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 확장 가능한 기관내 튜브에 있어서,
    기도를 갖는 샤프트; 및
    샤프트의 원위 단부에 장착된 확장 가능한 세그먼트를 포함하며,
    상기 확장 가능한 세그먼트는,
    확장 가능한 멤브레인; 및
    상기 확장 가능한 멤브레인 내에 위치된 정하중 스프링(constant force spring) ― 상기 정하중 스프링은 환자 내에 확장 가능한 기관내 튜브의 배치를 허용하는 압축된 구성, 및 확장 가능한 멤브레인이 환자의 기관과 시일을 형성하여 양압 환기를 가능하게 하는 확장된 구성을 가짐 ― 을 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트의 근위 단부에 장착된 기도 어댑터를 추가로 포함하고, 상기 기도 어댑터는 인공호흡기(ventilator)에 연결되는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정하중 스프링의 제 1 단부에 장착된 제어 로드를 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 샤프트의 본체에 형성된 제어 로드 포트를 추가로 포함하고, 상기 제어 로드 포트는 상기 제어 로드가 상기 제어 로드 포트 내에서 회전할 수 있도록 상기 제어 로드를 수용하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  5. 제 3 항에 있어서,
    고정 로드가 샤프트에 대해 정지되도록 상기 샤프트의 원위 단부에 장착된 고정 로드를 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정하중 스프링의 제 2 단부는, 제 1 방향으로의 제어 로드의 회전이 정하중 스프링의 확장을 초래하고 그리고 제 2 방향으로의 제어 로드의 회전이 정하중 스프링의 압축을 초래하도록, 상기 고정 로드에 장착되는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  7. 제 3 항에 있어서,
    각진 로드(angled rod)의 회전이 상기 제어 로드의 회전을 초래하도록 일정 각도로 제어 로드에 장착된 각진 로드를 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각진 로드를 제어 로드에 연결하는 조인트를 추가로 포함하고, 상기 조인트는 상기 각진 로드에 장착된 제 1 기어 및 상기 제어 로드에 장착된 제 2 기어를 포함하며, 상기 제 1 기어는 상기 제 2 기어와 결합되는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  9. 제 7 항에 있어서,
    핸들의 회전이 각진 로드의 회전을 초래하도록 상기 각진 로드에 장착된 핸들을 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  10. 제 1 항에 있어서,
    부기(bougie)가 상기 확장 가능한 멤브레인의 원위 단부를 지나 연장되도록 상기 샤프트의 원위 단부에 장착된 부기를 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트의 본체에 형성된 센서 포트를 추가로 포함하고, 상기 센서 포트는 확장 가능한 세그먼트에 대한 접근을 제공하기 위해 샤프트를 따라 길이방향으로 연장되는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서 포트 내에 센서를 추가로 포함하고, 상기 센서는 온도 센서 또는 이산화탄소 센서를 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정하중 스프링은 제 1 정하중 스프링을 포함하고, 상기 제 1 정하중 스프링과 제 2 정하중 스프링 사이에 갭이 존재하도록 상기 확장 가능한 멤브레인 내에 위치된 제 2 정하중 스프링을 추가로 포함하는
    확장 가능한 기관내 튜브.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 확장 가능한 멤브레인에 홈을 추가로 포함하고, 상기 홈은 상기 제 1 정하중 스프링과 상기 제 2 정하중 스프링 사이의 갭에 위치되고, 상기 갭은 환자의 기도 내의 연골 링을 수용하는 사이즈인
    확장 가능한 기관내 튜브.
  15. 확장 가능한 기관내 튜브를 제조하는 방법에 있어서,
    근위 단부 및 원위 단부를 갖는 샤프트를 형성하는 것 ― 상기 샤프트는 샤프트 내에서 길이방향으로 연장되는 기도를 구비함 ―;
    상기 샤프트의 원위 단부에 고정 로드를 장착하는 것; 및
    상기 샤프트의 원위 단부에 학장 가능한 세그먼트를 장착하는 것을 포함하며,
    확장 가능한 세그먼트를 장착하는 것은,
    정하중 스프링의 제 1 단부가 고정 로드에 장착되도록 정하중 스프링을 장착하는 것 ― 상기 정하중 스프링은 환자 내에 확장 가능한 기관내 튜브의 배치를 허용하는 압축된 구성, 및 확장 가능한 세그먼트가 환자의 기관과 시일을 형성하여 양압 환기를 가능하게 하는 확장된 구성을 가짐 ―; 및
    확장 가능한 멤브레인이 상기 정하중 스프링을 둘러싸도록 확장 가능한 멤브레인을 샤프트에 장착하는 것을 포함하는
    방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 샤프트를 형성하는 것은 상기 샤프트의 본체 내에 제어 로드 포트를 형성하는 것을 추가로 포함하고, 상기 제어 로드 포트는 상기 샤프트의 원위 단부까지 연장되는
    방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제어 로드가 상기 제어 로드 포트 내에서 회전하도록 제어 로드 포트 내에 제어 로드를 장착하는 것을 추가로 포함하는
    방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정하중 스프링을 장착하는 것은, 제 1 방향으로의 제어 로드의 회전이 정하중 스프링의 확장을 초래하고 그리고 제 2 방향으로의 제어 로드의 회전이 정하중 스프링의 압축을 초래하도록, 상기 제어 로드에 정하중 스프링의 제 2 단부를 장착하는 것을 포함하는
    방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 샤프트를 형성하는 것은 상기 샤프트의 본체 내에 하나 이상의 센서 포트를 형성하는 것을 추가로 포함하는
    방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    부기가 상기 확장 가능한 세그먼트의 원위 단부를 지나 연장되도록 상기 샤프트의 원위 단부에 장착된 부기를 장착하는 것을 추가로 포함하는
    방법.
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