WO2020060116A1 - 기체주입 안정화 장치 - Google Patents

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WO2020060116A1
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gas
supply
volume
flow path
stabilization device
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손대경
박성찬
엄우식
오재환
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National Cancer Center Korea
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National Cancer Center Japan
National Cancer Center Korea
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    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3344—Measuring or controlling pressure at the body treatment site

Definitions

  • the present invention relates to a gas injection stabilization device for stabilizing the pressure change of the injected gas to ensure space during surgery.
  • Minimally invasive surgery is a method of incising and cutting 3-4 skins with a size of 0.5-1.5 cm on the skin, and then inserting an endoscope and surgical instruments equipped with a special camera into the skin to look inside, and to secure the field of view. Is important.
  • gas such as carbon dioxide is injected into the body, and in the case where surgery is performed in a narrow space in the body, it is difficult to maintain a constant pressure, and thus there is a difficulty in performing a stable operation.
  • An object of the present invention is to provide a gas injection stabilization device for stabilizing gas pressure changes in a surgical space.
  • the volume fixing in the gas injection stabilization device for reducing the pressure change of the gas injected into the body to ensure space during surgery, the volume fixing, the volume fixing having a fixed first gas space It is in communication with, and the volume is variable by the gas entering and exiting the volume fixing unit, and at least one volume variable portion having a second gas space connected to the first gas space, connected to the volume fixing unit, and external A gas supply unit that receives gas from a gas supply device; And is connected to the volume fixing, it is achieved by including a gas discharge unit for discharging the gas to the external surgical space.
  • the gas supply part includes a supply flow path through which gas flows and a supply end through which the gas flows into the gas space, and the gas discharge part fixes the volume by moving the exhaust end and the gas into which the gas in the first gas space flows. It may include a discharge channel that flows out.
  • the supply passage may include a first supply passage connected to the outside, a second supply passage branched from the first supply passage, and having a supply end.
  • the second supply flow path may include a first sub flow path and a second sub flow path, each of which has a supply end.
  • the first supply flow path, the first sub flow path, and the second sub flow path may be any one of V, Y, and T shapes.
  • the volume variable portion is provided in a pair and is disposed with the volume fixing portion interposed therebetween, and the supply end of the first sub flow path faces any one of the volume variable portions, and the feed end of the second sub flow path faces the other of the volume variable portions. Gas may be exhausted.
  • the bulk fixation may be cylindrical.
  • a gas injection stabilization device for stabilizing the pressure change of the injected gas to secure a stable space and a surgical field of view during surgery.
  • FIG. 1 shows a gas injection device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a volume fixing section taken along line II-II in FIG. 1,
  • 3a and 3b is a view for explaining the use of the gas injection stabilization device according to the first embodiment of the present invention
  • 5A to 5E are schematic diagrams of arrangements of a gas supply part and a gas discharge part according to embodiments 8 to 12 of the present invention
  • 6A and 6B respectively show a gas injection stabilization device used in Experiment 1,
  • 7A to 7C show pressure measurement results according to measurement points in Experiment 1, respectively.
  • 9A to 9C show pressure measurement results according to measurement points in Experiment 3, respectively.
  • 11A to 11C show pressure measurement results according to measurement points in Experiment 4, respectively.
  • 13A to 13C respectively show pressure measurement results according to measurement points in Experiment 5.
  • gas injection stabilization device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows a gas injection stabilization device 1 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view along II-II 'of the volume fixing 10 of FIG. 1.
  • the gas injection stabilization device 1 is in communication with the volume fixing section 10 and the volume fixing section 10 having a fixed first gas space. , It includes a volume variable portion 20 having a second gas space that is variable in volume and connected to the first gas space by the gas entering and exiting the volume fixing part 10.
  • the volume fixing part 10 is a cylindrical shape of a plastic material, and is not limited thereto, and other embodiments of various materials and forms that are connected to supply the gas well to the volume variable portion 20 and that can be fixed even when entering or exiting the gas It is possible.
  • the volume variable portion 20 is provided in a pair and is disposed with the volume fixing portion 10 interposed therebetween.
  • the volume-variable portion 20 is a rubber material, and is connected to the volume fixing portion 10 so that embodiments of other materials are possible depending on the amount of gas entering and leaving the volume fixing portion 10.
  • the volume fixing unit 10 is connected to the gas supply unit 30 receiving gas from an external gas supply device and the volume fixing unit 10 and includes a gas discharge unit 40 for discharging gas to an external surgical space. do.
  • the gas supply part 30 and the gas discharge part 40 are arranged on a straight line parallel to the extending direction of the volume fixing part 10.
  • the gas supply unit 30 includes a supply passage 301 through which gas is introduced and moves, and a supply end 303 through which the introduced gas flows into the first gas space.
  • the supply channel 301 includes a first supply channel 301a connected to the outside, and a second supply channel 301b branched from the first supply channel 301a and having a supply end 303.
  • the second supply flow passage 301b includes a first sub flow passage 301b 'and a second sub flow passage 301b ′′ having respective supply ends 303.
  • the gas discharge unit 40 includes an exhaust end 403 through which gas in the gas space is introduced and an exhaust passage 401 through which the gas moves and flows out of the volume fixing unit 10.
  • the first sub-channel 301b 'and the second sub-channel 301b ′′ are respectively arranged to inject gas toward different volume variable portions 20.
  • the first supply channel 301a, the first sub channel 301b ', and the second sub channel 301b ′′ are T-shaped.
  • the gas flowing out through the supply ends 303 of the sub-channels 301b 'and 301b ′′ is positioned toward the center of the surface where the volume fixing portion 10 and the volume variable portion 20 communicate. That is, d 1 and d 2 in FIG. 2 are formed to have the same length.
  • the present invention is not limited thereto, and various embodiments are possible depending on the amount of gas and the type of the volume variable portion 20.
  • the volume variable portion 20 at the volume fixing portion 10 May be efficient, and the effect of reducing the pressure at the surgical site may be increased.
  • the length l1 of the first sub channel 301b ' is longer than the length l2 of the second sub channel 301b ′′, and the supply end of the first sub channel 301b' is greater than the second sub channel 301b ′′.
  • 303 is located adjacent to the discharge end 403.
  • the first length (l 2) of the sub-passage (301b '), the length (l 1) and the second sub-passage (301b ") of the may be the same (not shown) or similar (not shown).
  • the length l 2 of the second sub-channel 301b ′′ becomes longer, there is an effect of increasing the pressure distribution of the gas delivered to the volume variable portion 20 positioned in the longer direction.
  • the first gas space is elongated, and the second supply flow path 301b is disposed parallel to the extending direction of the first gas space.
  • 3A and 3B are diagrams for explaining the use of the gas injection stabilization device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the user connects the gas supply unit 30 with an external gas supply device, and connects the gas discharge unit 40 with a trocar to introduce gas into the surgical site.
  • the user proceeds with surgery while supplying gas to the surgical space (see FIG. 3A).
  • the gas supplied to the gas supply unit 30 moves to the volume variable unit 20, and the volume variable unit 20 is inflated to a certain extent to form a second gas space.
  • the gas may be irregularly supplied at high pressure (excess) to the gas injection stabilization device 1 according to the operation of the external supply device, etc., and the volume variable portion 20 is further swelled as shown in FIG. 3B.
  • the volume of the second gas space increases.
  • the volume variable portion 20 stabilizes the pressure change of the gas while repeating expansion and contraction, and the gas having the pressure change stabilized is discharged through the gas discharge portion 40 to secure the space of the surgical site, This will prevent pressure changes in the surgical space.
  • the gas injection stabilization device 1 secures a basic volume through a volume fixing part 10 serving as a buffer, and through a volume variable portion 20 that stabilizes a pressure change of the gas while expanding and contracting. It has the effect of reducing the pressure change in the surgical space.
  • 4A to 4D show the shape of the supply flow passage 301 according to the second to fifth embodiments of the present invention.
  • the first supply flow path 301a, the first sub flow path 301b ', and the second sub flow path 301b ′′ are the second embodiment and the second Y-shape and V-shape, respectively.
  • Three embodiments are possible.
  • a fourth embodiment formed only of the first sub-path 301b 'and a fifth embodiment without the second supply flow 301b is possible.
  • the gas flow path sectional area of the second supply passage (301b) is a second supply channel (301b), the feed end 303 toward that is narrowed in diameter, with r 1 (not shown) large sixth embodiment than r 2,
  • the seventh embodiment is possible in which the diameter of the second supply passage 301b increases toward the supply end 303, that is, r 1 is smaller than r 2 .
  • 5A to 5E show the arrangement of the gas supply unit 30 and the gas exhaust unit 40 according to the eighth to twelfth embodiments of the present invention.
  • the gas supply unit 30 and the gas discharge unit 40 are arranged in parallel with the volume fixing unit 10, and are formed facing each other. Examples are possible.
  • the surgical method using the gas injection device according to the present invention is as follows.
  • the user connects the gas supply unit 30 with an external gas supply device, and connects the gas discharge unit 40 with a trocar to introduce gas into the surgical site.
  • the user proceeds with surgery while supplying gas to the surgical space (see FIG. 3A). In this process, the pressure change of the surgical site is reduced by the gas supply unit 30, so that the surgery can be easily performed.
  • Experimental Example 1 is a first implementation of the present invention comprising a T-shaped gas supply unit 30 in which a second supply flow path 301b is formed in a cylindrical volume fixing part 10 made of a plastic material having a diameter of 70 mm and a height of 200 mm.
  • the gas injection stabilization device 1 according to the example was used, and specific values are shown in FIG. 6A.
  • Experimental Example 2 used the gas injection stabilization device 1 according to the fifth embodiment of the present invention in which the second supply flow path 301b is not formed, and specific values are as shown in FIG. 6B.
  • the 40L High Flow Insufflator connected to the container containing CO 2 gas is connected to the first supply channel 301a of the gas injection stabilization device 1 according to each experimental example, and the Patient's body pack is connected to the discharge channel 401 instead of the patient's abdominal cavity. Connect the device that can monitor the pressure level and change to the patient's body pack.
  • the pressure distribution according to the gas injection of the external device was measured by flow analysis through computational fluid dynamics (cFd).
  • the gas discharged from the supply end 303 faces, the volume fixing part 10 and both volume variable parts 20, L (left) and R (right), which are the centers of the surfaces, discharge the gas to the outside.
  • the pressure when the pressure of the gas flowing into each of the center points O (output) of the flow path was increased was measured.
  • FIG. 7A to 7C show pressure measurement results according to measurement points L, R, and O of the first embodiment (MODEL T) and the fifth embodiment (MODEL I) in Experiment 1, respectively.
  • the pressure distribution from the volume fixing portion 10 to the volume variable portion 30 is efficiently made compared to the fifth embodiment, and the pressures of L and R are You can see the big thing. That is, in the fifth embodiment, since there is no difference in the size of the gas pressure of the output (measurement point O) discharged to the outside, the gas pressure can be efficiently adjusted, but the T-shaped gas supply unit in which the second supply flow path 301b is formed ( 30) in the first embodiment, it can be seen that the gas of the volume variable portion 30 is efficiently delivered.
  • each of the second sub-channels 301b ′′ from the center of the first sub-channels 301b ′ is 30 mm, respectively, in a cylindrical volume fixing 10 made of a plastic material having a diameter of 70 mm and a height of 200 mm, respectively.
  • Experimental Example 4 was used for the gas injection stabilization device (1) of 60mm, Experimental Example 5 is 95mm, the pressure distribution and measurement points (L, R, O) of each volume fixing 10 in the same manner as in Experiment 1 The pressure magnitude of was measured.
  • 8A to 8C are graphs showing the results of pressure measurement at the measurement points (L, R, O) in Experiment 2, respectively.
  • the lengths of the second sub-channels 301b ′′ at the measurement point R are effective for pressure transmission of 60 mm and 30 mm, respectively, than 30 mm, and it is seen that the other pressure points and the overall pressure distribution are similar. That is, as the length of the second supply flow path 301b increases, the distance from the volume variable portion 20 becomes closer, and the gas movement becomes smooth, so that the efficiency of pressure transmission can be improved as it becomes closer to the volume variable portion 20. It is judged that there is.
  • the sixth embodiment which is gradually narrowed in diameter to the end 303 (in FIG. 2 r 1> r 2, not shown) and example 8 is gradually widened in diameter to the second supply passage (301b), the feed end 303 the seventh embodiment (FIG r 1 ⁇ r 2, not shown in Fig. 2) the pressure distribution, and the measurement of the gas injection was used as a stabilizer (1) experiment 1 each of the volume of fixing section 10, in the same way and according to which The pressure magnitudes at the points (L, R, O) were measured.
  • 9A to 9C show measurement results of Experiment 3 for pressure measurement according to each measurement point (L, R, O).
  • the pressure transmission is more efficient than the first embodiment than the sixth and seventh embodiments according to the present invention.
  • the supply end portion 303 becomes narrow and the amount of gas to be discharged decreases. do.
  • Experimental Example 9 used the gas injection stabilization device 1 according to the first embodiment of the present invention, in which the gas supply unit 30 and the gas discharge unit 40 are arranged side by side in the volume fixing unit 10. Is as shown in FIG. 10A.
  • Experimental Example 10 used the gas injection stabilization device 1 according to the eighth embodiment of the present invention in which the gas supply unit 30 and the gas discharge unit 40 face each other, and the specific values are shown in FIG. 10B.
  • 11A to 11C respectively show pressure measurement results according to measurement points L, R, and O in Experiment 4.
  • the first embodiment and the eighth embodiment show that there is no difference between the pressure distribution of the volume fixing section 10 and the pressure of each measurement point (L, R, O). You can. Therefore, it can be seen that the position of the gas discharge unit 40 does not significantly affect.
  • Experimental Example 11 is the invention of the present invention comprising a T-shaped gas supply unit 30 formed by facing the second supply flow path (301b) to the cylindrical volume fixing portion 10 made of a plastic material having a diameter of 70 mm and a height of 200 mm.
  • the gas injection stabilization device 1 according to the 8 embodiment was used, and specific values are shown in FIG. 12A.
  • Experimental Example 12 used a gas injection stabilization device 1 according to a ninth embodiment of the present invention including a V-shaped gas supply unit 30, the specific values are as shown in Figure 12b.
  • Experimental Example 13 used a gas injection stabilization device 1 according to a tenth embodiment of the present invention including a U-shaped gas supply unit 30, and specific values are shown in FIG. 12C.
  • Each is designed such that the gas flowing out through the supply end 303 is positioned toward the center of the surface where the volume fixing section 10 and the volume variable section 20 communicate, and the volume fixing section 10 is the same as in Experiment 1. ) was measured for the pressure distribution and the pressure magnitude at the measurement points (L, R, O).
  • 13A to 13C respectively show pressure measurement results according to measurement points in Experiment 5.
  • the ninth embodiment is more effective than the ninth embodiment, and the pressure transmission of the tenth embodiment is more effective than the ninth embodiment. It is thought that the efficiency of pressure transmission can be improved by changing the kinetic energy of the gas as slowly as possible.
  • the gas injection stabilization device 1 secures the basic volume through the volume fixing part 10 serving as a buffer, and changes the gas amount through the volume variable portion 20 in which the volume changes according to the gas amount. There is also an effect that can reduce the pressure of the surgical site. This effect is branched from the first supply channel 301a connected to the outside, and the second supply channel, the first sub channel 301b 'having the first sub channel 301b' and the second sub channel 301b ′′.
  • the second sub-flow path 301b ′′ having a longer length and the second supply flow path 301b having a constant cross-sectional area of the gas flow path are improved to maintain stable gas flow and constant pressure inside the body during surgery.

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Abstract

본 발명은 기체주입 안정화 장치에 대한 것으로, 부피가 고정된 제1기체공간을 가지고 있는 부피고정부, 부피고정부와 연통되어 있으며, 부피고정부에 입출하는 기체에 의해 부피가 가변하며, 제1기체공간과 연결되어있는 제2기체공간을 가지는 적어도 하나의 부피가변부, 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 기체공급장치로부터 기체를 공급받는 기체공급부 및 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 수술 공간으로 기체를 배출하는 기체배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기체주입 안정화 장치
본 발명은 수술 시 공간 확보를 위해 주입되는 기체의 압력 변화를 안정화시키기 위한 기체주입 안정화 장치에 관한 것이다.
최소침습술은 피부에 0.5-1.5 cm의 크기로 3~4 군데의 피부를 절개해 구멍을 낸 뒤, 특수 카메라가 장착된 내시경과 수술기구를 넣어 속을 여다보며 수술하는 방식으로, 시야의 확보가 중요하다.
이를 위해 신체 내부에 이산화탄소 등의 기체를 주입하는데, 신체 내 좁은 공간에서 수술이 이루어지는 경우 종래에는 일정한 압력 유지가 어려워 안정적인 수술을 진행하는데 어려운 문제가 있었다.
따라서 이러한 수술 시, 신체 내부에서 안정적인 압력 유지를 위한 장치가 요구된다.
본 발명은 수술 공간 내에서의 기체 압력변화를 안정화시키기 위한 기체주입 안정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 목적은, 수술 시 공간 확보를 위해 체내에 주입되는 기체의 압력 변화를 감소시키기 위한 기체주입 안정화 장치에 있어서, 부피가 고정된 제1기체공간을 가지고 있는 부피고정부, 부피고정부와 연통되어 있으며, 부피고정부에 입출하는 기체에 의해 부피가 가변하며, 제1기체공간과 연결되어있는 제2기체공간을 가지는 적어도 하나의 부피가변부, 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 기체공급장치로부터 기체를 공급받는 기체공급부; 및 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 수술 공간으로 기체를 배출하는 기체배출부를 포함하는 것에 의해 달성된다.
기체공급부는 기체가 유입되어 이동하는 공급유로 및 유입된 기체가 상기 기체공간으로 유출되는 공급단부를 포함하고, 기체배출부는 제1기체공간의 기체가 유입되는 배출단부 및 기체가 이동하여 부피고정부 외부로 유출되는 배출유로를 포함할 수 있다.
공급유로는, 외부와 연결되는 제1공급유로, 제1공급유로에서 분기되며 공급단부를 가지는 제2공급유로를 포함할 수 있다.
제2공급유로는, 각각이 공급단부를 가지는 제1서브유로 및 제2서브유로를 포함할 수 있다.
제1공급유로, 상기 제1서브유로 및 상기 제2서브유로는 V자, Y자 및 T자 형태 중 어느 하나일 수 있다.
부피가변부는 한 쌍으로 마련되어 부피고정부를 사이에 두고 배치되며, 제1서브유로의 공급단부는 부피가변부 중 어느 하나를 향하고, 제2서브유로의 공급단부는 부피가변부 중 다른 하나를 향해 기체가 배출될 수 있다.
부피고정부는 원통형일 수 있다.
본 발명에 따르면 수술 시 안정적인 공간 및 수술 시야 확보를 위해 주입되는 기체의 압력 변화를 안정화시키기 위한 기체주입 안정화 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 장치를 도시한 것이며,
도 2는 도 1의 II-II’를 따른 부피고정부의 단면도를 도시한 것이고,
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치의 사용을 설명하기 위한 도면이고,
도 4a 내지 4d는 본 발명의 제2 내지 제5실시예에 따른 공급유로를 나타낸 것이고,
도 5a 내지 5e는 본 발명의 제8 내지 제12실시예에 따른 기체공급부 및 기체배출부의 배치에 대한 개략도이고,
도 6a 및 도 6b는 각각 실험 1에서 사용한 기체주입 안정화 장치를 나타낸 것이고,
도 7a 내지 도 7c는 각각 실험 1에서 측정지점에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이고,
도 8a 내지 도 8c는 각각 실험 2에서 측정지점의 압력 측정 결과를 도시한 것이고,
도 9a 내지 도 9c는 각각 실험 3에서 측정지점에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이고,
도 10a 및 도 10b는 각각 실험 4에서 사용한 기체주입 안정화 장치를 나타낸 것이고,
도 11a 내지 도 11c는 각각 실험 4에서 측정지점에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이고,
도 12a 내지 도 12c는 각각 실험 5에서 사용한 기체주입 안정화 장치를 나타낸 것이고,
도 13a 내지 도 13c는 각각 실험 5에서 측정지점에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호 범위는 모든 변형 및 수정도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 부피고정부(10)의 II-II’를 따른 단면도를 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)는 부피가 고정된 제1기체공간을 가지고 있는 부피고정부(10), 부피고정부(10)와 연통되어 있으며, 부피고정부(10)에 입출하는 기체에 의해 부피가 가변하며 제1기체공간과 연결되어 있는 제2기체공간을 가지는 부피가변부(20)를 포함한다.
부피고정부(10)는 플라스틱 소재의 원통형이며, 이에 한정된 것은 아니고 부피가변부(20)에 기체를 잘 공급할 수 있도록 연결되며, 기체 출입에도 부피가 고정될 수 있는 여러 소재 및 형태의 다른 실시예가 가능하다.
부피가변부(20)는 한 쌍으로 마련되어 부피고정부(10)를 사이에 두고 배치된다. 부피가변부(20)는 고무 소재이며, 부피고정부(10)와 연결되어 부피고정부(10)의 입출하는 기체의 양 등에 따라 다른 소재의 실시예가 가능하다.
부피고정부(10)는 외부의 기체공급장치로부터 기체를 공급받는 기체공급부(30) 및 부피고정부(10)와 연결되어 있으며 외부의 수술 공간으로 기체를 배출하는 기체배출부(40)를 포함한다. 기체공급부(30)와 기체배출부(40)는 부피고정부(10)의 연장방향과 평행한 직선 상에 배치되어 있다.
기체공급부(30)는 기체가 유입되어 이동하는 공급유로(301)와, 유입된 기체가 제1기체공간으로 유출되는 공급단부(303)를 포함한다.
공급유로(301)는 외부와 연결되는 제1공급유로(301a)와, 제1공급유로(301a)에서 분기되며 공급단부(303)를 가지는 제2공급유로(301b)를 포함한다.
제2공급유로(301b)는 각각의 공급단부(303)를 가지는 제1서브유로(301b′)와 제2서브유로(301b″)를 포함한다.
기체배출부(40)는 기체공간의 기체가 유입되는 배출단부(403) 및 기체가 이동하여 부피고정부(10) 외부로 유출되는 배출유로(401)를 포함한다.
제1서브유로(301b′)와 제2서브유로(301b″)는 각각 서로 다른 부피가변부(20)를 향해 기체를 주입하도록 배치되어 있다.
제1공급유로(301a), 제1서브유로(301b′)와 제2서브유로(301b″)는 T자 형태이다. 서브유로(301b′, 301b″)의 공급단부(303)를 통해 유출되는 기체가 부피고정부(10)와 부피가변부(20)가 연통되는 면의 중앙으로 향하게 위치한다. 즉 도 2의 d1과 d2의 길이는 동일하게 형성된다. 그러나 이에 한정된 것은 아니고, 기체량, 부피가변부(20)의 종류 등에 따라 다양한 실시예가 가능하다.
공급단부(303)를 통해 유출되는 기체는 부피고정부(10)와 부피가변부(20)가 연통되는 면의 중앙으로 향하는 경우, 같은 기체량이라도 부피고정부(10)에서 부피가변부(20)로의 전달이 효율적일 수 있으며, 수술 부위의 압력을 감소시키는 효과가 증대될 수 있다.
제1서브유로(301b′)의 길이(l1)는 제2서브유로(301b″)의 길이(l2)보다 길며, 제2서브유로(301b″)보다 제1서브유로(301b′)의 공급단부(303)가 배출단부(403)에 인접하여 위치한다. 이에 한정된 것은 아니고, 제1서브유로(301b′)의 길이(l1)와 제2서브유로(301b″)의 길이(l2)는 동일(미도시)하거나 유사(미도시)할 수 있다. 제2서브유로(301b″)의 길이(l2)가 길어지게 되면, 길어지는 방향에 위치하는 부피가변부(20)에 전달되는 기체의 압력 분포가 커지는 효과가 있다.
제1기체공간은 길게 연장되어 있으며, 제2공급유로(301b)는 제1기체공간의 연장방향과 평행하게 배치된다. 제2공급유로(301b)의 기체유로 단면적은 일정(도 2에서 r1= r2)하다. 그러나 이에 한정된 것은 아니고 다양한 실시예가 가능하다.
이상 설명한 기체주입 안정화 장치(1)의 사용방법을 도 3a 및 도 3b를 참조로 설명한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)의 사용을 설명하기 위한 도면이다.
사용자(의료진)는 기체공급부(30)를 외부의 기체공급장치와 연결하고, 기체배출부(40)를 수술 부위로 기체를 유입시키는 투관침 등에 연결한다. 사용자는 수술 공간에 기체를 공급하면서(도 3a참고) 수술을 진행한다.
이 과정에서 기체공급부(30)로 공급된 기체는 부피가변부(20)로 이동하고, 부피가변부(20)는 일정 정도 부풀어서 제2기체공간을 형성한다.
이 때, 외부의 공급장치의 작동 등에 따라 기체주입 안정화 장치(1)에 기체가 고압(과량)으로 불규칙하게 공급될 수 있는데, 부피가변부(20)는 도 3b에 도시된 바와 같이 더욱 부풀어 오르고 제2기체공간의 부피는 증가하게 된다. 이와 같이, 부피가변부(20)가 팽창 및 수축을 반복하면서 기체의 압력변화를 안정화시키는데, 이렇게 압력 변화가 안정화된 기체는 기체배출부(40)를 통해 배출되어 수술 부위의 공간을 확보하고, 수술 공간에서의 압력 변화를 방지하게 된다.
본 발명에 따른 기체주입 안정화 장치(1)은, 버퍼 역할을 하는 부피고정부(10)를 통해 기본 부피를 확보하고, 팽창 및 수축하면서 기체의 압력변화를 안정화시키는 부피가변부(20)를 통해 수술 공간의 압력 변화를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 제2 내지 제5실시예에 따른 공급유로(301)의 형태를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 제1공급유로(301a), 제1서브유로(301b′)와 제2서브유로(301b″)는 각각 Y자, V자 형태인 제2실시예 및 제3실시예가 가능하다. 또한, 도 3c 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 각각 제1서브유로(301b′)로만 형성된 제4실시예, 제2공급유로(301b)가 없는 제5실시예가 가능하다.
한편 제2공급유로(301b)의 기체유로 단면적은 제2공급유로(301b)가 공급단부(303)로 갈수록 직경이 좁아지는 즉, r1이 r2보다 큰 제6 실시예(미도시), 제2공급유로(301b)가 공급단부(303)로 갈수록 직경이 넓어지는 즉, r1이 r2보다 작은 제7실시예(미도시)가 가능하다.
도 5a 내지 5e는 본 발명의 제8 내지 제12실시예에 따른 기체공급부(30) 및 기체배출부(40)의 배치를 도시한 것이다.
도 5a 내지 5e에 도시된 바와 같이, 기체공급부(30)와 기체배출부(40)는 부피고정부(10)가 나란히 배치된 본 발명의 제1실시예와는 달리, 서로 마주보며 형성되는 다양한 실시예가 가능하다.
본 발명에 따른 기체주입 장치를 이용한 수술방법은 다음과 같다.
사용자(의료진)는 기체공급부(30)를 외부의 기체공급장치와 연결하고, 기체배출부(40)를 수술 부위로 기체를 유입시키는 투관침 등에 연결한다. 사용자는 수술 공간에 기체를 공급하면서(도 3A참고) 수술을 진행한다. 이 과정에서 기체공급부(30)에 의해 수술 부위의 압력변화가 감소하여 수술을 용이하게 수행할 수 있다.
이하, 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실험예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실험예에 의해 제한되지 않는다.
<실험 1 (실험예 1 내지 실험예 2): 제2공급유로(301b)의 유무에 따른 압력 분포 측정>
1) 실험 방법
실험예 1은 직경 70mm, 높이 200mm의 플라스틱 소재로 이루어진 원통형 부피고정부(10)에, 제2공급유로(301b)가 형성되어 있는 T자형 기체공급부(30)를 포함하는 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 6a와 같다.
실험예 2는 제2공급유로(301b)가 형성되어 있지 않은 본 발명의 제5실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 6b에 도시된 바와 같다.
각 실험예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)의 제1공급유로(301a)에는 CO2 기체가 담긴 용기와 연결된 40L High Flow Insufflator를, 배출유로(401)에는 환자의 복강 대신 Patient’s body pack을 연결하고, Patient’s body pack에 압력 수치 및 변화에 대한 모니터링이 가능한 장치를 연결한다.
외부 장치의 기체 주입에 따른 압력분포를 컴퓨터 유체 역학(computational Fluid dynamics, cFd)을 통해 유동해석으로 압력분포를 측정하였다.
또한 공급단부(303)에서 배출된 기체가 향하는, 부피고정부(10)와 양쪽 부피가변부(20)가 만나는 면의 중앙인 L(left)과 R(right), 기체가 외부로 배출되는 배출유로의 중앙지점 O(output)에서 각각 유입되는 기체의 압력이 증가하였을 때의 압력을 측정하였다.
2) 결과
도 7a 내지 도 7c는 각각 실험 1에서 제1실시예(MODEL T) 및 제5실시예(MODEL I)의 측정지점(L, R, O)에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 제1실시예는 제5실시예에 비해, 부피고정부(10)에서 부피가변부(30)로의 압력 분포가 효율적으로 이루어지며, L 및 R의 압력이 큰 것을 알 수 있다. 즉, 제5실시예는 외부로 배출되는 Output(측정지점 O)의 기체 압력의 크기 차이는 없어 기체 압력을 효율적으로 조절할 수 있으나, 제2공급유로(301b)가 형성되어 있는 T자형 기체공급부(30)가 있는 제1실시예는 부피가변부(30)의 기체가 효율적으로 전달됨을 알 수 있다.
<실험 2 (실험예 3 내지 실험예 5): 제2서브유로(301b″)의 길이에 따른 압력 분포 측정>
1) 실험 방법
실험예 3은 각각 직경 70mm, 높이 200mm의 플라스틱 소재로 이루어진 원통형 부피고정부(10)에, 각각 제1서브유로(301b′)의 중심으로부터 제2서브유로(301b″)의 길이가 각각 30mm, 실험예 4는 60mm, 실험예 5는 95mm인 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 실험 1과 같은 방법으로 각각의 부피고정부(10)의 압력 분포 및 측정지점(L, R, O)의 압력 크기를 측정하였다.
2) 결과
도 8a 내지 도 8c는 각각 실험 2에서 측정지점(L, R, O)의 압력 측정 결과를 도시한 그래프이다.
도시된 바와 같이 측정지점 R에서 제2서브유로(301b″)의 길이가 각각 30mm 보다 60mm, 60mm 보다 95mm의 압력 전달이 효과적이며, 이 이외의 측점지점과 전체적인 압력분포는 유사한 것을 볼 수 있다. 즉, 제2공급유로(301b)의 길이가 길어질수록 부피가변부(20)와의 거리가 가까워져, 기체 이동이 원활해지기 때문에 부피가변부(20)와 가까워지는 만큼 압력전달의 효율을 향상시킬 수 있는 것으로 판단된다.
<실험 3 (실험예 6 내지 실험예 8): 공급단부의 형태에 따른 압력 분포 측정>
1) 실험 방법
실험예 6은 각각 제2공급유로(301b)의 기체유로 단면적은 일정(도 2에서 r1= r2)한 본 발명의 제1실시예, 실험예 7은 제2공급유로(301b)가 공급단부(303)로 갈수록 직경이 좁아지는 제6실시예(도 2에서 r1>r2, 미도시) 및 실험예 8은 제2공급유로(301b)가 공급단부(303)로 갈수록 직경이 넓어지는 제7실시예(도 2에서 r1<r2, 미도시)에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 실험 1과 같은 방법으로 각각의 부피고정부(10)의 압력 분포 및 측정지점(L, R, O)의 압력 크기를 측정하였다.
2) 결과
도 9a 내지 도 9c는 각 측정지점(L, R, O)에 따른 압력 측정에 대한 실험 3의 측정 결과를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제6 및 제7실시예보다 제1실시예에 비해 압력전달이 효율이 좋은 것으로 확인된다. 제6실시예의 경우, 공급단부(303)가 좁아져 배출되는 기체량이 작아지고, 제7실시예의 경우, 공급단부(303)가 넓어져, 공급되는 기체 대비 배출되는 기체의 압력이 낮아지기 때문인 것으로 판단된다.
<실험 4 (실험예 9 내지 실험예 10): 기체배출부(40)의 위치에 따른 압력 분포 측정>
1) 실험 방법
실험예 9는 기체공급부(30)와 기체배출부(40)는 부피고정부(10)에 나란히 배치되어 있는 본 발명의 제1실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 10a와 같다.
실험예 10은 기체공급부(30)와 기체배출부(40)가 서로 마주보며 배치하는 본 발명의 제8실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 10b와 같다.
실험 1과 같은 방법으로 각각의 부피고정부(10)의 압력 분포 및 측정지점(L, R, O)의 압력 크기를 측정하였다.
2) 결과
도 11a 내지 도 11c는 각각 실험 4에서 측정지점(L, R, O)에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이다.
도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이 제1실시예 와 제8실시예는 부피고정부(10)의 압력 분포와 각 측정지점(L, R, O)의 압력의 크기는 차이가 없음을 알 수 있다. 따라서 기체배출부(40)의 위치는 크게 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
<실험 5 (실험예 11 내지 실험예 13): 제2공급유로(301b)의 형태에 따른 압력 분포 측정>
1) 실험 방법
실험예 11은 직경 70mm, 높이 200mm의 플라스틱 소재로 이루어진 원통형 부피고정부(10)에, 제2공급유로(301b)가 마주보며 형성되어 있는 T자형 기체공급부(30)를 포함하는 본 발명의 제8실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 12a와 같다.
실험예 12는 V자형 기체공급부(30)를 포함하는 본 발명의 제9실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 12b와 같다.
실험예 13은 U자형 기체공급부(30)를 포함하는 본 발명의 제10실시예에 따른 기체주입 안정화 장치(1)을 사용하였고, 구체적인 수치는 도 12c와 같다.
각각은 공급단부(303)를 통해 유출되는 기체가 부피고정부(10)와 부피가변부(20)가 연통되는 면의 중앙으로 향하게 위치하도록 설계하였으며, 실험 1과 같은 방법으로 부피고정부(10)의 압력 분포 및 측정지점(L, R, O)의 압력 크기를 측정하였다.
2) 결과
도 13a 내지 도 13c는 각각 실험 5에서 측정지점에 따른 압력 측정 결과를 도시한 것이다.
도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이 제8실시예에 비해 제9실시예가, 제9실시예에 비해 제10실시예의 압력 전달이 효과적인 것을 볼 수 있다. 이는 기체의 운동 에너지를 가능한 서서히 방향을 바꿔줌으로서 압력전달의 효율을 향상시킬 수 있는 것으로 판단된다.
본 발명에 따른 기체주입 안정화 장치(1)은, 버퍼 역할을 하는 부피고정부(10)를 통해 기본 부피를 확보하고, 기체량에 따라 부피가 변화하는 부피가변부(20)를 통해 기체량 변화 시에도 수술 부위의 압력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과는 외부와 연결되는 제1공급유로(301a)에서 분기되고, 제1서브유로(301b′)와 제2서브유로(301b″)를 가진 제2공급유로, 제1서브유로(301b′) 보다 길이가 긴 제2서브유로(301b″), 기체유로의 단면적이 일정한 제2공급유로(301b) 등을 통해 향상되어, 수술 시 신체 내부에서 안정적인 가스 흐름과 지속적이 압력을 유지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 수술 시 공간 확보를 위해 체내에 주입되는 기체의 압력 변화를 감소시키기 위한 기체주입 안정화 장치에 있어서,
    부피가 고정된 제1기체공간을 가지고 있는 부피고정부;
    상기 부피고정부와 연통되어 있으며, 상기 부피고정부에 입출하는 기체에 의해 부피가 가변하며, 상기 제1기체공간과 연결되어있는 제2기체공간을 가지는 적어도 하나의 부피가변부;
    상기 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 기체공급장치로부터 기체를 공급받는 기체공급부; 및
    상기 부피고정부와 연결되어 있으며, 외부의 수술 공간으로 기체를 배출하는 기체배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체공급부는 기체가 유입되어 이동하는 공급유로; 및 상기 유입된 기체가 상기 기체공간으로 유출되는 공급단부;를 포함하고,
    상기 기체배출부는 상기 제1기체공간의 기체가 유입되는 배출단부; 및 상기 기체가 이동하여 상기 부피고정부 외부로 유출되는 배출유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공급유로는,
    외부와 연결되는 제1공급유로;
    상기 제1공급유로에서 분기되며 상기 공급단부를 가지는 제2공급유로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2공급유로는,
    각각이 상기 공급단부를 가지는 제1서브유로; 및
    제2서브유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1공급유로, 상기 제1서브유로 및 상기 제2서브유로는 V자, Y자 및 T자 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 부피가변부는 한 쌍으로 마련되어 상기 부피고정부를 사이에 두고 배치되며,
    상기 제1서브유로의 공급단부는 상기 부피가변부 중 어느 하나를 향하고, 상기 제2서브유로의 공급단부는 상기 부피가변부 중 다른 하나를 향해 기체가 배출되는 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부피고정부는 원통형인 것을 특징으로 하는 기체주입 안정화 장치.
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