KR20240035792A - 로봇 보조 수술용 어플리케이터 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 물질, 예를 들어, 지혈제를 포함하는 물질을 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 분배하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것으로, 상기 복강경 어플리케이터는 전달 튜브; 및 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁을 포함하며, 상기 어플리케이터 팁은 전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션에 의해 로봇 암에 의해 작동되도록 제어 가능하게 구성되고, 상기 파지 섹션은, 정점 형상 섹션을 포함하는, 축에 대한 횡방향의 둘레를 가져서, 파지 섹션이 로봇 암에 의해 클램핑되고 공간적으로 조작되도록 구성된다.
Description
본 개시는 어플리케이터(applicator)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수술용 로봇 암(surgical robotic arm)에 의해 선택된 부위에 의료용 물질 또는 유체를 분배하기 위한 복강경 어플리케이터(laparoscopic applicator)에 관한 것이다. 본 개시는 또한 복강경 어플리케이터용 복강경 어플리케이터 팁(laparoscopic applicator tip), 상기 어플리케이터 팁 및/또는 어플리케이터를 포함하는 부품 키트(kit of parts)에 관한 것이다.
로봇 시스템은 보다 침습적이고 전통적인 개복 수술 기술을 피하기 위해 수술, 특히 최소 침습 수술 절차에서 점점 더 많이 사용되고 있다. 로봇 시스템에는 의료 디바이스가 부착된 다수의 로봇 암이 포함되어 있으며, 로봇 암과 의료 디바이스는 콘솔(console)에서 외과의사가 조이스틱(joystick) 및 풋 페달(foot pedal)과 같은 제어 디바이스를 통해 제어하고 조작한다. 따라서 로봇 암은 수술 부위에서 외과 의사의 손을 대체하고, 대신 외과 의사는 환자로부터 원격 위치에 있으며 수술 부위의 3차원 뷰를 보여주는 디스플레이를 통해 수술 부위를 본다.
보조자가 실제 외과 의사에게 필요한 의료 디바이스를 제공하는 전통적인 개복 수술 기술과 유사하게, 로봇 수술에서는 보조자가 로봇 암 근처에 배치되어 암에 필요한 의료 디바이스를 제공한다. 예를 들어, 보조자는 로봇 암의 의료 디바이스를 교체하고 로봇 암에 의료 디바이스로서 직접적으로 또는 투관침 포트(trocar port)를 통해 신체에 도입된 어플리케이터 튜브를 통해 의료용 유체를 제공할 수 있다.
수술용 지혈제와 기타 의료용 수액 및 페이스트는 전통적으로 주사기 배럴 내에 페이스트가 포함된 수동 작동 주사기를 사용하여 표적 부위에 분배되었다. 그러나, 최소 침습 수술 절차의 경우, 표적 부위에 주사기 캐뉼라(cannula)가 직접 접근할 수 없다. 따라서, 체강 내 표적 부위에 페이스트를 분배하기 위해, 페이스트로 미리 충전된 세장형 어플리케이터 튜브가 전형적으로 투관침 포트를 통해 신체 내로 도입된다. 세장형 어플리케이터 튜브의 삽입은 투관침 포트에서 발생하므로, 최소 침습 수술 절차를 수행하는 외과 의사에게는 보이지 않는데, 이는 외과 의사의 시야가 내부 표적 부위를 고화질로 보여주는 디스플레이로 제한되기 때문이다. 따라서 어플리케이터 튜브의 삽입과 어플리케이터 튜브로부터 페이스트의 분배는 일반적으로 외과의사의 구두 지시를 통해 외과의사의 보조자에 의해 수행된다. 결과적으로, 현재 이용 가능한 시스템을 사용한 페이스트의 분배는 외과의사에 의해 직접적으로 제어되지 않는다.
US 9,636,177호에는 카테터와 지혈제가 채워진 주사기로 구성된 지혈 어플리케이터가 부착된 로봇 암이 개시되어 있으며, 외과 의사가 주사기 플런저를 작동시키는 버튼을 누르면, 지혈제가 카테터에서 수술 부위로 배출된다.
US 2012/0289894는 로봇 도구에 의해 파지될 수 있는 팁을 포함하는 복강경 수술용 흡입/세척 디바이스를 개시한다. 디바이스에 대한 액체/진공 공급은 수술장 외부 및 원격에 위치한 밸브를 포함하여 원격 위치의 밸브 유닛에서 전달된다. 따라서, 이 디바이스는 원격 소스에서 액체 및 가스와 같은 자유 유동 유체를 사용하여 관개하는 데 적합하다.
EP 1 915 950호에는 원위 도포기 팁이 근위 수동 핸들까지 연장되는 케이블을 통해 이동할 수 있는 접착제 도포기가 개시되어 있다. 유사하게, US 2009/171332호는 케이블에 의해 이동될 수 있는 원위 어플리케이터 팁을 개시한다.
로봇 보조 수술을 더욱 향상시키기 위해서는, 로봇 암에 의해 제어되므로 외과의사가 직접 제어할 수 있는 의료 디바이스가 필요하다. 특히, 로봇 암의 재현된 원격 작동이 외과의사의 상호 작용을 더 높은 수준으로 시뮬레이션하도록 로봇 암에 의해 더 높은 정밀도, 정확도 및 직관적인 촉각 제어로 제어될 수 있는 디바이스가 필요하다. 더욱이, 외과의사에게, 예를 들어, 세장형 어플리케이터 튜브에서 사용할 수 있는 페이스트의 양과 관련되는, 피드백을 제공하는 의료 디바이스를 갖고자 하는 바람이 있다.
본 개시는 로봇 보조 수술에 특히 적합한 어플리케이터에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 투관침 포트 내로 삽입하기에 적합하고 어플리케이터 팁을 갖는 어플리케이터를 제공하며, 여기서 어플리케이터의 배향 및/또는 활동은 삽입된 어플리케이터의 원위 단부(distal end) 또는 어플리케이터 팁을 통해 작동된다. 따라서, 어플리케이터는 어플리케이터 팁을 통해 조작되고 활성화될 수 있으며, 따라서 어플리케이터 원위 단부/팁과 상호 작용하는 로봇 암에 의해, 예를 들어, 수술 부위의 의료 절차 중 복강 내에서, 조작되고 활성화되기에 특히 적합하다, 예를 들어, 여기서 어플리케이터는 의료 물질의 복강내 전달을 위해 구성된다. 의료 물질은 의료용 유체, 의료용 페이스트(medical paste) 및/또는 의료용 파우더(medical powder)일 수 있다.
실제 인간 손의 움직임을 컴퓨터 소프트웨어로 제어되는 로봇 암로 대체하면, 매우 정확하고 제어된 움직임이 가능해진다. 따라서, 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되는 복강경 애플리케이터는 보다 정밀하고 정확하게 제어될 수 있을 뿐만 아니라 수술 중에 중요한 우발적인 움직임의 위험을 줄여 더욱 신뢰할 수 있다. 따라서, 예를 들어 로봇 암을 사용하여 의료용 물질을 분배하기 위한 복강경 어플리케이터는 선택된 부위에 물질을 보다 정확하고 확실하게 분배할 수 있다. 구체적으로, 선택된 부위에 지혈 물질을 분배하기 위한 로봇식 조작 어플리케이터는 출혈이 보다 효율적으로 중단되는 결과를 가져올 수 있다.
로봇 암과 손가락은 인간 손에 비해 촉각 피드백(haptic feedback)과 설계가 제한되어 있기 때문에, 어플리케이터의 원위 단부/팁을 조작 및/또는 활성화하기 위한 수단은 로봇 암/손가락에 적합하게 적용되어 어플리케이터의 안전성, 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
어플레이터
및
어플레이터
팁(Applicator and applicator tip)
따라서, 본 개시는 일반적으로 배향 및/또는 활동이 제한된 설계 및 촉각 피드백을 사용하여 로봇 암에 의해 정확하고 신뢰성 있게 제어될 수 있는 어플리케이터에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 일반적으로 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성된 어플리케이터 팁을 갖는 어플리케이터에 관한 것이며, 따라서 팁만이 로봇 암에 접근 가능하고 보일 필요가 있다.
본 개시의 제 1 측면은 수술용 로봇 암에 의해 선택된 부위에서 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 분배하거나 인출하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것이며, 복강경 어플리케이터는:
물질을 유지하는 전달 튜브; 및
전달 튜브의 원위 단부에 연결된 애플리케이터 팁으로서,
- 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되도록 및/또는
- 로봇 암을 사용하여 전달 튜브에서 물질을 제어 가능하게 방출하거나 선택한 부위에서 전달 튜브로 물질을 제어 가능하게 인출하도록 구성된 애플리케이터 팁을 포함한다.
바람직하게는, 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되는 팁 및/또는 로봇 암에 의해 물질을 방출/인출하도록 구성되는 팁에 의해 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성된다.
로봇 암에 의한 어플리케이터 팁의 공간적 조작은 로봇 암이 어플리케이터 팁과 물리적으로 접촉함으로써 얻어질 수 있다. 정확하고 신뢰할 수 있는 공간 조작을 보장하기 위해 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 파지되도록 구성되는 것이 유리하며, 이에 따라 적어도 2개의 대향 접촉점이 획득되어 안정적이고 견고한 접촉을 제공한다. 예를 들어, 어플리케이터 팁은 어플리케이터의 종축(longitudinal axis)과 평행한 파지 방향과 팁 및 물질 흐름 방향을 갖는 핀셋 방식으로 로봇 암에 의해 파지되도록 구성될 수 있다. 따라서 핀셋 조(tweezer jaw)는 어플리케이터 팁의 축(axis)을 가로지르는 단면이나 둘레를 파지하거나 클램핑(clamping)한다. 이는 어플리케이터 팁이 전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션(grip section)을 포함하고 로봇 암에 의해 파지되고 공간적으로 조작되도록 구성된 경우 특히 얻어지며, 여기서 파지 섹션은 횡단면 형상 또는 축에 횡단하는 둘레의 형상을 가지며, 로봇 파지력, 특히 더 강하고 비촉각적인 로봇 파지력에 대해 모양이 특히 안정적이고 견고하다. 유리하게는, 파지 섹션은 정점 형상 섹션(apex shaped section)을 포함하는 단면 또는 둘레 형상을 가져서 정점 형상의 적어도 일부가 로봇 암의 파지 부분과 본질적으로 일치할 수 있어 보다 효율적인 접촉 영역과 접촉 표면을 얻을 수 있다. 일반적으로, 로봇 암의 그립은 조 그립(jaw grip)이고 정점 형상은 이에 상응하여 타원 또는 삼각형일 수 있다.
따라서, 본 개시의 관련된 제 1 측면은 물질, 예를 들어, 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에서 지혈제를 포함하는 물질을 분배하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것으로, 상기 복강경 어플리케이터는:
-전달 튜브; 및
- 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁으로서, 전달 튜브의 축방향 연장부에서 파지 섹션에 의해 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성되고, 파지 섹션은 정점 형상 섹션을 포함하는 축을 가로지르는 둘레를 가져서, 파지 섹션이 로봇 암에 의해 클램핑되고 공간적으로 조작되도록 구성되는,어플리케이터 팁을 포함한다.
또한, 간단하고 정확하며 신뢰할 수 있는 공간 조작을 보장하기 위해, 전달 튜브는 유연하고 변형 가능하도록 구성되는 것이 유리하며 팁 조작과 관련된 변형 시 기계적으로 응력이 없거나 응력이 해제되도록 구성된다. 물질의 공간적 배출은 주로 전달 튜브의 원위 단부 방향 및/또는 애플리케이터 팁의 방향에 의해 결정된다. 원위 단부/애플리케이터 팁의 유연한 배향은 부분적으로 변형 가능한 애플리케이터에 의해 얻어질 수 있으며, 예를 들어, 전달 튜브의 적어도 일부는 신축성 및/또는 가요성을 갖는다. 그러므로, 전달 튜브는 변형 가능 섹션을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전달 튜브는 에너지 소산 재료(energy dissipating material) 및/또는 더 낮은 탄성 계수를 갖는 재료를 포함할 수 있어 전달 튜브 내에 구축된 장력이 감소되거나 제거될 수 있다. 전달 튜브가 신체의 공동 내의 표적 부위에 최소한의 장력 축적으로 공간적으로 조작될 수 있는 동시에 주위 환경에서 표적 부위로 쉽게 도입되거나 삽입되고 지향될 수 있도록 하기 위해, 어플리케이터는 유리하게는 삽입하는 동안 기계적으로 변형 가능하고 부드러운 전달 튜브를 적어도 일시적으로 지지하기 위한 삽입 가이드(insertion guide)를 더 포함한다. 일시적 또는 임시적 기계적 지지체는 부분적으로 지지하는 프레임 또는 리트랙터블 프레임(retractable frame)의 형태일 수 있다.
튜브/어플리케이터 팁의 원위 단부는 바람직하게는 복강경 수술 동안 로봇 암에 의해 조작되어 외과의사가 로봇 암을 사용하여 원위 단부/팁의 방향을 지정하고 위치를 정할 수 있다. 조작 중에 로봇 암이 어플리케이터를 쥐어짜거나, 부러뜨리거나, 꼬이는 위험을 줄이기 위해, 어플리케이터는 로봇 암과의 안전한 상호작용에 적합한 표면 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이터는 변형이 덜하여 특히 유형적이며 로봇 암에 의한 안전한 조작에 적합한 견고한 섹션을 포함할 수 있다. 단단한 부분은 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁에 제공될 수 있다. 물질의 방출은 복강경 수술 동안 현장에서 로봇 암에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 따라서, 어플리케이터는 로봇 암을 통해 적용 가능한 특정 압력 수준 및/또는 특정 압력 방향에 의해 활성화되도록 구성된 액추에이터와 같이, 로봇 암과의 안전한 상호 작용에 적합한 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다. 대안적으로 액추에이터(들)는 액추에이터를 당기거나 회전시킴으로써 활성화될 수 있다. 따라서, 물질 방출은 현장에서 로봇 암에 의해 활성화될 수 있고, 따라서 로봇 암을 제어하는 외과 의사에 의해 활성화될 수 있다. 대안적으로, 물질 방출은 표적 부위로부터 원격으로 활성화될 수 있다, 예를 들어, 보조자(assistant)에 의해 활성화된다.
유리하게는, 어플리케이터의 전달 튜브는 적어도 물질이 배출되기 직전에 압력하에서 물질을 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 구성된다. 이는 정해진 부위와 정해진 시간에 보다 정확하고 신뢰성 있는 물질의 배출을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이는 상당한 시간 지연 없이 어플리케이터 팁과의 간단한 상호 작용으로 물질이 전달 튜브에서 방출될 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 본 개시의 관련 측면은 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에서 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 분배하거나 인출하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것이며, 복강경 어플리케이터는:
- 압력하에서 물질을 유지하도록 구성된 전달 튜브, 및
- 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁으로서, 로봇 암에 의해 전달 튜브로부터 물질을 제어 가능하게 방출하도록 구성된 어플리케이터 팁을 포함한다.
가압될 물질의 형태에 따라, 전달 튜브의 원위 단부는 물질이 전달 튜브 내에 수용되고 가압될 수 있도록 구성된 밸브와 같은 하나 이상의 흐름 제어 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전달 튜브는 존재하는 모세관력으로 인해 물질이 가압될 수 있도록 치수가 정해질 수 있다. 모세관력은 전달 튜브의 길이에 걸쳐 발생하는 압력 강하로 정의될 수도 있다. 따라서, 전달 튜브, 특히 어플리케이터 팁은 압력하에 물질을 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 치수적으로 구성되고 및/또는 하나 이상의 흐름 제어 요소를 포함하도록 구성되는 것이 유리하다.
본 개시의 제 2 측면은 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 유지하기 위한 복강경 전달 튜브에 연결하기 위한 복강경 어플리케이터 팁에 관한 것이며, 어플리케이터 팁은:
- 상기 밸브가 열릴 때 전달 튜브로부터 물질을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브; 및
- 적어도 하나의 밸브를 열거나 닫도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함한다.
어플리케이터 팁은 전달 튜브의 원위 단부에 분리 가능하게 부착될 수 있으며, 이는 전달 튜브(아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 유체 소스(fluid source) 또는 압력 소스(pressure source)를 포함할 수도 있음)를 폐기하는 동안 팁을 재사용할 수 있게 한다. 따라서, 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁 및/또는 유체 소스는 일회용일 수 있고/일회용으로 구성될 수 있다. 대안적으로, 어플리케이터 팁은 전달 튜브와 어플리케이터 팁이 단일 유닛이 되도록 전달 튜브의 일체형 부분일 수 있다. 일부 실시예에서, 어플리케이터 팁은 단순히 전달 튜브의 원위 단부를 지칭한다. 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 파지되도록 구성된 견고한 섹션을 포함할 수 있다. 어플리케이터 팁은 물질의 분배 속도 및/또는 분배 각도를 조정하기 위한 조정 가능한 노즐을 더 포함할 수 있다. 어플리케이터 팁은 (예를 들어, 로봇 암에 의해) 액추에이터에 가해지는 압력을 감지하기 위한 저항성 필름 압력 센서와 같은 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 어플리케이터 팁은 바람직하게는 적어도 하나의 액추에이터에 가해지는 압력을 표시하기 위한 압력 표시 등을 더 포함한다.
부품
키트
(Kit of parts)
본 개시에 따른 어플리케이터는 복강경 수술을 위한 부품 키트의 부품으로 제공될 수 있으며, 특히 로봇 보조 수술에 적합한 부품 키트로 제공될 수 있다. 선택적으로 어플리케이터는, 조립 시 제 1 측면에 따른 어플리케이터를 형성하는, 키트의 별도 부품으로, 예를 들어, 전달 튜브 및 어플리케이터 팁으로서, 제공될 수 있다.
키트는 선택적으로 사용 전에 전달 튜브를 로딩하거나 충전하기 위한 하나 이상의 물질 저장부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 물질 저장부는 물질로 채워지도록 구성되고 전달 튜브의 원위 개구와 같은 어플리케이터의 전달 튜브에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 주사기일 수 있다.
부품 수를 줄이고 조립을 단순화하기 위해, 부품 키트는 쉽게 조립되고 조립 시 압력하에서 물질을 전달하도록 구성되는 어플리케이터 및 압력 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 전달 튜브의 근위 개구와 같은 어플리케이터의 전달 튜브에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 가스 카트리지일 수 있다.
조립을 더욱 단순화하기 위해, 하나 이상의 압력 소스가 어플리케이터에 통합될 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 근위 단부에 위치한 스프링 형태로 전달 튜브에 통합될 수 있으며, 여기서 스프링 에너지는 미리 저장되고 및/또는 전달 튜브에 물질을 로딩할 때 저장된다.
본 개시내용의 제 3 측면은 제 1 측면에 따른 어플리케이터 또는 제 2 측면에 따른 어플리케이터 팁, 하나 이상의 압력 소스, 및 선택적으로 하나 이상의 물질 저장부를 포함하는 부품 키트에 관한 것이다. 예를 들어, 물질 저장부는 물질로 채워지도록 구성되고 전달 튜브의 원위 개구와 같은 전달 튜브에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 하나 이상의 주사기일 수 있다. 실시예는 제 1 측면에 따른 어플리케이터, 하나 이상의 압력 소스, 및 선택적으로 물질로 채워지도록 구성된 주사기를 포함하는 부품 키트에 관한 것이다.
부품 키트는 모든 부품을 수동으로 조립 및 작동할 수 있고 모든 부품을 사용 후 폐기하고 일회용으로 개조할 수 있다는 장점이 있다.
대안적으로, 부품 키트는 보다 재현 가능하고 지속 가능한 어플리케이터 설계를 얻기 위해 다중 용도에 적합한 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이터는 재사용 가능한 피스톤 또는 모터 형태의 압력 소스를 포함할 수 있는 재사용 가능한 유닛 또는 홀더로 조립될 수 있다.
부품 키트는 부품, 즉 어플리케이터 및 압력 소스를 유지하기 위한 드라이버 유닛(driver unit)을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 제 4 측면은 다음을 포함하는 부품 키트에 관한 것이다:
- 제 1 측면에 따른 복강경 어플리케이터, 및
- 드라이버 유닛으로서,
- 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스로서, 전달 튜브와 유체 연결되는, 유체 소스; 및/또는
- 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된, 모터와 같은, 적어도 하나의 압력 소스를 유지하기 위한 드라이버 유닛.
지속 가능한 영향을 더욱 높이기 위해, 드라이버 유닛에 유체 소스를 다시 채울 수도 있다. 따라서, 부품 키트는 선택적으로 하나 이상의 유체 소스 저장부를 포함하며, 여기서 유체 소스 저장부는 드라이버 유닛 내의 유체 소스에 분리 가능하게 부착되도록 구성된다.
압력 소스(Pressure source)
어플리케이터로부터의 물질, 예를 들어, 의료용 페이스트의 방출은 튜브 내에 있는 물질이 전달 튜브를 통해 원위 단부와 팁으로 밀려나가 축출되고 분배된다는 것을 의미한다. 어플리케이터 내의 물질을 가압하기 위한 압력 소스는 임의의 충분한 압력 소스, 예를 들어, 고체 스타일러스나 유체가 수동 또는 모터 구동 피스톤, 스프링 힘 및/또는 트리거(trigger)를 통해 튜브 안으로 강제로 전진하는 형태일 수 있다.
결정된 장소 및 결정된 시간에 물질을 정확하고 신뢰성 있게 방출하기 위해, 전달 튜브 또는 어플리케이터 팁은 적어도 물질이 배출되기 직전에 압력하에 물질을 유지하도록 구성되는 것이 유리하다. 가압될 물질의 형태에 따라, 전달 튜브의 원위 단부 또는 어플리케이터 팁은 물질이 전달 튜브 내에 수용되고 가압될 수 있도록 구성된 밸브와 같은 하나 이상의 흐름 제어 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전달 튜브는 존재하는 모세관력으로 인해 물질이 가압될 수 있도록 치수가 정해질 수 있다.
본 개시의 제 5 측면은 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브 내 물질과 같은 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 더 포함하는 복강경 어플리케이터에 관한 것이다.
따라서, 압력 소스는 유리하게는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질을 원위 단부를 향해 이동시키도록 구성된 구동 메커니즘(drive mechanism))을 포함한다. 구동 메커니즘은 기계적으로 및/또는 전기적으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 압력 소스는 수동 피스톤, 모터 구동식 피스톤, 스프링 힘 및 가스 압력의 그룹으로부터 선택된 구동 메커니즘을 포함할 수 있다.
기계적 구동 메커니즘(Mechanical drive mechanism)
제 3 및 제 4 측면에 따른 키트의 용이한 조립을 위해, 수술 단계의 수를 줄이고, 복강경 어플리케이터의 수동 작동을 위해, 압력 소스는 미리 정의된 및/또는 제어 가능한 압력 힘을 유리하게 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 미리 정의된 양의 액체가 들어 있는 가스 카트리지 또는 주사기 내의 미리 정의된 가스 압력과 같은 미리 정의된 추진제를 포함하는 유체 소스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 압력 소스는 미리 정의된 스프링 에너지가 저장된 스프링일 수 있다. 따라서 압력 소스의 구동 메커니즘은 기계적으로 제어된다. 예를 들어, 어플리케이터와 압력 소스의 간단한 조립에 의해 어플리케이터는 의료용 페이스트와 같은 (의료) 물질을 분배하도록 구성된다.
전기 구동 메커니즘(Electrical drive mechanism)
추가적으로 또는 대안적으로, 압력 소스의 구동 메커니즘은 전달 튜브 내의 물질을 가압하고 물질을 배출하는 모터, 예를 들어 모터로 구동되는 피스톤을 통해 제어 가능할 수 있다. 압력 소스는 전달 튜브에서 물질을 가압하고 분배하는 모터 구동식 벨로우즈(bellows), 피스톤, 패들 휠(paddle wheel) 또는 압축기에서 얻은 유체 흐름일 수도 있다. 따라서 압력 소스의 구동 메커니즘은 모터이거나 전기적으로 제어된다. 예를 들어, 복강경 어플리케이터 또는 어플리케이터 팁의 액추에이터(actuator)는 구동 메커니즘 또는 모터에 전기 신호를 보내도록 구성될 수 있으며, 이는 전기 신호를 수신하면 압력 소스 또는 전달 튜브 내의 물질에 압력을 가하도록 구성된다.
파우더(Powder)
복강경 어플리케이터는 지혈제를 포함하는 물질을 분배하거나 인출하기 위해 구성되며, 상기 물질은 액체, 페이스트 또는 파우더의 형태일 수 있다. 파우더의 흐름 특성으로 인해, 지혈 파우더를 전달 튜브를 통해 전달 튜브 외부로 운반하기 위한 압력 소스 또는 구동 메커니즘은, 가스 압력 소스와 조합하여, 유리하게는 스크류 컨베이어(screw conveyor))와 같은 가변 속도 공급기 또는 진동 디바이스의 조합을 포함한다.
본 개시의 제 6 측면은 수술용 로봇 암에 의해 선택된 부위에 지혈 파우더를 분배하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것이며, 복강경 어플리케이터는 다음을 포함한다:
- 지혈 파우더를 유지하는 전달 튜브; 및
- 전달 튜브를 통해 전달 튜브 외부로 지혈 파우더를 운반하여 지혈 파우더가 어플리케이터에서 분배되도록 구성된 스크류 컨베이어와 같은 가변 속도 공급기.
본 개시의 제 7 측면은 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 지혈 파우더를 분배하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것이며, 복강경 어플리케이터는 다음을 포함한다:
- 지혈 파우더를 유지하는 전달 튜브;
- 전달 튜브의 원위 단부에 위치하며, 사전 정의된 개방 압력에서 개방되도록 구성된 밸브; 및
- 밸브가 열려 있을 때 전달 튜브에서 지혈 파우더를 흔들기 위해 구성된 초음파 진동 디바이스와 같은 진동 디바이스.
바람직하게는, 지혈 파우더를 분배하기 위한 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 지혈 파우더를 운반하도록 구성된 하나 이상의 가스 압력 소스와 같은 하나 이상의 압력 소스를 더 포함한다. 가스 압력 소스는 예를 들어 모터식 가스 압력 소스 또는 가스 카트리지와 같은 가압 용기일 수 있다. 가압 용기는 저장된 압력 에너지를 갖는 것을 특징으로 할 수 있으며, 여기서 압력 에너지는 압력을 해제함으로써 운동 에너지로 변환될 수 있다. 수동으로 용기를 열 때. 예를 들어, 가압 용기에는 유체가 들어 있을 수 있으며, 압력이 해제됨과 동시에 유체가 용기에서 배출된다.
본 개시의 제 8 측면은 어플리케이터로부터 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 분배하기 위한, 제 1 측면에 따른 복강경 어플리케이터의 용도에 관한 것이다.
본 개시는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 2는 로봇 암에 의해 조작되는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예의 사시도를 보여준다.
도 3은 다음의 실시예를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여준다: 팁에 신축성이 있고 팁에 강성 표면 영역을 포함하는 전달 튜브(A, B), 팁으로부터 이격되어 위치된 강성 표면 영역을 포함하는 전달 튜브(C), 및 반 강성인 전달 튜브(D).
도 4는 신축성, 압축성 및/또는 가요성이 있는 변형 가능 섹션의 실시예를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 5는 스프링 장착형 체크 밸브를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 6은 덕빌 밸브(duckbill valve)를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 7은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 8은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 9는 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 10은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 11은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 12는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 물질을 유지하기 위한 전달 튜브, 유체를 유지하기 위한 유체 소스, 및 유체 소스에 압력을 가하기 위한 압력 소스를 포함한다.
도 13은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 유체 소스 및 전달 튜브를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 포함한다.
도 14는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터는 유체 소스 및 전달 튜브를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 포함한다.
도 15는 액추에이터의 세 가지 활성화 메커니즘, 즉 밀기(A), 당기기(B), 회전(C)을 보여준다.
도 16은 액추에이터의 3개의 상이한 실시예를 보여준다: (A) 어플리케이터 팁의 일부를 덮는 단일 버튼, (B) 팁에서 서로 반대편에 배치된 두 개의 버튼, (C) 어플리케이터 팁의 전체 원주를 둘러싸는 단일 버튼.
도 17은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터는 변형 가능 섹션과 변형 가능 섹션의 어느 한 측면에 배치될 수 있는 액추에이터를 포함한다.
도 18은 유체 소스(여기서는 주사기)를 고정하는 드라이버 유닛을 보여준다. 드라이버 유닛은 어플리케이터에서 방출되는 물질의 유속을 제어하기 위한 흐름 컨트롤러와 같은 다양한 제어 기능을 특징으로 할 수 있다.
도 19는 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 팁은 액츄에이터와 액츄에이터에 적용된 압력을 표시하기 위한 압력 표시등 표시기(pressure light indicator)를 포함한다.
도 20은 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 팁은 액추에이터, 액추에이터에 적용된 압력을 표시하기 위한 압력 표시등 표시기, 전달 튜브 내 물질의 남은 용적을 표시하기 위한 상태 표시기를 포함한다.
도 21은 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 여기서 팁은 상태 표시기, 액추에이터, 강성 섹션 및 변형 가능 섹션을 포함한다. 측정값은 예시로만 제공된다.
도 22는 본 개시에 따른 전달 튜브의 실시예의 단면을 도시하며, 전달 튜브는 복수의 루멘(lumen)(여기서는 4개의 루멘)을 포함한다.
도 23은 다양한 변형 가능하고 견고한 섹션을 갖는 전달 튜브의 3개의 상이한 실시예를 보여준다.
도 24는 본 개시에 따른 어플리케이터의 3개의 실시예를 보여주며, 변형 가능 섹션은 어플리케이터 팁의 대략 360° 조작을 허용하고(A), 전달 튜브는 어플리케이터 팁의 위치가 변경될 수 있지만 튜브에 대해 동일한 위치에 유지되지만 가단성 와이어(malleable wire)를 포함하고(B), 와이어는 미리 정의된 각도로 하나 이상의 평면을 따라 변형 가능 섹션을 구부리는 것을 허용한다(C).
도 25는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터 팁은 액추에이터 및 상태 표시기를 포함한다.
도 26은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 스크류 컨베이어를 포함한다.
도 27은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 흔들기 위한 진동 디바이스를 포함한다.
도 28은 다른 각도에서 본 도 27의 실시예를 도시하며, 여기서 밸브의 단부가 보인다.
도 29는 도 27의 실시예를 다른 각도에서 도시한 것으로, 로봇 암이 밸브를 압착하여 밸브를 강제로 열어 파우더가 어플리케이터로부터 방출되도록 한다.
도 30은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 두 개의 유체 소스(여기서는 두 개의 주사기)와 두 개의 유체 소스를 가압하기 위한 구동 메커니즘을 포함한다.
도 31은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스를 포함하고, 여기서 가스 압력 소스는 모터 구동식 피스톤, 예를 들어, 수평방향으로 앞뒤로 진동하는 피스톤에 의해 활성화되는 벨로우즈이다. (A)는 사시도, (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다.
도 32는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스, 및 선택적으로 가스 입구를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 모터 구동식 프로펠러를 통해 얻어진다. (A)는 사시도, (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다.
도 33은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 이송하기 위한 압력 소스를 포함하고, 압력 소스는 구멍이 있는 말단에 위치한 피스톤이고, 말단에 위치한 피스톤은 수평 방향으로 앞뒤로 진동하도록 모터가 장착되었다. (A)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 부분 사시도를 나타내고, (B)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 사시도를 나타낸다.
도 34는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 회전하는 패들 휠(paddle wheel) 또는 임펠러(impeller)로부터 획득된다. 임펠러는 가스 흐름 제어 밸브와 결합된 가스 카트리지에 의해 추가로 제어될 수도 있다.
도 35는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 압력 소스와 파우더 전달 장소에서 가스 흐름을 감소시키기 위한 추가 흐름 제한 요소를 포함하며, 여기서 흐름 제한 요소는 (A) 전달 튜브 내의 그리드(grid) 또는 슬릿 요소(slit element), 그리고 (B) 별도의 가스 흐름 채널과 결합하여 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 스크류 컨베이어이다.
도 36은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 제 1 및 제 2 물질 저장부를 포함한다.
도 37은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 제 1 및 제 2 물질 저장부를 포함하고, 여기서 제 2 물질 저장부는 보조 커넥터 요소를 통해 제 1 물질 저장부에 분리 가능하게 부착된다. (A)는 부착된 저장부를 보여주고, (B)는 분리된 저장부를 보여준다.
도 38 (A)는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 어플리케이터는 원위 단부로부터 물질을 로딩하도록 구성되고, 원위 단부는 (B) 물질 저장부에 분리 가능하게 부착된 보조 커넥터 요소 및 (C) 흐름 제어 요소를 포함한다.
도 39는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 (B)에 도시된 바와 같이 원위 단부로부터 물질을 로딩하도록 구성되고, (C-D)에 도시된 바와 같이 물질을 가압 및 분배하기 위한 압력 소스는 스프링이다.
도 40은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 (A)에 도시된 바와 같이 원위 단부로부터 물질로 로딩되도록 구성되고, (D)에 도시된 바와 같이 물질을 가압 및 분배하기 위한 압력 소스는 가스 카트리지이다.
도 41은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 2개의 제 1 물질 저장부, 및 2개의 제 1 물질 저장부를 가압하기 위한 분리된 구동 메커니즘을 포함한다.
도 42는 두 개의 제 1 물질 저장부를 포함하고 두 개의 제 2 물질 저장부(여기서는 두 개의 주사기)를 더 포함하는 도 41의 어플리케이터를 보여주며, 여기서 (A)는 주사기에 의한 제 1 저장부의 로딩을 나타내고, (B)는 로딩된 어플리케이터를 보여준다.
도 43은 도 41-42의 어플리케이터를 보여주고, 두 개의 제 1 물질 저장부를 가압하기 위한 분리 가능한 구동 메커니즘이 (A)에 부착되어 있고 (B)에서 구동 메커니즘이 두 개의 제 1 저장부를 비운다.
도 44는 파지 섹션을 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 45는 공간 조작 동안 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 46은 세로 단면(A) 및 가로 단면(B-D)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 보여준다.
도 47은 측면 사시도(하단 이미지) 및 단면도(상단 이미지)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 3개의 실시예(A-C)를 보여준다.
도 48은 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 사시도로 도시하며, 여기서 파지 섹션은 활성화 섹션을 포함하지 않거나 결합된 활성화 섹션(A), 또는 별도의 활성화 섹션(B-F)을 포함한다.
도 49는 투시 측면도(A), 종단면도(B-C) 및 횡단면도(B 삽입물)에서 본 전송 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 도시한다.
도 50은 본 개시에 따른 어플리케이터 및 노즐의 배출 후 증착된 물질의 단면 프로파일의 실시예를 도시하며, 여기서 물질은 원통형 노즐(A) 또는 비원통형 노즐(B-C)로부터 배출된다.
도 51은 본 개시에 따른 어플리케이터 및 노즐의 배출 후 침착된 물질의 프로파일의 실시예를 도시하며, 여기서 물질은 원통형 노즐(A) 또는 비원통형 노즐(B)로부터 배출된다.
도 52는 세로 단면(왼쪽 위 이미지), 측면 사시도(왼쪽 아래 이미지) 및 원위 단부도에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션과 노즐의 두 가지 실시예(A 및 B)(오른쪽 이미지)를 보여준다.
도 53은 횡단면(A-E), 사시도(F), 측면(G) 및 원위 단부 사시도(H)에서 본 전송 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 도시한다.
도 54는 (A-D)의 종단면(상부 이미지) 및 측면도(하부 이미지)에서 볼 수 있고 원위 단부(E-F)에서 본 노즐 또는 노즐 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 보여준다.
도 55는 단면(상부 이미지) 및 측면도(하부 이미지)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 3개의 실시예(A-C)를 도시한다.
도 56은 어플리케이터가 투관침에 삽입될 때 낮은 장력 구축을 갖는 전달 튜브(A) 및 (B)를 선택적으로 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여준다.
도 57은 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 여기서 삽입 가이드는 (A) 강화된 후방 섹션, 및 (B) 각각 상부 도면과 하부 도면에서 튜브가 있거나 없는 상태에서 볼 수 있는 리트랙터블 외골격(retractable exoskeleton)이다.
도 58은 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 삽입 가이드는 (A) 각각 상부 및 하부 도에서 튜브가 있거나 없는 상태에서 볼 수 있는 리트랙터블 외부 튜브이고, (B) 리트랙터블 외부 튜브가 있는 어플리케이터를 투관침에 삽입하는 경우이다.
도 59는 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 삽입 가이드는 사시도에서 (A), 측면도에서 (B)(상부 도면), 단면도(하부 도면)에서 볼 수 있듯이 리트랙터블 가이드 와이어이다.
도 1은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 2는 로봇 암에 의해 조작되는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예의 사시도를 보여준다.
도 3은 다음의 실시예를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여준다: 팁에 신축성이 있고 팁에 강성 표면 영역을 포함하는 전달 튜브(A, B), 팁으로부터 이격되어 위치된 강성 표면 영역을 포함하는 전달 튜브(C), 및 반 강성인 전달 튜브(D).
도 4는 신축성, 압축성 및/또는 가요성이 있는 변형 가능 섹션의 실시예를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 5는 스프링 장착형 체크 밸브를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 6은 덕빌 밸브(duckbill valve)를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 7은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 8은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 9는 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 10은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 11은 압력 소스를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 12는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 물질을 유지하기 위한 전달 튜브, 유체를 유지하기 위한 유체 소스, 및 유체 소스에 압력을 가하기 위한 압력 소스를 포함한다.
도 13은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 유체 소스 및 전달 튜브를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 포함한다.
도 14는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터는 유체 소스 및 전달 튜브를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 포함한다.
도 15는 액추에이터의 세 가지 활성화 메커니즘, 즉 밀기(A), 당기기(B), 회전(C)을 보여준다.
도 16은 액추에이터의 3개의 상이한 실시예를 보여준다: (A) 어플리케이터 팁의 일부를 덮는 단일 버튼, (B) 팁에서 서로 반대편에 배치된 두 개의 버튼, (C) 어플리케이터 팁의 전체 원주를 둘러싸는 단일 버튼.
도 17은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터는 변형 가능 섹션과 변형 가능 섹션의 어느 한 측면에 배치될 수 있는 액추에이터를 포함한다.
도 18은 유체 소스(여기서는 주사기)를 고정하는 드라이버 유닛을 보여준다. 드라이버 유닛은 어플리케이터에서 방출되는 물질의 유속을 제어하기 위한 흐름 컨트롤러와 같은 다양한 제어 기능을 특징으로 할 수 있다.
도 19는 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 팁은 액츄에이터와 액츄에이터에 적용된 압력을 표시하기 위한 압력 표시등 표시기(pressure light indicator)를 포함한다.
도 20은 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 팁은 액추에이터, 액추에이터에 적용된 압력을 표시하기 위한 압력 표시등 표시기, 전달 튜브 내 물질의 남은 용적을 표시하기 위한 상태 표시기를 포함한다.
도 21은 본 개시에 따른 어플리케이터 팁의 실시예를 보여주며, 여기서 팁은 상태 표시기, 액추에이터, 강성 섹션 및 변형 가능 섹션을 포함한다. 측정값은 예시로만 제공된다.
도 22는 본 개시에 따른 전달 튜브의 실시예의 단면을 도시하며, 전달 튜브는 복수의 루멘(lumen)(여기서는 4개의 루멘)을 포함한다.
도 23은 다양한 변형 가능하고 견고한 섹션을 갖는 전달 튜브의 3개의 상이한 실시예를 보여준다.
도 24는 본 개시에 따른 어플리케이터의 3개의 실시예를 보여주며, 변형 가능 섹션은 어플리케이터 팁의 대략 360° 조작을 허용하고(A), 전달 튜브는 어플리케이터 팁의 위치가 변경될 수 있지만 튜브에 대해 동일한 위치에 유지되지만 가단성 와이어(malleable wire)를 포함하고(B), 와이어는 미리 정의된 각도로 하나 이상의 평면을 따라 변형 가능 섹션을 구부리는 것을 허용한다(C).
도 25는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터 팁은 액추에이터 및 상태 표시기를 포함한다.
도 26은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 스크류 컨베이어를 포함한다.
도 27은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 흔들기 위한 진동 디바이스를 포함한다.
도 28은 다른 각도에서 본 도 27의 실시예를 도시하며, 여기서 밸브의 단부가 보인다.
도 29는 도 27의 실시예를 다른 각도에서 도시한 것으로, 로봇 암이 밸브를 압착하여 밸브를 강제로 열어 파우더가 어플리케이터로부터 방출되도록 한다.
도 30은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 두 개의 유체 소스(여기서는 두 개의 주사기)와 두 개의 유체 소스를 가압하기 위한 구동 메커니즘을 포함한다.
도 31은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스를 포함하고, 여기서 가스 압력 소스는 모터 구동식 피스톤, 예를 들어, 수평방향으로 앞뒤로 진동하는 피스톤에 의해 활성화되는 벨로우즈이다. (A)는 사시도, (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다.
도 32는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스, 및 선택적으로 가스 입구를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 모터 구동식 프로펠러를 통해 얻어진다. (A)는 사시도, (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다.
도 33은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 이송하기 위한 압력 소스를 포함하고, 압력 소스는 구멍이 있는 말단에 위치한 피스톤이고, 말단에 위치한 피스톤은 수평 방향으로 앞뒤로 진동하도록 모터가 장착되었다. (A)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 부분 사시도를 나타내고, (B)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 사시도를 나타낸다.
도 34는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 회전하는 패들 휠(paddle wheel) 또는 임펠러(impeller)로부터 획득된다. 임펠러는 가스 흐름 제어 밸브와 결합된 가스 카트리지에 의해 추가로 제어될 수도 있다.
도 35는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 압력 소스와 파우더 전달 장소에서 가스 흐름을 감소시키기 위한 추가 흐름 제한 요소를 포함하며, 여기서 흐름 제한 요소는 (A) 전달 튜브 내의 그리드(grid) 또는 슬릿 요소(slit element), 그리고 (B) 별도의 가스 흐름 채널과 결합하여 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 스크류 컨베이어이다.
도 36은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 제 1 및 제 2 물질 저장부를 포함한다.
도 37은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 제 1 및 제 2 물질 저장부를 포함하고, 여기서 제 2 물질 저장부는 보조 커넥터 요소를 통해 제 1 물질 저장부에 분리 가능하게 부착된다. (A)는 부착된 저장부를 보여주고, (B)는 분리된 저장부를 보여준다.
도 38 (A)는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 어플리케이터는 원위 단부로부터 물질을 로딩하도록 구성되고, 원위 단부는 (B) 물질 저장부에 분리 가능하게 부착된 보조 커넥터 요소 및 (C) 흐름 제어 요소를 포함한다.
도 39는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 (B)에 도시된 바와 같이 원위 단부로부터 물질을 로딩하도록 구성되고, (C-D)에 도시된 바와 같이 물질을 가압 및 분배하기 위한 압력 소스는 스프링이다.
도 40은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 (A)에 도시된 바와 같이 원위 단부로부터 물질로 로딩되도록 구성되고, (D)에 도시된 바와 같이 물질을 가압 및 분배하기 위한 압력 소스는 가스 카트리지이다.
도 41은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 2개의 제 1 물질 저장부, 및 2개의 제 1 물질 저장부를 가압하기 위한 분리된 구동 메커니즘을 포함한다.
도 42는 두 개의 제 1 물질 저장부를 포함하고 두 개의 제 2 물질 저장부(여기서는 두 개의 주사기)를 더 포함하는 도 41의 어플리케이터를 보여주며, 여기서 (A)는 주사기에 의한 제 1 저장부의 로딩을 나타내고, (B)는 로딩된 어플리케이터를 보여준다.
도 43은 도 41-42의 어플리케이터를 보여주고, 두 개의 제 1 물질 저장부를 가압하기 위한 분리 가능한 구동 메커니즘이 (A)에 부착되어 있고 (B)에서 구동 메커니즘이 두 개의 제 1 저장부를 비운다.
도 44는 파지 섹션을 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 45는 공간 조작 동안 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시한다.
도 46은 세로 단면(A) 및 가로 단면(B-D)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 보여준다.
도 47은 측면 사시도(하단 이미지) 및 단면도(상단 이미지)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 3개의 실시예(A-C)를 보여준다.
도 48은 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 사시도로 도시하며, 여기서 파지 섹션은 활성화 섹션을 포함하지 않거나 결합된 활성화 섹션(A), 또는 별도의 활성화 섹션(B-F)을 포함한다.
도 49는 투시 측면도(A), 종단면도(B-C) 및 횡단면도(B 삽입물)에서 본 전송 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 도시한다.
도 50은 본 개시에 따른 어플리케이터 및 노즐의 배출 후 증착된 물질의 단면 프로파일의 실시예를 도시하며, 여기서 물질은 원통형 노즐(A) 또는 비원통형 노즐(B-C)로부터 배출된다.
도 51은 본 개시에 따른 어플리케이터 및 노즐의 배출 후 침착된 물질의 프로파일의 실시예를 도시하며, 여기서 물질은 원통형 노즐(A) 또는 비원통형 노즐(B)로부터 배출된다.
도 52는 세로 단면(왼쪽 위 이미지), 측면 사시도(왼쪽 아래 이미지) 및 원위 단부도에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션과 노즐의 두 가지 실시예(A 및 B)(오른쪽 이미지)를 보여준다.
도 53은 횡단면(A-E), 사시도(F), 측면(G) 및 원위 단부 사시도(H)에서 본 전송 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 도시한다.
도 54는 (A-D)의 종단면(상부 이미지) 및 측면도(하부 이미지)에서 볼 수 있고 원위 단부(E-F)에서 본 노즐 또는 노즐 유닛을 포함하는 본 개시에 따른 파지 섹션의 실시예를 보여준다.
도 55는 단면(상부 이미지) 및 측면도(하부 이미지)에서 본 본 개시에 따른 파지 섹션의 3개의 실시예(A-C)를 도시한다.
도 56은 어플리케이터가 투관침에 삽입될 때 낮은 장력 구축을 갖는 전달 튜브(A) 및 (B)를 선택적으로 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여준다.
도 57은 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 여기서 삽입 가이드는 (A) 강화된 후방 섹션, 및 (B) 각각 상부 도면과 하부 도면에서 튜브가 있거나 없는 상태에서 볼 수 있는 리트랙터블 외골격(retractable exoskeleton)이다.
도 58은 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 삽입 가이드는 (A) 각각 상부 및 하부 도에서 튜브가 있거나 없는 상태에서 볼 수 있는 리트랙터블 외부 튜브이고, (B) 리트랙터블 외부 튜브가 있는 어플리케이터를 투관침에 삽입하는 경우이다.
도 59는 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 보여주며, 삽입 가이드는 사시도에서 (A), 측면도에서 (B)(상부 도면), 단면도(하부 도면)에서 볼 수 있듯이 리트랙터블 가이드 와이어이다.
본 개시는 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 당업자는 디바이스의 동일한 특징 또는 구성요소가 다른 도면에서 동일한 참조 번호로 참조된다는 점을 이해할 것이다. 참조 번호 목록은 자세한 설명 섹션 끝부분에서 확인할 수 있다.
물질을 분배하기 위한
어플리케이터
(Applicator for dispensing a substance)
수술 절차, 특히 내시경(endoscopic) 및/또는 복강경 시술(laparoscopic procedure)의 경우, 예를 들어, 파우더, 유체 또는 페이스트 형태로 수술용 지혈 물질과 같은 의료 물질과 같은 물질이 의료용 유체/페이스트/파우더(4)로 사전 충전되거나 도 1에 도시된 바와 같이, 수술 중 의료용 유체/페이스트/파우더로 충전되도록 구성된 전달 튜브(2)를 포함하는 긴 어플리케이터(1)를 통해 체강 내 표적 부위에 분배된다. 전달 튜브는 캐뉼라(cannula)라고도 하며, 튜브 또는 캐뉼라의 내부 루멘은 물질용 흐름 채널이라고도 한다. 전달 튜브의 원위 단부(2.2)는 예를 들어 투관침 포트를 통해, 예를 들어, 보조자가 수동으로 체강 내로 도입될 수 있다. 유연할 수 있는 전달 튜브의 취급 및 삽입을 용이하게 하기 위해, 어플리케이터는 전달 튜브를 투관침에 삽입하도록 구성된 견고한 외피(3)를 포함하는 것이 유리하다. 강성 외장(rigid sheath)은 예를 들어 강성 관형 외장의 형태일 수 있으며, 이는 도 1에 설명된 대로 외부 전달 튜브의 섹션에 부착되는 것과 같이 전달 튜브의 섹션 주위에 위치할 수 있거나 외부 섹션 주위에 코팅층을 형성할 수 있다.
전달 튜브는 내부 직경, 또는 대략 1-8 mm, 예를 들어, 약 5mm의 직경을 갖는 내부 루멘을 가질 수 있으며, 전달 튜브를 통해 물질을 운반하기 위한 압력 소스나 가변 속도 공급기로부터 많은 전력을 필요로 하지 않고도 물질의 양호한 흐름을 보장한다. 전달 튜브는 5mm 미만, 3mm 미만, 또는 2mm 미만의 내부 직경을 가질 수 있다. 전달 튜브가 복수의 루멘을 포함하는 경우, 내경은 분배될 물질을 유지하도록 구성된 루멘의 내경을 의미한다.
물질을 유지하는 전달 튜브 또는 루멘의 내경이 2mm 미만인 경우, 이는 물질 분배 후 전달 튜브에 물질의 작은 잔류물만 남게 된다는 것을 의미한다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터는 전달 튜브의 섹션 주위에 위치되도록 구성된 외장과 같이 전달 튜브를 투관침 내로 삽입하도록 구성된 강성 외장을 더 포함한다.
전달 튜브는 물질(예: 의료용 유체, 페이스트 또는 파우더)로 미리 채워져 있을 수 있고 및/또는 투관침 포트에 삽입된 후 물질로 채워지도록 구성될 수 있다. 따라서, 전달 튜브는 생물 활성제를 포함하는 물질과 같은 물질을 함유할 수 있으며, 상기 물질은 유체, 페이스트 또는 파우더 형태이다. 물질은 지혈제를 포함하는 지혈 물질일 수 있다. 유리하게는, 전달 튜브의 충전은 도 1에 도시된 바와 같이 수술 중 외과의사나 보조자가 접근할 수 있는 전달 튜브의 근위 단부(2.1)를 통해 수행될 수 있다. 전달 튜브의 충전은 유리하게는 주사기 배럴(syringe barrel) 내에 물질을 포함하는 별도의 주사기를 사용하여 수행되고, 주사기는 물질로 미리 채워져 있거나 의료용 유체 소스와 같은 물질 공급원으로부터 물질을 흡입하도록 구성될 수 있다. 따라서, 물질을 포함하는 용기 또는 주사기는 물질 저장부(24)로 지칭될 수 있다. 최소한의 물질 폐기물로 안전하고 정밀한 충전을 용이하게 하기 위해, 근위 단부(2.1)는, 물질이 미리 채워진 주사기와 같이, 유리하게는 유체 소스를 분리 가능하게 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터(6)를 포함한다. 커넥터의 예로는 주사기를 부착하기 위한 루어락(luer lock), 물질 저장부 또는 유체 용기를 부착하기 위한 압축 조인트 또는 글루 조인트가 있다. 대안적으로, 전달 튜브 및 유체 소스, 예를 들어 커넥터를 사용하지 않고도 주사기를 부착할 수 있다.
이어서 물질은 압력 소스(8)와 같은 구동력에 의해 충전된 전달 튜브로부터 분배된다. 물질을 배출하기 위한 구동력은 유리하게는 전달 튜브의 근위 단부(2.1)에서 생성된 압력이며, 이는 수술 중 보조자에 직접 접근 가능하다. 예를 들어, 압력은 별도의 유체 소스(7)로부터 근위 단부로 들어가도록 강제되는 제 2 유체에 의해 생성될 수 있으며, 이에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 전달 튜브 내에 존재하는 물질을 가압할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브 내부의 물질과 같은 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 더 포함한다.
압력 소스는 바람직하게는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질을 원위 단부를 향해 이동시키도록 구성된 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 기계적으로 및/또는 전기적으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 압력 소스는 수동 피스톤, 모터 구동식 피스톤, 스프링 힘 및 가스 압력의 그룹으로부터 선택된 구동 메커니즘을 포함할 수 있다.
더욱 유리하게는, 제 2 유체의 압력은, 미리 정의된 가압 유체 소스의 형태로 인해, 미리 정의되고 및/또는 제어 가능하고, 여기서 미리 정의된 압력은 전달 튜브의 근위 단부와 유체 연결 시 해제된다. 안전하고 정확한 압력 전달을 용이하게 하기 위해, 전달 튜브의 근위 단부는 유리하게는 유체 용기, 더욱 바람직하게는 가압되도록 구성된 유체 용기와 같은 압력 소스(8) 또는 유체 소스(7)를 분리 가능하게 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터(6)를 포함한다.
더욱 유리하게는, 유체 커넥터는, 예를 들어, 바이알 어댑터(vial adapter)와 동일한 방식으로, 연결 시 유체 소스와 전달 튜브의 근위 단부 사이에 유체 연결을 형성하도록 구성되고, 여기서 유체 소스의 고무 밀봉이 중공 천공 요소에 의해 천공된다. 따라서, 천공 요소를 통해 밀봉된 유체 소스와 전달 튜브 사이에 유체 연결이 이루어질 수 있다. 대안적으로, 유체 연결을 형성하기 위해 유체 소스를 천공할 필요가 없다. 대신, 직접(예: 튜브와 주사기 연결) 또는 커넥터를 통해 전달 튜브에 간단히 부착할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브의 근위 단부는 루어락, 압축 조인트, 및/또는 주사기 및/또는 액체 용기를 부착하기 위한 글루 조인트와 같은 유체 소스를 분리 가능하게 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터(6)를 포함한다. 추가적인 또는 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 커넥터는 유체 소스를 관통하기 위한 중공 천공 요소를 포함하고, 이로써 유체 소스와 전달 튜브 사이의 유체 연결이 확립된다.
그러므로, 압력 소스의 구동 메커니즘은 어플리케이터에 압력 소스를 부착함으로써 기계적으로 제어될 수 있다. 따라서 기계적 조립에 의해 어플리케이터는 의료용 페이스트와 같은 (의료) 물질을 분배하도록 구성된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 압력 소스의 구동 메커니즘은 모터를 통해, 예를 들어, 모터에 의해 구동되는 피스톤으로, 제어 가능할 수 있어, 전달 튜브 또는 유체 소스 내의 물질을 가압하여 물질을 배출한다. 예를 들어, 압력 소스(8)는 모터에 의해 구동되는 유체 소스(7) 흐름일 수 있다. 따라서, 압력 소스의 구동 메커니즘은 모터이거나 전기적으로 제어된다.
유리하게는, 어플리케이터의 전달 튜브는 적어도 물질이 배출되기 직전에 압력하에서 물질을 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 구성된다. 이는 정해진 부위와 정해진 시간에 보다 정확하고 신뢰성 있는 물질의 배출을 제공한다. 예를 들어 이는 상당한 시간 지연 없이 어플리케이터 팁과의 간단한 상호 작용으로 물질이 전달 튜브에서 방출될 수 있다는 장점이 있다. .
가압될 물질의 형태에 따라, 전달 튜브의 원위 단부는 물질이 전달 튜브 내에 수용되고 가압될 수 있도록 구성된 밸브와 같은 하나 이상의 흐름 제어 요소(26)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이터 팁은 압력하에서 물질을 유지 및 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브, 또는 3방 밸브와 같은 흐름 제어 요소를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 밸브는 수축 밸브일 수 있다. 밸브는 흐름 통로를 열고 닫거나 부분적으로 차단하여 유체(예: 가스, 액체, 페이스트 및 슬러리와 같은 유동화된 고체)의 흐름을 조절, 지시 또는 제어하는 디바이스로 정의된다. 따라서, 밸브의 예는 유체 통로 내의 돌출부와 같은 흐름 수축 요소를 포함하며, 여기서 돌출부는 유체 통로를 차단하고, 유체 압력이 임계값 미만일 때 그리고 유체 압력이 임계값 위에 있을 때, 유체가 흘러 돌출부를 우회한다. 흐름 수축 요소를 포함하는 밸브는 "수축 밸브(constriction valve)"라고도 한다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브는 압력하에서 물질을 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 구성된다. 다른 또는 추가 실시예에서, 복강경 어플리케이터 팁은 압력하에서 물질을 유지 및 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브를 포함한다. 예를 들어, 밸브는 흐름의 양과 방향을 제어할 수 있는 3방 밸브와 같은 흐름 컨트롤러를 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁은 존재하는 모세관력으로 인해 전달 튜브 내에서 물질이 가압될 수 있도록 치수가 정해질 수 있다. 따라서, 유리하게는, 전달 튜브는 200mm 초과의 길이, 바람직하게는, 440mm 또는 500mm와 같이, 300-600mm 또는 350-500mm 사이의 길이를 가지며, 여기서 길이는 근위 압력 소스에서 팁의 원위 단부까지 이어지는 것으로 정의된다. 또한, 전달 튜브의 외경은 바람직하게는 5mm와 같이 3-10mm 사이이고; 또는 3, 3.5 또는 4mm와 같이 2.5-4.5mm이다. 또한, 전달 튜브의 내부 직경 또는 루멘, 또는 적어도 어플리케이터 팁의 내부 직경은 바람직하게는 2 mm 이하, 바람직하게는 예를 들어 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 또는 1.9mm와 같이, 1.5-2.0 mm 이다. 또한, 어플리케이터 팁은 예를 들어 도 46a에 도시된 파지 섹션과 같이 주 전달 튜브의 내부 직경과 동일하거나 다른 형상 또는 크기를 갖는 내부 직경 또는 루멘을 포함할 수 있다. 예를 들어 전달 튜브는 1.2-1.5mm 사이의 단면 직경(도 46a에서 D_FC로 표시됨) 또는 비원형 루멘또는 흐름 채널의 경우 1.2-1.5mm 사이의 직경에 해당하는 단면적을 갖는 루멘을 포함할 수 있다. 전달 튜브가 복수의 루멘을 포함하는 경우, 내경은 분배될 물질을 유지하도록 구성된 루멘의 내경을 의미한다. 물질을 유지하는 전달 튜브 또는 루멘의 내경이 2mm 미만인 경우, 이는 물질 분배 후 전달 튜브에 물질의 작은 잔류물만 남게 된다는 것을 의미한다.
따라서, 전달 튜브, 특히 어플리케이터 팁은 압력하에 물질을 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 치수적으로 구성되고 및/또는 하나 이상의 흐름 제어 요소를 포함하도록 구성되는 것이 유리하다.
전달 튜브는 적어도 2개의 루멘, 적어도 3개의 루멘, 또는 적어도 4개의 루멘과 같은 복수의 루멘을 포함할 수 있다. 도 22는 전달 튜브가 4개의 루멘을 포함하는 실시예를 예시한다. 복수의 루멘 중 적어도 하나는 어플리케이터로부터 분배될 물질을 유지하도록 구성되어야 하며, 즉 물질에 대한 흐름 채널로서 작용해야 한다. 일 실시예에서, 전달 튜브는 제 1 루멘과 제 2 루멘을 포함하며, 여기서 제 1 루멘은 물질을 수용하도록 구성되고, 제 2 루멘은 전기 배선 또는 광섬유를 수용하도록 구성된다. 전기 배선은 예를 들어, 튜브의 원위 단부 또는 팁에 위치된 액추에이터를 예를 들어 튜브의 근위 단부에 위치된 제어 유닛 또는 압력 소스에 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있다. 전달 튜브는 또한 복수의 루멘을 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 2개의 루멘은 물질을 보유하도록 구성된다. 예로서, 튜브는 제 1 유형의 물질을 보유하기 위한 제 1 루멘 및 제 2 유형의 물질을 보유하기 위한 제 2 루멘을 포함할 수 있다. 일부 응용 분야에서는 물질이 분배된 후 또는 분배되기 전에 두 가지 유형의 물질이 혼합된다. 이 경우, 한 물질은 액체 형태일 수 있고, 다른 물질은 파우더 형태로 액체에 혼합될 수 있다. 두 물질은 두 가지 액체 또는 두 가지 페이스트 또는 액체, 페이스트 및 파우더의 기타 조합일 수도 있다. 두 개의 루멘이 있는 전달 튜브가 있는 애플리케이터가 도 30에 나와 있다.
다른 실시예에서, 복수의 루멘 중 적어도 하나는 전달 튜브 내부의 루멘에 배치되는 가단성 와이어 또는 로드를 포함하도록 구성된다(도 24(B) 및 (C)에 예시됨). 따라서, 어플리케이터는 전달 튜브의 변형 가능 섹션이 원하는 형상으로 구부러질 수 있도록 구성된 가단성 와이어 또는 로드를 더 포함할 수 있으며, 상기 형상은 전달 튜브의 해제 시 대략적으로 유지된다. 이는 튜브가 원래 지점으로 돌아가지 않고도 변형 가능 섹션이 구부러질 수 있다는 장점이 있다. 이는 외과의사가 튜브의 원위 단부 및/또는 애플리케이터 팁을 원하는 방향으로 더 자유롭게 놓을 수 있게 해준다, 예를 들어, 신체 내부의 접근하기 어려운 부위에 더 쉽게 접근할 수 있다. 일 실시예에서, 전달 튜브의 변형 가능 섹션은 적어도 30° 또는 적어도 45°와 같은 두 개의 미리 결정된 각도로 두 개의 평면을 따라 구부러질 수 있다. 이는 전달 튜브 내부에 배치된 가단성 와이어 또는 막대를 사용하여 유사하게 달성될 수 있다.
전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션은 임의의 루멘도 축방향 연장부에 있도록 유리하게 조정된다. 도 53A-E는 횡단면도, 즉 튜브 축을 가로지르는 전달 튜브, 캐뉼러 또는 파지 섹션의 실시예를 보여준다. 유연하고 안전한 공간 조작을 위해 파지 섹션 치수 또는 프로파일은 도 53A에 도시된 바와 같이 외경(DO)이 2.5-4.5mm 사이인 원형과 같은 원형인 것이 유리하다. 유동 채널로 구성된 튜브 또는 루멘의 내부 치수 또는 프로파일은 또한 도 53A, C-E에 도시된 바와 같이 효율적인 유동을 위해 원형 및 동심원인 것이 유리하다. 예를 들어, 내부 직경(DI)은 1.5-2.0mm 사이의 직경을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 전달 튜브는 전기 배선 또는 광섬유와 같은 신호 캐리어(signal carrier) 또는 송신기(28)를 포함하도록 구성된 하나 이상의 추가 루멘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 루멘은 원위에 위치한 전송 유닛(27)으로부터 근위에 위치한 수신 유닛으로 전기 신호를 전달하거나 전송하도록 구성된 와이어를 포함할 수 있으며, 선택적으로 전달 튜브 내부의 물질에 압력을 가하기 위해 구동 메커니즘에 연결될 수 있다. 하나 이상의 와이어를 포함하는 튜브는 예를 들어 공압출에 의해 얻어질 수 있다.
예를 들어, 원위에 위치한 전송 유닛은 광원, 센서 및/또는 카메라일 수 있다. 센서의 예로는 전기 기계식 스위치, 압력 감지 필름 및 광학 압력 센서와 같은 감지 센서 및/또는 액추에이터가 포함된다. 전송 유닛은 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션에 통합될 수 있으며, 바람직하게는 전송 유닛은 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션 치수가 투관침을 통한 진입을 허용하도록 통합되고 치수화된다. 예를 들어, 통합 전송 유닛을 포함하는 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션의 최대 직경은 바람직하게는 4.5mm와 같이 5mm 미만이다.
도 53F-H는 어플리케이터 팁과 파지 섹션의 더 원위 단부에서 별도의 구획에 선택적으로 위치된 통합 카메라 또는 광원(27)을 포함하는 파지 섹션(29)을 포함하는 어플리케이터 팁(9)을 도시한다. 도 49는 측면 사시도(A)와 세로 단면(B, C) 및 횡단면(B 삽입)에서 볼 수 있듯이 어플리케이터 팁과 파지 섹션의 더 원위 단부에 인접하여 위치된 통합 액추에이터(2.6) 또는 센서(27)를 포함하는 파지 섹션(29)을 포함하는 어플리케이터 팁(9)을 보여주고, 여기서 신호 전달 또는 전송 와이어(28)는 튜브의 제 2 루멘(15)에 배치된다. 로봇 암과 액추에이터 또는 센서 사이의 접촉을 용이하게 하기 위해, 액추에이터/센서의 표면은 도 49A에 표시된 일련의 평행한 능선과 같은 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 액추에이터/센서는 대안적으로 또는 추가적으로 아래의 전송 유닛과 물리적, 기계적 또는 전기-기계적 접촉을 하는 강성 커버와 같은 전송 유닛 커버(27.1)를 포함하여, 도 49B-C에 도시된 바와 같이, 커버만이 로봇 암과 직접 접촉하도록 할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 광원, 센서, 카메라 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 통합 전송 유닛을 포함한다. 추가 실시예에서, 어플리케이터는 전기 또는 광학 신호의 캐리어와 같은 하나 이상의 신호 캐리어 또는 송신기를 포함하도록 구성된 하나 이상의 루멘을 포함한다.
공간 조작(Spatial manipulation)
인간의 손 움직임을 컴퓨터 소프트웨어로 제어되는 로봇 암로 대체하면 매우 정확하고 제어된 움직임이 가능해진다. 따라서, 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되는 복강경 어플리케이터는 더 정밀하고 정확하게 제어될 수 있을 뿐만 아니라 우발적인 움직임의 위험을 줄여 더욱 신뢰할 수 있다. 따라서, 예를 들어 로봇 암을 사용하여 물질을 분배하기 위한 복강경 어플리케이터는 선택된 부위에 물질을 보다 정확하고 확실하게 분배할 수 있다. 구체적으로, 선택된 부위에 지혈 물질을 분배하기 위한 로봇식 조작 어플리케이터는 출혈이 보다 효율적으로 중단되는 결과를 가져올 수 있다.
도 2는 로봇 암(5)에 의해 공간적으로 조작되도록 구성된 어플리케이터의 실시예의 사시도를 보여준다. 로봇 암은 의료 디바이스, 예를 들어, 그래스퍼(grasper), 핀셋(tweezer) 또는 파지, 밀기 또는 어플리케이터로의 부착을 형성하기 위한 유사한 로봇 손가락 요소와 같은 수술용 도구를 포함할 수 있다.
로봇 암과 손가락에는 촉각 피드백이 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 어플리케이터가 파손될 위험을 줄이면서 어플리케이터의 안전한 로봇식 사용을 보장하기 위해, 어플리케이터는 유리하게는 강성 표면 영역(2.4) 또는 강성 섹션(2.8)을 포함할 수 있으며, 이 영역 또는 섹션은 로봇 암/손가락에 의한 조작을 위해 구성된다. 따라서, 전달 튜브는 강성 관형 섹션 또는 강성 표면 영역과 같은 적어도 하나의 강성 섹션을 포함할 수 있다. 강성 섹션 및/또는 강성 표면 영역은 바람직하게는 로봇 암/손가락이 어플리케이터를 파손시킬 위험 없이 강성 표면 영역을 잡거나 밀거나 부착을 형성할 수 있도록 치수가 지정된다. 예를 들어, 그래스퍼(grasper)를 포함하는 로봇 암의 경우 강성 표면적은 유리하게는 도 2에 도시된 바와 같이 강성 관형 섹션이다. 강성 섹션에는 바람직하게는 개구가 제공되어 로봇 암이 상기 개구에 배치된 액추에이터를 누를 수 있으며, 여기서 액츄에이터는 압력이 미리 정의된 압력 레벨을 초과할 때 밸브를 열도록 구성되어 의료용 물질이 어플리케이터로부터 분배될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브의 원위 단부는 로봇 암에 의한 조작을 위해 구성된 하나 이상의 강성 표면 영역을 포함한다. 추가 실시예에서, 강성 표면 영역은 파지, 밀기 또는 부착에 의해 감지할 수 있는(tangible) 것과 같이 로봇 암에 의해 감지할 수 있도록 치수가 지정된다. 추가 실시예에서, 원위 단부는 강성 관형 섹션을 포함한다.
선택된 부위에서 물질의 정확하고 사용자 친화적인 배출을 촉진하기 위해, 하나 이상의 강성 표면 영역(2.4)은, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 어플리케이터의 원위 단부(2.2) 및/또는 어플리케이터 팁에 유리하게 위치된다. 따라서 단단한 표면이 물질이 분배되는 위치 근처에 있을 때 물질 방출이 더 정확하고 쉽게 이루어질 수 있다.
그러나 강성 표면 영역(2.4)은 도 3C에 예시된 것처럼 원위 팁으로부터 일정 거리에 위치할 수도 있다. 이는 물질이 체강 내에 제한된 공간이 있는 위치에 분배될 때 유리할 수 있다. 따라서, 강성 표면적은 도 3C에 도시된 바와 같이 원위 팁으로부터 일정 거리에 위치된 전달 튜브(2)의 강성 관형 섹션일 수 있다. 따라서 원위 단부의 방향은 팁으로부터 일정 거리에 위치한 견고한 관형 섹션을 사용하여 조작된다.
추가로 또는 대안적으로, 전달 튜브의 원위 단부의 유연한 조작은 전달 튜브를 사용하여 얻어질 수 있으며, 전달 튜브의 섹션 또는 선택적으로 전체 전달 튜브는 도 3D에 나와 있는 것처럼 반-가요성 또는 반-강성을 포함한다. 반강성 재료는 로봇 암/손가락에 의해 충분히 만져질 수 있기 때문에 상호 작용은 전달 튜브를 따라 임의의 지점에서 그리고 공간적으로 조작되는 원위 팁(2.2)까지의 임의의 거리에서 발생할 수 있다.
원위 단부의 유연하고 정밀한 조작은 변형 가능 섹션(2.3)을 포함하는 전달 튜브에 의해 더욱 향상될 수 있다. 변형 가능 섹션이라는 용어는 인장력, 압축력 또는 굽힘력과 같은 변형력을 받을 때 소성 또는 탄성적으로 변형될 수 있는 부분을 의미한다. 변형 가능 섹션은 소성 변형되는 것이 유리하며, 이는 변형력이 제거된 후에도 변형이 남아 있음을 의미한다. 대안적으로 변형은 탄성이고, 이는 변형력이 제거되면 변형이 가역적이라는 의미이다.
예를 들어, 변형 가능 섹션(2.3)은 길이 방향으로 인장력을 받을 때, 예를 들어 전달 튜브 팁에서 로봇 암을 당김으로써 도 3A-B 및 도 4A-B에 화살표로 표시된 바와 같이 전달 튜브가 신축되도록 신축 가능하거나 연장 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 이에 대응하여, 변형 가능 섹션은 압축 가능하도록 구성될 수 있어, 예를 들어 도 4B에 표시된 대로 전달 튜브 팁에서 가압하는 로봇 암에 의해 전달 튜브에 압축력이 가해져서 압축 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 이에 상응하여, 변형 가능 섹션은 도 4B의 화살표로 표시된 바와 같이 유연하거나 구부릴 수 있도록 추가로 유리하게 구성된다.
변형 가능 섹션은 탄성적으로 또는 소성적으로 신축성이 있고, 압축 가능하고 및/또는 가요성 재료(flexible material)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 변형 가능 섹션은 도 4C-D 및 도 17에 설명된 것처럼, 예를 들어 여러 개의 원주 방향으로 연장된 꼬인 접힌 부분의 형태의 주름진 표면 프로파일을 포함할 수 있다. 주름진 표면 프로필은 음료 빨대와 동일한 방식으로 확장, 압축 및/또는 굽힘을 가능하게 한다. 따라서, 전달 튜브는 튜브의 길이가 다양할 수 있도록, 예를 들어, 주름진 튜브 형태로 압축 가능한 변형 섹션을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브는 변형 가능 섹션을 포함한다. 유리하게는, 변형 가능 섹션이 전달 튜브의 원위 단부에 위치하여 어플리케이터 팁이 더 작은 토크/모멘트로 조작될 수 있다. 대안적으로, 변형 가능 섹션은 전달 튜브의 원위 단부로부터 일정 거리에 위치하여 팁이 정의된 토크/모멘트에 의해 조작될 수 있다. 추가 실시예에서, 변형 가능 섹션은 신축성 및/또는 가요성이 있는 튜브 재료를 포함하는 것과 같이 신축성 및/또는 가요성이 있도록 구성된다. 추가적인 또는 대안적인 실시예에서, 변형 가능 섹션은 주름진 표면 프로파일을 포함한다. 추가 실시예에서, 주름진 표면 프로파일은 빨대의 꼬임 방식으로 원주방향으로 접히는 복수의 부분을 포함한다.
공간 조작_파지 섹션(Spatial manipulation-Grip section)
전술한 바와 같이, 로봇 암에 의한 어플리케이터 팁의 공간 조작은 로봇 암이 어플리케이터 팁과 물리적으로 접촉한다는 것을 의미한다. 정확하고 신뢰할 수 있는 공간 조작을 보장하기 위해, 어플리케이터 팁은 유리하게는 로봇 암에 의해 파지되도록 구성되어 적어도 2개의 대향 접촉점이 획득되어 안정적이고 견고한 접촉을 제공한다. 예를 들어, 어플리케이터 팁은 어플리케이터의 종축과 평행한 파지 방향과 팁 및 물질 흐름 방향을 갖는 핀셋 방식으로 로봇 암에 의해 파지되도록 구성될 수 있다. 따라서 핀셋 조는 어플리케이터 팁의 축을 가로지르는 단면이나 둘레를 잡거나 고정한다. 이는 특히 예를 들면, 도 44 및 도 48에 도시된 바와 같이 어플리케이터 팁이 전달 튜브(2)의 축방향 연장부에 파지 섹션(29)을 포함할 때 얻어질 수 있고, 도 44 및 도 48에서는 로봇 암이 종축을 가로지르는 단면이나 둘레를 파지하고 클램핑한다.
따라서, 파지 섹션은 특히 로봇의 비촉각 파지력에 대해 특히 안정적이고 견고한 접촉 영역 및 표면이 얻어질 수 있도록 로봇 암에 의해 파지되도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 파지 섹션은 정점 형상 섹션을 포함하는 종축을 가로지르는 둘레를 가져, 정점 형상이 로봇 암의 파지 형상의 적어도 일부와 본질적으로 일치할 수 있도록 한다. 따라서 파지부와 로봇암 사이의 최대 접촉 면적을 얻을 수 있다. 일반적으로, 로봇 암의 그립은 어플리케이터 팁 길이 또는 축에 대해 가로 방향으로 작용하는 조 그립이다, 즉, 도 2 및 도 45에 표시된 것처럼 조 개구는 파지 섹션 위에 가로 방향으로 클램핑된다. 따라서 애플리케이터 팁의 파지 섹션(29)은 턱 개구에 일치하는 횡단-낙하(matching cross-fall)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파지 섹션은 도 48의 사시도 및 도 46B의 단면도에 도시된 바와 같이 타원형 형태의 정점 형상 섹션을 포함하는 둘레를 가질 수 있다.
본 개시의 실시예는 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 물질, 예를 들어, 지혈제를 포함하는 물질을 분배하기 위한 복강경 어플리케이터에 관한 것으로, 복강경 어플리케이터는:
- 전달 튜브; 및
- 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁으로서, 전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션에 의해 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성되고 로봇 암에 의해 파지되고 공간적으로 조작되도록 구성되고, 상기 파지 섹션은 정점 형상 섹션을 포함하는 둘레를 갖는, 어플리케이터 팁을 포함한다.
따라서 로봇 암 또는 조(jaw; 5)가 어플리케이터 팁(9) 또는 파지 섹션(29)을 고정할 때 기구 조(instrument jaw) 내부에서 미끄러지거나 밖으로 미끄러지지 않고 제자리에 유지되며 이동 및 조작 중에 가요성 튜브의 저항이, 도 45A에 도시된 바와 같이, 극복될 수 있다. 그러면 외과의사는 로봇 암이나 로봇 암에 도킹된 하나 이상의 기구로 어플리케이터 팁을 파지하고 유지할 수 있다.
파지 섹션은 애플리케이터 팁이 로봇 암이나 기구에 잘 정의된 그립과 고정을 설정하도록 구성되어 외과 의사가 로봇의 높은 이동도에 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 한다. 로봇 암에 도킹할 수 있는 로봇 기구의 예로는 겸자(forcep)(양극 천공 겸자), 그래스퍼(grasper)(프로 그래스프(Pro Grasps)) 및 바늘 드라이버를 포함한다. 이 기구는 수술 부위의 크기가 더 작은 소형 수술에 특히 적합하다. 소형 수술용 로봇 기구는 턱 개방 각도가 55° 미만(예: 30°), 턱 길이가 28mm 미만(예: 10mm)으로 조정된다.
유리하게는, 어플리케이터 팁 또는 파지 섹션은 겸자, 그래퍼, 바늘 드라이버 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 로봇 기구를 포함하는 로봇 암에 의해 파지되도록 구성된다. 따라서, 어플리케이터 팁 또는 파지 섹션은 55° 미만, 예를 들어 50°, 45°, 40°, 35°, 30° 또는 25°인 턱 개방 각도 및/또는 28mm 미만, 예를 들어, 25, 20, 15, 10 또는 5mm의 턱 길이를 갖는 암 또는 기구에 의해 파지되도록 구성된다.
파지 섹션(29)의 안정성과 견고성을 더욱 향상시키기 위해, 둘레의 정점 형상 섹션은 예를 들어 둥글게 된 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 파지 섹션은 도 48의 사시도 및 도 46B의 단면도에 도시된 바와 같이 타원형 또는 계란형인 둘레 형상 또는 단면 형상을 가질 수 있다. 그러나, 다른 정점 형상과 둘레 형상, 예를 들어, 하나의 대칭 축이 있는 타원형(도 46C) 또는 삼각형(도 46D)이 적용될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 정점 형상 섹션은 둥근 정점, 둔각 정점, 예각 정점, 뾰족한 정점 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된다. 추가 실시예에서, 둘레는 타원, 하나의 대칭 축을 갖는 타원형, 두 개의 대칭 축을 갖는 타원형, 정삼각형, 이등변 삼각형, 부등변 삼각형, 평행사변형 및 마름모의 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는다.
어플리케이터 팁 및 파지 섹션은 로봇 암 또는 로봇 기구에 의해 안정적이고 견고하게 파지될 수 있도록 치수가 결정되는 것이 유리하다. 도 46A-B에 표시된 애플리케이터 팁의 경우, 치수의 예가 아래 표에 나와 있다. 파지 섹션(L)의 길이는 파지 섹션을 부분적으로 덮고 물질 방출 메커니즘을 활성화하도록 구성되는 액추에이터 또는 센서를 포함할 수 있는 활성화 섹션(29.3)을 포함하도록 구성될 수 있다. 활성화 섹션은 파지 섹션의 전면/원위 부분(도 48C) 또는 파지 섹션의 후면/근위 섹션(도 48D), 반대쪽 측면(도 48E) 또는 원주를 둘러싸는 부분(도 48F)에 배치될 수 있다. 활성화 섹션이 없거나 파지 섹션과 결합되거나 일치하는 활성화 섹션이 있는 어플리케이터의 경우, 파지 섹션은 상대적으로 짧을 수 있는데(예: 30-35 mm), 이는 파지 및 고정을 위한 영역만 제공되기 때문이다.
본 개시의 실시예에서, 둘레는 가장 긴 치수를 정의하는 장축과 가장 짧은 치수를 정의하는 단축에 의해 정의된다. 추가 실시예에서, 장축은 2.5-5.2mm 사이, 더 바람직하게는 3-4.5mm 사이, 가장 바람직하게는 3.5-4mm 사이이다. 추가 실시예에서, 단축은 2.5-3.5mm 사이, 더 바람직하게는 2.7-3.3mm 사이, 가장 바람직하게는 2.9-3.1mm 사이, 예를 들어 3mm이다. 본 개시의 실시예에서, 파지 섹션은 21, 22, 23 또는 24mm와 같이 20-25mm 사이의 길이를 갖는다. 대안적인 실시예에서, 파지 섹션은 31, 32, 33 또는 34mm와 같이 30-35mm 사이의 길이를 갖는다.
도 46A에 예시된 바와 같이, 파지 섹션(29)은 어플리케이터 팁과 파지 섹션을 전달 튜브(2)에 연결하거나 결합하여 전달 튜브와 유체 연통(fluid communication)을 형성하도록 구성된 연결 섹션(29.1)을 포함할 수 있다. 연결 섹션은 파지 섹션의 축방향 연장부에 있고, 예를 들어, 도 46A에 표시된 것처럼 전달 튜브에서 팁/파지 섹션으로 원활한 전환을 제공하도록 루멘이 있는 원통형 섹션의 형태로, 둥근 외부 둘레를 가질 수 있다. 연결은 연결 섹션(29.1)과 전달 튜브(2) 사이의 축방향 중첩을 포함하고 선택적으로 도 55에 도시된 바와 같이 그 사이에 접착제가 있는 조인트 또는 글루 조인트에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 55A에 표시된 것처럼, 연결 부분에 수직으로 절단된 전달 튜브를 삽입하여 얻을 수 있다. 대안적으로, 도 55B에 도시된 바와 같이, 연결 부분에 삽입된 스텝 컷 튜브(step cut tube)에 의해 중첩이 이루어질 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 연결 섹션(29.1)은 도 55C에 도시된 바와 같이 수축 튜브(shrink tubing; 30)를 포함할 수 있다. 수축 튜브는 연결 섹션(29.1) 및 선택적으로 파지 섹션(29)의 일부를 덮을 수 있다. 따라서 수축 튜브는 전달 튜브(2)와 파지 섹션(29) 사이의 부드러운 전이를 추가로 확립하고 팁과 튜브 사이의 조인트(joint)를 보호할 수도 있다. 유리하게는, 수축 튜브는 파지 섹션의 적어도 일부를 덮고 있어 파지 섹션이 보다 안정적이고 견고한 그립을 제공할 수 있다. 예를 들어, 수축 튜브는 낮은 경도 특성을 갖도록 구성된 재료, 예를 들어, 높은 마찰로 인해 로봇 암을 팁까지 더욱 안정적이고 견고하게 파지할 수 있는 폴리올레핀(polyolefin)과 같은 연질 중합체(soft polymer) 재료를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 파지 섹션은 전달 튜브와 유체 연통하는 연결 섹션을 포함한다. 추가 실시예에서, 연결 섹션은 수직 컷 연결(perpendicular cut connection), 스텝 컷 연결(step-cut connection), 글루 조인트(glue joint), 수축 튜브 연결, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 조인트를 포함한다.
공간 조작-파지 재료(Spatial manipulation-Grip materials)
파지 섹션 및/또는 연결 섹션은 유리하게는, 예를 들어 로봇 암이, 예를 들어, 충분한 파지력을 포함하는, 안정적이고 견고한 그립을 갖는 경우에도, 어플리케이터 팁과 파지 섹션의 내강이 막히거나, 찌그러지거나 영구적으로 변형되지 않도록 재료가 폐색에 강한 재료가 되도록 충분한 기계적 강도를 갖는, 견고한 재료를 포함한다. 또한, 재료는 유리하게는 내마모성이 높고 견고한 재료이므로 로봇 암에 의해 장기간 취급한 후에도 입자가 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 어플리케이터 팁 및 파지 섹션은 바람직하게는 높은 마모율 상수(즉, 특정 마모율)를 갖는 재료를 포함한다. 또한, 작업 중 갑작스러운 취성 파손의 위험을 줄이기 위해 재료는 단단해야 한다. 즉 부서지지 않아야 한다.
본 개시의 실시예에서, 파지 섹션은 강철, 스테인레스 스틸, 중합체, 예를 들어, ABS, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), PEEK 및 이들의 조합과 같은 그룹으로부터 선택된 폐색에 강한 재료(occlusion robust material)를 포함한다.
파지 섹션(29)은, 도 47A에 도시된 바와 같이, 강철과 같은 견고한 재료를 포함하거나 구성될 수 있다. 또한, 파지 섹션은 도 47B-C에 도시된 바와 같이 수축튜브(30)를 포함할 수 있다. 수축 튜브는, 도 47B에 도시된 바와 같이, 파지 섹션(29)만을 덮거나, 도 47C에 도시된 바와 같이, 파지 섹션(29), 연결 섹션(29.1)의 일부 또는 전체, 및/또는 전달 튜브(2)의 일부를 덮을 수 있다. 수축 튜브는 더 낮은 경도를 갖도록 구성된 재료, 예를 들어, 높은 마찰로 인해 로봇 암을 팁까지 더욱 안정적이고 견고하게 잡을 수 있는 폴리올레핀과 같은 연질 중합체 재료를 포함할 수 있다. 특히, 코팅 물질은 수술도구에 비해 경도가 낮고, 재료는 마찰계수가 높을 수 있다. 따라서 견고한 파지 섹션은 더 부드러운 폴리올레핀 코팅으로 덮인 강하고 질긴 강철을 포함할 수 있다. 그립 안정성과 견고성을 더욱 향상시키기 위해, 파지 섹션은 기하학적 특징, 예를 들어, 도 49A에 설명된 것처럼, 더 나은 그립을 얻기 위해 수술 도구와 얽힘을 제공하는 능선으로 설계될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 파지 섹션은 폴리올레핀, ABS 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는 연질 중합체를 포함하는 코팅을 포함한다. 추가 실시예에서, 코팅은 수축 튜브에 의해 획득된다.
외과의사가 어플리케이터 팁이나 파지 섹션에서 로봇 암이나 기구 그립을 실수로 해제한 경우, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션 내에 안전한 해제 메커니즘을 포함시키는 것이 좋다. 예를 들어, 팁을 수술 기구(튜브의 무게 포함)에 고정하기에 충분한 유지력을 갖는 자석이 팁에 내장될 수 있으며, 동시에 원하는 경우 외과의사가 팁에서 기구를 쉽게 분리할 수 있는 것을 보장할 만큼 충분히 낮은 유지력을 가질 수 있다. 이러한 자석의 예로는 유지력이 400g/cm2인 네오디뮴 자석(neodymium magnet)이 있다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 팁을 수술 기구에 자기적으로 부착하도록 구성된 자기 요소(magnetic element)를 포함한다. 자기 요소는 네오디뮴 자석이며, 바람직하게는 적어도 400g/cm2, 더욱 바람직하게는 425-800g/cm2 또는 450-700g/cm2, 가장 바람직하게는 500-600g/cm2의 유지력을 갖는다.
공간 조작-전달 튜브(Spatial manipulation-Delivery tube)
파지 섹션은 로봇 암 또는 조(jaw)가 어플리케이터 팁을 고정할 수 있도록 하여 기구 조 내부에서 미끄러지거나 밖으로 미끄러지지 않고 제자리에 유지되도록 하며, 이동 중에 가요성 캐뉼라 또는 전달 튜브로부터 저항이 발생할 수 있고, 조작이 도 45A에 표시된 것처럼 극복될 수 있다. 간단하고 정확하며 신뢰할 수 있는 공간 조작을 더욱 보장하기 위해 전달 튜브는 유연하고 변형 가능하며 부드럽도록 구성되고 팁 조작과 관련된 변형 시 기계적으로 응력이 없거나 응력이 해제되도록 구성되는 것이 유리하다. 이렇게 하면, 도 45에 설명된 것처럼, 전달 튜브가 구부러지거나 조작(도 45A)된 후 풀릴 때(도 45B) 발생할 수 있는 전달 튜브의 편타성(whiplash) 또는 스냅백(snapback)이 줄어든다.
로봇 수술을 수행할 때, 외과의사가 내시경 카메라를 통해 보는 이미지는 최대 15배까지 확대된다. 이는 시야가 매우 좁고 기구의 움직임이 상대적으로 작거나 어플리케이터가 이를 카메라와 외과 의사의 시야 밖으로 이동시킨다는 것을 의미한다. 가요성 튜브에 부착된 애플리케이터 팁을 조작할 때 발생하는 일반적인 상황은 외과 의사가 기구를 사용하여 팁을 움직일 때 가요성 튜브에 장력이 쌓이는 것이며, 이는 튜브가 이를 통해 삽입되는 투관침에 의해 부분적으로 고정되어 있기 때문이다. 외과 의사가 팁을 놓으면, 축적된 장력이 해제되어 팁이 시야 밖으로 이동하는 편타 효과가 발생한다. "편타성" 문제를 최대한 줄이려면 "편타성"을 최대한 적게 발생시키는 재료와 튜브 치수를 선택하는 것이 중요하다. 그러므로, 유리하게는, 전달 튜브, 또는 적어도 일부 또는 섹션은 장력이 없는 가요성(tension free flexible)으로 구성되며, 이는 재료가 기계적으로 응력을 받지 않고 구부러지도록 구성된다는 것을 의미한다. 이는 충분한 소산 진동 에너지(충분히 높은 감쇠 계수(damping coefficient) 또는 기계적 손실 계수에 해당)와 같은 충분한 에너지 소산 특성과 결합하여 충분한 가요성(즉, 충분히 낮은 영률(Young's modulus))을 갖는 재료를 통해 얻을 수 있다. 예를 들어, 로봇 암의 수술 시 발생하는 상대적인 움직임에 적합한 장력이 없는 가요성 튜브는 표준 ISO 527-1/-2에 따라 그리고 ASTM D638 표준에 더 자세히 설명되는 플라스틱에 대한 인장 시험으로 측정했을 때 영률이 0.0001-0.035 GPa일 수 있다. 또한, 로봇 암에 의한 수술 시 발생하는 상대적인 움직임에 적합한 장력이 없는 가요성 튜브는 ASTM D4065-20 및 ISO 6721-1:2019 표준에 따라 측정된 감쇠 계수가 0.2-2.0 사이일 수 있다.
개시의 실시예에서, 전달 튜브의 적어도 일부는 장력이 없는 가요성으로 구성된다. 추가 실시예에서, 전달 튜브는 0.0001-0.035 Gpa 사이, 더 바람직하게는 0.001-0.03 Gpa 사이 또는 0.01-0.25 Gpa 사이, 그리고 가장 바람직하게는 0.015-0.020 Gpa 사이의 영률을 가요성 재료를 포함한다. 추가 실시예에서, 전달 튜브는 0.2-2.0 사이, 보다 바람직하게는 0.4-1.8 또는 0.6-1.6, 사이 그리고 가장 바람직하게는 0.8-1.4 사이의 댐핑 계수를 갖는 재료를 포함한다. 추가 실시예에서, 전달 튜브는 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer), 부틸 고무(butyl rubber), 폴리우레탄(polyurethane), 및 그 조합의 그룹으로부터 선택된 진동 에너지 소산 물질을 포함하거나 구성된다.
어플리케이터
삽입(Applicator insertion)
어플리케이터(1)는 예를 들어, 도 56b에 도시된 바와 같이, 일반적으로 주변 환경에서 그리고 투관침(31)을 통해 신체 공동, 예를 들어 복부, 내의 표적 부위에 도입되거나 삽입된다. 따라서, 삽입에는 애플리케이터가 로봇 기기에 넘겨지기 전에 어플리케이터의 원위 단부를 콘솔 외과 의사의 시야로 탐색하는 것이 포함되며, 애플리케이터는 로봇 암에 의해 파지되고 조작된다.
삽입 내비게이션(insertion navigation)은 어플리케이터를 전방으로, 즉 원위 방향을 향하여 밀어 내면서 어플리케이터 원위 단부(2.2) 또는 팁(9)을 표적 부위로 향하게 하여 수행된다. 팁의 지향은 투관침 삽입 지점을 중심으로 피벗하는 어플리케이터 또는 투관침을 기울여 얻을 수 있다. 삽입 및 내비게이션은 예를 들어, 로봇 카메라에 연결된 OR 모니터에 제시된 비디오 전송에 의해 지원될 수 있다. 이런 식으로, 보조자는 콘솔 외과 의사와 복부와 동일한 견해를 가지고 있다.
삽입 내비게이션은 전달 튜브의 기계적 특성에 의해 촉진되며, 전달 튜브(2) 및/또는 전달 튜브를 포함한 조립체가 선택적으로 파지 섹션(29)을 포함하는 원위 섹션(2.2)의 무게를 전달하기에 충분히 뻣뻣한 경우에 특히 유리할 수 있어, 전달 튜브가 도 56b에 도시 된 바와 같이 최소한의 처짐으로 투관침(31)에서 빠져나오거나 외부로 나오도록 한다. 전달 튜브가 부드럽고(예: 탄성 계수가 낮은 계수를 갖는 재료를 포함하여) 및/또는 제한된 장력 축적(예: 에너지 소산 재료를 포함하여)으로 변형될 수 있는 경우, 튜브는 고유의 기계적 지지부가 없게 되어 독립형 또는 자체 지원이 되고 원위 단부와 팁이 중력으로 당겨지고 삽입 지점 바로 아래로 내려 가서 원하는 표적 영역으로 탐색할 수 없다. 그러나 일단 로봇 기기에 삽입되고 전달되면, 전달 튜브는 유리하게 부드럽고 가요적이고 고유한 기계적 강성이 없으며 제한된 장력 축적으로 변형되어, 상술된 바와 같이, 장력 축적 없이 자유롭게 움직일 수 있다.
전달 튜브가 신체 공동 내의 표적 부위에서 최소 장력 축적으로 공간적으로 조작될 수 있는 것이 용이하도록, 주변에서 표적 부위로 쉽게 도입되거나 삽입되고 지향되면서도, 어플리케이터는 유리하게는 삽입 동안 기계적으로 변형가능하고 연질 전달 튜브를 적어도 일시적으로 지지하기 위한 삽입 가이드(32)를 더 포함한다. 따라서 삽입 가이드는 전달 튜브와 조립체를 형성할 수 있다. 따라서 삽입 가이드는 전달 튜브와 조립체를 형성할 수 있다. 따라서, 삽입 가이드는 삽입 동안 강성이고 지향될 수 있고 어플리케이터를 로봇 기기로 전환하고 로봇 암 및 콘솔 외과의사가 통제권을 가지면 장력 축적 없이 부드럽고 가요적이고 변형 가능한 어플리케이터를 용이하게 한다. 이에 따라, 삽입 가이드는 강성으로부터 가요성 연질 어플리케이터로의 전환을 가능하게 한다.
개시의 실시예에서, 어플리케이터는 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 더 포함한다.
바람직하게는 전달 튜브가 유연하고 변형 가능하고 연질이고 팁 조작과 관련된 변형시 기계적 응력 없이 또는 응력이 방출되도록 구성될 때, 삽입 가이드(32)는 전달 튜브에 대한 일시적으로 또는 잠정적인 기계적 지지부인 것이 유리하다. 도 56A는 현재 개시에 따라 어플리케이터(1)의 실시예를 보여 주며, 이는 장력 축적이 적은 연질 전달 튜브(2)를 포함할 수 있다. 원위 단부(2.2)는 파지 섹션(29)을 포함할 수 있고, 근위 단부(2.1)는 예를 들어 전달 튜브를 유체 소스에 연결하기 위한 커넥터(6)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커넥터는 예를 들어, 루어 커넥터(luer connector)를 통해 지혈제를 포함하는 저장부 또는 주사기에 직접 부착될 수 있거나, 도 18에 도시된 바와 같이, 드라이버 유닛의 일부로 통합되도록 구성될 수 있다. 도 56B에 도시된 바와 같이, 어플리케이터가 투관침(31)에 삽입될 때 전달 튜브는 연질이고 독립적이거나 자제 지지되도록 고유한 기계적 지지를 갖지 않아서, 원위 단부와 팁은 투관침을 빠져 나올 때 중력으로 당겨지며 원하는 표적 영역으로 탐색될 수 없다.
삽입 가이드는 도 57-59에 예시된 바와 같이 부분적으로 지지 프레임 또는 리트랙터블 프레임의 형태일 수 있다. 따라서, 프레임은 전달 튜브를 지지하거나 운반하여 조립이 이에 의해 부분적 또는 임시 강성 또는 견고성을 얻어 원하는 표적 영역으로 쉽게 탐색하고 로봇 암으로 넘겨 줄 수 있다. 예를 들어, 프레임은 튜브의 축방향으로 미끄럼 가능하게 부착된 것과 같이 전달 튜브에 분리 가능하게 부착될 수 있어, 로봇 암이 전달 튜브와의 접촉 후에 쉽게 철회 가능하다. 삽입 가이드로서 작용하기 위해, 가이드는 전달 튜브보다 더 높은 탄성 계수를 갖는 강성 재료를 포함한다.
공개의 실시예에서, 어플리케이터는 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 포함하며, 여기서 삽입 가이드는 전달 튜브의 축방향을 따라 미끄럼 가능하게 되도록 구성된다.
도 57A는 전달 튜브(2)를 지지하기 위한 삽입 가이드(32)를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터(1)의 실시예를 보여주고, 상기 삽입 가이드는 후방 섹션 또는 근위 단부(2.1)를 보강한다. 따라서, 전달 튜브는 예를 들어 가요성 전달 튜브에 장착된 외장 또는 외부 튜브 형태로, 또는 더 높은 탄성 계수를 갖는 다른 재료를 첨가함으로써 추가 재료에 의해 보강된다. 보강재는 전달 튜브의 근위 단부, 즉 어플리케이터 팁으로부터의 특정 거리에서 원위 방향으로 튜브의 이동을 용이하게 하고, 가요성 전달 튜브 위로 도 57a에 도시된 바와 같이 커넥터 요소(6)로부터 일정 거리까지 또는 그 거리 내를 덮도록 연장할 수 있다.
도 57b는 전달 튜브(2)를 지지하기 위한 삽입 가이드(32)를 포함하는 본 개시에 따라 어플리케이터(1)의 실시예를 보여주고, 상기 삽입 가이드는 리트랙터블 외골격(retractable exoskeleton)이다. 리트랙터블 외골격은 상부 도면의 전달 튜브를 구비하고 하부 도면의 튜브가 없는 상태에서 볼 수 있다.
강성 외골격은 전달 튜브의 외부에 장착 될 수 있으며, 예를 들어, 후프가 어플리케이터 팁 바로 뒤에 배치함으로써 전달 튜브의 원위 단부를 프레임에 부착하기 위해 U 자형 후프와 같은 리테이너(retainer)를 포함할 수 있다. 따라서, 리테이너 또는 U 자형 후프는 튜브 및 삽입 가이드의 조립을 유지하고 외골격이 의도하지 않게 가요성 튜브에서 떨어지거나 분리되는 것을 방지할 수 있다. 외골격은 도 57b에 도시된 바와 같이, 핸들(32.1)을 밀어 넣는 사용자에 의한 삽입 동안 어플리케이터 팁과 가요성 튜브를 원위 방향으로 밀어 넣을 수 있다.
원위 단부 또는 어플리케이터 팁이 로봇 기구로 전달되어 로봇 암과 접촉되면, 외골격은 뒤로 당겨져 튜브를 해제할 수 있으므로 로봇 기구에 의한 조작 중에 자유롭게 유연하고 스트레스가 없다. U자형 후프는 전달 튜브를 따라 축방향으로 미끄러질 수 있고 그에 따라 투관침을 튜브에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 또한, 후프는 외골격이 커넥터 요소(6)에 닿을 때까지만 뒤로 당겨질 수 있도록 최종 정지부 역할을 할 수 있다. 이는 삽입 가이드의 재도입을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 수술 절차 중에 어플리케이터를 제거했다가 나중에 다시 삽입하면, 외골격이 다시 전달 튜브의 전방 위치 또는 원위 단부로 쉽게 전방으로 밀릴 수 있다.
도 58은 전달 튜브(2)를 지지하기 위한 삽입 가이드(32)를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터(1)의 실시예를 도시하며, 삽입 가이드는 리트랙터블 외부 튜브, 즉 전달 튜브를 동심원으로 둘러싸며 축방향으로 미끄러질 수 있는 튜브이다. 도 58A는 전달 튜브가 있고(상부 도면) 전달 튜브가 없는(하부 도면) 리트랙터블 외부 튜브(retractable outer tube)을 보여주며, 도 58B는 투관침(31)에 삽입될 때 리트랙터블 외부 튜브가 있는 어플리케이터를 보여준다.
예를 들어, 외부 튜브는 가요성 전달 튜브에 장착된 얇은 벽의 튜브일 수 있다. 따라서, 어플리케이터 팁과 튜브의 원위 단부가 있는 조립체는, 도 58A에 표시된 것처럼, 외부 튜브에 의해 삽입되는 동안 원위 방향으로 앞으로 밀릴 수 있다.
원위 단부 또는 어플리케이터 팁이 로봇 기구로 전달되어 로봇 암과 접촉되면 외부 튜브를 뒤로 당겨서 튜브를 해제할 수 있어, 로봇 기구로 조작하는 동안 자유롭게 유연하고 스트레스를 받지 않도록 한다. 튜브는 외부 튜브에 위치한 핸들(32.1)에 의해 튜브의 축방향을 따라 슬라이드 가능하게 전진 및 뒤로 당겨질 수 있으며, 이에 의해 사용자는 튜브를 앞뒤로 슬라이드시킬 수 있다.
외부 튜브의 근위 섹션은 절단될 수 있다, 예를 들어, 도 58A의 아래쪽 부분에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이 절단하여 하프파이프(halfpipe)를 형성한다. 이는 가요성 전달 튜브가 철회될 때 투관침 입구에서 편향되거나 옆으로 구부러지는 것을 용이하게 할 수 있다. 절단 섹션의 길이는 바람직하게는 외부 튜브와 투관침 사이의 중첩을 보장하여, 도 58B에 도시된 바와 같이, 원위 부분의 충분한 강성을 제공하기 위해 더 짧거나 투관침의 길이에 대응할 수 있다.
수술 절차 중 어플리케이터를 제거했다가 나중에 다시 삽입해야 하는 경우, 외부 튜브를 다시 전방 위치로 밀어서 외부 튜브를 다시 원위 방향으로 전진시킬 수 있다.
도 59는 전달 튜브(2)를 지지하기 위한 삽입 가이드(32)를 포함하는 본 개시에 따른 어플리케이터(1)의 실시예를 도시하며, 삽입 가이드는 리트랙터블 가이드 와이어이다. 도 59A는 가이드 와이어를 사시도로 보여주고, (B)는 측면도(상부 도면)와 단면도(하부 도면)를 보여준다.
가이드 와이어는 전달 튜브(2)의 전용 루멘(16) 내부에서 앞뒤로 이동할 수 있다. 루멘은 도 22에 설명된 루멘과 유사할 수 있다. 가이드 와이어가 전달 튜브의 원위 단부에 위치할 때 삽입 중 충분한 강성과 견고성을 가질 수 있다. 가이드 와이어가 근위 단부에 위치하도록 철회되면, 원위 단부는 로봇 기구에 의한 조작 중에 자유롭게 유연해지고 스트레스가 없게 된다. 가이드 와이어의 전진 및 철회는 도 59에 도시된 바와 같이 핸들(32.1)에 의해 제어될 수 있다.
수술 절차 중 어플리케이터를 제거했다가 나중에 다시 삽입해야 하는 경우, 가이드 와이어를 다시 원위 위치로 밀어 원위 방향으로 전진시킬 수 있다.
제어 가능한 물질 방출(Controllable substance release)
선택한 현장에서 정확하고 안정적이며 사용자 친화적인 물질 배출을 위해, 예를 들어, 복강 내 물질 분배의 경우, 물질 방출은 로봇 암에 의해 유리하게 제어될 수 있다. 이는 예를 들어, 전달 튜브에서 물질을 방출하도록 구성된 밸브 형태의 하나 이상의 액추에이터(2.6)에 의해 얻을 수 있다.
로봇 암의 움직임을 보다 효율적으로 만들기 위해, 하나 이상의 액추에이터는 전달 튜브의 공간 조작에 사용되는 어플리케이터 팁 부근에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 액츄에이터는 바람직하게는 원위 단부에, 및/또는 전달 튜브의 하나 이상의 강성 표면 영역 내에, 및/또는 어플리케이터 팁 상에 위치한다. 예를 들어, 액츄에이터(2.6)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 강성 표면 영역의 개구(2.5) 내에 유리하게 위치할 수 있다. 따라서, 로봇 암이 강성 표면 영역을 통해 표적 부위를 선택하고 로봇 암이 물질을 방출하기 위해 액추에이터를 활성화하기 위해 원위 단부를 지향시킨 후에 로봇 암의 상대적으로 작은 움직임 만이 필요하다. 액추에이터는 예를 들어 로봇 암에 의해 인가된 압력에 의해 또는 예를 들어 에너지 도구에 의해 인가된 전류에 의해 활성화되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는 예를 들어 어플리케이터 팁에 위치된 압력 감지 버튼의 형태로 제공되고, 버튼은 눌려지면 밸브를 개방하도록 구성된다. 액추에이터/버튼은 액추에이터/버튼에 가해진 압력에 따라 밸브가 어느 정도 개방되도록 압력의 양(예: 단계적 또는 연속 방식으로)에 민감할 수 있다. 다른 실시예에서, 액추에이터는 튜브/어플리케이터 팁의 종축을 따라 액추에이터를 당기거나 종축 주위로 액추에이터를 회전시킴으로써 활성화되도록 구성된다. 이들 실시예는 도 15에 예시되어 있다.
본 개시의 실시예에서, 원위 단부는 로봇 암에 의해 전달 튜브로부터 물질을 방출하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 포함한다. 추가 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터는 강성 표면 영역의 개구 내부와 같이 하나 이상의 강성 표면 영역 내에 위치된다.
본 개시의 실시예에서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁(9)의 원주의 180° 미만, 바람직하게는 140° 미만과 같은 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 미리 정의된 원주 섹션을 덮는다. 이 실시예는 도 16(A)에 예시되어 있다. 장점은 어플리케이터와 어플리케이터 팁도 회전할 수 있어 로봇 암이 실수로 액추에이터(2.6)를 활성화하는 위험이 감소된다는 점이다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주를 적어도 180° 덮는다. 상기 장점은 로봇 암이 어플리케이터와 액추에이터의 회전 방향에 관계없이 액추에이터(2.6)를 활성화할 수 있다는 것이다. 로봇 암에 대해 어플리케이터의 방향을 올바르게 설정하지 않고도 어플리케이터에서 물질을 전달할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 2개의 액츄에이터가 어플리케이터 팁 및/또는 튜브의 반대 부분에 제공되며, 상기 액츄에이터 각각은 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주 120° 미만, 바람직하게는 각각 90° 미만을 덮는다. 상기 장점은 어플리케이터와 어플리케이터 팁도 회전할 수 있어 로봇 암이 실수로 액추에이터(2.6)를 활성화하는 위험이 감소된다는 점이다. 이는 도 16(B)에 나와 있다. 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주 360°를 덮으므로, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 일부를 둘러싼다. 이는 도 16(C)에 나와 있다. 어플리케이터 팁에 액추에이터를 제공하면, 팁의 전체 둘레를 둘러싸고 있는 압력 감지 버튼은 360° 활성화가 가능하다는 장점이 있다, 즉, 로봇 암은 액추에이터를 잡는 방법에 관계없이 액추에이터/버튼을 활성화할 수 있다.
하나 이상의 액추에이터(2.6)는 밸브(2.7)의 형태일 수도 있고, 전자 또는 수동으로 제어되는 밸브와 같은 하나 이상의 밸브와 조합될 수도 있다. 따라서, 어플리케이터는 밸브 개방 시 전달 튜브로부터 물질을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브를 포함할 수 있다. 밸브(들)는 어플리케이터에 위치한 액추에이터에 의해 및/또는 풋 페달(foot pedal)과 같은 외부 액추에이터에 의해 제어될 수 있다. 액추에이터/버튼은 강성 섹션, 어플리케이터 팁 또는 드라이버 유닛과 같은 외부 디바이스와 같은 전달 튜브의 원위 단부에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 액추에이터/버튼은 밸브 바로 위에 배치된다. 유리하게는, 적어도 하나의 밸브는 로봇 암로부터의 수동 압력과 같은 압력에 의해 활성화된다. 따라서 액추에이터(2.6)를 누르면, 밸브(2.7)가 전자적으로 또는 수동으로 활성화되어 개방되어 물질을 방출한다. 따라서, 어플리케이터는 적어도 하나의 밸브를 개방 및/또는 폐쇄하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다. 물질이 원위 팁으로 효율적으로 전달되고 원위 팁을 통해 전달되도록 하기 위해 밸브는 일방 밸브인 것이 바람직하다. 적어도 하나의 밸브는 미리 정의된 개방 압력 임계값을 갖는 밸브와 같은 압력 작동식 밸브일 수 있다. 바람직하게는, 미리 정의된 개방 압력 임계값이 초과되면 물질이 어플리케이터로부터 분배된다. 적어도 하나의 밸브는 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁에 위치할 수 있다. 대안적으로, 어플리케이터는 밸브를 포함하지 않고 오히려 물질이 특정 압력 임계값 미만으로 어플리케이터 내에 유지되도록 치수가 지정된다. 작은 직경(예: 2-4mm 이하)의 긴 전달 튜브(예: 30cm 이상)를 제공함으로써 달성될 수 있어, 전달 튜브 자체가 튜브 내부의 유체 흐름에 대한 저항을 제공한다.
어플리케이터의 단순성을 향상시키고 전자 제어 장치 및 부품의 수를 줄이기 위해, 액추에이터는 수동 제어 밸브인 것이 유리하다. 수동 압력 제어 밸브의 예로는 도 5에 예시된 스프링 장착형 체크 밸브(2.7)가 있으며, 스프링 힘은 예를 들어 로봇 암에 의해 가해지는 압력에 의해 극복되도록 구성될 수 있다.
다른 예에서, 활성화될 때 액츄에이터(2.6)는 밸브(2.7)를 반드시 기계적으로 활성화할 필요는 없지만, 활성화되도록 압력 소스(도시안됨)에 전기 신호를 보내고 스프링 장착형 체크 밸브(2.7)의 스프링을 극복할 물질에 압력을 제공할 수 있어 스프링 장착형 체크 밸브(2.7)이 개방되어 물질이 전달 튜브(2)의 외부로 흘러나간다.
수동으로 압력을 제어할 수 있는 일방 밸브의 또 다른 예는 덕빌 밸브(duckbill valve) 및 크로스 슬릿 밸브(cross slit valve)와 같은 탄성 중합체 일방 밸브이다.
수동 압력 제어 밸브의 예로는 도 6에 도시된 바와 같이 덕빌 밸브(2.7)가 있다. 덕빌 밸브는 탄성 변형 가능한 재료로 만들어지며 변형 가능한 선형 마개(defromable linear closure)로 구성된다. 변형되지 않고 닫힌 상태의 덕빌 밸브의 사시도가 도 6B-C에 나와 있다. 도 6A는 전달 튜브(2) 내의 덕빌 밸브의 실시예를 도시하며, 변형되지 않은 상태의 덕빌 밸브는 도면에서 왼쪽에서 오른쪽으로의 흐름을 방지하는 것으로 보인다. 도 6D에 예시된 바와 같이 예를 들어, 선형 마개와 평행한 압축 압력에 의해, 덕빌 밸브가 탄성적으로 변형된 경우, 선형 마개가 변형되어 밸브가 열리고 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로 흐름이 허용된다. 변형된 개방 상태의 덕빌 밸브 실시예의 확대 사시도가 도 6E-F에 도시되어 있다.
따라서 임의의 수와 방향의 변형 가능한 마개를 포함하는 탄성 밸브가 사용될 수 있다. 그러나, 정확한 작동을 보장하기 위해, 잘 정의된 압력 방향에 의해 밸브가 열리는 탄성 밸브가 선호된다. 덕빌 밸브의 경우, 선형 폐쇄와 동시에 압축 압력이 가해질 때만 밸브가 열리게 된다.
크로스 슬릿 밸브는 덕빌 밸브와 유사하지만 서로 수직 방향으로 배치된 두 개의 변형 가능한 선형 마개로 구성된다. 따라서, 임의의 선형 마개와 평행하게 압축 압력이 가해지면 밸브가 개방될 수 있다. 이는 로봇식 그래퍼 암의 경우, 밸브가 적어도 두 위치에서 작동될 수 있다는 장점이 있다.
추가 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터는 하나 이상의 밸브이다. 추가 실시예에서, 하나 이상의 밸브는 압력 작동식 밸브이다. 추가 실시예에서, 하나 이상의 밸브는 일방 밸브, 탄성중합체 일방 밸브, 덕빌 밸브, 크로스 슬릿 밸브, 및 스프링 장착형 체크 밸브의 그룹으로부터 선택된다.
제어가능한
물질 방출-파지 섹션(Controllable substance release-Grip section)
파지 섹션(29)은, 도 48 및 도 49에 도시된 바와 같이, 파지 섹션(29.1)의 종방향 또는 축방향 연장부에 위치하는 활성화 섹션(29.3)을 포함할 수 있다. 활성화 섹션은 액추에이터(2.6) 또는 전송 유닛(27)을 포함할 수 있어 어플리케이터 팁이 로봇 암에 의해 미리 정의된 힘을 받도록 구성된 활성화 섹션에 의해, 로봇 암에 의해 전달 튜브로부터 물질을 제어 가능하게 방출하도록 구성된다.
파지 섹션의 크기를 줄이기 위해, 예를 들면, 30-35mm 사이의 짧은 길이(L)로, 활성화 영역은, 도 48A에 도시된 바와 같이, 파지 섹션과 결합되어 일치될 수 있다. 따라서, 파지 섹션은 공간 조작을 위한 견고한 그립을 촉진할 뿐만 아니라 별도의 활성화 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 파지 섹션은 결합된 그립 및 활성화 섹션에 의해 감지될 수 있는 다양한 파지력으로 로봇 암 또는 기구 조에 의해 터치되고 클램핑될 수 있다. 전자 또는 전기 기계 스위치, 압력 감지 필름 또는 광학 압력 센서를 포함하는 파지 섹션에 의해 다양한 파지력이 감지될 수 있다.
특정 압력에서 신호는 드라이버 시스템으로 전달되고 지혈제는 팁 노즐을 통해 전달된다. 따라서 이 팁에는 드라이버 시스템을 활성화하지 않고 잡을 수 있는 공간도 있으므로 의사는 한 기구를 사용하여 전달을 위해 팁을 원하는 위치로 탐색하고 다른 기구를 사용하여 활성화를 시작할 수 있다. 드라이버 시스템에 신호를 제공하는 데 필요한 활성화 영역과 힘이 균형을 이룰 수 있다. 이로써 팁은 특정 힘으로 활성화 영역을 잡을 수 있으므로 활성화 없이 이동할 수 있다. 외과 의사가 전체 클램핑 힘을 적용하면 활성화 영역이 임계값을 초과하고 신호가 드라이버 시스템으로 전송된다. 따라서 팁은 하나의 기기로만 탐색하고 활성화할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 활성화 섹션은 파지 섹션의 축방향 연장부에 위치된다. 다른 실시예에서, 활성화 섹션은 파지 섹션과 일치한다. 추가 실시예에서, 활성화 섹션은, 미리 정의된 힘이 초과될 때, 물질 방출 메커니즘을 활성화하도록 구성된다.
대안적으로, 파지 섹션은 하나 이상의 별도의 파지 섹션과 축방향 연장부의 활성화 섹션을 포함하도록 치수가 정해질 수 있으며, 여기서 다른 섹션은, 도 48B-F에 도시된 바와 같이, 로봇 암에 의해 미리 정의된 다른 힘을 받도록 구성될 수 있다.
제어 가능한 물질 방출-노즐(Controllable substance release-Nozzle)
어플리케이터 팁은 물질을 분배하기 위한 노즐을 포함하고, 노즐(29.2)은 도 46A에, 예시된 바와 같이, 파지 섹션(2) 내에 포함될 수 있다. 따라서 노즐은 전달 튜브와 어플리케이터 팁의 내부 흐름 경로에서 어플리케이터 팁의 가장 먼 원위 단부까지 전이를 형성하는 기하학적 구조이다. 노즐의 외부 기하학적 구조는 바람직하게는 라운드형(rounded), 도 46A에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 구형 또는 타원형으로 형성되어 팁이 조직, 기관 또는 내장에 밀리는 경우 환자의 부상 위험을 최소화하면서 매끄러운 표면을 형성한다.
본 개시의 실시예에서, 노즐의 형상은 원추형, 구형으로 무딘 원추형, 쌍원추형, 접선형, 타원형, 포물선형의 그룹으로부터 선택된다.
노즐의 기하학적 구조(29.2)는, 도 46A에 표시된 바와 같이, 노즐 개구 및 노즐 루멘(nozzle lumen; h)을 포함한다. 따라서, 노즐 루멘은 전달 튜브(2)로부터 이동하는 물질 흐름 경로의 일부를 형성한다. 노즐의 기하학적 구조 및 분배될 물질의 특성을 포함하는, 전달 튜브의 루멘에서 노즐 개구까지의 물질 흐름 경로의 기하학적 구조는, 예를 들어, 조직 물질에 놓일 때 분배된 물질의 기하학적 구조나 프로파일을 결정한다. 구체적으로, 노즐의 기하학적 구조는 분배 속도, 분배 각도 및 적용 범위에 영향을 미칠 수 있다.
분배된 물질의 기하학적 구조는 분배된 지혈제에 있어서 특히 중요한데, 이는 이것이 접착 정도, 영역을 덮는 능력 및 지혈제의 효능을 결정하기 때문이다. 예를 들어, 지혈제는 종종 신체 내부의 경사진 표면, 예를 들어, 경사진 조직 표면에 인가될 필요가 있다. 따라서, 노즐은 미리 정의된 기하학적 구조로 물질, 바람직하게는 지혈제를 포함하는 물질을 방출하도록 유리하게 구성되며, 이는 개선된 적용 범위 및 접착력을 제공할 수 있다. 본 개시의 실시예에서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 팁의 원위 단부에 노즐을 포함하며, 노즐은 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성된다.
어플리케이터는 원통형 개구를 갖는 노즐(29.2)을 포함할 수 있다. 따라서 압출된 지혈제의 프로파일, 예를 들어, 페이스트는 도 50A의 단면도와 도 51A의 사시도에서 볼 수 있듯이, 원통형 개구의 모양을 취하여 원통형 페이스트(4) 프로파일로 이어진다. 원통형 프로파일은 신체 표면과의 접촉 면적이 상대적으로 낮으므로, 도 50A에 표시된 것처럼, 떨어지기 쉽다. 외과 의사는 접착력을 향상시키기 위해 출혈 표면에 지혈제를 바르려고 시도할 수 있지만 출혈의 위치와 유형으로 인해 이는 달성하기 어려울 수 있다.
개선된 접착력을 제공하기 위해, 노즐(29.2)은 적어도 비원통형 노즐 개구를 가짐으로써, 비원통형 프로파일을 갖는 물질(4)을 배출하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 노즐 개구는 도 50B-C의 단면도 및 도 51B의 사시도에 도시된 바와 같이, 무게 중심이 더 낮고 단면 높이보다 넓은 면적을 갖는 패턴으로 물질을 배출하도록 형상화된다. 예를 들어, 노즐 개구는, 도 50C에 도시된 바와 같이, 일련의 원통형 개구, 또는 도 50B의 단면도 및 도 51B의 사시도에 도시된 바와 같이 상대적으로 직사각형 개구를 포함할 수 있다. 노즐 개구는 불규칙한 프로파일을 제공하도록 추가로 구성될 수 있으므로, 배출 및 증착된 물질은 도 50C의 물질과 같이 불규칙한 프로파일을 갖는다. 예를 들어, 원위 단부 사시도에서 볼 때 노즐 개구의 기하학적 구조는 볼록 및/또는 오목하게 기울어지거나(도 52A에 도시된 바와 같이) 주름형(도 52B에 도시된 바와 같이)일 수 있다. 불규칙한 프로파일은 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 노즐은 원통형, 평면형 및 주름진 플래너(corrugated planer)의 그룹으로부터 선택된 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성된다. 추가 실시예에서, 노즐 개구의 단면 형상은 원형, 마름모꼴, 직사각형, 곡선 직사각형 및 오목 직사각형의 그룹으로부터 선택된다.
분배 각도를 더욱 개선하기 위해, 노즐 개구는 발산(diverging)하는 기하학적 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 노즐 개구(29.2)는 예를 들어 도 48에 도시된 바와 같이 원뿔형 노즐의 슬릿일 수 있어, 도 51B에 표시된 것처럼, 더 큰 분배 각도가 제공된다.
따라서, 노즐 기하학적 구조는 원통형 개구가 있는 노즐보다 훨씬 더 넓은 표면적을 덮는 커버리지 패턴을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 비원통형 노즐 개구는 도 50B에 표시된 것처럼 원통형 노즐 개구보다 3.7배 더 큰 표면적을 덮을 수 있다. 따라서, 노즐의 기하학적 구조는 접착력이 향상된 페이스트 프로파일을 제공하는데, 이는 침착된 페이스트 프로파일이 상대적으로 더 넓고 낮기 때문에 적용된 지혈제의 질량에 비해 출혈 부위와 접촉하는 표면적의 비율이 높기 때문이며, 따라서 분배된 페이스트의 무게 중심은 원통형 노즐 개구에 비해 출혈 부위 표면에 가깝다.
더 낮은 무게 중심으로 물질(4)을 배치하도록 구성된 노즐 개구는 분배된 물질 내에서 증가된 거품 발생 효과를 제공하는 이점을 더 갖는다. 거품 발생 효과는 도 51에 설명되어 있으며 물질이 노즐 개구에서 나올 때 압력 강하와 연관된다. 따라서 전달 튜브 내의 고압은 방출 시 물질 내에서 거품 발생 효과를 생성한다. 이는 지혈제가 튜브 내의 고압 환경을 떠날 때 고압 환경에서 저압 환경으로 급속한 전환이 발생하기 때문이다. 배달 튜브. 무게 중심이 낮은 물질의 경우, 원통형 물질(51A)에 비해 노즐에서 침착된 지혈제의 편평하고 얇은 층으로 인해 필름 내에 갇힌 기포가 표면까지 이동하는 거리가 더 짧으며(도 51B), 따라서, 거품 발생 효과가 더 강해진다.
거품 발생 효과는 전달 튜브의 크기에 따라 달라진다. 페이스트를 분배하기 위해 전달 튜브에 가해지는 힘은 내부 직경이 2mm 미만인 전달 튜브의 경우 일반적으로 100N을 초과한다. 힘은 작아지고 내경이 커질수록 내경이 약 3.8 mm, 힘은 해당 페이스트를 분배하는 데 약 30N이 소요되며 거품 효과는 무시할 수 있다.
거품 발생은 디스펜싱 각도 증가와 연관되어 적용 범위를 더욱 증가시키고 접착력을 향상시키기 때문에 유리하다. 분배된 물질의 거품 발생은 거품성 지혈제의 공동의 수가 더 큰 내부 표면적을 생성하고 혈소판이 부착되어 지혈을 개시할 수 있는 부위의 수가 증가하기 때문에 더욱 유리하다.
거품 발생 효과를 향상시키기 위해, 노즐 형상(29.2)은 압력 강하를 향상시키도록 조정될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 46A에 표시된 것처럼, 1.0mm 미만의 높이(h) 및/또는 3.5mm 미만의 노즐 길이(l)를 갖는 노즐 개구에 의해 얻어진다. 또한, 노즐 개구 또는 루멘은, 예를 들어, 도 52A 및 도 54D에 도시된 바와 같이, 원위 단부를 향해 발산되도록 구성될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 노즐 개구의 높이는 0.6, 0.7, 0.8 또는 0.9mm와 같이 0.5-1.0mm 사이이다. 추가 실시예에서, 노즐 루멘의 길이는 2.2, 2.5, 2.7 또는 3mm와 같이 2.0-3.5mm 사이이다. 추가로, 노즐 개구는 원위 단부를 향해 분기된다.
어플리케이터는 다양한 노즐 기하학적 구조를 포함하도록 구성될 수 있으며, 여기서 다양한 노즐 기하학적 구조는 분리 및 부착될 수 있다. 따라서, 어플리케이터는 스냅핏(snap fit) 또는 자기력과 같은 분리 및 부착 메커니즘에 의해 동일한 전달 튜브에 대한 서로 다른 노즐 유닛 사이의 전환을 용이하게 하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 노즐(29.2)은 도 54에 표시된 바와 같이 탈착 가능하게 부착된 요소일 수 있어, 동일한 어플리케이터가 다른 목적 및 출혈 유형, 예를 들어 광역 커버리지, 스팟 커버리지, 라인 커버리지에 대해 지혈제(4)의 다른 프로파일을 제공하기 위해 적용될 수 있다. 서로 다른 노즐 유닛(29.2) 사이의 전환을 용이하게 하기 위해, 노즐 유닛과 어플리케이터 팁(9) 또는 파지 섹션(29) 사이의 연결부는 인접하고 급격하거나(abrupt)(도 54A 및 도 54D) 점진적(gradual)일 수 있다(도 54B 및 도 54C).
본 개시의 실시예에서, 노즐 유닛과 파지부 사이의 연결부는 급격하거나 점진적이며 및/또는 탈착 가능하게 구성된다.
피드백 메커니즘(Feedback mechanisms)
유리하게는, 어플리케이터는 액추에이터/압력 감지 버튼에 적용된 압력에 대한 피드백 또는 전달 튜브에 남아 있는 물질의 양과 관련된 피드백을 제공하도록 구성된다. 이러한 피드백은 다양한 센서를 어플리케이터에 통합하여 제공될 수 있다. 어플리케이터는 전달 튜브의 압력을 감지하기 위한 제 1 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력은 유선 또는 무선으로 사용자, 예를 들어, 외과의사에게 전달될 수 있다.
실시예에서, 어플리케이터는 액추에이터/압력 감지 버튼에 가해지는 압력을 감지하기 위한 제 2 압력 센서를 포함한다. 예로서, 제 2 압력 센서는 저항막 압력 센서 및/또는 힘 감지 저항기 및/또는 중량 센서일 수 있으며, 바람직하게는 액츄에이터 아래에 제공된다. 따라서, 어플리케이터는 어플리케이터 팁의 일부를 덮는 적어도 하나의 압력 감지 버튼을 포함할 수 있으며, 액추에이터에 가해지는 압력을 감지하기 위한 제 2 압력 센서가 상기 버튼에 통합되거나 버튼 아래에 배치된다. 어플리케이터는 적어도 하나의 액추에이터/압력 감지 버튼에 가해지는 압력을 표시하기 위한 압력 표시 등을 더 포함할 수 있다. 압력 표시 등은 도 19-도 20에 설명된 대로 어플리케이터 팁 내 또는 어플리케이터 팁 상에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 압력 표시 등은 도 19에 도시된 바와 같이 어플리케이터 팁의 원주를 따라 위치된 원형 밴드로서 제공된다. 유리하게는, 압력 표시 등은:
- 적용된 압력이 미리 정의된 제 1 임계값 미만인 경우, 제 1 색상의 조명, 예를 들어, 녹색을 표시하도록; 및
- 적용된 압려깅 미리 정의된 제 2 임계값을 초과하는 경우, 제 2 색상, 예를 들어, 적색의 디스플레이 조명을 표시하도록; 구성된다.
압력 표시 등은, 노란색은 적용된 압력이 미리 정의된 제 1 임계값과 제 2 임계값 사이에 있는 경우, 제 3 색상, 예를 들어 노란색의 빛을 표시하도록 추가로 구성될 수 있다. 압력 지시등에 의해 압력을 표시하기 위한 빛이나 소리의 다른 대체 배열이 쉽게 고려될 수 있다.
어플리케이터는 상태 표시기로서, 예를 들어, 광 다이오드 형태로, 상기 상태 표시기는 어플리케이터에 남은 물질의 양을 나타내도록 구성된다. 예로서, 상태 표시기는 4개의 광 다이오드(예를 들어, LED)를 포함할 수 있고, 예를 들어, 두 개의 불이 켜진 다이오드는 포함된 물질의 초기 용적에 비해 남은 용적이 50%임을 나타내는 반면, 3개의 불이 켜진 다이오드는 75%의 남은 용적을 나타낸다. 이는 도 25에 설명되어 있다. 상태 표시기는 애플리케이터의 어느 부분, 예를 들어, 드라이버 유닛, 전달 튜브 및/또는 애플리케이터 팁에 위치할 수 있다. 따라서 어플리케이터 팁은 상태 표시기, 예를 들어 광 다이오드 형태를 포함할 수 있다. 상기 상태 표시기는 전달 튜브에 남아 있는 물질의 양을 나타내도록 구성된다. 어플리케이터(즉, 전달 튜브 및/또는 유체 소스)에 남아 있는 물질의 용적은 어플리케이터에 포함된 물질의 유형에 따라 다양한 방법을 사용하여 추정할 수 있다. 이러한 방법 중 일부는 다음에서 설명된다. 어플리케이터에 남은 물질의 양을 표시하기 위한 빛이나 소리의 다른 대체 배열이 쉽게 고려될 수 있다. 대안적으로, 상태 표시기는 예를 들어 어플리케이터에 물질의 25%만 남는 경우에 켜지는 단 하나의 조명을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복강경 어플리케이터는 의료용 주사기와 같은 주사기 형태의 유체 소스를 포함하며, 여기서 주사기는 유체를 유지하기 위한 배럴과 유체를 주사기 밖으로 밀어내기 위한 플런저를 포함한다. 주사기는 액체, 전달 튜브 밖으로 물질을 밀어내기 위한 식염수 또는 가스로 채워질 수 있거나, 대안적으로 분배될 물질로 채워질 수 있다. 실시예에서, 어플리케이터는 주사기의 플런저의 위치를 결정하도록 구성된 제 2 위치 센서를 더 포함한다. 이는 플런저에 자석을 제공함으로써 달성될 수 있으며, 제 2 위치 센서는 자석의 존재를 검출하도록 구성된 자기 센서이다. 플런저의 위치는 주사기 배럴에 남아 있는 유체/물질의 용적을 추정하는 데 사용될 수 있으며 및/또는 위치는 전달 튜브에 남아 있는 물질의 용적을 추정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 어플리케이터는 배럴에 플런저를 포함하는 적어도 하나의 유체 소스를 포함할 수 있으며, 여기서 플런저의 위치는 전달 튜브 내 물질의 남은 용적을 추정하는데 사용되며, 남은 용적은 상태 표시기에 의해 표시되고, 바람직하게는, 원위 단부/팁에 위치된다. 제 2 위치 센서는 대안적으로 광학 센서일 수 있다.
다른 실시예에서, 복강경 어플리케이터는 지혈 파우더, 예를 들어 전달 튜브에 들어있다. 이 경우, 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 전달 튜브의 외부로 지혈 파우더를 운반하도록 구성된 스크류 컨베이어와 같은 가변 속도 공급기를 포함할 수 있으며, 그에 따라 지혈 파우더가 어플리케이터로부터 분배된다. 파우더의 남은 용적을 결정하기 위해, 어플리케이터는 가변 속도 공급기의 위치를 결정하도록 구성된 제 1 위치 센서를 포함할 수 있는데, 그 이유는 상기 위치가 파우더의 남은 용적과 상관될 수 있기 때문이다. 가변 속도 공급기에는 자석이 구비될 수 있으며, 제 1 위치 센서는 자석의 존재를 검출하도록 구성된 자기 센서이다. 대안적으로, 제 1 위치 센서는 광학 센서일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 어플리케이터는 지혈 파우더를 전달 튜브 밖으로 흔들도록 구성된 초음파 진동 디바이스와 같은 진동 디바이스를 포함한다. 이 경우, 어플리케이터는 진동 디바이스가 활성화/진동할 때의 경과 시간을 측정하는 시계를 더 포함할 수 있다. 경과 시간은 전달 튜브에 남아 있는 지혈 파우더의 양을 추정하는 데 사용될 수 있다.
따라서, 남은 용적은 제 1 위치 센서, 제 2 위치 센서, 시계, 및/또는 이들의 조합에 의해 결정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전달 튜브는 전달 튜브를 통과하는 미리 정의된 파장 범위의 빛을 감지하도록 구성된 하나 이상의 감광 센서를 포함하며, 여기서:
- 전달 튜브는 하나 이상의 감광 센서 반대편에 위치한 광원을 포함하고, 및/또는
- 전달 튜브는 파장 범위의 적어도 일부에 대해 투명한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 감광 센서는 전달 튜브의 원위 부분에 위치된다. 다른 실시예에서, 전달 튜브는 적어도 2개의 감광 센서를 포함하며, 여기서 제 1 센서는 튜브의 원위 부분에 위치되고, 제 2 센서는 제 1 감광 센서와 다른 위치에 위치되고, 예를 들어, 원위 부분으로부터 더 멀리 위치된다. 하나 이상의 감광 센서는 튜브에 물질이 남아 있는지 여부를 표시하는 데 사용될 수 있으며, 및/또는 튜브에 물질이 남아 있는 용적을 추정하는 데 사용될 수 있다.
압력 소스(Pressure source)
어플리케이터에서 물질이 방출된다는 것은 튜브 내에 있는 물질이 전달 튜브를 통해 원위 단부와 팁까지 밀려나가 배출되고 분배된다는 것을 의미한다. 물질이 페이스트인 경우, 페이스트를 분배하기 위한 구동력을 제공하기 위해 압력 소스(8)가 바람직하다. 압력 소스는 바람직하게는 전달 튜브를 가압하고 및/또는 유체 소스를 가압하도록 구성된다. 전달 튜브 내에 유지된 물질은 바람직하게는 페이스트가 배출되기 직전에 적어도 가압될 것이다. 일부 실시예에서, 어플리케이터는 가압 시스템을 형성하는 전달 튜브 내의 물질이 가압된다. 밸브가 활성화되면(예: 액추에이터 또는 버튼을 통해), 해당 압력이 해제되어 물질이 분배된다. 다른 실시예에서, 시스템(어플리케이터)은 사전에 가압되지 않는다. 오히려, 예를 들어, 상기 액츄에이터로부터 압력 소스로 전기 신호를 전송함으로써, 액추에이터가 활성화되면 압력이 가해진다. 제 1 유형의 실시예(즉, 가압식 어플리케이터)의 장점은 밸브 활성화와 물질 분배 사이에 지연이 적다는 것이다.
의료용 물질이 지혈용 파우더과 같은 파우더인 경우, 파우더가 다른 수단에 의해 어플리케이터로부터 배출될 수 있으므로 압력 소스가 반드시 필요하지는 않다. 이 경우, 어플리케이터는 압력 소스에 대한 대안으로서 또는 추가로 전달 튜브를 통해 전달 튜브의 외부로 지혈 파우더를 운반하도록 구성된 가변 속도 공급기를 포함할 수 있으며, 이로써 지혈 파우더는 어플리케이터로부터 분배된다. 대안적으로, 어플리케이터는 파우더를 어플리케이터 밖으로 흔드는 진동 디바이스를 포함할 수 있다.
예로서, 압력 소스는 전달 튜브를 통해, 예를 들어, 피스톤, 스프링 힘 및/또는 트리거를 사용하여 선형 변환을 통해 전진하는 고체 스타일러스일 수 있고, 피스톤 또는 트리거가 활성화되거나 전자적으로 제어될 수 있다. 중간 압력 소스의 예에는 액체(예: 분배할 식염수 또는 의료용 페이스트) 또는 가스(예: 공기, 아산화질소 또는 이산화탄소)를 포함하는 유체 소스(7)가 포함되며, 여기서 액체 또는 가스는 도 7에 도시된 바와 같이 압력 소스가 유체 소스에 힘을 가할 때 전달 튜브를 통해 전진하도록 강제된다. 압력 소스는 스프링, 가스 및/또는 피스톤을 포함할 수 있으며, 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성된다. 이 경우 피스톤, 스프링 및/또는 트리거는 수동으로 또는 전자적으로 제어되어 활성화될 수 있다. 유리하게는, 유체 소스는 보다 효율적인 압력 전달을 위해 비압축성 액체를 포함한다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터는 하나 이상의 압력 소스를 더 포함한다. 추가 실시예에서, 압력 소스는 전달 튜브를 통해 병진되도록 구성된 고체 스타일러스, 피스톤을 갖는 모터와 같은 구동 메커니즘, 펌프, 및/또는 가압 유체 소스의 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에서, 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 피스톤을 포함하는 모터와 같은 구동 메커니즘이다. 모터는 기계식 모터 또는 전기 모터일 수도 있다. 어플리케이터는 활성화 시 구동 메커니즘에 전기 신호를 보내도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있으며, 이에 의해 상기 전기 신호를 수신하면 구동 메커니즘은 물질이 어플리케이터로부터 분배되도록 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가한다.
추가 실시예에서, 구동 메커니즘은 2개의 피스톤을 포함하며, 여기서 제 1 피스톤은 제 1 유체 소스에 제 1 압력을 가하도록 구성되고, 제 2 피스톤은 제 2 유체 소스에 제 2 압력을 가하도록 구성된다. 이 실시예는 도 30에 도시되어 있다. 이 경우, 구동 메커니즘은 제 1 피스톤 및/또는 제 2 피스톤의 작동 사이를 전환하도록 구성된 스위칭 메커니즘, 예컨대 기어 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 구동 메커니즘은 두 개의 물질을 동시에 분배하기 위해 두 개의 피스톤을 구동할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 물질이 원하는 반응을 달성하기 위해 둘다 필요한 경우, 유리하다. 이는 예를 들어, 트롬빈(thrombin) 및 피브리노겐(fibrinogen)에 대한 경우일 수 있다. 바람직하게는, 구동 메커니즘은 선택된 피스톤의 방향(전진 또는 후진)을 제어하도록 구성된 방향 제어를 더 포함한다. 반대 방향을 사용하면 물질, 예를들어 수술장으로부터 혈액을 흡입할 수 있어 의과 의사가 무엇을 해야할 지 더 잘 결정할 수 있도록 한다.
재현 가능하고 사용자 친화적인 물질 분배를 보장하기 위해, 압력 소스는 바람직하게는 미리 정의된 압력 및/또는 제어 가능한 압력을 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 압력 소스는 가압 유체 소스, 예를 들어, 미리 설정된 양압을 포함하는 유체 용기일 수 있어, 개구가 유체 용기에 형성될 때 유체 소스가 설정된 압력에 의해 정의된 대로 강제로 개구를 통과하도록 한다.
미리 설정된 양압은 스프레이 크림과 같은 식품 스프레이 디스펜서로부터 알려진 가스 추진제와 같은 추진제(8.1)에 의해 유체 소스(7)가 가압됨으로써 얻어질 수 있다. 도 8 및 도 10A는 기체 추진제(8.1)를 포함하는 유체 소스(7)의 실시예를 도시한다. 어플리케이터(2)와 압력 소스(8) 사이에 유체 연결이 형성되면, 추진제 압력이 해제될 수 있고, 유체 소스는 강제로 전달 튜브 내로 전진하게 된다.
대안적으로, 압력 소스는 유체 소스과 물리적으로 연통되는 스프링 장착형 요소를 포함할 수 있다. 스프링 장착형 요소가 해제되면, 요소는 도 9A에 표시된 것처럼 유체 소스가 전달 튜브로 전진하도록 강제하는 추진제(8.1) 역할을 한다.
대안적으로, 압력 소스는 도 9B에 도시된 수동 구동 피스톤, 또는 도 10B에 도시된 기계적 또는 전자 구동 피스톤과 같은 이동 가능한 피스톤을 포함할 수 있다. 두 실시예 모두에서, 피스톤은 추진제(8.1)로서 작용하고, 미리 정의된 압력은 피스톤의 움직임에 기초하여 생성될 수 있다.
대안적으로, 압력 소스(8)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 팽창식 풍선 또는 블래더(bladder)에 포함된 유체 소스(7)일 수 있다. 어플리케이터(2)와 압력 소스(8) 사이에 유체 연결을 형성할 때, 팽창된 풍선은 탄성적으로 수축하거나 붕괴되어 그에 의해 전달 튜브에 포함된 물질에 압력을 가하여 물질을 가압하는 것이다.
본 개시의 실시예에서, 압력 소스는 미리 정의된 압력을 전달하도록 구성된다. 본 개시의 추가 실시예에서, 압력 소스는 스프링 장착형 요소, 기체 추진제, 팽창식 풍선 또는 블래더, 및/또는 전기 구동식 피스톤 또는 수동 구동식 피스톤과 같은 이동 가능한 피스톤의 그룹으로부터 선택된 추진제를 포함한다.
유체 소스(Fluid source)
바람직하게는, 어플리케이터는 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스를 포함하고, 상기 유체 소스는 전달 튜브와 유체 연결되어 있다(예를 들어, 도 7 또는 도 12-도 13 참조). 유체 소스는 중간 압력 소스, 즉 압력 소스로부터 전달 튜브 내부의 물질로 압력을 전달하는 구성 요소로 작용할 수 있다. 따라서, 유체 소스는 분배될 물질을 포함할 필요가 없고 대신 식염수나 가스와 같은 불활성 유체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유체 소스는 식염수와 같은 액체를 포함한다. 다른 실시예에서, 유체 소스는 CO2(이산화탄소), N2(이질소), N2O(아산화질소) 및 공기의 그룹으로부터 선택된 가스를 포함한다. 그러나 유체 소스는 대안적으로 분배될 물질, 예를 들어 의료용 페이스트와 같은 의료용 물질을 함유할 수 있어, 상기 물질은 유체 소스 및/또는 전달 튜브에 함유되어 있다. 일 실시예에서, 전달 튜브 및 적어도 하나의 유체 소스는 액체, 페이스트, 또는 파우더의 형태로 제공되는 동일한 물질을 포함한다. 따라서, 유체 소스는 물질 저장부(24)를 구성한다.
어플리케이터는 또한 도 30에 도시된 바와 같이 적어도 2개의 유체 소스를 포함할 수 있다. 이는 각각의 유체 소스가 특정 유형의 물질을 포함할 수 있어 다수의 서로 다른 물질이 어플리케이터에 의해 분배 및/또는 회수될 수 있다는 이점을 갖는다.
드라이버 유닛(Driver unit)
어플리케이터는 다음을 유지하기 위한 드라이버 유닛을 더 포함할 수 있다.
- 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스로서, 전달 튜브와 유체 연결되는, 유체 소스; 및/또는
- 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스.
가장 단순한 형태에서, 드라이버 유닛은 유체 소스를 유지하기 위한 및/또는 압력 소스를 유지하기 위한 하우징을 구성할 수 있다. 그러나, 드라이버 유닛은 본 섹션에서 더 자세히 설명되는 추가의 고급 기능을 포함할 수도 있다. 복강경 어플리케이터의 나머지 부분과 별도의 구성 요소로 드라이버 유닛을 제공하는 것의 장점은 모듈식 설계를 제공한다는 것이고, 여기서 드라이버 유닛은 여러 번 재사용할 수 있는 반면 전달 튜브와 유체 소스는 각각의 사용 후에 배치될 수 있다. 도 14는 선택적으로 커넥터를 통해 전달 튜브와 유체 소스(여기서는 주사기)가 드라이버 유닛에 삽입될 수 있는 방법을 보여준다. 도 18은 유체 소스가 삽입된 드라이버 유닛의 또 다른 사시도를 도시한다. 드라이버 유닛은 바람직하게는 유체 소스, 예를 들어 모터 및 피스톤과 같은 구동 메커니즘을 통해 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되어 드라이버 유닛이 어플리케이터 밖으로 물질을 구동하기 위한 구동력을 제공하도록 구성된다. 예로서, 유체 소스는 의료용 주사기 또는 플런저를 포함하는 다른 용기일 수 있으며, 드라이버 유닛은 플런저에 힘을 가하도록 구성된 피스톤을 포함한다. 이 경우, 드라이버 유닛은 물질을 어플리케이터 안으로 인출하기 위해 플런저를 인출하도록 유사하게 구성될 수 있다.
어플리케이터에는 두 가지 모드(온/오프) 사이를 전환하도록 구성된 안전 메커니즘이 제공될 수 있으며, 여기서 '오프 모드(off mode)'는 어플리케이터에서 물질이 방출될 수 없음을 의미하고, '온 모드(on mode)'는 물질이 방출될 수 있음을 의미한다. 안전 메커니즘은 전달 튜브, 애플리케이터 팁 또는 드라이버 유닛에 위치할 수 있다. 어플리케이터는 어플리케이터로부터 방출되는 물질의 유속을 제어하도록 구성된 흐름 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 유량 컨트롤러는 드라이버 유닛 내부에 위치할 수 있으며, 드라이버 유닛의 외부에는, 예를 들어 버튼을 돌려서, 유량을 조절하는 버튼이나 전위차계가 제공될 수 있다.
드라이버 유닛-제어(Driver unit-Control)
전술한 바와 같이, 어플리케이터는 전달 튜브에 압력을 가하기 위한 압력 소스를 포함할 수 있고, 압력 소스는 유체 소스 및 유체를 배출하기 위한 피스톤 구동 메커니즘(piston drive mechanism)을 포함할 수 있다. 따라서 물질을 분배하기 위한 구동 메커니즘은 전달 튜브 내에서 지혈제를 밀어내도록 배출되는 유체 소스를 포함하는 주사기 또는 저장부 용기 챔버의 플런저 피스톤일 수 있다.
압력 소스의 구동 메커니즘은 기계적으로 제어되는 구동 메커니즘 또는 모터로 제어되거나 전기적으로 제어되는 구동 메커니즘일 수 있다. 구동 메커니즘은 디스펜싱 활성화(예: 시작, 중지, 정지 또는 일시 중단)를 제어한다. 분배가 활성화되면, 지혈제는 출혈 부위 표면에 적용하기 위해 전달 튜브를 통해 분배 노즐로 이동한다.
구동 메커니즘이 중지, 정지, 또는 일시 중단되면 시간 지연, 예를 들어, 밸브 활성화와 물질 분배 사이의 지연으로 인해 물질이 계속 분배될 위험이 있다. 또한, 압력 소스와 유체 소스을 포함하는 전달 튜브가 점성마찰과 유체역학을 기반으로 유압시스템을 형성하므로 지연될 위험이 있다. 따라서 드라이버 시스템이 정지, 중지 또는 일시 중단된 후에 지혈제 유출이 발생할 수 있다. 이는 플런저 피스톤의 움직임이 멈춘 후에도 유압 시스템의 압력과 지혈제의 지속적인 팽창으로 인해 발생한다.
지연을 최소화하거나 제거하기 위해, 구동 메커니즘은 리트랙터블 피스톤, 예를 들어 자동 리트랙터블 피스톤을 포함할 수 있다. 피스톤을 철회시킴으로써 구동 메커니즘은 지혈제가 노즐을 통해 확장되어 팁을 통해 원치 않는 유출 흐름을 생성하는 대신 주사기나 저장부 용기로 확장될 수 있는 공간을 생성한다. 구체적으로, 구동 시스템이 활성화 피스톤을 뒤로 당겨서 팽창을 위한 용적이 생성되어 주사기 또는 저장부 용기 챔버 내부의 플런저(고무 스토퍼)가 철회될 수 있다. 리트랙터블 피스톤은 예를 들어 기계적 트리거 메커니즘 또는 전기 구동 드라이버 유닛에 의해 획득될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터는 피스톤 구동 메커니즘을 포함하는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 압력 소스를 포함하고, 피스톤은 철회 가능하도록 구성된다.
부품
키트
(Kit of parts)
본 개시에 따른 어플리케이터는 복강경 수술을 위한 부품 키트의 부품으로 제공될 수 있으며, 특히 로봇 보조 수술에 적합한 부품 키트로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 부품 키트는 복강경 시술용 지혈 매트릭스 키트와 같은 의료용 물질 키트이다. 키트는 바람직하게는 어플리케이터, 하나 이상의 압력 소스, 및 선택적으로 의료 물질, 예를 들어, 지혈 페이스트와 같은 지혈 물질로 채워지도록 구성된 주사기를 포함한다. 바람직하게는, 주사기는 물질 저장부(24)를 구성하도록 물질로 미리 채워져 있다. 선택적으로, 어플리케이터는 조립시 제 1 측면에 따라 어플리케이터를 형성하는 키트의 별도 부품, 예를 들어, 전달 튜브 및 어플리케이터 팁으로서 제공될 수 있다.
키트는 선택적으로 사용 전에 전달 튜브를 로딩하거나 충전하기 위한 하나 이상의 물질 저장부(24)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 물질 저장부는 물질로 채워지도록 구성되고 커넥터(6)를 통해 전달 튜브의 근위 개구로 또는 보조 커넥터 요소(25)를 통해 전달 튜브의 근위 개구로와 같이, 어플리케이터의 전달 튜브로의 유체 연결을 형성하기 위해 구성된 주사기일 수 있다.
부품 수를 줄이고 조립을 단순화하기 위해, 부품 키트는 어플리케이터와 쉽게 조립되고 조립 시 압력하에서 물질을 전달하도록 구성되는 압력 소스(8)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 도 38 및 도 40에 도시된 바와 같이 전달 튜브의 근위 개구와 같은 어플리케이터의 전달 튜브에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 가스 카트리지(8.2)일 수 있다.
조립을 더욱 단순화하기 위해, 하나 이상의 압력 소스(8)가 어플리케이터에 통합될 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 근위 단부에 위치한 스프링(8.3)의 형태로 전달 튜브에 통합될 수 있으며, 여기서 스프링 에너지는 도 38에 도시된 바와 같이 전달 튜브에 물질을 로딩할 때 미리 저장되고 및/또는 저장된다.
본 개시의 제 3 측면은 제 1 측면에 따른 어플리케이터 또는 제 2 측면에 따른 어플리케이터 팁, 하나 이상의 압력 소스, 및 선택적으로 하나 이상의 물질 저장부를 포함하는 부품 키트에 관한 것이다. 예를 들어, 물질 저장부는 물질로 채워지도록 구성되고 전달 튜브의 원위 개구와 같은 전달 튜브에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 하나 이상의 주사기일 수 있다.
부품 키트는 모든 부품을 수동으로 조립 및 작동할 수 있고 모든 부품을 사용 후 폐기하고 일회용으로 개조할 수 있다는 장점이 있다.
대안적으로, 부품 키트는 보다 재현 가능하고 지속 가능한 어플리케이터 설계를 얻기 위해 다중 용도에 적합한 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이터는 재사용 가능한 피스톤 또는 모터 형태의 압력 소스(8)을 포함할 수 있는 재사용 가능한 유닛 또는 홀더로 조립될 수 있다.
지속 가능한 충격을 더욱 증가시키기 위해, 드라이버 유닛은 물질(4) 또는 유체 소스(7)로 다시 채워질 수 있다. 따라서, 부품 키트는 선택적으로 하나 이상의 물질 저장부(24) 또는 유체 소스 저장부를 포함하며, 유체 소스 저장부는 드라이버 유닛 내의 유체 소스에 분리 가능하게 부착되도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 부품 키트는 제 1 측면에 따른 복강경 어플리케이터와, 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스를 유지하기 위한 및/또는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 모터와 같은 적어도 하나의 압력 소스를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 포함하며, 상기 유체 소스는 전달 튜브와 유체 연결되어 있다.
부품 키트는 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함할 수 있으며, 상기 유체 소스는 전달 튜브와 유체 연결되어 있다. 일 실시예에서, 유체 소스는 플런저를 갖는 주사기이고, 드라이버 유닛은 플런저의 위치를 결정하도록 구성된 위치 센서를 더 포함한다.
부품 키트는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 더 포함할 수 있다.
부품 키트의 드라이버 유닛은 적어도 두 개의 주사기와 같은 적어도 두 개의 유체 소스를 유지하도록 구성될 수 있다. 이것의 장점은 두 개의 서로 다른 물질이 어플리케이터에서 분배될 수 있다는 것이다. 대안적으로, 적어도 2개의 주사기 중 하나는 환자로부터 혈액과 같은 물질을 회수하는데 사용될 수 있다.
물질(Substance)
본 개시의 도포기 튜브는 바람직하게는 물질을 분배하도록 구성된다. 물질은 액체, 페이스트 또는 파우더 형태일 수 있다. 예를 들어, 물질은 의료용 페이스트일 수 있다. "의료용 페이스트(medical paste)"라는 용어는 생물 활성제를 포함하는 페이스트를 의미한다. 생물 활성제의 예에는 지혈제로도 지칭되는 트롬빈 또는 피브리노겐이 포함된다. 또 다른 예로서, 물질은 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 또는 폴리에틸렌 글리콜 하이드로겔(polyethylene glycol hydrogel; PEG)과 같은 비생물학적 접착제/글루(glue)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 물질은 산화 재생 셀룰로오스(Oxidized regenerated cellulose; OCR), 미세 다공성 다당류 구체(microporous polysaccharide sphere) 및 미세원섬유 콜라겐(microfibrillar collagen)의 그룹으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 물질이 파우더인 경우, 파우더는 바람직하게는 180 미크론보다 큰 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는 지혈 파우더이다. 입자 크기가 180 미크론보다 크다는 것은 입자의 유동성(flowable)이 좋아 입자가 한 지역에 쉽게 퍼질 수 있다는 것을 의미한다. 출혈을 멈추려면 가능한 한 빨리 상처 전체를 덮는 것이 중요하기 때문에 파우더가 지혈 파우더인 경우 더욱 유리할 것이다.
"생물 활성제(bioactive agent)"는 생체내 또는 시험관내에서 입증될 수 있는 일부 약리학적, 종종 유익한 효과를 제공하는 임의의 제제, 약물, 화합물, 물질의 조성 또는 혼합물로 정의된다. 따라서 제제가 인간이나 동물의 세포 조직과 상호작용하거나 세포 조직에 영향을 미치는 경우 생리활성이 있는 것으로 간주된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 이 용어는 개인에게 국소적 또는 전신적 효과를 생성하는 임의의 생리학적 또는 약리학적 활성 물질을 더 포함한다. 생물 활성제는 효소와 같은 단백질일 수 있다. 생물 활성제의 추가 예에는 올리고당(oligosaccharide), 다당류(polysaccharide), 선택적으로 글리코실화된 펩티드(glycosylated peptide), 선택적으로 글리코실화된 폴리펩티드(glycosylated polypeptide), 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide), 폴리뉴클레오티드(polynucleotide), 지질, 지방산, 지방산 에스테르(fatty acid ester), 및 2차 대사산물을 포함하거나 이로 구성된 제제가 포함되지만 이에 제한되지는 않다. 이는 인간이나 다른 동물과 같은, 개인의 치료와 관련하여 예방적, 치료적으로 사용될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "생물 활성제"는 진핵 또는 원핵 세포와 같은 세포를 포함하지 않는다.
본 개시내용에 따른 "페이스트(paste)"는 치약과 같이 가단성의 퍼티 같은 점도를 갖는다. 페이스트는 파우더 형태의 분쇄된 고체/고체와 액체가 섞인 두꺼운 유체 혼합물이다. 페이스트는 충분히 큰 하중이나 응력이 가해질 때까지 고체처럼 거동하는 물질이고, 이 시점에서는 유체처럼 흐른다. 즉, 페이스트는 유동성이 있다. 유동성은 도포 시 불규칙한 표면에 효율적으로 맞춰진다. 페이스트는 일반적으로 배경 유체에 있는 과립형 재료의 현탁액으로 구성된다. 개별 입자는 해변의 모래처럼 서로 뭉쳐서 무질서하고 유리같거나 무정형 구조를 형성하고 페이스트에 고체와 같은 특성을 부여한다. 페이스트에 가장 특이한 특성을 부여하는 것은 바로 이러한 "함께 섞임(jamming together)"이고, 이로 인해 페이스트가 깨지기 쉬운 물질의 특성을 나타내게 된다. 페이스트는 겔/겔리(gel/jelly)가 아니다. "슬러리(slurry)"는 파우더/분쇄된 고체와 물과 같은 액체의 유체 혼합물이다. 슬러리는 어떤 면에서는 걸쭉한 유체처럼 작용하며, 중력에 따라 흐르고 너무 걸쭉하지는 않더라도 펌핑될 수 있다. 슬러리는 기능적으로 얇고 물기가 많은 페이스트로 간주될 수 있지만, 일반적으로 슬러리에는 페이스트보다 더 많은 물이 포함되어 있다. 가교-결합된(cross-linked) 겔라틴 입자와 같은 실질적으로 수불용성인 파우더 입자는 수성 매질과 혼합 시 페이스트를 형성한다.
"겔(gel)"은 부드럽고 약한 것부터 단단하고 질긴 것까지 다양한 특성을 가질 수 있는 고체 겔리 같은 재료이다. 실질적으로 희석된 가교-결합된 시스템으로 정의되며, 정상 상태에서는 흐름이 없다. 무게로 볼 때 겔은 대부분 액체이지만 액체 내 3차원 가교-결합된 네트워크로 인해 고체처럼 거동한다. 겔에 구조(경도)를 부여하고 점착성(택(tack))에 기여하는 것은 유체 내의 가교 결합이다. 이러한 방식으로 겔은 고체 내의 액체 분자 분산이며, 고체는 연속상이고 액체는 불연속상이다. 겔은 페이스트나 슬러리가 아니다. 예를 들어, 비-가교 결합된 겔라틴은 가용성이며 물과 같은 수성 매질과 접촉 시 겔을 형성한다.
의료용 페이스트가 주사기와 어플리케이터 튜브에서 배출되기 위해서는 주사기에 적용 가능한 힘을 가했을 때 유동성이 있어야 한다. 따라서, "유동성 페이스트(flowable paste)"라는 용어는 주사기에 적용 가능한 힘이 가해졌을 때 일정한 흐름을 촉진하는 점도를 갖는 페이스트를 의미한다. 유동성 페이스트의 예로는 30℃ 및 65-75%의 상대 습도에서 측정할 때 점도가 500-3500 Pas 사이인 페이스트가 있다. 본 개시의 실시예에서, 페이스트는 유동성이다.
유동성 의료용 페이스트와 같은 의료용 페이스트를 형성하려면 생리활성제를 페이스트 또는 페이스트 형성 물질과 혼합해야 한다. 전형적으로, 생물 활성제는 파우더 형태와 같은 고체 및 건조 상태로 저장되어 활성제의 안정적인 저장을 촉진하고 생물 활성제와 희석제를 조정 가능한 비율로 혼합함으로써 유연한 농도를 가능하게 한다. 따라서, 주사기 주사로 투여되는 생물 활성제의 경우, 고체 생물 활성제가 먼저 재구성되어야 한다. 따라서 의료용 페이스트를 형성하려면 일반적으로 고체 생물 활성제를 액체 또는 희석제와 혼합하여 생물 활성제를 재구성하고, 이어서 재구성된 생물 활성제를 페이스트 형성 재료("페이스트 전구체(paste precursor)")라고도 함)과 혼합하는 단계가 필요하다. 생물 활성제는 트롬빈 또는 피브리노겐과 같은 지혈제일 수 있다.
"페이스트 형성 물질(paste forming material)"이라는 용어는 재구성된 생물 활성제와 같은 액체상으로부터 페이스트를 형성하기 위한 재료를 의미한다. 따라서, 페이스트 형성 물질은 페이스트 형성을 위한 전구체 물질로도 지칭될 수 있다.
재구성된 생물 활성제는 생물 활성제를 멸균수 또는 식염수와 같은 점도가 낮은 액체와 혼합하여 균일한 재구성을 보장함으로써 얻어진다. 따라서, 재구성된 생물 활성제는 점도가 낮은 액체이다. 본질적으로 점도를 증가시키는 페이스트 형성 재료를 첨가함으로써 재구성된 생물 활성제로부터 페이스트를 얻을 수 있다.
물질 로딩(Substance loading)
앞서 설명한 바와 같이, 어플리케이터의 전달 튜브는 사용하기 전에, 예를 들어, 투관침 포트에 애플리케이터를 삽입하기 전에, 물질(예: 의료용 유체, 페이스트 또는 파우더)로 미리 채워질 수 있다. 대안적으로, 전달 튜브는 투관침 포트에 삽입된 후, 예를 들어, 적용 직전 또는 물질을 적용하는 동안 지속적으로, 물질로 채워지도록 구성될 수 있다.
근위
로딩(Proximal loading)
제 1의 바람직한 실시예에서, 전달 튜브의 충전은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수술 중 외과 의사 또는 보조자가 접근할 수 있는 전달 튜브의 근위 단부(2.1)를 통해 수행된다. 전달 튜브의 충전은 유리하게는 주사기 통 내에 물질(4)을 포함하는 별도의 주사기를 사용하여 수행되고, 예를 들어, 도 12-14에 예시된 바와 같이, 상기 주사기 통에는 주사기가 물질로 미리 채워질 수 있거나 의료용 유체 소스와 같은 물질 소스로부터 물질을 흡입하도록 구성될 수 있다. 따라서, 물질(4)을 포함하는 용기 또는 주사기는 물질 저장부(24)로 지칭될 수 있다. 최소한의 물질 폐기물로 안전하고 정밀한 충전을 용이하게 하기 위해, 근위 단부(2.1)는 유리하게는, 물질이 미리 채워진 주사기와 같은, 유체 소스를 분리 가능하게 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터(6)를 포함한다. 커넥터의 예로는 주사기를 부착하기 위한 루어락, 물질 저장부 또는 유체 용기를 부착하기 위한 압축 조인트 또는 글루 조인트가 있다. 대안적으로, 전달 튜브 및 유체 소스, 예를 들어 주사기는 커넥터를 사용하지 않고도 부착될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브 및 적어도 하나의 유체 소스는 동일한 물질을 포함하거나, 동일한 물질, 예를 들어 지혈제를 포함하는 물질, 액체 형태로 제공되는 물질, 페이스트, 또는 파우더를 포함하도록 구성되어, 적어도 하나의 유체 소스가 제 1 물질 저장부를 구성한다.
연속 로딩(Continuous loading)
투관침 포트에 삽입된 후, 근위 단부로부터 물질(4)을 미리 채우고 채우거나 로딩하도록 구성되는 것에 더하여, 투관침에 삽입되는 동안, 어플리케이터는 연속적으로 로딩되도록 추가로 구성될 수 있는 것이 유리할 수 있다. 이는 다수의 양의 물질 저장부(24)로부터 로딩되도록 구성되는 어플리케이터에 의해 획득될 수 있다.
도 36은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터(1)는 제 1 물질 저장부(24.1) 및 제 2 물질 저장부(24.2)를 포함한다. 따라서, 예를 들어 도 14에 도시된 주사기 물질 저장부(24)는 별도의 주사기와는 다른 일체형 제 1 물질 저장부(24.1)로 대체되어 별도의 주사기와 플런저를 피할 수 있다. 통합된 제 1 물질 저장부는 물질을 보유하기 위한 배럴, 물질을 배럴 밖으로 밀어내기 위한 피스톤 역할을 할 수도 있는 제 1 물질 저장부를 정의하는 스토퍼를 포함할 수 있다. 통합된 제 1 물질 저장부는 종래의 주사기 치수를 갖는 것으로 제한되지 않고, 유리하게는 종래의 주사기보다 상대적으로 더 넓은 직경과 더 짧은 길이를 가질 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 제 1 물질 저장부는 물질을 유지하기 위한 배럴 및 물질을 배럴 밖으로 밀어내기 위한 피스톤을 포함한다. 추가 실시예에서, 배럴은 10-30mm 사이, 보다 바람직하게는 12-20mm 사이, 가장 바람직하게는 14-18mm 사이의 직경을 갖는다.
제 2 물질 저장부(24.2)는, 도 36-도 37에 도시된 바와 같이, 보조 커넥터 요소(25)를 통해 제 1 물질 저장부(24.1)에 분리 가능하게 부착 가능하다. 도 37A는 제 2 저장부가 부착된 모습을 보여주고, 37B는 제 2 저장부가 분리된 모습을 보여준다.
작동 전 또는 작동 중에 어플리케이터로부터 물질을 분배하기 위해, 선택적으로 어플리케이터가 투관침 포트에 삽입되는 동안 보조자는 제 2 물질 저장부(24.2)를 부착할 수 있다. 조립체는 물질, 지혈제를 제 2 물질 저장부에서 제 1 물질 저장부로 전달하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 물질 저장부는 가압될 수 있고 보조 커넥터 요소는 전달을 용이하게 하는 일방 밸브 루어락을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 어플리케이터는 하나 이상의 제 2 물질 저장부(들)를 포함한다. 추가 실시예에서, 제 1 및/또는 제 2 물질 저장부는 일회용이다.
본 개시의 실시예에서, 제 2 물질 저장부(들)는 적어도 하나의 보조 커넥터 요소를 통해 제 1 물질 저장부에 탈착 가능하게 부착된다. 추가 실시예에서, 커넥터 요소는 루어락, 압축 조인트, 또는 글루 조인트를 포함한다.
그 다음, 전달 튜브의 원위 단부(2.2)에 있는 분배 버튼 또는 액추에이터(2.6)를 활성화함으로써 물질이 분배될 수 있다. 액추에이터는 압력 소스의 구동 메커니즘, 기계적으로 제어되는 구동 메커니즘 또는 모터로 제어되거나 전기적으로 제어되는 구동 메커니즘을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 압력 소스는 도 14에 도시된 구동 유닛(10)에 대응할 수 있으며, 여기서 압력 소스는 제 1 물질 저장부(24.1)에 압력을 가할 수 있는 모터 제어 전진 피스톤이다. 제 1 물질 저장부의 직경은 더 넓고 길이는 더 짧기 때문에, 물질을 분배하는 데 더 적은 힘이 필요하다. 따라서, 프라이밍(prime)하는 데 상대적으로 작은 힘이 필요하기 때문에, 압력은 수동으로 구동되는 피스톤일 수도 있다. 또한, 제 1 물질 저장부의 크기는 점도에 관계없이 임의의 물질(4)이 쉽게 분배될 수 있게 한다.
보조 커넥터 요소는 압력 소스로부터 제 2 물질 저장부가 다시 채워지는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이는 1) 제 1 물질 저장부와 제 2 물질 저장부, 2) 제 1 물질 저장부와 전달 튜브 사이에 순차적인 유체 연결을 설정하도록 구성되는 보조 커넥터 요소에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 보조 커넥터 요소는 일방 밸브에 의해 얻어질 수 있는 두 가지 구성을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 보조 커넥터 요소는 1) 제 1 물질 저장부와 제 2 물질 저장부, 및 2) 제 1 물질 저장부와 전달 튜브 사이에 순차적인 유체 연결을 설정하도록 구성된다. 추가 실시예에서, 보조 커넥터 요소는 제 1 물질 저장부와 제 2 물질 저장부 사이에 유체 통로를 제공하는 제 1 구성, 및 제 1 물질 저장부와 전달 튜브 사이에 유체 통로를 제공하는 제 2 구성을 갖도록 구성된다. 본 개시의 실시예에서, 보조 커넥터 요소는 적어도 하나의 일방 밸브를 포함한다.
제 1 물질 저장부는 간호사가 임의의 다수의 추가 제 2 저장부를 분리하고 부착함으로써 임의의 지점에서 다시 채워질 수 있다. 또한, 저장부는 유리하게는 간단하고 유연한 적용을 위해 일회용이다. 예를 들어, 드라이버 유닛을 제외한 모든 부품은 일회용일 수 있다.
위에서부터 제 1 및 제 2 물질 저장부를 포함하는 어플리케이터는 특히 콤팩트한 설계를 가질 수 있고 고점도 및 저점도의 물질, 예를 들어 제 1 물질 저장부의 형태 인자로 인해, 액체, 페이스트 및 파우더에 특히 적합할 수 있다는 사실이 뒤따른다.
임의 개수의 물질 저장부를 포함하는 어플리케이터 및 물질 혼합물용 어플리케이터에 연속 로딩이 적용될 수 있다. 예를 들어, 이는 전달 튜브가 제 1 유형의 물질을 유지하기 위한 제 1 루멘과 제 2 유형의 물질을 유지하기 위한 제 2 루멘을 포함하고 물질이 분배된 후 또는 분배되기 전 두 유형의 물질이 혼합되는 도 30에 도시된 실시예에 적용될 수 있다. 예를 들어, 어플리케이터 팁은 혼합 챔버를 포함하는 노즐을 포함할 수 있다. 이 경우, 한 물질은 액체 형태일 수 있고, 다른 물질은 파우더 형태로 액체로 혼합될 수 있다. 두 물질은 두 가지 액체 또는 두 가지 페이스트 또는 액체, 페이스트 및 파우더의 기타 조합일 수도 있다. 도 30의 구동 메커니즘은 2개의 피스톤을 포함하며, 여기서 제 1 피스톤은 충분한 혼합을 보장하기 위해 동시에 또는 시간 지연을 두고 2개의 서로 다른 저장부에 제 1 압력을 가하도록 구성된다.
도 30과 유사하게, 도 41은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터(1)는 두 개의 제 1 물질 저장부(24.1), 및 두 개의 제 1 물질 저장부를 가압하기 위한 분리된 구동 메커니즘(10)을 포함한다. 구동 메커니즘은 두 개의 피스톤을 갖춘 전동 드라이버 유닛으로 예시된다.
도 42는 2개의 제 1 물질 저장부(24.1)가 체크 밸브(25)를 통해 2개의 제 2 물질 저장부(24.2)(2개의 주사기로 도시됨)에 연결되는 도 41의 어플리케이터를 도시한다. (A)는 주사기에 의한 제 1 저장부의 로딩을 보여주고, (B)는 스토퍼가 제 1 물질 저장부를 정의하고 두 주사기가 분리된 후 로드된 어플리케이터를 보여준다.
도 43은 두 개의 제 1 물질 저장부(24.1)를 가압하기 위한 분리 가능한 구동 메커니즘이 (A)에 부착되고, (B)에서 구동 메커니즘의 피스톤이 마개를 병진시켜서 두 개의 제 1 저장부를 비게 하는 도 41-도 42의 어플리케이터를 보여준다.
원위
로딩(Distal loading)
근위 로딩에 추가로 또는 대안적으로, 어플리케이터는 원위 단부로부터 로딩되도록 구성될 수도 있다. 이는 컴팩트한 설계를 더욱 개선하고, 어플리케이터의 부품 수를 줄이며, 완전 일회용 어플리케이터를 제공할 수 있다.
도 38A는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 근위 단부(2.1)에 위치된 압력 소스(8)의 반대편인 원위 단부(2.2)로부터 물질(4)을 로딩하도록 구성된다. 이는 도 38B에 도시된 바와 같이 물질 저장부와 유체 연통을 형성하기 위한 분리 가능하게 부착된 보조 커넥터 요소(25) 및 도 38C에 도시된 바와 같이 흐름 제어 요소(26)를 포함하는 전달 튜브의 원위 단부 또는 팁에 의해 얻어질 수 있다. 흐름 제어 요소는 예를 들어 3가지 구성을 갖는 3방 밸브일 수 있다: 원위에 부착된 물질 저장부로부터 전달 튜브로의 유체 통로를 제공하는 제 1 구성, 유체 통로가 제공되지 않아 전달 튜브 내의 물질이 가압되도록 유체 통로가 제공되지 않는 제 2 구성, 및 전달 튜브로부터 전달 튜브의 원위 단부 밖으로 유체 통로를 제공하는 제 3 구성. 유리하게는, 흐름 제어 요소는 먼저 1) 물질 저장부와 전달 튜브 사이, 그리고 그 다음 2) 전달 튜브와 분리된 물질 저장부 사이에서 반대 방향으로 순차적인 유체 연결을 설정하도록 구성된다.
본 개시의 실시예에서, 전달 튜브는 원위 단부로부터 물질이 로딩되도록 구성된다. 본 개시의 실시예에서, 전달 튜브는 물질 저장부 및/또는 흐름 제어 요소를 위한 하나 이상의 탈착 가능하게 부착된 커넥터를 포함한다.
도 39A는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 물질(4)을 포함하는 주사기 형태의 물질 저장부(24)를 통해 원위 단부(2.2)로부터 물질로 로딩되도록 구성된다. 어플리케이터(1)는, 도 39A에 도시된 바와 같이, 전달 튜브 내에 통합된 스프링(8.3)인, 압력 소스(8)를 포함한다. 주사기(24)는 도 39B에 도시된 바와 같이 루어 잠금 커넥터일 수 있는 보조 커넥터 요소(25)를 통해 전달 튜브의 원위 단부(2.2)에 부착된다. 도 39C에 도시된 바와 같이, 주사기 내용물이 전달 튜브로 전달되고 이에 의해 스프링(8.3)이 압축된다. 따라서 스프링 에너지 형태의 압력 소스는 전달 튜브를 로딩할 때 저장된다. 대안적으로, 스프링 에너지는 사전 압축되어 사전에 저장될 수 있으며, 이에 따라 미리 결정된 스프링 에너지 양이 어플리케이터에 의해 제공된다. 이후 주사기와 보조 커넥터 요소는 분리될 수 있으며, 흐름 제어 요소(26)는 전달 튜브 내의 물질이 스프링 힘에 의해 압력을 받는 것을 촉진한다. 어플리케이터는 사용할 준비가 되어 있으며, 물질(4)은 예를 들어, 화살표로 표시된 바와 같이 흐름 제어 요소 내에 포함된 액추에이터를 통해, 도 39D에 표시된 대로 분배될 수 있다.
본 실시예는 특히 컴팩트한 설계와 작은 폼 팩터를 갖는 어플리케이터를 제공한다. 더욱 유리하게, 실시예는 일회용의 무동력 및 완전 일회용 어플리케이터를 제공한다.
본 개시의 실시예에서, 적어도 하나의 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질에 압력을 가하도록 구성된 스프링이다. 추가 실시예에서, 스프링 에너지는 미리 저장되고 및/또는 전달 튜브를 로딩할 때 스프링 에너지가 저장된다.
스프링(8.3)에 대한 대안으로서 또는 추가로, 압력 소스는 가압 용기와 같은 가스 압력 소스, 예를 들어, 가스 카트리지(8.2)를 포함할 수 있다. 도 40A는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터(1)는 보조 커넥터 요소(25)를 통해 원위 단부에 부착 가능한 주사기 형태의 물질 저장부(24)를 통해 원위 단부(2.2)로부터 물질로 로딩되도록 구성된다. 어플리케이터는 가스 카트리지(8.2) 형태로 물질을 가압하고 분배하기 위한 압력 소스(8)를 더 포함한다. 로딩 후에, 주사기(24)와 보조 커넥터 요소(25)는, 도 40B에 도시된 바와 같이, 분리되고, 물질(4)은, 도 40C에 도시된 바와 같이, 가해진 가스 압력에 의해 분배된다. 따라서 가스 압력은 가스 카트리지 이외의 수단, 예를 들어, 모터 구동식 벨로우즈, -프로펠러, -압축기로부터 얻어질 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 적어도 하나의 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질에 압력을 가하도록 구성된 가스이다. 본 개시의 실시예에서, 가스 압력 소스는 가스 카트리지, 모터 구동식 벨로우즈, -프로펠러, -압축기 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된다.
지혈 파우더 적용(
Haemostatic
powder applications)
일 실시예에 따르면, 복강경 어플리케이터는 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 지혈 파우더를 분배하도록 구성되며, 상기 복강경 어플리케이터는:
- 지혈 파우더를 유지하는 전달 튜브; 및
- 전달 튜브를 통해 전달 튜브 외부로 지혈 파우더를 운반하여 지혈 파우더가 어플리케이터에서 분배되도록 구성된 스크류 컨베이어와 같은 가변 속도 공급기를 포함한다.
지혈 파우더는 바람직하게는 지혈제를 포함한다. 유리하게는, 지혈 파우더는 180 미크론보다 큰 입자 크기를 갖는 입자를 포함한다. 일 실시예에서, 지혈 파우더는 평균 대략 300 미크론과 같은 적어도 275 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 포함한다. 또한, 입자는 적어도 0.3 g/cm3, 더 바람직하게는 적어도 0.4 g/cm3, 더욱 더 바람직하게는 적어도 0.44 g/cm3의 탭 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 입자는 0.3-1 g/cm3 범위의 탭 밀도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 가변 속도 공급기는 스크류 컨베이어이다. 이는 도 26에 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 가변 속도 공급기는 패들 휠이다. 어플리케이터는 자기 센서 또는 광학 센서와 같은 제 1 위치 센서를 포함할 수 있으며, 상기 센서는 스크류 컨베이어 및/또는 패들 휠의 위치를 결정하도록 구성된다. 제 1 위치 센서는 바람직하게는 스크류 컨베이어 및/또는 패들 휠의 각각의 회전(turn)을 등록하도록 구성되고, 각각의 회전은 스크류 컨베이어 및/또는 패들 휠의 위치가 결정될 수 있도록 회전 방향에 따라 추가되거나 감산된다. 프로세서를 사용하여 스크류 컨베이어 및/또는 패들 휠 프로세서를 제어하는 경우, 회전 방향을 알 수 있다. 대안적으로, 제 1 위치 센서는 예를 들어, 두 개의 센서를 서로 옆에 두어서, 방향을 감지할 수 있다. 스크류 컨베이어의 위치(예: 회전 수에 따라 결정됨)는 전달 튜브에 남아 있는 파우더의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 지혈 파우더를 분배하기 위한 복강경 어플리케이터는:
- 지혈 파우더를 유지하는 전달 튜브;
- 전달 튜브의 원위 단부에 위치하며, 사전 정의된 개방 압력에서 개방되도록 구성된 밸브; 및
- 밸브가 열려 있을 때 전달 튜브에서 지혈 파우더를 흔들기 위해 구성된, 초음파 진동 디바이스와 같은 진동 디바이스를 포함한다.
진동 디바이스를 포함하는 복강경 어플리케이터가 도 27-29에 도시되어 있다. 어플리케이터가 진동 디바이스를 포함하는 경우, 어플리케이터는 진동 디바이스가 활성화/진동할 때 경과 시간을 측정하도록 구성된 시계를 더 포함할 수 있다. 경과 시간은 전달 튜브에 남아 있는 지혈 파우더의 양을 추정하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 어플리케이터는 어플리케이터 내의 물질의 양을 결정하기 위해 위에서 설명된 센서 중 하나를 포함할 수 있다.
복강경 어플리케이터는 지혈제를 포함하는 물질을 분배하거나 인출하기 위해 구성되며, 상기 물질은 액체, 페이스트 또는 파우더의 형태일 수 있다. 파우더의 흐름 특성으로 인해, 지혈 파우더를 전달 튜브를 통해 전달 튜브 외부로 운반하기 위한 압력 소스 또는 구동 메커니즘은 유리하게는, 가스 압력 소스와 같은 압력 소스와 조합되는, 스크류 컨베이어와 같은 가변 속도 공급기 또는 진동 디바이스의 조합을 포함한다.
의료용 물질이 지혈용 파우더과 같은 파우더인 경우, 파우더가 다른 수단에 의해 어플리케이터로부터 배출될 수 있으므로, 압력 소스가 반드시 필요하지는 않다. 이 경우, 어플리케이터는 압력 소스에 대한 대안 또는 추가로서, 전달 튜브를 통해 전달 튜브의 외부로 지혈 파우더를 운반하도록 구성된 가변 속도 공급기를 포함할 수 있으며, 이에 의해 지혈 파우더는 어플리케이터로부터 분배된다. 대안적으로, 어플리케이터는 파우더를 어플리케이터 밖으로 흔드는 진동 디바이스를 포함할 수 있다. 그러나, 유리하게는, 파우더를 효율적이고 정확하게 배출하기 위해, 예를 들어, 충분한 흐름 특성과 스프레이 각도를 얻기 위해 가변 속도 공급기는 가스 압력 소스와 같은 압력 소스를 더 포함한다.
도 31은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터(1)는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스(8)를 포함한다. 예를 들어, 가스 압력 소스는 전동 피스톤(10.1), 예를 들어, 더 큰 이중 화살표로 표시된 것처럼, 피스톤이 수평 방향으로 앞뒤로 진동하는 피스톤에 의해 활성화되는 벨로우즈이다. (A)는 어플리케이터의 사시도, 그리고 (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다. 압력 소스의 구동 메커니즘은, 도 31A에 나타낸 바와 같이, 모터(10.1)에 전기 신호를 보내는 전기 액추에이터와 같은 액추에이터(2.6)를 통해 활성화될 수 있으며, 이로써 파우더(20)는 전달 튜브의 원위 단부(2.2)로부터 분배된다. 파우더는 어플리케이터에 미리 채워지거나 보조 커넥터 요소(25)를 통해 제 2 물질 저장부(24.2)로부터 공급될 수 있거나, 벨로우즈는 파우더(20) 저장부와 같은 물질 저장부를 포함하여, 도 31B에 도시된 바와 같이, 파우더가 가스 압력 소스와 동시에 이송될 수 있다.
도 32는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더(20)을 운반하기 위한 가스 압력 소스(8)를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 모터 구동식 프로펠러를 통해 얻어지며, 선택적으로 가스 입구를 포함한다. (A)는 어플리케이터의 사시도, 그리고 (B)는 어플리케이터의 단면도를 나타낸다. 압력 소스의 구동 메커니즘은, 도 32A에 나타낸 바와 같이, 모터(10.1)에 전기 신호를 보내는 전기 액추에이터와 같은 액추에이터(2.6)를 통해 활성화될 수 있으며, 이로써 파우더(20)는 전달 튜브의 원위 단부(2.2)로부터 분배된다. 파우더는 어플리케이터에 미리 채워지거나 보조 커넥터 요소(25)를 통해 제 2 물질 저장부(24.2)로부터 공급될 수 있다.
도 33은 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 압력 소스를 포함하며, 압력 소스는 전달 튜브의 원위 단부(2.2)에 유체 연통을 설정하기 위한 구멍이 있는 원위에 위치한 피스톤 또는 액추에이터(2.6)이다. 원위에 위치된 피스톤은, 큰 이중 화살표로 표시된 바와 같이, 수평 방향으로 앞뒤로 진동하도록 모터 구동식(10.1)이 될 수 있으며, 이로써 파우더(20)는 전달 튜브의 원위 단부(2.2)로부터 분배된다. (A)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 부분 사시도를 나타내고, (B)는 삽입된 프레임에서 원위 단부를 확대한 사시도를 나타낸 단면도로 나타낸다. 파우더는 어플리케이터에 미리 채워지거나 보조 커넥터 요소를 통해 제 2 물질 저장부로부터 공급될 수 있다.
도 34는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스를 포함하며, 여기서 가스 압력 소스는 회전하는 패들 휠(paddle wheel) 또는 임펠러(impeller)로부터 획득된다. 임펠러는 가스 흐름 제어 밸브와 결합된, 예를 들어, 커넥터(6)와 결합하여, 가스 카트리지(8.2)에 의해 추가로 제어될 수 있다. 따라서, 파우더 공급은 임펠러 및 가스 카트리지 공급의 회전 속도에 의해 제어될 수 있다. 파우더는 어플리케이터에 미리 채워지거나 도 34B에 가장 명확하게 표시된 것처럼 임펠러 내에 포함된 것과 같은 제 1 또는 제 2 물질 저장부(24)로부터 공급될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 가변 속도 공급기는 선택적으로 가스 카트리지, 모터 구동식 벨로우즈, -프로펠러, -압축기 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 가스 압력 소스와 같은 압력 소스를 더 포함한다. 본 개시의 실시예에서, 가변 속도 공급기는 파우더 저장부를 포함하고, 저장부는 조정 가능한 저장부 개구와 같은 저장부 공급 컨트롤러를 선택적으로 포함한다.
효율적이고 정확한 파우더 배출을 위해. 예를 들어, 충분한 흐름 특성과 분사 각도를 얻기 위해 가스 압력 소스는 유리하게도 감소된 가스 흐름, 예를 들어, 감소된 공기 흐름 또는 감소된 공기량의 가능성을 제공하여, 파우더 배출이 더욱 제어되고 배출 시 파우더 난류가 방지된다. 이는 파우더 전달 부위에서 가스 흐름을 감소시키기 위한 흐름 제한 요소를 포함하는 어플리케이터에 의해 얻어질 수 있다.
도 35는 본 개시에 따른 어플리케이터의 실시예를 도시하며, 여기서 어플리케이터(1)는 전달 튜브를 통해 파우더를 운반하기 위한 가스 압력 소스(8)와, 파우더 전달 부위에서 가스 흐름을 감소시키기 위한 추가 흐름 제한 요소를 포함한다. 예를 들어, 흐름 제한 요소(22)는, 도 35A에 도시된 바와 같이, 파우더(20)과 가스가 통과해야 하는 전달 튜브 내의 그리드 또는 슬릿 요소일 수 있다. 대안적으로, 흐름 제한 요소(22)는 파우더(20)을 운반하는 스크류 컨베이어(19)와 평행하게 이어지는 도 35B에 도시된 바와 같은 별도의 가스 흐름 채널일 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 가변 속도 공급기는 그리드 요소 또는 별도의 가스 흐름 채널과 같은 하나 이상의 흐름 제한 요소를 포함한다.
도면 부호
1-복강경 어플리케이터
2-전달 튜브
2.1-근위 단부
2.2-원위 단부
2.3-변형 가능 단면
2.4-강성 표면
2.5-단단한 표면 개구
2.6-액츄에이터
2.7-밸브
2.8-강성 섹션
3-강성 외장
4-물질
5-수술용 로봇 암
6-커넥터
7-유체 소스
8-압력 소스
8.1-추진제
8.2-가스 카트리지
8.3-스프링
9-어플리케이터 팁
10-드라이버 유닛
10.1-모터
11-흐름 컨트롤러
12-압력 표시 등
13-상태 표시기
14-제 1 루멘
15-제 2 루멘
16-제 3 루멘
17-제 4 루멘
18-가단성 와이어/로드
19-스크류 컨베이어
20-지혈 파우더
21-진동 디바이스
22-흐름 제한 요소
24-물질 저장부
24.1-제 1 물질 저장부
24.2-제 2 물질 저장부
25-보조 커넥터 요소
26-흐름 제어 요소
27-송신 유닛
27.1-송신 유닛 커버
28-신호 캐리어
29-파지 섹션
29.1-연결 섹션
29.2-노즐
29.3-활성화 섹션
30-수축 튜브
31-투관침
32-삽입 가이드
32.1-삽입 가이드 핸들
본 발명의 추가 세부사항
1. 물질, 예를 들어, 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에서 지혈제를 포함하는 물질을 분배하거나 인출하기 위한 복강경 애플리케이터로서, 상기 복강경 애플리케이터는:
- 물질을 유지하는 전달 튜브; 및
- 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 애플리케이터 팁을 포함하고,
상기 애플리케이터 팁은:
- 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되기 위해, 및/또는
- 로봇 암에 의해 전달 튜브에서 물질을 제어 가능하게 방출하기 위해, 및/또는
- 선택한 부위의 물질을 전달 튜브로 제어 가능하게 인출하기 위해 구성되는 복강경 어플리케이터.
2. 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에 물질, 예를 들어, 지혈제를 포함하는 물질을 분배하기 위한 항목 1의 복강경 어플리케이터로서, 복강경 어플리케이터는:
- 전달 튜브; 및
- 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁으로서, 전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션에 의해 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성되고, 파지 섹션은 정점 형상 섹션을 포함하는 축을 가로지르는 둘레를 가져서 파지 부분이 로봇 암에 의해 클램핑되고 공간적으로 조작되도록 구성되는, 어플리케이터 팁을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 전달 튜브는 강성 관형 섹션 또는 강성 표면 영역과 같은 적어도 하나의 강성 섹션을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
4. 항목 3에 있어서, 적어도 하나의 강성 섹션은 파지, 밀기, 또는 부착에 의해 감지할 수 있는 것과 같이 로봇 암에 의해 감지할 수 있도록 치수가 설정되는, 복강경 어플리케이터.
5. 항목 1 내지 항목 4 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브는 변형 가능 섹션을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
6. 항목 5에 있어서, 변형 가능 섹션은, 예를 들어, 튜브의 길이가 다양할 수 있도록 주름진 튜브 형태로, 압축 가능한, 복강경 어플리케이터.
7. 항목 5 또는 항목 6에 있어서, 변형 가능 섹션은 주름진 표면 프로파일을 포함하고, 바람직하게는 주름진 표면 프로파일은 복수의 원주 방향 접힘부를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
8. 항목 5 내지 항목 7 중 어느 하나에 있어서, 변형 가능 섹션은 전달 튜브의 원위 단부에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
9. 항목 5 내지 항목 8 중 어느 하나에 있어서, 변형 가능 섹션은 전달 튜브의 원위 단부로부터 일정 거리에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁은 압력하에서 물질을 유지하도록 치수적으로 구성되고 및/또는 하나 이상의 흐름 제어 요소를 포함하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
11. 항목 1 내지 항목 10 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁은 5mm 미만, 바람직하게는 3mm 미만, 훨씬 더 바람직하게는 2mm 미만의 내부 직경을 갖는, 복강경 어플리케이터.
12. 항목 1 내지 항목 11 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브의 길이가 350-500 mm 사이인, 복강경 어플리케이터.
13. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브는 2.5-4.5 mm 사이의 외부 직경, 및/또는 1.5-2.0 mm 사이의 직경을 갖는 내부 루멘을 갖는, 복강경 어플리케이터.
14. 항목 1 내지 항목 13 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브가 1.2-1.5 mm 사이의 직경에 대응하는 단면적을 갖는 루멘을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
15. 항목 1 내지 항목 14 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브의 적어도 일부는 장력이 없는 가요성을 갖도록 구성되고 및/또는 어플리케이터는 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드를 더 포함하고, 삽입 가이드는 선택적으로 전달 튜브의 축방향을 따라 슬라이드 가능하게 구성되는, 복강경 어플리케이터.
16. 항목 1 내지 항목 15 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브가 0.0001-0.035 GPa 사이의 영률을 갖는 가요성 재료를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
17. 항목 1 내지 항목 16 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브가 0.2 내지 2.0 사이의 감쇠 계수를 갖는 재료를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
18. 항목 1 내지 항목 17 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브가 실리콘 엘라스토머, 부틸 고무, 폴리우레탄 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 진동 에너지 소산 재료를 포함하거나 이로 이루어지는, 복강경 어플리케이터.
19. 항목 1 내지 항목 18 중 어느 하나에 있어서, 정점 형상 섹션이 둥근 정점, 둔각 정점, 예각 정점, 뾰족한 정점, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
20. 항목 1 내지 항목 19 중 어느 하나에 있어서, 둘레가 타원형, 하나의 대칭 축을 갖는 계란형, 두 개의 대칭 축을 갖는 계란형, 정삼각형, 이등변 삼각형, 부등변 삼각형, 평행사변형 및 마름모의 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는, 복강경 어플리케이터.
21. 항목 1 내지 항목 20 중 어느 하나에 있어서, 둘레 형상은 가장 긴 치수를 정의하는 장축과, 가장 짧은 치수를 정의하는 단축에 의해 정의되는, 복강경 어플리케이터.
22. 항목 21에 있어서, 장축이 2.5-5.2 mm 사이이고 및/또는 단축이 2.5-3.5 mm 사이인, 복강경 어플리케이터.
23. 항목 1 내지 항목 22 중 어느 하나에 있어서, 파지 섹션의 길이가 20-25mm 사이 또는 30-35mm 사이인, 복강경 어플리케이터.
24. 항목 1 내지 항목 23 중 어느 하나에 있어서, 파지 섹션이 전달 튜브와 유체 연통하는 연결 섹션을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
25. 항목 24에 있어서, 연결 섹션은 수직 컷 연결, 스텝 컷 연결, 글루 조인트, 수축 튜브 연결, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 조인트를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
26. 항목 1 내지 항목 25 중 어느 하나에 있어서, 파지 섹션이 강철, 스테인레스강, ABS, 폴리카보네이트, 폴리아미드, PEEK 및 이들의 조합과 같은 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폐색에 강한 재료를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
27. 항목 1 내지 항목 26 중 어느 하나에 있어서, 파지 섹션은 폴리올레핀, ABS 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는 연질 중합체를 포함하는 코팅을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
28. 항목 27에 있어서, 코팅이 수축 튜브에 의해 얻어지는, 복강경 어플리케이터.
29. 항목 1 내지 항목 28 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 팁을 수술 기구에 자기적으로 부착하도록 구성된 자기 요소를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
30. 항목 29에 있어서, 자기 요소는 바람직하게는 적어도 400g/cm2의 유지력을 갖는 네오디뮴 자석인, 복강경 어플리케이터.
31. 항목 1 내지 항목 30 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브는 물질, 예를 들어 지혈제를 포함하는 물질을 함유하고, 상기 물질은 액체, 페이스트, 또는 파우더 형태인, 복강경 어플리케이터.
32. 항목 31에 있어서, 물질은 생물 활성제 및/또는 지혈제를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
33. 항목 31에 있어서, 물질은 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 시아노아크릴레이트, 산화된 재생 셀룰로오스, 미세다공성 다당류 구체, 및 미세원섬유 콜라겐의 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
34. 항목 31에 있어서, 상기 물질은 지혈제를 포함하는 지혈 페이스트인, 복강경 어플리케이터.
35. 항목 34에 있어서, 상기 지혈제가 트롬빈 및 피브리노겐의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
36. 항목 31에 있어서, 물질이 지혈 파우더인, 복강경 어플리케이터.
37. 항목 36에 있어서, 지혈 파우더는 180 미크론보다 큰 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
38. 항목 36 또는 항목 37에 있어서, 지혈 파우더는 적어도 275 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 입자를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
39. 항목 36 내지 항목 38 중 어느 하나에 있어서, 지혈 파우더는 탭 밀도가 적어도 0.4 g/mL인 입자를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
40. 항목 36 내지 항목 39 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 지혈 파우더를 전달 튜브를 통해 전달 튜브의 외부로 운반하도록 구성된 스크류 컨베이어와 같은 가변 속도 공급기를 더 포함하여, 지혈 파우더가 어플리케이터에서 분배되는, 복강경 어플리케이터.
41. 항목 40에 있어서, 가변 속도 공급기가 외부 모터에 의해 구동/회전되도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
42. 항목 40에 있어서, 상기 어플리케이터는 상기 가변 속도 공급기를 구동/회전시키는 모터를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
43. 항목 40 또는 항목 41에 있어서, 가변 속도 공급기는 스크류 컨베이어인, 복강경 어플리케이터.
44. 항목 40 또는 항목 41에 있어서, 가변 속도 공급기는 패들 휠인, 복강경 어플리케이터.
45. 항목 40 내지 항목 44 중 어느 하나에 있어서, 가변 속도 공급기가 가스 카트리지, 모터 구동식 벨로우즈, -프로펠러, -압축기, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택적으로 선택된 가스 압력 소스를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
46. 항목 40 내지 항목 45 중 어느 하나에 있어서, 가변 속도 공급기는 파우더 저장부를 포함하고, 저장부는 조정 가능한 저장부 개구 및/또는 패들 휠과 같은 저장부 공급 컨트롤러를 선택적으로 포함하는, 복강경 어플리케이터.
47. 항목 40 내지 항목 46 중 어느 하나에 있어서, 가변 속도 공급기는 그리드 요소 또는 별도의 가스 흐름 채널과 같은 하나 이상의 흐름 제한 요소를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
48. 항목 40 내지 항목 47 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 가변 속도 공급기의 위치를 결정하도록 구성된 제 1 위치 센서를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
49. 항목 48에 있어서, 제 1 위치 센서는 광학 센서인, 복강경 어플리케이터.
50. 항목 48에 있어서, 가변 속도 공급기에는 자석이 제공되고, 제 1 위치 센서는 자석의 존재를 검출하도록 구성된 자기 센서인, 복강경 어플리케이터.
51. 항목 36 내지 항목 50 중 어느 하나에 있어서, 상기 어플리케이터는 전달 튜브 밖으로 지혈 파우더를 흔들도록 구성된 초음파 진동 디바이스와 같은 진동 디바이스를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
52. 항목 51에 있어서, 상기 어플리케이터는 진동 디바이스가 활성화/진동할 때 경과 시간을 측정하도록 구성된 시계를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
53. 항목 52에 있어서, 경과 시간은 전달 튜브 내의 지혈 파우더의 잔량을 추정하는데 사용되는, 복강경 어플리케이터.
54. 항목 1 내지 항목 53 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브가 적어도 2개의 루멘, 또는 적어도 3개의 루멘, 또는 적어도 4개의 루멘과 같은 복수의 루멘을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
55. 항목 54에 있어서, 복수의 루멘은 제 1 루멘과 제 2 루멘을 포함하고, 제 1 루멘은 물질, 예를 들어, 지혈제를 포함하는 물질을 함유하도록 구성되고, 제 2 루멘은 전기 배선 또는 광섬유를 포함하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
56. 항목 55에 있어서, 제 1 루멘의 내경은 4mm 미만, 바람직하게는 3mm 미만, 더욱 더 바람직하게는 2mm 미만인, 복강경 어플리케이터.
57. 항목 54 내지 항목 56 중 어느 하나에 있어서, 복수의 루멘 중 적어도 하나는 가단성 와이어 또는 로드를 포함하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
58. 항목 5 내지 항목 57 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브의 변형 가능 섹션이 원하는 형상으로 구부러질 수 있도록 구성된 가단성 와이어 또는 로드를 더 포함하고, 전달 튜브의 방출시 상기 형상은 대략적으로 유지되는, 복강경 어플리케이터.
59. 항목 5 내지 항목 58 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브의 변형 가능 섹션은 2개의 미리 결정된 각도, 예를 들어 적어도 30° 또는 적어도 45°로 2개의 평면을 따라 구부러질 수 있는, 복강경 어플리케이터.
60. 항목 1 내지 항목 59 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 하나 이상의 광원, 검출 센서, 및/또는 카메라를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
61. 항목 1 내지 항목 60 중 어느 하나에 있어서, 전기 또는 광학 신호와 같은 하나 이상의 신호 캐리어 또는 신호 송신기를 수신하도록 구성된 하나 이상의 루멘을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
62. 항목 1 내지 항목 61 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 전달 튜브의 원위 단부에 탈착 가능하게 부착되는, 복강경 어플리케이터.
63. 항목 1 내지 항목 62 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁이 전달 튜브에 통합되어 전달 튜브와 어플리케이터 팁이 단일 유닛인, 복강경 어플리케이터.
64. 항목 1 내지 항목 63 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브 및/또는 어플리케이터 팁은 일회용인, 복강경 어플리케이터.
65. 항목 1 내지 항목 64 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 미리 정의된 힘을 받도록 구성된 활성화 섹션에 의해, 로봇 암에 의해 전달 튜브로부터 물질을 제어 가능하게 방출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
66. 항목 65에 있어서, 활성화 섹션은 파지 섹션의 축방향 연장부에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
67. 항목 65에 있어서, 활성화 섹션은 파지 섹션과 일치하는, 복강경 어플리케이터.
68. 항목 65 내지 항목 67 중 어느 하나에 있어서, 활성화 섹션은, 미리 정의된 힘이 초과될 때, 물질 방출 메커니즘을 활성화하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
69. 항목 1 내지 항목 68 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 또는 어플리케이터 팁이 밸브 개방 시 전달 튜브로부터 물질을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
70. 항목 69에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 미리 정의된 개방 압력 임계값을 갖는 압력 활성화 밸브인, 복강경 어플리케이터.
71. 항목 69에 있어서, 미리 정의된 개방 압력 역치를 초과할 때 물질이 전달 튜브로부터 분배되는, 복강경 어플리케이터.
72. 항목 69 내지 항목 71 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 어플리케이터에 위치된 액추에이터에 의해 제어 가능한, 복강경 어플리케이터.
73. 항목 69 내지 항목 72 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 풋 페달과 같은 외부 액추에이터에 의해 제어 가능한, 복강경 어플리케이터.
74. 항목 69 내지 항목 73 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 밸브가 일방 밸브, 탄성중합체 일방 밸브, 덕빌 밸브, 크로스 슬릿 밸브 및 스프링 장착형 ㅊ체크 밸브의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
75. 항목 69 내지 항목 74 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 전달 튜브에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
76. 항목 69 내지 항목 75 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 어플리케이터 팁에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
77. 항목 1 내지 항목 76 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 또는 어플리케이터 팁이 적어도 하나의 밸브를 개방 및/또는 폐쇄하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
78. 항목 77에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 예를 들어, 로봇 암에 의해 적용된, 압력에 의해 또는 예를 들어, 에너지 도구에 의해 적용된, 전류에 의해 활성화되도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
79. 항목 77 또는 항목 78에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브/어플리케이터 팁의 종축을 따라 액추에이터를 당기고 및/또는 종축 주위로 액추에이터를 회전시킴으로써 활성화되는, 복강경 어플리케이터.
80. 항목 77 내지 항목 79 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 전달 튜브의 원위 단부에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
81. 항목 77 내지 항목 80 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 전달 튜브의 강성 섹션에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
82. 항목 77 내지 항목 81 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 어플리케이터 팁 상에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
83. 항목 77 내지 항목 82 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 외부 디바이스에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
84. 항목 77 내지 항목 83 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 압력 감지 버튼인, 복강경 어플리케이터.
85. 항목 77 내지 항목 84 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 미리 정의된 원주 섹션을 덮는, 복강경 어플리케이터.
86. 항목 85에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주의 180° 미만, 바람직하게는 140° 미만을 덮는, 복강경 어플리케이터.
87. 항목 85 또는 항목 86에 있어서, 2개의 액추에이터가 어플리케이터 팁 및/또는 튜브의 대향 부분에 제공되고, 상기 액추에이터 각각이 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주의 120° 미만, 바람직하게는 각각 90° 미만을 덮는, 복강경 어플리케이터.
88. 항목 85 내지 항목 87 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주를 적어도 180° 덮는, 복강경 어플리케이터.
89. 항목 85 내지 항목 88 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 튜브 및/또는 어플리케이터 팁의 원주 360°를 덮어, 적어도 하나의 액추에이터가 튜브 및/또는 애플리케이터 팁의 일부를 둘러싸는, 복강경 어플리케이터.
90. 항목 77 내지 항목 89 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 활성화 시에 복강경 어플리케이터에서 물질을 분배하기에 충분한 압력을 발휘하도록 구성된 구동 메커니즘과 같은 압력 소스에 전기 신호를 송신하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
91. 항목 1 내지 항목 90 중 어느 하나에 있어서, 상기 어플리케이터는 전달 튜브 내의 압력을 감지하기 위한 제 1 압력 센서를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
92. 항목 77 내지 항목 91 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 액추에이터에 가해진 압력을 감지하기 위한 제 2 압력 센서를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
93. 항목 92에 있어서, 제 2 압력 센서는 저항막 압력 센서 및/또는 힘 감지 저항기인, 복강경 어플리케이터.
94. 항목 77 내지 항목 93 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 압력 감지 버튼이고, 액추에이터에 가해지는 압력을 감지하기 위한 압력 센서는 상기 버튼에 통합되거나 상기 버튼 아래에 배치되는, 복강경 어플리케이터.
95. 항목 77 내지 항목 94 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 어플리케이터 팁의 일부를 덮는 압력 감지 버튼이고, 상기 부분은 어플리케이터 팁의 전체 원주를 둘러싸며, 상기 액츄에이터에 가해지는 압력을 감지하는 제 2 압력 센서는 상기 버튼에 통합되거나 버튼 아래에 배치되는, 복강경 어플리케이터.
96. 항목 77 내지 항목 95 중 어느 하나에 있어서, 상기 어플리케이터는 적어도 하나의 액추에이터에 가해진 압력을 표시하기 위한 압력 지시등을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
97. 항목 96에 있어서, 압력 지시등은 어플리케이터 팁 또는 어플리케이터 팁 상에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
98. 항목 96 또는 항목 97에 있어서, 압력 지시등은 어플리케이터 팁의 원주를 따라 위치된 원형 밴드로서 제공되는, 복강경 어플리케이터.
99. 항목 96 내지 항목 98 중 어느 하나에 있어서, 압력 지시등은:
- 인가된 압력이 미리 정의된 제 1 임계값 미만인 경우 제 1 색상, 예를 들어 녹색의 빛을 표시하도록; 및
인가된 압력이 미리 정의된 제 2 임계값을 초과하는 경우, 제 2 색상, 예를 들어, 적색의 빛을 표시하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
100. 항목 99에 있어서, 압력 지시등은:
- 인가된 압력이 미리 정의된 제 1 및 제 2 임계값 사이인 경우, 제 3 색상, 예를 들어, 노란색의 빛을 표시하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
101. 항목 1 내지 항목 100 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 또는 어플리케이터 팁은 예를 들어 광 다이오드 형태의 상태 표시기를 더 포함하고, 상기 상태 표시기는 어플리케이터에 남은 물질의 양을 나타내도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
102. 항목 101에 있어서, 나머지 부피는 제 1 위치 센서, 제 2 위치 센서, 시계, 및/또는 이들의 조합에 의해 결정되는, 복강경 어플리케이터.
103. 항목 101 또는 항목 102에 있어서, 어플리케이터는 배럴에 플런저를 포함하는 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함하고, 플런저의 위치는 전달 튜브내의 물질의 나머지 부피를 추정하는 데 사용되고, 남은 부피는 상태 표시기로 표시되는, 복강경 어플리케이터.
104. 항목 101 내지 항목 103 중 어느 하나에 있어서, 상태 표시기가 어플리케이터 팁 내 또는 어플리케이터 팁 상에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
105. 항목 1 내지 항목 104 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브는 전달 튜브를 통과하는 미리 정의된 파장 범위의 빛을 감지하도록 구성된 제 1 감광 센서를 포함하고,
- 전달 튜브는 제 1 감광 센서 반대편에 위치한 광원을 포함하고; 및/또는
- 전달 튜브는 파장 범위의 적어도 일부에 대해 투명한, 복강경 어플리케이터.
106. 항목 105에 있어서, 제 1 감광 센서는 전달 튜브의 원위 부분에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
107. 항목 105 또는 항목 106에 있어서, 전달 튜브는 제 1 감광 센서보다 원위 단부로부터 더 멀리 위치된 제 2 감광 센서를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
108. 항목 1 내지 항목 107 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 파지되도록 구성된 강성 섹션을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
109. 항목 1 내지 항목 108 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 물질의 분배 속도 및/또는 분배 각도를 조정하기 위한 조정 가능한 노즐을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
110. 항목 1 내지 항목 109 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 팁의 원위 단부에 노즐을 포함하고, 노즐은 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
111. 항목 110에 있어서, 노즐은 원통형, 평면형 및 주름진 플래너(corrugated planer)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
112. 항목 110 또는 항목 111에 있어서, 노즐 개구의 단면 형상은 원형, 마름모형, 직사각형, 곡선형 직사각형, 및 오목형 직사각형의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
113. 항목 110 내지 항목 112 중 어느 하나에 있어서, 노즐 개구의 높이가 0.5-1.0 mm 사이인, 복강경 어플리케이터.
114. 항목 110 내지 항목 113 중 어느 하나에 있어서, 노즐 루멘은 원위 단부를 향해 발산되는, 복강경 어플리케이터.
115. 항목 110 내지 항목 114 중 어느 하나에 있어서, 노즐의 형상은 원추형, 구형으로 무딘 원추형, 쌍원추형, 접선형, 타원형, 포물선형의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
116. 항목 110 내지 항목 115 중 어느 하나에 있어서, 노즐 루멘의 길이는 2.0-3.5 mm 사이인, 복강경 어플리케이터.
117. 항목 1 내지 항목 116 중 어느 하나에 있어서, 노즐 유닛과 파지 섹션 사이의 연결부는 급격하거나 점진적이며 및/또는 탈착 가능하게 구성되는, 복강경 어플리케이터.
118. 항목 1 내지 항목 117 중 어느 하나에 있어서, 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함하고, 상기 유체 소스는 전달 튜브와 유체 연결되는, 복강경 어플리케이터.
119. 항목 118에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 의료용 주사기와 같은 주사기, 예를 들어, 일회용 의료용 주사기인, 복강경 어플리케이터.
120. 항목 119에 있어서, 주사기는 유체를 유지하기 위한 배럴 및 유체를 주사기 밖으로 밀어내기 위한 플런저를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
121. 항목 120에 있어서, 어플리케이터는 플런저의 위치를 결정하도록 구성된 제 2 위치 센서를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
122. 항목 121에 있어서, 제 2 위치 센서는 광학 센서인, 복강경 어플리케이터.
123. 항목 121에 있어서, 플런저에는 자석이 제공되고, 제 2 위치 센서는 자석의 존재를 검출하도록 구성된 자기 센서인, 복강경 어플리케이터.
124. 항목 121 내지 항목 123 중 어느 하나에 있어서, 플런저의 위치는 배럴 및/또는 전달 튜브 내의 물질의 잔여 부피를 추정하기 위해 사용되는, 복강경 어플리케이터.
125. 항목 118에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 가압되도록 구성된 용기와 같은 용기인, 복강경 어플리케이터.
126. 항목 118에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 가요성 풍선인, 복강경 어플리케이터.
127. 항목 114 내지 항목 126 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 적어도 하나의 유체 소스를 분리 가능하게 부착하기 위한 루어락, 압축 조인트 및/또는 글루 조인트와 같은 적어도 하나의 커넥터를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
128. 항목 127에 있어서, 적어도 하나의 커넥터는 적어도 하나의 유체 소스를 천공하기 위한 중공 천공 요소를 포함하여, 유체 소스와 전달 튜브 사이의 유체 연결이 설정되는, 복강경 어플리케이터.
129. 항목 114 내지 항목 126 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 식염수와 같은 액체를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
130. 항목 114 내지 항목 129 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 지혈제를 포함하는 지혈 페이스트와 같은 페이스트를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
131. 항목 114 내지 항목 130 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 가스를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
132. 항목 131에 있어서, 가스는 CO2(이산화탄소), N2(이질소), N2O(아산화질소) 및 공기의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
133. 항목 114 내지 항목 131 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브 및 적어도 하나의 유체 소스는 동일한 물질, 예를 들어 지혈제를 포함하는 물질, 액체, 페이스트, 또는 파우더의 형태로 제공되는 물질을 포함하여, 적어도 하나의 유체 소스가 제 1 물질 저장부를 구성하도록 하는, 복강경 어플리케이터.
134. 항목 133에 있어서, 제 1 물질 저장부는 물질을 유지하기 위한 배럴 및 물질을 배럴 밖으로 밀어내기 위한 피스톤을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
135. 항목 134에 있어서, 배럴은 10-30 mm 사이, 더 바람직하게는 12-20 mm 사이, 가장 바람직하게는 14-18 mm 사이의 직경을 갖는, 복강경 어플리케이터.
136. 항목 133 내지 항목 135 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 제 2 물질 저장부(들)를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
137. 항목 133 내지 항목 136 중 어느 하나에 있어서, 제 2 물질 저장부(들)는 적어도 하나의 보조 커넥터 요소를 통해 제 1 물질 저장부에 탈착 가능하게 부착되는, 복강경 어플리케이터.
138. 항목 137에 있어서, 보조 커넥터 요소는 루어락, 압축 조인트, 또는 글루 조인트를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
139. 항목 137 또는 항목 138에 있어서, 보조 커넥터 요소는 1) 제 1 물질 저장부와 제 2 물질 저장부, 및 2) 제 1 물질 저장부와 전달 튜브 사이에 순차 유체 연결을 설정하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
140. 항목 137 내지 항목 139 중 어느 하나에 있어서, 보조 커넥터 요소는 제 1 물질 저장부와 제 2 물질 저장부 사이에 유체 통로를 제공하는 제 1 구성, 및 제 1 물질 저장부와 전달 튜브 사이에 유체 통로를 제공하는 제 2 구성을 갖도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
141. 항목 137 내지 항목 140 중 어느 하나에 있어서, 보조 커넥터 요소는 적어도 하나의 일방 밸브를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
142. 제 133항 내지 제 141항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 및/또는 제 2 물질 저장부는 일회용인, 복강경 어플리케이터.
143. 항목 114 내지 항목 142 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스는 예를 들어 압력 소스의 사용에 의해 가압되도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
144. 항목 114 내지 항목 143 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 적어도 2개의 유체 소스를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
145. 항목 1 내지 항목 144 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브는 물질을 압력하에 유지하거나 가압된 물질을 유지하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
146. 항목 1 내지 항목 145 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브 내의 물질과 같은, 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
147. 항목 146에 있어서, 전달 튜브는 원위 단부로부터 물질이 로딩되도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
148. 항목 147에 있어서, 전달 튜브는 물질 저장부 및/또는 흐름 제어 요소를 위한 하나 이상의 분리 가능하게 부착된 커넥터를 포함하는, 복강경 어플리케이터.
149. 항목 146 내지 항목 148 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질에 압력을 가하도록 구성된 스프링인, 복강경 어플리케이터.
150. 항목 149에 있어서, 스프링 에너지는 미리 저장되고 및/또는 스프링 에너지는 전달 튜브를 로딩할 때 저장되는, 복강경 어플리케이터.
151. 항목 146 내지 항목 148 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 압력 소스는 적어도 하나의 유체 소스 및/또는 전달 튜브 내의 물질에 압력을 가하도록 구성된 가스인, 복강경 어플리케이터.
152. 항목 150에 있어서, 가스 압력 소스는 가스 카트리지, 모터 구동식 벨로우즈, -프로펠러, -압축기 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터.
153. 항목 146 내지 항목 152 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 압력 소스는 스프링 장착형 요소, 기체 추진제, 팽창 가능한 풍선 또는 블래더, 및/또는 이동 가능한 피스톤, 예컨대 전기 구동 피스톤 또는 수동 구동 피스톤의 그룹으로부터 선택된 추진제를 포함하는. 복강경 어플리케이터.
154. 항목 146 내지 항목 153 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 압력 소스는 수동 피스톤, 모터 구동식 피스톤, 스프링 힘, 및 가스 압력, 예컨대 모터의 그룹으로부터 선택되고, 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 피스톤을 포함하는 구동 메커니즘인, 복강경 어플리케이터.
155. 항목 154에 있어서, 구동 메커니즘은 전기 모터인 복강경 어플리케이터.
156. 항목 154 또는 항목 155에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 활성화 시 전기 신호를 구동 메커니즘에 송신하도록 구성되고, 이에 의해 상기 전기 신호의 수신 시 구동 메커니즘은 물질이 복강경 어플리케이터로부터 분배되도록 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
157. 항목 154 내지 항목 156 중 어느 하나에 있어서, 구동 메커니즘은 2개의 피스톤을 포함하고, 제 1 피스톤은 제 1 유체 소스에 제 1 압력을 가하도록 구성되고, 제 2 피스톤은 제 2 유체 소스에 제 2 압력을 가하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
158. 항목 157에 있어서, 구동 메커니즘은 제 1 피스톤 및/또는 제 2 피스톤의 작동 사이를 전환하도록 구성된 스위칭 메커니즘, 예컨대 기어 메커니즘을 포함하는, 복강경 어플리케이터.
159. 항목 154 내지 항목 158 중 어느 하나에 있어서, 구동 메커니즘은 적어도 하나의 피스톤의 방향(전방 또는 역방향)을 제어하도록 구성된 방향 제어를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
160. 항목 1 내지 항목 159 중 어느 하나에 있어서, 상기 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 압력 소스를 포함하고, 피스톤 구동 메커니즘(piston drivemechanism)을 포함하고, 상기 피스톤은 철회 가능하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
161. 항목 1 내지 항목 160 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브의 적어도 일부를 둘러싸는 강성 외피를 더 포함하고, 외피는 전달 튜브가 투관침 내로 삽입될 수 있도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
162. 항목 1 내지 항목 161 중 어느 하나에 있어서, 상기 어플리케이터는:
- 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스로서, 전달 튜브와 유체 연결되는, 유체 소스; 및/또는
- 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 유지하기 위한 드라이버 유닛을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
163. 항목 162에 있어서, 복강경 어플리케이터는 물질 유체를 유지하기 위한 배럴과 유체를 주사기 밖으로 밀어내고 및/또는 주사기 안으로 물질을 인출하기 위한 플런저를 갖는 주사기를 포함하고, 드라이버 유닛은 주사기를 수용하고 유지하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
164. 항목 163에 있어서, 드라이버 유닛은 물질이 어플리케이터 내로 인출되도록 플런저를 인출시키도록 추가로 구성되는, 복강경 어플리케이터.
165. 항목 1 내지 항목 164 중 어느 하나에 있어서, 전달 튜브 및/또는 적어도 하나의 유체 소스는 일회용인, 복강경 어플리케이터.
166. 항목 1 내지 항목 165 중 어느 하나에 있어서, 두 모드(온/오프) 사이를 전환하도록 구성된 안전 메커니즘을 더 포함하고, '오프 모드'는 어떤 물질도 어플리케이터로부터 방출될 수 없는 것을 의미하고, '온 모드'는 물질이 방출될 수 있음을 의미하는, 복강경 어플리케이터.
167. 항목 166에 있어서, 안전 메커니즘은 전달 튜브 또는 어플리케이터 팁 또는 드라이버 유닛에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
168. 항목 1 내지 항목 167 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터로부터 방출되는 물질의 유량을 제어하도록 구성된 흐름 컨트롤러를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터.
169. 항목 168에 있어서, 흐름 컨트롤러는 드라이버 유닛에 위치되는, 복강경 어플리케이터.
170. 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 유지하기 위한 복강경 전달 튜브에 연결하기 위한 복강경 어플리케이터 팁으로서,
- 상기 밸브가 개방될 때 전달 튜브로부터 물질을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 밸브; 및
- 적어도 하나의 밸브를 개방하거나 폐쇄하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이를 포함하는, 복강경 어플리케이터 팁.
171. 항목 170에 있어서, 적어도 하나의 밸브는 압력하에서 물질을 유지 및 방출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터 팁.
172. 항목 170 또는 항목 171에 있어서, 어플리케이터 팁은 액추에이터에 가해지는 압력을 감지하기 위한 저항막 압력 센서와 같은 압력 센서를 더 포함하는, 복강경 어플리케이터 팁.
173. 항목 170 내지 항목 172 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 적어도 하나의 액추에이터에 적용되는 압력을 표시하기 위한 압력 지시등을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터 팁.
174. 항목 170 내지 항목 173 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 예를 들어 광 다이오드 형태의, 상태 표시기를 더 포함하고, 상기 상태 표시기는 전달 튜브에 남아 있는 물질의 양을 나타내도록 구성된, 복강경 어플리케이터 팁.
175. 항목 170 내지 항목 174 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁 또는 파지 섹션은 로봇 암에 의해 파지되도록 구성된 강성 섹션을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터 팁.
176. 항목 170 내지 항목 175 중 어느 하나에 있어서, 어플리케이터 팁은 물질의 분배 속도 및/또는 분배 각도를 조정하기 위한 조절 가능한 노즐을 더 포함하는, 복강경 어플리케이터 팁.
177. 수술 로봇 암에 의해 선택된 부위에서 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 분배하거나 인출하기 위한 복강경 어플리케이터로서,
- 물질을 유지하는 전달 튜브; 및
- 항목 170 내지 항목 176 중 어느 하나에 따른 어플리케이터 팁으로서, 어플리케이터 팁은 전달 튜브의 원위 단부에 연결되는, 어플리케이터 팁을 포함하고,
상기 어플리케이터 팁은:
- 로봇 암에 의해 공간적으로 조작되도록; 및/또는
- 로봇 암을 사용하여 전달 튜브에서 물질을 제어 가능하게 방출하거나 선택한 부위에서 전달 튜브로 물질을 제어 가능하게 인출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
178. 항목 1 내지 항목 169 중 어느 하나에 따른 복강경 어플리케이터, 하나 이상의 압력 소스, 및 선택적으로 하나 이상의 물질 저장부와 같은 하나 또는그 초과의 유체 소스를 포함하는, 부품 키트.
179. 항목 178에 있어서, 물질 저장부는 물질로 채워지도록 구성되고 전달 튜브, 바람직하게는 전달 튜브의 원위 개구에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 하나 이상의 주사기인, 부품 키트.
180. 항목 178 또는 항목 179에 있어서, 압력 소스는 전달 튜브, 바람직하게는 전달 튜브의 근위 개구에 대한 유체 연결을 형성하도록 구성된 하나 이상의 가스 카트리지인, 부품 키트.
181. 항목 178 내지 항목 180 중 어느 하나에 있어서, 압력 소스는 어플리케이터에 통합되고, 선택적으로 압력 소스는 전달 튜브의 근위 단부에 있는 스프링인, 부품 키트.
182. 부품 키트로서,
- 항목 1 내지 항목 169 중 어느 하나에 따른 복강경 애플리케이터; 및
- 드라이버 유닛을 포함하고,
상기 드라이버 유닛은:
- 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스로서, 전달 튜브와 유체 연결되는, 유체 소스; 및/또는
- 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된, 모터와 같은, 적어도 하나의 압력 소스를 유지하는, 부품 키트.
183. 항목 182에 있어서, 부품 키트는 유체를 유지하기 위한 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함하고, 상기 유체 소스는 전달 튜브와 유체 연결되는, 부품 키트.
184. 항목 182 또는 항목 183에 있어서, 부품 키트는 적어도 하나의 유체 소스에 압력을 가하도록 구성되고 및/또는 전달 튜브 내부에 압력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 압력 소스를 더 포함하는, 부품 키트.
185. 항목 182 내지 항목 184 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 유체 소스를 더 포함하고, 상기 유체 소스는 플런저를 갖는 주사기이고, 드라이버 유닛은 플런저의 위치를 결정하기 위해 구성된 위치 센서를 더 포함하는, 부품 키트.
186. 항목 182 내지 항목 185 중 어느 하나에 있어서, 드라이버 유닛은 적어도 2개의 주사기와 같은 적어도 2개의 유체 소스를 유지하도록 구성되는, 부품 키트.
187. 어플리케이터로부터 지혈제를 포함하는 물질과 같은 물질을 분배하기 위한 항목 1 내지 항목 169 중 어느 하나에 따른 복강경 어플리케이터의 용도.
Claims (36)
- 수술 로봇 암(surgical robotic arm)에 의해 선택된 부위에 물질, 예를 들어, 지혈제(haemostatic agent)를 포함하는 물질을 분배하기 위한 복강경 어플리케이터(laparoscopic applicator)로서,
전달 튜브; 및
- 상기 전달 튜브의 원위 단부에 연결된 어플리케이터 팁(applicator tip)으로서, 전달 튜브의 축방향 연장부에 있는 파지 섹션(grip section)에 의해 상기 로봇 암에 의해 제어 가능하게 작동되도록 구성되고, 상기 파지 섹션은 정점 형상 섹션(apex shaped section)을 포함하는 축(axis)을 가로지르는 둘레를 가져서 상기 파지 부분이 상기 로봇 암에 의해 클램핑(clamping)되고 공간적으로 조작되도록 구성되는, 어플리케이터 팁을 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항에 있어서,
상기 전달 튜브의 적어도 일부는 장력이 없는 가요성(tension free flexible)을 갖도록 구성되는, 어플리케이터. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전달 튜브가 0.0001-0.035 GPa 사이의 영률(Young's modulus)을 갖는 가요성 재료(flexible material)를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브가 0.2 내지 2.0 사이의 감쇠 계수(damping coefficient)를 갖는 재료를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브가 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer), 부틸 고무(butyl rubber), 폴리우레탄(polyurethane), 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 진동 에너지 소산 재료(vibrational energy dissipating material)를 포함하거나 이로 이루어지는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브를 지지하기 위한 삽입 가이드(insertion guide)를 더 포함하고, 상기 삽입 가이드는 선택적으로 상기 전달 튜브의 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 구성되는, 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정점 형상 섹션이 둥근 정점, 둔각 정점, 예각 정점, 뾰족한 정점, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 둘레가 타원형, 하나의 대칭 축을 갖는 계란형, 두 개의 대칭 축을 갖는 계란형, 정삼각형, 이등변 삼각형, 부등변 삼각형, 평행사변형 및 마름모의 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 둘레 형상은 가장 긴 치수를 정의하는 장축과, 가장 짧은 치수를 정의하는 단축에 의해 정의되는, 복강경 어플리케이터. - 제 9 항에 있어서,
상기 장축이 2.5-5.2 mm 사이이고 및/또는 상기 단축이 2.5-3.5 mm 사이인, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파지 섹션(grip section)의 길이가 20-25mm 사이 또는 30-35mm 사이인, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파지 섹션이 상기 전달 튜브와 유체 연통(fluid communication)하는 연결 섹션을 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 12 항에 있어서,
상기 연결 섹션은 수직 컷 연결(perpendicular cut connection), 스텝 컷 연결(step-cut connection), 글루 조인트(glue joint), 수축 튜브 연결, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 조인트를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파지 섹션이 강철, 스테인레스강, ABS, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), PEEK 및 이들의 조합과 같은 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폐색에 강한 재료(occlusion robust material)를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파지 섹션은 폴리올레핀(polyolefin), ABS 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는 연질 중합체(soft polymer)를 포함하는 코팅을 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 15 항에 있어서,
상기 코팅이 수축 튜브(shrink tube)에 의해 얻어지는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어플리케이터 팁(tip) 및/또는 파지 섹션은 팁을 수술 기구에 자기적으로 부착하도록 구성된 자기 요소(magnetic element)를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 17 항에 있어서,
상기 자기 요소는 바람직하게는 적어도 400g/cm2의 유지력을 갖는 네오디뮴 자석(neodymium magnet)인, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어플리케이터 팁은 로봇 암에 의해 미리 정의된 힘을 받도록 구성된 활성화 섹션에 의해, 상기 로봇 암에 의해, 상기 전달 튜브로부터 물질을 제어 가능하게 방출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터. - 제 19 항에 있어서,
상기 활성화 섹션은 상기 파지 섹션의 축방향 연장부에 위치되는, 복강경 어플리케이터. - 제 19 항에 있어서,
상기 활성화 섹션은 상기 파지 섹션과 일치하는, 복강경 어플리케이터. - 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성화 섹션은, 미리 정의된 힘이 초과될 때, 물질 방출 메커니즘을 활성화하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어플리케이터 팁 및/또는 파지 섹션은 상기 팁의 원위 단부(distal end)에 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항에 있어서,
상기 노즐은 원통형, 평면형 및 주름진 플래너(corrugated planer)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 미리 정의된 기하학적 구조로 물질을 배출하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
상기 노즐 개구의 단면 형상은 원형, 마름모형, 직사각형, 곡선형 직사각형, 및 오목형 직사각형의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 개구의 높이가 0.5-1.0 mm 사이인, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 루멘(nozzle lumen)은 원위 단부를 향해 발산(diverging)되는, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐의 형상은 원추형, 구형으로 무딘 원추형, 쌍원추형, 접선형, 타원형, 포물선형의 그룹으로부터 선택되는, 복강경 어플리케이터. - 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 루멘의 길이는 2.0-3.5 mm 사이인, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브의 길이가 350-500 mm 사이인, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브는 2.5-4.5 mm 사이의 외부 직경, 및/또는 1.5-2.0 mm 사이의 직경을 갖는 내부 루멘을 갖는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브가 1.2-1.5 mm 사이의 직경에 대응하는 단면적을 갖는 루멘을 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 유닛과 상기 파지 섹션 사이의 연결부는 급격하거나(abrupt) 점진적인(gradual), 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어플리케이터 팁 및/또는 상기 파지 섹션은 하나 이상의 광원, 검출 센서, 및/또는 카메라를 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 또는 광학 신호와 같은 하나 이상의 신호 캐리어(signal carrier)를 수신하도록 구성된 하나 이상의 루멘을 포함하는, 복강경 어플리케이터. - 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전달 튜브의 내부에 압력을 가하도록 구성된 압력 소스(pressure source)를 포함하고, 피스톤 구동 메커니즘(piston drive mechanism)을 포함하고, 상기 피스톤은 철회 가능하도록 구성되는, 복강경 어플리케이터.
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