KR20240001193A

KR20240001193A - 의료 장치

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Publication number: KR20240001193A
Application number: KR1020237040384A
Authority: KR
Inventors: 리암 라이언; 제임스 마이클 잉글리쉬; 로버트 하논; 존 오로크; 마크 데이비드 미리지언; 제임스 제이. 스쿠티
Original assignee: 보스톤 싸이엔티픽 싸이메드 인코포레이티드
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2024-01-03
Also published as: EP4287965A1; AU2022267228A1; WO2022232081A1; US20220346763A1; CA3211669A1; CN117320643A

Abstract

의료 장치는 동작 부재, 허브 및 엔드 이펙터를 포함한다. 동작 부재는 작동부를 포함한다. 허브는 동작 부재의 작동부를 수용하는 채널을 포함한다. 동작 부재의 작동부는 채널 내에서 이동한다. 엔드 이펙터는 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 이동 가능하다. 동작 부재의 원위방향 연장은 엔드 이펙터를 개방 구성으로 전환하고, 동작 부재의 근위방향 후퇴는 엔드 이펙터를 폐쇄 구성으로 전환한다. 의료 장치는 적층식 제조 공정을 통해 형성된다.

Description

의료 장치

본 개시내용의 다양한 양태는 일반적으로 신체 내의 조직 또는 다른 물질을 조작 또는 치료하기 위한 의료 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 개시 내용의 양태는 개방 구성과 폐쇄 구성 사이에서 이동 가능한 엔드 이펙터를 포함하는 장치를 제조 및/또는 이용하기 위한 의료 장치 및 방법에 관한 것이다.

조직 샘플이나 기타 물질은 종종 병적 장애의 존재 여부를 확인하기 위해 검사된다. 내시경 생검 겸자는 분석을 위해 인체에서 샘플을 채취하기 위해 내시경과 함께 사용될 수 있다. 흔히, 샘플은 표준 겸자 턱을 사용하여 접근하기 어려운 위치(예컨대, 구불구불한 담도 경로를 통해서만 접근 가능한 영역의 조직)의 신체 내부 깊은 곳으로부터 얻어져야 한다. 더욱이, 전달 장치(예를 들어, 내시경) 또는 샘플 부위는 조직에 접근하는데 사용될 수 있는 겸자의 크기를 제한할 수 있다. 부가적으로, 겸자(및 다른 엔드 이펙터)는 종종 복잡한 공정을 거쳐 조립될 필요가 있는 다수의 개별 제조된 별개의 소형 부분 또는 구성요소를 포함하기 때문에, 겸자 턱을 제조 및/또는 조립하는 것은 비용이 많이 드는 및/또는 시간이 많이 걸리는 절차일 수 있다. 이러한 관점에서 의료 절차의 기간, 비용, 및 위험이 증가될 수 있다. 본 개시내용의 장치 및 방법은 전술된 결점의 일부를 바로잡거나 또는 관련 기술분야의 다른 양태를 다룰 수 있다.

본 개시내용의 예시는 무엇보다도, 하나 이상의 의료 절차를 위한 엔드 이펙터를 제조하거나 사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 개시된 예시 각각은 다른 임의의 개시된 예시와 관련하여 설명된 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 예시에서, 의료 장치는 동작 부재, 허브 및 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 동작 부재는 작동부를 포함할 수 있다. 허브는 동작 부재의 작동부를 수용하는 채널을 포함할 수 있다. 동작 부재의 작동부는 채널 내에서 이동할 수 있다. 엔드 이펙터는 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 이동 가능할 수 있다. 동작 부재의 원위방향 연장은 엔드 이펙터를 개방 구성으로 전환할 수 있고, 동작 부재의 근위방향 후퇴는 엔드 이펙터를 폐쇄 구성으로 전환할 수 있다. 의료 장치는 적층식 제조 공정을 통해 형성될 수 있다.

의료 장치는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 제1 아암 및 제2 아암을 포함할 수 있고, 제1 아암 및 제2 아암 각각은 작동부와 상호 작용하도록 허브 내에서 연장되는 제어부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 아암의 제어부는 각각 연장 표면 및 연장 표면으로부터 오프셋된 후퇴 표면을 포함할 수 있다. 허브는 오목부를 포함할 수 있으며, 제어부는 제어부를 허브 내에서 회전 가능하게 고정하기 위해 오목부 내에 연장부를 포함할 수 있다. 작동부의 원위 부분은 서로 오프셋된 2개의 프롱(prong)을 포함할 수 있고, 각각의 프롱은 연장면, 후퇴면, 경사면 및 개구를 포함할 수 있다. 작동부의 원위방향 연장은 하나의 프롱의 연장면이 제1 및 제2 아암 중 하나의 연장 표면과 접촉하게 하여 제1 및 제2 아암 중 하나를 개방 구성으로 전환시킬 수 있다. 작동부의 근위방향 후퇴는 하나의 프롱의 후퇴면이 제1 및 제2 아암 중 다른 하나의 후퇴 표면과 접촉하게 하여 제1 및 제2 아암 중 다른 하나를 폐쇄 구성으로 전환시킬 수 있다. 제1 및 제2 아암의 후퇴 표면은 개방 구성에서 프롱 내의 개구 내에 배치될 수 있다. 동작 부재는 링 부분을 포함할 수 있고, 허브는 동작 부재의 근위방향 및 원위방향 이동을 제한하기 위해 링 부분에 접하도록 구성된 근위 및 원위 정지 표면을 갖는 확장된 채널 부분을 포함할 수 있다.

동작 부재는 의료 장치를 구동 요소에 결합시키도록 구성된 나사형 결합부를 포함할 수 있다. 의료 장치는 금속으로 형성될 수 있다. 적층식 제조 공정은 건축 플랫폼 상에 연속적인 재료의 층을 퇴적하는 것 및 의료 장치를 형성하기 위해 층의 일부를 선택적으로 소결하는 것을 포함할 수 있다. 선택적 소결은 레이저 소스로 수행될 수 있다. 적층식 제조 공정은 하나 이상의 지지 구조물을 형성하는 것, 및 와이어 방전 가공 공정을 사용하여 의료 장치로부터 하나 이상의 지지 구조물을 분리하는 것을 포함할 수 있다. 의료 장치는 하나 이상의 지지 구조물이 분리된 후 하나 이상의 후처리 절차에 노출될 수 있다. 의료 장치의 길이는 대략 1cm일 수 있다.

다른 양태에서, 의료 장치는 동작 부재, 허브, 제1 아암 및 제2 아암을 포함할 수 있다. 동작 부재는 작동부를 포함할 수 있다. 작동부의 원위 부분은 서로 오프셋된 2개의 프롱을 포함할 수 있고, 각각의 프롱은 연장면 및 후퇴면을 포함할 수 있다. 허브는 동작 부재의 작동부를 수용하는 채널을 포함할 수 있고, 동작 부재의 작동부는 채널 내에서 이동할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암은 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 이동 가능할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암 각각은 동작 부재의 작동부와 상호 작용하도록 허브 내에서 연장되는 제어부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 아암의 제어부는 연장 표면 및 연장 표면으로부터 오프셋된 후퇴 표면을 각각 포함할 수 있다. 작동부의 원위방향 연장은 하나의 프롱의 연장면이 제1 및 제2 아암 중 하나의 연장 표면과 접촉하게 하여 제1 및 제2 아암 중 하나를 개방 구성으로 전환시킬 수 있다. 작동부의 근위방향 후퇴는 하나의 프롱의 후퇴면이 제1 및 제2 아암 중 다른 하나의 후퇴 표면과 접촉하게 하여 제1 및 제2 아암 중 다른 하나를 폐쇄 구성으로 전환시킬 수 있다.

의료 장치는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 2개의 프롱 각각은 상기 후퇴면의 근위에 위치된 개구를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 아암의 상기 후퇴 표면은 개방 구성에서 프롱의 개구 내에 위치될 수 있다. 동작 부재는 구동 요소에 의료 장치를 결합시키도록 구성된 결합부와 링 부분을 포함할 수 있다. 허브는 동작 부재의 근위방향 및 원위방향 이동을 제한하기 위해 링 부분에 접하도록 구성된 근위 및 원위 정지 표면을 갖는 확장된 채널 부분을 포함할 수 있다. 의료 장치는 적층식 제조 공정을 통해 금속 재료로 형성될 수 있다.

또 다른 양태에서, 의료 장치를 동작시키는 방법은 치료 부위에 의료 장치를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 의료 장치는 동작 부재, 허브, 제1 아암 및 제2 아암을 포함할 수 있다. 동작 부재는 작동부를 포함할 수 있다. 작동부의 원위 부분은 서로 오프셋되는 2개의 프롱(prong)을 포함할 수 있고, 각각의 프롱은 연장면 및 후퇴면을 포함할 수 있다. 허브는 동작 부재의 작동부를 수용하는 채널을 포함할 수 있다. 동작 부재의 작동부는 채널 내에서 이동할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암은 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 이동 가능할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암의 각각은 작동부와 상호 작용하도록 허브 내에서 연장되는 제어부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 아암의 제어부는 연장 표면 및 연장 표면으로부터 오프셋된 후퇴 표면을 각각 포함할 수 있다. 방법은 또한 제1 아암 및 제2 아암을 개방 구성으로 전환하는 것을 포함할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암을 개방 구성으로 전환하는 것은 하나의 프롱의 연장면이 제1 및 제2 아암 중 하나의 연장 표면과 접촉하고 제1 및 제2 아암 중 하나를 개방 구성으로 전환시키도록 하는 동작 부재의 원위방향 연장을 포함할 수 있다. 방법은 제1 아암 및 제2 아암을 폐쇄 구성으로 전환하는 것을 더 포함할 수 있다. 제1 아암 및 제2 아암을 폐쇄 구성으로 전환하는 것은 하나의 프롱의 후퇴면이 제1 및 제2 아암 중 다른 하나의 후퇴 표면과 접촉하고 제1 및 제2 아암 중 다른 하나를 폐쇄 구성으로 전환하도록 하는 동작 부재의 근위방향 후퇴를 포함할 수 있다.

전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적인 것일 뿐이며 청구된 바와 같은 본 개시내용을 한정하지 않는다고 이해될 수 있다.

본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 개시내용의 예시적인 양태를 도시하고, 설명과 함께 개시내용의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 개시내용의 양태에 따른, 예시적인 의료 장치의 사시도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 개시내용의 양태에 따른, 도 1의 의료 장치의 상이한 구성에 따른 측면도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 양태에 따른, 제조의 중간 스테이지에서의 도 1의 의료 장치의 측면도를 도시한다.
도 4a 내지 4c는, 본 개시내용의 양태에 따른, 의료 장치의 부분들이 투명한, 도 1의 의료 장치의 다른 도면들을 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 개시내용의 양태에 따른, 의료 장치의 일부분이 투명하고, 상이한 사용 단계에 있는 도 1의 의료 장치의 일부분의 측면도를 도시한다.

본 명세서에서 "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"라는 용어는 예시적인 의료 시스템 및 예시적인 의료 장치의 구성요소들의 상대 위치를 지칭하기 위해 사용된다. 본 명세서에 사용될 때, "근위"는 신체의 외부에 상대적으로 더 가까운 위치 또는 의료 시스템 또는 의료 장치를 사용하는 의료 전문가에 더 가까운 위치를 지칭한다. 대조적으로, "원위"는 의료 시스템 또는 의료 장치를 사용하는 의료 전문가로부터 상대적으로 더 멀리 떨어진 위치 또는 신체의 내부에 더 가까운 위치를 지칭한다. 본 명세서에 사용된, "포함한다", "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)" 또는 이들의 다른 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된 것으로, 요소의 리스트를 포함하는 시스템, 장치 또는 방법이 단지 이들 요소만을 포함하는 것은 아니고, 명시적으로 나열되지 않았거나 고유하지 않은 다른 요소를 포함할 수 있다. 달리 언급되지 않으면, 용어 "예시적인"은 "이상적인"보다는 "예시"의 개념으로 사용된다. 본 명세서에 사용된, "약", "실질적으로", 및 "대략적으로"라는 용어는 기술된 값의 +/- 10% 이내의 값의 범위를 나타낸다.

본 개시내용의 예시는 의료 절차의 효능, 효율 및/또는 안전성을 촉진하고 및/또는 향상시키기 위한 장치 및 방법을 포함한다. 본 개시내용의 실시예는 대장(결장), 소장, 맹장, 식도, 위의 일부, 위장관의 임의의 다른 부분, 신장 또는 요로의 다른 부분, 심장, 폐 및/또는 임의의 다른 적합한 환자 해부학적 구조의 일부를 치료하고 및/또는 다양한 의료 절차를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것일 수 있다. 본 명세서에 개시된 다양한 실시예는 일회용 또는 사용 후 버릴 수 있는 의료 장치를 포함한다. 본 개시내용의 몇몇 양태는 내시경, 관절경, 기관지경, 요관경, 대장경, 또는 다른 유형의 절차를 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 양태는 십이지장경, 기관지경, 요관경, 대장경, 카테터, 진단 또는 치료 도구 또는 장치, 또는 다른 유형의 의료 장치와 함께 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 요소 중 하나 이상은 금속, 플라스틱, 또는 (니티놀과 같은) 형상 기억 금속, 형상 기억 중합체, 중합체, 또는 생체적합성 재료들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

이제, 전술되고 첨부 도면에 도시된 본 개시내용의 예시를 상세히 참조한다. 가능하면, 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호가 사용된다. 본 명세서에서 논의된 의료 장치의 하나 이상의 양태는 본 명세서에서 논의된 다른 의료 장치의 하나 이상의 양태와 조합 및/또는 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

도 1은 개방 구성의 예시적인 의료 장치(10)의 사시도를 도시한다. 의료 장치(10)는 엔드 이펙터, 예를 들어, 원위 단부의 겸자(12), 근위 단부의 동작 부재(14), 및 겸자(12)와 동작 부재(14)를 결합하는 허브(16)를 포함한다. 겸자(12)는 제1 아암(18A) 및 제2 아암(18B)을 포함한다. 동작 부재(14)는 결합부(20) 및 작동부(22)를 포함한다. 동작 부재(14)의 이동(예를 들어, 의료 장치(10)의 종축(A)을 따라 원위측으로 또는 근위측으로)은 겸자(12)의 아암(18A, 18B)을 폐쇄 구성(도 2a)과 개방 구성(도 2b) 사이에서 전환한다. 본 명세서에서 설명되는 예에서, 의료 장치(10)는 3차원 프린팅 또는 적층식 제조 공정을 거쳐 형성된다.

겸자(12)의 아암(18A, 18B)은 각각의 아암(18A, 18B)의 내부면 상의 복수의 연장부 및 오목부(마루부 및 골부)에 의해 형성된 복수의 치형부(24A, 24B)를 포함할 수 있다. 아암(18A, 18B)은 또한 예를 들어 각각의 아암(18A, 18B)의 근위 단부 및/또는 원위 단부에 치형부가 없는 부분을 포함할 수 있다. 부가적으로, 아암(18A, 18B)은 허브(16) 내로 연장되는 근위 제어부(26A, 26B)를 각각 포함한다. 예를 들어, 허브(16)는 원위 개구(28)를 포함하고, 제어부(26A, 26B)는 각각의 원위 개구(28)를 통해 연장된다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 제어부(26A, 26B)는 아암(18A, 18B)의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위해 작동부(22)와 상호 작용할 수 있다. 이들 양태에서, 아암(18A, 18B)은 실질적으로 동일하지만 거울상일 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 일부 양태에서, 아암(18A, 18B) 중 하나 이상은 하나 이상의 배수 구멍을 포함할 수 있다. 하나 이상의 배수 구멍은 치형부(24A, 24B) 중 하나 이상을 통해, 예를 들어 아암(18A, 18B)의 내부 면으로부터 아암(18A, 18B)의 외부 면으로, 연장할 수 있다. 하나 이상의 배수 구멍은 유체가 겸자(12)로부터 배수되거나 다른 방식으로 유동하도록 도울 수 있다. 이러한 양태에서, 하나 이상의 배수 구멍은 의료 장치(10)의 형성 중에, 예를 들어, 3차원 프린팅 또는 적층식 제조 공정 중에 형성될 수 있다.

동작 부재(14)는 구동 요소(예를 들어, 구동 와이어)를 의료 장치(10)에 결합하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 결합부(20)는 예를 들어 구동 요소를 동작 부재(14)에 결합하기 위한 나사부를 포함할 수 있다. 그러나, 결합부(20)는 다른 또는 추가적인 결합 기구, 예를 들어 가압 끼워맞춤(press-fit) 또는 스냅-끼워맞춤(snap-fit) 결합을 형성하기 위한 개구를 포함할 수 있으므로, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다. 또한, 도시되지는 않았지만, 결합부(20)는 납땜, 용접 등을 통해 구동 요소에 결합될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 시스(sheath) 또는 튜브가 허브(16)에 결합될 수 있다(예컨대, 허브(16)의 근위 부분에 결합될 수 있다). 예를 들어, 시스는 접착제를 통해 허브(16)에 결합될 수 있다. 이 양태에서, 허브(16)의 외부 표면의 하나 이상의 부분은 허브(16)에 대한 시스의 접착을 도울 수 있는 격자 구조 및/또는 거친 표면을 포함할 수 있다. 이런 식으로, 구동 요소는 예를 들어 허브(16)에 대한 동작 부재(14)의 이동을 제어하기 위해 근위 핸들을 통해서 시스에 대해(예를 들면, 시스의 내강 내에서) 이동할 수 있다.

작동부(22)는 실질적으로 원통형일 수 있고, 결합부(20)의 원위로 연장될 수 있다. 작동부(22)는 허브(16)의 근위 개구(도시되지 않음)를 통해 연장될 수 있고, 아암(18A, 18B)의 위치를 제어하기 위해 허브(16)에 대해 (근위 및/또는 원위로) 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 작동부(22)의 원위 부분은 아암(18A, 18B)의 제어부(26A, 26B)와 상호 작용하여 아암(18A, 18B)의 개방 및/또는 폐쇄를 제어할 수 있다. 또한, 작동부(22)는 하나 이상의 표시(30)를 포함할 수 있으며, 이는 사용자가 예컨대, 치료 부위에 위치된 시각화 장치(예컨대, 카메라)를 통해 허브(16)에 대한 작동부(22)의 위치를 시각화하는 것을 도울 수 있다. 작동부(22) 상의 표시(들)(30)의 위치는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 겸자(12)의 구성을 나타낼 수 있다. 일부 양태에서, 표시(들)(30)는 방사선 불투과성일 수 있으며, 따라서 X선 또는 환자 외부의 다른 시각화 장치를 통해 시각화될 수 있다.

언급된 바와 같이, 허브(16)는 겸자(12) 및 동작 부재(14)의 부분을 둘러싸고 있다. 허브(16)는 아암(18A, 18B)의 제어부(26A, 26B)를 수용하기 위한 원위 개구(28)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 허브(16)는 작동부(22)의 일부를 수용하기 위한 근위 개구를 포함한다. 근위 개구와 원위 개구(28)는 허브(16) 내에 연결되어 허브(16) 내에 채널(32)(도 4a 및 도 4b)을 형성한다. 채널(32)의 하나 이상의 부분은 대체로 원통형일 수 있다. 작동부(22)는 채널(32)의 일부 내에서 이동 가능하고, 제어부(26A, 26B)는 채널(32)의 원위 부분 내에서 회전 가능하도록 고정되거나 유지될 수 있다.

도 2a는 폐쇄 구성의 의료 장치(10)를 도시하고, 도 2b는 개방 구성의 의료 장치(10)를 도시한다. 도 2a에서, 동작 부재(14), 및 이에 따른 작동부(22)는 허브(16)에 대해 근위로 후퇴된 위치에 있다. 따라서, 겸자(12)의 아암(18A, 18B)은 예를 들어 아암(18A)의 치형부(24A)가 아암(18B)의 치형부(24B)와 접촉하거나 근접하여 있는 폐쇄 구성에 있다. 도 2b에서, 동작 부재(14), 및 이에 따른 작동부(22)는, 허브(16)에 대해 원위 방향으로 연장된 위치에, 예를 들어 작동부(22)의 더 많은 부분이 허브(16) 내로 연장된 채로 있다. 이에 따라, 겸자(12)의 아암(18A, 18B)은 예를 들어, 아암(18A)의 치형부(24A)가 아암(18B)의 치형부(24B)로부터 이격되어 있는 개방 구성에 있다. 도시되지는 않았지만, 의료 장치(10)는 의료 장치(10)를 폐쇄 구성을 향해서 또는 개방 구성을 향해서 편향시킬 수 있는, 하나 이상의 스프링 또는 편향 요소를 (예를 들어, 허브(16)의 내부 또는 근위 핸들(도시되지 않음) 내부에) 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 의료 장치(10)는 3차원 프린팅 또는 적층식 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 의료 장치(10)를 형성하기 위해 복수의 재료의 층(예컨대, 약 5 미크론 내지 약 50 미크론 두께, 예를 들어, 약 25 미크론 두께의 층)이 건축 플랫폼(도시되지 않음) 상에 퇴적될 수 있고, 층의 일부는 선택적으로 소결될 수 있다. 층의 일부는 레이저 소스를 사용하여 소결될 수 있다. 재료의 층은 의료 장치(10)의 3차원 모델(예컨대, 3D CAD 모델) 및 슬라이싱 소프트웨어를 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 양태에서, 분말(예를 들어, 금속 분말)의 층이 건축 플랫폼에 연속적으로 도포될 수 있고, 각각의 층의 일부를 (예를 들어, 레이저 소스로) 용융시켜 분말을 응고시킬 수 있고, 선택적으로, 층의 일부를 그 아래의 층으로 응고시킬 수 있다. 레이저 소스는 각각의 특정 층의 부품 형상을 정의하는 하나 이상의 위치에서만 건축 플랫폼을 향해 발사된다. 또한, 레이저 소스는 부품 형상을 형성하지 않는 층의 다른 부분(들), 예를 들어 해당 층 내에 공동을 형성하는 층의 부분(들)을 용융시키기 위해서 발사되지 않는다. 부품 형상 구조를 형성하지 않는 층의 부분(들)은 분말로서 남아있다. 분말은 후처리 동안 부품으로부터 제거될 수 있다.

또한, 하나 이상의 희생 또는 지지 구조물(34)은 형성 공정 중에 의료 장치(10)의 부분을 지지하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 희생 또는 지지 구조물(34)을 포함하는 의료 장치(10)가 건축 플랫폼 상에 수직으로 구축될 수 있다. 하나 이상의 지지 구조물(34)의 위치 및/또는 크기는 슬라이싱 소프트웨어에 의해 결정되고 구현될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물(34)이 겸자(12)의 아암(18A, 18B)을 지지하는 것을 돕도록 형성될 수 있다. 지지 구조물(34)은 이어서 예를 들어 와이어 방전 가공 공정을 통해 형성 공정 후에 겸자(12)로부터 분리될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 추가적인 지지 구조물이 형성 공정 중에 동작 부재(14)의 결합부(20) 및 작동부(22), 허브(16) 등을 지지할 수 있으며, 형성 후에 제거될 수 있다. 하나 이상의 지지 구조물(34)의 분리는 또한 구성요소가 서로에 대해 이동 가능하게 하기 위해 구성요소를 (예를 들어, 허브(16)로부터 아암(18A, 18B)을) 분리하는 것을 도울 수 있다.

의료 장치(10)는 예를 들어 스테인리스 스틸, 티타늄 등과 같은 생체적합성 금속 재료로 형성될 수 있다. 이러한 양태에서, 금속 분말의 층이 건축 플랫폼 상에 퇴적될 수 있고, 선택적으로 소결되어 의료 장치(10)의 층을 형성할 수 있다. 하나 이상의 지지 구조물(34)은 동일한 금속 재료로 형성될 수 있거나, 다른 재료로 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 지지 구조물(들)(34)로부터 분리된 후에 의료 장치(10)의 표면을 매끄럽게 하기 위해 하나 이상의 표면 처리 또는 후처리 기술 또는 절차(예를 들어, 전해연마, 화학적 에칭 등)가 의료 장치(10) 에 대해 수행될 수 있다. 따라서, 의료 장치(10)가 형성되면, 지지 구조물(34)이 의료 장치(10)로부터 제거되고, 그리고 임의의 후처리 절차가 수행된 후에, 의료 장치(10)는 사용을 위해 준비될 수 있고, 구동 요소, 시스, 손잡이 등에 대한 연결을 제외하고는 추가적인 조립을 요구하지 않을 수 있다. 따라서, 조립을 필요로 하는 다수의 구분된 소형의 개별 제조 부품을 가지는 전형적인 엔드 이펙터들과 달리, 의료 장치(10)는 제어 요소(예를 들어, 구동 와이어 및 시스)에 대한 의료 장치(10)의 장착 이외의 조립을 필요로 하지 않는다.

또한, 3차원 프린팅 또는 적층식 제조 공정을 통해 형성되는 의료 장치(10)에 기초하여, 의료 장치(10)는 겸자를 포함하는 전형적인 의료 장치 또는 엔드 이펙터보다 더 작을 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 의료 장치(10)의 일부분은 의료 장치(10)의 다른 부분과 연결되거나 달리 결합될 필요가 없다. 이 양태에서, 의료 장치(10)는 길이가 대략 7cm 이하일 수 있으며, 예를 들어, 길이가 대략 5cm, 길이가 대략 3cm, 길이가 대략 2cm, 또는 길이가 대략 1cm(예를 들어, 길이가 대략 11mm)일 수 있다. 의료 장치(10)는 폭이 대략 10mm 이하일 수 있으며, 예를 들어, 폭이 대략 5mm, 폭이 대략 2-3mm, 또는 폭이 대략 2.4mm일 수 있다. 부가적으로, 개방 구성에서, 겸자(12)의 아암(18A, 18B)은 폭이 대략 6 mm 내지 12 mm, 예를 들어 폭이 대략 9 mm인 개구를 (예를 들어, 아암(18A, 18B)의 원위 단부들 사이에) 형성할 수 있다.

도 4a 내지 4c는 허브(16)가 투명하게 도시된 의료 장치(10)의 상이한 도면들이다. 도 4a는 의료 장치(10)의 측면도로서, 겸자(12)의 아암(18A, 18B)을 도시한다. 도 4b는 의료 장치(10)의 평면도로서, 예를 들어, 의료 장치(10)가 그의 종축(A)(도 1)을 따라 대략 90도 회전된 상태에서, 아암(18B)이 아암(18A)에 의해 차단될 때의 겸자(12)의 아암(18A)을 도시한다. 도 4c는 도 4b 일부를 확대한 것이다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 아암(18A, 18B)은 허브(16) 내에 위치되는 제어부(26A, 26B)를 각각 포함한다. 제어부(26A, 26B)는 의료 장치(10)의 중심으로부터 종축(A)에 수직인 방향으로 오프셋된다 (예를 들어, 수평으로 오프셋 및/또는 도 4a 및 도 5a 내지 도 5d의 지면으로 들어가는 방향으로 오프셋). 예를 들어, 도 4a 및 도 5a 내지 도 5d에 도시하듯이, 제어부(26B)는 제어부(26A)의 일부의 위 및 좌측에 있다. 제어부(26A, 26B)는 (작동부(22)로부터의 작용을 통해) 회전가능하여 아암(18A, 18B)을 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 전환할 수 있다. 전술했듯이, 작동부(22)는 허브(16) 내에서 연장된다. 작동부(22)는 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 아암(18A, 18B)을 전환하도록 제어부(26A, 26B)와 접촉하고 이를 이동시키도록 구성된 원위 단부(40)를 포함한다. 원위 단부(40)와 제어부(26A, 26B)는 도 4c에 도시된 바와 같이 채널(32)의 원위 부분(42)에서 상호 작용한다.

더욱이, 작동부(22)는 방사형 연장부 또는 링 부분(44)을 포함하고, 허브(16)는 근위 정지 표면(46A) 및 원위 정지 표면(46B)을 갖는 넓어진 채널(46)을 포함한다. 링 부분(44)은 넓어진 채널(46) 내에 배치되며, 근위 정지 표면(46A)과 원위 정지 표면(46B)은 작동부(22)의 근위방향 및 원위방향 이동을 제한하고, 따라서 허브(16)에 대한 동작 부재(14)의 근위방향 및 원위방향 이동을 제한한다.

도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 의료 장치(10)는 또한 내장된 원추형 힌지 설계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 허브(16)는 일반적인 원추 모양으로 방사상 바깥쪽으로 각각 연장되는 2개의 오목부(48A, 48B)를 포함할 수 있다. 아암(18A, 18B)의 제어부(26A, 26B)는 또한 일반적인 원추 모양을 가질 수 있는 연장부(50A, 50B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4b는 원위 개구(28A)를 통해 연장되는 제어부(26A)를 도시한다. 연장부(50A, 50B)는 암(18A, 18B)의 제어부(26A, 26B)가 허브(16) 내에 유지되도록, 그리고 암(18A, 18B)이 폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 회전할 수 있도록 오목부(48A, 48B) 내에 수용되고 이동 가능할 수 있다.

추가로, 작동부(22)의 원위 단부(40)는 2개의 프롱(52A, 52B)을 포함한다. 프롱(52A, 52B)은 작동부(22)과 함께 이동 가능하고, 폐쇄 및 개방 구성 사이에서 아암(18A, 18B)을 전환시키도록 제어부(26A, 26B)와 상호 작용한다.

도 5a 내지 도 5d는 허브(16) 내의 아암(18A, 18B)과 작동부(22)의 상호 작용에 대해 보다 상세하게 도시한다. 도 5a는 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로의 전환을 도시한다. 예를 들어, 의료 장치(10)는 치료 부위로 전달될 수 있고, 작동부(22) 및 프롱(52A, 52B)은 (수직 화살표로 도시된 바와 같이) 원위로 연장되며, 이는 아암(18A, 18B)을 분리 및 개방하도록 제어부(26A, 26B)를 회전시킨다. 작동부(22)는 결합부(20)에 결합된 구동 요소의 작용을 통해 원위로 연장될 수 있다. 이 양태에서, 제어부(26A, 26B)는 연장 표면(54A, 54B) 및 후퇴 표면(56A, 56B)을 각각 포함한다. 연장 표면(54A)은 후퇴 표면(56A)으로부터 종축(A)에 수직한 방향으로 오프셋될 수 있다(예를 들어, 도 5a 내지 도 5d에서 지면을 벗어나는 방향으로 오프셋되고 측방향으로 오프셋된다). 이 양태에서, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 연장 표면(54A)은 후퇴 표면(56A) 위에 있을 수 있다. 유사하게, 연장 표면(54B)은 후퇴 표면(56B)으로부터 종축(A)에 대해 수직한 방향으로 오프셋될 수 있다(예컨대, 도 5a 내지 도 5d에서 지면을 벗어나는 방향으로 오프셋되고 측방향으로 오프셋된다). 이 양태에서, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 연장 표면(54B)은 후퇴 표면(56B) 아래에 있을 수 있다.

프롱(52A, 52B)은 종축(A)에 수직한 방향으로 서로 오프셋된다 (예를 들면, 도 5a 내지 도 5d에서 지면 밖을 향하는 방향으로 오프셋되고 측방향으로 오프셋된다). 이 양태에서, 도 5a 내지 도 5d의 측면도에 도시된 바와 같이, 프롱(52B)은 프롱(52A) 위에 있다. 프롱(52A, 52B)은 연장면(58), 후퇴면(60) 및 경사면(62)을 각각 포함한다. 도면은 프롱(52B)을 위한 연장면(58), 후퇴면(60) 및 경사면(62)만을 도시한다. 프롱(52B)의 연장면(58)은 종축(A)(도 1)에 수직일 수 있고, 프롱(52B)의 연장면(58)은 아암(18B)을 개방 구성으로 회전시키기 위해 제어부(26B)의 연장 표면(54B)에 접촉 및 이를 따라갈 수 있다. 도시되지는 않았지만, 프롱(52A)의 연장면은 또한 종축(A)에 수직할 수 있으며, 아암(18A)을 개방 구성으로 회전시키기 위해 제어부(26A)의 연장 표면과 접촉 및 이를 따라갈 수 있다. 암(18A, 18B)과 유사하게, 프롱(52B)은 프롱(52A)의 거울상이거나 역 배열을 가질 수 있다.

도 5b는 개방 구성의 의료 장치(10)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 링 부분(44)이 원위 정지 표면(46B)에 접하거나 근접할 수 있고, 아암(18A 및 18B)은 분리되어 있다. 또한, 연장면(58)으로부터 비스듬히 근위로 연장되는 경사면(62)은 연장 표면(54B)의 전부 또는 상당한 부분을 따라 아암(18B)의 제어부(26B)의 연장 표면(54B)과 접촉할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 프롱(52A)의 연장면은 아암(18A)의 제어부(26A)의 연장 표면과 접촉할 수 있다. 또한, 아암(18A)의 후퇴 표면(56A)은 예를 들어, 후퇴면(60)에 근접하여, 프롱(52B)의 개구(64) 내에 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 후퇴면(60)은 연장면(58)에 근접하여 위치되고, 제어부(26A)의 후퇴 표면(56A)에 대응하도록 (예를 들어, 그와 일치되도록 및/또는 접하도록) 구성된 각도로 연장된다. 또한, 도시되지는 않았지만, 아암(18B)의 후퇴 표면(56B)은 프롱(52A)의 개구 내에 위치될 수 있다.

도 5c는, 예를 들어, 치료 부위에서 조직 또는 다른 물질을 포획하거나 다른 방식으로 처치하기 위한, 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로의 전환을 도시한다. 예를 들어, 작동부(22) 및 프롱(52A, 52B)은 (수직 화살표로 도시한 바와 같이) 근위로 후퇴하여, 제어부(26A, 26B)를 회전시켜 아암(18A, 18B)을 폐쇄한다. 작동부(22)는 결합부(20)에 결합된 구동 요소의 작용을 통해 근위로 후퇴될 수 있다. 이 양태에서, 프롱(52B)의 후퇴면(60)은 제어부(26A)의 후퇴 표면(56A)과 접촉하고, 아암(18A)을 폐쇄 구성으로 회전시킨다. 유사하게, 도시되지는 않았지만, 프롱(52A)의 후퇴면은 제어부(26B)의 후퇴 표면과 접촉하고, 아암(18B)을 폐쇄 구성으로 회전시킨다.

도 5d는 폐쇄 구성을 도시한다. 이 양태에서, 작동부(22) 및 프롱(52A, 52B)은 근위로 후퇴된다. 또한, 폐쇄 구성에서, 프롱(52B)의 연장면(58)은 제어부(26B)의 연장 표면(54B)에 접하거나 근접할 수 있다. 프롱(52A)의 연장면은 제어부(26A)의 연장 표면(54A)에 접하거나 근접할 수 있다.

도 5a 내지 5d에 도시된 단계는, 예를 들어, 조직 또는 다른 물질을 포획하거나 다른 방식으로 조작하기 위해, 의료 절차 중에 필요한 횟수만큼 수행될 수 있다. 이 방식으로, 하나의 프롱의 연장은 겸자(12)의 제1 아암을 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 전환할 수 있고, 하나의 프롱의 후퇴는 겸자(12)의 제2 아암을 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로 전환할 수 있다.

엔드 이펙터는 겸자(12)로서 설명되어 있지만, 본 개시내용이 이와 같이 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 개시내용의 다양한 양태는 회전, 팽창 가능, 전환 가능 및/또는 개방 가능 요소를 포함하는 다른 엔드 이펙터를 형성 및/또는 사용하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터는 파지기, 가위, 클립, 스테이플러, 바늘, 나이프 등일 수 있다.

본 명세서에서 논의된 다양한 양태는 의료 절차의 기간, 비용, 및/또는 위험을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 3차원 프린팅 및/또는 적층식 제조는 겸자 또는 다른 의료 장치를 형성하기 위해 필요한 구성요소의 개수를 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 구성요소의 수를 감소시키는 것은 더 효율적인 조립, 재료 또는 제품 구조 목록의 감소, 감소된 부품 수 및/또는 부품 번호, 감소된 파괴 및/또는 오작동 가능성, 더 탄력적인 크기 및/또는 형상 공차(예를 들어, 조립된 구성요소와의 공차의 누적 없음) 등을 허용한다. 또한, 복수의 의료 장치(10)가 동일한 건축 플랫폼 상에서 제조되어, 제조 및 조립 시간, 비용, 등을 감소시킬 수 있다.

추가적으로, 3차원 프린팅 또는 적층식 제조는 의료 장치(10)가 전통적으로 조립된 의료 장치보다 더 작은 크기 및/또는 더 복잡한 디자인을 가질 수 있도록 한다. 그 결과, 의료 장치(10)는 환자의 작은 및/또는 구불구불한 위치 또는 내강으로 또는 그를 통해 조종 가능 및/또는 전달 가능할 수 있다. 의료 장치(10)가 구동 요소를 통해서 동작될 수 있고, 구동 요소의 원위로의 이동은 의료 장치(10)를 개방 구성으로 전환시키고(도 2b), 구동 요소의 근위로의 이동은 의료 장치(10)를 폐쇄 구성으로 전환시킨다(도 2a). 의료 장치(10)는 또한, 예를 들어, 보다 큰 통상적인 의료 장치들 보다 더 작은 위치(예를 들어, 조직의 보다 작은 부분들)를 표적으로 할 수 있다.

따라서, 본 명세서에서 논의된 다양한 양태는 치료 및/또는 절차, 예를 들어 치료 부위를 치료하기 위한 절차로부터 회복의 효능을 개선하는 것을 도울 수 있다. 본 명세서에서 논의된 다양한 양태는 절차의 기간을 감소 및/또는 최소화하는 데 도움이 될 수 있고, 그리고/또는 절차에서 의료 장치의 전달, 재위치, 또는 사용 중에 조직 또는 다른 물질과의 우발적인 접촉의 위험을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다.

본 개시내용의 원리가 다양한 용례에 대한 예시적인 양태를 참조하여 본 명세서에 설명되었지만, 본 개시내용은 이에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 제공된 교시에 접근하는 통상의 기술자는 본 명세서에 기재된 예의 범위 내에 포함되는 추가의 수정예, 적용예 및 등가물 대체를 모두 인식할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로서 간주되어서는 안 된다.

Claims

의료 장치이며:
작동부를 포함하는 동작 부재와,
동작 부재의 작동부를 수용하는 채널을 포함하고, 동작 부재의 작동부가 채널 내에서 이동하는 허브; 및
폐쇄 구성과 개방 구성 사이에서 이동 가능한 엔드 이펙터를 포함하고,
동작 부재의 원위방향 연장은 상기 엔드 이펙터를 개방 구성으로 전환시키고,
동작 부재의 근위방향 후퇴는 상기 엔드 이펙터를 폐쇄 구성으로 전환시키며,
의료 장치는 적층식 제조 공정을 통해 형성되는, 의료 장치.
제1항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는 제1 아암 및 제2 아암을 포함하고, 제1 아암 및 제2 아암 각각은 작동부와 상호 작용하도록 허브 내에서 연장되는 제어부를 포함하는, 의료 장치.
제2항에 있어서,
제1 및 제2 아암의 제어부는 연장 표면과, 연장 표면으로부터 오프셋된 후퇴 표면을 각각 포함하는, 의료 장치.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 제어부를 상기 허브 내에서 회전 가능하게 고정하도록 상기 허브는 오목부를 포함하고 상기 제어부는 오목부 내의 연장부를 포함하는, 의료 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 작동부의 원위 부분은 서로 오프셋되는 2개의 프롱(prong)을 포함하고, 각각의 프롱은 연장면, 후퇴면, 경사면 및 개구를 포함하는, 의료 장치.
제5항에 있어서,
상기 작동부의 원위방향 연장은 하나의 프롱의 연장면이 제1 및 제2 아암 중 하나의 연장 표면과 접촉하게 하고 제1 및 제2 아암 중 하나를 개방 구성으로 전환하며, 상기 작동부의 근위방향 후퇴는 하나의 프롱의 후퇴면이 제1 및 제2 아암 중 다른 하나의 후퇴 표면과 접촉하게 하고 제1 및 제2 아암 중 다른 하나를 폐쇄 구성으로 전환하는, 의료 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 아암의 후퇴 표면은 개방 구성의 프롱의 개구 내에 위치되는, 의료 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 부재는 링 부분을 포함하고, 상기 허브는 동작 부재의 근위방향 및 원위방향 이동을 제한하기 위해 링 부분에 접하도록 구성된 근위 및 원위 정지 표면을 구비한 확장된 채널 부분을 포함하는, 의료 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 부재는 구동 요소에 의료 장치를 결합시키도록 구성된 나사형 결합부를 포함하는, 의료 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
의료 장치는 금속으로 형성되는, 의료 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적층식 제조 공정은 건축 플랫폼 상에 재료의 연속적인 층을 퇴적하는 것 및 의료 장치를 형성하기 위해 층의 부분을 선택적으로 소결하는 것을 포함하는, 의료 장치.
제11항에 있어서,
선택적 소결은 레이저 소스로 수행되는, 의료 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적층식 제조 공정은 하나 이상의 지지 구조물을 형성하는 것, 및 와이어 방전 가공 공정을 사용하여 의료 장치로부터 하나 이상의 지지 구조물을 분리하는 것을 포함하는, 의료 장치.
제13항에 있어서,
상기 의료 장치는 하나 이상의 지지 구조물의 분리 후에 하나 이상의 후처리 절차에 노출되는, 의료 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 의료 장치는 길이가 대략 1cm인, 의료 장치.